(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水溶性着色剤、エチレングリコール類及び水を含有するインクジェット記録に用いるインク組成物において、更にグリセリン誘導体を含有し、且つ前記グリセリン誘導体が下記する（Ｉ）又は（II）の構造式
【化１】
0004024963.tif 000010
又は
【化２】
0004024963.tif 000011
式中、ＸはＳＯ3 Ｎａである、で表されるグリセリン誘導体であることを特徴とするインクジェット記録用インク組成物。
【請求項２】
水溶性着色剤、エチレングリコール類及び水を含有するインクジェット記録に用いるインク組成物において、更にグリセリン誘導体を含有し、且つ前記グリセリン誘導体が下記する（ＩＩＩ）又は（IＶ）の構造式
【化３】
0004024963.tif 000012
又は
【化４】
0004024963.tif 000013
式中、Ｘ１ 及びＸ２ は、ＳＯ３Ｎａと、ＣＯＯＮａ及びＮＨ２のいずれかの極性基との組合せである、で表されるグリセリン誘導体であることを特徴とするインクジェット記録用インク組成物。
【請求項３】
水溶性着色剤、エチレングリコール類及び水を含有するインクジェット記録に用いるインク組成物において、更にグリセリン誘導体を含有し、且つ前記グリセリン誘導体が下記する（Ｖ）の構造式
【化５】
0004024963.tif 000014
式中、Ｘ１〜Ｘ３は、ＳＯ3 ＮａとＮＨ２との組合せである、で表されるグリセリン誘導体であることを特徴とするインクジェット記録用インク組成物。
【請求項４】
インク組成物中の前記グリセリン誘導体の含有量が、２〜８重量％であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のインクジェット記録用インク組成物。
【請求項５】
インク組成物中の前記グリセリン誘導体と前記エチレングリコール類との含有割合が、重量比で１：２〜１：６であることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のインクジェット記録用インク組成物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェット記録用のインク組成物に関し、より詳細には、インクジェットプリンタ等に用いる水性インク組成物であり、特に、プリンタ使用時のノズルやフィルタ等の目詰まりを起こさず、インク特性や長期保存性等に優れるインクジェット記録用の水性インク組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、インクジェット記録方式のプリンタ等の記録方法が普及し、種々の機構によりノズルからインクの小滴を吐出させて、記録用紙上にインクのドットを形成・記録させ、また、その記録機構が極めて簡便である。
しかも、装置自体も小型化され、コスト的にも低廉である。また、記録時の騒音も少なく、カラー化、高密度化、高速化が一段と進んでいるものである。
【０００３】
そこで、近年、その記録装置も一段と進歩し、使用される専用の記録紙や、普通紙も使用され、更には、例えば、電子写真用転写紙のサイズ処理の改良により電子写真用転写紙にも、このインクジェット記録方式によるプリンタが使用され、インクジェット記録方式で形成される画像の画質も著しく向上している。
【０００４】
このように一段とその使用を拡大しつつある要因に、カラーインクジェット記録の一段の進展がある。ところが、専用のコート紙を使用することから高繊細で、高鮮明で、高色彩である画像を形成させることを可能にしているが、普通紙感に欠け、更なる汎用性には未だ乏しいものである。
このような記録紙状況にあって、記録紙に求められる性能は、同時に使用されるインクジェット記録用のインクの性能にも係わっており、両者の関係は表裏一体であるとも言える。
【０００５】
すなわち、インクジェット記録方式による、この両者が係わる画像において、
（１）紙面上での、インクドットが、滲み過ぎず、均一でシャープなエッジを有すること、
（２）インクの吸収速度が優れ、異色インクのベタ記録部の境界が鮮明であること、
（３）２色以上のインク滴が１度に同一箇所にドットされても、インク流れや、長時間、未定着のインクが紙面上に残らないこと、
（４）インク中も染料の発色性に優れ、使用後も濃度、彩度の高い記録画像を形成させること、
（５）耐水性、耐侯性等の画像が、堅牢性で、密着性に優れること、
等が挙げられる。
【０００６】
また、従来のフルカラー電子写真用記録紙は、例えば、８０ｇ／ｍ2 のようにその坪量を比較的に多くして不透明度を上げて、トナー画像の裏抜け防止をしている。このような坪量の多い用紙をインクジェットに使用した場合に、例え適切なサイズ処理を施したとしても、紙層中に浸透したインクの色濃度が、この不透明性に遮られ、その記録（又は印字）されたインクの彩度を低下させる傾向がある。
【０００７】
また、フェザリングといった紙質の繊維すじに沿った滲みや、多色時に隣接する異なる色のインクが、互いに滲んでおこるブリーディングを発生させて、記録又は印字品質を著しく低下させる等の問題があった。
【０００８】
また、このように、近年におけるインクジェット記録方式は、騒音が小さく、高画質の多色画像を高速で形成できる利点を有していることから、水性インクの吸収性、乾燥性を改良するため、酸性紙をベースとした無サイズ紙や、シリカのような吸収性被覆層を設けた記録用紙が用いられている。
例えば、特開平６−２５５７３号公報には、印字休止後の吐出不良がなく、安定性、目詰まり防止性に優れるインクジェット用インクが記載されている。このインク組成物は、染料をよく溶解する化合物を用いることにより、インクジェットプリンタにおける印字ヘッドの目詰まりを防止しようとする提案であるが、他の各種の着色剤による提案と同様に、インク噴射の長期信頼性を完全に満足させるには至っていない。
【０００９】
すなわち、上述するような添加剤は、インクジェット用インク組成物において、インクが安定して噴射することが必要であるが、インク中の染料が十分に溶けていないと、使用しない期間が続いて長期放置した時に、印字ヘッド先端のノズル部においてインクの水分が蒸発して固溶体になり、染料の溶解力が弱まって析出し、ノズルに付着してインクの吐出安定性を低下させてしまうのである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
以上、上述する如く、インクジェット記録方式は、その簡便さ、装置自体が小型で、低廉であって、しかも、そのカラー化、高密度化、高速化が一段と進んでいる。このような状況下に、近年の急速な普及に伴い、記録紙の種々なる改良の必要性に伴い、そのインクに対しても、印刷の高速性、多色化、鮮明性、普通紙対応性、保存安定性等の観点で、一層、改良が要望されているのが実状である。
【００１１】
そこで、インクジェット記録用のインク組成物として、上述する如く、その特性に係わり必要不可欠な種々なる添加剤が検討され、その特性改善策として提案されている。
【００１２】
まず、インクの色濃度に関しては、着色剤の濃度や溶煤である水に対する溶解性等が重要であることが知られている。
また、印字ヘッドの目詰まりに関しては、インク組成物に含有する着色剤に対して、溶解する溶解剤が最適でなければならないことも周知のことである。
また、着色剤である染料、湿潤剤、表面張力調整剤及び防腐剤等を含有するインク組成物にあって、着色剤として従来から種々の染料、例えば直接染料、酸性染料、塩基性染料、反応性染料及び分散染料等の水溶性染料が知られている。
これらの多くは、インクジェット記録用の着色剤として、溶解性の点で問題があり、インクジェットプリンタの印字ノズルの目詰まりやフィルタの目詰まりの主たる原因になっていた。
【００１３】
そこで、従来から、これらの問題に係わり、用いる湿潤剤としてはエチレングリコール類やエチレングリコール、エチレングリコールのアルキルエーテル等が知られ使用されている。
このような湿潤剤は、インクを噴射するノズルの先端でインクが乾燥した場合にも保水して染料の乾固を防いでいるが、同時に染料の溶解性を低下させないものでなければならない。すなわち、従来から、湿潤剤と着色剤の溶解剤を兼ね備えたものが使用されている。
また、インクジェット記録用のインクに用いる表面張力調整剤には、界面活性剤が用いられインクの粒子化状態を変化させるのに重要な役割を果たしている。
【００１４】
しかしながら、このように種々なる添加剤との係わりで、インクジェット記録用のインク組成物としての上述する公報提案では、インクジェット記録における色濃度及び印字されたインクの彩度を低下させたり、また、フェザリングやブリーディング等を発生させる等の問題で、未だ十分に満足されていないのが実状である。
【００１５】
従って、本発明の目的はインクジェット記録紙に係わり、ドットされるインク濃度が鮮明で、フェザリング、ブリーディング等の滲みが防止され、画像又は印字品質の優れたインクジェット記録用のインク組成物を提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明者らは、上記課題に鑑みて、これらの課題を達成すべく鋭意検討した結果、特に、既に、このインクの湿潤剤として使用されているエチレングリコール類、エチレングリコール、エチレングリコールのアルキルエーテル等の湿潤剤に着目し、これらの着色剤に対する溶解性を高め、目詰まり発生をおこさず、上述するインクジェット記録用としてのインク特性を兼ね備えるインク組成物を見出して、本発明を完成させるに至った。
【００１７】
すなわち、本発明は、上述する諸特性を満足させるインク組成物として、水溶性の着色剤、湿潤剤であるエチレングリコール類及び水を含有するインクジェット記録用のインク組成物に対して、更に特定のグリセリン誘導体を含有させ、しかも、そのグリセリン誘導体が、グリセリンとして有する全水酸基を残留しているグリセリン誘導体であることを特徴とするインクジェット記録用のインク組成物を提供する。
【００１８】
これにより、更に添加されたグリセリン誘導体が、特に、エチレングリコール類との相乗効果を一層向上させることができる。その結果、多色画像においても、そのドット濃度が高く且つ色味が鮮明で、ブリーディングやフェザリング等の滲みも抑制されることから、画像又は印字品質が優れ、しかも、印字ヘッドノズルの目詰まりを防止し、インクジェット記録用の水性インクとして保存安定性を一層向上させるものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
既に上述したように、本発明によれば、インクジェット記録方式で、印字及び画像記録（形成）に用いる水性インク組成物は、従来から公知の成分に、更に特定のグリセリン誘導体を添加させたことを特徴としている。
これにより、インク組成物中の染料の湿潤性及び溶解性を向上させて、特に、最近のインクジェット記録の高速化、多色記録、高鮮明性を満足させることができ、更にこのような特性を向上させると共に、印字ヘッドノズルのインク目詰まりを効果的に防止し、貯蔵安定性に優れるインクジェット記録用のインク組成物であることを特徴としている。
【００２０】
そこで、本発明によるインク組成物の実施の形態について、以下に更に説明する。
【００２１】
既に上述する如く、本発明において、インク組成物に使用される水性染料の湿潤剤及び溶剤としてのグリセリン誘導体は、好ましくは、下記する（Ｉ）又は（II）の構造式で表されるグリセリン誘導体が、適宜好適に使用される。しかも、これらの構造式から明らかなように、グリセリンとして有している全水酸基を残留しているその誘導体であることが特徴である。
【００２２】
【化６】
0004024963.tif 000002
【００２３】
又は
【００２４】
【化７】
0004024963.tif 000003
【００２５】
上記（Ｉ）又は（II）式中の、Ｘは−ＳＯ3 Ｎａである。また、本発明において、このようなグリセリン誘導体が、下記する（III ）又は（IV）の構造式で表されるグリセリン誘導体も、適宜好適に使用することができる。
【００２６】
【化８】
0004024963.tif 000004
【００２７】
又は
【００２８】
【化９】
0004024963.tif 000005
【００２９】
上記（III ）又は（IV）式中のＸ１及びＸ２は、ＳＯ３Ｎａと、ＣＯＯＮａ及びＮＨ２のいずれかの極性基との組合せであるグリセリン誘導体が好適である。
【００３０】
更にはまた、本発明において、このようなグリセリン誘導体として、下記する（Ｖ）の構造式で表されるグリセリン誘導体も、適宜好適に使用することができる。
【００３１】
【化１０】
0004024963.tif 000006
【００３２】
上記（Ｖ）式中のＸ１〜Ｘ３は、−ＳＯ３Ｎａと−ＮＨ2との組合わせであるグリセリン誘導体が、好適に使用することができる。
【００３３】
以上から、上述する構造式（Ｉ）〜（Ｖ）で表される、これらのグリセリン誘導体は、既に上述する如く、そのグリセリンとして全水酸基を残留していることことにより、従来から公知である他の多くのグリセリン誘導体に比べて、本発明による水性インク組成物において、より湿潤性を安定にしている要因の一つと奏される。  また、一方の極性官能基としてのＸ1 〜Ｘ3 等は、インク組成物中の他の添加剤との相容性又は相溶性を向上させる要因として、より効果的に係わっているものと奏される。
また、本発明において、これらの極性官能基は、他の公知の多くのグリセリン誘導体が有する官能基に比べて、構造的にも、より単純な構造基であることが、インク組成物中での、それ自体としての安定性、保存性に好適であるものと奏される。
【００３４】
そこで、上述する（Ｉ）又は（II）の構造式で表されるグリセリン誘導体の中で、本発明において、下記の［化１１］に示すグリセリン誘導体を好適に使用することができる。
【００３５】
【化１１】
0004024963.tif 000007
【００３６】
また、上述する（III ）又は（IV）の構造式で表されるグリセリン誘導体の中で、本発明において、下記の［化１２］に示すグリセリン誘導体を好適に使用することができる。
【００３７】
【化１２】
0004024963.tif 000008
【００３８】
更にはまた、上述する（Ｖ）の構造式で表されるグリセリン誘導体の中で、本発明において、下記の［化１３］に示すグリセリン誘導体を好適に使用することができる。
【００３９】
【化１３】
0004024963.tif 000009
【００４０】
そこで、本発明において、これらのグリセリン誘導体は、インク組成物中の含有量として、好ましくは、２〜８重量％で、より好ましくは、３〜７重量％であることが好適である。また、特に、本発明において、インク組成物中のこれらのグリセリン誘導体とエチレングリコール類との含有割合が、重量比で表して１：２〜１：６であることが好適である。
【００４１】
本発明においては、これらのグリセリン誘導体は、既に上述する如く、エチレングリコール類と共に着色剤の湿潤剤及び溶解剤として使用され、相乗効果として、既に上述する諸特性を向上させ、特に印字ヘッド部の長期放置後における着色剤の湿潤性や溶解性を高めるものと奏される。そこで、このエチレングリコール類として、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリチレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール＃１００、ポリエチレングリコール＃２００、ポリエチレングリコール＃３００、ポリエチレングリコール＃４００等が挙げられる。
【００４２】
また、本発明において、グリセリン誘導体の含有量を上述する範囲にすることで、インクジェット記録用の本発明のインク組成物は、含有する着色剤の染料や顔料に近い染料の湿潤性や溶解性が高いため、インクジェットプリンタの印字ヘッド部に充填して、６ケ月以上の長期間放置した場合にもノズルの目諸まりがなく、インクの噴射方向が非常に安定している。
【００４３】
また、上述するグリセリン誘導体は、エチレングリコール類と同様にインクジェット記録用の水性インク組成物中の着色剤をよく溶解させ、染料の溶媒であるイオン交換水に対する溶解性が良好である。このグリセリン誘導体とエチレングリコール類は長期の保存に対しても、インク物性を変化させたり、インクを変質させることがなく、安定したインク特性を有するインクジェット記録用のインク組成物である。
【００４４】
従って、本発明によるインク組成物は、インクジェットプリンタのインク供給部やインク流路に充填させて、長期間放置させた場合にも、インク中の成分が析出することがないため、印字ヘッド部へのインク供給が無理なく行え、インク滴が歪まずに吐出でき、インクの噴射特性も良好である。
また、インクジェットプリンタに用いる印字ヘッドの種類により、ノズル径は広範囲であり、例えばノズル径は１０〜５０μｍに変わり得るが、この範囲のノズル径を用いる場合、ノズルの目詰まりを引き起こさない信頼性の高いインクとは、溶解性が少なくとも５重量％であり、且つ０．３〜１μｍの濾過フィルタ処理でフィルタが目詰まりを引き起こさないものである。
【００４５】
また、本発明のインクジェット記録用のインク組成物に用いる着色剤としては、直接染料、酸性染料、塩基性染料、反応性染料及び分散染料等の水溶性染料を挙げることができる。例えば、本発明で好適に使用される直接染料及び酸性染料としては、以下のものを適宜使用することができる。
Ｄｉｒｅｃｔ  Ｂ１ａｃｋ１７，Ｄｉｒｅｃｔ  Ｂ１ａｃｋ１９，Ｄｉｒｅｃｔ  Ｂ１ａｃｋ３２，Ｄｉｒｅｃｔ  Ｂ１ａｃｋ３８，Ｄｉｒｅｃｔ  Ｂ１ａｃｋ５１，Ｄｉｒｅｃｔ  Ｂ１ａｃｋ１４６、
Ｄｉｒｅｃｔ  Ｂ１ｕｅ１，Ｄｉｒｅｃｔ  Ｂ１ｕｅ６，Ｄｉｒｅｃｔ  Ｂ１ｕｅ２２，Ｄｉｒｅｃｔ  Ｂ１ｕｅ７１，Ｄｉｒｅｃｔ  Ｂ１ｕｅ１０６，Ｄｉｒｅｃｔ  Ｂ１ｕｅ１６８、
Ａｃｉｄ  Ｙｅｌｌｏｗ１，Ａｃｉｄ  Ｙｅｌｌｏｗ１１，Ａｃｉｄ  Ｙｅｌｌｏｗ１７，Ａｃｉｄ  Ｙｅｌｌｏｗ２３，Ａｃｉｄ  Ｙｅｌｌｏｗ２９，Ａｃｉｄ  Ｙｅｌｌｏｗ４２、
Ａｃｉｄ  Ｒｅｄ１８，Ａｃｉｄ  Ｒｅｄ２６，Ａｃｉｄ  Ｒｅｄ３７，Ａｃｉｄ  Ｒｅｄ８７，Ａｃｉｄ  Ｒｅｄ９４，Ａｃｉｄ  Ｒｅｄ２６５、
Ａｃｉｄ  Ｂ１ｕｅ１，Ａｃｉｄ  Ｂ１ｕｅ７，Ａｃｉｄ  Ｂ１ｕｅ９，Ａｃｉｄ  Ｂ１ｕｅ２５，Ａｃｉｄ  Ｂ１ｕｅ６２，Ａｃｉｄ  Ｂ１ｕｅ１１３。
本発明においては、これらの染料を好適に使用することができるが、これらの染料に限定されることなく、従来から、公知である他の染料も適宜使用することができる。
【００４６】
そこで、このように用いられるグリセリン誘導体の合成は、特に困難なものではなく、グリセリンに水酸基の保護基、例えば、トリチル型、ベンジル型、アリル型、アシル型炭酸エステル型、アセタール型等の保護基を合成過程で介在させる通常の有機合成手法を用いて、アセトニトリル、テトラヒドロフラン、テトラヒドロフラン−水混合物等の溶媒中で、塩基触媒下に、組み合わせ反応をさせた後、常法によりシリカゲルカラム等で精製することで得られる。
【００４７】
【実施例】
以下に、本発明を実施例により、さらに説明するが、本発明は、これらにいささかも限定されるものではない。
【００４８】
（実施例１）
＜インク組成物１の成分；重量％＞
染料（Ｄｉｒｅｃｔ  Ｂ１ａｃｋ１９）；３．０％、グリセリン誘導体のＮａＳＯ3 ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ2 ＯＨ［化１１の（１）参照］；３．５％、チレングリコール；９．０％、イオン交換水；８４．５％
このインク組成物１は、従来から通常に実施する６ケ月間の加速放置テストを満足するものであった。加速放置テストはインクを充填した印字ヘッドを乾燥器に放置し、常温常湿に対して水分の乾燥遠度が何倍も速い温湿度条件に設定して放置した後（温湿度条件は、５０℃２５％ＲＨであり、常温常湿２０℃６０％ＲＨの約１０倍の水分乾燥速度である）、インク噴射を行なって目詰まりせずに、正常にインクを噴射することを確認するものである。
【００４９】
（実施例２）
＜インク組成物２の成分；重量％＞
染料（Ｄｉｒｅｃｔ  Ｂｌｕｅ６）；３．０％、グリセリン誘導体のＣＨ2 （ＯＨ）（ＮａＳＯ3 ）Ｃ（ＯＨ）ＣＨ2 ＯＨ［化１１の（５）参照］；４．０％、チレングリコール；９．０％、イオン交換水；８４．０％
このインク組成物２において、染料Ｄｉｒｅｃｔ  Ｂｌｕｅ６は、通常のインクジェット記録用の水性カラーインクに用いられているものである。実施例１と同様に６ケ月間の加速放置テストを満足するものであった。また、実施例１と同様に、この加速放置テスト後、インク噴射を行なって目詰まりせずに、正常にインクを噴射することを確認できた。
【００５０】
（実施例３）
＜インク組成物３の成分；重量％＞
染料（Ａｃｉｄ  Ｒｅｄ２６５）；３．０％、グリセリン誘導体のＮａＳＯＯ3 ＣＨ（ＯＨ）（ＮＨ2 ）Ｃ（ＯＨ）ＣＨ2 ＯＨ［化１２の（２）参照］；４．０％、トリエチレングリコール；８．０％、イオン交換水；８５．０％
このインク組成物３において、染料Ａｃｉｄ  Ｒｅｄ２６５は、通常のインクジェット記録用の水性インクに用いられているものである。実施例１と同様の方法で、７ケ月間の加速放置テストを満足するものであった。また、実施例１と同様に、この加速放置テスト後、インク噴射を行なって目詰まりせずに、正常にインクを噴射することを確認できた。
【００５１】
（実施例４）
＜インク組成物４の成分；重量％＞
染料（Ａｃｉｄ  Ｙｅｌｌｏｗ２３）；３．０％、グリセリン誘導体のＮａＳＯ3 ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ（ＯＨ）（ＮａＯＯＣ）ＣＨＯＨ［化１２の（５）参照］；４．５％、ポリエチレングリコール＃１００；９．０％、イオン交換水；８３．５％
このインク組成物４において、染料Ａｃｉｄ  Ｙｅｌｌｏｗ２３は、通常のインクジェット記録用の水性カラーインクに用いられているものである。実施例１と同様の方法で、７ケ月間の加速放置テストを満足するものであった。また、実施例１と同様に、この加速放置テスト後、インク噴射を行なって目詰まりせずに、正常にインクを噴射することを確認できた。
【００５２】
（実施例５）
＜インク組成物５の成分；重量％＞
染料（Ａｃｉｄ  Ｂｌｕｅ１１３）；３．５％、グリセリン誘導体のＮａＳＯ3 ＣＨ（ＯＨ）（ＮＨ2 ）Ｃ（ＯＨ）（ＮＨ2 ）ＣＨＯＨ［化１３の（１）参照］；５．０％、ポリエチレングリコール＃１００；８．０％、イオン交換水；８３．５％
このインク組成物５において、染料Ａｃｉｄ  Ｂｌｕｅ１１３は、通常のインクジェット記録用の水性カラーインクに用いられているものである。実施例１と同様の方法で、７ケ月間の加速放置テストを満足するものであった。また、実施例１と同様に、この加速放置テスト後、インク噴射を行なって目詰まりせずに、正常にインクを噴射することを確認できた。
【００５３】
【発明の効果】
本発明によれば、インクジェット記録用の水性インク組成物として、特に、この湿潤剤として及び染料等の溶解剤として、エチレングリコール類に特定のグリセリン誘導体を組合わせることにより、特に、エチレングリコール類との相乗効果として、インク組成物の湿潤性、保存安定性を一層向上させることができる。その結果、多色印字においても、そのドット濃度が高く且つ色味が鮮明で、ブリーディングやフェザリング等の滲みも抑制されて画像又は印字品質が優れ、しかも、印字ヘッドノズルの目詰まりを効果的に防止され、保存安定性を一層向上させるインクジェット記録用の水性インクを提供することができる。