JPH0768472B2 - インク - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、筆記用具等のインクに関し、特に記録ヘッド
のオリフィスから液滴を飛翔させて記録を行うインクジ
ェット記録方式に好適なインクに関し、更に詳しくはイ
ンクジェット用に特別に調製された紙は勿論、一般にオ
フィスで使用されているコピー用紙、レポート用紙、ノ
ート、便箋等の普通紙に対しても良好な記録が行えるイ
ンクに関する。

（従来の技術） 従来から筆記具（万年筆、サインペン、水性ボールペン
等）用インク及びインクジェット用インクについて実に
様々な組成のものが報告されている。

中でも近年はコピー用紙、レポート用紙、ノート、便箋
等のオフィスで一般に使用されている普通紙に対しても
良好な記録を行うためのインク、特にインクジェット用
インクについて、組成及び物性等の多様な面から詳細な
研究開発が為されている。

例えば、一般にインク中には乾燥防止、目詰り防止等の
目的でグリコール等の高沸点有機溶剤が含有されている
が、このようなインクでサイズ度の高い普通紙に記録を
行った場合には、インクが紙内部へ浸透しにくく記録部
の乾燥性が悪いため、記録物を手で触れるとインクが手
についたり、文字がこすれて汚れたりする等の問題があ
った。

そこで、紙内部へのインクの浸透性を高めるために、特
開昭55−29546号公報にはインク中に多量の界面活性剤
を添加する方法が提案されている。この場合には紙によ
っては滲みが非常に多く発生したり、筆記具に充填した
場合には、ペン先からインクがボタ落ちしたり、又、イ
ンクジェット用ヘッドに充填した場合には、ヘッドの構
造条件によってはインクがオリフィス面より後退してし
まい吐出が行われなかったり、逆にオリフィス面全体が
漏れてしまいインクが吐出しない等のトラブルが見られ
た。

又、特開昭56−57862号公報にはインクのpHを強アルカ
リ性にする方法も提案されているが、この場合にはイン
クに手が触れた場合に危険であり、又、ある種のサイズ
剤を用いた紙、例えば中性紙等に対しては滲み、乾燥性
とも良好でない場合がある等の欠点がある。

更に、インクを構成する溶剤についても種々の検討が行
われており、前記の滲みと乾燥性以外にも目詰り防止、
被記録材上での発色性向上及びインクジェット用ヘッド
での吐出特性改善のための報告が為されている。

例えば、特開昭57−57763号公報にはインク中にグリセ
リンのアセテート誘導体であるモノ、ジ又はトリアセチ
ン等を添加する方法が提案されているが、これらの物質
は水系インク中で加水分解されてしまい、インクの保存
安定性が不良となる。

又、特開昭59−38267号公報にはグリセリンモノメチル
エーテルを含有するインクが提案されているが、このイ
ンクを用いて前記の普通紙に記録を行った場合には、紙
内部へのインクの浸透性が不十分であり実用上未だ問題
がある。

上記の他にも今迄に種々の改良が試みられているが、前
記のインクの滲みと乾燥性の問題を全て解決するという
インクは今迄のところ知られていないのが現状である。

（発明が解決しようとしている問題点） そこで本発明の目的は、コピー用紙、レポート用紙、ノ
ート、便箋等の如くオフィスで一般に使用されている普
通紙に記録した場合のインクの滲み及び記録物の遅乾性
を解決したインクを提供することにある。

又、本発明の別の目的はオフィスや家庭における使用に
おいても安全性の高いインクを提供することにある。

更に、本発明の他の目的は保存安定性の優れたインクを
提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 上記目的は以下の本発明によって達成される。

すなわち、本発明は、色素及び液媒体から構成されるイ
ンクにおいて、下記一般式（Ｉ）で表される化合物を含
有することを特徴とするインクである。

但し、式中のR₁、R₂及びR₃は水素原子、炭素数２乃至12
の飽和又は不飽和脂肪族炭化水素基、炭素数３乃至10の
脂環式炭化水素基又は炭素数６乃至15の芳香族炭化水素
基を表すが、R₁、R₂及びR₃の全てが同時に水素原子では
ない。

（作用） 本発明者等は紙上におけるインクの滲み、乾燥性及び浸
透性を改善するために様々なインク組成について鋭意検
討の結果、上記一般式（Ｉ）で表される化合物を含むイ
ンクが滲みと浸透性の点でバランスのとれたものである
ことを見出し、本発明に至ったものである。

本発明者の知見によれば、紙上でのインクの滲み、すな
わち印字品位に関しては、通常インクに使用されるグリ
コール等の溶剤の中では、エチレングリコール及びグリ
セリンが比較的良好であり、特に目詰り性も考慮すると
グリセリンが望ましい。但し、グリセリンを数10重量％
含有するだけのインクでは印字品位は良好であるが浸透
性は非常に遅く実用的ではない。又、浸透性に関して
は、インクの粘度が非常に小さい場合又はインクの表面
張力が小さい場合に良好となる。但し、インクの粘度が
小さい場合は一般に揮発性溶剤の含有量が多い。又は不
揮発性溶剤を少量含有するインクとなるため、目詰り性
及び吐出安定性が問題となる場合が多く、又インクの表
面張力が小さい場合は浸透性は良好であるが滲みが多く
なり印字品位が乱れてしまうことが多い。

一般に、グリコール等の水酸基（−OH）をアルキル化し
た化合物、すなわち、グリコールアルキルエーテル類は
元のグリコールに比べ表面張力が小さくなることが知ら
れている。従って、紙におけるインクの浸透性向上に対
し効果的なのであるが、ジエチレングリコールやトリエ
チレングリコール等をアルキル化した化合物は表面張力
の低下が大きく、そのため前述のように滲みが多量に発
生して印字品位が低下してしまう。しかしながら本発明
において一般式（Ｉ）で表わされる化合物は、その元と
なるグリセリンの表面張力がグリコール類よりも大きい
ため、アルキル化等した場合でも滲みの発生を抑制しつ
つ浸透性が向上するのである。すなわち、グリセリンの
良好な印字品位を生かしつつ浸透性が改善されて、本発
明の目的が達成されるのである。但し、グリセリンのエ
ーテル類においてもアルキル基が大きくなると表面張力
の低下が著しく滲みが発生し易くなるため、アルキル基
の炭素数は10以下、更には４以下とされるのが好まし
い。

（好ましい実施態様） 本発明で使用し主として本発明を特徴づける前記一般式
（Ｉ）で表される化合物は、グリセリンの誘導体であ
り、通常グリセリンアルキルエーテル、グリセリンアリ
ルエーテルと呼ばれるものである。

上記化合物の具体例は以下の通りであるが、本発明はこ
れらの化合物例に限定されない。

上記化合物例の中でも本発明の目的を達成するために特
に好ましいものとしては、化合物例１乃至６のアルキル
基及びアリル基を含有する化合物が挙げられる。

以上の如き前記一般式（Ｉ）で表される化合物のインク
中への添加量は、使用する色素や併用する他の液媒体成
分等によっても異なるが、インク中で１乃至60重量％程
度を、好適には２乃至50重量％、より好適には３乃至30
重量％を占める割合である。

上記一般式（Ｉ）で表される化合物は高沸点化合物であ
り、インクの保湿剤としても有効であるが、その他従来
公知のインクに使用されている水及び一般的な有機溶剤
も併用でき、例えば、有機溶剤としては、メチルアルコ
ール、エチルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、イ
ソプロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、sec−
ブチルアルコール、tert−ブチルアルコール、イソブチ
ルアルコール、ｎ−ペンタノール等の炭素数１乃至５の
アルキルアルコール類；ジメチルホルムアミド、ジメチ
ルアセトアミド等のアミド類；アセトン、ジアセトンア
ルコール等のケトン又はケトアルコール類；テトラヒド
ロフラン、ジオキサン等のエーテル類；ポリエチレング
リコール、ポリプロピレングリコール等のポリアルキレ
ングリコール類；エチレングリコール、プロピレングリ
コール、ブチレングリコール、トリエチレングリコー
ル、12,6−ヘキサントリオール、チオジグリコール、ヘ
キシレングリコール、ジエチレングリコール等のアルキ
レン基が２乃至６個の炭素原子を含むアルキレングリコ
ール類；グリセリン；エチレングコールモノメチル（又
はエチル）エーテル、ジエチレングリコールモノメチル
（又はエチル）エーテル、トリエチレングリコールモノ
メチル（又はエチル）エーテル等の多価アルコールの低
級アルキルエーテル類；トリエチレングリコールジメチ
ル（又はエチル）エーテル、テトラエチレングリコール
ジメチル（又はエチル）エーテル類の多価アルコールの
低級ジアルキルエーテル類；スルホラン、Ｎ−メチル−
２−ピロリドン、1,3−ジメチル−２−イミダゾリジノ
ン等が挙げられる。

上記水溶性有機溶剤の含有量は、一般にはインクの全重
量に対して重量％で２乃至40％、好ましくは５乃至20％
の範囲である。

本発明のインクを構成する色素としては、直接染料、酸
性染料、食用染料、塩基性染料、反応染料、分散染料、
建染染料、可溶性建築染料、反応分散染料、油性染料、
各種顔料が挙げられるが、中でも水溶性の染料はインク
の性能上特に好ましいものである。

これら色素の含有量は液媒体成分の種類、インクに要求
される特性等に依存して決定されるが、一般的にはイン
ク全量中で重量％で約0.2乃至20％、好ましくは0.5乃至
10％、より好ましくは１乃至５％を占める割合である。

本発明のインクの必須成分は上記の通りであるが、その
他各種の分散剤、界面活性剤、粘度調整剤、表面張力調
整剤、蛍光増白剤等を必要に応じて添加することができ
る。

例えば、ポリビニルアルコール、セルロース類、水溶性
樹脂等の粘度調整剤；カチオン、アニオン或いはノニオ
ン系の各種界面活性剤、第２アルコール及び／又はその
エイレンオキサイド付加体等の界面活性剤、ジエタノー
ルアミン、トリエタノールアミン等の表面張力調整剤；
緩衝液によるpH調整剤、防カビ剤等を挙げることができ
る。

又、インクを帯電するタイプのインクジェット記録方法
に使用されるインクを調合する為には、塩化リチウム、
塩化アンモニウム、塩化ナトリウム等の無機塩類等の比
抵抗調整剤が添加される。

尚、熱エネルギーの作用によってインクを吐出させるタ
イプのインクジェット記録方法に適用する場合には、熱
的な物性値（例えば、比熱、熱膨張係数、熱伝導率等）
が調整されることもある。

更に、本発明のインクは普通紙等に記録した場合のイン
クの滲み及び記録物の乾燥性、浸透性の問題を解決し、
且つ筆記具等やインクジェット用ヘッドに対するマッチ
ングの面から、インク物性として25℃における表面張力
が35乃至68dyne/cm、粘度が15cps以下、好ましくは10cp
s以下、より好ましくは5cps以下に調整されることが望
ましい。

上記物性にインクを調整し、普通紙における問題を解決
するために、本発明のインク中に含有される水分量とし
ては50重量％以上、好ましくは60重量％、更に好ましく
は75重量％以上とされるのが好適である。

以上の如くして得られる本発明のインクは、従来技術の
問題点が解決されており、コピー用紙、レポート用紙、
ノート、便箋等の如くオフィスで一般に使用されている
普通紙に記録した場合の乾燥性、浸透性が良好で、滲み
のない印字品位の優れた記録が可能となる。

（実施例） 次に実施例及び比較例を挙げて本発明を更に具体的に説
明する。尚、文中、部及び％とあるのは特に断りのない
限り重量基準である。

実施例１乃至５ 下記の成分を混合して５時間撹拌後、水酸化ナトリウム
の0.1％水溶液にてpH7.5に調整し、更にポアサイズが１
ミクロンのメンブランフィルター（商品名 フロロボア
フィルター、住友電工（株）製）にて加圧瀘過し、本発
明のインクＡ乃至Ｅを得た。

次に得られたインクＡ乃至Ｅを用いて、インクジェット
記録装置として、発熱素子をインクの吐出エネルギー源
として利用したインクジェットプリンターBJ−80（商品
名：キヤノン（株）製）を使用し、市販のコピー用紙及
びボンド紙に記録を行い、得られた記録物の印字品位及
び浸透性を評価した。

以上の評価結果及びインク物性値（25℃）を第１表に示
す。

インクＡ C.I.フードブラック２ ３部 化合物例１ 20部 水 80部 インクＢ C.I.ダイレクトブルー86 2.5部 化合物例２ 12 部 化合物例10 ２ 部 エチルグリコール ５ 部 エタノール ３ 部 水 78 部 インクＣ C.I.ダイレクトイエロー86 1.5部 化合物例３ ５ 部 グリセリン 15 部 ノニオン系界面活性剤（商品名 エマルゲンPP−150、
花王（株）製） 0.1部 水 80 部 インクＤ C.I.アシッドレッド35 ２部 化合物例６ ８部 エチレングリコール 11部 フェニルセロソルブ １部 水 80部 インクＥ C.I.ダイレクトブラック154 ３部 化合物例４ 16部 1,3−ジメチル−２−イミダゾリジノン ５部 水 79部 比較例１乃至４ 実施例１乃至５と同様な方法にて、下記全成分を処理し
て比較例１乃至４のインクＦ乃至Ｉを得て、実施例と同
様に印字品位及び浸透性を評価した。インク物性（25
℃）及び評価結果を第１表に示す。

インクＦ C.I.フードブラック２ ３部 グリセリン 15部 エチレングリコール５部 水 80部 インクＧ C.I.アシッドレッド35 ２ 部 ジエチレングリコール 10 部 トリエチレングリコール 10 部 ノニオン系界面活性剤（商品名 ニッサンノニオンP22
3、日本油脂（株）製） 0.5部 水 80 部 インクＨ C.I.ダイレクトイエロー86 ２部 ジエチレングリコール 17部 ジエチレングリコールモノブチルエーテル ７部 水 76部 インクＩ C.I.ダイレクトブラック154 ３部 グリセリン−α−モノメチルエーテル 20部 水 80部 ＊１ 粘度測定（25℃） 東京計器製ビスコニック（VISCONIC）ELD ＊２ 表面張力測定（25℃） 協和科学製キョーワCBVPサーフィステンシオメーター
（SURFACE TENSIOMETER）Ａ−１ ＊３ 印字品位評価 前述のコピー用紙及びボンド紙に印字した後、１時間以
上放置し、その後ドットレベルでの滲み、エッヂのシャ
ープさを評価した（25℃、60％RHの環境条件にて評
価）。

◎…滲みがなく、エッジは極めてシャープである。

○…滲みは多少みられるが、ドットのエッヂはシャープ
である。

△…ほぼ全ドットに滲みがみられ、ドットのエッジも少
しぼやけている。

×…全ドットに滲みがみられ、ドットのエッヂもはっき
りしない。

＊４ 定着性評価 市販のコピー紙及びボンド紙に印字して10秒後、30秒後
に印字部を濾紙（商品名:No.5C、東洋科学産業（株）
製）にて擦った。（25℃、60％RHの環境条件にて評価） ◎…10秒でカスレ なし ○…10秒でカスレ 小 △…30秒でカスレ 小 ×…30秒でカスレ 大 実施例６ 実施例１で得られたインクＡを、軸方向の毛細管インク
流路を有する合成樹脂成形体からなるペン先を備えたマ
ーキングペンに充填して、前記コピー用紙及びボンド紙
に直線及び文字を筆記した。いずれも印字品位は良好で
あり、又、濾紙にて擦った場合でも汚れがなく浸透性も
良好であった。

比較例５ 比較例３で得られたインクＨを、実施例６と同様にマー
キングペンに充填して筆記を行ったところ、滲みが発生
して印字品位が不良があった。

実施例７ インク中に含有される溶剤の保存安定性を評価するた
め、実施例１で得られたインクＡから色素を除いた成分
を実施例１と同様に調合してインクＡ′を作成した。次
にインクＡ′を60℃のオーブンに30日間保存して、保存
前後のインク組成物を高速液体クロマトグラフィー^＊５
にて測定し、その測定チャートを第１図に示す。第１図
からも明らかなように、インクＡ′に含有されている化
合物１の物質は保存前後で何ら変化しておらず、インク
Ａ′の保存安定性は良好である。

＊５ 高速液体クロマトグラフ LIQUID CHROMATOGRAPH（WATERS ASSOCIATES製） 示差屈折率検出器:RI SE−51（Shodex製） カラム:TSK gel G 1000 PW 溶離液：水（サンプルを200倍希釈して測定） 比較例６ グリセリンのアセテート誘導体であるジアセチン（東京
化成（株）製、lot.HATOI）20部と水80部を実施例１と
同様に調合してインクＪを得た。次にインクＪを実施例
７と同様に60℃のオーブンに30日間保存して、保存安定
性を評価し、そのチャートを第２図に示す。第２図から
も明らかなように、インクＪに含有されているジアセチ
ンは保存中に分解してグリセリンと酢酸が生成してい
る。このことは保存後のインクが非常に強い酢酸臭を有
していることからも窺える。

以上のようにジアセチンを含有するインクはその保存安
定性が不良であり、長期間に渡って安定して良好な記録
を行うことができない。

（効果） 以上説明したように本発明のインクによれば、コピー用
紙、レポート用紙、ノート、便箋等の如くオフィスで一
般に使用されている一般の普通紙に対しても滲みがなく
印字品位の優れた且つ浸透性の良好な記録が可能とな
る。

又、本発明によれば、オフィスや家庭における使用にお
いても安全性の高いインクを得ることができる。

更に本発明のインクは保存安定性に優れ、長期間に亙っ
て良好な記録を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例７のインクＡ′の保存前後の高速液体ク
ロマトグラフイーの測定チャートを示し、第２図は比較
例６のインクＪの保存前後の高速液体クロマトグラフイ
ーの測定チャートを示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】色素及び液媒体から構成されるインクにお
   いて、下記一般式（Ｉ）で表される化合物を含有するこ
   とを特徴とするインク。 （但し、式中のR₁、R₂及びR₃は水素原子、炭素数２乃至
   12の飽和又は不飽和脂肪族炭化水素基、炭素数３乃至10
   の脂環式炭化水素基又は炭素数６乃至15の芳香族炭化水
   素基を表すが、R₁、R₂及びR₃の全てが同時に水素原子で
   はない。）
2. 【請求項２】一般式（Ｉ）で表される化合物が、インク
   中で１乃至60重量％を占める特許請求の範囲第（１）項
   に記載のインク。