JPH05339529A

JPH05339529A - インクおよびカラーインクジェット記録方法

Info

Publication number: JPH05339529A
Application number: JP15240592A
Authority: JP
Inventors: Hiroko Hayashi; 広子林; Yoshiharu Yoshida; 美春吉田
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1992-06-11
Filing date: 1992-06-11
Publication date: 1993-12-21

Abstract

(57)【要約】【構成】電気信号に応じてインクを吐出させ記録を行う
インクジェット記録方法において、インクが少なくとも
一般式１で表されるアセチレンジオールと一般式２で表
されるアルカンジオールを含むこと。又そのインクを用
いてカラーインクジェット記録を行うこと。【化１】（Ｒ₁，Ｒ₂，Ｒ₃，Ｒ₄は、Ｈ又は、アルキル基）【化２】（n=２〜５）【効果】インクとしての保存安定性、記録紙上での定着
性、高印字品質を実現できる。又、本発明のインクを用
いることで混色時のにじみの無い定着性の良好なカラー
インクジェット記録方法を実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電気信号に応じてイン
クを吐出、記録を行うインクジェット記録用インクに関
し、特に記録紙に対する浸透性を付与し、保存安定性と
吐出信頼性を改良したインクジェット記録用インク及び
カラーインクジェット記録方法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法は、低騒音であ
り且つ記録の高速化、高密度化及びカラー化が容易であ
る等の理由により研究開発が進められている。それらの
インクジェット記録用インクとしては安全性、信頼性、
印字品質等の理由により、水溶性染料を水溶性媒体中に
溶解させた水性インクが使用されているのが現状であ
る。このようなインクにはインクとしての信頼性はもち
ろん被記録材との関係も含めて一般的に以下のような要
求特性が望まれている。

【０００３】１．印字品質が良好なこと（にじみ、ひげ
等が無いこと）２．インクが被記録材上で速やかに乾燥すること３．インクによってノズルを目詰まらせないこと４．ヘッドとのマッチングが良好なこと（吐出安定性が
良好なこと）５．インクの保存安定性が高いこと６．安全性が高いこと７．耐水、耐光性が良好なこと又カラーインクジェット記録においては上記要求特性の
他に混色時のにじみの発生や、定着性等のさらなる改良
が望まれているのが現状である。

【０００４】上記に示すような要求特性を満足させるた
めに、従来より種種のインクの改良がなされている。特
開昭６３ー１３９９６４号公報にはアセチレングリコー
ル又はアセチレンアルコールを少なくとも１種含有する
ことを特徴とするインクジェット記録用インクが開示さ
れており、周波数応答性、吐出安定性の向上とインクの
定着性やにじみの改良に対して有効であることが述べら
れている。しかしアセチレングリコールはその構造上、
水等の極性溶媒に対して溶解性が低く、上記の効果のう
ちインクの定着性やにじみに対しては十分効果が得られ
るものではなかった。さらに、溶解性が低いが故にイン
クそのものの保存安定性に劣り、非イオン系界面活性剤
の特徴である曇点が低温領域に於て出現し、インクジェ
ットプリンタの使用環境温度である５℃〜４０℃の範囲
に於て信頼性を満足するインクとはなりえていなかっ
た。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明はアセチ
レンジオールの特性を十分生かし、とくに被記録剤への
定着性を実現でき、インクとしての保存安定性に優れ
る、吐出特性を改良したインクジェット記録用インクを
提供することにあり、また定着性の早い、にじみのない
カラーインクジェット記録方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本願発明者らはこの課題
を解決するために検討を重ねた結果、少なくとも一般式
１で示されるアセチレンジオールと一般式２で示される
アルカンジオールを０．５〜３０重量％含有するインク
を用いることにより被記録材への定着性を改良した、イ
ンクとしての保存安定性に優れるインクが得られること
がわかった。またこれらのインクを用いてカラー記録を
行えば、にじみ、ひげのない高画質のカラー記録を得ら
れることを見いだした。

【０００７】本発明について詳しく説明する。本発明の
必須成分の一つである一般式［１］で示されるアセチレ
ンジオールは具体的には次の化合物があげられる。

【０００８】

【化３】

【０００９】

【化４】

【００１０】

【化５】

【００１１】

【化６】

【００１２】

【化７】

【００１３】

【化８】

【００１４】

【化９】

【００１５】

【化１０】

【００１６】

【化１１】

【００１７】アセチレンジオールの添加量は、０．５％
〜２０％、好ましくは０．５％〜１０％が望ましく単独
でも混合しても用いることができる。０．５％以下であ
ると十分な浸透性がえられず２０％を越えると泡立ち性
が大きくなったり、目詰まり性が劣化したり、粘度が高
くなりすぎインクジェット記録用インクの特性を満足で
きない。本発明の必須成分の２つめの一般式２で示され
るアルカンジオールは具体的には、１、３ープロパンジ
オール、１、４ーブタンジオール、１、５ーペンタンジ
オールがあげられる。添加量は０．５％〜３０重量％が
望ましく、好ましくは５％〜２０％の範囲であリ、単独
でも２種類以上でも用いることができる。アルカンジオ
ールは、アセチレンジオールの溶解性を改良するととも
に、保存安定性を改良し、その結果非イオン系界面活性
剤特有の曇点の発生温度を高温領域にシフトさせること
が可能で、インクジェット記録用インクとしてプリンタ
の使用環境温度である５℃〜４０℃の環境に於て均一な
状態を保つことが可能である。０．５％以下であるとア
セチレンジオールの溶解性改良できず、３０％を越える
と印字品質の劣化を起こすため５％から３０％の範囲で
用いることが望ましい。

【００１８】本発明に使用できる着色剤としては、直接
染料、酸性染料、塩基性染料、食用染料、反応染料、分
散染料、建染染料、可溶性建染染料、反応性染料、油性
染料、有機顔料、無機顔料等が挙げられる。具体的に
は、Ｃ．Ｉ．ダイレクトレッド２、４、９、２３、２
６、３１、６２、７２、８４、９５、２２５、２３３、
２４２、２４７、Ｃ．Ｉ．ダイレクトイエロー８、９、
２７、３３、３９、５３、８６、９６、１００、１１
０、１６１、１６３、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー１、１
５、２５、６８、７６、８０、８６、８７、９０、１０
６、１０９、１５８、１６８、１９４、１９９、２１
１、２１８、２３６、２４８、２５２、２７０、Ｃ．
Ｉ．ダイレクトブラック１９、１５４、１６８、Ｃ．
Ｉ．アシッドレッド３５、４２、５７、８２、１１４、
１２７、１４３、１５８、２６１、Ｃ．Ｉ．アシッドイ
エロー１７、２３、３９、４４、７６、２２７、Ｃ．
Ｉ．アシッドブルー９、２５、４１、７２、７８、１０
６、１２０、１３８、Ｃ．Ｉ．アシッドブラック７、２
４、２９、４８等があげられる。これら着色剤の添加量
は、着色剤の種類、溶媒成分の種類、インクに対し要求
されてい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０．２〜２０重量％、好ましくは０．
５〜１０重量％の範囲とされる。

【００１９】インク組成物用溶媒としては、低粘度であ
ること、安全性に優れること、取扱が容易であること、
コストが安いこと、臭気が無いこと等の理由より主に水
が用いられているが、インク中に不要なイオンの混入を
防止するためイオン交換水を用いる。

【００２０】また前記着色剤の乾燥によるノズルでの目
詰まりを防止するために多価アルコール等の低揮発性溶
媒も必要に応じて添加する。具体的には、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、ポリエチレングリコール＃２００、＃３００、＃４
００、＃６００等グリコール類、グリセリンおよびそれ
らのモノエーテル化物、モノエステル化物が使用でき
る。また諸特性の向上を目的として、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ケトン類、およびケトアルコー
ル類、テトラヒドロフラン、ジオキサン、γーブチロラ
クトン等エーテル類、グリセリン、１・２・６ーヘキサ
ントリオール等３価のアルコール類、ジエタノールアミ
ン、トリエタノールアミン、スルホラン、２ーピロリド
ン、Ｎ−メチルー２ーピロリドン、１・３ージメチルー
２ーイミダゾリジノン等インク中に添加し使用できる。
これらの有機溶剤の場合も、単独、または混合して用い
ることができる。

【００２１】さら粘度調整剤、表面張力調整剤、ｐＨ調
整剤としてにゼラチン、カゼイン等のタンパク質、アラ
ビアゴム等の天然ゴム、サボニン等のグルコキシド、メ
チルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロ
キシメチルセルロース等のセルロース誘導体、リグニン
スルホン酸塩、セラック等の天然高分子、ポリアクリル
酸塩、スチレンーアクリル酸共重合物塩、ビニルナフタ
レンーアクリル酸共重合物塩、スチレンーマレイン酸共
重合物塩、ビニルナフタレンーマレイン酸共重合物塩、
βーナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物のナトリウ
ム塩、ポリリン酸等の陰イオン性高分子、ポリビニルア
ルコール、ポリビニルピロリドン等、これらの内１種、
または２種以上を混合して用いることができる。これら
添加剤の添加量はインク全重量に対し、０．００１〜２
重量％が好ましく、さらに好ましくは０．０１〜１重量
％である。

【００２２】また安息香酸、ジクロロフェン、ヘキサク
ロロフェン、ソルビン酸、ｐ−ヒドロキシ安息香酸エス
テル、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）等を防カビ
剤、防腐剤、防錆剤、の目的で含有することができる。
さらに消泡剤や、尿素、チオ尿素、エチレン尿素等含有
することができる。

【００２３】本発明に用いられる水性記録用インク組成
物の作製方法は、着色剤に染料等を用いた溶解系インク
の場合は４０℃〜８０℃に加熱し、スクリューで等で攪
拌、混合、溶解させることで簡便に作製できる。また顔
料等を用いた分散系インクの場合の分散方法は、従来か
ら用いられている顔料微細分散法、例えばボールミル、
サンドミル、アトライター、ロールミル、アジテータ、
ヘンシェルミキサ、コロイドミル、超音波ホモジナイザ
ー、パールミル、湿式ジェットミル等によってこちらも
簡便に作製することができる。

【００２４】また溶解、または分散後のゴミ、粗大粒
子、混裁物を除去するために、フィルターを用いて加
圧、または減圧濾過処理を１回以上の工程で行う、ある
いは遠心分離機を用いて遠心分離処理を単独、もしくは
濾過処理と組み合わせて行うのがよい。

【００２５】

【実施例】以下実施例に添って、本発明を詳しく説明す
る。まず本発明に用いるインク組成について以下に示
す。尚、組成については、重量％で示す。

【００２６】（インク１）ＤｉｒｅｃｔＢｌａｃｋ１５４３％１、３ープロパンジオール１０％化６のアセチレンジオール２％化１１のアセチレンジオール０．４％グリセリン１０％水残量組成分を攪拌容器に入れて、８０゜Ｃで３時間攪拌す
る。充分温度が下がったら、１μｍのメンブレンフィル
タを用い加圧濾過して記録用インクを調整した。

【００２７】（インク２）カーボンブラックＭＡ−７２％（三菱化成工業（株））有機超微粒子（固形分２５％）２０％（マイクロジェル日本ペイント（株））ポリエチレングリコール＃２００１０％化３のアセチレンジオール１．５％１、４ーブタンジオール１５％水残量有機超微粒子とカーボンブラックと化１のアセチレンジ
オールをペイントシェイカーを用いて１５時間分散さ
せ、攪拌機に移し１、５ペンタンジオール、ポリエチレ
ングリコール＃２００を加えてさらに１時間攪拌する。
攪拌後、１μｍのフィルタを用いて加圧濾過を行い、平
均粒径０．２μｍの記録液を得た。

【００２８】（インク３）ＤｉｒｅｃｔＹｅｌｌｏｗ８６３％１、３ープロパンジオール１０％化６のアセチレンジオール２％化１１のアセチレンジオール０．４％グリセリン１０％水残量（インク４）ＤｉｒｅｃｔＲｅｄ９２．５％１、３ープロパンジオール１０％化６のアセチレンジオール２％化１１のアセチレンジオール０．４％グリセリン１０％水残量（インク５）ＤｉｒｅｃｔＢｌｕｅ１９９２％１、５−ペンタンジオール１０％化６のアセチレンジオール２％化１１のアセチレンジオール０．４％グリセリン１０％水残量（インク６）ＡｃｉｄＹｅｌｌｏｗ２３２％１、５ーペンタンジオール１０％化５のアセチレンジオール２％化９のアセチレンジオール０．４％グリセリン１０％水残量（インク７）ＡｃｉｄＲｅｄ２５４３％１、５ーペンタンジオール１０％化５のアセチレンジオール２％化９のアセチレンジオール０．４％グリセリン１０％水残量（インク８）ＡｃｉｄＢｌｕｅ９３％１、５ーペンタンジオール１０％化５のアセチレンジオール２％化９のアセチレンジオール０．４％グリセリン１０％水残量インク３からインク８のインクは以下の手順でインクを
調製した。組成分を撹拌容器に入れて、８０゜Ｃで３時
間攪拌する。充分温度が下がったら、１μｍのメンブレ
ンフィルタを用い加圧濾過して記録用インクを調整し
た。

【００２９】さらに、比較例のインクとして、アルカン
ジオールを含まない記録液を以下の組成で得る。

【００３０】（比較インク１）ＤｉｒｅｃｔＢｌａｃｋ１５４３％グリセリン１０％化６のアセチレンジオール２％化１１のアセチレンジオール０．４％水残量全ての組成分を攪拌容器に入れて、８０゜Ｃで３時間攪
拌する。十分温度が下がったら１μｍのメンブレンフ
ィルタを用い加圧濾過して記録用インクを調製した。

【００３１】（比較インク２）ＡｃｉｄＹｅｌｌｏｗ２３２％グリセリン５％トリエチレングリコール１０％化４のアセチレンジオール２％化６のアセチレンジオール０．４％水残量全ての組成分を攪拌容器に入れて、８０゜Ｃで３時間攪
拌する。充分温度が下がったら、１μｍのメンブレンフ
ィルタを用い加圧濾過して記録用インクを調製した。

【００３２】（比較例インク３）ＡｃｉｄＢｌｕｅ９３％ジエチレングリコール１０％化５のアセチレンジオール２％化９のアセチレンジオール０．４％グリセリン１０％水残量全ての組成分を攪拌容器に入れて、８０゜Ｃで３時間攪
拌する。充分温度が下がったら、１μｍのメンブレンフ
ィルタを用い加圧濾過して記録用インクを調製した。

【００３３】（比較例インク４）ＡｃｉｄＲｅｄ２５４３％ジエチレングリコール１０％化５のアセチレンジオール２％化９のアセチレンジオール０．４％グリセリン１０％水残量全ての組成分を撹拌容器に入れて、８０゜Ｃで３時間攪
拌する。充分温度が下がったら、１μｍのメンブレンフ
ィルタを用い加圧濾過して記録用インクを調製した。

【００３４】まずインクとしての信頼性を評価するため
に、以下に示す項目について評価した。

【００３５】（テスト１）インク保存安定性試験。７０
度温度環境とー３０度の温度環境に各々のインクを１５
日間放置し、放置後の物性と異物の評価を行った。

【００３６】評価結果は次のように分類した。

【００３７】物性の変化がなく異物の発生もない。・・
・・・◎ 物性の変化または、異物の発生が見られる。・・× （テスト２）インク曇点の評価曇点が４０度以下の温度で発生する。・・・・・× 曇点が４０度でも確認されない。・・・・・・・○ 各インクのテスト１、テスト２の評価結果を表１に示
す。

【００３８】

【表１】

【００３９】更に当社試作カラーインクジェットプリン
タを用い駆動周波数３ｋＨｚ、インク吐出量０．０９μ
ｇになるように電圧を調整し、ＰＰＣ用紙（ゼロックス
社登録商標ＰＰＣ用紙）、再生紙（本州製紙登録商標や
まゆり）、ボンド紙（ミード社登録商標ギルバートボン
ド２５％コットン紙）、上質紙（王子製紙登録商標ＯＫ
上質紙Ｌ）にベタ、アルファベット文字印字（テスト
３、５）、７色カラー印字（テスト４）を行い下記に示
すテスト３〜６の評価を行った。

【００４０】実施例として２例、比較例として１例を以
下のインクで組み合わせ、テスト３からテスト６につい
て評価を行った。

【００４１】実施例１インク１、インク３、インク４、インク５実施例２インク２、インク６、インク７、インク８比較例１比較例インク１、比較例インク２、比較例インク３、比
較例インク４（テスト３）文字印字サンプル目視による印字品質評
価。

【００４２】評価結果は、次のように分類した。

【００４３】にじみが肉眼で観察されない・・・・・・・・・◎ にじみは見られるが文字は認識できる・・・・・△ 文字が認識できない・・・・・・・・・・・・・× （テスト４）色差計（Ｄ６５光源使用）でＬ＊，ａ＊，
ｂ＊を測定し紙種間で色差評価を行った。

【００４４】評価結果は、次にように分類した。

【００４５】 ΔＥ≦５・・・・・・・・・・・・・◎ ΔＥ＝１０から５・・・・・・・・・・・・・・○ ΔＥ≧１０・・・・・・・・・・・・・・・・・× （テスト５）１００ｇ／ｃｍ2 の圧力でベタ印字部分を
木綿布で擦り、印字汚れが発生しなくなるまでの時間を
調査する速乾性評価。

【００４６】評価結果は、次のように分類した。

【００４７】２秒以内で印字物汚れが観察されない・・・・・◎ １５秒以内で印字物汚れが観察されない・・・・△ ３０秒後でも印字物汚れが観察される・・・・・× （テスト６）連続印字による吐出安定性試験。実施例及
び比較例に示すインクを用い連続印字を１０万ライン行
いそのあいだに発生する、ドット抜けまたは飛行曲がり
の発生頻度を評価した。

【００４８】評価結果は次のように分類した。

【００４９】４回以下（１回／２．５万ライン以上）・・・・◎ ４回以上（１回／２．５万ライン以下）・・・・× 以上テスト３からテスト６の評価結果を表２に示す。

【００５０】

【表２】

【００５１】表１より明らかなようにインクがアセチレ
ンジオールとアルカンジオオールを含む本発明のインク
はインクとしての保存安定性に優れ、また曇点も使用環
境上限の４０度でも確認されずインクジェット記録用イ
ンクとして十分な信頼性を得られている。又表２より本
発明のアセチレンジオールとアルカンジオールを含むイ
ンクはインクの定着性にも優れ、にじみ、ひげ等が発生
せず高印字品質を実現可能なカラーインクジェット記録
方法を提供できる。さらに、インクとして広範囲の温度
領域で使用が可能で吐出安定性も優れるものであった。

【００５２】

【発明の効果】本発明のインクジェット記録用インクに
より、インクとしての保存安定性、記録紙上での定着
性、高印字品質を実現できる記録液が得られた。又、泡
立ち性も小さくインクの吐出信頼性も実現できた。さら
に、本インクを用いてカラー記録を行えばカラー記録に
要求される混色時のにじみの無い、定着性の良好な記録
方法を実現できた。又、紙種間での色差の小さい普通紙
対応性も得られた。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電気信号に応じてインク滴を吐出させるイ
ンクジェット記録用インクにおいて、少なくとも一般式
１で表されるアセチレンジオールと一般式２で表される
アルカンジオールを含むことを特徴とするインク。【化１】（Ｒ₁，Ｒ₂，Ｒ₃，Ｒ₄は、Ｈ又は、アルキル基）【化２】（n=２〜５）
【請求項２】一般式２で表されるアルカンジオールの添
加量が０．５〜３０重量％であることを特徴とする請求
項１記載のインク。
【請求項３】少なくとも一般式１で表されるアセチレン
ジオールと一般式２で表されるアルカンジオールを含む
カラーインクを用いることを特徴とするカラーインクジ
ェット記録方法。