JPS6363764A - 水性インク - 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］ 本発明は水性インク、特に、インクジェット用水性イン
クに関するもので、−１ｉｄ筆記具のインク、スタンプ
等にも利用できるものである。

［従来技術］ インクジェット用インクに要求される特性は １）噴射安定性 ２）保存性 ３）色調鮮明性 ４）耐水、耐光性 等があるが、従来、特にカラーインクでは高色調で高溶
解性の染料を使用するために、それで印字した像の耐水
性が劣っていた。そのために、普通は耐水処理紙を用い
る必要かあった。

しかし、普通紙に対して印字を可能にする要求も強く、
そのために、ポリアリルアミン（特許請求の範囲に記載
の一般式のＲおよびＲ−が共に水素でおる化合物）を添
加して耐水性を高める方法も提案されている。しかし、
ポリアリルアミンは特に多価アニオン染料の場合に染料
を媒介とした架橋による沈澱が形成され易く、インク作
製時かなりの高１）Ｈでないと（空気中のＣＯ２ガスに
よるＤＨ低下が原因となる）目詰まりが生じる。よって
、ポリアリルアミンの場合はインク作製時のＤＨは１０
．７〜１１．０より高いことが必要になる。

しかし、ｐｌ−１１１以上になると、人体に接触した場
合、危険である上にノズルを腐蝕するおそれがある。

［目　　的］ 本発明は従来技術の上記問題点を改善し、画像の耐水性
を向上し、しかも沈澱が生じないようなインクジェット
用水性インク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特許請求の範
囲に記載のとおりの水性インクである。

ところで、上記水性インクの成分として用いられるポリ
アリルアルキルアミンは下記一般式で示される化合物で
ある。

、ｐｃＨｚ、。、−ｙｎ ＯＨ２ Ｒ：ＯＨを持つアルキル基 Ｒ−：ＯＨを持つアルキル基あるいは水素原子 ｎ：５０〜１３０の整数 上記化合物は、ポリアリルアミンとアルキル基の水素を
ハロゲンで置換したアルコールと反応させることにより
合成できるものでポリアリルアミン（上記一般式におけ
るＲおよびＲ′が共に水素原子である化合物）よりも、
Ｋａが低く、これをインク用添加剤として使用すると、
印字した像の耐水性がよく、かつ、ポリアリルアミンに
比較すると多価イオン染料との架橋による沈澱発生のｌ
）Ｈが１０付近まで低下するため、インク作製時のｐＨ
は１０．２〜１０．７で十分である。

上記化合物の合成法（Ｒ，Ｒ”＝ Ｃ２Ｈ４０Ｈを例にする）は以下のとおりである。

ポリアリルアミンの塩酸塩（日東紡績社ＰＡＡ−ＨＣ１
・３３）９．８（］（モノマ一単位０．１モル）を水酸
化ナトリウム０．１モルを溶解させたメタノール１００
ｍ　ｌに添加し、生ずる塩化ナトリウムを濾別する。ざ
らにエチレンクロルヒドリン１６．１ｇ（０，２モル）
を添加し水酸化ナトリウム０．２モルを含むメタノール
溶液５０ｍ１を添加し１時間環流する。生じた塩化ナト
リウムを濾別する。その後凍結乾燥で結晶を得る。

本化合物のアルカリ溶液を塩酸水で滴定したところ図で
示すようにアンモニウムイオンに変わるｌ）Ｈがポリア
リルアミンに比べ低くなっている（　ｐＫａがポリアリ
ルアミンに比べ小さいことを示す）、このことがポリア
ミン（Ｒ＝Ｒ−＝Ｈ）に比較して沈澱発生のｐＨが低下
した要因と考えられる。また、この図でみるように、Ｒ
＝Ｒ−＝Ｃ２Ｈ４０Ｈの場合、単独ではｐＨ７〜８付近
までイオン化しないが、多価アニオン染料が必るとｐＨ
１０付近から染料との塩の形成が始まる。

ＲとＲ′が異なる場合は該当するハロゲン置換アルコー
ルを２種用いればよい。また２種以上のハロゲン置換ア
ルコールを用いればそれらの混在したポリアリルアルキ
ルアミンが作製でき、それでも効果は同じである。また
アミンの水素原子が一部置換されずに残留していてもよ
い。

ポリアリルアルキルアミンのインク中への添加量はイン
ク中の染料のスルフォン基、カルボキシル基のモル数の
１／１０〜２倍モル凹が適当でおる。例えばＣＩアシッ
ドレッド３５（下記式）がインク中０．０１モルある場
合、そのスルホン基数の１／１０〜２倍のモル数のアル
キルアミノ基を含むポリアルキルアミン璽すなわち０．
００２〜０．０４モルが適当である。

０、００２モル未満では耐水性改良効果がなく０．０４
モルを越えると粘度が増加し高濃度のインクができない
。

Ｃ，１，Ａｃ１ｄ　Ｒｅｄ　３５ 染料としてはスルフォン基おるいはカルボキシル基等の
親水基をもつ酸性、直接染料ならいずれも使用できる。

特に色調良好でありかつ水溶解能の大きなマゼンタ、シ
アンの酸性染料を含むインクに使用することに本発明の
価値がある。これらの色には色調が良く耐水性が良好な
直接染料が必まり無いからである。

インク作製法としては所定量の染料およびその他の添加
剤を水、湿潤剤に溶解させ、所定量のポリアリルアルキ
ルアミンを添加してもよいし、最初から該当するポリア
リルアルキルアンモニウムイオンと染料との塩を作製し
それを原料としてもよい。

本発明のインクは、溶媒成分として水を使用するもので
あるが、インク物性を所望の値に調整し、インクの乾燥
を防止し、染料の溶解性を向上する等の目的で、下記の
水溶性有機溶媒と水とを混合して使用する事もできる。

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
、ジメチルフォルムアミド、トリエタノールアミンなど
でおる。

これら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−ピロリドンである。これらを用いること
により、染料の溶解度が高くなり、かつ水分の蒸発が防
止できるので、析出物により起こる目詰まり防止の効果
を得ることができる。

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５〜８０ｗｔ％の範囲で使用できるが、粘性、
乾燥性等から１５〜ｅｏｗｔ％の範囲で用いることが望
ましい。

本発明のインクには前記染料、溶剤の他に従来より知ら
れている添加剤を加えることができる。

例えば防腐防カビ剤としては、デヒドロ酢酸ナトリウム
、ソルビン酸ナトリウム、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本発明に使用できる。

ｐＨ調整剤として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１０．２〜１０．７付近に制御でき
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、モノエタノールアミン等のアミン、水酸化リチウ
ム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金
属元素の水酸化物、水酸化アンモニウム、４＠アンモニ
ウム水酸化物、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カ
リウム等のアルカリ金属の炭酸塩等がめげられる。

キレート試薬としては例えばエチレンジアミン４酢酸ナ
トリウム、ニトリロ３酢正ナトリウム、ヒドロキシエチ
ルエチレンジアミン３酢酸ナトリウム、ジエチレントリ
アミン５酢閑ナトリウム、ウラミル２酢酸ナトリウム等
がある。

防錆剤としては、例えば潴性亜硫駿塩、チオ硫醒ナトリ
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、４硝醒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等がおる。

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。

以下実施例によって本発明を具体的に説明する。

実施例 表１に示した組成でインク調合した後、水薗化ナトリウ
ムでｐｉ−１１０，５〜１１．０とした。

注１ 一般式におけるｎ＝約８０ 注２ Ｈ 上記Ｘが で示される染料化合物 注４ で示される染料化合物 注５　湿潤剤の記号の内容は ＤＥＧ　ニジエチレングリコール ＧＬＹ　：グリセリン ＴＥＧニトリエチレングリコール ［Ｇ：エチレングリコール Ｎ−Ｐｙ：Ｎ−メチル−２−ピロリドンＰＥＧ２００　
：ポリエチレングリコール＃２００注６　防腐防カビ剤
種は Ａ：デルトップ３３（成田薬品） Ｂ：ソジウムオマジン Ｃ：安息香酸ナトリウム 上記実施例１〜１０．比較例１〜３について下記の試験
を行った。

１）画像の鮮明性 リコー製ワードプロセッサーリポート ５６００Ｊ用インクジェットプリンターに作製したイン
クを充填し、市販ボンド紙に印字を行った。

鮮明な画像が得られたインクについて表２において○印
で表わした。

２）画像の耐光性 １）で得た画像サンプルをフェードメーター（カーボン
アーク灯、６３℃〉に３時間かけ光照射後の画＠濃度を
マクベス濃度計で測定し下式により光褪色率を求めた。

褪色率（％）＝（１−光照射後の画像濃度／光照射後の
画像濃度）ｘｌｏｏ ３）画像の耐水性 １）で得た画像サンプルを３０″Ｃの水に１分間浸漬し
、浸漬前後の画像濃度をマクベス濃度計で測定し？）項
の式と同様の式により水褪色率を求めた。

４）保存性 インクをポリエチレン製の容器に入れ−２０’Ｃ１４℃
、２０℃、５０℃、７０’Ｃ，それぞれの条件下で３カ
月間保存し、保存前後の粘度、表面張力、電気伝導度の
変化、および沈澱物析出の有無を調べた。どの条件下で
保存しても物製変化、沈澱物の発生がなかったものを表
１で○とした。

５）ノズルの目詰まりテスト １）で印字した後、印字体止したままで２０℃、６５％
ＲＨの環境で２力月間放置し、放置後再び正常な印字が
可能か否かを調べた。

１つのサンプルについて３台のプリンターを使用し試験
した。

表２には３台のプリンターとも正常に印字できた場合を
０１１台または２台で正常印字できなかった場合をＸ、
３台とも正常印字できなかった場合をＸ×で示した。な
お５６００Ｊ用プリンターにはノズルに目詰まりが生じ
、噴射できなくなった時、ジェットの噴射方向が著しく
放置前と比べて変化した時には、それを自動的に検出し
プリンターの作動を停止するための装置が取り付けられ
ている。

表−２印字結果 ［効　　果コ 以上説明したように、本発明の水性インクは保存性がよ
く、ノズルの目詰まりが起らないものであり、更に、光
褪色率が小さく、特に水褪色率が極めて小さいという顕
著な効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

図面はポリアリルアミンとポリアリルアルキルアミンそ
れぞれのアルカリ溶液への塩酸水の添加によるＩ）Ｈ変
化を示すグラフである。 特許出願人　株式会社リ　コ　− 代理人　弁理士　小　松　秀　岳 代理人　弁理士　旭　　　　　宏 塩酸末渇免−Ｊｌ（ＣＣ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 下記一般式で表わされるポリアリルアルキルアミンおよ
   びこの化合物を添加した染料ならびに湿潤剤、水を主成
   分とすることを特徴とする水性インク。 一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ ただし、上記一般式中の記号のうち、 Ｒ：ＯＨを持つアルキル基 Ｒ′：ＯＨを持つアルキル基あるいは水素原子 ｎ：５０〜１３０の整数 である。