JPH09165541A - インクジェット記録用水系インク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インクジェットプリンタのプリンタヘッドの
焦げ付きがなく、しかもノズルの目詰まりを起こさずに
耐水性があり且つ彩度の低下を招くことのない印字を実
現し得るインクジェット記録用水系インク及びこれを用
いたインクジェット記録方法の提供。 【解決手段】 顔料と、紫外線により重合又は架橋を開
始させる開始剤と、該開始剤により重合又は架橋する樹
脂とを含有することを特徴とするインクジェット記録用
水系インク。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット記
録用水系インクに関するものであり、更に詳しくは、イ
ンクジェットプリンタのプリンタヘッドへの焦げ付きが
なく、しかもノズルの目詰まりを起こさずに耐水性があ
り且つ彩度の低下を招くことのない印字を実現し得るイ
ンクジェット記録用水系インク及びこれを用いたインク
ジェット記録方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録方式は、非常に微細
なノズルからインク液滴を記録部材に直接吐出、付着さ
せて、文字や画像を得る記録方式である。この方式によ
れば、使用する装置が低騒音で操作性がよいという利点
を有するのみならず、カラー化が容易であり且つ記録部
材として普通紙が使用できるという利点も有するため、
近年広く用いられている。インクの吐出方式としては、
プリンタヘッドに圧電素子を利用した圧電式と、発熱抵
抗素子のヒーターを利用した熱ジェット式とが、パーソ
ナルプリンタとして広く用いられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ノズルにインクが目詰
まりするのを防止するために、インクジェットプリンタ
に使用されるインクには通常水に溶解する水溶性染料が
用いられる。水溶性染料を用いることにより、インクは
ノズルに目詰まりしにくくなるが、反面、耐水性に劣る
という問題や、特に熱ジェット式の場合プリンタヘッド
における過剰の熱により染料が酸化されインクがプリン
タヘッドに焦げ付きやすいという問題があった。

【０００４】プリンタヘッドにインクが焦げ付くのを防
止するために、インクに有機スルホン酸塩を含有させた
り（特開平４−２２７６６９号公報）、染料の構造を特
殊なものにしたり（特開平４−２２６１７５号公報）、
インクに胆汁酸塩を含有させたり（特開平５−１９４８
８８号公報）すること等が提案されているが、十分なも
のとはいえない。

【０００５】また、耐水性を向上させるために、インク
として顔料を用いたり（特開平４−２８７７６号公報、
特開平４−１８９８７６号公報、特開平４−３５９０７
１号公報、特開平４−３５９０７２号公報等）、非水系
液媒体を用いたり（特開平４−２６１４７８号公報）、
耐水性に優れた染料を用いたり（特開平３−９１５７７
号公報）すること等が提案されている。しかしながら、
インクとして顔料を用いると印刷物の彩度の低下を招く
という問題が生じるおそれがある。その他の提案も未だ
十分に耐水性の向上という課題を解決しているとはいえ
ない。

【０００６】更に、これらの複合された要求をバランス
良く満たすものは得られていなかった。

【０００７】従って、本発明の目的は、インクジェット
プリンタのプリンタヘッドへの焦げ付きがなく、しかも
ノズルの目詰まりを起こさずに耐水性があり且つ彩度の
低下を招くことのない印字を実現し得るインクジェット
記録用水系インク及びこれを用いたインクジェット記録
方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成すべく鋭意研究の結果、インクジェット記録用水
系インクにおいて、顔料と、紫外線により重合又は架橋
を開始させる開始剤と、該開始剤により重合又は架橋す
る樹脂とを組み合わせて使用することによって、インク
のプリンタヘッドへの焦げ付きがなく、ノズルの目詰ま
りを起こさずに耐水性があり且つ彩度の低下を招くこと
のない印字を実現し得ることを見出し、本発明を完成す
るに到った。

【０００９】即ち、本発明は、顔料と、紫外線により重
合又は架橋を開始させる開始剤と、該開始剤により重合
又は架橋する樹脂とを含有することを特徴とするインク
ジェット記録用水系インクを提供するものである。

【００１０】また、本発明は、本発明の上記インクジェ
ット記録用水系インクを用いたインクジェット記録方法
として、熱エネルギーを利用して、本発明の上記インク
ジェット記録用水系インクをインク液滴としてノズルか
ら記録部材に吐出させて記録を行うことを特徴とするも
のを提供するものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明のインクジェット記
録用水系インクについて詳述する。

【００１２】本発明のインクジェット記録用水系インク
において、該インクに、顔料と、紫外線により重合又は
架橋を開始させる開始剤と、該開始剤により重合又は架
橋する樹脂とを含有せしめることによって、該インクの
プリンタヘッドへの焦げ付きがなく、しかもノズルの目
詰まりを起こさずに耐水性があり且つ彩度の低下を招く
ことのない印字を実現し得る理由は必ずしも分明ではな
いが、以下のように推定される。即ち、インクはプリン
タヘッドにおいて高温にさらされるが、顔料は耐熱性に
優れ、焦げつきが抑えられると同時に、紙に吐出された
インクは水が蒸発するにしたがって、重合又は架橋を起
こす反応基同士の距離が非常に接近し、反応率が非常に
上がり、通常の環境における紫外線によって容易に重合
又は架橋反応を起こし、耐水性を発現するようになると
考えられる。このように、本発明においては、顔料と、
紫外線により重合又は架橋を開始させる開始剤と、該開
始剤により重合又は架橋する樹脂とを組み合わせて使用
することによって、従来のインクジェット用インクでは
得られない、優れた効果を発揮するものである。

【００１３】本発明のインクジェット記録用水系インク
に含有せしめる顔料は、顔料であれば如何なるものでも
使用可能であり、例えば、カーボンブラック、Ｃ．Ｉ．
ピグメント・イエロー１、５、１２、１４、１７、２
４、４２、５３、８３、９５、９７、９８及び１００；
Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド１、３、４、５、１７、２
２、３１、４８、４９、５３、６３、６４、８８及び１
０１；Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー１、１５、１６、２
７、２８、２９、５６、６０及び６３；並びにＣ．Ｉ．
ピグメント・ブラック１、７及び１１などが挙げられ
る。

【００１４】上記顔料の含有量は、特に限定しないが、
本発明のインク全体中、０．５〜１０重量％が適当であ
る。

【００１５】本発明のインクジェット記録用水系インク
に含有せしめる紫外線により重合又は架橋を開始させる
開始剤（以下、単に「開始剤」ともいう）としては、下
記一般式（Ｉ）で表される化合物が好ましい。

【００１６】

【化３】

【００１７】また、上記開始剤の中でも、特に好ましい
化合物は下記(III）、（IV）及び（Ｖ）で表される化合
物である。

【００１８】

【化４】

【００１９】

【化５】

【００２０】

【化６】

【００２１】本発明においては、上記開始剤は単独で使
用してもよく、又は２種以上を混合して使用してもよ
い。また、上記開始剤は、公知の方法で容易に合成する
ことができる。

【００２２】上記開始剤は、３６６ｎｍ以下の波長の紫
外線を吸収するものであることが好ましい。通常のガラ
スは、３６６ｎｍ以下の波長の光を透過することはでき
ないため、蛍光灯の光には３６６ｎｍ以下の波長の光は
ほとんど含まれておらず、３６６ｎｍ以下の波長の紫外
線を吸収する開始剤であれば、通常の蛍光灯下でインク
を製造することができる。しかし、３６６ｎｍを超える
波長の光を吸収する開始剤を用いると、製造時にその開
始剤が吸収する波長以下の光をカットする必要があるた
め製造上好ましくない。

【００２３】また、上記開始剤は、８０℃まで熱分解を
起こさないものであることが好ましい。８０℃以下で熱
分解を起こす開始剤を用いると、製品保存上問題がある
ため好ましくない。

【００２４】上記開始剤の含有量は、特に限定しない
が、本発明のインク全体中、０．０１〜１重量％が適当
である。

【００２５】本発明のインクジェット記録用水系インク
に含有せしめる上記開始剤により重合又は架橋する樹脂
（以下、単に「樹脂」ともいう）としては、下記一般式
（II）で表される化合物が好ましい。

【００２６】

【化７】

【００２７】また、上記樹脂の中でも、特に好ましい化
合物は下記（VI）及び（VII)で表される化合物である。

【００２８】

【化８】

【００２９】

【化９】

【００３０】本発明においては、上記樹脂は単独で使用
してもよく、又は２種以上を混合して使用してもよい。
また、上記樹脂は、公知の方法で容易に合成することが
できる。

【００３１】また、上記樹脂も上記開始剤と同様に、８
０℃まで熱分解を起こさないものであることが好まし
い。８０℃以下で熱分解を起こす樹脂を用いると、製品
保存上問題があるため好ましくない。

【００３２】上記樹脂の含有量は、特に限定しないが、
本発明のインク全体中、０．０５〜１０重量％が適当で
ある。

【００３３】また、本発明のインクジェット記録用水系
インクには、前記顔料の分散性を向上させるために、一
般に使用されている分散剤を添加することができる。該
分散剤としては、例えば、アニオン界面活性剤として、
高級脂肪酸塩、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、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、ナフテン酸塩等、カチオン界面活性剤として、脂肪
族アミン塩、第４級アンモニウム塩、スルホニウム塩，
ホスフォニウム塩等、両性界面活性剤として、ベタイン
型化合物等、ノニオン界面活性剤として、ポリオキシア
ルキレン化合物の脂肪酸エステル型、ポリアルキレンオ
キサイド縮合型等が挙げられ、使用に際しては、これら
の一種又は二種以上を用いることができる。また、高分
子分散剤として、ゼラチン、カゼイン等のタンパク質、
アラビアゴム等の天然ゴム、サポニン等のグルコキシ
ド、アルキルセルロース、カルボキシアルキルセルロー
ス、ヒドロキシアルキルセルロース等のセルロース誘導
体、リグニンスルホン酸塩、セラック等の天然高分子、
ポリアクリル酸塩、スチレン−アクリル酸共重合物塩、
ビニルナフタレン−アクリル酸共重合物塩、スチレン−
マレイン酸共重合物塩、ビニルナフタレン−マレイン酸
共重合物塩、β−ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合
物のナトリウム塩、ポリリン酸等の陰イオン性高分子、
ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリア
ルキレングリコール等の非イオン性高分子等が挙げら
れ、使用に際しては、これらの一種又は二種以上を用い
ることができる。

【００３４】本発明のインクジェット記録用水系インク
は、水を溶媒とし、顔料、紫外線により重合又は架橋を
開始する開始剤、該開始剤により重合又は架橋する樹
脂、及び必要により分散剤を含有するのに加えて、従来
公知の各種添加剤、例えば多価アルコール類のような湿
潤剤、クロロメチルフェノール等の防黴剤及び／又はＥ
ＤＴＡ等のキレート剤等のその他の成分を更に添加して
もよい。ここで、上記湿潤剤としては、例えばエチレン
グリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコ
ール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコ
ール、ポリエチレングリコール、グリセリン、ジエチレ
ングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコール
モノｎ−ブチルエーテル、エチレングリコールモノメチ
ルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、
エチレングリコールモノブチルエーテル、メチルカルビ
トール、エチルカルビトール、ブチルカルビトール、エ
チルカルビトールアセテート、ジエチルカルビトール、
トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチ
レングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコ
ールモノメチルエーテル等の多価アルコール類及びその
エーテル類、アセテート類、Ｎ−メチル−２−ピロリド
ン、１，３−ジメチルイミダゾリジノン、トリエタノー
ルアミン、ホルムアミド、ジメチルホルムアミド等の含
窒素化合物類、ジメチルサルフォキサイドの一種又は二
種以上を使用することができる。これらの湿潤剤の配合
量に特に制限はないが、上記インク中に好ましくは０．
１〜５０重量％配合することができ、更に好ましくは１
〜３０重量％配合することができる。

【００３５】本発明のインクジェット記録用水系インク
は、配合組成に特に制限されないが、本発明のインクの
全重量に基づき、一般に次に示す範囲とする。 ・顔料 ；０．５〜１０重量％、好ましくは１〜５重量％ ・上記開始剤 ；０．０１〜１重量％、好ましくは０．０５〜５重量％ ・上記樹脂 ；０．０５〜１０重量％、好ましくは０．１〜７重量％ ・分散剤 ；０．３〜３０重量％、好ましくは１〜１５重量％ ・その他の成分 ；０．１〜５０重量％、好ましくは１〜３０重量％ ・水 ；６０〜９９．３重量％、好ましくは６５〜９０重量％

【００３６】また、顔料と上記樹脂との重量比（前者／
後者）は、一般に１／１０〜１０／１であり、好ましく
は１／５〜５／１である。また、上記開始剤と上記樹脂
との重量比（前者／後者）は、一般に１／１０００〜２
／１０であり、好ましくは５／１０００〜１／１０であ
る。

【００３７】上記の各成分を混合して本発明のインクジ
ェット記録用水系インクを調製する方法には特に制限は
なく、従来公知の装置、例えばボールミル、サンドミ
ル、アトライター、バスケットミル、ロールミル等を使
用して混合することができる。

【００３８】本発明のインクジェット記録用水系インク
は、インクジェット記録方式を用いたプリンターであれ
ば、如何なるプリンターにおいても使用することがで
き、例えば、プリンタヘッドに圧電素子を利用した圧電
記録方法のプリンター及びプリンタヘッドに発熱抵抗素
子のヒーター等の熱エネルギーを利用した熱ジェット記
録方法のプリンターの何れにも使用することができる。
特に、本発明のインクジェット記録用インクは、熱エネ
ルギーを利用して、インク液滴としてノズルから記録部
材に吐出させて記録を行う熱ジェット記録方法に好適に
用いられ、上記熱エネルギーとしては発熱抵抗素子のヒ
ーターが好適に用いられる。

【００３９】

【実施例】以下、実施例をもって本発明の有効性を例示
するが、もちろん本発明はこれらに限定されるものでは
ない。なお、以下の例中、部は特に断らない限り重量部
を表す。

【００４０】〔実施例１〕 ・カーボンブラック ；５部 ・(III) で表される化合物 ；０．１部 ・（VI）で表される化合物 ；５部 ・ジエチレングリコール ；５部 ・水 ；８４．９部 上記の成分をボ−ルミルを用いて１２時間分散して塗料
化した。得られた分散液を５ミクロンのフィルターによ
って濾過し、ゴミ及び粗大粒子を除去してインクを得
た。このインクを用い、市販のキャノン製マイクロバブ
ルジェットプリンター（ＢＪ−５５０）で印字したとこ
ろ、表１に示したような結果を得た。

【００４１】なお、表１中、プリンタヘッドの焦げ付き
は、１０００万パルス印加後、プリンタヘッドの焦げ付
きの様子を顕微鏡観察により判定した。また、目詰まり
試験は、インクを３５℃、８５％ＲＨの環境で３ヵ月放
置後、インクの目詰まりの具合を市販のキャノン製マイ
クロバブルジェットプリンター（ＢＪ−５５０）での印
刷及びノズルの顕微鏡観察により判定した。

【００４２】また、耐水性テストは、印字を行ったサン
プルを静水に１０秒間浸水した後引き上げ、乾燥させ
て、インクの流れ具合を次の評価基準に基づき目視によ
り判定した。 〔耐水性の評価基準〕 ◎；インクが水に流れ出さない。 ○；インクが水に流れたあとが見られる。 △；インクが水に流れた。 ×；インクが水に流れ、文字の判読もできない。

【００４３】〔実施例２〕 ・Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー１５ ；５部 ・（IV）で表される化合物 ；０．０５部 ・（VI）で表される化合物 ；５部 ・グリセリン ；４部 ・水 ；８５．９５部 上記の成分をボ−ルミルを用いて１２時間分散して塗料
化した。得られた分散液を５ミクロンのフィルターによ
って濾過し、ゴミ及び粗大粒子を除去してインクを得
た。このインクを用い、市販のキャノン製マイクロバブ
ルジェットプリンター（ＢＪ−５５０）で印字したとこ
ろ、表１に示したような結果を得た。

【００４４】〔比較例１〕 ・Ｃ．Ｉ．ソルベント・ブラック３（染料）；６部 ・（IV）で表される化合物 ；０．１部 ・ (VII)で表される化合物 ；６部 ・グリセリン ；６部 ・水 ；８１．９部 上記の成分をディゾルバーで均一に溶解した。得られた
溶液を５ミクロンのフィルターによって濾過し、ゴミ及
び粗大粒子を除去してインクを得た。このインクを用
い、市販のキャノン製マイクロバブルジェットプリンタ
ー（ＢＪ−５５０）で印字したところ、表１に示したよ
うな結果を得た。

【００４５】〔比較例２〕 ・Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド３ ；５部 ・（VI）で表される化合物 ；５部 ・グリセリン ；４部 ・水 ；８６部 上記の成分をボ−ルミルを用いて１２時間分散して塗料
化した。得られた分散液を５ミクロンのフィルターによ
って濾過し、ゴミ及び粗大粒子を除去してインクを得
た。このインクを用い、市販のキャノン製マイクロバブ
ルジェットプリンター（ＢＪ−５５０）で印字したとこ
ろ、表１に示したような結果を得た。

【００４６】

【表１】

【００４７】表１の結果から明らかなように、本発明の
インクジェット記録用水系インクは、プリンタヘッドに
焦げ付かず、しかもノズルの目詰まりを起こさずに耐水
性のある印字を実現している。また、この印字は彩度の
低下を招くものではなかった。従って、当初の目的を十
分に果している。特に、本発明のインクジェット記録用
水系インクは、熱ジェット式インクジェットプリンター
を用いて印字した場合に優れた効果を発揮するものであ
る。

【００４８】

【発明の効果】本発明によれば、インクジェットプリン
タのプリンタヘッドへの焦げ付きがなく、ノズルが目詰
まりしにくく、しかも耐水性のある高いラインマーカー
性があり且つ彩度の低下を招くことのない印字を実現し
うるインクジェット記録用水系インクが提供される。ま
た、本発明によれば、その様な水系インクを、特に、発
熱抵抗素子のヒーター等の熱エネルギーを利用した熱ジ
ェット式に使用する場合、過剰の熱によりプリンタヘッ
ドに該インクが焦げ付くのを防止し得るインクジェット
記録方法が提供される。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 顔料と、紫外線により重合又は架橋を開
   始させる開始剤と、該開始剤により重合又は架橋する樹
   脂とを含有することを特徴とするインクジェット記録用
   水系インク。
2. 【請求項２】 前記開始剤が、３６６ｎｍ以下の波長の
   紫外線を吸収するものである、請求項１記載のインクジ
   ェット記録用水系インク。
3. 【請求項３】 前記開始剤が、下記一般式（Ｉ）で表さ
   れる化合物である、請求項１又は２記載のインクジェッ
   ト記録用水系インク。 【化１】
4. 【請求項４】 前記樹脂が、下記一般式（II）で表され
   る化合物である、請求項１、２又は３記載のインクジェ
   ット記録用水系インク。 【化２】
5. 【請求項５】 前記開始剤及び前記樹脂が、何れも８０
   ℃まで熱分解を起こさないものである、請求項１〜４の
   何れかに記載のインクジェット記録用水系インク。
6. 【請求項６】 熱エネルギーを利用して請求項１〜５の
   何れかに記載のインクジェット記録用水系インクをイン
   ク液滴としてノズルから記録部材に吐出させて記録を行
   うことを特徴とするインクジェット記録方法。
7. 【請求項７】 熱エネルギーとして発熱抵抗素子のヒー
   ターを用いる、請求項６記載のインクジェット記録方
   法。