特許 6805936 インクジェット記録用水性インク

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6805936

(24)【登録日】2020年12月8日

(45)【発行日】2020年12月23日

(54)【発明の名称】インクジェット記録用水性インク

(51)【国際特許分類】

   C09D 11/322 20140101AFI20201214BHJP

   B41M 5/00 20060101ALI20201214BHJP

   B41J 2/01 20060101ALI20201214BHJP

【ＦＩ】

   C09D11/322

   B41M5/00 120

   B41J2/01 501

【請求項の数】9

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2017-71134(P2017-71134)

(22)【出願日】2017年3月31日

(65)【公開番号】特開2018-172501(P2018-172501A)

(43)【公開日】2018年11月8日

【審査請求日】2020年3月12日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005267

【氏名又は名称】ブラザー工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100115255

【弁理士】

【氏名又は名称】辻丸 光一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100129137

【弁理士】

【氏名又は名称】中山 ゆみ

(74)【代理人】

【識別番号】100154081

【弁理士】

【氏名又は名称】伊佐治 創

(72)【発明者】

【氏名】谷口 晶彦

(72)【発明者】

【氏名】奥田 聡

(72)【発明者】

【氏名】津坂 友香

(72)【発明者】

【氏名】前田 光範

【審査官】 青鹿 喜芳

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第０２／０６６５６４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００３／０１４５７６１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１２−０７２２７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−１５８８６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０７４１５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１６８７４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０４６７４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−０２７１２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０３０７７５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０９Ｄ １１／００−１１／５４

Ｂ４１Ｊ ２／０１

Ｂ４１Ｍ ５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

着色剤と、水と、を含むインクジェット記録用水性インクであって、
前記着色剤は、自己分散黒顔料と、色相角が１８０°〜２７０°である樹脂分散顔料と、を含み、
前記水性インク中において、前記樹脂分散顔料の沈降速度は、前記自己分散黒顔料の沈降速度よりも遅く、
前記水性インク全量に占める前記自己分散黒顔料の固形分重量（Ｓ）と、前記樹脂分散顔料の固形分重量（Ｒ）との比が、Ｓ：Ｒ＝１：０．２６〜０．８０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】

前記水性インク全量に占める前記自己分散黒顔料の固形分重量（Ｓ）と、前記樹脂分散顔料の固形分重量（Ｒ）との比が、Ｓ：Ｒ＝１：０．４５〜０．５６である請求項１記載のインクジェット記録用水性インク。

【請求項3】

前記樹脂分散顔料の色相角が、２１０°〜２７０°である請求項１又は２記載のインクジェット記録用水性インク。

【請求項4】

前記樹脂分散顔料が、アントラキノン系顔料及び銅フタロシアニン系顔料の少なくとも一方である請求項１〜３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。

【請求項5】

前記樹脂分散顔料が、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー６０及びＣ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３の少なくとも一方である請求項４記載のインクジェット記録用水性インク。

【請求項6】

前記樹脂分散顔料が、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー６０である請求項５記載のインクジェット記録用水性インク。

【請求項7】

前記自己分散黒顔料の平均粒子径が、前記樹脂分散顔料の平均粒子径の１．０５倍〜２．００倍である請求項１〜６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。

【請求項8】

前記自己分散黒顔料の平均粒子径と、前記樹脂分散顔料の平均粒子径の差が、５ｎｍ〜１００ｎｍである請求項７記載のインクジェット記録用水性インク。

【請求項9】

前記自己分散黒顔料の密度は、前記樹脂分散顔料の密度の１．０５倍〜１．８８倍である請求項１〜８のいずれかに記載のインクジェット記録用水性インク。

【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に関する。

【背景技術】

【0002】

インクジェット記録用水性インク（以下、「水性インク」又は「インク」と言うことがある。）において、着色剤として、顔料が広く用いられている。しかしながら、顔料を用いた水性インクでは、しばしば、時間の経過とともに顔料粒子が沈降することがある。顔料粒子の沈降は、インクジェットヘッドのノズル付近での前記水性インクの増粘や吐出不良、前記水性インクの濃度ムラ等の原因となる。

【0003】

この問題を解決するものとして、顔料と、前記顔料に共有結合しているポリマーと、前記ポリマーに結合している染料と、前記顔料、前記ポリマー、又は前記染料のうちの少なくとも一つに共有結合している分散剤と、を含む自己分散染顔料が提案されている（特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００６−１７６７５６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、前述の自己分散染顔料では、顔料及び染料という異なる種類の着色剤を用いなければならず、水性インクの安定性等の観点から、顔料の沈降対策の新たな手法が求められている。また、顔料の沈降が抑制された水性インクにおいて、彩度Ｃ^＊がより小さく、黒等の無彩色の水性インクとして好適に利用可能な新たなインクジェット記録用水性インクが求められている。

【0006】

そこで、本発明は、自己分散黒顔料の沈降を抑制可能で、且つ、彩度Ｃ^＊がより小さく、黒等の無彩色の水性インクとして好適に利用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】

【0007】

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、
着色剤と、水と、を含むインクジェット記録用水性インクであって、
前記着色剤は、自己分散黒顔料と、色相角が１８０°〜２７０°である樹脂分散顔料と、を含み、
前記水性インク中において、前記樹脂分散顔料の沈降速度は、前記自己分散黒顔料の沈降速度よりも遅く、
前記水性インク全量に占める前記自己分散黒顔料の固形分重量（Ｓ）と、前記樹脂分散顔料の固形分重量（Ｒ）との比が、Ｓ：Ｒ＝１：０．２６〜０．８０であることを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、自己分散黒顔料と、色相角が所定範囲内の樹脂分散顔料とを、所定の条件で併用することで、自己分散黒顔料の沈降を抑制可能で、且つ、彩度Ｃ^＊がより小さく、黒等の無彩色の水性インクとして好適に利用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ができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、自己分散黒顔料の原料として用い得るカーボンブラックの０．００２重量％水分散液、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー６０（Ｐ．Ｂ．６０）の０．００３重量％水分散液及びＣ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３（Ｐ．Ｂ．１５：３）の０．００２重量％水分散液のａ^＊、ｂ^＊を平面上に表したグラフである。

【図2】図２は、本発明のインクジェット記録装置の一例の構成を示す概略斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本発明において、「色相角」とは、例えば、ａ^＊、ｂ^＊を平面上に表したＬ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系色度図での角度を表し、つぎのように定義される。

ａ^＊≧０、ｂ^＊≧０（第一象限）では、色相角＝ｔａｎ^−１（ｂ^＊／ａ^＊）
ａ^＊≦０、ｂ^＊≧０（第二象限）では、色相角＝１８０°＋ｔａｎ^−１（ｂ^＊／ａ^＊）
ａ^＊≦０、ｂ^＊≦０（第三象限）では、色相角＝１８０°＋ｔａｎ^−１（ｂ^＊／ａ^＊）
ａ^＊≧０、ｂ^＊≦０（第四象限）では、色相角＝３６０°＋ｔａｎ^−１（ｂ^＊／ａ^＊）

【0011】

本発明において、樹脂分散顔料の色相角は、例えば、後述の実施例に記載の方法により求められる。

【0012】

本発明の水性インクについて説明する。本発明の水性インクは、着色剤と、水と、を含む。

【0013】

前記着色剤は、自己分散黒顔料と、色相角が１８０°〜２７０°である樹脂分散顔料と、を含む。

【0014】

前記自己分散黒顔料は、例えば、カーボンブラックの粒子にカルボニル基、ヒドロキシル基、カルボン酸基、スルホン酸基、リン酸基等の親水性基及びそれらの塩の少なくとも一種が、直接又は他の基を介して化学結合により導入されていることによって、分散剤を使用しなくても水に分散可能なものである。前記自己分散黒顔料は、例えば、特開平８−３４９８号公報、特表２０００−５１３３９６号公報、特表２００８−５２４４００号公報、特表２００９−５１５００７号公報、特表２０１１−５１５５３５号公報等に記載の方法によってカーボンブラックが処理されたものを用いることができる。前記処理を行うのに適したカーボンブラックとしては、例えば、三菱化学（株）製の「ＭＡ８」、「ＭＡ１００」及び「＃２６５０」等があげられる。前記自己分散黒顔料は、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・コーポレーション社製の「ＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ（登録商標）２００」、「ＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ（登録商標）３００」、「ＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ（登録商標）４００」；オリエント化学工業（株）製の「ＢＯＮＪＥＴ（登録商標）ＢＬＡＣＫ ＣＷ−２」及び「ＢＯＮＪＥＴ（登録商標）ＢＬＡＣＫ ＣＷ−３」；東洋インク製造（株）製の「ＬＩＯＪＥＴ（登録商標）ＷＤ ＢＬＡＣＫ ００２Ｃ」；等があげられる。

【0015】

前記樹脂分散顔料は、例えば、顔料分散用樹脂（樹脂分散剤）によって、水に分散可能なものである。前記樹脂分散剤としては、一般的なものを用いてよい。前記樹脂分散顔料は、前記樹脂分散剤によりカプセル化されたものであってもよい。

【0016】

前述のとおり、前記樹脂分散顔料は、色相角が１８０°〜２７０°である。前記樹脂分散顔料の色相角が１８０°〜２７０°であることで、彩度Ｃ^＊がより小さく、黒等の無彩色の水性インクとして好適に利用可能な水性インクを得ることができる。

【0017】

前記樹脂分散顔料の色相角は、２１０°〜２７０°であることが好ましい。色相角が２１０°〜２７０°である前記樹脂分散顔料としては、例えば、アントラキノン系顔料であるＣ．Ｉ．ピグメントブルー６０（Ｐ．Ｂ．６０）、銅フタロシアニン系顔料であるＣ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３（Ｐ．Ｂ．１５：３）等があげられる。

【0018】

表１に、前記自己分散黒顔料の原料として用い得るカーボンブラックの０．００２重量％水分散液、Ｐ．Ｂ．６０の０．００３重量％水分散液及びＰ．Ｂ．１５：３の０．００２重量％水分散液のＬ^＊、ａ^＊、ｂ^＊及び色相角を示す。また、図１に、それらのａ^＊、ｂ^＊を平面上に表したグラフを示す。なお、表１における平均粒子径は、例えば、固形分量が０．０２重量％〜０．０４重量％となるように希釈して、（株）堀場製作所の動的散乱式粒度分布測定装置「ＬＢ−５５０」を用いて、散乱光強度を粒子径基準として算出可能であり、これ以降において同様である。

【0019】

【表1】

【0020】

図１において、原点（ａ^＊＝０，ｂ^＊＝０）を中心とした点対称の位置にある顔料は、補色の関係となる。したがって、図１において、原点を中心として、前記自己分散黒顔料の原料として用い得るカーボンブラックと点対称に近い位置にあるＰ．Ｂ．６０及びＰ．Ｂ．１５：３の少なくとも一方を、樹脂分散顔料として用いれば、前記自己分散黒顔料のみを含む水性インクと近い液色を持つ水性インク、すなわち、彩度Ｃ^＊がより小さく、黒等の無彩色の水性インクとして好適に利用可能な水性インクを得ることができる。これらの中でも、補色の観点からは、前記カーボンブラックとより点対称に近い位置にあるＰ．Ｂ．６０が好ましい。

【0021】

前記水性インク中において、前記樹脂分散顔料の沈降速度は、前記自己分散黒顔料の沈降速度よりも遅い。これにより、前記自己分散黒顔料の沈降を抑制可能である。この沈降抑制のメカニズムの詳細は不明であるが、前記樹脂分散顔料の樹脂分散剤が、前記自己分散黒顔料の沈降を抑制しているように推定される。ただし、このメカニズムは推定に過ぎず、本発明はこれに限定されない。

【0022】

前記自己分散黒顔料及び前記樹脂分散顔料の沈降速度は、それらの密度、平均粒子径等により調整可能である。例えば、前記自己分散黒顔料の密度を、前記樹脂分散顔料の密度よりも高くすることで、前記樹脂分散顔料の沈降速度を、前記自己分散黒顔料の沈降速度よりも遅くできる。また、例えば、前記自己分散黒顔料の平均粒子径を、前記樹脂分散顔料の平均粒子径よりも大きくすることで、前記樹脂分散顔料の沈降速度を、前記自己分散黒顔料の沈降速度よりも遅くできる。

【0023】

例えば、前記自己分散黒顔料の密度は、前記樹脂分散顔料の密度の１．０５倍〜１．８８倍、１．０７倍〜１．７８倍、１．１１倍〜１．５８倍である。また、例えば、前記自己分散黒顔料の密度と、前記樹脂分散顔料の密度との差は、０．１８ｇ／ｃｍ^３〜０．７７ｇ／ｃｍ^３、０．２５ｇ／ｃｍ^３〜０．５５ｇ／ｃｍ^３である。前記自己分散黒顔料の密度は、例えば、１．８ｇ／ｃｍ^３〜２．１ｇ／ｃｍ^３である。前記樹脂分散顔料の密度は、例えば、１．３ｇ／ｃｍ^３〜１．６ｇ／ｃｍ^３である。

【0024】

例えば、前記自己分散黒顔料の平均粒子径は、前記樹脂分散顔料の平均粒子径の１．０５倍〜２．００倍、１．０７倍〜１．７５倍、１．０８倍〜１．４９倍である。また、例えば、前記自己分散黒顔料の平均粒子径と、前記樹脂分散顔料の平均粒子径との差は、５ｎｍ〜１００ｎｍ、７ｎｍ〜７０ｎｍ、９ｎｍ〜５１ｎｍである。前記自己分散黒顔料の平均粒子径は、例えば、１３５ｎｍ〜２１０ｎｍ、１３５ｎｍ〜１７５ｎｍ、１３５ｎｍ〜１５５ｎｍである。前記樹脂分散顔料の平均粒子径は、例えば、８０ｎｍ〜１５０ｎｍ、１００ｎｍ〜１２６ｎｍ、１０４ｎｍ〜１２０ｎｍである。

【0025】

前記水性インク全量に占める前記自己分散黒顔料の固形分重量（Ｓ）と、前記樹脂分散顔料の固形分重量（Ｒ）との比は、Ｓ：Ｒ＝１：０．２６〜０．８０である。前記自己分散黒顔料の沈降抑制の観点から、前記比は、Ｓ：Ｒ＝１：０．４５〜０．５６であることが好ましい。前記固形分重量（Ｒ）は、顔料のみの重量であり、樹脂分散剤の重量は含まない。前記固形分重量（Ｓ）及び前記固形分重量（Ｒ）は、Ｓ：Ｒ＝１：０．２６〜０．８０となるように適宜調整すればよく、前記固形分重量（Ｓ）が、例えば、１．０重量％〜７．０重量％、３．０重量％〜５．０重量％、３．５重量％〜４．５重量％であり、前記固形分重量（Ｒ）が、例えば、０．２６重量％〜５．６重量％、０．７８重量％〜４．０重量％、０．９１重量％〜３．６重量％である。

【0026】

前記固形分重量（Ｓ）と前記固形分重量（Ｒ）との和（Ｓ＋Ｒ）は、例えば、４重量％〜１１重量％、５重量％〜８重量％、５重量％〜６重量％である。

【0027】

前記水は、イオン交換水又は純水であることが好ましい。前記水性インク全量における前記水の配合量は、例えば、他の成分の残部としてもよい。

【0028】

前記水性インクは、さらに、水溶性有機溶剤を含んでもよい。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インクの乾燥を防止する湿潤剤及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。

【0029】

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等のポリエーテル；アルキレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタ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。

【0030】

前記水性インク全量における前記湿潤剤の配合量は、例えば、０重量％〜９５重量％、５重量％〜８０重量％、５重量％〜５０重量％である。

【0031】

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−プロピルエーテル及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。

【0032】

前記水性インク全量における前記浸透剤の配合量は、例えば、０重量％〜２０重量％、０重量％〜１５重量％、１重量％〜６重量％である。

【0033】

前記水性インクは、さらに、アニオン性界面活性剤を含んでもよい。前記アニオン性界面活性剤としては、例えば、アルキル硫酸塩、アルキル硫酸エステル塩、アルキルエーテル硫酸エステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルリン酸塩、α−オレフィンスルホン酸ナトリウム塩、スルホコハク酸塩等があげられ、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、ライオン・スペシャリティ・ケミカルズ（株）製の「ＬＩＰＯＬＡＮ（登録商標）」シリーズ、「ＬＩＰＯＮ（登録商標）」シリーズ、「ＳＵＮＮＯＬ（登録商標）」シリーズ、「ＬＩＰＯＴＡＣ（登録商標）」シリーズ、「ＥＮＡＧＩＣＯＬ（登録商標）」シリーズ、「ＬＩＰＡＬ（登録商標）」シリーズ、「ＬＯＴＡＴ（登録商標）」シリーズ等；花王（株）製の「ＥＭＡＬ（登録商標）」シリーズ、「ＬＡＴＥＭＵＬ（登録商標）」シリーズ、「ＶＥＮＯＬ（登録商標）」シリーズ、「ＮＥＯＰＥＬＥＸ（登録商標）シリーズ」、ＮＳ ＳＯＡＰ、ＫＳ ＳＯＡＰ、ＯＳ ＳＯＡＰ、「ＰＥＬＥＸ（登録商標）」シリーズ等；三洋化成工業（株）製の「サンデット（登録商標）」シリーズ及び「ビューライト（登録商標）」シリーズ等；東邦化学工業（株）製の「アルスコープ（登録商標）」シリーズ、「ネオスコープ（登録商標）」シリーズ、「フオスフアノール（登録商標）」シリーズ等；東京化成（株）製のヘキサデシル硫酸ナトリウム及びステアリル硫酸ナトリウム等；等があげられる。

【0034】

前記水性インク全量における前記アニオン性界面活性剤の配合量は、例えば、５重量％以下、３重量％以下、０．１重量％〜２重量％である。

【0035】

前記水性インクは、さらに、ノニオン性界面活性剤を含んでもよい。前記ノニオン性界面活性剤は、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、日信化学工業（株）製の「オルフィン（登録商標）Ｅ１０１０」、「オルフィン（登録商標）Ｅ１００４」等があげられる。

【0036】

前記水性インク全量における前記ノニオン性界面活性剤の配合量は、例えば、５重量％以下、３重量％以下、０．１重量％〜２重量％である。

【0037】

前記水性インクは、さらに、定着性向上を目的に、前記樹脂分散剤とは別に、樹脂を含んでもよい。

【0038】

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、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、セルロース等があげられる。

【0039】

前記水性インクは、例えば、前記自己分散黒顔料と、前記樹脂分散顔料と、前記水と、必要に応じて他の添加成分とを、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ことにより調製できる。

【0040】

つぎに、本発明のインクジェット記録装置について説明する。

【0041】

本発明のインクジェット記録装置は、インク収容部及びインク吐出手段を含み、前記インク収容部に収容されたインクを前記インク吐出手段によって吐出するインクジェット記録装置であって、前記インク収容部に、本発明のインクジェット記録用水性インクが収容されていることを特徴とする。

【0042】

図２に、本発明のインクジェット記録装置の一例の構成を示す。図示のとおり、この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、インク吐出手段（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とを主要な構成要素として含む。

【0043】

４つのインクカートリッジ２は、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの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、本発明のインクジェット記録用水性インクである。本例では、４つのインクカートリッジ２のセットを示したが、これに代えて、水性イエローインク収納部、水性マゼンタインク収納部、水性シアンインク収納部及び水性ブラックインク収納部を形成するようにその内部が間仕切りされた一体型のインクカートリッジを用いてもよい。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。

【0044】

ヘッドユニット４に設置された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。キャリッジ５には、４つのインクカートリッジ２及びヘッドユニット４が搭載される。駆動ユニット６は、キャリッジ５を直線方向に往復移動させる。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）。プラテンローラ７は、キャリッジ５の往復方向に延び、インクジェットヘッド３と対向して配置されている。

【0045】

パージ装置８は、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。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）。

【0046】

パージ装置８のプラテンローラ７側には、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。ワイパ部材２０は、へら状に形成されており、キャリッジ５の移動に伴って、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２において、キャップ１８は、水性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。

【0047】

本例のインクジェット記録装置１においては、４つのインクカートリッジ２は、ヘッドユニット４と共に、１つのキャリッジ５に搭載されている。ただし、本発明は、これに限定されない。インクジェット記録装置１において、４つのインクカートリッジ２の各カートリッジは、ヘッドユニット４とは別のキャリッジに搭載されていてもよい。また、４つのインクカートリッジ２の各カートリッジは、キャリッジ５には搭載されず、インクジェット記録装置１内に配置、固定されていてもよい。これらの態様においては、例えば、４つのインクカートリッジ２の各カートリッジと、キャリッジ５に搭載されたヘッドユニット４とが、チューブ等により連結され、４つのインクカートリッジ２の各カートリッジからヘッドユニット４に前記水性インクが供給される。また、これらの態様においては、４つのインクカートリッジ２に代えて、ボトル形状の４つのインクボトルを用いてもよい。この場合、前記インクボトルには、外部から内部にインクを注入するための注入口が設けられていることが好ましい。

【0048】

このインクジェット記録装置１を用いたインクジェット記録は、例えば、つぎのようにして実施される。まず、記録用紙Ｐが、インクジェット記録装置１の側方又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。記録用紙Ｐは、インクジェットヘッド３と、プラテンローラ７との間に導入される。導入された記録用紙Ｐに、インクジェットヘッド３から吐出される水性インクにより所定の記録がされる。本発明によれば、顔料の沈降が抑制されることで、インクジェットヘッド３における吐出不良が抑制される。記録後の記録用紙Ｐは、インクジェット記録装置１から排紙される。本発明によれば、黒色が、自己分散黒顔料のみを含む水性インクを用いた場合の無彩色に近く、濃度ムラの抑制された記録物を得ることが可能である。図２においては、記録用紙Ｐの給紙機構及び排紙機構の図示を省略している。

【0049】

図２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。

【0050】

つぎに、本発明のインクジェット記録方法は、記録媒体に水性インクをインクジェット方式により吐出して記録する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。前記記録は、印字、印画、印刷等を含む。

【実施例】

【0051】

つぎに、本発明の実施例について比較例と併せて説明する。なお、本発明は、下記の実施例及び比較例により限定及び制限されない。

【0052】

〔顔料分散液１の調製〕
三菱化学（株）製のカーボンブラック「＃２６５０」４０ｇを、イオン交換水２００ｇに混合して、ビーズミルにて粉砕した。これにカルボキシル基剤を添加して、加熱撹拌を行い、酸化処理した。ついで、得られた液を溶剤にて数回洗浄した後、水中に注ぎ、再度水洗を繰り返した後、フィルターにてろ過処理し、表２に示す顔料分散液１を得た。この顔料分散液１に含まれるカーボンブラックの平均粒子径を、（株）堀場製作所製の「ＬＢ−５５０」を用いて測定したところ、１５５ｎｍであった。

【0053】

〔顔料分散液２〜４の調製〕
顔料（Ｐ．Ｂ．６０）２０重量％、スチレン−アクリル酸共重合体の水酸化ナトリウム中和物 ７重量％（酸価１７５ｍｇＫＯＨ／ｇ、分子量１００００）に、純水を加え全体を１００重量％とし、撹拌混合して混合物を得た。この混合物を、０．３ｍｍ径ジルコニアビーズを充填した湿式サンドミルに入れ、６時間分散処理を行った。その後、ジルコニアビーズをセパレータにより取り除き、孔径３．０μｍセルロースアセテートフィルターでろ過することにより、表２に示す顔料分散液２を得た。なお、スチレン−アクリル酸共重合体は、一般に顔料の分散剤として用いられる水溶性のポリマーである。また、顔料種、成分割合、分散処理時間を適宜変更した以外は同様にして、表２に示す顔料分散液３及び４を得た。なお、表２の脚注において、Ｐ．Ｒ．１２２は、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２を示す。

【0054】

［実施例１〜１２及び比較例１〜８］
水性インク組成（表２）における、顔料分散液１〜４を除く成分を、均一に混合しインク溶媒を得た。つぎに、顔料分散液１及び顔料分散液２〜４のいずれか（比較例１では、顔料分散液１のみ）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、表２に示す実施例１〜１２及び比較例１〜８のインクジェット記録用水性インクを得た。なお、表２の脚注において、自己分散黒顔料、Ｐ．Ｂ．６０、Ｐ．Ｂ．１５：３及びＰ．Ｒ．１２２の水分散液の色相角は、下記方法により求めた。

【0055】

（色相角の求め方）
自己分散黒顔料の０．００２重量％水分散液、Ｐ．Ｂ．６０の０．００３重量％水分散液、Ｐ．Ｂ．１５：３の０．００２重量％水分散液及びＰ．Ｒ．１２２の０．００４重量％の水分散液について、それぞれ、セル長１０ｍｍで純水をリファレンスとして（株）島津製作所製の分光光度計ＵＶ３６００を用いて色測定を行い、Ｌ^＊値、ａ^＊値及びｂ^＊値を求めた。これらの数値は、１９７６年に国際照明委員会（ＣＩＥ）で規格化されたＬ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系（ＣＩＥ１９７６（Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊）表色系）に基づくものである（ＪＩＳ Ｚ ８７２９参照）。このａ^＊値及びｂ^＊値から、前述の色相角の定義式により、色相角を求めた。

【0056】

実施例１〜１２及び比較例１〜８の水性インクについて、（ａ）沈降評価及び（ｂ）液色目評価を、下記方法により実施した。

【0057】

（ａ）沈降評価
５０ｍＬ遠沈管に、４０ｍＬの実施例及び比較例の水性インクを入れ、日立工機（株）製の微量高速遠心機ＣＦ１６ＲＸＩＩ及びアングルローター：Ｔ６ＡＰ３１を用いて、６０００ｒｐｍ、１０分間の遠心処理を行い、その後、遠沈管の底部から２ｍＬの水性インクを取り出して、粘度を測定し、遠心処理前の初期粘度からの粘度上昇率を算出した。前記粘度は、東機産業（株）製の粘度計ＴＶＥ−２５形を用いて、２５℃で測定した値である。なお、顔料固形分重量が４重量％（前記初期粘度が４ｍＰａ・ｓ程度）となるように顔料分散液１〜４を水で希釈した水性インクにおける前記粘度上昇率は、下記のとおりであり、前記粘度上昇率が低い程、顔料の沈降が生じにくい水性インクであると判断できる。

粘度上昇率
顔料分散液１（自己分散黒顔料） ３０％
顔料分散液２（Ｐ．Ｂ．６０） １２％
顔料分散液３（Ｐ．Ｂ．１５．３） １０％
顔料分散液４（Ｐ．Ｒ．１２２） １２％

【0058】

沈降評価 評価基準
ＡＡ：粘度上昇率が、２６％未満
Ａ ：粘度上昇率が、２６％以上２９％未満
Ｂ ：粘度上昇率が、２９％以上

【0059】

（ｂ）液色目評価
実施例及び比較例の水性インクを、それぞれ、顔料の固形分重量が０．００２重量％となるように希釈し、セル長１０ｍｍで純水をリファレンスとして前記分光光度計ＵＶ３６００を用いて色測定を行い、Ｌ^＊値、ａ^＊値及びｂ^＊値を求めた。これらの数値は、１９７６年に国際照明委員会（ＣＩＥ）で規格化されたＬ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系（ＣＩＥ１９７６（Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊）表色系）に基づくものである（ＪＩＳ Ｚ ８７２９参照）。このａ^＊値及びｂ^＊値から、下記式により彩度Ｃ^＊を算出し、下記評価基準に従って評価した。なお、下記式からわかるように、彩度Ｃ^＊は、実施例及び比較例の水性インクのａ^＊値及びｂ^＊値からａ^＊＝０及びｂ^＊＝０までの距離にあたるものであり、彩度Ｃ^＊が小さい程、黒等の無彩色の水性インクとして好ましいと判断できる。

Ｃ^＊＝｛（ａ^＊２）＋（ｂ^＊２）｝^１／２

【0060】

液色目評価 評価基準
ＡＡ：Ｃ^＊が、１０未満
Ａ ：Ｃ^＊が、１０以上２０未満
Ｂ ：Ｃ^＊が、２０以上

【0061】

実施例１〜１２及び比較例１〜８の水性インク組成及び評価結果を、表２に示す。

【0062】

【表2】

【0063】

表２に示すとおり、実施例１〜１２では、沈降及び液色目の評価結果が良好であった。Ｓ：Ｒ＝１：０．４５〜１：０．５６を満たす実施例２〜４、６、８〜１０及び１２では、特に沈降の評価結果が優れていた。また、自己分散黒顔料としてＰ．Ｂ．６０を用いた実施例１〜６では、特に液色目の評価結果が優れていた。一方、樹脂分散顔料を用いなかった比較例１、及び、Ｓ：Ｒが０．２６未満又は０．８０を超える比較例２〜７では、沈降の評価結果及び液色目の評価結果のいずれか又は双方が悪かった。また、色相角が１８０°〜２７０°ではないＰ．Ｒ．１２２を樹脂分散顔料として用いた比較例８では、液色目の評価結果が悪かった。

【産業上の利用可能性】

【0064】

以上のように、本発明の水性インクは、自己分散黒顔料の沈降を抑制可能で、且つ、彩度Ｃ^＊がより小さく、黒等の無彩色の水性インクとして好適に利用可能である。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】

【0065】

１ インクジェット記録装置
２ インクカートリッジ
３ インク吐出手段（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

【図1】

【図2】