JP2003277658A - インクジェット記録用インク組成物 - Google Patents
インクジェット記録用インク組成物Info
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Abstract
度ムラやにじみを生じない、吐出安定性に優れた顔料を
含有するインクジェット記録用インク組成物を提供す
る。 【解決手段】 少なくとも顔料と水溶性有機溶媒と界面
活性剤と水とからなり、ステキヒストサイズ度が30秒
以下の普通紙上に2μl滴下した時の10秒後の動的接
触角が50.0°以上であり、且つ、その後の動的接触
角の時間変化率が0.8°/秒以下である。インク組成
物中における顔料の平均粒子径が60〜200nmであ
る。
Description
録用インク組成物であり、インクを力学的および熱エネ
ルギーを用いて吐出、飛翔させ被記録材に対して記録を
行うインクジェット記録において使用する水性インクに
関する。
ム等から、液体インクを吐出し、紙、布、フィルム等に
記録を行う、いわゆるインクジェット方式のプリンター
は、小型で、安価、静粛性等種々の利点があり、黒色の
単色またはフルカラーのプリンターとして多く市販され
ている。中でも、圧電素子を用いたいわゆるピエゾイン
クジェット方式や、熱エネルギーを作用させて液滴を形
成し記録を行う、いわゆる熱インクジェット方式は、高
速印字、高解像度が得られるなど多くの利点を有してい
る。
に用いられている水溶性染料を用いたインクは、耐水
性、耐光性に問題があった。それに対し、顔料を用いた
インクは、耐水性、耐光性に優れ、しかも、高濃度で滲
みのない画質を得ることができることから、非常に有望
であり、近年、多くの提案がなされ、実用化されてい
る。
においては、顔料、高分子分散剤および非イオン性界面
活性剤を含有する水性媒体からなる記録液が提案されて
いる。また、米国特許第5085698号、第5221
334号においては、ブロックコポリマーを顔料の分散
剤として用いることが提案されている。さらに、同第5
172133号においては、特定の顔料、水溶性樹脂、
溶媒を用いることが提案されている。
ングされた紙に対して滴下5秒後のインクの接触角が4
0度以下であり、少なくともアセチレングリコールを含
むインクを用いることが提案されている。
普通紙上での動的接触角の時間変化率が、0.5〜3.
5度/秒である顔料インクを提案している。
したところによると、顔料インク組成物は非コート紙の
中でもサイズ度の低いすなわち浸透性の高い紙に印刷し
た場合に、印字濃度が低いあるいは濃度の均一性が損な
われる、すなわち濃度ムラが発生するという問題を生じ
ることが明らかとなった。
であり、普通紙に印字した場合に光学濃度が高く、濃度
ムラやにじみを生じない、吐出安定性に優れた顔料を含
有するインクジェット記録用インク組成物を提供するこ
とを目的とする。
に、発明者らが鋭意検討を重ねた結果、本発明を見出し
たものであり、本発明は、少なくとも顔料と水溶性有機
溶媒と界面活性剤と水とからなり、ステキヒストサイズ
度が30秒以下の普通紙上に2μl滴下した時の10秒
後の動的接触角が50.0°以上であり、且つ、その後
の動的接触角の時間変化率が0.8°/秒以下であるイ
ンクジェット記録用インク組成物である。
得ることができる。
顔料の平均粒子径が60〜200nmであるインクジェ
ット記録用インク組成物である。
に十分な濃度が得られず、200nmより大きい場合、
ノズルからの吐出性が悪くなるが、本発明では、このよ
うなことを生じることはない。
基で修飾された自己分散型顔料であるインクジェット記
録用インク組成物である。
ン系界面活性剤であるインクジェット記録用インク組成
物である。
と顔料の分散状態に影響を与え、凝集・沈降を生じる場
合があるが、本発明ではノニオン系界面活性剤を使用し
ており、顔料の分散状態を維持したまま表面張力の調整
が可能になる。
剤がフッ素系界面活性剤であり、そして、表面張力が2
5mN/m以上であるインクジェット記録用インク組成
物である。
力は高いが、25mN/m未満にするとにじみ易くな
る。本発明により、にじみが生じることを少なくするこ
とができる。
性剤がアセチレングリコール系界面活性剤であり、そし
て、表面張力が35〜45mN/mであるインクジェッ
ト記録用インク組成物である。
した場合、表面張力が35mN/m未満ではにじみが発
生し、45mN/mより大きいと吐出性が悪化するが、
本発明では、このようなことを生じさせにくくすること
ができる。
剤がポリオキシアルキレンエーテル系界面活性剤であ
り、そして、表面張力が30〜50mN/m以上である
インクジェット記録用インク組成物である。
剤を使用した場合、表面張力が30mN/m未満ではに
じみが発生し、50mN/mより大きいと吐出性が悪化
するが、本発明では、このようなことを生じさせにくく
することができる。
本発明のインクジェット記録用インク組成物は、顔料、
水溶性有機溶媒、界面活性剤および水を必須成分とし、
ステキヒストサイズ度が30秒以下の普通紙上に2μl
(ミクロンリットル)滴下した時の10秒後の動的接触
角が50.0°以上であり、且つ、その後の動的接触角
の時間変化率が0.8°/秒以下である。なお、水溶性
樹脂、その他添加剤を含有することができる。
が良いものであれば使用でき、例えば、カーボンブラッ
ク類、アゾレーキ、不溶性アゾ顔料、総合アゾ顔料、キ
レートアゾ顔料等のアゾ顔料やフタロシアニン顔料、キ
ナクリドン顔料、ベレリン、及びベレリン顔料、アント
ラキノン顔料、ジオキサジン顔料等の有機顔料やアニリ
ンブラック等を挙げることができる。その他、水に自己
分散可能な顔料を使用することができる。水に自己分散
可能な顔料とは、顔料表面に親水性基を数多く有し、高
分子分散剤の存在がなくても、安定に分散する顔料のこ
とである。具体的には、通常のいわゆる顔料に対して、
酸・塩基処理、カップリング剤処理、ポリマーグラフト
処理、プラズマ処理、酸化/還元処理等の表面改質処理
等を施すことにより、水に自己分散可能な顔料を得るこ
とができる。水に自己分散可能な顔料としては、上記の
ように顔料に対して表面改質処理を施した顔料の他、キ
ャボット社製のCab−o−jet−200、Cab−
o−jet−300、IJX−55、オリエント化学社
製のBonjet Black CW−1、Bonje
t Black CW−2や、日本触媒社から販売され
ている顔料等の市販の顔料を用いることができる。
可溶化基は、ノニオン性、カチオン性、アニオン性のい
ずれであってもよいが、主にスルホン酸、カルボン酸、
水酸基、リン酸が望ましい。スルホン酸、カルボン酸、
リン酸の場合、そのまま遊離酸の状態でも用いることが
可能であるが、水溶性を高めるために、塩基性物質との
塩の状態で使用することが好ましい。これらの重合体と
塩を形成する塩基性物質としては、ナトリウム、カリウ
ム、リチウム等のアルカリ金属類、モノメチルアミン、
ジメチルアミン、トリエチルアミン等の脂肪族アミン
類、モノメタノールアミン、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、ジイソプロ
パノールアミン等のアルコールアミン類、アンモニア等
を挙げることができる。これらの中でも、ナトリウム、
カリウム、リチウム等のアルカリ金属類の塩基性化合物
が好ましく使用される。これは、アルカリ金属類の塩基
性化合物が強電解質であり、酸性基の解離を促進する効
果が大きいためと考えられる。
る着色剤は、インクジェット記録液の重量に対して、
0.5〜10重量%が好ましく、1〜5重量%がより好
ましい。着色材の量が、0.5重量%未満となると、十
分な画像濃度が得られなくなり、10重量%を超えると
インクの吐出性が悪化する場合がある。
を所望の物性にするため、インクの乾燥を防止するた
め、また、溶解安定性を向上させるため等の目的で、下
記水溶性有機溶媒を複数混合して使用してもよい。すな
わち、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、ポリエチレングリコール、プロ
ピレングリコール、ポリプロピレングリコール、1,5
−ペンタンジオール、1,6−へキサンジオール、グリ
セリン、1,2,6−へキサントリオール、1、2,4
−ブタントリオール、1,2,3−ブタントリオール、
ぺトリオール等の多価アルコ−ル類、エチレングリコー
ルモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチル
エーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、
ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレン
グリコールモノブチルエーテル、テトラエチレングリコ
ールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエ
チルエ−テル等の多価アルコールアルキルエーテル類、
エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレング
リコールモノベンジルエーテル等の多価アルコールアリ
ールエーテル類、N−メチル−2−ピロリドン、N−ヒ
ドロキシエチル−2−ピロリドン、2−ピロリドン、
1,3−ジメチルイミダゾリジノン、ε−カプロラクタ
ム等の含窒素複素環化合物、ホルムアミド、N−メチル
ホルムアミド、ホルムアミド、N,N−ジメチルホルム
アミド等のアミド類、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、モノエチルアミ
ン、ジエチルアミン、トリエチルアミン等のアミン類、
ジメチルスルホキシド、スルホラン、チオジエタノー
ル、エチレン尿素、尿素等の含硫黄化合物類、プロピレ
ンカーボネート、炭酸エチレン、γ−ブチロラクトン等
を単独または複数混合して用いことができる。
あるいは結着剤は、ゼラチン、アルブミン、カゼイン等
のたんぱく質、アラビアゴム等の天然ゴム類、サボニン
等のグルコシド類、リグニンスルホン酸塩、セラック等
の天然高分子、ポリアクリル酸塩、ポリメタクリル酸
塩、スチレン−アクリル酸共重合体及びその塩、ビニル
ナフタレン−アクリル酸共重合体及びその塩、及びその
塩、スチレン−マレイン酸−アクリル酸アルキルエステ
ル共重合体及びその塩、ビニルナフタレン−マレイン酸
共重合体及びその塩、スチレン−メタクリル酸−アクリ
ル酸アルキルエステル共重合体及びその塩、β−ナフタ
レンスルホン酸ホルマリン縮合物のナトリウム塩、リン
酸塩等の陰イオン性高分子、ポリビニルアルコール、ポ
リビニルポロリドン等の非イオン性高分子、さらには、
アクリロニトリル、酢酸ビニル、アクリルアミド、塩化
ビニル、塩化ビニリデン、エチレン、ヒドロキシエチル
アクリレート、グリシジルメタクリレート等のモノマー
が共重合されていても良い。これらは、単独あるいは複
数の組合せで添加しても良い。
pH調整剤、溶解助剤、酸化防止剤等の添加剤を含有さ
せることも可能である。
するが、本発明はその要旨をこえない限り以下の実施例
に限定されるものではない。
ーボンブラック(MA100、三菱化学製)20重量部
を前記溶液に加え、プレミキシングを行った後、ボール
ミル(ジルコニウムビーズ充填率=50%、ビーズ径=
0.5mm)でカーボンブラックの平均粒子径が150
nmになるまで分散を行い、1.2μmのフィルターを
通し、顔料分散液1を得た。なお、粒子径の測定にはマ
イクロトラックUPA(日機装社製)を使用した。
行い、カーボンブラックの平均粒子径が65nmの顔料
分散液2を得た。
行い、カーボンブラックの平均粒子径が300nmの顔
料分散液3を得た。
行い、カーボンブラックの平均粒子径が50nmの顔料
分散液4を得た。
ことにより、実施例1のインクジェット記録用インク組
成物を調製した。 顔料分散液1 25.0重量部 N−メチル―2―ピロリドン 6.0重量部 プロピレングリコール 4.0重量部 イソプロピルアルコール 0.5重量部 ノニオン系界面活性剤 0.1重量部 (エアープロダクト社製 サーフィノール104E) ポリエチレングリコール 400 5.0重量部 イオン交換水 残部
ことにより、実施例2のインクジェット記録用インク組
成物を調製した。 顔料分散液2 25.0重量部 N−メチル―2―ピロリドン 6.0重量部 プロピレングリコール 4.0重量部 イソプロピルアルコール 0.5重量部 ノニオン系界面活性剤 0.1重量部 (エアープロダクト社製 サーフィノール104E) ポリエチレングリコール 400 5.0重量部 イオン交換水 残部
ことにより、実施例3のインクジェット記録用インク組
成物を調製した。 CAB−O−JET300 33.3重量部 N−メチル―2―ピロリドン 6.0重量部 プロピレングリコール 4.0重量部 イソプロピルアルコール 0.5重量部 ノニオン系界面活性剤 0.1重量部 (エアープロダクト社製 サーフィノール104E) ポリエチレングリコール 400 5.0重量部 イオン交換水 残部
ことにより、実施例4のインクジェット記録用インク組
成物を調製した。 顔料分散液1 25.0重量部 N−メチル―2―ピロリドン 6.0重量部 プロピレングリコール 4.0重量部 ポリエチレングリコール 400 5.0重量部 フッ素系界面活性剤 0.01重量部 (旭硝子社製 サーフロンS−111) イオン交換水 残部
ことにより、実施例5のインクジェット記録用インク組
成物を調製した。 顔料分散液1 25.0重量部 N−メチル―2―ピロリドン 6.0重量部 プロピレングリコール 4.0重量部 ポリエチレングリコール 400 5.0重量部 フッ素系界面活性剤 0.03重量部 (旭硝子社製 サーフロンS−111) イオン交換水 残部
ことにより、実施例6のインクジェット記録用インク組
成物を調製した。 顔料分散液1 25.0重量部 N−メチル―2―ピロリドン 6.0重量部 プロピレングリコール 4.0重量部 ポリエチレングリコール 400 5.0重量部 アセチレングリコール系界面活性剤 0.1重量部 (エアープロダクツ社製 サーフィノール104E) イオン交換水 残部
ことにより、実施例7のインクジェット記録用インク組
成物を調製した。 顔料分散液1 25.0重量部 N−メチル―2―ピロリドン 6.0重量部 プロピレングリコール 4.0重量部 イソプロピルアルコール 0.5重量部 ポリエチレングリコール 400 5.0重量部 アセチレングリコール系界面活性剤 0.1重量部 (エアープロダクツ社製 サーフィノール440) イオン交換水 残部
ことにより、実施例8のインクジェット記録用インク組
成物を調製した。 顔料分散液1 25.0重量部 N−メチル―2―ピロリドン 6.0重量部 プロピレングリコール 4.0重量部 ポリエチレングリコール 400 5.0重量部 ポリオキシアルキレンエーテル系界面活性剤 0.3重量部 (ユニオンカーバイド社製 Tergitol 15−S−30) イオン交換水 残部
ことにより、実施例9のインクジェット記録用インク組
成物を調製した。 顔料分散液1 25.0重量部 N−メチル―2―ピロリドン 6.0重量部 プロピレングリコール 4.0重量部 ポリエチレングリコール 400 5.0重量部 ポリオキシアルキレンエーテル系界面活性剤 0.3重量部 (ユニオンカーバイド社製 Tergitol 15−S−20) イオン交換水 残部
ことにより、比較例1のインクジェット記録用インク組
成物を調製した。 顔料分散液1 25.0重量部 N−メチル―2―ピロリドン 8.0重量部 プロピレングリコール 6.0重量部 イソプロピルアルコール 2.0重量部 ポリエチレングリコール 400 5.0重量部 ノニオン系界面活性剤 0.1重量部 (エアープロダクト社製 サーフィノール104E) イオン交換水 残部
ことにより、比較例2のインクジェット記録用インク組
成物を調製した。 顔料分散液1 25.0重量部 N−メチル―2―ピロリドン 10.0重量部 プロピレングリコール 6.0重量部 イソプロピルアルコール 0.5重量部 ポリエチレングリコール 400 5.0重量部 ノニオン系界面活性剤 0.1重量部 (エアープロダクト社製 サーフィノール104E) イオン交換水 残部
ことにより、比較例3のインクジェット記録用インク組
成物を調製した。 顔料分散液1 25.0重量部 N−メチル―2―ピロリドン 6.0重量部 プロピレングリコール 4.0重量部 ポリビニルピロリドン 3.0重量部 ノニオン系界面活性剤 0.1重量部 (エアープロダクト社製 サーフィノール104E) イオン交換水 残部
ことにより、比較例4のインクジェット記録用インク組
成物を調製した。 顔料分散液3 25.0重量部 N−メチル―2―ピロリドン 6.0重量部 プロピレングリコール 4.0重量部 イソプロピルアルコール 0.5重量部 ノニオン系界面活性剤 0.1重量部 (エアープロダクト社製 サーフィノール104E) ポリエチレングリコール 400 5.0重量部 イオン交換水 残部
ことにより、比較例5のインクジェット記録用インク組
成物を調製した。 顔料分散液4 25.0重量部 N−メチル―2―ピロリドン 6.0重量部 プロピレングリコール 4.0重量部 イソプロピルアルコール 0.5重量部 ノニオン系界面活性剤 0.1重量部 (エアープロダクト社製 サーフィノール104E) ポリエチレングリコール 400 5.0重量部 イオン交換水 残部
ことにより、比較例6のインクジェット記録用インク組
成物を調製した。 顔料分散液1 25.0重量部 N−メチル―2―ピロリドン 6.0重量部 プロピレングリコール 4.0重量部 ポリエチレングリコール 400 5.0重量部 フッ素系界面活性剤 0.05重量部 (旭硝子社製 サーフロンS−111) イオン交換水 残部
ことにより、比較例7のインクジェット記録用インク組
成物を調製した。 顔料分散液1 25.0重量部 N−メチル―2―ピロリドン 6.0重量部 プロピレングリコール 4.0重量部 ポリエチレングリコール 400 5.0重量部 アセチレングリコール系界面活性剤 0.02重量部 (エアープロダクト社製 サーフィノール104E) イオン交換水 残部
ことにより、比較例8のインクジェット記録用インク組
成物を調製した。 顔料分散液1 25.0重量部 N−メチル―2―ピロリドン 6.0重量部 プロピレングリコール 4.0重量部 ポリエチレングリコール 400 5.0重量部 アセチレングリコール系界面活性剤 0.7重量部 (エアープロダクト社製 サーフィノール465) イオン交換水 残部
ことにより、比較例9のインクジェット記録用インク組
成物を調製した。 顔料分散液1 25.0重量部 N−メチル―2―ピロリドン 6.0重量部 プロピレングリコール 4.0重量部 ポリエチレングリコール 400 5.0重量部 ポリオキシアルキレンエーテル系界面活性剤 0.2重量部 (ユニオンカーバイド社製 Tergitol 15−S−40) イオン交換水 残部
ることにより、比較例10のインクジェット記録用イン
ク組成物を調製した。 顔料分散液1 25.0重量部 N−メチル―2―ピロリドン 6.0重量部 プロピレングリコール 4.0重量部 ポリエチレングリコール 400 5.0重量部 ポリオキシアルキレンエーテル系界面活性剤 0.3重量部 (ユニオンカーバイド社製 Tergitol 15−S−15) イオン交換水 残部
ジェット記録用インク組成物の特性及び評価を以下のよ
うに行い、その結果を図1に示す。なお、特性の測定
は、以下のように行った。 (a)動的接触角の測定 動的接触角は、DAT 1100(FIBRO sys
tem ab社製)を使用し、Bright Whit
e Paper(ヒューレーットパッカード社製)上に
2μlのインクを滴下し測定を行った。 (b)表面張力の測定 表面張力は、CBVP−A3(協和界面科学製)を使用
し、25℃で測定を行った。
ト記録用インク組成物を用いて、DeskJet 81
5C(ヒューレーットパッカード社製)インクジェット
プリンターを使用して、Bright White P
aper上に記録を行った。 (1)印字濃度の測定 各インクジェット記録用インクを用いて2cm×2cm
のベタ画像を形成し、2時間放置後、ベタ画像の中心部
の光学濃度を、分光測色濃度計X−Rite938(日
本平版機材製)にて測定し、その濃度が1.25以上の
ものを「○」、濃度が1.15以上1.25未満のもの
を「△」、濃度が1.15未満のものを「×」で表し
た。 (2)濃度の均一性 各インクジェット記録用インクを用いて2cm×2cm
のベタ画像を形成し、2時間放置後、ベタ画像の濃度の
均一性について目視で評価した。目視で均一であると判
断できるものを「○」、ベタ画像内に濃度ムラがあるも
のは「×」で表した。 (3)にじみ 各インクジェット記録用インクを用いて2cm×2cm
のベタ画像を形成し、2時間放置後、ベタ画像のエッジ
部分を10倍のルーペを用いて目視で評価した。エッジ
部分がシャープなものを「○」、にじみがあるものを
「×」で表した。 (4)吐出安定性 各インクジェット記録用インク組成物を用いて印字率6
0%のベタ画像を10枚連続で印字し、その間のバンデ
ィングや印字のかすれを目視で評価した。バンディング
やかすれの発生しなかったものを「○」、バンディング
もしくは印字のかすれが観察されたものを「×」で表し
た。
1〜9のインクジェット記録用インク組成物は、比較例
1〜10と比べて、印刷濃度、均一性、にじみ及び吐出
安定性に優れているのがわかる。これは、実施例1〜9
のインクジェット記録用インク組成物が、ステキヒスト
サイズ度が30秒以下の普通紙上に2μl滴下した時の
10秒後の動的接触角が50.0°以上であり、且つ、
その後の動的接触角の時間変化率が0.8°/秒以下で
あることによるものである。
に光学濃度が高く、濃度ムラやにじみを生じない、吐出
安定性に優れた顔料を含有するインクジェット記録用イ
ンク組成物を得ることができる。
ンク組成物の特性及び評価を説明する図表。
Claims (7)
- 【請求項1】 少なくとも顔料と水溶性有機溶媒と界面
活性剤と水とからなり、ステキヒストサイズ度が30秒
以下の普通紙上に2μl滴下した時の10秒後の動的接
触角が50.0°以上であり、且つ、その後の動的接触
角の時間変化率が0.8°/秒以下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】 インク組成物中における顔料の平均粒子
径が60〜200nmである請求項1記載のインクジェ
ット記録用インク組成物。 - 【請求項3】 前記顔料の表面が親水基で修飾された自
己分散型顔料である請求項1記載のインクジェット記録
用インク組成物。 - 【請求項4】 前記界面活性剤がノニオン系界面活性剤
である請求項1記載のインクジェット記録用インク組成
物。 - 【請求項5】 前記ノニオン系界面活性剤がフッ素系界
面活性剤であり、そして、表面張力が25mN/m以上
である請求項4記載のインクジェット記録用インク組成
物。 - 【請求項6】 前記ノニオン系界面活性剤がアセチレン
グリコール系界面活性剤であり、そして、表面張力が3
5〜45mN/mである請求項4記載のインクジェット
記録用インク組成物。 - 【請求項7】 前記ノニオン系界面活性剤がポリオキシ
アルキレンエーテル系界面活性剤であり、そして、表面
張力が30〜50mN/m以上である請求項4記載のイ
ンクジェット記録用インク組成物。
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