JPS62201978A - 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）液滴発生方法ヤ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）長期間保存、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１〜か高く、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
料の分子吸光係数か十分に高いこと、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か必要である。

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
剤を含イ１丈るものである。

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、−５１、−７５、−１１２、−
１５４等おるいはＣ１■、アシッドブラック−１、−２
、−７、−２４、−２８、−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）門度を大にして画像濃度、コントラ
ス１−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（プればならない
という問題がおる。

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おり
、特に、噴射特性が優れて、目詰まりがなく、画像の耐
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１９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
組成物である。

ただし、 Ａｒ＋　、Ａｒ２：未置換または買換フェニル基あるい
は、同ナフチル基 Ｒ＋　、Ｒ２：水素、アルキル阜、アルフキ９塁、ハロ
ゲン、スルホン酸基 Ｍ：水素、ナ１〜リウム、カリウム、リチウム、有機ア
ミン等の、プヂオンを 示す。

上記一般式で表わされる染料の含有量は、インク１００
重量部に対して、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重重部未満でおると、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傾向があ
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Ｃ６二合成することかてきる。例え
ば、上記具体例１で示される染料は、まず、４．４’−
ジアミノベンズアニリド２．２７ｇを水５０ｍ１に濃塩
酸？ｆｆｌ＋を加えた液に溶解し、亜硝酸ソーダ１．５
ｇで、常法によりデトラゾン化する。

一方、１−１酸（水で再結晶したもの、モノナトリウム
塩で１分子の結晶水をもつ、＞３．６゜を水３００ｍ　
ｌに溶解し、１０℃以下とし、攪拌しながら先のテトラ
シン化液（スルファミン酸で過剰の亜硝酸を除去）をｌ
ｔＤえる。酢酸ソーダでＤＨ３に調節して８時間反応さ
せる。

次に、この反応液にメタフェニレンジアミン−４−スル
ホン酸１．９ｇを／ＪＯえ、１０’Ｃ以下で攪拌しなが
ら酢酸ソーダでＤＨ５に調節して５時間反応させ、なお
、室温で一夜装置する。

この反応液を炭酸ソーダでアルカリ性とし、これにアニ
リン１ｇを常法でジアゾ化（）た液を５°Ｃ以下でゆっ
くり加えて２時間反応させる。

反応終了後、この反応液を酢酸ソーダで塩析すれば、具
体例（１）で示される構造の黒色染料が析出するので濾
取する。収ｆｆ１７．８ｇ（収率約８５％〉でおる。

本発明のインクは溶媒成分として水を用いるものでおる
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エチルエーテ
ル、ジエヂレングリコール七ツメチルエーテル、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、１−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、インク仝重
最に対して５〜８０％の範囲で使用できるが、粘性、乾
燥性等を考えて１０〜１１０％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Ｊ５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、ンルビン
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＠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。

１）Ｈ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、水酸化すトリウム
、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めげら
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−１〜試薬としては、例えＧａ−、エチレンジアミ
ン四酢酸す１ヘリウム、二ｊ〜リロ三酢酸す（〜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ｉ−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。

防錆剤どしては、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１〜−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ｄ５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％はすべで重量％である。

実施例１ 下記の組成物を約５０’Ｃに７Ｊｎ熱して撹拌溶解した
接、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製した。

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　　　　　　　　　　　　　　　　　　７６６９％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（２）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３ 具体例（４）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（９）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　　　　　　　　　　　　　　　　　　７６．８
％実施例５ 具体例（１４）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％実施例６ 具体例（１６）の染料　　　　　　３．０％ジエチレン
グリコール　　　　１９，０％グリセリン　　　　　　
　　　６，０％６−ア廿トキシ−２，４− ジメチルメタジオキサン　ｏ、ｈ 水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　７１．８％
実施例７ 具体例（２０）の染料　　　　　　３．０％１〜リエヂ
レングリコール　　　１５．０％２．２−−チオジェタ
ノール　　１０，０％６−アセトキシ−２，４− ジメチルメタジオキサン　０．２％ 水　　　　　　　　　　　　　　　　　　７１．８％実
施例８ 具体例（２３）の染料　　　　　　３．０％ポリエチレ
ングリコール２００　１０．０％トリエチレングリコー
ル モノメチルエーテル　１５．０％ ６−アセ１〜キシ−２，４− ジメチルメタジオキサン　０．２％ 水　　　　　　　　　　　　　　　　　　７１．８％比
較例１ 染料（Ｃ，１，ダイレフ１−１ラツク３２〉３．０％ ジエチレングリコール　　　　１５．０％グリセリン　
　　　　　　　　５．０％デヒドロ酢酸す１−リウム　
　　０．１％水　　　　　　　　　　　　　　　　　　
７６．９％比較例２ 染料（Ｃ，１，ダイレフ１〜ブラツク５１）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％比較例３ 染料（Ｃ，１，アシッドブラック２８）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％第１表　インクの物性 １　インクを純水で染料濃度＋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
を作製した。このサンプルを３０℃の水に１分間浸漬し
た後の濃度をマクベス濃度別で測定し、浸漬前の濃度と
比較した。

褪色率＝（浸漬前−浸漬後の濃度）　Ｘ１００　／浸漬
前の濃度ＩＩＩ　　１１１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ｔｔ＋ａ’と同じ方法で１４１１色率を求めた。

上２インキについて実用性の評（ｉｌｆｉ試験をした結
果は下記のとおりであった。

（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屹燥性： 内径３０μｍ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’Ｃで１力月間、
４°Ｃで１力月間、２０’Ｃで１年間、及び９０’Ｑ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１ｏｏｏ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）に従ってジエン１〜記録を行なつた接、常温常
湿で１力月間、及び４０’Ｃ１３０％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か、
前記３）と同様、安定した記録が行なえた。

（ｎ）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１９られた。これに対して比較例１〜３の場合は
、常温常湿で１週間、および４０℃、３０％Ｒ１−（で
３日間放置したところ、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、かつ、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、 Ａｒ＿１、Ａｒ＿２：未置換または置換フェニル基ある
   いは、同ナフチル基 Ｒ＿１、Ｒ＿２：水素、アルキル基、アルコキシ基、ハ
   ロゲン、スルホン酸基 Ｍ：水素、ナトリウム、カリウム、リチウム、有機アミ
   ン等のカチオンを示す。