JP3047452B2 - インクジェット記録用インク - Google Patents

インクジェット記録用インク

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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、液体インクにより文字・画像の記録を行う
印写装置に用いるインクジェット記録用インクに関す
る。
[従来の技術] 従来、インクジェット記録方式に用いるインクとして
は、臭気・安全性等の面から水性インクが主流をしめて
おり、各種の水溶性染料を水または水と水溶性有機溶剤
の混合溶剤に溶解させ、必要により各種添加剤が添加さ
れた溶解系インクが現在使用されている。これらのイン
クジェット記録の長所としては、直接記録であるためプ
ロセスが簡単である、無騒音である、カラー化が容易で
ある、高速記録が可能である、普通紙が使用できるため
低ランニングコストである、微小インク滴を吐出させる
ため高解像度の記録が可能である等の優れた特徴を有し
ており、将来が注目されている。
[発明が解決しようとする課題] しかし前記の従来技術では、 (1)被転写体上でインクがにじみ、高品位な記録画像
が得られない。
(2)サテライト粒子が発生しやすく、高解像度の印字
品質が得られない。
等の課題がある。
前記課題を解決するために、例えば、特開昭56−5786
2号公報には、強塩基物質を添加し高pH(ペーハー)と
し普通紙の耐水処理剤であるサイズ剤やパルプ材を化学
的に溶解し、ドットの広がりと吸収性を制御する方法が
提案されているが、上記問題点を完全に解決する対策と
はなっていない。
そこで、本発明はこのような問題点を解決するもの
で、本発明の第1の目的は、あらゆる被転写体に対して
文字・画像のにじみが生じない、輪郭が鮮明で高濃度な
プリントを可能にするインクジェット記録用インクを提
供することにある。
本発明の第2の目的は、飛行曲がり、サテライト等の
生じない吐出安定性・吐出応答性に優れたインクジェッ
ト記録用インクを提供することにある。
[課題を解決するための手段] 本発明のインクジェット記録用インクは、なくとも
水、着色剤、水性有機溶媒を含有し、インク液滴と被転
写体との初期接触角が75度以上で、かつ、20℃における
表面張力が42dyn/cm以上であることを特徴とする。
[作用] 本発明者は、国内及び国外のオフィスで使用されてい
る代表的な上質紙、ボンド紙、PPC用紙再生紙について
各種インク物性と印字品質の関係を調査した結果、記録
液滴と被転写体との初期接触角が75度以上で、かつ20℃
における表面張力が42dyne/cm以上であれば繊維に沿っ
たヒゲ状のにじみを著しく低減することができ、第1図
に示す如く、着色成分は付着した位置にとどまり、輪郭
の鮮明なドットが固化・定着することを実験により確認
した。
[実施例] 以下に本発明のインクジェット記録用インクについて
具体的に例示する。
本発明に使用する着色剤としては、好適な物として直
接染料、酸性染料、塩基性染料、反応染料、食品用色素
等に代表される水溶性染料及び分散染料を使用すること
ができる。
又、顔料としては、無機顔料(カーボンブラック)、
有機顔料(不溶性アゾ顔料、溶性アゾ顔料、フタロシア
ニン系顔料、イソインドリノン系高級顔料、キナクリド
ン系高級顔料、ペリノン・ペリレン系高級顔料)等があ
る。そのほか顔料表面を樹脂等で処理した加工顔料(グ
ラフトカーボン等)も使用できる。
顔料の粒径としては、1.0μm以下に微粒子化されて
いる物が好適である。
染料・顔料の添加量としては、1重量%未満では、所
望の色調・濃度が得られず、20重量%を越えると目詰ま
り・保存安定性に支障をきたす可能性があるために1重
量%〜20重量%が好ましく、より好適には3重量%から
10重量%が好ましい。
顔料分散方法としては、ボールミル、サンドミル、ペ
ブルミル、アトライター、ロールミル、アジテーターミ
ル、ヘンシェルミキサー、コロイドミル、超音波ホモジ
ナイザー、ショットミル、パールミル、ジェットミル、
オングミル、メカノヒュージョン(ホソカワミクロ
ン)、ハイブリダイゼーション(奈良機械製作所)等の
微粉砕機・超微粉砕機が使用できる。
又、プレミキサーとして、ディスパーサー、インペラ
ーミキサー等を用い予備分散を行えばより効果的であ
る。
分散安定性を付与するための分散剤・界面活性剤とし
て、接触角・表面張力を下げない低起泡性の分散剤・界
面活性剤を選択する必要がある。
本発明に用いる溶媒は、イオン交換水、接触角・表面
張力を下げない保湿剤としての水溶性有機溶剤として表
面張力が40dyne/cm以上の炭素数1〜4のアルキルアル
コール類、ケトンまたはケトアルコール類、エーテル
類、ポリアルキレングリコール類、アルキレン基が2〜
6個の炭素原子を含むアルキレングリコール類、グリセ
リン、多価アルコールの低級アルキルエーテル、Nーメ
チルー2ーピロリドン、トリエタノールアミン、1.3ー
ジメチルー2ーイミダゾリジノン等が用いられるが、こ
れに限定される物ではない。
本発明の基本構成は以上の通りであるが、従来公知の
分散剤、界面活性剤、粘度調整剤、表面張力調整剤、比
抵抗調整剤、pH調整剤、防カビ剤、浸透剤、キレート化
剤等を被転写体上での接触角が75度以上で、20℃におけ
る表面張力が42dyne/cm以上に保ちながら必要に応じて
添加することができる。
インク物性としては、動作時の温度を0℃〜50℃に設
定した場合におけるインク粘度は、ヘッドの高速応答下
におけるインクの供給の安定性及びインクの液滴飛翔安
定性・周波数特性を考慮すると吐出ノズル近傍において
20mPa・s以下が必要であり、さらに高速応答性実現の
ためには1.5〜10mPa・sがより好ましい。
又、本発明のインクジェット記録用インクは、必要に
より熱風・加熱ロール・赤外線等の熱定着手段により乾
燥・定着させ、より一層の速乾性を付与することもでき
る。
更に、本発明のインクジェット記録用インクは、第2
図に示すように、従来のオンデマンドタイプのインク溜
部を形成する容器に信号により変形する圧電素子を設
け、変形時に生じる圧力によりインクを液適として飛翔
させるインクジェット方式、第3図に示すように、熱エ
ネルギーの作用によるインクの急激な体積変化を利用し
たバブルジェット方式、第4図に示すように、超音波等
によりミストを発生させるインクミスト方式、第5図に
示すように、インク溜部内にノズルに対向させて圧電素
子を配設し、この圧電素子の収縮によりインク滴を飛翔
させるインクジェット方式に使用することができ、より
好適には、10m/s以上の高吐出スピードで1ドット当り
0.1μg以下のマイクロドットを飛翔可能な記録方法に
よれば、本発明の記録インクを高速で被転写体に衝突さ
せることができるために少量で必要なドット径を得るこ
とができ、第6図(a)に示すように、通常のインクド
ット(第6図(b))に比べ、体積の減量、表面積の増
加により、速乾性を向上させることができ、にじみを完
全に防止することができる。
以下、実施例・比較例を挙げることにより本発明を具
体的に説明するが、本例が本発明を限定するものではな
い。
実施例 表1に示すインク組成、表2に示すインク物性のイン
クジェット記録用インクを試作し、実施例、比較例とし
た。
表1のインクジェット記録用インクを用い、記録方法
として、第7図に示した圧電材料と導電材料をそれぞれ
層状に交互に積層した圧電素子を配列してなる圧電素子
列を、一端を固定して、他端を自由端としてノズル開口
に対向させた試作ヘッドを用い、一般上質紙、ボンド
紙、PPC用紙、再生紙、一般OHPシートの各種被転写体に
対して文字・グラフィック等を印字し、以下の評価を行
った。
評価方法を下記に示す。
1.にじみ評価 顕微鏡による100倍、400倍での観察と目視による観察 ◎:繊維に沿ったにじみもなく繊維上にドットが保持
されている ○:繊維に沿ったにじみは少しあるが目視ではわから
ない △:目視で若干にじみがわかる ×:かなりにじんで、エッジがギザギザしている 2.吐出安定性 インクジェット記録装置にインクを充填し、印字 ◎:3時間以上問題なく印字可能 ○:1時間以上3時間未満問題なく印字可能 ×:1時間未満でドットずれが生じる 3.記録濃度 マクベス濃度計による反射O・D値の測定 4.光沢度評価 デジタル光沢計(村上色彩技術研究所製)による75度
鏡面光沢度の測定 ○:80以上 △:51〜79 ×:50以下 5.OHPシートへの記録 ○:記録可 ×:記録不可 インク物性調査方法を以下に示す。
A.粘度 レオメトリックス・ファーイースト社製フルード・ス
ペクトロメーターによる20℃での定常粘度測定 B.表面張力 表面張力計による測定 (協和界面科学製) C.接触角 自動接触角計(CZ−A型) (協和界面科学製) 以上の評価結果を表3に示す。
表3より明らかなように、実施例1〜5の記録インク
は、印字品質(にじみ、濃度、光沢)、吐出安定性につ
いて、比較例に比べ、極めて優れた結果が得られた。
[発明の効果] 以上説明したように、本発明のインクジェット記録用
インクは、少なくとも水、着色剤、水性有機溶媒を含有
し、インク液滴と被転写体との初期接触角が75度以上
で、かつ、20℃における表面張力が42dyn/cm以上である
ことにより、文字画像の滲みが生じない、輪郭が鮮明で
高濃度なプリントを可能にし、飛行曲がり、サテライト
などの生じない吐出安定性・吐出応答性に優れたインク
ジェット記録用インクを提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明による被転写体上のインクドットを示
す模式図。 第2図は、本発明に用いる圧電素子制御方式の記録ヘッ
ドを示す平面図。 第3図は、本発明に用いるバブルジェット制御方式の記
録ヘッドを示す平面図。 第4図は、本発明に用いるインクミスト記録方式の概略
図。 第5図は、本発明に用いる他の圧電制御方式の記録ヘッ
ドを示す平面図。 第6図(a)は、本発明のインクジェット記録用インク
を高速で被転写体に付着させた時のインクドットを示す
断面図。 第6図(b)は、本発明のインクジェット記録用インク
の通常のインクドットを示す断面図。 第7図は、本発明に用いる圧電制御方式の記録ヘッドの
実施例を示す断面図。 1……圧力室 2……圧電素子 3……金属板 4……インク供給パイプ 5……基板 6……ノズル形成基板 7……インク供給パイプ 8……発熱体 9……気泡 10……プラテン 11……被転写体 12……インクミスト 13……ゲート電圧 14……アパーチャー 15……イオン 16……コロナ電極 17……ノズル形成基板 18……ノズル 19……圧電素子 20……金属板 21……圧電変換器 22……電源 23……インク 24……ノズル形成基板 25……ノズル 26……圧電素子 27……接着剤もしくは樹脂 28……支柱
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−118583(JP,A) 特開 昭63−139964(JP,A) 特開 昭52−12010(JP,A) 特開 昭61−227060(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C09D 11/00 - 11/20

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】少なくとも水、着色剤、水性有機溶媒を含
    有し、インク液滴と被転写体との初期接触角が75度以上
    で、かつ、20℃における表面張力が42dyn/cm以上である
    ことを特徴とするインクジェット記録用インク。
JP29769090A 1990-11-02 1990-11-02 インクジェット記録用インク Expired - Lifetime JP3047452B2 (ja)

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US6929689B2 (en) 2002-04-30 2005-08-16 Sharp Kabushiki Kaisha Ink for inkjet recording
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