WO2006077991A1 - インク、インクセット、インクジェット記録方法、インクカートリッジ及びインクジェット記録装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an ink used in an inkjet recording method in which ink is ejected from a recording head by the action of thermal energy, and an ink cartridge using the ink.
- the present invention relates to an ink jet recording method and an ink jet recording apparatus.
- the discharge stability of ink containing a color material having a specific structure can be improved.
- the present invention relates to an ink capable of obtaining high storage stability and further high color developability, an ink cartridge using the ink, an ink jet recording method, and an ink jet recording apparatus.
- the ink jet recording method is a recording method in which an ink is applied to a recording medium such as paper to form an image, and is characterized by being capable of printing at high resolution and high speed with an inexpensive apparatus.
- a recording medium such as paper
- it has become widespread as a means for easily forming color images, and there is an increasing demand for higher quality color images.
- azo pigments have excellent tinting strength and are advantageous in terms of cost, so various developments are being made. .
- the present inventors have proposed an ink jet recording apparatus that discharges ink from a recording head by the action of thermal energy using an ink containing a monoazo pigment as a coloring material (hereinafter sometimes referred to as a thermal type ink jet recording apparatus).
- the discharge stability was evaluated. As a result, when ink is ejected continuously, the volume of ejected ink gradually decreases and the landing position on the recording medium shifts.In other words, the ejection stability may deteriorate. I understood it. Therefore, in order to elucidate the cause of the deterioration of the ejection stability, the present inventors determine which pigment dispersion the ink contains until it is ejected from the ejection port through the ink flow path of the recording head. The study was conducted with a focus on whether this was changing.
- the monoazo pigment dispersion with low thermal stability causes rapid and excessive dispersion and destruction of the pigment dispersion caused by heat applied when ink droplets are ejected.
- the deterioration of the ejection stability does not occur due to the clogging of the ink ejection port (orifice) that has been known so far.
- heat is applied to an ink containing a monoazo pigment having low thermal stability as a coloring material, and the temperature of the ink rises, dispersion and destruction of the pigment dispersion occurs rapidly and excessively.
- the phenomenon described above is a phenomenon that has not been confirmed in the past, and the present invention has been made based on this finding.
- an object of the present invention is to provide an ink that can improve ejection stability in an ink used for an ink jet recording method in which ink is ejected from a recording head by the action of thermal energy. Further, it has high storage stability and color development. It is to provide an ink that can be obtained.
- Another object of the present invention is to provide an ink set, an ink cartridge, an ink jet recording method, and an ink jet recording apparatus using the ink.
- the ink according to the present invention is an ink used in an ink jet recording method in which ink is ejected from a recording head by the action of thermal energy, and the ink is represented by the following general formula (1) ′.
- General formula (1) A pigment, a dispersant, a water-soluble organic compound, and an aggregation inhibitor that suppresses aggregation after the pigment is dispersed and broken, and a content (% by mass) based on the total mass of the ink of the aggregation inhibitor It is characterized by being 0.4 times or more and less than 1.3 times the
- I ⁇ , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 and R 6 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, or a fluoroalkyl group having 1 to 3 carbon atoms.
- the ink according to another embodiment of the present invention is an ink from a recording head by the action of thermal energy.
- the ink contains CI pigment yellow 74 as a coloring material, and the ink C.
- I. Pigment Yellow 74 contains an aggregation inhibitory substance that suppresses aggregation after dispersion failure, and the content (mass%) of the aggregation inhibitory substance based on the total mass of the ink, C. I. Pigment Yellow 74 is 0.4 times or more and less than 1.3 times the content (mass%) based on the total ink mass of 74.
- An ink set according to another embodiment of the present invention includes a plurality of inks.
- the ink set includes the ink having the above-described configuration and at least one kind of ink having a hue different from that of the ink.
- An ink jet recording method is characterized in that the ink is an ink jet recording method including a step of ejecting ink by the ink jet recording method, wherein the ink is an ink having the above-described configuration.
- An ink cartridge according to another embodiment of the present invention is an ink cartridge including an ink storage portion that stores ink, wherein the ink is an ink having the above-described configuration.
- an ink jet recording apparatus is an ink jet recording apparatus including an ink containing portion that stores ink and a recording head for ejecting ink.
- the ink is special ink.
- the present invention is inherent in the deterioration of ejection stability due to deposit adhesion, which occurs when ink containing a monoazo pigment with low thermal stability is continuously ejected from the recording head by the action of thermal energy. Solve the problem. Furthermore, high storage stability and color development can be obtained.
- ink used in an ink jet recording method in which ink is ejected from a recording head by the action of thermal energy, ink that can improve ejection stability, and further, high storage stability, It is possible to provide an ink capable of obtaining color developability.
- an ink set an ink cartridge, an ink jet recording method, and an ink jet recording apparatus using the ink can be provided.
- Figure 1 A, 1 B, 1 C, 1 D, 1 E, 1 F, 1 G and 1 H It is a schematic diagram which shows a force dynamism.
- 2A, 28 and 20 are schematic diagrams showing the action of the aggregation inhibitor.
- the present inventors are one of the causes of the phenomenon described above. I thought it would affect me. Therefore, the following experiment was conducted using an ink that deposits in the ink flow path and in the vicinity of the ejection port when a thermal type ink jet recording apparatus is used. 'Specifically, the above-described ink is converted into a mechanical signal using an electrostrictive element, and the ink is ejected from the recording head by the action of mechanical energy (hereinafter referred to as a piezo type). It may be called an ink jet recording device). Then, the discharge stability was evaluated.
- the present inventors have discovered that the phenomenon of deposits adhering to the inside of the ink flow path and in the vicinity of the ejection port is to eject ink containing a monoazo pigment with low thermal stability using a thermal type ink jet recording apparatus. I was convinced that this was a particular problem.
- Fig. 1 A, 1 B, 1 C, 1 D, 1 E, 1 F, 1 G, and 1 H show deposit generation in the vicinity of the discharge port when using a thermal ink jet recording device.
- Fig. 1A shows a state where film-like bubbles 6 are formed on the heater 1
- Fig. 1B, 1C, 1D, 1E, 1F, 1G and 1H respectively Figure 1B is about 1 ⁇ sec
- Figure 1C is about 2.5 ⁇ sec
- Figure 1D is about 3 sec
- Figure 1 ⁇ is about 4 ⁇ sec
- Figure 1F is about 4.5
- Fig. 1G shows the state after about 6 ⁇ s
- Fig. 1G shows the state after about 6 ⁇ s
- FIG. 1B shows the state after about 9 ⁇ s.
- the hatched portions in the horizontal direction indicate orifice plates or flow path walls.
- bubbles 6 are generated inside the ink flow path 2 on the heater 1 as the heater 1 is energized based on a recording signal or the like.
- the temperature of the ink in the vicinity of heater 1 rises to about 200 ° C.
- the dispersion of the pigment dispersion occurs, causing phenomena such as peeling of the dispersant from the pigment and fragmentation of the pigment.
- pigments with unstable dispersion are present in the ink.
- the ink containing the monoazo pigment having low thermal stability the dispersion failure occurs rapidly and excessively, so that there are many pigments in which the dispersion state becomes unstable.
- the volume of the bubble 6 rapidly expands in about 2.5 ⁇ sec.
- the ink whose temperature has risen is cooled.
- the pigment whose dispersion state has become unstable cannot maintain the dispersion state, and aggregation of the pigment occurs, and a pigment that precipitates in the ink appears.
- Some of the pigment agglomerates 4 thus deposited are ejected in the state of being contained in the ink droplets 5 from the ejection outlet 3, but remain in the ink flow path 2 and flow. Some stick to the road wall. In this way, it is considered that aggregates 4 deposited in the ink deposit on the channel wall by repeating the ink discharge shown in Fig. L'A ⁇ 1 1.
- the ink containing the monoazo pigment contains an agglomeration inhibitor that suppresses agglomeration after being dispersed and broken due to an increase in the temperature of the ink.
- 2A, 2 8 and 20 are schematic views showing the action of the aggregation inhibitor in the vicinity of the heater when a thermal type ink jet recording apparatus is used. 2A to 2C, respectively.
- Figure 2A shows the state before energization of the heater based on the recording signal, etc.
- Figure 2B shows energization of the heater until film-like bubbles are generated.
- Fig. 2C shows the state until ink is ejected as the bubble grows.
- the heater temperature rises due to energization of the heater, and the ink temperature rises inside the ink flow path. Then, in the ink whose temperature has risen, the dispersion of the pigment dispersion occurs as described above, and phenomena such as peeling of the dispersant 8 that contributes to the dispersion of the pigment 7 and the fragmentation of the pigment 7 occur from the pigment 7. .
- the ink contains an aggregation-inhibiting substance
- the pigment 7 aggregates on the part where the dispersant 8 is peeled off or the part where the surface of the pigment is exposed due to fragmentation. Inhibitor 9 coordinates.
- the ink whose temperature has increased is cooled.
- the pigment 7 whose dispersion state becomes unstable cannot maintain the dispersion state, and pigment aggregation occurs.
- the aggregation-inhibiting substance 9 is coordinated with the pigment 7, and the dispersion state can be maintained to some extent. As a result, it is considered that aggregates precipitated in the ink can be reduced.
- the ink according to the present invention it is essential for the ink according to the present invention to contain an aggregation inhibitor.
- an aggregation-inhibiting substance is not particularly limited as long as it is a compound capable of coordinating with the part of the pigment from which the dispersant has been peeled off or where the surface is exposed. Yes.
- a nonionic surfactant, an ionic surfactant, 1,2-alkanediol, glycol monoalkyl ether, or the like can be used.
- nonionic surfactant polyoxyethylene glycerin fatty acid ester, sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene sorbit fatty acid ester, polyoxyethylene fatty acid ester, polyoxyethylene alcoholyl etherate, polyoxyethylene
- examples thereof include polyoxypropylene alcoholate, polyoxyethylene alcoholinoate, and acetylene glycol surfactants.
- 1,2-alkanediol The following can be used for 1,2-alkanediol. Specific examples include 1,2-pentanediol, 1,2-hexanediol, 1,2-heptanediol, 1,2-octanediol, and the like.
- glycol monoalkyl ether As the glycol monoalkyl ether, the following can be used. Specifically, for example, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monobutino enoate, and triethylene glycol mono mono butyl enoate are listed.
- 1,2-alkanediol which is a substance having a weak property like a surfactant, specifically, having 5 or 6 carbon atoms, 1 , 2-pentanediol and 1,2-hexanediol are particularly preferred.
- the content of the aggregation-inhibiting substance varies depending on the surface state of the pigment, the content of the resin functioning as a dispersant for dispersing the pigment, and the type of the aggregation-inhibiting substance. In the present invention, by setting the content within the above range, it is possible to sufficiently suppress the generation of deposits in the ink flow path and in the vicinity of the discharge port. Although the generation of deposits can be somewhat suppressed even when the ratio of the content of the aggregation-inhibiting substance and the pigment is less than 0.4 times, it does not reach the standard until sufficient ejection stability is obtained. There is.
- the ratio of the content of the aggregation-inhibiting substance to the pigment is 1.3 times or more, even if 1,2-alkanediol, which is an aggregation-inhibiting substance that has weak properties like a surfactant, is used, the pigment May disperse the dispersant. For this reason, the storage stability of the ink may be reduced, and in some cases, the generation of deposits in the ink flow path and in the vicinity of the ejection port may not be suppressed.
- the content is 0.4% by mass or more and 10.0% by mass or less based on the content (% by mass) of the aggregation inhibitor and the total mass of the ink. If the content exceeds 10.0% by mass, the storage characteristics of the ink may decrease, or the viscosity of the ink may increase, and the ejection characteristics may decrease. In addition, when the content is less than 0.4% by mass, it may not be possible to suppress the generation of deposits in the ink flow path and in the vicinity of the ejection port.
- JP-A-9-165538, JP-A-7-157698 and JP-A-2001-354888 have a description relating to an ink containing a substance corresponding to the aggregation-inhibiting substance of the present invention.
- Japanese Laid-Open Patent Publication No. 9-165538 aims to prevent clogging and maintain stable ejection.
- Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-157698 aims to prevent bleed and to reduce the flammability, foul odor and volatility of the ink.
- JP 2001-3 Japanese Patent No. 54888 aims to prevent deposits from adhering to the vicinity of the ink discharge nozzle and to obtain excellent permeability.
- JP-A-9-165538 and JP-A-7-1 5.7698 the pigment represented by the general formula (1) essential in the present invention is not used as the coloring material. .
- a monoazo pigment represented by the general formula (1) is used in the examples of JP-A-2001-354888.
- Japanese Patent Laid-Open No. 2001-354888 describes that it is preferable to use a piezo-type ink jet recording apparatus, and in the examples, only the piezo-type ink jet recording apparatus is used.
- 2001-3 54888 describes that a substance corresponding to the aggregation-inhibiting substance of the present invention can increase the permeability, suppress an increase in ink viscosity, and increase the amount of moisturizing agent added. ing.
- a humectant suppresses ink drying, prevents ink solidification at the discharge nozzle, and provides discharge stability.
- the clogging of the nozzle mentioned in the technical problem is a phenomenon of precipitation of pigment due to evaporation of water near the nozzle, which is a conventional problem. That is.
- the effect of adding these can be obtained, and water or water can be used within a range that does not impair the object effect of the present invention.
- An aqueous medium that is a mixed solvent with various water-soluble organic compounds can be used.
- the above-mentioned aggregation-inhibiting substances are part of substances classified as water-soluble organic compounds (specifically 1,2-alkanediols, glycol monoalkylamines). Ters).
- the following water-soluble organic compounds can be used.
- the above water-soluble organic compounds can be used singly or as a mixture.
- the water-soluble organic compounds that can be used in the present invention include compounds that are solid at room temperature.
- the content (mass) of the water-soluble organic compound is preferably 5.0% by mass or more and 16.5% by mass or less based on the total mass of the ink.
- the water content is preferably 68.5 mass% or more and 90.0 mass% or less, and more preferably 73.0 mass% or more and 80 mass% or less with respect to the total mass of the ink. 0 Mass. / 0 or less is preferable.
- the water-soluble organic compound that can be used in the ink according to the present invention is not particularly limited as long as it has ink jet suitability as described above.
- the present inventors suppress the generation of deposits in the ink flow path and in the vicinity of the discharge port even when the amount of ink discharged is large, that is, more stable discharge stability over a long period of time.
- the ink can solve the above-described problems effectively by including a poor solvent for the dispersant, among the water-soluble organic compounds described above.
- the aggregation-inhibiting substance 9. is coordinated not only in the part where the dispersant 8 is peeled off in the pigment 7 but also in the part where the surface of the pigment is exposed due to the fragmentation. To do. As a result, depending on the type of aggregation-inhibiting substance and its content in the ink, the dispersant 8 may peel off from the pigment 7.
- the ink contains a poor solvent for Dispersant 8
- the coordinating power of the dispersant 8 on the surface of the pigment 7 is more dominant than the affinity with the aqueous medium constituting the ink.
- the aggregation-inhibiting substance 9 is coordinated to the dispersant 8, it is difficult to peel off from the pigment 7, so that the dispersion stability of the pigment can be kept higher.
- the water-soluble organic compound that is a poor solvent for the dispersant is not particularly limited as long as it exhibits the above-described actions.
- the determination of the poor solvent for the dispersant is intended for compounds other than the surfactant among the water-soluble organic compounds.
- an aqueous solution containing 50% by mass of a water-soluble organic compound to be determined and 45% by mass of water and 5% by mass of a dispersant used for ink is prepared.
- the turbidity of the aqueous solution when the prepared aqueous solution is stored at 60 at 24 hours is the turbidity of the aqueous solution containing 50% by mass of the water-soluble organic compound and 50% by mass of water.
- the following method was used to determine whether or not the water-soluble organic compound used was a poor solvent for a certain dispersant.
- the following two types of aqueous solutions A and A containing a water-soluble organic compound to be judged and an aqueous solution B containing the water-soluble organic compound are prepared.
- Aqueous solution A An aqueous solution having a composition of 50% by mass of the water-soluble organic compound to be determined, 5% by mass of the dispersant, and 45% by mass of water.
- Aqueous solution B An aqueous solution having a composition containing 50% by mass of the water-soluble organic compound to be judged and 50% by mass of water.
- water-soluble organic compound which is a poor solvent used in the present invention examples include polyethylene glycol (molecular weight 100 0 0), 1,5-pentanediol, 1,2-hexanediol and the like.
- polyethylene glycol molecular weight 100 0 0
- 1,5-pentanediol 1,2-hexanediol and the like.
- the present invention is not limited to the specific examples of the poor solvent described above.
- the content of the water-soluble organic compound which is a poor solvent for the dispersant, can suppress the generation of deposits in the ink flow path and in the vicinity of the discharge port and can improve the storage stability of the ink or ink.
- it is not particularly limited.
- the content (mass%) based on the total mass of the ink of the poor solvent and the content (mass) based on the total mass of the pigment ink are 0.8 times or more and 4.0 times. The following is preferable.
- the ratio of the content of the poor solvent and the pigment is less than 0.8 times, the affinity between the hydrophilic part constituting the resin as the dispersant and the aqueous medium constituting the ink is increased.
- the peeling of the dispersant from the pigment which is caused by the coagulation inhibitor coordinating with the dispersant, may not be sufficiently suppressed.
- the ratio of the content of the poor solvent and the pigment exceeds 4.0 times, the storage stability of the ink may not be obtained.
- the content (mass%) of the poor solvent is particularly preferably not less than 3.0 mass% and not more than 10.0 mass ° / 0 , based on the total mass of the ink. If the content is less than 3.0% by mass or exceeds 10% by mass, the above-mentioned effect may not be obtained sufficiently.
- the effect of the ink containing a water-soluble organic compound that is a poor solvent for the dispersant is represented by the following general formulas (2) to (4). It has been found that it can be obtained remarkably when it contains a coagulation inhibitor in combination with a poor solvent. This is because these substances are particularly surfactant-like among the aggregation-inhibiting substances.
- an ink containing a combination of a poor solvent and an aggregation inhibitor represented by the general formulas (2) to (4) is more effective than an ink not containing the poor solvent. This is thought to be due to the fact that the agglomeration becomes large and aggregation can be effectively suppressed.
- R is an alkyl group having 10 to 22 carbon atoms, [ ⁇ ] is an ethylene oxide chain, and ⁇ is an integer of 5 to 45.)
- R is an alkyl group having 10 to 22 carbon atoms, [ ⁇ ] is an ethylene oxide chain, and m is an integer of 5 to 45.
- R is an alkyl group having 10 to 22 carbon atoms
- [EO] is an ethylene chain
- [PO] is a propylene oxide chain
- o is 2 to 10
- ⁇ is an integer from 5 to 40.
- the alkyl group has a carbon number in the range of 10 to 22, and an ethylene oxide chain.
- a propylene oxide chain having a chain length of 5 or more and 45 or less can be used.
- polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene polyoxypropylene alkynol ether, polyoxyethylene alkyl phenyl ether, and the like can be used.
- polyoxyethylene cetinole ether, polyoxyethylene polyoxypropylene cetyl ether, polyoxyethylene nonyl phenyl ether and the like can be mentioned.
- the present invention is not limited to these.
- the content of the compounds represented by the general formulas (2) to (4) is not particularly limited as long as the effects described above are obtained.
- the ink according to the present invention must contain a pigment represented by the following general formula (1).
- the pigment represented by the general formula (1) is a monoazo pigment, as is clear from its structure.
- R 2 , R 3 , R 4 , R 5 and R 6 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, a fluoroalkyl group having 1 to 3 carbon atoms, or a carbon number.
- the pigment represented by the general formula (1) includes the following: a rucarbamoyl group, a fullerene group, an iminodicarbol group, or a carboxylic acid ester group. It is done. Of course, the present invention is not limited to these.
- CI pigment yellow 74 because the effect of the aggregation inhibitory substance is most noticeable.
- Pigment content (% by mass), 0.1 mass based on the total mass of ink. /. ⁇ 1 5 0% by mass, or even 1.0% by mass. /. It is preferable to set it to 10.0 mass%. This is because the dispersion state of the pigment dispersion in the ink can be sufficiently maintained by setting the content in the above-described range.
- the ink according to the present invention it is preferable to use the above-mentioned monoazo pigment whose surface is treated with a natural resin and Z or a natural resin derivative. This is because it is possible to increase the hydrophobicity of the pigment surface and increase the adsorptivity between the pigment and the dispersant by treating the pigment with resin and Z or a natural resin derivative. As a result, even when the ink contains an aggregation-inhibiting substance having properties such as the above-described surfactant, it is possible to suppress the action of peeling the dispersant from the pigment in the ink. Furthermore, it is possible not only to suppress the generation of deposits in the ink flow path and in the vicinity of the ejection port, but also to improve the storage stability of the ink.
- the natural resin and the natural resin derivative that can be used in the present invention are not particularly limited as long as they are substances that can increase the hydrophobicity of the pigment surface by being added at the time of pigment synthesis.
- rosin resin, terpene resin, shellac resin and derivatives thereof can be used.
- rosin resin a polymerized resin acid collected from a pine family can be used.
- resin acid include a mixture of components such as abietic acid and its analogs, for example, dihydroabietic acid, dehydroabietic acid, and anhydrous abietic acid.
- terpene resin a thermoplastic oligomer obtained by purifying and polymerizing turpentine oil obtained from pine trees and orange oil obtained from citrus peel can be used.
- turpentine oil include a mixture mainly composed of ⁇ -vinene, 3-pinene, and the like.
- Orange oil is a mixture mainly composed of limonene or the like.
- shellac resin a polymer of a number of resin acid mixtures extracted from the secretion of the shellworm of Larva is used.
- the resin acid mixture include resins formed by ester bonding of allelic acid, jaralic acid, lacqueric monouric acid and the like.
- the processing amount of the natural resin and / or natural resin derivative to the pigment is 3.0% to 20.0% with respect to the pigment content based on the total mass of the ink. Preferably, it is 5.0% to 15.0%. If the treatment amount is less than 3.0%, it may not be possible to effectively suppress the generation of deposits in the ink flow path and in the vicinity of the ejection port, or to further improve the storage stability of the ink. is there. If the treatment amount is more than 20.0%, the natural resin and / or natural resin derivative may dissolve into the ink, and the discharge port surface of the recording head may get wet, so that the discharge stability may not be obtained. .
- the method for treating the pigment surface with the natural resin and the natural resin derivative is, for example, when the pigment dispersion is prepared, the natural resin and / or the natural resin is added to the pigment dispersion and sufficiently stirred.
- the natural resin and / or the natural resin is added to the pigment dispersion and sufficiently stirred.
- there are methods such as attaching a natural resin and / or a natural resin to the pigment surface.
- the present invention is not limited to this.
- the ink according to the present invention must contain a dispersant in order to disperse the monoazo pigment in the aqueous medium.
- a dispersant it is preferable to use a resin capable of stably dispersing a monoazo pigment in an aqueous medium by the action of an anionic group.
- a self-dispersing pigment that can disperse the pigment without using a dispersant can also be used. Also in this case, it is preferable to use a dispersant in combination in order to obtain more stable dispersibility. .
- Styrene monoacrylic acid copolymer styrene monoacrylic acid-alkyl acrylate ester copolymer, styrene monomaleic acid copolymer, styrene monomaleic acid— Acrylic acid alkyl ester copolymer, Styrene-methacrylic acid copolymer, Styrene-methacrylic acid monoacrylic acid alkyl ester copolymer, Styrene monomaleic acid half ester copolymer, Vinyl naphthalene-acrylic acid copolymer Vinyl naphthalene monomaleic acid copolymer, styrene monomaleic anhydride monomaleic acid half ester copolymer or salts thereof.
- dispersant it is preferable to use a dispersant having a weight average molecular weight of 1, 00 0 to 30, 0, 0, or 3, 0 0 0 to 1 5, 0 0 0.
- the content (mass%) of the dispersant is preferably 0.3 times or more and 2.0 times or less with respect to the pigment content, based on the total mass of the ink.
- the content of the dispersant is preferably 0.3 times or more times the content of the pigment, it is sufficient for the dispersant to be adsorbed to the pigment again even when the dispersant is peeled off from the pigment. Can be rubbed with content.
- the content of the dispersant exceeds 2.0 times the content of the pigment, the dispersant does not adsorb to the pigment, and the dispersant is present more than necessary.
- the discharge stability may deteriorate due to an increase in the viscosity of the ink accompanying the evaporation of water from the nozzle tip, or due to the dispersant adhering to the discharge head of the recording head.
- the effects obtained by adding these can be obtained, and a moisturizing agent is further added as necessary within the range that does not impair the object effects of the present invention. be able to.
- surfactants, antifoaming agents, antiseptics, antifungal agents, and the like may be added.
- it is preferable to adjust the physical property value of the ink so as to have a desired viscosity and pH in order to obtain good ejection properties when the ink is applied to an ink jet recording apparatus.
- the ink according to the present invention can be preferably used even when an ink set is combined with other inks.
- the ink of the present invention described above is at least one kind different in hue from the ink.
- the hues of the inks having different hues are not particularly limited.
- the ink having a different hue is at least one selected from the group consisting of magenta, cyan, red, green, blue and black.
- magenta, cyan, red, green, blue and black One ink is sufficient.
- the color material that can be used for inks having different hues is not particularly limited, and conventionally known dyes, pigments, and the like can be used.
- An ink cartridge suitable for performing recording using the ink of the present invention includes an ink cartridge having an ink containing portion for containing these inks.
- a recording apparatus suitable for recording using the ink according to the present invention provides thermal energy and mechanical energy corresponding to a recording signal to ink in an ink storage section of a recording head having an ink storage section. And an apparatus for generating ink droplets by the energy.
- the present invention provides an excellent effect in an ink jet recording apparatus (a thermal ink jet recording apparatus) that ejects ink from a recording head by the action of thermal energy.
- Pigment Dispersion 1 having a pigment solid content of 12.5% and a weight average particle size of 120 ⁇ m was obtained.
- 2-Methoxy-4_-troaniline (187.8 parts) was added to a mixed aqueous solution of 1,300 parts of water and 290 parts of 35% aqueous hydrochloric acid and stirred. The obtained aqueous solution was cooled to 0 ° C., and then 80 parts of sodium nitrite was added for diazotization.
- 2-Methylacetoacetanilide 241.8 parts were added to 5,000 parts of water, and then 48 parts of sodium hydroxide was added and dissolved together. Next, to this aqueous solution, a mixed liquid of 96 parts of acetic acid and 196 parts of water was added to precipitate crystals, thereby obtaining a suspension of the coupling component.
- the clear aqueous solution of diazo was added to the acidic suspension of the above-mentioned force pulling component at 15 ° C. within 30 minutes to 2 hours at 15 ° C. with stirring.
- Pigment dispersion 2 The materials shown below were charged into a batch type vertical sand mill (manufactured by IMEX), filled with 150 parts of 0.3 mm diameter zirconia beads, and dispersed for 5 hours while cooling with water. Coarse particles were removed by centrifuging the resulting dispersion. As a final preparation, Pigment Dispersion 2 having a pigment solid content of 12.5% and a weight average particle size of 125 nm was obtained.
- Aqueous solution ⁇ An aqueous solution having a composition of 50% by mass of the water-soluble organic compound to be judged, 5% by mass of the dispersant, and 45% by mass of water.
- Aqueous solution B An aqueous solution having a composition containing 50% by mass of the water-soluble organic compound to be judged and 50% by mass of water.
- Table 2 shows the pigment, dispersant, water, aggregation inhibitory substance, water-soluble organic compound, content of poor solvent, ratio of aggregation inhibitory substance to pigment, and ratio of poor solvent to aggregation inhibitory substance in each ink. The ratio and the ratio of poor solvent to pigment are also shown.
- Each ink obtained above was mounted on an inkjet recording device BJF 900 (manufactured by Canon), and a 19 cm x 26 cm solid pattern was printed on 300 sheets of A4 paper. .
- a nozzle check pattern is printed after printing the 20th and 3rd 0th sheets. The obtained nozzle check pattern was visually observed.
- the criteria for evaluating discharge stability are as follows. Table 3 shows the evaluation results.
- A The check pattern is not disturbed and can be printed normally.
- the rate of change in absorbance is less than 2%.
Landscapes
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Description
インク、 インクセット、 インクジェット記録方法、 インクカートリッジ及ぴ インクジェッ ト記録装置 技術分野
本発明は、 熱エネルギーの作用により記録へッドからインクを吐出するイン クジエツト記録方法に用いられるインク、 該インクを用いたインクカートリツ 明
ジ、ィンクジェット記録方法、及びィンク'ジェット記録装置に関する。特には、 特定の構造を有する色材を含有するィンクの吐出安定性を向上することができ 書
高い保存安定性、 更には高い発色性が得られるインク、 該インクを用いたイン クカ一トリッジ、 ィンクジェット記録方法、 及びィンクジヱット記録装置に関 する。
背景技術
ィンクジェット記録方法は、 インクを紙等の記録媒体に付与して画像を形成 する記録方法であり、 安価な装置で、 高解像度、 高速で印刷可能であるという 特徴を有する。 近年では、 カラー画像を容易に形成できる手段として広く普及 しており、 より高品位なカラー画像への要望が高まっている。
インクジュット記録方法に用いるインクの色材には、 現在でも様々な顔料が 用いられている。 特に、 ァゾ顔料は着色力に優れ、 更にコスト面でも有利であ るため、 様々な開発が進められている。 .
例えば、 構造の異なる 2種の黄色モノァゾ顔料が混在するように顔料を合成 し、 得られた組成物を含有するインクを用いることで、 耐光性、 耐熱性を向上 させるという提案がある(例えば、特開平 1 0— 1 5 8 5 5 5号公報参照)。又、 純度が 9 0 %以上のモノァゾ顔料を用いることで、 インクの保存安定性を向上 させるという提案がある (例えば、 特開 2 0 0 4— 1 2 3 8 6 6号公報参照)。 又、色材として顔料を用いたインクジエツト用インクの信頼性 (保存安定性、
吐出安定性等) や画像品位 (定着性、 マーカー性等) を向上することを目的と した種々の提案がある。 例えば、 アルキレンオキサイド鎖を有する化合物を含 有するインクを用いることで、 吐出性能を向上し、 記録ヘッドに設けられた微 細なインクの吐出口 (オリフィス) の目詰まりを防止することに関する提案が ある (例えば、 特開平 9— 1 6 5 5 3 8号公報参照)。 又、 インクの浸透性を向 上させることを目的として、 1 , 2—アルカン.ジオールや、 グリコールモノエ —テルを含有するインクに関する提案がある (例えば、 特開平 7— 1 5 7 6 9 8号公報及び特開 2 0 0 1— 3 5 4 8 8 8号公報参照)。
上記したように、 特に最近では、 色材と共にインク中に含有される、 水溶性 有機溶剤や添加剤等に注目して、 これらの特性や含有量に関する工夫をするこ とで、 上記した課題を解決することが主流となっている。 発明の開示
本発明者らは、 色材としてモノァゾ顔料を含有するインクを、 熱エネルギー の作用により記録へッドからインクを吐出するインクジェット記録装置(以後、 サーマルタイプのインクジエツト記録装置等と呼ぶことがある) に搭載して、 吐出安定性の評価を行った。 その結果、 インクを連続して吐出させたところ、 吐出されたインクの体積が徐々に減少する、 記録媒体への着弾位置がずれる等 の現象が起こる、 即ち、 吐出安定性が悪化する場合があることがわかった。 そこで、 本発明者らは、 吐出安定性が悪化した原因を解明するために、 記録 ヘッドのインク流路を経て、 吐出口から吐出されるまでの間で、 インクが含有 する顔料分散体がどのように変化しているかということに着目して検討を行つ た。
その結果、 数多くある顔料分散体の中でも特に、 熱安定性が低いモノァゾ顔 料分散体は、 インク滴を吐出させる際にかかる熱によって起こる顔料分散体の 分散破壊が、 急速に、 且つ過剰に起きることが主原因であることが判明した。
即ち、 吐出安定性の悪化は、 今までにも知られていたインクの吐出口 (オリ フィス) の目詰まりが原因として発生するのではない。 熱安定性が低いモノァ ゾ顔料を色材として含有するインクに熱がかかり、 インクが昇温すると、 顔料 分散体の分散破壊が急速に、 そして過剰に起こる。 その結果、 インク流路内及 び吐出口近傍に堆積物が付着し、 該堆積物が記録ヘッ ドのインク流路を塞ぐこ とで、 吐出安定性が悪化することがわかった。
上記した現象は、従来では確認されることがなかった現象であり、本発明は、 この知見に基^^いてなされたものである。
従って、 本発明の目的は、 熱エネルギーの作用により記録ヘッドからインク を吐出するインクジェット記録方法に用いられるインクにおいて、 吐出安定性 を向上することができるインク、 更には、 高い保存安定性、 発色性が得られる インクを提供することにある。
又、 本発明の別の目的は、 前記インクを用いたインクセット、 インクカート リッジ、 インクジェット記録方法、 ィンクジェット記録装置を提供することに ある。
上記の目的は以下の本発明によって達成される。 即ち、 本発明にかかるイン クは、 熱エネルギーの作用により記録へッドからインクを吐出するインクジヱ ット記録方法に用いられるインクにおいて、 前記インクが、 下記一般式 (1 ) 'で表される顔料、 分散剤、 水溶性有機化合物、 及び前記顔料が分散破壊した後 の凝集を抑制する凝集抑制物質を含有し、 前記凝集抑制物質のインク全質量を 基準とした含有量 (質量%) 力 前記顔料のインク全質量を基準とした含有量 (質量%) に対して、 0 . 4倍以上 1 . 3倍未満であることを特徴とする。 一般式 (1 )
(一般式 (1) 中、 I^、 R2、 R3、 R4、 R5及び R 6はそれぞれ独立に、 水素 原子、 炭素数 1〜3のアルキル基、 炭素数 1〜 3のフルォロアルキル基、 炭素 数 1〜3のアルコキシル基、 ハロゲン原子、 ニトロ基、 スルホン酸基又はその アルカリ土類金属塩、 N—フエニルアミノスルホニル基、 カルボキシル基又は そのアルカリ土類金属塩、 カルボアミ ド基、 N—フエ二ルカルバモイル基、 ゥ レイレン基、 ィミノジカルボニル基又はカルボン酸エステル基である。) 又、 本発明の別の実施態様にかかるインクは、 熱エネルギーの作用により記 録へッドからインクを吐出するインクジエツト記録装置に用いるインクカート リッジに供給されるインクにおいて、 前記インクが、 色材として C. I. ビグ メントイエロー 74を含有し、 更に、 前記インク力 前記 C. I . ビグメント イェロー 74が分散破壊した後の凝集を抑制する凝集抑制物質を含有し、 前記 凝集抑制物質のインク全質量を基準とした含有量 (質量%) 力、 前記 C. I . ビグメントイエロ一 74のインク全質量を基準とした含有量 (質量%) に対し て、 0. 4倍以上 1. 3倍未満であることを特徴とする。
又、 本発明の別の実施態様にかかるインクセットは、 複数のインクを有する
インクセットにおいて、 上記構成のインクと、 前記インクと色相が異なる少な く.とも 1種のインクとを含むことを特徴とする。
又、 本発明の別の実施態様にかかるインクジェット記録方法は、 インクをィ ンクジエツト記録方法で吐出する工程を有するインクジエツト記録方法におい て、 前記インクが、 上記構成のインクであることを特徴とする。
又、 本発明の別の実施態様にかかるインクカートリッジは、 インクを収容す るインク収容部を備えたインクカートリッジにおいて、 前記インクが、 上記構 成のィンクであることを特徴とする。
又、 本発明の別の実施態様にかかるインクジェット記録装置は、 インクを収 容するインク収容部と、 インクを吐出するための記録ヘッドとを備えたインク ジェット記録装置において、 前記インクが、 上記構成のインクであることを特 ί敫とする。
本発明は、 熱安定性が低いモノァゾ顔料を含有するインクを、 熱エネルギー の作用により記録へッドからインクを連続して吐出させる際に生じる、 堆積物 の付着による吐出安定性の悪化という固有の課題を解決する。 更には、 高い保 存安定性、 発色性を得ることができる。
本発明によれば、 熱エネルギーの作用により記録へッドからインクを吐出す るインクジヱット記録方法に用いられるインクにおいて、 吐出安定性を向上す ることができるインク、 更には、 高い保存安定性、 発色性が得られるインクを 提供することができる。
又、 本発明の別の実施態様によれば、 前記インクを用いたインクセット、 ィ ンクカートリッジ、 インクジェット記録方法、 インクジェッ ト記録装置を提供 することができる。 図面の簡単な説明
図 1 A、 1 B、 1 C、 1 D、 1 E、 1 F、 1 G及び 1 Hは、 堆積物発生のメ
力二ズムを示す模式図である。
図 2 A、 2 8及び2〇は、 凝集抑制物質の作用を示す模式図である。 発明を実施するための最良の形態
以下に、 本発明の好ましい実施の形態を挙げて、 詳細に説明する。
本発明者らは、 インク流路内及び吐出口近傍に堆積物が付着する原因を追求 する過程で、 上記した現象が起きる原因の 1つに、 インクを吐出する際にイン クにかかる熱が影響すると考えた。 そこで、 サーマルタイプのインクジェット 記録装置を用いた場合にインク流路内及び吐出口近傍に堆積物が付着するイン クを用いて、 以下の実験を行った。' 具体的には、 前記したインクを、 電歪素子 を用いて電気信号を機械信号に変換し、 力学的エネルギーの作用により記録へ ッドからインクを吐出するインクジェット記録装置 (以後、 ピエゾタイプのィ ンクジェット記録装置等と呼ぶことがある) に搭載した。 そして、 吐出安定性 の評価を行った。 その結果、 インクを長時間連続して吐出させても、 吐出され たインクの体積は変化せず、 又、 吐出が乱れることなく安定な状態を保った。 そこで、 本発明者らは、 インク流路内及び吐出口近傍に堆積物が付着する現 象は、 サーマルタイプのインクジェット記録装置を用いて、 熱安定性が低いモ ノアゾ顔料を含有するインクを吐出する場合に特有に生じる問題であると確信 した。
このようにして得られた知見をもとに、 サーマルタイプのインクジェット記 録装置を用いてインクを吐出する過程で起こる現象を確認できるような模擬実 験を行った。 その結果、 堆積物を発生させる最大の原因は、 インク流路内にお いて以下に述べるような現象が起きていることであるという結論に至った。
(堆積物が発生するメカニズム)'
図 1 A、 1 B、 1 C、 1 D、 1 E、 1 F、 1 G及び 1 Hは、 サ一マルタイプ のインクジエツト記録装置を用いる場合に、 吐出口の近傍における堆積物発生
のメカニズムを示す模式図である。 図 1 A〜1 Hにおいて、 図 1 Aはヒータ 1 上に膜状の気泡 6が生成した状態、 図 1 B、 1 C、 1 D、 1 E、 1 F、 1 G及 び 1 Hはそれぞれ、 図 1 Bは約 1 μ秒後、 図 1 Cは約 2 . 5 μ秒後、 図 1 Dは 約 3 秒後、 図 1 Εは約 4 μ秒後、 図 1 Fは約 4 . 5 μ秒後、 図 1 Gは約 6 μ 秒後、 図 1 Ηは約 9 μ秒後、 の状態を示す。 尚、 図 1 Α〜 1 Ηにおいて水平方 向にハツチン.グを施した部分は、 オリフィスプレート又は流路壁を示す。 まず、図 1 Αに示すように、記録信号等に基づいたヒータ 1への通電に伴い、 ヒータ 1上のインク流路 2の内部に気泡 6が生成する。 この際、 ヒータ 1近傍 のインクの温度は約 2 0 0 °Cまで上昇する。 そして、 温度が上昇したインク中 では、 顔料分散体の分散破壊が起こり、 顔料からの分散剤の剥離、 顔料の小片 化等の現象が起きる。 その結果、 分散状態が不安定になった顔料がインク中に 混在して存在することになる。 この時、 熱安定性が低いモノァゾ顔料を含有す るインク中には、 分散破壊が急速に、 そして過剰に起きるため、 分散状態が不 安定になつた顔料が数多く存在することになる。
その後、 図 1 B及び 1 Cに示すように、 約 2 . 5 μ秒の間に、 気泡 6は急激 にその体積が膨張する。 これに伴って、 温度が上昇したインクは冷却される。 ィンクの温度が低下するのにつれて、 分散状態が不安定になった顔料は分散状 態を維持することができなくなり、 顔料の凝集が起こり、 ィンク中に析出する 顔料が現れるようになる。 このようして析出した顔料の凝集物 4の一部は、 吐 出口 3からインク滴 5中に含まれた状態で吐出されるものもあるが、 インク流 路 2の内部に残留して、 流路壁に付着するものもある。 このように、 図 l' A〜 1 Ηに示すィンク吐出を繰り返すことで、 ィンク中に析出した凝集物, 4が流路 壁に堆積していくものと考えられる。
(顔料が分散破壊した後の凝集を抑制する凝集抑制物質作用)
ここで、 モノァゾ顔料を含有するインクが、 インクの温度が上昇することに より分散破壊した後の凝集を抑制する凝集抑制物質を含有することで、 堆積物
の発生を抑制し、 その結果、 吐出安定性が向上する理由について述べる。 図 2 A、 2 8及び2 0は、 サ一マルタイプのインクジェット記録装置を用い る場合に、 ヒータの近傍における凝集抑制物質の作用を示す模式図である。 図 2 A〜2 Cはそれぞれ、 図 2 Aは記録信号等に基づいたヒータへの通電が行わ れる前の状態、 図 2 Bはヒータへの通電が開始され、 膜状の気泡が生成するま での状態、 図 2 Cは気泡の成長に伴ってインクが吐出されるまでの状態、 を示 す。
まず、 図 2 Aに示すように、 ヒータへの通電によりヒータの温度が上昇し、 インク流路の内部においてインクの温度が上昇する。 そして、 温度が上昇した インク中では、 上記したように顔料分散体の分散破壊が起こり、 顔料 7から、 顔料 7の分散に寄与する分散剤 8の剥離、 顔料 7の小片化等の現象が起きる。 ここで、 インクが凝集抑制物質を含有する場合、 図 2 Bに示すように、 顔料 7 において、 分散剤 8が剥離した部分や、 小片化により顔料の表面が剥ぎ出しに なった部分に、 凝集抑制物質 9が配位する。 その後、 気泡の体積の膨張に伴つ て、温度が上昇したインクは冷却される。インクの温度が低下するのにつれて、 分散状態が不安定になった顔料 7は分散状態を維持することができなくなり、 顔料の凝集が起こる。 しかし、 図 2 Cに示すように、 インクが凝集抑制物質を 含有するので、 顔料 7には凝集抑制物質 9が配位することになり、 分散状態を ある程度維持することができる。 この結果、 インク中に析出する凝集物を低減 することが可能になるものと考えられる。
<インク〉
以下、 本発明にかかるィンクを構成する成分等について詳細に述べる。 (凝集抑制物質)
本発明にかかるインクは、 凝集抑制物質を含有することが必須である。 かか る凝集抑制物質は、 顔料において分散剤が剥離した部分や、 表面が剥き出しに なつた部分に配位することができる化合物であれば特に限定されるものではな
い。. 本発明においては、 具体的には、 例えば、 ノ-オン性界面活性剤、 ァニォ ン性界面活性剤、 1 , 2—アルカンジオール、 グリコールモノアルキルエーテ ル等を用いることができる。
ノニオン性界面活性剤は、 以下のものを用いることができる。 具体的には、 例えば、 ポリオキシエチレングリセリン脂肪酸エステル、 ソルビタン脂肪酸ェ 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 ソルビット脂肪酸エステル、 ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、 ポリオキシ エチレンァノレキルエーテノレ、 ポリオキシエチレンポリォキシプロピレンァノレキ ノレエーテノレ、 ポリオキシエチレンァノレキ ァリーノレエーテノレ、 アセチレングリ コール系界面活性剤が挙げられる。
ァニオン性界面活性剤は、 以下のものを用いることができる。 具体的には、 例えば、 アルキル硫酸塩、 アルキルァリール硫酸塩、 ポリオキシエチレンアル キルエーテル硫酸塩、 アルキルスルホ酢酸塩、 脂肪酸塩、 アルキルァリール力 ルボン酸塩、ポリォキシエチレンアルキルエーテルカルボン酸塩が挙げられる。
1 , 2—アルカンジオールは、 以下のものを用いることができる。 具体的に は、 例えば、 1, 2—ペンタンジオール、 1 , 2—へキサンジオール、 1, 2 —ヘプタンジオール、 1 , 2 _オクタンジオール等が挙げられる。
グリコ一ルモノアルキルエーテルは、 以下のものを用いることができる。 具 体的には、 例えば、 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 コーノレモノブチノレエーテノレ、 トリエチレングリコーノレモノブチノレエーテノレが挙 げられる。
しかし、 界面活性剤のような性質が高いほど、 インク中において顔料から分 散剤を剥離してしまう場合がある。 従って、 本発明においては、 上記した凝集 抑制物質の中でも、 界面活性剤のような性質が弱い物質である 1 , 2—アル力 ンジオール、 具体的には、 炭素数が 5又は 6である、 1, 2—ペンタンジォー ル、 1 , 2—へキサンジオールを用いることが特に好ましい。
本発明においては、 凝集抑制物質のインク全質量を基準とした含有量 (質 量%) 、 前記顔料のインク全質量を基準とした含有量 (質量%) に対して、
0. 4倍以上 1. 3倍未満であることが必須である。凝集抑制物質の含有量は、 顔料の表面状態や、 顔料を分散させる分散剤として機能する樹脂の含有量、 更 には凝集抑制物質の種類によって異なる。 しカゝし、 本発明においては、 含有量 を上記した範囲とすることで、 ィンク流路内及び吐出口近傍の堆積物の発生を 十分抑制することが可能となる。 尚、 凝集抑制物質と顔料の含有量の比が 0. 4倍より少ない場合でも堆積物の発生を多少抑制することはできるが、 十分な 吐出安定性が得られるまでの基準には達しないことがある。 又、 凝集抑制物質 と顔料の含有量の比が 1. 3倍以上である場合、 界面活性剤のような性質が弱 い凝集抑制物質である 1, 2—アルカンジオールを用いたとしても、 顔料から 分散剤を剥離してしまう場合がある。 このため、 インクの保存安定性が低下す ることや、 場合によっては、 インク流路内及び吐出口近傍の堆積物の発生を抑 制できないことがある。
本発明においては、 更に、 凝集抑制物質の含有量 (質量%) 、 インク全質 量を基準として、 0. 4質量%以上 10. 0質量%以下であることが特に好ま しい。 含有量が 10. 0質量%を超える場合、 インクの保存安定性が低下する ことや、インクの粘度が上昇することにより、吐出特性が低下する場合がある。 又、 含有量が 0. 4質量%未満である場合、 インク流路内及び吐出口近傍の堆 積物の発生を抑制できないことがある。
尚、 上記した特開平 9— 165538号公報、 特開平 7— 1 57698号公 報及び特開 2001—354888号公報には、 本発明の凝集抑制物質に該当 する物質を含有するインクに関する記載がある。 そして、 特開平 9— 1655 38号公報は、 目詰まりを防止して、 吐出の安定を保持することを目的として いる。 又、 特開平 7— 157698号公報は、 ブリード防止と、 インクの可燃 性、 悪臭及び揮発性を低くすることを目的としている。 又、 特開 2001— 3
54888号公報は、 インク吐出ノズル近傍への析出物の付着を防止し、 かつ 優れた浸透性を得ることを目的としている。
しかし、 特開平 9— 165538号公報及び特開平 7— 1 5.7698号公報 に記載の発明においては、色材として、本発明において必須である一般式(1) で表される顔料は用いられていない。 特開 2001— 354888号公報の実 施例においては、 一般式 (1) で表されるモノァゾ顔料が用いられている。 し かし、 特開 2001 _ 354888号公報には、 ピエゾタイプのインクジエツ ト記録装置を用いることが好ましいとの記載があり、 実施例においても、 ピエ ゾタイプのインクジエツト記録装置しか用いられていない。 特開 2001— 3 54888号公報においては、 本発明の凝集抑制物質に該当する物質は浸透性 を高め、 インクの粘度上昇を抑え、 保湿剤の添加量を増加することができるこ とが記載されている。 加えて、 保湿剤を用いることで、 インクの乾燥を抑制し て吐出ノズルでのィンク固化を防止し、 吐出安定性を得ることが記載されてい る。 つまり、 特開 2001— 354888.号公報に記載の発明において、 技術 課題に挙げられているノズルの目詰まりとは、 従来からの課題であるノズル近 傍における水分の蒸発による顔料の析出という現象のことである。
これらのことから、 特開平 9一 165538号公報、 特開平 7— 1 5769 8号公報及び特開 2001 -354888号公報の発明においては、 本発明が 解決しようとしている技術課題に対する認識はないものであると言わざるを得 ない。
(水性媒体)
本発明にかかるインクは、 上記したような凝集抑制物質の他に、 これらを添 加することによる効果が得られ、且つ、本発明の目的効果を損なわなレ、範囲で、 水、 又は水と各種水溶性有機化合物との混合溶媒である水性媒体を用いること ができる。 尚、 上記した凝集抑制物質は水溶性有機化合物に分類される物質の 一部 (具体的には 1, 2—アルカンジオール類、 グリコールモノアルキルエー
テル類) も含むものである。
水溶性有機化合物は、 以下のものを用いることができる。
具体的には、 例えば、 メチルアルコール、 エチルアルコール、 n—プロピルァ ノレコーノレ、 イソプロピルアルコール、 n—ブチルアルコール、 s e c —ブチル アルコール、 t e r t —ブチルアルコール等の炭素数:!〜 4のアルキルアルコ ール類; ジメチルホルムアミ ド、 ジメチルァセトアミ ド等のアミ ド類; ァセト ン、 ジァセトンアルコール等のケトン又はケトアルコール類;テトラヒ ドロフ ラン、 ジォキサン等のエーテル類;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ノレ類;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、 ト リエチレングリ コーノレ、 1, 2, 6— へキサントリオール、 チォジグリコーノレ、 へキシレングリコール、 ジエチレン ダリコール等の炭素原子数が 2〜 6個のアルキレングリコール類; ポリエチレ ングリコールモノメチルエーテルァセテ一ト等の低級ァノレキノレエ一テルァセテ ート ; グリセリン;エチレングリコーノレモノメチノレ (又はェチ Λ^) エーテノレ、 ジエチレングリコー^/メチノレ (又はエチ^^) エーテノレ、 ト リエチレングリ コー ルモノメチノレ (又はェチル) エーテル等の多価アルコールの低級アルキルエー テル類; トリメチロールプロパン、 トリメチロールェタン等の多価アルコール; Ν—メチル _ 2 _ピロリ ドン、 2—ピロリ ドン、 1 , 3—ジメチル一 2—イミ ダゾリジノン等。
上記した水溶性有機化合物は、 単独で用いることも、 又は混合物として用い ることもできる。
尚、 本発明において用いることができる水溶性有機化合物には、 常温で固体 である化合物も含まれている。
本発明においては、 水溶性有機化合物の含有量 (質量。ん) は、 インク全質量 を基準として、 5 . 0質量%以上 1 6 . 5質量%以下とすることが好ましい。 含有量を上記した範囲とすることで、 ィンク流路内及び吐出口近傍の堆積物の
発生を抑制できることが確認されている。 尚、 水溶性有機化合物の含有量が、 インク流路内及び吐出口近傍の堆積物の発生にどのような影響を与えているか は明確ではない。 しかし、 水溶性有機化合物の含有量の合計が 1 6 . 5質量% を超えると、 水溶性有機化合物、 及び分散剤である樹脂の疎水部、 の親和性が 急激に高まり、 その結果、 顔料、 及び分散剤である樹脂の疎水部、 の吸着力が 相対的に低くなるためであると考えられる。
又、 水の含有量は、 インク全質量に対して、 6 8 . 5質量%以上 9 0 . 0質 量%以下であることが好ましく、 より好ましくは、 7 3 . 0質量%以上 8 0 . 0 質量。 /0以下であることが好ましい。
(貧溶媒)
本発明にかかるインクに用いることができる、 水溶性有機化合物は、 上記で 説明したもののようにインクジエツト適性を有するものである限り、 特に限定 されるものではない。
本発明者らは、 インクの吐出量が多くなつた場合においても、 インク流路内 及び吐出口近傍の堆積物の,発生を抑制する、 即ち、 長期間に渡ってより安定し た吐出安定性を得ることを目的として検討を行った。 その結果、 インクが、 上 記した水溶性有機化合物の中でも、 特に、 分散剤に対する貧溶媒を含有するこ とで、 上記した課題を効果的に解決することができることがわかつた。
ここで、 インクが、 上記した水溶性有機化合物の中でも、 特に、 分散剤に対 する貧溶媒を含有することで、 長期間に渡って吐出安定性を得ることができる メカニズムについて説明する。
図 2 Bのように、 凝集抑制物質 9.は、 顔料 7において、 分散剤 8が剥離した 部分や、 小片化により顔料の表面が剥き出しになった部分のみならず、 分散剤 8にも配位する。 その結果、 凝集抑制物質の種類や、 そのインク中における含 有量によっては、 顔料 7において、 分散剤 8を剥離することがある。
ここで、 インクが分散剤 8に対する貧溶媒を含有する場合、 分散剤 8とイン
クを構成する水性媒体との親和力よりも、 分散剤 8が顔料 7の表面に配位する 力の方が支配的になる。 この結果、 凝集抑制物質 9が分散剤 8に配位していて も、 顔料 7からはがれにくくなるため、 顔料の分散安定性をより高く保つこと ができるものと考えられる。
分散剤に対して貧溶媒である水溶性有機化合物は、 上記で挙げた作用を示す ものであれば特に限定するものではない。 本発明においては、 1, 5—ペンタ ンジオールを用いた場合、 本発明の効果が最も顕著に得られた。 勿論、 本発明 はこれに限られるものではない。 尚、 本発明においては、 分散剤に対する貧溶 媒の判定は、 水溶性有機化合物のうち界面活性剤以外の化合物を対象とするも のとした。
(貧溶媒の選択方法)
ここで、 分散剤に対して貧溶媒である水溶性有機化合物の選択方法について 以下に説明する。本発明者らは、本発明の効果をもたらす貧溶媒の判定基準を、 本発明の効果との関連の下で種々検討した結果、 下記のような判定方法が有効 であることを見いだした。
まず、判定対象の水溶性有機化合物 5 0質量%、及び水 4 5質量%を含有し、 且つインクに用いる分散剤 5質量%を含有する水溶液を調製する。 そして、 調 製した水溶液を 6 0でで 2 4時間保存したときの水溶液の濁り具合を、 5 0質 量%の上記水溶性有機化合物と水 5 0質量%とを含有する水溶液の濁り具合と を目視で確認して比較する。
より具体的には、 下記の方法で、 ある分散剤に対して、 使用される水溶性有 機化合物が貧溶媒となっているか否かの判定を行った。 まず、 下記に挙げた、 判定対象の水溶性有機化合物を含有する、 ある分散剤の水溶液 A、 及び該水溶 性有機化合物の水溶液 B、 の 2種類の水溶液を調製する。
水溶液 A:判定対象の水溶性有機化合物が 5 0質量%、 分散剤が 5質量%、 水が 4 5質量%である組成の水溶液。
水溶液 B :判定対象の水溶性有機化合物が 5 0質量%、 水が 5 0質量%であ る組成の水溶液。
次に、 前記水溶液 Aを 6 0 °Cで 2 4時間^:存した後、 室温まで冷却した水溶 液の濁り具合を目視で確認した。 又、 同様にして、 前記水溶液 Bの濁り具合を 目視で確認した。 その結果、 水溶液 Aの方が濁っている場合、 前記水溶性有機 化合物を貧溶媒であると判定した。
本発明で用いた貧溶媒である水溶性有機化合物の具体例は、 ポリエチレング リコール (分子量 1 0 0 0 )、 1 , 5—ペンタンジオール、 1 , 2—へキサンジ オール等が挙げられる。 本発明においては、 水溶性有機化合物が貧溶媒である か否かは、 インクに用いる分散剤との関係により決定されるものである。 従つ て、 本発明は前記した貧溶媒の具体例に限られるものではない。
分散剤に対して貧溶媒である水溶性有機化合物の含有量は、 ィンク流路内及 び吐出口近傍の堆積物の発生を抑制する及びノ又はインクの保存安定性を向上 する効果が得られれば、 特に限定されるものではない。 本発明においては、 貧 溶媒のインク全質量を基準とした含有量 (質量%) 、 顔料のインク全質量を 基準とした含有量 (質量。 ) に対して、 0 . 8倍以上 4 . 0倍以下であること が好ましい。 貧溶媒と顔料の含有量の比が 0 . 8倍未満である場合、 分散剤で ある樹脂を構成する親水性部とインクを構成する水性媒体との親和力が高くな る。 この結果、 凝集抑制物質が分散剤に配位することによって起こる、 顔料か らの分散剤の剥離を十分に抑制することができないことがある。 又、 貧溶媒と 顔料の含有量の比が 4 . 0倍を超える場合、 インクの保存安定性が得られない 場合がある。
本発明においては、 更に、 貧溶媒の含有量 (質量%) 力 インク全質量を基 準として、 3 . 0質量%以上 1 0 . 0質量 °/0以下であることが特に好ましい。 含有量が 3 . 0質量%未満である場合や 1 0 . 0質量%を超える場合、 上記し /"こ効果が十分に得られないことがある。
本発明者らが検討を行ったところ、 インクが分散剤に対して貧溶媒である水 溶性有機化合物を含有することによる効果は、 インクが、 下記一般式 (2) 〜 (4) で表される凝集抑制物質を貧溶媒と組み合わせて含有する場合に顕著に 得られることがわかった。 これは、 これらの物質が、 凝集抑制物質の中でも特 に界面活性剤のような性質が強い。 このため、 貧溶媒と一般式 (2) 〜 (4) で表される凝集抑制物質を組み合わせて含有するインクは、 貧溶媒を含有しな いインクと比較して、 顔料に対する凝集抑制物質の作用が大きくなり、 効果的 に凝集を抑制することができるためであると考えられる。
一般式 (2λ
R一。 +EO H
(一般式 (2) 中、 Rは炭素数 10〜22のアルキル基であり、 [ΕΟ] はェチ レンォキサイ ド鎖であり、 ηは 5〜45の整数である。)
(一般式 (3) 中、 Rは炭素数 10〜 22.のアルキル基であり、 [ΕΟ] はェチ レンォキサイ ド鎖であり、 mは 5〜45の整数である。)
(一般式 (4) 中、 Rは炭素数 10〜22のアルキル基であり、 [EO] はェチ レンォキサイ ド鎖であり、 [PO] はプロピレンォキサイ ド鎖であり、 oは 2〜 10の整数であり、 ρは 5〜40の整数である。)
本発明においては、 上記一般式 (2) 〜 (4) で表される化合物において、 アルキル基の炭素数が 10〜 22の範囲であり、 且つ、 エチレンオキサイ ド鎖
又はプロピレンォキサイド鎖の鎖長が 5以上 4 5以下のものを用いることがで きる。 特には、 具体的には、 ポリオキシエチレンアルキルエーテル、 ポリオキ シエチレンポリオキシプロピレンアルキノレエ一テル、 ポリオキシエチレンアル キルフエニルエーテル等を用いることができる。 具体的には、 例えば、 ポリオ キシエチレンセチノレエーテル、 ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンセチ ルエーテル、 ポリオキシエチレンノニルフエニルエーテル等が挙げられる。 勿 論、 本発明はこれらに限られるものではない。
一般式 (2 ) 〜 (4 ) で表される化合物の含有量は、 上記した効果が得られ れば、 特に限定されるものではない。 本発明においては、 一般式 (2 ) 〜 ( 4 ) で表される化合物のインク全質量を基準とした含有量 (質量%) 、 貧溶媒の インク全質量を基準とした含有量 (質量。 /0) に対して、 0倍より大きく 3 . 5 倍以下、 更には、 2 . 0倍以上 3 . 5倍以下であることが好ましい。 これは、 上記した範囲とすることで、 顔料に対する凝集抑制物質の作用が大きくなり、 効果的に凝集を抑制することができるためである。
(モノァゾ顔料)
次に、本発明のインクを構成するモノアゾ顔料及び分散剤について説明する。 本発明にかかるインクは、 下記一般式 (1 ) で表される顔料を含有すること が必須である。 かかる一般式 (1 ) で表される顔料は、 その構造からも明らか であるように、 モノァゾ顔料である。
一般式 (1 )
R
(一般式 (1) 中、 R2、 R3、 R4、 R 5及び R 6はそれぞれ独立に、 水素 原子、 炭素数 1〜3のアルキル基、 炭素数 1〜 3のフルォロアルキル基、 炭素 数 1〜 3のアルコキシル基、 ハロゲン原子、 ニトロ基、 スルホン酸基又はその アルカリ土類金属塩、 N—フエニルアミノスルホニル基、 カルボキシル ¾又は そのアルカリ土類金属塩、 カルボアミ ド基、 N—フエ二ルカルバモイル基、 ゥ レイレン基、 ィミノジカルボ-ル基又はカルボン酸エステル基である。) 本発明で用いることができる、一般式(1)で表される顔料は、具体的には、 以下のものが挙げられる。 勿論、 本発明はこれらに限られるものではない。 C. I . ビグメントイエロー: 1、 2、 3、 5、 6、 49、 65、 73、 74、 75、 97、 98、 1 1 1、 1 16、 1 30、 6 1、 62 : 1、 133、 16 8、 169等
C. I . ビグメントオレンジ: 1等。
中でも、 凝集抑制物質の効果が最も顕著に表れるため、 C. I . ビグメント イェロー 74を用いることが特に好ましい。
顔料の含有量 (質量%)、 インク全質量を基準として、 0. 1質量。/。〜 1 5
0質量%、 更には 1 . 0質量。/。〜 1 0 . 0質量%とすることが好ましい。 これ は、 含有量を前記した範囲とすることで、 インク中における、 顔料分散体の分 散状態を十分に維持することができるためである。
(天然樹脂及び Z又は天然樹脂誘導体)
本発明にかかるインクにおいては、 上記したモノァゾ顔料が、 天然樹脂及び Z又は天然樹脂誘導体によつて表面処理されているものを用いることが好まし レ、。これは、 然樹脂及び Z又は天然樹脂誘導体で顔料を表面処理することで、 顔料表面の疎水性を高めて、 顔料と分散剤との吸着性を高めることが可能とな る。 その結果、 インクが、 上記した界面活性剤のような性質を有する凝集抑制 物質を含有する場合でも、 インク中において顔料から分散剤を剥離してしまう 作用を抑制することが可能となる。 更には、 インク流路内及び吐出口近傍の堆 積物の発生を抑制するだけでなく、 ィンクの保存安定性をも向上させることが 可能となる。
本発明で用いることができる天然樹脂及びノ又は天然樹脂誘導体は、 顔料合 成時に添加されることにより顔料表面の疎水性を高めることができる物質であ れば特に限定されるものではない。 本発明においては、 ロジン樹脂、 テルペン 樹脂、 シ-ラック樹脂及びこれらの誘導体等を用いることができる。
ロジン樹脂は、 マツ科植物から採取される樹脂酸が重合したものを用いるこ とができる。 前記樹脂酸は、 ァビエチン酸とその類縁体、 例えば、 ジヒ ドロア ビエチン酸、 デヒ ドロアビエチン酸、 無水アビェチン酸等の成分からなる混合 物が挙げられる。
テルペン樹脂は、 松の木より得られるテレビン油と柑橘類の皮より得られる オレンジオイルを精製 ·重合して得られる熱可塑性オリゴマーを用いることが できる。 前記テレビン油は、 α—ビネン、 ;3—ピネン等を主成分とした混合物 が挙げられる。 又、 オレンジオイルは、 リモネン等を主成分とした混合物が挙. げられる。
シエラック樹脂は、 ラックカイガラ虫の分泌液から抽出された幾多の樹脂酸 混合物の重合体を用いることができる。前記樹脂酸混合物は、ァレゥリチン酸、 ジャラール酸、 ラクシジャラ一ル酸等がエステル結合してできた樹脂が挙げら れる。 ■
本発明においては、天然樹脂及び/又は天然樹脂誘導体の顔料への処理量は、 インク全質量を基準として、 顔料の含有量に対して 3 . 0 %〜2 0 . 0 %であ ることが好ましく、 5 . 0 %〜1 5 . 0 %であることがより好ましい。 処理量 が 3 . 0 %より少ないと、 インク流路内及び吐出口近傍の堆積物の発生を効率 的に抑制する効果や、 ィンクの保存安定性をより向上する効果が得られない場 合がある。 又、 処理量が 2 0 . 0 %より多いと、 天然樹脂及び/又は天然樹脂 誘導体がインクに溶け出し、 記録ヘッ ドの吐出口面が濡れることにより、 吐出 安定性が得られない場合がある。
尚、 天然樹脂及びノ又は天然樹脂誘導体による顔料表面への処理方法は、 例 えば、 顔料分散体の調製の際に、 天然樹脂及び 又は天然樹脂を顔料分散体に 添加して、 十分に撹拌して顔料表面に天然樹脂及び 又は天然樹脂を付着させ る等の方法がある。 勿論、 本発明はこれに限ちれるものではない。
(分散剤)
本発明にかかるインクは、 モノアゾ顔料を水性媒体中に分散させるために、 分散剤を含有することが必須である。 かかる分散剤は、 ァニオン性基の作用に よってモノァゾ顔料を水性媒体に安定に分散させることができる樹脂を用いる ことが好ましい。 尚、 本発明においては、 分散剤を用いずに顔料を分散するこ とができる自己分散型顔料を用いることもできる。 この場合にも、 より安定し た分散性を得るために分散剤を併用することが好ましい。.
本発明においては、具体的には、例えば、以下のものを用いることができる。 スチレン一ァクリル酸共重合体、 スチレン一ァクリル酸ーァクリル酸アルキル エステル共重合体、 スチレン一マレイン酸共重合体、 スチレン一マレイン酸—
アクリル酸アルキルエステル共重合体、 スチレンーメタクリル酸共重合体、 ス チレンーメタクリル酸一ァクリル酸アルキルエステル共重合体、 スチレン一マ レイン酸ハーフエステル共重合体、 ビニルナフタレンーァクリル酸共重合体、 ビニルナフタレン一マレイン酸共重合体、 スチレン一無水マレイン酸一マレイ ン酸ハーフエステル共重合体又はこれらの塩等。
分散剤は、 重量平均分子量が、 1 , 0 0 0〜 3 0 , 0 0 0、 更には、 3 , 0 0 0〜1 5 , 0 0 0であるものを用いることが好ましい。
分散剤の含有量 (質量%) は、 インク全質量を基準として、 顔料の含有量に 対して 0 . 3倍以上 2 . 0倍以下であることが好ましい。 分散剤の含有量を顔 料の含有量に対して 0 . 3倍以上とすることで、 顔料からの分散剤の剥離が起 きた場合においても、 分散剤が顔料に再び吸着するために十分な含有量と擦る ことができる。 又、 分散剤の含有量が、 顔料の含有量に対して 2 . 0倍を超え ると、顔料に吸着しなな 、分散剤が必要以上に存在することになる。その結果、 ノズル先端部からの水分の蒸発に伴うィンクの粘度の上昇や、 記録ヘッドの吐 出口等へ分散剤が付着することにより、 吐出安定性が悪化する場合がある。
(その他の成分)
本発明にかかるインク中には、 上記した成分の他に、 これらを添加すること による効果が得られ、 且つ、 本発明の目的効果を損なわない範囲で、 更に必要 に応じて保湿剤を添加することができる。 又、 界面活性剤、 消泡剤、 防腐剤、 防黴剤等を添加してもよい。 更に、 インクの物性値は、 該インクをインクジェ ット記録装置に適用する際に、 良好な吐出性等を得るために、 所望の粘度や p Hを有するように調 Sすることが好ましい。
<ィンクセット〉
本発明にかかるインクは、 他のインクと組み合わせてインクセッ卜とした場 合においても好ましく用いることができる。 本発明におけるインクセットは、 上記で説明した本発明のィンクを、 前記ィンクと色相が異なる少なくとも 1種
のインクと共に用いる状態のことを言う。 前記色相の異なるインクの色相は特 に限定されるものではない。 例えば、 モノァゾ顔料として C . I . ビグメント イェロー 7 4を含有するイエロ f ンクを用いる場合、 前記色相の異なるイン クは、 マゼンタ、 シアン、 レッド、 グリーン、 ブルー及びブラックからなる群 から選ばれる少なくとも 1つのインクとすればよい。 色相が異なるインクに用 いることができる色材は、 特に制限はなく、 従来公知の染料、 及び顔料等を用 いることができる。
<ィンク力一トリ ッジ〉
本発明のインクを用いて記録を行うのに好適なインクカートリッジは、 これ らのィンクを収容するインク収容部を備えたインクカートリッジが挙げられる。 くインクジエツ卜記録装置〉
本発明にかかるィンクを用いて記録を行うのに好適な記録装置は、 インク収 容部を有する記録へッドのインク収容部内のインクに、 記録信号に対応した熱 エネルギーや力学的エネルギーを与え、 前記エネルギーによりィンク液滴を発 生させる装置が挙げられる。 本発明は特に、 熱エネルギーの作用により記録へ ッドからインクを吐出するインクジエツ 卜記録装置 (サ一マルタイプのインク ジェット記録装置) において、 優れた効果をもたらすものである。
実施例
次に、 実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明する。 本発明は その要旨を超えない限り、下記の実施例によって限定されるものではない。尚、 文中 「部」、 及び 「%」 とあるものは、 特に断りのない限り質量基準である。 重量平均粒径は、 レーザーゼータ電位計 E L S 8 0 0 0 (大塚電子製) を用 いて測定した。
[顔料分散体の調製]
(顔料分散体 1 )
以下に示す材料をバッチ式縦型サンドミル(アイメックス製)に仕込み、 0 .
3 mm径のジルコ-アビ一ズを 150部充填して、 水冷しながら、 1 2時間分 散させた。 得られた分散液を遠心分離処理することで粗大粒子を除去した。 そ して、 最終調製物として、 顔料固形分が 1 2. 5%、 重量平均粒径が 1 20η mである顔料分散体 1を得た。
'顔料 [C. I . ビグメントイエロ一 74 (製品名 .' Ha n s a B r i l l i a n t Ye l l ow 5 GX— W; クラリアント製)] : 10部
.ァニオン系高分子 P_ 1 [スチレンノプチルァクリレ一トノアクリル酸共重 合体 (共重合比 (重量比) = 30/40 30)、 酸価 202、 重量平均分子量
6500、 樹脂固形分 10%水溶液、 水酸化力リゥムで中和] : 30部
·純水: 60部
(天然樹脂及び Z又は天然樹脂誘導体によつて表面処理した顔料の合成)
2—メ トキシー4_-トローァニリン 187. 8部を、 水 1, 300部と 3 5%塩酸水溶液 290部の混合水溶液に加えて攪拌した。 得られた水溶液を 0°Cに冷却した後、 亜硝酸ソーダ 80部を加えてジァゾ化を行った。
2—メ トキシァセトァセトァニライ ド 241. 8部を、 水 5, 000部に加 え、更に水酸化ナトリウム 48部を加えて共に溶解した。次に、この水溶液に、 酢酸 1 96部と水 196部との混合液を添加することによって結晶を析出させ て、 カップリング成分の懸濁液を得た。
透明になったジァゾ水溶液をよぐ撹拌しながら、 1 5°Cにおいて、 1時間 3 0分〜 2時間以内に上記の力ップリング成分の酢酸酸性懸濁液に流下して添加 した。
カツプリング反応が終わった後、 得られた水溶液にロジン 45部を加えて、 顔料に表面処理を施した。 得られた顔料を、 濾過した後、 水洗して、 乾燥、 粉 砕し、 黄色ァゾ顔料 (ロジン処理を行った C. I . ビグメントイエロー 74) 492部を得た。
(顔料分散体 2)
以下に示す材料をバッチ式縦型サンドミル(アイメックス製)に仕込み、 0. 3 mm径のジルコニァビーズを 150部充填して、 水冷しながら、 5時間分散 させた。 得られた分散液を遠心分離処理することで粗大粒子を除去した。 そし て、 最終調製物として、 顔料固形分が 1 2. 5 %、 重量平均粒径が 125 n m である顔料分散体 2を得た。
• ロジン処理を行った C. I . ビグメントイエロー 74 : 10部
.ァニオン系高分子 p—ュ [スチレンノブチルァクリレートノアクリル酸共重 合体 (共重合比 (重量比) = 30/40Z30)、 酸価 202、 重量平均分子量 6500、 樹脂固形分 10%水溶液、 水酸化力リゥムで中和] : 30部 •純水: 60部
[分散剤に対して貧溶媒である水溶性有機化合物の判別]
上記顔料分散体中の分散剤 (ァニオン系高分子 Ρ— 1) に対して、 貧溶媒と して作用する水溶性有機化合物を判別するために、以下の実験を行った。まず、 下記に挙げた、 判定対象の水溶性有機化合物を含有する分散剤の水溶液 Α、 及 び判定対象の水溶性有機化合物の水溶液 Β、の 2種類の水溶液を調製した。尚、 分散剤に対する貧溶媒の判定は、 水溶性有機化合物のうち界面活性剤以外の化 合物を対象とした。
水溶液 Α:判定対象の水溶性有機化合物が 50質量%、 分散剤が 5質量%、 水が 45質量%である組成の水溶液。
水溶液 B :判定対象の水溶性有機化合物が 50質量%、 水が 50質量%であ る組成の水溶液。
次に、 水溶液 Aを 60°Cで 24時間保存した後、 室温まで冷却した水溶液の 濁り具合を目視で確認した。 又、 同様にして、 前記水溶液 Bの濁り具合を目視 で確認した。 その結果、 水溶液 Aの方が濁っている場合、 前記水溶性有機化合 物を貧溶媒であると判定した。 上記のようにして判別した、インクに使用し得る水溶性有機化合物について、
分散剤 (ァニオン系高分子 P— 1 ) に対して貧溶媒であるか否かを判別した結 果を表 1に示す。 尚、 表中の、 〇は貧溶媒であることを示し、 Xは貧溶媒でな いことを示す。 表 1
(x 1〉平均分子量 1 000
[インクの調製]
下記表 2— Α及び 2— Βに示した各成分を混合し、 十分攪拌した後、 ポアサ ィズ 1 . Ο μ πιのミクロフィルター (富士フィルム製) にて加圧濾過を行い、 インク 1〜1 6を調製した。 尚、表 2には、各インクにおける、顔料、分散剤、 水、 凝集抑制物質、 水溶性有機化合物、 貧溶媒の含有量、 及び、 顔料に対する 凝集抑制物質の比率、 凝集抑制物質に対する貧溶媒の比率、 顔料に対する貧溶 媒の比率、 の値を併せて示した。
表 2— A
平均分子量 1
(*2) BC- 20 TX (界面活性剤; 日光ケミカルズ製)
(*3) アセチレングリコールエチレンオキサイ ド付加物 (界面活性剤;川研フ ァインケミカル製)
表 2 _B
(*1) 平均分子量 1 0 0 0
(*2) B C— 2 0 T X (界面活性剤; 日光ケミカルズ製)
(*3) アセチレンダリコールエチレンォキサイ ド付加物 (界面活性剤;川研フ ァインケミカル製)
[評価]
( 1 ) 吐出安定性
上記で得られた各インクを、 インクジェッ ト記録装置 B J F 9 0 0 (キヤノ ン製) に搭載して、 A4用紙 3 0 0枚に、 1 9 c mX 2 6 c mのべタパタ一ン を印字した。 20 0枚目と 3 0 0枚目の印字後にノズルチェックパターンを印
字して、 得られたノズルチェックパターンを目視で観察した。 吐出安定性の評 価基準は下記の通りである。 評価結果を表 3に示す。
A:チェックパターンに乱れがなく、 正常に印字できる。
B :チェックパターンに若干の乱れはあるが、 不吐出はない。
C :チェックパターンに不吐出や乱れがはっきりと確認され、 正常に印字で きない。
( 2 ) 堆積物
上記で得られた各インクを、 インクジェット記録装置 B J F 9 0 0 (キヤノ ン製) に搭載して、 A 4用紙 3 0 0枚に、 1 9 c m X 2 6 c mのべタパターン を印字した。 2 0 0枚目と 3 0 0枚目の印字後に、 記録ヘッドをインクジエツ ト記録装置から取り外して、 ノズル内を光学顕微鏡で観察した。 堆積物の評価 基準は下記の通りである。 評価結果を表 3に示す。
A:堆積物がほとんどない。
B :堆積物がノズル壁に少し存在する。
C :堆積物がノズル内に全体的に存在する。
( 3 ) 保存安定性
上記で得られた各ィンクを密閉容器に入れて、 6 0 °Cの恒温槽で 3 0日間保 存した。 その後、 密閉容器を取り出して、 インクを室温まで冷却した後、 純水 で 2 0 0 0倍 (質量倍) に希釈した。 得られた希釈液の吸光度を自記分光光度 計 U— 3 3 0 0 (日立製) で測定した。 6 0 °C、 3 0日の保存前後におけるィ ンクの吸光度の変化率を下記式に従って求めた。 保存安定性の評価基準は下記 の通りである。 評価結果を表 3に示す。 吸光度の変化率 =保存前の, — ^の吸光度 X 100 (0/0)
保存前の吸光度
A:吸光度の変化率が 2 %未満である。
B :吸光度の変化率が 2 %以上 3 %未満である。
C :吸光度の変化率が 3%以上である。 表 3
この出願は 2005年 1月 18日に出願された日本国特許出願番号第 200 5— 010306号、 第 2005— 010308号及び第 2005— 0103 09号からの優先権を主張するものであり、 その内容を引用してこの出願の一 部とするものである。
Claims
1. 熱エネルギーの作用により記録へッドからインクを吐出するインクジェ ット記録方法に用いられるインクにおいて、
前記インクが、 下記一般式(1) で表される顔料、分散剤、水溶性有機化合物、 及び前記顔料が分散破壊した後の凝集を抑制する凝集抑制物質を含有し、 前記凝集抑制物質のインク全質量を基準とした含有量 (質量%) 、 前記顔料 のインク全質量を基準とした含有量 (質量%) に対して、 0. 4倍以上 1. 3 倍未満である.ことを特徴とするインク。
一般式 (1)
(一般式 (1) 中、 R1 R2、 R3、 R4、 R5及び R6はそれぞれ独立に、 水素 原子、 炭素数 1〜3のアルキル基、 炭素数 1から 3のフルォロアルキル基、 炭 素数 1から 3のアルコキシル基、 ハロゲン原子、 ニトロ基、 スルホン酸基又は そのアルカリ土類金属塩、 N—フエニルアミノスルホニル基、 カルボキシル基 又はそのアル力リ土類金属塩、カルボアミ ド基、 N—フエ二ルカルバモイル基、 ゥレイレン基、 ィミノジカルボニル基又はカルボン酸エステル基である。)
2. 前記一般式 (1) で表される顔料が、 C. I . ビグメントイエロー 74 である請求項 1に記載のィンク。
3. 前記凝集抑制物質が、 ノニオン性界面活性剤、 ァニオン性界面活性剤、 1, 2—アルカンジオール、 グリコールモノアルキルエーテルからなる群から 選ばれる少なくとも 1種である請求項 1又は 2に記載のィンク。
4. 前記凝集抑制物質が、 1, 2—ペンタンジオール及び 又は 1, 2—へ キサンジオールである請求項 1〜 3の何れか 1項に記载のィンク。
5. 前記水溶性有機化合物の含有量 (質量%) 1S インク全質量を基準とし て、 5. 0質量%以上 16. 5質量%以下である請求項 1〜4の何れか 1項に 記載のインク。
6. 前記水溶性有機化合物が、 前記分散剤に対する貧溶媒となる水溶性有機 化合物を少なくとも 1種含む請求項 1〜 5何れか 1項に記載のィンク。
7. 前記貧溶媒のインク全質量を基準とした含有量 (質量。 /ο) 1 前記一般 式 (1) で表される顔料のインク全質量を基準とした含有量 (質量%) に対し て、 0. 8倍以上である請求項 6に記載のインク。
8. 前記貧溶媒の含有量 (質量%) 力 インク全質量を基準として、 3. 0 質量%以上である請求項 6又は 7に記載のィンク。
9. 前記貧溶媒が、 1, 5—ペンタンジオールである請求項 6〜 8何れか 1 項に記載のインク。
10. 前記一般式 (1) で表される顔料が、 天然樹脂及び Ζ又は天然樹脂誘 導体によつて表面処理されたものである請求項 1〜 9の何れか 1項に記載のィ ンク。
1 1. 複数のインクを有するインクセットにおいて、
請求項 1〜10の何れか 1項に記載のインクと、 前記インクと色相が異なる少 なくとも 1種のインクとを含むことを特徴とするインクセット。
1 2. インクをインクジヱット記録方法で吐出する工程を有するインクジェ
ット記録方法において、
前記インクが、 請求項 1〜1 0の何れか 1項に記載のインクであることを特徴 とするィンクジェット記録方法。
1 3 .インクを収容するインク収容部を備えたインクカートリッジにおいて、 前記インクが、 請求項 1 ~ 1 0の何れか 1項に記載のインクであることを特徴 とするインクカートリッジ。
1 4 . インクを収容するインク収容部と、 インクを吐出するための記録へッ ドとを備えたインクジェット記録装置において、 前記インクが、 請求項 1〜1 0の何れか 1項に記載のィンクであることを特徴とするィンクジエツト記録装 置。
1 5 . 熱エネルギーの作用により記録ヘッドからインクを吐出するインクジ エツト記録装置に用いるインクカートリッジに供給されるインクにおいて、 · 前記インクが、 色材として C . I . ビグメントイエロー 7 4を含有し、 更に、 前記インクが、 前記 C . I . ビグメントイエロー 7 4が分散破壊した後 の凝集を抑制する凝集抑制物質を含有し、
前記凝集抑制物質のインク全質量を基準とした含有量 (質量%) 力 前記 C . I . ビグメントイエロー 7 4のインク全質量を基準とした含有量 (質量0 /0) に 対して、 0 . 4倍以上 1 . 3倍未満であることを特徴とするインク。
1 6 .前記凝集抑制物質が、ノニオン性界面活性剤、ァニオン性界面活性剤、 1 , 2—アルカンジオール、 グリコールモノアルキルエーテルからなる群から 選ばれる少なくとも 1種である請求項 1 5に記載のインク。
1 7 . 前記凝集抑制物質が、 1 , 2—ペンタンジオール及び Z又は 1 , 2— へキサンジオールである請求項 1 5又は 1 6に記載のインク。
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