JPH0463106B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明はインクジエツト用に特別に調製された
指定紙はもちろん、それ以外のコピー紙、レポー
ト用紙、ボンド紙、連続伝票用紙等のオフイスや
家庭で一般に使用されている紙および各種布帛類
に対し定着が速く、堅牢性の優れた記録を行うイ
ンクジエツト用インクおよびそれを用いたインク
ジエツト記録方法に関する。 〔従来の技術〕 インクジエツト記録方法は、種々のインク吐出
方式（例えば静電吸引方式、圧電素子を用いてイ
ンクに機械的振動または変位を与える方式、イン
クを加熱しその時の圧力を利用する方式等が知ら
れている。）により、インク小滴（droplet）を形
成し、それらの１部若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。 また使用するインクとしては水及び水溶性有機
溶剤を主成分として染料を溶解させた記録液（イ
ンクとも呼ぶ）を用いて記録を行う方法がその主
流となつている。 この種のインクを用いて行う記録法において
は、方式の違いによつて要求項目が若干異なるも
のの、共通して要求される項目として、 (1) 滲みがなく、品位の良好な記録画像が得られ
ること。 (2) インクの定着速度が速いこと。 (3) 耐久性、耐光性等の印字物の耐久性が優れて
いること。 (4) ノズル及びインク流通経路中でインクガ詰ま
らないこと。 (5) 長期間にわたつて安定した吐出が得られるこ
と。 (6) 長期間保存してもインクに何ら変化が起こら
ないこと。 等が特に重要である。 上記の目的の一部、或いは全てを満足させるた
めにインク及び装置の両面からの精力的な検討が
なされており要求性能によつてはかなりの効果が
認められてきている。 〔本発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら上記の如き従来の水性インクは水
以外の溶剤として、エチレングリコール、ジエチ
レングリコールに代表されるグリコール類、グリ
セリン等の、表面張力がdyne／cm以上（室温）
で揮発しにくい水溶性有機溶剤が目詰まり防止の
意味から含有されることが多く、インクジエツト
用紙以外の被記録材に対する定着性の面で問題と
なつている。またこの種の溶剤を用いると、含有
量によつてインク吐出安定性が変化し易く、各種
の駆動条件における最適のマツチングをとるには
かなりの検討を要し、場合によつては安定吐出が
不可能であつた。 さらに色素として直接染料や酸性染料を用いた
ものが大部分であるため、各種インクジエツト方
式により記録を行うと、とりわけ被記録材として
被記録面に繊維が露呈した紙や布を用いた場合、
各種堅牢性、特に耐水性に問題が生じる。 堅牢性の問題を解決する手段としては、顔料分
散型の水性インクを用いることが多数提案されて
いる（例えば特開昭56−147859号公報）。この方
法によれば記録物の堅牢性についてはある程度充
分満足できるものの、こんどはインクジエツト用
インクとして用いた場合のノズル中での目詰まり
の問題、保存時のインク安定性の問題が従来の染
料溶解型のインクに比してかなり深刻となる。 そこで、本発明の主たる目的はインクジエツト
用に特別に調整された指定紙はもちろん、それ以
外の被記録面に繊維が露呈した被記録材、特にコ
ピー紙、レポート用紙、ボンド紙、連続伝票用紙
に代表されるサイジングされた一般の普通紙に対
しても、定着性が良好であり、各種堅牢性とりわ
け耐水性の優れた記録が得られるインクジエツト
用インクおよびそれを用いたインクジエツト記録
方法を提供することにある。 又、本発明の別の目的は、各種の駆動条件や環
境条件が変化しても安定吐出領域の幅が広く、保
存安定性が良好で目詰まりを起こさないインクジ
エツト用インクおよびそれを用いたインクジエツ
ト記録方法を提供することにある。 〔問題を解決するための手段〕 上記の目的は、以下の本発明によつて達成され
る。 すなわち本発明は、水に対する溶解度が0.1％
以下（20℃）の色素と、前記色素を３％以上（20
℃）溶解させ、且つ表面張力が45dyne／cm以下
の水溶性有機溶剤と、水と、界面活性剤または包
接化合物とを含有するインクジエツト用インクで
ある。 更に本発明は、インクの滴液を被記録材の付着
せしめて記録を行うインクジエツト記録方法にお
いて、該インクとして、水に対する溶解度が0.1
％以下（20℃）の色素と、前記色素を３％以上
（20℃）溶解させ、且つ表面張力が45dyne／cm以
下の水溶性有機溶剤と、水と、界面活性剤または
包接化合物とを含有するインクを使用し、該被記
録材として、繊維が被記録面に露呈しているもの
を使用することを特徴とするインクジエツト記録
方法である。 〔作用〕 本発明を更に詳細に説明すると、本発明の主た
る特徴は、インク中の色素として、水に対する溶
解度が0.1％以下（20℃）の色素を用いた点であ
る。 このようなインクは、含有する色素自体が水難
溶性であるため、記録物の堅牢性とりわけ耐水性
が極めて優れたものとなる。 また第二の主たる特徴は、本発明のインクに上
記色素を溶解する液媒体として、色素を３％（20
℃）溶解させ、且つ表面張力が45dyne／cm以下
の水溶性有機溶剤と、水とを必須成分とし、しか
も色素溶解型のインクとして調整した点である。 すなわち、このようなインクは溶解型であるた
めにその色材濃度、粘度、表面張力等は比較的自
由に変更でき、且つ不溶分や折出性成分を有さな
いため、インク供給経路やノズルの目詰りが生じ
ない等、従来の顔料分散型のインクジエツト用イ
ンクとは異なり、その安定性やインクジエツト適
性が極めて良好であり、装置上の問題が全く生じ
ない。 また必須成分として表面張力が45dyne／cm以
下の水溶性有機溶剤を含有していることから、各
種ノズルに対してインクの安定吐出領域の幅が広
く、繊維が露呈した被記録材にしても定着性の良
好な記録が可能となる。 以上のような本発明を特徴づける本発明の水性
で色素溶解型のインクとは、以下の構成成分から
なつている。 まず含有する色素としては、水に対する溶解度
が0.1％以下（20℃）であればいかなるものも使
用でき、酸性染料、直接染料、建染染料、油溶性
染料、硫化染料、分散染料等の中からインク液媒
体を構成する溶剤の種類や量を考慮して条件にあ
つた色素を選択すればよい。中でも油溶性染料は
特に好ましいものであり、具体的には、アイゼン
スピロン ブラツク （AIZEN SPILON
Black）NPH、アイゼン スピロン ブラツク
GMH スペシヤル （AIZEN SPILON
Black GMH special）、等の冠称名アイゼン
スピロン（AIZEN SPILON）を有する染料（商
品名；保土ケ谷化学工業(株)製）、オイル ブラツ
ク（OIL Black）HBB、オイル ブラツク
（OIL Black）BY等の冠称名オイル（OIL）を有
する染料（商品名；オリエント化学工業(株)製）、
オラゾール ブラツク RLプユア（ORASOL
Black RL pure）、オラゾール ブラツク CN）
（ORASOL Black CN）等の冠称名オラゾール
（ORASOL）を有する染料（商品名；チバガイギ
ー社製）、ネオ ザポン ブラツク（Neozapon
Brlack）X57等の冠称名ネオザポン
（Neozapon）を有する染料（商品名；Ｂ、Ａ、
Ｓ、Ｆ社製）等が挙げられる。 これらの色素の含有量は液媒体成分の種類、イ
ンクに要求される特性等に依存して決定される
が、一般にはインク全重量に対して0.2〜20重量
％、好ましくは0.5〜10重量％、より好ましくは
１〜５重量％の範囲とされる。 本発明に関するインクにおいて、上記の如き色
素を溶解させる液媒体としては、必須成分として
まず第一に上記色素を３％以上（20℃）溶解さ
せ、且つ表面張力が45dyne／cm以下の水溶性有
機溶剤がある。この条件を満足すればいかなる溶
剤も使用できるが、具体的には１，３−ジメチル
−２−イミダゾリジノン等の窒素含有環状化合
物、トリエチレングリコールのモノメチルエーテ
ル、テトラエチレングリコールのジメチルエーテ
ル等のアルキルレンググリコール付加体のモノ
（またはジ）アルキルエーテル等が特に好適であ
る。 これらの溶剤を使用する理由は、水難溶性の色
素を溶解型の水性インクに含有させるための可溶
化剤、繊維が露呈した被記録材に対しても定着性
が良好な浸透剤、ノズルや環境条件が変わつても
安定吐出領域の幅が広い吐出安定化剤としての働
きを兼ね備えているためである。 これらの溶剤の含有量は、インク全重量に対し
て５〜80重量％、好ましくは５〜60％、より好ま
しくは、10〜50重量％の範囲とされる。 また第二の必須成分である水は、インクのプリ
ンター構成部材への腐蝕防止、臭気抑制、引火性
の低減、インクドツトの滲み防止等の目的で含有
させるものであり、その含有量はインク全重量に
対して20〜95重量％、好ましくは30〜90重量％、
より好ましくは40〜90重量％の範囲とされる。 本発明のインクは必須成分として、上記成分の
他に、色素の溶解安定性を向上させるために各種
の界面活性剤又は包接化合物を供有する。 界面活性剤として具内的には、例えば脂肪酸
塩、アルキル硫酸エステル塩、アルキルベンゼン
スルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸
塩、ジアルキルスルホコハク酸塩、アルキルリン
酸エステル塩、ナフタレンスルホン酸ホルマリン
縮合物、ポリオキシエチレンアルキル硫酸エステ
ル塩等のアニオン系界面活性剤；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アル
キルフエニルエーテル、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、ポリオ
キシエチレンアルキルアミン、グリセリン脂肪酸
エステル、オキシエチレンオキシプロピレンブレ
ツクポリマー等のアニオン系界面活性剤等が重要
である。 また包接化合物としては、色素分子の一部ある
いは全部を単一または複数の分子により包接して
色素の会合を防止し、溶解安定性を高めるもので
あれば、いかなるものも使用可能であり、例え
ば、クラウンテール、パリノマイシン系天然抗性
物質、チオ尿素、ハイドロキノン、ベルヒドロト
リフエニレン、ヒドロキシトリフエニルメタン、
アセチレンジオール、各種ポリエーテル化合物、
ナイジエリシン系天然抗性物質、フエニルウレア
オリゴマー等を挙げることができるがもちろんこ
れらに限定されるものではない。 これらの添加剤は本発明に関するインクに特に
好適なものであるが、その他従来公知の各種粘土
調整剤、表面張力調整剤、蛍光増白剤、PH調整
剤、防カビ剤、キレート化剤を必要に応じて添加
することができる。 また、インクを帯電するタイプのインクジエツ
ト記録方法に使用されるインクを調合する為に
は、塩化リチウム、塩化アンモニウム、塩化ナト
リウムの無機塩類等の比抵抗調整剤が添加され
る。尚、熱エネルギーの作用によつてインクを吐
出させるタイプのインクジエツト方法に適用する
場合には、熱的な物性値（例えば、比熱、熱膨張
係数、熱伝導率等）が調整されることもある。 以上の如き本発明のインクジエツト用インク
は、特に繊維が露呈した普通紙や布上において堅
牢性以外に滲みが少なくかつ良好な定着性を有す
る記録があわせて要求されるため、インク物性値
には25℃における表面張力が30〜65dyne／cm、
粘土としては１〜15cpに調整されることが望ま
しい。 以上の如くして得られる本発明の、あるいは本
発明で使用するインクを用いれば、従来の直接染
料や酸性染料を使用した水系の染料溶解型インク
を用いた場合の目詰まりを起こさず、インクの長
期保存性が優れているという利点と顔料分散型イ
ンクを用いた場合の極めて優れた記録物の堅牢
性、とりわけ高耐水性という利点を同時に達成す
る記録が可能となる。 さらに各種駆動条件や環境条件に対して安定吐
出領域の幅が広く、繊維が露呈した被記録材に対
しても定着性が良好な記録を行うことができる。 次に実施例及び比較例を挙げて本発明を更に説
明する。尚文中部または％とあるのは重量基準で
ある。 実施例 １ アイゼン スピロン ブラツク NPH ６部 AIZEN SPILON Black NPH （商品名、保土ケ谷化学工業(株)製、水に不
溶） テトラエチレングリコールジメチルエーテル （表面張力31.1dyne／cm） 30部 上記成分を40℃にて３時間撹拌後、ポアサイズ
2μmのフロロポアフイルター（商品名；住友電工
(株)製）で加圧濾過した。次に濾過液をアニオン界
面活性剤イオネツトＤ−２（商品名；三洋化成(株)
製）の0.1％水溶液70部に滴下していき10℃にて
５時間撹拌してポアサイズ1μｍのフロロポアフ
イルター（商品名；住友電工(株)製）で加圧濾過し
て本発明のインクジエツト用インク(A)を得た。 次に、得られたインク(A)を用い、インクジエツ
ト記録装置としてインクの吐出エネルギー源とし
て発熱素子を利用したインジエクトプリンター
（オリフイスサイズ40×50μｍ、ヒーターサイズ
30×150μｍ、ノズル数24本、駆動電圧24.5V、周
波数2KHz）を使用して、市販のコピー用紙、ボ
ンド紙に印字し、さらに駆動周波数を3KHz、4K
Hzと高くして吐出安定性を評価した。得られた印
字物の耐水性および定着性を評価した。 又40℃にて印字ヘツドにキヤツピング操作を施
して１ケ月間放置し、再び2KHzで印字操作を行
い、３行印字を行つたところでプリンターの電源
を切り、24本のノズルの目詰まり状況を調べた。 以上の結果及びインク物性値、保存安定性試験
の結果を第１表に示す。 実施例 ２ オイルブラツクHBB ５部 （OIL Black HBB、商品名；オリエント化
学工業(株)製、水に不溶） トリエチレングリコールモノメチルエーテル （表面張力36.0dyne／cm） 50部 上記成分を40℃にて３時間撹拌後、ポアサイズ
2μｍのフロロポアフイルター（商品名；住友電
工(株)製）で加圧濾過した。次に濾過液をアニオン
界面活性剤エマルゲン911（商品名；花王(株)製）の
0.2％水溶液50部に滴下していき、10℃にて５時
間撹拌してポアサイズ1μｍのフロロポアフイル
ター（商品名；住友電工(株)製）で加圧濾過して本
発明のインクジエツト用インク(B)を得た。 次に実施例１と同様な記録を行い評価結果を第
１表に示す。 実施例 ３ オラゾール ブラツク RL プユア ６部 （ORASOL Black RL pure、商品名；チ
バカイギ社製、水に対する溶解度0.1％以下） １，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン （表面張力41.0dyne／cm） 30部 上記成分を40℃にて３時間撹拌後、ポアサイズ
2μｍのフロロポアフイルター（商品名；住友電
工(株)製）で加圧濾過した。次に濾過液をチオ尿素
の２％水溶液70部に滴下していき、50℃にて30分
撹拌後、10℃に冷却し、さらに５時間撹拌した。
混合液をポアサイズ1μｍのフロロポアフイルタ
ー（商品名；住友電工(株)製）で加圧濾過して本発
明のインクジエツト用インク(C)を得た。 次に実施例１と同様な記録を行い評価結果を第
１表に示す。 実施例 ４ ネオザポン ブラツク X57 ５部 （Neozapon Black X57、商品名；Ｂ、Ａ、
Ｓ、Ｆ社製、水に不溶） トリエチレングリコールモノエチルエーテル （表面張力35.2dyne／cm） 50部 上記成分を40℃にて３時間撹拌後、ポアサイズ
2μｍのフロロポアフイルター（商品名；住友電
工(株)製）で加圧濾過した。次に濾液を水酸化ナト
リウムの0.1％水溶液でPH10に調整された（水90
％、エチレングリコール８％、デオキシコール酸
２％）混合液50部に滴下していき50℃にて30分撹
拌後、10℃に冷却し、さらに５時間撹拌した。撹
拌液をポアサイズ1μｍのフロロポアフイルター
（商品名；住友電工(株)製）で加圧濾過して本発明
のインクジエツト用インク(D)を得た。 次に実施例１と同様な記録を行い評価結果を第
１表に示す。 比較例 １ 実施例１における色素アイゼン スピロン ブ
ラツク NPHの代わりにC.I.フードブラツク２
（水に対する溶解度20％以上）を用いた以外は実
施例１と全く同様に処理して比較用のインク(E)を
得た。 比較例 ２ 実施例３における１，３−ジメチル−２−イミ
ダゾリジノンの代わりに、ジエチレングリコール
（表面張力48.5dyne／cm）を用いた以外は実施例
３と全く同様に処理して比較用のインク(F)を得
た。 比較例 ３ （顔料分散インクの調整） 下記の成分中、水と水酸化ナトリウムの混合溶
液にセラツクを加え、室温にて撹拌、溶解する。 次いでエマルゲン931、エチレングリコール、
残りの成分を順次加え、撹拌機にて２時間プレミ
ツクスし、更にボールミルにて20時間摩砕した
後、ポアサイズ1μｍのメンブランフイルター
（商品名；フロロポアフイルター、住友電工製）
にて加圧濾過し、比較用のインク(G)を得た。 インクＧ カーボンブラツク 10部 エチレングリコール 15部 プロピレングリコール ５部 ソルビタン 10部 セラツク ３部 水酸化ナトリウム 0.5部 ノニオン系界面活性剤（商品名；エマルゲン
931、花王製） 0.1部 水 70部 比較例１〜３のインク（Ｅ〜Ｇ）の性状と40℃
３週間のインク保存試験の結果及び実施例１と同
様な記録を行つた場合の評価結果を第１表に示
す。

【表】

【表】 比較実験例 以下の４種類の比較用のインク（Ｈ〜Ｋ）を調
整した。 比較用インク(H) 実施例１におけるインク(A)のアニオン界面活性
剤イオネツトＤ−２の0.1％水溶液の代わりに純
水を用いた以外は実施例１と全く同様に処理して
比較用のインク(H)を得た。 比較用インク(I)： 実施例２におけるインク(B)のノニオン界面活性
剤エマルゲン911の0.2％水溶液の代わりに純水を
用いた以外は実施例１と全く同様に処理して比較
用のインク(I)を得た。 比較用インク(J)： 実施例３におけるインク(C)のチオ尿素の２％水
溶液の代わりに純水を用いた以外は実施例３と全
く同様に処理して比較用のインク(I)を得た。 比較用インク(K)： 実施例４におけるインク(D)のデオキシコール酸
２％の代わりに純水を用いた以外は実施例４と全
く同様に処理して比較用のインク(K)を得た。 以上の比較用インク（Ｈ〜Ｋ）を用いて、40
℃、３週間のインク保存試験の結果及び実施例１
と同様な記録を行つた場合の評価結果を第２表に
示す。 第２表に示される結果から明らかな様に、界面
活性剤または包接化合物を含有しないインクで
は、耐水性を除く全ての評価項目において不都合
が生じており、好ましい様態ではないことが確認
された。

〔効果〕

本発明のインクジエツト記録方法によれば、イ
ンクジエツト用に特別に調整された指定紙はもち
ろん、それ以外の被記録面に繊維が露呈した被記
録材、特にコピー用紙、レポート用紙、ボンド
紙、連続伝票用紙に代表されるサイジングされた
一般の普通紙に対しても、各種堅牢性とりわけ耐
水性が良好であり、定着性の優れた記録が得られ
る。 また本発明のインクは、保存安定性に優れてい
るため、ノズル等での目詰まりの発生しない実用
性の良好なインクジエツト記録が可能となる。 さらに各種の駆動条件や環境条件が変化しても
安定吐出領域の幅の広い記録が可能である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 水に対する溶解度が0.1％以下（20℃）の色
   素と、前記色素を３％以上（20℃）溶解させ、且
   つ表面張力が45dyne／cm以下の水溶性有機溶剤
   と、水と、界面活性剤または包接化合物とを含有
   するインクジエツト用インク。 ２ 前記水溶性有機溶剤として、蒸気圧0.5mmHg
   以下（25℃）のものを使用した特許請求の範囲第
   １項記載のインクジエツト用インク。 ３ 水の含有量が、インク全重量に対して40〜90
   重量パーセントである特許請求の範囲第１項記載
   のインクジエツト用インク。 ４ 25℃における粘度が１〜15cP、表面張力が
   30〜65dyne／cmである特許請求の範囲第１項記
   載のインクジエツト用インク。 ５ インクの液滴を被記録材に付着せしめて記録
   を行うインクジエツト記録方法において、該イン
   クとして、水に対する溶解度が0.1％以下（20℃）
   の色素と、前記色素を３％以上（20℃）溶解さ
   せ、且つ表面張力が45dyne／cm以下の水溶性有
   機溶剤と、水と、界面活性剤または包接化合物と
   を含有するインクを使用し、該被記録材として、
   繊維が被記録面に露呈しているものを使用するこ
   とを特徴とするインクジエツト記録方法。 ６ 前記被記録材が、サイジングされた紙である
   特許請求の範囲５項記載のインクジエツト記録方
   法。 ７ インク中の前記水溶性有機溶剤として、蒸気
   圧0.5mmHg以下（25℃）のものを使用した特許請
   求の範囲第５項記載のインクジエツト記録方法。 ８ インク中の水の含有量が、インク全重量に対
   して40〜90重量パーセントである特許請求の範囲
   第５項記載のインクジエツト記録方法。 ９ インクの25℃における粘度が、１〜15cP、
   表面張力が30〜65dyne／cmである特許請求の範
   囲第５項記載のインクジエツト記録方法。