JPH03252470A - 画像記録用インク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、液体インクにより画像記録を行う画像記録用
インクに関する。

［従来の技術］ 従来、インクジェット等の液体インクは、記録紙に付着
した際、第２図に示す如く、毛細管現象により記録紙の
セルロース繊維に沿ってインクが流れる為に印字・画像
の品質が著しく低下する。

又、印字スピードをあげるとインクの乾燥性が悪いため
、紙を重ね合ねた際に裏写りが生じたり、字汚れ、尾引
き等が生じる。又、プロセスカラーを重ねるフルカラー
画像を作製すると混色による画像のにじみ、ボケが生じ
る。

この様な観点から、従来種々の普通紙記録用インクが提
案されている。

例えば、特開昭５５−２９５４６号公報には、特定の界
面活性剤を添加し、表面張力を下げてインクの紙への吸
収性を高めたものが提案されており、特開昭５６−５７
８６２号公報には、強塩基物質を添加し高ｐＨ（ペーハ
ー）とし普通紙の耐水処理剤であるサイズ剤やパルプ材
を化学的に溶解し、ドツトの広がりと吸収性を制御する
方法および特開昭５８−１３６７５号公報には、インク
中に分子量４万以上のポリビニルピロリドンを入れ、ド
ツトの広がりと紙への吸収性を制御する方法が提案され
ている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしこのような従来の提案のものでは、次のような問
題があった。

普通紙に対して高速印刷を行った場合、それぞれ一定の
効果は認められるものの、界面活性剤を含むインクでは
、乾燥は速くなるが表面張力が低いために紙の繊維に沿
ったインクの拡散が改良されずにじみが生じ、印字品質
が劣化する。

又、界面活性剤による泡立ちが生じるため記録ヘッドの
ノズル内に気泡が入りやすいために安定した吐出が得ら
れない等の問題点があった。

又、強塩基物質を含むインクでは、インクの吸収性・定
着性は高いが、乾燥性は悪く、尾引きおよび紙の繊維に
沿ったインクの拡散が改良されずにじみが生じ、満足で
きる印字品質が得られないという問題があった。

又、分子量４万以上のポリビニルピロリドンを含むイン
クでは、ノズルの目づまりに対するマージンが非常に低
く、また乾燥性が悪いため尾引きが生じるという問題が
あった。

そこで、本発明はこのような問題点を解決するもので、
本発明の第１の目的は、液体インクにより画像記録を行
う印写装置において、あらゆる被転写体に対して印字・
画像のにじみが生じない高濃度・高光沢な印刷を可能に
する画像記録用インクを提供することにある。

本発明の第２の目的は、乾燥・定着が速く、尾引きのな
い、高速及びプロセスカラーを重ねることによるフルカ
ラー画像を可能にする画像記録用インクを提供すること
にある。

本発明の第３の目的は、ノズル内・インク流通経路・ス
リット内で目詰まりの生じない吐出安定性及び信頼性に
優れた画像記録用インクを提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明の画像記録用インクは、液体インクにより画像記
録を行う印写装置に用いる画像記録用インクが、チキソ
トロピー的流動特性を持つことを特徴とする。

又、チキソトロピー的流動特性を付与する手段として、
画像記録用インクが、少なくとも分散媒、着色剤、固着
剤からなり、前記固着剤が分散媒中に分散されているコ
ロイド流体であることを特徴とする。

又、他のチキソトロピー的流動特性を付与する手段とし
て、画像記録用インクが、合成トリオクタヘドラルスメ
クタイトを含有することを特徴とする。

［実施例］ 本発明の上記の構成によれば、画像記録用インクが第１
図に示す如く、チキソトロピー的流動特性を持つことに
より、インク滴を連続的に発生させ、液滴の荷電を制御
するコンティニアスタイプ、印字に必要な時だけインク
滴を噴射するオンデマンドタイプ、超音波等によるイン
クミストタイプのような高いすり速度下で微小液滴を生
成し、飛翔させる際、容易に低粘度化するため、吐出安
定性に優れた、サテライトのない均一な微小液滴を飛翔
させることができ、飛翔後には被転写体上では逆に急激
な流動特性の変化（粘度上昇）のため、インク流れが生
じず、にじまず、すばやく固化・定着する。

すなわち本発明は、＠像記録用インクが飛翔しやすいた
めには粘度は低いほうがよく、被転写体上では、粘度は
高いほうが印字品質は良好になるということを満足する
ことができる。

又、保存時は比較的粘度を高く設定できるため、通常、
分散安定・保存性の悪い顔料等を用いた不均一系のイン
クを使用することもできる。

画像記録用インクにチキソトロピー的流動特性を付与す
る手段としては、インク形態を樹脂エマルジョン、ワッ
クスエマルジョン、コロイダルディスバージョン型とす
るが、無機粉体、クレー（アルミニウム、マグネシウム
または鉄の含水けい酸塩）あるいはクレー近似合成物質
等の充填剤の添加、ポリマー微粒子の添加、水溶性高分
子等の増粘剤としてタンパクＮ（カゼイン、グルー　ゼ
ラチン、グルテン、大豆たん白）、アルギン酸塩（アル
ギン酸アンモニウム、アルギン酸カリウム、アルギン酸
ナトリウム）、その他の植物性増粘剤（アラビアガム、
　トラガカントガム、カラヤガム、グアールガム、ロカ
ストビーンガム、アイリツシュモス、大豆レシチン、ペ
クチン酸、寒天）、鉱物性増粘剤（ベントナイト・クレ
ー）、アクリル酸系増粘剤（ポリアクリル酸アンモニウ
ム、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリメタクリルアンモ
ニウム）、ポリビニルアルコール、ビニルポリマーのの
カリウム塩、ビニルピロリドンコポリマーポリアクリル
アミド、ポリエチレンオキシド、繊維素誘導体（カルボ
キシル基化メチルセルロース、メチルセルロース）、オ
レイン酸、オレイン酸アンモニウム、けい酸ナトリウム
、カチオン活性剤（セチルトリメチルアンモニウムブロ
マイド、セチルピリジニウムブロマイド）等をエマルジ
ョン樹脂粒子表面、顔料粒子、染料分子同士の会合体（
イオン・ミセル）に吸着され３次元網目構造を形成し、
チキソトロピー性を付与することができる。

又、凝固剤（蟻酸、酢酸、硝酸カルシウム、塩化カルシ
ウム、シクロヘキシルアミンの酢酸塩等）を使用するこ
とができる。

又、ゲル化剤として、けいふっ化ナトリウム、けいふつ
化カリウム等も使用することができる。

特に、■式に示すチキソトロピー指数が大きいほど飛翔
しやすく、かつ、にじみに〜くく、流れにくい。チキン
トロピー指数を大きくする物として、樹脂エマルジョン
・ワックスエマルジョンのような固着剤が分散媒中に分
散されているコロイド流体であるか、ポリマー微粒子、
クレー近似合成物質である合成トリオクタヘドラルスメ
クタイトを添加すること等が有効である。

合成トリオクタヘドラルスメクタイトとしては水に加え
ると容易にチキソトロピー指数が大きくなり、分散安定
性、吸着特性に優れたラポナイト（日本シリカニ業製）
が飛翔特性、印字特性を良好にすることができる。

１２ｒｐｍでの粘度 チキソトロピー指数Ｔ工＝　　　　　　　　　　■６０
　ｒ　ｐｍでの粘度 本発明のインク物性としては、吐出安定性の面から保存
時の粘度値が高せん断力下で５０ｃＰ（センチボイズ）
以下であることが好ましく、特に３０ｃＰ以下となるよ
うに調整することが望ましい。

本発明に使用する着色剤としては、従来のインクに使用
されている水性染料、油性染料で、他のインク成分添加
により色調の変化、沈澱物の生成のないものならどのよ
うな染料でも良い。

又、顔料としては、通常の有機／無機顔料を微粒子化し
た物が用いられ、顔料粒径が１μｍ以下に分散されてい
る物が好適である。

染料・顔料の添加量としては、１．０重量％未満では十
分な色調・濃度が得られず、２０．０重量％を越えると
目づまりが起こりやすくなるために１．０重−量％〜２
０．０重量％が好ましい。

本発明に使用される分散媒としては、水、有機溶剤（た
とえば、脂肪族炭化水素、ナフテン系炭化水素、芳香族
炭化水素、グリコール類、脂肪酸、脂肪酸エステル、含
窒素化合物）、水溶性有機溶剤（炭素数１〜４のアルキ
ルアルコール類、ケトン類、エーテル類、ポリアルキレ
ングリコール類、アルキレングリコール類、グリセリン
、多価アルコールの低級アルキルエーテル等を使用する
ことができるがこれに限定される物ではない。

本発明の基本構成は以上の通りで−あるが、その他従来
公知の分散剤、界面活性剤、粘度調整剤、表面張力調整
剤、比抵抗調整剤、ｐＨ調整剤、防カビ剤、浸透剤等を
必要に応じて添加することができる。

以下、実施例・比較例を挙げることにより本発明を具体
的に説明するが、本例が本発明を限定するものではない
。

実施例１ 以下の実施例中に示すインク組成物量（％）はすべて重
量％である。

水溶性染料　　　　　　　　３％ 市販アクリルエマルジョン２０％ （固形分４０％） イオン交換水　　　　　　５０％ ジエチレングリコール　　１０％ 上記の各成分を容器の中で十分混合撹拌し、ポアサイズ
１μｍのメンブレンフィルターで濾過し、記録用インク
を作製した。

実施例２ カーボンブラック　　　　　　５％ ポリエチレングリコール ジメタクリレート　　　　　　３％ メタクリル酸メチル　　　　　５％ アクリル酸ｎ−ブチル　　　　６％ メタクリル酸　　　　　　　　２％ メタクリル酸２−エチル ヘキシル　　　　　　　　　　２％ 過硫酸カリウム　　　　０．０２％ イオン交換水　　　　７０．９８％ エタノール　　　　　　　　　２％ グリセリン　　　　　　　４％ 温度制御装置、スターラー　窒素ガス導入管、滴下ロー
トを備えたフラスコ内に窒素ガスにより脱気置換した後
、イオン交換水を入れ、７０°Ｃに温め過硫酸カリウム
を３時間かけて滴下しながらポリエチレングリコールジ
メタクリレート、メタクリル酸メチル、アクリル酸ｎ−
ブチル、メタクリル酸、メタクリル酸２−エチルからな
るモノマー混合物を２時間かけて滴下した。

過硫酸カリウム滴下終了後、温度を８０°Ｃに上げて１
時間撹拌し、ポアサイズ０．８μｍのメンブレンフィル
ターで減圧濾過し、平均粒径８０ｎｍのエマルジョンを
作製した。

作製したエマルジョンへカーボンブラックを溢加し、温
度調節機構付き超音波ホモジナイザーを用いて３０°Ｃ
以下で超音波分散による顔料の１次粒子化を行い、ポア
サイズ５μｍのメンブレンフィルターにより減圧濾過し
た後、エタノール、グリセリンを加え３０分間撹拌し、
記録用インクを作製した。

実施例３ 実施例２により作製したエマルジョンをスプレードライ
により、得られた超微粒子を脂肪族炭化水素（ケロシン
）中に固形分２０％に再分散させ、カーボンブラック５
％を橋加し、アトライターを用い、８時間分散し、ポア
サイズ５μｍのテフロン性メンブレンフィルターにより
減圧濾過し、記録用インクを作製した。

実施例４ 油溶性染料 イエロー　シアン、マゼンタ８３％ メチルメタクリレート　　　１０％ ｎ−ブチルアクリレート　　　５％ グリシジルメタクリレート　　３％ イオン交換水　　　　７５．９５％ 過硫酸カリウム　　　　０．０５％ 界面活性剤　　　　　　　　　１％ ジエチレングリコール モノブチルエーテル　　　　　２％ 実施例１と同様の装置を用い、フラスコ内にイオン交換
水と界面活性剤を入れ、７０°Ｃに加熱溶解した。次に
過硫酸カリウムを３時間かけて滴下しながらメチルメタ
クリレート、ｎ−ブチルアクリレート、グリシジルアク
リレートからなるモノマー混合物を２時間かけて滴下し
た。

過硫酸カリウム滴下終了後、温度を８０°Ｃに上げて１
時間撹拌した後、温度を７０°Ｃに下げて、各色油溶性
染料を２時間加熱撹拌し、均一に分散させ、ポアサイズ
０．８μｍのメンブレンフィルターで減圧濾過し、平均
粒径５０ｎｍの樹脂着色型３色エマルジョンインクを作
製した。

実施例５ 水溶性染料　　　　　　　　　３％ ラポナイトＲＤ （日本シリカニ業製）　　　　　１％ グリセリン　　　　　　　　５％ ジオクチルスルホコハク酸 ナトリウム　　　　　　　０．　５％ ジエチレングリコール モノブチルエーテル　　　０．５％ イオン交換水　　　　　　　９０％ 上記の各成分を容器の中で十分混合撹拌し、ポアサイズ
０．８μｍのメンブレンフィルターで濾遇し、記録用イ
ンクを作製した。

比較例 比較例１として、市販のオンデマンドインクジェットプ
リンタ用インク、比較例２として市販のバブルジェット
プリンタ用インクを用いた。

以上のインクを用い、記録方法として ■市販のオンデマンド型インクジェーットプリンタ■吐
出オリフィス径５０μｍ、ピエゾ振動子駆動電圧５０Ｖ
、周波数５ｋＨｚの試作マルチヘッド■超音波霧化を利
用した帯電インクミスト方式（％式％ ） 上記３種類の方法により、実施例１〜５、比較例１〜２
の記録用インクを用い、高速記録を行った場合の評価結
果およびインク物性を表１に示す。

評価方法を下記に示す。

＊１．にじみ評価 顕微鏡による１００倍、４００倍での観察と目視による
観察 ■＝織繊維沿ったにじみもなく繊維上にドツトが保持さ
れている Ｏ：繊維に沿ったにじみは少しあるが目視ではわからな
い Δ：　目視で若干にじみがわかる ×：　かなりにじんで、エツジがギザギザしている ＊２．速乾性評価 印字３秒後、６秒後、１２秒後に紙のエツジで印字部を
こする 。：３秒後で尾引きなし ○：　６秒後で尾引きなし △：　６秒１麦で足引きあり ×：　１２秒後に尾引きあり ＊３．定着性評価 ２４時間放置後、指でつよくこする ０：　とれない ×：　とれる ＊４．目づまり評価 ノズルキャップなし室温１ケ月放置 Ｏ：　印字可能 Δ：　インクを循環させてクリーニングすることにより
印字可能 Ｘ：印字不可能 ＊５．インク保存性 インクをサンプル瓶に入れ、４０°Ｃで３ケ月開封状態
で保存し、異物・異臭・凝集・沈澱の有無を確認 Ｏ：無し ×：　有り ＊６．記録濃度 マクベス濃度計による反射０−Ｄ値の測定＊７．耐水性
評価 印字１時間後の印字物を水中に５分間浸し、インクの流
出を観測 Ｏ：　無し ×：　有り ＊８．光沢度評価 デジタル光沢針（村上色彩技術研究所型）による７５度
鏡面光沢度の測定 Ｏ：　８０以上 Δ：　５１〜７９ ｘ：　５０以下 ＄９．ＯＨＰ用紙への記録 Ｏ：記録可 ×：記録不可 ＊１０．耐光性評価 キセノンランプ１ｏｏ時間照射ブルースケールの退色 Ｏ：　５０％未満 ｘ：　５０％以上 インク物性調査方法を以下に示す。

＊Ａ、粘度 Ｂ型粘度計　　１２ｒｐｍで測定 （東京計器）６０ｒｐｍで測定 表面張力 表面張力計による測定 （協和界面和学） ＊Ｃ１平均粒径 レーザー光散乱方式ゼータ電位計ＥＬＳ８００（大球電
子製）にょる粒径分布測定 ＊　Ｂ。

表１より明らかなように、チキソトロピー指数ＴＩが大
きい実施例１〜５の記録インクは、それぞれの記録方式
に共通して良好な結果が得られた。

又、実施例４のイエロー　マゼンタ、シアンの３色を重
ね合わせることにより、鮮明なフルカラー画像を再現で
きた。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の画像記録用インクによれ
ば、従来から問題とされていた普通紙に対してにじまず
、従来にない速乾性の付与を可能にし、定着性に優れ、
かつ目づまりの生じない、インクの保存性および印刷物
の耐水性にも優れた記録を可能にし、高濃度で鮮明な記
録を可能にするという効果を有する。

又、本発明の画像記録用インクによれば通常のジェット
記録では使用できないＯＨＰ用紙にも、高速・高品位な
印字が可能であるという効果も有する。

又、３色のプロセスカラーインクを使用することにより
、１色目、２色目の乾燥性・定着性が良いため、高解像
度なフルカラー画像を記録することができる。

又、本発明の画像記録用インクは、電子写真プロセスを
用いた普通紙対応の湿式現像液として使用可能であると
いう効果も有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のインクが繊維に付着している様子を示
す模式図。 第２図は従来例において、インクかにじんでいる様子を
示す模式図。 １・・・紙の繊維 インク 以上

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）液体インクにより画像記録を行う印写装置に用い
   る画像記録用インクにおいて、前記インクがチキソトロ
   ピー的流動特性を持つことを特徴とする画像記録用イン
   ク。
2. （２）前記インクが、少なくとも分散媒、着色剤、固着
   剤からなり、前記固着剤が分散媒中に分散されているコ
   ロイド流体であることを特徴とする請求項１記載の画像
   記録用インク。
3. （３）前記インクが、合成トリオクタヘドラルスメクタ
   イトを含有することを特徴とする請求項１記載の画像記
   録用インク。