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インク原液及びその製造方法、インク組成物並びにインクジェット記録方法。 - 富士フイルム株式会社
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発明の名称 インク原液及びその製造方法、インク組成物並びにインクジェット記録方法。
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−51175(P2007−51175A)
公開日 平成19年3月1日(2007.3.1)
出願番号 特願2005−235314(P2005−235314)
出願日 平成17年8月15日(2005.8.15)
代理人 【識別番号】100105647
【弁理士】
【氏名又は名称】小栗 昌平
発明者 小澤 孝 / 和地 直孝
要約 課題
インク組成物の原料となる、保存安定性や取り扱い性に優れたインク原液、多量添加または他の色補正染料を必要とせずに、優れた黒色調と高濃度の印刷が可能となり、且つ、耐候性に優れると共に、耐熱性、耐水性(にじみのない)、色相及び液安定性に優れる、インク原液及び該インク原液を用いて作製されるインク組成物並びにそのインク組成物を用いたインクジェット記録方法を提供すること。

解決手段
水性媒体と、少なくとも1種の染料を3質量%以上の濃度で含有するインク原液であって、前記染料は水性媒体における吸収スペクトルの極大が440〜540nmであって、かつその半値幅が90〜200nmであり、かつそのHPLC純度が80〜95%であることを特徴とするインク原液。該インク原液を用いて作製されるインク組成物並びにそのインク組成物を用いたインクジェット記録方法。
特許請求の範囲
【請求項1】
水性媒体と、少なくとも1種の染料を3質量%以上の濃度で含有するインク原液であって、前記染料は水性媒体における吸収スペクトルの極大が440〜540nmであって、かつその半値幅が90〜200nmであり、かつそのHPLC純度が80〜95%であることを特徴とするインク原液。
【請求項2】
前記染料は、C.I.Direct Red 84であることを特徴とする請求項1に記載のインク原液。
【請求項3】
さらに、粘度低下剤を含有することを特徴とする請求項1または2のインク原液。
【請求項4】
前記粘度低下剤は、水混和性有機溶剤であることを特徴とする請求項3に記載のインク原液。
【請求項5】
前記水混和性有機溶剤は、アルコール又は含窒素化合物であることを特徴とする請求項4に記載のインク原液。
【請求項6】
インク原液中の粘度低下剤の含有量が、0.1〜20質量%であることを特徴とする請求項3〜5のいずれかに記載のインク原液。
【請求項7】
pH調節剤を含有することを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載のインク原液。
【請求項8】
粘度が1〜10mPa・sであることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載のインク原液。
【請求項9】
水性媒体における吸収スペクトルの極大が540〜700nmの染料を含有することを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載のインク原液。
【請求項10】
インクジェット用に用いることを特徴とする請求項1〜9の何れかに記載のインク原液。
【請求項11】
染料を透析する工程を有することを特徴とする請求項1〜10の何れかに記載のインク原液。
【請求項12】
請求項1〜11のいずれかに記載のインク原液を作製する際に、染料を水に添加して溶解させた後に、粘度低下剤を添加して粘度を調節する工程を含むことを特徴とするインク原液の製造方法。
【請求項13】
請求項1〜11のいずれかに記載のインク原液を作製する際に、少なくとも染料、水、粘度低下剤が共存する状態でそれらを溶解する工程を含むことを特徴とするインク原液の製造方法。
【請求項14】
請求項1〜11のいずれかに記載のインク原液を用いて作製されたことを特徴とするインク組成物。
【請求項15】
黒インク組成物であることを特徴とする請求項14に記載のインク組成物。
【請求項16】
請求項14または15に記載のインク組成物を、支持体上に白色無機顔料粒子を含有するインク受容層を有する受像材料上に用いて画像形成することを特徴とするインクジェット記録方法。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、特定の特性を有するインク原液(好ましくは画像形成用インク原液(好ましくはインクジェット用インク原液))、前記インク原液を用いて作製されたインク組成物(好ましくは画像形成用インク組成物(好ましくはインクジェット用インク組成物))、及びそれらの製造方法並びに該インク組成物を用いるインクジェット記録方法に関する。
【背景技術】
【0002】
インクジェット記録方法は、材料費が安価であること、高速記録が可能なこと、記録時の騒音が少ないこと、更にカラー記録が容易であることから、急速に普及し、更に発展しつつある。
インクジェット記録方法には、連続的に液滴を飛翔させるコンティニュアス方式と画像情報信号に応じて液滴を飛翔させるオンデマンド方式が有り、その吐出方式にはピエゾ素子により圧力を加えて液滴を吐出させる方式、熱によりインク中に気泡を発生させて液滴を吐出させる方式、超音波を用いた方式、あるいは静電力により液滴を吸引吐出させる方式がある。
また、インクジェット記録用インクとしては、水性インク、油性インク、あるいは固体(溶融型)インクが用いられる。
【0003】
このようなインクジェット記録用インクに用いられる着色剤に対しては、溶剤に対する溶解性あるいは分散性が良好なこと、発色性に優れ高濃度記録が可能であること、色相が良好であること、光、熱、環境中の活性ガス(NOx、オゾン等の酸化性ガスの他SOxなど)に対して堅牢であること、水や薬品に対する堅牢性に優れていること、受像材料に対して定着性が良く滲みにくいこと、インクとしての保存性に優れていること、毒性がないこと、純度が高いこと、更には、安価に入手できることが要求されている。しかしながら、これらの要求を高いレベルで満たす着色剤を捜し求めることは、極めて難しい。特に、良好な黒色調を有し、且つ高濃度印字が可能であり、光、湿度、熱に対して堅牢である黒インク用の着色剤が強く望まれている。
【0004】
従来より、黒用色素はジスアゾ染料またはトリスアゾ染料が使用されてきているが、これらの染料だけでは青色乃至緑色光に対する吸収が不足して良好な黒色調が得られない事が多い為、これらの青色乃至緑色光を吸収する色補正用の染料が併用されるのが一般的である。このような補正用染料としては、例えば特許文献1や特許文献2に記載されているような染料が提案され、黒色調調整能、発色性、堅牢性、インク保存安定性、耐水性、ノズルの目詰まり等の改良が図られてきた。
しかしながら、従来提案されてきた色補正用染料では、吸収が短波過ぎる為に多量添加する必要があったり、更に別の色補正用の染料が必要になるなどの黒色調調整能に欠ける問題を抱えていた。
【0005】
また、青色乃至緑色光を吸収できる染料も一般に知られてはいるが、堅牢性が劣るために光,熱,環境中の活性ガスへの暴露で色相が大きく変化したり、定着性が不十分であった為に高湿下条件で輪郭部が黄色く滲み出すなどの現象が起きるものが殆どで、更なる改良が必要である。
【0006】
これらの欠点を鑑み、特許文献3には、色補正染料として水溶媒における可視域吸収スペクトルの吸収極大が435nmのトリアジン染料を、ブラック染料に配合することからなるブラックインク組成物が記載されている。
ところが、一般的な黒染料は570〜620nmに極大吸収を有しており、該色補正染料を用いたとしても、黒色調の調整に重要な補色関係を考慮すると好適な黒色調が得られないことは明らかである(非特許文献1)。
【0007】
また、染料分子間の相互作用を強くして、インクジェット受像紙上での染料の存在状態を顔料に類似させる事で、染料の堅牢性を向上させる事が特許文献4等で提案されているが、この様に染料分子間の相互作用を強めた場合は、染料溶液の粘度の上昇を生じる事がある。
このような粘度上昇は、水溶液中の染料濃度が高い程大きな影響を与える。
ところで、インクジェット記録用インク等のインクを製造する際に、インク品質の均一化の為にインク濃度を厳密に合わせる必要がある。通常、染料粉体を用いているが、この濃度合わせを容易にする為に目標のインク濃度よりも高濃度のインク原液を用いると、濃度調整が簡便に出来る。また、既に液体なので加温する設備が不要で、粉塵が舞うこともなく取り扱い性の観点から、濃厚インク、すなわち、インク原液から製造することが有利である。
しかしながら、例えばインクジェット記録用インクの原料となるインクジェット用インク原液等で、特に酸化電位の高い染料を用いる場合には粘度が極めて高くなり、インク送液時や濾過時の取り扱い性に大きな問題を生じることがわかった。
【0008】
特許文献5には、CI Direct Red 84の記載があるが、これをインク原液に用いることは開示がなく、また、これを短波染料として用い長波染料と組み合わせた黒インク組成物については開示がない。
特許文献6には、CI Direct Red 84の記載がカラム8にあるが、マゼンタであって、上記と同様に、これをインク原液に用いることは開示がなく、また、これを短波染料として用い長波染料と組み合わせた黒インク組成物については開示がない。さらに、インク原液として用いた場合に液保存性が極めて悪くゲル化や析出しやすい性質があることは知られていなかった。
【特許文献1】特開平9−255906号公報
【特許文献2】特許第3178200号明細書
【特許文献3】特開2002−332426号公報
【非特許文献1】「色彩科学ハンドブック(第2版)」,東京大学出版会,1998,p560-562
【特許文献4】特開2004−83903号公報
【特許文献5】特開平8−302255号公報
【特許文献6】特開2000−265099号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
本発明は、上記問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。
即ち、本発明の目的は、インク組成物の原料となる、保存安定性や取り扱い性に優れたインク原液、多量添加または他の色補正染料を必要とせずに、優れた黒色調と高濃度の印刷が可能となり、且つ、耐候性に優れると共に、耐熱性、耐水性(にじみのない)、色相及び液安定性に優れる、インク原液及び該インク原液を用いて作製されるインク組成物並びにそのインク組成物を用いたインクジェット記録方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上記課題を解決するための手段は、以下の通りである。
1)水性媒体と、少なくとも1種の染料を3質量%以上の濃度で含有するインク原液であって、前記染料は水性媒体における吸収スペクトルの極大が440〜540nmであって、かつその半値幅が90〜200nmであり、かつそのHPLC純度が80〜95%であることを特徴とするインク原液。
2)前記染料は、C.I.Direct Red 84であることを特徴とする上記1)に記載のインク原液。
3)粘度低下剤を含有することを特徴とする上記1)〜2)のいずれかに記載のインク原液。
4)前記粘度低下剤は、水混和性有機溶剤であることを特徴とする上記3)に記載のインク原液。
5)前記水混和性有機溶剤は、アルコール又は含窒素化合物であることを特徴とする上記4)に記載のインク原液。
6)インク原液中の粘度低下剤の含有量が、0.1〜20質量%であることを特徴とする上記3)〜5)のいずれかに記載のインク原液。
7)pH調節剤を含有することを特徴とする上記1)〜6)のいずれかに記載のインク原液。
8)粘度が1〜10mPa・sであることを特徴とする上記1)〜7)のいずれかに記載のインク原液。
9)水性媒体における吸収スペクトルの極大が540〜700nmの染料を含有することを特徴とする上記1)〜8)のいずれかに記載のインク原液。
10)インクジェット用に用いることを特徴とする上記1)〜9)のいずれかに記載のインク原液。
11)染料を透析する工程を有することを特徴とする上記1)〜10)のいずれかに記載のインク原液製造方法。
12)上記1)〜11)のいずれかに記載のインク原液を作製する際に、染料を水に添加して溶解させた後に、粘度低下剤を添加して粘度を調節する工程を含むことを特徴とするインク原液の製造方法。
13)上記1)〜11)のいずれかに記載のインク原液を作製する際に、少なくとも染料、水、粘度低下剤が共存する状態でそれらを溶解する工程を含むことを特徴とするインク原液の製造方法。
14)上記1)〜11)のいずれかに記載のインク原液を用いて作製されたことを特徴とするインク組成物。
15)黒インク組成物であることを特徴とする上記14)に記載のインク組成物。
16)上記14)または15)に記載のインク組成物を、支持体上に白色無機顔料粒子を含有するインク受容層を有する受像材料上に用いて画像形成することを特徴とするインクジェット記録方法。
【発明の効果】
【0011】
本発明のインク原液から調製された黒インク組成物をインクジェット記録に用いることにより、良好な黒色調を有し、印字濃度が高く、しかも光及び環境中の活性ガスに対して堅牢性の高い画像を形成することができ、高温高湿下における保存時の画像滲みも大幅に改良される。
また、本発明のインク原液は、染料のHPLC純度を特定範囲に設定したことにより、粘度が低く維持され、インク原液の貯蔵安定性に優れ、インク原液の製造工程、インク組成物の製造工程における濾過処理、搬送などの取り扱い性が改善されると共に安定した品質のインク組成物、好ましくはインクジェット用インク組成物、更に好ましくはインクジェット記録用黒インク組成物を製造することができる。
また、本発明のインク原液は、粘度低下剤を含有させて粘度が低く維持した場合に濃縮化が容易であり、インク原液の貯蔵安定性に優れ、インク原液の製造工程、インク組成物の製造工程における濾過処理、搬送などの取り扱い性が改善されると共に安定した品質のインク組成物、好ましくはインクジェット用インク組成物、更に好ましくはインクジェット記録用黒インク組成物を製造することができる。
また、本発明のインク原液は、酸化電位が高い染料を好適に用いることができ、耐オゾン性に優れると共に保存安定性に優れるものである。
更に、本発明のインク原液は、染料合成の精製工程において、粉末にする前の溶液を利用することができるので、インク組成物の製造の低コスト化に寄与することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0012】
以下、本発明についてより詳細に説明する。
本発明のインク原液とは、染料を水性媒体に溶解したものであり、添加剤(例えば、水混和性有機溶剤、界面活性剤、防腐剤、滲み防止剤、消泡剤、乾燥防止剤、浸透促進剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、粘度調整剤等)の少なくとも1種と共にインクジェット記録用インク等のインク組成物を調製する際に用いられる。一般にインク組成物を高い濃度で含有し、溶媒で希釈することで使用することができる液をインク濃縮液というが、本発明はこういったインク原液やインク濃縮液にも適用することができる。従って、本発明のインク原液とは特に断りのない限り、インク濃縮液をも含むものである。特に好ましくは実質的に染料と粘度調整剤と水混和性有機溶剤とからなるインク原液であり、必要により、防腐剤、界面活性剤を含有するインク原液である。
【0013】
(染料濃度)
本発明のインク原液の染料濃度はインク組成物のそれよりも高く、少なくとも本発明の染料を3質量%以上であることが好ましく、5質量%以上であることがさらに好ましく、7質量%以上であることが特に好ましい。上限としては50質量%程度であり、30質量%以下がより好ましく、20質量%以下が更に好ましい。このようにインク組成物の濃度よりも高濃度のインク原液を用いると、濃度調整が簡便に出来、既に液体なので加温溶解する設備が不要で、粉塵が舞うこともなく取り扱い性の観点からも好ましい。
【0014】
本発明の、水性媒体における吸収スペクトルの極大が440〜540nm、かつ半値幅が90〜200nmである染料は、HPLC純度(メインピーク面積)が80〜95%であることが好ましい。吸収スペクトルの極大が440〜540nm、かつ半値幅が90〜200nmである染料については後述する。このHPLC純度の範囲内であると、インク原液の粘度が低下し、取り扱い性に優れ、またインク原液における染料を高濃度化することができる。HPLC純度は、さらに好ましくは82〜94%であり、とくに好ましくは86〜93%である。HPLC純度が80%未満であると、所望の濃度を得るのに添加量が増えたり、吐出性に悪影響を与えたりする場合があり、95%を超えると、粘度の低下の効果が乏しくなる。
ここで本発明でいうHPLC純度とは、当該染料を水で希釈した溶液をJIS K 0124の規格に基づいた高速液体クロマトグラフィー分析を行ったときの、最大ピークの面積比率を意味する。本発明では、次の測定機器および測定条件により測定を行った。
島津製作所(株)製、高速液体クロマトグラフィー分析装置(カラム:TSK-gel、ODS80Ts 4.6Φ×150mm、リテンションタイム:12分、ポンプ:LC−10AS、検出器:SPD-10A、システムコントローラー:SCL-10A、オートインジェクター:SIL-10A、クロマトパック:C-R4A、温度:25度)
【0015】
前記HPLC純度を達成するための手段は、とくに制限されないが、染料の水溶液又は縣濁液を、多孔質分離材を介して透析する方法が好ましい。
一般的に合成直後の染料や市販染料は、目的外の塩化合物及び/または有機溶剤が含まれる場合があり、これらはインクの品質に悪影響を及ぼすので除去される。後述する特に好ましい染料としてC.I.Direct Red 84においても市販されているものはHPLC純度は低く、脱塩等を行ってHPLC純度を本発明の範囲に調整する必要がある。
本発明の好ましい前記の形態、すなわち染料のHPLC純度を80〜95%にするためには、多孔質分離材を用いて不純物の除去を行い、再結晶操作の繰り返し等、厳密な精製操作を行わないことが好ましい。
【0016】
多孔質分離材としては逆浸透膜または限外濾過膜が挙げられる。
本発明において用いられる逆浸透膜あるいは限外濾過膜としては、染料と不要イオン及び/又は残留有機溶媒の透過率に差が生じるものであれば特に限定されないが、好ましくは塩化ナトリウム排除率が0〜90%の逆浸透膜、より好ましくはナノフィルトレーション膜あるいはルーズRO膜等と呼ばれる塩化ナトリウム排除率が50〜90%程度の逆浸透膜が用いられる。
塩化ナトリウム排除率がこの範囲より高い膜を用いると、不要イオン及び/又は残留有機溶媒が透過しにくいため分離効率が悪くなる傾向があり、また透過流速が低くなるため高圧を要するなど工程上不利な点が多くなる。染料が透過流出しなければ、更に細孔径の大きな限外濾過膜等の分離膜を用いることで、より効率的に処理が行われる。なお塩化ナトリウム排除率とは、塩化ナトリウム2000ppmの水溶液を5.0kg/cm(0.49MPa)、25℃の条件下で処理したときに排除される塩化ナトリウムの%を示すものである。
【0017】
本発明で使用される多孔質分離材の材質は特に限定されるものではないが、酢酸セルロース系、ポリアミド系、ポリイミド系、合成高分子系等が挙げられる。
好ましくは荷電性合成高分子膜である。
ここでいう荷電性合成高分子膜とは、構成分子中に正あるいは負に帯電する官能基を有する膜のことである。
より好ましくは荷電性合成高分子膜が負荷電性の膜であり、被処理液である染料液が複数個のアニオン性基を有する場合、染料の除去率、すなわち多孔質分離材により排除される割合が高くなり、高収率での製造が可能となる。
負荷電性の膜としては、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケトン等の有機重合体や、セラミック、多孔質ガラス等の無機物質にカルボキシル基やスルホン基等を導入した膜が例として挙げられる。
【0018】
多孔質分離材の形状に関しても特に限定されるものではなく、例えばチューブラー型、スパイラル型、中空糸型、平板型等が代表例として挙げられるが、いずれの形態のものも用いることができる。
【0019】
多孔質分離材を介して透析した後の染料の水溶液又は縣濁液は、10質量%換算の不要イオン、例えば塩素イオンが200ppm以下、好ましくは100ppm以下、硫酸イオンが200ppm以下、好ましくは100ppm以下であり、残留有機溶媒、例えばメタノールが200ppm以下、好ましくは100ppm以下である。
【0020】
本発明のインク原液の好ましい物性は以下の表面張力、及び粘度である。それらについて下記に示す。
【0021】
(表面張力)
本発明のインク原液の表面張力はインク組成物のそれよりも高く、35mN/m以上であることが好ましく、40mN/m以上であることがさらに好ましく、45mN/mであることが特に好ましく、50〜70mN/mであることが特に好ましい。表面張力が35mN/m未満であるとインク組成物を調整するのに必要な界面活性剤、浸透剤の添加量が制限され十分な吐出性能が得られない場合がある。
【0022】
この表面張力は、動的表面張力及び静的表面張力の両者を意味し、いずれも、25℃において測定される。表面張力の調整は、界面活性剤等を用いることが挙げられ、上記界面活性剤の項で挙げたものを用いることができる。
【0023】
静的表面張力測定法としては、毛細管上昇法、滴下法、吊環法等が知られているが、本発明においては、静的表面張力測定法として、垂直板法を用いている。
ガラスまたは白金の薄い板を液体中に一部分浸して垂直に吊るすと、液体と板との接する長さに沿って液体の表面張力が下向きに働く。この力を上向きの力で釣り合わせて表面張力を測定することが出来る。
【0024】
また、動的表面張力測定法としては、例えば、「新実験化学講座、第18巻、界面とコロイド」[(株)丸善、p.69〜90(1977)]に記載されるように、振動ジェット法、メニスカス落下法、最大泡圧法などが知られており、さらに、特開平3−2064号公報に記載されるような液膜破壊法が知られているが、本発明においては、動的表面張力測定法として、バブルプレッシャー差圧法を用いている。以下、その測定原理と方法について説明する。
【0025】
撹拌して均一となった溶液中で気泡を生成すると、新たな気−液界面が生成され、溶液中の界面活性剤分子が水の表面に一定速度で集まってくる。バブルレート(気泡の生成速度)を変化させたとき、生成速度が遅くなれば、より多くの界面活性剤分子が泡の表面に集まってくるため、泡がはじける直前の最大泡圧が小さくなり、バブルレートに対する最大泡圧(表面張力)が検出出来る。好ましい動的表面張力測定としては、大小二本のプローブを用いて溶液中で気泡を生成させ、二本のプローブの最大泡圧状態での差圧を測定し、動的表面張力を算出する方法を挙げることができる。
【0026】
(粘度)本発明のインク原液の粘度は1〜10mPa・sであることが好ましく、1〜8mPa・sであることがさらに好ましく、1〜5mPa・sであることが特に好ましい。 本発明のインク原液は、特定の吸収スペクトルを有する染料を固形分濃度で3質量%以上含むものであるが、HPLC純度が80〜95%である染料を使用するのが好ましく、或いは、粘度低下剤及び媒体から構成されることが好ましく、後述される他の各種添加剤を含むものでもよい。その染料以外の成分の濃度は、インク組成物に比べて高濃度であってもよいし、低濃度であってもよく、適宜選択される。
媒体とは、染料及び他の成分を溶解および/または分散する機能を有する溶媒である。尚、これら溶媒は、後述するように、上記機能以外の種々の機能を有することが一般的である。
染料以外の成分としては、防腐剤、pH調節剤等を含有することが好ましい。これら成分は、後述のインク原液を用いたインク組成物の製造方法で記載のようにインク原液に添加することがないように調整されていることが製造工程を簡易とすることができると共に安定した品質のインク組成物が製造できるために好ましい。ただし、所望により、インク組成物の製造の際にそれら成分を添加するようにしても構わない。
【0027】
[染料]
本発明のインク原液で用いられる染料は、水性媒体における吸収スペクトルの極大(吸収極大:λmax)を440〜540nm、且つ半値幅を90nm〜200nmに有し、ブロードな吸収を達成する染料である。この染料を本発明の染料ともいう。ここで、水性媒体とは水を主溶媒とし、水混和性有機溶剤を適度に含んでもよい染料を溶解又は分散させる媒体を意味する。また、吸収スペクトルは、通常使用する1cmのセルを用いた分光光度計で測定されるものを意味する。これらは、後述の長波染料についても同様である。
本発明の染料の吸収スペクトルは、単一化合物を用いて測定されたものである。即ち、本発明の染料は、水性媒体における吸収スペクトルを測定する場合、複数の化合物を組み合わせることにより所望の吸収極大および半値幅といった物性を示すものではなく、1つの化合物によりかかる物性を示すことを意味する。なお、本発明において、本発明の染料として上記吸収スペクトルを満たすものであれば、互いに構造の異なる化合物を併用しても差し支えないことは明らかである。更に、本発明は、上記吸収スペクトル特性を示す本発明の染料以外の染料を併用してもかまわない。
本発明の染料は、かかる吸収特性を有している為、ジスアゾ染料またはトリスアゾ染料などの長波染料の吸収スペクトルで不足となりがちな、青色から緑色にかけて広い範囲の光を吸収することができ、本発明のインク原液として、長波染料と併用した場合の補色染料として好ましい吸収特性を有する。この補色染料を短波染料ともいう。
本発明の染料の吸収極大としては、450〜520nmの間であることが好ましく、460〜500nmにあることが特に好ましい。
本発明の染料の吸収極大における半値幅としては、100nm〜180nmの間にあることが好ましく、110nm〜160nmの間にあることが特に好ましい。
【0028】
また、本発明の染料は、一般的な色素に存在する解離性のフェノール性水酸基を有しないことが好ましく、かかる構造により、使用する受像材料に依存した色調変化が少ない、空気中のオゾン等の酸化性ガスに対する反応性が低く耐ガス性に優れる、といった好ましい性能を有する。
ここで、解離性のフェノール性水酸基とは、アリール基に置換されている解離性の水酸基を意味する。このアリール基は、他の置換基で置換されていてもよい。
さらに、本発明の染料は、1分子中に2〜6個のアゾ基を有することが好ましく、かかる構造により、発色性を増強させ、また、色素平面が大きく広がっているために定着性の良い画像を与えることができる。
また、該アゾ基の数は、発色性、定着性の観点から、1分子中4〜6個であることがより好ましい。
【0029】
かかる本発明も染料としては、本明細書で定義される物性を有し、上記課題を解決するものであれば特に限定されないが、下記一般式で表されたポリアゾ染料を挙げることができる。
(D)n−Y
上記一般式において、Dは互いに共役した1〜3個のアゾ基と、合計で20個以上のπ電子を有する3〜4個の芳香族環より構成される発色団からなる色素残基を表し、nは1もしくは2であり、nが1の時、Yは水素原子を表し、nが2の時、Yは2価の連結基を表す。なお、発色団を構成する芳香族環は複素環であっても炭化水素環であっても良いが、好ましくは炭化水素環である。芳香族環上のπ電子の数は、発色団を構成する芳香族環が縮合環である場合には縮合環全体としてのπ電子の数を数えるものとし、例えばナフタレン環は10個のπ電子である。Yで表される2価の連結基は、アルキレン基、アリーレン基、ヘテロ環残基、−CO−、−SOn−(nは0、1、2)、−NR−(Rは水素原子、アルキル基、アリール基を表す)、−O−、およびこれらの連結基を組み合わせた二価の基であり、さらにそれらはアルキル基、アリール基、アルコキシ基、アミノ基、アシル基、アシルアミノ基、ハロゲン原子、水酸基、カルボキシル基、スルファモイル基、カルバモイル基、スルホンアミド基等の置換基を有していても良い。中でも好ましい連結基の例としては、−NH-CO-NH−、−NH−CS−NH−、及び下記一般式の基を挙げることができる。
【0030】
本願明細書において、アルキル基とは、直鎖状、分岐状、環状(単環でも多環でもよく、多環の場合は有橋でもスピロでもよい)あるいはこれらを組合せて得られる1価飽和炭化水素基を意味し、シクロアルキル基、シクロアルキルアルキル基等を包含する概念であり、更に置換基により置換されていてもよい場合は、置換アルキル基を包含する。
本願明細書において、アルケニル基とは、直鎖状、分岐状、環状(単環でも多環でもよく、多環の場合は有橋でもスピロでもよい)あるいはこれらを組合せて得られる芳香族を除く炭素−炭素二重結合を1以上含む1価不飽和炭化水素基を意味する概念であり、更に置換基により置換されていてもよい場合は、置換アルケニル基を包含する。
本願明細書において、例えば、置換アルキル基とは、アルキル基の水素原子が他の置換基で置換されているアルキル基を意味し、該置換基は1種以上を各々1個以上置換し得る。他の置換アリール基等も上記と同様である。
【0031】
【化1】


【0032】
上記一般式において、Xは水酸基、スルホ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アミノ基(アルキルアミノ基、アリールアミノ基を含む)、またはアルキルもしくはアリールスルフェニル基を表し、各基はさらに置換基を有していても良い。
【0033】
例えば、かかる本発明の染料としては、市販のC.I.Direct Red84、同Brown106、同Brown202が有用であり、中でも多くの黒染料の色調調整に使用でき発色性,堅牢性,定着性にも優れるC.I.Direct Red84が特に有用である。
【0034】
さらに、以下に本発明で好ましく用いられる本発明の染料の例を遊離の酸の構造で示すが、任意の塩として用いても良いことは言うまでもない。
好ましいカウンターカチオンとしては、アルカリ金属(例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム)、アンモニウム、及び有機のカチオン(例えばピリジニウム、テトラメチルアンモニウム、グアニジニウム)を挙げることができる。
【0035】
【化2】


【0036】
【化3】


【0037】
【化4】


【0038】
中でも、C.I.Direct Red84(上記化合物例2のNa塩)、同Brown 106(上記化合物例14のNa塩)は、市販染料として入手可能であるため好適であり、中でも多くの黒染料の色調調整に使用でき、発色性,堅牢性,定着性にも優れるC.I.Direct Red84が特に有用である。
尚、市販の染料以外の上記本発明の染料についても、カラーインデックス第4巻(The Society of Dyers and Colourists 発行)に記載されているC.I.Direct Red84、もしくは同Brown 106の合成ルートに従って、市販の原料から容易に合成できる。
【0039】
(長波染料)
本発明のインク原液は、水性媒体における吸収スペクトルの極大(吸収極大)が540〜700nm、好ましくは半値幅が100nm以上(更に好ましくは120〜500nm、特に好ましくは120〜350nm)である長波染料を含有して黒インク原液として用いてもよい。また、かかる長波染料を、上記本発明の染料と併用することで、良好な黒色調を得ることができる。
上記長波染料の吸収スペクトルは、単一化合物を用いて測定されたものである。即ち、該長波染料は、水性媒体における吸収スペクトルを測定する場合、複数の化合物を組み合わせることにより所望の吸収極大および半値幅といった物性を示すものではなく、1つの化合物によりかかる物性を示すことを意味する。なお、本発明において、上記長波染料として上記吸収スペクトルを満たすものであれば、互いに構造の異なる化合物を併用しても差し支えないことは明らかである。更に、本発明は、上記吸収スペクトル特性を示す長波染料以外の長波染料を併用してもかまわない。
長波染料としては、1分子中に2〜4個の互いに共役するアゾ基を有することが好ましい。
【0040】
さらに、長波染料は、前記アゾ基の共役位に水酸基を有することや、あるいは発色団中の複素環の数が1個以下であることが、理由は定かではないが高い発色性、黒色調に相応しい半値幅の広い吸収特性、及びインク安定性を確保する上で好ましい。ここで、共役位とは、アゾ基と共役関係にある置換位置を意味し、該水酸基は、アゾ基の置換位置に対してオルト位又はパラ位に置換されていることが好ましい。
一般に、アゾ基の共役位に水酸基を有する染料は、受像材料の種類や印字物の保存条件によっては、光や空気中の活性ガスに対する堅牢性が劣る場合があるので、長波染料としては、会合性を有し、物理的に反応を抑制できる性質を有するものが更に好ましい。
染料が会合状態であるかどうかについては、染料濃度を振って可視吸収スペクトルを測定し、その吸収極大波長、モル吸光係数および波形の変化を調べることで染料が会合性を有するかどうかを判断し、それらの溶液物性と受像材料上での染料の吸収スペクトルとの比較から容易に判断できる。
具体的には、特開2004-3078319号で定義されている、0.1mmol/l染料水溶液を光路長1cmのセルを使用して測定した可視域吸収の極大波長におけるモル吸光係数(ε1)と、0.2mol/l水溶液を光路長5μmの液晶セルを使用して測定した時のモル吸光係数(ε2)の間で、ε1/ε2>1.2の関係が成り立つ染料が好ましい。
【0041】
本発明で好ましく用いられる、長波染料の中でも、以下の一般式に該当するものが特に好ましい。
下記一般式では染料を遊離の酸の構造で示すが、実際の使用にあたっては塩の形で用いても良いことは言うまでもない。
【0042】
【化5】


【0043】
上記一般式1〜3において、同一分子中に同じ記号で表される置換基が複数個存在する場合には、それらは互いに同じであっても異なっていても良い。Xはアミノ基、水酸基または水素原子を表す。Yは水素原子もしくはアミノ基を表す。Rは、水素原子、置換基を有していても良い、アルキル基、アラルキル基、アルケニル基、アリール基、ヘテロ環基、アシル基、またはスルホニル基を表す。有していても良い置換基としては、ハロゲン原子、イオン性親水性基(スルホ基、カルボキシル基など)、アルコキシ基、ヒドロキシ基、アシルアミノ基、アシル基、カルバモイル基、スルファモイル基などを代表的なものとして挙げることができる。nは0〜3までの整数を表し、スルホ基はベンゼン環もしくはナフタレン環の任意の位置で置換してよい。A1、A2はそれぞれ一価の芳香族基、または複素環基を表す。Bは2価の芳香族基、または複素環基を表す。A1、A2は更にアゾ基で置換されていても良い。A1、A2、Bは更に置換基を有していても良い。染料の発色団中に含まれる複素環の数は1以下であることが好ましい。また、これらの一般式で表される染料の一部が解離して、遷移金属が配位したキレート染料を形成していてもよい。
【0044】
上記一般式の中でも、一般式1もしくは一般式2で表される染料が好ましく、中でも一般式1の染料が特に好ましい。一般式1の染料の中でもXがアミノ基もしくは水酸基である染料が好ましく、水酸基であるものが特に好ましい。また、堅牢性の観点から、染料に電子吸引性基が置換しているか、もしくはA、A、Bのいずれかが複素環基であるものが好ましい。
好ましい電子吸引性基としては、ニトロ基、シアノ基、ハロゲン原子、スルファモイル基、カルバモイル基、エステル基等を挙げることができる。
好ましい複素環の例としては、縮合環を有してよい、ピラゾール、チアゾール、イソチアゾール、オキサゾール、イソオキサゾール、ピリジンを挙げることができる。
一般式1の中でも特に好ましいものは、下記一般式4で表される化合物である。
【0045】
【化6】


【0046】
一般式4において、A3、A4は、夫々互いに独立して、複素環基または一般式5で表されるアリール基を示す。nは、0〜3までの整数を表す。
【0047】
【化7】


【0048】
一般式5において、EWG(Electron Withdrawing Group)は、ニトロ基、シアノ基、アゾ基、スルファモイル基、カルバモイル基、エステル基からなる群から選択される電子吸引性基であり、好ましくは、ニトロ基またはアゾ基を表す。Zはアルキル基、アルコキシ基、スルホ基、カルボキシル基、アミノ基、アシルアミノ基より選ばれる置換基を表す。EWG、Zで表される置換基は更に置換基を有していても良い。pは0から4までの整数を表す。qは0から3までの整数、好ましくは1または2を表す。
【0049】
以下に好ましい長波染料の例を遊離の酸の構造で示すが、任意の塩として用いても良いことは言うまでもない。
好ましいカウンターカチオンとしては、アルカリ金属(例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム)、アンモニウム、及び有機のカチオン(例えばピリジニウム、テトラメチルアンモニウム、グアニジニウム)を挙げることができる。
【0050】
【化8】


【0051】
【化9】


【0052】
【化10】


【0053】
【化11】


【0054】
【化12】


【0055】
【化13】


【0056】
上記式で表される染料以外に、特開平10−130557号、同9-255906号、同7−97541号,同6−234944号、欧州特許982371A1号、特開2002−302619号、同2002−327131号、同2002−265809号、国際公開特許2000−43450号、同2000−43451号、同2000−43452号、同2000−43453号、同2003−106572号、同2003−104332号、特開2003−238862号、特開2004−83609号、各公報に記載の染料も、長波染料として好ましく用いることができる。
【0057】
本発明のインク原液は、上記長波染料をインク原液中に好ましくは1〜50質量%、特に好ましくは5〜30質量%、最も好ましくは10〜20質量%含有することができる。
本発明の染料と長波染料との比率は、長波染料に対して、本発明の染料が1〜50質量%となることが好ましく、5〜40質量%となることが更に好ましく、10〜30質量%となることが最も好ましい。
【0058】
[粘度低下剤]
本発明では、粘度低下剤を用いてインク原液の粘度を低下させてもよい。
本発明に用いる粘度低下剤とは、脱イオン水に比べてインク原液の粘度低下作用が大きいものを意味する。すなわち、本発明のインク原液の粘度をV0として、本発明のインク原液から粘度低下剤を除いた量と同量の脱イオン水を添加して測定した粘度をV1としたときにV0<V1であることを意味し、好ましくはΔV=V1−V0が10mPa・s以上、更に好ましくは20mPa・s以上を示すものである。
粘度低下剤としては、水混和性有機溶剤が好ましい。水混和性有機溶剤としては、25℃における水に対する溶解度が10(g/100g)以上が好ましく、20(g/100g)以上が更に好ましい。
水混和性有機溶剤の詳細は、後述されるが、粘度低下剤として用いられる水混和性有機溶剤としては、インクジェット記録用インクの乾燥防止剤、浸透促進剤、湿潤剤などの機能を有する主に高沸点の水混和性有機溶剤が用いられ、アルコール又は含窒素化合物が好ましい。アルコールとしては、水酸基を2個以上含む多価アルコールやエーテル結合を有するものが添加量に対する粘度低下効果が大きく好ましい。アルコールの例としては、例えば、エタノール、トリエチレングリコール、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、1,2−ヘキサンジオール、1,5−ペンタンジオール、ジエチレングリコール、1−プロパノール、2−プロパノール、メタノール、1,6−ヘキサンジオール、グリセリン等が挙げられる。
含窒素化合物としては、2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N−ビニル−2−ピロリドン等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
インク原液への粘度低下剤の添加量は、0.1〜20質量%が好ましく、より好ましくは1〜15質量%である。
【0059】
本発明のインク原液の粘度は1〜10mPa・sが好ましく、更に好ましくは1〜8mPa・Sである。
【0060】
液体の粘度測定法はJISのZ8803に詳細に記載されているが、市販品の粘度計にて簡便に測定することができる。例えば、回転式では東京計器のB型粘度計、E型粘度計がある。本発明では山一電機製振動式粘度計VM−1G−1L型により25℃にて測定した。
【0061】
[防腐剤]
インク原液は、腐敗による不溶解物の生成が問題となることがある。これを防止するために、インク原液には防腐剤を添加することが好ましい。
本発明に使用可能な防腐剤としては、種々のものが使用可能である。
防腐剤としては重金属イオンを含有する無機物系の防腐剤(銀イオン含有物など)や塩類をまず挙げることができる。有機系の防腐剤としては、第4級アンモニウム塩(テトラブチルアンモニウムクロリド、セチルピリジニウムクロリド、ベンジルトリメチルアンモニウムクロリド等)、フェノール類(例えばフェノール、チモール、クロロフェノール、ブロモフェノール、クロロブロモフェノール、クレゾール、グアヤコール、o−フェニルフェノール、キシレノール、フェノールスルホン酸、レゾルシン、ピロガロール、フェノキシエタノール、ビスフェノール等)、カルボン酸またはその塩、そのエステル類(例えば安息香酸、安息香酸ナトリウム、モノブロム酢酸エステル、p−ヒドロキシ安息香酸エステル、ソルビン酸、ソルビン酸エステル等)、アミン類(ヘキサメチレンテトラミン、アルキルグアニジン、ニトロメチルベンジルエチレンジアミン等)、ジスルフィド類(テトラメチルチウラムジスルフィド等)、含窒素複素環化合物〔2−メルカプトベンゾチアゾール、2−(4−チアゾリル)−ベンゾイミダゾール、2−メトキシ−カルボニルアミノベンゾイミダゾール、ナトリウムピリジンチオン−1−オキシド等であり、母核名で記すとピリジン系、ピリミジン系、ピラゾール系、オキサゾール系、オキサジン系、イミダゾール系、ベンズイミダゾール系、ジアジン系、1,3,5−トリアジン系、ヘキサヒドロトリアジン系、トリアゾール系、イソオキサゾール系、チアゾール系、チアジアジン系、ベンズチアゾール系、チアゾリン−2−オン系、イソチアゾリン−3−オン系、ベンゾイソチアゾリン−3−オン系、ベンゾチアゾリン−2−オン系、テトラヒドロチアジアジン−2−チオン系、モルホリン系〕〕、ピロール類、ピラン類(デヒドロ酢酸ナトリウム等)、有機水銀化合物(フェニル酢酸水銀、フェニルプロピオン酸水銀、フェニルオレイン酸水銀等)、抗生物質(ペニシリン、テトラサイクリン、ネオマイシン、カナマイシン、ストレプトマイシン、カナマイシン等)、アルコール類(エタノール、クロルブタノール、イソプロパノール等)、ブロム系防腐剤〔例えばNC-CH2-CBr2-CONH2, C6H5-CH=CBrNO2, CH3CONHBr, C6H5-CH2OCOCH2Br, C6H5-CH=CBrCHO, HOH2C-CBr(NO2)-CH2OH, CH2=CHCOOC2H4OCOCH2Br 等〕、第4アンモニウム塩類(塩化ベンザルコニウム、塩化アルキルトリメチルアンモニウム、塩化セチルピリジニウム、塩化ベンゼトニウム等)、フェノキシアルコール類、アラルキルアルコール系化合物、フェノキシエーテル誘導体(フェノキシエタノール等)、酸アミド類、カルバミン酸、カルバメート類、アミジン類、チオ尿素類、チオセミカルバジド類、ジチオカルバメート類、スルフィド類、スルホキシド類、スルホン類、スルファミド類など種々のものが単独または組み合わせて使用可能である。また、防腐剤としては防菌防微ハンドブック(技報堂:1986)、防菌防黴剤事典(日本防菌防黴学会事典編集委員会編)等に記載のものも使用し得る。
これらの化合物は油溶性の構造、水溶性の構造のものなど種々のものが使用可能であるが、好ましくは水溶性の化合物である。
中でも本発明では、これらの防腐剤を2種以上併用して使用すると、インクの長期間の経時における吐出安定性が格段に向上し、本発明の効果がさらに良好に発揮される。2種以上組み合わせる場合、その防腐剤種は異なった化学構造の骨格を有するものであることが好ましい。また、2種以上の防腐剤を含有する場合には、少なくとも1種の防腐剤が、複素環化合物であることが好ましい。例えば、複素環化合物と抗生物質の組み合わせ、複素環化合物とフェノール誘導体との組み合わせ等が好ましく挙げられる。2種の防腐剤を組み合わせる場合の含有量比は、特に限定的ではないが、防腐剤A/防腐剤B=0.01〜100(質量比)の範囲が好ましい。
インク原液への防腐剤の添加量は広い範囲で使用可能であるが、好ましくは、0.001〜10質量%、より好ましくは、0.1〜5質量%である。
【0062】
(pH調整剤)
本発明に使用されるpH調整剤はpH調節の他、分散安定性付与などの機能を有していてもよい。
pH調製剤としては、塩基性のものとして有機塩基、無機アルカリ等が、酸性のものとして有機酸、無機酸等が挙げられる。
塩基性化合物としては水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、リン酸ナトリウム、リン酸1水素ナトリウムなどの無機化合物やアンモニア水、メチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、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、エチレンジアミン、ピペリジン、ジアザビシクロオクタン、ジアザビシクロウンデセン、ピリジン、キノリン、ピコリン、ルチジン、コリジン等の有機塩基を使用することも可能である。
酸性化合物としては、塩酸、硫酸、リン酸、ホウ酸、硫酸水素ナトリウム、硫酸水素カリウム、リン酸2水素カリウム、リン酸2水素ナトリウム等の無機化合物や、酢酸、酒石酸、安息香酸、トリフルオロ酢酸、メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸、サッカリン酸、フタル酸、ピコリン酸、キノリン酸等の有機化合物を使用することもできる。
本発明のインク原液はpH6〜10が好ましく、更に好ましくは7〜9.5である。
【0063】
[インク原液の調製]
インク原液は、染料が水溶性である場合には、水性媒体に溶解して調製する。染料が油溶性である場合には、親油性媒体および/または水性媒体に溶解および/または分散させて調製することが好ましい。水性媒体は、水を主体に含む溶媒であり、所望により水混和性有機溶剤等の有機溶媒が含まれる。この有機溶媒は、粘度低下剤としての機能を有していてもよい。親油性媒体とは、有機溶媒を主体とするものである。
【0064】
本発明の第1のインク原液の製造方法は、インク原液を作製する際に、染料を水に添加して溶解させた後に、粘度低下剤を添加して粘度を調節する工程を含むことを特徴とする。
このインク原液の製造方法は、まず染料水溶液(所望により染料以外の成分を含む)を調製した後に、粘度低下剤を添加してインク原液の粘度を低下させる方法を挙げることができる。この粘度低下剤の添加は、染料水溶液に粘度低下剤を一様に溶解したものの粘度を定性的乃至定量的に測定しつつ行ってもよいし、予め添加量を決めて染料水溶液に添加してもよい。このインク原液の製造方法では、粘度低下剤を添加して粘度を調節する工程が最終工程であることが好ましいが、この工程と同時またはこの工程の後で他の成分を添加する工程や濾過工程を設けるようにしてもよい。
なお、染料水溶液を調製するときには、加熱することが好ましい。加熱温度は、30〜80℃が好ましく、35〜70℃が更に好ましい。
本発明の第2のインク原液の製造方法は、インク原液を作製する際に、少なくとも染料、水、粘度低下剤が共存する状態でそれらを溶解する工程を含むことを特徴とする。
上記少なくとも染料、水、粘度低下剤が共存する状態でそれらを溶解する工程は、染料を水に溶解する段階で、同時に粘度低下剤、所望によりその他の成分を同時に溶解する工程であって、通常、インク原液の調製の初期工程で用いることが好ましい。この初期工程は最終工程(後述の濾過工程を行う場合はその前段階)であることが好ましいが、他の成分を添加する工程をこの工程の後又は前に設けてもよい。
なお、この第2の製法においても、染料等を溶解する場合に第1の製法と同様に加熱してもよい。
上記本発明のインク原液の2つの製法は、水溶液染料についてであるが、同様な技術思想を油溶性染料についても当てはめることが可能である。
【0065】
インク原液を作製する工程において、染料やその他の成分を溶解する方法としては、攪拌による溶解、超音波照射による溶解、振とうによる溶解等種々の方法が使用可能である。中でも特に攪拌法が好ましく使用される。攪拌を行う場合、当該分野では公知の流動攪拌や反転アジターやディゾルバを利用した剪断力を利用した攪拌など、種々の方式が利用可能である。一方では、磁気攪拌子のように、容器底面との剪断力を利用した攪拌法も好ましく利用できる。
【0066】
上記染料を溶解するための超音波振動は、染料の溶解を促進する機能に加え、インク組成物が記録ヘッドで加えられる圧力によって気泡を発生することを防止するため、記録ヘッドで受けるエネルギーと同等かそれ以上の超音波エネルギーを予めインク原液の製造工程中に加えて気泡を除去する機能も有している。
超音波振動は、通常、振動数20kHz以上、好ましくは40kHz以上、より好ましくは50kHzの超音波である。また超音波振動により液に加えられるエネルギーは、通常、2×10J/m以上、好ましくは5×10J/m以上、より好ましくは1×10J/m以上である。また、超音波振動の付与時間としては、通常、10分〜1時間程度である。
超音波振動を加える工程は、染料を媒体に投入以降であれば何時行っても効果を示す。完成後のインク組成物を一旦保存した後に超音波振動を加えても効果を示す。しかし、染料を媒体中に溶解及び/又は分散する際に超音波振動を付加することが、気泡除去の効果がより大きく、尚且つ超音波振動により染料の媒体への溶解及び/又は分散が促進されるので好ましい。
即ち、上記少なくとも超音波振動を加える工程は、染料を媒体中に溶解及び/又は分散する工程中でもその工程後であってもいずれの場合にも行うことができる。換言すれば、上記少なくとも超音波振動を加える工程は、インク原液および/またはインク組成物調製後に製品となるまでの間に任意に1回以上行うことができる。
インク原液の調製において、染料が特に油溶性の場合には、染料を媒体中に溶解及び/又は分散する工程は、前記染料を全媒体の一部分の媒体に溶解する工程と、残余の媒体を混合する工程とを有することが好ましく、上記少なくともいずれかの工程に超音波振動を加えることが好ましく、染料を全媒体の一部分の媒体に溶解する工程に少なくとも超音波振動を加えることが更に好ましい。
上記残余の溶媒を混合する工程は、単独工程でも複数工程でもよい。
また、本発明によるインク原液の調製において、加熱脱気あるいは減圧脱気を併用することは、インク原液中の気泡除去の効果を上げるので好ましい。加熱脱気工程あるいは減圧脱気工程は、残余の媒体を混合する工程と同時またはその後に実施することが好ましい。
超音波振動を加える工程における、超音波振動発生手段としては、超音波分散機等の公知の装置が挙げられる。
【0067】
インク原液を作製する際には、濾過により固形分であるゴミを除く工程を加えることが好ましい。この作業には濾過フィルターを使用するが、このときの濾過フィルターとは、有効径が1μm以下、好ましくは0.3μm以下0.05μm以上、特に好ましくは0.3μm以下0.25μm以上のフィルターを用いる。フィルターの材質としては種々のものが使用できるが、特に水溶性染料のインク組成物の場合には、水系の溶媒用に作製されたフィルターを用いるのが好ましい。中でも特にゴミの出にくい、ポリマー材料で作製されたジャケット型のフィルターを用いるのが好ましい。濾過法としては送液によりジャケットを通過させてもよいし、加圧濾過、減圧濾過のいずれの方法も利用可能である。
この濾過後には溶液中に空気を取り込むことが多い。この空気に起因する泡もインクジェット記録において画像の乱れの原因となることが多いため、前述の脱泡工程を別途設けることが好ましい。脱泡の方法としては、濾過後の溶液を静置してもよいし、市販の装置などを用いた超音波脱泡や減圧脱泡等種々の方法が利用可能である。超音波による脱泡の場合は、好ましくは30秒〜2時間、より好ましくは5分〜1時間程度脱泡操作を行うとよい。
これらの作業は、作業時におけるゴミの混入を防ぐため、クリーンルームもしくはクリーンベンチなどのスペースを利用して行うことが好ましい。本発明では特にクリーン度としてクラス1000以下のスペースにおいてこの作業を行うことが好ましい。ここで「クリーン度」とは、ダストカウンターにより測定される値を指す。
本発明のインク原液の用途は、特に制限はないが、インクジェット用に用いることが好ましい
【0068】
[インク組成物]
本発明のインク組成物は、本発明のインク原液から作製される。
本発明のインク組成物は、上記インク原液を含有し、かつ粘度が1〜30mPa・sであることが好ましい。
本発明のインク組成物の用途は、特に制限されるべきものではなく、インクジェットなどの印刷用のインク、感熱記録材料におけるインクシート、電子写真用のカラートナー、LCD、PDPなどのディスプレイやCCDなどの撮像素子で用いられるカラーフィルター、各種繊維の染色のための染色液などの調製に好ましく用いることができるが、特にインクジェット記録用インクが好ましい。
本発明のインクは、黒インク組成物が好適であるが、黒インク組成物に制限されるべきものではなく、他の染料あるいは顔料との混合により任意の色のインクを包含することができる。
本発明のインク組成物を製造するには、少なくとも本発明のインク原液を用いて上記粘度範囲の所望のインクを作製する工程(以下、調液工程ともいう)を含むことが好ましい。
調液工程とは、上記のようにして得られたインク原液を、特定の粘度を有し、かつ所望の用途のインク組成物に調液する工程であることが好ましく、最終製品であってもよいし、中間製品であってもよい。
この調液工程にはインク原液を媒体で希釈する工程が少なくとも含まれる。インク原液の染料が水溶性である場合には、希釈媒体は水性媒体であることが好ましく、インク原液の染料が油溶性である場合には、希釈媒体は親油性媒体および/または水性媒体であることが好ましい。いずれの染料の場合も水性インクとして調製されることが好ましい。当該媒体には、必要な濃度の各種成分が含まれていてもよいし、当該成分を別途インク原液に添加するようにしてもよいし、それら両者を組みあわせてもよい。
インク組成物を調製するための染料並びに添加剤の溶解・分散手段、希釈手段、濾過手段、脱泡手段等は基本的に上記したインク原液の調製手段と同様のものを用いることができる。
本発明により製造されたインク組成物は、染料濃度が高濃度なインク原液を用いて製造されたために通常の方法で製造されたインク組成物よりも染料の溶解性が向上し、ひいては吐出安定性が向上する。
【0069】
本発明のインク組成物は、全染料を好ましくは、0.2〜20質量%含有し、より好ましくは、0.5〜15質量%含有する。
【0070】
[インク組成物の組成成分]
本発明のインク組成物は、既述の粘度低下剤、防腐剤等を含む種々の成分(添加剤)を含有することができる。本発明のインク組成物は、インク原液とは独立にあるいは併用してこれらを適宜選択して適量使用することができる。当該成分(添加剤)は一種の化合物で一つ又は二つ以上の機能を発揮し得るものも含む。従って、これらの添加剤の配合割合において、機能が重複する場合の添加剤成分の取り扱いは、その化合物を各機能性成分に独立に算入させるものとする。
以下、本発明のインク組成物の組成成分について詳述するが、その組成に関する情報は種々の色のインク組成物について用いることができる。
【0071】
(水混和性有機溶剤)
水混和性有機溶剤は、前記粘度低下剤としても用いられる。
水混和性有機溶剤の蒸気圧は、2000Pa以下であることが好ましい。この蒸気圧は、20℃の条件で測定される値である。このような蒸気圧の水混和性有機溶剤は、インクの噴射口での乾操による目詰まりを防止するための乾燥防止機能やインクを紙によりよく浸透させるための浸透促進機能を有する。
【0072】
本発明に使用される水混和性有機溶剤は、20℃での蒸気圧が2000Pa以下のものを単独で用いてもよいし2種以上併用してもよい。水混和性有機溶剤を複数種用いる場合は、その内少なくとも1種の水混和性有機溶剤の20℃での蒸気圧が、2000Pa以下であることが好ましい。
乾燥防止機能を有する水混和性有機溶剤の具体的な例としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、チオジグリコール、ジチオジグリコール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、1,2,6−ヘキサントリオール、アセチレングリコール誘導体、グリセリン、トリメチロールプロパン等に代表される多価アルコール類、エチレングリコールモノメチル(又はエチル)エーテル、ジエチレングリコールモノメチル(又はエチル)エーテル、トリエチレングリコールモノエチル(又はブチル)エーテル等の多価アルコールの低級アルキルエーテル類、2−ピロリドン、N−メチルー2−ピロリドン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、N−エチルモルホリン等の複素環類、スルホラン、ジメチルスルホキシド、3−スルホレン等の含硫黄化合物、ジアセトンアルコール、ジエタノールアミン等の多官能化合物、尿素誘導体が挙げられる。これらのうちグリセリン、ジエチレングリコール等の多価アルコールがより好ましい。
【0073】
浸透促進機能を有する水混和性有機溶剤としては、多価アルコール類の低級モノアルキルエーテル(例えば、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、プロピレングリコール、ジプロピレングリコールのモノメチルエーテル、モノエチルエーテル、モノ−n−ブチルエーテル、モノ−iso−ブチルエーテル、モノ−n−ヘキシルエーテル等)や多価アルコール類の低級ジアルキルエーテル(例えば、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、プロピレングリコールのジメチルエーテル、ジエチルエーテル等)等が挙げられる。
本発明に用いる水混和性有機溶剤は上記機能及びその他の機能、例えば、粘度調整能等を併有してもよい。
【0074】
本発明のインク組成物は、水混和性有機溶剤して、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、グリセリン、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、1,5−ペンタンジオール、1,2−ヘキサンジオール、イソプロパノール、トリエタノールアミン、2−ピロリドンの中から選ばれる1種以上を含有することが好ましい。
本発明に用いる水混和性有機溶剤のインク組成物中の含量は通常、1〜80質量%、好ましくは5〜60質量%、更に好ましくは10〜50質量%である。
尚、本発明は、上記本発明で用いる水混和性有機溶剤以外の20℃での蒸気圧が2000Paを超える水混和性有機溶剤をインク中20質量%以下の量で併用し得る。併用し得る水混和性有機溶剤としては、エタノール等が挙げられる。
【0075】
(界面活性剤)
本発明のインク組成物は、界面活性剤を含有することが好ましい。
本発明のインク組成物に界面活性剤を含有させ、表面張力等のインクの液物性を調整することで、インクの吐出安定性を向上させ、画像の耐水性の向上や印字したインクの滲みの防止などに優れた効果を持たせることができる。
界面活性剤としては、例えば、脂肪酸塩、アルキル硫酸エステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、ジアルキルスルホコハク酸塩、アルキルリン酸エステル塩、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物、ポリオキシエチレンアルキル硫酸エステル塩等のアニオン性界面活性剤、脂肪アミン塩、4級アンモニウム塩、アルキルピリジニウム塩等のカチオン性界面活性剤、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アリルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、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アミン、グリセリン脂肪酸エステル、オキシエチレンオキシプロピレンブロックコポリマー、アセチレン系ポリオキシエチレンオキシド等のノニオン性界面活性剤、アミノ酸型、ベタイン型等の両性界面活性剤、フッ素系、シリコン系化合物などが挙げられる。これらは単独あるいは2種以上を用いることができる。
上記効果の点で好ましく、さらにインクの吐出安定性や紙への浸透性の点からノニオン性界面活性剤が好ましい。
多価アルコールのモノ、あるいはジアルキルエーテル(例えば、トリエチレングルコールモノブチルエーテル、トリエチレングルコールモノメチルエーテル、ジエチレングルコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル等)も界面活性能を有するが、本発明ではこれらは浸透剤とみなし、界面活性剤とは見なさない。
【0076】
本発明のインク組成物における界面活性剤の含有量は、0.05〜50g/Lであり、好ましくは0.05〜30g/L、さらに好ましくは0.1〜20g/Lである。インク組成物中の界面活性剤が0.05g/Lより少ないと、吐出安定性の低下、混色時の滲みの発生、ひげ発生などのように印字品質が著しく低下する傾向がある。またインク組成物中の界面活性剤が50g/Lより多いと、吐出時、ハード表面へのインクの付着等により印字不良となる場合がある。
【0077】
(防腐剤)
本発明のインク組成物は、防腐剤を含有することが好ましい。この防腐剤の例は、インク原液に用いたものが挙げられる。
インク組成物における防腐剤の添加量(総量)は広い範囲で使用可能であるが、好ましくは、インク組成物において0.001〜10質量%、より好ましくは、0.1〜5質量%である。
【0078】
(滲み防止剤)
滲み防止剤としては、ベタイン系界面活性剤が挙げられる。
ここで言うベタイン系界面活性剤とは、分子中にカチオン性の部位とアニオン性の部位を両方とも有し、かつ界面活性を有する化合物を表す。カチオン性の部位としてはアミン性の窒素原子、ヘテロ芳香族環の窒素原子、炭素との結合を4つ有するホウ素原子、リン原子などを挙げることができる。この中で好ましくはアミン性の窒素原子もしくはヘテロ芳香族環の窒素原子である。中でも特に第4級の窒素原子であることが好ましい。アニオン性の部位としては、水酸基、チオ基、スルホンアミド基、スルホ基、カルボキシル基、イミド基、リン酸基、ホスホン酸基などを挙げることができる。この中でも特にカルボキシル基、スルホ基が好ましい。界面活性剤分子全体としての荷電は、カチオン、アニオン、中性のいずれでもよいが、好ましくは中性である。
【0079】
ベタイン系界面活性剤の好ましい添加量は広い範囲を持つが、好ましくはインク組成物中に0.001〜50質量%、さらに好ましくは0.01〜20質量%含有される。
【0080】
(消泡剤)
本発明における消泡剤とは、起泡の原因物質に代わって自ら液体表面に存在し、自分自身には泡膜の薄化に抵抗する反発力を付与する力の無い化合物を指す。具体的にはアルコール類、エーテル類、脂肪酸エステル類、金属石類、燐酸エステル類、シリコン類、ノニオン性界面活性剤がある。
【0081】
(乾燥防止剤(湿潤剤)、浸透促進剤)
前記水混和性有機溶剤の項で記載のものが挙げられる。
【0082】
(紫外線吸収剤)
本発明で画像の保存性を向上させるために使用される紫外線吸収剤としては特開昭58−185677号公報、同61−190537号公報、特開平2−782号公報、同5−197075号公報、同9−34057号公報等に記載されたベンゾトリアゾール系化合物、特開昭46−2784号公報、特開平5−194483号公報、米国特許第3214463号等に記載されたベンゾフェノン系化合物、特公昭48−30492号公報、同56−21141号公報、特開平10−88106号公報等に記載された桂皮酸系化合物、特開平4−298503号公報、同8−53427号公報、同8−239368号公報、同10−182621号公報、特表平8−501291号公報等に記載されたトリアジン系化合物、リサーチディスクロージャーNo.24239号に記載された化合物やスチルベン系、ベンゾオキサゾール系化合物に代表される紫外線を吸収して蛍光を発する化合物、いわゆる蛍光増白剤も用いることができる。
紫外線吸収剤は、インク組成物に対して0.05〜10質量%用いることができる。
【0083】
(酸化防止剤)
本発明では、画像の保存性を向上させるために使用される酸化防止剤として、各種の有機系及び金属錯体系の褪色防止剤を使用することができる。有機の褪色防止剤としてはハイドロキノン類、アルコキシフェノール類、ジアルコキシフェノール類、フェノール類、アニリン類、アミン類、インダン類、クロマン類、アルコキシアニリン類、複素環類などがあり、金属錯体としてはニッケル錯体、亜鉛錯体などがある。より具体的にはリサーチディスクロージャーNo.17643の第VIIのIないしJ項、同No.15162、同No.18716の650頁左欄、同No.36544の527頁、同No.307105の872頁、同No.15162に引用された特許に記載された化合物や特開昭62−215272号公報の127頁〜137頁に記載された代表的化合物の一般式及び化合物例に含まれる化合物を使用することができる。
酸化防止剤は、インク組成物に対して0.05〜10質量%用いることができる。
【0084】
(粘度調整剤)
粘度調整剤は、粘度を調整する機能を有したものであり、前記水混和性有機溶剤が挙げられる。例えば、グリセリン、ジエチレングリコール、トリエタノールアミン、2−ピロリドン、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテルなどがある。
また、水混和性有機溶剤以外では、例えば、セルロース類、ポリビニルアルコールなどの水溶性ポリマーやノニオン系界面活性剤等が挙げられる。更に詳しくは、「粘度調整技術」(技術情報協会、1999年)第9章、及び「インクジェットプリンタ用ケミカルズ(98増補)−材料の開発動向・展望調査−」(シーエムシー、1997年)162〜174頁に記載されている。
【0085】
本発明において、粘度調整剤として高分子量化合物を含有することも可能である。ここで高分子量化合物とは、インク組成物中に含まれている数平均分子量が5000以上のすべての高分子化合物を指す。これらの高分子化合物としては水性媒体中に実質的に溶解する水溶性高分子化合物や、ポリマーラテックス、ポリマーエマルジョンなどの水分散性高分子化合物、さらには補助溶剤として使用する多価アルコールに溶解するアルコール可溶性高分子化合物などが挙げられるが、実質的にインク液中に均一に溶解又は分散するものであれば、いずれも本発明における高分子量化合物に含まれる。
【0086】
水溶性高分子化合物の具体例としては、ポリビニルアルコール、シラノール変性ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイドなどのポリアルキレンオキサイド、ポリアルキレンオキサイド誘導体等の水溶性高分子、多糖類、デンプン、カチオン化デンプン、カゼイン、ゼラチンなどの天然水溶性高分子、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミドやこれらの共重合体などの水性アクリル樹脂、水性アルキッド樹脂,分子内に−SO、−COO基を有し、実質的に水性媒体中に溶解する水溶性高分子化合物が挙げられる。
また、ポリマーラテックスとしては、スチレン−ブタジエンラテックス、スチレン−アクリルラテックスやポリウレタンラテックスなどが挙げられる。さらに、ポリマーエマルジョンとしては、アクリルエマルジョンなどが挙げられる。
これらの水溶性高分子化合物は単独でも2種以上併用して用いることもできる。
【0087】
水溶性高分子化合物は、吐出特性の良好な粘度領域にインク組成物の粘度を調節するために使用されるが、その添加量が多いとインク組成物の粘度が高くなってインク液の吐出安定性が低下し、インク組成物が経時したときに沈殿物によってノズルがつまり易くなる。
粘度調整剤の高分子化合物の添加量は、添加する化合物の分子量にもよるが(高分子量のものほど添加量は少なくて済む)、インク組成物全量に対して添加量を0〜5質量%、好ましくは0〜3質量%、より好ましくは0〜1質量%である。
【0088】
(分散剤)
分散剤としては、カチオン、アニオン、ノニオン系並びにベタイン系の各種界面活性剤が挙げられ、具体的には上記界面活性剤の項で記載したものが挙げられる。
【0089】
(防錆剤)
防錆剤としては、例えば、酸性亜硫酸塩、チオ硫酸ナトリウム、チオグリコール酸アンモン、ジイソプロピルアンモニウムニトライト、四硝酸ペンタエリスリトール、ジシクロヘキシルアンモニウムニトライト、ベンゾトリアゾール等が挙げられる。これらは、インク組成物中に0.02〜5.00質量%使用するのが好ましい。
【0090】
本発明のインク組成物中における不揮発性成分は、インク組成物全量の10〜70質量%であることがインクの吐出安定性やプリント画質、画像の各種堅牢性や印字後の画像の滲みと印字面のべたつき低減の点で好ましく、20〜60質量%であることがインク組成物の吐出安定性や印字後の画像の滲みの低減の点でさらに好ましい。
ここで、不揮発性成分とは、1気圧のもとでの沸点が150℃以上の液体や固体成分、高分子量成分を意味する。インクジェット用インクの不揮発性成分は、染料、高沸点溶媒、必要により添加されるポリマーラテックス、界面活性剤、染料安定化剤、防黴剤、緩衝剤などであり、これら不揮発性成分の多くは、染料安定化剤以外ではインク組成物の分散安定性を低下させ、また印字後にも受像紙上に存在するため、受像紙での染料の会合による安定化を阻害し、画像部の各種堅牢性や高湿度条件下での画像の滲みを悪化させる性質を有している。
【0091】
本発明のインク組成物は、粘度が、1〜20mPa・sであることが好ましい。更に好ましくは2〜15mPa・sであり、特に好ましくは2〜10mPa・sである。20mPa・sを超えると記録画像の定着速度が遅くなり、吐出性能も低下する。1mPa・s未満では、記録画像がにじむために品位が低下する。この粘度は、25℃にて測定される。粘度は、上記粘度調整剤により調整される。水混和性有機溶剤の添加量は、インクジェット記録用の場合、インク組成物に対して5〜70質量%の範囲で用いられることが好ましく、10〜60質量%の範囲で用いられることが更に好ましい。また、水混和性有機溶剤は2種以上を併用することができる。
【0092】
本発明のインク組成物は、伝導度が、0.01〜10S/mであることが好ましく、中でも好ましい範囲は0.05〜5S/mである。この伝導度は、25℃において測定される。伝導度を上記範囲とすることにより、画像保存性が確保される。
伝導度の測定方法は、市販の飽和塩化カリウムを用いた電極法により測定可能である。
伝導度は主に水系溶液中のイオン濃度によってコントロール可能である。塩濃度が高い場合、限外濾過膜などを用いて脱塩することができる。また、塩等を加えて伝導度調節する場合、種々の有機物塩や無機物塩を添加することにより調節することができる。
無機物塩としては、ハロゲン化物カリウム、ハロゲン化物ナトリウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸水素ナトリウム、硫酸水素カリウム、硝酸ナトリウム、硝酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、リン酸ナトリウム、リン酸1水素ナトリウム、ホウ酸、リン酸2水素カリウム、リン酸2水素ナトリウム等の無機化合物や、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、酒石酸カリウム、酒石酸ナトリウム、安息香酸ナトリウム、安息香酸カリウム、p−トルエンスルホン酸ナトリウム、サッカリン酸カリウム、フタル酸カリウム、ピコリン酸ナトリウム等の有機化合物を使用することもできる。
また、上記添加剤を選定することによっても伝導度を調整し得る。
【0093】
本発明のインク組成物は、pHが7〜9であることが好ましく、更に好ましくは7〜8である。pHが7未満である場合は染料の溶解性が低下してノズルが詰まりやすく、9を超えると耐水性が劣化する傾向がある。pHの測定方法は、市販の試験紙を用いることも可能であるし、飽和塩化カリウムを用いた電極法による測定も可能である。
インク組成物のpHは、上記pH調整剤を用いることにより調整される。
【0094】
本発明のインク組成物は、その画像耐久性の高さから、種々の画像記録に使用することが可能である。イメージング用の染料としては、例えば写真感光材料への利用、熱転写材料への利用、感熱・感圧記録材料への利用、インクジェット記録への利用など種々の利用、応用が可能であるが、中でも好ましくは、インクジェット記録用のインク組成物としての利用が適している。
【0095】
インク組成物の調製方法については、先述の特許文献以外にも特開平5−295312号、同7−97541号、同7−82515号の各公報に詳細が記載されていて、本発明のインク組成物の調製にも利用できる。
【0096】
本発明のインク組成物には、本発明の染料とともに、あるいは更に長波染料とともに、他の染料を併用してもよい。他の染料を併用する場合は、他の染料の合計が、全染料100質量部中に、0.1質量部以上30質量部以下含有するのが好ましく、0.2質量部以上20質量部以下含有するのがより好ましく、0.5〜15質量部含有するのがさらに好ましい。
【0097】
本発明のインク組成物は、長波染料と併用した黒インク組成物による黒単色の画像形成のみならず、フルカラーの画像形成に用いる種々の色のインク組成物とすることができる。フルカラー画像を形成するために、本発明のインク組成物、もしくはほかのインク組成物と併用してマゼンタ色調インク、シアン色調インク、及びイエロー色調インクを用いたインクセットとすることができ、各色についてそれぞれ濃淡2色のインクを用いることもできる。更には、ブルーやオレンジといった中間色調のインクを用いることもできる。
【0098】
本発明におけるインクセットに用いることのできる染料としては、各々任意のものを使用する事が出来るが、例えば特開2003−306623号公報の段落番号0090〜0092に記載の各染料が利用できる。
【0099】
[インクジェット記録方法]
本発明のインクジェット記録方法は、前記インクジェット記録用インクにエネルギーを供与して、公知の受像材料、即ち普通紙、樹脂コート紙、例えば特開平8−169172号公報、同8−27693号公報、同2−276670号公報、同7−276789号公報、同9−323475号公報、特開昭62−238783号公報、特開平10−153989号公報、同10−217473号公報、同10−235995号公報、同10−337947号公報、同10−217597号公報、同10−337947号公報等に記載されているインクジェット専用紙、フィルム、電子写真共用紙、布帛、ガラス、金属、陶磁器等に画像を形成する。受像材料としては支持体上に白色無機顔料粒子を含有するインク受容層を有する受像材料が好ましい。なお、本発明のインクジェット記録方法として特開2003−306623号公報の段落番号0093〜0105の記載が適用できる。
【0100】
画像を形成する際に、光沢性や耐水性を与えたり耐候性を改善する目的からポリマーラテックス化合物を併用してもよい。ラテックス化合物を受像材料に付与する時期については、着色剤を付与する前であっても、後であっても、また同時であってもよく、したがって添加する場所も受像紙中であっても、インク中であってもよく、あるいはポリマーラテックス単独の液状物として使用しても良い。具体的には、特開2002−166638号、特開2002−121440号、特開2002−154201号、特開2002−144696号、特開2002−080759号、特開2002−187342号、特願2002−172774号に記載された方法を好ましく用いることができる。
【0101】
インクジェット記録紙及び記録フィルムの構成層(バックコート層を含む)には、ポリマーラテックスを添加してもよい。ポリマーラテックスは、寸度安定化、カール防止、接着防止、膜のひび割れ防止のような膜物性改良の目的で使用される。ポリマーラテックスについては、特開昭62−245258号、同62−1316648号、同62−110066号の各公報に記載がある。ガラス転移温度が低い(40℃以下の)ポリマーラテックスを媒染剤を含む層に添加すると、層のひび割れやカールを防止することができる。また、ガラス転移温度が高いポリマーラテックスをバックコート層に添加しても、カールを防止することができる。
【0102】
本発明のインク組成物またはインクセットは、インクジェットの記録方式に制限はなく、公知の方式、例えば静電誘引力を利用してインクを吐出させる電荷制御方式、ピエゾ素子の振動圧力を利用するドロップオンデマンド方式(圧力パルス方式)、電気信号を音響ビームに変えインクに照射して、放射圧を利用してインクを吐出させる音響インクジェット方式、及びインクを加熱して気泡を形成し、生じた圧力を利用するサーマルインクジェット方式等に用いられる。
インクジェット記録方式には、フォトインクと称する濃度の低いインクを小さい体積で多数射出する方式、実質的に同じ色相で濃度の異なる複数のインクを用いて画質を改良する方式や無色透明のインクを用いる方式が含まれる。
【実施例】
【0103】
以下、本発明を実施例によって説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
(実施例1)
【0104】
(染料の粗精製)
C.I.Direct Red84市販染料(ダイスタージャパン(株)製 Sirius Brown 3RL(染料a))130gにイオン交換水2000mlを加え、65℃に昇温して溶解した。さらに酢酸エチル2000mlを加えて30分間還流加熱した。温度を50〜60℃に保ち、60分間静置後水層を抜き出した。取り出した水層に、イソプロピルアルコール200ml、ヘキサン2000mlを加え55〜60℃で加熱攪拌した。温度を50〜60℃に保ち、60分間静置後水層を抜き出し、フィルター濾過(1.0μm)でごみ取りを実施した。イオン交換水を加え、4.2kgとした。上記操作を2回繰り返し8.4kgを得た。
(多孔質分離材を介しての透析)
日東電工(株)製RUW-5型逆浸透膜装置に塩化ナトリウム排除率30%の逆浸透膜NTR-7430、S2−F(スパイラルモジュール)を装着した。上記液8.4kgに超純水(抵抗値18MΩ以上)を加え20Lとした液を、1.5kg/cm(0.15MPa)、23℃で、処理透過液量160kgになるまで逆浸透膜処理を行った。処理後、塩素イオンをイオンクロマト装置にて定量したところ20ppm以下(染料濃度10質量%のインク原液換算)であった。
(染料(a1)の取り出し)
染料(a)由来の逆浸透膜処理後のものを、リチウムへのイオン交換処理を行ったのち、濃縮乾固し染料(a1)を得た。このものを前記定義にしたがいHPLC純度を測定したところ、82%であった。
【0105】
(染料(a2)の取り出し)
染料(a1)を用い、再結晶を1回行い染料(a2)を得た。このものを前記定義にしたがいHPLC純度を測定したところ、92%であった。
【0106】
(染料(a3)の取り出し)
染料(a2)を用い、更に再結晶を1回行い染料(a3)を得た。このものを前記定義にしたがいHPLC純度を測定したところ、99%であった。
【0107】
(インク原液A〜Cの作製)
染料(a1)〜(a3)各々50gに、脱イオン水950gを加えて、60〜65℃で加熱しながら1時間攪拌した。染料が完全に溶解した後、室温まで冷却し、防腐剤PROXEL XL2を1.0g添加した。10分間攪拌の後、平均孔径0.2μmのミクロフィルターで減圧濾過してインクジェット用インク原液A〜Cを作製した。
【0108】
(インク原液D〜Fの作製)
染料(a1)〜(a3)各々60gに、脱イオン水940gを加えて、60〜65℃で加熱しながら1時間攪拌した。染料が完全に溶解した後、室温まで冷却し、防腐剤PROXEL XL2を1.0g添加した。10分間攪拌の後、平均孔径0.2μmのミクロフィルターで減圧濾過してインクジェット用インク原液D〜Fを作製した。
(インク原液Gの作製)
染料(a2)70gに、脱イオン水910gを加え、粘度低下剤として、トリエチレングリコール20g添加した以外はインク原液Eと同様に処理して、インクジェット用インク原液Gを作製した。
【0109】
(インク原液H〜Kの作製)
染料、粘度低下剤を表2に記載のように変更した以外は、インク原液Gと同様に処理して、インクジェット用インク原液H〜Kを作製した。
【0110】
(粘度の測定)
インク原液A〜Kを調製直後及びサイクルサーモ(−30℃と60℃の繰り返し)条件下で6日間放置した後、インク原液4mlを、23℃50%の条件下で、山一電機製振動式粘度計VM−1G−1Lを用いて粘度を測定した。
(表面張力の測定)
インク原液A〜Kを調製直後、23℃50%の条件下で、協和界面化学株式会社製 SORFACE TENSIONMETER MODEL CBVP-A3を用いて表面張力を測定した。
【0111】
得られた結果を表1に示す。
【0112】
【表1】


【0113】
この結果から染料のHPLC純度が80〜95%であるインク原液は、粘度が低く取り扱い性に優れることがわかる。また、粘度低下剤の添加により更に高濃度化が可能であることが解る。
【0114】
(実施例2)
(インク原液Lの作製)
染料D(λmax.600nm)の150g、および染料(a2)の37.5gに脱イオン水790gを加えて、60〜65℃で加熱しながら1時間攪拌した。染料が完全に溶解した後、室温まで冷却し、トリエチレングリコールモノブチルエーテルを20gと、防腐剤PROXEL XL2を1.0g添加した。10分間攪拌の後、平均孔径0.2μmのミクロフィルターで減圧濾過してインクジェット用インク原液Lを作製した。実施例1と同様にして粘度を測定した結果、4.9mPa・sであった。
【0115】
【化14】


【0116】
(実施例3)
(インクジェット用ブラックインクMの作製)
染料D 6.0g
インク原液E 25.0g
トリエチレングリコールモノブチルエーテル 10.0g
グリセリン 10.0g
トリエチレングリコール 3.0g
サーフィノール465 1.0g
(界面活性剤 エアープロダクツジャパン製)
トリエタノールアミン 0.4g
に脱イオン水を加えて合計100gとし、60〜65℃で加熱しながら1時間撹拌した。染料が完全に溶解した後、室温まで冷却し、平均孔径0.2μmのミクロフィルターで減圧濾過してインクジェット用ブラックインクMを作製した。同様にして粘度を測定した結果、4.7mPa・sであった。
【0117】
(実施例4)
(インクジェット用ブラックインクNの作製)
染料D及びインク原液Eのかわりに、インク原液Lを40g用いた以外は、インクジェット用ブラックインクMと同様にして、インクジェット用ブラックインクNを作製した。同様にして粘度を測定した結果、4.7mPa・sであった。
【0118】
(印字サンプルの作製)
インクジェット用ブラックインクM及びNを、インクジェットプリンターPM-G800(セイコーエプソン(株)製)のブラック用カートリッジに詰め、同機にてセイコーエプソン(株)製インクジェットペーパー写真用紙(光沢)に画像を印刷し、以下の評価を行った。また比較タイプとしてPM-G800のブラックインクを使用した。
<印刷性能>
カートリッジをプリンターにセットし全ノズルからのインクの吐出を確認した後、A4 50枚出力し、印字の乱れを評価した。この実験を、インク充填直後と、インクカートリッジを60℃にて10日間放置後の条件で行った。
A:印刷開始から終了まで印字の乱れ無し
B:印字の乱れのある出力が発生する
C:印刷開始から終了まで印字の乱れがある
<結果>
本発明のインクジェット用インク原液を用いたブラックインクM、N、比較タイプのPM-G800のブラックインクともに、セット直後及び10日放置後とも良好な印刷性能を示し、評価結果はAであった。
【0119】
これらの結果から、本発明のインク原液は、インクジェット用ブラックインクを作製する上で有用な事がわかる。また、HPLC純度が80〜95%である染料を用いること、あるいは粘度低下剤の添加によりインク原液の粘度を大きく低下させる事が可能であり、染料濃度をより高濃度にし、取り扱い性の優れたインクジェット用インク原液を作製する事が可能である。これらの粘度低下剤は、インクジェット用インクの浸透剤や湿潤剤として一般に用いられているものであり、本発明のインクジェット用インク原液を用いても、何ら問題なくインクジェット用インクを作製する事が可能である。




 

 


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