JPH09328643A - 水性インク用希釈液 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 キャリアジェット記録方式に適用したとき
に、水性インクの染料受容層に対する定着性を改善し、
印画画像に耐水性を付与できる水性インク用希釈液液を
得る。 【課題手段】 水性インク用希釈液に定着促進剤として
カルボニル基を有する環状化合物を添加する。この環状
化合物としては、γ−ブチロラクトンや炭酸プロピレン
等が挙げられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット方
式によって文具や紙面に対して印刷を行うための水性イ
ンク用希釈液に関する。

【０００２】

【従来の技術】パーソナルコンピュータ等で作製した画
像を紙やＯＨＰフィルム等の被記録媒体に出力する方法
の一つとして、インクジェット記録方式が採用されてい
る。

【０００３】このインクジェット記録方式は、電界・熱
・圧力等を駆動源として溶液状のインクをインクジェッ
ト用プリンタのノズルから被記録媒体に向けて吐出さ
せ、被記録媒体に画像形成するものである。

【０００４】このようなインクジェット記録方式は低騒
音であり、ランニングコストが安く、普通紙に画像形成
でき、インクリボン等の廃棄物が生じないといった長所
を有する。そのため、近年、このインクジェット用プリ
ンタは、オフィス用または個人記録装置として急速に普
及しつつある。

【０００５】ところで、このようなプリンタに対して
は、写真のような自然画像も印画できることが求められ
るようになっており、それには印画濃度に階調性をもた
せることが必要である。

【０００６】そのような階調表現が可能な記録方式とし
て、いわゆるキャリアジェット記録方式が提案されてい
る。このキャリアジェット記録方式は、上記インクジェ
ット記録方式を応用したものであり、インクをノズルか
ら吐出させる直前に、希釈液と混合して希釈インクと
し、この希釈インク液をノズルから被記録媒体に向けて
吐出させる。このキャリアジェット記録方式では、イン
クと希釈液の混合比を制御することによってドット毎に
印画濃度を変えることができ、解像度を損なうことなく
中間階調が豊富な自然画像を印画することが可能であ
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、キャリアジ
ェット記録方式によって画像形成された印画物は、銀塩
系写真のように完全な定着性を示さないという問題があ
る。

【０００８】すなわち、一般的にキャリアジェット記録
方式には、水溶性の直接染料が使用されている。この染
料は、染色理論によると、被記録媒体の染料受容層に移
行した後、染料受容層の構成成分とのファンデルワール
ス力、水素結合等の相互作用により染料受容層中に保持
される。

【０００９】このため、画像形成後に、染料に対してよ
り親和性の高い溶媒や樹脂等の他の物質が接触した場
合、あるいは受容層構成成分との相互作用を打ち消すだ
けの熱エネルギーが供給された場合には、染料受容層か
ら他の物質へ染料が流出、移行し、画像のボケが発生し
てしまう。

【００１０】そこで、インクとして水溶性塩基染料を用
い、この染料と受容層中の層間化合物との間でイオン交
換反応に基づくインターカレーション反応を生じせし
め、これによって染料を受容層中に定着保持させる方法
が提案されている。

【００１１】しかし、この方法では、プリンターヘッド
部から吐出された染料のうち受容層に浸透しきれずに乾
燥してしまった染料は、層間化合物と反応できず、定着
されないという問題が生じる。また、染料と層間化合物
との反応性が悪いと、画像を安定化するために長時間放
置することが必要になるといった不都合もある。

【００１２】そこで、本発明はこのような従来の実情に
鑑みて提案されたものであり、キャリアジェット記録方
式に適用したときに、水性インクの被記録媒体に対する
定着性を改善することが可能な水性インク用希釈液を提
供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明の水性インク用希釈液は、水性インクとと
もに混合され、混合液滴として層間化合物を含有する染
料受容層に吐出される水性インク用希釈液であって、カ
ルボニル基を有する環状化合物を含有することを特徴と
するものである。

【００１４】本発明の水性インク用希釈液に含有される
カルボニル基を有する環状化合物は、水性インクの層間
化合物に対する定着を促進する定着促進剤となるもので
ある。 すなわち、水性インクと、このカルボニル基を
有する環状化合物を含有する希釈液の混合液滴を、層間
化合物を含有する染料受容層に吐出すると、上記環状化
合物の作用によって、水性インクが迅速且つ均一に層間
化合物に定着する。その結果、耐水性に優れた画像が形
成される。

【００１５】また、カルボニル基を有する環状化合物
は、希釈液の凍結を防止するようにも作用する。このた
め、希釈液の低温環境下における保存安定性が改善され
る。

【００１６】

【発明の実施の形態】。

【００１７】以下、本発明の実施の形態について説明す
る。

【００１８】本発明の水性インク用希釈液は、キャリア
インクジェット記録方式に適用されるものである。すな
わち、この水性インク用希釈液は、水性インクがプリン
タヘッド部のノズルから吐出される直前に、この水性イ
ンクと混合される。そして、この希釈液と水性インクの
混合液滴（希釈インク液）が、層間化合物を含有する染
料受容層に吐出され、画像が形成されることになる。

【００１９】ここで、この水性インク用希釈液は、カル
ボニル基を有する環状化合物が含有されているところに
特徴がある。

【００２０】このカルボニル基を有する環状化合物は、
染料受容層の層間化合物に対する水性インクの定着を促
進する定着促進剤となるものである。すなわち、水性イ
ンクと、このカルボニル基を有する環状化合物を含有す
る希釈液の混合液滴を、層間化合物を含有する染料受容
層に吐出すると、上記環状化合物の作用によって、水性
インクが迅速且つ均一に染料受容層の層間化合物中に定
着する。その結果、耐水性に優れた画像が形成されるこ
とになる。また、カルボニル基を有する環状化合物は、
希釈液の凍結を防止するようにも作用する。このため、
希釈液の低温環境下における保存安定性も改善される。

【００２１】この環状化合物としては、分子中に１つ以
上のカルボニル基を有するものであれば良く、具体的に
はγ−ブチロラクトン、炭酸プロピレン等が挙げられ
る。

【００２２】これら環状化合物の希釈液に対する添加量
は、１〜９０重量％が適当であり、３０〜６０重量％と
するのが好ましい。添加量が少な過ぎると、定着促進剤
としての効果が小さくなり、また希釈液の凍結を十分に
防止できなくなる。逆に、環状化合物の添加量が多すぎ
ると、希釈液への混合が困難になる。但し、炭酸プロピ
レンは比較的親水性が低いことから、２０重量％以下の
量で希釈液に添加するのが望ましい。

【００２３】以上のように本発明の水性インク用希釈液
にはカルボニル基を有する環状化合物が添加されるが、
希釈液のこの他の組成物は、キャリアジェット記録方式
の希釈液で用いられる透明溶媒がいずれも使用可能であ
る。

【００２４】

【実施例】本発明の具体的な実施例について実験結果に
基づいて説明する。

【００２５】インクジェット被記録媒体の作製 まず、水性インク用希釈液の評価に用いた被記録媒体の
作製方法を以下に示す。

【００２６】エチルアルコール６４ｇと水１４ｇの混合
溶媒中に結着剤（ポリビニルアルコール）４ｇを加えて
溶解させ、さらに層間化合物として有機酸処理したハイ
ドロタルサイト１６ｇを添加し、ビーズミルで８時間分
散処理することで染料受容層用分散液を得た。なお、層
間化合物となるハイドロタルサイトの有機酸処理は、こ
のハイドロタルサイトにリンゴ酸を１０ｍｇ当量被着処
理することで行った。

【００２７】このようにして調製された染料受容層用分
散液を、１２５μｍ厚の透明ポリエステルフィルム（東
レ社製 商品名ルミラーＴ−６０）上に、６μｍの厚さ
でワイヤーバーによって塗布した後、温度１００℃の条
件で１分間乾燥を行い、インクジェット被記録媒体を作
製した。

【００２８】実験例１ 水８１ｇ、エチレングリコールモノメチルエーテル１０
ｇ、２−ピロリドン３ｇの混合溶媒中に、水溶性染料
（ｃ−３１９Ｈ、ダイワ化成社製）６ｇを溶解させるこ
とで水性インクを調製した。

【００２９】次に、水、エチレングリコールモノメチル
エーテル、２−ピロリドン及びγ−ブチロラクトンを表
１に示す組成で混合し、希釈液を調製した。但し、混合
吐出液（Ａ−０）の希釈液には、γ−ブチロラクトンを
添加しなかった。

【００３０】そして、この希釈液１００ｇと先に調製し
た水性インク１００ｇを混合し、混合吐出液（Ａ−０）
〜（Ａ−４）を調製した。

【００３１】

【表１】

【００３２】以上のようにして調製された混合吐出液
を、インクジェット記録方式プリンタ（ＨＰ社製 商品
名ＨＰ１２００Ｃ）によって被記録媒体上に吐出し、テ
ストパターン画像を形成した。そして、この画像の耐水
性を評価した。なお、耐水性の評価は次のようにして行
った。

【００３３】耐水性評価 形成されたテストパターン画像を１時間室温で乾燥さ
せ、テストパターン上の高濃度部（ベタ印画部）を水中
に１０分浸した後、室温で十分に乾燥させた。そして、
この浸水試験後の印画濃度を、マクベス濃度計ＴＲ９２
４にて測定した。その測定結果を表２に示す。なお、耐
水試験前の印画濃度は１．４７である。

【００３４】

【表２】

【００３５】表２から明らかなように、混合吐出液（Ａ
−０）〜（Ａ−４）の耐水試験後の印画濃度は、（Ａ−
０）＜（Ａ−１）＜（Ａ−２）＜（Ａ−３）＜（Ａ−
４）の順になる。つまり、希釈液に添加したγ−ブチロ
ラクトンの濃度が０〜４０重量％の範囲では、この濃度
が高いもの程、染料が流れ出し難く、耐水性に優れてい
る。

【００３６】このことから、水性インク用希釈液にγ−
ブチロラクトンを添加することは、水性インクの定着性
を高める上で有効であることがわかった。

【００３７】実験例２ 水、エチレングリコールモノメチルエーテル、２−ピロ
リドン、γ−ブチロラクトンを表３に示す組成で混合
し、希釈液（Ｂ−１）〜（Ｂ−４）を調製した。

【００３８】

【表３】

【００３９】そして、調製された希釈液について、次の
ような低温環境試験を行った。

【００４０】低温環境試験 希釈液をガラス製のスクリュー管に入れ、摂氏マイナス
２０℃の環境下で２４時間静置し、状態変化があるか否
かを目視で判断した。その結果を表４に示す。なお、表
中、「○」は状態変化がない場合であり、「×」は状態
変化（凍結）があった場合を示す。

【００４１】

【表４】

【００４２】表４から明らかなように、γ−ブチロラク
トンの濃度が３０重量％未満の希釈液（Ｂ−１）（Ｂ−
２）は凍結が生じるが、γ−ブチロラクトンの濃度が３
０重量％以上の希釈液（Ｂ−３）（Ｂ−４）ではこのよ
うな凍結が防止されている。

【００４３】このことから、γ−ブチロラクトンは、希
釈液の凍結を防止する作用も有することがわかる。そし
て、特に、このγ−ブチロラクトンを３０重量％以上の
濃度で添加すると、希釈液が摂氏マイナス２０℃の低温
環境下にも耐え得るようになる。

【００４４】実験例３ 水、エチレングリコールモノメチルエーテル、２−ピロ
リドン、炭酸プロピレンを表５に示す組成で混合するこ
とによって希釈液を調製したこと以外は、実験例１と同
様にして混合吐出液（Ｃ−１）〜（Ｃ−４）を調製し
た。

【００４５】

【表５】

【００４６】そして、調製された混合吐出液によって、
実験例１と同様にして、被記録媒体上にテストパターン
画像を形成し、この画像の耐水性を評価した。その結果
を表６に示す。

【００４７】

【表６】

【００４８】表６から明らかなように、混合吐出液（Ｃ
−１）〜（Ｃ−４）の耐水試験後の印画濃度は、実験例
１で調製した混合吐出液（Ａ−０）とともに比較すると
（Ａ−０）＜（Ｃ−１）＜（Ｃ−２）＜（Ｃ−３）＜
（Ｃ−４）の順になる。つまり、希釈液に添加した炭酸
プロピレンの濃度が２０重量％以下の範囲では、この濃
度が高いもの程、染料が流れ出し難く、耐水性に優れて
いる。

【００４９】このことから、水性インク用希釈液に炭酸
プロピレンを添加することは、水性インクの定着性を高
める上で有効であることがわかった。

【００５０】比較実験例１ 水、エチレングリコールモノメチルエーテル、２−ピロ
リドン、エチレングリコールを表７に示す組成で混合す
ることによって希釈液を調製したこと以外は、実験例１
と同様にして混合吐出液（Ｄ−１）〜（Ｄ−４）を調製
した。

【００５１】

【表７】

【００５２】そして、調製された混合吐出液によって、
実験例１と同様にして、被記録媒体上にテストパターン
画像を形成し、この画像の耐水性の評価した。その結果
を表８に示す。

【００５３】

【表８】

【００５４】表８から明らかなように、混合吐出液（Ｄ
−１）〜（Ｄ−４）の耐水試験後の印画濃度は、実験例
１で調製した混合吐出液（Ａ−０）とともに比較すると
（Ｄ−４）＜（Ｄ−３）＜（Ｄ−２）＜（Ｄ−１）＝
（Ａ−０）の順になる。つまり、エチレングリコールの
濃度が４重量％の場合では多少定着性が良くなるもの
の、これ以上の濃度範囲では、濃度の上昇に伴って定着
性が劣化する。

【００５５】このことから、エチレングリコールは、水
性インクの定着をむしろ妨げるように作用することが示
唆され、希釈液に添加する添加物としては不適当である
ことがわかった。

【００５６】比較実験例２ 水、エチレングリコールモノメチルエーテル、２−ピロ
リドン、プロピレングリコールを表９に示す組成で混合
することによって希釈液を調製したこと以外は、実験例
１と同様にして混合吐出液（Ｅ−１）〜（Ｅ−４）を調
製した。

【００５７】

【表９】

【００５８】そして、調製された混合吐出液によって、
実験例１と同様にして、被記録媒体上にテストパターン
画像を形成し、この画像の耐水性の評価した。その結果
を表１０に示す。

【００５９】

【表１０】

【００６０】表１０から明らかなように、混合吐出液
（Ｅ−１）〜（Ｅ−４）の耐水試験後の印画濃度は、実
験例１で調製した混合吐出液（Ａ−０）とともに比較す
ると（Ｅ−４）＜（Ｅ−３）＜（Ａ−０）＜（Ｅ−２）
＜（Ｅ−１）の順になる。つまり、プロピレングリコー
ルの濃度が０〜１０重量％の範囲では定着性が改善さ
れ、２０〜４０重量％の範囲では濃度の上昇に伴って定
着性が損なわれる。そして、この比較的定着性が改善さ
れている（Ｅ−１）においても、実験例１の（Ａ−２）
〜（Ａ−４）や実験例３の（Ｃ−１）〜（Ｃ−４）に比
べると印画濃度が低く、定着性が劣っている。

【００６１】このことから、定着性を改善させる効果
は、プロピレングリコールよりも、γ−ブチロラクトン
や炭酸プロピレンのようなカルボニル基を有する環状化
合物の方がはるかに優れていることがわかった。

【００６２】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明の水性インク用希釈液は、カルボニル基を有する環状
化合物を含有しているので、水性インクとの混合液滴と
して、層間化合物を含有する染料受容層に吐出させたと
きに、水性インクの層間化合物に対する定着性を改善す
ることができる。したがって、この水性インク用希釈液
によれば、キャリアジェット記録方式によって耐水性に
優れた画像を形成することが可能になる。また、この希
釈液は、凍結し難く、例えば−２０℃以下の低温環境下
においても安定に保存することが可能である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水性インクとともに混合され、混合液滴
   として層間化合物を含有する染料受容層に吐出される水
   性インク用希釈液であって、カルボニル基を有する環状
   化合物を含有することを特徴とする水性インク用希釈
   液。
2. 【請求項２】 カルボニル基を有する環状化合物は、γ
   −ブチロラクトン、炭酸プロピレンの少なくともいずれ
   かであることを特徴とする請求項１記載の水性インク用
   希釈液。
3. 【請求項３】 カルボニル基を有する環状化合物の含有
   量が、１〜９０重量％であることを特徴とする請求項１
   記載の水性インク用希釈液。