JPH07228810A - 水性インク及びそれを用いたインクジェット記録方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 少なくとも水溶性染料と水とからなる水溶性
記録液において、塩基性アミノ酸を含有することを特徴
とする水性インク及び該水性インクを使用することを特
徴とするインクジェット記録方法。 【効果】 水性インクとして普通紙に記録した場合にも
インクの耐水性を保ち、いわゆるブロンズ現象を防止
し、記録像の濃度が濃く、十分なコントラストが得ら
れ、かつ鮮明である画像が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水性インクに関するも
のである。更に詳しくは、これを用いて記録を行った場
合に、記録像の耐水性が向上し、良好な記録像濃度及び
画質がえられる水性インクに関するものであり、特に黒
色系インクの場合に顕著な画像のブロンズ現象を防止で
きる水性インクに関するものである。また、本発明の他
の目的は、該水性インクを使用するインクジェット記録
方法を提供することに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、主たるインクとしては顔料インク
および染料インクがある。顔料インクは染料インクに比
較して耐光性、耐水性に優れ、記録像は変色したり色あ
せることなく良好な画像形成が可能であるため、様々な
分野で使用されている。しかしながら経時的に顔料が凝
集しやすく、ペン先やノズルでの目詰まりを生じたり、
インク保存中に沈殿を生じたりして、インクの安定性と
しては不安定であるという問題をかかえているのが現状
である。

【０００３】一方、染料インクは凝集などの問題はない
ため、種々検討され、これも様々な分野で利用がされて
いる。例えば、ノンインパクト記録法などは、記録時に
於ける騒音の発生が小さいという利点があり、その中で
も、高速記録が可能であり、而も所謂普通紙に特別の定
着処理を必要とせずに記録が行えるインクジェット記録
法は極めて有力な記録法であって、これまでにも様々な
方式が考案され、改良が加えられて商品化されたものも
あれば、現在も尚実用化への努力が続けられているもの
もある。

【０００４】この様な記録法では、インクとしては顔料
及び染料ともに使用可能であるが、顔料は前述の安定性
などの問題があり、そのような問題を回避するためには
染料が用いられることが多い。しかしながら、水溶性染
料をもちいたインクでは保存安定性、吐出安定性などに
優れるものの、耐水性に関しては満足なものが得られて
いなかった。さらに、染料を記録剤として用いると、記
録像が乾燥するにつれて染料の結晶が紙上に析出し、記
録像が光を反射して黄色ないし茶色に光って金属光沢を
放つ、いわゆるブロンズ現象が生じるといった問題があ
った。ブロンズ現象が生じると光を反射するので、記録
像の濃度が低下するばかりでなく、色調もインクとして
要求されるものとは大きくずれてしまう。この現象を防
止するために、Ｎ−ヒドロキシエチルモルホリンやモノ
エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノー
ルアミンなどのアルカノールアミンをインク中に添加す
ることが知られているが、これらをインク中に添加する
と少量でもインクのｐＨが１１以上の高い値になってし
まう。この高ｐＨインクはインクに触れるノズルの腐食
などインク吐出に問題があり、さらには取り扱い時に誤
って人が触れた場合の安全性に欠ける。またこれらアル
カノールアミンを添加すると、ブロンズ現象を低減でき
ても、耐水性を低下させるという問題があり、真に満足
される水性インクは得られていなかった。一方、特開平
５−２９５２９２号公報には、サインペン等の筆記用具
用インク等の用途に、着色剤として、水溶性の染料を使
用し、アミノ酸として、Ｌ−アラニン、グリシン等のア
ミノ酸、アミノ酸誘導体の樹脂などを使用した例が記載
されている。しかし、塩基性アミノ酸を使用した例の記
載は全くなく、まして、記録画像の色濃度や耐水性の向
上やブロンズ現象の防止に関する記載は一切ない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、水性インク
として、普通紙に記録した場合にもインクの耐水性を保
ち、ブロンズ現象を防止し、記録像の濃度が濃く、十分
なコントラストが得られ、かつ鮮明である水性インクの
提供及び該インクを使用したインクジェット記録方法の
提供を目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、少なくとも水
溶性染料と水と塩基性アミノ酸を含むことを特徴とする
水性インクを要旨とする。本発明で対象となる水溶性染
料としては、特に制限されず、カラーインデックスに記
載された酸性染料、直接染料、塩基性染料、反応性染料
等の他、水性インクの着色剤等として公知の水溶性染料
が使用できる。中でもアゾ系及びフタロシアニン系の染
料が好ましい。また、特にブロンズ現象は、黒色系イン
クの場合、更には耐水性の優れた黒色系インクの場合に
特に顕著であるので、黒色系染料を使用した水性インク
に効果が高い。これらの染料の構造を例示すれば、例え
ば遊離酸の形で下記構造式〔Ａ〕、〔Ｂ〕及び〔Ｃ〕等
で表されるアゾ系染料が挙げられる。

【０００７】

【化１】 また、例えば遊離酸の形で下記構造式〔Ｄ〕等で表され
るフタロシアニン系染料も好ましく用いられる。

【０００８】

【化２】

【０００９】これら例示された染料は本発明に使用され
る水溶性染料の一例にすぎずこれら染料と同じ基本骨格
の染料をはじめ、基本骨格の異なるものも含めて多数の
染料が使用できる。これら水溶性染料の水溶性インク中
における濃度は、通常全水溶性インクに対して０．１〜
２０重量％、好ましくは０．３〜１０重量％、より好ま
しくは１〜５重量％の範囲である。また、これら水溶性
染料は一種のみならず二種以上を混合して用いてもよ
い。

【００１０】本発明で用いられる塩基性アミノ酸の具体
例としては、アルギニン、リジン、オルニチン及びこれ
らのアルキル基に置換基を導入したものなどがよく、ま
た特に好ましくはリジン、アルギニンなどがよい。この
ような塩基性アミノ酸の置換基としては、具体的には置
換もしくは非置換のアルキル基、ヒドロキシ基、ハロゲ
ン原子、フェニル基等が挙げられる。これら塩基性アミ
ノ酸の水性インク中における濃度は、通常全水性インク
に対して０．０１〜２０重量％、好ましくは０．１〜１
０重量％、より好ましくは１〜５重量％の範囲である。
２０重量％以上であるとインク中に沈殿を生じたり、ノ
ズルの目詰まりが生じる恐れがあり、また０．０１重量
％未満であると十分に本発明の効果が得られない。ま
た、これらアミノ酸は一種のみならず二種以上を混合し
て用いてもよい。

【００１１】本発明の水性インクには、常法に従って水
及び、公知の種々の水溶性有機溶媒、添加剤が配合され
る。水溶性有機溶媒の具体例としては、ジメチルスルホ
キシド、ジメチルホルムアミド、アセトンやメチルエチ
ルケトン等のケトン類、エチレングリコール、ジエチレ
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、チオジグリコール、グリセリン、１，２，６
−ヘキサントリオール等のグリコール類、エチレングリ
コールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノ
メチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテ
ル等のグリコールエーテル類、トリエタノールアミン、
エチルジエタノールアミン等のアルカノールアミン類、
メタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロ
パノール等のアルコール類、その他Ｎ−ヒドロキシエチ
ルモルホリン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等が挙げら
れる。これらの水溶性有機溶剤は、一種のみならず二種
以上を混合して用いてもなんら問題はない。これら水溶
性有機溶媒の水性インク中における濃度は、通常全組成
物に対して１〜４０重量％、好ましくは３〜３０重量
％、さらに好ましくは５〜２０重量％の範囲がよい。４
０重量％を超えると記録像のニジミが激しくなるなど印
字品位が悪化する場合がある。また１重量％未満では、
吐出オリフィスの目詰まりを発生しやすく、また一般に
記録像の浸透性、乾燥性が悪くなる。また湿潤剤等の添
加剤としては尿素、チオ尿素等が挙げられる。上記のほ
かに必要に応じて界面活性剤、ｐＨ調整剤、防腐剤、防
カビ剤、蒸発促進剤、キレート化剤等の添加剤を添加し
てもよい。本発明の水性インクは、上記の各成分を混
合、溶解し、公知の方法で処理することにより調製でき
る。本発明の水性インクは、筆記具（万年筆、サインペ
ン、水性ボールペン、水性マーカー等）の用途やインク
ジェット記録の用途に使用できる。

【００１２】このうち、インクジェット記録は、微小滴
による記録であること等により、記録画像は高画質、高
解像度であり、また感熱転写記録等に比べてもコストが
安価であるため、オフィスでの使用や、フルカラー画像
での使用も多く、従って更に高耐水性、ブロンズ現象の
防止等の性能が特に必要とされるため、本発明の水性イ
ンクの使用が好適である。このインクジェット記録用イ
ンクとしては、濾過処理等を行って、ノズルの目詰まり
等を防止することが必要なことは言うまでもないが、さ
らに装置の腐食防止や安全性の面から、ｐＨ１１より低
い値にする必要があり、好ましくはｐＨ７〜１０の範囲
にする。本発明のインクジェット記録方法は、上記の水
性インクを使用すること以外は、公知の通りの方法であ
り、特に限定されない。すなわち、例えば電気信号によ
りピエゾ振動子を用いてインク液滴を形成させ、微小な
ノズルから吐出させるピエゾ型や、熱エネルギーにより
インク中に気泡が発生する際の圧力を用いて微小ノズル
からインク液滴を吐出させるバブルジェット型等のオン
デマンド方式等が挙げられる。これらは例えば、特開昭
５４−５１８３７号公報又は特開昭５５−７５４６５号
公報等に記載されている。

【００１３】

【実施例】本発明を以下の実施例で詳細に説明するが、
本発明はこれら実施例により何ら限定されるものではな
い。記録像の濃度に関しては、記録像を印字後２４時間
放置し、Ｏ．Ｄ．（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｅｎｓｉｔｙ：
光学濃度）を測定することにより確認された。また記録
像の耐水性は耐水性試験の前後のＯ．Ｄ．（Ｏｐｔｉｃ
ａｌ Ｄｅｎｓｉｔｙ：光学濃度）を測定することによ
り確認された。またブロンズ現象については目視により
判定した。

【００１４】実施例１ 前記構造式〔Ａ〕においてスルホン酸基のＨがリチウム
に置き換わった構造の水溶性アゾ染料〔Ａ〕のリチウム
塩型を用い、下記組成の水性インクを調整した。本発明
においては、例えばインクジェット用には上記水溶性染
料、アミノ酸及び水、更に所望により水溶性有機溶媒及
び添加剤等を混合し、約４時間撹拌後、ポアサイズが
０．２μｍのメンブランフィルター（商品名 Ｈ０２０
Ａ０４７Ａ、アドバンテック社製品）にて加圧濾過し、
本発明の水性インクを製造した。これについて水性イン
ク試験を行った結果を後記第１表に示す。

【００１５】

【表１】 水性インク組成 水溶性アゾ染料〔Ａ〕リチウム塩型 ３．０重量％ Ｌ−リジン １．９重量％ ジエチレングリコール １２．０重量％ Ｎ−メチル−２−ピロリドン ５．０重量％ ２−プロパノール ３．０重量％ 脱塩水 ７５．１重量％ １００．０重量％

【００１６】実施例２ 実施例１と同様にして、アミノ酸としてＬ−リジンのか
わりにＬ−アルギニンを液組成中１．８重量％となるよ
うに添加し、脱塩水の増量により全量を１００．０％と
して水性インクを調整した。これについて水性インク評
価試験を行った結果を後記第１表に示す。

【００１７】比較例１ 実施例１において、アミノ酸を加えない以外は同様にし
て、脱塩水の増量により全量を１００．０％として水性
インクを調整した。これについて水性インク評価試験を
行った結果を第１表に示す。

【００１８】水性インク評価試験内容 前記実施例及び比較例で調製した水性インクをインクジ
ェットプリンターＨＧ−８００（商品名、エプソン社製
品）にて印字し、以下の通りの試験を行った。 記録像濃度及び耐水性試験（Ｏ．Ｄ．値及びＯ．
Ｄ．比） 記録像サンプル（ベタ印字）を２４時間乾燥させた後
に、マクベス反射濃度計（ＲＤ−９１４）によりＯ．
Ｄ．（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｅｎｓｉｔｙ：光学濃度）と
して測定し（初期値）、同一サンプルを２５℃の水道水
を入れた容器に投入して５分間浸漬させ、乾燥した後に
Ｏ．Ｄ．を測定して（試験値）試験前後の比を下式に求
めた。Ｏ．Ｄ．初期値をＯ．Ｄ．値とする。また、Ｏ．
Ｄ．比が１に近いことは耐水性が良好であることを示
す。

【００１９】

【数１】Ｏ．Ｄ．比＝Ｏ．Ｄ．（試験値）／Ｏ．Ｄ．
（初期値）

【００２０】 耐水性試験（目視判定） 記録像サンプル（キャラクター印字）を２４時間乾燥さ
せた後に、２５℃の水道水を入れた容器に投入して５秒
間浸漬させた後、引き上げ乾燥したときの文字の滲み程
度を目視により判定した。 ○：ほとんど滲みが無い △：やや滲みがある ×：滲みがある

【００２１】 ブロンズ目視判定 記録像サンプル（ベタ印字）を２４時間乾燥させた後
に、ブロンズ化現象の程度を目視により判定した。 ○：ブロンズ化現象が全く見られない。 △：ややブロンズ化現象が見られる。 ×：ブロンズ化現象が目立つ。 尚、ブロンズ化現象は、これが起こると、印字濃度
（Ｏ．Ｄ．値）値がブロンズ化現象のない場合よりも低
い値となることからも確認できる。

【００２２】

【表２】

【００２３】さらに、上記実施例において染料〔Ａ〕の
かわりに前記染料〔Ｂ〕〜〔Ｄ〕を使用した場合も、同
様に優れた結果が得られる。

【００２４】実施例３及び比較例２〜７ 水性インク組成を以下の通りとした以外は実施例１と同
様にして水性インクの調製及び評価を行なった。この結
果を後記第２表に示す。

【００２５】

【表３】 水性インク組成 水溶性アゾ染料〔Ａ〕リチウム塩型 ３．０重量％ アミノ酸 １．０重量％ ジエチレングリコール １２．０重量％ Ｎ−メチル−２−ピロリドン ５．０重量％ ２−プロパノール ３．０重量％ 脱塩水 ７６．０重量％ １００．０重量％

【００２６】

【表４】

【００２７】上記において、比較例の中性アミノ酸及び
その誘導体は、特開平５−２９５２９２号公報の実施例
等に記載されているものである。これらの比較例では、
いずれも記録画像濃度が極めて低く、耐水性、ブロンズ
現象の防止の点では、若干効果が見られるものもある
が、本願の塩基性アミノ酸を用いた場合ほど、大きな効
果は見られなかった。なお、比較例７において、アミノ
酸の代わりにモノエタノールアミンを使用した。この場
合は、ブロンズ現象の防止には、本願と同程度の効果が
あるが、耐水性にはやや滲みが見られ、また水性インク
としてのｐＨが１２と高過ぎ、取扱い上、問題があっ
た。

【００２８】比較例８及び比較例９ 水性インク組成を以下の通りとした以外は実施例１と同
様にして水性インクの調製及び評価を行なった。

【００２９】

【表５】 水性インク組成 水溶性アゾ染料〔Ａ〕リチウム塩型 ３．０重量％ アミノ酸 ２．０重量％ ジエチレングリコール １２．０重量％ Ｎ−メチル−２−ピロリドン ５．０重量％ ２−プロパノール ３．０重量％ 脱塩水 ７５．０重量％ １００．０重量％

【００３０】この結果、比較例８のＤＬ−アラニン（中
性アミノ酸）を使用した場合は、Ｏ．Ｄ．値が１．０
４、Ｏ．Ｄ．比が０．９９、耐水性目視の評価は○（ほ
とんど滲みが無い）、ブロンズ化目視評価は×（ブロン
ズ現象が目立つ）であった。また、比較例９のＬ−シス
チン（含硫黄アミノ酸）を使用した場合は、Ｌ−シスチ
ンの一部がインク中に溶解されず、インクを濾過した際
にろ残があった。このようにして得られた水性インクを
評価したところ、Ｏ．Ｄ．値が１．０４、Ｏ．Ｄ．比が
０．９９、耐水性目視の評価は△（やや滲みがある）、
ブロンズ目視評価は×（ブロンズ現象が目立つ）であっ
た。

【００３１】

【発明の効果】本発明は水性インクにおいて塩基製アミ
ノ酸を含有することにより、記録像の耐水性が向上し、
良好な記録像濃度及び画質が得られ、記録像にブロンズ
現象が見られず、安定性に優れた水性インクを得るとい
うものである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも水溶性染料と水とからなる水
   性インクにおいて、塩基性アミノ酸を含有することを特
   徴とする水性インク。
2. 【請求項２】 少なくとも水溶性染料と水と塩基性アミ
   ノ酸を含んでなる水性インクを使用することを特徴とす
   るインクジェット記録方法。