JP2005220218A - インクジェットインク及びインクジェット記録方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 コピー紙等の普通紙記録において画像の輪郭の不規則なにじみ（フェザリング）、インクの紙裏側までへの深い染み込み（裏抜け）を起こしにくく、さらに、カールが抑制されたインクジェットインク及びインクジェット記録方法を提供する。
【解決手段】 液体中に、色材を含有し、界面活性剤の含有量が０〜１質量％未満、水の含有量が０〜４５質量％未満のインクジェットインクであって、普通紙についてブリストー測定を実施し、縦軸を液体転移量Ｌ（ｍｌ／ｍ²）、横軸を（γ・ｔ／η）^1/2として測定点をプロットした時に、グラフの傾きの値がペンタデカンを測定液としたときの傾きの値に対して０〜０．９倍未満であることを特徴とするインクジェットインク。
【選択図】 なし

Description

本発明は、インクジェット及びインクジェット記録方法に関する。

色材を含んだインク液滴を吐出オリフィスから飛翔させて記録を行うインクジェット記録方法が実用化されている。インクジェット記録に使用されるインクについては、普通紙（例えば、電子写真用紙等のＰＰＣ用紙、コンピューター等の連続用紙等の一般事務用に汎用される記録紙等）や、インクジェット専用の記録媒体（インクジェット専用紙）に対して良好に印字できることが求められる。

しかしながら、普通紙においては画像の輪郭の不規則なにじみ（フェザリング）が起こりやすく、印字品質を落としている。フェザリングを抑えるために、多価アルコール類（例えば、１，２−ヘキサンジオール等）、アルキルエーテル類（例えば、トリエチレングリコールモノブチルエーテル等）等の溶剤を添加し、インクの表面張力を低下させることが知られているが、多価アルコール類、アルキルエーテル類の添加による改良では、細線が太る（にじみ）という問題や、インクが普通紙の裏側にまで深く染み込み（裏抜け）、十分な画像濃度が得られないという問題が起こる。さらに、裏抜けが激しいと、普通紙の両面にインクジェットで記録をすることができないという問題が起こる。

これらの普通紙における画質の問題の改善のため、インク中に多糖類や、特殊な界面活性剤を添加する方法（例えば、特許文献１、２参照。）が報告されている。また、カチオン性物質を含む液体とアニオン性物質を含むインクを記録媒体上で反応させる方法（例えば、特許文献３参照。）や、ヒータを用いてインクの浸透を制御する方法（例えば、特許文献４参照。）、転写体に画像を形成して、その画像を記録媒体へと転写する方法（例えば、特許文献５参照。）が報告されている。しかしこれらは、保存耐久性に問題がある、装置が大掛かりになる等の問題がある。

また、インクジェット専用の記録媒体を用いる場合には、カールを抑制するため反対側にインク吸収層と同様の吸湿特性を持つバインダー層を設ける等の方法を採ることができるが、普通紙を記録媒体に用いる場合にはこのような方法を採ることができず、水の含量が多いインクでは、インク液滴の全てを普通紙で保持しなければならずカールが発生しやすい。

以上のごとく従来の技術では個々の性能を単独で満足させる手段は見出せても、これらの性能を同時に満足させ、一連の問題を解決するインクは得られていないのが現状である。
特開平６−２２８４７７号公報 特開平８−３３７７４９号公報 特開平８−２１６４９８号公報 特開平１１−１２９４６０号公報 特開平５−２５５６２３号公報

本発明の目的は、コピー紙等の普通紙記録において画像の輪郭の不規則なにじみ（フェザリング）、インクの紙裏側までへの深い染み込み（裏抜け）を起こしにくく、さらに、カールが抑制されたインクジェットインク及びインクジェット記録方法を提供することである。

本発明の上記目的は、以下の構成により達成することができる。

（請求項１）
液体中に、色材を含有し、界面活性剤の含有量が０〜１質量％未満、水の含有量が０〜４５質量％未満のインクジェットインクであって、普通紙についてブリストー測定を実施し、縦軸を液体転移量Ｌ（ｍｌ／ｍ²）、横軸を（γ・ｔ／η）^1/2として測定点をプロットした時に、グラフの傾きの値がペンタデカンを測定液としたときの傾きの値に対して０〜０．９倍未満であることを特徴とするインクジェットインク。
ただし、γはインクジェットインクの表面張力（ｍＮ／ｍ）、ｔは接触時間（ｍｓｅｃ）、ηは粘度（ｍＰａ・ｓｅｃ）を表す。

（請求項２）
前記グラフの傾きの値が、ペンタデカンを測定液としたときの傾きの値に対して０〜０．８５倍未満であることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットインク。

（請求項３）
前記グラフの傾きの値が、ペンタデカンを測定液としたときの傾きの値に対して０〜０．６倍以上であることを特徴とする請求項１または２に記載のインクジェットインク。

（請求項４）
界面活性剤の含有量が０〜０．１質量％未満であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のインクジェットインク。

（請求項５）
下記式（１）により定義されるＳの値が２５以上５５未満である溶媒の含有量の合計が１０質量％未満であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のインクジェットインク。

式（１） Ｓ＝Ｈ／Ｍ×１０００
ただし、Ｈは溶媒一分子当たりの水酸基とアミノ基の総数、Ｍは溶媒の分子量を表す。

（請求項６）
前記溶媒の含有量の合計が０〜５質量％未満であることを特徴とする請求項５に記載のインクジェットインク。

（請求項７）
表面張力が２５〜３５ｍＮ／ｍであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のインクジェットインク。

（請求項８）
前記色材が顔料であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のインクジェットインク。

（請求項９）
請求項１〜８のいずれか１項に記載のインクジェットインクをインクジェットヘッドより吐出し、普通紙に印字することを特徴とするインクジェット記録方法。

（請求項１０）
請求項１〜８のいずれか１項に記載のインクジェットインクをインクジェットヘッドより吐出し、副走査方向に５ｍ／分以上の記録速度で印字することを特徴とするインクジェット記録方法。

（請求項１１）
請求項１〜８のいずれか１項に記載のインクジェットインクをインクジェットヘッドより吐出し、記録媒体の両面に印字することを特徴とするインクジェット記録方法。

本発明により、コピー紙等の普通紙記録において画像の輪郭の不規則なにじみ（フェザリング）、インクの紙裏側までへの深い染み込み（裏抜け）を起こしにくく、さらに、カールが抑制されたインクジェットインク及びインクジェット記録方法を提供することができる。

本発明者は鋭意研究の結果、色材を含有し、界面活性剤の含有量が１質量％未満で、水の含有量が４５質量％未満のインクジェットインクであって、普通紙についてブリストー測定を実施し、縦軸を液体転移量Ｌ（ｍｌ／ｍ²）、横軸を（γ・ｔ／η）^1/2として測定点をプロットした時に、グラフの傾きの値がペンタデカンを測定液としたときの傾きの値に対して０．９倍未満であることを特徴とするインクジェットインクにより、コピー紙等の普通紙において画像の輪郭の不規則なにじみ（フェザリング）、インクの紙裏側までへの深い染み込み（裏抜け）を起しにくく、さらに、カールが抑制されたインクジェットインク及びインクジェット記録方法が得られることを見出した。

ブリストーとは「Ｊａｐａｎ ＴＡＰＰＩ Ｎｏ．５１−８７」（紙パルプ技術協会、紙パルプ試験方法Ｎｏ．５１−８７、ブリストー法）に示される測定法である。測定に使用する普通紙として、本発明においてはコニカファーストクラス（コニカミノルタビジネステクノロジーズ（株）社製）を採用した。

以下本発明を詳細に説明する。

普通紙記録においてフェザリング、裏抜けとカールはトレードオフの関係にあり、これまでこれらの特性を同時に満足するインクジェットインク（以下、インクともいう）はなかった。水の含有量が多い水系インクはフェザリング、裏抜け抑制は良好であるが、カールが生じやすい。水を含有しない油系インクではカールは生じないが、フェザリング、裏抜けが生じやすい。

フェザリング、裏抜けはインクの浸透性と密接に関連していると考えられる。一般に、紙への液体の浸透挙動は下記Ｌｕｃａｓ−Ｗａｓｈｂｕｒｎ式に従うことが知られている。

Ｌ＝｛（ｒ・γ・ｃｏｓθ）／（２η）・ｔ｝^1/2
ただし、Ｌは浸透距離、ｔは時間、ｒは普通紙の毛細管径、γは液体の表面張力、θは接触角、ηは粘度を表す。

Ｌｕｃａｓ−Ｗａｓｈｂｕｒｎ式によれば、浸透速度は表面張力の平方根に比例し、粘度の平方根に反比例する。しかし、これらの物性によって浸透挙動を調節した場合、インクジェットヘッドによる吐出が不安定になったり、吐出そのものが困難になることがあった。発明者らは、Ｌｕｃａｓ−Ｗａｓｈｂｕｒｎ式のｃｏｓθに着目し、ｃｏｓθに比例した値となる、前記ペンタデカンの傾きを基準としたインクの傾き（相対値）が０．９未満、より好ましくは０．８５未満であるインクは、粘度、表面張力の調整に頼ることなく、良好なフェザリング、裏抜け抑制性を示すことを見出した。

直線の傾きを０．９未満にするには、表面エネルギーの水素結合成分γｈの大きい溶媒の添加が有効である。γｈは拡張Ｆｏｗｋｅｓ式により表面張力を分散成分、極性成分、水素結合成分の三つに分解したうちの一成分であるが、γｈが大きい溶媒を含有することによって紙との相互作用が強くなり、濡れ性が抑えられるものと推定している。γｈが大きい溶媒としては、水が挙げられる。また、界面活性剤の量も直線の傾きに関係し、過剰な使用は紙への濡れを促進することになり好ましくない。

さらに、普通紙記録においてはカールが生じないことも、もう一つの重要な要素である。発明者らは、インクにおける水、界面活性剤の含有量と印字後のカールに相関があることを見出し、界面活性剤の含有量を０〜１質量％未満、水の含有量を０〜４５質量％未満とすることによって、カールを防止するに至った。界面活性剤の含有量は０〜０．１質量％未満であることがより好ましい。

また、下記の式（１）により定義されるＳの値が２５以上５５未満である溶媒量もカールと相関があり、その含有量の合計が０〜１０質量％未満であることが好ましく、さらに０〜５質量％未満であることがより好ましい。

式（１） Ｓ＝Ｈ／Ｍ×１０００
ただし、Ｈは溶媒一分子当たりの水酸基とアミノ基の総数、Ｍは溶媒の分子量を表す。

また、本発明のインクは浸透性、乾燥性が共に優れていることも特徴の一つである。近年、記録媒体と同じ幅を持つ所謂ラインヘッドが開発されており、従来のシャトル型ヘッドに比較して高速に印字することが可能となった。このような記録装置では、排紙した印刷物を重ねたときに前の印字部分が裏面に転写してしまう（裏移り）ことが問題となりやすく、インクにも早い浸透性、速乾性が求められる。本発明のインクは、記録媒体上にインクが残る時間が短く、前述のような記録速度が高速な印刷方法において特に高い適性を示す。

また、記録媒体の両面に印刷を行う場合にも、本発明のインクは有効である。両面印刷では、片面に印字した後に記録媒体を裏返し、印字面を下にして搬送することが多いが、本発明のインクは前記特性を有しているため、搬送不良が生じたり搬送ベルトがインクで汚染されることがない。浸透性、乾燥性が要求されるこれらの印刷方法においては、前述のブリストー法により求められる傾きがペンタデカンの傾きの０．６倍以上であるインクを使うことがより好ましい。

インクの溶剤に求められる機能としては、色材の安定性を高めること（染料溶解性、顔料分散性）、インクジェットで吐出するための粘度調整、吐出時の安定性を確保するための吸・保湿性等、さまざまな項目が挙げられる。そのため、インクには、数種の、さまざまな特性を持つ溶媒を組み合わせて使うのが一般的である。また、インクには溶媒だけではなく、界面活性剤、防腐剤、ｐＨ調整剤等を添加するのが一般的である。

これらさまざまな溶媒や添加剤、また、色材は、それぞれの添加量に応じ、インク全体のｃｏｓθを変化させる。従って、インク組成全体を加味した上で、蒸発速度が速い溶媒を、適量含有させ、ｃｏｓθの平方根が希望の値となるように調整しなければならない。

γ（ｍＮ／ｍ）の測定方法としては、例えば、自動表面張力計（協和界面科学社製ＣＶＢＰ−Ｚモデル）を用い白金板を用いて測定することができる。

本発明において水溶性有機溶剤としては、アルコール類（例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ペンタノール、ヘキサノール、シクロヘキサノール、ベンジルアルコール等）、多価アルコール類（例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、ブチレングリコール、ヘキサンジオール、ペンタンジオール、グリセリン、ヘキサントリオール、チオジグリコール等）、多価アルコールエーテル類（例えば、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、トリプロピレングリコールジメチルエーテル等）、アミン類（例えば、エタノールアミン、Ｎ−エチルジエタノールアミン、モルホリン、Ｎ−エチルモルホリン、エチレンジアミン、ジエチレンジアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ポリエチレンイミン、ペンタメチルジエチレントリアミン、テトラメチルプロピレンアジアミン等）、アミド類（例えば、ホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド等）、複素環類（例えば、２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−シクロへキシル−２−ピロリドン、２−オキサゾリドン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジン等）、スルホキシド類（例えば、ジメチルスルホキシド等）、スルホン類（例えば、スルホラン等）が挙げられる。

本発明における色材の例としては、水溶性染料、顔料が挙げられる。水溶性染料の例としては、例えば、アゾ染料、アゾメチン染料、キサンテン染料、キノン染料等を挙げることができる。水溶性染料の具体的化合物としては、例えば、特開２００２−３３８８５６号明細書段落番号００５３に例示した化合物等を挙げることができる。これらは、「染色ノート第２１版」（出版；色染社）等に記載されている。

また、本発明に使用できる顔料としては、従来公知の有機及び無機顔料が使用できる。例えばアゾレーキ、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、キレートアゾ顔料等のアゾ顔料や、フタロシアニン顔料、ペリレン及びペリレン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサンジン顔料、チオインジゴ顔料、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や、塩基性染料型レーキ、酸性染料型レーキ等の染料レーキや、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラック、昼光蛍光顔料等の有機顔料、カーボンブラック等の無機顔料が挙げられる。

本発明のインクは、色材の含有量を０．１〜２０質量％の範囲で選択することができ、インクジェット画像で写真画像を形成するには、色材の含有量を各々変化させた、いわゆる濃淡インクを調製して用いるのが好ましい。また、必要に応じて、赤、緑、青等の特色インクを用いることも色再現上好ましい。

粘度の測定方法としは、ビスコメイトＶＭ−１Ｇ（山一電機（株）製）を用い、２５℃における値を測定し、値を測定したインクの密度で割り、さらに２５℃における水の粘度を０．８９ｍＰａ・ｓとなるように補正した。

インクジェット記録方法としては、少なくともイエローのインク、マゼンタのインク、シアンのインク、ブラックのインクを有するインクセットを用い、いわゆるカラーのインクジェットプリントに用いることができる。

複数のインクを用いるインクジェット記録方法においては、テキスト等の微細な図形を描く機会が多い黒インクに本発明のインクを用いることが好ましい。

さらに、用いる複数のインク全てに本発明のインクを用いると、裏抜け、フェザリングのみではなく、隣接する異なる色間での混ざり（ブリーディング）も抑制できるため好ましい。

本発明に用いられる記録媒体としては、安価であることによりコピー紙等事務用紙に代表される普通紙が好ましい。また、高画質な画像を得るためには支持体の上に記録液受容層が塗布された記録媒体を用いてもよい。

普通紙とは、非塗工用紙、特殊印刷用紙及び情報用紙の一部に属す、８０〜２００μｍの非コート紙が望ましい。本発明で用いられる普通紙としては、例えば、上級印刷紙、中級印刷紙、下級印刷紙、薄様印刷紙、微塗工印刷用紙、色上質紙等特殊印刷用紙、フォーム用紙、ＰＰＣ用紙、その他情報用紙等があり、具体的には下記する用紙及びこれらを用いた各種の変性／加工用紙があるが、本発明は特にこれらに限定されるものではない。上質紙及び色上質紙、再生紙、複写用紙・色もの、ＯＣＲ用紙、ノーカーボン紙・色もの、ユポ６０、８０、１１０ミクロン、ユポコート７０、９０ミクロン等の合成紙、その他片面アート紙６８ｋｇ、コート紙９０ｋｇ、フォームマット紙７０、９０、１１０ｋｇ、発泡ＰＥＴ３８ミクロン、みつおりくん（以上、小林記録紙）、ＯＫ上質紙、ニューＯＫ上質紙、サンフラワー、フェニックス、ＯＫロイヤルホワイト、輸出上質紙（ＮＰＰ、ＮＣＰ、ＮＷＰ、ロイヤルホワイト）ＯＫ書籍用紙、ＯＫクリーム書籍用紙、クリーム上質紙、ＯＫ地図用紙、ＯＫいしかり、きゅうれい、ＯＫフォーム、ＯＫＨ、ＮＩＰ−Ｎ（以上、新王子製紙）、金王、東光、輸出上質紙、特需上質紙、書籍用紙、書籍用紙Ｌ、淡クリーム書籍用紙、小理教科書用紙、連続伝票用紙、上質ＮＩＰ用紙、銀環、金陽、金陽（Ｗ）、ブリッジ、キャピタル、銀環書籍、ハープ、ハープクリーム、ＳＫカラー、証券用紙、オペラクリーム、オペラ、ＫＹＰカルテ、シルビアＨＮ、エクセレントフォーム、ＮＰＩフォームＤＸ（以上、日本製紙）、パール、金菱、ウスクリーム上質紙、特製書籍用紙、スーパー書籍用紙、書籍用紙、ダイヤフォーム、インクジェットフォーム（以上、三菱製紙）、金毯Ｖ、金毯ＳＷ、白象、高級出版用紙、クリーム金毯、クリーム白象、証券・金券用紙、書籍用紙、地図用紙、複写用紙、ＨＮＦ（以上、北越製紙）しおらい、電話帳表紙、書籍用紙、クリームしおらい、クリームしおらい中ラフ、クリームしおらい大ラフ、ＤＳＫ（以上、大昭和製紙）、せんだいＭＰ上質紙、錦江、雷鳥上質、掛紙、色紙原紙、辞典用紙、クリーム書籍、白色書籍、クリーム上質紙、地図用紙、連続伝票用紙（以上、中越パルプ）、ＯＰ金桜（チューエツ）、金砂、参考書用紙、交換証用紙（白）、フォーム印刷用紙、ＫＲＦ、白フォーム、カラーフォーム、（Ｋ）ＮＩＰ、ファインＰＰＣ、紀州インクジェット用紙（以上紀州製紙製）、たいおう、ブライトフォーム、カント、カントホワイト、ダンテ、ＣＭ用紙、ダンテコミック、ハイネ、文庫本用紙、ハイネＳ、ニューＡＤ用紙、ユトリロエクセル、エクセルスーパーＡ、カントエクセル、エクセルスーパーＢ、ダンテエクセル、ハイネエクセル、エクセルスーパーＣ、エクセルスーパーＤ、ＡＤエクセル、エクセルスーパーＥ、ニューブライトフォーム、ニューブライトＮＩＰ（以上大王製紙製）、日輪、月輪、雲嶺、銀河、白雲、ワイス、月輪エース、白雲エース、雲岑エース（以上日本紙業製）、たいおう、ブライトフォーム、ブライトニップ（以上名古屋パルプ）、牡丹Ａ、金鳩、特牡丹、白牡丹Ａ、白牡丹Ｃ、銀鳩、スーパー白牡丹Ａ、淡クリーム白牡丹、特中質紙、白鳩、スーパー中質紙、青鳩、赤鳩、金鳩Ｍスノービジョン、スノービジョン、金鳩スノービジョン、白鳩Ｍ、スーパーＤＸ、はまなすＯ、赤鳩Ｍ、ＨＫスーパー印刷紙（以上本州製紙製）、スターリンデン（Ａ・ＡＷ）、スターエルム、スターメイプル、スターローレル、スターポプラ、ＭＯＰ、スターチェリーＩ、チェリーＩスーパー、チェリーIIスーパー、スターチェリーIII、スターチェリーIV、チェリーIIIスーパー、チェリーIVスーパー（以上丸住製紙製）、ＳＨＦ（以上東洋パルプ製）、ＴＲＰ（以上東海パルプ製）。

記録媒体としては、例えば、上質紙及び色上質紙、インクジェット普通紙及び専用紙、再生紙及び伝票用紙等が挙げられる。通常、普通紙として広範に使用される膜厚８０〜２００μｍの用紙が本発明の目的に特に好ましい。本発明の対象とする記録媒体としては、非コート紙が望ましく、例えば用紙の元素成分の比率で言えば、炭素元素１００に対して、アルミニウム、けい素元素数が各々１５０、２００以下であることが望ましい。

本発明に用いる普通紙としては、特にブリストー法における接触時間５ｍｓの液体転移量が９ｍｌ／ｍ²未満であることがフェザリングの抑制において好ましい。接触時間が５ｍｓである場合、液体転移量は紙の表面粗さに依存する傾向があり、液体転移量が９ｍｌ／ｍ²未満の普通紙は表面にセルロース繊維が完全に露出しているわけではなく、表面サイズ処理等、なんらかの表面平滑化処理が行われているため、繊維に沿ってインクが浸透するというフェザリングが目立ちにくいことによると思われる。

本発明のインクジェット記録方法としては、液滴体積が０．１〜１０．０ｐｌ未満であることが好ましい。この範囲の液滴体積であると、インク液滴体積に対する表面積が大きく、インク中の水溶性有機溶媒の蒸発が促進されるため、裏抜けが起こりにくい。液滴体積が０．１ｐｌ以上である場合、飛翔時の安定性が向上し、１０．０ｐｌ以下である場合、裏抜け防止の効果が向上するとともに、印字画質の粒状性が良好になる。

本発明のインクは特に両面印刷を行うインクジェット記録方法に好適に用いられる。特に、表面を全て印刷し終えてから裏面を印刷し始めるまでの間の時間が５秒以内であるインクジェット記録方法に使用することが好ましい。このように両面をすばやく印刷するインクジェット記録方法においては、裏面を印刷し始めるまでの間に表面が十分に乾燥している必要がある。表面が乾燥しきる前に裏面を印刷すると、紙の正確な搬送が難しいだけではなく、湿潤状態である紙が破れることもある。さらに、プリンタ内部が乾いていないインクにより汚れ、印刷画像に汚れが移ることがある。本発明のインクを用いると、乾燥が非常に速いため、これらの問題が生じない。

「表面を全て印刷し終えてから裏面を印刷し始めるまでの間の時間」とは、先に印刷される紙面上に最後に打たれるインク適が着弾してから、もう一方の紙面に最初に打たれるインク適が着弾するまでの時間をいう。

本発明のインクは浸透性、乾燥性を調整するため表面張力が２５〜３５ｍＮ／ｍであることが好ましい。表面張力をこの範囲にするには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、例えば、アニオン系、カチオン系、両性、ノニオン系のものが使用され、代表的には、アニオン系の界面活性剤としては、脂肪酸塩、アルキル硫酸塩、アルキル硫酸エステル、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、ジアルキルスルホコハク酸塩、アルキルリン酸エステル塩、アルキルナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物、ポリオキシエチレンアルキル硫酸エステル塩等、カチオン系の界面活性剤としては、アミン塩、テトラアルキル４級アンモニウム塩、トリアルキル４級アンモニウム塩、アルキルピリジニウム塩、アルキルキノリニウム塩等、ノニオン系の界面活性剤としては、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アルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリプロピレングリコールのエチレンオキサイド付加物、アセチレングリコール、アセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物等が挙げられる。

これら界面活性剤の添加量は染料の種類、インク中に含まれる水溶性有機溶剤、その他添加剤の種類、量により決まるが、インク全質量に対して１質量％未満とすることが必要である。

さらに、本発明のインクには、吐出安定性、プリントヘッドやインクカートリッジへの適合性、保存安定性、その他諸特性向上を目的として、それぞれの目的に適合する、分散剤、粘度調整剤、比抵抗調整剤、皮膜形成剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、防腐剤、防かび剤、防錆剤、ｐＨ調整剤、染料溶解助剤、消泡剤、金属キレート剤等を添加することもできる。

分散剤としては、アクリル酸エステル共重合体、スチレン・アクリル酸エステル共重合体、ブチラール樹脂、酢酸ビニル共重合体、水酸基含有カルボン酸エステル、長鎖ポリアミノアマイドと高分子量酸エステルの塩、高分子量ポリカルボン酸の塩、長鎖ポリアミノアマイドと極性酸エステルの塩、高分子量不飽和酸エステル、高分子共重合物、変性ポリウレタン、変性ポリアクリレート、ポリエーテルエステル型アニオン系活性剤、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物塩、芳香族スルホン酸ホルマリン縮合物塩、ポリオキシエチレンアルキルリン酸エステル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ステアリルアミンアセテート、顔料誘導体等を挙げることができる。

分散剤の具体例としては、積水化学社製ＢＬ−１（ブチラール樹脂）、ＢＬ−２（ブチラール樹脂）、ＢＬ−Ｓ（ブチラール樹脂）、ＢＭ−１（ブチラール樹脂）、三洋化成社製ＰＥＧ６０００Ｓ（ポリエチレングリコール）、荒川化学工業社製ライムレジンＮｏ．１（ロジン樹脂）、ＢＹＫ Ｃｈｅｍｉｅ社製「Ａｎｔｉ−Ｔｅｒｒａ−Ｕ（ポリアミノアマイド燐酸塩）」、「Ａｎｔｉ−Ｔｅｒｒａ−２０３／２０４（高分子量ポリカルボン酸塩）」、「Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１０１（ポリアミノアマイド燐酸塩と酸エステル）、１０７（水酸基含有カルボン酸エステル）、１１０（酸基を含む共重合物）、１３０（ポリアマイド）、１６１、１６２、１６３、１６４、１６５、１６６、１７０（高分子共重合物）」、「４００」、「Ｂｙｋｕｍｅｎ」（高分子量不飽和酸エステル）、「ＢＹＫ−Ｐ１０４、Ｐ１０５（高分子量不飽和酸ポリカルボン酸）」、「Ｐ１０４Ｓ、２４０Ｓ（高分子量不飽和酸ポリカルボン酸とシリコン系）」、「Ｌａｃｔｉｍｏｎ（長鎖アミンと不飽和酸ポリカルボン酸とシリコン）」が挙げられる。

また、Ｅｆｋａ ＣＨＥＭＩＣＡＬＳ社製「エフカ４４、４６、４７、４８、４９、５４、６３、６４、６５、６６、７１、７０１、７６４、７６６」、「エフカポリマー１００（変性ポリアクリレート）、１５０（脂肪族系変性ポリマー）、４００、４０１、４０２、４０３、４５０、４５１、４５２、４５３（変性ポリアクリレート）、７４５（銅フタロシアニン系）」、共栄化学社製「フローレンＴＧ−７１０（ウレタンオリゴマー）」、「フローノンＳＨ−２９０、ＳＰ−１０００」、「ポリフローＮｏ．５０Ｅ、Ｎｏ．３００（アクリル系共重合物）」、楠本化成社製「ディスパロンＫＳ−８６０、８７３ＳＮ、８７４（高分子分散剤）、＃２１５０（脂肪族多価カルボン酸）、＃７００４（ポリエーテルエステル型）」が挙げられる。

更に、花王社製「デモールＲＮ、Ｎ（ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物ナトリウム塩）、ＭＳ、Ｃ、ＳＮ−Ｂ（芳香族スルホン酸ホルマリン縮合物ナトリウム塩）、ＥＰ」、「ホモゲノールＬ−１８（ポリカルボン酸型高分子）」、「エマルゲン９２０、９３０、９３１、９３５、９５０、９８５（ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル）」、「アセタミン２４（ココナッツアミンアセテート）、８６（ステアリルアミンアセテート）」、ゼネカ社製「ソルスパーズ５０００（フタロシアニンアンモニウム塩系）、１３２４０、１３９４０（ポリエステルアミン系）、１７０００（脂肪酸アミン系）、２４０００、３２０００」、日光ケミカル社製「ニッコールＴ１０６（ポリオキシエチレンソルビタンモノオレート）、ＭＹＳ−ＩＥＸ（ポリオキシエチレンモノステアレート）、Ｈｅｘａｇｌｉｎｅ４−０（ヘキサグリセリルテトラオレート）」等が挙げられる。顔料分散剤は、インク中に０．１〜１０質量％の範囲で含有させることが好ましい。

防腐剤、防かび剤の好ましい具体例としては、例えば、安息香酸ナトリウム、ペンタクロロフェノールナトリウム、２−ピリジンチオール−１−オキサイドナトリウム、ソルビン酸ナトリウム、デヒドロ酢酸ナトリウム、１，２−ベンズイソチアゾリジン−３−オン（アビシア社のプロキセルＣＲＬ、プロキセルＢＤ、プロキセルＧＸＬ、プロキセルＴＮ、プロキセルＸＬ−２等）、４−クロロ−３−メチルフェノール（バイエル社のプリベントールＣＭＫ等）が挙げられる。

ｐＨ調整剤の例としては、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、プロパノールアミン、モルホリン等のアミン類及びそれらの変性物、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム等の無機塩類、水酸化アンモニウム、４級アンモニウム水酸化物（テトラメチルアンモニウム等）、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸リチウム等の炭酸塩類その他リン酸塩等が挙げられる。

染料溶解助剤の例としては、尿素、チオ尿素、テトラメチル尿素等の尿素類が挙げられる。

本発明のインクジェット記録は、電気−機械変換方式によりインクを吐出することで記録を行うオンデマンド方式のインクジェット記録方法をとることができる。電気−機械変換方式には、例えば圧電素子を用いた電気−機械変換方式が挙げられる。圧電素子としては例えば、ピエゾ素子が挙げられる。

また、本発明のインクジェット記録は、電気−熱変換方式によりインクを吐出することで記録を行うオンデマンド方式のインクジェット記録方法をとることもできる。電気−熱変換方式には、例えば、発熱素子を用いた電気−熱変換方式が挙げられる。

以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されない。なお、特に断りない限り、実施例中の「％」は「質量％」を表す。

〔インクの作製〕
（インク１の作製）
下記色材、分散剤、溶媒及び水を混合し、ペイントシェーカーを用いて２時間分散を行った。次に、濾過、中空糸膜を使用した膜脱気処理を行いインク１を作製した。

カーボンブラック ３．３％
分散剤（メタクリル酸・メチルメタクリル酸・メタクリル酸２−エチルヘキシル・アクリル酸ヒドロキシエチル重合体、分子量１２０００） １．７％
ＴＥＧＭＥ ５３％
イオン交換水 ４２％
（インク２〜１８の作製）
表１に記載の組成を有するインク２〜１８をインク１と同様にして作製した。ただし、インク３、４、１６〜１８については、色材、分散剤、溶媒及び水を混合し、ペイントシェーカーを用いて２時間分散を行った後、界面活性剤を添加してよく混合した。次に、濾過、中空糸膜を使用した膜脱気処理を行った。

用いた成分の略号は以下の通りである。

Ｅ１０１０：オルフィンＥ１０１０（日信化学社製、ノニオン界面活性剤）
ＥＧＢＥ ：エチレングリコールモノブチルエーテル
ＤＥＧＢＥ：ジエチレングリコールモノブチルエーテル
ＤＰＧＭＥ：ジプロピレングリコールモノメチルエーテル
ＤＥＧＥＥ：ジエチレングリコールモノエチルエーテル
ＴＥＧＭＥ：トリエチレングリコールモノメチルエーテル
ＴＰＧＭＥ：トリプロピレングリコールモノメチルエーテル
ＥＧ ：エチレングリコール
ＰＧ ：プロピレングリコール
Ｇｌｙ ：グリセリン
ＤＰＧ ：ジプロピレングリコール
ＴＥＧ ：トリエチレングリコール
ＭＰ ：２−メチル−１−プロパノール
ＨＤ１２ ：１，２−ヘキサンジオール
ＭＢＤ ：３−メチル−１，３−ブタンジオール
ＭＰＤ ：２−メチル−２，４−ペンタンジオール
Ｐｙ ：２−ピロリドン
ＨＤ ：ヘプタデカン

〔インク物性の測定〕
得られたインク及びペンタデカンについて、下記方法で表面張力γ（ｍＮ／ｍ）、粘度η（ｍＰａ・ｓ）及び転移量（ｍｌ／ｍ²）を測定した。

（表面張力γ）
自動表面張力計（協和界面科学社製ＣＶＢＰ−Ｚモデル）と白金板を用いて２５℃における値を測定した。

（粘度η）
ビスコメイトＶＭ−１Ｇ（山一電機（株）製）を用い、２５℃における値を測定し、その値を測定したインクまたはペンタデカンの密度で割り、さらに２５℃における水の粘度を０．８９ｍＰａ・ｓとなるように補正した。

（転移量）
普通紙であるコニカファーストクラス（コニカミノルタオプト（株）社製）について、ブリストー法により接触時間ｔ（ｍｓｅｃ）を変えながらインクの転移量（ｍｌ／ｍ²）を求めた。

縦軸を転移量、横軸を（γ・ｔ／η）^1/2として測定点をプロットした。そのグラフの傾きをペンタデカンを測定液としたときの傾きの値に対する相対値に換算した。

測定したインクの傾き及び表面張力を、水の含有量（質量％）、界面活性剤の含有量（質量％）及び式（１）のＳが２５以上５５未満の溶媒の量（質量％）と合わせて表２に示す。

〔インクの評価〕
得られたインクについて、下記方法で画像記録を行い、得られた画像記録試料について下記方法でフェザリング、裏抜け、カール、裏移り及び両面印字適性を評価した。評価の結果を表２に示す。

（画像記録試料の作製）
ノズル直径２３μｍ、１色当りのノズル数１２８、同色ノズル密度９０ｄｐｉのピエゾ型ヘッドを搭載し、記録密度１４４０ｄｐｉ×１４４０ｄｐｉ、１滴当たりの液滴体積が６ｐｌとなるように設定したオンデマンド型インクジェットプリンタ（電気−機械変換方式）に、インク及び記録媒体として普通紙であるコニカコピーペーパーＮＲ−Ａ１００（コニカミノルタビジネステクノロジーズ（株）社製）をセットして、１０ｃｍ×１０ｃｍのべた画像を印字した。印字速度は低速（３ｍ／分）及び高速（５ｍ／分）で行った。なおｄｐｉとは２．５４ｃｍ当たりのドット数を表す。

（フェザリング）
べた画像の印字部と非印字部の境界のひげ状の輪郭の乱れを、輪郭が激しく乱れているものをＥ、輪郭がシャープで乱れが全くないものをＡとして目視により５段階で評価した。

（裏抜け）
得られた各画像記録試料の表側（インクを吐出した側）及び裏側を比べ、紙の裏側がインクを印刷していない部分と同じ場合をＡ、紙の裏側にインクが到達し印刷部の表裏の差がないものをＥとして５段階評価を行った。

（カール）
各画像記録試料をＡ４サイズに断裁した後、２３℃、２０％ＲＨの雰囲気下で１日保存し、４隅の持ち上がりの高さの平均値を求め、それをカールの尺度とした。カールの少ないものから大きい順にＡ〜Ｅの５段階評価を行った。

（裏移り）
上記ベタ印字画像を、連続的に２００枚印字し、排紙トレー上に重ねて排出された印字後の試料について、重なった試料の白地の裏面に、ベタ印字部からのインクの転写があるか否かを目視観察して判定した。

Ａ：重なった他の試料裏面へのインクの転写が全く認められなかった
Ｂ：ややインク転写が認められた
Ｃ：弱いインク転写が認められた
Ｄ：明らかにインク転写が認められた
Ｅ：かなり激しいインク転写が認められた
各画像記録試料を積層して４０℃、８０％ＲＨの雰囲気下で２日間保存処理後に積層した画像記録試料を剥離した際に、印字面に背面のくっつき痕が全く認められない場合をＡ、ほぼ全面に渡りくっつき痕が発生し実用に耐えないものをＥとして５段階評価を行った。

（両面印字適性）
ノズル直径２３μｍ、１色当りのノズル数１２８、同色ノズル密度９０ｄｐｉのピエゾ型ヘッドを搭載し、記録密度１４４０ｄｐｉ×１４４０ｄｐｉ、１滴当たりの液滴体積が６ｐｌとなるように設定したオンデマンド型インクジェットプリンタ（電気−機械変換方式）に、インク及び記録媒体として普通紙であるコニカコピーペーパーＮＲ−Ａ１００（コニカミノルタビジネステクノロジーズ（株）社製）をセットして、１０ｃｍ×１０ｃｍのべた画像を印字した。なおｄｐｉとは２．５４ｃｍ当たりのドット数を表す。

べた画像印字後、画像を印字した紙を素早く取り出し、画像を印字していない面が表側になるようにセットして両面印刷を行った。表面を全て印刷し終えてから裏面を印刷し始めるまでの間の時間は３〜４秒だった。

続いて、両面印刷を終えたプリンタをそのまま用い、インクは吐出せず、上記普通紙をプリンタ内に通過させ、普通紙に転写されるインクの量で、プリンタ内の汚れを評価した。全く転写せず、プリンタ内部は汚れていないものをＡ、インクが転写し、プリンタ内部が非常に汚れているものをＥとして５段階評価を行った。

表２から明らかなように、本発明のインクを用いたインクジェット記録方法は、高速印字、低速印字のいずれにおいても、フェザリング、裏抜け、カール、裏移りに優れ、印刷後の乾燥性が高いためプリンタ内部が汚れず、高速の両面印刷に適していることが分かる。

Claims (11)

1. 液体中に、色材を含有し、界面活性剤の含有量が０〜１質量％未満、水の含有量が０〜４５質量％未満のインクジェットインクであって、普通紙についてブリストー測定を実施し、縦軸を液体転移量Ｌ（ｍｌ／ｍ²）、横軸を（γ・ｔ／η）^1/2として測定点をプロットした時に、グラフの傾きの値がペンタデカンを測定液としたときの傾きの値に対して０〜０．９倍未満であることを特徴とするインクジェットインク。
   ただし、γはインクジェットインクの表面張力（ｍＮ／ｍ）、ｔは接触時間（ｍｓｅｃ）、ηは粘度（ｍＰａ・ｓｅｃ）を表す。
2. 前記グラフの傾きの値が、ペンタデカンを測定液としたときの傾きの値に対して０〜０．８５倍未満であることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットインク。
3. 前記グラフの傾きの値が、ペンタデカンを測定液としたときの傾きの値に対して０〜０．６倍以上であることを特徴とする請求項１または２に記載のインクジェットインク。
4. 界面活性剤の含有量が０〜０．１質量％未満であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のインクジェットインク。
5. 下記式（１）により定義されるＳの値が２５以上５５未満である溶媒の含有量の合計が１０質量％未満であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のインクジェットインク。
   式（１） Ｓ＝Ｈ／Ｍ×１０００
   ただし、Ｈは溶媒一分子当たりの水酸基とアミノ基の総数、Ｍは溶媒の分子量を表す。
6. 前記溶媒の含有量の合計が０〜５質量％未満であることを特徴とする請求項５に記載のインクジェットインク。
7. 表面張力が２５〜３５ｍＮ／ｍであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のインクジェットインク。
8. 前記色材が顔料であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のインクジェットインク。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載のインクジェットインクをインクジェットヘッドより吐出し、普通紙に印字することを特徴とするインクジェット記録方法。
10. 請求項１〜８のいずれか１項に記載のインクジェットインクをインクジェットヘッドより吐出し、副走査方向に５ｍ／分以上の記録速度で印字することを特徴とするインクジェット記録方法。
11. 請求項１〜８のいずれか１項に記載のインクジェットインクをインクジェットヘッドより吐出し、記録媒体の両面に印字することを特徴とするインクジェット記録方法。