JPH04149286A

JPH04149286A - 水性インクジェット記録用インク

Info

Publication number: JPH04149286A
Application number: JP2275575A
Authority: JP
Inventors: Noriyuki Yanase; 柳瀬　宣幸; Michiya Tsukahara; 塚原　道也; Junko Shimizu; 清水　純子
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1990-10-15
Filing date: 1990-10-15
Publication date: 1992-05-22
Anticipated expiration: 2015-01-11
Also published as: JP2998189B2

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、液体インクを用いて記録を行うインクジェッ
トプリンタに共する水性記録用インクに関する。

〔従来の技術〕

従来、記録用液体インクの着色★りにカーボンブラック
を使用した例が、特開昭６１−２８５８７５、特開昭６
．１．−６０７４．特開平１−５１８８１等に記載され
ている。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来、着色剤にカーボンブラックを使ハ］した水性記録
用インクで、普通紙に対し記録を行った場合インク液の
乾燥性、定着性が十分得られず、高速記録が事実上不可
能であった。また、被記録紙によってはにじみ等印字品
質劣化が生じ、高解像度記録時にはさらにその傾向が顕
著であった。さらに着色剤に染料を使用した均一なイン
ク系のものに比べて、カーボンブラックの凝集が発生し
易（、目詰まり等記録時の信頼性確保が困難でありこの
ことも腐解像度記録実現の大ぎな妨げとなっていた。同
様に一インク保存時においても、長期保存安定性の確保
が大きな課題となっていた。

そこで、本発明はこのような課題を解決するもので、そ
、の一つの目的は、新規の水性記録用インクを提供する
ことにある。

本発明のもう一つの目的は、普通紙に対し乾燥性、ポ層
性の誕れた高速記録可能な水性記録用インクを提供する
ことにある。

本発明のもう一つの目的は、記録時の目詰まりを防止し
て信頼性を確保し、高解像を記録が達成でき、高品位な
印字品質を得ることができる水性記録用インクを提供す
ることにある。

本発明のもう一つの目的は、保存時においてインク中の
カー・ゼンブラックの凝集が発生せず、安定性の優れた
水性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〕

本発明の水性記録用インクは、少なくともｐＨ６以下の
カーボンブラックと、分散剤と、、　ｐ　Ｈ，６〜８の
緩衝液とを含むことを特徴とする。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を詳細に説明する。従来からイン
ク用溶媒としては、低粘度であること、安全性に優れる
こと、取扱が容易であること、コストが安いこと、臭気
が無いこと等の理由より主に水が用いられている。また
緒特性の向上を目的として、エタノール、プロパツール
等のアルコール類、エチレングリコール、ジエチレンク
リコール、グリセリン等の多価アルコール類、あるいは
それらのエーテル化物、エステル化物等の水溶性有機溶
剤を添加することができ乙。

着色剤であるカーボンブラックは、主溶媒である水との
親和性が良いことが望まれ、その表面に水酸基、カルボ
キシル基、スルホン基等の親水性官能基を有するか、親
水性官能基を有する物質による被膜層が多いものであり
、ｐＨが６以下のものを用いる。このカーボンブラック
のｐＨは以下の測定法により得られた値を言う。すなわ
ち、測定するカーボンブラック５２および蒸留水１００
１をビーカーに入れ全重量を測定し、これを１時間煮沸
する。室温まで放冷後金重量を測定し、煮沸による流量
分の蒸留水を加え攪拌した後１０分間静置し、上溌液の
ｐＨをガラス電極式ｐ　！（メーターで測定する。

上記の測定法によりｐＨが６以下である市販のカーボン
ブラックは、例えば圧覚化成工業社製＃２４００Ｂ、＃
２１５Ｄ、＃２２００Ｂ、＄１０ＤＯ，ＭＡ１００．Ｍ
Ａ７．ＭＡ８．ＭＡ１１テクサ社製スペシャルブラック
５５０．スペシャル７’　ランク５５Ｄ、スー：シヤル
フラツク２５０゜スペシャルブラック１００．コロンビ
ャンカーボン社製う−ペン１２５５ｍラーベン１２ｏｏ
、シーベン１１フ０．ラーベン１０６０．シーベン１０
４０１ラーベン１０３０．キャボット社製モナーク１３
００．モーガルＬ、ジ−ガル４００．パルカンｌ０−フ
２等使用することができるが、本発明のｐＨ６以下のカ
ーボンブラックは、上記市販のものに限定されず、各種
の酸化剤、およびプラズマ処理等の表面改質法により処
理され、ｐＨが６以下になったものも使用できる。また
その添加量はインク全重量に対して１〜５０重量％が好
ましいが、さらには５〜１２実量％が好ましい。

本発明に使用できる分散剤は、通常のアニオン系界面活
性剤、または高分子分数剤である。高分子分散剤として
は、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、サポニン等のグルコキンドアメチルセル
ロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシメチ
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。

セラミック等の天然高分子、ポリアクリルｍ塩。

スチレン−アクリル酸共重合物塩、ビニルナフタＶ７−
アクｖ　ルｒｌ共重合物塩、スチレンーマレイン酸共重
合物塩、ビニルナフタレン−マレイン酸共重合物塩、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、ホ゛リリン酸等の陰イオ７性高分子、ポリビニルア
ルコール、ポリビニルピロリドン、ポリエチｌ／ングリ
コール等の非イオン性高分子であり、これらの内１種、
または２種以上を混合して用いることができる。その添
加量はインク全重量に対し、０．５〜５０重量％が好ま
しいが、さらに好ましくは１〜１５重量％であるまた本
発明に用いられるｐＨ６〜８の緩衝液は一般には水素イ
オンの混入によるｐＨの低下を防止する目的で種々用い
られているもので、りん酸二水素カリウム−水酸化ナト
・リウム、はう酸十塩化カリウムー水酸化ナトリウム、
四はう酸ナトリウムー塩酸、リン酸二水素カリウム−四
はう酸ナトリウム、りん酸二水素カリウム−りん酸水素
二ナトリウム、廖化アンモニウム−アンモニア水、はう
酸＋塩化カリウムー炭酸ナトリウム等を適当量混合した
系が知られており、種々使用することができる。その添
加量はインク全重量に対し、１〜６５重量％が好ましい
。緩衝液のｐＨが６以下の場合、ｐＨ６以下のカーボン
ブラックの電気的な反発力が低下することが予想され、
分散状態が不安定になり１％に環境温度の変化により粒
子の凝集が発生しやす（なる。また、ｐＨ８以上の緩衝
液の場合は分散剤の保護コロイド作用を妨げ分散安宇性
を阻害したり、アルコール系水溶性有機溶剤とアルコレ
ートをインク中で生成し、インク性能の劣化を誘発する
可能性がある。さらに本発明のインクは人体に触れる可
能性の高いので、安全性の面からｐＨを６〜８の中性付
近に調整するのは妥当である。

以上の他、必要に応じて防カビ剤、防腐剤、防錆剤、消
泡剤、ノズル乾燥防止用として尿素、千オ尿素、エチレ
ン尿素等含有することができる。

本発明の実施例１〜５、および比較例１〜５のインク組
成を表１に示す。表１中の数値は、すべて重量％である
。

表１中の緩衝液１は、りん酸二水−素カリウム００２５
モル、りん酸水素二ナトリウム０．０２５モルを、純水
１リツターに溶解させたもので、ｐＨ−６８である。緩
衝液２は、はう酸０２モル、塩化カリウム０．２モル、
水酸化ナトリウム０４２モルを純水１リツターに溶解さ
せたもので、ｐ　Ｈ＝　７８である。緩衝液６は、フタ
ル酸水素カリウム０２モル、水酸化ナトリウム０２モル
を純水１リツターに溶解させたもので、ｐＨ”４．１で
ある。さらに緩衝液４は、四はう酸ナトリウム０２モル
、水酸化ナトリウム０１モル、を純水１リツターに溶解
させたもので、ｐＨ＝９２である。

また、用いたｐＨ６以下のカーボンブラックとしては、
ラーベンシリーズがコロンビャンカーポン社製、ＭＡ１
００が三菱化成工業社製であり、比較例として用いたｐ
ａａ［ｌのカーボンブラ、り＃９５０は　三菱化成工業
社製である。

さらに分散剤として用いているデンカポバールＢ−０３
は、′を気化学工業社製部分けん化ポリビールアルコー
ル、ラベリンＦ　ＨＬ　ハ、第−工Ｍ製薬社製β−ナフ
タレンスルホン酸ホールマリン縮合物のナトリウム塩、
ジ、ンクリルー６１Ｊは、ジ■ンソン社製スチレンーア
クリル酸共重合物の壇３α５％水溶液、セラックＧＢＮ
は、敲阜セラック製造所製七ラック樹脂である。インク
サンプルは、先ず純水に所定量の２倍の量の分散剤を溶
解させ、完全溶解後カーボンブラックを同様に２倍の添
加値で加える。この分散剤、カーボンブラック混合液を
サンドミルを用いて８時間分散させるその後、巨大粒子
を除（ため東洋濾紙Ｎｏ２で濾過し、分散液を得る。次
にこの分散液を純水で希釈しグリセリンを加え、さらに
緩衝液を攪拌しながら１分間に２ｏｃｃの割合で加えて
インクサンプルとした。

こうして得られた実施例１〜５、比較例１〜５のインク
サンプルについて、吐出ノズル径５０μｍ１圧電素子駆
動電圧１２０■、駆動周波数５ＫＨｚ、解像度２００ド
ツト／インチの試作？ノズル評価機を用いて、印字サン
プルの２００倍の顕微鏡観察による印字品質評価、べた
印字後、記録紙を印字面に合わせてインク移りがな（な
るまでの時間を調査する乾燥時間評価、べた印字後２時
間放置した後指で強く擦る定着性評価、１２時間連続印
字中のドツト抜けの有無を調査する連続吐出安定性評価
を行った。またガラス製サンプル瓶密閉中における環境
温度７０℃、湿度８５％５０日間の恒温恒湿槽中でのカ
ーボンブラック粒子の凝集度合を調査する保存安定性評
価を行った。結果を表２に示す。

なお記録紙にはゼロックス社ｐｐ○用紙を用いた。また
表２中の記号は、○：問題無い、△：若干問題がある、
×：明らかに問題がある、の三段階の主観評価の結果を
示す。

少なくとも、ｐＨ６以下のカーボンブラックと分散剤と
、ｐＨ６〜８の緩衝液とを含む実施例１〜５のインクサ
ンプルは、いずれも今回実施した全ての評価でにじみの
無い高印字品質で、乾燥性、定着性も十分であり、吐出
時、長期保存時の分散安定性も十分な結果が得られた。

しかし、比較例１の様にｐＨ６より大きいカーボンブラ
ックを用いたインクサンプルや、比較例２の様にｐＨ６
より小さい緩衝液を含むインクサンプルでは、分散安定
性が確保できず、保存安定性評価においても、比較的早
い時期にカーボンブラックの凝集が観察された。比較例
６の様にｐＨが８より大きい緩衝液を含むインクサンプ
ルでは、印字品質の劣化が顕著であり、また分散剤とし
て用いた高分子材料が沈澱傾向にあった。比較例４，５
の様に緩衝液、または分数剤を含まないインクサンプル
においては、前者で長期保存時にカーボンブラ。

夕の凝集が、後者で分散時に十分にカーボンブラック粒
子が粉砕されず、濾過時に巨大粒子が多数観察された。

さらに、本発明の水性記録用インクで再生紙であるゼロ
ックス社製新ＯＫ紙、Ｒ紙、本州製紙社製やまゆり紙に
前記印字品質評価を行ったところ上記５種の再生紙に対
しても、にじみ等の少ない良好な印字品質を得ることが
できた。

以上、本発明の実施例を詳細に説明したが、本発明の水
性記録用インクはこれらの構成、材料、製造方法に限定
されるものではない。

〔発明の効果〕

本発明によれば、インクジェットプリンタに共する水性
記録用インクにおいて、ｐＨ：を６〜８の中性付近に保
持した安全性に優れる水性記録用インクを提供すること
ができるという効果を有する。

また、普通紙に対し乾燥性、定着性の優れた高速記録可
能な水性記録用インクを提供することができるという効
果を有する。また、記録時の目詰まりを防止して信頼性
を確保し、高解像を記録が達成でき、制品位な印字品質
を得る水性記録用インクを提供することができるという
効果を有する。

また、長期保存時においても、インク中のカーボンブラ
ックの凝集が発生せず、安定性の優れた水性記録用イン
クを提供することができるという効果を有する。さらに
再生紙に対しても、にじみ等の少ない高品位な印字品質
が得られるという効果を有する。

以　　上

Claims

【特許請求の範囲】

少なくともｐＨ６以下のカーボンブラックと、分散剤と
、ｐＨ６〜８の緩衝液を含むことを特徴とする水性記録
用インク。