JP4165861B2 - Ink-jet ink composition and recording method using the same - Google Patents

Ink-jet ink composition and recording method using the same Download PDF

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Description

【0001】
【発明が属する技術分野】
本発明は、インクジェット用に適した顔料インク、それを用いた記録方法及び記録物に関し、インクの保存安定性に優れ、特に印字時のヘッドの目詰まりがなく吐出安定性に優れ、耐水・耐光性等の画像堅牢性に優れた画像が得られ、専用記録紙だけでなく普通紙においても良好な色調の高品位画像が得られるインクジェット用顔料インクに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
インクジェットプリンタは低騒音、低ランニングコストといった利点から目覚しく普及し、普通紙に印字可能なカラープリンタも市場に盛んに投入されるようになった。しかしながら、画像の色再現性、耐久性、耐光性、画像の乾燥性、文字にじみ(フェザリング)、色境界にじみ(カラーブリード)、両面印刷性、吐出安定性などの要求される全ての特性を満足することは非常に難しく、用途に応じて優先される特性から用いるインクが選択されている。
【0003】
インクジェット記録に使用されるインクは水を主成分とし、これに着色剤及び目詰まり防止等の目的でグリセリン等の湿潤剤を含有したものが一般的である。着色剤としては、優れた発色性や安定性から染料が用いられている。しかしながら、染料系インクを用いて得られる画像の耐光性、耐水性等は劣るものである。耐水性については、インク吸収層を有するインクジェット専用記録紙の改善によってある程度向上しているが、普通紙については満足できるものではない。
【0004】
近年、これらの問題点を改善するために、染料の代わりに有機顔料やカーボンブラック等の顔料を界面活性剤や分散剤を用いて微粒子化し、水等の媒体中に分散させることで着色剤として用いる顔料インクが検討されている。特開平9−263720、特開平9−263722号公報には、有機顔料を特定の分散剤を用いて粒径50nm以下に微粒子化することで、吐出安定性を向上させる方法が提案されている。しかし、どんな分散剤を用いても有機顔料の1次粒子よりも細分化することは不可能であり、しかも有機顔料の1次粒子径を色調の劣化なく50nm以下にするのは非常に困難であると言わざるを得ない。
【0005】
インクジェット記録においてはインクジェット記録ヘッドの微細なノズルから安定なインク液滴の吐出が要求されるため、インクジェット記録ヘッドのオリフィスの乾燥によってインクの固化等が発生しないことが必要となる。しかしながら、上記した有機顔料を分散したインクをインクジェット記録に用いた場合には、目詰まりやインクの不吐出等が生じる場合がある。とくに、印字を長期に休止した場合にノズル等の目詰まりが起こり易く、また、ノズルキャップ内や吸引用チューブ等の維持機構に増粘したインクが堆積し、維持機構の機能を損なう怖れがあるものであった。また、印字を一時休止した場合、あるいは空白のある文書や画像の印字中に空白に対応するノズルに印字の休止期間ができた場合にも、インク滴の噴射方向が乱れることによる印字不良(間欠吐出不良)等の問題が多発していた。
【0006】
他の分散方式として、分散剤を使用することなく安定に分散させることができるいわゆる自己分散型顔料インクがある。黒色系顔料インクでは、カーボンの表面に親水性基を導入することによって、分散剤を使用することなく安定に分散させることができるいわゆる自己分散型カーボンブラックが開発されている。さらに、カラー顔料系インクにおいても、分散剤を使用することなく安定に分散させることのできるカラー顔料が開発されている。しかし、これらの自己分散型顔料インクは、普通紙におけるカラー画像の彩度が低く、また、専用光沢紙上での耐擦過性が劣るものであった。耐擦過性を向上するために樹脂エマルジョンを添加した場合には、インクの分散安定性が低下し、吐出安定性を損なう欠点もあった。
【0007】
上記のような問題点を解消する方法として、顔料粒子を樹脂で被覆する、いわゆるマイクロカプセルあるいはエマルジョンタイプの分散体を用いたインクジェットインクが提案されている。樹脂で強固に顔料を覆っているため分散状態は長期にわたって安定であり、吐出の不安定さは改善されたとはいうものの、1次粒子径が50〜100nmの顔料を被覆したとしても分散粒子径を100nm以下にすることは困難であり、吐出安定性の面から実用化するにはまだ不安定であると言わざるをえない。
【0008】
近年、無機顔料粒子の周りを有機顔料で覆う複合顔料が提案されている。特開平11−323174、特開平11−338191、特開2000−351914号公報には無機顔料の周りを、ポリシロキサンやオルガノシランで被覆し、さらにその表面にカーボンブラック粒子を付着させた複合顔料を用いた黒色トナーが提案されている。また、特開2001−172526号公報にはポリシロキサンやオルガノシランで被覆した無機顔料の表面に黄色の有機顔料を付着させた黄色顔料が提案され、特開2001−181533、特開2001−226609号公報には青色の有機顔料を付着させた緑色顔料が提案されている。これらに用いられている無機顔料の芯物質は0.1〜2.0μmであり、インクジェットに用いるには大きすぎる。インクジェットに用いることができる粒子はノズルに詰まりを発生させないという理由から平均粒径で200nm以下であることが望ましく、実使用上は平均粒径で100nm以下のものが望ましい。この複合顔料の芯物質として5〜50nm程度の無機顔料粒子を用いれば、有機顔料を被覆した状態でも100nm未満の着色顔料を得ることは可能であり、戸田工業(株)により10〜20nmの複合顔料色材がすでに実用化されている。
【0009】
また、特開平11−166127、特開2001−192582号公報には金属酸化物の表面に染料を付着させて、さらにイオン性基を有する有機化合物で覆うことで、粒径がナノメーターサイズで、粒径の揃った色材がえられ、それをインクジェットインクに用いることが提案されている。染料を用いたインクにくらべて耐水性は改善されているものの、耐光性は染料インクよりも悪くなってしまい、実使用に耐えるものではない。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような従来の欠点を解消し、インクジェット用インク組成物と、それを用いた記録方法及び記録物を提供し、特にインクジェット記録方法を用いて普通紙に印字した際にも、吐出安定性や保存安定性に優れ、カラー画像の色再現性に優れ、かつ耐水性や耐光性などの画像の堅牢性を与えることのできるインクジェット用顔料インク組成物と、それを用いた記録方法及び記録物を提供することをその課題とするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明者は前記の課題を解決するため鋭意検討した結果、本発明に至った。すなわち本発明は、少なくとも、無機顔料粒子を有機顔料又はカーボンブラックで被覆した色材粒子、分散剤、水を含有し、前記分散剤がアニオン系界面活性剤であることを特徴とするインクジェット用インク組成物である。
【0012】
本発明に用いられる無機顔料粒子を有機顔料又はカーボンブラックで被覆した色材粒子は、無機顔料粒子の存在下で有機顔料を析出する方法や、無機顔料と有機顔料を機械的に混摩砕する方法等により作製することができる。必要に応じて、ポリシロキサン、アルキルシランから生成するオルガノシラン化合物の層を、無機顔料と有機顔料の中間に設けることで両者の接着性を向上させることが可能である。
【0013】
無機顔料としては、二酸化チタン、シリカ、アルミナ、酸化鉄、水酸化鉄、酸化スズ等が挙げられるが、粒子形状はアスペクト比が小さいものが好ましく、球形が最も好ましい。また、無機顔料の色は、カラーの色材を表面に吸着させる場合は、透明あるいは白色であることが好ましいが、黒の色材を表面に吸着させる場合は、黒色の無機顔料を用いても構わない。1次粒子径が100nm以下であることが好ましく、5〜50nmであることがより好ましい。
【0014】
有機顔料としては、ブラック顔料としてのアニリンブラックが挙げられ、カラー顔料としては、アントラキノン、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、ジアゾ、モノアゾ、ピラントロン、ペリレン、複素環式イエロー、キナクリドン及び(チオ)インジゴイドが挙げられる。このなかでも、アニリンブラック、フタロシアニン系顔料、キナクリドン系顔料、モノアゾイエロー系顔料、ジスアゾイエロー系顔料、複素環式イエロー顔料は、発色性の面で優れている。
【0015】
フタロシアニン系顔料の代表的な例は、銅フタロシアニンブルー及びその誘導体(ピグメントブルー15)である。キナクリドン系顔料の代表的な例は、ピグメントオレンジ48、ピグメントオレンジ49、ピグメントレッド122、ピグメントレッド192、ピグメントレッド202、ピグメントレッド206、ピグメントレッド207、ピグメントレッド209、ピグメントバイオレット19及びピグメントバイオレット42である。モノアゾイエロー系顔料の代表的な例は、ピグメントイエロー74、ピグメントイエロー109、ピグメントイエロー128、ピグメントイエロー151である。ジスアゾイエロー系顔料の代表的な例は、ピグメントイエロー14、ピグメントイエロー16、ピグメントイエロー17である。複素環式イエロー系顔料の代表的な例は、ピグメントイエロー117及びピグメントイエロー138である。他の適切な着色顔料の例は、The Colour Index、第三版(The Society of Dyers and Colourists,1982)に記載されている。
【0016】
無機顔料粒子と色材である有機顔料又はカーボンブラックの重量比率は、好ましくは3:1〜1:3であるが、色材が少ないと発色性や着色力が低下し、色材が多くなると透明性や色調が悪くなるため、より好ましくは3:2〜1:2である。
【0017】
本発明に用いる無機顔料粒子を有機顔料又はカーボンブラックで被覆した色材粒子としては、戸田工業(株)製のシリカ/カーボンブラック複合材料、シリカ/フタロシアニンPB15:3複合材料、シリカ/ジスアゾイエロー複合材料、シリカ/キナクリドンPR122複合材料等が1次平均粒径が小さく、好適に用いることができる。
【0018】
例えば、20nmの1次粒子径を持つ無機顔料粒子を等量の有機顔料で被覆した場合、この顔料の1次粒子径は25nm程度になる。これに適当な分散剤をもちいて1次粒子まで分散できれば、分散粒子径が25nmの非常に微細な顔料分散インクを作製することができる。ところが、この複合顔料は表面の有機顔料のみが分散に寄与するだけでなく、厚さ約2.5nmの有機顔料の薄層を通して中心にある無機顔料の性質も現れてくるため、両者を同時に分散安定化できる分散剤の選択は非常に困難である。しかし、この点を鋭意検討の末、無機有機複合顔料を安定に分散するためには、アニオン系界面活性剤が適しており、特に下記一般式(1)で表される化合物、あるいはアルカリ金属、アンモニウム、ホスホニウム、又はアルカノールアミンで中和されたポリカルボン酸塩を用いれば、無機有機複合顔料を1次粒子近くまで安定に分散することが可能であることを見出した。
1-O−(CH2CH2O)j−SO31 (1)
1:炭素数5〜15の分岐してもよいアルキル基
j:10〜20の整数
1:アルカリ金属、アンモニウム、ホスホニウム、又はアルカノールアミン
【0019】
アニオン系界面活性剤の例としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸塩、ドデシルベンゼンスルホン酸塩、ラウリル酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルサルフェート塩、オレイン酸塩、ポリカルボン酸及びその塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、マレイン酸ジアルキルエステルスルホン酸及びその塩などが挙げられる。また、上記一般式(1)で表される化合物の特に有用な具体例としては、
1021−O−(CH2CH2O)17SO31
1:NH4又はNa
が挙げられ、上記ポリカルボン酸塩のなかで特に有用なものとしては、スチレン/マレイン酸共重合物の変性物(例えば、商品名:フローレンTG−750W 、共栄社化学(株))が挙げられる。
【0020】
水系媒体中に上記分散剤を溶解させ、次に上記の無機顔料粒子を有機顔料で包含した色材を加えて充分に湿潤させた後、ホモジナイザーによる高速撹拌、ビーズミルやボールミルのようなボールを用いた混練分散機、ロールミルのような剪断力を用いた混練分散機、超音波分散機等を用いる方法で分散体を作製することができる。ただし、このような混練分散工程の後には粗大粒子が含まれていることが多く、インクジェットノズルや供給経路の目詰まりの原因となるため、フィルターや遠心分離器を用いて粒径1μm以上の粒子を除去する必要がある。
【0021】
本発明の好ましい態様によれば、顔料色材に対して分散剤は1〜100重量%の比率範囲で使用することが好ましく、より好ましくは10〜50重量%である。分散剤量が少ないと充分に顔料を微細化することができず、分散剤量が多すぎると顔料に吸着していない過剰成分がインク物性に影響を与え、画像滲みや、耐水性、耐擦性の劣化を招くことになる。また、本発明の好ましい色材微粒子の体積平均粒径はインク中において5〜100nmが好ましく、より好ましくは10〜80nmである。インク中の分散微粒子の含有量は顔料と分散剤を合わせた固形分で2〜20重量%程度が好ましく、より好ましくは4〜15重量%である。
【0022】
さらに、本発明のインクの印字物は、有機顔料やカーボンブラック等の色材が有機顔料やカーボンブラック単独のインクに比べ半分程度しか含有されていないのに、70〜90%近い着色力を示すため、インク中の顔料濃度を11〜43%程増やすことで、有機顔料やカーボンブラック単独のインクと遜色のない画像濃度を持つ印字物を得ることができる。また、カラー印字物においては、本発明の複合顔料を用いることで色の明るさ(明度)や鮮やかさ(彩度)を増大する効果があり、特にインクジェット用の記録媒体として写真画像の印字に用いられる光沢紙では、その効果が強く得られ、染料インクによる印字物と比較しても遜色のない鮮やかな画像が得られる。
【0023】
本発明のインク組成物は、水を液媒体として使用するものであるが、インクの乾燥を防止するため、また、分散安定性を向上するため等の目的で、下記の湿潤剤及び水溶性有機溶媒を使用してもよい。これら湿潤剤及び水溶性有機溶媒は複数混合して使用してもよい。
【0024】
湿潤剤と水溶性有機溶媒の具体例としては、例えば以下のものが挙げられる。
グリセリン、1,3−ブタンジオール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、テトラエチレングリコール、ヘキシレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、グリセロール、1,2,6−ヘキサントリオール、1,2,4−ブタントリオール、1,2,3−ブタントリオール、ペトリオール等の多価アルコール類;
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ブチルエーテル、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、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル等の多価アルコールアルキルエーテル類;
エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノベンジルエーテル等の多価アルコールアリールエーテル類;
2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、N−ヒドロキシエチル−2−ピロリドン、1,3−ジメチルイミイダゾリジノン、ε−カプロラクタム、γ−ブチロラクトン等の含窒素複素環化合物;
ホルムアミド、N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド等のアミド類;
モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モノエチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン等のアミン類;
ジメチルスルホキシド、スルホラン、チオジエタノール等の含硫黄化合物類;
プロピレンカーボネート、炭酸エチレン等である。
【0025】
これら有機溶媒の中でも、特にジエチレングリコール、チオジエタノール、ポリエチレングリコール200〜600、トリエチレングリコール、グリセロール、1,2,6−ヘキサントリオール、1,2,4−ブタントリオール、ペトリオール、1,5−ペンタンジオール、2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドンが好ましい。これらは溶解性と水分蒸発による噴射特性不良の防止に対して優れた効果が得られる。
【0026】
その他の湿潤剤としては、糖を含有してなるのが好ましい。糖類の例としては、単糖類、二糖類、オリゴ糖類(三糖類及び四糖類を含む)及び多糖類があげられ、好ましくはグルコース、マンノース、フルクトース、リボース、キシロース、アラビノース、ガラクトース、マルトース、セロビオース、ラクトース、スクロース、トレハロース、マルトトリオースなどがあげられる。ここで、多糖類とは広義の糖を意味し、α−シクロデキストリン、セルロースなど自然界に広く存在する物質を含む意味に用いることとする。
【0027】
また、これらの糖類の誘導体としては、前記した糖類の還元糖(例えば、糖アルコール(一般式HOCH2(CHOH)nCH2OH(ここでn=2〜5の整数を表す。)で表される。)、酸化糖(例えば、アルドン酸、ウロン酸など)、アミノ酸、チオ酸などがあげられる。特に糖アルコールが好ましく、具体例としてはマルチトール、ソルビットなどがあげられる。
【0028】
特に、本発明においては湿潤剤として、グリセリン、1,3−ブタンジオール、トリエチレングリコール、1,6−ヘキサンジオール、プロピレングリコール、1,5−ペンタンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリメチロールプロパン、及びトリメチロールエタンを用いることで、保存安定性、及び吐出安定性に優れたインクを作製することが可能である。
【0029】
顔料と湿潤剤の比は、ヘッドからのインク吐出安定性に非常に影響がある。顔料固形分が高いのに湿潤剤の配合量が少ないとノズルのインクメニスカス付近の水分蒸発が進み吐出不良をもたらす。
【0030】
湿潤剤の配合量は10〜50wt%が好ましい。湿潤剤と、分散剤を含めた顔料粒子固形分の比は0.67〜12.5が好ましく、より好ましくは1.0〜6.0であり、最も好ましくは2.0〜4.0の範囲である。この範囲にあるインクは、乾燥性や保存試験や信頼性試験が非常に良好である。
【0031】
さらに、インクに浸透剤を添加することで、表面張力が低下し、紙等の記録媒体にインク滴が着弾した後の記録媒体中への浸透が速くなるため、フェザリングやカラーブリードを軽減することができる。本発明の適正な表面張力の範囲としては35mN/m以下である。浸透剤としては、一般的にアニオン系界面活性剤又はノニオン系界面活性剤が用いられ、色材の種類や湿潤剤、水溶性有機溶剤の組合せによって、分散安定性を損なわない界面活性剤を選択する。
【0032】
アニオン系界面活性剤としては、例えばポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸塩、ドデシルベンゼンスルホン酸塩、ラウリル酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルサルフェートの塩などが挙げられる。
ノニオン系界面活性剤としては、例えば、ポリオール、グリコールエーテル、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アルキルエステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミド、アセチレングリコールなどが挙げられる。
アセチレングリコール系の界面活性剤としては、2,4,7,9−テトラメチル−5−デシン−4,7−ジオール、3,6−ジメチル−4−オクチン−3,6−ジオール、3,5−ジメチル−1−ヘキシン−3−オールなどのアセチレングリコール系(例えばエアープロダクツ社(米国)のサーフィノール104、82、465、485あるいはTGなど)をもちいることができるが、特にサーフィノール465、104やTGが良好な印字品質を示す。
上記界面活性剤は、単独又は二種以上を混合して用いることができる。
【0033】
特に、本発明においては、浸透剤として炭素数8以上で11以下のポリオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、又は、下記一般式(2)〜(7)の界面活性剤を用いることでより良好な印字品質を得ることができる。
【0034】
2−O−(CH2CH2O)mCH2COOM2 (2)
2:炭素数6〜14の分岐してもよいアルキル基
m :3〜12の整数
2:アルカリ金属、第4級アンモニウム、第4級ホスホニウム、又はアルカノールアミン
【0035】
【化1】

Figure 0004165861
3:炭素数5〜16の分岐したアルキル基
3:アルカリ金属、第4級アンモニウム、第4級ホスホニウム、又はアルカノールアミン
【0036】
【化2】
Figure 0004165861
R:分岐しても良い炭素数6〜14の炭素鎖
k:5〜20の整数
【0037】
5−(OCH2CH2)lOH (5)
5:分岐しても良い炭素数6〜14の炭素鎖
l :5〜20の整数
【0038】
【化3】
Figure 0004165861
R' :炭素数6〜14の炭素鎖
m、n:0〜20の整数
【0039】
【化4】
Figure 0004165861
【0040】
本発明のインクには上記色材粒子、溶媒、分散剤の他に従来より知られている添加剤を加えることができる。
例えば、防腐防黴剤としてはデヒドロ酢酸ナトリウム、ソルビン酸ナトリウム、2−ピリジンチオール−1−オキサイドナトリウム、安息香酸ナトリウム、ペンタクロロフェノールナトリウム等が本発明に使用できる。
【0041】
pH調整剤としては、調合されるインクに悪影響をおよぼさずにpHを7以上に調整できるものであれば、任意の物質を使用することができる。
その例として、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアミン、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属元素の水酸化物、水酸化アンモニウム、第4級アンモニウム水酸化物、第4級ホスホニウム水酸化物、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等のアルカリ金属の炭酸塩等が挙げられる。
【0042】
キレート試薬としては、例えば、エチレンジアミン四酢酸ナトリウム、ニトリロ三酢酸ナトリウム、ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸ナトリウム、ジエチレントリアミン五酢酸ナトリウム、ウラミル二酢酸ナトリウム等がある。
【0043】
防錆剤としては、例えば、酸性亜硫酸塩、チオ硫酸ナトリウム、チオジグリコール酸アンモン、ジイソプロピルアンモニウムニトライト、四硝酸ペンタエリスリトール、ジシクロヘキシルアンモニウムニトライト等がある。
【0044】
その目的に応じて水溶性紫外線吸収剤、水溶性赤外線吸収剤等を添加することができる。
【0045】
本発明のインク組成物を収容したインクカートリッジ及びインクカートリッジを具備するインクジェット記録装置について、添付図面を参照して説明するが、以下は構成例のひとつに過ぎず、本発明になんら限定を加えるものではない。
【0046】
図1は本発明のインク組成物を収容した記録液収容部を備えたインクカートリッジを搭載するシリアル型インクジェット記録装置の機構部の概略正面図である。
このインクジェット記録装置の機構部は、両側の側板1、2間に主支持ガイドロッド3及び従支持ガイドロッド4を略水平な位置関係で横架し、これらの主支持ガイドロッド3及び従支持ガイドロッド4でキャリッジユニット5を主走査方向に摺動自在に支持している。キャリッジユニット5には、それぞれイエロー(Y)インク、マゼンタ(M)インク、シアン(C)インク、ブラック(Bk)インクをそれぞれ吐出する4個のヘッド6を、その吐出面(ノズル面)6aを下方に向けて搭載し、またキャリッジユニット5のヘッド6の上側には4個のヘッド6に各々インクを供給するための各色のインク供給体である4個のインクカートリッジ7Y、7M、7C、7Bkを交換可能に搭載している。
【0047】
そして、キャリッジユニット5は主走査モータ8で回転される駆動プーリ(駆動タイミングプーリ)9と従動プーリ(アイドラプーリ)10との間に張装したタイミングベルト11に連結して、主走査モータ8を駆動制御することによってキャリッジ5、即ち4個のヘッド6を主走査方向に移動するようにしている。
【0048】
また、側板1、2をつなぐ底板12上にサブフレーム13、14を立設し、このサブフレーム13、14間に用紙16を主走査方向と直交する副走査方向に送るための搬送ローラ15を回転自在に保持している。そして、サブフレーム14側方に副走査モータ17を配設し、この副走査モータ17の回転を搬送ローラ15に伝達するために、副走査モータ17の回転軸に固定したギヤ18と搬送ローラ15の軸に固定したギヤ19とを備えている。
【0049】
さらに、側板1とサブフレーム13との間には、ヘッド6の信頼性維持回復機構(以下、「サブシステム」という。)21を配置している。サブシステム21は、各ヘッド6の吐出面をキャッピングする4個のキャップ手段22をホルダ23で保持し、このホルダ23をリンク部材24で揺動可能に保持して、キャリッジユニット5の主走査方向の移動でホルダ23に設けた係合部25にキャリッジユニット5が当接することで、キャリッジユニット5の移動に従ってホルダ23がリフトアップしてキャップ手段22でインクジェットヘッド6の吐出面6aをキャッピングし、キャリッジユニット5が印写領域側へ移動することで、キャリッジユニット5の移動に従ってホルダ23がリフトダウンしてキャップ手段22がインクジェットヘッド6の吐出面6aから離れるようにしている。
【0050】
なお、キャップ手段22は、それぞれ吸引チューブ26を介して吸引ポンプ27に接続すると共に、大気開放口を形成して、大気開放チューブ及び大気開放バルブを介して大気に連通している。また、吸引ポンプ27は吸引した廃液を、ドレインチューブ等を介して図示しない廃液貯留槽に排出する。
【0051】
さらに、ホルダ23の側方には、インクジェットヘッド6の吐出面6aをワイピングする繊維部材、発泡部材或いはゴム等の弾性部材からなるワイピング手段であるワイパブレード28をブレードアーム29に取付け、このブレードアーム29は揺動可能に軸支し、図示しない駆動手段で回動されるカムの回転によって揺動させるようにしている。
【0052】
次に、インクカートリッジ7について図2、図3を参照して説明する。ここで、図2は記録装置に装填する前のインクカートリッジの外観斜視図、図3はインクカートリッジの正断面図である。
インクカートリッジ7は、図3に示すように、カートリッジ本体41内に所要の色のインクを吸収させたインク吸収体42を収容してなる。カートリッジ本体41は、上部に広い開口を有するケース43の上部開口に上蓋部材44を接着又は溶着して形成したものであり、例えば樹脂成型品からなる。また、インク吸収体42は、ウレタンフォーム体等の多孔質体からなり、カートリッジ本体41内に圧縮して挿入した後、インクを吸収させている。
【0053】
カートリッジ本体41のケース43底部には記録ヘッド6へインクを供給するためのインク供給口45を形成し、このインク供給口45内周面にはシールリング46を嵌着している。また、上蓋部材44には大気開放口47を形成している。
そして、カートリッジ本体41には、装填前の状態で、インク供給口45を塞ぐとと共に装填時や輸送時などのカートリッジ取扱い時、或いは真空包装時による幅広側壁に係る圧力でケース43が圧縮変形されて内部のインクが漏洩することを防止するため、キャップ部材50を装着している。
【0054】
また、大気開放口47は、図2に示すように、酸素透過率が100ml/m2以上のフィルム状シール部材55を上蓋部材44に貼着してシールしている。このシール部材55は大気開放口47と共にその周囲に形成した複数本の溝48をもシールする大きさにしている。このように大気開放口47を酸素透過率が100ml/m2以上のシール部材55でシールすることで、インクカートリッジ7を透気性のないアルミラミネートフィルム等の包装部材を用いて減圧状態で包装することにより、インク充填時やインク吸収体42とカートリッジ本体41との間に生じる空間A(図3参照)にある大気のためにインク中に気体が溶存したときでも、シール部材55を介してインク中の空気が真空度の高いカートリッジ本体41外の包装部材との間の空間に排出され、インクの脱気度が向上する。
【0055】
また、図4には、本発明のインク組成物を収容したインク収容部と、インク滴を吐出させるためのヘッド部を備えたインクカートリッジの構成例を示し、説明する。
【0056】
すなわち、記録ユニット30は、シリアルタイプのものであり、インクジェットヘッド6と、このインクジェットヘッド6に供給されるインクを収容するインクタンク41と、このインクタンク41内を密閉する蓋部材とで主要部が構成される。インクジェットヘッド6には、記録液を吐出するための多数のノズル32が形成されている。インクはインクタンク41から、図示しないインク供給管を介して、やはり図示しない共通液室へと導かれ、電極31より入力される記録装置本体からの電気信号に応じて、ノズル32より吐出される。このようなタイプの記録ユニットは、構成上、安価に製造できるタイプのヘッド、いわゆるサーマル方式、バブル方式と呼ばれる、熱エネルギーを駆動の動力源とするヘッドに適した構造である。また、本発明のインク組成物は、熱エネルギーを作用させてインク吐出を行なう記録方法のみならず、力学的エネルギーを作用させてインク吐出を行なう記録方法においても適している。
【0057】
ここでは、前述のようなシリアル型インクジェット記録装置を説明したが、本発明のインク組成物は、ノズルを千鳥など任意の配列で、目的とする画像の解像度と同じか数分の1程度の密度に集積し、記録媒体の幅以上に配列させた、いわゆるラインヘッドを有する記録装置に適用することも可能である。
【0058】
また、ここでいう記録装置とは、PCやデジタルカメラ用の出力プリンタのみならず、ファックスやスキャナ、電話などと組み合わせた複合的な機能を有する装置であっても構わない。
【0059】
以下、実施例、参考例、比較例によって本発明をさらに具体的に説明する。
参考例1
<ミルベース処方>
シリカ/カーボンブラック複合顔料(戸田工業(株)、1次粒子径18nm)
13重量部
ジアルキルスルホコハク酸エステルNa塩(アニオン系界面活性剤)
(アデカコールEC−4500、旭電化工業(株)) 7重量部
イオン交換水 80重量部
<インク処方>
ミルベース 100重量部
グリセリン 15重量部
ジエチレングリコール 25重量部
2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール 3重量部
下記式で表される界面活性剤 3重量部
1327−O−(CH2CH2O)3CH2COONa
プロキセルLV(防腐防黴剤) 0.2重量部
イオン交換水 54重量部
【0060】
ジアルキルスルホコハク酸エステルNa塩をイオン交換水に溶解し、上記顔料を混合して充分に湿潤したところで、混練装置としてダイノーミル KDL A型(WAB製)にφ0.5mmジルコニアビーズを充填し、2000rpmで3時間混練を行なってミルベースを得た。
次に、グリセリン、ジエチレングリコール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、上記式で表される界面活性剤、プロキセルLVをイオン交換水に溶解してビヒクルを作製し、ミルベースと混合した後、1μmのテフロン(登録商標)製フィルターでろ過することで、インクジェット用ブラックインクを得た。
【0061】
参考例2
<ミルベース処方>
シリカ/フタロシアニンPB15:3複合顔料
(戸田工業(株)、1次粒子径16nm) 13重量部
アルキルベンゼンスルホン酸Na塩(アニオン系界面活性剤)
(ネオペレックスNo.25、花王(株)) 7重量部
イオン交換水 80重量部
<インク処方>
ミルベース 100重量部
グリセリン 10重量部
1,6−ヘキサンジオール 30重量部
2−エチル−1,3−ヘキサンジオール 4重量部
下記式で表される界面活性剤 2重量部
1327−(OCH2CH2)8OH
プロキセルLV(防腐防黴剤) 0.2重量部
イオン交換水 54重量部
上記ミルベース処方を用いて、参考例1と同様の方法でミルベースを作製し、次に、グリセリン、1,6−ヘキサンジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、上記式で表される界面活性剤、プロキセルLVをイオン交換水に溶解してビヒクルを作製し、ミルベースと混合した後、1μmのテフロン(登録商標)製フィルターでろ過することで、インクジェット用シアンインクを得た。
【0062】
実施例
<ミルベース処方>
シリカ/ジスアゾイエロー複合顔料(戸田工業(株)、1次粒子径17nm)
13重量部
下記式で表されるアニオン系界面活性剤 3重量部
1021−O−(CH2CH2O)17SO3NH4
イオン交換水 80重量部
<インク処方>
ミルベース 100重量部
グリセリン 10重量部
1,3−ブタンジオール 30重量部
2−エチル−1,3−ヘキサンジオール 4重量部
上記一般式(7)記載のアセチレン系界面活性剤(p+q=10)
(サーフィノール465、日信化学(株)) 4重量部
プロキセルLV(防腐防黴剤) 0.2重量部
イオン交換水 54重量部
上記ミルベース処方を用いて、参考例1と同様の方法でミルベースを作製し、次に、グリセリン、1,3−ブタンジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、上記一般式(7)で表される界面活性剤、プロキセルLVをイオン交換水に溶解してビヒクルを作製し、ミルベースと混合した後、1μmのテフロン(登録商標)製フィルターでろ過することで、インクジェット用イエローインクを得た。
【0063】
参考例3
<ミルベース処方>
シリカ/キナクリドンPR122複合顔料
(戸田工業(株)、1次粒子径16nm) 13重量部
ポリカルボン酸Na塩(スチレン/マレイン酸共重合物の変性物)
(アニオン系界面活性剤)(フローレンTG−750、共栄社化学(株))
7重量部
イオン交換水 80重量部
上記ミルベース処方を用いて、参考例1と同様の方法でミルベースを作製し、参考例2と同様のインク処方と方法を用いて、インクジェット用マゼンタインクを得た。
【0064】
比較例1
<ミルベース処方>
シリカ/キナクリドンPR122複合顔料
(戸田工業(株)、1次粒子径16nm) 13重量部
ノニルフェノールエチレンオキサイド付加物(ノニオン系界面活性剤)
7重量部
イオン交換水 80重量部
上記ミルベース処方を用いて、参考例1と同様の方法でミルベースを作製し、参考例2と同様のインク処方と方法を用いて、インクジェット用マゼンタインクを得た。
【0065】
比較例2
<ミルベース処方>
フタロシアニンPB15:3
(大日精化工業(株)、ECB−301) 13重量部
アルキルベンゼンスルホン酸Na塩(アニオン系界面活性剤)
(ネオペレックスNo.25、花王(株)) 7重量部
イオン交換水 80重量部
上記ミルベース処方を用いて、参考例1と同様の方法でミルベースを作製し、参考例2と同様のインク処方と方法を用いて、インクジェット用シアンインクを得た。
【0066】
比較例3
<インク処方>
Acid Red 52(水溶性染料) 3重量部
グリセリン 5重量部
ジエチレングリコール 15重量部
2−エチル−1、3−ヘキサンジオール 1重量部
上記一般式(7)に記載のアセチレン系界面活性剤(p+q=10)
(サーフィノール465、日信化学(株)) 2重量部
デヒドロ酢酸ナトリウム 0.2重量部
イオン交換水 74重量部
上記インク処方の組成物を撹拌溶解した後、pHが10になるように水酸化リチウム10%水溶液にて調整し、これを0.20μmのテフロン(登録商標)フィルターにて濾過しインクジェット用マゼンタインクを得た。
【0067】
得られた実施例、参考例及び比較例のインクを用い、評価を行なった。評価項目、評価方法を以下に記載し、結果を表1に示す。
(1)径測定
実施例、参考例及び比較例における、インクジェット用インクの色材粒子の体積平均粒径を、マイクロトラックUPAを用いて測定した。
【0068】
(2)表面張力測定
実施例、参考例及び比較例における、インクジェット用インクの表面張力を、協和界面科学製CBVP−Z型を用いて測定した。
【0069】
(3)吐出安定性評価
実施例、参考例及び比較例における、インクジェット用インクを、力学的エネルギー作用させてインクの吐出を行なうリコー製インクジェットプリンターIPSiO Jet300に充填し、プリンター動作中にキャップ、クリーニング等を行わないでどれだけ印字休止しても復帰できるかを調べ、どれだけの時間(秒)で噴射方向がずれるか、あるいは吐出液滴の重量が変化するかをもって、その信頼性を以下の評価基準で判定した。
<評価基準>
◎:600秒以上
○:120秒以上、600秒未満
△:30秒以上、120秒未満
×:30秒未満
【0070】
(4)明度測定
実施例、参考例及び比較例における、インクジェット用インクを、リコー製インクジェットプリンターIPSiO Jet300に充填し、ワンパスでベタを印字した。印刷試験用紙は下記の普通紙と光沢紙を使用して印字乾燥後、明度を反射型カラー分光測色濃度計(X−Rite社製)で測定した。標準色(Japan color ver.2)の明度の値(イエロー:87.27、マゼンタ:44.69、シアン:51.36)に対して、測定した明度の値の比率を算出し、下の評価基準にしたがって評価した。
<印刷試験用紙>
普通紙:マイペーパー(株式会社NBSリコー製)
光沢紙:MC光沢紙(エプソン)
<評価基準>
◎:1.0以上
○:0.8以上 1.0未満
△:0.6以上 0.8未満
×:0.6未満
【0071】
(5)耐光性評価
明度測定と同様の方法で作製した画像サンプルを、アトラス製ウェザオメータCi35AWを用いて、70℃、50%RH、ブラックパネル温度89℃環境にて、屋外太陽光近似のキセノン放射照度0.35W/m2(340nm)で24時間照射し、前後の退色、色変化を以下の評価基準で判定した。
<評価基準>
◎:ほとんど変化がないもの
○:変化の少ないもの
△:変化は認められるが許容できるもの
×:退色、色変化の大きいもの
【0072】
【表1】
Figure 0004165861
【0073】
表1の結果から、本発明によるインクジェット用インク組成物の色材粒子の分散粒子径はすべて100nm以下であり、上記一般式(1)で表されるアニオン系界面活性剤又は特定のポリカルボン酸塩を分散剤として用いることで、さらに1次粒子に近い状態まで微分散することが可能となり、吐出安定性も高いことがわかる。さらに、有機顔料インクに匹敵する耐光性を保持しつつ、色調は染料インク並の明るさを持つインクジェットインク及びそれを用いた記録物を得ることが可能であることがわかる。
【0074】
【発明の効果】
本発明のインク組成物を用いることで分散粒子を極めて微細に安定化することができるため、吐出安定性に優れたインクジェット用インク、それを用いた記録方法及び記録物を提供することが可能となる。
さらに、本発明のインク組成物を用いることで顔料分散インク特有の耐光性に優れた特性を損なうことがなく、染料インクに匹敵する色調に優れたインクジェット用インク、それを用いた記録方法及び記録物を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用したインク組成物を収容するインクカートリッジを搭載するシリアル型インクジェット記録装置の構成例を示す概略正面図である。
【図2】記録装置に装填する前のインクカートリッジの外観斜視図である。
【図3】インクカートリッジの正断面図である。
【図4】記録ヘッドと一体化されたインクカートリッジの外観斜視図である。
【符号の説明】
1、2 側板
3 主支持ガイドロッド
4 従支持ガイドロッド
5 キャリッジユニット
6 インクジェットヘッド
6a 吐出面
7、7Y、7M、7C、7Bk インクカートリッジ
8 主走査モータ
9 駆動プーリ
10 従動プーリ
11 タイミングベルト
12 底板
13、14 サブフレーム
15 搬送ローラ
16 用紙
17 副走査モータ
18、19 ギア
21 サブシステム
22 キャップ手段
23 ホルダ
24 リンク部材
25 係合部
26 吸引チューブ
27 吸引ポンプ
28 ワイパーブレード
29 ブレードアーム
30 記録ユニット
31 電極
32 ノズル
41 カートリッジ本体(インクタンク)
42 インク吸収体
43 ケース
44 上蓋部材
45 インク供給口
46 シールリング
47 大気開放口
48 溝
50 キャップ部材
55 フィルム状シール部材
A 空間[0001]
[Technical field to which the invention belongs]
  The present inventionFor inkjetPigment ink suitable for printing, recording method and recorded matter using the same, excellent ink storage stability, particularly excellent clogging of the head without clogging during printing, and image fastness such as water resistance and light resistance Images with excellent color tone can be obtained not only on dedicated recording paper but also on plain paperFor inkjetThe present invention relates to a pigment ink.
[0002]
[Prior art]
Inkjet printers have been remarkably popular due to their low noise and low running costs, and color printers that can print on plain paper have been actively introduced into the market. However, all required properties such as color reproducibility, durability, light resistance, image drying, character bleeding (feathering), color boundary bleeding (color bleed), double-sided printability, and ejection stability It is very difficult to satisfy, and the ink to be used is selected from the characteristics that are given priority depending on the application.
[0003]
Ink used for ink jet recording is generally composed mainly of water and contains a colorant and a wetting agent such as glycerin for the purpose of preventing clogging. As the colorant, a dye is used because of its excellent color developability and stability. However, the light resistance, water resistance and the like of an image obtained using a dye-based ink are inferior. The water resistance is improved to some extent by improving the ink jet recording paper having an ink absorbing layer, but the plain paper is not satisfactory.
[0004]
In recent years, in order to improve these problems, pigments such as organic pigments and carbon black are made fine particles using surfactants and dispersants instead of dyes, and dispersed in a medium such as water as a colorant. The pigment ink to be used has been studied. Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 9-263720 and 9-263722 propose a method for improving discharge stability by making organic pigments into a fine particle having a particle diameter of 50 nm or less using a specific dispersant. However, it is impossible to subdivide the organic pigment primary particles with any dispersant, and it is very difficult to reduce the primary particle size of the organic pigment to 50 nm or less without deterioration in color tone. I must say that there is.
[0005]
In ink jet recording, since stable ink droplet ejection is required from the fine nozzles of the ink jet recording head, it is necessary that the ink is not solidified by drying the orifice of the ink jet recording head. However, when the ink in which the organic pigment is dispersed is used for ink jet recording, clogging, non-ejection of the ink, or the like may occur. In particular, when printing is suspended for a long period of time, clogging of nozzles and the like is likely to occur, and thickened ink accumulates in the maintenance mechanism such as the nozzle cap and the suction tube, which may impair the function of the maintenance mechanism. There was something. In addition, when printing is paused, or when a printing pause period is established for a nozzle corresponding to a blank during printing of a blank document or image, printing failure (intermittent) due to disturbance of the ink droplet ejection direction. There were many problems such as defective discharge.
[0006]
As another dispersion method, there is a so-called self-dispersion type pigment ink that can be stably dispersed without using a dispersant. As a black pigment ink, a so-called self-dispersing carbon black that can be stably dispersed without using a dispersant by introducing a hydrophilic group on the surface of carbon has been developed. Furthermore, color pigments that can be dispersed stably without using a dispersant have also been developed in color pigment-based inks. However, these self-dispersing pigment inks have low color image saturation on plain paper and poor scratch resistance on dedicated glossy paper. When a resin emulsion is added to improve the scratch resistance, there is a disadvantage that the dispersion stability of the ink is lowered and the ejection stability is impaired.
[0007]
As a method for solving the above problems, an inkjet ink using a so-called microcapsule or emulsion type dispersion in which pigment particles are coated with a resin has been proposed. Although the dispersion state is stable over a long period of time because the pigment is firmly covered with the resin, and the instability of ejection has been improved, the dispersed particle size is not limited even when the pigment having a primary particle size of 50 to 100 nm is coated. It is difficult to reduce the thickness to 100 nm or less, and it must be said that it is still unstable for practical use from the viewpoint of ejection stability.
[0008]
In recent years, composite pigments have been proposed in which inorganic pigment particles are covered with an organic pigment. In JP-A-11-323174, JP-A-11-338191, and JP-A-2000-351914, a composite pigment in which an inorganic pigment is coated with polysiloxane or organosilane and carbon black particles are adhered to the surface thereof is disclosed. The black toner used has been proposed. JP-A No. 2001-172526 proposes a yellow pigment in which a yellow organic pigment is adhered to the surface of an inorganic pigment coated with polysiloxane or organosilane, and JP-A Nos. 2001-181533 and 2001-226609. The publication proposes a green pigment to which a blue organic pigment is attached. The core material of the inorganic pigment used in these is 0.1 to 2.0 μm, which is too large for use in inkjet. Particles that can be used in inkjet are desirably 200 nm or less in average particle size for the reason that nozzles are not clogged, and are desirably 100 nm or less in average particle size for practical use. If inorganic pigment particles of about 5 to 50 nm are used as the core material of this composite pigment, it is possible to obtain a colored pigment of less than 100 nm even in a state where it is coated with an organic pigment. Pigment coloring materials have already been put into practical use.
[0009]
Moreover, in JP-A-11-166127 and JP-A-2001-192582, a dye is attached to the surface of a metal oxide and further covered with an organic compound having an ionic group, so that the particle size is nanometer size. It has been proposed that a color material having a uniform particle diameter is obtained and used for an inkjet ink. Although the water resistance is improved as compared with the ink using the dye, the light resistance is worse than that of the dye ink, and it does not endure actual use.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
  The present invention eliminates such conventional drawbacks,For inkjetAn ink composition, a recording method using the ink composition, and a recorded matter are provided. In particular, even when printing on plain paper using an ink jet recording method, it has excellent ejection stability and storage stability, and color reproducibility of a color image. And can provide image robustness such as water resistance and light resistanceFor inkjetIt is an object of the present invention to provide a pigment ink composition, a recording method using the same, and a recorded matter.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
  As a result of intensive studies in order to solve the above problems, the present inventor has arrived at the present invention. That is, the present invention includes at least coloring material particles obtained by coating inorganic pigment particles with an organic pigment or carbon black, a dispersant, and water, and the dispersant is an anionic surfactant.For inkjetInk composition.
[0012]
Color material particles in which inorganic pigment particles used in the present invention are coated with an organic pigment or carbon black are a method of depositing organic pigments in the presence of inorganic pigment particles, or mechanically kneading inorganic pigments and organic pigments. It can be produced by a method or the like. If necessary, it is possible to improve the adhesion between the inorganic pigment and the organic pigment by providing a layer of an organosilane compound generated from polysiloxane and alkylsilane between the inorganic pigment and the organic pigment.
[0013]
Examples of the inorganic pigment include titanium dioxide, silica, alumina, iron oxide, iron hydroxide, tin oxide, and the like. The particle shape preferably has a small aspect ratio, and most preferably spherical. In addition, the color of the inorganic pigment is preferably transparent or white when the color material is adsorbed on the surface, but when the black color material is adsorbed on the surface, a black inorganic pigment may be used. I do not care. The primary particle diameter is preferably 100 nm or less, and more preferably 5 to 50 nm.
[0014]
Examples of organic pigments include aniline black as a black pigment, and examples of color pigments include anthraquinone, phthalocyanine blue, phthalocyanine green, diazo, monoazo, pyranthrone, perylene, heterocyclic yellow, quinacridone, and (thio) indigoid. . Among these, aniline black, phthalocyanine pigments, quinacridone pigments, monoazo yellow pigments, disazo yellow pigments, and heterocyclic yellow pigments are excellent in terms of color development.
[0015]
A typical example of the phthalocyanine pigment is copper phthalocyanine blue and a derivative thereof (Pigment Blue 15). Representative examples of quinacridone pigments include Pigment Orange 48, Pigment Orange 49, Pigment Red 122, Pigment Red 192, Pigment Red 202, Pigment Red 206, Pigment Red 207, Pigment Red 209, Pigment Violet 19 and Pigment Violet 42. is there. Typical examples of the monoazo yellow pigment are pigment yellow 74, pigment yellow 109, pigment yellow 128, and pigment yellow 151. Representative examples of the disazo yellow pigment include pigment yellow 14, pigment yellow 16, and pigment yellow 17. Representative examples of the heterocyclic yellow pigment are pigment yellow 117 and pigment yellow 138. Examples of other suitable colored pigments are described in The Color Index, 3rd edition (The Society of Dyers and Colorists, 1982).
[0016]
The weight ratio of the inorganic pigment particles and the organic pigment or carbon black, which is a color material, is preferably 3: 1 to 1: 3. Since transparency and a color tone worsen, it is more preferably 3: 2 to 1: 2.
[0017]
Color material particles obtained by coating inorganic pigment particles used in the present invention with organic pigments or carbon black include silica / carbon black composite material manufactured by Toda Kogyo Co., Ltd., silica / phthalocyanine PB15: 3 composite material, silica / disazo yellow composite material. Materials, such as silica / quinacridone PR122 composite material, have a small primary average particle size and can be suitably used.
[0018]
For example, when inorganic pigment particles having a primary particle diameter of 20 nm are coated with an equal amount of organic pigment, the primary particle diameter of the pigment is about 25 nm. If a suitable dispersing agent is used for this and it can disperse | distribute to a primary particle, the very fine pigment dispersion ink with a dispersion particle diameter of 25 nm can be produced. However, in this composite pigment, not only the organic pigment on the surface contributes to the dispersion, but also the properties of the inorganic pigment at the center appear through a thin layer of organic pigment with a thickness of about 2.5 nm. The selection of a dispersant that can be stabilized is very difficult. However, after intensive studies on this point, an anionic surfactant is suitable for stably dispersing the inorganic-organic composite pigment, and particularly, a compound represented by the following general formula (1), or an alkali metal, It has been found that if a polycarboxylate neutralized with ammonium, phosphonium, or alkanolamine is used, the inorganic-organic composite pigment can be stably dispersed to near the primary particles.
R1-O- (CH2CH2O)j-SOThreeM1            (1)
R1: Alkyl group having 5 to 15 carbon atoms which may be branched
j: an integer from 10 to 20
M1: Alkali metal, ammonium, phosphonium, or alkanolamine
[0019]
Examples of anionic surfactants include polyoxyethylene alkyl ether acetates, dodecylbenzene sulfonates, laurates, polyoxyethylene alkyl ether sulfate salts, oleates, polycarboxylic acids and their salts, alkylbenzene sulfonic acids Examples thereof include salts, maleic acid dialkyl ester sulfonic acids and salts thereof. Moreover, as a particularly useful specific example of the compound represented by the general formula (1),
CTenHtwenty one-O- (CH2CH2O)17SOThreeM1
M1: NHFourOr Na
Among these polycarboxylates, particularly useful ones include modified products of styrene / maleic acid copolymer (for example, trade name: Floren TG-750W, Kyoeisha Chemical Co., Ltd.).
[0020]
Dissolve the dispersant in an aqueous medium, then add a coloring material containing the inorganic pigment particles as an organic pigment and thoroughly moisten the mixture, then use a ball such as a bead mill or ball mill at high speed with a homogenizer. A dispersion can be produced by a method using a conventional kneading and dispersing machine, a kneading and dispersing machine using a shearing force such as a roll mill, an ultrasonic dispersing machine or the like. However, after such a kneading and dispersing step, coarse particles are often contained, which may cause clogging of the ink jet nozzle and the supply path. Therefore, particles having a particle diameter of 1 μm or more using a filter or a centrifuge. Need to be removed.
[0021]
According to the preferable aspect of this invention, it is preferable to use a dispersing agent in the ratio range of 1 to 100 weight% with respect to a pigment color material, More preferably, it is 10 to 50 weight%. If the amount of the dispersant is small, the pigment cannot be sufficiently miniaturized. If the amount of the dispersant is too large, excess components that are not adsorbed on the pigment affect the ink properties, causing image bleeding, water resistance, and abrasion resistance. It will cause deterioration of the sex. Further, the volume average particle diameter of the colorant fine particles of the present invention is preferably 5 to 100 nm, more preferably 10 to 80 nm in the ink. The content of the dispersed fine particles in the ink is preferably about 2 to 20% by weight, more preferably 4 to 15% by weight, based on the solid content of the pigment and dispersant combined.
[0022]
Furthermore, the printed matter of the ink of the present invention exhibits a coloring power of nearly 70 to 90% even though the colorant such as organic pigment or carbon black contains only about half of the color material of the organic pigment or carbon black alone. Therefore, by increasing the pigment concentration in the ink by about 11 to 43%, it is possible to obtain a printed matter having an image density comparable to that of an organic pigment or carbon black alone. Further, in the color printed matter, there is an effect of increasing the brightness (brightness) and vividness (saturation) of the color by using the composite pigment of the present invention, and particularly for printing a photographic image as an ink jet recording medium. The glossy paper used has a strong effect, and a vivid image that is inferior to that of printed matter using dye ink can be obtained.
[0023]
The ink composition of the present invention uses water as a liquid medium. For the purpose of preventing the ink from drying and improving the dispersion stability, the following wetting agent and water-soluble organic compound are used. A solvent may be used. A plurality of these wetting agents and water-soluble organic solvents may be used in combination.
[0024]
Specific examples of the wetting agent and the water-soluble organic solvent include the following.
Glycerin, 1,3-butanediol, triethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, dipropylene glycol, trimethylolpropane, trimethylolethane, ethylene glycol, diethylene glycol, dipropylene glycol, tripropylene glycol, tetraethylene glycol, hexylene glycol , Polyethylene glycol, polypropylene glycol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, glycerol, 1,2,6-hexanetriol, 1,2,4-butanetriol, 1,2,3-butanetriol, Polyhydric alcohols such as petriol;
Polyhydric alcohol alkyl ethers such as ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, tetraethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether;
Polyhydric alcohol aryl ethers such as ethylene glycol monophenyl ether and ethylene glycol monobenzyl ether;
Nitrogen-containing heterocyclic compounds such as 2-pyrrolidone, N-methyl-2-pyrrolidone, N-hydroxyethyl-2-pyrrolidone, 1,3-dimethylimidazolidinone, ε-caprolactam, γ-butyrolactone;
Amides such as formamide, N-methylformamide, N, N-dimethylformamide;
Amines such as monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, monoethylamine, diethylamine, triethylamine;
Sulfur-containing compounds such as dimethyl sulfoxide, sulfolane, thiodiethanol;
Propylene carbonate, ethylene carbonate and the like.
[0025]
Among these organic solvents, diethylene glycol, thiodiethanol, polyethylene glycol 200 to 600, triethylene glycol, glycerol, 1,2,6-hexanetriol, 1,2,4-butanetriol, petriol, 1,5-pentane Diol, 2-pyrrolidone and N-methyl-2-pyrrolidone are preferred. These are excellent in solubility and prevention of poor jetting characteristics due to water evaporation.
[0026]
The other wetting agent preferably contains sugar. Examples of saccharides include monosaccharides, disaccharides, oligosaccharides (including trisaccharides and tetrasaccharides) and polysaccharides, preferably glucose, mannose, fructose, ribose, xylose, arabinose, galactose, maltose, cellobiose, Examples include lactose, sucrose, trehalose and maltotriose. Here, the polysaccharide means a saccharide in a broad sense, and is used to include a substance that exists widely in nature such as α-cyclodextrin and cellulose.
[0027]
In addition, derivatives of these saccharides include reducing sugars of the aforementioned saccharides (for example, sugar alcohol (general formula HOCH2(CHOH)nCH2OH (wherein n represents an integer of 2 to 5). ), Oxidized sugar (eg, aldonic acid, uronic acid, etc.), amino acid, thioic acid and the like. Particularly preferred are sugar alcohols, and specific examples include maltitol and sorbit.
[0028]
In particular, as the wetting agent in the present invention, glycerin, 1,3-butanediol, triethylene glycol, 1,6-hexanediol, propylene glycol, 1,5-pentanediol, diethylene glycol, dipropylene glycol, trimethylolpropane, In addition, by using trimethylolethane, an ink having excellent storage stability and ejection stability can be produced.
[0029]
The ratio of pigment to wetting agent has a great influence on the stability of ink ejection from the head. If the pigment solid content is high but the amount of the wetting agent is small, water evaporation near the ink meniscus of the nozzle advances and discharge failure occurs.
[0030]
The blending amount of the wetting agent is preferably 10 to 50 wt%. The ratio of the solid content of the pigment particles including the wetting agent and the dispersant is preferably 0.67 to 12.5, more preferably 1.0 to 6.0, and most preferably 2.0 to 4.0. It is a range. Ink within this range has very good drying, storage and reliability tests.
[0031]
Furthermore, by adding a penetrant to the ink, the surface tension is reduced, and the penetration into the recording medium after the ink droplets have landed on the recording medium such as paper becomes faster, thus reducing feathering and color bleeding. be able to. The appropriate surface tension range of the present invention is 35 mN / m or less. As the penetrant, an anionic surfactant or a nonionic surfactant is generally used, and a surfactant that does not impair dispersion stability is selected depending on the combination of the type of colorant, wetting agent, and water-soluble organic solvent. To do.
[0032]
Examples of the anionic surfactant include polyoxyethylene alkyl ether acetate, dodecylbenzene sulfonate, laurate, polyoxyethylene alkyl ether sulfate, and the like.
Nonionic surfactants include, for example, polyols, glycol ethers, polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyethylene alkyl esters, polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters, polyoxyethylene alkyl phenyl ethers, polyoxyethylene alkyl amines, polyoxyethylenes. Examples thereof include alkylamide and acetylene glycol.
As acetylene glycol surfactants, 2,4,7,9-tetramethyl-5-decyne-4,7-diol, 3,6-dimethyl-4-octyne-3,6-diol, 3,5 An acetylene glycol type such as dimethyl-1-hexyn-3-ol (for example, Surfynol 104, 82, 465, 485 or TG from Air Products (USA)) can be used, particularly Surfynol 465, 104 and TG indicate good print quality.
The said surfactant can be used individually or in mixture of 2 or more types.
[0033]
In particular, in the present invention, the penetrant is a polyol having 8 to 11 carbon atoms, 2-ethyl-1,3-hexanediol, 2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol, or the following general By using the surfactants of the formulas (2) to (7), better print quality can be obtained.
[0034]
R2-O- (CH2CH2O)mCH2COOM2                (2)
R2: Alkyl group having 6 to 14 carbon atoms which may be branched
m: integer of 3-12
M2: Alkali metal, quaternary ammonium, quaternary phosphonium, or alkanolamine
[0035]
[Chemical 1]
Figure 0004165861
RThree: A branched alkyl group having 5 to 16 carbon atoms
MThree: Alkali metal, quaternary ammonium, quaternary phosphonium, or alkanolamine
[0036]
[Chemical 2]
Figure 0004165861
R: a carbon chain having 6 to 14 carbon atoms that may be branched
k: integer of 5-20
[0037]
RFive-(OCH2CH2)lOH (5)
RFive: Carbon chain having 6 to 14 carbon atoms that may be branched
l: integer of 5-20
[0038]
[Chemical 3]
Figure 0004165861
R ′: carbon chain having 6 to 14 carbon atoms
m, n: an integer from 0 to 20
[0039]
[Formula 4]
Figure 0004165861
[0040]
Conventionally known additives can be added to the ink of the present invention in addition to the colorant particles, the solvent and the dispersant.
For example, as an antiseptic / antifungal agent, sodium dehydroacetate, sodium sorbate, sodium 2-pyridinethiol-1-oxide, sodium benzoate, sodium pentachlorophenol and the like can be used in the present invention.
[0041]
As the pH adjuster, any substance can be used as long as the pH can be adjusted to 7 or more without adversely affecting the ink to be prepared.
Examples thereof include amines such as diethanolamine and triethanolamine, hydroxides of alkali metal elements such as lithium hydroxide, sodium hydroxide and potassium hydroxide, ammonium hydroxide, quaternary ammonium hydroxide, and quaternary phosphonium. Examples thereof include carbonates of alkali metals such as hydroxide, lithium carbonate, sodium carbonate, and potassium carbonate.
[0042]
Examples of the chelating reagent include sodium ethylenediaminetetraacetate, sodium nitrilotriacetate, sodium hydroxyethylethylenediaminetriacetate, sodium diethylenetriaminepentaacetate, sodium uramil diacetate, and the like.
[0043]
Examples of the rust inhibitor include acidic sulfite, sodium thiosulfate, ammonium thiodiglycolate, diisopropylammonium nitrite, pentaerythritol tetranitrate, and dicyclohexylammonium nitrite.
[0044]
Depending on the purpose, a water-soluble ultraviolet absorber, a water-soluble infrared absorber, or the like can be added.
[0045]
An ink cartridge containing the ink composition of the present invention and an ink jet recording apparatus including the ink cartridge will be described with reference to the accompanying drawings. However, the following is only one example of the configuration, and the present invention is not limited in any way. is not.
[0046]
FIG. 1 is a schematic front view of a mechanism portion of a serial type ink jet recording apparatus equipped with an ink cartridge having a recording liquid storage portion that stores an ink composition of the present invention.
The mechanism portion of this ink jet recording apparatus lays the main support guide rod 3 and the sub support guide rod 4 between the side plates 1 and 2 on both sides in a substantially horizontal positional relationship, and the main support guide rod 3 and the sub support guide. The carriage 4 is supported by the rod 4 so as to be slidable in the main scanning direction. The carriage unit 5 has four heads 6 for ejecting yellow (Y) ink, magenta (M) ink, cyan (C) ink, and black (Bk) ink, respectively, and an ejection surface (nozzle surface) 6a. The four ink cartridges 7Y, 7M, 7C, and 7Bk are mounted on the lower side of the carriage unit 5 and are ink supply bodies of respective colors for supplying ink to the four heads 6 above the heads 6 of the carriage unit 5, respectively. Is installed in a replaceable manner.
[0047]
The carriage unit 5 is connected to a timing belt 11 stretched between a driving pulley (drive timing pulley) 9 and a driven pulley (idler pulley) 10 that are rotated by the main scanning motor 8, and the main scanning motor 8 is connected to the carriage unit 5. By controlling the driving, the carriage 5, that is, the four heads 6 are moved in the main scanning direction.
[0048]
Further, sub frames 13 and 14 are erected on the bottom plate 12 connecting the side plates 1 and 2, and a conveying roller 15 for feeding the paper 16 in the sub scanning direction orthogonal to the main scanning direction is provided between the sub frames 13 and 14. Holds freely. A sub-scanning motor 17 is disposed on the side of the sub-frame 14, and a gear 18 fixed to the rotation shaft of the sub-scanning motor 17 and the transporting roller 15 in order to transmit the rotation of the sub-scanning motor 17 to the transporting roller 15. And a gear 19 fixed to the shaft.
[0049]
Further, a reliability maintenance / recovery mechanism (hereinafter referred to as “subsystem”) 21 of the head 6 is disposed between the side plate 1 and the subframe 13. The sub-system 21 holds four cap means 22 for capping the ejection surface of each head 6 by a holder 23, and this holder 23 is held by a link member 24 so as to be swingable so that the carriage unit 5 can move in the main scanning direction. When the carriage unit 5 comes into contact with the engaging portion 25 provided on the holder 23 by the movement of the holder 23, the holder 23 is lifted up according to the movement of the carriage unit 5 and the ejection surface 6a of the inkjet head 6 is capped by the cap means 22, As the carriage unit 5 moves to the printing region side, the holder 23 is lifted down as the carriage unit 5 moves, so that the cap means 22 moves away from the ejection surface 6 a of the inkjet head 6.
[0050]
The cap means 22 is connected to the suction pump 27 via the suction tube 26, forms an atmosphere opening port, and communicates with the atmosphere via the atmosphere opening tube and the atmosphere opening valve. The suction pump 27 discharges the sucked waste liquid to a waste liquid storage tank (not shown) through a drain tube or the like.
[0051]
Further, on the side of the holder 23, a wiper blade 28, which is a wiping means made of an elastic member such as a fiber member, a foam member, or rubber, for wiping the discharge surface 6a of the inkjet head 6 is attached to a blade arm 29. Reference numeral 29 is pivotally supported so that it can be swung by rotation of a cam that is rotated by a driving means (not shown).
[0052]
Next, the ink cartridge 7 will be described with reference to FIGS. Here, FIG. 2 is an external perspective view of the ink cartridge before being loaded into the recording apparatus, and FIG. 3 is a front sectional view of the ink cartridge.
As shown in FIG. 3, the ink cartridge 7 includes an ink absorber 42 that absorbs ink of a required color in a cartridge main body 41. The cartridge body 41 is formed by adhering or welding an upper lid member 44 to an upper opening of a case 43 having a wide opening at the upper portion, and is made of, for example, a resin molded product. The ink absorber 42 is made of a porous material such as a urethane foam, and after being compressed and inserted into the cartridge body 41, the ink is absorbed.
[0053]
An ink supply port 45 for supplying ink to the recording head 6 is formed at the bottom of the case 43 of the cartridge body 41, and a seal ring 46 is fitted on the inner peripheral surface of the ink supply port 45. The upper lid member 44 has an air opening 47 formed therein.
In the cartridge main body 41, the case 43 is compressed and deformed by the pressure applied to the wide side wall when the ink supply port 45 is closed and the cartridge is handled during loading and transportation, or during vacuum packaging. In order to prevent the internal ink from leaking, a cap member 50 is attached.
[0054]
Further, as shown in FIG. 2, the air opening 47 has an oxygen permeability of 100 ml / m.2The film-like sealing member 55 described above is adhered to the upper lid member 44 for sealing. The seal member 55 is sized to seal the plurality of grooves 48 formed around the air release port 47 as well as the atmosphere. In this way, the oxygen permeability of the atmosphere opening 47 is 100 ml / m.2By sealing with the sealing member 55 described above, the ink cartridge 7 is packaged under reduced pressure using a packaging member such as a non-permeable aluminum laminate film, so that the ink absorber 42 and the cartridge main body 41 Even when the gas is dissolved in the ink due to the atmosphere in the space A (see FIG. 3) generated between the air and the packaging member outside the cartridge main body 41 having a high degree of vacuum, the air in the ink passes through the seal member 55. The ink is discharged into the space between the ink and the degree of deaeration of the ink is improved.
[0055]
FIG. 4 shows an example of the configuration of an ink cartridge provided with an ink containing portion containing the ink composition of the present invention and a head portion for ejecting ink droplets.
[0056]
That is, the recording unit 30 is of a serial type, and includes a main part including an ink jet head 6, an ink tank 41 that stores ink supplied to the ink jet head 6, and a lid member that seals the inside of the ink tank 41. Is configured. The inkjet head 6 is formed with a large number of nozzles 32 for discharging a recording liquid. The ink is guided from the ink tank 41 to a common liquid chamber (not shown) via an ink supply pipe (not shown), and is ejected from the nozzle 32 in accordance with an electrical signal from the recording apparatus main body input from the electrode 31. . This type of recording unit has a structure suitable for a head of a type that can be manufactured at low cost, a head called a thermal method or a bubble method, which uses thermal energy as a driving power source. The ink composition of the present invention is suitable not only in a recording method in which ink is ejected by applying thermal energy, but also in a recording method in which ink is ejected by applying mechanical energy.
[0057]
Here, the serial type ink jet recording apparatus as described above has been described, but the ink composition of the present invention has the same or a fraction of the density as the target image resolution in an arbitrary arrangement such as staggered nozzles. It is also possible to apply the present invention to a recording apparatus having a so-called line head, which is integrated in an array and arranged more than the width of the recording medium.
[0058]
In addition, the recording apparatus here may be an apparatus having a complex function in combination with a fax machine, a scanner, a telephone, or the like as well as an output printer for a PC or a digital camera.
[0059]
  Examples below, Reference examples, Comparative examplesThus, the present invention will be described in more detail.
referenceExample 1
<Millbase prescription>
  Silica / carbon black composite pigment (Toda Kogyo Co., Ltd., primary particle size 18 nm)
                                                            13 parts by weight
  Dialkylsulfosuccinic acid ester Na salt (anionic surfactant)
    (Adeka Coal EC-4500, Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.) 7 parts by weight
  Ion exchange water 80 parts by weight
<Ink prescription>
  Mill base 100 parts by weight
  15 parts by weight of glycerin
  25 parts by weight of diethylene glycol
  2,2,4-Trimethyl-1,3-pentanediol 3 parts by weight
  3 parts by weight of a surfactant represented by the following formula
    C13H27-O- (CH2CH2O)ThreeCH2COONa
  Proxel LV (antiseptic and antifungal agent) 0.2 parts by weight
  54 parts by weight of ion exchange water
[0060]
  When a dialkylsulfosuccinate Na salt is dissolved in ion-exchanged water, and the pigment is mixed and sufficiently moistened, DYNOMILL KDL A type (manufactured by WAB) as a kneading device is filled with φ0.5 mm zirconia beads, and 3 at 2000 rpm. Time milling was performed to obtain a mill base.
  Next, glycerin, diethylene glycol, 2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol, a surfactant represented by the above formula, and proxel LV are dissolved in ion-exchanged water to prepare a vehicle, which is mixed with the mill base. After filtering with a 1 μm Teflon (registered trademark) filter,For inkjetA black ink was obtained.
[0061]
referenceExample 2
<Millbase prescription>
  Silica / phthalocyanine PB15: 3 composite pigment
    (Toda Kogyo Co., Ltd., primary particle size 16 nm) 13 parts by weight
  Alkylbenzenesulfonic acid Na salt (anionic surfactant)
    (Neopelex No. 25, Kao Corporation) 7 parts by weight
  Ion exchange water 80 parts by weight
<Ink prescription>
  Mill base 100 parts by weight
  10 parts by weight of glycerin
  1,6-hexanediol 30 parts by weight
  2-ethyl-1,3-hexanediol 4 parts by weight
  2 parts by weight of surfactant represented by the following formula
    C13H27-(OCH2CH2)8OH
  Proxel LV (antiseptic and antifungal agent) 0.2 parts by weight
  54 parts by weight of ion exchange water
  Using the above millbase formulation,referenceA mill base was prepared in the same manner as in Example 1, and then glycerin, 1,6-hexanediol, 2-ethyl-1,3-hexanediol, a surfactant represented by the above formula, and Proxel LV were ion exchanged. A vehicle was prepared by dissolving in water, mixed with a mill base, and then filtered through a 1 μm Teflon (registered trademark) filter to obtain an inkjet cyan ink.
[0062]
Example1
<Millbase prescription>
  Silica / disazo yellow composite pigment (Toda Kogyo Co., Ltd., primary particle size 17 nm)
                                                          13 parts by weight
  3 parts by weight of an anionic surfactant represented by the following formula
    CTenHtwenty one-O- (CH2CH2O)17SOThreeNHFour
  Ion exchange water 80 parts by weight
<Ink prescription>
  Mill base 100 parts by weight
  10 parts by weight of glycerin
  1,3-butanediol 30 parts by weight
  2-ethyl-1,3-hexanediol 4 parts by weight
  Acetylene-based surfactant described in the general formula (7) (p + q = 10)
    (Surfinol 465, Nissin Chemical Co., Ltd.) 4 parts by weight
  Proxel LV (antiseptic and antifungal agent) 0.2 parts by weight
  54 parts by weight of ion exchange water
  Using the above millbase formulation,referenceA mill base was prepared in the same manner as in Example 1, and then glycerin, 1,3-butanediol, 2-ethyl-1,3-hexanediol, a surfactant represented by the above general formula (7), and proxel A vehicle was prepared by dissolving LV in ion-exchanged water, mixed with a mill base, and then filtered through a 1 μm Teflon (registered trademark) filter to obtain an inkjet yellow ink.
[0063]
Reference example 3
<Millbase prescription>
  Silica / quinacridone PR122 composite pigment
    (Toda Kogyo Co., Ltd., primary particle size 16 nm) 13 parts by weight
  Polycarboxylic acid Na salt (modified product of styrene / maleic acid copolymer)
    (Anionic surfactant) (Floren TG-750, Kyoeisha Chemical Co., Ltd.)
                                                            7 parts by weight
  Ion exchange water 80 parts by weight
  Using the above millbase formulation,referenceA mill base was produced in the same manner as in Example 1,referenceAn ink jet magenta ink was obtained using the same ink formulation and method as in Example 2.
[0064]
Comparative Example 1
<Millbase prescription>
  Silica / quinacridone PR122 composite pigment
    (Toda Kogyo Co., Ltd., primary particle size 16 nm) 13 parts by weight
  Nonylphenol ethylene oxide adduct (nonionic surfactant)
                                                            7 parts by weight
  Ion exchange water 80 parts by weight
  Using the above millbase formulation,referenceA mill base was produced in the same manner as in Example 1,referenceAn ink jet magenta ink was obtained using the same ink formulation and method as in Example 2.
[0065]
Comparative Example 2
<Millbase prescription>
  Phthalocyanine PB15: 3
    (Daiichi Seika Kogyo Co., Ltd., ECB-301) 13 parts by weight
  Alkylbenzenesulfonic acid Na salt (anionic surfactant)
    (Neopelex No. 25, Kao Corporation) 7 parts by weight
  Ion exchange water 80 parts by weight
  Using the above millbase formulation,referenceA mill base was produced in the same manner as in Example 1,referenceUsing the same ink formulation and method as in Example 2, an inkjet cyan ink was obtained.
[0066]
Comparative Example 3
<Ink prescription>
  Acid Red 52 (water-soluble dye) 3 parts by weight
  5 parts by weight of glycerin
  15 parts by weight of diethylene glycol
  2-ethyl-1,3-hexanediol 1 part by weight
  Acetylene-based surfactant described in the general formula (7) (p + q = 10)
    (Surfinol 465, Nissin Chemical Co., Ltd.) 2 parts by weight
  Sodium dehydroacetate 0.2 parts by weight
  74 parts by weight of ion exchange water
  After stirring and dissolving the composition of the above ink formulation, the pH is adjusted to 10 with a 10% aqueous solution of lithium hydroxide and filtered through a 0.20 μm Teflon (registered trademark) filter.For inkjetA magenta ink was obtained.
[0067]
  Example obtainedReference examples and comparative examplesThe ink was evaluated. Evaluation items and evaluation methods are described below, and the results are shown in Table 1.
(1) Diameter measurement
  ExampleReference examplesIn addition, the volume average particle size of the colorant particles of the inkjet ink in the comparative example was measured using a microtrack UPA.
[0068]
(2) Surface tension measurement
  ExampleReference examplesAnd the surface tension of the ink for inkjet in the comparative example was measured using CBVP-Z type made from Kyowa Interface Science.
[0069]
(3) Discharge stability evaluation
  ExampleReference examplesIn addition, in the comparative example, the ink jet ink is filled in the Ricoh ink jet printer IPSiO Jet300 that discharges ink by applying mechanical energy, and the printing operation can be stopped without performing cap, cleaning, or the like. The reliability was determined according to the following evaluation criteria based on how long (seconds) the ejection direction shifted or the weight of the discharged droplets changed.
  <Evaluation criteria>
    : 600 seconds or more
    ○: 120 seconds or more and less than 600 seconds
    Δ: 30 seconds or more and less than 120 seconds
    X: Less than 30 seconds
[0070]
(4) Lightness measurement
  ExampleReference examplesAnd the ink for inkjet in the comparative example was filled in Ricoh inkjet printer IPSiO Jet300, and solid was printed by one pass. The printing test paper used was the following plain paper and glossy paper, and after printing and drying, the lightness was measured with a reflective color spectrocolorimeter (manufactured by X-Rite). Calculate the ratio of the measured brightness value to the brightness value (yellow: 87.27, magenta: 44.69, cyan: 51.36) of the standard color (Japan color ver.2) Evaluation was made according to criteria.
  <Printing test paper>
    Plain paper: My paper (NBS Ricoh Co., Ltd.)
    Glossy paper: MC glossy paper (Epson)
  <Evaluation criteria>
    A: 1.0 or more
    ○: 0.8 or more and less than 1.0
    Δ: 0.6 or more and less than 0.8
    ×: Less than 0.6
[0071]
(5)Light resistance evaluation
  Using an Atlas weatherometer Ci35AW, an xenon irradiance approximating outdoor sunlight in an environment of 70 ° C, 50% RH, and a black panel temperature of 89 ° C is used for an image sample produced by the same method as the brightness measurement.2Irradiation was performed at (340 nm) for 24 hours, and before and after fading and color change were determined according to the following evaluation criteria.
  <Evaluation criteria>
    ◎: Almost no change
    ○: Things with little change
    Δ: Change is recognized but acceptable
    ×: Fading and large color change
[0072]
[Table 1]
Figure 0004165861
[0073]
  From the results of Table 1, according to the present inventionFor inkjetThe dispersed particle diameters of the colorant particles of the ink composition are all 100 nm or less. Further, by using the anionic surfactant represented by the general formula (1) or the specific polycarboxylate as a dispersant, 1 It can be seen that fine dispersion can be achieved to a state close to the next particle, and the ejection stability is high. Furthermore, while maintaining light resistance comparable to that of organic pigment ink, the color tone is as bright as dye ink.forIt can be seen that it is possible to obtain ink and recorded matter using it.
[0074]
【The invention's effect】
  Since the dispersed particles can be extremely finely stabilized by using the ink composition of the present invention, it is possible to provide an inkjet ink excellent in ejection stability, a recording method using the same, and a recorded matter. Become.
  Furthermore, by using the ink composition of the present invention, the characteristics excellent in light resistance unique to the pigment-dispersed ink are not impaired, and the color tone is comparable to that of the dye ink.For inkjetInk, a recording method using the ink, and a recorded matter can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic front view showing a configuration example of a serial type ink jet recording apparatus equipped with an ink cartridge containing an ink composition to which the present invention is applied.
FIG. 2 is an external perspective view of an ink cartridge before being loaded into a recording apparatus.
FIG. 3 is a front sectional view of the ink cartridge.
FIG. 4 is an external perspective view of an ink cartridge integrated with a recording head.
[Explanation of symbols]
1, 2 side plate
3 Main support guide rod
4 Sub-support guide rod
5 Carriage unit
6 Inkjet head
6a Discharge surface
7, 7Y, 7M, 7C, 7Bk ink cartridge
8 Main scanning motor
9 Drive pulley
10 Driven pulley
11 Timing belt
12 Bottom plate
13, 14 subframe
15 Transport roller
16 paper
17 Sub-scanning motor
18, 19 Gear
21 Subsystem
22 Cap means
23 Holder
24 Link member
25 engaging part
26 Suction tube
27 Suction pump
28 Wiper blade
29 Blade Arm
30 recording units
31 electrodes
32 nozzles
41 Cartridge body (ink tank)
42 Ink absorber
43 cases
44 Upper lid member
45 Ink supply port
46 Seal Ring
47 Opening to the atmosphere
48 grooves
50 Cap member
55 Film-like sealing member
A space

Claims (9)

少なくとも、無機顔料粒子を有機顔料又はカーボンブラックで被覆してなり、体積平均粒子径が、5〜100nmである色材粒子、分散剤、水を含有し、前記分散剤が下記一般式(1)で表されるアニオン系界面活性剤であることを特徴とするインクジェット用インク組成物。
1-O−(CH2CH2O)j−SO31 (1)
1:炭素数5〜15の分岐してもよいアルキル基
j:10〜20の整数
1:アルカリ金属、アンモニウム、ホスホニウム、
又は アルカノールアミン
At least inorganic pigment particles are coated with an organic pigment or carbon black, and contain colorant particles having a volume average particle diameter of 5 to 100 nm, a dispersant, and water. The dispersant is represented by the following general formula (1). inkjet ink composition characterized in that in an anionic surfactant represented.
R 1 —O— (CH 2 CH 2 O) j —SO 3 M 1 (1)
R 1 : an alkyl group having 5 to 15 carbon atoms which may be branched j: an integer of 10 to 20 M 1 : alkali metal, ammonium, phosphonium,
Or alkanolamine
前記アニオン系界面活性剤が、アルカリ金属、アンモニウム、ホスホニウム、又はアルカノールアミンで中和されたポリカルボン酸塩であることを特徴とする請求項1記載のインクジェット用インク組成物。  The inkjet ink composition according to claim 1, wherein the anionic surfactant is a polycarboxylic acid salt neutralized with an alkali metal, ammonium, phosphonium, or alkanolamine. 前記無機顔料粒子が、二酸化チタン、シリカ、アルミナ、酸化鉄、水酸化鉄、酸化スズのいずれかからなることを特徴とする請求項1に記載のインクジェット用インク組成物。  The inkjet ink composition according to claim 1, wherein the inorganic pigment particles are composed of any one of titanium dioxide, silica, alumina, iron oxide, iron hydroxide, and tin oxide. 前記有機顔料が、アニリンブラック顔料、フタロシアニン系顔料、キナクリドン系顔料、モノアゾイエロー系顔料、ジスアゾイエロー系顔料、複素環式イエロー系顔料のいずれかからなることを特徴とする請求項1に記載のインクジェット用インク組成物。  2. The ink jet according to claim 1, wherein the organic pigment is one of an aniline black pigment, a phthalocyanine pigment, a quinacridone pigment, a monoazo yellow pigment, a disazo yellow pigment, and a heterocyclic yellow pigment. Ink composition. 表面張力が35mN/m以下であることを特徴とする請求項1〜のいずれか一項に記載のインクジェット用インク組成物。The ink composition for inkjet according to any one of claims 1 to 4 , wherein the surface tension is 35 mN / m or less. インク組成物を付着させて記録媒体に印字を行う記録方法であって、インク組成物として請求項1〜のいずれか一項に記載のインクジェット用インク組成物を用いるインクジェット記録方法。A recording method for printing on a recording medium by applying ink composition, inkjet recording method using the inkjet ink composition according to any one of claims 1 to 5 as an ink composition. インクジェット記録方法が、インクに熱エネルギーを作用させてインク吐出を行う請求項に記載のインクジェット記録方法。The inkjet recording method according to claim 6 , wherein the inkjet recording method ejects ink by applying thermal energy to the ink. インクジェット記録方法が、インクに力学的エネルギーを作用させてインク吐出を行う請求項に記載のインクジェット記録方法。The inkjet recording method according to claim 6 , wherein the inkjet recording method ejects ink by applying mechanical energy to the ink. 請求項のいずれか一項に記載のインクジェット記録方法によって記録が行われた記録物。A recorded matter recorded by the inkjet recording method according to any one of claims 6 to 8 .
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