JPH01308468A - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、筆記用具、プリンター等の種々の記録器具に
使用するインクに関し、更に詳しくは、目詰り防止性に
借れ、且つ耐水性、耐光性、耐摩耗性等に優れた画像を
与える水系インクに関する。

（従来の技術） インクジェット記録方式は、記録時の騒音の発生が少な
く、又、カラー化対応が容易で高解像度の記録画像が高
速で得られるという利点を有している。

インクジェット記録方式では、インクとして各種の水溶
性染料を水又は水と有機溶剤との混合液に溶解させたも
のが使用されている。この場合、使用されるインクの特
性として、粘度、表面張力等の物性値が適当な範囲にあ
ること、溶解成分の溶解安定性が高く、微細なオリフィ
スを目詰まりさせないこと、十分に高い濃度の記録画像
を与えること、保存中に物性値の変化又は固形分の析出
が生じないことが要求される。

更に上記の特性に加え、被記録材の種類に制限されずに
記録が行えること、定着速度が大きいこと、記録画像の
耐光性、耐水性、耐溶剤性（特に耐アルコール性）に優
れていること、解像度の優れた記録画像を与えること等
の性質も要求される。

（発明が解決しようとしている問題点）従来、インクジ
ェット記録方式におけるインクの色材としては、液媒体
が水性であることから主として水溶性染料が使用されて
おり、水溶性染料を用いることにより、インクジェット
記録方式の上記の基本的要求の多くが満足されている。

しかしながら、水溶性染料を用いた場合には、染料が水
溶性であると共に一般に耐光性にも劣るために、記録画
像の耐水性及び耐光性が問題となる場合が多い。すなわ
ち、記録画像に、雨、汗或いは飲食用等の水がかかった
りした場合には、記録画像が滲んだり、消失したりする
ことがあり、又、日光や各種照明光によって褪色したり
変色する場合が多い。

そこで、上記の耐光性や耐水性の問題を解決するために
、色素として顔料或いは油溶性染料の使用が考えられる
。しかしながら、顔料は分散安定性が悪く沈降し易いた
め、インクとしたときの保存安定性が不良である。更に
再分散性も悪いため、ノズルで目詰りを引き起しやすく
、回復不可能な状態となる。

一方、油溶性染料を用いた油性インクは１表面張力カ？
低く、吐出状態が不安定である。更に、インクの滲みが
大きくフェザリングを起こし易いため画像品位が著しく
悪い。

従って、本発明の主たる目的は上記のような従来のイン
クの問題点を解決したインクを提供すること、すなわち
、耐光性及び耐水性が良好な画像を与え且つインクとし
て目詰り防止性や保存安定性に優れたインクを提供する
ことである。

（問題点を解決するための手段） 上記目的は以下の本発明によって達成される。

すなわち、本発明は、水系媒体中に、染料を溶解又は分
散した水不溶性低融点化合物を分散させてなることを特
徴とするインクである。

（作　　用） インクの記録剤成分として、比較的低融点の水不溶性化
合物に染料を溶解又は分散した着色粒子を採用すること
によりて、滲みがなく光学濃度に優れ、且つ耐水性、耐
光性、耐摩擦性等に優れた画像を提供することができる
。

又、この様なインクはインクジェットノズルにおいて目
詰りを生じたとしても加熱によりインクの吐出性を容易
に回復することができる。

又、好ましい実施態様では、紫外線吸収剤及び／又は酸
化防止剤を併用することによって更に耐光性を向上させ
ることができる。

（好ましい実施態様） 次に好ましい実施態様を挙げて本発明を更に詳しく説明
する。

本発明において使用し、主として本発明を特徴づける着
色粒子とは、染料によって着色された比較的低融点化合
物の粒子であり、染料としては直接染料、酸性染料、塩
基性染料、反応性染料等の水溶性染料も使用できるが、
油溶性染料や分散染料等の如く水不溶性の染料が好まし
く使用される。これらの水不溶性染料を用いることによ
り、印字時のインクの滲みの問題を解決することができ
る。

又、上記の各種水溶性染料であっても、そのカウンター
イオン（通常はナトリウム、カリウム、アンモニウムイ
オン）を有機アミン等で交換して水不溶性且つ溶剤可溶
性とした染料も同様に好ましく使用することができる。

本発明で使用する比較的低融点の化合物とは少なくとも
常温で固体、好ましくは５０乃至１５０℃程度の温度で
融解して液化する水不溶性の化合物であり、例えば、常
温固体のアルキルベンゼン、アルキルナフタレン、こわ
らのスルホンアミド、カルボンアミド、低分子量ポリエ
チレン、低分子量ポリプロピレン、パラフィンワックス
、マイクロクリスタリンワックス、カルナウバワックス
、高級脂肪酸アミド、蝋、固体の可塑剤等が挙げられる
。

特に好ましいのは染料溶解性に優れたスルホンアミド又
はカルボンアミドである。これらの中でも特に被膜形性
能の低い材料が好ましく、被膜形性能の高い樹脂を用い
ると、ノズルで目詰りを生じた場合に吐出回復性が低下
する。

前記染料を上記の比較的低融点の化合物に加える量は特
に限定されないが、低融点化合物１００重量部当り約１
乃至１００重量部が好ましい範囲である。特に低融点材
料として染料溶解性の高い材料を用いて染料を十分に溶
解させることによって、光学濃度が高（ＯＨＰに使用し
た場合に透光性に優れた画像を形成するインクとするこ
とができる。

又、上記染料とともに上記低融点化合物中に目的に応じ
た紫外線吸収剤、・酸化防止剤或いは顕色向上剤等の種
々の添加剤を加えることができる。

染料を低融点化合物中に溶解又は分散させる方法は、こ
れらの低融点化合物を加熱して液化させ、この中に染料
を加えて溶解又は分散させればよい。

又、上記の着色された低融点化合物を水中に乳化分散さ
せる方法としては、着色物を一旦固化させて適当な粒子
径に粉砕し、これを分散させる方法でもよいし、加熱液
化した着色化合物を冷水又は温水中に加えて水中で粒子
化と分散とを同時に行ってもよい。乳化分散の方法とし
ては超音波による方法や各種分散機や攪拌機を用いる方
法等が挙げられる。この際必要に応じて各種乳化剤や分
散剤更には保護コロイド等の乳化又は分散助剤を用いる
こともできる。例えば、ＰＶＡ、ＰＶＰ、アラビアゴム
等の高分子物質、アニオン系界面活性剤、非イオン性活
性剤等が挙げられる。

上記の如くして得られる着色粒子の粒径は、インクの保
存安定性やノズルの目詰まりの点から、粒度分布の最頻
値が１０μｍ以下であることが好ましい。

このように形成した着色粒子を用いて、最終的なインク
とするには、着色粒子を遠心分離又は濾過等により一度
取り出し、インク溶媒中に再分散し、必要に応じて水溶
性有機溶剤、ｐＨ調整剤、界面活性剤、防腐剤等を加え
、所望の物性値をもつインクとする方法、或いは着色粒
子を水中から取り出さずにそのまま上記の様な必要な添
加剤を加えインクにする方法も可能であり、インク化の
方法は特に限定されない。

以上の如き着色粒子はインク媒体を含むインク全量中で
、従来のインクの場合と同様に一般には約０．１乃至２
０重量％を占める割合で使用されており、本発明におい
てもこの割合と同様でよ本発明のインクに使用するのに
好適な溶媒は、水又は水と水溶性有機溶剤との混合溶媒
であり、特に好適なものは水と水溶性有機溶剤との混合
溶媒であって、水溶性有機溶剤としてインクの乾燥防止
効果を有する多価アルコールを含有するものである。又
、水としては、種々のイオンを含有する一般の水でなく
、脱イオン水を使用するのが好ましい。

水と混合して使用される水溶性有機溶剤としては、例え
ば、メチルアルコール、エチルアルコール、ｎ−プロピ
ルアルコール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブチルア
ルコール、５ｅＣ−ブチルアルコール、ｔｅｒｔ−ブチ
ルアルコール、イソブチルアルコール等の炭素数１乃至
４のアルキルアルコール類；ジメチルホルムアミド、ジ
メチルアセトアミド等のアミド類；アセトン、ジアセト
ンアルコール等のケトン又はケトアルコール類：テトラ
ヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類；ポリエチレ
ングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリアル
キレンゲリコール類；エチレングリコール、プロピレン
グリコール、ブチレンゲリコール、トリエチレングリコ
ール、１，２．６−ヘキサンドリオール、チオジグリコ
ール、ヘキシレングリコール、ジエチレングリコール等
のアルキレン基が２乃至６個の炭素原子を含むアルキレ
ングリコール類；グリセリン；エチレングリコールメチ
ル（又はエチル）エーテル、ジエチレングリコールメチ
ル（又はエチル）エーテル、トリエチレングリコールモ
ノメチル（又はエチル）エーテル等の多価アルコールの
低級アルキルエーテル類：Ｎ−メチル−２−ピロリドン
、１．３−ジメチル−２−イミダゾリジノン等が挙げら
れる。これらの多くの水溶性有機溶剤の中′でも、ジエ
チレングリコール等の多価アルコール、トリエチレング
リコールモノメチル（又はエチル）エーテル等の多価ア
ルコールの低級アルキルエーテルが好ましいものである
。

イ°ンク中の上記水溶性有機溶剤の含有量は一般にはイ
ンクの全重量に対して重量％で０乃至９５重量％、好ま
しくは１０乃至８０重量％、より好ましくは２０乃至５
０重量％の範囲である。

上記のインク化において使用するｐＨの調整剤としては
、例えば、ジェタノールアミン、トリエタノールアミン
等の各種有機アミン、水酸化ナトリウム、水酸化リチウ
ム、水酸化カリウム等のアルカリ金属の水酸化物等の無
機アルカリ剤、有機酸や鉱酸が挙げられる。

又、本発明のインクは上記の成分の外に必要に応じて、
界面活性剤、粘度調整剤、表面張力調整剤等を包含し得
る。

本発明のインクを使用する記録方法としては、一般のペ
ン、万年筆、フェルトベン、毛筆等のいわゆる一般的筆
記具の外に、ペンプロッタ−やインクジェット方式等の
機械的記録方法も使用でき特に限定されないが、特に好
適な方法はインクジェット方式であり、従来公知の各種
インクジェット方式はいずれも本発明において好適であ
る。

又、使用する被記録材は一般の紙、コート紙、合成紙、
各種プラスチックフィルム等いずれも使用でき特に限定
されない。

特に本発明のインクを用いる画像形成方法では、適当な
被記録材に前記インクを用いて画像形成後、被記録材上
の着色粒子を圧力や熱等従来公知の手段で処理して着色
粒子を被記録材上で固着させることによって、画像の耐
摩耗性等を一層良好にすることができる。

（実施例） 次に実施例、比較例及び使用例を挙げて本発明を更に具
体的に説明する。尚、文中％とあるのは特に断りの無い
限り重量基準である。

実施例Ｉ Ｐ−１−ルエンスルホンアミド９０ｇを１４０℃で融解
液化し、この中にＣ，１，ソルベントブラック３（オリ
エント化学源、オリエントオイルブラックＨＢＢ）ｌＯ
ｇを混合溶解した。

一方、温度８０℃の水３００ｇに非イオン界面活性剤Ｂ
Ｌ−９ＥＸ　（日光ケミカルズ製）４ｇと炭酸ナトリウ
ム５ｇを溶解し、これに上記の着色液を１４０℃で徐々
に加え、ブランソン社製超音波分散機を用いて出力２０
０Ｗ及び１０分間の条件で乳化分散し、２０℃に冷却し
た。

これに２０％エチレングリコール水溶液１００ｇを加え
、３時間攪拌した。この着色粒子含仔液を８０ｇ取り、
ジエチレングリコール２０ｇを加えて、更に３時間攪拌
し本発明のインクとした。

実施例２ ｐ−及び０−トルエンスルホンアミド混合物（融点約１
２０℃）８０ｇにｃ、ｒ、ソルベントブラック７　（Ｂ
ＡＳＦ社製、ニグロシンベースＬに）８ｇを約１３０℃
で加えて均一に溶解させた。界面活性剤の０．５％水溶
液５００ｇ（８０℃）に上記の着色溶液を加え、ブラン
ソン社製超音波分散機を用いて出力２００Ｗ及び１０分
間の条件で乳化分散した。これを２５℃に冷却した後遠
心分離機にかけ、着色粒子を分離した。この着色粒子Ｌ
ｏｇを蒸留水６０ｇに加え、更にエチレングリコールＬ
ｏｇ及びグリセリンｚｏｇを加え、２時間攪拌し本発明
のインクとした。

実施例３ カルナウバワックス１００ｇを１００℃で融解させ、こ
の中にＣ，１，ソルベントレッド２４（オリエント化学
源、オリエントオイルレットＲＲ）２０ｇを溶解させた
。以下実施例１と同様にして本発明のインクとした。

実施例４ エチレンビスステアリルアミドｌｏｎｇとｃ、ｒ。

ソルベントブルー１４　１０ｇとを使用し、他は実施例
１と同様にして本発明のインクとした。

実施例５ 実施例１において、紫外線吸収剤２．４−ジヒドロキシ
ベンゾフェノン１０ｇを染料に併用したことを除き実施
例１と同様にして本発明のインクを得た。

実施例６ 実施例２において、酸化防止剤１ｒｇａｎｏｘ　５６５
１０ｇを染料に併用したことを除き実施例２と同様にし
て本発明のインクを得た。

比較例Ｉ Ｃ，１，ダイレクトブラック１５４（ダイワ化成製）２
ｇを水７Ｂｇに溶解させ、更にジエチレングリコール２
０ｇを加え、２時間攪拌し比較例のインクとした。

比較例２ 水溶性アクリル樹脂５ｇ、非イオン界面活性剤ＭＹＳ−
２（日光ケミカルズ製）Ｉｇ、カーボンブラック（三菱
化成製、ＭＡ−１００）　１０　ｇ、エチレングリコー
ル１０ｇ及び蒸留水７４ｇを混合攪拌し、ボールミルに
て１００時間分散させた。これを８０ｇとりジエチレン
グリコール２０ｇを加え、５時間攪拌して比較例のイン
クとした。

使用例 上記実施例及び比較例のインクを夫々用いて、ピエゾ振
動子によってインクを吐出させるオンデマンド型記録ヘ
ッド（吐出オリフィス系５０μｍ、ピエゾ振動子駆動電
圧６０Ｖ、周波数４に）Ｉｚ）を有するインクジェット
記録装置によって、コピー紙にプリントして画像を形成
し、加熱ローラーの間を通過させ、得られた画像にキセ
ノンフェードメーター（スガ試験機製）を使用し、３０
時間照射し、照射前と照射後の色差を求めて耐光性を評
価した。

又、得られた画像に水をかけ画像の汚れ度合を目視にて
判断し、耐水性を評価した。

又、使用したインクの保存安定性を夫々−３０℃、２０
℃及び６０℃で１力月間保存した後、沈殿物の発生及び
液物性の変化を測定して評価した。

評価結果を下記第１表に示した。表中の◎は優良を、Ｏ
は良好を、△はやや不良を、モして×は不良を示す。

更に、コールタ−カウンター（コールタ−エレクトロニ
クス製）を用いて、実施例及び比較例の夫々のインク中
の着色粒子の粒径を測定し第１表に示した。

（以下余白） ′″Ｕ ン　　　　　゛　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　′スの実施例１０　　　◎　　　Ｑ　　　７．５μ
ｍ実施例２０　　　◎　　　Ｑ　　　４．２μｍ実施例
３０　　　◎　　　Ｑ　　　６．３μｍ実施例４　０　
　　　＠　　　　０　　８．５ａｍ実施例５０　　　◎
　　　Ｑ　　　７．２μｍ実施例６０　　　◎　　　０
　　４．６ｇｍ比較例１　Δ　　　×　　　◎　　２μ
ｍ以下比較例２　◎　　　◎　　　×　　２μｍ以下（
効　果） 以上の説明から明らかなように、本発明のインクの着色
粒子は、染料が他の材料で被覆されているので凝集及び
沈殿を起こしにくく、保存安定性に優れている。又、紫
外線吸収剤及び／又は酸化防止剤を着色粒子内に含有す
るため、これを用いて記録した画像は耐光性に優れ、更
に染料として水不溶性のものを使用すれば、印字時の滲
みもなく、耐水性も向上し、インクとして極めて好適な
ものである。

特許出願人　　　キャノン株式会社 代理人　　弁理士　吉　１）勝　広

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）水系媒体中に、染料を溶解又は分散した水不溶性
   低融点化合物を分散させてなることを特徴とするインク
   。
2. （２）インクジェット用である請求項１に記載のインク
   。