JPH0747702B2

JPH0747702B2 - 水性インク組成物

Info

Publication number: JPH0747702B2
Application number: JP62284186A
Authority: JP
Inventors: 勝島田; 格二村上; 浩之上村; 希世文永井
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1987-11-12
Filing date: 1987-11-12
Publication date: 1995-05-24
Anticipated expiration: 2010-05-24
Also published as: JPH01126381A

Description

【発明の詳細な説明】技術分野本発明は印刷用、筆記具用、記録計用、スタンプ用とし
て好適な水性インク組成物に関し、特にインクジェット
印刷用として有用なシアン水性インク組成物に関する。

従来技術インクジェット記録において、長時間に亘って良好な印
字記録を行なうためには、使用するインク（水性インク
組成物）が以下の条件を満たすことが必要である。

１）インクの噴霧特性が優れていること。そのために
は液滴発生方法や液滴飛翔方向制御方法に応じたインク
物性として、インクの粘度、表面張力、比電導度、密度
が適正範囲に含まれること。

２）保存性に優れていること。そのためには長期間保
存、連続使用或いは記録休止中に化学変化等により析出
が生じてノズルが詰ったり、インク物性が変化しないこ
と。

３）印字記録された画像は充分にコントラストが高
く、ニジミのない鮮明画像である。

４）記録画像の乾燥が速いこと。

５）印字記録された画像はその他耐水性、耐光性等が
良く、即ち保存性が良く、また耐摩耗性に富むこと。

６）更にフルカラー・プリンター等に用いられるイン
クとしては高純度の色調を有する色再現性の優れた画像
を形成すること。

以上のような要求を満足するためにこれまでに、インク
ジェット記録等に用いられるインクとして幾多の提案が
なされているが、上記の諸条件のすべてを充分に満足す
るものはいまだに得られていないのが現状である。これ
は主としてインクを構成する材料の中の染料に起因する
ものである。

即ち、通常の水性インク組成物は、基本的には、染料及
び湿潤剤といわれる多価アルコールまたはそのエーテル
類と水とより構成され、必要に応じてさらに防カビ剤等
の添加剤を含有するものである。ここで染料としては例
えばシアンインク用の場合はC.I.ダイレクトブルー1,8,
71,76,86,108,200,201,202,236等やC.I.アシッドブルー
1,7,9,15,175,249等の直接染料や酸性染料が用いられて
いる。

しかし、このような染料を含有したシアンインクをイン
クジェット記録に用いると、直接染料では溶解性が悪い
ため、連続記録時や記録再生時にノズルの目詰りを起し
たり、さらにカラー画像を記録した場合、必ずしも色再
現性に優れだ画像が得られない。また酸性染料は色調の
良いものが多いが、画像の耐水性及び耐光性が悪く、画
像の保存性に問題がある。

目的本発明の目的は、従来の欠点を全て解消した水性インク
組成物、特にインクジェット記録用水性インク組成物を
提供することである。さらに詳細には噴射特性が優れ、
目詰りがなく、また画像の鮮明性、耐水性、耐光性等に
優れたマゼンタ水性インク組成物を提供することであ
る。

構成本発明者は、上記欠点を解決する手段として分子吸光係
数が十分に高く、且つ湿潤剤に対する溶解度が十分に大
きい染料を用いることが、きわめて有効であることを見
出し、本発明を完成するに至った。即ち本発明の水性イ
ンク組成物は、下記一般式で表わされる水溶性染料を少
なくとも一種含有することを特徴とするものである。

［R:−COOM,−（CH₂）nCOOM,−Ｏ（CH₂）nCOOM−NH（CH
₂）nCOOM（ｎは１または２、Ｍは下記と同じ。） M:水素、リチウム、カリウム、ナトリウム、四級アンモ
ニウム又は有機アミン l:0,1または２ m:lが０の時４ｌが１の時３ｌが２の時２］本発明の前記一般式で示される染料の具体例としては下
記の化合物が挙げられる。なお銅フタロシアニン核はCu−Pcと略記した。

なおこれら染料の含有量は、インクの全重量に対して0.
5〜20％、好ましくは1.5〜６％が適当である。0.5％未
満であると着色剤としての効力が低下して、得られる画
像の色調は不十分となり、また20％を越えると長時間経
過後、インク中に析出が生じてインクジェット記録が十
分に行われなくなる傾向がある。

以上のような本発明の前記一般式の染料はいずれも容易
に製造できるが、その製造法を例えば具体例１）の染料
で示すと次の通りである。

製造例 50gのクロルスルホン酸を攪拌しながら、これに銅フタ
ロシアニン5.8g（約0.01モル）を加え135℃で４時間反
応させる。反応終了後、反応液を室温まで冷却し、塩化
チオニル4.8gを加え、75℃で３時間反応させた後、室温
まで冷却する。この反応液を氷水400mlに細流注入する
と青色の沈殿物が生ずる。これを吸引過し、150mlの
冷水で洗浄する。得られたケーキを５℃以下の冷水300m
l中に攪拌分散し、これにパラアミノ安息香酸4.2g（約
0.03モル）を加えた後、３％苛性ソーダ水溶液100mlを
加え５℃で５時間、15〜20℃で10時間、更に50〜60℃で
１時間反応させる。反応終了後、反応液を冷却し、塩酸
で酸性とし、析出した沈殿を取する。これを200mlの
メタノールで３回洗浄して無機塩を除き乾燥すれば具体
例１）の染料が遊離酸の形で9.2g得られた、Na塩とする
には当量の苛性ソーダを含む水溶液にこれを溶解した
後、水を蒸発することにより得られる。

λmax 667nm（アルカリ水溶液pH10.0） IRスペクトル：第１図参照本発明のインクは溶媒成分として水を使用するものであ
るが、インク物性を所望の値に調整するため、インクの
乾燥を防止するため、染料の溶解性を向上するため等の
目的で下記のような水溶性有機溶媒を水と混合して使用
することもできる。

これらの水溶性有溶媒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、ポリプロピレングリコール、グリセリン等
の多価アルコール類；エチレングリコールモノエチルエ
ーテル、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メチルエーテル、ジエチレングリ
コールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノ
ブチルエーテル、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エチルエーテル等
の多価アルコールのアルキルエーテル類；その他Ｎ−メ
チル−２−ピロリドン、２−ピロリドン、1,3−ジメチ
ルイミダゾリジノン、ジメチルホルムアミド、トリエタ
ノールアミン等である。

これらの中で特に好ましいものはジエチレングリコー
ル、ポリエチレングリコール200〜600、トリエチレング
リコール、エチレングリコールグリセリン及びＮ−メチ
ル−２−ピロリドンであり、これらを用いることにより
染料の溶解性及び水分の蒸発防止による目詰り防止の効
果を更に高めることができる。

インク中の上記水溶性有機溶媒の含有量はインクの全重
量に対して５〜80％の範囲で使用できるが、粘性、乾燥
性等の点から15〜60％の範囲で用いることが好ましい。

本発明のインクには上記染料、有機溶媒の他に従来より
知られている防腐防カビ剤、pH調整剤、キレート試薬、
防錆剤などの添加剤を加えることができる。

例えば防腐防カビ剤として、デヒドロ酢酸ナトリウム、
ソルビン酸ナトリウム、２−ピリジンチオール−１−オ
キサイドナトリウム、安息香酸ナトリウム、ペンタクロ
ロフエノールナトリウム等が使用できる。

pH調整剤としては、調合されるインクに悪影響を及ぼさ
ずにインクのpHを9.0〜11.0の範囲に制御できるもので
あれば任意の物質を使用することができる。その例とし
て、ジエタノールアミン、トリエタノールアミンなどの
アミン類；水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化
カリウムなどのアルカリ金属の水酸化物；水酸化アンモ
ニウム；四級アンモニウム水酸化物；炭酸リチウム、炭
酸ナトリウム、炭酸カリウムなどのアルカリ金属の炭酸
塩などが挙げられる。

キレート試薬としては、例えばエチレンジアミン四酢酸
ナトリウム、ニトリロ三酢酸ナトリウム、ヒドロキシエ
チルエチレンジアミン三酢酸ナトリウム、ジエチレント
リアミン五酢酸ナトリウム、ウラシル二酢酸ナトリウム
などがある。

防錆剤としては、例えば酸性亜硫酸塩、チオ硫酸ナトリ
ウム、チオグリコール酸アンモン、ジイソプロピルアン
モニウムニトライト、四硝酸ペンタエリスリトール、ジ
シクロヘキシルアンモニウムニトライトなどがある。

その他、目的に応じて水溶性紫外線吸収剤、水溶性赤外
線吸収剤、水溶性高分子化合物、染料溶解剤、界面活性
剤などを添加することができる。

以下に本発明の実施例および比較例を示す。％はすべて
重量％である。

実施例１下記組成の材料を約50℃に加熱して攪拌溶解した後、孔
径0.22μｍのテフロンフイルターで過することによっ
て水性インク組成物を作製した。

具体例（１）の染料 3.0％ジエチレングリコール 15.0％Ｎ−メチル−２−ピロリドン 15.0％デヒドロ酢酸ナトリウム 0.2％水 66.8％下記の組成よりなる材料を用いる以外は実施例１と同様
にして実施例２〜５および比較例１〜３のインクを作製
した。

実施例２具体例（４）の染料 3.0％ポリエチレングリコール200 15.0％トリエチレングリコールモノメチルエーテル 5.0％デヒドロ酢酸ナトリウム 0.2％水 76.8％実施例３具体例（５）の染料 3.0％ジエチレングリコール 20.0％ 1,3−ジメチルイミダゾリジン 5.0％６−アセトキシ−2,4−ジメチル−ｍ−ジオキサン0.3％水 71.7％実施例４具体例（６）の染料 3.0％ジエチレングリコール 20.0％グリセリン 5.0％６−アセトキシ−2,4−ジメチル−ｍ−ジオキサン0.3％水 71.7％実施例５具体例（９）の染料 3.0％ポリエチレングリコール200 15.0％トリエチレングリコールモノメチルエーテル 5.0％２−ピリジンチオール−１−オキサイドナトリウム 0.3
％水 76.7％比較例１ C.I.アシッドブルー９ 3.0％ジエチレングリコール 15.0％Ｎ−メチル−２−ピロリドン 15.0％デヒドロ酢酸ナトリウム 0.2％水 66.8％比較例２ C.I.アシッドブルー249 3.0％ポリエチレングリコール200 15.0％トリエチレングリコールモノメチルエーテル 5.0％デヒドロ酢酸ナトリウム 0.2％水 76.8％比較例３ C.I.ダイレクトブルー86 3.0％ジエチレングリコール 20.0％グリセリン 5.0％６−アセトキシ−2,4−ジメチル−ｍ−ジオキサン0.3％水 71.7％次に実施例１〜５及び比較例１〜３について下記の試薬
を行なった。

１）、画像の鮮明性リコー製ワードプロセッサー・リポート5600J用インク
ジェット・プリンターに、作製したインクを充填し、印
字記録を行なった。

鮮明な画像が得られたインクについては表−１において
○印で表わした。

２）、画像の耐光性１）で得た画像サンプルをフエード・メータ（カーボン
アーク灯、63℃）に３時間かけ、光照射前後の画像濃度
をマクベス濃度計で測定し、下式により耐光性（退色
率）を求めた。

３）、画像の耐水性１）で得た画像サンプルを30℃の水に１分間浸漬し、浸
漬前後の画像濃度をマクベス濃度計で測定し、（２）項
の式と同様の式により耐水性（退色率％）を求めた。

４）、保存性インクをポリエチレン製の容器に入れ、−20℃,4℃,20
℃,50℃,70℃，それぞれの条件下で３カ月保存前後の粘
度、表面張力、電気伝道度の変化、および沈殿物析出の
有無を調べた。どの条件下で保存しても、物性変化、沈
殿物の析出がかなったものを表−１では○とした。

５）、ノズルの目詰りテスト１）で印字した後、印字休止したままで、20℃、65％RH
の環境下で２カ月間放置し、放置後再び正常な印字が可
能か否かを調べた。１つのインクサンプルについて３台
のプリンターを使用し試験した。

表−１には、３台のプリンターとも正常に印字できた場
合を○、３台中１台又は２台で正常印字ができなかった
場合を×、３台とも正常印字できなかった場合を××で
示した。なお5600J用プリンターには、ノズルに詰りが
生じ、噴射ができなくなった時、ジェットの噴射方向が
著しく放置前に比べて変化した時には、それを自動的に
検出し、プリンターの作動を停止するための装置が取り
付けられている。

効果以上の如く本発明は水性インク用染料として分子吸光係
数が十分に高く、且つ湿潤剤に対する溶解度が十分に大
きいものを用いたので、目詰りがなく、従って保存性に
優れ、画像の鮮明性、耐水性、耐光性等に優れた水性イ
ンク組成物を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明で使用される染料の一例のIRスペクトル
である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下記一般式で表わされる水溶性染料を少な
くとも一種含有することを特徴とする水性インク組成
物。［R:−COOM,−（CH₂）nCOOM,−Ｏ（CH₂）nCOOM−NH（CH
₂）nCOOM（ｎは１または２、Ｍは下記と同じ。） M:水素、リチウム、カリウム、ナトリウム、四級アンモ
ニウム又は有機アミン l:0,1または２ m:lが０の時４ｌが１の時３ｌが２の時２］