JPH04170477A - インクジェット記録用インク - 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、液体インクにより文字・画像の記録を行うイ
ンクジェット記録装置に用いるインクジェット記録用イ
ンクに関する。

［従来の技術］ 従来、−インクジェット記録方式に用いるインクとして
は、臭気・安全性等の面から水性インクが主流をしめて
おり、各種の水溶性染料を水または水と水溶性有機溶剤
の混合溶剤に溶解させ、必要により各種添加剤が添加さ
れた溶解系インクが現在使用されている。これらのイン
クジェット記録の長所としては、直接記録であるためプ
ロセスが簡単である、無門音である、カラー化が容易で
ある、高速記録が可能である、普通紙が使用できるため
低ランニングコストである、微小インク滴を吐出させる
ため高解像度の記録が可能である等の優れた特徴を有し
ており、将来が注目されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかし前記の従来技術では、 （１）インクの被転写体上での乾燥速度が遅く、尾びき
が生じたり、手が汚れたり、カラーインクを重ね合わせ
た場合、混色によるにじみが発生する。

（２）印字乾燥後の耐水性・耐擦性が悪い。

等の課題がある。

前記課題を解決するために、例えば、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バルブ材
を化学的に溶解し、ドットの広がりと吸収性を制御する
方法、特開昭５８−１３６７５号公報には、インク中に
分子ｆｉ４万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
いるが、上記問題点を完全に解決する対策とはなってい
ない。

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、乾燥・定着が速く、尾引きのな
い、高速印刷及びプロセスカラーを重ねることによるカ
ラー記録を可能にするインクジェット記録用インクを提
供することにある。

本発明の第２の目的は、耐水性・耐擦性の良好なインク
ジェット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］ 本発明のインクジェット記録用インクは、液体インクに
より文字・画像の記録を行うインクジェット記録装置に
用いるインクジェット記録用インクにおいて、水と染料
及び／又は顔料と高沸点・低揮発性の有機溶剤とポリエ
チレンオキサイドを含有することを特徴とする。

［実旌例］ 以下に本発明のインクジェット記録用インクの構成成分
について具体的に説明する。

本発明に使用する着色剤としては、従来のインクに使用
されている水溶性染料を使用することができ、具体的に
は、 Ｃ１，ダイレクトブラック１９．２２．１５４Ｃ１，ダ
イレクトイエロー１２．１６．８６Ｃ１，ダイレクトレ
ッド９．１３．１７Ｃ１，ダイレクトブルーフ８．９０ Ｃ１，アシッドブラック２．３１．５２Ｃ１，アシッド
イエロー２３．２５ Ｃ１，アシッドレッド３７．５２．９２．９４Ｃ１，ア
シッドブルー９．２２ Ｃ１，フードブラック２ 等を挙げること−ができる。

又、顔料として無機顔料（カーボンブラック）、有機顔
料（不溶性アゾ顔料、溶性アゾ顔料、フタロシアニン系
顔料、イソインドリノン系高級顔料、キナクリドン系高
級顔料、ペリノン・ペリレン系高級顔料）等が使用でき
る。そのほか顔料表面を樹脂等で処理した加工顔料（グ
ラフトカーボン等）も使用できる。

顔料の粒径としては、１．０μｍ以下に微粒子化されて
いる物が好適である。

染料・顔料の添加量としては、０．５重量％未満では、
所望の色調・温度が得られず、２０重量％を越えると目
詰まり・保存安定性に支障をきたす可能性があるために
０゜５重量％から２０重量く、より好適には３重量％か
ら１０重量％が好ましい。

本発明に用いる溶媒は、イオン交換水、水溶性有機溶剤
として炭素数１〜４のアルキルアルコール類、ケトンま
たはケトアルコール類、エーテル類、ポリアルキレング
リコール類、アルキレン基が２〜６個の炭素原子を含む
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、Ｎ−メチル−２−ピロリドン
、トリエタノールアミン、１−３−ジメチル−２−イミ
ダゾリジノン等が用いられるがこれに限定される物では
ない。

又、保湿成分として、尿素、水溶性トルエンスルホンア
ミド等を用いることもできる。

顔料を分散媒中に均一分散させる手段としては、電荷反
発力の作用、界面活性剤または高分子保護コロイドが形
成する吸着層の保護作用、分散媒に可溶な反応性基を有
する官能基を持つ高分子と着色成分表面を化学反応によ
り結合させる方法、公知のカップリング剤を着色成分表
面と化学反応により結合せしめる方法等があるが、分散
媒である溶媒が極性の強い水であるため比較的容易に安
定した分散性を得ることができる。

本発明の記録インク製造方法のうち顔料分散方法として
は、ボールミル、サンドミル、アトライター、ロールミ
ル、アジテータ−ミル、ヘンシェルミキサー、コロイド
ミル、超音波ホモジナイザー、高圧ホモジナイザー、バ
ールミル、ジェットミル、オングミル、メカノヒユージ
ョン（ホソカワミクロン）、ハイブリダイゼーション（
奈良機械製作所）等の微粉砕機・超微粉砕機が使用でき
る。

又、必要に応じて巨大粒子、ゴミ、コンタミ等を除くた
めにフィルター等を通して減圧・加圧濾過したり、最終
的なインク形態にするために攪拌・混合・調製する必要
がある。

本発明に必要不可欠な成分であるポリエチレンオキサイ
ドとしては、平均分子量として１０万〜５００万で０．
０１重量％〜１０重量％の添加量で極端に粘度上昇の生
じない物が好適である。

具体的には、ＰＥＯ−１、ＰＥＯ−３、ＰＥＯ−８、Ｐ
Ｅ０−１５、ＰＥ０−１８（住友精化株式会社）等を挙
げることができる。

これらポリエチレンオキサイドを水性染料インクに添加
することにより、被転写体上の横方向へのインクの拡散
を防止しつつ、紙の繊維に固着するため染料系インクの
従来の欠点であるにじみを防止すると同時に速乾性を付
与し、又、繊維との化学的吸着力の坩加により、耐水性
を飛躍的に向上させることができる。又、顔料系インク
に使用する場合、定着性が向上し、耐擦性が良好になる
。

又、界面活性を有しているため顔料の分散安定性をも付
与することができる。

本発明に用いるポリエチレンオキサイドは各種水溶性高
分子と相溶性及び安定性があるためアラビヤゴム、トラ
ントゴムアルギン酸塩、ゼラチン、カゼイン、ヒドロキ
シエチルセルロース、メチルセルロース、カルボキシメ
チルセルロース、ポリビニルピロリドン、ポリリン酸塩
、ポリアクリル酸塩、スチレン−マレイン酸共重合物、
スチレン−アクリル酸塩共重合物等と併用することもで
きる。

本発明の基本構成は以上の通りであるが、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、ｐＨｍ整剤、防カビ剤浸透剤、キレート化剤
を必要に応じて添加することができる。

インク物性としては、動作時の温度をＯ℃〜５０℃に設
定した場合におけるインク粘度は、ヘッドの高速応答下
におけるインクの供給の安定性及びインクの液滴飛翔安
定性を考慮すると吐出ノズル近傍において２０ｍＰａ−
５以下が必要でありさらに高速応答性実現のためには１
．５〜１５ｍＰａ−５がより好ましい。

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） Ｃ１，ダイレクトブラック１９　　　　２．５％ＣＬ　
　ダイレクトブラック１５４　　　２．５％グリセリン
　　　　　　　　　　　　　　３％エタノール　　　　
　　　　　　　　　　　　３％ポリエチレンオキサイド
（ＰＥＯ−１）　　　　１％尿素　　　　　　　　　　
　　　　　　　　１％蒸留水　　　　　　　　　　　　
　　　　　８７％上記の各成分を容器の中で十分混合溶
解し、０゜８μｍのメンブレンフィルターで減圧濾過し
た後、脱気処理し、表面張力５４．８ｄｙｎｅ／ｃｍの
記録用インクを作製した。

（実施例２） Ｃ１，ダイレクトブラック１９　　　　２．５％Ｃ１，
ダイレクトブラック１５４　　　２．５％ジエチレング
リコール　　　　　　　　　　　３％エタノール　　　
　　　　　　　　　　　　３％ポリエチレンオキサイー
ド（ＰＥＯ−３）０．５％尿素　　　　　　　　　　　
　　　　　　１％蒸留水　　　　　　　　　　　　　　
８７．５％上記の各成分を容器の中で十分混合溶解し、
０゜８μｍのメンブレンフィルターで減圧濾過した後、
脱気処理し、表面張力５１．４ｄｙｎｅ／ｃｍの記録用
インクを作製した。

（実施例３） Ｃ１，フードブラック２　　　　　　　　　５％トリエ
タノールアミン　　　　　　　　　　　３％エタノール
　　　　　　　　　　　　　　　３％ポリエチレンオキ
サイド（ＰＥＯ−８）０．１％尿素　　　　　　　　　
　　　　　　　　１％蒸留水　　　　　　　　　　　　
　　８７．９％上記の各成分を容器の中で十分混合溶解
し、０゜８μｍのメンブレンフィルターで減圧濾過した
後、脱気処理し、表面張力５３．９ｄｙｎｅ／ａｍの記
録用インクを作製した。

（実施例４） カーボンブラック　　　　　　　　　　　　６％高分子
分散剤　　　　　　　　　　　　　　３％（デモールＮ
　花王アトラス（株）） グリセリン　　　　　　　　　　　　　１０％ポリエチ
レンオキサイド（ＰＥＯ−１）　　　　１％尿素　　　
　　　　　　　　　　　　　　１％蒸留水　　　　　　
　　　　　　　　　　７９％蒸留水に高分子分散剤とポ
リエチレンオキサイドを完全溶解させてからカーボンブ
ラックをサンドミルで１０時間分散し、これにグリセリ
ンを添加し、１時間攪拌し、１μｍのフィルターを用い
、減圧濾過し、平均粒径０．０８μｍ、表面張力６０・
　２　ｄ　ｙ　ｎ　ｅ　／　ｃ　ｍの記録用インクを作
製した。

（実施例５） Ｃ１，アシッドイエロー２３　　　　　　４％グリセリ
ン　　　　　　　　　　　　　　３％エタノール　　　
　　　　　　　　　　　　５％ポリエチレンオキサイド
（ＰＥＯ−１）　　　１％蒸留水　　　　　　　　　　
　　　　　８７％Ｃ１，アシッドレッド５２　　　　　
　　４％グリセリン　　　　　　　　　　　　　３％エ
タノール　　　　　　　　　　　　　　　５％ポリエチ
レンオキサイド（ＰＥＯ−１）　　　１％蒸留水　　　
　　　　　　　　　　　　８７％Ｃ１，アシッドブルー
９　　　　　　　　４％グリセリン　　　　　　　　　
　　　　３％エタノール　　　　　　　　　　　　　　
５％ポリエチレンオキサイド（ＰＥＯ−１）　　　１％
蒸留水　　　　　　　　　　　　　　　８７％上記の各
成分を容器の中で十分混合溶解し、０゜８μｍのメンブ
レンフィルターで減圧濾過した後、脱気処理し、表面張
力４９　ｄ　ｙ　ｎ　ｅ　／　ｃ　ｍの記録用カラーイ
ンクを作製した。

（比較例） 比較例として、実施例１〜５で用いた化合物をポリビニ
ルピロリドン（Ｋ＝３０）にかえ、比較例１〜５とした
。

以上のインクを用い、記録方法として、第１図に示した
圧電材料と導電材料をそれぞれ層状に交互に積層した圧
電素子を配列してなる圧電素子列を、一端を固定して、
他端を自由端としてノズル開口に対向させた試作ヘッド
を用い、一般上質紙、ボンド紙、ＰＰＣ用紙、再生紙の
各種被転写体に対して文字、グラフィック等を印字し、
以下の評価を行った。

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 ○：織繊維沿ったにじみは少しあるが目視ではわからな
い △：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５秒後、１０秒後、３０秒後、６０秒後に紙のエツ
ジで印字部をこする Ｏ：５秒後で尾引きなし Ｏ：１０秒後で尾引きなし △：３０秒後で尾引きなし ×：６０秒後に尾引きあり ３、定着性評価 印字１時間後、印字面をクリップで２００ｇ／ｃｍの荷
重をかけて擦ることによる汚れの発生の有無を擦る回数
によって評価 ■：３０往復以上汚れ無し Ｏ：２０〜３０往復後汚れ有り Ｘ：２０往復以下汚れ有り ４、吐出安定性 インクジェット記録装置にインクを充填し、印字 ■＝３時間以上問題なく印字可能 Ｏ：　１時間以上３時間未満問題なく印字可能ｘ：　１
時間未満でドツトずれが生じる５、目詰まり評価 インクジェット記録装置にインクを充填し、５０℃の環
境にノズルにキャップのない状態で１力月放置後 ○：すぐに印字可能 △：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 ×：印字不可能 ６、インク保存性 インクをサンプル瓶に入れ、５０℃で６ケ月密封状態で
保存し、異物・異臭・凝集・沈澱の有無を確認 ■＝無し ○：沈降は見られるが容易に再分散する×：再分散しな
い ７、記録濃度 マクベス温度計による反射０−Ｄ値の測定８、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 ９、耐光性評価 キセノンランプ１００時間照射ブルースケールの退色 ０２５０％未満 ｘ：５０％以上 インク物性調査方法を以下に示す。

Ａ、粘度 レオメトリックス・ファーイースト社製フルード・スペ
クトロメーターによる２０℃での定常粘度測定 ３８表面張力 表面張力計による測定 （協和界面科学製） Ｃ０顔料粒径 レーザー光散乱方式ゼータ電位計ＥＬＳ８００（火爆電
子製）による粒径分布測定 以上の評価結果を表１に示す。

表１より明らかなように、実施例１〜５の記録インクは
、印字品質（にじみ、濃度、光沢、耐水性・耐光性）、
速乾性、定着性、目詰まり性、インク保存性、吐出安定
性について、比較例に比べ極めて優れた結果が得られた
。

［発明の効果コ 以上説明したように、本発明のインクジェット記録用イ
ンクによれば、水と染料及び／又は顔料と高沸点・低揮
発性の水溶性有機溶剤とポリエチレンオキサイドを含有
することにより、にじまず、耐水性・耐光性に優れた高
温度で鮮明な記録を可能にし、従来にない速乾性・定着
性の付与を可能にし、又、目詰まりの生じない、インク
の保存性にも優れた高信頼性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、通常のインク
ジェット記録では使用できない一般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、記録インクの乾燥性・定着性が良いため、３色のプ
ロセスカラーインクを使用することにより、高解像度な
カラー画像を記録することもできる。

又、今後急速に普及すると思われる再生紙にもにじみの
ない鮮明な記録を可能にするという効果も有する。

又、本発明のインクジェット記録用インクは、ヘッド内
の摩擦抵抗を減少させることができるためインク供給を
円滑にし、従来にない吐出安定性を得ることができ、吐
出スピードも上がるために少量のインク量で必要ドツト
径が得られるためランニンーグコストの低減が可能にな
るという効果も有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に用いる圧電制御方式の記録ヘッドを
示す断面図。 ５・・・ノズル形成基板 ６・・・ノズル ７・・・圧電素子 ８・・・接着剤もしくは樹脂 ９・・・支柱 以上 出願人　セイコーエプソン株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 液体インクにより文字・画像の記録を行うインクジェッ
   ト記録装置に用いるインクジェット記録用インクにおい
   て、水と染料及び／又は顔料と高沸点・低揮発性の水溶
   性有機溶剤とポリエチレンオキサイドを含有することを
   特徴とするインクジェット記録用インク。