JP2007106997A5

JP2007106997A5 -

Info

Publication number: JP2007106997A5
Application number: JP2006251741A
Authority: JP
Filing date: 2006-09-15
Publication date: 2009-07-30
Anticipated expiration: 2026-09-15

Description

前記課題を解決するため、本発明者らは、表面に親水基を有するカーボンブラックを含む記録用インクにおいて、ストラクチャーが比較的低いカーボンブラック、即ち、ＤＢＰ吸油量が５０〜１００ｃｍ^３／１００ｇであり、かつＤＢＰ吸油量／窒素吸着比表面積（Ｎ_２ＳＡ）が３〜１５ｎｍであるカーボンブラックを用いると、比較的光沢度が高くなり、更に水中に分散した状態での体積平均粒径を特定の範囲に制御することで、普通紙における画像濃度が高くなることを知見し、光沢メディア上での光沢度と普通紙における画像濃度のいずれにも優れたインク記録物が得られる記録用インクが実現できることを知見した。
この場合、カーボンブラックのストラクチャーは、ＤＢＰ吸油量によって示され、この値が高いほどストラクチャーが発達している。一方、ＤＢＰ吸油量の低い、即ち、ストラクチャーの低いカーボンブラックは、光沢メディア上で比較的平滑に配向するため光沢のある画像を得られることが判ったが、着色力が不足する傾向にあり、普通紙において画像濃度が低下してしまう。しかし、二次凝集体を特定の範囲に制御することで、普通紙における画像濃度を確保できた。樹脂微粒子を添加して紙表面付近に顔料を留めることで、より高い画像濃度が得られ、顔料の定着性にも優れる印刷物を得ることができる。
更に、本発明の記録用インクは、炭素数１１以下のジオール化合物を添加することで、記録用インクの普通紙に対する浸透性が高まり、印字後すばやくインクが染み込むため、特別な乾燥手段を設けなくても普通紙の両面印刷が可能となることを知見した。

本発明は、本発明者らによる前記知見に基づくものであり、前記課題を解決するための手段は以下の通りである。即ち、
＜１＞少なくとも水、水溶性有機溶剤、浸透剤、及び表面に親水基を有するカーボンブラックを含有してなり、
前記浸透剤が炭素数１１以下のジオール化合物であり、
前記カーボンブラックのＤＢＰ吸油量（ＤＢＰ）（ｃｍ ^３／１００ｇ）が５０〜１００であり、かつ該ＤＢＰと、前記カーボンブラックの窒素吸着比表面積（Ｎ_２ＳＡ）（ｍ ^２／ｇ）との比（ＤＢＰ／Ｎ_２ＳＡ）（ｎｍ）が３〜１５であることを特徴とする記録用インクである。
＜２＞カーボンブラックの一次粒子径が２０〜６０ｎｍであり、かつ該カーボンブラックが水に分散した状態での体積平均粒径が６０〜１１０ｎｍである前記＜１＞に記載の記録用インクである。
＜３＞パルプ成分を含有する普通紙におけるステキヒトサイズ度が１０ｓ以上、密度が０．７ｇ／ｃｍ^３以上であり、かつ該普通紙及び記録用インクを用い、解像度６００ｄｐｉ、付着量１．５〜１５ｇ／ｍ^２の条件で印字したベタ画像部の画像濃度が１．４以上であり、
支持体と、該支持体上にインク受容層を有する光沢メディアにおける入射角６０°での光沢度が１３〜１６であり、かつ該光沢メディア及び記録用インクを用い、解像度６００ｄｐｉ、付着量１．５〜１５ｇ／ｍ^２の条件で印字したベタ画像部の入射角６０°での光沢度が１８以上である前記＜１＞から＜２＞のいずれかに記載の記録用インクである。
＜４＞カーボンブラックにおける親水基が、−ＣＯＯＭ、−ＳＯ_３Ｍ、−ＰＯ_３ＨＭ、−ＰＯ_３Ｍ_２（ただし、各式中、Ｍは、水素原子、アルカリ金属、アンモニウム及び有機アンモニウムのいずれかを表す）、−ＳＯ_２ＮＨ_２、及び−ＳＯ_２ＮＨＣＯＲ（ただし、式中、Ｒは、置換基を有していてもよいアルキル基、及び置換基を有してもよいアリール基のいずれかを表す）から選択されるいずれかである前記＜１＞から＜３＞のいずれかに記載の記録用インクである。
＜５＞水溶性有機溶剤が、グリセリン、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、プロピレングリコール、１，３−ブタンジオール、３−メチル−１，３−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、２−ピロリドン、及びＮ−メチル−２−ピロリドンから選択される少なくとも１種である前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載の記録用インクである。
＜６＞ノニオン系界面活性剤を含有し、該ノニオン系界面活性剤が、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アルキルエステル及びポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステルから選択される少なくとも１種である前記＜１＞から＜５＞のいずれかに記載の記録用インクである。
＜７＞フッ素系界面活性剤を含有し、該フッ素系界面活性剤が、下記構造式（１）、（２）、及び（３）から選択される少なくとも１種である前記＜１＞から＜６＞のいずれかに記載の記録用インクである。
ただし、前記構造式（１）中、ｊは、０〜１０の整数を表す。ｋは、１〜４０の整数を表す。
前記構造式（２）中、Ｒｆはフッ素含有基を表す。ｍ、ｎ、及びｐは整数を表す。
ただし、前記構造式（３）中、Ｒｆはフッ素含有基を表す。Ｘはカチオン基、Ｙはアニオン基を表す。ｑは整数を表す。
＜８＞樹脂微粒子を含有し、該樹脂微粒子の体積平均粒径が１０〜３００ｎｍである前記＜１＞から＜７＞のいずれかに記載の記録用インクである。
＜９＞樹脂微粒子が、加水分解性シリル基を含まないシリコーン変性アクリル樹脂からなる前記＜８＞に記載の記録用インクである。
＜１０＞更にアミノプロパンジオール化合物を含有する前記＜１＞から＜９＞のいずれかに記載の記録用インクである。
＜１１＞記録用インクの固形分量が５〜２０質量％である前記＜１＞から＜１０＞のいずれかに記載の記録用インクである。
＜１２＞２５℃での粘度が７〜２０ｍＰａ・ｓである前記＜１＞から＜１１＞のいずれかに記載の記録用インクである。
＜１３＞前記＜１＞から＜１２＞のいずれかに記載の記録用インクを容器中に収容してなることを特徴とするインクカートリッジである。
＜１４＞前記＜１＞から＜１２＞のいずれかに記載の記録用インクに刺激を印加し、該記録用インクを飛翔させて画像を記録するインク飛翔手段を少なくとも有することを特徴とするインクジェット記録装置である。
＜１５＞刺激が、熱、圧力、振動及び光から選択される少なくとも１種である前記＜１４＞に記載のインクジェット記録装置である。
＜１６＞記録媒体の記録面を反転させて両面印刷可能とする反転手段を有する前記＜１４＞から＜１５＞のいずれかに記載のインクジェット記録装置である。
＜１７＞無端状の搬送ベルトと、該搬送ベルト表面を帯電させて記録媒体を保持しながら搬送する搬送手段を有する前記＜１４＞から＜１６＞のいずれかに記載のインクジェット記録装置である。
＜１８＞インク飛翔手段がヘッドを有し、該ヘッドがインク吐出面に撥水加工処理を施したノズルプレートを有する前記＜１４＞から＜１７＞のいずれかに記載のインクジェット記録装置である。
＜１９＞撥水加工処理が、ＰＴＦＥ−Ｎｉ共析加工、フッ素樹脂加工、及びシリコーン樹脂加工から選択されるいずれかである前記＜１８＞に記載のインクジェット記録装置である。
＜２０＞ヘッドと、該ヘッド上にインクを供給するためのサブタンクとを有し、該サブタンク内にインクカートリッジから供給チューブを介してインクが補充される前記＜１４＞から＜１９＞のいずれかに記載のインクジェット記録装置である。
＜２１＞前記＜１＞から＜１２＞のいずれかに記載の記録用インクに刺激を印加し、該記録用インクを飛翔させて画像を記録するインク飛翔工程を少なくとも含むことを特徴とするインクジェット記録方法である。
＜２２＞刺激が、熱、圧力、振動及び光から選択される少なくとも１種である前記＜２１＞に記載のインクジェット記録方法である。
＜２３＞記録媒体上に前記＜１＞から＜１２＞のいずれかに記載の記録用インクを用いて形成された画像を有してなることを特徴とするインク記録物である。

本発明の記録用インクは、少なくとも水、水溶性有機溶剤、浸透剤、及び表面に親水基を有するカーボンブラックを含有してなり、
前記浸透剤が炭素数１１以下のジオール化合物であり、
前記カーボンブラックのＤＢＰ吸油量（ＤＢＰ）（ｃｍ ^３／１００ｇ）が５０〜１００であり、かつ該カーボンブラックのＤＢＰ吸油量（ＤＢＰ）（ｃｍ ^３／１００ｇ）と、前記カーボンブラックの窒素吸着比表面積（Ｎ_２ＳＡ）（ｍ ^２／ｇ）との比（ＤＢＰ／Ｎ_２ＳＡ）（ｎｍ）が３〜１５である。
この場合、カーボンブラックの一次粒子径が２０〜６０ｎｍであり、かつ該カーボンブラックが水に分散した状態での体積平均粒径が６０〜１１０ｎｍである態様、パルプ成分を含有する普通紙におけるステキヒトサイズ度が１０ｓ以上、密度が０．７ｇ／ｃｍ^３以上であり、かつ該普通紙及び記録用インクを用い、解像度６００ｄｐｉ、付着量１．５〜１５ｇ／ｍ^２の条件で印字したベタ画像部の画像濃度が１．４以上であり、
支持体と、該支持体上にインク受容層を有する光沢メディアにおける入射角６０°での光沢度が１３〜１６であり、かつ該光沢メディア及び記録用インクを用い、解像度６００ｄｐｉ、付着量１．５〜１５ｇ／ｍ^２の条件で印字したベタ画像部の入射角６０°での光沢度が１８以上である態様、などが好ましい。
本発明の記録用インクにおいては、普通紙上での画像濃度、及び光沢メディア上での光沢度のいずれにおいても優れており、吐出安定性、及び保存安定性に優れ、高速印字や両面印字において汚れを発生させることがなく、耐マーカー性に優れ、滲みの少ない高品位な画像記録が可能である。

前記カーボンブラックのＤＢＰ吸油量（ＤＢＰ）（ｃｍ ^３／１００ｇ）が５０〜１００であり、かつ該カーボンブラックのＤＢＰ吸油量（ＤＢＰ）と、前記カーボンブラックの窒素吸着比表面積（Ｎ_２ＳＡ）（ｍ ^２／ｇ）との比（ＤＢＰ／Ｎ_２ＳＡ）（ｎｍ）が３〜１５である。

本発明で使用するカーボンブラックのＤＢＰ吸油量は５０〜１００ｃｍ^３／１００ｇであり、５５〜９０ｃｍ^３／１００ｇが好ましい。前記ＤＢＰ吸油量が５０ｃｍ^３／１００ｇ未満であると、普通紙で十分な画像濃度が得られなくなることがあり、１００ｃｍ^３／１００ｇを超えると、光沢メディア上での光沢度が低下することがある。
前記カーボンブラックの二次凝集体径は、ＤＢＰ吸油量／窒素吸着比表面積（Ｎ_２ＳＡ）の値と相関があり、ＤＢＰ吸油量／Ｎ_２ＳＡの値が高くなるほど、普通紙上における画像濃度が高くなるが、光沢メディア上での光沢度が低下する傾向がある。したがって光沢メディア上での光沢度と普通紙における画像濃度が共に良好となるのはＤＢＰ吸油量／Ｎ_２ＳＡの値が３〜１５ｎｍである。前記ＤＢＰ吸油量／Ｎ_２ＳＡの値が３ｎｍ未満であると、普通紙での画像濃度が低くなることがあり、１５ｎｍを超えると、光沢メディア上での光沢度が低下してしまうことがある。

Claims

少なくとも水、水溶性有機溶剤、浸透剤、及び表面に親水基を有するカーボンブラックを含有してなり、
前記浸透剤が炭素数１１以下のジオール化合物であり、
前記カーボンブラックのＤＢＰ吸油量（ＤＢＰ）（ｃｍ ^３／１００ｇ）が５０〜１００であり、かつ該ＤＢＰと、前記カーボンブラックの窒素吸着比表面積（Ｎ_２ＳＡ）（ｍ ^２／ｇ）との比（ＤＢＰ／Ｎ_２ＳＡ）（ｎｍ）が３〜１５であることを特徴とする記録用インク。
カーボンブラックの一次粒子径が２０〜６０ｎｍであり、かつ該カーボンブラックが水に分散した状態での体積平均粒径が６０〜１１０ｎｍである請求項１に記載の記録用インク。
パルプ成分を含有する普通紙におけるステキヒトサイズ度が１０ｓ以上、密度が０．７ｇ／ｃｍ^３以上であり、かつ該普通紙及び記録用インクを用い、解像度６００ｄｐｉ、付着量１．５〜１５ｇ／ｍ^２の条件で印字したベタ画像部の画像濃度が１．４以上であり、
支持体と、該支持体上にインク受容層を有する光沢メディアにおける入射角６０°での光沢度が１３〜１６であり、かつ該光沢メディア及び記録用インクを用い、解像度６００ｄｐｉ、付着量１．５〜１５ｇ／ｍ^２の条件で印字したベタ画像部の入射角６０°での光沢度が１８以上である請求項１から２のいずれかに記載の記録用インク。
カーボンブラックにおける親水基が、−ＣＯＯＭ、−ＳＯ_３Ｍ、−ＰＯ_３ＨＭ、−ＰＯ_３Ｍ_２（ただし、各式中、Ｍは、水素原子、アルカリ金属、アンモニウム及び有機アンモニウムのいずれかを表す）、−ＳＯ_２ＮＨ_２、及び−ＳＯ_２ＮＨＣＯＲ（ただし、式中、Ｒは、置換基を有していてもよいアルキル基、及び置換基を有してもよいアリール基のいずれかを表す）から選択されるいずれかである請求項１から３のいずれかに記載の記録用インク。
水溶性有機溶剤が、グリセリン、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、プロピレングリコール、１，３−ブタンジオール、３−メチル−１，３−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、２−ピロリドン、及びＮ−メチル−２−ピロリドンから選択される少なくとも１種である請求項１から４のいずれかに記載の記録用インク。
ノニオン系界面活性剤を含有し、該ノニオン系界面活性剤が、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アルキルエステル及びポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステルから選択される少なくとも１種である請求項１から５のいずれかに記載の記録用インク。
フッ素系界面活性剤を含有し、該フッ素系界面活性剤が、下記構造式（１）、（２）、及び（３）から選択される少なくとも１種である請求項１から６のいずれかに記載の記録用インク。
ただし、前記構造式（１）中、ｊは、０〜１０の整数を表す。ｋは、１〜４０の整数を表す。
前記構造式（２）中、Ｒｆはフッ素含有基を表す。ｍ、ｎ、及びｐは整数を表す。
ただし、前記構造式（３）中、Ｒｆはフッ素含有基を表す。Ｘはカチオン基、Ｙはアニオン基を表す。ｑは整数を表す。
樹脂微粒子を含有し、該樹脂微粒子の体積平均粒径が１０〜３００ｎｍである請求項１から７のいずれかに記載の記録用インク。
樹脂微粒子が、加水分解性シリル基を含まないシリコーン変性アクリル樹脂からなる請求項８に記載の記録用インク。
更にアミノプロパンジオール化合物を含有する請求項１から９のいずれかに記載の記録用インク。
記録用インクの固形分量が５〜２０質量％である請求項１から１０のいずれかに記載の記録用インク。
２５℃での粘度が７〜２０ｍＰａ・ｓである請求項１から１１のいずれかに記載の記録用インク。
請求項１から１２のいずれかに記載の記録用インクを容器中に収容してなることを特徴とするインクカートリッジ。
請求項１から１２のいずれかに記載の記録用インクに刺激を印加し、該記録用インクを飛翔させて画像を記録するインク飛翔手段を少なくとも有することを特徴とするインクジェット記録装置。
刺激が、熱、圧力、振動及び光から選択される少なくとも１種である請求項１４に記載のインクジェット記録装置。
記録媒体の記録面を反転させて両面印刷可能とする反転手段を有する請求項１４から１５のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
無端状の搬送ベルトと、該搬送ベルト表面を帯電させて記録媒体を保持しながら搬送する搬送手段を有する請求項１４から１６のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
インク飛翔手段がヘッドを有し、該ヘッドがインク吐出面に撥水加工処理を施したノズルプレートを有する請求項１４から１７のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
撥水加工処理が、ＰＴＦＥ−Ｎｉ共析加工、フッ素樹脂加工、及びシリコーン樹脂加工から選択されるいずれかである請求項１８に記載のインクジェット記録装置。
ヘッドと、該ヘッド上にインクを供給するためのサブタンクとを有し、該サブタンク内にインクカートリッジから供給チューブを介してインクが補充される請求項１４から１９のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
請求項１から１２のいずれかに記載の記録用インクに刺激を印加し、該記録用インクを飛翔させて画像を記録するインク飛翔工程を少なくとも含むことを特徴とするインクジェット記録方法。
刺激が、熱、圧力、振動及び光から選択される少なくとも１種である請求項２１に記載のインクジェット記録方法。
記録媒体上に請求項１から１２のいずれかに記載の記録用インクを用いて形成された画像を有してなることを特徴とするインク記録物。