JP2006348125A - インクジェット用水性顔料インク - Google Patents

Abstract

【課題】 吐出安定性に優れ、且つ印字直後から高い耐擦性を発揮し得る記録画像を提供可能なインクジェット用水性顔料インクを提供すること。
【解決手段】 少なくとも、顔料と、グリセリンを除く糖アルコールの1種以上と、水とを含むインクであって、該糖アルコールの含有量がインク全量の３重量％以上２５重量％未満であり、グリセリンをインク全量の５重量％以上含まないインクジェット用水性顔料インクを提供する。好ましくは、上記糖アルコールとして、マルチトール及び／又はラクチトールを含む。
【選択図】 なし

Description

本発明は、インクジェット記録方法に適した水性顔料インクに関し、詳しくは、吐出安定性と記録画像の耐擦性との両立が図られた水性顔料インクに関する。

インクジェット記録方法は、インクの液滴を飛翔させ、これを紙などの記録媒体に付着させて記録を行う印刷方法である。インクジェット記録用インクは、インクジェット記録ヘッドの微細なノズルから安定的に吐出されることが要求されることから、粘度が常に一定の範囲にあり、ノズル先端での乾燥固化等による目詰まりが発生しないことが必要となる。そこで、インクジェット記録用インクには、粘度調整及び目詰まり防止の目的で、通常、高沸点有機溶剤（保湿剤）が添加されている。例えば、特許文献1には、保湿剤として糖類やその誘導体あるいは糖アルコール（具体的には、Ｄ−ソルビトール、Ｌ−イジトール）が添加された水性顔料インクが開示されている。

ところで、インクジェット記録用のインクとしては、従来、着色剤として染料を用いた水性染料インクが主流であったが、最近では、インクジェット記録画像に対してより優れた堅牢性（耐光性、耐ガス性、耐水性等）が要望されており、斯かる要望に対応し得るインクとして、染料に比して画像堅牢性に優れた顔料を着色剤として用いた水性顔料インクが用いられるようになってきている。

水性顔料インクを用いる場合に問題となるのは、記録画像の耐擦性（傷の付きにくさ）である。水性顔料インクを用いて印字された記録物は、着色剤である顔料粒子が記録媒体の表面に定着することにより記録画像が形成されているため、顔料粒子の記録媒体に対する定着性が低い場合、顔料粒子の脱落が生じやすく、記録画像に傷が付きやすい。特に、印字直後は、記録媒体の表面及び内部に、顔料粒子の定着を妨げるインク由来の水分や高沸点有機溶剤が多量に残留しているため、顔料粒子の記録媒体に対する定着性が低く、記録画像の耐擦性は最低レベルであり、傷が付きやすい状態にある。また、記録画像の耐擦性は、印字直後の最低レベルから、記録媒体からの水分の自然蒸発が経時的に進むに従ってある程度は改善されるが、高沸点有機溶剤は通常の環境下では揮発しないため、吐出されたインク中に高沸点有機溶剤が多く含まれている場合には、印字終了後から長時間が経過しているにもかかわらず、印字直後と大差のない低レベルの耐擦性しか得られないことになる。

印字直後から高い耐擦性を発揮し得る記録画像を得るためには、インクから高沸点有機溶剤を除去するか、あるいはその含有量を低減することが有効である。しかし、上述したように、高沸点有機溶剤はインクジェット信頼性を確保する上で必須のインク成分であり、高沸点有機溶剤の安易な除去・低減は、吐出安定性の低下を招くおそれがある。また、インク中に、顔料粒子の記録媒体に対する定着性を高めるための接着樹脂を含有させることも考えられるが、このような接着樹脂の添加は、インクの粘度調整を困難にし、吐出安定性の低下を招くおそれがある。

特開平１１−３０２５８４号公報

従って、本発明の目的は、吐出安定性に優れ、且つ印字直後から高い耐擦性を発揮し得る記録画像を提供可能なインクジェット用水性顔料インクを提供することにある。

本発明は、少なくとも、顔料と、グリセリンを除く糖アルコールの1種以上と、水とを含むインクであって、該糖アルコールの含有量がインク全量の３重量％以上２５重量％未満であり、グリセリンをインク全量の５重量％以上含まないインクジェット用水性顔料インクを提供することにより、上記目的を達成したものである。

また、本発明は、上記糖アルコールとして、マルチトール及び／又はラクチトールを含む上記インクジェット用水性顔料インクを提供することにより、上記目的を達成したものである。

本発明のインクジェット用水性顔料インクは、インクジェット記録ヘッドのノズルから安定的に吐出され、ノズル抜けや飛行曲がりなどが少なく、ノズルの目詰まりも発生しにくい。また、本発明の水性顔料インクを用いて印字された記録物は、印字直後からその記録画像が高い耐擦性を発揮するため、記録画像に傷が付きにくく、取り扱い性、保存性に優れる。

また、今後、インクジェットプリンタの印字速度の高速化によって、記録媒体にインクが付与されてから該記録媒体をプリンタオペレーターが手に取る迄の時間が短縮された場合においても、本発明の水性顔料インクは、印字直後から高い耐擦性を発揮する記録物を提供することが可能であり、印字速度の一層の高速化に充分に対応できるインクと言える。また、一般に、インクジェット記録物を写真立てに収容した状態で長期間放置すると、該記録物から発生する揮発成分等により、写真立てにおける記録画像と接触していたガラス面に該記録画像の絵柄パターンのような模様が形成される現象（ゴースト現象）が発生し、写真立てが汚れてしまうという問題があるが、本発明の水性顔料インクを用いて作製された記録物は、写真立てに収容した状態で長期間放置しても、ゴースト現象が発生しにくい。

本発明の水性顔料インクは、顔料（着色剤）と、グリセリンを除く糖アルコールの1種以上と、水とを必須成分として含有する。

本発明で用いる顔料としては、インクジェット用水性顔料インクに通常用いられているものは特に制限無く用いることができ、例えば、アゾ顔料（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を含む）、多環式顔料（例えば、フタロシアニン顔料、ペリレン顔料、ペリノン顔料、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、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフタロン顔料等）、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラック等の有機顔料；カーボンブラック（例えば、ファーネスブラック、サーマルランプブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック等）、金属酸化物、金属硫化物、金属塩化物等の無機顔料；シリカ、炭酸カルシウム、タルク等の体質顔料等を用いることができる。具体的には、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー７４、９３、１０９、１１０、１２８、１３８、１５０、１５１、１５４、１５５、１８０、１８５；Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２、２０２、２０９；Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット１９；Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３、１５：４、６０；Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン７（フタロシアニングリーン）、１０（グリーンゴールド）、３６、３７；Ｃ．Ｉ．ピグメントブラウン３、５、２５、２６；Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ１、２、５、７、１３、１４、１５、１６、３４、３６、３８等が挙げられる。顔料の含有量は、印字濃度と吐出安定性とのバランスの観点から、インク全重に対して好ましくは１〜３０重量％である。

本発明で用いる糖アルコールとしては、グリセリン以外から選択することができ、例えば、トレイトール、エリスリトール、アラビトール、リビトール、キシリトール、リキシトール、ソルビトール（グルシトール）、マンニトール、イジトール、グリトール、タリトール、ガラクチトール、アリトール、アルトリトール、マルチトール、イソマルチトール、ラクチトール、ツラニトール等が挙げられ、これらの１種を単独で又は２種以上を混合して用いることができる。これらの中でも特に好ましいものは、マルチトール、ラクチトールである。インク中に、これらの糖アルコールを下記特定量含有させることにより、吐出安定性及び記録画像の耐擦性をそれぞれ高レベルで両立させることが可能となる。

上記糖アルコール（グリセリンを除く）の含有量は、インクの全量に対して、３重量％以上２５重量％未満であり、好ましくは７重量％以上２０重量％未満である。該糖アルコールの含有量が３重量％未満では、吐出安定性に劣り、インクジェット記録ヘッドのノズルが目詰まりするおそれがある。一方、該糖アルコールの含有量が２５重量％以上では、インクの粘度が上昇して安定吐出することができない。

本発明の水性顔料インクは、グリセリンを含まないことが好ましく、少なくとも、グリセリンの含有量は、インクの全量に対して、５重量％未満である。グリセリンの含有量が５重量％以上であると、顔料の記録媒体への定着性が著しく阻害され、記録画像の耐擦性に劣る結果となり、また、記録画像を写真立てに飾った場合は、その写真立てにゴースト現象が発生するおそれがある。

本発明で用いる水（主溶媒としての水）としては、イオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、蒸留水等の純水、又は超純水を用いることができる。また、紫外線照射、又は過酸化水素添加などにより滅菌した水は、インクを長期保存する場合にカビやバクテリアの発生を防止することができるので好適である。

本発明の水性顔料インクには、上述した成分（顔料、糖アルコール、水）に加えて、更に、界面活性剤を含有させることが好ましい。インク中に界面活性剤を含有させることにより、ドットの広がりが制御され、より好ましい画質が得られる。

界面活性剤としては、両性界面活性剤及び非イオン界面活性剤が好ましく用いられる。両性界面活性剤としては、例えば、ラウリルジメチルアミノ酢酸ベタイン、２−アルキル−Ｎ−カルボキシメチル−Ｎ−ヒドロキシエチルイミダゾリニウムベタイン、ヤシ油脂肪酸アミドプロピルジメチルアミノ酢酸ベタイン、ポリオクチルポリアミノエチルグリシンその他イミダゾリン誘導体などがある。非イオン界面活性剤としては、アセチレングリコール系界面活性剤、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アリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルなどのエーテル系、ポリオキシエチレンオレイン酸、ポリオキシエチレンオレイン酸エステル、ポリオキシエチレンジステアリン酸エステル、ソルビタンラウレート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノオレエート、ソルビタンセスキオレート、ポリオキシエチレンモノオレエート、ポリオキシエチレンステアレートなどのエステル系、その他フッ素アルキルエステル、パーフルオロアルキルカルボン酸塩などの含フッ素系界面活性剤などがある。これらの界面活性剤は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。界面活性剤の含有量は、インクの全量に対して好ましくは０．３〜２重量％である。

上記の界面活性剤の中でもアセチレングリコール系界面活性剤は、画質、吐出安定性などの面から特に好ましく、その例としては２，４，７，９−テトラメチル−５−デシン−４，７−ジオール、３，６−ジメチル−４−オクチン−３，６−ジオール、３，５−ジメチル−１−ヘキシン−３オールなどが挙げられる。市販のアセチレングリコール系界面活性剤としては、サーフィノール８２、１０４、４４０、４６５、４８５、またはＴＧ（いずれもAir Products and Chemicals.Inc.より入手可能）、オルフィンＳＴＧ、オルフィンＥ１０１０（商品名）（以上、日信化学社製）などが好ましく用いられる。また、シリコーン系界面活性剤も本発明で好ましく用いることができる。市販のシリコーン系界面活性剤としては、ＢＹＫ３４７、３４８（以上、ビックケミージャパン製）などが挙げられる。

本発明の水性顔料インクには、上述した成分の他に、必要に応じて、顔料を水性媒体中に均一分散させるための分散剤（例えば、ポリビニルアルコール類、アクリル系樹脂、スチレン−アクリル共重合体）、低沸点有機溶剤（例えば、一価のアルコール）、ｐＨ調整剤、防腐剤、防かび剤、消泡剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、水溶性染料等を含有させることができる。

本発明の水性顔料インクは、吐出安定性、保存安定性をより一層高める観点から、下記物性値がそれぞれ下記範囲にあることが好ましい。下記物性値の調整は、糖アルコール、界面活性剤等の各種成分の含有量を調製することで行なうことができる。
・液温２０℃における粘度：２〜５ｍＰａ・ｓ
・表面張力：１８〜５０ｍＮ／ｍ

本発明の水性顔料インクは、インクジェット記録で用いられる際に、特に効果的である。インクジェット記録方法としては、インクに力学的エネルギーを作用させて液滴を吐出す方法、インクに熱エネルギーを加えてインクの発泡により液滴を吐出する方法があり、これらのインクジェット記録方法に、本発明の水性顔料インクは特に好適である。

以下に、本発明の実施例及び本発明の効果を示す試験例を挙げて、本発明をより具体的に説明するが、本発明は、斯かる実施例により何等制限されるものではない。

以下の組成の水性顔料インクを調製した。

〔実施例１〕
・キクナドリン顔料（Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２） ５．０重量％
・糖アルコール（マルチトール） １０．０重量％
・界面活性剤（ビックケミー製、ＢＹＫ３４８） ０．５重量％
・イオン交換水 バランス

〔実施例２〕
・キクナドリン顔料（Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２） ５．０重量％
・糖アルコール（ラクチトール） １０．０重量％
・界面活性剤（ビックケミー製、ＢＹＫ３４８） ０．５重量％
・イオン交換水 バランス

〔実施例３〕
・キクナドリン顔料（Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２） ５．０重量％
・糖アルコール（マルチトール） １０．０重量％
・界面活性剤（ビックケミー製、ＢＹＫ３４８） ０．５重量％
・グリセリン １．０重量％
・イオン交換水 バランス

〔比較例１〕
・キクナドリン顔料（Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２） ５．０重量％
・糖アルコール（マルチトール） ２．８重量％
・界面活性剤（ビックケミー製、ＢＹＫ３４８） ０．５重量％
・イオン交換水 バランス

〔比較例２〕
・キクナドリン顔料（Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２） ５．０重量％
・糖アルコール（マルチトール） ２６．０重量％
・界面活性剤（ビックケミー製、ＢＹＫ３４８） ０．５重量％
・イオン交換水 バランス

〔比較例３〕
・キクナドリン顔料（Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２） ５．０重量％
・糖アルコール（マルチトール） １０．０重量％
・界面活性剤（ビックケミー製、ＢＹＫ３４８） ０．５重量％
・グリセリン ５．５重量％
・イオン交換水 バランス

〔評価試験〕
上記の実施例及び比較例の各水性顔料インクについて、インクジェットプリンタ（セイコーエプソン製、ＰＸ−Ｇ９００）を用いて、印字直後耐擦性、吐出安定性、ゴースト防止性をそれぞれ評価した。これらの結果を下記表１に示す。

（印字直後耐擦性）
インクジェット専用紙（セイコーエプソン製、写真用紙）の被記録面に、上記水性顔料インクを用いてデューティー１００％のベタ印字を行って記録物を作製した後、速やかに、該記録物の印字部に対して、サザーランド耐擦性試験機（東洋精機製ＮＯ．４６８）を用いて、ＪＩＳ−Ｋ５７０１に従い摩擦試験を行った。摩擦試験後の印字部の状態を目視で観察し、印字部に傷が無いものをＡ（印字直後耐擦性良好）、印字部に細かい傷が見られるが実用上問題ないものをＢ、印字部の傷が目立つものをＣとした。

（吐出安定性）
先ず、上記水性顔料インクを搭載した上記インクジェットプリンタを用いて印字を行い、インクが安定して吐出されることを確認した。次いで、インクジェットプリンタを、記録ヘッドをホームポジションから外した状態で室温５０℃、相対湿度４０％の環境下に４週間放置した。次いで、インクジェットプリンタを通常の室内環境下に置き、プリンタの温度が室温とほぼ同じとなったところでプリンタの電源を入れて、記録用紙１０００枚に対してベタ印字を行った。インクの吐出が不安定になった場合は、インクジェットプリンタに標準装備されている所定のクリーニング機能を用い、吐出の安定した状態に復帰させた。以上の操作を行い、下記評価基準により吐出安定性を評価した。
Ａ：印字中にノズルの目詰まりが発生せず、インクが安定して吐出される。吐出安定性良好。
Ｂ：印字中に目詰まりが発生し、インクの吐出が安定するまでに２回以内のクリーニング動作を要する。実用上問題なし。
Ｃ：印字中に目詰まりが発生し、インクの吐出が安定するまでに３回以上のクリーニング動作を要する。

（ゴースト防止性）
インクジェット専用紙（セイコーエプソン製、写真用紙）の被記録面に、上記水性顔料インクを用いてデューティー１００％のベタ印字を行って記録物を作製した後、該記録物を速やかに２枚のガラス板（ソーダライムガラス、厚さ２ｍｍ）間に置き、槽内温度４０℃にセットされた恒温槽に２日間放置した。その後、ガラス板を目視で観察し、ゴースト現象の発生が認められないものをＡ（耐ゴースト性良好）、ゴースト現象の発生が認められるものをＢとした。

Claims (2)

1. 少なくとも、顔料と、グリセリンを除く糖アルコールの1種以上と、水とを含むインクであって、該糖アルコールの含有量がインク全量の３重量％以上２５重量％未満であり、グリセリンをインク全量の５重量％以上含まないインクジェット用水性顔料インク。
2. 上記糖アルコールとして、マルチトール及び／又はラクチトールを含む請求項１記載のインクジェット用水性顔料インク。