JP2000204306A - 水性記録用インク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インクジェット記録用、筆記具用、記録計
用、スタンプ用等として最適な水性記録用インクで、特
にインクジェット記録用として普通紙に対する画像（印
字）品質に優れた水性記録用インクを提供する。 【解決手段】 水溶性染料、親水性有機溶媒、及び水を
必須成分とする水性記録インクであり、第１の添加成分
として 【化９】 及び／又は 【化１０】 のポリオキシエチレン（ＰＯＥ）アリールエーテル化合
物１〜１０ｗｔ％、第２の添加成分として 【化１１】 と 【化１２】 とを１：２〜１：０の割合で配合したアセチレングリコ
ールエチレンオキサイド（ＥＯ）付加体０．１〜２．０
ｗｔ％、第３の成分として１．３ジメチル２−イミダゾ
リジノン及び／又はＮ−メチル−２−ピロリドンである
極性非プロトン溶媒１〜２０ｗｔ％、第４の成分として
トリエタノールアミン及び／又はトリス（オキシメチ
ル）アミノメタンである緩衝剤０．１〜５ｗｔ％、を含
有してなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット記
録用、筆記具用、記録計用、スタンプ用等として最適な
水性記録用インクで、特にインクジェット記録用として
普通紙に対する画像（印字）品質に優れた水性記録用イ
ンクに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録方式による記録は、
低騒音であり、且つ記録に高速化及びカラー化が容易で
あり、また普通紙が使用できる可能性があるため、近年
各種プリンター、ファクシミリ等への応用、開発が盛ん
に行なわれている。インクジェット記録方式としては、
インク液滴制御方式並びに吐出方式の各種組合せにより
種々の特徴ある記録方式が提案されており、またこれを
使用するインクについても油性と水性があり、水性記録
用インクとしては、水溶性染料、水溶性有機溶剤及び水
を必須成分とするものが使用されている。

【０００３】従来よりこの水性記録インクにおける種々
の問題点に対して効果的な添加成分が提案され、例えば
ポリオキシエチレン（ＰＯＥ）アリールエーテル化合物
やアセチレングリコールエチレンオキサイド（ＥＯ）付
加体は、インクの速乾性を向上することが知られてい
る。本願出願人が特許第２６１９６８２号公報、特公平
７−３０２７４号公報等にて提案したポリオキシエチレ
ン（ＰＯＥ）アリールエーテル化合物は、インクジェッ
ト記録の際のインク液の安定吐出に有害な気泡性がな
く、また無臭で安全性も高く、染料のインクに対する溶
解性を助長する作用を有する。また、特開平６−２５６
６９６号公報、特公昭５８−６７５２号公報等にて提案
されたアセチレングリコールエチレンオキサイド（Ｅ
Ｏ）付加体は、インクの表面張力を低下させ、インクの
紙への接触角を小さくすることができ、紙に付着したイ
ンクが瞬時に紙の中に浸透し、乾燥する作用を有する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記Ｐ
ＯＥアリールエーテル化合物は、拡張ヌレが強く、フェ
ザリング、ブリーディング、ビーディングに問題が生じ
る。また、ドット径が大きいため、精密印刷が困難であ
るという問題もある。また、アセチレングリコールＥＯ
付加体は、ＥＯの付加モル数が２〜５のものは、浸透ヌ
レが強く、ブリーディング、裏写りに問題が生じる。ド
ット径は小さい。ＥＯの付加モル数が９〜１３のもの
は、浸透ヌレが上記のものより弱いが、フェザリング、
ビーディングに問題が生ずる。ドット径は中程度であ
る。また、１ドットに三色又はそれ以上印字する場合、
乾燥性に問題が生ずる。このように単色の印刷において
は良好な印刷適正を有し、印字後のフェザリングやブリ
ーディングが求められないような用途においては画像
（印字）品質も問題とならないが、三色又はそれ以上の
印刷においても良好な印刷適正を有し、しかも長期間に
亘って良好な画像（印字）品質を維持できるような水性
記録用インクはなく、その開発が希求されていた。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記に鑑み提案
されたもので、水溶性染料、親水性有機溶媒、及び水を
必須成分とする水性記録インクにおいて、第１の添加成
分として

【化５】 及び／又は

【化６】 のポリオキシエチレン（ＰＯＥ）アリールエーテル化合
物１〜１０ｗｔ％、第２の添加成分として

【化７】 と

【化８】 とを１：２〜１：０の割合で配合したアセチレングリコ
ールエチレンオキサイド（ＥＯ）付加体０．１〜２．０
ｗｔ％、第３の添加成分として１．３ジメチル２−イミ
ダゾリジノン及び／又はＮ−メチル−２−ピロリドンで
ある極性非プロトン溶媒１〜２０ｗｔ％、第４の添加成
分としてトリエタノールアミン及び／又はトリス（オキ
シメチル）アミノメタンである緩衝剤０．１〜５ｗｔ
％、を含有してなることを特徴とする水性記録用インク
に関するものである。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明の水性記録インクは、前述
のように水溶性染料、親水性有機溶媒、及び水を必須成
分とし、前記第１〜第４の添加成分を含有してなるもの
であるが、これら各成分について、以下に説明する。

【０００７】まず、本発明に使用する水溶性染料は、直
接染料及び酸性染料の中でも、水、水溶性有機溶剤に対
する溶解性が良く、記録された画像の耐水性、耐候性を
向上させる染料が望ましく、例えば、 C.I.Direct Black ＃17、＃19、＃32、＃56、＃77、＃
94、＃108、＃113、＃125、＃146、＃154、＃168、 C.I.Acid Black ＃7、＃24、＃29、＃31、＃48、＃9
4、＃155 、＃172、 C.I.Direct Blue ＃10、＃25、＃55、＃68、＃78、＃8
4、＃98、＃109 、＃156、＃192、＃199、＃207、＃22
5、＃248、＃264 、 C.I.Acid Blue ＃9、＃41、＃72、＃80、＃106、＃11
3、＃138、＃175 、＃185、＃234、＃264 、 C.I.Direct Red ＃4、＃9、＃28、＃76、＃84、＃95、
＃173、＃207、＃214、＃223、＃232、＃241、 C.I.Acid Red ＃18、＃52、＃80、＃94、＃114、＃14
3、＃158、＃249、＃259、＃263、＃289、＃337、 C.I.Direct Yellow ＃8 、＃23、＃27、＃35、＃41、＃
58、＃86、＃98、＃106、＃130、＃142、＃144、＃161
、 C.I.Acid Yellow ＃7 、＃17、＃25、＃42、＃65、＃7
6、＃110、＃143、＃155、＃169、＃197、＃218、 C.I.Rective Red ＃17、＃35、＃43、＃180 、 C.I.Food Black ＃2 、 等を挙げることができ、その添加量は添加後の染料の溶
解、析出等を考慮して９ｗｔ％を越えない範囲で添加す
る。また、速乾性インクは紙に浸透して染料が沈着する
ため、普通紙上では色調、色濃度の低下が生じる。この
問題を解消するため、ｐＨ７．５〜１０で溶解安定性あ
る染料を用いることが望ましい。

【０００８】また、本発明に使用する親水性有機溶媒と
して、インクの粘性を調整し、吐出安定性及び低温安定
性を得るため、４０ｗｔ％を越えない範囲で添加する。
この水溶性有機溶剤としては、例えばエチレングリコー
ル、ジ又はトリ又は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、ヘキシレング
リコール、グリセリン、ポリ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メチルエーテル、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、ジエチ
レングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコ
ールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメ
チルエーテル、プロピ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メチルエーテルアセテー
ト、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテー
ト、ジエチルグリコールモノエチルエーテルアセテー
ト、グリセリンモノアセテート等の多価アルコールのア
ルキルエーテル類及びそのアセテート類、又はアミノア
ルコール類の一種又は二種以上を組合せて用いることが
できる。

【０００９】第１の添加成分であるＰＯＥアリールエー
テル化合物は、前述のように何れもインクジェット記録
の際のインク液の安定吐出に有害な気泡性がなく、また
無臭で安全性も高く、染料のインクに対する溶解性を助
長する作用を有する。しかし、拡張ヌレが強く、フェザ
リング、ブリーディング、ビーディングに問題が生じ
る。また、ドット径が大きいため、精密印刷が困難であ
るという問題もある。

【００１０】また、第２の添加成分であるアセチレング
リコールＥＯ付加体は、前述のようにインクの表面張力
を低下させ、インクの紙への接触角を小さくすることが
できるので、紙に付着したインクは瞬時に紙の中に浸透
し、乾燥する。さらに用紙にインクが付着して乾燥する
までに文字が擦れることがなく、また、染料が用紙の中
に浸透し、紙繊維を染色するために耐水性、耐光性が向
上する。しかし、ＥＯの付加モル数が２〜５のものは、
浸透ヌレが強く、ブリーディング、裏写りに問題が生じ
る。ドット径は小さい。また、ＥＯの付加モル数が９〜
１３のものは、浸透ヌレが上記のものより弱いが、フェ
ザリング、ビーディングに問題が生ずる。ドット径は中
程度である。また、１ドットに三色又はそれ以上印字す
る場合、乾燥性に問題が生ずる。

【００１１】本発明者は、上記第１の添加成分と第２の
添加成分とをそれぞれ特定の割合で用いることにより、
その相乗効果によって上記各添加成分における欠点を一
挙に解消でき、速乾性、フェザリング、ブリーディン
グ、ビーディング、裏写り等に優れた水性記録用インク
とすることができることを見出した。

【００１２】アセチレングリコールＥＯ付加体（ｍ＋ｎ
＝２〜５）は疎水基が強く、浸透力に優れているが、水
に難溶性で、０．１ｗｔ％以上でも相分離する。ＰＯＥ
アリールエーテル化合物は、この可溶化剤として作用す
る。また、普通紙は、親水性のセルローズと疎水性のサ
イズ剤等から構成されているため、インク中に親水性の
強い水溶性添加剤を用いると、親水性セルローズ間をヌ
レていく傾向が強く、フェザリング、裏写り、ビーディ
ング、ブリーディングに問題が生じる。親水性のセルロ
ースに強くヌレするＰＯＥアリルエーテル化合物と疎水
性のサイズ剤に強くヌレるアセチレングリコールＥＯ付
加体（ｍ＋ｎ＝２〜５）とを特定の割合で用いると、こ
れらの拡張ヌレ及び浸透ヌレが抑制され、しかも速乾
性、フェザリング、ブリーディング、ビーディング、裏
写り等の問題を解消できることが見出された。また、紙
面上のドット径も小さくでき、高解像度印字に優れてい
る。

【００１３】前記のようにＰＯＥアリールエーテル化合
物のインクに対する添加量は、１〜１０ｗｔ％である
が、１ｗｔ％より少ない場合、アセチレングリコールＥ
Ｏ付加体（ｍ＋ｎ＝２〜５）の可溶力が不十分となり、
相分離する。１０ｗｔ％より多い場合は、インクが高粘
度化し、吐出安定性に問題が生じる。また、前記のよう
にアセチレングリコールＥＯ付加体（ｍ＋ｎ＝２〜５）
とアセチレングリコールＥＯ付加体（ｍ＋ｎ＝９〜１
３）との混合比は１：２〜１：０であるが、この割合よ
りアセチレングリコールＥＯ付加体（ｍ＋ｎ＝２〜５）
が少ないと、画像品質（特にフェザリング、ブリージン
グ等）に問題が生じる。また、このアセチレングリコー
ルＥＯ付加体（ｍ＋ｎ＝２〜５，９〜１３）のインクに
対する添加量は、０．１〜２．０ｗｔ％であるが、０．
１ｗｔ％より少ないと、画像品質が全般的に悪くなる。
２．０ｗｔ％より多いと、アセチレングリコールＥＯ付
加体（ｍ＋ｎ＝２〜５）を可溶化するのに可溶化剤も多
くなる、インクが高粘度化し、インクジェット記録にお
けるインクの吐出安定性に悪影響を及ぼす。

【００１４】第３の添加成分である１．３ジメチル２−
イミダゾリジノン、Ｎ−メチル−２−ピロリドンからな
る極性非プロトン溶媒は、染料の溶解度の向上を図る。
この極性非プロトン溶媒のインクに対する添加量は、１
〜２０ｗｔ％であるが、１ｗｔ％より少ないと、染料会
合体の生成を抑制することができない。２０ｗｔ％より
多いと、極性溶媒のための溶解度が高いので、プリンタ
ヘッド部材に問題（溶解、変質等）が生じる場合があ
る。

【００１５】第４の添加成分であるトリエタノールアミ
ン、トリス（オキシメチル）アミノメタンからなる緩衝
剤は、染料の溶解安定性の向上を図り、染料の析出を防
止し、インクジェット記録装置のヘッド先端部の目詰ま
りを解消する。尚、ＫＯＨやＮａＯＨ等の無機塩からな
るｐＨ調整剤では、この無機塩成分自体がインクジェッ
ト記録装置のヘッド先端部で析出して目詰まりの原因と
なることがある。この緩衝剤のインクに対する添加量
は、０．１〜５ｗｔ％であるが、０．１ｗｔ％より少な
いと、インク長期保存安定性でｐＨが不安定な状態とな
る。５ｗｔ％より多いと、インク長期保存安定性に影響
が生じる。

【００１６】特に速乾性インクは紙に浸透して染料が沈
着するため、普通紙上では色調、色濃度の低下が生じ
る。この問題を解消するため、ｐＨ７．５〜１０で溶解
安定性ある水溶性染料を選択、使用し、第３の添加成分
である極性非プロトン溶媒により染料の溶解度の向上を
図り、第４の添加成分である緩衝剤により染料の溶解安
定性の向上を図り、染料会合体の生成を抑制することで
色調、特に彩度及び色濃度（ＯＤ値）が向上することを
見出した。

【００１７】

【実施例】実施例１〜８，比較例１〜８ 表１に示す組成にてそれぞれ原材料を溶解混合した後、
孔径０．４５μｍのメンブレンフィルターで加圧ろ過
し、インクを調整した。ピエゾ振動子によってインクを
吐出させる形式のインクジェットプリンタを用いて上記
調整インクを普通紙（ゼロックス社、リコー社、キャノ
ン社製ＰＰＣ用紙）に印字し、印字名の速乾性、にじみ
性（フェザリング、ブリーディング、ビーディング
等）、裏写り性、及び色調の評価を行った。

【００１８】

【表１】

【００１９】〔評価項目〕 (1) 記録乾燥性評価 前記各調整インクを、各ＰＰＣ用紙にインクジェットプ
リンタによってベタ印字し、印字直後、５秒、１０秒、
２０秒経過した後、同質の用紙を印字面に合わせて圧着
し、１分間経過後に合わせた用紙を引き離し、合わせた
用紙へのインクの転写の有無を調べた。上記両紙の圧着
させる条件はJIS S 6038の Water BaseMarking Pensの
乾燥試験に準じ、下記の基準により評価を行った。 ◎：印字直後の各ＰＰＣ用紙において印字の転写が見ら
れなかった。 ○：５秒後の各ＰＰＣ用紙において印字の転写が見られ
なかった。 △：１０秒後の各ＰＰＣ用紙において印字の転写が見ら
れなかった。 ×：２０秒後でも各ＰＰＣ用紙において印字の転写が見
られた。

【００２０】(2) 画像品質評価 ａ．文字印字性評価 前記各調整インクで、各ＰＰＣ用紙にインクジェットプ
リンタによって漢字、アルファベットを印字し、印字し
た画像のにじみ、フェザリングの発生状態を目視で観察
し、下記の基準により評価を行った。結果は表２に示し
た。 ◎：にじみ、フェザリングが各ＰＰＣ用紙において殆ど
気にならなかった。 ○：にじみ、フェザリングが紙によって差があるが気に
ならなかった。 △：にじみ、フェザリングが紙によって差があるが気に
なった。 ×：にじみ、フェザリングが各ＰＰＣ用紙において気に
なった。

【００２１】ｂ．ベタ印字性評価 実施例１，３，５，７、実施例２，４，６，８、及び比
較例２，４，５，７の調整インクをセットとし、イエロ
ー、マゼンダ、シアンレッド、グリーン、ブルー、ブラ
ックをそれぞれ隣接するようにベタ印字し、ベタ印字間
のにじみ、ビーディング発生状態を目視で観察した。ま
た、カラー調整インクによるベタ印字品上にブラック調
整インクでアルファベット文字を印字し、又はブラック
インクによるベタ印字品上にカラーインクでアルファベ
ット文字を印字し、文字のにじみ、ブリーディング発生
状態などのにじみ具合、及び裏写り性を目視で観察し、
下記の基準により評価を行った。結果は表２に示した。

【００２２】ｂ−１ ビーディング評価 ◎：印字間のにじみが各ＰＰＣ用紙において殆ど気にな
らなかった。 ○：印字間のにじみがＰＰＣ用紙によって差があるが気
にならなかった。 △：印字間のにじみがＰＰＣ用紙によって差があるが気
になった。 ×：印字間のにじみが各ＰＰＣ用紙において気になっ
た。

【００２３】ｂ−２ ブリーディング評価 ◎：アルファベット文字のにじみが各ＰＰＣ用紙にて殆
ど気にならなかった。 ○：アルファベット文字のにじみが紙によって差がある
が気にならなかった。 △：アルファベット文字のにじみが紙によって差がある
が気になった。 ×：アルファベット文字のにじみが各ＰＰＣ用紙におい
て気になった。

【００２４】ｂ−３ 裏写り評価 ◎：ベタ印字裏面へのにじみが各ＰＰＣ用紙においてみ
られなかった。 ○：ベタ印字裏面へのにじみが紙によって差があるが、
混色ベタ印字でにじみが僅かに見られた。 △：ベタ印字裏面へのにじみが各ＰＰＣ用紙において混
色ベタ印字でにじみが見られた。 ×：ベタ印字裏面へのにじみが各ＰＰＣ用紙において見
られた。

【００２５】ｃ．色調評価 ｃ−１ 色彩評価 実施例４、比較例４の各調整インクを各ＰＰＣ用紙にベ
タ印字し、カラーアナライザーTC-1800MKII （東京電色
製）で彩度各紙について測定し、平均値で評価を行っ
た。結果は表２に示した。

【００２６】ｃ−２ 濃度評価 実施例７、比較例７の各調整インクを各紙にベタ印字
し、マクベス濃度計RD−1255でＯ. Ｄ. 値を各紙につい
て測定し、平均値で評価を行った。結果は表２に示し
た。

【００２７】

【表２】

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の水性記録
用インクは特定の添加成分を特定の範囲にて添加してな
るものであるから、それら各成分の相乗効果によってそ
れぞれの添加成分を単独で使用した場合における欠点を
一挙に解消でき、速乾性、フェザリング、ブリーディン
グ、ビーディング、裏写り等に優れた水性記録用インク
とすることができる。したがって、本発明の水性記録用
インクは、普通紙に対してもインクジェット記録用記録
紙と同様に速乾性があり、且つ滲み、裏写り等がなく良
好な印字品質を与えることができるものである。また、
本発明の水性記録用インクは、インクに対する染料の溶
解性が促進され、染料の析出等によるノズルの目詰りの
問題も解消されると同時に、吐出安定性も良好であるの
で、インクジェット記録装置の高速化にも対応すること
ができるものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2C056 EA13 FC02 2H086 BA53 BA56 BA59 BA62 4J039 AE07 BC05 BC07 BC09 BC12 BC13 BC20 BC33 BC35 BC36 BC37 BC50 BC51 BE03 BE04 BE06 BE12 BE22 BE30 CA03 EA10 EA38 EA41 EA42 EA44 EA47 GA07 GA24 GA26 GA27

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水溶性染料、親水性有機溶媒、及び水を
   必須成分とする水性記録インクにおいて、 第１の添加成分として 【化１】 及び／又は 【化２】 のポリオキシエチレンアリールエーテル化合物１〜１０
   ｗｔ％、 第２の添加成分として 【化３】 と 【化４】 とを１：２〜１：０の割合で配合したアセチレングリコ
   ールエチレンオキサイド付加体０．１〜２．０ｗｔ％、 第３の添加成分として１．３ジメチル２−イミダゾリジ
   ノン及び／又はＮ−メチル−２−ピロリドンである極性
   非プロトン溶媒１〜２０ｗｔ％、 第４の添加成分としてトリエタノールアミン及び／又は
   トリス（オキシメチル）アミノメタンである緩衝剤０．
   １〜５ｗｔ％、 を含有してなることを特徴とする水性記録用インク。