JP2003327880A5 - インクジェット用インク組成物及びそれを用いた記録方法 - Google Patents
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【特許請求の範囲】
【請求項1】 少なくとも、無機顔料粒子を有機顔料又はカーボンブラックで被覆した色材粒子、分散剤、水を含有し、前記分散剤がアニオン系界面活性剤であることを特徴とするインクジェット用インク組成物。
【請求項2】 前記アニオン系界面活性剤が下記一般式(1)で表される化合物であることを特徴とする請求項1記載のインクジェット用インク組成物。
R1-O−(CH2CH2O)j−SO3M1 (1)
R1:炭素数5〜15の分岐してもよいアルキル基
j:10〜20の整数
M1:アルカリ金属、アンモニウム、ホスホニウム、又は
アルカノールアミン
【請求項3】 前記アニオン系界面活性剤が、アルカリ金属、アンモニウム、ホスホニウム、又はアルカノールアミンで中和されたポリカルボン酸塩であることを特徴とする請求項1記載のインクジェット用インク組成物。
【請求項4】 前記無機顔料粒子が、二酸化チタン、シリカ、アルミナ、酸化鉄、水酸化鉄、酸化スズのいずれかからなることを特徴とする請求項1に記載のインクジェット用インク組成物。
【請求項5】 前記有機顔料が、アニリンブラック顔料、フタロシアニン系顔料、キナクリドン系顔料、モノアゾイエロー系顔料、ジスアゾイエロー系顔料、複素環式イエロー系顔料のいずれかからなることを特徴とする請求項1に記載のインクジェット用インク組成物。
【請求項6】 前記無機顔料粒子を有機顔料又はカーボンブラックで被覆した色材粒子の体積平均粒子径が、5〜100nmであることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載のインクジェット用インク組成物。
【請求項7】 表面張力が35mN/m以下であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載のインクジェット用インク組成物。
【請求項8】 インク組成物を付着させて記録媒体に印字を行う記録方法であって、インク組成物として請求項1〜7のいずれか一項に記載のインクジェット用インク組成物を用いるインクジェット記録方法。
【請求項9】 インクジェット記録方法が、インクに熱エネルギーを作用させてインク吐出を行う請求項8に記載のインクジェット記録方法。
【請求項10】 インクジェット記録方法が、インクに力学的エネルギーを作用させてインク吐出を行う請求項8に記載のインクジェット記録方法。
【請求項11】 請求項8〜10のいずれか一項に記載のインクジェット記録方法によって記録が行われた記録物。
【請求項1】 少なくとも、無機顔料粒子を有機顔料又はカーボンブラックで被覆した色材粒子、分散剤、水を含有し、前記分散剤がアニオン系界面活性剤であることを特徴とするインクジェット用インク組成物。
【請求項2】 前記アニオン系界面活性剤が下記一般式(1)で表される化合物であることを特徴とする請求項1記載のインクジェット用インク組成物。
R1-O−(CH2CH2O)j−SO3M1 (1)
R1:炭素数5〜15の分岐してもよいアルキル基
j:10〜20の整数
M1:アルカリ金属、アンモニウム、ホスホニウム、又は
アルカノールアミン
【請求項3】 前記アニオン系界面活性剤が、アルカリ金属、アンモニウム、ホスホニウム、又はアルカノールアミンで中和されたポリカルボン酸塩であることを特徴とする請求項1記載のインクジェット用インク組成物。
【請求項4】 前記無機顔料粒子が、二酸化チタン、シリカ、アルミナ、酸化鉄、水酸化鉄、酸化スズのいずれかからなることを特徴とする請求項1に記載のインクジェット用インク組成物。
【請求項5】 前記有機顔料が、アニリンブラック顔料、フタロシアニン系顔料、キナクリドン系顔料、モノアゾイエロー系顔料、ジスアゾイエロー系顔料、複素環式イエロー系顔料のいずれかからなることを特徴とする請求項1に記載のインクジェット用インク組成物。
【請求項6】 前記無機顔料粒子を有機顔料又はカーボンブラックで被覆した色材粒子の体積平均粒子径が、5〜100nmであることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載のインクジェット用インク組成物。
【請求項7】 表面張力が35mN/m以下であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載のインクジェット用インク組成物。
【請求項8】 インク組成物を付着させて記録媒体に印字を行う記録方法であって、インク組成物として請求項1〜7のいずれか一項に記載のインクジェット用インク組成物を用いるインクジェット記録方法。
【請求項9】 インクジェット記録方法が、インクに熱エネルギーを作用させてインク吐出を行う請求項8に記載のインクジェット記録方法。
【請求項10】 インクジェット記録方法が、インクに力学的エネルギーを作用させてインク吐出を行う請求項8に記載のインクジェット記録方法。
【請求項11】 請求項8〜10のいずれか一項に記載のインクジェット記録方法によって記録が行われた記録物。
【0001】
【発明が属する技術分野】
本発明は、インクジェット用に適した顔料インク、それを用いた記録方法及び記録物に関し、インクの保存安定性に優れ、特に印字時のヘッドの目詰まりがなく吐出安定性に優れ、耐水・耐光性等の画像堅牢性に優れた画像が得られ、専用記録紙だけでなく普通紙においても良好な色調の高品位画像が得られるインクジェット用顔料インクに関するものである。
【発明が属する技術分野】
本発明は、インクジェット用に適した顔料インク、それを用いた記録方法及び記録物に関し、インクの保存安定性に優れ、特に印字時のヘッドの目詰まりがなく吐出安定性に優れ、耐水・耐光性等の画像堅牢性に優れた画像が得られ、専用記録紙だけでなく普通紙においても良好な色調の高品位画像が得られるインクジェット用顔料インクに関するものである。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような従来の欠点を解消し、インクジェット用インク組成物と、それを用いた記録方法及び記録物を提供し、特にインクジェット記録方法を用いて普通紙に印字した際にも、吐出安定性や保存安定性に優れ、カラー画像の色再現性に優れ、かつ耐水性や耐光性などの画像の堅牢性を与えることのできるインクジェット用顔料インク組成物と、それを用いた記録方法及び記録物を提供することをその課題とするものである。
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような従来の欠点を解消し、インクジェット用インク組成物と、それを用いた記録方法及び記録物を提供し、特にインクジェット記録方法を用いて普通紙に印字した際にも、吐出安定性や保存安定性に優れ、カラー画像の色再現性に優れ、かつ耐水性や耐光性などの画像の堅牢性を与えることのできるインクジェット用顔料インク組成物と、それを用いた記録方法及び記録物を提供することをその課題とするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明者は前記の課題を解決するため鋭意検討した結果、本発明に至った。すなわち本発明は、少なくとも、無機顔料粒子を有機顔料又はカーボンブラックで被覆した色材粒子、分散剤、水を含有し、前記分散剤がアニオン系界面活性剤であることを特徴とするインクジェット用インク組成物である。
【課題を解決するための手段】
本発明者は前記の課題を解決するため鋭意検討した結果、本発明に至った。すなわち本発明は、少なくとも、無機顔料粒子を有機顔料又はカーボンブラックで被覆した色材粒子、分散剤、水を含有し、前記分散剤がアニオン系界面活性剤であることを特徴とするインクジェット用インク組成物である。
ジアルキルスルホコハク酸エステルNa塩をイオン交換水に溶解し、上記顔料を混合して充分に湿潤したところで、混練装置としてダイノーミル KDL A型(WAB製)にφ0.5mmジルコニアビーズを充填し、2000rpmで3時間混練を行なってミルベースを得た。
次に、グリセリン、ジエチレングリコール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、上記式で表される界面活性剤、プロキセルLVをイオン交換水に溶解してビヒクルを作製し、ミルベースと混合した後、1μmのテフロン(登録商標)製フィルターでろ過することで、インクジェット用ブラックインクを得た。
次に、グリセリン、ジエチレングリコール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、上記式で表される界面活性剤、プロキセルLVをイオン交換水に溶解してビヒクルを作製し、ミルベースと混合した後、1μmのテフロン(登録商標)製フィルターでろ過することで、インクジェット用ブラックインクを得た。
実施例2
<ミルベース処方>
シリカ/フタロシアニンPB15:3複合顔料
(戸田工業(株)、1次粒子径16nm) 13重量部
アルキルベンゼンスルホン酸Na塩(アニオン系界面活性剤)
(ネオペレックスNo.25、花王(株)) 7重量部
イオン交換水 80重量部
<インク処方>
ミルベース 100重量部
グリセリン 10重量部
1,6−ヘキサンジオール 30重量部
2−エチル−1,3−ヘキサンジオール 4重量部
下記式で表される界面活性剤 2重量部
C13H27−(OCH2CH2)8OH
プロキセルLV(防腐防黴剤) 0.2重量部
イオン交換水 54重量部
上記ミルベース処方を用いて、実施例1と同様の方法でミルベースを作製し、次に、グリセリン、1,6−ヘキサンジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、上記式で表される界面活性剤、プロキセルLVをイオン交換水に溶解してビヒクルを作製し、ミルベースと混合した後、1μmのテフロン(登録商標)製フィルターでろ過することで、インクジェット用シアンインクを得た。
<ミルベース処方>
シリカ/フタロシアニンPB15:3複合顔料
(戸田工業(株)、1次粒子径16nm) 13重量部
アルキルベンゼンスルホン酸Na塩(アニオン系界面活性剤)
(ネオペレックスNo.25、花王(株)) 7重量部
イオン交換水 80重量部
<インク処方>
ミルベース 100重量部
グリセリン 10重量部
1,6−ヘキサンジオール 30重量部
2−エチル−1,3−ヘキサンジオール 4重量部
下記式で表される界面活性剤 2重量部
C13H27−(OCH2CH2)8OH
プロキセルLV(防腐防黴剤) 0.2重量部
イオン交換水 54重量部
上記ミルベース処方を用いて、実施例1と同様の方法でミルベースを作製し、次に、グリセリン、1,6−ヘキサンジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、上記式で表される界面活性剤、プロキセルLVをイオン交換水に溶解してビヒクルを作製し、ミルベースと混合した後、1μmのテフロン(登録商標)製フィルターでろ過することで、インクジェット用シアンインクを得た。
実施例3
<ミルベース処方>
シリカ/ジスアゾイエロー複合顔料(戸田工業(株)、1次粒子径17nm)
13重量部
下記式で表されるアニオン系界面活性剤 3重量部
C10H21−O−(CH2CH2O)17SO3NH4
イオン交換水 80重量部
<インク処方>
ミルベース 100重量部
グリセリン 10重量部
1,3−ブタンジオール 30重量部
2−エチル−1,3−ヘキサンジオール 4重量部
上記一般式(7)記載のアセチレン系界面活性剤(p+q=10)
(サーフィノール465、日信化学(株)) 4重量部
プロキセルLV(防腐防黴剤) 0.2重量部
イオン交換水 54重量部
上記ミルベース処方を用いて、実施例1と同様の方法でミルベースを作製し、次に、グリセリン、1,3−ブタンジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、上記一般式(7)で表される界面活性剤、プロキセルLVをイオン交換水に溶解してビヒクルを作製し、ミルベースと混合した後、1μmのテフロン(登録商標)製フィルターでろ過することで、インクジェット用イエローインクを得た。
<ミルベース処方>
シリカ/ジスアゾイエロー複合顔料(戸田工業(株)、1次粒子径17nm)
13重量部
下記式で表されるアニオン系界面活性剤 3重量部
C10H21−O−(CH2CH2O)17SO3NH4
イオン交換水 80重量部
<インク処方>
ミルベース 100重量部
グリセリン 10重量部
1,3−ブタンジオール 30重量部
2−エチル−1,3−ヘキサンジオール 4重量部
上記一般式(7)記載のアセチレン系界面活性剤(p+q=10)
(サーフィノール465、日信化学(株)) 4重量部
プロキセルLV(防腐防黴剤) 0.2重量部
イオン交換水 54重量部
上記ミルベース処方を用いて、実施例1と同様の方法でミルベースを作製し、次に、グリセリン、1,3−ブタンジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、上記一般式(7)で表される界面活性剤、プロキセルLVをイオン交換水に溶解してビヒクルを作製し、ミルベースと混合した後、1μmのテフロン(登録商標)製フィルターでろ過することで、インクジェット用イエローインクを得た。
実施例4
<ミルベース処方>
シリカ/キナクリドンPR122複合顔料
(戸田工業(株)、1次粒子径16nm) 13重量部
ポリカルボン酸Na塩(スチレン/マレイン酸共重合物の変性物)
(アニオン系界面活性剤)(フローレンTG−750、共栄社化学(株))
7重量部
イオン交換水 80重量部
上記ミルベース処方を用いて、実施例1と同様の方法でミルベースを作製し、実施例2と同様のインク処方と方法を用いて、インクジェット用マゼンタインクを得た。
<ミルベース処方>
シリカ/キナクリドンPR122複合顔料
(戸田工業(株)、1次粒子径16nm) 13重量部
ポリカルボン酸Na塩(スチレン/マレイン酸共重合物の変性物)
(アニオン系界面活性剤)(フローレンTG−750、共栄社化学(株))
7重量部
イオン交換水 80重量部
上記ミルベース処方を用いて、実施例1と同様の方法でミルベースを作製し、実施例2と同様のインク処方と方法を用いて、インクジェット用マゼンタインクを得た。
比較例1
<ミルベース処方>
シリカ/キナクリドンPR122複合顔料
(戸田工業(株)、1次粒子径16nm) 13重量部
ノニルフェノールエチレンオキサイド付加物(ノニオン系界面活性剤)
7重量部
イオン交換水 80重量部
上記ミルベース処方を用いて、実施例1と同様の方法でミルベースを作製し、実施例2と同様のインク処方と方法を用いて、インクジェット用マゼンタインクを得た。
<ミルベース処方>
シリカ/キナクリドンPR122複合顔料
(戸田工業(株)、1次粒子径16nm) 13重量部
ノニルフェノールエチレンオキサイド付加物(ノニオン系界面活性剤)
7重量部
イオン交換水 80重量部
上記ミルベース処方を用いて、実施例1と同様の方法でミルベースを作製し、実施例2と同様のインク処方と方法を用いて、インクジェット用マゼンタインクを得た。
比較例2
<ミルベース処方>
フタロシアニンPB15:3
(大日精化工業(株)、ECB−301) 13重量部
アルキルベンゼンスルホン酸Na塩(アニオン系界面活性剤)
(ネオペレックスNo.25、花王(株)) 7重量部
イオン交換水 80重量部
上記ミルベース処方を用いて、実施例1と同様の方法でミルベースを作製し、実施例2と同様のインク処方と方法を用いて、インクジェット用シアンインクを得た。
<ミルベース処方>
フタロシアニンPB15:3
(大日精化工業(株)、ECB−301) 13重量部
アルキルベンゼンスルホン酸Na塩(アニオン系界面活性剤)
(ネオペレックスNo.25、花王(株)) 7重量部
イオン交換水 80重量部
上記ミルベース処方を用いて、実施例1と同様の方法でミルベースを作製し、実施例2と同様のインク処方と方法を用いて、インクジェット用シアンインクを得た。
比較例3
<インク処方>
Acid Red 52(水溶性染料) 3重量部
グリセリン 5重量部
ジエチレングリコール 15重量部
2−エチル−1、3−ヘキサンジオール 1重量部
上記一般式(7)に記載のアセチレン系界面活性剤(p+q=10)
(サーフィノール465、日信化学(株)) 2重量部
デヒドロ酢酸ナトリウム 0.2重量部
イオン交換水 74重量部
上記インク処方の組成物を撹拌溶解した後、pHが10になるように水酸化リチウム10%水溶液にて調整し、これを0.20μmのテフロン(登録商標)フィルターにて濾過しインクジェット用マゼンタインクを得た。
<インク処方>
Acid Red 52(水溶性染料) 3重量部
グリセリン 5重量部
ジエチレングリコール 15重量部
2−エチル−1、3−ヘキサンジオール 1重量部
上記一般式(7)に記載のアセチレン系界面活性剤(p+q=10)
(サーフィノール465、日信化学(株)) 2重量部
デヒドロ酢酸ナトリウム 0.2重量部
イオン交換水 74重量部
上記インク処方の組成物を撹拌溶解した後、pHが10になるように水酸化リチウム10%水溶液にて調整し、これを0.20μmのテフロン(登録商標)フィルターにて濾過しインクジェット用マゼンタインクを得た。
得られた実施例1〜4及び比較例比較例1〜3のインクを用い、評価を行なった。評価項目、評価方法を以下に記載し、結果を表1に示す。
(1)径測定
実施例及び比較例における、インクジェット用インクの色材粒子の体積平均粒径を、マイクロトラックUPAを用いて測定した。
(1)径測定
実施例及び比較例における、インクジェット用インクの色材粒子の体積平均粒径を、マイクロトラックUPAを用いて測定した。
(2)表面張力測定
実施例及び比較例における、インクジェット用インクの表面張力を、協和界面科学製CBVP−Z型を用いて測定した。
実施例及び比較例における、インクジェット用インクの表面張力を、協和界面科学製CBVP−Z型を用いて測定した。
(3)吐出安定性評価
実施例及び比較例における、インクジェット用インクを、力学的エネルギー作用させてインクの吐出を行なうリコー製インクジェットプリンターIPSiO Jet300に充填し、プリンター動作中にキャップ、クリーニング等を行わないでどれだけ印字休止しても復帰できるかを調べ、どれだけの時間(秒)で噴射方向がずれるか、あるいは吐出液滴の重量が変化するかをもって、その信頼性を以下の評価基準で判定した。
<評価基準>
◎:600秒以上
○:120秒以上、600秒未満
△:30秒以上、120秒未満
×:30秒未満
実施例及び比較例における、インクジェット用インクを、力学的エネルギー作用させてインクの吐出を行なうリコー製インクジェットプリンターIPSiO Jet300に充填し、プリンター動作中にキャップ、クリーニング等を行わないでどれだけ印字休止しても復帰できるかを調べ、どれだけの時間(秒)で噴射方向がずれるか、あるいは吐出液滴の重量が変化するかをもって、その信頼性を以下の評価基準で判定した。
<評価基準>
◎:600秒以上
○:120秒以上、600秒未満
△:30秒以上、120秒未満
×:30秒未満
(4)明度測定
実施例及び比較例における、インクジェット用インクを、リコー製インクジェットプリンターIPSiO Jet300に充填し、ワンパスでベタを印字した。印刷試験用紙は下記の普通紙と光沢紙を使用して印字乾燥後、明度を反射型カラー分光測色濃度計(X−Rite社製)で測定した。標準色(Japan color ver.2)の明度の値(イエロー:87.27、マゼンタ:44.69、シアン:51.36)に対して、測定した明度の値の比率を算出し、下の評価基準にしたがって評価した。
<印刷試験用紙>
普通紙:マイペーパー(株式会社NBSリコー製)
光沢紙:MC光沢紙(エプソン)
<評価基準>
◎:1.0以上
○:0.8以上 1.0未満
△:0.6以上 0.8未満
×:0.6未満
実施例及び比較例における、インクジェット用インクを、リコー製インクジェットプリンターIPSiO Jet300に充填し、ワンパスでベタを印字した。印刷試験用紙は下記の普通紙と光沢紙を使用して印字乾燥後、明度を反射型カラー分光測色濃度計(X−Rite社製)で測定した。標準色(Japan color ver.2)の明度の値(イエロー:87.27、マゼンタ:44.69、シアン:51.36)に対して、測定した明度の値の比率を算出し、下の評価基準にしたがって評価した。
<印刷試験用紙>
普通紙:マイペーパー(株式会社NBSリコー製)
光沢紙:MC光沢紙(エプソン)
<評価基準>
◎:1.0以上
○:0.8以上 1.0未満
△:0.6以上 0.8未満
×:0.6未満
(5)耐光性評価
明度測定と同様の方法で作製した画像サンプルを、アトラス製ウェザオメータCi35AWを用いて、70℃、50%RH、ブラックパネル温度89℃環境にて、屋外太陽光近似のキセノン放射照度0.35W/m2(340nm)で24時間照射し、前後の退色、色変化を以下の評価基準で判定した。
<評価基準>
◎:ほとんど変化がないもの
○:変化の少ないもの
△:変化は認められるが許容できるもの
×:退色、色変化の大きいもの
明度測定と同様の方法で作製した画像サンプルを、アトラス製ウェザオメータCi35AWを用いて、70℃、50%RH、ブラックパネル温度89℃環境にて、屋外太陽光近似のキセノン放射照度0.35W/m2(340nm)で24時間照射し、前後の退色、色変化を以下の評価基準で判定した。
<評価基準>
◎:ほとんど変化がないもの
○:変化の少ないもの
△:変化は認められるが許容できるもの
×:退色、色変化の大きいもの
表1の結果から、本発明によるインクジェット用インク組成物の色材粒子の分散粒子径はすべて100nm以下であり、上記一般式(1)で表されるアニオン系界面活性剤又は特定のポリカルボン酸塩を分散剤として用いることで、さらに1次粒子に近い状態まで微分散することが可能となり、吐出安定性も高いことがわかる。さらに、有機顔料インクに匹敵する耐光性を保持しつつ、色調は染料インク並の明るさを持つインクジェット用インク及びそれを用いた記録物を得ることが可能であることがわかる。
【0074】
【発明の効果】
本発明のインク組成物を用いることで分散粒子を極めて微細に安定化することができるため、吐出安定性に優れたインクジェット用インク、それを用いた記録方法及び記録物を提供することが可能となる。
さらに、本発明のインク組成物を用いることで顔料分散インク特有の耐光性に優れた特性を損なうことがなく、染料インクに匹敵する色調に優れたインクジェット用インク、それを用いた記録方法及び記録物を提供することが可能となる。
【発明の効果】
本発明のインク組成物を用いることで分散粒子を極めて微細に安定化することができるため、吐出安定性に優れたインクジェット用インク、それを用いた記録方法及び記録物を提供することが可能となる。
さらに、本発明のインク組成物を用いることで顔料分散インク特有の耐光性に優れた特性を損なうことがなく、染料インクに匹敵する色調に優れたインクジェット用インク、それを用いた記録方法及び記録物を提供することが可能となる。
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