JPH06264016A

JPH06264016A - インクジェット記録用インク

Info

Publication number: JPH06264016A
Application number: JP5405993A
Authority: JP
Inventors: Junko Shimizu; 純子清水; Yukari Sano; ゆかり佐野; Hiroko Hayashi; 広子林
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1993-03-15
Filing date: 1993-03-15
Publication date: 1994-09-20

Abstract

(57)【要約】【目的】印字ムラがなく、印字濃度が高い高画質が得
られ、かつ保存安定性が良く、目詰まりが無いインクジ
ェット記録用インクを得る。【構成】顔料と高分子分散剤と水溶性有機溶剤と高分
子分散剤の中和剤として沸点の異なる少なくとも２種類
以上の有機アミンを含む。また、水溶性有機溶剤として
一価アルコールを含む。さらにまた、乾燥防止剤として
糖類および尿素もしくはその誘導体を含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【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供する水性記録用イ
ンクに関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット用記録液の特性として
は、長期保存中に物性値等の変化が生じないこと、微細
なノズルを目詰まりさせないこと、印字物の濃度が高く
鮮明であること、印字物の保存性（耐水性、耐光性）等
が要求されている。また、レーザープリンタの普及によ
り、インクジェットプリンタでの高印字品質化、普通紙
対応の要求はますます高まっている。そこで、顔料を用
いたインクの検討が進められている。

【０００３】しかし、インクジェット用記録液に顔料を
用いる場合、その顔料を長期間安定に微分散させたり、
印字中もしくは印字中断後の再起動時でノズルの目詰ま
りを防止して、他の特性と両立することが最大の課題で
あった。

【０００４】そこで、顔料使用に基づく上記問題点を解
決する為に、例えば特開昭５８−８０３６８号公報等で
は、顔料の分散性改良の為に、分散剤として用いられる
共重合体を水性媒体に可溶化、または分散させる目的で
有機アミン等が用いられている。また、特開平３−２１
０３７３号公報では、吐出安定性の改良、印字濃度の向
上の為に酸性カーボンブラックと分子量３，０００〜３
０，０００の水溶性樹脂の含有比を特定比とすることを
提案している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前述したように目詰ま
り性、保存安定性の向上を目的として多くの検討がされ
ているが、それらのインクを用いてインクジェットプリ
ンタでの高印字品質化の検討を行った結果、従来の染料
インクではみられなかった印字ムラが発生するという問
題点が生じた。印字ムラとは、紙上での顔料粒子の偏り
による印字物の濃度みだれである。また、印字ムラは水
系顔料インクの筆記具で記録された文字部よりも、イン
クジェトプリンタで記録されたグラフィック等のインク
の塗りつぶし部分で顕著にみられることから、インクジ
ェットプリンタ特有の問題であり、これを解決しなけれ
ば高印字品質化を満足することはできない。

【０００６】この問題を解決する為に、本発明の目的
は、目詰まり性を解決した上で印字ムラがなく、印字濃
度が高い高画質が得られるインクを提供することであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、顔料と高分子
分散剤と水溶性有機溶剤と乾燥防止剤を含むインクであ
って、高分子分散剤の中和剤として沸点−４０〜９０℃
の有機アミンと１００℃以上の有機アミンの少なくとも
２種類以上を含むことを特徴とする。

【０００８】本発明者らは、前述した水系顔料インクを
使用するインクジェットプリンタに特有の印字ムラを解
決する為に改良を重ねた結果、顔料と高分子分散剤と水
溶性有機溶剤と高分子分散剤の中和剤として沸点の異な
る少なくとも２種類以上の有機アミンを含むことで解決
できることを見いだしたものである。

【０００９】本発明において用いられる有機アミンとし
ては、ジエチルアミン、アンモニア、エチルアミン、ト
リエチルアミン、プロピルアミン、イソプロピルアミ
ン、ジプロピルアミン、ブチルアミン、イソブチルアミ
ン等沸点が−４０〜９０℃の有機アミンとトリエタノー
ルアミン、ジエタノールアミン、アミノメチルプロパノ
ール、モルホリン等沸点が１００℃以上の有機アミンが
挙げられる。その添加量は高分子分散を十分溶解できれ
ば良いが、樹脂の酸化度より算出された最適値の１．３
５倍以上を添加することが好ましく、さらには顔料に対
して有機アミンの添加総量が５〜５０ｗｔ％であること
が好ましい。

【００１０】本発明における顔料としては、主溶媒であ
る水との親和性が良いものであれば使用でき、例えば、
カーボンブラック類、アゾ顔料やフタロシアニン顔料、
キナクリドン顔料等の有機顔料やアニリンブラック等を
挙げることができる。その他顔料表面を樹脂等で処理し
たグラフトカーボン等の加工顔料が使用できる。

【００１１】本発明に用いることができる高分子分散剤
としては、有機アミンを溶解させた水溶液に可溶な水溶
性樹脂が好ましく、その重量平均分子量は１０，０００
〜５０，０００、さらには１０，０００〜４０，０００
が好ましい。分子量が１０，０００未満であると印字ム
ラが著しく、また５０，０００以上であると紙上の顔料
粒子の凝集が著しくなる為に均一なベタ印字が不可能と
なる。さらには５０，０００以上であると、インクジェ
ット用インクとして好ましい粘度値に調整することが困
難となってしまうため好ましくない。

【００１２】高分子分散剤の代表例としてはアクリル系
樹脂が挙げられ、例えばスチレン−アクリル酸共重合
体、アクリル酸−アクリル酸アルキルエステル共重合
体、スチレン−アクリル酸−アクリル酸アルキルエステ
ル共重合体、スチレン−メタクリル酸共重合体、スチレ
ン−メタクリル酸−アクリル酸アルキルエステル共重合
体、スチレン−α−メチルスチレン−アクリル酸共重合
体、スチレン−α−メチルスチレン−アクリル酸−アク
リル酸アルキルエステル共重合体、ポリアクリル酸、ポ
リメタクリル酸、ビニルナフタレン−アクリル酸共重合
体、スチレン−マレイン酸共重合体、マレイン酸−無水
マレイン酸共重合体、ビニルナフタレン−マレイン酸共
重合体などが挙げられる。さらには、アクリロニトリ
ル、酢酸ビニル、アクリルアミド、塩化ビニル、塩化ビ
ニリデン、エチレン、ヒドロキシエチルアクリレート、
グリシジルメタクリレート等のモノマーの共重合体を挙
げることが出来る。これらは、単独あるいは複数の組合
せで添加しても良い。その使用量は、顔料の分散に必要
最小量の０．５〜１．０であることが好ましい。

【００１３】水溶性有機溶剤としては、グリセリン、ジ
エチレングリコール、ポリエチレングリコール、エチレ
ングリコール、プロピレングリコール等の多価アルコー
ル類等を紙への定着性、印字濃度の向上、目詰まりグ性
の向上等の為に添加できる。

【００１４】さらには、顔料と樹脂エマルジョンの固形
分の合計量に対して、１０〜１３０ｗｔ％の一価アルコ
ールを添加することが好ましい。従来、エタノール等揮
発性の溶剤を用いて乾燥性の向上を図った場合、通常の
分散系インクではノズル近傍で、溶媒分が蒸発し、析
出、固着した顔料が原因でインクの目詰まりを発生させ
易く、その使用が困難であった。しかし一価アルコール
を水不溶成分に対してバランスよく添加することによっ
て、ヘッド内、ヘッド前面でのインクの固着までの時間
が長いこと、顔料粒子の分散安定性が優れること等によ
り、目詰まりの発生もなく高印字品質との両立ができ
る。

【００１５】さらに乾燥防止剤として、グリセリン等の
高沸点低揮発性有機溶剤やスクロース、フルクトース、
キシロース、アラビノース、ガラクトース、マルチトー
ル、マルトトリイトール等の糖類や尿素、チオ尿素等を
添加することが出来る。さらには、糖類及び尿素もしく
はその誘導体を２種類以上添加することが好ましい。こ
れらの添加量は、インク中に０．１〜３０重量％、好ま
しくは１〜２０重量％であり、０．１重量％未満では糖
類を添加する効果が得られず、３０重量％を超えると、
印字濃度の低下が著しくなるため好ましくない。

【００１６】その他、必要に応じてインク物性を調節す
るための粘度調整剤、表面張力調整剤、ｐＨ調整剤、防
腐剤等をインク調整の際に後添加することができる。

【００１７】インクの調整方法としては、はじめに高分
子分散剤と沸点の異なる２種類以上の有機アミンを含有
する水溶液に顔料を添加し撹拌後、後述の分散手段を用
いて分散を行い所望の粒度分布を有する高顔料濃度液を
得る。さらに、目詰まりの原因となる粗大粒子や異物を
除去する為に、金属フィルター、メンブレンフィルター
等を用いた減圧及び加圧濾過や遠心分離を行うことが好
ましい。次に、上述した成分等を加え撹拌してインクと
して調整する。

【００１８】本発明に使用できる分散機は、サンドミ
ル、超音波ホモジナイザー、ボールミル、ジェットミル
等が挙げられ、所望の粒度分布を得る為に、分散機の粉
砕メデイアのサイズを小さく、充填率を大きくし、処理
時間を長くする等の方法を用いる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の実施例を詳細に説明するが、
本発明がこれらを限定するものではない。組成比の数値
は水性溶媒以外は固形分換算であり、すべて重量％であ
る。

【００２０】（実施例１）・顔料分散液の調整ここで用いたＭＡー１００は三菱化成工業社製カーボン
ブラックである。

【００２１】顔料以外の成分をウオーターバスで７０℃
に加熱して樹脂溶液を作成後、サンドミルで顔料を加え
て３時間分散を行った。（ガラスビーズ（１mm径）を分
散液の等量で充填）。さらに、得られた分散液を遠心処
理（１２，０００RPM、１５分間）を行って粗大粒子、
ゴミを除去して顔料濃度１８ｗｔ％の分散液を得た。

【００２２】・インクの調整ここで用いたブライマルＡＣ−５０７は日本アクリル化
学社製エマルジョンである。上記成分を混合撹拌を１時
間した後、８μｍのメンブランフィルターにて加圧濾過
して、ゴミ及び粗大粒子を除去した。

【００２３】（実施例２）・顔料分散液の調整ここで用いたＭＣＦ−８８は三菱化成工業社製カーボン
ブラックである。

【００２４】顔料以外の成分をウオーターバスで７０℃
に加熱して樹脂溶液を作成後、ジェットミルで顔料を加
えて２時間分散を行った。（ガラスビーズ（１mm径）を
分散液の１．５倍量で充填）。さらに、得られた分散液
を遠心処理（１２，０００RPM、１５分間）を行って粗
大粒子、ゴミを除去して顔料濃度１８ｗｔ％分散液を得
た。

【００２５】・インクの調整ここで用いたサイビノールＳＫ−２００は、サイデン化
学社製エマルジョンである。上記成分を混合撹拌を１時
間した後、得られたインクを遠心処理（１２，０００RP
M、１５分間）を行って粗大粒子を除去した。

【００２６】（実施例３）・顔料分散液の調整ここで用いたＭＡー１００は三菱化成工業社製カーボン
ブラックである。

【００２７】顔料以外の成分をウオーターバスで７０℃
に加熱して樹脂溶液を作成後、サンドミルで顔料を加え
て３時間分散を行った。（ガラスビーズ（１mm径）を分
散液の等量で充填）。さらに、得られた分散液を遠心処
理（１２，０００RPM、２０分間）を行って粗大粒子、
ゴミを除去して顔料濃度１６ｗｔ％の分散液を得た。

【００２８】・インクの調整ここで用いたＳＡＥ−１０１４は、日本ゼオン社製エマ
ルジョンである。上記成分を混合撹拌を１時間した後、
８μｍのメンブランフィルターにて加圧濾過して、ゴミ
及び粗大粒子を除去した。

【００２９】（実施例４）・顔料分散液の調整顔料以外の成分をウオーターバスで７０℃に加熱して樹
脂溶液を作成後、サンドミルで顔料を加えて３時間分散
を行った。（ガラスビーズ（１mm径）を分散液の等量で
充填）。さらに、得られた分散液を遠心処理（１２，０
００RPM、１５分間）を行って粗大粒子、ゴミを除去し
て顔料濃度１８ｗｔ％の分散液を得た。

【００３０】・インクの調整上記成分を混合撹拌を１時間した後、８μｍのメンブラ
ンフィルターにて加圧濾過して、ゴミ及び粗大粒子を除
去した。

【００３１】（実施例５）・顔料分散液の調整顔料以外の成分をウオーターバスで７０℃に加熱して樹
脂溶液を作成後、ジェットミルで顔料を加えて２時間分
散を行った。（ガラスビーズ（１mm径）を分散液の１．
５倍量で充填）。さらに、得られた分散液を遠心処理
（１２，０００RPM、１５分間）を行って粗大粒子、ゴ
ミを除去して顔料濃度１８ｗｔ％分散液を得た。

【００３２】・インクの調整上記成分を混合撹拌を１時間した後、得られたインクを
遠心処理（１２，０００RPM、１５分間）を行って粗大
粒子を除去した。

【００３３】以下、実施例と同様に比較例を示す。

【００３４】（比較例１）・顔料分散液の調整顔料以外の成分をウオーターバスで７０℃に加熱して樹
脂溶液を作成後、ジェットミルで顔料を加えて２時間分
散を行った。（ガラスビーズ（１mm径）を分散液の１．
５倍量で充填）。さらに、得られた分散液を遠心処理
（１２，０００RPM、１５分間）を行って粗大粒子、ゴ
ミを除去して顔料濃度１４ｗｔ％分散液を得た。

【００３５】・インクの調整上記成分を混合撹拌を１時間した後、得られたインクを
８μｍのメンブランフィルターにて加圧濾過して、ゴミ
及び粗大粒子を除去した。

【００３６】以上得られた実施例１〜５、及び比較例１
のインクを用いて以下に示す評価を行った。

【００３７】評価は（株）リコー社Ｒｉｃｏｐｙ６２０
０紙、キャノン販売（株）社Ｃａｎｏｎｄｒｙ紙での
印字ムラ評価とにじみ評価を行った。評価メカは、セイ
コーエプソン社製ＨＧ−５１３０を用いた。さらに、ノ
ズル開放状態で常温１日放置後のインク吐出の有無を評
価する目詰まり性評価を行った。

【００３８】評価基準は以下の通りである。

【００３９】印字ムラ：（株）コニカ製、サクラマイク
ロデンシトメータを使用。スリット幅２００×２０μｍ
で印字部１０００μｍを測定。印字部２００μｍ間の最
高濃度と最低濃度の差を調査する。

【００４０】・印字ムラがない。（０．４以下） ◎ ・印字ムラがわずかにある。（０．５以下） ○ ・印字ムラがある。（０．５を越える） × 印字品質：にじみの発生を目視で観察。

【００４１】・にじみ、ひげがなく鮮明な印字 ◎ ・にじみ、ひげが若干発生するが目立たない ○ ・にじみ、ひげが顕著であるため、文字が判別できない。 × 目詰まり性・クリーニング回数５回以内で全ノズルよりインク吐出あり。 ◎ ・クリーニング回数６回以上必要または、全ノズルの復帰が不可能 ×

【００４２】

【表１】

【００４３】表１の結果中、実施例１〜３の目詰まり性
試験は、いずれもクリーニング回数０〜１回で全ノズル
復帰することができた。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の水性記録
用インクによれば顔料と高分子分散剤と水溶性有機溶剤
と高分子分散剤の中和剤として沸点の異なる少なくとも
２種類以上の有機アミンを含むことで、印字ムラの発生
やにじみがない高濃度の高画質が得られ、かつ目詰まり
性、保存安定性との両立ができるインクジェット記録用
インクを得ることができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】顔料と高分子分散剤と水溶性有機溶剤と
乾燥防止剤を含むインクであって、高分子分散剤の中和
剤として沸点−４０〜９０℃の有機アミンと１００℃以
上の有機アミンの少なくとも２種類以上を含むことを特
徴とするインクジェット記録用インク。
【請求項２】前記水溶性有機溶剤として、一価アルコ
ールを含む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。
【請求項３】前記乾燥防止剤として糖類及び尿素もし
くはその誘導体を２種類以上含む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。