JP2004238573A5 - インクジェット用インク - Google Patents

Description

【特許請求の範囲】
【請求項１】 少なくとも顔料、水、水溶性有機溶剤、シリコーンオイルエマルジョンを含み、インクジェット記録方法に用いるインク組成物であって、シリコーンオイルエマルジョンの含有量が１重量％以上２０重量％以下で、顔料１に対してシリコーンオイルエマルジョンが０．１以上２０以下であることを特徴とするインクジェット用インク。
【請求項２】 少なくともシリコーンオイルエマルジョンの平均粒径が顔料粒子の平均粒径より大きい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。
【請求項３】 前記シリコーンオイルエマルジョンの平均粒径が１００ｎｍ以上であ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インク。
【請求項４】 顔料が分散剤で分散されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のインクジェット用インク。
【請求項５】 前記分散剤の重量基準が顔料１に対し０．３以上２以下であることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のインクジェット用インク。
【請求項６】 前記分散剤として下記一般式（１）で示される化合物の、少なくとも一種を使用することを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載のインクジェット用インク。
【化１】

【請求項７】 前記分散剤が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１乃至６の何れかに記載のインクジェット用インク。
【請求項８】 顔料が自己分散型顔料であることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のインクジェット用インク。
【請求項９】 顔料がカプセル型顔料であることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のインクジェット用インク。
【請求項１０】 前記顔料のうち、ブラック顔料がカーボンブラックであることを特徴とする請求項１乃至９の何れかに記載のインクジェット用インク。
【請求項１１】 前記顔料のうち、マゼンタ顔料がＰｉｇ．Ｒｅｄ５、７、１２、４８（Ｃａ）、４８（Ｍｎ）、５７（Ｃａ）、５７：１、１１２、１２２、１２３、１４６、１６８、１７６、１８４、１８５、２０２、Ｐｉｇ．Ｖｉｏｌｅｔ１９のうち少なくとも１種類であることを特徴とする請求項１乃至９の何れかに記載のインクジェット用インク。
【請求項１２】 前記顔料のうち、シアン顔料がＰｉｇ．Ｂｌｕｅ１、２、３、１５、１５：３、１５：４、１６、２２、６０、６３、６６のうち少なくとも１種類であることを特徴とする請求項１乃至９の何れかに記載のインクジェット用インク。
【請求項１３】 請求項１乃至１２の何れかに記載のインクジェット用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１４】 請求項１乃至１２の何れかに記載のインクジェット用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画像形成装置。
【請求項１５】 請求項１４に記載のインクジェット画像形成装置を用いて印字することを特徴とする画像形成方法。
【請求項１６】 請求項１５に記載の画像形成方法で印字されたことを特徴とする画像形成物。
【請求項１７】 画像支持体が紙であることを特徴とする請求項１６に記載の画像形成物。

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像の彩度（色調の鮮明性）に優れたインクジェット用インク、該インクを収容したインクカートリッジ、該インクを吐出させて記録を行なうインクジェット画像形成装置、該画像形成装置による画像形成方法および、該方法で作成された画像形成物に関するものである。

従来、インクジェット方式による画像出力装置（画像形成装置）に対してはイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の３色に更にブラック（Ｋ）を加えた４色を用いて混色でカラー画像の再現処理を行なってきた。しかしながら、上記のようなイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色による混色では色再現範囲に限界があった。特にそれぞれの２次色であるレッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）、ブルー（Ｂ）の彩度の高い色再現は、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの混色で表現することになり、彩度が充分ではなく色再現性に難があった。

こうした欠点を補う目的で、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋインクの他にＲ，Ｂ，Ｇインクの７色インクで画像形成し、２次色の色再現性の向上と２次色のインク混色による色にじみの改善を行なっている（例えば、特許文献６、７参照）。しかし、７色のインクあるいはそれ以上に色を増やして用いることは、同時にヘッドの数を増加させ、画像出力装置のコストアップ、サイズアップやヘッドのメンテナンス負荷の増加などという問題を引き起こすことになる。さらに画像信号を出力信号に変換する画像処理に負荷が大きくなる。こうした負荷は、記録速度の低下にもつながり好ましいことではない。
インクの着色剤として顔料を用いたときは、染料を用いたときに比べ、印刷部の明度、彩度が低く、一般的には色再現性に劣る。特に問題となるのは前述した２次色のところであり、この明度、彩度が大きく低下してしまう。この様な顔料インクでの問題を改善しようとして、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ顔料インクとグリーン（Ｇ）顔料インクおよびオレンジ（Ｏｒ）顔料インクを用いた技術が開示されている（例えば、特許文献８参照）が、色再現性、特に赤色（マゼンタ系）の再現性に関して充分とはいえない。
これに対し、インクジェット用インクに好適に使用し得る微粒子径顔料分散液を短時間で効率的に作成できる分散剤と添加剤を特定し併用することで解決することが開示されている（例えば、特許文献９参照）。しかし、粒子径が１００〜２００ｎｍレベルの話であり、画像の彩度（色調の鮮明性）、吐出安定性に優れた顔料インクを提供するためには、粒子径を１０〜５０ｎｍまでにする必要がある。今までの分散体は粘度等の問題で、１０〜５０ｎｍまでの分散は一般に困難とされていた。

【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは鋭意検討した結果、インクジェット用インクの物性状態及び特定のエマルジョンを配合することにより、画像の彩度（色調の鮮明性）、吐出安定性、インク保存性に優れた顔料系のインクジェット用インクが得られることを見出し、本発明を完成させた。
即ち、上記課題は、本発明の（１）「少なくとも顔料、水、水溶性有機溶剤、シリコーンオイルエマルジョンを含み、インクジェット記録方法に用いるインク組成物であって、シリコーンオイルエマルジョンの含有量が１重量％以上２０重量％以下で、顔料１に対してシリコーンオイルエマルジョンが０．１以上２０以下であることを特徴とするインクジェット用インク」、（２）「少なくともシリコーンオイルエマルジョンの平均粒径が顔料粒子の平均粒径より大きい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）「前記シリコーンオイルエマルジョンの平均粒径が１００ｎｍ以上であることを特徴とする前記第（１）項または第（２）項に記載のインクジェット用インク」、（４）「顔料が分散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（３）項の何れかに記載のインクジェット用インク」、（５）「前記分散剤の重量基準が顔料１に対し０．３以上２以下であることを特徴とする前記第（１）項乃至第（４）項の何れかに記載のインクジェット用インク」、（６）「前記分散剤として下記一般式（１）で示される化合物の、少なくとも一種を使用することを特徴とする前記第（１）項乃至第（５）項の何れかに記載のインクジェット用インク；

」、（７）「前記分散剤が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（１）項乃至第（６）項の何れかに記載のインクジェット用インク」、（８）「顔料が自己分散型顔料であることを特徴とする前記第（１）項乃至第（３）項の何れかに記載のインクジェット用インク」、（９）「顔料がカプセル型顔料であることを特徴とする前記第（１）項乃至第（３）項の何れかに記載のインクジェット用インク」、（１０）「前記顔料のうち、ブラック顔料がカーボンブラックであることを特徴とする前記第（１）項乃至第（９）項の何れかに記載のインクジェット用インク」、（１１）「前記顔料のうち、マゼンタ顔料がＰｉｇ．Ｒｅｄ５、７、１２、４８（Ｃａ）、４８（Ｍｎ）、５７（Ｃａ）、５７：１、１１２、１２２、１２３、１４６、１６８、１７６、１８４、１８５、２０２、Ｐｉｇ．Ｖｉｏｌｅｔ１９のうち少なくとも１種類であることを特徴とする前記第（１）項乃至第（９）項の何れかに記載のインクジェット用インク」、（１２）「前記顔料のうち、シアン顔料がＰｉｇ．Ｂｌｕｅ１、２、３、１５、１５：３、１５：４、１６、２２、６０、６３、６６のうち少なくとも１種類であることを特徴とする前記第（１）項乃至第（９）項の何れかに記載のインクジェット用インク」によって解決される。

また、上記課題は、本発明の（１４）「前記第（１）項乃至第（１２）項の何れかに記載のインクジェット用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画像形成装置」によって解決される。

また、上記課題は、本発明の（１５）「前記第（１４）項に記載のインクジェット画像形成装置を用いて印字することを特徴とする画像形成方法」によって解決される。

以下、本発明を更に詳しく説明する。
本発明のインクジェット用インクは、少なくとも顔料、水、水溶性有機溶剤、シリコーンオイルエマルジョンを含むインクジェット記録方法に用いるインク組成物であって、シリコーンオイルエマルジョンの含有量が１重量％以上、２０重量％以下で、顔料１に対してシリコーンオイルエマルジョンが０．１以上２０以下であることを特徴とするものである。
従来のインクジェット用インクが紙面上に着弾し、紙面上及び／又は紙中において乾燥してできる画像部においては、顔料等の色材と非揮発性の水溶性有機溶剤等との混合物が存在している。特に顔料粒子は粒径のばらつきが大きく、特定の粒径にそろえることが困難で、印字画像部の顔料粒子の乱反射を起こし、濃度均一な印字画像を提供できない。そこで、適量範囲のシリコンオイルエマルジョンを用いることにより、インク液の粘度上昇や分散質凝集等の弊害を伴うことなく、インク中での顔料の分散を助けかつ一旦分散された微細顔料粒子の再凝集を防止し、また、このインクを用いて印字された画像の彩度を向上できることが見出された。これは、シリコンオイルエマルジョンは表面張力が小さい即ち表面エネルギーが低いため、インク中では、分散処理される顔料粒子に触れてその上に薄膜状に広がることによりその表面エネルギーを低下させ、分散操作により新たに生じた微粒子の剪断面に触れてその表面エネルギーを低下させる一方、水及び親水性液媒体と相溶せずかつ顔料粒子にもほとんど吸着せずに独自に微液滴として存在するが、印字された際には、表面エネルギーが低いため着弾したインク滴中の分散質（顔料）上に広がる等の理由に因り印字画像部の乱反射を防止するためと思われるが、明確な原因機構は不明であり、またそのような原因機構の解明は本発明の目的とするところではない。

本発明のシリコーンオイルエマルジョンの平均粒径が顔料粒子の平均粒径より大きいことを特徴とするものである。
シリコーンオイルエマルジョンの平均粒径が顔料粒子の平均粒径より大きいことで、顔料粒子にシリコーンオイルエマルジョンが充分覆うことができ、シリコーンオイルエマルジョンの乱反射防止効果、艶出し効果を充分発揮することができる。
また、上記シリコーンオイルエマルジョンの平均粒子径（Ｄ５０）が１００ｎｍ以上で２０００ｎｍ以下であることが好ましく、より好ましくは２００ｎｍ以上で１５００ｎｍ以下である。
１００ｎｍ以下より小さいと、インクジェット用インクが紙面上に着弾した際、シリコーンオイルエマルジョンが、顔料粒子を覆うのに不充分であるため、印字画像部の顔料粒子の乱反射を起こし、濃度均一な印字画像を提供できない。実際、粒径測定をしてみると、シリコーンとインクの混合物ではシリコーンの分は粒径の山が出てこないので見分けることは難しいが、シリコーンとインクでは吸収波長が違うので、粒径計測装置のレーザー波長を変えることで見分けることができる。
ここで上記シリコーンオイルエマルジョンは界面活性剤とシリコンをミックスして強烈にシェアをかけた分散で作成したものである。

本発明で使用される顔料の１形態は、分散剤で分散されていることを特徴とするものである。分散剤を添加することで、顔料が分散されて、顔料粒子の平均粒子径（Ｄ５０）が小さく、かつ粒子径標準偏差も小さくすることができ、画像鮮明かつ濃度均一な印字画像を提供できる。
本発明のインクジェット用インクの顔料に対する分散剤の重量基準は顔料１に対し０．３以上２以下が好ましく、より好ましくは０．５〜２である。０．５〜２の範囲にすることにより平均粒径が小さく、また粒度分布における標準偏差の小さいインク液を提供できる。顔料に対する分散剤は０．３未満では、平均粒径が大きく、また粒度分布における標準偏差の大きいインク液のため満足な彩度が得られない。２より大きいと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。

本発明のインクジェット用インクの分散剤はいかなるものでも良いが、一般式（１）にすることにより平均粒径の小さく、また粒度分布における標準偏差の小さいインクジェット用インクを得ることができる。

本発明で使用される顔料の他の形態は、カプセル型顔料であることを特徴とするものである。
前記顔料をカプセル型顔料とするには、顔料をアニオン性基含有有機高分子化合物で被膜することでマイクロカプセル化顔料分散体が作成でき、例えば、特開平９−１５１３４２号公報に開示されている。着色剤を内包する樹脂としては、例えば、水不溶性の着色剤を樹脂のマイクロカプセルに閉じ込めた樹脂、及び油性溶剤に溶解もしくは分散した水不溶性の着色剤を水性媒体中に分散した樹脂エマルジョンが挙げられるが、特には閉じ込めてなるマイクロカプセル化樹脂が好ましい。カプセル型顔料を用いることで、画像鮮明かつ濃度均一な印字画像を提供できる。

本発明のインクジェット用インクを収容したインクカートリッジを形成することができ、該インクカートリッジを収容したインクジェット装置で該インクに記録信号に応じてオリフィスから吐出させ、被記録材に画像形成を行ない、画像形成物を得ることができる。
なお、本発明のインクジェット用インクを用いて印字する手段としては、連続噴射型あるいはオンデマンド型の記録ヘッドを有する前記のインクジェット方式のプリンター（インクジェットプリンター）による印刷方式が挙げられる。なお、オンデマンド型としては、例えば、ピエゾ方式、サーマルインクジェット方式、静電方式等が例示される。
これらインクカートリッジの形成、インクジェット装置の形成、画像形成方法は、例えば特開２０００-１９８９５８号公報に記載されたもの等、当技術分野に関する公知技術を適宜採用することができる。

また、本発明において記録媒体（被記録材）は、紙などのインク組成物に対して吸収性を有するもの、インク組成物に対して実質的に非吸収性のもののいずれであっても好適に用いられる。本発明によるインクジェット記録方法が適用可能な記録媒体の具体例としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリサルフォン、ＡＢＳ樹脂、ポリ塩化ビニル等を基材とするプラスチックシート、黄銅、鉄、アルミニウム、ＳＵＳ、銅等の金属表面または非金属の基材に蒸着等の手法により金属コーティング処理をした記録媒体、紙を基材として撥水処理などがなされた記録媒体、無機質の材料を高温で焼成した、いわゆるセラミックス材料からなる記録媒体などが挙げられる。このうち、紙が経済性の点と画像の自然さの点で最も好ましい。

【００２８】
【実施例】
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わすものである。
下記表１の実施例１〜６、比較例１、参考例１〜８の処方によりインクジェット用インクを調整し、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用インク（ａ）〜（ｏ）を得た。
インクの調合法は、
（ｉ）Ｇly，ＤＥＧ
（ii）ＥＣＴＤ
（iii）ＬＶ
（iｖ）シリコンオイルエマルジョン
（ｖ）蒸留水
の順序で入れ、３０分程攪拌した後に顔料種を添加し、３０分攪拌し、インクジェット用インクを作成する。
なお、グリセリンはＧly、ジエチレングリコールはＤＥＧ、ポリオキシエチレン（３）アルキル（Ｃ１３）エーテル酢酸ナトリウムはＥＣＴＤ、プロキセルＬＶ（Ｓ）２０％溶液（防腐剤）はＬＶと略す。

顔料種は、上記の顔料（元となる粉粉体）、前記一般式（１）で記載されるＰＯＥ−β−ナフチルエーテルのような分散剤、水や水溶性有機溶剤の混合物をサンドミル、ボールミル、ロールミル、ビーズミル、ナノマイザー、ホモジナイザー等の公知の分散機で分散することによって得られる。
本発明で言う湿式分散処理とは顔料、分散剤、水や水溶性有機溶剤の混合物を前記サンドミル、ボールミル、ロールミル、ビーズミル、ナノマイザー、ホモジナイザー等いわゆる湿式分散方式で微粉砕・分散したものである。
顔料平均粒径については、分散機へ入れるビーズの大きさや分散時間などによって制御することが可能であり、平均粒径を５０ｎｍ以下にするには、ビーズは０．１ｍｍ〜１．０ｍｍ、分散時間は１時間／Ｌ〜１００時間／Ｌで分散すれば良い。
具体的には、顔料種α・・・使用分散機ＤＹＮＯ−ＭｉＬＬ（（株）シンマルエンタープライゼス）、使用ビーズ：ジルコニア０．３ｍｍ、周速：１０ｍ／ｓ、流量：１Ｌ、分散時間：１７時間であり、顔料種β・・・使用分散機ＤＹＮＯ−ＭｉＬＬ（（株）シンマルエンタープライゼス）、使用ビーズ：ジルコニア０．３ｍｍ、周速：１０ｍ／ｓ、流量：１Ｌ、分散時間：２０時間であった。