JPH11349876A - 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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JPH11349876A
JPH11349876A JP33102898A JP33102898A JPH11349876A JP H11349876 A JPH11349876 A JP H11349876A JP 33102898 A JP33102898 A JP 33102898A JP 33102898 A JP33102898 A JP 33102898A JP H11349876 A JPH11349876 A JP H11349876A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 普通紙上で、高品質な画像・高い色濃度が得
られ、耐光性・耐水性に優れるようなインクジェット記
録用インクの提供。 【解決手段】 色材としてカーボンブラックと特定の染
料を重量比で2.5:1〜7:1の範囲となるよう混合
して、インク組成物とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の背景】本発明は、普通紙上で、高品質な画像・
高い色濃度が得られ、耐光性・耐水性に優れるインクジ
ェット記録用インクに関する。
【0002】<背景技術>インクジェット記録方法は、
インク組成物の小滴を飛翔させ、紙等の記録媒体に付着
させて印刷を行う印刷方法である。この方法は、比較的
安価な装置で高解像度、高品位な画像を、高速で印刷可
能であるという特徴を有する。通常インクジェット記録
に使用されるインク組成物は、水を主成分とし、これに
染料または顔料の着色成分および目詰まり防止等の目的
でグリセリン等の湿潤剤を含有したものが一般的であ
る。
【0003】また、インクジェットプリンターにおいて
は、プリンターをより汎用性の高いものにするために、
印字物の耐水性、耐光性が求められている。印字物の耐
水性向上のために特開平5−140495号公報ではピ
ロリドン(2−ピロリドン、N−(2−ヒドロキシエチ
ル)−2−ピロリドンまたはそれらの混合物を指す)を
含有するインク組成物が提案されている。さらに、米国
特許第4963189号明細書、米国特許第52039
12号明細書は、塩基には容易に溶解しながらその一方
で中性である水には溶解しないという特性の染料が開示
されている。
【0004】しかし、耐水性についてはある程度向上し
たものの依然として満足のいくものではなく、耐光性も
不十分なレベルであった。
【0005】そこで、耐水性、耐光性の両方を満足する
ためには色材として顔料を用いることが広く考えられて
いる。しかし、一般的に顔料は、染料と比較して発色が
悪く、光学濃度が低くなる傾向がある。
【0006】さらに最近の動向として、ハイスピードな
印刷を実現するためには、インクの速やかな定着が必要
となる。そこで、インクの記録媒体への浸透性を向上さ
せるという試みがなされている。例えば、特開平4−1
83761号公報、米国特許第5156675号、米国
特許第5183502号明細書等には、ジエチレングリ
コールモノブチルエーテルを添加することや、グリコー
ルエーテル類とノニオン性アセチレングリコール系界面
活性剤の両方を添加すること等が開示されている。
【0007】しかし、前記顔料を用いた浸透インクで
は、浸透性を向上させることにより、さらに発色性が劣
ってしまい、特に表面に特殊加工を施していない普通紙
(オフィスや学校、家庭で使用されるコピー紙、レポー
ト用紙、ボンド紙、便箋、はがき、伝票用紙などがあ
る)に対して、光学濃度が著しく低くなる傾向があっ
た。
【0008】
【発明の概要】本発明者等は、今搬、色材として顔料と
特定の染料を、特定重量比の範囲で組み合わせることに
より、高品質な画像・高い色濃度が得られ、耐光性・耐
水性に優れる画像が得られるという知見を得た。より具
体的には、カーボンブラックと特定の黒色染料を特定の
重量比で組み合わせることにより、普通紙上でも高品質
な画像(にじみ、ひげのない鮮明な画像)・高い色濃度
が実現でき、速やかなインクの定着、印刷物の耐水性、
耐光性を与えるインク組成物が実現できるとの知見を得
た。
【0009】よって、本発明は、普通紙上において、高
品質な画像・高い色濃度、および耐光性・耐水性といっ
たすべての特性を満たすことのできるインク組成物の提
供を目的としている。
【0010】そして、本発明のインクジェット記録用イ
ンクは、カーボンブラックと下記式(I)、 C.I.
ダイレクトブラック154またはC.I.ダイレクトブ
ラック168で表される染料とを含んでなるインク組成
物であって、カーボンブラックと黒色染料の重量比を
2.5:1〜7:1の範囲とするようなものであって、
多価アルコール低級アルキルエーテルを7〜12重量
%、下記の式(II)のアセチレングリコールを0.5〜
1.2重量%含んでなるインク組成物である。
【0011】
【化3】
【0012】式中、Mは水素原子、アルカリ金属、アン
モニア、および有機アミン類からなる群から選択される
基の陽イオンを表し、mは1または2を表し、nは0ま
たは1を表す。
【0013】
【化4】
【0014】式中、R1、R2、R3、およびR4はそれぞ
れ独立してC1-6アルキル基を表し、n+mは0〜30
を表す。
【0015】
【発明の具体的説明】<インク組成物>本発明において
用いられるインクジェット記録用インクは、基本的にカ
ーボンブラック、特定の染料、多価アルコール低級アル
キルエーテル、アセチレングリコールおよび水を含んで
なるものである。
【0016】<色材>本発明においては、カーボンブラ
ックと特定の黒色染料を、特定重量比の範囲で組み合わ
せることで、良好な印字品質・高い色濃度および耐水性
・耐光性に優れた印刷物の実現が可能となった。
【0017】本発明において用いられるカーボンブラッ
ク(C.I.ピグメントブラック7)としては、ファー
ネスブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、
チャンネルブラックなどがある。
【0018】本発明の好ましい態様によれば、これらの
顔料は、分散剤で水性媒体中に分散させてえられた顔料
分散液としてインクに添加されるのが好ましい。好まし
い分散剤としては、顔料分散液を調製するのに慣用され
ている分散剤、例えば高分子分散剤、界面活性剤を使用
することができる。
【0019】インク組成物への顔料の添加量は、0.1
〜15重量%程度が好ましく、より好ましくは2〜10
重量%程度である。
【0020】特定の黒色染料は、前記式(I)で表され
る染料、C.I.ダイレクトブラック154またはC.
I.ダイレクトブラック168である。この染料は単独
で用いても、耐水性は比較的良好であるので、顔料と特
定の重量比で混ぜ合わせると、あまり耐水性を損なうこ
とはない。また、これらの染料は発色が高いため、トー
タルの色材量が少なくても高濃度な印字を得ることが可
能である。
【0021】カーボンブラックと式(I)で表される染
料、C.I.ダイレクトブラック154またはC.I.
ダイレクトブラック168のインク組成物中の存在比
は、上記利点および、耐光性・高印字品質が得られる範
囲で適宜決定されてよいが、例えばカーボンブラックと
式(I)、C.I.ダイレクトブラック154または
C.I.ダイレクトブラック168で表される染料とを
重量比2.5:1〜7:1の範囲で含有してなるのが好
ましく、より好ましくは3:1〜5:1の範囲である。
【0022】本発明において用いられる式(I)で表さ
れる染料は、米国特許第4963189号明細書、米国
特許第5203912号明細書に記載された公知の染料
である。
【0023】式(I)で表される染料は、上記したとお
り、米国特許第4963189号明細書、米国特許第5
203912号明細書に記載されたものであることか
ら、それらの記載を参照して製造することができる。ま
た、特開平2−140270号公報、カラーインデック
ス第3版(Colour Index,Third Ed
ition, The society of Dyes
and Colourists)に記載の方法によって
も製造することができる。
【0024】上記の式(I)で表される染料は、具体的
にはProjet Fast Black 2(Zeneca
製品)あるいは化5〜化8に示すような化合物がある。
【0025】
【化5】
【0026】
【化6】
【0027】
【化7】
【0028】
【化8】
【0029】上記の式(I)で表される染料は、特公平
5−80956号公報または、特開平5−26998号
公報、特開平5−125318号公報、米国特許第49
63189号明細書などで公知の通り、溶解のためには
添加されたインク組成物は塩基性であることが求められ
る。従って、本発明によるインク組成物においても、そ
のpHが塩基性に調整されてなるのが好ましい。本発明
の好ましい態様によれば、インク組成物のpHは8.5
〜11の範囲にあるのが好ましく、より好ましくは8.
5〜10の範囲である。
【0030】pH調整剤としては、水酸化カリウム、水
酸化ナトリウム、トリエタノールアミンなどがあげられ
る。
【0031】また、C.I.ダイレクトブラック154
およびC.I.ダイレクトブラック168は、界面活性
な性質を持っているため、インク中に添加することによ
って、硝子、金属(ニッケル、ステンレス)あるいはプ
ラスチック、感光性樹脂等で作られたヘッド構成部材及
び流路構成部材との濡れ性を飛躍的に向上させ、ヘッド
及び流路を処理する必要もなく、容易にインクを充填す
ることができ、発生した気泡を容易に排出することがで
きるため、吐出安定性・信頼性を確保することができ、
しかも本染料を添加することにより、インクジェット記
録用インクのインク物性(例えば粘度、表面張力、pH
及び紙との濡れ性)をほとんど変化させることがないた
め文字・画像のにじみのない高品位な印字を得ることが
できる。
【0032】<水性溶媒>本発明の好ましい態様によれ
ば、インク組成物中に多価アルコール低級アルキルエー
テルを含んでなる。
【0033】多価アルコール低級アルキルエーテルの好
ましい具体例としては、モノ、ジおよびトリエチレング
リコールC1-6アルキルエーテル、モノ、ジおよびトリ
プロピレングリコールC1-6アルキルエーテル、より好
ましくはトリ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ブチルエーテル、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
モノメチルエーテル、プロピレングリコールモノブチル
エーテルなどが挙げられ、最も好ましくはトリエチレン
グリコールモノブチルエーテルである。
【0034】この添加量は7〜12重量%であるのが好
ましく、より好ましくは7〜10重量%である。
【0035】また、本発明の態様によるインク組成物
は、前記式(I)で表されるアセチレングリコールを含
んでなる。アセチレングリコールの好ましい具体例を挙
げれば次の表の通りである。
【0036】
【表1】
【0037】表中のNo.1のアセチレングリコールが
最も好ましい。
【0038】これらのアセチレングリコールは市販され
ているものを利用することが可能であり、例えばサーフ
ィノール440、465,82およびTG(製造元:Ai
r Product and Chemicals, Inc. 、販売元:信越化学工
業株式会社)を利用することができる。
【0039】アセチレングリコールの添加量は0.5〜
1.2重量%であるのが好ましく、より好ましくは0.
5〜1重量%である。
【0040】多価アルコール低級アルキルエーテルとア
セチレングリコールを上記添加量で組み合わせて用いる
ことによって、インク組成物の速乾性を改善し、にじみ
や混色などによる印字品質の劣化を防止できる。さら
に、多価アルコール低級アルキルエーテルはそれを単独
で使用すると、記録ヘッドやインク流路を構成している
樹脂を侵蝕してしまう現象がしばしば観察されるが、ア
セチレングリコールと組み合わせることで、このような
侵蝕現象も防止することができる。さらに、後記する親
水性高沸点低揮発性溶媒を多価アルコール低級アルキル
エーテルに対して、その50重量%以上添加すること
で、その効果をより改善することができる。
【0041】さらにカラー印字の場合、ドットが流れ出
し、隣接するドット間で混色などが生じてしまうとカラ
ー画像としての品質の劣化となる。多価アルコール低級
アルキルエーテルとアセチレングリコールの組み合わせ
によれば、このような混色を防止し、高品質のカラー画
像を実現することができる。
【0042】本発明の好ましい態様によれば、インク組
成物は有機溶媒を含んでなるのが好ましい。この有機溶
媒は、好ましくは低沸点有機溶剤であり、その好ましい
例としては、メタノール、エタノール、n−プロピルア
ルコール、iso−ブタノール、n−ブタノール、sec−ブ
タノール、tert−ブタノール、iso−ブタノール、n−
ペンタノール、などがあげられる。特に一価のアルコー
ルが好ましい。低沸点有機溶媒は、インクの乾燥時間を
短くする効果がある。
【0043】本発明に用いられる親水性高沸点低揮発性
溶媒としては、グリセリン、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、プロピレ
ングリコール、ジプロピレングリコール、ヘキシレング
リコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレング
リコール等の高沸点低揮発性の多価アルコール類が用い
られ、その他、 N−メチル−2−ピロリドン、1、3
−ジメチルイミダゾリジノン、モノエタノールアミン、
N,N−ジメチルエタノールアミン、 N,N−ジエチ
ルエタノールアミン、N−n−ブチルジエタノールアミ
ン、トリイソプロパノールアミン、トリエタノールアミ
ン等の含窒素有機溶剤等の水溶性有機溶剤を印字のにじ
みが生じない範囲で添加することができる。とりわけジ
エチレングリコール、グリセリンなどが好ましい。
【0044】これら保湿剤の添加量は、インクの0.5〜
40重量%程度が好ましく、より好ましくは2〜20重
量%の範囲である。また、低沸点有機溶媒剤の添加量は
インクの0.5〜10重量%程度が好ましく、より好まし
くは1.5〜6重量%の範囲である。
【0045】その他、必要に応じて、pH調製剤、防腐
剤、防かび剤等を添加しても良い。
【0046】本発明によるインク組成物をインクジェッ
ト記録方法に用いる場合、良好な応答性、吐出安定性、
適当なドットの広がりおよび良好な真円度などを実現す
るためには、インク組成物の粘度は0〜50℃の動作時
温度において30mPa・s以下が好ましく、より好ま
しくは1.2〜20mPa・s程度であり、またインク
組成物の表面張力は0〜50℃の動作時温度において2
0〜40mN/m程度であるのが好ましい。
【0047】
【発明の実施の形態】以下本発明を以下の実施例によっ
て詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるもの
ではない。
【0048】以下のインク組成物を常法に従い調製し
た。すなわち、インク組成物はカーボンブラックを分散
剤成分とともに分散した後に、染料および他の成分を加
え混合し、一定以上の大きさの不溶成分を濾過して、イ
ンク組成物とした。
【0049】<実施例1> <ブラックインク1> カーボンブラックMA7 3.5wt% (三菱化学(株)製) Projet Fast Black 2(ZENEC
A社製) 0.5wt% 液媒体 スチレン−アクリル共重合体・アンモニウム塩
1.5wt% (分子量7000、樹脂成分38wt%:分散剤) グリセリン 10wt% サーフィノール465 1wt% トリエチレングリコールモノブチルエーテル 7w
t% Proxel XL2 0.3wt% (防腐剤:ZENECA社製) インク交換水 残量 <実施例2> カーボンブラックRaven1080 2.5wt
% (コロンビヤン・カーボン製) Projet Fast Black 2(ZENEC
A社製) 1wt% 液媒体 スチレン−アクリル共重合体・アンモニウム塩
1.5wt% (分子量7000、樹脂成分38wt%:分散剤) グリセリン 10wt% サーフィノール465 1wt% トリエチレングリコールモノブチルエーテル 7w
t% Proxel XL2 0.3wt% (防腐剤:ZENECA社製) イオン交換水 残量 <実施例3> カーボンブラックRaven1080 2.5wt
% (コロンビヤン・カーボン製) C.I.ダイレクトブラック154 1wt% 液媒体 スチレン−アクリル共重合体・アンモニウム塩
1.5wt% (分子量7000、樹脂成分38wt%:分散剤) グリセリン 10wt% サーフィノール465 1wt% トリエチレングリコールモノブチルエーテル 7w
t% Proxel XL2 0.3wt% (防腐剤:ZENECA社製) イオン交換水 残量 <実施例4> カーボンブラックRaven1080 2.5wt
% (コロンビヤン・カーボン製) C.I.ダイレクトブラック168 0.5wt% 液媒体 スチレン−アクリル共重合体・アンモニウム塩
1.5wt% (分子量7000、樹脂成分38wt%:分散剤) グリセリン 10wt% サーフィノール465 1wt% トリエチレングリコールモノブチルエーテル 7w
t% Proxel XL2 0.3wt% (防腐剤:ZENECA社製) イオン交換水 残量 <比較例1> カーボンブラックMA7 3.5wt% (三菱化学(株)製) 液媒体 スチレン−アクリル共重合体・アンモニウム塩
1.5wt% (分子量7000、樹脂成分38wt%:分散剤) グリセリン 10wt% サーフィノール465 1wt% トリエチレングリコールモノブチルエーテル 7w
t% Proxel XL2 0.3wt% (防腐剤:ZENECA社製) イオン交換水 残量 <比較例2> Projet Fast Black 2(ZENEC
A社製) 3.5wt% 液媒体 グリセリン 10wt% サーフィノール465 1wt% トリエチレングリコールモノブチルエーテル 7w
t% Proxel XL2 0.3wt% (防腐剤:ZENECA社製) イオン交換水 残量 以上のインク組成物の表面張力は以下のとおりであっ
た。
【0050】 表面張力張力(mN/m) 実施例1 33.0 実施例2 34.0 比較例3 31.3 比較例4 32.7 比較例1 33.3 比較例2 32.5 印字評価試験 以下の印字評価試験は、インクジェットプリンターMJ
−930C(セイコーエプソン(株)製)を用いて、解
像度720 dpi/dot、インク吐出量20 ng/
dotで行った。評価に用いた紙は、以下の六種類であ
る。
【0051】評価紙 Xerox P(ゼロックス(株)製) Ricopy 6200(リコー(株)製) Xerox 4024 3R 721(ゼロックス(株)製) Neenah Bond(キンバリークラーク(株)製) Xerox R(ゼロックス(株)製) やまゆり(本州製紙(株)製) 評価1:印字品質 前記の記録紙について、アルファベット印字を行い、目
視により印字のにじみ、ひげの発生の有無を観察した。
その結果を以下の基準により評価した。 A:すべての紙においてにじみ、ひげがほとんど観察さ
れなかった。 B:紙によっては、にじみ、ひげがわずかに認められ
た。 C:紙によっては、にじみ、ひげが認められた。 NG:どの紙においてもにじみ、ひげが観察された。
【0052】評価2:OD値 上記すべての記録紙にグラフィック印刷を行い、ベタ部
分の光学濃度(OD値)を測定し、6紙のOD値の平均
値と次の基準に従い評価した。なお、OD値測定には、
マクベス社製 マクベスTR−927を用いて、反射濃
度を測定した。 A:OD値の平均値が1.30以上。 B:OD値の平均値が1.20以上1.30未満。 C:OD値の平均値が1.10以上1.20未満。 NG:OD値の平均値が1.10未満。
【0053】評価3:耐水性 上記すべての記録紙にアルファベット印字を行った。そ
の印字サンプルを水中に5分間完全に浸し、自然乾燥さ
せた後のサンプルの状態を目視観察し、その結果を次の
基準により評価した。 A:すべての紙において、初期状態と変化なし。 B:紙によっては文字が読み取りにくいものがある。 C:ほとんどの紙において、文字が読み取りにくい。 NG:ほとんどの紙において、文字がにじみ読み取れな
い。
【0054】評価4:耐光性 上記、の紙にベタ印刷し、これを下記条件におい
て、耐光性加速試験を行い、下記の評価基準で評価し
た。 試験条件 キセノンウェザオメーターCi35A(ATLAS社)
を使用し、ブラックパネル63℃、相対湿度50%、3
40nm紫外光放射照度0.35W/m2で曝露した。 評価基準 分光光度計GRETAG SPM(GRETAG社)を
使って反射濃度を測定した。 光源 D50 光源フィルタなし 白色標準絶対白 視野角 2° 濃度残存率 A :90%を超える。 B :80%以上90%未満。 NG:80%未満。
【0055】評価5:総合評価 評価1〜4の項目において総合的な判断を行った。 評価基準 A:すべての項目がB以上。 B:1項目以上にCの結果がある(NG項目は1つもな
い)。 NG:1項目以上にNGの結果がある。
【0056】結果は、以下の表2に示される通りであっ
た。
【0057】
【表2】

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 カーボンブラックと黒色染料とを含んで
    なるインクジェット記録用インク組成物。
  2. 【請求項2】 カーボンブラックと染料とを含んでなる
    インク組成物において、染料が下記の式(I)で表され
    る染料である、請求項1記載のインクジェット記録用イ
    ンク。 【化1】 式中、Mは水素原子、アルカリ金属、アンモニア、およ
    び有機アミン類からなる群から選択される基の陽イオン
    を表し、mは1または2を表し、nは0または1を表
    す。
  3. 【請求項3】 前記染料がC.I.ダイレクトブラック
    154である、請求項1または2記載のインクジェット
    記録用インク。
  4. 【請求項4】 前記染料がC.I.ダイレクトブラック
    168である、請求項1または2記載のインクジェット
    記録用インク。
  5. 【請求項5】 カーボンブラックと黒色染料の重量比が
    2.5:1〜7:1の範囲にある、請求項1〜4項いず
    れか1項記載のインクジェット記録用インク。
  6. 【請求項6】 多価アルコール低級アルキルエーテル、
    下記の式(II)のアセチレングリコール含んでなる、請
    求項1〜5項いずれか1項記載のインクジェット記録用
    インク。 【化2】 ここで、R1、R2、R3,およびR4はそれぞれ独立して
    1-6アルキル基を表し、n+mは0〜30を表す。
  7. 【請求項7】 前記多価アルコール低級アルキルエーテ
    ルがトリエチレングリコールモノブチルエーテルであ
    り、アセチレングリコールが前記式(II)においてR1
    よびR4がiso-ブチルであり、R2およびR3がメチル基であ
    り、m+nが約10である化合物である、請求項6記載
    のインクジェット記録用インク。
  8. 【請求項8】 前記多価アルコール低級アルキルエーテ
    ルを7〜12重量%、下記の式(II)のアセチレングリ
    コールを0.5〜1.2重量%含んでなる、請求項6記
    載のインクジェット記録用インク。
  9. 【請求項9】 表面張力が20〜40mN/mである請求項
    1〜8いずれか1項記載のインクジェット記録用イン
    ク。
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