(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
顔料と、一般式(1) ：
【化１】
0003571083.tif 000010
（式中、Ｒ１およびＲ２はアルキル基を示し、Ｘ−はハロゲン化物イオンまたは水酸化物イオンを示す。ｎは５０〜１０００の整数を示す。）
で表される化合物と、非イオン性のアクリル酸エステル系合成樹脂エマルションと、これらの成分を分散させる水性媒体とを含むことを特徴とするインク。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はインクに関し、特にインクジェット記録方式に適したインクに関するものである。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
近年のパーソナルコンピュータおよびソフトウェアの高性能化に伴い、プリンターなどの文字および図形画像の記録装置にも高性能化が要求されている。かかる画像の記録方式としては、ドットインパクト方式、熱転写方式、インクジェット方式などの種々の方法が挙げられるが、中でもインクジェット方式は、記録ヘッドの吐出オリフィス（微細孔）からインクの微粒子（記録液）を射出して記録画像を形成するために、（１）  記録時の音が小さい、（２）  高解像度の画像を高速で再現できる、（３）  カラー表示が可能である、（４）  普通紙に記録できる、（５）  ランニングコストが低いなどの利点を有している。
【０００３】
このインクジェット方式に用いるインクには、着色剤を水または水と水溶性有機溶媒の混合液（以下、これらを「水性媒体」という）に溶解または分散したものなどが挙げられる。
インクの特性は記録ヘッドとの関係を含めて考慮され、（１）  印字物の品質が高いこと、（２）  インクの保存安定性が高いこと、（３）  印字物の堅牢性（例えば耐水性、耐光性、定着性など）が高いこと、（４）  印字装置の印字速度に対応したインクの周波数応答性が良いこと、（５）  インクが被記録物で速やかに乾燥すること、（６）  印字中もしくは印字中断後の再起動時に吐出オリフィスの目詰まりが生じない（吐出安定性が高い）こと、（７）  インクの安全性が高いことなどが求められている。
【０００４】
特開昭６４−８１８６８号公報には、水溶性染料、水性媒体並びに一般式（２）  ：
【０００５】
【化２】
0003571083.tif 000002
【０００６】
（式中、Ｒ１  は水素原子または置換基を有していてもよいアルキル基を示し、Ｒ２  は置換基を有していてもよいアルキル基を示し、Ｘはアニオンを示す。ｐは１００〜５０００の整数を示す。）
で示される化合物を含有するインクジェット記録用インクが開示されているが、着色剤に水溶性染料を用いているために、印字物の堅牢性、とりわけ耐水性および耐光性が劣るという問題がある。
【０００７】
そこで、カーボンブラックなどの顔料を用いることが検討され、顔料を水性媒体に分散させるための分散剤も種々検討されている。しかし、従来公知の分散剤は上記水不溶性の着色剤を水性媒体中に安定に分散させることが困難であり、特にインクを長期間保管した場合に着色剤が凝集したり、沈澱したりするためにインクの保存安定性が劣るという問題が生じている。
【０００８】
さらに、これらのインクには、印字物が被印字体の表面から離脱し易いという定着性の悪さの問題もある。
本発明の目的は、印字物の耐水性、耐光性および定着性に優れ、さらに保存安定性にも優れたインクを提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段および作用】
本発明のインクは、顔料と、一般式（１）  ：
【００１０】
【化３】
0003571083.tif 000003
【００１１】
（式中、Ｒ１およびＲ２はアルキル基を示し、Ｘ−はハロゲン化物イオンまたは水酸化物イオンを示す。ｎは５０〜１０００の整数を示す。）
で表される化合物と、非イオン性のアクリル酸エステル系合成樹脂エマルションと、これらの成分を分散させる水性媒体とを含むことを特徴とする。
すなわち、本発明者らは、上記の技術的課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、顔料と、一般式(1) で表される化合物と、非イオン性のアクリル酸エステル系合成樹脂エマルションとを水性媒体中に分散させて得られるインクは、印字物の耐水性、耐光性および定着性が高く、かつ保存安定性にも優れているという新たな事実を見出し、本発明を完成するに至ったのである。
【００１２】
以下に、本発明のインクについて詳細に説明する。
顔料としては、無機あるいは有機の種々の顔料が使用できる。黒色インクの場合は、ファーネスブラック、ランプブラック、サーマルブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック、ローラーブラック、ディスクブラックなどのカーボンブラックが好適に使用される。
【００１３】
上記一般式（１）  で表される化合物は、上述の特開昭６４−８１８６８号公報に開示のものと基本骨格は同一である。上記化合物（１）  は、印字後の速乾性や印字品位を向上させ、さらに定着性にも優れるという効果があるが、本発明では、上記化合物（１）  を顔料と組み合わせることにより、特に顔料の分散性を向上させ、インクの保存安定性を高める働きをする。
【００１４】
化合物(1) のＲ１、Ｒ２に相当するアルキル基としては、メチル、エチル、ｎ−プロピル、ｔｅｒｔ−ブチル、プロピル、ヘキシルなどの炭素数が１〜６のアルキル基が挙げられる。Ｘ−としては、フッ化物イオン、塩化物イオン、臭化物イオンまたはヨウ化物イオンであるハロゲン化物イオンや、水酸化物イオンが挙げられる。
【００１５】
化合物（１）  の重合度は５０〜１０００、好ましくは１００〜５００である。
化合物（１）  の具体例としては、次式（１−１）  〜（１−８）  で表される化合物が挙げられる。
【００１６】
【化４】
0003571083.tif 000004
【００１７】
【化５】
0003571083.tif 000005
【００１８】
上記一般式（１）  で表される化合物の合成方法としては、例えば特開昭６４−８１８６８号公報に記載の方法が挙げられる。
この方法では、一般式（３）  ：
【００１９】
【化６】
0003571083.tif 000006
【００２０】
（式中、Ｒ１  、Ｒ２  およびＸは前記と同じである。）
で表される化合物を水またはジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）などの溶媒中でアゾビスイソブチロニトリルなどのラジカル発生剤とともに、４０〜８０℃で３〜８時間重合反応させることにより化合物（１）  を製造することができる。
上記非イオン性のアクリル酸エステル系合成樹脂エマルションは、インクの被記録物への定着性を高める働きをすると共に、特にカチオン性である化合物（１）  との混和性に優れているため、インク中で長期間にわたって安定に分散し、インクの保存安定性をも高める。
【００２１】
上記合成樹脂エマルションとしてアニオン性のものを使用すると、化合物（１）  と容易に凝集してしまうために好ましくない。また、合成樹脂エマルションとしてカチオン性のものを使用すると、化合物（１）  との混和性に劣るために好ましくない。
非イオン性の合成樹脂エマルションは、例えば非イオン性の乳化剤を使用した乳化重合などによって得られる。
【００２２】
本発明に用いられるアクリル酸エステル系合成樹脂エマルションとは、アクリル酸エステルの単独重合体および共重合体の他、メタクリル酸エステルの単独重合体および共重合体のエマルションをも含む概念である。具体的には、例えばアクリル酸エステル樹脂、酢酸ビニル−アクリル酸エステル共重合樹脂、スチレン−アクリル酸エステル共重合樹脂、メタクリル酸エステル樹脂、酢酸ビニル−メタクリル酸エステル共重合樹脂、スチレン−メタクリル酸エステル共重合樹脂などの非イオン性エマルションが挙げられる。さらに具体的には、ローム・アンド・ハース社製のアクリルエマルションである「Ｃ７２」、ヘキスト合成社製のアクリルエマルションである「モビニール６３０」などが使用可能である。
【００２３】
アクリル酸エステルとしては、例えばアクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−プロピル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸ｔｅｒｔ−ブチル、アクリル酸ｎ−ヘキシルなどが挙げられ、メタクリル酸エステルとしては、例えばメタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ｎ−プロピル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸ｔｅｒｔ−ブチル、メタクリル酸ｎ−ヘキシルなどが挙げられる。
【００２４】
上記アクリル酸エステル系合成樹脂の重合度は３００〜７０００、好ましくは５００〜２０００である。
水性媒体とは、水または水と水溶性有機溶媒との混合液をいう。水溶性有機溶媒としては、例えばメタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロピルアルコール、ｓｅｃ−ブチルアルコールなどのアルコール類、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなどのアミド類、アセトン、ジアセトンアルコールなどのケトンまたはケトンアルコール類、テトラヒドロフラン、ジオキサンなどのエーテル類、グリセリン、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などの多価アルコール類、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンなどが挙げられる。
【００２５】
上記水溶性有機溶媒は、紙上に印刷されたインクの蒸発を助けて、その蒸発速度を調整する蒸発調整剤として作用する。水溶性有機溶媒の割合は、水性媒体としての特性を維持するために、水性媒体の総量中で３０重量％以下、より好ましくは５〜２０重量％の範囲である。
本発明のインクは、前述の顔料、一般式（１）  で表される化合物およびアクリル酸エステル系合成樹脂エマルションを水性媒体中に加え、ボールミルなどの分散手段を用いて分散を行い、必要に応じて遠心分離またはフィルターによるろ過を行うことによって得られる。
【００２６】
顔料の添加量は特に限定されないが、インク総量に対して１〜１５重量％、好ましくは３〜１２重量％である。
一般式（１）  で表される化合物の配合量は特に限定されないが、インク総量に対して０．０５〜２．５重量％、好ましくは０．５〜１．５重量％である。配合量がこの範囲よりも小なるときは顔料の分散性が悪くなり、そのために保存安定性が劣り、大なるときは製造コストが上昇し、また特性の向上が認められない。
【００２７】
アクリル酸エステル系合成樹脂エマルションの配合量は特に限定されないが、インク総量に対して固形分が１〜３０重量％、好ましくは５〜２０重量％である。配合量がこの範囲より小なるときはインクの定着性が悪くなり、大なるときはインクの粘度が向上し、吐出性能が低下するなどの欠点がある。
尚、本発明のインクには、上記の成分以外にも、従来よりインクに使用されている他の公知の添加剤を添加してもよいことは勿論である。
【００２８】
【実施例】
以下に、実施例を挙げて本発明のインクを説明する。
実施例
前記式（１−１）  で表される化合物を用い、下記の組成でインクを作製した。
（成    分）                  （重量部）
カーボンブラック                  ５．０
化合物（１−１）                        １．２
アクリル酸エステル系合成樹脂
エマルション（非イオン性）＊    ２４．０
グリセリン                        １．０
エタノール                        ４．８
蒸留水                          ６４．０
＊  ローム・アンド・ハース社製の「Ｃ７２」
すなわち、蒸留水に上記各成分を加え、５時間攪拌混合してインクを得た。
比較例１
下記の組成からなるインクを実施例１と同様にして調製した。
【００２９】
（成    分）                  （重量部）
カーボンブラック                  ５．０
化合物（１−１）                        １．２
アクリル酸エステル系合成樹脂
エマルション（アニオン性）＊    ２４．０
グリセリン                        １．０
エタノール                        ４．８
蒸留水                          ６４．０
＊  ローム・アンド・ハース社製の「ＨＡ２４」
比較例２
下記の組成からなるインクを実施例１と同様にして調製した。
【００３０】
（成    分）                  （重量部）
カーボンブラック                  ５．０
化合物（１−１）                        １．２
アクリル酸エステル系合成樹脂
エマルション（アニオン性）＊    ２４．０
グリセリン                        １．０
エタノール                        ４．８
蒸留水                          ６４．０
＊  ローム・アンド・ハース社製の「ＡＣ２６１」
比較例３
下記の組成からなるインクを実施例１と同様にして調製した。
【００３１】
（成分）                    （重量部）
カーボンブラック                  ５．０
化合物（１−１）                        １．２
グリセリン                        １．０
エタノール                        ４．８
蒸留水                          ８８．０
インクの特性の評価
実施例および比較例１〜３で得られたインクについて、以下の各試験を行い、その特性を評価した。
（１）インクの分散粒径の経時変化測定試験
インクを製造した直後および室温で６０日放置した後、インク中のカーボンブラックの分散粒径〔中心粒径Ｄ５０（μｍ）〕を光散乱法により測定し、その分散性を評価した。測定にはＨＯＲＩＢＡ社製のＬＡ−７００を用いた。
（２）印字濃度測定試験
実施例および比較例のインクを用い、インクジェットプリンタで紙面上に黒ベタを印字して、初期の印字濃度を反射濃度計（東京電飾社製のＴＣ−６ＤＳ）を用いて測定した。
（３）印字物の耐水性試験
画像濃度測定試験に用いた紙を、２０℃の水に浸して５分間放置し、十分に乾燥させた後、上記と同じ反射濃度計を用いてその印字濃度を測定し、上記（２）の初期の印字濃度とから下記式を用いてインクの耐水性を求めた。
【００３２】
【数１】
0003571083.tif 000007
【００３３】
（４）印字物の定着性試験
上記と同じプリンタを用いて黒ベタを印字し完全に乾燥させた後、底面にろ紙を貼った４００ｇの重りでこすり、ろ紙に付着したインクの濃度を上記と同じ反射濃度計により測定し、ベースとなるろ紙の濃度とから下記式を用いて定着性を求めた。
【００３４】
【数２】
0003571083.tif 000008
【００３５】
上記式から明らかなように、計算値が小さいほど定着性が優れていることを示す。
以上の特性の評価の結果を表１に示す。
【００３６】
【表１】
0003571083.tif 000009
【００３７】
表１から明らかなように、実施例のインクは６０日放置後の粒径の変化が小さいためにインクの保存安定性が優れている。また、インクの定着性や初期の印字濃度も良好である。
一方、比較例３のインクは、カーボンブラックの分散粒子径が小さいものの、実施例と比較して６０日放置後の粒径の変化率が大きいためにインクの保存安定性が劣る。従って、上記アクリル酸エステル系エマルションの添加はインクの保存安定性の向上にも寄与していると推測される。また、比較例３のインクは定着性にも劣っている。
【００３８】
また、比較例１および２のインクは凝集物が生成してしまい、インクとして用いることができなかった。これは、化合物（１−１）  がカチオン性であるのに対して、使用したアクリル酸エステル系合成樹脂エマルションがアニオン性であるためと推測される。
【００３９】
【発明の効果】
本発明によれば、着色剤として顔料を使用しているために、印字物の堅牢性、とりわけ耐水性および耐光性が優れており、さらに一般式（１）  で表される化合物とアクリル酸エステル系合成樹脂エマルションとを水性媒体中に配合しているために、顔料の分散性およびインクの保存安定性にも優れており、さらに印字物の定着性も優れている。
【００４０】
従って、本発明のインクは、特にインクジェットプリンタ用インクの用途に好適である。