JPH04325574A - インクジェット記録用インク - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、新規なインクジエット
記録用インクに関する。

【０００２】

【従来の技術】ノズル、スリットあるいは多孔質フイル
ム等から液体あるいは固体インクを吐出し、紙、布、フ
イルム等の記録を行う、いわゆるインクジエット方式の
プリンタ−は、小型で安価、静寂性等の利点から精力的
に検討が行われ、特に黒色の単色プリンタ−として、レ
ポ−ト用紙、コピ−用紙等のいわゆる普通紙上に良好な
印字品質が得られるプリンタ−も市販されている。

【０００３】インクジエットプリンタ−に使用されるイ
ンクに関しては、次の点が要求される。 （１）紙上で滲み、かぶりのない高解像度、高濃度で均
一な画像が得られこと、（２）ノズル先端でのインク乾
燥による目詰まりが発生せず、常に吐出応答性、吐出安
定性が良好であること、（３）紙上においてインクの速
乾性がよいこと、（４）画像の堅ろう性がよいこと、（
５）長期保存安定性がよいこと。

【０００４】これらの要求を満足すべく従来より多くの
検討がなされ、種々の添加剤の検討、あるいは種々の水
溶性有機溶剤の検討が行われており、例えば、特公昭６
２−１１７８１号公報には界面活性剤を使用することが
記載され、また特開昭６２−８９７７６号公報及び特開
平１−２５７８９号公報には、酸化エチレンと酸化プロ
ピレンとのブロック共重合体を使用することが記載され
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来提
案されているインクジエット記録用インクにおいて、前
記５項目の要求の全てを満足するものは得られていない
。一方、フルカラー画像の得られるインクジエット方式
のプリンターも市販されているが、これらは、普通紙上
にプリントすると、乾燥性が悪く、プリンターの高速出
力が妨げられるだけでなく、異なった色調のインクが混
ざり合い、忠実な画像再現が得られない。したがって、
通常は、表面処理を施した特殊専用紙を使用することが
必要であり、その為、１枚当りのプリントのコストが高
くなり、汎用のプリンターとしての普及は困難になる。

【０００６】本発明は、従来の技術における上記の諸問
題を解決することを目的としてなされたものであって、
普通紙上に鮮明で高解像度のカラー画像の作成が可能で
あり、要求される条件をすべて満足し、かつノズル先端
での目詰まりがなく長期保存が可能なインクを提供する
ことを目的とする。すなわち、本発明の目的は、レポ−
ト用紙、コピ−用紙、ボンド紙、上質紙等の普通紙上に
おいて鮮明で高解像度のカラー画像を形成することがで
き、ノズル先端での目詰まりがなく、長期保存が可能な
熱インクジエット用、或いはピエゾ方式、超音波、電界
等を利用したインクジエット記録用インクを提供するこ
とにある。特に、普通紙上にフルカラー画像を鮮明にか
つ安定に再現しうるインクジエット記録用インクを提供
することにある。

【０００７】紙の種類によらずインクの紙上での乾燥性
の大半は紙への浸透性により決定される。即ち、普通紙
上でインクの乾燥を迅速にしようとすればインクの紙表
面への濡れ性、及び紙の中への浸透を促進させればよい
。そのため、特公昭６２−１１７８１号公報に示す様に
、インク中に界面活性剤を１．３〜２５重量％添加する
ことが試みられているが、このインクは泡立ち、そして
インクヘッドとの濡れ性が良すぎるためヘッドからのイ
ンクぼたおちが生じ、また、インクの増粘等のため安定
吐出が得られない。また、紙の裏側までインクが浸透し
てしまう裏抜けも多く、フルカラー混色時良好な画質が
得られない。更に熱エネルギーを利用するいわゆる熱イ
ンクジェット方式では、界面活性剤の種類によってヘッ
ド部へのこげつき等の問題が生じる。酸化プロピレンと
酸化エチレンとのブロック共重合体を用いたものが、特
公平１−２５７８９号及び特開昭６２−８９７７６号公
報等に提案されているが、これらのインキは単色画像滲
み、インクの乾燥性、初期的吐出性については改善され
るものの、吐出安定性とフルカラー画質については依然
として問題を有している。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、特に普通
紙上で滲みのない鮮明なカラー画像の達成可能なインク
を得るため鋭意検討の結果、酸化プロピレンと酸化エチ
レンとのブロック共重合体で平均分子量約１０００〜５
０００、かつ酸化エチレン基の含有量が平均分子量の約
５〜６０重量％の範囲内にある特定のブロック共重合体
を約０．８〜５重量％含有し、２０℃での表面張力が３
０〜４０ｄｙｎｅ／ｃｍ、粘度が１〜１０ｃｐ好ましく
は１〜５ｃｐであるインクジエット用インクのみが、上
記のトラブルを回避でき、かつ特に普通紙への浸透を著
しく促進させ、紙上でのインクの乾燥性を大幅に改善で
きるだけでなく、泡立ちやヘッド部からのぼたおち等も
発生せず、同時に要求される特性を全て満足し、良好な
フルカラー再現が可能となることを見いだし、本発明を
完成するに至った。

【０００９】したがって、本発明は、染料と、これを溶
解又は分散させる水および水溶性有機溶剤より組成され
るインクジエット用インクにおいて、平均分子量１００
０〜５０００、かつ酸化エチレン基の含有量が平均分子
量の５〜６０重量％の範囲内にある酸化プロピレンと酸
化エチレンとのブロック共重合体（以下、単に「ブロッ
ク共重合体」という。）を０．８〜５重量％含有し、２
０℃での表面張力が３０〜４０ｄｙｎｅ／ｃｍかつ粘度
が１〜１０センチポイズであることを特徴とする。

【００１０】なお本発明において、上記ブロック共重合
体の分子量は、ＯＨ基の量から求め、酸化エチレン基の
含有量は重合時の仕込量と未重合量との差より求めた値
である。

【００１１】以下、本発明を詳細に説明する。また、本
発明のインクジエット記録用インクは、シアン、マゼン
タ、イエローの３　色、またはブラックを加えた４　色
の組合せよりなるフルカラー用のものであることができ
る。

【００１２】本発明において使用するブロック共重合体
は、平均分子量１０００〜５０００、好ましくは２００
０〜５０００の範囲にあり、かつ酸化エチレン基の含有
量が平均分子量の５〜６０重量％、好ましくは２０〜５
０重量％の範囲内にあるものが使用される。上記ブロッ
ク共重合体の分子量が５０００よりも高くなると、イン
クの粘度が極度に上昇し易くなり、吐出上好ましくなく
、目詰まりも起こりやすい。また、画質上もムラのある
画像が形成される傾向にある。一方、分子量が１０００
よりも低くなると、非常に滲みやすくなる傾向があり、
滲みのある画像が形成される。したがって、本願発明に
おける上記ブロック共重合体の平均分子量は、上記の範
囲にあることが必要である。

【００１３】また、ブロック共重合体における酸化エチ
レン基の含有量が６０重量％以上になると、水あるいは
水溶性有機溶剤への溶解性が良好になり過ぎ、インク滴
表面でのブロック共重合体の表面層形成が不安定になる
ためか、良好な結果が得られない。一方、酸化エチレン
基の含有量が５重量％未満の場合には、水或いは水溶性
有機溶剤への溶解性が悪いため、インク構造が不均一に
なり、同様に良好な結果は得られない。

【００１４】本発明において、上記ブロック共重合体は
、２種以上混合して使用してもよい。その場合、それぞ
れ単独の共重合体の酸化エチレン含有量が、それぞれの
平均分子量に対して５〜６０重量％である必要は必ずし
もなく、混合物中の酸化エチレン含有量が５〜６０重量
％であればよい。本発明において、上記ブロック共重合
体は、インク中に０．８〜５重量％の範囲で含有させる
ことが必要があり、好ましくは、１．０〜４．０重量％
の範囲で含有させる。ブロック共重合体の添加量が０．
８重量％よりも低くなると、十分な効果は発現されない
。また、５重量％よりも多くなると、インクの粘度が著
しく上昇し、吐出が不安定となり、画質も悪化する。

【００１５】本発明のインクジェット用インクは、２０
℃での表面張力が３０〜４０ｄｙｎｅ／ｃｍ、かつ粘度
が１〜１０ｃｐの範囲にあることが必要である。２０℃
での表面張力が約３０ｄｙｎｅ／ｃｍ未満になると、ヘ
ッド部からのインクのぼたおちが発生し、かつドットの
拡大が著しくなり、良好な画質は得られない。一方、２
０℃での表面張力が約４０ｄｙｎｅ／ｃｍよりも大きく
なると、インクの紙への濡れ性が良好でなくなり、乾燥
に長時間を要し、乾燥時間の改善が不可能になる。また
、粘度が２０℃で１ｃｐよりも低くなると、ノズルから
のインクの過剰流出とともに画像の滲み、飛散が顕著に
なり、好ましくなくなる。また１０ｃｐよりも高くなる
と、インクの流動性が良好でなくなり、吐出の安定性が
得られない。より好ましい粘度範囲は、１〜５ｃｐであ
る。

【００１６】本発明において使用される水溶性有機溶剤
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、プロピレングリコール、ブチレングリコール、
トリエチレングリコール、テトラ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、
グル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、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、プロピレン
グリコールモノメチルエーテル等のグリコールエーテル
類、Ｎ−メチルピロリドン、トリエタノールアミン等の
塩基性溶媒、あるいはエチルアルコール、メチルアルコ
ール、イソプロピルアルコール、ベンジルアルコール等
のアルコール類があげられる。これらは、２種類以上混
合して用いてもかまわない。これら水溶性有機溶剤の含
有量は、インクの全重量に対して約５〜５０重量％であ
ることが好ましい。

【００１７】染料としては、酸性染料、直接染料、塩基
性染料、分散染料等のいずれでもよいが、より好ましく
は、酸性染料、直接染料が使用される。例えば、Ｃ．Ｉ
．ダイレクトブラック−１７，−１９，−３２，−８０
，−１５１，−１５４，−１６８、Ｃ．Ｉ．ダイレクト
ブルー−８６，−１１２，−１９９、Ｃ．Ｉ．ダイレク
トレッド−８０、Ｃ．Ｉ．ダイレクトイエロー−８６，
−１４２、Ｃ．Ｉ．フードブラック−２、Ｃ．Ｉ．アシ
ッドブラック−２，−２４，−２６，−４８，−５２，
−６３，−１７２，−１９４，−２０８、Ｃ．Ｉ．アシ
ッドブルー−９，−１８５，−２４９，−２５４、Ｃ．
Ｉ．アシッドレッド−８，−３５，−３７，−２４９，
−２５７、アシッドイエロー−２３等があげられる。こ
れらの染料の含有量は、全インク量に対して０．３〜１
５重量％の範囲、より好ましくは１〜８重量％である。 これら染料は、単独でも使用できるが、２種以上混合し
たり、シアン、マゼンター、イエロー、黒の４　原色の
外、赤、青、緑などのカスタムカラーに調色してもよい
。

【００１８】本発明のインクにおいては、上記ブロック
共重合体のインク中での溶解、分散状態を更に安定化さ
せるため、いわゆる界面活性剤を添加してもよい。界面
活性剤としては、ノニオン、アニオン、カチオン、或い
は両性界面活性剤のいずれでもよい。例えばノニオン界
面活性剤としては、ポリオキシエチレンノニルフエニル
エーテル、ポリオキシエチレンオクチルフエニルエーテ
ル、ポリオキシエチレンドデシルフエニルエーテル、ポ
リオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレ
ン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオ
キシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、脂肪酸アルキ
ロールアミド等があげられる。アニオン界面活性剤とし
ては、アルキルベンゼンスルフォン酸塩、アルキルフェ
ノールスルフォン酸塩、アルキルナフタレンスルフォン
酸塩、アルキルナフタリンスルフォン酸塩のフオルマリ
ン縮合物、高級脂肪酸塩、高級脂肪酸エステルの硫酸エ
ステル塩、高級脂肪酸エステルのスルフォン酸塩、高級
アルコール・エーテルの硫酸エステル塩及び、スルフォ
ン酸塩、高級アルキルスルフォンアミドのアルキルカル
ボン酸塩、スルフォコハク酸ジアルキルエステルの塩等
があげられる。カチオン界面活性剤としては、第１〜３
級のアミン塩、第４　級アンモニウム塩等があげられる
。 また両性界面活性剤としては、ベタイン、スルフォオベ
タイン、サルフエートベタイン等があげられる。中でも
アニオン界面活性剤が良好に用い得る。但し、これら界
面活性剤の添加量は、インク中約１重量％以下で用いる
のが、画質、吐出安定性の上で好ましい。

【００１９】本発明のインクは、必要に応じて、ｐＨ調
整剤、防カビ剤、ポリエチレンイミン、ポリビニルピロ
リドン、セルロース誘導体、ポリアクリル酸塩類等の水
溶性ポリマー、シクロデキストリン、クラウンエーテル
等の包接化合物類、粘度調整剤あるいは導電剤等を含有
させることも可能である。

【００２０】

【作用】以上のように調製されたインクは、普通紙上に
鮮明で高解像度のカラー画像を形成する際に要求される
全ての条件を満足し、かつノズル先端での目詰まりがな
く長期保存が可能である。本発明において、何故、上記
のブロック共重合体を所定量インクに添加すると、普通
紙に対する画質、乾燥性が大巾に改善されるのか、その
メカニズムは必ずしも明らかではないが、酸化プロピレ
ン部分が、適度な親和性を有する疎水基であり、かつブ
ロック共重合体が適度な高分子量を有するために、イン
クがノズルから吐出され、インクドロップレットを形成
した際に、そのインクドロップレット表面近傍で、安定
な表面層を形成し、インクの紙中浸透は促進するが、ド
ットサイズの過度の広がりと滲みは防止し得るものと考
えられる。この現象は、本発明におけるブロック共重合
体の組成、分子量が前記の特定の範囲にあり、かつ、イ
ンク中の添加濃度が前記特定の範囲にある場合において
のみ発現されるものであって、特にフルカラー画像形成
時の混色画像を制御する場合、極めて有効である。

【００２１】

【実施例】以下、実施例、比較例をあげて本発明をさら
に詳細に説明する。 実施例１及び２、比較例１〜５ Ｃ．Ｉ．アシッドブルー２４９　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　３部イオン交換水
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　７０部ジエチレン
グリコール　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　２５部ブロック共重合体
　　　　　　　　　　　　　　　　ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ
，ｆ，ｇ部　　（平均分子量１，７００ 　　　　酸化エチレン基含有量３０％）上記の各成分を
十分混合溶解し、孔径１μｍのテフロンフイルターで加
圧濾過した後、真空ポンプを用いて脱気処理し、インク
を調製した。

【００２２】（インク評価テスト） （１）インク表面張力 ２０℃、５０％ＲＨの環境においてウイルヘルミー表面
張力計を用いて測定した。 （２）インク粘度 ２０℃、５０％ＲＨの環境において、せん断速度１，４
００／秒で測定した。

【００２３】（３）画像品質テスト 得られたインクを用いて、試作したインクジエットプリ
ンター（３００ｓｐｉ、１９２ノズル）およびデスクジ
エットプリンターの改造機（ヒューレットパッカード社
製）により、代表的な普通紙としてＦＸ−Ｌ紙（富士ゼ
ロックス社製）とインクジエット用コート紙（ゼロック
ス社製）を用いて、印字テストを行った。評価項目とし
て、ソリッド画像の濃度、均一性、ライン画像の滲み、
太りあるいは画像周辺のインク散らばりを調べた。１０
人の官能検査により、新聞カラー印刷と、プリント質を
比較評価し、相対序列をつけた。評価は次の基準で行っ
た。 ○…良好、△…受容できる，×…不良。

【００２４】（４）混色画質 それぞれのインクにおいて、染料をＣ．Ｉ．アシッドレ
ッド２５７とＣ．Ｉ．アシッドイエロー８６に代え、そ
れぞれ同様にインクを調製し、３色のインクセットを作
成した。これらを用いて試作フルカラーインクジェット
プリンターにより、（１）と同様の紙上に、フルカラー
画像を作成した。評価は次の基準で行った。 ○…良好、△…受容できる，×…不良。

【００２５】（５）乾燥時間テスト 普通紙として、ＦＸ−Ｌ紙（富士ゼロックス株式会社製
）、４０２４紙（ゼロックス社製）、レポート用紙（ラ
イオン事務器株式会社製）、インクジエット用コート紙
（ゼロックス株式会社製）を用いて、５１ｍｍ×１０ｍ
ｍのベタソリッド画像をプリントし、インクジエット用
コート紙（ゼロックス株式会社製）を重ね、上から圧力
を加えた。インクジエット用コート紙側にインクが転写
されなくなるまでの時間を乾燥時間とした。

【００２６】（６）吐出安定性テスト デスクジエット改造機（ヒューレットパッカード社製）
を用いて、１０℃，１５％ＲＨ、３０℃，８５％ＲＨの
雰囲気中でそれぞれ印字テストを行い、画像の抜け等の
発生の有無、紙上のドット径の変化を観察した。評価は
次の基準で行った。 ○…１００枚プリントの間、問題発生なし。ドット径変
化±１０％以下 △…１００枚プリントの間、問題発生１０個所及びドッ
ト径変化±１５％以下 ×…１００枚プリントの間、問題発生１１個所以上、ま
たはドット径変化±１５％以上

【００２７】以上の結果を表１に示す。また、実施例１
の組成の場合について、酸化エチレン基の含有量と乾燥
時間との関係を図１に示す。

【００２８】

【表１】

【００２９】実施例３ Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック１６８　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　５部イオン交換水　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　８３部グリセリン　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　１０部ブロック共重合体（平均
分子量２，５００、　　　　　　　　　　　　　　２部
　　　　酸化エチレン基含有量２０％）上記の成分を用
い、上記実施例と同様にしてインクを調製した。このイ
ンクの２０℃における表面張力は、３７ｄｙｎｅ／ｃｍ
であり、粘度は２．４ｃｐであった。上記と同様のテス
トを行ったところ、いずれも良好な結果が得られた。

【００３０】実施例４ Ｃ．Ｉ．フードブラック２　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　３部イオン交換水
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　８０部ジエチレングリ
コール　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　１０部ブロック共重合体（平均分
子量４，０００、　　　　　　　　　　　　　　３部　
　　　酸化エチレン基含有量５０％）上記の成分を用い
、上記実施例と同様にしてインクを調製した。このイン
クの２０℃における表面張力は、３５ｄｙｎｅ／ｃｍで
あり、粘度は２．８ｃｐであった。上記と同様のテスト
を行ったところ、いずれも良好な結果が得られた。

【００３１】実施例５ Ｃ．Ｉ．アシッドブルー２４９　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　３部イオン交換水　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　８０部ジエチレングリコー
ル　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　１０部トリエタノールアミン　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　５部ブロック共重合体（平均分子量３，００
０、　　　　　　　　　　　　　　３部　　　　酸化エ
チレン基含有量４０％）上記の成分を用い、上記実施例
と同様にしてインクを調製した。このインクの２０℃に
おける表面張力は、３５ｄｙｎｅ／ｃｍであり、粘度は
２．８ｃｐであった。上記と同様のテストを行ったとこ
ろ、いずれも良好な結果が得られた。

【００３２】実施例６ Ｃ．Ｉ．アシッドレッド　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　３部イオン交換
水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　９０部ジエチレング
リコール　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　１０部アルキルベンゼンスルフ
ォン酸　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　０．２部　　ナトリウム　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ブロック共
重合体（平均分子量４，０００　　　　　　　　　　　
　　　　　３部　　酸化エチレン基含有量３０％） 上記の成分を用い、上記実施例と同様にしてインクを調
製した。このインクの２０℃における表面張力は、３５
ｄｙｎｅ／ｃｍであり、粘度は２．９ｃｐであった。上
記と同様のテストを行ったところ、いずれも良好な結果
が得られた。

【００３３】実施例７ Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー１９９　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　３部イオン交換水　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　７０部ジエチレングリコール
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　１０部イソプロピルアルコール　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　５部ブロック共重合体（平均分子量２，５００、
　　　　　　　　　　　　　　３部　　　　酸化エチレ
ン基含有量３０％）上記の成分を用い、上記実施例と同
様にしてインクを調製した。このインクの２０℃におけ
る表面張力は、３４ｄｙｎｅ／ｃｍであり、粘度は３．
１ｃｐであった。上記と同様のテストを行ったところ、
いずれも良好な結果が得られた。

【００３４】

【発明の効果】本発明のインクジェット用インクは、上
記の構成を有するから、普通紙上に鮮明で高解像度のカ
ラー画像を形成する際に要求される全ての条件を満足し
、かつノズル先端での目詰まりがなく長期保存が可能で
ある。すなわち、レポ−ト用紙、コピ−用紙、ボンド紙
、上質紙等の普通紙上において鮮明で高解像度のカラー
画像を形成することができ、熱インクジエット用、或い
はピエゾ方式、超音波、電界等を利用したインクジエッ
ト記録用インクとして好適である。本発明のインクジエ
ット記録用インクは、特に、普通紙上にフルカラー画像
を鮮明にかつ安定に再現しうるインクとして好適である
。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　実施例１における酸化エチレン基の含有量
と乾燥時間との関係を示すグラフである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　染料と、これを溶解又は分散させる水
   および水溶性有機溶剤より組成されるインクジエット用
   インクにおいて、平均分子量１０００〜５０００、かつ
   酸化エチレン基の含有量が平均分子量の５〜６０重量％
   の範囲内にある酸化プロピレンと酸化エチレンとのブロ
   ック共重合体を０．８〜５重量％含有し、２０℃での表
   面張力が３０〜４０ｄｙｎｅ／ｃｍかつ粘度が１〜１０
   センチポイズであることを特徴とするインクジエット記
   録用インク。
2. 【請求項２】　　前記インクが、シアン、マゼンタ、イ
   エロ−の３色、またはブラックを加えた４色の組合せよ
   りなるフルカラー用のものであることを特徴とする請求
   項１記載のインクジエット記録用インク。