JPH0425573A - インクジェットプリンタ用インク - 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］ 本発明はインク滴を飛翔させ記録紙等の媒体上に文字や
画像を形成するインクジェット記録装置に供するインク
に関する。

［従来の技術］ 従来、インクジェット記録方式としてはコンティニュア
スタイプとオンデマンドタイプの２つの方式に大別する
事ができる。この様なインクジェット方式に用いるイン
クとしては、染料を水に溶解させたインクが主流を占め
ている。

水性インクは、各種の水溶性染料を水または水及び水溶
性有機溶剤からなる溶媒中に溶解、必要により各種添加
剤が添加されたものが現在用いられている。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、インパクト方式ではないために
無騒音である、カラー化が容易である、高速記録が可能
である、微小インク滴を吐出させるために高解像の記録
が可能である等の優れた特徴を有しておりその将来性が
注目されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、前述の従来技術では、方式の違いにより多少異
なるが、インクジェット記録は、−船釣に水性インクを
用いるが、水性インクにおいては水の沸点が低く飽和蒸
気圧も高い為ノズル部でのインク乾燥による目づまりが
生じやすい。また最近は各種顔料を各種液体に分散させ
たインクジェットプリンタ用インクが種々報告されてい
るか分散顔料粒子の分散安定性あるいはノズル部の目づ
まり等の問題は依然解決されていない。

そこで、本発明はこれらの課題を解決するものであり、
その目的とするところは、インクジェット記録方式に供
するインクジェットプリンタ用インクにおいて、ノズル
部でノズルめづまり等を起こさず、顔料分散安定性に優
れたインクジェットプリンタ用インクを提供するところ
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プリンタ用インクは少なくとも
顔料と樹脂と非極性の絶縁性溶剤と分散剤とを含むイン
クジェットプリンタ用インクにおいて、前記顔料と前記
樹脂または前記分散剤とをカップリングさせるカップリ
ング剤を含むことを特徴とする。

［作用コ 本発明のインクジェットプリンタ用インクについての作
用を説明する。第１図に本発明のインクジェットプリン
タ用インクの概念図を示す。１１は顔料粒子、１２は樹
脂あるいは分散剤分子、１３はカップリング剤、１４は
非極性の絶縁性溶剤である。本発明のインクジェットプ
リンタ用インク中の樹脂あるいは分散剤１２は溶剤１４
に完全可溶であるために均一に溶剤１４中に存在してい
る。このような系にカップリング剤１３を用いて溶剤１
４中に均一に溶解している樹脂あるいは分散剤１２とカ
ップリング反応した顔料１１は、通常の活性剤処理、樹
脂吸着処理、表面処理によるＤ　、Ｌ　、Ｖ　、０　、
理論に示されるような電気的な力あるいは、浸透圧効果
・エントロピー効果による分散安定とは異なる原理で分
散安定を保つ。つまり第１図に示すように溶剤に保持さ
れたマトリックス構造をとることにより沈降や凝集をま
ったく起こさない。

［実施例］ 以下に実施例をあげて本発明を具体的に説明するが、こ
れに限定されるものではない。

本発明のインクジェットプリンタ用インクの製造方法は
、次の様に行った。樹脂を予め定めた量分散媒である絶
縁性溶剤に溶解させる。この樹脂溶液に溶解樹脂分子中
の官能基と化学結合反応を起こすカップリング剤を徐々
に添加した。溶液はカップリング剤添加の際には５０°
Ｃの熱を加え、カップリング剤添加終了後さらに５０°
Ｃを保ち２時間反応を進めた。この際に樹脂とカップリ
ング剤の化学反応を促進させる目的で触媒を加えても良
い。完全に樹脂とカップリング剤の化学反応が終了した
ことをＦＴ−ＩＲを用いて確認した後に溶液をアトライ
ターに移し換え顔料を規定量添加し、１２時間分散を行
い、カップリング剤と顔料間の化学結合を行い、これと
同時に顔料の細粒子化を行って均−分散系とした。この
後にシランカップリング剤と顔料あるいは樹脂との化学
結合により生じた副生物を取り除く。必要に応じて分散
剤を加え溶解した後、巨大粒子、ゴミ等を除くためフィ
ルター等で濾過し本発明のインクジェットプリンタ用イ
ンクを得ることができる。分散剤を顔料とカップリング
反応させる場合は、前述のインク製造方法において、は
じめに分散剤とカップリング剤との反応を行った後に、
反応によって生じる副生物を取り除く。この溶液に樹脂
を予め定められた添加量溶解し、更に顔料をカップ１ノ
ング剤と化学反応・分散させることで本発明のインクジ
ェットプリンタ用インクを得ることができる。

言うまでもないが、カップリング反応の工程はこれに限
る物ではない。

以上の様なインク製造方法で調整したインクジェット用
インクの物性として、動作時の温度を０〜５０°ＣＩ＝
　Ｇ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安定性及びインクの滴形成飛
翔安定性により吐出時ノズル付近に於て２０ｍＰａ・Ｓ
以下が必要であり、更により高速応答性実現の為には２
．０〜１５．０ｍＰａ・Ｓがより好ましい。

以下にインクの成分について具体的に例示する。

顔料としては、従来公知のものを含めて各種の有機ある
いは無機顔料が使用できる。例をあげれば、カーボンブ
ラック、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・ぺｌルン系高級顔料等、アント
ラキノン系顔料、ジオキサジン系顔料、インジゴ系顔料
、チオインジゴ系顔料、あるいは金属酸化物（酸化鉄、
酸化チタン、酸化カドニウム、酸化クロム等）等を挙げ
ることができる。そのほか粒子表面を樹脂等で被覆した
加工顔料も使用できる。これらは場合によって二種以上
を混合して用いることもできる。

樹脂としては、具体的には、エチルセルロース、ポリア
クリルエステル、アマニ油変性アルキッド樹脂、ポリ塩
化ビニル、塩素化ポリプロピレン、ポリアミド樹脂、ク
マロンインデン樹脂、ロジン系樹脂、テルペンフェノー
ル系樹脂、アルキルフェノール変性キシレン樹脂、無水
マレイン酸樹朋、イソプレン系樹脂、スチレン樹脂、エ
チレン・メタクリル酸共重合体、エチレン・エチルアク
リレート共重合体、エチレン・酢酸ビニル共重合体、等
が好ましく、インク保存性の観点より、溶剤に可溶であ
るものが好ましい。更にまた、印字後の記録物のブロッ
キングの点からみると、樹脂の融点あるいは軟化点は５
０’Ｃ以上が好ましい。又、これらは場合によって二種
以上を用いることもできる。本発明の樹脂成分として使
用できる樹脂はこれに限定されるものでなく顔料とカッ
プリング反応を起こすことができれば、本発明に使用す
ることができる。

溶剤としては、脂肪族炭化水素系溶剤、具体的にはエク
ソン化学社のアイソパー　フィリップ石油社のツルトー
ル、出光石油化学社のＩＰソルヘベン、石油ナフサでは
シェル石油化学社にシェルＳ、Ｂ、Ｒ，、シェルゾール
、モーピル石油社のベガゾール等がある。絶縁性溶剤に
必要な特性としては毒性が少ないこと、引火性が少ない
こと、臭気が少ないことである。またこれらは場合によ
り２種以上を混合して用いることもできる。

また、必用に応じて加えられる分散剤あるいは顔料とカ
ップリング処理できる分散剤としては、前記溶剤に相溶
、または安定的に微粒子分散及び分散安定付与できるも
のであればよく、その具体的な例としてはソルビタン脂
肪酸エステル（ソルビタンモノオレエート、ソルビタン
モノラウレート、ソルビタンセスキオレエート、ソルビ
タントリオレエート等）、ポリオキシエチレンソルビタ
ン脂肪酸エステル（ポ■）オキシエチレンソルビタンモ
ノステアレート、ボ１ノオキシエチレンソルビタンモノ
オレエート等）、ポリエチレングリコール脂肪酸エステ
ル（ポリオキシエチレンモノステアレート、ポリエチレ
ングリコールジイソステアレート等）、ポリオキシエチ
レンアルキルフェニルエーテル　（ポリオキシエチレン
ノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチル
フェニルエーテル等）などのノニオン活性剤が適してい
る。更にノニオン性活性剤に加えて、アニオン性活性剤
あるいはカチオン性活性剤として一般に知られている活
性剤（分散剤）も本発明には使用できる。これらの分散
剤は場合によって二種以上混合して用いることができる
。さらに前記の分散剤以外であっても顔料とカップリン
グ反応をおこす分散剤ならば本発明に使用することがで
きる。

カップリング剤として考えられるものは、有機チタン系
カップリング剤の場合、テトライソプロピルチタネート
、テトラブチルチタネート、テトラステアリルチタネー
ト、イソプロポキシチタニウムステアレートチタニウム
ラクテート等がある。

クロム系カップリング剤としては、Ｄｕ　　Ｐｏｎｔ社
のＶｏ　ｌ　ａｎ、Ｖａｌｃｈｅｍ社のＶａｌｃｈｒｏ
ｍｅ５０１５等がある。シリルパーオキサイド系のカッ
プリング剤としては次の構造式で表せるものが考えられ
る。

（ＣＨ３）４−ｎＳｊ、（ＯＯｔ−ｂｕｔｙｌ）ｎ１ｋ
ｙｌ ＼ （ＣＨ３）３ （ＣＨ３０）２Ｓｉ ＣＨ２＝ＣＨ ＣＨ３ また有機溶酸系カップリング剤として考えられるものは
次の構造式で表せるものである。

叶 Ｒ−０−Ｐ−０１１ Ｒ： エチル、フ゛チル、イソアミル基 −Ｐ−ＯＲ Ｒ：メチル、エチル、フ゛チル、２−エチルヘキシルフ
ェニル基 ＯＲ ／ ＨＯ−Ｐ−ＯＲＲ：メチル、エチル、イソブＵビル、オ
タチル基また有機シラン系カップリング剤としては、ビ
ニルトリクロルシラン、ビニルトリス（βメトキシエト
キシ）シラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリ
メトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメト
キシシラン、β−（３，４エポキシシクロヘキシル）エ
チルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルト
リメトキシシラン、γ−グリシドキシプロビルメチルジ
ェトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプ
ロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ
−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノ
プロピルトリエトキシシラン、Ｎ−フェニル−γ−アミ
ノプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトブトプ
ロビルト１ノメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリ
メトキシシラン等が挙げられる。

なお、本発明のカップリング剤としては上ル己番こ挙げ
た例に限るものではなく顔料とインク中の樹脂及び分散
剤とカップリング反応を示すものならばすべてのカップ
リング剤が利用すること力くできる。

（実施例） 第１７頁から第２８頁の実施例１〜実施例１６に示すイ
ンク組成物を調整しインクを製造した。

製造したインクをインクジェット記録装置により、一般
上質紙、ボンド紙、ＰＰＣ紙、ＯＨＰシート等の各種被
転写物に対してビットイメージ印字、文字印字等を行な
った後、ａ１〜ａ５の評価を行後、目視あるいは顕微鏡
観察によりインクの滲みの有無を評価し、 ・目視あるいは顕微鏡観察によっても印字番ご滲みが見
られない　　　　　　　・・・好適（０）・顕微鏡観察
により印字に滲みが見られる・適（○） ・目視によって印字に滲みが見られる ・不適（×） によって分類し評価した。

（ａ２）印字耐擦性：各種被転写物に対しての印字後、
印字面をクリップで２００　ｋｇ／ｃｍ２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
評価し、 ・３０往復以上摩擦後発生なし・・・好適（Ｏ）・２０
〜３０往復摩擦後発生有り・・適（０）・２０往復以下
摩擦後発生有り・・・不適（×）によって分類し評価し
た。

（ａ３）印字物乾燥速度：Ａ４のサイズの非転写媒体に
ベタ印字を行い、指先で軽くこすり、指先にインクが付
着しなくなるまでの時間により、・１０秒以内　　　　
　　　　・・・好適（Ｏ）・１０秒以上３０秒未満　　
　・・・適（０）・３０秒以上　　　　　　　　・・・
不適（Ｘ）によって分類し評価した。

（ａ４）ノズル目詰まり；インクジェット記録装置にイ
ンクを充填し、５０°Ｃの環境にノズルにキャップのな
い状態で１力月放置し、インクの吐出状況を評価し、 ・すぐに吐出　　　　　　　　・・・好適（Ｏ）・少し
おいであるいはゴム板で擦り吐出・適（０） 吐出しない　　　　　　　　・・・不適（×）によって
評価分類した。

（ａ５）インク分散安定性：インク製造直後の顔料粒子
の平均粒子径を１ミクロンで製造し、７０°Ｃの恒温槽
中で５力月放置した後の顔料粒子の平均粒子径により分
散安定性を評価し ・２ミクロン以下　　　　　　・・・好適（Ｏ）・２〜
５ミクロン　　　　　　・・・適　（０）・５ミクロン
以上　　　　　　・・・不適（Ｘ）によって分類を行っ
た。尚、比較例１及び比較例２とした市販のインクジェ
ットプリンタ用インクは染料溶解型インクである為にこ
の評価は行っていない。

この結果を表１に示す。

（比較例） また、同様に比較例１及び３として第２８頁から第２９
頁に示したインクジェットプリンタ用インクを作製し、
比較例２として市販水性インクを評価した。また評価方
法は本発明の実施例と同様な方法で評価を行い、結果を
表１に示した。尚比較例３は本発明によるインクジェッ
トプリンタ用インクと組成物にはほぼ同様であり、顔料
と樹脂あるいは分散剤のカップリング処理していない。

表１から明らかなように、本発明のインクジェットプリ
ンタ用インクは、全ての評価において良好な結果を示し
ている。特に本発明の発明者が以前発明した比較例３と
比べても、本発明のインク分散安定性は優れた結果を示
した。

（実施例１） 顔料 アニリンブラック（出隅色素）１０．０％溶剤 アイソパーＬ（エクソン化学）７３．８％樹脂 芳香族オリゴマー（三菱石油）１５．０％分散材 ポリオキ／エチレンソルビタノモノオレエ（日光ケミカ
ルス゛）０．２％ 力、ブリング剤（対樹脂） テトライソプ口ピルチタ不−ト　１０％（実施例２） 顔料 アニリンブラック （出隅色素） ０゜ ０　％ 溶剤 Ｐ１６２０ 樹脂 水添テルペン （出光石油化学） （安原ケミカル） ７３゜ ５゜ ８　％ ０　％ 分散材 ポリオ牛ンエチレンソルビタンモノオレエ（日光ケミカ
ルス゛） ２　％ カップリング剤（対樹脂） Ｖｏａｎ　　（Ｄｕ　　　Ｐｏｎｔ） ０　％ （実施例３） 顔料 カーボンブラックＰｒ　１ｎｔｅｘ５５　（Ｄｅｇｕｓ
ｓａ）１０．０％ 溶剤 アイツバ−しくエクソン化学）　７４．　０％樹脂 ｌ　３ペンタジエン系樹脂（日本ゼオン）１５０％ 力、ブリング剤（対樹脂） ジメトキ７アリルターンヤリープチルパーオキノド／ラ
ン　　　１．０％ （実施例４） 顔料 カーボンブラックＰｒ　ｊｎｔｅｘ５５　（Ｄｅｇｕｓ
ｓａ）１０．０　％ 溶剤 ＩＰ１６２０　（出光石油化学）７３．８％樹脂 特殊ロジンエステル（荒川化学）１５．　０％分散材 ポリオキンエチレンソルビタンモノオレエート（日光ケ
ミカルス）　　　　　　　０、２％カップリング剤（対
樹脂） ジメトキシヒトキンフォスフイン　１．０％（実施例５
） 顔料 酸化鉄ＥＰＴ−１０００（戸田工業）１０．０％ 溶剤 アイツバ 樹脂 （エクソン化学） ７３゜ ８　％ 特殊ロジンエステル（荒川化学）１５．０％分散材 ソルビタンモノオレエート（日光ケミカルス゛）０、　
２　％ カップリング剤（対分散剤） ビニルトリクロルシラン　　１．０％ （実施例６） 顔料 酸化鉄ＥＰＴ−１０００（戸田工業）１０．０％ 溶剤 ＩＰ１６２０　（出光石油化学）７３．８％樹脂 テルペン変性フェノール樹脂（安原ケミカル）１５．０
％ 分散材 ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエート（日光ケ
ミカルス）０．２％ 力、プリング剤（対樹脂） β （３，４エボキンシクロへ＋シル）エチルトリメトキシ
シラン　　１．０％ （実施例７） 顔料 アニリンプラック（南陽色素） 溶剤 アイソパーＬ（エクソン化学） 樹脂 １０゜ ７３゜ ０　％ ８％ 水添テルペン（安原ケミカル） １５゜ ０　％ 分散材 ポリオキンエチレンソルビタンモノオレエート（日光ケ
ミカルス）０．２％ 力、ブリング剤（対樹脂） β−（３，４エポキシシクロへ牛シル）エチルトリメト
キシンラン　　１．０％ （実施例８） 顔料 カーボンブラックＰｒｊｎｔｅｘ５５ （Ｄｅｚ ｕｓｓａ）１０．０　％ 溶剤 ＩＰ１６２０　（出光石油化学）７４．０％樹脂 水添テルペン（安原ケミカル）１５．０％力、ブリング
剤（対樹脂） β−（３，４エボキンノクロヘキンル）エチルトリメト
キンシラン　　１．　０％ （実施例９） 顔料 酸化鉄ＥＰＴ−１０００（戸田工業）１０．０％ 溶剤 アイソパーＬ（エクソン化学）　７３．　８　％樹脂 １．３ペンタジエン系樹脂（日本ゼオン）１５０％ 分散材 ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエート（日光ケ
ミカルス）０．２％ 力、ブリング剤（対分散剤） ビニルトリクロル７ラン　　１．０％ （実施例１０） 顔料 カーボンブラックＰｒ１ｎｔｅｘ５５　（Ｄｅｇｕｓｓ
ａ）１０．０％ 溶剤 ＩＰ１６２０　（出光石油化学）７３．８％樹脂 特殊ロジンエステル（荒用化学）１５．０％分散材 シルビタンモノオレエート（日光ケミカルス′）０．２
％ カップリング剤（対分散剤） β−（３，４エボキ／ンクロヘキンル）エチルトリメト
キシソラン　　１．０％ （実施例１１） 顔料 キナクリドンマゼンタ（大日本インキ）１０゜０　％ 溶剤 アイソパーＬ（エクソン化学）　７　ｓ、　　ｓ％樹脂 芳香族オリゴマー（三菱石油）１５．０％分散材 ソルビタンモノラウレート（三洋化成＞　０．　２％ カップリング剤（対樹脂） ビニルトリクロル７ラン　　１．０％ （実施例１２） 顔料 キナクリドンマゼンタ（犬日本インキ）１０゜溶剤 ＩＰ、１６２０（出光石油化学）７３．８％樹脂 テルペン変性フェノール樹脂（安原ケミカル）１５゜ ０　％ 分散材 ポリオキシエチレンノニルフェニルエ テル 花王）０．２％ 力、ブリング剤（対樹脂） γアミノプロピルトリエトキシンラン　１．　０％ （実施例１３） 顔料 銅フタロンアニン（ＩＣＩ）１０．０％溶剤 アイソパーＬ（エクソン化学）７３．８％樹脂 特殊ロジンエステル（荒用化学）１５．０％分散材 ポリオキンエチレンアルキルエーテル（三洋化成）０．
２％ カップリング剤（対分散剤） γアミノプロピルトリエト牛シンラン　１０（実施例１
４） 顔料 銅フタロシアニン（ＩＣＩ）１０．０％溶剤 アイソパーＬ（エクソン化学）　７３．　８％樹脂 １３ペンタジエン系樹脂（日本ゼオン）１５０　％ 分散材 ポリオキ／エチレンアルキルエーテル（三洋化成）０２
％ カップリング剤（対分散剤） ７メルカブトブロピルトリメトキ／／ラン１．０％ （実施例１５） 顔料 インドイエロー（チバガイギー）１０．０％溶剤 アイソパーＬ（エクソン化学）　７３．　８％樹脂 水添テルペン（安原ケミカル）１５．０％分散材 ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル（花王）０
．２％ カップリング剤（対分散剤） β−（３，４エポキシシクロヘキシル）エチルトリメト
キシシラン　　１．０％ （実施例１６） 顔料 インドイエロー（チパガイギー）１０．０％溶剤 アイソパーＬ（エクソン化学）７３．８％樹脂 肪香族オリゴマー（三菱石油）１５．０％分散材 ソルビタンモノラウレート（三洋化成）　０．　２％ カップリング剤（対樹脂） β−（３，４エポキシンクロヘ牛シル）エチルトリメト
キシシラン　　１．０％ （比較例１） 染料 スダンブラックＸ−６０（ＢＡＳＦ）５．０％溶剤 アイソパーＬ（エクソン化学）８５．０％樹脂 肪香族オリゴマー（三菱石油）１０．０％（比較例２） 市販水性インク （比較例３） 顔料 アニリンブラック（山場色素） 溶剤 アイソパーＬ（エクソン化学） １０゜ ７４゜ ０　％ ８％ 樹脂 肪香族オリゴマー（三菱石油）１５．０％分散材 ポリオキシエチレンツルとタンモノオレエート（日光ケ
ミカルズ）０．２％ ［発明の効果コ 以上述べてきたように、本発明のインクジニットプリン
タ用インクを用いれば、樹脂または分散剤とを顔料とカ
ップリングさせるカップリング剤を含むため、従来から
問題とされているノズル部のめづまりもなく、分館文系
インクとしてのインク保存性は今までには実現できなっ
た高いレベルに向上した。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のインクジュツトプリンタ用インクの概
念図。 １１　顔料 １２　樹脂あるいは分散剤 １３　カップリング剤 以上 出願人　セイコーエプソン株式会社 代理人　弁理士　鈴木喜三部他１名 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 少なくとも顔料と樹脂と非極性の絶縁性溶剤と分散剤と
   を含むインクジェットプリンタ用インクにおいて、前記
   顔料と前記樹脂または前記分散剤とをカップリングさせ
   るカップリング剤を含むことを特徴とするインクジェッ
   トプリンタ用インク。