JP2010229235A - インクジェット記録用水性インク、インクカートリッジおよびインクジェット記録装置 - Google Patents

インクジェット記録用水性インク、インクカートリッジおよびインクジェット記録装置 Download PDF

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Abstract

【課題】 浸透性が高いにも関わらず、記録物の光学濃度(OD)値が高く、かつ、吐出安定性にも優れたインクジェット記録用水性インクを提供する。
【解決手段】 顔料、水、一般式(1)で表される陰イオン性界面活性剤および陰イオン性ジルコニウム錯イオンを形成する錯塩を含むことを特徴とする。
【化1】
Figure 2010229235

一般式(1)において、
Rは、疎水基であり、
は、陰イオン性基であり、
は、アルカリ金属イオンまたは第4級アンモニウムイオンであり、
nは、1〜30の整数である。
【選択図】 なし

Description

本発明は、インクジェット記録用水性インク、インクカートリッジおよびインクジェット記録装置に関する。
従来から、顔料および水を含むインクジェット記録用水性インクが汎用されている。前記水性インクを用いて記録を行う際の記録物の乾燥性は、被記録媒体への前記水性インクの浸透性によるところが大きい。前記記録物の乾燥性を向上させるためには、前記水性インクに界面活性剤や浸透剤を添加し、前記水性インクの表面張力を低くすることにより被記録媒体への浸透性を高めればよい。しかし、前記水性インクの表面張力を低くし、被記録媒体への浸透性を高めると、記録物の光学濃度(OD)値が低下し、この点で記録品質が低下するという問題がある。
前記記録物の光学濃度(OD)値を向上させる方法として、被記録媒体上に予め多価金属塩を前塗布する方法が提案されている(例えば、特許文献1〜5参照)。この方法によれば、前記被記録媒体表面において、前記顔料が極めて速く凝集するため、記録物の光学濃度(OD)値が高くなる。
特開2000−94825号公報 特開2002−96547号公報 特開2004−9678号公報 特開2004−276253号公報 特開2005−280311号公報
前記被記録媒体への多価金属塩の前塗布には、時間を要する。一方、前記水性インクに前記多価金属塩を直接添加すれば、前記前塗布の時間を要しない。しかし、この方法では、記録前に、前記水性インク中で顔料が凝集し、ノズルからの前記水性インクの吐出時において、不吐出および噴射乱れ等の不安定な吐出を引き起こすおそれがある。
本発明は、浸透性が高いにも関わらず、記録物の光学濃度(OD)値が高く、かつ、吐出安定性にも優れたインクジェット記録用水性インクを提供することを目的とする。
前記目的を達成するために、本発明のインクジェット記録用水性インクは、顔料、水、一般式(1)で表される陰イオン性界面活性剤および陰イオン性ジルコニウム錯イオン(以下、「Zr錯イオン」と言うことがある)を形成する錯塩(以下、「Zr錯塩」と言うことがある)を含むことを特徴とする。
Figure 2010229235
一般式(1)において、
Rは、疎水基であり、
は、陰イオン性基であり、
は、アルカリ金属イオンまたは第4級アンモニウムイオンであり、
nは、1〜30の整数である。
前記目的を達成するために、本発明者等は、一連の研究を重ねたところ、インクジェット記録用水性インクに前記一般式(1)で表される陰イオン性界面活性剤と前記Zr錯塩とを組み合わせて用いれば、浸透性が高いにも関わらず、記録物の光学濃度(OD)値が高く、かつ、吐出安定性にも優れることを見出し、本発明に至った。
図1は、本発明のインクジェット記録装置の構成の一例を示す概略斜視図である。 図2は、本発明の実施例における凝集評価の方法を説明する図である。
本発明のインクジェット記録用水性インクにおいて、前記Zr錯イオンが、[Zr(CO(OH)2−であり、前記Zr錯塩中のカウンターイオンが、アルカリ金属イオンまたは第4級アンモニウムイオンであることが好ましい。
本発明のインクジェット記録用水性インクにおいて、前記顔料が、自己分散型顔料を含むことが好ましい。
本発明のインクジェット記録用水性インクにおいて、前記一般式(1)におけるRが、炭素原子数10〜18の直鎖アルキル基であることが好ましい。
本発明のインクジェット記録用水性インクにおいて、前記一般式(1)における陰イオン性基(X)が、−SO 基であることが好ましい。
本発明のインクカートリッジは、インクジェット記録用水性インクを含むインクカートリッジであって、前記水性インクが、本発明のインクジェット記録用水性インクであることを特徴とする。
本発明のインクジェット記録装置は、インク収容部およびインク吐出手段を含み、前記インク収容部に収容されたインクを前記インク吐出手段によって吐出するインクジェット記録装置であって、前記インク収容部に、本発明のインクカートリッジが収容されていることを特徴とする。
つぎに、本発明のインクジェット記録用水性インクについて説明する。本発明のインクジェット記録用水性インク(以下、単に「インク」または「水性インク」と言うことがある)は、顔料、水、前記一般式(1)で表される陰イオン性界面活性剤および前記Zr錯塩を含む。
前記顔料は、特に限定されず、例えば、カーボンブラック、無機顔料および有機顔料等が使用できる。前記カーボンブラックとしては、例えば、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があげられる。前記無機顔料としては、例えば、酸化チタン、酸化鉄系無機顔料およびカーボンブラック系無機顔料等をあげることができる。前記有機顔料としては、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;フタロシアニン顔料、ペリレンおよびペリノン顔料、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の多環式顔料;塩基性染料型レーキ顔料、酸性染料型レーキ顔料等の染料レーキ顔料;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があげられる。また、その他の顔料であっても水相に分散可能なものであれば使用できる。これら顔料としては、例えば、C.I.ピグメントブラック1、6および7;C.I.ピグメントイエロー1、2、3、12、13、14、15、16、17、55、73、74、75、83、93、94、95、97、98、114、128、129、138、150、151、154、180、185および194;C.I.ピグメントオレンジ31および43;C.I.ピグメントレッド2、3、5、6、7、12、15、16、48、48:1、53:1、57、57:1、112、122、123、139、144、146、149、166、168、175、176、177、178、184、185、190、202、221、222、224および238;C.I.ピグメントバイオレット196;C.I.ピグメントブルー1、2、3、15、15:1、15:2、15:3、15:4、16、22および60;C.I.ピグメントグリーン7および36等があげられる。
前記水性インクには、必要に応じて、分散剤を添加してもよい。前記分散剤としては、特に限定されないが、例えば、高分子量ポリウレタン;ポリエステル;カルボニル基またはアミノ基等の顔料に対して強い親和性を示す官能基を含む高分子共重合体;等が好適である。
前記顔料は、自己分散型顔料を含んでもよい。前記自己分散型顔料は、例えば、顔料粒子の表面にスルホン酸基、リン酸基、カルボキシル基、カルボニル基、ヒドロキシル基等の親水性官能基およびそれらの塩の少なくとも一種が、直接または他の基を介して化学結合により導入されていることによって、分散剤を使用しなくても水に分散可能なものである。
前記自己分散型顔料は、特に限定されず、例えば、特開平8−3498号公報、特表2000−513396号公報等に記載の方法によって表面処理された自己分散型顔料を用いることができる。前記自己分散型顔料は、例えば、市販品を用いてもよい。前記市販品としては、例えば、キャボット・スペシャルティ・ケミカルズ社製の「CAB−O−JET(登録商標)200」、「CAB−O−JET(登録商標)300」および「CAB−O−JET(登録商標)400」;オリエント化学工業(株)製の「BONJET(登録商標)BLACK CW−1」、「BONJET(登録商標)BLACK CW−2」および「BONJET(登録商標)BLACK CW−3」;東洋インキ製造(株)製の「LIOJET(登録商標)WD BLACK 002C」;等があげられる。
前記自己分散型顔料の原料として用いることができる顔料は、特に限定されず、無機顔料および有機顔料のいずれも使用することができる。また、前記表面処理を行うのに適した無機顔料としては、例えば、三菱化学(株)製の「MA8」および「MA100」;デグサ社製の「カラーブラックFW200」;等のカーボンブラックがあげられる。
前記水性インク全量に対する前記顔料の固形分配合量(顔料割合;顔料固形分量)は、特に限定されず、例えば、所望の光学濃度または色彩等により、適宜決定できる。前記顔料割合は、例えば、0.1重量%〜20重量%であり、好ましくは、1重量%〜10重量%であり、より好ましくは、2重量%〜8重量%である。前記顔料は、1種類を単独で用いてもよいし、2種類以上を併用してもよい。
前記水性インクは、顔料以外の着色剤を含んでもよい。前記顔料以外の着色剤としては、例えば、染料等があげられる。
前記水は、イオン交換水または純水であることが好ましい。前記水性インク全量に対する前記水の配合量(水割合)は、所望のインク特性等に応じて適宜決定される。前記水割合は、例えば、他の成分の残部としてもよい。
一般式(1)において、Rは、疎水基である。前記Rは、炭素原子数10〜18の直鎖アルキル基であることが好ましく、より好ましくは、炭素原子数10〜16の直鎖アルキル基である。
一般式(1)において、Xは、陰イオン性基である。前述のとおり、前記陰イオン性基は、−SO 基であることが好ましいが、これに限定されない。
一般式(1)において、Mは、アルカリ金属イオンまたは第4級アンモニウムイオン(NH )である。前記アルカリ金属イオンとしては、例えば、ナトリウムイオン(Na)、リチウムイオン(Li)、カリウムイオン(K)等があげられる。
一般式(1)において、n(ポリオキシエチレン重合度)は、1〜30であり、好ましくは、1〜15であり、より好ましくは、1〜9である。
前記一般式(1)で表される陰イオン性界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル型の陰イオン性界面活性剤があげられる。前記一般式(1)で表される陰イオン性界面活性剤は、例えば、市販品を用いてもよい。前記市販品としては、例えば、ライオン(株)製の「サンノール(登録商標)NL−1430」および「サンノール(登録商標)LMT−1430」;花王(株)製の「エマール(登録商標)20CM」、「エマール(登録商標)20C」、「エマール(登録商標)E−27C」、「エマール(登録商標)270J」および「ラテムル(登録商標)E−150」;等があげられる。
前記水性インク全量に対する前記一般式(1)で表される陰イオン性界面活性剤の配合量(有効成分量換算)は、例えば、0.01重量%〜1重量%であり、好ましくは、0.01重量%〜0.5重量%であり、より好ましくは、0.05重量%〜0.15重量%である。前記一般式(1)で表される陰イオン性界面活性剤は、1種類を単独で用いてもよいし、2種類以上を併用してもよい。
本発明のインクジェット記録用水性インクは、前記一般式(1)で表される陰イオン性界面活性剤以外の界面活性剤を含んでもよい。前記一般式(1)で表される陰イオン性界面活性剤以外の界面活性剤は、特に限定されず、例えば、日信化学工業(株)製のアセチレングリコール系界面活性剤「オルフィン(登録商標)E1004」、「オルフィン(登録商標)E1010」、「サーフィノール(登録商標)440」および「サーフィノール(登録商標)465」等;川研ファインケミカル(株)製のアセチレングリコール系界面活性剤「アセチレノール(登録商標)E40」および「アセチレノール(登録商標)E100」等;花王(株)製の陰イオン性界面活性剤「VENOL(登録商標)」シリーズ、「NEOPELEX(登録商標)」シリーズ、NS SOAP、KS SOAP、OS SOAP、「PELEX(登録商標)」シリーズ等;ライオン(株)製の陰イオン性界面活性剤「LIPOLAN(登録商標)」シリーズ、「LIPON(登録商標)」シリーズ、「LIPOTAC(登録商標)」シリーズ、「ENAGICOL(登録商標)」シリーズ、「LIPAL(登録商標)」シリーズ、「LOTAT(登録商標)」シリーズ等;花王(株)製のノニオン性界面活性剤「EMULGEN(登録商標)」シリーズ、「RHEODOL(登録商標)」シリーズ、「EMASOL(登録商標)」シリーズ、「EXCEL(登録商標)」シリーズ、「EMANON(登録商標)」シリーズ、「AMIET(登録商標)」シリーズ、「AMINON(登録商標)」シリーズ等;ライオン(株)製のノニオン性界面活性剤「DOBANOX(登録商標)」シリーズ、「LEOCOL(登録商標)」シリーズ、「LEOX(登録商標)」シリーズ、「LAOL(登録商標)」シリーズ、「LEOCON(登録商標)」シリーズ、「LIONOL(登録商標)」シリーズ、「CADENAX(登録商標)」シリーズ、「LIONON(登録商標)」シリーズ、「LEOFAT(登録商標)」シリーズ等があげられる。前記一般式(1)で表される陰イオン性界面活性剤以外の界面活性剤は、1種類だけ用いてもよいし、2種類以上用いてもよい。
前記Zr錯塩は、水溶液中またはインク中において前記Zr錯イオンを形成する錯塩である。
前記Zr錯イオンは、陰イオン性配位子を有することが好ましい。前記陰イオン性配位子としては、例えば、CO 2−(カルボナト)、OH(ヒドロキソ)等があげられる。前記Zr錯イオンは、[Zr(CO(OH)2−であることが好ましい。前記Zr錯塩中のカウンターイオンは、アルカリ金属イオンまたは第4級アンモニウムイオン(NH )であることが好ましい。前記アルカリ金属イオンとしては、例えば、ナトリウムイオン(Na)、リチウムイオン(Li)、カリウムイオン(K)等があげられる。前記Zr錯塩としては、例えば、K[Zr(CO(OH)]、(NH[Zr(CO(OH)]等があげられる。前記Zr錯塩は、例えば、市販品を用いてもよい。前記市販品としては、例えば、日本軽金属(株)製の「ジルメル1000」、「ベイコート20」等があげられる。
前記水性インク全量に対する前記Zr錯塩の固形分配合量は、例えば、0.1重量%〜0.8重量%であり、好ましくは、0.1重量%〜0.6重量%であり、より好ましくは、0.1重量%〜0.4重量%である。
本発明のインクジェット記録用水性インクは、前記一般式(1)で表される陰イオン性界面活性剤と前記Zr錯塩とを組み合わせて用いることで、表面張力が低く、浸透性が高いにも関わらず、記録物の光学濃度(OD)値が高く、かつ、吐出安定性にも優れる。これらのインク性能向上のメカニズムは不明であるが、例えば、つぎのように推測される。本発明のインクジェット記録用水性インクでは、インク中に前記Zr錯塩由来の電解質が存在することで、前記一般式(1)で表される陰イオン性界面活性剤が活性化され、表面張力が低下し、浸透性が高くなる。また、本発明のインクジェット記録用水性インクは、記録紙等の被記録媒体中に浸透していく過程で濃度凝縮を起こす。ここで、前記一般式(1)で表される陰イオン性界面活性剤中のエーテル酸素は、ドナー性があり、かつ、中性配位子となり得る。このエーテル酸素と、前記Zr錯イオン中の陰イオン性配位子(例えば、CO 2−、OH等)とが置換されると、前記Zr錯イオンが、陰イオン性から陽イオン性へと変化する。この結果、前記被記録媒体上で前記顔料の凝集が促進され、記録物の光学濃度(OD)値が高くなる。一方、記録前の水性インク中においては、前記Zr錯イオンは陰イオン性であるため、前記顔料の凝集を引き起こすことがなく、吐出安定性に優れる。ただし、前述のインク性能向上のメカニズムは推測であり、本発明を何ら限定しない。
前記吐出安定性の向上は、電荷反発と立体反発とにより顔料を分散安定化させている前記分散剤を添加した水性インクより、顔料を電荷反発のみで分散安定化させている前記自己分散型顔料を含む水性インクにおいて特に顕著に現れると考えられる。
本発明のインクジェット記録用水性インクは、さらに、インクジェットヘッドのノズル部におけるインクの乾燥を防止する湿潤剤および被記録媒体上での乾燥速度を調整する浸透剤を含むことができる。
前記湿潤剤は、特に限定されず、例えば、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、sec−ブチルアルコール、t−ブチルアルコール等の低級アルコール;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;アセトン等のケトン;ジアセトンアルコール等のケトアルコール;テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル;ポリアルキレングリコール、アルキレングリコール、グリセリン等の多価アルコール;2−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があげられる。前記ポリアルキレングリコールは、特に限定されず、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等があげられる。前記アルキレングリコールは、特に限定されず、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、チオジグリコール、ヘキシレングリコール等があげられる。これらの中でも、アルキレングリコール、グリセリン等の多価アルコールが好適である。前記湿潤剤は、1種類を単独で用いてもよいし、2種類以上を併用してもよい。
前記水性インク全量に対する前記湿潤剤の配合量(湿潤剤割合)は、特に限定されず、例えば、0重量%〜95重量%であり、好ましくは、10重量%〜80重量%であり、より好ましくは、10重量%〜50重量%である。
前記浸透剤は、特に限定されず、例えば、グリコール系エーテルがあげられる。前記グリコール系エーテルは、特に限定されず、例えば、エチレングリコールメチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテル、エチレングリコール−n−プロピルエーテル、ジ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エチルエーテル、ジエチレングリコール−n−プロピルエーテル、ジエチレングリコール−n−ブチルエーテル、ジエチレングリコール−n−ヘキシルエーテル、トリエチレングリコールメチルエーテル、トリエチレングリコールエチルエーテル、トリエチレングリコール−n−プロピルエーテル、トリエチレングリコール−n−ブチルエーテル、プロピレングリコールメチルエーテル、プロピレングリコールエチルエーテル、プロピレングリコール−n−プロピルエーテル、プロピレングリコール−n−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテル、ジプロピレングリコールエチルエーテル、ジプロピレングリコール−n−プロピルエーテル、ジプロピレングリコール−n−ブチルエーテル、トリプロピレングリコールメチルエーテル、トリプロピレングリコールエチルエーテル、トリプロピレングリコール−n−プロピルエーテル、トリプロピレングリコール−n−ブチルエーテル等があげられる。前記浸透剤は、1種類を単独で用いてもよいし、2種類以上を併用してもよい。
前記水性インク全量に対する前記浸透剤の配合量(浸透剤割合)は、特に限定されず、例えば、0重量%〜20重量%である。前記浸透剤割合を前記範囲とすることで、前記水性インクの記録紙等の被記録媒体への浸透性を、より好適なものとできる。前記浸透剤割合は、好ましくは、0重量%〜15重量%であり、より好ましくは、0重量%〜10重量%である。
本発明のインクジェット記録用水性インクは、必要に応じて、さらに、従来公知の添加剤を含んでもよい。前記添加剤としては、例えば、粘度調整剤、防黴剤等があげられる。前記粘度調整剤は、特に限定されず、例えば、ポリビニルアルコール、セルロース、水溶性樹脂等があげられる。
本発明のインクジェット記録用水性インクは、例えば、顔料、水、一般式(1)で表される陰イオン性界面活性剤および前記Zr錯塩と、必要に応じて他の添加成分とを、従来公知の方法で均一に混合し、フィルタ等で不溶解物を除去することにより調製できる。
本発明のインクジェット記録用水性インクの表面張力は、特に制限されないが、例えば、25mN/m〜45mN/mであり、好ましくは、30mN/m〜40mN/mである。前記表面張力は、例えば、後述の実施例に記載の方法で測定できる。
つぎに、本発明のインクカートリッジについて説明する。前述のとおり、本発明のインクカートリッジは、インクジェット記録用水性インクを含むインクカートリッジであって、前記水性インクが、本発明のインクジェット記録用水性インクであることを特徴とする。本発明のインクカートリッジの本体としては、例えば、従来公知のものを使用できる。
つぎに、本発明のインクジェット記録装置について説明する。本発明のインクジェット記録装置は、インク収容部およびインク吐出手段を含み、前記インク収容部に収容されたインクを前記インク吐出手段によって吐出するインクジェット記録装置であって、前記インク収容部に、本発明のインクカートリッジが収容されていることを特徴とする。これを除き、本発明のインクジェット記録装置の構成は、例えば、従来公知のインクジェット記録装置と同様であってもよい。
図1に、本発明のインクジェット記録装置の一例の構成を示す。図示のとおり、このインクジェット記録装置1は、4つのインクカートリッジ2と、インク吐出手段(インクジェットヘッド)3と、ヘッドユニット4と、キャリッジ5と、駆動ユニット6と、プラテンローラ7と、パージ装置8とを主要な構成部材として含む。
前記4つのインクカートリッジ2は、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの4色のインクを、それぞれ1色ずつ含む。前記インクジェットヘッド3は、記録紙等の被記録媒体Pに記録を行う。前記ヘッドユニット4は、前記インクジェットヘッド3を備えている。前記キャリッジ5には、前記4つのインクカートリッジ2および前記ヘッドユニット4が搭載される。前記駆動ユニット6は、前記キャリッジ5を直線方向に往復移動させる。前記プラテンローラ7は、前記キャリッジ5の往復方向に延び、前記インクジェットヘッド3と対向して配置されている。前記記録は、印字、印画、印刷等を含む。
前記駆動ユニット6は、前記キャリッジ5を直線方向に往復運度させる。前記駆動ユニット6としては、例えば、従来公知のものを使用できる(例えば、特開2008−246821号公報参照)。
前記被記録媒体Pは、このインクジェット記録装置1の側方又は下方に設けられた給紙カセット(図示せず)から給紙される。前記被記録媒体Pは、前記インクジェットヘッド3と、前記プラテンローラ7との間に導入される。すると、前記被記録媒体Pに、前記インクジェットヘッド3から吐出されるインクにより所定の記録がなされる。前記被記録媒体Pは、その後、前記インクジェット記録装置1から排紙される。図1においては、前記被記録媒体Pの給紙機構及び排紙機構の図示を省略している。
前記パージ装置8は、前記インクジェットヘッド3の内部に溜まる気泡等を含んだ不良インクを吸引する。前記パージ装置8としては、例えば、従来公知のものを使用できる(例えば、特開2008−246821号公報参照)。
前記パージ装置8の前記プラテンローラ7側の位置には、前記パージ装置8に隣接してワイパ部材20が配設されている。前記ワイパ部材20は、へら状に形成されており、前記キャリッジ5の移動に伴って、前記インクジェットヘッド3のノズル形成面を拭うものである。図1において、キャップ18は、インクの乾燥を防止するため、記録が終了すると前記リセット位置に戻される前記インクジェットヘッド3の複数のノズルを覆うものである。
本発明のインクジェット記録装置において、前記4つのインクカートリッジは、複数のキャリッジに搭載されていてもよい。また、前記インクカートリッジは、前記キャリッジには搭載されず、インクジェット記録装置内に配置、固定されていてもよい。この態様においては、例えば、前記インクカートリッジと、前記キャリッジに搭載された前記ヘッドユニットとが、チューブ等により連結され、前記インクカートリッジから前記ヘッドユニットに前記インクが供給される。
つぎに、本発明の実施例について比較例と併せて説明する。なお、本発明は、下記の実施例および比較例によって限定および制限されない。
[実施例1〜7および比較例1〜10]
インク組成成分(表1)のうち、自己分散型顔料「CAB−O−JET(登録商標)300」を除く成分を、均一に混合しインク溶媒を得た。つぎに、前記自己分散型顔料に前記インク溶媒を徐々に加え、均一に混合した。その後、得られた混合物を、東洋濾紙(株)製のセルロースアセテートタイプメンブレンフィルタ(孔径3.00μm)で濾過することで、実施例1〜7および比較例1〜10のインクジェット記録用水性インクを得た。
[実施例8および比較例11]
インク組成成分(表2)のうち、自己分散型顔料「CAB−O−JET(登録商標)400」を除く成分を、均一に混合しインク溶媒を得た。つぎに、前記自己分散型顔料に前記インク溶媒を徐々に加え、均一に混合した。その後、得られた混合物を、東洋濾紙(株)製のセルロースアセテートタイプメンブレンフィルタ(孔径3.00μm)で濾過することで、実施例8および比較例11のインクジェット記録用水性インクを得た。
[実施例9および比較例12]
インク組成成分(表3)のうち、自己分散型顔料「CAB−O−JET(登録商標)200」を除く成分を、均一に混合しインク溶媒を得た。つぎに、前記自己分散型顔料に前記インク溶媒を徐々に加え、均一に混合した。その後、得られた混合物を、東洋濾紙(株)製のセルロースアセテートタイプメンブレンフィルタ(孔径3.00μm)で濾過することで、実施例9および比較例12のインクジェット記録用水性インクを得た。
実施例および比較例の水性インクについて、(a)凝集評価および(b)光学濃度(OD)値評価を、下記の方法により行った。
(a)凝集評価
まず、実施例および比較例で用いた自己分散型顔料の4重量%分散液(顔料分散液)を調製した。ついで、実施例および比較例で用いたZr錯塩または多価金属塩の0.2重量%水溶液(塩水溶液)を調製した。つぎに、図2(A)に示すように、前記顔料分散液22と、前記塩水溶液23とを、それぞれ、3μLずつスライドガラス21上に滴下した。ついで、図2(B)に示すように、前記滴下した2液をカバーガラス24で覆うことで、前記2液を接触させた。このようにして作製したプレパラートの前記2液の界面25を、光学顕微鏡(200倍)で観察し、下記評価基準に従って評価した。なお、粗大な凝集物の存在は、ノズルからの水性インクの吐出時において、不吐出および噴射乱れ等の不安定な吐出を引き起こす原因であるため、この凝集評価結果が良好であれば、吐出安定性に優れた水性インクであると判断できる。
凝集評価 評価基準
G :前記2液の界面25に、粗大な凝集物が生じなかった。
NG:前記2液の界面25に、粗大な凝集物が生じた。
(b)光学濃度(OD)値評価
ブラザー工業(株)製のインクジェットプリンタ搭載デジタル複合機DCP−385Cを使用して、実施例および比較例の水性インクを用いて普通紙上に解像度600dpi×600dpiで黒単色パッチを含む画像を記録し評価サンプルを作製した。前記評価サンプルの光学濃度(OD)値を、Gretag Macbeth社製の分光測色計Spectrolino(光源:D50、視野:2°、STATUS T)により測定した。前記普通紙には、富士通コワーコ(株)製のオフィス用紙(普通紙1)、(株)リコー製のマイペーパー(普通紙2)、International Paper社製のReytoday Copy(普通紙3)、XEROX社製のBusiness(普通紙4)およびRecycled Supreme(普通紙5)を用いた。前記光学濃度(OD)値の測定は、各普通紙について2回行った。
実施例1〜7および比較例1〜10のインク組成および評価結果を、表1に示す。また、実施例8および比較例11のインク組成および評価結果を、表2に示す。さらに、実施例9および比較例12のインク組成および評価結果を、表3に示す。なお、表1〜3において、各普通紙の光学濃度(OD)値の測定結果は、2回の測定の平均値であり、最下段の平均は、前記普通紙1〜5の測定結果の平均値である。また、表1〜3において、表面張力は、協和界面科学(株)製の商品名CPVP−Zを用いて測定した。
Figure 2010229235
Figure 2010229235
Figure 2010229235
表1に示すとおり、自己分散型顔料「CAB−O−JET(登録商標)300」を用いた実施例1〜7の水性インクは、凝集評価および光学濃度(OD)値評価の結果が、良好であった。一方、前記Zr錯塩を含まない比較例1〜3の水性インクは、光学濃度(OD)値が実施例1〜7の水性インクより低かった。また、前記一般式(1)で表される陰イオン性界面活性剤に代えて、アルキルベンゼン硫酸ナトリウム型の界面活性剤を用い、前記Zr錯塩を含まない比較例4の水性インクも、光学濃度(OD)値が実施例1〜7の水性インクより低かった。そして、前記一般式(1)で表される陰イオン性界面活性剤に代えて、アルキルベンゼン硫酸ナトリウム型の界面活性剤を用いた比較例5の水性インクも、光学濃度(OD)値が実施例1〜7の水性インクより低かった。さらに、前記一般式(1)で表される陰イオン性界面活性剤および前記Zr錯塩を含まない比較例6の水性インクも、光学濃度(OD)値が実施例1〜7の水性インクより低かった。さらに、前記一般式(1)で表される陰イオン性界面活性剤を含まない比較例7の水性インクも、光学濃度(OD)値が実施例1〜7の水性インクより低かった。さらに、前記Zr錯塩に代えて、多価金属塩を用いた比較例8〜10の水性インクは、凝集評価の結果が劣っていた。なお、比較例10においては、Zr以外の多価金属であるAlの塩を用いても、凝集評価の結果が劣っていた。同様に、ZrおよびAl以外の他の多価金属(Fe、Ni、Mg、Cu、Zn)の塩を用いても、凝集評価の結果が劣っていることは確認されている。また、比較例8〜10においては、水性インク中で顔料が凝集したため、表面張力の測定および光学濃度(OD)値評価を行えなかった。
表2に示すとおり、自己分散型顔料「CAB−O−JET(登録商標)400」を用いた実施例8の水性インクは、凝集評価および光学濃度(OD)値評価の結果が、良好であった。一方、前記Zr錯塩を含まない比較例11の水性インクは、光学濃度(OD)値が実施例8の水性インクより低かった。
表3に示すとおり、自己分散型顔料「CAB−O−JET(登録商標)200」を用いた実施例9の水性インクは、凝集評価および光学濃度(OD)値評価の結果が、良好であった。一方、前記Zr錯塩を含まない比較例12の水性インクは、光学濃度(OD)値が実施例9の水性インクより低かった。
以上のように、本発明のインクジェット記録用水性インクは、表面張力が低く、浸透性が高いにも関わらず、記録物の光学濃度(OD)値が高く、かつ、吐出安定性に優れたものである。本発明のインクジェット記録用水性インクの用途は、特に限定されず、各種のインクジェット記録に広く適用可能である。
1 インクジェット記録装置
2 インクカートリッジ
3 インク吐出手段(インクジェットヘッド)
4 ヘッドユニット
5 キャリッジ
6 駆動ユニット
7 プラテンローラ
8 パージ装置

Claims (7)

  1. 顔料、水、一般式(1)で表される陰イオン性界面活性剤および陰イオン性ジルコニウム錯イオンを形成する錯塩を含むことを特徴とするインクジェット記録用水性インク。
    Figure 2010229235
    一般式(1)において、
    Rは、疎水基であり、
    は、陰イオン性基であり、
    は、アルカリ金属イオンまたは第4級アンモニウムイオンであり、
    nは、1〜30の整数である。
  2. 前記陰イオン性ジルコニウム錯イオンが、[Zr(CO(OH)2−であり、前記錯塩中のカウンターイオンが、アルカリ金属イオンまたは第4級アンモニウムイオンである請求項1記載のインクジェット記録用水性インク。
  3. 前記顔料が、自己分散型顔料を含む請求項1または2記載のインクジェット記録用水性インク。
  4. 前記一般式(1)におけるRが、炭素原子数10〜18の直鎖アルキル基である請求項1〜3のいずれか一項に記載のインクジェット記録用水性インク。
  5. 前記一般式(1)における陰イオン性基(X)が、−SO 基である請求項1〜4のいずれか一項に記載のインクジェット記録用水性インク。
  6. インクジェット記録用水性インクを含むインクカートリッジであって、前記水性インクが、請求項1〜5のいずれか一項に記載のインクジェット記録用水性インクであることを特徴とするインクカートリッジ。
  7. インク収容部およびインク吐出手段を含み、前記インク収容部に収容されたインクを前記インク吐出手段によって吐出するインクジェット記録装置であって、前記インク収容部に、請求項6記載のインクカートリッジが収容されていることを特徴とするインクジェット記録装置。
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