JPS6028844B2 - 水性インキ組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ｍ 発明の技術分野 本発明は水性インキ組成物、等にインクジェットプリン
タに使用する金属フタロシアニン化合物色材系の水性イ
ンキ組成物に係る。

【２｝ 従釆技術と問題点 インクジェット記録法は、微小なインキ満の群を記録媒
体に磯状に噴射し、付着せしめて記録を行なうもので、
非常に微細なノズル（通常十ミクロンから百ミクロン）
を使用する点に特徴があり、このノズルからの噴射を安
定させることが非常に困難かつ重要な問題である。

ところで、スルホニル基を付加した金属フタロシアニン
化合物は、主に青（シアン）インキとして、耐光性、耐
水性に優れ、色調もグラビア印刷のシアンに近い良好な
ものが得られ、しかもインクの表面張力を低下させたり
、インクの粘度を極端に増大させる等の不都合はなく、
かつ毒性も少なく安全であるので、多くの染料の中でも
優れており、インクジェット記録用インキへの使用が提
案されている。しかし、このスルホニル基を付加した金
属フタロシアニン化合物を色材として用いたインキは容
器中に保存しておくと、インキの粘度が増加したり噴射
時に糸状の極めて細い尾を引くようになるという不都合
があるということが本発明者らの研究により明らかにな
った。インキの粘度が経時的に増加すると、所定の駆動
条件でインキを駆動した場合のインキの噴射条件が変っ
てしまう。また尾を引くとこれがミスト状になってノズ
ル面に付着し、噴射が不安定になる。従って、加圧ポン
プの圧力あるいは駆動電圧を再調整したり、ノズル面を
常にクリーニングしなければならないため装置の機構や
制御系が複雑になるしコストが大幅に増加する。｛３’
発明の目的 本発明は、以上の如き従来技術の問題点に鑑み、スルホ
ニル基を付加した金属フタロシアニン化合物のインキ用
染料としての優れた特性を利用するため、インキとして
保存する場合の粘度増加や尾引きを防止、抑制すること
を目的とする。

ｔ４１ 発明の構成そして、本発明は、上記目的を達成
するために、水及び水溶性有機溶剤を主たる溶媒とし、
スルホニル基を付加した金属フタロシアニン化合物を色
材として含有する水性インキ組成物であって、該金属フ
タロシアニン化合物の組成が、分子当りスルホニル基を
１個付加した該化合物３０〜７の重量％分子当りスルホ
ニル基を２個付加した該化合物２の重量％以下分子当り
スルホニル基を３個以上付加した該化合物
３０〜７の重量％からなることを
特徴とする水性インキ組成物を提供する。

この発明は、本発明者らによる下記のような実験的研究
に基づいて為されたものである。

なお、以下特に必要のない限り、スルホニル基を付加し
た金属フタロシアニン化合物を単に金属フタロシアニン
化合物と指称する。従来用いられている金属（銅）フタ
ロシアニン化合物を色材とする水性インキ（染料濃度３
重量％）の粘度は、第１図に見られるように、経時的に
増加した。

次に、銅フタロシアニン化合物に付加されたスルホニル
基の数ｎに基づいて、ｎ＝１、ｎ＝２、及びｎＺ３の３
種類の銅フタロシアニン化合物を分離し、これらをエチ
レングリコール７３ｗｔ％水溶性に色材２重量％又は３
重量％の割合で溶解させ、経時的な粘度変化を調べた。
保存は６０００で、粘度測定は２３ｑ０で行なった。尚
、従来の金属フタロシアニン化合物は、通常、そしてこ
の実験でも、ｎ＝２のものを主成分としている。その結
果を、上記従来例の結果も含めて、第１図にグラフとし
て示す。図から、経時的に著しく粘度増加を示すものは
ｎ＝２の金属フタロシアニン化合物によるものであり、
ｎ＝１及びｎＺ３の化合物によるものは僅かにしか粘度
増加を示していないことがわかる。また粘度増加に伴い
尾引き現象も起る。この原因は必ずしも明らかではない
が、次のように考えられる。

ｎ＝２、即ち、スルホニル基が２個付加された金属フタ
ロシアニン化合物の立体構造は、第２図に模型的に示し
たように、スルホニル基２がフタロシアニン環１の立体
的に最も離れた位置に来るように結合していると考えれ
るので、この形の分子２１、２２、２３…・・・は会合
して第３図イのようなスタック構造のミセルを形成しや
すい。従って、インキの保存中、こうしたミセルは次第
に長くなり、粘度増加を引き起こすのであり、また長い
鎖がからみ合って噴射時のインク切れが悪くなり尾引が
起るのであろう。これに対して、ｎ＝１の金属フタロシ
アニン化合物１１，１２は、第３図口のように、会合し
ても接合部が少ないので結合力が弱く、又ｎ≧３の金属
フタロシアニン化合物３１，３２は、第３図ハのように
、スルホニル基どうしの反発のために結合しにくく、ｎ
＝２の金属フタロシアニン化合物のように強くて長いミ
セルを形成しないであろう。以上のことから、ｎ＝１又
はｎＺ３の金属フタロシアニン化合物を用いればインキ
の粘度増加を防止又は抑制することができることが結論
される。しかし、ｎ＝１の金属フタロシアニン化合物で
は溶解度が不充分なので充分な色濃度が出ないし、ｎＺ
３の金属フタロシアニン化合物では耐水性が不十分であ
るという不都合がある。

そこで、ｎ＝１とｍＺ３の金属フタロシアニン化合物を
適当な混合比率で用いることによって充分な色濃度と必
要な程度の耐水性を得る必要があるが、それは実験的に
求めることができた。先ず、ｎ：１とｎＺ３の銅フタロ
シアニン化合物（大和化成）の混合比率を変えたインキ
を何種類か調製し、ィンジェット方式で普通紙にＩＷｏ
ｔ′側の密度に記録し（インキ粒子径７０りｍ）、それ
らの記録について耐水性を測定した。

耐水性は、それらの記録した紙を２日後に５分間水に浸
し、乾燥した後、水に浸さなかったものとの色差を色差
計を用いて測定することによって評価した。その結果を
第３図に示すが、色差が４０以下であれば、たとえ色が
薄くなっても充分に色情報が残留し、実用に耐えると判
断されるので、ｎＺ３の金属フタロシアニン化合物の混
合割合（染料全体中）は７の重量％以下である必要があ
ることが判明した。次に、例えばエチレングリコール７
３れ％水溶液１００のこ対するｎ＝１、ｎ＝２、及びｎ
Ｚ３の銅フタロシアニン化合物の溶解度は、濃度基準液
と飽和溶液の光透過率（希釈して測定）を比較して求め
たところ、それぞれ２．３夕、８夕、及び１４夕であっ
た。

充分な色濃度を得るには金属フタロシアニン化合物濃度
が最底２夕／１００タ程度必要であり、低温下の熔解度
の低下やノズル内での溶媒蒸発に対するマージンを見込
むと、３夕／１００タ以上の溶解度が必要である。ｎ＝
１の金属フタロシアニン化合物の溶解度は２．３タノ１
００夕であるから、これだけでは所望なインキは得られ
ない。Ａ、Ｂの二種額の金属フタロシアニン化合物の混
合物が全部溶解するための条件は近似的にｗ＾／ＷＡ十
ｗＢ／ＷＢ≦１〔式中Ｗ＾、ＷＢはＡ、Ｂそれぞれの溶
解度、ｗ＾、ｗＢはＡ、Ｂそれぞれの溶解させる量を表
わす。〕であると考えることができるので、Ａ、Ｂをそ
れぞれｎ＝１、ｎ≧３の金属フタロシアニン化合物とす
るとｗＡ＋ｗ８≧３の条件と連立させると、ｎ＝１の金
属フタロシアニン化合物の混合割合は７の重量％以下と
なる。実際、ｎ＝１の金属フタロシアニン化合物を７の
重量％以上にすると、エチレングリコール７箱重量％水
溶液１００のこ対して３タ以上溶解しなかった。ここで
は代表的なグリコールであるエチレングリコールを用い
た溶媒について述べたが、他のグリコールや、トリェタ
ノールアミン等を用いた場合もほとんど同じである。以
上のような実験及び考察から、金属フタロシアニン化合
物色材を含有する水性インキ組成物の保存中の粘度増加
を防止又は抑制するには、添加する金属フタロシアニン
化合物の組成を、＊分子当りスルホニル基が１個付加さ
れた該化合物３０〜７の重量％分子当りスルホニル基が
２個付加された該化合物２の重量％以下分子当りスルホ
ニル基が３個以上付加された該化合物
３０〜７の重量％からなるようにすること
が適当であることが結論された。

尚、本発明に依る水性インキ組成物に使用する色材は金
属フタロシアニン化合物のみに限定されるものではなく
、他の直接、酸性あるいは反応性の染料と適宜組み合わ
せて使用することも可能である。

■ 発明の実施例 水と水瀞性有機溶剤からなる溶媒に組成の異なる銅フタ
ロシアニン化合物を添加した水性インキ試料を作成し、
その保存安定性及び記録の耐水性を調べた。

保存安定性は、温度６０ｏｏの加速条件に３カ月保存し
た後の粘度を室温（２３土０．１℃）で測定し、粘度変
化が３％以内、３〜１０％、１０％以上に区別して評価
した。耐水性は、前述した方法で試験し、色差を０〜３
５、３５〜４５、４５以上に区別して評価した。その結
果を実験条件と共に第１表にまとめて示す。第 １ 表 し注）傷再性（粘度変化）：○し３鞄以下）． △し３
〜１０ ）． ×し１ レ厭ｂ吹性し色差）：○し３
５以下」．△し３５〜４５）． ×Ｌ４５レ久上）。

同様にして、但し、色材として金属フタロシアニン化合
物に他の色材を加えて水性インキ組成物を作成し、保存
性、耐水性を試験した（第２表参照）。第 ２ 表 し注）保存性．耐水性の評価区分は第１表に同じ。

｛６） 発明の効果以上の説明から明らかなように、本
発明に依れば、人体に害が少なく、耐光性、色調が優れ
ているなど、水性インキ組成物に用いるのに優れた色材
である金属フタロシアニン化合物の長所を矢なうことな
く、その保存性の悪さ（粘度増加、尾引き）を防止又は
抑制することができ、金属フタロシアニン化合物色材を
用いた水性インキ組成物をインクジェット記録方式に使
用するのに実際的に適したものとすることができる。

本発明に依る水性インキ組成物の用途がインクジェット
記録に限られるものではないことはいうまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は金属フタロシアニン化合物の保存中の粘度増加
を示すグラフ、第２図はスルホニル基が付加された金属
フタロシアニン化合物の分子立体モデル図、第３図イ〜
ハはスルホニル基がそれぞれ２個、１個、３個付加され
た金属フタロシアニン化合物の会合の様子を示す図、第
４図は金属フタロシアニン化合物の耐水性試験の結果の
グラフである。 １：フタロシアニン環、２：スルホニル基。 第１図第２図 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 水及び水溶性有機溶剤を主たる溶媒とし、スルホニ
   ル基を付加した金属フタロシアニン化合物を色材として
   含有する水性インキ組成物において、前記金属フタロシ
   アニン化合物の組成が、分子当りスルホニル基を１個付
   加した該化合物３０〜７０重量％分子当りスルホニル基
   を２個付加した該化合物２０重量％以下分子当りスルホ
   ニル基を３個以上付加した該化合物 ３０〜７０重量％
   からなることを特徴とする水性インキ組成物。