JP6289472B2 - 水性インク組成物、インクジェット記録方法及び着色体 - Google Patents
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Description
上記の「変退色」は、一般に、2つの異なる指標として別個に評価できることが知られている。1つは「退色」を指標とし、印字濃度の変化として評価される。他の1つは「変色」を指標とし、色相の変化(ΔE)として評価される。これらのうち、後者の「変色」は、複数の色素から調製されたインクにおいて顕著に観察され、目視においても記録画像の著しい劣化として感じられることから、その改善が強く要望されている。
1)
下記式(1)で表される化合物若しくはその塩又はそれらの混合物と、最大吸収波長λmaxを560〜680nmの範囲に有するフタロシアニン骨格を有する色素との両者を、少なくとも色素として含有する水性インク組成物。
R1、R2、R5、R6、及びR7は、それぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、スルホ基、スルファモイル基、ニトロ基、置換基を有してもよいアルコキシ基、置換基を有してもよいアルキルスルホニル基、アルキル基、置換基を有してもよいアリールスルファモイルアミノ基、及びアルキルカルボニルアミノ基よりなる群から選択される基を示す。
R3及びR4は、それぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、スルホ基、カルボキシ基、ニトロ基、置換基を有してもよいアルコキシ基、及びアルキル基よりなる群から選択される基を示す。
nは0又は1を示す。)
2)
上記式(1)で表される化合物又はその塩、及び、上記フタロシアニン骨格を有する色素のいずれとも異なる、580nm以下の最大吸収波長λmaxを有するアゾ色素をさらに含有する上記1)に記載の水性インク組成物。
3)
pH調整剤として、下記式(2)で表される化合物をさらに含有する上記1)又は2)に記載の水性インク組成物。
4)
上記フタロシアニン骨格を有する色素が、C.I.Acid Blue 249、C.I.Direct Blue 86、C.I.Direct Blue 87、及びC.I.Direct Blue 199よりなる群から選択される少なくとも1種類の染料である上記1)乃至3)のいずれか一項に記載の水性インク組成物。
5)
上記式(1)中、R1がカルボキシ基又はスルホ基であり、R2が水素原子であり、R6がニトロ基、カルボキシ基、又はスルホ基であり、nが1である上記1)に記載の水性インク組成物。
6)
上記式(1)中、R1及びR3がスルホ基であり、R4が水素原子であり、R5が水素原子又はニトロ基であり、R6がニトロ基、カルボキシ基、又はスルホ基であり、R7が水素原子であり、nが1である上記1)に記載の水性インク組成物。
7)
上記1)乃至6)のいずれか一項に記載の水性インク組成物の液滴を、記録信号に応じて吐出させて、被記録材に付着させることにより記録を行うインクジェット記録方法。
8)
上記被記録材が情報伝達用シートである上記7)に記載のインクジェット記録方法。
9)
上記1)乃至6)のいずれか一項に記載の水性インク組成物により着色された着色体。
10)
上記1)乃至6)のいずれか一項に記載の水性インク組成物を含有する容器が装填されたインクジェットプリンタ。
また、本明細書においては特に断りのない限り、「式(1)で表される化合物若しくはその塩又はそれらの混合物」を「式(1)で表される化合物」と簡略化して記載する。
上記式(1)中、R1、R2、R5、R6、及びR7は、それぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、スルホ基、スルファモイル基、ニトロ基、置換基を有してもよいアルコキシ基、置換基を有してもよいアルキルスルホニル基、アルキル基、置換基を有してもよいアリールスルファモイルアミノ基、及びアルキルカルボニルアミノ基よりなる群から選択される基を示す。
また、R3及びR4は、それぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、スルホ基、カルボキシ基、ニトロ基、置換基を有してもよいアルコキシ基、及びアルキル基よりなる群から選択される基を示す。
その具体例としては、メチル、エチル、n−プロピル、n−ブチル、n−ペンチル、n−ヘキシル等の直鎖C1−C6アルキル基;イソプロピル、イソブチル、sec−ブチル、t−ブチル、イソペンチル、イソヘキシル等の分岐鎖C1−C6アルキル基;シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル等の環状C1−C6アルキル基;等が挙げられる。
これらが置換するベンゼン環上の各基の置換位置は、該ベンゼン環に結合するアゾ基の置換位置を1位として、以下(a)〜(c)の置換位置が挙げられる。
(a)R1が2位、ニトロ基が4位、R2が5位。
(b)R1が4位、ニトロ基が2位、R2が5位。
(c)R1が2位、ニトロ基が5位、R2が4位。
これらのうち、好ましくは(a)又は(b)、より好ましくは(a)である。
これらが置換するベンゼン環上の各基の置換位置は、該ベンゼン環に結合し、且つR5〜R7を有するベンゼン環と結合するアゾ基の置換位置を1位として、R3が3位、R4が6位に置換するのが好ましい。
これらが置換するベンゼン環上の各基の置換位置は、該ベンゼン環に結合するアゾ基の置換位置を1位として、以下(a)〜(c)の置換位置が挙げられる。
(a)R5が2位、R6が4位、R7が5位。
(b)R5が3位、R6が5位、R7が4位。
(c)R5が2位、R6が5位、R7が4位。
(d)R5が3位、R6が4位、R7が6位。
これらのうち、好ましくは(a)である。
−(SO3H)n基が置換するナフタレン環に置換するヒドロキシ基の置換位置を1位、置換位置が特定されたスルホ基の置換位置を3位として、−(SO3H)n基が5位に置換するのが好ましい。
例えば、上記式(1)中、R1がカルボキシ基又はスルホ基であり、R2が水素原子であり、R6がニトロ基、カルボキシ基、又はスルホ基であり、nが1であるものが、好ましい組み合わせとして挙げられる。また、上記式(1)中、R1及びR3がスルホ基であり、R4が水素原子であり、R5が水素原子、カルボキシ基、又はスルホ基であり、R6がニトロ基、カルボキシ基、又はスルホ基であり、R7が水素原子であり、nが1であるものも、好ましい組み合わせとして挙げられる。
上記式(1)で表される化合物の塩としては、無機又は有機の陽イオンと形成する塩が挙げられる。そのうち無機塩の具体例としては、元素の周期表第1族又は第2族の元素の陽イオンと形成する塩、及びアンモニウム塩が挙げられる。これらの中で好ましい無機塩は、リチウム、ナトリウム、カリウムの塩及びアンモニウム塩である。
有機の陽イオンとの塩としては、例えば下記式(16)で表される化合物と形成する塩が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
ヒドロキシアルキル基の例としては、ヒドロキシメチル、ヒドロキシエチル、3−ヒドロキシプロピル、2−ヒドロキシプロピル、4−ヒドロキシブチル、3−ヒドロキシブチル、2−ヒドロキシブチル等のヒドロキシ−C1−C4アルキル基が挙げられる。
ヒドロキシアルコキシアルキル基の例としては、ヒドロキシエトキシメチル、2−ヒドロキシエトキシエチル、3−ヒドロキシエトキシプロピル、2−ヒドロキシエトキシプロピル、4−ヒドロキシエトキシブチル、3−ヒドロキシエトキシブチル、2−ヒドロキシエトキシブチル等のヒドロキシC1−C4アルコキシ−C1−C4アルキル基が挙げられ、これらのうちではヒドロキシエトキシ−C1−C4アルキル基が好ましい。特に好ましいものとしては、水素原子;メチル;ヒドロキシメチル、ヒドロキシエチル、3−ヒドロキシプロピル、2−ヒドロキシプロピル、4−ヒドロキシブチル、3−ヒドロキシブチル、2−ヒドロキシブチル等のヒドロキシ−C1−C4アルキル基;ヒドロキシエトキシメチル、2−ヒドロキシエトキシエチル、3−ヒドロキシエトキシプロピル、2−ヒドロキシエトキシプロピル、4−ヒドロキシエトキシブチル、3−ヒドロキシエトキシブチル、2−ヒドロキシエトキシブチル等のヒドロキシエトキシ−C1−C4アルキル基が挙げられる。
Xにおける置換アルキル基としては、スルホ基、カルボキシ基、及びヒドロキシ基よりなる群から選択される基を置換基として有するアルキル基が挙げられる。これらの中では、ヒドロキシ基を置換基として有するアルキル基が好ましい。
該アゾ色素の最大吸収波長λmaxは、上記と同様の意味を表し、上記と同様に測定することができる。
該アゾ色素の最大吸収波長λmaxの範囲としては、通常580nm以下、好ましくは545〜380nmの範囲が挙げられる。
該アゾ色素は、上記水性インク組成物により得られる記録画像の色調調整を目的として用いられ、1つの色素でもよいし、複数の色素を併用してもよい。該色素の種類は特に制限されないが、被記録材への染着性の観点から、反応染料、酸性染料、又は直接染料が好ましく、直接染料がより好ましい。
このときのC.I.Acid Black 2の含有量は、上記水性インク組成物の総質量に対して0.1〜5%、好ましくは0.5〜4%、さらに好ましくは1〜3.5%である。
インク調製剤としては、例えば、水溶性有機溶剤、防腐防黴剤、pH調整剤、キレート試薬、防錆剤、水溶性紫外線吸収剤、水溶性高分子化合物、染料溶解剤、酸化防止剤、界面活性剤等が挙げられる。
水溶性有機溶剤の含有率は、水性インク組成物の総質量に対して通常0〜50%、好ましくは25〜50%である。
防黴剤を含有するときの含有量としては、0.02〜1%が好ましい。
上記のうち、R8、R9、及びR10としては、水素原子、アルキル基、又はヒドロキシアルキル基が好ましく、その具体例としては、例えば、水素原子、メチル基、エチル基、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基等が挙げられる。
アニオン界面活性剤としては、アルキルスルホン酸塩、アルキルカルボン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸塩、N−アシルアミノ酸及びその塩、N−アシルメチルタウリン塩、アルキル硫酸塩ポリオキシアルキルエーテル硫酸塩、アルキル硫酸塩ポリオキシエチレンアルキルエーテル燐酸塩、ロジン酸石鹸、ヒマシ油硫酸エステル塩、ラウリルアルコール硫酸エステル塩、アルキルフェノール型燐酸エステル、アルキル型燐酸エステル、アルキルアリルスルホン塩酸、ジエチルスルホ琥珀酸塩、ジエチルヘキルシルスルホ琥珀酸、ジオクチルスルホ琥珀酸塩等が挙げられる。
カチオン界面活性剤としては、2−ビニルピリジン誘導体、ポリ4−ビニルピリジン誘導体等が挙げられる。
両性界面活性剤としては、ラウリルジメチルアミノ酢酸ベタイン、2−アルキル−N−カルボキシメチル−N−ヒドロキシエチルイミダゾリニウムベタイン、ヤシ油脂肪酸アミドプロピルジメチルアミノ酢酸ベタイン、ポリオクチルポリアミノエチルグリシン、イミダゾリン誘導体等が挙げられる。
ノニオン界面活性剤としては、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンドデシルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシアリルキルアルキルエーテル等のエーテル系;ポリオキシエチレンオレイン酸、ポリオキシエチレンオレイン酸エステル、ポリオキシエチレンジステアリン酸エステル、ソルビタンラウレート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノオレエート、ソルビタンセスキオレート、ポリオキシエチレンモノオレエート、ポリオキシエチレンステアレート等のエステル系;2,4,7,9−テトラメチル−5−デシン−4,7−ジオール、3,6−ジメチル−4−オクチン−3,6−ジオール、3,5−ジメチル−1−ヘキシン−3オール等のアセチレングリコール系(例えば、日信化学社製サーフィノールRTM104、105、82、420、440、465、オルフィンRTMSTG等)、等が挙げられる。このうち、サーフィノールRTM420、440、465は好ましく用いられ、サーフィノールRTM440は特に好ましく用いられる。なお、本明細書中において、上付きの「RTM」は登録商標を意味する。
また、必要に応じ水性インク組成物の調製後に、メンブランフィルター等を用いる精密濾過を行って、水性インク組成物中の夾雑物を除いてもよい。特に、上記の水性インク組成物をインクジェット記録に使用するときは、精密濾過を行うことが好ましい。精密濾過に使用するフィルターの孔径は通常1〜0.1μm、好ましくは0.8〜0.1μmである。
同様に、粘度は通常30mPa・s以下、好ましくは20mPa・s以下である。
上記水性インク組成物をブラックインクとして使用し、これにマゼンタ、シアン、イエロー、必要に応じてグリーン、ブルー(又はバイオレット)、及びレッド(又はオレンジ)等の各インク組成物を併用することにより、フルカラーの記録画像を得ることもできる。このときは、各色のインク組成物をそれぞれの容器に注入し、その容器を上記水性インク組成物を含有する容器と同様に、インクジェットプリンタの所定の位置に装填してインクジェット記録に使用することができる。
上記物質としては、上記水性インク組成物により着色され得る物質であれば、特に制限されない。そのような物質の中では、例えば紙、フィルム等の情報伝達用シート;繊維や布(セルロース、ナイロン、羊毛等);皮革;カラーフィルター用基材;等の被記録材が好ましく挙げられる。
情報伝達用シートとしては、表面処理されたもの、具体的には、紙、合成紙、フィルム等の基材にインク受容層を設けたもの、及び、インク受容層を特に設けていないものの両者が挙げられる。インク受容層は、例えば上記基材にカチオン系ポリマーを含浸又は塗工すること;多孔質シリカ、アルミナゾル、特殊セラミックス等の水性インク組成物中の着色剤を吸収し得る多孔性白色無機物を、ポリビニルアルコールやポリビニルピロリドン等の親水性ポリマーと共に上記基材表面に塗工すること;等により設けられる。このようなインク受容層を設けたものは通常インクジェット専用紙(フィルム)、光沢紙(フィルム)等と呼ばれる。その具体例としては、例えば、旭硝子(株)製のピクトリコ;キヤノン(株)製のプロフェッショナルフォトペーパー、スーパーフォトペーパー、マットフォトペーパー、光沢ゴールド、プラチナグレード;セイコーエプソン(株)製の写真用紙(光沢)、フォトマット紙、写真用紙クリスピア(高光沢);日本ヒューレット・パッカード(株)製のプレミアムプラスフォト用紙、プレミアム光沢フィルム、フォト用紙、アドバンストフォトペーパー;コニカ(株)製のフォトライクQP;富士フイルム(株)製の画彩写真仕上げPro;等が挙げられる。
一方、インク受容層を特に設けていない情報伝達用シートとしては、普通紙、上質紙、コート紙等が挙げられる。普通紙は、用途によってさまざまなものが数多く市販されている。市販されている普通紙の一例を挙げると、セイコーエプソン(株)製の両面上質普通紙;キヤノン(株)製のPB PAPER GF−500;Hewlett Packard(株)製のMultipurpose Paper、All−in−one Printing Paper;三菱製紙(株)製のインクジェット用マット紙、商品名DL−9084;ゼロックス(株)製のプレミアム マルチパーパスペーパー4024;等が挙げられる。この他に、PPC(プレインペーパーコピー)用紙等も普通紙である。
本発明の水性黒色インク組成物はインクジェット記録用、筆記具用として用いられ、特にインクジェットインクとして使用しても、ノズル付近におけるインク組成物の乾燥による固体析出は非常に起こりにくく、噴射器(記録ヘッド)を閉塞することもない。また、本発明の水性黒色インク組成物は連続式インクジェットプリンタを用い、比較的長い時間間隔においてインクを再循環させて使用する場合においても、又はオンデマンド式インクジェットプリンタによる断続的な使用においても、物理的性質の変化を起こさない。
さらに、本発明の水性黒色インク組成物により記録された画像は、耐水性、耐湿性、耐オゾンガス性、耐擦性、耐光性等の各種堅牢性、特に耐光性及び耐水性が良好である。
また、被記録物の長期保存安定性にも優れ、特に普通紙上での色相と共に、耐光性及び耐水性に極めて優れる。また、彩度、明度、印字濃度等の発色性、演色性、近赤外光領域のセンサー対応特性にも優れる。
[合成例1〜3]
上記特許文献3に記載の方法に従い、下記式(22)、式(23)、及び式(26)で表される化合物をそれぞれ合成した。
[実施例1〜7及び比較例1〜2]
下記表6に記載した各成分を混合し、おおよそ1時間撹拌して溶液とした後、0.45μmのメンブランフィルター(アドバンテック社製の商品名セルロースアセテート系濾紙)で濾過することにより、評価試験用の水性インク組成物を調製した。なお、下記表6中の各成分の数値は「部」を意味する。
ABk2:C.I.Acid Black 2
DB199:C.I.Direct Blue 199
DB86:C.I.Direct Blue 86
AB249:C.I.Acid Blue 249
AB90:C.I.Acid Blue 90
DR227:C.I.Direct Red 227
DO39:C.I.Direct Orange 39
Gly:グリセリン
2−Py:2−ピロリドン
IPA:イソプロパノール
Bca:ブチルカルビトール
SF440:サーフィノールRTM440
TEA:トリエタノールアミン
各実施例及び比較例で調製した水性インク組成物を、EPSON(株)製のインクジェットプリンタ、商品名PX105により下記普通紙1にインクジェット記録を行った。
普通紙1:ゼロックス(株)製、プレミアム マルチパーパスペーパー4024
インクジェット記録の際は、100%、80%、60%、40%、20%、10%濃度の6段階の階調が得られるように画像パターンを作り、濃黒色〜淡黒色のグラデーションの記録物を得た。これを試験片として以下の評価試験を実施した。
以下の評価試験において測色が必要なときは、下記の測色機を用いて下記の測色条件にて測色した。
測色機:GRETAG−MACBETH社製、商品名 SpectroEye
測色条件:濃度基準にANSI A、視野角2°、光源D50
上記「(C)インクジェット記録」で得た各実施例及び比較例の試験片を24時間自然乾燥した。乾燥後の試験片をキセノンウェザオメータXL75(スガ試験機(株)製)に設置し、温度24℃、湿度60%RH、100kLuxで72時間照射した。照射の終了後、各試験片を測色し、試験前後での色差(ΔE)を測定した。なお、得られた色差ΔEは小さい方が、光による色相の変色が少ないことを意味し、耐光性に優れることを示す。
AA:ΔEが3.0未満
A:ΔEが3.0以上4.0未満
B:ΔEが4.0以上8.0未満
C:ΔEが8.0以上
結果を下記表7に示す。
上記「(C)インクジェット記録」で得た各実施例及び比較例の試験片を24時間自然乾燥した。乾燥後の試験片をイオン交換水に10分間浸漬させた後、試験片をゆっくりと水中から取り出し、自然乾燥で24時間乾燥させた。この試験片を測色し、試験前後でのDk値の残存率(%)を計算した。なお、得られた残存率(%)は大きい方が、水による退色が少ないことを意味し、耐水性に優れることを示す。
AA:試験後の残存率が60%以上
A:試験後の残存率が50%以上60%未満
B:試験後の残存率が40以上50%未満
C:試験後の残存率が40%未満
結果を下記表7に示す。
Claims (10)
- 下記式(1)で表される化合物若しくはその塩又はそれらの混合物と、最大吸収波長λmaxを560〜680nmの範囲に有するフタロシアニン骨格を有する色素との両者を、少なくとも色素として含有する水性インク組成物。
R1、R2、R5、R6、及びR7は、それぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、スルホ基、スルファモイル基、ニトロ基、置換基を有してもよいアルコキシ基、置換基を有してもよいアルキルスルホニル基、アルキル基、置換基を有してもよいアリールスルファモイルアミノ基、及びアルキルカルボニルアミノ基よりなる群から選択される基を示す。
R3及びR4は、それぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、スルホ基、カルボキシ基、ニトロ基、置換基を有してもよいアルコキシ基、及びアルキル基よりなる群から選択される基を示す。
nは0又は1を示す。) - 前記式(1)で表される化合物又はその塩、及び、前記フタロシアニン骨格を有する色素のいずれとも異なる、580nm以下の最大吸収波長λmaxを有するアゾ色素をさらに含有する請求項1に記載の水性インク組成物。
- 前記フタロシアニン骨格を有する色素が、C.I.Acid Blue 249、C.I.Direct Blue 86、C.I.Direct Blue 87、及びC.I.Direct Blue 199よりなる群から選択される少なくとも1種類の染料である請求項1乃至3のいずれか一項に記載の水性インク組成物。
- 前記式(1)中、R1がカルボキシ基又はスルホ基であり、R2が水素原子であり、R6がニトロ基、カルボキシ基、又はスルホ基であり、nが1である請求項1に記載の水性インク組成物。
- 前記式(1)中、R1及びR3がスルホ基であり、R4が水素原子であり、R5が水素原子又はニトロ基であり、R6がニトロ基、カルボキシ基、又はスルホ基であり、R7が水素原子であり、nが1である請求項1に記載の水性インク組成物。
- 請求項1乃至6のいずれか一項に記載の水性インク組成物の液滴を、記録信号に応じて吐出させて、被記録材に付着させることにより記録を行うインクジェット記録方法。
- 前記被記録材が情報伝達用シートである請求項7に記載のインクジェット記録方法。
- 請求項1乃至6のいずれか一項に記載の水性インク組成物により着色された着色体。
- 請求項1乃至6のいずれか一項に記載の水性インク組成物を含有する容器が装填されたインクジェットプリンタ。
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