JPH09268267A - 記録用水性インク及びインクジェット記録方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 析出を生じにくく、液安定性に優れた記録用
水性インク、及び長期安定性及び吐出安定性に優れ、吐
出応答性が良好であるインクジェット記録方法を提供す
ること。 【解決手段】 純水（７２．９２重量部）に２−アミノ
メチル−１，３−プロパンジオール（０．０８重量
部）、黄色染料（２重量部）、ジエチレングリコール
（２５重量部）を添加し、３０分間攪拌した後に孔径
０．７μｍのメンブランフィルターにて濾過し、イエロ
ーインク組成物を得た。このインク組成物のｐＨを測定
したところ、８．６であった。このインク組成物をイン
クジェットヘッドを用いて印字したところ、吐出安定
性、吐出応答性は良好であり、インク組成物を−３０℃
及び６０℃で６ヶ月間保存したところ、不溶分の析出は
見られず、色調もほとんど変化がなかった。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、記録用水性インク
及び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式は、種々のイン
ク吐出方法（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
熱することにより気泡を発生させ、その時に発生する圧
力を利用する方式等）により、インク小滴を形成し、そ
れらの一部も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。

【０００３】このようなインクジェット記録方式に使用
するインク組成物としては、各種の水溶性の染料又は顔
料を、水又は水と水溶性有機溶剤からなる液媒体に溶解
又は分散させたものが知られ、且つ使用されている。そ
してそのようなインク組成物は、その目的のために最適
の性能特性を有することが要求される。例えば長期間使
用されなくても沈澱や凝集が生じることがなく、インク
ジェットプリンターのヘッドの先端部及びインク流路内
で目詰まりすることがなく、印字品質が良好なこと等で
ある。中でも最も要求される性能は、インク組成物を用
いて記録を行っている際、更に長期間記録が行われなか
ったときにおけるインクジェットプリンターのヘッドの
先端部及びインク流路内での目詰まり及び沈澱物が発生
しないという液安定性である。

【０００４】また染料と顔料を比較すると、顔料はイン
ク媒体中に溶解せずに分散しているが、染料はインク媒
体中に完全に溶解するため、染料インク組成物は顔料イ
ンク組成物と比べてインクジェットプリンターのヘッド
の先端部やインク流路内で目詰まりしにくく、液安定性
もはるかに優れている。そのためインクジェットプリン
ター用インクは染料インク組成物が多い。この様な染料
インク組成物の中では水に染料を溶解させた水性染料イ
ンク組成物が主流を占めている。そのような水性染料イ
ンク組成物は、様々な化学構造を持つ水溶性染料を水及
びまたは水溶性有機溶剤の混合溶媒に溶解しており、必
要に応じて各種添加物が添加されたものが現在主として
用いられている。特に前述の最適の性能特性を得るた
め、強塩基であるＫＯＨやＮａＯＨなどの無機塩を添加
したり、緩衝作用を有する無機塩成分を添加してｐＨを
調整することが多い。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、そのよ
うな水性染料インク組成物では、無機塩成分がインクジ
ェットプリンターのヘッドの先端部で析出し易く、目詰
まりの原因となる。また長期にわたりインクを使用した
場合は液安定性が悪く、固形分が析出し、インクジェッ
トプリンターのヘッドの先端部やインク流路内での目詰
まりの原因となり、インクジェット用のインクとしての
使用に十分耐えられない。またインクの液性が強アルカ
リ性であると、インクジェット記録装置に使用されてい
る部材、特に有機材料が用いられている部材が変形した
り、部材からインクに対して溶出が起こる等の不具合が
生じ好ましくない。

【０００６】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、液安定性に優れる記録用水性イ
ンク、及び、目詰まり等の問題を起こすことのないイン
クジェット記録方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、請求項１記載の記録用水性インクは、染料と、多価
アルコール及び、または多価アルコールのアルキルエー
テルと、有機性弱塩基化合物とを含有し、ｐＨが８〜１
０に調整されていることを特徴とする。このように構成
することによって、析出物が生じにくい。

【０００８】また、請求項２記載の記録用水性インク
は、該有機性弱塩基化合物が２−アミノ−１，３−プロ
パンジオール誘導体であることを特徴とする。このよう
に構成することによって、適量の添加でｐＨ８〜１０に
調整することが容易になり、揮発性が小さく、長期保存
によってもｐＨ変化は最小限に抑えられ、析出物を生じ
にくい。

【０００９】また、請求項３記載の記録用水性インク
は、該有機性弱塩基化合物が２−アミノメチル−１，３
−プロパンジオールまたは２−アミノ−２−ヒドロキシ
メチル−１，３−プロパンジオールであることを特徴と
する。このように構成することによって、適量の添加で
ｐＨ８〜１０に調整することが容易になり、析出物がき
わめて生じにくい。

【００１０】また、請求項４記載のインクジェット記録
方法は、染料と、多価アルコール及び、または多価アル
コールのアルキルエーテルと、有機性弱塩基化合物とを
含有し、ｐＨが８〜１０に調整されている記録用水性イ
ンクを使用することを特徴とする。前記記録用水性イン
クを用いたインクジェット記録方法では、インクジェッ
トプリンターのヘッド先端部やインク流路内で目詰まり
が起こりにくくなり、また、インクジェット記録装置に
使用されている部材、特に有機材料が侵食されない。

【００１１】また、請求項５記載のインクジェット記録
方法は、該有機性弱塩基化合物が２−アミノ−１，３−
プロパンジオール誘導体であることを特徴とする。前記
記録用水性インクを用いたインクジェット記録方法で
は、インクジェットプリンターのヘッド先端部やインク
流路内で目詰まりが起こりにくくなり、特に長期保存に
よっても目詰まりしない。また、インクジェット記録装
置に使用されている部材、特に有機材料が侵食されな
い。

【００１２】また、請求項６記載のインクジェット記録
方法は、該有機性弱塩基化合物が２−アミノメチル−
１，３−プロパンジオールまたは２−アミノ−２−ヒド
ロキシメチル−１，３−プロパンジオールであることを
特徴とする。前記記録用水性インクを用いたインクジェ
ット記録方法では、インクジェットプリンターのヘッド
先端部やインク流路内できわめて目詰まりが起こりにく
くなり、また、インクジェット記録装置に使用されてい
る部材、特に有機材料が侵食されない。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。

【００１４】本発明において使用される染料としては、
直接染料、酸性染料、反応性染料等に代表される水溶性
染料が使用できる。特にインクジェット記録方式のイン
クとして好適で、鮮明性、水溶性、安定性、耐光性その
他の要求される性能を満たすものとしては、例えば、
Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック１７、１９、３２、５１、
７１、１０８、１４６、１５４、１６８；Ｃ．Ｉ．ダイ
レクトブルー６、２２、２５、７１、８６、９０、１０
６、１９９；Ｃ．Ｉ．ダイレクトレッド１、４、１７、
２８、８３、２２７；Ｃ．Ｉ．ダイレクトイエロー１
２、２４、２６、８６、９８、１３２、１４２；Ｃ．
Ｉ．ダイレクトオレンジ３４、３９、４４、４６、６
０；Ｃ．Ｉ．ダイレクトバイオレット４７、４８；Ｃ．
Ｉ．ダイレクトブラウン１０９；Ｃ．Ｉ．ダイレクトグ
リーン５９；Ｃ．Ｉ．アシッドブラック２、７、２４、
２６、３１、５２、６３、１１２、１１８；Ｃ．Ｉ．ア
シッドブルー９、２２、４０、５９、９３、１０２、１
０４、１１７、１２０、１６７、２２９、２３４；Ｃ．
Ｉ．アシッドレッド１、６、３２、３７、５１、５２、
８０、８５、８７、９２、９４、１１５、１８０、２４
９、２５６、２８９、３１５、３１７；Ｃ．Ｉ．アシッ
ドイエロー１１、１７、２３、２５、２９、４２、６
１、７１；Ｃ．Ｉ．アシッドオレンジ７、１９；Ｃ．
Ｉ．アシッドバイオレット４９；Ｃ．Ｉ．フードブラッ
ク１、２等が挙げられる。上記の染料は本発明の記録方
法に適用できるインク組成物に対して特に好ましいもの
であるが、本発明ではこれらの染料に限定されるもので
はない。

【００１５】このような水溶性染料は、従来のインク組
成物中において一般的には約０．１〜１０重量％を占め
る割合で利用されているが、本発明においては、上記の
範囲で使用されることは勿論であると共に、従来の使用
量以上の使用量でもインク組成物の安定性を示し、且つ
沈澱物を生じないものである。

【００１６】本発明において使用される溶媒は、水と多
価アルコール及びまたは多価アルコールのアルキルエー
テルとの混合溶媒である。このうち、多価アルコール及
びまたは多価アルコールのアルキルエーテルは主として
インクの乾燥防止効果を有するものである。また水とし
ては、種々のイオンを含有する一般の水ではなく、脱イ
オン水を使用することが望ましい。

【００１７】前記多価アルコール及び多価アルコールの
アルキルエーテルは、インクの乾燥防止（湿潤）効果を
有することによりインクの液安定性を向上させ得るもの
が好適に使用される。

【００１８】例えば、多価アルコールの具体例として
は、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グリコール類；エチレングリコー
ル、プロピレングリコール、ブチレングリコール、ジエ
チレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチ
レングリコール、トリプロピレングリコール、１，２，
６−ヘキサントリオール、チオジグリコール、１，３−
ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、ヘキシレ
ングリコール等のアルキレングリコール類；グリセリン
等が挙げられる。

【００１９】また、多価アルコールのアルキルエーテル
の具体例としては、例えば、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ブチルエー
テル、ジエチレングリコールモノイソブチルエーテル、
ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピ
レングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレング
リコールモノイソプロピルエーテル、ジプロピレングリ
コールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモ
ノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチル
エーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテ
ル、トリプロピレングリコールモノブチルエーテル、等
が挙げられる。

【００２０】また、上記多価アルコールと、上記多価ア
ルコールのアルキルエーテルを適宜併用することによ
り、乾燥防止効果のみならず、記録紙への適切な浸透速
度を制御することができ、より良好な印字品質を得るこ
とが可能である。

【００２１】インク組成物中の多価アルコール及びまた
は多価アルコールのアルキルエーテルの含有量は、一般
的にはインクの全重量に対して重量％で０〜９５重量
％、好ましくは１０〜８０重量％、より好ましくは１０
〜５０重量％の範囲である。この時の水の含有量は、上
記溶剤成分の種類、その組成、あるいは所望されるイン
クの特性に依存して広い範囲で決定されるが、インクの
全重量に対して一般に１０〜９５重量％の範囲である。

【００２２】本発明において使用されるｐＨ調整剤は有
機性弱塩基化合物である。該有機性弱塩基化合物は、他
の一般的にｐＨ調整剤として用いられる無機塩とは異な
り、それ自体がインクジェットプリンターのヘッドの先
端部で固化したりすることなく、目詰まりしにくいとい
う優れた効果が発揮される。

【００２３】上記有機性弱塩基化合物としては、望まし
くは２−アミノ−１，３−プロパンジオール誘導体であ
る。２−アミノ−１，３−プロパンジオール誘導体は適
量の添加でｐＨを８〜１０の範囲に調整することが容易
に可能であり、揮発性が小さく、長期保存によってもｐ
Ｈ変化は最小限に抑えられ、析出を起こしにくい。

【００２４】該有機性弱塩基化合物として、さらに望ま
しくは２−アミノメチル−１，３−プロパンジオールま
たは２−アミノ−２−ヒドロキシメチル−１，３−プロ
パンジオールである。該２−アミノメチル−１，３−プ
ロパンジオールまたは２−アミノ−２−ヒドロキシメチ
ル−１，３−プロパンジオールは、適量の添加でｐＨを
８〜１０の範囲に調整することが容易に可能であり、き
わめて析出を起こしにくい。

【００２５】本発明においてはインクのｐＨは８〜１０
に限定される。インクのｐＨが８以下である場合にはイ
ンクを長期保存した場合に染料が析出し易く、インクジ
ェットプリンターのヘッドの先端部やインク流路内での
目詰まりの原因となり、またインクのｐＨが１０以上で
ある場合には、インクジェット記録装置に使用されてい
る部材、特に有機材料が用いられている部材が変形した
り、部材からインクに対して溶出が起こったり、あるい
は、強アルカリであるため人体等への安全上好ましくな
いからである。上記有機性弱塩基化合物の添加量は使用
する染料の酸性度によって適宜決定される。

【００２６】本発明におけるインク組成物の基本組成は
以上の通りであるが、その他従来公知の各種添加剤、す
なわち界面活性剤、粘度調整剤、表面張力調整剤、防黴
剤等を必要に応じて添加することができる。例えばポリ
ビニルアルコール、セルロース類、水溶性樹脂等の粘度
調整剤、カチオン、アニオン、ノニオン系の各種界面活
性剤等である。また記録液を帯電するタイプのインクジ
ェット記録方法に使用されるインク組成物を調合する場
合には、塩化アンモニウム等の無機塩類等の比抵抗調整
剤が添加される。

【００２７】次に本発明の実施例及び比較例を説明する
が、本発明はこれらに限定されるものではない。

【００２８】実施例１ 純水（７２．９２重量部）に２−アミノメチル−１，３
−プロパンジオール（０．０８重量部）、黄色染料「ダ
イワ ＩＪ ＹＥＬＬＯＷ ２０５Ｈ」（ダイワ化成社
製、２重量部）、ジエチレングリコール（２５重量部）
を添加し、３０分間攪拌した後に孔径０．７μｍのメン
ブランフィルターにて濾過し、イエローインク組成物を
得た。このインク組成物のｐＨを測定したところ、８．
６であった。

【００２９】このインク組成物について以下の（１）〜
（３）の検討を行ったところ、いずれにおいても良好な
結果を得た。

【００３０】（１）長期安定性；インク組成物を耐熱ガ
ラス瓶に密閉し、−３０℃と６０℃で６ヶ月間保存した
後でも不溶分の析出は見られず、色調もほとんど変化が
なかった。また液の物性はｐＨは−３０゜Ｃ、６０゜Ｃ
ともやや低下したが、いずれも８〜８．５の範囲内であ
り、粘度、表面張力、導電率、密度等はほとんど変化は
なかった。

【００３１】（２）吐出安定性；特開平２−１５０３５
５号公報に開示されているせん断モード型のインクジェ
ットヘッドを用いて５℃、２０℃、４０℃の各雰囲気温
度でそれぞれ２４時間の連続吐出を行ったが、いずれの
条件においても終始安定した高品質の記録が行えた。

【００３２】（３）吐出応答性；特開平２−１５０３５
５号公報に開示されているせん断モード型のインクジェ
ットヘッドを用いて１分間の間欠吐出と２ヶ月間放置後
の吐出について調べたが、いずれの場合もインクジェッ
トプリンターのヘッドの先端部やインク流路内で目詰ま
りすることなく、安定且つ均一に記録された。

【００３３】実施例２ 純水（８５．９６重量部）に２−アミノ−２−ヒドロキ
シメチル−１，３−プロパンジオール（０．０４重量
部）、黄色染料「ダイワ ＩＪ ＹＥＬＬＯＷ２０５
Ｈ」（ダイワ化成社製、２重量部）、トリエチレングリ
コールモノメチルエーテル（１２重量部）を添加し、同
様にイエローインク組成物を得た。このインク組成物の
ｐＨを測定したところ、８．３であった。

【００３４】このインク組成物について実施例１と同様
な検討を行ったところ、実施例１と同様に良好な結果が
得られた。また、（１）の長期安定性評価におけるｐＨ
は−３０゜Ｃ、６０゜Ｃとも８〜８．２の範囲に保たれ
ていた。

【００３５】実施例３ 純水（５５．８８重量部）に２−アミノ−２−ヒドロキ
シメチル−１，３−プロパンジオール（０．１２重量
部）、シアン染料「ダイワ ＩＪ ＢＬＵＥ ３１９
Ｈ」（ダイワ化成社製、２重量部）、ポリエチレングリ
コール（平均分子量２００）（３０重量部）、ジエチレ
ングリコールモノブチルエーテル（１２重量部）を添加
し、同様にシアンインク組成物を得た。このインク組成
物のｐＨを測定したところ、９．５であった。

【００３６】このインク組成物について実施例１と同様
な検討を行ったところ、実施例１と同様に良好な結果が
得られた。また、（１）の長期安定性評価におけるｐＨ
は−３０゜Ｃ、６０゜Ｃともに９〜９．３の範囲に保た
れていた。

【００３７】比較例１ 純水（７７．９９重量部）に２−アミノメチル−１，３
−プロパンジオール（０．０１重量部）、黄色染料「ダ
イワ ＩＪ ＹＥＬＬＯＷ ２０５Ｈ」（ダイワ化成社
製、２重量部）、ジエチレングリコール（２０重量部）
を添加し、同様にイエローインク組成物を得た。このイ
ンク組成物のｐＨを測定したところ、７．８であった。

【００３８】このインク組成物について実施例１と同様
な検討を行ったところ、（１）において、−３０℃、６
０℃ともに固形分の析出が見られた。また（３）におい
てしばしばインクの不吐出が見られた。インクジェット
プリンターのヘッドの先端部を光学顕微鏡で観察する
と、固形分が付着していた。

【００３９】比較例２ 実施例１において２−アミノメチル−１，３−プロパン
ジオールなしでインクを作製したところ、インクのｐＨ
は５．３であった。このインク組成物について実施例１
と同様な検討を行ったところ、（１）において−３０゜
Ｃ、６０゜Ｃともに固形分の析出が見られた。また
（２）及び（３）においてしばしばインクの不吐出が見
られた。インクジェットプリンターのヘッドの先端部を
光学顕微鏡で観察すると、固形分が付着していた。

【００４０】比較例３ 濃度が２×１０^-5ｍｏｌ／ｌとなるように調製したＫＯ
Ｈ水溶液（７８重量部）に黄色染料「ダイワ ＩＪ Ｙ
ＥＬＬＯＷ ２０５Ｈ」（ダイワ化成社製、２重量
部）、ジエチレングリコール（２０重量部）を添加し、
同様にイエローインク組成物を得た。このインク組成物
のｐＨを測定したところ、９．０であった。このインク
組成物について実施例１と同様な検討を行ったところ、
（１）において−３０℃、６０℃でのｐＨがともに８未
満となり、ともに固形分の析出が見られた。また（２）
及び（３）においてしばしばインクの不吐出が見られ
た。インクジェットプリンターのヘッドの先端部を光学
顕微鏡で観察すると、固形分が付着していた。

【００４１】比較例４ 純水（９７．９２重量部）に２−アミノメチル−１，３
−プロパンジオール（０．０８重量部）、黄色染料「ダ
イワ ＩＪ ＹＥＬＬＯＷ ２０５Ｈ」（ダイワ化成社
製、２重量部）を添加し、同様にイエローインク組成物
を得た。このインク組成物のｐＨを測定したところ、
８．８であった。

【００４２】このインク組成物について実施例１と同様
な検討を行ったところ、（１）において、−３０℃、６
０℃ともにｐＨは８以上に保たれていたが、（２）及び
（３）においてしばしばインクの不吐出、不安定な吐出
現象が見られた。

【００４３】長期安定性、吐出安定性が良く、吐出応答
性も良好であった実施例１〜３のインク組成物では、い
ずれも染料と、多価アルコール及びまたは多価アルコー
ルのアルキルエーテルと、有機性塩基化合物とを含有
し、インクのｐＨが８〜１０に調整されていた。

【００４４】これに対し、長期安定性、吐出安定性、吐
出応答性が悪かった比較例１〜４では、いずれも上記条
件を満たしていなかった。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明の請求項１記載の記録用水性インクは、染料と、多
価アルコール及び、または多価アルコールのアルキルエ
ーテルと、有機性弱塩基化合物とを含有し、ｐＨが８〜
１０に調整されていることを特徴としているため、析出
物を生じにくく、液安定性に優れている。

【００４６】また、請求項２記載の記録用水性インク
は、該有機性弱塩基化合物が２−アミノ−１，３−プロ
パンジオール誘導体であることを特徴としているので、
適量の添加でｐＨ８〜１０を達成することが容易に可能
であり、揮発性が小さく、長期保存によってもｐＨ変化
は最小限に抑えられ、析出物を生じにくく、液安定性に
優れている。

【００４７】また、請求項３記載の記録用水性インク
は、該有機性弱塩基化合物が２−アミノメチル−１，３
−プロパンジオールまたは２−アミノ−２−ヒドロキシ
メチル−１，３−プロパンジオールであることを特徴と
しているので、適量の添加でｐＨ８〜１０を達成するこ
とが可能であり、析出物がきわめて生じにくく、液安定
性に優れている。

【００４８】また、請求項４記載のインクジェット記録
方法は、染料と、多価アルコール及び、または多価アル
コールのアルキルエーテルと、有機性弱塩基化合物とを
含有し、ｐＨが８〜１０に調整されている記録用水性イ
ンクを使用することを特徴としているので、インクジェ
ットプリンターのヘッド先端部やインク流路内で目詰ま
りしにくく、また、インクジェット記録装置に使用され
ている部材、特に有機材料を侵食することがない。

【００４９】また、請求項５記載のインクジェット記録
方法は、該有機性弱塩基化合物が２−アミノ−１，３−
プロパンジオール誘導体であることを特徴としているの
で、インクジェットプリンターのヘッド先端部やインク
流路内で目詰まりしにくく、特に長期保存によっても目
詰まりしない。また、インクジェット記録装置に使用さ
れている部材、特に有機材料を侵食することがない。

【００５０】また、請求項６記載のインクジェット記録
方法は、該有機性弱塩基化合物が２−アミノメチル−
１，３−プロパンジオールまたは２−アミノ−２−ヒド
ロキシメチル−１，３−プロパンジオールであることを
特徴としているので、インクジェットプリンターのヘッ
ド先端部やインク流路内できわめて目詰まりしにくく、
また、インクジェット記録装置に使用されている部材、
特に有機材料を侵食することがない。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録用水性インクにおいて、 染料と、多価アルコール及び、または多価アルコールの
   アルキルエーテルと、有機性弱塩基化合物とを含有し、
   ｐＨが８〜１０に調整されていることを特徴とする記録
   用水性インク。
2. 【請求項２】 該有機性弱塩基化合物が２−アミノ−
   １，３−プロパンジオール誘導体であることを特徴とす
   る請求項１記載の記録用水性インク。
3. 【請求項３】 該有機性弱塩基化合物が２−アミノメチ
   ル−１，３−プロパンジオールまたは２−アミノ−２−
   ヒドロキシメチル−１，３−プロパンジオールであるこ
   とを特徴とする請求項１及び２記載の記録用水性イン
   ク。
4. 【請求項４】 記録用水性インクを用いて記録を行うイ
   ンクジェット記録方法において、 染料と、多価アルコール及び、または多価アルコールの
   アルキルエーテルと、有機性弱塩基化合物とを含有し、
   ｐＨが８〜１０に調整されている記録用水性インクを使
   用することを特徴とするインクジェット記録方法。
5. 【請求項５】 該有機性弱塩基化合物が２−アミノ−
   １，３−プロパンジオール誘導体であることを特徴とす
   る請求項４記載のインクジェット記録方法。
6. 【請求項６】 該有機性弱塩基化合物が２−アミノメチ
   ル−１，３−プロパンジオールまたは２−アミノ−２−
   ヒドロキシメチル−１，３−プロパンジオールであるこ
   とを特徴とする請求項４及び５記載のインクジェット記
   録方法。