JPH04332774A

JPH04332774A - インクジェット記録用インク

Info

Publication number: JPH04332774A
Application number: JP3102666A
Authority: JP
Inventors: Yukari Sano; 佐野　ゆかり; Hiroko Hayashi; 広子林; Kiyohiko Takemoto; 清彦竹本; Yasuhiro Oki; 康弘黄木
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1991-05-08
Filing date: 1991-05-08
Publication date: 1992-11-19

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はインクジェット記録用顔
料分散インクに関し、特に一般にオフィスで使われる普
通紙においてにじみが生じず高印字品質が得られるイン
クジェット記録用インクに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録方式は、液体の染料
インクを吐出させて印字を行うことから、コピー紙やボ
ンド紙といったいわゆる一般にオフィスで使われる普通
紙に記録を行う場合には、大きなにじみが発生しドット
の輪郭、エッジがシャープにならず高品質の記録が得ら
れないという課題があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明はこの
課題を解決するもので、本発明の目的は液体インクによ
り文字・画像記録を行なうインクジェット記録装置にお
いて、一般にオフィスで使用される普通紙に対してにじ
みを生じず高印字品質を実現する、着色剤として顔料を
使用したインクジェット記録用インクを提供することで
ある。

【０００４】

【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、少なくとも顔料と樹脂エマルジョンを
含み、インク中に含まれる着色成分の平均粒径が０．３
〜１．２μｍであることを特徴とし、更に顔料と樹脂エ
マルジョンとの固形分の重量比が、１：０．１〜１：１
の範囲であることを特徴とする。

【０００５】すなわち、本発明者らは多くの普通紙に対
して、高印字品質を実現するインクについて検討を重ね
た結果、インク中に少なくとも顔料と樹脂エマルジョン
を含み、着色成分の平均粒径が０．３〜１．２μｍであ
るインクを用いることにより、多くの普通紙に対して高
印字品質の記録を実現することを発見した。また、上記
のインクは顔料と樹脂エマルジョンとの固形分の重量比
が、１：０．１〜１：１の範囲であるインクによって実
現できることがわかった。本発明について詳細に説明す
る。

【０００６】本発明に使用する着色剤としての顔料は、
カーボンブラックの他、一般に通用している文献等に記
載されている有機顔料を使用する事ができる。例えば、
アゾレーキ顔料、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、キレ
ートアゾ顔料等のアゾ顔料やフタロシアニン顔料、ペリ
レン及びペリノン顔料、アトラキノン顔料、キナクリド
ン顔料、ジオキサジン顔料チオインジゴ顔料、イソイン
ドリノン顔料、キノフタロン顔料等の多環式顔料や塩基
性染料型レーキ、酸性染料型レーキ等の染料レーキやニ
トロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラック、昼光蛍光
顔料等の有機顔料、酸化チタン、酸化鉄系等の無機顔料
を挙げることができる。また、上記以外の顔料であって
も水相に分散可能なものはいずれも本発明において使用
することができる。

【０００７】さらに上記顔料を界面活性剤や高分子分散
剤等で表面処理したもの、例えば、グラフトカーボン等
も同様に使用可能である。

【０００８】これらの顔料は本発明のインクに対して、
０．５〜２０重量％の割合で、より好ましくは３〜１５
重量％の範囲で用いられる。顔料が０．５重量％未満で
は、所望の色調・濃度が得られず、２０重量％以上を越
えるとインクジェット記録ヘッドのノズル部の目詰まり
やインクの保存安定性に支障をきたす。

【０００９】本発明に使用する樹脂エマルジョンとして
は酢酸ビニル系、酢酸ビニル〜アクリル系、酢酸ビニル
〜エチレン系、アクリル系、アクリル〜スチレン系があ
る。これらの樹脂エマルジョンは前述の通り、顔料と樹
脂エマルジョンとの固形分の比が、１：０．１〜１：１
の範囲で用いられる。樹脂エマルジョンの比がこの範囲
より多いと着色成分の平均粒径が０．３μｍより小さく
なってしまい、高品位の印字が得られない。また、樹脂
エマルジョンの比がこの範囲より少ないと着色成分の平
均粒径が１．２μｍより大きくなってしまい、インクジ
ェットヘッドの微小なノズルを目詰まりさせてしまう。

【００１０】本発明のインクを作成するには、顔料は適
当な分散剤、溶剤、純水及び必要に応じて他の添加剤と
共に従来知られている方法により分散処理するのが好ま
しい。

【００１１】分散剤としては一般に顔料分散に用いられ
る高分子分散剤や界面活性剤が使用できる。高分子分散
剤としては、アラビアゴム、トラガントゴム等の天然ゴ
ム類、ゼラチン、アルブミン、カゼイン等のタンパク質
、サポニン等のグルコシド類、メチルセルロース、カル
ボキシセルロース、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、セラック等の
天然高分子、ポリアクリル酸塩、ビニルナフタレン−ア
クリル酸共重合物の塩、スチレン−マレイン酸共重合物
の塩、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、ビニルナフタレン−マレイン酸共重合物の
塩、リン酸塩等の陰イオン性高分子やポリビニルアルコ
ール、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール
等の非イオン性高分子等の高分子分散剤、界面活性剤と
しては脂肪酸塩類、高級アルコール硫酸エステル塩類、
液体脂肪油硫酸エステル塩類、アルキルアリルスルホン
酸塩類等の陰イオン界面活性剤、ポリオキシエチレンア
ルキルエーテル類、ソルビタンアルキルエステルポリオ
キシエチレンソルビタンアルキルエステル類等の非イオ
ン性界面活性剤があり、これらの１種または２種以上を
適宜選択して使用できる。その使用量はインク全量に対
して０．１〜２０重量％が好ましい。

【００１２】また、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
ーミル、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、パールミル、ジェットミル等の微粉散機
・超音波粉散機が使用できる。

【００１３】添加する水溶性有機溶剤としては、メチル
アルコール、エチルアルコール、ｎ−プロピルアルコー
ル、イソプロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、
ｓｅｃ−ブチルアルコール、ｔｅｒｔ−ブチルアルコー
ル、イソブチルアルコール、ｎ−アミルアルコール等の
炭素数１〜５のアルキルアルコール類、ジメチルホルム
アミド、ジメチルアセトアミド等のアミド類、アセトン
、ジアセトンアルコール等のケトンまたはケトアルコー
ル類、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類
、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール
等のポリアルキレングリコール類、エチレングリコール
、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ブチ
レングリコール、トリエチレングリコール、１，２，６
−ヘキサントリオール、チオジグリコール、ヘキシレン
グリコール等のアルキレン基が２〜６個の炭素原子を含
むアルキレングリコール類、エチレングリコールモノメ
チルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル
、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレ
ングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコ
ールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノ
エチルエーテル等の多価アルコールの低級アルキルエー
テル類、トリエチレングリコールジメチルエーテル、ト
リエチレングリコールジエチルエーテル等の多価アルコ
ールの低級ジアルキルエーテル類、グリセリン、スルホ
ラン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、１，３−ジメチル
−２−イミダゾリジノン等が挙げられる。

【００１４】上記水溶性有機溶剤の使用量は、一般的に
はインクの全重量に対して０．１〜４０重量％で好まし
くは３〜３０重量％である。

【００１５】上記成分の他にも必要に応じて、各種界面
活性剤、粘度調整剤、表面張力調整剤、非記録材上での
インクの定着性を改善するためのバインダー樹脂等を添
加することができる。

【００１６】例えば、ポリビニルアルコール、セルロー
ス類、水溶性樹脂等の粘度調整剤またはバインダー、カ
チオン、アニオン、あるいはノニオン系の界面活性剤、
第２アルコールまたはそのエチレンオキサイド付加体等
の界面活性剤、ジエタノールアミン、トリエタノールア
ミン等の表面張力調整剤、緩衝液によるｐＨ調整剤、防
カビ剤等を挙げることができる。

【００１７】

【作用】本発明によれば、インクの着色成分の粒径があ
る程度大きい方が印字品質がよい。これは、顔料インク
が紙の表面に付着したとき顔料が表面にそのまま残り、
顔料を保持していた分散媒のみが速やかに表面に拡散し
内部に浸透しやすいからである。この分散媒のみの拡散
・浸透を着色成分に対してわじみと呼ぶ。わじみができ
やすいインクほど印字がにじむことがなく速乾性が高い
。本発明のインクジェット記録用インクはインク中の着
色成分の平均粒径が０．３〜１．２μｍであれば前述の
わじみができ印字品質がよくなり速乾性が高いことが分
かった。さらに、インクが紙に浸透・拡散した全体の径
に対するわじみの径の比が０．２以上の時ににじみが生
じず印字品質が良く、０．２より小さいとわじみができ
ず、にじんでしまう。また、粒径が０．３μｍ未満だと
顔料インクとして分散性は良くなるがわじみができずに
じみが生じ、１．２μｍを越えるとわじみはできるが顔
料が凝集し、さらに沈降してしまい再分散が不可能とな
り、インクとしての保存安定性に欠け、インクジェット
の微小なノズルが目詰まりしてしまう。

【００１８】

【実施例】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。

【００１９】実施例１〜４、比較例１〜３のインクは顔
料を除いた下記の成分を７０℃、３０分間撹拌し、その
溶液を室温に戻してから顔料を加えてサンドミル（（株
）安川電機製作所製）で分散処理し、得られた分散液を
５０μｍのメンブレンフィルターによって濾過してゴミ
及び粗大粒子を除去し、インクとした。

【００２０】実施例１　　　　カーボンブラック　　＃５Ｂ（三菱化成工業（
株）製）　　　　　　　　　　　　　　５ｗｔ％　　　
　グリセリン　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　１８ｗｔ％　　　　ボンコート５４５４（
アクリル−スチレン系樹脂エマルジョン、固形分５５　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　％、東
北ディック（株）製）　　　　　　　　　　　　　１．
８ｗｔ％　　　　ポリビニルアルコール（重合度５００
、ケン化度８６．５〜８９ｍｏｌ％）　　　０．１ｗｔ
％　　　　ゼラチン　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　１ｗｔ％　　　　水酸化カ
リウム　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　１ｗｔ％　　　　Ｎ−２−ヒドロキシエチル−ｐ−ト
ルエンスルホンアミド　　　　　　　　　　１ｗｔ％　
　　　純水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　７２．１ｗｔ％　　実施例２　　　　アニリンブラック　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　１０ｗｔ％　　　　ボンコート６２９０（
酢酸ビニル−アクリル系樹脂エマルジョン、固形分５　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　０％
、大日本インキ化学工業（株）製）　　　　１０ｗｔ％
　　　　ポリビニルピロリドン　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　３ｗｔ％　　　　エチレングリコール　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　１５ｗｔ％　　　　ト
リエチレングリコールモノメチルエーテル　　　　　　
　　　　　　　　　　　　０．３ｗｔ％　　　　純水　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　６１．７ｗｔ％　　実施例３　　　　カーボンブラック　　＃４０（三菱化成工業（
株）製）　　　　　　　　　　　　　　６ｗｔ％　　　
　ボンコート４００１（アクリル系エマルジョン樹脂、
固形分５０％、大日本　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　インキ化学工業（株）製）　　　　
　　　　　　　　　　　　１０ｗｔ％　　　　ポリビニ
ルアルコール　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　０．１ｗｔ％
　　　　ジエチレングリコール　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　２０ｗｔ％　　　　純水　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　６３．９ｗｔ％　
　実施例４　　　　カーボンブラック　　ＭＡ−１００（三菱化成
工業（株）製）　　　　　　　　５ｗｔ％　　　　ボン
コート２３１０（酢酸ビニル系エマルジョン樹脂、固形
分５０％、大日　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　本インキ化学工業（株）製）　　　　　　
　　　　　　　　１０ｗｔ％　　　　グリセリン　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１８ｗ
ｔ％　　　　アラビアゴム　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　３ｗｔ％　　　　エタノール
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　３ｗｔ％　　　　水酸化カリウム　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　１ｗｔ％　　　　純水
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　６０ｗｔ％　　比較例１　　　　カーボンブラック　　＃５Ｂ（三菱化成工業（
株）製）　　　　　　　　　　　　　　５ｗｔ％　　　
　ボンコート５４５４　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　１５ｗｔ％　　　　グリセリン　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　１８ｗｔ％　　　　
ポリビニルアルコール　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　０．
１ｗｔ％　　　　ゼラチン　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　１ｗｔ％　　　　水
酸化カリウム　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　１ｗｔ％　　　　Ｎ−２−ヒドロキシエチル−
ｐ−トルエンスルホンアミド　　　　　　　　　　１ｗ
ｔ％　　　　純水　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　５８．９ｗｔ％　　比較例２　　　　アニリンブラック　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　１０ｗｔ％　　　　ポリビニルピロリドン
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　３ｗｔ％　　　　
エチレングリコール　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　１５ｗｔ％　　　　トリエチレングリコールモノメチ
ルエーテル　　　　　　　　　　　　　　　　　　０．
３ｗｔ％　　　　純水　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　７１．７ｗｔ％比較例３　　　　カーボンブラック　　ＭＡ−１００　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　５ｗｔ％　　　　ボンコート２３１０　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　０．５ｗｔ％　　　　グリセリン　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１
８ｗｔ％　　　　アラビアゴム　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　３ｗｔ％　　　　エタノ
ール　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　３ｗｔ％　　　　水酸化カリウム　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　１ｗｔ％　　　　
純水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　６９．５ｗｔ％以上得られたインクを用いて、
粒度分布計（堀場製作所製、超遠心式自動粒度分布測定
装置　　ＣＡＰＡ−７００）により平均粒径を測定した
。なお、平均粒径は粒度分布のメジアン値である。

【００２１】平均粒径（単位：μｍ）前述の超遠心式自
動粒度分布測定装置を用いて測定し、そのメジアン値を
平均粒径とする。

【００２２】さらに、得られたインクの印字品質と速乾
性および保存安定性を調べるために以下の評価を行った
。

【００２３】わじみ評価代表的な汎用普通紙であるＸｅ
ｒｏｘＰ（富士ゼロックス商標）にインク１μｌをスポ
ットし、インクが紙に浸透・拡散した全体の径に対する
わじみの径（インクが紙に浸透・拡散した全体の径から
紙の表面に残った着色成分の径を引いたもの）との比に
より評価する。比が０．２以上で均一なわじみができる　　　　　　○
比が０．２より小さくてわじみができない　　　　×保
存安定性前記インクジェットプリンタによって、前記インクを用
いて印字を行い、全ノズル吐出可能であることを確認後
、プリンタを停止して常温で放置する。１ヶ月後再びプ
リンタを駆動させて印字状態を調べ、以下の基準にした
がって判断する。

【００２４】全ノズル吐出可能　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　○目詰まりにより１ノズル以上吐出
不能　　　　　　　　×上記結果を表１に示す。

【００２５】

【表１】

【００２６】表１のＤは顔料と樹脂エマルジョンの重量
比表１より明らかなように、実施例１〜４のように顔料と
樹脂エマルジョンとの重量比が１：０．１〜１：１であ
れば着色成分の平均粒径が０．３〜１．２μｍになり、
この範囲のインクはわじみができて印字品質が良好で保
存安定性もよい。比較例１のように顔料に対する樹脂エ
マルジョンの量が多いと平均粒径が０．３μｍ未満にな
り、保存安定性は良いがわじみができなく高品位の印字
が得られない。比較例２のように樹脂エマルジョンを用
いない場合や、比較例３のように顔料に対して樹脂エマ
ルジョンの添加量が少ないと平均粒径が１．２μｍを越
え、わじみができるが保存安定性が悪い。

【００２７】

【発明の効果】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、着色剤として顔料を使用し
た液体インクにおいて、一般に市販される普通紙に対し
てにじみが生じず、高品質の印字が得られる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】顔料と樹脂エマルジョンを含み、インク中
に含まれる着色成分の平均粒径が０．３〜１．２μｍで
あることを特徴とするインクジェット記録用インク。
【請求項２】上記インクにおいて、前記顔料と前記樹脂
エマルジョンとの固形分の重量比が、１：０．１〜１：
１の範囲であることを特徴とする請求項１記載のインク
ジェット記録用インク。