JPH1143632A - 顔料インク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被記録体上でドットの広がりが良好で、印字
品質および乾燥性に優れたインクを提供する。 【解決手段】 顔料インクにおいて、顔料と分散剤と少
なくとも一種類のエーテル構造をもつアニオン系界面活
性剤と水を含ませる。前記分散剤は親水性部分がポリエ
チレンオキサイドで疎水性部分がアルキル基および／ま
たは芳香環である両親媒性化合物、および／またはアニ
オン性分散剤から構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、顔料インク、特に
印字ヘッドからインク液滴を吐出させて記録を行うイン
クジェット記録方式に適した顔料インクに関し、さらに
詳しくは被記録体上に画像を形成するに際し、インクの
広がりが良好で、印字品質および乾燥性に優れた顔料イ
ンクに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のインクジェット記録では、各種染
料を水あるいは水と有機溶媒の混合溶媒などに溶解させ
た染料インクが用いられてきた。

【０００３】しかし、染料インクには、にじみが多い、
耐光性、耐水性に劣るなどの印字品質の欠点があった。

【０００４】そこで染料インクの代わりに、にじみが少
なく、耐光性、耐水性にも優れる顔料インクの検討が行
われるようになってきた。

【０００５】インクジェット記録方式において均一で鮮
明な画像を得るためには、使用するインクの被記録体に
対するにじみを抑えると共に、被記録体上におけるイン
クの広がりが良好なことが要求される。しかしながら、
顔料インクはにじみが少ない一方、被記録体上での広が
りが染料に比べて劣る。特に、インクジェット専用の被
記録体はインクのにじみを押さえるように設計されてい
るため、顔料インクは被記録体上で十分な広がりを得ら
れず、ドット間のヌケ（白ヌケ）が生じ光学密度の低下
をまねいてしまう。また、被記録体上での広がりが十分
でないインクは乾燥性も劣る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、イン
クジェット記録に用いる顔料インクにおいて、インクの
広がりが良好でドット間のヌケ（白ヌケ）がなく、印字
品質および乾燥性に優れた顔料インクを提供することに
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の顔料インクは、
顔料、分散剤、少なくとも一種類のエーテル構造をもつ
アニオン性界面活性剤、水を含むことを特徴とする。分
散剤は両親媒性化合物、および／またはアニオン性分散
剤から構成される。更に、前記両親媒性化合物は親水性
部分がポリエチレンオキサイドで疎水性部分がアルキル
基および／または芳香環から構成される。

【０００８】本発明の顔料インクが上述の効果を示すメ
カニズムは定かではない。しかし、本発明のアニオン性
界面活性剤と分散剤の組み合わせが被記録体上でのイン
クの広がりを促す働きをしていると思われる。本発明の
アニオン性界面活性剤中に含まれるエーテル構造、アニ
オン性基と分散剤中のポリエチレンオキサイド、アニオ
ン性基の相互作用によりドットが被記録体上で広がり、
印字品質および乾燥性が向上する。

【０００９】本発明のアニオン性界面活性剤は、エーテ
ル構造をもち、水性インクに溶解可能なものであればよ
い。界面活性剤１分子中にエーテル構造を１〜１０個含
むものが好ましい。これは被記録体上でドットの十分な
広がりを得て、インクのにじみを防ぎ、優れた印字品質
を達成するためである。またエーテル構造としてエチレ
ンオキサイドを含有しているものが特に有効である。

【００１０】本発明のアニオン性界面活性剤のアニオン
性官能基としては、例えば、カルボキシル基、スルホン
基、アルキル硫酸エステル基、燐酸基、などが挙げられ
る。これらの官能基はナトリウム等の金属塩やアンモニ
ウム塩として存在してもよい。特にアルキル硫酸エステ
ル金属塩が有効である。

【００１１】本発明のアニオン系界面活性剤の分子量
は、２００〜１０００の範囲にあることが好ましい。こ
れはインクの粘度を上昇させることなく、インクの被記
録体上で十分な広がりを得るためである。

【００１２】本発明のアニオン系界面活性剤の含有量は
全インク組成物に対して0.5〜５重量％であることが好
ましい。これはインクの粘度を上昇させることなく、被
記録体上におけるインクの広がりを十分得て、優れた印
字品質を達成するためである。

【００１３】顔料インクの製造方法は、少なくとも顔料
と分散剤と水を含む混合液を分散後、上記アニオン系面
活性剤を加えて分散するか、アニオン系界面活性剤を、
製造当初から加えて分散を行なってもよい。必要に応じ
て各種添加剤を加えてインク化したり、顔料濃度の高い
分散体をまず作製し、これに溶媒、各種添加剤などを加
えて希釈し、インク化して使用する事も可能である。

【００１４】本発明の顔料は、ブラック、シアン、マゼ
ンダ、イエロー、レッド、グリーン、ブルーなどの従来
公知の顔料が何ら区別することなく用いられる。顔料は
乾燥状態または湿潤状態のどちらの形態でも使用可能で
ある。

【００１５】本発明の顔料の使用量は、全インク組成物
に対して０.１〜２０重量％、好ましくは１.０〜１０重
量％である。この範囲内にしておけば、インクとしての
色調および光学濃度を満足し、また、顔料インクの粘度
および保存安定性を満足させることができる。

【００１６】本発明の分散剤に含まれる両親媒性化合物
または、アニオン系分散剤の2種類の分散剤は、単独で
用いてもかまわないし、2種類を組み合わせてもさしつ
かえない。

【００１７】本発明の両親媒性化合物は分子量１５００
〜５０００が好ましい。この範囲であれば、顔料インク
中の顔料粒子の分散および分散安定性を高くすることが
できる。また、上記両親媒性化合物のポリエチレンオキ
サイドの割合は、全量の８０〜９７重量％、好ましくは
８５〜９５重量％である。この範囲にあれば、顔料同士
の凝集力を低下させ、インクの保存安定性を満足させる
ことができる。

【００１８】本発明の両親媒性化合物は、疎水部分がア
ルキルフェニル基である両親媒性化合物が顔料粒子の分
散性向上に有効である。一般的に殆どの有機顔料は芳香
環を含んでいるので、本発明の両親媒性化合物の疎水性
部分に芳香環を持つアルキルフェニル基が存在すると、
顔料中に存在する芳香環あるいは複素環との相互作用に
より、有機顔料粒子に強固に吸着して、一層効果的に有
機顔料同士の凝集力を低下させる。

【００１９】また本発明のアニオン性分散剤は、少なく
ともアニオン性の官能基を含むユニットと芳香環および
／またはアルキル基を含むユニットとを含む共重合体で
あることが好ましい。

【００２０】本発明のアニオン性分散剤のアニオン性の
官能基としては、例えば、カルボキシル基、スルホン
基、アルキル硫酸エステル基、燐酸基、などが挙げられ
る。これらの官能基はナトリウム等の金属塩やアンモニ
ウム塩として存在してもよい。本発明のアニオン性分散
剤の分子量は、特に限定されないが、１０００〜３００
００であることがより好ましい。これは静電反発力によ
り、顔料同士の凝集力を低下させ、一方で複数の顔料粒
子に吸着して凝集した粗大粒子を形成しないようにする
ためである。

【００２１】本発明の水溶性化合物は、炭素数が４〜６
の炭化水素に２または３個の水酸基が結合したものであ
れば１種類あるいは２種類以上の混合物でよい。例え
ば，１、２ーブタンジオール、1，４−ブタンジオー
ル，1，３−ブタンジオール，２，４−ペンタンジオー
ル，1，５−ペンタンジオール，2−メチル−２，４−ペ
ンタンジオール，１，２−シクロヘキサンジオール，
１，４−シクロヘキサンジオール，トリメチロールエタ
ン，トリメチロールプロパン，１、２、４ーブタントリ
オール，1，２，６−ヘキサントリオール，１、２、５
ーペンタントリオール、３ーメチルー１、５ーペンタン
ジオール、３ーヘキセンー２、５ージオール等が挙げら
れる。

【００２２】本発明の水溶性有機溶媒は、エチレングリ
コール、ジエチレングリコールおよびグリセリンの中か
らなる群より選ばれた少なくとも１種であれば、前記水
溶性化合と併せて、適性な粘度を保つことができ、かつ
ノズルの目詰まりを防止に効果がある。

【００２３】本発明のポリエチレングリコールの分子量
は２００〜２０００の範囲にあるのが好ましい。これは
ノズル目詰まりを防ぎインクの粘度を高くしないように
するためである。

【００２４】本発明の水溶性有機溶媒と、水溶性化合物
あるいはポリエチレングリコールの合計の含有量が8〜
２５重量％であることが好ましい。これはノズル目詰ま
りを防ぎ，乾燥時間を遅くすることなく，優れた印字品
質を達成するためである。

【００２５】本発明の水溶性有機溶媒と、水溶性化合物
あるいはポリエチレングリコールと組成比が重量比で
２：１〜１：5の範囲であることが好ましい。これはノ
ズル目詰まりを防ぎ，乾燥時間を遅くすることなく，優
れた印字品質を達成するためである。

【００２６】本発明で得られた顔料インクの表面張力
は、２０〜７０dyne/cmの表面張力をしており、また、
１〜２０ｃPの粘度を有することにより、インクジェッ
トプリンタによる安定な印字が可能となる。

【００２７】本発明では溶媒として、水以外の有機溶媒
を混合しても何等問題はない。例えば、トリエチレング
リコール、トリプロピレングリコール、ジメチルスルホ
キシド、ジアセトンアルコール、グリセリンモノアリル
エーテル、プロピレングリコール、ポリエチレングリコ
ール、チオジグリコール、Ｎ−メチルー２ーピロリド
ン、２ーピロリドン、γーブチロラクトン、１、３ージ
メチルー２ーイミダゾリジノン、スルフォラン、トリメ
チロールプロパン、ネオペンチルグリコール、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、エチレングリコールモノイソプロピ
ルエーテル、エチレングリコールモノアリルエーテル、
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、プロピ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、βー
ジヒドロキシエチルウレア、ウレア、アセトニルアセト
ンン、ペンタエリスリトール、ヘキシレングリコール、
エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレング
リコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノ
イソブチルエーテル、エチレングリコールモノフェニル
エーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジ
エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレング
リコールモノイソブチルエーテル、トリエチレングリコ
ールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールジメ
チルエーテル、トリエチレングリコールジエチルエーテ
ル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、テト
ラエチレングリコールジエチルエーテル、プロピレング
リコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコール
モノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロ
ピルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエー
テル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、
グリセリンモノアセテート、グリセリンジアセテート、
グリセリントリアセテート、エチレングリコールモノメ
チルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメ
チルエーテルアセテート、シクロヘキサノール、、１ー
ブタノール、２、５ーヘキサンジオール，エタノール、
ｎ−プロパノール、２−プロパノール、１ーメトキシー
２ープロパノール、フルフリルアルコール、テトラヒド
ロフルフリルアルコール等が挙げられる。

【００２８】本発明の顔料インクの製造は、ボールミ
ル、遠心ミル、遊星ボールミル等の容器駆動媒体ミルあ
るいはサンドミル等の高速回転ミルあるいは撹拌槽型ミ
ル等の媒体撹拌ミル等を用いてよい。

【００２９】本発明ではまた、インクの消泡剤、殺菌
剤、ｐＨ調整剤などのインクジェットプリンタ用インク
で従来から用いられている各種添加剤を併用することが
可能である。

【００３０】本発明のインクは、また、インクジェット
プリンタのインクとしてだけでなく、一般の水性印刷イ
ンクや塗料として、あるいは液晶ディスプレーのカラー
フィルター作製用などの特殊な用途でも利用することが
可能である。さらには、本発明の製造方法で得られる超
微粒子有機顔料は、水系溶媒を置換することによって非
水系のインクや塗料として用いることも可能である。

【００３１】本発明のインクを用いてインクジェットプ
リントするのに用いられる被記録体は、普通紙および公
知のインクジェット専用紙、専用フイルム、専用ＯＨＰ
用フィルムなどが挙げられる。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、具体的な実施例をあげて本
発明をさらに詳細に説明する。

【００３３】

【実施例】 （実施例１） マゼンタ顔料（大日精化製 クロモファインマゼンタ6887） １０重量部 両親媒性化合物（三洋化成製 ノニポール２００） ４．２重量部 アニオン性分散剤（ジョンソンポリマー製、ジョンクリル６２） ０．９重量部 アセチレニックグリコール ０．９重量部 イオン交換水 ８４重量部 上記の組成物を遊星ボールミルで15時間粉砕後、分散し
て分散液Ａを得た。

【００３４】 分散液Ａ ５０重量部 アルキル硫酸エステル塩 （日本油脂製、パーソフトＥＦＫ、有効成分２５％） ７重量部 ジエチレングリコール ５重量部 ポリエチレングリコール（分子量 ２００） １０重量部 イオン交換水 ２８重量部 上記組成で混合後、顔料インクＡを作製した。

【００３５】 （実施例２） イエロー顔料（東洋インキ製 LION YELLOWＷGGTN） １０重量部 両親媒性化合物（三洋化成製 ノニポール２００） １０重量部 アセチレニックグリコール １．５重量部 イオン交換水 ８０重量部 上記の組成物を遊星ボールミルで15時間粉砕後、分散し
て分散液Ｂを得た。

【００３６】 分散液Ｂ ５０重量部 アルキル硫酸エステル塩 （日本油脂製、パーソフトＥＦＫ、有効成分２５％） ７重量部 ジエチレングリコール ５重量部 1.5ペンタンジオール １０重量部 イオン交換水 ２８重量部 上記組成で混合後、顔料インクＢを作製した。

【００３７】 （実施例３） シアン顔料（大日本インキ製 KET Blue 111） １０重量部 両親媒性化合物（三洋化成製 ノニポール２００） １０重量部 アセチレニックグリコール １.５重量部 イオン交換水 ８０重量部 上記の組成物を遊星ボールミルで15時間粉砕後、分散し
て分散液Ｃを得た。

【００３８】 分散液Ｃ ５０重量部 アルキル硫酸エステル塩 （日本油脂製、パーソフトＥＦＫ、有効成分２５％） ７重量部 ジエチレングリコール ５重量部 ポリエチレングリコール（分子量 ２００） １０重量部 イオン交換水 ２８重量部 上記組成で混合後、顔料インクＣを作製した。

【００３９】 （実施例４） カーボンブラック顔料（デグサ製 Printex 150T ） １０重量部 両親媒性化合物（三洋化成製 ノニポール２００） １０重量部 イオン交換水 ８０重量部 上記組成物を遊星ボールミルで15時間分散して分散液Ｄ
を得た。

【００４０】 分散液Ｄ ５０重量部 アルキル硫酸エステル塩 （日本油脂製、パーソフトＥＦＫ、有効成分２５％） ７重量部 ジエチレングリコール ５重量部 ポリエチレングリコール（分子量 ２００） １０重量部 イオン交換水 ２８重量部 上記組成で混合後、顔料インクＤを作製した。

【００４１】 （実施例５） 実施例１の分散液Ａ ５０重量部 アルキル硫酸エステル塩 （日本油脂製、パーソフトＥＦＴ、有効成分３６％） ５重量部 ジエチレングリコール １０重量部 ポリエチレングリコール（分子量 ２００） ５重量部 イオン交換水 ３０重量部 上記組成で混合後、顔料インクＥを作製した。

【００４２】 （比較例１） 実施例１の分散液Ａ ５０重量部 ジエチレングリコール ５重量部 ポリエチレングリコール（分子量 ２００） １０重量部 イオン交換水 ３５重量部 上記組成で混合後、顔料インクＦを作製した。

【００４３】 （比較例２） 実施例１の分散液Ａ ５０重量部 ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム （日本油脂製 ニュートレックスパウダーＦ、有効成分４０％） ５重量部 ジエチレングリコール ５重量部 ポリエチレングリコール（分子量 ２００） １０重量部 イオン交換水 ３０重量部 上記組成で混合後、顔料インクＧを作製した。

【００４４】 （比較例３） 実施例１の分散液Ａ ５０重量部 アルキルエーテル硫酸塩 （日本油脂製、パーソフトＥＦＫ、有効成分２５％） １重量部 ジエチレングリコール ５重量部 1.5ペンタンジオール １０重量部 イオン交換水 ３４重量部 上記組成で混合後、顔料インクＨを作製した。

【００４５】 （比較例４） 実施例１の分散液Ａ ５０重量部 ジエチレングリコール ５重量部 ポリエチレングリコール（分子量 ２００） １０重量部 アルキルエーテル硫酸塩 （日本油脂製、パーソフトＥＦＴ、有効成分３６％） ３０重量部 イオン交換水 ５重量部 上記組成で混合後、顔料インクＩを作製した。

【００４６】 （比較例５） シアン顔料（大日本インキ製 KET Blue 111） １０重量部 カチオン系分散剤（東洋インキ製 T-Coat BCX-3940） １０重量部 アセチレニックグリコール １.５重量部 イオン交換水 ８０重量部 上記の組成物を遊星ボールミルで15時間粉砕後、分散し
て分散液Ｅを得た。

【００４７】 分散液Ｅ ５０重量部 アルキルエーテル硫酸塩 （日本油脂製、パーソフトＥＦＫ、有効成分２５％） ７重量部 ジエチレングリコール ５重量部 ポリエチレングリコール（分子量 ２００） １０重量部 イオン交換水 ２８重量部 上記組成で混合後、顔料インクＪを作製した。

【００４８】各実施例で得られたインクを用い、インク
ジェットプリンター（エプソン制、ＭＪ−５１０Ｃ）に
より、普通紙（ゼロックス製、Ｋ）、インクジェットプ
リンター用専用紙（花王製、スーパーファイン専用紙）
に印字をおこなった。インク中の顔料の粒径、粘度、光
学密度、白ぬけ、乾燥性を表１に示す。

【００４９】

【表１】 粒径 粘度 光学密度 白ぬけ 乾燥性 普通紙 専用紙 普通紙 専用紙 普通紙 専用紙 実施例１ 35 3.2 1.3 1.6 ○ ○ ○ ○ 実施例２ 36 3.7 1.2 1.5 ○ ○ ○ ○ 実施例３ 35 3.1 1.2 1.5 ○ ○ ○ ○ 実施例４ 38 3.5 1.2 1.7 ○ ○ ○ ○ 実施例５ 34 3.5 1.3 1.6 ○ ○ ○ ○ 比較例１ 35 3.2 <1.0 1.1 △ × × △ 比較例２ 36 3.3 1.0 1.2 △ × × △ 比較例３ 35 3.4 <1.0 1.1 △ × × △ 比較例４ 36 3.5 1.0 1.2 △ △ △ △ 比較例５ 61 5.2 <1.0 1.1 △ × × △ この表で、顔料粒径は走査型電子顕微鏡（日立製 Ｓ−
４０００）で測定した。粘度は粘度計（東機産業製 Ｒ
１００型）を用いて２５℃で測定した。光学密度は、イ
ンクジェットプリンタで被記録体上に印字した記録パタ
ーンをマクベスポータブル濃度計（サカタインクス製
ＲＤ−１２０００）を用いて光学密度を測定した。白ぬ
けの評価は、、白ぬけがない、または若干白ぬけがある
が実用上問題がない場合を○、パターンによっては白ぬ
けが実用上問題になる場合を△、白ぬけが実用上不可な
場合を×とした。乾燥性は、ベタ印字を行い印字後５秒
後に別の白紙を記録画像の上に重ね紙の裏側への画像の
転写の有無で評価した。転写がほとんどみられない場合
を○、多少の転写がみられる場合を△、転写が著しい場
合を×とした。

【００５０】この表から明らかなように、比較例１はア
ニオン系界面活性剤が含まれていない、比較例２のアニ
オン系界面活性剤はエ−テル構造を持たない、比較例３
はアニオン系界面活性剤の含有量が少ない、比較例４は
アニオン系界面活性剤の含有量が多い、比較例５はカチ
オン系界面活性剤が含まれているため、ドッドの広がり
が悪く、白ぬけが多くなっている。一方、実施例１から
５に代表される本発明の顔料インクは、ドッドの広がり
が良好で白ぬけがなく印字品質および乾燥性に優れてい
ることがわかる。

【００５１】

【発明の効果】本発明の方法により製造された顔料イン
クは、被記録体上におけるインクの広がりが良好であ
る。従って、ドット間のヌケ（白ヌケ）がなく、印字品
質に優れており、乾燥性が良好である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 桜井 友一 大阪府茨木市丑寅一丁目１番88号 日立マ クセル株式会社内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 顔料、分散剤、エーテル構造を持つアニ
   オン系界面活性剤と、水とを含むことを特徴とする顔料
   インク。
2. 【請求項２】 前記分散剤が両親媒性化合物および／ま
   たはアニオン性分散剤からなることを特徴とする請求項
   １記載の顔料インク。
3. 【請求項３】 前記両親媒性化合物の親水性部分がポリ
   エチレンオキサイドで疎水性部分がアルキル基および／
   または芳香環からなることを特徴とする請求項２記載の
   顔料インク。
4. 【請求項４】 前記アニオン系界面活性剤が1分子中に
   エーテル構造を１〜１０個もつアニオン系界面活性剤で
   あることを特徴とする請求項１記載の顔料インク。
5. 【請求項５】 前記アニオン系界面活性剤の分子量が２
   ００〜１０００であることを特徴とする請求項１記載の
   顔料インク。
6. 【請求項６】 前記アニオン系界面活性剤を、前記顔料
   インク全量に対して0.５〜５重量％含有させたことを特
   徴とする請求項１記載の顔料インク。
7. 【請求項７】 エチレングリコール、ジエチレングリコ
   ールおよびグリセリンの中からなる群より選ばれた少な
   くとも１種の水溶性有機溶媒と、炭素数が４〜６の炭化
   水素に２または３個の水酸基が結合した水溶性化合物あ
   るいはポリエチレングリコールを含むことを特徴とする
   請求項１記載の顔料インク。