KR100632230B1 - 기록용 잉크와 그 제조 방법, 잉크 카트리지, 잉크기록물, 잉크젯 기록 장치, 및 잉크젯 기록 방법 - Google Patents

기록용 잉크와 그 제조 방법, 잉크 카트리지, 잉크기록물, 잉크젯 기록 장치, 및 잉크젯 기록 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 저장 안정성이 우수하며, 토출 안정성, 특히 연속 토출중 또는 토출 중지후의 토출 안정성이 개선되어, 번짐이 적은 고화질을 얻을 수 있는 기록용 잉크 등을 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명의 기록용 잉크는 착색제, 계면활성제, 침투제 및 소포제를 포함하고, 입경이 0.5 ㎛ 이상인 조대 입자를 3.0 ×107(개/5 ㎕) 이하 포함하며, 또한 입경이 1 ㎛ 이상 5 ㎛ 미만인 입자의 상기 조대 입자에 있어서의 양이 1 개수% 이하이다. 착색제는 1종 이상의 친수기를 지니고 분산제 부재하에 적어도 수분산성 및 수용성 중 어느 하나를 나타내는 안료인 형태, 계면활성제는 폴리옥시에틸렌알킬에테르 계면활성제 및 폴리옥시에틸렌알킬에테르아세트산염 계면활성제에서 선택되는 적어도 1종인 형태, 침투제는 2,2,4-트리메틸-1,3-펜탄디올 및 2-에틸-1,3-헥산디올 중 적어도 어느 하나인 형태, 소포제는 실리콘 소포제에서 선택되는 형태 등이 바람직하다.

Description

기록용 잉크와 그 제조 방법, 잉크 카트리지, 잉크 기록물, 잉크젯 기록 장치, 및 잉크젯 기록 방법{RECORDING INK, PROCESS FOR PRODUCING THE SAME, INK CARTRIDGE, INK-RECORDED MATTER, INK-JET RECORDER, AND METHOD OF INK-JET RECORDING}
본 발명은 잉크젯 기록 방식에 의한 기록에 적합한 기록용 잉크와 그 제조 방법 및 상기 기록용 잉크를 이용한, 잉크 카트리지, 잉크 기록물, 잉크젯 기록 장치와 잉크젯 기록 방법에 관한 것이다.
잉크젯 기록 방식에 의한 잉크젯 프린터는 일반 용지에의 인자가 가능하고, 컬러화가 용이하며, 소형으로 저렴하고, 러닝 코스트가 낮다는 등의 이유에서, 최근, 급속히 보급되고 있다. 일반적으로 잉크젯 기록 방식에 이용되는 기록용 잉크에 요구되는 특성으로서는, 고화질을 달성하기 위한 색조, 화상 농도, 번짐 등, 신뢰성을 달성하기 위한 착색제의 용해 안정성·저장 안정성 등, 기록 화상의 보존성을 확보하기 위한 내수성·내광성 등, 고속화를 달성하기 위한 잉크의 속건성 등이 있으며, 종래부터 상기 기록용 잉크에 관해서 이들 특성을 만족하기 위한 각종 제안이 이루어지고 있다.
상기 기록용 잉크에 이용하는 착색제로서는 당초, 발색성이 양호하고 신뢰 성이 높은 등의 점에서 염료가 주류이지만, 최근, 기록 화상에 내광성이나 내수성 등을 부여할 목적으로 카본 블랙 등의 안료가 사용되어 오고 있다. 또한, 최근 인자의 고품질화·고속화를 달성할 목적으로 기록용 잉크를 소적화(小滴化)하여 토출하는 경향이 있으며, 그 때문에, 프린터 등에 있어서의 잉크 토출용의 노즐의 직경이 작아지고 있다. 그러나, 상기 안료를 이용한 기록용 잉크를 직경이 작아진 노즐로 안정적으로 토출시키기는 어려우며, 이 때문에, 토출 안정성이 우수한 기록용 잉크의 제조 방법이 다수 제안되고 있다. 예컨대, 기록용 잉크를 제조한 후, 그 기록용 잉크를 악조건(예컨대 50℃에서 3일간)에 방치하여 응집물을 형성시키고, 이것을 여과하여 제거하는 방법이 제안되어 있다(일본 특허 공개 소57-190059호 공보 참조). 그러나, 이 경우, 기록용 잉크의 제조 효율이 나빠, 원료의 로트 차에 따라 상기 응집물의 형성성이 달라, 낮은 비용으로 제조할 수 없다고 하는 문제가 있다.
이 때문에, 입경 2 ㎛ 이상의 입자상물의 총 체적을 3.5 ×10-6 ∼ 1 ×10-2(cm3/cm3 잉크)로 한 기록용 잉크의 제안이 이루어져 있다(일본 특허 제3102209호 공보 참조). 그러나, 이 제안의 경우, 잉크 유로에 발생하는 기포를 파괴·제거함으로써 토출 안정성을 확보하여, 화상 결함을 방지하는 것을 목적으로 하여, 시간 경과에 의한 응집물의 생성을 억제할 수 없고, 저장 안정성, 토출 안정성을 충분히 개선할 수 없다고 하는 문제가 있다.
한편, 기록용 잉크의 저장 안정성을 향상시킬 목적으로, 입경이 0.5 ㎛ 이상인 안료의 입자수가 7.5 ×104(개/㎕ 잉크) 이하가 되도록 제어하는 것이 제안되어 있다(일본 특허 공개 평11-140356호 공보 참조). 그러나, 이 경우, 안료의 농도 범위가 지나치게 낮기 때문에, 고해상도로 고속 인자를 하기가 곤란한 데다, 고안료 농도까지 정제하면 비용 상승으로 되어 현실적이지 못하다고 하는 문제가 있다.
또한, 기록용 잉크의 저장 안정성 및 화상 농도를 향상시킬 목적으로, 예컨대, 입경이 0.5 ㎛ 이상인 입자를 6 ×104∼6 ×105 개/㎕로 하고, 또한 입경이 5 ㎛ 이상인 입자수를 50 개/㎕ 이하로 하는 기록용 잉크가 제안되어 있다(일본 특허 공개 2000-204305호 공보 참조). 그러나, 이것은 그 입자에는 안료 응집물뿐만 아니라 수성 중합체 응집물도 포함되어, 안료 응집물의 생성을 제어하는 것은 아니다.
컬러 화상에서는 색 경계 번짐 등이 화질에 주는 영향이 크기 때문에, 기록용 잉크의 종이에의 침투 속도를 올려, 그 기록용 잉크의 속건성을 향상시킬 목적으로, 각종 계면활성제나 침투제를 기록용 잉크에 첨가하여 고화질을 확보하는 시도가 다수 제안되어 있다. 예컨대, 수용성 염료, 다가 알콜류 및 물에 있어서의 미셀 농도에서의 표면 장력이 20∼50 dyne·cm-1을 보이는 계면활성제를 기록용 잉크에 함유시키는 것이 제안되어 있다(일본 특허 공개 소55-29546호 공보 참조). 그러나, 이 경우, 외관상의 건조성은 향상되지만, 종이의 종류에 따라서는 번짐이 현저하게 된다고 하는 문제가 있다. 또한, 계면활성제로서의 디알킬술포호박산 또는 그 염을 기록용 잉크에 첨가하는 제안이 이루어지고 있다(일본 특허 공고 소60-23793호 공보 참조). 그러나, 이 경우, 디옥틸술포호박산나트륨, 디(2-에틸헥실)술포호 박산나트륨 등은 종이의 종류에 따라 화소 직경이 현저히 달라, 카트리지에 충전할 때, 헤드에의 카트리지 장착시 및 장착후의 잉크 흡인시, 인자중, 인자 중지 시간 등에 있어서 기포가 발생하기 쉬워, 토출 불량을 야기하기 쉽다고 하는 문제가 있다.
그래서, 기포의 발생 내지 말림을 방지하기 위한 각종 제안이 이루어져 있다. 예컨대, JlS K3362-1970에 기초한 잉크의 기포력 및 거품의 안정성이 특정한 범위에 있는 것을 사용함으로써, 헤드 및 잉크 공급계에 젖는 성질을 향상시켜, 인자 안정성을 확보할 수 있는 기록용 잉크가 제안되어 있다(일본 특허 제2707658호 공보 참조). 그러나, 이 경우, 플라스틱 부재에 젖는 성질은 향상되지만, 기록 장치의 구성 부재의 종류에 따라서는 효과가 생기지 않는다고 하는 문제가 있다. 또한, JIS K3362에 기초한 5분후의 거품의 안정도가 0 mm(1분후의 거품의 안정도가 5 mm 미만)인 기록용 잉크가 제안되어 있다(일본 특허 공고 평7-26049호 공보 참조). 그러나, 이 경우, 탄소수가 5 이하인 저급 알킬알콜에 한정되고 있고, 범용성이 없고, 또한 침투성이 낮기 때문에, 고속 인자시의 화질이 나쁘다고 하는 문제가 있다. 또한, 특정한 아세틸렌글리콜계 계면활성제를 이용한 기록용 잉크도 제안되어 있다(일본 특허 공개 2000-144026호 공보 참조). 그러나, 이 경우, 그 특정한 아세틸렌글리콜계 계면활성제는 착색제의 종류에 따라서는 그 착색제와 상호 작용을 일으켜 건조 속도가 향상되지 않는 경우가 있으며, 카본 블랙 등의 안료를 이용하면 그 안료가 응집하기 쉽게 되어, 노즐의 눈막힘이나 잉크 토출 방향의 구부러짐 등이 생기기 쉽게 된다고 하는 문제가 있다.
한편, 계면활성제를 첨가하지 않고 잉크의 건조 속도를 향상시키는 방법으로서, 예컨대, 염료와 수용성 글리콜에테르류를 포함하는 기록용 잉크가 제안되어 있다(일본 특허 공개 평8-113739호 공보 참조). 또한, 안료와 디에틸렌글리콜모노-n-부틸에테르 등의 글리콜에테르류와 물을 함유하는 잉크 조성물이 제안되어 있다(일본 특허 공개 평10-95941호 공보 참조). 그러나, 이들 경우, 건조 속도를 향상시키기 위해서 대량의 글리콜에테르류의 첨가가 필요하게 되는 결과, 잉크에 악취가 생기며, 안전성이 충분하지 않고, 잉크와의 접촉부가 열화되어 버린다고 하는 문제가 있다. 또한, 특정한 글리콜계 용제를 함유하는 카본 블랙 잉크가 제안되어 있다(일본 특허 공개 평7-331142호 공보 참조). 그러나, 이 경우, 그 특정한 글리콜계 용제를 함유하는 카본 블랙 잉크는 침투성이 불충분하여, 화질이 뒤떨어진다고 하는 문제가 있다. 또한, 유기 실리콘 화합물을 함유하는 잉크 조성물이 제안되어 있다(일본 특허 공개 평9-31380호 공보3 참조). 그러나, 이 경우, 상기 유기 실리콘 화합물을 함유하는 잉크 조성물은 소포 효과는 갖지만, 계면활성제 등을 함유하고 있지 않기 때문에, 종이에 대한 침투성이 느리고, 화질이 좋지 않다고 하는 문제가 있다.
다른 한편, 잉크의 침투성을 확보하면서, 잉크의 기포성을 억제할 목적으로, 소포제를 첨가하는 각종 제안이 이루어지고 있다. 그러나, 이 소포제는 일반적으로 거품 억제 효과와 거품 파괴 효과를 갖는데, 상기 거품 억제 효과를 높이기 위해서는 상기 소포제를 잉크액 중에 균일 분산시킬 필요가 있는 한편, 상기 거품 파괴 효과를 높이기 위해서는 상기 소포제를 잉크액의 표면 근처에 존재시킬 필요가 있 어, 상기 소포제를 이용한 경우에는 상기 거품 억제 효과와 상기 거품 파괴 효과를 현실적으로 양립시키는 것이 용이하지 않고, 상기 거품 파괴 효과를 생기게 할 목적으로 첨가된 불용성 입자에 의해, 신뢰성이 저하된다고 하는 문제가 있다.
따라서, 잉크젯 기록 방식에 적합하며, 저장 안정성이 우수하고, 토출 안정성, 특히 연속 토출중 또는 토출 중지후의 토출 안정성이 개선되어, 번짐이 적은 고화질을 얻을 수 있는 기록용 잉크 및 그 관련 기술은 아직 제공되지 못하고 있는 것이 현재 실정이다.
본 발명은, 종래에 있어서의 문제를 해결하여, 이하의 목적을 달성하는 것을 과제로 한다. 즉, 본 발명은, 저장 안정성이 우수하고, 토출 안정성, 특히 연속 토출중 또는 토출 중지후의 토출 안정성이 개선되며, 번짐이 적은 고화질을 얻을 수 있는 기록용 잉크와 그 제조 방법 및 그 잉크를 이용한, 잉크 카트리지, 잉크 기록물, 잉크젯 기록 장치와 잉크젯 기록 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 기록용 잉크는 착색제, 계면활성제, 침투제 및 소포제를 포함하며, 입경이 0.5 ㎛ 이상인 조대 입자를 3.0 ×107(개/5 ㎕) 이하 포함하고, 또한 상기 조대 입자에 있어서 입경이 1 ㎛ 이상 5 ㎛ 미만인 입자의 양이 1 개수% 이하이다. 상기 기록용 잉크에 의하면, 장기간에 걸친 저장 안정성이 양호하며, 토출 안정성, 특히 연속 토출중 또는 토출 중지후의 토출 불량이 개선되어, 번짐이 적은 고화질을 얻을 수 있다.
본 발명의 기록용 잉크의 제조 방법은 착색제, 계면활성제, 침투제 및 소포제를 혼합하여 잉크액을 조제하는 잉크액 조제 단계, 및 상기 잉크액에 대하여 원심 분리, 한외여과 및 필터 여과의 적어도 어느 하나를 행하여 입경이 0.5 ㎛ 이상인 조대 입자를 3.0 ×107(개/5 ㎕) 이하로 하고, 또한 상기 조대 입자에 있어서 입경이 1 ㎛ 이상 5 ㎛ 미만인 입자의 양을 1 개수% 이하로 하는 조대 입자 조정 단계를 포함한다. 상기 기록용 잉크의 제조 방법에 있어서는, 상기 잉크액 조제 단계에서, 상기 착색제, 상기 계면활성제, 상기 침투제 및 상기 소포제가 혼합되어 잉크액이 조제된다. 상기 조대 입자 조정 단계에 있어서, 상기 잉크액에 대하여, 원심 분리, 한외여과 및 필터 여과의 적어도 어느 하나가 이루어져, 입경이 0.5 ㎛ 이상인 조대 입자가 3.0 ×107(개/5 ㎕) 이하로 되고, 또한 상기 조대 입자에 있어서 입경이 1 ㎛ 이상 5 ㎛ 미만인 입자의 양이 1 개수% 이하가 된다. 그 결과, 본 발명의 상기 기록용 잉크가 효율적으로 제조된다.
본 발명의 잉크 카트리지는, 본 발명의 상기 기록용 잉크를 용기 중에 수용하여 이루어진다. 이 잉크 카트리지는 잉크젯 기록 방식에 의한 프린터 등에 적합하게 사용된다. 이 잉크 카트리지에 수용된 잉크를 이용하여 기록을 하면, 장기간에 걸친 저장 안정성이 양호하며, 토출 안정성, 특히 연속 토출중 또는 토출 중지후의 토출 불량이 개선되어, 번짐이 적은 고화질을 얻을 수 있다.
본 발명의 잉크젯 기록 장치는, 본 발명의 상기 기록용 잉크에 에너지를 인가하여, 그 기록용 잉크를 비상시켜 화상을 형성하는 잉크 비상 수단을 적어도 갖 는다. 이 잉크젯 기록 장치에 있어서는, 상기 잉크 비상 수단이, 본 발명의 상기 기록용 잉크에 에너지를 인가하여, 그 기록용 잉크를 비상시켜 화상을 형성한다. 그 결과, 장기간에 걸쳐 상기 기록용 잉크의 저장 안정성이 양호하게 유지되고, 토출 안정성, 특히 연속 토출중 또는 토출 중지후의 토출 불량이 개선되어, 번짐이 적은 고화질을 얻을 수 있다.
본 발명의 잉크젯 기록 방법은, 본 발명의 상기 기록용 잉크에 에너지를 인가하여, 그 기록용 잉크를 비상시켜 화상을 형성하는 잉크 비상 단계를 적어도 포함한다. 이 잉크젯 기록 방법에 있어서는, 상기 잉크 비상 단계에 있어서, 본 발명의 상기 기록용 잉크에 에너지를 인가하여, 그 기록용 잉크를 비상시켜 화상이 형성된다. 그 결과, 장기간에 걸쳐 상기 기록용 잉크의 저장 안정성이 양호하게 유지되고, 토출 안정성, 특히 연속 토출중 또는 토출 중지후의 토출 불량이 개선되어, 번짐이 적은 고화질을 얻을 수 있다.
본 발명의 잉크젯 기록물은 기록재 상에 본 발명의 상기 기록용 잉크를 이용하여 형성된 화상을 지니어 이루어진다. 이 잉크젯 기록물에 있어서는, 번짐이 적은 고화질이 상기 기록재에 유지된다.
도 1은 본 발명의 잉크 카트리지의 일례를 도시하는 개략 설명도이다.
도 2는 본 발명의 잉크젯 기록 장치의 일례를 도시하는 개략 설명도이다.
도 3은 도 2의 잉크젯 기록 장치의 내부 구조의 일례를 도시하는 개략 설명도이다.
도 4는 도 2의 잉크젯 기록 장치의 내부 구조를 도시하는 개략 평면도이다.
(기록용 잉크)
본 발명의 기록용 잉크는 입경이 0.5 ㎛ 이상인 조대 입자를 3.0 ×107(개/5 ㎕) 이하 포함하며, 또한 상기 조대 입자에 있어서 입경이 1 ㎛ 이상 5 ㎛ 미만인 입자의 양이 1 개수% 이하이고, 착색제, 계면활성제, 침투제 및 소포제를 포함하며, 또한 필요에 따라서 습윤제 등의 그 밖의 성분을 포함한다.
- 조대 입자 -
상기 입경이 0.5 ㎛ 이상인 조대 입자의 양으로서는 예컨대, 3.0 ×107(개/5 ㎕) 이하일 필요가 있으며, 8.0 ×106(개/5 ㎕) 이하인 것이 바람직하다. 또한, 그 양은 실온 등의 통상 보존 조건에서 만족하고 있는 것이 바람직하며, 50℃에서 30일간 방치한 후 등의 열악한 보존 조건에서도 만족하고 있는 것이 보다 바람직하다.
상기 조대 입자의 양이, 상기 수치 범위 내이면, 눈막힘 등을 일으키기 어렵고, 토출 안정성이 향상되어, 어느 정도의 조대 입자도 존재하는 결과, 작은 잉크 액적에 의한 고속 인자 등을 하더라도 충분한 화상 농도를 얻을 수 있다. 한편, 입경이 5 ㎛ 이상인 조대 입자는 원래, 노즐 눈막힘을 일으킨다는 점에서 바람직하지 못하지만, 통상 잉크젯 기록 방식의 프린터 등에는 노즐 헤드에 이르는 잉크 유로에, 잉크 카트리지로부터의 이물의 혼입을 막을 목적으로, 평균 구멍 지름이 5 ㎛ 정도인 필터가 부착되어 있기 때문에, 현재는 노즐의 눈막힘 등의 직접적인 원인으로는 되기 어렵다. 상기 조대 입자의 양이 상기 통상 보존 조건뿐만 아니라, 상기 열악한 보존 조건에서도 만족하고 있으면, 저장 안정성, 토출 안정성 등이 우수하다는 점에서 바람직하다.
상기 조대 입자에 있어서 상기 입경이 1 ㎛ 이상 5 ㎛ 미만인 입자의 양으로서는 예컨대, 1 개수% 이하일 필요가 있으며, 0.005∼1 개수% 이하가 바람직하다. 또한, 그 양은 실온 등의 통상 보존 조건에서 만족하고 있는 것이 바람직하며, 50℃에서 30일간 방치한 후 등의 열악한 보존 조건에서도 만족하고 있는 것이 보다 바람직하다.
상기 양이 상기 수치 범위 내에 있으면, 응집의 핵으로 되기 쉬운 큰 입자가 적기 때문에 저장 안정성이 우수한 한편, 1 개수%를 넘으면, 장기간에 걸친 저장 안정성이 현저히 떨어지는 경우가 있다. 또한, 상기 양이 상기 통상 보존 조건뿐만 아니라, 상기 열악한 보존 조건에서도 만족하고 있으면, 저장 안정성, 토출 안정성 등이 우수하다는 점에서 바람직하다.
50℃에서 30일간 방치한 후에 상기 조대 입자의 증가율은, 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절하게 선택할 수 있지만, 낮은 것이 바람직하며, 예컨대, 50 개수% 이하가 보다 바람직하고, 40 개수% 이하가 더욱 바람직하고, 20 개수% 이하가 특히 바람직하다.
상기 증가율이 50 개수%를 넘으면, 기록용 잉크의 저장 안정성, 토출 안정성 등이 충분하지 못한 경우가 있다.
상기 조대 입자의 측정은 특별히 제한은 없으며, 목적에 따라서 적절하게 선택한 방법 등에 의해 행할 수 있고, 예컨대, 개수 카운트 방식 입도 분포 측정 장치(Particle Sizing Systems사 제조, 「AccuSizer 780」) 등을 이용하여 할 수 있다.
상기 기록용 잉크에 있어서의 조대 입자의 수 및 입도 분포는 예컨대, 그 기록용 잉크를 제조할 때에, 원심 분리, 필터 여과, 한외여과 등을 실시함으로써 원하는 범위로 제어 내지 조정할 수 있다.
- 착색제 -
상기 착색제로서는, 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 공지된 것 중에서 적절하게 선택할 수 있으며, 예컨대 안료, 염료, 이들을 함유하는 중합체 미립자 등을 들 수 있다.
이들은 1종 단독으로 사용하더라도 좋고, 2종 이상을 병용하더라도 좋다. 이들 중에서도, 기록 화상에 내광성이나 내수성을 부여할 수 있다는 점에서, 안료가 바람직하다.
상기 안료로서는 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절하게 선택할 수 있으며, 예컨대, 무기 안료, 유기 안료의 어느 것이라도 좋다.
상기 무기 안료로서는 예컨대, 산화티탄, 산화철, 탄산칼슘, 황산바륨, 수산화알루미늄, 바륨 옐로우, 카드뮴 레드, 크롬 엘로우, 카본 블랙 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 카본 블랙 등이 바람직하다. 한편, 상기 카본 블랙은 예컨대, 컨택트법, 퍼니스법, 서멀법 등의 공지의 방법에 의해서 제조된 것을 들 수 있다.
상기 유기 안료로서는 예컨대, 아조 안료, 다환식 안료, 염료 킬레이트, 니트로 안료, 니트로솔 안료, 아닐린 블랙 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 아조 안료, 다환식 안료 등이 보다 바람직하다. 한편, 상기 아조 안료로서는 예컨대, 아조레이크, 불용성 아조 안료, 축합 아조 안료, 킬레이트 아조 안료 등을 들 수 있다. 상기 다환식 안료로서는 예컨대, 프탈로시아닌 안료, 페릴렌 안료, 페리논 안료, 안트라퀴논 안료, 퀴나크리돈 안료, 디옥사진 안료, 인디고 안료, 디오인디고 안료, 이소인돌리논 안료, 퀴노프탈론 안료 등을 들 수 있다. 상기 염료 킬레이트로서는 예컨대, 염기성 염료형 킬레이트, 산성 염료형 킬레이트 등을 들 수 있다.
상기 착색제의 색은 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절하게 선택할 수 있으며, 예컨대, 흑색용의 것, 컬러용의 것 등을 들 수 있다. 이들은 1종 단독으로 사용하더라도 좋고, 2종 이상을 병용하더라도 좋다.
상기 흑색용의 것으로서는 예컨대 퍼니스 블랙, 램프 블랙, 아세틸렌 블랙, 채널 블랙 등의 카본 블랙(C. I. 피그먼트 블랙 7)류, 동, 철(C. I. 피그먼트 블랙 11), 산화티탄 등의 금속류, 아닐린 블랙(C. I. 피그먼트 블랙 1) 등의 유기 안료 등을 들 수 있다.
상기 컬러용의 것으로서는 예컨대, C. I. 피그먼트 옐로우 1, 3, 12, 13, 14, 17, 24, 34, 35, 37, 42(황색산화철), 53, 55, 74, 81, 83, 95, 97, 98, 100, 101, 104, 408, 109, 110, 117, 120, 128, 138, 150, 151, 153, 183, C. I. 피그먼트 오렌지 5, 13, 16, 17, 36, 43, 51, C. I. 피그먼트 레드 1, 2, 3, 5, 17, 22, 23, 31, 38, 48:2, 48:2(퍼머넌트 레드 2B(Ca)), 48:3, 48:4, 49:1, 52:2, 53:1, 57:1(블릴리언트 카민 6B), 60:1, 63:1, 63:2, 64:1, 81, 83, 88, 101(레드 옥사이드), 104, 105, 106, 108(카드뮴 레드), 112, 114, 122(퀴나크리돈 마젠타), 123, 146, 149, 166, 168, 170, 172, 177, 178, 179, 185, 190, 193, 209, 219, C. I. 피그먼트 바이올렛 1(로다민 레이크), 3, 5:1, 16, 19, 23, 38, C. I. 피그먼트 블루 1, 2, 15(프탈로시아닌 블루), 15:1, 15:2, 15:3(프탈로시아닌 블루), 16, 17:1, 56, 60, 63, C. I. 피그먼트 그린 1, 4, 7, 8, 10, 17, 18, 36 등을 들 수 있다.
상기 착색제로서 상기 안료를 사용하는 경우, 상기 안료로서는 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절하게 선택할 수 있지만, 예컨대, 적어도 1종의 친수기를 지니고, 분산제가 존재하지 않는 환경에서 수분산성 및 수용성의 적어도 어느 하나를 보이는 자기 분산형 안료가 바람직하다.
이 경우, 상기 자기 분산형 안료는 표면에 상기 친수기(카르복실기, 술폰기등)가 존재하여 표면이 개질되어 있기 때문에, 분산제가 존재하지 않는 환경에서도 수중에 분산 가능하며, 상기 기록용 잉크 속에서의 분산성, 분산 안정성이 우수하고, 또한, 상기 자기 분산형 안료를 포함하는 상기 기록용 잉크는 저장 안정성, 토출 안정성(예컨대, 간헐 토출 안정성) 등이 우수하며, 건조한 후의 재분산성이 우수하기 때문에, 장기간 인자를 중지하여 헤드의 노즐 부근의 잉크 수분이 증발되더라도, 눈막힘 등이 생기는 일이 없고, 간단한 클리닝을 하는 것만으로 용이하게 고품질의 인자 내지 화상을 얻을 수 있으며, 또한 기록후의 기록물의 내수성을 보다 향상시킬 수 있다는 점에서 유리하다.
상기 친수기로서는 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절하게 선택할 수 있으며, 예컨대, 물과의 상호 작용이 강한 유극성의 기 내지 원자단 등을 들 수 있는데, 구체적으로는, -SO3H, -SO3M, -OSO3H, -OSO3M, -COOM, -COOH, -NR3X, -NH2, -OH, -CN 등을 들 수 있다(다만, 상기 R은 알킬기를 나타내고, 상기 M은 알칼리 금속 또는 -NH4을 나타내고, 상기 X는 할로겐 원자를 나타냄). 이들 그 중에서도, 분산 안정성 및 인자후의 화상의 내수성 등의 점에서, 술폰기(-SO3H), 카르복실기(-COOH)가 바람직하다.
상기 자기 분산형 안료는 상기 안료의 표면에 상기 친수기(예컨대, 술폰기, 카르복실기 등)를 화학적으로 결합시키는 방법, 상기 안료를 차아할로겐산 및 그 염의 적어도 어느 하나를 이용하여 습식 산화 처리하는 방법 등에 의해 제조할 수 있다.
상기 자기 분산형 안료는 상승 효과에 의해, 간헐 토출 안정성 등이 우수하고, 고품질 인자 내지 화상을 기록할 수 있다는 점에서, 상기 계면활성제, 상기 침투제 등과 병용하더라도 좋다.
상기 염료로서는 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절하게 선택할 수 있으며, 예컨대, 산성 염료, 직접성 염료, 염기성 염료, 반응성 염료 등을 들 수 있다.
상기 산성 염료로서는 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절하게 선택할 수 있으며, 식용 염료로서 알려져 있는 것 등을 들 수 있는데, 예컨대, C. I. 에시 드 옐로우 17, 23, 42, 44, 79, 142 ; C. I. 에시드 레드 1, 8, 13, 14, 18, 26, 27, 35, 37, 42, 52, 82, 87, 89, 92, 97, 106, 111, 114, 115, 134, 186, 249, 254, 289 ; C. I. 에시드 블루 9, 29, 45, 92, 249 ; C. I. 에시드 블랙 1, 2, 7, 24, 26, 94 ; C. I. 푸드 옐로우 2, 3, 4 ; C. I. 푸드 레드 7, 9, 14 ; C. I. 푸드 블랙 1, 2 등을 들 수 있다.
상기 직접성 염료로서는 예콘대, C. I. 다이렉트 옐로우 1, 12, 24, 26, 33, 44, 50, 120, 132, 142, 144, 86 ; C. I. 다이렉트 레드 1, 4, 9, 13, 17, 20, 28, 31, 39, 80, 81, 83, 89, 225, 227 ; C. I. 다이렉트 오렌지 26, 29, 62, 102 ; C. I. 다이렉트 블루 1, 2, 6, 15, 22, 25, 71, 76, 79, 86, 87, 90, 98, 163, 165, 199, 202 ; C. I. 다이렉트 블랙 19, 22, 32, 38, 51, 56, 71, 74, 75, 77, 154, 168, 171 등을 들 수 있다.
상기 염기성 염료로서는 예컨대, C. I. 베이식 옐로우 1, 2, 11, 13, 14, 15, 19, 21, 23, 24, 25, 28, 29, 32, 36, 40, 41, 45, 49, 51, 53, 63, 465, 67, 70, 73, 77, 87, 91 ; C. I. 베이식 레드 2, 12, 13, 14, 15, 18, 22, 23, 24, 27, 29, 35, 36, 38, 39, 46, 49, 51, 52, 54, 59, 68, 69, 70, 73, 78, 82, 102, 104, 109, 112 ; C. I. 베이식 블루 1, 3, 5, 7, 9, 21, 22, 26, 35, 41, 45, 47, 54, 62, 65, 66, 67, 69, 75, 77, 78, 89, 92, 93, 105, 117, 120, 122, 124, 129, 137, 141, 147, 155 ; C. I. 베이식 블랙 2, 8 등을 들 수 있다.
상기 반응성 염료로서는 예컨대, C. I. 리액티브 블랙 3, 4, 7, 11, 12, 17 ; C. I. 리액티브 옐로우 1, 5, 11, 13, 14, 20, 21, 22, 25, 40, 47, 51, 55, 65, 67 ; C. I. 리액티브 레드 1, 14, 17, 25, 26, 32, 37, 44, 46, 55, 60, 66, 74, 79, 96, 97 ; C. I. 리액티브 블루 1, 2, 7, 14, 15, 23, 32, 35, 38, 41, 63, 80, 95 등을 들 수 있다.
상기 중합체 미립자는 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절하게 선택할 수 있으며, 예컨대, 중합체 미립자 중에 색재를 함유시킨 것, 중합체 미립자의 표면에 색재를 흡착시킨 것 등을 적합하게 들 수 있다. 이들은 1종 단독으로 사용하더라도 좋고, 2종 이상을 병용하더라도 좋다. 한편, 상기 색재는 그 전부가 상기 중합체 미립자 중에 함유 내지 표면에 흡착되어 있지 않더라도 좋으며, 그 일부가 에멀젼 중에 분산되어 있더라도 좋다.
상기 색재로서는 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절하게 선택할 수 있으며, 예컨대, 수불용성 색재, 수난용성 색재 등을 들 수 있고, 구체적으로는 상술한 염료, 상술한 안료 등을 적합하게 들 수 있다. 이들 중에서도, 얻어지는 기록물의 내광성이나 내수성이 우수하다는 점에서 상기 안료가 바람직하다.
상기 중합체 미립자의 재료로서는 예컨대, 비닐중합체, 폴리에스테르, 폴리우레탄 등을 들 수 있다. 이들은 1종 단독으로 사용하더라도 좋고, 2종 이상을 병용하더라도 좋다. 이들 중에서도 비닐중합체, 폴리에스테르 등이 바람직하다.
상기 중합체 미립자는 공지의 방법에 따라서 제조할 수 있는데, 여기서, 이하에 그 제조 일예를 나타낸다. 즉, 예컨대, 우선, 기계식 교반기, 온도계, 질소 가스 도입관, 환류관 및 적하 로트를 갖춘 1 리터의 플라스크 안을 충분히 질소 가스로 치환한 후, 스티렌, 아크릴산, 라우릴메타크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜메타 크릴레이트, 스티렌마크로마 및 머캅토에탄올을 혼합하여, 65℃로 온도를 올린다. 다음에, 스티렌, 아크릴산, 라우릴메타크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜메타크릴레이트, 히드록실에틸메타크릴레이트, 스티렌마크로마, 머캅토에탄올, 아조비스메틸발레로니트릴 및 메틸에틸케톤의 혼합 용액을 2.5 시간 걸쳐, 플라스크 내에 적하한다. 적하한 후, 아조비스메틸발레로니트릴 및 메틸에틸케톤의 혼합 용액을 0.5 시간 걸쳐, 플라스크 내에 적하한다. 65℃에서 1시간 숙성한 후, 아조비스메틸발레로니트릴을 첨가하여, 1시간 숙성시켰다. 반응 종료후, 플라스크 내에 메틸에틸케톤을 첨가하여, 중합체 용액을 얻는다. 이어서, 상기 중합체 용액(A), C. I. 피그먼트 옐로우 97, 1 mol/l의 수산화칼륨 수용액, 메틸에틸케톤 및 이온 교환수를 충분히 교반한 후, 롤밀을 이용해 반죽하여, 얻어진 페이스트를 이온 교환수에 투입하여, 충분히 교반한 후, 증발기를 이용하여 메틸에틸케톤 및 물을 증류 수거한다. 이상에 의해, 황색의 중합체 미립자의 수분산체를 얻을 수 있다.
상기 착색제의 평균 입경은 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절하게 선택할 수 있으며, 예컨대, 체적 누적 퍼센트가 50%의 값으로, 10∼200 nm가 바람직하고, 50∼150 nm가 보다 바람직하다.
상기 평균 입경이 10 nm 미만이면, 잉크 중의 분산 안정성이 손상되어, 인자할 때에 화상 농도가 낮아져 버리는 경우가 있고, 200 nm를 넘으면, 화상의 정착성 등에 떨어져, 장기간 보존시에 있어서의 응집, 눈막힘 등이 생기기 쉽게 되는 경우가 있다.
상기 평균 입경은 예컨대, 잉크 중의 브라운 운동을 하고 있는 입자에 레이 저광을 조사하여, 입자로부터 되돌아오는 빛(후방 산란광)의 진동수(빛의 주파수)의 변화량으로부터 입경을 구하는 동적 광산란법(도플러 산란광 해석) 등에 의해 측정할 수 있다.
상기 착색제의 상기 기록용 잉크에 있어서의 함유량은 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절하게 선택할 수 있으며, 0.5∼15 질량%가 바람직하고, 5∼12 질량%가 보다 바람직하다.
상기 함유량이 0.5 질량% 미만이면, 화상의 농도가 엷고, 콘트라스트가 없는 화상으로 되는 경우가 있으며, 15 질량%를 넘으면, 상기 착색제의 분산 안정성을 확보하기가 어려워, 노즐 등의 눈막힘이 생기기 쉽고, 신뢰성이 나빠지는 경우가 있다.
한편, 상기 착색제로서는 분산제의 존재하에, 수분산성 내지 수용성인 것, 바꾸어 말하면, 상기 분산제의 존재에 의해서 수분산성 내지 수용성을 발현하는 것도 바람직하다. 이 경우, 상기 분산제에 의해, 상기 기록용 잉크 중에 있어서의 상기 착색제의 분산성을 향상시킬 수 있고, 고품질의 인자 내지 화상을 얻을 수 있어, 기록후의 기록물의 내수성을 보다 향상시킬 수 있어, 인쇄물 이면의 글자 등이 희미하게 비춰 보이는 것 등을 효과적으로 방지할 수 있다는 점에서 유리하다.
상기 분산제로서는 특별히 제한은 없고, 안료 분산액의 조제시에 이용되는 분산제 등을 적합하게 들 수 있으며, 예컨대, 폴리아크릴산, 폴리메타크릴산, 아크릴산-아크릴로니트릴 공중합체, 아세트산비닐-아크릴산에스테르 공중합체, 아크릴산-아크릴산알킬에스테르 공중합체, 스티렌-아크릴산 공중합체, 스티렌-메타크릴산 공중합체, 스티렌-아크릴산-아크릴산알킬에스테르 공중합체, 스티렌-메타크릴산-아크릴산알킬에스테르 공중합체, 스티렌-α-메틸스티렌-아크릴산 공중합체, 스티렌-α-메틸스티렌-아크릴산 공중합체-아크릴산알킬에스테르 공중합체, 스티렌-말레산 공중합체, 비닐나프탈렌-말레산 공중합체, 아세트산비닐-에틸렌 공중합체, 아세트산비닐-지방산비닐에틸렌 공중합체, 아세트산비닐-말레산에스테르 공중합체, 아세트산비닐-크로톤산 공중합체, 아세트산비닐-아크릴산 공중합체 등을 들 수 있다.
이들은 1종 단독으로 사용하더라도 좋고, 2종 이상을 병용하더라도 좋다. 이들 중에서도, 표면에 카르복실기를 갖고 있는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 카르복실기의 해리 상수가 다른 산기에 비하여 작기 때문에, 상기 착색제가 기록재에 부착된 후, 기록용 잉크의 pH의 저하나, 상기 기록재의 표면 근방에 존재하는 칼슘 등의 다가 금속 이온과의 상호 작용 등에 의해, 상기 분산제 자체의 용해도가 저하되거나, 상기 분산제나 상기 안료가 응집되어 버리는 일이 없기 때문에, 일반지 등의 비교적 사이즈도가 큰 기록재에 인자 내지 화상 형성했을 때라도, 충분한 건조 속도를 얻을 수 있고, 또한 인쇄물 이면의 글자 등이 희미하게 비춰 보이는 것이 적다는 점에서 유리하다.
상기 분산제의 중량 평균 분자량(Mw)은 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절하게 선택할 수 있으며, 예컨대, 3,000∼50,000이 바람직하고, 5,000∼30,000이 보다 바람직하며, 7,000∼15,000이 특히 바람직하다.
상기 분산제의 중량 평균 분자량이 3,000 미만이면, 분산 안정성이 충분하지 못한 경우가 있고, 50,000을 넘으면, 그 분산제 자체의 증점에 의해 상기 기록용 잉크의 토출 안정성이 나빠지는 경우가 있다.
상기 착색제와 상기 분산제의 질량비(착색제:분산제)는 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절하게 선택할 수 있으며, 예컨대, 1:0.06∼1:3이 바람직하고, 1:0.125∼1:3이 보다 바람직하다.
상기 질량비에 있어서의 상기 분산제의 양이 지나치게 적으면, 분산 효과가 충분하지 못한 경우가 있고, 지나치게 많으면, 기록용 잉크의 점도가 높아지는 경우가 있다.
- 계면활성제 -
상기 계면활성제로서는 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절하게 선택할 수 있으며, 예컨대 양성 계면활성제, 음이온계 계면활성제, 양이온계 계면활성제, 비이온계 계면활성제 등을 들 수 있다. 이들은 1종 단독으로 사용하더라도 좋고, 2종 이상을 병용하더라도 좋다.
상기 양성 계면활성제로서는 예컨대, 알라닌, 도데실디(아미노에틸)글리신, 디(옥틸아미노에틸)글리신, N-알킬-N,N-디메틸암모늄베타인 등을 들 수 있다.
상기 음이온계 계면활성제로서는 예컨대, 알킬벤젠술폰산염, α-올레핀술폰산염, 폴리옥시에틸렌알킬에테르아세트산염 계면활성제, 인산에스테르 등을 들 수 있다.
상기 양이온계 계면활성제로서는 예컨대, 알킬아민염, 아미노알콜지방산 유도체, 폴리아민지방산 유도체, 이미다졸린 등 아민염형 계면활성제, 알킬트리메틸암모늄염, 디알킬디메틸암모늄염, 알킬디메틸벤질암모늄염, 피리디늄염, 알킬이소 퀴놀리늄염, 염화벤제토늄 등의 4급 암모늄염형 계면활성제 등을 들 수 있다.
상기 비이온계 계면활성제로서는 예컨대, 폴리옥시에틸렌알킬에테르 계면활성제, 폴리옥시에틸렌알킬페닐에테르 계면활성제, 아세틸렌글리콜 계면활성제 등을 들 수 있다.
상기 계면활성제로서, 불소 함유 계면활성제를 사용하더라도 좋으며, 이 불소 함유 계면활성제로서는 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절하게 선택할 수 있으며, 플루오로알킬기를 갖는 음이온성 계면활성제, 플루오로알킬기를 갖는 양이온 계면활성제 등이 적합하다.
상기 플루오로알킬기를 갖는 음이온성 계면활성제로서는 예컨대, 탄소수 2∼10의 플루오로알킬카르복실산 또는 그 금속염, 퍼플루오로옥탈술포닐글루타민산디나트륨, 3-[오메가-플루오로알킬(C6∼C11)옥시]-1-알킬(C3∼C4)술폰산나트륨, 3-[오메가-플루오로알카노일(C6∼C8)-N-에틸아미노]-1-프로판술폰산나트륨, 플루오로알킬(C11∼C20)카르복실산 또는 그 금속염, 퍼플루오로알킬카르복실산(C7∼C13) 또는 그 금속염, 퍼플루오로알킬(C4∼C12)술폰산 또는 그 금속염, 퍼플루오로옥탄술폰산디에탄올아미드, N-프로필-N-(2히드록시에틸)퍼플루오로옥탄술폰아미드, 퍼플루오로알킬(C6∼C10)술폰아미드프로필트리메틸암모늄염, 퍼플루오로알킬(C6∼C10)-N-에틸술포닐글리신염, 모노퍼플루오로알킬(C6∼C16)에틸인산에스테르 등을 들 수 있다.
상기 플루오로알킬기를 갖는 음이온성 계면활성제의 시판되는 제품으로서는 예컨대, 서프론 S-111, S-112, S-113(아사히가라스사 제조), 플로라드 FC-93, FC- 95, FC-98, FC-29(스미토모3M사 제조), 유니다인 DS-101, DS-102,(다이킨고교사 제조), 메가팍크 F-110, F-120, F-113, F-191, F-812, F-833(다이니폰잉크사 제조), 에크톱 EF-102, 103, 104, 105, 112, 123A, 123B, 306A, 501, 201, 204(토켐프로닥츠사 제조), 푸타젠트 F-100, F150(네오스사 제조) 등을 들 수 있다.
상기 플루오로알킬기를 갖는 양이온 계면활성제로서는 예컨대, 플루오로알킬기를 갖는 지방족 일급, 이급 또는 이급 아민산, 퍼플루오로알킬(C6∼C10)술폰아미드프로필트리메틸암모늄염 등의 지방족 4급 암모늄염, 벤잘코늄염, 염화벤제토늄, 피리디늄염, 이미다졸리늄염 등을 들 수 있다.
상기 플루오로알킬기를 갖는 양이온 계면활성제의 시판되는 제품으로서는 예컨대, 서프론 S-121(아사히가라스사 제조), 플로라드 FC-135(스미토모3M사 제조), 유니다인 DS-202(다이킨고교사 제조), 메가팍크 F-150, F-824(다이니폰잉크사 제조), 에크톱 EF-132(토켐프로닥츠사 제조), 푸타젠트 F-300(네오스사 제조) 등을 들 수 있다.
이들 계면활성제 중에서도 음이온계 계면활성제, 비이온계 계면활성제가 바람직하며, 상기 기록용 잉크의 저장 안정성, 토출 안정성, 화상 품질 등의 점에서, 폴리옥시에틸렌알킬에테르 계면활성제, 폴리옥시에틸렌알킬에테르아세트산염 계면활성제가 보다 바람직하다.
상기 폴리옥시에틸렌알킬에테르 계면활성제로서는 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절하게 선택할 수 있으며, 예컨대, 일반식, CnHn+lO(CmH2m O)lH(다만, 이 일반식 중, n, m 및 l은 정수를 나타냄)으로 나타내어지는 화합물에서 선택되는 것이 바람직하며, 구체적으로는, C8H17O(C2H4O)2H, C10H21O(C2H4O)4H, C12H25O(C 2H4O)3H, C12H25O(C2H4O)7H, C12H25O(C 2H4O)12H, C13H27O(C2H4O) 3H, C13H27O(C2H4O)5H, C13H 27O(C2H4O)7H, C13H27O(C2H4O)9H, C13H27O(C 2H4O)12H, C13H27O(C2H4O) 20H, C13H27O(C2H4O)30H, C14H 29O(C2H4O)30H 등을 들 수 있다.
이들은, 1종 단독으로 사용하더라도 좋고, 2종 이상을 병용하더라도 좋지만, 후자의 경우, 1종 단독으로는 상기 기록용 잉크 속에 용해되기 어려운 경우에 유효하며, 상기 기록용 잉크에의 용해성을 향상시킬 수 있다는 점에서 유리하다. 상기 폴리옥시에틸렌알킬에테르 계면활성제로서는 시판되는 제품을 사용하더라도 좋으며, 이 시판되는 제품으로서는 예컨대, BT 시리즈(닛코케미칼즈(주) 제조), 소푸타놀 시리즈(니혼쇼쿠바이(주) 제조), 디스파놀(니혼유시(주) 제조) 등을 들 수 있다.
상기 폴리옥시에틸렌알킬에테르아세트산염 계면활성제로서는 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절하게 선택할 수 있으며, 예컨대, 일반식, CnHn+lO(CmH2mO)lCH2COOH(다만, 이 일반식 중, n, m 및 l은 정수를 나타냄)으로 나타내어지는 화합물에서 선택되는 것이 바람직하며, 구체적으로는, C8H17O(C2H 4O)3CH2COOH, C10H21O(C2H4O)4CH2COOH, C12H 25O(C2H4O)3CH2COOH, C12H25O(C 2H4O)4CH2COOH, C12H25O(C2H4O)5CH2COOH, C12H 25O(C2H4O)12CH2COOH, C13H27O(C 2H4O)3CH2COOH, C13H27O(C2H4O)5CH2COOH, C13H 27O(C2H4O)7CH2COOH, C13H27O(C 2H4O)9CH2COOH, C13H27O(C2H4O)12CH2COOH, C14 H29O(C2H4O)3CH2COOH, C14H29 O(C2H4O)12CH2COOH 등을 들 수 있다.
이들은 1종 단독으로 사용하더라도 좋고, 2종 이상을 병용하더라도 좋다. 후자의 경우, 1종 단독으로는 상기 기록용 잉크 속에 용해되기 어려운 경우에 유효하며, 상기 기록용 잉크에의 용해성을 향상시킬 수 있다는 점에서 유리하다. 한편, 합성시의 부생성물로서 생성되는 무기염은 이온 교환 수지 등을 이용하여 정제 제거할 수 있다. 상기 폴리옥시에틸렌알킬에테르아세트산염 계면활성제는 시판되는 제품을 사용하더라도 좋으며, 상기 시판되는 제품으로서는 예컨대, NIKKOL ECT 시리즈, NIKKOL AKYPO 시리즈(닛코케미칼즈(주) 제조), 뷰라이트 시리즈(산요가세이고교(주) 제조) 등을 들 수 있다.
상기 계면활성제의 상기 기록용 잉크에 있어서의 함유량은 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절하게 선택할 수 있으며, 예컨대, 0.05∼10 질량%가 바람직하고, 0.1∼5 질량%가 보다 바람직하며, 0.1∼3 질량%가 특히 바람직하다.
상기 계면활성제가 상기 기록용 잉크 중에 함유되어 있으면, 기록재(종이 등)에의 침투성을 높여 속건성으로 할 수 있어, 문자 번짐, 경계 번짐 등을 억제할 수 있으며, 상기 계면활성제의 함유량이 0.05 질량% 미만이면, 기록지에의 침투성이 충분하지 못한 경우가 있고, 10 질량%를 넘으면, 기록용 잉크의 증점이나, 계면활성제 자체의 저온에서의 석출이 생기는 경우가 있다.
- 침투제 -
상기 침투제로서는 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절하게 선택할 수 있으며, 예컨대, 2,2,4-트리메틸-1,3-펜탄디올, 2-에틸-1,3-헥산디올 등을 들 수 있다. 이들은 1종 단독으로 사용하더라도 좋고, 2종 이상을 병용하더라도 좋다.
상기 침투제의 상기 기록용 잉크에 있어서의 함유량은 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절하게 선택할 수 있으며, 예컨대, 0.1∼5.0 질량%가 바람직하고, 2.0∼4.0 질량%가 보다 바람직하다.
상기 침투제가 상기 기록용 잉크에 함유되어 있으면, 고속 인자를 할 때라도 번짐을 저감할 수 있으며, 또한, 토출 안정성 및 토출 응답성을 향상시킬 수 있고, 상기 함유량이 0.1 질량% 미만이면, 속건성을 얻을 수 없어 화상에 번짐이 생기는 경우가 있고, 5.0 질량%을 넘으면, 상기 착색제의 분산 안정성이 손상되어, 노즐의 눈이 막히기 쉽게 되거나, 또, 기록 매체에의 침투성이 필요 이상으로 높아져, 화상 농도의 저하나 인쇄물 이면의 글자 등이 희미하게 비춰 보이는 등이 발생하는 경우가 있다.
- 소포제 -
상기 소포제로서는 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절하게 선택할 수 있으며, 예컨대, 실리콘 소포제, 폴리에테르 소포제, 지방산에스테르 소포제 등을 적합하게 들 수 있다. 이들은 1종 단독으로 사용하더라도 좋고, 2종 이상을 병용하더라도 좋다. 이들 중에서도 거품 파괴 효과가 우수하다는 점에서 실리콘 소포제가 바람직하다.
상기 실리콘 소포제로서는 예컨대, 오일형 실리콘 소포제, 컴파운드형 실리콘 소포제, 자기 유화형 실리콘 소포제, 에멀젼형 실리콘 소포제, 변성 실리콘 소포제 등을 들 수 있다. 상기 변성 실리콘 소포제로서는 예컨대, 아미노 변성 실리콘 소포제, 카르비놀 변성 실리콘 소포제, 메타크릴 변성 실리콘 소포제, 폴리에테르 변성실리콘 소포제, 알킬 변성 실리콘 소포제, 고급지방산에스테르 변성 실리콘 소포제, 알킬렌옥사이드 변성 실리콘 소포제 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 수계 매체인 상기 기록용 잉크에 사용한다는 점을 고려하면, 상기 자기 유화형 실리콘 소포제, 상기 에멀젼형 실리콘 소포제 등이 바람직하다.
상기 소포제로서는 시판되는 제품을 사용하더라도 좋으며, 그 시판품으로서는 신에츠가가쿠고교(주) 제조의 실리콘 소포제(KS508, KS531, KM72, KM85 등), 도레이다우코닝(주) 제조의 실리콘 소포제(Q2-3183A, SH5510 등), 니혼유니카(주) 제조의 실리콘 소포제(SAG30 등), 아사히덴카고교(주) 제조의 소포제(아데카네트 시리즈 등) 등을 들 수 있다.
상기 소포제의 상기 기록용 잉크에 있어서의 함유량은 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절하게 선택할 수 있으며, 예컨대, 0.001∼3 질량%가 바람직하고, 0.05∼0.5 질량%가 보다 바람직하다.
상기 소포제가 상기 기록용 잉크 중에 함유되어 있으면, 특히 시간 경과에 따른 저장 안정성이나 토출 안정성이 우수하며, 상기 함유량이 0.001 질량% 미만이면, 함유 효과가 충분하지 못한 경우가 있고, 3 질량%를 넘으면, 눈막힘의 원인이 되기 쉬워, 상기 기록용 잉크의 신뢰성이 나빠지는 경우가 있다.
한편 상기 소포제로서, 거품 파괴 효과를 높인다는 관점에서 무기 미립자를 다량으로 함유하는 것을 사용하는 경우, 그 소포제를 이용한 상기 기록용 잉크가, 입경이 0.5 ㎛ 이상인 조대 입자를 3.0 ×107(개/5 ㎕) 이하 포함하고, 또한 상기 조대 입자에 있어서 입경이 1 ㎛ 이상 5 ㎛ 미만인 입자의 양이 1 개수% 이하일 필요가 있으므로, 상기 무기 미립자를 필요에 따라서 적절하게 제거하거나 하면 좋다.
본 발명에서는, 상기 기록용 잉크의 저장 안정성·토출 안정성을 확보할 목적으로, 상기 기록용 잉크에 습윤제를 첨가해 두는 것이 바람직하다. 상기 습윤제로서는 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절하게 선택할 수 있으며, 예컨대, 다가알콜알킬에테르류, 다가알콜아릴에테르류 등을 들 수 있다. 이들은 1종 단독으로 사용하더라도 좋고, 2종 이상을 병용하더라도 좋다.
상기 다가알콜알킬에테르류로서는 예컨대, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르, 테트라에틸렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노에틸에테르 등을 들 수 있다.
상기 다가알콜아릴에테르류로서는 예컨대, 에틸렌글리콜모노페닐에테르, 에틸렌글리콜모노벤질에테르 등을 들 수 있다.
상기 습윤제의 상기 기록용 잉크에 있어서의 함유량은 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절하게 선택할 수 있는데, 5∼40 질량%가 바람직하고, 15∼35 질 량%가 보다 바람직하다.
상기 습윤제가 상기 기록용 잉크에 함유되어 있으면, 그 기록용 잉크의 수분 증발이 억제되어, 노즐의 잉크 토출구에서의 상기 착색제의 석출, 점도 상승에 의한 토출 불량 등을 효과적으로 억제할 수 있어, 토출 신뢰성이 높은 기록용 잉크를 얻을 수 있으며, 상기 함유량이 5 질량% 미만이면, 사용에 의한 효과가 부족하게 되는 경우가 있고, 40 질량%를 넘으면, 수성잉크의 점도가 높아져 버려, 토출 안정성에 영향을 주게 되는 경우가 있다.
상기 습윤제를 상기 기록용 잉크에 첨가시키는 경우, 상기 습윤제와 수용성 유기 용매를 적합하게 병용할 수 있다. 상기 수용성 유기 용매로서는 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절하게 선택할 수 있으며, 예컨대, 다가알콜류, 함질소 복소환 화합물, 아미드류, 아민류, 함유황 화합물류, 프로필렌카르보네이트, 탄산에틸렌, γ-부티로락톤 등을 들 수 있다. 이들은 1종 단독으로 사용하더라도 좋고, 2종 이상을 병용하더라도 좋다. 상기 수용성 유기 용매는 상기 기록용 잉크에 있어서의 수분증발을 억제한다는 관점에서는, 상기 습윤제와 함께 수용성 유기 용매를 병용하는 것이 바람직하다.
상기 다가알콜로서는 예컨대, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 1,3부탄디올, 1,5펜탄디올, 1,6헥산디올, 글리세롤, 1,2,6-헥산트리올, 1,2,4-부탄트리올, 1,2,3-부탄트리올, 페트리올 등을 들 수 있다.
상기 함질소 복소환 화합물로서는 예컨대, N-메틸-2-피롤리돈, N-히드록시에 틸-2-피롤리돈, 2-피롤리돈, 1,3-디메틸이미다졸리디논, ε-카프로락탐 등을 들 수 있다.
상기 아미드류로서는 예컨대, 포름아미드, N-메틸포름아미드, 포름아미드, N,N-디메틸포름아미드 등을 들 수 있다.
상기 아민류로서는 예컨대, 모노에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 모노에틸아민, 디에틸아민, 트리에틸아민 등을 들 수 있다.
상기 함유황 화합물류로서는 예컨대, 디메틸설폭시드, 설포란, 티오디에탄올 등을 들 수 있다.
상기 그 밖의 성분으로서는, 특별히 제한은 없고, 필요에 따라서 적절하게 선택할 수 있으며, 예컨대, pH 조정제, 곰팡이 방지제, 방부제, 녹 방지제, 산화 방지제, 자외선 흡수제, 산소 흡수제, 광 안정화제 등을 들 수 있다.
상기 pH 조정제로서는 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절하게 선택할 수 있으며, 예컨대, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화리튬, 황산나트륨, 아세트산염, 유산염, 안식향산염, 트리에탄올아민, 암모니아, 2-아미노-2-메틸-1-프로판올(AMP), 인산암모늄, 인산나트륨, 인산리튬 등의 알칼리, 아세트산, 염산, 질산, 황산, 인산, 프로피온산, p-톨루엔슬폰산 등의 유기산 또는 무기산 등을 들 수 있다.
상기 곰팡이 방지제로서는 예컨대, 아세트산나트륨(일본 특허 공개 소52-12008호 공보, 일본 특허 공개 소55-65268호 공보), 2-피리딘티올-1-옥사이드나트륨염(소디움오마딘)(일본 특허 공개 소57-174359호 공보), 1,2-벤즈이소티아졸린-3-온(일본 특허 공개 소52-12009호 공보), 6-아세톡시-2,4-디메틸-m-디옥산(일본 특허 공개 소59-215369호 공보), 소르브산소다(일본 특허 공개 소61-179275호 공보), 이소프로필메틸페놀, 4-크로르-3,5-디메틸페놀(일본 특허 공개 소54-81902호 공보), 안식향산알칼리염, 글루콘산클로르헥시딘, 5-클로로-2-메틸-4-이소티아졸린-3-온, p-옥시안식향산에스테르류 등을 들 수 있다. 이들은 1종 단독으로 사용하더라도 좋고, 2종 이상을 병용하더라도 좋다.
상기 산화방지제로서는 예컨대, 페놀계 산화방지제(입체장애 페놀계 산화방지제를 포함함), 아민계 산화방지제, 유황계 산화방지제, 인계 산화방지제 등을 들 수 있다.
상기 페놀계 산화방지제(힌더드 페놀계 산화방지제를 포함함)으로서는 예컨대, 부틸화히드록시아니솔, 2,6-디-tert-부틸-4-에틸페놀, 스테아릴-β-(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트, 2,2'-메틸렌비스(4-메틸-6-tert-부틸페놀), 2,2'-메틸렌비스(4-에틸-6-tert-부틸페놀), 4,4'-부틸리덴비스(3-메틸-6-tert-부틸페놀), 3,9-비스[1,1-디메틸-2-[β-(3-tert-부틸-4-히드록시-5-메틸페닐)프로피오닐옥시]에틸]2,4,8,10-테트라익사스피로[5,5]운데칸, 1,1,3-트리스(2-메틸-4-히드록시-5-tert-부틸페닐)부탄, 1,3,5-트리메틸-2,4,6-트리스(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시벤질)벤젠, 테트라키스[메틸렌-3-(3',5'-디-tert-부틸-4'-히드록시페닐)프로피오네이트]메탄 등을 들 수 있다.
상기 아민계 산화방지제로서는 페닐-β-나프틸아민, α-나프틸아민, N,N'-디- sec-부틸-p-페닐렌디아민, 페노티아진, N,N'-디페닐-p-페닐렌디아민, 2,6-디-tert-부틸-p-크레졸, 2,6-디-tert-부틸페놀, 2,4-디메틸-6-tert-부틸-페놀, 부틸히 드록시아니솔, 2,2'-메틸렌비스(4-메틸-6-tert-부틸페놀), 4,4'-부틸리덴비스(3-메틸-6-tert-부틸페놀), 4,4'-티오비스(3-메틸-6-tert-부틸페놀), 테트라키스[메틸렌-3(3,5-디-tert-부틸-4-디히드로키페닐)프로피오네이트]메탄, 1,1,3-트리스(2-메틸-4-히드록시-5-tert-부틸페닐)부탄 등을 들 수 있다.
상기 유황계 산화방지제로서는 디라우릴3,3'-티오디프로피오네이트, 디스테아릴티오디프로피오네이트, 라우릴스테아릴티오디프로피오네이트, 디밀리스틸3,3'-티오디프로피오네이트, 디스테아릴β,β'-티오디프로피오네이트, 2-머캅토벤조이미다졸, 디라우릴설파이드 등을 들 수 있다.
상기 인계 산화방지제로서는 트리페닐포스파이트, 옥타데실포스파이트, 트리이소데실포스파이트, 트리라우릴트리티오포스파이트, 트리노닐페닐포스파이트 등을 들 수 있다.
상기 자외선 흡수제로서는 예컨대, 벤조페논계 자외선 흡수제, 벤조트리아졸계 자외선 흡수제, 살리실레이트계 자외선 흡수제, 시아노아크릴레이트계 자외선 흡수제, 니켈착염계 자외선 흡수제 등을 들 수 있다.
상기 벤조페논계 자외선 흡수제로서는 예컨대, 2-히드록시-4-n-옥톡시벤조페논, 2-히드록시-4-n-도데실옥시벤조페논, 2,4-디히드록시벤조페논, 2-히드록시-4-메톡시벤조페논, 2,2',4,4'-테트라히드록시벤조페논 등을 들 수 있다.
상기 벤조트리아졸계 자외선 흡수제로서는 예컨대, 2-(2'-히드록시-5'-tert-옥틸페닐)벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-5'-메틸페닐)벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-4'-옥톡시페닐)벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-3'-tert-부틸-5'-메틸페닐)-5-클 로로벤조트리아졸 등을 들 수 있다.
상기 살리실레이트계 자외선 흡수제로서는 예컨대, 페닐살리실레이트, p-tert-부틸페닐살리실레이트, p-옥틸페닐살리실레이트 등을 들 수 있다.
시아노아크릴레이트계 자외선 흡수제로서는 에틸-2-시아노-3,3'-디페닐아크릴레이트, 메틸-2-시아노-3-메틸-3-(p-메톡시페닐)아크릴레이트, 부틸-2-시아노-3-메틸-3-(p-메톡시페닐)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
상기 니켈착염계 자외선 흡수제로서는 니켈비스(옥틸페닐)설파이드, 2,2'-티오비스(4-tert-옥틸페레이트)-n-부틸아민니켈(II), 2,2'-티오비스(4-tert-옥틸페레이트)-2-에틸헥실아민니켈(II), 2,2'-티오비스(4-tert-옥틸페레이트)트리에탄올아민니켈(II) 등을 들 수 있다.
본 발명의 기록용 잉크의 물성은 특별히 제한은 없지만, 예컨대, 표면 장력, 점도, 도전율, pH 등이 이하의 범위인 것이 바람직하다.
상기 표면 장력은 20℃에서 25∼55 mN/m가 바람직하다. 상기 표면 장력이 25 mN/m 미만이면, 종이 위에서의 번짐이 현저하게 되어, 안정된 분사를 얻지 못하는 경우가 있고, 55 mN/m을 넘으면, 종이에의 잉크 침투가 충분히 일어나지 않아, 건조 시간의 장기화를 초래하는 경우가 있다.
상기 점도는 25℃에서 3∼12 mPa·s가 바람직하고, 6∼10 mPa·s가 보다 바람직하다. 상기 점도가 3 mPa·s 미만면, 화상에 번짐이 생기는 경우가 있고, 12 mPa·s를 넘으면, 토출 안정성의 확보가 곤란하게 되는 경우가 있다.
상기 도전율은 예컨대, 0.5 S/m 이하가 바람직하고, 0.005∼0.4 S/m가 보다 바람직하다.
상기 pH는 예컨대, 7∼10이 바람직하다.
본 발명의 기록용 잉크의 착색은 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절하게 선택할 수 있으며, 옐로우, 마젠타, 시안, 블랙 등을 들 수 있다. 이들 착색을 2종 이상 병용한 잉크 세트를 사용하여 기록을 하면, 다색 화상을 형성할 수 있고, 전색 병용한 잉크 세트를 사용하여 기록을 하면, 풀 컬러 화상을 형성할 수 있다.
본 발명의 기록용 잉크는 각종 분야에서 적합하게 사용할 수 있으며, 잉크젯 기록 방식에 의한 화상 형성 장치(프린터 등)에 있어서 적합하게 사용할 수 있고, 예컨대, 인자 또는 인자 전후에 피기록 용지 및 상기 기록용 잉크를 50∼200℃에서 가열하여, 인자 정착을 촉진하는 기능을 갖는 것인 프린터 등에 사용할 수도 있고, 이하의 본 발명의 잉크 카트리지, 잉크 기록물, 잉크젯 기록 장치, 잉크젯 기록 방법에 특히 적합하게 사용할 수 있다.
본 발명의 기록용 잉크는 공지의 방법에 따라서 제조할 수 있지만, 이하의 본 발명의 기록용 잉크의 제조 방법에 의해 적합하게 제조할 수 있다.
(기록용 잉크의 제조 방법)
본 발명의 기록용 잉크의 제조 방법은 잉크액 조제 단계 및 조대 입자 조정 단계를 적어도 포함하며, 또한 필요에 따라서 적절하게 선택한 그 밖의 단계를 포함한다.
상기 잉크액 조제 단계는 상술한 착색제, 상술한 계면활성제, 상술한 침투제, 상술한 소포제, 또 목적에 따라서 적절하게 선택한 상기 그 밖의 성분을 혼합 하여 잉크액을 조제하는 단계이다.
상기 혼합의 방법·조건은 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절하게 선택할 수 있으며, 공지된 혼합 장치, 교반 장치 등을 이용하여 행할 수 있다.
상기 조대 입자 조정 단계는 상기 잉크액에 대하여, 원심 분리, 한외여과 및 필터 여과의 적어도 어느 하나를 실시하여, 입경이 0.5 ㎛ 이상인 조대 입자를 3.0 ×107(개/5 ㎕) 이하로 하고, 또한 상기 조대 입자에 있어서 입경이 1 ㎛ 이상 5 ㎛ 미만인 입자의 양을 1 개수% 이하로 하는 단계이다.
상기 원심 분리, 상기 한외여과 및 상기 필터 여과는 단독으로 실시하더라도 좋고, 조합하여 실시하더라도 좋으며, 또한 그 횟수는 1회라도 좋고, 여러 번이라도 좋다.
상기 원심 분리는 예컨대, 공지의 원심 분리 장치(예컨대, (주)간사이엔심분리끼세이사쿠쇼 제조 고속 원심 분리기 등) 등을 이용하여 실시할 수 있으며, 그 조건은 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절하게 선택할 수 있으며, 예컨대, 800 rpm에서 15분간 등을 들 수 있다.
상기 한외여과는 여과에 의해서 콜로이드 입자를 분산매로부터 분리하는 여과 조작으로, 예컨대, 콜로디온막, 젤라틴막, 셀로판막, 규산막 등의 한외여과막을 이용하여 가압하에서 적합하게 실시할 수 있다.
상기 필터 여과는 예컨대, 평균 구멍 지름이 1.2∼5.0 ㎛인 멤브레인 필터 등을 이용하여 적합하게 실시할 수 있다.
이상의 본 발명의 기록용 잉크의 제조 방법에 의해, 본 발명의 상기 기록용 잉크가 효율적으로 제조된다.
(잉크 카트리지)
본 발명의 잉크 카트리지는 본 발명의 상기 기록용 잉크를 용기 속에 수용하여 이루어지며, 또 필요에 따라서 적절하게 선택한 그 밖의 부재 등을 지닌다.
상기 용기는 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 그 형상, 구조, 크기, 재질 등을 적절하게 선택할 수 있으며, 예컨대, 알루미늄 라미네이트 필름, 수지 필름 등으로 형성된 잉크 주머니 등을 적어도 갖는 것 등을 적합하게 들 수 있다.
본 발명의 잉크 카트리지의 한 형태에 관해서 도면을 참조하면서 설명한다. 도 1에 도시하는 잉크 카트리지(1)는 기록용 잉크를 내부에 수용하는 잉크 주머니(2)와, 잉크 주머니(2)를 수납하는 케이스(3)를 갖는다. 잉크 주머니(2)는 알루미늄 라미네이트 필름으로 이루어지는 대략 장방형의 가요성을 갖는 주머니 형상부를 지니고, 내부에 본 발명의 상기 기록용 잉크를 충전한 상태로 수용한다. 케이스(3)는 제1 케이스(11), 제2 케이스(12), 제3 케이스(13)로 형성된다. 잉크 카트리지(1)에 있어서는 제1 케이스(11)와 제2 케이스(12)가 나사 부재(82)에 의해서 조여 고정된다.
본 발명의 잉크 카트리지는 본 발명의 상기 기록용 잉크(잉크 세트)를 수용하며, 각종 잉크젯 기록 장치에 착탈 가능하게 장착하여 이용할 수 있고, 또한, 후술하는 본 발명의 잉크젯 기록 장치에 착탈 가능하게 장착하여 이용하는 것이 특히 바람직하다.
(잉크젯 기록 장치 및 잉크젯 기록 방법)
본 발명의 잉크젯 기록 장치는 잉크 비상 수단을 적어도 지니며, 또 필요에 따라서 적절하게 선택한 그 밖의 수단, 예컨대, 자극 발생 수단, 제어 수단 등을 지니게 된다.
본 발명의 잉크젯 기록 방법은 잉크 비상 단계를 적어도 포함하며, 또 필요에 따라서 적절하게 선택한 그 밖의 단계, 예컨대, 자극 발생 단계, 제어 단계 등을 포함한다.
본 발명의 잉크젯 기록 방법은 본 발명의 잉크젯 기록 장치에 의해 적합하게 실시할 수 있으며, 상기 잉크 비상 단계는 상기 잉크 비상 수단에 의해 적합하게 행할 수 있다. 또한, 상기 그 밖의 단계는 상기 그 밖의 수단에 의해 적합하게 행할 수 있다.
- 잉크 비상 단계 및 잉크 비상 수단 -
상기 잉크 비상 단계는 상기 본 발명의 기록용 잉크에 자극을 인가하여, 그 기록용 잉크를 비상시켜 화상을 형성하는 단계이다.
상기 잉크 비상 수단은 상기 본 발명의 기록용 잉크에 자극을 인가하여, 그 기록용 잉크를 비상시켜 화상을 형성하는 수단이다. 상기 잉크 비상 수단으로서는, 특별히 제한은 없고, 예컨대, 잉크 토출용의 각종 노즐 등을 들 수 있다.
상기 자극은 예컨대, 상기 자극 발생 수단에 의해 발생시킬 수 있으며, 그 자극으로서는 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절하게 선택할 수 있고, 열(온도),압력, 진동, 빛 등을 들 수 있다. 이들은 1종 단독으로 사용하더라도 좋고, 2 종 이상을 병용하더라도 좋다. 이들 중에서도 열, 압력을 적합하게 들 수 있다.
한편, 상기 자극 발생 수단으로서는 예컨대, 가열 장치, 가압 장치, 압전 소자, 진동 발생 장치, 초음파 발진기, 라이트 등을 들 수 있고, 구체적으로는 예컨대, 압전 소자 등의 압전 액츄에이터, 발열 저항체 등의 전기 열변환 소자를 이용하여 액체의 막 비등에 의한 상변화를 이용하는 서멀 액츄에이터, 온도 변화에 의한 금속 상변화를 이용하는 형상 기억 합금 액츄에이터, 정전력을 이용하는 정전 액츄에이터 등을 들 수 있다.
상기 기록용 잉크의 비상 형태는 특별히 제한은 없고, 상기 자극의 종류 등에 따라 다르며, 예컨대, 상기 자극이 「열」인 경우, 기록 헤드 내의 상기 기록용 잉크에 대해, 기록 신호에 대응한 열에너지를 예컨대 서멀 헤드 등을 이용하여 부여하고, 그 열에너지에 의해 상기 기록용 잉크에 기포를 발생시켜, 그 기포의 압력에 의해, 상기 기록 헤드의 노즐 구멍으로부터 상기 기록용 잉크를 액적으로서 토출 분사시키는 방법 등을 들 수 있다. 또한, 상기 자극이 「압력」인 경우, 예컨대 기록 헤드내의 잉크 유로 내에 있는 압력실이라 불리는 위치에 접착된 압전 소자에 전압을 인가함으로써, 압전 소자가 휘어져, 압력실의 용적이 축소되어, 상기 기록 헤드의 노즐 구멍으로부터 상기 기록용 잉크를 액적으로서 토출 분사시키는 방법 등을 들 수 있다.
상기 비상시키는 상기 기록용 잉크의 액적은 그 크기가 예컨대 3∼40 pl로 하는 것이 바람직하고, 그 토출 분사의 속도는 5∼20 m/s로 하는 것이 바람직하며, 그 구동 주파수는 1 kHz 이상으로 하는 것이 바람직하고, 그 해상도는 300 dpi 이 상으로 하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 제어 수단은 상기 각 수단의 움직임을 제어할 수 있는 한 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절하게 선택할 수 있으며, 예컨대, 시크 엔진, 컴퓨터 등의 기기를 들 수 있다.
본 발명의 잉크젯 기록 장치에 의해 본 발명의 잉크젯 기록 방법을 실시하는 한 형태에 관해서 도면을 참조하면서 설명한다. 도 2에 도시하는 잉크젯 기록 장치는 장치 본체(101)와, 장치 본체(101)에 장착한 용지를 장전하기 위한 급지 트레이(102)와, 장치 본체(101)에 장착되어 화상이 기록(형성)된 용지를 스톡하기 위한 배지 트레이(103)와, 잉크 카트리지 장전부(104)를 갖는다. 잉크 카트리지 장전부(104)의 상면에는 조작키나 표시기 등의 조작부(105)가 배치되어 있다. 잉크 카트리지 장전부(104)는 잉크 카트리지(1)를 탈착하기 위한 개폐 가능한 정면 커버(115)를 갖고 있다.
장치 본체(101) 내에는 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 도시하지 않고 있는 좌우의 측판에 가로로 걸쳐놓은 가이드 부재인 가이드 로드(131)와 스테이(132)에 의해 캐리지(133)를 메인 주사 방향으로 미끄럼 이동 가능하게 유지하여, 메인 주사 모터(도시되지 않음)에 의해서 도 4에서 화살표 방향으로 이동 주사한다.
캐리지(133)에는 옐로우(Y), 시안(C), 마젠타(M), 블랙(Bk)의 각 색의 기록용 잉크 방울을 토출하는 4개의 잉크젯 기록용 헤드로 이루어지는 기록 헤드(134)를 복수의 잉크 토출구를 메인 주사 방향과 교차하는 방향으로 배열하고, 잉크 방울 토출 방향을 아래쪽으로 향하게 하여 장착하고 있다.
기록 헤드(134)를 구성하는 잉크젯 기록용 헤드로서는 압전 소자 등의 압전 액츄에이터, 발열 저항체 등의 전기 열변환 소자를 이용하여 액체의 막비등에 의한 상변화를 이용하는 서멀 액츄에이터, 온도 변화에 의한 금속 상변화를 이용하는 형상 기억 합금 액츄에이터, 정전력을 이용하는 정전 액츄에이터 등을 기록용 잉크를 토출하기 위한 에너지 발생 수단으로서 구비한 것 등을 사용할 수 있다.
또한, 캐리지(133)에는 기록 헤드(134)에 각 색의 잉크를 공급하기 위한 각 색의 서브 탱크(135)를 탑재하고 있다. 서브 탱크(135)에는 도시하지 않는 기록용 잉크 공급 튜브를 통해, 잉크 카트리지 장전부(105)에 장전된 본 발명의 잉크 카트리지(1)로부터 본 발명의 상기 기록용 잉크가 공급되어 보충된다.
한편, 급지 트레이(103)의 용지 적재부(압판)(141) 상에 적재한 용지(142)를 급지하기 위한 급지부로서, 용지 적재부(141)로부터 용지(142)를 1장씩 분리 급송하는 반월 회전자(급지 회전자(143)) 및 급지 회전자(143)에 대향하여, 마찰 계수가 큰 재질로 이루어지는 분리 패드(144)를 갖추고, 이 분리 패드(144)는 급지 회전자(143) 측에 압박되고 있다.
이 급지부로부터 급지된 용지(142)를 기록 헤드(134)의 아래쪽 측에서 반송하기위한 반송부로서, 용지(142)를 정전 흡착하여 반송하기 위한 반송 벨트(151)와, 급지부로부터 가이드(145)를 통해 보내지는 용지(142)를 반송 벨트(151)와의 사이에서 끼워 반송하기 위한 카운터 롤러(152)와, 대략 연직 상측으로 보내지는 용지(142)를 대략 90° 방향 전환시켜 반송 벨트(151) 위로 따르게 하기 위한 반송 가이드(153)와, 누름 부재(154)에 의해 반송 벨트(151) 측으로 압박된 선단 가압 회전자(155)가 구비되고, 또한, 반송 벨트(151) 표면을 대전시키기 위한 대전 수단인 대전 롤러(156)가 구비되어 있다.
반송 벨트(151)는 무단형 벨트이며, 반송 롤러(157)와 텐션 롤러(158) 사이에 매어져 설치되고, 벨트 반송 방향으로 둘레 회전 가능하다. 반송 벨트(151)의 이면에는 기록 헤드(134)에 의한 인사(印寫) 영역에 대응하여 가이드 부재(161)가 배치되어 있다. 한편, 기록 헤드(134)에 의해 기록된 용지(142)를 배지하기 위한 종이 배출부로서, 반송 벨트(151)로부터 용지(142)를 분리하기 위한 분리 발톱(171)과, 배지 롤러(172) 및 배지 회전자(173)가 구비되어 있고, 배지 롤러(172)의 아래쪽에 배지 트레이(103)가 배치되고 있다.
장치 본체(101)의 배면부에는 양면 급지 유닛(181)이 착탈이 자유롭게 장착되어 있다. 양면 급지 유닛(181)은 반송 벨트(151)의 역방향 회전에 의해 되돌려지는 용지(142)를 받아들여 반전시켜 재차 카운터 롤러(152)와 반송 벨트(151) 사이에 급지한다. 한편, 양면 급지 유닛(181)의 상면에는 수동 급지부(182)가 설치되어 있다.
이 잉크젯 기록 장치에 있어서는, 급지부로부터 용지(142)가 1장씩 분리 급지되어, 대략 연직 위쪽으로 급지된 용지(142)는 가이드(145)에 의해 안내되어, 반송 벨트(151)와 카운터 롤러(152) 사이에 끼워져 반송된다. 더욱이 선단을 반송 가이드(153)에 의해 안내 받아 선단 가압 회전자(155)에 의해 반송 벨트(151)에 밀어붙여져, 대략 90° 반송 방향에서 전환된다.
이 때, 대전 롤러(156)에 의해서 반송 벨트(157)가 대전되고 있으며, 용지 (142)는 반송 벨트(151)에 정전 흡착되어 반송된다. 그래서, 캐리지(133)를 이동시키면서 화상 신호에 따라서 기록 헤드(134)를 구동함으로써, 정지하고 있는 용지(142)에 잉크 방울을 토출하여 1행분을 기록하고, 용지(142)를 소정량 반송한 후, 다음 행의 기록을 한다. 기록 종료 신호 또는 용지(142)의 후단이 기록 영역에 도달한 신호를 받음으로써, 기록 동작을 종료하고, 용지(142)를 배지 트레이(103)에 배지한다.
그리고, 서브 탱크(135) 내의 기록용 잉크의 잔량 니어엔드가 검지되면, 잉크 카트리지(1)로부터 소요량의 기록용 잉크가 서브 탱크(135)에 보급된다.
이 잉크젯 기록 장치에서는, 본 발명의 잉크 카트리지(1) 중의 기록용 잉크를 다 썼을 때에는 잉크 카트리지(1)에 있어서의 케이스(3)를 분해하여 내부의 잉크 주머니(2)만을 교환할 수 있다. 또한, 잉크 카트리지(1)는 세로 배치로 전면 장전 구성으로 하여도, 안정적으로 기록용 잉크를 공급할 수 있다. 따라서, 장치 본체(101)의 상측이 막혀 설치되어 있는 경우, 예컨대, 랙 내에 수납하거나 혹은 장치 본체(101)의 상면에 물건이 놓여져 있는 경우라도, 잉크 카트리지(1)의 교환을 용이하게 행할 수 있다.
한편, 여기서는 캐리지가 주사하는 시리얼형(셔틀형) 잉크젯 기록 장치에 적용한 예를 가지고 설명했지만, 라인형 헤드를 갖춘 라인형 잉크젯 기록 장치에도 마찬가지로 적용할 수 있다.
또한, 본 발명의 잉크젯 기록 장치 및 잉크젯 기록 방법은 잉크젯 기록 방식에 의한 각종 기록에 적용할 수 있으며, 예컨대, 잉크젯 기록용 프린터, 팩시밀리 장치, 복사 장치, 프린터/팩시밀리/카피 앤드 페이스트 복합기 등에 특히 적합하게 적용할 수 있다.
(기록물)
본 발명의 잉크젯 기록 장치 및 잉크젯 기록 방법에 의해 기록된 기록물은 본 발명의 기록물이다. 본 발명의 기록물은 기록재 위에 본 발명의 상기 기록용 잉크를 이용하여 형성된 화상을 지니어 이루어진다.
상기 기록재로서는 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절하게 선택할 수 있으며, 예컨대, 일반지, 광택지, 특수지, 천, 필름, OHP 시트 등을 들 수 있다. 이들은 1종 단독으로 사용하더라도 좋고, 2종 이상을 병용하더라도 좋다.
상기 기록물은 고화질이며 번짐이 없고, 시간 경과에 따른 안정성이 우수하여, 각종 인자 내지 화상이 기록된 자료 등으로서 각종 용도에 적합하게 사용할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 관해서 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 하등 한정되는 것이 아니다.
(실시예 1)
- 블랙 잉크의 조제 -
상기 자기 분산형 안료로서의 블랙 안료(도요잉크사 제조, 「KM-9036」, 평균 입경 102 nm) 50 질량%, 글리세린 10 질량%, 1,3-부탄디올 15 질량%, 2-에틸-1,3-헥산디올 2 질량%, 2-피롤리돈 2 질량%, 계면활성제(C13H27O(C2H4 O)7H) 1 질량%, 자기 유화형 실리콘 소포제(신에츠가가쿠고교사 제조, 「KS508」) 0.1 질량% 및 이온 교환수(잔량)를 혼합하여, 실온에서 충분히 교반한 후, 평균 구멍 지름 1.2 ㎛의 멤브레인 필터를 이용하여 여과를 했다. 이상에 의해, 실시예 1의 블랙 잉크를 조제했다.
(실시예 2)
-옐로우 잉크의 조제 -
상기 안료로서의 C. I. 피그먼트 옐로우 97 30 질량%, 폴리옥시에틸렌올레일에테르황산암모늄 15 질량%, 에틸렌글리콜 30 질량% 및 순수한 물 잔량을 혼합한 후, 습식 샌드밀로 분산을 하고, 원심 분리 처리(800 rpm에서 15분간)에 의해 조대 입자를 제거하여, 평균 입경이 120 nm인 엘로우 안료 분산액(1)을 조제했다.
이어서, 상기 옐로우 안료 분산액(1) 20 질량%, 글리세린 5 질량%, 디에틸렌글리콜 15 질량%, 2,2,4-트리메틸-1,3-펜탄디올 2 질량%, 계면활성제(C13H27O(C2H4O)5CH2COOH)의 Na염 1 질량%, 실리콘 소포제(신에츠가가쿠고교사 제조, 「KS531」) 0.1 질량% 및 이온 교환수(잔량)를 혼합한 후, 실온에서 충분히 교반한 후, 평균 구멍 지름 1.2 ㎛의 멤브레인 필터를 이용하여 여과를 했다. 이상에 의해, 실시예 2의 옐로우 잉크를 조제했다.
(실시예 3)
- 마젠타 잉크의 조제 -
상기 안료로서의 C. I. 피그먼트 레드 122 30 질량%, 폴리옥시에틸렌올레일 에테르황산암모늄 15 질량%, 글리세린 30 질량%, 및 순수한 물 잔량을 혼합하여, 3라인 롤밀을 이용하여 분산을 하고, 원심 분리 처리(800 rpm에서 15분간)에 의해 조대 입자를 제거하여, 안료의 평균 입경이 150 nm인 마젠타 안료 분산액(2)을 조제했다.
이어서, 상기 마젠타 안료 분산액(2) 25 질량%, 글리세린 5 질량%, 디에틸렌글리콜 15 질량%, 2,2,4-트리메틸-1,3-펜탄디올 2 질량%, 계면활성제(C13H27O(C2H4O)5CH2COOH)의 Na염 1 질량%, 실리콘 소포제(신에츠가가쿠고교사 제조, 「KS531」) 0.1 질량% 및 이온 교환수(잔량)를 혼합하여, 실온에서 충분히 교반한 후, 평균 구멍 지름 1.2 ㎛의 멤브레인 필터를 이용하여 여과를 했다. 이상에 의해, 실시예 3의 마젠타 잉크를 조제했다.
(실시예 4)
- 시안 잉크의 조제 -
우선, 상기 안료로서의 C. I. 피그먼트 블루 15:3 30 질량%, 폴리옥시에틸렌올레일에테르황산암모늄 15 질량%, 에틸렌글리콜 30 질량% 및 순수한 물 잔량을 혼합하여, 습식 샌드밀을 이용해 분산을 하고, 원심 분리 처리(800 rpm에서 15분간)에 의해 조대 입자를 제거하여, 평균 입경이 100 nm인 시안 안료 분산액(3)을 조제했다.
이어서, 상기 시안 안료 분산액(3) 15 질량%, 글리세린 5 질량%, 디에틸렌글리콜 15 질량%, 2,2,4-트리메틸-1,3-펜탄디올 2 질량%, 계면활성제 (C13H27O(C2H4O)3CH2COOH)의 Na염 1 질량%, 실리콘 소포제(신에츠가가쿠고교사 제조, 「KS531」) 0.1 질량% 및 이온 교환수(잔량)를 혼합하여, 실온에서 충분히 교반한 후, 평균 구멍 지름 1.2 ㎛의 멤브레인 필터로 여과를 했다. 이상에 의해, 실시예 4의 시안 잉크를 조제했다.
(실시예 5)
- 시안 잉크의 조제 -
상기 안료로서의 자기 분산형의 C. I. 피그먼트 블루 15:3 20 질량부 및 설포란 70 질량부를 안에 넣고, 오일 배스 속에서 120℃로 한 후, 설파민산 10 질량부를 첨가하여 5시간 술폰화를 실시한 후, 냉각하여, 원심 분리 처리(800 rpm에서 15분간)에 의해 조대 입자를 제거하여, 입경이 110 nm인 시안 안료 분산액(4)을 조제했다.
이어서, 상기 시안 안료 분산액(4) 50 질량%, 글리세린 5 질량%, 디에틸렌글리콜 15 질량%, 2,2,4-트리메틸-1,3-펜탄디올 2 질량%, 계면활성제(C13H27O(C2H4O)5CH2COOH)의 Na염 1 질량%, 실리콘 소포제(신에츠가가쿠고교사 제조, 「KS531」) 0.1 질량% 및 이온 교환수(잔량)를 혼합하여, 실온에서 충분히 교반한 후, 평균 구멍 지름 1.2 ㎛인 멤브레인 필터를 이용하여 여과를 했다. 이상에 의해, 실시예 5의 시안 잉크를 조제했다.
(실시예 6)
- 중합체 용액(A)의 합성 -
기계식 교반기, 온도계, 질소 가스 도입관, 환류관 및 적하 로트를 갖춘 1 리터의 플라스크 속을 충분히 질소 가스 치환한 후, 스티렌 11.2 g, 아크릴산 2.8 g, 라우릴메타크릴레이트 12.0 g, 폴리에틸렌글리콜메타크릴레이트 4.0 g, 스티렌마크로마 4.0 g 및 머캅토에탄올 0.4 g을 혼합하여 혼합액을 조제하여, 65℃로 온도를 올렸다. 상기 혼합액에, 스티렌 100.8 g, 아크릴산 25.2 g, 라우릴메타크릴레이트 108.0 g, 폴리에틸렌글리콜메타크릴레이트 36.0 g, 히드록실에틸메타크릴레이트 60.0 g, 스티렌마크로마 36.0 g, 머캅토에탄올 3.6 g, 아조비스메틸발레로니트릴 2.4 g 및 메틸에틸케톤 18 g의 혼합 용액을 2.5 시간 걸쳐, 플라스크 내에 적하했다. 적하 종료후, 아조비스메틸발레로니트릴 0.8 g 및 메틸에틸케톤 18 g의 혼합 용액을 0.5시간 걸쳐, 플라스크 내에 적하했다. 65℃에서 1시간 숙성한 후, 아조비스메틸발레로니트릴 0.8 g을 첨가하여, 1시간 숙성시켰다. 반응 종료후, 플라스크 내에 메틸에틸케톤 364 g을 첨가했다. 이상에 의해, 농도가 50 질량%인 중합체 용액(A) 800 g을 합성했다.
- 안료 함유 중합체 미립자의 수분산체의 조제 -
상기 중합체 용액(A) 28 g, 상기 안료로서의 C. I. 피그먼트 엘로우 97 26 g, 1 mol/l의 수산화칼륨 수용액 13.6 g, 메틸에틸케톤 20 g 및 이온 교환수 13.6 g를 충분히 교반한 후, 롤밀을 이용하여 반죽했다. 얻어진 페이스트를 이온 교환수 200 g에 투입하여, 충분히 교반한 후, 증발기를 이용하여 메틸에틸케톤 및 물을 증류 수거한 후, 원심 분리 처리(800 rpm에서 15분간)에 의해, 옐로우 중합체 미립자 수분산체를 조제했다.
얻어진 옐로우 중합체 미립자 수분산체에 있어서의 옐로우 중합체 미립자의 평균 입경은 80 nm이며, 고형분량은 20 질량%이었다.
- 옐로우 잉크의 조제 -
이어서, 상기 옐로우 중합체 미립자 수분산체 40 질량%, 글리세린 5 질량%, 디에틸렌글리콜 15 질량%, 2,2,4-트리메틸-1,3-펜탄디올 2 질량%, 계면활성제(C13H27O(C2H4O)5CH2COOH)의 Na염 1 질량%, 실리콘 소포제(신에츠가가쿠고교사 제조, 「KS531」) 0.1 질량% 및 이온 교환수(잔량)를 혼합한 후, 실온에서 충분히 교반한 후, 평균 구멍 지름 1.2 ㎛의 멤브레인 필터를 이용하여 여과를 했다. 이상에 의해, 실시예 6의 엘로우 잉크를 조제했다.
(실시예 7)
- 안료 함유 중합체 미립자의 수분산체의 조제 -
실시예 6에 있어서, 상기 안료로서의 C. I. 피그먼트 엘로우 97을 C. I. 피그먼트 레드 122로 바꾼 것 이외에는 실시예 6과 같은 식으로 하여, 마젠타 중합체 미립자 수분산체를 조제했다.
얻어진 마젠타 중합체 미립자 수분산체에 있어서의 마젠타 중합체 미립자의 평균 입경은 150 nm이며, 고형분량은 20 질량%이었다.
- 마젠타 잉크의 조제 -
상기 마젠타 중합체 미립자 수분산체 50 질량%, 글리세린 5 질량%, 디에틸렌글리콜 15 질량%, 2,2,4-트리메틸-1,3-펜탄디올 2 질량%, 계면활성제 (C13H27O(C2H4O)5CH2COOH)의 Na염 1 질량%, 실리콘 소포제(신에츠가가쿠고교사 제조, 「KS531」) 0.1 질량% 및 이온 교환수(잔량)를 혼합하여, 실온에서 충분히 교반한 후, 평균 구멍 지름 1.2 ㎛의 멤브레인 필터로 여과를 했다. 이상에 의해, 실시예 7의 마젠타 잉크를 조제했다.
(실시예 8)
- 안료 함유 중합체 미립자의 수분산체의 조제 -
실시예 6에 있어서, 상기 안료로서의 C. I. 피그먼트 엘로우 97를 C. I. 피그먼트 블루 15:3으로 바꾼 것 이외에는 실시예 6과 같은 식으로 하여, 시안 중합체 미립자의 수분산체를 조제했다.
얻어진 시안 중합체 미립자 수분산체에 있어서의 시안 중합체 미립자의 평균 입경은 115 nm이며, 고형분량은 20 질량%이었다.
- 시안 잉크의 조제 -
상기 시안 중합체 미립자 수분산체 40 질량%, 글리세린 5 질량%, 디에틸렌글리콜 15 질량%, 2,2,4-트리메틸-1,3-펜탄디올 2 질량%, 계면활성제 (C13H27O(C2H4O)3CH2COOH)의 Na염 1 질량%, 실리콘 소포제(신에츠가가쿠고교사 제조, 「KS531」) 0.1 질량% 및 이온 교환수(잔량)를 혼합하여, 실온에서 충분히 교반한 후, 평균 구멍 지름 1.2 ㎛의 멤브레인 필터를 이용하여 여과를 했다. 이상에 의해, 실시예 8의 시안 잉크를 조제했다.
(비교예 1)
- 블랙 잉크의 조제 -
상기 착색제로서의 CAB-O-JET200(술폰기 부가형 안료, 평균 입경 130 nm, Cabot사 제조) 50 질량%, 글리세린 10 질량%, 디에틸렌글리콜 30 질량%, 2-에틸-1,3-헥산디올 2 질량%, 계면활성제 (C13H27O(C2H4O)3CH 2COOH)의 Na염 1 질량%, 실리콘 소포제(니혼유니카사 제조, 「SAG30」(에멀젼형)) 0.03 질량% 및 이온 교환수(잔량)를 혼합하여, 실온에서 충분히 교반한 후, 평균 구멍 지름 1.2 ㎛의 멤브레인 필터를 이용하여 여과를 했다. 이상에 의해, 비교예 1의 블랙 잉크를 조제했다.
(비교예 2)
- 옐로우 잉크의 조제 -
실시예 2에 있어서, 원심 분리 처리를 하지 않은 것 이외에는 실시예 2와 같은 식으로 하여, 비교예 2의 옐로우 잉크를 조제했다. 한편, 비교예 2의 옐로우 안료 분산액에 있어서의 안료의 평균 입경은 180 nm이었다.
(비교예 3)
- 마젠타 잉크의 조제 -
실시예 3에 있어서, 원심 분리 처리를 하지 않은 것 이외에는 실시예 3과 같은 식으로 하여, 비교예 3의 마젠타 잉크를 조제했다. 한편, 비교예 3의 마젠타 안료 분산액에 있어서의 안료의 평균 입경은 220 nm이었다.
(비교예 4)
- 시안 잉크의 조제 -
실시예 4에 있어서, 원심 분리 처리를 하지 않은 것 이외에는 실시예 4와 같은 식으로 하여, 비교예 4의 시안 잉크를 조제했다. 한편, 비교예 4의 시안 안료 분산액에 있어서의 안료의 평균 입경은 165 nm이었다.
(비교예 5)
- 시안 잉크의 조제 -
실시예 5에 있어서, 원심 분리 처리를 하지 않은 것 이외에는 실시예 5와 같은 식으로 하여, 비교예 5의 시안 잉크를 조제했다. 한편, 비교예 5의 시안 안료 분산액에 있어서의 안료의 평균 입경은 185 nm이었다.
얻어진 실시예 1∼8 및 비교예 1∼5의 각 기록용 잉크에 대해서, 이하의 평가를 했다. 결과를 표 1에 나타냈다.
<기록용 잉크 중의 조대 입자수의 측정>
AccuSizer 780(Particle Sizing Systems사 제조)에 의해, 각 기록용 잉크 5 ㎕ 중에 존재하는 입경 0.5 ㎛ 이상인 조대 입자수를 측정했다. 또한, 측정 데이터로부터 입경 0.5 ㎛ 이상 1 ㎛ 미만, 입경 1 ㎛ 이상 5 ㎛ 미만 및 입경 5 ㎛ 이상의 입자수를 산출하여, 총 조대 입자수에 차지하는 비율을 산출했다.
<토출 안정성(간헐 토출 안정성)>
실시예 및 비교예에서 제작한 기록용 잉크를 이용하여, 간헐 토출 안정성 평가를 했다.
평가기로서 잉크젯(IJ) 프린터 IPSiO Jet 300(주식회사리코 제조)을 사용하여, 일정 시간 토출을 하지 않는 상태에서 캐리지를 스캔(공 스캔)시킨 후, IJ용 코트지 위에 전체 노즐 각 20적(滴) 인자했다. 그 후, 회복 동작(퍼지 50적)을 하는 평가를 10회 반복했다. 공 스캔 시간은 5초, 15초, 30초, 및 60초의 4단계로 실시했다. 평가는 20적의 인자 중의 특히 제1적의 도트 분사 방향에 대해서 확대 사진을 찍어, 눈으로 확인하여 이하의 기준으로 평가했다.
〔제1적의 도트 분사 방향 평가의 판단 기준〕
○ : 분사 방향 혼란이 없고, 노즐이 거의 1열로 나란히 늘어서 있는 상태
△ : 약간 분사 방향이 흐트러지고 있지만, 제2발째의 열에 미치고 있지 않은 상태
× : 제1발째의 도트가 제2발째의 도트 라인을 넘고 있는 상태
×× : 분사가 보이지 않는 상태
Figure 112004056792681-pct00001
표 1의 결과로부터, 잉크 5 ㎕ 중에 존재하는 입경이 0.5 ㎛ 이상인 조대 입자의 수가 3.0 ×107개 이하이며, 또한 입경 1 ㎛ 이상 5 ㎛ 미만 범위의 입자수가 상기 조대 입자수의 1% 이하이면, 토출 안정성이 높다는 것을 알 수 있다.
(실시예 9)
- 시안 잉크의 조제 -
실시예 5에 있어서, 멤브레인 필터의 평균 구멍 지름을 1.2 ㎛에서 5.0 ㎛로 바꾼 것 이외에는 실시예 5와 같은 식으로 하여, 실시예 9의 시안 잉크를 조제했다.
(비교예 6)
- 시안 잉크의 조제 -
비교예 5에 있어서, 멤브레인 필터의 평균 구멍 지름을 1.2 ㎛에서 5.0 ㎛로 바꾼 것 이외에는 비교예 5와 같은 식으로 하여, 비교예 6의 시안 잉크를 조제했다.
실시예 5 및 9의 각 기록용 잉크, 및 비교예 5 및 6의 각 기록용 잉크에 대해서, 50℃에서 30일간 방치하기 전후에 있어서, 같은 식의 평가를 했다. 결과를 표 2에 나타냈다.
Figure 112004056792681-pct00002
표 2의 결과로부터, 비교예 5 및 6과 같이, 잉크 5 ㎕ 중에 존재하는 입경이 0.5 ㎛ 이상인 조대 입자수가 3.0 ×107개 이하라도, 입경 1 ㎛ 이상 5 ㎛ 미만 범위의 입자수가 상기 조대 입자수의 1% 이상이면, 실시예 5 및 6에 비해서, 토출 안정성이 저하되고, 특히, 장기간 보존후에 있어서 극단적으로 나빠져, 저장 안정성이 떨어지는 것을 알 수 있다.
(실시예 10)
-잉크 세트의 조제 -
실시예 1∼4의 각 기록용 잉크로 구성되는 실시예 10의 잉크 세트를 조제했다.
(비교예 7)
-잉크 세트의 조제 -
실시예 10에 있어서, 실시예 1∼4의 각 기록용 잉크로부터, 계면활성제 및 침투제(2-에틸-1,3-헥산디올 또는 2,2,4-트리메틸-1,3-펜탄디올)를 제외한 것 이외에는 실시예 10과 같은 식으로 하여, 비교예 7의 잉크 세트를 조제했다.
(비교예 8)
- 잉크 세트의 조제 -
실시예 10에 있어서, 실시예 1∼4의 각 기록용 잉크로부터, 침투제(2-에틸-1,3-헥산디올 또는 2,2,4-트리메틸-1,3-펜탄디올)를 제외한 것 이외에는 실시예 10과 같은 식으로 하여, 비교예 8의 잉크 세트를 조제했다.
(실시예 11)
- 잉크 세트의 조제 -
실시예 1, 6, 7 및 8의 각 기록용 잉크로 구성되는 실시예 11의 잉크 세트를 조제했다.
(실시예 12)
- 잉크 세트의 조제 -
실시예 11에 있어서, 실시예 1, 6, 7, 8의 각 기록용 잉크의 계면활성제를, 불소 함유 계면활성제(FT-110(네오스사 제조))로 바꾼 것 이외에는 실시예 11과 같은 식으로 하여, 실시예 12의 잉크 세트를 제작했다.
얻어진 실시예 10∼12 및 비교예 7∼8의 각 잉크 세트에 대해서, 이하의 평가를 했다. 결과를 표 3에 나타냈다.
<화질(문자 번짐 및 색 경계 번짐)평가>
상기 잉크젯(IJ) 프린터 IPSiO Jet 300(주식회사리코 제조)을 이용하고, 평가 용지로서 일반지를 사용했다. 문자 화상을 인자하여, 그 문자 번짐, 색 경계 번짐에 관해서 하기 기준으로 평가를 했다.
〔평가 기준〕
@ : 번짐이 보이지 않는 상태
○ : 번짐이 거의 보이지 않는 상태
△ : 번짐이 약간 보이는 상태
× : 번짐이 명확하게 보이는 상태
문자 번짐 색경계 번짐
실시예 10의 잉크 세트 ◎ ◎
실시예 11의 잉크 세트 ◎ ◎
실시예 12의 잉크 세트 Ｏ Ｏ
비교예 7의 잉크 세트 △ ×
비교예 8의 잉크 세트 Ｏ △

표 3의 결과로부터, 계면활성제 및 침투제의 적어도 어느 하나를 함유하지 않는 비교예 7∼8의 잉크 세트는 종이에의 침투성이 나쁘고, 농도가 높더라도 배어들기가 쉽고, 특히 고속으로 인자한 경우에는 번짐에 의해 화질이 저하되는 것을 알았다.
이에 대하여, 실시예 10∼12의 잉크 세트, 특히 실시예 10 및 11의 잉크 세트는 문자 번짐 및 색 경계 번짐이 생기는 일없이, 고품위 화질을 갖는 것을 알았다.
이어서, 실시예 4, 5, 8의 각 기록용 잉크 및 실시예 12의 잉크 세트에 있어서의 시안 잉크에 대해서 이하의 평가를 했다. 결과를 표 4에 나타냈다.
<토출 안정성 평가(연속 토출 안정성)>
상기 잉크젯(IJ) 프린터 IPSiO Jet 300(주식회사리코 제조)을 이용하여, 베타 화상을 연속으로 인자하여, 토출 불량이 발생할 때까지의 시간(초)을 측정했다.
시간(초)
실시예 4 600
실시예 5 900
실시예 8 500
실시예 12의 시안 잉크 200

표 4의 결과로부터, 실시예 5의 자기 분산형 안료를 포함하는 잉크가, 토출 안정성이 가장 높다는 것을 알았다. 또한, 실시예 12의 불소 함유 계면활성제를 첨가한 잉크 세트보다도, 실시예 4, 5 및 8 쪽이 토출 안정성이 우수한 경향이 보였다.
(비교예 9)
- 잉크 세트의 조제 -
실시예 10에 있어서, 실시예 1∼4의 각 기록용 잉크로부터, 소포제를 제외한 것 이외에는 실시예 10과 같은 식으로 하여, 비교예 9의 잉크 세트를 조제했다.
실시예 10의 잉크 세트 및 비교예 9의 잉크 세트에 대해서, 이하의 평가를 했다. 결과를 표 5에 나타냈다.
<카트리지 장전시의 초기 충전성>
각 기록용 잉크를 탈기하여 카트리지에 충전하고, 잉크젯(IJ) 프린터 IPSiO Jet 300(주식회사리코 제조)에 장전한 후, 초기 충전 동작을 하고, 그 후 노즐 체크 패턴을 인자시켜, 초기 충전 성능을 노즐 빠짐이 없어질 때까지 행한 초기 충전 동작 횟수로 이하의 기준으로 평가했다.
〔평가 기준〕
○ : 1회로 충전할 수 있었다
× : 2회 이상
<인자중의 회복 동작 횟수와 기록용 잉크 사용량>
각 기록용 잉크를 충전한 잉크젯(IJ) 프린터 IPSiO Jet 300(주식회사리코 제조)을 이용하여, 각 색마다 베타 화상을 쳐서, 노즐 빠짐이 생기면, 회복 동작을 하여, 1색에 대해, 전부 A4 용지 20장을 인자했다. 인자 전후의 카트리지의 질량을 측정하여, 사용한 기록용 잉크의 양을 산출하고, 또한, 인자 중에 행한 회복 동작의 횟수를 체크했다.
Figure 112004056792681-pct00003
표 5의 결과로부터, 소포제를 첨가하지 않는 비교예 9의 잉크 세트는 실시예 10의 잉크 세트에 비해서, 초기 충전성이 나쁘고, 또한, 기포를 휩쓸리게 하기 쉬우므로, 토출 불량이 많아지는 것을 알았다.
(실시예 13)
- 기록용 잉크의 조제 -
실시예 1에 있어서, 자기 유화형 실리콘 소포제로서의 KS508(신에츠가가쿠고교사 제조)을, 에멀젼형의 실리콘 소포제로서의 KM72F(신에츠가가쿠고교사 제조)로 바꾼 것 이외에는 실시예 1과 같은 식으로 하여, 실시예 13의 기록용 잉크를 조제했다.
(비교예 10)
- 기록용 잉크의 조제 -
실시예 1에 있어서, 자기 유화형 실리콘 소포제로서의 KS508(신에츠가가쿠고교사 제조)을 비실리콘 소포제(폴리에테르계 소포제, 아사히덴카사 제조 「LG294」)로 바꾼 것 이외에는 실시예 1과 같은 식으로 하여, 비교예 10의 기록용 잉크를 조제했다.
얻어진 실시예 1, 13 및 비교예 10의 기록용 잉크에 대해서, 이하의 평가를 했다. 결과를 표 6에 나타냈다.
<시간 경과에 따른 안정성>
각 기록용 잉크를 50℃의 환경하에서 10일간 보존하여, 보존 전후의 기록용 잉크의 기포력을 JIS K3362에 기초하여, 25℃의 환경하에서 행하고, 이하의 기준으로 평가했다.
〔평가 기준〕
◎ : 보존 전후에 기포력에 차이가 생기지 않는 상태
○ : 보존후의 기포력의 저하가, 보존전의 30% 미만인 상태
△ : 보존후의 기포력의 저하가, 보존전의 30% 이상 50% 미만인 상태
× : 보존후의 기포력의 저하가, 보존전의 50% 이상인 상태
경시적 안정성
실시예 1 ◎
실시예 13 Ｏ
비교예 10 ×

표 6의 결과로부터, 실시예 1의 자기 유화형 실리콘 소포제 및 실시예 13의 에멀젼형 실리콘 소포제가 시간 경과에 따른 안정성이 우수하다는 것을 알았다.
본 발명에 의하면, 종래에 있어서의 제반 문제를 해결할 수 있어, 저장 안정성이 우수하고, 토출 안정성, 특히 연속 토출중 또는 토출 중지후의 토출 안정성이 개선되어, 번짐이 적은 고화질을 얻을 수 있는 기록용 잉크와 그 제조 방법 및 그 잉크를 이용한, 잉크 카트리지, 잉크 기록물, 잉크젯 기록 장치와 잉크젯 기록 방법을 제공할 수 있다.

Claims (21)

  1. 착색제, 계면활성제, 침투제 및 소포제를 포함하고, 입경이 0.5 ㎛ 이상인 조대(粗大) 입자를 3.0 ×107(개/5 ㎕) 이하 포함하며, 또한 상기 조대 입자에 있어서 입경이 1 ㎛ 이상 5 ㎛ 미만인 입자의 양이 1 개수% 이하인 것을 특징으로 하는 기록용 잉크.
  2. 제1항에 있어서, 착색제는 1종 이상의 친수기를 지니고 분산제 부재하에 적어도 수분산성 및 수용성 중 어느 하나를 나타내는 안료인 기록용 잉크.
  3. 제1항에 있어서, 착색제는 분산제 존재하에 수분산성 및 수용성 중 적어도 어느 하나를 나타내는 기록용 잉크.
  4. 제1항에 있어서, 착색제는 수불용성 색재 및 수난용성 색재 중 적어도 어느 하나를 포함하는 중합체 미립자인 기록용 잉크.
  5. 제1항에 있어서, 착색제의 평균 입경이 10∼200 nm인 기록용 잉크.
  6. 제1항에 있어서, 계면활성제는 폴리옥시에틸렌알킬에테르 계면활성제 및 폴 리옥시에틸렌알킬에테르아세트산염 계면활성제에서 선택되는 1종 이상인 기록용 잉크.
  7. 제6항에 있어서, 폴리옥시에틸렌알킬에테르 계면활성제는 일반식 CnHn+lO(CmH2mO)lH(단, 이 일반식 중, n, m 및 l은 정수를 나타냄)로 나타내어지는 화합물에서 선택되고, 폴리옥시에틸렌알킬에테르아세트산염 계면활성제는 일반식 CnHn+lO(CmH2mO)lCH2COOH(단, 이 일반식 중, n, m 및 l은 정수를 나타냄)로 나타내어지는 화합물에서 선택되는 기록용 잉크.
  8. 제1항에 있어서, 침투제는 2,2,4-트리메틸-1,3-펜탄디올 및 2-에틸-1,3-헥산디올 중 적어도 어느 하나인 기록용 잉크.
  9. 제1항에 있어서, 소포제는 실리콘 소포제에서 선택되는 기록용 잉크.
  10. 제9항에 있어서, 실리콘 소포제는 자기 유화형 및 에멀젼형 중 어느 것인 기록용 잉크.
  11. 제1항에 있어서, 습윤제를 포함하는 기록용 잉크.
  12. 제1항에 있어서, 수용성 유기 용매를 포함하는 기록용 잉크.
  13. 제1항에 있어서, 50℃에서 30일간 방치한 후의 조대 입자의 증가율이 50 개수% 이하인 기록용 잉크.
  14. 제1항에 있어서, 시안 잉크, 마젠타 잉크, 옐로우 잉크 및 블랙 잉크에서 선택되는 1종 이상인 기록용 잉크.
  15. 착색제, 계면활성제, 침투제 및 소포제를 혼합하여 잉크액을 조제하는 잉크액 조제 단계, 및 이 잉크액에 대하여, 원심 분리, 한외여과 및 필터 여과의 적어도 어느 하나를 실행하여, 입경이 0.5 ㎛ 이상인 조대 입자를 3.0 ×107(개/5 ㎕) 이하로 하고, 또한 상기 조대 입자에 있어서 입경이 1 ㎛ 이상 5 ㎛ 미만인 입자의 양을 1 개수% 이하로 하는 조대 입자 조정 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기록용 잉크의 제조 방법.
  16. 착색제, 계면활성제, 침투제 및 소포제를 포함하며, 입경이 0.5 ㎛ 이상인 조대 입자를 3.0 ×107(개/5 ㎕) 이하 포함하고, 또한 상기 조대 입자에 있어서 입경이 1 ㎛ 이상 5 ㎛ 미만인 입자의 양이 1 개수% 이하인 기록용 잉크를 용기 중에 수용하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 잉크 카트리지.
  17. 착색제, 계면활성제, 침투제 및 소포제를 포함하며, 입경이 0.5 ㎛ 이상인 조대 입자를 3.0 ×107(개/5 ㎕) 이하 포함하고, 또한 상기 조대 입자에 있어서 입경이 1 ㎛ 이상 5 ㎛ 미만인 입자의 양이 1 개수% 이하인 기록용 잉크에 자극을 인가(印加)하여, 이 기록용 잉크를 비상시켜 화상을 형성하는 잉크 비상 수단을 적어도 갖는 것을 특징으로 하는 잉크젯 기록 장치.
  18. 제17항에 있어서, 자극은 열(온도), 압력, 진동 및 빛에서 선택되는 1종 이상인 잉크젯 기록 장치.
  19. 착색제, 계면활성제, 침투제 및 소포제를 포함하며, 입경이 0.5 ㎛ 이상인 조대 입자를 3.0 ×107(개/5 ㎕) 이하 포함하고, 또한 상기 조대 입자에 있어서 입경이 1 ㎛ 이상 5 ㎛ 미만인 입자의 양이 1 개수% 이하인 기록용 잉크에 자극을 인가하여, 이 기록용 잉크를 비상시켜 화상을 형성하는 잉크 비상 단계를 적어도 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 기록 방법.
  20. 제19항에 있어서, 자극은 열(온도), 압력, 진동 및 빛에서 선택되는 1종 이상인 잉크젯 기록 방법.
  21. 기록재 상에, 착색제, 계면활성제, 침투제 및 소포제를 포함하며, 입경이 0.5 ㎛ 이상인 조대 입자를 3.0 ×107(개/5 ㎕) 이하 포함하고, 또한 상기 조대 입자에 있어서 입경이 1 ㎛ 이상 5 ㎛ 미만인 입자의 양이 1 개수% 이하인 기록용 잉크를 이용하여 형성된 화상을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 잉크 기록물.
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