JPH08253719A - インクジェット記録方法に好ましく用いられるインク組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インクジェット記録方法において、記録ヘッ
ドの目詰まリを起こさず、高印字品質が得られ、さらに
保存安定性が高いインク組成物の提供。 【解決手段】 顔料と、分散剤と、水とを少なくとも含
んでなるインク組成物であって、分散剤がカルボキシル
基を有する高分子分散剤であり、さらにアルカリ金属の
水酸化物と、一以上の水酸基を有するアルコールアミン
とを含んでなる、インク組成物を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の背景】発明の分野 本発明は、顔料を着色剤として含有してなるインク組成
物に関し、とりわけインクジェット記録方法において好
ましく使用されるインク組成物に関する。

【０００２】背景技術 インク組成物としては、着色剤としての染料と水性媒体
とを含んでなる、水性インク組成物が種々実用化されて
いる。しかし、これら水性インク組成物においては、着
色剤としての染料の性質上、印字物の耐光性や、耐水性
が劣るという課題が指摘されている。そこで、着色剤と
して顔料を用いたインク組成物の提案がなされている。

【０００３】しかしながら、顔料は基本的に水系溶媒お
よび有機系溶媒に不溶である。よって、顔料系インクで
は、顔料を媒体中に安定に微分散させる必要がある。特
にインクジェット記録方法に用いられるインク組成物に
あっては、微細なノズルからインク滴を吐出させる必要
があるため、析出物の発生はこのノズルの目詰まりの原
因となるからである。

【０００４】顔科を安定にインク組成物中に分散させる
提案が種々なされている。例えば、特公昭５５−３５４
３４号公報には顔科を分散する分散剤として親油性部分
と親水性部分を持つ重合体の利用が提案されている。ま
た、特公平４−５７０３号公報には顔料を分散する分散
剤として、特定範囲の分子量を有する親油性部分と親水
性部分を持つ重合体の使用を提案している。

【０００５】しかしながら、顔料を安定に含んだインク
組成物への希求は依然として存在している。とりわけイ
ンクジェット記録方法にあっては、インク組成物に対す
る要求性能が益々高まってきている背景がある。インク
ジェット記録方法に用いられるインク組成物にあって
は、上記のように記録ヘッドのノズルを目詰まりさせな
いことに加え、にじみが少なく、印字濃度の高い画像が
実現できることが要求される。さらに、インク組成物に
は、吐出出条件（例えば、圧電素子の駆助電圧、駆助周
波数、吐出オリフィスの形伏と材質、吐出オリフィス
径）に適合した液物性（例えば、粘度、表面張カ、電導
度）を有していることが求められる。

【０００６】

【発明の概要】本発明は、顔料をより安定に含んでなる
インク組成物の提供をその目的としている。

【０００７】更に本発明は、記録ヘッドの目詰まりがな
く、良好な品質の画像を実現できるインクジェット記録
用インク組成物の提供をその目的としている。

【０００８】本発明者らは、今般、特定の分散剤と、ア
ルカリ金属の水酸化物と、一以上の水酸基を有するアル
コールアミンとを組み合わせることで、良好な特性のイ
ンク組成物が得られることを見出した。本発明はかかる
知見に基づくものである。

【０００９】従って、本発明によるインク組成物は、顔
料と、分散剤と、水とを少なくとも含んでなるインク組
成物であって、分散剤がカルボキシル基を有する高分子
分散剤であり、さらにアルカリ金属の水酸化物と、一以
上の水酸基を有するアルコールアミンとを含んでなるも
の、である。

【００１０】

【発明の具体的説明】インク組成物を用いた記録 本発明によるインク組成物、例えばポールペン、万年筆
などの筆記具による記録方法に加えて、インクジェット
記録方法に好ましく利用することができる。

【００１１】特にインクジェット記録方法に用いられた
際には、記録ヘッドの目詰まりを極めて低いレベルに抑
制することができる。特に、本発明によるインク組成物
によれば、記録ヘッドの微細なノズルにおいて析出物の
発生が有効に促成されることが観察された。より具体的
には、本発明によるインク組成物が充填された記録ヘッ
ドは、インク組成物の蒸発防止のために通常行われるキ
ャップの装着が行われず、４０℃の環境温度という過酷
な状態に１ヶ月間放置された後も、直ちに良好な印字を
可能にする。このような効果は、アルカリ金属の水酸化
物と一以上の水酸基を有するアルコールアミンとを同時
に添加したインク組成物において極めて顕著に観察さ
れ、これらの何れか一方のみの添加によっては観察され
なかった。このような共存の効果は当業者には極めて意
外な事実であると思われる。

【００１２】分散剤 本発明で用いられる分散剤は、カルボキシル基を有する
高分子分散剤である。たとえば、カルボキシル基を有
し、その塩とされることで水に可溶な樹脂が好ましく使
用出来、その具体例としてはポリアクリル酸、ポリメタ
クリル酸、アクリル酸−アクリロニトリル共重合体、酢
酸ビニル−アクリル酸エステル共重合体、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
リル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸共重合体、ス
チレン−アクリル酸一アクリル酸アルキルエステル共童
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童合体、スチレ
ン−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、酢酸ビニル−エチレン共重合体、酢酸ビニ
ル−脂肪酸ビニルエチレン共重合体、酢酸ビニルマレイ
ン酸エステル共量合体、酢酸ビニルクロトン酸共重合
体、酢酸ビニルアクリル酸共重合体等が挙げられる。

【００１３】本発明の好ましい態様によれば、これらの
樹脂は、重量平均分子量が３，０００〜５０，０００で
あるのが好ましく、より好ましくは５，０００〜３０，
０００、最も好ましくは７，０００〜１５，０００であ
る。

【００１４】分散剤の添加量は、顔料を安定に分散さ
せ、本発明の他の効果を損なわない範囲で適宜決定され
てよい。本発明の好ましい態様によれば、その使用量は
顔料：分散剤として１：０．０６〜１：３の範囲が好ま
しく、より好ましくは１：０．１２５〜１：３の範囲で
ある。

【００１５】アルカリ金属の水酸化物 本発明の好ましい態様によれば、アルカリ金属の水酸化
物は、リチウム、ナトリウム、およびカリウムから選択
されるアルカリ金属の水酸化物であるのが好ましい。

【００１６】本発明の好ましい態様によれば、その添加
量はインク組成物に対して、０．１〜１重量％の範囲で
あるのが好ましく、より好ましくは０．１〜０．５重量
％の範囲である。

【００１７】アルコールアミン 本発明に用いられるアルコールアミンは、少なくとも一
つの水酸基を有するものである。本発明の好ましい態様
によれば、アルコールアミンは、モノエタノールアミ
ン、ジエタノールアミン、およびトリエタノールアミン
からなる群から選択されるのが好ましい。

【００１８】本発明の好ましい態様によれば、その添加
量はインク組成物に対して０．１〜２重量％の範囲であ
るのが好ましく、より好ましくは０．１〜１重量％の範
囲である。

【００１９】顔料 本発明における顔料としては、特別な制限無しに無機顔
科、有機顔料を使用することができる。

【００２０】無機顔科としては、酸化チタンおよび酸化
鉄に加え、コンタクト法、ファーネス法、サーマル法等
の公知の方法によって製造されたカーポンブラックを利
用することができる。また、有機顔料としては、アゾ顔
科（アゾレーキ、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、キレ
ートアゾ顔料竿を含む）、多環式顔料（例えは、フタロ
シアニン顔料、ペリレン顔科、ペリノン顔料、アントラ
キノン顔科、キナクリドン顔料、ジオキサジン顔科、チ
オインジゴ顔料、イソインドリノン顔科、キノフタロン
顔料等）、染科キレート（例えば、塩基性染科型キレー
ト、酸性染料型キレート等）、ニトロ顔料、ニトロソ顔
科、アニリンプラック等を利用することができる。

【００２１】本発明による好ましい態様によれは、これ
らの顔料のうち、水と親和性の良いものが好ましく用い
られる。

【００２２】顔料の粒径は、１０μｍ以下が好ましく、
さらに好ましくは１μｍ以下である。インク組成物中の
着色剤としての顔科の添加量は、０．５〜２５重量％程
度が好ましく、より好ましくは２〜１５重量％程度であ
る。

【００２３】本発明において好ましく用いられる顔料の
具体例として、黒色用としては、ファーネスブラック、
ランプブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラ
ック等のカーボンブラック（Ｃ．Ｉ．ピグメントブラッ
ク７）類、または銅、鉄（Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック
１１）、酸化チタン等の金属類、アニリンブラック
（Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック１）等の有機顔料が挙げ
られる。

【００２４】さらにカラー用としては、Ｃ．Ｉ．ピグメ
ントイエロー１（ファストイエローＧ）、３、１２（ジ
スアゾイエローＡＡＡ）、１３、１４、１７、２４、３
４、３５、３７、４２（黄色酸化鉄）、５３、５５、８
１、８３（ジスアゾイエローＨＲ）、９５、９７、９
８、１００、１０１、１０４、１０８、１０９、１１
０、１１７、１２０、１３８、１５３、Ｃ．Ｉ．ピグメ
ントオレンジ５、１３、１６、１７、３６、４３、５
１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１、２、３、５、１７、
２２（ブリリアントファーストスカッレト）、２３、３
１、３８、４８：２（パーマネントレッド２Ｂ（Ｂ
ａ））、４８：２（パーマネントレッド２Ｂ（Ｃ
ａ））、４８：３（パーマネントレッド２Ｂ（Ｓ
ｒ））、４８：４（パーマネントレッド２Ｂ（Ｍ
ｎ））、４９：１、５２：２、５３：１、５７：１（ブ
リリアントカーミン６Ｂ）、６０：１、６３：１、６
３：２、６４：１、８１（ローダミン６Ｇレーキ）、８
３、８８、１０１（べんがら）、１０４、１０５、１０
６、１０８（カドミウムレッド）、１１２、１１４、１
２２（キナクリドンマゼンタ）、１２３、１４６、１４
９、１６６、１６８、１７０、１７２、１７７、１７
８、１７９、１８５、１９０、１９３、２０９、２１
９、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット１（ローダミンレ
ーキ）、３、５：１、１６、１９（キナクリドンレッ
ド）、２３、３８、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１、２、
１５（フタロシアニンブルーＲ）、１５：１、１５：
２、１５：３（フタロシアニンブルーＧ）、１５：４、
１５：６（フタロシアニンブルーＥ）、１６、１７：
１、５６、６０、６３、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン
１、４、７、８、１０、１７、１８、３６、等、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
顔料等が使用できる。

【００２５】水およびその他の成分 本発明によるインク組成物を構成する水は、イオン交換
水、限外濾過水、逆浸透水、蒸留水などの純粋、超純水
であるのが好ましい。更に、紫外線照射、過酸化水素の
添加により殺菌した水を用いることで、長期保存に際し
かび、バクテリアなどの発生を防止できるので好まし
い。

【００２６】本発明に用いられるインク組成物は、水以
外に溶媒として水溶性有機溶媒を含有してもよい。その
好ましい例としては、メタノール、エタノール、ｎ一プ
ロバノール、ｉｓｏ−プロバノール、ｎ−ブタノール、
ｓｅｃ−ブタノール、ｔｅｒｔ−ブタノール、ｉｓｏ−
プタノール、ｎ−ペンタノール等の一価アルコール類、
ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリ
プロピレングリコール、エチレングリコール、プロピレ
ングリコール、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、グリセリン等の多価ア
ルコール類、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
などのエ一テル類、尿素、２一ピロリドン、Ｎ−メチル
−２−ピロリドン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリ
ジノン等の含窒素化合物が挙げあれる。

【００２７】これら有機溶媒の添加量は、好ましくはイ
ンク組成物の０．５〜４０重量％、より好ましくは２〜
２０重量％の範囲である。

【００２８】また、本発明の好ましい態様によれば、本
発明に用いられるインク組成物は、糖類をさらに含んで
なる。好ましい糖類の具体例としては、α−シクロデキ
ストリン、グルコース、キシロース、スクロース、マル
トース、アラビノース、マルチトール、デンプン等の単
糖類、二糖類、多糖類、糖誘導体等が挙げられる。

【００２９】本発明に用いられるインク組成物は、その
諸物性を改善するために、必要に応じて適当な添加剤を
添加することができる。添加剤の具体例としては、粘度
調整剤、表面張力調整剤、ｐＨ調整剤、防カビ剤、防腐
剤などが挙げられる。具体的には、インクの表面張力を
調整し、記録紙上のドット径を調整する水溶性のアニオ
ン性、カチオン性、両性、ノニオン性の界面活性剤を一
種類または複数種を添加してもよい。また、リン酸二水
素カリウム、リン酸二水素ナトリウム等のｐＨ調整剤、
安息香酸、ジクロロフェン、ヘキサクロロフェン、ソル
ビン酸、ｐ−ヒドロキシ安息香酸エステル、エチレンジ
アミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、デヒドロ酢酸ナトリウム、
１，２‐ベンゾチアゾリン‐３‐オン（製品名：プロキ
セルＸＬII （ＩＣＩ製））、３，４‐イソチアゾリン
‐３‐オン等を防カビ、防腐、防錆等の目的で含むこと
ができる。さらにノズル乾燥防止の目的で、尿素、チオ
尿素、エチレン尿素等を添加することができる。

【００３０】インクの諸物性は適宜制御されてよいが、
好ましい態様によればインク組成物の粘度は５０ｍＰａ
・秒以下であるのが好ましく、より好ましくは２５ｍＰ
ａ・秒以下である。この範囲であることでインク組成物
は安定に記録ヘッドから吐出される。また、インク組成
物の表面張力も適宜決定されてよいが、カラーの多色印
字にあってはカラーインク組成物の表面張力が３０〜５
０ｍＮ／ｍ（２５℃）であるのが好ましい。

【００３１】インク組成物の製造 本発明によるインクは、前記成分を適当な方法で分散
し、混合することによって製造することができる。好ま
しくは有機溶剤および揮発性の成分を除いた混合物を適
当な分散機（例えは、ボールミル、ロールミル、ザンド
ミル、アトライター、アジテーターミル、ヘンシェルミ
キサー、コロイドミル、ジェットミル、オングミル、超
音波ホモジナイザー等）で混合し、均質な組成物として
から有機溶剤および揮発性の成分を添加するのが好まし
い。その後、粗大粒子および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およ
び加圧濾過や遠心分離を行うのが好ましい。

【００３２】

【実施例】本発明を以下の実施例によって詳細に説明す
るが、本発明はこれら実施例に限定されるものではな
い。

【００３３】なお、以下において組成比はすぺて重量％
で表すものとする。

【００３４】実施例１ 上記成分Ａをジェットミルで混合撹拌し、粒径が１μｍ
以下になったことを顕微鏡観察により確認した後、成分
Ｂを混合した。その後、３μｍのメンブランフィルター
にて加圧濾過して、ゴミおよび粗大粒子を除去して、イ
ンク組成物としてた。

【００３５】以下の実施例２〜７ならびに比較例１およ
び２のインク組成物を実施例１とほぼ同様にして調製し
た。

【００３６】実施例２

【００３７】実施例３

【００３８】実施例４

【００３９】実施例５

【００４０】実施例６

【００４１】実施例７

【００４２】比較例１ この比較例１はトリエタノールアミンを添加しない組成
である。

【００４３】比較例２ この比較例２は水酸化カリウムを添加しない組成であ
る。

【００４４】評価試験 以上得られた実施例１〜７ならびに比較例１および２の
インクを用いて以下に示す評価を行った。

【００４５】評価１：目詰まり評価 インクジェットプリンタＭＪ−５００（セイコーエプソ
ン株式会社製）によって印字を行い、記録ヘッドの全ノ
ズルより吐出可能であることを確認した。その後、プリ
ンタを停止して、インク供給口およびノズルキャツプを
それぞれ開放させた状態とし、そのまま常温および４０
℃で放置した。１カ月後、再び正常な印字が可能となる
までにクリーニング操作において吸引したインク吸引量
を次のように評価した。 １ｃｃ以下−◎ １超過５ｃｃ以下−△ ５ｃｃ超過−Ｘ評価２ ：印字品質 以下に示す１０紙にインクジェットプリンタＭＪ−５０
０により印字を行い、目視で観察したにじみの程度を次
の基準で評価した。

【００４６】評価紙 １）ＸｅｒｏｘＰ（富士Ｘｅｒｏｘ） ２）Ｒｉｃｏｐｙ ６２００（リコー） ３）ＥＰＰ（セイコーエプソン） ４）ＸｅｒｏｘＲ（再生紙、富士Ｘｅｒｏｘ社） ５）やまゆり（再生紙、本州製紙） ６）Ｃｏｎｑｕｅｒｏｒ Ｌａｉｄ；ヨーロッパ紙 ７）Ｒａｐｉｄ Ｃｏｐｙ：ヨーロツバ紙 ８）Ｍｏｄｅ Ｃｏｐｙ；ヨーロツバ紙 ９）Ｎｅｅｎａｈ Ｂｏｎｄ；アメリカ紙 １０）Ｘｅｒｏｘ４０２４３Ｒ７２１：アメリカ紙評価基準 にしみ、ひげがなく群明な印字である−◎ にじみ、ひげが若干発生した−△ にじみ、ひげが顕著である−×

【００４７】評価３：印字濃度 評価２で用いた１０紙上に実施例１〜４のブラックイン
ク組成物による印字を行い、その印字濃度を、マクペス
ＰＣＭＩＩ濃度計により、スリット径２００μｍ、１０
ポイント測定の条件で測定した。その平均値を以下の判
断基準にしたがって評価した。 ＯＤ値１．４以上−◎ ＯＤ値１．３以上１．４未満−○ ＯＤ値１．３末満−×

【００４８】評価４：保存安定性 インク組成物をガラス瓶に密開し、ガラス瓶を環境温度
が室温、−２０℃、または５０℃に、２カ月放置した。
その後、インク組成物中の顔料粒子の凝集度合を顕微鏡
で観察した。その結果を次のように評価した。 すべての温度域で凝集、固化なし−◎ 低温域のみ凝集傾向あり−△ 凝集、固化あり−×

【００４９】 第１表 評価１ 評価２ 評価３ 評価４実施例 常温 ４０℃ １ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ２ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ３ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ４ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ５ ◎ ◎ ◎ − ◎ ６ ◎ ◎ ◎ − ◎ ７ ◎ ◎ ◎ − ◎ 比較例 １ ◎ △ ◎ ◎ ◎ ２ ◎ △ ◎ ◎ ◎

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹 本 清 彦 長野県諏訪市大和三丁目３番５号 セイコ ーエプソン株式会社内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】顔料と、分散剤と、水とを少なくとも含ん
   でなるインク組成物であって、 分散剤がカルボキシル基を有する高分子分散剤であり、
   さらにアルカリ金属の水酸化物と、 一以上の水酸基を有するアルコールアミンとを含んでな
   る、インク組成物。
2. 【請求項２】前記アルカリ金属の水酸化物を０．１〜１
   重量％、一以上の水酸基を有するアルコールアミンを
   ０．１〜２重量％の量含んでなる、請求項１記載のイン
   ク組成物。
3. 【請求項３】前記アルカリ金属の水酸化物が、リチウ
   ム、ナトリウム、およびカリウムのからなる群から選ば
   れるアルカリ金属の水酸化物である、請求項１または２
   記載のインク組成物。
4. 【請求項４】前記アルコールアミンがモノエタノールア
   ミン、ジエタノールアミン、およびトリエタノールアミ
   ンからなる群から選ばれるものである、請求項１〜３の
   いずれか一項に記載のインク組成物。
5. 【請求項５】インクジェット記録方法に用いられる、請
   求項１〜４のいずれか一項に記載のインク組成物。
6. 【請求項６】請求項１〜４のいずれか一項に記載のイン
   ク組成物の液滴を吐出し、記録媒体にインク液滴を付着
   させる工程を含んでなる、インクジェット記録方法。
7. 【請求項７】イエローインク組成物、マゼンタインク組
   成物、およびシアンインク組成物、さらに場合によって
   ブラックインク組成物を用いてカラー印字を行う、請求
   項６に記載のインクジェット記録方法。
8. 【請求項８】請求項１〜４のいずれか一項に記載のイン
   ク組成物によって記録が行われた、記録物。