インクジェット記録用水性インク、インクカートリッジ、インクジェット記録方法、金属部材の腐食防止方法およびインクジェット記録用水性インクの製造方法
【課題】 耐水性に優れ、かつ、インクジェット記録装置においてインクジェット記録用水性インクと接触する金属部材の腐食を低減または防止可能なインクジェット記録用水性インクを提供する。
【解決手段】 着色剤、水および水溶性有機溶剤を含むインクジェット記録用水性インクであって、前記着色剤が、カルボン酸基で修飾された自己分散型カーボンブラックを含み、前記水性インク中のシュウ酸イオン濃度が、４５ｐｐｍ以下であることを特徴とする。
【解決手段】 着色剤、水および水溶性有機溶剤を含むインクジェット記録用水性インクであって、前記着色剤が、カルボン酸基で修飾された自己分散型カーボンブラックを含み、前記水性インク中のシュウ酸イオン濃度が、４５ｐｐｍ以下であることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット記録用水性インク、インクカートリッジ、インクジェット記録方法、金属部材の腐食防止方法およびインクジェット記録用水性インクの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録において、自己分散型カーボンブラックを用いた水性インクが使用されることがある。前記自己分散型カーボンブラックは、高分子顔料分散剤を必要としないことから、水性インクの粘度上昇を防止でき、吐出安定性および保存安定性に優れる。特にスルホン酸基で修飾された自己分散型カーボンブラックは、長期の顔料分散安定性が良好なため、広く用いられている。しかし、前記スルホン酸基で修飾された自己分散型カーボンブラックは、耐水性が良好ではない。このため、耐水性に優れた、カルボン酸基で修飾された自己分散型カーボンブラックの使用が望まれる（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−８７２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、前記カルボン酸基で修飾された自己分散型カーボンブラックを用いたインクジェット記録用水性インクでは、インクジェット記録装置においてインクジェット記録用水性インクと接触する金属部材に腐食が発生するおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明は、耐水性に優れ、かつ、インクジェット記録装置においてインクジェット記録用水性インクと接触する金属部材の腐食を低減または防止可能なインクジェット記録用水性インクを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するために、本発明のインクジェット記録用水性インクは、着色剤、水および水溶性有機溶剤を含むインクジェット記録用水性インクであって、
前記着色剤が、カルボン酸基で修飾された自己分散型カーボンブラック（以下、「カルボン酸基修飾自己分散型カーボンブラック」と言うことがある）を含み、
前記水性インク中のシュウ酸イオン濃度が、４５ｐｐｍ以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
前記目的を達成するために、本発明者等は、一連の研究を重ねたところ、カルボン酸基修飾自己分散型カーボンブラックを着色剤として用いた場合、耐水性に優れるとともに、水性インク中のシュウ酸イオンの濃度を４５ｐｐｍ以下にすれば、インクジェット記録装置においてインクジェット記録用水性インクと接触する金属部材の腐食を低減または防止可能であることを見出し本発明に想到した。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、インクジェット記録装置の構成の一例を示す概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明のインクジェット記録用水性インク（以下、単に「水性インク」または「インク」と言うことがある）について説明する。本発明の水性インクは、着色剤、水および水溶性有機溶剤を含む。前述のとおり、前記着色剤は、カルボン酸基修飾自己分散型カーボンブラックを含む。前記カルボン酸基修飾自己分散型カーボンブラックは、例えば、市販品を用いてもよい。前記市販品としては、例えば、キャボット・スペシャルティ・ケミカルズ社製の「ＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ（登録商標）３００」等があげられる。前記水性インクは、高分子顔料分散剤を含んでもよいし、含まなくてもよい。前記水性インクが高分子顔料分散剤を含む場合には、前記水性インクの粘度に影響を与えない程度の量であることが好ましい。このように、本発明の水性インクは、自己分散型の顔料を使用しているため、高分子顔料分散剤に起因する粘度上昇の問題が無く、かつ、吐出安定性および保存安定性に優れたものとすることができる。
【００１０】
前記水性インク全量に対する前記カルボン酸基修飾自己分散型カーボンブラックの固形分配合量（顔料固形分量）は、特に限定されず、例えば、所望の光学濃度または色彩等により、適宜決定できる。前記顔料固形分量は、例えば、０．１重量％〜２０重量％であり、好ましくは、１重量％〜１０重量％であり、より好ましくは、２重量％〜８重量％である。
【００１１】
前記着色剤は、前記カルボン酸基修飾自己分散型カーボンブラックに加え、さらに他の顔料および染料等を含んでもよい。
【００１２】
前記水は、イオン交換水または純水であることが好ましい。前記水性インク全量に対する前記水の配合量（水割合）は、例えば、１０重量％〜９０重量％であり、好ましくは、４０重量％〜８０重量％である。前記水割合は、例えば、他の成分の残部としてもよい。
【００１３】
前記水溶性有機溶剤としては、例えば、インクジェットヘッドのノズル先端部における水性インクの乾燥を防止する湿潤剤および記録媒体上での乾燥速度を調整する浸透剤があげられる。
【００１４】
前記湿潤剤は、特に限定されず、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、ｓｅｃ−ブチルアルコール、ｔｅｒｔ−ブチルアルコール等の低級アルコール；ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド；アセトン等のケトン；ジアセトンアルコール等のケトアルコール；テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル；ポリアルキレングリコール、アルキレングリコール、グリセリン等の多価アルコール；２−ピロリドン；Ｎ−メチル−２−ピロリドン；１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン等があげられる。前記ポリアルキレングリコールは、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等があげられる。前記アルキレングリコールは、例えば、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、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、チオジグリコール、ヘキシレングリコール等があげられる。これらの湿潤剤は、１種類を単独で用いてもよいし、２種類以上を併用してもよい。これらの中で、アルキレングリコール、グリセリン等の多価アルコールが好ましい。
【００１５】
前記水性インク全量に対する前記湿潤剤の配合量は、例えば、０重量％〜９５重量％であり、好ましくは、５重量％〜８０重量％であり、より好ましくは、５重量％〜５０重量％である。
【００１６】
前記浸透剤は、例えば、グリコールエーテルがあげられる。前記グリコールエーテルは、例えば、エチレングリコールメチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテル、エチレングリコール−ｎ−プロピルエーテル、ジエチレングリコールメチルエーテル、ジエチレングリコールエチルエーテル、ジエチレングリコール−ｎ−プロピルエーテル、ジエチレングリコール−ｎ−ブチルエーテル、ジエチレングリコール−ｎ−ヘキシルエーテル、トリエチレングリコールメチルエーテル、トリエチレングリコールエチルエーテル、トリエチレングリコール−ｎ−プロピルエーテル、トリエチレングリコール−ｎ−ブチルエーテル、プロピレングリコールメチルエーテル、プロピレングリコールエチルエーテル、プロピレングリコール−ｎ−プロピルエーテル、プロピレングリコール−ｎ−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテル、ジプロピレングリコールエチルエーテル、ジプロピレングリコール−ｎ−プロピルエーテル、ジプロピレングリコール−ｎ−ブチルエーテル、トリプロピレングリコールメチルエーテル、トリプロピレングリコールエチルエーテル、トリプロピレングリコール−ｎ−プロピルエーテルおよびトリプロピレングリコール−ｎ−ブチルエーテル等があげられる。前記浸透剤は、１種類を単独で用いてもよいし、２種類以上を併用してもよい。
【００１７】
前記水性インク全量に対する前記浸透剤の配合量は、例えば、０重量％〜２０重量％であり、好ましくは、０．１重量％〜１５重量％であり、より好ましくは、０．５重量％〜１０重量％である。
【００１８】
前記水性インク中のシュウ酸イオン濃度は、前述のとおり、重量濃度で４５ｐｐｍ以下である。前記シュウ酸イオン濃度を重量濃度で４５ｐｐｍ以下とすることで、インクジェット記録装置において前記水性インクと接触する金属部材の腐食を低減または防止でき、特にニッケルを含む金属部材の腐食を効果的に防止できる。前記金属部材としては、例えば、インクジェットヘッドの金属部材（例えば、フィルタ、インクジェットヘッド内のインク流路等）、インクジェットヘッドまでのインク流路等があげられる。また、本発明によれば、インクジェット記録装置において前記水性インクと接触する金属部材の腐食を低減または防止可能であるため、腐食に起因する顔料の付着等によるインク流路の閉塞も防止可能である。前記シュウ酸イオン濃度は、低いほど好ましく、その下限値は特に限定されず、例えば、０（検出限界値）である。前記シュウ酸イオン濃度の調整方法は、例えば、後述の前記水性インクの製造方法に示すとおりである。
【００１９】
カルボン酸基修飾自己分散型カーボンブラックを用いた水性インクは、金属部材を腐食させやすい。金属部材の腐食部分が着色していることから、腐食の原因はカルボン酸基修飾自己分散型カーボンブラックであり、顔料表面のカルボン酸基が関与すると推測される。本発明者らは、一連の研究を重ねたところ、水性インク中のシュウ酸イオンがカルボン酸基修飾自己分散型カーボンブラックによる金属の腐食を促進する物質であり、水性インク中のシュウ酸イオンの濃度を４５ｐｐｍ以下にすれば、インクジェット記録装置において水性インクと接触する金属部材の腐食を低減または防止可能であることを見出した。このメカニズムは明らかではないが、シュウ酸イオンは、カルボン酸基修飾自己分散型カーボンブラックおよび金属表面と何らかの相互作用をし、カルボン酸基修飾自己分散型カーボンブラックの金属表面への付着を促進すると推測される。したがって、カルボン酸基修飾自己分散型カーボンブラックを用いた水性インクであっても、シュウ酸イオンの濃度を４５ｐｐｍ以下とすることで金属を腐食しにくい水性インクを得ることができる。また、この効果はカルボン酸基修飾自己分散型カーボンブラックを用いた水性インク特有の効果である。このことからも、シュウ酸イオンとカルボン酸基修飾自己分散型カーボンブラックとは、化学的に何らかの相互作用が働き、金属の腐食に影響を与えると推測する。
【００２０】
前記水性インクは、さらに、１，２，３−ベンゾトリアゾールを含むことが好ましい。１，２，３−ベンゾトリアゾールを含ませることで、インクジェット記録装置において水性インクと接触する金属部材の腐食低減または防止効果を、大幅に高めることができる。前記水性インク全量に対する１，２，３−ベンゾトリアゾールの配合量は、例えば、０．００５重量％〜５重量％であり、好ましくは、０．０１重量％〜１重量％であり、より好ましくは、０．０５重量％〜０．５重量％であり、さらに好ましくは、０．１重量％〜０．３重量％である。
【００２１】
前記水性インクは、必要に応じて、さらに、従来公知の添加剤を含んでもよい。前記添加剤としては、例えば、界面活性剤、ｐＨ調整剤、粘度調整剤、表面張力調整剤、防黴剤等があげられる。前記粘度調整剤は、例えば、ポリビニルアルコール、セルロース、水溶性樹脂等があげられる。
【００２２】
シュウ酸イオンは、不純物として種々の化学薬品、顔料、水等に含有される可能性がある物質である。純度の低い材料、未精製の材料を用いて水性インクを調製すると、水性インクは４５ｐｐｍ以上のシュウ酸イオンを含む。したがって、水性インク中のシュウ酸イオン濃度を４５ｐｐｍ以下とするためには、高純度の材料または精製された材料を用いて水性インクを調製する。前記水性インクは、例えば、つぎのようにして製造できる。ただし、この製造方法は例示に過ぎず、本発明を限定するものではない。
【００２３】
まず、限外濾過セット（日本ポール（株）製の「ＭＡＣＲＯＳＥＰ １０Ｋ ＯＭＥＧＡ（排除限界分子量１０００）」）に純水１０ｇを入れ、これを遠心機（日立工機（株）製の「ｈｉｍａｃ ＣＴ１５Ｄ」）にセットする。ついで、前記遠心機を、回転数１００００ｒｐｍにて１０分間運転することで、前記限外濾過セットのフィルターを洗浄する。
【００２４】
つぎに、洗浄後の純水を廃棄した後、前記限外濾過セットにカルボン酸基修飾自己分散型カーボンブラック分散体１０ｇを入れる。ついで、前記遠心機を運転し、遠心分離を行う。ここで、前記遠心機の運転条件（回転数および回転時間）を変更することで、前記カルボン酸基修飾自己分散型カーボンブラック中のシュウ酸イオン濃度を調整可能である。つぎに、前記限外濾過セットのフィルター上に残ったカルボン酸基修飾自己分散型カーボンブラックを回収し、純水に再分散させる。前記遠心分離および前記再分散作業を繰り返すことで、必要量のカルボン酸基修飾自己分散型カーボンブラック分散体を得る。
【００２５】
一方、前記カルボン酸基修飾自己分散型カーボンブラックを除く成分（水および水溶性有機溶剤と、必要に応じて他の添加成分）を、均一に混合しインク溶媒を得る。前記インク溶媒においても、前記カルボン酸基修飾自己分散型カーボンブラック分散体におけるのと同様のシュウ酸イオン濃度調整を行ってもよい。また、前記インク溶媒の成分として、超高純度品を用いてもよい。つぎに、再分散後の前記カルボン酸基修飾自己分散型カーボンブラック分散体に前記インク溶媒を加えた後、従来公知の方法で均一に混合し、フィルタ等で不溶解物を除去する。シュウ酸イオンの除去方法としては、上述した限外濾過法のほか、例えば、イオン交換法およびベーマイト等を用いたシュウ酸イオン吸着法等の公知の方法を用いることができる。
【００２６】
つぎに、本発明のインクカートリッジについて説明する。本発明のインクカートリッジは、インクジェット記録用水性インクを含むインクカートリッジであって、前記水性インクが、本発明のインクジェット記録用水性インクであることを特徴とする。前記インクカートリッジの本体としては、例えば、従来公知のものを使用できる。
【００２７】
つぎに、本発明のインクジェット記録方法について説明する。本発明のインクジェット記録方法は、金属部材を含むインクジェットヘッドからインクジェット記録用水性インクを吐出して記録を行うインクジェット記録方法であって、前記水性インクとして、本発明のインクジェット記録用水性インクを用いることを特徴とする。
【００２８】
本発明のインクジェット記録方法は、例えば、金属部材を含むインクジェットヘッドを搭載した一般的なインクジェット記録装置を用いて実施できる。前記金属部材としては、例えば、ニッケル、鉄、クロム等を含む金属部材があげられる。特に、前記金属部材がニッケルを含む場合には、ニッケルの腐食を効果的に低減または防止できる。前記記録は、印字、印画、印刷等を含む。
【００２９】
図１に、前記インクジェット記録装置の一例の構成を示す。図１に示すインクジェット記録装置１は、４つのインクカートリッジ２と、金属部材を含むインクジェットヘッド３と、ヘッドユニット４と、キャリッジ５と、駆動ユニット６と、プラテンローラ７と、パージ装置８とを主要な構成部材として含む。
【００３０】
前記４つのインクカートリッジ２は、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの４色の水性インクを、それぞれ１色ずつ含む。例えば、前記水性ブラックインクが、本発明の水性インクである。その他の水性インクは、一般的な水性インクを用いてよい。前記ヘッドユニット４に設置された前記インクジェットヘッド３は、記録媒体（例えば、記録用紙）Ｐに記録を行う。前記キャリッジ５には、前記４つのインクカートリッジ２および前記ヘッドユニット４が搭載される。前記駆動ユニット６は、前記キャリッジ５を直線方向に往復移動させる。前記駆動ユニット６としては、例えば、従来公知のものを使用できる（例えば、特開２００８−２４６８２１号公報参照）。前記プラテンローラ７は、前記キャリッジ５の往復方向に延び、前記インクジェットヘッド３と対向して配置されている。
【００３１】
前記記録用紙Ｐは、例えば、このインクジェット記録装置１の側方または下方に設けられた給紙カセット（図示せず）から給紙される。前記記録用紙Ｐは、前記インクジェットヘッド３と、前記プラテンローラ７との間に導入される。導入された前記記録用紙Ｐに、前記インクジェットヘッド３から吐出されるインクにより所定の記録がされる。シュウ酸イオン濃度が４５ｐｐｍ以下である本発明の水性インクを用いれば、前記インクジェットヘッド３の金属部材の腐食が低減または防止される。記録された前記記録用紙Ｐは、前記インクジェット記録装置１から排紙される。図１においては、前記記録用紙Ｐの給紙機構および排紙機構の図示を省略している。
【００３２】
前記パージ装置８は、前記インクジェットヘッド３の内部に溜まる気泡等を含んだ不良インクを吸引する。前記パージ装置８としては、例えば、従来公知のものを使用できる（例えば、特開２００８−２４６８２１号公報参照）。
【００３３】
前記パージ装置８の前記プラテンローラ７側には、前記パージ装置８に隣接してワイパ部材２０が配設されている。前記ワイパ部材２０は、へら状に形成されており、前記キャリッジ５の移動に伴って、前記インクジェットヘッド３のノズル形成面を拭うものである。図１において、キャップ１８は、インクの乾燥を防止するため、記録が終了するとリセット位置に戻される前記インクジェットヘッド３の複数のノズルを覆うものである。
【００３４】
前記インクジェット記録装置において、前記４つのインクカートリッジは、複数のキャリッジに搭載されていてもよい。また、前記インクカートリッジは、前記キャリッジには搭載されず、インクジェット記録装置内に配置、固定されていてもよい。この態様においては、例えば、前記インクカートリッジと、前記キャリッジに搭載された前記ヘッドユニットとが、チューブ等により連結され、前記インクカートリッジから前記ヘッドユニットに前記インクが供給される。
【００３５】
図１に示す装置では、シリアル型インクジェットヘッドを採用するが、本発明は、これに限定されない。前記インクジェット記録装置は、ライン型インクジェットヘッドを採用する装置であってもよい。本発明によれば、インク収容部およびインクジェットヘッドを含み、前記インク収容部に収容されたインクを前記インクジェットヘッドによって吐出するインクジェット記録装置であって、前記インクジェットヘッドが、金属部材を含み、前記インク収容部に、本発明の水性インクが収容されていることを特徴とするインクジェット記録装置が提供される。
【００３６】
つぎに、本発明の金属部材の腐食防止方法について説明する。本発明の金属部材の腐食防止方法は、前記カルボン酸基修飾自己分散型カーボンブラックを含むインクジェット記録用水性インクによるインクジェット記録装置において前記水性インクと接触する金属部材の腐食防止方法であって、前記水性インク中のシュウ酸イオン濃度を、４５ｐｐｍ以下にすることを特徴とする。なお、前記金属部材の腐食防止とは、前記金属部材の腐食の低減を含む概念である。
【００３７】
つぎに、本発明のインクジェット記録用水性インクの製造方法について説明する。本発明のインクジェット記録用水性インクの製造方法は、前記カルボン酸基修飾自己分散型カーボンブラック、水および水溶性有機溶剤を含むインクジェット記録用水性インクの製造方法であって、カルボン酸基修飾自己分散型カーボンブラック分散体を限外濾過することで、前記カルボン酸基修飾自己分散型カーボンブラック中のシュウ酸イオン濃度を調整する工程と、前記限外濾過後のカルボン酸基修飾自己分散型カーボンブラックと、水および水溶性有機溶剤とを混合する工程とを含み、前記水性インク中のシュウ酸イオン濃度を、４５ｐｐｍ以下にすることを特徴とする。本発明のインクジェット記録用水性インクの製造方法によれば、耐水性に優れ、かつ、インクジェット記録装置において前記水性インクと接触する金属部材の腐食を低減または防止可能なインクジェット記録用水性インクを得ることができる。
【００３８】
本発明のインクジェット記録方法、金属部材の腐食防止方法およびインクジェット記録用水性インクの製造方法において、着色剤等の各種成分の種類、配合量および形態等は、本発明のインクジェット記録用水性インクと同様とすることができる。
【実施例】
【００３９】
つぎに、本発明の実施例について比較例、参考例と併せて説明する。なお、本発明は、下記の実施例、比較例および参考例により限定および制限されない。
【００４０】
［実施例１〜９、比較例１および参考例１、２］
限外濾過セット（日本ポール（株）製の「ＭＡＣＲＯＳＥＰ １０Ｋ ＯＭＥＧＡ（排除限界分子量１０００）」）に純水１０ｇを入れ、これを遠心機（日立工機（株）製の「ｈｉｍａｃ ＣＴ１５Ｄ」）にセットした。ついで、前記遠心機を、回転数１００００ｒｐｍにて１０分間運転することで、前記限外濾過セットのフィルターを洗浄した。
【００４１】
つぎに、洗浄後の純水を廃棄した後、前記限外濾過セットに、水性インク組成（表１および表２）における、自己分散型カーボンブラック分散体１０ｇを入れた。ついで、前記遠心機を運転し、遠心分離を行った。ここで、前記遠心機の運転条件（回転数および回転時間）を変更することで、前記自己分散型カーボンブラック中のシュウ酸イオン濃度を調整した。例えば、実施例２においては、前記遠心機を、回転数７０００ｒｐｍにて３時間運転した。つぎに、前記限外濾過セットのフィルター上に残った自己分散型カーボンブラックを回収し、純水に再分散させた。前記遠心分離および前記再分散作業を繰り返すことで、必要量の自己分散型カーボンブラック分散体を得た。
【００４２】
一方、水性インク組成（表１および表２）における、前記自己分散型カーボンブラック分散体を除く成分を、均一に混合しインク溶媒を得た。つぎに、再分散後の前記自己分散型カーボンブラック分散体に前記インク溶媒を加え、均一に混合した。その後、得られた混合物を、東洋濾紙（株）製のセルロースアセテートタイプメンブレンフィルタ（孔径３．００μｍ）でろ過することで、実施例１〜９、比較例１および参考例１、２のインクジェット記録用水性インクを得た。前記各水性インク中のシュウ酸イオン濃度は、下記条件で陰イオンクロマトグラフ法により測定した。
（シュウ酸イオン濃度 測定条件）
測定装置：（株）ダイオネクス製、商品名「ＩＣＳ−２０００」
カラム：（株）ダイオネクス製、商品名「ＡＳ１８ ４ｍｍ」
ガードカラム：（株）ダイオネクス製、商品名「ＡＧ１８ ４ｍｍ」
溶離液：５ｍｍｏｌ／Ｌ水酸化カリウム水溶液
流量：１ｍＬ／分
カラム温度：３０℃
注入量：２５μＬ
検出：電気伝導度（サプレッサ方式）
【００４３】
［比較例２および参考例３］
水性インク組成（表２）における、自己分散型カーボンブラック分散体を除く成分を、均一に混合しインク溶媒を得た。つぎに、自己分散型カーボンブラック分散体に前記インク溶媒を加え、均一に混合した。その後、得られた混合物を、東洋濾紙（株）製のセルロースアセテートタイプメンブレンフィルタ（孔径３．００μｍ）でろ過することで、比較例２および参考例３のインクジェット記録用水性インクを得た。前記各水性インク中のシュウ酸イオン濃度は、前記条件で陰イオンクロマトグラフ法により測定した。
【００４４】
［比較例３および参考例４］
比較例３においては、比較例２の水性インクにシュウ酸ナトリウムを添加することでシュウ酸イオン濃度を調整した。参考例４においては、参考例３の水性インクにシュウ酸ナトリウムを添加することでシュウ酸イオン濃度を調整した。前記各水性インク中のシュウ酸イオン濃度は、前記条件で陰イオンクロマトグラフ法により測定した。
【００４５】
（浸漬評価）
Ｎｉ−Ｃｏフィルタを、下記条件（ａ）〜（ｃ）下で、実施例、比較例および参考例の水性インクに浸漬させ、前記Ｎｉ−Ｃｏフィルタから前記各水性インク中へのＮｉ溶出量を、ＩＣＰ発光分光分析装置（（株）リガク製、ＣＩＲＯＳ−１２０ＥＯＰ）を用いて測定した。また、下記浸漬時間経過後、前記各水性インクから前記Ｎｉ−Ｃｏフィルタを取り出し、目視および顕微鏡観察を実施した。前記目視および顕微鏡観察の結果から、下記の評価基準に従って評価した。
（ａ）実施例、比較例および参考例の水性インク量：１０ｇ
（ｂ）前記水性インク温度：６０℃
（ｃ）浸漬時間：５日間
【００４６】
浸漬評価 評価基準
Ｇ ：Ｎｉ−Ｃｏフィルタに変色および錆びの発生なし
ＮＧ：Ｎｉ−Ｃｏフィルタに変色および錆びの発生あり
【００４７】
実施例１〜９の水性インクの組成および測定・評価結果を、表１に示す。また、比較例１〜３および参考例１〜４の水性インクの組成および測定・評価結果を、表２に示す。
【００４８】
【表１】
【００４９】
【表２】
【００５０】
表１に示すとおり、シュウ酸イオン濃度が４５ｐｐｍ以下である実施例１〜９では、Ｎｉ溶出量が１２ｐｐｍ以下と少なく、浸漬評価結果も良好であった。さらに、１，２，３−ベンゾトリアゾールを配合した実施例６〜９では、Ｎｉ溶出量が大幅に減り、浸漬評価結果も極めて良好であった。一方、シュウ酸イオン濃度が４５ｐｐｍを超える比較例１〜３では、Ｎｉ溶出量が５０ｐｐｍ以上と多く、浸漬評価結果も劣っていた。なお、スルホン酸基で修飾された自己分散型カーボンブラックを用いた参考例１〜４では、シュウ酸イオン濃度に関係なく、Ｎｉ溶出量が８ｐｐｍ以下と少なく、浸漬評価結果も良好であった。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
以上のように、本発明の水性インクは、耐水性に優れ、かつ、インクジェット記録装置において水性インクと接触する金属部材の腐食を低減または防止可能なものである。本発明の水性インクの用途は、特に限定されず、各種のインクジェット記録に広く適用可能である。
【符号の説明】
【００５２】
１ インクジェット記録装置
２ インクカートリッジ
３ インクジェットヘッド
４ ヘッドユニット
５ キャリッジ
６ 駆動ユニット
７ プラテンローラ
８ パージ装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット記録用水性インク、インクカートリッジ、インクジェット記録方法、金属部材の腐食防止方法およびインクジェット記録用水性インクの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録において、自己分散型カーボンブラックを用いた水性インクが使用されることがある。前記自己分散型カーボンブラックは、高分子顔料分散剤を必要としないことから、水性インクの粘度上昇を防止でき、吐出安定性および保存安定性に優れる。特にスルホン酸基で修飾された自己分散型カーボンブラックは、長期の顔料分散安定性が良好なため、広く用いられている。しかし、前記スルホン酸基で修飾された自己分散型カーボンブラックは、耐水性が良好ではない。このため、耐水性に優れた、カルボン酸基で修飾された自己分散型カーボンブラックの使用が望まれる（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−８７２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、前記カルボン酸基で修飾された自己分散型カーボンブラックを用いたインクジェット記録用水性インクでは、インクジェット記録装置においてインクジェット記録用水性インクと接触する金属部材に腐食が発生するおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明は、耐水性に優れ、かつ、インクジェット記録装置においてインクジェット記録用水性インクと接触する金属部材の腐食を低減または防止可能なインクジェット記録用水性インクを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するために、本発明のインクジェット記録用水性インクは、着色剤、水および水溶性有機溶剤を含むインクジェット記録用水性インクであって、
前記着色剤が、カルボン酸基で修飾された自己分散型カーボンブラック（以下、「カルボン酸基修飾自己分散型カーボンブラック」と言うことがある）を含み、
前記水性インク中のシュウ酸イオン濃度が、４５ｐｐｍ以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
前記目的を達成するために、本発明者等は、一連の研究を重ねたところ、カルボン酸基修飾自己分散型カーボンブラックを着色剤として用いた場合、耐水性に優れるとともに、水性インク中のシュウ酸イオンの濃度を４５ｐｐｍ以下にすれば、インクジェット記録装置においてインクジェット記録用水性インクと接触する金属部材の腐食を低減または防止可能であることを見出し本発明に想到した。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、インクジェット記録装置の構成の一例を示す概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明のインクジェット記録用水性インク（以下、単に「水性インク」または「インク」と言うことがある）について説明する。本発明の水性インクは、着色剤、水および水溶性有機溶剤を含む。前述のとおり、前記着色剤は、カルボン酸基修飾自己分散型カーボンブラックを含む。前記カルボン酸基修飾自己分散型カーボンブラックは、例えば、市販品を用いてもよい。前記市販品としては、例えば、キャボット・スペシャルティ・ケミカルズ社製の「ＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ（登録商標）３００」等があげられる。前記水性インクは、高分子顔料分散剤を含んでもよいし、含まなくてもよい。前記水性インクが高分子顔料分散剤を含む場合には、前記水性インクの粘度に影響を与えない程度の量であることが好ましい。このように、本発明の水性インクは、自己分散型の顔料を使用しているため、高分子顔料分散剤に起因する粘度上昇の問題が無く、かつ、吐出安定性および保存安定性に優れたものとすることができる。
【００１０】
前記水性インク全量に対する前記カルボン酸基修飾自己分散型カーボンブラックの固形分配合量（顔料固形分量）は、特に限定されず、例えば、所望の光学濃度または色彩等により、適宜決定できる。前記顔料固形分量は、例えば、０．１重量％〜２０重量％であり、好ましくは、１重量％〜１０重量％であり、より好ましくは、２重量％〜８重量％である。
【００１１】
前記着色剤は、前記カルボン酸基修飾自己分散型カーボンブラックに加え、さらに他の顔料および染料等を含んでもよい。
【００１２】
前記水は、イオン交換水または純水であることが好ましい。前記水性インク全量に対する前記水の配合量（水割合）は、例えば、１０重量％〜９０重量％であり、好ましくは、４０重量％〜８０重量％である。前記水割合は、例えば、他の成分の残部としてもよい。
【００１３】
前記水溶性有機溶剤としては、例えば、インクジェットヘッドのノズル先端部における水性インクの乾燥を防止する湿潤剤および記録媒体上での乾燥速度を調整する浸透剤があげられる。
【００１４】
前記湿潤剤は、特に限定されず、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、ｓｅｃ−ブチルアルコール、ｔｅｒｔ−ブチルアルコール等の低級アルコール；ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド；アセトン等のケトン；ジアセトンアルコール等のケトアルコール；テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル；ポリアルキレングリコール、アルキレングリコール、グリセリン等の多価アルコール；２−ピロリドン；Ｎ−メチル−２−ピロリドン；１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン等があげられる。前記ポリアルキレングリコールは、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等があげられる。前記アルキレングリコールは、例えば、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、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、チオジグリコール、ヘキシレングリコール等があげられる。これらの湿潤剤は、１種類を単独で用いてもよいし、２種類以上を併用してもよい。これらの中で、アルキレングリコール、グリセリン等の多価アルコールが好ましい。
【００１５】
前記水性インク全量に対する前記湿潤剤の配合量は、例えば、０重量％〜９５重量％であり、好ましくは、５重量％〜８０重量％であり、より好ましくは、５重量％〜５０重量％である。
【００１６】
前記浸透剤は、例えば、グリコールエーテルがあげられる。前記グリコールエーテルは、例えば、エチレングリコールメチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテル、エチレングリコール−ｎ−プロピルエーテル、ジエチレングリコールメチルエーテル、ジエチレングリコールエチルエーテル、ジエチレングリコール−ｎ−プロピルエーテル、ジエチレングリコール−ｎ−ブチルエーテル、ジエチレングリコール−ｎ−ヘキシルエーテル、トリエチレングリコールメチルエーテル、トリエチレングリコールエチルエーテル、トリエチレングリコール−ｎ−プロピルエーテル、トリエチレングリコール−ｎ−ブチルエーテル、プロピレングリコールメチルエーテル、プロピレングリコールエチルエーテル、プロピレングリコール−ｎ−プロピルエーテル、プロピレングリコール−ｎ−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテル、ジプロピレングリコールエチルエーテル、ジプロピレングリコール−ｎ−プロピルエーテル、ジプロピレングリコール−ｎ−ブチルエーテル、トリプロピレングリコールメチルエーテル、トリプロピレングリコールエチルエーテル、トリプロピレングリコール−ｎ−プロピルエーテルおよびトリプロピレングリコール−ｎ−ブチルエーテル等があげられる。前記浸透剤は、１種類を単独で用いてもよいし、２種類以上を併用してもよい。
【００１７】
前記水性インク全量に対する前記浸透剤の配合量は、例えば、０重量％〜２０重量％であり、好ましくは、０．１重量％〜１５重量％であり、より好ましくは、０．５重量％〜１０重量％である。
【００１８】
前記水性インク中のシュウ酸イオン濃度は、前述のとおり、重量濃度で４５ｐｐｍ以下である。前記シュウ酸イオン濃度を重量濃度で４５ｐｐｍ以下とすることで、インクジェット記録装置において前記水性インクと接触する金属部材の腐食を低減または防止でき、特にニッケルを含む金属部材の腐食を効果的に防止できる。前記金属部材としては、例えば、インクジェットヘッドの金属部材（例えば、フィルタ、インクジェットヘッド内のインク流路等）、インクジェットヘッドまでのインク流路等があげられる。また、本発明によれば、インクジェット記録装置において前記水性インクと接触する金属部材の腐食を低減または防止可能であるため、腐食に起因する顔料の付着等によるインク流路の閉塞も防止可能である。前記シュウ酸イオン濃度は、低いほど好ましく、その下限値は特に限定されず、例えば、０（検出限界値）である。前記シュウ酸イオン濃度の調整方法は、例えば、後述の前記水性インクの製造方法に示すとおりである。
【００１９】
カルボン酸基修飾自己分散型カーボンブラックを用いた水性インクは、金属部材を腐食させやすい。金属部材の腐食部分が着色していることから、腐食の原因はカルボン酸基修飾自己分散型カーボンブラックであり、顔料表面のカルボン酸基が関与すると推測される。本発明者らは、一連の研究を重ねたところ、水性インク中のシュウ酸イオンがカルボン酸基修飾自己分散型カーボンブラックによる金属の腐食を促進する物質であり、水性インク中のシュウ酸イオンの濃度を４５ｐｐｍ以下にすれば、インクジェット記録装置において水性インクと接触する金属部材の腐食を低減または防止可能であることを見出した。このメカニズムは明らかではないが、シュウ酸イオンは、カルボン酸基修飾自己分散型カーボンブラックおよび金属表面と何らかの相互作用をし、カルボン酸基修飾自己分散型カーボンブラックの金属表面への付着を促進すると推測される。したがって、カルボン酸基修飾自己分散型カーボンブラックを用いた水性インクであっても、シュウ酸イオンの濃度を４５ｐｐｍ以下とすることで金属を腐食しにくい水性インクを得ることができる。また、この効果はカルボン酸基修飾自己分散型カーボンブラックを用いた水性インク特有の効果である。このことからも、シュウ酸イオンとカルボン酸基修飾自己分散型カーボンブラックとは、化学的に何らかの相互作用が働き、金属の腐食に影響を与えると推測する。
【００２０】
前記水性インクは、さらに、１，２，３−ベンゾトリアゾールを含むことが好ましい。１，２，３−ベンゾトリアゾールを含ませることで、インクジェット記録装置において水性インクと接触する金属部材の腐食低減または防止効果を、大幅に高めることができる。前記水性インク全量に対する１，２，３−ベンゾトリアゾールの配合量は、例えば、０．００５重量％〜５重量％であり、好ましくは、０．０１重量％〜１重量％であり、より好ましくは、０．０５重量％〜０．５重量％であり、さらに好ましくは、０．１重量％〜０．３重量％である。
【００２１】
前記水性インクは、必要に応じて、さらに、従来公知の添加剤を含んでもよい。前記添加剤としては、例えば、界面活性剤、ｐＨ調整剤、粘度調整剤、表面張力調整剤、防黴剤等があげられる。前記粘度調整剤は、例えば、ポリビニルアルコール、セルロース、水溶性樹脂等があげられる。
【００２２】
シュウ酸イオンは、不純物として種々の化学薬品、顔料、水等に含有される可能性がある物質である。純度の低い材料、未精製の材料を用いて水性インクを調製すると、水性インクは４５ｐｐｍ以上のシュウ酸イオンを含む。したがって、水性インク中のシュウ酸イオン濃度を４５ｐｐｍ以下とするためには、高純度の材料または精製された材料を用いて水性インクを調製する。前記水性インクは、例えば、つぎのようにして製造できる。ただし、この製造方法は例示に過ぎず、本発明を限定するものではない。
【００２３】
まず、限外濾過セット（日本ポール（株）製の「ＭＡＣＲＯＳＥＰ １０Ｋ ＯＭＥＧＡ（排除限界分子量１０００）」）に純水１０ｇを入れ、これを遠心機（日立工機（株）製の「ｈｉｍａｃ ＣＴ１５Ｄ」）にセットする。ついで、前記遠心機を、回転数１００００ｒｐｍにて１０分間運転することで、前記限外濾過セットのフィルターを洗浄する。
【００２４】
つぎに、洗浄後の純水を廃棄した後、前記限外濾過セットにカルボン酸基修飾自己分散型カーボンブラック分散体１０ｇを入れる。ついで、前記遠心機を運転し、遠心分離を行う。ここで、前記遠心機の運転条件（回転数および回転時間）を変更することで、前記カルボン酸基修飾自己分散型カーボンブラック中のシュウ酸イオン濃度を調整可能である。つぎに、前記限外濾過セットのフィルター上に残ったカルボン酸基修飾自己分散型カーボンブラックを回収し、純水に再分散させる。前記遠心分離および前記再分散作業を繰り返すことで、必要量のカルボン酸基修飾自己分散型カーボンブラック分散体を得る。
【００２５】
一方、前記カルボン酸基修飾自己分散型カーボンブラックを除く成分（水および水溶性有機溶剤と、必要に応じて他の添加成分）を、均一に混合しインク溶媒を得る。前記インク溶媒においても、前記カルボン酸基修飾自己分散型カーボンブラック分散体におけるのと同様のシュウ酸イオン濃度調整を行ってもよい。また、前記インク溶媒の成分として、超高純度品を用いてもよい。つぎに、再分散後の前記カルボン酸基修飾自己分散型カーボンブラック分散体に前記インク溶媒を加えた後、従来公知の方法で均一に混合し、フィルタ等で不溶解物を除去する。シュウ酸イオンの除去方法としては、上述した限外濾過法のほか、例えば、イオン交換法およびベーマイト等を用いたシュウ酸イオン吸着法等の公知の方法を用いることができる。
【００２６】
つぎに、本発明のインクカートリッジについて説明する。本発明のインクカートリッジは、インクジェット記録用水性インクを含むインクカートリッジであって、前記水性インクが、本発明のインクジェット記録用水性インクであることを特徴とする。前記インクカートリッジの本体としては、例えば、従来公知のものを使用できる。
【００２７】
つぎに、本発明のインクジェット記録方法について説明する。本発明のインクジェット記録方法は、金属部材を含むインクジェットヘッドからインクジェット記録用水性インクを吐出して記録を行うインクジェット記録方法であって、前記水性インクとして、本発明のインクジェット記録用水性インクを用いることを特徴とする。
【００２８】
本発明のインクジェット記録方法は、例えば、金属部材を含むインクジェットヘッドを搭載した一般的なインクジェット記録装置を用いて実施できる。前記金属部材としては、例えば、ニッケル、鉄、クロム等を含む金属部材があげられる。特に、前記金属部材がニッケルを含む場合には、ニッケルの腐食を効果的に低減または防止できる。前記記録は、印字、印画、印刷等を含む。
【００２９】
図１に、前記インクジェット記録装置の一例の構成を示す。図１に示すインクジェット記録装置１は、４つのインクカートリッジ２と、金属部材を含むインクジェットヘッド３と、ヘッドユニット４と、キャリッジ５と、駆動ユニット６と、プラテンローラ７と、パージ装置８とを主要な構成部材として含む。
【００３０】
前記４つのインクカートリッジ２は、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの４色の水性インクを、それぞれ１色ずつ含む。例えば、前記水性ブラックインクが、本発明の水性インクである。その他の水性インクは、一般的な水性インクを用いてよい。前記ヘッドユニット４に設置された前記インクジェットヘッド３は、記録媒体（例えば、記録用紙）Ｐに記録を行う。前記キャリッジ５には、前記４つのインクカートリッジ２および前記ヘッドユニット４が搭載される。前記駆動ユニット６は、前記キャリッジ５を直線方向に往復移動させる。前記駆動ユニット６としては、例えば、従来公知のものを使用できる（例えば、特開２００８−２４６８２１号公報参照）。前記プラテンローラ７は、前記キャリッジ５の往復方向に延び、前記インクジェットヘッド３と対向して配置されている。
【００３１】
前記記録用紙Ｐは、例えば、このインクジェット記録装置１の側方または下方に設けられた給紙カセット（図示せず）から給紙される。前記記録用紙Ｐは、前記インクジェットヘッド３と、前記プラテンローラ７との間に導入される。導入された前記記録用紙Ｐに、前記インクジェットヘッド３から吐出されるインクにより所定の記録がされる。シュウ酸イオン濃度が４５ｐｐｍ以下である本発明の水性インクを用いれば、前記インクジェットヘッド３の金属部材の腐食が低減または防止される。記録された前記記録用紙Ｐは、前記インクジェット記録装置１から排紙される。図１においては、前記記録用紙Ｐの給紙機構および排紙機構の図示を省略している。
【００３２】
前記パージ装置８は、前記インクジェットヘッド３の内部に溜まる気泡等を含んだ不良インクを吸引する。前記パージ装置８としては、例えば、従来公知のものを使用できる（例えば、特開２００８−２４６８２１号公報参照）。
【００３３】
前記パージ装置８の前記プラテンローラ７側には、前記パージ装置８に隣接してワイパ部材２０が配設されている。前記ワイパ部材２０は、へら状に形成されており、前記キャリッジ５の移動に伴って、前記インクジェットヘッド３のノズル形成面を拭うものである。図１において、キャップ１８は、インクの乾燥を防止するため、記録が終了するとリセット位置に戻される前記インクジェットヘッド３の複数のノズルを覆うものである。
【００３４】
前記インクジェット記録装置において、前記４つのインクカートリッジは、複数のキャリッジに搭載されていてもよい。また、前記インクカートリッジは、前記キャリッジには搭載されず、インクジェット記録装置内に配置、固定されていてもよい。この態様においては、例えば、前記インクカートリッジと、前記キャリッジに搭載された前記ヘッドユニットとが、チューブ等により連結され、前記インクカートリッジから前記ヘッドユニットに前記インクが供給される。
【００３５】
図１に示す装置では、シリアル型インクジェットヘッドを採用するが、本発明は、これに限定されない。前記インクジェット記録装置は、ライン型インクジェットヘッドを採用する装置であってもよい。本発明によれば、インク収容部およびインクジェットヘッドを含み、前記インク収容部に収容されたインクを前記インクジェットヘッドによって吐出するインクジェット記録装置であって、前記インクジェットヘッドが、金属部材を含み、前記インク収容部に、本発明の水性インクが収容されていることを特徴とするインクジェット記録装置が提供される。
【００３６】
つぎに、本発明の金属部材の腐食防止方法について説明する。本発明の金属部材の腐食防止方法は、前記カルボン酸基修飾自己分散型カーボンブラックを含むインクジェット記録用水性インクによるインクジェット記録装置において前記水性インクと接触する金属部材の腐食防止方法であって、前記水性インク中のシュウ酸イオン濃度を、４５ｐｐｍ以下にすることを特徴とする。なお、前記金属部材の腐食防止とは、前記金属部材の腐食の低減を含む概念である。
【００３７】
つぎに、本発明のインクジェット記録用水性インクの製造方法について説明する。本発明のインクジェット記録用水性インクの製造方法は、前記カルボン酸基修飾自己分散型カーボンブラック、水および水溶性有機溶剤を含むインクジェット記録用水性インクの製造方法であって、カルボン酸基修飾自己分散型カーボンブラック分散体を限外濾過することで、前記カルボン酸基修飾自己分散型カーボンブラック中のシュウ酸イオン濃度を調整する工程と、前記限外濾過後のカルボン酸基修飾自己分散型カーボンブラックと、水および水溶性有機溶剤とを混合する工程とを含み、前記水性インク中のシュウ酸イオン濃度を、４５ｐｐｍ以下にすることを特徴とする。本発明のインクジェット記録用水性インクの製造方法によれば、耐水性に優れ、かつ、インクジェット記録装置において前記水性インクと接触する金属部材の腐食を低減または防止可能なインクジェット記録用水性インクを得ることができる。
【００３８】
本発明のインクジェット記録方法、金属部材の腐食防止方法およびインクジェット記録用水性インクの製造方法において、着色剤等の各種成分の種類、配合量および形態等は、本発明のインクジェット記録用水性インクと同様とすることができる。
【実施例】
【００３９】
つぎに、本発明の実施例について比較例、参考例と併せて説明する。なお、本発明は、下記の実施例、比較例および参考例により限定および制限されない。
【００４０】
［実施例１〜９、比較例１および参考例１、２］
限外濾過セット（日本ポール（株）製の「ＭＡＣＲＯＳＥＰ １０Ｋ ＯＭＥＧＡ（排除限界分子量１０００）」）に純水１０ｇを入れ、これを遠心機（日立工機（株）製の「ｈｉｍａｃ ＣＴ１５Ｄ」）にセットした。ついで、前記遠心機を、回転数１００００ｒｐｍにて１０分間運転することで、前記限外濾過セットのフィルターを洗浄した。
【００４１】
つぎに、洗浄後の純水を廃棄した後、前記限外濾過セットに、水性インク組成（表１および表２）における、自己分散型カーボンブラック分散体１０ｇを入れた。ついで、前記遠心機を運転し、遠心分離を行った。ここで、前記遠心機の運転条件（回転数および回転時間）を変更することで、前記自己分散型カーボンブラック中のシュウ酸イオン濃度を調整した。例えば、実施例２においては、前記遠心機を、回転数７０００ｒｐｍにて３時間運転した。つぎに、前記限外濾過セットのフィルター上に残った自己分散型カーボンブラックを回収し、純水に再分散させた。前記遠心分離および前記再分散作業を繰り返すことで、必要量の自己分散型カーボンブラック分散体を得た。
【００４２】
一方、水性インク組成（表１および表２）における、前記自己分散型カーボンブラック分散体を除く成分を、均一に混合しインク溶媒を得た。つぎに、再分散後の前記自己分散型カーボンブラック分散体に前記インク溶媒を加え、均一に混合した。その後、得られた混合物を、東洋濾紙（株）製のセルロースアセテートタイプメンブレンフィルタ（孔径３．００μｍ）でろ過することで、実施例１〜９、比較例１および参考例１、２のインクジェット記録用水性インクを得た。前記各水性インク中のシュウ酸イオン濃度は、下記条件で陰イオンクロマトグラフ法により測定した。
（シュウ酸イオン濃度 測定条件）
測定装置：（株）ダイオネクス製、商品名「ＩＣＳ−２０００」
カラム：（株）ダイオネクス製、商品名「ＡＳ１８ ４ｍｍ」
ガードカラム：（株）ダイオネクス製、商品名「ＡＧ１８ ４ｍｍ」
溶離液：５ｍｍｏｌ／Ｌ水酸化カリウム水溶液
流量：１ｍＬ／分
カラム温度：３０℃
注入量：２５μＬ
検出：電気伝導度（サプレッサ方式）
【００４３】
［比較例２および参考例３］
水性インク組成（表２）における、自己分散型カーボンブラック分散体を除く成分を、均一に混合しインク溶媒を得た。つぎに、自己分散型カーボンブラック分散体に前記インク溶媒を加え、均一に混合した。その後、得られた混合物を、東洋濾紙（株）製のセルロースアセテートタイプメンブレンフィルタ（孔径３．００μｍ）でろ過することで、比較例２および参考例３のインクジェット記録用水性インクを得た。前記各水性インク中のシュウ酸イオン濃度は、前記条件で陰イオンクロマトグラフ法により測定した。
【００４４】
［比較例３および参考例４］
比較例３においては、比較例２の水性インクにシュウ酸ナトリウムを添加することでシュウ酸イオン濃度を調整した。参考例４においては、参考例３の水性インクにシュウ酸ナトリウムを添加することでシュウ酸イオン濃度を調整した。前記各水性インク中のシュウ酸イオン濃度は、前記条件で陰イオンクロマトグラフ法により測定した。
【００４５】
（浸漬評価）
Ｎｉ−Ｃｏフィルタを、下記条件（ａ）〜（ｃ）下で、実施例、比較例および参考例の水性インクに浸漬させ、前記Ｎｉ−Ｃｏフィルタから前記各水性インク中へのＮｉ溶出量を、ＩＣＰ発光分光分析装置（（株）リガク製、ＣＩＲＯＳ−１２０ＥＯＰ）を用いて測定した。また、下記浸漬時間経過後、前記各水性インクから前記Ｎｉ−Ｃｏフィルタを取り出し、目視および顕微鏡観察を実施した。前記目視および顕微鏡観察の結果から、下記の評価基準に従って評価した。
（ａ）実施例、比較例および参考例の水性インク量：１０ｇ
（ｂ）前記水性インク温度：６０℃
（ｃ）浸漬時間：５日間
【００４６】
浸漬評価 評価基準
Ｇ ：Ｎｉ−Ｃｏフィルタに変色および錆びの発生なし
ＮＧ：Ｎｉ−Ｃｏフィルタに変色および錆びの発生あり
【００４７】
実施例１〜９の水性インクの組成および測定・評価結果を、表１に示す。また、比較例１〜３および参考例１〜４の水性インクの組成および測定・評価結果を、表２に示す。
【００４８】
【表１】
【００４９】
【表２】
【００５０】
表１に示すとおり、シュウ酸イオン濃度が４５ｐｐｍ以下である実施例１〜９では、Ｎｉ溶出量が１２ｐｐｍ以下と少なく、浸漬評価結果も良好であった。さらに、１，２，３−ベンゾトリアゾールを配合した実施例６〜９では、Ｎｉ溶出量が大幅に減り、浸漬評価結果も極めて良好であった。一方、シュウ酸イオン濃度が４５ｐｐｍを超える比較例１〜３では、Ｎｉ溶出量が５０ｐｐｍ以上と多く、浸漬評価結果も劣っていた。なお、スルホン酸基で修飾された自己分散型カーボンブラックを用いた参考例１〜４では、シュウ酸イオン濃度に関係なく、Ｎｉ溶出量が８ｐｐｍ以下と少なく、浸漬評価結果も良好であった。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
以上のように、本発明の水性インクは、耐水性に優れ、かつ、インクジェット記録装置において水性インクと接触する金属部材の腐食を低減または防止可能なものである。本発明の水性インクの用途は、特に限定されず、各種のインクジェット記録に広く適用可能である。
【符号の説明】
【００５２】
１ インクジェット記録装置
２ インクカートリッジ
３ インクジェットヘッド
４ ヘッドユニット
５ キャリッジ
６ 駆動ユニット
７ プラテンローラ
８ パージ装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
着色剤、水および水溶性有機溶剤を含むインクジェット記録用水性インクであって、
前記着色剤が、カルボン酸基で修飾された自己分散型カーボンブラックを含み、
前記水性インク中のシュウ酸イオン濃度が、４５ｐｐｍ以下であることを特徴とするインクジェット記録用水性インク。
【請求項２】
さらに、１，２，３−ベンゾトリアゾールを含むことを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録用水性インク。
【請求項３】
前記水性インクが、金属部材を含むインクジェットヘッドから吐出されることを特徴とする請求項１または２記載のインクジェット記録用水性インク。
【請求項４】
前記金属部材が、ニッケルを含むことを特徴とする請求項３記載のインクジェット記録用水性インク。
【請求項５】
インクジェット記録用水性インクを含むインクカートリッジであって、前記水性インクが、請求項１〜４のいずれか一項に記載のインクジェット記録用水性インクであることを特徴とするインクカートリッジ。
【請求項６】
金属部材を含むインクジェットヘッドからインクジェット記録用水性インクを吐出して記録を行うインクジェット記録方法であって、
前記水性インクとして、請求項１〜４のいずれか一項に記載のインクジェット記録用水性インクを用いることを特徴とするインクジェット記録方法。
【請求項７】
カルボン酸基で修飾された自己分散型カーボンブラックを含むインクジェット記録用水性インクによるインクジェット記録装置において前記水性インクと接触する金属部材の腐食防止方法であって、
前記水性インク中のシュウ酸イオン濃度を、４５ｐｐｍ以下にすることを特徴とする金属部材の腐食防止方法。
【請求項８】
カルボン酸基で修飾された自己分散型カーボンブラック、水および水溶性有機溶剤を含むインクジェット記録用水性インクの製造方法であって、
カルボン酸基で修飾された自己分散型カーボンブラックの分散体を限外濾過することで、前記カルボン酸基で修飾された自己分散型カーボンブラック中のシュウ酸イオン濃度を調整するシュウ酸イオン濃度調整工程と、
前記限外濾過後のカルボン酸基で修飾された自己分散型カーボンブラックと、水および水溶性有機溶剤とを混合する混合工程とを含み、
前記シュウ酸イオン濃度調整工程において、前記水性インク中のシュウ酸イオン濃度を、４５ｐｐｍ以下にすることを特徴とするインクジェット記録用水性インクの製造方法。
【請求項１】
着色剤、水および水溶性有機溶剤を含むインクジェット記録用水性インクであって、
前記着色剤が、カルボン酸基で修飾された自己分散型カーボンブラックを含み、
前記水性インク中のシュウ酸イオン濃度が、４５ｐｐｍ以下であることを特徴とするインクジェット記録用水性インク。
【請求項２】
さらに、１，２，３−ベンゾトリアゾールを含むことを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録用水性インク。
【請求項３】
前記水性インクが、金属部材を含むインクジェットヘッドから吐出されることを特徴とする請求項１または２記載のインクジェット記録用水性インク。
【請求項４】
前記金属部材が、ニッケルを含むことを特徴とする請求項３記載のインクジェット記録用水性インク。
【請求項５】
インクジェット記録用水性インクを含むインクカートリッジであって、前記水性インクが、請求項１〜４のいずれか一項に記載のインクジェット記録用水性インクであることを特徴とするインクカートリッジ。
【請求項６】
金属部材を含むインクジェットヘッドからインクジェット記録用水性インクを吐出して記録を行うインクジェット記録方法であって、
前記水性インクとして、請求項１〜４のいずれか一項に記載のインクジェット記録用水性インクを用いることを特徴とするインクジェット記録方法。
【請求項７】
カルボン酸基で修飾された自己分散型カーボンブラックを含むインクジェット記録用水性インクによるインクジェット記録装置において前記水性インクと接触する金属部材の腐食防止方法であって、
前記水性インク中のシュウ酸イオン濃度を、４５ｐｐｍ以下にすることを特徴とする金属部材の腐食防止方法。
【請求項８】
カルボン酸基で修飾された自己分散型カーボンブラック、水および水溶性有機溶剤を含むインクジェット記録用水性インクの製造方法であって、
カルボン酸基で修飾された自己分散型カーボンブラックの分散体を限外濾過することで、前記カルボン酸基で修飾された自己分散型カーボンブラック中のシュウ酸イオン濃度を調整するシュウ酸イオン濃度調整工程と、
前記限外濾過後のカルボン酸基で修飾された自己分散型カーボンブラックと、水および水溶性有機溶剤とを混合する混合工程とを含み、
前記シュウ酸イオン濃度調整工程において、前記水性インク中のシュウ酸イオン濃度を、４５ｐｐｍ以下にすることを特徴とするインクジェット記録用水性インクの製造方法。
【図１】
【公開番号】特開２０１２−１８０３９４（Ｐ２０１２−１８０３９４Ａ）
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４２４８５（Ｐ２０１１−４２４８５）
【出願日】平成２３年２月２８日（２０１１．２．２８）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２８日（２０１１．２．２８）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
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