JPH1077430A - インキジェット記録装置用インキ組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インキジェット記録に充分な濃度を有し、、
印刷部が滲まない鮮明な画像を与え、水や汗によって記
録された画像が滲みを生じたり消失したりすることのな
い、混色によって色が濁らない、印刷物を長期間保存し
ても画像が変質しない耐光性に優れた、物性の変化や沈
殿物を生じない安定なインキジェット記録装置用インキ
組成物を提供することである。 【解決手段】 酸性官能基を有するビニルモノマーおよ
びシアノ基を有するビニルモノマーを含む混合ビニルモ
ノマーに水溶性塩基性染料を溶解し、該混合物を重合性
界面活性剤の存在下で乳化共重合することにより着色樹
脂微粒子水性分散液を製造し、さらにその着色樹脂微粒
子水性分散液を用いてインキジェット記録装置用インキ
組成物を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はインキジェット記録
装置用インキ組成物および該組成物に用いる着色樹脂微
粒子水性分散液の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のインキジェット記録装置用インキ
組成物としては、水可溶性の酸性染料や塩基性染料など
を水性媒体中に溶解し、湿潤剤、ｐＨ調整剤、防腐剤な
どの添加剤を加えてなるインキ組成物などが知られてい
る。しかしながら、これらインキ組成物は印刷部が滲ん
で画像が不鮮明になったり、染料が水可溶性のために記
録された画像が汗や水で滲みを生じたり消失したり、ま
た、混色により色が濁るという欠点がある。本来、水溶
性染料は耐光性が劣り、印刷物を長期間保存すると画像
が変質するという問題がある。また、これらインキ組成
物は長期間の保存や繰り返し印刷などにより、インキの
物性が変化したり沈殿物を生じたりして、ノズルの目詰
まりやインキ吐出に著しい障害を起こし、印刷不良を発
生するという欠点がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、上述の従来のインキジェット記録装置用イ
ンキ組成物の欠点や問題点を解決することであり、水や
汗によって記録された画像が滲みを生じたり消失したり
することのない、印刷部が滲まない鮮明な画像を与え、
印刷物を長期間保存しても画像が変質しない耐光性に優
れた、混色によって色が濁らないインキジェット記録装
置用インキ組成物を提供することである。また、沈殿物
の生じない安定な該インキ組成物のベースとなる充分な
濃度を有する着色樹脂微粒子水性分散液の製造法を提供
することである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者は、前記課題を
解決すべく種々の検討を重ねた結果、水溶性塩基性染料
とともに特定の混合ビニルモノマーを乳化共重合するこ
とにより、従来の欠点や問題点が解決されたインキジェ
ット記録装置用インキ組成物が得られることを見出し
て、本発明を完成するに至った。

【０００５】本発明のインキジェット記録装置用インキ
組成物は、水溶性塩基性染料を溶解した酸性官能基を有
するビニルモノマーとシアノ基を有するビニルモノマー
を含む混合ビニルモノマーを乳化共重合してなる着色樹
脂微粒子水性分散液を含有することからなる。好ましく
は、着色樹脂微粒子が全インキ組成物中に対して３〜３
０重量％（樹脂固形分に換算して）含有することからな
る。

【０００６】本発明の着色樹脂微粒子水性分散液の製造
方法は、酸性官能基を有するビニルモノマーおよびシア
ノ基を有するビニルモノマーを含む混合ビニルモノマー
に水溶性塩基性染料を溶解し、該混合物を乳化共重合す
ることを特徴とする。 好ましくは、乳化共重合を重合
性界面活性剤を用いて行なう。

【０００７】本発明のインキジェット記録装置用インキ
組成物は、水溶性塩基性染料を溶解した特定の混合ビニ
ルモノマーを、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、
過酸化水素などを重合開始剤とし、または、必要ならば
還元剤を併用するかたちで開始剤とし、乳化共重合によ
って、通常、樹脂固形分２０〜５０重量％の着色樹脂微
粒子水性分散液を調製し、この濃厚液の着色樹脂微粒子
水性分散液を、水および水溶性有機溶媒で希釈して樹脂
固形分３〜３０重量％に調製することにより得られる。

【０００８】本発明のインキ組成物に用いる水溶性有機
溶剤としては、エチレングリコール、トリエチレングリ
コール、テトラエチレングリコール、ジプロピレングリ
コール、１，２−プロパンジオール、１，３−プロンパ
ジオール、１，２−ブタンジオール、２，３−ブタンジ
オール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオ
ール、１，２−ペンタンジオール、１，５−ペンタンジ
オール、２，５−ヘキサンジオール、３−メチル１，３
−ブタンジオール、２メチルペンタン−２，４−ジオー
ル、３−メチルペンタン−１，３，５トリオール、１，
２，３−ヘキサントリオール、グリセリンなどのアルキ
レングリコール類、ポリエチレングリコール、ポリプロ
ピレングリコールなどのポリアルキレングリコール類、
グリセロール、ジグリセロール、トリグリセロールなど
のグリセロール類、エチレングリコールモノメチルエー
テル、エチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチ
レングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコ
ールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノ−
ｎ−ブチルエーテルなどのグリコールの低級アルキルエ
ーテル、チオジエタノール、Ｎ−メチル−２−ピロリド
ン、１，３−ジメチル−２−イミダリジノンなどが挙げ
られる。その含有量はインキ組成物全量に対して５〜８
０重量％が好ましく、より好ましく１０〜６０重量％で
ある。

【０００９】その他にも、たとえばメチルアルコール、
エチルアルコール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブチ
ルアルコール、tert−ブチルアルコール、イソブチルア
ルコール、ヘキシルアルコール、オクチルアルコール、
ノニルアルコール、デシルアルコール、ベンジルアルコ
ールなどのアルコール類、ジメチルホルムアミド、ジエ
チルアセトアミドなどのアミド類、アセトンなどのケト
ン類、Ｎ−メチルピロリドン、１，３−ジメチル−２−
イミダゾリジノンなどの水溶性溶剤を混合することもで
きる。

【００１０】また、水の含有量はインキ組成物全量に対
して３０〜９０重量％が好ましく、より好ましく４０〜
６０重量％である。 その他、必要に応じて防腐剤、ｐ
Ｈ調整剤、消泡剤などを適宜選択して使用することがで
きる。

【００１１】本発明のインキ組成物に係わる着色樹脂微
粒子は通常、凝集したり沈殿したりすることはなく、粒
子径が１．０μｍ以下であるので、インキジェット記録
装置用インキ組成物として用いる場合、インキ組成物が
細いノズルを通過するとき、目詰まりを起こさない。

【００１２】本発明に係わる着色樹脂微粒子水性分散液
の製造に用いる酸性官能基を有するビニルモノマーは、
カルボキシル基、スルフォン基などの酸性官能基を有す
るビニルモノマーであれば特に制限はなく、例えば、ア
クリル酸、メタクリル酸、コハク酸２−メタクリロイル
オキシエチル〔三菱レイヨン（株）製、“アクリルエス
テルＳＡ”〕、フタル酸２−メタクリロイルオキシエチ
ル〔三菱レイヨン（株）製、“アクリルエステルＰ
Ａ”〕、ヘキサヒドロフタル酸２−メタクリロイルオキ
シエチル〔三菱レイヨン（株）製、“アクリルエステル
ＨＨ”〕、ｐ−スチレンスルホン酸、２−スルホエチル
メタクリレート〔三菱レイヨン（株）製、“アクリルエ
ステルＳＥＭ”〕などがあげられる。酸性官能基を有す
るビニルモノマーの存在によって、水溶性塩基性染料の
混合ビニルモノマーヘの混和が非常によくなり、その結
果、濃度の高い着色樹脂微粒子を得ることができる。乳
化共重合における酸性官能基を有するビニルモノマーの
配合量は、ビニルモノマー全量に対して５〜９５重量％
が好ましく、少なすぎると水溶性塩基性染料のビニルモ
ノマーへの混和が不十分となり、樹脂微粒子の着色が不
十分となり、また、多すぎると乳化共重合に支障をきた
す。

【００１３】本発明に係わる着色樹脂微粒子水性分散液
の製造に用いるシアノ基を有するビニルモノマーは、ア
クリロニトリルやメタアクリロニトリルが代表例であ
る。シアノ基を有するビニルモノマーを共重合すること
により、得られる着色樹脂微粒子は、より鮮やかな色を
呈するようになり、インキジェット記録に十分な濃度と
鮮明さを与えるようになり、また、耐光性も一層優れた
ものとなる。乳化共重合におけるシアノ基を有するビニ
ルモノマーの配合量は、ビニルモノマー全量に対して５
〜８０重量％が好ましく、少なすぎると、着色樹脂微粒
子の発色性や濃度、耐光性などが向上せず、一方、多す
ぎると乳化共重合に支障をきたす。

【００１４】本発明に係わる乳化共重合には、酸性官能
基を有するビニルモノマーおよびシアノ基を有するビニ
ルモノマー以外に他の疎水性ビニルモノマーを混合して
混合ビニルモノマーとして乳化共重合を行ってもよい。
疎水性ビニルモノマーとしては、特に制限することはな
く、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、ア
クリル酸ｎ−プロピル、アクリル酸ｎ−ブチルなどのア
クリル酸エステル類、メタクリル酸メチル、メタクリル
酸エチル、メタクリル酸ｎ−プロピル、メタクリル酸ｎ
−ブチルなどのメタクリル酸エステル類、スチレン、メ
チルスチレンなどのスチレン類などがあげられる。ま
た、該乳化共重合において、エポキシ基、ヒドロキシメ
チルアミド基、イソシアネート基などの反応性架橋基を
有するモノマーや２つ以上のビニル基を有する多官能性
モノマーを混合して架橋してもよい。

【００１５】本発明に係わる着色樹脂微粒子水性分散液
の製造に用いる水溶性塩基性染料は、特に制限はなく、
例えば「保土谷化学工業（株）製の“ＡＩＺＥＮ ＣＡ
ＴＨＩＬＯＮ ＹＥＬＬＯＷ ７ＧＬＨ”（ＣＩ ＢＡ
ＳＩＣ ＹＥＬＬＯＷ ２１）」「ＢＡＳＦ社製の“Ｂ
ＡＳＡＣＲＹＬ ＧＯＬＤＥＮ ＹＥＬＬＯＷ Ｘ−Ｇ
ＦＬ”（ＣＩ ＢＡＳＩＣ ＹＥＬＬＯＷ ２８）」
「保土谷化学工業（株）製の“ＡＩＺＥＮ ＣＡＴＨＩ
ＬＯＮ ＲＥＤ ＢＬＨ ２００％”（ＣＩ ＢＡＳＩ
Ｃ ＲＥＤ ３９）」「ＢＡＳＦ社製の“ＢＡＳＡＣＲ
ＹＬ ＢＲＩＬＬＩＡＮＴ ＲＥＤ Ｇ”（ＣＩ ＢＡ
ＳＩＣ ＲＥＤ ５２）」 「保土谷化学工業（株）製
の“ＡＩＺＥＮ ＣＡＴＨＩＬＯＮ ＰＵＲＥ ＢＬＵ
Ｅ ５ＧＨ２００％”（ＣＩ ＢＡＳＩＣ ＢＬＵＥ
３）」「ＢＡＳＦ社製の“ＢＡＳＡＣＲＹＬ ＢＬＵＥ
Ｘ−３ＧＬ”（ＣＩ ＢＡＳＩＣ ＢＬＵＥ ４
１）」などがあげられる。乳化共重合時の染料の配合量
はモノマー全量に対して０．２〜５０重量％の範囲であ
る。

【００１６】本発明に係わる乳化共重合に用いる界面活
性剤は特に制限がないが、重合性界面活性剤が好まし
い。重合性界面活性剤は、アニオン系またはノニオン系
であり、例えば、旭電化工業（株）製の“アデカリアソ
ープＮＥ−１０”、“同ＮＥ−２０”、“同ＮＥ−３
０”、“同ＮＥ−４０”、“同ＳＥ−１０Ｎ”、花王
（株）製の“ラテムルＳ−１８０”、“同Ｓ−１８０
Ａ”、“同Ｓ−１２０Ａ”、三洋化成工業（株）製の
“エレミノールＪＳ−２”などが挙げられ、その中から
１種類あるいは２種類以上を組み合わせて用いられる。
界面活性剤の使用量は、ビニルモノマーに対して０．１
〜５０重量％が望ましい。

【００１７】本発明に係わる樹脂微粒子水性分散液は、
従来の界面活性剤を用いて得られたものと比較すると、
水性媒体中に表面活性物質が殆ど存在しないことから、
表面張力が高いものとなり（普通、４０ｄｙｎ／ｃｍ以
上）、インキジェット記録装置用インキ組成物として用
いたとき、印刷部が滲まない鮮明な画像を得ることが可
能となる。また、画像が水や汗によって滲んだり消失し
たりすることのない、耐水性のある被膜を得ることが可
能となる。

【００１８】本発明のインキジェット記録装置用インキ
組成物は、印刷部が混色によって色が濁ったりすること
もなく、鮮明な画像が得られ、その画像が水や汗によっ
て滲んだり消失することもない。また、長期間保存して
も画像が変質しない耐光性に優れた印字、印刷物が提供
できる。また、インキ組成物は、凝集したり沈殿したり
することはなく、組成物中の着色樹脂微粒子の粒子径が
１．０μｍ以下であるので、インキ組成物が細いノズル
を通過するとき、目詰まりを起こさない。

【００１９】

【実施例】以下に実施例、比較例を示して本発明を更に
詳細に説明する。各例における性能試験は次の方法に従
った。 （鮮明さ）ＰＰＣコピー用紙に印字した文字の鮮明さを
目視により判定した。 ○：鮮明である。 △：僅かに濁っている。 ×：濁っている。 （滲 み）ＰＰＣコピー用紙に印字した文字の滲みの程
度を目視により判定した。 ○：滲まない。 △：僅かに滲む。 ×：滲む。 （耐水性）ＰＰＣコピー用紙に印字した文字を水に１時
間浸漬し、滲みの程度を目視により判定した。 ○：滲まない。 △：僅かに滲む。 ×：滲む。 （耐光性）ＰＰＣコピー用紙に印字した文字をフェード
メーターに照射し、褪色が認められた時間を測定した。 （保存安定性）インキ組成物を充填したカートリッジを
５０℃の恒温槽中に入れ、印字不能となるまでの日数を
測定した。

【００２０】（粒子径）インキ組成物中の着色樹脂微粒
子の粒子径は、レーザー散乱式粒度分布測定機〔日機装
（株）製、コールターカウンター、モデルＮ４ＳＤ〕を
用いて測定した。 （粘度）インキ組成物の粘度は、コーンプレート型回転
粘度計〔東京計器（株）、ＥＬＤ型〕を用いて測定し
た。測定温度は２５℃であった。 （表面張力）インキ組成物の表面張力は、吊り板法によ
って測定した。測定温度は２５℃であった。

【００２１】実施例１ ２リットルのフラスコに、撹拌機、還流冷却器、温度
計、窒素ガス導入管、モノマー投入用５００ｍｌ分液漏
斗を取り付け、温水槽にセットし、蒸留水の２５０ｇを
仕込んで、窒素ガスを導入しながら、内温を６０℃まで
昇温した。 一方、メタクリル酸メチル２００ｇ、メタ
クリロニトリル１００ｇ、コハク酸２−メタクリロイル
オキシエチル〔三菱レイヨン（株）製、“アクリエステ
ルＳＡ”〕２００ｇからなる混合モノマーの５００ｇ
に、水溶性塩基性染料〔保土谷化学工業（株）製“ＡＩ
ＺＥＮ ＣＡＴＨＩＬＯＮ ＲＥＤ ＢＬＨ ２００
％”〕の４０ｇを混合し、さらに蒸留水の２５０ｇおよ
び重合性界面活性剤〔旭電化工業（株）製“アデカリア
ソープＳＥ−１０Ｎ”〕の５０ｇを混合撹拌分散させ、
ついで過硫酸アンモニウムの３ｇを溶解させた液を調製
した。 この調製液を上記分液漏斗から温度６０℃付近
に保ったフラスコ内に撹拌下で３時間にわたって添加
し、５時間目で重合を終了し、着色微粒子水性分散液を
得た。この着色微粒子水性分散液に、蒸留水の３５００
ｇ、プロピレングリコールの５００ｇを加えて、均一に
撹拌して、粘度３．２ｃｐ、表面張力５１ｄｙｎ／ｃｍ
の赤色インキ組成物を得た。赤色インキ組成物中の着色
樹脂微粒子の粒子径は０．１６μｍであった。また、赤
色インキ組成物は、耐水性、耐光性に優れた特性を有
し、滲み、目詰まりのない鮮明な赤色を呈した。

【００２２】実施例２ ２リットルのフラスコに、撹拌機、還流冷却器、温度
計、窒素ガス導入管、モノマー投入用５００ｍｌ分液漏
斗を取り付け、温水槽にセットし、蒸留水２５０ｇを仕
込んで、窒素ガスを導入しながら、内温を５０℃まで昇
温した。 一方、スチレン１００ｇ、メタクリル酸メ
チル２００ｇ、メタクリロニトリル１００ｇ、メタクリ
ル酸１００ｇからなる混合モノマーの５００ｇに、水溶
性塩基性染料〔保土谷化学工業（株）製“ＡＩＺＥＮ
ＰＵＲＥ ＢＬＵＥ ５ＧＨ ２００％”〕の３０ｇ、
蒸留水の２５０ｇおよび重合性界面活性剤〔花王（株）
製の“ラテムルＳ−１８０”〕の４０ｇを撹拌混合し
て、さらに過硫酸アンモニウムの３ｇを溶解させた液を
調製した。この調製液を上記分液漏斗から温度を５０℃
付近に保ったフラスコ内に撹拌下で３時間にわたって添
加し、５時間目で重合を終了し、着色微粒子水性分散液
を得た。この着色微粒子水性分散液に、蒸留水の３５０
０ｇ、プロピレングリコールの５００ｇを加えて、均一
に撹拌して、粘度３．０ｃｐ、表面張力５０ｄｙｎ／ｃ
ｍの青色インキ組成物を得た。青色インキ組成物中の着
色樹脂微粒子の粒子径は０．１４μｍであった。また、
青色インキ組成物は、耐水性、耐光性に優れた特性を有
し、滲み、目詰まりのない鮮明な青色を呈した。

【００２３】比較例１ 混合モノマー５００ｇをメタクリル酸メチル５００ｇに
代える以外は、実施例１と同様にインキ組成物を調製し
た。得られたインキ組成物は粘度９．６ｃｐ、表面張力
４２ｄｙｎ／ｃｍであり、鮮明さに欠けたものであり、
インキ組成物中の着色樹脂微粒子の粒子径は０．３４μ
ｍであった。

【００２４】比較例２ 混合モノマーの５００ｇを、メタクリル酸メチル３００
ｇおよびコハク酸２−メタクリロイルオキシエチル（ア
クリエステルＳＡ）２００ｇからなる混合モノマーの５
００ｇに代える以外は実施例１と同様にインキ組成物を
調製した。 得られたインキ組成物は、粘度２．８ｃ
ｐ、表面張力５１ｄｙｎ／ｃｍであり、鮮明さにかけた
もので、インキ組成物中の赤色樹脂微粒子の粒子径は
０．１４μｍであった。

【００２５】比較例３ 混合モノマー５００ｇを、メタクリル酸メチル３００ｇ
およびメタクリロニトリル２００ｇからなる混合モノマ
ーの５００ｇに代える以外は、実施例１と同様にしてイ
ンキ組成物を調製した。得られたインキ組成物は粘度１
０．５ｃｐ、表面張力３７ｄｙｎ／ｃｍであり、鮮明さ
にかけたもので、インキ組成物中の赤色樹脂微粒子の粒
子径は０．４４μｍであった。

【００２６】比較例４ 水溶性塩基性染料を使用しない以外は実施例１と同様に
して未着色の樹脂微粒子水性分散液を得た。その後、こ
の水性分散液に水溶性塩基性染料〔保土谷化学工業
（株）製“ＡＩＺＥＮ ＣＡＴＨＩＬＯＮ ＰＩＮＫ
ＦＧＨ”〕の５ｇ、プロピレングリコールの５００ｇ、
蒸留水の３５００ｇを加えて均一に撹拌して赤色インキ
組成物を得た。

【００２７】比較例５ 水溶性アクリル系樹脂〔ジョンソンポリマー（株）製、
“ＪＯＮＣＲＹＬ ６１Ｊ”（固形分３０％）〕の２５
ｇ、水溶性塩基性染料〔保土谷化学工業（株）製“ＡＩ
ＺＥＮ ＣＡＴＨＩＬＯＮ ＰＩＮＫ ＦＧＨ”〕の２
ｇ、プロピレングリコールの１０ｇ、蒸留水の６３ｇを
混合し１時間撹拌溶解することにより赤色インキ組成物
を得た。

【００２８】比較例６ 水溶性青色染料〔保土谷化学工業（株）製“ＡＩＺＥＮ
ＶＩＣＴＯＲＩＡＰＵＲＥ ＢＬＵＥ ＢＯＨ”〕の
１ｇ、プロピレングリコールの１０ｇ、蒸留水の８９ｇ
を混合し、１時間撹拌溶解することにより青色インキ組
成物を得た。

【００２９】

【表１】

【００３０】

【発明の効果】本発明のインキ組成物は保存安定性に優
れている。また、本発明のインキ組成物を用いたインキ
ジェット記録は、印刷部が滲まず、鮮明な画像を与え、
耐水性や耐光性に優れている。本発明の着色樹脂微粒子
水性分散液の製造法は、沈殿物の生じない安定な本発明
のインキ組成物ベースとなる充分な濃度を有する着色樹
脂微粒子水性分散液を提供する。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水溶性塩基性染料を溶解した酸性官能基
   を有するビニルモノマーとシアノ基を有するビニルモノ
   マーを含む混合ビニルモノマーを乳化共重合してなる着
   色樹脂微粒子水性分散液を含有することからなるインキ
   ジェット記録装置用インキ組成物。
2. 【請求項２】 着色樹脂微粒子が全インキ組成物中に対
   して３〜３０重量％（樹脂固形分に換算して）含有する
   ことからなる請求項１記載のインキジェット記録装置用
   インキ組成物。
3. 【請求項３】 酸性官能基を有するビニルモノマーおよ
   びシアノ基を有するビニルモノマーを含む混合ビニルモ
   ノマーに水溶性塩基性染料を溶解し、該混合物を重合性
   界面活性剤の存在下で乳化共重合することを特徴とする
   着色樹脂微粒子水性分散液の製造方法。