JP4006938B2

JP4006938B2 - Inkjet recording method

Info

Publication number: JP4006938B2
Application number: JP2000309211A
Authority: JP
Inventors: 信行一澤
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2000-10-10
Filing date: 2000-10-10
Publication date: 2007-11-14
Anticipated expiration: 2020-10-10
Also published as: JP2002113938A

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方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ノズル、スリットあるいは多孔質フィルム等から液体あるいは溶融固体インクを吐出し、紙、布、フィルム等に記録を行う、いわゆるインクジェット方式のプリンターは、小型で安価、静寂性等種々の利点があり、特に、３色または４色を一度に印字し、フルカラーを容易に印刷することができパーソナルユース向けに広く普及している。
【０００３】
しかし、インクジェット方式のプリンターは、オフィス用途では小型レーザープリンタと同等の水準の印字速度と画像品質を要求されるため、未だ市場拡大には至っていない。そのため、インクジェット方式のプリンターの印字速度の高速化や画像品質の向上を実現する観点から様々なインクジェット記録方法の検討が行なわれている。
【０００４】
例えば、特開平11-228898号公報においては、高浸透性インクを使用し、１ドロップ当りのインクの体積を小さくして印字することにより印字したときの高浸透性インクの滲みを防止し、印字速度の高速化や画像解像度の向上を図ったインクジェット記録方法が提案されている。
【０００５】
また、特開平6-136310号公報においては、黒インクとして低浸透性インクを、カラーインクとして高浸透性インクをそれぞれ使用し、印字されるテキストの細線部においては黒インクを印字して印字の先鋭性を確保し、テキストのソリッド部においてはカラーインクを先に印字し、その後に黒インクをカラーインク上に重ねて印字することで黒インクの浸透性を高め、印字速度の高速化や画像品質の向上を図ったインクジェット記録方法が提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平11-228898号公報に記載のインクジェット記録方法では、高浸透性インクを使用し、更に１ドロップ当りのインクの体積を小さくするため、インクの乾燥速度を大きくすることができ、然も、印字の滲みの度合いが低減されるので、これらの点において印字速度の高速化と画像品質の向上が期待できるが、その反面、光学濃度が不十分となり、印字されるテキストの先鋭性も不十分であり、十分な画像品質を得ることはできなかった。しかし、その反面、光学濃度が不十分であり、印字されるテキストの先鋭性も不十分であり、十分な画像品質を得ることはできなかった。また、特開平6-136310号公報に記載のインクジェット記録方法では、印字操作が二回必要となるため、印字速度の高速化を図ることには限界があった。すなわち、レーザープリンタと同等の水準の印字速度と画像品質を兼ね備えたインクジェット記録方法はこれまでになかった。
【０００７】
本発明は上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、高い印字速度及び高い画像品質を有するインクジェット記録方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記目的を達成するべく鋭意研究を重ねた結果、従来のインクジェット記録方法では、良好な画像品質を得るためには紙等の記録媒体面に印字されるドット間の隙間をできる限りなくすことが有効であるとの観点から検討がなされており、そのため、紙等の記録媒体面の単位面積当り（１ｉｎｃｈ四方当り）の印字インク量を約１０μＬ／ｉｎ²以上にする必要があったことを見出した。そして、従来のインクジェット記録方法では、高い印字速度を得るために、紙等の記録媒体面の単位面積当りの印字インク量Ｘを８μＬ／ｉｎ²以下とすると、インク量が不足し、記録媒体面に印字されるドットがいわゆる間引きした状態で不均一に配置された状態で形成されるため、ドット間には大きさの不均一な隙間が生じ、ドットの光学濃度が低下すると共に画質が荒くなってしまっていたことを見出した。
【０００９】
これに対して、本発明者らは、紙等の記録媒体面に全面印字する場合に、当該記録媒体面の単位面積当り（１ｉｎｃｈ四方当り）の印字に使用するインク量を非常に少量な８μＬ／ｉｎ²以下にすると、印字の光学濃度を十分に得にくく、然も印字ドット間の隙間が大きくなり画質が荒くなってしまうという認識が当業者の認識であったにもかかわらず、低浸透性インクを使用して記録媒体面の単位面積当りに使用するインク量を５〜８μＬ／ｉｎ²にし、特定の印字解像度の条件のもとで印字することにより、記録媒体面上に印字されるドット間に隙間が生じても、その隙間を均一に形成させるようにすることにより、高い印字速度と高い画像品質を同時に得られることを見出し、本発明に到達した。
【００１０】
すなわち、本発明のインクジェット記録方法は、着色剤と、水溶性有機溶媒と、水とを含み、２３℃における表面張力が４０〜７０ｍＮ／ｍであり、かつ、粘度が１．５〜５ｍＰａ・ｓである水溶性インクを記録媒体面に噴射して印字するインクジェット記録方法であって、記録媒体面に全面印字する場合に、当該記録媒体面の単位面積当りの印字インク量Ｘ［μＬ／ｉｎ²］と、印字解像度Ｙ［ｄｏｔ／ｉｎ］とが、下記式（１）、（２）及び（３）の条件を満たすように印字することを特徴とする。
５≦Ｘ≦８（１）
８００≦Ｙ≦２４００（２）
０．９≦（１０ ⁶ ×Ｘ／Ｙ ² ）≦１２．５（３）
ここで、本発明において、印字解像度Ｙとは実際に紙などの記録媒体面に形成されるドットの解像度を示す。従って、本発明における印字解像度Ｙは、ヘッドに配置してあるノズル構成配列としてのノズル解像度とは異なるものである。例えば、ノズル解像度を６００ｄｏｔ／ｉｎ（以下、印字解像度Ｙの単位［ｄｏｔ／ｉｎ］を［ｄｐｉ］として説明する。）のヘッドを使用し、印字するときの解像度を変えて１２００ｄｐｉとした場合のＹの値と、ノズル解像度を１２００ｄｐｉで通常に印字した場合のＹの値とは等しく１２００ｄｐｉとして扱う。また、本発明において、ドットとは、インクのドロップが紙等の記録媒体面に着弾することにより当該記録媒体面に形成される直径約１５〜５０μｍの1画像を示す。更に、本発明において、インクのドロップとは、独立した１滴のインクの液滴を示す。また、（３）式における（１０ ⁶ ×Ｘ／Ｙ ² ）の値は、紙等の記録媒体面の単位面積（１ｉｎ ² ）当たりに印字される各ドットについて、その１ドットの形成に必要なインク量［ｐＬ］を示す。すなわち、（１０ ⁶ ×Ｘ／Ｙ ² ）の値は、記録媒体面に噴射される 1 ドロップ当たりのインク量［ｐＬ］を示す。
【００１１】
本発明においては、先に述べた物性を有する低浸透性の水溶性インクを使用する。そして、紙等の記録媒体面に全面印字する場合に記録媒体面の単位面積当りのインク量Ｘを上記の範囲内に減少させることにより、記録媒体面に着弾したインクの乾燥速度を大きくすることができ、低浸透性インクでも高浸透性インクと変わらない大きな乾燥速度を得ることができ、高い印字速度を得ることが可能となる。また、低浸透性インクを使用することにより、記録媒体面に着弾したインクの当該記録媒体面の面方向への不規則な浸透を抑制することができ、いわゆる滲みのない先鋭性の高い高品質な画質を得ることができる。更に、一般には、紙等の記録媒体面に印字されるドット間に隙間が存在すると光学濃度の低下を招くが、本発明においては使用する水溶性インクを上記の物性の低浸透性インクとしたため、記録媒体面上のドットの光学濃度を高く保つことができる。
【００１２】
そして、本発明においては、印字解像度Ｙを上記のように８００ｄｐｉ以上の高い範囲に制御し、紙等の記録媒体面に印字されるドット間に隙間ができても、それらの隙間の大きさを均一かつ適度な大きさに保ちつつ十分に細分化させることができる。その結果、高浸透性インクを隙間なく印字した場合以上の光学濃度を達成することできる。そのため、本発明のインクジェット記録方法においては、上記のようにインク量を減らしても、印字ドット間に現れる不均一な大きさの隙間が現れて画質が荒くなる、光学濃度が低下するという問題の発生を防止することができ、良好な画像品質が得られ、かつ十分な光学濃度も得ることが可能となる。さらに、記録媒体面上のドット数すなわち印字解像度Ｙを先に述べた範囲内の所定値に保ちつつ、記録媒体面の単位面積当たり印字インク量Ｘを先に述べた従来よりも低い範囲の量に減少させて、更に記録媒体面に噴射される 1 ドロップのインク量（１０ ⁶ ×Ｘ／Ｙ ² ）を上記範囲に制御することにより、ドットを記録媒体面により均一に印字することができると共にドット間にできる隙間もより均一に形成されるため、より良好な画像品質が得られ、印字されたドットの光学濃度もより向上させることができる。
【００１３】
また、本発明のインクジェット記録方法によれば、従来、紙等の記録媒体面に着弾したインクの乾燥時間を短縮するためにインクに添加していた界面活性剤等の浸透剤の添加量を低減することができるため、インクの保存安定性に対する信頼性の向上、インク設計自由度の向上、低コスト化も可能となる。
【００１４】
ここで、記録媒体面の単位面積当りの印字インク量Ｘが５μＬ／ｉｎ²未満であると、光学濃度の低下、及び画像品質の低下が発生してしまう。一方、記録媒体面の単位面積当りの印字インク量Ｘが８μＬ／ｉｎ²を超えると、記録媒体面に着弾したインクの乾燥速度が著しく低下してしまう。なお、上記と同様の観点から、本発明において記録媒体面の単位面積当りの印字インク量Ｘは５〜７μＬ／ｉｎ²であることがより好ましく、５〜６μＬ／ｉｎ²であることが更に好ましい。
【００１５】
また、本発明において印字解像度Ｙが８００ｄｐｉ未満となると、単位面積当たりの印字インク量Ｘを５〜８μＬ／ｉｎ²とした本発明の条件のもとでは、記録媒体面に印字されるドット間の隙間が目立ち画質が極端に劣化してしまう。一方、印字解像度Ｙが２４００ｄｐｉを超えると、単位面積当たりの印字インク量Ｘを５〜８μＬ／ｉｎ²とした本発明の条件のもとでは、1ドロップ当たりのインク量が極端に減少してしまい、インクをヘッドから安定かつ円滑に噴射させにくくなる。なお、上記と同様の観点から、本発明において印字解像度Ｙは１２００〜２４００ｄｐｉであることがより好ましく、１６００〜２４００ｄｐｉであることが更に好ましい。
【００１６】
また、以上説明したように、本発明のインクジェット記録方法は、従来から使用されている、いわゆる間引き印字方式による高速印字方法とは異なるものである。すなわち、いわゆる間引き印字方式とは、正式な印字を行なう前等に予備的な印字を行なう際に使用される方式、又は、画質の良し悪しを無視して印字速度を上げることを目的に使用される方式であり、記録媒体面上のドット数を正式な印字を行なうときの所定値から減少させることにより、印字インク量を減少させてインクの乾燥速度を増大させるものである。そして、この方式は、インク量の減少量に見合う数のドットを記録媒体面上から「間引く」ことにより減少させるため、ドット間に大きな白色の隙間を発生させ、画像品質が正式な印字を行なう場合よりも荒くなる特徴がある。これに対して、本発明のインクジェット記録方法は、記録媒体面上のドット数すなわち印字解像度を先に述べた範囲内の所定値に保ちつつ、記録媒体面の単位面積当たり印字インク量Ｘを先に述べた従来よりも低い範囲の量に減少させており、１ドロップ毎のインク量を減少させることも可能なため、画質を損ねることなく高画質で光学濃度の高い印字を実現できるものである。
【００１９】
また、本発明のインクジェット記録方法においては、記録媒体が普通紙であり、水溶性インクの普通紙に対する１秒後の接触角が７０〜１１０°であることが好ましい。このような範囲に、水溶性インクの普通紙に対する１秒後の接触角の大きさを調節することにより、不規則な浸透を抑制して滲みを少なくすることが可能となる。
【００２０】
また、水溶性インクの普通紙に対する１秒後の接触角が７０°未満であると、記録媒体面に着弾したインクの当該記録媒体面の面方向への浸透量が大きくなって不規則な滲みが発生し、画像品質を損ねてしまう傾向が大きくなる。一方、この接触角が１１０°を超えるとインクドロップの着弾時の広がりが極端に低下するため、ドット間の隙間が目立つようになり画像品質が低下する。
【００２１】
ここで、本発明において、水溶性インクの「普通紙に対する接触角」とは、水溶性インクの浸透性を定量化して表現するために使用するものであり、普通紙としてFX-L紙(富士ゼロックス社製)を用い、２３℃、５５％ＲＨの条件のもとで当該普通紙上に水溶性インク４．０μＬをセットし、測定開始から１０００秒までの動的接触角の経時変化を測定したときにおける1秒後の接触角の測定値を示すものである。そして、この接触角の測定には、FIBRO 1100 DAT MK II (FIBRO system社製)を使用するものとする。一般に、普通紙に対する接触角が小さい水溶性インクは紙に対する浸透性が高く、普通紙に対する接触角が大きな水溶性インクは紙に対する浸透性が低い。
【００２２】
更に、本発明のインクジェット記録方法においては、着色剤が水に自己分散可能な顔料であることが好ましい。着色剤として水に自己分散可能な顔料は、顔料の長所である鮮鋭な画像、耐水性、耐光性がよいことに加え、分散安定性がよく、分散工程を設ける必要がなくなるなどの染料と類似した利点を有している。すなわち、水に自己分散可能な顔料は、染料、顔料の長所をあわせ持つ特性を有している。
【００２３】
ここで、本発明において「水に自己分散可能な顔料」とは、以下に説明する手順に沿って測定される顔料の濃度に基づく条件を満たしており、当該顔料表面に水対して可溶性の官能基を配し、高分子分散剤を用いなくとも水中で安定に分散可能な顔料のことを指す。すなわち、先ず、水が９５質量％、顔料が５質量％となるように水に対して顔料を加え、超音波ホモジナイザーを用いて水中に顔料を分散させてガラス瓶中で２４時間放置する。次に、得られる顔料の分散液からその全体積の3分の1の量の上澄み液を採取する。そして、分散液の上澄み液における顔料濃度を測定し、この顔料濃度が、分散直後の分散液中の顔料濃度に対して９８％以上であるとき、その顔料を水に自己分散可能な顔料とする。
【００２４】
また、本発明のインクジェット記録方法においては、着色剤が水に自己分散可能な顔料である場合には、自己分散可能な顔料が親水化処理したカーボンブラックであることが好ましい。親水化処理したカーボンブラックを使用することにより、記録媒体面に印字された印字の先鋭性をより向上させることができる。なお、カーボンブラックに施される親水化処理とは、顔料の表面に親水性官能基を導入することである。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のインクジェット記録方法の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００２６】
本実施形態のインクジェット記録方法は、着色剤と、水溶性有機溶媒と、水とを含み、２３℃における表面張力が４０〜７０ｍＮ／ｍであり、かつ、粘度が１．５〜５ｍＰａ・ｓである水溶性インクを使用するものであり、記録媒体面に全面印字する場合に、当該記録媒体面の単位面積当りの印字インク量ＸμＬ／ｉｎ²と、印字解像度Ｙｄｐｉとが、先に述べた（１）式及び（２）式の条件、又は、（１）〜（３）式の条件を同時に満たすように印字するものである。これにより、本実施形態のインクジェット記録方法は、先に述べたように高い印字速度と高い画像品質とを得ることが可能となる。
【００２７】
ここで、本発明のインクジェット記録方法において、その印字方式は特に限定されるものではなく、例えば、静電誘引力を利用してインクを吐出させるいわゆる電荷制御方式、ピエゾ素子の振動圧力を利用してインクを吐出させるいわゆる圧力パルス方式及びインクを加熱して気泡を形成、成長させることにより生じる圧力を利用してインク液滴を形成するいわゆるサーマルインクジェット方式等を挙げることができるが、これらの中でも特にフルカラー画像を小型で安価に提供できる観点から、サーマルインクジェット方式を用いることが好ましい。なお、本発明のインクジェット記録方法における印字方式は、予め中間体ドラムやベルト等に印字し、中間体上でインク画像を整えてから紙等の記録媒体に転写記録する方式でもよい。
【００２８】
また、本実施形態のインクジェット記録方法においては、全面印字する際に、印字は1画素に対し一回が好ましい。2回以上に分けて印字を行うことも可能であるが、乾燥性の低下、印字速度の低下が二重に発生するため、高速印字適性が低下ししまう傾向があるので好ましくない。更に、本発明のインクジェット記録方法は、印字中又は印字の前後に被記録用紙及び水溶性インクを５０℃〜２００℃に加熱し、印字定着を促進させる加熱処理工程を含んでいてもよい。
【００２９】
また、本発明のインクジェット記録方法の対象となる記録媒体は、普通紙（ＦＸ−Ｌ）が最も好ましいが、レポート用紙、コピー用紙、ボンド紙、上質紙、鮮明な画像を形成することが困難であった再生紙、光沢紙、特殊紙、布、フィルム、ＯＨＰ等を使用することもできる。
【００３０】
更に、本発明において使用する水溶性インクは、着色剤と、水溶性有機溶媒と、水とを含み、先に述べた物性を有しているものであればその組成は特に限定されない。例えば、本発明において使用する水溶性インクには、必要に応じて界面活性剤、水溶性高分子、pH調整剤、ハイドロトロピー剤、キレート化剤、包接化合物、酸化剤、酸化防止剤、還元剤、酵素、殺菌剤、消泡剤、研磨剤、その他添加剤を添加してもよい。また、本発明において使用する水溶性インクに含まれる水は、特に不純物が混入することを防止するため、イオン交換水、超純水、蒸留水、限外濾過水を使用することが好ましい。
【００３１】
また、本発明において使用する水溶性インクの表面張力は４０〜７０ｍＮ／ｍの範囲に調整される。これにより画質が向上する。なお、本発明において使用する水溶性インクの表面張力の値は、２３℃、５５％ＲＨの測定条件のもとでウイルヘルミー型表面張力計を用いて測定した値である。ここで、水溶性インクの表面張力が４０ｍＮ／ｍ未満となると、普通紙に印字した場合に滲みが発生し易くなり、高解像の画像が得られなくなる。一方、表面張力が７０ｍＮ／ｍを超えると、紙に対する浸透速度が小さくなり、紙等の記録媒体面に印字された画像の乾燥時間が長くなってしまう。ただし、本発明の水溶性インクは水を主成分とするためその表面張力は水の表面張力を超えることはなく、そのため、実質的に７０ｍＮ／ｍ以下となる。そして、上記と同様の観点から、本発明において使用する水溶性インクの表面張力は４３〜６５ｍＮ／ｍであることがより好ましい。
【００３２】
更に、本発明において使用する水溶性インクに水に自己分散可能な顔料として親水化処理したカーボンブラックを含有させる場合には、水溶性インクの表面張力は、４３〜６５ｍＮ／ｍの範囲とすることが好ましい。このようにすることにより、印字された画像の滲みの発生がより効果的に防止され、高解像度の画像をより容易に得ることが可能となる。
【００３３】
また、本発明において使用する水溶性インクの粘度は、１．５〜５．０ｍＰａ・ｓの範囲に調整され、好ましくは１．５〜３．５ｍＰａ・ｓの範囲に調整される。これによりノズルからのインクの吐出安定性を向上させることができる。ここで、水溶性インクの粘度が１．５ｍＰａ・ｓ未満であるとインクの保存安定性が低下する。一方、粘度が５．０ｍＰａ・ｓを超えると、吐出ノズルからインクが円滑に吐出ににくくなり、吐出ノズルが目詰を起してしまう問題が発生する。
【００３４】
更に、本発明において使用する水溶性インクに自己分散可能な顔料として親水化処理したカーボンブラックを含有させる場合には、上記のインクによる吐出ノズルの目詰まりの発生を防止する観点から、粘度を１．７〜３．５ｍＰａ・ｓの範囲に調整することが好ましい。なお、本発明において、使用する水溶性インクの粘度の調整方法は特に限定されないが、例えば、水溶性有機溶媒の種類及び添加量、水溶性高分子の種類、分子量、添加量等を変えることにより行ってもよい。
【００３５】
ここで、本発明において使用する水溶性インクの粘度は、レオマット115（Contraves製）を測定装置として用いて測定した値である。粘度測定は、被測定インクを測定容器に入れ、この測定容器を所定の方法で装置内に装着し、測定温度を２３℃、せん断速度を１４００ｓ^-1とした測定条件のもとで行った。
【００３６】
また、本発明に使用する水溶性インクの導電率は０．００１〜１．０Ｓ／ｍであることが好ましく、０．００５〜０．５Ｓ／ｍであることがより好ましい。ここで、本発明において水溶性インクの導電率は、導電率計AOL-40-3302（DKK社製）を測定装置として用いて測定した２３℃における値を示す。そして、水溶性インクの導電率が０．００１Ｓ／ｍ未満であると、印字を停止してインクを長期間放置し場合に吐出ノズルに対するインクの吐出性が低下し、然も当初の吐出性が回復しにくくなる傾向が大きくなる。一方、導電率が１．０Ｓ／ｍを超えると、インクの保存安定性が著しく低下してしまう傾向が大きくなる。
【００３７】
特に、本発明において使用する水溶性インクに水に自己分散可能な顔料として親水化処理したカーボンブラックを含有させる場合には、上記の長期放置後のインクによる吐出ノズルの目詰まりの発生を防止する観点から、インクの導電率を０．００５〜０．３Ｓ／ｍとすることが好ましい。
【００３８】
また、本発明に使用する水溶性インクのｐＨは６〜１１であることが好ましく、７．５〜９であることがより好ましい。ｐＨが６未満であると、インクが吐出ノズルの目詰まりが発生し易くなる傾向が大きくなる。一方、ｐＨが１１を超えるとインクによるヘッド構成部材の腐食又は溶解が発生する傾向が大きくなる。なお、本発明において、使用する水溶性インクのｐＨの調整は特に限定されないが、例えば、各種の酸及び塩又はpH調整剤、バッファ類の添加により行うことができる。ここで、本発明において水溶性インクのｐＨは、ガラスpH電極を用いて23℃の温度条件のもとで測定した値を示す。
【００３９】
特に、本発明において使用する水溶性インクに水に自己分散可能な顔料として親水化処理したカーボンブラックを含有させる場合には、インクによる吐出ノズルの目詰まりの発生を防止する観点から、インクのｐＨを６〜９．５の範囲に調整することが好ましい。
【００４０】
本発明に使用する水溶性インクに含有される着色剤は、特に限定されるものではなく、染料、顔料どちらも使用することができ、必要に応じて両者を混合して使用してもよい。染料と顔料とでは、印字された画像の画像先鋭性に優れ、良好な画像品質を容易に得ることができるという観点から、顔料が好ましい。
【００４１】
また、水溶性インクに含有される着色剤の含有量は、インク全質量に対して０．５〜２０質量％であることが好ましく、２〜１０質量％であることがより好ましい。水溶性インクに含有される着色剤の含有量が１０質量％を超えると、ノズル先端で目詰まりが発生し易くなる傾向が大きくなる。一方、着色剤の含有量が０．５質量％未満では有効な光学濃度を得ることが困難となる傾向が大きくなる。
【００４２】
本発明に使用する水溶性インクに含有される水溶性染料としては、例えば、C.I.ダイレクトブラック-2、-4、-9、-11、-17、-19、-22、-32、-80、-151、-154、-168、-171、-194；C.I.ダイレクトブルー-1、-2、-6、-8、-22、-34、-70、-71、-76、-78、-86、-112、-142、-165、-199、-200、-201、-202、-203、-207、-218、-236、-287；C.I.ダイレクトレッド-1、-2、-4、-8、-9、-11、-13、-15、-20、-28、-31、-33、-37、-39、-51、-59、-62、-63、-73、-75、-80、-81、-83、-87、-90、-94、-95、-99、-101、-110、-189；C.I.ダイレクトイエロー-1、-2、-4、-8、-11、-12、-26、-27、-28、-33、-34、-41、-44、-48、-58、-86、-87、-88、-135、-142、-144；C.I.フードブラック-1、-2；C.I.アシッドブラック-1、-2、-7、-16、-24、-26、-28、-31、-48、-52、-63、−107、-112、-118、-119、-121、-156、-172、-194、-208；C.I.アシッドブルー-1、-7、-9、-15、-22、-23、-27、-29、-40、-43、-55、-59、-62、-78、-80、-81、-83、-90、-102、-104、-111、-185、-249、-254；C.I.アシッドレッド-1、-4、-8、-13、-14、-15、-18、-21、-26、-35、-37、-110、-144、-180、-249、-257；C.I.アシッドイエロー-1、-3、-4、-7、-11、-12、-13、-14、-18、-19、-23、-25、-34、-38、-41、-42、-44、-53、-55、-61、-71、-76、-78、-79、-122等の酸性染料、直接染料が挙げられる。
【００４３】
また、カチオン性染料としては、例えば、C.I.ベーシックイエロー-1、-11、-13、-19、-25、-33、-36；C.I.ベーシックレッド-1、-2、-9、-12、-13、-38、-39、-92；C.I.ベーシックブルー-1、-3、-5、-9、-19、C.I.-24、-25、26、28等が挙げられる。
【００４４】
更に、本発明に使用する水溶性インクに含有される顔料としては、亜鉛華、チタン白、酸化クロム、酸化鉄、アルミナホワイト、カドミウム黄、硫化亜鉛、ジンククロメート、黄鉛、硫酸バリウム、塩基性硫酸鉛、炭酸カルシウム、鉛白、群青、珪酸カルシウム、マンガン紫、コバルト紫、紺青、カーボンブラック等の無機顔料、マダレーキ、コチニールレーキ、ナフトールグリーンB、ナフトールグリーンY、ナフトールエローS、パーマネントレッド4R、ハンザエルー、ベンジジンエロー、リソールレッド、レーキレッドC、レーキレッドD、ブリリアントカーミン6B、ボルドー10B、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、スカイブルー、ローダミンレーキ、メチルバイオレットレーキ、キノリンエローレーキ、ピーコックブルーレーキ、チオインジゴマルーン、アリザリンレーキ、キナクリドンレッド、ベリレンレッド、アニリンブラック、ジオキサジンバイオレット、有機蛍光顔料、イソインドリノンエロー等の有機顔料、酸化コバルト、γ-酸化鉄、金属鉄粉、バリウムフェライト等のマグネタイト、フェライト等の磁性体や超常磁性体、その他プラスチックピグメントや金属光沢顔料等が挙げられる。また、上記の顔料に他の公知の染料を1種類以上混ぜて使用してもよい。
【００４５】
また、本発明に使用する水溶性インクに含有される顔料を商品名及びC.Iピグメント番号で例示すると以下の顔料が挙げられる。すなわち、黒顔料としては、例えば、ファーネスブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック等のカーボンブラック顔料が挙げられる。更に具体的な商品名としては、例えば、Raven7000、Raven5750、Raven5250、Raven5000、ULTRA II、Ra
ven3500、Raven2000、Raven1500、Raven1250、Raven1200、Raven1190、ULTRA II、Raven1170、Raven1255、Raven1080(以上コロンビア社製)、Regal400
R、Regal330R、Regal660R、Mogul L、Black Pearls L、Black Pearls 1300、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)、Color Black FW1、Color Black FW2、Color Black FW2V、Color Black 18、Color Black FW200、Color Black S150、Color Black S160、Color Black S170、Printex35、PrintexU、PrintexV、rintex140U、Printex140V、Special Black 6、Special Black 5、Special Black 4A、Special Black4(以上デグッサ社製)、No.25、No.33、No.40、No.47、No.52、No.900、No.2300、MCF-88、MA600、MA7、MA8、MA100(以上三菱化学社製)等が挙げられる。
【００４６】
また、シアン顔料としては、例えば、C.I.Pigment Blue-1、C.I.Pigment Blue-2、C.I.Pigmet Blue-3、C.I.Pigment Blue-15:3、C.I.Pigment Blue-15:34、C.I.Pigment Blue-16、C.I.Pigment Blue-22、C.I.Pigment Blue-60等が挙げられる。
【００４７】
マゼンタ顔料としては、例えば、C.I.Pigment Red 5、C.I.Pigment Red 7、C.I.Pigment Red 12、C.I.Pigment Red 48、C.I.Pigment Red 48:1、C.I.Pigment Red 57、C.I.Pigment Red 112、C.I.Pigment Red 122、C.I.Pigment Red 123、C.I.Pigment Red 146、C.I.Pigment Red 168、C.I.Pigment Red 184、C.I.Pigment Red 202等が挙げられる。
【００４８】
更にイエロー顔料としては、例えば、C.I.Pigment Yellow-1、C.I.Pigment Yellow-2、C.I.Pigment Yellow-3、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-93、C.I.Pigment Yellow-95、C.I.Pigment Yellow-97、C.I.Pigment Yellow-98、C.I.Pigment Yellow-114、C.I.Pigment Yellow-128、C.I.Pigment Yellow-129、C.I.Pigment Yellow-151、C.I.Pigment Yellow-154等が挙げられる。なお、上記の顔料を本発明のインクに含有させる場合、2種類以上を混合して使用してもよい。
【００４９】
また、本発明に使用する水溶性インクに含有される顔料に対して、水溶性インクに混入させる前に予め表面処理を行なってもよい。例えば、エタルール、プロパノール等のアルコール類による表面処理、界面活性剤処理、酸性基や塩基性基を置換する顔料誘導体処理、顔料表面を他物質で被覆する顔料被覆反応処理、縮合反応やグラフト反応により置換基を導入する表面化学反応処理、シラン系カップリング剤、チタネート系カップリング剤、ジルコネート系カップリング剤、アルミネート系カップリング剤等で表面処理をするカップリング反応処理、プラズマ反応処理、CVD処理等を行うことができる。
【００５０】
更に、先に述べたように、本発明に使用するインクに含有させる顔料としては、水に自己分散可能な顔料が好ましい。水に自己分散可能な顔料の合成方法は、特に限定されず、例えば、公知の顔料の表面に親水性官能基を導入して合成する公知の方法を使用してもよく、硝酸、過マンガン酸塩、重クロム酸塩、次亜塩素酸塩、過硫酸アンモニウム、過酸化水素、オゾン等の酸化剤による酸化処理、カップリング剤による処理、ポリマーグラフト化処理、プラズマ処理等で公知の顔料の表面に親水性官能基を導入して合成してもよい。
【００５１】
また、水に自己分散可能な顔料としては、市販の親水処理顔料を使用してもよい。本発明の水溶性インクに使用できる市販の水中に自己分散可能な親水処理顔料としては、例えば、MICROJET BLACK CW-1（オリエント化学工業(株)製）、CAB-O-JET200（キャボット社製）、CAB-O-JET300（キャボット社製）等が挙げられる。特に、以上説明した着色剤のなかで本発明に使用される水溶性インクに最も好ましいものは、耐水性、耐光性、安定性の観点から、自己分散可能な親水処理顔料、例えば、MICROJET BLACK CW-1(オリエント化学工業(株)製)、CAB-O-JET200、CAB-O-JET300(キャボット社製)等である。
【００５２】
更に、表面改質された顔料に含まれる水に対する可溶化基は、ノニオン性、カチオン性、アニオン性のいずれでもよいが、主にスルホン酸基、カルボン酸基、水酸基、リン酸基が好ましい。ここで、スルホン酸基、カルボン酸基、リン酸基の場合、そのまま遊離酸の状態でも用いることは可能だが、水溶性を高めるため、塩基性の化合物との塩の状態で使用することが好ましい。塩を形成する化合物としては、ナトリウム、カリウム、リチウム等のアルカリ金属類、モノメチルアミン、ジメチルアミン、トリエチルアミン等の脂肪族アミン類、モノメタノールアミン、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、ジイソプロパノールアミン等のアルコールアミン類、アンモニア等が使用できる。特に、ナトリウム、カリウム、リチウム等のアルカリ金属類の塩基性化合物が好ましく使用される。これは、アルカリ金属類の塩基性化合物が強電解質であり、酸性基の解離を促進する効果が大きいためと考えられる。また、顔料を必要に応じて洗浄、精製を行ってから使用してもよい。
【００５３】
また、顔料を分散し使用する場合の分散剤は、顔料粒子表面と結合する疎水部と−ＳＯ₃Ｈ基を有する親水部からなる親水性モノマー成分の単独重合体またはその塩、疎水性モノマー成分と−ＳＯ₃Ｈ基を有する親水性モノマー成分との共重合体またはその塩、疎水性モノマー成分の単独重合体または2種以上の疎水性モノマー成分の共重合体をスルフォン化による親水化処理をして得られた重合体またはその塩、疎水部とＨ₃ＰＯ₄基を有する親水部からなる親水性モノマー成分の単独重合体またはその塩、疎水性モノマー成分とＨ₃ＰＯ₄基を有する親水性モノマー成分との共重合体またはその塩、疎水部と−ＣＯＯＨ基を有する親水部からなる親水性モノマー成分の単独重合体またはその塩、疎水性モノマー成分と−ＣＯＯＨ基を有する親水性モノマー成分との共重合体またはその塩である。また、その他成分を必要に応じて共重合することもできる。更に、これらを複数併用することもできる。また、このような共重合体の構造は、ランダム、グラフト、ブロック等何れの構造であっても良い。更に、これらの塩はアルカリ金属、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等のアルコールアミン類、アンモニウムイオン、スルフォニウムイオン、オキソニウムイオン、スチボニウムイオン、スタンノニウム、ヨードニウム等のオニウム化合物を表すが、これらに限定されるものではない。また、上記の分散剤の他に、不飽和カルボン酸とアルコール類やグリコール類との縮合重合体(ポリエステル系縮合重合体)を疎水成分として親水性モノマー成分を付加重合し分散剤とすることもできる。更に、カルボン酸基変性ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース等を使用することもできる。
【００５４】
更に、顔料をインク中に分散させる際に使用する分散機は、特に限定されず、市販のものを使用してよい。例えば、コロイドミル、フロージェットミル、スラッシャーミル、ハイスピードディスパーザー、ボールミル、アトライター、サンドミル、サンドグラインダー、ウルトラファインミル、アイガーモーターミル、ダイノーミル、パールミル、アジテータミル、コボルミル、3本ロール、2本ロール、エクストリューダー、ニーダー、マイクロフルイダイザー、ラボラトリホモジナイザー、超音波ホモジナイザー等があり、これらを単独で用いても、組合わせて用いても良い。また、無機不純物の混入を防ぐため、ガラスビーズ（Ｓｉ混入）、ジルコニア（Ｚｒ混入）等の分散メディアを使用しない分散方法を用いる方が好ましく、マイクロフルイダイザーや超音波ホモジナイザー等の使用が適している。また、顔料の分散効果を高めるために、分散に使用する水溶液を脱気、脱泡することが好ましい。更に分散時のインクのｐＨは、分散性向上の観点から９以下が好ましい。
【００５５】
また、本発明に使用されるインクに含有される水溶性有機溶媒としては、インク固化を防止や粘度調整するものとして、多価アルコール類及びそのアルキルエーテル類等の誘導体類が使用できる。例えば、グリセリン、ジエチレングリコール、(2(2ブトキシエトキシ)エタノール)、ジエチレングリコールフェニルエーテル、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ブチレングリコール、トリエチレングリコール、チオジグリコール、ヘキシレングリコール、エチレングリコールメチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエーテル、ペンタンジオール、ヘキサントリオール、トリメチロールプロパン等である。これらを単独でもあるいは2種以上混合して用いてもよい。
【００５６】
更に、上記の化合物の他に、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、n-プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n-ブチルアルコール、ヘキシルアルコール、ベンジルアルコール等のアルコール類、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド類、アセトン、ジアセトンアルコール等のケトン、ケトアルコール類、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、ピロリドン、N-メチル-2-ピロリドン、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン等の高沸点含窒素溶媒、ジメチルスルフォキシド、ジエチルスルフォキシド、スルフォラン、チオジエタノール等の含硫黄溶媒、グルコース、マルトース、アミロース(デキストリン)、セルロース、アルギン酸ナトリウム等の糖類及びその誘導体、アラビアゴム等を使用することができる。
【００５７】
ここで、以上に挙げた水溶性有機溶媒のうち、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、グリセリン、チオジエタノール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコールから選択される少なくとも１種の溶媒は保湿性が高く最も好ましい。また、以上に挙げた水溶性有機溶媒は、単独あるいは2種以上混合して用いることができる。
【００５８】
そして、本発明に使用されるインクに含有される水溶性有機溶媒の含有量はインク全質量に対し、１〜５０質量％であることが好ましく、５〜４０質量％であることがより好ましい。水溶性有機溶媒の含有量が１質量％未満であると、十分な保湿効果が得られず、ヘッド目詰まりが生じてしまう傾向がある。一方、水溶性有機溶媒の含有量が５０質量％を超えるとインク粘度が上昇し、ノズルからの噴射を円滑に行なうことが困難となる傾向がある。
【００５９】
また、先に述べたように、本発明に使用されるインクに含有される水溶性インクには、ヘッドの濡れ性を向上させるために、公知の各種界面活性剤を含有させてもよい。このような界面活性剤としては、ノニオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、或いは両性界面活性剤の何れであってもよい。
【００６０】
例えば、ノニオン界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンドデシルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン/ポリオキシプロピレンブロック共重合体、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、脂肪酸アルキロールアミド、アセチレングリコール誘導体(サーフィノール)等が挙げられる。
【００６１】
また、アニオン界面活性剤としては、例えば、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、アルキルナフタリンスルホン酸塩のホルマリン縮合物、高級脂肪酸塩、高級脂肪酸エステルの硫酸エステル塩、高級脂肪酸エステルのスルホン酸塩、高級アルコールエーテルの硫酸エステル塩及びスルホン酸塩、高級アルキルスルホンアミドのアルキルカルボン酸塩、スルホコハク酸塩、そのエステル塩、アルキル亜リン酸塩、アルキルリン酸塩、アルキルフォスフォン酸塩及びエステル、高級アルコールリン酸エステル塩等が挙げられる。
【００６２】
更に、カチオン界面活性剤としては、例えば、第一、第二、第三級のアミン塩、第四級アンモニウム塩等が挙げらる。また、両性界面活性剤としては、ベタイン、スルホベタイン、サルフェートベタイン等が挙げられる。その他、ポリシロキサンポリオキシエチレン付加物等のシリコーン系界面活性剤、パーフルオロアルキルカルボン酸、パーフルオロアルキルスルフォン酸、オキシエチレンパーフルオロアルキルエーテル等のフッ素系界面活性剤、天然もしくはバイオサーファクタント類のレシチン、スピクリスポール酸、ラムノリピド、サポニン、コール酸塩等が挙げられる。
【００６３】
また、先に述べたように、本発明に使用する水溶性インクには、添加剤として水溶性高分子、ｐＨ調整剤、ハイドロトロピー剤、キレート化剤、包接化合物、酸化剤、酸化防止剤、還元剤、酵素、殺菌剤、消泡剤、研磨剤等を必要に応じて添加してもよい。
【００６４】
ここで、水性高分子とは、水性ポリマーコロイド(ポリマーエマルション)及び水溶性のポリマーのことである。ポリマーコロイドとしては、例えば、アクリル系樹脂エマルション、酢酸ビニル系樹脂エマルション、ウレタン系樹脂エマルション、アクリル-スチレン系樹脂エマルション、ブタジエン系樹脂エマルション、スチレン系樹脂エマルション、ポリエステル系樹脂エマルション、シリコン系樹脂エマルション、フッ素系樹脂エマルション、アクリルシリコン系樹脂エマルション等である。
【００６５】
水溶性のポリマーとしては、顔料粒子表面と結合する疎水部と−ＳＯ₃Ｈ基を有する親水部からなる親水性モノマー成分の単独重合体またはその塩、疎水性モノマー成分と−ＳＯ₃Ｈ基を有する親水性モノマー成分との共重合体またはその塩、疎水性モノマー成分の単独重合体または2種以上の疎水性モノマー成分の共重合体をスルフォン化による親水化処理をして得られた重合体またはその塩、疎水部とＨ₃ＰＯ₄基を有する親水部からなる親水性モノマー成分の単独重合体またはその塩、疎水性モノマー成分とＨ₃ＰＯ₄基を有する親水性モノマー成分との共重合体またはその塩、疎水部と−ＣＯＯＨ基を有する親水部からなる親水性モノマー成分の単独重合体またはその塩、疎水性モノマー成分と−ＣＯＯＨ基を有する親水性モノマー成分との共重合体またはその塩等が挙げられる。また、その他成分を必要に応じて共重合することもできる。更には、これらを複数併用することもできる。そして、これらの共重合体はランダム、グラフト、ブロック等何れの構造であっても良い。また、これらの塩を形成する化合物は、特に限定されないが、例えば、アルカリ金属、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等のアルコールアミン類、アンモニウムイオン、スルフォニウムイオン、オキソニウムイオン、スチボニウムイオン、スタンノニウム、ヨードニウム等のオニウム化合物が挙げられる。
【００６６】
水溶性のポリマーとしては、上記の他に、不飽和カルボン酸とアルコール類やグリコール類との縮合重合体(ポリエステル系縮合重合体)を疎水成分として親水性モノマー成分を付加重合した水溶性ポリマーも使用することができる。更に、カルボン酸基変性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を使用することもできる。
【００６７】
本発明に使用する水溶性インクに添加するｐＨ調整剤は特に限定されるものではないが、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、硫酸ナトリウム、酢酸塩、乳酸塩、安息香酸塩、トリエタノールアミン、アンモニア、2-アミノ-2-メチル-1-プロパノール(AMP)、リン酸アンモニウム、リン酸ナトリウム、リン酸リチウム等の塩基や、酢酸、塩酸、硝酸、硫酸、リン酸、プロピオン酸、P-トルエンスルフォン酸等の有機酸または無機酸、その他一般のｐＨバッファ類、グッドバッファ類がが挙げられる。
【００６８】
本発明に使用する水溶性インクに添加するハイドロトロピー剤としては、酪酸ナトリウム、サリチル酸ナトリウム等のカルボン酸塩、トルエンスルホン酸ナトリウム等の芳香族スルホン酸塩、エチルアルコール等の低級アルコール、尿素、アセトアミド等が挙げられる。
【００６９】
本発明に使用する水溶性インクに添加するキレート化剤としては、エチレンジアミンテトラ酢酸(EDTA)、イミノ二酢酸(IDA)、エチレンジアミン-ジ(o-ヒドロキシフェニル酢酸)(EDDHA)、ニトリロ三酢酸(NTA)、ジヒドロキシエチルグリシン(DHEG)、trans-1,2-シクロヘキサンジアミン四酢酸(CyDTA)、ジエチレントリアミン-N,N,N',N'',N'',-五酢酸(DTPA)、グリコールエーテルジアミン-N,N,N',N'-四酢酸(GEDTA)等が挙げられる。また、本発明に使用する水溶性インクに添加する包接化合物としては、チオ尿素、デスオキシコール酸、ビス-(N,N'-テトラメチレンベンジジン)、シクロファン等が挙げられる。
【００７０】
また、本発明において使用する水溶性インクに含まれる無機不純物の濃度は、ノズルの目詰まりの発生を防止する観点から、５００ｐｐｍ以下であることが好ましく、３００ｐｐｍ以下であることがより好ましい。ただし、無機不純物として水溶性インクにカルシウム、鉄、ケイ素、及びマグネシウムの何れかが含まれる場合には、これらが特に目詰まりの発生を誘発する傾向が大きいいため、それぞれの濃度は３０ｐｐｍ以下であることが好ましく、１０ｐｐｍ以下であることがより好ましく、５ｐｐｍ以下であることが更に好ましい。なお、本発明においては、これらの無機不純物の濃度は、高周波誘導結合プラズマ発光分析法により測定した値を使用するものである。また、これら無機不純物の除去は、例えば、水洗浄や、逆浸透膜、限外ろ過膜、イオン交換法等の方法、活性炭、ゼオライト等による吸着の方法を単独または組み合わせて行うことが可能である。
【００７１】
【実施例】
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明の水溶性インク及びそれを用いたインクジェット記録方法の内容をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。
【００７２】
先ず、以下に示す２種の顔料分散体の調製方法とインク作製方法とを組み合わせ、表１及び表２に示す組成と物性を有する水溶性インク１〜水溶性インク８を調製した。
［顔料分散体1の調製］
水に自己分散可能な顔料であるCAB-O-JET300(CABOT社製，固形分15.2%)をイオン交換水中に混入し、遠心分離処理（8000rpm，30分）を施して顔料を分散させた後、イオン交換水で更に希釈して固形分10%の顔料分散体１を得た。
［顔料分散体2の作製］
顔料の分散剤として水溶性高分子（スチレン/メタクリル酸共重合体Na塩，モノマー比；50/50，重量平均分子量；7000）を使用し、この水溶性高分子45重量部(固形分10%水溶液)とイオン交換水210重量部とを混合攪拌しながら、水に自己分散可能な顔料であるカーボンブラックBPL(CABOT社製)45重量部を加えて30分間攪拌した。その後、マイクロフルイダイザーを使用して、６８．９５ＭＰａ／３０ｐａｔｈのもとで顔料を十分に液中に分散させた。その後、この分散液に１ｍｏｌ／ＬのNaOH水溶液を滴下してそのｐＨを９に調整した。更に、遠心分離装置で遠心分離処理(8000rpm，15分)を施した後、メンブランフィルター（2μm）を通過させ、得られた分散液をイオン交換水で希釈することにより、固形分10%の顔料分散体２を得た。
【００７３】
［インクの調製方法］
イオン交換水３０重量部に対して表2に示すインク組成物を添加し３０分間攪拌した。得られた液体に上記の顔料分散体１又は顔料分散体２の何れかを添加し、更に全量が１００重量部になるようにイオン交換水を加えた。その後、超音波ホモジナイザーを用いて、300W、400μAの出力条件の下で15分間分散処理を行い、分散液中の顔料粒子の粒度をその粒径が体積平均で２０〜８０ｎｍ（入力粘度はインク粘度を使用）となるように調整した。更に、メンブランフィルター（2μm）を通過させ、表１及び表２に示す組成と物性を有する水溶性インク１〜水溶性インク８を得た。ただし、表１及び表２中、DEGはジエチレングリコール、IPAはイソプロピルアルコール、Ureaは尿素、SFNはサーフィノール、Glyはグリセリン、TDEはチオジエタノール、PPGはポリプロピレングリコール、PGはプロピレングリコール、BCBTはブチルカルビトールを示す。
また、表１及び表２に示す水溶性インク１〜水溶性インク８の物性の測定は、以下のようにして行なった。すなわち、各水溶性インクの表面張力は、ウイルヘルミー型表面張力計を用い、23℃、５５％ＲＨの測定条件の下で行なった。また、各水溶性インクの粘度は、測定装置としてレオマット115（Contraves製）を用い、被測定インクを測定容器に入れて装置に装着し、所定の方法にて23℃、せん断速度；1400s^-1の測定条件の下で行った。更に、各水溶性インクの接触角は、測定装置としてFIBRO 1100DAT MK II(FIBRO system社製)を、普通紙として
FX-L紙(富士ゼロックス社製)を用い、23℃、５５％ＲＨの測定条件の下で各水溶性インクを4.0μＬを普通紙にセットし、測定開始から1000秒までの動的接触角の経時変化を測定した時における1秒後の接触角の値を測定した。
【００７４】
【表１】
【００７５】
【表２】
【００７６】
［印字テスト］
次に、２３℃、５５ＲＨの環境のもとで、先に調製した水溶性インク１〜水溶性インク８の何れかと、表３に示す印字条件の異なる６種の試作インクジェットプリンタ（プリンタ１〜プリンタ６）の何れかとを組み合わせて使用し、本発明のインクジェット記録方法に対応する実施例１〜実施例６の記録方法と、これらに対する比較例１〜比較例９の記録方法とによる印字テストを行った。印字条件としては、紙面の単位面積当りの印字インク量Ｘ［μＬ／ｉｎ²］、印字解像度Ｙ［ｄｐｉ］、紙面に噴射される1ドロップ当たりのインク量（１０⁶×Ｘ／Ｙ²の値）［ｐＬ］を変化させた。これらを表３に示す。ここで、印字パターンとしてはソリッドパッチ(３ｃｍ四方)及び1ドットラインを印字した。また、普通紙としてFX-L紙(富士ゼロックス社製）を使用した。
【００７７】
なお、表３中、プリンタ２及びプリンタ３は高速印字モードとしてドットを間引いて印字する間引き高速印字モードを備えており、インク量を減らして印字することができるようにされている。また、プリンタ２は高画質印字モードとしてドットを重ねて印字することもでき、インク量を増やして印字することができるようにもされている。
【００７８】
【００７９】
（実施例１〜実施例３、及び、比較例１〜比較例５）
水溶性インク１に対して、プリンタ１〜プリンタ４を表４に示すように組み合わせて使用し、上記の印字テストを行い、以下に説明する評価試験を行なった。その結果を表４に示す。
【００８０】
（実施例４〜実施例６、及び、比較例６〜比較例９）
プリンタ２に対して、水溶性インク２〜水溶性インク８を表5に示すように組み合わせて使用し、Ｘの値が７μＬとなる条件のもとにおいて、通常印字モードによる印字テストを行い、以下に説明する評価試験を行なった。その結果を表５に示す。
【００８１】
［画像品質評価試験１−光学濃度の測定］
表４又は表5に示す実施例１〜実施例６、及び、比較例１〜比較例９のインクジェット記録方法により印字された画像について、その画像品質を評価するためにその画像の光学濃度を測定した。画像の光学濃度の測定は、印字してから２４時間経過後のソリッドパッチ部を、エックスライト404(エックスライト社製)を用いてを測定した。そして、各インクジェット記録方法毎に得られた光学濃度の測定値を使用し、1；光学濃度が1.35以上、２；光学濃度が1.2以上1.35未満、3；光学濃度が1.2未満、とした評価基準のもとで各インクジェット記録方法を評価した。その結果を表４又は表5に示す。
【００８２】
［画像品質評価試験２−印字滲みの目視による官能評価］
表４又は表5に示す実施例１〜実施例６、及び、比較例１〜比較例９のインクジェット記録方法により印字された画像について、その画像品質を評価するために１ドットライン部における印字滲みの度合いを目視により評価した。このときの評価基準は、1；滲みなし、2；わずかに滲みが認められる、3；滲みが認められる、4：多くの部分でヒゲ状の滲みが認められる、とした。その結果を表４又は表5に示す。
【００８３】
［画像品質評価試験２−画像の荒れの目視による官能評価］
表４又は表5に示す実施例１〜実施例６、及び、比較例１〜比較例９のインクジェット記録方法により印字された画像について、その画像品質を評価するために画像の荒れの度合いを目視により評価した。なお、ここでいう「画像の荒れ」とは形成ドット間に用紙白色部が目立つことによる画像細密性を官能的な荒れとした点で上記の印字滲みと異なる。このときの評価基準は、1；画質に荒れが全くない、2；画質にやや荒れがある、3；画質に荒れが目立つ、とした。その結果を表４又は表5に示す。
【００８４】
［印字速度評価試験−インクの乾燥時間の測定］
表４又は表5に示す実施例１〜実施例６、及び、比較例１〜比較例９のインクジェット記録方法により印字された画像について、その印字速度を評価するために各記録方法に使用したインクの乾燥時間を測定した。インクの乾燥時間は、印字直後から画像部に用紙を押付けて転写を行い、用紙へのインクの転写が認められなくなるまでの時間［ｓ］を計測した。なお、インクの乾燥時間の測定部としてはソリッドパッチ部を用いた。そして、各インクジェット記録方法毎に得られたインクの乾燥時間の測定値を使用し、1；乾燥時間が５ｓ以下であり十分な印字速度を得ることが可能である、2；乾燥時間が５ｓ以上であり十分な印字速度を得ることが不可能である、とした評価基準のもとで各インクジェット記録方法を評価した。その結果を表４又は表5に示す。
【００８５】
【表４】
【００８６】
【表５】
【００８７】
表１に示した結果から明らかな通り、実施例１〜実施例６の本発明のインクジェット記録方法は、印字したときのインクの乾燥速度が十分に高く十分な印字速度が得られ、然も、優れた画像品質も得られることが確認された。
【００８８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明のインクジェット記録方法によれば、低浸透性インクを使用して紙等の記録媒体面に印字される画像の光学濃度を十分に保ちつつ記録媒体面に着弾した低浸透性インクの乾燥速度を大きくすることが可能となり、同時に記録媒体面の面方向への低浸透性インクの不規則な浸透を抑制して滲みが少なくかつ先鋭性の高い画質を得ることが可能となる。従って、本発明によれば、高い印字速度及び高い画像品質を有するインクジェット記録方法を提供することができる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an ink jet recording method.
[0002]
[Prior art]
A so-called inkjet printer that discharges liquid or molten solid ink from nozzles, slits, porous films, etc., and records on paper, cloth, film, etc. has various advantages such as small size, low cost, quietness, etc. Three colors or four colors can be printed at a time, and full colors can be easily printed, which is widely used for personal use.
[0003]
However, the inkjet printer has not yet expanded its market because it requires printing speed and image quality equivalent to those of a small laser printer for office use. Therefore, various ink jet recording methods have been studied from the viewpoint of increasing the printing speed of an ink jet printer and improving the image quality.
[0004]
For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-228898, a highly permeable ink is used and printing is performed by reducing the volume of ink per drop to prevent bleeding of the highly permeable ink when printing. Ink jet recording methods have been proposed which are intended to increase speed and improve image resolution.
[0005]
In Japanese Patent Laid-Open No. 6-13310, low penetrability ink is used as black ink, and high penetrability ink is used as color ink, and black ink is printed at the fine line portion of the printed text. The sharpness is ensured, the color ink is printed first in the solid part of the text, and then the black ink is superimposed on the color ink to increase the penetrability of the black ink, increasing the printing speed and image. An ink jet recording method for improving quality has been proposed.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the ink jet recording method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-228898, a high penetrating ink is used and the volume of ink per drop is further reduced, so that the ink drying speed can be increased. However, since the degree of blurring of printing is reduced, it can be expected to increase the printing speed and improve the image quality in these respects, but on the other hand, the optical density becomes insufficient and the sharpness of the printed text is also low. Insufficient image quality could not be obtained. However, on the other hand, the optical density is insufficient, the sharpness of the printed text is insufficient, and sufficient image quality cannot be obtained. Further, in the ink jet recording method described in Japanese Patent Laid-Open No. 6-13310, the printing operation is required twice, so there is a limit to increasing the printing speed. That is, there has never been an ink jet recording method that has both a printing speed and image quality equivalent to those of a laser printer.
[0007]
The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object thereof is to provide an ink jet recording method having a high printing speed and a high image quality.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive research to achieve the above object, the present inventors have found that, in the conventional inkjet recording method, a gap between dots printed on a recording medium surface such as paper is formed in order to obtain a good image quality. Studies have been made from the viewpoint that it is effective to eliminate as much as possible. Therefore, the amount of printing ink per unit area (per 1 inch square) on the surface of a recording medium such as paper is about 10 μL / in.²I found out that it was necessary to do this. In the conventional inkjet recording method, in order to obtain a high printing speed, the printing ink amount X per unit area of the recording medium surface such as paper is set to 8 μL / in.²If the following is used, the ink amount is insufficient, and the dots printed on the surface of the recording medium are formed in a so-called thinned-out state and unevenly arranged, resulting in non-uniform gaps in size between the dots. It was found that the image density became worse as the optical density of the dots decreased.
[0009]
In contrast, the present inventors, when printing on the entire surface of a recording medium such as paper, use 8 μL of a very small amount of ink used for printing per unit area (per 1 inch square) of the recording medium surface. / In²In the following, it is difficult to obtain a sufficient optical density for printing, and although it is recognized by those skilled in the art that the gap between printed dots becomes large and the image quality becomes rough, the low permeability ink is used. The amount of ink used per unit area of the recording medium surface is 5-8 μL / in²Even if a gap is generated between dots printed on the surface of the recording medium by printing under a specific printing resolution condition, a high printing speed can be achieved by forming the gap uniformly. The present inventors have found that high image quality can be obtained simultaneously.
[0010]
  That is, the inkjet recording method of the present invention includes a colorant, a water-soluble organic solvent, and water, has a surface tension at 23 ° C. of 40 to 70 mN / m, and a viscosity of 1.5 to 5 mPa · s. An ink jet recording method in which water-soluble ink is jetted onto a recording medium surface for printing, and when printing on the entire surface of the recording medium, the printing ink amount X [μL / in per unit area of the recording medium surface²] And the printing resolution Y [dot / in] are given by the following formula (1):, (2) and (3)The printing is performed so as to satisfy the above condition.
5 ≦ X ≦ 8 (1)
800 ≦ Y ≦ 2400 (2)
0.9 ≦ (10 ⁶ × X / Y ² ) ≦ 12.5 (3)
  Here, in the present invention, the print resolution Y indicates the resolution of dots actually formed on the surface of a recording medium such as paper. Therefore, the printing resolution Y in the present invention is different from the nozzle resolution as the nozzle configuration array arranged in the head. For example, when a head having a nozzle resolution of 600 dots / in (hereinafter, the unit [dot / in] of the printing resolution Y is described as [dpi]) is used and Y is changed to 1200 dpi by changing the printing resolution. And the Y value when the nozzle resolution is normally printed at 1200 dpi are treated as 1200 dpi. In the present invention, a dot indicates one image having a diameter of about 15 to 50 μm formed on the surface of the recording medium when a drop of ink lands on the surface of the recording medium such as paper. Further, in the present invention, the ink drop means an independent ink drop.Further, (10 in the expression (3) ⁶ × X / Y ² ) Is a unit area (1 inch) on the surface of a recording medium such as paper. ² ) For each dot printed per hit, the ink amount [pL] required to form that dot is shown. That is, (10 ⁶ × X / Y ² ) Is jetted onto the surface of the recording medium 1 The ink amount per drop [pL] is shown.
[0011]
In the present invention, the low permeability water-soluble ink having the above-described physical properties is used. Further, when printing on the entire surface of a recording medium such as paper, the ink amount X per unit area of the recording medium surface is reduced within the above range, thereby increasing the drying speed of the ink landed on the recording medium surface. Thus, a low drying ink can provide a large drying speed that is the same as that of a highly permeable ink, and a high printing speed can be obtained. In addition, by using low penetrability ink, it is possible to suppress irregular permeation of ink landed on the surface of the recording medium in the surface direction of the recording medium surface, so-called high quality with high sharpness without bleeding. Image quality can be obtained. Further, generally, if there is a gap between dots printed on the surface of a recording medium such as paper, the optical density is lowered. However, in the present invention, the water-soluble ink used is the above-described low-permeability ink having the above physical properties. The optical density of dots on the recording medium surface can be kept high.
[0012]
  In the present invention, the printing resolution Y is controlled to a high range of 800 dpi or more as described above, and even if there are gaps between dots printed on the surface of a recording medium such as paper, the size of those gaps is set. It can be sufficiently subdivided while maintaining a uniform and appropriate size. As a result, it is possible to achieve an optical density higher than that when highly penetrating ink is printed without a gap. Therefore, in the ink jet recording method of the present invention, even if the amount of ink is reduced as described above, gaps of non-uniform sizes appearing between the printed dots appear, the image quality becomes rough, and the optical density decreases. Occurrence can be prevented, good image quality can be obtained, and sufficient optical density can be obtained.Further, while maintaining the number of dots on the recording medium surface, that is, the printing resolution Y at a predetermined value within the above-described range, the amount of printing ink X per unit area of the recording medium surface is in a range lower than the above-described conventional amount. And then sprayed onto the surface of the recording medium. 1 Drop ink amount (10 ⁶ × X / Y ² ) Within the above range, dots can be printed uniformly on the surface of the recording medium, and the gaps between the dots can be formed more uniformly, resulting in better image quality and printing. The optical density of dots can be further improved.
[0013]
Further, according to the ink jet recording method of the present invention, the amount of penetrating agent such as a surfactant added to the ink to reduce the drying time of the ink that has landed on the surface of the recording medium such as paper has been conventionally reduced. Therefore, it is possible to improve the reliability of ink storage stability, improve the degree of freedom in ink design, and reduce the cost.
[0014]
Here, the printing ink amount X per unit area of the recording medium surface is 5 μL / in.²If it is less than the range, a decrease in optical density and a decrease in image quality occur. On the other hand, the printing ink amount X per unit area of the recording medium surface is 8 μL / in.²If it exceeds 1, the drying speed of ink landed on the surface of the recording medium will be significantly reduced. From the same viewpoint as described above, in the present invention, the printing ink amount X per unit area of the recording medium surface is 5 to 7 μL / in.²More preferably, 5 to 6 μL / in²More preferably.
[0015]
In the present invention, when the printing resolution Y is less than 800 dpi, the printing ink amount X per unit area is set to 5 to 8 μL / in.²Under the conditions of the present invention, the gap between dots printed on the recording medium surface is conspicuous, and the image quality is extremely deteriorated. On the other hand, when the printing resolution Y exceeds 2400 dpi, the printing ink amount X per unit area is set to 5 to 8 μL / in.²Under the conditions of the present invention, the amount of ink per drop is extremely reduced, making it difficult to eject ink from the head stably and smoothly. From the same viewpoint as described above, in the present invention, the printing resolution Y is more preferably 1200 to 2400 dpi, and further preferably 1600 to 2400 dpi.
[0016]
Further, as described above, the ink jet recording method of the present invention is different from the conventional high speed printing method using the thinning printing method. In other words, the so-called thinning-out printing method is used for preliminary printing before formal printing, or for the purpose of ignoring the quality of images and increasing the printing speed. In this method, the number of dots on the recording medium surface is decreased from a predetermined value when formal printing is performed, whereby the amount of printing ink is decreased and the ink drying speed is increased. In this method, the number of dots corresponding to the amount of ink decrease is reduced by “thinning” from the surface of the recording medium, so that a large white gap is generated between the dots and the image quality is formally printed. There is a feature that becomes rougher than the case. On the other hand, the inkjet recording method of the present invention sets the printing ink amount X per unit area of the recording medium surface while maintaining the number of dots on the recording medium surface, that is, the printing resolution, at a predetermined value within the above-described range. The amount of ink is reduced to a lower range than the conventional one described above, and the amount of ink per drop can be reduced, so that high quality and high optical density printing can be realized without deteriorating the image quality. .
[0019]
  In the inkjet recording method of the present invention,The recording medium is plain paper,The contact angle of water-soluble ink with respect to plain paper after 1 second is preferably 70 to 110 °. By adjusting the contact angle of water-soluble ink with respect to plain paper after 1 second within such a range, irregular penetration can be suppressed and bleeding can be reduced.
[0020]
Further, if the contact angle of water-soluble ink with respect to plain paper after 1 second is less than 70 °, the amount of ink that has landed on the surface of the recording medium permeates in the surface direction of the surface of the recording medium increases, resulting in irregular bleeding. This increases the tendency to deteriorate the image quality. On the other hand, when the contact angle exceeds 110 °, the spread of the ink drop upon landing is extremely reduced, so that the gap between dots becomes conspicuous and the image quality is lowered.
[0021]
Here, in the present invention, the “contact angle with respect to plain paper” of the water-soluble ink is used for quantifying and expressing the permeability of the water-soluble ink. Xerox Co., Ltd.) was used, and 4.0 μL of water-soluble ink was set on the plain paper under the conditions of 23 ° C. and 55% RH, and the time-dependent change in dynamic contact angle from the start of measurement to 1000 seconds was measured. It shows the measured value of the contact angle after 1 second. And for the measurement of this contact angle, FIBRO 1100 DAT MK II (manufactured by FIBRO system) is used. In general, water-soluble ink having a small contact angle with plain paper has high permeability to paper, and water-soluble ink having a large contact angle with plain paper has low permeability to paper.
[0022]
Furthermore, in the ink jet recording method of the present invention, the colorant is preferably a pigment that can be self-dispersed in water. Pigments that can be self-dispersed in water as a colorant are similar to dyes that have the advantages of pigments, such as sharp images, good water and light resistance, good dispersion stability, and no need for a dispersion process. Have the advantages. That is, a pigment that can be self-dispersed in water has the characteristics of combining the advantages of a dye and a pigment.
[0023]
Here, in the present invention, “a pigment that is self-dispersible in water” satisfies the condition based on the concentration of the pigment measured in accordance with the procedure described below, and is functionally soluble in water on the pigment surface. It refers to a pigment that has a group and can be stably dispersed in water without using a polymer dispersant. That is, first, a pigment is added to water so that water is 95% by mass and the pigment is 5% by mass, the pigment is dispersed in water using an ultrasonic homogenizer, and left in a glass bottle for 24 hours. Next, a supernatant liquid having an amount of one third of the total volume is collected from the obtained pigment dispersion. Then, the pigment concentration in the supernatant of the dispersion is measured, and when the pigment concentration is 98% or more with respect to the pigment concentration in the dispersion immediately after dispersion, the pigment is made a self-dispersible pigment in water. .
[0024]
In the inkjet recording method of the present invention, when the colorant is a pigment that is self-dispersible in water, the self-dispersible pigment is preferably a carbon black that has been subjected to a hydrophilic treatment. By using the carbon black subjected to the hydrophilic treatment, the sharpness of the print printed on the recording medium surface can be further improved. The hydrophilization treatment applied to carbon black is to introduce a hydrophilic functional group on the surface of the pigment.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the ink jet recording method of the present invention will be described in detail.
[0026]
The ink jet recording method of this embodiment includes a colorant, a water-soluble organic solvent, and water, has a surface tension at 23 ° C. of 40 to 70 mN / m, and a viscosity of 1.5 to 5 mPa · s. When using a certain water-soluble ink and printing on the entire surface of the recording medium, the amount of printing ink per unit area of the recording medium surface X μL / in²And the printing resolution Ydpi is printed so as to satisfy the conditions of the expressions (1) and (2) described above or the conditions of the expressions (1) to (3) at the same time. Thereby, the ink jet recording method of this embodiment can obtain a high printing speed and high image quality as described above.
[0027]
Here, in the ink jet recording method of the present invention, the printing method is not particularly limited. For example, a so-called charge control method in which ink is ejected by using electrostatic attraction, and vibration pressure of a piezoelectric element is used. Examples include a so-called pressure pulse method for ejecting ink and a so-called thermal ink jet method for forming ink droplets by using pressure generated by forming and growing bubbles by heating ink. In particular, it is preferable to use a thermal ink jet method from the viewpoint of providing a full-color image in a small size and at a low cost. Note that the printing method in the ink jet recording method of the present invention may be a method in which printing is performed in advance on an intermediate drum, a belt or the like, and an ink image is prepared on the intermediate and then transferred and recorded on a recording medium such as paper.
[0028]
In the inkjet recording method of the present embodiment, when printing on the entire surface, printing is preferably performed once per pixel. Although it is possible to perform printing in two or more times, it is not preferable because the drying property and the printing speed are doubled, and the suitability for high-speed printing tends to be lowered. Furthermore, the ink jet recording method of the present invention may include a heat treatment step in which the recording paper and the water-soluble ink are heated to 50 ° C. to 200 ° C. during printing or before and after printing to promote print fixing.
[0029]
Further, plain paper (FX-L) is the most preferable recording medium for the inkjet recording method of the present invention, but it is difficult to form report paper, copy paper, bond paper, high-quality paper, and clear images. Recycled paper, glossy paper, special paper, cloth, film, OHP, etc., can also be used.
[0030]
Furthermore, the composition of the water-soluble ink used in the present invention is not particularly limited as long as it contains a colorant, a water-soluble organic solvent, and water and has the above-described physical properties. For example, the water-soluble ink used in the present invention includes a surfactant, a water-soluble polymer, a pH adjuster, a hydrotropic agent, a chelating agent, an inclusion compound, an oxidizing agent, an antioxidant, a reducing agent as necessary. Agents, enzymes, bactericides, antifoaming agents, abrasives, and other additives may be added. The water contained in the water-soluble ink used in the present invention is preferably ion-exchanged water, ultrapure water, distilled water or ultrafiltered water in order to prevent impurities from being mixed.
[0031]
Further, the surface tension of the water-soluble ink used in the present invention is adjusted in the range of 40 to 70 mN / m. This improves the image quality. The surface tension value of the water-soluble ink used in the present invention is a value measured using a Wilhelmy type surface tension meter under measurement conditions of 23 ° C. and 55% RH. Here, when the surface tension of the water-soluble ink is less than 40 mN / m, bleeding tends to occur when printing on plain paper, and a high-resolution image cannot be obtained. On the other hand, when the surface tension exceeds 70 mN / m, the permeation speed with respect to the paper becomes small, and the drying time of the image printed on the recording medium surface such as paper becomes long. However, since the water-soluble ink of the present invention contains water as a main component, the surface tension does not exceed the surface tension of water, and therefore is substantially 70 mN / m or less. From the same viewpoint as described above, the surface tension of the water-soluble ink used in the present invention is more preferably 43 to 65 mN / m.
[0032]
Furthermore, when the water-soluble ink used in the present invention contains carbon black subjected to hydrophilic treatment as a pigment that can be self-dispersed in water, the surface tension of the water-soluble ink should be in the range of 43 to 65 mN / m. Is preferred. By doing so, it is possible to more effectively prevent bleeding of the printed image and to obtain a high-resolution image more easily.
[0033]
Further, the viscosity of the water-soluble ink used in the present invention is adjusted to a range of 1.5 to 5.0 mPa · s, and preferably adjusted to a range of 1.5 to 3.5 mPa · s. Thereby, the ejection stability of ink from the nozzle can be improved. Here, when the viscosity of the water-soluble ink is less than 1.5 mPa · s, the storage stability of the ink is lowered. On the other hand, when the viscosity exceeds 5.0 mPa · s, it becomes difficult for the ink to be smoothly ejected from the ejection nozzle, causing a problem that the ejection nozzle is clogged.
[0034]
Furthermore, when the water-soluble ink used in the present invention contains carbon black subjected to a hydrophilic treatment as a self-dispersible pigment, the viscosity is set to 1 from the viewpoint of preventing the discharge nozzle from being clogged with the ink. It is preferable to adjust in the range of 7 to 3.5 mPa · s. In the present invention, the method for adjusting the viscosity of the water-soluble ink to be used is not particularly limited. For example, by changing the type and addition amount of the water-soluble organic solvent, the type of water-soluble polymer, the molecular weight, the addition amount, and the like. You may go.
[0035]
Here, the viscosity of the water-soluble ink used in the present invention is a value measured using Rheomatt 115 (manufactured by Contraves) as a measuring device. In the viscosity measurement, the ink to be measured is put in a measurement container, and this measurement container is mounted in the apparatus by a predetermined method. The measurement temperature is 23 ° C. and the shear rate is 1400 s.^-1The measurement conditions were as follows.
[0036]
The conductivity of the water-soluble ink used in the present invention is preferably 0.001 to 1.0 S / m, and more preferably 0.005 to 0.5 S / m. Here, in the present invention, the conductivity of the water-soluble ink indicates a value at 23 ° C. measured using a conductivity meter AOL-40-3302 (manufactured by DKK) as a measuring device. If the conductivity of the water-soluble ink is less than 0.001 S / m, when the printing is stopped and the ink is left for a long period of time, the discharge performance of the ink to the discharge nozzle is lowered, and the initial discharge performance is still low. The tendency to become difficult to recover increases. On the other hand, if the electrical conductivity exceeds 1.0 S / m, the tendency for the storage stability of the ink to decrease significantly increases.
[0037]
In particular, when the water-soluble ink used in the present invention contains carbon black subjected to hydrophilic treatment as a pigment that can be self-dispersed in water, the occurrence of clogging of the discharge nozzle due to the ink after being left for a long time is prevented. From the viewpoint, the conductivity of the ink is preferably 0.005 to 0.3 S / m.
[0038]
Moreover, the pH of the water-soluble ink used in the present invention is preferably 6 to 11, and more preferably 7.5 to 9. When the pH is less than 6, the ink tends to be easily clogged with the discharge nozzle. On the other hand, when the pH exceeds 11, the tendency of the head constituent member to corrode or dissolve due to ink increases. In the present invention, adjustment of the pH of the water-soluble ink to be used is not particularly limited. For example, various acids and salts, pH adjusters, and buffers can be added. Here, the pH of the water-soluble ink in the present invention is a value measured under a temperature condition of 23 ° C. using a glass pH electrode.
[0039]
In particular, when the water-soluble ink used in the present invention contains carbon black subjected to a hydrophilic treatment as a pigment that can be self-dispersed in water, the pH of the ink is prevented from the viewpoint of preventing the discharge nozzle from being clogged with the ink. Is preferably adjusted to a range of 6 to 9.5.
[0040]
The colorant contained in the water-soluble ink used in the present invention is not particularly limited, and both dyes and pigments can be used, and if necessary, both may be mixed and used. Of the dyes and pigments, pigments are preferred from the viewpoints of excellent image sharpness of printed images and easy obtaining of good image quality.
[0041]
In addition, the content of the colorant contained in the water-soluble ink is preferably 0.5 to 20% by mass, and more preferably 2 to 10% by mass with respect to the total mass of the ink. When the content of the colorant contained in the water-soluble ink exceeds 10% by mass, the tendency that clogging is likely to occur at the nozzle tip increases. On the other hand, when the content of the colorant is less than 0.5% by mass, it tends to be difficult to obtain an effective optical density.
[0042]
Examples of water-soluble dyes contained in the water-soluble ink used in the present invention include CI direct black-2, -4, -9, -11, -17, -19, -22, -32, -80, -151, -154, -168, -171, -194; CI Direct Blue-1, -2, -6, -8, -22, -34, -70, -71, -76, -78, -86 , -112, -142, -165, -199, -200, -201, -202, -203, -207, -218, -236, -287; CI Direct Red-1, -2, -4,- 8, -9, -11, -13, -15, -20, -28, -31, -33, -37, -39, -51, -59, -62, -63, -73, -75, -80, -81, -83, -87, -90, -94, -95, -99, -101, -110, -189; CI Direct Yellow-1, -2, -4, -8, -11 -12, -26, -27, -28, -33, -34, -41, -44, -48, -58, -86, -87, -88, -135, -142, -144; CI Food Black-1, -2; CI Acid Black-1, -2, -7, -16, -24, -26, -28, -31, -48, -52, -63, -107, -112, -118, -119, -121, -156, -172, -194, -208; CI Acid Blue-1, -7, -9, -15, -2 2, -23, -27, -29, -40, -43, -55, -59, -62, -78, -80, -81, -83, -90, -102, -104, -111, -185, -249, -254; CI Acid Red-1, -4, -8, -13, -14, -15, -18, -21, -26, -35, -37, -110, -144 , -180, -249, -257; CI Acid Yellow-1, -3, -4, -7, -11, -12, -13, -14, -18, -19, -23, -25,- Acid dyes such as 34, -38, -41, -42, -44, -53, -55, -61, -71, -76, -78, -79, -122, and direct dyes may be mentioned.
[0043]
Examples of the cationic dye include CI basic yellow-1, -11, -13, -19, -25, -33, -36; CI basic red-1, -2, -9, -12,- 13, -38, -39, -92; CI basic blue-1, -3, -5, -9, -19, CI-24, -25, 26, 28 and the like.
[0044]
Further, the pigments contained in the water-soluble ink used in the present invention include zinc white, titanium white, chromium oxide, iron oxide, alumina white, cadmium yellow, zinc sulfide, zinc chromate, yellow lead, barium sulfate, basic Inorganic pigments such as lead sulfate, calcium carbonate, lead white, ultramarine, calcium silicate, manganese violet, cobalt violet, bitumen, carbon black, madele lake, cochineal lake, naphthol green B, naphthol green Y, naphthol yellow S, permanent red 4R, Hansa Elue, Benzidine Yellow, Resol Red, Lake Red C, Lake Red D, Brilliant Carmine 6B, Bordeaux 10B, Phthalocyanine Blue, Phthalocyanine Green, Sky Blue, Rhodamine Lake, Methyl Violet Lake, Quinoline Yellow Lake, Peacock Blue Lake , Organic pigments such as thioindigo maroon, alizarin lake, quinacridone red, berylene red, aniline black, dioxazine violet, organic fluorescent pigment, isoindolinone yellow, magnetite such as cobalt oxide, γ-iron oxide, metallic iron powder, barium ferrite And magnetic materials such as ferrite, superparamagnetic materials, and other plastic pigments and metallic luster pigments. Further, one or more kinds of other known dyes may be mixed with the above pigments.
[0045]
Examples of pigments contained in the water-soluble ink used in the present invention by trade names and C.I pigment numbers include the following pigments. That is, examples of the black pigment include carbon black pigments such as furnace black, lamp black, acetylene black, and channel black. More specific product names include, for example, Raven7000, Raven5750, Raven5250, Raven5000, ULTRA II, Ra
ven3500, Raven2000, Raven1500, Raven1250, Raven1200, Raven1190, ULTRA II, Raven1170, Raven1255, Raven1080 (made by Colombia), Regal400
R, Regal330R, Regal660R, Mogul L, Black Pearls L, Black Pearls 1300, Monarch 700, Monarch 800, Monarch 880, Monarch 900, Monarch 1000, Monarch 1100, Monarch 1300, Monarch 1400 (above made by Cabot), Color Black FW1 , Color Black FW2, Color Black FW2V, Color Black 18, Color Black FW200, Color Black S150, Color Black S160, Color Black S170, Printex35, PrintexU, PrintexV, rintex140U, Printex140V, Special Black 6, Special Black 5, Special Black 4A , Special Black 4 (Degussa), No.25, No.33, No.40, No.47, No.52, No.900, No.2300, MCF-88, MA600, MA7, MA8, MA100 ( (Mitsubishi Chemical Corporation).
[0046]
Examples of cyan pigments include CIPigment Blue-1, CIPigment Blue-2, CIPigmet Blue-3, CIPigment Blue-15: 3, CIPigment Blue-15: 34, CIPigment Blue-16, CI Pigment Blue-22, CIPigment Blue-60, etc. are mentioned.
[0047]
Examples of magenta pigments include CIPigment Red 5, CIPigment Red 7, CIPigment Red 12, CIPigment Red 48, CIPigment Red 48: 1, CIPigment Red 57, CIPigment Red 112, CIPigment Red 122, CI Pigment Red 123, CIPigment Red 146, CIPigment Red 168, CIPigment Red 184, CIPigment Red 202, and the like.
[0048]
Further, as the yellow pigment, for example, CIPigment Yellow-1, CIPigment Yellow-2, CIPigment Yellow-3, CIPigment Yellow-12, CIPigment Yellow-13, CIPigment Yellow-14, CIPigment Yellow-16, CIPigment Yellow-17, CIPigment Yellow-73, CIPigment Yellow-74, CIPigment Yellow-75, CIPigment Yellow-83, CIPigment Yellow-93, CIPigment Yellow-95, CIPigment Yellow-97, CIPigment Yellow-98, CIPigment Yellow-114, CIPigment Yellow-128, CIPigment Yellow-129, CIPigment Yellow-151, CIPigment Yellow-154 and the like. When the above pigment is contained in the ink of the present invention, two or more kinds may be mixed and used.
[0049]
Further, the pigment contained in the water-soluble ink used in the present invention may be subjected to a surface treatment in advance before being mixed into the water-soluble ink. For example, surface treatment with alcohols such as etarule, propanol, surfactant treatment, pigment derivative treatment for replacing acidic groups or basic groups, pigment coating reaction treatment for coating the pigment surface with other substances, condensation reaction or graft reaction Surface chemical reaction treatment for introducing substituents, silane coupling agents, titanate coupling agents, zirconate coupling agents, coupling reaction treatments using aluminate coupling agents, plasma reaction treatments, CVD Processing can be performed.
[0050]
Further, as described above, the pigment contained in the ink used in the present invention is preferably a pigment that can be self-dispersed in water. The method for synthesizing the pigment that is self-dispersible in water is not particularly limited. For example, a known method for synthesizing a pigment by introducing a hydrophilic functional group on the surface of the known pigment may be used. On the surface of known pigments by oxidation treatment with oxidizing agents such as salt, dichromate, hypochlorite, ammonium persulfate, hydrogen peroxide, ozone, treatment with coupling agents, polymer grafting treatment, plasma treatment, etc. You may synthesize | combine by introduce | transducing a hydrophilic functional group.
[0051]
Moreover, as a pigment that can be self-dispersed in water, a commercially available hydrophilic treated pigment may be used. Examples of commercially available water-dispersible hydrophilic pigments that can be used in the water-soluble ink of the present invention include MICROJET BLACK CW-1 (manufactured by Orient Chemical Co., Ltd.), CAB-O-JET200 (manufactured by Cabot Corporation). And CAB-O-JET300 (manufactured by Cabot Corporation). In particular, among the colorants described above, the most preferable water-soluble ink used in the present invention is a self-dispersible hydrophilic treated pigment such as MICROJET BLACK CW from the viewpoint of water resistance, light resistance and stability. -1 (manufactured by Orient Chemical Co., Ltd.), CAB-O-JET200, CAB-O-JET300 (manufactured by Cabot Corporation), and the like.
[0052]
Furthermore, the water-solubilizing group contained in the surface-modified pigment may be any of nonionic, cationic or anionic, but is preferably a sulfonic acid group, a carboxylic acid group, a hydroxyl group or a phosphoric acid group. Here, in the case of a sulfonic acid group, a carboxylic acid group, or a phosphoric acid group, it can be used as it is in a free acid state, but it is preferably used in the form of a salt with a basic compound in order to enhance water solubility. . Compounds that form salts include alkali metals such as sodium, potassium and lithium, aliphatic amines such as monomethylamine, dimethylamine and triethylamine, monomethanolamine, monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine and diisopropanolamine Alcohol amines such as ammonia, ammonia and the like can be used. In particular, basic compounds of alkali metals such as sodium, potassium and lithium are preferably used. This is presumably because the alkali metal basic compound is a strong electrolyte and has a large effect of promoting dissociation of acidic groups. Further, the pigment may be used after being washed and purified as necessary.
[0053]
Further, in the case of dispersing and using a pigment, the dispersant is composed of a hydrophobic part bonded to the pigment particle surface, -SO_ThreeHomopolymer of hydrophilic monomer component comprising hydrophilic part having H group or salt thereof, hydrophobic monomer component and -SO_ThreeObtained by subjecting a copolymer with a hydrophilic monomer component having an H group or a salt thereof, a homopolymer of a hydrophobic monomer component or a copolymer of two or more hydrophobic monomer components to a hydrophilization treatment by sulfonation. Polymers or salts thereof, hydrophobic part and H_ThreePO_FourHomopolymer of a hydrophilic monomer component comprising a hydrophilic part having a group or a salt thereof, a hydrophobic monomer component and H_ThreePO_FourA copolymer of a hydrophilic monomer component having a group or a salt thereof, a homopolymer of a hydrophilic monomer component comprising a hydrophobic portion and a hydrophilic portion having a -COOH group, or a salt thereof, a hydrophobic monomer component and a -COOH group A copolymer with a hydrophilic monomer component or a salt thereof. In addition, other components can be copolymerized as necessary. Further, a plurality of these can be used in combination. Further, the structure of such a copolymer may be any structure such as random, graft or block. Furthermore, these salts represent alcohol metals such as alkali metals, monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, onium compounds such as ammonium ion, sulfonium ion, oxonium ion, stibonium ion, stannonium, iodonium, It is not limited to these. In addition to the above-described dispersant, a condensation polymer (polyester-based condensation polymer) of an unsaturated carboxylic acid and an alcohol or glycol may be used as a hydrophobic component to add a hydrophilic monomer component to form a dispersant. it can. Furthermore, carboxylic acid group-modified polyvinyl alcohol, carboxymethyl cellulose, and the like can also be used.
[0054]
Furthermore, the disperser used when dispersing the pigment in the ink is not particularly limited, and a commercially available one may be used. For example, colloid mill, flow jet mill, thrasher mill, high speed disperser, ball mill, attritor, sand mill, sand grinder, ultra fine mill, Eiger motor mill, dyno mill, pearl mill, agitator mill, cobol mill, 3 rolls, 2 rolls There are rolls, extruders, kneaders, microfluidizers, laboratory homogenizers, ultrasonic homogenizers, etc., and these may be used alone or in combination. In addition, in order to prevent mixing of inorganic impurities, it is preferable to use a dispersion method that does not use a dispersion medium such as glass beads (Si mixed) or zirconia (Zr mixed), and it is suitable to use a microfluidizer or an ultrasonic homogenizer. Yes. In order to enhance the pigment dispersion effect, it is preferable to deaerate and degas the aqueous solution used for dispersion. Furthermore, the pH of the ink during dispersion is preferably 9 or less from the viewpoint of improving dispersibility.
[0055]
In addition, as the water-soluble organic solvent contained in the ink used in the present invention, polyhydric alcohols and derivatives such as alkyl ethers thereof can be used for preventing ink solidification and adjusting viscosity. For example, glycerin, diethylene glycol, (2 (2 butoxyethoxy) ethanol), diethylene glycol phenyl ether, propylene glycol, propylene glycol monomethyl ether, butylene glycol, triethylene glycol, thiodiglycol, hexylene glycol, ethylene glycol methyl ether, diethylene glycol methyl Ether, pentanediol, hexanetriol, trimethylolpropane and the like. These may be used alone or in admixture of two or more.
[0056]
In addition to the above compounds, for example, alcohols such as methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol, hexyl alcohol, and benzyl alcohol, amides such as dimethylformamide and dimethylacetamide, Ketones such as acetone and diacetone alcohol, keto alcohols, triethanolamine, diethanolamine, pyrrolidone, N-methyl-2-pyrrolidone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone and other high-boiling nitrogen-containing solvents, dimethylsulfone Sulfur-containing solvents such as foxoxide, diethyl sulfoxide, sulfolane, thiodiethanol, saccharides such as glucose, maltose, amylose (dextrin), cellulose, sodium alginate and their derivatives, gum arabic, etc. can be used. .
[0057]
Here, among the water-soluble organic solvents mentioned above, at least one solvent selected from ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, polyethylene glycol, glycerin, thiodiethanol, propylene glycol, and dipropylene glycol has moisture retention. Highest and most preferred. In addition, the water-soluble organic solvents listed above can be used alone or in combination of two or more.
[0058]
The content of the water-soluble organic solvent contained in the ink used in the present invention is preferably 1 to 50% by mass and more preferably 5 to 40% by mass with respect to the total mass of the ink. When the content of the water-soluble organic solvent is less than 1% by mass, a sufficient moisturizing effect cannot be obtained, and head clogging tends to occur. On the other hand, when the content of the water-soluble organic solvent exceeds 50% by mass, the ink viscosity increases, and it tends to be difficult to smoothly eject from the nozzle.
[0059]
As described above, the water-soluble ink contained in the ink used in the present invention may contain various known surfactants in order to improve the wettability of the head. Such a surfactant may be any of a nonionic surfactant, an anionic surfactant, a cationic surfactant, or an amphoteric surfactant.
[0060]
For example, nonionic surfactants include, for example, polyoxyethylene nonyl phenyl ether, polyoxyethylene octyl phenyl ether, polyoxyethylene dodecyl phenyl ether, polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene fatty acid ester, sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene Examples thereof include ethylene / polyoxypropylene block copolymers, polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters, fatty acid alkylolamides, and acetylene glycol derivatives (Surfinol).
[0061]
Examples of the anionic surfactant include alkylbenzene sulfonate, alkyl naphthalene sulfonate, alkyl naphthalene sulfonate formalin condensate, higher fatty acid salt, higher fatty acid ester sulfate ester salt, higher fatty acid ester sulfonic acid. Salts, sulfates and sulfonates of higher alcohol ethers, alkyl carboxylates of higher alkylsulfonamides, sulfosuccinates, ester salts thereof, alkyl phosphites, alkyl phosphates, alkyl phosphonates and esters Higher alcohol phosphate ester salts and the like.
[0062]
Furthermore, examples of the cationic surfactant include primary, secondary, and tertiary amine salts, and quaternary ammonium salts. Examples of amphoteric surfactants include betaine, sulfobetaine, sulfate betaine and the like. In addition, silicone surfactants such as polysiloxane polyoxyethylene adducts, fluorine surfactants such as perfluoroalkyl carboxylic acid, perfluoroalkyl sulfonic acid, and oxyethylene perfluoroalkyl ether, natural or biosurfactant lecithin , Spikrispolic acid, rhamnolipid, saponin, cholate and the like.
[0063]
In addition, as described above, the water-soluble ink used in the present invention includes, as additives, a water-soluble polymer, a pH adjuster, a hydrotropy agent, a chelating agent, an inclusion compound, an oxidizing agent, and an antioxidant. A reducing agent, an enzyme, a bactericidal agent, an antifoaming agent, an abrasive and the like may be added as necessary.
[0064]
Here, the aqueous polymer refers to an aqueous polymer colloid (polymer emulsion) and a water-soluble polymer. Examples of the polymer colloid include acrylic resin emulsion, vinyl acetate resin emulsion, urethane resin emulsion, acrylic-styrene resin emulsion, butadiene resin emulsion, styrene resin emulsion, polyester resin emulsion, silicon resin emulsion, Fluorine resin emulsion, acrylic silicon resin emulsion and the like.
[0065]
As the water-soluble polymer, a hydrophobic part bonded to the surface of the pigment particle and -SO_ThreeHomopolymer of hydrophilic monomer component comprising hydrophilic part having H group or salt thereof, hydrophobic monomer component and -SO_ThreeObtained by subjecting a copolymer with a hydrophilic monomer component having an H group or a salt thereof, a homopolymer of a hydrophobic monomer component or a copolymer of two or more hydrophobic monomer components to a hydrophilization treatment by sulfonation. Polymers or salts thereof, hydrophobic part and H_ThreePO_FourHomopolymer of a hydrophilic monomer component comprising a hydrophilic part having a group or a salt thereof, a hydrophobic monomer component and H_ThreePO_FourA copolymer of a hydrophilic monomer component having a group or a salt thereof, a homopolymer of a hydrophilic monomer component comprising a hydrophobic portion and a hydrophilic portion having a -COOH group, or a salt thereof, a hydrophobic monomer component and a -COOH group Examples thereof include a copolymer with a hydrophilic monomer component or a salt thereof. In addition, other components can be copolymerized as necessary. Furthermore, a plurality of these can be used in combination. These copolymers may have any structure such as random, graft or block. In addition, the compounds that form these salts are not particularly limited, and examples thereof include alcohol amines such as alkali metals, monoethanolamine, diethanolamine triethanolamine, ammonium ions, sulfonium ions, oxonium ions, stibonium ions, Examples include onium compounds such as stannonium and iodonium.
[0066]
In addition to the above, the water-soluble polymer includes a water-soluble polymer obtained by addition polymerization of a hydrophilic monomer component using a condensation polymer (polyester-based condensation polymer) of an unsaturated carboxylic acid and an alcohol or glycol as a hydrophobic component. Can be used. Furthermore, water-soluble polymers such as carboxylic acid group-modified polyvinyl alcohol and carboxymethyl cellulose can also be used.
[0067]
The pH adjuster added to the water-soluble ink used in the present invention is not particularly limited. For example, sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide, sodium sulfate, acetate, lactate, benzoate , Bases such as triethanolamine, ammonia, 2-amino-2-methyl-1-propanol (AMP), ammonium phosphate, sodium phosphate, lithium phosphate, acetic acid, hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, propion Examples include acids, organic acids or inorganic acids such as P-toluenesulfonic acid, and other general pH buffers and good buffers.
[0068]
Examples of the hydrotropic agent added to the water-soluble ink used in the present invention include carboxylates such as sodium butyrate and sodium salicylate, aromatic sulfonates such as sodium toluenesulfonate, lower alcohols such as ethyl alcohol, urea, and acetamide. Etc.
[0069]
Examples of chelating agents added to the water-soluble ink used in the present invention include ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), iminodiacetic acid (IDA), ethylenediamine-di (o-hydroxyphenylacetic acid) (EDDHA), and nitrilotriacetic acid (NTA). ), Dihydroxyethylglycine (DHEG), trans-1,2-cyclohexanediaminetetraacetic acid (CyDTA), diethylenetriamine-N, N, N ', N' ', N' ',-pentaacetic acid (DTPA), glycol ether diamine -N, N, N ', N'-tetraacetic acid (GEDTA) and the like. Examples of the inclusion compound added to the water-soluble ink used in the present invention include thiourea, desoxycholic acid, bis- (N, N′-tetramethylenebenzidine), cyclophane, and the like.
[0070]
In addition, the concentration of inorganic impurities contained in the water-soluble ink used in the present invention is preferably 500 ppm or less, and more preferably 300 ppm or less, from the viewpoint of preventing nozzle clogging. However, when the water-soluble ink contains any one of calcium, iron, silicon, and magnesium as inorganic impurities, these concentrations are not particularly likely to induce clogging, so that each concentration is 30 ppm or less. It is preferably 10 ppm or less, more preferably 5 ppm or less. In the present invention, the concentration of these inorganic impurities is a value measured by a high frequency inductively coupled plasma atomic emission spectrometry. In addition, these inorganic impurities can be removed, for example, by washing with water, a method such as reverse osmosis membrane, ultrafiltration membrane, ion exchange method, adsorption method using activated carbon, zeolite or the like alone or in combination. .
[0071]
【Example】
Hereinafter, although the content of the water-soluble ink of the present invention and the ink jet recording method using the same will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples, the present invention is not limited to these Examples.
[0072]
First, the following two types of pigment dispersion preparation methods and ink preparation methods were combined to prepare water-soluble inks 1 to 8 having the compositions and physical properties shown in Tables 1 and 2.
[Preparation of Pigment Dispersion 1]
After CAB-O-JET300 (manufactured by CABOT, solid content 15.2%), which is a self-dispersible pigment in water, is mixed in ion-exchanged water and centrifuged (8000 rpm, 30 minutes) to disperse the pigment. Further, the resultant was further diluted with ion-exchanged water to obtain a pigment dispersion 1 having a solid content of 10%.
[Preparation of Pigment Dispersion 2]
Water-soluble polymer (styrene / methacrylic acid copolymer Na salt, monomer ratio: 50/50, weight average molecular weight: 7000) is used as a pigment dispersant, and 45 parts by weight of this water-soluble polymer (solid content 10%) Aqueous solution) and 210 parts by weight of ion-exchanged water were mixed and stirred, and 45 parts by weight of carbon black BPL (manufactured by CABOT), which is a self-dispersible pigment, was added and stirred for 30 minutes. Thereafter, using a microfluidizer, the pigment was sufficiently dispersed in the liquid at 68.95 MPa / 30 path. Then, 1 mol / L NaOH aqueous solution was dripped at this dispersion liquid, and the pH was adjusted to 9. Furthermore, after performing a centrifugal separation process (8000 rpm, 15 minutes) with a centrifugal separator, passing through a membrane filter (2 μm), and diluting the resulting dispersion with ion-exchanged water, a pigment having a solid content of 10% Dispersion 2 was obtained.
[0073]
[Ink preparation method]
The ink composition shown in Table 2 was added to 30 parts by weight of ion-exchanged water and stirred for 30 minutes. Either the pigment dispersion 1 or the pigment dispersion 2 was added to the obtained liquid, and ion-exchanged water was further added so that the total amount was 100 parts by weight. Then, using an ultrasonic homogenizer, dispersion treatment is performed for 15 minutes under an output condition of 300 W and 400 μA, and the particle size of pigment particles in the dispersion is 20 to 80 nm in terms of volume average (input viscosity is ink viscosity). Used). Furthermore, the membrane filter (2 micrometers) was passed, and the water-soluble ink 1-the water-soluble ink 8 which have the composition and physical property which are shown in Table 1 and Table 2 were obtained. However, in Tables 1 and 2, DEG is diethylene glycol, IPA is isopropyl alcohol, Urea is urea, SFN is surfinol, Gly is glycerin, TDE is thiodiethanol, PPG is polypropylene glycol, PG is propylene glycol, BCBT is butyl carbide Toll.
The physical properties of the water-soluble ink 1 to the water-soluble ink 8 shown in Tables 1 and 2 were measured as follows. That is, the surface tension of each water-soluble ink was measured using a Wilhelmy type surface tension meter under measurement conditions of 23 ° C. and 55% RH. In addition, the viscosity of each water-soluble ink was measured by using Rheomat 115 (manufactured by Contraves) as a measuring device, placing the ink to be measured in a measuring container, and mounting it on the device at a predetermined method of 23 ° C., shear rate: 1400 s^-1The measurement conditions were as follows. In addition, the contact angle of each water-soluble ink was measured using FIBRO 1100DAT MK II (manufactured by FIBRO system) as a measuring device and plain paper.
Using FX-L paper (Fuji Xerox Co., Ltd.), set 4.0 μL of each water-soluble ink on plain paper under the measurement conditions of 23 ° C. and 55% RH, and the dynamic contact angle from the start of measurement to 1000 seconds. The value of the contact angle after 1 second when the change with time was measured.
[0074]
[Table 1]
[0075]
[Table 2]
[0076]
[Print test]
Next, in an environment of 23 ° C. and 55 RH, any one of the previously prepared water-soluble ink 1 to water-soluble ink 8 and six prototype ink jet printers (printer 1 to printer) having different printing conditions shown in Table 3 were used. 6) is used in combination with any one of the recording methods of Examples 1 to 6 and the recording methods of Comparative Examples 1 to 9 corresponding to the inkjet recording method of the present invention. It was. As the printing condition, the amount of printing ink X [μL / in per unit area of the paper surface]²], Printing resolution Y [dpi], ink amount per drop ejected onto the paper (10⁶× X / Y²Value) [pL] was changed. These are shown in Table 3. Here, a solid patch (3 cm square) and one dot line were printed as a printing pattern. In addition, FX-L paper (manufactured by Fuji Xerox) was used as plain paper.
[0077]
In Table 3, the printer 2 and the printer 3 have a thinning high-speed printing mode in which dots are thinned out as a high-speed printing mode so that printing can be performed with a reduced ink amount. Further, the printer 2 can also print by overlapping dots as a high image quality printing mode, and can print by increasing the amount of ink.
[0078]
[0079]
(Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 5)
For the water-soluble ink 1, the printers 1 to 4 were used in combination as shown in Table 4, the above-mentioned print test was performed, and the evaluation test described below was performed. The results are shown in Table 4.
[0080]
(Examples 4 to 6 and Comparative Examples 6 to 9)
For printer 2, water-soluble ink 2 to water-soluble ink 8 are used in combination as shown in Table 5, and a print test is performed in the normal print mode under the condition that the value of X is 7 μL. The evaluation test described in the above was performed. The results are shown in Table 5.
[0081]
[Image Quality Evaluation Test 1-Optical Density Measurement]
For images printed by the inkjet recording methods of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 9 shown in Table 4 or Table 5, the optical density of the images was measured in order to evaluate the image quality. did. The optical density of the image was measured using an X-Rite 404 (manufactured by X-Rite Co., Ltd.) for the solid patch portion 24 hours after printing. Then, using the measured values of the optical density obtained for each inkjet recording method, the evaluation criteria were as follows: 1; optical density of 1.35 or more, 2; optical density of 1.2 or more and less than 1.35, 3; optical density of less than 1.2 Each ink jet recording method was evaluated under the conditions. The results are shown in Table 4 or Table 5.
[0082]
[Image quality evaluation test 2-Sensory evaluation by visual observation of printing blur]
In order to evaluate the image quality of images printed by the inkjet recording methods of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 9 shown in Table 4 or Table 5, printing blur in one dot line portion The degree of was visually evaluated. The evaluation criteria at this time were 1; no bleeding, 2; slight bleeding, 3: bleeding, 4: bearded bleeding in many parts. The results are shown in Table 4 or Table 5.
[0083]
[Image quality evaluation test 2-Sensory evaluation by visual observation of image roughness]
For images printed by the ink jet recording methods of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 9 shown in Table 4 or Table 5, the degree of roughness of the images was visually checked in order to evaluate the image quality. It was evaluated by. The “image roughness” here is different from the above-mentioned printing blur in that the image fineness due to the noticeable white portion of the paper between the formed dots is a sensory roughness. The evaluation criteria at this time were: 1; no image quality roughness, 2; image quality somewhat rough, 3; image quality rough. The results are shown in Table 4 or Table 5.
[0084]
[Print Speed Evaluation Test-Measurement of Ink Drying Time]
Inks used for each recording method for evaluating the printing speed of images printed by the inkjet recording methods of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 9 shown in Table 4 or Table 5. The drying time of was measured. The ink drying time was measured by pressing the paper against the image portion immediately after printing to perform transfer, and measuring the time [s] until ink transfer to the paper was not recognized. A solid patch part was used as a part for measuring the ink drying time. And using the measured value of the drying time of the ink obtained for each ink jet recording method, 1; the drying time is 5 s or less, and it is possible to obtain a sufficient printing speed, 2; the drying time is 5 s or more. Each ink jet recording method was evaluated based on the evaluation criteria that it was impossible to obtain a sufficient printing speed. The results are shown in Table 4 or Table 5.
[0085]
[Table 4]
[0086]
[Table 5]
[0087]
As is apparent from the results shown in Table 1, the ink jet recording methods of Examples 1 to 6 of the present invention have a sufficiently high ink drying speed when printed, and a sufficient printing speed can be obtained. It was confirmed that excellent image quality was also obtained.
[0088]
【The invention's effect】
As described above, according to the ink jet recording method of the present invention, the low penetration that landed on the surface of the recording medium while maintaining a sufficient optical density of the image printed on the surface of the recording medium such as paper using the low permeability ink. It is possible to increase the drying speed of the functional ink, and at the same time, it is possible to suppress irregular permeation of the low permeability ink in the surface direction of the recording medium surface and to obtain an image quality with less blur and high sharpness. Become. Therefore, according to the present invention, an ink jet recording method having a high printing speed and a high image quality can be provided.

Claims

A water-soluble ink containing a colorant, a water-soluble organic solvent, and water, having a surface tension at 23 ° C. of 40 to 70 mN / m and a viscosity of 1.5 to 5 mPa · s on the recording medium surface. An inkjet recording method for jetting and printing,
When printing on the entire surface of the recording medium, the printing ink amount X [μL / in ² ] per unit area of the recording medium surface and the printing resolution Y [dot / in] are expressed by the following equations (1) and ( 2. An ink jet recording method, wherein printing is performed so as to satisfy the conditions of 2) and (3).
5 ≦ X ≦ 8 (1)
800 ≦ Y ≦ 2400 (2)
0.9 ≦ (10 ⁶ × X / Y ² ) ≦ 12.5 (3)

^2. The ink jet recording method according to claim 1, wherein X and Y further satisfy a condition of 1.4 ≦ (10 ⁶ × X / Y ² ) ≦ 11.

The ink jet recording method according to claim 1 or 2, wherein the recording medium is plain paper, and a contact angle of the water-soluble ink with respect to the plain paper after 1 second is 70 to 110 °.

The inkjet recording method according to claim 1, wherein the colorant is a pigment that is self-dispersible in water.

The inkjet recording method according to claim 4, wherein the self-dispersible pigment is carbon black subjected to a hydrophilic treatment.