JP2004217920A - インクジェット記録用水性インク - Google Patents

Abstract

【課題】インクの不吐出が発生せず、長期安定性に優れ、フェザリングがない高品質な画像が得られるインクジェット記録用水性インクを提供する。
【解決手段】
インクジェット記録用水性インクは、水、自己分散型のカーボンブラック、アニオン性界面活性剤、及び、ノニオン性界面活性剤を含有する。前記アニオン性界面活性剤は、式（１）で表される界面活性剤及び／又は式（２）で表される界面活性剤であり、前記ノニオン性界面活性剤は、式（３）で表される界面活性剤または式（４）で表される界面活性剤及び式（５）で表される界面活性剤の混合物である。インクの不吐出が発生せず、長期安定性に優れ、フェザリングがない高品質な画像が得られる。
【選択図】 なし

Description

本発明は、インクジェット記録装置において用いられるインクジェット記録用水性インクに関する。

インクジェット記録方式は、例えば、静電吸引方式；圧電素子を用いてインクに機械的振動又は変位を与える方式；インクを加熱することにより気泡を発生させ、その時に発生する圧力を利用する方式等のインク吐出方式によりインク小滴を形成し、それらの一部又は全部を紙等の被記録材に付着させて記録を行うものである。

このようなインクジェット記録方式では、微細な構造内でインクの急激な圧縮を繰り返すことによって高速なインク滴を断続的に吐出させるため、キャビテーションが起こりやすく、その結果、インク中に溶解していた溶存ガスが、気泡としてインク流路内に残る場合がある。インク流路内に気泡が混入すると、圧力の伝達が気泡によって阻害され、安定したインクの吐出ができなくなるという問題がある。

インクジェット記録方式に使用するインクジェット記録用水性インクとしては、水溶性染料又は水不溶性着色剤を、水と水溶性有機溶剤とからなる液媒体に溶解又は分散させたものが知られている。最近では、印字品質、耐候性、長期安定性、吐出性など全てにおいて高いレベルが要求されており、耐候性が非常に高く、印字品質、長期安定性に優れた自己分散性のカーボンブラックが注目されている。

しかし、自己分散型のカーボンブラックを用いたインクは、多孔質であるカーボンブラック表面に付着した微小な気泡が、キャビテーションによる気泡の発生を助長するため、インクの不吐出の問題が起こりやすい。また、カーボンブラック粒子は、微細なインク流路内では流動抵抗が大きく、インクのパージを行った際に圧力損失が大きいため、不吐出が起こった際に、正常な状態に回復しない問題がある。

これらインク不吐出の問題を解決する方法として、界面活性剤等を添加し、インク流路内のぬれ性を向上させることによって、気泡のインク流路への付着を防止し、発生した気泡の排出を容易にする方法が広く利用されている。しかしながら、この方法では、同時に記録紙へのぬれ性が高まり、画像部の輪郭が滲んでフェザリングが発生する問題があった。なお、フェザリングとは、表面をコーティングしていない普通紙に印字を行った場合、不規則に存在する紙の繊維にそってインクが浸透し、毛羽立った不鮮明な画像になる現象であるが、一般的に紙面へのぬれ性が大きいインクほど起こりやすく、高品質な印字を行うに当たって大きな障害となっている。一方、このフェザリングを防止するために界面活性剤の添加量を抑制すると、インク流路へのぬれ性が充分でなくなるため、インクの不吐出が発生してしまう。

また、気泡の発生及び発生した気泡の成長は、インク中の溶存ガス量を減少させることによって阻害することが可能であるため、インク製造後に脱気工程を追加する方法が広く利用されている。特許文献１には、７０℃で１６０時間加熱することによって溶存ガスを除去している例について開示されている。しかし、この方法では脱気から長時間経過すると、空気と接触することにより、インクの脱気状態が失われるため、インクの長期安定性に問題があった。

特許第２６９６９９２号公報

本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、インクの不吐出による問題がなく、長期安定性に優れ、普通紙へ記録してもフェザリングがない高品質な画像を得られるインクジェット記録用水性インクを提供することを目的とするものである。

本発明に従えば、インクジェット記録用水性インクであって、
水と；
自己分散型のカーボンブラックと；
下記式（１）で表される界面活性剤及び下記式（２）で表される界面活性剤から選ばれる少なくとも一種のアニオン性界面活性剤と；
下記式（３）で表される界面活性剤及び、下記式（４）で表される界面活性剤と下記式（５）で表される界面活性剤を含む混合界面活性剤から選ばれる少なくとも一種のノニオン性界面活性剤と；を含むインクジェット記録用水性インクが提供される。

式（１）中、Ｒ^１は炭素数が１２〜１５のアルキル基であり、Ｘは０〜４であり、ＭはＮａまたは有機アミン、好ましくはトリエタノールアミンを表す。

式（２）中、Ｒ^２は炭素数が１２のアルキル基である。

式（３）中、Ｒ^３〜Ｒ^８は、Ｃ＝１８のアルキル基または水素であり、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆは３０〜８０の整数を表す。好ましくは、Ｒ^３〜Ｒ^８のうち少なくとも４つがＣ＝１８のアルキル基であり、残りの二つが水素である。

式（４）中、Ｒ^９は炭素数１６〜１８のアルキル基であり、ｌ＋ｍ＋ｎ＝５〜３０、好ましくは１０〜３０、特に好ましくは２０である。

式（５）中、Ｒ^１０は炭素数１６〜１８のアルキル基であり、о＋ｐ＋ｑ＝５〜３０、好ましくは１０〜３０、特に好ましくは２０である。
本発明のインクにおいて、前記アニオン性界面活性剤、及び、前記ノニオン性界面活性剤のインク中の含有量の合計が０．１〜０．５重量%であることが好ましい。
式（４）で表される界面活性剤と式（５）で表される界面活性剤の混合比が１：３であり、Ｒ^９＝Ｒ^１０である。

本発明に従えば、本発明のインクジェット記録用水性インクを含むインクカートリッジが提供される。インクカートリッジは、例えば、インクジェットプリンターのヘッドの装着されるカートリッジ、インクジェットプリンターの本体、例えば、ケースに装着されるカートリッジにし得る。

本発明のインクジェット記録用水性インクは、上記式（１）及び／又は上記式（２）で表されるアニオン性界面活性剤を含有する。

上記式（１）で表される界面活性剤は、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩からなるアニオン性界面活性剤であり、親水基として、スルホン酸基を有している。上記式（１）で表される界面活性剤としては、例えば、エマール２０Ｃ（Ｒ^１：ラウリル基、エチレンオキサイド付加モル数Ｘ＝３、Ｍ＝Ｎａ、花王株式会社製）、エマール２０Ｔ（Ｒ^１：ラウリル基、Ｘ＝３、Ｍ＝ＴＥＡ、花王株式会社製）、サンデッドＥＮＤ（Ｒ^１：炭素数１２〜１５のアルキル基、Ｘ＝３、Ｍ＝Ｎａ、三洋化成工業株式会社製）、サンデッドＥＴ（Ｒ^１：ラウリル基、Ｘ＝４、Ｍ＝トリエタノールアミン（ＴＥＡ）、三洋化成工業株式会社製）、サンノールＬＭ−１１３０（Ｒ^１：炭素数１２〜１５のアルキル基、Ｘ＝０、Ｍ＝Ｎａ、ライオン株式会社製）等を挙げることができる。

上記式（２）で表される界面活性剤は、アルキルベンゼンスルホン酸塩からなるアニオン性界面活性剤であり、親水基として、スルホン酸基を有している。上記式（２）で表される界面活性剤としては、例えば、ネオペレックスＧ２５（Ｒ^２：ラウリル基（ドデシル基）、Ｍ＝Ｎａ、花王株式会社製）、ルノックスＳ−１００（Ｒ^２：ラウリル基（ドデシル基）、Ｍ＝Ｎａ、東邦化学工業株式会社製）等を挙げることができる。

本発明のインクジェット記録用水性インクでは、自己分散型のカーボンブラックと上記式（１）及び／又は上記式（２）で表されるアニオン性界面活性剤とを併用することにより、インク流路内への気泡の混入によるインクの不吐出を防止することができる。これは、上記式（１）及び／又は上記式（２）で表されるアニオン性界面活性剤は、極性の強いスルホン酸基を有するため、アニオンの静電反発力によって安定化している自己分散型のカーボンブラックとの間で電気的な反発が起こり、カーボンブラック付近に存在する量が少なくなるためと考えられる。

本発明のインクジェット記録用水性インクは、上記式（３）で表される界面活性剤と、上記式（４）及び上記式（５）で表される界面活性剤を含む混合界面活性剤からなる群より選択される少なくとも１種のノニオン性界面活性剤を含有する。上記式（３）で表されるノニオン性界面活性剤はポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸エステルであり、上記式（４）及び上記式（５）で表されるノニオン性界面活性剤はポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステルである。なお、ソルビトールはＣ_６Ｈ_１４Ｏ_６で表される糖アルコールであり、ソルビタンは、ソルビトールを分子内脱水することにより合成できる化合物である。また、ポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸エステル及びポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステルは、ソルビタン及びソルビトールにエチレンオキサイドを付加し、更に脂肪酸とエステル化した化合物である。

上記式（３）で表されるノニオン性界面活性剤としては、例えば、レオドール４６０（アルキル基（Ｒ^３〜Ｒ^８）のうち４つがオレイル基で残りの二つが水素であり、エチレンオキサイド付加モル数：ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ＝６０、花王株式会社製）、レオドール４４０（Ｒ^３〜Ｒ^８のうち４つがオレイル基で残りの二つが水素であり、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ＝４０、花王株式会社製）、ソルボンＴＲ−８４３（Ｒ^３〜Ｒ^８のうち４つがオレイル基で残りの二つが水素であり、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ＝３０、東邦化学工業株式会社製）等を挙げることができる。

また、上記式（４）及び上記式（５）で表される界面活性剤を混合したノニオン性界面活性剤としては、例えば、レオドールスーパーＴＷ−Ｏ１２０（Ｒ^９＝Ｒ^１０：オレイル基（Ｃ＝１８）、l＋ｍ＋ｎ＝ｏ＋ｐ＋ｑ＝２０、花王株式会社製）、ソルボンＴ−４０（Ｒ^９＝Ｒ^１０：パルミチル基（Ｃ＝１６）、l＋ｍ＋ｎ＝ｏ＋ｐ＋ｑ＝２０、東邦化学工業株式会社製）等を挙げることができる。レオドールスーパーＴＷ−Ｏ１２０及びソルボンＴ−４０における式（４）及び（５）で表される界面活性剤の混合比はいずれも１：３である。

本発明のインクジェット記録用水性インクでは、自己分散型のカーボンブラックと上記式（３）で表される界面活性剤と、上記式（４）及び式（５）で表される界面活性剤の混合物とからなる群より選択される少なくとも１種のノニオン性界面活性剤とを併用することにより、インクの不吐出を防止することができる。これは、ノニオン性界面活性剤がカーボンブラックの表面を覆うことによって、微小な気泡の集合を防止することによるものと考えられる。

上記アニオン性界面活性剤及びノニオン性界面活性剤の含有量の合計は、０．１〜０．５重量％である。０．１重量％未満であると、インク流路へのぬれ性が不充分となり、インクの不吐出が発生する。０．５重量％を超えると、フェザリングが発生する。好ましくは０．２〜０．４重量％である。ただし、上記アニオン性界面活性剤に対するノニオン性界面活性剤の含有比率は、１：９〜９：１であることが好ましく、更に好ましくは１：３〜３：１である。

本発明のインクジェット記録用水性インクは、自己分散型のカーボンブラックを含有する。上記自己分散型のカーボンブラックは、水不溶性のカーボンブラックに自己分散性を付与するための表面処理が施されたものである。上記自己分散型のカーボンブラックの含有量は、本発明のインクジェット記録用水性インクの全量に対して、０．１〜２０重量％であることが好ましい。０．１重量％未満であると、充分な印字濃度が得られないことがある。２０重量％を超えると、分散安定性を保つことができないことがある。より好ましくは０．３〜１５重量％であり、更に好ましくは０．５〜１０重量％である。

本発明のインクジェット記録用水性インクは、水を含有する。上記水は、一般の水であってもよいが、イオン交換水、蒸留水等の純度の高いものが好適に用いられる。上記水の含有量は、本発明のインクジェット記録用水性インクの全量に対して１０〜９８重量％であることが好ましく、より好ましくは３０〜９７重量％、更に好ましくは３５〜９０重量％である。

本発明のインクジェット記録用水性インクの基本構成は以上の通りであるが、その他従来公知の液安定性を向上させる物質、分散剤、浸透剤、粘度調整剤、表面張力調整剤、ｐH調整剤、防腐防カビ剤等を必要に応じて添加することができる。なお、上記液安定性とは、インクジェットプリンタ記録ヘッドのノズルでのインクジェット記録用水性インクの乾燥防止（湿潤）効果を有することをいう。

上記液安定性を向上させる物質としては特に限定されず、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、ポリエチレングリコール、１，３−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、グリセリン、１，２，６−ヘキサントリオール、１，２，４−ブタントリオール、１，２，３−ブタントリオール等の多価アルコール類；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、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、チオジエタノール等の含硫黄化合物等を挙げることができる。これらの液安定性を向上させる物質は単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。上記液安定性を向上させる物質の含有量は、本発明のインクジェット記録用水性インクの組成及び所望の特性に応じて広い範囲で決定されるが、４０重量％以下であることが好ましい。より好ましくは２〜３０重量％である。

また、本発明のインクジェット記録用水性インクは、熱エネルギーの作用によってインクを吐出させるインクジェット記録方式に適用される場合には、比熱、熱膨張係数、熱電導率等の熱的な物性値が調整されていてもよい。

本発明のインクジェット記録用水性インクは、上記アニオン性界面活性剤及びノニオン性界面活性剤を含有することにより、極めて吐出性に優れる。即ち、上述した２種類の界面活性剤を同時に用いた場合には、ノニオン性界面活性剤の影響でアニオン性界面活性剤が、カーボンブラック粒子に接近できなくなるため、インク流路をぬらす効率が向上し、同時にノニオン性界面活性剤が、バルクに存在する割合が減少するため、効率よくカーボンブラック粒子の表面を覆うことができる。このように、２種類の界面活性剤が相乗効果を及ぼす結果、アニオン性界面活性剤とノニオン性界面活性剤とをフェザリングが発生しない程度に、少量添加することで、吐出性に優れたインクジェット記録用水性インクを得ることができる。

以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。本発明に従ったインク組成を実施例として以下に示す。尚、数値は重量％である。

（実施例１）
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ノルマルヘキシルエーテル、上記式（１）で表されるアニオン性界面活性剤：サンデッドＥＮＤ（Ｒ^１：Ｃ＝１２〜１５のアルキル基、Ｘ＝３、Ｍ＝Ｎａ、三洋化成工業株式会社製）、及び、上記式（３）で表されるノニオン性界面活性剤：レオドール４６０（アルキル基（Ｒ^３〜Ｒ^８）のうち４つがオレイル基で残りの二つが水素であり、エチレンオキサイド付加モル数：ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ＝６０、花王株式会社製）を用いて、表１に示した組成のインクジェット記録用水性インクを調製した。

（実施例２）ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジプロピレングリコールプロピルエーテル、上記式（２）で表されるアニオン性界面活性剤：ネオペレックスＧ２５（Ｒ^２：ドデシル基、Ｍ＝Ｎａ、花王株式会社製）、及び、上記式（３）で表されるノニオン性界面活性剤：レオドール４６０を用いて、表２に示した組成のインクジェット記録用水性インクを調製した。表中の数値は重量％を示す。

（実施例３）トリエチレングリコールノルマルブチルエーテル、ジエチレングリコールノルマルヘキシルエーテル、上記式（１）で表されるアニオン性界面活性剤：サンデッドＥＮＤ、及び、上記式（４）、上記式（５）で表されるノニオン性界面活性剤の混合物：レオドールスーパーＴＷ−Ｏ１２０を用いて、表３に示した組成のインクジェット記録用水性インクを調製した。表中の数値は重量％を示す。

（実施例４）ジエチレングリコールジエチルエーテル、上記式（２）で表されるアニオン性界面活性剤：ネオペレックスＧ２５、及び、上記式（４）、上記式（５）で表されるノニオン性界面活性剤の混合物：レオドールスーパーＴＷ−Ｏ１２０を用いて、表４に示した組成のインクジェット記録用水性インクを調製した。表中の数値は重量％を示す。

（実施例５）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ノルマルへキシルエーテル、上記式（１）で表されるアニオン性界面活性剤：サンデッドＥＮＤ、及び、上記式（３）で表されるノニオン性界面活性剤：レオドール４６０を用いて、表５に示した組成のインクジェット記録用水性インクを調製した。なお、実施例５では、１０分間、５０ｈＰａの減圧条件下で攪拌し、インク中に含有する気体を脱気して、インクジェット記録用水性インクを調製した。表中の数値は重量％を示す。

（実施例６）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ノルマルヘキシルエーテル、上記式（１）で表されるアニオン性界面活性剤：エマール２０Ｃ、（Ｒ^１：ラウリル基、Ｘ＝３、Ｍ＝Ｎａ、花王株式会社製）及び、上記式（３）で表されるノニオン性界面活性剤：レオドール４６０を用いて、表６に示した組成のインクジェット記録用水性インクを調製した。

（実施例７）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ノルマルヘキシルエーテル、上記式（１）で表されるアニオン性界面活性剤：エマール２０Ｔ（Ｒ^１：ラウリル基、Ｘ＝３、Ｍ＝ＴＥＡ、花王株式会社製）、及び、上記式（３）で表されるノニオン性界面活性剤：レオドール４６０を用いて、表６に示した組成のインクジェット記録用水性インクを調製した。

（実施例８）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ノルマルヘキシルエーテル、上記式（１）で表されるアニオン性界面活性剤：サンデッドＥＴ、（Ｒ^１：ラウリル基、Ｘ＝４、Ｍ＝ＴＥＡ、三洋化成工業株式会社製）及び、上記式（３）で表されるノニオン性界面活性剤：レオドール４６０を用いて、表８に示した組成のインクジェット記録用水性インクを調製した。

（実施例９）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ノルマルヘキシルエーテル、上記式（１）で表されるアニオン性界面活性剤：サンノールＬＭ１１３０（Ｒ^１：炭素数１２〜１５のアルキル基、Ｘ＝０、Ｍ＝Ｎａ、ライオン株式会社製）及び、上記式（３）で表されるノニオン性界面活性剤：レオドール４６０を用いて、表９に示した組成のインクジェット記録用水性インクを調製した。

（実施例１０）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ノルマルヘキシルエーテル、上記式（２）で表されるアニオン性界面活性剤：ルノックスＳ−１００（Ｒ^２：ラウリル基（ドデシル基）、Ｍ＝Ｎａ、東邦化学工業株式会社製）及び、上記式（３）で表されるノニオン性界面活性剤：レオドール４６０を用いて、表１０に示した組成のインクジェット記録用水性インクを調製した。

（実施例１１）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ノルマルヘキシルエーテル、上記式（１）で表されるアニオン性界面活性剤：サンデッドＥＮＤ（Ｒ^３〜Ｒ^８のうち４つがオレイル基で残りの二つが水素であり、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ＝４０、花王株式会社製）、及び、上記式（３）で表されるノニオン性界面活性剤：レオドール４４０を用いて、表１１に示した組成のインクジェット記録用水性インクを調製した。

（実施例１２）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ノルマルヘキシルエーテル、上記式（１）で表されるアニオン性界面活性剤：サンデッドＥＮＤ、及び、上記式（３）で表されるノニオン性界面活性剤：ソルボンＴＲ−８４３（Ｒ^３〜Ｒ^８のうち４つがオレイル基で残りの二つが水素であり、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ＝３０、東邦化学工業株式会社製）を用いて、表１２に示した組成のインクジェット記録用水性インクを調製した。

（実施例１３）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ノルマルヘキシルエーテル、上記式（１）で表されるアニオン性界面活性剤：サンデッドＥＮＤ、及び、上記式（４）及び（５）で表されるノニオン性界面活性剤の混合物：ソルボンＴ−４０（Ｒ^９＝Ｒ^１０：パルミチル基（Ｃ＝１６）、l＋ｍ＋ｎ＝ｏ＋ｐ＋ｑ＝２０、東邦化学工業株式会社製）を用いて、表１３に示した組成のインクジェット記録用水性インクを調製した。

（比較例１）ジエチレングリコールノルマルヘキシルエーテル、及び、上記式（１）で表されるアニオン性界面活性剤：サンデッドＥＮＤを用いて、表１４に示した組成のインクジェット記録用水性インクを調製した。表中の数値は重量％を示す。

（比較例２）ジエチレングリコールジエチルエーテル、及び、上記式（２）で表されるアニオン性界面活性剤：ネオペレックスＧ２５を用いて、表１５に示した組成のインクジェット記録用水性インクを調製した。表中の数値は重量％を示す。

（比較例３）トリプロピレングリコールノルマルブチルエーテル、及び、上記式（１）で表されるアニオン性界面活性剤：サンデッドＥＮＤを用いて、表１６に示した組成のインクジェット記録用水性インクを調製した。表中の数値は重量％を示す。

（比較例４）ジエチレングリコールジエチルエーテル、トリプロピレングリコールメチルエーテル、及び、上記式（１）で表されるアニオン性界面活性剤：サンデッドＥＮＤを用いて、表１７に示した組成のインクジェット記録用水性インクを調製した。表中の数値は重量％を示す。

（比較例５）２−ピロリドン、ジプロピレングリコールプロピルエーテル、上記式（１）で表されるアニオン性界面活性剤：サンデッドＥＮＤ、及び、上記式（３）で表されるノニオン性界面活性剤：レオドール４６０を用いて、表１８に示した組成のインクジェット記録用水性インクを調製した。表中の数値は重量％を示す。

（比較例６）１，５−ペンタンジオール、上記式（１）で表されるアニオン性界面活性剤：サンデッドＥＮＤ、及び、上記式（３）で表されるノニオン性界面活性剤：レオドール４６０を用いて、表１９に示した組成のインクジェット記録用水性インクを調製した。表中の数値は重量％を示す。

（比較例７）ジエチレングリコールノルマルブチルエーテル、及び、上記式（３）で表されるノニオン性界面活性剤：レオドール４６０を用いて、表２０に示した組成のインクジェット記録用水性インクを調製した。表中の数値は重量％を示す。

（比較例８）ジプロピレングリコールプロピルエーテル、及び、上記式（３）で表されるノニオン性界面活性剤：レオドール４６０を用いて、表２１に示した組成のインクジェット記録用水性インクを調製した。表中の数値は重量％を示す。

（比較例９）ジプロピレングリコール、ジエチレングリコールノルマルヘキシルエーテル、及び、上記式（３）で表されるノニオン性界面活性剤：レオドール４６０を用いて、表２２に示した組成のインクジェット記録用水性インクを調製した。表中の数値は重量％を示す。

（比較例１０）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ノルマルヘキシルエーテル、及び、上記式（４）、上記式（５）で表されるノニオン性界面活性剤：レオドールスーパーＴＷ−Ｏ１２０を用いて、表２３に示した組成のインクジェット記録用水性インクを調製した。表中の数値は重量％を示す。

（比較例１１）トリチレングリコールノルマルブチルエーテル、及び、上記式（４）、上記式（５）で表されるノニオン性界面活性剤：レオドールスーパーＴＷ−Ｏ１２０を用いて、表２４に示した組成のインクジェット記録用水性インクを調製した。表中の数値は重量％を示す。

（比較例１２）ジエチレングリコールジエチルエーテル、及び、上記式（４）、上記式（５）で表されるノニオン性界面活性剤：レオドールスーパーＴＷ−Ｏ１２０を用いて、表２５に示した組成のインクジェット記録用水性インクを調製した。表中の数値は重量％を示す。

（比較例１３）トリプロピレングリコールノルマルブチルエーテル、ジエチレングリコールノルマルヘキシルエーテル、上記式（１）で表されるアニオン性界面活性剤：サンデッドＥＮＤ、及び、上記式（２）で表されるアニオン性界面活性剤：ネオペレックスＧ２５を用いて、表２６に示した組成のインクジェット記録用水性インクを調製した。表中の数値は重量％を示す。

（比較例１４）ジプロピレングリコール、下記式（６）で表されるアニオン性界面活性剤：ビューライトＬＳＳ（ポリオキシエチレンスルホ琥珀酸アルキル２ナトリウム）（三洋化成株式会社製）、及び、上記式（３）で表されるノニオン性界面活性剤：レオドール４６０を用いて、表２７に示した組成のインクジェット記録用水性インクを調製した。表中の数値は重量％を示す。

（比較例１５）ジエチレングリコールノルマルヘキシルエーテル、下記式（７）で表されるアニオン性界面活性剤：フォスファノールＲＳ７１０（ポリオキシエチレンアルキルリン酸：ｙ＝１２〜１５）（東邦化学株式会社製）、及び、上記式（３）で表されるノニオン性界面活性剤：レオドール４６０を用いて、表２８に示した組成のインクジェット記録用水性インクを調製した。表中の数値は重量％を示す。

（比較例１６）１，５−ペンタンジオール、上記式（１）で表されるアニオン性界面活性剤：サンデッドＥＮＤ、及び、下記式（８）で表されるノニオン性界面活性剤：ナロアクティーＮ１００（ポリオキシアルキレンアルキルエーテル：ｚ＝１４〜１５かつ（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ）の一部が（ＣＨ_２ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ））を用いて、表２９に示した組成のインクジェット記録用水性インクを調製した。表中の数値は重量％を示す。

（比較例１７）ジプロピレングリコールプロピルエーテル、上記式（１）で表されるアニオン性界面活性剤：サンデッドＥＮＤ、及び、下記式（９）で表されるノニオン性界面活性剤：アロモックスＤＭＣ−Ｗ（アルキルアミンオキサイド：ｋ＝１２〜１５）を用いて、表３０に示した組成のインクジェット記録用水性インクを調製した。表中の数値は重量％を示す。

（比較例１８）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エチルノルマルへキシルエーテル、上記式（１）で表されるアニオン性界面活性剤：サンデッドＥＮＤ、及び、上記式（３）で表されるノニオン性界面活性剤：レオドール４６０を用いて、表３１に示した組成のインクジェット記録用水性インクを調製した。なお、比較例１８では、１０分間、５０ｈＰａの減圧条件下で攪拌し、インク中に含有する気体を脱気して、インクジェット記録用水性インクを調製した。表中の数値は重量％を示す。

（評価）実施例１〜１３及び比較例１〜１８で作製したインクジェット記録用水性インクの溶存酸素量、エポキシ樹脂との接触角、インク吐出性、フェザリング評価及びインクの総合評価について、以下の方法により評価した。結果を表３２に示した。

（１）溶存酸素量作製したインクジェット記録用水性インクの溶存酸素量を溶存酸素計（堀場製作所社製、ＯＭ−１２）を使用して測定した。

（２）エポキシ樹脂との接触角作製したインクジェット記録用水性インクのエポキシ樹脂の表面に対する接触角を接触角計（協和界面科学社製、ＣＡ−Ｘ）を使用して測定した。なお、エポキシ樹脂との接触角の評価を行うのは、特開２００２−２２５２８６号公報に記載のインクジェットヘッド等において、インク流路を構成する部材を接着する際にエポキシ樹脂を用いており、インク流路内にエポキシ樹脂が露出しているため、インクとエポキシ樹脂との接触角が、インク流路内の濡れ性を示すことによる。

（３）インク吐出性一度使用したインクカートリッジをプリンター本体から外し、強制的に気泡が入るように再度インクカートリッジを装着した後に、パージ（プリンター本体のポンプによるインクの吸引）を３回行い、全ノズル数に対する不吐出ノズルの割合を評価対象とした。なお、製品レベルでは、不吐出ノズルはほぼ０％でなくてはならないが、本試験は通常の操作と異なり、強制的に気泡が入るようにしているため、不吐出ノズルが１％以下である場合を○とした。評価基準は以下の通りである。◎・・・パージ３回で不吐出ノズルが０．１％以下であった。○・・・パージ３回で不吐出ノズルが１％以下であった。△・・・パージ３回で不吐出ノズルが３％以下であった。×・・・パージ３回で不吐出ノズルが３％を超えた。

（４）フェザリング評価画像サンプルを記録し、フェザリングが起こっているか否かを評価した。画像サンプルは背景なしで単色の文字のみの部分と、０．７５ポイントの直線とからなり、インクの滲みによるラインの乱れと文字の判別とを評価対象とした。記録した文字の大きさはＭｉｃｒｏｓｏｆｔＷｏｒｄ９７を用いて文字のサイズを１１ポイントに設定し、普通紙（Ｘｅｒｏｘ４２００）を使用して記録した。評価基準は以下の通りである。○・・・直線、テキストでのフェザリングがほとんどなく、文字が鮮明である。△・・・直線で、僅かにフェザリングが発生しているが、文字は充分に判読できる。×・・・直線で明らかにフェザリングが発生しており、文字も不鮮明である。

なお、画像サンプルの記録には、インクジェット記録用水性インクを記録ヘッド内のインクに熱エネルギーを与えて液滴を吐出させ、記録を行うオンデマンドタイプのマルチヘッド（吐出オリフィス径３５μｍ、発熱抵抗体抵抗値１５０Ω、駆動電圧３０Ｖ、周波数２ｋＨｚ）を有するインクジェットプリンター、及び、記録ヘッド内のインクにピエゾ素子振動による圧力を与えて液滴を発生させ、記録を行うオンデマンドタイプのマルチヘッド（吐出オリフィス径４０μｍ、駆動電圧３０Ｖ、周波数１０ｋＨｚ）を有するインクジェットプリンターを用いた。

（５）総合評価インク吐出性の評価、フェザリング評価のうち、最も悪い評価であったものを、そのインクの総合評価とした。例えば、インク吐出性の評価：×、フェザリング評価：◎、であった場合、印字品質がどんなによくても吐出性が非常に悪いため総合評価は×となる。

表３２に示すように、実施例１〜１３においては、インク吐出性が良好であり、画像部の輪郭がシャープで高印字品質なインクを得ることができた。一方、比較例１〜１７においては、インク吐出性が悪い場合や、明らかにフェザリングが発生し、充分な印字品質を得られない場合があり、満足できる結果は得られなかった。これらの結果により、上記式（１）又は上記式（２）で表されるアニオン性界面活性剤や、上記式（３）、上記式（４）及び／又は、上記式（５）で表されるノニオン性界面活性剤はそれぞれ単独で使用しても得られる効果は少ないが、上記式（１）又は上記式（２）で表されるアニオン性界面活性剤と、上記式（３）で表されるノニオン性界面活性剤又は、上記式（４）及び式（５）で表されるノニオン性界面活性剤の混合物とを併用することによって、溶存酸素量が５ｍｇ／Ｌ以上の条件においても記録ヘッドへのインクの吐出性が良好であり、フェザリングが発生しないインクが得られることが確認できた。

また、アニオン性界面活性剤及びノニオン性界面活性剤の種類及び含有量が全く同じインクである比較例６と比較例１８のインクにおいては、溶存酸素量が５ｍｇ／Ｌ未満である比較例１８のインクはインク吐出性が◎であるが、溶存酸素量が５ｍｇ／Ｌ以上である比較例６のインクはインク吐出性が×となった。この結果は比較例１８のインクは長期間保管した場合、インク吐出性が×となる可能性が高いことを示しており、溶存酸素量が５ｍｇ／Ｌ未満の条件で測定する場合には、インクの長期安定性を議論できないことを示している。それに対して、実施例１と実施例５のインクにおいては、溶存酸素量に関係なく吐出性が◎であるため、インクを長期間保存した場合においても安定した吐出性が得られることがわかる。なお、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、これまでに記述された範囲で、用いられる材料物質、その量比及び作製条件を変更しても実施可能である。

本発明は、上述の構成よりなるので、長期間にわたって気泡の混入によるインクの不吐出が発生せず、正常な印字を行うことができ、かつ、普通紙へ記録する場合にもフェザリングが発生せず、高品質な画像等を記録することが可能なインクジェット記録用水性インクを提供することができる。

Claims (15)

1. インクジェット記録用水性インクであって、
   水と；
   自己分散型のカーボンブラックと；
   下記式（１）で表される界面活性剤及び下記式（２）で表される界面活性剤から選ばれる少なくとも一種のアニオン性界面活性剤と；
   下記式（３）で表される界面活性剤と、下記式（４）で表される界面活性剤及び下記式（５）で表される界面活性剤の混合物とから選ばれる少なくとも一種のノニオン性界面活性剤とを含むインクジェット記録用水性インク。
   

   

   
   式（１）中、Ｒ^１は炭素数が１２〜１５のアルキル基であり、Ｘは０〜４であり、ＭはＮａまたは有機アミンを表す。
   

   

   
   式（２）中、Ｒ^２は炭素数が１２のアルキル基である。
   

   

   
   式（３）中、Ｒ^３〜Ｒ^８は、Ｃ＝１８のアルキル基または水素であり、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆは３０〜８０の整数を表す。
   

   

   
   式（４）中、Ｒ^９は炭素数１６〜１８のアルキル基であり、ｌ＋ｍ＋ｎ＝１０〜３０である。
   

   

   
   式（５）中、Ｒ^１０は炭素数１６〜１８のアルキル基であり、о＋ｐ＋ｑ＝１０〜３０である。
2. 前記アニオン性界面活性剤、及び、前記ノニオン性界面活性剤の含有量の合計が０．１〜０．５重量%である請求項１に記載のインクジェット記録用水性インク。
3. アニオン性界面活性剤が、式（１）で表される界面活性剤であり、有機アミンが、トリエタノールアミンである請求項１に記載のインクジェット記録用水性インク。
4. アニオン性界面活性剤が、式（１）で表される界面活性剤であり、Ｒ^１はラウリル基であり、Ｘ＝３である請求項１に記載のインクジェット記録用水性インク。
5. アニオン性界面活性剤が、式（１）で表される界面活性剤であり、Ｒ^１はラウリル基であり、Ｘ＝４であり、Ｍはトリエタノールアミンである請求項１に記載のインクジェット記録用水性インク。
6. アニオン性界面活性剤が、式（１）で表される界面活性剤であり、Ｒ^１は炭素数１２〜１５のアルキル基であり、Ｘ＝０であり、ＭはＮａである請求項１に記載のインクジェット記録用水性インク。
7. ノニオン性界面活性剤が、式（３）で表される界面活性剤であり、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ＝３０、４０または６０である請求項１に記載のインクジェット記録用水性インク。
8. ノニオン性界面活性剤が、式（３）で表される界面活性剤であり、Ｒ^３〜Ｒ^８のうち少なくとも４つがＣ＝１８のアルキル基であり、残りの二つが水素である請求項７に記載のインクジェット記録用水性インク。
9. ノニオン性界面活性剤が、式（４）及び（５）で表される界面活性剤の混合物であり、式（４）で表される界面活性剤と式（５）で表される界面活性剤の混合比が１：３であり、Ｒ^９＝Ｒ^１０である請求項１に記載のインクジェット記録用水性インク。
10. Ｒ^９及びＲ^１０が、それぞれ、オレイル基である請求項９記載のインクジェット記録用水性インク。
11. Ｒ^９及びＲ^１０が、それぞれ、パルミチル基である請求項９記載のインクジェット記録用水性インク。
12. ｌ＋ｍ＋ｎ＝о＋ｐ＋ｑである請求項９記載のインクジェット記録用水性インク。
13. ｌ＋ｍ＋ｎ＝о＋ｐ＋ｑ＝２０である請求項１２に記載のインクジェット記録用水性インク。
14. 上記アニオン性界面活性剤：ノニオン性界面活性剤の含有量の比率は、１：３〜３：１である請求項１に記載のインクジェット記録用水性インク。
15. 請求項１に記載のインクジェット記録用水性インクを含むインクカートリッジ。