JP2003082264A - インクジェット用水性顔料インク及びインクジェット記録方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インク中の水分が完全に蒸発してもトリエチ
レングリコールモノブチルエーテルと顔料成分及びグリ
セリンとが分離することなく、凝集物も発生せず、イン
クジェット印刷しても噴射が良好で、インクジェットヘ
ッドの先端部で目詰まりしないインクジェット用水性顔
料インク及びインクジェット記録方法を提供する。 【解決手段】 カーボンブラック又は有機顔料、グリセ
リン、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、並
びに、ＣＯＳＭＯ溶媒和による溶媒接触表面積が０．９
０〜１．１５ｎｍ^２であり、かつ、ＣＯＳＭＯ溶媒和に
よる立体配座生成熱が−７１１〜−９４１ｋＪ／ｍｏｌ
であるグリコール系エーテルを含有するインクジェット
用水性顔料インク。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット用
水性顔料インク及びインクジェット記録方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録方法は、種々のイン
ク吐出方式、例えば、静電吸引方式、圧電素子を用いて
インクに機械的振動又は変位を与える方式、インクを加
熱することにより気泡を発生させその時に発生する圧力
を利用する方式等によりインク小滴を形成し、それらの
インク小滴の一部又は全部を紙等の被記録材に付着させ
て記録を行う方法である。

【０００３】このようなインクジェット記録方法に使用
するインクとしては、各種の水溶性の染料又は顔料を、
水又は水と水溶性有機溶剤とからなる液媒体に溶解又は
分散させた水性インクが使用されている。上記インクジ
ェット用水性インクには、長期間使用されなくても沈澱
や凝集が生じることがなくインクジェットプリンターの
ヘッドの先端部又はインク流路内で目詰まりすることが
ないこと、印字品質が良好なこと、耐候性が優れている
こと等の性能が要求される。

【０００４】また、インクジェット用水性インクにおい
て染料と顔料とを比較すると、染料はインク媒体中に完
全に溶解するため耐水性が悪く、化学構造上耐光性も顔
料と比較してかなり劣るのに対して、顔料はインク媒体
中に溶解せずに分散しているので、耐水性を含めた耐候
性は極めて良好である。そのため近年のインクジェット
プリンター用インクは水性染料インクから水性顔料イン
クへと移行しつつある。

【０００５】近年、シャープなエッジが得られ、フェザ
リングやブリーディングを極力抑えた写真画像並の印字
品質が望まれている。そのため、インクジェット用水性
インクに紙面上で素早く浸透するが滲みを発生しにくい
性質を付与する浸透剤は、インクジェット用水性インク
の添加剤として欠かせない存在となっている。なかで
も、特開平１０−９５９４１号公報等に開示されている
トリエチレングリコールモノブチルエーテルは、フェザ
リングやブリーディングを生じにくい極めて有効な浸透
剤として知られている。また、インクジェット用水性イ
ンクには、インクから水分が蒸発して固化することを防
ぐための保湿剤の添加も必須であるが、なかでもグリセ
リンは保湿効果が高く、粘度調整剤としても使えるた
め、好適に用いられている。

【０００６】しかしながら、インクジェット用水性顔料
インクにトリエチレングリコールモノブチルエーテルを
浸透剤として添加すると、インクジェットヘッドのノズ
ル表面においてインク中の水分が蒸発した場合、トリエ
チレングリコールモノブチルエーテルが顔料成分及びグ
リセリンと分離してしまう。分離したトリエチレングリ
コールモノブチルエーテルは顔料成分を含まないため、
印字しても色が薄くなってしまい、また、顔料成分はト
リエチレングリコールモノブチルエーテル中では凝集す
るため、分離した境界面で顔料成分が凝集しやすくな
り、吐出が不安定になったりする。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した問
題点を解決するためになされたものであり、インク中の
水分が完全に蒸発してもトリエチレングリコールモノブ
チルエーテルと顔料成分及びグリセリンとが分離するこ
となく、凝集物も発生せず、インクジェット印刷しても
噴射が良好で、インクジェットヘッドの先端部で目詰ま
りしないインクジェット用水性顔料インク及びインクジ
ェット記録方法を提供することを目的とするものであ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、カーボンブラ
ック及び／又は有機顔料、グリセリン、トリエチレング
リコールモノブチルエーテル、並びに、ＣＯＳＭＯ溶媒
和による溶媒接触表面積が０．９０〜１．１５ｎｍ^２で
あり、かつ、ＣＯＳＭＯ溶媒和による立体配座生成熱が
−７１１〜−９４１ｋＪ／ｍｏｌであるグリコール系エ
ーテルを含有するインクジェット用水性顔料インクであ
る。以下に本発明を詳述する。

【０００９】本発明のインクジェット用水性顔料インク
は、カーボンブラック又は有機顔料を含有するものであ
る。上記カーボンブラックとしては特に限定されず、例
えば、ファーネスブラック、ランプブラック、アセチレ
ンブラック、チャンネルブラック等を挙げることができ
る。上記有機顔料としては特に限定されず、例えば、ジ
スアゾエロー、イソインドリノンイエロー、レーキレッ
ド、チオインジゴレッド、ブリリアントカーミン６Ｂ、
フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン等を挙
げることができる。これらカーボンブラック又は有機顔
料の含有量は、所望される印字濃度や色彩により異なる
が、一般的にはインクジェット用水性顔料インクの全重
量に対して１〜２０重量％が好ましく、より好ましくは
１〜１５重量％、更に好ましくは１〜１０重量％であ
る。なお、黒色調整のため、シアンやマゼンダ等の有機
顔料をカーボンブラックと併用してもよい。

【００１０】本発明のインクジェット用水性顔料インク
は、グリセリンを含有するものである。上記グリセリン
は、保湿剤又は粘度調整剤としての機能を有する。上記
グリセリンの含有量としては、一般的にはインクジェッ
ト用水性顔料インクの全重量に対して５〜５０重量％が
好ましく、より好ましくは１０〜４０重量％、更に好ま
しくは１５〜３５重量％である。

【００１１】本発明のインクジェット用水性顔料インク
は、トリエチレングリコールモノブチルエーテルを含有
するものである。上記トリエチレングリコールモノブチ
ルエーテルは、浸透剤としての機能を有する。上記トリ
エチレングリコールモノブチルエーテルの含有量として
は、一般的にはインクジェット用水性顔料インクの全重
量に対して１〜２０重量％が好ましく、より好ましくは
１〜１５重量％、更に好ましくは１〜１０重量％であ
る。

【００１２】本発明のインクジェット用水性顔料インク
は、ＣＯＳＭＯ溶媒和による溶媒接触表面積が０．９０
〜１．１５ｎｍ^２であり、かつ、ＣＯＳＭＯ溶媒和によ
る立体配座生成熱が−７１１〜−９４１ｋＪ／ｍｏｌで
あるグリコール系エーテルを含有するものである。上記
ＣＯＳＭＯ溶媒和とは、分子軌道法により計算された、
水中での化学種の安定性を示す指標の１つであり、例え
ば、分子軌道計算ソフトＭＯＰＡＣ（富士通社製）を用
いることにより算出することができる。分子軌道計算ソ
フトＭＯＰＡＣ（富士通社製）により算出した、主なグ
リコール系エーテル及びグリコールのＣＯＳＭＯ溶媒和
による溶媒接触表面積（ｎｍ^２）を表１に、ＣＯＳＭＯ
溶媒和による立体配座生成熱（ｋＪ／ｍｏｌ）を表２に
示す。

【００１３】

【表１】

【００１４】

【表２】

【００１５】本発明者らは、ＣＯＳＭＯ溶媒和による溶
媒接触表面積が０．９０〜１．１５ｎｍ^２であり、か
つ、ＣＯＳＭＯ溶媒和による立体配座生成熱が−７１１
〜−９４１ｋＪ／ｍｏｌであるグリコール系エーテルを
添加すると、グリセリンとトリエチレングリコールモノ
ブチルエーテルをインク成分として含有するインクジェ
ット用水性顔料インクにおいて、インク中の水分が完全
に蒸発してもトリエチレングリコールモノブチルエーテ
ルと顔料成分及びグリセリンとが分離することなく、良
好な噴射特性が維持され、また、分離の境界面がないた
め顔料が凝集しないことを見出し、本発明を完成するに
至った。

【００１６】上記の条件を満たすグリコール系エーテル
としては、例えば、ジエチレングリコールモノイソプロ
ピルエーテル、ジエチレングリコールモノｎ−ブチルエ
ーテル、トリエチレングリコール、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、トリエチレングリコールモノイソプロ
ピルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエー
テル、ジプロピレングリコールモノイソプロピルエーテ
ル、ジプロピレングリコールモノｎ−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等を挙げ
ることができる。これらのグリコール系エーテルは単独
で用いられてもよく、二種以上が併用されてもよい。

【００１７】上記の条件を満たすグリコール系エーテル
の含有量としては、インクジェット用水性顔料インクの
全重量に対して１〜２０重量％が好ましい。より好まし
くは１〜１０重量％、更に好ましくは１〜５重量％であ
る。なお、グリコール系エーテルの含有量は、トリエチ
レングリコールモノブチルエーテルよりも少なく設定さ
れる。

【００１８】本発明のインクジェット用水性顔料インク
に用いられる溶媒は、上記グリセリン、上記トリエチレ
ングリコールモノブチルエーテル、上記の条件を満たす
グリコール系エーテルの他に、水及び上記以外の水溶性
有機溶剤が含まれる混合溶媒である。上記水としては、
種々のイオンを含有する一般の水ではなく、脱イオン水
を使用することが好ましい。このときの水の含有量は、
上記溶剤成分の種類、その組成又は所望されるインクの
特性に依存して広い範囲で決定されるが、インクジェッ
ト用水性顔料インクの全重量に対して一般に１０〜９５
重量％、好ましくは１０〜７０重量％、より好ましくは
２０〜７０重量％である。

【００１９】上記水溶性有機溶剤は、インクジェットヘ
ッドの先端部におけるインクの乾燥を防止したり、印字
濃度を高くしたり、鮮やかな発色をさせたりする効果を
有するものである。このような水溶性有機溶剤としては
一般的には多価アルコール類が使用されることが多い
が、水と混合して使用される水溶性有機溶剤としては、
例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、ｎ−プ
ロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブチ
ルアルコール、ｓｅｃ−ブチルアルコール、ｔｅｒｔ−
ブチルアルコール等の低級アルコール類、ジメチルホル
ムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド類、アセト
ン、ジアセトンアルコール等のケトン類又はケトアルコ
ール類、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル
類、グリセリン、２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピ
ロリドン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン等
を挙げることができる。

【００２０】本発明のインクジェット用水性顔料インク
には、必要に応じて、界面活性剤；ポリビニルアルコー
ル、セルロース類、水溶性樹脂等の粘度調整剤；表面張
力調整剤、防黴剤等の他従来公知の各種添加剤を添加す
ることができる。

【００２１】本発明のインクジェット用水性顔料インク
は、インク中の水分が完全に蒸発してもトリエチレング
リコールモノブチルエーテルと顔料成分及びグリセリン
とが分離することなく、凝集物も発生せず、インクジェ
ット印刷しても噴射が良好で、インクジェットヘッドの
先端部で目詰まりすることもない。本発明のインクジェ
ット用水性顔料インクを用いるインクジェット記録方法
もまた、本発明の１つである。

【００２２】

【実施例】以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説
明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるもの
ではない。

【００２３】（実施例１〜９）表１及び表２に示したグ
リコール系エーテルから、ＣＯＳＭＯ溶媒和による溶媒
接触表面積が０．９０〜１．１５ｎｍ^２であり、かつ、
ＣＯＳＭＯ溶媒和による立体配座生成熱が−７１１〜−
９４１ｋＪ／ｍｏｌであるものを選択し、これを用いて
表３に示した組成の混合物を３０分間撹拌した後に、孔
径１μｍのメンブランフィルターにて濾過し、インクを
作製した。なお、上記混合物には、予めカーボンブラッ
クのミルベース分散体（カーボンブラック濃度１５％の
水性分散体、粘度３．５ｃＰ、表面張力７４．５ｍＮ／
ｍ、平均粒径０．１５μｍ）、及び、フタロシアニンブ
ルー分散体（フタロシアニンブルー濃度１５％の水性分
散体、粘度３．８ｃＰ、表面張力７２．３ｍＮ／ｍ、平
均粒径０．１１μｍ）を調製して用いた。

【００２４】

【表３】

【００２５】（比較例１〜１１）表１及び表２に示した
グリコール系エーテルから、ＣＯＳＭＯ溶媒和による溶
媒接触表面積が０．９０〜１．１５ｎｍ^２でないもの、
又は、ＣＯＳＭＯ溶媒和による立体配座生成熱が−７１
１〜−９４１ｋＪ／ｍｏｌでないものを選択し、表４に
示した組成の混合物を用いた以外は実施例と同様にして
インクを作製した。更に、グリコール系エーテルの代わ
りに２−ピロリドン又はエタノールを用いた表４に示し
た組成の混合物についても同様にしてインクを作成し
た。

【００２６】

【表４】

【００２７】実施例１〜９及び比較例１〜１１で作製し
たインクを以下の評価方法によって評価した。結果を表
５に示した。

【００２８】（１）分離 インク５ｇをサンプル瓶に採取して温度６０℃、湿度４
０％の環境下で３日間放置してインク中の水分を完全に
蒸発させた後、トリエチレングリコールモノブチルエー
テルと顔料及びグリセリンとの分離が発生しているかど
うかを目視により観察し、以下の基準で評価した。〇：
分離していなかった×：分離していた

【００２９】（２）凝集 上記（１）で得た蒸発後のインクを顕微鏡にて観察し、
凝集物の有無を確認した。 〇：凝集物なし ×：凝集物あり

【００３０】（３）吐出 インクをせん断モード型のインクジェットヘッドを使用
して、吐出安定性確認として５℃、２０℃、４０℃の各
雰囲気温度下でそれぞれ２４時間の連続吐出を行う方法
と、吐出応答性確認として１分間の間欠吐出と２ヶ月間
放置後の吐出を行う方法との２通りの方法で印刷して、
吐出性を確認し、以下の基準で評価を行った。 〇：どちらの方法においても噴射が良好であり、インク
ジェットヘッドの先端部で目詰まりすることなく印刷で
き、印字した色も薄くなかった △：目詰まりすることなく印字できたが印字した色が薄
かった ×：吐出が不安定になって良好な印字が出来なかった

【００３１】

【表５】

【００３２】表５より、ＣＯＳＭＯ溶媒和による溶媒接
触表面積が０．９０〜１．１５ｎｍ^２であり、かつ、Ｃ
ＯＳＭＯ溶媒和による立体配座生成熱が−７１１〜−９
４１ｋＪ／ｍｏｌであるグリコール系エーテルを用いた
実施例１〜９で作製したインクでは、インク中の水分が
完全に蒸発しても分離することなく、凝集物も発生せ
ず、インクジェット印刷しても噴射が良好であった。こ
れに対し、ＣＯＳＭＯ溶媒和による溶媒接触表面積又は
ＣＯＳＭＯ溶媒和による立体配座生成熱が上記範囲外に
あるグリコール系エーテルを用いた比較例１〜１１で作
製したインクでは、インク中の水分が完全に蒸発した後
に分離したり、インクで凝集が生じたり、インクジェッ
トヘッドの先端部で目詰まりしたりした。

【００３３】

【発明の効果】本発明は、上述の構成よりなるので、イ
ンク中の水分が完全に蒸発してもトリエチレングリコー
ルモノブチルエーテルと顔料成分及びグリセリンとが分
離することなく、凝集物も発生せず、インクジェット印
刷しても噴射が良好で、インクジェットヘッドの先端部
で目詰まりしないインクジェット用水性顔料インク及び
インクジェット記録方法を提供することができる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カーボンブラック及び／又は有機顔料、
   グリセリン、トリエチレングリコールモノブチルエーテ
   ル、並びに、ＣＯＳＭＯ溶媒和による溶媒接触表面積が
   ０．９０〜１．１５ｎｍ^２であり、かつ、ＣＯＳＭＯ溶
   媒和による立体配座生成熱が−７１１〜−９４１ｋＪ／
   ｍｏｌであるグリコール系エーテルを含有することを特
   徴とするインクジェット用水性顔料インク。
2. 【請求項２】 請求項１記載のインクジェット用水性イ
   ンクを用いることを特徴とするインクジェット記録方
   法。