JP2007211058A - 水系顔料インクの製造方法及びこれを用いた画像形成装置、画像形成体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】少なくとも顔料、分散剤、水よりなる顔料分散体にポリウレタンエマルジョンを添加して調合した構成物を作成し、10分以上攪拌操作を行なった後、湿潤剤、界面活性剤、消泡剤、滲み防止剤、PH緩衝剤、防腐剤からなる群れから選ばれた添加剤を添加する順序で作成したものであることを特徴とするインクジェット用インク。
【選択図】なし
Description
また、顔料は染料に比較して光に対する反応性が低いため、顔料系インクの耐光性は染料系インクに較べ優れている。
しかし、上記顔料インクを光沢紙等、インクの浸透性の低い紙に印刷した場合、画像部が擦過されると表面から顔料が脱落して画像が薄くなったり、消えてしまう等の問題があった。本現象は定着性不良と呼称されているが、定着性改善のためには、インク中に水溶性樹脂や樹脂エマルジョンを添加することが知られている。
しかし、特許文献3記載の技術では、顔料、分散剤、水の3成分を必須とする顔料分散体液(1)を作成しておき、ポリカーボネート型ポリウレタンエマルションに、保湿剤であるグリセリン、次いでジエチレングリコールを攪拌下に徐々に添加してエマルション液を調製した溶液(2)中に顔料分散体液(1)を添加することによりインクジェット用インクを作成している。
本発明で言う「印字曲がり」とは、ノズルから吐出されたインク滴が時々真っ直ぐに飛ばず、曲がって飛ぶため、ベタ画像を印字した際、ベタ画像中に白い線、あるいは薄い線がスジ状に観察される現象を言う。
(1)「少なくとも顔料、分散剤、水よりなる顔料分散体にポリウレタンエマルジョンを添加して調合した構成物を作成し、10分以上攪拌操作を行なった後、湿潤剤、界面活性剤、消泡剤、滲み防止剤、PH緩衝剤、防腐剤からなる群れから選ばれた添加剤を添加する順序で作成したものであることを特徴とするインクジェット用インク」、
(2)「前記ポリウレタン固形分を0.01〜7重量%含んでなることを特徴とする前記第(1)項に記載のインクジェット用インク」、
(3)「前記ポリウレタンエマルジョンの平均粒子径が50nm以下であることを特徴とする前記第(1)項又は第(2)項に記載のインクジェット用インク」、
(4)「前記顔料の平均粒子径が10〜200nmであることを特徴とする前記第(1)項乃至第(3)項のいずれかに記載のインクジェット用インク」、
(5)「前記顔料を1〜15重量%含んでなることを特徴とする前記第(1)項乃至第(4)項のいずれかに記載のインクジェット用インク」、
(6)「前記顔料が界面活性剤で分散されていることを特徴とする前記第(1)項乃至第(5)項のいずれかに記載のインクジェット用インク」、
(7)「前記界面活性剤がノニオン系界面活性剤であることを特徴とする前記第(6)項に記載のインクジェット用インク」、
(8)「前記界面活性剤が、下記一般式(I)で表わされる化合物であることを特徴とする前記第(7)項に記載のインクジェット用インク;
(9)「前記界面活性剤が、POE(n=40)βナフチルエーテルであることを特徴とする前記第(8)項に記載のインクジェット用インク」、
(10)「アルカンジオールをさらに含んでなることを特徴とする前記第(1)項乃至第(9)項のいずれかに記載のインクジェット用インク」、
(11)「前記アルカンジオールが2−エチル−1.3−ヘキサンジオールであることを特徴とする前記第(10)項に記載のインクジェット用インク」、
(12)「前記アルカンジオールを0.2〜15重量%含んでなることを特徴とする前記第(10)項又は第(11)項に記載のインクジェット用インク」、
(13)「アセチレングリコール系界面活性剤をさらに含んでなることを特徴とする前記第(1)項乃至第(12)項のいずれかに記載のインクジェット用インク」、
(14)「少なくとも顔料、分散剤、水よりなる顔料分散体にポリウレタンエマルジョンを添加して調合した構成物を作成し、10分以上攪拌操作を行なった後、湿潤剤、界面活性剤、消泡剤、滲み防止剤、PH緩衝剤、防腐剤からなる群れから選ばれた添加剤を添加する順序で作成することを特徴とするインクジェット用インクの製造方法」、
(15)「前記ポリウレタン固形分を0.01〜7重量%添加することを特徴とする前記第(14)項に記載のインクジェット用インクの製造方法」、
(16)「前記ポリウレタンエマルジョンの平均粒子径が50nm以下であることを特徴とする前記第(14)項又は第(15)項に記載のインクジェット用インクの製造方法」、
(17)「前記顔料の平均粒子径が10〜200nmであることを特徴とする前記第(14)項乃至第(16)項のいずれかに記載のインクジェット用インクの製造方法」、
(18)「前記顔料を1〜15重量%含んでなることを特徴とする前記第(14)項乃至第(17)項のいずれかに記載のインクジェット用インクの製造方法」、
(19)「前記顔料が界面活性剤で分散されることを特徴とする前記第(14)項乃至第(18)項のいずれかに記載のインクジェット用インクの製造方法」、
(20)「前記界面活性剤がノニオン系界面活性剤であることを特徴とする前記第(19)項に記載のインクジェット用インクの製造方法」、
(21)「前記界面活性剤が、下記一般式(I)で表わされる化合物であることを特徴とする前記第(20)項に記載のインクジェット用インクの製造方法;
(22)「前記界面活性剤が、POE(n=40)βナフチルエーテルであることを特徴とする前記第(21)項に記載のインクジェット用インクの製造方法」、
(23)「アルカンジオールをさらに添加することを特徴とする前記第(14)項乃至第(22)項のいずれかに記載のインクジェット用インクの製造方法」、
(24)「前記アルカンジオールが2−エチル−1.3−ヘキサンジオールであることを特徴とする前記第(23)項に記載のインクジェット用インクの製造方法」、
(25)「前記アルカンジオールを0.2〜15重量%添加することを特徴とする前記第(23)項又は第(24)項に記載のインクジェット用インクの製造方法」、
(26)「アセチレングリコール系界面活性剤をさらに添加することを特徴とする前記第(14)項乃至第(25)項のいずれかに記載のインクジェット用インクの製造方法」、
(27)「前記第(1)項乃至第(13)項のいずれかに記載のインクジェット用インクを含有することを特徴とするインクカートリッジ」、
(28)「画像形成装置に着脱可能であることを特徴とする前記第(27)項に記載のインクカートリッジ」、
(29)「前記第(1)項乃至第(13)項のいずれかに記載のインクジェット用インクを用いて受容体に画像が形成されていることを特徴とする画像形成体」、
(30)「前記第(1)項乃至第(13)項のいずれかに記載のインクジェット用インクを用いて受容体に画像を形成することを特徴とする画像形成方法」、
(31)「画像形成装置がインクジェットプリンタであることを特徴とする前記第(27)項に記載のインクカートリッジ」、
(32)「前記インクジェットプリンタから受容体に前記インクジェット用インクを吐出させることを特徴とする前記第(30)項に記載の画像形成方法」、
(33)「前記インクジェットプリンタが、ピエゾ方式のインクジェットプリンタであることを特徴とする前記第(32)項に記載の画像形成方法」、
(34)「前記インクジェットプリンタが、サーマル方式のインクジェットプリンタであることを特徴とする前記第(33)項に記載の画像形成方法」、
(35)「前記受容体が紙であることを特徴とする前記第(29)項に記載の画像形成体」
前記第(1)項乃至第(3)項によれば、印字曲がりの無い顔料系インクジェット用インクが提供される。
顔料を界面活性剤で分散するには、顔料粉体と水と界面活性剤をプレミックス後、サンドミル、ダイノーミル等の分散機を用いて公知の方法で分散する。
このようにして得られた顔料分散体にポリウレタンエマルジョンを添加して調合した構成物を作成し、10分以上攪拌操作を行なった後必要に応じた添加剤(湿潤剤、界面活性剤、消泡剤、滲み防止剤、PH緩衝剤、防腐剤)を添加する順序で作成することにより、理由は定かではないが顔料が樹脂で被覆され、長期間におけるインク安定性が保たれ、安定な分散状態の液組成物が得られる。
このような順序の方法を採らなかったそれ以外の順序において作成された混合物によるインクジェットインクは、不安定な分散状態の液組成物となり、印字曲がりを発生する。
ポリウレタンエマルジョンの添加量は、ポリウレタン固形分として0.01〜7重量%が好ましい。
ポリウレタンエマルジョンの平均粒子径は50nm以下であることが好ましい。
顔料の平均粒子径は10〜200nmであることが好ましく、より好ましくは20〜100nmである。
平均粒子径を10nmより小さくすることは、長時間分散が必要であり、かつインクの保存安定性も悪くなる。平均粒子径が200nmを超えると、画像彩度が低くなるばかりでなく、ノズル詰まりが多くなり、インクの吐出安定性が悪くなる。
なお、本発明における顔料の平均粒子径は、日機装(株)製マイクロトラックUPAで測定した値を示している。
顔料の含有量は1〜15重量%が好ましく、より好ましくは3〜12重量%である。
顔料の含有量が1重量%より少ないと、画像濃度が低くなり、15重量%より多いとノズル詰まりが多くなり、インクの吐出安定性が悪くなる。
界面活性剤としては、アニオン系、ノニオン系、カチオン系、両イオン系の界面活性剤を用いることができる。
このうち、より好ましく使用されるのは、ノニオン系界面活性剤であり、特に前記一般式(I)の化合物、その中でもPOE(n=40)βナフチルエーテルが特に好ましく使用できる。
アルカンジオールの含有量は0.2〜15重量%が好ましく、より好ましくは0.3〜10重量%である。
アルカンジオールの含有量が0.2重量%より少ないと画像彩度が低くなり、15重量%より多いとインクの保存安定性が悪くなる。
アルカンジオールとしては特に限定されるものではないが、好ましくは、1,2−ヘキサンジオール、1,2−ヘプタンジオール、1,3−ヘプタンジオール、2−メチル−1,3−ヘキサンジオール、2−ブチル−2−エチル−プロパンジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール等が挙げられる。
この内、2−エチル−1,3−ヘキサンジオールがより画像彩度が高くなるので好ましい。
アセチレングリコール系界面活性剤を含むことで、より画像彩度が高くなるので好ましい。
アセチレングリコール系界面活性剤の含有量は、好ましくは0.1〜12重量%が好ましく、より好ましくは0.1〜5重量%である。アセチレングリコール系界面活性剤としては特に限定されるものではないが、好ましくは、2,4,7,9−テトラメチル−5−デシン−4,7−ジオール、3,6−ジメチル−4−オクチン−3,6−ジオール、3,5−ジメチル−1−ヘキシン−3−オールの他、市販品としては、サーフィノール104、82、465、485、またはTG(以上、Air Products and Chemicals. Incより入手可)、オルフィンSTG、オルフィンE1010(以上、日信化学社製 商品名)等が挙げられる。
顔料としては、無機顔料、有機顔料のいずれも使用することができる。
無機顔料の具体例としては、酸化チタン、酸化鉄の他、コンタクト法、ファーネス法、サーマル法等の公知の方法によって製造されたカーボンブラック等がある。
有機顔料の具体例としては、アゾ顔料、フタロシアニン顔料、ペリレン顔料、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、キノフタノン顔料、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラック等がある。
本発明においては、顔料は界面活性剤によって分散された顔料分散液としてインクに添加されるのが好ましい。
また、紫外線照射、または過酸化水素添加等により滅菌した水を用いることにより、インクを長期間保存する場合にカビやバクテリアの発生を防ぐことができるので好適である。
なお、インクジェット用インクの水溶性有機溶剤の含有量としては、環境性等の点も考慮すると50重量%以下が好ましい。
実施例1
ピグメントレッド122 151部
(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製、イルガフォアマゼンタDMQ)
POE(n=40)βナフチルエーテル 57部
蒸留水 796部
上記の混合物をプレミックスした後、ディスクタイプのビーズミル(シンマルエンタープライゼス社KDL型、メディア:0.3mmφジルコニアボール使用)で20時間循環分散し、平均粒子径63.5nmの顔料分散液(A)を得た。
上記の方法で得られた(i)顔料分散液(A)に(ii)の自己乳化アニオン型ポリエーテル型ポリウレタンエマルジョンを添加した後30分間充分に攪拌を行なった。
(i)顔料分散液(A) 40.1部
(ii)自己乳化アニオン型ポリエーテル型ポリウレタンエマルジョン 2.4部
(三井武田ケミカル社製 タケラックW−5661
固形分=35.2% 平均粒子径=20.4nm)
その後、下記インク材料(1)によりインク液を調製し、30分攪拌後、孔径0.8μmのメンブランフィルターで濾過、真空脱気して本発明のインクジェット用インク(a)を得た。
インク材料(1)
(iii)グリセリン 7.6部
(iv)1,3−ブタンジオール 22.6部
(v )蒸留水 27.7部
添加の順は、(i)に(ii)を添加し30分攪拌後、(iii)+(iv)+(v)の混合液を添加の順で作成した。
実施例1においてピグメントレッド122を下記の材料に変更し、分散時間を23時間にした他は、実施例1と同様にして、平均粒子径68.8nmの顔料分散液(B)を得た。
ピグメントブルー15:3 151部
(東洋インキ社製、LIONOL BLUE FG−7351)
上記の方法で得られた顔料分散液(B)を前記インク処方1の顔料分散液(A)の代わりに使用してインク液を調製し、60分攪拌後、孔径1.2μmのメンブランフィルターで濾過、真空脱気して本発明のインクジェット用インク(b)を得た。
実施例1においてピグメントレッド122を下記の材料に変更し、分散時間を14時間にした他は、実施例1と同様にして、平均粒子径12.5nmの顔料分散液(C)を得た。
ピグメントイエロー74 151部
(大日精化社製、エローNo.43)
上記の方法で得られた顔料分散液(C)を前記インク処方1の顔料分散液(A)の代わりに使用してインク液を調製し、60分攪拌後、孔径1.2μmのメンブランフィルターで濾過、真空脱気して本発明のインクジェット用インク(c)を得た。
実施例1においてインク処方1中のポリエーテル型ポリウレタンエマルジョン(三井武田ケミカル社製 タケラックW−5661)の代わりに別種自己乳化アニオン型ポリエーテル型ポリウレタンエマルジョン(三井武田ケミカル社製 タケラックW−5025 固形分=30.0%、平均粒子径=20.3nm)を使用した他は、実施例1と同様にして、本発明のインクジェット用インク(d)を得た。
実施例1においてインク処方1に更に2−エチル−1,3−ヘキサンジオールを3部加え、蒸留水の使用量を24.7部とした他は、実施例1と同様にして、本発明のインクジェット用インク(e)を得た。
実施例1においてインク処方1に更にアセチレングリコール系界面活性剤(日信化学社製 オルフィンSTG)を0.1部加え、蒸留水の使用量を27.6部とした他は、実施例1と同様にして、本発明のインクジェット用インク(f)を得た。
実施例1においてインク処方1に更に2−エチル−1,3−ヘキサンジオールを3部とアセチレングリコール系界面活性剤(日信化学社製 オルフィンSTG)を0.1部加え、蒸留水の使用量を24.6部とした他は、実施例1と同様にして、本発明のインクジェット用インク(g)を得た。
実施例1の添加順番を、(ii)+(iii)+(iv)+(v)を混合した液に(i)を添加して作成した他は、実施例1と同様にして、インクジェット用インク(h)を得た。
実施例1の添加順番を(i)に(ii)+(iii)+(iv)+(v)の混合液を添加した他は、実施例1と同様にして、インクジェット用インク(i)を得た。
実施例1の添加順番を(iii)+(iv)+(v)混合液に(ii)を添加した混合液に(i)を添加した他は、実施例1と同様にして、インクジェット用インク(j)を得た。
実施例1の添加順番を(i)に〔(iii)+(iv)+(v)混合液に(ii)を添加した混合液〕を添加した他は、実施例1と同様にして、インクジェット用インク(k)を得た。
次に、EM−930Cでの普通紙印字画像をXrite濃度計にて測定し、画像彩度を算出した。結果を表1に示す。
なお、表1において、画像の彩度とは、画像サンプルのベタ画像の測色をXrite濃度計にて行ない、色度図上にプロットしたときの、色度図上の原点からの距離(単位は色度図上の1目盛り)をいう。
次に、面積率5%のベタ画像テストパターンをインクジェットプリンタ EM−930C及びインクジェットプリンタ Desk Jet 880CでA4サイズの普通紙に連続で200枚印字し、印字終了後、200枚目のベタ印字画像をルーペで観察し、印字曲がりによる白スジまたは低濃度スジの本数を確認した。その結果を表1に示す。この結果から、本発明のインクジェット用インクであるか否かは、インク組成と上記定義による「印字曲がり数」の有無により判断することができることが明らかである。
Claims (35)
- 少なくとも顔料、分散剤、水よりなる顔料分散体にポリウレタンエマルジョンを添加して調合した構成物を作成し、10分以上攪拌操作を行なった後、湿潤剤、界面活性剤、消泡剤、滲み防止剤、PH緩衝剤、防腐剤からなる群れから選ばれた添加剤を添加する順序で作成したものであることを特徴とするインクジェット用インク。
- 前記ポリウレタン固形分を0.01〜7重量%含んでなることを特徴とする請求項1に記載のインクジェット用インク。
- 前記ポリウレタンエマルジョンの平均粒子径が50nm以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載のインクジェット用インク。
- 前記顔料の平均粒子径が10〜200nmであることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のインクジェット用インク。
- 前記顔料を1〜15重量%含んでなることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のインクジェット用インク。
- 前記顔料が界面活性剤で分散されていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載のインクジェット用インク。
- 前記界面活性剤がノニオン系界面活性剤であることを特徴とする請求項6に記載のインクジェット用インク。
- 前記界面活性剤が、POE(n=40)βナフチルエーテルであることを特徴とする請求項8に記載のインクジェット用インク。
- アルカンジオールをさらに含んでなることを特徴とする請求項1乃至9のいずれかに記載のインクジェット用インク。
- 前記アルカンジオールが2−エチル−1.3−ヘキサンジオールであることを特徴とする請求項10に記載のインクジェット用インク。
- 前記アルカンジオールを0.2〜15重量%含んでなることを特徴とする請求項10又は11に記載のインクジェット用インク。
- アセチレングリコール系界面活性剤をさらに含んでなることを特徴とする請求項1乃至12のいずれかに記載のインクジェット用インク。
- 少なくとも顔料、分散剤、水よりなる顔料分散体にポリウレタンエマルジョンを添加して調合した構成物を作成し、10分以上攪拌操作を行なった後、湿潤剤、界面活性剤、消泡剤、滲み防止剤、PH緩衝剤、防腐剤からなる群れから選ばれた添加剤を添加する順序で作成することを特徴とするインクジェット用インクの製造方法。
- 前記ポリウレタン固形分を0.01〜7重量%添加することを特徴とする請求項14に記載のインクジェット用インクの製造方法。
- 前記ポリウレタンエマルジョンの平均粒子径が50nm以下であることを特徴とする請求項14又は15に記載のインクジェット用インクの製造方法。
- 前記顔料の平均粒子径が10〜200nmであることを特徴とする請求項14乃至16のいずれかに記載のインクジェット用インクの製造方法。
- 前記顔料を1〜15重量%含んでなることを特徴とする請求項14乃至17のいずれかに記載のインクジェット用インクの製造方法。
- 前記顔料が界面活性剤で分散されることを特徴とする請求項14乃至18のいずれかに記載のインクジェット用インクの製造方法。
- 前記界面活性剤がノニオン系界面活性剤であることを特徴とする請求項19に記載のインクジェット用インクの製造方法。
- 前記界面活性剤が、POE(n=40)βナフチルエーテルであることを特徴とする請求項21に記載のインクジェット用インクの製造方法。
- アルカンジオールをさらに添加することを特徴とする請求項14乃至22のいずれかに記載のインクジェット用インクの製造方法。
- 前記アルカンジオールが2−エチル−1.3−ヘキサンジオールであることを特徴とする請求項23に記載のインクジェット用インクの製造方法。
- 前記アルカンジオールを0.2〜15重量%添加することを特徴とする請求項23又は24に記載のインクジェット用インクの製造方法。
- アセチレングリコール系界面活性剤をさらに添加することを特徴とする請求項14乃至25のいずれかに記載のインクジェット用インクの製造方法。
- 請求項1乃至13のいずれかに記載のインクジェット用インクを含有することを特徴とするインクカートリッジ。
- 画像形成装置に着脱可能であることを特徴とする請求項27に記載のインクカートリッジ。
- 請求項1乃至13のいずれかに記載のインクジェット用インクを用いて受容体に画像が形成されていることを特徴とする画像形成体。
- 請求項1乃至13のいずれかに記載のインクジェット用インクを用いて受容体に画像を形成することを特徴とする画像形成方法。
- 画像形成装置がインクジェットプリンタであることを特徴とする請求項27に記載のインクカートリッジ。
- 前記インクジェットプリンタから受容体に前記インクジェット用インクを吐出させることを特徴とする請求項30に記載の画像形成方法。
- 前記インクジェットプリンタが、ピエゾ方式のインクジェットプリンタであることを特徴とする請求項32に記載の画像形成方法。
- 前記インクジェットプリンタが、サーマル方式のインクジェットプリンタであることを特徴とする請求項33に記載の画像形成方法。
- 前記受容体が紙であることを特徴とする請求項29に記載の画像形成体。
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