JP5764382B2

JP5764382B2 - 水性インクジェットインク

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Publication number: JP5764382B2
Application number: JP2011105400A
Authority: JP
Inventors: 秋山　良造; 良造秋山; 久保田　敦; 敦久保田; 麻衣子吉田; 誉史原; 智絵戸野広
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba TEC Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba TEC Corp
Priority date: 2010-05-11
Filing date: 2011-05-10
Publication date: 2015-08-19
Anticipated expiration: 2031-05-10
Also published as: JP2011236423A; US20110279514A1

Description

ここに記載する実施形態は、一般的には水性インクジェットインクに関する。

近年、顔料を水性媒体に分散させたインクジェットインクが提案されている。水溶性染料を用いたインクと比較して、顔料を用いたインクは耐水性や耐光性に優れている。

インクジェットインクは、インクジェットヘッドからの吐出に適した特性を有していなければならない。紙媒体に記録するためのインクジェットインクは、紙媒体の変形を極力低減して、高い品質の画像を紙媒体に形成できることが求められる。

特開２００４−２０９７５９号公報特開２００９−６２４４０号公報特開平９−１２４９８２号公報

本発明が解決しようとする課題は、紙媒体の変形を引き起こさずに紙媒体に高品質な画像を形成することが可能な水性インクジェットインクを提供することにある。

一実施形態によれば、水性インクジェットインクは、インク総量の１５〜５０質量％の水、インク総量の３４〜８０質量％のグリコール混合物、およびインク総量の２〜２０質量％の顔料を含有する。前記グリコール混合物の総量の４０〜７０質量％はプロピレングリコールが占め、残部はイソプレングリコールである。

実施の一形態を適用するインクジェット記録装置の一例である。

以下、実施形態を具体的に説明する。

図１に示すインクジェット記録装置においては、用紙カセット１００および１０１は、サイズの異なる用紙Ｐを収容している。供紙ローラ１０２または１０３は、選択された用紙サイズに対応した用紙Ｐを用紙カセット１００または１０１から取り出し、搬送ローラ対１０４、１０５およびレジストローラ対１０６に搬送する。

搬送ベルト１０７は、駆動ローラ１０８と２本の従動ローラ１０９とによって張力が与えられている。搬送ベルト１０７には所定間隔で貫通孔が設けられ、搬送ベルト１０７の内側には用紙Ｐを搬送ベルト１０７に吸着させるため、ファン１１０に連結された負圧チャンバ１１１が設置されている。搬送ベルト１０７の用紙搬送方向下流には、搬送ローラ対１１２、１１３、および１１４が設置されている。

搬送ベルト１０７の上方には、画像データに応じてインクを用紙に吐出するインクジェットヘッドが４列配列されている。上流から、シアン（Ｃ）インクを吐出するインクジェットヘッド１１５Ｃ、マゼンタ（Ｍ）インクを吐出するインクジェットヘッド１１５Ｍ、イエロー（Ｙ）インクを吐出するインクジェットヘッド１１５Ｙ、ブラック（Ｂｋ）インクを吐出するインクジェットヘッド１１５Ｂｋの順である。さらに、インクジェットヘッド１１５Ｃ、１１５Ｍ、１１５Ｙ、および１１５Ｂｋには、対応したインクが収容されているシアン（Ｃ）インクカートリッジ１１６Ｃ、マゼンタ（Ｍ）インクカートリッジ１１６Ｍ、イエロー（Ｙ）インクカートリッジ１１６Ｙ、ブラック（Ｂｋ）インクカートリッジ１１６Ｂｋが設けられている。カートリッジは、それぞれチューブ１１７Ｃ、１１７Ｍ、１１７Ｙ、１１７Ｂｋによって、インクジェットヘッドに連結されている。

こうした構成のインクジェット記録装置の画像形成動作について述べる。

まず、画像処理手段（図示しない）により記録のための画像処理が開始され、記録のための画像データが各インクジェットヘッド１１５Ｃ、１１５Ｍ、１１５Ｙ、１１５Ｂｋに転送される。また、用紙カセット１００または１０１から給紙ローラ１０２または１０３により選択された用紙サイズの用紙Ｐを一枚ずつ取り出し、搬送ローラ対１０４、１０５およびレジストローラ対１０６に搬送する。レジストローラ対１０６は用紙Ｐのスキューを補正し、所定のタイミングで搬送を行なう。

負圧チャンバ１１１は搬送ベルト１０７の穴を介して空気を吸い込んでいるので、用紙Ｐは搬送ベルト１０７に吸着された状態でインクジェットヘッド１１５Ｃ、１１５Ｍ、１１５Ｙ、１１５Ｂｋの下側を搬送される。このことで、インクジェットヘッド１１５Ｃ、１１５Ｍ、１１５Ｙ、１１５Ｂｋと用紙Ｐとは一定の間隔を保つことができる。レジストローラ対１０６から用紙Ｐが搬送されるタイミングに同期させて、各インクジェットヘッド１１５Ｃ、１１５Ｍ、１１５Ｙ、１１５Ｂｋから各色のインクを吐出させる。こうして、用紙Ｐの所望の位置にカラー画像が形成される。画像が形成された用紙Ｐは搬送ローラ対１１２、１１３および１１４によって排紙トレイ１１８に排紙される。

各インクカートリッジには、一実施形態にかかる水性インクジェットインクが収容される。

本実施形態にかかる水性インクジェットインクは、インク総量の１５〜５０質量％の水と、インク総量の３４〜８０質量％のグリコール混合物と、インク総量の２〜２０質量％の顔料とを含有する。グリコール混合物の４０〜７０質量％はプロピレングリコールが占め、残部はイソプレングリコールである。

すなわち、水とグリコール混合物とによって、本実施形態にかかる水性インクジェットインクの分散媒が構成される。分散媒には、水とプロピレングリコールとイソプレングリコールとが、それぞれ所定の量で含有される。こうした分散媒が用いられるので、本実施形態にかかる水性インクジェットインクは、紙媒体の変形を極力抑制しつつ、高品質の画像を紙媒体に形成することができる。

本明細書において、紙媒体とは、一般的には、印刷されることを目的に使用される紙製の媒体をさす。印刷特性を高めるための材料が塗布されたアート紙やコート紙などの塗工用紙と、紙自体の特性を生かした非塗工用紙とに大別される。紙媒体は、本、書籍、新聞、包装、およびプリンター用紙など、種々の用途に用いられる。また、段ボール、紙製の容器、およびボール紙などの厚紙も紙媒体に含まれる。例えば、オフィスや家庭で使用する複写機、プリンターに使用されるコピー用紙のような、いわゆる普通紙は、典型的な紙媒体である。

上述したように一実施形態においては、水とプロピレングリコールとイソプレングリコールとをそれぞれ所定の量で含む分散媒中に、顔料が分散される。

顔料は特に限定されず、無機顔料および有機顔料のいずれを用いてもよい。無機顔料としては、例えば酸化チタンおよび酸化鉄が挙げられる。さらに、コンタクト法、ファーネス法、またはサーマル法などの公知の方法によって製造されたカーボンブラックを使用することができる。

有機顔料としては、例えば、アゾ顔料（アゾレーキ顔料、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、キレートアゾ顔料などを含む）、多環式顔料（例えば、フタロシアニン顔料、ペリレン顔料、ペリノン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサジン顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフタロン顔料など）、染料キレート（例えば、塩基性染料型キレート、酸性染料型キレートなど）、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラックなどを使用できる。

ブラックインクとして使用されるカーボンブラックとしては、具体的には、Ｎｏ．２３００，Ｎｏ．９００，ＭＣＦ８８，Ｎｏ．３３，Ｎｏ．４０，Ｎｏ．４５，Ｎｏ．５２，ＭＡ７，ＭＡ８，ＭＡ１００，Ｎｏ２２００Ｂ等（三菱化学製）、Ｒａｖｅｎ５７５０，Ｒａｖｅｎ５２５０，Ｒａｖｅｎ５０００，Ｒａｖｅｎ３５００，Ｒａｖｅｎ１２５５，Ｒａｖｅｎ７００等（コロンビア社製）、Ｒｅｇａｌ４００Ｒ，Ｒｅｇａｌ３３０Ｒ，Ｒｅｇａｌ６６０Ｒ，ＭｏｇｕｌＬ，Ｍｏｎａｒｃｈ７００，Ｍｏｎａｒｃｈ８００，Ｍｏｎａｒｃｈ８８０，Ｍｏｎａｒｃｈ９００，Ｍｏｎａｒｃｈ１０００，Ｍｏｎａｒｃｈ１１００，Ｍｏｎａｒｃｈ１３００，Ｍｏｎａｒｃｈ１４００等（キャボット社製）、ＣｏｌｏｒＢｌａｃｋＦＷ１，ＣｏｌｏｒＢｌａｃｋＦＷ２，ＣｏｌｏｒＢｌａｃｋＦＷ２Ｖ，ＣｏｌｏｒＢｌａｃｋＦＷ１８，ＣｏｌｏｒＢｌａｃｋＦＷ２００，ＣｏｌｏｒＢｌａｃｋＳ１５０，ＣｏｌｏｒＢｌａｃｋＳ１６０，ＣｏｌｏｒＢｌａｃｋＳ１７０，Ｐｒｉｎｔｅｘ３５，ＰｒｉｎｔｅｘＵ，ＰｒｉｎｔｅｘＶ，Ｐｒｉｎｔｅｘ１４０Ｕ，ＳｐｅｃｉａｌＢｌａｃｋ６，ＳｐｅｃｉａｌＢｌａｃｋ５，ＳｐｅｃｉａｌＢｌａｃｋ４Ａ，およびＳｐｅｃｉａｌＢｌａｃｋ４等（デグッサ社製）などが挙げられる。

イエローインクに使用される顔料としては、具体的には、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ１，Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ２，Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ３，Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ１２，Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ１３，Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ１４Ｃ，Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ１６，Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ１７，Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ７３，Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ７４，Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ７５，Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ８３，Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ９３，Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ９５，Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ９７，Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ９８，Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ１０９，Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ１１０，Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ１１４，Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ１２８，Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ１２９，Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ１３８，Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ１５０，Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ１５１，Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ１５４，Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ１５５，Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ１８０，およびＣ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ１８５等が挙げられる。

マゼンタインクに使用される顔料としては、具体的には、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ５，Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ７，Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ１２，Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ４８（Ｃａ），Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ４８（Ｍｎ），Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ５７（Ｃａ），Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ５７：１，Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ１１２，Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ１２２，Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ１２３，Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ１６８，Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ１８４，Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ２０２，およびＣ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＶｉｏｌｅｔ１９等が挙げられる。

シアンインクに使用される顔料としては、具体的には、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＢｌｕｅ１，Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＢｌｕｅ２，Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＢｌｕｅ３，Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＢｌｕｅ１５：３，Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＢｌｕｅ１５：４，Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＢｌｕｅ１５：３４，Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＢｌｕｅ１６，Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＢｌｕｅ２２，Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＢｌｕｅ６０，Ｃ．Ｉ．ＶａｔＢｌｕｅ４，およびＣ．Ｉ．ＶａｔＢｌｕｅ６０が挙げられる。

インクジェットインクであるので、顔料の平均粒径は１０〜３００ｎｍ程度の範囲内であることが好ましい。さらに顔料の平均粒径は、１０〜２００ｎｍ程度の範囲内であることがより好ましい。

顔料の平均粒径は、動的光散乱法を用いた粒度分布計を用いて測定することができる。粒度分布計としては、例えば、ＨＰＰＳ（マルバーン社）が挙げられる。

顔料は、顔料分散体の状態で用いることができる。顔料分散体は、例えば、分散剤により水やアルコール中などに顔料を分散させて調製することができる。分散剤としては、例えば、界面活性剤、水溶性樹脂、および非水溶性樹脂などが挙げられる。あるいは、自己分散型顔料を用いてもよい。自己分散顔料とは、分散剤なしに水等に分散可能な顔料であり、顔料に表面処理を施して、カルボニル基、カルボキシル基、ヒドロキシル基、およびスルホン基の少なくとも一種の官能基またはその塩を結合させた顔料である。表面処理としては、例えば、真空プラズマ処理、ジアゾカップリング処理、および酸化処理等が挙げられる。こうした表面処理により官能基または官能基を含んだ分子を顔料の表面にグラフトさせることによって、自己分散顔料が得られる。

インク中における顔料の含有量は、インク総量の２〜２０質量％の範囲が好ましい。この範囲内であれば、インクの保存性や吐出性能に関して不都合を伴なうことなく、必要な画像濃度を有する印刷物を形成することができる。総量の３〜６質量％の顔料を含有するインクは、２０〜５０℃程度という広い温度範囲にわたって、インクジェットヘッドからの吐出に適切な粘度を有する。しかも、かかるインクを用いて形成される画像の品質も良好である。

顔料分散体は、水とプロピレングリコールとイソプレングリコールとを含む分散媒と混合され、本実施形態の水性インクジェットインクが得られる。

水の含有量は、インク総量の１５〜５０質量％である。水の含有量が１５質量％未満の場合には、インクジェットインクとして適切な範囲の粘度を確保することができない。このため、インクジェットヘッドからの吐出性能が低下する。一方、水の含有量がインク総量の５０質量％を超えると、用紙変形を抑制することが困難となる。水の含有量は、インク総量の３０〜４０質量％であることが好ましい。

インク総量の３４〜８０質量％は、プロピレングリコールとイソプレングリコールとのグリコール混合物が占める。プロピレングリコールおよびイソプレングリコールのような水溶性有機溶媒は、適度な保湿性を有しているものの、プロピレングリコールとイソプレングリコールとを組み合わせて用いることによって、用紙の変形抑制能を高めることができた。

グリコール混合物の含有量がインク総量の３４質量％未満の場合には、用紙変形を抑制することが困難となる。一方、グリコール混合物の含有量がインク総量の８０質量％を超えると、インクジェットヘッドからの吐出性能が低下する。グリコール混合物の含有量は、インク総量の５４〜６４質量％であることが好ましい。

また、プロピレングリコールの含有量は、グリコール混合物の総量の４０〜７０質量％であり、その残部がイソプレングリコールである。このような割合で２種類のグリコールを含むグリコール混合物と、水とを所定の量で組み合わせることによって、用紙の変形抑制能が格段に向上した。これは、本発明者らによって見出された知見である。プロピレングリコールの含有量は、グリコール混合物の総量の５０〜７０質量％であることが好ましい。この場合には、インクの保存安定性が高められる。プロピレングリコールは、イソプレングリコールよりも顔料の分散安定性に与える影響が低く、顔料の凝集が生じにくいことによる。

本実施形態の水性インクジェットインクには、特性を損なわない範囲内で、以下の成分が含有されてもよい。例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、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、１，２−ヘキサンジオール、グリセリン、１，２，６−ヘキサントリオール、１，２，４−ブタントリオール、１，２，３−ブタントリオール、および３−メチル−１，３，５−ペンタントリオール等の多価アルコール類；Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−ヒドロキシエチル−２−ピロリドン、２−ピロリドン、１，３−ジメチルイミダゾリジノン、およびε−カプロラクタム等の含窒素複素環化合物；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、および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、および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、γ−ブチロラクトン等である。

本実施形態の水性インクジェットインクは、用紙のカールを抑制する化合物（カール抑制剤）を含むことが好ましい。カール抑制剤を含有する場合には、用紙のカールが抑制されるのに加えて、得られる画像の品質もよりいっそう高めることができる。例えば、ベタイン、ラウリルベタイン、ラウリルヒドロキシスルホベタイン、カルボキシベタイン、スルホベタイン、アミノカルボン酸塩、イミダゾリウムベタイン、レシチン、およびアルキルアミンオキサイドなどが、カール抑制剤としての作用を有する。

カール抑制剤は、インクジェットインク総量の５〜１５質量％程度含有されていれば、効果を得ることができる。ベタイン化合物は、用紙の変形を抑制する効果が特に優れており、なかでも、ベタインは、水への溶解性および保存性が良好である。インク総量の１０〜１５質量％程度で配合されれば、こうしたベタインの効果が発揮される。

本実施形態にかかる水性インクジェットインクを得るにあたっては、例えば、水、プロピレングリコールおよびイソプレングリコールをそれぞれ所定の量で含有する分散媒と、顔料分散体とを混合する。分散媒には、必要に応じて添加剤を加えることができる。

インクジェット記録用であるので、本実施形態にかかるインクは、インクジェットプリンターにおけるヘッドのノズルからの吐出に適切な粘度を有することが必要である。具体的には、２５℃における粘度が５〜５０ｍＰａ・ｓであることが好ましい。３０ｍＰａ・ｓ以下であれば、吐出動作時におけるインクジェットヘッドの温度を、比較的低く（例えば４０℃以下程度）設定できる。

インクジェットインクの吐出性能、保湿性、保存性および物性値などを、最適な範囲に調整するために、効果が損なわれない範囲で、界面活性剤、保湿剤、樹脂などを別途配合してもよい。

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、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレン多環フェニルエーテル、ポリオキシアルキレン多環フェニルエーテル、およびグリセリン脂肪酸エステルなどが挙げられる。

さらに、アセチレングリコール系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、または非イオン性界面活性剤を用いることもできる。アセチレングリコール系界面活性剤としては、例えば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−オクチンー３，６−ジオール、および３，５−ジメチル−１−ヘキシン−３−オール等が挙げられる。具体的には、サーフィノール１０４、８２、４６５、４８５あるいはＴＧ等（エアープロダクツ社製）である。

フッ素系界面活性剤としては、例えばパーフルオロアルキルエチレンオキシド付加物、パーフルオロアルキルアミンオキシド、パーフルオロアルキルカルボン酸塩、およびパーフルオロアルキルスルホン酸等が挙げられる。具体的にはメガファックＦ−４４３、Ｆ−４４４、Ｆ−４７０、Ｆ−４９４（大日本インキ化学工業社）、ノベックＦＣ−４３０、ＦＣ−４４３０（３Ｍ社）、サーフロンＳ−１４１、Ｓ−１４５、Ｓ−１１１Ｎ、Ｓ−１１３（セイミケミカル社）である。

非イオン性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、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、およびポリオキシエチレンアルキルアミド等が挙げられる。

これらの界面活性剤は、インクの分散安定性などを劣化させない程度に添加することが望まれる。界面活性剤は、インク総量の０．５〜２．０質量％程度の量で含有されていれば、何等不都合を伴なわずに効果を発揮することができる。

上述の界面活性剤のうち、例えば、アセチレングリコール系界面活性剤、および非イオン性界面活性剤などは、顔料分散体を調製するための分散剤として用いることができる。

また、塩類が併用されてもよい。塩類としては、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、および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等が挙げられる。塩類は、インク総量の０．５〜１．０質量％程度の量で含有されていれば、何等不都合を伴なわずに効果を発揮することができる。

さらに、本実施形態の水性インクジェットインクには、水溶性樹脂が含有されてもよい。水溶性樹脂は、インクの粘度を調整する。さらに、印刷物の擦過性のような印刷品質を改良することができる。水溶性樹脂としては、例えば、ポリビニルアルコール、ヒドロキシプロピルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロース、水溶性アクリル樹脂、ポリビニルピロリドン、アラビアゴム、デキストリン、カゼイン、およびペプチン等が挙げられる。特に、水溶性アクリル樹脂は、インク中の顔料分散性を損なわずに紙媒体への定着性が向上するため好ましい。

こうした水溶性樹脂のうち、例えば水溶性アクリル樹脂などは、顔料分散体を調製するための分散剤として用いることができる。

必要に応じて、ｐＨ調整剤、防腐剤・防かび剤等の添加剤を配合することができる。ｐＨ調整剤としては、例えば、リン酸二水素カリウム、リン酸水素二ナトリウム、および水酸化ナトリウム等が挙げられる。

防腐剤・防かび剤としては、例えば、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、２−ピリジンチオール−１−オキサイドナトリウム、ソルビン酸ナトリウム、デヒドロ酢酸ナトリウム、および１，２−ジベンズイソチアゾリン−３−オン（ＩＣＩ社のプロキセルＣＲＬ、プロキセルＢＤＮ、プロキセルＧＸＬ、プロキセルＸＬ−２、プロキセルＴＮ）などを使用することができる。

こうした添加剤を配合することによって、印字画像品質や保存安定性がさらに高められる。

以下に、水性インクジェットインクの具体例を示す。

下記表１に示すグリコール、および下記表２に示すカール抑制剤を用意した。

下記表３に示す処方で各成分をそれぞれ配合して、インクサンプルを調製した。表中、各成分の量は、インクジェットインク総量に対する質量％である。界面活性剤としては、サーフィノール４６５を用いた。

顔料としては、自己分散型（ＤＤ１）および活性剤分散型（ＤＤ２）およびの２種類の顔料分散体を用意した。

ＤＤ１：カーボンブラック分散液ＣＡＢ−ＪＥＴ−３００（キャボット社製）
ＤＤ２：アニオン活性カーボンブラック分散液ＳＰ−８７９６（富士色素社製）
ＤＤ１においては、所定の顔料が水中に分散されている。顔料の平均粒径は１２０ｎｍ程度である。ＤＤ１に含まれる水の量は、下記表３中の水の量に含まれている。一方、ＤＤ２においては、所定の顔料が所定の量の分散剤等とともに水分散液中に分散されている。ＤＤ２に含有される顔料の平均粒径は、１１０ｎｍ程度である。ＤＤ２に含まれる水の量は、下記表３中の水の量に含まれている。

Ｎｏ．６〜２１のサンプルではＤＤ１を用い、残りのサンプルではＤＤ２を用いた。

下記表３に示されるように、いずれのサンプルにおいても、顔料の固形分がインク総量の５質量％となる量で顔料分散体を配合した。

さらに、全てのサンプルには、総量の０．２質量％の防腐剤を加えた。防腐剤としてはプロキセルＸＬ−２（Ｓ）を用いた。

インクサンプルの調製にあたっては、まず、それぞれの処方で各成分を混合し、スターラーで１時間攪拌した。その後、１μｍのメンブレンフィルターでろ過して、サンプルを得た。

得られたインクサンプルを用いて普通紙に印字を行なって、用紙の変形抑制能、および印刷品質を調べた。普通紙として東芝コピーペーパー紙を用い、記録装置としては、東芝テックピエゾヘッドＣＢ１を搭載したインクジェット記録装置を用いた。

評価方法は、それぞれ以下のとおりである。

（用紙の変形抑制能）
まず、普通紙の１０ｍｍ×１００ｍｍの領域に１００％ｄｕｔｙでベタ印刷を行ない、印字サンプルを得た。レーザー変位計により用紙変形の程度（紙の波打ちの大きさ：コックリング量）を求め、凹凸の量（長さ）に基づいて以下の基準で評価した。

Ａ：０．５ｍｍ未満
Ｂ：０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ未満
Ｃ：１．０ｍｍ以上
（印刷品質）
印刷品質の評価にあたっては、まず、前述の普通紙に文字印刷およびベタ画像印刷を行なった。印刷された文字を目視により、にじみやフェザリングを判断した。また、Ｘ−Ｒｉｔｅ画像濃度測定器を用いてベタ印字画像濃度を調べ、表における画像濃度と裏における画像濃度とを調べた。

また、（円周長）²／（４π×面積）により、印字画像のドットの形状係数を算出した。形状係数は、にじみの程度を定量化した評価値である。円周長および面積は、ドットアナライザーによる画像分析により求めた。ドット形状の不規則性が小さいと１に近い。表の画像濃度、裏の画像濃度、および形状係数を総合して、下記表４に示す基準にしたがって評価した。

下記表５に、インクサンプルの変形抑制能および印刷品質をまとめる。いずれか一方でもＣの場合には、許容範囲外である。

上記表４に示されるように、Ｎｏ．３〜１３、および１６〜２１のインクサンプルは、いずれも変形抑制能および印刷品質が合格レベルである。これらのサンプルには、水、プロピレングリコールおよびイソプレングリコールが、それぞれ所定の量で含有されている。なかでも、Ｎｏ．６〜１１，１６〜１８のインクサンプルは、変形抑制能および印刷品質のいずれもがＡであり、特に優れた特性を示している。これらのサンプルにおいては、水の含有量は総量の３０〜４０質量％であり、最適な水含有量が確認された。

水の含有量が１０質量％未満の場合には、画像濃度が低下して、所望の印刷品質が得られないことがＮｏ．１，２の結果に示されている。Ｎｏ．１，２のインクは粘度が高いので、インクジェットヘッドから良好に吐出させるには温度を高める必要がある。このように、Ｎｏ．１，２のインクは、インクジェットヘッドから良好に吐出させる条件が狭い。一方、水の含有量が５０質量％を超えるＮｏ．１４，１５では、用紙の変形を抑制することができない。

グリコール混合物の含有量が総量の５４〜６４質量％のＮｏ．６〜１１は、用紙の変形抑制能および印刷品質ともにＡである。ベタイン化合物が含有された場合にも、これらの特性が高められることが、Ｎｏ．１６〜１８の結果に示されている。

また、Ｎｏ．６〜１１、１６〜１８のインクは、東芝コピーペーパー以外の各種の普通紙に対しても、優れた変形抑制能を示した。一般的に、用紙の変形は紙種に依存する。変形しやすい紙種を用いて前述のように変形抑制能を調べると、その評価が１ランク下がる場合がある。Ｎｏ．６〜１１、１６〜１８のインクは、変形しやすい紙種を用いた場合でも、用紙の変形抑制能は概ねＡの評価レベルを維持した。これらのインクサンプルは、用紙の変形抑制能が特に優れていることが確認された。

本実施形態の水性インクジェットインクは、紙媒体の変形を引き起こさずに紙媒体に高品質な画像を形成することが可能である。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行なうことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
以下、本願の出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］インク総量の１５〜５０質量％の水と、インク総量の３４〜８０質量％を占めるグリコール混合物であって、前記グリコール混合物の４０〜７０質量％はプロピレングリコールであり、残部はイソプレングリコールであるグリコール混合物と、インク総量の２〜２０質量％の顔料とを含有することを特徴とする水性インクジェットインク。
［２］前記水の量は、前記インク総量の３０〜４０質量％であることを特徴とする［１］に記載の水性インクジェットインク。
［３］前記グリコール混合物の量は、前記インク総量の５４〜６４質量％であることを特徴とする［１］または［２］に記載の水性インクジェットインク。
［４］前記プロピレングリコールは、前記グリコール混合物の５０〜７０質量％を占めることを特徴とする［１］乃至［３］のいずれか１つに記載の水性インクジェットインク。
［５］前記顔料の量は、前記インク総量の３〜６質量％であることを特徴とする［１］乃至［４］のいずれか１つに記載の水性インクジェットインク。
［６］カール抑制剤をさらに含有することを特徴とする［１］乃至［５］のいずれか１つに記載の水性インクジェットインク。
［７］前記カール抑制剤は、ベタイン、ラウリルベタイン、ラウリルヒドロキシスルホベタイン、カルボキシベタイン、スルホベタイン、アミノカルボン酸塩、イミダゾリウムベタイン、レシチン、およびアルキルアミンオキサイドからなる群から選択されることを特徴とする［６］に記載の水性インクジェットインク。
［８］前記カール抑制剤の量は、前記インク総量の５〜１５質量％であることを特徴とする［７］に記載の水性インクジェットインク。
［９］前記カール抑制剤は、ベタインであることを特徴とする［６］に記載の水性インクジェットインク。
［１０］前記ベタインの量は前記インク総量の１０〜１５質量％であることを特徴とする［９］に記載の水性インクジェットインク。
［１１］界面活性剤をさらに含有することを特徴とする［１］乃至［１０］のいずれか１つに記載の水性インクジェットインク。
［１２］前記界面活性剤の量は、前記インク総量の０．５〜２．０質量％であることを特徴とする［１１］記載の水性インクジェットインク。
［１３］前記顔料は、自己分散型顔料であることを特徴とする［１］乃至［１２］のいずれか１つに記載の水性インクジェットインク。
［１４］紙媒体に少なくとも１種のインク組成物をインクジェットヘッドから噴射して画像を形成する工程を具備し、前記インク組成物は［１］乃至［１３］のいずれか１項に記載の水性インクジェットインクであることを特徴とするインクジェット記録方法。
［１５］前記画像の形成は、１種類のインク組成物を用いて行なわれることを特徴とする［１４］に記載のインクジェット記録方法。
［１６］前記画像の形成は、異なる色の２種類以上のインク組成物を用いて行なわれることを特徴とする［１４］に記載のインクジェット記録方法。

ｐ…用紙；１００…用紙カセット；１０１…用紙カセット；１０２…給紙ローラ
１０３…給紙ローラ；１０４…搬送ローラ対；１０５…搬送ローラ対
１０６…レジストローラ対；１０７…搬送ベルト；１０８…駆動ローラ
１０９…従動ローラ；１１０…ファン；１１１…負圧チャンバ
１１２…搬送ローラ対；１１３…搬送ローラ対；１１４…搬送ローラ対
１１５Ｃ，１１５Ｍ，１１５Ｙ，１１５Ｂｋ…インクジェットヘッド
１１６Ｃ，１１６Ｍ，１１６Ｙ，１１６Ｂｋ…インクカートリッジ
１１７…チューブ；１１８…排紙トレイ。

Claims

インク総量の１５〜５０質量％の水と、
インク総量の３４〜８０質量％を占める２種のグリコールからなるグリコール混合物であって、前記グリコール混合物の４０〜７０質量％はプロピレングリコールであり、残部はイソプレングリコールである前記２種のグリコールからなるグリコール混合物と、
インク総量の２〜２０質量％の自己分散型顔料と
を含有することを特徴とする水性インクジェットインク。
前記水の量は、前記インク総量の３０〜４０質量％であることを特徴とする請求項１に記載の水性インクジェットインク。
前記グリコール混合物の量は、前記インク総量の５４〜６４質量％であることを特徴とする請求項１または２に記載の水性インクジェットインク。
前記プロピレングリコールは、前記グリコール混合物の５０〜７０質量％を占めることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の水性インクジェットインク。
前記顔料の量は、前記インク総量の３〜６質量％であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の水性インクジェットインク。
カール抑制剤をさらに含有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の水性インクジェットインク。
前記カール抑制剤は、ベタイン、ラウリルベタイン、ラウリルヒドロキシスルホベタイン、カルボキシベタイン、スルホベタイン、アミノカルボン酸塩、イミダゾリウムベタイン、レシチン、およびアルキルアミンオキサイドからなる群から選択されることを特徴とする請求項６に記載の水性インクジェットインク。
前記カール抑制剤の量は、前記インク総量の５〜１５質量％であることを特徴とする請求項７に記載の水性インクジェットインク。
前記カール抑制剤は、ベタインであることを特徴とする請求項６に記載の水性インクジェットインク。
前記ベタインの量は前記インク総量の１０〜１５質量％であることを特徴とする請求項９に記載の水性インクジェットインク。
界面活性剤をさらに含有することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の水性インクジェットインク。
前記界面活性剤の量は、前記インク総量の０．５〜２．０質量％であることを特徴とする請求項１１記載の水性インクジェットインク。
紙媒体に少なくとも１種のインク組成物をインクジェットヘッドから噴射して画像を形成する工程を具備し、前記インク組成物は請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の水性インクジェットインクであることを特徴とするインクジェット記録方法。
前記画像の形成は、１種類のインク組成物を用いて行なわれることを特徴とする請求項１３に記載のインクジェット記録方法。
前記画像の形成は、異なる色の２種類以上のインク組成物を用いて行なわれることを特徴とする請求項１３に記載のインクジェット記録方法。