JPH0873793A - 導電性インク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 水溶性染料等の着色剤、水及び導電性付与剤
を含む水性インクにおいて、下記一般式（Ｉ）で示され
る化合物を含有することを特徴とする導電性インク。 【化１】 （但し、Ｒは水素原子または置換もしくは非置換のアル
キル基、ｎは１以上の整数を表す。） 【効果】 高電圧を印加して液滴を発生させる方式のイ
ンクジェット記録用インクとして用いるのに好適な、好
ましくは２０〜６０ｍＳ／ｃｍの高導電性インクであっ
て、着色剤の溶解あるいは分散安定性にすぐれ、ノズル
の目詰まり等もなく、保存安定性並びに速乾性の良好な
インクである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、導電性インクに関する
ものである。更に詳しくは、インクジェット記録用イン
クとして用いた場合に、吐出ノズルの目詰まりを生じる
ことなく、記録像の速乾性が良好で、なおかつ着色剤の
優れた溶解性又は分散安定性が得られる水性導電性イン
クに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、水性インクは、主たる溶剤が水で
あるため、安全性等の点から好まれている。このインク
としては顔料インクおよび染料インクがある。顔料イン
クは染料インクに比較して耐光性、耐水性に優れ、記録
像は変色したり色あせることなく良好な画像形成が可能
である等の利点があるが、経時的に顔料が凝集しやす
く、ペン先やノズルでの目詰まりを生じたり、インク保
存中に沈殿を生じたりして、インクの安定性に問題をか
かえている。

【０００３】一方、染料インクは凝集などの問題はない
ため、現在は水性インクの主流であるが、耐光性、耐水
性等の点では顔料インクより劣っているため、今後は顔
料インクの利用用途が更に広がる可能性がある。例え
ば、ノンインパクト記録法などは、記録時に於ける騒音
の発生が小さいという利点があり、その中でも高速記録
が可能で、而も所謂普通紙に特別の定着処理を必要とせ
ずに記録が行えるインクジェット記録法は極めて優良な
記録法であって、種々の方式が商品化されたりあるいは
開発中である。

【０００４】この様なインクジェット記録法とは、イン
ク（記録液）の液滴（ｄｒｏｐｌｅｔ）を飛翔させ、
紙、フィルム、布等の被記録材に付着させて記録を行う
ものである。斯かるインクは、着色剤（染料又は顔料）
及び、これを溶解又は分散する液媒体（水又は各種水溶
性有機溶剤或いはこれらの混合物が用いられる）を基本
的成分とする水性インクであって、必要に応じて各種添
加剤が添加されている。

【０００５】この様な記録法には、インクの液滴の発生
方法及び液滴の飛翔方向の制御法によって、種々の方式
がある。例えば、ピエゾ振動子を有する記録ヘッド部に
記録信号を与え、該信号に応じてインクの液滴を発生さ
せて記録を行う所謂ドロップ・オン・デマンド方式（圧
力パルス方式）、静電誘引力を利用することによりイン
クを吐出させる所謂電界制御方式、液滴を帯電させなが
ら連続的に発生させ、さらに制御電極で帯電したインク
液滴をコントロールし、インク液滴の一部を記録に利用
する荷電制御方式（コンティニュアス方式）、記録ヘッ
ドの室内のインクに高温を与え気泡を形成、成長させる
ことによって生じる圧力を利用してインクを吐出させる
所謂バブルジェット方式、高電圧印加状態のインク中に
スパークを生じさせ、その爆発力でインクを吐出させる
所謂スパークジェット方式などが知られている。

【０００６】従って良好な記録を行うには、このような
液滴の発生方法或いは液滴の飛翔方向の制御方法に応じ
てインクが適当な物性値（例えば電気伝導度・粘度・表
面張力・ｐＨ等）を有することが必要である。すなわ
ち、インクは、長期間の保存或いは記録の休止中に液媒
体成分の気化或いは構成成分の化学変化などによる固形
分が生じてはならない。一般に、この種の記録装置の吐
出オリフィスは微細な穴（一般に直径数１０μｍ程度）
である為に、固形分の発生は目詰まりの原因になり、液
滴が全く吐出しなくなることがある。

【０００７】又、吐出停止が起こらないまでも、固形分
の発生は均一な液滴の発生或いは液滴の安定な飛翔等に
対して悪影響を及ぼし、記録性、吐出安定性、吐出応答
性或いは連続記録性が低下することもある。或いはイン
クの構成成分が化学変化を起こすと、調合時に所望の値
に調整されたインクの物性値が変化し、やはり記録性、
吐出安定性、吐出応答性が低下することがある。従って
上記の欠点を生じない液媒体及び着色剤の組み合わせが
求められている。

【０００８】特に、前述のインクジェット方式の中で電
界制御方式、荷電制御方式、スパークジェット方式など
に用いるインクは、良好な液滴の発生、飛翔方向の制御
を行うためにインクの導電性を適性範囲内に制御しなけ
ればならない。元来、水性インクに用いられてきた水溶
性染料は、染料自身が水溶液中で電離するためにある程
度の導電性を示すものであるが、電界制御方式、荷電制
御方式、スパークジェット方式などにおいてはそれだけ
では不十分であり、さらに高い導電性を付与する必要が
ある。特にスパークジェット方式のようにインクに高電
圧をかける方式のものなどは電圧をある程度制御するた
めに高い電気伝導度が必要である。インクジェット記録
用インクに導電性を付与させるためには塩化リチウム、
塩化アンモニウム、塩化ナトリウム等の無機塩類等の導
電性付与剤をインク中に添加することが知られている。
また特開昭６２−１０９８７０号公報には有機第４級ア
ンモニウム塩等の有機塩類等の導電性付与剤の記載もさ
れている。しかし、これら従来の導電性付与剤を用いて
例えば２０〜６０ｍＳ／ｃｍのような高電気伝導度を得
ている例はほとんどない。なぜなら高電気伝導度を得る
ために、上記のような有機塩類あるいは無機塩類を多量
に添加すると、着色剤の水溶性染料は導電性付与剤によ
って塩析されるため、溶解安定性が損なわれ結晶の析出
がみられたり、吐出オリフィスの目詰まりを生じたり、
保存安定性を損なったりするという問題を発生するから
である。

【０００９】例えば、下記のような一般的なインク組成
１ではインクは吐出安定性、保存安定性に問題は無く、
結晶の析出がみられたり、吐出オリフィスの目詰まりは
ほとんど無い。

【００１０】

【表１】インク組成１ Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー−１９９ ２％ グリセリン ８％ Ｎ−メチル−２−ピロリドン ８％ イソプロピルアルコール ２％ 脱塩水 ８０％

【００１１】しかしながら、このインク組成１に対し、
導電性付与剤である塩化アンモニウムを２％加えた場
合、インクには結晶の析出がみられ、保存安定性に劣る
上、吐出オリフィスには目詰まりが生じる。したがっ
て、導電性付与剤を含有する高電気伝導度の導電性イン
クにおいて、吐出オリフィスの目詰まりを生じることな
く、着色剤の優れた溶解安定性及び分散安定性等の保存
安定性を持ち、かつ速乾性を有するといういずれの効果
も優れた水性導電性インクを得ることは非常に難しい。

【００１２】インクの溶解安定性、保存安定性及び速乾
性を得るためには、種々の添加剤の使用が提案されてい
る。既に公知の物質としては、例えば特開昭５６−５５
４６８号、特開昭５９−２２９７２号、特開平２−２５
５７７５号、特開平２−１３８３７４号の各公報などに
あるようにグリセリン、エチレングリコール、チオジエ
チレングリコールなどの多価アルコール、及びエチレン
グリコールモノメチルエーテルなどの多価アルコールの
誘導体、Ｎ−メチルピロリドン、１，３−ジメチル−２
−イミダゾリジノン、トリエタノールアミン、スルホラ
ン、ジメチルスルフォキサイドなどが挙げられている
が、前述の如く、通常の水性インクで染料の溶解安定性
に優れるといわれているグリセリン、Ｎ−メチルピロリ
ドンを使用したインク組成１に塩化アンモニウムを加え
た場合には、インクとしての溶解安定性、保存安定性に
関して不十分であり、また多価アルコールや低級アルコ
ールのエーテル誘導体などは電気伝導度を低下させるの
で、いずれも導電性インクの浸透剤として好ましくな
い。高電気伝導度のインクが提案されている特開昭５９
−１２９２７４号では、２０ｍＳ／ｃｍの電気伝導度の
インクが示されているが、インクの表面張力は６０〜７
０ｄｙｎｅ／ｃｍとなり、このようなインクでは印字し
た際の記録像の乾燥性が悪く、好ましくない等の問題が
ある。一方、記録像の乾燥性を上げるために、イソプロ
ピルアルコールなどの低級アルコールを添加することが
知られているが、このイソプロピルアルコールなどの低
級アルコールを使用した場合も、電気伝導度を大きく下
げる問題があった。以上のように導電性インクにおい
て、吐出オリフィスの目詰まりを生じることなく、その
電気伝導度と速乾性及び保存安定性を全て満足する導電
性インクは得られておらず、導電性インクに適した添加
剤を選択する必要があった。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、インクジェ
ット記録用インクとして、特に高電圧をインクに印加し
て液滴を発生させる方式のインクジェット記録用インク
として、優れた導電性を持ち、なおかつ吐出オリフィス
の目詰まりを生じることなく、溶解あるいは分散安定
性、保存安定性及び速乾性に優れる導電性インクの提供
を目的とするものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意研究
を重ねた結果、導電性インク中に特定のエーテル系化合
物を含有させることにより、吐出オリフィスの目詰まり
を生じることなくインクの溶解安定性及び保存安定性を
向上させることを見いだしたものである。本発明は着色
剤、水及び導電性付与剤を含む水性インクにおいて、前
記一般式（Ｉ）で示される化合物を含有することを特徴
とする導電性インクを要旨とする。この一般式（Ｉ）に
おいて、Ｒのアルキル基としては、メチル基、エチル基
等の低級アルキル基が挙げられ、このアルキル基の置換
基としては、ヒドロキシル基、ハロゲン原子等が挙げら
れる。

【００１５】この一般式（Ｉ）で示される化合物の具体
例としては、ベンジルグリコール、ベンジルジグリコー
ル、ジエチレングリコールモノ−ｐ−メチルベンジルエ
ーテル、ジエチレングリコールモノ−ｐ−エチルベンジ
ルエーテル、ジエチレングリコールモノ−ｏ−メチルベ
ンジルエーテル、ジエチレングリコールモノ−ｍ−メチ
ルベンジルエーテル等が挙げられる。本発明において
は、一般式（Ｉ）中、ｎが４以下であるものが好まし
く、特に好ましくは、ｎが２で、かつＲが水素原子であ
るものが挙げられる。

【００１６】また、本発明で用いられる上記一般式
（Ｉ）で表される化合物のインク中における濃度は、通
常全インク組成物に対して０．１〜９０重量％、好まし
くは０．１〜５０重量％が良い。さらに好ましくは０．
５〜２０重量％の範囲が良い。本発明で使用する着色剤
としては、水溶性染料特にアゾ系及びフタロシアニン系
の構造の水溶性染料が好ましい。これらの染料を例示す
れば、例えば遊離酸の形で下記〔Ａ〕、〔Ｂ〕、〔Ｃ〕
で表されるアゾ系染料及び下記〔Ｄ〕で表されるフタロ
シアニン系染料が挙げられる。

【００１７】

【化２】

【００１８】尚、〔Ａ〕は、Ｃ．Ｉ．フードブラック２
として市販されている染料であり、同様に〔Ｂ〕は、
Ｃ．Ｉ．ダイレクトイエロー８６、〔Ｄ〕はＣ．Ｉ．ダ
イレクトブルー１９９である。着色剤としてはこの他の
水溶性染料も使用可能であり、酸性染料、塩基性染料、
直接染料、反応性染料、食品用色素等から選択すること
ができる。例えば、Ｃ．Ｉ．アシッド ブラック２，１
６，１７，２８，４１，９４，１１９；Ｃ．Ｉ．アシッ
ド イエロー４，１１，１２，１３，１４，１７，１
８，２３，２５，２９，３４，４０，４１，５３，５
５，６１，７６，１１１，１２２；Ｃ．Ｉ．アシッド
レッド４，８，１５，１９，２１，３０，３２，３４，
３７，４０，４２，５４，８２，１０６，１０８，１１
０，１１９，１３３，１７２，１７６，１８７；Ｃ．
Ｉ．アシッド ブルー７，２３，２５，４１，４３，４
５，４９，５１，５３，５５，５６，６２，７８，８
０，８１，９０，１０２，１１１，１２４，１４５，１
６７；Ｃ．Ｉ．ベイシック ブラック２，８；Ｃ．Ｉ．
ベイシック イエロー２，１２，３２；Ｃ．Ｉ．ベイシ
ック レッド１，９，１３；Ｃ．Ｉ．ベイシック ブル
ー３，５，２４，２８；Ｃ．Ｉ．ダイレクト ブラック
２，９，１１，１４，１９，２２，２７，３６，３８，
４１，４８，４９，５６，７５，７７，７８，８０，１
０６，１５４；Ｃ．Ｉ．ダイレクト イエロー１，２，
４，８，１２，２６，３３，３４，４１，４２，４８，
５０，５１，７２，８７；Ｃ．Ｉ．ダイレクト レッド
４，８，１１，１５，２３，３１，４６，５９，６２，
７３，７５，７７，８１，８４，８５，９０，１０１，
１０８，１１０，１４５，１８９，２２５；Ｃ．Ｉ．ダ
イレクト ブルー１，２，８，２２，３４，６９，７
０，７１，７２，７５，７６，７８，８１，８２，８
３，９０，９８，１１０，１２０，１６５，１９５，２
１８，２３９，２５８；Ｃ．Ｉ．フード ブラック１；
Ｃ．Ｉ．フード イエロー２，４，５；Ｃ．Ｉ．フード
レッド２，３，７，１４，５２，８７，９４，１０５；
Ｃ．Ｉ．フード ブルー１，２等が挙げられる。これら
水溶性染料のインク中における濃度は、通常全インク組
成物に対して０．５〜１０重量％、好ましくは１〜５重
量％の範囲である。

【００１９】また、これら水溶性染料は一種のみならず
二種以上を混合して用いてもよい。本発明においては、
着色剤としてはこれら水溶性染料に限定されず、水分散
性の分散染料あるいは顔料も同様に使用できる。但し、
この際、これら水分散性の着色剤を水中に分散させる為
に、公知の通り適当な分散安定剤を使用することが必要
である。

【００２０】本発明の導電性インクは、電気伝導度とし
ては、１ｍＳ／ｃｍ以上、好ましくは２０ｍＳ／ｃｍ〜
６０ｍＳ／ｃｍとするのが良い。本発明で使用される導
電性付与剤はイオン化性塩であり、無機塩、有機塩のい
ずれを用いてもよく、好ましくは塩化リチウム、塩化ナ
トリウム、酢酸リチウム、硝酸リチウム、硫酸リチウ
ム、塩化アンモニウム、硝酸アンモニウム等のアルカリ
金属、アルカリ土類金属及びアンモニウムのハロゲン化
物、硝酸塩、チオシアン酸塩、硝酸塩、酢酸塩等の塩や
テトラアルキルアンモニウム、トリアルキルメチルアン
モニウム、アルキルトリメチルアンモニウム、アルキル
ジメチルエチルアンモニウム等の硝酸塩、チオシアン酸
塩等の有機アンモニウム塩等、特開昭６２−１０９８７
０号で公知のものなどがある。これらの導電性付与剤は
前記の電気伝導度の範囲内に調整するものならば特に限
定されるものではなく、一種のみならず二種以上を混合
して用いてもなんら問題はない。これら導電性付与剤の
インク中における濃度は、通常全組成物に対して０．２
〜１５重量％、好ましくは０．５〜１０重量％、さらに
好ましくは１〜７％の範囲がよい。１５重量％を超える
とインク中に析出物が生じやすいので好ましくなく、
０．２重量％未満では充分な導電性を得ることができな
い。

【００２１】本発明の導電性インクには、常法に従って
水及び上記一般式（Ｉ）で示される化合物の他、通常の
水性インクに使用可能な公知の種々の添加剤を併用する
こともできる。これらの添加剤の具体例としては、ジメ
チルホルムアミド、アセトン、メチルエチルトケトン等
のケトン類、エチレングリコール、ジエチレングリコー
ル、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール、
チオジエチレングリコール、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メチルエーテル等のエ
ーテル類、トリエタノールアミン、エチルジエタノール
アミン等のアミン類、Ｎ−ヒドロキシエチルモルホリ
ン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、２−プロパノール、
尿素、チオ尿素などが挙げられる。また、上記の他に必
要に応じて界面活性剤、ｐＨ調整剤、防腐剤、防カビ
剤、蒸発促進剤、キレート化剤などの添加剤を添加して
もよい。

【００２２】

【実施例】本発明を以下の実施例で詳細に説明するが、
本発明はこれら実施例により何ら限定されるものではな
い。なお、評価については、以下の条件で行った。

【００２３】

【表２】 （１）乾燥性試験 記録像を手で擦り、記録液が手につかなくなる成るまで
の時間を測定した。 ○＝印字直後（印字後１０秒以下）に乾燥する。 ×＝印字後乾燥時間が１０秒以上かかる。 （２）安定性試験 濾過性：記録液を作成後、０．２μｍフィルターを用い
て濾過し、濾過性を観察した。 ○＝濾過性は良好 ×＝濾過できない。 安定性：３０℃で３カ月間保存した後、結晶の析出の有
無を判定した。 ○＝結晶析出が無い。 ×＝結晶の析出がある。

【００２４】実施例１ 前記構造式〔Ｃ〕においてスルホン酸基のＨがリチウム
で置換された形の水溶性アゾ染料〔Ｃ〕のリチウム塩型
を用い、下記組成のインクを調整した。これについて、
乾燥性、安定性試験を行い、結果を後記表−１に示す。

【００２５】

【表３】 インク組成 水溶性アゾ染料〔Ｃ〕リチウム塩型 ３．０重量％ 硝酸リチウム ２．０重量％ チオジエチレングリコール １０．０重量％ ベンジルジグリコール ３．０重量％ 脱塩水 ８２．０重量％ 全 量 １００．０重量％

【００２６】実施例２ 前記構造式〔Ｄ〕においてスルホン酸基のＨがナトリウ
ムで置換された形の水溶性フタロシアニン染料〔Ｄ〕の
ナトリウム塩型を用い、下記組成のインクを調整した。
これについて、乾燥性、安定性試験を行い、結果を後記
表−１に示す。

【００２７】

【表４】 インク組成 水溶性フタロシアニン染料〔Ｄ〕ナトリウム塩型 ３．０重量％ 塩化アンモニウム ２．５重量％ ベンジルジグリコール １５．０重量％ 脱塩水 ７９．５重量％ 全 量 １００．０重量％

【００２８】実施例３ 前記構造式〔Ｄ〕においてスルホン酸基のＨがナトリウ
ムで置換された形の水溶性フタロシアニン染料〔Ｄ〕の
ナトリウム塩型を用い、下記組成のインクを調整した。
これについて、乾燥性、安定性試験を行い、結果を後記
表−１に示す。

【００２９】

【表５】 インク組成 水溶性フタロシアニン染料〔Ｄ〕ナトリウム塩型 ３．０重量％ 塩化アンモニウム ２．５重量％ チオジエチレングリコール １０．０重量％ ベンジルジグリコール ５．０重量％ 脱塩水 ７９．５重量％ 全 量 １００．０重量％

【００３０】比較例１ 実施例１において、ベンジルジグリコールの代わりにイ
ソプロピルアルコールを使用した以外は実施例１と同様
にしてインクを調整した。これについて、乾燥性、安定
性試験を行い、結果を後記表−１に示す。

【００３１】比較例２ 実施例２において、ベンジルジグリコールの代わりにグ
リセリンを用い、そのほかは実施例２と同様にしてイン
クを調整した。これについて、乾燥性、安定性試験を行
い、結果を後記表−１に示す。

【００３２】比較例３ 実施例３において、ベンジルジグリコールの代わりにＮ
−メチル−２−ピロリドンを用い、そのほかは実施例３
と同様にしてインクを調整した。これについて、乾燥
性、安定性試験を行い、結果を後記表−１に示す。

【００３３】比較例４ 実施例３において、ベンジルジグリコールの代わりにイ
ソプロピルアルコールを使用した以外は実施例３と同様
にしてインクを調整した。これについて、乾燥性、安定
性試験を行い、結果を後記表−１に示す。

【００３４】

【表６】

【００３５】

【発明の効果】本発明は、優れた導電性を持ち、なおか
つ吐出オリフィスの目詰まりを生じることなく、速乾
性、溶解安定性及び保存安定性に優れる導電性インクを
提供できる。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 着色剤、水及び導電性付与剤を含む水性
   インクにおいて、下記一般式（Ｉ）で示される化合物を
   含有することを特徴とする導電性インク。 【化１】 （但し、Ｒは水素原子または置換もしくは非置換のアル
   キル基、ｎは１以上の整数を表す。）
2. 【請求項２】 一般式（Ｉ）においてＲが水素原子を表
   し、ｎは２である化合物を含有することを特徴とする請
   求項１に記載の導電性インク。
3. 【請求項３】 着色剤が水溶性染料である請求項１又は
   ２に記載の導電性インク。
4. 【請求項４】 着色剤がフタロシアニン系染料である請
   求項３に記載の導電性インク。
5. 【請求項５】 着色剤がアゾ系染料である請求項３に記
   載の導電性インク。
6. 【請求項６】 水性インクの電気伝導度が１ｍＳ／ｃｍ
   以上である請求項１乃至５のいずれかに記載の導電性イ
   ンク。
7. 【請求項７】 水性インクの電気伝導度が２０ｍＳ／ｃ
   ｍ〜６０ｍＳ／ｃｍである請求項１乃至６のいずれかに
   記載の導電性インク。
8. 【請求項８】 チオジエチレングリコールを含有する請
   求項１乃至７のいずれかに記載の導電性インク。