JPS61247769A - 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、印刷用、筆記具用、記録計用、スタンプ用と
して好適な水性インク組成物に関するものであり、特に
インクジェット印刷用として優れた性能を有する黒色水
性インク組成物に関する。

従来の技術 インクジェット記録をする場合、長時間にわたって良好
な記録を行なうためには、使用するインクの性質が以下
の条件を満たすことが必要である。

１）液滴発生方法や液滴飛翔方向制御方法に応じたイン
ク物性として、インクの粘度、表面張力、比電導度、密
度が適正範囲にあること。

２）長１ｖＪＨ保存、長期間使用あるいは記録中止中に
化学変化などにより析出が生じたり、インク物性値が変
化しないこと。

３）記録された画像が十分にコントラストが高く、鮮明
であること。

４）印字画像の乾燥が速いこと。

以上の条件を満足させるためには、インクに使用する染
料の分子吸光係数が十分に高いこと、染料の水および湿
潤剤に対する溶解度が十分に高いことが必要である。

更に、フルカラー・プリンター等に用いられるインクに
は ５）純度に優れた色調を示すこと。また、６）記録され
た画像はいうまでもなく、耐水性、耐光性、耐摩耗性に
優れ、ニジミのない鮮明画像でなければならない。

以上のような要求を満足するために、これまでに、イン
クジェット記録用インクとして幾多の提案がなされてい
るが、上記諸条件のすべてを充分に満足するものは未だ
に得られていない。

上記諸条件はインクの成分、特に染料によって影響を受
けるものである。したがって、これらの条件を満足する
ような染料が開発されることが待たれていた。

通常、水性インク組成物は、基本的には染料および湿潤
剤といわれる多価アルコールまたはそのエーテル類と水
とから構成され、必要に応じてさらに防カビ剤等の添加
剤を含有するものである。

ところで、黒色水性インクにおいて染料としては、従来
、例えばＣ，１，ダイレクトブラック−４、−１７、−
１９、−３２、−３８、−７５、−１１２、−１５４等
あるいはＣ，１，アシッドブラック−１、−２、−７、
−２４、−９４等の直接染料や酸性染料が用いられてい
る。

しかし、これらの染料のうち、直接染料は溶解性が悪い
ために、その含有濃度を大にして画像濃度、コントラス
トを充分に上げることができない。

また、酸性染料は溶解性は良いが、画像の耐水性が特に
劣るために、特殊な加工紙を使用しなければならないと
いう問題がある。

目　　　　的 本発明の目的は、このような従来の欠点を解決したイン
クジェット記録用黒色水性インクを提供することにあり
、特に、噴射特性が優れて、目詰まりがなく、画像の鮮
明性、耐水性、耐光性に優れた黒色水性インクを提供す
ることにある。

構　　　成 本発明者は、上記目的を達成するためには特定の染料を
用いると十分な効果を得られることを発見したものであ
り、その構成は、下記一般式で表わされる水溶性染料を
少なくとも一種含有することを特徴とする水性インク組
成物 一般式 ただし、 Ｒ１，Ｒ２：水素、ハロゲン、アルキル基、アルコキシ
基 Ｒ３：水酸基、ヒトＯキシアルキルエーテル基、ヒドロ
キシアルキルアミムＬ ジ（ヒドロキシアルキル）アミン基 Ｘ；水素、リチウム、カリウム、ナトリウム、有機アミ
ン等のカチオン である。

上記一般式で表わされる染料の含有ａｔよ、インク１０
０重憬部に対して、０．５〜２０重量部、好ましくは１
．５〜６重量部が適当である。

０．５重量部未満であると、着色剤としての効力が薄く
、得られる画像の色調は不十分となり、また２０重量部
を越える場合には長時間経過するうちにインク中に析出
物が生じてインクジェット記録が円滑に行なわれなくな
る１頃向がある。

以下、この発明で用いられる染料の具体例を示す。

これらの染料は容易に合成することができる。例えば、
上記具体例１で示される染料の合成例を説明するとオル
トトリジン２１．２Ｑを常法でテトラシン化する（総量
５０ｏｍｌ　＞。

−力水酸化ナトリウム５ｇを水１５００ｍｌに溶解した
溶液にＨ酸４０９を溶解した後、酢酸１２１を加えると
Ｈ酸は微細な状態で析出する。

これを強く攪拌しながら上記テトラン化を注加して酸性
カップリングを行う。この時、同時に酢酸ナトリウム水
溶液でｐＨを４〜６に調節して１０時間反応させる。

次に、この反応液を炭酸ナトリウムでアルカリ性とし、
アニリン９．３ｇのジアゾ化液１００ｍ１を５℃で加え
、２時間反応させた後、塩酸でｐＨ４とし、これに２，
４−ジアミノフェノールヒドロキシエチルエーテル１８
ｇを加えて酸性カップリングを行なう。

１０時間反応させた後、塩酸酸性として黒色の染料を濾
過する。２％の塩酸で無機塩等を良く洗って乾燥する。

収量は６５９であった。

本発明のインクは溶媒成分として水を用いるものである
が、インクの物性の調整、乾燥防止、染料の溶解性の向
上等の目的で下記の水溶性有機溶媒と水とを混合して使
用することもできる。たとえば、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、ポリ
エチレングリコール、ポリプロピレングリコール、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
エチルエーテル、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メチルエーテル、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
ールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノ
メチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエ
ーテル等の多価アルコールのアルキルエーテル類、その
他、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、ジメチルホルムアミ
ド、トリエタノールアミン等である。

これらの具体例の中で特に好ましいのは、ジエチレング
リコール、ポリエチレングリコール２００〜６００、ト
リエチレングリコール、エチレングリコール、グリセリ
ン、Ｎ−メチル−２−ピロリドンであり、これらを用い
ることによって、染料の高い溶解性と水分の蒸発防止効
果があり、その結果、インクジェットノズルの目詰まり
を防止できる。

インク中の上記水溶性有機溶媒の含有量は、インク全重
量に対して５〜８０％の範囲で使用できるが、粘性、乾
燥性等を考えて１０〜４０％の範囲で用いるのが好まし
い。

本発明のインクには、上記染料、溶剤の他に、従来から
知られている染料および添加剤を加えることもできる。

防腐、防黴剤としては、デヒドロ酢酸ソーダ、ソルビン
酸ソーダ、２−ピリジンチオール−１−オキサイドナト
リウム、安息香酸ナトリウム、ペンタクロロフェノール
ナトリウム等が用いられる。

ｐＨ調整剤としては、調合されるインクに悪影響をおよ
ぼさずに、インクのｐＨ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使用することができ
る。

その例として、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、水酸化リチウム、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、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、
炭酸カリウムなどのアルカリ金属の炭酸塩などがあげら
れる。

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
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、ヒトＯ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、ウラミルニ酢酸ナトリ
ウムなどがある。

防錆剤としては、例えば、酸性亜Ｔａ酸塩、チオ硫酸ナ
トリウム、チオグリコール酸アンモン、ジイソプロピル
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
。

その他目的に応じて、水溶性紫外線吸収剤、水溶性赤外
線吸収剤、水溶性高分子化合物、染料溶解剤、界面活性
剤などを添加することができる。

以下、実施例および比較例によって本発明を具体的に説
明する。なお、実施例中の％ｔ、ｔすべて重量％である
。

実施例１ 下記の組成吻を約５０℃に加熱して攪拌溶解した後、孔
径０．２２μｍのテフロンフィルターで濾過することに
よってインクを作成した。

該インクの物性は第１表に示すとおりである。

具体例１の染料　　　　　　　３．０％ジエチレングリ
コール　　　　１５゜０％グリセリン　　　　　　　　
　５．０％デヒドロ酢酸ナトリウム　　　０．１％水　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　７６．９
％下記の組成よりなる材料を用いる以外は実施例１と同
様にして実施例２〜５、および比較例１〜３のインクを
作成した。

実施例２ 具体例３の染料　　　　　　　　３．０％ジエチレング
リコール　　　　１５．０％グリセリン　　　　　　　
　　５．０％デとドロ酢酸ナトリウム　　　　０，１％
水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　７６．
９％実施例３ 具体例５の染料　　　　　　　　３．０％ジエチレング
リコール　　　　１５．０％グリセリン　　　　　　　
　　５．０％デヒドロ酢酸ナトリウム　　　　０．１％
水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　７６
．９％実施例４ 具体例６の染料　　　　　　　　３．０％トリエチレン
グリコール　　　１０．０％２．２′−チオジェタノー
ル　　１０．０％安息香酸ナトリウム　　　　　０．２
％水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　７６
６８％実施例５ 具体例８の染料　　　　　　　　３．０％ポリエチレン
グリコール２００　　５，０％トリエチレングリコール モノメチルエーテル　１５．０％ 安息香酸ナトリウム　　　　　　０．２％水　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　７６．８％比較例
１ 染料（Ｃ，Ｉ、ダイレクトブラック１５）３．０％ ジエチレングリコール　　　　１５．０％グリセリン　
　　　　　　　　５．０％デヒドロ酢酸ナトリウム　　
、０．１％水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　１６．９％比較例２ 染料（Ｃ，Ｉ、ダイレクトブラック３２）３．０％ ジエチレングリコール　　　　１５．０％グリセリン　
　　　　　　　　ｓ、ｏ％デヒドロ酢酸ナトリウム　　
　　０．１％水　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　７６．９％比較例３ 染料（Ｃ，Ｉ、アシッドブラック９４）３．０％ ジエチレングリコール　　　　１５．０％グリセリン　
　　　　　　　　５・０％デヒドロ酢酸ナトリウム　　
　　０．１％水　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　７６．９％ン　　　　　　　　　　　　第１表
　インクの物性峯１　インクを純水で染料ＩＩＩ！ｌＩ
ｗｔ％に希釈して、上質紙にドクターブレードで塗布し
、１日風乾してサンプルを作成した。このサンプルを３
０℃の水に１分間浸漬した後の濃度をマクベス濃度計で
測定し浸漬前の濃度と比較した。

褪色率−（浸漬前−浸漬後の濃度）　ｘｌｏｏ　／浸漬
前の溌度毫２１と同様にして作成したサンプルを３時間
フェードメータ（カーボンアーク灯、６３℃）にかけ察
１と同じ方法で褪色率を求めた。

上記インキについて実用性の評価試験をした結果は下記
のと治りであった。

（Ｉ）実施例１のインク組成物について、４つの項目に
ついて評価試験を行った。その結果を以下に示す。

１）画像鮮明性および画像の乾燥性： 内径３０μ涌のノズルから粒子周波数１１００ｋＨｚの
条件で市販の上質紙上にインクをジェット記録したとこ
ろ、ニジミのない鮮明な黒色画像が得られた。記録物の
乾燥時間は常温常湿で１０秒以内であった。

２）保存性： インク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Ｐ１、及び９０℃で１週間
、夫々保存したが、析出は認められなかった。またイン
ク物性や色調についても変化は認められなかった。

３）噴射安定性： 前記１）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なく、安定し
た記録が行なえた。

４）噴射応答性： 前記１）に従ってジェット記録を行なった後、常温常湿
で１力月間、及び４０℃、３０％ＲＨで１週間夫々放置
し、ついで再び１）のジェット記録を行なったが、前記
３）と同様、安定した記録が行なえた。

（ｆｆ）実施例２〜５のインクについて実施例１と同じ
く噴射応答性をテストしたところ実施例１と同様に良好
な結果が得られた。これに対して比較例１〜３の場合は
、常温常湿テ１３！１間、オヨヒ４０℃、３ｏ％ＲＨ１
’　３日１ｍ放置したところ、各々ノズルの部分的目詰
まりが生じてインクの噴射方向が著しく不安定となり、
ジェット記録は不可能であった。

効　　　果 以上、説明したように、本発明のインクはその物性がジ
ェット記録に適している外に、長時間の保存に耐え鮮明
な画像を画き、画像の乾燥も早く、がっ１、その堅牢性
も高いという優れた性質をもっている。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 下記一般式で表わされる水溶性染料を少なくとも一種含
   有することを特徴とする水性インク組成物。 一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ ただし、 Ｒ＿１、Ｒ＿２；水素、ハロゲン、アルキル基、アルコ
   キシ基 Ｒ＿３；水酸基、ヒドロキシアルキルエーテル基、ヒド
   ロキシアルキルアミノ基、ジ（ヒドロキシアルキル）ア
   ミノ基Ｘ；水素、リチウム、カリウム、ナトリウム、有
   機アミン等のカチオンを示す。