説明

インクジェット用記録インク及びこれを用いた記録装置、記録物

【課題】画像濃度が高く、吐出安定性や液安定性にも優れたインクジェット用記録インク、記録装置および記録方法に関連した技術を提供する。
【解決手段】少なくともカーボンブラック、界面活性剤、水、水溶性有機溶剤、及びアニオン性自己乳化型のエーテル系ポリウレタン樹脂からなる粒子を含有してなるインクジェット用記録インクであって、該インクジェット用記録インクは、前記カーボンブラックとして、アニオン系界面活性剤で表面処理を施したカーボンブラック1と、樹脂ポリマーで被覆したカーボンブラック2とを含有し、カーボンブラック1とカーボンブラック2の含有比(重量比)が10:90〜90:10であり、該アニオン系界面活性剤がナフタレンスルホン酸ホルマリンの縮合物であることを特徴とするインクジェット用記録インク。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、高い画像濃度が得られ、かつ吐出安定性にも優れ、更にはインク液保存安定性にも優れたインクジェット用インクに関するものである。
【背景技術】
【0002】
インクジェット記録方式は他の記録方式に比べてプロセスが簡単であるためフルカラー化が容易であり、簡略な構成の装置であっても高解像度の画像が得られる利点がある。インクジェット用インクとしては各種の水溶性染料を水、又は水と有機溶剤との混合液に溶解させた染料系インクが使用されているが、染料系インクは色調の鮮明性は優れているものの耐光性に劣る欠点があった。一方カーボンブラックや各種の有機顔料を分散させた顔料系インクは染料系インクと比較して耐光性に優れるため盛んに研究されている。
【0003】
しかし顔料系インクは染料系インクと比べてノズルの目詰まりが生じやすい傾向がある。顔料インクは、一般に水やアルコール類等の水性溶媒中に色材及び分散剤を予備分散させた分散物を調製したのち、該分散物をサンドミル等のメディア型分散機を用いて所定の程度まで分散させる分散工程を行い、次いで所定の濃度に希釈することにより調製されている。
【0004】
顔料系の水系インクでは疎水性の顔料を分散させるために界面活性剤や水溶性樹脂を使用しているのが一般的であるが、得られる画像の信頼性は極めて悪い。そこで、画質向上を目的として造膜性の樹脂微粒子をインク液に添加する技術が開示されているが、複数の成分を微細に安定に長期分散させるのは困難で、これらの微粒子を安定に分散させるために界面活性剤などの分散剤を多く使用すると、インクタンク、ヘッド内での気泡の発生、画質の劣化などの問題も起こってしまう。また、分散性を向上させる目的で顔料の表面を親水基に変える方法や親水基を含有した樹脂などを用いる事が検討されているが、それぞれ単独では安定であっても異なる種類を混ぜた場合、分散が不安定になり保存安定性が悪化するという問題があった。
【0005】
特許文献1〜3には、印字品質に優れ、吐出安定性、保存安定性にも優れ又吐出安定性にも優れるインクとして表面処理顔料インクが提案されている。また、特許文献4には、安定なインク吐出を維持する事ができるインクセットが提案されている。
【0006】
特許文献5には、高い画像濃度を得る目的でインク中に水不溶性色材と該色材より小さい荷電性樹脂擬似微粒子とを含有させる方法が、特許文献6には、顔料のDBP吸油量を限定した自己分散型顔料を含有させる方法が、特許文献7には、カーボン分散液が表面改質カーボンブラックでHLB値が7〜18であり、かつアセチレン骨格を有するノニオン系界面活性剤、とを含有する水系カーボンブラック分散液、が報告されている。又、特許文献8にはアセチレングリコール系界面活性剤を用いた水生インク等も報告されている。
【0007】
分散を安定化する目的で、分子内にカルボキシル基とノニオン親水基を有する水分散性樹脂を水に分散させる方法が特許文献9に、水溶性高分子と界面活性剤を同じ極性にするかノニオンを添加する方法が特許文献10に、水系記録液において着色イオン性含有ポリエステル樹脂と着色剤の親水基の極性を同じにする方法が特許文献11に、顔料と樹脂微粒子の分散極性を同じにする方法が特許文献12に報告されている。又、特許文献13には、ジェミニ型界面活性剤を分散剤に用いた印刷インキが開示されている。
【0008】
また分散液中の粒子の少なくとも70%が0.1μm未満の直径を有し、当該分散液中の他の粒子が0.1μmに等しいか又はそれ以下の直径を有する粒度分布を有する顔料粒子を含む顔料分散液、アルデヒドナフタレンスルホネート分散剤、及び/又は少なくとも一つのスルホン溶媒、を含む水性インクジェットインク組成物が特許文献14に記載されている。又、特許文献15においては、顔料、高分子分散剤および非イオン性界面活性剤を含有する水性媒体からなる記録液が提案されている。
【0009】
また、特許文献16、17においては、ABあるいはBABブロックコポリマーを、顔料の分散剤として用いることが提案されている。さらに、特許文献18においては、特定の顔料、水溶性樹脂、溶媒を用いることが提案されている。
【0010】
一方、分散剤を用いない顔料分散方法として、カーボンブラックに水可溶化基を含む置換基を導入する方法が特許文献19に、水溶性モノマー等をカーボンブラック表面に重合させる方法が特許文献20に、カーボンブラックを酸化処理する方法が特許文献21に開示されている。また、酸化処理を施したカーボンブラックおよびアクリル酸、スチレン、αメチルスチレンからなる3元重合体を含むインクによって耐水性と吐出安定性を確保する方法が特許文献22に開示されている。
又、特許文献23には、インクジェット記録液における分散粒子の体積平均粒子径が、30〜200nmであることを特徴とするインクジェット記録液が提案されている。
【0011】
しかし上記従来のインク液ではカラー顔料インクに関しては高い画像濃度は得られるものの黒色顔料インクに関してはいまだ十分ではなく満足するものではなかった。
又、特許文献24〜26には、ビーズミル分散に使用するビーズ径は0.05mmから1.0mm程度のものを使用した例が出願されているが、いずれも分散安定性の面では十分ではない。
又、特許文献27では分散剤にアニオン系界面活性剤が使用されているが、分子量は1000≦m≦30000の範囲が好ましいとされているが、いずれも分散安定性の面では十分ではなく、分散時における強い衝撃に弱い顔料種は分散後の安定性に欠け、インク液での吐出安定性等課題となっていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0012】
本発明は上記のような事情に鑑みなされたもので、画像濃度が高く、吐出安定性や液安定性にも優れたインクジェット用記録インク、記録装置および記録方法に関連した技術を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0013】
前記課題を解決するための手段としては、以下のとおりである。
(1)少なくともカーボンブラック、界面活性剤、水、水溶性有機溶剤、及びアニオン性自己乳化型のエーテル系ポリウレタン樹脂からなる粒子を含有してなるインクジェット用記録インクであって、
該インクジェット用記録インクは、
前記カーボンブラックとして、アニオン系界面活性剤で表面処理を施したカーボンブラック1と、樹脂ポリマーで被覆したカーボンブラック2とを含有し、
カーボンブラック1とカーボンブラック2の含有比(重量比)が10:90〜90:10であり、
該アニオン系界面活性剤がナフタレンスルホン酸ホルマリンの縮合物であることを特徴とするインクジェット用記録インク。
(2)前記カーボンブラック1の平均粒子径(D50)が50nm以上100nm以下であり、カーボンブラック2の平均粒子径(D50)が100nm以上150nm以下であることを特徴とする上記(1)に記載のインクジェット用記録インク。
(3)水溶性有機溶剤が2−エチル−1,3−ヘキサンジオールであり、0.1重量%以上10重量%以下含有することを特徴とする、上記(1)又は(2)に記載のインクジェット用記録インク。
(4)前記アニオン性自己乳化型のエーテル系ポリウレタン樹脂の酸価が40以上120以下であることを特徴とする、上記(1)〜(3)の何れかに記載のインクジェット用記録インク。
(5)上記(1)〜(4)の何れかに記載のインクジェット用記録インクを収容したことを特徴とするインクカートリッジ。
(6)上記(1)〜(4)の何れかに記載のインクジェット用記録インクを吐出させて記録を行なう方式のヘッドを備えたことを特徴とするインクジェット記録装置。
(7)上記(6)に記載のインクジェット記録装置を用いて印字することを特徴とする画像形成方法。
【発明の効果】
【0014】
本発明により、画像濃度が高く、吐出安定性や液安定性にも優れたインクジェット用記録インク、記録装置および記録方法に関連した技術を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、本発明を更に詳しく説明する。
本発明は、少なくともカーボンブラック、界面活性剤、水、水溶性有機溶剤、水系ポリウレタン樹脂を含有してなるインクジェット用記録インクであって、該インクジェット用記録インクは、前記カーボンブラックとして、アニオン系界面活性剤で表面処理を施したカーボンブラック1と、樹脂ポリマーで被覆したカーボンブラック2とを含有し、カーボンブラック1とカーボンブラック2の含有比(重量比)が10:90〜90:10であり、好ましくは30:70〜70:30であることを特徴とするインクジェット用記録インクである。
【0016】
インク中に、アニオン系界面活性剤で表面処理を施したカーボンブラック1と、樹脂ポリマーで被覆したカーボンブラック2とを混合させることで画像濃度、吐出安定性、液安定性の向上が見られるが、単に混合するのみでは、画像濃度、吐出安定性、液安定性の各々の効果を十分に発揮するインクを得る事は困難であった。本発明において、インクジェット用記録インク中における、アニオン系界面活性剤で表面処理を施したカーボンブラック1と、樹脂ポリマーで被覆したカーボンブラック2の混合比(重量比)10:90〜90:10とする事により画像濃度、吐出性、インク液保存安定の両立が得られ、好ましくは30:70〜70:30とする事により、カーボンブラック1の比率を上げた場合は吐出性が、カーボンブラック2の比率を上げた場合は画像濃度が更に向上される。
【0017】
また、アニオン系界面活性剤で表面処理が施されたカーボンブラック1を水中に分散させた分散体は、粒子を沈降させやすい性質があるが、粒径を50nm以上、100nm以下とすることで、粒子の沈降を防止する効果が得られる。しかし、この様に小さい粒径とした場合、インクジェット用記録インクは、紙へ浸透し易くなるという問題がある。そこで、樹脂ポリマーで被覆されたカーボンブラック2の平均粒子径(D50)を100nm以上、150nm以下とすることで、高い画像濃度、吐出安定性、液安定性のすべての効果を引き出すインクジェット用記録インクの提供が可能となった。
【0018】
又、アニオン系界面活性剤で表面処理を施したカーボンブラック1の粒径を小さい範囲、50nm以上、100nm以下とすると、分散安定性が低下する方向に向かうが、インクジェット用記録インクに水系ポリウレタン樹脂を含有させ、更に、アニオン系界面活性剤としてナフタレンスルホン酸ホルマリンの縮合物を用いる事により、良好な分散安定性が得られ、分散安定性を損なうことなく、画像濃度、吐出安定性、液安定性の達成が可能となった。
水系ポリウレタン樹脂として、アニオン性自己乳化型のエーテル系ポリウレタンを用いると、更に、良好な分散安定性、画像濃度、吐出安定性、液安定性の達成が可能である。
【0019】
本発明のカーボンブラック1の分散体(アニオン系界面活性剤とカーボンブラックを水中に分散してなる分散体)は、界面活性剤が重量基準としてカーボンブラック1に対し0.1以上2以下の割合で含まれるのが好ましい。さらに好ましくは、前記割合はカーボンブラック1に対し0.25〜1である。このような界面活性剤の使用量を採用することにより、本発明の上記分散体中のカーボンブラックの平均粒子径(D50)を上記の範囲にする事が出来、これにより高い画像濃度、吐出安定性、液安定性が良いインクジェット用記録インクを提供することができる。
【0020】
なお、前記界面活性剤の使用量が0.1未満では前記効果が達成されにくいことのほか、カーボンブラック1の分散体(アニオン系界面活性剤とカーボンブラックを水中に分散してなる分散体)及びインクの保存安定性が劣り、その結果ノズルの目詰まりが発生しやすい傾向があり、2より大きいとカーボンブラック1の分散体およびインクの粘度が高すぎてインクジェット方式での印字が困難になる傾向がある。
【0021】
本発明に於いては前記カーボンブラックの表面を処理する界面活性剤としてナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物を使用することが特徴となっているが、ナフタレンスルホン酸ナトリウムホルマリン縮合物のナフタレンスルホン酸の2量体、3量体、4量体の合計含有率が20%未満だと、分散性が悪くなり上記分散体及びインクの保存安定性が劣り、その結果ノズルの目詰まりが発生しやすい。
また、ナフタレンスルホン酸の2量体から4量体の含有率が80%を超えると粘度が高くなり、分散が困難になる。
【0022】
本発明のカーボンブラック1又はカーボンブラック2を水中に分散させてなる分散体は、前記カーボンブラック、水、必要に応じて、界面活性剤など、各種添加剤をビーズミル、たとえば、ダイノーミルKDL型((株)シンマルエンタープライゼス製)、アジテーターミルLMZ(アシザワ・ファインテック(株)製)、SCミル(三井鉱山(株)製)等の分散機で分散し、さらにビーズミル分散の後ビーズレスミル、たとえば、高速せん断力タイプのCLEAR SS5(エム・テクニック(株)製)、キャビトロンCD1010((株)ユーロテック製)、モジュールDR2000((株)シンマルエンタープライゼス製)、薄膜旋回タイプのT.K.フィルミックス(特殊機化工業(株)製)、超高圧衝突タイプのアルテマイザー((株)スギノマシン製)、ナノマイザー(吉田機械興業(株)製)、等により分散することにより得られる。
又、前記分散機の前工程で、ホモジナイザー等で粗大粒子を前処理することにより、寄りいっそう粒度分布をシャープにすることが出来、画像濃度、吐出安定性等の改善に繋がる。
【0023】
このようにして得られた本発明の分散体(アニオン系界面活性剤で表面処理を施したカーボンブラック1を水中に分散してなる分散体1、及び樹脂ポリマーで被覆されたカーボンブラック2を水中に分散した分散体2)は、特に顔料系インクジェット用インクとして好適に使用することができる。
【0024】
本発明で使用するビーズは通常セラミックビーズであり、一般的にはジルコニアボールが使用される。ビーズ径は0.05mmφ以下好ましく、さらに好ましくは0.03mmφ以下である。
カーボンブラックの平均一次粒子径は10.0nm〜30.0nmで、BET表面積は100m2/g〜400m2/gである。好ましくはカーボンブラッの平均一次粒子径は15.0nm〜20.0nmで、BET表面積は150m2/g〜300m2/gである。
【0025】
本発明に使用されるカーボンブラックは平均一次粒子径が小さく、ハイストラクチャーである為,分散時の衝撃に弱くビーズ径が0.05mmφを超えるようなビーズであるとビーズ同士の衝突エネルギーが強くストラキチャーの破壊が発生し、その結果得られたカーボンブラック分散体の安定性が損なわれる。したがって、ビーズ径は0.05mmφ以下が好ましい。
又、本発明には、前記カーボンブラック1の分散体1と併用して、樹脂ポリマーで被覆されたカーボンブラック2を混合して用いることを特徴としているが、樹脂ポリマーで被覆されたカーボンブラック2の分散体は一般にはカプセル顔料と言われ、樹脂で顔料を被覆してやり、顔料表面の樹脂層にて親水化する事で顔料を水に分散するようにしたものである。
【0026】
カーボンブラックの被覆に用いる樹脂ポリマーとして例えば、ポリアミド、ポリウレタン、ポリエステル、ポリウレア、エポキシ樹脂、ポリカーボネート、尿素樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、多糖類、ゼラチン、アラビアゴム、デキストラン、カゼイン、タンパク質、天然ゴム、カルボキシポリメチレン、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、セルロース、エチルセルロース、メチルセルロース、ニトロセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、酢酸セルロース、ポリエチレン、ポリスチレン、(メタ)アクリル酸の重合体または共重合体、(メタ)アクリル酸エステルの重合体または共重合体、(メタ)アクリル酸−(メタ)アクリル酸エステル共重合体、スチレン−(メタ)アクリル酸共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、アルギン酸ソーダ、脂肪酸、パラフィン、ミツロウ、水ロウ、硬化牛脂、カルナバロウ、アルブミンなどが挙げられる。
【0027】
これらの中ではカルボン酸基またはスルホン酸基などのアニオン性基を有する有機高分子類を使用することが可能である。また、ノニオン性有機高分子としては、例えば、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコールモノメタクリレート、ポリプロピレングリコールモノメタクリレート、メトキシポリエチレングリコールモノメタクリレートまたはそれらの(共)重合体)、2−オキサゾリンのカチオン開環重合体などが挙げられる。
【0028】
本発明の顔料分散体(カーボンブラック1を水中に分散してなる分散体1、及びカーボンブラック2を水中に分散した分散体2)において顔料濃度は、各分散体の全量に対して5重量%以上50重量%以下が好ましい。5重量%未満では生産性が劣り、50重量%より多いとカーボンブラック(顔料)分散体の粘度が高すぎて分散が困難になる傾向がある。
【0029】
カーボンブラックの具体例には、三菱化学社製の#10B、#20B、#30、#33、#40、#44、#45、#45L、#50、#55、#95、#260、#900、#1000、#2200B、#2300、#2350、#2400B、#2650、#2700、#4000B、CF9、MA8、MA11、MA77、MA100、MA220、MA230、MA600及びMCF88等;キャボット社製のモナーク120、モナーク700、モナーク800、モナーク880、モナーク1000、モナーク1100、モナーク1300、モナーク1400、モーガルL、リーガル99R、リーガル250R、リーガル300R、リーガル330R、リーガル400R、リーガル500R及びリーガル660R等;デグサ社製のプリンテックスA、プリンテックスG、プリンテックスU、プリンテックスV、プリンテックス55、プリンテックス140U、プリンテックス140V、スペシャルブラック4、スペシャルブラック4A、スペシャルブラック5、スペシャルブラック6、スペシャルブラック100、スペシャルブラック250、カラーブラックFW1、カラーブラックFW2、カラーブラックFW2V、カラーブラックFW18、カラーブラックFW200、カラーブラックS150、カラーブラックS160及びカラーブラックS170等が挙げられる。
【0030】
本発明では、下記界面活性剤を、インク特性に影響を及ぼさない範囲内で、併用してもよい。
具体的には、ノニオン系界面活性剤としては、BTシリーズ(日光ケミカルズ)ノニポールシリーズ(三洋化成)、D−,P−シリーズ(竹本油脂)サーフィノールシリーズ(エアープロダクツ)オルフィンシリーズ(日信化学)EMALEX DAPEシリーズ(日本エマルジョン)、シリコーン系界面活性剤(東レダウコーニング等)、フッ素系界面活性剤(ネオス,住友3M,Dupont,ダイキン)等として、入手できる。
【0031】
インクジェット記録インクは公知の方法、例えば本発明のカーボンブラック分散体、水、水溶性、有機溶剤、界面活性剤等を攪拌混合し、フィルター、遠心分離装置等で粗大粒子をろ過し、必要に応じて脱気することによって得られる。
尚、インクに於けるカーボンブラックの濃度は全量に対して1重量%以上20重量%以下が好ましい。1重量%未満では画像濃度が低いため印字の鮮明さに欠け、20重量%より多いとインクの粘度が高くなる傾向があるばかりでなくノズルの目詰まりが発生しやすくなる。
【0032】
またインクジェット記録インクには前記分散体への添加剤で記した材料と同等の材料を必要に応じて配合することが出来る。たとえば水溶性有機溶剤の含有量としては、インク全量に対して0重量%以上50重量%以下、好ましくは5重量%〜40重量%、さらに好ましくは10重量%〜35重量である。
【0033】
本発明に於いて、用いられる水溶性有機溶剤としては以下のものが例示されるが、これらに限定されるものではない。例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、1,3−ブチルグリコール、3−メチル−1,3−ブチルグリコール、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、1,5−ぺンタンジオール、1,6−へキナンジオール、グリセリン、1,2,6−へキサントリオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、エチル1,2,4−ブタントリオール、1,2,3−ブタントリオール、ぺトリオール等の多価アルコール類、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル等の多価アルコールアルキルエーテル類、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノべンジルエーテル等の多価アルコールアリールエーテル類、2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、N−ヒドロキシエチル−2−ピロリドン、1,3−ジメチルイミダゾリジノン、ε−カプロラクタム、γ−ブチロラクトン等の含窒素複素環化合物、ホルムアミド、N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド等のアミド類、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モノエチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン等のアミン類、ジメチルスルホキシド、スルホラン、チオジエタノール等の含硫黄化合物類、プロピレンカーボネート、炭酸エチレン等である。
【0034】
前記の中でも、1,3−ブチルグリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール及び/またはグリセリンを含むことがインクの乾燥による目詰まりすなわち水分蒸発による噴射特性不良の防止、及び本発明の形成画像の濃度向上する上で優れた効果が得られる
【0035】
また本発明においては、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール(EHD)を含むことで、インクの浸透性をあげると同時に顔料を表面にとどめることで滲みをなくし、画像濃度が高くかつ裏抜けが少ない印字画像を得ることはもとより、上記顔料の混合系と組み合わせることにより、更には吐出安定性にも効果が上がることが見出された。
EHDの含有量としては0.1質量%以上、10.0質量%以下であることが好ましく、より好ましくは1.5質量%以上、5.0質量%以下である。0.1質量%未満では効果が少なく、10.0質量%を超えると、これ自体の溶解性が低いために、信頼性が悪くなる。
【0036】
又本発明においては、アニオン性自己乳化型のエーテル系ポリウレタン樹脂を含むことが特徴となっているが、かかる水系ポリウレタン樹脂は、例えば、グリコールを主とするポリオールと、主として2官能のイソシアネートであるジイソシアネートとを反応させて合成することができる。
また、カルボキシ基、アミノ基などの官能基も併用することができ、非常に多様な性質の製品を作ることができる。酸価は官能基(カルボキシ基、アミノ基)の調整によって制御でき、例えば、酸価を上げるのであればカルボキシ基を増やせばよい。酸価の範囲は好ましくは40以上、120以下であり40未満ではインクの保存安定性が悪くなり、又120を超えると粘度が高くなり、吐出安定性が悪くなるので好ましく無い。
ウレタン系樹脂は、形成画像の耐水性、定着性とインクジェット記録用インクに含有させた際の保存安定性の点で特に好ましく用いることができる。
なお、アニオン性自己乳化型のエーテル系ポリウレタン樹脂をインクジェット用記録インクの成分として用いることは特開2009−067907号公報、特開2009−173805号公報、特開2009−161726号公報に記載されている。
【0037】
また、本発明の記録用インクには、水の他に各種添加剤を配合することができる。例えば、水溶性有機媒体としてメタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール等のアルコール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン等の多価アルコール、N−メチルピロリドン、2−ピロリドン等のピロリドン誘導体、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルカノールアミン等、またノニオン、アニオン、カチオン、両性の各種の界面活性剤、防腐剤等が挙げられる。
【0038】
以上より得られたインクは保水と湿潤性を確保することができ、その結果、インクジェット記録用インクを長期間保存しても色材の凝集や粘度の上昇がなく、優れた保存安定性を実現できる。また、インクジェットプリンターのズル先端等で開放状態に放置されても、乾燥物の流動性を長時間維持するインクジェット記録用インクが実現できる。更に印字中もしくは印字中断後の再起動時にノズルの目詰まりが発生することもなく、高い吐出安定性が得られる。
【0039】
このようにして得られた本発明の顔料系インクジェット用インクは、これを収容するインクカートリッジに好適に用いることが出来る。また本発明の顔料系インクジェットインクは、これを例えば紙のような画像支持体に吐出させ記録(印字)を行って画像形成するインクジェットプリント装置により、画像形成することができる。
印字する方法としては連続噴射型あるいはオンデマンド型が挙げられる。オンデマンド
型としてはピエゾ方式、サーマル方式、静電方式等が挙げられる。
【実施例】
【0040】
以下、実施例に基づき本発明をより詳細に説明するが、本発明は本実施例に限定されないものである。なお実施例中の部数は重量部を表すものである。
【0041】
下記表2の実施例1〜15、比較例1〜8の処方によりインクジェット記録用インクを調製し、1時間攪拌後、孔径0.8μmのメンブランフィルターでろ過し、本発明のインクジェット記録用インクNo.1〜27を得た。尚、2−エチル−1,3−ヘキサンジオールはEHDと略す。
【0042】
[アニオン系界面活性剤で表面処理したカーボンブラック1の分散体の作製](分散体1)
−分散体(A)−
(処方)
・カーボンブラック NIPEX150−IQ
(degussa社製:ガスブラック) 200部
・ナフタレンスルホン酸ナトリウムホルマリン縮合物
(パイオニンA−45−PN竹本油脂(株))
(ナフタレンスルホン酸2量体、3量体、4量体の合計含有量:30%) 50部
・蒸留水 750部
【0043】
上記の混合物をプレミックス後、ビーズミル分散機(寿工業社製 UAM−015)を用い0.03mmジルコニアビーズ(密度6.03×10-6g/m2)で周速10m/s、液温30℃で15分間分散した後、遠心分離機(久保田商事(株)製Model-3600)で粗大粒子を遠心分離し、アニオン系界面活性剤で表面処理を施したカーボンブラックの平均粒子径が75nmの分散体(A)を得た。
【0044】
−分散体(B)−
分散体(A)の15分間分散を30分にしてアニオン系界面活性剤で表面処理を施したカーボンブラックの平均粒子径を50nmとした以外は分散体(A)と同様にして分散体(B)を得た。
【0045】
−分散体(C)−
分散体(A)の15分間分散を10分にしてアニオン系界面活性剤で表面処理を施したカーボンブラックの平均粒子径を100nmとした以外は分散体(A)と同様にして分散体(C)を得た。
【0046】
[樹脂ポリマーで被覆したカーボンブラック2の分散体の作製](分散体2)
−分散体(D)−
機械式攪拌機、温度計、窒素ガス導入管、還流管、及び滴下ロートを備えた1Lフラスコ内を十分に窒素ガスで置換した後、スチレン11.2g、アクリル酸2.8g、ラウリルメタクリレート12.0g、ポリエチレングリコールメタクリレート4.0g、スチレンマクロマー(東亜合成株式会社製、商品名:AS−6)4.0g、及びメルカプトエタノール0.4gを仕込み、65℃に昇温した。
次に、スチレン100.8g、アクリル酸25.2g、ラウリルメタクリレート108.0g、ポリエチレングリコールメタクリレート36.0g、ヒドロキシエチルメタクリレート60.0g、スチレンマクロマー(東亜合成株式会社製、商品名:AS−6)36.0g、メルカプトエタノール3.6g、アゾビスジメチルバレロニトリル2.4g、及びメチルエチルケトン18gの混合溶液を2.5時間かけてフラスコ内に滴下した。滴下終了後、アゾビスジメチルバレロニトリル0.8g及びメチルエチルケトン18gの混合溶液を0.5時間かけてフラスコ内に滴下した。65℃で1時間熟成した後、アゾビスジメチルバレロニトリル0.8gを添加し、更に1時間熟成した。反応終了後、フラスコ内に、メチルエチルケトン364gを添加し、濃度が50質量%のポリマー溶液800gを調製した。
【0047】
上記合成で作製したポリマー溶液28g、カーボンブラック26g、1mol/Lの水酸化カリウム溶液13.6g、メチルエチルケトン20g、及びイオン交換水30gを十分に攪拌した後、三本ロールミルを用いて混練した。得られたペーストをイオン交換水200gに投入し、十分に攪拌した後、エバポレーターを用いて、メチルエチルケトン及び水を留去し、プレミックス後ビーズミル分散機(寿工業社製 UAM−015)を用い0.03mmジルコニアビーズ(密度6.03×10-6g/m2)で周速10m/s、液温30℃で15分間分散した後、遠心分離機(久保田商事(株)製Model-3600)で粗大粒子を遠心分離し、樹脂ポリマーで被覆したカーボンブラックの平均粒子径が125nmの分散体(D)を得た。
【0048】
−分散体(E)−
分散体(D)の15分間分散を20分にして樹脂ポリマーで被覆したカーボンブラックの平均粒子径を100nmとした以外は、分散体(D)と同様にして分散体(E)を得た。
【0049】
−分散体(F)−
分散体(D)の15分間分散を10分にして樹脂ポリマーで被覆したカーボンブラックの平均粒子径を150nmとした以外は、分散体(D)と同様にして分散体(F)を得た。
【0050】
−分散体(G)−
分散体(A)の分散剤(ナフタレンスルホン酸ナトリウムホルマリン縮合物)をハイテノール18E(第一工業製薬社製:アニオン系界面活性剤)にした以外は、分散体(A)と同様にして分散体(G)を得た。
【0051】
−分散体(H)−
分散体(A)の分散剤(ナフタレンスルホン酸ナトリウムホルマリン縮合物)を下記一般式(1)で表される化合物にした以外は、分散体(A)と同様にして分散体(H)を得た。
【0052】
【化1】

式中、Rは炭素数1〜20のアルキル基、アリル基、アラルキル基を表し、lは0〜7の整数を表し、nは20〜200の整数を表す。
【0053】
[顔料分散体の作製]
前記分散体1(アニオン系界面活性剤で表面処理を施したカーボンブラック1の分散体)と前記分散体2(樹脂ポリマーで被覆したカーボンブラック2の分散体)とを、表2に記載の比率になるようにして混合し、顔料分散体を作製した。
【0054】
[インク処方]
・顔料分散体(顔料濃度20%の場合、全固形分8%) 40.0部
・グリセリン 20.0部
・ジエチレングリコール 10.0部
・2−エチル−1,3−ヘキサンジオール 0.1〜10部
・2−ピロリドン 3.0部
・樹脂エマルジョン 2.0部
・蒸留水 残り
(補足)樹脂エマルジョンとしては、表1に記載のポリウレタン樹脂を用いた。
【0055】
【表1】

【0056】
表1のポリウレタン樹脂を用いてインクを調製し、30分攪拌後孔径0.8μmのメンブランフィルターでろ過、真空脱気して、実施例・比較例のインクセットを得た。表2に示す。
【0057】
【表2】

【0058】
上記のインクジェット用記録インクNo.1〜27を株式会社リコー製インクジェットプリンターIPSiO GX 5000用インクパックに充填してインクカートリッジを作製した。
ゼロックス(株)社製PPC用紙XEROX4200に印字し、印字画像をXrite濃度計にて測定した。又吐出安定性、インク保存性についても下記試験法により評価した。測定結果を表3に示す。
【0059】
評価1:画像評価
画像濃度は画像サンプルのベタ画像の測色をXrite濃度計にて測定を行う。
○:1.30以上
△:1.20以上 1.30未満
×:1.20未満
【0060】
評価2:吐出性評価
プリンタを恒温恒湿槽に入れ、槽内の環境を温度32℃、湿度30%RHに設定、以下の印刷パターンチャートを20枚連続で印字後、20分間印字を実施しない休止状態にし、これを50回繰り返し、累計で1,000枚印写後、ノズルプレートを顕微鏡で観察し、固着の有無を判断した。
【0061】
−印刷パターンチャート−
印刷パターンは、画像領域中、印字面積が、紙面全面積中、各色印字面積が5%であるチャートにおいて、各インクを100%dutyで印字した。印字条件は、記録密度は300dpi、ワンパス印字とした。
○:ノズル近傍に固着なし
×:ノズル近傍に固着あり
【0062】
評価3:インク保存性評価
各インクをポリエチレン容器に入れ密封し、70℃3週間保存した後の粒径、表面張力、粘度を測定し初期物性との変化率により下記の様に評価した。
○:10%以内
○:30%以内 10%を超える
×:30%を超える
【0063】
【表3】

【先行技術文献】
【特許文献】
【0064】
【特許文献1】特開2007−186642号公報
【特許文献2】特開2006−282781号公報
【特許文献3】特開2005−105227号公報
【特許文献4】特開2007−119551号公報
【特許文献5】特開2006−008858号公報
【特許文献6】特開2002−003767号公報
【特許文献7】特開2006−219584号公報
【特許文献8】特開2004−123904号公報
【特許文献9】特開平05−239392号公報
【特許文献10】特開平08−283633号公報
【特許文献11】特開2000−063727号公報
【特許文献12】特開2001−081366号公報
【特許文献13】特表2003−509571号公報
【特許文献14】特開平08−333531号公報
【特許文献15】特開昭56−147871号公報
【特許文献16】米国特許第5085698号明細書
【特許文献17】米国特許第5221334号明細書
【特許文献18】米国特許第5172133号明細書
【特許文献19】米国特許第5571311号明細書
【特許文献20】特開平08−081646号公報
【特許文献21】特開平08−003498号公報
【特許文献22】特開平09−194775号公報
【特許文献23】特開2000−144028号公報
【特許文献24】特開2005−281691号公報
【特許文献25】特開2005−314528号公報
【特許文献26】特開2006−188626号公報
【特許文献27】特許第3625595号公報

【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくともカーボンブラック、界面活性剤、水、水溶性有機溶剤、及びアニオン性自己乳化型のエーテル系ポリウレタン樹脂からなる粒子を含有してなるインクジェット用記録インクであって、
該インクジェット用記録インクは、
前記カーボンブラックとして、アニオン系界面活性剤で表面処理を施したカーボンブラック1と、樹脂ポリマーで被覆したカーボンブラック2とを含有し、
カーボンブラック1とカーボンブラック2の含有比(重量比)が10:90〜90:10であり、
該アニオン系界面活性剤がナフタレンスルホン酸ホルマリンの縮合物であることを特徴とするインクジェット用記録インク。
【請求項2】
前記カーボンブラック1の平均粒子径(D50)が50nm以上100nm以下であり、カーボンブラック2の平均粒子径(D50)が100nm以上150nm以下であ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記録インク。
【請求項3】
水溶性有機溶剤が2−エチル−1,3−ヘキサンジオールであり、0.1重量%以上10重量%以下含有することを特徴とする、請求項1または2に記載のインクジェット用記録インク。
【請求項4】
前記アニオン性自己乳化型のエーテル系ポリウレタン樹脂の酸価が40以上120以下であることを特徴とする、請求項1〜3の何れかに記載のインクジェット用記録インク。
【請求項5】
請求項1〜4の何れかに記載のインクジェット用記録インクを収容したことを特徴とするインクカートリッジ。
【請求項6】
請求項1〜4の何れかに記載のインクジェット用記録インクを吐出させて記録を行なう方式のヘッドを備えたことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項7】
請求項6に記載のインクジェット記録装置を用いて印字することを特徴とする画像形成方法。

【公開番号】特開2011−231265(P2011−231265A)
【公開日】平成23年11月17日(2011.11.17)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−104730(P2010−104730)
【出願日】平成22年4月30日(2010.4.30)
【出願人】(000006747)株式会社リコー (37,907)
【Fターム(参考)】