JPH11217528A

JPH11217528A - 水系インク

Info

Publication number: JPH11217528A
Application number: JP2071698A
Authority: JP
Inventors: Shigemi Wakabayashi; 繁美若林; Masukame Ishii; 万寿亀石井; Yasuyuki Fujii; 靖之藤井; Mitsuru Uno; 満宇野
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 1998-02-02
Filing date: 1998-02-02
Publication date: 1999-08-10

Abstract

(57)【要約】【課題】特に、インクジェット記録用インクとして用
いた場合に、プリンタヘッドへの異物の付着・堆積によ
る目詰まりが防止され、吐出安定性が高く、更に高印字
品質を有する水系インクを提供すること。【解決手段】色材及び下記式（Ｉ）で表されるエーテ
ル化合物を含むことを特徴とする水系インク。【化１】

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は水系インクに関する
ものであり、更に詳しくはインクジェット記録用インク
として好適な水系インクに関するものである。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】インク
ジェット記録方式は、非常に微細なノズルからインク液
滴を被記録部材に直接吐出、付着させて、文字や画像を
得る記録方式である。この方式によれば、使用する装置
が低騒音で操作性がよいという利点を有するのみなら
ず、カラー化が容易であり且つ被記録部材として普通紙
が使用できるという利点も有するため、近年広く用いら
れている。

【０００３】インクジェット記録方式に用いられるイン
クとしては、種々の色材を含有するインクが用いられて
いる。斯かるインクのうち、色材が液媒体中に分散され
てなる分散系のインク、例えば顔料インクや、油溶性染
料、分散染料の水系インクにおいては、印字像の耐水性
は高いものの、色材の低分散性に起因して、色材の沈降
現象やインクの増粘現象が起こり易い。その結果、印字
の際にプリンタヘッドのノズルに異物が付着・堆積して
目詰まりが起こり、インクの吐出安定性が低下し易いと
いう欠点があった。一方、水溶性染料を用いたインクで
は、分散系のインクに比してノズルの目詰まりは起こり
にくいものの、印字濃度や耐水性が低いという欠点があ
った。また、液媒体として水性媒体を用いたインク一般
に共通する問題として、被記録部材上で滲みが起こりや
すいという問題があった。

【０００４】従って、本発明の目的は、特に、インクジ
ェット記録用インクとして用いた場合に、プリンタヘッ
ドのノズルへの異物の付着・堆積による目詰まりが防止
され、吐出安定性が高く、更に高印字品質を有する水系
インクを提供することにある。また、本発明の目的は、
印字濃度が高く、滲みが起こりにくく、更に耐マーカー
性に優れる水系インクを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは鋭意検討し
た結果、インクの配合成分の一つとして特定のエーテル
化合物を用いることにより、上記目的を達成し得る水系
インクが得られることを知見した。

【０００６】本発明は、上記知見に基づきなされたもの
で、色材及び下記式（Ｉ）で表されるエーテル化合物を
含むことを特徴とする水系インクを提供することにより
上記目的を達成したものである。

【０００７】

【化４】

【０００８】また、本発明は、上記水系インクを用いた
ことを特徴とするインクジェット記録用インクを提供す
るものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の水系インクは、その配合
成分の一つとして色材及び上記式（Ｉ）で表されるエー
テル化合物（以下、このエーテル化合物を「エーテル化
合物（Ｉ）という」）を含有してなるものである。

【００１０】上記エーテル化合物（Ｉ）を用いることに
よって、本発明の水系インクの印字濃度が高まり、滲み
が起こりにくくなる。更に、本発明の水系インクを特に
インクジェット記録用インクとして用いたときの吐出安
定性が向上する。

【００１１】上記エーテル化合物（Ｉ）について更に説
明すると、上記式（Ｉ）において、Ｒ₁で示される分岐
鎖を有する炭素数３〜１０のアルキル基としては、特に
制限されるものではないが、例えば、１，３−ジメチル
ブチル基、イソプロピル基、イソブチル基、３，７−ジ
メチルオクチル基、イソヘプチル基、１−イソブチル−
３−メチルブチル基等が挙げられ、また、Ｒ₁で示され
る置換基を有してもよい炭素数５〜７のシクロアルキル
基としては、シクロヘキシル基が好ましい。また、該置
換基としては、炭素数１〜３のアルキル基が挙げられ
る。Ｒ₂で示される炭素数１〜３０の直鎖または分岐鎖
の炭化水素基としては、特に制限されるものではない
が、アルキル基やアルケニル基が挙げられ、炭素数１〜
１５の直鎖又は分岐鎖のアルキル基が好ましく、特に直
鎖のアルキル基が好ましい。Ａで示される直鎖または分
岐鎖の炭素数２〜６のアルキレン基としては、特に制限
されるものではないが、炭素数２〜４のアルキレン基、
特にエチレン基が好ましい。ｎは上述の通り１〜１５０
の数を示し、１〜２０であることが好ましい。

【００１２】上記エーテル化合物（Ｉ）としては、下記
式（II）及び（III ）で表されるエーテル化合物が挙げ
られる〔以下、これらのエーテル化合物をそれぞれエー
テル化合物（II）及び（III ）という〕。

【００１３】

【化５】

【００１４】

【化６】

【００１５】上記エーテル化合物（III ）の好ましい例
としては、例えば下記式（III-a)、（III-b)及び（III-
c)で表されるエーテル化合物が挙げられる。

【００１６】

【化７】

【００１７】上記式(III-a) 〜(III-c) 中、Ｒ₇〜Ｒ₉
で示される基としては、何れも直鎖アルキル基が好まし
い。

【００１８】上記式(III-a）、(III-b）及び(III-c）で
表されるエーテル化合物の中ではｎが１０〜１５０のも
のが特に好ましい。

【００１９】本発明の水系インクにおける上記エーテル
化合物（Ｉ）の機能発現機構は定かではないが、例え
ば、顔料分散インクに配合した場合には、以下のように
推測される。インク液滴が紙等の被記録部材に着弾直
後、インク中の上記エーテル化合物（Ｉ）が顔料よりも
先に紙内部に浸透し、その結果、顔料分散体の凝集が起
こる。これにより、インク粘度が上昇し、顔料が紙の内
部に浸透せず紙の表面に分布することになる。その結
果、印字濃度が向上し、フェザリング（横方向への浸
透）が抑制されると推測される。

【００２０】上記エーテル化合物（Ｉ）の合成法には特
に限定はなく、一般に低級アルキルエーテルの合成に用
いられる方法、例えば、ハロゲン化アルキルと金属アル
コキシドとを反応させるウィリアムソン(Williamson)の
方法、アルコールとケトン等のカルボニル化合物とを触
媒を用いて水素雰囲気下で反応させる方法、アルコール
とオレフィンとの酸触媒下の付加反応、あるいはエステ
ル化合物の還元による方法等が可能である。また、特開
平９−８７２２３号公報の第１２欄１行〜第１５欄３７
行に記載の方法を用いることもできる。

【００２１】上記エーテル化合物（Ｉ）は、本発明の水
系インク中に好ましくは０．００５〜２０重量％含有さ
れ、更に好ましくは０．０５〜１０重量％含有され、一
層好ましくは０．０５〜３重量％含有される。該エーテ
ル化合物（Ｉ）の含有量が０．００５重量％に満たない
と、該エーテル化合物（Ｉ）の機能が十分に発現せず、
例えばインクジェットプリンタで用いた場合にインク吐
出が不安定になり、スジや印字のムラが生ずることがあ
る。一方、２０重量％を超えて含有させても効果が飽和
し経済的でないので、上記範囲内とすることが好まし
い。

【００２２】次に、本発明の水系インクに含まれる他の
成分について説明する。本発明の水系インクには、上記
エーテル化合物（Ｉ）に加えて色材が含有され、更に界
面活性剤、分散剤および水溶性溶媒等が含有されてい
る。

【００２３】上記色材に特に制限はなく、例えば顔料
や、分散染料、油溶性染料、直接染料、酸性染料及び塩
基性染料等の染料等を適宜選択して用いることができ
る。該色材は本発明の水系インク中に好ましくは２〜１
０重量％含有され、更に好ましくは３〜５重量％含有さ
れる。上記色材の配合量が２重量％に満たないと印字濃
度が不十分であり、１０重量％を超えて使用しても印字
濃度の大幅な向上が図れないので、上記範囲内とするこ
とが好ましい。

【００２４】上記顔料としては、特に制限されるもので
はないが、特に、アゾ顔料、フタロシアニン顔料、アン
トラキノン顔料、カーボンブラック系顔料を用いること
が好ましい。上記顔料の平均一次粒径は、インク調製段
階での濾過性やインクジェット記録用インクとして用い
た場合の吐出安定性等の点から１０〜１５０ｎｍである
ことが好ましい。

【００２５】特に、上記顔料としてカーボンブラックを
用いる場合には、該カーボンブラックとして、その粉状
態におけるＤＩＮＩＳＯ７８７／５（フローポイン
ト法）に基づく吸油量が５０〜１０００ｇ／１００ｇ
（特に５００〜９５０ｇ／１００ｇ、とりわけ８００〜
９５０ｇ／１００ｇ）であるものを用いることが好まし
い。上記吸油量はカーボンブラックの二次粒子の粒径の
尺度となるもので、該吸油量が上記条件を満足しない場
合、カーボンブラックの凝集が起こりやすく、インクの
長期保存安定性や環境安定性が低下したり、或いはイン
クジェット記録用インクとして用いた場合に吐出不良等
が起こる虞れがある。また、上記カーボンブラックは、
そのＢＥＴ比表面積が２０〜５００ｍ²／ｇであること
が好ましく、２２０〜５００ｍ²／ｇであることが更に
好ましく、２２０〜４００ｍ²／ｇであることが一層好
ましい。また、上記カーボンブラックの一次粒子の平均
粒径は１０〜１００ｎｍであることが好ましく、１０〜
８０ｎｍであることが更に好ましく、１０〜５０ｎｍで
あることが一層好ましい。

【００２６】本発明の水系インクに含有される上記水溶
性媒体は、液媒体として用いられるものであり、その例
としては水（望ましくは精製水）又は水溶性溶剤等が挙
げられる。上記水溶性溶剤としては、湿潤剤ないし保湿
剤としての機能を有するものであればその種類に特に制
限無く使用することができる。これらの水溶性溶剤は、
本発明の水系インク中に５〜５０重量％配合されること
が好ましく、１０〜３０重量％配合されることが更に好
ましい。上記水溶性媒体の配合量（水および水溶性溶剤
等の全量）は、好ましくは３０〜９４重量％であり、更
に好ましくは４０〜８９重量％であり、一層好ましくは
５０〜８３重量％である。

【００２７】本発明の水系インクには、上記成分に加え
て必要に応じて更に他の成分が含有されていてもよい。
斯かる成分としては、例えば、ノニオン界面活性剤、ア
ニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤および両性界面
活性剤から選ばれる少なくとも一種の界面活性剤が挙げ
られる。特にノニオン界面活性剤およびアニオン界面活
性剤から選ばれる少なくとも一種の界面活性剤を用いる
ことが好ましい。斯かる界面活性剤は、本発明の水系イ
ンク中に好ましくは０．００５〜１重量％配合され、更
に好ましくは０．０１〜０．５重量％配合される。

【００２８】上記ノニオン界面活性剤としては、特に限
定されるものではないが、ポリオキシエチレンアルキル
エーテル及びポリオキシエチレンアルキルアリールエー
テルより選ばれる界面活性剤等が好ましい。上記アニオ
ン界面活性剤としては、特に限定されるものではない
が、アルキルスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン
酸塩（とりわけ直鎖アルキルのもの）、ポリオキシエチ
レンアルキル又はアルキルアリールエーテル硫酸エステ
ル塩（とりわけポリオキシエチレンアルキルエーテル硫
酸エステル塩）、及びアルキル硫酸エステル塩等が好ま
しい。

【００２９】本発明の水系インクには、特に上記色材と
して水不溶性または水難溶性色材（顔料や、分散染料、
油溶性染料等）を用いる場合に、該色材のインク中での
分散性を高めるための分散剤が含有されていることも好
ましい。斯かる分散剤としては、上述の各種界面活性剤
以外に、高分子分散剤、例えば、ゼラチン、カゼイン等
のタンパク質、アラビアゴム等の天然ゴム、サポニン等
のグリコシド、アルキルセルロース、カルボキシアルキ
ルセルロース、ヒドロキシアルキルセルロース等のセル
ロース誘導体、リグニンスルホン酸塩、セラック等の天
然高分子、ポリアクリル酸塩、スチレン−アクリル酸共
重合物塩、ビニルナフタレン−アクリル酸共重合物塩、
スチレン−マレイン酸共重合物塩、ビニルナフタレン−
マレイン酸共重合物塩、ポリリン酸、多核芳香族化合物
スルホン酸塩のホルマリン縮合物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、ポ
リアルキレングリコール等の非イオン性高分子等が挙げ
られ、使用に際しては、これらの一種又は二種以上を用
いることができる。上記分散剤は、本発明の水系インク
に好ましくは０．０５〜１０重量％含有され、更に好ま
しくは０．１〜５重量％含有される。

【００３０】更に、本発明の水系インクには、シリコー
ン系化合物等の消泡剤、クロロメチルフェノール系化合
物等の防黴剤、ＥＤＴＡ等のキレート剤、亜硫酸塩等の
酸素吸収剤、ベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン
系、ヒドロキシベンゾエート系、サルシレート系及びシ
アノアクリレート系等の紫外線吸収剤等が含有されてい
てもよい。これらの任意成分は、本発明のインクジェッ
ト記録用インク中に好ましくは１〜５重量％（特に２〜
３重量％）配合される。

【００３１】本発明の水系インクの表面張力（２０℃）
は、２５〜５０ｍＮ／ｍ、特に２８〜４３ｍＮ／ｍの範
囲内であることが好ましい。また、本発明の水系インク
の粘度は、２０℃において０．５〜８ｃＰであることが
好ましく、更に好ましくは１〜５ｃＰ、一層好ましくは
１〜３ｃＰである。

【００３２】本発明の水系インクの調製方法に特に制限
はないが、好ましくは以下に述べる方法によって調製さ
れる。即ち、まず、（１）上記エーテル化合物（Ｉ）、
上記色材、上記水溶性媒体および上記分散剤等をディゾ
ルバーで撹拌し予備分散液を調製し、次いで、（２）該
予備分散液を、パールミル等の湿式媒体ミルで分散させ
ることにより、色材分散液を得、（３）該色材分散液を
少なくとも水、望ましくは精製水（イオン交換水）で希
釈すると共に上記界面活性剤を添加することにより、上
記インクが得られる。希釈後には、メンブレンフィルタ
ー等を用いて粗大粒子（好ましくは２μｍ以上、更に好
ましくは１μｍ以上）を除去することが好ましい。これ
によって、目詰まりの起きないインクが得られるので好
ましい。

【００３３】斯くして得られた水系インクの好ましい配
合成分および配合量は、下記の通りである。上記エーテル化合物（Ｉ）：０．００５〜２０重量％、
特に０．０５〜１０重量％上記色材：２〜１０重量％、特に３〜５重量％上記界面活性剤：０．００５〜１重量％、特に０．０１
〜０．５重量％上記分散剤：０．０５〜１０重量％、特に０．１〜５重
量％水：４０〜８９重量％

【００３４】本発明の水系インクは、一般の万年筆、ボ
ールペン、サインペン等の筆記具用のインクとして有用
であり、特にインクジェット記録用インクとして有用で
ある。

【００３５】

【実施例】以下、実施例により本発明の水系インクの有
効性を例証する。しかしながら、本発明の範囲は斯かる
実施例に制限されるものではない。尚、以下の例中、特
に断らない限り、「％」は「重量％」を意味する。

【００３６】〔実施例１〕ディゾルバーを用いて、下記
の成分を下記に示す配合比で１時間攪拌し予備分散液を
調製した。・カーボンブラック２０％（ｐＨ：４．５、ＢＥＴ比表面積：２６０ｍ²／ｇ、吸油量：８４０ｇ／１００ｇ、一次粒子の平均粒径：１５ｎｍ）・ナフタレンスルホン酸塩のホルマリン縮合物１０％〔分散剤、花王（株）製のデモールＣ（商品名）〕・下記エーテル化合物１１０％・精製水残部

【００３７】

【化８】

【００３８】次いで、上記予備分散液をパールミルで３
時間分散し、色材分散液を得た。次いで、この色材分散
液１００ｇに対して精製水４００ｇ、アニオン界面活性
剤（ジアルキルスルホコハク酸ナトリウム）１ｇを添加
し・混合し、更に混合液を１．２ミクロンのフィルタで
濾過して、インクを調製した。

【００３９】〔実施例２〜６〕実施例１で用いたエーテ
ル化合物１に代えて、下記エーテル化合物２〜６をそれ
ぞれ用いる以外は実施例１と同様にしてインクを調製し
た。但し、実施例６においては、更にノニオン界面活性
剤〔ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、花王
（株）製のエマルゲン９３１（商品名）〕を３％添加し
た。

【００４０】

【化９】

【００４１】〔比較例１〕実施例１で用いたエーテル化
合物１を用いない以外は実施例１と同様にしてインクを
調製した。

【００４２】〔性能評価〕実施例および比較例で得られ
たインクの性能を評価するために、下記の方法で吐出安
定性、印字濃度及び滲み防止性を測定した。その結果
を、表１に示す。尚、測定は、インクをＣａｎｏｎイン
クジェットカートリッジＢＣＩ−２１（商品名）に充填
し、該カートリッジをＣａｎｏｎインクジェットプリン
タＢＣ−２１（商品名）に装填して行った。

【００４３】＜吐出安定性＞Ｃａｎｏｎ製共用紙（ＰＢ
ＰＡＰＥＲ品番ＱＫＤＡ４）５００枚に、黒ベタ印
字（１８cm×２５cm）を行い、以下の基準で吐出量およ
びドット径の評価を行った。（１）吐出量印字前後でのインク吐出量を比較する。吐出量の増減が
±５％以内であれば◎、５〜１０％であれば○、それ以
上の場合を×とする。（２）ドット径印字前後での１ノズルによる１パルスの印字（ドット印
字）のドットの大きさを比較する。ドット径の増減が±
５％以内であれば◎、５〜１０％であれば○、それ以上
の場合を×とする。

【００４４】＜印字濃度＞Ｃａｎｏｎ製共用紙（ＰＢ
ＰＡＰＥＲ品番ＱＫＤＡ４）に黒ベタ印字を行い、ベ
タ部の光学濃度をマクベス濃度計ＲＤ９１８（マクベス
社製）で測定する。

【００４５】＜滲み防止性＞Ｃａｎｏｎ製共用紙（ＰＢ
ＰＡＰＥＲ品番ＱＫＤＡ４）にノズルチェックパタ
ーンを印字し、滲みの有無を目視で調べる。滲みが全く
認められなければ◎とし、ほとんど認められなければ○
とし、認められれば×とする。

【００４６】

【表１】

【００４７】表１に示す結果から明らかなように、特定
のエーテル化合物が含有されてなる本発明のインク（実
施例１〜６）は、該エーテル化合物が含有されていない
インク（比較例１）に比して、吐出安定性、印字濃度及
び滲み防止の何れの点においても優れていることが判
る。また、表には示していないが、実施例のインクは耐
マーカー性にも優れるものであった。

【００４８】

【発明の効果】本発明によれば、特に、インクジェット
記録用インクとして用いた場合に、プリンタヘッドのノ
ズルへの異物の付着・堆積による目詰まりが防止され、
吐出安定性が高く、更に高印字品質を有する水系インク
が得られる。また、本発明によれば、印字濃度が高く、
滲みが起こりにくく、更に耐マーカー性に優れる水系イ
ンクが得られる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者宇野満和歌山県和歌山市湊1334 花王株式会社研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】色材及び下記式（Ｉ）で表されるエーテ
ル化合物を含むことを特徴とする水系インク。【化１】
【請求項２】上記エーテル化合物が下記式（II）で表
されるエーテル化合物である、請求項１に記載の水系イ
ンク。【化２】
【請求項３】上記エーテル化合物が下記式（III ）で
表されるエーテル化合物である、請求項１に記載の水系
インク。【化３】
【請求項４】請求項１記載の水系インクを用いたこと
を特徴とするインクジェット記録用インク。