JP2010047727A - Ink for ink-jet recording, and recording method and recorded matter using the ink - Google Patents
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Abstract
【課題】乾燥インクの付着や固着に伴う撥インク性の低下による吐出不良を改善し、信頼性の高い状態で使用することができるインクジェット記録用インク、該インクを用いたインクジェット記録方法、インクカートリッジ及び記録物の提供。
【解決手段】インクに刺激を印加し、該インクを飛翔させて画像を記録するインク飛翔手段を少なくとも有するインクジェット記録装置で用いられるインクであって、少なくとも色材顔料、樹脂エマルジョンA及びB、フッ素系界面活性剤、水溶性溶剤、及び水を含有し、樹脂エマルジョンAがエステル・エーテル系ウレタン樹脂エマルジョンからなり、樹脂エマルジョンBがエーテル系ウレタン樹脂エマルジョンからなることを特徴とするインクジェット記録用インク。
【選択図】図1An ink for ink jet recording which can improve ejection failure due to a decrease in ink repellency due to adhesion or adhesion of dry ink and can be used in a highly reliable state, an ink jet recording method using the ink, and an ink cartridge And provision of records.
An ink used in an ink jet recording apparatus having at least an ink flying means for applying an stimulus to the ink and causing the ink to fly to record an image, wherein the ink includes at least a colorant pigment, resin emulsions A and B, fluorine An ink for ink-jet recording, comprising a surfactant, a water-soluble solvent, and water, wherein the resin emulsion A is an ester / ether urethane resin emulsion and the resin emulsion B is an ether urethane resin emulsion.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、インクジェット記録用インク、該インクを用いたインクジェット記録方法、インクカートリッジ及び記録物に関する。 The present invention relates to an ink for ink jet recording, an ink jet recording method using the ink, an ink cartridge, and a recorded matter.
インクジェット記録に使用されるインクは、水を主成分とし、これに着色剤や湿潤剤を含有したものが一般的である。着色剤には主に染料が用いられているが、該染料系インクの場合、画像の耐光性、耐水性等が劣り、特に普通紙については問題がある。
そこで、近年、着色剤に顔料を用いたインクが使用され始め、前記耐光性等の欠点は大きく改善されてきている。しかし、顔料系インクには、長期間静置すると顔料粒子の凝集に伴う沈降や粘度上昇が発生してしまうという保存安定性の問題がある。
この課題を解消するため、特許文献1には、フッ素系界面活性剤及びエーテル系ウレタン樹脂エマルジョンを含むインクジェット記録用インクが提案されているが、保存安定性は向上するものの、インクジェット記録装置のヘッドノズル面に乾燥インクが付着(固着)するという問題が発生するため、実用化のためには更なる改善が必要であった。
Inks used for ink jet recording generally contain water as a main component and contain a colorant and a wetting agent. A dye is mainly used as the colorant. However, in the case of the dye-based ink, the light resistance and water resistance of the image are inferior, and there is a problem particularly with plain paper.
Therefore, in recent years, ink using a pigment as a colorant has begun to be used, and the above-mentioned defects such as light resistance have been greatly improved. However, pigment-based inks have a storage stability problem that, when left for a long period of time, sedimentation and viscosity increase occur due to aggregation of pigment particles.
In order to solve this problem, Patent Document 1 proposes an ink jet recording ink containing a fluorosurfactant and an ether urethane resin emulsion. However, although the storage stability is improved, the head of the ink jet recording apparatus is proposed. Since the problem that dry ink adheres (adheres) to the nozzle surface occurs, further improvement is necessary for practical use.
一方、インクジェット記録装置のヘッドでは、ノズルの吐出面側に撥インク層を形成して表面の均一性を高め吐出安定性を確保することが行なわれている。撥インク層の材料は色々あるが、低表面張力のインクや付着性の高いインクに対しては、極めて撥インク性の高い撥インク層が必要である。
そこで、撥インク性の高い撥インク層として、フッ素系シランカップリング剤を含有する層を形成したインクジェットヘッドが知られている(特許文献2など)。
しかし、このようなフッ素系シランカップリング剤を含有する撥インク層がノズル面に形成されたインクジェットヘッドに対し、上記フッ素系界面活性剤及びエーテル系ウレタン樹脂エマルジョンを含有する従来のインクジェット記録用インクを用いると、ノズル面にインクが固着してしまう。これは、インク中のフッ素系界面活性剤が、同じフッ素系の材料(フッ素系シランカップリング剤)で構成された撥インク層に吸着しやすく、フッ素系界面活性剤が撥インク層に吸着すると、その部分の撥インク性が低下し、そこにエーテル系ウレタン樹脂エマルジョンが沈着するためであると考えられる。
On the other hand, in the head of an ink jet recording apparatus, an ink repellent layer is formed on the ejection surface side of a nozzle to improve surface uniformity and ensure ejection stability. Although there are various materials for the ink repellent layer, an ink repellent layer with extremely high ink repellency is required for low surface tension ink or highly adhesive ink.
Therefore, an ink jet head in which a layer containing a fluorine-based silane coupling agent is formed as an ink repellent layer having high ink repellency is known (for example, Patent Document 2).
However, conventional inkjet recording inks containing the above-mentioned fluorine-based surfactant and ether-based urethane resin emulsion for an inkjet head having an ink-repellent layer containing such a fluorine-based silane coupling agent formed on the nozzle surface Ink will stick to the nozzle surface. This is because the fluorine-based surfactant in the ink is easily adsorbed to the ink-repellent layer composed of the same fluorine-based material (fluorine-based silane coupling agent), and the fluorine-based surfactant is adsorbed to the ink-repellent layer. It is considered that the ink repellency of the portion is lowered and the ether urethane resin emulsion is deposited there.
本発明はこのような状況に鑑みてなされたもので、乾燥インクの付着や固着に伴う撥インク性の低下による吐出不良を改善し、信頼性の高い状態で使用することができるインクジェット記録用インク、特に極めて高い撥インク性を有するフッ素系シランカップリング剤を含むノズル撥インク層に対しても有効なインクジェット記録用インクの提供を目的とする。また、該インクを用いたインクジェット記録方法、インクカートリッジ及び記録物の提供を目的とする。 The present invention has been made in view of such a situation, and improves ink ejection failure due to a decrease in ink repellency associated with adhesion or fixation of dry ink, and can be used in a highly reliable state. In particular, an object of the present invention is to provide an ink for inkjet recording that is effective even for a nozzle ink repellent layer containing a fluorine-based silane coupling agent having extremely high ink repellency. It is another object of the present invention to provide an ink jet recording method, an ink cartridge, and a recorded matter using the ink.
上記課題は次の1)〜5)の発明によって解決される。
1) 少なくとも色材顔料、樹脂エマルジョンA及びB、フッ素系界面活性剤、水溶性溶剤、及び水を含有し、樹脂エマルジョンAがエステル・エーテル系ウレタン樹脂エマルジョンからなり、樹脂エマルジョンBがエーテル系ウレタン樹脂エマルジョンからなることを特徴とするインクジェット記録用インク。
2) 前記フッ素系界面活性剤が、下記構造式(1)、構造式(2)、構造式(3)の何れかで表される化合物を含有する1)に記載のインクジェット記録用インク。
3) フッ素系樹脂からなる撥インク層を有するインクジェットヘッドを備えたインクジェット記録装置を用い、1)又は2)記載のインクジェット記録用インクを吐出することを特徴とするインクジェット記録方法。
4) 1)又は2)記載のインクジェット記録用インクを収容したインクカートリッジ。
5) 1)又は2)記載のインクジェット記録用インクを用いて記録された記録物。
The above problems are solved by the following inventions 1) to 5).
1) Contains at least a colorant pigment, resin emulsions A and B, a fluorosurfactant, a water-soluble solvent, and water. The resin emulsion A is an ester / ether urethane resin emulsion, and the resin emulsion B is an ether urethane. An ink for ink-jet recording comprising a resin emulsion.
2) The inkjet recording ink according to 1), wherein the fluorine-containing surfactant contains a compound represented by any one of the following structural formula (1), structural formula (2), and structural formula (3).
3) An ink jet recording method characterized by using an ink jet recording apparatus provided with an ink jet head having an ink repellent layer made of a fluorine-based resin and discharging the ink for ink jet recording described in 1) or 2).
4) An ink cartridge containing the ink for inkjet recording described in 1) or 2).
5) A recorded matter recorded using the ink for ink jet recording described in 1) or 2).
以下、上記本発明について詳しく説明する。
本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、フッ素系界面活性剤と、エステル・エーテル系ウレタン樹脂エマルジョンA、エーテル系ウレタン樹脂エマルジョンBを併用することにより保存安定性を確保でき、フッ素系シランカップリング剤を含む撥インク層を有するインクジェットヘッドに対しても固着が発生しないため乱れのない高画質な画像実現できることを見出し、本発明に至った。
とりわけ、エステル・エーテル系ウレタン樹脂エマルジョンAをインク中に含有させることにより、フッ素系シランカップリング剤を含む撥インク層を有するインクジェットヘッドに対しても固着の発生を防止することが可能となった。加えて、エステル・エーテル系ウレタン樹脂エマルジョンAは保存安定性を向上させる効果も併せ持つため、エーテル系ウレタン樹脂エマルジョンBだけでは不充分な保存安定性を補うことにより格段に高い安定性が実現できた。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
As a result of intensive studies, the present inventors have been able to ensure storage stability by using a fluorosurfactant in combination with an ester / ether urethane resin emulsion A and an ether urethane resin emulsion B. It has been found that high-quality images can be realized without any disturbance because no sticking occurs even with an ink-jet head having an ink repellent layer containing a ring agent, and the present invention has been achieved.
In particular, by including the ester / ether urethane resin emulsion A in the ink, it is possible to prevent sticking from occurring even for an ink jet head having an ink repellent layer containing a fluorine-based silane coupling agent. . In addition, since the ester / ether urethane resin emulsion A also has the effect of improving the storage stability, the ether urethane resin emulsion B alone can achieve a much higher stability by supplementing the storage stability insufficient. .
本発明のインクは、上記のように、色材顔料、エステル・エーテル系ウレタン樹脂エマルジョン、エーテル系ウレタン樹脂エマルジョン、フッ素系界面活性剤(浸透剤)、水溶性溶剤、及び水を含有するが、更に、分散剤、アクリル系樹脂エマルジョン、水溶性溶剤(湿潤剤)、離型剤、pH調整剤、その他の添加剤を含有してもよい。
次に、本発明のインクの各成分について説明する。
<色材顔料>
本発明で用いられる顔料としては、有機顔料としてアゾ系、フタロシアニン系、アントラキノン系、ジオキサジン系、インジゴ系、チオインジゴ系、ペリレン系、イソインドレノン系、アニリンブラック、アゾメチン系、ローダミンBレーキ顔料等が挙げられ、無機顔料としてカーボンブラック、酸化鉄、酸化チタン、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、バリウムイエロー、紺青、カドミウムレッド、クロムイエロー、金属粉等が挙げられる。
As described above, the ink of the present invention contains a colorant pigment, an ester / ether urethane resin emulsion, an ether urethane resin emulsion, a fluorosurfactant (penetrant), a water-soluble solvent, and water. Furthermore, you may contain a dispersing agent, acrylic resin emulsion, a water-soluble solvent (wetting agent), a mold release agent, a pH adjuster, and other additives.
Next, each component of the ink of the present invention will be described.
<Color material pigment>
Examples of the pigment used in the present invention include azo, phthalocyanine, anthraquinone, dioxazine, indigo, thioindigo, perylene, isoindolenone, aniline black, azomethine, rhodamine B lake pigment, and the like as organic pigments. Examples of the inorganic pigment include carbon black, iron oxide, titanium oxide, calcium carbonate, barium sulfate, aluminum hydroxide, barium yellow, bitumen, cadmium red, chrome yellow, and metal powder.
具体的には、ブラック顔料として、ファーネスブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック等のカーボンブラック(C.I.ピグメントブラック7)類;銅酸化物、鉄酸化物(C.I.ピグメントブラック11)、酸化チタン等の金属酸化物類;アニリンブラック(C.I.ピグメントブラック1)等の有機顔料が挙げられる。
イエロー顔料としてはC.I.ピグメントイエロー1(ファストイエローG)、2、3、12(ジスアゾイエローAAA)、13、14、16、17、20、23、24、34、35、37、42(黄色酸化鉄)、53、55、73、74、75、81、83(ジスアゾイエローHR)、86、93、95、97、98、100、101、104、108、109、110、114、117、120、125、128、129、137、138、139、147、148、150、151、153、154、155、166、168、180、185等が挙げられる。
Specifically, carbon blacks (CI pigment black 7) such as furnace black, lamp black, acetylene black, channel black; copper oxide, iron oxide (CI pigment black 11) as black pigments ), Metal oxides such as titanium oxide; organic pigments such as aniline black (CI Pigment Black 1).
Examples of yellow pigments include C.I. I. Pigment Yellow 1 (Fast Yellow G), 2, 3, 12 (Disazo Yellow AAA), 13, 14, 16, 17, 20, 23, 24, 34, 35, 37, 42 (Yellow Iron Oxide), 53, 55 73, 74, 75, 81, 83 (disazo yellow HR), 86, 93, 95, 97, 98, 100, 101, 104, 108, 109, 110, 114, 117, 120, 125, 128, 129, 137, 138, 139, 147, 148, 150, 151, 153, 154, 155, 166, 168, 180, 185 and the like.
マゼンタ顔料としてはC.I.ピグメントレッド1、2、3、5、7、9、12、17、22(ブリリアントファーストスカーレット)、23、31、38、48:1〔パーマネントレッド2B(Ba)〕、48:2〔パーマネントレッド2B(Ca)〕、48:3〔パーマネントレッド2B(Sr)〕、48:4〔パーマネントレッド2B(Mn)〕、49:1、52:2、53:1、57:1(ブリリアントカーミン6B)、60:1、63:1、63:2、64:1、81(ローダミン6Gレーキ)、83、88、92、97、101(べんがら)、104、105、106、108(カドミウムレッド)、112、114、122(ジメチルキナクリドン)、123、146、149、166、168、170、172、175、176、178、179、180、184、185、190、192、193、202、209、215、216、217、219、220、223、226、227、228、238、240、254、255、272等が挙げられる。
シアン顔料としてはC.I.ピグメントブルー1、2、3、15(銅フタロシアニンブルーR)、15:1、15:2、15:3(フタロシアニンブルーG)、15:4、15:6(フタロシアニンブルーE)、16、17:1、22、56、60、63、64、バットブルー4、バットブルー60等が挙げられる。
Examples of magenta pigments include C.I. I. Pigment Red 1, 2, 3, 5, 7, 9, 12, 17, 22 (Brilliant First Scarlet), 23, 31, 38, 48: 1 [Permanent Red 2B (Ba)], 48: 2 [Permanent Red 2B (Ca)], 48: 3 [permanent red 2B (Sr)], 48: 4 [permanent red 2B (Mn)], 49: 1, 52: 2, 53: 1, 57: 1 (brilliant carmine 6B), 60: 1, 63: 1, 63: 2, 64: 1, 81 (Rhodamine 6G rake), 83, 88, 92, 97, 101 (Bengara), 104, 105, 106, 108 (Cadmium red), 112, 114, 122 (dimethylquinacridone), 123, 146, 149, 166, 168, 170, 172, 175, 176, 178, 179, 180 184,185,190,192,193,202,209,215,216,217,219,220,223,226,227,228,238,240,254,255,272, and the like.
Examples of cyan pigments include C.I. I. Pigment Blue 1, 2, 3, 15 (copper phthalocyanine blue R), 15: 1, 15: 2, 15: 3 (phthalocyanine blue G), 15: 4, 15: 6 (phthalocyanine blue E), 16, 17: 1, 22, 56, 60, 63, 64, Bat Blue 4, Bat Blue 60, and the like.
また中間色としてはレッド、グリーン、ブルー用としてC.I.ピグメントレッド177、194、224、C.I.ピグメントオレンジ16、36、43、51、55、59、61、71、C.I.ピグメントバイオレット3、19、23、29、30、37、40、50、C.I.ピグメントグリーン7、36等が挙げられる。
上記の顔料のうち、ブラック顔料としては特にカーボンブラックが好ましく、ファーネス法、チャネル法で製造されたカーボンブラックで、1次粒子の平均粒径が15〜40nm、BET吸着法による比表面積が50〜300m2/g、DBP吸油量が40〜150ml/100g、揮発分が0.5〜10%、pH2〜9のものが使用され、特にpH6以下の酸性カーボンブラックが高濃度で好ましい。
カラー顔料としては特にピグメントイエロー13、17、55、74、93、97、98、110、128、139、147、150、151、154、155、180、185、ピグメントレッド122、202、209、ピグメントブルー15:3、15:4が好ましい。
Intermediate colors include red, green and blue for C.I. I. Pigment red 177, 194, 224, C.I. I. Pigment orange 16, 36, 43, 51, 55, 59, 61, 71, C.I. I.
Among the above pigments, carbon black is particularly preferable as the black pigment. Carbon black produced by the furnace method and the channel method has an average primary particle size of 15 to 40 nm, and a specific surface area by the BET adsorption method of 50 to 50. 300m 2 / g, DBP
As pigments, Pigment Yellow 13, 17, 55, 74, 93, 97, 98, 110, 128, 139, 147, 150, 151, 154, 155, 180, 185, Pigment Red 122, 202, 209, Pigment Blue 15: 3 and 15: 4 are preferred.
顔料の平均粒径は特に限定されないが、20〜200nmが好ましく、30〜150nmがより好ましく、50〜100nmが更に好ましい。平均粒径が200nmを超えると印写画像の彩度が低下するのみならず、インク保存時の増粘凝集や印写時のノズルの詰まりが生じやすくなる。また、顔料の粒径が20nm未満では耐光性が低下するのみならず保存安定性も悪化する傾向がある。
本発明でいう顔料の平均粒径は、日機装社製マイクロトラックUPA−150を用い、測定サンプル中の顔料濃度が0.01重量%になるように純水で希釈したサンプルを用い、粒子屈折率1.51、粒子密度1.4g/cm3、溶媒パラメーターに純水のパラメーターを用い、23℃で測定した50%平均粒径(D50)のことである。
インク中の顔料濃度は、2〜15重量%が好ましく、3〜12重量%がより好ましく、4〜10重量%が更に好ましい。2重量%未満では着色力が不十分であるため画像の鮮やかさに劣る傾向があり、15重量%を超えるとインクの保存安定性が低下するのみならず画像がくすむ傾向がある。
The average particle diameter of the pigment is not particularly limited, but is preferably 20 to 200 nm, more preferably 30 to 150 nm, and still more preferably 50 to 100 nm. When the average particle diameter exceeds 200 nm, not only the saturation of the printed image is lowered, but also thickening aggregation during ink storage and nozzle clogging during printing are likely to occur. Further, when the pigment particle size is less than 20 nm, not only the light resistance is lowered but also the storage stability tends to be deteriorated.
The average particle diameter of the pigment referred to in the present invention is a particle refractive index using a sample diluted with pure water so that the pigment concentration in the measurement sample becomes 0.01% by weight using Microtrack UPA-150 manufactured by Nikkiso Co., Ltd. It is a 50% average particle diameter (D50) measured at 23 ° C. using 1.51 and a particle density of 1.4 g / cm 3 and a pure water parameter as a solvent parameter.
The pigment concentration in the ink is preferably 2 to 15% by weight, more preferably 3 to 12% by weight, and still more preferably 4 to 10% by weight. If the amount is less than 2% by weight, the tinting strength is insufficient, so that the vividness of the image tends to be inferior. If the amount exceeds 15% by weight, not only the storage stability of the ink is lowered but also the image tends to be dull.
<分散剤>
顔料を分散させるには通常、分散剤を用いる。このような分散剤としては、ノニオン系又はアニオン系の界面活性剤系分散剤が挙げられ、顔料種別あるいはインク処方に応じて適宜選択できる。
ノニオン系界面活性剤としてはポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンミリスチルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルエーテル;ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル;ポリオキシエチレン−α−ナフチルエーテル、ポリオキシエチレン−β−ナフチルエーテル、ポリオキシエチレンモノスチリルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンジスチリルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルナフチルエーテル、ポリオキシエチレンモノスチリルナフチルエーテル、ポリオキシエチレンジスチリルナフチルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロック共重合体等が挙げられる。
また、上記の界面活性剤のポリオキシエチレンの一部をポリオキシプロピレンに置き換えた界面活性剤やポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル等の芳香環を有する化合物をホルマリン等で縮合させた界面活性剤も使用できる。
<Dispersant>
Usually, a dispersant is used to disperse the pigment. Examples of such a dispersant include nonionic or anionic surfactant-based dispersants, which can be appropriately selected according to the pigment type or ink formulation.
Nonionic surfactants include polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene myristyl ether, polyoxyethylene cetyl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, and other polyoxyethylene alkyl ethers; polyoxyethylene octyl phenyl ether Polyoxyethylene alkylphenyl ethers such as polyoxyethylene nonylphenyl ether; polyoxyethylene-α-naphthyl ether, polyoxyethylene-β-naphthyl ether, polyoxyethylene monostyryl phenyl ether, polyoxyethylene distyryl phenyl ether, Polyoxyethylene alkyl naphthyl ether, polyoxyethylene monostyryl naphthyl ether, polyoxyethylene Examples include distyryl naphthyl ether and polyoxyethylene polyoxypropylene block copolymer.
Also used are surfactants in which a part of polyoxyethylene in the above surfactant is replaced with polyoxypropylene, and surfactants condensed with a compound having an aromatic ring such as polyoxyethylene alkylphenyl ether with formalin. it can.
ノニオン系界面活性剤としてはHLBが12〜19.5のものが好ましく、13〜19のものがより好ましい。HLBが12未満では、界面活性剤の分散媒へのなじみが悪いため分散安定性が悪化する傾向があり、HLBが19.5を超えると界面活性剤が顔料に吸着しにくくなるため、やはり分散安定性が悪化する傾向がある。
本発明においては、下記構造式(4)で表されるノニオン系分散剤が特に優れており、顔料分散インクの保存安定性を向上させることができる。
In the present invention, the nonionic dispersant represented by the following structural formula (4) is particularly excellent, and the storage stability of the pigment-dispersed ink can be improved.
アニオン系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硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸塩、ポリオキシエチレンモノスチリルフェニルエーテル硫酸塩、ポリオキシエチレンジスチリルフェニルエーテル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルリン酸塩、ポリオキシエチレンモノスチリルフェニルエーテルリン酸塩、ポリオキシエチレンジスチリルフェニルエーテルリン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルカルボン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルカルボン酸塩、ポリオキシエチレンモノスチリルフェニルエーテルカルボン酸酸塩、ポリオキシエチレンジスチリルフェニルエーテルカルボン酸酸塩、ナフタレンスルホン酸塩ホルマリン縮合物、メラニンスルホン酸塩ホルマリン縮合物、ジアルキルスルホコハク酸エステル塩、スルホコハク酸アルキル二塩、ポリオキシエチレンアルキルスルホコハク酸二塩、アルキルスルホ酢酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、アルキルスルホン酸塩、N−アシルアミノ酸塩、アシル化ペプチド、石鹸等が挙げられる。これらの中でも、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンジスチリルフェニルエーテルの硫酸塩又はリン酸塩が特に好ましい。
界面活性剤系分散剤の添加量は顔料の10〜50重量%が好ましい。10重量%未満では顔料分散体及びインクの保存安定性が低下するか分散に極端に時間がかかるし、50重量%を超えるとインクの粘度が高くなりすぎるため吐出安定性が低下する傾向がある。
Anionic surfactants include polyoxyethylene alkyl ether sulfate, polyoxyethylene alkyl phenyl ether sulfate, polyoxyethylene monostyryl phenyl ether sulfate, polyoxyethylene distyryl phenyl ether sulfate, polyoxyethylene alkyl ether phosphorus Acid salt, polyoxyethylene alkyl phenyl ether phosphate, polyoxyethylene monostyryl phenyl ether phosphate, polyoxyethylene distyryl phenyl ether phosphate, polyoxyethylene alkyl ether carboxylate, polyoxyethylene alkyl phenyl ether Carboxylate, polyoxyethylene monostyryl phenyl ether carboxylate, polyoxyethylene distyryl phenyl ether carboxylate, naphthalene Sulfonate formalin condensate, melanin sulfonate formalin condensate, dialkyl sulfosuccinic acid ester salt, sulfosuccinic acid alkyl disalt, polyoxyethylene alkyl sulfosuccinic acid disalt, alkyl sulfoacetate, α-olefin sulphonate, alkylbenzene sulfone Examples thereof include acid salts, alkylnaphthalene sulfonates, alkyl sulfonates, N-acyl amino acid salts, acylated peptides, soaps and the like. Among these, sulfates or phosphates of polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkyl phenyl ether, polyoxyethylene distyryl phenyl ether are particularly preferable.
The addition amount of the surfactant-based dispersant is preferably 10 to 50% by weight of the pigment. If it is less than 10% by weight, the storage stability of the pigment dispersion and the ink is lowered or it takes an extremely long time to disperse, and if it exceeds 50% by weight, the viscosity of the ink becomes too high and the discharge stability tends to be lowered. .
<ウレタン樹脂エマルジョンA、B>
本発明におけるウレタン樹脂エマルジョンは、少なくともポリイソシアネートと、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリラクトンポリオール、ポリカーボネートポリオール等を重合させたものである。
ポリイソシアネートとしては、ヘキサメチレンジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート等の脂肪族ジイソシアネート化合物;イソホロンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート、1,4−シクロヘキサンジイソシアネート、4,4′−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート等の脂環式ジイソシアネート化合物;キシリレンジイソシアネート、テトラメチルキシレンジイソシアネート等の芳香脂肪族ジイソシアネート化合物;トルイレンジイソシアネート、フェニルメタンジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート化合物;これらジイソシアネートの変性物(カルボジイミド、ウレトジオン、ウレトイミン含有変成物など)等が挙げられる。
<Urethane resin emulsion A, B>
The urethane resin emulsion in the present invention is obtained by polymerizing at least polyisocyanate and polyether polyol, polyester polyol, polylactone polyol, polycarbonate polyol or the like.
Examples of polyisocyanates include aliphatic diisocyanate compounds such as hexamethylene diisocyanate and 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate; isophorone diisocyanate, hydrogenated xylylene diisocyanate, 1,4-cyclohexane diisocyanate, and 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate. Cycloaliphatic diisocyanate compounds such as xylylene diisocyanate and tetramethylxylene diisocyanate; aromatic diisocyanate compounds such as toluylene diisocyanate and phenylmethane diisocyanate; Metamorphic materials, etc.).
ポリエーテルポリオールとしては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、ポリヘキサメチレンエーテルグリコール等が挙げられる。
ポリエステルポリオールとしては、ポリエチレンアジペート、ポリブチレンアジペート、ポリネオペンチルアジペート、ポリ−3−メチルペンチルアジペート、ポリエチレン/ブチレンアジペート、ポリネオペンチル/ヘキシルアジペート等が挙げられる。
ポリラクトンポリオールとしては、ポリカプロラクトンジオール、ポリオメガ−ヒドロキシカプロン酸ポリオール等が挙げられる。
ポリカーボネートポリオールとしては、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール及び/又は1,6−ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール又はテトラエチレングリコールのようなジオールと、ホスゲン、ジフェニルカーボネートのようなジアリールカーボネート又はエチレンもしくはプロピレンカーボネートのような環状カーボネートとの反応から得られる生成物のような、それ自体、公知であるものが含まれる。上述のポリエステル又はポリラクトンとホスゲン、ジアリールカーボネート又は環状カーボネートとから得られるポリエステルカーボネートもまた好適である。
Examples of the polyether polyol include polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene ether glycol, polyhexamethylene ether glycol and the like.
Examples of the polyester polyol include polyethylene adipate, polybutylene adipate, polyneopentyl adipate, poly-3-methylpentyl adipate, polyethylene / butylene adipate, polyneopentyl / hexyl adipate, and the like.
Examples of the polylactone polyol include polycaprolactone diol and polyomega-hydroxycaproic acid polyol.
Polycarbonate polyols include 1,3-propanediol, 1,4-butanediol and / or 1,6-hexanediol, diols such as diethylene glycol, triethylene glycol or tetraethylene glycol, phosgene and diphenyl carbonate. Included are those known per se, such as products obtained from reaction with diaryl carbonates or cyclic carbonates such as ethylene or propylene carbonate. Also suitable are polyester carbonates obtained from the polyesters or polylactones described above and phosgene, diaryl carbonates or cyclic carbonates.
上記のウレタン樹脂エマルジョンのうち、ウレタン樹脂エマルジョンAはエステル・エーテル系であり、ウレタン樹脂エマルジョンBはエーテル系であることが必要である。
ウレタン樹脂エマルジョンAがエステル・エーテル系以外の場合には、フッ素系シランカップリング剤を含む撥インク層を有するインクジェットヘッドに乾燥したインクが固着するという問題が生じる。インクジェットヘッドのノズル面に固着した乾燥インクは、ワイパーによる掻き落としによっても取れないため、その部分の撥インク性が低下し、それがノズル孔に近い場合には吐出方向が乱れてしまう。
一方、ウレタン樹脂エマルジョンBがエーテル系以外の場合には、十分な保存安定性が確保できないため高温保存時にインクの凝集、増粘や粘度低下が生じやすい傾向がある。
ウレタン樹脂エマルジョンA又はBとしては、スルホニル基、カルボキシル基、ポリエチレンオキサイドのような親水基を有する自己乳化型ウレタン樹脂エマルジョンが好ましく、カルボキシル基を有する自己乳化型ウレタン樹脂エマルジョンが特に好ましい。ウレタン樹脂エマルジョンに親水基を導入することにより更なる保存安定性の向上を図ることができる。ウレタン樹脂エマルジョンに親水基を導入する方法としては、合成の際にジメチロール酢酸、ジメチロールブタン酸、ジメチロールプロピオン酸、ジメチロール酪酸等のモノマーを添加、共重合する方法が挙げられる。
Among the above urethane resin emulsions, the urethane resin emulsion A needs to be an ester / ether type, and the urethane resin emulsion B needs to be an ether type.
When the urethane resin emulsion A is other than an ester / ether type, there arises a problem that the dried ink adheres to an ink jet head having an ink repellent layer containing a fluorine-based silane coupling agent. Since the dry ink fixed to the nozzle surface of the ink jet head cannot be removed by scraping off with a wiper, the ink repellency of that portion is lowered, and if it is close to the nozzle hole, the ejection direction is disturbed.
On the other hand, when the urethane resin emulsion B is other than the ether type, sufficient storage stability cannot be ensured, so that the ink tends to aggregate, increase in viscosity, or decrease in viscosity when stored at a high temperature.
As the urethane resin emulsion A or B, a self-emulsifying urethane resin emulsion having a hydrophilic group such as a sulfonyl group, a carboxyl group, or polyethylene oxide is preferable, and a self-emulsifying urethane resin emulsion having a carboxyl group is particularly preferable. By introducing a hydrophilic group into the urethane resin emulsion, the storage stability can be further improved. Examples of the method for introducing a hydrophilic group into the urethane resin emulsion include a method in which monomers such as dimethylolacetic acid, dimethylolbutanoic acid, dimethylolpropionic acid, and dimethylolbutyric acid are added and copolymerized during synthesis.
カルボキシル基又はスルホニル基を有する自己乳化型ウレタン樹脂エマルジョンを使用する場合、インク中においてウレタン樹脂の水性媒体への分散性を高めるために塩基性化合物を含有させても良い。このような塩基性化合物としては、その配合により上記ウレタン樹脂を後述する水性媒体に分散することができるものであれば特に限定されず、一般に使用されているものを使用できる。その具体例としてはブチルアミン、トリエチルアミン等のアルキルアミン;モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン等のアルカノールアミン;モルホリン、アンモニア水、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム、水酸化カリウム、アミノメチルプロパンジオール、アミノエチルプロパンジオール、コリン等が挙げられる。また塩基性化合物としてトリスヒドロキシメチルアミノメタン、グッドバッファー等の緩衝剤を用いてもよい。これらの塩基性化合物は、単独で又は2種以上を混合して用いることができる。
塩基性化合物の添加量は、使用するウレタン樹脂の物性や使用量、インクとして適したpHに応じて適宜設定される。
When a self-emulsifying urethane resin emulsion having a carboxyl group or a sulfonyl group is used, a basic compound may be contained in the ink in order to enhance the dispersibility of the urethane resin in an aqueous medium. Such a basic compound is not particularly limited as long as it can disperse the urethane resin in an aqueous medium to be described later by the blending thereof, and those commonly used can be used. Specific examples thereof include alkylamines such as butylamine and triethylamine; alkanolamines such as monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine and triisopropanolamine; morpholine, aqueous ammonia, sodium hydroxide, lithium hydroxide, potassium hydroxide and aminomethyl. Examples thereof include propanediol, aminoethylpropanediol, choline and the like. Moreover, you may use buffer agents, such as a trishydroxymethylaminomethane and a good buffer, as a basic compound. These basic compounds can be used alone or in admixture of two or more.
The addition amount of the basic compound is appropriately set according to the physical properties and use amount of the urethane resin to be used and the pH suitable as the ink.
ウレタン樹脂エマルジョンA又はBの製造方法としては、イソシアネート基と反応しない低沸点溶剤(アセトン等)中でイソシアネート末端プレポリマーを合成し、ジアミン、ポリオールなどで親水基を導入後、水で希釈して相転換させ、溶剤は留去させてウレタンディスパージョンを得る溶液法、親水基を導入したイソシアネート基末端プレポリマーを最初に合成し、水中に分散後、アミンで鎖延長を行うプレポリマー法、その他ホットメルト法、ウレタンプレポリマーを乳化剤水溶液中で媒体である水を鎖延長剤として使用する方法、疎水性ポリオールと芳香族ポリイソシアネートから得られる遊離イソシアネート基を有するウレタンプレポリマーの芳香環をスルホン化する工程を経る方法、ブロックイソシアネートを使用する方法等、色々と知られているが、特に限定されるものではない。
また、プレポリマー法を採用する場合に、低分子量のポリヒドロキシ化合物を用いてもよく、その例としては、上記のポリエステルジオールの原料として挙げたグリコール及びアルキレンオキシド低モル付加物、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン等の3価アルコール、そのアルキレンオキシド低モル付加物などが挙げられる。
水系ウレタン樹脂の場合、有機溶剤相で作成したウレタンプレポリマーを転相・乳化し水相で更に鎖延長させる方法が一般的に知られている。この際の鎖伸長剤としてはジアミン等のポリアミン類が一般的である。具体的には、ウレタンプレポリマー中の、ジメチロールアルカン酸に由来する酸基を中和した後又は中和しながら水延長又はジ若しくはトリアミン延長する。アミン延長の際に鎖伸長剤として使用するポリアミン類としては、ジアミン又はトリアミンが挙げられ、その具体例としてはヘキサメチレンジアミン、イソホロンジアミン、ヒドラジン、ピペラジン等が挙げられる。
As a method for producing the urethane resin emulsion A or B, an isocyanate-terminated prepolymer is synthesized in a low boiling point solvent (acetone or the like) that does not react with an isocyanate group, a hydrophilic group is introduced with a diamine, a polyol or the like, and then diluted with water. Phase conversion, solvent method to obtain urethane dispersion solution method, prepolymer method in which isocyanate group-terminated prepolymer with hydrophilic group introduced is first synthesized, dispersed in water and then chain extended with amine, etc. Hot melt method, Method using urethane prepolymer in aqueous emulsifier as water as chain extender, Sulfonating aromatic ring of urethane prepolymer having free isocyanate group obtained from hydrophobic polyol and aromatic polyisocyanate A method of passing through a process, a method of using a blocked isocyanate, etc. It is known to people, but not particularly limited.
In addition, when adopting the prepolymer method, a polyhydroxy compound having a low molecular weight may be used. Examples thereof include the glycol and alkylene oxide low molar adducts mentioned as the raw material of the above polyester diol, glycerin, and trimethylol. Examples thereof include trihydric alcohols such as ethane and trimethylolpropane, and alkylene oxide low molar adducts thereof.
In the case of an aqueous urethane resin, a method is generally known in which a urethane prepolymer prepared in an organic solvent phase is phase-inverted and emulsified and further chain-extended in the aqueous phase. In this case, polyamines such as diamine are generally used as the chain extender. Specifically, after neutralizing the acid group derived from dimethylol alkanoic acid in the urethane prepolymer or with neutralization, water extension or di- or triamine extension is performed. Examples of polyamines used as a chain extender during amine extension include diamines and triamines, and specific examples thereof include hexamethylene diamine, isophorone diamine, hydrazine, and piperazine.
インク中のウレタン樹脂エマルジョンは、ウレタン樹脂エマルジョンAの含有量がウレタン樹脂エマルジョンBの含有量以下であることが好ましい。なお、本発明における含有量とはインク中の固形分濃度のことである。Aの含有量よりもBの含有量の方が少ないとノズル面固着が発生し、吐出不良となる場合がある。
ウレタン樹脂エマルジョンAとBの含有割合は、A:B=1:1〜1:10が好ましく、1:1.5〜1:5が更に好ましい。Bの含有割合が1:1よりも少ないと保存安定性が低下する傾向があり、Bの含有割合が1:10を超えるとノズル面固着を防止しにくくなる。
顔料に対するウレタン樹脂エマルジョンAの含有量は3〜20重量%が好ましく、5〜15重量%が更に好ましい。3重量%未満では十分なノズル面固着防止効果が得られず、20重量%を越えるとインクの粘度が高くなりすぎるため吐出安定性が劣る傾向がある。
In the urethane resin emulsion in the ink, the content of the urethane resin emulsion A is preferably not more than the content of the urethane resin emulsion B. The content in the present invention means the solid content concentration in the ink. If the B content is less than the A content, nozzle surface sticking may occur, resulting in ejection failure.
The content ratio of the urethane resin emulsions A and B is preferably A: B = 1: 1 to 1:10, more preferably 1: 1.5 to 1: 5. When the content ratio of B is less than 1: 1, the storage stability tends to decrease, and when the content ratio of B exceeds 1:10, it is difficult to prevent nozzle surface sticking.
The content of the urethane resin emulsion A with respect to the pigment is preferably 3 to 20% by weight, and more preferably 5 to 15% by weight. If it is less than 3% by weight, a sufficient effect of preventing nozzle surface sticking cannot be obtained, and if it exceeds 20% by weight, the viscosity of the ink becomes too high and the ejection stability tends to be inferior.
インク中の固形分濃度の総量は6〜25重量%が好ましく、7〜20重量%がより好ましく、8〜15重量%が更に好ましい。総量が6重量%未満では印写画像のにじみが大きくなる傾向があり、25重量%を超えると保存安定性が劣化する傾向がある。
上記固形分濃度の総量とはインク中に含まれる水や水溶性有機溶剤等の混合物に溶けない成分の総量のことであり、顔料や樹脂エマルジョン等が含まれる。インク中の固形分濃度の総量を割り出す方法は、インクを遠心分離機にかけ固形分を沈降又は浮遊させて分離し、重量を計測する方法、又はインクに凝集剤を添加して固形分を凝集させ、インクから分離して重量を計測する方法、等が挙げられる。
The total solid content concentration in the ink is preferably 6 to 25% by weight, more preferably 7 to 20% by weight, and still more preferably 8 to 15% by weight. When the total amount is less than 6% by weight, the blur of the printed image tends to increase, and when it exceeds 25% by weight, the storage stability tends to deteriorate.
The total amount of the solid content is the total amount of components that are not soluble in a mixture such as water or a water-soluble organic solvent contained in the ink, and includes pigments, resin emulsions, and the like. The method for determining the total amount of solid content in the ink is to centrifuge the ink to separate or float the solid content and measure the weight, or to add a flocculant to the ink to coagulate the solid content. And a method of measuring the weight by separating from the ink.
<アクリル系樹脂エマルジョン>
インクを紙等の媒体に印字した場合の画像の耐擦過性や耐水性の向上を目的としてアクリル系樹脂エマルジョンを用いてもよい。その例としては、以下に挙げる重合性モノマーを、単独で又は二種類以上組み合わせて重合させた樹脂エマルジョンが挙げられる。
重合性モノマー:スチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、α−メチルスチレン、p−エチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、p−tert−ブチルスチレン、p−クロルスチレン、ジビニルベンゼン等のビニル系芳香族炭化水素;アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸−n−プロピル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸−n−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸−t−ブチル、アクリル酸−n−ペンチル、アクリル酸イソペンチル、アクリル酸ネオペンチル、アクリル酸−3−(メチル)ブチル、アクリル酸−2−エチルヘキシル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸ヘキシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸ノニル、アクリル酸デシル、アクリル酸ウンデシル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸−n−プロピル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸−n−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸−t−ブチル、メタクリル酸−n−ペンチル、メタクリル酸イソペンチル、メタクリル酸ネオペンチル、メタクリル酸−3−(メチル)ブチル、メタクリル酸−2−エチルヘキシル、メタクリル酸ヘキシル、メタクリル酸オクチル、メタクリル酸ノニル、メタクリル酸デシル、メタクリル酸ウンデシル、メタクリル酸ドデシル等の(メタ)アクリル酸エステル;アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸等の不飽和カルボン酸;(メタ)アクリルアミド、N−置換マレイミド、無水マレイン酸、(メタ)アクリロニトリル、ビニルケトン、酢酸ビニル、塩化ビニリデン等。
<Acrylic resin emulsion>
An acrylic resin emulsion may be used for the purpose of improving the scratch resistance and water resistance of an image when ink is printed on a medium such as paper. Examples thereof include resin emulsions obtained by polymerizing the following polymerizable monomers singly or in combination of two or more.
Polymerizable monomer: styrene, o-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, α-methylstyrene, p-ethylstyrene, 2,4-dimethylstyrene, p-tert-butylstyrene, p-chlorostyrene, Vinyl aromatic hydrocarbons such as divinylbenzene; methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, acrylic acid-n-propyl, isopropyl acrylate, acrylic acid-n-butyl, acrylic acid isobutyl, acrylic acid-t- Butyl, acrylate-n-pentyl, isopentyl acrylate, neopentyl acrylate, 3- (methyl) butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, cyclohexyl acrylate, hexyl acrylate, octyl acrylate, nonyl acrylate, Decyl acrylate, acrylic Undecyl acrylate, dodecyl acrylate, phenyl acrylate, methyl methacrylate, -n-propyl methacrylate, isopropyl methacrylate, -n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, -t-butyl methacrylate, methacrylic acid -n- Pentyl, isopentyl methacrylate, neopentyl methacrylate, 3- (methyl) butyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, hexyl methacrylate, octyl methacrylate, nonyl methacrylate, decyl methacrylate, undecyl methacrylate, dodecyl methacrylate (Meth) acrylic acid esters such as; unsaturated carboxylic acids such as acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, maleic acid; (meth) acrylamide, N-substituted maleimide, maleic anhydride, (meth) acrylonite Ril, vinyl ketone, vinyl acetate, vinylidene chloride, etc.
上記アクリル系樹脂エマルジョンは、表面にイオン性基を含有することによって優れた水分散性を発現する。このようなイオン性基としては、スルホン酸基、カルボン酸基、硫酸基、リン酸基、ホスホン酸基及びホスフィン酸基、もしくはこれらのアルカリ金属塩基やアンモニウム塩基、又は第1級〜第3級アミン基等を挙げることができ、カルボン酸アルカリ金属塩基、カルボン酸アンモニウム塩基、スルホン酸アルカリ金属塩基及びスルホン酸アンモニウム塩基が好ましく、特にスルホン酸アルカリ金属塩基及びスルホン酸アンモニウム塩基が水分散安定性の点で好ましい。イオン性基の導入は、樹脂合成時に、イオン性基を有する単量体を添加することにより行われる。
塩としてはアンモニウム系イオン、Li、Na、K、Mg、Ca、Cu、Feイオン等の塩が挙げられ、好ましいものはLi、K又はNa塩である。
The acrylic resin emulsion exhibits excellent water dispersibility by containing an ionic group on the surface. Examples of such ionic groups include sulfonic acid groups, carboxylic acid groups, sulfuric acid groups, phosphoric acid groups, phosphonic acid groups and phosphinic acid groups, or alkali metal bases and ammonium bases thereof, or primary to tertiary. An amine group and the like can be mentioned, and an alkali metal carboxylate, an ammonium carboxylate, an alkali metal sulfonate, and an ammonium sulfonate are preferable. Particularly, an alkali metal sulfonate and an ammonium sulfonate are water dispersion stable. This is preferable. The introduction of the ionic group is performed by adding a monomer having an ionic group at the time of resin synthesis.
Examples of the salt include salts such as ammonium ions, Li, Na, K, Mg, Ca, Cu, and Fe ions, and preferred are Li, K, and Na salts.
<浸透剤>
浸透剤をインクに添加することにより、表面張力が低下し、紙等の記録媒体にインク滴が着弾した後の記録媒体中への浸透が速くなるため、フェザリングやカラーブリードを軽減することができる。本発明では浸透剤としてフッ素系界面活性剤を用いるが、適正な表面張力の範囲は20〜30mN/mである。
インク中のフッ素系界面活性剤の添加量は、0.05〜20重量%、好ましくは0.1〜10重量%であるが、特に限定されるものではない。フッ素系界面活性剤の例としては、パーフルオロアルキルスルホン酸塩、パーフルオロアルキルカルボン酸塩、パーフルオロアルキルリン酸エステル、パーフルオロアルキルエチレンオキサイド付加物、パーフルオロアルキルベタイン、パーフルオロアルキルアミンオキサイド化合物等が挙げられ、前記構造式(1)〜(3)で表される構造のものが特に信頼性の観点からも好ましい。
構造式(1)のR1におけるアルキル基としては、炭素数4までのメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、イソブチル基が有用であり、アシル基としては、HCO−(ホルミル基)、CH3CO−(アセチル基)、CH3CH2CO−(プロピニオル基)、CH3[CH2]2CO−(ブチリル基)、(CH3)2CHCO−(イソブチリル基)が有用である。
構造式(2)のMにおけるアルカリ金属としては、Li、Na、Kが有用であり、アルカノールアミンとしては、メタノールアミン、エタノールアミンが有用である。
<Penetration agent>
By adding a penetrant to the ink, surface tension is reduced, and penetration into the recording medium after the ink droplets have landed on the recording medium, such as paper, becomes faster, thus reducing feathering and color bleeding. it can. In the present invention, a fluorosurfactant is used as the penetrant, but the appropriate surface tension range is 20 to 30 mN / m.
The addition amount of the fluorosurfactant in the ink is 0.05 to 20% by weight, preferably 0.1 to 10% by weight, but is not particularly limited. Examples of fluorosurfactants include perfluoroalkyl sulfonates, perfluoroalkyl carboxylates, perfluoroalkyl phosphates, perfluoroalkyl ethylene oxide adducts, perfluoroalkyl betaines, perfluoroalkylamine oxide compounds. The structure represented by the structural formulas (1) to (3) is particularly preferable from the viewpoint of reliability.
As the alkyl group in R1 of the structural formula (1), a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, and an isobutyl group having up to 4 carbon atoms are useful, and as an acyl group, HCO- (formyl group), CH 3 CO— (acetyl group), CH 3 CH 2 CO— (propynyl group), CH 3 [CH 2 ] 2 CO— (butyryl group), (CH 3 ) 2 CHCO— (isobutyryl group) are useful.
Li, Na, and K are useful as alkali metals in M of the structural formula (2), and methanolamine and ethanolamine are useful as alkanolamines.
フッ素系界面活性剤として市販されているものを挙げると、サーフロンS−111,S−112,S−113,S121,S131,S132,S−141,S−145(旭硝子社製)、フルラードFC−93,FC−95,FC−98,FC−129,FC−135,FC−170C,FC−430,FC−431,FC−4430(住友スリーエム社製),メガファックF−470,F−1405,F474(大日本インク化学工業社製)、ゾニールFS−300,FSN,FSN−100,FSO(デュポン社製)、エフトップEF−351,352,801,802(ジェムコ社製)等が簡単に入手でき本発明に用いることができる。これらの中でも、特に信頼性と発色向上に関して良好なゾニールFS−300,FSN,FSN−100,FSO(デュポン社製)、ポリフォックスPF−136A、PF−156A、PF−151N(オムノバ社製)が好適に使用できる。これら市販のものは数種類の分子量のものの混合物であることが多いが〔前記構造式(1)ではm、nが分布を有している〕、本発明の効果には特に影響しない。
これらの化合物は、単独で又は二種以上を混合して用いることも可能であり、また以下のアニオン系、カチオン系、ノニオン系等の他の各種界面活性剤と混合して用いることも可能である。
Commercially available fluorosurfactants include Surflon S-111, S-112, S-113, S121, S131, S132, S-141 and S-145 (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), Fullrad FC- 93, FC-95, FC-98, FC-129, FC-135, FC-170C, FC-430, FC-431, FC-4430 (manufactured by Sumitomo 3M), MegaFuck F-470, F-1405 F474 (Dainippon Ink & Chemicals), Zonyl FS-300, FSN, FSN-100, FSO (DuPont), F-Top EF-351, 352, 801, 802 (Gemco) etc. are easily available Can be used in the present invention. Among these, Zonyl FS-300, FSN, FSN-100, FSO (manufactured by DuPont), polyfox PF-136A, PF-156A, and PF-151N (manufactured by Omninova) are particularly good in terms of reliability and color development improvement. It can be used suitably. These commercially available products are often a mixture of several molecular weights [m and n have a distribution in the structural formula (1)], but do not particularly affect the effects of the present invention.
These compounds can be used alone or in admixture of two or more, and can also be used in admixture with other various surfactants such as the following anionic, cationic and nonionic types. is there.
アニオン系界面活性剤としては、例えばポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸塩、ドデシルベンゼンスルホン酸塩、ラウリル酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルサルフェートの塩などが挙げられ、ノニオン系界面活性剤としては、例えば、ポリオール、グリコールエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミド、アセチレングリコールなどが挙げられる。また、アセチレングリコール系の界面活性剤としては、2,4,7,9−テトラメチル−5−デシン−4,7−ジオール、3,6−ジメチル−4−オクチン−3,6−ジオール、3,5−ジメチル−1−ヘキシン−3−オールなどのアセチレングリコール系〔例えばエアープロダクツ社(米国)のサーフィノール104、82、465、485又はTGなど〕が挙げられる。
また、本発明においては、特に炭素数8〜11のポリオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール等を上述の界面活性剤と共用すると、より優れた浸透性を得ることができる。
Examples of the anionic surfactant include polyoxyethylene alkyl ether acetate, dodecyl benzene sulfonate, laurate, polyoxyethylene alkyl ether sulfate, and the like. Nonionic surfactants include, for example, Examples include polyol, glycol ether, polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkyl ester, polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene alkylphenyl ether, polyoxyethylene alkylamine, polyoxyethylene alkylamide, and acetylene glycol. Examples of acetylene glycol surfactants include 2,4,7,9-tetramethyl-5-decyne-4,7-diol, 3,6-dimethyl-4-octyne-3,6-diol, And acetylene glycols such as 5-dimethyl-1-hexyn-3-ol (for example, Surfynol 104, 82, 465, 485 or TG manufactured by Air Products (USA)).
In the present invention, in particular, a polyol having 8 to 11 carbon atoms, 2-ethyl-1,3-hexanediol, 2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol and the like are shared with the above-mentioned surfactant. Then, more excellent permeability can be obtained.
<水溶性溶剤(湿潤剤)>
本発明のインクは水を液媒体として使用するものであるが、インクの乾燥を防止するため、また分散安定性を向上するため等の目的で、水溶性有機溶媒を湿潤剤として用いる。
水溶性有機溶媒の具体例としては、以下のものが挙げられるが、これらは複数混合して使用してもよい。
グリセリン、1,3−ブタンジオール、3−メチル−1,3−ブタンジオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ヘキシレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、グリセロール、1,2,6−ヘキサントリオール、1,2,4−ブタントリオール、1,2,3−ブタントリオール、ペトリオール等の多価アルコール類;
エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル等の多価アルコールアルキルエーテル類;
エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノベンジルエーテル等の多価アルコールアリールエーテル類;
2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、N−ヒドロキシエチル−2−ピロリドン、1,3−ジメチルイミイダゾリジノン、ε−カプロラクタム、γ−ブチロラクトン等の含窒素複素環化合物;
ホルムアミド、N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド等のアミド類;
モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モノエチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン等のアミン類;
ジメチルスルホキシド、スルホラン、チオジエタノール等の含硫黄化合物類;
プロピレンカーボネート、炭酸エチレン等である。
<Water-soluble solvent (wetting agent)>
The ink of the present invention uses water as a liquid medium, but a water-soluble organic solvent is used as a wetting agent for the purpose of preventing the ink from drying and improving the dispersion stability.
Specific examples of the water-soluble organic solvent include the following, but a plurality of these may be used in combination.
Glycerin, 1,3-butanediol, 3-methyl-1,3-butanediol, trimethylolethane, trimethylolpropane, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, tripropylene Glycol, hexylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, glycerol, 1,2,6-hexanetriol, 1,2,4-butanetriol, 1,2, Polyhydric alcohols such as 3-butanetriol and petriol;
Polyhydric alcohol alkyl ethers such as ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, tetraethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether;
Polyhydric alcohol aryl ethers such as ethylene glycol monophenyl ether and ethylene glycol monobenzyl ether;
Nitrogen-containing heterocyclic compounds such as 2-pyrrolidone, N-methyl-2-pyrrolidone, N-hydroxyethyl-2-pyrrolidone, 1,3-dimethylimidazolidinone, ε-caprolactam, γ-butyrolactone;
Amides such as formamide, N-methylformamide, N, N-dimethylformamide;
Amines such as monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, monoethylamine, diethylamine, triethylamine;
Sulfur-containing compounds such as dimethyl sulfoxide, sulfolane, thiodiethanol;
Propylene carbonate, ethylene carbonate and the like.
その他の湿潤剤としては、糖を含有するものが好ましい。糖類の例としては、単糖類、二糖類、オリゴ糖類(三糖類及び四糖類を含む)及び多糖類が挙げられ、好ましくはグルコース、マンノース、フルクトース、リボース、キシロース、アラビノース、ガラクトース、マルトース、セロビオース、ラクトース、スクロース、トレハロース、マルトトリオースなどが挙げられる。ここで、多糖類とは広義の糖を意味し、α−シクロデキストリン、セルロースなど自然界に広く存在する物質を含む意味に用いることとする。
また、これらの糖類の誘導体としては、前記した糖類の還元糖[例えば、糖アルコール〔一般式HOCH2(CHOH)nCH2OH(n=2〜5の整数)〕]、酸化糖(例えば、アルドン酸、ウロン酸など)、アミノ酸、チオ酸などが挙げられる。中でも糖アルコールが好ましく、具体例としては、D−ソルビトール、ソルビタン、マルチトール、エリスリトール、ラクチトール、キシリトールなどが挙げられる。
特に、本発明においては湿潤剤として、グリセリン、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,3−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、プロピレングリコール、1、5−ペンタンジオール、ジプロピレングリコール、トリメチロールプロパン、3−メチル−1,3−ブタンジオール、D−ソルビトール、キシリトールを用いることにより、保存安定性及び吐出安定性に優れたインクを作成することができる。
As other wetting agents, those containing sugar are preferable. Examples of saccharides include monosaccharides, disaccharides, oligosaccharides (including trisaccharides and tetrasaccharides) and polysaccharides, preferably glucose, mannose, fructose, ribose, xylose, arabinose, galactose, maltose, cellobiose, Examples include lactose, sucrose, trehalose, and maltotriose. Here, the polysaccharide means a saccharide in a broad sense, and is used to include a substance that exists widely in nature such as α-cyclodextrin and cellulose.
Examples of derivatives of these saccharides include reducing sugars of the aforementioned saccharides [for example, sugar alcohol [general formula HOCH 2 (CHOH) nCH 2 OH (n = 2 to 5)]], oxidized sugar (for example, aldone). Acid, uronic acid, etc.), amino acids, thioacids and the like. Among them, sugar alcohols are preferable, and specific examples include D-sorbitol, sorbitan, maltitol, erythritol, lactitol, xylitol and the like.
In particular, in the present invention, as a wetting agent, glycerin, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,3-butanediol, 1,6-hexanediol, propylene glycol, 1,5-pentanediol, dipropylene glycol, trimethylolpropane, By using 3-methyl-1,3-butanediol, D-sorbitol, and xylitol, an ink having excellent storage stability and ejection stability can be produced.
顔料と湿潤剤の比は、ヘッドからのインク吐出安定性に非常に影響がある。顔料固形分が多いのに湿潤剤の配合量が少ないと、ノズルのインクメニスカス付近の水分蒸発が進み吐出不良をもたらす。
インク中の湿潤剤の配合量は10〜50重量%であり、湿潤剤固形分と色材粒子等のインク中の固形分の比は0.5〜12.5が好ましい。より好ましくは、1.0〜6.0であり、最も好ましくは2.0〜5.0の範囲である。この範囲にあるインクは、乾燥性や保存試験や信頼性試験が非常に良好である。
The ratio of pigment to wetting agent has a great influence on the stability of ink ejection from the head. If the blending amount of the wetting agent is small even though the pigment solid content is high, water evaporation near the ink meniscus of the nozzle proceeds and discharge failure occurs.
The blending amount of the wetting agent in the ink is 10 to 50% by weight, and the ratio of the wetting agent solid content to the solid content in the ink such as the colorant particles is preferably 0.5 to 12.5. More preferably, it is 1.0-6.0, Most preferably, it is the range of 2.0-5.0. Ink within this range has very good drying, storage and reliability tests.
<離型剤>
ポリエーテル変性シリコーンオイルは離型作用を有し、シリコーン樹脂の撥水層を有するインクジェットノズル面に対しては、乾燥したインクが固着するのを防ぐ作用がある。しかし、フッ素系シランカップリング剤を含む撥インク層を有するインクジェットヘッド面に対しては、乾燥インクの固着防止作用が充分に得られない場合がある。
ポリエーテル変性シリコーンオイルとしては市販品を用いることができ、入手可能なポリエーテル変性シリコーンオイルとしては、KF−351、KF−352、KF−353、KF−354L、KF−355A、KF−615A、KF−945、KF−618、KF−6011、KF−6015(以上、信越化学工業社製)、SF−8427、SF−8428、SH−3749、SH−8400、FZ−2101、FZ−2104、FZ−2118、FZ−2203、FZ−2207(以上、東レ・ダウコーニング社製)、BYK−345、BYK−346、BYK−348(以上、ビックケミー・ジャパン社製)等が挙げられる。
<Release agent>
The polyether-modified silicone oil has a releasing action, and has an action of preventing the dried ink from sticking to the ink jet nozzle surface having a silicone resin water-repellent layer. However, in some cases, the ink jet head surface having an ink repellent layer containing a fluorine-based silane coupling agent may not provide a sufficient effect of preventing the adhesion of dry ink.
Commercially available products can be used as the polyether-modified silicone oil, and examples of available polyether-modified silicone oil include KF-351, KF-352, KF-353, KF-354L, KF-355A, KF-615A, KF-945, KF-618, KF-6011, KF-6015 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), SF-8427, SF-8428, SH-3749, SH-8400, FZ-2101, FZ-2104, FZ -2118, FZ-2203, FZ-2207 (manufactured by Dow Corning Toray), BYK-345, BYK-346, BYK-348 (manufactured by Big Chemie Japan).
<pH調整剤>
pH調整剤を加えてアルカリ性に保つことにより分散状態を安定化し、吐出を安定化することができる。また、pH11以上ではインクジェットのヘッドやインク供給ユニットを溶かし出す量が大きく、インクの変質や、漏洩、吐出不良等の問題が発生してしまう。pH調整剤は、顔料を分散剤とともに水に混練分散する際に加えておく方が、混練分散後に湿潤剤、浸透剤等の添加剤とともに加えるよりも望ましい。これは、pH調整剤によっては添加することで分散を破壊する場合もあるためである。
pH調整剤としては、アルコールアミン類、アルカリ金属水酸化物、アンモニウムの水酸化物、ホスホニウム水酸化物、アルカリ金属炭酸塩を一種類以上含むものが好ましい。
アルコールアミン類としては、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、2−アミノ−2−エチル−1,3−プロパンジオール等が挙げられる。アルカリ金属水酸化物としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等が挙げられる。アンモニウムの水酸化物としては、水酸化アンモニウム、第4級アンモニウム水酸化物が挙げられる。ホスホニウム水酸化物としては、第4級ホスホニウム水酸化物が挙げられる。アルカリ金属炭酸塩としては、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等が挙げられる。
<PH adjuster>
By adding a pH adjusting agent to keep it alkaline, the dispersion state can be stabilized and the ejection can be stabilized. In addition, when the pH is 11 or more, the amount of the ink jet head and the ink supply unit that melts out is large, and problems such as ink deterioration, leakage, and ejection failure occur. The pH adjuster is preferably added when the pigment is kneaded and dispersed in water together with the dispersant, rather than being added together with additives such as a wetting agent and a penetrating agent after kneading and dispersing. This is because dispersion may be destroyed by adding some pH adjusters.
As the pH adjuster, those containing at least one kind of alcohol amines, alkali metal hydroxides, ammonium hydroxides, phosphonium hydroxides, and alkali metal carbonates are preferable.
Examples of alcohol amines include diethanolamine, triethanolamine, 2-amino-2-ethyl-1,3-propanediol, and the like. Examples of the alkali metal hydroxide include lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide and the like. Examples of the ammonium hydroxide include ammonium hydroxide and quaternary ammonium hydroxide. Examples of the phosphonium hydroxide include quaternary phosphonium hydroxide. Examples of the alkali metal carbonate include lithium carbonate, sodium carbonate, potassium carbonate and the like.
<その他添加剤>
本発明のインクには、上記各材料の他に、防腐防黴剤、キレート試薬、防錆剤等の公知の添加剤を加えることができる。
防腐防黴剤の例としては、デヒドロ酢酸ナトリウム、ソルビン酸ナトリウム、2−ピリジンチオール−1−オキサイドナトリウム、安息香酸ナトリウム、ペンタクロロフェノールナトリウム等が挙げられる。
また、キレート試薬としては、エチレンジアミン四酢酸ナトリウム、ニトリロ三酢酸ナトリウム、ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸ナトリウム、ジエチレントリアミン五酢酸ナトリウム、ウラミル二酢酸ナトリウム等が挙げられる。
また、防錆剤としては、酸性亜硫酸塩、チオ硫酸ナトリウム、チオジグリコール酸アンモン、ジイソプロピルアンモニウムニトライト、四硝酸ペンタエリスリトール、ジシクロヘキシルアンモニウムニトライト等が挙げられる。
<Other additives>
In addition to the above-mentioned materials, known additives such as antiseptic / antifungal agents, chelating reagents, and rust inhibitors can be added to the ink of the present invention.
Examples of antiseptic / antifungal agents include sodium dehydroacetate, sodium sorbate, sodium 2-pyridinethiol-1-oxide, sodium benzoate, sodium pentachlorophenol and the like.
Examples of the chelating reagent include sodium ethylenediaminetetraacetate, sodium nitrilotriacetate, sodium hydroxyethylethylenediaminetriacetate, sodium diethylenetriaminepentaacetate, sodium uramil diacetate and the like.
Examples of the rust inhibitor include acidic sulfites, sodium thiosulfate, ammonium thiodiglycolate, diisopropylammonium nitrite, pentaerythritol tetranitrate, and dicyclohexylammonium nitrite.
次に、インクジェットヘッドについて説明する。
図1は、インクジェットヘッドの一例の要素拡大図である。各インクジェットヘッドはピエゾ型のものであり、インク供給口(不図示)と、共通液室1bとなる彫り込みを形成したフレーム10と、流体抵抗部2aと、彫り込み形成された加圧液室2bと、ノズル3aに連通する連通口2cを形成した流路板20と、多数のノズル3aが形成されたノズルプレート30と、ベース40に固定され、上記のヘッドドライバから駆動波形が印加される積層圧電素子50と、積層圧電素子50と接合する凸部6a、ダイヤフラム部6b及びインク流入口6cを有する振動板60と、積層圧電素子50と振動板60とを接着する接着層70とを備えている。なお、各インクジェットヘッドは、ピエゾ型に限らず、サーマル型、静電型等でもよい。
ノズルプレート30は、金属材料、例えば、電鋳工法によるNiメッキ膜等で形成されたものである。このノズルプレート30のインク吐出面側表面(液滴吐出面側表面)に、本発明に係る撥インク層3b(撥液層)が形成されている。
Next, the ink jet head will be described.
FIG. 1 is an enlarged view of an example of an inkjet head. Each ink jet head is of a piezo type, and includes an ink supply port (not shown), a
The nozzle plate 30 is formed of a metal material, for example, an Ni plating film by an electroforming method. The ink repellent layer 3b (liquid repellent layer) according to the present invention is formed on the ink discharge surface side surface (droplet discharge surface side surface) of the nozzle plate 30.
<ノズルプレート>
前記インクジェットヘッドのノズルプレート面には、低表面張力の高浸透性インクに対しても十分な撥インク性を保持するために撥インク層を設ける。撥インク層はノズル板上に、PTFE/Ni共析メッキ、フッ素樹脂の電着塗装、蒸発性のあるフッ素樹脂(例えばフッ化ピッチなど)の蒸着、シリコーン樹脂やフッ素系樹脂の塗布(スピンコート、ロールコート、ディッピングなど)、印刷等により形成する。
撥インク層の材料としては、フッ素系撥水付与剤、特にフッ素系シランカップリング剤が極めて高い撥インク性を有するので好ましい。更にフッ素系シランカップリング剤との結合点となる水酸基を多く存在させて密着性を向上させるために、ノズル基板と撥インク層の間に無機酸化物層を設ける場合もある。無機酸化物層にはSiO2、TiO2などが用いられ、膜厚は10〜2000Åが好ましく、更に好ましくは100〜1000Åである。
また、フッ素系シランカップリング剤の種類は特に限定されないが、好ましい例として、変性パーフルオロポリオキセタン(ダイキン工業製オプツールDSX)が挙げられる。この場合、膜厚は1〜200Åが好ましく、より好ましくは10〜100Åである。
フッ素系シランカップリング剤による撥インク層は、下地層と化学結合が形成されているので、機械的な耐久性は高いが、インク接液のように結合が切れるような化学的なハザードに対しては十分な耐久性を持ち合わせていないため、本発明のインクを用いることによりインク接液性が大幅に改善される。
<Nozzle plate>
An ink repellent layer is provided on the nozzle plate surface of the inkjet head in order to maintain sufficient ink repellency even for highly penetrating ink with low surface tension. The ink repellent layer is coated on the nozzle plate with PTFE / Ni eutectoid plating, fluororesin electrodeposition coating, evaporation of fluororesin (such as fluorinated pitch), and application of silicone resin or fluororesin (spin coating) , Roll coating, dipping, etc.), printing, etc.
As a material for the ink repellent layer, a fluorine-based water repellent agent, particularly a fluorine-based silane coupling agent is preferable because it has extremely high ink repellency. Further, an inorganic oxide layer may be provided between the nozzle substrate and the ink repellent layer in order to improve adhesion by making many hydroxyl groups serving as bonding points with the fluorine-based silane coupling agent. The inorganic oxide layer SiO 2, TiO 2, etc. is used, the film thickness is preferably from 10~2000A, more preferably from 100 to 1000 Å.
The type of fluorine-based silane coupling agent is not particularly limited, but a preferred example is modified perfluoropolyoxetane (Optool DSX manufactured by Daikin Industries). In this case, the film thickness is preferably 1 to 200 mm, more preferably 10 to 100 mm.
The ink-repellent layer made of a fluorinated silane coupling agent has a chemical bond with the underlying layer, so it has high mechanical durability, but it is resistant to chemical hazards that break the bond like ink contact. Therefore, the ink wettability is greatly improved by using the ink of the present invention.
フッ素系界面活性剤及びエーテル系ウレタン樹脂エマルジョンに加え、更にエステル・エーテル系ウレタン樹脂エマルジョンを含むインクは、エステル・エーテル系ウレタン樹脂エマルジョンを含まないインクに比べ、フッ素系シランカップリング剤を含む撥インク層が形成されたノズル面にインクが固着せず、その結果、吐出も安定化する。
これは、エステル・エーテル系ウレタン樹脂エマルジョンは、フッ素系界面活性剤との相互作用が特に強いため、ノズル面に沈着した樹脂エマルジョンが、ワイピングにより擦り取られる場合、ノズル面に吸着していたフッ素系界面活性剤も一緒に剥がし取ることができ、フッ素系界面活性剤がノズル面に残らないためであると考えられる。
したがって、本発明によれば、乾燥インクの付着や固着に伴う撥インク性の低下による吐出不良を改善し、信頼性の高い状態で使用することができるインクジェット記録用インク、特に極めて高い撥インク性を有するフッ素系シランカップリング剤を含むノズル撥インク層に対しても有効なインクジェット記録用インクを提供できる。また、該インクを用いたインクジェット記録方法、インクカートリッジ及び記録物を提供できる。
更に、請求項2の発明によれば、ノズルへのインク固着防止を防ぐ効果が大きいため、吐出に乱れがなくなる。
In addition to fluorine surfactants and ether urethane resin emulsions, inks that contain ester / ether urethane resin emulsions also contain repellents that contain fluorine silane coupling agents compared to inks that do not contain ester / ether urethane resin emulsions. Ink does not adhere to the nozzle surface on which the ink layer is formed, and as a result, ejection is also stabilized.
This is because the ester / ether urethane resin emulsion has a particularly strong interaction with the fluorosurfactant, so when the resin emulsion deposited on the nozzle surface is scraped off by wiping, the fluorine adsorbed on the nozzle surface This is considered to be because the fluorosurfactant can also be peeled off together and the fluorosurfactant does not remain on the nozzle surface.
Therefore, according to the present invention, ink jet recording ink that can be used in a highly reliable state with improved ejection failure due to a decrease in ink repellency associated with adhesion or adhesion of dry ink, particularly extremely high ink repellency. An ink for ink jet recording can be provided which is effective even for a nozzle ink repellent layer containing a fluorine-based silane coupling agent having the above. In addition, an ink jet recording method, an ink cartridge, and a recorded matter using the ink can be provided.
Further, according to the invention of claim 2, since the effect of preventing the ink sticking to the nozzle is great, there is no disturbance in ejection.
以下、実施例及び比較例を示して本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。なお、「部」「固形分%」「水分散体%」は何れも重量基準である。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are shown and this invention is demonstrated further more concretely, this invention is not limited by these Examples. “Part”, “% solid content”, and “% aqueous dispersion” are all based on weight.
〔顔料分散体の調整〕
<顔料分散体C1>
下記処方の材料を用い、下記構造式(5)で表される分散剤を水に加えて溶解し、HELIOGENBlue D7079を混合・攪拌して充分に湿潤したところで、混練装置であるダイノーミルKDL A型(WAB製)に、φ0.5mmジルコニアビーズを充填して、2000rpmで60分間混練を行った。ミルベースを取り出して1μmのフィルターでろ過し、顔料分散体C1を得た。
・顔料:HELIOGENBlue D7079 15.0部
(C.I.ピグメント ブルー 15:3、BASFジャパン製)
・下記構造式(5)で表される分散剤 5.0部
<Pigment dispersion C1>
Using a material having the following formulation, a dispersant represented by the following structural formula (5) was added to water, dissolved, and mixed and stirred with HELIOGENBlue D7079. (WAB) was filled with φ0.5 mm zirconia beads and kneaded at 2000 rpm for 60 minutes. The mill base was taken out and filtered through a 1 μm filter to obtain a pigment dispersion C1.
Pigment: HELIOGENBlue D7079 15.0 parts (CI Pigment Blue 15: 3, manufactured by BASF Japan)
-5.0 parts of a dispersant represented by the following structural formula (5)
<顔料分散体C2>
分散剤を下記構造式(6)〔前記構造式(4)において、l=0、k=50のもの)で表されるものに変えた点以外は顔料分散体C1と同様にして顔料分散体C2を作製した。
The pigment dispersion is the same as the pigment dispersion C1, except that the dispersant is changed to the one represented by the following structural formula (6) (in the above structural formula (4), 1 = 0, k = 50). C2 was produced.
<顔料分散体Y1>
顔料をTONER YELLOW 3GP(C.I.ピグメント イエロー 155、クラリアント・ジャパン製)に変えた点以外は、顔料分散体C1と同様にして顔料分散体Y1を作製した。
<Pigment dispersion Y1>
A pigment dispersion Y1 was produced in the same manner as the pigment dispersion C1, except that the pigment was changed to TONER YELLOW 3GP (CI Pigment Yellow 155, manufactured by Clariant Japan).
<顔料分散体Y2>
顔料をHANSA Yellow 5GX01(C.I.ピグメント イエロー 74、クラリアント・ジャパン製)に変え、分散剤を前記構造式(6)で表されるものに変えた点以外は、顔料分散体C1と同様にして顔料分散体Y2を作製した。
<Pigment dispersion Y2>
Except that the pigment was changed to HANSA Yellow 5GX01 (CI Pigment Yellow 74, manufactured by Clariant Japan) and the dispersant was changed to the one represented by the structural formula (6), the same as in the pigment dispersion C1. Thus, a pigment dispersion Y2 was produced.
<顔料分散体M1>
顔料をHOSTAPERM PINK EB Trans.(C.I.ピグメント レッド 122、クラリアント・ジャパン製)に変え、分散剤を構造式(6)で表されるものに変えた点以外は、顔料分散体C1と同様にして顔料分散体M1を作製した。
<Pigment dispersion M1>
Pigment was treated with HOSTAPERM PINK EB Trans. (C.I. Pigment Red 122, manufactured by Clariant Japan), except that the dispersant was changed to that represented by the structural formula (6), the pigment dispersion M1 was changed in the same manner as the pigment dispersion C1. Produced.
<顔料分散体M2>
顔料をCINQUASIA PACIFIC Red 2020(C.I.ピグメント バイオレット19、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ製)に変え、分散剤を構造式(6)で表されるものに変えた点以外は、顔料分散体C1と同様にして顔料分散体M2を作製した。
<Pigment dispersion M2>
Except that the pigment was changed to CINQUASIA PACIFIC Red 2020 (CI Pigment Violet 19, manufactured by Ciba Specialty Chemicals) and the dispersant was changed to that represented by the structural formula (6), pigment dispersion C1 and Similarly, a pigment dispersion M2 was produced.
実施例1
下記処方の材料を用い、顔料分散体C1以外の材料をイオン交換水に溶解し、ビヒクルを作成して充分に攪拌した後、顔料分散体C1と混合し、1μmのフィルターでろ過して、インクジェット記録用シアンインクを得た。
<インク処方>
・顔料分散体C1 30部
・スーパーフレックス150 3部
(エステル・エーテル系ウレタン樹脂エマルジョン、固形分30%、第一工業製薬製)
・スーパーフレックス110 5部
(エーテル系ウレタン樹脂エマルジョン、固形分30%、第一工業製薬製)
・フタージェント110 1部
(フッ素系界面活性剤C12H4F11−O−SO3Na、株式会社ネオス製)
・グリセリン 12部
・D−ソルビトール 12部
・トリエタノールアミン 0.1部
・プロキセルLV(アベシア社製、防腐防黴剤) 0.1部
・イオン交換水 36.8部
Example 1
Using materials of the following formulation, materials other than the pigment dispersion C1 are dissolved in ion-exchanged water, a vehicle is prepared and sufficiently stirred, then mixed with the pigment dispersion C1, filtered through a 1 μm filter, and inkjet A cyan ink for recording was obtained.
<Ink prescription>
・ Pigment dispersion C1 30 parts ・ Superflex 150 3 parts (Ester / ether urethane resin emulsion, solid content 30%, manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku)
・ Superflex 110 5 parts (ether urethane resin emulsion, solid content 30%, manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku)
· FTERGENT 110 1 part (fluorine surfactant C 12 H 4 F 11 -O- SO 3 Na, Ltd. Neos)
・ Glycerin 12 parts ・ D-sorbitol 12 parts ・ Triethanolamine 0.1 part ・ Proxel LV (manufactured by Avecia, antiseptic / antifungal agent) 0.1 part ・ Ion-exchanged water 36.8 parts
実施例2
下記処方の材料を用い、実施例1と同様にしてインクジェット記録用イエローインクを得た。
<インク処方>
・顔料分散体Y1 30部
・スーパーフレックス126 2部
(エステル・エーテル系ウレタン樹脂エマルジョン、固形分30%、第一工業製薬製)
・W−6061 3部
(エーテル系ウレタン樹脂エマルジョン、固形分35%、三井武田ケミカル社製)
・ポリフォックスPF−156A 2部
〔構造式(2)、Rf:−CF2CF3、M:アンモニウム、q=6、固形分30%
オムノバ社製〕
・グリセリン 5部
・1,5−ペンタンジオール 15部
・2−アミノ−2−エチル−1,3−プロパンジオール 0.2部
・プロキセルLV(アベシア社製、防腐防黴剤) 0.1部
・イオン交換水 42.7部
Example 2
A yellow ink for ink jet recording was obtained in the same manner as in Example 1 using materials having the following formulation.
<Ink prescription>
・ Pigment dispersion Y1 30 parts ・ Superflex 126 2 parts (Ester / ether urethane resin emulsion, solid content 30%, manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku)
・ W-6061 3 parts (ether urethane resin emulsion, solid content 35%, manufactured by Mitsui Takeda Chemical)
Poly Fox PF-156A 2 parts [structural formula (2), Rf: -CF 2 CF 3, M: ammonium, q = 6, 30% solids
(Omnova)
-Glycerin 5 parts-1,5-pentanediol 15 parts-2-amino-2-ethyl-1,3-propanediol 0.2 parts-Proxel LV (Abesia, antiseptic / antifungal agent) 0.1 parts Ion-exchanged water 42.7 parts
実施例3
下記処方の材料を用い、実施例1と同様にしてインクジェット記録用ブラックインクを得た。
<インク処方>
・CAB−O−JET300 50部
(自己分散型カーボンブラック分散体、キャボット社製)
・スーパーフレックス361 3部
(エステル・エーテル系ウレタン樹脂エマルジョン、固形分25%、第一工業製薬製)
・スーパーフレックス110 3部
(エーテル系ウレタン樹脂エマルジョン、固形分30%、第一工業製薬製)
・ポリフォックスPF−156A 3部
〔構造式(2)、Rf:−CF2CF3、M:アンモニウム、q=6、固形分30%
オムノバ社製〕
・グリセリン 5部
・プロピレングリコール 15部
・ジョンクリル632 3部
(アクリル系樹脂エマルジョン、固形分42%、BASFジャパン製)
・水酸化リチウム 0.1部
・プロキセルLV(アベシア社製、防腐防黴剤) 0.1部
・イオン交換水 17.8部
Example 3
A black ink for ink jet recording was obtained in the same manner as in Example 1 using materials having the following formulation.
<Ink prescription>
-50 parts of CAB-O-JET300 (self-dispersing carbon black dispersion, manufactured by Cabot Corporation)
・ Superflex 361 3 parts (Ester / ether urethane resin emulsion, solid content 25%, manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku)
・ Superflex 110 3 parts (ether urethane resin emulsion, solid content 30%, manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku)
Poly Fox PF-156A 3 parts [structural formula (2), Rf: -CF 2 CF 3, M: ammonium, q = 6, 30% solids
(Omnova)
・ Glycerin 5 parts ・ Propylene glycol 15 parts ・ Johncrill 632 3 parts (acrylic resin emulsion, solid content 42%, manufactured by BASF Japan)
・ Lithium hydroxide 0.1 part ・ Proxel LV (manufactured by Avecia, antiseptic / antifungal agent) 0.1 part ・ Ion-exchanged water 17.8 parts
実施例4
下記処方の材料を用い、実施例1と同様にしてインクジェット記録用マゼンタインクを得た。
<インク処方>
・顔料分散体M1 50部
・スーパーフレックス150H 1.5部
(エステル・エーテル系ウレタン樹脂エマルジョン、固形分30%、第一工業製薬製)
・W−5661 1.5部
(エーテル系ウレタン樹脂エマルジョン、固形分35%、三井武田ケミカル社製)
・ゾニールFS−300 2部
〔構造式(3)、r=1〜7、s=1、固形分40%、デュポン社製〕
・尿素 7部
・テトラメチロールプロパン 14部
・2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール 2部
・プロキセルLV(アベシア社製、防腐防黴剤) 0.1部
・イオン交換水 21.9部
Example 4
A magenta ink for ink jet recording was obtained in the same manner as in Example 1 using materials having the following formulation.
<Ink prescription>
・
・ W-5661 1.5 parts (ether urethane resin emulsion, solid content 35%, manufactured by Mitsui Takeda Chemical Co., Ltd.)
・ Zonyl FS-300 2 parts [Structural Formula (3), r = 1-7, s = 1,
・ Urea 7 parts ・ Tetramethylolpropane 14 parts ・ 2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol 2 parts ・ Proxel LV (manufactured by Avecia, antiseptic / antifungal agent) 0.1 part ・ Ion-exchanged water 21. 9 copies
実施例5
下記処方の材料を用い、実施例1と同様にしてインクジェット記録用マゼンタインクを得た。
<インク処方>
・顔料分散体M2 50部
・スーパーフレックス126 3部
(エステル・エーテル系ウレタン樹脂エマルジョン、固形分30%、第一工業製薬製)
・スーパーフレックス110 5部
(エーテル系ウレタン樹脂エマルジョン、固形分30%、第一工業製薬製)
・ゾニールFS−300 2.5部
〔構造式(3)、r=1〜7、s=1、固形分40%、デュポン社製〕
・グリセリン 8部
・ジエチレングリコールモノブチルエーテル 24部
・ジョンクリル7100 5部
(スチレン−アクリル樹脂エマルジョン、固形分48%、BASFジャパン製)
・プロキセルLV 0.1部
・イオン交換水 2.4部
Example 5
A magenta ink for ink jet recording was obtained in the same manner as in Example 1 using materials having the following formulation.
<Ink prescription>
・
・ Superflex 110 5 parts (ether urethane resin emulsion, solid content 30%, manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku)
・ Zonyl FS-300 2.5 parts [Structural Formula (3), r = 1-7, s = 1,
・ Glycerin 8 parts ・ Diethylene glycol monobutyl ether 24 parts ・ Johncrill 7100 5 parts (styrene-acrylic resin emulsion, solid content 48%, manufactured by BASF Japan)
・ Proxel LV 0.1 part ・ Ion-exchanged water 2.4 part
実施例6
下記処方の材料を用い、実施例1と同様にしてインクジェット記録用シアンインクを得た。
<インク処方>
・顔料分散体C2 30部
・スーパーフレックス126 1.5部
(エステル・エーテル系ウレタン樹脂エマルジョン、固形分30%、第一工業製薬製)
・W−5661 2.5部
(エーテル系ウレタン樹脂エマルジョン、固形分35%、三井武田ケミカル社製)
・ポリフォックスPF−136A 1.5部
〔構造式(2)、Rf:−CF3、M:アンモニウム、q=6、固形分30%
オムノバ社製〕
・グリセリン 5部
・3−メチル−1,3−ブタンジオール 15部
・2−エチル−1,3−ヘキサンジオール 2部
・ルミフロンFE4500 2部
(フッ素系樹脂エマルジョン、固形分50%、旭硝子社製)
・トリエタノールアミン 0.1部
・プロキセルLV(アベシア社製、防腐防黴剤) 0.1部
・イオン交換水 40.3部
Example 6
A cyan ink for ink jet recording was obtained in the same manner as in Example 1 using materials having the following formulation.
<Ink prescription>
-Pigment dispersion C2 30 parts-Superflex 126 1.5 parts (Ester / ether urethane resin emulsion, solid content 30%, manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku)
・ W-5661 2.5 parts (ether urethane resin emulsion, solid content 35%, manufactured by Mitsui Takeda Chemical Co., Ltd.)
Poly Fox PF-136A 1.5 parts [structural formula (2), Rf: -CF 3 , M: ammonium, q = 6, 30% solids
(Omnova)
・ Glycerin 5 parts ・ 3-methyl-1,3-butanediol 15 parts ・ 2-ethyl-1,3-hexanediol 2 parts ・ Lumiflon FE4500 2 parts (fluorine resin emulsion,
・ Triethanolamine 0.1 part ・ Proxel LV (manufactured by Avecia, antiseptic / antifungal agent) 0.1 part ・ Ion-exchanged water 40.3 part
実施例7
下記処方の材料を用い、実施例1と同様にしてインクジェット記録用イエローインクを得た。
<インク処方>
・顔料分散体Y2 30部
・スーパーフレックス126 1.5部
(エステル・エーテル系ウレタン樹脂エマルジョン、固形分30%、第一工業製薬製)
・W−5661 4部
(エーテル系ウレタン樹脂エマルジョン、固形分35%、三井武田ケミカル社製)
・ポリフォックスPF−151N 1部
〔構造式(1)R1はH、Rf:−CF2CF3、m=20、n+p=4〜8、
固形分50%、オムノバ社製〕
・グリセリン 12部
・1,6−ヘキサンジオール 18部
・2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール 2部
・DOW CORNING TORAY L−7604 1部
(ポリエーテル変性シリコーンオイル、東レ・ダウコーニング社製)
・2−アミノ−2−エチル−1,3−プロパンジオール 0.2部
・プロキセルLV 0.1部
・イオン交換水 30.2部
Example 7
A yellow ink for ink jet recording was obtained in the same manner as in Example 1 using materials having the following formulation.
<Ink prescription>
-Pigment dispersion Y2 30 parts-Superflex 126 1.5 parts (Ester / ether urethane resin emulsion, solid content 30%, manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku)
・ W-5661 4 parts (ether urethane resin emulsion, solid content 35%, manufactured by Mitsui Takeda Chemical Co., Ltd.)
Poly Fox PF-151N 1 part [structural formula (1) R 1 is H, Rf: -CF 2 CF 3 , m = 20, n + p = 4~8,
(50% solid content, made by Omninova)
・ Glycerin 12 parts ・ 1,6-hexanediol 18 parts ・ 2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol 2 parts ・ DOW CORNING TORAY L-7604 1 part (Polyether-modified silicone oil, Toray Dow Corning (Made by company)
2-amino-2-ethyl-1,3-propanediol 0.2 part Proxel LV 0.1 part Ion-exchanged water 30.2 parts
実施例8
下記処方の材料を用い、実施例1と同様にしてインクジェット記録用マゼンタインクを得た。
<インク処方>
・顔料分散体M1 50部
・スーパーフレックス126 2部
(エステル・エーテル系ウレタン樹脂エマルジョン、30%水分散体、第一工業製薬製)
・W−5661 3部
(エーテル系ウレタン樹脂エマルジョン、35%水分散体、三井武田ケミカル社製)
・ポリフォックスPF−151N 1部
〔構造式(1)R1はH、Rf:−CF2CF3、m=20、n+p=4〜8、
固形分50%、オムノバ社製〕
・グリセリン 7部
・1,3−ブタンジオール 21部
・2−エチル−1,3−ヘキサンジオール 2部
・AP4710 3部
(アクリルシリコン樹脂エマルジョン、昭和高分子社製)
・KF−353 1部
(ポリエーテル変性シリコーンオイル、信越化学社製)
・2−アミノ−2−エチル−1,3−プロパンジオール 0.2部
・プロキセルLV(アベシア社製、防腐防黴剤) 0.1部
・イオン交換水 9.7部
Example 8
A magenta ink for ink jet recording was obtained in the same manner as in Example 1 using materials having the following formulation.
<Ink prescription>
・
-W-5661 3 parts (ether urethane resin emulsion, 35% aqueous dispersion, manufactured by Mitsui Takeda Chemical Co., Ltd.)
Poly Fox PF-151N 1 part [structural formula (1) R 1 is H, Rf: -CF 2 CF 3 , m = 20, n + p = 4~8,
(50% solid content, made by Omninova)
・ Glycerol 7 parts ・ 1,3-butanediol 21 parts ・ 2-ethyl-1,3-hexanediol 2 parts ・ AP4710 3 parts (acrylic silicone resin emulsion, manufactured by Showa Polymer Co., Ltd.)
・ KF-353 1 part (Polyether-modified silicone oil, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)
・ 0.2 parts of 2-amino-2-ethyl-1,3-propanediol ・ 0.1 part of Proxel LV (manufactured by Avecia, antiseptic / antifungal agent) 9.7 parts of ion-exchanged water
比較例1
実施例4のゾニールFS−300を、ディスパノールTOC(ポリオキシアルキレン誘導体、固形分100%、日本油脂製)に変えた点以外は、実施例4と同様にして、インクジェット記録用マゼンタインクを得た。
Comparative Example 1
A magenta ink for ink-jet recording is obtained in the same manner as in Example 4 except that Zonyl FS-300 of Example 4 is changed to Dispanol TOC (polyoxyalkylene derivative, solid content: 100%, manufactured by NOF Corporation). It was.
比較例2
実施例7のポリフォックスPF−151Nを、サーフィノール465(アセチレン系界面活性剤、固形分100%、日信化学工業製)に変えた点以外は、実施例7と同様にして、インクジェット記録用イエローインクを得た。
Comparative Example 2
For inkjet recording in the same manner as in Example 7 except that Polyfox PF-151N in Example 7 was changed to Surfynol 465 (acetylene surfactant, solid content: 100%, manufactured by Nissin Chemical Industry). A yellow ink was obtained.
比較例3
実施例6のW−5661(エーテル系ウレタン樹脂エマルジョン)を添加しなかった点以外は、実施例6と同様にして、インクジェット記録用シアンインクを得た。
Comparative Example 3
A cyan ink for ink jet recording was obtained in the same manner as in Example 6 except that W-5661 (ether urethane resin emulsion) of Example 6 was not added.
比較例4
実施例6のスーパーフレックス126(エステル・エーテル系ウレタン樹脂エマルジョン)を添加しなかった点以外は、実施例6と同様にして、インクジェット記録用シアンインクを得た。
Comparative Example 4
A cyan ink for inkjet recording was obtained in the same manner as in Example 6 except that Superflex 126 (ester / ether urethane resin emulsion) of Example 6 was not added.
比較例5
実施例2のスーパーフレックス126(エステル・エーテル系ウレタン樹脂エマルジョン)を添加しなかった点以外は、実施例2と同様にして、インクジェット記録用イエローインクを得た。
Comparative Example 5
A yellow ink for inkjet recording was obtained in the same manner as in Example 2 except that Superflex 126 (ester / ether urethane resin emulsion) in Example 2 was not added.
比較例6
実施例3のスーパーフレックス361(エステル・エーテル系ウレタン樹脂エマルジョン)を添加しなかった点以外は、実施例3と同様にして、インクジェット記録用ブラックインクを得た。
Comparative Example 6
A black ink for ink jet recording was obtained in the same manner as in Example 3 except that Superflex 361 (ester / ether urethane resin emulsion) of Example 3 was not added.
上記実施例1〜8及び比較例1〜6のインク物性を表1に記載する。なお、測定方法は以下のとおりである。
(1)粘度
東機産業製RC−500を用い、作成直後(初期)及び50℃で1ヶ月放置後(経時)のインクについて25℃で測定した。表中の変化率は、初期の粘度に対する経時の粘度の変化率(%)である。変化率が±10%以内であれば保存安定性は良好、±10%を超えるものは保存安定性不良と判断できる。
(2)表面張力
協和界面科学製CBVP−Z型を用い、作成直後(初期)のインクについて25℃で測定した。
(3)pH
新電元工業製pH BOY−P2を用い、作成直後(初期)のインクについて25℃で測定した。
Table 1 shows the ink physical properties of Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 6. The measurement method is as follows.
(1) Viscosity Using RC-500 manufactured by Toki Sangyo, ink was measured at 25 ° C. immediately after preparation (initial) and after being left at 50 ° C. for 1 month (time). The change rate in the table is the change rate (%) of the viscosity with time relative to the initial viscosity. If the rate of change is within ± 10%, the storage stability is good, and if it exceeds ± 10%, it can be judged that the storage stability is poor.
(2) Surface tension Using a CBVP-Z type manufactured by Kyowa Interface Science, the ink immediately after preparation (initial) was measured at 25 ° C.
(3) pH
Measurement was performed at 25 ° C. for the ink immediately after preparation (initial stage) using Shin Dengen Kogyo pH BOY-P2.
実施例α
プリンターヘッドのノズルプレートを、ポリイミドフィルム(デュポン製カプトン 粒子添加無し)上に、スパッタリング法で厚さ約10ÅのSiO2層を形成した後、真空蒸着法で厚さ約50Åの変性パーフルオロポリオキセタン(ダイキン工業製オプツールDSX)の撥インク層を形成し、ポリイミドフィルム側からエキシマレーザーでノズル孔加工を行って作製した。
Example α
The nozzle plate of the printer head is formed on a polyimide film (without DuPont Kapton particles added) by forming a SiO 2 layer having a thickness of about 10 mm by sputtering, and then modified perfluoropolyoxetane having a thickness of about 50 mm by vacuum evaporation. An ink repellent layer of (Optool DSX manufactured by Daikin Industries, Ltd.) was formed, and nozzle holes were processed with an excimer laser from the polyimide film side.
比較例α
Ni電鋳ノズル表面上に、シリコーンレジン(東レダウコーニングシリコーン社製、SR2411)をディスペンサで塗布して、厚さ1.2μmのシリコーン層を形成した。
この際、ノズル孔及びノズル板裏面を水溶性樹脂でマスキングし、シリコーン層形成後、剥離除去し、次いで、そのまま常温で2日間放置し、硬化させて撥インク層とした。
Comparative Example α
On the surface of the Ni electroforming nozzle, a silicone resin (SR 2411 manufactured by Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd.) was applied with a dispenser to form a silicone layer having a thickness of 1.2 μm.
At this time, the nozzle hole and the back surface of the nozzle plate were masked with a water-soluble resin, and after the silicone layer was formed, it was peeled and removed, and then left to stand at room temperature for 2 days and cured to form an ink repellent layer.
上記の方法で作製したノズルプレートをプリンター(リコー製IPSiO G707)にセットし、実施例及び比較例のインクジェット記録用インクをインクカートリッジに充填してセットし、以下の方法で吐出安定性及びノズル面固着評価を実施した。
<吐出安定性評価>
上記ノズルプレートをセットしたプリンターを用いて10分間連続印字を行い、ヘッド面にインクが付着した状態で保湿キャップをしてプリンターを50℃60%RH環境下で1ヶ月間放置した後、クリーニングを実施して放置前と同等に復帰させた。その後、以下の条件で間歇印写試験を行ない吐出安定性を評価した。
即ち、以下の印刷パターンチャートを20枚連続で印字後、20分間印字を実施しない休止状態にし、これを50回繰り返し、累計で1000枚印写後、もう1枚同じチャートを印写した時の5%チャートベタ部の筋、白抜け、噴射乱れの有無を調べた。評価は目視により下記の基準で行った。なお、印刷パターンは、紙面全面積中、各色印字面積が5%であるチャートにおいて、各インクを100%dutyで印字した。印字条件は、記録密度360dpi、ワンパス印字とした。
評価基準は次のとおりでありランクAのみが許容範囲である。評価結果を表2に示す。
〔評価基準〕
A:ベタ部にスジ、白抜け、噴射乱れが無い。
B:ベタ部にスジ、白抜け、噴射乱れが若干認められる。
C:ベタ部全域にわたってスジ、白抜け、噴射乱れが認められる。
The nozzle plate produced by the above method is set in a printer (IPSiO G707 manufactured by Ricoh), the ink for ink jet recording of Examples and Comparative Examples is filled and set in an ink cartridge, and the ejection stability and nozzle surface are as follows. Adhesion evaluation was performed.
<Discharge stability evaluation>
Print continuously for 10 minutes using the printer with the nozzle plate set, put a moisturizing cap with the ink on the head surface, leave the printer in a 50 °
That is, after printing the following print pattern charts continuously for 20 sheets, the printer is put into a pause state in which printing is not performed for 20 minutes. This is repeated 50 times, and after a total of 1000 sheets are printed, the same chart is printed again. The presence or absence of streaks, white spots, and jet disturbances in the 5% chart solid part was examined. The evaluation was performed visually according to the following criteria. In addition, the printing pattern printed each ink at 100% duty in a chart in which each color printing area is 5% in the entire area of the paper. The printing conditions were a recording density of 360 dpi and one-pass printing.
The evaluation criteria are as follows, and only rank A is an allowable range. The evaluation results are shown in Table 2.
〔Evaluation criteria〕
A: There are no streaks, white spots, or jet disturbance in the solid part.
B: Streaks, white spots, and jet disturbance are slightly observed in the solid portion.
C: Streaks, white spots, and jet turbulence are observed throughout the solid portion.
<ノズル面固着評価>
プリンターを恒温恒湿槽に入れ、槽内の環境を温度32℃、湿度30%に設定し、下記の印刷パターンチャートを20枚連続で印字後、20分間印字を実施しない休止状態にし、これを50回繰り返し、累計で1,000枚印写後、ノズルプレートを顕微鏡で観察し、固着の有無を判断した。
なお、印刷パターンは、紙面全面積中、各色印字面積が5%であるチャートにおいて、各インクを100%dutyで印字した。印字条件は、記録密度300dpi、ワンパス印字とした。評価基準は次のとおりであり、ランクAのみが許容範囲である。評価結果を表2に示す。
〔評価基準〕
A:ノズル近傍に固着なし
B:ノズル近傍に固着あり
C:ノズルプレート全面に固着あり
<Nozzle surface adhesion evaluation>
Put the printer in a constant temperature and humidity chamber, set the environment in the bath to a temperature of 32 ° C and a humidity of 30%. After printing the following print pattern charts continuously for 20 sheets, put the printer into a resting state in which printing is not performed for 20 minutes. It was repeated 50 times, and after a total of 1,000 copies were printed, the nozzle plate was observed with a microscope to determine the presence or absence of sticking.
In addition, the printing pattern printed each ink at 100% duty in a chart in which each color printing area is 5% in the entire area of the paper. The printing conditions were a recording density of 300 dpi and one-pass printing. The evaluation criteria are as follows, and only rank A is an allowable range. The evaluation results are shown in Table 2.
〔Evaluation criteria〕
A: No sticking near the nozzle
B: There is sticking near the nozzle
C: Adhering to the entire surface of the nozzle plate
上記の結果から、フッ素系樹脂(変性パーフルオロポリオキセタン)からなる撥インク層を有するインクジェットヘッドに対し、実施例1〜8のインクは、フッ素系界面活性剤を含まない比較例1〜2のインクに比べ、吐出安定性及び固着評価に優れており、また、エーテル系ウレタン樹脂エマルジョンを含まない比較例3のインクに比べ、吐出安定性に優れており、更に、エステル・エーテル系ウレタン樹脂エマルジョンを含まない比較例4〜6のインクに比べ、吐出安定性及び固着評価に優れていることが分かった。 Based on the above results, the inks of Examples 1 to 8 are those of Comparative Examples 1 and 2 that do not contain a fluorosurfactant, with respect to the inkjet head having an ink repellent layer made of a fluororesin (modified perfluoropolyoxetane). Compared with ink, it has superior ejection stability and sticking evaluation, and it has superior ejection stability compared with the ink of Comparative Example 3 that does not contain an ether-based urethane resin emulsion. Furthermore, it is an ester / ether-based urethane resin emulsion. As compared with the inks of Comparative Examples 4 to 6 that do not contain, it was found that the ejection stability and the adhesion evaluation were excellent.
1b 共通液室
2a 流体抵抗部
2b 加圧液室
2c 連通口
3a ノズル
6a 凸部
6b ダイヤフラム部
6c インク流入口
10 フレーム
20 流路板
30 ノズルプレート
40 ベース
50 積層圧電素子
60 振動板
70 接着層
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