JP2948286B2 - インクジェット用インク及びそれを用いたインクジェット記録方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、インクジェット用インク及びインクジェッ
ト記録方法に関し、更に詳しくはインクジェット用に特
別に調整された塗工紙は勿論、一般にオフィスや家庭で
使用されているコピー用紙、レポート用紙、ノート、便
箋、ボンド紙、連続伝票用紙等の非塗工紙、所謂普通紙
に対しても高精細且つ高画質記録が可能なインクジェッ
ト用インク及びインクジェット記録方法に関する。

（従来の技術） 従来からインクジェット用インクについては、実に様
々な組成のものが報告されている。中でも近年はオフィ
スで一般に使用されているコピー用紙、レポート用紙、
ノート、便箋、ボンド紙、連続伝票用紙等の普通紙に対
しても高速定着し且つ良好な品位の記録を行うことが出
来る様に、インクの組成及び物性等の多様な面から詳細
な研究開発が為されている。

例えば、一般にインク中には乾燥防止、目詰り防止等
の目的でグリコール等の高沸点有機溶剤が含有されてい
るが、この様なインクを用いてサイズ度の高い普通紙に
記録を行った場合には、紙内部へインクが浸透しにく
く、且つ記録部の乾燥性が悪い為、記録物に手を触れる
とインクが手についたり、文字が擦れて汚れたりする等
の定着性の問題があった。

これに対して、紙内部へのインクの浸透性を高める為
に、特開昭55−29546号公報にはインク中に多量の界面
活性剤を添加する方法が提案されている。しかし、この
場合には紙の種類によっては滲みが非常に多く発生した
り、インクをインクジェット用ヘッドに充填した場合
に、ヘッドの構造条件によってはインクがオリフィス面
より後退して吐出が行われなかったり、逆にオリフィス
面全体が濡れてインクが吐出しない等のトラブルが見ら
れた。

更に、特開昭56−57862号公報にはインクのpHを強ア
ルカリ性にする方法が提案されているが、この場合はイ
ンクに手を触れた場合に危険であり、又、ある種のサイ
ズ剤を用いた紙、例えば、中性紙等に対しては滲み、乾
燥性の点で共に良好でない場合がある等の欠点がある。

又、特開昭57−57763号公報には、グリセリンをアセ
チル化した化合物を含有するインクが提案されている。
この化合物をインクに含有させるとある種の紙に印字し
た場合、印字品位が劣化するという問題がある。

上記以外にも今までに種々の改良が試みられている
が、前記の滲み、乾燥性及びインクの安全性の問題、更
には目詰り性の問題を全て十分に解決するというインク
は、今迄のところ知られていないのが現状である。

（発明が解決しようとしている問題点） そこで本発明の目的は、オフィス等で一般に使用され
ているコピー用紙、レポート用紙、ノート、便箋、、ボ
ンド紙、連続伝票用紙等の非塗工紙、所謂普通紙に記録
した場合のインクの滲み及び記録物の遅乾性の問題を格
段に解決したインクジェット用インクを提供することに
ある。

又、本発明の別の目的はオフィスや家庭における使用
においても安全性の高いインクジェット用インクを提供
することにある。

更に本発明の他の目的は、インクジェット用ヘッドの
ノズルにおける目詰りを起こしにくく、信頼性にも優れ
たインクを提供することにある。

更に本発明の別の目的は、上記インクを使用して、普
通紙に対して高精細且つ高画質記録が可能なインクジェ
ット記録方法を提供することにある。

（問題点を解決する為の手段） 上記目的は以下の本発明によって達成される。

即ち、本発明は、色素及び液媒体を含有するインクジ
ェット用インクにおいて、前記液媒体中に炭素数４以上
の３価のアルコールの水酸基の１個又は２個をアルキル
化又はアセチル化した化合物を少なくとも含有すること
を特徴とするインクジェット用インク、及び該インクを
用いて普通紙に記録を行うインクジェット記録方法であ
る。

（作用） 本発明者等は、普通紙上におけるインクの滲み及び定
着性を改善する為に様々なインク組成について鋭意検討
の結果、炭素数４以上の３価のアルコールの水酸基の１
個又は２個をアルキル化又はアセチル化した化合物を含
むインクが、滲みと定着性の点でバランスのとれたもの
であり、更に目詰り防止性においても信頼性の高いイン
クであることを見出し、本発明に至ったものである。

即ち、本発明者等の知見によれば、従来インクに用い
られている溶剤中では、グリセリンを始めとする３価の
アルコールが目詰り防止効果が高く、紙面上でのインク
の滲みも起こしにくいことから好ましい溶剤であり、更
に、本発明者の知見によれば、紙中に存在するサイズ剤
の濡れ性との関係から炭素数の多いトリオールの方が普
通紙上での定着性に優れていることが分かった。

但し、上記の場合には炭素数がグリセリンより多くな
るに従ってインクの粘度も高くなり、この為ノズル先端
から水分が蒸発するとインクの粘度が一層高くなり、イ
ンクの吐出に悪影響を与え、ヨレやサテライト等の好ま
しくない現象が生じる傾向がある。

これに対して、本発明で使用する炭素数４以上の３価
のアルコールの水酸基の１個又は２個をアルキル化又は
アセチル化した化合物をインクに用いた場合には、イン
クの粘度がアルキル化又はアセチル化する以前の３価の
アルコールより著しく低下する為、前述のヨレやサテラ
イト等の問題が発生しない。

又、サイズ剤に対する濡れ性が更に良好になる為、普
通紙に対する定着性が格段に向上することを認めた。

一方、グリセリンをアルキル化又はアセチル化した物
を用いると、インクの定着性は同様に改良されるが、あ
る種の普通紙に対して印字品位が劣化し、又、３価のア
ルコールの水酸基の全てをアルキル化又はアセチル化し
た物を用いると、インクの目詰り防止効果が失われるも
のであった。

これに対して炭素数４以上の３価のアルコールの水酸
基の１個又は２個をアルキル化又はアセチル化した化合
物を用いたものは、理由は明らかではないが、上述の様
に印字品位は劣化せず、又、優れた目詰り防止効果も有
している。

（好ましい実施態様） 次に好ましい実施態様を挙げて本発明を更に詳しく説
明する。

本発明で使用し主として本発明を特徴づける化合物
は、炭素数４以上の３価のアルコールの水酸基の１個又
は２個をアルキル化又はアセチル化した化合物であり、
いずれも従来公知の方法で得られるものである。上記化
合物の好ましい具体例は以下の通りであるが、本発明は
これらの具体例に限定されるものではない。

以上の具体例は、本発明者等が鋭意検討の結果特に好
適なものとして選択したものであり、中でも水酸基のう
ちの１個を炭素数１〜４のアルキル基でアルキル化する
か又はアセチル化した化合物が普通紙上での印字品位と
定着性、更に目詰り防止性が特に良好である。又、アル
キル化又はアセチル化する３価のアルコールは炭素数４
〜10、特に４〜７のものが最も好ましい。

以上の如き化合物は単独でも混合物としても使用出
来、これらのインクへの添加量は、使用する色素や併用
する他の液媒体成分等によっても異るが、インク中で0.
01〜80重量％程度を、好適には0.1〜50重量を％、より
好適には１〜30重量％を占める割合である。

本発明のインクを構成する色素としては、直接染料、
酸性染料、食用染料、塩基性染料、反応染料、分散染
料、建染染料、可溶性建築染料、反応分散染料、油性染
料、各種顔料が挙げられるが、中でも水溶性の染料はイ
ンクの性能上特に好ましいものである。

これら色素の含有量は液媒体成分の種類、インクに要
求される特性等に依存して決定されるが、一般的にはイ
ンク全量中で重量％で約0.2〜20％、好ましくは0.5〜10
％、より好ましくは１〜５％を占める割合である。

本発明のインクジェット用インクの必須成分は以上で
あるが、その他従来公知のインクに使用されている一般
的な有機溶剤も併用出来、例えば、有機溶剤としては、
メチルアルコール、エチルアルコール、ｎ−プロピルア
ルコール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコ
ール、sec−ブチルアルコール、tert−ブチルアルコー
ル、イソブチルアルコール、ｎ−ペンタノール等の炭素
数１〜５のアルキルアルコール類；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のケトン又はケトアルコール類；
テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類；ジエ
チレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエ
チレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロ
ピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロ
ピレングリコール等のオキシエチレン又はオキシプロピ
レン付加重合体；エチレングリコール、プロピレングリ
コール、トリメチレングリコール、ブチレングリコー
ル、1,2,6−ヘキサントリオール、ヘキシレングリコー
ル等のアルキレン基が２〜６個の炭素原子を含むアルキ
レングリコール類；チオジグリコール；グリセリン；エ
チレングリコールモノメチル（又はエチル）エーテル、
ジエチレングリコールモノメチル（又はエチル）エーテ
ル、トリエチレングリコールモノメチル（又はエチル）
エーテル等の多価アルコールの低級アルキルエーテル
類；トリエチレングリコールジメチル（又はエチル）エ
ーテル、テトラエチレングリコールジメチル（又はエチ
ル）エーテル等の多価アルコールの低級ジアルキルエー
テル類；スルホラン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、1,
3−ジメチル−２−イミダゾリジノン等が挙げられる。

上記水溶性有機溶剤の含有量は、一般にはインクの全
重量に対して重量％で１％〜50％、好ましくは２％〜30
％の範囲である。

上記の如き有機溶剤を併有する場合、単独でも混合物
としても使用出来るが、最も好ましい溶媒体組成は、少
なくとも１種の水溶性高沸点有機溶剤、例えば、ジエチ
レングリコール、トリエチレングリコール、グリセリ
ン、1,2,3−ブタントリオール、1,2,4−ブタントリオー
ル、1,2,6−ヘキサントリオール等の多価アルコールを
含有するものである。

本発明のインクの主要成分は上記の通りであるが、そ
の他各種の分散剤、界面活性剤、粘度調整剤、表面張力
調整剤、蛍光増白剤等を本発明の目的の達成を妨げない
範囲において必要に応じて添加することが出来る。

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、アニオン或いはノニ
オン系の各種界面活性剤、ジエタノールアミン、トリエ
タノールアミン等の表面張力調整剤；緩衝液によるpH調
整剤；防カビ剤等を挙げることが出来る。

又、インク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を調合する為には、塩化リチウ
ム、塩化アンモニウム、塩化ナトリウム等の無機塩類等
の比抵抗調整剤が添加される。

尚、本発明のインクは、熱エネルギーによるインクの
発泡現象によりインクを吐出させるタイプのインクジェ
ット記録方法に適用する場合に特に好適であり、吐出が
極めて安定となり、サテライトドットの発生等が生じな
いという特徴がある。但しこの場合には、熱的な物性値
（例えば、比熱、熱膨張係数、熱伝導率等）を調整する
場合もある。

更に、本発明のインクは普通紙等に記録した場合のイ
ンクの滲み及び記録物の乾燥性、浸透性の問題を解決す
ると同時に、インクジェット用ヘッドに対するマッチン
グを良好にする面から、インク自体の物性として25℃に
おける表面張力が30〜68dyne/cm、粘度が20cP以下、好
ましくは15cP以下、より好ましくは10cP以下に調整され
ることが望ましい。

従って、上記物性にインクを調整し、普通紙における
問題をより十分に解決する為には、特に水を併用するこ
とが好ましく、本発明のインク中の水分量としては10重
量％以上、好ましくは30重量％以上、更に好ましくは50
重量％以上含有することが好適である。

本発明のインクジェット記録方法は、上記インクを用
い、且つ被記録材として普通紙を用いることを特徴とす
る記録方法であり、インクジェット方式としては従来公
知のいずれの方式でもよく特に限定されないが、本発明
では、例えば、特開昭54−59936号公報に記載されてい
る方式であり、熱エネルギーの作用を受けてインクに急
激な体積変化を生じさせ、この状態変化による作用力に
よってインクをノズルから４吐出させる方式が特に有用
である。

本発明において使用する被記録材は、一般にオフィス
や家庭で使用されているコピー用紙、レポート用紙、ノ
ート、便箋、ボンド紙、連続伝票用紙等の非塗工紙、所
謂普通紙であり、これらの普通紙に対して、滲みがなく
品位に優れた、且つ定着性の良好な記録が可能である。

尚、前記本発明のインクは上記普通紙に対する記録用
として適している他、特にインクジェット用に特別に調
製された被記録材や他の被記録材にも同様に使用するこ
とが出来るのは当然である。

（実施例） 次に実施例及び比較例を挙げて本発明を更に具体的に
説明する。尚、文中、部及び％とあるのは特に断りのな
い限り重量基準である。

実施例１〜５ 下記の成分を混合して５時間撹拌後、水酸化ナトリウ
ムの0.1％水溶液にてpHを7.5に調節し、更にポアサイズ
が0.22μｍのメンブランフィルター（商品名 フロロポ
アフィルター、住友電工（株）製）にて加圧濾過し、本
発明のインクＡ〜Ｅを得た。

次に、得られたインクＡ〜Ｅを用いて、インクジェッ
ト記録装置として、発熱素子をインクの吐出エネルギー
源として利用したインクジェットプリンターBJ−130
（商品名：キヤノン（株）製）を使用し、市販のコピー
用紙及びボンド紙に記録を行い、得られた記録物の定着
性、滲みの発生率、プリント一時停止後の再プリント時
の目詰り性、プリント長期停止後の再プリント時の目詰
り性及び周波数応答性を評価した。この結果を第１表に
示す。評価は通常25℃及び60％RHにて行った。

インクＡ C.I.ダイレクトイエロー86 ２部 化合物例２ 30部 水 68部 インクＢ C.I.アシッドレッド35 ２部 化合物例９ 15部 1,2,6−ヘキサントリオール ５部 水 78部 インクＣ C.I.フードブラック２ ３部 化合物例６ 25部 イソプロピルアルコール ２部 水 70部 インクＤ C.I.ダイレクトブルー199 2.5部 グリセリン ７部 化合物例12 ７部 水 83.5部 インクＥ C.I.ダイレクトブラック154 ２部 化合物例８ 15部 水 83部 比較例１〜５ 下記成分を夫々用いて、実施例１〜５と同様の方法
で、比較例１〜５のインクＦ〜Ｊを得て、実施例と同様
に各種評価を行った。その結果を第１示す。

インクＦ C.I.ダイレクトイエロー86 ２部 グリセリン 15部 水 83部 インクＨ C.I.ダイレクトブルー199 2.5部 ジエチレングリコール 15部 エチレングリコール 15部 水 67.5部 インクＩ C.I.アシッドレッド35 2.5部 1,2,4−ブタントリオール 15部 イソプロピルアルコール １部 水 81.5部 ＊１ 定着性評価 市販のコピー用紙及びボンド紙に印字して５秒後及び
15秒後に印字部を濾紙（商品名:No.5C、東洋濾紙（株）
製）にて擦り、以下の様に評価した。

◎…５秒でカスレ 無し ○…５秒でカスレ 小 △…15秒でカスレ 小 ×…15秒でカスレ 大 ＊２ 滲み発生率 滲みの発生率については、市販のコピー用紙及びボン
ド紙にプリンターで300ドットを不連続になる様に印字
した後、１時間以上放置し、その後顕微鏡で髭状の滲み
を発生したドットの数を数え、全ドット数に対する割合
を％で表示し下記の様に評価した。

○…10％以下 △…11〜30％ ×…31％以上 ＊３ 一時目詰り性 プリント一時停止後の再プリント時の目詰り性をい
い、プリンターに所定のインクを充填して１分間連続し
て英数文字を印字した後、プリントを停止し、キャップ
等をしない状態で１分間放置した後、再び英数文字を印
字した場合の文字のカスレ、欠け等の不良箇所の有無に
より評価した。

○…一文字目から不良箇所無し。

△…一文字目にサテライトやヨレ等がみられる。

×…一文字目の一部がカスレ又は欠ける。

＊４ 長期目詰り性 長期目詰り性とは、プリント長期停止後の再プリント
時の目詰り性をいい、プリンターに所定のインクを充填
して10分間連続して英数文字を印字した後、プリントを
停止し、キャップ等をしない状態で７日間放置した後、
ノズルの目詰り回復操作を行い、何回の操作回数で文字
のカスレ、欠け等の不良箇所の無い正常な印字が可能か
判定した（60℃、10±５％RHにて放置） ○…１〜５回の回復操作で正常な印字が可能 △…６〜10回の回復操作で正常な印字が可能 ×…11回以上の回復操作で正常な印字が可能 ＊５ 周波数応答性 得られた印字物の印字状態、即ちカスレや白抜け状態
及びスプラッシュやヨレ等の着弾点不良状態を肉眼で観
察し、評価した。

◎…周波数に対するインクの追従状態は良好であり、
ベタ印字及びキャラクタ印字共にカスレや白抜け、着弾
点不良がみられなかった。

○…周波数に対するインクの追従状態はほぼ良好であ
り、キャラクタ印字ではカスレや白抜け、着弾点不良が
みられないが、ベタ印字において僅かにカスレがみられ
る。

△…キャラクタ印字ではカスレや白抜けはみられない
が一部着弾点不良がみられる。又、ベタ印字ではカス
レ、白抜けがベタ印字全体の1/3程度みられる。

×…ベタ印字においてカスレ、白抜けが多く、又、キ
ャラクタ印字においてもカスレや着弾点不良が多数みら
れる。

（効果） 以上説明した様に本発明のインク及び記録方法によれ
ば、インクジェット用に特別に調製された指定紙は勿論
のこと、一般にオフィス等で使用されているコピー用
紙、レポート用紙、ノート、便箋ボンド紙、連続伝票用
紙等の普通紙に対しても滲みがなく品位の優れた、且つ
定着性の良好な記録が可能となる。

又、本発明によれば、オフィスや家庭における使用に
おいても安全性の高いインクを得ることが出来る。

更に、本発明のインクによれば、インクジェット用ヘ
ッドのノズルにおける目詰りが発生しない信頼性の高い
記録を行うことが出来る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−215875（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−57763（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−102970（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−110773（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C09D 11/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】色素及び液媒体を含有するインクジェット
   用インクにおいて、前記液媒体中に炭素数４以上の３価
   のアルコールの水酸基の１個又は２個をアルキル化又は
   アセチル化した化合物を少なくとも含有することを特徴
   とするインクジェット用インク。
2. 【請求項２】被記録材にインクの液滴を付与して行うイ
   ンクジェット記録方法において、上記インクが、色素及
   び液媒体を含有し、該液媒体中に炭素数４以上の３価の
   アルコールの水酸基の１個又は２個をアルキル化又はア
   セチル化した化合物を少なくとも含有することを特徴と
   するインクジェット記録方法。