JP6022902B2

JP6022902B2 - インク組成物

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Publication number: JP6022902B2
Application number: JP2012245760A
Authority: JP
Inventors: 田林　勲; 勲田林; 順中村; 武之櫻井
Original assignee: Mimaki Engineering Co Ltd
Current assignee: Mimaki Engineering Co Ltd
Priority date: 2012-11-07
Filing date: 2012-11-07
Publication date: 2016-11-09
Anticipated expiration: 2032-11-07
Also published as: JP2014094993A; US9683115B2; EP2891692A4; WO2014073431A1; US20150240091A1; EP2891692B1; EP2891692A1; CN104769054A; CN104769054B

Description

本発明は、アルコールアミンを含有するインク組成物に関する。

特許文献１には、水性エマルジョン樹脂と顔料とを、配合すると共に、分散安定剤としてアミノエタノールを配分してなるインクジェット記録用インク組成物が記載されている。上記インクジェット記録用インク組成物は、エマルジョン樹脂の凝集及び融着を抑制することを目的としている。

特開２０１１−１２２２６号公報（２０１１年１月２０日公開）

分散染料を含有するインク、特に当該インクが色の異なる分散染料を複数混合することによってブラック等を構成する場合において、分散染料が凝集することでノズルが詰まり、インクの吐出安定性が悪化するという問題がある。

インクにおけるグリコール類の含有量を増加させることによって、ノズルでのインクの乾燥性を低下させることができるため、インクの吐出安定性が向上する。しかし、インクが吐出された印刷対象物の乾燥性が低下するという問題が生じる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、印刷対象物の乾燥性を低下させることなく、吐出安定性を向上させることができるインク組成物を提供することを目的としている。

上記の課題を解決するために、本発明に係るインク組成物は、水と、分散染料と、グリコール類と、アルコールアミンと、を含有することを特徴としている。

上記インク組成物において、グリセリン等のグリコール類は、保湿剤として機能するため、インク組成物の乾燥を抑制する。そして、アルコールアミンは、上記インク組成物中の分散染料の凝集を抑制し、インク組成物の吐出安定性を向上させることができる。

さらに、アルコールアミンを含有せずに、グリコール類だけを含有しているインクと比較して、グリコール類の含有量を低減することができる。そのため、インク組成物が吐出された印刷対象物の乾燥性を必要以上に低下させることがない。

本発明に係るインク組成物は、複数の上記分散染料を配合することがより好ましい。

複数の分散染料を組み合わせて使用する場合には、一種類の分散染料を使用する場合と比較して、分散染料がより凝集するおそれがある。一方、本発明に係るインク組成物は、アルコールアミンを含有しているため、分散染料の凝集を抑制することができ、吐出安定性を向上させることができる。

本発明に係るインク組成物は、複数の上記分散染料を配合することによりブラックを構成することがより好ましい。

複数の分散染料を組み合わせてブラックを構成する場合には、一種類の分散染料を使用する場合と比較して、分散染料がより凝集するおそれがある。一方、本発明に係るインク組成物は、アルコールアミンを含有しているため、分散染料の凝集を抑制することができ、吐出安定性を向上させることができる。

本発明に係るインク組成物は、上記アルコールアミンは、メチル−ジエタノールアミンであることがより好ましい。

メチル−ジエチルエタノールアミンによる分散染料の凝集抑制効果は、他のアルコールアミンよりも大きい。よって、より好適に分散染料の凝集を抑制することができる。

本発明に係るインク組成物は、上記アルコールアミンの含有量は、０．０１重量％以上、１重量％以下であることがより好ましい。

アルコールアミンの含有量が、０．０１重量％以上であることにより、分散染料の凝集を抑制することができる。また、アルコールアミンの含有量が、１重量％以下であることにより、インク組成物は特性を変えることなく、保存安定性を長期間維持することができる。

本発明に係るインク組成物は、印刷対象物の乾燥性を低下させることなく、吐出安定性を向上させることができる。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。

＜インク組成物＞
本発明に係るインク組成物は、水と、分散染料と、グリコール類と、アルコールアミンと、を含有する。インク組成物（インク）は、例えば、インクジェットプリンタのヘッドから印刷対象物に吐出され、画像を形成するために用いられる。

〔水〕
本発明に係るインク組成物は、水を含んでいる。水の含有量は、インクの用途等に応じて適宜定めればよく、例えば、インク組成物の全量に対して２０重量％以上であることがより好ましく、また、例えば、８０重量％以下であることがより好ましい。

〔分散染料〕
本発明に係るインク組成物は、分散染料を含んでいる。分散染料とは、加熱することにより昇華する染料である。また、分散染料は、水等の溶媒にほとんど溶解せず、分散している。

分散染料としては、インク組成物の用途等に応じて、適宜定めればよく、例えば、Ｃ．Ｉ．ディスパースイエロー３：１、２３、４２、５４、６４、８２、１１４、１１９、１６３、２１１等、Ｃ．Ｉ．ディスパースオレンジ１３、２５、２９、３０、３１、４２、４４、４４：１、４５、６１、６１：１、６２、７３、７６、２８８等、Ｃ．Ｉ．ディスパースレッド１３、１７、５０、５４、６０、７３、７４、８２、１１８、１３５、１４５、１５２、１５３、１６７、１７７、２０５、２７８、３１１、３４３等、Ｃ．Ｉ．ディスパースブルー６０、７３、１０２、１４８、１４９、１６５、１６５：１、１８３：１、２５７、２８１、２８４、２９１：１、３０１、３２１、３５４、３５９、３６６、３６７等、Ｃ．Ｉ．ディスパースブラウン１、１：１、１９、１９：１等、Ｃ．Ｉ．ディスパースグリーン９等が挙げられる。また、分散染料の調製に市販の分散液を用いてもよく、市販の分散液としては、例えば、御国色素株式会社製のハイミクロンＫイエローＡ１０１３、ハイミクロンＫレッドＡ１１１５、ハイミクロンＫブルーＡ１１１９等が挙げられる。また、分散染料の調製に用いる分散液は、公知の技術に基づくものであってもよい。

分散染料の含有量は、インク組成物の用途等に応じて適宜定めればよく、例えば、０．５重量％以上、１０重量％以下であることが好ましく、１重量％以上、８重量％以下であることがさらに好ましい。

また、本発明に係るインク組成物において、複数の分散染料を配合してもよい。例えば、色の異なる分散染料を複数配合し、ブラックを構成してもよい。

通常、複数の分散染料を組み合わせて使用する場合には、一種類の分散染料を使用する場合と比較して、分散染料が凝集するリスクが向上する。しかし、インク組成物は、後に記載するようにアルコールアミンを含有しているため、複数の分散染料の凝集を抑制することができる。よって、インクの吐出安定性を向上させることができる。

〔グリコール類〕
本発明に係るインク組成物は、グリコール類を含んでいる。グリコール類は、インク組成物の保湿剤として機能し、乾燥を抑制するために添加される。

本明細書において、グリコール類とは、２つ以上の水酸基が相異なる炭素原子に結合した脂肪族化合物を指す。グリコール類としては、例えば、グリセリン、トリメチロールプロパン、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、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、エチレングリコールのモノエーテル誘導体、ジエチレングリコールのモノエーテル誘導体、トリエチレングリコールのモノエーテル誘導体等のグリコールエーテル類、１，３−ブタンジオール、２，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、３−メチル−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、２−メチル−２、４−ヘキサンジオール等が挙げられる。これらは１種でもよく、複数種を混合してもよい。

また、インク組成物中におけるグリコール類の含有量は、インク組成物の用途等に応じて適宜定めればよく、例えば、１０重量％以上であることが好ましく、３０重量％以下であることがより好ましい。グリコール類の含有量が、１０重量％以上であることにより、インクの乾燥を抑制することができ、インクの吐出安定性を向上させることができる。さらに、グリコール類の含有量が、３０重量％以下であることにより、印刷対象物におけるインクの乾燥性を必要以上に低下させることはない。

〔アルコールアミン〕
本発明に係るインク組成物は、アルコールアミンを含んでいる。インク組成物がアルコールアミンを含むことにより、印刷対象物の乾燥性を低下させることなく、吐出安定性を向上させることができる。

通常、分散染料を含むインク組成物に添加するグリコール類の量を調整することによって、インクの乾燥性を低下させつつ吐出安定性を向上させている。しかし、吐出安定性を確保するために、添加するグリコール類の量を増加させた場合、印刷対象物のインクの乾燥性が必要以上に低下するという問題が生じる。

一方、本発明に係るインク組成物は、アルコールアミンを含んでいるため、分散染料の凝集を抑制することができる。その結果、分散染料の凝集によるノズルの目詰まりを長期間防止することができるため、添加するグリコール類の量を必要以上に増加することなく、インクの吐出安定性を向上させることができる。

アルコールアミンとしては、インクの用途等に応じて適宜定めることができ、例えば、メタノールアミン、エタノールアミン、プロパノールアミン、ブタノールアミン等のアルカノールアミン、芳香族アミノアルコール、また、１級、２級、３級アルコールなどは区別なく使用することができる。具体的には、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、エチルジエタノールアミン、ジエチルエタノールアミン、トリプロパノールアミン、２−アミノ−２−メチル−１−プロパノール、メチルエタノールアミン、メチル−ジエタノールアミン、ジメチルエタノールアミン、エチルエタノールアミン、ジブチルエタノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリメチルエタノールアミンなどである。中でも、メチル−ジエタノールアミン（以下、「ＭＤＡ」という。）がさらに好ましい。

アルコールアミンをインク組成物に添加することにより、分散染料の凝集を好適に抑制することができ、特に、ＭＤＡによる分散染料の凝集抑制効果は、他のアルコールアミンよりも大きい。よって、より好適に分散染料の凝集を抑制することができる。

また、インク組成物中におけるアルコールアミンの含有量は、インク組成物の用途等に応じて適宜定めればよく、０．０１重量％以上、１重量％以下であることが好ましく、０．０５重量％以上、０．５重量％以下であることがよりに好ましく、０．１重量％以上、０．３重量％以下であることがさらに好ましい。アルコールアミンの含有量が、０．０１重量％以上であることにより、分散染料の凝集を抑制することができる。また、アルコールアミンの含有量が、１重量％以下であることにより、インク組成物のｐＨ値をヘッドに影響を与えない範囲に調整することができ、かつ、インク組成物は特性を変えることなく、保存安定性を長期間維持することができる。

〔分散剤〕
本発明に係るインク組成物において、分散染料を分散させるための分散剤を添加してもよい。

分散剤としては、インクの用途等に応じて適宜定めることができ、例えば、ＳＯＬＳＰＥＲＳＥ４３０００、ＳＯＬＳＰＥＲＳＥ４４０００、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１９０、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１９４、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−２０１５号等が挙げられる。

また、分散剤の含有量としては、インク組成物の用途及び分散染料の種類等に応じて適宜定めればよく、１０重量％以上、２５重量％以下であることが好ましい。

〔その他の成分〕
本発明に係るインク組成物は、上述した構成以外に、他の成分を適宜含んでもよい。例えば、インク組成物の吐出安定性および保存安定性を阻害しない程度に、防腐剤、防カビ剤、表面張力調整剤等を含んでいてもよい。

以下に実施例を示し、本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。もちろん、本発明は以下の実施例に限定されるものではなく、細部については様々な態様が可能であることはいうまでもない。さらに、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、それぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。また、本明細書中に記載された文献の全てが参考として援用される。

〔インク組成物の調製〕
実施例１として、インク組成物を次のように調製した。すなわち、インク全量を１００重量％とし、水を２２．１１重量％、ハイミクロンＫイエローＡ１０１３（御国色素株式会社製昇華染料分散液）を９．４４重量％、ハイミクロンＫレッドＡ１１１５（御国色素株式会社製昇華染料分散液）を９．３０重量％およびハイミクロンＫブルーＡ１１１９（御国色素株式会社製昇華染料分散液）を３７．６０重量％、プロピレングリコールを１４．９０重量％、１，３−ブチレングリコールを５重量％、ＭＤＡを０．０１重量％、サーフィノール４６５を１．５０重量％、ならびに、プロキセルＸＬ２を０．１重量％混合した。

実施例２〜５に係るインク組成物の組成は、下記に示す表２に記載されているため、その記載を省略する。なお、サーフィノール４６５は界面活性剤、プロキセルＸＬ２は防腐剤である。

比較例として、まずインク組成物に添加する分散液を調製した。分散液全量を１００重量％とし、Ｙｅｌｌｏｗ５４を２２．５重量％、ＳＯＬＳＰＥＲＳＥ４３０００を１０重量％、ＳＯＬＳＰＥＲＳＥ４４０００を１０重量％、プロピレングリコールを４．５重量％およびプロキセルＸＬ２を０．１重量％混合した。そして、上記混合物をビーズミルにて、２４時間微粒子化して、分散液１を作成した（直径０．３ｍｍのジルコニアビーズを使用）。

また、分散液２〜４の組成は、下記に示す表１に記載されているため、その記載を省略する。なお、表１に記載のＳＯＬＳＰＥＲＳＥ４３０００、ＳＯＬＳＰＥＲＳＥ４４０００およびＤｉｓｐｅｒｂｙｋ−１９０は、分散剤としてインク組成物に添加したものである。

次に、上記分散液１〜４を用いて、比較例１及び２となるインク組成物を調製した。各比較例におけるインク組成物の組成は、表２に記載のとおりであるため、その記載を省略する。

〔インク組成物の評価〕
各実施例及び比較例に係るインク組成物について、保存安定性、ｐＨ値及び吐出安定性（連続安定性）を評価した。

保存安定性については、調製したときのインク組成物に対して、６０℃で、２４時間後のインク組成物の粘度及び粒径がどれだけ変化したか、によってそれぞれ評価した。初期値からの変化率が１０％以下であれば丸、１０％より大きく、１５％以下であれば三角、１５％より大きく、２０％以下であればバツとした。

ｐＨ値については、調製したときのインク組成物についてそれぞれ評価した。ｐＨ値が９未満であれば丸、９以上、１０未満であれば三角、１０以上であればバツとした。なお、ｐＨ値の値が小さいほど、インク組成物がノズルへ与える影響が小さいことを示す。

吐出安定性については、調製したインク組成物をノズルから吐出する際に、吐出性が損なわれることなく、どの程度まで連続して吐出することが可能であるかをそれぞれ評価した。連続して吐出可能な量が１０ｍ^２以上であれば丸、５ｍ^２以上、１０ｍ^２未満であれば三角、５ｍ^２未満であればバツとした。

〔結果〕
実施例及び比較例を含む実験結果について、インク組成物の評価の結果を表２に示す。

〔結論〕
表２に示されるように、アルコールアミンを添加した実施例１〜５においては、いずれも吐出安定性に優れていることがわかった。また、ＭＤＡの含有量を調整することにより、保存安定性がより向上し、かつｐＨ値の値が適切なインク組成物を調製することができた。

本発明に係るインク組成物は、インクジェットプリンタによる印刷に利用することができる。

Claims

水と、分散染料と、グリコール類と、アルコールアミンと、を含有し、
上記アルコールアミンは、メチル−ジエタノールアミンであり、
上記メチル−ジエタノールアミンの含有量は、０．０１重量％以上、１重量％以下であり、
上記分散染料は溶媒に分散していることを特徴とするインク組成物。
複数の上記分散染料を配合することを特徴とする請求項１に記載のインク組成物。
複数の上記分散染料を配合することによりブラックを構成することを特徴とする請求項２に記載のインク組成物。