JPH10158563A - インクジェット記録用水性顔料分散インク組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 乾燥性に優れ、かつにじみ等の印字品質、ノ
ズル吐出安定性に優れるインクジェット記録用水性顔料
分散インク組成物を提供する。 【解決手段】 顔料、水性樹脂、塩基性化合物、および
水性媒体から主として構成されるインクジェット記録用
水性顔料分散インク組成物において、水性樹脂の一部と
して、α，β−モノエチレン性不飽和カルボン酸単量
体、フッ素を含有するアクリル系単量体、および必要に
応じてその他の共重合可能なラジカル重合性単量体から
なる単量体成分を重合して得られる酸価１０〜３００の
フッ素含有アクリル系共重合体樹脂を使用することを特
徴とするインクジェット記録用水性顔料分散インク組成
物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、記録ヘッドの吐出
オリフィスからインク吐出させ液滴として飛翔させて記
録を行う場合に、乾燥性に優れ、かつ、にじみ、輪郭の
シャープさ、鮮明さ等の印字品質、ノズル吐出安定性に
優れるインクジェット記録用水性顔料分散インク組成物
に関する。

【０００２】

【従来の技術】静電吸引方式、空気圧送方式、加熱発泡
時の圧力を利用した方式、圧電素子の電気的変形を利用
した方式等を用いて、インクを吐出させるインクジェッ
ト方式で画像形成を行う際に用いられるインクにおいて
は、従来から、以下に述べる相反する特性を満たすこと
が求められている。

【０００３】その特性としては、記録紙に画像形成した
際に、記録紙の繊維に沿った不規則なインクの流れや繊
維間への不規則なインクの浸透（以下、これをにじみと
いう）がないこと、記録紙に画像形成したときの乾燥性
が速いこと、長期保存において記録ヘッドの目詰まりを
起こさない、すなわち、吐出安定性が良好であること、
画像の耐水性が良好であること等が挙げられる。

【０００４】特に、近年、乾燥性が速く、にじみがな
く、かつ吐出安定性が良好であるインクが求められてい
る。

【０００５】顔料系インクジェット記録用インクにおい
ては、顔料を分散させるため、顔料分散用樹脂として、
例えば、特開昭５６−１４７８６３号公報ではスチレン
−アクリル酸−アクリル酸ブチル共重合体等、特開昭５
６−１４７８６７号公報ではスチレン−アクリル樹脂
等、特開昭５６−１５７４６８号公報ではスチレン−マ
レイン酸共重合体等の水性樹脂を用いているため、乾燥
性が遅くなる問題が生じ、にじみ等の印字品位、乾燥
性、吐出安定性等の相反する特性を同時に満足させるこ
とは難しく、これらの特性を同時に満足させるインク
は、従来技術では実現していなかった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、これらの問
題を解決し、乾燥性に優れ、かつ、にじみ等の印字品
質、ノズル吐出安定性に優れるインクジェット記録用水
性顔料分散インク組成物を提供することを課題とするも
のである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、（１）顔料、
水性樹脂、塩基性化合物、および水性媒体から主として
構成されるインクジェット記録用水性顔料分散インク組
成物において、水性樹脂の一部として、α，β−モノエ
チレン性不飽和カルボン酸単量体、フッ素を含有するア
クリル系単量体、および必要に応じてその他の共重合可
能なラジカル重合性単量体からなる単量体成分を重合し
て得られる酸価１０〜３００のフッ素含有アクリル系共
重合体樹脂を使用することを特徴とするインクジェット
記録用水性顔料分散インク組成物に関する。

【０００８】さらに本発明は、（２）前記フッ素含有ア
クリル系共重合体樹脂のフッ素を含有するアクリル系単
量体の含有量が、全単量体成分中、３〜３０重量％であ
ることを特徴とする前記（１）項記載のインクジェット
記録用水性顔料分散インク組成物に関する。

【０００９】さらに本発明は、（３）前記フッ素含有ア
クリル系共重合体樹脂とそれ以外の水性樹脂を、インク
ジェット記録用水性顔料分散インク組成物中に、それぞ
れ０．０１〜１．５重量％、０．１〜１０重量％含有さ
せることを特徴とする前記（１）または（２）項記載の
インクジェット記録用水性顔料分散インク組成物に関す
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明者らは、前記課題を解決す
べく研究を重ねた結果、インクジェット記録用水性顔料
分散インク組成物の水性樹脂の一部にフッ素含有アクリ
ル系共重合体樹脂を使用することにより、乾燥性に優
れ、かつ、にじみ等の印字品質、ノズル吐出安定性に優
れるインクジェット記録用水性顔料分散インク組成物が
得られることを見出し、本発明を完成するに至ったもの
である。

【００１１】以下に、本発明をさらに詳しく説明する。

【００１２】まず、本発明のインクジェット記録用水性
顔料分散インク組成物で使用する水性樹脂について説明
する。

【００１３】本発明のインクジェット記録用水性顔料分
散インク組成物で使用する水性樹脂としては、フッ素含
有アクリル系共重合体樹脂と従来よりインクジェット記
録用水性顔料分散インク組成物で使用されている水性樹
脂が使用できる。

【００１４】まず、フッ素含有アクリル系共重合体樹脂
としては、α，β−モノエチレン性不飽和カルボン酸単
量体、フッ素を含有するアクリル系単量体、および必要
に応じてその他の共重合可能なラジカル重合性単量体か
らなる単量体成分を共重合して得られる酸価１０〜３０
０のフッ素含有アクリル系共重合体樹脂が使用できる。

【００１５】ここで、α，β−モノエチレン性不飽和カ
ルボン酸単量体としては、（メタ）アクリル酸、イタコ
ン酸、クロトン酸、フマール酸、無水マレイン酸、マレ
イン酸、マレイン酸モノエステル等が例示できる。これ
らは単独で、または混合して使用できる。

【００１６】また、フッ素を含有するアクリル系単量体
としては、下記の一般式（１）または（２）で表わされ
るフルオロアルキル（メタ）アクリレートの１種または
２種以上が挙げられる。

【００１７】

【化１】

【００１８】（式中、Ｒ¹は水素原子またはメチル基
を、Ｒ²は炭素数１〜１２のパーフルオロアルキル基、
ｍは０〜４の整数、ｎは１〜１２の整数、ｍ＋ｎは２〜
１５の整数、ｐは１〜４の整数、ｐとパーフルオロアル
キル基の炭素数を合計したものは２〜１５の整数であ
る）。

【００１９】前記フルオロアルキル（メタ）アクリレー
トとしては、２，２，２−トリフルオロエチル（メタ）
アクリレート、２，２，３，３−テトラフルオロプロピ
ル（メタ）アクリレート、１，１，２，２，３，３−ヘ
キサフルオロプロピル（メタ）アクリレート、３，３，
４，４，４−ペンタフルオロブチル（メタ）アクリレー
ト、２，２，３，３，４，４，５，５−オクタフルオロ
ペンチル（メタ）アクリレート、パーフルオロオクチル
エチル（メタ）アクリレート等を挙げることができる。

【００２０】前記フッ素を含有するアクリル系単量体
は、全単量体成分中、３〜３０重量％の範囲で使用する
ことが望ましい。フッ素を含有するアクリル系単量体が
３重量％より少ないと、乾燥性に効果が表れず、逆に３
０重量％より大きいと、フッ素を含有するアクリル系単
量体と他のモノマーとの重合反応性が低下する問題が生
じる。

【００２１】また、その他の共重合可能なラジカル重合
性単量体としては、（メタ）アクリル酸メチル、（メ
タ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸ブチル、
（メタ）アクリル酸−２−エチルヘキシル、メタアクリ
ル酸オクチル等の（メタ）アクリル酸エステル類、スチ
レン、メチルスチレン、ビニルトルエン、酢酸ビニル等
が例示できる。

【００２２】上記単量体成分を重合して得られるフッ素
含有アクリル系共重合体樹脂の酸価は１０〜３００（ｍ
ｇ／ＫＯＨ、以下同様）、好ましくは３０〜１００であ
る。

【００２３】フッ素含有アクリル系共重合体樹脂の酸価
が前記範囲より少ないと水性化が難しく、逆に、酸価が
前記範囲を超えるとえられる画像の耐水性が低下する問
題が生じる。

【００２４】なお、フッ素含有アクリル系共重合体樹脂
の使用量としては、インクジェット記録用水性顔料分散
インク組成物全体に対して、好ましくは０．０１〜１．
５重量％、より好ましくは０．１〜１．２重量％であ
り、使用量がこの範囲より少ないと、乾燥性が遅くな
り、一方、この範囲より多くなると、にじみ等の印字適
性が低下する。

【００２５】次に、本発明のインクジェット記録用水性
顔料分散インク組成物で使用される他の水性樹脂として
は、重量平均分子量５，０００〜３０，０００の範囲に
ある、本出願人の出願にかかわる特願平７−２５５２３
３号に記載している水性樹脂、たとえばアクリル酸アル
キルエステル−（メタ）アクリル酸系共重合体、スチレ
ン−アクリル酸共重合体、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−マレイン
酸共重合体、スチレン−マレイン酸−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−マレイン酸ハーフエステル共
重合体等が挙げられる。

【００２６】なお、前記他の水性樹脂は、インクジェッ
ト記録用水性顔料分散インク組成物に対して０．１〜１
０重量％、好ましくは０．１〜５重量％の範囲で含有す
ることが望ましい。

【００２７】また、本発明のインクジェット記録用水性
顔料分散インク組成物で使用する塩基性化合物として
は、一般的に使用されている水性樹脂を水性媒体に溶解
する塩基性化合物が使用できる。

【００２８】具体的は、ブチルアミン、トリエチルアミ
ン等のアルキルアミン、モノエタノールアミン、ジエタ
ノールアミン、トリエタノールアミン等のアルカノール
アミン、モルホリン、アンモニア水、水酸化ナトリウム
等を使用することができる。中でも、吐出オリフィスの
目詰まりを少なくするという観点から、揮発性の速い塩
基性化合物と揮発性の遅い塩基性化合物を併用するのが
望ましい。

【００２９】また、本発明のインクジェット記録用水性
顔料分散インク組成物で使用する顔料としては、水性媒
体中に分散可能な公知の無機および有機顔料が使用で
き、特に表面処理により水性媒体に濡れやすくしたもの
が好ましい。

【００３０】ここで使用可能な無機顔料としては、酸化
チタン、ベンガラ、アンチモンレッド、カドミウムレッ
ド、カドミウムイエロー、コバルトブルー、紺青、群
青、カーボンブラック、黒鉛等、有機顔料としては、溶
性アゾ顔料、不溶性アゾ顔料、アゾレーキ顔料、縮合ア
ゾ顔料、銅フタロシアニン顔料、縮合多環顔料等を挙げ
ることができる。

【００３１】なお、顔料の使用量としては、インクジェ
ット記録用水性顔料分散インク組成物全体に対して１〜
３０重量％程度、好ましくは２〜１０重量％であり、使
用量がこの範囲より少なくなると色濃度が低下し、一方
この範囲より多くなるとインク粘度や流動性の面から使
用が困難となる。

【００３２】また、本発明のインクジェット記録用水性
顔料分散インク組成物で使用する水性媒体としては、従
来から当該技術分野で一般的に使用されている水、また
は水と水混和性溶剤の混合物を使用することができる。

【００３３】ここで、水混和性溶剤としては、低級アル
コール類、多価アルコール類とその誘導体、含窒素環状
化合物等が挙げられる。

【００３４】具体的には、メタノール、エタノール、ノ
ルマルプロパノール、イソプロパノール等の低級アルコ
ール類、エチレングリコール、プロピレングリコール、
ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、グリ
セリン、ポリ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、プロピレングリコールモノエチル
エーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、
プロピレングリコールアセテート、ジエチレングリコー
ルモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメ
チルエーテル等の多価アルコール誘導体、Ｎ−メチルピ
ロリドン、Ｎ−エチルピロリドン等の含窒素環状化合
物、ポリグリセリンのエチレンオキサイド付加物等が利
用できる。

【００３５】このなかでも、吐出安定性の点から、ポリ
グリセリンのエチレンオキサイド付加物が好ましい。と
くにポリグリセリン１モルに対して５〜９０モルのエチ
レンオキサイドを付加したものが好ましい。

【００３６】なお、水混和性溶剤として、アセトンや酢
酸エチル等は印字装置に損傷を与える可能性があり好ま
しくない。

【００３７】また、本発明のインクジェット記録用水性
顔料分散インク組成物には、さらに必要に応じて界面活
性剤、顔料分散剤、粘度調整剤、消泡剤等の各種添加剤
を添加することができる。

【００３８】以上の成分を用いてインクジェット記録用
水性顔料分散インク組成物を製造する方法としては、ま
ず、顔料、水性樹脂、塩基性化合物、水性媒体、必要に
応じて、界面活性剤、顔料分散剤、粘度調整剤、消泡剤
等を混合した後、各種練肉機、たとえば、ビーズミル、
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、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、超高圧ホモジナイザー、パールミル
等を利用して練肉し、さらに、残りの材料、本発明にか
かわるフッ素含有アクリル系共重合体樹脂を添加混合す
る方法が利用できる。なお、本発明にかかわるフッ素含
有アクリル系共重合体樹脂は、練肉する前に混合するこ
とも可能である。

【００３９】本発明において、所望の粒度分布を有する
顔料分散体を得る方法としては、分散機の粉砕メディア
のサイズを小さくする、粉砕メディアの充填率を大きく
する、処理時間を長くする、吐出速度を遅くする、粉砕
後フィルターや遠心分離機等で分級する等の手段が用い
られる。

【００４０】

【実施例】以下、実施例でもって本発明を具体的に説明
するが、本発明はこれに限定されるものではない。

【００４１】＜インクジェット記録用水性顔料分散液の
調製＞イオン交換水、アンモニア水、カーボンブラック
（Ｐｒｎｔｅｘ３５、コロンビアカーボン社製）、ポリ
グリセリン（重合度：４）に２０モルのエチレンオキサ
イドを付加してなる化合物、ジエチレングリコール、ア
クリル系共重合体樹脂（モノマー組成：メタクリル酸／
メタクリル酸メチル／ステアリルアクリレート＝１５．
３／７４．７／１０重量比、酸価６８、重量平均分子量
１１，０００）、ｐ−ヒドロキシビフェニルに１４モル
のエチレンオキサイドを付加してなる化合物（顔料分散
剤）を加え、１時間プレミキシングを行った後、循環式
ビーズミルを使用して混練を行い、さらに、イオン交換
水を加え、インクジェット記録用水性顔料分散液を得
た。

【００４２】なお、インクジェット記録用水性顔料分散
液の組成については、表１に示す。

【００４３】

【表１】

【００４４】＜インクジェット記録用水性顔料分散イン
ク組成物の調製＞ 実施例１〜３および比較例 前記インクジェット記録用水性顔料分散液にフッ素含有
アクリル系共重合体樹脂（ＥＦＫＡ社製、ＥＦＫＡ−Ｌ
Ｐ７０７０、酸価５５、固形分６０重量％）を表２に示
す割合で添加してインクジェット記録用水性顔料分散イ
ンク組成物を調製し、それらについて乾燥性、にじみ、
吐出オリフィスの目詰まりを下記の方法で評価しした。
結果を表２および下記に示す。

【００４５】＜乾燥性＞実施例１〜３および比較例のイ
ンクジェット記録用水性顔料分散インク組成物を、記録
ヘッド内のインクに熱エネルギーを与えて、液滴を発生
させ、記録を行うオンデマンドタイプのマルチヘッドを
有する記録装置を用いて、ＰＰＣ用紙（コクヨ（株）
製、中性紙、以下ＰＰＣ用紙Ａという）、ＰＰＣ用紙
（松下電器産業（株）製、酸性紙、以下ＰＰＣ用紙Ｂと
いう）にそれぞれ印刷を行い、指触したばあいに、汚れ
なくなるまでの時間を測定し、評価した。

【００４６】＜にじみ＞乾燥性と同様にそれぞれ印刷
し、にじみを目視で判断した。にじみが肉眼で観察され
ないものをＡ、にじみがごくわずか肉眼で観察されるも
のをＢ、にじみは見られるが文字は認識できるものを
Ｃ、にじみが生じ文字が認識できないものをＤとして評
価した。

【００４７】＜吐出オリフィスの目詰まり＞乾燥性評価
に用いた記録装置のヘッドに実施例１〜３および比較例
のインクジェット記録用水性顔料分散インク組成物を充
填し、キャップをせずに２０℃の雰囲気温度下に３日放
置した後、印字が可能となる条件より、吐出オリフィス
の目詰まりを評価した。実施例、比較例のいずれのイン
クジェット記録用水性顔料分散インク組成物のばあい
も、吐出オリフィスのクリーニングの回数が０〜２回で
印字可能であり、良好であった。

【００４８】

【表２】

【００４９】

【発明の効果】以上、実施例を挙げて具体的に説明した
ように、本発明のインクジェット記録用水性顔料分散イ
ンク組成物は、水性樹脂の一部としてフッ素含有アクリ
ル系共重合体樹脂を用いることにより、吐出安定性、に
じみ等の印字品質を低下させずに、乾燥性を向上させる
ことができる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 顔料、水性樹脂、塩基性化合物、および
   水性媒体から主として構成されるインクジェット記録用
   水性顔料分散インク組成物において、水性樹脂の一部と
   して、α，β−モノエチレン性不飽和カルボン酸単量
   体、フッ素を含有するアクリル系単量体、および必要に
   応じてその他の共重合可能なラジカル重合性単量体から
   なる単量体成分を重合して得られる酸価１０〜３００の
   フッ素含有アクリル系共重合体樹脂を使用することを特
   徴とするインクジェット記録用水性顔料分散インク組成
   物。
2. 【請求項２】 前記フッ素含有アクリル系共重合体樹脂
   のフッ素を含有するアクリル系単量体の含有量が、全単
   量体成分中、３〜３０重量％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水性顔料分散インク
   組成物。
3. 【請求項３】 前記フッ素含有アクリル系共重合体樹脂
   とそれ以外の水性樹脂を、インクジェット記録用水性顔
   料分散インク組成物中に、それぞれ０．０１〜１．５重
   量％、０．１〜１０重量％含有させることを特徴とする
   請求項１または２記載のインクジェット記録用水性顔料
   分散インク組成物。