JP2013249369A

JP2013249369A - インクジェット記録用水性インク、インクカートリッジ、インクジェット記録装置及びインクジェット記録方法

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Publication number: JP2013249369A
Application number: JP2012124532A
Authority: JP
Inventors: Yuka Tsusaka; 友香津坂; Shunichi Higashiyama; 俊一東山; Kazuma Goto; 数摩後藤; Shigemi Koga; 成美古賀
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2012-05-31
Filing date: 2012-05-31
Publication date: 2013-12-12
Anticipated expiration: 2032-05-31
Also published as: JP5928802B2

Abstract

【課題】耐水性に優れ、かつ、吐出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】本発明のインクジェット記録用水性インクは、着色剤、水及び水溶性有機溶剤を含むインクジェット記録用水性インクであって、前記着色剤が、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー９０を含み、前記水性インクが、さらに、ＨＬＢが１２以上のノニオン系界面活性剤を含み、前記水性インク全量に対する前記ノニオン系界面活性剤の配合量が、０．５重量％以上であることを特徴とする。
【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、インクジェット記録装置及びインクジェット記録方法に関する。

従来から、インクジェット記録用水性インクに使用されるシアン染料として、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー１９９及びＣ．Ｉ．アシッドブルー９等が知られている（特許文献１）。これらのシアン染料は、噴射安定性に優れるが、記録物の水浸漬前後での色濃度の低下が大きく、耐水性に問題があった。

特開２００７−１６２２５号公報

耐水性に優れるシアン染料としては、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー９０がある。しかし、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー９０には、水に溶けると会合し、吐出不良を招きやすいという問題があった。

そこで、本発明は、耐水性に優れ、かつ、吐出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、
着色剤、水及び水溶性有機溶剤を含むインクジェット記録用水性インクであって、
前記着色剤が、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー９０を含み、
前記水性インクが、さらに、ＨＬＢが１２以上のノニオン系界面活性剤を含み、
前記水性インク全量に対する前記ノニオン系界面活性剤の配合量が、０．５重量％以上であることを特徴とする。

本発明の水性インクは、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー９０を用い、かつ、前記特定のＨＬＢを有するノニオン系界面活性剤を０．５重量％以上含むため、耐水性及び吐出性の双方に優れる。

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。

本発明のインクジェット記録用水性インク（以下、「水性インク」又は「インク」と言うことがある。）について説明する。本発明の水性インクは、着色剤、水及び水溶性有機溶剤を含む。前述のとおり、前記着色剤は、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー９０を含む。Ｃ．Ｉ．アシッドブルー９０を用いることで、耐水性に優れた水性インクを得ることができる。

前記水性インク全量に対するＣ．Ｉ．アシッドブルー９０の配合量は、特に限定されず、例えば、０．１重量％〜２０重量％であり、好ましくは、０．３重量％〜１０重量％である。

前記着色剤は、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー９０に加え、さらに他の染料及び顔料等を含んでもよい。

前記水は、イオン交換水又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、例えば、１０重量％〜９０重量％であり、好ましくは、４０重量％〜８０重量％である。前記水割合は、例えば、他の成分の残部としてもよい。

前記水溶性有機溶剤としては、例えば、インクジェットヘッドのノズル先端部における水性インクの乾燥を防止する湿潤剤及び記録媒体上での乾燥速度を調整する浸透剤があげられる。

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、ｔｅｒｔ−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、トリメチロールプロパ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、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、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。これらの中で、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ましい。

前記水性インク全量に対する前記湿潤剤の配合量は、例えば、０重量％〜９５重量％であり、好ましくは、５重量％〜８０重量％であり、より好ましくは、５重量％〜５０重量％である。

前記浸透剤は、例えば、グリコールエーテルがあげられる。前記グリコールエーテルは、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−プロピルエーテル及び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は、例えば、０重量％〜２０重量％であり、好ましくは、０．１重量％〜１５重量％であり、より好ましくは、０．５重量％〜１０重量％である。

前述のとおり、前記水性インクは、さらに、界面活性剤の親和性の程度を表す値であるＨＬＢが１２以上のノニオン系界面活性剤を含む。ＨＬＢが１２以上のノニオン系界面活性剤としては、例えば、日信化学工業（株）製のオルフィン（登録商標）Ｅ１０１０（ＨＬＢ＝１３．５）及びＥ１０２０（ＨＬＢ＝１５．５）、花王（株）製のエマルゲン（登録商標）１０８（ＨＬＢ＝１２．１）、４０９ＰＶ（ＨＬＢ＝１２．０）、７０７（ＨＬＢ＝１２．１）、７０９（ＨＬＢ＝１３．３）、１２３Ｐ（ＨＬＢ＝１６．９）、４２０（ＨＬＢ＝１３．６）、１０９Ｐ（ＨＬＢ＝１３．６）、１２０（ＨＬＢ＝１５．３）、１３０Ｋ（ＨＬＢ＝１８．１）、１４７（ＨＬＢ＝１６．３）、１５０（ＨＬＢ＝１８．４）、２２０（ＨＬＢ＝１４．２）、３２０Ｐ（ＨＬＢ＝１３．９）、３５０（ＨＬＢ＝１７．８）及び４３０（ＨＬＢ＝１６．２）、レオドール（登録商標）ＴＷ−Ｌ１０６（ＨＬＢ＝１３．３）、ＴＷ−Ｏ１２０Ｖ（ＨＬＢ＝１５．０）、ＴＷ−Ｌ１２０（ＨＬＢ＝１６．７）、ＴＷ−Ｐ１２０（ＨＬＢ＝１５．６）、ＴＷ−Ｓ１２０（ＨＬＢ＝１４．９）及びスーパーＴＷ−Ｌ１２０（ＨＬＢ＝１６．０）等があげられる。前記ノニオン系界面活性剤は、１種類を単独で用いてもよく、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ノニオン系界面活性剤の配合量は、０．５重量％以上である。前記ノニオン系界面活性剤の配合量を０．５重量％以上とすることで、吐出性に優れた水性インクを得ることができる。前記ノニオン系界面活性剤の配合量は、多すぎると着色剤であるアシッドブルー９０が水に溶けやすくなるため、耐水性が悪くなる。一方、少なすぎると、アシッドブルー９０同士の会合を抑制する効果が乏しくなるので、吐出性能が悪化する。前記ノニオン系界面活性剤の配合量は、好ましくは、０．５重量％〜３重量％であり、より好ましくは、０．５重量％〜２重量％である。

前記ノニオン系界面活性剤のＨＬＢの上限値は、１６．９以下であることが好ましい。前記ノニオン系界面活性剤のＨＬＢを１６．９以下とすることで、耐水性により優れた水性インクを得ることができる。前記ノニオン系界面活性剤のＨＬＢは、１２〜１３．５であることがより好ましい。ＨＬＢの値は、高いほど親水性が高く、低いほど親油性が高い。すなわち、ＨＬＢが高すぎると、着色剤であるアシッドブルー９０が水に溶けやすくなるため、耐水性が悪くなる。一方、ＨＬＢの値が低すぎると、前記ノニオン系界面活性剤が水性インク中に溶けないため、ノズル詰まりが生じやすくなり、吐出安定性が良好でない。

前記水性インクは、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、ｐＨ調整剤、粘度調整剤、表面張力調整剤、防黴剤等があげられる。前記粘度調整剤は、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。

前記水性インクは、例えば、着色剤、水、水溶性有機溶剤及び前記ノニオン系界面活性剤と、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。

つぎに、本発明のインクカートリッジについて説明する。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。前記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及びインクジェット記録方法について説明する。

本発明のインクジェット記録装置は、インク収容部及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、本発明のインクジェット記録用水性インクが収容されていることを特徴とする。

本発明のインクジェット記録方法は、記録媒体に水性インクをインクジェット方式により吐出して記録するインクジェット記録方法であって、前記水性インクとして、本発明のインクジェット記録用水性インクを用いることを特徴とする。

本発明のインクジェット記録方法は、例えば、本発明のインクジェット記録装置を用いて実施可能である。前記記録は、印字、印画、印刷等を含む。

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とを主要な構成要素として含む。

４つのインクカートリッジ２は、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの４色の水性インクを、それぞれ１色ずつ含む。例えば、前記水性シアンインクが、本発明のインクジェット記録用水性インクである。その他の水性インクは、一般的な水性インクを用いてよい。ヘッドユニット４に設置されたインクジェットヘッド３は、記録媒体（例えば、記録用紙）Ｐに記録を行う。キャリッジ５には、４つのインクカートリッジ２及びヘッドユニット４が搭載される。駆動ユニット６は、キャリッジ５を直線方向に往復移動させる。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）。プラテンローラ７は、キャリッジ５の往復方向に延び、インクジェットヘッド３と対向して配置されている。

パージ装置８は、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。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）。

パージ装置８のプラテンローラ７側には、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。ワイパ部材２０は、へら状に形成されており、キャリッジ５の移動に伴って、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、水性インクの乾燥を防止するため、記録が終了するとリセット位置に戻される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。

本例のインクジェット記録装置１においては、４つのインクカートリッジ２は、ヘッドユニット４と共に、１つのキャリッジ５に搭載されている。ただし、本発明は、これに限定されない。前記インクジェット記録装置において、４つのインクカートリッジ２の各カートリッジは、ヘッドユニット４とは別のキャリッジに搭載されていてもよい。また、４つのインクカートリッジ２の各カートリッジは、キャリッジ５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。これらの態様においては、例えば、４つのインクカートリッジ２の各カートリッジと、キャリッジ５に搭載されたヘッドユニット４とが、チューブ等により連結され、４つのインクカートリッジ２の各カートリッジからヘッドユニット４に前記水性インクが供給される。

このインクジェット記録装置１を用いたインクジェット記録は、例えば、つぎのようにして実施される。まず、記録用紙Ｐが、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。記録用紙Ｐは、インクジェットヘッド３と、プラテンローラ７との間に導入される。導入された記録用紙Ｐに、インクジェットヘッド３から吐出される水性インクにより所定の記録がされる。本発明の水性インクは、インクジェットヘッド３からの安定した吐出が可能である。記録後の記録用紙Ｐは、インクジェット記録装置１から排紙される。本発明の水性インクを用いることで、耐水性に優れた記録物を得ることができる。図１においては、記録用紙Ｐの給紙機構及び排紙機構の図示を省略している。

図１に示す装置では、シリアル型インクジェットヘッドを採用するが、本発明は、これに限定されない。前記インクジェット記録装置は、ライン型インクジェットヘッドを採用する装置であってもよい。

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、下記の実施例及び比較例により限定及び制限されない。

［実施例１−１４及び比較例１−１２］
水性インク組成（表１及び表２）の各成分を、均一に混合した。その後、得られた混合物を、東洋濾紙（株）製の親水性ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）タイプメンブレンフィルタ（孔径０．２０μｍ）を用いてろ過することで、実施例１〜１４及び比較例１〜１２のインクジェット記録用水性インクを得た。

実施例及び比較例の水性インクについて、（ａ）吐出性評価及び（ｂ）耐水性評価を、下記方法により実施した。

（ａ）吐出性評価
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、実施例及び比較例の水性インクを用いてインクカートリッジ交換後にパージ（前記インクジェットプリンタ搭載デジタル複合機ＤＣＰ−３８５Ｃ本体のポンプによる水性インクの吸引）を３回行った直後に、記録試験を行い、全ノズル数に対する吐出ノズルの割合を求め、下記評価基準に従って評価した。

吐出性評価評価基準
Ｇ：全ノズル数に対する吐出ノズルの割合が９０％以上であった
ＮＧ：全ノズル数に対する吐出ノズルの割合が９０％未満であった

（ｂ）耐水性評価
前記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、実施例及び比較例の水性インクを用いて普通紙（Ｒｉｃｏｈ社製のＭｙＰａｐｅｒ）上に解像度６００ｄｐｉ×６００ｄｐｉでシアン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。前記評価サンプルを、純水に５分間浸漬させた後、画像の滲みを、下記評価基準に従って目視評価した。

耐水性評価評価基準
ＡＡ：滲みは無かった
Ａ：わずかに滲みが発生した
Ｂ：多少の滲みはあるものの実用上問題ないレベルであった
Ｃ：実用上問題となるレベルの滲みがあった

実施例の水性インクの水性インク組成及び評価結果を、表１に示す。また、比較例の水性インクの水性インク組成及び評価結果を、表２に示す。

表１に示すとおり、実施例１〜１４では、吐出性及び耐水性の双方に優れていた。ＨＬＢが１３．５のノニオン系界面活性剤の配合量を０．５０重量％〜２．００重量％とした実施例１及び２、並びにＨＬＢが１２．１又は１２．０のノニオン系界面活性剤の配合量を３．００重量％とした実施例４〜６では、耐水性評価の結果が極めて優れていた。また、ＨＬＢが１３．５又は１３．３のノニオン系界面活性剤の配合量を３．００重量％とした実施例３、７及び８では、耐水性評価の結果が特に優れていた。

一方、表２に示すとおり、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー９０に代えて、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー１９９又はＣ．Ｉ．アシッドブルー９を用いた比較例１及び２では、耐水性評価の結果が悪かった。また、ノニオン系界面活性剤を用いなかった比較例３では、吐出性評価の結果が悪かった。そして、ＨＬＢのノニオン系界面活性剤の配合量を０．５重量％未満とした比較例４〜６でも、吐出性評価の結果が悪かった。さらに、ＨＬＢが１２未満のノニオン系界面活性剤を用いた比較例７〜１２でも、吐出性評価の結果が悪かった。

以上のように、本発明の水性インクは、耐水性及び吐出性の双方に優れたものである。本発明の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

着色剤、水及び水溶性有機溶剤を含むインクジェット記録用水性インクであって、
前記着色剤が、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー９０を含み、
前記水性インクが、さらに、ＨＬＢが１２以上のノニオン系界面活性剤を含み、
前記水性インク全量に対する前記ノニオン系界面活性剤の配合量が、０．５重量％以上であることを特徴とするインクジェット記録用水性インク。
前記ノニオン系界面活性剤のＨＬＢが、１２〜１３．５であり、かつ、前記水性インク全量に対する前記ノニオン系界面活性剤の配合量が、０．５重量％〜３重量％であることを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録用水性インク。
前記ノニオン系界面活性剤のＨＬＢが、１２〜１２．１であることを特徴とする請求項２記載のインクジェット記録用水性インク。
前記ノニオン系界面活性剤のＨＬＢが、１３．３〜１３．５であり、かつ、前記水性インク全量に対する前記ノニオン系界面活性剤の配合量が、０．５重量％〜２重量％であることを特徴とする請求項２記載のインクジェット記録用水性インク。
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１〜４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であることを特徴とするインクカートリッジ。
インク収容部及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。
記録媒体に水性インクをインクジェット方式により吐出して記録するインクジェット記録方法であって、
前記水性インクとして、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を用いることを特徴とするインクジェット記録方法。