JPH03160069A

JPH03160069A - 画像記録用インク

Info

Publication number: JPH03160069A
Application number: JP1299234A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Onishi; 弘幸大西
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1989-11-17
Filing date: 1989-11-17
Publication date: 1991-07-10

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、微小液滴インクまたは霧状インクを記録ヘッ
ドから噴出させ、記録を行うインクジェッ｛・もしくは
インクミスト記録方法に用いる画像記録用インクに関す
る。

［従来の技術］従来、画像記録用インクが記録紙に付着した際、第３図
に示す如く、毛細管現象により記録紙のセルロース１ｍ
雑に沿ってインクが流れる為に印字・画像の品質が著し
く低下する。また、紙にしみこむことによって著しく濃
度が劣化する。また、乾燥・定着性が悪いため、印字ス
ピードをあげると紙を重ね合わせた際、哀移りしたり、
プロセスカラーインクを重ねるフルカラー画像を作製す
ると混色による画像のにじみ、ぼけが生ずる。

この様な観点から、従来種々の普通紙記録用インクが提
案されている。

例えば、特開昭５５−２９５４６号公報には、特定の界
面活性剤を添加し、表面張力を下げてインクの紙への吸
収性を高めたものが提案されており、特開昭５６−５７
８６２号公報には、強塩基物質を添加し高ＰＨ（ベーハ
ー）とし普通紙の耐水処理剤であるサイズ剤やパルプ材
を化学的に溶解し、ドットの広がりと吸収性を制御する
方法および特開昭５８−１３６７５号公報には、インク
中に分子量４万以上のポリビニルビロリドンを入れ、ド
ットの広がりと紙への吸収性を制御する方法が提案され
ている。

［発明が解決しようとする課題］しかしこのような従来の提案のものでは、次のような問
題があった。

普通紙に対して高速印刷を行った場合、それぞれ一定の
効果は認められるものの、界面活性剤を含むインクでは
、乾燥は速くなるが表面張力が低いために紙の繊維に沿
ったインクの拡散が十分改良されずにじみが生じ、印字
品質が劣化する。また界面活性剤による泡立ちが生じる
ため記録ヘッドのノズル内に気泡が入りやすく安定した
吐出が得られない等の問題点があった。

また、強塩基物質を含むインクでは、インクの吸収性・
定着性は高いが、乾燥性が悪いために尾引きおよび紙の
繊維に沿ったインクの拡散が改良されずにじみが生じ、
満足できる印字品質が得られないという問題があった。

また、分子量４万以上のポリビニルビロリドンを含むイ
ンクでは、ノズルの目づまりに対するマージンが非常に
低く、また乾燥性が悪いため尾引きが生じるという問題
があった。

そこで、本発明はこのような問題点を解決するもので、
その目的とするところは、記録ヘッドから微小液滴イン
クもしくは霧状インクを噴出させ、普通紙上に該インク
を付着させ印刷を行うインクジェットまたはインクミス
ト記録方法において、普通紙上に対して印字・画像のに
じみが生じない、かつ乾燥・定着性が良好で尾引きのな
い、また目づまりの生じない吐出安定性・保存安定性に
優れた画像記録用インクを提供するところにある。

［課題を解決するための手段］本発明の画像形成用インクは、インクジェットまたはイ
ンクミスト記録方法に用いる画像記録用インクが、少な
くとも水と０．５〜１０重量％の染料および／または顔
料と平均粒径が０．１μｍ以下の２Ｍ構造を有するポリ
マー微粒子を水性エマルジョン溶液として３〜４０重量
％含有することを特徴とする。

また２層構造を有するポリマー微粒子の外層部がフッ素
系ポリマーであることを特徴とする。

〔作用］本発明の上記の構成によれば、エマルジョン粒子と着色
剤の化学的親和力とエマルジョン粒子の皮膜形成力（溶
媒の蒸発によって生じる界面張力による樹脂粒子の融着
と表面固形分濃度の上昇による擬似的な皮１ｌ！）とに
より、第１図に示す如く均一に分散されたエマルジョン
中の粒子が着色剤である染料または顔料を吸着したまま
紙の繊維上にドット形状を保持した皮膜を形成し、にじ
み・乾燥・定着性を解決した。

さらに、エマルジョン粒子を平均粒径０．　　１μｍ以
下の２層構造（コアシェルエマルジョン）とし、その外
層部とノズル内部、インク流通経路内部との親和性をな
くすことによりノズルの目づまりのない、分散安定性・
保存性に優れたインクとすることができる。

［実施例］＋ｆｉＩＩＥＩ　　＋啼　浦田　→　ｔ　り　障　ｔ酋
ご出ハ　１　▼　Ｓノ　ー　｝Ｌ　〒　り　１τ６ジョ
ンは、内層部の芯ポリマーとしては、アクリル酸エステ
ル類、メタクリル酸エステル類、ビニルエステル類、ス
チレン類、オレフィン類の単独重合もしくは共重合によ
り得られたポリマーを使用することができる。

外層部のポリマーとしては、フッ素系、シリコン系のポ
リマーを使用することができるが、分散安定性の面から
フッ素系ポリマーが望ましい。

具体的には、花王株式会社製の含フッ素２Ｎ構造エマル
ジョンＰＢ−４００を挙げることができる。

これは、平均粒径０．０５μｍで第２図に示す如く、外
層部Ｘがフッ素系ポリマーで、内層部の芯ポソマーＹの
種類を変えたり、表面層への官能基Ｚとして各種極性基
を導入することにより必要に応じて物性をコントロール
することができる。

エマノレジョン添力ＩＩＩ量としては、エマノレジョン
固形分濃度１０−’−５０重量％のもので３重量％より
も少ないとにじみ、乾燥性、定着性を解決するこレ−／
Ｉｆ＋７％Ｓイ　Ａ（１静塁央トハ◆交ノナ（！レ訃廖
▲Ｃ高くなり吐出安定性に問題を生じるために３重量％
〜４０重量％が好ましい。

本発明に使用する着色剤としては、従来のインクに使用
されている水溶性染料で他のインク成分添加により、色
調の変化、沈澱物の生成のないものならどのような染料
でも使用できる。

具体的には、ダイレクトブラック　＃１９（Ｃ．　　Ｉ．３５２５５）ダイレクトブラック　＃１５４フードブラック　　　＃２（Ｃ．Ｉ．２７７５５）アシッドイエロー　　＃２３（Ｃ．Ｉ．　　１９１４０）アシッドレッド　　　＃８７（Ｃ．Ｉ．４５３８０）アシッドレッド　　　＃１０６（Ｃ，Ｉ．４５１００）アシッドブルー　　　＃９（Ｃ．Ｉ．４２０９０）ダイレクトブルー　　＃８６（Ｃ．Ｉ．７４１８０）等が挙げられる。

また顔料としては、通常の有機／無機顔料を微粒子分敗
した物が用いられ、顔料粒径が０．　　１μｍ以下に微
粒子化されている物が好適である。

染料・顔料の添加量としては、０．　　５重量％未満で
は色調・濃度が得られず、１０重量％を越えると目づま
りを起こしやすくなるために０．５重量％〜１０重量％
が好ましい。

本発明に用いる溶媒は、水または水と水溶性有機溶剤と
の混合溶媒である。

水としては、蒸留純水、イオン交換水を使用するのが好
ましい。

水と混合して使用される水溶性有機溶剤としては、炭素
数１〜４アルキルアルコール類、ケトン類、エーテル類
、ボリアルキレンゲリコール類、アルキレングリコール
類、グリセリン、多価アルコールの低級アルキルエーテ
ル等が用いられる。

これら水溶性有機溶剤は単独で使用したり、また適正な
インク物性を付与するために、２種またはそれ以上の溶
剤を混合して使用することもてきる。

本発明のインク物性としては、２０℃での粘度が１．２
ｃｐよりも低いと高速印刷において、にじみ、乾燥性に
問題を生じ、１０ｃｐよりも大きいと目づまり、吐出安
定性に問題を生じるために１．２〜１０ｃｐが好ましい
。

本発明の基本構成は以上の通りであるが、その他、従来
公知の分散剤、界面活性剤、粘度調整剤、表面張力調整
剤、比抵抗調整剤、ｐＨ調整剤、防カビ剤等を必要に応
じて添加することができる。

また、熱エネルギーの作用によりインクを吐出するタイ
プのインクジェット方式に使用する場合には熱的な物性
（例えば、比熱、熱膨張係数、熱伝導率等）が各種添加
剤により調整される。

以下、実施例・比較例を挙げることにより本発明を具体
的に説明するが、本例が本発明を限定するものではない
。

実施例１以下の実施例中に示すインク組成物量（％）はすべて重
量％である。

ダイレクトブラック　＃１９　　　　３％含フッ素２層
構造エマルジョン　　２５％（固形分濃度４０％）蒸留純水　　　　　　　　　　　　７２％上記の各成分
を容器の中で十分混合撹拌し、ボアサイズ０．　　１μ
ｍのメンブレンフィルターで濾過し、記録用インクを作
製した。

実施例２カーボンブラック（顔料）　　　　　　５％含フッ素２
層構造エマルジョン　　２５％（固形分濃度４０％）蒸留純水　　　　　　　　　　　　７０％上記成分を混
合撹拌後、ボールミルで顔料粒径が０．１μｍ以下にな
るまで微粒子化分散し、記録用インクを作製した。

実施例３アシッドイエロー　　＃２３　　　　３％含フッ素２層
構造エマルジョン　　２５％（固形分濃度４０％）蒸留純水７　２％アシッドレッド　　　＃８７　　　　３％含フッ素２層
構造エマルジョン　　２５％（固形分濃度４０％）蒸留純水　　　　　　　　　　　　７２％アヅシドブル
ー　　　＃９　　　　　３％含フッ素２Ｍ構造エマルジ
ョン　　２５％（固形分濃度４０％）蒸留純水　　　　　　　　　　　　７２％上記の各成分
を容器の中で十分混合撹拌し、ボアサイズ０．　　１μ
ｍのメンブレンフィルターで濾過し、記録用インクを作
製した。

比較例として実施例１のフッ素２層構造エマルジョンの
芯ポリマーと同じの１層構造エマルジョンを用いて実施
例１と同じ組成比の各成分を容器の中で十分混合撹拌し
、ボアサイズ０．　　１μｍのメンブレンフィルターで
濾過し、記録用インクを作製し、比較例１とした。

以上のインクを用い、記録方法として ■市販のオンデマンド型インクジェットプリンタ■吐出
オリフィス径５０μｍ、ビエゾ振動子駆動電圧５０Ｖ、
周波＠５ＫＨｚの試作マルチヘッド■超音波霧化を利用
した帯電インクミスト記録方式（超音波振動子駆動周波
ｉ１１１．　　５ＭＨｚ、駆動電圧５０Ｖ）上記３種類の方法により高速記録を行った場合の評価結
果を表１に示す。

＊１．にじみ評価顕微鏡による１００倍、４００倍での観察と目視による
観察ｏ：　ｍ雑に沿ったにじみもなく繊維上にドットが保持
されている ○：　繊維に沿ったにじみは少しあるが目視ではわから
ない Δ：　目視で若干にじみがわかる ×：　かなりにじんで、エッジがギザギザしている＊２．乾燥・定着性評価印字３秒後、６秒徨、１２秒後に紙のエッジで印字部を
こする０：　印字３秒後で尾引きなしＯ：　印字６秒後で尾引きなし Δ：印字６秒後で尾引きあり ×：　印字ｌ２秒後に尾引きあり目づまり評価ノズルキャップなし室温１ケ月放置Ｏ：印字可能 ×：印字不可能インク保存性インクをサンプル瓶に入れ、４０゜Ｃ・３ケ月間解放状
態で保存し、異物・異臭・凝集・沈澱の有無を観察Ｏ：無し ×：　有り記録濃度マクベス濃度計による反射０−Ｄ値の測定Ｅｊ．＊　３．＊＊　４．＊６．耐水性評価印字１時間後、印字物を水中に５分間浸し、インクの流
出を観測０：　無し ×：　有り＊７．光沢度評価デジタル光沢計（村上色彩技術研究所製）による７５度
鏡面光沢度の測定ｏ：　８０以上 ×；　５０以下＊８．０ＨＰ用紙への記録０：記録可 ×：記録不可表１より明らかなように、実施例１〜３の記録インクは
、それぞれの記録方式に共通して良好な結果が得られた
。

また、実施例３の記録インクのイエロー　マゼンタ、シ
アンを各色重ね合わせにより鮮明なフルカラー画像が再
現できた。

一方、比較例の記録インクの場合、ノズルの目づまりが
生じ、保存安定性も悪いため、信頼性に欠けることがわ
かる。

［発明の効果コ以上説明したように、本発明の画像記録用インクによれ
ば、従来から問題とされていた普通紙に対するにじみ、
乾燥性・定着性に優れ、かつ目づまり、インク保存性、
印刷物の耐水性にも優れた高速記録・高濃度で光沢のあ
る鮮明な記録を可能にするという効果を有する。

また、３色のプロセスカラーインクを使用することによ
り（必要に応じてブラックも使用）高解像度なフルカラ
ー画像を記録することができる。

また、本発明の記録インクは、通常のインクジェットイ
ンクでは使用できないＯＨＰ用紙にも高速・高品位な印
字が可能であるという効果も有す

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のインクが紙の繊維に付着している様子
を示す模式図。第２図は本発明に使用するポリマー微粒子を示す模式図
。第３図は従来例において、紙の繊維にインクがにじんで
いる様子を示す模式図。・紙の繊維・インク・フッ素系ポリマー・芯ポリマー・表面官能基以上

Claims

【特許請求の範囲】

（１）インクジェットまたはインクミスト記録方法に用
いる画像記録用インクにおいて、少なくとも、水と０．
５〜１０重量％の染料および／または顔料と平均粒径が
０．１μｍ以下の２層構造を有するポリマー微粒子を水
性エマルジョン溶液として３〜４０重量％含有すること
を特徴とする画像記録用インク。
（２）前記２層構造を有するポリマー微粒子の外層部が
フッ素系ポリマーであることを特徴とする請求項１記載
の画像記録用インク。