JPH06322305A

JPH06322305A - インクジェット記録用インク

Info

Publication number: JPH06322305A
Application number: JP10794293A
Authority: JP
Inventors: Yukari Sano; ゆかり佐野; Junko Shimizu; 純子清水; Kiyohiko Takemoto; 清彦竹本
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1993-05-10
Filing date: 1993-05-10
Publication date: 1994-11-22

Abstract

(57)【要約】【目的】保存安定性が高く、インク吐出ノズルの目詰
まりを起こすことがなく、かつ印字ムラがなく、印字濃
度の高い高画質の記録が得らる。【構成】顔料と水に不溶な樹脂エマルジョンと糖類を
含むインク中にアルギン酸誘導体を０．０１重量％〜
０．１重量％の範囲で含むインクジェット記録用イン
ク。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インクジェットプリン
タに供する水性記録用インクに関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録用インクの特性とし
ては、長期保存中に物性値等の変化が生じないこと、微
細なインク吐出ノズルを目詰まりさせないこと、印字物
の色濃度が高く鮮明であること、印字物の保存性（耐水
性、耐光性）等が要求されている。

【０００３】従来、インクジェットプリンタで用いられ
るインクは、基本的に染料と水性媒体から構成されたも
のが商品化されているが、染料の性質上、印字物の耐光
性や耐水性が劣るという問題点があった。そこで、この
問題を解決する為に、染料に代えて顔料を用いたインク
の提案がなされている。

【０００４】インクジェットプリンタ用インクに顔料を
用いる場合、その顔料を長期間安定に分散させることに
より、インク吐出ノズルの目詰まりを防止することが課
題であった。そこで、上記この課題を解決する為に、例
えば特開昭５５−１５７６６８号公報では、保存安定性
の向上の為、水不溶性樹脂エマルジョン分散液中に顔料
を分散させる方法を提案している。

【０００５】また、特開平２−１８４７２号公報では、
目詰まりの解決の為に乾燥、凝集防止剤として、イノシ
トールを添加することを提案している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、保存安定性の
向上、及びインク吐出ノズル目詰まりの解決を上記の様
に試みた場合には、従来の染料インクではみられなかっ
た印字ムラが生ずるという課題が発生する。印字ムラと
は紙上での顔料粒子の偏りによる印字物の濃度みだれで
ある。印字ムラは、顔料インクを筆記具に使用して記録
された文字部よりも、インクジェトプリンタに使用し
て、グラフィック等のインクの塗りつぶし部分で顕著に
みられるものであることから、印字ムラの発生は、顔料
インクを使用したインクジェットプリンタ特有の課題で
あり、これを解決することが高印字品質化を満足する為
には必要となる。

【０００７】そこで、本発明は上記課題を解決するため
のものであり、その目的は、保存安定性が高く、インク
吐出ノズルの目詰まりを起こすことがなく、かつ印字ム
ラがなく、印字濃度の高い高画質の記録が得られるイン
クを提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、顔料と水に不
溶な樹脂エマルジョンと糖類を含み、さらにアルギン酸
誘導体を０．０１重量％〜０．１重量％の範囲で含むこ
とを特徴とする。

【０００９】本発明者らは、保存安定性が高く、インク
吐出ノズルの目詰まりを起こすことがなく、かつ印字ム
ラがなく、印字濃度の高い高画質の記録が得られるイン
クについて検討を重ねた結果、インク中にアルギン酸誘
導体を０．０１重量％〜０．１重量％の範囲で含むこと
によって効果があることを見いだした。

【００１０】アルギン酸誘導体の添加量は、０．０１重
量％未満であると印字ムラを改良する効果が得られず、
０．１重量％を越えると、保存安定性が悪くなり、イン
ク吐出ノズルの目詰まりが発生してしまい、いずれも好
ましい結果が得られない。

【００１１】本発明における顔料としては、主溶媒であ
る水との親和性が良いものであれば使用でき、例えば、
カーボンブラック類、アゾ顔料やフタロシアニン顔料、
キナクリドン顔料等の有機顔料やアニリンブラック等を
挙げることができる。その他顔料表面を樹脂等で処理し
たグラフトカーボン等の加工顔料が使用できる。

【００１２】これらの顔料は本発明のインクに対して１
〜２０重量％が好ましいが、さらには、２〜１０重量％
が好ましい。粒径は、１０μｍ以下の顔料を用いるが、
さらには１μｍ以下の粒子からなる顔料を用いることが
好ましい。

【００１３】本発明で顔料を分散させるには高分子分散
剤を用いることができ、アミンまたはその他の塩基を溶
解させた水溶液に可溶な水溶性樹脂が好ましい。例えば
アクリル系樹脂が挙げられ、具体的にはスチレン−アク
リル酸共重合体、アクリル酸−アクリル酸アルキルエス
テル共重合体、スチレン−アクリル酸−アクリル酸アル
キルエステル共重合体、スチレン−メタクリル酸共重合
体、スチレン−メタクリル酸−アクリル酸アルキルエス
テル共重合体、スチレン−α−メチルスチレン−アクリ
ル酸共重合体、スチレン−α−メチルスチレン−アクリ
ル酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体及びこれら
の塩、ポリアクリル酸塩、ポリメタクリル酸塩、ビニル
ナフタレン−アクリル酸共重合物の塩、スチレン−マレ
イン酸共重合物の塩、マレイン酸−無水マレイン酸共重
合物の塩、ビニルナフタレン−マレイン酸共重合物の
塩、などが挙げられる。さらに、ゼラチン、アルブミ
ン、カゼイン等のたんぱく質、アラビアゴム等の天然ゴ
ム類、サボニン等のグルコシド類、リグニンスルホン酸
塩、セラック等の天然高分子、β−ナフタレンスルホン
酸ホルマリン縮合物のナトリウム塩、リン酸塩等の陰イ
オン性高分子、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロ
リドン等の非イオン性高分子、さらには、アクリロニト
リル、酢酸ビニル、アクリルアミド、塩化ビニル、塩化
ビニリデン、エチレン、ヒドロキシエチルアクリレー
ト、グリシジルメタクリレート等のモノマーが共重合さ
れていても良い。これらは、単独あるいは複数の組合せ
で添加しても良い。

【００１４】前記水溶性樹脂の重量平均分子量は、３０
００〜５００００が好ましく、より好ましくは５０００
〜３００００、さらには７０００〜１５０００であるこ
とが好ましい。その使用量は顔料に対して２〜５０重量
％が好ましい。

【００１５】顔料の分散方法は、ロールミル、サンドミ
ル、ジェットミル、超音波ホモジナイザー等の分散機が
使用できる。

【００１６】本発明に用いることができる水に不溶な樹
脂エマルジョンは、連続相が水で分散相が以下に示す成
分であるエマルジョンであれば使用できる。分散相成分
としては例えば、アクリル系エマルジョン、酢酸ビニル
系エマルジョン、塩化ビニル系、アクリル−スチレン系
共重合エマルジョン等単独重合または共重合樹脂エマル
ジョン、メタクリレート、アクリレート等の有機超微粒
子、コロイダルシリカ等の無機超微粒子、さらに樹脂そ
のものに乳化性を持つソープフリー型エマルジョン等が
使用される。中でも特に、エマルジョン被膜の形成状態
から内部３次元架橋したマイクロエマルジョンやその中
間体等が好ましい。

【００１７】また、前記アクリル系樹脂またはスチレン
ーアクリル系樹脂のエマルジョンは、例えば樹脂を構成
する（メタ）アクリル酸エステルまたはスチレンと（メ
タ）アクリル酸エステルの混合物、必要により（メタ）
アクリル酸、界面活性剤及び水を混合することによって
得られる。（メタ）アクリル酸エステルまたはスチレン
と（メタ）アクリル酸エステルの混合物、必要により
（メタ）アクリル酸と、界面活性剤との混合割合は、通
常で１０：０．１〜５：１とするのがよい。界面活性剤
の使用量が前記範囲に満たない場合には、エマルジョン
がえられがたくなり、また前記範囲をこえる場合には、
インクの耐水性が低下したり、浸透性が悪化する傾向が
ある。界面活性剤の種類は特に限定するものではない
が、具体的には、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウ
ム、ラウリル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアル
キルエーテルサルフェートのアンモニウム塩などのアニ
オン系界面活性剤、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、これ
らのアセチル化などのノニオン系界面活性剤などが挙げ
られ、これらは単独または２種類以上を混合して用いら
れる。

【００１８】また、前記分散相成分と水との割合は、分
散相成分１００重量％に対して水６０〜４００重量％、
好ましくは１００〜２００重量％に調整することが好ま
しい。水の割合が前記範囲をこえると、得られるエマル
ジョンの固形分濃度が小さくなって実用性が低下する傾
向があり、また前記範囲よりも少ない場合には、樹脂粒
子が大きくなるなど、所望のエマルジョンが得にくい傾
向にある。

【００１９】エマルジョンの粒子径は、１５０ｎｍ以下
であれば容易に使用できる。

【００２０】本発明のインクに用いることができる糖類
としてはペントース、ヘキソース、ヘプトース等の単糖
類、二糖類、三糖類、四糖類等の多糖類及び／又はこれ
らの誘導体である糖アルコール、デオキシ糖、酸化誘導
体等の糖類等が挙げられる。具体的には、スクロース、
フルクトース、キシロース、アラビノース、ガラクトー
ス、アルドン酸、マルチトール、ソルビット、マルトト
リイトール等が挙げられる。これらの添加量は、インク
中に０．１〜３０重量％、好ましくは１〜２０重量％で
あり、０．１重量％未満では糖類を添加する効果が得ら
れず、３０重量％を超えると、印字濃度の低下が著しく
なるため好ましくない。

【００２１】本発明に用いるアルギン酸誘導体としては
水溶性のものでかつアルギン酸構造を持つものであれば
任意に用いることができ、例えば、アルギン酸アルカリ
金属塩やアンモニウム塩の他、アルギン酸プロピレング
リコールエステル等の水溶性のアルギン酸塩及び、アル
ギン酸アルキレングリコールエステル等が好ましく用い
られる。これらの添加量は０．０１重量％〜０．１重量
％の範囲で用いられ、０．０１重量％未満であるとアル
ギン酸誘導体を添加した効果が得られず、０．１重量％
を越えるとインクの供給が間に合わず、ドット抜けが生
じるといったように吐出安定性が劣化するため、いずれ
も好ましくない。

【００２２】さらに、本発明のインクに、エタノール、
１−プロパノール、２−プロパノール等の一価アルコー
ル、グリセリン、ジエチレングリコール、ポリエチレン
グリコール、エチレングリコール、プロピレングリコー
ル等の多価アルコール類、２−ピロリドン、Ｎ−メチル
−２−ピロリドン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリ
ジノン等の含窒素有機溶剤の溶剤が使用できる。

【００２３】その他、必要に応じてインク物性を調節す
るための粘度調整剤、表面張力調整剤、ｐＨ調整剤の添
加剤や防カビ剤、防腐剤等を添加することができる。

【００２４】また、上記成分によって調製されたインク
は、目詰まりの原因となる粗大粒子や異物を除去する為
に、金属フィルター、メンブレンフィルター等を用いた
減圧及び加圧濾過や遠心分離を行うことが好ましい。

【００２５】

【実施例】以下、本発明の実施例を詳細に説明するが、
本発明がこれらを限定するものではない。すべて重量％
で表すものとする。

【００２６】（実施例１）ここで用いたRaven 1080はコロンビヤン・カーボン
（株）製カーボンブラック、またＳＡＥ１０１４は、日
本ゼオン（株）製のスチレン−アクリル系樹脂である。
インクの製造は以下の手順で行ったがこれに限定される
ものではない。上記の各成分をジェットミルで混合撹拌
後、粒径が１μｍ以下になったことを顕微鏡観察により
確認し、３μｍのメンブランフィルターにて加圧濾過し
て、ゴミ及び粗大粒子を除去した。最後にもう一度濾過
操作を行うことは不純物の混入防止に効果的である。

【００２７】以下の実施例は上記とほぼ同様な手順にて
作成した。

【００２８】（実施例２）ここで用いたＭＡ７は、三菱化成工業（株）製カーボン
ブラック、また、Ｅ−１００２は、日本ペイント（株）
製のスチレン−アクリル系樹脂である。

【００２９】（実施例３）ここで用いたＭＡ１００は三菱化成工業（株）製カーボ
ンブラックである。また、ＰＶＰは、東京化成（株）製
平均分子量約４０，０００のポリビニルピロリドンであ
る。

【００３０】（実施例４）ここで用いた＃４０は三菱化成工業（株）製カーボンブ
ラック、サイビノールＳＫ−２００は、サイデン化学
（株）製エマルジョンである。

【００３１】以下、実施例と同様に比較例を示す。

【００３２】（比較例１）比較例１はアルギン酸ナトリウムが添加されていない組
成である。

【００３３】（比較例２）比較例２はアルギン酸ナトリウムを過剰に添加した組成
である。

【００３４】以上得られた実施例１〜４、及び比較例１
〜２のインクを用いて以下に示す評価を行った。

【００３５】（評価１）保存安定性：ガラス瓶サンプル
密閉中における環境温度が室温、−２０℃、５０℃にて
２カ月放置後、後の顔料粒子の凝集度合を顕微鏡で観察
する。

【００３６】すべての温度域で凝集、固化なし ◎ 低温域のみ凝集傾向あり △ 凝集、固化あり × （評価２）目詰まり評価：ＨＧ−５１３０を使用して前
記インクを用いて印字を行い、全ノズル吐出可能である
ことを確認後プリンタを停止して常温で放置する。１カ
月後再びプリンタを駆動させて印字状態を確認する。

【００３７】クリーニング回数０〜５回で全ノズルよりインク吐出あり。 ◎ クリーニング回数６〜１０回で全ノズルよりインク吐出あり。 △ クリーニング１１回以上行っても全ノズルの復帰が不可能 × （評価３）印字ムラ：以下に示す１０紙にセイコーエプ
ソン（株）製ＨＧ−５１３０で印字し、（株）コニカ
製、サクラマイクロデンシトメータを使用して、スリッ
ト幅２００×２０μｍで塗りつぶしの印字部１ｍｍを測
定する。そのときのＯＤ値の最大値と最小値の差によっ
て、以下の判断基準にしたがって評価する。

【００３８】評価紙 (1)ＸｅｒｏｘＰ（富士Ｘｅｒｏｘ（株）） (2)Ｒｉｃｏｐｙ６２００（リコー（株）） (3)ＥＰＰ（セイコーエプソン（株）） (4)ＸｅｒｏｘＲ；再生紙（富士Ｘｅｒｏｘ（株）） (5)やまゆり；再生紙（本州製紙（株）） (6)ＣｏｎｑｕｅｒｏｒＬａｉｄ；ヨーロッパ紙 (7)ＲａｐｉｄＣｏｐｙ；ヨーロッパ紙 (8)ＭｏｄｅＣｏｐｙ；ヨーロッパ紙 (9)ＮｅｅｎａｈＢｏｎｄ；アメリカ紙 (10)Ｘｅｒｏｘ４０２４３Ｒ７２１；アメリカ紙判断基準印字ムラがない。（０．２未満） ◎ 印字ムラがわずかにある。（０．５以下） △ 印字ムラがある。（０．５を越える） × （評価４）印字濃度：評価１で用いた１０紙にＨＧ−５
１３０で印字し、マクベス濃度計で、スリット径２００
μｍで１０ポイント測定する。その平均値で以下の判断
基準にしたがって評価する。

【００３９】ＯＤ値１．４以上 ◎ ＯＤ値１．４未満 × （評価５）印字品質：にじみの発生を目視で観察。

【００４０】にじみ、ひげがなく鮮明な印字 ◎ にじみ、ひげが若干発生する △ にじみ、ひげが顕著である × （評価６）吐出安定性：ＨＧ−５１３０を使用して、室
温、５℃、４０℃の環境で２４時間の連続吐出を行う。

【００４１】ドット抜けなく安定吐出可能 ◎ 初期は安定吐出可能だが印字中にドット抜けが発生する △ 初期からドット抜けが発生する ×

【００４２】

【表１】

【００４３】表１から明らかなように、比較例１のよう
にアルギン酸誘導体を添加しない場合、印字ムラが発生
してしまう。また、比較例２のようにアルギン酸誘導体
を過剰に添加した場合、インク吐出ノズルの目詰まりが
発生してしまう。しかし、実施例１〜４のようにアルギ
ン酸誘導体を０．０１重量％〜０．１重量％の範囲で含
むインクは、保存安定性が高く、インク吐出ノズルの目
詰まりを起こすことがなく、かつ印字ムラがなく、印字
濃度の高い高画質の記録が得られる。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の水性記録
用インクによれば顔料と水に不溶な樹脂エマルジョンと
糖類を含むインク中にアルギン酸誘導体を０．０１重量
％〜０．１重量％の範囲で含むことによって、保存安定
性が高く、インク吐出ノズルの目詰まりを起こすことが
なく、かつ印字ムラがなく、印字濃度の高い高画質の記
録が得られる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】顔料と水に不溶な樹脂エマルジョンと糖
類を含むインクジェット記録用インクであって、水溶性
のアルギン酸誘導体を０．０１重量％〜０．１重量％含
むことを特徴とするインクジェット記録用インク。
【請求項２】前記水溶性のアルギン酸誘導体がアルギ
ン酸アルカリ金属塩、アルギン酸アンモニウム塩、アル
ギン酸アルキレングリコールエステル、アルギン酸プロ
ピレングリコールエステル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記録用インク。