JP3880079B2 - 水系分散インク、これを用いるインクジェット記録方法、記録ユニット、インクカートリッジおよびインクジェット記録装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は顔料あるいは分散染料を用いた、吐出エネルギーとして熱を用いるインクジェット方式（以降、「バブルジェット」と称する）用の水系分散インク、これを用いるインクジェット記録方法、記録ユニット、インクカートリッジおよびインクジェット記録装置に関する。さらに詳しくは、バブルジェット方式のインクジェット記録装置における吐出性能に優れ、水系インクの吸収性を有する記録用紙、すなわちインクジェット用紙、上質紙、コピー用紙、レター用紙、熱転写用紙、ワイヤードットプリンタ用ビジネスフォーム紙などのいわゆる普通紙、及び水系インクの吸収性を備えた記録媒体、具体的にはインクジェット用紙、フィルム、布、下地処理された金属、プラスチックなどに対して、色彩品位が高く、堅牢性に優れた記録画像を与えるインクジェット記録インク、これを用いるインクジェット記録方法および記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、筆記具に水性顔料分散体がインクとして用いられるようになってきた。その目的は耐水性、耐光性等の堅牢性を与える最も良い材料系であるからである。これの背景としては、顔料や油性染料、分散染料の水系微粒子分散技術の発展がある。このような低粘度で長期の保存安定性を確保できる顔料分散技術をインクジェットに応用する試みも進んで来ている。
【０００３】
しかしながら、バブルジェット方式のように瞬間的に高い熱を直接インクに与え、インク自身を沸騰させ液滴形成と吐出エネルギーとすることを記録原理とする方式では、上記の分散技術により得られた分散体をそれだけでバブルジェット用インクとして使用することには大きな困難があった。その理由は、端的には記録ヘッドの加熱素子上で分散体が凝集することである。したがって、なんらかの手段で、凝集を抑制するか、凝集しても吐出を持続できる材料や手段、あるいはデバイス装置が必要であった。とりわけ有機顔料、分散染料などでは平均粒径で０．２μあるいはそれ以下の微粒子に分散することはそれ自体も困難であり、工業的な意味で到達可能な粒子サイズには制限があり、その条件下で吐出持続性を付与することが必要であった。
【０００４】
一方、インクジェット用の水性顔料インクとしては、特開平２−２５５８７５号公報、特開平４−３３４８７０号公報、特開平４−５７８５９号公報、特開平４−５７８６０号公報等の発明が開示されている。しかし、これらの発明に係わる水性顔料インクは、有機顔料や分散染料の微粒子分散、及びそれらのバブルジェット方式における吐出性という課題を解決する点については開示されていない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記した従来技術に鑑みて到達したものであり、顔料分散体または分散染料分散体を用いたインクであり、保存安定性に優れ、バブルジェット記録装置における安定した吐出を行なうことができるバブルジェット用水系分散インクを提供することを目的とするものである。
【０００６】
また、本発明は、普通紙や布帛類に対してカラー記録を行った場合、にじみ、フェザリングの発生が無く、定着性に優れ、かつ発色性に優れ、堅牢性の良好な印字物が得られるバブルジェット用水系分散インクを提供することを目的とするものである。
【０００７】
また、本発明は、上記のバブルジェット用水系分散インクを用いるインクジェット記録方法、機器および記録装置を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明は、少なくとも水、水溶性有機溶剤、顔料または分散染料を分散剤を用いて分散処理した顔料分散体あるいは分散染料分散体、界面活性剤を含有し、吐出エネルギーとして熱を用いるインクジェット方式用の水系分散インクにおいて、前記分散剤がアニオン性解離基を有するアルカリ可溶型の水溶性樹脂であり、かつ前記界面活性剤がＨＬＢが１４以上の下記一般式（Ｉ）あるいは下記一般式（ＩＩ）で表わされる化合物であることを特徴とする水系分散インクである。
【化７】
（式中、Ｒ1は炭素数８以上１８以下のアルキル基、ｍ＋ｎは６〜４８の整数を示す。）
【化８】
（式中、Ｒ2は炭素数８以上１８以下のアルキル基、ｘは３〜１６の整数、ｙは３〜１６の整数、ｚは３〜１６の整数であって、かつｘ＋ｙ＋ｚ≦４８の整数を示す。）
【０００９】
また、本発明は、吐出エネルギーとして熱を用いるインクジェット方式によりインクを被記録材に付着させて記録を行うインクジェット記録方法において、前記インクとして前記水系分散インクを適用することを特徴とするインクジェット記録方法である。
【００１１】
また、本発明は、前記インクを収容しているインク収容部を有することを特徴とするインクカートリッジである。
【００１２】
また、本発明は、前記インクを収容しているインク収容部と前記インクを熱を用いて吐出するためのヘッド部とを共に有することを特徴とする記録ユニットである。
【００１３】
また、本発明は、熱を用いてインクを吐出するための記録ヘッド、インクを収容しているインク収容部を有するインクカートリッジ及び該インクカートリッジから記録ヘッドにインクを供給するためのインク供給部を具備しているインクジェット記録装置において、前記インクカートリッジが上記のインクカートリッジであることを特徴とするインクジェット記録装置である。
また、本発明は、インクを収容しているインク収容部及び該インクを熱を用いて吐出させるためのヘッド部を有する記録ユニットを具備しているインクジェット記録装置において、前記記録ユニットが上記の記録ユニットであることを特徴とするインクジェット記録装置である。
【００１４】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のバブルジェット用水系分散インク（以下、「水系分散インク」と記す）は、上記した従来技術では困難とされていたバブルジェット方式における吐出性能を、微粒子化が困難な顔料、分散染料に対して付与することを可能にしたところに特徴がある。
【００１５】
本発明の水系分散インクは、アルカリ可溶型のアニオン性解離基を有する高分子分散剤によって顔料あるいは分散染料を微粒子分散して顔料分散体あるいは分散染料分散体とすると共に、吐出性能を与えるために特定の界面活性剤が使用される。
【００１６】
本発明で選択使用される界面活性剤は、ＨＬＢが１４以上の上記の一般式（Ｉ）あるいは下記一般式（ＩＩ）で表わされる化合物であり、それ自身水溶液では弱塩基性を示す。これらの化合物はノニオン界面活性剤の一群として知られている。本発明において有効な化合物は、ＨＬＢ（Ｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃ−Ｌｉｏｐｈｏｂｉｃ Ｂａｌａｎｃｅ）すなわち、疎水性と親水性のバランスの指標値が１４以上であることが必要である。ＨＬＢが１４未満であると、初期の吐出機能および長期の吐出持続性のいずれも得ることが出来ない。ＨＬＢの好ましい範囲は、１４〜１８、さらに好ましくは１４〜１６である。
【００１７】
この様にＨＬＢは１４以上であれば有効であるが、ＨＬＢが１４以上であるということは、とりもなおさずエチレンオキシドの付加モル数がかなり大きいことを意味する。しかし疎水性の原子団は必要であり、たとえばポリオキシエチレンあるいは、トリエチレングリコールなどのグリコール類ではその性能を全く示さない。疎水性原子団としての長鎖アルキル基の炭素数は、１６以上が好ましく、芳香族原子団があっても良い。
【００１８】
このような界面活性剤は、それ自身の水溶液の表面張力は比較的高く（０．１〜０．５％で４５ｄｙｎ／ｃｍ以上）、乳化／可溶化作用は大きいが、湿潤性、浸透性などの界面活性能は高い方ではなく、むしろ水溶性への溶解度が高いという特徴を有する物質である。またこれらのアミノエーテル型の界面活性剤はそれ単独の水溶液は塩基性なので、アルカリ可溶性の高分子分散剤の安定性に悪影響を与えることもなく、分散体インクの保存安定性は良好である。これらの物質がなぜ吐出性能を高めるのかは明らかでないが、上記した特徴がヒーター上で熱的に生起した分散破壊、すなわち粒子凝集とその沈着をヒーター表面から取り去り易く作用していると考えられる。また、その他の界面活性剤と比較してなぜアミノエーテル型の物質が取り分けて明瞭な効果を有するのか、化学的な理由は明かではない。更に又、本発明のインクはポリエステル繊維含有布帛類への捺染においても有用であって、特に均染性を向上させる効果を有する。
【００１９】
以下本発明に用いるインク材料をそれぞれ詳細に説明する。
（界面活性剤）
本発明に用いる界面活性剤は、ＨＬＢが１４以上の下記一般式（Ｉ）あるいは下記一般式（ＩＩ）で表わされる化合物である。
【００２１】
【化１】
（式中、Ｒ1 は炭素数８以上１８以下のアルキル基、ｍ＋ｎは６〜４８の整数を示す。）
【００２３】
【化２】
（式中、Ｒ2 は炭素数８以上１８以下のアルキル基、ｘは３〜１６の整数、ｙは３〜１６の整数、ｚは３〜１６の整数であって、かつｘ＋ｙ＋ｚ≦４８の整数を示す。）
【００２４】
上記の一般式（Ｉ），（ＩＩ）において、Ｒ1 ，Ｒ2 は炭素数８以上のアルキル基、好ましくは炭素数１２以上のアルキル基、さらに好ましくは炭素数１６〜１８のアルキル基を示す。
【００２５】
これらの本発明において界面活性剤として用いられる化合物の具体的な例を以下に示す。
【００２６】
【化３】
【００２７】
本発明に用いるこれらの界面活性剤は、高級脂肪族アミンあるいは脂肪族酸アミドにエチレンオキシドを付加させて容易に合成することが出来、工業的に製造され市販されている製品から選択することが可能である。
【００２８】
界面活性剤の添加量は、インクに対して０．１〜１．５重量％、好ましくは０．３〜１．０重量％程度である。個々の配合において最適量は実験的に決定される。なお顔料としてカーボンブラックを使用する場合には、高分子分散剤だけで小粒径で吐出性の良い分散体が得られる場合もあり、そのときには界面活性剤は必ずしも必要としない。
【００２９】
（高分子分散剤）
本発明の水系分散インクに使用される高分子分散剤は、アルカリ可溶型の水溶性樹脂であり、重量平均分子量は１０００〜３００００であり、好ましくは３０００〜１５０００の範囲である。具体的には、スチレン、スチレン誘導体、ビニルナフタレン、ビニルナフタレン誘導体、アクリル酸のアルキルエステル、メタクリル酸のアルキルエステル等の疎水性モノマーと、α，β−エチレン性不飽和カルボン酸及びその脂肪族アルコールエステル、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、フマール酸、及びそれらの誘導体等の親水性モノマーからなる共重合体及びそれらの塩である。
【００３０】
塩を形成する塩基としては、アルカリ金属イオン、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などのアルコールアミン類である。共重合体はランダム、ブロック、グラフト等のいずれの構造を有していてもよい。酸価は１００〜４５０、好ましくは１３０〜４００の範囲である。
【００３１】
本発明に使用される高分子分散剤としては、さらにポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース等の水溶性ポリマー、ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物、ポリスチレンスルホン酸等の水溶性樹脂も使用することが可能である。
【００３２】
本発明においては、顔料または分散染料を高分子分散剤を用いて分散処理した顔料分散体あるいは分散染料分散体を形成する。
【００３３】
顔料分散体の場合には、高分子分散剤の使用量は、顔料の重量：分散剤の重量で１０：３から２０：１の範囲である。適性な比率は選択した顔料と高分子分散剤とを用いて到達し得る平均粒径、粘度、安定性、分散効率などの観点から実験的に決定される。バブルジェット記録装置に用いる本発明の水系分散インクにおいて、顔料に吸着せず溶解している高分子分散剤の量は、インク中で２重量％以下であることが好ましい。
また、分散染料分散体の場合には、高分子分散剤の使用量は、分散染料の重量：分散剤の重量で１：３から２０：１の範囲である。
【００３４】
（塩基）
本発明のインクに用いられる高分子分散剤を水系にて用いるには、塩基が必要である。そのために好適な塩基としては、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、Ｎ−メチルエタノールアミン、Ｎ−エチルジエタノールアミン、２−アミノ−２−メチルプロパノール、２−エチル−２−アミノ−１，３−プロパンジオール、２−（２−アミノエチル）エタノールアミン、トリス（ヒドロキシメチル）アミノメタン、アンモニア、ピペリジン、モルフォリン、β−ジヒドロキシエチル尿素などの有機塩基、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウムなどの無機塩基が用いられる。最適な塩基種は選択した顔料、分散剤の種類によって異なるが、不揮発性で安定、かつ保水性の高いものが好ましい。用いる塩基の量は基本的には高分子分散剤の酸価から計算される量から、それを中和するに必要な塩基量としてそれぞれ用いられる。場合によっては、酸の当量を上回る量の塩基を用いる場合がある。それは、分散性向上、インクのｐＨ調整、記録性能の調整、保湿性の向上などの目的で行う。
【００３５】
（顔料）
本発明で使用する水系分散インクに含有される顔料の量はインク全体に対して１〜２０重量％、好ましくは２〜１２重量％の範囲で用いる事が好ましい。
【００３６】
黒インクに使用されるカーボンブラックとしては、ファーネス法、チャネル法で製造されたカーボンブラックで、一次粒径が１５から４０ｍμ、ＢＥＴ法による比表面積が５０〜３００ｍ2 ／ｇ、ＤＢＰ吸油量が４０〜１５０ｍｌ／１００ｇ、揮発分が０．５から１０％、ｐＨ値が２〜９を有するものが好ましい。
【００３７】
それらのカーボンブラック顔料（Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌａｃｋ ７）としては
No.2300, No.900, MCF-88, No.33, No.40, No.45, No.52, MA7, MA8, MA100, No.2200B（以上三菱化成社製）、
Raven 700, Raven 5750, Raven 5250, Raven 5000, Raven 3500, Raven 1255 （以上コロンビア社製）、
【００３８】
Regal 400R, Regal 330R, Regal 660R, Mogul L, Monarch 700, Monarch 800,Monarch 880, Monarch 900, Monarch 1000, Monarch 1100, Monarch 1300, Monarch 1400（以上キャボット社製）、
【００３９】
Color Black FW1, Color Black FW2, Color Black FW2V, Color Black FW18, Color Black FW200, Color Black S150, Color Black S160, Color Black S170, Printex 35, Printex U, Printex V, Printex 140U, Printex 140V, Special Black 6, Special Black 5, Special Black 4A, Special Black 4（以上デグッサ社製）
等を使用することが出来る。
【００４０】
イエローインクに使用される顔料としては、
C.I.Pigment Yellow 12, C.I.Pigment Yellow 13, C.I.Pigment Yellow 14, C.I.Pigment Yellow 16,
C.I.Pigment Yellow 17, C.I.Pigment Yellow 73, C.I.Pigment Yellow 74, C.I.Pigment Yellow 75,
C.I.Pigment Yellow 83, C.I.Pigment Yellow 108, C.I.Pigment Yellow 109, C.I.Pigment Yellow 110,
C.I.Pigment Yellow 180, C.I.Pigment Yellow 182,
【００４１】
マゼンタインクとして使用される顔料としては、
C.I.Pigment Red 5, C.I.Pigment Red 7, C.I.Pigment Red 12, C.I.Pigment Red 112, C.I.Pigment Red 122, C.I.Pigment Red 123, C.I.Pigment Red 168, C.I.Pigment Red 184, C.I.Pigment Red 202,
【００４２】
シアンインクとして使用される顔料としては、
C.I.Pigment Blue 1, C.I.Pigment Blue 2, C.I.Pigment Blue 3, C.I.Pigment Blue 15:3, C.I.Pigment Blue 16, C.I.Pigment Blue 22, C.I.Pigment Blue 60, C.I.Vat Blue 4, C.I.Vat Blue 60,
等が挙げられる。
【００４３】
以上の他にレッド、グリーン、ブルー、中間色が必要とされる場合には以下の顔料を単独或は併用して用いることが好ましい。
C.I.Pigment Red 209, C.I.Pigment Red 224, C.I.Pigment Red 177, C.I.Pigment Red 194,
C.I.Pigment Orange 43, C.I.Vat Violet 3, C.I.Pigment Violet 19, C.I.Pigment Green 36,
C.I.Pigment Green 7, C.I.Pigment Violet 23, C.I.Pigment Violet 37, C.I.Pigment Blue 15:6,
【００４４】
（分散染料）
本発明で使用する水系分散インクに含有される分散染料の量はインク全体に対して１〜２５重量％、好ましくは１．５〜２０重量％の範囲で用いる事が好ましい。
使用する分散染料としては、以下の化合物である。
【００４５】
＜Disperse Yellow Dye ＞
C.I.Disperse Yellow 5, C.I.Disperse Yellow 42, C.I.Disperse Yellow 54, C.I.Disperse Yellow 64, C.I.Disperse Yellow 79, C.I.Disperse Yellow82, C.I.Disperse Yellow 83, C.I.Disperse Yellow 93, C.I.Disperse Yellow 99, C.I.Disperse Yellow 100, C.I.Disperse Yellow 119, C.I.Disperse Yellow 122, C.I.Disperse Yellow 124, C.I.Disperse Yellow 126, C.I.Disperse Yellow 160, C.I.Disperse Yellow 184:1, C.I.Disperse Yellow 186, C.I.Disperse Yellow 198, C.I.Disperse Yellow 199, C.I.DisperseYellow 204, C.I.Disperse Yellow 224, C.I.Disperse Yellow 237,
【００４６】
＜Disperse Orange Dye ＞
C.I.Disperse Orange 13, C.I.Disperse Orange 29, C.I.Disperse Orange 31:1, C.I.Disperse Orange 33, C.I.Disperse Orange 49, C.I.Disperse Orange 54, C.I.Disperse Orange 55, C.I.Disperse Orange 66, C.I.Disperse Orange 73, C.I.Disperse Orange 118, C.I.Disperse Orange 119, C.I.Disperse Orange 163,
【００４７】
＜Disperse Red Dye＞
C.I.Disperse Red 54, C.I.Disperse Red 72, C.I.Disperse Red 73, C.I.Disperse Red 86, C.I.Disperse Red 88, C.I.Disperse Red 91, C.I.Disperse Red 92, C.I.Disperse Red 93, C.I.Disperse Red 111, C.I.Disperse Red 126, C.I.Disperse Red 127, C.I.Disperse Red 134, C.I.Disperse Red 135, C.I.Disperse Red 143, C.I.Disperse Red 145, C.I.Disperse Red 152, C.I.Disperse Red 153, C.I.Disperse Red 154, C.I.Disperse Red 159, C.I.Disperse Red 164, C.I.Disperse Red 167:1, C.I.Disperse Red 177, C.I.Disperse Red 181, C.I.Disperse Red 204, C.I.Disperse Red 206, C.I.Disperse Red 207, C.I.Disperse Red 221, C.I.Disperse Red239, C.I.Disperse Red 240, C.I.Disperse Red 258, C.I.Disperse Red 277, C.I.Disperse Red 278, C.I.Disperse Red 283, C.I.Disperse Red 311, C.I.Disperse Red 323, C.I.Disperse Red 343, C.I.Disperse Red 348, C.I.Disperse Red 356, C.I.Disperse Red 362,
【００４８】
＜Disperse Violet Dye ＞ C.I.Disperse Violet 33,
【００４９】
＜Disperse Blue Dye ＞
C.I.Disperse Blue 56, C.I.Disperse Blue 60, C.I.Disperse Blue 73, C.I.Disperse Blue 87, C.I.Disperse Blue 113, C.I.Disperse Blue 128, C.I.Disperse Blue 143, C.I.Disperse Blue 148, C.I.Disperse Blue 154, C.I.Disperse Blue 158, C.I.Disperse Blue 165, C.I.Disperse Blue 165:1, C.I.Disperse Blue 165:2, C.I.Disperse Blue 176, C.I.Disperse Blue 183, C.I.Disperse Blue 185, C.I.Disperse Blue 197, C.I.Disperse Blue 198, C.I.Disperse Blue 201, C.I.Disperse Blue 214, C.I.Disperse Blue 224, C.I.Disperse Blue 225, C.I.Disperse Blue 257, C.I.Disperse Blue 266, C.I.Disperse Blue 267, C.I.Disperse Blue 287, C.I.DisperseBlue 354, C.I.Disperse Blue 358, C.I.Disperse Blue 365, C.I.Disperse Blue 368,
【００５０】
＜Disperse Green Dye＞
C.I.Disperse Green 6:1, C.I.Disperse Green 9,
が挙げられる。
【００５１】
これらの染料のうち好ましくは、C.I.Disperse Yellow 5, C.I.Disperse Yellow 42, C.I.Disperse Yellow 83, C.I.Disperse Yellow 93, C.I.Disperse Yellow 99, C.I.Disperse Yellow 198, C.I.Disperse Yellow 224, C.I.Disperse Orange 29, C.I.Disperse Orange 49, C.I.Disperse Orange 73,
【００５２】
C.I.Disperse Red 92, C.I.Disperse Red 126, C.I.Disperse Red 145, C.I.Disperse Red 152, C.I.Disperse Red 159, C.I.Disperse Red 177, C.I.Disperse Red 181, C.I.Disperse Red 206, C.I.Disperse Red 283, C.I.Disperse Blue 60, C.I.Disperse Blue 87, C.I.Disperse Blue 128, C.I.Disperse Blue 154, C.I.Disperse Blue 201, C.I.Disperse Blue 214, C.I.Disperse Blue 224, C.I.Disperse Blue 257, C.I.Disperse Blue 287, C.I.Disperse Blue 368,
などの化合物である。
【００５３】
またこれらの染料は好ましい例であり、これらのみに限定されるものではなく、また新規に合成されたものであっても良い。
【００５４】
（水溶性有機溶剤）
本発明に用いられる水溶性有機溶剤としては、水と混和性がある有機溶剤類である。それらの溶剤を分類すると、下記の３群に分ける事が出来る。▲１▼保湿性が高く、蒸発しにくく親水性に優れる第１群の溶剤、▲２▼疎水性原子団を末端に有し疎水性の表面へのぬれ性も良く、蒸発乾燥性もある第２群の溶剤、▲３▼適度のぬれ性を有し低粘度の第３群の溶剤（一価アルコール類）である。
【００５５】
▲１▼ 第１群に属する溶剤としては、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、トリプロピレングリコール、グリセリン、１，２，４−ブタントリオール、１，２，６−ヘキサントリオール、１，２，５−ペンタントリオール、１，２−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオ−ル、ジメチルスルホキシキド、ダイアセトンアルコール、グリセリンモノアリルエーテル、プロピレングリコール、ブチレングリコール、ポリエチレングリコール３００、チオジグリコール、Ｎ−メチル２−ピロリドン、２−ピロリドン、γ−ブチロラクトン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、スルフォラン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、ネオペンチルグリコール、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イソプロピルエーテル、エチレングリコールモノアリルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコーリ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、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、β−ジヒドロキシエチルウレア、ウレア、アセトニルアセトン、ペンタエリスリトール、１，４−シクロヘキサンジオール等である。
【００５６】
▲２▼ 第２群に属する溶剤としては、ヘキシレングリコール、エチレングリコールモノプロピルエーテル、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イソブチルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、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、ジエチレングリコールモノイソブチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジエチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジエチルエーテル、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メチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、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モノメチルエーテル、グリセリンモノアセテート、グリセリンジアセテート、グリセリントリアセテート、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、シクロヘキサノール、１，２−シクロヘキサンジオール、１−ブタノール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、３−ヘキセン−２，５−ジオール、２，３−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、２，４−ペンタンジオール、２，５−ヘキサンジオール等である。
【００５７】
▲３▼ 第３群に属する溶剤としては、エタノール、ｎ−プロパノール、２−プロパノール、１−メトキシ−２−プロパノール、フルフリルアルコール、テトラヒドロフルフリルアルコール等である。
【００５８】
上記の水溶性有機溶剤は、一種または二種以上を適宜選択して使用することができる。
水溶性有機溶剤の総量はおおむねインク全体に対して５〜４０重量％である。
【００５９】
（その他の添加物）
本発明の水系分散インクには、その他の添加物として、例えばｐＨ調整剤、防腐剤などを添加することが可能である。塩基性領域で安定かつ有効な市販防腐剤としてはプロクセル（ゼネカ 英国）などが代表的である。
【００６０】
以上のような材料から構成されるインクの基礎物性をまとめると、粘度：２〜６ｃｐｓ、表面張力：３５〜５５ｄｙｎ／ｃｍ、ｐＨ：７．０〜１０．０、平均粒径８０〜２００ｎｍ、好ましくは８０〜１５０ｎｍ、より好ましくは８０〜１２０ｎｍの範囲である。
【００６１】
なお、インク中の水の含有量は、通常１０〜９３重量％、好ましくは２５〜８７重量％の範囲である。
【００６２】
次に、本発明の水系分散インクの調製法について説明する。
（顔料分散体あるいは分散染料分散体の微粒子化）
まず、水溶性有機溶剤、顔料または分散染料を高分子分散剤を用いて分散処理して顔料分散体あるいは分散染料分散体の微粒子分散体を得る。
本発明の材料を用いて微粒子分散体を得るには以下の方法を取る。
【００６３】
顔料あるいは分散染料のウエットケーキをアニオン性解離基を有するアニオン系高分子分散剤溶液中にてプレミキシング処理を行い、引き続き高ずり速度の分散装置でミリングし、粗大粒子を除去するために遠心分離処理を行う。このとき１種の分散装置では目的の粒径が収率良く得られない場合には、数種の分散装置を併用することも有効である。ビーズを用いず、１０，０００ｒｐｍを越える高速回転のミキシング装置を使用する方法、分散剤溶液をジェットにして高速で顔料と接触させる方法、あるいは超音波分散などとビーズミルを組み合わせることは効果的である。
【００６４】
その後、所望のインク処方の為の材料を添加し、場合によっては３５〜５０℃に昇温してエイジング処理を施す。しかる後、最終的に所望の平均粒径を得る為の遠心分離処理、加圧濾過などを行う。ただし小粒径にするのが困難な有機顔料や分散染料の場合、色材合成時に高分子分散剤あるいは界面活性剤を共存させ、結晶成長を抑制して小粒径にしておく方法、あるいは合成反応が終了し結晶を析出させる段階において高分子分散剤あるいは界面活性剤と接触させ結晶成長を抑制し、小粒径でかつぬれ性を高めたウエットケーキ状態の原料を使用することが効果的である。
【００６５】
（水系分散インクの調製）
上記の様にして得られた顔料分散体あるいは分散染料分散体の微粒子を水に分散し、界面活性剤、必要に応じてその他の添加剤を各々所定量を配合して撹拌し均一に分散して本発明の水系分散インクを得る。
【００６６】
本発明の水系分散インクは、上記の分散染料分散体または有機顔料分散体を用いたインクであり、バブルジェット記録装置における安定した吐出を行なうことができ、すなわち３ＫＨｚ〜６ＫＨｚでの駆動数周波数に応答できるバブルジェット用水系分散インクである。
【００６７】
また、本発明の水系分散インクは、バブルジェット方式を用いて、分散染料または顔料を記録に用いるあらゆる用途に向けた設計に利用することが出来る。具体的には、文房具、カラープリンタ、カラープロッター、ポスター印刷、看板印刷、軽印刷、捺染、液晶ディスプレイ用カラーフィルタ等である。
【００６８】
次に、本発明の水系分散インクを用いた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方法は、薄膜ヒーターの膜沸騰を吐出エネルギー発生源として用いた記録ヘッドから、上記の水系分散インクを吐出して記録する。
【００６９】
その具体的方法は、本発明のインクを用いて記録を行なうのに好適な方法及び装置として、例えば記録ヘッドの室内のインクに記録信号を対応した熱エネルギーを与え、該熱エネルギーにより液滴を発生させる方法及び装置が挙げられる。
【００７０】
その装置の主要部であるヘッド構成例を図１、図２及び図３に示す。
ヘッド１３はインクを通す溝１４を有するガラス、セラミックス又はプラスチック板等と、感熱記録に用いられる発熱ヘッド１５（図ではヘッドが示されているが、これに限定されるものではない）とを密着して得られる。発熱ヘッド１５は酸化シリコン等を形成させる保護膜１６、アルミニウム電極１７−１、１７−２、ニクロム等で形成される発熱抵抗体層１８、蓄熱層１９、アルミナ等の放熱性の良い基板２０よりなっている。
【００７１】
インク２１は吐出オリフィス（微細孔）２２迄来ており、圧力Ｐによりメニスカス２３を形成している。
ここで、電極１７−１、１７−２に電気信号が加わると、発熱ヘッド１５のｎで示される領域が急激に発熱し、ここに接しているインク２１に気泡が発生し、その圧力でメニスカス２３が突出し、インク２１が吐出し、オリフィス２２よりインク滴２４となり、被記録材２５に向かって飛翔する。
【００７２】
図３には図１に示すヘッドを多数並べたマルチヘッドの外観図を示す。該マルチヘッドはマルチ溝２６を有するガラス板２７と、図１に説明したものと同様な発熱ヘッド２８を密着して製作される。
【００７３】
尚、図１は、インク流路に沿ったヘッド１３の断面図であり、図２は図１のＡ−Ｂ線での切断面である。
【００７４】
図４に、かかるヘッドを組み込んだインクジェット記録装置の一例を示す。
図４において、６１はワイピング部材としてのブレードであり、その一端はブレード保持部材によって保持されて固定端となり、カンチレバーの形態をなす。ブレード６１は記録ヘッドによる記録領域に隣接した位置に配設され、又、本例の場合、記録ヘッドの移動経路中に突出した形態で保持される。６２はキャップであり、ブレード６１に隣接するホームポジションに配設され、記録ヘッドの移動方向と垂直な方向に移動して吐出口面と当接し、キャッピングを行う構成を備える。更に６３はブレード６１に隣接して設けられる吸収体であり、ブレード６１と同様、記録ヘッドの移動経路中に突出した形態で保持される。上記ブレード６１、キャップ６２、吸収体６３によって吐出回復部６４が構成され、ブレード６１及び吸収体６３によってインク吐出口面の水分、塵埃等の除去が行われる。
【００７５】
６５は吐出エネルギー発生手段を有し、吐出口を配した吐出口面に対向する被記録材にインクを吐出して記録を行う記録ヘッド、６６はこの記録ヘッド６５を搭載して記録ヘッド６５の移動を行う為のキャリッジである。キャリッジ６６はガイド軸６７と摺動可能に係合し、キャリッジ６６の一部はモータ６８によって駆動されるベルト６９と接続（不図示）している。これによりキャリッジ６６はガイド軸６７に沿って移動が可能となり、記録ヘッド６５による記録領域及びその隣接した領域の移動が可能となる。
【００７６】
５１は被記録材を挿入する為の給紙部、５２は不図示のモータにより駆動される紙送りローラである。これらの構成によって記録ヘッドの吐出口面と対向する位置へ被記録材が給紙され、記録が進行するにつれて排紙ローラ５３を配した排紙部へ排紙される。
【００７７】
上記の構成において、記録ヘッド６５が記録終了等でホームポジションに戻る際、ヘッド回復部６４のキャップ６２は記録ヘッド６５の移動経路から退避しているが、ブレード６１は移動経路中に突出している。この結果、記録ヘッド６５の吐出口面がワイピングされる。尚、キャップ６２が記録ヘッド６５の吐出面に当接してキャッピングを行う場合、キャップ６２は記録ヘッドの移動経路中に突出する様に移動する。
【００７８】
記録ヘッド６５がホームポジションから記録開始位置へ移動する場合、キャップ６２及びブレード６１は上述したワイピング時の位置と同一の位置にある。この結果、この移動においても記録ヘッド６５の吐出口面はワイピングされる。
【００７９】
上記の記録ヘッドのホームポジションへの移動は、記録終了時や吐出回復時ばかりでなく、記録ヘッドが記録の為に記録領域を移動する間に所定の間隔で記録領域に隣接したホームポジションへ移動し、この移動に伴って上記ワイピングが行われる。
【００８０】
図５は、ヘッドにインク供給部材、例えば、チューブを介して供給されるインクを収容したインクカートリッジの一例を示す図である。ここで４０は供給用インクを収容したインク収納部、例えば、インク袋であり、その先端にはゴム製の栓４２が設けられている。この栓４２に針（不図示）を挿入することにより、インク袋４０中のインクをヘッドに供給可能ならしめる。４４は廃インクを受容するインク吸収体である。インク収容部としては、インクとの接液面がポリオレフフィン、特にポリエチレンで形成されているのが本発明にとって好ましい。
【００８１】
本発明で使用されるインクジェット記録装置としては、上記の如きヘッドとインクカートリッジとが別体となったものに限らず、図６に示す如きそれらが一体となったものにも好適に用いられる。
【００８２】
図６において、７０は記録ユニットであって、この中にはインクを収容したインク収容部、例えば、インク吸収体が収納されており、かかるインク吸収体中のインクが複数のオリフィスを有するヘッド部７１からインク滴として吐出される構成になっている。インク吸収体の材料としては、ポリウレタンを用いることが本発明にとって好ましい。７２は記録ユニット内部を大気に連通させる為の大気連通孔である。この記録ユニット７０は、図４で示す記録ヘッドに代えて用いられるものであって、キャリッジ６６に対し着脱自在になっている。
【００８３】
【実施例】
次に、実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。以下の説明で部は重量割合であることを表わし、重量平均分子量はスチレンポリマーを標準としたＧＰＣ法により測定した値、平均粒径は動的光散乱法によって測定した数値である。
【００８４】
実施例１
［黒色インクＢ−１］
アニオン系高分子Ｐ−１（スチレン−メタクリル酸−エチルアクリレート：酸価４００、重量平均分子量６０００、固形分２０重量％の水溶液、中和剤：水酸化カリウム）を分散剤として用いて以下のカーボンブラック分散体Ｂ−１を作成した。
【００８５】
分散体Ｂ−１
Ｐ−１水溶液（固形分２０重量％） ４０部
カーボンブラック ２４部
（Ｍｏｇｕｌ Ｌ、キャブラック社製）
グリセリン １５部
エチレングリコールモノブチルエーテル ０．５部
イソプロピルアルコール ３部
水 １１７．５部
【００８６】
これらの材料をバッチ式縦型サンドミル（アイメックス社製）に仕込み、１ｍｍ径のガラスビーズをメディアとして充填し、水冷しつつ３時間分散処理を行った。分散後の液の粘度は、９ｃｐｓ、ｐＨは１０．０であった。この分散液を遠心分離機にかけ粗大粒子を除去し、平均粒径１００ｍμの分散体Ｂ−１を得た。
【００８７】
インクＢ−１
分散体Ｂ−１ ３２部を水６８部にて希釈した液１００部に対して０．３部の化合物ＳＦ−１（界面活性剤）を添加し、充分に撹拌して粘度３．５ｃｐｓ、表面張力４８ｄｙｎ／ｃｍ、ｐＨ１０．０の黒色インクジェットインクＢ−１を得た。最終調製物の固形分は約１０重量％であった。
【００８８】
実施例２
［イエローインクＹ−２］
アニオン系高分子Ｐ−２（スチレン−アクリル酸−メチルメタアクリレート：酸価２８０、重量平均分子量１１０００、固形分２０重量％の水溶液、中和剤：ジエタノールアミン）を分散剤として用いて以下のイエロー分散体Ｙ−２を作成した。
【００８９】
分散体Ｙ−２
Ｐ−２水溶液（固形分２０重量％） ３５部
ピグメントイエロー１８０ ２４部
（ノバパームイエロー ＰＨ−Ｇ、ヘキスト社製）
トリエチレングリコール １０部
ジエチレングリコール １０部
エチレングリコールモノブチルエーテル １．０部
イソプロピルアルコール ０．５部
水 １１９．５部
以下実施例１と同様にして分散処理を行い、平均粒径１０３ｍμの分散体Ｙ−２を得た。
【００９０】
インクＹ−２
分散体Ｙ−２ ３３部を水６７部にて希釈した液１００部に対して０．３部の化合物ＳＦ−２（界面活性剤）を添加し、充分に撹拌して粘度２．３ｃｐｓ、表面張力４４ｄｙｎ／ｃｍ、ｐＨ９．５のイエロー色インクジェットインクＹ−２を得た。最終調製物の固形分は約１０重量％であった。
【００９１】
実施例３
［イエローインクＹ−３］
アニオン系高分子Ｐ−３（スチレン−アクリル酸−ｎ−ブチルアクリレート：酸価３６０、重量平均分子量９０００、固形分２０重量％の水溶液、中和剤：モルフォリン）を分散剤として用いて以下のイエロー分散体Ｙ−３を作成した。
【００９２】
分散体Ｙ−３
Ｐ−３水溶液（固形分２０重量％） ３５部
ピグメントイエロー１０９ ２４部
グリセリン １５部
エチレングリコール ５部
ヘキシレングリコール ０．５部
テトラヒドロフルフリルアルコール ３．０部
水 １１７．５部
以下実施例１と同様にして分散処理を行い、平均粒径１１０ｍμの分散体Ｙ−３を得た。
【００９３】
インクＹ−３
分散体Ｙ−３ ２８部を水７２部にて希釈した液１００部に対して０．１部の化合物ＳＦ−３（界面活性剤）を添加し、充分に撹拌して粘度２．８ｃｐｓ、表面張力４６ｄｙｎ／ｃｍ、ｐＨ９．７のイエロー色インクジェットインクＹ−３を得た。最終調製物の固形分は約８．７重量％であった。
【００９４】
実施例４
［シアンインクＣ−４］
アニオン系高分子Ｐ−１を実施例１と同様に分散剤として用いて以下のシアン色分散体Ｃ−４を作成した。
【００９５】
分散体Ｃ−４
Ｐ−１水溶液（固形分２０重量％） ３０部
ピグメントブルー１５：３ ２４部
（ファストゲンブルーＦＧＦ、大日本インキ化学社製）
グリセリン １５部
ジエチレングリコールモノブチルエーテル ０．５部
イソプロピルアルコール ３部
水 １２７．５部
以下実施例１と同様にして分散処理を行い、平均粒径１２０ｍμの分散体Ｃ−４を得た。
【００９６】
インクＣ−４
分散体Ｃ−４ ３２部を水６８部にて希釈した液１００部に対して０．５部の化合物ＳＦ−４（界面活性剤）を添加し、充分に撹拌して粘度３．１ｃｐｓ、表面張力４５ｄｙｎ／ｃｍ、ｐＨ９．２のシアン色インクジェットインクＣ−４を得た。最終調製物の固形分は約９．６重量％であった。
【００９７】
実施例５
［マゼンタインクＭ−５］
アニオン系高分子Ｐ−１を実施例１と同様に分散剤として用いて以下のマゼンタ色分散体Ｍ−５を作成した。
【００９８】
分散体Ｍ−５
Ｐ−１水溶液（固形分２０重量％） ２０部
ピグメントレッド１２２（大日本インキ化学社製） ２４部
グリセリン １５部
イソプロピルアルコール ３部
水 １３８部
以下実施例１と同様にして分散処理を行い、平均粒径１１５ｍμの分散体Ｍ−５を得た。
【００９９】
インクＭ−５
分散体Ｍ−５ ３３部を水６７部にて希釈した液１００部に対して１．０部の化合物ＳＦ−５（界面活性剤）を添加し、充分に撹拌して粘度３．５ｃｐｓ、表面張力４５ｄｙｎ／ｃｍ、ｐＨ９．４のマゼンタ色インクジェットインクＭ−３を得た。最終調製物の固形分は約９．２重量％であった。
【０１００】
実施例６
［イエローインクＹ−６］
アニオン系高分子Ｐ−４（スチレン−アクリル酸−エチルアクリレート：酸価１４０、重量平均分子量９５００、固形分２０重量％の水溶液、中和剤：モノエタノールアミン）を分散剤として用いて以下のイエロー分散体Ｙ−６を作成した。
【０１０１】
分散体Ｙ−６
Ｐ−４水溶液（固形分２０重量％） ３５部
ピグメントイエロー７４ ２４部
トリエチレングリコール １５部
２，３−ブタンジオール ２．０部
イソプロピルアルコール ４部
水 １２０部
以下実施例１と同様にして分散処理を行い、平均粒径１０３ｍμの分散体Ｙ−６を得た。
【０１０２】
インクＹ−６
分散体Ｙ−６ ３３部を水６７部にて希釈した液１００部に対して０．３部の化合物ＳＦ−６（界面活性剤）を添加し、充分に撹拌して粘度２．８ｃｐｓ、表面張力４７ｄｙｎ／ｃｍ、ｐＨ９．３のイエロー色インクジェットインクＹ−６を得た。最終調製物の固形分は約１０重量％であった。
【０１０３】
実施例７
［分散染料ブルーインクＢＬ−７］
アニオン系高分子Ｐ−２（スチレン−アクリル酸−メチルメタアクリレート：酸価２８０、重量平均分子量１１０００、固形分２０重量％の水溶液、中和剤：ジエタノールアミン）を分散剤として用いて以下のブルー色分散体ＢＬ−７を作成した。
【０１０４】
以下実施例１と同様にして分散処理を行い、平均粒径１２５ｍμの分散体ＢＬ−７を得た。
【０１０５】
インクＢＬ−７
分散体ＢＬ−７ ４０部を水６０部にて希釈した液１００部に対して０．７部の化合物ＳＦ−７（界面活性剤）を添加し、充分に撹拌して粘度２．５ｃｐｓ、表面張力４３ｄｙｎ／ｃｍ、ｐＨ９．７のブルー色インクジェットインクＢＬ−７を得た。最終調製物の固形分は約１１重量％であった。
【０１０６】
実施例８
［分散染料レッドインクＲ−８］
アニオン系高分子Ｐ−５（スチレン−アクリル酸−エチルアクリレート：酸価２５０、重量平均分子量１３０００、固形分２０重量％の水溶液、中和剤：アミノメチルプロパノール）を分散剤として用い、以下のレッド色分散体Ｒ−８を作成した。
【０１０７】
以下実施例１と同様にして分散処理を行い、平均粒径１１５ｍμの分散体Ｒ−８を得た。
【０１０８】
インクＲ−８
分散体Ｒ−８ ４０部を水６０部にて希釈した液１００部に対して０．５部の化合物ＳＦ−８（界面活性剤）を添加し、充分に撹拌して粘度３．０ｃｐｓ、表面張力４７ｄｙｎ／ｃｍ、ｐＨ９．６のレッド色インクジェットインクＲ−８を得た。最終調製物の固形分は約１１重量％であった。
【０１０９】
実施例９
［分散染料イエローインクＹ−９］
アニオン系高分子Ｐ−６（スチレン−マレイン酸−ｎ−ブチルアクリレート：酸価２１０、重量平均分子量７０００、固形分２０重量％の水溶液 中和剤：トリエタノールアミン）を分散剤として用いて、以下のイエロー分散体Ｙ−９を作成した。
【０１１０】
以下実験例１と同様にして分散処理を行い、平均粒径９５ｍμの分散体Ｙ−９を得た。
【０１１１】
インクＹ−９
分散体Ｙ−９ ３１部を水６９部にて希釈した液１００部に対して０．５部の化合物ＳＦ−３（界面活性剤）を添加し、充分に撹拌して粘度２．７ｃｐｓ、表面張力５１ｄｙｎ／ｃｍ、ｐＨ９．２のイエロー色インクジェットインクＹ−９を得た。最終調製物の固形分は約８．５重量％であった。
【０１１２】
実施例１０
［ブルーインクＢＬ−７］
アニオン系高分子Ｐ−６（スチレン−マレイン酸−ｎ−ブチルアクリレート：酸価２１０、重量平均分子量７０００、固形分２０重量％の水溶液 中和剤：トリエタノールアミン）を分散剤として用いて、以下のブルー色分散体ＢＬ−１０を作成した。
【０１１３】
以下実施例１と同様にして分散処理を行い、平均粒径１１８ｍμの分散体ＢＬ−１０を得た。
【０１１４】
インクＢＬ−１０
分散体ＢＬ−１０ ３３部を水６７部にて希釈した液１００部に対して０．７部の化合物ＳＦ−５（界面活性剤）を添加し、充分に撹拌して粘度２．８ｃｐｓ、表面張力４４ｄｙｎ／ｃｍ、ｐＨ９．０のブルー色インクジェットインクＢＬ−１０を得た。最終調製物の固形分は約９．３重量％であった。
【０１１５】
実施例１１
［レッドインクＲ−１１］
アニオン系高分子Ｐ−６（スチレン−マレイン酸−ｎ−ブチルアクリレート：酸価２１０、重量平均分子量７０００、固形分２０重量％の水溶液 中和剤：ジエタノールアミン）を分散剤として用いて、以下のレッド色分散体Ｒ−１１を作成した。
【０１１６】
以下実施例１と同様にして分散処理を行い、平均粒径９５ｍμの分散体Ｒ−１１を得た。
【０１１７】
インクＲ−１１
分散体Ｒ−１１ ３３部を水６７部にて希釈した液１００部に対して０．５部の化合物ＳＦ−４（界面活性剤）を添加し、充分に撹拌して粘度３．３ｃｐｓ、表面張力４３ｄｙｎ／ｃｍ、ｐＨ９．６のレッド色インクジェットインクＲ−１１を得た。最終調製物の固形分は約９．５重量％であった。
【０１１８】
実施例１２
［グリーンインクＧ−１２］
アニオン系高分子Ｐ−６（スチレン−マレイン酸−ｎ−ブチルアクリレート：酸価２１０、重量平均分子量７０００、固形分２０重量％の水溶液 中和剤：ジエタノールアミン）を分散剤として用いて、以下のグリーン色分散体Ｇ−１２を作成した。
【０１１９】
以下実施例１と同様にして分散処理を行い、平均粒径１３０ｍμの分散体Ｇ−１２を得た。
【０１２０】
インクＧ−１２
分散体Ｇ−１２ ３４部を水６６部にて希釈した液１００部に対して０．５部の化合物ＳＦ−１（界面活性剤）を添加し、充分に撹拌して粘度３．３ｃｐｓ、表面張力４４ｄｙｎ／ｃｍ、ｐＨ９．８のグリーン色インクジェットインクＧ−１２を得た。最終調製物の固形分は約９．５重量％であった。
【０１２１】
次に、本発明の実施例と対比するために比較例を示す。なお、比較例で用いた界面活性剤を以下に示す。
【０１２２】
【化４】
【０１２３】
比較例１
［比較例インクＣＹ−１］
実施例６のインクＹ−６において、化合物ＳＦ−６を添加していない液を作成し、比較例インクＣＹ−１とした。
【０１２４】
比較例２
［比較例インクＣＭ−２］
実施例５のインクＭ−５において、化合物ＳＦ−５を添加していない液を作成し、比較例インクＣＭ−２とした。
【０１２５】
比較例３
［比較例インクＣＣ−３］
実施例４のインクＣ−４において、化合物ＳＦ−４を添加していない液を作成し、比較例インクＣＣ−３とした。
【０１２６】
比較例４
［比較例インクＣＹ−４］
実施例９のインクＹ−９において、化合物ＳＦ−３を添加していない液を作成し、比較例インクＣＹ−４とした。
【０１２７】
比較例５
［比較例インクＣＹ−５］
実施例６のインクＹ−６において、化合物ＳＦ−６の代りに、本発明に不適な化合物である化合物ＳＦ−９を添加した液を作成し、比較例インクＣＹ−５とした。
【０１２８】
比較例６
［比較例インクＣＭ−６］
実施例５のインクＭ−５において、化合物ＳＦ−５の代りに、本発明に不適な化合物である化合物ＳＦ−１０を添加した液を作成し、比較例インクＣＭ−６とした。
【０１２９】
比較例７
［比較例インクＣＣ−７］
実施例４のインクＣ−４において、化合物ＳＦ−４の代りに、本発明に不適な化合物である化合物ＳＦ−１１を添加した液を作成し、比較例インクＣＣ−７とした。
【０１３０】
比較例８
［比較例インクＣＹ−８］
実施例９のインクＹ−９において、化合物ＳＦ−３の代りに、本発明に不適な化合物である化合物ＳＦ−１２を添加した液を作成し、比較例インクＣＹ−８とした。
【０１３１】
試験方法
［吐出耐久性試験］
３６０ｄｐｉで６４ノズルを有するバブルジェット記録ヘッドを搭載したインクジェット記録装置に、インク供給チューブを介して各実施例および各比較例の各々のインクを充填した。記録装置の駆動周波数は４ＫＨｚ、単ドットの液滴量は８０ｎｇである。この条件で１本おきの３２ノズルを用いた、５×１０8 パスルの連続吐出試験を実施した。
【０１３２】
判定は初期５×１０8 パスル吐出後にそれぞれ、文書、べたパターン、罫線を含むテスト文書を印字し、印字性の劣化を評価した。この結果を表１に示した。
【０１３３】
評価
○…鮮明な文字、均一であざやかなべた印刷、よれの無い罫線印刷
△…ややかすれた文字、濃度の低下が見られるべた印刷、よれが発生している罫線印刷
×…かすれがあり読みにくい文字、不均一でうすいべた印刷、不吐出も発生し、乱れた罫線印刷
○が、実使用上問題無いレベルである。
【０１３４】
［保存安定性試験］
各実施例および各比較例の各々のインク５０ｍｌを内容積１００ｍｌのショット耐熱瓶に詰め、密栓し、６０℃で３ヵ月の促進保存試験を行った。判定は、保存後粘度を測定し、保存性の良否を判定した。この結果を表１に示した。
【０１３５】
評価
○…粘度上昇が初期に対して１０％以内で、沈澱物は少ない。
△…粘度変化が初期に対して１０〜５０％あり、沈澱が発生している。
×…ゲル化している。あるいは固い沈澱になっている。
○が、実使用上問題無いレベルである。
【０１３６】
［捺染プリントテスト］
実施例７、８、９および比較例４、８のインクを、３６０ｄｐｉで６４ノズルを有するバブルジェット記録ヘッドを搭載したカラーインクジェト記録装置に充填して、ポリエステル布帛にカラー記録を行った。記録後、１８０℃で８分間スチーム中で加熱し、常法の洗浄処理を行って、捺染物を得た。得られた捺染物の均染性を目視判定して、評価した。この結果を表２に示した。
【０１３７】
評価
○…印字部分の発色ムラがなく鮮明
△…発色ムラがややあり、よれ、かすれが発生している
×…発色ムラと、よれ、かすれが目立つ、濃度もうすい
【０１３８】
【表１】
【０１３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の水系分散インクは、分散染料分散体または有機顔料分散体を用いたバブルジェット用インクであり、保存安定性に優れ、バブルジェット記録装置における安定した吐出を行なうことができる。
【０１４０】
また、本発明の水系分散インク及びこれを用いたインクジェット記録方法、記録装置によれば、普通紙や布帛類に対してカラー記録を行った場合、にじみ、フェザリングの発生が無く、定着性に優れ、かつ発色性に優れ、堅牢性の良好な印字物が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】インクジェット記録装置のヘッド部の縦断面図である。
【図２】インクジェット記録装置のヘッド部の横断面図である。
【図３】図１に示したヘッドをマルチ化したヘッドの外観斜視図である。
【図４】インクジェット記録装置の一例を示す斜視図である。
【図５】インクカートリッジの縦断面図である。
【図６】記録ユニットの斜視図である。
【符号の説明】
１３ ヘッド
１５ 発熱ヘッド
２１ インク
２５ 被記録材
２８ 発熱ヘッド
４０ インク袋
４４ インク吸収体
４５ インクカートリッジ
６１ ワイピング部材
６５ 記録ヘッド
６６ キャリッジ
７０ 記録ユニット
７１ ヘッド部
７２ 大気連通孔
【産業上の利用分野】
本発明は顔料あるいは分散染料を用いた、吐出エネルギーとして熱を用いるインクジェット方式（以降、「バブルジェット」と称する）用の水系分散インク、これを用いるインクジェット記録方法、記録ユニット、インクカートリッジおよびインクジェット記録装置に関する。さらに詳しくは、バブルジェット方式のインクジェット記録装置における吐出性能に優れ、水系インクの吸収性を有する記録用紙、すなわちインクジェット用紙、上質紙、コピー用紙、レター用紙、熱転写用紙、ワイヤードットプリンタ用ビジネスフォーム紙などのいわゆる普通紙、及び水系インクの吸収性を備えた記録媒体、具体的にはインクジェット用紙、フィルム、布、下地処理された金属、プラスチックなどに対して、色彩品位が高く、堅牢性に優れた記録画像を与えるインクジェット記録インク、これを用いるインクジェット記録方法および記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、筆記具に水性顔料分散体がインクとして用いられるようになってきた。その目的は耐水性、耐光性等の堅牢性を与える最も良い材料系であるからである。これの背景としては、顔料や油性染料、分散染料の水系微粒子分散技術の発展がある。このような低粘度で長期の保存安定性を確保できる顔料分散技術をインクジェットに応用する試みも進んで来ている。
【０００３】
しかしながら、バブルジェット方式のように瞬間的に高い熱を直接インクに与え、インク自身を沸騰させ液滴形成と吐出エネルギーとすることを記録原理とする方式では、上記の分散技術により得られた分散体をそれだけでバブルジェット用インクとして使用することには大きな困難があった。その理由は、端的には記録ヘッドの加熱素子上で分散体が凝集することである。したがって、なんらかの手段で、凝集を抑制するか、凝集しても吐出を持続できる材料や手段、あるいはデバイス装置が必要であった。とりわけ有機顔料、分散染料などでは平均粒径で０．２μあるいはそれ以下の微粒子に分散することはそれ自体も困難であり、工業的な意味で到達可能な粒子サイズには制限があり、その条件下で吐出持続性を付与することが必要であった。
【０００４】
一方、インクジェット用の水性顔料インクとしては、特開平２−２５５８７５号公報、特開平４−３３４８７０号公報、特開平４−５７８５９号公報、特開平４−５７８６０号公報等の発明が開示されている。しかし、これらの発明に係わる水性顔料インクは、有機顔料や分散染料の微粒子分散、及びそれらのバブルジェット方式における吐出性という課題を解決する点については開示されていない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記した従来技術に鑑みて到達したものであり、顔料分散体または分散染料分散体を用いたインクであり、保存安定性に優れ、バブルジェット記録装置における安定した吐出を行なうことができるバブルジェット用水系分散インクを提供することを目的とするものである。
【０００６】
また、本発明は、普通紙や布帛類に対してカラー記録を行った場合、にじみ、フェザリングの発生が無く、定着性に優れ、かつ発色性に優れ、堅牢性の良好な印字物が得られるバブルジェット用水系分散インクを提供することを目的とするものである。
【０００７】
また、本発明は、上記のバブルジェット用水系分散インクを用いるインクジェット記録方法、機器および記録装置を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明は、少なくとも水、水溶性有機溶剤、顔料または分散染料を分散剤を用いて分散処理した顔料分散体あるいは分散染料分散体、界面活性剤を含有し、吐出エネルギーとして熱を用いるインクジェット方式用の水系分散インクにおいて、前記分散剤がアニオン性解離基を有するアルカリ可溶型の水溶性樹脂であり、かつ前記界面活性剤がＨＬＢが１４以上の下記一般式（Ｉ）あるいは下記一般式（ＩＩ）で表わされる化合物であることを特徴とする水系分散インクである。
【化７】
【化８】
【０００９】
また、本発明は、吐出エネルギーとして熱を用いるインクジェット方式によりインクを被記録材に付着させて記録を行うインクジェット記録方法において、前記インクとして前記水系分散インクを適用することを特徴とするインクジェット記録方法である。
【００１１】
また、本発明は、前記インクを収容しているインク収容部を有することを特徴とするインクカートリッジである。
【００１２】
また、本発明は、前記インクを収容しているインク収容部と前記インクを熱を用いて吐出するためのヘッド部とを共に有することを特徴とする記録ユニットである。
【００１３】
また、本発明は、熱を用いてインクを吐出するための記録ヘッド、インクを収容しているインク収容部を有するインクカートリッジ及び該インクカートリッジから記録ヘッドにインクを供給するためのインク供給部を具備しているインクジェット記録装置において、前記インクカートリッジが上記のインクカートリッジであることを特徴とするインクジェット記録装置である。
また、本発明は、インクを収容しているインク収容部及び該インクを熱を用いて吐出させるためのヘッド部を有する記録ユニットを具備しているインクジェット記録装置において、前記記録ユニットが上記の記録ユニットであることを特徴とするインクジェット記録装置である。
【００１４】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のバブルジェット用水系分散インク（以下、「水系分散インク」と記す）は、上記した従来技術では困難とされていたバブルジェット方式における吐出性能を、微粒子化が困難な顔料、分散染料に対して付与することを可能にしたところに特徴がある。
【００１５】
本発明の水系分散インクは、アルカリ可溶型のアニオン性解離基を有する高分子分散剤によって顔料あるいは分散染料を微粒子分散して顔料分散体あるいは分散染料分散体とすると共に、吐出性能を与えるために特定の界面活性剤が使用される。
【００１６】
本発明で選択使用される界面活性剤は、ＨＬＢが１４以上の上記の一般式（Ｉ）あるいは下記一般式（ＩＩ）で表わされる化合物であり、それ自身水溶液では弱塩基性を示す。これらの化合物はノニオン界面活性剤の一群として知られている。本発明において有効な化合物は、ＨＬＢ（Ｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃ−Ｌｉｏｐｈｏｂｉｃ Ｂａｌａｎｃｅ）すなわち、疎水性と親水性のバランスの指標値が１４以上であることが必要である。ＨＬＢが１４未満であると、初期の吐出機能および長期の吐出持続性のいずれも得ることが出来ない。ＨＬＢの好ましい範囲は、１４〜１８、さらに好ましくは１４〜１６である。
【００１７】
この様にＨＬＢは１４以上であれば有効であるが、ＨＬＢが１４以上であるということは、とりもなおさずエチレンオキシドの付加モル数がかなり大きいことを意味する。しかし疎水性の原子団は必要であり、たとえばポリオキシエチレンあるいは、トリエチレングリコールなどのグリコール類ではその性能を全く示さない。疎水性原子団としての長鎖アルキル基の炭素数は、１６以上が好ましく、芳香族原子団があっても良い。
【００１８】
このような界面活性剤は、それ自身の水溶液の表面張力は比較的高く（０．１〜０．５％で４５ｄｙｎ／ｃｍ以上）、乳化／可溶化作用は大きいが、湿潤性、浸透性などの界面活性能は高い方ではなく、むしろ水溶性への溶解度が高いという特徴を有する物質である。またこれらのアミノエーテル型の界面活性剤はそれ単独の水溶液は塩基性なので、アルカリ可溶性の高分子分散剤の安定性に悪影響を与えることもなく、分散体インクの保存安定性は良好である。これらの物質がなぜ吐出性能を高めるのかは明らかでないが、上記した特徴がヒーター上で熱的に生起した分散破壊、すなわち粒子凝集とその沈着をヒーター表面から取り去り易く作用していると考えられる。また、その他の界面活性剤と比較してなぜアミノエーテル型の物質が取り分けて明瞭な効果を有するのか、化学的な理由は明かではない。更に又、本発明のインクはポリエステル繊維含有布帛類への捺染においても有用であって、特に均染性を向上させる効果を有する。
【００１９】
以下本発明に用いるインク材料をそれぞれ詳細に説明する。
（界面活性剤）
本発明に用いる界面活性剤は、ＨＬＢが１４以上の下記一般式（Ｉ）あるいは下記一般式（ＩＩ）で表わされる化合物である。
【００２１】
【化１】
【００２３】
【化２】
【００２４】
上記の一般式（Ｉ），（ＩＩ）において、Ｒ1 ，Ｒ2 は炭素数８以上のアルキル基、好ましくは炭素数１２以上のアルキル基、さらに好ましくは炭素数１６〜１８のアルキル基を示す。
【００２５】
これらの本発明において界面活性剤として用いられる化合物の具体的な例を以下に示す。
【００２６】
【化３】
本発明に用いるこれらの界面活性剤は、高級脂肪族アミンあるいは脂肪族酸アミドにエチレンオキシドを付加させて容易に合成することが出来、工業的に製造され市販されている製品から選択することが可能である。
【００２８】
界面活性剤の添加量は、インクに対して０．１〜１．５重量％、好ましくは０．３〜１．０重量％程度である。個々の配合において最適量は実験的に決定される。なお顔料としてカーボンブラックを使用する場合には、高分子分散剤だけで小粒径で吐出性の良い分散体が得られる場合もあり、そのときには界面活性剤は必ずしも必要としない。
【００２９】
（高分子分散剤）
本発明の水系分散インクに使用される高分子分散剤は、アルカリ可溶型の水溶性樹脂であり、重量平均分子量は１０００〜３００００であり、好ましくは３０００〜１５０００の範囲である。具体的には、スチレン、スチレン誘導体、ビニルナフタレン、ビニルナフタレン誘導体、アクリル酸のアルキルエステル、メタクリル酸のアルキルエステル等の疎水性モノマーと、α，β−エチレン性不飽和カルボン酸及びその脂肪族アルコールエステル、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、フマール酸、及びそれらの誘導体等の親水性モノマーからなる共重合体及びそれらの塩である。
【００３０】
塩を形成する塩基としては、アルカリ金属イオン、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などのアルコールアミン類である。共重合体はランダム、ブロック、グラフト等のいずれの構造を有していてもよい。酸価は１００〜４５０、好ましくは１３０〜４００の範囲である。
【００３１】
本発明に使用される高分子分散剤としては、さらにポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース等の水溶性ポリマー、ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物、ポリスチレンスルホン酸等の水溶性樹脂も使用することが可能である。
【００３２】
本発明においては、顔料または分散染料を高分子分散剤を用いて分散処理した顔料分散体あるいは分散染料分散体を形成する。
【００３３】
顔料分散体の場合には、高分子分散剤の使用量は、顔料の重量：分散剤の重量で１０：３から２０：１の範囲である。適性な比率は選択した顔料と高分子分散剤とを用いて到達し得る平均粒径、粘度、安定性、分散効率などの観点から実験的に決定される。バブルジェット記録装置に用いる本発明の水系分散インクにおいて、顔料に吸着せず溶解している高分子分散剤の量は、インク中で２重量％以下であることが好ましい。
また、分散染料分散体の場合には、高分子分散剤の使用量は、分散染料の重量：分散剤の重量で１：３から２０：１の範囲である。
【００３４】
（塩基）
本発明のインクに用いられる高分子分散剤を水系にて用いるには、塩基が必要である。そのために好適な塩基としては、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、Ｎ−メチルエタノールアミン、Ｎ−エチルジエタノールアミン、２−アミノ−２−メチルプロパノール、２−エチル−２−アミノ−１，３−プロパンジオール、２−（２−アミノエチル）エタノールアミン、トリス（ヒドロキシメチル）アミノメタン、アンモニア、ピペリジン、モルフォリン、β−ジヒドロキシエチル尿素などの有機塩基、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウムなどの無機塩基が用いられる。最適な塩基種は選択した顔料、分散剤の種類によって異なるが、不揮発性で安定、かつ保水性の高いものが好ましい。用いる塩基の量は基本的には高分子分散剤の酸価から計算される量から、それを中和するに必要な塩基量としてそれぞれ用いられる。場合によっては、酸の当量を上回る量の塩基を用いる場合がある。それは、分散性向上、インクのｐＨ調整、記録性能の調整、保湿性の向上などの目的で行う。
【００３５】
（顔料）
本発明で使用する水系分散インクに含有される顔料の量はインク全体に対して１〜２０重量％、好ましくは２〜１２重量％の範囲で用いる事が好ましい。
【００３６】
黒インクに使用されるカーボンブラックとしては、ファーネス法、チャネル法で製造されたカーボンブラックで、一次粒径が１５から４０ｍμ、ＢＥＴ法による比表面積が５０〜３００ｍ2 ／ｇ、ＤＢＰ吸油量が４０〜１５０ｍｌ／１００ｇ、揮発分が０．５から１０％、ｐＨ値が２〜９を有するものが好ましい。
【００３７】
それらのカーボンブラック顔料（Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌａｃｋ ７）としては
No.2300, No.900, MCF-88, No.33, No.40, No.45, No.52, MA7, MA8, MA100, No.2200B（以上三菱化成社製）、
Raven 700, Raven 5750, Raven 5250, Raven 5000, Raven 3500, Raven 1255 （以上コロンビア社製）、
【００３８】
Regal 400R, Regal 330R, Regal 660R, Mogul L, Monarch 700, Monarch 800,Monarch 880, Monarch 900, Monarch 1000, Monarch 1100, Monarch 1300, Monarch 1400（以上キャボット社製）、
【００３９】
Color Black FW1, Color Black FW2, Color Black FW2V, Color Black FW18, Color Black FW200, Color Black S150, Color Black S160, Color Black S170, Printex 35, Printex U, Printex V, Printex 140U, Printex 140V, Special Black 6, Special Black 5, Special Black 4A, Special Black 4（以上デグッサ社製）
等を使用することが出来る。
【００４０】
イエローインクに使用される顔料としては、
C.I.Pigment Yellow 12, C.I.Pigment Yellow 13, C.I.Pigment Yellow 14, C.I.Pigment Yellow 16,
C.I.Pigment Yellow 17, C.I.Pigment Yellow 73, C.I.Pigment Yellow 74, C.I.Pigment Yellow 75,
C.I.Pigment Yellow 83, C.I.Pigment Yellow 108, C.I.Pigment Yellow 109, C.I.Pigment Yellow 110,
C.I.Pigment Yellow 180, C.I.Pigment Yellow 182,
【００４１】
マゼンタインクとして使用される顔料としては、
C.I.Pigment Red 5, C.I.Pigment Red 7, C.I.Pigment Red 12, C.I.Pigment Red 112, C.I.Pigment Red 122, C.I.Pigment Red 123, C.I.Pigment Red 168, C.I.Pigment Red 184, C.I.Pigment Red 202,
【００４２】
シアンインクとして使用される顔料としては、
C.I.Pigment Blue 1, C.I.Pigment Blue 2, C.I.Pigment Blue 3, C.I.Pigment Blue 15:3, C.I.Pigment Blue 16, C.I.Pigment Blue 22, C.I.Pigment Blue 60, C.I.Vat Blue 4, C.I.Vat Blue 60,
等が挙げられる。
【００４３】
以上の他にレッド、グリーン、ブルー、中間色が必要とされる場合には以下の顔料を単独或は併用して用いることが好ましい。
C.I.Pigment Red 209, C.I.Pigment Red 224, C.I.Pigment Red 177, C.I.Pigment Red 194,
C.I.Pigment Orange 43, C.I.Vat Violet 3, C.I.Pigment Violet 19, C.I.Pigment Green 36,
C.I.Pigment Green 7, C.I.Pigment Violet 23, C.I.Pigment Violet 37, C.I.Pigment Blue 15:6,
【００４４】
（分散染料）
本発明で使用する水系分散インクに含有される分散染料の量はインク全体に対して１〜２５重量％、好ましくは１．５〜２０重量％の範囲で用いる事が好ましい。
使用する分散染料としては、以下の化合物である。
【００４５】
＜Disperse Yellow Dye ＞
C.I.Disperse Yellow 5, C.I.Disperse Yellow 42, C.I.Disperse Yellow 54, C.I.Disperse Yellow 64, C.I.Disperse Yellow 79, C.I.Disperse Yellow82, C.I.Disperse Yellow 83, C.I.Disperse Yellow 93, C.I.Disperse Yellow 99, C.I.Disperse Yellow 100, C.I.Disperse Yellow 119, C.I.Disperse Yellow 122, C.I.Disperse Yellow 124, C.I.Disperse Yellow 126, C.I.Disperse Yellow 160, C.I.Disperse Yellow 184:1, C.I.Disperse Yellow 186, C.I.Disperse Yellow 198, C.I.Disperse Yellow 199, C.I.DisperseYellow 204, C.I.Disperse Yellow 224, C.I.Disperse Yellow 237,
【００４６】
＜Disperse Orange Dye ＞
C.I.Disperse Orange 13, C.I.Disperse Orange 29, C.I.Disperse Orange 31:1, C.I.Disperse Orange 33, C.I.Disperse Orange 49, C.I.Disperse Orange 54, C.I.Disperse Orange 55, C.I.Disperse Orange 66, C.I.Disperse Orange 73, C.I.Disperse Orange 118, C.I.Disperse Orange 119, C.I.Disperse Orange 163,
【００４７】
＜Disperse Red Dye＞
C.I.Disperse Red 54, C.I.Disperse Red 72, C.I.Disperse Red 73, C.I.Disperse Red 86, C.I.Disperse Red 88, C.I.Disperse Red 91, C.I.Disperse Red 92, C.I.Disperse Red 93, C.I.Disperse Red 111, C.I.Disperse Red 126, C.I.Disperse Red 127, C.I.Disperse Red 134, C.I.Disperse Red 135, C.I.Disperse Red 143, C.I.Disperse Red 145, C.I.Disperse Red 152, C.I.Disperse Red 153, C.I.Disperse Red 154, C.I.Disperse Red 159, C.I.Disperse Red 164, C.I.Disperse Red 167:1, C.I.Disperse Red 177, C.I.Disperse Red 181, C.I.Disperse Red 204, C.I.Disperse Red 206, C.I.Disperse Red 207, C.I.Disperse Red 221, C.I.Disperse Red239, C.I.Disperse Red 240, C.I.Disperse Red 258, C.I.Disperse Red 277, C.I.Disperse Red 278, C.I.Disperse Red 283, C.I.Disperse Red 311, C.I.Disperse Red 323, C.I.Disperse Red 343, C.I.Disperse Red 348, C.I.Disperse Red 356, C.I.Disperse Red 362,
【００４８】
＜Disperse Violet Dye ＞ C.I.Disperse Violet 33,
【００４９】
＜Disperse Blue Dye ＞
C.I.Disperse Blue 56, C.I.Disperse Blue 60, C.I.Disperse Blue 73, C.I.Disperse Blue 87, C.I.Disperse Blue 113, C.I.Disperse Blue 128, C.I.Disperse Blue 143, C.I.Disperse Blue 148, C.I.Disperse Blue 154, C.I.Disperse Blue 158, C.I.Disperse Blue 165, C.I.Disperse Blue 165:1, C.I.Disperse Blue 165:2, C.I.Disperse Blue 176, C.I.Disperse Blue 183, C.I.Disperse Blue 185, C.I.Disperse Blue 197, C.I.Disperse Blue 198, C.I.Disperse Blue 201, C.I.Disperse Blue 214, C.I.Disperse Blue 224, C.I.Disperse Blue 225, C.I.Disperse Blue 257, C.I.Disperse Blue 266, C.I.Disperse Blue 267, C.I.Disperse Blue 287, C.I.DisperseBlue 354, C.I.Disperse Blue 358, C.I.Disperse Blue 365, C.I.Disperse Blue 368,
【００５０】
＜Disperse Green Dye＞
C.I.Disperse Green 6:1, C.I.Disperse Green 9,
が挙げられる。
【００５１】
これらの染料のうち好ましくは、C.I.Disperse Yellow 5, C.I.Disperse Yellow 42, C.I.Disperse Yellow 83, C.I.Disperse Yellow 93, C.I.Disperse Yellow 99, C.I.Disperse Yellow 198, C.I.Disperse Yellow 224, C.I.Disperse Orange 29, C.I.Disperse Orange 49, C.I.Disperse Orange 73,
【００５２】
C.I.Disperse Red 92, C.I.Disperse Red 126, C.I.Disperse Red 145, C.I.Disperse Red 152, C.I.Disperse Red 159, C.I.Disperse Red 177, C.I.Disperse Red 181, C.I.Disperse Red 206, C.I.Disperse Red 283, C.I.Disperse Blue 60, C.I.Disperse Blue 87, C.I.Disperse Blue 128, C.I.Disperse Blue 154, C.I.Disperse Blue 201, C.I.Disperse Blue 214, C.I.Disperse Blue 224, C.I.Disperse Blue 257, C.I.Disperse Blue 287, C.I.Disperse Blue 368,
などの化合物である。
【００５３】
またこれらの染料は好ましい例であり、これらのみに限定されるものではなく、また新規に合成されたものであっても良い。
【００５４】
（水溶性有機溶剤）
本発明に用いられる水溶性有機溶剤としては、水と混和性がある有機溶剤類である。それらの溶剤を分類すると、下記の３群に分ける事が出来る。▲１▼保湿性が高く、蒸発しにくく親水性に優れる第１群の溶剤、▲２▼疎水性原子団を末端に有し疎水性の表面へのぬれ性も良く、蒸発乾燥性もある第２群の溶剤、▲３▼適度のぬれ性を有し低粘度の第３群の溶剤（一価アルコール類）である。
【００５５】
▲１▼ 第１群に属する溶剤としては、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、トリプロピレングリコール、グリセリン、１，２，４−ブタントリオール、１，２，６−ヘキサントリオール、１，２，５−ペンタントリオール、１，２−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオ−ル、ジメチルスルホキシキド、ダイアセトンアルコール、グリセリンモノアリルエーテル、プロピレングリコール、ブチレングリコール、ポリエチレングリコール３００、チオジグリコール、Ｎ−メチル２−ピロリドン、２−ピロリドン、γ−ブチロラクトン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、スルフォラン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、ネオペンチルグリコール、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イソプロピルエーテル、エチレングリコールモノアリルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコーリ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、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、β−ジヒドロキシエチルウレア、ウレア、アセトニルアセトン、ペンタエリスリトール、１，４−シクロヘキサンジオール等である。
【００５６】
▲２▼ 第２群に属する溶剤としては、ヘキシレングリコール、エチレングリコールモノプロピルエーテル、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イソブチルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、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、ジエチレングリコールモノイソブチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジエチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジエチルエーテル、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メチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、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モノメチルエーテル、グリセリンモノアセテート、グリセリンジアセテート、グリセリントリアセテート、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、シクロヘキサノール、１，２−シクロヘキサンジオール、１−ブタノール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、３−ヘキセン−２，５−ジオール、２，３−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、２，４−ペンタンジオール、２，５−ヘキサンジオール等である。
【００５７】
▲３▼ 第３群に属する溶剤としては、エタノール、ｎ−プロパノール、２−プロパノール、１−メトキシ−２−プロパノール、フルフリルアルコール、テトラヒドロフルフリルアルコール等である。
【００５８】
上記の水溶性有機溶剤は、一種または二種以上を適宜選択して使用することができる。
水溶性有機溶剤の総量はおおむねインク全体に対して５〜４０重量％である。
【００５９】
（その他の添加物）
本発明の水系分散インクには、その他の添加物として、例えばｐＨ調整剤、防腐剤などを添加することが可能である。塩基性領域で安定かつ有効な市販防腐剤としてはプロクセル（ゼネカ 英国）などが代表的である。
【００６０】
以上のような材料から構成されるインクの基礎物性をまとめると、粘度：２〜６ｃｐｓ、表面張力：３５〜５５ｄｙｎ／ｃｍ、ｐＨ：７．０〜１０．０、平均粒径８０〜２００ｎｍ、好ましくは８０〜１５０ｎｍ、より好ましくは８０〜１２０ｎｍの範囲である。
【００６１】
なお、インク中の水の含有量は、通常１０〜９３重量％、好ましくは２５〜８７重量％の範囲である。
【００６２】
次に、本発明の水系分散インクの調製法について説明する。
（顔料分散体あるいは分散染料分散体の微粒子化）
まず、水溶性有機溶剤、顔料または分散染料を高分子分散剤を用いて分散処理して顔料分散体あるいは分散染料分散体の微粒子分散体を得る。
本発明の材料を用いて微粒子分散体を得るには以下の方法を取る。
【００６３】
顔料あるいは分散染料のウエットケーキをアニオン性解離基を有するアニオン系高分子分散剤溶液中にてプレミキシング処理を行い、引き続き高ずり速度の分散装置でミリングし、粗大粒子を除去するために遠心分離処理を行う。このとき１種の分散装置では目的の粒径が収率良く得られない場合には、数種の分散装置を併用することも有効である。ビーズを用いず、１０，０００ｒｐｍを越える高速回転のミキシング装置を使用する方法、分散剤溶液をジェットにして高速で顔料と接触させる方法、あるいは超音波分散などとビーズミルを組み合わせることは効果的である。
【００６４】
その後、所望のインク処方の為の材料を添加し、場合によっては３５〜５０℃に昇温してエイジング処理を施す。しかる後、最終的に所望の平均粒径を得る為の遠心分離処理、加圧濾過などを行う。ただし小粒径にするのが困難な有機顔料や分散染料の場合、色材合成時に高分子分散剤あるいは界面活性剤を共存させ、結晶成長を抑制して小粒径にしておく方法、あるいは合成反応が終了し結晶を析出させる段階において高分子分散剤あるいは界面活性剤と接触させ結晶成長を抑制し、小粒径でかつぬれ性を高めたウエットケーキ状態の原料を使用することが効果的である。
【００６５】
（水系分散インクの調製）
上記の様にして得られた顔料分散体あるいは分散染料分散体の微粒子を水に分散し、界面活性剤、必要に応じてその他の添加剤を各々所定量を配合して撹拌し均一に分散して本発明の水系分散インクを得る。
【００６６】
本発明の水系分散インクは、上記の分散染料分散体または有機顔料分散体を用いたインクであり、バブルジェット記録装置における安定した吐出を行なうことができ、すなわち３ＫＨｚ〜６ＫＨｚでの駆動数周波数に応答できるバブルジェット用水系分散インクである。
【００６７】
また、本発明の水系分散インクは、バブルジェット方式を用いて、分散染料または顔料を記録に用いるあらゆる用途に向けた設計に利用することが出来る。具体的には、文房具、カラープリンタ、カラープロッター、ポスター印刷、看板印刷、軽印刷、捺染、液晶ディスプレイ用カラーフィルタ等である。
【００６８】
次に、本発明の水系分散インクを用いた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方法は、薄膜ヒーターの膜沸騰を吐出エネルギー発生源として用いた記録ヘッドから、上記の水系分散インクを吐出して記録する。
【００６９】
その具体的方法は、本発明のインクを用いて記録を行なうのに好適な方法及び装置として、例えば記録ヘッドの室内のインクに記録信号を対応した熱エネルギーを与え、該熱エネルギーにより液滴を発生させる方法及び装置が挙げられる。
【００７０】
その装置の主要部であるヘッド構成例を図１、図２及び図３に示す。
ヘッド１３はインクを通す溝１４を有するガラス、セラミックス又はプラスチック板等と、感熱記録に用いられる発熱ヘッド１５（図ではヘッドが示されているが、これに限定されるものではない）とを密着して得られる。発熱ヘッド１５は酸化シリコン等を形成させる保護膜１６、アルミニウム電極１７−１、１７−２、ニクロム等で形成される発熱抵抗体層１８、蓄熱層１９、アルミナ等の放熱性の良い基板２０よりなっている。
【００７１】
インク２１は吐出オリフィス（微細孔）２２迄来ており、圧力Ｐによりメニスカス２３を形成している。
ここで、電極１７−１、１７−２に電気信号が加わると、発熱ヘッド１５のｎで示される領域が急激に発熱し、ここに接しているインク２１に気泡が発生し、その圧力でメニスカス２３が突出し、インク２１が吐出し、オリフィス２２よりインク滴２４となり、被記録材２５に向かって飛翔する。
【００７２】
図３には図１に示すヘッドを多数並べたマルチヘッドの外観図を示す。該マルチヘッドはマルチ溝２６を有するガラス板２７と、図１に説明したものと同様な発熱ヘッド２８を密着して製作される。
【００７３】
尚、図１は、インク流路に沿ったヘッド１３の断面図であり、図２は図１のＡ−Ｂ線での切断面である。
【００７４】
図４に、かかるヘッドを組み込んだインクジェット記録装置の一例を示す。
図４において、６１はワイピング部材としてのブレードであり、その一端はブレード保持部材によって保持されて固定端となり、カンチレバーの形態をなす。ブレード６１は記録ヘッドによる記録領域に隣接した位置に配設され、又、本例の場合、記録ヘッドの移動経路中に突出した形態で保持される。６２はキャップであり、ブレード６１に隣接するホームポジションに配設され、記録ヘッドの移動方向と垂直な方向に移動して吐出口面と当接し、キャッピングを行う構成を備える。更に６３はブレード６１に隣接して設けられる吸収体であり、ブレード６１と同様、記録ヘッドの移動経路中に突出した形態で保持される。上記ブレード６１、キャップ６２、吸収体６３によって吐出回復部６４が構成され、ブレード６１及び吸収体６３によってインク吐出口面の水分、塵埃等の除去が行われる。
【００７５】
６５は吐出エネルギー発生手段を有し、吐出口を配した吐出口面に対向する被記録材にインクを吐出して記録を行う記録ヘッド、６６はこの記録ヘッド６５を搭載して記録ヘッド６５の移動を行う為のキャリッジである。キャリッジ６６はガイド軸６７と摺動可能に係合し、キャリッジ６６の一部はモータ６８によって駆動されるベルト６９と接続（不図示）している。これによりキャリッジ６６はガイド軸６７に沿って移動が可能となり、記録ヘッド６５による記録領域及びその隣接した領域の移動が可能となる。
【００７６】
５１は被記録材を挿入する為の給紙部、５２は不図示のモータにより駆動される紙送りローラである。これらの構成によって記録ヘッドの吐出口面と対向する位置へ被記録材が給紙され、記録が進行するにつれて排紙ローラ５３を配した排紙部へ排紙される。
【００７７】
上記の構成において、記録ヘッド６５が記録終了等でホームポジションに戻る際、ヘッド回復部６４のキャップ６２は記録ヘッド６５の移動経路から退避しているが、ブレード６１は移動経路中に突出している。この結果、記録ヘッド６５の吐出口面がワイピングされる。尚、キャップ６２が記録ヘッド６５の吐出面に当接してキャッピングを行う場合、キャップ６２は記録ヘッドの移動経路中に突出する様に移動する。
【００７８】
記録ヘッド６５がホームポジションから記録開始位置へ移動する場合、キャップ６２及びブレード６１は上述したワイピング時の位置と同一の位置にある。この結果、この移動においても記録ヘッド６５の吐出口面はワイピングされる。
【００７９】
上記の記録ヘッドのホームポジションへの移動は、記録終了時や吐出回復時ばかりでなく、記録ヘッドが記録の為に記録領域を移動する間に所定の間隔で記録領域に隣接したホームポジションへ移動し、この移動に伴って上記ワイピングが行われる。
【００８０】
図５は、ヘッドにインク供給部材、例えば、チューブを介して供給されるインクを収容したインクカートリッジの一例を示す図である。ここで４０は供給用インクを収容したインク収納部、例えば、インク袋であり、その先端にはゴム製の栓４２が設けられている。この栓４２に針（不図示）を挿入することにより、インク袋４０中のインクをヘッドに供給可能ならしめる。４４は廃インクを受容するインク吸収体である。インク収容部としては、インクとの接液面がポリオレフフィン、特にポリエチレンで形成されているのが本発明にとって好ましい。
【００８１】
本発明で使用されるインクジェット記録装置としては、上記の如きヘッドとインクカートリッジとが別体となったものに限らず、図６に示す如きそれらが一体となったものにも好適に用いられる。
【００８２】
図６において、７０は記録ユニットであって、この中にはインクを収容したインク収容部、例えば、インク吸収体が収納されており、かかるインク吸収体中のインクが複数のオリフィスを有するヘッド部７１からインク滴として吐出される構成になっている。インク吸収体の材料としては、ポリウレタンを用いることが本発明にとって好ましい。７２は記録ユニット内部を大気に連通させる為の大気連通孔である。この記録ユニット７０は、図４で示す記録ヘッドに代えて用いられるものであって、キャリッジ６６に対し着脱自在になっている。
【００８３】
【実施例】
次に、実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。以下の説明で部は重量割合であることを表わし、重量平均分子量はスチレンポリマーを標準としたＧＰＣ法により測定した値、平均粒径は動的光散乱法によって測定した数値である。
【００８４】
実施例１
［黒色インクＢ−１］
アニオン系高分子Ｐ−１（スチレン−メタクリル酸−エチルアクリレート：酸価４００、重量平均分子量６０００、固形分２０重量％の水溶液、中和剤：水酸化カリウム）を分散剤として用いて以下のカーボンブラック分散体Ｂ−１を作成した。
【００８５】
分散体Ｂ−１
Ｐ−１水溶液（固形分２０重量％） ４０部
カーボンブラック ２４部
（Ｍｏｇｕｌ Ｌ、キャブラック社製）
グリセリン １５部
エチレングリコールモノブチルエーテル ０．５部
イソプロピルアルコール ３部
水 １１７．５部
【００８６】
これらの材料をバッチ式縦型サンドミル（アイメックス社製）に仕込み、１ｍｍ径のガラスビーズをメディアとして充填し、水冷しつつ３時間分散処理を行った。分散後の液の粘度は、９ｃｐｓ、ｐＨは１０．０であった。この分散液を遠心分離機にかけ粗大粒子を除去し、平均粒径１００ｍμの分散体Ｂ−１を得た。
【００８７】
インクＢ−１
分散体Ｂ−１ ３２部を水６８部にて希釈した液１００部に対して０．３部の化合物ＳＦ−１（界面活性剤）を添加し、充分に撹拌して粘度３．５ｃｐｓ、表面張力４８ｄｙｎ／ｃｍ、ｐＨ１０．０の黒色インクジェットインクＢ−１を得た。最終調製物の固形分は約１０重量％であった。
【００８８】
実施例２
［イエローインクＹ−２］
アニオン系高分子Ｐ−２（スチレン−アクリル酸−メチルメタアクリレート：酸価２８０、重量平均分子量１１０００、固形分２０重量％の水溶液、中和剤：ジエタノールアミン）を分散剤として用いて以下のイエロー分散体Ｙ−２を作成した。
【００８９】
分散体Ｙ−２
Ｐ−２水溶液（固形分２０重量％） ３５部
ピグメントイエロー１８０ ２４部
（ノバパームイエロー ＰＨ−Ｇ、ヘキスト社製）
トリエチレングリコール １０部
ジエチレングリコール １０部
エチレングリコールモノブチルエーテル １．０部
イソプロピルアルコール ０．５部
水 １１９．５部
以下実施例１と同様にして分散処理を行い、平均粒径１０３ｍμの分散体Ｙ−２を得た。
【００９０】
インクＹ−２
分散体Ｙ−２ ３３部を水６７部にて希釈した液１００部に対して０．３部の化合物ＳＦ−２（界面活性剤）を添加し、充分に撹拌して粘度２．３ｃｐｓ、表面張力４４ｄｙｎ／ｃｍ、ｐＨ９．５のイエロー色インクジェットインクＹ−２を得た。最終調製物の固形分は約１０重量％であった。
【００９１】
実施例３
［イエローインクＹ−３］
アニオン系高分子Ｐ−３（スチレン−アクリル酸−ｎ−ブチルアクリレート：酸価３６０、重量平均分子量９０００、固形分２０重量％の水溶液、中和剤：モルフォリン）を分散剤として用いて以下のイエロー分散体Ｙ−３を作成した。
【００９２】
分散体Ｙ−３
Ｐ−３水溶液（固形分２０重量％） ３５部
ピグメントイエロー１０９ ２４部
グリセリン １５部
エチレングリコール ５部
ヘキシレングリコール ０．５部
テトラヒドロフルフリルアルコール ３．０部
水 １１７．５部
以下実施例１と同様にして分散処理を行い、平均粒径１１０ｍμの分散体Ｙ−３を得た。
【００９３】
インクＹ−３
分散体Ｙ−３ ２８部を水７２部にて希釈した液１００部に対して０．１部の化合物ＳＦ−３（界面活性剤）を添加し、充分に撹拌して粘度２．８ｃｐｓ、表面張力４６ｄｙｎ／ｃｍ、ｐＨ９．７のイエロー色インクジェットインクＹ−３を得た。最終調製物の固形分は約８．７重量％であった。
【００９４】
実施例４
［シアンインクＣ−４］
アニオン系高分子Ｐ−１を実施例１と同様に分散剤として用いて以下のシアン色分散体Ｃ−４を作成した。
【００９５】
分散体Ｃ−４
Ｐ−１水溶液（固形分２０重量％） ３０部
ピグメントブルー１５：３ ２４部
（ファストゲンブルーＦＧＦ、大日本インキ化学社製）
グリセリン １５部
ジエチレングリコールモノブチルエーテル ０．５部
イソプロピルアルコール ３部
水 １２７．５部
以下実施例１と同様にして分散処理を行い、平均粒径１２０ｍμの分散体Ｃ−４を得た。
【００９６】
インクＣ−４
分散体Ｃ−４ ３２部を水６８部にて希釈した液１００部に対して０．５部の化合物ＳＦ−４（界面活性剤）を添加し、充分に撹拌して粘度３．１ｃｐｓ、表面張力４５ｄｙｎ／ｃｍ、ｐＨ９．２のシアン色インクジェットインクＣ−４を得た。最終調製物の固形分は約９．６重量％であった。
【００９７】
実施例５
［マゼンタインクＭ−５］
アニオン系高分子Ｐ−１を実施例１と同様に分散剤として用いて以下のマゼンタ色分散体Ｍ−５を作成した。
【００９８】
分散体Ｍ−５
Ｐ−１水溶液（固形分２０重量％） ２０部
ピグメントレッド１２２（大日本インキ化学社製） ２４部
グリセリン １５部
イソプロピルアルコール ３部
水 １３８部
以下実施例１と同様にして分散処理を行い、平均粒径１１５ｍμの分散体Ｍ−５を得た。
【００９９】
インクＭ−５
分散体Ｍ−５ ３３部を水６７部にて希釈した液１００部に対して１．０部の化合物ＳＦ−５（界面活性剤）を添加し、充分に撹拌して粘度３．５ｃｐｓ、表面張力４５ｄｙｎ／ｃｍ、ｐＨ９．４のマゼンタ色インクジェットインクＭ−３を得た。最終調製物の固形分は約９．２重量％であった。
【０１００】
実施例６
［イエローインクＹ−６］
アニオン系高分子Ｐ−４（スチレン−アクリル酸−エチルアクリレート：酸価１４０、重量平均分子量９５００、固形分２０重量％の水溶液、中和剤：モノエタノールアミン）を分散剤として用いて以下のイエロー分散体Ｙ−６を作成した。
【０１０１】
分散体Ｙ−６
Ｐ−４水溶液（固形分２０重量％） ３５部
ピグメントイエロー７４ ２４部
トリエチレングリコール １５部
２，３−ブタンジオール ２．０部
イソプロピルアルコール ４部
水 １２０部
以下実施例１と同様にして分散処理を行い、平均粒径１０３ｍμの分散体Ｙ−６を得た。
【０１０２】
インクＹ−６
分散体Ｙ−６ ３３部を水６７部にて希釈した液１００部に対して０．３部の化合物ＳＦ−６（界面活性剤）を添加し、充分に撹拌して粘度２．８ｃｐｓ、表面張力４７ｄｙｎ／ｃｍ、ｐＨ９．３のイエロー色インクジェットインクＹ−６を得た。最終調製物の固形分は約１０重量％であった。
【０１０３】
実施例７
［分散染料ブルーインクＢＬ−７］
アニオン系高分子Ｐ−２（スチレン−アクリル酸−メチルメタアクリレート：酸価２８０、重量平均分子量１１０００、固形分２０重量％の水溶液、中和剤：ジエタノールアミン）を分散剤として用いて以下のブルー色分散体ＢＬ−７を作成した。
【０１０４】
【０１０５】
インクＢＬ−７
分散体ＢＬ−７ ４０部を水６０部にて希釈した液１００部に対して０．７部の化合物ＳＦ−７（界面活性剤）を添加し、充分に撹拌して粘度２．５ｃｐｓ、表面張力４３ｄｙｎ／ｃｍ、ｐＨ９．７のブルー色インクジェットインクＢＬ−７を得た。最終調製物の固形分は約１１重量％であった。
【０１０６】
実施例８
［分散染料レッドインクＲ−８］
アニオン系高分子Ｐ−５（スチレン−アクリル酸−エチルアクリレート：酸価２５０、重量平均分子量１３０００、固形分２０重量％の水溶液、中和剤：アミノメチルプロパノール）を分散剤として用い、以下のレッド色分散体Ｒ−８を作成した。
【０１０７】
【０１０８】
インクＲ−８
分散体Ｒ−８ ４０部を水６０部にて希釈した液１００部に対して０．５部の化合物ＳＦ−８（界面活性剤）を添加し、充分に撹拌して粘度３．０ｃｐｓ、表面張力４７ｄｙｎ／ｃｍ、ｐＨ９．６のレッド色インクジェットインクＲ−８を得た。最終調製物の固形分は約１１重量％であった。
【０１０９】
実施例９
［分散染料イエローインクＹ−９］
アニオン系高分子Ｐ−６（スチレン−マレイン酸−ｎ−ブチルアクリレート：酸価２１０、重量平均分子量７０００、固形分２０重量％の水溶液 中和剤：トリエタノールアミン）を分散剤として用いて、以下のイエロー分散体Ｙ−９を作成した。
【０１１０】
【０１１１】
インクＹ−９
分散体Ｙ−９ ３１部を水６９部にて希釈した液１００部に対して０．５部の化合物ＳＦ−３（界面活性剤）を添加し、充分に撹拌して粘度２．７ｃｐｓ、表面張力５１ｄｙｎ／ｃｍ、ｐＨ９．２のイエロー色インクジェットインクＹ−９を得た。最終調製物の固形分は約８．５重量％であった。
【０１１２】
実施例１０
［ブルーインクＢＬ−７］
アニオン系高分子Ｐ−６（スチレン−マレイン酸−ｎ−ブチルアクリレート：酸価２１０、重量平均分子量７０００、固形分２０重量％の水溶液 中和剤：トリエタノールアミン）を分散剤として用いて、以下のブルー色分散体ＢＬ−１０を作成した。
【０１１３】
【０１１４】
インクＢＬ−１０
分散体ＢＬ−１０ ３３部を水６７部にて希釈した液１００部に対して０．７部の化合物ＳＦ−５（界面活性剤）を添加し、充分に撹拌して粘度２．８ｃｐｓ、表面張力４４ｄｙｎ／ｃｍ、ｐＨ９．０のブルー色インクジェットインクＢＬ−１０を得た。最終調製物の固形分は約９．３重量％であった。
【０１１５】
実施例１１
［レッドインクＲ−１１］
アニオン系高分子Ｐ−６（スチレン−マレイン酸−ｎ−ブチルアクリレート：酸価２１０、重量平均分子量７０００、固形分２０重量％の水溶液 中和剤：ジエタノールアミン）を分散剤として用いて、以下のレッド色分散体Ｒ−１１を作成した。
【０１１６】
【０１１７】
インクＲ−１１
分散体Ｒ−１１ ３３部を水６７部にて希釈した液１００部に対して０．５部の化合物ＳＦ−４（界面活性剤）を添加し、充分に撹拌して粘度３．３ｃｐｓ、表面張力４３ｄｙｎ／ｃｍ、ｐＨ９．６のレッド色インクジェットインクＲ−１１を得た。最終調製物の固形分は約９．５重量％であった。
【０１１８】
実施例１２
［グリーンインクＧ−１２］
アニオン系高分子Ｐ−６（スチレン−マレイン酸−ｎ−ブチルアクリレート：酸価２１０、重量平均分子量７０００、固形分２０重量％の水溶液 中和剤：ジエタノールアミン）を分散剤として用いて、以下のグリーン色分散体Ｇ−１２を作成した。
【０１１９】
【０１２０】
インクＧ−１２
分散体Ｇ−１２ ３４部を水６６部にて希釈した液１００部に対して０．５部の化合物ＳＦ−１（界面活性剤）を添加し、充分に撹拌して粘度３．３ｃｐｓ、表面張力４４ｄｙｎ／ｃｍ、ｐＨ９．８のグリーン色インクジェットインクＧ−１２を得た。最終調製物の固形分は約９．５重量％であった。
【０１２１】
次に、本発明の実施例と対比するために比較例を示す。なお、比較例で用いた界面活性剤を以下に示す。
【０１２２】
【化４】
比較例１
［比較例インクＣＹ−１］
実施例６のインクＹ−６において、化合物ＳＦ−６を添加していない液を作成し、比較例インクＣＹ−１とした。
【０１２４】
比較例２
［比較例インクＣＭ−２］
実施例５のインクＭ−５において、化合物ＳＦ−５を添加していない液を作成し、比較例インクＣＭ−２とした。
【０１２５】
比較例３
［比較例インクＣＣ−３］
実施例４のインクＣ−４において、化合物ＳＦ−４を添加していない液を作成し、比較例インクＣＣ−３とした。
【０１２６】
比較例４
［比較例インクＣＹ−４］
実施例９のインクＹ−９において、化合物ＳＦ−３を添加していない液を作成し、比較例インクＣＹ−４とした。
【０１２７】
比較例５
［比較例インクＣＹ−５］
実施例６のインクＹ−６において、化合物ＳＦ−６の代りに、本発明に不適な化合物である化合物ＳＦ−９を添加した液を作成し、比較例インクＣＹ−５とした。
【０１２８】
比較例６
［比較例インクＣＭ−６］
実施例５のインクＭ−５において、化合物ＳＦ−５の代りに、本発明に不適な化合物である化合物ＳＦ−１０を添加した液を作成し、比較例インクＣＭ−６とした。
【０１２９】
比較例７
［比較例インクＣＣ−７］
実施例４のインクＣ−４において、化合物ＳＦ−４の代りに、本発明に不適な化合物である化合物ＳＦ−１１を添加した液を作成し、比較例インクＣＣ−７とした。
【０１３０】
比較例８
［比較例インクＣＹ−８］
実施例９のインクＹ−９において、化合物ＳＦ−３の代りに、本発明に不適な化合物である化合物ＳＦ−１２を添加した液を作成し、比較例インクＣＹ−８とした。
【０１３１】
試験方法
［吐出耐久性試験］
３６０ｄｐｉで６４ノズルを有するバブルジェット記録ヘッドを搭載したインクジェット記録装置に、インク供給チューブを介して各実施例および各比較例の各々のインクを充填した。記録装置の駆動周波数は４ＫＨｚ、単ドットの液滴量は８０ｎｇである。この条件で１本おきの３２ノズルを用いた、５×１０8 パスルの連続吐出試験を実施した。
【０１３２】
判定は初期５×１０8 パスル吐出後にそれぞれ、文書、べたパターン、罫線を含むテスト文書を印字し、印字性の劣化を評価した。この結果を表１に示した。
【０１３３】
評価
○…鮮明な文字、均一であざやかなべた印刷、よれの無い罫線印刷
△…ややかすれた文字、濃度の低下が見られるべた印刷、よれが発生している罫線印刷
×…かすれがあり読みにくい文字、不均一でうすいべた印刷、不吐出も発生し、乱れた罫線印刷
○が、実使用上問題無いレベルである。
【０１３４】
［保存安定性試験］
各実施例および各比較例の各々のインク５０ｍｌを内容積１００ｍｌのショット耐熱瓶に詰め、密栓し、６０℃で３ヵ月の促進保存試験を行った。判定は、保存後粘度を測定し、保存性の良否を判定した。この結果を表１に示した。
【０１３５】
評価
○…粘度上昇が初期に対して１０％以内で、沈澱物は少ない。
△…粘度変化が初期に対して１０〜５０％あり、沈澱が発生している。
×…ゲル化している。あるいは固い沈澱になっている。
○が、実使用上問題無いレベルである。
【０１３６】
［捺染プリントテスト］
実施例７、８、９および比較例４、８のインクを、３６０ｄｐｉで６４ノズルを有するバブルジェット記録ヘッドを搭載したカラーインクジェト記録装置に充填して、ポリエステル布帛にカラー記録を行った。記録後、１８０℃で８分間スチーム中で加熱し、常法の洗浄処理を行って、捺染物を得た。得られた捺染物の均染性を目視判定して、評価した。この結果を表２に示した。
【０１３７】
評価
○…印字部分の発色ムラがなく鮮明
△…発色ムラがややあり、よれ、かすれが発生している
×…発色ムラと、よれ、かすれが目立つ、濃度もうすい
【０１３８】
【表１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の水系分散インクは、分散染料分散体または有機顔料分散体を用いたバブルジェット用インクであり、保存安定性に優れ、バブルジェット記録装置における安定した吐出を行なうことができる。
【０１４０】
また、本発明の水系分散インク及びこれを用いたインクジェット記録方法、記録装置によれば、普通紙や布帛類に対してカラー記録を行った場合、にじみ、フェザリングの発生が無く、定着性に優れ、かつ発色性に優れ、堅牢性の良好な印字物が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】インクジェット記録装置のヘッド部の縦断面図である。
【図２】インクジェット記録装置のヘッド部の横断面図である。
【図３】図１に示したヘッドをマルチ化したヘッドの外観斜視図である。
【図４】インクジェット記録装置の一例を示す斜視図である。
【図５】インクカートリッジの縦断面図である。
【図６】記録ユニットの斜視図である。
【符号の説明】
１３ ヘッド
１５ 発熱ヘッド
２１ インク
２５ 被記録材
２８ 発熱ヘッド
４０ インク袋
４４ インク吸収体
４５ インクカートリッジ
６１ ワイピング部材
６５ 記録ヘッド
６６ キャリッジ
７０ 記録ユニット
７１ ヘッド部
７２ 大気連通孔
Claims (8)
- 少なくとも水、水溶性有機溶剤、顔料または分散染料を分散剤を用いて分散処理した顔料分散体あるいは分散染料分散体、界面活性剤を含有し、吐出エネルギーとして熱を用いるインクジェット方式用の水系分散インクにおいて、前記分散剤がアニオン性解離基を有するアルカリ可溶型の水溶性樹脂であり、かつ前記界面活性剤がＨＬＢが１４以上の下記一般式（Ｉ）あるいは下記一般式（ＩＩ）で表わされる化合物であることを特徴とする水系分散インク。
- 前記界面活性剤のアルキル基の炭素数が１６以上である請求項１記載の水系分散インク。
- 吐出エネルギーとして熱を用いるインクジェット方式によりインクを被記録材に付着させて記録を行うインクジェット記録方法において、前記インクとして前記請求項１または２に記載のインクを適用することを特徴とするインクジェット記録方法。
- 薄膜ヒーターの膜沸騰を吐出エネルギー発生源として用いる記録ヘッドからインクを吐出して記録を行う請求項３に記載のインクジェット記録方法。
- 前記請求項１または２に記載のインクを収容しているインク収容部を有することを特徴とするインクカートリッジ。
- 前記請求項１または２に記載のインクを収容しているインク収容部と前記インクを熱を用いて吐出するためのヘッド部とを共に有することを特徴とする記録ユニット。
- 熱を用いてインクを吐出するための記録ヘッド、インクを収容しているインク収容部を有するインクカートリッジ及び該インクカートリッジから記録ヘッドにインクを供給するためのインク供給部を具備しているインクジェット記録装置において、前記インクカートリッジが請求項５に記載のインクカートリッジであることを特徴とするインクジェット記録装置。
- インクを収容しているインク収容部及び該インクを熱を用いて吐出させるためのヘッド部を有する記録ユニットを具備しているインクジェット記録装置において、前記記録ユニットが請求項６に記載の記録ユニットであることを特徴とするインクジェット記録装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30713494A JP3880079B2 (ja) | 1994-11-17 | 1994-11-17 | 水系分散インク、これを用いるインクジェット記録方法、記録ユニット、インクカートリッジおよびインクジェット記録装置 |
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