JP2004315738A - Ink composition - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ink composition giving a high-quality image on a plain paper, especially having excellent ejection stability, storage stability, color developing property and fixability in the case of using in an ink-jet recording method and giving a good image having extremely little mixed color blot and non-uniform print density. <P>SOLUTION: The ink composition containing a polyether-modified polysiloxane of formula (I) and 1,4-pentanediol gives a high-quality image on a plain paper. In consideration of the above finding, recording is carried out by using an ink composition at least containing a pigment, the compound expressed by formula (I) and 1,5-pentanediol. In the formula, R1 to R7 are each independently a 1-6C alkyl; j and k are each independently an integer of ≥0; EO is ethyleneoxy group; PO is propyleneoxy group; l, m and n are each an integer of ≥0 provided that m+n is an integer of ≥1; and there is no restriction on the order of EO and PO in brackets [ ] and the arrangement may be random or block. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポリエーテル変性ポリシロキサンと１，５−ペンタンジオールを含んでなる、普通紙に良好な画像を実現するインクジェット記録に好適な顔料インク組成物に関する。
【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は、微細なノズルからインクを小滴として吐出して、文字や図形を記録媒体表面に記録する方法である。このようなインクジェット記録に用いられるインクには種々の特性が要求されている。例えば、分散安定性、吐出安定性、および印刷物の耐擦過性が良好なことが挙げられる。
【０００３】
インクとしては一般に、各種の水溶性染料を水性媒体に溶解させたものが使用されている。また、顔料を水性媒体に分散させたインクが提供されている。顔料を水性媒体に分散させた顔料系インクは、水溶性染料に比べて耐水性や耐光性に優れるという特徴を有する。
【０００４】
染料は紙等の記録媒体に浸透して定着する。一方、顔料粒子は基本的に紙等の記録媒体に浸透せず、その上に残って発色する。従って、顔料系インク組成物は、記録媒体の表面状態の影響を受けやすい。いわゆる普通紙は、紙繊維の毛布により、顔料の定着にムラが生じ、良好な品質の画像を実現しがたい。そのため、記録媒体表面が平滑でかつ均質であるいわゆる専用紙を用意し、これに顔料インク組成物を印刷することで高い品質の画像を実現している。
【０００５】
しかし、価格的に低廉で且つ広く普及している普通紙に、顔料系インク組成物を用いて高い品質の画像を実現したいという要求が依然として存在している。
【０００６】
そのためインクに浸透溶剤や界面活性剤を添加する事が広く用いられている。その種類の中にシリコン系界面活性剤が有り、その一つに変性ポリシロキサン化合物を含んだインク組成物もまたいくつか知られている。例えば、オルガノ変性ポリシロキサンを含む平板印刷用のインク組成物（例えば、特許文献１参照）、消泡剤として変性ポリシロキサンを含んでなるインク組成物（例えば、特許文献２参照）、特定構造を有する変性ポリシロキサンを含んでなるインクジェット記録用インク組成物（例えば、特許文献３及び４参照）、ポリエーテル変性ポリシロキサンを含んでなるインク組成物（例えば、特許文献５参照）が知られている。
【０００７】
【特許文献１】
特開昭５９−６６４７５号公報
【特許文献２】
特開昭６０−１７３０６８号公報
【特許文献３】
特開平５−１６９７９０号公報
【特許文献４】
特開平１０−３１０７３２号公報
【特許文献５】
特開平１０−２７９８７１号公報
【０００８】
しかし、界面活性剤、浸透溶剤の種類及びその構造について、どのようなものでもインクジェット用顔料インクとして特性がでるというものではない。
構造によっては、顔料分散液の安定性を阻害し、インク保存安定性に悪影響を及ぼすこともある。印刷品質に於いても特に普通紙は、紙繊維の毛布により、顔料の定着にムラが生じ、良好な品質の画像を実現し難く、各色間のブリードにも向上が見られないこともある。また、インクジェット用インク適正として、吐出安定性が確保できないこともある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、今般、特定構造のポリエーテル変性ポリシロキサンと１，５−ペンタンジオールを含んでなる顔料インク組成物によれば、良好な画像が実現できるとの知見を得た。
【００１０】
従って、本発明は、良好な画像が実現できるインク組成物、とりわけインクジェット記録方法に用いられた際、吐出安定性、インク保存安定性、発色性、定着性に優れ、混色にじみ、印字ムラの極めて少ない良好な画像品質を実現するインク組成物の提供をその目的としている。
【００１１】
そして、本発明によるインク組成物は、顔料と、下記の式（Ｉ）で表される化合物と、１，５−ペンタンジオールと、水と、水溶性有機溶剤とを少なくとも含んでなるものである。
【００１２】
【化２】

（上記式中、
Ｒ１〜Ｒ７は、独立して、Ｃ_１−６ アルキル基を表し、
ｊおよびｋは、独立して１以上の整数を表し、
ＥＯはエチレンオキシ基を表し、
ＰＯはプロピレンオキシ基を表し、
ｌ、ｍおよびｎは０以上の整数を表すが、但しｍ＋ｎは１以上の整数を表し、
ＥＯおよびＰＯは、［］内においてその順序は問わず、ランダムであってもブロックであってもよい。）
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明によるインク組成物は、インク組成物を用いた記録方式に用いられる。インク組成物を用いた記録方式とは、例えば、インクジェット記録方式、ペン等による筆記用具による記録方式、その他各種印刷方式が挙げられる。特に本発明によるインク組成物は、インクジェット記録方法に好ましく用いられる。
【００１４】
本発明によるインク組成物によれば、顔料系インク組成物により普通紙に印字したときにしばしば観察された、紙表面の羽毛、サイズ処理剤等に起因すると思われる印字ムラの発生を有効に防止できる。
【００１５】
さらに、本発明によるインク組成物は、顔料インクとしてインクジェット記録方法において、吐出安定性、保存安定性、発色性、定着性に優れ、混色にじみの極めて少ない良好な画像品質を実現できる点で有利である。
【００１６】
本発明によるインク組成物は、上記した式（Ｉ）の化合物を含んでなる。
【００１７】
式（Ｉ）においてＲ１〜Ｒ７は、独立してＣ_１−６アルキル基、好ましくはメチル基を表す。ｊおよびｋは、独立して、１以上の整数を表すが、より好ましくは１〜２である。また、ｌ、ｍおよびｎは０以上の整数を表すが、但しｍ＋ｎは１以上の整数を表す。
【００１８】
本発明のより好ましい態様によれば、式（Ｉ）の化合物として、ｊ＝ｋを満足するものが好ましい。また別の本発明により好ましい態様によれば、式（Ｉ）の化合物として、Ｒ１〜Ｒ７が全てメチル基を表し、ｊが１を表し、ｋが１を表し、ｌが１を表し、ｍが１以上の整数を表し、ｎが０を表すものが好ましい。
【００１９】
式（Ｉ）の化合物は市販されており、それを利用することが可能である。例えば、ビックケミー・ジャパン株式会社より、シリコン系界面活性剤ＢＹＫ−３４５、同３４６、同３４７、同３４８が利用可能である。
特に、ＢＹＫ−３４７は上記より好ましい態様に該当するものである。
式（Ｉ）の化合物の添加量は適宜決定されてよいが、０．０３〜３重量％程度が好ましく、より好ましくは０．１〜２重量％程度である。
【００２０】
更に本発明の好ましい態様によれば、本発明によるインク組成物は浸透剤として、１，５−ペンタンジオールを含んでなることが好ましい。１，５−ペンタンジオールの添加量は適宜決定されてよいが、１〜１５重量％程度が好ましく、より好ましくは２〜１０重量％程度である。
【００２１】
本発明によるインク組成物は、着色剤として顔料を含んでなる。無機顔料および有機顔料のいずれも使用することができる。無機顔料としては、酸化チタンおよび酸化鉄に加え、コンタクト法、ファーネスト法、サーマル法などの公知の方法によって製造されたカーボンブラックを使用することができる。また、有機顔料としては、アゾ染料（アゾレーキ、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、キレートアゾ顔料などを含む）、多環式顔料（例えば、フタロシアニン顔料、ペリレン顔料、ぺリノン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサジン顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフラノン顔料など）、染料キレート（例えば、塩基性染料型キレート、酸性染料型キレートなど）、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラックなどが使用できる。
【００２２】
顔料の具体例としては、カーボンブラックとして、三菱化学製のＮｏ．２３００、Ｎｏ．９００、ＨＣＦ８８、Ｎｏ．３３、Ｎｏ．４０、Ｎｏ．４５、Ｎｏ．５２、ＭＡ７、ＭＡ８、ＭＡ１００、Ｎｏ．２２００Ｂ等が、コロンビア社製のＲａｖｅｎ５７５０、同５２５０、同５０００、同３５００、同１２５５、同７００ 等が、キャボット社製のＲｅｇａｌ ４００Ｒ、同３３０Ｒ、同６６０Ｒ、Ｍｏｇｕｌ Ｌ、同７００、Ｍｏｎａｒｃｈ ８００、同８８０、同９００、同１０００、同１１００、同１３００、同１４００等が、デグッサ社製の Ｃｏｌｏｒ Ｂｌａｃｋ ＦＷ１、同ＦＷ２、同ＦＷ２Ｖ、同ＦＷ１８、同ＦＷ２００、Ｃｏｌｏｒ Ｂｌａｃｋ Ｓ１５０、同Ｓ１６０、同Ｓ１７０、Ｐｒｉｎｔｅｘ ３５、同Ｕ、同Ｖ、同１４０Ｕ、Ｓｐｅｃｉａｌ Ｂｌａｃｋ ６、同５、同４Ａ、同４等が挙げられる。
【００２３】
イエローインクに使用される顔料としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１、２、３、１２、１３、１４、１６、１７、７３、７４、７５、８３、９３、９５、９７、９８、１０９、１１０、１１４、１２８、１２９、１３８、１５０、１５１、１５４、１５５、１８０、１８５等が挙げられる。
【００２４】
また、マゼンタインクに使用される顔料としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５、７、１２、４８（Ｃａ）、４８（Ｍｎ）、５７（Ｃａ）、１５：１、１１２、１２２、１２３、１６８、１８４、２０２、２０９等が挙げられる。
【００２５】
さらに、シアンインクに使用される顔料としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１、２、３、１５：３、１５：３４、１６、２２、６０が挙げられる。
【００２６】
本発明の好ましい態様によれば、顔料はその平均粒径が１０〜２００ｎｍの範囲にあるものが好ましく、より好ましくは５０〜１５０ｎｍ程度のものである。
【００２７】
また、顔料の添加量は適宜決定されてよいが、インク組成物に対して０．１〜２０重量％の範囲が好ましく、より好ましくは１〜１０重量％の範囲である。
【００２８】
本発明において、顔料は分散剤によって分散された顔料分散液としてインク組成物に添加されるのが好ましい。分散剤としては高分子分散剤または界面活性剤が挙げられる。
【００２９】
高分子分散剤の好ましい例としては天然高分子が挙げられ、その具体例としては、にかわ、ゼラチン、ガゼイン、アルブミンなどのタンパク質類、アラビアゴム、トラガントゴムなどの天然ゴム類、サボニンなどのグリコシド類、アルギン酸及びアルギン酸プロピレングリコールエステル、アルギン酸トリエタノールアミン、アルギン酸アンモニウムなどのアルギン酸誘導体、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、エチルヒドロキシセルロースなどのセルロース誘導体などが挙げられる。
【００３０】
高分子分散剤の好ましい例としては合成高分子が挙げられ、ポリビニルアルコール類、ポリビニルピロリドン類、ポリアクリル酸、アクリル酸−アクリロニトリル共重合体、アクリル酸カリウム−アクリロニトリル共重合体、酢酸ビニル−アクリル酸エステル共重合体、アクリル酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体などのアクリル系樹脂；スチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−α−メチルスチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−α−メチルスチレン−アクリル酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体などのスチレン−アクリル酸樹脂；スチレン−マレイン酸；スチレン−無水マレイン酸；ビニルナフタレン−アクリル酸共重合体；ビニルナフタレン−マレイン酸共重合体；酢酸ビニル−エチレン共重合体、酢酸ビニル−脂肪酸ビニルエチレン共重合体、酢酸ビニル−マレイン酸エステル共重合体、酢酸ビニル−クロトン酸共重合体、酢酸ビニル−アクリル酸共重合体などの酢酸ビニル系共重合体及びこれらの塩が挙げられる。これらのなかで特に、カルボキシル基（塩の形態であることが好ましい）を有する高分子化合物（例えば、上記スチレン−アクリル酸樹脂、スチレン−マレイン酸樹脂、スチレン−無水マレイン酸樹脂、ビニルナフタレン−アクリル酸共重合体、ビニルナフタレン−マレイン酸共重合体、酢酸ビニル−アクリル酸共重合体）、疎水性基を持つモノマーと親水性基を持つモノマーとの共重合体、および疎水性基と親水性基を分子構造中に併せ持ったモノマーからなる重合体が好ましい。上記の塩としてはジエチルアミン、アンモニア、エチルアミン、トリエチルアミン、プロピルアミン、イソプロピルアミン、ジプロピルアミン、ブチルアミン、イソブチルアミン、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、アミノメチルプロパノール、モルホリンなどとの塩が挙げられる。これらの共重合体は、重量平均分子量が３，０００〜３０，０００であるのが好ましく、より好ましくは５，０００〜１５，０００である。
【００３１】
また、分散剤として好ましい界面活性剤の例としては、脂肪酸塩類、高級アルキルジカルボン酸塩、高級アルコール硫酸エステル塩類、高級アルキルスルホン酸塩、高級脂肪酸とアミノ酸の縮合物、スルホ琥珀酸エステル塩、ナフテン酸塩、液体脂肪油硫酸エステル塩類、アルキルアリルスルホン酸塩類などの陰イオン界面活性剤；脂肪酸アミン塩、第四アンモニウム塩、スルホニウム塩、ホスホニウムなどの陽イオン界面活性剤；ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルエステル類、ソルビタンアルキルエステル類、ポリオキシエチレンソルビタンアルキルエステル類などの非イオン性界面活性剤などが挙げられる。上記した界面活性剤はインク組成物に添加されることで、界面活性剤としての機能をも果たすことは当業者であれば理解するであろう。
【００３２】
本発明におけるインク組成物において、水は、イオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、蒸留水等の純水、または超純水を用いることができる。また、紫外線照射、または過酸化水素添加などにより滅菌した水を用いることにより、インク組成物を長期保存する場合にカビやバクテリアの発生を防止することができるので好適である。
【００３３】
本発明の好ましい態様によれば、本発明によるインク組成物は、高沸点有機溶媒からなる湿潤剤を含んでなることが好ましい。高沸点有機溶剤の好ましい例としては、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、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、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、チオグリコール、ヘキシレングリコール、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパンなどの多価アルコール類、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンなどが挙げられ、これら一種または二種以上の混合物として用いることができる。この中でも、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、ポリエチレングリコールが好ましい。これらの添加量は、インク組成に対して１〜２０重量％程度の範囲が好ましく、より好ましくは５〜１０重量％程度の範囲である。
【００３４】
本発明の好ましい態様によれば、本発明によるインク組成物には糖を添加することも可能である。糖の好ましい具体例としては、単糖類、二糖類、オリゴ糖類（三糖類および四糖類を含む）および多糖類があげられ、好ましくはグルコース、マンノース、フルクトース、リボース、キシロース、アラビノース、ガラクトース、アルドン酸、グルシトール、（ソルビット）、マルトース、セロビオース、ラクトース、スクロース、トレハロース、マルトトリオース、キシリトールなどがあげられる。ここで、多糖類とは広義の糖を意味し、アルギン酸、α−シクロデキストリン、セルロースなど自然界に広く存在する物質を含む意味に用いることとする。また、これらの糖類の誘導体としては、前記した糖類の還元糖（例えば、糖アルコール（一般式ＨＯＣＨ_２（ＣＨＯＨ）_ｎＣＨ_２ＯＨ（ここで、ｎは２〜５の整数を表す）で表される）、酸化糖（例えば、アルドン酸、ウロン酸など）、アミノ酸、チオ糖などがあげられる。特に糖アルコールが好ましく、具体例としてはマルチトール、ソルビットなどがあげられる。
【００３５】
これら糖類の含有量は、インク組成物に対して１〜２０重量％程度が好ましく、より好ましくは３〜１０重量％程度である。
【００３６】
本発明によるインク組成物は、さらにノズルの目詰まり防止剤、防腐剤、ｐＨ調整剤、表面張力調整剤、酸素吸収剤などを添加することができる。
【００３７】
防腐剤・防かび剤の例としては、安息香酸ナトリウム、ペンタクロロフェノールナトリウム、２−ピリジンチオール−１−オキサイドナトリウム、ソルビン酸ナトリウム、デヒドロ酢酸ナトリウム、１，２−ジベンジンチアゾリン−３−オン（ＩＣＩ社のプロキセルＣＲＬ、プロキセルＢＮＤ、プロキセルＧＸＬ、プロキセルＸＬ−２、プロキセルＴＮ）などがあげられる。
【００３８】
さらに、ｐＨ調整剤の例としては、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、プロパノールアミン、モルホリンなどのアミン類およびそれらの変成物、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化リチウムなどの無機塩類を挙げることができる。
【００３９】
【実施例】
本発明を以下の実施例によってさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、表中の数値は重量％を示す。
（１）顔料分散液の調製
顔料 ２５．０重量％
スチレン−アクリル酸共重合体（分散樹脂） ５．０重量％
顔料とスチレン−アクリル酸共重合体（分散剤樹脂：酸価１００、平均分子量１０，０００）と水酸化カリウムと水とを混合し、サンドミル（安川製作所製）中で、ジルコニアビーズにて分散した。その後、ビーズを取り除き、遠心分離およびフィルターで濾過して粗大粒子を取り除き、顔料分散液とした。
【００４０】
用いた顔料により、顔料分散液を以下の通り呼ぶ。
顔料分散液Ｂｋ：（顔料）カーボンブラック
顔料分散液Ｙ：（顔料）ピグメント・イエロー７４
顔料分散液Ｍ：（顔料）ピグメント・レッド１２２
顔料分散液Ｃ：（顔料）ピグメント・ブルー１５：３
（２）インク組成物の調製
得られた分散液と、下記の表１に示される成分とを混合し、２５℃で６０分間撹拌した。混合液を５μｍのメンブランフィルターで濾過して、インク組成物を得た。
【００４１】
なおＢＹＫ３４７、３４８はシリコン系界面活性剤（ビックケミー・ジャパン製）であり、式（Ｉ）に包含される化合物である。
【００４２】
【表１】

（３）評価試験
本発明の実施例のインク組成物について、インクジェットプリンターＥＭ９００Ｃ（セイコーエプソン株式会社製）に充填し、以下の評価試験を行ない、得られた結果を表２に示す。
【００４３】
＜評価１：印刷ムラ＞
Ｘｅｒｏｘ ４０２４（ゼロックス社）、Ｘｅｒｏｘ Ｐ（ゼロックス社）、およびＨａｎｍｅｒ Ｍｉｌｌ Ｃｏｐｙ Ｐｌｕｓ（Ｈａｎｍｅｒ Ｍｉｌｌ社）に、各色のインク組成物によって解像度７２０ｄｐｉ、１００％ｄｕｔｙで印字を行った。印字部分のＯＤ値をＯＤ値測定器（ＧＲＥＴＡＧ社製、ＳＰＭ−５０）によりランダムに１０ポイント測定して、その結果を以下の基準で評価した。
評価Ａ：１０ポイントのＯＤ値の差が０．０５未満である。
評価Ｂ：１０ポイントのＯＤ値の差が０．０５以上０．１未満である。
評価Ｃ：１０ポイントのＯＤ値の差が０．１以上０．１５未満である。
評価Ｄ：１０ポイントのＯＤ値の差が０．１５以上である。
【００４４】
＜評価２：滲み＞
評価１で得られた印事物を目視で観察し、にじみを以下の基準で評価した。
評価Ａ：全紙においてにじみの発生がなかった。
評価Ｂ：少なくとも一種の用紙においてのみ、わずかなにじみが発生した。
評価Ｃ：全紙にひげ状のにじみが発生した。
評価Ｄ：少なくとも一種の用紙において、文字の輪郭がはっきりしないほどのにじみが発生した。
【００４５】
＜評価３：ブリード＞
評価１と同様の記録紙および印字条件で印字を行った。但し、シアン、マゼンタ、イエローを隣り合うように印刷し、色境で不均一な色混じり（ブリード）を目視にて観察した。その結果を以下の基準で評価した。
評価ＡＡ：全紙において色混じりが全くなく、境界が鮮明であった。
評価Ａ：全紙において色混じりがみられなかった。
評価Ｂ：少なくとも一種の用紙においてのみ、わずかな色混じりがあった。
評価Ｃ：全紙にひげ状の色混じりが発生した。
評価Ｄ：少なくとも一種の用紙において、色境界がはっきりしないほどの色混じりが発生した。
【００４６】
＜評価４：吐出安定性＞
常温下、連続印字を行い、ドット抜けおよびインクの飛び散りの有無を観察した。その結果を以下の基準で評価した。
評価Ａ：７２時間経過時で、ドット抜けまたはインクの飛び散りの発生が１０回以下である。
評価Ｂ：４８〜７２時間の内に、ドット抜けまたはインクの飛び散りが１０回発生した。
評価Ｃ：２４〜４８時間の内に、ドット抜けまたはインクの飛び散りが１０回発生した。
評価Ｄ：２４時間以内に、ドット抜けまたはインクの飛び散りが１０回発生した。
【００４７】
＜評価５：目詰まり回復性＞
プリンターにインクを充填し、正常な印字が行えることを確認した後、印字を停止した。その後６ヶ月間、プリンターを常温（２５℃）下放置した。放置後、印字を再開し、吐出不良がなく、放置前と同等な印字が得られるまでクリーニング操作を行った。そのクリーニング操作の回数を以下の基準で評価した。
評価Ａ：０〜５回のクリーニング操作で放置前と同等の印字が得られた。
評価Ｂ：６〜１０回のクリーニング操作で放置前と同等の印字が得られた。
評価Ｃ：１１回のクリーニング操作では放置前と同等の印字が得られなかった。
【００４８】
＜評価６：インク保存安定性＞
インク組成物５０ｃｃをラボランスクリュー管瓶に入れ、６０℃環境下で２ヶ月間放置した。放置前後のインク組成物の粘度変化を、以下の基準で評価した。評価Ａ：粘度変化が１０％未満であった。
評価Ｂ：粘度変化が１０％以上であった。
【００４９】
＜評価７：間欠印字特性＞
常温下、１０分間各色の空送印字を行い、その直後の印字に対してのドット抜けおよびインクの飛び散りの有無を観察した。その結果を以下の基準で評価した。
評価Ａ：打ち始めからドット抜けまたはインクの飛び散りが無く正常に印字した。
評価Ｂ：打ち始めで僅かなよれがあるがドット抜けまたはインクの飛び散りは無かった。
評価Ｃ：打ち始めでインクの飛び散りが発生した。
評価Ｄ：打ち始めでドット抜けが発生した。
【００５０】
【表２】

[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a pigment ink composition containing a polyether-modified polysiloxane and 1,5-pentanediol, which is suitable for ink-jet recording for realizing a good image on plain paper.
[0002]
Problems to be solved by the prior art and the invention
Ink jet recording is a method of ejecting ink as small droplets from fine nozzles to record characters and figures on the surface of a recording medium. Various characteristics are required for the ink used for such ink jet recording. For example, good dispersion stability, ejection stability, and good scratch resistance of printed matter can be cited.
[0003]
In general, ink obtained by dissolving various water-soluble dyes in an aqueous medium is used as the ink. Further, an ink in which a pigment is dispersed in an aqueous medium is provided. A pigment-based ink in which a pigment is dispersed in an aqueous medium has a feature of being superior in water resistance and light resistance as compared with a water-soluble dye.
[0004]
The dye penetrates into a recording medium such as paper and is fixed. On the other hand, the pigment particles do not basically penetrate into a recording medium such as paper, but remain thereon to form a color. Therefore, the pigment-based ink composition is easily affected by the surface condition of the recording medium. In so-called plain paper, unevenness occurs in the fixation of the pigment due to the blanket of paper fibers, and it is difficult to realize a good quality image. Therefore, a so-called special paper having a smooth and homogeneous recording medium surface is prepared, and a high quality image is realized by printing the pigment ink composition on the special paper.
[0005]
However, there is still a demand for realizing high-quality images using a pigment-based ink composition on plain paper that is inexpensive and widely used.
[0006]
For this reason, it is widely used to add a penetrating solvent or a surfactant to the ink. Among these types, there are silicon-based surfactants, and some ink compositions containing a modified polysiloxane compound as one of them are also known. For example, an ink composition for lithographic printing containing an organo-modified polysiloxane (for example, see Patent Document 1), an ink composition containing a modified polysiloxane as an antifoaming agent (for example, see Patent Document 2), and a specific structure. An ink composition for inkjet recording containing a modified polysiloxane having the same (see, for example, Patent Documents 3 and 4) and an ink composition containing a polyether-modified polysiloxane (see, for example, Patent Document 5) are known. .
[0007]
[Patent Document 1]
JP-A-59-66475 [Patent Document 2]
JP-A-60-173068 [Patent Document 3]
JP-A-5-169790 [Patent Document 4]
JP-A-10-310732 [Patent Document 5]
JP-A-10-27981
However, with respect to the types and structures of the surfactant and the penetrating solvent, not all of them have properties as an inkjet pigment ink.
Depending on the structure, the stability of the pigment dispersion may be impaired and the storage stability of the ink may be adversely affected. Regarding the print quality, especially for plain paper, due to the blanket of the paper fiber, the fixation of the pigment causes unevenness, and it is difficult to realize a good quality image, and the bleed between the colors may not be improved. In addition, the ejection stability may not be ensured as the inkjet ink is appropriate.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have now found that a pigment ink composition containing a polyether-modified polysiloxane having a specific structure and 1,5-pentanediol can realize a good image.
[0010]
Therefore, the present invention is an ink composition capable of realizing a good image, particularly when used in an ink jet recording method, is excellent in ejection stability, ink storage stability, color development, fixing property, color mixture bleeding, and extremely uneven printing. It is an object of the present invention to provide an ink composition that achieves low and good image quality.
[0011]
The ink composition according to the present invention includes at least a pigment, a compound represented by the following formula (I), 1,5-pentanediol, water, and a water-soluble organic solvent. .
[0012]
Embedded image

(In the above formula,
R 1 to R 7 independently represent a C _1-6 alkyl group,
j and k independently represent an integer of 1 or more;
EO represents an ethyleneoxy group,
PO represents a propyleneoxy group,
l, m and n each represent an integer of 0 or more, provided that m + n represents an integer of 1 or more;
EO and PO may be in any order in [] and may be random or blocks. )
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The ink composition according to the present invention is used in a recording method using the ink composition. Examples of the recording method using the ink composition include an ink-jet recording method, a recording method using a writing instrument such as a pen, and various other printing methods. In particular, the ink composition according to the present invention is preferably used for an ink jet recording method.
[0014]
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the ink composition by this invention, generation | occurrence | production of the printing unevenness which is often observed at the time of printing on plain paper by the pigment-based ink composition and which seems to be caused by feathers on the paper surface, a sizing agent, etc. is effectively prevented. it can.
[0015]
Furthermore, the ink composition according to the present invention is advantageous in that it can be used as a pigment ink in an ink jet recording method because it can achieve good image quality with excellent ejection stability, storage stability, color developability, fixability, and extremely little color mixing bleeding. is there.
[0016]
The ink composition according to the present invention comprises the compound of the above formula (I).
[0017]
In the formula (I) R1 to R7 are independently _{C 1-6} alkyl group, preferably a methyl group. j and k each independently represent an integer of 1 or more, and more preferably 1 or 2. Also, l, m and n represent an integer of 0 or more, provided that m + n represents an integer of 1 or more.
[0018]
According to a more preferred embodiment of the present invention, compounds satisfying j = k are preferred as compounds of formula (I). According to yet another preferred embodiment of the present invention, as the compound of formula (I), R1 to R7 all represent a methyl group, j represents 1, k represents 1, l represents 1, and m represents Those which represent an integer of 1 or more and n represents 0 are preferable.
[0019]
The compound of the formula (I) is commercially available and can be used. For example, silicone surfactants BYK-345, 346, 347, and 348 can be used from BYK Japan KK.
In particular, BYK-347 corresponds to a more preferred embodiment described above.
The addition amount of the compound of the formula (I) may be appropriately determined, but is preferably about 0.03 to 3% by weight, more preferably about 0.1 to 2% by weight.
[0020]
Further according to a preferred embodiment of the present invention, the ink composition according to the present invention preferably comprises 1,5-pentanediol as a penetrant. The amount of 1,5-pentanediol added may be appropriately determined, but is preferably about 1 to 15% by weight, and more preferably about 2 to 10% by weight.
[0021]
The ink composition according to the present invention comprises a pigment as a colorant. Both inorganic pigments and organic pigments can be used. As the inorganic pigment, in addition to titanium oxide and iron oxide, carbon black produced by a known method such as a contact method, a furnace method, and a thermal method can be used. As the organic pigment, azo dyes (including azo lakes, insoluble azo pigments, condensed azo pigments, chelate azo pigments, etc.), polycyclic pigments (for example, phthalocyanine pigments, perylene pigments, perinone pigments, anthraquinone pigments, quinacridone pigments, Dioxazine pigments, thioindigo pigments, isoindolinone pigments, quinofuranone pigments, etc., dye chelates (eg, basic dye chelates, acid dye chelates, etc.), nitro pigments, nitroso pigments, aniline black, and the like can be used.
[0022]
As a specific example of the pigment, carbon black No. 2300, no. 900, HCF88, No. 33, no. 40, no. 45, no. 52, MA7, MA8, MA100, No. 2200B and the like are Raven 5750, 5250, 5000, 3500, 1255, and 700 manufactured by Columbia Corporation, and Regal 400R, 330R, 660R, Mogul L, 700, Monarch 800, and 700 are manufactured by Cabot Corporation. 880, 900, 1000, 1100, 1300, 1400, etc. are Color Black FW1, FW2, FW2V, FW18, FW200, Color Black S150, S160, S170, Printex manufactured by Degussa Corporation. 35, U, V, 140U, Special Black 6, 5, 5, 4A, 4 and the like.
[0023]
Examples of the pigment used for the yellow ink include C.I. I. Pigment Yellow 1, 2, 3, 12, 13, 14, 16, 17, 73, 74, 75, 83, 93, 95, 97, 98, 109, 110, 114, 128, 129, 138, 150, 151, 154, 155, 180, 185 and the like.
[0024]
Examples of the pigment used for the magenta ink include C.I. I. Pigment Red 5, 7, 12, 48 (Ca), 48 (Mn), 57 (Ca), 15: 1, 112, 122, 123, 168, 184, 202, 209 and the like.
[0025]
Further, as the pigment used for the cyan ink, C.I. I. Pigment Blue 1, 2, 3, 15: 3, 15:34, 16, 22, 60.
[0026]
According to a preferred embodiment of the present invention, the pigment preferably has an average particle size in the range of 10 to 200 nm, more preferably about 50 to 150 nm.
[0027]
The amount of the pigment added may be appropriately determined, but is preferably in the range of 0.1 to 20% by weight, more preferably 1 to 10% by weight, based on the ink composition.
[0028]
In the present invention, the pigment is preferably added to the ink composition as a pigment dispersion dispersed by a dispersant. Examples of the dispersant include a polymer dispersant and a surfactant.
[0029]
Preferred examples of the polymer dispersant include natural polymers, and specific examples thereof include glue, gelatin, casein, proteins such as albumin, arabic gum, natural gums such as tragacanth gum, glycosides such as savonin, Alginic acid and propylene glycol alginate, alginic acid derivatives such as triethanolamine alginate and ammonium alginate, and cellulose derivatives such as methylcellulose, carboxymethylcellulose, hydroxyethylcellulose, and ethylhydroxycellulose are included.
[0030]
Preferred examples of the polymer dispersant include synthetic polymers, such as polyvinyl alcohols, polyvinylpyrrolidones, polyacrylic acid, acrylic acid-acrylonitrile copolymer, potassium acrylate-acrylonitrile copolymer, and vinyl acetate-acrylic acid. Acrylic resins such as ester copolymers, acrylic acid-alkyl acrylate copolymers; styrene-acrylic acid copolymers, styrene-methacrylic acid copolymers, styrene-methacrylic acid-alkyl acrylate copolymers, Styrene-acrylic acid resin such as styrene-α-methylstyrene-acrylic acid copolymer, styrene-α-methylstyrene-acrylic acid-alkyl acrylate copolymer; styrene-maleic acid; styrene-maleic anhydride; vinyl Naphthalene-acrylic acid Polymer: vinyl naphthalene-maleic acid copolymer; vinyl acetate-ethylene copolymer, vinyl acetate-fatty acid vinyl ethylene copolymer, vinyl acetate-maleic acid ester copolymer, vinyl acetate-crotonic acid copolymer, acetic acid Examples include vinyl acetate copolymers such as vinyl-acrylic acid copolymers and salts thereof. Among these, in particular, a polymer compound having a carboxyl group (preferably in the form of a salt) (for example, the above styrene-acrylic acid resin, styrene-maleic acid resin, styrene-maleic anhydride resin, vinylnaphthalene-acrylic resin) Acid copolymers, vinyl naphthalene-maleic acid copolymers, vinyl acetate-acrylic acid copolymers), copolymers of a monomer having a hydrophobic group and a monomer having a hydrophilic group, and a hydrophobic group and a hydrophilic group A polymer composed of a monomer having a group in a molecular structure is preferable. Examples of the above salts include salts with diethylamine, ammonia, ethylamine, triethylamine, propylamine, isopropylamine, dipropylamine, butylamine, isobutylamine, triethanolamine, diethanolamine, aminomethylpropanol, morpholine and the like. These copolymers preferably have a weight average molecular weight of 3,000 to 30,000, more preferably 5,000 to 15,000.
[0031]
Examples of surfactants preferable as dispersants include fatty acid salts, higher alkyl dicarboxylates, higher alcohol sulfates, higher alkyl sulfonates, higher fatty acid and amino acid condensates, sulfosuccinates, and naphthenes. Anionic surfactants such as acid salts, liquid fatty oil sulfates, and alkyl allyl sulfonates; cationic surfactants such as fatty acid amine salts, quaternary ammonium salts, sulfonium salts, and phosphonium; polyoxyethylene alkyl ethers And non-ionic surfactants such as polyoxyethylene alkyl esters, sorbitan alkyl esters, and polyoxyethylene sorbitan alkyl esters. Those skilled in the art will understand that the surfactant described above also functions as a surfactant when added to the ink composition.
[0032]
In the ink composition of the invention, pure water such as ion-exchanged water, ultrafiltration water, reverse osmosis water, and distilled water, or ultrapure water can be used. In addition, it is preferable to use water sterilized by ultraviolet irradiation, addition of hydrogen peroxide, or the like, since the generation of mold and bacteria can be prevented when the ink composition is stored for a long period of time.
[0033]
According to a preferred embodiment of the present invention, the ink composition according to the present invention preferably comprises a wetting agent comprising a high-boiling organic solvent. Preferred examples of the high boiling organic solvent include ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, propylene glycol, butylene glycol, 1,2,6-hexanetriol, thioglycol, hexylene glycol, glycerin, triglyceride, and the like. Examples include polyhydric alcohols such as methylolethane and trimethylolpropane, and 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone. These can be used alone or as a mixture of two or more. Among them, glycerin, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol and polyethylene glycol are preferred. The amount of these additives is preferably in the range of about 1 to 20% by weight, more preferably in the range of about 5 to 10% by weight, based on the ink composition.
[0034]
According to a preferred embodiment of the present invention, it is possible to add sugar to the ink composition according to the present invention. Preferred specific examples of sugars include monosaccharides, disaccharides, oligosaccharides (including trisaccharides and tetrasaccharides) and polysaccharides, and are preferably glucose, mannose, fructose, ribose, xylose, arabinose, galactose, aldonic acid. , Glucitol, (sorbitol), maltose, cellobiose, lactose, sucrose, trehalose, maltotriose, xylitol and the like. Here, the polysaccharide means a sugar in a broad sense, and is used to include substances widely existing in nature such as alginic acid, α-cyclodextrin, and cellulose. Derivatives of these saccharides are represented by reducing sugars of the above-mentioned saccharides (for example, sugar alcohol (general formula HOCH ₂ (CHOH) _n CH ₂ OH, where n is an integer of 2 to 5). Oxidized sugars (eg, aldonic acid, uronic acid, etc.), amino acids, thiosugars, etc. Particularly preferred are sugar alcohols, and specific examples include maltitol, sorbitol and the like.
[0035]
The content of these saccharides is preferably about 1 to 20% by weight, more preferably about 3 to 10% by weight, based on the ink composition.
[0036]
The ink composition according to the present invention may further contain a nozzle clogging inhibitor, a preservative, a pH adjuster, a surface tension adjuster, an oxygen absorber, and the like.
[0037]
Examples of preservatives / fungicides include sodium benzoate, sodium pentachlorophenol, sodium 2-pyridinethiol-1-oxide, sodium sorbate, sodium dehydroacetate, 1,2-dibenzinethiazolin-3-one ( Proxel CRL, Proxel BND, Proxel GXL, Proxel XL-2, Proxel TN, etc. of ICI.
[0038]
Further, examples of the pH adjuster include amines such as diethanolamine, triethanolamine, propanolamine, and morpholine, and modified products thereof, and inorganic salts such as potassium hydroxide, sodium hydroxide, and lithium hydroxide. .
[0039]
【Example】
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited thereto. The numerical values in the table indicate% by weight.
(1) Preparation of pigment dispersion 25.0% by weight of pigment
Styrene-acrylic acid copolymer (dispersed resin) 5.0% by weight
The pigment, styrene-acrylic acid copolymer (dispersant resin: acid value 100, average molecular weight 10,000), potassium hydroxide and water were mixed, and dispersed in a sand mill (manufactured by Yasukawa Seisakusho) with zirconia beads. . Thereafter, the beads were removed, and the particles were removed by centrifugation and filtration with a filter to remove coarse particles, thereby obtaining a pigment dispersion.
[0040]
Depending on the pigment used, the pigment dispersion is called as follows.
Pigment dispersion liquid Bk: (pigment) carbon black Pigment dispersion liquid Y: (pigment) Pigment Yellow 74
Pigment Dispersion M: (Pigment) Pigment Red 122
Pigment dispersion C: (Pigment) Pigment Blue 15: 3
(2) Preparation of ink composition The obtained dispersion was mixed with the components shown in Table 1 below, and the mixture was stirred at 25 ° C for 60 minutes. The mixture was filtered through a 5 μm membrane filter to obtain an ink composition.
[0041]
BYK347 and 348 are silicon surfactants (manufactured by BYK Japan) and are compounds included in the formula (I).
[0042]
[Table 1]

(3) Evaluation Test The ink compositions of Examples of the present invention were filled in an ink jet printer EM900C (manufactured by Seiko Epson Corporation), and the following evaluation tests were performed. The results obtained are shown in Table 2.
[0043]
<Evaluation 1: Printing unevenness>
Printing was performed on Xerox 4024 (Xerox Corporation), Xerox P (Xerox Corporation), and Hanmer Mill Copy Plus (Hanmer Mill) with the ink composition of each color at a resolution of 720 dpi and 100% duty. The OD value of the printed portion was randomly measured at 10 points by an OD value measuring device (manufactured by GRETAG, SPM-50), and the result was evaluated according to the following criteria.
Evaluation A: The difference between the OD values at 10 points is less than 0.05.
Evaluation B: The difference between the OD values at 10 points is 0.05 or more and less than 0.1.
Evaluation C: The difference between the OD values at 10 points is 0.1 or more and less than 0.15.
Evaluation D: The difference between the OD values at 10 points is 0.15 or more.
[0044]
<Evaluation 2: Bleeding>
The seal obtained in Evaluation 1 was visually observed, and bleeding was evaluated according to the following criteria.
Evaluation A: No bleeding occurred on all papers.
Evaluation B: Slight bleeding occurred only on at least one type of paper.
Evaluation C: Whisker-like bleeding occurred on all papers.
Evaluation D: In at least one type of paper, blurring occurred such that the outline of the character was not clear.
[0045]
<Evaluation 3: Bleed>
Printing was performed under the same recording paper and printing conditions as in Evaluation 1. However, cyan, magenta, and yellow were printed so as to be adjacent to each other, and the color mixture (bleed) that was uneven at the color boundary was visually observed. The results were evaluated according to the following criteria.
Evaluation AA: There was no color mixing in all the papers, and the boundaries were clear.
Evaluation A: Color mixing was not observed on all papers.
Evaluation B: Slight color mixing was found only in at least one type of paper.
Evaluation C: Whisker-like color mixture occurred on all papers.
Evaluation D: In at least one type of paper, color mixture occurred such that the color boundary was not clear.
[0046]
<Evaluation 4: Discharge stability>
Continuous printing was performed at normal temperature, and the presence or absence of dot missing and ink scattering were observed. The results were evaluated according to the following criteria.
Evaluation A: After 72 hours, the number of missing dots or ink scattering is 10 or less.
Evaluation B: Missing dots or ink scattering occurred 10 times within 48 to 72 hours.
Evaluation C: Missing dots or ink scattering occurred 10 times within 24 to 48 hours.
Evaluation D: Missing dots or ink scattering occurred 10 times within 24 hours.
[0047]
<Evaluation 5: Recoverability of clogging>
After filling the printer with ink and confirming that normal printing could be performed, printing was stopped. After that, the printer was left at room temperature (25 ° C.) for 6 months. After the standing, the printing was restarted, and the cleaning operation was performed until there was no ejection failure and printing equivalent to that before the standing was obtained. The number of cleaning operations was evaluated according to the following criteria.
Evaluation A: Printing equivalent to that before standing was obtained by performing the cleaning operation 0 to 5 times.
Evaluation B: Printing equivalent to that before leaving was obtained by 6 to 10 cleaning operations.
Evaluation C: After 11 cleaning operations, printing equivalent to that before standing was not obtained.
[0048]
<Evaluation 6: Ink storage stability>
50 cc of the ink composition was placed in a Laboran screw tube bottle and left in a 60 ° C. environment for 2 months. The change in viscosity of the ink composition before and after standing was evaluated according to the following criteria. Evaluation A: Change in viscosity was less than 10%.
Evaluation B: Change in viscosity was 10% or more.
[0049]
<Evaluation 7: Intermittent printing characteristics>
The blank printing of each color was performed at room temperature for 10 minutes, and the presence or absence of dot omission and ink scattering for the printing immediately after that was observed. The results were evaluated according to the following criteria.
Evaluation A: Normal printing was performed without any missing dots or ink scattering from the start of printing.
Evaluation B: At the start of printing, there was slight distortion, but there was no missing dots or scattering of ink.
Evaluation C: Ink spattering occurred at the beginning of ejection.
Evaluation D: Missing dots occurred at the beginning of printing.
[0050]
[Table 2]

Claims (5)

顔料と、下記の式（Ｉ）で表される化合物と、１，５−ペンタンジオールと、水と、水溶性有機溶剤とを少なくとも含んでなる、インク組成物。

（上記式中、
Ｒ１〜Ｒ７は、独立して、Ｃ_１−６ アルキル基を表し、
ｊおよびｋは、独立して１以上の整数を表し、
ＥＯはエチレンオキシ基を表し、
ＰＯはプロピレンオキシ基を表し、
ｌ、ｍおよびｎは０以上の整数を表すが、但しｍ＋ｎは１以上の整数を表し、
ＥＯおよびＰＯは、［］内においてその順序は問わず、ランダムであってもブロックであってもよい。）An ink composition comprising at least a pigment, a compound represented by the following formula (I), 1,5-pentanediol, water, and a water-soluble organic solvent.

(In the above formula,
R 1 to R 7 independently represent a C _1-6 alkyl group,
j and k independently represent an integer of 1 or more;
EO represents an ethyleneoxy group,
PO represents a propyleneoxy group,
l, m and n represent an integer of 0 or more, provided that m + n represents an integer of 1 or more;
EO and PO may be in any order within [] and may be random or blocks. ) 式（Ｉ）の化合物が、ｊ＝ｋを満足するものである、請求項１記載のインク組成物。The ink composition according to claim 1, wherein the compound of the formula (I) satisfies j = k. 式（Ｉ）の化合物が、Ｒ１〜Ｒ７が全てメチル基を表し、ｊが１を表し、ｋが１を表し、ｌが１を表し、ｍが１以上の整数を表し、ｎが０を表すものである、請求項１または２に記載のインク組成物。In the compound of the formula (I), R1 to R7 all represent a methyl group, j represents 1, k represents 1, l represents 1, m represents an integer of 1 or more, and n represents 0. The ink composition according to claim 1, wherein 前記顔料が、カルボキシル基を有する高分子化合物により分散されてなる、請求項１〜３のいずれか一項に記載のインク組成物。The ink composition according to any one of claims 1 to 3, wherein the pigment is dispersed by a polymer compound having a carboxyl group. 前記カルボキシル基を有する高分子化合物が、スチレン−アクリル酸樹脂である、請求項１〜４のいずれか一項に記載のインク組成物。The ink composition according to any one of claims 1 to 4, wherein the polymer compound having a carboxyl group is a styrene-acrylic acid resin.