JP2014189708A - インクジェット記録用水性インク、インクカートリッジ及びインクジェット記録装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 光学濃度(OD値)を低下させることなく、白スジ状のムラ(バンディング)を抑制可能な顔料を用い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、自己分散型顔料及び水を含むインクジェット記録用水性インクであって、さらに、前記水性インクが、ジ−2−エチルヘキシルスルホコハク酸又はその塩(化合物A)と、一般式(B1)で表される化合物、化学式(B2)で表される化合物及び一般式(B3)で表される化合物からなる群から選択される少なくとも一つの化合物Bとを含むことを特徴とする。
【化1】
Figure 2014189708

一般式(B1)において、cは、1又は2である。
【化2】
Figure 2014189708

【化3】
Figure 2014189708

一般式(B3)において、dは、1〜3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及びインクジェット記録装置に関する。
顔料を用いたインクジェット記録用水性インク(以下、「水性顔料インク」と言うことがある。)における白スジ状のムラ(バンディング)を抑制するために、界面活性剤を用いることが提案されている(特許文献1参照)。
特開2012−246435号公報
近年、記録速度の高速化に伴い、記録媒体における速乾性を得るために、少ない液滴でインクジェット記録を実行することを求められることがある。しかしながら、界面活性剤を用いるだけでは、特に、低解像度でインクジェット記録を行う場合に、白スジ状のムラ(バンディング)の抑制が不充分となり、また、光学濃度(OD値)を低下させる懸念があった。
そこで、本発明は、光学濃度(OD値)を低下させることなく、白スジ状のムラ(バンディング)を抑制可能な顔料を用い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、
自己分散型顔料及び水を含むインクジェット記録用水性インクであって、
さらに、前記水性インクが、
ジ−2−エチルヘキシルスルホコハク酸又はその塩(化合物A)と、
一般式(B1)で表される化合物、化学式(B2)で表される化合物及び一般式(B3)で表される化合物からなる群から選択される少なくとも一つの化合物Bとを含むことを特徴とする。
Figure 2014189708
一般式(B1)において、cは、1又は2である。
Figure 2014189708
Figure 2014189708
一般式(B3)において、dは、1〜3の整数である。
本発明によれば、水性顔料インクにおいて、前記化合物A及び前記化合物Bを併用することで、光学濃度(OD値)を低下させることなく、白スジ状のムラ(バンディング)を抑制可能なインクジェット記録用水性インクを得ることができる。
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。
本発明において、高速記録に対応可能な速乾性をえうる水性インクの吐出量としては、例えば、600dpi×300dpiにおいては28pL〜32pLがあげられる。ただし、前記吐出量は、解像度、水性インクの組成等により様々であり、前述の例に限定及び制限されない。
本発明の水性インクについて説明する。本発明の水性インクは、自己分散型顔料及び水を含む。
本発明において、前記自己分散型顔料は、例えば、顔料粒子にカルボニル基、ヒドロキシル基、カルボン酸基、スルホン酸基、リン酸基等の親水性官能基及びそれらの塩の少なくとも一種が、直接又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、カルボン酸基により修飾された自己分散型顔料(以下、「カルボン酸基修飾自己分散型顔料」という。)であることが好ましい。前記自己分散型顔料は、例えば、特開平8−3498号公報、特表2000−513396号公報、特表2008−524400号公報、特表2009−515007号公報等に記載の方法によって顔料が処理されたものを用いることができる。前記自己分散型顔料の原料としては、無機顔料及び有機顔料のいずれも使用することができる。また、前記処理を行うのに適した顔料としては、例えば、三菱化学(株)製の「MA8」及び「MA100」等のカーボンブラックがあげられる。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)250C」、「CAB−O−JET(登録商標)260M」、「CAB−O−JET(登録商標)270Y」、「CAB−O−JET(登録商標)300」、「CAB−O−JET(登録商標)400」、「CAB−O−JET(登録商標)450C」、「CAB−O−JET(登録商標)465M」及び「CAB−O−JET(登録商標)470Y」;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」及び「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。
前記水性インク全量に対する前記自己分散型顔料の固形分配合量(顔料固形分量)は、特に限定されず、例えば、所望の光学濃度又は色彩等により、適宜決定できる。前記顔料固形分量は、例えば、0.1重量%〜20重量%であり、好ましくは、1重量%〜15重量%であり、より好ましくは、2重量%〜10重量%である。
前記水性インクは、前記自己分散型顔料以外の着色剤を含んでもよい。前記自己分散型顔料以外の着色剤としては、例えば、前記自己分散型顔料以外の顔料、染料等があげられる。
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。
前述のとおり、前記水性インクは、さらに、前記化合物A及び前記化合物Bを含む。水性顔料インクにおいて、前記化合物A及び前記化合物Bを併用することで、光学濃度(OD値)を低下させることなく、白スジ状のムラ(バンディング)を抑制可能なインクジェット記録用水性インクを得ることができる。
前記化合物A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「リパール(登録商標)835I」、「リパール(登録商標)860K」、「リパール(登録商標)870P」等があげられる。前記化合物Aを添加した水性顔料インクは、従来の界面活性剤を添加した水性顔料インクよりも光学濃度(OD値)に優れる。前記化合物Aにおける塩は、特に限定されず、例えば、ナトリウム塩等があげられる。前記化合物Aは、前記水性インク中において、塩における対イオンが電離したイオンの状態であってもよい。前記化合物Aは、1種類を単独で用いても、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化合物Aの配合量(化合物A割合)は、例えば、0.01重量%〜5重量%であり、好ましくは、0.05重量%〜2重量%であり、より好ましくは、0.1重量%〜0.8重量%である。前記化合物A割合は、塩を含まない場合の酸(又は、対イオンが電離したイオン)単独の配合量、酸(又は、対イオンが電離したイオン)を含まない場合の塩単独の配合量、並びに酸(又は、対イオンが電離したイオン)及び塩の双方を含む場合の酸(又は、対イオンが電離したイオン)及び塩の合計配合量を含む。
前記化合物Bにおいて、一般式(B1)で表される化合物としては、例えば、ジエチレングリコール−n−ヘキシルエーテル、エチレングリコール−n−ヘキシルエーテル等があげられ、化学式(B2)で表される化合物としては、例えば、ジエチレングリコール−2−エチルヘキシルエーテル等があげられ、一般式(B3)で表される化合物としては、例えば、トリ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−n−ブチルエーテル、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。水性顔料インクにおいて、前記化合物A及び前記化合物Bを併用することで、白スジ状のムラ(バンディング)を抑制可能である。
前記水性インク全量に対する前記化合物Bの配合量は、例えば、0.01重量%〜10重量%であり、好ましくは、0.1重量%〜5重量%であり、より好ましくは、0.2重量%〜0.6重量%である。
前記水性インク全量に対する前記化合物A及び前記化合物Bの合計配合量の下限は、記録媒体上のインクのベタ埋めの観点から、0.02重量%以上が好ましい。また、前記合計配合量の上限は、化合物A及び化合物Bの相溶性の観点から、15重量%以下が好ましい。前記合計配合量は、より好ましくは、0.2重量%〜0.6重量%であり、さらに好ましくは、0.3重量%〜1.4重量%である。
前記水性インクは、さらに、湿潤剤を含んでもよい。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等のポリエーテル;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、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。
本発明の水性インクは、本発明の効果を奏する範囲内において、前記化合物A以外の界面活性剤及び前記化合物B以外の浸透剤を含んでもよい。
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、顔料、水、前記化合物A及び前記化合物B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、前記水性ブラックインクが、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。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で記録された記録物は、光学濃度(OD値)に優れ、白スジ状のムラ(バンディング)が抑制される。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1−1〜3−2及び比較例1−1〜2−16]
水性インク組成(表1〜5)における、自己分散型顔料を除く成分を、均一に混合しインク溶媒を得た。つぎに、水に分散させた自己分散型顔料に前記インク溶媒を加え、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)でろ過することで、実施例1−1〜3−2及び比較例1−1〜2−16のインクジェット記録用水性インクを得た。なお、比較例1−4〜1−6と比較例2−4〜2−6、比較例1−11〜1−12と比較例2−9〜2−10、比較例1−14〜1−16と比較例2−12〜2−14、比較例1−17と比較例2−16は、それぞれ同じ水性インクであるが、化合物Bとして一般式(B1)で表される化合物又は化学式(B2)で表される化合物を用いた実施例1−1〜1−14、及び化合物Bとして一般式(B3)で表される化合物を用いた実施例2−1〜2−14に共通する比較例であるため、表2及び表4の両方の表に記載している。
実施例及び比較例の水性インクについて、(a)白スジ状のムラ(バンディング)評価及び(b)光学濃度(OD値)測定を、下記方法により実施した。
(a)白スジ状のムラ(バンディング)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−J525Nを用いて、普通紙(Xerox社製の4200)上に、解像度600dpi×300dpi、インク液滴量30pL、100%duty(ベタ画像)の条件で、実施例及び比較例の水性インクの吐出により、3inch×3inch(7.62cm×7.62cm)の評価パッチを記録した。このようにして作製した評価パッチを目視にて観察し、下記評価基準に従って白スジ状のムラ(バンディング)を評価した。
白スジ状のムラ(バンディング)評価 評価基準
G :評価パッチに白スジ状のムラ(バンディング)が確認されなかった
NG:評価パッチに白スジ状のムラ(バンディング)が確認された
(b)光学濃度(OD値)測定
前記「(a)白スジ状のムラ(バンディング)評価」と同様にして作製した評価パッチ中の5箇所の光学濃度(OD値)を、X−Rite社製の分光測色計SpectroEye(光源:D50、視野:2°、濃度基準:ANSI T)により測定し、平均値を求めた。
実施例及び比較例の水性インクの水性インク組成及び評価・測定結果を、表1〜5に示す。なお、前述のとおり、比較例1−4〜1−6と比較例2−4〜2−6、比較例1−11〜1−12と比較例2−9〜2−10、比較例1−14〜1−16と比較例2−12〜2−14、比較例1−17と比較例2−16は、それぞれ同じ水性インクであり、評価・測定結果も同じであるが、化合物Bとして一般式(B1)で表される化合物又は化学式(B2)で表される化合物を用いた実施例1−1〜1−14、及び化合物Bとして一般式(B3)で表される化合物を用いた実施例2−1〜2−14に共通する比較例であるため、表2及び表4の両方の表に記載している。
Figure 2014189708
Figure 2014189708
Figure 2014189708
Figure 2014189708
Figure 2014189708
表1に示すとおり、化合物Bとして一般式(B1)で表される化合物又は化学式(B2)で表される化合物を用いた実施例1−1〜1−14では、白スジ状のムラ(バンディング)評価の結果が良好で、光学濃度(OD値)が1.06以上と高かった。一方、表2に示すとおり、化合物Aに代えて、化合物Aに類似する界面活性剤を用いた比較例1−1〜1−3、化合物Aを用いなかった比較例1−13、化合物A及び化合物Bを用いなかった比較例1−14、化合物Aに代えて、化合物Aに類似する界面活性剤を用い、化合物Bを用いなかった比較例1−15、化合物Aを用いず、化合物Bに代えて、化合物Bに類似のグリコールエーテルを用いた比較例1−16、並びに化合物A及び化合物Bに代えて、化合物Aに類似する界面活性剤及び化合物Bに類似のグリコールエーテルを用いた比較例1−17では、白スジ状のムラ(バンディング)評価の結果が悪く、光学濃度(OD値)も1.01〜1.05と低かった。また、化合物Bに代えて、化合物Bに類似のグリコールエーテルを用いた比較例1−4〜1−11、及び化合物Bを用いなかった比較例1−12では、白スジ状のムラ(バンディング)評価の結果が悪かった。
また、表3に示すとおり、化合物Bとして一般式(B3)で表される化合物を用いた実施例2−1〜2−14では、白スジ状のムラ(バンディング)評価の結果が良好で、光学濃度(OD値)が1.06以上と高かった。一方、表4に示すとおり、化合物Aに代えて、化合物Aに類似する界面活性剤を用いた比較例2−1〜2−3、化合物Aを用いなかった比較例2−11、化合物A及び化合物Bを用いなかった比較例2−12、化合物Aに代えて、化合物Aに類似する界面活性剤を用い、化合物Bを用いなかった比較例2−13、化合物Aを用いず、化合物Bに代えて、化合物Bに類似のグリコールエーテルを用いた比較例2−14及び2−15、並びに化合物A及び化合物Bに代えて、化合物Aに類似する界面活性剤及び化合物Bに類似のグリコールエーテルを用いた比較例2−16では、白スジ状のムラ(バンディング)評価の結果が悪く、光学濃度(OD値)も1.01〜1.05と低かった。また、化合物Bに代えて、化合物Bに類似のグリコールエーテルを用いた比較例2−4〜2−9、及び化合物Bを用いなかった比較例2−10では、白スジ状のムラ(バンディング)評価の結果が悪かった。
さらに、表5に示すとおり、化合物Bとして、一般式(B1)で表される化合物又は化学式(B2)で表される化合物と、一般式(B3)で表される化合物とを併用した実施例3−1及び3−2では、白スジ状のムラ(バンディング)評価の結果が良好で、光学濃度(OD値)が1.10以上と高かった。
以上のように、本発明の水性インクは、光学濃度(OD値)が高く、白スジ状のムラ(バンディング)が抑制されたものである。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 (4)

  1. 自己分散型顔料及び水を含むインクジェット記録用水性インクであって、
    さらに、前記水性インクが、
    ジ−2−エチルヘキシルスルホコハク酸又はその塩(化合物A)と、
    一般式(B1)で表される化合物、化学式(B2)で表される化合物及び一般式(B3)で表される化合物からなる群から選択される少なくとも一つの化合物Bと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 2014189708
    一般式(B1)において、cは、1又は2である。
    Figure 2014189708
    Figure 2014189708
    一般式(B3)において、dは、1〜3の整数である。
  2. 前記自己分散型顔料が、カルボン酸基により修飾された自己分散型顔料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。
  3. 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又は2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。
  4. 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又は2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。
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