JPH0749545B2

JPH0749545B2 - 水性インク組成物

Info

Publication number: JPH0749545B2
Application number: JP63015318A
Authority: JP
Inventors: 勝島田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1988-01-26
Filing date: 1988-01-26
Publication date: 1995-05-31
Anticipated expiration: 2010-05-31
Also published as: JPH01190770A

Description

【発明の詳細な説明】［技術分野］本発明は、印刷用、筆記具用、記録計用、スタンプ用と
して好適な水性インク組成物に関し、特にインクジェッ
ト印刷用として有用なシアン水性インク組成物に関す
る。

［従来技術］インクジェット記録において、長時間に亘って良好な印
字記録を行うためには、使用するインク（水性インク組
成物）が以下の条件を満たすことが必要である。

１）インクの噴射特性が優れていること。そのために
は液滴発生方法や液滴飛翔方向制御方法に応じたインク
物性として、インクの粘度、表面張力、比電導度、密度
が適正範囲に含まれること。

２）保存性に優れていること。そのためには長時間保
存、連続使用あるいは記録休止中に化学変化などにより
析出が生じてノズルが詰まったり、インク物性が変化し
ないこと。

３）印字記録された画像は充分にコントラストが高
く、ニジミのない鮮明画像であること。

４）印字画像の乾燥が速いこと。

５）印字記録された画像はその他耐水性、耐光性等が
良く、すなわち保存性が良く、また耐摩耗性に富むこ
と。

６）さらにフルカラー・プリンター等に用いられるイ
ンクとしては高純度の色調を有する色再現性の優れた画
像を形成すること。

以上のような要求を満足するためこれまでに、インクジ
ェット記録等に用いられるインクとして幾多の提案がな
されているが、上記の諸条件のすべてを充分に満足する
ものはいまだに得られていないのが現状である。これは
主としてインクを構成する材料の中の染料に起因するも
のである。

すなわち、通常の水性インク組成物は、基本的には、染
料および湿潤剤といわれる多価アルコールまたはそのエ
ーテル類と水とより構成され、必要に応じてさらに防カ
ビ剤等の添加剤を含有するものである。ここで染料とし
ては例えばシアンインク用の場合はC.I.ダイレクトブル
ー1,8,71,76,86,108,200,201,202,236等やC.I.アシッド
ブルー1,7,9,15,175,249等の直接染料や酸性染料が用い
られている。

しかし、このような染料を含有したシアンインクをイン
クジェット記録に用いると、直接染料では溶解性が悪い
ため、連続記録時や記録再開時にノズルの目詰まりを起
こしたり、さらにカラー画像を記録した場合、必ずしも
色再現性に優れた画像が得られない。また、酸性染料は
色調の良いものが多いが、画像の耐水性および耐光性が
悪く、画像の保存性に問題がある。

［目的］本発明の目的は、上記従来の問題点を解決した水性イン
ク組成物、特にインクジェット記録用水性インク組成物
を提供することである。さらに詳細には噴射特性が優
れ、目詰りがなく、また画像の鮮明性、耐水性、耐光性
等に優れたシアン水性インクを提供することである。

［構成］本発明者は、上記問題点を解決する手段として分子吸光
係数が十分に高く、かつ湿潤剤に対する溶解度が十分に
大きい染料を用いることが、きわめて有効であることを
見出し、本発明を完成するに至った。すなわち本発明の
水性インク組成物は、下記一般式で表わされる水溶性染
料を少なくとも一種含有することを特徴とするものであ
る。

（但し、式中M,l,m,nは下記のように定義される。

M;水素原子、リチウム、カリウム、ナトリウム、四級ア
ンモニウム、有機アミン l;1,2または３ m;l＝１のとき３、ｌ＝２のとき２、ｌ＝３のとき１ n;0〜６の整数）本発明の前記一般式で示される染料の具体例としては下
記の化合物が挙げられる。なお、銅フタロシアニン核はCu−Pcと略記した。

なお、これら染料の含有量は、インク全重量に対して0.
5〜20重量％、好ましくは1.5〜６重量％が適当である。
0.5重量％未満であると着色剤としての効力が低下し
て、得られる画像の色調は不十分となり、また20重量％
を超えると長時間経過後、インク中に析出が生じてイン
クジェット記録が十分に行われなくなる傾向がある。

以上のような本発明の前記一般式の染料はいずれも容易
に製造できるが、その製造法を例えば具体例（１）の染
料で示すと次の通りである。

50gのクロルスルホン酸を撹拌しながら、これに銅フタ
ロシアニン5.8g（約0.01モル）を加え135℃で４時間反
応する。反応終了後、反応液を室温まで冷却し、塩化チ
オニル4.8gを加え、75℃で３時間反応させた後、室温ま
で冷却する。この反応液を氷水400mlに細流注入すると
青色の沈澱物が生ずる。これを吸引濾過し、150mlの氷
水で洗浄する。得られたケーキを５℃以下の氷水300ml
中に撹拌分散し、これにβ−アラニン2.8g（約0.03モ
ル）を加えた後、炭酸ナトリウム5.0gを加える。さらに
アセトン150mlを加えて５℃以下で５時間、20〜25℃で
５時間、50〜60℃で２時間反応する。アセトンを留去し
た後、この反応液を塩酸で酸性とし、析出した沈澱を濾
取する。これを200mlのメタノールで３回洗浄して無機
塩を除き乾燥すれば具体例（１）の染料が遊離酸の形で
8.6g得られた。

Na塩とするには、当量の苛性ソーダを含む水溶液にこれ
を溶解した後、水を蒸発することにより得られる。

本発明のインクは、溶媒成分として水を使用するもので
あるが、インク物性を所望の値に調整するため、インク
の乾燥を防止するため、染料の溶解性を向上するため等
の目的で、水溶性有機溶媒と水とを混合して使用するこ
ともできる。

水溶性有機溶媒としては、エチレングリコール、ジエチ
レングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレ
ングリコール、ポリプロピレングリコール、グリセリン
等の多価アルコール類；エチレングリコールモノエチル
エーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジ
エチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレング
リコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモ
ノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチル
エーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル
等の多価アルコールのアルキルエーテル類；その他Ｎ−
メチル−２−ピロリドン、２−ピロリドン、1,3−ジメ
チルイミダゾリジノン、ジメチルホルムアミド、トリエ
タノールアミン等が挙げられる。

これらの中で特に好ましいのはジエチレングリコール、
ポリエチレングリコール200〜600、トリエチレングリコ
ール、エチレングリコール、グリセリンおよびＮ−メチ
ル−２−ピロリドンであり、これらを用いることにより
染料の高い溶解性および水分蒸発防止による目詰まり防
止の効果をさらに高めることができる。

インク中の上記水溶性有機溶媒の含有量はインクの全重
量に対して５〜80重量％の範囲で使用できるが、粘性、
乾燥性等から15〜60重量％の範囲で用いることが好まし
い。

本発明のインクには上記染料、有機溶媒のほかに従来よ
り知られている防腐防カビ剤、pH調整剤、キレート試
薬、防錆剤等の添加剤を加えることができる。

例えば防腐防カビ剤として、デヒドロ酢酸ナトリウム、
ソルビン酸ナトリウム、２−ピリジンチオール−１−オ
キサイドナトリウム、安息香酸ナトリウム、ペンタクロ
ロフェノールナトリウム等が使用できる。

pH調整剤としては、調合されるインクに悪影響を及ぼさ
ずにインクのpHを9.0〜11.0の範囲に制御できるもので
あれば任意の物質を使用することができる。その例とし
て、ジエタノールアミン、トエタノールアミン等のアミ
ン類；水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリ
ウムなどのアルカリ金属の水酸化物；水酸化アンモニウ
ム；四級アンモニウム水酸物、炭酸リチウム、炭酸ナト
リウム、炭酸カリウム等のアルカリ金属の炭酸塩等が挙
げられる。

キレート試薬としては、例えば、エチレンジアミン四酢
酸ナトリウム、ニトリロ三酢酸ナトリウム、ヒドロキシ
エチルエチレンジアミン三酢酸ナトリウム、ジエチレン
トリアミン五酢酸ナトリウム、ウラシル二酢酸ナトリウ
ム等がある。

防錆剤としては、例えば酸性亜硫酸塩、チオ硫酸ナトリ
ウム、チオグリコール酸アンモン、ジイソプロピルアン
モニウムニトライト、四硝酸ペンタエリスリトール、ジ
シクロヘキシルアンモニウムニトライトなどがある。

その他、目的に応じて水溶性紫外線吸収剤、水溶性赤外
線吸収剤、水溶性高分子化合物、染料溶解剤、界面活性
剤等を添加することができる。

［実施例］以下に本発明の実施例および比較例を示す。なお、％は
全て重量％である。

実施例１下記組成の材料を約50℃に加熱して撹拌溶解した後、孔
径0.22μｍのテフロンフィルターで濾過することによっ
て水性インク組成物を作製した。

具体例（１）の染料 3.0％ジエチレングリコール 20.0％Ｎ−メチル−２−ピロリドン 5.0％デヒドロ酢酸ナトリウム 0.2％水 71.8％下記の組成よりなる材料を用いる以外は実施例１と同様
にして、実施例２〜５および比較例１〜３のインクを作
製した。

実施例２具体例（３）の染料 3.0％ポリエチレングリコール200 15.0％トリエチレングリコールモノメチルエーテル 10.0％デヒドロ酢酸ナトリウム 0.2％水 71.8％実施例３具体例（５）の染料 3.0％ジエチレングリコール 20.0％ 1,3−ジメチルイミダゾリジノン 5.0％６−アセトキシ−2,4−ジメチル−ｍ−ジオキサン0.3％水 71.7％実施例４具体例（８）の染料 3.0％ジエチレングリコール 20.0％グリセリン 5.0％２−ピリジンチオール−１−オキサイドナトリウム 0.3
％水 71.7％実施例７具体例（10）の染料 3.0％ジエチレングリコール 20.0％Ｎ−メチル−２−ピロリドン 5.0％６−アセトキシ−2,4−ジメチル−ｍ−ジオキサン0.3％水 71.7％比較例１ C.I.アシッドブルー９ 3.0％ジエチレングリコール 20.0％Ｎ−メチル−２−ピロリドン 5.0％デヒドロ酢酸ナトリウム 0.2％水 71.8％比較例２ C.I.アシッドブルー249 3.0％ポリエチレングリコール200 15.0％トリエチレングリコールモノメチルエーテル 10.0％デヒドロ酢酸ナトリウム 0.2％水 71.8％比較例３ C.I.ダイレクトブルー86 3.0％ジエチレングリコール 20.0％２−ピリジンチオール−１−オキサイドナトリウム 0.3
％水 71.7％次に実施例１〜５および比較例１〜３の組成物について
下記の試験を行った。結果を表１に示す。

１）画像の鮮明性リコー製ワードプロセッサー・リポート5600J用インク
ジェット・プリンターに、作製したインクを充填し印字
記録を行った。

鮮明な画像が得られたインクについて表１において○印
で表した。

２）画像の耐光性１）で得た画像サンプルをフェード・メーター（カーボ
ン・アーク灯、63℃）に３時間かけ光照射前後の画像濃
度をマクベス濃度計で測定し下式により耐光性（退色
率）を求めた。

３）画像の耐水性１）で得た画像サンプルを30℃の水に１分間浸漬し、浸
漬前後の画像濃度をマクベス濃度計で測定し、２）項の
式と同様の式により耐水性（退色率）を求めた。

４）保存性インクをポリエチレン製の容器に入れ、−20℃、４℃、
20℃、50℃、70℃、それぞれの条件下で３か月間保存
し、保存前後の粘度、表面張力、電気伝導度の変化、お
よび沈澱物析出の有無を調べた。どの条件下で保存して
も、物性変化、沈澱物の発生がなかったものを表１では
○とした。

５）ノズルの目詰まりテスト１）で印字した後、印字休止したままで、20℃、65％RH
の環境下で２か月間放置し、放置後再び正常な印字が可
能か否かを調べた。１つのインクサンプルについて３台
のプリンターを使用し試験した。

表１には３台のプリンターとも正常に印字できた場合を
○、３台中１台または２台で正常印字ができなかった場
合を×、３台とも正常印字できなかった場合を××で示
した。なお、5600J用プリンターには、ノズルに詰まり
が生じ、噴射ができなくなった時、ジェットの噴射方向
が著しく放置前と比べ変化した時には、それを自動的に
検出し、プリンターの作動を停止するための装置が取り
付けられている。

［効果］以上の説明で明らかなように、本発明は水性インク用染
料として分子吸光係数が十分高く、かつ湿潤剤に対する
溶解度が十分に大きいものを用いたので、目詰まりがな
く、従って保存性に優れ、画像の鮮明性、耐水性、耐光
性等に優れた水性インク組成物を提供することができ
る。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下記一般式で表わされる水溶性染料を少な
くとも一種含有することを特徴とする水性インク組成
物。（但し、式中M,l,m,nは下記のように定義される。 M;水素原子、リチウム、カリウム、ナトリウム、四級ア
ンモニウム、有機アミン l;1,2または３ m;l＝１のとき３、ｌ＝２のとき２、ｌ＝３のとき１ n;0〜６の整数）