JP4548605B2 - インクジェット記録用インク - Google Patents

Description

本発明は、インクジェット記録用インクに関する。

インクジェット記録方式は、例えば、静電吸引方式、圧電素子等を用いてインクに機械的振動または変位を与える方式、インクを加熱させることにより気泡を発生させ、その時の圧力を利用する方式等のインク吐出方式によりインク小滴を形成し、それらの一部又は全部を紙等の被記録材に付着させて記録を行うものである。

インクジェット記録方式は、その普及に伴い、インクの改善に関する検討が多くなされている。インクジェット記録方式に用いられるインクに関しては、被記録材上で滲みのないこと、高濃度で均一な画像を得られること、被記録材上にて速乾性であること等が求められる。

インクジェット記録用インクに、多価アルコール、多価アルコール誘導体及び／又は界面活性剤を添加することにより、被記録材への浸透性を改善することが提案されている（特許文献１、特許文献２及び特許文献３）。これらのインクでは被記録材への浸透性が著しく促進されることにより画像の乾燥性が改善される。しかしながら、乾燥性の改善と同時に画像の滲みが増大するという問題がある。

また、インクジェット記録用インクに特定の有機溶剤を含有させることで印刷物の品位、乾燥性、耐擦性等を向上させることが提案されている（特許文献４）。しかしながら、このインクは、紙に印刷後、その印刷部を指で擦った場合に指及び／又は紙がインクで汚れなくなるまでの乾燥時間として４０〜５０秒を必要としており、乾燥性が充分であるとは言い難い。

さらに、上述の従来のインクジェット記録用インクは、インクジェット記録ヘッドが被記録材上を主走査方向に移動しつつ印刷を行う、所謂シリアル方式を前提とした技術である。これに対し、被記録材の主走査方向の幅と同等ないし長尺のインクジェット記録ヘッドを用い、インクジェット記録ヘッドを移動させることなく、インクジェット記録ヘッドの下を被記録材を一度通過させるだけで印刷を行う、所謂ラインヘッド方式（特許文献５）は、シリアル方式に対して印刷速度が速い。このため、上述の従来のインクジェット記録用インクは、ラインヘッド方式で用いるには、乾燥性が不充分であるという問題点がある。

特開昭５５−２９５４６号公報 特開昭５５−６５２６９号公報 特開昭６２−１１７８１号公報 特開２００２−３６３４６８号公報 特開２００３−３１１９５５号公報

本発明は、前述した問題点を解決するためになされたものであり、ラインヘッド方式のインクジェット記録に対応できるように、印刷されたテキスト及び画像の乾燥性を向上させると共に滲みを低減し、高速で高品位の印刷を実現できるインクジェット記録用インクを提供することを目的とする。

本発明者は、特定の溶剤組成とすることにより、ラインヘッド方式のインクジェット記録に対応できる高い乾燥性と、高品位の印刷に必要な滲みの抑制とを両立させる適度な浸透性をインクジェット記録用インクに付与できることを見出した。

即ち、本発明は、少なくとも、着色剤、エチレングリコール、プロピレングリコールプロピルエーテル及び水を含有するインクジェット記録用インクであって、
エチレングリコールの含有量がインク全量に対して５〜３０重量％、
プロピレングリコールプロピルエーテルの含有量がインク全量に対して３０〜５０重量％、及び
エチレングリコール及びプロピレングリコールプロピルエーテルの合計含有量がインク全量に対して４５〜６０重量％であることを特徴とするインクジェット記録用インクを提供する。

本発明のインクジェット記録用インクは、エチレングリコール及びプロピレングリコールプロピルエーテルという特定の水溶性有機溶剤を特定の割合で含有するので、普通紙を被記録材とする場合でも、インクの被記録材への高い浸透性により速乾性を発揮し、印刷後５秒以内で印刷後の擦れが生じなくなる。さらに、インクの浸透性が高過ぎず、滲みが起こりにくい。

特に、本発明のインクジェット記録用インクにおいて、着色剤として顔料を使用すると、水溶性有機溶剤が被記録材へ高い浸透性を示すにもかかわらず、着色剤は被記録材に浸透し難い。その結果、滲みがなく、特に文字や罫線を含むテキストにおいてエッジがシャープな高品位の印刷物を得ることが可能となる。

以下、本発明を詳細に説明する。

本発明のインクジェット記録用インクは、着色剤及び水を含有する他、エチレングリコール及びプロピレングリコールプロピルエーテルという特定の水溶性有機溶剤を含有することを特徴としている。

ここで、エチレングリコールの含有量は、インク全量に対して５〜３０重量％である。５重量％未満であるとエチレングリコールに対するプロピレングリコールプロピルエーテルの相対的な比率が高くなることにより、普通紙等の被記録材に対するインクの浸透性が過度に高くなる。そのため、被記録材で滲みが生じやすくなり、特にテキストにおけるエッジのシャープさが損なわれるので好ましくない。一方、エチレングリコールの含有量が３０重量％を超えるとインクの粘度が過度に高くなり、インクの被記録材に対する浸透性が損なわれ、ラインヘッド方式のインクジェット記録に対応する充分な速乾性を得られないので好ましくない。

プロピレングリコールプロピルエーテルの含有量は、インク全量に対して３０〜５０重量％である。３０重量％未満であるとインクの粘度が過度に低くなり、普通紙等の被記録材に対するインクの浸透性が過度に高くなるため好ましくない。一方、５０重量％を超える場合にも普通紙等の被記録材に対するインクの浸透性が過度に高くなり、特にテキストにおけるエッジのシャープさが損なわれたり、水やエチレングリコールとの相溶性がなくなってインクとしての安定性が欠けてしまうため好ましくない。

本発明のインクジェット記録用インクにおいて、エチレングリコールとプロピレングリコールプロピルエーテルの合計含有量は、インク全量に対して４５〜６０重量％である。エチレングリコール及びプロピレングリコールプロピルエーテルのそれぞれの含有量が上述の範囲を満たしていても、合計含有量が４５重量％未満であるとインクの粘度が低くなり、着色剤が溶剤と共に被記録材中へ浸透することにより、特にテキストにおけるエッジのシャープさが損なわれてしまうため好ましくない。一方、６０重量％を超えるとインクの粘度が過度に高くなり、インクジェット記録ヘッドのノズルからのインク吐出が不安定になるため好ましくない。

本発明のインクジェット記録用インクにおいて、着色剤としては、特にテキストや線画の印刷に多用される黒色については、滲みを防止する点から、水や水溶性有機溶剤に不溶性のものが好ましい。そこで、着色剤としては、顔料を使用することが好ましく、分散剤を用いなくても水に分散可能な自己分散型顔料を用いることがより好ましい。ここで、自己分散型顔料は、顔料表面にカルボニル基、カルボキシル基、ヒドロキシル基又はスルホン基のような少なくとも一種の親水基又はその塩を結合させる表面処理を行うことによって得ることができる。この表面処理の具体例としては、例えば、特開平８−３４９８号公報及び特表２０００−５１３３９６号公報記載の方法を挙げることができる。また、市販品を使用してもよく、例えば、自己分散型顔料が水に分散しているものの具体例として、例えば、ＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ（登録商標）２００，３００(キャボット製)、ボンジェット（登録商標）ＣＷ１(オリエント化学工業(株)製)等を利用することができる。

顔料の好ましい含有量は、所望の印字濃度等により異なるが、少なすぎると紙面上での印字濃度が不充分であり、多すぎるとインクジェット記録ヘッドのノズルの目詰まりが発生しやすくなるので、インク全量に対する顔料固形分濃度で、好ましくは１〜１０重量％、より好ましくは３〜７重量％である。

本発明のインクジェット記録用インクにおいて、使用する水としては、イオンを含有する一般の水ではなく、脱イオン水を使用することが好ましい。水の含有量は、併用するエチレングリコール及びプロピレングリコールプロピルエーテルの含有量、着色剤の含有量等の組成、並びに所望のインクの特性によって左右されるが、通常、インク全量に対して３０〜５４重量％である。

本発明のインクジェット記録用インクは、以上の各成分の他、従来公知の界面活性剤；ポリビニルアルコール、セルロース等の粘度調整剤；表面張力調整剤；防黴剤；防錆剤等を必要に応じて添加することができる。

本発明のインクジェット記録用インクは、従来のシリアル方式のインクジェット記録ヘッドを用いたインクジェット記録で使用できる他、より高速印刷への適応性が求められるラインヘッド方式のインクジェット記録ヘッドを用いたインクジェット記録で使用することができる。また、被記録材としては、普通紙等の一般的にインクジェット記録で使用可能な紙等を使用することができる。

以下に、実施例及び比較例により本発明を具体的に説明する。

実施例１〜７、比較例１〜１７
（１）インクの調製
実施例１のインクジェット記録用インクを以下の方法により調製し、また他の実施例及び比較例の各インクもこれに準じて調製した。各インクの組成（インク全量に対する重量％）は表１に示した通りである。

実施例１のインクの調製方法：
脱イオン水：１３．７重量部、エチレングリコール：３０重量部、プロピレングリコールプロピルエーテル：３０重量部を混合して、インク溶媒：７３．７重量部を調製した。その後、調製したインク溶媒：７３．７重量部を攪拌中のキャボット製ＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ（登録商標）３００（カーボンブラック濃度＝約１５重量％；残量は水）：２６．３重量部に徐々に加え、さらに３０分間撹拌を続けた後に、孔径２．５μｍのメンブランフィルターにて濾過し、インクを調製した。なお、インク全量に対するカーボンブラックの配合量は、約４重量％であった。

（２）評価
(2-1)相溶性評価
相溶性は、インクにて使用している水及び水溶性有機溶剤が、分離せず相溶しているか否かの評価である。

実施例１〜７及び比較例１〜１７の各インクについて、以下のように評価した。結果を表１に示す。
○…相溶している
×…相溶していない

(2-2)印刷サンプルの作成
(2-1)相溶性評価が○の各インクを所定のインクカートリッジに充填し、ブラザー工業（株）製インクジェットプリンタ搭載デジタル複合機（ＭＦＣ−５２００J）に装着して、印刷サンプルの作成を行った。

印刷サンプルは、普通紙（ｍ−ｒｅａｌ製ＤＡＴＡ ＣＯＰＹ紙）を使用して、テキスト印刷を主とした印刷を行なった。

(2-3)吐出安定性評価
吐出安定性とは、吐出遅れ、吐出曲がり（インク液滴がノズルから真っ直ぐに吐出しない現象）及び印刷抜け等の印字不良の有無に基づく評価である。

(2-2)で作成した印刷サンプルを観察することにより、吐出安定性を以下の基準で評価した。結果を表１に示す。なお、表中「−」は評価していないことを示している。
○…吐出が安定している（印字不良がない）
×…吐出が不安定であり、印刷サンプルを作成できない（印字不良がある）

吐出安定性評価が○の場合には紙面乾燥性評価及びフェザリング評価を行い、×の場合にはそれ以上の評価は行わなかった。

(2-4)紙面乾燥性評価
紙面乾燥性は、印刷後の紙面上におけるインクの乾燥性である。

(2-2)で作成した印刷サンプルを印刷５秒後及び１５秒後に指で擦り、インクの擦れを目視により観察し、画像に与える影響を以下の通り評価した。結果を表１に示す。なお、表中「−」は評価していないことを示している。
○…印刷５秒後にインクの擦れが認められない
△…印刷１５秒後にインクの擦れが認められない
×…印刷１５秒後においてもインク擦れが目立つ

(2-5)フェザリング評価
フェザリングとは、被記録材において繊維及び空隙の存在に起因して紙面上で生じる微細なインクの浸透の滲みである。フェザリング評価を行うことで、印刷物のテキストにおけるエッジのシャープさを評価することができる。

(2-2)で作成した印刷サンプルを用いて、フェザリングを以下の基準で評価した。結果を表１に示す。なお、表中「−」は評価していないことを示している。
○…フェザリングが認められず、テキストのエッジがシャープである
△…フェザリングがやや目立つ
×…明らかにフェザリングが目立ち、テキストのエッジがシャープではない

実施例１〜７のインクは、いずれも水、水に不溶な着色剤として自己分散型顔料（キャボット製ＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ（登録商標）３００）、エチレングリコール及びプロピレングリコールプロピルエーテルを含有し、エチレングリコール含有量が５〜３０重量％の範囲内であり、プロピレングリコールプロピルエーテル含有量が３０〜５０重量％の範囲内であり、エチレングリコール及びプロピレングリコールプロピルエーテルの合計含有量が４５〜６０重量％の範囲内であるため、相溶性、吐出安定性、紙面乾燥性及びフェザリングのいずれも良好であった。

一方、比較例１，２，４及び５は、エチレングリコール及びプロピレングリコールプロピルエーテルの合計含有量が６０重量％を超え、その結果としてインクの粘度が高くなり、インクジェット記録ヘッドのノズルからのインク吐出が不安定となったため、印刷サンプルを作成できなかった。

比較例６もエチレングリコール及びプロピレングリコールプロピルエーテルの合計含有量が６０重量％を超えているが、さらにプロピレングリコールプロピルエーテルの含有量も５０重量％を超えているため、水やエチレングリコールとの相溶性がなくなり、インク自体として成り立たなかった。

比較例３及び７は水溶性有機溶剤におけるプロピレングリコールプロピルエーテルの相対量が低いためにインク粘度が低くなるので浸透性が高まり、紙面乾燥性が良くなるが、フェザリングがやや目立っていた。

比較例８ではエチレングリコール及びプロピレングリコールプロピルエーテルの合計含有量が低いため、インク粘度が低くなり、浸透性が過度に高まり、フェザリングがやや目立っていた。

比較例９は、エチレングリコールが含まれておらず、実施例４と比較してエチレングリコールに対するプロピレングリコールプロピルエーテルの相対量が過度に多くなることにより浸透性が高まり紙面乾燥性は良くなるが、明らかにフェザリングが目立っていた。

比較例１０〜１７は、エチレングリコール又はプロピレングリコールプロピルエーテルの代わりに別の水溶性有機溶剤を用いた例である。いずれも、インクジェット記録ヘッドのノズルから安定してインクが吐出しないか、水溶性有機溶剤が完全に水と相溶せず、インクジェット記録用インクとしての使用には適していなかった。

本発明のインクジェット記録用インクは、高速で高品位の印刷を実現するインクジェット記録のインクとして有用である。

Claims (4)

1. 少なくとも、着色剤、エチレングリコール、プロピレングリコールプロピルエーテル及び水を含有するインクジェット記録用インクであって、
   エチレングリコールの含有量がインク全量に対して５〜３０重量％、
   プロピレングリコールプロピルエーテルの含有量がインク全量に対して３０〜５０重量％、及び
   エチレングリコール及びプロピレングリコールプロピルエーテルの合計含有量がインク全量に対して４５〜６０重量％であることを特徴とするインクジェット記録用インク。
2. 着色剤が顔料である請求項１記載のインクジェット記録用インク。
3. 顔料が水に対し自己分散能を有する自己分散型顔料である請求項２記載のインクジェット記録用インク。
4. 着色剤が黒色である請求項１〜３のいずれかに記載のインクジェット記録用インク。