JPH05247392A - インクジェット用インキ組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 表面張力が４０ｄｙｎｅ／ｃｍ以上でもＰＰ
Ｃ用紙に印字した時に、優れたインキ定着速度を有する
インクジェット用インキを提供すること。 【構成】 顔料、水溶性樹脂及び水性媒体からなるイン
クジェット用インキにおいて、水溶性樹脂が、四塩基酸
と特定のジオールからなる水溶性樹脂であって、該特定
のジオールが、ビスフェノールＡのエチレンオキサイド
附加物、ビスフェノールＡのプロピレンオキサイド附加
物及び／又は該附加物とフタル酸との縮合物であること
を特徴とするインクジェット用インキ組成物。

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用インキ
組成物に関する。更に詳しくは着色剤に顔料を使用した
インクジェット用インキ組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、インクジェット記録方式は静粛
性、記録速度、印字品位、ランニングコスト等に優れ、
一般に広く普及している。この方式に使用するインキは
インキ物性、安全性、取扱い易さ等の点からインキ媒体
が水を主媒体とする、いわゆる水性インキが用いられ
る。従って着色成分は水溶性の染料が使用される。しか
しながら、水溶性の染料であるが為に耐候性、耐水性、
その他の諸物性に劣ると言う欠点がある。この為、着色
成分に顔料を使用する検討がなされている。即ち、顔料
を微細に分散し、更にその保存安定性を高めノズル部で
の乾燥を防止したインキである。顔料の分散方法として
この検討例として特開昭５４−１００２３号公報、特開
昭６１−２３５４７８号公報等が挙げられ、更にインキ
として特開昭５６−１４７８６３号公報等がある。これ
らインキは顔料を各種の水性樹脂で分散しているが、樹
脂の水溶化基としてカルボキシル基を導入したアクリル
系樹脂やスチレン・アクリル樹脂等が使用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとしている問題点】一般にオンデマ
ンド型インクジェット用インキに要求される物性は、ノ
ズルヘッドの構造や駆動条件等によっても多少異なる
が、一般的には粘度は１．５〜１５ｃｐ、表面張力は４
０ｄｙｎｅ／ｃｍ以上のものが用いられている。インキ
の表面張力は、周波数特性、サテライトの発生、紙に印
字した時の滲みの問題から高いほうがよい。カルボキシ
ル基を導入したアクリル系水性樹脂を顔料の分散剤とし
て使用した水性顔料インキは表面張力が４０ｄｙｎｅ／
ｃｍ以上で、インキ滴の紙上での乾き、インキの定着速
度が著しく遅くなるという実用上大きな問題点がある。
印字した液滴が紙に吸収されない為に、印字面がプリン
タ装置や手指に触れると汚れてしまい奇麗な印字物を得
ることが出来ない。この為インキ吸収性の優れたインク
ジェット専用紙が用いられるが、一般に入手し易い普通
紙に印字出来なければならない。特にプリンタではＰＰ
Ｃ用紙に印字することが出来ることが重要である。従っ
て本発明の目的は、表面張力が４０ｄｙｎｅ／ｃｍ以上
でもＰＰＣ用紙に印字した時に、優れたインキ定着速度
を有するインクジェット用インキを提供することにあ
る。

【０００４】

【問題点を解決する為の手段】上記目的は以下の発明に
よって達成される。即ち、本発明は、顔料、水溶性樹脂
及び水性媒体からなるインクジェット用インキにおい
て、水溶性樹脂が、四塩基酸と特定のジオールからなる
水溶性樹脂であって、該特定のジオールが、ビスフェノ
ールＡのエチレンオキサイド附加物、ビスフェノールＡ
のプロピレンオキサイド附加物及び／又は該附加物とフ
タル酸との縮合物であることを特徴とするインクジェッ
ト用インキ組成物である。

【０００５】

【作用】インクジェット用インキにおいて使用する水溶
性樹脂として特定の水溶性ポリエステル樹脂を作用する
ことによって、表面張力が４０ｄｙｎｅ／ｃｍ以上でも
ＰＰＣ用紙に印字した時に、優れたインキ定着速度のイ
ンクジェット用インキを提供することが出来る。

【０００６】

【好ましい実施態様】次に好ましい実施態様を挙げて本
発明を更に詳しく説明する。本発明で使用する水溶性樹
脂は、四塩基酸（カルボキシル基）とジオールとの縮合
反応によって得られる物である。本発明で使用する四塩
基酸としては、ピロメリット酸、ナフタレン−２，３，
６，７−テトラカルボン酸、ナフタレン−１，４，５，
８−テトラカルボン酸及びジフタル酸等が挙げられ、更
にそれらの誘導体、例えば、酸無水物、酸ハロゲナイ
ト、低級アルコールエステル等も使用することが出来
る。上記四塩基酸は縮合の為と、得られる樹脂の水溶性
化の為に使用するのであり、縮合によってゲル化を起こ
さないこと及び水溶性化の為のカルボキシル基を残すこ
とが必要である。この為、四塩基酸としては無水物を使
用するのが好ましい。更に、経済性を考慮するとピロメ
リット酸無水物が最も望ましい。

【０００７】本発明で使用する水溶性樹脂の好ましい合
成法としては、無水ピロメリット酸ジオールとを使用し
て開環附加させるものであり、脱水反応を起こさない条
件で縮合させる事が望ましい。本発明で使用する水溶性
樹脂の顔料分散性は、ジオールの選択によって決まる。
本発明の目的に合致するジオールは、ビスフェノールＡ
のエチレンオキサイド及び／又はプロピレンオキサイド
附加物、及び／又は該附加物とフタル酸との縮合物であ
る。更に、フタル酸については、オリソフタル酸、イソ
フタル酸及びテレフタル酸が挙げられるが、特にテレフ
タル酸が望ましい。無水ピロメリット酸と上記ジオール
との反応比率は、水溶性樹脂の分子量により決定する。
使用することが出来る分子量は凡そ１，５００〜８，０
００、好ましくは２，０００〜７，０００である。分子
量が１，５００未満であると顔料の分散性が低下し、
又、分子量が８，０００を越えると分散液の粘度が高過
ぎて、本発明の目的に合致しない。

【０００８】上記ジオールの選択は、得られる水溶性樹
脂の酸価を決定する。例えば、無水ピロメリット酸５モ
ルと、ビスフェノールＡのプロピレンオキサイド２モル
附加物６モルとの縮合物では酸価１８０、無水ピロメリ
ット酸４モルと、ビスフェノールＡのエチレンオキサイ
ド２モル附加物とテレフタル酸１モルとの縮合物を２モ
ルと、ビスフェノールＡのエチレンオキサイド２モル附
加物３モルとの縮合物では酸価１３２、無水ピロメリッ
ト酸３モルと、ビスフェノールＡのプロピレンオキサイ
ド２モル附加物２モルとテレフタル酸１モルとの縮合物
４モルとの縮合物では酸価８７の水溶性樹脂が得られ
る。又、酸価はモノアルコールでカルボン酸をエステル
化したり、アミンでアシル化する等、後処理を行なう事
で変えることも出来る。

【０００９】酸とジオールとの反応条件としては、縮合
反応は１４０〜２２０℃で４〜１０時間行ない、その間
窒素ガスを流す事が望ましい。必要であれば溶剤を使用
する事が出来る。かかる溶剤は水溶性でしかも活性水素
を有しない物が望ましい。本発明で使用する水溶性樹脂
は、アンモニウム塩、アミン塩、又はアルカリ金属塩に
して水に溶解させることが好ましい。縮合反応が終了し
た後、そのまま取り出し、冷却後粉砕してから水及び中
和剤に溶解してもよく、又、縮合が終了した後同じ反応
缶で中和し、水を加えて水溶液として取り出してもよ
い。水溶液として取り出す場合には、１００℃以下に冷
却してから中和剤と水を加えるが、１００℃以下に冷却
した時に粘度が高くなるので、水溶性溶剤を加えると良
い。この時の溶剤は活性水素を有していてもかまわな
い。

【００１０】上記の合成反応において、本発明の目的を
損なわない範囲において三塩基酸、例えば、トリメリッ
ト酸や二塩基酸、例えば、フタル酸や他のアルコールを
加える事も出来る。この様にして得られた水溶性樹脂
は、顔料分散性が優れており、更に低粘度のインクジェ
ット用顔料インキが得られる。上記分散剤の使用量は、
顔料１００重量部当たり約５〜約３００重量部、好まし
くは約１０〜１５０重量部である。この範囲の上限を超
えるときはインキの着色力と粘度のバランスが好ましく
なくなり、一方、この下限を外れるときは顔料の分散安
定性が低下することを認めた。

【００１１】本発明で使用される顔料は、従来公知の有
機顔料及び無機顔料のいずれの顔料でも使用出来る。例
えば、フタロシアニン系、アゾ系、縮合アゾ系、アンス
ラキノン系、ペリノン・ペリレン系、インジゴ・チオイ
ンジゴ系、イソインドリノン系、アゾメチン系、アゾメ
チンアゾ系、ジオキサジン系、キナクリドン系、アニリ
ンブラック系、トリフェニルメタン系、カーボンブラッ
ク系が挙げられる。又、本発明で使用する水性媒体に溶
解しない、例えば、分散染料も使用することが出来る。
これら顔料のインクジェット用インキ組成物中の濃度は
自由に変えることが出来るが、着色力やインキの粘度を
考慮すれば、インキ中で約３〜３０重量％を占めるのが
望ましい。

【００１２】本発明で使用する水性媒体とは、水と親水
性有機溶剤単独或はそれらの混合物からなり、水性顔料
分散体の粘度を低下させ、且つ顔料の凝集や沈降を生じ
させないという効果を発揮するものである。これらの親
水性有機溶剤としては、例えば、炭素数１〜４のアルコ
ールのエチレングリコールモノエーテル、ジエチレング
リコールモノエーテル、プロピレングリコールモノエー
テル、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレ
ングリコールジメチルエーテル、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、グリセ
リン等が挙げられる。これらの親水性有機溶剤は本発明
のインクジェット用インキ組成物の水性媒体中で約５〜
６０重量％、好ましくは約１０〜５０重量％を占める量
で使用される。

【００１３】本発明のインクジェット用インキ組成物の
必須成分は上述の三成分であるが、更に各種の添加剤も
本発明の目的を妨げない限度において任意に使用するこ
とが出来る。前記の水溶性樹脂で顔料を分散させるにつ
いては、水系であること以外に問題はなく、例えば、ガ
ラスやジルコンのビ−ズを用いた分散機や陶製のボ−ル
ミルが使用することが出来る。不錆鋼製のボ−ルミルも
十分注意することで使用することが出来る。又、固形で
取り出した水溶性樹脂と顔料との組成物を、ニーダー、
バンバリーミキサー、又はミキシングロールで練り、カ
ラーチップとし、水と中和剤に溶解させることも出来
る。この顔料分散液を水性媒体で希釈してインクの表面
張力を４０ｄｙｎｅ／ｃｍ以上、粘度を約１．５〜１５
ｃｐ、好ましくは１．５〜１０ｃｐに調整する。更に超
遠心分離により顔料の粗大粒子を除去して本発明のイン
クジェット用インキとすることが出来る。

【００１４】

【実施例】次に実施例及び比較例を挙げて本発明を更に
具体的に説明する。尚、文中部又は％とあるのは重量部
又は重量％を意味する。 実施例１ ビスフェノールＡのエチレンオキサイド２モル付加物６
１６部、テレフタル酸ジメチル１９４部及びテトラーｎ
ーブトキシチタン０．４部を反応容器に入れ、窒素気流
中で２１０℃で１０時間撹拌する。１５０℃に冷却し、
ビスフェノールＡのエチレンオキサイド付加物４６２部
と無水ピロメリット酸４２８部とジエチレングリコール
ジメチルエーテル４３５．５部とを加え、一旦１６５℃
に加熱した後、窒素気流中で１５０℃で６時間撹拌す
る。８５℃まで冷却し、水酸化カリウム２２５部と水
１，９４０部との混合液を加え、良く撹拌し取り出して
水溶性樹脂溶液−１とする。

【００１５】 カーボンブラック ２００部 水溶性樹脂溶液−１ １５０部 水 ２７０部 水酸化カリウム ８部 上記成分を混合し、ミルベースを調製し、横型ビーズミ
ルにより分散して顔料分散液を得た。この分散液１００
部に水２００部、エチレングリコール５４部及びグリセ
リン５０部を加えてよく撹拌した。超遠心分離により粗
大粒子を除去して本発明のインクジェット用黒インキを
得た。 実施例２ 溶剤安定型フタロシアニンブルー ２００部 水溶性樹脂溶液−１ ２００部 水 ２７０部 水酸化カリウム ５部 上記成分を実施例１と同様に処理して本発明のインクジ
ェット用青インキを得た。

【００１６】実施例３ ビスフェノールＡのプロピレンオキサイド２モル付加物
１，２０９．６部とテレフタル酸ジメチル３４９．２部
とテトラーｎーブトキシチタン０．５部を反応容器に入
れ、窒素気流中で２１０℃で１０時間撹拌する。１５０
℃に冷却し、無水ピロメリット酸２９４．３部とジエチ
レングリコールジメチルエーテル４３４．７部とを加
え、窒素気流中で一旦１７０℃とした後、１５０℃で６
時間撹拌する。次にエチレングリコールモノブチルエー
テル４３４．３部を加え、８０℃に冷却し、２８％アン
モニア水１６３．９部と水１，５７４．１部の混合液を
加え、良く撹拌し取り出して水溶性樹脂溶液−２とす
る。 カーボンブラック ２００部 水溶性樹脂溶液−２ ３００部 水 ２７０部 ２８％アンモニア水 １４部 上記成分を実施例１と同様に処理して顔料分散液を得た
後、この分散液１００部に水２００部、エチレングリコ
ール７４部及びジエチレングリコール３０部を加えよく
撹拌した。超遠心分離により粗大粒子を除去して本発明
のインクジェット用黒インキを得た。

【００１７】実施例４ 無水ピロメリット酸７００部、ビスフェノールＡのプロ
ピレンオキサイド２モル付加物１，２３２部及びジエチ
レングリコールジメチルエーテル７００部を反応容器に
仕込み、窒素気流中で一旦１６５℃とした後、１５０℃
で６時間加熱撹拌する。９０℃に冷却し、２８％アンモ
ニア水３８５部と水１，８１３部の混合液を加え、良く
撹拌し取り出して水溶性樹脂液−３とする。この水溶性
樹脂液−３を用いて実施例３と同様にして本発明のイン
クジェット用黒インキを得た。

【００１８】実施例５ カーミン２Ｂ ２００部 水溶性樹脂溶液−１ ２００部 水 ２７０部 上記成分を実施例１と同様に処理して本発明のインクジ
ェット用赤インキを得た。 比較例１ スチレン２０部、メタクリル酸メチル４０部、アクリル
酸ー２ーエチルヘキシル２０部及びメタクリル酸２０部
からなるアクリル酸・スチレン系水溶性樹脂４０部、プ
ロピレングリコールモノメチルエーテル４０部、水酸化
カリウム６部及び水１４部からなる水溶性樹脂液を実施
例１と同様にして比較例のインクジェット用黒インキを
得た。

【００１９】比較例２ スチレン２０部、メタクリル酸メチル４０部、アクリル
酸ブチル２０部及びメタクリル酸２０部からなるアクリ
ル酸・スチレン系水溶性樹脂４０部、エチルアルコール
４０部、２８％アンモニア水６部及び水１４部からなる
水溶性樹脂液を実施例１と同様にして比較例のインクジ
ェット用黒インキを得た。

【００２０】比較例３ カーボンブラック １００部 Ｊ−６２（ジョンソンポリマー製、樹脂分３４％、アクリル酸・スチレン系 共重合樹脂） １００部 水酸化カリウム ４部 水 ３５０部 上記成分を混合し、ペイントコンディショナーで２時間
分散処理し、この分散液にエチレングリコール２６０
部、ジエチレングリコール１１５部及び水４００部を加
えて撹拌し、更に超遠心分離により粗大粒子を除去して
比較例のインクジェット用黒インキを得た。

【００２１】比較例４ 実施例２で使用したフタロシアニンブルー１００部を使
用して比較例３と同様に処理して比較例のインクジェッ
ト用青インキを得た。上記のインキを夫々用いて、オン
デマンド型マルチヘッドを有するプリンタを使用してイ
ンキの定着速度を判定する下記の試験を行った。各イン
キを印字後、直ちに手指で擦り、印字ドットが汚れなく
なる時間を測定した。試験は普通紙として市販の４種の
ＰＰＣ用紙Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤを使用して行った。試験結
果及びインキの表面張力を下記表１に示す。尚、表１に
記した記号は次の意味である。 ◎；印字１５秒後 手指で擦っても印字面が汚れない。 ○；印字３０秒後 手指で擦っても印字面が汚れない。 ×；印字６０秒後 手指で擦っても印字面が汚れない。 ××；印字６０秒後 手指で擦ると印字面が汚れる。

【００２２】

【表１】 ＊表面張力：ｄｙｎｅ／ｃｍ

【００２３】

【効果】以上の如き本発明によれば、特定の専用紙を使
用することなく、普通紙に印字した場合に、優れたイン
キ定着速度で印字を行うことが可能なインクジェット用
インキを提供することが出来る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 明男 東京都中央区日本橋馬喰町１丁目７番６号 大日精化工業株式会社内 (72)発明者 細田 徹 東京都中央区日本橋馬喰町１丁目７番６号 大日精化工業株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 顔料、水溶性樹脂及び水性媒体からなる
   インクジェット用インキにおいて、水溶性樹脂が、四塩
   基酸と特定のジオールからなる水溶性樹脂であって、該
   特定のジオールが、ビスフェノールＡのエチレンオキサ
   イド附加物、ビスフェノールＡのプロピレンオキサイド
   附加物及び／又は該附加物とフタル酸との縮合物である
   ことを特徴とするインクジェット用インキ組成物。
2. 【請求項２】 水溶性樹脂の分子量が１，５００〜８，
   ０００である請求項１に記載のインクジェット用インキ
   組成物。
3. 【請求項３】 水溶性樹脂の酸価が４０〜２００である
   請求項１に記載のインクジェット用インキ組成物。