(57)【要約】【課題】溶剤としてエチレングリコールを使用せずとも、ノズルの詰まりが少なく、吐出安定性に優れ、スタートアップ特性にも優れ、更に記録画像に優れた乾燥性を付与できるインクジェット記録用インクを提供する。【解決手段】着色材を溶剤に溶解又は分散させてなるインクジェット用記録インクにおいて、溶剤としてトリメチレングリコールを使用する。トリメチレングリコールの使用量は、インクの５〜５０重量％である。インク調製時の分散性を向上させるために、溶剤としてグリセリンを、好ましくは５〜４０重量％の割合で併用することが好ましい。【選択図】    無し【特許請求の範囲】
【請求項１】
着色材を溶剤に溶解又は分散させてなるインクジェット用記録インクであって、溶剤がトリメチレングリコールを含有するインクジェット記録用インク。
【請求項２】
トリメチレングリコールを５〜５０重量％含有する請求項１記載のインクジェット記録用インク。
【請求項３】
更に、溶剤としてグリセリン、２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドンから選ばれる１種以上の溶剤を５〜４０重量％含有する請求項１又は２記載のインクジェット記録用インク。
【請求項４】
トリメチレングリコールとグリセリンとの配合割合が、１：４〜８：１である請求項３記載のインクジェット記録用インク。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水や有機溶剤を含む溶剤中に、染料や顔料等の着色材を溶解又は分散させてなるインクジェット用記録インクに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、インクジェット記録方式に用いるインクとしては、着色剤として各種の水溶性染料を水単体、或いは水および水溶性溶剤からなる溶剤中に溶解し、必要に応じて各種添加剤を添加したもの（以下、染料インクと記述する）が用いられていたが（特許文献１〜３参照）、最近では、染料インクの問題点である記録画像の耐水性、耐光性を改善するために、着色剤として染料のかわりにカーボンブラックやジアゾイエローなどの顔料を用いたインク（以下、顔料インクと記述する）を適用することが提案されている（特許文献４〜８等）。
【０００３】
ところで、インクジェット記録方式とは、極めて細い流路にインクを満たしておき、その流路に瞬間的に物理的な力を加えることにより又はヒーター上で瞬間的に熱エネルギーを加えてインクを沸騰させることにより、流路の先端部のノズルからインクの液滴を噴射させ、その液滴が紙などの被記録媒体に着弾することで記録を行う方式である。
【０００４】
インクジェット記録方式では、ノズルにおいて水及び溶剤が蒸発し、染料や顔料が残ることによってノズルが詰まり、記録が不能となる場合があるので、インクジェット記録用インク、特に顔料インクに対しては、ノズルの詰まり難さ、良好な吐出安定性、良好なスタートアップ特性を確保することが求められている。その一方で、インクジェット記録により形成された記録画像の早期乾燥性が求められ、そのため、インクジェット記録用インクの溶剤に対しては、印画紙受容層への優れた浸透性や優れた揮発性を示すことが求められている。このような相反する要求特性をバランス良く示すインクジェット記録用インクの溶剤として、従来はエチレングリコールが広く用いられている。
【０００５】
【特許文献１】特開昭６３−５１４８５号公報
【特許文献２】特開昭６３−５６５７５号公報
【特許文献３】特開平１−１９８６７１号公報
【特許文献４】特開昭５７−１０６６０号公報
【特許文献５】特開昭５７−１０６６１号公報
【特許文献６】特公平１−１５５４２号公報
【特許文献７】特開平２−２５５８７５号公報
【特許文献８】特開平２−２７６８７６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、エチレングリコールはＰＲＴＲ法（環境汚染物質排出・移動登録法）の指定物質に該当しているため、インクジェット記録用インクの安全性や環境問題を考慮すると、エチレングリコールをインクジェット記録用インクの溶剤として使用しにくくなると考えられる。このため、ノズルの詰まりが少なく、吐出安定性に優れ、スタートアップ特性にも優れ、更に記録画像に優れた乾燥性を付与できるインクジェット記録用インクを、エチレングリコール等の環境負荷物質を使用することなく構成できるようにすることが求められている。
【０００７】
本発明は、従来の技術の課題を解決しようとするものであり、溶剤としてエチレングリコールを使用せずとも、ノズルの詰まりが少なく、吐出安定性に優れ、スタートアップ特性にも優れ、更に記録画像に優れた乾燥性を付与できるインクジェット記録用インクを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、インクジェット記録用インクの溶剤として、トリメチレングリコールを使用することにより上述の目的を達成できることを見出し、本発明を完成させた。
【０００９】
即ち、本発明は、着色材を溶剤に溶解又は分散させてなるインクジェット用記録インクであって、溶剤がトリメチレングリコールを含有するインクジェット記録用インクを提供する。
【００１０】
【実施の形態】
本発明のインクジェット記録用インクは、着色材を溶剤に溶解又は分散させてなるインクジェット用記録インクであって、溶剤としてトリメチレングリコールを含有することを特徴とする。なお、通常、溶剤には水が主成分として含有されている。
【００１１】
本発明において、溶剤の主成分であるトリメチレングリコールは、ＰＲＴＲ法の指定物質に該当しておらず、高い安全性と低い環境負荷性を示すものである。しかも、エチレングリコールと同様に親水性化合物であり、インクジェット記録用インク中の水の揮散を抑制できる能力を有する。また、それ自身は比較的低分子量化合物で低粘度であるので、記録紙のインク受容層中への浸透力が比較的高い。よって、トリメチレングリコールを溶剤として使用するインクジェット記録用インクは、ノズルが詰まり難く、吐出安定性とスタートアップ特性に優れ、更に記録画像に優れた乾燥性を付与できる。
【００１２】
本発明において、トリメチレングリコールのインクジェット記録用インク中の含有量は、少なすぎると吐出安定性を確保できず、また、ノズルでの乾燥を抑制することができず、逆に多すぎると、紙等の被記録媒体上での乾燥性が低下するので、好ましくは５〜５０重量％、より好ましくは５〜３５重量％、特に好ましくは５〜２０重量％とする。
【００１３】
本発明のインクジェット記録用インクにおいては、発明の効果を損なわない範囲で他の溶剤を併用することができる。例えば、顔料等の着色剤を溶剤に分散する際に、その濡れ性を向上させ、また、消泡効果を確保し、更に乾燥性を向上させるために、ＩＰＡ、エタノール、１，３−ブタンジオール、１，５−ペンタンジールなどの低級アルコールを発明の効果を損なわない範囲で使用してもよい。
【００１４】
本発明においては、特に、顔料の分散性に優れたグリセリン、２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドンから選ばれる１種以上の溶剤をトリメチレングリコールと併用することが好ましい。中でもグリセリンが特に好ましい。この場合、これらの溶剤、特にグリセリンの使用量が少なすぎるとそれらの添加効果が得られず、多すぎるとインクの乾燥性が低下するので、好ましくは５〜４０重量％、より好ましくは３〜２０重量％、特に好ましくは３〜１０重量％とする。ここで、トリメチレングリコールとこれらの溶剤、特にグリセリンとの配合割合は、総溶剤成分粘度の観点から好ましくは１：４〜８：１である。
【００１５】
本発明のインクジェット記録用インクを構成する着色剤としては、特に限定されるものではなく、従来のインクジェット記録用インクで用いられている染料や顔料を使用することができ、例えば、白黒用としては、ファーネスブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック等のカーボンブラック類、または銅、鉄、酸化チタン等の金属類、アルトニトロアニリンブラック等の有機顔料が挙げられる。さらにカラー用としてはトルイジンレッド、パーマネントカーミンＦＢ、ファストイエローＡＡＡ、ジスアゾオレンジＰＭＰ、レーキレッドＣ、ブリリアントカーミン６Ｂ、フタロシアニンブルー、キナクリドンレッド、ジオキサンバイオレット、ピクトリアピュアブルー、アルカリブルートナー、ファストイエロー１０Ｇ、ジスアゾエローＡＡＭＸ、ジスアゾエローＡＡＯＴ、ジスアゾエローＡＡＯＡ、黄色酸化鉄、ジスアゾエローＨＲ、オルトニトロアニリンオレンジ、ジニトロアニリンオレンジ、バルカンオレンジ、トルイジンレッド、塩素化パラレッド、ブリリアンファーストスカーレット、ナフトールレッド２３、ピラゾロンレッド、バリウムレッド２Ｂ、カルシウムレッド２Ｂ、ストロンチウムレッド２Ｂ、マンガンレッド２Ｂ、バリウムリソームレッド、ピグメントスカーレッド３Ｂレーキ、レーキボルドー１０Ｂ、アンソシン３Ｂレーキ、アンソシン５Ｂレーキ、ローダミン６Ｇレーキ、エオシンレーキ、ベンガラ、ファフトールレッドＦＧＲ、ローダミンＢレーキ、メチルバイオレッドレーキ、ジオキサジンバイオレッド、ベーシックブルー５Ｂレーキ、ベーシックブルー６Ｇレーキ、ファストスカイブルー、アルカリブルーＲトナー、ピーコックブルーレーキ、紺青、群青、レフレックスブルー２Ｇ、レフレックスブルーＲ、ブリリアントグリーンレーキ、ダイアモンドグリーンチオフラビンレーキ、フタロシアニングリーンＧ、グリーンゴールド、フタロシアニングリーンＹ、酸化鉄粉、さびこ、亜鉛華、酸化チタン、炭酸カルシウム、クレー、硫酸バリウム、アルミナ、アルミナホワイト、アルミニウム粉、ブロンズ粉、昼光蛍光顔料、パール顔料、ナフトールカーミンＦＢ、ナフトールレッドＭ、パーマネントカーミンＦＢ、ファストイエローＧ、ジスアゾイエローＡＡＡ、ジオキサンバイオレッド、アルカリブルーＧトナー等、その他顔料表面を樹脂等で処理したグラフトカーボン等の加工顔料等が使用できる。これらは場合によっては２種類以上を混合することもできる。
【００１６】
着色剤のインクジェット記録用インク中の配合量は、着色剤や溶剤の種類等に応じて、適宜決定することができる。
【００１７】
本発明のインクジェット記録用インクは、必要に応じて顔料を溶剤中で安定的に分散させるための分散剤や、従来のインクジェット記録用インクにおいて用いられている各種添加剤、例えば、顔料粒子の凝集防止剤、印字後の耐水性向上剤、ｐＨ調整剤、表面張力調整剤、防カビ・防腐剤等を含有することができる。
【００１８】
本発明において使用可能な分散剤としては、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、高分子系界面活性剤、高分子重合物などが挙げられる。
【００１９】
アニオン性界面活性剤としては、アルキル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩等が使用できる。カチオン性界面活性剤としては、塩化アルキルトリメチルアンモニウム、塩化ジアルキルジメチルアンモニウム等が使用できる。両性界面活性剤としては、アルキルジメチルアミノ酢酸ベタイン、アルキルジメチルアミンオキサイド、アルキルカルボキシメチルヒドロキシエチルイミダゾリウムベタイン等が使用できる。ノニオン性界面活性剤としては、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレングリコール、ポリオキシプロピレンアルキルエーテルなどが使用できる。高分子系界面活性剤としては、高分子量ポリウレタン、ポリエステル系などが、高分子重合物としては顔料に親和性のある官能基（例えばカルボニル基、アミノ基など）を持つものが使用できる。
【００２０】
また、他の分散剤として、水溶性樹脂、例えば、セルロース樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、ビニル樹脂等の高分子分散剤を使用することができる。これらの水溶性樹脂は顔料を被記録媒体に固着させるための固着剤としても添加できる。
【００２１】
ｐＨ調整剤としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウムなどのアルカリ金属水酸化物、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、プロパノールアミンなどの低級アルカノールアミン、水酸化アンモニウム、リン酸二水素カリウム等を使用できる。
【００２２】
防カビ・防腐剤等として、フェノール系化合物、安息香酸ナトリウム等を使用でき、防錆の目的で、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）等を使用できる。
【００２３】
本発明のインクジェット記録用インクは、インクジェット記録用インクの公知の製造方法に従って製造することができる。例えば、着色剤と分散剤と少量の溶剤とを公知の分散装置で分散して着色剤の分散液を得、それを溶剤と必要に応じて分散剤等と均一に混合させることにより製造することができる。
【００２４】
以上説明したように製造したインクジェット記録用インクは、圧電素子方式のインクジェット記録方法やサーマル方式のインクジェット記録方法に適用することができる。
【００２５】
【実施例】
以下に本発明の記録用インクを実施例により具体的に説明する。
【００２６】
実施例１〜１７及び比較例１〜２並びに参考例１
まず、表１の成分を混合し、得られた混合物をウォーターバスで７０℃に加温し、樹脂分を完全に溶解させた。この溶液に顔料として、キナクリドン系ピグメントＮｏ．１２２（ＣＲＯＭＯＰＨＴＡＬ  Ｐｉｎｋ  ＰＴ、チバ・スペシャリティーケミカル製）１４重量部を加え、３０分間プレミキシングを行った後、分散メデイアとしてジルコニウムビーズ（直径０．３ｍｍ）を使用する分散機（コスモミル、アイリッヒ製）で３時間、分散処理することにより顔料分散液Ａを調製した。
【００２７】
【表１】
2004323671.tif 000002
【００２８】
次に、表２の成分を１時間撹拌して混合し、３μｍのフィルターろ過処理を施すことにより、インクジェット記録用インクを得た。
【００２９】
【表２】
2004323671.tif 000003
【００３０】
なお、表２のトリメチレングリコール及び必要に応じて配合される他の有機溶剤（例えばグリセリン）の添加量（重量部）を表３に示す量で添加する以外は、実施例１と同様の方法で実施例２〜１７、比較例１〜２、参考例１のインクジェット記録用インクを調製した。但し、イオン交換水で全量を１００重量部に調整した。
【００３１】
【表３】
2004323671.tif 000004
【００３２】
（評価）
得られたインクジェット記録用インクについて、吐出安定性及びスタートアップ特性並びに記録画像の乾燥性を以下に示すように評価した。また、インク調製時の顔料の分散性についても以下に示すように評価した。評価の結果を表４に示す。
【００３３】
吐出安定性
吐出安定性は、インクジェット記録用インクを、記録ヘッド内のインクに熱エネルギーを与えて液滴を発生させ吐出を行なうオンデマンドタイプの試作マルチヘッドにて、吐出オリフィス径１６ミクロン、ヒーター駆動電圧１１Ｖ、駆動周波数１０ｋＨｚの条件にて、吐出させた。ドライバの駆動信号の遅延を操作し、モニター上のインク滴画像を移動させ、移動距離と、それに要した遅延時間とから吐出速度を算出した。
【００３４】
吐出安定性の良否の判断は、初期の吐出速度（初期速度）と２０分間連続吐出後の速度（２０分後速度）を指標とし、以下の基準で評価した。
ランク          基準
◎：初期速度が１０ｍ／ｓ以上、且つ２０分後速度が１０ｍ／ｓ以上である場合
○：初期速度が８ｍ／ｓ以上、且つ２０分後速度が８ｍ／ｓ以上である場合
△：初期速度が８ｍ／ｓ以上、且つ２０分後速度が５ｍ／ｓ以上である場合
×：初期または、途中で吐出停止
【００３５】
スタートアップ特性
スタートアップ特性は、上記吐出安定性試験後、ノズルをワイプ後１０分間放置し、再度電圧を加え吐出の可否で判断した。変わりなく吐出できた場合を「○」、若干の吐出ムラがあったが吐出できた場合を「△」、全く吐出できなかった場合を「×」と評価した。
【００３６】
乾燥性
市販インクジェットプリンター（ＤｅｓｋＪｅｔ９７０ｃｘｉ、ＨＰ社）にインクジェット記録用インクを充填し、エプソン社製フォト光沢紙にベタ印画を行い、１０秒間放置しコピー用紙（Ｚｅｒｏｘ４０２４）を上にのせ、指で１０回擦り、色の転写の有無で評価した。指で１０回擦っても、全く色転写が生じなかった場合を「◎」、指で１０回擦り僅かに色転写が生じた場合を「○」、指で４回擦ったときに僅かに色転写が生じた場合を「△」、指で３回擦った場合を無視できない色転写が生じた場合を「×」と評価した。
【００３７】
分散性
分散性の評価方法／評価基準の補充
分散体をインク化したときの粒度分布をＦＰＡＲ１０００（大塚電子製）で測定し（Ｘ）、水で同顔料濃度に希釈した場合の測定値（Ｙ）との比で評価した。
◎：  Ｘ／Ｙ＝１以上１．２未満
○：  Ｘ／Ｙ＝１．２以上１．５未満
△：  Ｘ／Ｙ＝１．５以上２．０未満
×：  Ｘ／Ｙ＝２．０以上
【００３８】
【表４】
2004323671.tif 000005
【００３９】
表４から、実施例１〜１７の本発明のインクジェット記録用インクが吐出安定性、スタートアップ特性、乾燥性及び分散性の全ての項目について良好な結果を示していることがわかる。特に、吐出安定性の点で、トリメチレングリコールの好ましい含有量が５〜５０重量％であることがわかる。また、グリセリンと併用することにより、分散性が向上することがわかる。
【００４０】
なお、参考例１は、ＰＲＴＲ法で使用に問題が提起されているエチレングリコールを使用した例である。比較例１は、トリメチレングリコール等の有機溶剤を使用しない例であり、吐出特性、スタートアップ特性、分散性の各項目に問題があることがわかる。比較例２は、トリメチレングリコールに代えてグリセリンを使用した例であり、特に乾燥性に問題があることがわかる。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように、本発明のインクジェット記録用インクは、インク中にトリメチレングリコールを好ましくは５〜５０重量％の範囲で含有することで、良好な吐出安定性とスタートアップ特性とを実現でき、しかも印画後の記録画像が優れた乾燥性を示す。