(57)【要約】【課題】  印字などの印刷時のインクの滲み出しが十分に抑制されるとともに、分散安定性および耐候性にすぐれた種々の色彩のインクジェットプリンタ用インクを得る。【解決手段】  粒子径が５μｍ以下のフタロシアニンブルー、レーキッドＣ、ファーストイエローＧ、キノフタロンイエロー、ジアニジンオレンジ、パラレッドの中から選ばれる少なくとも一つの有機顔料を、水溶性結合剤樹脂および水とともに含有させたインクジェットプリンタ用インク、とくに、上記の有機顔料の含有量が３〜４５重量％の範囲内である上記構成のインクジェットプリンタ用インク。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒子径が５μｍ以下のフタロシアニンブルー、レーキッドＣ、ファーストイエローＧ、キノフタロンイエロー、ジアニジンオレンジ、パラレッドの中から選ばれる少なくとも一つの有機顔料を、水溶性結合剤樹脂および水とともに含有させたことを特徴とするインクジェットプリンタ用インク。
【請求項２】
有機顔料が少なくともフタロシアニンブルーを含有する請求項１に記載のインクジェットプリンタ用インク。
【請求項３】
粘度が２〜２５ｃｐｓである請求項１または２に記載のインクジェットプリンタ用インク。
【請求項４】
表面張力が２３〜４０ｄｙｎｅ／ｃｍである請求項１〜３のいずれかに記載のインクジェットプリンタ用インク。
【請求項５】
比抵抗が２，０００Ωｃｍ以下である請求項１〜４のいずれかに記載のインクジェットプリンタ用インク。
【請求項６】
ｐＨが４．５〜１０である請求項１〜５のいずれかに記載のインクジェットプリンタ用インク。
【請求項７】
有機顔料の含有量が３〜４５重量％の範囲内である請求項１〜６のいずれかに記載のインクジェットプリンタ用インク。
【請求項８】
水に可溶な低沸点の有機系溶剤をさらに含有させた請求項１〜７のいずれかに記載のインクジェットプリンタ用インク。
【請求項９】
染料をさらに含有させた請求項１〜８のいずれかに記載のインクジェットプリンタ用インク。
【請求項１０】
電解質をさらに含有させた請求項１〜９のいずれかに記載のインクジェットプリンタ用インク。
【請求項１１】
安定化剤をさらに含有させた請求項１〜１０のいずれかに記載のインクジェットプリンタ用インク
【請求項１２】
安定化剤が、アルキルフタレート、アリルフタレート、グリコール、グリコールエステルから選ばれる少なくとも１種である請求項１１に記載のインクジェットプリンタ用インク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェットプリンタ用インクに関し、さらに詳しくは、有機顔料を用いて、印字などの印刷時のインクの滲み出しを抑制し、分散安定性および耐候性を良好にした種々の色彩のインクジェットプリンタ用インクに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、インクジェットプリンタ用インクは、水溶性染料と湿潤剤系の水溶液などで構成され、着色のため通常の水溶性染料が使用されているが、近年、肉眼では見えない水溶性の蛍光有機染料を使用することも行われている（特許文献１〜３参照）。
また、水溶性染料に代えて顔料を使用したインクジェットプリンタ用インクも使用されており、たとえば、酸化チタンなどの無機顔料を、アクリル樹脂、水、アルコール系溶剤とともに混合分散して調製されたインクジェットプリンタ用インクなどが使用されている（特許文献４参照）。
【０００３】
【特許文献１】特公昭５１−４０４８４号公報
【特許文献２】特公昭６２−２４０２４号公報
【特許文献３】特公平６−５００９０号公報
【特許文献４】米国特許第４３６５０３５号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、水溶性染料を用いたインクジェットプリンタ用インクは、印字などの印刷時に滲み出しが生じやすいという難点があり、化学的安定性が悪くて耐候性に劣る。
また、酸化チタンなどの無機顔料を用いたインクジェットプリンタ用インクは、分散安定性に乏しく、顔料が沈積するという難点があり、酸化チタン系以外のものは未だ使用されていない。
【０００５】
本発明は、このような現状に鑑みなされたもので、有機顔料を用いることによって、印字などの印刷時のインクの滲み出しを抑制し、分散安定性および耐候性にすぐれた種々の色彩のインクジェットプリンタ用インクを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、粒子径が５μｍ以下の有機顔料を、水溶性結合剤樹脂および水とともに含有させてインクジェットプリンタ用インクとしたものである。
また、このインクジェットプリンタ用インクにおいて、その粘度を２〜２５ｃｐｓ、表面張力を２３〜４０ｄｙｎｅ／ｃｍ、比抵抗を２，０００Ωｃｍ以下とし、ｐＨを４．５〜１０にしたものである。さらに、上記インクにおいて、有機顔料の含有量を３〜４５重量％としたものであり、また水に可溶な低沸点の有機系溶剤、染料、電解質、安定化剤などをさらに含有させたものである。
【０００７】
本発明のインクジェットプリンタ用インクは、以上のように、有機顔料を用い、粘度、表面張力、比抵抗、ｐＨ、有機顔料の含有量、有機顔料に対する水溶性結合剤樹脂の含有割合などを調整し、水に可溶な低沸点の有機系溶剤、染料、電解質、安定化剤などを併用しているため、印字などの印刷時のインクの滲み出しが良好に抑制され、分散安定性および耐候性にすぐれた種々の色彩のインクジェットプリンタ用インクが得られる。
また、有機顔料として、着色顔料を併用すると、偽造防止にすぐれた印字や模様を表出できるインクジェットプリンタ用インクが得られる。
【発明の効果】
【０００８】
このように、本発明の構成とすることにより、分散安定性がよくて、耐候性にすぐれ、印字するときの滲み出しもみられず、高精度の色彩の印刷が行えるインクジェットプリンタ用インクを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明において使用する有機顔料は、粒子径が５μｍより大きくてはインクジェットのノズルが目詰まりするため、粒子径が５μｍ以下のものが使用され、粒子径が５μｍ以下の有機金属化合物などが使用される。
このような有機金属化合物としては、フタロシアニンブルー、レーキッドＣ、ファーストイエローＧ、キノフタロンイエロー、ジアニジンオレンジ、パラレッドなどが用いられる。なお、場合により、これらの有機顔料とともに、桂皮酸ネオジム、桂皮酸ネオジム・イッテルビウム複合塩、ナフトエ酸ネオジム、ナフトエ酸ネオジム・イッテルビウム複合塩などの赤外発光蛍光体、桂皮酸ユウロピウムなどの可視発光蛍光体などの有機蛍光体を併用することもできる。
【００１０】
このような有機顔料を使用する本発明のインクジェットプリンタ用インクは、粘度が２〜２５ｃｐｓの範囲内であることが好ましい。２ｃｐｓより低くしようとすると、顔料の含有率を著しく低くしなければならず、すぐれた色彩がえられ難い。また、２５ｃｐｓより高くすると、インクジェットプリンタでの印字がしにくくなる。
また、表面張力は２３〜４０ｄｙｎｅ／ｃｍの範囲内であることが好ましい。この範囲外になると、必要とする均一な液滴が生成されにくい。さらに、比抵抗は２，０００Ωｃｍ以下であることが好ましい。２，０００Ωｃｍより高くなると、液滴の荷電の制御が難しくなり、印字が欠けたり、曲がったりする場合があり、良好な印字が行いにくい。
また、ｐＨは、４．５未満であったり、１０を超えると、インク中の顔料が凝集して、分散安定性にやや劣るため、４．５〜１０の範囲内であることが好ましく、ｐＨは５〜７の範囲内にするのがさらに好ましい。
【００１１】
このように、本発明のインクジェットプリンタ用インクでは、粘度を２〜２５ｃｐｓ、表面張力を２３〜４０ｄｙｎｅ／ｃｍ、比抵抗を２，０００Ωｃｍ以下、ｐＨを４．５〜１０にすると、印字などの印刷時の滲み出しが良好に抑制され、分散安定性および耐候性が十分に向上される。
また、有機顔料のインクジェットプリンタ用インク中における使用量は、３重量％より少なくては十分な色彩が得られにくく、４５重量％より多くなるとインク化することが困難になるため、３〜４５重量％の範囲内で使用するのが好ましい。
【００１２】
このような有機顔料は、単独で使用されるほか、染料を併用してもよい。併用する染料としては、一般にインクジェットプリンタ用インクに使用される染料がいずれも使用され、たとえば、ダイレクトブラックＧＷ、キャパミンブラックＥＳＡ、ローダミンＢ、ローダミン７Ｇ、メチレンブルー、ダイレクトファーストオレンジ、コンプランチングリーンＧ、ミーリングイエローＯ、カチオンピンクＦＧなどが好ましく併用される。
【００１３】
また、水溶性結合剤樹脂としては、アクリル系樹脂および側鎖にエステル基もしくはポリエーテルを含有するアクリル樹脂などが使用され、このほか、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、カルボキシメチルセルロース、デンプン、ナフタレンスルホン酸塩のホルマリン縮合物、ポリスチレンスルホン酸塩なども使用される。
【００１４】
さらに、溶剤としては、水が使用されるが、水単独のほか、エタノール、メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン、イソプロピルアルコール、アセトンなどの水に可溶な低沸点の有機溶剤をさらに併用してもよい。
また、電解質をさらに併用してもよく、たとえば、ＬｉＮＯ3 、ＬｉＣｌ、ＫＣｌ、ＮａＣｌ、ＫＮＯ3 などの電解質が好ましく併用される。
【００１５】
このようなインクジェットプリンタ用インクは、さらに安定化剤、消泡剤などが好ましく併用され、安定化剤としては、アルキルフタレート、アリルフタレート、グリコール、グリコールエステルなどが単独もしくは混合して併用される。
安定化剤のアルキルフタレートとしては、たとえば、ジオクチルフタレート、ジブチルフタレートなとが挙げられ、アリルフタレートなども用いられる。また、グリコールとしては、エチレングリコール、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などが挙げられ、グリコールエステルなども用いられる。
【００１６】
また、消泡剤としては、たとえば、シリコン系、シリカ・シリコン系、金属石鹸系、アマイド系、ポリエーテル系などの消泡剤が好ましく併用され、市販品の具体例としては、たとえば、サンノプコ社製；ノプコ８０３４，ＳＮデフォーマー３８１，ＳＮデフォーマー４８５、ＳＮデフォーマー１５４、ビックケミー社製；ＢＹＫ０２５，ＢＹＫ０２４などが挙げられる。
【００１７】
つぎに、本発明の実施例について、説明する。以下において、部とあるのは重量部を意味するものとする。
【実施例１】
【００１８】
桂皮酸ネオジム・イッテルビウム複合塩（粒子径４μｍ）          ８０部
フタロシアニンブルー（粒子径４μｍ）                            １部
カチオン系アクリル樹脂                                        ２０部
ポリエチレングリコール                                          １部
ジオクチルフタレート                                        ０．５部
ＫＣｌ                                                      ０．５部
消泡剤                                                      ０．４部
水                                                          １００部
エタノール                                                    ２０部
上記組成物をサンドミルで１時間混合分散して、インクジェットプリンタ用インクを調製した。得られたインクジェットプリンタ用インクを用いて、インクジェットプリンタで紙上に印字した。
【００１９】
紙上の印字を観察したところ、インクの滲み出しは見られず、高精度の青色の印字が認められた。また、紙上の赤外発光の印字を検出するため、波長９７０ｎｍ付近に中心放射する励光源でもって放射して励起し、シリコンフォトダイオード検出器で発光を受光して、読み取り速度４ｍ／ｓｅｃで読み取り試験を１００回行ったところ、１００回とも検知することができた。
【実施例２】
【００２０】
実施例１におけるインクジェットプリンタ用インクの組成において、桂皮酸ネオジム・イッテルビウム複合塩を省き、フタロシアニンブルーの使用量を１部から１５部に変更した以外は、実施例１と同様にしてインクジェットプリンタ用インクを調製した。
得られたインクジェットプリンタ用インクを用いて、インクジェットプリンタで紙上に印字した。紙上の印字を観察したところ、インクの滲み出しは見られず、高精度の青色の印字が認められた。
【実施例３】
【００２１】
実施例２において、フタロシアニンブルー１５部を、レーキッドＣ１５部に変更した以外は、実施例２と同様にしてインクジェットプリンタ用インクを調製した。
得られたインクジェットプリンタ用インクを用いて、インクジェットプリンタで紙上に印字した。紙上の印字を観察したところ、インクの滲み出しは見られず、高精度の赤色の印字が認められた。                                        
【実施例４】
【００２２】
実施例２において、フタロシアニンブルー１５部を、ファーストイエローＧ１５部に変更した以外は、実施例２と同様にしてインクジェットプリンタ用インクを調製した。
得られたインクジェットプリンタ用インクを用いて、インクジェットプリンタで紙上に印字した。紙上の印字を観察したところ、インクの滲み出しは見られず、高精度の黄色の印字が認められた。                                        
【実施例５】
【００２３】
実施例２において、フタロシアニンブルー１５部を、キノフタロンイエロー１５部に変更した以外は、実施例２と同様にしてインクジェットプリンタ用インクを調製した。
得られたインクジェットプリンタ用インクを用いて、インクジェットプリンタで紙上に印字した。紙上の印字を観察したところ、インクの滲み出しは見られず、高精度の黄色の印字が認められた。                                        
【実施例６】
【００２４】
実施例２において、フタロシアニンブルー１５部を、ジアニジンオレンジ１５部に変更した以外は、実施例２と同様にしてインクジェットプリンタ用インクを調製した。
得られたインクジェットプリンタ用インクを用いて、インクジェットプリンタで紙上に印字した。紙上の印字を観察したところ、インクの滲み出しは見られず、高精度の橙色の印字が認められた。                                        
【実施例７】
【００２５】
実施例２において、フタロシアニンブルー１５部を、パラレッド１５部に変更した以外は、実施例２と同様にしてインクジェットプリンタ用インクを調製した。
得られたインクジェットプリンタ用インクを用いて、インクジェットプリンタで紙上に印字した。紙上の印字を観察したところ、インクの滲み出しは見られず、高精度の赤色の印字が認められた。                                        
【００２６】
参考例１
実施例１におけるインクジェットプリンタ用インクの組成において、フタロシアニンブルーを省いた以外は、実施例１と同様にしてインクジェットプリンタ用インクを調製した。得られたインクジェットプリンタ用インクを用いて、インクジェットプリンタで紙上に印字した。
紙上の印字を検出するため、波長９７０ｎｍ付近に中心放射する励光源でもって放射して励起し、シリコンフォトダイオード検出器で発光を受光して、読み取り速度４ｍ／ｓｅｃで読み取り試験を１００回行ったところ、１００回とも検知することができた。また、印字を観察したところインクの滲み出しは見られず、高精度の印字が認められた。
【００２７】
参考例２
参考例１におけるインクジェットプリンタ用インクの組成において、ポリエチレングリコールおよびジオクチルフタレートを省いた以外は、参考例１と同様にしてインクジェットプリンタ用インクを調製した。得られたインクジェットプリンタ用インクを用いて、インクジェットプリンタで紙上に印字した。
紙上の印字を観察したところ、インクの滲み出しは見られなかった。また、紙上の赤外発光の印字を検出するため、波長９７０ｎｍ付近に中心放射する励光源でもって放射して励起し、シリコンフォトダイオード検出器で発光を受光して、読み取り速度４ｍ／ｓｅｃで読み取り試験を１００回行ったところ、１００回とも検知することができた。
【００２８】
参考例３
参考例２におけるインクジェットプリンタ用インクの組成において、ＫＣｌを省いた以外は、参考例２と同様にしてインクジェットプリンタ用インクを調製した。得られたインクジェットプリンタ用インクを用いて、インクジェットプリンタで紙上に印字した。
紙上の印字を観察したところ、インクの滲み出しは見られなかった。また、紙上の赤外発光の印字を検出するため、波長９７０ｎｍ付近に中心放射する励光源でもって放射して励起し、シリコンフォトダイオード検出器で発光を受光して、読み取り速度４ｍ／ｓｅｃで読み取り試験を１００回行ったところ、１００回とも検知することができた。
【００２９】
参考例４
参考例１におけるインクジェットプリンタ用インクの組成において、エタノールを省き、水の使用量を１００部から１２０部に変更した以外は、参考例１と同様にしてインクジェットプリンタ用インクを調製した。得られたインクジェットプリンタ用インクを用いて、インクジェットプリンタで紙上に印刷した。
紙上の印字を観察したところ、インクの滲み出しは見られなかった。また、紙上の赤外発光の印字を検出するため、波長９７０ｎｍ付近に中心放射する励光源でもって放射して励起し、シリコンフォトダイオード検出器で発光を受光して、読み取り速度４ｍ／ｓｅｃで読み取り試験を１００回行ったところ、１００回とも検知することができた。
【実施例８】
【００３０】
実施例１におけるインクジェットプリンタ用インクの組成において、カチオン系アクリル樹脂の使用量を種々に変更して、粘度が種々に異なる多種類のインクジェットプリンタ用インクを調製した。この粘度が種々に異なる多種類のインクジェットプリンタ用インクの粘度と、相対出力および液滴の大きさの変動率との関係について調べた。
図１は、このようなインクジェットプリンタ用インクの粘度と、相対出力および液滴の大きさの変動率との関係をグラフで表したもので、このグラフから明らかなように、本発明の有機顔料を用いたインクジェットプリンタ用インクは、粘度が２〜２５ｃｐｓの範囲内であるとき、十分な出力が得られ、液滴の大きさの変動率も１０％以下で均一な液滴が得られ、良好な印字が得られることがわかる。
【実施例９】
【００３１】
実施例１におけるインクジェットプリンタ用インクの組成において、エタノールの使用量を種々に変更して、表面張力が種々に異なる多種類のインクジェットプリンタ用インクを調製した。この表面張力が種々に異なる多種類のインクジェットプリンタ用インクの表面張力と、液滴の大きさの変動率との関係について調べた。
図２は、このようなインクジェットプリンタ用インクの表面張力と、液滴の大きさの変動率との関係をグラフで表したもので、このグラフから明らかなように、本発明の有機顔料を用いたインクジェットプリンタ用インクは、表面張力が２３〜４０ｄｙｎｅ／ｃｍの範囲内であるとき、液滴の大きさの変動率が１０％以下で均一な液滴が得られ、良好な印字が得られることがわかる。
【実施例１０】
【００３２】
実施例１におけるインクジェットプリンタ用インクの組成において、電解質（ＫＣｌ）の使用量を種々に変更して、比抵抗が種々に異なる多種類のインクジェットプリンタ用インクを調製した。この比抵抗が種々に異なる多種類のインクジェットプリンタ用インクの比抵抗と、液滴の大きさの変動率との関係について調べた。
図３は、このようなインクジェットプリンタ用インクの比抵抗と、液滴の大きさの変動率との関係をグラフで表したもので、このグラフから明らかなように、本発明の有機顔料を用いたインクジェットプリンタ用インクは、比抵抗が２，０００Ωｃｍ以下であるとき、液滴の大きさの変動率が１０％以下で均一な液滴が得られ、良好な印字が得られることがわかる。
【実施例１１】
【００３３】
実施例１におけるインクジェットプリンタ用インクの組成において、ＫＣｌのほかに、ＫＯＨを種々の添加量で添加し、ｐＨが種々に異なる多種類のインクジェットプリンタ用インクを調製した。このｐＨが種々に異なる多種類のインクジェットプリンタ用インクのｐＨと、分散安定性との関係について調べた。
なお、分散安定性は、得られたインクジェットプリンタ用インクを一週間放置したのちの上澄みのできかたを全体に対する割合で表した。
図４は、このようなインクジェットプリンタ用インクのｐＨと、分散安定性との関係をグラフで表したものである。分散安定性が８０％以上のものは分散安定性が最適であり、分散安定性が６０〜８０％のものは分散安定性が良好であり、分散安定性が６０％未満のものは分散安定性がやや劣る。
このグラフから明らかなように、本発明の有機顔料を用いたインクジェットプリンタ用インクは、ｐＨが４．５〜１０の範囲内であるとき、インクの分散安定性が良好であり、ｐＨが５〜７のときインクの分散安定性が最適であることがわかる。
【００３４】
比較例１
ダイレクトブラックＧＷ（染料）                              １．５部
ポリエチレングリコール樹脂（分子量２００）                  ４．５部
エトキシグリコール                                          ４．５部
ジオキシン                                                  ０．１部
水                                                        ８９．４部
上記組成物をサンドミルで 0.5時間混合分散して、インクジェットプリンタ用インクを調製した。
得られたインクジェットプリンタ用インクを用いて、インクジェットプリンタで紙上に印字した。紙上の印字を観察したところ、インクの滲み出しが見られ、高精度の黒色の印字が認められなかった。
【００３５】
比較例２
実施例１におけるインクジェットプリンタ用インクの組成において、粒子径が４μｍの桂皮酸ネオジム・イッテルビウム複合塩に代えて、粒子径が６μｍの桂皮酸ネオジム・イッテルビウム複合塩を同量使用した以外は、実施例１と同様にしてインクジェットプリンタ用インクを調製した。
得られたインクジェットプリンタ用インクを用いて、インクジェットプリンタで紙上に印刷しようとしたが、インクジェットプリンタのノズルが目詰まりして印字することができなかった。
【００３６】
比較例３
実施例２におけるインクジェットプリンタ用インクの組成において、フタロシアニンブルーに代えて、酸化チタンを１０部使用した以外は、実施例２と同様にしてインクジェットプリンタ用インクを調製したが、得られたインクジェットプリンタ用インクは顔料の沈降が速くて、インクジェットプリンタで紙上に印字することができなかった。
【００３７】
つぎに、前記の実施例１〜７、参考例１〜４および比較例１，２で得られた各インクジェットプリンタ用インクについて、その分散安定性および耐候性を、下記の方法により、試験した。これらの結果は、表１に示されるとおりであった。
【００３８】
＜分散安定性＞
得られたインクジェットプリンタ用インクを一週間放置したのちの上澄みのできかたを全体に対する割合で示した。
【００３９】
＜耐候性＞
アトラスエレクトリック社製のウェザーオメーターで８時間放置したのちの色彩の変化を示した。
【００４０】
表１
┌──────┬───────┬─────┐
│            │  分散安定性  │  耐候性  │
│            │    （％）    │  （％）  │
├──────┼───────┼─────┤
│  実施例１  │      ９８    │    ８０  │
│  実施例２  │      ９２    │    ９５  │
│  実施例３  │      ９４    │    ８７  │
│  実施例４  │      ９３    │    ９３  │
│  実施例５  │      ９２    │    ９４  │
│  実施例６  │      ９３    │    ９２  │
│  実施例７  │      ９５    │    ９０  │
├──────┼───────┼─────┤
│  参考例１  │      ９５    │    ９０  │
│  参考例２  │      ８０    │    ９０  │
│  参考例３  │      ８５    │    ９０  │
│  参考例４  │      ８２    │    ９０  │
├──────┼───────┼─────┤
│  比較例１  │    １００    │    ４０  │
│    〃  ２  │      ３０    │    ９８  │
└──────┴───────┴─────┘
【００４１】
上記の表１から明らかなように、実施例１〜７で得られた本発明の各インクジェットプリンタ用インクは、いずれも、比較例１，２で得られたインクジェットプリンタ用インクに比し、分散安定性がよくて、耐候性もよい。
また、各実施例および比較例から明らかなように、比較例１のインクジェットプリンタ用インクで印字したときは、インクの滲み出しが見られたが、本発明のインクジェットプリンタ用インクを用いて印字したときは、滲み出しもみられず、高精度の色彩の印字が認められた。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明におけるインクジェットプリンタ用インクの粘度と、相対出力および液滴の大きさの変動率との関係図である。
【図２】本発明におけるインクジェットプリンタ用インクの表面張力と、液滴の大きさの変動率との関係図である。
【図３】本発明におけるインクジェットプリンタ用インクの比抵抗と、液滴の大きさの変動率との関係図である。
【図４】本発明におけるインクジェットプリンタ用インクのｐＨと、分散安定性との関係図である。
【図１】
2004269903.tif 000002
【図２】
2004269903.tif 000003
【図３】
2004269903.tif 000004
【図４】
2004269903.tif 000005