JP3839894B2

JP3839894B2 - インクジェット用記録液

Info

Publication number: JP3839894B2
Application number: JP05434597A
Authority: JP
Inventors: 剛北本; 富雄橋本; 保春飯田
Original assignee: Toyo Ink SC Holdings Co Ltd
Current assignee: Toyo Ink SC Holdings Co Ltd
Priority date: 1997-03-10
Filing date: 1997-03-10
Publication date: 2006-11-01
Anticipated expiration: 2017-03-10
Also published as: JPH10251567A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、耐水性に優れた記録液に関する。さらに詳しくは、水性でありながら耐水性の優れたインクジェット用記録液に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来よりインクジェット用記録液としては、酸性染料、直接染料、塩基性染料などの水溶性染料をグリコール系溶剤と水に溶解したものがよく用いられている。しかしながら、水溶性染料としては記録液の経時の安定性を得るため、水に対する溶解性の高いものが一般的に用いられている。したがって、前記のインクジェット記録物は一般的に耐水性が悪く、水をこぼしたりすると容易に記録部分の染料のにじみを生じるという欠点があった。
このような耐水性の不良を改良するため、染料の構造を変えたり、塩基性の強い記録液を調整することが試みられている。また記録紙と記録液との反応をうまく利用して耐水性の向上を図ることも行われている。これらの方法は、ある種の記録紙については著しい効果をあげているがインクジェット方式による記録においては種々の記録紙を用いるために水溶性染料を使用する記録液では記録物の充分な耐水性が得られないことが多い。
【０００３】
また、耐水性の良好な記録液としては油溶性染料を高沸点溶剤に分散ないし溶解したもの、油溶性染料を揮発性の溶剤に溶解したものがあるが、溶剤の臭気や溶剤の排出に対して環境上嫌われることがあり、大量の記録を行う場合や装置の設置場所によっては溶剤回収等の必要性が問題となることがある。
さらに、油溶性染料を有機溶剤に溶解したのち水に分散させて水性インキを得る方法が特開昭62-2073 号公報に開示されている。この方法によれば水性でありながら耐水性の良好な記録液が得られるが、油溶性染料の有機溶剤に対する溶解度は必ずしも充分であるとはいえず、水に分散させたときに染料濃度を高くすることが困難であり、高濃度の画像を得ることができなかった。また記録液が有機溶剤を多く含むため、溶剤の臭気や排出の問題もあった。
【０００４】
したがって、記録物の耐水性をよくするために水系媒体に顔料を分散した記録液の開発が行われている。しかしながら顔料の分散安定性を得るためには、充分な顔料の微細化が必要となり、この製造においては容易な操作で微細な顔料分散のできる技術が必要とされている。顔料の微細化のための分散には分散エネルギーの大きな分散機も必要とされる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、どのような受像体に対しても耐水性の良好な記録物が得られるインクジェット用水性記録液の提供にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ラジカル重合可能なエチレン性不飽和単量体に油溶性染料を溶解し、そののち、反応性界面活性剤および水を添加し、パイプラインミキサーを用いてモノマー油滴径が０．５μｍ以下であるプレエマルジョンとし、そののち、重合開始剤を添加し、そののち、乳化重合することを特徴とするインクジェット用記録液の製造方法である。
【０００８】
【発明の実施形態】
本発明に適用できる油溶性染料は、ラジカル重合可能なエチレン性不飽和単量体に溶解するものであればよく、水に対して不溶解性の染料である。
油溶性染料としては、例えば、「Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー 2, 6, 14, 15, 19, 21, 33, 56, 61, 80, 149」, 「Ｃ．Ｉ．ソルベントオレンジ 1, 2, 6, 14, 37, 40, 44, 45」, 「Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド 1, 3, 8, 23, 24, 25, 27, 30, 49, 81, 82, 83, 84, 100, 109, 121, 132, 218 」, 「Ｃ．Ｉ．ディスパースレッド9 」, 「Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー 2, 11, 12, 25, 35, 36, 55, 73」, 「Ｃ．Ｉ．ソルベントブラック 3, 5, 7, 22, 23, 27」，「Ｃ．Ｉ．ソルベントバイオレット８，13, 14, 21, 27」等が例示できる。これらの油溶性染料は、ラジカル重合可能なエチレン性不飽和単量体100 重量部に対し、0.1 〜20重量部使用することが望ましく、より好ましくは1 〜15重量部使用することである。油溶性染料がこの量よりも少ないと記録液としての印字の濃度が十分でなく、またこれよりも多いと油溶性染料の析出を生じたり、乳化重合が十分進まない等の問題が生じる。
【０００９】
油溶性染料を溶解するエチレン性不飽和単量体としては、( メタ) アクリル酸のアルキルエステルからなる単量体であり、アクリル酸メチル, アクリル酸エチル, アクリル酸ブチル, アクリル酸2 エチルヘキシル, メタクリル酸メチル, メタクリル酸エチル, メタクリル酸2 エチルヘキシル, メタクリル酸オクチル, メタクリル酸ステリル, メタクリル酸シクロヘキシル等の( メタ) アクリル酸エステル類や、スチレン, α- メチルスチレン, ビニルトルエン, 酢酸ビニル, プロピオン酸ビニル等が使用することができる。
また、前記記載のラジカル重合可能なエチレン性不飽和単量体以外に記録液の保存安定性を向上するために、カルボキシル基を有する単量体であるアクリル酸, メタクリル酸, マレイン酸, フマル酸, イタコン酸等を併用することが好ましい。この目的のためにカルボキシル基を有する単量体を全単量体に対して0.1 〜10重量％使用することが望ましい。0.1 重量％以下では重合安定性さらには経時による粘度安定性が悪く、また10重量％以上では得られた記録液の耐水性が悪くなる。
【００１０】
本発明で使用する乳化剤は、記録液の耐水性を向上するためには反応性乳化剤を使用するのが好ましい。反応性乳化剤とは、分子内にラジカル重合可能な不飽和二重結合を少なくとも1 個以上有するアニオン性またはノニオン性の乳化剤であり、例えば下記一般式( １), (２) で表されるスルホコハク酸エステル系( 市販品としては、例えば花王( 株) 製ラテムルS-120P, S-180P、三洋化成( 株) 製エレミノールJS-2等) 、一般式( ３) で表されるアルキルフェノールエーテル系( 市販品としては、第一工業製薬( 株) 製アクアロンHS-10, RN-20等) が挙げられる。
【００１１】
【化１】

【００１２】
一般式( ２)
【００１３】
【化２】

【００１４】
一般式( ３)
【００１５】
【化３】

【００１６】
乳化重合に際しては、これらの1 種または2 種以上を混合して使用する。
これらの乳化剤はラジカル重合可能なエチレン性不飽和単量体100 重量に対して0.1 〜10重量部使用することが望ましい。10重量部以上では粒子径は小さくなるが、多量の乳化剤を使用するためその悪影響として、記録液の耐水性が劣る結果となる。
乳化重合においては、重合開始剤として熱または還元性物質などによってラジカル分解してエチレン性不飽和単量体の付加重合を起こさせることができ、水溶性または油溶性の過硫酸塩, 過酸化物, アゾ系化合物等を有効に使用することができる。その例としては、過硫酸アンモニウム, 過硫酸カリウム, 過硫酸ナトリウム, 過酸化水素, t-ブチルハイドロパーオキサイド, t-ブチルパーオキシベンゾエート, 2, 2- アゾビスイソブチロニトリル, 2, 2- アゾビス(2- ジアミノプロパン) ハイドロクロライド, 2, 2- アゾビス(2, 4-ジメチルバレロニトリル) などを挙げることができる。重合開始剤の量としては、ラジカル重合可能なエチレン性不飽和単量体100 重量部に対して0.1 〜5 重量部が使用される。
【００１７】
乳化重合を行う際には、プレエマルジョンのモノマー油滴径を0.5 μm 以下にすることが好ましく、0.5 μm 以上のモノマー油滴径であると重合の時に凝集物が発生しやすく、また貯蔵安定性が悪くなる。モノマー油滴径を細かくする方法としては、ホモミキサー, ラインミキサー, 高圧ホモジナイザー, 超音波等が使用でき、さらにはモノマー油滴径の分布が狭く、かつ短時間で細かくすることができるパイプラインミキサーが適している。
また、モノマー油滴径の測定方法としてはレーザー解析法による微粒子径測定装置, 光学顕微鏡等が使用できる。
【００１８】
本発明により製造される記録液は、水性でありながら耐水性が著しく良好であるのでインクジェット用記録液として好適に用いられ、オフィスにおける書類の作成をはじめ、郵便物の宛名書き, ダンボールのマーキング, ナンバリング, バーコード等の分野にて利用することができる。
【００１９】
【実施例】
以下、実施例に基づき、本発明をさらに詳細に説明する。実施例中、部および％は、それぞれ重量部および重量％を示す。
実施例１
表１に示すラジカル重合可能なエチレン性不飽和単量体組成に油溶性染料オリエント化学( 株) 社製「オイルブラックBY」を完全に溶解させ、界面活性剤, 水を加えたのち、パイプラインミキサーによりモノマー油滴径を0.5 μm 以下にする。撹拌機, 温度計, 滴下ロート, 還流器を備えた反応容器に反応釜量を仕込み、窒素ガスで飽和させる。内温を55℃に昇温した後、重合開始剤の反応釜量を添加し、5 分後に滴下を開始した。滴下量を1 時間で滴下し、60〜65℃の間で重合を行い、さらに1 時間熟成した後に冷却を行い、アンモニアでpH8 〜9 に調製した。油滴径の測定、得られた記録液の粒子径の測定はレーザー解析法微粒子径測定装置( コールター社製ナノサイザー) で測定した。固形分 30.0%, 粘度 120cps,粒子径 70nm の記録液を得た。
この記録液をヒューレッドパッカード社製「thinkjet」のカートリッジに入れてコピー用の市販の紙で記録を行ったところ、良好な記録物が得られた。充分に乾燥した後、記録面に水を垂らしてインキのにじみを調べたが、インキのにじみ, 流れ出しはなく充分な耐水性を有していた。
【００２０】
【表１】

【００２１】
実施例２〜５
油溶性染料を下記の染料に変えた以外は、実施例１と同様にしてインクジェット用記録液を調製した。これら記録液を用い実施例１と同様にして記録を行ったところ、良好な記録物が得られた。記録面に水を垂らしてインキのにじみを調べたが、インキのにじみ, 流れ出しはなく充分な耐水性を有していた。
実施例２：オリエント化学( 株) 社製「オイルブルーBOS 」を用いたもの。
実施例３：オリエント化学( 株) 社製「オイルレッド」を用いたもの。
実施例４：ヘキスト( 株) 社製「FAT BLACK HB-01 」を用いたもの。
実施例５：ゼネカ( 株) 社製「PRO JET BLACK ALC POWDER」を用いたもの。
実施例１〜５で得られたインクジェット用記録液に水酸化ナトリウム水溶液を適量加えて、電導度を0.8mS 以上に調整した。この記録液は、連続噴射式( スイート方式) のインクジェットプリンターの35μｍのノズルから安定した印字を行うことができ、記録した文字は水を垂らしてもインキのにじみや流れ出しを生じることはなく充分な耐水性を示した。
【００２２】
また、実施例１〜５で得られたインクジェット用記録液はオンディマンド方式のインクジェットプリンターの40μｍのノズルから安定した印字を行うことができ、記録した文字は水を垂らしてもインキのにじみや流れ出しを生じることはなく充分な耐水性を示した。
比較例１
実施例１の油溶性染料を水溶性染料に代えた以外は同様にしてインクジェット用インキを調整した。
( １) 反射濃度および耐水性
実施例および比較例で得られた記録物の反射濃度および耐水性を評価した結果を表２に示す。なお、反射濃度はマクベス社製「RD-918」で測定し、耐水性は記録物を24時間25℃の水に浸したときの反射濃度の低下で評価( ○：反射濃度の低下が5%未満, ×：反射濃度の低下が5%以上) した。
( ２) 貯蔵安定性
実施例および比較例で得られた記録物の貯蔵安定性を評価した結果を表２に示す。50℃にて30日間保存した後の粘度変化より判断を行った( ○：粘度保持率が80% 以上, ×：粘度保持率が80% 未満) 。
【００２３】
【表２】

【００２４】
【発明の効果】
本発明により、水を媒体としながらも耐水性の良好な記録物を与えるインキジェット用記録液が得られるようになった。これにより、被記録体の制約が非常に少なくなり、従来は被記録体の影響により耐水性の不足を生じることがなくなった。

Claims

ラジカル重合可能なエチレン性不飽和単量体に油溶性染料を溶解し、そののち、反応性界面活性剤および水を添加し、パイプラインミキサーを用いてモノマー油滴径が０．５μｍ以下であるプレエマルジョンとし、そののち、重合開始剤を添加し、そののち、乳化重合することを特徴とするインクジェット用記録液の製造方法。