JPH1081842A

JPH1081842A - 記録液及び記録方法

Info

Publication number: JPH1081842A
Application number: JP23513396A
Authority: JP
Inventors: Takashi Hirasa; 崇平佐; Masahiro Yamada; 昌宏山田
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 1996-09-05
Filing date: 1996-09-05
Publication date: 1998-03-31
Anticipated expiration: 2016-09-05
Also published as: JP3652452B2

Abstract

(57)【要約】【課題】インクジェットプリンター、筆記具等の記録
液として吐出安定性、信頼性の高い記録ができ、普通紙
に記録した場合も、耐水性、耐光性等が良好な記録液を
提供する。また、加熱型のインクジェット記録用として
用いた場合には、コゲーション等が無い等、吐出安定性
が優れている。【解決手段】水性媒体、及び灰分が０．０５重量％以
下であり、かつ揮発分が４重量％以下のカーボンブラッ
クを含むことを特徴とする記録液。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は水性媒体記録液、特
にインクジェット用に適した記録液及び該記録液を用い
た記録方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、インクジェット記録用の記録液と
しては酸性染料や直接染料を水性媒体中に溶解した水性
インク、あるいは、油溶性染料を有機溶剤中に溶解した
溶剤系インクが使用されている。溶剤系インクは溶剤を
使用するため、環境安全面で問題があり、オフィスでの
使用には適さないなど用途が限られている。一方水性イ
ンクは水溶性の色素を使用するため、特に普通紙に記録
した場合など、記録物の耐水性が劣ることが問題であ
る。また、これらの染料を用いたインクの記録物は耐光
性の面でも不十分である。また、このようなことはイン
クジェット用のみならず筆記具用記録液についても同様
である。前記の問題点を改良するため、色材として耐水
性、耐光性に優れたカーボンブラックを用い、カーボン
ブラックを水性媒体中に分散した水性分散インクが一部
で用いられている。しかし、従来のカーボンブラックの
水性分散インクは吐出耐久性の面等で問題がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明はインクジェッ
ト記録用として、普通紙に記録した場合にも耐水性が良
好で、記録の信頼性も高く、記録物の印字品位や耐光性
に優れるなど耐水性以外の堅牢性も良好な記録が可能で
あると共に、特に加熱による記録液の状態変化を利用し
てインクジェット記録を行ういわゆる加熱型のインクジ
ェットプリンターにおいても加熱手段である電極板上の
不純物の析出（コゲーション）等がきわめて少ない等、
吐出耐久性に優れ、長時間保存した場合の安定性が良好
であるカーボンブラックを使用した水性分散インクを提
供することを目的とするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、水性媒
体、及び灰分が０．０５重量％以下であり、かつ揮発分
が４重量％以下のカーボンブラックを含むことを特徴と
する記録液に存する。以下、本発明を詳細に説明する。
本発明者らは記録液用の水性顔料分散インクの安全性向
上、吐出耐久性向上に関し種々検討した結果、水性媒
体、及び灰分が０．０５重量％以下であり、かつ揮発分
が４重量％以下のカーボンブラックを含む記録液が、保
存安定性が高く、特に加熱型インクジェット方式におい
て加熱電極板上の付着物（コゲーション）の量が低減す
るために吐出耐久性に優れることを見出し、本発明に至
ったものである。

【０００５】本発明の記録液中のカーボンブラックはそ
の灰分が通常０．０５重量％以下の範囲で用いられる
が、０．０３重量％以下が好ましい。また、その揮発分
は４重量％以下の範囲のものが使用出来るが、３重量％
以下が好ましい。尚、ここでいうカーボンブラックの灰
分及び揮発分はＪＩＳＫ６２２１の方法で測定した値
である。これらの特徴を有する記録液を用いて得られた
印字物は、保存安定性が高い上、印字品位が良く、耐光
性など耐水性以外の堅牢性も良好であると共に、特に加
熱型インクジェット方式において吐出耐久性も向上す
る。

【０００６】本発明の記録液に使用されるカーボンブラ
ックとしては、上記の物性を有する市販のもの（例えば
＃４０ＢＳ（商品名、三菱化学（株）製品））等を使用
できる。あるいは市販のカーボンブラックをイオン交換
水などで懸洗して乾燥することなどで上記の物性を満た
しているものも使用可能である。また上記の物性の範囲
に入るものならば、カーボンブラックを化学的に処理し
たもの（酸化処理、フッ素化処理等）や、分散剤、界面
活性剤などを物理的または化学的に結合させたもの（グ
ラフト化処理、分散剤を分散前にあらかじめ吸着させた
もの等）等を使用してもよい。但しこれらの表面処理を
施したカーボンブラックの灰分及び揮発分については、
これらを塩酸水でｐＨ１以下の酸性条件下とした後濾別
して乾燥し、前記の方法（ＪＩＳＫ６２２１）で測定
した値を用いる。

【０００７】本発明の記録液には分散剤を用いなくても
よいが、分散剤を添加する方が好ましい。用いられる分
散剤としては、各種の陰イオン性界面活性剤、非イオン
性界面活性剤、陽イオン性界面活性剤、両性界面活性
剤、高分子系分散剤等が挙げられる。陰イオン性界面活
性剤としては脂肪酸塩類、アルキル硫酸エステル塩類、
アルキルベンゼンスルフォン酸塩類、アルキルナフタレ
ンスルフォン酸塩類、アルキルスルホコハク酸塩類、ア
ルキルジフェニルエーテルジスルフォン酸塩類、アルキ
ルリン酸塩類、ポリオキシエチレンアルキル硫酸エステ
ル塩類、ポリオキシエチレンアルキルアリール硫酸エス
テル塩類、アルカンスルフォン酸塩類、ナフタレンスル
フォン酸ホルマリン縮合物類、ポリオキシエチレンアル
キルリン酸エステル類、α−オレフィンスルフォン酸塩
類等が挙げられる。非イオン性界面活性剤としてはポリ
オキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレ
ンアルキルアリールエーテル類、ポリオキシエチレン誘
導体類、オキシエチレン／オキシプロピレンブロックコ
ポリマー類、ソルビタン脂肪酸エステル類、ポリオキシ
エチレンソルビタン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチ
レンソルビトール脂肪酸エステル類、グリセリン脂肪酸
エステル類、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル類、ポ
リオキシエチレンアルキルアミン類等が挙げられる。陽
イオン性界面活性剤及び両性界面活性剤としてはアルキ
ルアミン塩類、第４級アンモニウム塩類、アルキルベタ
イン類、アミノキサイド類が挙げられる。また、高分子
系分散剤としてはポリアクリル酸、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、スチレン／スチレンスルフォン酸
共重合体、ビニルナフタレン／マレイン酸共重合体、ビ
ニルナフタレン／アクリル酸共重合体あるいはこれらの
塩等が挙げられる。

【０００８】本発明の記録液に用いられる水性媒体は水
を主体とするが、水に水溶性有機溶剤を添加して用いる
のが好ましい。この水溶性有機溶剤としてはエチレング
リコール、プロピレングリコール、ブチレングリコー
ル、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、
分子量が約１９０〜４００のポリエチレングリコール、
グリセリン、上記グリコール類のアルキルエーテル類、
Ｎ−メチルピロリドン、１，３−ジメチルイミダゾリノ
ン、チオジグリコール、２−ピロリドン、スルホラン、
ジメチルスルホキシド、ジエタノールアミン、トリエタ
ノールアミン、エタノール、イソプロパノール等が挙げ
られる。本発明の記録液には上記の成分の他に、水溶性
樹脂、防黴剤、殺菌剤、ｐＨ調整剤、尿素等を必要に応
じて添加しても良い。

【０００９】本発明の記録液の調製方法としては上記の
各成分を混合し、分散機を用いてカーボンブラックを微
粒子に摩砕、分散処理することにより行われる。分散機
としてはボールミル、ロールミル、サンドグラインドミ
ル以外に、メディアを用いずに粉砕処理できるナノマイ
ザー、アルティマイザー等のジェットミルが用いられる
が、特にサンドグラインドミル、もしくはメディアに由
来する汚染の少ないジェットミルが好ましい。この摩
砕、分散処理の後、濾過機あるいは遠心分離機を用いて
粗大粒子を除去する。カーボンブラック、分散剤、水以
外の成分は摩砕、分散処理後に添加しても良い。また、
摩砕、分散処理は高濃度で調製することにより効率的に
実施できるので、高濃度で調製した処理液を最終的に水
性媒体で希釈して記録液の濃度を調整することが好まし
い。

【００１０】カーボンブラックの使用量は記録液全重量
に対し１〜１０重量％の範囲とするのが良いが、３〜８
重量％の範囲が好ましい。分散剤の使用量はカーボンブ
ラックの重量に対して３〜１００重量％の範囲であるの
が良いが、５〜５０重量％が好ましい。記録液中の水溶
性有機溶剤の使用量は、記録液の全重量に対して５〜３
０重量％の範囲であるが、１０〜２０重量％が好まし
い。これらのカーボンブラック、分散剤及び有機溶剤は
１種類のものを単独で用いても良いが、場合により２種
以上のものを併用することにより、より一層の効果をあ
げることができる。

【００１１】

【実施例】以下本発明を実施例によって更に詳細に説明
するが、本発明はその要旨を越えない限り、これらの実
施例に限定されるものではない。尚、以下の実施例にお
いて「部」及び「％」は重量基準である。また、実施例
１〜４及び比較例１〜２で用いたカーボンブラックは下
記第２表に示す物性のものであった。

【００１２】実施例１（記録液の調製）

【表１】記録液の組成使用量（部）ジエチレングリコール５エチレングリコール８スチレン／スチレンスルフォン酸共重合体Ｎａ塩１（モル比＝７／３、重量平均分子量（Ｍｗ）＝４３００）カーボンブラックＡ６エタノール４イオン交換水２０ ─────────────────────────────── ４４

【００１３】上記の各成分を内部をウレタン樹脂でコー
ティングした円筒形の容器に取り、平均０．５ｍｍ径の
ジルコニアビーズ６７部と共にサンドラグラインダーを
用いて１２時間粉砕処理を行った。得られた液をイオン
交換水５６部で希釈、撹拌した後、Ｎｏ．５Ｃの濾紙を
用いて加圧濾過し記録液を調製した。（印字試験）上記実施例に記された方法で得られた記録
液を用いて、インクジェットプリンター（キャノン社製
品、商品名：ＢＪ−１０ｖ）で電子写真用紙（商品名：
Ｘｅｒｏｘ４０２４紙、ゼロックス社製品）にインク
ジェット記録を行った結果、目詰まりなど無く安定でか
つ良好な吐出性を示し、印字品位の良好な印字物が得ら
れた。

【００１４】（印字濃度評価）上記の印字試験で得た印
字物の濃度をマクベス反射濃度計（ＲＤ９１４）を用い
て測定した。評価結果を下記第１表に示す。（耐水性試験）印字試験で得た印字物を、ビーカーに取
った水道水に５秒間浸漬した。印字物を乾燥後、字汚れ
の有無を目視評価した。結果は以下のように分類し、下
記第１表に示した。 ○────字汚れほとんどなし。 △────かすかに字汚れあるが実用上問題なし。 ×────字汚れが目立つ。

【００１５】（耐光性試験）印字物をキセノンフェード
メーター（スガ試験機（株）製造）を用いて１００時間
照射した後の変退色を目視評価した。結果は以下のよう
に分類し、下記第１表に示した。 ○────良好。 △────変退色あるが実用上問題なし。 ×────変退色が目立つ。

【００１６】（記録液の保存安定試験）記録液をテフロ
ン容器に密閉し、６０℃で１ヵ月間保存した後の記録液
中のゲル化や沈澱物の有無を目視評価した。結果は以下
のように分類し、下記第１表に示した。 ○────ゲル化や沈澱物はほとんどみられない。 △────かすかにゲル化や沈澱物がみられるが実用上
問題なし。 ×────ゲル化や沈澱物がきわめて多い。

【００１７】（コゲーション評価）上記実施例に記され
た方法で得られた記録液を用いて、加熱型インクジェッ
トプリンター（キャノン社製品、商品名：ＢＪ−１０
ｖ）で縦１５ｃｍ、横２５ｃｍのベタ印字を電子写真用
紙（商品名：Ｘｅｒｏｘ４０２４紙、ゼロックス社製
品）２５枚に行った後、ヘッドを静かに分解し、電極板
をイオン交換水で静かに洗浄した。乾燥後、光学顕微鏡
で電極板上に生成した付着物の有無等を観察した。結果
は以下のように分類し、下記第１表に示した。 ○────かすかに付着物がみられるが実用上問題な
し。 △────付着物が少し見られる。 ×────付着物が目立つ。

【００１８】実施例２（記録液の調製）

【表２】記録液の組成使用量（部）グリセリン７エチレングリコール８ポリスターＳ２−１０２０（不揮発分）１（商品名、スチレン／マレイン酸共重合体Ｎａ塩、日本油脂（株）製品）カーボンブラックＢ５イオン交換水２３ ─────────────────────────────── ４４

【００１９】上記の各成分を内部をウレタン樹脂でコー
ティングした円筒形の容器に取り、平均０．５ｍｍ径の
ジルコニアビーズ６７部と共にサンドグラインダーを用
いて１２時間粉砕処理を行った。得られた液をイオン交
換水５６部で希釈、撹拌した後、Ｎｏ．５Ｃの濾紙を用
いて加圧濾過し記録液を調製した。印字試験、耐水性試
験、耐光性試験、保存安定性試験、コゲーション試験及
びその評価は実施例１と同様の方法で行った。評価結果
を下記第１表に示す。

【００２０】実施例３（記録液の調製）

【表３】記録液の組成使用量（部）グリセリン７エチレングリコール８リポランＰＢ−８０００．４（α−オレフィンスルフォン酸Ｎａ塩、ライオン（株）製品）カーボンブラックＣ４イオン交換水２４．６ ─────────────────────────────── ４４

【００２１】上記の各成分を内部をウレタン樹脂でコー
ティングした円筒形の容器に取り、平均０．５ｍｍ径の
ジルコニアビーズ６７部と共にサンドグラインダーを用
いて１２時間粉砕処理を行った。得られた液をイオン交
換水５６部で希釈、撹拌した後、Ｎｏ．５Ｃの濾紙を用
いて加圧濾過し記録液を調製した。印字試験、耐水性試
験、耐光性試験、保存安定性試験、コゲーション試験及
びその評価は実施例１と同様の方法で行った。評価結果
を下記第１表に示す。

【００２２】実施例４（記録液の調製）

【表４】記録液の組成使用量（部）グリセリン７トリエタノールアミン２イソプロピルアルコール２スチレン／スチレンスルフォン酸共重合体Ｎａ塩１（モル比＝１／１、Ｍｗ＝８０００）カーボンブラックＤ４イオン交換水２８ ─────────────────────────────── ４４

【００２３】上記の各成分を内部をウレタン樹脂でコー
ティングした円筒形の容器に取り、平均０．５ｍｍ径の
ジルコニアビーズ６７部と共にサンドグラインダーを用
いて１２時間粉砕処理を行った。得られた液をイオン交
換水５６部で希釈、撹拌した後、Ｎｏ．５Ｃの濾紙を用
いて加圧濾過し記録液を調製した。印字試験、耐水性試
験、耐光性試験、保存安定性試験、コゲーション試験及
びその評価は実施例１と同様の方法で行った。評価結果
を下記第１表に示す。

【００２４】比較例１（記録液の調製）実施例１でカーボンブラックＡを用い
る代わりにカーボンブラック＃４０（商品名、三菱化学
（株）製品）を用いた以外は実施例１と同様の方法で記
録液を調製した。印字試験、耐水性試験、耐光性試験、
保存安定性試験、コゲーション試験及びその評価は実施
例１と同様の方法で行った。評価結果を下記第１表に示
す。

【００２５】比較例２（記録液の調製）実施例１でカーボンブラックＡを用い
る代わりにＣｏｌｏｒＢｌａｃｋＦＷ１８（商品
名、デグッサ社製品）を用いた以外は実施例１と同様の
方法で記録液を調製した。印字試験、耐水性試験、耐光
性試験、保存安定性試験、コゲーション試験及びその評
価は実施例１と同様の方法で行った。評価結果を下記第
１表に示す。

【００２６】

【表５】

【００２７】

【表６】

【００２８】

【発明の効果】本発明のインクジェット用記録液を用い
ることにより、吐出耐久性が良好で、信頼性の高い記録
ができ、普通紙に記録した場合にも耐水性が良好で、耐
光性など耐水性以外の堅牢性も良好な記録物を得ること
が可能である。よって本発明は加熱型インクジェット用
記録液としてだけでなく、広くインクジェット用記録
液、さらには筆記具用として使用することもできる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水性媒体、及び灰分が０．０５重量％以
下であり、かつ揮発分が４重量％以下のカーボンブラッ
クを含むことを特徴とする記録液。
【請求項２】カーボンブラックが灰分が０．０３重量
％以下であり、かつ揮発分が４重量％以下のものである
ことを特徴とする請求項１記載の記録液。
【請求項３】記録液を、加熱による状態変化を利用し
て吐出口より吐出させて、対向する被記録材に記録を行
う加熱型インクジェット記録方法において、該記録液が
水性媒体、及び灰分が０．０５重量％以下であり、かつ
揮発分が４重量％以下のカーボンブラックを含むもので
あることを特徴とする記録方法。