JPH11116863A

JPH11116863A - インクジェット記録用インク

Info

Publication number: JPH11116863A
Application number: JP28413697A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Yatake; 正弘矢竹
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1997-10-16
Filing date: 1997-10-16
Publication date: 1999-04-27

Abstract

(57)【要約】【課題】再生紙に対しても滲みが少ない印字が可能な
インクジェット記録用インクを提供する。【解決手段】少なくとも水溶性色材、低水溶性有機物
質および水を含有するインクジェット記録用インクであ
って、前記低水溶性有機物質が５０℃以上で相分離する
ことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は普通紙、再生紙ある
いはコート紙に対して高い印字品質が得られるインクジ
ェット記録用インクに関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録は、微細なノズルか
らインクを小滴として吐出して、文字や図形を被記録体
表面に記録する方法である。インクジェット記録方式と
しては電歪素子を用いて電気信号を機械信号に変換し
て、ノズルヘッド部分に貯えたインクを断続的に吐出し
て被記録体表面に文字や記号を記録する方法、ノズルヘ
ッド部分に貯えたインクを吐出部分に極近い一部を急速
に加熱して泡を発生させて、その泡による体積膨張で断
続的に吐出して、被記録体表面に文字や記号を記録する
方法などが実用化されている。

【０００３】このようなインクジェット記録に用いられ
るインクには、印字の乾燥性がよいことや印字のにじみ
がないこと、すべての被記録体表面に均一に印字できる
こと、多色の場合色が混じり合わないことなどの特性が
要求されている。ここで、特に問題になるのは、被記録
体として紙を用いた場合その浸透性の違う繊維によるに
じみの発生が生じやすいということである。

【０００４】従来のインクジェット記録用インクでは特
公平２−２９０７号公報のように湿潤剤としてグリコー
ルエーテルを用いたり、特公平１−１５５４２号公報の
ように水溶性有機溶剤、あるいは特公平２−３８３７号
公報のように染料溶解促進剤として用いられた例が多か
った。

【０００５】また、浸透性を向上させるため、米国特許
第５１５６６７５号明細書のようにジエチレングリコー
ルモノブチルエーテルを添加したり、米国特許第５１８
３５０２号明細書のようにアセチレングリコール系の界
面活性剤であるサーフィノール４６５（エアプロダクツ
社製）を添加したり、あるいは米国特許第５１９６０５
６号明細書のようにジエチレングリコールモノブチルエ
ーテルとサーフィノール４６５の両方を添加することな
どが検討されている。ジエチレングリコールモノ−ｎ−
ブチルエーテルはブチルカルビトールと呼ばれ、例えば
米国特許第３２９１５８０号明細書に記載されている。
あるいは米国特許第２０８３３７２号明細書ではジエチ
レングリコールのエーテル類をインクに用いることなど
が検討されている。そして、水溶性の低いグリコールエ
ーテルを用いた例では特開平３−１４８１１号公報のよ
うにジエチレングリコールモノヘキシルエーテル等を
０．１〜５重量％添加した例などもある。

【０００６】さらに、顔料を用いた例としては多くは主
に浸透性を抑えて紙の表面でのインクのぬれを抑えて印
字品質を確保する検討がなされ、実用化されている。あ
るいはグリコールエーテルと顔料との組み合わせは特開
昭５６−１４７８６１号公報のように顔料にトリエチレ
ングリコールモノメチルエーテルを用いた例がある。ま
た、相分離するインクとしては特開平７−２２４２４０
号公報のように下臨界共有温度を有する高分子化合物、
固体化合物、水系溶媒および付加的な保湿性、浸透性、
蒸発性を有する溶剤等を添加したインクでスピノーダル
分解系のインクを用いた例がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の技術で
はインクの紙に対する浸透性が不十分な場合が多く、紙
の表面でぬれを抑える方法では普通紙特に多用される再
生紙に対しては滲んでしまい、印字の乾燥に時間がかか
るため連続印字したときに、印字した紙上のインクが乾
きにくいためすぐに重ねることができないという課題を
有していた。また、再生紙は様々な紙の成分が混じって
いて、その浸透速度が異なるものの集合体であるため、
それらの浸透速度の差によってにじみが生じやすい。そ
のにじみを低減するため、一般的に紙を加熱する方式な
どが検討されている。しかし、印字するときに紙その他
の被印字物を加熱すると、装置中の加熱部の所定温度ま
での立ち上げるのに時間がかかったり、装置本体の消費
電力が大きくなったり、あるいは紙その他の被印字物に
悪影響を与えたりするという課題がある。

【０００８】そして、顔料を用いたインクでは被記録媒
体として通常のサイズ剤を有する紙等に印字する場合、
そのインクにある程度浸透性を付与しないと顔料が紙等
の表面に残り、擦過性が悪くなるという課題もある。し
かし、浸透性が中途半端であると、均一な印字を行なう
ためには紙種が制限されたり、印字画像の低下を引き起
こしやすい。

【０００９】そこで本発明はこのような課題を解決する
もので、その目的とするところは、浸透性が非常に速
く、普通紙特に近年多用される再生紙に対して、特に加
熱手段を設けなくてもほとんど滲まない印字が可能であ
るインクジェット記録用インクとそのインクを用いるイ
ンクジェット記録装置を提供するところにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明のインクジェット
記録用インクは少くとも水溶性色材、低水溶性有機物質
および水を含有し、前記低水溶性有機物質が５０℃以上
で相分離することを特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明は、インクジェット記録に
用いられるインクは、印字の乾燥性がよいことや印字の
にじみがないこと、すべての被記録体表面に均一に印字
できることなどの特性が要求されていること、特に本発
明は被記録体として紙を用いた場合について注目して、
鋭意検討した結果によるものである。

【００１２】本発明は被記録体として紙を用いた場合に
ついて検討したが、一般的に紙はサイズ剤によって表面
を疎水性に処理してあるものが多い。従って、水は弾い
て初期は水玉を生じる。しかし、油脂などはそのまま浸
透しやすいようになっているものが多い。これからする
と浸透性を向上させるには油脂系の溶剤を用いるとよい
が、乾燥性の観点からインクジェット用としては水系が
よい。従って、浸透性を向上させるには水系でありなが
ら疎水性の高い物質をなるべく多く添加するとよいが、
添加量が多すぎると常温で相分離してしまう。従って、
インクジェットプリンタの実使用温度（５〜４５℃）で
相分離しない程度に疎水性の物質を添加するとよいの
で、相分離温度が５０℃以上にあるものが印字品質が優
れた水性のインクジェット記録用インクになる。

【００１３】そして、そのような物質の中で印字品質を
向上させ、インクジェット記録用インクとして優れたも
の、またその疎水性物質を溶解させるグリコールエーテ
ルなどの溶剤もインクジェット用に適したものを検討し
た結果を示すものである。

【００１４】本発明で用いるとよいとする低水溶性グリ
コールエーテルである（モノ、ジ）プロピレングリコー
ルモノブチルエーテル、（ジ、トリ）エチレングリコー
ルモノ（ペンチル、ヘキシル）エーテル、プロピレング
リコール（モノ、ジ）エチレングリコールモノ（ブチ
ル、ペンチル、ヘキシル）エーテル、エチレングリコー
ル（モノ、ジ）プロピレングリコールモノ（ブチル、ペ
ンチル、ヘキシル）エーテルから選ばれた１種以上を用
いることによって、再生紙などの紙への浸透性が向上し
てにじみが低減されるが、水溶性が低いため多量にイン
ク中に含ませることができず、添加量が多いと常温で相
分離してしまう。そこで、高水溶性のグリコールエーテ
ルや有機溶剤を同時に含ませることで、その低水溶性グ
リコールエーテルの添加量を増やし、相分離温度を実使
用温度５〜４５℃の範囲外にすることができる。多くの
場合は４５℃より高くする必要があるが、実使用上は５
０℃以上にする必要がある。

【００１５】また、低水溶性アルコールがβ−フェニル
エチルアルコール、ベンジルアルコール、３−フェニル
−１−プロパノール、Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）−
Ｎ−アニリン、Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）−Ｎ−メ
チルアニリン、ネオペンチルアルコール、ペンチルアル
コールから選ばれた１種以上が好ましい。そして、その
添加量は０．３〜５重量％がよかった。０．３重量％未
満ではいずれも印字品質の向上はみられず、５．０重量
％を越えるとそれ以上添加しても印字品質の向上がみら
れなかったし、引火点の低下や毒性の上昇など好ましく
ない点も多くなってしまう。従って、０．３〜５重量％
がよい。

【００１６】さらに、前記低水溶性界面活性剤の有効成
分に少なくとも分子中にアセチレン基を有するものが好
ましい。その例としてサーフィノール系（サーフィノー
ル１０４、ＴＧ、４４０、４６５、４８５等：エアプロ
ダクツ社）が挙げられる。そして、その添加量は０．３
〜３重量％がよかった。０．３重量％未満ではいずれも
印字品質の向上はみられず、３．０重量％を越えるとそ
れ以上添加しても印字品質の向上がみられなかった。従
って、０．３〜３重量％がよい。アセチレングリコール
系の界面活性剤には例えばサーフィノール１０４、ＴＧ
（エアプロダクツ社）のように水溶性の低いものもある
ので溶剤などをさらに添加すると溶解度を増すことがで
きる。その例として１、５−ペンタンジオール、１、６
−ヘキサンジオール、ジプロピレングリコール、ヘキシ
レングリコールなどの溶剤の他に非イオン系またはアニ
オン系の界面活性剤が挙げられる。そして、印字品質や
安定性の観点からこのアセチレングリコール系の界面活
性剤のさらにより好ましい添加量は０．３〜２．０重量
％であった。

【００１７】本発明になるインクジェット記録用インク
では低水溶性のグリコールエーテル、アルコールおよび
／または界面活性剤の溶解度を向上させるため、高水溶
性グリコールエーテルを添加することが好ましい。この
高水溶性グリコールエーテルも浸透性の向上による印字
品質の向上に寄与しているためである。この例としては
特にジエチレングリコールモノブチルエーテルおよび／
またはトリエチレングリコールモノブチルエーテルが挙
げられる。そしてその添加量は３〜３０重量％が好まし
かった。３重量％未満では低水溶性のグリコールエーテ
ル、アルコールおよび／または界面活性剤の溶解度を向
上させる効果が低く、３０重量％を越えるとインクの粘
度が上昇しすぎてインクジェット用としては使用しにく
くなるので３０重量％以下が好ましかった。従って、ジ
エチレングリコールモノブチルエーテルおよび／または
トリエチレングリコールモノブチルエーテルと本発明に
なる低水溶性のグリコールエーテル、アルコールおよび
／または界面活性剤の組み合わせ、および相分離温度の
調整で印字品質の向上が可能になるとういことを示して
いる。

【００１８】そして、前述の高水溶性グリコールエーテ
ルおよび低水溶性グリコールエーテル、アルコールおよ
び／または界面活性剤であっても分子量が大きい場合は
さらに添加量が制限されるので、個々の物質によって添
加できる量は異なる。

【００１９】また、本発明ではインクのノズル前面で乾
燥を抑えるために水溶性のあるグリコール類を添加する
ことが好ましく、その例としてはエチレングリコール、
ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロ
ピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロ
ピレングリコール、分子量２０００以下のポリエチレン
グリコール、１、３−プロピレングリコール、イソプロ
ピレングリコール、イソブチレングリコール、１、４−
ブタンジオール、１、３−ブタンジオール、１、５−ペ
ンタンジオール、１、６−ヘキサンジオール、グリセリ
ン、メソエリスリトール、ペンタエリスリトールなどが
ある。

【００２０】また、本発明においてはノズル前面でイン
クが乾燥して詰まることを抑制するために、多くの種類
の糖類を用いることもできる。単糖類および多糖類があ
り、グルコース、マンノース、フルクトース、リボー
ス、キシロース、アラビノース、ラクトース、ガラクト
ース、アルドン酸、グルシトース、マルトース、セロビ
オース、スクロース、トレハロース、マルトトリオース
等の他にアルギン酸およびその塩、シクロデキストリン
類、セルロース類を用いることができる。そしてその添
加量は０．０５％以上で２０％以下がよい。０．０５％
未満ではインクがヘッドの先端で乾燥して詰まる目詰ま
り現象を回復させる効果は少なく、２０％を超えるとイ
ンクの粘度が上昇して適切な印字ができなくなる。一般
的な糖類である単糖類および多糖類のグルコース、マン
ノース、フルクトース、リボース、キシロース、アラビ
ノース、ラクトース、ガラクトース、アルドン酸、グル
シトース、マルトース、セロビオース、スクロース、ト
レハロース、マルトトリオース等のより好ましい添加量
は３〜１０％である。アルギン酸およびその塩、シクロ
デキストリン類、セルロース類はインクにしたときの粘
度が高くなり過ぎない程度の添加量にする必要がある。

【００２１】また、本発明になるインクにはさらに浸透
性を制御するため、あるいは本発明で用いるとよいとす
る成分の水溶性を向上させるために、非イオン系界面活
性剤または両性界面活性剤を用いて溶解度を向上させる
こと、他の種類のグリコールエーテル有機溶剤類を添加
することもできる。また、その成分として、防腐剤、酸
化防止剤、導電率調整剤、ｐＨ調整剤、粘度調整剤、表
面張力調整剤、酸素吸収剤、ノズルの目詰まり防止剤等
の添加剤は適宜用いることができる。

【００２２】添加する界面活性剤は本実施例に示すイン
ク系との相溶性のよい界面活性剤が好ましく、界面活性
剤のなかでも浸透性が高く安定なものがよい。その例と
しては、両性界面活性剤、非イオン界面活性剤などがあ
げられる。両性界面活性剤としてはラウリルジメチルア
ミノ酢酸ベタイン、２−アルキル−Ｎ−カルボキシメチ
ル−Ｎ−ヒドロキシエチルイミダゾリニウムベタイン、
ヤシ油脂肪酸アミドプロピルジメチルアミノ酢酸ベタイ
ン、ポリオクチルポリアミノエチルグリシンその他イミ
ダゾリン誘導体などがある。非イオン界面活性剤として
は、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリ
オキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシ
エチレンドデシルフェニルエーテル、ポリオキシエチレ
ンアルキルアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイ
ルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポ
リオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキ
レンアルキルエーテルなどのエーテル系、ポリオキシエ
チレンオレイン酸、ポリオキシエチレンオレイン酸エス
テル、ポリオキシエチレンジステアリン酸エステル、ソ
ルビタンラウレート、ソルビタンモノステアレート、ソ
ルビタンモノオレエート、ソルビタンセスキオレート、
ポリオキシエチレンモノオレエート、ポリオキシエチレ
ンステアレートなどのエステル系、その他フッ素アルキ
ルエステル、パーフルオロアルキルカルボン酸塩などの
含フッ素系界面活性剤などがある。

【００２３】また、例えば防腐剤・防かび剤として安息
香酸ナトリウム、ペンタクロロフェノールナトリウム、
２−ピリジンチオール−１−オキサイドナトリウム、ソ
ルビン酸ナトリウム、デヒドロ酢酸ナトリウム、１，２
−ジベンジソチアゾリン−３−オン（ＩＣＩ社のプロキ
セルＣＲＬ、プロキセルＢＤＮ、プロキセルＧＸＬ、プ
ロキセルＸＬ−２、プロキセルＴＮ）などを添加しても
よい。

【００２４】

【実施例】次に具体的な実施の形態について説明する。

【００２５】本発明において示す水溶性の色材は染料を
用いる場合と顔料を用いる場合および染料と顔料を用い
る場合について述べる。

【００２６】下表における水溶性顔料１〜４は粒径１０
〜３００ｎｍで分散度１０以下のカーボンブラックの表
面を酸化による分散処理して末端がカルボニル基、カル
ボキシル基、ヒドロキシル基、スルホン基などがある構
造のものになる。（）中にそれぞれの平均粒径をｎｍ単
位で示す。高分子微粒子はアクリル酸系のコアシェル型
のエマルジョンを用いた。水溶性染料１は下記式（Ｉ）
で示す構造、水溶性染料２は下記式（II）で示す構造の
うち各実施例にて特定した構造のもの、水溶性染料３は
Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー８６、水溶性染料４はＣ．
Ｉ．アシッドレッド５２である。

【００２７】

【化１】

【００２８】

【化２】

【００２９】実施例１添加量（重量％）水溶性顔料１（１０５）５．０ＰＧｍＢＥ１．０ＰＧＥＧｍＢＥ３．０ＤＥＧｍＨＥ３．０ＤＥＧｍＢＥ８．０ α−フェニルエチルアルコール０．５高分子微粒子３．０グリセリン６．０１，５−ペンタンジオール５．０サーフィノールＴＧ０．３トリエタノールアミン０．８イオン交換水残量実施例２水溶性顔料２（８５）４．５ＤＰＧｍＢＥ２．０ＰＧＥＧｍＨＥ１．０ＥＧＰＧｍＢＥ１．０ＴＥＧｍＢＥ７．０ β−フェニルエチルアルコール０．３高分子微粒子３．０ジプロピレングリコール５．０サーフィノール４６５１．２モノエタノールアミン０．９水酸化リチウム０．１イオン交換水残量実施例３水溶性顔料３（９０）５．５ＥＧＤＰＧｍＨＥ１．０ＰＧＤＥＧｍＰｅＥ１．０ＴＥＧｍＢＥ８．０ベンジルアルコール０．６高分子微粒子１０．０ジエチレングリコール７．０チオジグリコール３．５１，６−ヘキサンジオール５．０サーフィノール４４００．３ジエタノールアミン０．２トリエタノールアミン０．４水酸化カリウム０．１イオン交換水残量実施例４水溶性顔料４（８０）５．０水溶性染料１１．０ＥＧＰＧｍＨＥ２．０ＴＥＧｍＨＥ４．０ＴＥＧｍＭＥ３．０ＤＥＧｍＢＥ８．０３−フェニル−１−プロパノール０．８高分子微粒子１．０エチレングリコール３．０トリエチレングリコール３．０１、５−ペンタンジオール２．０サーフィノール８２０．２安息香酸ナトリウム０．１トリプロパノールアミン０．３ジプロパノールアミン０．１水酸化カルシウム０．１イオン交換水残量尚、水溶性染料１は上記一般式（I）のＡがＣＯＯＫ、
ＸとＹがメチル基、Ｍがカリウムである。

【００３０】実施例５水溶性顔料１（１０５）３．０水溶性染料１１．０ＥＤＧｍＰｅＥ２．０ＥＧＰＧｍＰｅＥ１．０ＥＧＤＰＧｍＢＥ２．０ＤＥＧｍＢＥ１０．０ N-(２-ヒト゛ロキシエチル)-N-アニリン０．５高分子微粒子１．０ＰＥＧ４００４．０プロピレングリコール６．０サーフィノール４８５０．３サーフィノール４６５０．５モノプロパノールアミン０．９モノメチルエタノールアミン０．１アンモニア０．３水酸化マグネシウム０．２イオン交換水残量尚、水溶性染料１は上記一般式（I）のＡがＣＯＯＮ
ａ、ＸとＹがメチル基、Ｍがナトリウムである。

【００３１】実施例６水溶性染料２５．０ＴＥＧｍＰｅＥ２．０ＰＧＥＧｍＰｅＥ２．５ＥＧＤＰＧｍＰＥ１．５ＴＥＧｍＢＥ６．０ＤＥＧｍＢＥ４．０ N-(２-ヒト゛ロキシエチル)-N-アニリン０．８プロパンジオール５．０プロピレングリコール３．０チオジグリコール２．０１、５−ペンタンジオール５．０サーフィノール１０４０．３ササーフィノール４６５０．５ジメチルエタノールアミン０．５水酸化アルミニウム０．１イオン交換水残量尚、水溶性染料２は上記一般式（II）のｍが１、ｎが
１、Ｍがカリウムである。

【００３２】実施例７水溶性染料３５．０ＰＧＤＥＧｍＢＥ２．０ＰＧＤＥＧｍＨＥ３．０ＤＥＧｍＢＥ８．０ネオペンチルアルコール１．０１、４−ブタンジオール５．０テトラプロピレングリコール３．０テトラエチレングリコール２．５トリメチロールプロパン５．０ジメチルエタノールアミン１．０テトラメチルアンモニウム０．５水酸化ナトリウム０．１サーフィノール４６５１．０トリエタノールアミン０．５イオン交換水残量実施例８水溶性染料４５．５ＰＧＤＥＧｍＢＥ６．０ＤＥＧｍＢＥ９．０ペンチルアルコール１．２グリセリン５．０ジエチレングリコール５．０トリプロピレングリコール５．０サーフィノール４６５１．０トリエタノールアミン０．９水酸化カリウム０．１イオン交換水残量比較例に用いたインクの組成は以下になる。比較例で示
す顔料はランダム共重合型スチレンアクリル酸系分散剤
を用いて分散させたカーボンブラックを用いた。顔料の
平均粒径をｎｍ単位で（）中に示す。

【００３３】比較例１水溶性顔料９（９０）５．０グリセリン１０．０分散剤３．０非イオン系界面活性剤１．０イオン交換水残量比較例２水溶性染料（フードブラック２）５．５ＤＥＧｍＭＥ７．０ジエチレングリコール１０．０２−ピロリドン５．０イオン交換水残量比較例３水溶性顔料１１（１１０）５．５水溶性染料（フードブラック２）２．５ジエチレングリコール１０．０非イオン系界面活性剤１．０イオン交換水残量尚、前述の記号は以下の物質を示す。

【００３４】ＰＧｍＢＥ：プロピレングリコールモノブ
チルエーテル、ＤＰＧｍＢＥ：ジプロピレングリコール
モノブチルエーテル、ＤＥＧｍＰＥ：ジエチレングリコ
ールモノプロピルエーテル、ＤＥＧｍＨＥ：ジエチレン
グリコールモノヘキシルエーテル、ＴＥＧｍＰｅＥ：ト
リエチレングリコールモノペンチルエーテル、ＴＥＧｍ
ＨＥ：トリエチレングリコールモノヘキシルエーテル、
ＰＧＥＧｍＢＥ：プロピレングリコールエチレングリコ
ールモノブチルエーテル、ＰＧＤＥＧｍＢＥ：プロピレ
ングリコールジエチレングリコールモノブチルエーテ
ル、ＰＧＥＧｍＰｅＥ：プロピレングリコールエチレン
グリコールモノペンチルエーテル、ＰＧＤＥＧｍＰｅ
Ｅ：プロピレングリコールジエチレングリコールモノペ
ンチルエーテル、ＰＧＥＧｍＨＥ：プロピレングリコー
ルエチレングリコールモノヘキシルエーテル、ＰＧＤＥ
ＧｍＨＥ：プロピレングリコールジエチレングリコール
モノヘキシルエーテル、ＥＧＰＧｍＢＥ：エチレングリ
コールプロピレングリコールモノブチルエーテル、ＥＧ
ＤＰＧｍＢＥ：エチレングリコールジプロピレングリコ
ールモノブチルエーテル、ＥＧＰＧｍＰｅＥ：エチレン
グリコールプロピレングリコールモノペンチルエーテ
ル、ＥＧＤＰＧｍＰｅＥ：エチレングリコールジプロピ
レングリコールモノペンチルエーテル、ＥＧＰＧｍＨ
Ｅ：エチレングリコールプロピレングリコールモノヘキ
シルエーテル、ＥＧＤＰＧｍＨＥ：エチレングリコール
ジプロピレングリコールモノヘキシルエーテル、ＥＧｍ
ＭＥ：エチレングリコールモノメチルエーテル、ＴＥＧ
ｍＭＥ：トリエチレングリコールモノメチルエーテル、
ＤＥＧｍＢＥ：ジエチレングリコールモノブチルエーテ
ル、ＴＥＧｍＢＥ：トリエチレングリコールモノブチル
エーテル。

【００３５】また、本発明で用いた高分子微粒子は以下
の方法によって作成した。

【００３６】反応容器に滴下装置、温度計、水冷式還流
コンデンサー、撹袢機を備え、イオン交換水１００部を
入れ、撹袢しながら窒素雰囲気７０℃で、重合開始剤の
過流酸カリを０．２部を添加しておく。イオン交換水７
部にラウリル硫酸カリを０．０５部、スチレン５部、テ
トラヒドロフルフリルアクリレート６部、ブチルメタク
リレート５部およびｔ−ドデシルメルカプタン０．０２
を入れたモノマー溶液を、７０℃に滴下して反応させて
１次物質を作成する。その１次物質に、過流酸アンモニ
ウム１０％溶液２部を添加して撹袢し、さらにイオン交
換水３０部、ラウリル硫酸カリ０．２部、スチレン３０
部、ブチルメタクリレート１５部、ブチルメタクリレー
ト１６部、アクリル酸２部、１、６−ヘキサンジオール
ジメタクリレート１部、ｔ−ドデシルメルカプタン０．
５部よりなる反応液を７０℃で撹袢しながら添加して重
合反応させた後、アンモニアで中和しｐＨ８〜８．５に
して０．３μｍのフィルターでろ過した高分子微粒子水
溶液を作成した。

【００３７】表１に印字の評価結果として文字を印字し
たときのにじみの評価結果を示す。表１中Ａは極めてよ
い、Ｂはよい、Ｃは悪い、Ｄは極めて悪いということを
示す。また＊は９０℃以上で測定不能を示す。

【００３８】

【表１】

【００３９】表１の結果から明らかなように比較例で用
いるようなインクは印字品質が悪く、本発明で用いるイ
ンクジェット記録用インクを用いると印字品質が良好な
ことが分かる。また、実施例１〜８の組成で低水溶性の
物質を除いた系はいずれも印字品質が低下した。そし
て、低水溶性の物質の添加量を減らしていくと相分離温
度が上昇するが、それに伴って次第に印字のにじみが多
くなって印字品質が低下した。

【００４０】尚、これらの印字評価の測定はセイコーエ
プソン株式会社製インクジェットプリンタ−、ＭＪ−９
３０Ｃ（商品名）を用いることによって行なった。これ
らの評価に用いた紙は、ヨーロッパ、アメリカおよび日
本の市販されている普通の紙でＣｏｎｑｕｅｒｏｒ紙、
Ｆａｖｏｒｉｔ紙、ＭｏｄｏＣｏｐｙ紙、Ｒａｐｉｄ
Ｃｏｐｙ紙、ＥＰＳＯＮＥＰＰ紙、Ｘｅｒｏｘ４
０２４紙、Ｘｅｒｏｘ１０紙、ＮｅｅｎｈａＢｏｎｄ
紙、Ｒｉｃｏｐｙ６２００紙、やまゆり紙、Ｘｅｒｏ
ｘＲ紙である。

【００４１】尚、実施例中の残量の水の中にはインクの
腐食防止のためプロキセルＸＬ−２を０．１から１％、
インクジェットヘッド部材の金属部分のインク接触部分
の腐食防止のためベンゾトリアゾールを０．００１から
０．０５％、インク中の金属塩の析出による悪影響を除
くためエチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）を０．０５
〜３％添加した。

【００４２】本発明ではインクジェット記録装置のノズ
ルの先端が撥水構造になっているものを用いる。これは
ノズルの先端にインクが固着しにくくするためである。
本実施例ではノズルの先端がステンレス材で形成され、
その上にポリテトラフルオロエチレンとニッケルの共析
メッキによってメッキして熱処理を行なった撥水層を形
成形成したものを用いた。この場合、ニッケルに限らず
耐酸化性の強い、クロム、チタン、金、白金、銀、イリ
ジウムなどとの共析メッキでもよい。本発明になるイン
クジェット記録用インクはぬれ性が高いので、ノズル前
面が通常のステンレスやその他の金属面等では、このぬ
れ性によって従来のインクジェット記録用インクより印
字するときに乱れを生じやすかった。そこで、通常の水
溶性の色材と界面活性剤を用いたインク印字試験したと
ころ、ノズル先端にインクが固着して１００ページ程度
から印字の乱れを生じてしまったが、本発明になるイン
クジェット記録用インクでは固着は少なく２００００ペ
ージ以上の連続印字が可能であった。

【００４３】前述の撥水構造面とインクジェット記録用
インクの接触角が１５℃から４５℃において５０°以上
である必要がある。実使用温度５℃から４５℃で接触角
が５０°未満では印字乱れを生じやすくすぐに印字がで
きなくなってしまう。また、本発明になるインクジェッ
ト記録用インクを用いて接触角を長期に５０°以上に保
つことで、印字品質の向上とさらに連続印字を可能にす
ることができた。

【００４４】前述のインクジェット記録用インクの５〜
４５℃での表面張力が２０〜３５ｍＮ／ｍである。表面
張力が２０ｍＮ／ｍ未満では、ポリテトラフルオロエチ
レンとニッケルの共析メッキによってメッキして熱処理
を行なった撥水層を形成してもインクで濡れて印字乱れ
が生じやすかった。また、３５ｍＮ／ｍを越えると紙へ
の浸透性が悪くなって、また印字乱れを生じやすくなっ
てしまった。従って、表面張力は実使用温度５〜４５℃
で２０〜３５ｍＮ／ｍであることが好ましい。

【００４５】また、前述のインクジェット記録用インク
の５〜４５℃での粘度が２〜１０ｍａ．ｓである。２ｍ
Ｐａ．ｓ未満ではポリテトラフルオロエチレンとニッケ
ルの共析メッキによってメッキして熱処理を行なった撥
水層を形成してもインクで濡れて印字乱れが生じやすか
った。１０ｍＰａ．ｓを越えると電歪素子を用いたヘッ
ドの装置ではインクの突出が不安定になって印字乱れを
生じやすかった。従って、実使用温度５〜４５℃での粘
度は２〜１０ｍＰａ．ｓが好ましい。

【００４６】さらに、前述のインクジェット記録用イン
クの５〜４５℃でのｐＨが７．５〜１１である。本発明
では顔料は表面酸化型を用い、染料は直接染料または酸
性染料を用いているのでこのような場合、酸性側では色
材が凝集や分解を起こしてしまう可能性が高く、通常の
放置でも徐々に酸化することを考慮するとｐＨは７．５
以上必要であった。またｐＨが１１を越えるとインク成
分の一部が分解する可能性があるのでｐＨは１１以下が
好ましい。染料やインクの成分がこの範囲外でも安定な
ものを用いる場合はこの範囲に限定されるものではな
い。

【００４７】また、本発明になるインクジェット記録装
置は前述のヘッド部が電歪素子による応答によってイン
ク滴を吐出させるヘッドを含有している。ヘッド部を加
熱する方法ではインクに含まれる色剤やその他の成分が
分解されてヘッドが詰まりやすくなってしまう弊害が出
る可能性が高い。電歪素子を用いる場合はこのような問
題は生じないので、本発明になるインクジェット記録用
インクを安定的に使用することができた。

【００４８】また、本発明のように色料等の固形物の量
が比較的多くグリコールエーテルを用いたインクでは、
長い時間吐出しないノズルはノズル前面でインクが乾燥
して増粘するため、印字が乱れる現象がでやすかった。
しかし、インクがノズルの前面で吐出しない程度に微動
させることによって、インクが撹袢されてインクの吐出
を安定的に行なうことができた。これを行なうためには
電歪素子によることが制御しやすかった。ノズル近傍を
急速に加熱する方法は泡を発生させるため難しい。した
がって、この機構を用いて本発明になるインクジェット
記録用インクを用いることで、インク中の色材濃度を多
くすることができ、色材が顔料である場合、高分子微粒
子溶液等の泡立ちやすい物質を用いても色濃度を高くし
てしかも安定的にインクを吐出することが可能となっ
た。

【００４９】そのインクジェット記録装置において微動
を行なうためには本実施例に記載の色材の添加量が重量
で３％以上で１５％以下である必要がある。添加量が少
ない場合はこのような機構は必要でない場合が多く、顔
料の添加量が多い場合はそれ以上色濃度は増加しにくい
ため意味がなく、インク中に色材以外の溶剤等が多い場
合は粘度が高くなりすぎたり浸透性が頭打ちになって印
字品質のそれ以上の向上が見込めない。またその微動の
効果があまりなくなりインクが遅れて吐出されやすくな
る現象がでてしまう。したがって上述の範囲が好まし
い。より好ましい添加量は両物質とも５％〜１０％であ
る。

【００５０】また、この微動はインクが吐出されない部
分を、インクが吐出されないときに行なわれるようにな
っている必要がある。しかし通常の界面活性剤を用いる
と浸透性があるものはこの微動で次第にノズル先端がぬ
れやすくなりこの微動の制御が難しくなる。浸透性がな
いものは泡立ちやすくなってしまったり印字品質が低下
したりしてしまう。本発明になるインクジェット記録用
インク印字品質を良好にし、泡立ちが少なくノズルの先
端もぬらしにくいのでこの微動の制御が容易になる。

【００５１】本発明においては色材が顔料である場合水
溶性の高分子微粒子を添加する。その添加量は１重量％
以上１０重量％以下である。１重量％未満では耐擦性の
向上の効果が少なく、１０重量％を越えるとインクの粘
度が上昇してインクジェット記録用インクとしては使用
しにくくなる。

【００５２】また、本発明では色材として顔料を用いる
場合は水溶性の高分子微粒子を添加する必要があるが、
高分子微粒子溶液にはミセル形成剤として界面活性剤が
使用され、この界面活性剤の影響で高分子微粒子溶液が
泡立ちやすくなってしまう。泡はウレタンフォームを用
いた場合に完全に消失させることが難しくなり、印字の
ドットぬけの要因となりやすい。通常の界面活性剤を浸
透剤として用いた場合は泡が多量に発生しドットぬけが
頻繁に発生した。しかし、本発明のインクジェット記録
用インクは泡立ちが少なく、ドットぬけの発生は非常に
少なかった。さらに、この泡の発生による悪影響を低減
するにはエチレンオキシドプロピレンオキシドの共重合
体を含む界面活性剤、ジプロピレングリコール、トリプ
ロピレングリコール、ヘキシレングリコール等をインク
に入れることによって可能であった。

【００５３】またアセチレングリコール系の界面活性剤
であるサーフィノール４６５、ＴＧ、１０４（エアープ
ロダクツ社）およびそれらの変生物を用いると浸透性が
増しさらに印字品質が向上するが、前述のインクジェッ
ト記録用インクをを収容するインクカートリッジがポリ
ウレタンフォームである場合これらアセチレングリコー
ル系の界面活性剤の一部が吸着される。従って、前述の
アセチレングリコール系の界面活性剤の一部が前記ウレ
タンフォームに吸着される量を加味して添加することが
本発明になるインクとウレタンフォームを用いるインク
ジェット記録装置に必要になる。

【００５４】以上のように、本発明においては印字画像
の紙等の被記録体に対するにじみが低減される高品質で
実用性の高いインクジェット記録用インクを提供するこ
とができる。また、インクジェットヘッドの先端が撥水
構造で５℃〜４５℃において接触角を５０°以上にする
ことができるので連続印字しても印字が乱れることが殆
どなく、インクが水溶性を確保して浸透性を確保しなが
ら泡立ち性も抑えることができるので、インクカートリ
ッジにポリウレタンフォームなどのフォーム構造を用い
てインクを充填させても気泡の排除が容易になりドット
ぬけすることが少ないインクジェット記録装置を提供す
ることができる。

【００５５】尚、本発明はこれらの実施例に限定される
と考えるべきではなく、本発明の主旨を逸脱しない限り
種々の変更は可能である。

【００５６】

【発明の効果】以上述べたように本発明は従来不十分で
あった普通紙、特に再生紙に対してほとんど滲まない印
字が可能なインクジェット記録用インクを提供し、連続
印字可能でありインク泡立ち性が少ないためカートリッ
ジにフォームを用いてもドットぬけすることが少ないイ
ンクジェット記録装置を提供するという効果を有する。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも水溶性色材、低水溶性有機溶
剤及び水を含有し、前記低水溶性有機物質が５０℃以上
で相分離する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】前記低水溶性物質がグリコールエーテ
ル、アルコールおよび／または界面活性剤であることを
特徴とする請求項１記載のインクジェット記録用イン
ク。
【請求項３】前記グリコールエーテルが（モノ、ジ）
プロピレングリコールモノブチルエーテル、（ジ、ト
リ）エチレングリコールモノ（ペンチル、ヘキシル）エ
ーテル、プロピレングリコール（モノ、ジ）エチレング
リコールモノ（ブチル、ペンチル、ヘキシル）エーテ
ル、エチレングリコール（モノ、ジ）プロピレングリコ
ールモノ（ブチル、ペンチル、ヘキシル）エーテルから
選ばれた１種以上であることを特徴とする請求項２記載
のインクジェット記録用インク。
【請求項４】前記アルコールがα−フェニルエチルア
ルコール、β−フェニルエチルアルコール、ベンジルア
ルコール、３−フェニル−１−プロパノール、Ｎ−（２
−ヒドロキシエチル）−Ｎ−アニリン、Ｎ−（２−ヒド
ロキシエチル）−Ｎ−メチルアニリン、ネオペンチルア
ルコール、ペンチルアルコールから選ばれた１種以上を
含むことを特徴とする請求項２記載のインクジェット記
録用インク。
【請求項５】前記界面活性剤の有効成分に少なくとも
分子中にアセチレン基を有することを特徴とする請求項
２記載のインクジェット記録用インク。
【請求項６】前記グリコールエーテルの添加量が３〜
１５重量％であることを特徴とする請求項２または３記
載のインクジェット記録用インク。
【請求項７】前記アルコールの添加量が０．３〜５重
量％であることを特徴とする請求項２または４記載のイ
ンクジェット記録用インク。
【請求項８】前記界面活性剤の添加量が０．３〜３重
量％であることを特徴とする請求項２または５記載のイ
ンクジェット記録用インク。
【請求項９】前記相分離温度の調節に水溶性有機物を
用いることを特徴とする請求項１記載のインクジェット
記録用インク。
【請求項１０】前記インクジェット記録用インクに有
機溶剤として少なくともグリセリン、（モノ、ジトリ、
テトラ、ポリ）エチレングリコール、（モノ、ジ、ト
リ、テトラ）プロピレングリコール、（プロパン、ブタ
ン、ペンタン、ヘキサン）ジオール、チオジグリコール
から選ばれた１種以上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１１】前記インクジェット記録用インクにア
ルカリ剤として少なくとも（モノ、ジ、トリ）エタノー
ルアミン、（モノ、ジ、トリ）プロパノールアミン、
（モノ、ジ）メチルエタノールアミン、アンモニア、テ
トラメチルアンモニウム、水酸化（リチウム、ナトリウ
ム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、アルミニウ
ム）から選ばれた１種以上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１２】前記インクジェット記録用インクの５
〜４５℃での表面張力が２０〜３５ｍＮ／ｍ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イン
ク。
【請求項１３】前記インクジェット記録用インクの５
〜４５℃での粘度が２〜１０ｍＰａ．ｓ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インク。
【請求項１４】前記インクジェット記録用インクの５
〜４５℃でのｐＨが７．５〜１１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インク。
【請求項１５】電歪素子によりインク滴を吐出するイ
ンクジェット式記録ヘッドを備えたインクジェット記録
装置に用いる請求項１乃至１４いずれか１項に記載のイ
ンクジェット記録用インク。