JP3032473B2

JP3032473B2 - 水系インク

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Publication number: JP3032473B2
Application number: JP21353096A
Authority: JP
Inventors: 正佐久間; 萬壽亀石井; 秀樹柳; 祥一鈴木; 繁美若林; 善明辻井; 健二會田
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 1996-08-13
Filing date: 1996-08-13
Publication date: 2000-04-17
Anticipated expiration: 2016-08-13
Also published as: JPH1060354A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被記録部材に対す
る定着性に優れた水系インクに関し、特にインクジェッ
ト記録用インクとして適した水系インクに関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】印字用
や筆記具用のインクにおいては、その製造や取扱性の簡
便の点から水系インクが用いられる場合が多い。例え
ば、近年のコンピュータの発達、普及によりプリンタ装
置も普及しており、そのようなプリンタ装置にも水系イ
ンクが盛んに用いられている。

【０００３】代表的なプリンタ装置の一つであるインク
ジェットプリンタに使用されるインクには、ノズルにイ
ンクが目詰まりするのを防止するために、水に溶解する
水溶性染料が通常用いられている。水溶性染料を用いる
ことにより、インクはノズルに目詰まりしにくくなる
が、反面、印刷物の耐水性が劣るという問題があった。
そこで、染料インクよりも一般に耐水性の高い顔料イン
クも用いられているが、顔料インクは、被記録部材に対
する定着性、特に金属及びＯＨＰシート等のプラスチッ
クのようなインクの浸透性が低い被記録部材に対する定
着性に劣り、印刷物としての記録保存性に問題があっ
た。

【０００４】また、遠心分離後のインク中に残存する水
溶性樹脂に着目した技術としては、例えば特開平３−２
１０３７３号公報に記載のもの等がある。斯かる公報に
おいては、遠心分離後のインク中に残存する水溶性樹脂
の濃度を２％以下とすることによって、インク液滴の発
泡性の向上を図っている。しかしながら、該公報には、
インクの被記録部材に対する定着性については言及され
ていない。

【０００５】従って、本発明の目的は、被記録部材、特
にＯＨＰシートのようなプラスチックや金属に対する定
着性に優れた水系インクを提供することにある。また、
本発明の目的は、特にインクジェット記録用インクとし
て適した水系インクを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは鋭意検討し
た結果、特定成分を特定の割合で配合したインクにおい
て、特定条件下で測定されるインク中の樹脂成分の濃度
を特定の範囲とすることにより、上記目的が達成される
ことを知見した。

【０００７】本発明は、上記知見に基づきなされたもの
で、水不溶性色材１〜１５重量％、水溶性樹脂２〜１０
重量％、脂肪族一価アルコール１〜１５重量％、水溶性
溶剤０．１〜３０重量％及び水３０〜９５．９重量％か
らなる水系インクであって、５０，０００Ｇで４時間の
条件下にて超遠心分離操作を行った後に、上記水溶性樹
脂が２〜７重量％含まれており、上記水溶性樹脂が高分
子分散剤からなり、上記高分子分散剤が、下記一般式
（Ａ）で表される単量体（ａ）と、下記一般式（Ｂ）で
表される単量体（ｂ）とを重合して得られる共重合体で
あることを特徴とする水系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。

【化２】

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の水系インクは、上述の通
り、所定量の水不溶性色材、水溶性樹脂、脂肪族一価ア
ルコール、水溶性溶剤及び水を必須成分として含有し、
５０，０００Ｇで４時間の条件下にて超遠心分離操作を
行った後に、インク中に上記水溶性樹脂が特定の濃度含
まれていることを特徴とするものである。水不溶性色
材、例えば顔料等を色材として含有する水系インクは、
被記録部材に対する定着性、特に金属及びＯＨＰシート
等のプラスチックのようなインクの浸透性が低い被記録
部材に対する定着性が低いが、本発明に従い、特定条件
下での超遠心分離操作後のインクの上澄み液中に含まれ
る水溶性樹脂の濃度が特定の値となるようにインクを調
製することにより、インクの被記録部材に対する定着性
が向上する。

【０００９】上記超遠心分離操作後のインク中に含まれ
る水溶性樹脂の特定の濃度（以下、「遠心分離後樹脂濃
度」という）とは、２〜７重量％である。遠心分離後樹
脂濃度が２重量％に満たないと、インクの被記録部材に
対する定着性、特に金属及びＯＨＰシートのようなプラ
スチック等の被記録部材に対する定着性に劣り、７重量
％を超えると、インクが増粘し、特にインクジェットプ
リンタを用いて印刷した場合にインク液滴の吐出不良に
伴いかすれ等が発生して印字品質が低下し、またプリン
タヘッドのノズルで目詰まりが起こる等の悪影響を及ぼ
す。遠心分離後樹脂濃度は、２〜５重量％であることが
好ましく、２．５〜４重量％であることが更に好まし
い。

【００１０】上記超遠心分離操作は、５０，０００Ｇで
４時間の条件で行う。本条件は、超遠心分離操作により
水不溶性色材、例えば顔料、及び該顔料の表面に吸着し
ている水溶性樹脂分を沈降させて、上澄み液中に溶解し
ている残存樹脂分と分離するような条件である。上記遠
心分離後樹脂濃度は、上記超遠心分離操作後のインクの
上澄み液を所定量採取し、全有機炭素計（ＴＯＣ、Ｔｏ
ｔａｌＯｒｇａｎｉｃＣａｒｂｏｎ）等の測定装置
や重量法 (上記上澄み液を蒸発乾固させ、樹脂量を測定
する）により測定される。

【００１１】本発明の水系インクに含まれる上記水不溶
性色材としては、水に溶解しない色材が用いられ、その
具体例としては、各種顔料、分散染料及び油性染料等が
挙げられる。これらの水不溶性色材は、本発明の水系イ
ンク中に１〜１５重量％配合され、２〜１０重量％配合
されることが好ましい。該水不溶性色材の配合量が１重
量％に満たないと印字濃度が不十分であり、１５重量％
を超えて使用しても印字濃度の大幅な向上が図れないの
で、上記範囲内とすることが好ましい。

【００１２】上記顔料としては、カーボンブラック；
Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー１、５、１２、１４、１
７、２４、４２、５３、８３、９５、９７、９８及び１
００；Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド１、３、４、５、１
７、２２、３１、４８、４９、５３、６３、６４、８
１：１、８８及び１０１；Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー
１、１５、１６、２７、２８、２９、５６、６０及び６
３並びに；Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブラック１及び１１等
を用いることができ、特に、カーボンブラックを用いる
ことが好ましい。また、上記顔料は、インクの保存安定
性向上の点や、特にインクジェット記録用インクとして
用いた場合にプリンタヘッドでのインクの目詰まり防止
性の点から、その平均粒径が０．０５〜３μｍであるこ
とが好ましく、０．０５〜１μｍであることが更に好ま
しい。特に、本発明の水系インクをインクジェット記録
用インクとして用いた場合に、インクの長期吐出安定性
を向上させる点から、上記顔料は、その粒径分布が、
０．２μｍ未満の粒径の粒子６０〜９８体積％、０．２
μｍ以上０．６μｍ未満の粒径の粒子０．５〜４０体積
％、及び０．６μｍ以上の粒径の粒子５体積％以下であ
ることが好ましい。この場合には、上記顔料を１〜１５
重量％配合することが好ましい。また、本発明の水系イ
ンクをインクジェット記録用インクとして用いた場合
に、フェザリング（feathering: 被記録部材に付着した
インク液滴が尾を引く現象）を防止し印字品質を向上さ
せる点から、上記顔料として、揮発分が９〜２５重量％
であるカーボンブラックを用いることが好ましい。尚、
該揮発分は特開平３−２１０３７３号公報の第４頁左下
欄に記載の方法により測定された値である。更にカーボ
ンブラックを用いる場合には、その吸油量が好ましくは
２５０〜８００ｇ／１００ｇ、特に好ましくは３００〜
７００ｇ／１００ｇであるものを用いることも好まし
い。また、上記水不溶性色材として顔料を用い、減法混
色法によりカラー印刷を行う場合には、黒色、イエロ
ー、マゼンタ、及びシアンそれぞれの顔料を含有する４
種類のインク（黒色インク、イエローインク、マゼンタ
インク、シアンインク）からなるインクセットを用いる
ことが好ましい。この場合、黒色顔料としてカーボンブ
ラックを用い、イエロー顔料としてＣ．Ｉ．ピグメント
・イエロー１７及び８３から選ばれる顔料を用い、マゼ
ンタ顔料としてＣ．Ｉ．ピグメント・レッド４８：３、
８３及び１２２から選ばれる顔料を用い、シアン顔料と
してＣ．Ｉ．ピグメント・ブルー１５：３を用いると、
色再現性が向上するので好ましい。

【００１３】上記分散染料としては、Ｃ．Ｉ．ディスパ
ース・イエロー３、５、５６、６０及び６４；Ｃ．Ｉ．
ディスパース・レッド４、５、６０、７２、７３及び９
１；Ｃ．Ｉ．ディスパース・バイオレット２６；Ｃ．
Ｉ．ディスパース・ブルー３、７、５６、６０及び７
９；並びにＣ．Ｉ．ディスパース・オレンジ１３及び３
０等を用いることができる。

【００１４】上記油性染料としては、Ｃ．Ｉ．ソルベン
ト・ブラック３；Ｃ．Ｉ．ソルベント・イエロー１９；
Ｃ．Ｉ．ソルベント・レッド８、２４、４３、５１、７
２及び７３；Ｃ．Ｉ．ソルベント・バイオレット３；
Ｃ．Ｉ．ソルベント・ブルー２及び１１；Ｃ．Ｉ．ソル
ベント・グリーン３及び７；並びにＣ．Ｉ．ソルベント
・オレンジ２等を用いることができる。

【００１５】本発明の水系インクに含まれる上記水溶性
樹脂としては、高分子分散剤が用いられる。上記水溶性
樹脂の配合量は、遠心分離後樹脂濃度が上記範囲内とな
るような量とし、具体的には２〜１０重量％、好ましく
は２．５〜１０重量％、更に好ましくは２．５〜５重量
％、一層好ましくは２．５〜４重量％とする。

【００１６】上記水溶性樹脂としては、上記高分子分散
剤と共に、インクの定着性を向上させる定着用樹脂を併
用してもよい。該定着用樹脂としては、特に制限される
ものではないが、例えば、ポリアクリル酸、スチレン−
（メタ）アクリル酸共重合体、スチレン−（無水）マレ
イン酸共重合体、ビニルナフタレン−アクリル酸共重合
体、ビニルナフタレン−マレイン酸共重合体、β−ナフ
タレンスルホン酸ホルマリン縮合物、アクリル−ウレタ
ン共重合体、あるいはこれらの塩、ポリビニルアルコー
ル、ポリエチレンイミン、ポリ酢酸ビニル、ゼラチン、
カゼイン等のタンパク質等が挙げられる。特に、上記水
不溶性色材として顔料を用いる場合には、上記定着用樹
脂として、アクリル−ウレタン共重合体やポリエチレン
イミンを用いることが好ましい。上記アクリル−ウレタ
ン共重合体は、エマルションの形態で用いられることが
好ましい。特に、上記アクリル−ウレタン共重合体とし
て、アクリルーウレタンブロック共重合体（ポリアクリ
ル酸重合体にポリウレタン重合体が結合した共重合体）
エマルションを用いることが好ましい。該エマルション
におけるアクリル−ウレタン共重合体の重量平均分子量
は１００００〜３０００００であることが好ましく、２
００００〜２５００００であることが更に好ましい。上
記アクリル−ウレタン共重合体の配合量は、上記遠心分
離後樹脂濃度が上述の範囲内となるような量とし、好ま
しくはアクリル−ウレタン共重合体の固形分濃度として
０．０１〜１０重量％、更に好ましくは０．０５〜５重
量％とする。一方、上記ポリエチレンイミンとしては、
重量平均分子量が８００〜３０００００であるポリエチ
レンイミンを用いることが好ましく、特に、アクリル鎖
からなる主鎖の側鎖にグラフトされたポリエチレンイミ
ン、水酸化処理されたポリエチレンイミン、及び両性イ
オン化されたポリエチレンイミンのうちの一種又は二種
以上を用いることが好ましく、とりわけ水酸化処理され
たポリエチレンイミンを用いることが好ましい。該ポリ
エチレンイミンの配合量は、上記遠心分離後樹脂濃度が
上述の範囲内となるような量とし、好ましくは０．０１
〜１０重量％、更に好ましくは０．０５〜５重量％とす
る。

【００１７】

【００１８】

【００１９】上記高分子分散剤としては、下記一般式
（Ａ）で表される単量体（ａ）と、下記一般式（Ｂ）で
表される単量体（ｂ）とを重合して得られる共重合体
〔以下、この共重合体を「共重合体（Ｉ）」という〕が
用いられる。

【００２０】

【化３】

【００２１】上記共重合体（Ｉ）について詳述すると、
上記一般式（Ａ）において、Ｒ₁及びＲ₂は、上述の通
り水素原子又は低級アルキル基（好ましくはＣ１〜Ｃ
３）を示し、同一でも異なってもよい。特に、Ｒ₁及び
Ｒ₂が両方とも水素原子であるか又はＲ₁が水素原子で
Ｒ₂がメチル基であることが好ましい。ｍ₁は、０〜２
の整数を示し、好ましくは０又は１である。ＡＯは、炭
素数２〜３のオキシアルキレン基（即ち、オキシエチレ
ン基又はオキシプロピレン基）を示し、好ましくはオキ
シエチレン基である。ｎは１〜３００の整数を示し、好
ましくは２〜１５０の整数であり、更に好ましくは４〜
１３０の整数である。ｎが０であると分散安定性を十分
発揮できず、ｎが３００を超えるとインクの粘度が上昇
し、例えばインクジェットプリンタに用いた場合に吐出
挙動に悪影響を及ぼすことがある。Ｘは水素原子又は低
級アルキル基（好ましくはＣ１〜Ｃ５）を示し、好まし
くは水素原子、メチル基又はエチル基である。

【００２２】上記一般式（Ａ）で表される化合物として
好ましいものの具体例としては、メトキシポリエチレン
グリコール、メトキシポリエチレンポリプロピレングリ
コール、エトキシポリエチレングリコール、エトキシポ
リエチレンポリプロピレングリコール、プロポキシポリ
エチレングリコール、プロポキシポリエチレンポリプロ
ピレングリコール等の片末端アルキル封鎖ポリアルキレ
ングリコールとアクリル酸、メタクリル酸又は脂肪酸の
脱水素（酸化）反応物とのエステル化物や、アクリル
酸、メタクリル酸又は脂肪酸の脱水素（酸化）反応物へ
のエチレンオキシド、プロピレンオキシド付加物が挙げ
られる。上記一般式（Ａ）で表される化合物において、
エチレンオキシド及びプロピレンオキシドの双方を付加
させる場合には、ランダム付加、ブロック付加、交互付
加等のいずれでも用いることができる。この場合、エチ
レンオキシドとプロピレンオキシドとの付加モル比（前
者：後者）は、１０：９０〜９０：１０であることが望
ましく、１０：９０〜６０：４０であることが更に望ま
しい。

【００２３】上記一般式（Ｂ）で表される化合物として
は、不飽和モノカルボン酸及びその塩並びに不飽和ジカ
ルボン酸及びその塩が挙げられる。具体的には、アクリ
ル酸、メタクリル酸及びクロトン酸並びにこれらの金属
塩や、不飽和ジカルボン酸系単量体であるマレイン酸、
イタコン酸、シトラコン酸及びフマル酸並びにこれらの
アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩
及びアミン塩並びにこれらの酸無水物である無水マレイ
ン酸、無水イタコン酸及び無水シトラコン酸が挙げられ
る。

【００２４】上記共重合体（Ｉ）においては、上記単量
体（ａ）及び（ｂ）のモル比〔単量体（ａ）／単量体
（ｂ）〕が０．１／１００〜１００／１００であること
が好ましく、１／１００〜７０／１００であることが更
に好ましい。該単量体（ａ）の比率がこれよりも小さい
と分散保存安定性が損なわれ、該単量体（ａ）の比率が
これよりも大きいと水に対する溶解性が低下して分散性
が低下する虞れがある。即ち、該単量体（ａ）及び
（ｂ）のモル比をかかる範囲内とすることにより、分散
性に優れかつ分散保存安定性に優れた高分子分散剤とな
るので好ましい。

【００２５】上記共重合体（Ｉ）においては、その高分
子分散剤としての機能を損なわない範囲内で他の共重合
可能な単量体を共重合成分として更に用いてもよい。該
単量体としては、（メタ）アクリロニトリル、（メタ）
アクリルアミド、スチレン、スチレンスルホン酸等が挙
げられる。

【００２６】上記単量体（ａ）及び（ｂ）の共重合様式
は、ランダム共重合、ブロック共重合、交互共重合、グ
ラフト共重合の共重合様式をとることができ、得られる
共重合体（Ｉ）の高分子分散剤としての機能を損なわな
い限り特に制限されない。

【００２７】上記共重合体（Ｉ）は、高分子量になると
増粘して取り扱い性に劣ること及びインクにした時にイ
ンクの粘度が上昇しインクの性能を低下させるという虞
れがあることからその重量平均分子量が５０００〜２０
万であることが望ましく、５０００〜７万であることが
更に望ましい。

【００２８】特に、上記共重合体（Ｉ）の中でも、分散
性及び分散物の保存安定性の点から、１分子当たりオキ
シアルキレン基を好ましくは１〜３００個、更に好まし
くは２〜１５０個、一層好ましくは４〜１３０個導入し
たポリアルキレングリコールモノエステル系単量体〔特
に、（メタ）アクリル酸のポリアルキレングリコールエ
ステル又はアルコキシポリアルキレングリコールエステ
ル〕と（メタ）アクリル酸系単量体とを重合して得られ
る共重合体を用いることが望ましい。

【００２９】上記共重合体（Ｉ）の調製方法は、該共重
合体（Ｉ）の高分子分散剤としての機能を損なわない限
り特に制限されず、従来公知の調製方法が用いられる。
調製方法の具体例としては、特開平７−２２３８５２号
公報の第４欄４２行〜第５欄１１行に記載の方法等が挙
げられる。

【００３０】上記高分子分散剤として上記共重合体
（Ｉ）を用いることにより、上記水不溶性色材として顔
料を用いた場合にその分散性が特に向上する理由は定か
ではないが、下記の通りであると推察される。即ち、上
記共重合体（Ｉ）はインク中において、その分子中にお
ける電荷を有する部位（例えばカルボニル部位）が顔料
表面に吸着すると共に側鎖のポリオキシアルキレン基が
外方を向いた状態で該顔料の表面を取り囲んでいる。該
ポリオキシアルキレン基は鎖長が長く立体障害性が高い
ので、顔料同士の凝集が該ポリオキシアルキレン基によ
って阻害される。その結果、顔料の分散性や保存安定性
が向上すると考えられる。上記ポリオキシアルキレン基
による立体障害性は、インクのｐＨが高い場合に特に顕
著に発現するので、水不溶性色材として顔料を用いる場
合には、後述するように本発明の水系インクのｐＨを高
い領域に設定することが好ましい。

【００３１】上記高分子分散剤の配合量は、上記遠心分
離後樹脂濃度が上述の範囲内となるような量とし、好ま
しくは０．０５〜５重量％、更に好ましくは０．１〜４
重量％、一層好ましくは０．５〜３重量％とする。該高
分子分散剤の配合量が０．０５重量％に満たないと顔料
を十分に安定させるだけの配合量に達していないので保
存安定性に欠けることがあり、５重量％を超えると分散
性や保存安定性がそれ以上向上しないばかりかインクの
粘度を上昇させてしまうことがある。

【００３２】本発明の水系インクにおける上記水不溶性
色材及び水溶性樹脂以外の必須成分について説明する
と、上記脂肪族一価アルコールは、上記水溶性樹脂の溶
解性を向上させるために用いられる。上記脂肪族一価ア
ルコールを配合することにより、上記遠心分離後樹脂濃
度を上記範囲内とすることと相俟ってインクの定着性が
一層向上する。上記脂肪族一価アルコールとしては、エ
チルアルコール、１−プロピルアルコール、及び２−プ
ロピルアルコールのうちの一種又は二種以上を用いるこ
とが好ましく、１−プロピルアルコールを用いることが
特に好ましい。上記脂肪族一価アルコールは、本発明の
水系インク中に好ましくは１〜１５重量％配合され、更
に好ましくは２〜８重量％配合される。特に、上記脂肪
族一価アルコールの配合量を、上記水溶性樹脂の配合量
との関係において、両者の配合比が該水溶性樹脂：該脂
肪族一価アルコール＝１：６〜１０：１、特に１：２〜
７：１となるように調整することにより、上記水溶性樹
脂の溶解性が一層向上する。

【００３３】上記水溶性溶剤としては、湿潤剤ないし保
湿剤としての機能を有するものであればその種類に特に
制限は無く、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、テトラエチレングリコール及びポリエチレングリ
コール等のグリコール類；グリセリン；ジエチレングリ
コールジエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブ
チルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテ
ル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレン
グリコールモノブチルエーテル、メチルカルビトール、
エチルカルビトール、ブチルカルビトール、エチルカル
ビトールアセテート、ジエチルカルビトール、トリエチ
レングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリ
コールモノエチルエーテル、及びプロピレングリコール
モノメチルエーテル等の多価アルコールのエーテル類、
アセテート類；チオジグリコール；Ｎ−メチル−２−ピ
ロリドン；１，３−ジメチルイミダゾリジノン；トリエ
タノールアミン；ホルムアミド；ジメチルホルムアミド
等の含窒素化合物類、ジメチルスルホキシドの一種又は
二種以上を使用することができる。これらの水溶性溶剤
は、本発明の水系インク中に０．１〜３０重量％配合さ
れることが好ましく、０．１〜１５重量％配合されるこ
とが更に好ましい。

【００３４】本発明の水系インク（特にインクジェット
記録用インクとして用いた場合）において水（望ましく
はイオン交換水）は媒体として用いられるものであり、
３０〜９５．９重量％配合され、好ましくは７０〜９
５．９重量％配合され、更に好ましくは８５〜９５重量
％配合される。

【００３５】上述の必須成分に加えて、本発明の水系イ
ンクには必要に応じて以下に述べるような各種成分を配
合することもできる。

【００３６】本発明の水系インクにおいては、上記高分
子分散剤と共に分散性向上剤を併用することが好まし
い。該分散性向上剤としては、アニオン界面活性剤、カ
チオン界面活性剤、ノニオン界面活性剤、両性界面活性
剤等の各種界面活性剤を用いることができる。該界面活
性剤は全体として、本発明の水系インク中に０．０１〜
５重量％配合されることが好ましく、０．１〜５重量％
配合されることが更に好ましい。

【００３７】上記アニオン界面活性剤としては、アルキ
ルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン
酸塩、アルカン又はオレフィンスルホン酸塩、アルキル
硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキル又はアル
キルアリールエーテル硫酸エステル塩、アルキルリン酸
塩、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸塩、エー
テルカルボキシレート、アルキルスルホコハク酸エステ
ル塩、α−スルホ脂肪酸エステル、及び脂肪酸塩よりな
る群から選ばれる界面活性剤や、高級脂肪酸とアミノ酸
の縮合物、ナフテン酸塩等を用いることができる。好ま
しく用いられるアニオン界面活性剤は、アルキルベンゼ
ンスルホン酸塩（とりわけ直鎖アルキルのもの）、アル
カン又はオレフィンスルホン酸塩（とりわけ第２級アル
カンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩）、ア
ルキル硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキル又
はアルキルアリールエーテル硫酸エステル塩（とりわけ
ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル
塩）、アルキルリン酸塩（とりわけモノアルキルのも
の）、エーテルカルボキシレート、アルキルスルホコハ
ク酸塩、α−スルホ脂肪酸エステル、及び脂肪酸塩より
なる群から選ばれる界面活性剤であり、特に好ましく
は、アルキルベンゼンスルホン酸塩（とりわけ直鎖アル
キルのもの）、ポリオキシエチレンアルキル又はアルキ
ルアリールエーテル硫酸エステル塩（とりわけポリオキ
シエチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩）、及びア
ルキル硫酸エステル塩である。これらは単独で又は二種
以上を組み合わせて用いることができる。

【００３８】上記カチオン界面活性剤としては、脂肪族
アミン塩、第４級アンモニウム塩、スルホニウム塩、及
びホスフォニウム塩等を用いることができる。これらは
単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができ
る。

【００３９】上記ノニオン界面活性剤としては、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
ルキルアリールエーテル、ソルビタン脂肪酸エステル、
ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオ
キシエチレンソルビトール脂肪酸エステル、グリセリン
脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル及
びアルキル（ポリ）グリコキシドよりなる群から選ばれ
る界面活性剤等を用いることができる。好ましく用いら
れるノニオン界面活性剤は、ポリオキシエチレンアルキ
ルエーテル及びポリオキシエチレンアルキルアリールエ
ーテルより選ばれる界面活性剤等である。これらは単独
で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。

【００４０】上記両性界面活性剤としては、アミノ酸型
化合物、ベタイン型化合物等を用いることができる。

【００４１】特に、上記界面活性剤を用いる場合には、
アニオン界面活性剤を用いるか、又はアニオン界面活性
剤とノニオン界面活性剤とを併用し、両者の配合量をそ
れぞれ０．０１〜５重量％（特に０．０１〜３重量％、
とりわけ０．０５〜２重量％）とし、且つ両者の配合比
を該アニオン界面活性剤：該ノニオン界面活性剤＝１０
０：１〜１：１００（特に９０：１〜１：７０、とりわ
け７０：１〜１：５０）の重量比となるように用いるこ
とが、印刷像の印字濃度、及び長期間保存下での分散安
定性の向上の点から好ましい。

【００４２】また、上記界面活性剤としてアニオン界面
活性剤を用いる場合には、上記高分子分散剤と該アニオ
ン界面活性剤とは、両者の配合比が該高分子分散剤：該
アニオン界面活性剤＝１：２〜３０：１の重量比で用い
られることが好ましい。該高分子分散剤の配合量が上記
範囲を超えて多くなると、水不溶性色材として顔料を用
いた場合に該顔料に対する濡れ性が不足し、分散性が低
下することがある。一方、該アニオン界面活性剤の配合
量が上記範囲を超えて多くなると、インクの泡立ち性が
増大し取り扱い性に劣ることがある。両者の配合比は、
該高分子分散剤：該アニオン界面活性剤＝１：１〜１
５：１であることが更に好ましく、１：１〜１０：１で
あることが一層好ましい。

【００４３】また、本発明の水系インクにおいては、イ
ンクの記録紙への浸透性の向上と裏抜け（記録紙への裏
側へのインクのしみ出し）防止とのバランスを図るため
に、ポリプロピレングリコールを配合することが好まし
い。ポリプロピレングリコールは、その分子量が４００
〜３０００であることが好ましく、４００〜２０００で
あることが更に好ましい。ポリプロピレングリコール
は、本発明の水系インク中に０．０１〜３重量％配合さ
れることが好ましく、０．０１〜１重量％配合されるこ
とが更に好ましい。

【００４４】更に、本発明のインクにおいては、特にイ
ンクジェット記録用インクとして用いた場合の間欠吐出
性を向上させるために、分子量が４００〜３５００（特
に、４００〜２０００）であるポリエチレングリコール
ジサルフェート塩を配合することもできる。該ポリエチ
レングリコールジサルフェート塩は、本発明の水系イン
ク中に０．０１〜３重量％配合されることが好ましく、
０．０１〜１重量％配合されることが更に好ましい。

【００４５】同様に、間欠吐出性を向上させるために、
本発明の水系インクに糖類を配合することもできる。該
糖類としては、Ｄ−グルコース、フルクトース、マルト
ース及びサッカロースのうちの一種又は二種以上を用い
ることが好ましく、サッカロースを用いることが特に好
ましい。該糖類は、本発明の水系インク中に好ましくは
０．１〜５重量％配合され、更に好ましくは０．１〜３
重量％配合される。特に、該糖類の配合量を、上記高分
子分散剤の配合量との関係において、両者の配合比が該
高分子分散剤：該糖類＝２０：１〜１：５となるように
調整することにより、間欠吐出性が一層向上する。

【００４６】また同様に、間欠吐出性を向上させるため
に、本発明の水系顔料インクにＮ−メチル−２−ピロリ
ドンや１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン等の窒
素含有複素環化合物を配合することもできる。該窒素含
有複素環化合物は、本発明の水系顔料インク中に好まし
くは０．０１〜１０重量％配合され、更に好ましくは
０．１〜５重量％配合される。

【００４７】更に同様に、間欠吐出性を向上させるため
に、本発明の水系インクに非プロトン性極性溶媒を配合
することもできる。該非プロトン性極性溶媒としては、
ジメチルスルホキシド、及びスルホランのうちの一種又
は二種以上を用いることが好ましい。該非プロトン性極
性溶媒は、本発明の水系インク中に好ましくは０．０１
〜１０重量％配合され、更に好ましくは０．１〜５重量
％配合される。

【００４８】間欠吐出性を向上させ得るこれらポリエチ
レングリコールジサルフェート塩、糖類、窒素含有複素
環化合物、及び非プロトン性極性溶媒は、特に、水不溶
性色材としての平均粒径が０．０５〜３μｍである顔料
と併用することにより間欠吐出性が更に一層向上する。

【００４９】本発明の水系インクにおいては、更に必要
に応じてシリコーン系化合物等の消泡剤、クロロメチル
フェノール系化合物等の防黴剤、ＥＤＴＡ等のキレート
剤、亜硫酸塩等の酸素吸収剤等を配合することもでき
る。

【００５０】本発明の水系インクは、特にインクジェッ
ト記録用インクとして用いた場合の吐出挙動を向上させ
得る点から、その２５℃における粘度が０．３〜３０ｃ
ｐｓであることが好ましく、１〜１０ｃｐｓであること
が更に好ましい。粘度を上記範囲内とするためには、例
えば、本発明の水系インクのｐＨを、上記高分子分散剤
の吸着層（顔料に吸着してできた層）の厚さが最適とな
るような値に調整したり、インク中の固形分を最適化し
たり、或いは、上記脂肪族一価アルコールの配合量を調
整すればよい。

【００５１】また、本発明の水系インクは、特にインク
ジェット記録用インクとして用いた場合の吐出安定性を
向上させ得る点から、起泡試験法として知られているロ
スマイルス法（ＪＩＳＫ３３６２）に従い測定され
た５分後の泡の安定性が５ｍｍ以上５０ｍｍ以下である
ことが好ましく、１０ｍｍ以上４０ｍｍ以下であること
が更に好ましく、１５ｍｍ以上３０ｍｍ以下であること
が一層好ましい。インクの泡の安定性を上記範囲内とす
るためには、例えば上述の各種界面活性剤をインクに配
合すればよい。

【００５２】同様に、吐出安定性を向上させるために、
本発明の水系インクの２５℃における表面張力を３０〜
６０ｄｙｎｅ／ｃｍとすることが好ましく、３０〜５０
ｄｙｎｅ／ｃｍとすることが更に好ましい。表面張力を
上記範囲内とするためには、上述のインクの泡の安定性
の場合と同様に、各種界面活性剤をインクに配合すれば
よい。

【００５３】また、本発明の水系インクは、特に、水不
溶性色材として顔料を用い、且つインクジェット記録用
インクとして用いた場合に、プリンターヘッドの先端部
においてインクが乾燥により目詰まりを起こしたり、印
刷の際の熱エネルギーにより焦げ付くことを防止するた
めに、比熱が４．００Ｊ／ｇＫ超〜４．１５Ｊ／ｇＫで
且つ熱伝導率が０．１×１０^-3〜５０×１０^-3Ｗ／（ｃ
ｍ・ｄｅｇ）であることが好ましい。この場合には、顔
料を２〜５重量％配合し、且つ上記高分子分散剤を０．
５〜６重量％配合することが好ましい。インクの比熱及
び熱伝導率を上記範囲内とするためには、媒体としての
水（望ましくはイオン交換水）や上記水溶性溶剤の配合
量を適宜調整すればよい。

【００５４】本発明の水系インクは、印刷像の印字濃
度、特に黒色の印字濃度を向上させ得る点から、そのｐ
Ｈが９．５〜１３．０であることが好ましく、１０．０
〜１２．０であることが更に好ましい。ｐＨを上記範囲
内とするためには、本発明の水系インクにｐＨ調整剤、
例えばアミノアルコールを配合すればよい。該アミノア
ルコールとしては、モノエタノールアミン、（例えば２
−アミノエタノール）、トリアミノエタノール等を用い
ることが好ましい。

【００５５】本発明の水系インクを調製する方法に特に
制限はなく、従来公知の装置、例えばボールミル、サン
ドミル、アトライター、バスケットミル、ロールミル等
を使用して調製することができる。本発明のインクの調
製に際しては、粗大粒子を除去することが好ましい。例
えば、上述の各成分を配合して得られたインクを、遠心
分離機で遠心分離（２５００Ｇ、２０分間）することに
よって、好ましくは２μｍ以上、更に好ましくは１μｍ
以上の粒子を除去する。これによって、目詰まりのない
インクが得られるので好ましい。

【００５６】本発明の水系インクは、プリンターヘッド
に配設された発熱抵抗素子のヒーター等による熱エネル
ギーを用いて記録を行う熱ジェット記録方式のプリンタ
ー、及びプリンターヘッドに配設された圧電素子を用い
て記録を行う圧電素子記録方式のプリンターの何れを用
いて印刷した場合にも優れた効果を発揮する。

【００５７】

【実施例】以下、実施例をもって本発明の有効性を例示
する。しかしながら、本発明の範囲はかかる実施例に制
限されるものではない。尚、以下の例中、「部」は特に
断らない限り重量部を表す。

【００５８】〔実施例１〕・カーボンブラック（平均粒子径：２０μｍ）５部・高分子分散剤２部・定着用樹脂（アクリル−ウレタン樹脂）３部・ラウリル硫酸ナトリウム１部・イソプロピルアルコール３部・ジエチレングリコール７部・水７９部上記の成分を配合後、遠心分離機で遠心分離（２５００
Ｇ、２０分間）し、粗大粒子を除去して水系インクを得
た。次いで、超遠心分離装置（ベックマン製の超高速冷
却遠心機）を用い、５０，０００Ｇで４時間の条件下に
て、この水系インクを超遠心分離した。超遠心分離後の
インクの上澄み液を所定量採取し、重量法を用いて水溶
性樹脂成分の濃度を測定したところ、２．６重量％であ
った。また、この水系インクの定着性を下記〔測定方
法〕に従い測定した。その結果を表１に示す。尚、上記
高分子分散剤は、メタクリル酸のメトキシポリエチレン
グリコール（ＥＯ付加数：１２０個／分子）エステルと
メタクリル酸ナトリウムとの共重合体である〔単量体の
モル比（前者／後者）＝３０／７０〕。

【００５９】〔測定方法〕＜定着性＞インクジェット専用ＯＨＰシート（ＭＪＯＨ
ＰＳ１Ｎ、Ｅｐｓｏｎ製）上にベタ印字し、印字面上に
消しゴム（幅１８．５ｍｍ）を傾斜度４５°で固定し、
その上に荷重１ｋｇを載せ、ベタ印字面の上を５往復こ
すり、その時の印字面の状態を目視で観察した。 ○：印字面にキズ、ハガレがない △：印字面にキズが入る ×：印字面ハガレが発生する

【００６０】

【００６１】

【００６２】〔比較例１及び２〕・Ｃ．Ｉ．ディスパース・レッド９２５部・定着用樹脂（ポリエチレンイミン）２部・イソプロピルアルコール３部・ジエチレングリコール７部・ラウリル硫酸ナトリウム１部・水７９部上記の成分を配合後、実施例１と同様に粗大粒子を除去
して水系インク（比較例１）を得た。また、比較例１に
おけるＣ．Ｉ．ディスパース・レッド９２に代えてＣ．
Ｉ．ピグメント・イエロー１７を用いた以外は比較例１
と同様にして水系インク（比較例２）を得た。これらの
水系インクについて実施例１と同様に超遠心分離し、超
遠心分離後のインクの上澄み液中の水溶性樹脂成分の濃
度を実施例１と同様に測定したところ、１．８重量％
（比較例１）、及び０．８重量％（比較例２）であっ
た。また、これらの水系インクの定着性を実施例１と同
様に従い測定した。その結果を表１に示す。

【００６３】

【表１】

【００６４】表１に示す結果から明らかなように、特定
成分を特定の割合で配合したインクにおいて、遠心分離
後樹脂濃度を特定の範囲とした本発明（実施例１）の水
系インクは、比較例のインクに比してインクの定着性に
優れることが分かる。更に、特定の高分子分散剤を用い
た本発明の水系インクは分散安定性にも優れていた。特
に、本発明の水系インクは、熱エネルギー及び圧電素子
を用いて記録を行うインクジェット記録方法の何れにお
いても良好な結果が得られることが分かる。

【００６５】

【発明の効果】本発明によれば、被記録部材、特にＯＨ
Ｐシートのようなプラスチックや金属に対する定着性に
優れた水系インクが得られる。また、本発明によれば、
特にインクジェット記録用インクとして適した水系イン
クが得られる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者鈴木祥一栃木県芳賀郡市貝町赤羽2606 花王株式会社研究所内 (72)発明者若林繁美栃木県芳賀郡市貝町赤羽2606 花王株式会社研究所内 (72)発明者辻井善明栃木県芳賀郡市貝町赤羽2606 花王株式会社研究所内 (72)発明者會田健二栃木県芳賀郡市貝町赤羽2606 花王株式会社研究所内 (56)参考文献特開平２−255875（ＪＰ，Ａ) 特開平３−210373（ＪＰ，Ａ) 特開平４−59880（ＪＰ，Ａ) 特開平６−264017（ＪＰ，Ａ) 特開平10−46084（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C09D 11/10 - 11/20

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】水不溶性色材１〜１５重量％、水溶性樹
脂２〜１０重量％、脂肪族一価アルコール１〜１５重量
％、水溶性溶剤０．１〜３０重量％及び水３０〜９５．
９重量％からなる水系インクであって、５０，０００Ｇで４時間の条件下にて超遠心分離操作を
行った後に、上記水溶性樹脂が２〜７重量％含まれてお
り、上記水溶性樹脂が高分子分散剤からなり、上記高分子分散剤が、下記一般式（Ａ）で表される単量
体（ａ）と、下記一般式（Ｂ）で表される単量体（ｂ）
とを重合して得られる共重合体であることを特徴とする
水系インク。【化１】
【請求項２】上記脂肪族一価アルコールが、エチルア
ルコール、１─プロパノール又は２─プロパノールであ
る、請求項１記載の水系インク。
【請求項３】インクジェット記録用水系インクであ
る、請求項１又は２記載の水系インク。