JP2002256197A - 顔料分散液及びそれを用いたインクジェット用インク並びに画像形成方法 - 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並びに画像形成方法Info
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Abstract
の優れる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、分散剤及び水を有し、
分散剤として一般式1の化合物の1種以上を用いる顔料
分散液。 (R1はH又はC1〜20のアルキル基、フェニル基、
置換フェニル基、ナフチル基、kは0〜7の整数、
A1、A2はオキシエチレン単位又はオキシプロピレン
単位又はオキシエチレン単位とオキシプロピレン単位と
の混合、i、jは整数でi+j=31〜100、M1は
H、Li、Na、K又はN+R2R3R4R5(R2〜
R5は水素元素、メチル基、エチル基、2−ヒドロキシ
エチル基、3−ヒドロキシプロピル基のいずれか)、
p、qは整数でp+q=3)
Description
色調の鮮明性、吐出安定性、液安定性の優れる顔料分散
液、該顔料分散液を用いたインクジェット用インク及び
画像形成方法に関するものである。
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し、かつ経時の
平均粒径の安定性を向上させる必要があるが、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56−147863
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10−8805
0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、平均粒径の安定性、吐出安
定性に劣るものであった。
事情に鑑みなされたもので、顔料の平均粒径が小さく、
かつ平均粒径の安定性、吐出安定性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。
た結果、分散剤として下記一般式(1)で表される化合
物を用いること、更に好ましくは前記特定の分散剤と下
記一般式(2)、(3)及び(4)よりなる群から選ば
れた少なくとも一種の化合物を含有する特定の添加剤を
併用することにより上記課題が解決されることを見出し
本発明に到達することができた。
基、置換フェニル基、ナフチル基、kは0〜7の整数、
A1はオキシエチレン単位又はオキシプロピレン単位又
はオキシエチレン単位とオキシプロピレン単位との混
合、A2はオキシエチレン単位又はオキシプロピレン単
位又はオキシエチレン単位とオキシプロピレン単位との
混合、i、jはそれぞれ0以上の整数で、i+jは31
以上100以下の整数、M1はH、Li、Na、K、N+
R2R3R4R5(R2、R3、R4、R5はそれぞれ水素元
素、メチル基、エチル基、2−ヒドロキシエチル基、3
−ヒドロキシプロピル基のうちのいずれか)よりなる群
から選ばれた少なくとも一種、p、qはそれぞれ1以上
の整数でp+q=3を表す) 前記一般式(1)で示される分散剤で、R1の炭素数が
20を超えると分散安定性が劣り、粘度も上昇する傾向
がある。i+jは好ましくは31以上100以下、さら
に好ましくは31以上80以下である。i+jが100
より大きいと分散液及びインクの粘度が高くなり、さら
に平均粒径の安定性に劣る傾向がある。またp、qにつ
いてはp=1、q=2又はp=2、q=1のいずれも可
能である。
A3はオキシエチレン単位又はオキシプロピレン単位又
はオキシエチレン単位とオキシプロピレン単位との混
合、mは3〜16の整数を表す。前式(3)中、M2は
H、Li、Na、K及びN+R8R9R10R11(R8、
R9、R10、R11はそれぞれ水素元素、メチル基、エチ
ル基、2−ヒドロキシエチル基、3−ヒドロキシプロピ
ル基うちのいずれか)よりなる群から選ばれた少なくと
も一種、R7は炭素数1〜20のアルキル基を表す。前
式(4)中、R12は炭素数1〜20のアルキル基、A4
はオキシエチレン単位又はオキシプロピレン単位又はオ
キシエチレン単位とオキシプロピレン単位との混合、x
は1〜12の整数、M3はH、Li、Na、K及びN+R
13R14R15R 16(R13、R14、R15、R16はそれぞれ水
素元素、メチル基、エチル基、2−ヒドロキシエチル
基、3−ヒドロキシプロピル基のうちのいずれか)より
なる群から選ばれた少なくとも一種を表す。〕
数8〜14のアルキル基が好ましい。炭素数7以下又は
15以上では平均粒径の安定性に劣る傾向がある。ま
た、mは3〜16の整数が好ましい。mが2以下又は1
7以上では粒径安定化の効果が小さい。前記一般式
(3)の化合物のR7は炭素数1〜20のアルキル基が
好ましい。R7が水素原子又は炭素数21以上のアルキ
ル基では平均粒径の安定性に劣る傾向がある。前記一般
式(4)の化合物のR12が水素原子又は炭素数21以上
のアルキル基では顔料分散液中の顔料微粒子の粒径安定
化の効果が小さい。一方A4としてはオキシエチレン単
位、オキシプロピレン単位、オキシエチレン単位とオキ
シプロピレン単位の混合のいずれも好適に使用できる。
xは1〜12の整数が好ましい。xが0又は13以上で
は平均粒径の安定性に劣る傾向がある。
が挙げられる。本発明の第1は、少なくとも顔料、分散
剤及び水を有して構成され、かつ、分散剤として前記一
般式(1)で示される化合物のうち、少なくとも1種を
用いることを特徴とする顔料分散液にある。
式(2)、(3)及び(4)よりなる群から選ばれた少
なくとも一種の化合物をさらに含有することを特徴とす
る前記第1の顔料分散液にある。
エロー138及び/又はピグメントレッド122を用い
ることを特徴とする前記第1〜2の顔料分散液にある。
ルー15、ピグメントブルー15:1、ピグメントブル
ー15:2、ピグメントブルー15:3及びピグメント
ブルー15:4よりなる群から選ばれた少なくとも一種
を用いることを特徴とする前記第1〜3の顔料分散液に
ある。
率が1/15以上1以下であることを特徴とする前記第
1〜4の顔料分散液にある。
m以上200nm以下であることを特徴とする前記第1
〜5の顔料分散液にある。
%以下であることを特徴とする前記第1〜6の顔料分散
液にある。
の顔料分散液に添加剤として水、水溶性有機溶剤、界面
活性剤、防腐剤のうち少なくとも1種を加えて調製する
ことを特徴とするインクジェット用インクにある。
m以上200nm以下であることを特徴とする前記第8
のインクジェット用インクにある。
%以下であることを特徴とする前記8又は9のインクジ
ェット用インクにある。
れかのインクを用いてピエゾ方式のインクジェットプリ
ンタで印字することを特徴とする画像形成方法にある。
れかのインクを用いてサーマルインクジェット方式のイ
ンクジェットプリンタで印字することを特徴とする画像
形成方法にある。
る。本発明の顔料分散液は、少なくとも顔料と分散剤か
らなり、分散剤として前記一般式(1)で示される化合
物のうち、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とし
て前記一般式(2)、(3)及び(4)よりなる群から
選ばれた少なくとも一種の化合物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である。上記分散
剤を用いると、顔料の平均粒径の小さく、かつ平均粒径
の安定性の優れた分散液及び、平均粒径の安定性、吐出
安定性の優れたインクジェット用インクを得ることがで
きる。
物と前記一般式(2)の化合物の含有量比率は、重量比
で99.99/0.01〜60/40であることが好ま
しい。99.99/0.01より大きい場合は一般式
(2)の添加効果がほとんど無い為、顔料分散液中の顔
料微粒子の粒径安定化効果の向上の程度が小さく、60
/40より小さい場合もやはり粒径安定化効果の向上の
程度は小さくなる。
物と一般式(3)の化合物の含有量比率も同上の理由か
ら99.99/0.01〜60/40であることが好ま
しい。また、一般式(1)の化合物と一般式(4)の化
合物の含有量比率も同上の理由から99.99/0.0
1〜60/40であることが好ましい。
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1
2、ピグメントイエロー13、ピグメントイエロー1
4、ピグメントイエロー16、ピグメントイエロー1
7、ピグメントイエロー73、ピグメントイエロー7
4、ピグメントイエロー75、ピグメントイエロー8
3、ピグメントイエロー93、ピグメントイエロー9
5、ピグメントイエロー97、ピグメントイエロー9
8、ピグメントイエロー114、ピグメントイエロー1
20、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。
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。
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。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122、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、耐光性が優れ、
バランスの取れたインクを得ることができる。
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
しやすい傾向があり、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
なる傾向がある。
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、20nm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、耐光性に劣る傾向がある。なお、本発明にお
ける平均粒径は、日機装(株)のマイクロトラックUP
Aで測定した値のことである。
好ましい。5%未満では規定の顔料濃度のインクを調合
する際により多くの分散液が必要なため生産性が劣り、
30%より多いと分散液の粘度が高すぎて分散が困難に
なる傾向がある。
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、1−ブタノール、2−ブタ
ノール、イソブチルアルコ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、1,2−プロパンジ
オール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオ
ール、1,4−ブタンジオール、グリセリン等の多価ア
ルコール、上記多価アルコールと上記アルコールを脱水
縮合して得られるモノエーテル誘導体及びジエーテル誘
導体、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、防腐剤等が
挙げられる。
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、記録液全量に対して0%以上
50%以下が好ましい。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。
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。
明するが、本発明は本実施例に限定されないものであ
る。なお実施例中の部数は重量部を表すものである。
入れ、直径0.3mm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48時間分散
し、顔料分散液(A)を得た。
と同様にして顔料分散液(B)を得た。 処方2 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 一般式(1)の化合物 (R1=CH(CH3)2、k=1、i=80、j=0、 A1=オキシエチレン単位、M1=NH4、p=1、q=2) 15部 ジオクチルスルホサクシネートNa (一般式(3)の化合物のうち、M2がNa、 R7が炭素数8の分岐アルキル基の化合物) 0.2部 蒸留水 155部
と同様にして顔料分散液(C)を得た。 処方3 ピグメントイエロー138(東洋インキ製造社製、 LIONOGEN YELLOW 1010) 30部 一般式(1)の化合物(k=0、i=12、 j=48、A1=オキシプロピレン単位、 A2=オキシエチレン単位、M1=Na、p=1、q=2) 15部 ポリオキシエチレン(3)アルキル(C13) エーテル酢酸ナトリウム〔一般式(4)の 化合物のうち、R12が炭素数13の直鎖アルキル基、 A4がオキシエチレン単位、xが3、M3がNaの化合物) 0.2部 蒸留水 155部
と同様にして顔料分散液(D)を得た。 処方4 ピグメントイエロー138(東洋インキ製造社製、 LIONOGEN YELLOW 1010) 30部 一般式(1)の化合物(k=0、i=70、j=0、 A1=オキシエチレン単位、M1=K、p=1、q=2) 15部 蒸留水 155部
部、蒸留水の部数を170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。
部、一般式(1)の化合物の部数を12部、蒸留水の部
数を138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。
同様にして顔料分散液(G)を得た。 処方5 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 ポリオキシエチレン(3)アルキル(C13) エーテル酢酸ナトリウム(一般式(4)の 化合物のうち、R12が炭素数13の直鎖アルキル基、 A4がオキシエチレン単位、xが3、M3がNaの化合物) 0.2部 蒸留水 155部
同様にして顔料分散液(H)を得た。 処方6 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
同様にして顔料分散液(I)を得た。 処方7 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(k=0、i=20、j=0、 A1=オキシエチレン単位、M1=Na、p=1、q=2) 15部 パイオニンA−51−B(竹本油脂社製) 0.2部 蒸留水 155部
同様にして顔料分散液(J)を得た。 処方8 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(k=0、i=130、j=0、 A1=オキシエチレン単位、M1=NH4、p=1、q=2) 15部 パイオニンA−51−B(竹本油脂社製) 0.2部 蒸留水 155部
(J)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)〜(j)を得た。
ただしろ過不可能なサンプルについては未ろ過のまま評
価した。
(a)〜(j)に含まれる顔料の平均粒径、及び70℃
で7日放置した後の平均粒径を測定した。さらに高温試
験後のインクをEPSON社製インクジェットプリンタ
MJ−930C(ピエゾ方式)及びHP社のインクジェ
ットプリンタDeskJet880C(サーマル方式)
で印字し、吐出安定性を評価した。
径が小さく、吐出安定性や色調の優れる顔料分散液及び
インクジェット用インクが得られる。
Claims (12)
- 【請求項1】 少なくとも顔料、分散剤及び水を有して
構成され、かつ、分散剤として下記一般式(1)で示さ
れる化合物の少なくとも1種を用いることを特徴とする
顔料分散液。 【化1】 (R1はH又は炭素数1〜20のアルキル基、フェニル
基、置換フェニル基、ナフチル基、kは0〜7の整数、
A1はオキシエチレン単位又はオキシプロピレン単位又
はオキシエチレン単位とオキシプロピレン単位との混
合、A2はオキシエチレン単位又はオキシプロピレン単
位又はオキシエチレン単位とオキシプロピレン単位との
混合、i、jはそれぞれ0以上の整数で、i+jは31
以上100以下の整数、M1はH、Li、Na、K及び
N+R2R3R4R5(R2、R3、R4、R5はそれぞれ水素
元素、メチル基、エチル基、2−ヒドロキシエチル基、
3−ヒドロキシプロピル基のうちのいずれか)よりなる
群から選ばれた少なくとも一種、p、qはそれぞれ1以
上の整数でp+q=3を表す) - 【請求項2】 下記一般式(2)、(3)及び(4)よ
りなる群から選ばれた少なくとも一種の化合物を含有す
ることを特徴とする請求項1記載の顔料分散液。 【化2】 〔前式(2)中、R6は炭素数8〜14のアルキル基、
A3はオキシエチレン単位又はオキシプロピレン単位又
はオキシエチレン単位とオキシプロピレン単位との混
合、mは3〜16の整数を表す。前式(3)中、M2は
H、Li、Na、K及びN+R8R9R10R11(R8、
R9、R10、R11はそれぞれ水素元素、メチル基、エチ
ル基、2−ヒドロキシエチル基、3−ヒドロキシプロピ
ル基うちのいずれか)よりなる群から選ばれた少なくと
も一種、R7は炭素数1〜20のアルキル基を表す。前
式(4)中、R12は炭素数1〜20のアルキル基、A4
はオキシエチレン単位又はオキシプロピレン単位又はオ
キシエチレン単位とオキシプロピレン単位との混合、x
は1〜12の整数、M3はH、Li、Na、K及びN+R
13R14R15R 16(R13、R14、R15、R16はそれぞれ水
素元素、メチル基、エチル基、2−ヒドロキシエチル
基、3−ヒドロキシプロピル基のうちのいずれか)より
なる群から選ばれた少なくとも一種を表す。〕 - 【請求項3】 顔料としてピグメントイエロー138及
び/又はピグメントレッド122を用いることを特徴と
する請求項1又は2記載の顔料分散液。 - 【請求項4】 顔料としてピグメントブルー15、ピグ
メントブルー15:1、ピグメントブルー15:2、ピ
グメントブルー15:3及びピグメントブルー15:4
よりなる群から選ばれた少なくとも一種を用いることを
特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の顔料分散
液。 - 【請求項5】 顔料に対する分散剤の比率が1/15以
上1以下であることを特徴とする請求項1〜4のいずれ
かに記載の顔料分散液。 - 【請求項6】 顔料の平均粒径が20nm以上200n
m以下であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか
に記載の顔料分散液。 - 【請求項7】 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1〜6のいずれかに記載の顔料分
散液。 - 【請求項8】 請求項1〜7のいずれかに記載の顔料分
散液に添加剤として水、水溶性有機溶剤、界面活性剤、
防腐剤のうち少なくとも1種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。 - 【請求項9】 顔料の平均粒径が20nm以上200n
m以下であることを特徴とする請求項8記載のインクジ
ェット用インク。 - 【請求項10】 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8又は9記載のインクジェット用
インク。 - 【請求項11】 請求項8〜10のいずれかに記載のイ
ンクを用いてピエゾ方式のインクジェットプリンタで印
字することを特徴とする画像形成方法。 - 【請求項12】 請求項8〜10のいずれかに記載のイ
ンクを用いてサーマルインクジェット方式のインクジェ
ット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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