JP2005171094A - インクジェット用インク及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 着色剤として顔料を含むインクジェットインクの、被記録媒体上での乾燥性を向上させ、印画物の滲みを抑制し、品位を向上させる。
【解決手段】 顔料、水性媒体、水性エマルジョン及び低揮発性溶媒を含有するインクジェット用インクに、低揮発性溶媒として、次の（ａ）成分及び（ｂ）成分を含有させる。
（ａ）成分：ジエチレングリコール、
（ｂ）成分：プロピレングリコールモノブチルエーテル、
プロピレングリコールモノプロピルエーテル、
ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、
ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、及び
トリプロピレングリコールモノブチルエーテル
から選ばれる少なくとも１種
【選択図】 なし
【解決手段】 顔料、水性媒体、水性エマルジョン及び低揮発性溶媒を含有するインクジェット用インクに、低揮発性溶媒として、次の（ａ）成分及び（ｂ）成分を含有させる。
（ａ）成分：ジエチレングリコール、
（ｂ）成分：プロピレングリコールモノブチルエーテル、
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ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、
ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、及び
トリプロピレングリコールモノブチルエーテル
から選ばれる少なくとも１種
【選択図】 なし
Description
本発明は、乾燥性を向上させ、滲みを抑制したインクジェット用インク及びその製造方法に関する。
インクジェット記録に使用するインクジェット用インクとしては、従来より、着色剤として水溶性染料を水性媒体に分散させたものが一般に使用されているが、近年では耐候性、耐水性の点から水溶性染料に代えて顔料を用いた顔料インクも使用されるようになっている。
一方、インクジェット記録では、(1)被記録媒体上でのインクの滲み、(2)被記録媒体でのインクの乾燥速度が遅いことによる尾引き、(3)インクジェットヘッドのノズルの目詰まりによる印字不良、等が問題となっている。これに対しては、界面活性剤を添加することによりインクの表面張力を下げて被記録媒体におけるインクの浸透速度を高める、あるいは高沸点低揮発性溶媒を添加してノズルにおけるインクの乾燥を抑える等の方策が種々提案されており、例えば、特許文献１には、顔料を水性媒体に分散させた分散液に、グリセリンとマイクロエマルジョンを添加することが記載されている。
本発明は、着色剤として顔料を含むインクジェットインクにおいて、被記録媒体上での乾燥性を向上させ、滲みを抑制し、印画物の品位を向上させること、特に、布帛に印画する場合にも滲みの無い、高品位の画像を形成できるようにすることを目的とする。
本発明者は、顔料を水性媒体に分散した分散液に、水性エマルジョンと特定の低揮発性溶媒を添加することにより、被記録媒体上でのインクの乾燥性を高め、また、滲みを防止できることを見出した。
即ち、本発明は、顔料、水性媒体、水性エマルジョン及び低揮発性溶媒を含有するインクジェット用インクであって、低揮発性溶媒として次の（ａ）成分及び（ｂ）成分を含有するインクジェット用インクを提供する。
（ａ）成分：ジエチレングリコール、
（ｂ）成分：プロピレングリコールモノブチルエーテル、
プロピレングリコールモノプロピルエーテル、
ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、
ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、及び
トリプロピレングリコールモノブチルエーテル
から選ばれる少なくとも１種
（ａ）成分：ジエチレングリコール、
（ｂ）成分：プロピレングリコールモノブチルエーテル、
プロピレングリコールモノプロピルエーテル、
ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、
ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、及び
トリプロピレングリコールモノブチルエーテル
から選ばれる少なくとも１種
また、本発明は、顔料を水性媒体に分散させる第１工程、及び
第１工程で得た分散液に水性エマルジョンと低揮発性溶媒を添加する第２工程からなるインクジェット用インクの製造方法であって、低揮発性溶媒として次の（ａ）成分及び（ｂ）成分を使用するインクジェット用インクの製造方法を提供する。
（ａ）成分：ジエチレングリコール
（ｂ）成分：プロピレングリコールモノブチルエーテル、
プロピレングリコールモノプロピルエーテル、
ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、
ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、及び
トリプロピレングリコールモノブチルエーテル
から選ばれる少なくとも１種
第１工程で得た分散液に水性エマルジョンと低揮発性溶媒を添加する第２工程からなるインクジェット用インクの製造方法であって、低揮発性溶媒として次の（ａ）成分及び（ｂ）成分を使用するインクジェット用インクの製造方法を提供する。
（ａ）成分：ジエチレングリコール
（ｂ）成分：プロピレングリコールモノブチルエーテル、
プロピレングリコールモノプロピルエーテル、
ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、
ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、及び
トリプロピレングリコールモノブチルエーテル
から選ばれる少なくとも１種
本発明のインクジェット用インクは、顔料を水性媒体に分散させた分散液に、水性エマルジョンと低揮発性溶媒を添加したものからなり、この低揮発性溶媒として、
（ａ）成分：ジエチレングリコール、及び
（ｂ）成分：プロピレングリコールモノブチルエーテル、
プロピレングリコールモノプロピルエーテル、
ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、
ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、及び
トリプロピレングリコールモノブチルエーテル
から選ばれる少なくとも１種
を使用する。この（ａ）成分のジエチレングリコールは、インクジェットヘッドのノズルにおけるインクの乾燥を防止する他、水性エマルジョンの保護剤としても機能する。そのため、（ａ）成分のジエチレングリコールにより、水性エマルジョンが安定化し、インク中で顔料が良好に分散し、インクを滲み無く被記録媒体に定着させることが可能となる。
（ａ）成分：ジエチレングリコール、及び
（ｂ）成分：プロピレングリコールモノブチルエーテル、
プロピレングリコールモノプロピルエーテル、
ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、
ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、及び
トリプロピレングリコールモノブチルエーテル
から選ばれる少なくとも１種
を使用する。この（ａ）成分のジエチレングリコールは、インクジェットヘッドのノズルにおけるインクの乾燥を防止する他、水性エマルジョンの保護剤としても機能する。そのため、（ａ）成分のジエチレングリコールにより、水性エマルジョンが安定化し、インク中で顔料が良好に分散し、インクを滲み無く被記録媒体に定着させることが可能となる。
また、本発明のインクジェット用インクにおいては、（ａ）成分のジエチレングリコールと共に（ｂ）成分として特定のエーテル化合物が添加されているので、被記録媒体におけるインクの乾燥性がいっそう向上し、滲みが防止される。そのため、このインクジェット用インクによれば、例えば、布帛にインクジェット記録した場合にも滲みのない、鮮明な画像を得ることが可能となる。
本発明のインクジェット用インクの製造方法によれば、被記録媒体における乾燥性が向上し、滲みが防止されたインクジェット用インクを製造することが可能となる。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のインクジェット用インクは、顔料、水性媒体、水性エマルジョン及び特定の低揮発性溶媒を含有する。
ここで、顔料としては、従来よりインクジェット用インクに用いられている無機顔料あるいは有機顔料を特に制限なく使用することができる。例えば、有機顔料としては、アゾレーキ、不溶性アゾ顔料、総合アゾ顔料、キレートアゾ顔料等のアゾ顔料、フタロシアニン顔料、ペリレン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサジン顔料、チオイシジコ顔料、イソインドリノン顔料、キノフタロニ顔料等の多環式顔料、塩基性反応型レーキ、酸性染料型レーキ等の染料レーキ、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラック、昼光蛍光顔料等をあげることができ、無機顔料としては、酸化チタン、酸化鉄、カーボンブラック等をあげることができる。特に、鮮やかな色相の表現を可能とする点からは、イエロー顔料として、C.I.pigment Yellow 3、同4、同5、同7、同17、同50、同51、同81、同98、同105、同180等を使用し、マゼンタ顔料として、C.I.Pigment Red 2、同3、同5、同16、同23、同31、同49、同57、同63、同122等を使用し、シアン顔料として、C.I.Pigment Blue 1、同2、同15:3、同16、同17等を使用することが好ましい。
顔料の粒子径としては、小さすぎると印字濃度、下地の隠蔽性、顔料分散安定性等が劣り、大きすぎるとインクジェットヘッドに目詰まりが生じ易くなり、インクの色の鮮やかさや顔料分散安定性等が劣るので、平均体積粒子径を５０〜２００ｎｍとすることが好ましい。
顔料の配合量は、インク中での良好な分散性の維持、色濃度の再現性等の点から０．５〜１５重量％とすることが好ましい。
水性エマルジョンは、顔料の分散剤、あるいは顔料を布帛に定着させるバインダーとして配合するもので、従来よりインクジェットインクに使用されている水性樹脂エマルジョンを使用することがきる。この樹脂エマルジョンを形成する樹脂としては、例えば、アクリル樹脂エマルジョン、スチレン／無水マレイン酸共重合体樹脂エマルジョン、ウレタン樹脂エマルジョン、酢酸ビニル樹脂エマルジョン、酢酸ビニル／アクリル共重合体樹脂エマルジョン、酢酸ビニル／エチレン共重合体樹脂エマルジョン等をあげることができる。
水性エマルジョンの性状には、特に制限はなく、アニオン性、カチオン性、ノニオン性等を使用することができる。また、マイクロエマルジョン、グロスエマルジョン、反応型エマルジョン、常温架橋型エマルジョン、２層構造エマルジョン等のいずれであってもよい。
水性エマルジョンの含有量は、インク中での樹脂エマルジョンの分散性、色濃度の再現補助能、他のインク成分との相互作用の緩和の点から、０．０１〜９０重量％、特に、０．１〜５０重量％とすることが好ましく、エマルジョンを構成する樹脂微粒子の平均体積粒径は、１０〜１００ｎｍ、特に１０〜５０ｎｍとすることが好ましい。
インクジェット用インクにおいて、低揮発性溶媒は、水に対して高沸点で揮発性の低い溶媒をいい、従来より、水に対して高沸点で揮発性の低いグリセリン等の低揮発性溶媒がインクジェットヘッドのノズルの乾燥を防止するために配合されているが、本発明においては、この低揮発性溶媒として、次の（ａ）成分と（ｂ）成分を必須成分として使用する。
（ａ）成分：ジエチレングリコール、
（ｂ）成分：プロピレングリコールモノブチルエーテル、
プロピレングリコールモノプロピルエーテル、
ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、
ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、及び
トリプロピレングリコールモノブチルエーテル
から選ばれる少なくとも１種
（ｂ）成分：プロピレングリコールモノブチルエーテル、
プロピレングリコールモノプロピルエーテル、
ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、
ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、及び
トリプロピレングリコールモノブチルエーテル
から選ばれる少なくとも１種
なお、（ｂ）成分のエーテル化合物としては、単独種を用いてもよく、複数種を用いてもよい。
これら（ａ）成分と（ｂ）成分の双方を配合することにより、インクの乾燥性を顕著に向上させ、滲みを防止することができ、また、インクジェットヘッドのノズルの目詰まりも防止することができる。
インク中の（ａ）成分と（ｂ）成分の含有量は、（ａ）成分を０．０１〜８０重量％、（ｂ）成分を０．０１〜３０重量％とすることが好ましい。これらの含有量が少なすぎると、本発明の効果を得られず、また、（ａ）成分が多すぎると増粘のため印字不良となるので好ましくなく、（ｂ）成分が多すぎると顔料の分散媒の親水性が低下し、顔料の分散性が低下するので好ましくない。
水性媒体としては、純水、イオン交換水、水溶性有機溶剤等を使用することができる。
ここで、水溶性有機溶剤は、上述の成分（ａ）及び成分（ｂ）の他に、必要に応じて使用するものであり、例えば、炭素数１〜４のアルキルアルコール類、ケトン又はケトアルコール類、エーテル類、ポリアルキレングリコール類、アルキレン基が２〜６個の炭素原子を含むアルキレングリコール類、グリセリン、多価アルコールの低級アルキルエーテル、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、トリエタノールアミン等をあげることができる。
この他、本発明のインクジェット用インクには、水溶性高分子等の分散剤、界面活性剤、ｐＨ調整剤、消泡剤、防腐剤等の添加剤を含有させることができる。
本発明のインクジェット用インクの製造方法としては、顔料を水性媒体に分散させる第１工程と、第１工程で得た分散液に水性エマルジョン、前述の（ａ）成分、及び（ｂ）成分を添加する第２工程とを設けることが好ましい。
第１工程では、顔料と水性媒体をボールミル、ビーズミル、サンドミル、アトライター、ロールミル、アジテーターミル、ヘンシェルミキサー、コロイドミル、超音波ホモジナイザー、パーミル、ジェットミル、オングミル、メカヒュージョン（ホソカワミクロン社）の粉砕機あるいは分散機を用いて分散させ、必要により遠心分離、濾過等で粗大粒子を除去して顔料の分散液を得ればよい。
第２工程では、第１工程で得た顔料の分散液に水性エマルジョン、前述の（ａ）成分及び（ｂ）成分を添加し、撹拌により均一に分散させ、必要により濾過を行い、インクを得る。
なお、添加剤は、必要に応じて第２工程で添加することが好ましい。
こうして得られたインクジェット用インクは、プリンターヘッドに圧電素子を用いたピエゾタイプのインクジェットプリンタで使用することができる。なお、インクジェットプリンタで被記録媒体に形成した印画物については、ヒートロールによる加熱処理、熱風の吹き付けによる加熱処理、蒸気加熱処理等の加熱処理を行うことにより、印画物を被記録媒体に定着させることが好ましい。
また、このインクでインクジェット記録することのできる被記録媒体としては、普通紙、専用紙等の紙類、織物、編み物、不織布等の布帛、木材、段ボール等をあげることができる。布帛の構成繊維についても特に制限はなく、綿、絹、麻、羊毛等の天然繊維、ポリアミド、ポリエステル、アクリル等の合成繊維、レーヨン、アセテート等の再生、半合成繊維、あるいはこれらの混紡繊維等をあげることができる。さらに、肌触り、吸水性、価格、入手容易性等の点から好ましい被記録媒体としては、綿１００％の白色Ｔシャツ生地をあげることができる。
実施例１〜５、比較例１
（１）インクの調製
表１の組成のインクを調製した。このインクの調製方法としては、まず、顔料とイオン交換水を分散機（サンドグラインダー、五十嵐機械社）で３０分以上撹拌分散し、これに水性エマルジョン、（ａ）成分のジエチレングリコール、（ｂ）成分（実施例１〜５）、あるいは水性エマルジョンとグリセリン（比較例１）を添加して５分間撹拌し、その分散液を３μｍメンブランフィルター又は５μｍの金属フィルターで加圧濾過した。
（１）インクの調製
表１の組成のインクを調製した。このインクの調製方法としては、まず、顔料とイオン交換水を分散機（サンドグラインダー、五十嵐機械社）で３０分以上撹拌分散し、これに水性エマルジョン、（ａ）成分のジエチレングリコール、（ｂ）成分（実施例１〜５）、あるいは水性エマルジョンとグリセリン（比較例１）を添加して５分間撹拌し、その分散液を３μｍメンブランフィルター又は５μｍの金属フィルターで加圧濾過した。
(*1)カーボンブラック：三菱化成工業社、ＭＡ１００
(*2)ｐＨを８〜１０に調整したアクリル樹脂エマルジョン
(*2)ｐＨを８〜１０に調整したアクリル樹脂エマルジョン
（２）評価
（１）で得たインクについて、(2-1)印画物の記録濃度、(2-2)滲み、(2-3)乾燥性、を次のように評価した。結果を表２に示す。
（１）で得たインクについて、(2-1)印画物の記録濃度、(2-2)滲み、(2-3)乾燥性、を次のように評価した。結果を表２に示す。
(2-1)記録濃度
（１）で得た各実施例及び比較例のインクを解像度６００ｄｐｉのピエゾ式インクジェットプリンタにセットし、１００％綿Ｔシャツ（Hanes社製 beefy-T）に黒ベタ画像を印画し、その記録濃度（ＯＤ値）を濃度計（マクベスＲＤ−９１４）で測定した。
（１）で得た各実施例及び比較例のインクを解像度６００ｄｐｉのピエゾ式インクジェットプリンタにセットし、１００％綿Ｔシャツ（Hanes社製 beefy-T）に黒ベタ画像を印画し、その記録濃度（ＯＤ値）を濃度計（マクベスＲＤ−９１４）で測定した。
(2-2)滲み
各実施例及び比較例のインクと水性インクジェット用イエローインクとを解像度６００ｄｐｉのピエゾ式インクジェットプリンタにセットし、１００％綿Ｔシャツ（Hanes社製 beefy-T）に、イエローのベタ印字中に各実施例及び比較例のインクで幅１ｍｍの直線を印字し、この直線の幅が所期の幅の１．２倍以下である場合を良好、１．２倍を超えた場合を不良と評価した。
各実施例及び比較例のインクと水性インクジェット用イエローインクとを解像度６００ｄｐｉのピエゾ式インクジェットプリンタにセットし、１００％綿Ｔシャツ（Hanes社製 beefy-T）に、イエローのベタ印字中に各実施例及び比較例のインクで幅１ｍｍの直線を印字し、この直線の幅が所期の幅の１．２倍以下である場合を良好、１．２倍を超えた場合を不良と評価した。
(2-3)乾燥性
各実施例及び比較例のインクを解像度６００ｄｐｉのピエゾ式インクジェットプリンタにセットし、１００％綿Ｔシャツ（Hanes社製 beefy-T）に、１行の印字に１秒を要するパターンを複数行印字し、印字直後に、最後に印字した行から最初に印字した行に向けて指で印字面を擦り、印字面が滲んだ行をカウントし、印字直後から滲みが生じなくなるまでに要する時間を求めた。
各実施例及び比較例のインクを解像度６００ｄｐｉのピエゾ式インクジェットプリンタにセットし、１００％綿Ｔシャツ（Hanes社製 beefy-T）に、１行の印字に１秒を要するパターンを複数行印字し、印字直後に、最後に印字した行から最初に印字した行に向けて指で印字面を擦り、印字面が滲んだ行をカウントし、印字直後から滲みが生じなくなるまでに要する時間を求めた。
表２の結果から、実施例１〜５のインクは、比較例１のインクに対して、いずれも記録濃度が高く、滲みがなく、乾燥性に優れていることがわかる。
本発明のインクは、布帛をはじめとする種々の被記録媒体にインクジェット記録を行うインクとして使用することができる。
Claims (4)
- 顔料、水性媒体、水性エマルジョン及び低揮発性溶媒を含有するインクジェット用インクであって、低揮発性溶媒として次の（ａ）成分及び（ｂ）成分を含有するインクジェット用インク。
（ａ）成分：ジエチレングリコール、
（ｂ）成分：プロピレングリコールモノブチルエーテル、
プロピレングリコールモノプロピルエーテル、
ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、
ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、及び
トリプロピレングリコールモノブチルエーテル
から選ばれる少なくとも１種 - （ａ）成分を０．０１〜８０重量％、及び（ｂ）成分を０．０１〜３０重量％含有する請求項１記載のインクジェット用インク。
- 顔料を水性媒体に分散させる第１工程、及び
第１工程で得た分散液に水性エマルジョンと低揮発性溶媒を添加する第２工程からなるインクジェット用インクの製造方法であって、低揮発性溶媒として次の（ａ）成分及び（ｂ）成分を使用するインクジェット用インクの製造方法。
（ａ）成分：ジエチレングリコール
（ｂ）成分：プロピレングリコールモノブチルエーテル、
プロピレングリコールモノプロピルエーテル、
ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、
ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、及び
トリプロピレングリコールモノブチルエーテル
から選ばれる少なくとも１種 - （ａ）成分を０．０１〜８０重量％、及び（ｂ）成分を０．０１〜３０重量％使用する請求項３記載のインクジェット用インクの製造方法。
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2004
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