JPH11209671A

JPH11209671A - インクジェット記録用インク

Info

Publication number: JPH11209671A
Application number: JP1230598A
Authority: JP
Inventors: Shigemi Wakabayashi; 繁美若林; Masukame Ishii; 万寿亀石井; Shoichi Suzuki; 祥一鈴木; Yoshiaki Tsujii; 善明辻井
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 1998-01-26
Filing date: 1998-01-26
Publication date: 1999-08-03

Abstract

(57)【要約】【課題】高印字濃度を実現し得るインクジェット記録
用インクを提供すること。【解決手段】本発明のインクジェット記録用インク
は、顔料、分散剤、単分散する微粒子、及び水溶性媒体
を含有してなり、上記インクを被記録部材に印字した場
合に、印字された部分の面積に対する上記微粒子の被覆
率が５０％以上となるような粒径及び配合量で以って該
微粒子が用いられ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】本発明はインクジェット記録
用インクに関し、更に詳しくは顔料分散系インクにおい
て印字濃度が向上したインクジェット記録用インクに関
する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】インク
ジェット記録用インクに微粒子を配合することに関する
従来の技術としては、例えば特開平８−３１９４４２号
公報に記載のもの等が知られている。

【０００３】上記公報には、被記録部材上でのインクの
にじみが小さく、かつ鮮明な画像を形成し得るインクジ
ェット用インク組成物を提供することを目的としてアニ
オン性界面活性剤によって分散された染顔料および実質
的に無色の微粒子とを少なくとも含むインクジェット用
インク組成物が開示されている。しかし該公報に記載の
インク組成物は、被記録部材上でのインクのにじみが小
さく、かつ鮮明な画像を形成することが可能であるが、
印字濃度の点で未だ満足のいくものではなかった。ま
た、該公報には、実質的に無色の微粒子を用いることが
記載されているのみであり、被記録部材上で単分散する
微粒子を用いること及び被記録部材上における該微粒子
の被覆率については何ら記載されていない。

【０００４】従って、本発明の目的は、高印字濃度を実
現し得るインクジェット記録用インクを提供することに
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは鋭意検討し
た結果、被記録部材上で単分散する微粒子を用い、且
つ、インクを被記録部材に印字した場合に印字された部
分の面積に対する該微粒子の被覆率が特定値以上になる
ように該微粒子を選定することにより、上記目的を達成
し得るインクジェット記録用インクが得られることを知
見した。

【０００６】本発明は、上記知見に基づきなされたもの
で、顔料、分散剤、単分散する微粒子、及び水溶性媒体
を含有してなるインクジェット記録用インクにおいて、
上記インクを被記録部材に印字した場合に、印字された
部分の面積に対する上記微粒子の被覆率が５０％以上と
なるような粒径及び配合量で以って該微粒子が用いられ
ることを特徴とするインクジェット記録用インクを提供
することにより上記目的を達成したものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明のインクジェット記録用イ
ンクは、顔料、分散剤、単分散する微粒子、及び水溶性
媒体を必須成分として含有してなるものである。そし
て、本発明のインクジェット記録用インクは、上記微粒
子が、インクを被記録部材に印字した場合に、印字され
た部分の面積に対する該微粒子の被覆率が５０％以上と
なるような粒径及び配合量で用いられることを特徴とす
るものである。

【０００８】被記録部材上で単分散する微粒子について
詳述すると、本発明においては、上述の通り、上記微粒
子は、その被覆率が５０％以上、好ましくは８０％以
上、更に好ましくは９０％以上となるような粒径及び配
合量で用いられる。上記微粒子をかかる被覆率となるよ
うに用いることにより、インクの高印字濃度を実現する
ことができる。上記微粒子の被覆率が５０％未満では、
目的とする高印字濃度が得られない。被覆率の測定法
は、後述する実施例において詳述する。また、本明細書
において「単分散」とは、微粒子の凝集が生じない状態
のことをいう。

【０００９】上記微粒子の被覆率を上記の所定の範囲と
するために選定される上記微粒子の条件は、該微粒子の
種類、粒径若しくは配合量等にもよるが、無機化合物か
らなる微粒子では、粒径が１〜５０ｎｍ、配合量がイン
ク全量に対して１〜１０重量％であり、ポリマー微粒子
では、粒径が１００〜３００ｎｍ、配合量がインク全量
に対して１〜２０重量％であることが好ましい。ここ
で、上記粒径とは一次粒子の平均粒径であり、（株）セ
ントラル科学貿易のＣＰＳＤｉｓｃＣｅｎｔｒｉｆ
ｕｇｅ（商品名）によって測定することができる。

【００１０】上記微粒子を構成する材料としては、単分
散が可能な性能を有し且つ実質的に水不溶性の微粒子が
用いられ、例えば、ポリマー又は無機化合物の単独又は
二種以上の組合せを挙げることができる。該微粒子を含
有させることによってインクの印字濃度が一層向上す
る。

【００１１】上記ポリマー微粒子を構成するポリマーと
しては、水や水溶性有機溶剤によって膨潤しないか或い
は膨潤したとしても膨潤後の粒径が膨潤前の粒径に対し
て１〜１．２倍であるようなポリマーを用いることが好
ましい。斯かるポリマーとしては、例えば、ベンゾグア
ナミン、ベンゾグアナミン・メラミンのようなメラミン
系樹脂およびメタクリレート系樹脂や、シリコン系樹
脂、フッ素系樹脂およびポリアミド系樹脂等が挙げら
れ、中でもメラミン樹脂が好ましい。

【００１２】上記ポリマー微粒子の粒径は１００〜３０
０ｎｍ、特に１００〜１５０ｎｍであることが好まし
く、該微粒子の配合量はインク全体に対して１〜２０重
量％、特に１〜５重量％であることが好ましい。このよ
うな粒径及び配合量とすることにより、被記録部材上に
おける該ポリマー微粒子の被覆率を所定の範囲とするこ
とが容易となる。

【００１３】上記無機化合物からなる微粒子としては、
例えば、酸化珪素、酸化チタン及び酸化アルミニウム等
が挙げられ、これらの中から選ばれる少なくとも一種、
特にコロイダルシリカ等の酸化珪素が好ましく用いられ
る。ここで、上記微粒子としては、親水性および疎水性
いずれの表面を有するものでも用いることができるが、
配合のし易さの点で、親水性の表面を有するものがより
好ましい。

【００１４】上記無機化合物からなる微粒子の粒径は１
〜５０ｎｍ、特に３０〜５０ｎｍであることが好まし
く、該微粒子の配合量はインク全体に対して１〜１０重
量％、特に１〜５重量％であることが好ましい。このよ
うな粒径及び配合量とすることにより、被記録部材上に
おける該無機化合物からなる微粒子の被覆率を所定の範
囲とすることが容易となる。

【００１５】次に、本発明のインクジェット記録用イン
クに配合される上記微粒子以外の必須成分、即ち顔料、
分散剤及び水溶性媒体について順に詳細に説明する。上
記顔料としては、特に制限されず各種の無機顔料や有機
顔料等が用いられる。尚、本明細書において、「顔料」
とは、水及び有機溶媒に不溶ないし難溶のものをいう
（化学大辞典、共立出版株式会社編）。

【００１６】上記顔料の具体例としては、特に限定され
るものではないが、例えば、アゾ顔料、フタロシアニン
顔料、アントラキノン顔料、カーボンブラック系顔料を
用いることが好ましい。

【００１７】上記顔料の平均一次粒径は、長期保存安定
性、環境安定性、耐擦過性及び調製段階での濾過性の点
から１０〜１５０ｎｍであることが好ましい。特に、上
記顔料としてカーボンブラックを用いる場合には、カー
ボンに特有なストラクチャ構造の点から、その一次粒子
の平均粒径が１０〜１００ｎｍであることが好ましく、
１０〜８０ｎｍであることが更に好ましく、１０〜６０
ｎｍであることが一層好ましい。

【００１８】特に、上記カーボンブラックは、そのＢＥ
Ｔ比表面積が２０〜５００ｍ²／ｇであることが好まし
く、５０〜５００ｍ²／ｇであることが更に好ましい。

【００１９】上記顔料は、本発明のインクジェット記録
用インク中に好ましくは１〜１０重量％配合され、更に
好ましくは３〜７重量％配合され、一層好ましくは３〜
５重量％配合される。上記顔料の配合量が１重量％に満
たないと、インクの調製段階で良好な分散液を得られな
いばかりか、印刷濃度が低く、しかもインクの調製段階
での効率が悪くなることがあり、１０重量％を超えると
印刷濃度の点で効果が飽和するので上記範囲内とするこ
とが好ましい。

【００２０】上記分散剤としては、インク中における上
記顔料の分散性を向上させ得るものが用いられる。該分
散剤としては、特に限定されるものではないが、多核芳
香族化合物を含む芳香族化合物類をスルホン化して得ら
れたスルホン化物をホルマリン縮合した後、中和して得
られた高分子分散剤を用いると、定着性を高めることが
従来困難であったプラスチックシート等の非浸透性被記
録部材に印字した場合にも、上記色材が微粒子化し、極
めて高い定着性を発現することができ、耐擦過性の高い
印字像を得ることができるので好ましい。

【００２１】上記多核芳香族化合物の例としては、イ）
アントラセン、フェナンスレン、ピレン、アセナフテ
ン、インデン、フルオランセン、クリセン、ベンゾフル
オランセン、ベンゾピレン、ペリレン及びベンゾペリレ
ン並びにそれらのモノ、ジ又はトリアルキル置換体や、
モノ又はジアルキルナフタレン等の、二個またはそれ以
上の芳香族環または複素環が二個またはそれ以上の炭素
原子を共有して縮合環を形成している化合物およびその
誘導体、ならびにロ）フルオレン、ジフェニル及びジベ
ンゾフラン等の、二個またはそれ以上の芳香族環または
複素環が直接結合またはアルキレン基を介して結合して
いる化合物およびその誘導体が挙げられる。

【００２２】このような高分子分散剤としては、花王
（株）製のデモールＣ（商品名）等の市販品を用いるこ
ともできる。また、上記高分子分散剤は、その重量平均
分子量が２０００〜５００００であることが好ましい。

【００２３】上記分散剤は、本発明のインクジェット記
録用インク中に好ましくは０．１〜１０重量％配合さ
れ、更に好ましくは０．５〜５重量％配合され、一層好
ましくは１〜４重量％配合される。上記分散剤の配合量
が１重量％に満たないと、顔料の種類にもよるが、イン
クの調製段階で調製不能となったり、或いは調製出来た
としても、そのインクには長期保存安定性、環境安定
性、耐擦過性が発現しないことがあり、１０重量％を超
えると、特に、分散剤の顔料への吸着が阻害されること
があるため、上記範囲内とすることが好ましい。

【００２４】上記水溶性媒体は、液媒体として用いられ
るものであり、その例としては水（望ましくは精製水）
又は水溶性溶剤等が挙げられる。上記水溶性溶剤として
は、例えばエチレングリコール、プロピレングリコール
及びジエチレングリコール等のグリコール類；ジエチレ
ングリコールモノブチルエーテル等の多価アルコールの
エーテル類；アセテート類；チオジグリコールの一種又
は二種以上を使用することができる。上記水溶性媒体の
配合量（水および水溶性溶剤等の全量）は、分散効率の
点で、８０〜９６重量％であり、好ましくは９０〜９６
重量％であり、更に好ましくは９１〜９６重量％であ
る。

【００２５】本発明のインクジェット記録用インクに
は、上記必須成分に加えて必要に応じて任意成分が更に
含有されていてもよい。斯かる任意成分としては、例え
ば、ポリアルキレングリコール、２−ピロリジノン、グ
リセリン、アルキルグリシン（例えば、メチルグリシ
ン）等の湿潤剤ないし保湿剤、アルキルスルホコハク酸
塩等のアニオン界面活性剤、その他の界面活性剤（ノニ
オン、カチオン、両性イオン界面活性剤）、２−アミノ
エタノール等のｐＨ調整剤、シリコーン系化合物等の消
泡剤、クロロメチルフェノール系化合物等の防黴剤、Ｅ
ＤＴＡ等のキレート剤、亜硫酸塩等の酸素吸収剤、２，
４−ジヒドロキシベンゾフェノン等の紫外線吸収剤、
２，６−ジ−ｔ−ブチルフェノール等の酸化防止剤等が
挙げられる。これらの任意成分は、本発明のインクジェ
ット記録用インク中に好ましくは１〜５重量％（特に２
〜３重量％）配合される。

【００２６】本発明のインクジェット記録用インクの調
製方法に特に制限はないが、好ましくは以下に述べる方
法によって調製される。即ち、まず、（１）上記微粒
子、上記顔料、上記分散剤および上記水溶性媒体ならび
に必要に応じて上記任意成分をディゾルバーで撹拌し予
備分散液を調製し、次いで、（２）該予備分散液を、ダ
イノミル等の湿式媒体ミルで分散させることにより、顔
料分散液を得、（３）該顔料分散液を少なくとも水、望
ましくは精製水（イオン交換水）で希釈することによ
り、上記インクが得られる。

【００２７】本発明のインクジェット記録用インクを用
いて記録する対象の被記録部材としては、インクジェッ
ト専用紙、インクジェット用光沢紙、インクジェット共
用紙、コピー用紙、再生紙等が用いられる。

【００２８】

【実施例】以下、実施例により本発明のインクジェット
記録用インクの有効性を例証する。しかしながら、本発
明の範囲は斯かる実施例に制限されるものではない。
尚、以下の例中、特に断らない限り、「部」は「重量
部」を意味する。

【００２９】〔実施例１〕下記の成分を下記に示す配合
比で７０部の精製水と混合し、ディゾルバー（高速／高
剪断力ディゾルバー、シンマルエンタープライゼス製）
を用いて攪拌し（温度：３０℃、時間：１５分、回転
数：６０００ｒｐｍ）、予備分散液を調製した。・カーボンブラック１２．５部〔ＢＥＴ比表面積：２６０ｍ²／ｇ、一次粒子の平均粒径：１５ｎｍ〕・多核芳香族化合物スルホン酸塩のホルマリン縮合物７．５部〔花王（株）製のデモールＣ（商品名）、重量平均分子量：約５０００〕・ジエチレングリコール５部次いで、上記予備分散液を下記の分散条件により分散し
た。・ミル：ダイノミル・ビーズ：イットリア安定化ジルコニアビーズ（０．５
ｍｍφ）・分散時間：２ｈｒ／ｋｇ（予備分散液１ｋｇあたり２
時間の分散）・分散温度：６０℃±５℃ 分散により得られた顔料分散液を再び上記ディゾルバー
へ戻し、攪拌した後、再び上記ダイノミルで分散させる
循環操作法を用いて、顔料分散液を調製した。次いで、
得られるインク１００部中の配合量が下記に示す量にな
るように分散剤、微粒子、水溶性媒体及び各種添加剤等
を上記顔料分散液に加え、ディゾルバーを用いて該顔料
分散液を攪拌・希釈した。更に、１．２ミクロンのフィ
ルタで濾過して、インクジェット記録用インクを調製し
た。ここで使用する微粒子の種類、粒径及び配合量を表
１に示す。・上記カーボンブラック３部・上記ホルマリン縮合物１．９部・上記微粒子５部・ジエチレングリコール１．１部・ポリエチレングリコール（重量平均分子量４０００）５部・２−ピロリジノン５部・水残部

【００３０】〔実施例２〕実施例１における微粒子を表
１示す微粒子に代える以外は実施例１と同様にしてイン
クジェット記録用インクを調製した。

【００３１】〔比較例〕実施例１における微粒子を表１
示す微粒子に代える以外は実施例１と同様にしてインク
ジェット記録用インクを調製した。

【００３２】〔性能評価〕実施例および比較例で得られ
たインクの性能を評価するため、下記の方法で印字を行
い、微粒子の被覆率を測定するとともに印字濃度を測定
した。その結果を表１に示す。

【００３３】＜微粒子の被覆率＞被記録部材としてベッ
ク平滑度２０秒のインクジェット共用紙（キャノン製）
を用い、キャノン製インクジェットプリンターＢＪＣ−
４３０Ｊによって、吐出量１８ｇ／ｍ²で１８ｃｍ×２
５ｃｍの領域にベタ印字を行った。印字領域における任
意の５点の部分における電子顕微鏡から、印字された部
分の面積に対する微粒子の被覆率を求め、測定点の平均
値を以って被覆率とした。

【００３４】＜印字濃度＞上記の被記録部材に印字され
たベタ印字を自然乾燥させた後、その光学濃度をマクベ
ス濃度計ＲＤ９１８（マクベス社製）で測定した。

【００３５】

【表１】

【００３６】表１に示す結果から明らかな通り、インク
を被記録部材に印字した場合に、印字された部分の面積
に対する微粒子の被覆率が特定値以上になるように該微
粒子を選定した本発明のインクジェット記録用インク
（実施例１及び２）は、比較例のインクに比して印字濃
度が高いことが分かる。尚、表には示していないが、電
子顕微鏡観察の結果、実施例のインクジェット記録用イ
ンクを用いて形成された印字像においては、微粒子が単
分散していた。

【００３７】

【発明の効果】本発明によれば、高印字濃度の印字物を
得ることのできるインクジェット記録用インクが得られ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者辻井善明栃木県芳賀郡市貝町赤羽2606 花王株式会社研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】顔料、分散剤、単分散する微粒子、及び
水溶性媒体を含有してなるインクジェット記録用インク
において、上記インクを被記録部材に印字した場合に、印字された
部分の面積に対する上記微粒子の被覆率が５０％以上と
なるような粒径及び配合量で以って該微粒子が用いられ
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】上記微粒子が粒径１〜５０ｎｍの無機化
合物からなり且つ該微粒子の配合量がインク全量に対し
て１〜１０重量％である、請求項１記載のインクジェッ
ト記録用インク。
【請求項３】上記微粒子が粒径１００〜３００ｎｍの
ポリマー微粒子からなり且つ該微粒子の配合量がインク
全量に対して１〜２０重量％である、請求項１記載のイ
ンクジェット記録用インク。