JP2003012975A - インクジェット用インクおよび記録方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】耐候性があり、インク非吸収性の媒体を使用し
た場合においても耐水性、定着性に優れ、吐出安定性、
インクの保存安定性に優れたインクジェット用インクと
記録方法の提供にある。 【解決手段】水性媒体中に、着色剤とエマルション樹脂
とが分散しているインクジェット用インクで、該エマル
ション樹脂の平均粒子径が、該着色剤の平均粒子径の１
／２以下であるインクジェット用インクとそれを用いて
記録媒体に記録し、しかる後に、該記録媒体を加熱する
記録方法とするものである。

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用イ
ンク、及びそれを用いた記録方法に関するものであり、
特に定着性、耐候性、耐水性、インクの保存安定性、吐
出適性に優れたインクジェット用インクおよびそれを用
いた記録方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、インクジェット用インクとして、
例えば、特開昭５５−６５２６９号公報に記載されてい
るように、各種の水溶性染料を水性の液体中に溶解した
ものが知られている。

【０００３】しかし、このように水溶性染料を用いたイ
ンクは、染料の耐候性が劣るため、記録画像の耐候性が
問題となるものであった。すなわち画像が太陽光、蛍光
灯、プロジェクターの光源光等に曝されると、画像が判
読不能になったり、消失したり、あるいは退色したりと
いう欠点を有するものである。

【０００４】この耐候性が悪いという欠点を解決する形
態として、例えば、特公昭５６−１８６２３号公報、特
開平４−１８４６３号公報に記載されているように、水
分散性の顔料を用いたものが知られている。

【０００５】しかし、このような顔料を用いたインク
は、耐候性は改善されるが、一般に定着性が悪い。さら
に顔料は基本的に水系溶媒および有機系溶媒に不溶であ
るため、顔料の沈降によるインクの保存安定性が悪いと
いう欠点を有するものであった。

【０００６】この欠点を解決するために、定着性を付与
したインクとして、樹脂を添加したものが知られてい
る。しかし、インク中に樹脂が含まれると、インク中の
溶剤が蒸発した際に樹脂の析出によりヘッドが詰まった
り、或いはインクの粘度が高くなるために、吐出が困難
である等の問題があった。さらにここで使用される樹脂
は水溶性、あるいは親水性のものが多く、記録画像の耐
水性に問題があった。

【０００７】これらの問題を解決する方法として、例え
ば特開平８−２１８０１６号公報に記載されているよう
に、電子線により硬化するモノマーを使用するものが知
られている。しかし、ここで使用されるモノマーはイン
ク中に溶解されており、硬化後耐水性は上がるものの、
インク吸収性の媒体に対しては、インクが媒体内部まで
しみ込むため、硬化が不十分になったり、あるいはモノ
マーの臭いがあり環境的に安全とは言い切れないという
問題がある。

【０００８】さらに別の形態として、例えば特開平８−
４８９２２号公報に記載されているように、ラジエーシ
ョン硬化可能なマクロマーをインク中にエマルション状
態で含有させたものが知られている。

【０００９】しかし、この形態によれば、耐水性、イン
クの臭い等はかなり改善されるが、エマルションの合一
によるインク保存時の安定性に問題があった。

【００１０】また別の形態として、例えば特開平４−１
８４６２号公報に記載されているように、顔料とエマル
ション樹脂とを組み合わせたインクジェット用インク組
成物が知られている。ここでは、インク組成物中のエマ
ルション樹脂の平均粒径が５０nm以下であることが、安
定に吐出するためには必要であるとされている。

【００１１】さらにまた、例えば、特開平９−２０８８
７０号公報には、着色剤である顔料とエマルション樹脂
の粒径がそれぞれ２００ｎｍ以下であるインク組成物が
記載されている。

【００１２】しかしながら、これらの形態によれば、吐
出の安定性は改善されるが、インクの保存安定性、記録
物の定着性、耐水性には問題があった。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる従来
技術の問題点を解決するものであり、その課題とすると
ころは、耐候性があり、インク非吸収性の媒体を使用し
た場合においても耐水性、定着性に優れ、吐出安定性、
インクの保存安定性に優れたインクジェット用インクを
提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明に於いて上記課題
を達成するために、まず請求項１の発明では、水性媒体
中に、少なくとも着色剤とエマルション樹脂とが分散し
ているインクジェット用インクであって、該エマルショ
ン樹脂の平均粒子径が、該着色剤の平均粒子径の１／２
以下であることを特徴とするインクジェット用インクと
したものである。

【００１５】また、請求項２の発明では、水性媒体中
に、少なくとも着色剤とエマルション樹脂とが分散して
いて、該エマルション樹脂の平均粒子径が、該着色剤の
平均粒子径の１／２以下であるインクジェット用インク
を用いて記録媒体に記録し、しかる後に、該記録媒体を
加熱することを特徴とする記録方法としたものである。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を詳細に
説明する。本発明に使用する着色剤は水又は水性の溶剤
に不溶である顔料が好ましく、水又は水性の溶剤に分散
可能なものであればよく、公知の有機、あるいは無機の
顔料が使用可能である。例えば、アゾレーキ、不溶性ア
ゾ顔料、縮合アゾ顔料、キレートアゾ顔料等のアゾ系顔
料や、フタロシアニン系顔料、キナクリドン系顔料、ア
ントラキノン系顔料、ペリレン系顔料、チオインジゴ系
顔料、イソインドリノン系顔料、キノフタロン系顔料、
ジオキサジン系顔料、金属錯塩系顔料、蛍光顔料等の有
機顔料や、硫酸バリウム、炭酸バリウム、アルミナホワ
イト、酸化チタン、酸化鉄系顔料、カーボンブラック等
の無機顔料が使用可能である。

【００１７】本発明による好ましい態様によれば、これ
らの顔料の内、水と親和性のよいものが好ましい。具体
的には、黒色用としては、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
ック等のカーボンブラック（Ｃ．Ｉ．ピグメントブラッ
ク７）類、または銅、鉄（Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック
１１）、酸化チタン等の金属類、アニリンブラック
（Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック１）等の有機顔料が挙げ
られる。

【００１８】他の各色用としては、例えばＣ．Ｉ．ピグ
メントイエロー１（ファストイエローＧ）、３、１２
（ジスアゾイエローＡＡＡ）、１３、１４、１７、２
４、３４、３５、３７、４２（黄色酸化鉄）、５３、５
５、８１、８３（ジスアゾイエローＨＲ）、９５、９
７、９８、１００、１０１、１０４、１０８、１０９、
１１０、１１７、１２０、１３８、１５３、Ｃ．Ｉ．ピ
グメントオレンジ５、１３、１６、１７、３６、４３、
５１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１、２、３、５、１
７、２２（ブリリアントファーストスカッレト）、２
３、３１、３８、４８：２（パーマネントレッド２Ｂ
（Ｂａ））、４８：２（パーマネントレッド２Ｂ（Ｃ
ａ））、４８：３（パーマネントレッド２Ｂ（Ｓ
ｒ））、４８：４（パーマネントレッド２Ｂ（Ｍ
ｎ））、４９：１、５２：２、５３：１、５７：１（ブ
リリアントカーミン６Ｂ）、６０：１、６３：１、６
３：２、６４：１、８１（ローダミン６Ｇレーキ）、８
３、８８、１０１（べんがら）、１０４、１０５、１０
６、１０８（カドミウムレッド）、１１２、１１４、１
２２（キナクリドンマゼンタ）、１２３、１４６、１４
９、１６６、１６８、１７０、１７２、１７７、１７
８、１７９、１８５、１９０、１９３、２０９、２１
９、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット１（ローダミンレ
ーキ）、３、５：１、１６、１９（キナクリドンレッ
ド）、２３、３８、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１、２、
１５（フタロシアニンブルーＲ）、１５：１、１５：
２、１５：３（フタロシアニンブルーＧ）、１５：４、
１５：６（フタロシアニンブルーＥ）、１６、１７：
１、５６、６０、６３、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン
１、４、７、８、１０、１７、１８、３６、等が用いら
れる。

【００１９】これらの顔料の粒径は、作製されたインク
が、インクジェット方式で使用されるため、ノズルの詰
まり防止を考慮すると、また着色性、透明性、インクの
経時的な分散安定性を考慮すると、小さい方が好まし
く、平均粒子径が１０ｎｍ〜２００ｎｍ、最大粒径が５
００ｎｍ以下のものが好ましく用いられる。

【００２０】上記エマルション樹脂としては、ポリアク
リル酸エステル、ポリメタアクリル酸エステル、ポリエ
チルアクリル酸エステル、スチレンーブタジエン共重合
体、ブタジエン共重合体、アクリロニトリルーブタジエ
ン共重合体、クロロプレン共重合体、架橋アクリル樹
脂、架橋スチレン樹脂、フッ素樹脂、フッ化ビニリデ
ン、ベンゾグアナミン樹脂、フエノール樹脂、ポリオレ
フィン樹脂、セルロース、スチレンーアクリル酸エステ
ル共重合体、スチレンーメタアクリル酸エステル共重合
体、ポリスチレン、スチレンーアクリルアミド共重合
体、ｎーイソブチルアクリレート、アクリロニトリル、
酢酸ビニル、アクリルアミド、シリコーン樹脂、ポリビ
ニルアセタール、ポリアミド、ロジン系樹脂、ポリエチ
レン、ポリカーボネート、塩化ビニリデン樹脂、ポリビ
ニルアルコール、セルロース系樹脂、エポキシ樹脂、酢
酸ビニル樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体、酢酸ビ
ニル−アクリル共重合体、塩化ビニル樹脂、ポリウレタ
ン、ロジンエステル、ポリエチレンワックス、モンタン
ワックス、アルコールワックス、合成酸化ワックス、α
オレフィン−無水マレイン酸共重合体、カルナバワック
ス等の動植物系ワックス、ラノリン、パラフィンワック
ス、マイクロクリスタリンワックス等があるがこれに限
定されるものではない。

【００２１】これらの樹脂は、ノズルの詰まり防止を考
慮すると、常温下では乾燥するのみで造膜化せず、ＭＦ
Ｔ以上の温度で溶媒が除去された際、耐水性のある膜を
形成するものが望ましい。

【００２２】これらのエマルション樹脂の平均粒子径
は、作製されたインクが、インクジェット方式で使用さ
れるため、ノズルの詰まり防止を考慮すると、またイン
クの経時的な分散安定性を考慮すると、小さい方が好ま
しく、平均粒子径が１０ｎｍ〜２００ｎｍ、最大粒子径
が５００ｎｍ以下のものが好ましい。

【００２３】さらに、エマルション樹脂の粒子径は、着
色剤の平均粒子径より小さい方が好ましく、本発明にお
いては、エマルション樹脂の平均粒子径は、着色剤の平
均粒子径の１／２以下とするものである。

【００２４】上記エマルション樹脂の平均粒子径を着色
剤の平均粒子径より小さくすることにより、インク中に
おいて着色剤の周りをエマルション樹脂が覆いやすくな
るため、着色剤の沈降が抑えられ、より安定なインクを
調製することができる。この効果は特にエマルション樹
脂の平均粒子径を着色剤の平均粒子径の１／２以下にす
ることにより発揮される。このようにエマルション樹脂
の平均粒子径を着色剤の平均粒子径の１／２を越える
と、この効果が発揮されにくくなり、好ましくない。

【００２５】このインクの調製は、着色剤を分散剤とと
もに水性媒体中に分散させた顔料分散体と、エマルショ
ン樹脂を混合することにより行われる。

【００２６】この分散剤としては、陰イオン性、非イオ
ン性、陽イオン性、両イオン性活性剤、高分子分散剤等
が用いられる。陰イオン性活性剤としては、アルキル硫
酸エステル塩、脂肪酸塩、アルキルアリールスルホン酸
塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、ジアルキルスル
ホン酸塩、ジアルキルスルホコハク酸塩、ポリオキシエ
チレンアルキルエーテル塩、ナフタレンスルホン酸のホ
ルマリン縮合物、等が挙げられる。非イオン性活性剤と
しては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ソルビ
タン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂
肪酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、グ
リセリン脂肪酸エステル、シリコン系、フッ素系等が挙
げられる。陽イオン活性剤としては、第４級アンモニウ
ム塩、アルキルアミン塩、等が挙げられる。両イオン性
活性剤としてはジメチルアルキルラウリルベタイン、ア
ルキルグリシン、イミダゾリニウムベタイン等が挙げら
れる。実際にはこれらの分散剤を単独あるいは混合して
用いる。

【００２７】また上記分散剤の添加量は特に限定される
ものではないが、着色剤の０．１〜５０．０質量部が一
般的である。

【００２８】上記着色剤の分散は、ホモジナイザー、ペ
イントシェーカー、ボールミル、サンドミル等の分散機
を用いて行われる。

【００２９】また上記水性媒体としては、水の他に水と
混合できるものを適宜添加することができる。例えば、
メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルア
ルコール等のアルキルアルコール類、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、１，
２，６，−ヘキサントリオール、ジエチレングリコール
等のアルキレングリコール類、ポリエチレングリコー
ル、ポリプロピレングリコール等のポリアルキレングリ
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、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、グリセリン、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メチルエーテル、ト
リエチレングリコールメチルエーテル等の多価アルコー
ルの低級アルキルエーテル等が使用可能である。

【００３０】その他、必要に応じてリン酸二水素カリウ
ム、リン酸水素二ナトリウム等ｐＨ調整剤、酸化防止
剤、防黴剤、消泡剤等を添加することも可能である。

【００３１】また本発明のインクジェット用インクにノ
ズルの目詰まり防止、保湿性、分散安定性等の効果を付
与するために親水性高沸点低揮発性溶媒が加えることが
できる。

【００３２】本発明のインクジェット用インクに用いら
れる親水性高沸点低揮発性溶媒としては、グリセリン、
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、ヘキシレングリコール、ポリエチレングリ
コール、ポリプロピレングリコール等の高沸点低揮発性
の多価アルコール類が用いられ、あるいはそれらのモノ
エーテル化物、ジエーテル化物、エステル化物、例えば
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ブ
チルエーテル、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、ジエチ
レングリコールモノブチルエーテル等が用いられ、その
他Ｎメチル２ピロリドン、１．３ージメチルイミダゾリ
ジノン、モノエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルエタ
ノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルエタノールアミン、ジ
エタノールアミン、Ｎ−ｎ−ブチルジエタノールアミ
ン、トリイソプロパノールアミン、トリエタノールアミ
ン等の含窒素有機溶剤等が用いられる。

【００３３】本発明のインクジェット用インクを用いた
記録方法として、インクジェットヘッドより吐出された
インクは、記録媒体上でインクの水性媒体が吸収、ある
いは蒸発により乾燥した後、加熱により着色剤の定着が
行われる方法である。

【００３４】この加熱により、エマルション樹脂が着色
剤の周りを均一に覆い、着色剤は記録媒体上に強く定着
され、耐水性が付与される。この加熱による定着は特に
非吸収性の記録媒体への記録の際に有効な手段である。
吸収性の記録媒体への記録の場合は、必ずしもこの加熱
工程は必要ではない。

【００３５】この加熱は、エマルション樹脂の最低造膜
温度以上の温度で行う。好ましくは最低造膜温度よりも
１０℃程度高い温度で加熱されるのがよく、さらに好ま
しくは２０℃程度高い温度で加熱することにより、より
耐水性が向上する。

【００３６】加熱手段は特に限定されるものではない。
また加熱は、インク滴が記録媒体に着弾した後開始され
るものであっても、予め加熱された記録媒体に記録する
ものであってもよい。

【００３７】本発明においては、エマルション樹脂の平
均粒子径は着色剤の平均粒子径より小さいため、記録媒
体上でインクの水性媒体が吸収、あるいは蒸発により乾
燥した後加熱を行う際、着色剤をより効果的に隙間なく
覆うことが可能であり、耐水性を向上させることができ
る。また、エマルション樹脂の添加量を少なくすること
ができるため、インクの粘度を低く抑えることができ、
より安定な吐出を行うことができる。

【００３８】

【実施例】次に実施例により、本発明を具体的に説明す
る。 〈実施例１〉フタロシアニン系青顔料（平均粒子径：１
５０ｎｍ）１０重量部、エチレングリコール２０重量
部、グリセリン５重量部、非イオン性活性剤（花王社
製：エマルゲン１０９Ｐ）１重量部、高分子分散剤（ゼ
ネカ社製：ソルスパース２００００）１０重量部、水５
９重量部を混合し、サンドミルにて３時間分散し顔料分
散体（Ａ）を得た。

【００３９】上記で得られた顔料分散体（Ａ）５０質量
部に、酢酸ビニル−アクリル共重合体のエマルション樹
脂（平均粒子径：７０ｎｍ、固形分：４０％）１２．５
重量部、水３７．５質量部を混合し、１ミクロン、続い
て０．４ミクロンのメンブレンフィルターでろ過し、イ
ンクジェット用インクを得た。

【００４０】〈実施例２〉カーボンブラック顔料（平均
粒子径：１３０ｎｍ）１０重量部、エチレングリコール
２０重量部、グリセリン５重量部、非イオン性活性剤
（花王製：エマルゲン１０９Ｐ）１重量部、高分子分散
剤（ゼネカ社製：ソルスパース２７０００）１０重量
部、水５９重量部を混合し、サンドミルにて３時間分散
し顔料分散体（Ａ）を得た。

【００４１】上記で得られた顔料分散体（Ａ）５０質量
部に、スチレン−メタクリル酸共重合体のエマルション
樹脂（平均粒子径：５０ｎｍ、固形分：４０％）１２．
５重量部、水３７．５質量部を混合し、１ミクロン、続
いて０．４ミクロンのメンブレンフィルターでろ過し、
インクジェット用インクを得た。

【００４２】〈比較例１〉実施例２と同様の顔料分散体
（Ａ）（顔料の平均粒子径：１３０ｎｍ）５０質量部
に、スチレン−メタクリル酸共重合体のエマルション樹
脂（平均粒径：１５０ｎｍ、固形分：４０％）１２．５
重量部、水３７．５質量部を混合し、１ミクロン、続い
て０．４ミクロンのメンブレンフィルターでろ過し、イ
ンクジェット用インクを得た。

【００４３】上記実施例１、２および比較例１で得られ
たインクをインクジェットプリンター（セイコーエプソ
ン社製：ＭＪ８１０Ｃ）を用い、ＰＥＴフィルムに記録
後、９０℃で５分間加熱乾燥した。このときの記録画像
について、耐水性、耐溶剤性、定着性および蛍光灯に３
ヶ月さらした後の画像濃度の変化による耐候性を評価し
表１に示した。

【００４４】

【表１】

【００４５】表１より、実施例１と２でのインクによる
記録画像は、耐水性、耐溶剤性、定着性に優れており、
蛍光灯に３ヶ月さらした後も画像の濃度に変化は見られ
ず、耐候性にも優れた画像であった。それに対し比較例
１でのインクでは、耐候性には優れているものの、定着
性が不充分であるため、耐水性、耐溶剤性も不充分な画
像であった。

【００４６】

【発明の効果】本発明は以上の構成であるから、下記に
示す如き効果がある。即ち、着色剤の定着材として、エ
マルション樹脂を用いているインクジェット用インクで
あって、このエマルション樹脂の平均粒子径を着色剤の
平均粒子径より小さく、特に１／２以下とすることによ
り、インク中において着色剤の周りをエマルション樹脂
が覆い易くなるため、着色剤の沈降が抑えられ、より安
定なインクを調製することができる。また、エマルショ
ン樹脂の添加量を少なくすることができるため、インク
の粘度を低く抑えることができ、より安定な吐出を行う
インクジェット用インクとすることができる。

【００４７】また本発明では、前記インクジェット用イ
ンクが、記録された記録媒体を加熱する記録方法とする
もので、このインクのエマルション樹脂の粒子径が着色
剤の平均粒子径の１／２より小さいため、エマルジョン
樹脂が着色剤の周りを隙間なく覆うことができ、このた
め、加熱を行うことにより、着色剤は樹脂により均一に
覆われ、耐水性が付与されるとともに着色剤は記録媒体
上に強く定着される記録方法とすることができる。この
加熱による定着は特に非吸収性の記録媒体への記録の際
に有効な手段であり、吸収性の記録媒体への記録の場合
は、必ずしもこの加熱工程は必要ではない。

【００４８】従って本発明は、インクジェット記録用イ
ンクとそれを用いた記録方法として、優れた実用上の効
果を発揮する。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2C056 EA13 FC01 2H086 BA53 BA55 BA60 4J039 AD03 AD08 AD09 AD10 AE13 BA04 BA06 BA13 BA35 BA37 BA39 BC07 BC10 BE12 BE22 CA06 EA03 EA34 EA38 EA43 EA44 GA24

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】水性媒体中に、少なくとも着色剤とエマル
   ション樹脂とが分散しているインクジェット用インクで
   あって、該エマルション樹脂の平均粒子径が、該着色剤
   の平均粒子径の１／２以下であることを特徴とするイン
   クジェット用インク。
2. 【請求項２】水性媒体中に、少なくとも着色剤とエマル
   ション樹脂とが分散していて、該エマルション樹脂の平
   均粒子径が、該着色剤の平均粒子径の１／２以下である
   インクジェット用インクを用いて記録媒体に記録し、し
   かる後に、該記録媒体を加熱することを特徴とする記録
   方法。