JP2002053784A - 記録用インク - Google Patents
記録用インクInfo
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- C09D11/30—Inkjet printing inks
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Abstract
プリンターを使用して記録した場合のカラーブリード
(異なった色同士が隣接する部分での色の混ざり合い)
が低減される水系インクを提供する。 【解決手段】 水系インクに3つ以上のプロピレンオキ
サイドをその分子内に有するポリプロピレングリコール
−n−ブチルエーテルを含有する。
Description
分とする記録用インクで、特にインクジェットプリンタ
ーに用いる記録用インクに関する。
吸引方式、圧電素子等を用いてインクに機械的振動また
は変位を与える方式、インクを加熱させることにより気
泡を発生させ、その時の圧力を利用する方法等のインク
吐出方式が知られている。これらの吐出方式によりイン
ク小滴を形成し、それらの一部もしくは全部を紙等の被
記録材に付着させて記録を行うものである。このような
インクジェット記録方式に使用するインクとしては、各
種の水溶性染料または顔料を、水または水と水溶性有機
溶剤からなる液媒体に溶解または分散させたものが知ら
れ、使用されている。
良好な記録を行うためには、使用するインクの特性値
(粘度、表面張力、導電率、密度等)が適当な値である
こと、熱等により析出物が生じたり、物性値が変化した
りしないこと(記録装置のノズル、オリフィスでの目詰
まり防止)、記録画像が耐水性、耐光性等に優れている
こと、の条件が必要である。これらの条件を満足させる
ため、数多くの提案がなされている。
コスト、環境への配慮からインクジェット専用紙に記録
するよりも普通紙への記録要求が高まってきている。従
来の多くのインクでは普通紙に記録した場合、カラーブ
リード(異なった色同士が隣接する部分での色の混ざり
合い)が発生し易いという問題があった。
になされたものであり、普通紙へ記録してもカラーブリ
ードが低減される記録用インクを提供することを目的と
している。
に本発明の請求項記載の記録用インクでは、少なくと
も、水、着色剤、ポリオキシアルキレン(オキシアルキ
レンが1以上とする)グリコール−n−アルキルエーテ
ルを2種以上を含有した水系インクにおいて、ポリオキ
シアルキレン(オキシアルキレンが1以上とする)グリ
コール−n−アルキルエーテルの少なくとも1種が3つ
以上のプロピレンオキサイドをその分子内に有するポリ
プロピレングリコール−n−ブチルエーテルであること
を特徴とする。
色剤、2種以上のポリオキシアルキレン(オキシアルキ
レンが1以上とする)グリコール−n−アルキルエーテ
ル(以下「ポリオキシアルキレングリコール−n−アル
キルエーテル」とは、オキシアルキレンが1以上のもの
を言う)から構成される。
される。
塩基性染料、反応性染料等に代表される水溶性染料が用
いられ、特にインクジェット記録方式のインクとして好
適で、鮮明性、水溶性、安定性、耐光性その他の要求さ
れる性能を満たすものとしては、例えばC.I.ダイレ
クトブラック17、19、32、51、71、108、
146、154、168;C.I.ダイレクトブルー
6、22、25、71、86、90、106、199;
C.I.ダイレクトレッド1、4、17、28、83、
227;C.I.ダイレクトイエロー12、24、2
6、86、98、132、142;C.I.ダイレクト
オレンジ34、39、44、46、60;C.I.ダイ
レクトバイオレット47、48;C.I.ダイレクトブ
ラウン109;C.I.ダイレクトグリーン59;C.
I.アシッドブラック2、7、24、26、31、5
2、63、112、118;C.I.アシッドブルー
9、22、40、59、93、102、104、11
3、117、120、167、229、234;C.
I.アシッドレッド1、6、32、37、51、52、
80、85、87、92、94、115、181、25
6、289、315、317;C.I.アシッドイエロ
ー11、17、23、25、29、42、61、71;
C.I.アシッドオレンジ7、19;C.I.アシッド
バイオレット49;C.I.ベーシックブラック2;
C.I.ベーシックブルー1、3、5、7、9、24、
25、26、28、29;C.I.ベーシックレッド
1、2、9、12、13、14、37;C.I.ベーシ
ックバイオレット7、14、27;C.I.フードブラ
ック1、2等が挙げられる。
対して特に好ましいものであるが、本発明は、これらの
染料に限定されるものではない。
の他、多くの無機顔料、有機顔料が使用できる。例え
ば、アゾレーキ、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、キレ
ートアゾ顔料などのアゾ顔料や、フタロシアニン顔料、
ペリレン及びペリノン顔料、アントラキノン顔料、キナ
クリドン顔料、ジオキサジン顔料、チオインジゴ顔料、
イソインドリノン顔料、キノフタロン顔料などの多環式
顔料や、塩基性染料型レーキ、酸性染料型レーキなどの
染料レーキや、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブ
ラック昼光蛍光顔料などの有機顔料、酸化チタン、酸化
鉄系、カーボンブラック系等の無機顔料を挙げることが
できる。また、その他の顔料であっても水相に分散可能
なものであれば使用できる。さらに、上記顔料を界面活
性剤や高分子分散剤等で表面処理したもの、例えばグラ
フトカーボン等も使用可能である。
対して特に好ましいものであるが、本発明は、これらの
顔料に限定されるものではない。
場合、適当な分散剤、溶剤、純水及び必要に応じて他の
添加剤とともに、従来知られている方法により分散処理
される。
1672号公報に記載されている顔料分散に用いられる
高分子分散剤や界面活性剤が使用でき、高分子分散剤と
しては、ゼラチン、アルブミン等の蛋白質、アラビアゴ
ム、トラガントゴム等の天然ゴム類、サポニン等のグル
コシド類、メチルセルロース、カルボキシセルロース、
ヒドロキシメチルセルロース等のセルロース誘導体、リ
グニンスルホン酸塩、セラック等の天然高分子、ポリア
クリル酸塩、スチレン−アクリル酸共重合物の塩、ビニ
ルナフタレン−アクリル酸共重合物の塩、スチレン−マ
レイン酸共重合物の塩、ビニルナフタレン−マレイン酸
共重合物の塩、β−ナフタレンスルホン酸ホリマリン縮
合物のナトリウム塩、リン酸塩等の陰イオン性高分子や
ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリエ
チレングリコール等の非イオン性高分子等の高分子分散
剤、界面活性剤としては、高級アルコール硫酸エステル
塩類、液体脂肪油硫酸エステル塩類、アルキルアリルス
ルホン酸塩類等の陰イオン界面活性剤、ポリオキシエチ
レンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキル
エステル類、ソルビタンアルキルエステル類、ポリオキ
シエチレンソルビタンアルキルエステル類等の非イオン
性界面活性剤があり、これらの1種または2種以上を適
宜選択して使用できる。その使用量は、一般的にインク
全量に対して0.01〜20重量%が望ましい。
一般的な分散機ならどんなものでもよいが、例えば、ボ
ールミル、ロールミル、サンドミル等が挙げられる。そ
の中でも特に高速型のサンドミルが好ましい。
てもよいし、染料同士、顔料同士、また、染料と顔料を
2種以上混合して用いることも可能である。
用インクに対して一般に0.1〜20重量%の割合で用
いられ、望ましくは0.3〜15重量%であり、さらに
望ましくは0.5〜10重量%の範囲で用いられる。
−アルキルエーテルは、記録紙上での遅乾性に起因する
カラーブリードを効果的に低減するものが好適に使用さ
れる。これらは分子のアルキルのCが5以下、オキシア
ルキレンのCは12以下が好ましい。分子の鎖の長いも
のは粘度の上昇が激しくインクジェット用インクの材料
として適さない。
−アルキルエーテルとしてはエチレングリコール系、プ
ロピレングリコール系のアルキルエーテルに代表される
グリコールエーテルがある。
ール−n−メチルエーテル、エチレングリコール−n−
エチルエーテル、エチレングリコール−n−プロピルエ
ーテル、エチレングリコール−n−ブチルエーテル、エ
チレングリコール−n−イソブチルエーテル、ジエチレ
ングリコール−n−メチルエーテル、ジエチレングリコ
ール−n−エチルエーテル、ジエチレングリコール−n
−プロピルエーテル、ジエチレングリコール−n−ブチ
ルエーテル、ジエチレングリコール−n−イソブチルエ
ーテル、トリエチレングリコール−n−メチルエーテ
ル、トリエチレングリコール−n−エチルエーテル、ト
リエチレングリコール−n−プロピルエーテル、トリエ
チレングリコール−n−ブチルエーテル、トリエチレン
グリコール−n−イソブチルエーテル等が挙げられる。
レングリコール−n−メチルエーテル、プロピレングリ
コール−n−エチルエーテル、プロピレングリコール−
n−プロピルエーテル、プロピレングリコール−n−イ
ソプロピルエーテル、プロピレングリコール−n−ブチ
ルエーテル、ジプロピレングリコール−n−メチルエー
テル、ジプロピレングリコール−n−エチルエーテル、
ジプロピレングリコール−n−プロピルエーテル、ジプ
ロピレングリコール−n−イソプロピルエーテル、ジプ
ロピレングリコール−n−ブチルエーテル、トリプロピ
レングリコール−n−メチルエーテル、トリプロピレン
グリコール−n−エチルエーテル、トリプロピレングリ
コール−n−プロピルエーテル、トリプロピレングリコ
ール−n−イソプロピルエーテル等が挙げられる。
れる前記ポリオキシアルキレングリコール−n−アルキ
ルエーテルは、少なくとも1種が3つ以上のプロピレン
オキサイドをその分子内に有するポリプロピレングリコ
ール−n−ブチルエーテルでなくてはならない。
の分子内に有するポリプロピレングリコール−n−ブチ
ルエーテルは単独で使用してもカラーブリードは低減す
ることは出来ないが、先に挙げたポリオキシアルキレン
グリコール−n−アルキルエーテルと組み合わせてイン
ク組成物に添加することにより、普通紙へ記録した場合
においてもカラーブリード(異なった色同士が隣接する
部分での色の混ざり合い)を極めて効果的に低減でき
る。ポリオキシアルキレングリコール−n−アルキルエ
ーテルとポリプロピレングリコール−n−モノブチルエ
ーテルを併用することによってカラーブリードを効果的
に低減できる理由は定かではないが、以下のように推定
することができる。
ーテルはポリオキシアルキレングリコール−n−アルキ
ルエーテルの中でも特にインクと空気との界面に局在化
しやすい性質を持ちインク滴が記録紙に着弾する際、前
記ポリアルキレングリコール−n−アルキルエーテルを
単独で用いた場合よりもインクの浸透速度を更に効果的
に速めているものと考えられる。
−n−アルキルエーテルを単独で使用した場合にはポリ
アルキレングリコール−n−アルキルエーテルはインク
中で局在することなく均等に分散して存在するため、イ
ンクの浸透性を均一に速める効果を有するのみであるが
更にポリプロピレングリコール−n−ブチルエーテルを
併用することにより、ポリアルキレングリコール−n−
アルキルエーテルの均一な浸透効果に加えて、インク滴
の最表面にポリプロピレングリコール−n−ブチルエー
テルが局在化することによって、記録紙に着弾した瞬間
の極初期の浸透速度を速めているものと考えられる。
減効果は、例えばポリプロピレングリコール−n−ブチ
ルエーテルの代わりに一般的な界面活性剤を用いても十
分には得られない。このことは、一般的な界面活性剤と
比較してポリプロピレングリコール−n−ブチルエーテ
ルの分子が小さく、インク滴最表面への移動速度が十分
に速いことに起因するものと考えられる。また、ポリア
ルキレングリコール−n−アルキルエーテルとポリプロ
ピレングリコール−n−ブチルエーテルの構造が類似し
ていることもインク滴の記録紙への浸透がインク滴最表
面から内部に渡って連続的、且つ、スムーズに進行する
ために必要な要素となっているものと推察される。
コール−n−ブチルエーテル、テトラプロピレングリコ
ール−n−ブチルエーテル、ペンタプロピレングリコー
ル−n−ブチルエーテル等が挙げられる。
コール−n−アルキルエーテルとポリプロピレングリコ
ール−n−ブチルエーテルとの総含有量は、インク全量
に対して重量%で2〜15重量%の割合で用いられ、望
ましくは3〜12重量%、さらに望ましくは4〜10重
量%である。もし、2重量%未満であると、インクの記
録紙への浸透速度が遅く、乾燥時間が長く、カラーブリ
ードに問題を生じる。また、15重量%を越えると、イ
ンクの記録紙への浸透が激しくなり、記録紙の裏までイ
ンクが達してしまったり、フェザリング(紙の繊維に沿
ってインクが髭状に滲む現象)にも問題を生じる。ま
た、ポリオキシアルキレングリコール−n−アルキルエ
ーテルとポリプロピレングリコール−n−ブチルエーテ
ルの配合比はその組成あるいは所望されるインクの特性
に依存して広い範囲で決定される。一般にその配合比は
ポリオキシアルキレングリコール−n−アルキルエーテ
ルとポリプロピレングリコール−n−ブチルエーテルと
の総含有量に対してポリプロピレングリコール−n−ブ
チルエーテルが1〜80重量%、望ましくは3〜60重
量%、さらに望ましくは5〜50重量%の範囲内であ
る。
はなく、イオン交換水、蒸留水等の純度の高いものを使
用することが好ましい。
リオキシアルキレングリコール−n−アルキルエーテル
の種類、その組成あるいは所望されるインクの特性に依
存して広い範囲で決定されるが、インクの全重量に対し
て一般に10〜98重量%、好ましくは30〜97重量
%、より好ましくは40〜95重量%の範囲内である。
通りであるが、その他従来公知の各種分散剤、界面活性
剤、粘度調整剤、表面張力調整剤、pH調整剤、防腐防
カビ剤等を必要に応じて添加することができる。
に以下に挙げる材料も使用してもよい(インクジェット
プリンターヘッドのノズルでのインクの乾燥防止(湿
潤)効果を有する)。この様なインクの液安定性を向上
させる物質としては、例えば、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、プロピレングリコール、ジプロピレ
ングリコール、トリプロピレングリコール、ポリプロピ
レングリコール、1,3−ブタンジオール、1,5−ペ
ンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、グリセリ
ン、1,2,6−ヘキサントリオール、1,2,4−ブ
タントリオール、1,2,3−ブタントリオール、ペト
リオール等の多価アルコール類、N−メチル−2−ピロ
リドン、N−ヒドロキシエチル−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、ε−
カプロラクタム等の含窒素複素環化合物、ホルムアミ
ド、N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルム
アミド等のアミド類、モノエタノールアミン、ジエタノ
ールアミン、トリエタノールアミン、モノエチルアミ
ン、ジエチルアミン、トリエチルアミン等のアミン類、
ジメチルスルホキシド、スルホラン、チオジエタノール
等の含硫黄化合物等を挙げることができる。またこれら
は単独もしくは、複数混合して用いることができる。配
合比はインクの組成あるいは所望されるインクの特性に
依存して広い範囲で決定される。一般にその配合比は0
〜40重量%、望ましくは5〜30重量%の範囲内であ
る。
ジェット記録方法に使用されるインクを調合する場合に
は、塩化リチウム、塩化アンモニウム、塩化ナトリウム
等の無機塩類等の比抵抗調整剤が添加される。
吐出させるタイプのインクジェット方式に適用する場合
には、熱的な物性値(例えば比熱、熱膨張係数、熱電導
率等)が調整されることもある。
インクは、従来技術の問題点が十分に解決されており、
インクジェット方式におけるカラーブリードが低減さ
れ、鮮明なカラー記録を与えることができる。
る。
として以下に示す。なお、数値は重量%である。
に対しての比較例として以下に示す。但し、比較例の各
番号は実施例の番号に対応している。
のインク組成それぞれについて各材料を十分に混合攪拌
した後、0.8μmのメンブランフィルタで濾過して記
録評価に使用した。
インク、イエローインクをMFC−7150C(ブラザ
ー工業株式会社製)を用いて記録した。記録サンプルは
色の異なる2色のインクがそれぞれ文字色と背景色にな
るように色を組み合わせて記録し、色の混ざり合う境界
面の滲みと文字の判別を評価対象とし、各色背景無しで
記録した文字を評価の基準となる記録サンプルとした。
記録した文字の大きさはMicrosoftWord9
7を用いて文字のサイズを11に設定し、MFC−71
50Cを用いて普通紙(Xerox4200)を使用し
て記録した。比較インクも各色同様の記録を行った。
下に示す。評価基準は背景の無しの文字と比較して、背
景有りの文字がどの程度滲んでいるのかを目視評価し
た。評価基準は以下の通りである。 ◎・・・カラーブリードがほとんど無く、背景の無しの
文字と比較して同程度の鮮明さがある。 ○・・・背景の無しの文字と比較して僅かなカラーブリ
ードが発生しているが、文字は十分に判読できる。 △・・・背景の無しの文字と比較して明らかにカラーブ
リードが発生しているが、文字は判読できる。 ×・・・背景の無しの文字と比較して明らかにカラーブ
リードが発生し、文字の判読も困難である。
した記録サンプルの評価結果を示す。
ではカラーブリードによる滲みはほとんど認められなか
った。
なく、これまでに記述された範囲で、用いられる材料物
質、その量比及び作製条件を変更しても実施可能であ
る。
なくとも、水、着色剤を含有した水系インクにおいて、
ポリオキシアルキレン(オキシアルキレンが1以上とす
る)グリコール−n−アルキルエーテルを2種以上含
み、その1種が3つ以上のプロピレンオキサイドをその
分子内に有するポリプロピレングリコール−n−ブチル
エーテルを含有したことを特徴とするインクジェット用
記録用インクはカラーブリードが低減され、鮮明なカラ
ー記録を行うことができる。
Claims (1)
- 【請求項1】 少なくとも、水、着色剤、ポリオキシア
ルキレン(オキシアルキレンが1以上とする)グリコー
ル−n−アルキルエーテルを2種以上を含有した水系イ
ンクにおいて、ポリオキシアルキレン(オキシアルキレ
ンが1以上とする)グリコール−n−アルキルエーテル
の少なくとも1種が3つ以上のプロピレンオキサイドを
その分子内に有するポリプロピレングリコール−n−ブ
チルエーテルであることを特徴とするインクジェット用
記録用インク。
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