JPH11181342A

JPH11181342A - インクジェットプリンタ用水性顔料系インク

Info

Publication number: JPH11181342A
Application number: JP35089097A
Authority: JP
Inventors: Chiaki Sekioka; 千秋関岡; Masaru Sugie; 優杉江
Original assignee: Fujitsu Isotec Ltd
Current assignee: Fujitsu Isotec Ltd
Priority date: 1997-12-19
Filing date: 1997-12-19
Publication date: 1999-07-06
Also published as: DE19808672C2; US6030440A; DE19808672A1

Abstract

(57)【要約】【課題】インクジェットプリンタ用のインクとして駆
動条件の変動や長期間の使用に際しても常時安定した吐
出を行うことが可能な水性顔料系インクを得る。【解決手段】少なくとも顔料、高分子系分散剤、界面
活性剤、水を含み、顔料粒子の平均粒子径が８０nm以
下、且つ最大粒子径が０．１μｍ以下であり、高分子系
分散剤のインク量に対する添加比率が３重量％から２０
重量％であり、界面活性剤が、インク量に対し２重量％
〜４重量％添加されていることを特徴とする。

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式記
録装置において好適に使用することのできる水性顔料系
インクに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、微小な径のノズルからインクを噴
射させて印字を行うインクジェットプリンタが広く使用
されている。この記録方式は、液体インクを微小な径の
ノズル（オリフィス）から飛翔粒子として記録媒体に向
けて噴出させることにより記録媒体上にインクの飛翔粒
子を付着させて文字、画像等を形成するものである。

【０００３】この種のインクジェットプリンタにおい
て、従来、各種の染料を水又は有機溶剤に溶解させた染
料系のインクを用いるのが一般的であった。しかしなが
ら、染料系のインクは耐光性や耐水性で劣ることから、
記録画像に耐光性や耐水性が要求される場合には好まし
くなかった。そこで、近年は、染料系のインクに代え
て、顔料系のインクを用いることが提案されている。顔
料系のインクをインクジェットプリンタで用いる場合に
は、顔料系のインクに特定の添加材を含ませたり、或い
は顔料系のインクを特定の組成とすることにより分散安
定性を向上させることが提案されている。即ち、顔料系
のインクでは本来顔料が水との親和性に劣るため、顔料
成分がインク液内で凝縮や沈降を生じるのであるが、上
記のような添加材を含有させたり特定組成とすることに
より凝縮や沈降を抑制することができるのである。

【０００４】特開平７−２９２３０２号公報では、顔料
粒子を含むインクを噴出することで非接触ノンインパク
トの記録を行う装置に使用される記録液が開示されてい
る。この公報では、記録液中に占める２５℃における不
揮発成分（Ａ）と色材成分（Ｂ）との重量割合の差Ｃ
（＝Ａ−Ｂ）が０．０１≦１０となるようにするのが好
ましいことを開示している。さらに、黒インクを含む複
数のカラーインクを使用することを開示しており、それ
ぞれの記録液に占める２５℃における不揮発成分（Ａ）
と色材成分（Ｂ）との比（＝Ｂ／Ａ）が０．５以下とし
ている。

【０００５】また、再公表特許ＷＯ９５／２１８９７号
公報では、不水溶性着色材、水溶性有機溶剤、及び水を
含んでなる水性インク組成物であって、実質的に分散剤
を含有せず、前記水不溶性着色剤は水に対する溶解度が
２０℃において１重量％以下のものであり、かつ前記水
溶性有機溶剤に可溶であり、インク組成物中で前記水不
溶性着色剤は分散状態にある、インク組成物が提案され
ている。

【０００６】このように、顔料系のインクについて、分
散剤としての添加材の割合を特定の条件に設定したり、
或いは、分散剤を実質的に含有せずに溶解度を特定範囲
に規定することでインク組成物を構成することが従来提
案されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来は
染料或いは顔料を高沸点溶剤と水とで溶解、分解させて
使用しているが、染料の場合は耐光性、耐水性に問題が
あり、顔料の場合は凝集の問題や沈降し易いといった問
題があった。このように、顔料系のインクは染料系のイ
ンクに比べると、耐光性や耐水性の点では優れている
が、水との親和性に劣るため顔料成分のインク液内での
凝集や沈降が生じ易く、したがって、従来の顔料系イン
クをそのままインクジェットプリンタにおいて使用する
と、インクジェットヘッドのノズル（オリフィス）から
の吐出安定性に著しい障害を起こし、印字不良を生ずる
という問題があった。この傾向は、熱エネルギを使うタ
イプでも、パルス圧力を使うタイプでもオリフィス周辺
にインク残滓が生じ安定した吐出を妨げることとなる。

【０００８】従って、本発明の目的は、駆動条件の変動
や長期間の使用に際しても常時安定した吐出を行うこと
が可能なインクジェットプリンタ用の水性顔料系インク
を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、少なく
とも顔料、高分子系分散剤、界面活性剤、水を含み、顔
料粒子の平均粒子径が８０nm以下、且つ最大粒子径が
０．１μｍ以下であり、高分子系分散剤のインク量に対
する添加比率が３重量％から２０重量％であり、界面活
性剤が、インク量に対し２重量％〜４重量％添加されて
いることを特徴とするインクジェットプリンタ用水性顔
料系インクが提供される。これによると、顔料粒子の平
均粒径が８０nm以下であるので、インクジェットヘッド
のノズルから吐出する場合においてほとんど目詰まりは
なく、更に安定した記録液としてのインクを得るには平
均粒径が５０nm以下とすることが望ましい。

【００１０】高分子分散剤をインクに対し、３％〜２０
％添加することにより、分散安定性を確保し、また界面
活性剤を、インク量に対し２重量％〜４重量％添加する
ことにより、染料並の滑らかな印刷が可能となる。ま
た、本発明によれば、少なくとも顔料、高分子系分散
剤、界面活性剤、水を含み、顔料粒子の平均粒子径が８
０nm以下、且つ最大粒子径が０．１μｍ以下であり、高
分子系分散剤のインク量に対する添加比率が３重量％か
ら２０重量％であり且つ顔料よりも添加比率が高いこ
と、並びに界面活性剤が、インク量に対し２重量％〜４
重量％添加されていることを特徴とする水性顔料系イン
クが提供される。

【００１１】水性インク組成物中に含まれる顔料の比率
が分散剤の比率と同等あるいは分散剤の比率を上回ると
１週間程度で沈降が発生する。また、分散剤の比率が２
０重量％を越えると粘度が急激に上昇してインクジェッ
ト用のインクとして使用できなくなる。このため、本発
明では分散剤の比率を上記のように設定しているのであ
り、これにより分散安定性を確保することができる。

【００１２】顔料を色材として使用すると染料に比べ透
過性がないため、鮮やかに見えないと言われているが、
顔料粒子の平均粒径を８０nm以下にコントロールするこ
とにより染料レベルまで印字品質が向上する。インクに
添加している高分子分散剤として、ノニルフェニルポリ
オキシエチレン、ポリオキシエチレンモノナフチルエー
テル、ポリオキシエチレンラウリルエーテルの内１種類
を添加する。更に、界面活性剤としてスルホコハク酸ジ
エチルヘキシルナトリウム、あるいはジアルキルサクシ
ネートスルホン酸ナトリウムが特に有効である。

【００１３】記録液としてのインクに、水溶性有機溶
剤、例えば、ジエチレングリコール等の多価アルコール
の単一溶媒或いは混合溶媒をインク量に対して１重量％
〜２０重量％添加する。このようにグリコール類を添加
することで、分散効果としてではなく、インクの保湿効
果を高め蒸発を防ぐ効果がある。従って、インクジェッ
トヘッドのノズル吐出部におけるインクの凝結や目詰ま
りを防止する効果がある。

【００１４】

【実施例】下記の表は実施例１、実施例２、比較例１、
及び比較例２の各サンプルについての重量％及び各実施
例と比較例についての分散安定性と粘度（ＣＰＳ）を測
定したものである。

【００１５】

【表１】

【００１６】顔料としてはカーボンブラックで、粒子の
平均粒径は８０nm以下で且つ最大粒子径が０．１μｍ以
下のものである。高分子分散剤としては、ノニルフェニ
ルポリオキシエチレン、ポリオキシエチレンモノナフチ
ルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテルの３
種類を使用したが、いずれを使用しても結果は同じであ
った。

【００１７】これらの高分子分散剤の化学式は次のとお
りである。

【００１８】

【化１】

【００１９】界面活性剤としてスルホコハク酸ジエチル
ヘキシルナトリウム、ジアルキルサクシネートスルホン
酸ナトリウムの２種類を使用したが、いずれを使用した
場合においても結果は同じであった。分散安定性の調査
方法としては、各サンプルの記録液であるインクを、変
化しやすい環境である６０℃の雰囲気に１ケ月間放置す
る。このような状態で沈降状態（粒度、粒子径共に変化
のないこと）を調べ容量にして１０％以上の部分が変化
していない場合を良（○）、変化している場合を不良
（×）とした。

【００２０】粘度（ＣＰＳ）については、インクジェッ
トヘッドに負荷をかけない程度の粘度（ＣＰＳ＝５．３
を限度とする）を良好なものと判断する。このような判
断基準によれば、実施例１，２のように、高分子分散剤
のインク量に対する添加比率が３重量％から２０重量％
であり、界面活性剤がインク量に対し２重量％〜４重量
％添加されている場合に良好な結果が得られることがわ
かる。

【００２１】図１は高分子分散剤の添加量と粘度（ＣＰ
Ｓ）の関係を示すグラフである。高分子分散剤のインク
量に対する添加比率が３重量％から２０重量％までの範
囲にある場合に良好な結果を生ずることはこのグラフか
らも理解される。

【００２２】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、目詰まりのない高信頼性を確保しながら、顔料イン
クとして良好な色調、耐光性、耐水性、滲み性、ブリー
ド性を有するインクを提供されるという効果がある。ま
た、本発明によれば、染料インク並の滑らかな印刷を顔
料系インクで実現することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】水性顔料系インクにおいて高分子分散剤のイン
ク量に対する添加量（比率）と粘度（ＣＰＳ）との関係
を示すグラフである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも顔料、高分子系分散剤、界面
活性剤、水を含み、顔料粒子の平均粒子径が８０nm以
下、且つ最大粒子径が０．１μｍ以下であり、高分子系
分散剤のインク量に対する添加比率が３重量％から２０
重量％であり、界面活性剤が、インク量に対し２重量％
〜４重量％添加されていることを特徴とするインクジェ
ットプリンタ用水性顔料系インク。
【請求項２】少なくとも顔料、高分子系分散剤、界面
活性剤、水を含み、顔料粒子の平均粒子径が８０nm以
下、且つ最大粒子径が０．１μｍ以下であり、高分子系
分散剤のインク量に対する添加比率が３重量％から２０
重量％であり且つ顔料よりも添加比率が高いこと、並び
に界面活性剤が、インク量に対し２重量％〜４重量％添
加されていることを特徴とする水性顔料系インク。
【請求項３】高分子分散剤としてノニルフェニルポリ
オキシエチレン、ポリオキシエチレンモノナフチルエー
テル、ポリオキシエチレンラウリルエーテルの何れかを
１種類、又は２種以上混合して使用することを特徴とす
る請求項１又は２に記載の水性顔料系インク。
【請求項４】界面活性剤としてスルホコハク酸ジエチ
ルヘキシルナトリウム、あるいはジアルキルサクシネー
トスルホン酸ナトリウムを１種類または混合して使用す
ることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載
の水性顔料系インク。
【請求項５】水溶性有機溶剤がインク量に対して１重
量％〜２０重量％含まれていることを特徴とする請求項
１〜４のいずれか１項に記載の水性顔料系インク。
【請求項６】水溶性有機溶剤が、ジエチレングリコー
ル等の多価アルコールの単一溶媒或いは混合溶媒である
ことを特徴とする請求項５に記載の水性顔料系インク。