(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水性媒体、及び灰分が０．０５重量％以下であり、かつ揮発分が４重量％以下のカーボンブラックを含み、かつ、カーボンブラックの量が記録液全重量に対して１〜１０重量％であることを特徴とする加熱型インクジェット用記録液。
【請求項２】
カーボンブラックが灰分が０．０３重量％以下であり、かつ揮発分が４重量％以下のものであることを特徴とする請求項１記載の加熱型インクジェット用記録液。
【請求項３】
記録液を、加熱による状態変化を利用して吐出口より吐出させて、対向する被記録材に記録を行う加熱型インクジェット記録方法において、該記録液が水性媒体、及び灰分が０．０５重量％以下であり、かつ揮発分が４重量％以下のカーボンブラックを含み、かつ、カーボンブラックの量が記録液全重量に対して１〜１０重量％であるものであることを特徴とする記録方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は加熱型インクジェット用水性媒体記録液及び該記録液を用いた記録方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、インクジェット記録用の記録液としては酸性染料や直接染料を水性媒体中に溶解した水性インク、あるいは、油溶性染料を有機溶剤中に溶解した溶剤系インクが使用されている。溶剤系インクは溶剤を使用するため、環境安全面で問題があり、オフィスでの使用には適さないなど用途が限られている。一方水性インクは水溶性の色素を使用するため、特に普通紙に記録した場合など、記録物の耐水性が劣ることが問題である。また、これらの染料を用いたインクの記録物は耐光性の面でも不十分である。また、このようなことはインクジェット用のみならず筆記具用記録液についても同様である。
前記の問題点を改良するため、色材として耐水性、耐光性に優れたカーボンブラックを用い、カーボンブラックを水性媒体中に分散した水性分散インクが一部で用いられている。しかし、従来のカーボンブラックの水性分散インクは吐出耐久性の面等で問題がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は加熱型インクジェット記録用として、普通紙に記録した場合にも耐水性が良好で、記録の信頼性も高く、記録物の印字品位や耐光性に優れるなど耐水性以外の堅牢性も良好な記録が可能であると共に、特に加熱による記録液の状態変化を利用してインクジェット記録を行ういわゆる加熱型のインクジェットプリンターにおいて加熱手段である電極板上の不純物の析出（コゲーション）等がきわめて少ない等、吐出耐久性に優れ、長時間保存した場合の安定性が良好であるカーボンブラックを使用した水性分散インクを提供することを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の要旨は、水性媒体、及び灰分が０．０５重量％以下であり、かつ揮発分が４重量％以下のカーボンブラックを含み、かつ、カーボンブラックの量が記録液全重量に対して１〜１０重量％であることを特徴とする加熱型インクジェット用記録液に存する。以下、本発明を詳細に説明する。本発明者らは記録液用の水性顔料分散インクの安全性向上、吐出耐久性向上に関し種々検討した結果、水性媒体、及び灰分が０．０５重量％以下であり、かつ揮発分が４重量％以下のカーボンブラックを含み、かつ、カーボンブラックの量が記録液全重量に対して１〜１０重量％である記録液が、保存安定性が高く、特に加熱型インクジェット方式において加熱電極板上の付着物（コゲーション）の量が低減するために吐出耐久性に優れることを見出し、本発明に至ったものである。
【０００５】
本発明の記録液中のカーボンブラックはその灰分が通常０．０５重量％以下の範囲で用いられるが、０．０３重量％以下が好ましい。また、その揮発分は４重量％以下の範囲のものが使用出来るが、３重量％以下が好ましい。尚、ここでいうカーボンブラックの灰分及び揮発分はＪＩＳ  Ｋ６２２１の方法で測定した値である。
これらの特徴を有する記録液を用いて得られた印字物は、保存安定性が高い上、印字品位が良く、耐光性など耐水性以外の堅牢性も良好であると共に、特に加熱型インクジェット方式において吐出耐久性も向上する。
【０００６】
本発明の記録液に使用されるカーボンブラックとしては、上記の物性を有する市販のもの（例えば＃４０ＢＳ（商品名、三菱化学（株）製品））等を使用できる。あるいは市販のカーボンブラックをイオン交換水などで懸洗して乾燥することなどで上記の物性を満たしているものも使用可能である。また上記の物性の範囲に入るものならば、カーボンブラックを化学的に処理したもの（酸化処理、フッ素化処理等）や、分散剤、界面活性剤などを物理的または化学的に結合させたもの（グラフト化処理、分散剤を分散前にあらかじめ吸着させたもの等）等を使用してもよい。但しこれらの表面処理を施したカーボンブラックの灰分及び揮発分については、これらを塩酸水でｐＨ１以下の酸性条件下とした後濾別して乾燥し、前記の方法（ＪＩＳ  Ｋ６２２１）で測定した値を用いる。
【０００７】
本発明の記録液には分散剤を用いなくてもよいが、分散剤を添加する方が好ましい。用いられる分散剤としては、各種の陰イオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、陽イオン性界面活性剤、両性界面活性剤、高分子系分散剤等が挙げられる。陰イオン性界面活性剤としては脂肪酸塩類、アルキル硫酸エステル塩類、アルキルベンゼンスルフォン酸塩類、アルキルナフタレンスルフォン酸塩類、アルキルスルホコハク酸塩類、アルキルジフェニルエーテルジスルフォン酸塩類、アルキルリン酸塩類、ポリオキシエチレンアルキル硫酸エステル塩類、ポリオキシエチレンアルキルアリール硫酸エステル塩類、アルカンスルフォン酸塩類、ナフタレンスルフォン酸ホルマリン縮合物類、ポリオキシエチレンアルキルリン酸エステル類、α−オレフィンスルフォン酸塩類等が挙げられる。非イオン性界面活性剤としてはポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル類、ポリオキシエチレン誘導体類、オキシエチレン／オキシプロピレンブロックコポリマー類、ソルビタン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸エステル類、グリセリン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレンアルキルアミン類等が挙げられる。陽イオン性界面活性剤及び両性界面活性剤としてはアルキルアミン塩類、第４級アンモニウム塩類、アルキルベタイン類、アミノキサイド類が挙げられる。また、高分子系分散剤としてはポリアクリル酸、スチレン／アクリル酸共重合体、スチレン／アクリル酸／アクリル酸エステル共重合体、スチレン／マレイン酸共重合体、スチレン／マレイン酸／アクリル酸エステル共重合体、スチレン／メタクリル酸共重合体、スチレン／メタクリル酸／アクリル酸エステル共重合体、スチレン／マレイン酸ハーフエステル共重合体、スチレン／スチレンスルフォン酸共重合体、ビニルナフタレン／マレイン酸共重合体、ビニルナフタレン／アクリル酸共重合体あるいはこれらの塩等が挙げられる。
【０００８】
本発明の記録液に用いられる水性媒体は水を主体とするが、水に水溶性有機溶剤を添加して用いるのが好ましい。この水溶性有機溶剤としては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、分子量が約１９０〜４００のポリエチレングリコール、グリセリン、上記グリコール類のアルキルエーテル類、Ｎ−メチルピロリドン、１，３−ジメチルイミダゾリノン、チオジグリコール、２−ピロリドン、スルホラン、ジメチルスルホキシド、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、エタノール、イソプロパノール等が挙げられる。
本発明の記録液には上記の成分の他に、水溶性樹脂、防黴剤、殺菌剤、ｐＨ調整剤、尿素等を必要に応じて添加しても良い。
【０００９】
本発明の記録液の調製方法としては上記の各成分を混合し、分散機を用いてカーボンブラックを微粒子に摩砕、分散処理することにより行われる。分散機としてはボールミル、ロールミル、サンドグラインドミル以外に、メディアを用いずに粉砕処理できるナノマイザー、アルティマイザー等のジェットミルが用いられるが、特にサンドグラインドミル、もしくはメディアに由来する汚染の少ないジェットミルが好ましい。この摩砕、分散処理の後、濾過機あるいは遠心分離機を用いて粗大粒子を除去する。カーボンブラック、分散剤、水以外の成分は摩砕、分散処理後に添加しても良い。また、摩砕、分散処理は高濃度で調製することにより効率的に実施できるので、高濃度で調製した処理液を最終的に水性媒体で希釈して記録液の濃度を調整することが好ましい。
【００１０】
カーボンブラックの使用量は記録液全重量に対し１〜１０重量％の範囲とするが、３〜８重量％の範囲が好ましい。分散剤の使用量はカーボンブラックの重量に対して３〜１００重量％の範囲であるのが良いが、５〜５０重量％が好ましい。記録液中の水溶性有機溶剤の使用量は、記録液の全重量に対して５〜３０重量％の範囲であるが、１０〜２０重量％が好ましい。これらのカーボンブラック、分散剤及び有機溶剤は１種類のものを単独で用いても良いが、場合により２種以上のものを併用することにより、より一層の効果をあげることができる。
【００１１】
【実施例】
以下本発明を実施例によって更に詳細に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、これらの実施例に限定されるものではない。尚、以下の実施例において「部」及び「％」は重量基準である。また、実施例１〜４及び比較例１〜２で用いたカーボンブラックは下記第２表に示す物性のものであった。
【００１２】
実施例１
（記録液の調製）
【表１】
0003652452.tif 000002
【００１３】
上記の各成分を内部をウレタン樹脂でコーティングした円筒形の容器に取り、平均０．５ｍｍ径のジルコニアビーズ６７部と共にサンドラグラインダーを用いて１２時間粉砕処理を行った。得られた液をイオン交換水５６部で希釈、撹拌した後、Ｎｏ．５Ｃの濾紙を用いて加圧濾過し記録液を調製した。
（印字試験）
上記実施例に記された方法で得られた記録液を用いて、インクジェットプリンター（キャノン社製品、商品名：ＢＪ−１０ｖ）で電子写真用紙（商品名：Ｘｅｒｏｘ  ４０２４紙、ゼロックス社製品）にインクジェット記録を行った結果、目詰まりなど無く安定でかつ良好な吐出性を示し、印字品位の良好な印字物が得られた。
【００１４】
（印字濃度評価）
上記の印字試験で得た印字物の濃度をマクベス反射濃度計（ＲＤ９１４）を用いて測定した。評価結果を下記第１表に示す。
（耐水性試験）
印字試験で得た印字物を、ビーカーに取った水道水に５秒間浸漬した。印字物を乾燥後、字汚れの有無を目視評価した。結果は以下のように分類し、下記第１表に示した。
○────字汚れほとんどなし。
△────かすかに字汚れあるが実用上問題なし。
×────字汚れが目立つ。
【００１５】
（耐光性試験）
印字物をキセノンフェードメーター（スガ試験機（株）製造）を用いて１００時間照射した後の変退色を目視評価した。結果は以下のように分類し、下記第１表に示した。
○────良好。
△────変退色あるが実用上問題なし。
×────変退色が目立つ。
【００１６】
（記録液の保存安定試験）
記録液をテフロン容器に密閉し、６０℃で１ヵ月間保存した後の記録液中のゲル化や沈澱物の有無を目視評価した。結果は以下のように分類し、下記第１表に示した。
○────ゲル化や沈澱物はほとんどみられない。
△────かすかにゲル化や沈澱物がみられるが実用上問題なし。
×────ゲル化や沈澱物がきわめて多い。
【００１７】
（コゲーション評価）
上記実施例に記された方法で得られた記録液を用いて、加熱型インクジェットプリンター（キャノン社製品、商品名：ＢＪ−１０ｖ）で縦１５ｃｍ、横２５ｃｍのベタ印字を電子写真用紙（商品名：Ｘｅｒｏｘ  ４０２４紙、ゼロックス社製品）２５枚に行った後、ヘッドを静かに分解し、電極板をイオン交換水で静かに洗浄した。乾燥後、光学顕微鏡で電極板上に生成した付着物の有無等を観察した。結果は以下のように分類し、下記第１表に示した。
○────かすかに付着物がみられるが実用上問題なし。
△────付着物が少し見られる。
×────付着物が目立つ。
【００１８】
実施例２
（記録液の調製）
【表２】
0003652452.tif 000003
【００１９】
上記の各成分を内部をウレタン樹脂でコーティングした円筒形の容器に取り、平均０．５ｍｍ径のジルコニアビーズ６７部と共にサンドグラインダーを用いて１２時間粉砕処理を行った。得られた液をイオン交換水５６部で希釈、撹拌した後、Ｎｏ．５Ｃの濾紙を用いて加圧濾過し記録液を調製した。
印字試験、耐水性試験、耐光性試験、保存安定性試験、コゲーション試験及びその評価は実施例１と同様の方法で行った。評価結果を下記第１表に示す。
【００２０】
実施例３
（記録液の調製）
【表３】
0003652452.tif 000004
【００２１】
上記の各成分を内部をウレタン樹脂でコーティングした円筒形の容器に取り、平均０．５ｍｍ径のジルコニアビーズ６７部と共にサンドグラインダーを用いて１２時間粉砕処理を行った。得られた液をイオン交換水５６部で希釈、撹拌した後、Ｎｏ．５Ｃの濾紙を用いて加圧濾過し記録液を調製した。
印字試験、耐水性試験、耐光性試験、保存安定性試験、コゲーション試験及びその評価は実施例１と同様の方法で行った。評価結果を下記第１表に示す。
【００２２】
実施例４
（記録液の調製）
【表４】
0003652452.tif 000005
【００２３】
上記の各成分を内部をウレタン樹脂でコーティングした円筒形の容器に取り、平均０．５ｍｍ径のジルコニアビーズ６７部と共にサンドグラインダーを用いて１２時間粉砕処理を行った。得られた液をイオン交換水５６部で希釈、撹拌した後、Ｎｏ．５Ｃの濾紙を用いて加圧濾過し記録液を調製した。
印字試験、耐水性試験、耐光性試験、保存安定性試験、コゲーション試験及びその評価は実施例１と同様の方法で行った。評価結果を下記第１表に示す。
【００２４】
比較例１
（記録液の調製）
実施例１でカーボンブラックＡを用いる代わりにカーボンブラック＃４０（商品名、三菱化学（株）製品）を用いた以外は実施例１と同様の方法で記録液を調製した。
印字試験、耐水性試験、耐光性試験、保存安定性試験、コゲーション試験及びその評価は実施例１と同様の方法で行った。評価結果を下記第１表に示す。
【００２５】
比較例２
（記録液の調製）
実施例１でカーボンブラックＡを用いる代わりにＣｏｌｏｒ  Ｂｌａｃｋ  ＦＷ１８（商品名、デグッサ社製品）を用いた以外は実施例１と同様の方法で記録液を調製した。
印字試験、耐水性試験、耐光性試験、保存安定性試験、コゲーション試験及びその評価は実施例１と同様の方法で行った。評価結果を下記第１表に示す。
【００２６】
【表５】
0003652452.tif 000006
【００２７】
【表６】
0003652452.tif 000007
【００２８】
【発明の効果】
本発明の加熱型インクジェット用記録液を用いることにより、吐出耐久性が良好で、信頼性の高い記録ができ、普通紙に記録した場合にも耐水性が良好で、耐光性など耐水性以外の堅牢性も良好な記録物を得ることが可能である。