JPH0517713A - インクジエツトインク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 インクジェットインクの組成に関し、高印字
品位の保持と、印字時の噴射安定性の向上を目的とす
る。 【構成】 組成物として親水性／疏水性バランス値が10
以上で、且つ親油基の分子量が400 以下の非イオン性界
面活性剤を含むように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はインクジェットインクの
組成に関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェットインクは、インクジェッ
トヘッドの10〜100 ミクロンと言う微細なノズル孔から
吐出される為に通常粒子径の小さい水溶性染料が用いら
れる。

【０００３】この為、インク組成物の大部分は水で占め
られ、その他としてはノズル孔の目詰まりを防止する湿
潤剤が若干含まれているのみである。その組成の例を図
７の図表に示す。

【０００４】このような組成のインクジェットインク
は、疏水化処理された紙の表面に対して濡れ性が悪く、
インクが紙中に殆ど浸透しない為に滲みの少ない良好な
印字が得られる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】然し乍ら、同じく疏水
性である金属や樹脂で構成されたヘッドのノズル面への
濡れ性も悪く、ノズル上に不均一な濡れを生じる。

【０００６】この為、インク滴を噴射した場合図９に示
す如くインクの表面張力に依って矢印Ｂの方向に引っ張
られて飛翔方向が矢印Ｃの如くずれてしまう。又、その
反動で図10及び図11に示す如くメニスカスが乱れ、ノズ
ル内に気泡Ｋを引き込み噴射停止を生じる等、安定した
噴射が得られない。

【０００７】そこで、インクのノズル面への濡れ性を改
善しようと無闇に界面活性剤等を添加すると、ノズル面
への濡れ性は確かに向上するが同時に紙に対する濡れ性
まで良くなり、インクが紙中に浸透して印字が滲んでし
まうと言う問題点があった。

【０００８】本発明は、高印字品位の保持と、印字時の
噴射安定性の向上を目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に於いては、図１
の図表に示すような組成物として親水性／疏水性バラン
ス値が10以上で、且つ親油基の分子量が400 以下の非イ
オン系界面活性剤を含むようにしたものである。

【００１０】

【作用】図８の説明図に示す如く、インクが矢印Ａ方向
に正常に噴射される為には、インクがノズルより安定し
て吐出される必要があり、この為にはインクがノズル面
を均一に濡らすことが重要である。

【００１１】インクの組成物の大部分は水であって、こ
のような水性インクと金属或いは樹脂等のような疏水物
質で構成されたノズル面との濡れを改善するには、イン
クがノズル面に接する界面に吸着して両者の馴染みを良
くするような界面活性剤を添加することが有効な手段と
考えられる。

【００１２】インクに界面活性剤を添加する場合に注意
しなければならないことは、染料と界面活性剤の相互作
用である。大部分の染料は水中で解離している為、イオ
ン系の界面活性剤を添加すると、沈澱や複分解を生じる
可能性が有る。

【００１３】ノニオン界面活性剤は、親水基が非イオン
性のもので、親水基としてよく用いられるのは酸化エチ
レン基（−ＣＨ₂ ＣＨ₂ Ｏ−）であって、この基の数が
多くなるに従って親水性が徐々に増し、親油基の炭素数
を増すと親油性が徐々に増す性質を有している。

【００１４】この為、親水性、親油性をいろいろ変えた
界面活性剤を得ることが出来る。様々な非イオン性界面
活性剤所謂ノニオン界面活性剤(nonionic surface acti
ve agent) について図１の図表に示すようなインクを調
整し、ノズル面に対する濡れと、記録媒体上の滲みにつ
いて評価を行った。

【００１５】ノズル面の材料としてはSUS304のものを用
いたが、金属材料であれば他の材料であっても同等であ
ると考えられる。ノズル面に対するインクの濡れのファ
クタとして、図２の側面図に示す接触角を、インクの記
録媒体上の滲みのファクタとして図３に示す滲み量（±
ΔＸ）を用いた。

【００１６】接触角θの測定は、接触角計（ＣＡ−Ｄ
型、協和界面科学社製）を用いて行った。その測定結
果、図４の図表に示す如くインクのノズル面に対する濡
れ性は、添加した界面活性剤の分子量に依存し、親油基
の分子量が400 以下で接触角が界面活性剤無添加時に比
べて５〜15°小さくなることが判った。

【００１７】即ち、親油基の分子量が小さい程ノズル面
に対するインクの接触角は小さくなり、インクがノズル
面を濡らし易くなる。その結果、ノズル面はインクに均
一に濡らされ、安定した噴射が得られた。

【００１８】これは、金属表面の極微細な凹凸に界面活
性剤が吸着する場合に分子が小さい方がより吸着され易
いのではないかと考察される。又、滲み量の測定は、印
字品位評価システム（ヤーマン社製）を用い１ドットラ
インの画像のエッジ部のギザツキの偏差ΔＸを滲み量と
した。

【００１９】その測定結果は、図５の図表に示す如く親
水性／疏水性（親油性）バランス値所謂ＨＬＢ値(Hydro
phile-Lypophile Balance value)に依存し、ＨＬＢ値が
大きくなるに従って滲みは小さくなり、10以上では滲み
量が略界面活性剤無添加時と同じ位小さくなることが判
った。

【００２０】これは、ＨＬＢ値の小さい（疏水性の大き
い）界面活性剤を添加すると、通常予め疏水化処理を施
されている紙表面との馴染みが良くなり、インクが紙中
に浸透し滲みが大きくなるものと考察される。

【００２１】ＨＬＢ値が10以上の比較的親水性の大きい
界面活性剤を添加した場合、紙表面とは馴染まず、浸透
は起こらずに滲みの少ない良好な印字が得られる。

【００２２】

【実施例】本発明に於いては、インクジェットインクの
組成物として、図１の組成表に示す如きＨＬＢ値が10以
上で、親油基の分子量が400 以下のノニオン界面活性剤
を含むようにしたものである。

【００２３】ノズル面に対する濡れ性は界面活性剤の親
油基の分子量が小さい程良く、400以下で印字時の噴射
安定性が向上し、又、媒体上での滲みは界面活性剤の親
水親油バランス値が10以上で小さくなる為、この２つの
条件を満たしたノニオン系界面活性剤を添加することに
依って印字品位が向上すると言うことが判る。

【００２４】総合的な評価は、図６の評価表に示す。即
ち、評価はノニオン系界面活性剤のＨＬＢ値と親油基の
分子量とを色々変えた組成のものを添加したインクをＡ
からＥ迄５種類用意し各々について行った。

【００２５】噴射安定性と印字品位の確認は、インクジ
ェット装置にて印字し行った。噴射安定性は２時間安定
して噴射すれば可としたもので、◎は可、○はやや足ら
ない、×は不可を意味している。

【００２６】印字品位については、印字されたものの滲
みの大小を見たもので良否の判定は主観に依った。その
結果、界面活性剤の親油基の分子量が小さく、ＨＬＢ値
が10以上である２つの条件を示すものを添加したＡ〜Ｃ
のインクの場合は、噴射安定性と印字品位共に良好であ
った。

【００２７】又、２つの条件の内どちらかを満たさない
Ｄ、Ｅの場合は、噴射安定性と印字品位を両立すること
が出来なかった。以上のように、インクジェットインク
に於いて、ＨＬＢ値10以上、且つ親油基の分子量が400
以下のノニオン系界面活性剤を添加することで、噴射安
定性と印字品位共に良好なインクを得ることが可能であ
ると結論出来た。

【００２８】

【発明の効果】本発明のようなインク組成にすること
で、高印字品位を保持し、且つ安定に噴射するインクジ
ェットインクを得ることが出来る等、経済上及び産業上
に多大の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のインクジェットインクの組成を示す
図表、

【図２】 接触角を示す側面図、

【図３】 滲み量を示す図、

【図４】 親油基の分子量と接触角との関係を示す図
表、

【図５】 ＨＬＢ値と接触角との関係を示す図表、

【図６】 本発明のインクジェットインクの評価を示す
図表、

【図７】 従来のインクジェットインクの組成を示す図
表、

【図８】 インクの正常な噴射の説明図、

【図９】 ノズル面に不均一な濡れを生じた場合のイン
ク噴射の説明図、

【図10】 ノズル面に気泡を形成する過程の説明図（そ
の１）、

【図11】 ノズル面に気泡を形成する過程の説明図（そ
の２）、

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上田 正則 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 河本 修治 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 組成物として親水性／疏水性バランス値
   が10以上で、且つ親油基の分子量が400 以下の非イオン
   系界面活性剤を含むことを特徴とするインクジェットイ
   ンク。