JP3849660B2 - Water-based ink for inkjet recording - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェット記録装置において用いられるインクジェット記録用水性インクに関する。
【0002】
【従来の技術】
インクジェット記録方式は、例えば、静電吸引方式;圧電素子を用いてインクに機械的振動又は変位を与える方式;インクを加熱することにより気泡を発生させ、その時の圧力を利用する方式等のインク吐出方式によりインク小滴を形成し、それらの一部又は全部を紙等の被記録材に付着させて記録を行うものである。このようなインクジェット記録方式に使用するインクジェット記録用水性インクとしては、各種の水溶性染料又は顔料を、水又は水と水溶性有機溶剤とからなる液媒体に溶解又は分散させたものが使用されている。
【0003】
このようなインクジェット記録用水性インクには、長時間にわたって良好な記録を行うために、粘度、表面張力及び密度等の特性値が適当な値であること;インクジェット記録装置のノズル、オリフィスでの目詰まりを防止し、安定して吐出するために熱等により析出物が生じたり、物性値が変化したりしないこと;記録画像が耐水性、耐光性等に優れていること等の条件が必要とされる。
【0004】
一般的なインクジェット記録用水性インクを用いてインクジェットプリンタにより記録を行う際には、滲みのない良好な印字品質を得るために、インクジェット専用紙を用いることも少なくない。しかしながら、近年では、ランニングコスト、環境への配慮からインクジェット専用紙に記録するよりも普通紙への記録需要が高まってきている。また、家庭及びオフィス向け市場では、モノクロよりもカラーでの記録の方が圧倒的に需要が高いことから、カラーインクジェットプリンタが主流となっており、普通紙に良好な印字品質でカラーでの記録を行えることが求められている。
【0005】
しかしながら、普通紙への印字品質は未だ充分でなく、その主な要因としては種々の要因を挙げることができる。ひとつはフェザリングといわれる問題であり、インクが記録紙中に浸透する際に、記録紙の紙繊維に沿って不均一に滲み、画像部のエッジがギザギザになってしまって、シャープな画像部のエッジが得られないというものである。
【0006】
これに対して、従来、フェザリングを防止して印字品質を改善するための一般的な手法としては、表面張力を高くして記録紙の紙繊維へ滲み難いインク組成とする方法が広く知られており、例えば、特許文献1では、インクの表面張力を40mN/m以上にしてインクの記録紙表面に沿った浸透を抑制し、フェザリングを防止する技術が開示されている。しかし、この方法では、インクの紙へのぬれ性が低下し、記録紙上において隣同士のインクが連続せずに不連続な状態となり、インクの広がりが不足した印字品質となる。また、それを回避するには膨大なインク量を吐出することも考えられるが、コスト的な問題やインクの乾燥時間がかかり過ぎる等の新たな問題を呼び起こす。従って、適度な液滴量で、適度にかつ均質に広がるインクが必要である。
【0007】
一方、インクジェット記録用水性インクの浸透性を高めるための一般的な手法としては、浸透剤としてジエチレングリコールモノブチルエーテル等の多価アルコールのアルキルエーテルをインクに配合したり、界面活性剤を配合したりすることで、記録紙上での隣同士のインク液滴を連続させ印字品質を改良する方法が広く用いられており、例えば、特許文献2では、インクに特定の浸透剤と界面活性剤とを配合し、表面張力を下げて紙内部への浸透性を高める技術が開示されている。しかし、この方法では、インクが紙繊維に沿って不均一に広がる現象を抑制することができず、画像部のエッジが滲み、フェザリングが起こりやすくなってしまう。
【0008】
このように、従来のインクジェット記録用水性インクでは、普通紙において、フェザリングの防止とインクの広がり不足の防止とを両立することが困難であるという問題があった。
【0009】
また、インクジェットプリンタに新品のインクカートリッジを装着した際に、インクジェット記録用水性インクがプリンタヘッドのインク流路中にスムーズに導入されないと、使用開始時にインクの不吐出という問題が生じることから、インクジェット記録用水性インクには、上述したフェザリング及びインクの広がり不足の防止に加えて、更に、プリンタヘッドのインクの初期導入性が優れることも要求される。
【0010】
ところが、近年、インクジェットプリンタ用のプリンタヘッドは小型化が進められており、例えば、圧電素子を用いた圧電式インクジェットプリンタ用のプリンタヘッドとして、インク流路の一部が形成された複数のシートを積層して形成された積層型プリンタヘッドが知られている。この積層型プリンタヘッドは、低コストで小型化を実現するとともに、その内部に狭く複雑な構造のインク流路を形成することができる。しかし、図2に示すように、インク流路14a、14b、14cの内周面に形成された屈曲部15a、15bや積層シート10a、10b、10cの隙間等に気泡が残留しやすく、インク流路内にインクジェット記録用水性インクをスムーズに導入させることができず、インクの初期導入性を満足させることが特に困難であった。なお、図2は、積層型プリンタヘッドの一部拡大断面図である。
【0011】
そこで、インクジェット記録用水性インクのインクの初期導入性を向上させる方法として、インクジェット記録用水性インクに界面活性剤を適量添加し、その表面張力を最適値まで下げ、プリンタヘッドのインク流路内壁とのぬれ性を向上させる方法が知られている。
【0012】
しかしながら、インクジェット記録用水性インクに界面活性剤を添加し、表面張力を下げることにより、インク流路へのインクジェット記録用水性インクの初期導入性を向上させる方法では、インクの表面張力が低下すると同時に、記録紙へのぬれ性が高まり、画像部のエッジが滲んでフェザリングが発生する問題があった。
即ち、従来のインクジェット記録用水性インクでは、プリンタヘッド(特に積層型プリンタヘッド)へのインクの初期導入性とフェザリングの防止とを両立させることが困難であるという問題があった。
【0013】
このように、従来の手法で普通紙に記録した場合、記録紙上でインクのフェザリングやインクの広がり不足が発生したり、プリンタヘッドへのインクの初期導入性に問題が生じたりする等の問題が、全て又はいずれかが発生して、満足できる印字品質のものを得られないという問題があった。
【0014】
【特許文献1】
特開平8−259864号公報
【特許文献2】
特開平8−283631号公報
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、インクジェットプリンタに搭載するプリンタヘッドのうち、特に、積層型プリンタヘッドのインク流路へのインクの初期導入性が良好であり、普通紙へ記録してもフェザリング及びインクの広がり不足の発生がない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。
【0016】
【課題を解決するための手段】
本発明は、インクジェットプリンタに使用するインクジェット記録用水性インクであって、少なくとも分散着色剤と、プロピレングリコールエーテルと、下記一般式(1)で表されるランダム共重合体からなる界面活性剤とを含有するインクジェット記録用水性インクである。
【0017】
【化2】

Figure 0003849660
【0018】
一般式(1)中、Rは炭素数3〜5のアルキル基を表し、mは45〜55の整数であり、nは45〜55の整数である。
以下に本発明を詳述する。
【0019】
本発明者らは、鋭意検討した結果、インクジェット記録用水性インクに、少なくとも分散着色剤と、プロピレングリコールエーテルと、上記一般式(1)で表されるランダム共重合体からなる界面活性剤とを含有させることにより、例えば、その内部に狭く複雑なインク流路が形成された積層型プリンタヘッドを搭載したインクジェットプリンタに使用する場合であっても、インクの初期導入性に優れるとともに、普通紙へ記録した際のフェザリング及びインクの広がり不足等を防止することができることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【0020】
本発明のインクジェット記録用水性インクは、分散着色剤を含有する。
上記分散着色剤としては特に限定されず、例えば、カーボンブラックの他、多くの無機顔料、有機顔料等が使用することができる。
上記無機顔料としては、例えば、酸化チタン、酸化鉄等を挙げることができる。
上記有機顔料としては、例えば、アゾレーキ、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、キレートアゾ顔料等のアゾ顔料;フタロシアニン顔料、ペリレン及びペリノン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサジン顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフタロン顔料等の多環式顔料;塩基性染料型レーキ、酸性染料型レーキ等の染料レーキ;ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラック昼光蛍光顔料等を挙げることができる。
また、その他の顔料であっても水相に分散可能なものであれば使用できる。更に、ポリマーを染料で染着した着色剤についても同様に使用できる。
上記分散着色剤は、単独で用いられてもよく、2種以上を併用して用いられてもよい。
【0021】
本発明のインクジェット記録用水性インクにおいて、上記分散着色剤の含有量は、0.1〜20重量%であることが好ましく、より好ましくは0.3〜15重量%であり、更に好ましくは0.5〜10重量%である。
【0022】
本発明のインクジェット記録用水性インクは、プロピレングリコールエーテルを含有する。
上記プロピレングリコールエーテルは、その分子構造中に親油性成分である(CHCHCHO)骨格を含んでいるため、紙への浸透に優れている。従って、少量添加した場合でも充分にその効果を発揮し、記録紙上でインクのフェザリングを発生させることなく、インクの広がり不足を改善することができる。
【0023】
上記プロピレングリコールエーテルとしては、例えば、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、トリプロピレングリコールノルマルブチルエーテル、プロピレングリコールモノフェニルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル等を挙げることができる。
なお、本発明のインクジェット記録用水性インクにおいて用いられるプロピレングリコールエーテルは、これらに限定されるものではない。
【0024】
上記プロピレングリコールエーテルの含有量は、インク全量に対して0.01〜10重量%であることが好ましい。0.01重量%未満であると、インクの記録紙への浸透速度が遅く、乾燥時間、インクの広がりに問題を生じることがある。また、10重量%を超えると、インクの記録紙への浸透度合いが大きくなり過ぎ、記録紙の裏までインクが達してしまったり、フェザリング発生させることがある。より好ましくは0.1〜3重量%である。
【0025】
本発明のインクジェット記録用水性インクは、上記一般式(1)で表されるランダム共重合体からなる界面活性剤を含有する。上記一般式(1)で表されるランダム共重合体からなる界面活性剤は、その化学構造から(CHCHO)鎖の割合と(CHCHCHO)鎖の割合との比率がほぼ同じであるため、親水基と親油基のバランスに優れ、界面活性作用を持ちながら消泡効果も持ち合わせている。
また、上記一般式(1)で表されるランダム共重合体からなる界面活性剤は、炭素数3〜5のアルキル基を分子の末端に有する。上記アルキル基の炭素数が3未満であったり、炭素数が5を超えると親水基と親油基のバランスが崩れ、上記の効果を充分に発揮することができない。
【0026】
従って、上記一般式(1)で表されるランダム共重合体からなる界面活性剤は、その界面活性作用により、本発明のインクジェット記録用水性インクと積層型プリンタヘッドのインク流路とのぬれ性を向上させ、本発明のインクジェット記録用水性インクをスムーズに上記インク流路内へ導入させることができる。一方、上記界面活性剤の消泡効果により、上記積層型プリンタヘッドのインク流路内に気泡が発生又は流入した場合でも、気泡を素早く破泡させることができ、気泡が目詰まりの原因となることを防ぐ作用を持つため、本発明のインクジェット記録用水性インクの安定吐出に効果があると考えられる。
上記一般式(1)で表されるランダム共重合体からなる界面活性剤のうち、市販されているものとしては、例えば、ライオン株式会社社製の商品名;レオコン等を挙げることができる。
【0027】
上記一般式(1)で表されるランダム共重合体からなる界面活性剤の含有量は本発明のインクジェット記録用水性インクに対して0.01〜10重量%であることが好ましい。0.01重量%未満であると、本発明のインクジェット記録用水性インクの消泡効果が不足し、インクの初期導入性が悪くなる。また、10重量%を超えるとインクの記録紙への浸透度合いが大きくなり過ぎ、印字品質に悪影響を及ぼしたり、本発明のインクジェット記録用水性インクがプリンタヘッドのノズル周りを極端にぬらしてしまったりする等の不具合が発生し、結果として本発明のインクジェット記録用水性インクの安定吐出ができにくくなることがある。より好ましくは0.1〜3重量%である。
【0028】
本発明のインクジェット記録用水性インクは、上記分散着色剤、プロピレングリコールエーテル及び界面活性剤のほか、水を含有する。
上記水は、一般の水ではなく、イオン交換水、蒸留水等の純度の高いものを使用することが好ましい。
上記水の含有量は、インクの全重量に対して10〜98重量%が好ましい。より好ましくは30〜97重量%であり、更に好ましくは40〜95重量%である。
【0029】
本発明のインクジェット記録用水性インクの基本構成は以上の通りであるが、その他従来公知の各種分散剤、粘度調整剤、表面張力調整剤、pH調整剤、防腐防カビ剤等を必要に応じて添加することができる。
【0030】
本発明のインクジェット記録用水性インクは、その液安定性を向上させるために、以下に挙げる材料を含有していてもよい。なお、上記液安定性とは、プリンタヘッドのノズルでの本発明のインクジェット記録用水性インクの乾燥防止(湿潤)効果を有することをいう。
【0031】
上記液安定性を向上させる物質としては特に限定されず、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、1,3−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、グリセリン、1,2,6−ヘキサントリオール、1,2,4−ブタントリオール、1,2,3−ブタントリオール等の多価アルコール類;N−メチル−2−ピロリドン、N−ヒドロキシエチル−2−ピロリドン、2−ピロリドン、1,3−ジメチルイミダゾリジノン、ε−カプロラクタム等の含窒素複素環化合物;ホルムアミド、N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド等のアミド類;モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モノエチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン等のアミン類;ジメチルスルホキシド、スルホラン、チオジエタノール等の含硫黄化合物等を挙げることができる。これらの液安定性を向上させる物質は単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
上記液安定性を向上させる物質の本発明のインクジェット記録用水性インクにおける含有量は、本発明のインクジェット記録用水性インクの組成又は所望の特性に応じて広い範囲で決定されるが、一般に0〜40重量%が好ましく、より好ましくは5〜30重量%である。
【0032】
本発明のインクジェット記録用水性インクは、種々のタイプのプリンタヘッドを搭載したインクジェットプリンタに使用することができるが、特に、その内部に狭く複雑な構造のインク流路が形成された積層型プリンタヘッドを搭載した圧電式インクジェットプリンタに好適に使用することができる。
【0033】
図1は、上記積層型プリンタヘッドの拡大断面図である。
図1に示すように、上記積層型プリンタヘッドは、50〜150μm程度の複数枚の積層(Ni−Fe合金)シート10a、10b、10c、11及び13が積層して相互に接着された積層体の上に、電極と圧電材料層とが交互に積層されて構成された圧電アクチュエータ20が接合された構成である。上記積層体には各積層シートにエッチング等によって形成した開口部を相互に連通させたインク流路14が形成されている。また、最上層の積層シート13には複数のインク室21が形成され、上から第2層の積層シート10aには開口18が形成され、上から第3〜4層の積層シート10b、10cには共通インク室12が形成され、最下層の積層シート11の下面にはノズル孔16を有するノズルプレート22を接着されている。
【0034】
このような構成の積層型プリントヘッドにおいて、インクジェット記録用水性インクは、インクカートリッジから共通インク室12−開口18−複数のインク室21の順に導入される。そして、圧電アクチュエータ20によってインク室21内のインクジェット記録用水性インクに圧力を付与されると、積層シート10a、10b、10c、11に穿設したインク流路14(図2に示した14a、14b及び14c)を経て、ノズル孔16からインクジェット記録用水性インクが吐出される。
インク流路14は、インク室21から離れた位置のノズル孔16にインクジェット記録用水性インクを供給するために、各積層シート10a、10b、10c及び11に形成した開口部を図2に示したインク流路14a、14b、14cのように階段状にずらして構成されている。また、同様に共通インク室12、開口18、インク室21の関係においてもインクの流路に屈曲部等が形成されている。
【0035】
本発明のインクジェット記録用水性インクは、少なくとも分散着色剤と、プロピレングリコールエーテルと、上記一般式(1)で表されるランダム共重合体からなる界面活性剤とを含有する。上記プロピレングリコールエーテルは、その分子構造中に親油性成分である(CHCHCHO)骨格を含んでいるため、添加量が少量であっても紙への浸透に優れ、記録紙上でのインクのフェザリングに影響を及ぼすことなく、インクの広がり不足を改善するこができる。また、上記一般式(1)で表されるランダム共重合体からなる界面活性剤は、界面活性作用と消泡作用とを併せ持つため、プリンタヘッドのインク流路とのぬれ性の向上と、該インク流路内に発生又は流入した気泡の素早い破泡とを実現することができる。従って、本発明のインクジェット記録用水性インクは、図1に示したような狭く複雑な構造のインク流路が形成された積層型プリンタヘッドを搭載した圧電式インクジェットプリンタに使用した場合であっても、インクの初期導入性が良好であり、また、記録紙上でのインクのフェザリングやインクの広がり不足が発生することもない。
【0036】
【実施例】
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
本発明に従ったインク組成を実施例として以下に示す。本発明はこの実施例に限定されるものではなく、これまでに記述された範囲で、用いられる材料物質、その量比及び作製条件を変更しても実施可能である。
【0037】
(実施例1)
純水、分散着色剤としてキャボジェット300ブラック(キャボット社製、CAB−O−JET300)、プロピレングリコールエーテルとしてジプロピレングリコールモノプロピルエーテル(略称DPP:以下同様)、及び、R=C、n=m=約50の上記一般式(1)で表されるランダム共重合体からなる界面活性剤を用い、表1に示した組成のインクジェット記録用水性インクを調製した。
【0038】
【表1】
Figure 0003849660
【0039】
(実施例2)
R=C、n=m=約50の上記一般式(1)で表されるランダム共重合体からなる界面活性剤を用いた以外は、実施例1と同様にして、表2に示した組成のインクジェット記録用水性インクを調製した。
【0040】
【表2】
Figure 0003849660
【0041】
(実施例3)
R=C11、n=m=約50の上記一般式(1)で表されるランダム共重合体からなる界面活性剤を用いた以外は、実施例1と同様にして、表3に示した組成のインクジェット記録用水性インクを調製した。
【0042】
【表3】
Figure 0003849660
【0043】
(実施例4)
プロピレングリコールエーテルとして、トリプロピレングリコールノルマルブチルエーテル(略称TPnB)を用いた以外は、実施例1と同様にして、表4に示した組成のインクジェット記録用水性インクを調製した。
【0044】
【表4】
Figure 0003849660
【0045】
(実施例5)
プロピレングリコールエーテルとして、ジプロピレングリコールモノブチルエーテルを(略称DPGBE)を用いた以外は、実施例1と同様にして、表5に示した組成のインクジェット記録用水性インクを調製した。
【0046】
【表5】
Figure 0003849660
【0047】
(実施例6)
DPPの含有量を1.0重量%とし、純水の含有量を40.2重量%とした以外は、実施例1と同様にして、表6に示した組成のインクジェット記録用水性インクを調製した。
【0048】
【表6】
Figure 0003849660
【0049】
(実施例7)
上記一般式(1)で表されるランダム共重合体からなる界面活性剤の含有量を0.3重量%とし、純水の含有量を39.4重量%とした以外は、実施例1と同様にして、表7に示した組成のインクジェット記録用水性インクを調製した。
【0050】
【表7】
Figure 0003849660
【0051】
(比較例1)
純水、分散着色剤としてキャボジェット300ブラック(キャボット社製、CAB−O−JET300)、及び、プロピレングリコールエーテルとしてDPPを用い、上記一般式(1)で表されるランダム共重合体からなる界面活性剤は用いず、表8に示した組成のインクジェット記録用水性インクを調製した。
【0052】
【表8】
Figure 0003849660
【0053】
(比較例2)
純水、分散着色剤としてキャボジェット300ブラック(キャボット社製、CAB−O−JET300)、及び、R=C、n=m=約50である上記一般式(1)で表されるランダム共重合体からなる界面活性剤を用い、プロピレングリコールエーテルは用いず、表9に示した組成のインクジェット記録用水性インクを調製した。
【0054】
【表9】
Figure 0003849660
【0055】
(比較例3)
ジプロピレングリコールプロピルエーテル(DPP)の代わりに、トリエチレングリコールブチルエーテル(BTG)を用いた以外は実施例1と同様にして、表10に示した組成のインクジェット記録用水性インクを調製した。
【0056】
【表10】
Figure 0003849660
【0057】
(比較例4)
上記一般式(1)で表されるランダム共重合体からなる界面活性剤の代わりに、下記一般式(2)で表される界面活性剤を用いた以外は実施例1と同様にして、表11に示した組成のインクジェット記録用水性インクを調製した。
【0058】
【化3】
Figure 0003849660
【0059】
一般式(2)中、Rは炭素数が14〜15のアルキル基を表す。
【0060】
【表11】
Figure 0003849660
【0061】
(比較例5)
純水、染料(C.I.ダイレクトブラック17)、プロピレングリコールエーテルとしてDPP、及び、R=C、n=m=約50の上記一般式(1)で表されるランダム共重合体からなる界面活性剤を用い、表12に示した組成のインクを調製した。
【0062】
【表12】
Figure 0003849660
【0063】
(評価)
実施例1〜7及び比較例1〜5で調製したインクジェット記録用水性インクについて、プリンタヘッドへの初期導入性の目安とするため、粘度及び表面張力を測定した。
また、得られたインクジェット記録用水性インクのインクの起泡力、泡の安定度、インク導入性、フェザリング、インクの広がり及びインクの総合評価について、以下の方法により評価した。
なお、インク導入性、フェザリング及びインクの広がりの評価を行う際には、実施例1〜7及び比較例1〜5で調製したインクジェット記録用水性インクに超音波を照射しながら、真空ポンプを使用してインク容器中を真空状態とし、インク中に含有された気体を脱気した記録評価用のインクジェット記録用水性インクを使用した。得られた実施例及び比較例に係る記録評価用のインクジェット記録用水性インクを用いた記録は、インク流路の一部が形成されたシートを積層して作られた積層型プリンタヘッド(図1参照)を搭載した圧電式インクジェットプリンタ(ブラザー工業社製、MFC3100C)を用いてそれぞれ行った。
結果を表13及び表14に示した。
【0064】
(1)インクの起泡力、泡の安定度
JIS K 3362(1998)の起泡力と泡の安定度試験法に基づき、起泡力及び泡の安定度を測定し、消泡性の評価を行った。なお、消泡性の大きいインクジェット記録用水性インクとは、起泡力と泡の安定度との差が大きいインクのことをいう。
また、インクの初期導入性はインクジェットプリンタヘッドのインク流路を構成する部材とインクとの接触角が低いと良好となる。接触角はインクの表面張力と一般的に相関があり、インクの表面張力が40mN/m以下で、かつ、泡の安定度/起泡力が0.5以下であることが、初期導入性を良くするためには好ましい。
【0065】
(2)インク導入性
インクカートリッジ交換後に、パージ(プリンター本体のポンプによるインクの吸引)を3回行い、全ノズル数に対する吐出ノズルの割合を評価対象とした。
評価基準は以下の通りである。
◎・・・パージ3回で全ノズル数に対する吐出ノズルの割合が100%であった。
○・・・パージ3回で全ノズル数に対する吐出ノズルの割合が95%以上であった。
△・・・パージ3回で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。
×・・・パージ3回で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。
【0066】
(3)フェザリング
画像サンプルを記録し、フェザリングが起こっているか否かを評価した。画像サンプルは背景なしで単色の文字のみの部分と、単色のベタ印字部分とからなり、インクの滲みによるラインの乱れ及び文字の判別を評価対象とした。記録した文字の大きさはMicrosoftWord97を用いて文字のサイズを11ポイントに設定し、普通紙(Xerox4200)を使用して記録した。
評価基準は以下の通りである。
◎・・・フェザリングがほとんどなく、文字が鮮明である。
○・・・僅かにフェザリングが発生しているが、文字は充分に判読できる。
△・・・明らかにフェザリングが発生しているが、文字は判読できる。
×・・・直線で明らかにフェザリングが発生しており、文字も不鮮明である。
【0067】
(4)インクの広がり
(3)フェザリングで記録した画像サンプルのインクの広がりを評価した。
評価基準は以下の通りである。
◎・・・インクの広がり不足がほとんどなく、ベタ印字部のインクとインクの間に隙間が見えない。
○・・・僅かにインクの広がり不足があるが、マクロ的に観察すると、インクとインクの間に隙間がほとんど見えない。
△・・・僅かに広がり不足があり、マクロ的に観察すると、僅かにインクとインクの間に隙間が見える。
×・・・明らかに広がり不足があり、マクロ的に観察した場合もインクとインクの間に隙間が目立つ。
【0068】
(5)総合評価
インク導入性、フェザリング及びインクの広がりのうち、最も悪い評価であったものを、そのインクの総合評価とした。例えば、インク導入性の評価:×、フェザリング:◎、インクの広がり:◎であった場合、印字品質がどんなによくてもインク導入性が非常に悪いため総合評価は×となる。
【0069】
【表13】
Figure 0003849660
【0070】
【表14】
Figure 0003849660
【0071】
表13に示したように、実施例で作製したインクジェット記録用水性インクでは、インク導入性が良好であり、記録紙上でのインクのフェザリングや、インクの広がり不足が低減された良好な記録を行うことができた。
【0072】
一方、表14に示したように、比較例で作製したインクジェット記録用水性インクにおいてはインク導入性が悪いか、あるいは、明らかにインクのフェザリング又は広がり不足が発生し、充分な印字品質を得られず、満足できる結果は得られなかった。比較例1においては、泡の安定度/起泡力の数値が0であり、インク導入性が良好な組成のように見えるが、界面活性剤が添加されていないため、表面張力が40mN/m以上と高く、積層型プリンタヘッドのインク流路構成部材とのぬれ性が低くなり、積層型プリンタヘッドのインク流路内にインクがスムーズに入ることができず、初期導入性が悪い結果となった。
【0073】
以上のことより、分散着色剤と、プロピレングリコールエーテルと、上記一般式(1)で表されるランダム共重合体からなる界面活性剤とは、それぞれ単独で使用しても得られる効果は少なく、分散着色剤と、プロピレングリコールエーテルと、上記一般式(1)で表されるランダム共重合体からなる界面活性剤とを併用することによってインクジェットプリンタヘッドへのインクの初期導入性が良好であり、記録紙上でのインクのフェザリングがなく、インクの広がり不足を低減できるインクジェット記録用水性インクが得られることが確認できた。
【0074】
【発明の効果】
本発明は、上述の構成よりなるので、プリンタヘッドのうち、特に、その内部に狭く複雑な構造のインク流路が形成された積層型プリンタヘッドの該インク流路への初期導入性が良好であり、普通紙へ記録してもインクのフェザリング及びインクの広がり不足の発生がないインクジェット記録用水性インクを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】積層型プリンタヘッドの拡大断面図である。
【図2】積層型プリンタヘッドの一部を模式的に示した部分拡大断面図である。
【符号の説明】
10a、10b、10c、11、13 積層シート
12 共通インク室
14a、14b、14c インク流路
15a、15b 屈曲部
16 ノズル孔
18 開口
20 圧電アクチュエータ
21 インク室
22 ノズルプレート[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an aqueous ink for inkjet recording used in an inkjet recording apparatus.
[0002]
[Prior art]
Ink jet recording methods include, for example, an electrostatic suction method; a method of applying mechanical vibration or displacement to ink using a piezoelectric element; a method of generating bubbles by heating the ink and using a pressure at that time, etc. Ink droplets are formed by a method, and a part or all of them are attached to a recording material such as paper to perform recording. As the water-based ink for ink-jet recording used in such an ink-jet recording system, various water-soluble dyes or pigments dissolved or dispersed in water or a liquid medium composed of water and a water-soluble organic solvent are used. Yes.
[0003]
Such water-based ink for ink-jet recording has appropriate characteristics such as viscosity, surface tension and density in order to perform good recording over a long period of time; In order to prevent clogging and discharge stably, precipitates are not generated due to heat, etc., or physical property values do not change; conditions such as the recorded image being excellent in water resistance, light resistance, etc. are required. Is done.
[0004]
When recording is performed with an inkjet printer using a general water-based ink for inkjet recording, an inkjet dedicated paper is often used in order to obtain good print quality without bleeding. However, in recent years, the demand for recording on plain paper is increasing rather than recording on ink-jet dedicated paper due to consideration of running costs and the environment. In the home and office markets, color ink jet printers are the mainstream because color recording is overwhelmingly more demanding than monochrome recording, and color recording with good print quality on plain paper. It is required to be able to
[0005]
However, the quality of printing on plain paper is still not sufficient, and various factors can be cited as the main factors. One is a problem called feathering. When ink penetrates into the recording paper, it spreads unevenly along the paper fibers of the recording paper and the edges of the image become jagged, resulting in sharp image areas. The edge cannot be obtained.
[0006]
On the other hand, conventionally, as a general method for preventing feathering and improving printing quality, a method of increasing the surface tension and making an ink composition difficult to bleed into the paper fibers of recording paper is widely known. For example, Patent Document 1 discloses a technique for preventing the feathering by suppressing the permeation of the ink along the recording paper surface by setting the surface tension of the ink to 40 mN / m or more. However, with this method, the wettability of the ink to the paper is reduced, and the adjacent inks are not continuous on the recording paper, resulting in a discontinuous state, resulting in a print quality with insufficient ink spread. In order to avoid this, it is conceivable to eject a huge amount of ink, but this raises new problems such as cost problems and excessive drying time of ink. Therefore, there is a need for ink that spreads in a moderate and homogeneous manner with a moderate amount of droplets.
[0007]
On the other hand, as a general method for increasing the permeability of water-based ink for inkjet recording, a polyhydric alcohol alkyl ether such as diethylene glycol monobutyl ether is blended in the ink as a penetrant, or a surfactant is blended. Therefore, a method of improving the printing quality by making adjacent ink droplets on the recording paper continuous is widely used. For example, in Patent Document 2, a specific penetrant and a surfactant are blended in the ink. A technique for increasing the permeability into the paper by lowering the surface tension is disclosed. However, this method cannot suppress the phenomenon in which the ink spreads unevenly along the paper fiber, and the edge of the image portion blurs and feathering is likely to occur.
[0008]
As described above, the conventional water-based ink for ink jet recording has a problem that it is difficult to achieve both prevention of feathering and prevention of insufficient ink spreading on plain paper.
[0009]
In addition, when a new ink cartridge is installed in an ink jet printer, if ink jet recording water-based ink is not smoothly introduced into the ink flow path of the printer head, there will be a problem of non-ejection of ink at the start of use. In addition to the above-described feathering and prevention of insufficient ink spreading, the recording water-based ink is also required to have excellent initial ink introduction properties for the printer head.
[0010]
However, in recent years, printer heads for ink jet printers have been reduced in size. For example, as a printer head for a piezoelectric ink jet printer using piezoelectric elements, a plurality of sheets in which a part of ink flow paths are formed are used. A stacked printer head formed by stacking is known. This multilayer printer head can achieve downsizing at low cost and can form an ink flow path having a narrow and complicated structure inside. However, as shown in FIG. 2, bubbles are likely to remain in the bent portions 15a, 15b and the gaps between the laminated sheets 10a, 10b, 10c formed on the inner peripheral surfaces of the ink flow paths 14a, 14b, 14c. The water-based ink for inkjet recording could not be smoothly introduced into the path, and it was particularly difficult to satisfy the initial ink introduction property. FIG. 2 is a partially enlarged cross-sectional view of the multilayer printer head.
[0011]
Therefore, as a method for improving the initial ink introduction property of the water-based ink for ink-jet recording, an appropriate amount of a surfactant is added to the water-based ink for ink-jet recording, the surface tension is lowered to the optimum value, and the inner wall of the ink flow path of the printer head There are known methods for improving the wettability.
[0012]
However, the method of improving the initial introduction property of the water-based ink for ink-jet recording into the ink flow path by adding a surfactant to the water-based ink for ink-jet recording to lower the surface tension simultaneously reduces the surface tension of the ink. There is a problem that wettability to the recording paper is increased, and the edge of the image portion is blurred and feathering occurs.
That is, the conventional water-based ink for inkjet recording has a problem that it is difficult to achieve both the initial introduction property of the ink into the printer head (particularly, the multilayer printer head) and the prevention of feathering.
[0013]
As described above, when recording on plain paper using the conventional method, problems such as ink feathering or insufficient ink spreading on the recording paper, or problems with initial ink introduction into the printer head may occur. However, there is a problem that all or any of them occurs, and a satisfactory print quality cannot be obtained.
[0014]
[Patent Document 1]
JP-A-8-259864
[Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 8-283631
[0015]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and among the printer heads mounted on the ink jet printer, the initial ink introduction property into the ink flow path of the multilayer printer head is particularly good. Another object of the present invention is to provide a water-based ink for ink jet recording that does not cause feathering and insufficient ink spreading even when recording on plain paper.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is an aqueous ink for inkjet recording used in an inkjet printer, comprising at least a dispersion colorant, propylene glycol ether, and a surfactant composed of a random copolymer represented by the following general formula (1). It is a water-based ink for ink-jet recording.
[0017]
[Chemical 2]
Figure 0003849660
[0018]
In general formula (1), R represents a C3-C5 alkyl group, m is an integer of 45-55, and n is an integer of 45-55.
The present invention is described in detail below.
[0019]
As a result of intensive studies, the present inventors have found that a water-based ink for inkjet recording contains at least a dispersion colorant, propylene glycol ether, and a surfactant composed of a random copolymer represented by the above general formula (1). By containing, for example, even when used in an ink jet printer equipped with a laminated printer head in which a narrow and complicated ink flow path is formed, it is excellent in the initial ink introduction property and can be used for plain paper. It has been found that feathering during recording and insufficient spreading of ink can be prevented, and the present invention has been completed.
[0020]
The aqueous ink for inkjet recording of the present invention contains a dispersed colorant.
The dispersion colorant is not particularly limited, and for example, many inorganic pigments and organic pigments can be used in addition to carbon black.
Examples of the inorganic pigment include titanium oxide and iron oxide.
Examples of the organic pigment include azo pigments such as azo lakes, insoluble azo pigments, condensed azo pigments, and chelate azo pigments; phthalocyanine pigments, perylene and perinone pigments, anthraquinone pigments, quinacridone pigments, dioxazine pigments, thioindigo pigments, isoindolinone pigments, Examples thereof include polycyclic pigments such as quinophthalone pigments; dye lakes such as basic dye type lakes and acid dye type lakes; nitro pigments, nitroso pigments, aniline black daylight fluorescent pigments, and the like.
Also, other pigments can be used as long as they can be dispersed in the aqueous phase. Furthermore, it can use similarly about the coloring agent which dyed the polymer with the dye.
The said dispersion colorant may be used independently and may be used in combination of 2 or more type.
[0021]
In the water-based ink for inkjet recording of the present invention, the content of the dispersed colorant is preferably 0.1 to 20% by weight, more preferably 0.3 to 15% by weight, still more preferably 0.8. 5 to 10% by weight.
[0022]
The aqueous ink for inkjet recording of the present invention contains propylene glycol ether.
The propylene glycol ether is a lipophilic component in its molecular structure (CHCH 3 CH 2 O) Since it contains a skeleton, it has excellent penetration into paper. Accordingly, even when a small amount is added, the effect is sufficiently exhibited, and insufficient ink spreading can be improved without causing ink feathering on the recording paper.
[0023]
Examples of the propylene glycol ether include propylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, tripropylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, dipropylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monobutyl ether, dipropylene glycol monobutyl ether, Examples include tripropylene glycol normal butyl ether, propylene glycol monophenyl ether, and dipropylene glycol dimethyl ether.
The propylene glycol ether used in the water-based ink for inkjet recording of the present invention is not limited to these.
[0024]
The propylene glycol ether content is preferably 0.01 to 10% by weight with respect to the total amount of ink. If it is less than 0.01% by weight, the ink permeation rate into the recording paper is slow, which may cause problems in drying time and ink spreading. On the other hand, if it exceeds 10% by weight, the degree of penetration of the ink into the recording paper becomes too large, and the ink may reach the back of the recording paper or cause feathering. More preferably, it is 0.1 to 3% by weight.
[0025]
The water-based ink for inkjet recording of the present invention contains a surfactant composed of a random copolymer represented by the general formula (1). The surfactant comprising the random copolymer represented by the general formula (1) has a chemical structure of (CH 2 CH 2 O) chain fraction and (CHCH 3 CH 2 O) Since the ratio to the chain ratio is almost the same, the balance between the hydrophilic group and the lipophilic group is excellent, and it has a defoaming effect while having a surface active action.
Moreover, the surfactant which consists of a random copolymer represented by the said General formula (1) has a C3-C5 alkyl group at the terminal of a molecule | numerator. When the number of carbon atoms in the alkyl group is less than 3 or the number of carbon atoms exceeds 5, the balance between the hydrophilic group and the lipophilic group is lost, and the above effects cannot be exhibited sufficiently.
[0026]
Therefore, the surfactant composed of the random copolymer represented by the general formula (1) has wettability between the water base ink for ink jet recording of the present invention and the ink flow path of the multilayer printer head due to the surface active action. The water-based ink for inkjet recording of the present invention can be smoothly introduced into the ink flow path. On the other hand, due to the defoaming effect of the surfactant, even when bubbles are generated or flown into the ink flow path of the multilayer printer head, the bubbles can be quickly broken, and the bubbles cause clogging. Therefore, it is considered that the water-based ink for inkjet recording of the present invention is effective for stable ejection.
Among the surfactants made of the random copolymer represented by the above general formula (1), examples of commercially available surfactants include a trade name manufactured by Lion Corporation;
[0027]
The content of the surfactant composed of the random copolymer represented by the general formula (1) is preferably 0.01 to 10% by weight with respect to the aqueous ink for inkjet recording of the present invention. When it is less than 0.01% by weight, the defoaming effect of the water-based ink for ink jet recording of the present invention is insufficient, and the initial ink introduction property is deteriorated. On the other hand, if the amount exceeds 10% by weight, the degree of penetration of the ink into the recording paper becomes too large, which adversely affects the print quality, or the water-based ink for inkjet recording of the present invention drastically wets around the nozzles of the printer head. Inconveniences such as this may occur, and as a result, it may be difficult to stably discharge the aqueous inkjet recording ink of the present invention. More preferably, it is 0.1 to 3% by weight.
[0028]
The water-based ink for inkjet recording of the present invention contains water in addition to the dispersion colorant, propylene glycol ether and surfactant.
It is preferable to use high-purity water such as ion-exchanged water and distilled water instead of ordinary water.
The water content is preferably 10 to 98% by weight based on the total weight of the ink. More preferably, it is 30-97 weight%, More preferably, it is 40-95 weight%.
[0029]
The basic structure of the water-based ink for inkjet recording of the present invention is as described above, but other conventionally known various dispersants, viscosity adjusters, surface tension adjusters, pH adjusters, antiseptic and fungicides, and the like are necessary. Can be added.
[0030]
The aqueous ink for ink jet recording of the present invention may contain the following materials in order to improve the liquid stability. The liquid stability means that the water-based ink for inkjet recording of the present invention has an effect of preventing drying (wetting) at the nozzles of the printer head.
[0031]
The substance for improving the liquid stability is not particularly limited. For example, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, polyethylene glycol, 1,3-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, Polyhydric alcohols such as glycerin, 1,2,6-hexanetriol, 1,2,4-butanetriol, 1,2,3-butanetriol; N-methyl-2-pyrrolidone, N-hydroxyethyl-2- Nitrogen-containing heterocyclic compounds such as pyrrolidone, 2-pyrrolidone, 1,3-dimethylimidazolidinone and ε-caprolactam; amides such as formamide, N-methylformamide and N, N-dimethylformamide; monoethanolamine, diethanolamine, Triethanolamine, monoethylamine , Diethylamine, amines such as triethylamine; can be exemplified dimethyl sulfoxide, sulfolane, sulfur-containing compounds such as thiodiethanol. These substances that improve the liquid stability may be used alone or in combination of two or more.
The content of the substance for improving the liquid stability in the water-based ink for ink-jet recording of the present invention is determined in a wide range depending on the composition or desired characteristics of the water-based ink for ink-jet recording of the present invention. 40 weight% is preferable, More preferably, it is 5-30 weight%.
[0032]
The water-based ink for ink-jet recording of the present invention can be used in ink-jet printers equipped with various types of printer heads. In particular, a multilayer printer head having an ink flow path with a narrow and complicated structure formed therein. Can be suitably used for piezoelectric ink jet printers equipped with
[0033]
FIG. 1 is an enlarged sectional view of the multilayer printer head.
As shown in FIG. 1, the multilayer printer head includes a laminate in which a plurality of laminate (Ni—Fe alloy) sheets 10a, 10b, 10c, 11 and 13 having a thickness of about 50 to 150 μm are laminated and bonded to each other. The piezoelectric actuator 20 formed by alternately laminating electrodes and piezoelectric material layers is joined to the substrate. In the laminated body, an ink flow path 14 is formed in which openings formed by etching or the like are communicated with each laminated sheet. In addition, a plurality of ink chambers 21 are formed in the uppermost laminated sheet 13, an opening 18 is formed in the second laminated sheet 10 a from above, and the third to fourth laminated sheets 10 b and 10 c are formed from above. A common ink chamber 12 is formed, and a nozzle plate 22 having nozzle holes 16 is bonded to the lower surface of the lowermost laminated sheet 11.
[0034]
In the multilayer print head having such a configuration, the water-based ink for inkjet recording is introduced from the ink cartridge in the order of the common ink chamber 12 -the opening 18 -the plurality of ink chambers 21. When pressure is applied to the water-based ink for ink jet recording in the ink chamber 21 by the piezoelectric actuator 20, the ink flow path 14 (14a, 14b shown in FIG. 2) formed in the laminated sheets 10a, 10b, 10c, 11 is formed. And 14c), the inkjet recording water-based ink is discharged from the nozzle hole 16.
The ink flow path 14 has openings formed in the respective laminated sheets 10a, 10b, 10c and 11 in order to supply the water-based ink for inkjet recording to the nozzle holes 16 located away from the ink chamber 21, as shown in FIG. The ink flow paths 14a, 14b, and 14c are staggered to form the ink flow paths 14a, 14b, and 14c. Similarly, in the relationship between the common ink chamber 12, the opening 18, and the ink chamber 21, a bent portion or the like is formed in the ink flow path.
[0035]
The water-based ink for inkjet recording of the present invention contains at least a dispersion colorant, propylene glycol ether, and a surfactant made of a random copolymer represented by the general formula (1). The propylene glycol ether is a lipophilic component in its molecular structure (CHCH 3 CH 2 O) Since it contains a skeleton, even if the addition amount is small, it is excellent in penetrating into paper, and it improves ink shortage without affecting the feathering of ink on recording paper. When Can do. In addition, since the surfactant composed of the random copolymer represented by the general formula (1) has both the surface active action and the defoaming action, the wettability with the ink flow path of the printer head is improved. It is possible to realize quick bubble breakage of bubbles generated or flowing into the ink flow path. Therefore, the water-based ink for ink-jet recording of the present invention can be used even in a piezoelectric ink-jet printer equipped with a laminated printer head in which an ink flow path having a narrow and complicated structure as shown in FIG. 1 is mounted. The initial ink introduction property is good, and ink feathering on the recording paper and insufficient ink spreading do not occur.
[0036]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited only to these examples.
Ink compositions according to the present invention are shown below as examples. The present invention is not limited to this example, and can be carried out by changing the material used, the amount ratio thereof and the production conditions within the range described so far.
[0037]
Example 1
Pure water, Cabojet 300 black (CAB-O-JET300, manufactured by Cabot Corporation) as a disperse colorant, dipropylene glycol monopropyl ether (abbreviation DPP: the same applies hereinafter) as propylene glycol ether, and R = C 4 H 9 A water-based ink for ink jet recording having the composition shown in Table 1 was prepared using a surfactant composed of a random copolymer represented by the above general formula (1) where n = m = about 50.
[0038]
[Table 1]
Figure 0003849660
[0039]
(Example 2)
R = C 3 H 7 Inkjet recording having the composition shown in Table 2 was carried out in the same manner as in Example 1 except that a surfactant comprising a random copolymer represented by the above general formula (1) with n = m = about 50 was used. A water-based ink was prepared.
[0040]
[Table 2]
Figure 0003849660
[0041]
Example 3
R = C 5 H 11 Ink jet recording having the composition shown in Table 3 was carried out in the same manner as in Example 1 except that a surfactant comprising a random copolymer represented by the above general formula (1) with n = m = about 50 was used. A water-based ink was prepared.
[0042]
[Table 3]
Figure 0003849660
[0043]
Example 4
A water-based ink for inkjet recording having the composition shown in Table 4 was prepared in the same manner as in Example 1 except that tripropylene glycol normal butyl ether (abbreviation TPnB) was used as the propylene glycol ether.
[0044]
[Table 4]
Figure 0003849660
[0045]
(Example 5)
A water-based ink for inkjet recording having the composition shown in Table 5 was prepared in the same manner as in Example 1 except that dipropylene glycol monobutyl ether (abbreviation DPGBE) was used as the propylene glycol ether.
[0046]
[Table 5]
Figure 0003849660
[0047]
(Example 6)
A water-based ink for inkjet recording having the composition shown in Table 6 was prepared in the same manner as in Example 1 except that the DPP content was 1.0% by weight and the pure water content was 40.2% by weight. did.
[0048]
[Table 6]
Figure 0003849660
[0049]
(Example 7)
Example 1 except that the content of the surfactant composed of the random copolymer represented by the general formula (1) is 0.3% by weight and the content of pure water is 39.4% by weight. Similarly, water-based ink for ink jet recording having the composition shown in Table 7 was prepared.
[0050]
[Table 7]
Figure 0003849660
[0051]
(Comparative Example 1)
Surface activity comprising a random copolymer represented by the above general formula (1) using pure water, Cabojet 300 black (CAB-O-JET300, manufactured by Cabot Corporation) as a dispersion colorant, and DPP as propylene glycol ether A water-based ink for ink jet recording having the composition shown in Table 8 was prepared without using any agent.
[0052]
[Table 8]
Figure 0003849660
[0053]
(Comparative Example 2)
Pure water, Cabojet 300 Black (CAB-O-JET300, manufactured by Cabot Corporation) as a dispersion colorant, and R = C 4 H 9 , N = m = about 50, a surfactant made of a random copolymer represented by the above general formula (1) is used, propylene glycol ether is not used, and an aqueous ink for inkjet recording having the composition shown in Table 9 is used. Was prepared.
[0054]
[Table 9]
Figure 0003849660
[0055]
(Comparative Example 3)
A water-based ink for inkjet recording having the composition shown in Table 10 was prepared in the same manner as in Example 1 except that triethylene glycol butyl ether (BTG) was used instead of dipropylene glycol propyl ether (DPP).
[0056]
[Table 10]
Figure 0003849660
[0057]
(Comparative Example 4)
In the same manner as in Example 1 except that the surfactant represented by the following general formula (2) was used instead of the surfactant composed of the random copolymer represented by the above general formula (1), A water-based ink for inkjet recording having the composition shown in FIG. 11 was prepared.
[0058]
[Chemical 3]
Figure 0003849660
[0059]
In general formula (2), R represents an alkyl group having 14 to 15 carbon atoms.
[0060]
[Table 11]
Figure 0003849660
[0061]
(Comparative Example 5)
Pure water, dye (CI Direct Black 17), DPP as propylene glycol ether, and R = C 4 H 9 Ink of the composition shown in Table 12 was prepared using a surfactant composed of a random copolymer represented by the above general formula (1) where n = m = about 50.
[0062]
[Table 12]
Figure 0003849660
[0063]
(Evaluation)
Viscosity and surface tension of the water-based inks for ink jet recording prepared in Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 5 were measured in order to provide a guide for initial introduction into a printer head.
Moreover, the following method evaluated the foaming power of the obtained water-based ink for inkjet recording, the foam stability, the ink introduction property, the feathering, the ink spread, and the overall evaluation of the ink.
In addition, when evaluating ink introduction property, feathering, and ink spread, a vacuum pump was used while irradiating ultrasonic water to the water-based ink for inkjet recording prepared in Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 5. A water-based ink for ink-jet recording for recording evaluation was used in which the ink container was evacuated and the gas contained in the ink was evacuated. The recording using the water-based ink for ink-jet recording for recording evaluation according to the obtained Examples and Comparative Examples was made by laminating a sheet of a sheet on which a part of the ink flow path was formed (FIG. 1). And a piezoelectric inkjet printer (Brother Industries, Ltd., MFC3100C) equipped with each.
The results are shown in Tables 13 and 14.
[0064]
(1) Foaming power of ink, stability of foam
Based on the foaming force and foam stability test method of JIS K 3362 (1998), the foaming force and foam stability were measured and the antifoaming property was evaluated. In addition, the water-based ink for inkjet recording having a large defoaming property refers to an ink having a large difference between the foaming power and the stability of the bubbles.
Further, the initial ink introduction property is good when the contact angle between the ink flow path of the ink jet printer head and the ink is low. The contact angle generally correlates with the surface tension of the ink. The surface tension of the ink is 40 mN / m or less, and the stability / foaming force of the foam is 0.5 or less. It is preferable to improve.
[0065]
(2) Ink introduction property
After replacing the ink cartridge, purging (ink suction by a pump of the printer main body) was performed three times, and the ratio of the ejection nozzles to the total number of nozzles was evaluated.
The evaluation criteria are as follows.
A: The ratio of the discharge nozzles to the total number of nozzles was 100% after three purges.
A: The ratio of the discharge nozzles to the total number of nozzles after purging was 95% or more.
Δ: The ratio of the discharge nozzles to the total number of nozzles after purging three times was 90% or more.
X: The ratio of the discharge nozzles to the total number of nozzles was less than 90% after three purges.
[0066]
(3) Feathering
Image samples were recorded and evaluated for whether feathering was occurring. The image sample was composed of a single-color character portion without a background and a single-color solid print portion, and was evaluated for line disturbance due to ink bleeding and character discrimination. The size of the recorded characters was recorded using plain paper (Xerox 4200) with Microsoft Word 97, and the character size was set to 11 points.
The evaluation criteria are as follows.
◎ ・ ・ ・ There is almost no feathering and the characters are clear.
○: Feathering is slightly occurring, but the characters can be read sufficiently.
Δ: Feathering clearly occurs, but the characters are legible.
X: Feathering clearly occurs in a straight line, and characters are unclear.
[0067]
(4) Spread of ink
(3) The ink spread of the image sample recorded by feathering was evaluated.
The evaluation criteria are as follows.
A: There is almost no shortage of ink spread, and no gap is visible between the inks in the solid print area.
○: The ink spread is slightly insufficient, but when observed macroscopically, there is almost no gap between the inks.
Δ: Slightly lacking in spread, and when observed macroscopically, a gap appears slightly between inks.
X: Clearly insufficiently spread, and gaps are conspicuous between inks when observed macroscopically.
[0068]
(5) Comprehensive evaluation
Of the ink introduction properties, feathering, and ink spread, the worst evaluation was the overall evaluation of the ink. For example, when the ink introduction property is evaluated as “x”, the feathering property is “◎”, and the ink spread is “◎”, the overall evaluation is “x” because the ink introduction property is very poor regardless of the print quality.
[0069]
[Table 13]
Figure 0003849660
[0070]
[Table 14]
Figure 0003849660
[0071]
As shown in Table 13, the water-based ink for ink-jet recording produced in the examples has good ink introduction properties, and good recording with reduced ink feathering and insufficient ink spreading on the recording paper. Could be done.
[0072]
On the other hand, as shown in Table 14, the water-based ink for ink-jet recording produced in the comparative example has poor ink introduction properties, or apparently feathering or insufficient spreading of the ink, resulting in sufficient print quality. The results were not satisfactory. In Comparative Example 1, the value of foam stability / foaming power is 0, and the composition seems to have good ink introduction properties. However, since no surfactant is added, the surface tension is 40 mN / m. As described above, the wettability with the ink flow path constituting member of the multilayer printer head is low, and the ink cannot smoothly enter the ink flow path of the multilayer printer head, resulting in poor initial introduction. It was.
[0073]
From the above, the dispersion colorant, the propylene glycol ether, and the surfactant composed of the random copolymer represented by the general formula (1) have few effects obtained even when used alone, By using a dispersion colorant, propylene glycol ether, and a surfactant composed of a random copolymer represented by the general formula (1), the initial introduction property of the ink into the ink jet printer head is good, It was confirmed that there was no ink feathering on the recording paper, and a water-based ink for ink-jet recording capable of reducing insufficient ink spread was obtained.
[0074]
【The invention's effect】
Since the present invention has the above-described configuration, the initial introduction property to the ink flow path of the stacked printer head, in particular, the ink flow path having a narrow and complicated structure formed therein is good. In addition, it is possible to provide a water-based ink for ink jet recording that does not cause ink feathering and insufficient ink spreading even when recording on plain paper.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an enlarged cross-sectional view of a multilayer printer head.
FIG. 2 is a partial enlarged cross-sectional view schematically showing a part of a multilayer printer head.
[Explanation of symbols]
10a, 10b, 10c, 11, 13 Laminated sheet
12 Common ink chamber
14a, 14b, 14c Ink flow path
15a, 15b bent part
16 Nozzle hole
18 opening
20 Piezoelectric actuator
21 Ink chamber
22 Nozzle plate

Claims (4)

インクジェットプリンタに使用するインクジェット記録用水性インクであって、
少なくとも分散着色剤と、プロピレングリコールエーテルと、下記一般式(1)で表されるランダム共重合体からなる界面活性剤とを含有する
ことを特徴とするインクジェット記録用水性インク。
Figure 0003849660
一般式(1)中、Rは炭素数3〜5のアルキル基を表し、mは45〜55の整数であり、nは45〜55の整数である。
An aqueous ink for inkjet recording used in an inkjet printer,
An aqueous ink for inkjet recording, comprising at least a dispersion colorant, propylene glycol ether, and a surfactant made of a random copolymer represented by the following general formula (1).
Figure 0003849660
In general formula (1), R represents a C3-C5 alkyl group, m is an integer of 45-55, and n is an integer of 45-55.
前記一般式(1)で表されるランダム共重合体からなる界面活性剤の含有量が、前記インクジェット記録用水性インクに対して0.01〜10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。The content of the surfactant composed of the random copolymer represented by the general formula (1) is 0.01 to 10% by weight with respect to the water-based ink for inkjet recording. The water-based ink for inkjet recording as described. 前記プロピレングリコールエーテルが、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル又はトリプロピレングリコールノルマルブチルエーテルであることを特徴とする請求項1又は2記載のインクジェット記録用水性インク。The water-based ink for inkjet recording according to claim 1 or 2, wherein the propylene glycol ether is dipropylene glycol monopropyl ether, dipropylene glycol monobutyl ether or tripropylene glycol normal butyl ether. 前記プロピレングリコールエーテルの含有量が、前記インクジェット記録用水性インク全量に対して0.01〜10重量%であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のインクジェット記録用水性インク。The water-based ink for ink-jet recording according to any one of claims 1 to 3, wherein the content of the propylene glycol ether is 0.01 to 10% by weight based on the total amount of the water-based ink for ink-jet recording.
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