JP2002038072A - 顔料分散液及びそれを用いたインクジェット用インク - Google Patents

顔料分散液及びそれを用いたインクジェット用インク

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dispersion
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Shigeo Hatada
茂雄 旗田
Keiji Taniguchi
圭司 谷口
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 顔料の平均粒径が小さく、吐出安定性や色調
の優れた顔料分散液及びインクジェット用インクの提
供。 【解決手段】 少なくとも顔料、分散剤および水を含有
し、分散剤として下記一般式(1)で示される化合物群
のうちの少なくとも1種を用いることを特徴とする顔料
分散液、およびそれを用いたインクジェット用インク。
一般式(1) 【化1】 (式中、Rは、H、炭素数1〜15の直鎖または分岐ア
ルキル基、置換または非置換のフェニル基、置換または
非置換のナフチル基、mは、1以上100以下の整数、
Mは、H、NaまたはHとNaの混合物)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、顔料分散液および
インクジェット用インクに関するものである。
【0002】
【従来の技術】インクジェット記録方式は他の記録方式
に比べてプロセスが簡単であるためフルカラー化が容易
であり、簡略な構成の装置であっても高解像度の画像が
得られる利点がある。インクジェット用インクとしては
各種の水溶性染料を水、又は水と有機溶剤との混合液に
溶解させた染料系インクが使用されているが、染料系イ
ンクは色調の鮮明性は優れているものの耐光性に劣る欠
点があった。一方カーボンブラックや各種の有機顔料を
分散させた顔料系インクは染料系インクと比較して耐光
性に優れるため盛んに研究されている。しかし顔料系イ
ンクは染料系インクと比べてノズルの目詰まりが生じや
すく、色域が狭い傾向がある。ノズルの目詰まりや色域
を改善するには顔料の平均粒径を小さくする必要がある
が、現在多く用いられているスチレン−アクリル共重合
体、スチレン−マレイン酸共重合体(特開昭56−14
7863等)、ナフタレンスルホン酸ナトリウムホルマ
リン縮合物(特開昭61−083267等)等の高分子
分散剤を用いたインク、ポリエチレングリコールアルキ
ルフェニルエーテル(特開平5−105837等)、ポ
リエチレングリコールアルキルフェニルエーテル硫酸塩
(特開平10−168367等)、ポリエチレングリコ
ールアルキルフェニルエーテルリン酸塩(特開平10−
88050等)等の界面活性剤を用いたインクのいずれ
においても顔料の平均粒径が大きく、吐出安定性や色域
の広さが劣るものであった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記のような
事情に鑑みてなされたもので、顔料の平均粒径が小さ
く、吐出安定性や色調の優れた顔料分散液及びインクジ
ェット用インクを提供することを目的としている。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは鋭意検討し
た結果、特定の分散剤を用いることにより上記課題が解
決されることを見出し本発明に至った。即ち、本発明は
以下の(1)〜(8)である。
【0005】(1)少なくとも顔料、分散剤および水を
含有し、分散剤として一般式(1)で示される化合物群
のうちの少なくとも1種を用いることを特徴とする顔料
分散液。 一般式(1)
【化2】 (式中、Rは、H、炭素数1〜15の直鎖または分岐ア
ルキル基、置換または非置換のフェニル基、置換または
非置換のナフチル基、mは、1以上100以下の整数、
Mは、H、NaまたはHとNaの混合物) (2)顔料に対する分散剤の比率が重量比で1/15以
上1/1以下であることを特徴とする上記(1)記載の
顔料分散液。 (3)顔料の平均粒径が30nm以上200nm以下で
あることを特徴とする上記(1)ないし(2)記載の顔
料分散液。 (4)顔料濃度が5%以上30%以下であることを特徴
とする上記(1)ないし(3)記載の顔料分散液。 (5)上記(1)ないし(4)の顔料分散液に添加剤を
加えて調製することを特徴とするインクジェット用イン
ク。 (6)顔料の平均粒径が30nm以上200nm以下で
あることを特徴とする上記(5)記載のインクジェット
用インク。 (7)顔料濃度が1%以上7%以下であることを特徴と
する上記(5)ないし(6)記載のインクジェット用イ
ンク。 (8)上記(5)ないし(7)記載のインクを用いてイ
ンクジェット方式のプリンタで印字することを特徴とす
る画像形成方法。
【0006】以下、本発明を詳細に説明する。本発明の
顔料分散液は、少なくとも顔料、分散剤および水を含有
し、分散剤として一般式(1)で示される化合物群のう
ちの少なくとも1種を用いることを特徴とする顔料分散
液である。この顔料分散液は特にインクジェット用途に
好適に利用することができる。また本発明のインクジェ
ット用インクは前述の顔料分散液に添加剤を加えて調製
することを特徴とするものである。上記分散剤を用いる
と、顔料の平均粒径の小さな分散液およびインクを得る
ことができる。
【0007】一般式(1)で示される分散剤において、
mは好ましくは1以上100以下、さらに好ましくは2
0以上80以下である。mが100より大きいと分散液
及びインクの粘度が高くなる傾向があり、mが0では顔
料の平均粒径が小さくならないため好ましくない。ま
た、mを20以上80以下にすると顔料の平均粒径が小
さくなりやすく、さらに好ましい。
【表1】
【0008】本発明に用いる顔料としては、ブラック顔
料としてファーネス法あるいはチャネル法で製造された
カーボンブラック等が挙げられる。イエロー顔料として
は、ピグメントイエロー1、ピグメントイエロー2、ピ
グメントイエロー3、ピグメントイエロー12、ピグメ
ントイエロー13、ピグメントイエロー14、ピグメン
トイエロー16、ピグメントイエロー17、ピグメント
イエロー73、ピグメントイエロー74、ピグメントイ
エロー75、ピグメントイエロー83、ピグメントイエ
ロー93、ピグメントイエロー95、ピグメントイエロ
ー97、ピグメントイエロー98、ピグメントイエロー
114、ピグメントイエロー120、ピグメントイエロ
ー128、ピグメントイエロー129、ピグメントイエ
ロー138、ピグメントイエロー150、ピグメントイ
エロー151、ピグメントイエロー154、ピグメント
イエロー155、ピグメントイエロー180等が挙げら
れる。
【0009】マゼンタ顔料としては、ピグメントレッド
5、ピグメントレッド7、ピグメントレッド12、ピグ
メントレッド48(Ca)、ピグメントレッド48(M
n)、ピグメントレッド57(Ca)、ピグメントレッ
ド57:1、ピグメントレッド112、ピグメントレッ
ド122、ピグメントレッド123、ピグメントレッド
168, ピグメントレッド184, ピグメントレッド2
02,ピグメントバイオレット19等が挙げられる。
【0010】シアン顔料としては、ピグメントブルー
1、ピグメントブルー2、ピグメントブルー3、ピグメ
ントブルー15、ピグメントブルー15:3、ピグメン
トブルー15:4、ピグメントブルー16、ピグメント
ブルー22、ピグメントブルー60、バットブルー4、
バットブルー60等が挙げられる。
【0011】なお、イエロー顔料としてピグメントイエ
ロー138、マゼンタ顔料としてピグメントレッド12
2、シアン顔料としてピグメントブルー15を用いるこ
とにより、色調、耐光性が特に優れ、バランスの取れた
インクを得ることができる。
【0012】顔料に対する分散剤の比率は1/15以上
1/1以下が好ましい。1/15未満では分散液及びイ
ンクの保存安定性が劣り、その結果ノズルの目詰まりが
発生しやすく、1/1より大きいと分散液及びインクの
粘度が高すぎてインクジェット方式での印字が困難にな
るので好ましくない。
【0013】分散液及びインク中の顔料の平均粒径は3
0nm以上200nm以下が好ましい。顔料の平均粒径
が200nmより大きいとノズルの目詰まりが生じやす
くなるばかりでなく色調の鮮明性も劣り、30nm未満
では顔料の分散が困難でありコストがかかるばかりでな
く保存性、耐光性に劣るので好ましくない。なお、本発
明における平均粒径とは、顔料分散液又はインク中で分
散状態にある一次粒子及び凝集体の平均粒径のことであ
り、大塚電子社製の電気泳動光散乱光度計ELS−80
0で測定したものである。分散液の顔料濃度は5%以上
30%以下が好ましい。5%未満では同じ量のインクを
作る際に分散液をより多く必要とするため、全体の分散
時間が長くなり生産性が劣り、30%より多いと分散液
の粘度が高すぎて分散が困難になるので好ましくない。
【0014】分散液への添加剤としては、水の他に水溶
性有機媒体としてメタノール、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、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、グリセリン等の多価アル
コール、N−メチルピロリドン、2−ピロリドン等のピ
ロリドン誘導体、アセトン、メチルエチルケトン等のケ
トン、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等のアルカノールアミン、ノニオ
ン、アニオン、カチオン、両性の各種界面活性剤、防腐
剤等が挙げられる。
【0015】インクの顔料濃度は1%以上7%以下が好
ましい。1%未満では画像濃度が低いため印字の鮮明さ
に欠け、7%より多いとインクの粘度が高くなる傾向が
あるばかりでなくノズルの目詰まりが発生しやすくな
る。インクへの添加剤としては、上記分散液への添加剤
で記した材料と同様の材料が挙げられる。なお水溶性有
機溶剤の含有量としては、分散液全量に対して50%以
下に抑えることが好ましい。
【0016】顔料分散液は、上記の顔料、分散剤、水や
水溶性有機溶剤の混合物をサンドミル、ボールミル、ダ
イノーミル、ロールミル、ナノマイザー、ホモジナイザ
ー等の公知の分散機で分散することによって得られる。
またインクは、顔料分散液、水、水溶性有機溶剤、界面
活性剤等を攪拌混合し、フィルター、遠心分離装置等で
粗大粒子を濾過し、脱気することによって得られる。上
記のインクを印字する方法としては連続噴射型あるいは
オンデマンド型が挙げられる。オンデマンド型としては
ピエゾ方式、サーマルインクジェット方式、バブルジェ
ット(登録商標)方式、静電方式等が挙げられる。
【0017】
【実施例】以下、実施例に基づき本発明をより詳細に説
明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はない。なお、実施例中「部」とあるのは重量部であ
る。
【0018】 実施例1 処方1 ピグメントレッド122(クラリアント社製、トナーマゼンタE02) 30部 一般式(1)の化合物(R=C19、m=40、M=H、 Naの混合物) 15部 パイオニンD−1107S(竹本油脂社製) 0.2部 蒸留水 155部 上記の混合物をプレミックス後1リットルのベッセルに
入れ、直径0.7mmのジルコニアビーズを900g加
え、カンペ製バッチ式卓上サンドミルで3時間分散し、
顔料分散液(A)を得た。
【0019】実施例2 実施例1においてピグメントレッド122を下記の材料
に変更した他は実施例1と同様にして顔料分散液(B)
を得た。 ピグメントブルー15:3 (東洋インキ製造社製、LIONOL BLUE FG−7351) 30部
【0020】実施例3 実施例1においてピグメントレッド122を下記の材料
に変更した他は実施例1と同様にして顔料分散液(C)
を得た。 ピグメントイエロー138 (東洋インキ製造社製、LIONOGEN YELLOW 1010)30部
【0021】実施例4 実施例1において一般式(1)の化合物の部数を7.5
部、蒸留水の部数を162.5部に変更した他は実施例
1と同様にして顔料分散液(D)を得た。
【0022】実施例5 実施例1においてピグメントレッド122の部数を20
部、蒸留水の部数を165部に変更した他は実施例1と
同様にして顔料分散液(E)を得た。
【0023】実施例6 実施例1においてピグメントレッド122の部数を80
部、一般式(1)の化合物の部数を40部、蒸留水の部
数を80部に変更した他は実施例1と同様にして顔料分
散液(F)を得た。
【0024】比較例1 実施例1における処方1を次の処方2に変更する他は実
施例1と同様にして顔料分散液(H)を得た。 処方2 ピグメントレッド122(クラリアント社製、トナーマゼンタE02) 30部 ポリビニルピロリドン(平均分子量25000) 15部 C1327−(O−CH−CH−CHCOONa 0.25部 蒸留水 155部
【0025】比較例2 実施例1における処方1を次の処方3に変更する他は実
施例1と同様にして顔料分散液(I)を得た。 処方3 ピグメントレッド122(クラリアント社製、トナーマゼンタE02) 30部 ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステル (第一工業製薬社製、プライサーフA219B) 15部 蒸留水 155部
【0026】上記の方法で得られた顔料分散液(A)〜
(D)、(H)、(I)を用いて下記インク処方1によ
りインクを調製し、30分攪拌後、孔径0.8μmのメ
ンブランフィルターでろ過、真空脱気してインク(a)
〜(d)、(h)、(i)を得た。同様に顔料分散液
(E)を用いて下記インク処方2によりインクを調製
し、30分攪拌後、孔径0.8μmのメンブランフィル
ターでろ過、真空脱気してインク(e)を得た。また、
顔料分散液(F)を用いて下記インク処方3によりイン
クを調製し、30分撹拌後、孔径3.0μmのメンブラ
ンフィルターでろ過、真空脱気してインク(f)を得
た。また、顔料分散液(A)を用いて下記インク処方4
によりインクを調製し、30分撹拌後、孔径0.8μm
のメンブランフィルターでろ過、真空脱気してインク
(g)を得た。
【0027】 インク処方1 顔料分散液(顔料濃度15%) 40.0部 グリセリン 7.5部 ジエチレングリコール 22.5部 2−エチル−1,3−ヘキサンジオール 3.0部 2−ピロリドン 3.0部 C1327−(O−CH−CH−CHCOONa 0.45部 蒸留水 73.55部
【0028】 インク処方2 顔料分散液(顔料濃度10%) 60.0部 グリセリン 7.5部 ジエチレングリコール 22.5部 2−エチル−1,3−ヘキサンジオール 3.0部 2−ピロリドン 3.0部 C1327−(O−CH−CH−CHCOONa 0.45部 蒸留水 53.55部
【0029】 インク処方3 顔料分散液(顔料濃度40%) 15.0部 グリセリン 7.5部 ジエチレングリコール 22.5部 2−エチル−1,3−ヘキサンジオール 3.0部 2−ピロリドン 3.0部 C1327−(O−CH−CH−CHCOONa 0.45部 蒸留水 98.55部
【0030】 インク処方4 顔料分散液(顔料濃度15%) 10.0部 グリセリン 7.5部 ジエチレングリコール 22.5部 2−エチル−1,3−ヘキサンジオール 3.0部 2−ピロリドン 3.0部 C1327−(O−CH−CH−CHCOONa 0.45部 蒸留水 103.55部
【0031】上記の分散剤(A)〜(F)、(H)〜
(I)及びインク(a)〜(i)に含まれる分散液及び
インク中の凝集体の平均粒径を測定した。またインク
(a)〜(i)をEPSON社製インクジェットプリン
タMJ−930CでNBSリコー社製マイペーパーに印
字し、吐出安定性及び印字サンプルの色調を評価した。
a*、b*は色調を表す値で、同系統の色ではa*、b
*の絶対値が大きいほど色調の鮮明性が優れている。a
*、b*はX−Rite938(2°視野、光源
50)で測定した。
【0032】
【表2】 吐出安定性 ○:ヘッドの目詰まりなし ×:ヘッドの目詰まりあり
【0033】
【発明の効果】以上の結果から、本発明の顔料分散液及
びインクは、含まれる顔料の平均粒径が小さく、吐出安
定性や色調の優れるものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2C056 FC01 2H086 BA53 BA59 BA60 4J037 AA02 AA30 CC25 DD05 DD24 EE28 EE43 FF15 4J039 AE07 BA04 BE01 BE22 CA06 EA42 EA44 EA46 GA24

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも顔料、分散剤および水を含有
    し、分散剤として下記一般式(1)で示される化合物群
    のうちの少なくとも1種を用いることを特徴とする顔料
    分散液。一般式(1) 【化1】 (式中、Rは、H、炭素数1〜15の直鎖または分岐ア
    ルキル基、置換または非置換のフェニル基、置換または
    非置換のナフチル基、mは、1以上100以下の整数、
    Mは、H、NaまたはHとNaの混合物)
  2. 【請求項2】 顔料に対する分散剤の比率が重量比で1
    /15以上1/1以下であることを特徴とする請求項1
    記載の顔料分散液。
  3. 【請求項3】 顔料の平均粒径が30nm以上200n
    m以下であることを特徴とする請求項1ないし2記載の
    顔料分散液。
  4. 【請求項4】 顔料濃度が5%以上30%以下であるこ
    とを特徴とする請求項1ないし3記載の顔料分散液。
  5. 【請求項5】 請求項1ないし4の顔料分散液に添加剤
    を加えて調製されたものであることを特徴とするインク
    ジェット用インク。
  6. 【請求項6】 顔料の平均粒径が30nm以上200n
    m以下であることを特徴とする請求項5記載のインクジ
    ェット用インク。
  7. 【請求項7】 顔料濃度が1%以上7%以下であること
    を特徴とする請求項5ないし6記載のインクジェット用
    インク。
  8. 【請求項8】 請求項5ないし7記載のインクを用いて
    インクジェット方式のプリンタで印字することを特徴と
    する画像形成方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US8696101B2 (en) 2011-02-07 2014-04-15 Ricoh Company, Ltd. Photopolymerizable inkjet black ink, and ink cartridge, inkjet printer and printed material using the ink, and method of preparing the ink

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