JPS61183370A - インクジエツト用水性インク組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、インクジェット用水性インク組成物に関し、
このインクはその他の記録用インクあるいは一般用のイ
ンクとしても利用できるものである。

従来技術 カラー画像をインクジェット記録法により得る場合、複
数のノズルから複数のカラーインクを飛翔させる方法が
ある。この際、カラー画像の良好な記録を行うためには
、インクジェット記録用インクは下記条件を全て満足す
ることが必要である。

（ａ　）良好な液滴発生、液滴飛翔方向および制御方向
に応じたインク物性値として、インクの粘度、表面張力
、比電導度および密度が適正範囲に保たれていること、 （ｂ）長期保存の可能性、長期間使用あるいは、記録休
止中に化学変化などにより析出が生じないこと、インク
物性値が変化しないこと、（記録装置の吐出しノズルは
、一般に直径１０〜６０μｍ程度であり、析出によりノ
ズルが詰まると、液滴の吐出しができなくなる。ノズル
が完全に詰まらなくともノズル近傍に固形分、粘着物が
付着したり、インク調合時に所望の値に調整されたイン
ク物性値が変化したりすると、記録性、吐出応答性およ
び吐出安定性が低下する。）（Ｃ）記録された画像の色
調が目的とする色調にあったものであること、（多色画
像の場合、他の色との区別が明確になるようにグレイネ
スの小さいことが必要となる。また、その色調も長期保
存、使用により変化しないことが必要である。） （ｄ　）記録された画像が十分にコントラストが高くか
つ鮮明であること、（従来のインクでは、インク中の染
料含有率を増して画像のコントラストを高くしようとす
ると吐出しノズルの詰まりを生じる傾向がある。それ故
、インクに使用する溶媒に対する溶解性が高くかつ吸光
係数が高い染料が求められている。） （ｅ　）記録された画像が耐水性、゛耐光性および耐摩
耗性を有すること、および （ｆ）印写後の乾燥が速いこと。（従来のインクでは記
録休止中のノズル内のインクの乾燥によるノズル詰まり
を防ぐため、インクに多量の湿潤剤を含有させており、
その結果、印写後の乾燥を速めるためにインク吸収性の
高い特殊紙を使用する。この結果、画像ニジミが著しく
生じるばかりでなく多数の一般紙の使用が不可能となっ
ている。）しかしながら、これまでインクに関する多く
の提案がなされてきたが、上記条件をすべて満足するも
のはなかった。

ｌ−−１ 本発明は従来技術の上記問題点を解決し、吐出しノズル
の詰まり、保存中の変質および析出を起こさず、吐出安
定性と吐出応答性が良好であり、かつ、長時間連続循環
使用してもインクの物性値の変化が小さく、更に、記録
された画像は耐候性に優れ、色再現性がよく、画像ニジ
ミが少なく、高濃度で鮮明であるインクジェット用水性
インク組成物を提供することを目的としている。

さらに詳しく述べると、本発明はインクのｐＨ低下を防
止して、インクに接触している部材の腐食を防止し、従
来技術の上記欠点のうちノズルの詰まり、保存中の変質
析出を起こさないようなインクジェット用水性インク組
成物を提供することを目的としている。

構　　　成 上記目的を達成するための本発明の構成は、着色剤とし
て水溶性染料、極性有機溶媒、水およびその他の添加剤
からなるインクジェット用水性インクにおいて、上記水
溶性染料として、その分子中に水酸基がない染料あるい
は水酸基があってもそのプロトン解離定数が１０−’ｌ
　１ｌｏＩｅ／　１以下の染料と、水酸基があって、そ
のプロトン解離定数が１０−”　ｍｏｌｅ／　ｌを越え
、１０’　ｍｏｌｅ／　１以下の染料とを組合せて含有
するインクジェット用水性インク組成物である。

インクのＩ）Ｈ低下は染料の溶解性の減少、色調変化、
接触している金属材料の腐食等の悪影響を生み出すもの
である。このｐＨ低下を防止するために、一般には、水
酸化アンモニウム、炭酸ナトリウム等のｐＨ１１整剤を
添加するが、そうすると染料の溶解性の低下、あるいは
水蒸発時にＮａ　２　ＣＯ３が沈澱する原因になる。

ところで、アゾ染料には水酸基をもつものがあるが、こ
れはｐＨが高い領域で解離する。

そして、一度解離すると空気中のＣＯｚによるｌ）Ｈ低
下が抑制される。すなわち、染料自身が！１ＷｉＪ作用
をもつようになる。したがって、このような染料を用い
るとｐＨの低下が抑制される。

一方、分子中に水酸基がないが、色調、耐光性、溶解性
等、他の特性が優れた染料も数多く知られている。した
がってこのような染料と上記染料とを併用するとｐＨの
低下を抑制し、かつ、総合的な画像品質が優れたインク
をつくることができる。

また、分子中に水酸基があっても、その解離定数が小さ
く、１０−”　ｍｏｌｅ／　ｌ以下の染料があるが、そ
れらの染料に緩衝性を発揮させるにはかなり　吐を高く
する必要が−ある。しかし、例えばＮａ　ＯＨでｐＨを
高（すると溶液中のＮａ＋イオンが多くなり、不純物と
して存在する無機アニオンの沈澱あるいは染料の沈澱を
生じることがある。したがって、これらの染料にも１Ｑ
−１１〜１０−８の解離定数をもつ染料を混合して、Ｉ
）Ｈを８〜１０付近の緩衝性をもたせることが有効であ
る。

本発明に使用できる上記各染料を具体的に例示すると、 Ａ、ｐＨ８〜１１で緩衝性がないもの、１）水酸基がな
いもの Ｃ，１，ダイレクトオレンジ１０．４１、ｃ、ｒ、ダイ
レクトレッド２８．４Ｇ、７９、Ｃ，１，ダイレクトブ
ルー７６．８１、１０６、Ｃ，１，アシッドイエロー３
．３６、 Ｃ，１，アシッドレッド５１．５２．８０．８２．８７
．９２．２８９、 ｃ、ｒ、アシッドブルー　１．９、７．１５．９０．９
３、２４９、 Ｃ，１，アシッドグリーン９． ２）水酸基があってもブＯトン解離定数が小さい（１０
”　ｍｏｌｅ／　Ｉ以下）ものＣ，！、ダイレクトオレ
ンジ２６．２９．１０２、Ｃ，１，ダイレクトレッド４
．９．２３．２４．３７．３９．６２．８１、 Ｃ，１，ダイレクトブルー１．２．６．１５．２２、γ
１．１８、 Ｂ、ｐＨ８〜１１で！！衝性のあるものＣ，１，ダイレ
クトイエロー　１．４４．１４４、Ｃ，１，ダイレクト
レッド１．１３．６３．７５．２２７、 Ｃ，Ｔ、アシッドイエロー２３．１７．２５．２９．４
２、 ｃ、ｒ、アシッドレッド３２．３７．１８０１２５４．
２６５．２７４、 本発明は、上記Ａ群に例示した染料とＢ群に例示した染
料を併用するものである。そしてこれらの水溶性染料は
、水に２％以上の溶解性を有するものである。また、そ
の溶解状態はかなり良く例えば０．２〜１μ−の濾過フ
ィルターで濾過した場合はほとんどフィルター目詰まり
がなく濾過することができる。さらに、本発明の染料は
カラー用インクジェット記録のうちマゼンタ系染料に属
するものであってインク全重量中に０．５〜８．０重量
％の割合で含有させることができる。

本発明のインクジェット用水性インクは前記水溶性染料
以外に、水、湿潤剤および防腐防カビ剤を主成分とする
ものであり、その他必要に応じて溶解剤、ｐＨ２整剤お
よび粘度調整剤などを配合してもよい。

湿潤剤はインク噴射が停止している時にインクが乾固し
てノズル詰まりをおこすことを防止する目的で添加され
るものであり例えばグリセリン、ジエチレングリコール
、エチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリ
プロピレングリコール、ポリエチレングリコールなどの
脂肪族多価アルコールおよびこれら多価アルコールのア
ルキルエーテル誘導体を用いることができる。特に、本
発明における前記染料は湿潤剤としてグリセリンとさら
にエチレングリコール、ジエチレングリコールおよびト
リエチレングリコールのうちの少なくとも１種との混合
物と一緒に使用することが本発明の目的上好ましい。こ
の湿潤剤混合物におけるグリセリンと前記グリコールと
の重量比は１：２〜１：５の範囲が特に好ましい。また
、本発明における染料はいずれも水に対する溶解性が１
０％以上でありそして、グリセリン、ジエチレングリコ
ールなどの湿潤剤に対しては１５％以上の溶解性を示す
。

その他に下記に示すような水溶性有機溶媒と水を混合し
て使用することもできる。上記水溶性有機溶媒の例とし
ては、例えばトリエタノールアミンなどのアミン系、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などの含窒素複素環系、バ
レロラクトン、カプロラクトンなどのオキシカルボン酸
の分子内エステル系、工チレングリコールモノメチルエ
ーテルアセテートなどのセロソルブアセテート系がある
。

水溶性防腐カビ剤としては、２．２−ジメチル−６−ア
セトキシ−ジオキサンー１．３−デヒドロ酢酸ソーダ、
ｐ−ヒドロキシ安息香酸ブチルエステル、ソルビン酸カ
リウム、２−ピリジンチオール−１−オキサイドナトリ
ウム、アニオン性界面活性剤などがある。この種のもの
として市販されているものに商品名プルトップ３３（成
田薬品工業■）、ビオサイド８３０（台部製）などがあ
る。

また、粘度調整剤としては、使用される溶媒および染料
に悪影響をおよぼさないで効果的なものであればよく、
一般によく知られているものの中の任意の物質を使用す
ることができ、例えば、ポリビニルアルコール、ヒドロ
キシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、
メチルセルロース、水溶性アクリル樹脂、アラビアゴム
、デキストリン、カゼイン、ペクチン、トラガントゴム
、ポリビニルピロリドンなどがある。

本発明で好適に使用され得る１）Ｈ１ｌｌ剤としては、
調合されるインクに悪影響をおよぼさずに、インクのｐ
Ｈを９．０〜１１．０の範囲に制御できるものであれば
任意の物質を用いることができ例えば、ジェタノールア
ミン、トリエタノールアミンなどのアミン、水酸化ナト
リウム、水酸化カリウムなどのアルカリ金属元素の水酸
化物、水酸化アンモニウムなどがある。

その他に、本発明のインクジェット用水性インクに添加
することのできる物質としては、インクの比電気伝導度
を１１０　／　Ｃ１（２５℃）以上とするための比電気
伝導度調整剤、キレート試薬および防錆剤をあげること
ができる。

比電気伝導度調整剤としては、例えば、塩化カリウム、
塩化アンモニウム、硫酸ナトリウム、炭酸ナトリウムな
どの無機塩、トリエタノールアミンなどの水溶性アミン
、臭化テトラメチルアンモニウムなどの第４級アンモニ
ウム塩などがある。

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、ヒドロオキ
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、ラウミルニ酢酸ナトリ
ウムなどがある。

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ブロビルアン
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。

以上のものを適宜混合してなる本発明のインクジェット
用記録液は表面張力を４０ｄｙｎｅ／ｃｍ（２５℃）以
上の値に調整することが、画像ニジミを抑υ１し、かつ
吐出安定性を確保するために必要である。

以下実施例によって本発明を具体的に説明する。なお、
実施例に示した各成分の母（％）はすべて型開％である
。

実施例１ 染料 Ｇ、　　Ｉ　、　Ａｃ１ｄ　Ｒｅｄ　９２　　　　　１
，５％Ｃ，Ｉ　、　Ｄｉｒｅｃｔ　Ｒｅｄ　２２７　　
　１．５％ジエチレングリコール　　　　　２２．５％
□グリセリン　　　　　　　　　　７．５％防腐防カビ
剤（プルトップ３３）　　　０．３％水　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　６６．７％インクはＮ
ａ　ＯＨでｐｉ−１１０，５１Ｃ’ｒｆｃ　’ｍ、０．
２μｍフィルターで濾過した。

試験結果 次に、このインクを用いて以下のようにして種々の試験
をした。

１）　　ｐＨ変化 上記インク１００ｇｒに５ｏｏｏｉの空気を吹き込んだ
がｐＨは９以下に下らず、一定値に収束した。

２）画像の鮮明性および乾燥性 内径３０μｍのノズルから粒子化用波数１００に−の条
件で市販の上質紙上にインクジェット記録をしたところ
、鮮明な画像が得られた。

色調は色相誤差３０、グレイネス１５の鮮明なマゼンタ
色であった。また、その画像のインキの乾燥時間は１０
秒以内であった。

３）保存性： インキをガラス容器に密閉し、−２０℃で１力月間、４
℃で１力月間、２０℃で１年問および９０℃で１週間そ
れぞれ保存したが、析出物は認められなかった。また、
インクの物性や色調についても変化は認められなかった
。

４）噴射安定性： 前記２）のジェット記録を１０００時間連続して行なっ
たが、ノズルに目詰まりや噴射方向の変化がなく、安定
した記録を達成できた。

５）噴射応答性： 前記２）に従ってジェット記録を行なりた後、常温常湿
で１力月問および４０℃−３０％Ｒ，）−１で１週間そ
れぞれ放置しついで再び２）のジェット記録を行なった
が、前記４）と同様、安定した記録を達成できた。

６）耐光性 上記インクで市販の上質紙に印字した画像はフェードメ
ーターで６３℃、１０時間の照射で、褪色率１０％以下
であった。

比較例１ 実施例１のインキの成分のうち、染料としてＣ，１，Ａ
ｃ１ｄ　Ｒｅｄ９２ｅ　３％、！＝Ｌ、り他Ｇ；を同じ
組成のインクをつくり、実施例１と同様の試験を行なっ
た。

このインクを用いた画像の色調は良好であるが、実施例
１と同様に空気吹き込みテストを行うとｐＨが７．５ま
で低下し、金属ノズルの腐食が大であった。また耐光性
も４０％の褪色率を示した。

比較例２ 実施例１のインキ成分のうち、染料としてＣ，Ｉ　、　
Ｄ　１ｒｅｃｔ　Ｒｅｄ　２２７を３％とした他は同じ
組成のインクを作成し、同様の試験を行なった。

このインクを使用するとｐＨは低下しても９％以上に維
持できたが色調が悪く、色相誤差５０．グレイネス１８
であった。

以下に実施例２および比較例３以下のインクの組成とそ
の試験結果を表に示す。ただし、インクの組成は実施例
１の染料を表に記載の染料にそれぞれ置換した以外はす
べて実施例１に記載のインクの組成と同じであった。

効　　　果 以上、説明したように、本発明のインクは、染料自体に
ｌ）Ｈ！１衝性をもたせ、特にｐＨｗ４整剤を添加しな
くてもｌ）Ｈ低下を防止でき、しかも耐光性、溶解性そ
の他必要される特性を満足することができるインクジェ
ット記録用として適したインクである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 着色剤として水溶性染料、極性有機溶媒、水およびその
   他の添加剤からなるインクジェット用水性インクにおい
   て、上記水溶性染料として、その分子中に水酸基がない
   染料あるいは水酸基があってもそのプロトン解離定数が
   １０＾−＾１＾１ｍｏｌｅ／ｌ以下の染料と水酸基があ
   って、そのプロトン解離定数が１０＾−＾１＾１ｍｏｌ
   ｅ／ｌを越え、１０＾−＾８ｍｏｌｅ／ｌ以下の染料と
   を組合せて含有することを特徴とするインクジェット用
   水性インク組成物。