JPH10101978A - インクジェット記録用インク - Google Patents

インクジェット記録用インク

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JPH10101978A
JPH10101978A JP26061696A JP26061696A JPH10101978A JP H10101978 A JPH10101978 A JP H10101978A JP 26061696 A JP26061696 A JP 26061696A JP 26061696 A JP26061696 A JP 26061696A JP H10101978 A JPH10101978 A JP H10101978A
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tri
mono
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隆正 上田
Toshiya Natsuhara
敏哉 夏原
Masami Asano
雅己 浅野
Hideo Yasutomi
英雄 保富
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    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00Inks
    • C09D11/30Inkjet printing inks
    • C09D11/38Inkjet printing inks characterised by non-macromolecular additives other than solvents, pigments or dyes

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ドット径のバラツキが小さく、温度依存性の
小さいインクジェット記録用インクを提供する 【解決手段】 少なくとも色材、水溶性有機溶剤及び水
を含むインクジェット記録用インクにおいて、インク全
重量に対して式(A): 【化1】 の化合物を0.01〜5.0重量%;多価アルコールおよ
び/または(モノ、ジ、トリ)アルキレングリコールを
6.0〜14.0重量%;(モノ、ジ、トリ)アルキレン
グリコールの低級アルキルエーテルを4.0〜10重量
%;および分子量が150〜600のポリアルキレング
リコールを2.0〜8.0重量%含有する、インクジェッ
ト記録用インク。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明はインクジェット記録
方式のプリンターにおいて用いられるインクに関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、インクジェット記録方式のプリ
ンターに使用されているインクは、各種の色材を水また
は水と各種有機溶剤からなる媒体に溶解または分散させ
たものが知られている。カラー画像の再現のためにイエ
ロー、シアン、マゼンタおよびブラックの各色のインク
が実用化されている。
【0003】インクジェット記録用インクとしては、記
録ヘッド内のインク流路内で気泡が生じると記録画像に
ドット抜けが生じることから、消泡性に優れていること
が要求される。消泡性に優れたインクを提供するため
に、例えば特開平6−256696号公報ではアセチレ
ングリコール系の界面活性剤を使用することが提案され
ている。
【0004】しかしながら、上記公報記載のインクは、
インクジェット記録用インクに要求される高い保存安定
性、特に急激な温度変化に対する保存安定性を満足しな
い。また、ノズルの目詰まりが生じやすい、印字画像の
耐光性が悪いという問題もあり、インクジェット記録用
インクとして十分な性能を有しているとは言えない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、保存安定
性、特に急激な温度変化に対する保存安定性が高く、ノ
ズルの目詰まりを生じにくい、さらには得られる印字画
像の耐光性の高いインクジェット記録用インクであっ
て、実際の使用温度において温度依存性が小さいインク
を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】少なくとも色材、水溶性
有機溶剤及び水を含むインクジェット記録用インクにお
いて、インク全重量に対して式(A):
【化2】 (式中、R1〜R4は低級アルキル基、lは2または3の
整数、mおよびnは1以上の整数を表す)で示されるア
セチレングリコールのアルキレンオキサイド付加物を
0.01〜5.0重量%;水酸基数3の多価アルコール、
式: HO(Cx2xO)yH (式中、xおよびyは2≦xかつ2≦x×y≦6である
整数である)で示される(モノ、ジ、トリ)アルキレン
グリコールおよびこれらの混合物からなる群から選択さ
れる化合物を6.0〜14.0重量%; 式: HO(Cp2pO)qR (式中、pおよびqは2≦pかつ2≦p×q≦6である
整数、Rは低級アルキル基である)で示される(モノ、
ジ、トリ)アルキレングリコールの低級アルキルエーテ
ルを4.0〜10重量%;および分子量が150〜60
0のポリアルキレングリコールを2.0〜8.0重量%含
有する、インクジェット記録用インクを提供する。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明のインクに用いる色材とし
ては、酸性染料、直接染料、塩基性染料、反応性染料、
食用染料、分散染料、油溶性染料、建染染料、各種顔料
等いずれも用いられるが、これらの中でも水溶性のもの
が好ましい。インク組成物中の色材の含有量は、色材と
インク媒体成分の種類、インクに要求される特性等によ
って決まるが、一般にはインク中に0.5〜10重量
%、好ましくは2〜6重量%の範囲で含有させる。
【0008】インクジェット記録用インクは、インクの
にじみを抑制すると共に、インクジェット記録装置のノ
ズル吐出性を安定させるため、インクの表面張力を一定
範囲に調整する必要がある。通常、インクへ界面活性剤
が添加されるが、本発明においては、界面活性剤として
上記式(A)で示されるアセチレングリコールのアルキ
レンオキサイド付加物をインクに含有させることによっ
て、インクの表面張力を30〜50dyn/cm(25
℃)に調整する。式(A)界面活性剤は化合物自身の温
度による変化が少ないため、これを使用することによっ
て、インクの温度変化に対する表面張力および粘度の安
定性が向上する。
【0009】式(A)中、R1およびR2は同一の炭素原
子数1〜5の低級アルキル基、好ましくは炭素原子数2
〜4の低級アルキル基、特に好ましくはイソブチル基で
ある。R3およびR4は同一の炭素原子数1〜5の低級ア
ルキル基であり、好ましくはメチル基である。付加する
アルキレンオキサイドとしては、エチレンオキサイドお
よびプロピレンオキサイドが好ましい。特に好ましくは
エチレンオキサイドである。mおよびnは同一であって
も異なっていてもよく、m+nは2〜60、好ましくは
2〜30、さらに好ましくは6〜20である。
【0010】アセチレングリコールのアルキレンオキサ
イド付加物としては、式(A)においてR1=R2=イソ
ブチル、R3=R4=メチル、l=2である市販品、オル
フィンE1004(m+n=3.5)(日信化学工業社
製)、オルフィンE1010(m+n=10)(日信化
学工業社製)およびサーフィノール485(m+n=3
0)(米国AIR PRODUCTS社製)が知られて
おり、いずれも本発明のインクへ好適に用いられる。
【0011】本発明のインクにはアセチレングリコール
のアルキレンオキサイド付加物を0.01〜5重量%、
好ましくは0.1〜5重量%、より好ましくは0.1〜2
重量%の範囲で含有させる。0.01%より少ないと添
加による安定性の増強という効果が不十分となり、5%
より多いとインクの温度変化に対する安定性が低下する
ため好ましくない。
【0012】本発明のインクは、水酸基数3の多価アル
コール、式: OH(CxH2xO)yH (式中、xおよびyは2≦xかつ2≦x×y≦6である
整数を示す)で示される(モノ、ジ、トリ)アルキレン
グリコールおよびこれらの混合物からなる群から選択さ
れる化合物を6〜14重量%含有する。
【0013】水酸基数3の多価アルコールとしては、グ
リセリンが例示される。
【0014】(モノ、ジ、トリ)アルキレングリコール
としては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、ヘキシレングリコール等のモノア
ルキレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピ
レングリコール等のジアルキレングリコール、トリエチ
レングリコール等のトリアルキレングリコールが例示さ
れる。特に好ましい(モノ、ジ、トリ)アルキレングリ
コールはジエチレングリコールである。
【0015】本発明のインクは、式 HO(Cp2pO)qR (式中、pおよびqは2≦pかつ2≦p×q≦6である
整数、Rは低級アルキル基である)で示される(モノ、
ジ、トリ)アルキレングリコールの低級アルキルエーテ
ルを4.0〜10重量%含有する。(モノ、ジ、トリ)
アルキレングリコールの低級アルキルエーテルとしては
エチレングリコールメチルエーテル、エチレングリコー
ルエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエーテ
ル、ジエチレングリコールエチルエーテル、ジエチレン
グリコールブチルエーテル、トリエチレングリコールブ
チルエーテル等が例示される。特に好ましい(モノ、
ジ、トリ)アルキレングリコール低級アルキルエーテル
は、トリエチレングリコールブチルエーテルである。
【0016】本発明のインクは、分子量150以上のポ
リアルキレングリコールを2〜8重量%含有する。ポリ
アルキレングリコールとしてはポリエチレングリコー
ル、ポリプロピレングリコールおよびエチレンオキシド
とプロピレンオキシドの共重合体が好適に用いられる。
特に、分子量150〜600のポリエチレングリコール
が好適に用いられる。
【0017】本発明のインクへ特定量の多価アルコー
ル、(モノ、ジ、トリ)アルキレングリコール、(モ
ノ、ジ、トリ)アルキレングリコールの低級アルキルエ
ーテルおよびポリアルキレングリコールを添加すること
によって、従来得られなかった急激な温度変化に対する
保存安定性が達成される。また、インクの保湿性が向上
し、ノズルの目詰まりも防止される。さらには、印字画
像の耐光性も得られる。多価アルコール、(モノ、ジ、
トリ)アルキレングリコール、(モノ、ジ、トリ)アル
キレングリコールの低級アルキルエーテルおよびポリア
ルキレングリコールは、その合計量がインク全重量に対
して10〜30重量%、好ましくは13〜25重量%と
なるように添加する。添加量が10重量%未満では上記
効果を達成することができず、30重量%を越えて添加
すればインクの粘性が高くなりすぎ、インク飛翔応答性
や補給性が低下するとともに、定着速度も遅くなるため
好ましくない。
【0018】本発明のインクは、好ましくは脂肪族アル
コールを含有する。脂肪族アルコールとしては、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などの炭素数1〜5、より
好ましくは炭素数1〜3のアルキルアルコールが用いら
れる。脂肪族アルコールはインク全重量の0.1〜15
重量%、より好ましくは1〜6添加する。脂肪族アルコ
ールの添加により、インクの乾燥性が高まりインクの定
着性が改善されるが、添加量が少なければこの効果が得
られず、また6重量%を越えて添加するとノズル目詰ま
り等の不都合が生じやすくなる。
【0019】本発明のインクは、好ましくは両親媒性物
質を含有する。両親媒性物質としては尿素、アミド、環
式アミド、アルカノールアミン等が例示され、特にアル
カノールアミン、例えばトリエタノールアミンが好まし
い。両親媒性物質は、インク全重量に対して0.01〜
5重量%、好ましくは0.1〜2重量%含有させる。イ
ンクへ両親媒性物質を添加することにより、経時での結
晶析出が防止され、インクの安定性が増加するが、添加
量が0.01重量%未満では当該効果が得られず、また
5重量%を越えて添加するとにじみが大きくなる。
【0020】本発明のインクにはエチレンジアミンテト
ラ酢酸のアルカリ金属塩を含有させることが好ましい。
かかるエチレンジアミンテトラ酢酸のアルカリ金属塩と
しては、ジナトリウム塩、トリナトリウム塩、テトラナ
トリウム塩等が例示されるが、特にテトラナトリウム塩
が好ましい。エチレンジアミンテトラ酢酸塩の添加によ
り、ノズル吐出口の目詰まりが防止され、温度や湿度等
の環境変化に対するインクの安定性が向上する。エチレ
ンジアミンテトラ酢酸塩はインク全重量に対して0.0
1〜2重量%、好ましくは0.05〜1重量%含有させ
る。0.01重量%未満の場合には添加による効果が得
られず、2重量%を越えて添加した場合にはインクの安
定性に悪影響を及ぼすため好ましくない。
【0021】本発明のインクは、NaOHとNaHCO
3およびNa247からなる群から選択される少なくと
も1種の化合物との混合物をインク全重量に対して0.
01〜2重量%、特に0.05〜1重量%含有するのが
好ましい。混合物中のNaOHとNaHCO3等との重
量比は1:2〜1:50、好ましくは1:5〜1:30
に調整することが好ましい。これらの混合物を添加する
ことにより、急激な温度変化に対する高い保存安定性お
よび実際の使用温度内での温度変化に対する安定性が向
上する他、ノズルの目詰まりも解消される。また、ドッ
ト径のばらつきが抑制される。
【0022】本発明のインクには上述の成分の他に必要
じて公知の添加剤を含有させてもよい。添加剤としては
例えば抗カビ剤、防腐剤、pH調節剤、キレート剤、酸
素吸収剤、妨錆剤、消光剤等が例示される。本発明のイ
ンクは水を60〜90重量%、より好ましくは70〜9
0重量%含有する。
【0023】本発明のインクジェット記録用インクは、
インクジェット記録方式のプリンタであればどのような
種類のものであっても適用することができる。本発明の
インクは粘性および表面張力の温度依存性が極めて小さ
いため、ピエゾ方式を用いたインクジェット記録装置に
おいて飛翔電圧を変化させることにより吐出するインク
径を変化させて階調再現を行うものに特に好適に用いる
ことができる。
【0024】以下実施例により本発明をさらに詳細に説
明する。本発明は以下の実施例に限定されることはな
い。
【実施例】以下記載の実施例および比較例の成分を混合
し、十分に撹拌して溶解させた。得られた混合物を濾過
した後、真空状態で1時間静置して脱泡処理してインク
を調製した。なお、以下の実施例で用いたオルフィン−
E1010(日信化学工業社製)は一般式(A)中、R
1=R2=イソブチル、R3=R4=メチル、l=2、m+
n=10である化合物である。
【0025】実施例1 組成 組成比(重量%) 水 76.0 ジエチレングリコール 6.0 トリエチレングリコールブチルエーテル 6.0 ポリエチレングリコール 4.0 C.I.27755 (黒染料) 4.5 オルフィン−E1010(日信化学工業社) 0.8 N(CH2CH2OH)3 0.2 NaHCO3/NaOH(19:1) 0.2 EDTA4Na 0.2 1,2-ベンゾイソチアゾリン-3-オン (防かび剤) 0.1 エチルアルコール 2.0
【0026】実施例2 組成 組成比(重量%) 水 71.95 グリセリン 7.0 トリエチレングリコールブチルエーテル 13.5 ポリエチレングリコール 2.5 C.I.27755 (黒染料) 4.4 オルフィン−E1004(日信化学工業社製) 0.1 N(CH2CH2OH)3 0.05 NaHCO3/NaOH(19:1) 0.2 EDTA4Na 0.2 1,2-ベンゾイソチアゾリン-3-オン 0.1
【0027】実施例3 組成 組成比(重量%) 水 71.7 ジエチレングリコール 6.0 トリエチレングリコールブチルエーテル 6.0 ポリエチレングリコール 7.5 C.I.27755 (黒染料) 5.5 オルフィン−E1010(日信化学工業) 0.8 N(CH2CH2OH)3 2.0 Na247/NaOH(19:1) 0.2 EDTA4Na 0.2 1,2-ベンゾイソチアゾリン-3-オン 0.1
【0028】実施例4 組成 組成比(重量%) 水 68.1 ジエチレングリコール 10.0 トリエチレングリコールブチルエーテル 7.0 ポリエチレングリコール 4.5 C.I.19140 (イエロー染料) 2.6 オルフィン−E1010(日信化学工業) 2.8 N(CH2CH2OH)3 4.5 NaHCO3/NaOH(19:1) 0.2 EDTA4Na 0.2 1,2-ベンゾイソチアゾリン-3-オン 0.1
【0029】実施例5 組成 組成比(重量%) 水 66.8 ジエチレングリコール 13.0 トリエチレングリコールブチルエーテル 7.0 ポリエチレングリコール 4.2 C.I.45100 (マゼンタ染料) 2.5 オルフィン−E1004(日信化学工業) 4.5 N(CH2CH2OH)3 0.2 NaHCO3/NaOH(19:1) 0.2 EDTA4Na 0.5 1,2-ベンゾイソチアゾリン-3-オン 0.1 イソプロピルアルコール 1.0
【0030】実施例6 組成 組成比(重量%) 水 75.5 ジエチレングリコール 12.0 トリエチレングリコールブチルエーテル 4.0 ポリエチレングリコール 4.0 C.I.74180 (シアン染料) 3.0 オルフィン−E1010(日信化学工業社) 0.8 N(CH2CH2OH)3 0.2 Na247/NaOH(19:1) 0.2 EDTA4Na 0.2 1,2-ベンゾイソチアゾリン-3-オン 0.1
【0031】実施例7 組成 組成比(重量%) 水 77.0 ジエチレングリコール 6.0 トリエチレングリコールブチルエーテル 6.0 ポリエチレングリコール(#400) 4.0 C.I.27755 (黒染料) 4.5 オルフィン−E1010(日信化学工業社) 0.8 N(CH2CH2OH)3 0.2 Ca(OH)2/NaOH(19:1) 0.2 グルコン酸ナトリウム 0.2 1,2-ベンゾイソチアゾリン-3-オン 0.1 エチルアルコール 1.0
【0032】比較例1 組成 組成比(重量%) 水 77.8 ジエチレングリコール 6.0 トリエチレングリコールブチルエーテル 6.0 ポリエチレングリコール(#400) 4.0 C.I.27755 (黒染料) 4.5 N(CH2CH2OH)3 0.2 Ca(OH)2/NaOH(19:1) 0.2 グルコン酸ナトリウム 0.2 1,2-ベンゾイソチアゾリン-3-オン 0.1 エチルアルコール 1.0
【0033】比較例2 組成 組成比(重量%) 水 72.3 ジエチレングリコール 6.0 トリエチレングリコールブチルエーテル 6.0 ポリエチレングリコール(#400) 4.0 C.I.27755 (黒染料) 4.5 オルフィン−E1010(日信化学工業社) 5.5 N(CH2CH2OH)3 0.2 Ca(OH)2/NaOH(19:1) 0.2 グルコン酸ナトリウム 0.2 1,2-ベンゾイソチアゾリン-3-オン 0.1 エチルアルコール 1.0
【0034】比較例3 組成 組成比(重量%) 水 81.0 ジエチレングリコール 6.0 2−ピロリドン 6.0 C.I.27755 (黒染料) 4.5 オルフィン−E1010(日信化学工業社) 0.8 N(CH2CH2OH)3 0.2 Ca(OH)2/NaOH(19:1) 0.2 グルコン酸ナトリウム 0.2 1,2-ベンゾイソチアゾリン-3-オン 0.1 エチルアルコール 1.0
【0035】比較例4 組成 組成比(重量%) 水 81.0 ジエチレングリコール 6.0 トリエチレングリコールブチルエーテル 6.0 C.I.27755 (黒染料) 4.5 オルフィン−E1010(日信化学工業社) 0.8 N(CH2CH2OH)3 0.2 Ca(OH)2/NaOH(19:1) 0.2 グルコン酸ナトリウム 0.2 1,2-ベンゾイソチアゾリン-3-オン 0.1 エチルアルコール 1.0
【0036】比較例5 組成 組成比(重量%) 水 72.5 ジエチレングリコール 6.0 トリエチレングリコールブチルエーテル 6.0 ポリエチレングリコール(#400) 8.5 C.I.27755 (黒染料) 4.5 オルフィン−E1010(日信化学工業社) 0.8 N(CH2CH2OH)3 0.2 Ca(OH)2/NaOH(19:1) 0.2 グルコン酸ナトリウム 0.2 1,2-ベンゾイソチアゾリン-3-オン 0.1 エチルアルコール 1.0
【0037】得られた実施例及び比較例のインクの25
℃における表面張力、粘度およびpH、サーマルショッ
クに対する保存性、表面張力と粘度の温度依存性を調べ
た。また、得られたインクを実機に用いて印刷に供した
場合の、ドット径のバラツキおよびノズル目詰について
測定した。測定方法は以下の通りである:
【0038】1)サーマルショックに対する保存性 ポリエチレン製ボトル内で25℃にて保存しているイン
クを−20℃および50℃の各温度でそれぞれ1時間ず
つ保持するサーマルショックを一日3回、1週間繰り返
して与えた。その前後で粘度(25℃)を測定し、その
変化率を以下のようにランク付した。 〇:変化率5%以下、 △:変化率10%以下(実用上は問題が無い)、 ×:変化率10%以上(使用できない)
【0039】2)温度依存性 インクの10℃および35℃のそれぞれの温度における
表面張力および粘性の変化率を測定した。変化率を1)
と同様にランク付した。
【0040】3)実機試験 エプソン社製インクジェットプリンタ(MJ−500)
を用いた。 耐光性 印字物をASTMD795(アメリカ材料試験法)に規定
した太陽灯下に200時間照射し、照射前後の印字物の
濃度変化を測定した。濃度の変化率に対する評価基準
1)と同様である。
【0041】ノズル目詰まりテスト:高温、高湿(35
℃、85%RH)下で100枚のインクと同色のカラー
チャート20%被覆率テストチャート、A4)をエプソ
ン社製SF紙に印字した。印字後のノズルの目詰まりを
顕微鏡で観察した。また、異物が付着したものについて
は、MJ−500に装備されているクリーニング用ゴム
ブレードによりノズルをクリーニングした。以下のよう
に評価した: 〇:ノズル周辺の異物付着が無く、良好に使用できる。 △:ノズル周辺に異物付着はあるが、異物はクリーニン
グにより除かれた。印字性能には実質的な問題が無い。 ×:ノズル周辺に異物付着が有り、ドットの細り、かけ
が発生した。クリーニングにより回復しないノズルがあ
り、使用に耐えない。 なお、上記「△」の実用上問題が無いという評価は、実
施例で用いた2値印字における評価である。したがっ
て、△の評価が得られた場合であってもドット径を小さ
くしたり、ドット径を可変として階調印字する場合等に
は実用上不都合が生じる場合がある。結果を表1に示
す。
【0042】
【表1】
【0043】
【発明の効果】本発明のインクは従来得られなかった、
急激な温度変化に対する高い保存安定性と印字画像の高
い耐光性を達成した。また、インクの使用によるノズル
の目詰まりが無く、またインクが通常使用される温度で
ある10℃〜35℃の間で物性がほとんど変わらないた
め、極めて品質の高い印刷が可能である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浅野 雅己 大阪府大阪市中央区安土町二丁目3番13号 大阪国際ビル ミノルタ株式会社内 (72)発明者 保富 英雄 大阪府大阪市中央区安土町二丁目3番13号 大阪国際ビル ミノルタ株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも色材、水溶性有機溶剤及び水
    を含むインクジェット記録用インクにおいて、インク全
    重量に対して式(A): 【化1】 (式中、R1〜R4は低級アルキル基、lは2または3の
    整数、mおよびnは1以上の整数を表す)で示されるア
    セチレングリコールのアルキレンオキサイド付加物を
    0.01〜5.0重量%;水酸基数が3である多価アルコ
    ールおよび式: HO(Cx2xO)yH (式中、xおよびyは2≦xかつ2≦x×y≦6の整数
    である)で示される(モノ、ジ、トリ)アルキレングリ
    コールおよびこれらの混合物からなる群から選択される
    化合物を6.0〜14.0重量%;式: HO(Cp2pO)qR (式中、pおよびqは上記2≦pかつ2≦p×q≦6で
    ある整数、Rは低級アルキル基である)で示される(モ
    ノ、ジ、トリ)アルキレングリコールの低級アルキルエ
    ーテルを4.0〜10重量%;および分子量が150〜
    600のポリアルキレングリコールを2.0〜8.0重量
    %含有する、インクジェット記録用インク。
  2. 【請求項2】 多価アルコール、(モノ、ジ、トリ)ア
    ルキレングリコール、(モノ、ジ、トリ)アルキレング
    リコールの低級アルキルエーテルおよびポリアルキレン
    グリコールの含有量の合計が、インク全重量に対して1
    0〜30重量%である、請求項1記載のインクジェット
    記録用インク。
  3. 【請求項3】 さらに炭素数1〜5の脂肪族アルコール
    をインク全重量に対して0.1〜15重量%含有する、
    請求項1記載のインクジェット記録用インク。
  4. 【請求項4】 さらにアルカノールアミンをインク全重
    量に対して0.01〜5重量%含有する、請求項1記載
    のインクジェット記録用インク。
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