JP2004231692A - Ink set for ink-jet recording, ink and liquid set and method for ink-jet recording using the same - Google Patents

Ink set for ink-jet recording, ink and liquid set and method for ink-jet recording using the same Download PDF

Info

Publication number
JP2004231692A
JP2004231692A JP2003018796A JP2003018796A JP2004231692A JP 2004231692 A JP2004231692 A JP 2004231692A JP 2003018796 A JP2003018796 A JP 2003018796A JP 2003018796 A JP2003018796 A JP 2003018796A JP 2004231692 A JP2004231692 A JP 2004231692A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ink
color
particles
black
particle diameter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2003018796A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mihoko Tani
美穂子 谷
Nobuyuki Ichizawa
信行 一澤
Toshiki Yui
俊毅 由井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Xerox Co Ltd filed Critical Fuji Xerox Co Ltd
Priority to JP2003018796A priority Critical patent/JP2004231692A/en
Publication of JP2004231692A publication Critical patent/JP2004231692A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ink set for ink-jet recording having excellent color reproducibility of an image such as a photograph and preparing a document having the image density balanced with an image and a letter when a multicolor document is prepared. <P>SOLUTION: The ink set for ink-jet recording is composed of a combination of a black ink with a color ink of ≥3 colors of cyan, magenta and yellow. The number-average particle diameter (nm) and the number of particles (particles/μl) contained in 1 μl of each ink after jetting satisfy formulas <1> to <5>. <1> is 10≤BD and CD≤150. <2> is 6×10<SP>4</SP>≤BN(0.5)≤6×10<SP>5</SP>. <3> is 6×10<SP>3</SP>≤CN(0.5)≤6×10<SP>5</SP>. <4> is CN(0.5)≤BN(0.5). <5> is BN(5)≤50 and CN(5)≤50 [wherein, B denotes the black ink; C denotes the color ink; BD and CD denote each the particle diameter; BN(0.5) and CN(0.5) denote each the number of particles having ≥0.5 μm particle diameter; and BN(5) and CN(5) denote each the number of particles having ≥5 μm particle diameter]. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェット記録用水性インクセット、インクおよび液体セット、および、これらを用いたインクジェット記録方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
ノズル、スリットあるいは多孔質フィルム等から液体または溶融固体インクを吐出し、紙、布、フィルム等に記録を行う、所謂インクジェット方式のプリンターは、小型で安価、静寂性等の種々の利点を有しており、特に、黒色の単色プリンターは、レポート用紙、コピー用紙等の所謂普通紙上に、良好な印字品質が得られるプリンターとして市販されている。このインクジェット方式のプリンターの普及に伴い、インクジェット記録用インクセットの改善に関する検討が種々なされている。
【0003】
インクジェットプリンターに使用されるインクに関しては、(1)紙上で滲み、かぶりのない、高解像度、高濃度で均一な画像が得られること、(2)ノズル先端でのインク乾燥による目詰まりが発生せず、常に吐出応答性、吐出安定性が良好であること、(3)紙上においてインクの速乾性が良いこと、(4)画像の堅ろう性が良いこと、(5)長期保存安定性が良いこと、の5つの観点から検討され、これらの要求を満足すべく多くの提案がなされている。
【0004】
従来から用いられているインクジェット記録用インクセットは、水性染料を用いたインクが主流であるが、染料が水溶性であるゆえに、耐水性や耐光性に問題があり、画像の保存安定性に関しては必ずしも満足できるものではない。一方、色材として顔料を用いたインクは、耐水性や耐光性の改善を達成でき非常に有望であるため、多くの提案がなされ、実用化されている。
【0005】
しかし、顔料インクは水堅牢性が高いが、長期保存や高温保管時において凝集しやすく、保存安定性が問題となっている。また、顔料インクにおいては、その光学濃度と分散安定性とは相反する関係にある。この相反関係は、顔料の凝集力の強さによるものであり、印字後に紙上で顔料が凝集することにより高い光学濃度を得ることができるものの、凝集力が強いため分散安定性に劣るためである。
【0006】
これまで提案されてきた顔料を用いたインクジェット用カラーインクセットとしては、例えば、特定の顔料およびエチレンオキサイド基を含むアニオン系界面活性剤を必須成分とする顔料インクセット(特許文献1参照)や、特定の顔料およびアセチレングリコール化合物を必須成分とし、不純物濃度を一定量以下とする顔料インクセット(特許文献2参照)が挙げられる。しかしながら、前者および後者において提案されているインクセットは、各色のインクに全てにおいて、、光学濃度と分散安定性との両方の特性が十分に両立できていなかった。
【0007】
一方、高い光学濃度を得る方法としては、(1)インク中顔料濃度を上げる、(2)分散剤の疎水性を高くする、(3)分散剤添加量を下げる、(4)顔料の吸油量を上げる、等が挙げられる。しかし、(1)に示す方法は、顔料の凝集により保管安定性が劣化し、ヘッド目詰まりを悪化させ、(2)〜(4)に示す方法は、保管安定性、特に高温での保管安定性の劣化が激しい等の欠点を有している。
このため、分散安定性を確保しようとすると、上記の(1)〜(4)に示した方法と逆の方法を採ることが必要となり、高い光学濃度と分散安定性とを両立させることが困難であった。
【0008】
このような問題を解決するために、顔料、水性ポリマー、水溶性有機溶媒および水を含む顔料分散型のインクにおいて、インクジェット用ヘッドのノズルからインクを噴射する前後のインク中に存在する粒子数を一定範囲内に制御することが提案されている(特許文献3参照)。この提案によれば、噴射前後のインクに含まれる粒子の数や、数平均粒子径を一定の範囲内に制御することによって上記した問題を解決することが報告されている。
【0009】
一方、実際のインクジェット記録装置を用いて種々のドキュメントを作成する場合、例えば、黒色のインクのみを用いてモノクロ印字したような単色のドキュメントを作成する場合以外にも、複数の色のインクを用いて多色のドキュメントを作成する機会も非常に多い。
この場合、上記したような構成からなる各色のインクを組み合わせて用いることにより、多色のドキュメントを作成した場合、ドキュメント上の写真等の画像の色再現性が悪くなるか、あるいは、画像部分に対して相対的に文字の画像濃度が薄く感じられるような場合があり、ドキュメント全体としての色合いのバランスが悪い場合があった。
【0010】
【特許文献1】
特開2002−88291号公報
【特許文献2】
特開2002−226738号公報
【特許文献3】
特開2000−204305号公報
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記した従来技術の問題点を解決することを課題とする。すなわち、本発明は、ノズル詰まりを防止でき、色ムラが無く、更に、各色のインクを組み合わせて多色のドキュメントを作成する場合においても、写真等の画像の色再現性に優れ、且つ、画像と文字との画像濃度のバランスの取れたドキュメントの作成が可能なインクジェット記録用インクセット、インク及び液体セット、および、これらを用いたインクジェット記録方法を提供することを課題とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、特許文献3に記載された各色のインクを組み合わせて用い、多色のドキュメントを作成した場合、ドキュメント上の写真等の画像の色再現性と、文字の画像濃度と、が両立せず、ドキュメント全体としてチグハグした感じを招いてしまう原因について検討した。この際、本発明者らは、このような検討を行う上で、まず、ドキュメントとした場合に個々の色に求められる光学濃度および色再現性について考慮した。
【0013】
まず、多色のドキュメントを作成する場合、ブラックインクにより印字される黒色と、単色のカラーインクや、各色のカラーインクを組み合わせて印字されるカラー色とでは、一般的に求められる光学濃度や色再現性はそれぞれ異なる。
これは、ドキュメント全体としての画像濃度と色再現性とのバランスが取れた視覚的に違和感の少ないドキュメントには、定量的に定義することは困難ではあるものの、一般的に、文字部分の画像濃度が画像部分全体の画像濃度よりも高く、且つ、画像部分はある程度の画像濃度と高い色再現性とが両立するという特性が求められるためである。
【0014】
一方、ブラックインクにより印字される黒色は、文字の印字に用いられることが非常に多い。この場合、個々の文字は、目によって一字毎に明確に認識できることが必要であるため、ブラックインクにより印字される黒色は、その光学濃度が高いことが極めて重要である。
【0015】
勿論、カラー色においても光学濃度が高いことは必要ではあるが、ブラックインクにより印字される黒色と同程度のレベルは要求されない。これは、カラー色が、ブラックインクにより印字される黒色と比べて文字の印字に使われる頻度が少なく、カラーインク1色のみを用いて印字される場合よりも、むしろ、カラーインク同士を重ね合わせ、写真やグラフィックのような多色構成の画像の印字に用いられることが非常に多いためである。
すなわち、カラーインクには、色再現性と光学濃度とがバランス良く両立できる特性が求められる。
【0016】
しかしながら、本発明者らが鋭意検討した結果、特許文献3に記載された各色のインクを組み合わせて用い、多色のドキュメントを作成した場合、見た目の上で、黒色で印字された文字の濃さと、多色の画像部分の色再現性とのバランスが悪く、(1)画像部分に対して黒色で印字された文字が薄く、ドキュメント上の文字部分のインパクトが弱く感じられる場合、あるいは、(2)画像部分の色再現性が悪い場合があった。また、(1)や(2)に示したような場合において、ドキュメントを構成するもう一方の画像部分や文字部分の印字品質は比較的良好であるために、文字部分と画像部分との間の印字品質にギャップが生じ、ドキュメント全体として、視覚的にチグハグした印象を与えてしまうことが多かった。
【0017】
一方、印字時の光学濃度は、インクに含まれる数平均粒子径0.5μm以上の粒子が紙上に適度に存在することにより上昇すると考えられている。本発明者は、この点に着目して上記(1)および(2)の現象が発生する原因について検討した。その結果、本発明者らは、このような現象は、噴射後のインクに含まれる数平均粒子径0.5μm以上の粒子数が、黒インクよりもカラーインクの方が多い場合に発生していることを見出した。
【0018】
これは、具体的には、次のような知見に基くものである。すなわち、ブラックインクが、1次色(黒色)の印字のみに用いられることが多いのに対し、カラーインクが、1次色の印字のみならず、2次色や3次色のように、2種以上のカラーインクを重ねて用いることが多い。一方、紙上に塗布されたインク中の数平均粒子径0.5μm以上の粒子数の増加に伴い、光学濃度をより高くすることができる。しかし、2次色や3次色のカラー色においては、1次色の場合に比べて、より多くの粒子が紙上で凝集することにより発色するため、光学濃度の増加に比例して色再現性の低下を招き易くなる。
【0019】
従って、ブラックインクおよびカラーインク共に、噴射後のインクに含まれる平均粒子径0.5μm以上の粒子数が、ブラックインクよりもカラーインクの方が多い場合には、黒色の光学濃度は十分に確保されているものの、2次色や3次色のカラー色の色再現性が低下したり、あるいは、2次色や3次色のカラー色の色再現性は良好であるものの、黒色の画像濃度が、カラー色で形成された画像部分よりも相対的に薄くなり、文字部分のインパクトが弱くなるという結果を招く。本発明者らは、上記したような知見に基き、以下の本発明を考案するに到った。
【0020】
すなわち、本発明は、
<1> ブラックインクと、シアン、マゼンタおよびイエローからなる3色を含む3種以上のカラーインクと、の組み合わせから構成され、前記ブラックインクおよび前記カラーインクが、顔料、水性ポリマー、水溶性有機溶媒および水を少なくとも含むインクジェット記録用インクセットにおいて、
前記ブラックインクおよび前記カラーインクがインクジェット用ヘッドのノズルから噴射された後に粒子を含み、噴射後のブラックインクおよびカラーインク中に含まれる粒子の数平均粒子径および粒子数が、下式(1)〜(7)を満たすことを特徴とするインクジェット記録用インクセットである。
・式(1) 10≦BD≦150
・式(2) 10≦CD≦150
・式(3) 6×10≦BN(0.5)≦6×10
・式(4) 6×10≦CN(0.5)≦6×10
・式(5) CN(0.5)≦BN(0.5)
・式(6) BN(5)≦50
・式(7) CN(5)≦50
〔但し、式(1)〜(7)において、BDは、前記噴射後のブラックインクに含まれる粒子の数平均粒子径(nm)、CDは、前記噴射後のカラーインクに含まれる粒子の数平均粒子径(nm)、BN(0.5)は、前記噴射後のブラックインクに含まれる数平均粒子径0.5μm以上の粒子数(個/μl)、CN(0.5)は、前記噴射後のカラーインクに含まれる数平均粒子径0.5μm以上の粒子数(個/μl)、BN(5)は、前記噴射後のブラックインクに含まれる数平均粒子径5μm以上の粒子数(個/μl)、CN(5)は、前記噴射後のカラーインクに含まれる数平均粒子径5μm以上の粒子数(個/μl)を表す。〕
【0021】
<2> <1>に記載のインクジェット記録用インクセットと、溶解性パラメータ9〜11の水溶性有機溶媒および/または界面活性剤、および、水を少なくとも含み、前記インクジェット記録用インクセットを用いた印字に際して併用される第二液体と、からなることを特徴とするインク及び液体セットである。
【0022】
<3> <1>に記載のインクジェット記録用インクセットを構成する各色のインク、または、<2>に記載のインク及び液体セットを構成する各色のインクおよび第二液体、を用いて被記録媒体上に画像を印字するインクジェット記録方法において、
エネルギーを付与することにより液滴状とした、前記各色のインク、または、前記各色のインクおよび前記第二液体、を前記被記録媒体上に付与することにより印字することを特徴とするインクジェット記録方法である。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明を、インクジェット記録用インクセット、インク及び液体セット、インクジェット記録方法の順に詳細に説明する。
【0024】
(インクジェット記録用インクセット)
本発明のインクジェット記録用インクセット(以下、「インクセット」と略す場合がある)は、ブラックインクと、シアン、マゼンタおよびイエローからなる3色を含む3種以上のカラーインクと、の組み合わせから構成され、前記ブラックインクおよび前記カラーインクが、顔料、水性ポリマー、水溶性有機溶媒および水を少なくとも含むインクジェット記録用インクセットにおいて、前記ブラックインクおよび前記カラーインクがインクジェット用ヘッドのノズルから噴射された後に粒子を含み、噴射後のブラックインクおよびカラーインク中に含まれる粒子の数平均粒子径および粒子数が、下式(1)〜(7)を満たすことを特徴とする。
・式(1) 10≦BD≦150
・式(2) 10≦CD≦150
・式(3) 6×10≦BN(0.5)≦6×10
・式(4) 6×10≦CN(0.5)≦6×10
・式(5) CN(0.5)≦BN(0.5)
・式(6) BN(5)≦50
・式(7) CN(5)≦50
【0025】
但し、式(1)〜(7)において、BDは、前記噴射後のブラックインクに含まれる粒子の数平均粒子径(nm)、CDは、前記噴射後のカラーインクに含まれる粒子の数平均粒子径(nm)、BN(0.5)は、前記噴射後のブラックインクに含まれる数平均粒子径0.5μm以上の粒子数(個/μl)、CN(0.5)は、前記噴射後のカラーインクに含まれる数平均粒子径0.5μm以上の粒子数(個/μl)、BN(5)は、前記噴射後のブラックインクに含まれる数平均粒子径5μm以上の粒子数(個/μl)、CN(5)は、前記噴射後のカラーインクに含まれる数平均粒子径5μm以上の粒子数(個/μl)を表す。
【0026】
本発明のカラーインクジェット記録用インクセットを構成する各色のインクとしては、ブラックインクと、シアン、マゼンタおよびイエローからなる3色を含む3種のカラーインクと、から少なくとも構成されるものであれば特に限定されないが、カラーインクとして、上記の3色に加え、これら3色以外の色からなるカラーインクをさらに用いてもよい。
【0027】
各色のインクを構成する成分としては、顔料、水性ポリマー、水溶性有機溶媒および水を含むものであれば特に限定されないが、必要に応じて界面活性剤、pH調整剤、ハイドロトロピー剤、キレート化剤、包接化合物、酸化剤、酸化防止剤、還元剤、酵素、殺菌剤、消泡剤、研磨剤、その他添加剤を含んでいてもよい。
【0028】
さらに、上記のような成分を含む各色のインクは、インクジェット用ヘッドのノズルから噴射された後に、粒子を含むものである。但し、当該粒子とは、インク中に存在する顔料粒子、および/または、ポリマーコロイド粒子(所謂ポリマーエマルション)を意味する。なお、噴射前のインクにもこのような粒子が含まれていてもよく、以下の説明においては、噴射前のインクにも粒子が含まれていることを前提として説明する。
【0029】
噴射後の各色のインク中に含まれる粒子の数平均粒子径は、式(1)および(2)に示すように10nm〜150nmの範囲内であることが必要であり、10nm〜100nmの範囲内であることが好ましい。
粒子の数平均粒子径が150nmを超えると、保管中のヘッド流路詰まりの原因となる。また、粒子の数平均粒子径が10nm未満である場合には、粒子を構成する成分の一次粒子径を小さくし、かつ、分散性を向上させる必要があるが、実用的でない。
【0030】
なお、インクジェット用ヘッドからの噴射前後のインクに含まれる粒子の数平均粒子径の変化率は、噴射前のインクに含まれる粒子の数平均粒子径を基準として、噴射後のインクに含まれる粒子の数平均粒子径が、0%〜50%の範囲で増加することが好ましい。一方、噴射後のインクに含まれる数平均粒子径0.5μm以上の粒子(以下、「粗大粒子」と略す場合がある)は、噴射前のインクに含まれる粒子が凝集することにより成長したものである。従って、噴射前後のインクに含まれる粒子の数平均粒子径の変化率が、50%を超える場合には、噴射後のインクに含まれる粗大粒子数が6×10個/μlを超えてしまい、ノズルからのインクの吐出が不能となる場合がある。
【0031】
なお、数平均粒子径の測定は、一般に市販されている遠心沈降方式、レーザー回折方式(光散乱方式)、ESA方式、キャピラリー方式、電子顕微鏡方式等の任意の方式により行うことができる。中でも、動的光散乱法を利用したマイクロトラックUPA9340(Leeds&Northrup社製)による測定は好ましい。本発明においては、インク粘度を溶媒粘度として、前記マイクロトラックUPA9340(Leeds & Northrup社製)を用いて、インク原液を測定することにより数平均粒子径を求めた。
【0032】
また、噴射後のインクに含まれる数平均粒子径0.5μm以上の粒子の数は、式(3)および(4)に示したように、ブラックインクにおいては6×10個/μl〜6×10個/μlの範囲内であり、カラーインクにおいては6×10個/μl〜6×10個/μlの範囲内であることが必要である。
噴射後のインクに含まれる数平均粒子径0.5μm以上の粒子数が、ブラックインクおよびカラーインクにおいて、6×10個/μlを超えると、ヘッド詰まりを起こし吐出ができなくなる。なお、本発明において、噴射によってのみ発生する粗大粒子の増加は、使用する水性ポリマーのHLBにより支配されるが、詳細については、後記する。
【0033】
一方、噴射後のインクに含まれる数平均粒子径0.5μm以上の粒子の数が、ブラックインクにおいて、6×10個/μl未満である場合や、カラーインクにおいて、6×10個/μl未満である場合には、ブラックインクを用いて印字された黒色や、カラーインクを用いて印字されたカラー色(特に1次色)の光学濃度が低くなり過ぎる。
【0034】
なお、式(3)および式(4)を比較すれば判るように、CN(0.5)の値の下限値は、BN(0.5)の値の下限値よりも1桁小さい。これは、カラーインクを用いて印字されるカラー色が、高い光学濃度が要求される文字に使われることが少ない上に、1次色よりも光学濃度が高くなる2次色や3次色として使用されることが多いのに対し、ブラックインクを用いて印字される黒色は、1次色のみで印字されることが多い上に高い光学濃度が要求される文字に頻繁に利用されるという理由によるものである。
【0035】
さらに、噴射後のブラックインクおよびカラーインクに含まれる数平均粒子径0.5μm以上の粒子の数は、上記に説明したような理由により式(3)および(4)の関係を満たした上で、式(5)の関係を満たすことが必要である。
すなわち、噴射後のカラーインクに含まれる数平均粒子径0.5μm以上の粒子の数;CN(0.5)が、噴射後のブラックインクに含まれる数平均粒子径0.5μm以上の粒子の数;BN(0.5)と同じか、あるいは、小さいことが必要である。
CN(0.5)およびBN(0.5)の値が、上記したような式(5)の関係を満たすことによって、各色のインクを組み合わせて多色のドキュメントを作成する場合においても、画像の色再現性に優れ、且つ、画像と文字との画像濃度のバランスの取れたドキュメントの作成が可能となる。
【0036】
CN(0.5)およびBN(0.5)の値が、式(5)の関係を満たすことができない場合には、多色のドキュメントを作成した場合、画像部分の色再現性が悪くなるか、あるいは、画像部分に対して相対的に文字の画像濃度が薄く感じられるような場合があり、ドキュメント全体としての色合いのバランスが悪く、ドキュメント全体が視覚的にチグハグした感じになる。
【0037】
なお、ドキュメント全体の色合いのバランスをより高いレベルで両立させたドキュメントを作成するためには、CN(0.5)の値に対するBN(0.5)の値の比;BN(0.5)/CN(0.5)が、1〜10の範囲内であることが好ましく、3〜8の範囲内であることがより好ましい。
【0038】
なお、噴射前の各色のインクに含まれる粒子径が0.5μm以上の粒子数は、特に限定されるものではないが、保管安定性を確保のため極力少なくすることが望ましい。具体的には、ブラックインク、カラーインクを問わず、6×10個以下であることが好ましく、3×10個以下であることがより好ましい。
【0039】
噴射前の各色のインクに含まれる数平均粒子径0.5μm以下の粒子数が、6×10個以下であれば、噴射直後の粗大粒子がヘッド流路詰まりを起こさないことが確認されている。噴射ストレスがヘッド先端でかかるため、ヘッド流路へのストレスが殆どないからである。また、噴射力がインクにかかるため、粒子の付着を防止するものと考えられる。しかし、噴射前のインクに含まれる数平均粒子径が0.5μm以上の粒子数が6×10個を超えると、粒子付着を噴射力で防止することができなくなり、吐出不能となる上、これら粒子が長期保管した場合において凝集の核となり、保管安定性を損なう場合がある。
【0040】
また、各色のインクは、インク1μl中に存在する数平均粒子径0.5μm以上の粒子数は、噴射前に対して噴射後に3倍以上に変化することが望ましい。3倍に満たないと、光学濃度増加が視覚的に判別できない場合がある。加えて、噴射前後のこのような数平均粒子径0.5μm以上の粒子数の変化率は、ブラックインクの変化率を基準値、すなわち1とした場合に、カラーインクでは0.5〜1.5倍の範囲内とすることが好ましく、0.7〜1.2倍の範囲内とすることが好ましく、1倍前後とすることが更に好ましい。
【0041】
さらに、各色のインクは、60℃、100時間の高温環境の保管によっても、インク1μl中に存在する数平均粒子径0.5μm以上の粒子数の増加が極力抑えられることが好ましい。なお、60℃、100時間という高温環境での保管は、常温における2年間の保管に相当し、保管安定性の指標となるものである。
60℃、100時間での高温環境下で保管した後のインク1μl中に存在する数平均粒子径0.5μm以上の粒子数は、ブラックインク、カラーインクとも6×10個以下であることが望ましい。
【0042】
高温環境下で保管した後のインク1μl中に存在する数平均粒子径0.5μm以上の粒子数が、6×10個を超えると、インク内部流路詰まりが起こり、吐出不能となる場合がある。この粗大粒子の増加は、初期状態のインク1μl中に存在する0.5μm以上の粒子数、及び、インクに用いられる有機溶媒の溶解性パラメータにより支配される。なお、有機溶媒の溶解性パラメータについては、後記する。
【0043】
また、噴射後の各色のインクに含まれる数平均粒子径5μm以下の粒子数は、式(6)および(7)に示したように50個/μl以下であることが必要である。噴射後の各色のインクに含まれる数平均粒子径5μm以下の粒子数が、50個/μlを超える場合には、ヘッド詰まりを誘発し、噴射不能となる。
【0044】
なお、噴射前の各色のインクに含まれる数平均粒子径5μm以下の粒子数は、50個/μl以下であることが好ましい。噴射前の各色のインクに含まれる数平均粒子径5μm以下の粒子数が、50個/μlを超える場合には、ヘッド詰まりを誘発し、噴射不能となる場合がある。
【0045】
以上に説明したような数平均粒子径が0.5μm以上、及び、5μm以上の粒子数の測定は、米国PARTICLE SIZING SYSTEMS社製Accusizerにより測定することができる。なお、本発明においては、各色のインク2μlを50mlの水に希釈して、前記Accusizerを用いて粒子数を測定した。
【0046】
なお、本発明において噴射とは、各色のインクを液滴(ドロップ)状として噴射することを意味し、このような噴射の方法は特に限定されず、公知の方法を利用することができる。
噴射方法としては、ヒーターによりインクを加熱し、インクの沸騰による熱膨張によりインクを噴射する熱インクジェット方式、ピエゾ素子の伸収縮によりインクを噴射するピエゾインクジェット方式、インクに超音波を印加してインクを噴射する方式が利用でき、勿論、上記に列挙した以外の噴射方法であっても、インクを噴射することのできる方法ならば如何なる噴射方法であってもよい。しかしながら、吐出安定性を十分に確保できる方式として、熱インクジェット方式およびピエゾインクジェット方式が望ましい。
【0047】
次に、各色のインクを構成する材料について、顔料、水性ポリマー、水性有機溶媒、水、および、その他の添加剤について詳細に説明する。
【0048】
−顔料−
本発明のインクジェット記録用インクセットを構成する各色のインクにおいて用いられる顔料は、特に限定されず、例えば、亜鉛華、チタン白、酸化クロム、酸化鉄、アルミナホワイト、カドミウム黄、硫化亜鉛、ジンククロメート、黄鉛、硫酸バリウム、塩基性硫酸鉛、炭酸カルシウム、鉛白、群青、珪酸カルシウム、マンガン紫、コバルト紫、紺青、カーボンブラック等の無機顔料、マダレーキ、コチニールレーキ、ナフトールグリーンB、ナフトールグリーンY、ナフトールエローS、パーマネントレッド4R、ハンザエルー、ベンジジンエロー、リソールレッド、レーキレッドC、レーキレッドD、ブリリアントカーミン6B、ボルドー10B、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、スカイブルー、ローダミンレーキ、メチルバイオレットレーキ、キノリンエローレーキ、ピーコックブルーレーキ、チオインジゴマルーン、アリザリンレーキ、キナクリドンレッド、ベリレンレッド、アニリンブラック、ジオキサジンバイオレット、有機蛍光顔料、イソインドリノンエロー等の有機顔料、酸化コバルト、γ−酸化鉄、金属鉄粉、バリウムフェライト等のマグネタイト、フェライト等の磁性体や超常磁性体、その他プラスチックピグメントや金属光沢顔料等を、使用する色相に合わせて選択することができる。また、顔料に、公知の染料を1種類以上混ぜて使用することもできる。
【0049】
本発明のインクジェット記録用インクセットにおいて用いられる顔料を、商品名及びC.I.ピグメント番号で例示するが、これらに限定されるものではない。
【0050】
黒顔料としては、ファーネスブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック等のカーボンブラック顔料で、例えば、Raven7000、Raven5750、Raven5250、Raven5000 ULTRA II、Raven3500、Raven2000、Raven1500、Raven1250、Raven1200、Raven1190 ULTRA II、Raven1170、Raven1255、Raven1080(以上、コロンビア社製)、Regal400R、Regal330R、Regal660R、Mogul L、Black Pearls L、Black Pearls 1300、Monarch 700、Monarch 800、Monarch 880、Monarch 900、Monarch 1000、Monarch 1100、Monarch 1300、Monarch 1400(以上、キャボット社製)、Color Black FW1、Color Black FW2、Color Black FW2V、Color Black 18、Color Black FW200、Color Black S150、Color BlackS160、Color Black S170、Printex35、PrintexU、PrintexV、rintex140U、Printex140V、Special Black 6、Special Black 5、Special Black 4A、Special Black4(以上、デグッサ社製)、No.25、No.33、No.40、No.47、No.52、No.900、No.2300、MCF−88、MA600、MA7、MA8、MA100(以上、三菱化学社製)等が挙げられる。また、カーボンブラックは、一次粒子径が10〜30nmであるものが好ましい。
【0051】
シアン顔料としては、C.I.Pigment Blue−1、C.I.Pigment Blue−2、C.I.Pigmet Blue−3、C.I.Pigment Blue−15:3、C.I.Pigment Blue−15:34、C.I.Pigment Blue−16、C.I.Pigment Blue−22、C.I.Pigment Blue−60等が挙げられる。
マゼンタ顔料としては、C.I.Pigment Red 5、C.I.Pigment Red 7、C.I.Pigment Red 12、C.I.PigmentRed 48、C.I.Pigment Red 48:1、C.I.PigmentRed 57、C.I.Pigment Red 112、C.I.Pigment Red 122、C.I.Pigment Red 123、C.I.Pigment Red 146、C.I.Pigment Red 168、C.I.Pigment Red 184、C.I.Pigment Red 202等が挙げられる。
【0052】
イエロー顔料としては、C.I.Pigment Yellow−1、C.I.Pigment Yellow−2、C.I.Pigment Yellow−3、C.I.Pigment Yellow−12、C.I.PigmentYellow−13、C.I.Pigment Yellow−14、C.I.Pigment Yellow−16、C.I.Pigment Yellow−17、C.I.Pigment Yellow−73、C.I.Pigment Yellow−74、C.I.Pigment Yellow−75、C.I.Pigment Yellow−83、C.I.Pigment Yellow−93、C.I.Pigment Yellow−95、C.I.Pigment Yellow−97、C.I.Pigment Yellow−98、C.I.Pigment Yellow−114、C.I.Pigment Yellow−128、C.I.Pigment Yellow−129、C.I.Pigment Yellow−151、C.I.Pigment Yellow−154等が挙げられる。
【0053】
これらの顔料は、1種を単独で使用してもよいが、2種類以上を混合して使用してもよい。また、これらの顔料の他に、本発明のために、新たに合成した顔料でもよい。これらの顔料の含有量は、全インク量に対して0.3〜20重量%の範囲とすることが好ましく、0.5〜8重量%とすることがさらに好ましい。
【0054】
顔料は、表面の処理を事前に行って使用することもできる。例えば、エタノール、プロパノール等のアルコール類による表面処理、界面活性剤処理、酸性基や塩基性基を置換する顔料誘導体処理、顔料表面を他物質で被覆する顔料被覆反応処理、縮合反応やグラフト反応により置換基を導入する表面化学反応処理、シラン系カップリング剤、チタネート系カップリング剤、ジルコネート系カップリング剤、アルミネート系カップリング剤等で表面処理をするカップリング反応処理、プラズマ反応処理、CVD処理等を行うことができる。
【0055】
また、水中に自己分散可能な顔料を使用することもできる。水中に自己分散可能な顔料は、顔料表面に親水性官能基を導入する公知の方法や新たに発明されたいずれの方法でも調製することができる。このような方法の例としては、例えば、硝酸、過マンガン酸塩、重クロム酸塩、次亜塩素酸塩、過硫酸アンモニウム、過酸化水素、オゾン等の酸化剤による酸化処理、カップリング剤による処理、ポリマーグラフト化処理、プラズマ処理等が挙げられる。
また、市販の親水処理顔料を使用することもできる。本発明において使用することができる市販の水中に自己分散可能な親水処理顔料としては例えば、MICROJET BLACK CW−1(オリエント化学工業社製)、CAB−O−JET200、CAB−O−JET300(キャボット社製)等が挙げられる。
【0056】
表面改質された顔料に含まれる水に対する可溶化基は、ノニオン性、カチオン性、アニオン性いずれも可能であるが、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、リン酸の場合は、そのまま遊離酸の状態でも用いることは可能であるが、水溶性を高めるため、塩基性の化合物との塩の状態で使用することが好ましい。
【0057】
塩を形成する化合物としては、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、アンモニア等を使用することができる。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。
【0058】
顔料は、必要に応じて洗浄、精製を行ってから使用してもよい。市販の顔料は、有機、無機の不純物を多量に含有し、特に、水不溶性または水難溶性、難分散性の多価金属カチオン、Si系、P系等の不純物はインクのノズル目詰まり、コゲーション、保管安定性、記録信頼性等に悪影響を及ぼすため、これらの除去目的に必要に応じて顔料の洗浄、精製をして用いる。除去方法としては、炉過、遠心沈降、分離膜法、イオン交換樹脂処理法、逆浸透法、活性炭法、ゼオライト法、水洗、溶剤抽出等が挙げられる。
【0059】
また、特に限定するわけではないが、インク中の無機不純物は、ノズル目詰まり防止のため、500ppm以下が望ましく、より好ましくは300ppm以下である。また、カルシウム、鉄、珪素、マグネシウムは特に目詰まりを誘発する場合があるため、それぞれ30ppm以下、好ましくは20ppm以下、更に好ましくは10ppm以下が望ましい。これらインク中のカチオン濃度は原子吸光法や誘導プラズマ発光分析法で測定することができる。
【0060】
−水性ポリマー−
本発明のインクジェット記録用インクセットを構成する各色のインクにおいて用いられる水性ポリマーは、HLB(Hydrophile−Lypophile Balance:親水親油バランス)が11〜15であるものが好ましい。水性ポリマーのHLBが11未満であると、疎水性が強くなり保管のみで会合し、増粘ゲル化してしまう場合がある。一方、HLBが15を超えると、親水性が強くなり、噴射を与えても会合が発生せず、高い光学濃度上昇が得られない場合がある。
【0061】
水性ポリマーのHLBは、親水部と疎水部との比率を変えることや親水基種・疎水基種を変えることにより、任意に変えることができる。HLBの測定、算出には種々の方法が提案されており、その方法により若干の差異が生じる。本発明においては、1957年にDaviesにより提案された下記の式(8)で定義される方法に基づいて算出した値を用いた。
・式(8) HLBx=7+Σ(親水基の基数)+Σ(疎水基の基数)
【0062】
本発明のインクジェット記録用インクセットを構成する各色のインクに用いられる水性ポリマーは、末端基が両端とも疎水基となっている分子が、全ポリマー中に10%〜60%含まれることが望ましい。末端基が両端とも疎水基となっている分子は、疎水基同士が会合しやすく、特に、噴射ストレスを受けたときに会合しする傾向が強い。両末端とも疎水基となっている分子が、全ポリマー中に10%未満であると、噴射時に会合しても増粘には不十分であり、光学濃度の上昇が起こらない場合がある。一方、60%を超えると、噴射をしなくても会合が促進しゲル化してしまうため、保存安定性が確保できない場合がある。水性ポリマーの末端基は重合開始剤の種類により疎水基/親水基の選択が可能である。
【0063】
なお、両末端疎水基の割合は、以下のように定義した。開始剤を疎水基とした場合、片側末端は常に疎水基となる。逆末端側はポリマー重合時の親水基と疎水基の配合モル比から、疎水基の割合を全ポリマー中に存在する両末端疎水基の割合とした。開始剤を親水基とした場合、片側末端は常に親水基となる。このため両末端が疎水基となることはなくなる。よって、開始剤に疎水基を使用し、重合時の親水基/疎水基の割合を変えることにより、分子末端の疎水基比率を変えることができる。
【0064】
本発明のインクジェット記録用インクセットを構成する各色のインクに用いられる水性ポリマーは、水性ポリマーコロイド(ポリマーエマルション)及び水溶性ポリマーを意味する。ポリマーコロイドとしては、例えば、アクリル系樹脂エマルション、酢酸ビニル系樹脂エマルション、ウレタン系樹脂エマルション、アクリル−スチレン系樹脂エマルション、ブタジエン系樹脂エマルション、スチレン系樹脂エマルション、ポリエステル系樹脂エマルション、シリコン系樹脂エマルション、フッ素系樹脂エマルション、アクリルシリコン系樹脂エマルション等が挙げられる。
【0065】
水溶性のポリマーとしては、(1)顔料粒子表面と結合する疎水部とSOH基を有する親水部からなる親水性モノマー成分の単独重合体またはその塩、(2)疎水性モノマー成分とSOH基を有する親水性モノマー成分との共重合体またはその塩、(3)疎水性モノマー成分の単独重合体または2種以上の疎水性モノマー成分の共重合体をスルホン化による親水化処理をして得られた重合体またはその塩、(4)疎水部とHPO基を有する親水部からなる親水性モノマー成分の単独重合体またはその塩、(5)疎水性モノマー成分とHPO基を有する親水性モノマー成分との共重合体またはその塩、(6)疎水部とCOOH基を有する親水部からなる親水性モノマー成分の単独重合体またはその塩、(7)疎水性モノマー成分とCOOH基を有する親水性モノマー成分との共重合体またはその塩である。また、これらに、その他の成分を必要に応じて共重合することもできる。これらは1種を単独で用いてもよいが、2種以上を組み合わせて用いることもできる。
【0066】
共重合体はランダム、グラフト、ブロック等何れの構造であってもよい。また、これらの塩とは、アルカリ金属、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コールアミン類、アンモニウムイオン、スルフォニウムイオン、オキソニウムイオン、スチボニウムイオン、スタンノニウム、ヨードニウム等のオニウム化合物を表すが、これらに限定されるものではない。
【0067】
SOH基を有する親水性モノマー成分としては、スチレンスルホン酸誘導体、スチレンスルホン酸誘導体、ベンゼンスルフォン酸誘導体、ベンゼンスルフォン酸誘導体、ナフタレンスルフォン酸誘導体、ナフタレンスルフォン酸誘導体、トルエンスルホン酸誘導体、トルエンスルホン酸誘導体、ビニルスルフォン酸誘導体、ビニルスルフォン酸誘導体等が挙げられる。これらの中でも、ビニルスルフォン酸誘導体、ビニルスルフォン酸誘導体、ナフタレンスルフォン酸誘導体、ナフタレンスルフォン酸誘導体、スチレンスルホン酸誘導体、スチレンスルホン酸誘導体は好ましい。
【0068】
PO基を有する親水性モノマー成分としては、高級アルキルリン酸エステル塩、高級アルコールエチレンオキサイド付加物のリン酸エステル塩等が挙げられる。COOH基を有する親水性モノマー成分としては、α、β−エチレン性不飽和カルボン酸及びその脂肪族アルコールエステル、アクリル酸、アクリル酸誘導体、メタクリル酸、メタクリル酸誘導体、マレイン酸、マレイン酸誘導体、イタコン酸、イタコン酸誘導体、フマル酸、フマル酸誘導体等が挙げられる。これらの中でもアクリル酸、アクリル酸誘導体、メタクリル酸、メタクリル酸誘導体は好ましい。
【0069】
疎水性モノマー成分としては、スチレン、スチレン誘導体、ビニルトルエン、ビニルトルエン誘導体、ビニルナフタレン、ビニルナフタレン誘導体、ブタジエン、ブタジエン誘導体、イソプレン、イソプレン誘導体、エチレン、エチレン誘導体、プロピレン、プロピレン誘導体、アクリル酸のアルキルエステル、メタクリル酸のアルキルエステル等が挙げられる。これらの中でも、スチレン、スチレン誘導体、アルキルアクリレート、アルキルメタクリレートは好ましく、アルキル基のC数は1〜10の範囲が好ましく、1〜6の範囲がより好ましい。
【0070】
その他の成分として、アクリルアミド、アクリルアミド誘導体、ジメチルアミノエチルメタクリレート、エトキシエチルメタクリレート、ブトキシエチルメタクリレート、エトキシトリエチレンメタクリレート、ビニルピロリドン、ビニルピリジン、アルキルエーテルやメトキシポリエチレングリコールメタクリレート、ポリエチレングリコールメタクリレート等のポリオキシエチレンを含む成分、ヒドロキシメチルメタクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、ビニルアルコール等の水酸基を含む成分等が挙げられる。
【0071】
また、上記以外に、不飽和カルボン酸とアルコール類やグリコール類との縮合重合体(ポリエステル系縮合重合体)を疎水成分として、親水性モノマー成分を付加重合し、水性ポリマーとすることもできる。その他、カルボン酸基変性ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース等の水溶性ポリマーを使用することもでき、上記したものに限定されない。
【0072】
COOH基またはその塩、SOH基またはその塩、HPO基またはその塩を有するモノマー成分は、全ポリマーに対し、0.1モル%〜100モル%の範囲であることが好ましく、30モル%〜100モル%の範囲であることがより好ましい。また、対応酸価は、COOH基またはその塩を有するポリマーの場合は、100〜800であることが好ましく、150〜800の範囲であることがより好ましい。SOH基またはその塩、HPO基またはその塩を有するポリマーの場合は、100〜500の範囲であることが好ましい。
【0073】
水性ポリマーの分子量は、各色のインクの粘度との関係から、3000〜20000の重量平均分子量であることが好ましい。重量平均分子量の測定方法は、光散乱法、X線小角散乱法、沈降平衡法、拡散法、超遠心法や各種クロマトグラフィー、例えばGPC法で測定したポリエチレングリコール換算の値を用いることができる。
【0074】
また、水性ポリマーの各色のインクにおける含有量は、インク全量に対し0.002%〜10重量%の範囲であることが好ましく、0.003〜8重量%の範囲であることがより好ましい。含有量が0.002重量%未満となると、添加効果が得られず、10重量%を超えると、インク粘度の上昇や浸透作用による光学濃度の著しい低下が発生し、好ましくない。
【0075】
これらの水性ポリマーは単独で使用しても、二種以上混合して使用してもよい。また、顔料の分散剤として使用すると、効果が最大に発揮され最も好ましい。これらの水性ポリマーを分散剤として使用する場合、分散剤の顔料に対する好ましい比率は、顔料の粒径、比表面積、表面構造等によって異なるが、概ね、重量比で顔料:水性ポリマー=10:8〜10:0.5とすることが好ましい。
【0076】
使用する分散機は、市販の何れのものでもよい。例えば、コロイドミル、フロージェットミル、スラッシャーミル、ハイスピードディスパーザー、ボールミル、アトライター、サンドミル、サンドグラインダー、ウルトラファインミル、アイガーモーターミル、ダイノーミル、パールミル、アジテータミル、コボルミル、3本ロール、2本ロール、エクストリューダー、ニーダー、マイクロフルイダイザー、ラボラトリホモジナイザー、超音波ホモジナイザー等が挙げられ、これらを単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0077】
また、無機不純物の混入を防ぐためには、分散メディアを使用しない分散方法を用いる方が好ましく、マイクロフルイダイザーや超音波ホモジナイザー等の使用が適している。さらに、分散効果を高めるためには、分散に使用する水溶液を脱気、脱泡することが好ましい。分散時pHは9以下が好ましい。
【0078】
−水性有機溶媒−
本発明のインクジェット記録用インクセットを構成する各色のインクに使用される水溶性有機溶媒としては、インク固化を防止するものとして、多価アルコール類及びそのアルキルエーテル類等の誘導体類を使用することができる。例えば、グリセリン、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ジエチレングリコール、(2(2ブトキシエトキシ)エタノール)、ジエチレングリコールフェニルエーテル、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ブチレングリコール、トリエチレングリコール、チオジグリコール、ヘキシレングリコール、エチレングリコールメチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエーテル、ペンタンジオール、ヘキサントリオール、トリメチロールプロパン等が挙げられ、これらを単独で使用しても2種以上を混合して用いてもよい。
【0079】
また、水溶性有機溶媒として、メチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコール、ヘキシルアルコール、ベンジルアルコール等のアルコール類、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド類、アセトン、ジアセトンアルコール等のケトン、ケトアルコール類、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン等の高沸点含窒素溶媒、ジメチルスルフォキシド、ジエチルスルフォキシド、スルフォラン、チオジエタノール等の含硫黄溶媒、グルコース、マルトース、アミロース(デキストリン)、セルロース、アルギン酸ナトリウム等の糖類及びその誘導体、アラビアゴム等を使用することができるが、これらに限定されない。
【0080】
これらの水溶性有機溶媒は、単独あるいは2種以上を混合して用いることができるが、長期分散安定性を確保するため、溶解性パラメータが11以下の水溶性有機溶媒をインク中に含有しないこと、また、溶解性パラメータが11〜15の水溶性有機溶媒の全インク重量に対する含有量を5重量%以下にすることが特に望ましい。また、溶解性パラメータが15以上の水溶性有機溶媒の全インク重量に対する含有量を1〜50重量%とすることが望ましい。溶解性パラメータが11未満の水溶性有機溶媒は、顔料表面に吸着し長期保管安定性を損なう場合がある。また、溶解性パラメータが11〜15の水溶性有機溶媒は、全インク重量に対する含有量が5重量%を超えると、顔料への吸着が促進され長期保管安定性が劣化する場合がある。また、溶解性パラメータが15を超える水溶性有機溶媒の全インク重量に対する含有量が1重量%未満では、保湿作用が得られず、50重量%を超えるとインク粘度の上昇により噴射できなくなる場合がある。
【0081】
溶解性パラメータは、蒸発熱からの計算、屈折率からの計算、カウリブタノール価からの計算、表面張力からの計算等の実測値から求める方法や化学組成から計算で求める方法のいずれを用いて求めてもよい。
溶解性パラメータ(δ)は、下式(9)に示すように化学構造の原子又は原子団の蒸発エネルギー(Δei)とモル体積(Δvi)とにより求められるのFedorsの計算により算出した値である。
・式(9) δ=(ΣΔei/ΣΔvi)1/2
【0082】
−水−
本発明のインクジェット記録用インクセットを構成する各色インクにおいて用いられる水は、特に不純物が混入することを防止するため、イオン交換水、超純水、蒸留水、限外濾過水を使用することが好ましい。
【0083】
−その他の添加剤−
また、本発明のインクジェット記録用インクセットを構成する各色のインクには、表面張力の調整による噴射安定性制御や印字時の浸透性(乾燥時間)の制御等を行う目的で、公知の各種界面活性剤を添加することもできる。界面活性剤としては、ノニオン、アニオン、カチオンあるいは両性界面活性剤の何れでもよいが、導電率を低く押さえるためにノニオン界面活性剤が特に好ましい。
【0084】
ノニオン界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンドデシルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン/ポリオキシプロピレンブロック共重合体、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、脂肪酸アルキロールアミド、アセチレングリコール誘導体(サーフィノール)等が挙げられる。
【0085】
アニオン界面活性剤としては、例えば、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、アルキルナフタリンスルホン酸塩のホルマリン縮合物、高級脂肪酸塩、高級脂肪酸エステルの硫酸エステル塩、高級脂肪酸エステルのスルホン酸塩、高級アルコールエーテルの硫酸エステル塩及びスルホン酸塩、高級アルキルスルホンアミドのアルキルカルボン酸塩、スルホコハク酸塩、そのエステル塩、アルキル亜リン酸塩、アルキルリン酸塩、アルキルフォスフォン酸塩及びエステル、高級アルコールリン酸エステル塩等が挙げられる。
【0086】
カチオン界面活性剤としては、例えば、第一、第二、第三級のアミン塩、第四級アンモニウム塩等、また、両性界面活性剤としては、ベタイン、スルホベタイン、サルフェートベタイン等が挙げられる。その他、ポリシロキサンポリオキシエチレン付加物等のシリコン系界面活性剤、パーフルオロアルキルカルボン酸、パーフルオロアルキルスルフォン酸、オキシエチレンパーフルオロアルキルエーテル等のフッ素系界面活性剤、天然もしくはバイオサーファクタント類のレシチン、スピクリスポール酸、ラムノリピド、サポニン、コール酸塩等が挙げられる。
【0087】
これらの界面活性剤は、単独でもあるいは2種以上を混合して用いてもよい。これらの界面活性剤の含有量は、インク全量に対して、0.001〜7重量%の範囲であることが好ましく、0.001〜5重量%の範囲であることがより好ましい。0.001重量%未満では、添加効果が得られない場合があり、7重量%を超えると、紙上での浸透作用が高くなりすぎ画質劣化を招く場合があり、好ましくない。
【0088】
その他、添加剤として、ハイドロトロピー剤として、酪酸ナトリウム、サリチル酸ナトリウム等のカルボン酸塩、トルエンスルホン酸ナトリウム等の芳香族スルホン酸塩、エチルアルコール等の低級アルコール、尿素、アセトアミド等を含有することができる。
【0089】
また、キレート化剤として、エチレンジアミンテトラ酢酸(EDTA)、イミノ二酢酸(IDA)、エチレンジアミン−ジ(o−ヒドロキシフェニル酢酸)(EDDHA)、ニトリロ三酢酸(NTA)、ジヒドロキシエチルグリシン(DHEG)、trans−1,2−シクロヘキサンジアミン四酢酸(CyDTA)、ジエチレントリアミン−N,N,N’,N’’,N’’,−五酢酸(DTPA)、グリコールエーテルジアミン−N,N,N’,N’−四酢酸(GEDTA)等を含有することができる。
【0090】
また、包接化合物として、尿素、チオ尿素、デスオキシコール酸、ビス−(N,N’−テトラメチレンベンジジン)、シクロファン、シクロデキストリン等が挙げられるが、好ましくは、尿素、シクロデキストリンを含有することができる。
【0091】
また、必要に応じて、本発明のインクジェット記録用インクセットを構成する各色のインクのpH調整を行うこともできる。インクのpHは、7〜10が好ましい。pH10を越えるとヘッド材料の腐蝕や溶解、剥離等の悪影響を招く場合がある。pHを調整するものとして、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、硫酸ナトリウム、酢酸塩、乳酸塩、安息香酸塩、トリエタノールアミン、アンモニア、2−アミノ−2−メチル−1−プロパノール(AMP)、リン酸アンモニウム、リン酸ナトリウム、リン酸リチウム等のアルカリや、酢酸、塩酸、硝酸、硫酸、リン酸、プロピオン酸、P−トルエンスルフォン酸等の有機酸または無機酸が挙げられる。また、その他一般のpHバッファ類、グッドバッファ類を用いることもできるが、これらに限定されない。その他、酸化剤、酸化防止剤、還元剤、酵素、殺菌剤、消泡剤、研磨剤、その他の添加剤を必要に応じて添加することができる。
【0092】
本発明のインクジェット記録用インクセットを構成する各色のインクの表面張力は、20℃で、35〜55mN/mの範囲が好ましい。35mN/m未満では、紙上での滲みが顕著になる場合や、安定した噴射が得られない場合があり好ましくない。また、55mN/mを超えると、紙へのインク浸透が十分に起こらず、乾燥時間長時間化を招く場合があり好ましくない。
【0093】
本発明のインクジェット記録用インクセットを構成する各色のインクの粘度は20℃で1〜8mPa・sの範囲が好ましく、2〜4mPa・sの範囲がより好ましい。8mPa・sより大きいと吐出が不安定になる場合があるので望ましくなく、1mPa・s以下では保存安定性が劣化する場合があるので望ましくない。
【0094】
本発明のインクジェット記録用インクセットを構成する各色のインクのインク導電率は、高いと分散安定性を阻害するため、0.5S/m以下であることが好ましく、0.005〜0.4S/mの範囲がより好ましい。写真画像対応の淡色インクにおいては、インクを希釈しているため、インク導電率は低くてもよく、0.005〜0.2S/mが好ましい。
【0095】
(インクおよび液体セット)
上記した本発明の「インクジェット記録用インクセット」は、印字に際して以下に詳細に説明する「第二液体」と組み合わせて、「インク及び液体セット」として用いることもできる。本発明の「インク及び液体セット」を用いることにより、フルカラーインクジェット記録において、顔料インクの混色を防止し、普通紙上に画像を鮮明に再現することができる。以下、本発明の「インク及び液体セット」において使用される本発明の「インクジェット記録用インクセット」のインクを、「第1インク」と略記する場合がある。
【0096】
第1インクと組み合わせて用いられる第二液体は、溶解性パラメータが9〜11の水溶性有機溶媒及び/または界面活性剤、および、水を少なくとも含むものであり、さらに、混色防止効果を向上させるために、多価金属塩及び/またはカチオン化合物を含有することができる。また、この第二液体には、必要に応じて、溶解性パラメータが11を超える水溶性有機溶媒、着色剤、pH調整剤、ポリマー、ハイドロトロピー剤、キレート剤、包接化合物、酸化剤、酸化防止剤、還元剤、酵素、殺菌剤、消泡剤、研磨剤、その他の添加剤を添加することができる。着色剤を含有した場合は、実質的にインクとして使用することとなる。
【0097】
第二液体は、溶解性パラメータが9〜11の水溶性有機溶媒及び/または界面活性剤、および、水からなる成分を、全体の重量に対して、1〜10重量%含有することが好ましい。一般に、顔料分散型インクは、溶解性パラメータが低い溶媒や界面活性剤と接触すると、顔料表面の分散剤が溶媒・界面活性剤と置き換わり、分散安定性を阻害するが、この現象には長時間を必要とするため、通常は、混色防止機能を有していない。しかし、本発明においては、第1インクが噴射により凝集または会合体を形成するため、液体との接触による凝集または会合の促進が短時間で行われ、混色防止効果を発揮する。なお、第二液体に着色剤を使用する場合は、低溶解性パラメータや界面活性剤との相溶性が高い必要があり、着色剤としては染料インクが好ましい。
【0098】
また、第二液体は、さらに、多価金属塩および/またはカチオン化合物を含有することが好ましい。
通常、インク中にカチオン化合物や多価金属塩を添加すると、着色剤がアニオン性であれば、染料であっても析出しやすくなる。混色防止効果を十分に得ようとすると、染料析出の問題が発生し、両立が困難である。しかし、第1インクが噴射により凝集体または会合体を形成しているため、電解質は少量で十分な効果を発揮する。これらの添加物は、信頼性の低下を誘発しない範囲であれば、任意の量を添加することができる。
【0099】
第二液体に用いられる水溶性有機溶媒は、インクの固化を防止するものとして、多価アルコール及びそのアルキルエーテル類等の誘導体類を使用することができる。これらの例としては、グリセリン、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ジエチレングリコール、(2(2ブトキシエトキシ)エタノール、ジエチレングリコールフェニルエーテル、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ブチレングリコール、トリエチレングリコール、チオジグリコール、ヘキシレングリコール、エチレングリコールメチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエーテル、ペンタンジオール、ヘキサントリオール、トリメチロールプロパン等が挙げられる。
【0100】
さらに、その他の成分として、メチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコール、ヘキシルアルコール、ベンジルアルコール等のアルコール類、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド類、アセトン、ジアセトンアルコール等のケトン、ケトンアルコール類、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン等の高沸点含窒素溶媒、ジメチルスルフォキシド、ジエチルスルフォキシド、スルフォラン、チオジエタノール等の含硫黄溶媒、グルコース、マルトース、アミロース(デキストリン)、セルロース、アルギン酸ナトリウム等の糖類及びその誘導体、アラビアゴム等を使用することができる。
【0101】
第二液体に用いられる水溶性有機溶媒は単独で用いても2種以上を混合して用いてもよい。これらの水溶性有機溶媒の第二液体全量に対する含有量は、1〜50重量%であることが好ましい。1重量%未満では、保湿効果が得られず、50重量%を超えるとインク粘度の上昇により噴射できなくなる場合がある。溶解性パラメータが9〜11の水溶性有機溶媒の全液体重量に対する含有量は、1〜10重量%とすることが好ましい。1重量%未満では凝集促進効果が得られず、10重量%を超えると用紙に対する浸透性が増大し、カール・カクルが発生する場合がある。また、着色剤を含有する液体である場合、用紙裏面への浸透が目立ち、光学濃度の低下、裏抜けが問題となる場合がある。
【0102】
第二液体に使用される界面活性剤としては、ノニオン、アニオン、カチオンまたは両性界面活性剤のいずれでもよいが、第二液体は、カチオン化合物を含有する場合があるため、ノニオンまたはカチオン界面活性剤を用いることが好ましい。また、アニオン着色剤を含有する場合には、析出防止のために、ノニオン界面活性剤が特に好ましい。
【0103】
第二液体に含有され得るカチオン化合物としては、下記のカチオン染料、カチオン水性ポリマー、第一、第二、第三級のアミン塩、第四級アンモニウム塩等の化合物を使用することができる。
カチオン性水性ポリマーとしては、アミノ基、四級アミノ基を有する親水性モノマー成分と疎水性モノマー成分との共重合体またはその塩が好ましい。また、これらにその他の成分を必要に応じて共重合することもできる。共重合体は、ランダム、グラフト、ブロック等のいずれの構造であってもよい。
【0104】
アミノ基、四級アミノ基を有する親水性モノマーとしては、N,N−ジメチルアミノエチルメタクリルアミド、N,N−ジメチルアミノエチルアクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジメチルメタクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド等を四級化した化合物が挙げられる。四級化には、塩化メチル、ヨウ化メチル、ジメチル硫酸、ベンジルクロライド、エピクロルヒドリン等を用いることができる。
【0105】
疎水性モノマー成分としては、スチレン、スチレン誘導体、ビニルトルエン、ビニルトルエン誘導体、ビニルナフタレン、ビニルナフタレン誘導体、ブタジエン、ブタジエン誘導体、イソプレン、イソプレン誘導体、エチレン、エチレン誘導体、プロピレン、プロピレン誘導体、アクリル酸のアルキルエステル、メタクリル酸のアルキルエステル等が挙げられる。これらの中でも、スチレン、スチレン誘導体、アルキルアクリレート、アルキルメタクリレートは好ましい。なお、アルキル基のC数は1〜10であることが好ましく、1〜6であることがより好ましい。
【0106】
上記したその他の成分としては、アクリルアミド、アクリルアミド誘導体、ジメチルアミノエチルメタクリレート、エトキシエチルメタクリレート、ブトキシエチルメタクリレート、エトキシトリエチレンメタクリレート、ビニルピロリドン、ビニルピリジン、アルキルエーテルやメトキシポリエチレングリコールメタクリレート、ポリエチレングリコールメタクリレート等のポリオキシエチレンを含む成分、ヒドロキシメチルメタクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、ビニルアルコール等の水酸基を含む成分等が挙げられる。
【0107】
カチオン水性ポリマーの重量平均分子量は、液体粘度の関係から、1000〜20000であることが好ましく、1000〜5000であることがより好ましい。重量平均分子量の測定方法は、光散乱法、X線小角散乱法、沈降平衡法、拡散法、超遠心法や各種クロマトグラフィー、例えばGPC法で測定したポリエチレングリコール換算の値を用いることができる。
【0108】
カチオン水性ポリマーの含有量は、第二液体全量に対して、0.002〜10重量%の範囲とすることが好ましい。含有量が0.002重量%未満となると、添加効果がなく、10重量%を超えると液体粘度の上昇や浸透作用による光学濃度の著しい低下が発生する場合があり、好ましくない。また、第二液体がアニオン着色剤を含有する場合には、着色剤の析出を防止するために、カチオン水性ポリマーの含有量を、液体全量に対して、0.002〜3重量%とすることが好ましく、0.003〜1重量%とすることがさらに好ましい。含有量が0.002重量%未満となると添加効果がなく、3重量%を超えると着色剤の凝集・析出を誘発してしまう場合がある。なお、これらのカチオン水性ポリマーは、顔料の分散剤として使用してもよい。
【0109】
第一、第二、第三級のアミン塩、第四級アンモニウム塩の化合物としては、例えば、ドデシルトリメチルアンモニウムクロライド、ドデシルベンジルトリメチルクロライド、ドデシルジメチルベンジルアンモニウムクロライド、ステアリルトリメチルアンモニウムクロライド、ベンジルトリブチルアンモニウムクロライド、塩化ベンザルコニウム、セチルトリメチルアンモニウムクロライド等、アミン塩として高級アルキルアミンのエチレンオキシド付加物、例えば、ジヒドロキシエチルステアリルアミン等、ピリジウム塩型化合物としては、例えば、セチルピリジウムクロライド、セチルピリジウムブロマイド等、イミダゾリン型カチオン性化合物としては、例えば、2−ヘプタデニセル−ヒドロキシエチルイミダゾリン等が挙げられる。また、所謂カチオン性界面活性剤を転用してもよい。これらの化合物の添加量は、第二液体全量に対して、0.002〜7重量%とすることが好ましい。添加量が0.002重量%未満では添加効果が得られず、7重量%を超えると噴射信頼性の低下を引き起こす場合があり、好ましくない。
【0110】
また、第二液体がアニオン着色剤を含有する場合は、その含有量は、第二液体全量に対して、0.002〜3重量%が好ましく、0.003〜1重量%がより好ましい。0.002重量%未満では添加効果が得られない場合があり、3重量%を超えると着色剤の凝集・析出を誘発してしまう場合がある。
【0111】
第二液体が含有し得る多価金属塩としては、Ca(NO、CaCl、Ca(CHCOO)、Al(NO、Nd(NO、Y(NO、Cu(NO、Zn(NO、CuCl、ZnCl、COCl、Co(NO、NiCl、MgBr、Mg(NO、ZnBr、NHCl、Ni(NO等が挙げられる。多価金属塩の第二液体への添加量は、第二液体全量に対して、0.01〜10重量%とすることが好ましい。0.01重量%未満となると添加効果が得られない場合があり、10重量%を超えると、目詰まり性が著しく悪化する場合がある。
【0112】
また、第二液体がアニオン着色剤を含有する場合の含有量は、第二液体全量に対して、0.01〜3重量%とすることが好ましく、0.01〜1重量%がより好ましい。含有量が0.01重量%未満では添加効果が得られない場合があり、3重量%を超えると着色剤の凝集・析出を誘発してしまう場合がある。
【0113】
なお、第二液体に用いられる水は、特に不純物が混入することを防止するために、イオン交換水、超純水、蒸留水、限外濾過水を使用することが好ましい。第二液体が着色剤を含有する場合は、インクジェット記録用インクセットに関して説明した顔料及び水溶性染料から選択して使用することができるが、水溶性染料が好ましい。
【0114】
水溶性染料としては、直接染料、酸性染料を用いることができ、例えば、C.I.ダイレクトブラック−2、−4、−9、−11、−17、−19、−22、−32、−80、−151、−154、−168、−171、−194;C.I.ダイレクトブルー−1、−2、−6、−8、−22、−34、−70、−71,−76、−78、−86、−112、−142、−165、−199、−200、−201、−202、−203、−207、−218、−236、−287;C.I.ダイレクトレッド−1、−2、−4、−8、−9、−11、−13、−15、−20、−28、−31、−33、−37、−39、−51、−59、−62、−63、−73、−75、−80、−81、−83、−87、−90、−94、−95、−99、−101、−110、−189;C.I.ダイレクトイエロー−1、−2、−4、−8、−11、−12、−26、−27、−28、−33、−34、−41、−44、−48、−58、−86、−87、−88、−135、−142、−144;C.I.フードブラック−1、−2;C.I.アシッドブラック−1、−2、−7、−16、−24、−26、−28、−31、−48、−52、−63、−107、−112、−118、−119、−121、−156、−172、−194、−208;C.I.アシッドブルー−1、−7、−9、−15、−22、−23、−27、−29、−40、−43、−55、−59、−62、−78、−80、−81、−83、−90、−102、−104、−111、−185、−249、−254;C.I.アシッドレッド−1、−4、−8、−13、−14、−15、−18、−21、−26、−35、−37−110、−144、−180、−249、−257;C.I.アシッドイエロー−1、−3、−4、−7、−11、−12、−13、−14、−18、−19、−23、−25、−34、−38、−41、−42、−44、−53、−55、−61、−71、−76、−78、−79−、122等が挙げられる。
【0115】
また、カチオン性染料としては、例えば、C.I.ベーシックイエロー−1、−11、−13、−19、−25、−33、−36;C.I.ベーシックレッド−1、−2、−9、−12、−13、−38、−39、−92;C.I.ベーシックブルー−1、−3、−5、−9、−19、−24、−25、−26、−28等が挙げられる。
【0116】
これらの染料の含有量は、第二液体全量に対して、約0.3〜15重量%であることが好ましく、約1〜10重量%であることがより好ましい。これらの染料は、単独でも使用できるが、2種以上を混合したり、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの4原色の他、赤、青、緑等のカスタムカラーに調色してもよい。
【0117】
第二液体が着色剤を含有する場合は、実質的にインクとして使用することができ、第1インクと隣接して印字して互いの混色を防止することができる。また、第二液体が着色剤を含有しない場合は、第1インクと独立して使用することができる。印字方法としては、第1インクの印字部に、第1インクの印字前および/または印字後に噴射することができる。この時の第1インクのドロップ量と第二液体のドロップ量との比率は、10:2〜10:0.1の範囲とすることが好ましく、10:2〜10:0.5の範囲がより好ましい。第1インクのドロップ量は、光学濃度との関係があるため、通常一定量である。このため10:2を超えると、紙上の液体量が多量になり、印字部の用紙のカール・カクル等のしわが目立ち、品質を損ねる場合がある。また、乾燥時間の遅延の問題が発生する場合がある。一方、10:0.1未満となると、滲み防止効果の効果が得られない場合がある。
【0118】
(インクジェット記録方法)
次に、本発明のインクジェット記録方法について説明する。本発明のインクジェット記録方法は、既述したようなインクジェット記録用インクセットを構成する各色のインク、または、インク及び液体セットを構成する各色のインクおよび第二液体、を用いて被記録媒体上に画像を記録するものである。この際、前記各色のインク、または、前記各色のインクおよび前記第二液体に対して何らかのエネルギーを付与することにより液滴状とし、この液滴を前記被記録媒体上に付与することにより印字を行う。
【0119】
エネルギーを付与する方法は特に限定されないが、熱的なエネルギーを付与する方法や、機械的なエネルギーを付与する方法が好適に利用でき、具体的にはサーマルインクジェット方式や、ピエゾ方式が利用できる。
【0120】
また、本発明のインクジェット記録方法は、例えば、印字または印字前後に被記録用紙及び各色のインクを50℃〜200℃で加熱し、印字定着を促進する方法(サーマルタイプ方式)を使用することもでき、普通紙、光沢紙、特殊紙、布、フィルム、OHP等に直接印字する方法の他に、中間体ドラムやベルト等に印字し、中間体上でインク画像を整えてから用紙、布、フィルム等に転写記録する方法を採用することもできる。さらに、本発明のインクジェット記録方法に用いられるインクジェット装置としては、上記したような条件を満たすものであれば、公知の如何なるインクジェット装置を用いてもよい。
【0121】
【実施例】
以下、本発明を実施例によりさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されることはない。
【0122】
[分散液の作製]
以下の表1に示す組成の分散剤60重量部(ポリマー固形分10%水溶液)とイオン交換水210重量部を混合攪拌しながら、表1に示す顔料30重量部に加え、30分間攪拌した。その後、超音波ホモジナイザー(300W、400μA)で30分間分散した。さらに、遠心分離装置を用いて、遠心分離を実施(8000rpm、15分)した後、1μmメンブランフィルターを通過させ、分散液を得た。
【0123】
【表1】

Figure 2004231692
【0124】
[実施例1、2及び比較例1〜3]
分散液1〜16を使用し、分散液以外の下記の溶媒成分を30分間攪拌混合した。その後、攪拌中の溶媒に分散液をゆっくり添加し、そのままさらに30分間攪拌混合し、インクを作製した。分散液1〜4を用いたインクセットを実施例1、分散液5〜8を用いたインクセットを実施例2、分散液9〜12を用いたインクセットを比較例1、分散液13〜16を用いたインクセットを比較例2、分散液17〜20を用いたインクセットを比較例3とした。
【0125】
・分散液:50重量部
・エチレングリコール(溶解性パラメータ17.8):12重量部
・イソプロピルアルコール(溶解性パラメータ11.6):3重量部
・サーフィノール465(日信化学社製):0.05重量部
・脱イオン水:35重量部
【0126】
[試験例1]
実施例1、2及び比較例1〜3で作製したインクセットを用い、富士ゼロックスで試作したフルカラーインクジェットプリンター(600spi)により2cm帯の単色(ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー)、2次色(レッド、グリーン、ブルー)、3次色(プロセスブラック)パッチの印字を行った。使用した用紙は、代表的な普通紙として、FX−L紙(富士ゼロックス社製)を用いた。
【0127】
評価は、印字された1次色、2次色および3次色からなるソリッド画像について、光学濃度の測定、色ムラ発生有無の観察を行い、さらにカラーインクについてはGamut値を求めて色再現範囲を確認した。
なお、各色のインク中の噴射前後の数平均粒子径が0.5μm以上および5μm以上の粒子数と、インク中の粒度分布を測定した。すなわち、作製直後のインクと、プリンターより噴射されたインクをビーカに回収した噴射後のインクについて、粒子径が0.5μm以上の粒子数を、Accusizer(PARTICLE SIZING SYSTEMS社製)により測定し、粒度分布を、マイクロトラックUPA(Leeds & Northrup社製)により測定した。Accusizerの測定条件は、インク2μlを50mlの脱イオン水に希釈して測定し、粒子数は1μlに換算した。マイクロトラックUPAの測定条件は、インク粘度を溶媒粘度として、インク原液を測定した。
【0128】
また、色再現範囲については、シアン、マゼンタ、イエロー、レッド、グリーン、ブルーの各ソリッド画像について、色相をX−Rite938(X−Rite社製)で測定し、得られたa値、b値を2次元平面に作図してできる六角形の面積(Gamut)を求めることにより評価した。これらの結果を表2に示す。
【0129】
【表2】
Figure 2004231692
【0130】
実施例1、2のインクを用いて印字したものは、比較例1〜3のインクと比べて、高い光学濃度が得られ、2次色/3次色の発色性も良好で、色ムラ発生は無く、また、Gaumt値も大きく、良好な色再現範囲を得ることができた。
【0131】
[実験例3、4]
表3の組成に従い、分散液以外の溶媒組成成分及び脱イオン水10重量部を30分間攪拌混合した。その後、攪拌中の溶媒に各分散液50重量部をゆっくり添加した。さらに脱イオン水を加え、全量を100重量部とし、このまま30分間攪拌混合しインクを作製した。
【0132】
[試験例2]
作製直後の初期のインク、プリンターより噴射されたインクをビーカに回収した噴射後インク、60℃100時間保管したインク、それぞれのインクの粒子径0.5μm以上の粒子数、数平均粒度を測定し、インクジェット記録用インクセットの保存安定性を調べた。結果を表3に示す。
【0133】
【表3】
Figure 2004231692
【0134】
以下は、本発明のインク及び液体セットに関する実施例、その比較例及び試験例である。
[第1インクの作製]
・エチレングリコール:12重量部
・エタノール:4重量部
・尿素:5重量部
・ラウリル硫酸エステルナトリウム塩:0.05重量部
上記組成と脱イオン水で合計50重量部とし、30分間撹拌した。その後、分散液1〜4、9〜12をそれぞれ50重量部添加し、さらに撹拌を30分間続けた。2μmのメンブランフィルターを通過させて、インクを作製した。分散液1〜4を使用した第1インクセットをインクA、B、C、D、分散液9〜12を使用した第一インクセットをインクE、F、G、Hとした。
【0135】
[試験例3]
作製直後のインクA〜Hと、プリンターで噴射されたインクをビーカに回収した噴射後のインクA〜Hとについて、粒子径0.5μm以上の粒子数と、インクの粒度分布を上記試験例1と同様にして測定した。インクA〜Hの粒子径0.5μm以上の粒子数及び変化倍率、粒度及び変化率を表4に示す。
【0136】
【表4】
Figure 2004231692
【0137】
(第二液体の作製:着色剤を含有する場合)
[第二液体1]
・ダイレクトイエロー144(10%水溶液):20重量部
・エチレングリコール(溶解性パラメータ17.8):20重量部
・2−(2エトキシエトキシ)エタノール(溶解性パラメータ10.9):5重量部
・尿素:5重量部
・塩化ベンザルコニウム:1重量部
上記組成と脱イオン水で全量を100重量部とし、30分間撹拌した。その後、1μmのメンブランフィルターを通過させて、第二液体1を作製した。
【0138】
[第二液体2]
・ダイレクトイエロー144(10%水溶液):20重量部
・エチレングリコール(溶解性パラメータ17.8):20重量部
・2−(2エトキシエトキシ)エタノール(溶解性パラメータ10.9):5重量部
・尿素:5重量部
・塩化ベンザルコニウム:5重量部
上記組成と脱イオン水で全量を100重量部とし、30分間撹拌した。その後、1μmのメンブランフィルターを通過させようとしたが、フィルターが詰まり、濾過できなかった。濾紙上には粒状物が観察された。
【0139】
[第二液体3]
・ダイレクトイエロー144(10%水溶液):20重量部
・エチレングリコール(溶解性パラメータ17.8):20重量部
・2−(2エトキシエトキシ)エタノール(溶解性パラメータ10.9):5重量部
・尿素:5重量部
・硫酸マグネシウム:0.8重量部
上記組成を用い、第二液体1と同様にして、第二液体3を作製した。
【0140】
[実施例5、6、比較例4、5による試験例4]
(印字テスト)
富士ゼロックス社で試作したフルカラーインクジェットプリンター(600spi)を用いて、表5に示すそれぞれの第1インク及び第二液体を、2cm四方のパッチにそれぞれ接するように印字した。用紙は、代表的な普通紙としてFX−L紙(富士ゼロックス社製)を用いた。評価項目は接した印字物の混色を10人の被験者により、下記基準で官能評価した。
○:全く混色していない
△:混色が発生しているが、気にならない
×:混色が発生し、許容できない
結果を表5に示す。
【0141】
【表5】
Figure 2004231692
【0142】
表5に示される結果から明らかなように、本発明のインク及び液体セットを用いたもの(実施例5、6)は、比較例4,5のものに比べて、混色の発生がなかった。
【0143】
(第二液体の作製:着色剤を含有しない場合)
[第二液体4]
・エチレングリコール(溶解性パラメータ17.8):25重量部
・尿素:5重量部
・サーフィノール465:1重量部
・塩化ベンザルコニウム:5重量部
上記組成と脱イオン水で全量を100重量部とし、30分間撹拌した。その後、1μmのメンブランフィルターを通過させて第二液体4を作製した。
【0144】
[実施例7、8、9、比較例6、7、8による試験例5]
(印字テスト)
富士ゼロックス社で試作したフルカラーインクジェットプリンター(660spi)を用いて、第二液体4を、表6に示す第1インクの噴射直前に、第1インク印字予定部に印字した。その直後に第1インク及びベースインクとして液体1を10cm四方のパッチに接するように印字した。第二液体の印字は、表6に示すように、第1インクの単位面積当たりのドット数に対して、1/10、3/10、5/10のドット数で行った。用紙は、代表的な普通紙としてFX−L紙(富士ゼロックス社製)を用いた。評価項目は、接した印字物の混色の下記基準による10人の被験者による官能評価及び下記基準による用紙カクル(しわ)高さとした。
○:全く混色していない
△:混色が発生しているが、気にならない
×:混色が発生し、許容できない
○:0〜4mm未満
×:4〜8mm未満
××:8mm以上
これらの結果を表6に示す。
【0145】
【表6】
Figure 2004231692
【0146】
表6に示された結果から明らかなように、本発明のインク及び液体セットを用いた実施例7、8、9のものは、比較例6、7、8に比べて、混色がなく、カクルの発生も防止することができた。
【0147】
以上、説明したように、本発明のインクジェット記録用インクセットは、従来のインクセットよりも2次色、3次色の色の再現性が良く、また、画像と文字との画像濃度のバランスも良好である。さらに、従来のインクセットと同様に、顔料分散型インクでありながら、高い光学濃度を有し、加えて保存安定性も優れている。また、本発明のインクジェット記録用インクセットは、印字に際して第二液体とセットで用いることにより、隣接した着色剤の混色防止を達成することができる。
【0148】
本発明のインクジェット記録用インクセット、または、インク及び液体セットは、レポート用紙、コピー用紙、ボンド紙、上質紙等の普通紙上において鮮明で高解像度の高耐水性フルカラー画像を形成することができ、しかも、カール・カクルの用紙品質低下も防止することができる。本発明のインクジェット記録用インクセットは、熱インクジェット方式、或いはピエゾ方式、超音波、電界等を利用したインクジェット記録のためのインクとして好適である。特に、普通紙上に高耐水性フルカラー画像を鮮明にかつ安定に再現し得るインクとして好適である。
【0149】
【発明の効果】
以上に説明したように本発明によれば、すなわち、本発明は、ノズル詰まりを防止でき、色ムラが無く、更に、各色のインクを組み合わせて多色のドキュメントを作成する場合においても、写真等の画像の色再現性に優れ、且つ、画像と文字との画像濃度のバランスの取れたドキュメントの作成が可能なインクジェット記録用インクセット、インク及び液体セット、および、これらを用いたインクジェット記録方法を提供することができる。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an aqueous ink set for inkjet recording, an ink and a liquid set, and an inkjet recording method using the same.
[0002]
[Prior art]
A so-called inkjet printer that discharges liquid or molten solid ink from a nozzle, slit, or porous film, and records on paper, cloth, film, and the like has various advantages such as small size, low cost, and quietness. In particular, a black single-color printer is commercially available as a printer capable of obtaining good printing quality on so-called plain paper such as report paper and copy paper. With the spread of the ink jet printer, various studies have been made on the improvement of ink sets for ink jet recording.
[0003]
Regarding the ink used in the ink jet printer, (1) a uniform image with high resolution, high density and no bleeding or fogging on paper is obtained, and (2) clogging due to ink drying at the nozzle tip occurs. (3) good ink quick-drying properties on paper, (4) good image solidity, and (5) good long-term storage stability. , And many proposals have been made to satisfy these requirements.
[0004]
Conventionally used ink jet recording ink sets are mainly inks using water-based dyes, but because the dyes are water-soluble, there are problems with water resistance and light resistance, and regarding the storage stability of images, Not always satisfactory. On the other hand, an ink using a pigment as a coloring material is very promising because it can achieve an improvement in water resistance and light resistance, and therefore many proposals have been made and put to practical use.
[0005]
However, although pigment ink has high water fastness, it tends to aggregate during long-term storage or high-temperature storage, and storage stability is a problem. In a pigment ink, the optical density and the dispersion stability are in an opposite relationship. This reciprocal relationship is due to the strength of the cohesive force of the pigment, and although high optical density can be obtained by aggregating the pigment on paper after printing, the dispersion stability is poor due to the strong cohesive force. .
[0006]
Examples of color ink sets for inkjet using pigments that have been proposed so far include, for example, a pigment ink set containing a specific pigment and an anionic surfactant containing an ethylene oxide group as essential components (see Patent Document 1). A pigment ink set that includes a specific pigment and an acetylene glycol compound as essential components and has an impurity concentration of a certain amount or less (see Patent Document 2). However, in the ink sets proposed in the former and the latter, the characteristics of both optical density and dispersion stability were not fully compatible with all the inks of each color.
[0007]
On the other hand, methods of obtaining a high optical density include (1) increasing the pigment concentration in the ink, (2) increasing the hydrophobicity of the dispersant, (3) decreasing the amount of the dispersant added, and (4) oil absorption of the pigment. And the like. However, the method shown in (1) deteriorates storage stability due to aggregation of the pigment and deteriorates head clogging, and the methods shown in (2) to (4) show storage stability, particularly storage stability at high temperatures. It has drawbacks such as severe deterioration of properties.
For this reason, in order to secure dispersion stability, it is necessary to adopt a method reverse to the methods shown in the above (1) to (4), and it is difficult to achieve both high optical density and dispersion stability. Met.
[0008]
In order to solve such a problem, in a pigment-dispersed ink containing a pigment, an aqueous polymer, a water-soluble organic solvent, and water, the number of particles present in the ink before and after the ink is ejected from the nozzle of the inkjet head is reduced. It has been proposed to perform control within a certain range (see Patent Document 3). According to this proposal, it is reported that the above-mentioned problem is solved by controlling the number of particles contained in the ink before and after the ejection and the number average particle diameter within a certain range.
[0009]
On the other hand, when creating various documents using an actual inkjet recording apparatus, for example, in addition to creating a monochromatic document such as a monochrome print using only black ink, a plurality of colors of ink are used. There are also many opportunities to create multicolor documents.
In this case, when a multi-color document is created by using a combination of inks of the respective colors having the above-described configurations, the color reproducibility of an image such as a photograph on the document becomes poor, or On the other hand, the image density of the character may seem relatively light, and the color balance of the entire document may be poor.
[0010]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-88291
[Patent Document 2]
JP 2002-226738 A
[Patent Document 3]
JP 2000-204305 A
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the related art. That is, the present invention can prevent nozzle clogging, has no color unevenness, and is excellent in color reproducibility of images such as photographs even when a multi-color document is created by combining inks of each color. It is an object of the present invention to provide an ink jet recording ink set, an ink and a liquid set, and an ink jet recording method using the same, which can create a document having a well-balanced image density between the image and the character.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
When a multi-color document is created using a combination of the inks of each color described in Patent Document 3, the color reproducibility of an image such as a photograph on the document and the image density of characters are reduced. We examined the causes of incompatibilities and the jumble of the whole document. In doing so, the present inventors first considered the optical density and color reproducibility required for each color in the case of a document.
[0013]
First, when creating a multi-colored document, the optical density and color generally required for black printed with black ink and the color printed using a single color ink or a combination of color inks of each color are used. Reproducibility is different.
This is because it is difficult to define quantitatively for a document that has a good balance between image density and color reproducibility of the entire document, but is generally difficult to define. Is required to be higher than the image density of the entire image portion, and the image portion is required to have both a certain image density and high color reproducibility.
[0014]
On the other hand, black printed with black ink is very often used for printing characters. In this case, since it is necessary that each character can be clearly recognized for each character by eyes, it is extremely important that black printed by black ink has a high optical density.
[0015]
Of course, it is necessary for the color color to have a high optical density, but it is not required to have the same level as the black color printed by the black ink. This is because color is used less frequently for printing characters than black, which is printed with black ink, and color inks are overlaid rather than printed using only one color ink. This is because they are very often used for printing images of a multicolor configuration such as photographs and graphics.
That is, the color ink is required to have a characteristic that can achieve a good balance between color reproducibility and optical density.
[0016]
However, as a result of extensive studies by the present inventors, when a multi-color document is created by using a combination of inks of the respective colors described in Patent Document 3, the density of characters printed in black on the appearance may be reduced. (1) When the characters printed in black are thin with respect to the image portion and the impact of the character portion on the document is felt weak, or (2) ) In some cases, the color reproducibility of the image portion was poor. Further, in the cases shown in (1) and (2), since the printing quality of the other image portion and the character portion constituting the document is relatively good, the space between the character portion and the image portion is relatively small. In many cases, a gap occurs in the printing quality, giving a visually jerky impression as a whole document.
[0017]
On the other hand, it is considered that the optical density at the time of printing increases due to the presence of particles having a number average particle diameter of 0.5 μm or more contained in the ink on the paper. The present inventor has paid attention to this point and has studied the causes of the above-mentioned phenomena (1) and (2). As a result, the present inventors have found that such a phenomenon occurs when the number of particles having a number average particle diameter of 0.5 μm or more contained in the ejected ink is larger in the color ink than in the black ink. I found that.
[0018]
This is based on the following findings. That is, while black ink is often used only for printing of the primary color (black), color ink is used not only for printing of the primary color but also for secondary colors and tertiary colors. More than one kind of color ink is often used in an overlapping manner. On the other hand, as the number of particles having a number average particle diameter of 0.5 μm or more in the ink applied on paper increases, the optical density can be further increased. However, in the case of secondary and tertiary colors, more particles are formed by agglomeration on paper than in the case of the primary color, so that the color is reproducible in proportion to the increase in optical density. Tends to decrease.
[0019]
Accordingly, when the number of particles having an average particle diameter of 0.5 μm or more contained in the ejected ink is larger in the black ink and the color ink than in the black ink, the optical density of black is sufficiently secured. Although the color reproducibility of the secondary and tertiary colors is reduced, or the color reproducibility of the secondary and tertiary colors is good, the black image density However, it is relatively lighter than an image portion formed in a color color, resulting in a weaker impact on a character portion. The present inventors have devised the following present invention based on the above findings.
[0020]
That is, the present invention
<1> A combination of a black ink and three or more color inks including three colors of cyan, magenta and yellow, wherein the black ink and the color ink are a pigment, an aqueous polymer, and a water-soluble organic solvent. And an ink set for inkjet recording containing at least water.
The black ink and the color ink include particles after being ejected from a nozzle of an inkjet head, and the number average particle diameter and the number of particles contained in the ejected black ink and color ink are represented by the following formula (1). (7) An ink set for inkjet recording, characterized by satisfying (7).
・ Formula (1) 10 ≦ BD ≦ 150
Formula (2) 10 ≦ CD ≦ 150
・ Formula (3) 6 × 104≦ BN (0.5) ≦ 6 × 105
・ Formula (4) 6 × 103≦ CN (0.5) ≦ 6 × 105
・ Formula (5) CN (0.5) ≦ BN (0.5)
・ Formula (6) BN (5) ≦ 50
・ Formula (7) CN (5) ≦ 50
[However, in the formulas (1) to (7), BD is the number average particle diameter (nm) of the particles contained in the black ink after the ejection, and CD is the number of particles contained in the color ink after the ejection. The average particle diameter (nm) and BN (0.5) are the number of particles (particles / μl) having a number average particle diameter of 0.5 μm or more contained in the black ink after jetting, and the CN (0.5) is The number of particles having a number average particle size of 0.5 μm or more (particles / μl) contained in the color ink after ejection, and BN (5) is the number of particles having a number average particle size of 5 μm or more contained in the black ink after ejection ( Particles / μl) and CN (5) represent the number (particles / μl) of particles having a number average particle diameter of 5 μm or more contained in the color ink after jetting. ]
[0021]
<2> The ink set for inkjet recording according to <1>, and at least a water-soluble organic solvent and / or a surfactant having a solubility parameter of 9 to 11, and water are used, and the ink set for inkjet recording is used. And a second liquid used in combination for printing.
[0022]
<3> A recording medium using the ink of each color constituting the ink set for inkjet recording according to <1>, or the ink and the second liquid constituting each of the ink and liquid set according to <2>. In an ink jet recording method of printing an image on,
An ink jet recording method comprising: printing by applying the inks of the respective colors, or the inks of the respective colors and the second liquid, in the form of droplets by applying energy onto the recording medium. It is.
[0023]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail in the order of an ink set for ink jet recording, an ink and liquid set, and an ink jet recording method.
[0024]
(Ink set for inkjet recording)
The ink set for ink jet recording of the present invention (hereinafter sometimes abbreviated as “ink set”) comprises a combination of a black ink and three or more types of color inks including three colors of cyan, magenta and yellow. The black ink and the color ink, the pigment, an aqueous polymer, a water-soluble organic solvent and water in an inkjet recording ink set including at least, after the black ink and the color ink is ejected from the nozzle of the inkjet head The number average particle diameter and the number of particles containing particles and contained in the black ink and the color ink after ejection satisfy the following expressions (1) to (7).
・ Formula (1) 10 ≦ BD ≦ 150
Formula (2) 10 ≦ CD ≦ 150
・ Formula (3) 6 × 104≦ BN (0.5) ≦ 6 × 105
・ Formula (4) 6 × 103≦ CN (0.5) ≦ 6 × 105
・ Formula (5) CN (0.5) ≦ BN (0.5)
・ Formula (6) BN (5) ≦ 50
・ Formula (7) CN (5) ≦ 50
[0025]
In the formulas (1) to (7), BD is the number average particle diameter (nm) of the particles contained in the black ink after the ejection, and CD is the number average particle number of the particles contained in the color ink after the ejection. The particle diameter (nm) and BN (0.5) are the number of particles (particles / μl) having a number average particle diameter of 0.5 μm or more contained in the black ink after the ejection, and CN (0.5) is the The number of particles having a number average particle diameter of 0.5 μm or more (particles / μl) contained in the subsequent color ink and the number of particles having a number average particle diameter of 5 μm or more (particles) / Μl) and CN (5) represent the number of particles (particles / μl) having a number average particle diameter of 5 μm or more contained in the color ink after the ejection.
[0026]
The ink of each color constituting the ink set for color inkjet recording of the present invention is not particularly limited as long as it is at least composed of black ink and three kinds of color inks including three colors of cyan, magenta and yellow. Although not limited, in addition to the above three colors, color inks of colors other than these three colors may be further used as the color ink.
[0027]
The components constituting the inks of each color are not particularly limited as long as they include a pigment, an aqueous polymer, a water-soluble organic solvent and water, but if necessary, a surfactant, a pH adjuster, a hydrotrope, a chelating agent Agents, clathrates, oxidants, antioxidants, reducing agents, enzymes, germicides, defoamers, abrasives, and other additives.
[0028]
Further, each color ink containing the above components contains particles after being ejected from the nozzle of the inkjet head. However, the particles mean pigment particles and / or polymer colloid particles (so-called polymer emulsion) present in the ink. It should be noted that such particles may be contained in the ink before the ejection, and the following description will be made on the assumption that the ink is also contained in the ink before the ejection.
[0029]
The number average particle diameter of the particles contained in the ink of each color after the ejection needs to be in the range of 10 nm to 150 nm as shown in Expressions (1) and (2), and in the range of 10 nm to 100 nm. It is preferable that
If the number average particle diameter of the particles exceeds 150 nm, it may cause clogging of the head channel during storage. When the number average particle diameter of the particles is less than 10 nm, it is necessary to reduce the primary particle diameter of the components constituting the particles and to improve the dispersibility, but this is not practical.
[0030]
The change rate of the number average particle diameter of the particles contained in the ink before and after the ejection from the inkjet head is based on the number average particle diameter of the particles contained in the ink before the ejection, and Preferably increases in the range of 0% to 50%. On the other hand, particles having a number average particle diameter of 0.5 μm or more (hereinafter, may be abbreviated as “coarse particles”) contained in the ink after ejection have grown by agglomeration of the particles contained in the ink before ejection. It is. Therefore, when the rate of change in the number average particle diameter of the particles contained in the ink before and after the ejection exceeds 50%, the number of coarse particles contained in the ink after the ejection is 6 × 105In some cases, the number of ink droplets may exceed the number of ink droplets / μl, making it impossible to eject ink from the nozzles.
[0031]
The number average particle diameter can be measured by any method such as a centrifugal sedimentation method, a laser diffraction method (light scattering method), an ESA method, a capillary method, and an electron microscope method which are generally commercially available. Above all, measurement by Microtrac UPA 9340 (manufactured by Leeds & Northrup) using the dynamic light scattering method is preferable. In the present invention, the number average particle diameter was determined by measuring the ink stock solution using the Microtrack UPA 9340 (manufactured by Leeds & Northrup) with the ink viscosity as the solvent viscosity.
[0032]
In addition, the number of particles having a number average particle diameter of 0.5 μm or more contained in the ejected ink is 6 × 10 5 in the black ink as shown in the equations (3) and (4).4Pieces / μl to 6 × 105Pieces / μl, and 6 × 103Pieces / μl to 6 × 105It is necessary to be in the range of pcs / μl.
In the black ink and the color ink, the number of particles having a number average particle diameter of 0.5 μm or more contained in the ejected ink is 6 × 105When the number of pieces / μl is exceeded, clogging of the head occurs, and discharge becomes impossible. In the present invention, the increase in coarse particles generated only by injection is governed by the HLB of the aqueous polymer used, and the details will be described later.
[0033]
On the other hand, the number of particles having a number average particle diameter of 0.5 μm or more contained in the ink after ejection is 6 × 104Or less than 6 × 103If the number is less than the number of particles / μl, the optical density of black printed using black ink or color (especially primary color) printed using color ink is too low.
[0034]
As can be seen by comparing Equations (3) and (4), the lower limit of the value of CN (0.5) is one digit smaller than the lower limit of the value of BN (0.5). This is because color colors printed using color inks are rarely used for characters requiring high optical density, and are also used as secondary colors and tertiary colors whose optical density is higher than the primary color. The reason that black ink printed using black ink is often used only for primary colors and is frequently used for characters that require high optical density, while black ink is often used. It is due to.
[0035]
Further, the number of particles having a number average particle diameter of 0.5 μm or more contained in the black ink and the color ink after the ejection satisfies the relations of Expressions (3) and (4) for the reason described above. , Equation (5).
That is, the number of particles having a number average particle size of 0.5 μm or more contained in the color ink after ejection; CN (0.5) is the number of particles having a number average particle size of 0.5 μm or more contained in the black ink after ejection. Number: It must be the same as or smaller than BN (0.5).
When the values of CN (0.5) and BN (0.5) satisfy the relationship of the above-described expression (5), even when a multi-color document is created by combining the inks of the respective colors, the This makes it possible to create a document having excellent color reproducibility and a well-balanced image density between images and characters.
[0036]
If the values of CN (0.5) and BN (0.5) cannot satisfy the relationship of Expression (5), the color reproducibility of the image portion deteriorates when a multi-color document is created. Alternatively, the image density of the character may be felt to be relatively light relative to the image portion, the color balance of the entire document may be poor, and the whole document may be visually jerky.
[0037]
Note that in order to create a document in which the color balance of the entire document is balanced at a higher level, the ratio of the value of BN (0.5) to the value of CN (0.5); BN (0.5) /CN(0.5) is preferably in the range of 1 to 10, more preferably in the range of 3 to 8.
[0038]
The number of particles having a particle diameter of 0.5 μm or more contained in the ink of each color before ejection is not particularly limited, but it is desirable to minimize the number of particles in order to ensure storage stability. Specifically, irrespective of black ink or color ink, 6 × 104Is preferably 3 × 10 or less4More preferably, the number is not more than the number.
[0039]
The number of particles having a number average particle diameter of 0.5 μm or less contained in each color ink before ejection is 6 × 104If the number is less than or equal to the number, it is confirmed that the coarse particles immediately after the injection do not cause clogging of the head flow path. This is because the jet stress is applied at the head end, so that there is almost no stress on the head flow path. Further, since the ejection force is applied to the ink, it is considered that the adhesion of the particles is prevented. However, the number of particles having a number average particle diameter of 0.5 μm or more contained in the ink before ejection is 6 × 104If the number of particles is more than the number of particles, it becomes impossible to prevent the adhesion of the particles by the spraying force, and the ejection becomes impossible. In addition, when these particles are stored for a long period of time, they become a core of aggregation and may impair the storage stability.
[0040]
In addition, in each color ink, the number of particles having a number average particle diameter of 0.5 μm or more present in 1 μl of the ink desirably changes three times or more after ejection compared to before ejection. If it is less than three times, the increase in optical density may not be visually distinguished. In addition, the change rate of the number of particles having a number average particle diameter of 0.5 μm or more before and after the ejection is 0.5 to 1. It is preferably within a range of 5 times, preferably within a range of 0.7 to 1.2 times, and more preferably around 1 time.
[0041]
Furthermore, it is preferable that the increase in the number of particles having a number average particle diameter of 0.5 μm or more in 1 μl of the ink is suppressed as much as possible even when the ink of each color is stored in a high-temperature environment at 60 ° C. for 100 hours. Note that storage in a high-temperature environment of 60 ° C. for 100 hours corresponds to storage for two years at room temperature, and is an index of storage stability.
The number of particles having a number average particle diameter of 0.5 μm or more present in 1 μl of the ink after storage in a high temperature environment at 60 ° C. for 100 hours is 6 × 10 for both black ink and color ink.4It is desirable that the number is not more than the number.
[0042]
The number of particles having a number average particle diameter of 0.5 μm or more present in 1 μl of the ink after storage in a high temperature environment is 6 × 104If the number exceeds the limit, the ink internal flow path may be clogged, and ejection may not be possible. This increase in coarse particles is governed by the number of particles of 0.5 μm or more present in 1 μl of the ink in the initial state and the solubility parameter of the organic solvent used in the ink. The solubility parameter of the organic solvent will be described later.
[0043]
Further, the number of particles having a number average particle diameter of 5 μm or less contained in the ink of each color after the ejection needs to be 50 particles / μl or less as shown in the equations (6) and (7). If the number of particles having a number average particle diameter of 5 μm or less contained in the ink of each color after ejection exceeds 50 particles / μl, clogging of the head is induced and ejection becomes impossible.
[0044]
The number of particles having a number average particle diameter of 5 μm or less contained in the ink of each color before ejection is preferably 50 particles / μl or less. If the number of particles having a number average particle diameter of 5 μm or less contained in each color ink before ejection exceeds 50 particles / μl, clogging of the head may be induced and ejection may not be possible.
[0045]
The number of particles having a number average particle diameter of 0.5 μm or more and 5 μm or more as described above can be measured with an Accusizer manufactured by PARTICLE SINGING SYSTEMS, USA. In the present invention, 2 μl of each color ink was diluted in 50 ml of water, and the number of particles was measured using the Accusizer.
[0046]
In the present invention, the term “ejection” means that the ink of each color is ejected in the form of droplets, and the ejection method is not particularly limited, and a known method can be used.
The ejection method includes a thermal inkjet method in which the ink is heated by a heater and the ink is ejected by thermal expansion due to boiling of the ink, a piezo inkjet method in which the ink is ejected by expansion and contraction of a piezo element, and a method in which an ultrasonic wave is applied to the ink to apply the ink. Can be used. Of course, any ejection method other than those listed above may be used as long as the method can eject ink. However, thermal inkjet systems and piezo inkjet systems are desirable as systems capable of ensuring sufficient ejection stability.
[0047]
Next, the materials constituting the inks of the respective colors will be described in detail with respect to pigments, aqueous polymers, aqueous organic solvents, water, and other additives.
[0048]
-Pigment-
The pigment used in each color ink constituting the ink set for ink jet recording of the present invention is not particularly limited, and examples thereof include zinc white, titanium white, chromium oxide, iron oxide, alumina white, cadmium yellow, zinc sulfide, and zinc chromate. , Yellow lead, barium sulfate, basic lead sulfate, calcium carbonate, lead white, inorganic pigments such as ultramarine blue, calcium silicate, manganese purple, cobalt purple, dark blue, carbon black, etc., Madalake, cochineal lake, naphthol green B, naphthol green Y , Naphthol Yellow S, Permanent Red 4R, Hansa Alu, Benzidine Yellow, Risor Red, Lake Red C, Lake Red D, Brilliant Carmine 6B, Bordeaux 10B, Phthalocyanine Blue, Phthalocyanine Green, Sky Blue, Rhodamine Lake, Chill violet lake, quinoline yellow lake, peacock blue lake, thioindigo maroon, alizarin lake, quinacridone red, berylene red, aniline black, dioxazine violet, organic fluorescent pigments, organic pigments such as isoindolinone yellow, cobalt oxide, γ-oxidation A magnetic substance such as iron, metallic iron powder, barium ferrite, or a ferrite, or a superparamagnetic substance, a plastic pigment, a metallic luster pigment, or the like can be selected according to the hue to be used. In addition, one or more known dyes can be used as a mixture with the pigment.
[0049]
The pigment used in the ink set for inkjet recording of the present invention is a trade name and C.I. I. Pigment numbers are exemplified, but the present invention is not limited to these.
[0050]
Examples of the black pigment include carbon black pigments such as furnace black, lamp black, acetylene black, and channel black. Raven 1255, Raven 1080 (all manufactured by Columbia), Regal 400R, Regal 330R, Regal 660R, Mogul L, Black Pearls L, Black Pearls 1300, Monarch 700, Monarch 800, Monarch 880, Monarch 900, Monarch 1000, Monarch 1100, Monarch 1300, Monarch 1400 (all manufactured by Cabot Corporation), Color Black FW1, Color Black FW2, Color Black FW2V, Color Black Boll, Color 200, Color Bock, Color Wo Brock, Color Wo Brock 18, Color W Black Boll No. S170, Printex35, PrintexU, PrintexV, printx140U, Printex140V, Special Black 6, Special Black 5, Special Black 4A, Special Black 4 (all manufactured by Degussa). 25, no. 33, no. 40, no. 47, no. 52, no. 900, No. 2300, MCF-88, MA600, MA7, MA8, MA100 (all manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) and the like. The carbon black preferably has a primary particle diameter of 10 to 30 nm.
[0051]
Examples of the cyan pigment include C.I. I. Pigment Blue-1, C.I. I. Pigment Blue-2, C.I. I. Pigmet Blue-3, C.I. I. Pigment Blue-15: 3, C.I. I. Pigment Blue-15: 34, C.I. I. Pigment Blue-16, C.I. I. Pigment Blue-22, C.I. I. Pigment Blue-60 and the like.
Examples of the magenta pigment include C.I. I. Pigment Red 5, C.I. I. Pigment Red 7, C.I. I. Pigment Red 12, C.I. I. Pigment Red 48, C.I. I. Pigment Red 48: 1, C.I. I. Pigment Red 57, C.I. I. Pigment Red 112, C.I. I. Pigment Red 122, C.I. I. Pigment Red 123, C.I. I. Pigment Red 146, C.I. I. Pigment Red 168, C.I. I. Pigment Red 184, C.I. I. Pigment Red 202 and the like.
[0052]
As the yellow pigment, C.I. I. Pigment Yellow-1, C.I. I. Pigment Yellow-2, C.I. I. Pigment Yellow-3, C.I. I. Pigment Yellow-12, C.I. I. Pigment Yellow-13, C.I. I. Pigment Yellow-14, C.I. I. Pigment Yellow-16, C.I. I. Pigment Yellow-17, C.I. I. Pigment Yellow-73, C.I. I. Pigment Yellow-74, C.I. I. Pigment Yellow-75, C.I. I. Pigment Yellow-83, C.I. I. Pigment Yellow-93, C.I. I. Pigment Yellow-95, C.I. I. Pigment Yellow-97, C.I. I. Pigment Yellow-98, C.I. I. Pigment Yellow-114, C.I. I. Pigment Yellow-128, C.I. I. Pigment Yellow-129, C.I. I. Pigment Yellow-151, C.I. I. Pigment Yellow-154 and the like.
[0053]
These pigments may be used alone or in a combination of two or more. In addition to these pigments, pigments newly synthesized for the present invention may be used. The content of these pigments is preferably in the range of 0.3 to 20% by weight, more preferably 0.5 to 8% by weight, based on the total ink amount.
[0054]
The pigment may be used after the surface treatment is performed in advance. For example, surface treatment with alcohols such as ethanol and propanol, surfactant treatment, pigment derivative treatment for replacing acidic and basic groups, pigment coating reaction treatment for coating the pigment surface with other substances, condensation reaction and graft reaction Surface chemical reaction treatment for introducing a substituent, coupling reaction treatment for surface treatment with a silane coupling agent, titanate coupling agent, zirconate coupling agent, aluminate coupling agent, etc., plasma reaction treatment, CVD Processing and the like can be performed.
[0055]
In addition, a pigment that can be self-dispersed in water can also be used. The pigment that can be self-dispersed in water can be prepared by any known method for introducing a hydrophilic functional group on the surface of the pigment, or any method newly invented. Examples of such a method include, for example, oxidation treatment with an oxidizing agent such as nitric acid, permanganate, dichromate, hypochlorite, ammonium persulfate, hydrogen peroxide, ozone, and treatment with a coupling agent. , Polymer grafting treatment, plasma treatment and the like.
Further, a commercially available hydrophilic treatment pigment can also be used. Examples of commercially available hydrophilic treated pigments which can be used in the present invention and are self-dispersible in water include MICROJET BLACK CW-1 (manufactured by Orient Chemical Industries), CAB-O-JET200, and CAB-O-JET300 (Cabot Corporation). Manufactured).
[0056]
The water-solubilizing group contained in the surface-modified pigment may be nonionic, cationic, or anionic, but sulfonic acid, carboxylic acid, hydroxyl group, and phosphoric acid are preferred. In the case of sulfonic acid, carboxylic acid, and phosphoric acid, they can be used as they are in the form of a free acid, but in order to enhance water solubility, it is preferable to use them in the form of a salt with a basic compound.
[0057]
Examples of the compound forming a salt include alkali metals such as sodium, potassium and lithium, aliphatic amines such as monomethylamine, dimethylamine and triethylamine, monomethanolamine, monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine and diisopropanolamine. Alcohol amines, ammonia, etc. can be used. Among these, basic compounds of alkali metals such as sodium, potassium and lithium are preferably used. This is presumably because the basic compound of the alkali metal is a strong electrolyte and has a large effect of promoting the dissociation of the acidic group.
[0058]
The pigment may be used after being washed and purified as necessary. Commercially available pigments contain large amounts of organic and inorganic impurities. In particular, impurities such as water-insoluble or hardly water-soluble, hardly dispersible polyvalent metal cations, Si-based, and P-based impurities can cause clogging of ink nozzles and kogation. The pigment is washed and refined as necessary for the purpose of removing these pigments, because the pigment adversely affects storage stability, recording reliability and the like. Examples of the removal method include furnace filtration, centrifugal sedimentation, separation membrane method, ion exchange resin treatment method, reverse osmosis method, activated carbon method, zeolite method, water washing, and solvent extraction.
[0059]
Although not particularly limited, inorganic impurities in the ink are desirably 500 ppm or less, more preferably 300 ppm or less, in order to prevent nozzle clogging. Calcium, iron, silicon, and magnesium may cause clogging in particular, so that the content of each is preferably 30 ppm or less, preferably 20 ppm or less, more preferably 10 ppm or less. The cation concentration in these inks can be measured by an atomic absorption method or an induction plasma emission analysis method.
[0060]
-Aqueous polymer-
The aqueous polymer used in the ink of each color constituting the ink set for inkjet recording of the present invention preferably has an HLB (Hydrophile-Lyophile Balance: hydrophilic lipophilic balance) of 11 to 15. If the HLB of the aqueous polymer is less than 11, the hydrophobicity becomes so strong that the aqueous polymer associates only by storage, and may become a thickened gel. On the other hand, if the HLB is more than 15, the hydrophilicity becomes strong, the association does not occur even when the jet is applied, and a high optical density increase may not be obtained.
[0061]
The HLB of the aqueous polymer can be arbitrarily changed by changing the ratio of the hydrophilic part to the hydrophobic part or by changing the hydrophilic group type and the hydrophobic group type. Various methods have been proposed for measuring and calculating HLB, and there are some differences between the methods. In the present invention, a value calculated based on the method defined by the following equation (8) proposed by Davies in 1957 is used.
Formula (8) HLBx = 7 + Σ (number of hydrophilic groups) + Σ (number of hydrophobic groups)
[0062]
In the aqueous polymer used for the inks of each color constituting the ink set for inkjet recording of the present invention, it is desirable that a molecule whose terminal group is a hydrophobic group at both ends is contained in 10% to 60% in all the polymers. Molecules whose terminal groups are both hydrophobic at both ends are likely to associate with each other, especially when subjected to injection stress. If the number of molecules having a hydrophobic group at both ends is less than 10% in the whole polymer, it may not be sufficient for thickening even if it associates at the time of jetting, and the optical density may not increase. On the other hand, if it exceeds 60%, the association is promoted and gelled without spraying, so that storage stability may not be ensured in some cases. For the terminal group of the aqueous polymer, a hydrophobic group / hydrophilic group can be selected depending on the type of the polymerization initiator.
[0063]
The ratio of the hydrophobic groups at both ends was defined as follows. When the initiator is a hydrophobic group, one end is always a hydrophobic group. On the opposite terminal side, the ratio of the hydrophobic group was determined as the ratio of the hydrophobic groups at both terminals present in the entire polymer from the blending molar ratio of the hydrophilic group and the hydrophobic group during polymer polymerization. When the initiator is a hydrophilic group, one end is always a hydrophilic group. For this reason, both ends do not become hydrophobic groups. Therefore, by using a hydrophobic group as the initiator and changing the ratio of the hydrophilic group / hydrophobic group at the time of polymerization, the ratio of the hydrophobic group at the molecular end can be changed.
[0064]
The aqueous polymer used for the inks of each color constituting the ink set for inkjet recording of the present invention means an aqueous polymer colloid (polymer emulsion) and a water-soluble polymer. As the polymer colloid, for example, acrylic resin emulsion, vinyl acetate resin emulsion, urethane resin emulsion, acryl-styrene resin emulsion, butadiene resin emulsion, styrene resin emulsion, polyester resin emulsion, silicone resin emulsion, Fluorine-based resin emulsions, acrylic silicone-based resin emulsions, and the like are included.
[0065]
Examples of the water-soluble polymer include (1) a hydrophobic part that binds to the pigment particle surface and SO3A homopolymer of a hydrophilic monomer component comprising a hydrophilic portion having an H group or a salt thereof, (2) a hydrophobic monomer component and SO3A copolymer with a hydrophilic monomer component having an H group or a salt thereof, (3) a homopolymer of a hydrophobic monomer component or a copolymer of two or more hydrophobic monomer components is subjected to hydrophilic treatment by sulfonation. Or a salt thereof, (4) a hydrophobic part and H3PO4A homopolymer of a hydrophilic monomer component comprising a hydrophilic portion having a group or a salt thereof, (5) a hydrophobic monomer component and H3PO4A copolymer with a hydrophilic monomer component having a group or a salt thereof, (6) a homopolymer of a hydrophilic monomer component comprising a hydrophobic part and a hydrophilic part having a COOH group or a salt thereof, and (7) a hydrophobic monomer component. It is a copolymer with a hydrophilic monomer component having a COOH group or a salt thereof. In addition, other components can be copolymerized with these as required. These may be used alone or in combination of two or more.
[0066]
The copolymer may have any structure such as random, graft, block and the like. Further, these salts represent onium compounds such as alkali metals, alcoholamines such as monoethanolamine and diethanolamine triethanolamine, ammonium ions, sulfonium ions, oxonium ions, stibonium ions, stannonium, and iodonium. However, the present invention is not limited to these.
[0067]
SO3Examples of the hydrophilic monomer component having an H group include styrene sulfonic acid derivatives, styrene sulfonic acid derivatives, benzene sulfonic acid derivatives, benzene sulfonic acid derivatives, naphthalene sulfonic acid derivatives, naphthalene sulfonic acid derivatives, toluene sulfonic acid derivatives, and toluene sulfonic acid derivatives. , A vinyl sulfonic acid derivative, a vinyl sulfonic acid derivative, and the like. Among them, vinyl sulfonic acid derivatives, vinyl sulfonic acid derivatives, naphthalene sulfonic acid derivatives, naphthalene sulfonic acid derivatives, styrene sulfonic acid derivatives, and styrene sulfonic acid derivatives are preferable.
[0068]
H3PO4Examples of the hydrophilic monomer component having a group include a higher alkyl phosphate ester salt and a phosphate ester salt of a higher alcohol ethylene oxide adduct. Examples of the hydrophilic monomer component having a COOH group include α, β-ethylenically unsaturated carboxylic acid and its aliphatic alcohol ester, acrylic acid, acrylic acid derivative, methacrylic acid, methacrylic acid derivative, maleic acid, maleic acid derivative, itacone Acids, itaconic acid derivatives, fumaric acid, fumaric acid derivatives and the like. Among these, acrylic acid, acrylic acid derivatives, methacrylic acid, and methacrylic acid derivatives are preferred.
[0069]
Hydrophobic monomer components include styrene, styrene derivatives, vinyl toluene, vinyl toluene derivatives, vinyl naphthalene, vinyl naphthalene derivatives, butadiene, butadiene derivatives, isoprene, isoprene derivatives, ethylene, ethylene derivatives, propylene, propylene derivatives, alkyl acrylates Examples include esters and alkyl esters of methacrylic acid. Among these, styrene, styrene derivatives, alkyl acrylates and alkyl methacrylates are preferred, and the C number of the alkyl group is preferably in the range of 1 to 10, more preferably 1 to 6.
[0070]
Other components include acrylamide, acrylamide derivatives, dimethylaminoethyl methacrylate, ethoxyethyl methacrylate, butoxyethyl methacrylate, ethoxytriethylene methacrylate, vinylpyrrolidone, vinylpyridine, alkyl ethers and polyoxyethylene such as methoxypolyethylene glycol methacrylate and polyethylene glycol methacrylate. And a component containing a hydroxyl group such as hydroxymethyl methacrylate, hydroxyethyl methacrylate, and vinyl alcohol.
[0071]
In addition to the above, an aqueous polymer can be obtained by addition-polymerizing a hydrophilic monomer component using a condensation polymer of an unsaturated carboxylic acid and an alcohol or glycol (polyester-based condensation polymer) as a hydrophobic component. In addition, water-soluble polymers such as carboxylic acid group-modified polyvinyl alcohol and carboxymethyl cellulose can be used, and are not limited to those described above.
[0072]
COOH group or a salt thereof, SO3H group or a salt thereof, H3PO4The monomer component having a group or a salt thereof is preferably in the range of 0.1 mol% to 100 mol%, more preferably in the range of 30 mol% to 100 mol%, based on the whole polymer. In the case of a polymer having a COOH group or a salt thereof, the corresponding acid value is preferably from 100 to 800, and more preferably from 150 to 800. SO3H group or a salt thereof, H3PO4In the case of a polymer having a group or a salt thereof, the range is preferably 100 to 500.
[0073]
The molecular weight of the aqueous polymer is preferably a weight average molecular weight of 3,000 to 20,000 from the relationship with the viscosity of each color ink. As a method for measuring the weight average molecular weight, a value in terms of polyethylene glycol measured by a light scattering method, an X-ray small angle scattering method, a sedimentation equilibrium method, a diffusion method, an ultracentrifugation method, or various kinds of chromatography, for example, a GPC method can be used.
[0074]
Further, the content of the aqueous polymer in each color ink is preferably in the range of 0.002% to 10% by weight, more preferably 0.003 to 8% by weight, based on the total amount of the ink. If the content is less than 0.002% by weight, the effect of addition cannot be obtained, and if it exceeds 10% by weight, an increase in the viscosity of the ink and a remarkable decrease in the optical density due to the penetrating action occur.
[0075]
These aqueous polymers may be used alone or in combination of two or more. When used as a pigment dispersant, the effect is maximized and is most preferable. When these aqueous polymers are used as a dispersant, the preferred ratio of the dispersant to the pigment varies depending on the particle size, specific surface area, surface structure and the like of the pigment, but generally, the pigment: aqueous polymer = 10: 8 to weight ratio. The ratio is preferably set to 10: 0.5.
[0076]
The disperser to be used may be any commercially available one. For example, colloid mill, flow jet mill, slasher mill, high speed disperser, ball mill, attritor, sand mill, sand grinder, ultra fine mill, Eiger motor mill, dyno mill, pearl mill, agitator mill, kobol mill, three rolls, two rolls Examples thereof include a roll, an extruder, a kneader, a microfluidizer, a laboratory homogenizer, and an ultrasonic homogenizer. These may be used alone or in combination of two or more.
[0077]
In order to prevent the contamination of inorganic impurities, it is preferable to use a dispersion method that does not use a dispersion medium, and a microfluidizer or an ultrasonic homogenizer is suitable. Further, in order to enhance the dispersing effect, it is preferable to degas and defoam the aqueous solution used for dispersion. The pH at the time of dispersion is preferably 9 or less.
[0078]
-Aqueous organic solvent-
As the water-soluble organic solvent used for the inks of each color constituting the ink set for inkjet recording of the present invention, polyhydric alcohols and derivatives thereof such as alkyl ethers may be used to prevent solidification of the ink. Can be. For example, glycerin, polyethylene glycol, polypropylene glycol, diethylene glycol, (2 (2 butoxyethoxy) ethanol), diethylene glycol phenyl ether, propylene glycol, propylene glycol monomethyl ether, butylene glycol, triethylene glycol, thiodiglycol, hexylene glycol, ethylene Glycol methyl ether, diethylene glycol methyl ether, pentanediol, hexanetriol, trimethylolpropane and the like can be mentioned, and these may be used alone or in combination of two or more.
[0079]
Examples of the water-soluble organic solvent include alcohols such as methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol, hexyl alcohol, and benzyl alcohol; amides such as dimethylformamide and dimethylacetamide; acetone; Ketones such as acetone alcohol, keto alcohols, triethanolamine, diethanolamine, pyrrolidone, N-methyl-2-pyrrolidone, high-boiling nitrogen-containing solvents such as 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, dimethyl sulfoxide, Sulfur-containing solvents such as diethylsulfoxide, sulfolane, and thiodiethanol; sugars such as glucose, maltose, amylose (dextrin), cellulose, and sodium alginate; It can be use, but is not limited thereto.
[0080]
These water-soluble organic solvents can be used alone or in combination of two or more. However, in order to ensure long-term dispersion stability, a water-soluble organic solvent having a solubility parameter of 11 or less should not be contained in the ink. It is particularly desirable that the content of the water-soluble organic solvent having a solubility parameter of 11 to 15 relative to the total ink weight be 5% by weight or less. The content of the water-soluble organic solvent having a solubility parameter of 15 or more based on the total weight of the ink is preferably 1 to 50% by weight. A water-soluble organic solvent having a solubility parameter of less than 11 may be adsorbed on the pigment surface and impair the long-term storage stability. When the content of the water-soluble organic solvent having a solubility parameter of 11 to 15 with respect to the total weight of the ink exceeds 5% by weight, the adsorption to the pigment is promoted and the long-term storage stability may be deteriorated. If the content of the water-soluble organic solvent having a solubility parameter of more than 15 relative to the total weight of the ink is less than 1% by weight, the moisturizing effect cannot be obtained. is there.
[0081]
The solubility parameter is calculated using any method such as calculation from heat of evaporation, calculation from refractive index, calculation from Kauributanol value, calculation from surface tension, or calculation from chemical composition. You may.
The solubility parameter (δ) is a value calculated by the calculation of Fedors obtained from the evaporation energy (Δei) and the molar volume (Δvi) of the atom or atomic group of the chemical structure as shown in the following formula (9). .
Equation (9) δ = (ΣΔei / ΣΔvi)1/2
[0082]
−Water−
Water used in each color ink constituting the ink set for ink jet recording of the present invention may be ion-exchanged water, ultrapure water, distilled water, or ultrafiltration water, particularly in order to prevent impurities from being mixed. preferable.
[0083]
-Other additives-
The inks of each color constituting the ink set for ink jet recording of the present invention have various known interfaces for the purpose of controlling the ejection stability by adjusting the surface tension and controlling the permeability (drying time) during printing. Activators can also be added. As the surfactant, any of nonionic, anionic, cationic and amphoteric surfactants may be used, but a nonionic surfactant is particularly preferable in order to keep the conductivity low.
[0084]
Examples of the nonionic surfactant include polyoxyethylene nonyl phenyl ether, polyoxyethylene octyl phenyl ether, polyoxyethylene dodecyl phenyl ether, polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene fatty acid ester, sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene / Polyoxypropylene block copolymer, polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester, fatty acid alkylolamide, acetylene glycol derivative (Sufinol) and the like can be mentioned.
[0085]
Examples of the anionic surfactant include alkyl benzene sulfonate, alkyl naphthalene sulfonate, formalin condensate of alkyl naphthalene sulfonate, higher fatty acid salt, higher fatty acid ester sulfate, higher fatty acid ester sulfonate, Higher alcohol ether sulfates and sulfonates, higher alkylsulfonamides alkylcarboxylates, sulfosuccinates, ester salts thereof, alkyl phosphites, alkyl phosphates, alkyl phosphates and esters, higher Alcohol phosphate salts and the like.
[0086]
Examples of the cationic surfactant include primary, secondary, and tertiary amine salts and quaternary ammonium salts, and examples of the amphoteric surfactant include betaine, sulfobetaine, and sulfate betaine. In addition, silicon-based surfactants such as polysiloxane polyoxyethylene adducts, fluorine-based surfactants such as perfluoroalkylcarboxylic acid, perfluoroalkylsulfonic acid, and oxyethylene perfluoroalkylether, and natural or biosurfactant lecithin , Spiculisporic acid, rhamnolipid, saponin, cholate and the like.
[0087]
These surfactants may be used alone or in combination of two or more. The content of these surfactants is preferably in the range of 0.001 to 7% by weight, more preferably 0.001 to 5% by weight, based on the total amount of the ink. If the amount is less than 0.001% by weight, the effect of addition may not be obtained. If the amount exceeds 7% by weight, the penetrating effect on paper may be too high to cause deterioration of image quality, which is not preferable.
[0088]
In addition, as an additive, it may contain a carboxylate such as sodium butyrate and sodium salicylate, an aromatic sulfonate such as sodium toluenesulfonate, a lower alcohol such as ethyl alcohol, urea, and acetamide as a hydrotrope. it can.
[0089]
As a chelating agent, ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), iminodiacetic acid (IDA), ethylenediamine-di (o-hydroxyphenylacetic acid) (EDDHA), nitrilotriacetic acid (NTA), dihydroxyethylglycine (DHEG), trans -1,2-cyclohexanediaminetetraacetic acid (CyDTA), diethylenetriamine-N, N, N ', N ", N",-pentaacetic acid (DTPA), glycol etherdiamine-N, N, N', N ' -Tetraacetic acid (GEDTA) and the like.
[0090]
Examples of the inclusion compound include urea, thiourea, desoxycholic acid, bis- (N, N′-tetramethylenebenzidine), cyclophan, cyclodextrin, etc., preferably containing urea and cyclodextrin. can do.
[0091]
Further, if necessary, the pH of each color ink constituting the ink set for ink jet recording of the present invention can be adjusted. The pH of the ink is preferably 7 to 10. If the pH is more than 10, adverse effects such as corrosion, dissolution, and peeling of the head material may be caused. For adjusting the pH, sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide, sodium sulfate, acetate, lactate, benzoate, triethanolamine, ammonia, 2-amino-2-methyl-1-propanol ( AMP), ammonium phosphate, sodium phosphate, lithium phosphate and the like, and organic or inorganic acids such as acetic acid, hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, propionic acid, and P-toluenesulfonic acid. In addition, other general pH buffers and good buffers can be used, but are not limited thereto. In addition, an oxidizing agent, an antioxidant, a reducing agent, an enzyme, a bactericide, an antifoaming agent, an abrasive, and other additives can be added as necessary.
[0092]
The surface tension of the ink of each color constituting the ink set for ink jet recording of the present invention is preferably in the range of 35 to 55 mN / m at 20 ° C. If it is less than 35 mN / m, bleeding on paper becomes remarkable and stable jetting may not be obtained, which is not preferable. On the other hand, if it exceeds 55 mN / m, the ink does not sufficiently penetrate into the paper, which may lead to a prolonged drying time, which is not preferable.
[0093]
The viscosity of each color ink constituting the ink set for ink jet recording of the present invention at 20 ° C. is preferably in the range of 1 to 8 mPa · s, and more preferably 2 to 4 mPa · s. If the pressure is higher than 8 mPa · s, the ejection may become unstable, which is not desirable. If the pressure is 1 mPa · s or less, the storage stability may deteriorate, which is not desirable.
[0094]
The ink conductivity of each color constituting the ink set for inkjet recording of the present invention is preferably not more than 0.5 S / m, and is preferably from 0.005 to 0.4 S / m, because if it is high, the ink stability impairs dispersion stability. The range of m is more preferred. In a light-colored ink corresponding to a photographic image, the ink conductivity may be low because the ink is diluted, and is preferably 0.005 to 0.2 S / m.
[0095]
(Ink and liquid set)
The “ink set for ink jet recording” of the present invention described above can be used as an “ink and liquid set” in combination with a “second liquid” described in detail below at the time of printing. By using the “ink and liquid set” of the present invention, in full-color ink jet recording, color mixing of pigment inks can be prevented and an image can be clearly reproduced on plain paper. Hereinafter, the ink of the “ink set for inkjet recording” of the present invention used in the “ink and liquid set” of the present invention may be abbreviated as “first ink”.
[0096]
The second liquid used in combination with the first ink contains at least a water-soluble organic solvent having a solubility parameter of 9 to 11 and / or a surfactant, and water, and further improves the effect of preventing color mixing. For this purpose, it may contain a polyvalent metal salt and / or a cationic compound. In addition, this second liquid may contain a water-soluble organic solvent having a solubility parameter of more than 11, a coloring agent, a pH adjuster, a polymer, a hydrotrope, a chelating agent, an inclusion compound, an oxidizing agent, an oxidizing agent, if necessary. Inhibitors, reducing agents, enzymes, bactericides, defoamers, abrasives, and other additives can be added. When a colorant is contained, it is used substantially as an ink.
[0097]
The second liquid preferably contains a component consisting of a water-soluble organic solvent and / or a surfactant having a solubility parameter of 9 to 11 and water, in an amount of 1 to 10% by weight based on the total weight. In general, when a pigment-dispersed ink comes in contact with a solvent or surfactant having a low solubility parameter, the dispersant on the pigment surface is replaced by the solvent / surfactant and inhibits the dispersion stability. , And usually does not have a color mixing prevention function. However, in the present invention, since the first ink forms an aggregate or an aggregate by jetting, the aggregation or association by contact with the liquid is promoted in a short time, and the effect of preventing color mixing is exhibited. When a colorant is used for the second liquid, a low solubility parameter and high compatibility with a surfactant are required, and a dye ink is preferable as the colorant.
[0098]
Further, it is preferable that the second liquid further contains a polyvalent metal salt and / or a cation compound.
In general, when a cationic compound or a polyvalent metal salt is added to an ink, if the coloring agent is anionic, even a dye is easily precipitated. If a sufficient effect of preventing color mixing is to be obtained, a problem of dye precipitation occurs, and it is difficult to achieve both. However, since the first ink forms an aggregate or an aggregate by ejection, a small amount of the electrolyte exerts a sufficient effect. These additives can be added in any amounts as long as the reliability is not reduced.
[0099]
As the water-soluble organic solvent used for the second liquid, polyhydric alcohols and their derivatives such as alkyl ethers can be used to prevent solidification of the ink. Examples of these include glycerin, polyethylene glycol, polypropylene glycol, diethylene glycol, (2 (2 butoxyethoxy) ethanol, diethylene glycol phenyl ether, propylene glycol, propylene glycol monomethyl ether, butylene glycol, triethylene glycol, thiodiglycol, and hexylene. Glycol, ethylene glycol methyl ether, diethylene glycol methyl ether, pentanediol, hexanetriol, trimethylolpropane and the like.
[0100]
Further, as other components, alcohols such as methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol, hexyl alcohol, and benzyl alcohol, amides such as dimethylformamide and dimethylacetamide, acetone, diacetone High-boiling nitrogen-containing solvents such as ketones such as alcohols, ketone alcohols, triethanolamine, diethanolamine, pyrrolidone, N-methyl-2-pyrrolidone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, dimethylsulfoxide, and diethyl Sulfur-containing solvents such as sulfoxide, sulfolane, thiodiethanol, etc., sugars such as glucose, maltose, amylose (dextrin), cellulose, sodium alginate and derivatives thereof, gum arabic, etc. It can be used.
[0101]
The water-soluble organic solvent used for the second liquid may be used alone or as a mixture of two or more. The content of these water-soluble organic solvents with respect to the total amount of the second liquid is preferably 1 to 50% by weight. If it is less than 1% by weight, the moisturizing effect cannot be obtained, and if it exceeds 50% by weight, the ink may not be ejected due to an increase in ink viscosity. The content of the water-soluble organic solvent having a solubility parameter of 9 to 11 based on the total liquid weight is preferably 1 to 10% by weight. If the amount is less than 1% by weight, the effect of promoting coagulation cannot be obtained. If the amount exceeds 10% by weight, the permeability to paper increases, and curling may occur. In the case of a liquid containing a colorant, penetration into the back surface of the paper is conspicuous, which may cause a problem of a decrease in optical density and strikethrough.
[0102]
The surfactant used for the second liquid may be a nonionic, anionic, cationic or amphoteric surfactant, but the second liquid may contain a cationic compound. It is preferable to use When the composition contains an anionic colorant, a nonionic surfactant is particularly preferred for preventing precipitation.
[0103]
As the cationic compound that can be contained in the second liquid, compounds such as the following cationic dyes, cationic aqueous polymers, primary, secondary, and tertiary amine salts, and quaternary ammonium salts can be used.
As the cationic aqueous polymer, a copolymer of a hydrophilic monomer component having an amino group or a quaternary amino group and a hydrophobic monomer component or a salt thereof is preferable. In addition, other components can be copolymerized as necessary. The copolymer may have any structure such as random, graft, block and the like.
[0104]
Examples of the hydrophilic monomer having an amino group and a quaternary amino group include N, N-dimethylaminoethyl methacrylamide, N, N-dimethylaminoethylacrylamide, N, N-dimethylacrylamide, N, N-dimethylmethacrylamide, N , N-dimethylaminopropyl methacrylamide and the like. For quaternization, methyl chloride, methyl iodide, dimethyl sulfate, benzyl chloride, epichlorohydrin and the like can be used.
[0105]
Hydrophobic monomer components include styrene, styrene derivatives, vinyl toluene, vinyl toluene derivatives, vinyl naphthalene, vinyl naphthalene derivatives, butadiene, butadiene derivatives, isoprene, isoprene derivatives, ethylene, ethylene derivatives, propylene, propylene derivatives, alkyl acrylates Examples include esters and alkyl esters of methacrylic acid. Of these, styrene, styrene derivatives, alkyl acrylates and alkyl methacrylates are preferred. The C number of the alkyl group is preferably 1 to 10, and more preferably 1 to 6.
[0106]
As the other components described above, acrylamide, acrylamide derivatives, dimethylaminoethyl methacrylate, ethoxyethyl methacrylate, butoxyethyl methacrylate, ethoxytriethylene methacrylate, vinylpyrrolidone, vinylpyridine, alkyl ether and methoxypolyethylene glycol methacrylate, polyethylene glycol methacrylate and the like Examples include a component containing polyoxyethylene, a component containing a hydroxyl group such as hydroxymethyl methacrylate, hydroxyethyl methacrylate, and vinyl alcohol.
[0107]
The weight average molecular weight of the cationic aqueous polymer is preferably from 1,000 to 20,000, more preferably from 1,000 to 5,000, from the viewpoint of liquid viscosity. As a method for measuring the weight average molecular weight, a value in terms of polyethylene glycol measured by a light scattering method, an X-ray small angle scattering method, a sedimentation equilibrium method, a diffusion method, an ultracentrifugation method, or various kinds of chromatography, for example, a GPC method can be used.
[0108]
The content of the cationic aqueous polymer is preferably in the range of 0.002 to 10% by weight based on the total amount of the second liquid. When the content is less than 0.002% by weight, there is no effect of addition, and when the content exceeds 10% by weight, an increase in liquid viscosity or a remarkable decrease in optical density due to a penetrating action may occur, which is not preferable. When the second liquid contains an anionic colorant, the content of the cationic aqueous polymer is set to 0.002 to 3% by weight based on the total amount of the liquid in order to prevent precipitation of the colorant. Is preferably, and more preferably 0.003 to 1% by weight. When the content is less than 0.002% by weight, there is no effect of addition, and when the content exceeds 3% by weight, aggregation and precipitation of the colorant may be induced. In addition, these cationic aqueous polymers may be used as a dispersant for a pigment.
[0109]
Examples of the primary, secondary and tertiary amine salts and quaternary ammonium salt compounds include, for example, dodecyltrimethylammonium chloride, dodecylbenzyltrimethylchloride, dodecyldimethylbenzylammonium chloride, stearyltrimethylammonium chloride, benzyltributylammonium chloride , Benzalkonium chloride, cetyltrimethylammonium chloride and the like, ethylene oxide adducts of higher alkylamines as amine salts, for example, dihydroxyethylstearylamine, and pyridium salt-type compounds, for example, cetylpyridium chloride, cetylpyridium bromide Examples of the imidazoline-type cationic compound include 2-heptadeniser-hydroxyethylimidazoline and the like. Further, a so-called cationic surfactant may be diverted. The addition amount of these compounds is preferably 0.002 to 7% by weight based on the total amount of the second liquid. If the addition amount is less than 0.002% by weight, the effect of addition cannot be obtained, and if it exceeds 7% by weight, the jetting reliability may be lowered, which is not preferable.
[0110]
When the second liquid contains an anionic colorant, the content is preferably 0.002 to 3% by weight, more preferably 0.003 to 1% by weight, based on the total amount of the second liquid. If it is less than 0.002% by weight, the effect of addition may not be obtained, and if it exceeds 3% by weight, aggregation and precipitation of the colorant may be induced.
[0111]
As the polyvalent metal salt that the second liquid can contain, Ca (NO3)2, CaCl2, Ca (CH3COO)2, Al (NO3)3, Nd (NO3)3, Y (NO3)3, Cu (NO3)2, Zn (NO3)2, CuCl2, ZnCl2, COCl2, Co (NO3)2, NiCl2, MgBr2, Mg (NO3)2, ZnBr2, NH4Cl, Ni (NO3)2And the like. The amount of the polyvalent metal salt added to the second liquid is preferably 0.01 to 10% by weight based on the total amount of the second liquid. If the amount is less than 0.01% by weight, the effect of addition may not be obtained. If the amount exceeds 10% by weight, the clogging property may be significantly deteriorated.
[0112]
When the second liquid contains the anionic colorant, the content is preferably 0.01 to 3% by weight, more preferably 0.01 to 1% by weight, based on the total amount of the second liquid. If the content is less than 0.01% by weight, the effect of addition may not be obtained. If the content exceeds 3% by weight, aggregation and precipitation of the colorant may be induced.
[0113]
In addition, as the water used for the second liquid, it is preferable to use ion-exchanged water, ultrapure water, distilled water, and ultrafiltration water, in particular, in order to prevent contamination of impurities. When the second liquid contains a colorant, the second liquid can be selected from the pigments and the water-soluble dyes described with respect to the ink set for inkjet recording, and the water-soluble dye is preferable.
[0114]
As the water-soluble dye, direct dyes and acid dyes can be used. I. Direct Black-2, -4, -9, -11, -17, -19, -22, -32, -80, -151, -154, -168, -171, -194; I. Direct Blue-1, -2, -6, -8, -22, -34, -70, -71, -76, -78, -86, -112, -142, -165, -199, -200, -201, -202, -203, -207, -218, -236, -287; I. Direct Red-1, -2, -4, -8, -9, -11, -13, -15, -20, -28, -31, -33, -37, -39, -51, -59, -62, -63, -73, -75, -80, -81, -83, -87, -90, -94, -95, -99, -101, -110, -189; I. Direct Yellow-1, -2, -4, -8, -11, -12, -26, -27, -28, -33, -34, -41, -44, -48, -58, -86, -87, -88, -135, -142, -144; I. Food black-1 and -2; I. Acid Black-1, -2, -7, -16, -24, -26, -28, -31, -48, -52, -63, -107, -112, -118, -119, -121, -156, -172, -194, -208; I. Acid Blue-1, -7, -9, -15, -22, -23, -27, -29, -40, -43, -55, -59, -62, -78, -80, -81, -83, -90, -102, -104, -111, -185, -249, -254; I. Acid Red-1, -4, -8, -13, -14, -15, -18, -21, -26, -35, -37-110, -144, -180, -249, -257; C . I. Acid Yellow-1, -3, -4, -7, -11, -12, -13, -14, -18, -19, -23, -25, -34, -38, -41, -42, -44, -53, -55, -61, -71, -76, -78, -79-, 122 and the like.
[0115]
Examples of the cationic dye include C.I. I. Basic yellow-1, -11, -13, -19, -25, -33, -36; I. Basic red-1, -2, -9, -12, -13, -38, -39, -92; I. Basic Blue-1, -3, -5, -9, -19, -24, -25, -26, -28 and the like.
[0116]
The content of these dyes is preferably about 0.3 to 15% by weight, more preferably about 1 to 10% by weight, based on the total amount of the second liquid. These dyes can be used alone or in combination of two or more, or may be adjusted to custom colors such as red, blue, and green in addition to the four primary colors of cyan, magenta, yellow, and black.
[0117]
When the second liquid contains a colorant, it can be used substantially as an ink, and can be printed adjacent to the first ink to prevent color mixing with each other. When the second liquid does not contain a coloring agent, it can be used independently of the first ink. As a printing method, it can be ejected to the printing portion of the first ink before and / or after printing the first ink. At this time, the ratio between the drop amount of the first ink and the drop amount of the second liquid is preferably in the range of 10: 2 to 10: 0.1, and more preferably in the range of 10: 2 to 10: 0.5. More preferred. The drop amount of the first ink is usually a fixed amount because of the relationship with the optical density. Therefore, if the ratio exceeds 10: 2, the amount of liquid on the paper becomes large, and wrinkles such as curl and cuckling of the paper in the printing portion become conspicuous, which may degrade the quality. In addition, a problem of delay in drying time may occur. On the other hand, if the ratio is less than 10: 0.1, the effect of preventing bleeding may not be obtained.
[0118]
(Inkjet recording method)
Next, the ink jet recording method of the present invention will be described. The ink jet recording method of the present invention uses an ink of each color constituting an ink set for ink jet recording as described above, or an ink and a second liquid of each color constituting an ink and liquid set, on a recording medium. An image is recorded. At this time, the inks of the respective colors, or the inks of the respective colors and the second liquid are given a certain energy to form droplets, and printing is performed by applying the droplets on the recording medium. Do.
[0119]
The method of applying energy is not particularly limited, but a method of applying thermal energy and a method of applying mechanical energy can be suitably used, and specifically, a thermal inkjet method and a piezo method can be used.
[0120]
In the ink jet recording method of the present invention, for example, a method of heating the recording paper and the ink of each color at 50 ° C. to 200 ° C. before and after printing at 50 ° C. to 200 ° C. to promote print fixing (thermal type method) may be used. In addition to the method of printing directly on plain paper, glossy paper, special paper, cloth, film, OHP, etc., printing on an intermediate drum or belt, etc., and adjusting the ink image on the intermediate, paper, cloth, A method of transferring and recording on a film or the like can also be adopted. Further, as the inkjet device used in the inkjet recording method of the present invention, any known inkjet device may be used as long as the above conditions are satisfied.
[0121]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.
[0122]
[Preparation of dispersion]
While mixing and stirring 60 parts by weight of a dispersant having the composition shown in the following Table 1 (10% aqueous solution of polymer solid content) and 210 parts by weight of ion-exchanged water, 30 parts by weight of the pigment shown in Table 1 were added and stirred for 30 minutes. Thereafter, the mixture was dispersed with an ultrasonic homogenizer (300 W, 400 μA) for 30 minutes. Furthermore, after performing centrifugation (8000 rpm, 15 minutes) using a centrifugal separator, the mixture was passed through a 1 μm membrane filter to obtain a dispersion.
[0123]
[Table 1]
Figure 2004231692
[0124]
[Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 3]
Using the dispersions 1 to 16, the following solvent components other than the dispersions were stirred and mixed for 30 minutes. Thereafter, the dispersion was slowly added to the stirring solvent, and the mixture was further stirred and mixed for 30 minutes to prepare an ink. Example 1 is an ink set using dispersions 1 to 4, Example 2 is an ink set using dispersions 5 to 8, Comparative Example 1 is an ink set using dispersions 9 to 12, and dispersions 13 to 16. Was used as Comparative Example 2 and an ink set using Dispersions 17 to 20 was used as Comparative Example 3.
[0125]
-Dispersion: 50 parts by weight
Ethylene glycol (solubility parameter 17.8): 12 parts by weight
-Isopropyl alcohol (solubility parameter 11.6): 3 parts by weight
・ Surfinol 465 (manufactured by Nissin Chemical Co.): 0.05 parts by weight
・ Deionized water: 35 parts by weight
[0126]
[Test Example 1]
Using the ink sets prepared in Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 3, a 2 cm band single color (black, cyan, magenta, yellow) and a secondary color (red) were produced by a full-color inkjet printer (600 spi) prototyped by Fuji Xerox. , Green and blue) and a tertiary color (process black) patch was printed. FX-L paper (manufactured by Fuji Xerox Co., Ltd.) was used as a representative plain paper.
[0127]
The evaluation was carried out by measuring the optical density and observing the occurrence of color unevenness on the printed solid image composed of the primary color, the secondary color and the tertiary color, and determining the Gamut value of the color ink to obtain a color reproduction range. It was confirmed.
In addition, the number of particles having a number average particle diameter of 0.5 μm or more and 5 μm or more before and after ejection in the ink of each color and the particle size distribution in the ink were measured. That is, the number of particles having a particle diameter of 0.5 μm or more was measured with an Accusizer (manufactured by PARTICLE SIZING SYSTEMS) for the ink immediately after the preparation and the ink after ejection collected from the printer into a beaker. The distribution was measured by Microtrac UPA (Leeds & Northrup). Accusizer measurement conditions were measured by diluting 2 μl of the ink with 50 ml of deionized water, and the number of particles was converted to 1 μl. The measurement conditions of the Microtrac UPA were such that the ink stock solution was measured using the ink viscosity as the solvent viscosity.
[0128]
Regarding the color reproduction range, the hue of each solid image of cyan, magenta, yellow, red, green, and blue was measured with an X-Rite 938 (manufactured by X-Rite), and a was obtained.*Value, b*The values were evaluated by calculating the area (Gamut) of a hexagon formed by plotting the values on a two-dimensional plane. Table 2 shows the results.
[0129]
[Table 2]
Figure 2004231692
[0130]
The inks printed with the inks of Examples 1 and 2 have higher optical densities than the inks of Comparative Examples 1 to 3, have good secondary / tertiary color development, and have color unevenness. No Gamut value was large, and a good color reproduction range could be obtained.
[0131]
[Experimental Examples 3 and 4]
According to the composition shown in Table 3, the solvent composition components other than the dispersion and 10 parts by weight of deionized water were stirred and mixed for 30 minutes. Thereafter, 50 parts by weight of each dispersion was slowly added to the stirring solvent. Further, deionized water was added to make the total amount 100 parts by weight, and the mixture was stirred and mixed for 30 minutes to prepare an ink.
[0132]
[Test Example 2]
The initial ink immediately after the preparation, the post-ejection ink obtained by collecting the ink jetted from the printer into a beaker, the ink stored at 60 ° C. for 100 hours, the number of particles having a particle diameter of 0.5 μm or more, and the number average particle size of each ink were measured. The storage stability of the ink set for inkjet recording was examined. Table 3 shows the results.
[0133]
[Table 3]
Figure 2004231692
[0134]
The following are examples of the ink and liquid set of the present invention, comparative examples and test examples.
[Preparation of first ink]
・ Ethylene glycol: 12 parts by weight
・ Ethanol: 4 parts by weight
・ Urea: 5 parts by weight
・ Lauryl sulfate sodium salt: 0.05 parts by weight
The above composition and deionized water were added to make up to 50 parts by weight, and the mixture was stirred for 30 minutes. Thereafter, 50 parts by weight of each of the dispersions 1 to 4 and 9 to 12 were added, and stirring was further continued for 30 minutes. The ink was passed through a 2 μm membrane filter to prepare an ink. The first ink set using the dispersions 1 to 4 was inks A, B, C, and D, and the first ink set using the dispersions 9 to 12 was inks E, F, G, and H.
[0135]
[Test Example 3]
With respect to the inks A to H immediately after the preparation and the inks A to H after the ejection of the ink ejected by the printer into the beaker, the number of particles having a particle diameter of 0.5 μm or more and the particle size distribution of the ink were measured in the above Test Example 1. The measurement was performed in the same manner as described above. Table 4 shows the number of particles having a particle size of 0.5 μm or more, the change magnification, the particle size, and the change rate of the inks A to H.
[0136]
[Table 4]
Figure 2004231692
[0137]
(Preparation of the second liquid: when containing a colorant)
[Second liquid 1]
・ Direct Yellow 144 (10% aqueous solution): 20 parts by weight
Ethylene glycol (solubility parameter 17.8): 20 parts by weight
-2- (2ethoxyethoxy) ethanol (solubility parameter 10.9): 5 parts by weight
・ Urea: 5 parts by weight
・ Benzalkonium chloride: 1 part by weight
The total amount was adjusted to 100 parts by weight with the above composition and deionized water, and the mixture was stirred for 30 minutes. Thereafter, the mixture was passed through a 1 μm membrane filter to prepare a second liquid 1.
[0138]
[Second liquid 2]
・ Direct Yellow 144 (10% aqueous solution): 20 parts by weight
Ethylene glycol (solubility parameter 17.8): 20 parts by weight
-2- (2ethoxyethoxy) ethanol (solubility parameter 10.9): 5 parts by weight
・ Urea: 5 parts by weight
-Benzalkonium chloride: 5 parts by weight
The total amount was adjusted to 100 parts by weight with the above composition and deionized water, and the mixture was stirred for 30 minutes. Thereafter, an attempt was made to pass through a 1 μm membrane filter, but the filter was clogged and could not be filtered. Granules were observed on the filter paper.
[0139]
[Second liquid 3]
・ Direct Yellow 144 (10% aqueous solution): 20 parts by weight
Ethylene glycol (solubility parameter 17.8): 20 parts by weight
-2- (2ethoxyethoxy) ethanol (solubility parameter 10.9): 5 parts by weight
・ Urea: 5 parts by weight
・ Magnesium sulfate: 0.8 parts by weight
Using the above composition, a second liquid 3 was prepared in the same manner as the second liquid 1.
[0140]
[Test Example 4 by Examples 5, 6 and Comparative Examples 4 and 5]
(Print test)
Using a full-color inkjet printer (600 spi) prototyped by Fuji Xerox, each of the first ink and the second liquid shown in Table 5 was printed so as to be in contact with a 2 cm square patch. FX-L paper (manufactured by Fuji Xerox Co., Ltd.) was used as typical plain paper. For the evaluation items, the color mixing of the printed matter in contact with each other was sensory evaluated by ten subjects according to the following criteria.
:: No color mixing
Δ: Color mixture occurred, but not bothersome
×: Color mixing occurs and is unacceptable
Table 5 shows the results.
[0141]
[Table 5]
Figure 2004231692
[0142]
As is clear from the results shown in Table 5, the inks and the liquid sets of the present invention (Examples 5 and 6) did not cause color mixture as compared with those of Comparative Examples 4 and 5.
[0143]
(Preparation of the second liquid: when no colorant is contained)
[Second liquid 4]
Ethylene glycol (solubility parameter 17.8): 25 parts by weight
・ Urea: 5 parts by weight
・ Surfinol 465: 1 part by weight
-Benzalkonium chloride: 5 parts by weight
The total amount was adjusted to 100 parts by weight with the above composition and deionized water, and the mixture was stirred for 30 minutes. Thereafter, the solution was passed through a 1 μm membrane filter to prepare a second liquid 4.
[0144]
[Test Example 5 by Examples 7, 8, 9 and Comparative Examples 6, 7, 8]
(Print test)
Using a full-color inkjet printer (660 spi) prototyped by Fuji Xerox, the second liquid 4 was printed on the first ink print scheduled portion immediately before the ejection of the first ink shown in Table 6. Immediately thereafter, liquid 1 was printed as a first ink and a base ink so as to be in contact with a 10 cm square patch. As shown in Table 6, printing of the second liquid was performed with 1/10, 3/10, and 5/10 of the number of dots per unit area of the first ink. FX-L paper (manufactured by Fuji Xerox Co., Ltd.) was used as typical plain paper. The evaluation items were a sensory evaluation by ten subjects according to the following criteria for color mixing of the printed matter in contact with the paper, and a paper cuckle (wrinkle) height according to the following criteria.
:: No color mixing
Δ: Color mixture occurred, but not bothersome
×: Color mixing occurs and is unacceptable
○: 0 to less than 4 mm
×: less than 4 to 8 mm
XX: 8 mm or more
Table 6 shows the results.
[0145]
[Table 6]
Figure 2004231692
[0146]
As is evident from the results shown in Table 6, the inks of Examples 7, 8, and 9 using the ink and liquid set of the present invention had no color mixing and had less ink droplets than Comparative Examples 6, 7, and 8. Was also able to be prevented.
[0147]
As described above, the ink set for ink jet recording of the present invention has better reproducibility of secondary colors and tertiary colors than the conventional ink set, and also has a good image density balance between images and characters. Good. Further, as with the conventional ink set, it is a pigment-dispersed ink, but has a high optical density and excellent storage stability. Further, the ink set for ink jet recording of the present invention can achieve the prevention of color mixing between adjacent colorants by using the ink set for printing with the second liquid.
[0148]
The ink set for ink jet recording of the present invention, or the ink and liquid set, can form a clear, high-resolution, high water-resistant full-color image on plain paper such as report paper, copy paper, bond paper, and high-quality paper, In addition, it is possible to prevent curl / cuckle from deteriorating the sheet quality. The ink set for ink jet recording of the present invention is suitable as an ink for ink jet recording using a thermal ink jet method, a piezo method, ultrasonic waves, an electric field, or the like. In particular, it is suitable as an ink capable of clearly and stably reproducing a highly water-resistant full-color image on plain paper.
[0149]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, that is, the present invention can prevent nozzle clogging, have no color unevenness, and even when creating a multi-color document by combining inks of each color, a photograph or the like can be obtained. An ink jet recording ink set, an ink and liquid set, and an ink jet recording method using the same, which are capable of producing a document excellent in color reproducibility of an image and having a well-balanced image density between an image and a character. Can be provided.

Claims (3)

ブラックインクと、シアン、マゼンタおよびイエローからなる3色を含む3種以上のカラーインクと、の組み合わせから構成され、前記ブラックインクおよび前記カラーインクが、顔料、水性ポリマー、水溶性有機溶媒および水を少なくとも含むインクジェット記録用インクセットにおいて、
前記ブラックインクおよび前記カラーインクがインクジェット用ヘッドのノズルから噴射された後に粒子を含み、噴射後のブラックインクおよびカラーインク中に含まれる粒子の数平均粒子径および粒子数が、下式(1)〜(7)を満たすことを特徴とするインクジェット記録用インクセット。
・式(1) 10≦BD≦150
・式(2) 10≦CD≦150
・式(3) 6×10≦BN(0.5)≦6×10
・式(4) 6×10≦CN(0.5)≦6×10
・式(5) CN(0.5)≦BN(0.5)
・式(6) BN(5)≦50
・式(7) CN(5)≦50
〔但し、式(1)〜(7)において、BDは、前記噴射後のブラックインクに含まれる粒子の数平均粒子径(nm)、CDは、前記噴射後のカラーインクに含まれる粒子の数平均粒子径(nm)、BN(0.5)は、前記噴射後のブラックインクに含まれる数平均粒子径0.5μm以上の粒子数(個/μl)、CN(0.5)は、前記噴射後のカラーインクに含まれる数平均粒子径0.5μm以上の粒子数(個/μl)、BN(5)は、前記噴射後のブラックインクに含まれる数平均粒子径5μm以上の粒子数(個/μl)、CN(5)は、前記噴射後のカラーインクに含まれる数平均粒子径5μm以上の粒子数(個/μl)を表す。〕
A black ink and a combination of three or more types of color inks including three colors of cyan, magenta and yellow, wherein the black ink and the color ink contain a pigment, an aqueous polymer, a water-soluble organic solvent and water. In the ink set for inkjet recording including at least,
The black ink and the color ink include particles after being ejected from the nozzle of the inkjet head, and the number average particle diameter and the number of particles contained in the ejected black ink and color ink are represented by the following formula (1). (7) An ink set for inkjet recording, which satisfies (7).
・ Formula (1) 10 ≦ BD ≦ 150
Formula (2) 10 ≦ CD ≦ 150
Formula (3) 6 × 10 4 ≦ BN (0.5) ≦ 6 × 10 5
Formula (4) 6 × 10 3 ≦ CN (0.5) ≦ 6 × 10 5
・ Formula (5) CN (0.5) ≦ BN (0.5)
・ Formula (6) BN (5) ≦ 50
・ Formula (7) CN (5) ≦ 50
[However, in the formulas (1) to (7), BD is the number average particle diameter (nm) of the particles contained in the black ink after the ejection, and CD is the number of particles contained in the color ink after the ejection. The average particle diameter (nm) and BN (0.5) are the number of particles (particles / μl) having a number average particle diameter of 0.5 μm or more contained in the black ink after jetting, and the CN (0.5) is The number of particles having a number average particle size of 0.5 μm or more (particles / μl) contained in the color ink after ejection, and BN (5) is the number of particles having a number average particle size of 5 μm or more contained in the black ink after ejection ( Particles / μl) and CN (5) represent the number (particles / μl) of particles having a number average particle diameter of 5 μm or more contained in the color ink after jetting. ]
請求項1に記載のインクジェット記録用インクセットと、溶解性パラメータ9〜11の水溶性有機溶媒および/または界面活性剤、および、水を少なくとも含み、前記インクジェット記録用インクセットを用いた印字に際して併用される第二液体と、からなることを特徴とするインク及び液体セット。An ink jet recording ink set according to claim 1, which is used in combination with a water-soluble organic solvent and / or a surfactant having a solubility parameter of 9 to 11, and water when printing using the ink jet recording ink set. And a second liquid to be used. 請求項1に記載のインクジェット記録用インクセットを構成する各色のインク、または、請求項2に記載のインク及び液体セットを構成する各色のインクおよび第二液体、を用いて被記録媒体上に画像を印字するインクジェット記録方法において、
エネルギーを付与することにより液滴状とした、前記各色のインク、または、前記各色のインクおよび前記第二液体、を前記被記録媒体上に付与することにより印字することを特徴とするインクジェット記録方法。
An image on a recording medium using the ink of each color constituting the ink set for inkjet recording according to claim 1 or the ink and the second liquid constituting the ink and liquid set according to claim 2 In the ink jet recording method for printing
An ink jet recording method comprising: printing by applying the inks of the respective colors, or the inks of the respective colors and the second liquid, in the form of droplets by applying energy onto the recording medium. .
JP2003018796A 2003-01-28 2003-01-28 Ink set for ink-jet recording, ink and liquid set and method for ink-jet recording using the same Pending JP2004231692A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003018796A JP2004231692A (en) 2003-01-28 2003-01-28 Ink set for ink-jet recording, ink and liquid set and method for ink-jet recording using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003018796A JP2004231692A (en) 2003-01-28 2003-01-28 Ink set for ink-jet recording, ink and liquid set and method for ink-jet recording using the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2004231692A true JP2004231692A (en) 2004-08-19

Family

ID=32948835

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003018796A Pending JP2004231692A (en) 2003-01-28 2003-01-28 Ink set for ink-jet recording, ink and liquid set and method for ink-jet recording using the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2004231692A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2236566A1 (en) 2009-03-31 2010-10-06 Fujifilm Corporation Water-insoluble colorant dispersion
EP2236567A1 (en) 2009-03-31 2010-10-06 Fujifilm Corporation Dispersion containing water-insoluble colorant and production method thereof
JP2011192917A (en) * 2010-03-16 2011-09-29 Fujifilm Corp Resist composition arrangement device and method of manufacturing pattern form
JP2013067162A (en) * 2011-09-08 2013-04-18 Ricoh Co Ltd Inkjet recording apparatus, method for forming inkjet image, and inkjet ink

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2236566A1 (en) 2009-03-31 2010-10-06 Fujifilm Corporation Water-insoluble colorant dispersion
EP2236567A1 (en) 2009-03-31 2010-10-06 Fujifilm Corporation Dispersion containing water-insoluble colorant and production method thereof
JP2011192917A (en) * 2010-03-16 2011-09-29 Fujifilm Corp Resist composition arrangement device and method of manufacturing pattern form
JP2013067162A (en) * 2011-09-08 2013-04-18 Ricoh Co Ltd Inkjet recording apparatus, method for forming inkjet image, and inkjet ink

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6368397B1 (en) Ink for ink jet printing
JP3484878B2 (en) Ink unit for inkjet recording and inkjet recording method
US6033463A (en) Multicolor ink set and ink jet recording method
JP2002331739A (en) Ink jet recording method and ink jet recording device
JP2004010632A (en) Black ink for inkjet recording, ink set, and inkjet recording method using this
JP2005008690A (en) Ink set for ink jet recording, and method for ink jet recording, and apparatus for ink jet recording
JPH10168373A (en) Ink for ink jet recording and recording using the same
JP4311010B2 (en) Inkjet recording method and inkjet recording apparatus
US20040114013A1 (en) Inkjet ink and inkjet recording method
JP3982030B2 (en) Ink jet recording ink and ink jet recording method
JP4069809B2 (en) Ink set for inkjet recording and inkjet recording method
JP2006116934A (en) Inkjet ink set, inkjet ink tank, inkjet recording method, and inkjet recording apparatus
JP2000034432A (en) Recording material and image-forming process
JP2004197046A (en) Ink set for ink jet recording, and method and device for ink jet recording using the same
JP4765255B2 (en) Inkjet liquid composition and inkjet recording method
JP2002121434A (en) Aqueous color ink set for ink-jet recording and method for ink-jet recording using the same
JP2004195797A (en) Image forming method
JP2005008725A (en) Inkjet printing ink, inkjet printing ink set, and inkjet printing method and inkjet printer using the same
JP3846153B2 (en) Ink set for ink jet recording and ink jet recording method
JP2000313830A (en) Ink set and inkjet recording method
JP2000318300A (en) Method for ink jet recording
JP2004231692A (en) Ink set for ink-jet recording, ink and liquid set and method for ink-jet recording using the same
JP4006938B2 (en) Inkjet recording method
JP4442122B2 (en) Ink set for ink jet recording, ink jet recording method, and ink jet recording apparatus
JP2003113327A (en) Microcapsulated colorant dispersion and aqueous ink composition

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20051213

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20081111

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20090414