JP2015030788A - Inkjet ink, ink cartridge, and inkjet recording device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インクジェット用インク、これを用いたインクカートリッジ及びインクジェット記録装置に関する。 The present invention relates to an ink jet ink, an ink cartridge using the ink, and an ink jet recording apparatus.
水性顔料インクジェット用インクは、普通紙への印字において、滲みが少なく、高画像濃度、裏抜けが少ないなどのメリットがある。しかし、普通紙への印刷において、写真や図等のインク付着量の多いものの場合、印刷直後に普通紙がバックカール(バックカールとは、印字面と反対側に紙が反る現象を言う。)し易い。印字直後に普通紙がバックカールすると、インクジェットプリンタ中の紙搬送工程で紙搬送不良が生じる。特に高速印刷や両面印刷直後に紙がバックカールしていると、紙搬送は非常に困難である。
そこで、前記インク付着量の多いものの場合もできるだけバックカールが少ないインクジェット用インクが望まれている。特に、ラインヘッド搭載の高速インクジェットプリンタでは、そのニーズがシリアルプリンターに比べて一段と高い。
紙のカールを抑える公知技術としては、インクで記録するに先立って紙にアルコール液を付与し、記録位置では紙が実質的に乾燥した状態に至らしめ、その後にインクで記録する方法が提案されている(特許文献1)。この文献には、紙のセルロース繊維間の水素結合による結合点に存在する水酸基にアルコール液の水酸基を結合させ、アルコール液の疎水基部分でインク中の水分子をブロックするとあるが、高速印刷で水系インクが多量に打ち込まれた場合は効果がなく、印字直後のカール抑制はできていない。
The aqueous pigment ink-jet ink has advantages such as less bleeding, high image density, and less show-through in printing on plain paper. However, in the case of printing on plain paper, when the amount of ink attached is large, such as a photograph or a figure, the plain paper is back curled immediately after printing (back curl is a phenomenon in which the paper is warped on the side opposite to the printing surface. ) Easy to do. If the plain paper is back-curled immediately after printing, a paper conveyance failure occurs in the paper conveyance process in the inkjet printer. In particular, if the paper is back curled immediately after high-speed printing or double-sided printing, paper conveyance is very difficult.
Therefore, there is a demand for an ink jet ink that has as little back curl as possible even in the case where the ink adhesion amount is large. In particular, the need for a high-speed inkjet printer with a line head is higher than that of a serial printer.
As a known technique for suppressing the curling of paper, a method is proposed in which an alcohol liquid is applied to paper prior to recording with ink, the paper is substantially dried at the recording position, and then recording with ink is performed. (Patent Document 1). In this document, the hydroxyl group of the alcohol liquid is bonded to the hydroxyl group present at the bonding point due to hydrogen bonding between the cellulose fibers of the paper, and the water molecules in the ink are blocked at the hydrophobic group portion of the alcohol liquid. When a large amount of water-based ink is applied, there is no effect, and curling suppression immediately after printing cannot be achieved.
また、インク及びインクと反応する反応液を吐出する記録方法であって、インクで記録するデータと同じデータにより、インクで記録される反対面の記録媒体上に反応液を吐出する記録方法が提案されている(特許文献2)。しかし、記録装置の構成が複雑になること及びインクとほぼ同等の組成で作られた反応液を同等量吐出しなければカール抑制できないことから、経済的に厳しい。更に、ベタ印字に近い場合は紙両面に水分を多く含む為、紙の腰が無くなり紙搬送が厳しくなる。
一方、特許文献3には、インク中にジグリセリン又はポリグリセリンとポリエチレングリコールモノアルキルエーテルを含有させたインクジェット用インク組成物が開示され、特許文献4には、インク中にポリエチレングリコールモノメチルエーテルを含有させたインクジェット用インク組成物が開示されている。しかし、これらの提案も高速印刷で水系インクが多量に打ち込まれた場合は効果がなく、印字直後のカール抑制を満足できるものではない。また、含有溶剤の平衡水分量が少ないため吐出安定性も確保できない。
Also proposed is a recording method for ejecting ink and a reaction liquid that reacts with ink, and ejecting the reaction liquid onto a recording medium on the opposite side that is recorded with ink by the same data as the data recorded with ink. (Patent Document 2). However, since the configuration of the recording apparatus is complicated and curling cannot be suppressed unless an equal amount of a reaction liquid made with a composition almost equivalent to ink is ejected, it is economically difficult. Furthermore, when it is close to solid printing, since both sides of the paper contain a lot of moisture, the paper is not stiff and paper conveyance becomes severe.
On the other hand, Patent Document 3 discloses an ink-jet ink composition containing diglycerin or polyglycerin and polyethylene glycol monoalkyl ether in the ink, and Patent Document 4 contains polyethylene glycol monomethyl ether in the ink. An inkjet ink composition is disclosed. However, these proposals are also ineffective when a large amount of water-based ink is driven by high-speed printing, and curl suppression immediately after printing cannot be satisfied. In addition, since the equilibrium moisture content of the solvent is small, the discharge stability cannot be ensured.
本発明は、普通紙のインク印字直後のカール量を低減することができ、吐出安定性にも優れたインクジェット用インクの提供を目的とする。 An object of the present invention is to provide an inkjet ink that can reduce the curl amount immediately after ink printing on plain paper and is excellent in ejection stability.
上記課題は、次の1)の発明により解決される。
1) 少なくとも、水、水溶性有機溶剤、界面活性剤及び着色剤を含有するインクジェット用インクにおいて、前記水溶性有機溶剤として、温度23℃、相対湿度80%における平衡水分量が30重量%以上である多価アルコールを含有し、且つ、下記一般式(I)で示されるアミド化合物の少なくとも1種と、下記式(I)で示されるアミド化合物と、下記一般式(II)で示される化合物の少なくとも1種とを含有することを特徴とするインクジェット用インク。
1) In an inkjet ink containing at least water, a water-soluble organic solvent, a surfactant and a colorant, the water-soluble organic solvent has an equilibrium water content of 30% by weight or more at a temperature of 23 ° C. and a relative humidity of 80%. A compound containing a polyhydric alcohol and having at least one amide compound represented by the following general formula (I), an amide compound represented by the following formula (I), and a compound represented by the following general formula (II): An ink-jet ink comprising at least one kind.
本発明によると、普通紙のインク印字直後のカール量を低減することができ、吐出安定性にも優れたインクジェット用インクを提供できる。また、汎用印刷用紙に対する乾燥性に優れ、印刷用グロス紙のビーディング(濃度ムラ)が少ないインクジェット用インクを提供できる。 According to the present invention, it is possible to reduce an amount of curling immediately after ink printing on plain paper and to provide an ink jet ink excellent in ejection stability. Further, it is possible to provide an ink-jet ink that is excellent in drying properties for general-purpose printing paper and has less beading (density unevenness) in printing gloss paper.
以下、上記本発明1)について詳しく説明するが、本発明の実施の形態には次の2)〜5)の発明も含まれるので、併せて説明する。
2) 前記水溶性有機溶剤として、炭素数3〜6のアルカンジオールを主鎖とし、炭素数1〜2のアルキル基を分岐鎖に持つアルキルアルカンジオールを1種以上含有することを特徴とする1)に記載のインクジェット用インク。
3) 前記アルキルアルカンジオールが、2−メチル−1,3−プロパンジオール、3−メチル−1,3−ブタンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2−エチル−1,3−へキサンジオールから選ばれた少なくとも1種であることを特徴とする2)に記載のインクジェット用インク。
4) 1)〜3)のいずれかに記載のインクジェット用インクを容器に収容したことを特徴とするインクカートリッジ。
5) 4)に記載のインクカートリッジを搭載し、インクジェット用インクに刺激を印加し飛翔させて記録媒体に画像を形成するインク飛翔手段を有することを特徴とするインクジェット記録装置。
Hereinafter, the present invention 1) will be described in detail, but the embodiments of the present invention include the following inventions 2) to 5), which will be described together.
2) The water-soluble organic solvent contains at least one alkylalkanediol having an alkanediol having 3 to 6 carbon atoms as a main chain and an alkyl group having 1 to 2 carbon atoms in a branched chain. ) Inkjet ink as described in the above.
3) The alkylalkanediol is converted into 2-methyl-1,3-propanediol, 3-methyl-1,3-butanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 2-ethyl-1,3- The inkjet ink according to 2), which is at least one selected from xylenediol.
4) An ink cartridge comprising the ink-jet ink according to any one of 1) to 3) contained in a container.
5) An ink jet recording apparatus comprising the ink cartridge according to 4) and having ink flying means for forming an image on a recording medium by applying a stimulus to the ink jet ink and causing the ink to fly.
本発明のインクジェット用インク(以下、インクということもある)は、少なくとも、水、水溶性有機溶剤、界面活性剤及び着色剤を含有し、更に必要に応じてその他の成分を含有する。
本発明の特徴は、水溶性有機溶剤として、前記一般式(I)で示されるアミド化合物の少なくとも1種と、前記式(I)で示されるアミド化合物と、前記一般式(II)で示される化合物の少なくとも1種とを含有させる点にあり、これにより印字直後のカールが抑制されたインクが得られる。その理由は、前記一般式(I)及び式(I)で示されるアミド化合物と一般式(II)で示される化合物は、セルロース分子間へ浸透してもセルロース分子間の水素結合を切断し難いためであると推測される。
The inkjet ink of the present invention (hereinafter sometimes referred to as ink) contains at least water, a water-soluble organic solvent, a surfactant, and a colorant, and further contains other components as necessary.
A feature of the present invention is that the water-soluble organic solvent is represented by at least one amide compound represented by the general formula (I), the amide compound represented by the formula (I), and the general formula (II). The ink contains at least one kind of compound, whereby an ink in which curling immediately after printing is suppressed can be obtained. The reason is that the amide compound represented by the general formulas (I) and (I) and the compound represented by the general formula (II) are difficult to break hydrogen bonds between cellulose molecules even if they penetrate between the cellulose molecules. This is presumed.
この理由について更に詳しく説明する。
前記一般式(I)及び式(I)で示されるアミド化合物と、前記一般式(II)で示される化合物は、いずれも従来の水溶性有機溶剤(グリセリン、ブタンジオール等)に比べて親水性と疎水性のバランスが疎水性側であり、分子内の水素結合可能な親水性基の割合が少ない。特に、前記一般式(II)で示される化合物のうち、R2が炭素数8又は12のアルキル基、炭素数6の環状アルキル基のいずれかである化合物については、これまで知られていたR2が水素原子又は炭素数1のアルキル基である前記一般式(II)で示される化合物と比べても水への溶解性が小さく、水溶性有機溶剤としてはバランスが疎水性側である。従って上記溶剤は、セルロース分子間へ浸透しても、セルロース分子間の水素結合を切断し難いと推定している。このモデルを端的に言えば「セルロース分子間の水素結合に対する低攻撃性」と言うことになる。
This reason will be described in more detail.
The amide compound represented by the general formula (I) and the formula (I) and the compound represented by the general formula (II) are both more hydrophilic than conventional water-soluble organic solvents (glycerin, butanediol, etc.). And the hydrophobic balance is on the hydrophobic side, and the proportion of hydrophilic groups capable of hydrogen bonding in the molecule is small. In particular, among the compounds represented by the general formula (II), for compounds in which R2 is either an alkyl group having 8 or 12 carbon atoms or a cyclic alkyl group having 6 carbon atoms, R2 that has been known so far is Compared with the compound represented by the general formula (II) which is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 carbon atom, the solubility in water is small, and the balance as a water-soluble organic solvent is on the hydrophobic side. Therefore, it is presumed that the solvent hardly breaks hydrogen bonds between cellulose molecules even if it penetrates between cellulose molecules. In short, this model is “low aggressiveness against hydrogen bonds between cellulose molecules”.
また、上記のようなバランスが疎水性側の水溶性有機溶剤は表面張力が低くなるため、セルロース分子間へ先行浸透し、後述する図6(c)に示す水分子との水素結合のように前記一般式(I)及び式(I)で示されるアミド化合物は、アミド基がセルロース分子の水酸基に水素結合し、セルロース分子部分に留まり、アルキル基部分の疎水基がセルロース分子の水素結合をカバーし、揮発性の親水基リッチな溶剤である水の接触を阻害し、セルロース分子間の水素結合を切断し難くするものであると推定している。このモデルを端的に言えば「セルロース分子の水素結合のカバー性」と言うことになる。
また、前記一般式(II)で示される化合物は、水酸基又はカルボキシル基を有していないので、セルロース繊維水素結合に関与しないため、図6(c)に示すセルロース分子の間に水分子が存在した時のように膨潤しないからであると推定している。
Moreover, since the water-soluble organic solvent on the hydrophobic side with the balance as described above has a low surface tension, it penetrates between cellulose molecules in advance, as in hydrogen bonding with water molecules shown in FIG. In the amide compounds represented by the general formulas (I) and (I), the amide group hydrogen bonds to the hydroxyl group of the cellulose molecule and remains in the cellulose molecule part, and the hydrophobic group of the alkyl group part covers the hydrogen bond of the cellulose molecule. However, it is presumed that the contact with water, which is a volatile hydrophilic group-rich solvent, is inhibited, and it is difficult to break hydrogen bonds between cellulose molecules. In short, this model is called “the hydrogen bond coverage of cellulose molecules”.
Further, since the compound represented by the general formula (II) does not have a hydroxyl group or a carboxyl group, it does not participate in cellulose fiber hydrogen bonding, and therefore water molecules exist between the cellulose molecules shown in FIG. It is estimated that this is because it does not swell as it did.
また、セルロース分子の水素結合をカバーし、水性の連続相(アルコールや水等)の接触を阻害しているのが、前記一般式(I)及び式(I)で示されるアミド化合物と、前記一般式(II)で示される化合物であり、補助的に効果を示す水溶性有機溶剤がアルキルアルカンジオール及びグリコールエーテル化合物であることから、仮に水が揮発しても固形分の析出、固化、流動性の低下が起こり難く、即ち、インクの吐出安定性が維持されると推定している。 Further, the hydrogen bond of the cellulose molecule is covered and the contact with the aqueous continuous phase (alcohol, water, etc.) is inhibited, the amide compound represented by the general formula (I) and the formula (I), Since the water-soluble organic solvent which is a compound represented by the general formula (II) and has an auxiliary effect is an alkylalkanediol and a glycol ether compound, even if water volatilizes, precipitation, solidification, and flow of solid matter It is presumed that the ink discharge stability is not likely to occur, that is, the ink ejection stability is maintained.
ここで、図6により、セルロース分子間への、水と水酸基を持つ水溶性有機物の働きかけの違いについて説明する。
図6(a)はエレメンタリーフィブリルの模式図である。植物繊維はフィブリルと呼ばれる糸状構造からなり、フィブリルは更に直径数nm〜20nm、長さ1μm〜数μmのミクロフィブリルからなり、ミクロフィブリルは更に数本〜数十本のエレメンタリーフィブリルからなる。
図6(b)は二つのセルロース分子の間に生じた水素結合を示す模式図である。エレメンタリーフィブリルは数十本の平行に配列しているセルロース分子からなる。このとき、隣接するセルロース分子間では強固な水素結合が形成され、直径3〜4nm程度の束を形成する。
図6(c)は、二つのセルロース分子の間に水分子が存在した時の水素結合を示す模式図である。点線は水素結合を表している。
Here, the difference in the action of water-soluble organic substances having water and hydroxyl groups between cellulose molecules will be described with reference to FIG.
FIG. 6A is a schematic diagram of an elementary fibril. Plant fibers have a filamentous structure called fibrils, fibrils are further composed of microfibrils having a diameter of several nm to 20 nm and lengths of 1 μm to several μm, and microfibrils are further composed of several to several tens of elementary fibrils.
FIG. 6B is a schematic view showing hydrogen bonds generated between two cellulose molecules. Elementary fibrils consist of dozens of cellulose molecules arranged in parallel. At this time, a strong hydrogen bond is formed between adjacent cellulose molecules, and a bundle having a diameter of about 3 to 4 nm is formed.
FIG.6 (c) is a schematic diagram which shows a hydrogen bond when a water molecule exists between two cellulose molecules. The dotted line represents a hydrogen bond.
図6(b)はセルロース分子間の通常の水素結合状態を示し、図6(c)はセルロース分子間の水素結合に水分子が介在した時の状態を示す。
この現象を更に説明すると、水が紙に浸潤し、図6(c)のようにセルロース間の結合が切断されると、繊維が緩み伸長する(バックカール現象)。
ここで水が乾燥、移動によってその場から消失すると、繊維が縮み、切断された水素結合は再結合する。
しかし、紙が製紙時に加えられるような圧力は当然加わらず、この乾燥過程では繊維が自由なゆるい状態位置で水素結合され、異なった紙形状、即ちフェイスカールが生じる。(フェイスカールとは、水性インク印字面側に紙が反る現象を言う。)
FIG. 6B shows a normal hydrogen bond state between cellulose molecules, and FIG. 6C shows a state when water molecules are interposed in hydrogen bonds between cellulose molecules.
To further explain this phenomenon, when water infiltrates into paper and the bond between celluloses is cut as shown in FIG. 6C, the fibers loosen and extend (back curl phenomenon).
Here, when water disappears from the site by drying and movement, the fibers shrink and the broken hydrogen bonds recombine.
However, the pressure applied to the paper during papermaking is naturally not applied, and in this drying process the fibers are hydrogen bonded in a free and loose position, resulting in a different paper shape, i.e. face curl. (Face curl is a phenomenon in which paper is warped on the water-based ink print surface side.)
このように、前記一般式(I)及び式(I)のアミド化合物と一般式(II)で示される化合物は、親水性基と疎水性基のバランスが疎水性基リッチであり、分子内の水素結合可能な親水性基である水酸基の割合が少ないため、セルロース分子間へ浸透しても、セルロース分子間の水素結合を切断し難いと推定している。
加えて、特に上記式(I)のアミド化合物は、沸点が216℃と高く、温度23℃、相対湿度80%環境中の平衡水分量も39.2重量%と高く、しかも液粘度が25℃環境で1.48mPa・sと非常に低い。更に、一般式(I)のアミド化合物、一般式(II)で示される化合物、更に、他の水溶性有機溶剤及び水にも非常に溶解し易いので、インクの低粘度化が可能となり、インクに用いる水溶性有機溶剤としては非常に好ましい。上記式(I)のアミド化合物を含有させたインクは、平衡水分量が高くインクの低粘度化が可能となるため、保存安定性、吐出安定性が良好であり、且つ、インク吐出装置の維持装置にも優しいインクとなる。
As described above, the amide compounds of the general formulas (I) and (I) and the compound represented by the general formula (II) have a hydrophilic group-hydrophobic group balance that is rich in hydrophobic groups, Since the ratio of hydroxyl groups, which are hydrophilic groups capable of hydrogen bonding, is small, it is estimated that hydrogen bonds between cellulose molecules are difficult to break even if they penetrate between cellulose molecules.
In addition, the amide compound of formula (I) has a boiling point as high as 216 ° C., a temperature of 23 ° C., a relative humidity of 80%, an equilibrium water content as high as 39.2% by weight, and a liquid viscosity of 25 ° C. It is very low at 1.48 mPa · s in the environment. Furthermore, since the amide compound of the general formula (I), the compound represented by the general formula (II), and other water-soluble organic solvents and water are very easily dissolved, the viscosity of the ink can be reduced. As the water-soluble organic solvent used in the above, it is very preferable. The ink containing the amide compound of the above formula (I) has a high equilibrium water content and can reduce the viscosity of the ink, so that the storage stability and the ejection stability are good and the ink ejection apparatus is maintained. The ink becomes gentle to the device.
インク中の前記式(I)のアミド化合物の含有量は、1〜50質量%が好ましく、2〜40質量%がより好ましい。含有量が1質量%未満では、インクの低粘度化に効果がなく吐出安定性低下する。また、50質量%を超えると、紙面上での乾燥性に劣り、更に普通紙上の文字品位が低下することがある。
インク中の前記一般式(I)のアミド化合物の含有量は、1〜50質量%が好ましく、2〜40質量%がより好ましい。含有量が1質量%未満では、カール抑制効果がなく画像品質向上効果も見られず、更に、汎用印刷用紙に対する乾燥性向上効果もなくなる。また、50質量%を超えると、インク粘度が上昇し吐出安定性に劣るものとなる。
The content of the amide compound of the formula (I) in the ink is preferably 1 to 50% by mass, and more preferably 2 to 40% by mass. When the content is less than 1% by mass, there is no effect in reducing the viscosity of the ink and the ejection stability is lowered. On the other hand, if it exceeds 50% by mass, the drying property on paper is inferior and the character quality on plain paper may be lowered.
1-50 mass% is preferable and, as for content of the amide compound of the said general formula (I) in an ink, 2-40 mass% is more preferable. When the content is less than 1% by mass, no curling suppression effect is obtained, no image quality improvement effect is seen, and further, the drying property improvement effect for general-purpose printing paper is lost. On the other hand, if it exceeds 50% by mass, the ink viscosity increases and the ejection stability becomes poor.
また、インク中の前記一般式(II)で示される化合物の含有量は、1〜30質量%が好ましく、2〜20質量%がより好ましい。含有量が1質量%未満では、カール抑制効果がなく画像品質向上効果も見られず、更に汎用印刷用紙に対する乾燥性向上効果もなくなる。また、30質量%を超えると、インク粘度が上昇し吐出安定性に劣るものとなる。
前記一般式(II)で示される化合物の例としては、1−n−オクチル−2−ピロリドン、1−n−ドデシル−2−ピロリドン、1−シクロヘキシル−2−ピロリドンなどが挙げられる。
Moreover, 1-30 mass% is preferable and, as for content of the compound shown by the said general formula (II) in ink, 2-20 mass% is more preferable. When the content is less than 1% by mass, no curling suppressing effect is obtained, no image quality improving effect is seen, and further, no drying effect improving effect for general-purpose printing paper is lost. On the other hand, if it exceeds 30% by mass, the ink viscosity increases and the ejection stability becomes poor.
Examples of the compound represented by the general formula (II) include 1-n-octyl-2-pyrrolidone, 1-n-dodecyl-2-pyrrolidone, 1-cyclohexyl-2-pyrrolidone and the like.
更に、カール抑制効果を補助的に示す水溶性有機溶剤としては、アルキルアルカンジオールがあり、炭素数3〜6のアルカンジオールを主鎖とし、炭素数1〜2のアルキルを分岐鎖とするものであれば、親水性基と疎水性基のバランスが水溶性で且つ疎水性基リッチになり、上記「セルロース分子間の水素結合に対する低攻撃性」「セルロース分子の水素結合のカバー性」モデルがより良く発現する。
中でも好ましいのは、2−メチル−1,3−プロパンジオール(bp214℃)、3−メチル−1,3−ブタンジオール(bp203℃)、3−メチル−1,5−ペンタンジオール(bp250℃)、2−エチル−1,3−へキサンジオール(bp243.2℃)である。
インク中の上記アルキルアルカンジオールの含有量は、2〜40質量%が好ましく、5〜30質量%がより好ましい。含有量が2質量%未満では、カール抑制効果がなく画像品質向上効果も見られず、更に、汎用印刷用紙に対する乾燥性向上効果もなくなる。また、40質量%を超えると、インク粘度が上昇し吐出安定性に劣るものとなる。
Furthermore, as a water-soluble organic solvent that shows the curl-suppressing effect as a supplement, there is an alkylalkanediol, in which an alkanediol having 3 to 6 carbon atoms is a main chain and an alkyl having 1 to 2 carbon atoms is a branched chain. If present, the balance between the hydrophilic group and the hydrophobic group becomes water-soluble and becomes rich in the hydrophobic group, and the above-mentioned “low attack against hydrogen bond between cellulose molecules” and “coverability of hydrogen bond between cellulose molecules” models are more It expresses well.
Among these, 2-methyl-1,3-propanediol (bp 214 ° C.), 3-methyl-1,3-butanediol (bp 203 ° C.), 3-methyl-1,5-pentanediol (bp 250 ° C.), 2-ethyl-1,3-hexanediol (bp 243.2 ° C.).
The content of the alkylalkanediol in the ink is preferably 2 to 40% by mass, and more preferably 5 to 30% by mass. If the content is less than 2% by mass, no curl suppressing effect is obtained and no image quality improving effect is seen, and further, the drying improvement effect for general-purpose printing paper is lost. On the other hand, if it exceeds 40% by mass, the ink viscosity increases and the ejection stability becomes poor.
更に、本発明のインクでは、保湿性や乾燥性を確保するための水溶性有機溶剤として、温度23℃、相対湿度80%環境中の平衡水分量が30重量%以上である多価アルコールを少なくとも1種類含有させる。
上記平衡水分量は、塩化カリウム/塩化ナトリウム飽和水溶液を用いデシケーター内の温湿度を温度23±1℃、相対湿度80±3%に保ち、このデシケーター内に各水溶性有機溶剤を1gずつ秤量したシャーレを保管し、平衡する水分量を下記式により求めたものである。
平衡水分量=(有機溶剤が吸収した水分量/有機溶剤+有機溶剤が吸収した水分量)
×100(%)
Further, in the ink of the present invention, at least a polyhydric alcohol having an equilibrium water content of 30% by weight or more in an environment of 23 ° C. and 80% relative humidity is used as a water-soluble organic solvent for ensuring moisture retention and drying. One type is included.
The above-mentioned equilibrium water content was determined by using a saturated aqueous solution of potassium chloride / sodium chloride, keeping the temperature and humidity in the desiccator at 23 ± 1 ° C. and relative humidity of 80 ± 3%, and weighing 1 g of each water-soluble organic solvent in the desiccator. The petri dish was stored and the amount of water to be equilibrated was determined by the following formula.
Equilibrium water content = (water content absorbed by organic solvent / organic solvent + water content absorbed by organic solvent)
× 100 (%)
前記多価アルコールの例としては、1,2,3−ブタントリオール(bp175℃/33hPa、38重量%)、1,2,4−ブタントリオール(bp190−191℃/24hPa、41重量%)、グリセリン(bp290℃、49重量%)、ジグリセリン(bp270℃/20hPa、38重量%)、トリエチレングリコール(bp285℃、39重量%)、テトラエチレングリコール(bp324−330℃、37重量%)、ジエチレングリコール(bp245℃、43重量%)、1,3−ブタンジオール(bp203−204℃、35重量%)等が挙げられる。
特に好ましいのは、グリセリン、1,3−ブタンジオールである。
Examples of the polyhydric alcohol include 1,2,3-butanetriol (bp175 ° C./33 hPa, 38 wt%), 1,2,4-butanetriol (bp190-191 ° C./24 hPa, 41 wt%), glycerin (Bp 290 ° C., 49 wt%), diglycerin (bp 270 ° C./20 hPa, 38 wt%), triethylene glycol (bp 285 ° C., 39 wt%), tetraethylene glycol (bp 324-330 ° C., 37 wt%), diethylene glycol ( bp 245 ° C., 43% by weight), 1,3-butanediol (bp 203-204 ° C., 35% by weight) and the like.
Particularly preferred are glycerin and 1,3-butanediol.
インク中の前記多価アルコールの含有量は5〜50質量%が好ましく、10〜40質量%がより好ましい。含有量が5質量%未満では、保湿性が確保できず吐出安定性低下することがある。また50質量%を超えると、紙面上での乾燥性に劣り、更に普通紙上の文字品位が低下することがある。
また、前記多価アルコールと着色剤の質量比は、ヘッドからのインク吐出安定性に非常に影響があり、更にインク吐出装置の維持装置での廃インク固着防止にも影響がある。
着色剤固形分の配合割合が高いのに多価アルコール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ことがある。
The content of the polyhydric alcohol in the ink is preferably 5 to 50% by mass, and more preferably 10 to 40% by mass. If the content is less than 5% by mass, the moisture retention cannot be ensured and the discharge stability may deteriorate. On the other hand, if it exceeds 50% by mass, the drying property on the paper surface is inferior, and the character quality on plain paper may be lowered.
The mass ratio between the polyhydric alcohol and the colorant has a great influence on the stability of ink ejection from the head, and also has an effect on the prevention of sticking of waste ink in the maintenance device of the ink ejection apparatus.
If the blending ratio of the solid content of the colorant is high but the blending amount of the polyhydric alcohol is small, the evaporation of water near the ink meniscus of the nozzle may progress and cause discharge failure.
前記一般式(I)及び式(I)のアミド化合物、前記一般式(II)で示される化合物、前記アルキルアルカンジオール、前記多価アルコールのインク中の総量は、20〜80質量%が好ましく、25〜70質量%がより好ましい。総量が20質量%未満では、カール抑制効果も見られず、吐出安定性低下及び維持装置での廃インク固着に厳しい状態になる。また、80質量%を超えると、インクの粘度が非常に高くなりインク吐出装置で吐出し難くなることがある。また、紙面上での乾燥性に劣り、更に普通紙上の文字品位が低下することがある。 The total amount of the amide compound of the general formula (I) and the formula (I), the compound represented by the general formula (II), the alkylalkanediol, and the polyhydric alcohol in the ink is preferably 20 to 80% by mass, 25-70 mass% is more preferable. When the total amount is less than 20% by mass, the curl suppressing effect is not observed, and the discharge stability is lowered and the waste ink is firmly fixed by the maintenance device. On the other hand, if it exceeds 80% by mass, the viscosity of the ink becomes very high and it may be difficult to eject the ink with the ink ejection device. In addition, the drying property on paper is inferior, and the character quality on plain paper may be lowered.
−着色剤−
着色剤が顔料である場合の特に好ましい形態としては、以下の第1〜第3の形態が挙げられる。
(1)第1形態では、着色剤は、表面に少なくとも1種の親水基を有し、分散剤の不存在下で水分散性を示す顔料(以下、「自己分散性顔料」ということもある)を含有する。
-Colorant-
The following first to third modes are particularly preferable when the colorant is a pigment.
(1) In the first embodiment, the colorant has at least one hydrophilic group on the surface and exhibits water dispersibility in the absence of a dispersant (hereinafter, sometimes referred to as “self-dispersible pigment”). ).
(2)第2形態では、着色剤は、顔料、顔料分散剤及び高分子分散安定化剤を含有する顔料分散体であり、前記高分子分散安定化剤が、下記一般式(III)で示されるα−オレフィン−無水マレイン酸共重合体、スチレン−(メタ)アクリル酸共重合体、水溶性ポリウレタン樹脂及び水溶性ポリエステル樹脂から選択される少なくとも1種である。
(3)第3形態では、着色剤は、ポリマー微粒子に水不溶性乃至水難溶性の色材を含有させたポリマーエマルジョン(色材を含有させたポリマー微粒子の水分散物)を含有する。 (3) In the third embodiment, the colorant contains a polymer emulsion (an aqueous dispersion of polymer fine particles containing a colorant) in which a polymer fine particle contains a water-insoluble or poorly water-soluble colorant.
顔料としては、有機顔料又は無機顔料を用いることができる。なお、色調調整の目的で染料を併用しても構わないが、耐候性を劣化させない範囲内で使用する必要がある。
前記無機顔料としては、例えば、酸化チタン、酸化鉄、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、カドミウムレッド、クロムイエロー、カーボンブラックなどが挙げられる。これらの中でも、カーボンブラックが特に好ましい。なお、前記カーボンブラックとしては、例えば、コンタクト法、ファーネス法、サーマル法などの公知の方法によって製造されたものが挙げられる。
前記有機顔料としては、例えば、アゾ顔料、多環式顔料、染料キレート、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラック、などが挙げられる。これらの中でも、アゾ顔料、多環式顔料などがより好ましい。なお、前記アゾ顔料としては、例えば、アゾレーキ、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、キレートアゾ顔料、などが挙げられる。前記多環式顔料としては、例えば、フタロシアニン顔料、ぺリレン顔料、ぺリノン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサジン顔料、インジゴ顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフラロン顔料、などが挙げられる。前記染料キレートとしては、例えば、塩基性染料型キレート、酸性染料型キレート、などが挙げられる。
As the pigment, an organic pigment or an inorganic pigment can be used. In addition, although you may use together dye for the purpose of color tone adjustment, it is necessary to use within the range which does not deteriorate a weather resistance.
Examples of the inorganic pigment include titanium oxide, iron oxide, calcium carbonate, barium sulfate, aluminum hydroxide, barium yellow, cadmium red, chrome yellow, and carbon black. Among these, carbon black is particularly preferable. In addition, as said carbon black, what was manufactured by well-known methods, such as a contact method, a furnace method, and a thermal method, is mentioned, for example.
Examples of the organic pigment include azo pigments, polycyclic pigments, dye chelates, nitro pigments, nitroso pigments, and aniline black. Among these, azo pigments and polycyclic pigments are more preferable. Examples of the azo pigment include azo lakes, insoluble azo pigments, condensed azo pigments, and chelate azo pigments. Examples of the polycyclic pigment include phthalocyanine pigments, perylene pigments, perinone pigments, anthraquinone pigments, quinacridone pigments, dioxazine pigments, indigo pigments, thioindigo pigments, isoindolinone pigments, and quinofullerone pigments. Examples of the dye chelates include basic dye chelates and acidic dye chelates.
着色剤の色には特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば黒色用のもの、カラー用のものなどが挙げられる。これらは、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記黒色用のものとしては、例えば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、鉄(C.I.ピグメントブラック11)等の金属類、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、などが挙げられる。
There is no restriction | limiting in particular in the color of a coloring agent, According to the objective, it can select suitably, For example, the thing for black, the thing for color, etc. are mentioned. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
Examples of the black color include carbon blacks (CI pigment black 7) such as furnace black, lamp black, acetylene black and channel black, and metals such as copper and iron (CI pigment black 11). And metal oxides such as titanium oxide, organic pigments such as aniline black (CI Pigment Black 1), and the like.
前記カラー用のものとしては、例えば、C.I.ピグメントイエロー1、3、12、13、14、17、24、34、35、37、42(黄色酸化鉄)、53、55、74、81、83、95、97、98、100、101、104、108、109、110、117、120、128、138、150、151、153、183、C.I.ピグメントオレンジ5、13、16、17、36、43、51、C.I.ピグメントレッド1、2、3、5、17、22、23、31、38、48:2、48:2〔パーマネントレッド2B(Ca)〕、48:3、48:4、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、83、88、101(べんがら)、104、105、106、108(カドミウムレッド)、112、114、122(キナクリドンマゼンタ)、123、146、149、166、168、170、172、177、178、179、185、190、193、209、219、C.I.ピグメントバイオレット1(ローダミンレーキ)、3、5:1、16、19、23、38、C.I.ピグメントブルー1、2、15(フタロシアニンブルー)、15:1、15:2、15:3(フタロシアニンブルー)、16、17:1、56、60、63;C.I.ピグメントグリーン1、4、7、8、10、17、18、36、などが挙げられる。
Examples of the color are C.I. I.
前記第1形態の自己分散性顔料は、顔料の表面に少なくとも1種の親水基が直接又は他の原子団を介して結合するように表面改質されたものである。該表面改質は、顔料の表面に、特定の官能基(スルホン基やカルボキシル基等の官能基)を化学的に結合させるか、又は、次亜ハロゲン酸及びその塩の少なくとも一方を用いて湿式酸化処理するなどの方法により行われる。これらの中でも、顔料の表面にカルボキシル基が結合され、水中に分散している形態が特に好ましい。このように顔料が表面改質され、カルボキシル基が結合していると、分散安定性が向上し、高品位な印字品質が得られると共に、印字後の記録媒体の耐水性がより向上する。
また、第1形態の自己分散性顔料を含有するインクは乾燥後の再分散性に優れるため、長期間印字を休止し、インクジェットヘッドノズル付近のインク水分が蒸発した場合も目詰まりを起こさず、簡単なクリーニング動作で容易に良好な印字が行える。
前記自己分散性顔料のインク中の体積平均粒子径(D50)は、0.01〜0.16μmが好ましい。
The self-dispersing pigment of the first form is surface-modified so that at least one hydrophilic group is bonded to the surface of the pigment directly or through another atomic group. The surface modification is performed by chemically bonding a specific functional group (a functional group such as a sulfone group or a carboxyl group) to the surface of the pigment, or by using at least one of hypohalous acid and a salt thereof. It is performed by a method such as oxidation treatment. Among these, a form in which a carboxyl group is bonded to the surface of the pigment and dispersed in water is particularly preferable. When the pigment is thus surface-modified and the carboxyl group is bonded, the dispersion stability is improved, high-quality printing quality is obtained, and the water resistance of the recording medium after printing is further improved.
In addition, since the ink containing the self-dispersing pigment of the first form is excellent in redispersibility after drying, printing is suspended for a long period of time, and clogging does not occur even when ink moisture near the inkjet head nozzle evaporates. Good printing can be easily performed with a simple cleaning operation.
The volume average particle diameter (D50) in the ink of the self-dispersing pigment is preferably 0.01 to 0.16 μm.
自己分散型カーボンブラックとしては、イオン性を有するものが好ましく、アニオン性に帯電したものやカチオン性に帯電したものが好適である。
アニオン性親水基としては、例えば、−COOM、−SO3M、−PO3HM、−PO3M2、−SO2NH2、−SO2NHCOR(ただし、Mは、水素原子、アルカリ金属、アンモニウム又は有機アンモニウムを表す。Rは、炭素原子数1〜12のアルキル基、置換基を有してもよいフェニル基又は置換基を有してもよいナフチル基を表す)等が挙げられる。これらの中でも、−COOM、−SO3Mがカラー顔料表面に結合されたものを用いることが好ましい。
また、前記親水基中における「M」は、アルカリ金属としては、リチウム、ナトリウム、カリウムが挙げられる。有機アンモニウムとしては、例えば、モノ乃至トリメチルアンモニウム、モノ乃至トリエチルアンモニウム、モノ乃至トリメタノールアンモニウムが挙げられる。
アニオン性に帯電したカラー顔料を得る方法としては、例えば、カラー顔料を次亜塩素酸ソーダで酸化処理して、カラー顔料表面に−COONaを導入する方法、スルホン化による方法、ジアゾニウム塩を反応させる方法が挙げられる。
As the self-dispersing carbon black, those having ionic properties are preferable, and those having an anionic charge or those charged in a cationic manner are suitable.
Examples of the anionic hydrophilic group, for example, -COOM, -SO 3 M, -PO 3 HM, -PO 3
Further, “M” in the hydrophilic group includes lithium, sodium, and potassium as alkali metals. Examples of the organic ammonium include mono to trimethyl ammonium, mono to triethyl ammonium, and mono to trimethanol ammonium.
Examples of a method for obtaining an anionically charged color pigment include, for example, a method in which a color pigment is oxidized with sodium hypochlorite and -COONa is introduced to the surface of the color pigment, a method by sulfonation, and a diazonium salt is reacted. A method is mentioned.
カチオン性親水基としては、例えば第4級アンモニウム基が好ましく、下記〔化5〕に示すような第4級アンモニウム基がより好ましく、本発明においては、これらのいずれかをカーボンブラック表面に結合された顔料が好適である。
前記親水基が結合したカチオン性の自己分散型カーボンブラックを製造する方法としては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、下記式〔化6〕で示されるN−エチルピリジル基を結合させる方法として、カーボンブラックを3−アミノ−N−エチルピリジウムブロマイドで処理する方法が挙げられる。
前記親水基は、他の原子団を介してカーボンブラックの表面に結合されていてもよい。他の原子団としては、例えば、炭素原子数1〜12のアルキル基、置換基を有してもよいフェニル基又は置換基を有してもよいナフチル基が挙げられる。
上記した親水基が他の原子団を介してカーボンブラックの表面に結合する場合の具体例としては、例えば、−C2H4COOM(ただし、Mは、アルカリ金属、又は第4級アンモニウムを表す)、−PhSO3M(ただし、Phはフェニル基を表す。Mは、アルカリ金属、又は第4級アンモニウムを表す)、−C5H10NH3 +等が挙げられる。
The hydrophilic group may be bonded to the surface of carbon black via another atomic group. Examples of other atomic groups include an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a phenyl group which may have a substituent, or a naphthyl group which may have a substituent.
Specific examples of the case where the above hydrophilic group is bonded to the surface of carbon black via another atomic group include, for example, —C 2 H 4 COOM (where M represents an alkali metal or quaternary ammonium). ), - PhSO 3 M (however, Ph is a phenyl group .M represents an alkali metal or quaternary ammonium), - C 5 H 10 NH 3 + , and the like.
また、第2形態では、着色剤は、無機顔料、有機顔料、複合顔料等の顔料と、顔料分散剤と、高分子分散安定化剤とを含有する顔料分散体であり、前記高分子分散安定化剤が、前記一般式(III)で示されるα−オレフィン−無水マレイン酸共重合体、スチレン−(メタ)アクリル酸共重合体、水溶性ポリウレタン樹脂及び水溶性ポリエステル樹脂から選択される少なくとも1種である。
前記一般式(III)で示される共重合体は、原料として、炭素数が異なるオレフィンの混合物を用いて合成することもできる。その場合はR3として、炭素数が異なるアルキル基がランダムに高分子鎖に導入された共重合体となる。本発明では、R3の炭素数が均一な共重合体だけでなく、前記のような炭素数が異なるアルキル基がランダムに高分子鎖中に導入された共重合体を用いることも可能である。
In the second embodiment, the colorant is a pigment dispersion containing a pigment such as an inorganic pigment, an organic pigment, or a composite pigment, a pigment dispersant, and a polymer dispersion stabilizer. The agent is at least one selected from an α-olefin-maleic anhydride copolymer represented by the general formula (III), a styrene- (meth) acrylic acid copolymer, a water-soluble polyurethane resin, and a water-soluble polyester resin. It is a seed.
The copolymer represented by the general formula (III) can also be synthesized using a mixture of olefins having different carbon numbers as a raw material. In this case, R3 is a copolymer in which alkyl groups having different carbon numbers are randomly introduced into the polymer chain. In the present invention, it is possible to use not only a copolymer having a uniform carbon number of R3 but also a copolymer in which alkyl groups having different carbon numbers as described above are randomly introduced into a polymer chain.
前記高分子分散安定化剤は、顔料分散剤によって水中で均一に微分散した顔料分散体の分散状態を安定に保つために有効な材料である。分子量(重量平均分子量)は5000〜20000のものが好ましい。前記一般式(III)で示される共重合体、スチレン−(メタ)アクリル酸共重合体、水溶性ポリウレタン樹脂及び水溶性ポリエステル樹脂は、常温では固体であり、冷水に殆ど溶けないものである。しかし、前記共重合体及び樹脂の酸価と当量以上(好ましくは酸価の1.0〜1.5倍)のアルカリ溶液又はアルカリ水溶液に溶解して用いた場合に分散安定化剤としての効果が発現する。
また、前記共重合体及び樹脂をアルカリ溶液又はアルカリ水溶液で溶解するには、加熱撹拌すると容易に溶解できる。しかし、前記一般式(III)で示される共重合体におけるオレフィン鎖が長い場合は比較的溶け難く、不溶物が残る場合があるが、適当なフィルター等で不溶物を除いて用いれば、分散安定化剤としての効果は損なわれない。
前記アルカリ溶液又はアルカリ水溶液に用いる塩基としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム等のアルカリ金属の水酸化物;アンモニア、トリエチルアミン、モルホリン等の塩基性物質;トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、N−メチルジエタノールアミン、2−アミノ−2−エチル−1,3−プロパンジオール、コリン等のアルコールアミンなどが挙げられる。
The polymer dispersion stabilizer is an effective material for keeping the dispersion state of the pigment dispersion uniformly finely dispersed in water with the pigment dispersant stable. The molecular weight (weight average molecular weight) is preferably 5,000 to 20,000. The copolymer represented by the general formula (III), the styrene- (meth) acrylic acid copolymer, the water-soluble polyurethane resin and the water-soluble polyester resin are solid at room temperature and hardly soluble in cold water. However, an effect as a dispersion stabilizer when used in an alkali solution or an aqueous alkali solution equal to or more than the acid value of the copolymer and resin (preferably 1.0 to 1.5 times the acid value). Is expressed.
Moreover, in order to melt | dissolve the said copolymer and resin with an alkali solution or aqueous alkali solution, it can melt | dissolve easily, when heated and stirred. However, when the olefin chain in the copolymer represented by the general formula (III) is long, it is relatively difficult to dissolve and insoluble matter may remain. However, if the insoluble matter is removed with an appropriate filter, the dispersion stability The effect as an agent is not impaired.
Examples of the base used in the alkali solution or the aqueous alkali solution include alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide, potassium hydroxide and lithium hydroxide; basic substances such as ammonia, triethylamine and morpholine; triethanolamine and diethanolamine. N-methyldiethanolamine, 2-amino-2-ethyl-1,3-propanediol, alcohol amines such as choline, and the like.
前記一般式(III)で示される共重合体としては、適宜合成したものを使用してもよいし、市販品を使用してもよい。該市販品としては、T−YP112、T−YP115、T−YP114、T−YP116(いずれも星光PMC社製)などが挙げられる。
前記スチレン−(メタ)アクリル酸共重合体としては、適宜合成したものを使用してもよいし、市販品を使用してもよい。該市販品としては、例えば、JC−05(星光PMC社製)、ARUFON UC−3900、ARUFON UC−3910、ARUFON UC−3920(東亞合成製)などが挙げられる。
前記水溶性ポリウレタン樹脂としては、適宜合成したものを使用してもよいし、市販品を使用してもよい。該市販品としては、例えば、タケラックW−5025、タケラックW−6010、タケラックW−5661(三井武田ケミカル社製)などが挙げられる。
前記水溶性ポリエステル樹脂としては、適宜合成したものを使用してもよいし、市販品を使用してもよい。該市販品としては、例えば、ニチゴポリエスターW−0030、ニチゴポリエスターW−0005S30WO、ニチゴポリエスターWR−961(日本合成化学工業社製)、ペスレジンA−210、ペスレジンA−520(高松油脂社製)などが挙げられる。
As the copolymer represented by the general formula (III), an appropriately synthesized product or a commercially available product may be used. Examples of the commercially available products include T-YP112, T-YP115, T-YP114, T-YP116 (all manufactured by Seiko PMC).
As said styrene- (meth) acrylic acid copolymer, what was synthesize | combined suitably may be used and a commercial item may be used. Examples of the commercially available products include JC-05 (manufactured by Seiko PMC), ARUFON UC-3900, ARUFON UC-3910, ARUFON UC-3920 (manufactured by Toagosei).
As said water-soluble polyurethane resin, what was synthesize | combined suitably may be used and a commercial item may be used. As this commercial item, Takerak W-5025, Takerak W-6010, Takerak W-5661 (made by Mitsui Takeda Chemical Co., Ltd.) etc. are mentioned, for example.
As said water-soluble polyester resin, what was synthesize | combined suitably may be used and a commercial item may be used. Examples of the commercially available products include Nichigo Polyester W-0030, Nichigo Polyester W-0005S30WO, Nichigo Polyester WR-961 (manufactured by Nippon Synthetic Chemical Industry), Pesresin A-210, Pesresin A-520 (Takamatsu Yushi Co., Ltd.) Manufactured).
前記高分子分散安定化剤の酸価は、40〜400mgKOH/gが好ましく、60〜350mgKOH/gがより好ましい。酸価が40mgKOH/g未満では、アルカリ溶液の溶解性が劣ることがあり、400mgKOH/gを超えると、顔料の粘度が高くなり吐出を悪化させ易くなったり、顔料分散体の分散安定性が低下し易くなることがある。
前記高分子分散安定化剤の重量平均分子量は、20,000以下が好ましく、5,000〜20,000がより好ましい。重量平均分子量が5,000未満では、顔料分散体の分散安定性が低下することがあり、20,000を超えると、アルカリ溶液の溶解性が劣ったり、粘度が高くなってしまうことがある。
前記高分子分散安定化剤の含有量は、顔料100質量部に対し1〜100質量部(固形分換算)が好ましく、5〜50質量部がより好ましい。含有量が1質量部未満では、分散安定化の効果がなくなることがあり、100質量部を超えると、インク粘度が高くなってノズルからの吐出性を悪化させ易くなったり、経済性が劣ることがある。
The acid value of the polymer dispersion stabilizer is preferably 40 to 400 mgKOH / g, more preferably 60 to 350 mgKOH / g. If the acid value is less than 40 mgKOH / g, the solubility of the alkaline solution may be inferior, and if it exceeds 400 mgKOH / g, the viscosity of the pigment increases and the discharge tends to deteriorate, and the dispersion stability of the pigment dispersion decreases. May be easier to do.
The weight average molecular weight of the polymer dispersion stabilizer is preferably 20,000 or less, and more preferably 5,000 to 20,000. When the weight average molecular weight is less than 5,000, the dispersion stability of the pigment dispersion may be lowered, and when it exceeds 20,000, the solubility of the alkali solution may be inferior or the viscosity may be increased.
The content of the polymer dispersion stabilizer is preferably 1 to 100 parts by mass (solid content conversion) and more preferably 5 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the pigment. When the content is less than 1 part by mass, the effect of stabilizing the dispersion may be lost. When the content exceeds 100 parts by mass, the ink viscosity becomes high, and the dischargeability from the nozzle tends to be deteriorated, or the economy is inferior. There is.
<顔料分散剤>
前記第2形態では、着色剤が顔料分散剤を含有することが好ましい。顔料分散剤としては、アニオン系界面活性剤及びHLB値10〜20のノニオン系界面活性剤のいずれかが好適である。
前記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、アルキルベンゼンスルホン酸塩(例えばNH4、Na、Ca塩等)、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸塩(例えばNH4、Na、Ca塩等)、ジアルキルサクシネートスルホン酸Na塩、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物Na塩、ポリオキシエチレン多環フェニルエーテル硫酸エステル塩(例えばNH4、Na塩等)、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塩、オレイン酸塩などが挙げられる。これらの中でも、ジオクチルスルホコハク酸Na塩、ポリオキシエチレンスチレンフェニルエーテルスルホン酸NH4塩が特に好ましい。
<Pigment dispersant>
In the second embodiment, the colorant preferably contains a pigment dispersant. As the pigment dispersant, either an anionic surfactant or a nonionic surfactant having an HLB value of 10 to 20 is suitable.
Examples of the anionic surfactant include polyoxyethylene alkyl ether acetates, alkylbenzene sulfonates (for example, NH 4 , Na, Ca salts, etc.), alkyl diphenyl ether disulfonates (for example, NH 4 , Na, Ca salts, etc.) ), Dialkyl succinate sulfonic acid Na salt, naphthalene sulfonic acid formalin condensate Na salt, polyoxyethylene polycyclic phenyl ether sulfate ester salt (for example, NH 4 , Na salt etc.), laurate, polyoxyethylene alkyl ether sulfate salt Oleate and the like. Among these, dioctyl sulfosuccinic acid Na salt and polyoxyethylene styrene phenyl ether sulfonic acid NH 4 salt are particularly preferable.
前記HLB値10〜20のノ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、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレン多環フェニルエーテル、ソルビタン脂肪酸エステル、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。
これらの中でも、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−β−ナフチルエーテル、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエート、ポリオキシエチレンスチレンフェニルエーテルが特に好ましい。
Examples of the nonionic surfactant having an HLB value of 10 to 20 include polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyalkylene alkyl ether, polyoxyethylene polycyclic phenyl ether, sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene Examples include ethylene alkyl phenyl ether, polyoxyethylene alkyl amine, polyoxyethylene alkyl amide, and acetylene glycol.
Among these, polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene-β-naphthyl ether, polyoxyethylene sorbitan monooleate, and polyoxyethylene styrene phenyl ether are particularly preferable.
前記顔料分散剤の含有量は、顔料100質量部に対し、1〜100質量部が好ましく、10〜50質量部がより好ましい。顔料分散剤の含有量が少ないと、充分に顔料を微細化することができず、多すぎると顔料に吸着していない過剰成分がインク物性に影響を与え、画像滲みや、耐水性、耐擦性の劣化を招くことになる。
前記顔料分散体の体積平均粒子径(D50)は、インク中において150nm以下が好ましく、100nm以下がより好ましい。体積平均粒子径(D50)が150nmを超えると急激に吐出安定性が低下し、ノズル詰まりやインクの曲がりが発生し易くなる。また、体積平均粒子径(D50)が100nm以下であれば、吐出安定性が向上し更に画像の彩度も向上する。
1-100 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of pigments, and, as for content of the said pigment dispersant, 10-50 mass parts is more preferable. If the content of the pigment dispersant is small, the pigment cannot be sufficiently miniaturized. If the content is too large, excess components that are not adsorbed on the pigment affect the ink physical properties. It will cause deterioration of the sex.
The volume average particle diameter (D50) of the pigment dispersion is preferably 150 nm or less, more preferably 100 nm or less in the ink. When the volume average particle diameter (D50) exceeds 150 nm, the ejection stability rapidly decreases, and nozzle clogging and ink bending are likely to occur. Further, when the volume average particle diameter (D50) is 100 nm or less, the ejection stability is improved and the chroma of the image is also improved.
顔料分散剤によって水中に均一に微分散した顔料分散体は、水系媒体中に前記顔料分散剤を溶解させ、次に、前記顔料を加えて充分に湿潤させた後、ホモジナイザーによる高速撹拌、ビーズミルやボールミルのようなボールを用いた分散機、ロールミルのような剪断力を用いた混練分散機、超音波分散機等を用いる方法で作製することができる。ただし、このような混練分散工程の後には粗大粒子が含まれていることが多く、インクジェットノズルや供給経路の目詰まりの原因となるため、フィルターや遠心分離器を用いて粒径1μm以上の粒子を除去する必要がある。 A pigment dispersion uniformly finely dispersed in water with a pigment dispersant is prepared by dissolving the pigment dispersant in an aqueous medium, then adding the pigment and thoroughly moistening, and then stirring at high speed with a homogenizer, a bead mill, It can be produced by a method using a disperser using balls such as a ball mill, a kneading disperser using shearing force such as a roll mill, an ultrasonic disperser and the like. However, after such a kneading and dispersing step, coarse particles are often contained, which may cause clogging of the ink jet nozzle and the supply path. Therefore, particles having a particle diameter of 1 μm or more using a filter or a centrifuge. Need to be removed.
また、第3形態の水分散性着色剤としては、上記顔料に加え、ポリマー微粒子に顔料を含有させたポリマーエマルジョンを使用することが好ましい。ポリマー微粒子に顔料を含有させたポリマーエマルジョンとは、ポリマー微粒子中に顔料を封入したもの、又はポリマー微粒子の表面に顔料を吸着させたものである。この場合、全ての顔料が封入又は吸着している必要はなく、本発明の効果が損なわれない範囲で該顔料がエマルジョン中に分散にしていてもよい。ポリマーエマルジョンを形成するポリマー(ポリマー微粒子におけるポリマー)としてはビニル系ポリマー、ポリエステル系ポリマー、及びポリウレタン系ポリマー等が挙げられるが、特に好ましく用いられるポリマーはビニル系ポリマー及びポリエステル系ポリマーであり、特開2000−53897号公報、特開2001−139849号公報に開示されているポリマーを使用することができる。 Further, as the water-dispersible colorant of the third form, it is preferable to use a polymer emulsion in which a pigment is contained in polymer fine particles in addition to the pigment. The polymer emulsion in which the pigment is contained in the polymer fine particles is one in which the pigment is encapsulated in the polymer fine particles, or the pigment is adsorbed on the surface of the polymer fine particles. In this case, it is not necessary that all the pigments are encapsulated or adsorbed, and the pigments may be dispersed in the emulsion as long as the effects of the present invention are not impaired. Examples of the polymer forming the polymer emulsion (polymer in the polymer fine particles) include vinyl polymers, polyester polymers, polyurethane polymers, and the like. Particularly preferably used polymers are vinyl polymers and polyester polymers. Polymers disclosed in 2000-53897 and JP 2001-139849 can be used.
また、第3形態では、一般的な有機顔料、又は無機顔料粒子を有機顔料又はカーボンブラックで被覆した複合顔料を好適に用いることができる。前記複合顔料は、無機顔料粒子の存在下で有機顔料を析出する方法や、無機顔料と有機顔料を機械的に混摩砕するメカノケミカル法等により作製することができる。更に必要に応じて、ポリシロキサン、アルキルシランから生成するオルガノシラン化合物の層を、無機顔料と有機顔料の中間に設けることで両者の接着性を向上させることが可能である。 In the third embodiment, a general organic pigment or a composite pigment obtained by coating inorganic pigment particles with an organic pigment or carbon black can be suitably used. The composite pigment can be produced by a method of depositing an organic pigment in the presence of inorganic pigment particles, a mechanochemical method of mechanically mixing and grinding an inorganic pigment and an organic pigment, or the like. Further, if necessary, an adhesive layer between the inorganic pigment and the organic pigment can be improved by providing a layer of an organosilane compound formed from polysiloxane and alkylsilane between the inorganic pigment and the organic pigment.
前記有機顔料としては、ブラック顔料としてアニリンブラックが挙げられ、カラー顔料として、アントラキノン、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、ジアゾ、モノアゾ、ピラントロン、ペリレン、複素環式イエロー、キナクリドン、(チオ)インジゴイドなどが挙げられる。これらの中でも、カーボンブラック、フタロシアニン系顔料、キナクリドン系顔料、モノアゾイエロー系顔料、ジスアゾイエロー系顔料、複素環式イエロー顔料が、発色性の面で特に優れている。 Examples of the organic pigment include aniline black as a black pigment, and examples of color pigments include anthraquinone, phthalocyanine blue, phthalocyanine green, diazo, monoazo, pyranthrone, perylene, heterocyclic yellow, quinacridone, and (thio) indigoid. . Among these, carbon black, phthalocyanine pigments, quinacridone pigments, monoazo yellow pigments, disazo yellow pigments, and heterocyclic yellow pigments are particularly excellent in terms of color development.
前記フタロシアニンブルーの代表的な例としては、銅フタロシアニンブルー又はその誘導体(C.I.ピグメントブルー15:3、15:4)、アルミニウムフタロシアニンなどが挙げられる。
前記キナクリドンとしては、例えば、C.I.ピグメントオレンジ48、C.I.ピグメントオレンジ49、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド192、C.I.ピグメントレッド202、C.I.ピグメントレッド206、C.I.ピグメントレッド207、C.I.ピグメントレッド209、C.I.ピグメントバイオレット19、C.I.ピグメントバイオレット42などが挙げられる。
前記モノアゾイエローの代表的な例としては、C.I.ピグメントイエロー74、C.I.ピグメントイエロー109、C.I.ピグメントイエロー128、C.I.ピグメントイエロー151などが挙げられる。
前記ジスアゾイエローの代表的な例としては、C.I.ピグメントイエロー14、C.I.ピグメントイエロー16、C.I.ピグメントイエロー17などが挙げられる。
前記複素環式イエローの代表的な例としては、C.I.ピグメントイエロー117、C.I.ピグメントイエロー138などが挙げられる。
その他の適切な着色顔料としては、The Color Index、第三版(The Society of Dyers and Colourists,1982)に記載されている。
Representative examples of the phthalocyanine blue include copper phthalocyanine blue or a derivative thereof (CI pigment blue 15: 3, 15: 4), aluminum phthalocyanine, and the like.
Examples of the quinacridone include C.I. I. Pigment orange 48, C.I. I. Pigment orange 49, C.I. I. Pigment red 122, C.I. I. Pigment red 192, C.I. I. Pigment red 202, C.I. I. Pigment red 206, C.I. I. Pigment red 207, C.I. I. Pigment red 209, C.I. I. Pigment violet 19, C.I. I. Pigment violet 42 and the like.
Representative examples of the monoazo yellow include C.I. I. Pigment yellow 74, C.I. I. Pigment yellow 109, C.I. I. Pigment yellow 128, C.I. I. And
Representative examples of the disazo yellow include C.I. I. Pigment yellow 14, C.I. I. Pigment yellow 16, C.I. I. Pigment yellow 17 and the like.
Representative examples of the heterocyclic yellow include C.I. I. Pigment yellow 117, C.I. I. Pigment yellow 138, and the like.
Other suitable colored pigments are described in The Color Index, 3rd edition (The Society of Dyer's and Colorists, 1982).
前記無機顔料としては、例えば、二酸化チタン、シリカ、アルミナ、酸化鉄、水酸化鉄、酸化スズ等が挙げられるが、粒子形状はアスペクト比が小さいものが好ましく、球形が最も好ましい。また、前記無機顔料の色は、カラーの色材を表面に吸着させる場合は、透明あるいは白色であることが好ましいが、黒の色材を表面に吸着させる場合は、黒色の無機顔料を用いても構わない。前記無機顔料粒子の一次粒子径は100nm以下が好ましく、5〜50nmがより好ましい。
前記無機顔料粒子と色材である有機顔料又はカーボンブラックとの質量比は、3:1〜1:3が好ましく、3:2〜1:2がより好ましく。色材が少ないと発色性や着色力が低下することがあり、色材が多くなると透明性や色調が悪くなることがある。
このような無機顔料粒子を有機顔料又はカーボンブラックで被覆した色材粒子としては、戸田工業社製のシリカ/カーボンブラック複合材料、シリカ/フタロシアニンPB15:3複合材料、シリカ/ジスアゾイエロー複合材料、シリカ/キナクリドンPR122複合材料などが一次平均粒径が小さいので、好適に用いることができる。
Examples of the inorganic pigment include titanium dioxide, silica, alumina, iron oxide, iron hydroxide, and tin oxide. The particle shape preferably has a small aspect ratio, and is most preferably spherical. The color of the inorganic pigment is preferably transparent or white when the color material is adsorbed on the surface. However, when the black color material is adsorbed on the surface, a black inorganic pigment is used. It doesn't matter. The primary particle diameter of the inorganic pigment particles is preferably 100 nm or less, and more preferably 5 to 50 nm.
The mass ratio between the inorganic pigment particles and the organic pigment or carbon black as a colorant is preferably 3: 1 to 1: 3, and more preferably 3: 2 to 1: 2. If there are few color materials, color developability and coloring power may fall, and if there are many color materials, transparency and a color tone may worsen.
Color material particles obtained by coating such inorganic pigment particles with an organic pigment or carbon black include silica / carbon black composite material, silica / phthalocyanine PB15: 3 composite material, silica / disazo yellow composite material, silica, manufactured by Toda Kogyo Co., Ltd. / Quinacridone PR122 composite material and the like have a small primary average particle size and can be suitably used.
ここで、20nmの一次粒子径を持つ無機顔料粒子を等量の有機顔料で被覆した場合、この顔料の一次粒子径は25nm程度になる。これに適当な分散剤を用いて一次粒子まで分散できれば、分散粒子径が25nmの非常に微細な顔料分散インクを作製することができる。前記複合顔料は表面の有機顔料のみが分散に寄与するだけでなく、厚み約2.5nmの有機顔料の薄層を通して中心にある無機顔料の性質も現れてくるため、両者を同時に分散安定化できる顔料分散剤の選択も重要である。
前記着色剤のインク中の含有量は、固形分で2〜15質量%が好ましく、3〜12質量%がより好ましい。含有量が2質量%未満では、インクの発色性及び画像濃度が低くなってしまうことがあり、15質量%を超えると、インクが増粘して吐出性が悪くなってしまうことがあるし、経済的にも好ましくない。
Here, when inorganic pigment particles having a primary particle size of 20 nm are coated with an equal amount of organic pigment, the primary particle size of this pigment is about 25 nm. If a primary dispersant can be dispersed using a suitable dispersant for this, a very fine pigment-dispersed ink having a dispersed particle diameter of 25 nm can be produced. In the composite pigment, not only the organic pigment on the surface contributes to the dispersion, but also the properties of the inorganic pigment at the center appear through a thin layer of organic pigment with a thickness of about 2.5 nm, so that both can be dispersed and stabilized simultaneously. The selection of the pigment dispersant is also important.
The content of the colorant in the ink is preferably 2 to 15% by mass and more preferably 3 to 12% by mass in terms of solid content. If the content is less than 2% by mass, the color developability and image density of the ink may be lowered. If the content exceeds 15% by mass, the ink may be thickened and the dischargeability may be deteriorated. It is not economically preferable.
−界面活性剤−
界面活性剤としては、着色剤の種類や湿潤剤の組み合わせによって分散安定性を損なわず、静的表面張力が低く、浸透性、レベリング性の高いものが好ましく、アニオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤及びフッ素系界面活性剤から選択される少なくとも1種が好適である。これらの中でも、シリコーン系界面活性剤及びフッ素系界面活性剤が特に好ましい。
これら界面活性剤は、1種を単独で用いても、2種以上を混合して用いてもよい。
-Surfactant-
As the surfactant, those which do not impair the dispersion stability depending on the type of the colorant or the combination of the wetting agent, have a low static surface tension, and have a high permeability and leveling property. At least one selected from an activator, a silicone-based surfactant and a fluorosurfactant is preferred. Among these, silicone surfactants and fluorine surfactants are particularly preferable.
These surfactants may be used alone or in combination of two or more.
前記フッ素系界面活性剤としてはフッ素置換した炭素数が2〜16のものが好ましく、フッ素置換した炭素数が4〜16のものがより好ましい。フッ素置換した炭素数が2未満では、フッ素の効果が得られないことがあり、16を超えると、インク保存性などの問題が生じることがある。
前記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化合物、パーフルオロアルキルカルボン酸化合物、パーフルオロアルキルリン酸エステル化合物、パーフルオロアルキルエチレンオキサイド付加物、及びパーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー化合物、などが挙げられる。これらの中でも、パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー化合物は起泡性が少なく、特に好ましい。
更に好ましいのは、下記一般式(IV)で示されるフッ素系界面活性剤である。
Examples of the fluorosurfactants include perfluoroalkyl sulfonic acid compounds, perfluoroalkyl carboxylic acid compounds, perfluoroalkyl phosphate compounds, perfluoroalkyl ethylene oxide adducts, and perfluoroalkyl ether groups. And polyoxyalkylene ether polymer compound. Among these, a polyoxyalkylene ether polymer compound having a perfluoroalkyl ether group in the side chain is particularly preferable because of its low foaming property.
More preferred is a fluorosurfactant represented by the following general formula (IV).
前記パーフルオロアルキルスルホン酸化合物としては、例えば、パーフルオロアルキルスルホン酸、パーフルオロアルキルスルホン酸塩、などが挙げられる。
前記パーフルオロアルキルカルボン酸化合物としては、例えば、パーフルオロアルキルカルボン酸、パーフルオロアルキルカルボン酸塩、などが挙げられる。
前記パーフルオロアルキルリン酸エステル化合物としては、例えば、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リン酸エステルの塩、などが挙げられる。
前記パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー化合物としては、パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー、パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマーの硫酸エステル塩、パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマーの塩、などが挙げられる。
これらフッ素系界面活性剤における塩の対イオンとしては、Li、Na、K、NH4、NH3CH2CH2OH、NH2(CH2CH2OH)2、NH(CH2CH2OH)3などが挙げられる。
Examples of the perfluoroalkyl sulfonic acid compound include perfluoroalkyl sulfonic acid, perfluoroalkyl sulfonate, and the like.
Examples of the perfluoroalkyl carboxylic acid compound include perfluoroalkyl carboxylic acid and perfluoroalkyl carboxylate.
Examples of the perfluoroalkyl phosphate compound include perfluoroalkyl phosphate esters, perfluoroalkyl phosphate salts, and the like.
The polyoxyalkylene ether polymer compound having a perfluoroalkyl ether group in the side chain includes a polyoxyalkylene ether polymer having a perfluoroalkyl ether group in the side chain, and a polyoxyalkylene ether having a perfluoroalkyl ether group in the side chain. Examples thereof include a sulfate salt of a polymer and a salt of a polyoxyalkylene ether polymer having a perfluoroalkyl ether group in the side chain.
As counter ions of salts in these fluorosurfactants, Li, Na, K, NH 4 , NH 3 CH 2 CH 2 OH, NH 2 (CH 2 CH 2 OH) 2 , NH (CH 2 CH 2 OH) 3 etc. are mentioned.
前記フッ素系界面活性剤としては、適宜合成したものを使用してもよいし、市販品を使用してもよい。
該市販品としては、例えば、サーフロンS−111、S−112、S−113、S−121、S−131、S−132、S−141、S−145(いずれも、旭硝子株式会社製);フルラードFC−93、FC−95、FC−98、FC−129、FC−135、FC−170C、FC−430、FC−431(いずれも、住友スリーエム株式会社製);メガファックF−470、F−1405、F−474(いずれも、大日本インキ化学工業株式会社製);ゾニール(Zonyl)TBS、FSP、FSA、FSN−100、FSN、FSO−100、FSO、FS−300、UR(いずれも、DuPont社製);FT−110、FT−250、FT−251、FT−400S、FT−150、FT−400SW(いずれも、株式会社ネオス社製)、ポリフォックスPF−151N(オムノバ社製)などが挙げられ、これらの中でも、良好な印字品質、特に発色性、紙に対する均染性が著しく向上する点から、DuPont社製のFS−300、株式会社ネオス製のFT−110、FT−250、FT−251、FT−400S、FT−150、FT−400SW及びオムノバ社製のポリフォックスPF−151Nが特に好ましい。
As said fluorosurfactant, what was synthesize | combined suitably may be used and a commercial item may be used.
Examples of the commercially available products include Surflon S-111, S-112, S-113, S-121, S-131, S-132, S-141, and S-145 (all manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.); Fullrad FC-93, FC-95, FC-98, FC-129, FC-135, FC-170C, FC-430, FC-431 (all manufactured by Sumitomo 3M Limited); Megafac F-470, F -1405, F-474 (all manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.); Zonyl TBS, FSP, FSA, FSN-100, FSN, FSO-100, FSO, FS-300, UR (all FT-110, FT-250, FT-251, FT-400S, FT-150, FT-400SW (all ), Polyfox PF-151N (Omnova), etc. Among them, FS manufactured by DuPont, from which the good print quality, particularly the color development and the leveling property on paper are remarkably improved. -300, FT-110, FT-250, FT-251, FT-400S, FT-150, FT-400SW made by Neos Co., Ltd. and Polyfox PF-151N made by Omninova are particularly preferred.
前記フッ素系界面活性剤の具体例としては、下記一般式(V)〜(XIV)で表わされる化合物が好適に用いられる。
(1)アニオン系フッ素系界面活性剤
(1) Anionic fluorosurfactant
(2)ノニオン系フッ素系界面活性剤
(3)両性フッ素系界面活性剤
(4)オリゴマー型フッ素系界面活性剤
前記シリコーン系界面活性剤としては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、高pHでも分解しないものが好ましく、例えば、側鎖変性ポリジメチルシロキサン、両末端変性ポリジメチルシロキサン、片末端変性ポリジメチルシロキサン、側鎖両末端変性ポリジメチルシロキサンなどが挙げられ、変性基としてポリオキシエチレン基、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン基を有するポリエーテル変性シリコーン系界面活性剤が水系界面活性剤として良好な性質を示すので特に好ましい。
このような界面活性剤としては、適宜合成したものを使用してもよいし、市販品を使用してもよい。市販品としては、例えば、ビックケミー株式会社、信越化学工業株式会社、東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社、日本エマルジョン株式会社、共栄社化学株式会社などから容易に入手できる。
The silicone-based surfactant is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but is preferably one that does not decompose even at a high pH. Examples thereof include one-end-modified polydimethylsiloxane, side-chain both-end-modified polydimethylsiloxane, and the like. Is particularly preferable since it exhibits good properties.
As such a surfactant, an appropriately synthesized product or a commercially available product may be used. Commercially available products can be easily obtained from, for example, Big Chemie Co., Ltd., Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd., Nippon Emulsion Co., Ltd., Kyoeisha Chemical Co., Ltd.
前記ポリエーテル変性シリコーン系界面活性剤としては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、下記一般式(XIV)で表わされる、ポリアルキレンオキシド構造をジメチルポリシロキサンのSi部側鎖に導入した化合物などが挙げられる。
前記ポリエーテル変性シリコーン系界面活性剤としては、市販品を用いることができ、例えば、KF−618、KF−642、KF−643(信越化学工業社)などが挙げられる。
前記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、などが挙げられる。
前記ノ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、ポリオキシプロピレン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、などが挙げられる。
A commercial item can be used as said polyether modified silicone type surfactant, For example, KF-618, KF-642, KF-643 (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) etc. are mentioned.
Examples of the anionic surfactant include polyoxyethylene alkyl ether acetate, dodecylbenzene sulfonate, laurate, polyoxyethylene alkyl ether sulfate salt, and the like.
Examples of the nonionic surfactant include polyoxyethylene alkyl ether, polyoxypropylene polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkyl ester, polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene alkylphenyl ether, and polyoxyethylene alkyl. And amines and polyoxyethylene alkylamides.
これらの界面活性剤のインク中の含有量は0.01〜3.0質量%が好ましく、0.5〜2質量%がより好ましい。含有量が0.01質量%未満では界面活性剤を添加した効果が無くなることがあり、3.0質量%を超えると、記録媒体への浸透性が必要以上に高くなり、画像濃度の低下や裏抜けが発生することがある。 The content of these surfactants in the ink is preferably 0.01 to 3.0% by mass, and more preferably 0.5 to 2% by mass. If the content is less than 0.01% by mass, the effect of adding the surfactant may be lost. If the content exceeds 3.0% by mass, the permeability to the recording medium becomes unnecessarily high, and the image density decreases. There may be a show-through.
―浸透剤―
インクには、浸透剤として炭素数8〜11のポリオール化合物又はグリコールエーテル化合物を少なくとも1種含有させることが好ましい。これらは、25℃の水中で0.2〜5.0質量%の間の溶解度を有するものが好ましく、特に、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール[溶解度:4.2%(25℃)]、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール[溶解度:2.0%(25℃)]が好ましい。
―Penetration agent―
The ink preferably contains at least one polyol compound or glycol ether compound having 8 to 11 carbon atoms as a penetrant. These preferably have a solubility of between 0.2 and 5.0% by weight in water at 25 ° C., in particular 2-ethyl-1,3-hexanediol [solubility: 4.2% (25 ° C.) ], 2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol [solubility: 2.0% (25 ° C.)].
その他のポリオール化合物としては、例えば、2−エチル−2−メチル−1,3−プロパンジオール、3,3−ジメチル−1,2−ブタンジオール、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオール、2−メチル−2−プロピル−1,3−プロパンジオール、2,4−ジメチル−2,4−ペンタンジオール、2,5−ジメチル−2,5−ヘキサンジオール、5−ヘキセン−1,2−ジオールなどの脂肪族ジオールが挙げられる。
その他の併用できる浸透剤としては、インク中に溶解し、所望の物性に調整できるものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、ジ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フェニルエーテル、エチレングリコールモノアリルエーテル、ジエチレングリコールモノフェニルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピ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クロロフェニルエーテル等の多価アルコールのアルキル及びアリールエーテル類、エタノール等の低級アルコール類、などが挙げられる。
Examples of other polyol compounds include 2-ethyl-2-methyl-1,3-propanediol, 3,3-dimethyl-1,2-butanediol, 2,2-diethyl-1,3-propanediol, 2-methyl-2-propyl-1,3-propanediol, 2,4-dimethyl-2,4-pentanediol, 2,5-dimethyl-2,5-hexanediol, 5-hexene-1,2-diol And aliphatic diols such as
Other penetrants that can be used in combination are not particularly limited as long as they can be dissolved in the ink and adjusted to the desired physical properties, and can be appropriately selected according to the purpose. For example, diethylene glycol monophenyl ether, ethylene Glycol monophenyl ether, ethylene glycol monoallyl ether, diethylene glycol monophenyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monobutyl ether, alkyl and aryl ethers of polyhydric alcohols such as tetraethylene glycol chlorophenyl ether, lower alcohols such as ethanol, etc. Is mentioned.
前記浸透剤のインク中の含有量は、0.1〜4.0質量%が好ましい。含有量が0.1質量%未満では、速乾性が得られず滲んだ画像となることがあり、4.0質量%を超えると、着色剤の分散安定性が損なわれ、ノズルが目詰まりし易くなったり、記録媒体への浸透性が必要以上に高くなり、画像濃度の低下や裏抜けが発生することがある。 The content of the penetrant in the ink is preferably 0.1 to 4.0% by mass. If the content is less than 0.1% by mass, a fast-drying property cannot be obtained and a blurred image may be obtained. If the content exceeds 4.0% by mass, the dispersion stability of the colorant is impaired and the nozzle is clogged. In some cases, the recording medium becomes more permeable and the permeability to the recording medium becomes higher than necessary, resulting in a decrease in image density and through-through.
−水分散性樹脂−
前記水分散性樹脂としては、造膜性(画像形成性)に優れ、かつ高撥水性、高耐水性、高耐候性を備えたものが、高耐水性で高画像濃度(高発色性)の画像記録に有用である。その例としては縮合系合成樹脂、付加系合成樹脂、天然高分子化合物などが挙げられる。
前記縮合系合成樹脂としては、例えば、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリ(メタ)アクリル樹脂、アクリル−シリコーン樹脂、フッ素系樹脂などが挙げられる。
前記付加系合成樹脂としては、例えば、ポリオレフィン樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリビニルエステル系樹脂、ポリアクリル酸系樹脂、不飽和カルボン酸系樹脂などが挙げられる。
前記天然高分子化合物としては、例えば、セルロース類、ロジン類、天然ゴムなどが挙げられる。
これらの中でも、特にポリウレタン樹脂微粒子、アクリル−シリコーン樹脂微粒子及びフッ素系樹脂微粒子が好ましい。
また、前記水分散性樹脂を2種類以上併用することは全く問題ない。
-Water dispersible resin-
As the water-dispersible resin, those having excellent film-forming properties (image forming properties) and having high water repellency, high water resistance, and high weather resistance have high water resistance and high image density (high color developability). Useful for image recording. Examples thereof include condensation-type synthetic resins, addition-type synthetic resins, natural polymer compounds, and the like.
Examples of the condensed synthetic resin include polyester resin, polyurethane resin, polyepoxy resin, polyamide resin, polyether resin, poly (meth) acrylic resin, acrylic-silicone resin, and fluorine-based resin.
Examples of the addition type synthetic resin include polyolefin resins, polystyrene resins, polyvinyl alcohol resins, polyvinyl ester resins, polyacrylic acid resins, unsaturated carboxylic acid resins, and the like.
Examples of the natural polymer compound include celluloses, rosins, and natural rubber.
Among these, polyurethane resin fine particles, acrylic-silicone resin fine particles, and fluorine-based resin fine particles are particularly preferable.
Moreover, it is not a problem to use two or more kinds of the water-dispersible resins in combination.
前記フッ素系樹脂微粒子としては、フルオロオレフィン単位を有するフッ素系樹脂微粒子が好ましく、これらの中でも、フルオロオレフィン単位及びビニルエーテル単位から構成されるフッ素含有ビニルエーテル系樹脂微粒子が特に好ましい。
前記フルオロオレフィン単位としては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば−CF2CF2−、−CF2CF(CF3)−、−CF2CFCl−などが挙げられる。
前記ビニルエーテル単位としては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、下記表1に示す基などが挙げられる。
As the fluorine resin fine particles, fluorine resin fine particles having a fluoroolefin unit are preferable, and among these, fluorine-containing vinyl ether resin fine particles composed of a fluoroolefin unit and a vinyl ether unit are particularly preferable.
Wherein particularly limited fluoroolefin unit is not, can be appropriately selected depending on the intended purpose, for example, -CF 2 CF 2 -, - CF 2 CF (CF 3) -, -
The vinyl ether unit is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include groups shown in Table 1 below.
前記フルオロオレフィン単位及びビニルエーテル単位から構成されるフッ素含有ビニルエーテル系樹脂微粒子としては、上記フルオロオレフィン単位とビニルエーテル単位が交互に共重合した交互共重合体が好ましい。
このようなフッ素系樹脂微粒子としては、適宜合成したものを使用してもよいし、市販品を使用してもよい。市販品としては、例えば、大日本インキ化学工業社製のフルオネートFEM−500、FEM−600、ディックガードF−52S、F−90、F−90M、F−90N、アクアフランTE−5A;旭硝子社製のルミフロンFE4300、FE4500、FE4400、アサヒガードAG−7105、AG−950、AG−7600、AG−7000、AG−1100などが挙げられる。
前記水分散性樹脂は、ホモポリマーとして使用しても、コポリマーとして使用してもよく、複合系樹脂として使用してもよい。また、単相構造型及びコアシェル型、パワーフィード型エマルジョンのいずれのものも使用できる。
As the fluorine-containing vinyl ether resin fine particles composed of the fluoroolefin unit and the vinyl ether unit, an alternating copolymer in which the fluoroolefin unit and the vinyl ether unit are alternately copolymerized is preferable.
As such fluorine-based resin fine particles, those appropriately synthesized may be used, or commercially available products may be used. Commercially available products include, for example, Fluonate FEM-500, FEM-600, Dickguard F-52S, F-90, F-90M, F-90N, Aquafranc TE-5A manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc .; Asahi Glass Co., Ltd. Examples include Lumiflon FE4300, FE4500, FE4400, Asahi Guard AG-7105, AG-950, AG-7600, AG-7000, AG-1100, and the like.
The water-dispersible resin may be used as a homopolymer, a copolymer, or a composite resin. Moreover, any of a single phase structure type, a core shell type, and a power feed type emulsion can be used.
前記水分散性樹脂としては、樹脂自身が親水基を有し自己分散性を持つもの、樹脂自身は分散性を持たず界面活性剤や親水基を持つ樹脂により分散性を付与したものが使用できる。これらの中でも、ポリエステル樹脂やポリウレタン樹脂のアイオノマーや不飽和単量体の乳化重合又は懸濁重合によって得られた樹脂粒子のエマルジョンが最適である。
不飽和単量体の乳化重合の場合には、不飽和単量体、重合開始剤、界面活性剤、連鎖移動剤、キレート剤、及びpH調整剤などを添加した水中で反応させて樹脂エマルジョンを得るため、容易に水分散性樹脂を得ることができ、樹脂構成を容易に替えられるため目的の性質を作りやすい。
As the water-dispersible resin, a resin itself having a hydrophilic group and having a self-dispersibility, or a resin itself having no dispersibility and imparted with a surfactant or a resin having a hydrophilic group can be used. . Among these, an emulsion of resin particles obtained by emulsion polymerization or suspension polymerization of an ionomer of a polyester resin or polyurethane resin or an unsaturated monomer is optimal.
In the case of emulsion polymerization of an unsaturated monomer, the resin emulsion is reacted by reacting in water to which an unsaturated monomer, a polymerization initiator, a surfactant, a chain transfer agent, a chelating agent, and a pH adjusting agent are added. Therefore, a water-dispersible resin can be easily obtained, and the resin properties can be easily changed, so that desired properties can be easily produced.
前記不飽和単量体としては、例えば不飽和カルボン酸類、単官能又は多官能の(メタ)アクリル酸エステル単量体類、(メタ)アクリル酸アミド単量体類、芳香族ビニル単量体類、ビニルシアノ化合物単量体類、ビニル単量体類、アリル化合物単量体類、オレフィン単量体類、ジエン単量体類、不飽和炭素を持つオリゴマー類などを単独で又は複数組み合わせて用いることができる。これらの単量体を組み合わせることにより柔軟に性質を改質することが可能であり、オリゴマー型重合開始剤を用いて重合反応、グラフト反応を行うことにより、樹脂の特性を改質することもできる。
前記不飽和カルボン酸類としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、フマール酸、マレイン酸等が挙げられる。
Examples of the unsaturated monomer include unsaturated carboxylic acids, monofunctional or polyfunctional (meth) acrylic acid ester monomers, (meth) acrylic acid amide monomers, and aromatic vinyl monomers. , Vinyl cyano compound monomers, vinyl monomers, allyl compound monomers, olefin monomers, diene monomers, oligomers having unsaturated carbon, etc., alone or in combination Can do. It is possible to modify the properties flexibly by combining these monomers, and it is also possible to modify the properties of the resin by performing a polymerization reaction and a graft reaction using an oligomer type polymerization initiator. .
Examples of the unsaturated carboxylic acids include acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, fumaric acid, maleic acid and the like.
前記単官能の(メタ)アクリル酸エステル単量体類としては、例えば、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、n−ブチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、n−アミルメタクリレート、イソアミルメタクリレート、n−ヘキシルメタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、オクチルメタクリレート、デシルメタクリレート、ドデシルメタクリレート、オクタデシルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、フェニルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、グリシジルメタクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレート、メタクリロキシエチルトリメチルアンモニウム塩、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、メチルアクリレート、エチルアクリレート、イソプロピルアクリレート、n−ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、n−アミルアクリレート、イソアミルアクリレート、n−へキシルアクリレート、2−エチルへキシルアクリレート、オクチルアクリレート、デシルアクリレート、ドデシルアクリレート、オクタデシルアクリレート、シクロへキシルアクリレート、フェニルアクリレート、ベンジルアクリレート、グリシジルアクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、ジメチルアミノエチルアクリレート、アクリロキシエチルトリメチルアンモニウム塩、などが挙げられる。 Examples of the monofunctional (meth) acrylic acid ester monomers include methyl methacrylate, ethyl methacrylate, isopropyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, n-amyl methacrylate, isoamyl methacrylate, n-hexyl methacrylate, 2 -Ethylhexyl methacrylate, octyl methacrylate, decyl methacrylate, dodecyl methacrylate, octadecyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, phenyl methacrylate, benzyl methacrylate, glycidyl methacrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate, dimethylaminoethyl methacrylate, methacryloxyethyltrimethylammonium Salt, 3-me Acryloxypropyltrimethoxysilane, methyl acrylate, ethyl acrylate, isopropyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, n-amyl acrylate, isoamyl acrylate, n-hexyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, octyl acrylate, decyl acrylate , Dodecyl acrylate, octadecyl acrylate, cyclohexyl acrylate, phenyl acrylate, benzyl acrylate, glycidyl acrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, dimethylaminoethyl acrylate, acryloxyethyl trimethyl ammonium salt, and the like.
前記多官能の(メタ)アクリル酸エステル単量体類としては、例えば、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、1,3−ブチレングリコールジメタクリレート、1,4−ブチレングリコールジメタクリレート、1,6−ヘキサンジオールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、ジプロピレングリコールジメタクリレート、ポリプロピレングリコールジメタクリレート、ポリブチレングリコールジメタクリレート、2,2′−ビス(4−メタクリロキシジエトキシフェニル)プロパン、トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリメチロールエタントリメタクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、1,3−ブチレングリコールジアクリレート、1,4−ブチレングリコールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、1,9−ノナンジオールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、2,2′−ビス(4−アクリロキシプロピロキシフェニル)プロパン、2,2′−ビス(4−アクリロキシジエトキシフェニル)プロパン、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールエタントリアクリレート、テトラメチロールメタントリアクリレート、ジトリメチロールテトラアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、などが挙げられる。 Examples of the polyfunctional (meth) acrylic acid ester monomers include ethylene glycol dimethacrylate, diethylene glycol dimethacrylate, triethylene glycol dimethacrylate, polyethylene glycol dimethacrylate, 1,3-butylene glycol dimethacrylate, 1, 4-butylene glycol dimethacrylate, 1,6-hexanediol dimethacrylate, neopentyl glycol dimethacrylate, dipropylene glycol dimethacrylate, polypropylene glycol dimethacrylate, polybutylene glycol dimethacrylate, 2,2'-bis (4-methacryloxy) Diethoxyphenyl) propane, trimethylolpropane trimethacrylate, trimethylolethane trimethacrylate, polyethylene Glycol diacrylate, triethylene glycol diacrylate, 1,3-butylene glycol diacrylate, 1,4-butylene glycol diacrylate, 1,6-hexanediol diacrylate, neopentyl glycol diacrylate, 1,9-nonanediol di Acrylate, polypropylene glycol diacrylate, 2,2'-bis (4-acryloxypropyloxyphenyl) propane, 2,2'-bis (4-acryloxydiethoxyphenyl) propane, trimethylolpropane triacrylate, trimethylolethane Triacrylate, tetramethylol methane triacrylate, ditrimethylol tetraacrylate, tetramethylol methane tetraacrylate, pentaerythritol tetraacrylate Dipentaerythritol hexaacrylate, and the like.
前記(メタ)アクリル酸アミド単量体類としては、例えば、アクリルアミド、メタクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、メチレンビスアクリルアミド、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸等が挙げられる。
前記芳香族ビニル単量体類としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、4−t−ブチルスチレン、クロルスチレン、ビニルアニソール、ビニルナフタレン、ジビニルベンゼン等が挙げられる。
前記ビニルシアノ化合物単量体類としては、例えば、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等が挙げられる。
Examples of the (meth) acrylic acid amide monomers include acrylamide, methacrylamide, N, N-dimethylacrylamide, methylenebisacrylamide, 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, and the like.
Examples of the aromatic vinyl monomers include styrene, α-methyl styrene, vinyl toluene, 4-t-butyl styrene, chlorostyrene, vinyl anisole, vinyl naphthalene, and divinyl benzene.
Examples of the vinyl cyano compound monomers include acrylonitrile and methacrylonitrile.
前記ビニル単量体類としては、例えば、酢酸ビニル、塩化ビニリデン、塩化ビニル、ビニルエーテル、ビニルケトン、ビニルピロリドン、ビニルスルホン酸又はその塩、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン等が挙げられる。
前記アリル化合物単量体類としては、例えばアリルスルホン酸その塩、アリルアミン、アリルクロライド、ジアリルアミン、ジアリルジメチルアンモニウム塩等が挙げられる。
前記オレフィン単量体類としては、例えば、エチレン、プロピレン等が挙げられる。
前記ジエン単量体類としては、例えば、ブタジエン、クロロプレン等が挙げられる。
前記不飽和炭素を持つオリゴマー類としては、例えば、メタクリロイル基を持つスチレンオリゴマー、メタクリロイル基を持つスチレン−アクリロニトリルオリゴマー、メタクリロイル基を持つメチルメタクリレートオリゴマー、メタクリロイル基を持つジメチルシロキサンオリゴマー、アクリロイル基を持つポリエステルオリゴマー等が挙げられる。
Examples of the vinyl monomers include vinyl acetate, vinylidene chloride, vinyl chloride, vinyl ether, vinyl ketone, vinyl pyrrolidone, vinyl sulfonic acid or salts thereof, vinyl trimethoxysilane, vinyl triethoxysilane, and the like.
Examples of the allyl compound monomers include allyl sulfonic acid salt thereof, allylamine, allyl chloride, diallylamine, diallyldimethylammonium salt and the like.
Examples of the olefin monomers include ethylene and propylene.
Examples of the diene monomers include butadiene and chloroprene.
Examples of the oligomers having unsaturated carbon include styrene oligomers having methacryloyl groups, styrene-acrylonitrile oligomers having methacryloyl groups, methyl methacrylate oligomers having methacryloyl groups, dimethylsiloxane oligomers having methacryloyl groups, and polyesters having acryloyl groups. An oligomer etc. are mentioned.
前記水分散性樹脂は、強アルカリ性、強酸性下では分散破壊や加水分解などの分子鎖の断裂が引き起こされるため、pHは4〜12が好ましく、特に水分散性着色剤との混和性の点からpHは6〜11がより好ましく、7〜9が更に好ましい。
前記水分散性樹脂の体積平均粒子径(D50)は、分散液の粘度と関係しており、組成が同じものでは粒径が小さくなるほど同一固形分での粘度が大きくなる。インク化した時に過剰な高粘度にならないためにも水分散性樹脂の体積平均粒子径(D50)は50nm以上が好ましい。また、粒径が数十μmになるとインクジェットヘッドのノズル口より大きくなるため使用できない。ノズル口より小さくても、粒子径の大きな粒子がインク中に存在すると吐出性を悪化させる。そこで、インク吐出性を阻害させないために、体積平均粒子径(D50)は200nm以下がより好ましく、150nm以下が更に好ましい。
The water-dispersible resin has a strong alkalinity and strong acidity, and thus causes chain breakage such as dispersion breakage and hydrolysis. Therefore, the pH is preferably 4 to 12, and particularly miscible with water-dispersible colorants. Therefore, the pH is more preferably 6 to 11, and further preferably 7 to 9.
The volume average particle diameter (D50) of the water-dispersible resin is related to the viscosity of the dispersion, and for the same composition, the viscosity at the same solid content increases as the particle diameter decreases. The volume average particle diameter (D50) of the water-dispersible resin is preferably 50 nm or more so that the viscosity does not become excessively high when converted into an ink. Further, when the particle size is several tens of μm, it becomes larger than the nozzle opening of the ink jet head and cannot be used. Even if it is smaller than the nozzle opening, if particles having a large particle diameter are present in the ink, the ejection property is deteriorated. Therefore, in order not to inhibit the ink ejection properties, the volume average particle diameter (D50) is more preferably 200 nm or less, and further preferably 150 nm or less.
また、前記水分散性樹脂は、着色剤を紙面に定着させる働きを有し、常温で被膜化して色材の定着性を向上させることが好ましい。そのため、水分散性樹脂の最低造膜温度(MFT)は30℃以下であることが好ましい。また水分散性樹脂のガラス転移温度が−40℃未満になると、樹脂皮膜の粘稠性が強くなり印字物にタックが生じるため、ガラス転移温度が−40℃以上であることが好ましい。
前記水分散性樹脂のインク中の含有量は、固形分で、2〜30質量%が好ましく、5〜25質量%がより好ましい。
The water-dispersible resin has a function of fixing the colorant to the paper surface, and is preferably formed into a film at room temperature to improve the fixability of the color material. Therefore, the minimum film-forming temperature (MFT) of the water-dispersible resin is preferably 30 ° C. or lower. Further, when the glass transition temperature of the water-dispersible resin is less than −40 ° C., the viscosity of the resin film becomes strong and the printed matter is tacked. Therefore, the glass transition temperature is preferably −40 ° C. or higher.
The content of the water-dispersible resin in the ink is preferably 2 to 30% by mass and more preferably 5 to 25% by mass in terms of solid content.
ここで、前記着色剤、着色剤中の顔料、及び前記水分散性樹脂の固形分含有量は、例えば、インク中から着色剤と水分散性樹脂分のみを分離する方法により測定することができる。また、着色剤として顔料を用いている場合には、熱質量分析により質量減少率を評価することで着色剤と水分散性樹脂との比率を測定できる。また、着色剤の分子構造が明らかな場合には、顔料や染料ではNMRを用いて着色剤の固形分量を定量することが可能であり、重金属原子、分子骨格に含まれる無機顔料、含金有機顔料、含金染料では蛍光X線分析を用いることで着色剤の固形分量を定量することが可能である。 Here, the solid content of the colorant, the pigment in the colorant, and the water-dispersible resin can be measured by, for example, a method of separating only the colorant and the water-dispersible resin from the ink. . Moreover, when the pigment is used as the colorant, the ratio of the colorant to the water-dispersible resin can be measured by evaluating the mass reduction rate by thermal mass spectrometry. In addition, when the molecular structure of the colorant is clear, the solid content of the colorant can be quantified using NMR for pigments and dyes. Inorganic pigments contained in heavy metal atoms, molecular skeletons, and metal-containing organics For pigments and metal-containing dyes, the solid content of the colorant can be quantified by using fluorescent X-ray analysis.
−その他の成分−
その他の成分としては特に制限はなく、必要に応じて適宜選択することができ、例えばpH調整剤、防腐防黴剤、キレート試薬、防錆剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、酸素吸収剤、光安定化剤、などが挙げられる。
-Other ingredients-
Other components are not particularly limited and can be appropriately selected as necessary. For example, a pH adjuster, antiseptic / antifungal agent, chelating reagent, rust inhibitor, antioxidant, ultraviolet absorber, oxygen absorber, And light stabilizers.
前記pH調整剤としては、調合されるインクに悪影響を及ぼさずにpHを7〜11に調整できるものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、アルコールアミン類、アルカリ金属元素の水酸化物、アンモニウムの水酸化物、ホスホニウム水酸化物、アルカリ金属の炭酸塩、などが挙げられる。
pHが7未満又は11を超えると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、吐出不良などの不具合が生じることがある。
前記アルコールアミン類としては、例えば、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。
前記アルカリ金属元素の水酸化物としては、例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどが挙げられる。
前記アンモニウムの水酸化物としては、例えば、水酸化アンモニウム、第4級アンモニウム水酸化物などが挙げられる。
前記ホスホニウム水酸化物としては、例えば、第4級ホスホニウム水酸化物などが挙げられる。
前記アルカリ金属の炭酸塩としては、例えば、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。
The pH adjuster is not particularly limited as long as it can adjust the pH to 7 to 11 without adversely affecting the ink to be prepared, and can be appropriately selected according to the purpose. And alkali metal element hydroxides, ammonium hydroxides, phosphonium hydroxides, alkali metal carbonates, and the like.
If the pH is less than 7 or more than 11, the amount of the ink jet head or ink supply unit that melts out is large, and problems such as ink deterioration, leakage, and ejection failure may occur.
Examples of the 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, and potassium hydroxide.
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, and potassium carbonate.
前記防腐防黴剤としては、例えば、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。
前記キレート試薬としては、例えば、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ある。
前記防錆剤としては、例えば、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などが挙げられる。
Examples of the antiseptic / antifungal agent include sodium dehydroacetate, sodium sorbate, 2-pyridinethiol-1-oxide sodium, 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 sulfite, sodium thiosulfate, ammonium thiodiglycolate, diisopropylammonium nitrite, pentaerythritol tetranitrate, and dicyclohexylammonium nitrite.
前記酸化防止剤としては、例えば、フェノール系酸化防止剤(ヒンダードフェノール系酸化防止剤を含む)、アミン系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、などが挙げられる。
前記フェノール系酸化防止剤(ヒンダードフェノール系酸化防止剤を含む)としては、例えば、ブチル化ヒドロキシアニソール、2,6−ジ−tert−ブチル−4−エチルフェノール、ステアリル−β−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、2,2′−メチレンビス(4−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、2,2′−メチレンビス(4−エチル−6−tert−ブチルフェノール)、4,4′−ブチリデンビス(3−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、3,9−ビス{1,1−ジメチル−2−〔β−(3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニルオキシ〕エチル}−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカン、1,1,3−トリス(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−tert−ブチルフェニル)ブタン、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、テトラキス〔メチレン−3−(3′,5′−ジ−tert−ブチル−4′−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕メタン、などが挙げられる。
Examples of the antioxidant include phenolic antioxidants (including hindered phenolic antioxidants), amine-based antioxidants, sulfur-based antioxidants, phosphorus-based antioxidants, and the like.
Examples of the phenolic antioxidant (including hindered phenolic antioxidant) include butylated hydroxyanisole, 2,6-di-tert-butyl-4-ethylphenol, stearyl-β- (3,5 -Di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate, 2,2'-methylenebis (4-methyl-6-tert-butylphenol), 2,2'-methylenebis (4-ethyl-6-tert-butylphenol), 4,4'-butylidenebis (3-methyl-6-tert-butylphenol), 3,9-bis {1,1-dimethyl-2- [β- (3-tert-butyl-4-hydroxy-5-methylphenyl) ) Propionyloxy] ethyl} -2,4,8,10-tetraoxaspiro [5,5] undecane, 1,1,3 Tris (2-methyl-4-hydroxy-5-tert-butylphenyl) butane, 1,3,5-trimethyl-2,4,6-tris (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl ) Benzene, tetrakis [methylene-3- (3 ′, 5′-di-tert-butyl-4′-hydroxyphenyl) propionate] methane, and the like.
前記アミン系酸化防止剤としては、例えば、フェニル−β−ナフチルアミン、α−ナフチルアミン、N,N′−ジ−sec−ブチル−p−フェニレンジアミン、フェノチアジン、N,N′−ジフェニル−p−フェニレンジアミン、2,6−ジ−tert−ブチル−p−クレゾール、2,6−ジ−tert−ブチルフェノール、2,4−ジメチル−6−tert−ブチル−フェノール、ブチルヒドロキシアニソール、2,2′−メチレンビス(4−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、4,4′−ブチリデンビス(3−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、4,4′−チオビス(3−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、テトラキス〔メチレン−3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ジヒドロキフェニル)プロピオネート〕メタン、1,1,3−トリス(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−tert−ブチルフェニル)ブタン、等が挙げられる。 Examples of the amine-based antioxidant include phenyl-β-naphthylamine, α-naphthylamine, N, N′-di-sec-butyl-p-phenylenediamine, phenothiazine, N, N′-diphenyl-p-phenylenediamine. 2,6-di-tert-butyl-p-cresol, 2,6-di-tert-butylphenol, 2,4-dimethyl-6-tert-butyl-phenol, butylhydroxyanisole, 2,2'-methylenebis ( 4-methyl-6-tert-butylphenol), 4,4'-butylidenebis (3-methyl-6-tert-butylphenol), 4,4'-thiobis (3-methyl-6-tert-butylphenol), tetrakis [methylene -3- (3,5-di-tert-butyl-4-dihydroxyphenyl) propi Onate] methane, 1,1,3-tris (2-methyl-4-hydroxy-5-tert-butylphenyl) butane, and the like.
前記硫黄系酸化防止剤としては、例えば、ジラウリル−3,3′−チオジプロピオネート、ジステアリルチオジプロピオネート、ラウリルステアリルチオジプロピオネート、ジミリスチル−3,3′−チオジプロピオネート、ジステアリル−β,β′−チオジプロピオネート、2−メルカプトベンゾイミダゾール、ジラウリルサルファイド等が挙げられる。
前記リン系酸化防止剤としては、トリフェニルフォスファイト、オクタデシルフォスファイト、トリイソデシルフォスファイト、トリラウリルトリチオフォスファイト、トリノニルフェニルフォスファイト、等が挙げられる。
Examples of the sulfur-based antioxidant include dilauryl-3,3′-thiodipropionate, distearyl thiodipropionate, lauryl stearyl thiodipropionate, dimyristyl-3,3′-thiodipropionate, Examples include stearyl-β, β′-thiodipropionate, 2-mercaptobenzimidazole, dilauryl sulfide, and the like.
Examples of the phosphorus antioxidant include triphenyl phosphite, octadecyl phosphite, triisodecyl phosphite, trilauryl trithiophosphite, trinonylphenyl phosphite, and the like.
前記紫外線吸収剤としては、例えば、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、サリチレート系紫外線吸収剤、シアノアクリレート系紫外線吸収剤、ニッケル錯塩系紫外線吸収剤、などが挙げられる。
前記ベンゾフェノン系紫外線吸収剤としては、例えば、2−ヒドロキシ−4−n−オクトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−n−ドデシルオキシベンゾフェノン、2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2,2′,4,4′−テトラヒドロキシベンゾフェノン、等が挙げられる。
前記ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤としては、例えば、2−(2′−ヒドロキシ−5′−tert−オクチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2′−ヒドロキシ−5′−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2′−ヒドロキシ−4′−オクトキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2′−ヒドロキシ−3′−tert−ブチル−5′−メチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、等が挙げられる。
Examples of the ultraviolet absorber include a benzophenone ultraviolet absorber, a benzotriazole ultraviolet absorber, a salicylate ultraviolet absorber, a cyanoacrylate ultraviolet absorber, and a nickel complex ultraviolet absorber.
Examples of the benzophenone-based ultraviolet absorber include 2-hydroxy-4-n-octoxybenzophenone, 2-hydroxy-4-n-dodecyloxybenzophenone, 2,4-dihydroxybenzophenone, and 2-hydroxy-4-methoxybenzophenone. 2,2 ', 4,4'-tetrahydroxybenzophenone, and the like.
Examples of the benzotriazole ultraviolet absorber include 2- (2′-hydroxy-5′-tert-octylphenyl) benzotriazole, 2- (2′-hydroxy-5′-methylphenyl) benzotriazole, 2- (2'-hydroxy-4'-octoxyphenyl) benzotriazole, 2- (2'-hydroxy-3'-tert-butyl-5'-methylphenyl) -5-chlorobenzotriazole, and the like.
前記サリチレート系紫外線吸収剤としては、例えば、フェニルサリチレート、p−tert−ブチルフェニルサリチレート、p−オクチルフェニルサリチレート、等が挙げられる。
前記シアノアクリレート系紫外線吸収剤としては、例えば、エチル−2−シアノ−3,3′−ジフェニルアクリレート、メチル−2−シアノ−3−メチル−3−(p−メトキシフェニル)アクリレート、ブチル−2−シアノ−3−メチル−3−(p−メトキシフェニル)アクリレート、等が挙げられる。
前記ニッケル錯塩系紫外線吸収剤としては、例えば、ニッケルビス(オクチルフェニル)サルファイド、2,2′−チオビス(4−tert−オクチルフェレート)−n−ブチルアミンニッケル(II)、2,2′−チオビス(4−tert−オクチルフェレート)−2−エチルヘキシルアミンニッケル(II)、2,2′−チオビス(4−tert−オクチルフェレート)トリエタノールアミンニッケル(II)、等が挙げられる。
Examples of the salicylate-based ultraviolet absorber include phenyl salicylate, p-tert-butylphenyl salicylate, p-octylphenyl salicylate, and the like.
Examples of the cyanoacrylate ultraviolet absorber include ethyl-2-cyano-3,3′-diphenyl acrylate, methyl-2-cyano-3-methyl-3- (p-methoxyphenyl) acrylate, and butyl-2- And cyano-3-methyl-3- (p-methoxyphenyl) acrylate.
Examples of the nickel complex ultraviolet absorber include nickel bis (octylphenyl) sulfide, 2,2'-thiobis (4-tert-octylferrate) -n-butylamine nickel (II), 2,2'-thiobis. (4-tert-octyl ferrate) -2-ethylhexylamine nickel (II), 2,2'-thiobis (4-tert-octyl ferrate) triethanolamine nickel (II), and the like.
本発明のインクは、着色剤、水溶性有機溶剤(湿潤剤)、界面活性剤及び水、更に必要に応じて浸透剤、水分散性樹脂などのその他の成分を水性媒体中に分散又は溶解し、更に必要に応じて攪拌混合して製造する。この攪拌混合は、例えば、サンドミル、ホモジナイザー、ボールミル、ペイントシェイカー、超音波分散機等により行うことができ、攪拌混合は通常の攪拌羽を用いた攪拌機、マグネチックスターラー、高速の分散機等で行うことができる。 The ink of the present invention comprises a colorant, a water-soluble organic solvent (wetting agent), a surfactant and water, and if necessary, other components such as a penetrant and a water-dispersible resin dispersed or dissolved in an aqueous medium. Further, it is produced by stirring and mixing as necessary. This stirring and mixing can be performed by, for example, a sand mill, a homogenizer, a ball mill, a paint shaker, an ultrasonic disperser, and the like. The stirring and mixing is performed by a stirrer using a normal stirring blade, a magnetic stirrer, a high-speed disperser, or the like. be able to.
本発明のインクの物性には特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば粘度、静的表面張力は以下の範囲であることが好ましい。
インクの25℃での粘度は、5〜25mPa・sが好ましく、更に好ましくは7.0〜20mPa・sである。インク粘度を5mPa・s以上とすることにより、印字濃度や文字品位を向上させる効果が得られる。また、25mPa・s以下に抑えることにより、吐出性を確保できる。前記粘度は、例えば粘度計(RE−550L、東機産業社製)を使用して、25℃で測定することができる。
インクの静的表面張力は、25℃で35mN/m以下が好ましく、32mN/m以下がより好ましい。静的表面張力が35mN/mを超えると、記録媒体上でのインクのレベリングが起こり難く、乾燥時間の長時間化(乾燥性が悪くなる)を招くことがある。
The physical properties of the ink of the present invention are not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, the viscosity and static surface tension are preferably in the following ranges.
The viscosity of the ink at 25 ° C. is preferably 5 to 25 mPa · s, more preferably 7.0 to 20 mPa · s. By setting the ink viscosity to 5 mPa · s or more, the effect of improving the printing density and the character quality can be obtained. Moreover, discharge property is securable by restraining to 25 mPa * s or less. The viscosity can be measured at 25 ° C. using, for example, a viscometer (RE-550L, manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.).
The static surface tension of the ink is preferably 35 mN / m or less at 25 ° C., more preferably 32 mN / m or less. When the static surface tension exceeds 35 mN / m, leveling of the ink on the recording medium is difficult to occur, and the drying time may be prolonged (drying property is deteriorated).
インクの色には特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックなどが挙げられる。これらの色を2種以上併用したインクセットを使用して記録を行うと、多色画像を形成することができ、全色併用したインクセットを使用して記録を行うと、フルカラー画像を形成することができる。 There is no restriction | limiting in particular in the color of an ink, According to the objective, it can select suitably, Yellow, magenta, cyan, black etc. are mentioned. When recording is performed using an ink set in which two or more of these colors are used in combination, a multicolor image can be formed, and when recording is performed using an ink set in which all colors are used in combination, a full color image is formed. be able to.
本発明のインクは、インク流路内のインクを加圧する圧力発生手段として圧電素子を用いてインク流路の壁面を形成する振動板を変形させてインク流路内容積を変化させてインク滴を吐出させるいわゆるピエゾ型のもの(特開平2−51734号公報参照)、あるいは、発熱抵抗体を用いてインク流路内でインクを加熱して気泡を発生させるいわゆるサーマル型のもの(特開昭61−59911号公報参照)、インク流路の壁面を形成する振動板と電極とを対向配置し、振動板と電極との間に発生させる静電力によって振動板を変形させることによりインク流路内容積を変化させてインク滴を吐出させる静電型のもの(特開平6−71882号公報参照)などのいずれのインクジェットヘッドを搭載するプリンタにも良好に使用できる。 In the ink of the present invention, a piezoelectric element is used as a pressure generating means for pressurizing the ink in the ink flow path, and the vibration plate forming the wall surface of the ink flow path is deformed to change the volume in the ink flow path to thereby drop ink droplets. A so-called piezo-type device that discharges (refer to Japanese Patent Laid-Open No. 2-51734) or a so-called thermal-type device that generates bubbles by heating ink in an ink flow path using a heating resistor (Japanese Patent Laid-Open No. Sho 61). No. -59911), the diaphragm and the electrode forming the wall surface of the ink flow path are arranged opposite to each other, and the diaphragm is deformed by an electrostatic force generated between the vibration plate and the electrode, whereby the volume of the ink flow path is increased. It can be satisfactorily used in a printer equipped with any ink jet head such as an electrostatic type (see Japanese Patent Laid-Open No. 6-71882) that discharges ink droplets by changing the above.
本発明のインクはインクジェット記録方式の画像形成装置(プリンタ等)において好適に使用することができ、例えば印字時又は印字前後に記録用紙及びインクを50〜200℃で加熱し、印字定着を促進する機能を有するプリンタ等に使用することもできる。
また、以下のインクメディアセット、インクカートリッジ、インクジェット記録方法、インクジェット記録装置、及びインク記録物に好適に使用することができる。
The ink of the present invention can be suitably used in an inkjet recording type image forming apparatus (printer or the like). For example, recording paper and ink are heated at 50 to 200 ° C. at the time of printing or before and after printing to promote print fixing. It can also be used for a printer having a function.
Further, it can be suitably used for the following ink media set, ink cartridge, ink jet recording method, ink jet recording apparatus, and ink recorded matter.
(インクメディアセット)
本発明のインクと記録媒体を組み合わせてインクメディアセットとすることができる。
(Ink media set)
The ink of the present invention and a recording medium can be combined to form an ink media set.
<記録媒体>
記録媒体としては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば普通紙、光沢紙、特殊紙、布、フィルム、OHPシート、汎用印刷用紙などが好適に使用可能である。
これらの中でも、印刷画像のような非常に綺麗なインク記録物を得るためには、支持体と、該支持体の少なくとも一方の面に塗工された塗工層とを有し、かつ動的走査吸液計で測定した接触時間100msにおける純水の該記録媒体への転移量が2〜35mL/m2であり、かつ接触時間400msにおける純水の該記録媒体への転移量が3〜40mL/m2の記録媒体を用いる。前記動的走査吸液計で測定した接触時間100msにおける純水の該記録媒体への転移量は2〜5mL/m2が好ましく、接触時間400msにおける純水の該記録媒体への転移量は3〜10mL/m2が好ましい。接触時間100msでのインク及び純水の転移量が少なすぎると、ビーディング(濃度ムラ)が発生しやすくなることがあり、多すぎると、記録後のインクドット径が所望の径よりも小さくなりすぎることがある。また、接触時間400msでのインク及び純水の転移量が少なすぎると、乾燥性が不十分であるため、拍車痕が発生しやすくなることがあり、多すぎると、乾燥後の画像部の光沢が低くなりやすくなることがある。
<Recording medium>
The recording medium is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. For example, plain paper, glossy paper, special paper, cloth, film, OHP sheet, and general-purpose printing paper can be suitably used.
Among these, in order to obtain a very beautiful ink record such as a printed image, the support has a coating layer coated on at least one surface of the support and is dynamic. The transfer amount of pure water to the recording medium at a contact time of 100 ms measured with a scanning absorption meter is 2 to 35 mL / m 2 , and the transfer amount of pure water to the recording medium at a contact time of 400 ms is 3 to 40 mL. A recording medium of / m 2 is used. The amount of pure water transferred to the recording medium at a contact time of 100 ms measured with the dynamic scanning absorption meter is preferably 2 to 5 mL / m 2, and the amount of pure water transferred to the recording medium at a contact time of 400 ms is 3 10 mL / m 2 is preferred. If the transfer amount of ink and pure water at a contact time of 100 ms is too small, beading (density unevenness) is likely to occur. If it is too large, the ink dot diameter after recording becomes smaller than the desired diameter. It may be too much. Further, if the transfer amount of ink and pure water at a contact time of 400 ms is too small, the drying property is insufficient, and thus spur marks may be easily generated. May become low.
前記動的走査吸液計(dynamic scanning absorptometer;DSA,紙パ技協誌、第48巻、1994年5月、第88〜92頁、空閑重則)は、極めて短時間における吸液量を正確に測定できる装置である。この装置は、(i)吸液の速度をキャピラリー中のメニスカスの移動から直読する、(ii)試料を円盤状とし、この上で吸液ヘッドをらせん状に走査する、予め設定したパターンに従って走査速度を自動的に変化させ、1枚の試料で必要な点の数だけ測定を行う、という方法によって測定を自動化したものである。紙試料への液体供給ヘッドはテフロン(登録商標)管を介してキャピラリーに接続され、キャピラリー中のメニスカスの位置は光学センサで自動的に読み取られる。具体的には、動的走査吸液計(K350シリーズD型、協和精工社製)を用いて、純水の転移量を測定した。接触時間100ms及び接触時間400msにおける転移量は、それぞれ接触時間の近隣接触時間における転移量の測定値から補間により求めることができる。 The dynamic scanning absorptiometer (DSA, Papa, Japan, 48, May 1994, pp. 88-92, Kuju Shigenori) accurately measures the amount of liquid absorption in a very short time. It is a device that can measure. This device (i) reads the liquid absorption speed directly from the movement of the meniscus in the capillary, (ii) scans the liquid absorption head spirally on the sample, and scans according to a preset pattern The measurement is automated by a method in which the speed is automatically changed and the measurement is performed by the number of points required for one sample. A liquid supply head for a paper sample is connected to a capillary via a Teflon (registered trademark) tube, and the position of the meniscus in the capillary is automatically read by an optical sensor. Specifically, the transfer amount of pure water was measured using a dynamic scanning absorption meter (K350 series D type, manufactured by Kyowa Seiko Co., Ltd.). The transfer amount at the contact time of 100 ms and the contact time of 400 ms can be obtained by interpolation from the measured values of the transfer amount at the contact time adjacent to the contact time.
−支持体−
前記支持体としては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、木材繊維主体の紙、木材繊維及び合成繊維を主体とした不織布のようなシート状物質などが挙げられる。
前記の紙としては特に制限はなく、公知のものの中から目的に応じて適宜選択することができ、例えば、木材パルプ、古紙パルプなどが用いられる。
木材パルプとしては、例えば、広葉樹晒クラフトパルプ(LBKP)、針葉樹晒クラフトパルプ(NBKP)、NBSP、LBSP、GP、TMPなどが挙げられる。
-Support-
There is no restriction | limiting in particular as said support body, According to the objective, it can select suitably, For example, sheet-like substances, such as a nonwoven fabric mainly composed of wood fiber and wood fiber, and synthetic fiber, etc. are mentioned.
There is no restriction | limiting in particular as said paper, According to the objective, it can select suitably according to the objective, For example, a wood pulp, a used paper pulp, etc. are used.
Examples of the wood pulp include hardwood bleached kraft pulp (LBKP), softwood bleached kraft pulp (NBKP), NBSP, LBSP, GP, and TMP.
古紙パルプの原料としては、財団法人古紙再生促進センターの古紙標準品質規格表に示されている、上白、罫白、クリーム白、カード、特白、中白、模造、色白、ケント、白アート、特上切、別上切、新聞、雑誌などが挙げられる。具体的には、情報関連用紙である非塗工コンピュータ用紙、感熱紙、感圧紙等のプリンタ用紙;PPC用紙等のOA古紙;アート紙、コート紙、微塗工紙、マット紙等の塗工紙;上質紙、色上質、ノート、便箋、包装紙、ファンシーペーパー、中質紙、新聞用紙、更紙、スーパー掛け紙、模造紙、純白ロール紙、ミルクカートン等の非塗工紙、などの紙や板紙の古紙で、化学パルプ紙、高歩留りパルプ含有紙などが挙げられる。これらは、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。 As the raw material of waste paper pulp, the white paper, ruled white, cream white, card, special white, medium white, imitation, fair white, Kent, white art, as shown in the used paper standard quality standard table of the Waste Paper Recycling Promotion Center , Special upper deadline, separate upper deadline, newspaper, magazine and so on. Specifically, printer paper such as non-coating computer paper, thermal paper, and pressure-sensitive paper as information-related paper; OA waste paper such as PPC paper; coating of art paper, coated paper, finely coated paper, matte paper, etc. Paper: High quality paper, color quality, notebook, notepaper, wrapping paper, fancy paper, medium quality paper, newsprint, reprint paper, super paper, imitation paper, pure white roll paper, uncoated paper such as milk carton, etc. Examples of used paper and paperboard include chemical pulp paper and high-yield pulp-containing paper. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
古紙パルプは、一般的に、以下の4工程の組み合わせにより製造される。
(1)離解は、古紙をパルパーにより機械力と薬品で処理して繊維状にほぐし、印刷インキを繊維より剥離する。
(2)除塵は、古紙に含まれる異物(プラスチックなど)及びゴミを、スクリーン、クリーナー等により除去する。
(3)脱墨は、繊維から界面活性剤を用いて剥離された印刷インキをフローテーション法、又は洗浄法で系外に除去する。
(4)漂白は、酸化作用や還元作用を用いて、繊維の白色度を高める。
古紙パルプを混合する場合、全パルプ中の古紙パルプの混合比率は、記録後のカール対策から40%以下が好ましい。
Waste paper pulp is generally produced by a combination of the following four steps.
(1) In disaggregation, waste paper is treated with a mechanical force and chemicals using a pulper to loosen it into a fiber, and the printing ink is peeled off from the fiber.
(2) Dust removal removes foreign matter (such as plastic) and dust contained in waste paper with a screen, cleaner, or the like.
(3) Deinking removes the printing ink peeled from the fiber by using a surfactant from the system by a flotation method or a cleaning method.
(4) Bleaching increases the whiteness of the fiber using an oxidizing action or a reducing action.
When used paper pulp is mixed, the mixing ratio of the used paper pulp in the total pulp is preferably 40% or less from the viewpoint of curling after recording.
前記支持体に使用される内添填料としては、例えば、白色顔料として従来公知の顔料が用いられる。この白色顔料としては、例えば、軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、カオリン、クレー、タルク、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、二酸化チタン、酸化亜鉛、硫化亜鉛、炭酸亜鉛、サチンホワイト、珪酸アルミニウム、ケイソウ土、珪酸カルシウム、珪酸マグネシウム、合成シリカ、水酸化アルミニウム、アルミナ、リトポン、ゼオライト、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウム等のような白色無機顔料;スチレン系プラスチックピグメント、アクリル系プラスチックピグメント、ポリエチレン、マイクロカプセル、尿素樹脂、メラミン樹脂等のような有機顔料、などが挙げられる。これらは、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。 As the internal filler used for the support, for example, a conventionally known pigment is used as a white pigment. Examples of the white pigment include light calcium carbonate, heavy calcium carbonate, kaolin, clay, talc, calcium sulfate, barium sulfate, titanium dioxide, zinc oxide, zinc sulfide, zinc carbonate, satin white, aluminum silicate, diatomaceous earth, White inorganic pigments such as calcium silicate, magnesium silicate, synthetic silica, aluminum hydroxide, alumina, lithopone, zeolite, magnesium carbonate, magnesium hydroxide; styrene plastic pigment, acrylic plastic pigment, polyethylene, microcapsule, urea resin And organic pigments such as melamine resin. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
前記支持体を抄造する際に使用される内添サイズ剤としては、例えば、中性抄紙に用いられる中性ロジン系サイズ剤、アルケニル無水コハク酸(ASA)、アルキルケテンダイマー(AKD)、石油樹脂系サイズ剤などが挙げられる。これらの中でも、中性ロジンサイズ剤又はアルケニル無水コハク酸が特に好適である。上記のアルキルケテンダイマーは、そのサイズ効果が高いことから添加量は少なくて済むが、記録媒体表面の摩擦係数が下がり滑りやすくなるため、インクジェット記録時の搬送性の点からは好ましくない場合がある。
前記支持体の厚みは特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、50〜300μmが好ましい。また、支持体の坪量は、45〜290g/m2が好ましい。
Examples of the internally added sizing agent used for making the support include, for example, neutral rosin sizing agents used for neutral papermaking, alkenyl succinic anhydride (ASA), alkyl ketene dimer (AKD), and petroleum resin. System sizing agents and the like. Among these, a neutral rosin sizing agent or alkenyl succinic anhydride is particularly preferable. The above-described alkyl ketene dimer requires a small amount of addition because of its high size effect, but the friction coefficient on the surface of the recording medium is low and slippery, which may be undesirable from the viewpoint of transportability during ink jet recording. .
There is no restriction | limiting in particular in the thickness of the said support body, Although it can select suitably according to the objective, 50-300 micrometers is preferable. The basis weight of the support, 45~290g / m 2 is preferred.
−塗工層−
前記塗工層は、顔料及びバインダー(結着剤)を含有し、必要に応じて、界面活性剤、その他の成分を含有する。顔料としては、無機顔料、又は無機顔料と有機顔料を併用したものを用いることができる。
-Coating layer-
The coating layer contains a pigment and a binder (binder), and if necessary, contains a surfactant and other components. As the pigment, an inorganic pigment or a combination of an inorganic pigment and an organic pigment can be used.
前記無機顔料としては、例えば、カオリン、タルク、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、亜硫酸カルシウム、非晶質シリカ、チタンホワイト、炭酸マグネシウム、二酸化チタン、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化亜鉛、クロライトなどが挙げられる。これらの中でも、カオリンは光沢発現性に優れており、オフセット印刷用の用紙に近い風合いとすることができる点から特に好ましい。このカオリンには、デラミネーテッドカオリン、焼成カオリン、表面改質等によるエンジニアードカオリン等があるが、光沢発現性を考慮すると、粒子径が2μm以下の割合が80質量%以上の粒子径分布を有するカオリンが全体の50質量%以上を占めていることが好ましい。
カオリンの添加量は、前記バインダー100質量部に対し50質量部以上が好ましい。添加量が50質量部未満であると、光沢度において十分な効果が得られないことがある。添加量の上限は特にないが、カオリンの流動性、特に高せん断力下での増粘性を考慮すると、塗工適性の点から、90質量部以下が好ましい。
Examples of the inorganic pigment include kaolin, talc, heavy calcium carbonate, light calcium carbonate, calcium sulfite, amorphous silica, titanium white, magnesium carbonate, titanium dioxide, aluminum hydroxide, calcium hydroxide, magnesium hydroxide, Examples thereof include zinc hydroxide and chlorite. Among these, kaolin is particularly preferable because it has excellent glossiness and can be made close to a paper for offset printing. This kaolin includes delaminated kaolin, calcined kaolin, engineered kaolin by surface modification, etc. In consideration of gloss development, the particle size distribution with a particle size of 2 μm or less is 80% by mass or more. It is preferable that the kaolin which has occupies 50 mass% or more of the whole.
The amount of kaolin added is preferably 50 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the binder. When the addition amount is less than 50 parts by mass, a sufficient effect may not be obtained in glossiness. There is no particular upper limit to the amount added, but considering the fluidity of kaolin, particularly thickening under high shear force, 90 parts by mass or less is preferable from the viewpoint of coating suitability.
前記有機顔料としては、例えば、スチレン−アクリル共重合体粒子、スチレン−ブタジエン共重合体粒子、ポリスチレン粒子、ポリエチレン粒子等の水溶性ディスパージョンがある。これら有機顔料は2種以上を混合して用いてもよい。
有機顔料の添加量は、前記塗工層中の全顔料100質量部に対し2〜20質量部が好ましい。有機顔料は、光沢発現性に優れていることと、その比重が無機顔料と比べて小さいことから、嵩高く、高光沢で、表面被覆性の良好な塗工層を得ることができる。添加量が2質量部未満では添加効果がなく、20質量部を超えると塗工液の流動性が悪化し、塗工操業性の低下に繋がることと、コスト面からも経済的ではない。
有機顔料には、その形態として密実型、中空型、ドーナツ型等があるが、光沢発現性、表面被覆性及び塗工液の流動性のバランスを考慮すると、体積平均粒子径(D50)は、0.2〜3.0μmが好ましく、より好ましくは空隙率40%以上の中空型が採用される。
Examples of the organic pigment include water-soluble dispersions such as styrene-acrylic copolymer particles, styrene-butadiene copolymer particles, polystyrene particles, and polyethylene particles. These organic pigments may be used in combination of two or more.
The addition amount of the organic pigment is preferably 2 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total pigment in the coating layer. Since organic pigments are excellent in glossiness and their specific gravity is smaller than that of inorganic pigments, it is possible to obtain a coating layer that is bulky, high glossy, and has good surface coverage. If the addition amount is less than 2 parts by mass, there is no effect of addition, and if it exceeds 20 parts by mass, the fluidity of the coating liquid deteriorates, leading to a decrease in coating operability, and it is not economical from the viewpoint of cost.
The organic pigment has a solid type, a hollow type, a donut type, and the like as its form. However, in consideration of the balance of gloss development, surface coverage, and fluidity of the coating liquid, the volume average particle size (D50) is 0.2 to 3.0 μm is preferable, and a hollow mold having a porosity of 40% or more is more preferable.
前記バインダーとしては水性樹脂が好ましい。水性樹脂としては水溶性樹脂及び水分散性樹脂のいずれかが好適である。
これらの水性樹脂の添加量は、顔料100質量部に対し、2〜100質量部が好ましく、3〜50質量部がより好ましい。この水性樹脂の添加量は記録媒体の吸液特性が所望の範囲に入るように決定される。
The binder is preferably an aqueous resin. As the aqueous resin, either a water-soluble resin or a water-dispersible resin is suitable.
2-100 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of pigments, and, as for the addition amount of these aqueous resins, 3-50 mass parts is more preferable. The amount of the aqueous resin added is determined so that the liquid absorption characteristics of the recording medium fall within a desired range.
前記水溶性樹脂としては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリビニルアルコール、アニオン変性ポリビニルアルコール、カチオン変性ポリビニルアルコール、アセタール変性ポリビニルアルコール等のポリビニルアルコールの変性物;ポリウレタン;ポリビニルピロリドン及びポリビニルピロリドンと酢酸ビニルの共重合体、ビニルピロリドンとジメチルアミノエチル・メタクリル酸の共重合体、四級化したビニルピロリドンとジメチルアミノエチル・メタクリル酸の共重合体、ビニルピロリドンとメタクリルアミドプロピル塩化トリメチルアンモニウムの共重合体等のポリビニルピロリドンの変性物;カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース等のセルロース;カチオン化ヒドロキシエチルセルロース等のセルロースの変性物;ポリエステル、ポリアクリル酸(エステル)、メラミン樹脂、又はこれらの変性物、ポリエステルとポリウレタンの共重合体等の合成樹脂;ポリ(メタ)アクリル酸、ポリ(メタ)アクリルアミド、酸化澱粉、燐酸エステル化澱粉、自家変性澱粉、カチオン化澱粉、又は各種変性澱粉、ポリエチレンオキサイド、ポリアクリル酸ソーダ、アルギン酸ソーダ、などが挙げられる。これらは、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、インク吸収性の観点から、ポリビニルアルコール、カチオン変性ポリビニルアルコール、アセタール変性ポリビニルアルコール、ポリエステル、ポリウレタン、ポリエステルとポリウレタンの共重合体、などが特に好ましい。 There is no restriction | limiting in particular as said water-soluble resin, According to the objective, it can select suitably, For example, modified products of polyvinyl alcohol, such as polyvinyl alcohol, anion modified polyvinyl alcohol, cation modified polyvinyl alcohol, acetal modified polyvinyl alcohol; Polyurethane Polyvinylpyrrolidone and polyvinylpyrrolidone and vinyl acetate copolymer, vinylpyrrolidone and dimethylaminoethyl / methacrylic acid copolymer, quaternized vinylpyrrolidone / dimethylaminoethyl / methacrylic acid copolymer, vinylpyrrolidone and methacrylic acid Modified products of polyvinylpyrrolidone such as a copolymer of amidopropyl trimethylammonium chloride; Cellulo such as carboxymethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose Modified products of cellulose such as cationized hydroxyethyl cellulose; Synthetic resins such as polyester, polyacrylic acid (ester), melamine resin, or modified products thereof, polyester and polyurethane copolymer; poly (meth) acrylic acid, Examples include poly (meth) acrylamide, oxidized starch, phosphate esterified starch, self-modified starch, cationized starch, or various modified starches, polyethylene oxide, sodium polyacrylate, and sodium alginate. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together. Among these, polyvinyl alcohol, cation-modified polyvinyl alcohol, acetal-modified polyvinyl alcohol, polyester, polyurethane, a copolymer of polyester and polyurethane, and the like are particularly preferable from the viewpoint of ink absorbability.
前記水分散性樹脂としては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリ酢酸ビニル、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリスチレン、スチレン−(メタ)アクリル酸エステル共重合体、(メタ)アクリル酸エステル系重合体、酢酸ビニル−(メタ)アクリル酸(エステル)共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、エチレン−プロピレン共重合体、ポリビニルエーテル、シリコーン−アクリル系共重合体、などが挙げられる。また、メチロール化メラミン、メチロール化尿素、メチロール化ヒドロキシプロピレン尿素、イソシアネート等の架橋剤を含有してよいし、N−メチロールアクリルアミドなどの単位を含む共重合体で自己架橋性を持つものでもよい。これら水性樹脂の複数を同時に用いることも可能である。 There is no restriction | limiting in particular as said water dispersible resin, According to the objective, it can select suitably, For example, a polyvinyl acetate, ethylene-vinyl acetate copolymer, polystyrene, styrene- (meth) acrylic acid ester copolymer , (Meth) acrylic acid ester polymer, vinyl acetate- (meth) acrylic acid (ester) copolymer, styrene-butadiene copolymer, ethylene-propylene copolymer, polyvinyl ether, silicone-acrylic copolymer , Etc. Further, it may contain a crosslinking agent such as methylolated melamine, methylolated urea, methylolated hydroxypropylene urea, or isocyanate, or may be a copolymer containing units such as N-methylolacrylamide and having a self-crosslinking property. A plurality of these water-based resins can be used simultaneously.
塗工層に配合されるカチオン性有機化合物には特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。その例としては、水溶性インク中の直接染料や酸性染料中のスルホン酸基、カルボキシル基、アミノ基等と反応して不溶な塩を形成する1級〜3級アミン、4級アンモニウム塩のモノマー、オリゴマー、ポリマーなどが挙げられるが、これらの中でも、オリゴマー又はポリマーが好ましい。
なお、前記着色剤として水分散性着色剤を使用する場合には、必ずしも塗工層にカチオン性有機化合物を配合する必要はない。
There is no restriction | limiting in particular in the cationic organic compound mix | blended with a coating layer, According to the objective, it can select suitably. Examples include monomers of primary to tertiary amines and quaternary ammonium salts that react with sulfonic acid groups, carboxyl groups, amino groups, etc. in direct dyes and acidic dyes in water-soluble inks to form insoluble salts. , Oligomers, polymers, etc., among these, oligomers or polymers are preferred.
When a water dispersible colorant is used as the colorant, it is not always necessary to add a cationic organic compound to the coating layer.
前記カチオン性有機化合物としては、例えば、ジメチルアミン・エピクロルヒドリン重縮合物、ジメチルアミン・アンモニア・エピクロルヒドリン縮合物、ポリ(メタクリル酸トリメチルアミノエチル・メチル硫酸塩)、ジアリルアミン塩酸塩・アクリルアミド共重合物、ポリ(ジアリルアミン塩酸塩・二酸化イオウ)、ポリアリルアミン塩酸塩、ポリ(アリルアミン塩酸塩・ジアリルアミン塩酸塩)、アクリルアミド・ジアリルアミン共重合物、ポリビニルアミン共重合物、ジシアンジアミド、ジシアンジアミド・塩化アンモニウム・尿素・ホルムアルデヒド縮合物、ポリアルキレンポリアミン・ジシアンジアミドアンモニウム塩縮合物、ジメチルジアリルアンモニウムクロライド、ポリジアリルメチルアミン塩酸塩、ポリ(ジアリルジメチルアンモニウムクロライド)、ポリ(ジアリルジメチルアンモニウムクロライド・二酸化イオウ)、ポリ(ジアリルジメチルアンモニウムクロライド・ジアリルアミン塩酸塩誘導体)、アクリルアミド・ジアリルジメチルアンモニウムクロライド共重合物、アクリル酸塩・アクリルアミド・ジアリルアミン塩酸塩共重合物、ポリエチレンイミン、アクリルアミンポリマー等のエチレンイミン誘導体、ポリエチレンイミンアルキレンオキサイド変性物、などが挙げられる。これらは、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
これらの中でも、ジメチルアミン・エピクロルヒドリン重縮合物、ポリアリルアミン塩酸塩等の低分子量のカチオン性有機化合物と他の比較的高分子量のカチオン性有機化合物、例えば、ポリ(ジアリルジメチルアンモニウムクロライド)等とを組み合わせて使用するのが好ましい。併用により、単独使用の場合よりも画像濃度を向上させ、フェザリングが更に低減される。
Examples of the cationic organic compound include dimethylamine / epichlorohydrin polycondensate, dimethylamine / ammonia / epichlorohydrin condensate, poly (trimethylaminoethyl methacrylate / methyl sulfate), diallylamine hydrochloride / acrylamide copolymer, (Diallylamine hydrochloride / sulfur dioxide), polyallylamine hydrochloride, poly (allylamine hydrochloride / diallylamine hydrochloride), acrylamide / diallylamine copolymer, polyvinylamine copolymer, dicyandiamide, dicyandiamide / ammonium chloride / urea / formaldehyde condensate , Polyalkylene polyamine dicyandiamide ammonium salt condensate, dimethyldiallylammonium chloride, polydiallylmethylamine hydrochloride, poly (diallyldimethyl) Ruammonium chloride), poly (diallyldimethylammonium chloride / sulfur dioxide), poly (diallyldimethylammonium chloride / diallylamine hydrochloride derivative), acrylamide / diallyldimethylammonium chloride copolymer, acrylate / acrylamide / diallylamine hydrochloride copolymer Products, ethyleneimine derivatives such as polyethyleneimine and acrylicamine polymer, and polyethyleneimine alkylene oxide modified products. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
Among these, low molecular weight cationic organic compounds such as dimethylamine / epichlorohydrin polycondensate and polyallylamine hydrochloride and other relatively high molecular weight cationic organic compounds such as poly (diallyldimethylammonium chloride) It is preferable to use in combination. The combined use improves the image density and further reduces feathering compared to the single use.
カチオン性有機化合物のコロイド滴定法(ポリビニル硫酸カリウム、トルイジンブルー使用)によるカチオン当量は3〜8meq/gが好ましい。カチオン当量がこの範囲であれば、上記乾燥付着量の範囲で良好な結果が得られる。ここで、コロイド滴定法によるカチオン当量の測定に当たっては、カチオン性有機化合物を固形分0.1質量%となるように蒸留水で希釈し、pH調整は行わないものとする。
カチオン性有機化合物の乾燥付着量は0.3〜2.0g/m2が好ましい。乾燥付着量が0.3g/m2より少ないと、充分な画像濃度向上やフェザリング低減の効果が得られないことがある。
The cation equivalent of a cationic organic compound by colloid titration method (using polyvinyl potassium sulfate and toluidine blue) is preferably 3 to 8 meq / g. If the cation equivalent is within this range, good results can be obtained within the above dry adhesion range. Here, in the measurement of the cation equivalent by the colloid titration method, the cationic organic compound is diluted with distilled water so as to have a solid content of 0.1% by mass, and pH adjustment is not performed.
The dry adhesion amount of the cationic organic compound is preferably 0.3 to 2.0 g / m 2 . When the dry adhesion amount is less than 0.3 g / m 2 , sufficient image density improvement and feathering reduction effects may not be obtained.
前記塗工層に必要に応じて含有される界面活性剤としては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、アニオン活性剤、カチオン活性剤、両性活性剤、非イオン活性剤のいずれも使用することができる。これらの中でも非イオン活性剤が特に好ましい。これらの界面活性剤を添加することにより、画像の耐水性が向上するとともに、画像濃度が高くなり、ブリーディングが改善される。 The surfactant contained in the coating layer as needed is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. However, an anionic surfactant, a cationic surfactant, an amphoteric surfactant, and a nonionic surfactant Any of these can be used. Among these, nonionic active agents are particularly preferable. By adding these surfactants, the water resistance of the image is improved, the image density is increased, and bleeding is improved.
前記非イオン活性剤としては、例えば、高級アルコールエチレンオキサイド付加物、アルキルフェノールエチレンオキサイド付加物、脂肪酸エチレンオキサイド付加物、多価アルコール脂肪酸エステルエチレンオキサイド付加物、高級脂肪族アミンエチレンオキサイド付加物、脂肪酸アミドエチレンオキサイド付加物、油脂のエチレンオキサイド付加物、ポリプロピレングリコールエチレンオキサイド付加物、グリセロールの脂肪酸エステル、ペンタエリスリトールの脂肪酸エステル、ソルビトール及びソルビタンの脂肪酸エステル、ショ糖の脂肪酸エステル、多価アルコールのアルキルエーテル、アルカノールアミン類の脂肪酸アミド等が挙られる。これらは、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。 Examples of the nonionic activator include higher alcohol ethylene oxide adducts, alkylphenol ethylene oxide adducts, fatty acid ethylene oxide adducts, polyhydric alcohol fatty acid ester ethylene oxide adducts, higher aliphatic amine ethylene oxide adducts, and fatty acid amides. Ethylene oxide adduct, fat ethylene oxide adduct, polypropylene glycol ethylene oxide adduct, fatty acid ester of glycerol, fatty acid ester of pentaerythritol, fatty acid ester of sorbitol and sorbitan, fatty acid ester of sucrose, alkyl ether of polyhydric alcohol, And fatty acid amides of alkanolamines. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
前記多価アルコールとしては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、グリセロール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリット、ソルビトール、ショ糖などが挙げられる。また、前記エチレンオキサイド付加物については、水溶性を維持できる範囲で、エチレンオキサイドの一部をプロピレンオキサイド又はブチレンオキサイド等のアルキレンオキサイドに置換したものも有効である。置換率は50%以下が好ましい。
前記非イオン活性剤のHLB(親水性/親油性比)は4〜15が好ましく、7〜13がより好ましい。
前記界面活性剤の添加量は、前記カチオン性有機化合物100質量部に対し、0〜10質量部が好ましく、0.1〜1.0質量部がより好ましい。
The polyhydric alcohol is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include glycerol, trimethylolpropane, pentaerythritol, sorbitol, and sucrose. Moreover, about the said ethylene oxide adduct, what substituted some alkylene oxides, such as propylene oxide or butylene oxide, in the range which can maintain water solubility is also effective. The substitution rate is preferably 50% or less.
4-15 are preferable and, as for HLB (hydrophilic / lipophilic ratio) of the said nonionic activator, 7-13 are more preferable.
The addition amount of the surfactant is preferably 0 to 10 parts by mass, and more preferably 0.1 to 1.0 part by mass with respect to 100 parts by mass of the cationic organic compound.
前記塗工層には、本発明の目的及び効果を損なわない範囲で、更に必要に応じて、その他の成分を添加することができる。その他の成分としては、アルミナ粉末、pH調整剤、防腐剤、酸化防止剤等の添加剤が挙げられる。 Other components can be added to the coating layer as needed, as long as the object and effect of the present invention are not impaired. Examples of other components include additives such as alumina powder, pH adjuster, preservative, and antioxidant.
前記塗工層の形成方法としては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、前記支持体上に塗工層液を含浸又は塗布する方法により行うことができる。
塗工層液の含浸又は塗布方法には特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、コンベンショナルサイズプレス、ゲートロールサイズプレス、フィルムトランスファーサイズプレス、ブレードコーター、ロッドコーター、エアーナイフコーター、カーテンコーターなど各種塗工機で塗工することもできるが、コストの点から、抄紙機に設置されているコンベンショナルサイズプレス、ゲートロールサイズプレス、フィルムトランスファーサイズプレスなどで含浸又は付着させ、オンマシンで仕上げてもよい。
塗工層液の付着量は特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、固形分で、0.5〜20g/m2が好ましく、1〜15g/m2がより好ましい。
また、含浸又は塗布の後、必要に応じて乾燥させてもよく、この場合の乾燥の温度としては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、100〜250℃程度が好ましい。
There is no restriction | limiting in particular as a formation method of the said coating layer, According to the objective, it can select suitably, It can carry out by the method of impregnating or apply | coating a coating layer liquid on the said support body.
The impregnation or coating method of the coating layer liquid is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose. For example, conventional size press, gate roll size press, film transfer size press, blade coater, rod coater, air It can also be applied with various coating machines such as knife coaters and curtain coaters, but from the viewpoint of cost, it is impregnated or adhered with a conventional size press, gate roll size press, film transfer size press, etc. installed in the paper machine. You can finish it on-machine.
There is no restriction | limiting in particular in the adhesion amount of a coating layer liquid, According to the objective, it can select suitably, 0.5-20 g / m < 2 > is preferable at solid content, and 1-15 g / m < 2 > is more preferable.
Moreover, after impregnation or application | coating, you may make it dry as needed, and there is no restriction | limiting in particular as the temperature of drying in this case, Although it can select suitably according to the objective, About 100-250 degreeC is preferable. .
記録媒体には、更に支持体の裏面にバック層を設けてもよく、支持体と塗工層との間又は支持体とバック層の間にその他の層を形成してもよい。更に、塗工層上に保護層を設けることもできる。これらの各層は単層であっても複数層であってもよい。 In the recording medium, a back layer may be further provided on the back surface of the support, and other layers may be formed between the support and the coating layer or between the support and the back layer. Furthermore, a protective layer can be provided on the coating layer. Each of these layers may be a single layer or a plurality of layers.
記録媒体としては、インクジェット記録媒体の他、市販の汎用印刷用紙、オフセット印刷用塗工紙、グラビア印刷用塗工紙などを使用することができる。
市販の印刷用塗工紙とは、キャストコート紙、いわゆるアート紙(A0サイズ、A1サイズ)、A2サイズコート紙、A3サイズコート紙、B2サイズコート紙、軽量コート紙、微塗工紙といった商業印刷・出版印刷に用いられている塗工紙のことであり、オフセット印刷、グラビア印刷等に用いられるものである。
具体的には、オーロラコート(日本製紙社製)、PODグロスコート(王子製紙社製)などが挙げられる。
As the recording medium, commercially available general-purpose printing paper, offset printing coated paper, gravure printing coated paper, and the like can be used in addition to the inkjet recording medium.
Commercially available coated coated paper refers to cast coated paper, so-called art paper (A0 size, A1 size), A2 size coated paper, A3 size coated paper, B2 size coated paper, lightweight coated paper, and fine coated paper. It is a coated paper used for printing / publishing printing, and is used for offset printing, gravure printing, and the like.
Specifically, aurora coat (made by Nippon Paper Industries Co., Ltd.), POD gloss coat (made by Oji Paper Co., Ltd.), etc. are mentioned.
(インクカートリッジ)
本発明のインクカートリッジは、本発明のインクを収容した容器、及び、必要に応じて適宜選択したその他の部材等を有する。
前記容器としては特に制限はなく、目的に応じて、その形状、構造、大きさ、材質等を適宜選択することができ、例えば、アルミニウムラミネートフィルム、樹脂フィルム等で形成されたインク袋などを少なくとも有するもの、などが好適に挙げられる。
(ink cartridge)
The ink cartridge of the present invention includes a container that contains the ink of the present invention, and other members that are appropriately selected as necessary.
The container is not particularly limited, and the shape, structure, size, material, and the like can be appropriately selected according to the purpose. For example, at least an ink bag formed of an aluminum laminate film, a resin film, or the like Preferred examples include those possessed.
次に、インクカートリッジについて、図1及び図2を参照して説明する。図1はインクカートリッジの一例を示す概略図であり、図2は図1のインクカートリッジの変形例を示す概略図である。
図1に示すように、インク注入口(242)からインクがインク袋(241)内に充填され、排気した後、該インク注入口(242)は融着により閉じられる。使用時には、ゴム部材からなるインク排出口(243)に、図3で後述するインクジェット記録装置本体(101)の針が刺されて、インクが装置本体(101)に供給される。
インク袋(241)は、透気性のないアルミニウムラミネートフィルム等の包装部材により形成されている。このインク袋(241)は、図2に示すように、通常、プラスチックス製のカートリッジケース(244)内に収容され、各種インクジェット記録装置に着脱可能に装着して用いられるようになっている。
インクカートリッジ(201)は、インク(インクセット)を収容し、各種インクジェット記録装置に着脱可能に装着して用いることができ、また、後述するインクジェット記録装置に着脱可能に装着して用いるのが特に好ましい。
Next, the ink cartridge will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of an ink cartridge, and FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a modification of the ink cartridge of FIG.
As shown in FIG. 1, after ink is filled into the ink bag (241) from the ink inlet (242) and exhausted, the ink inlet (242) is closed by fusion. In use, a needle of an ink jet recording apparatus main body (101) described later with reference to FIG. 3 is pierced into an ink discharge port (243) made of a rubber member, and ink is supplied to the apparatus main body (101).
The ink bag (241) is formed of a packaging member such as a non-permeable aluminum laminate film. As shown in FIG. 2, the ink bag (241) is usually housed in a plastic cartridge case (244) and is detachably mounted on various ink jet recording apparatuses.
The ink cartridge (201) contains ink (ink set) and can be used by being detachably attached to various ink jet recording apparatuses, and is particularly preferably used by being detachably attached to an ink jet recording apparatus described later. preferable.
(インクジェット記録方法及びインクジェット記録装置)
インクジェット記録方法は、インク飛翔工程を少なくとも含み、更に必要に応じて適宜選択したその他の工程、例えば、刺激発生工程、制御工程等を含む。
インクジェット記録装置は、インク飛翔手段を少なくとも有し、更に必要に応じて適宜選択したその他の手段、例えば、刺激発生手段、制御手段等を有する。
前記インクジェット記録方法は、前記インクジェット記録装置により好適に実施することができ、前記インク飛翔工程は前記インク飛翔手段により好適に行うことができる。また、前記その他の工程は、前記その他の手段により好適に行うことができる。
(Inkjet recording method and inkjet recording apparatus)
The ink jet recording method includes at least an ink flying process, and further includes other processes appropriately selected as necessary, for example, a stimulus generation process, a control process, and the like.
The ink jet recording apparatus has at least ink flying means, and further has other means appropriately selected as necessary, for example, stimulus generation means, control means, and the like.
The ink jet recording method can be preferably carried out by the ink jet recording apparatus, and the ink flying step can be suitably carried out by the ink flying means. Moreover, the said other process can be suitably performed by the said other means.
−インク飛翔工程及びインク飛翔手段−
インク飛翔工程は、インクに刺激(エネルギー)を印加し飛翔させて記録媒体に画像を形成する工程である。
インク飛翔手段は、インクに刺激(エネルギー)を印加し飛翔させて記録媒体に画像を形成する手段である。該インク飛翔手段としては特に制限はなく、例えば、インク吐出用の各種のノズル、などが挙げられる。
前記刺激(エネルギー)は、例えば、前記刺激発生手段により発生させることができ、該刺激としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、熱(温度)、圧力、振動及び光などが挙げられる。これらは1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、熱、圧力が好適である。
なお、前記刺激発生手段としては、例えば、加熱装置、加圧装置、圧電素子、振動発生装置、超音波発振器、ライト、などが挙げられ、具体的には、例えば、圧電素子等の圧電アクチュエータ、発熱抵抗体等の電気熱変換素子を用いて液体の膜沸騰による相変化を利用するサーマルアクチュエータ、温度変化による金属相変化を用いる形状記憶合金アクチュエータ、静電力を用いる静電アクチュエータ等、などが挙げられる。
-Ink flying process and ink flying means-
The ink flying process is a process of forming an image on a recording medium by applying a stimulus (energy) to the ink and causing it to fly.
The ink flying means is a means for forming an image on a recording medium by applying a stimulus (energy) to the ink and causing it to fly. The ink flying means is not particularly limited, and examples thereof include various nozzles for ejecting ink.
The stimulus (energy) can be generated by, for example, the stimulus generating means, and the stimulus is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose, and includes heat (temperature), pressure, vibration and For example, light. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together. Of these, heat and pressure are preferred.
Examples of the stimulus generating means include a heating device, a pressurizing device, a piezoelectric element, a vibration generating device, an ultrasonic oscillator, a light, and the like. Specifically, for example, a piezoelectric actuator such as a piezoelectric element, Examples include thermal actuators that use phase change due to liquid film boiling using electrothermal transducers such as heating resistors, shape memory alloy actuators that use metal phase changes due to temperature changes, electrostatic actuators that use electrostatic force, etc. It is done.
前記インクの飛翔の態様としては特に制限はなく、前記刺激の種類等に応じて異なり、例えば、前記刺激が「熱」の場合は、インクジェット記録ヘッド内のインクに対し、記録信号に対応した熱エネルギーを例えばサーマルヘッド等を用いて付与し、該熱エネルギーによりインクに気泡を発生させ、該気泡の圧力により、該記録ヘッドのノズル孔からインクを液滴として吐出噴射させる方法、などが挙げられる。また、前記刺激が「圧力」の場合は、例えば記録ヘッド内のインク流路内にある圧力室と呼ばれる位置に接着された圧電素子に電圧を印加することにより、圧電素子が撓み、圧力室の容積が縮小して、前記記録ヘッドのノズル孔からインクを液滴として吐出噴射させる方法、などが挙げられる。
本発明では、前記記録ヘッドの液室部、流体抵抗部、振動板、及びノズル部材の少なくとも一部がシリコン及びニッケルの少なくともいずれかを含む材料から形成されることが好ましい。
また、前記記録ヘッドのノズルの直径は、30μm以下が好ましく、1〜20μmがより好ましい。
There is no particular limitation on the mode of the ink flight, and it varies depending on the type of the stimulus. For example, when the stimulus is “heat”, the heat corresponding to the recording signal is applied to the ink in the inkjet recording head. Examples include a method in which energy is applied using, for example, a thermal head, bubbles are generated in the ink by the thermal energy, and ink is ejected and ejected as droplets from the nozzle holes of the recording head by the pressure of the bubbles. . Further, when the stimulus is “pressure”, for example, by applying a voltage to a piezoelectric element bonded to a position called a pressure chamber in an ink flow path in the recording head, the piezoelectric element is bent, and the pressure chamber For example, a method in which the volume is reduced and ink is ejected and ejected as droplets from the nozzle holes of the recording head.
In the present invention, it is preferable that at least a part of the liquid chamber portion, the fluid resistance portion, the diaphragm, and the nozzle member of the recording head is formed of a material containing at least one of silicon and nickel.
The diameter of the nozzle of the recording head is preferably 30 μm or less, and more preferably 1 to 20 μm.
飛翔させるインクの液滴の大きさは、例えば、3×10−15〜40×10−15m3(3〜40pL)とするのが好ましく、その吐出噴射の速さは、5〜20m/sとするのが好ましく、その駆動周波数は、1kHz以上とするのが好ましく、その解像度は、300dpi以上とするのが好ましい。
なお、前記制御手段としては、前記各手段の動きを制御することができる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、シークエンサー、コンピュータ等の機器が挙げられる。
The size of the ink droplets to be ejected is preferably, for example, 3 × 10 −15 to 40 × 10 −15 m 3 ( 3 to 40 pL), and the ejection jet speed is 5 to 20 m / s. The drive frequency is preferably 1 kHz or more, and the resolution is preferably 300 dpi or more.
The control means is not particularly limited as long as the movement of each means can be controlled, and can be appropriately selected according to the purpose. Examples thereof include devices such as sequencers and computers.
ここで、シリアル型インクジェット記録装置により、インクジェット記録を実施する一態様について、図面を参照しながら説明する。
図3に示すインクジェット記録装置は、装置本体(101)と、装置本体(101)に用紙を装填するための給紙トレイ(102)と、装置本体(101)に装填され画像が形成(記録)された用紙をストックするための排紙トレイ(103)と、インクカートリッジ装填部(104)とを有する。インクカートリッジ装填部(104)の上面には、操作キーや表示器などの操作部(105)が配置されている。インクカートリッジ装填部(104)は、インクカートリッジ(201)の脱着を行うための開閉可能な前カバー(115)を有している。
Here, an aspect of performing ink jet recording with a serial ink jet recording apparatus will be described with reference to the drawings.
3 is an apparatus main body (101), a paper feed tray (102) for loading paper into the apparatus main body (101), and an image formed (recorded) on the apparatus main body (101). A paper discharge tray (103) for stocking the used paper and an ink cartridge loading section (104). On the upper surface of the ink cartridge loading section (104), an operation section (105) such as operation keys and a display is arranged. The ink cartridge loading unit (104) has an openable / closable front cover (115) for attaching and detaching the ink cartridge (201).
装置本体(101)内には、図4及び図5に示すように、図示を省略している左右の側板に横架したガイド部材であるガイドロッド(131)とステー(132)とでキャリッジ(133)を主走査方向に摺動自在に保持し、主走査モータ(不図示)によって図5で矢示方向に移動走査する。
キャリッジ(133)には、イエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(Bk)の各色のインク滴を吐出する4個のインクジェット記録用ヘッドからなる記録ヘッド(134)を複数のインク吐出口を主走査方向と交叉する方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。
記録ヘッド(134)を構成するインクジェット記録ヘッドとしては、圧電素子などの圧電アクチュエータ、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いて液体の膜沸騰による相変化を利用するサーマルアクチュエータ、温度変化による金属相変化を用いる形状記憶合金アクチュエータ、静電力を用いる静電アクチュエータなどインクを吐出するためのエネルギー発生手段として備えたものなどを使用できる。
また、キャリッジ(133)には、記録ヘッド(134)に各色のインクを供給するための各色のサブタンク(135)を搭載している。サブタンク(135)には、図示しないインク供給チューブを介して、インクカートリッジ装填部(104)に装填されたインクカートリッジ(201)からインクが供給されて補充される。
As shown in FIGS. 4 and 5, a guide rod (131), which is a guide member horizontally mounted on left and right side plates (not shown), and a stay (132) are provided in the apparatus main body (101). 133) is slidably held in the main scanning direction, and is moved and scanned in the direction of the arrow in FIG. 5 by a main scanning motor (not shown).
The carriage (133) includes a plurality of recording heads (134) including four inkjet recording heads that eject ink droplets of each color of yellow (Y), cyan (C), magenta (M), and black (Bk). Are arranged in a direction crossing the main scanning direction, and the ink droplet ejection direction is directed downward.
Examples of the ink jet recording head constituting the recording head (134) include a piezoelectric actuator such as a piezoelectric element, a thermal actuator that uses a phase change caused by film boiling of a liquid using an electrothermal transducer such as a heating resistor, and a metal due to a temperature change. A shape memory alloy actuator using phase change, an electrostatic actuator using electrostatic force, or the like provided as energy generating means for ejecting ink can be used.
The carriage (133) is equipped with a sub tank (135) for each color for supplying ink of each color to the recording head (134). Ink is supplied to the sub tank (135) from an ink cartridge (201) loaded in the ink cartridge loading section (104) via an ink supply tube (not shown).
一方、給紙トレイ(102)の用紙積載部(圧板)(141)上に積載した用紙(142)を給紙するための給紙部として、用紙積載部(141)から用紙(142)を1枚ずつ分離給送する半月コロ(給紙コロ(143))、及び給紙コロ(143)に対向し、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド144を備え、この分離パッド(144)は給紙コロ(143)側に付勢されている。
この給紙部から給紙された用紙(142)を記録ヘッド(134)の下方側で搬送するための搬送部として、用紙(142)を静電吸着して搬送するための搬送ベルト(151)と、給紙部からガイド(145)を介して送られる用紙(142)を搬送ベルト(151)との間で挟んで搬送するためのカウンタローラ(152)と、略鉛直上方に送られる用紙(142)を略90°方向転換させて搬送ベルト(151)上に倣わせるための搬送ガイド(153)と、押さえ部材(154)で搬送ベルト(151)側に付勢された先端加圧コロ(155)とが備えられる。また、搬送ベルト(151)表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ(156)が備えられている。
On the other hand, as a paper feeding unit for feeding the paper (142) stacked on the paper stacking unit (pressure plate) (141) of the paper feed tray (102), 1 sheet (142) is fed from the paper stacking unit (141). A half-moon roller (sheet feeding roller (143)) that separates and feeds sheets one by one, and a
A conveying belt (151) for electrostatically adsorbing and conveying the paper (142) as a conveying unit for conveying the paper (142) fed from the paper feeding unit below the recording head (134). A counter roller (152) for conveying the paper (142) sent from the paper supply unit via the guide (145) between the conveying belt (151) and a paper (substantially vertically upward) ( 142) and a leading guide roller 153 urged toward the conveying belt (151) by the holding member (154). (155). Further, a charging roller (156) is provided as a charging means for charging the surface of the transport belt (151).
搬送ベルト(151)は、無端状ベルトであり、搬送ローラ(157)とテンションローラ(158)との間に張架されて、ベルト搬送方向に周回可能である。この搬送ベルト(151)は、例えば、抵抗制御を行っていない厚み(40)μm程度の樹脂材、例えば、テトラフルオロエチレンとエチレンの共重合体(ETFE)で形成した用紙吸着面となる表層と、この表層と同材質でカーボンによる抵抗制御を行った裏層(中抵抗層、アース層)とを有している。搬送ベルト(151)の裏側には、記録ヘッド(134)による印写領域に対応してガイド部材(161)が配置されている。なお、記録ヘッド(134)で記録された用紙(142)を排紙するための排紙部として、搬送ベルト(151)から用紙(142)を分離するための分離爪(171)と、排紙ローラ(172)及び排紙コロ(173)とが備えられており、排紙ローラ(172)の下方に排紙トレイ(103)が配されている。 The conveyance belt (151) is an endless belt, is stretched between the conveyance roller (157) and the tension roller (158), and can circulate in the belt conveyance direction. The transport belt (151) has, for example, a surface layer serving as a sheet adsorbing surface formed of a resin material having a thickness (40) μm that is not subjected to resistance control, for example, a copolymer of tetrafluoroethylene and ethylene (ETFE). And a back layer (medium resistance layer, earth layer) which is made of the same material as the surface layer and is subjected to resistance control by carbon. On the back side of the conveyance belt (151), a guide member (161) is arranged corresponding to the printing area by the recording head (134). As a paper discharge unit for discharging the paper (142) recorded by the recording head (134), a separation claw (171) for separating the paper (142) from the transport belt (151), and paper discharge A roller (172) and a paper discharge roller (173) are provided, and a paper discharge tray (103) is arranged below the paper discharge roller (172).
装置本体(101)の背面部には、両面給紙ユニット(181)が着脱自在に装着されている。両面給紙ユニット(181)は、搬送ベルト(151)の逆方向回転で戻される用紙(142)を取り込んで反転させて再度カウンタローラ(152)と搬送ベルト(151)との間に給紙する。なお、両面給紙ユニット(181)の上面には手差し給紙部(182)が設けられている。
このインクジェット記録装置においては、給紙部から用紙(142)が1枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙(142)は、ガイド(145)で案内され、搬送ベルト(151)とカウンタローラ(152)との間に挟まれて搬送される。更に先端を搬送ガイド(153)で案内されて先端加圧コロ(155)で搬送ベルト(151)に押し付けられ、略90°搬送方向を転換される。
このとき、帯電ローラ(156)によって搬送ベルト(157)が帯電されており、用紙(142)は、搬送ベルト(151)に静電吸着されて搬送される。そこで、キャリッジ(133)を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド(134)を駆動することにより、停止している用紙(142)にインク滴を吐出して1行分を記録し、用紙(142)を所定量搬送後、次行の記録を行う。記録終了信号又は用紙(142)の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、用紙(142)を排紙トレイ(103)に排紙する。
そして、サブタンク(135)内のインクの残量ニヤエンドが検知されると、インクカートリッジ(201)から所要量のインクがサブタンク(135)に補給される。
A double-sided paper feeding unit (181) is detachably attached to the back surface of the apparatus main body (101). The double-sided paper feeding unit (181) takes in the paper (142) returned by the reverse rotation of the transport belt (151), reverses it, and feeds it again between the counter roller (152) and the transport belt (151). . A manual paper feed unit (182) is provided on the upper surface of the double-sided paper feed unit (181).
In this ink jet recording apparatus, the sheet (142) is separated and fed one by one from the sheet feeding unit, and the sheet (142) fed substantially vertically upward is guided by the guide (145) and the transport belt (151). ) And the counter roller (152). Further, the leading end is guided by the conveying guide (153) and pressed against the conveying belt (151) by the leading end pressure roller (155), and the conveying direction is changed by about 90 °.
At this time, the conveyance belt (157) is charged by the charging roller (156), and the paper (142) is electrostatically adsorbed to the conveyance belt (151) and conveyed. Therefore, by driving the recording head (134) according to the image signal while moving the carriage (133), ink droplets are ejected onto the stopped sheet (142) to record one line, and the sheet ( 142), the next line is recorded after a predetermined amount is conveyed. Upon receiving a recording end signal or a signal that the rear end of the paper (142) has reached the recording area, the recording operation is finished and the paper (142) is discharged to the paper discharge tray (103).
When the near end of the ink remaining in the sub tank (135) is detected, a required amount of ink is supplied from the ink cartridge (201) to the sub tank (135).
このインクジェット記録装置においては、インクカートリッジ(201)中のインクを使い切ったときには、インクカートリッジ(201)における筐体を分解して内部のインク袋(241)だけを交換することができる。また、インクカートリッジ(201)は、縦置きで前面装填構成としても、安定したインクの供給を行うことができる。したがって、装置本体(101)の上方が塞がって設置されているような場合、例えば、ラック内に収納する場合、あるいは装置本体(101)の上面に物が置かれているような場合でも、インクカートリッジ(201)の交換を容易に行うことができる。
なお、キャリッジが走査するシリアル型(シャトル型)インクジェット記録装置に適用した例で説明したが、ライン型ヘッドを備えたライン型インクジェット記録装置にも同様に適用することができる。
In this ink jet recording apparatus, when the ink in the ink cartridge (201) is used up, the housing of the ink cartridge (201) can be disassembled and only the internal ink bag (241) can be replaced. Further, the ink cartridge (201) can supply ink stably even when the ink cartridge (201) is vertically placed and has a front loading configuration. Therefore, even when the upper part of the apparatus main body (101) is closed and installed, for example, when stored in a rack or when an object is placed on the upper surface of the apparatus main body (101), the ink The cartridge (201) can be easily replaced.
In addition, although it demonstrated in the example applied to the serial type (shuttle type) inkjet recording device which a carriage scans, it can apply similarly to the line type inkjet recording device provided with the line type head.
図7に、カール量の評価に使用した試作ラインヘッド印字装置(画像記録装置A)の内部構造の概略図を示す。
画像記録装置Aは、給紙トレイ(1)、圧板(2)、及び記録紙(3)を給紙する給紙回転体(4)がベース(5)に取り付けられている構成である。
圧板(2)はベース(5)に取り付けられた回転軸(a)を中心に回転可能で、圧板ばね(6)により、給紙回転体(4)に付勢される。この給紙回転体(4)と対向する圧板(2)の部位には、記録紙(3)の重送を防止するため、人工皮等の摩擦係数の大きい材質からなる分離パッド(図示せず)が設けられている。
また、圧板(2)と給紙回転体(4)の当接を解除するリリースカム(図示せず)が設けられている。
上記構成において、待機状態ではリリースカムが圧板(2)を所定位置まで押し下げている。これにより、圧板(2)と給紙回転体(4)の当接は解除される。
FIG. 7 shows a schematic diagram of the internal structure of the prototype line head printing apparatus (image recording apparatus A) used for the evaluation of the curl amount.
The image recording apparatus A has a configuration in which a sheet feeding tray (1), a pressure plate (2), and a sheet feeding rotating body (4) for feeding a recording sheet (3) are attached to a base (5).
The pressure plate (2) is rotatable about a rotation shaft (a) attached to the base (5), and is urged by the pressure plate spring (6) to the sheet feeding rotating body (4). In order to prevent double feeding of the recording paper (3), a separation pad (not shown) made of a material having a large coefficient of friction such as an artificial skin is provided at a portion of the pressure plate (2) facing the paper feeding rotating body (4). ) Is provided.
Further, a release cam (not shown) for releasing the contact between the pressure plate (2) and the sheet feeding rotating body (4) is provided.
In the above configuration, the release cam pushes the pressure plate (2) down to a predetermined position in the standby state. As a result, the contact between the pressure plate (2) and the sheet feeding rotator (4) is released.
この状態で、搬送ローラ(7)からの駆動力がギア等により給紙回転体(4)及びリリースカムに伝達されると、リリースカムが圧板(2)から離れて圧板(2)は上昇し、給紙回転体(4)と記録紙(3)が当接する。そして、給紙回転体(4)の回転に伴い、記録紙(3)はピックアップされ給紙が開始されて、分離爪(図示せず)によって1枚ずつ分離される。給紙回転体(4)は、搬送ガイド(8)、(9)を経由して記録紙3をプラテン(10)に送り込むべく回転する。記録紙(3)は搬送ガイド(8)、(9)の間を通過して搬送ローラ(7)まで導かれ、この搬送ローラ(7)とピンチローラ(11)とによりプラテン(10)まで搬送される。その後、再び記録紙(3)と給紙回転体(4)との当接を解除した待機状態となって搬送ローラ(7)からの駆動力が切られる。手差し給紙用の給紙回転体(12)は、手差しトレイ(13)上に搭載された記録紙(3)を、コンピュータの記録命令信号に従って給紙し、搬送ローラ(7)へ搬送するものである。プラテン(10)まで搬送された記録紙(3)はラインヘッド(14)の下を通過する。ここで、記録紙搬送の速度と液滴吐出のタイミングは、電気的回路(図示せず)で制御された信号に基づき調整され、これにより所望の画像を形成する。 In this state, when the driving force from the conveying roller (7) is transmitted to the sheet feeding rotating body (4) and the release cam by a gear or the like, the release cam moves away from the pressure plate (2) and the pressure plate (2) rises. The sheet feeding rotator (4) contacts the recording sheet (3). The recording paper (3) is picked up and started to be fed along with the rotation of the paper feed rotating body (4), and separated one by one by a separation claw (not shown). The sheet feeding rotator (4) rotates to feed the recording sheet 3 into the platen (10) via the conveyance guides (8) and (9). The recording paper (3) passes between the conveyance guides (8) and (9) and is guided to the conveyance roller (7), and is conveyed to the platen (10) by the conveyance roller (7) and the pinch roller (11). Is done. Thereafter, the drive state from the conveying roller (7) is cut off again in the standby state in which the contact between the recording sheet (3) and the sheet feeding rotator (4) is released. The paper feed rotating body (12) for manual paper feed feeds the recording paper (3) mounted on the manual feed tray (13) in accordance with the recording command signal of the computer and transports it to the transport roller (7). It is. The recording paper (3) conveyed to the platen (10) passes under the line head (14). Here, the recording paper conveyance speed and the droplet discharge timing are adjusted based on a signal controlled by an electric circuit (not shown), thereby forming a desired image.
本発明のインクジェット記録装置は、インクジェット記録方式による各種記録に適用することができ、例えば、インクジェット記録用プリンタ、ファクシミリ装置、複写装置、プリンタ/ファックス/コピア複合機、などに特に好適に適用することができる。 The ink jet recording apparatus of the present invention can be applied to various types of recording by the ink jet recording method, and is particularly preferably applied to, for example, an ink jet recording printer, a facsimile apparatus, a copying apparatus, a printer / fax / copier multifunction machine, and the like. Can do.
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何ら限定されるものではない。なお、例中の「部」は「質量部」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 at all by these Examples. In the examples, “part” is “part by mass”.
<平均分子量測定>
本発明で用いる一般式(III)で示されるα−オレフィン−無水マレイン酸共重合体の平均分子量は、GPC(ゲル浸透クロマトグラフ分析)システムを用いて、以下のようにして測定した。
まず、溶離液と同じテトラヒドロフランに共重合体を溶解し、GPCカラムとしてKF−806L(THF用)を用いた。分子量標準物質としては、分子量が判っている三種類のポリスチレン(分子量1000、2400、8500)を使用し、検量線を作成した。
そして、共重合体をGPC測定し、得られたSECクロマトグラム、微分分子量分布曲線と、分子量標準物質で得られた検量線を反映させたグラフから、重量平均分子量を算出した。
<Average molecular weight measurement>
The average molecular weight of the α-olefin-maleic anhydride copolymer represented by the general formula (III) used in the present invention was measured as follows using a GPC (gel permeation chromatographic analysis) system.
First, the copolymer was dissolved in the same tetrahydrofuran as the eluent, and KF-806L (for THF) was used as the GPC column. As a molecular weight standard substance, three types of polystyrenes (molecular weights 1000, 2400, 8500) with known molecular weights were used, and a calibration curve was prepared.
Then, the copolymer was subjected to GPC measurement, and the weight average molecular weight was calculated from the obtained SEC chromatogram, differential molecular weight distribution curve, and a graph reflecting the calibration curve obtained with the molecular weight standard substance.
〔製造例1〕
攪拌装置、熱電対及び窒素ガス導入管を備えた300mLセパラブルフラスコに、N,N−ジメチルアクリルアミド19.828g及び1−ブタノール14.824gを入れ、窒素ガスを導入しながら攪拌した。次に、ナトリウム−t−ブトキシド0.338gを加え、35℃で4時間反応を行った。加熱終了後、リン酸150mgを加え、溶液を均一にした後、3時間放置した。溶液を濾過して析出物を除去し、更にエバポレーターで未反応物を除いた。収量は30.5g(収率88%)であった。得られた物質の1H−NMRを測定したところ、0.95ppm(3H)、1.3〜1.5ppm(4H)、2.4ppm(2H)、2.9ppm(6H)、3.4ppm(2H)及び3.7ppm(2H)を観測した。その結果、以下の構造であることが分かった。
[Production Example 1]
In a 300 mL separable flask equipped with a stirrer, a thermocouple, and a nitrogen gas inlet tube, 19.828 g of N, N-dimethylacrylamide and 14.824 g of 1-butanol were added and stirred while introducing nitrogen gas. Next, 0.338 g of sodium-t-butoxide was added, and the reaction was performed at 35 ° C. for 4 hours. After completion of heating, 150 mg of phosphoric acid was added to make the solution uniform, and the mixture was allowed to stand for 3 hours. The solution was filtered to remove precipitates, and unreacted substances were removed with an evaporator. The yield was 30.5 g (88% yield). When 1 H-NMR of the obtained substance was measured, it was 0.95 ppm (3H), 1.3 to 1.5 ppm (4H), 2.4 ppm (2H), 2.9 ppm (6H), 3.4 ppm ( 2H) and 3.7 ppm (2H) were observed. As a result, the following structure was found.
(調製例1)
−水溶性高分子化合物水溶液αの調製−
・前記一般式(III)で示されるα−オレフィン−無水マレイン酸共重合体〔星光PMC社製、T−YP112、オレフィン鎖(R)の炭素数20〜24:一般式(III)におけるR1が炭素数18〜22のアルキル基に相当する共重合体〕、酸価190mgKOH/g、重量平均分子量=10,000) ・・・10.0部
・1規定のLiOH水溶液〔前記一般式(III)の共重合体の酸価の1.2倍量〕
・・・17.34部
・イオン交換水 ・・・72.66部
上記の材料混合物を撹拌機で加熱撹拌して、一般式(III)で示されるα−オレフィン−無水マレイン酸共重合体を溶解し、微量の不溶物を平均孔径5μmのフィルターで濾過し、水溶性高分子化合物水溶液αを調製した。
(Preparation Example 1)
-Preparation of aqueous solution of water-soluble polymer compound α-
-Α-olefin-maleic anhydride copolymer represented by the above general formula (III) [manufactured by Seiko PMC, T-YP112, carbon number 20-24 of olefin chain (R): R 1 in general formula (III) Is a copolymer corresponding to an alkyl group having 18 to 22 carbon atoms], acid value 190 mgKOH / g, weight average molecular weight = 10,000)... 10.0 parts ・ 1N LiOH aqueous solution [the above general formula (III ) 1.2 times the acid value of the copolymer]
... 17.34 parts ・ Ion-exchanged water ... 72.66 parts
The above material mixture is heated and stirred with a stirrer to dissolve the α-olefin-maleic anhydride copolymer represented by the general formula (III), and a small amount of insoluble matter is filtered through a filter having an average pore diameter of 5 μm. Aqueous polymer compound aqueous solution α was prepared.
(調製例2)
−表面処理ブラック顔料分散液の調製−
CTAB比表面積150m2/g、DBP吸油量100mL/100gのカーボンブラック90gを、2.5規定の硫酸ナトリウム溶液3,000mLに添加し、温度60℃、速度300rpmで攪拌し、10時間反応させて酸化処理を行った。この反応液を濾過し、濾別したカーボンブラックを水酸化ナトリウム溶液で中和し、限外濾過を行った。
得られたカーボンブラックを水洗し乾燥させて、固形分30質量%となるよう純水中に分散させ、充分に撹拌してブラック顔料分散液を得た。この分散液における顔料分散体の体積平均粒子径(D50)を、粒度分布測定装置(日機装社製、ナノトラックUPA−EX150)で測定したところ、103nmであった。
(Preparation Example 2)
-Preparation of surface-treated black pigment dispersion-
90 g of carbon black having a CTAB specific surface area of 150 m 2 / g and DBP oil absorption of 100 mL / 100 g is added to 3,000 mL of 2.5 N sodium sulfate solution, stirred at a temperature of 60 ° C. and a speed of 300 rpm, and allowed to react for 10 hours. Oxidation treatment was performed. The reaction solution was filtered, and the carbon black separated by filtration was neutralized with a sodium hydroxide solution and subjected to ultrafiltration.
The obtained carbon black was washed with water, dried, dispersed in pure water so as to have a solid content of 30% by mass, and sufficiently stirred to obtain a black pigment dispersion. The volume average particle size (D50) of the pigment dispersion in this dispersion was measured with a particle size distribution analyzer (Nikkiso Co., Ltd., Nanotrac UPA-EX150), and found to be 103 nm.
(調製例3)
−マゼンタ顔料含有ポリマー微粒子分散液の調製−
<ポリマー溶液Aの調製>
機械式攪拌機、温度計、窒素ガス導入管、還流管及び滴下ロートを備えた1Lのフラスコ内を充分に窒素ガス置換した後、スチレン11.2g、アクリル酸2.8g、ラウリルメタクリレート12.0g、ポリエチレングリコールメタクリレート4.0g、スチレンマクロマー4.0g、及びメルカプトエタノール0.4gを混合し、65℃に昇温した。
次に、スチレン100.8g、アクリル酸25.2g、ラウリルメタクリレート108.0g、ポリエチレングリコールメタクリレート36.0g、ヒドロキシルエチルメタクリレート60.0g、スチレンマクロマー36.0g、メルカプトエタノール3.6g、アゾビスメチルバレロニトリル2.4g、及びメチルエチルケトン18gの混合溶液を、2.5時間かけてフラスコ内に滴下した。滴下後、アゾビスメチルバレロニトリル0.8g及びメチルエチルケトン18gの混合溶液を0.5時間かけてフラスコ内に滴下した。65℃で1時間熟成した後、アゾビスメチルバレロニトリル0.8gを添加し、更に、1時間熟成した。反応終了後、フラスコ内にメチルエチルケトン364gを添加し、濃度が50質量%のポリマー溶液Aを800g得た。
(Preparation Example 3)
-Preparation of polymer fine particle dispersion containing magenta pigment-
<Preparation of polymer solution A>
After sufficiently replacing nitrogen gas in the 1 L flask equipped with a mechanical stirrer, thermometer, nitrogen gas inlet tube, reflux tube and dropping funnel, 11.2 g of styrene, 2.8 g of acrylic acid, 12.0 g of lauryl methacrylate, Polyethylene glycol methacrylate 4.0 g, styrene macromer 4.0 g, and mercaptoethanol 0.4 g were mixed and heated to 65 ° C.
Next, 100.8 g of styrene, 25.2 g of acrylic acid, 108.0 g of lauryl methacrylate, 36.0 g of polyethylene glycol methacrylate, 60.0 g of hydroxylethyl methacrylate, 36.0 g of styrene macromer, 3.6 g of mercaptoethanol, azobismethylvalero A mixed solution of 2.4 g of nitrile and 18 g of methyl ethyl ketone was dropped into the flask over 2.5 hours. After dropping, a mixed solution of 0.8 g of azobismethylvaleronitrile and 18 g of methyl ethyl ketone was dropped into the flask over 0.5 hours. After aging at 65 ° C. for 1 hour, 0.8 g of azobismethylvaleronitrile was added, and further aged for 1 hour. After completion of the reaction, 364 g of methyl ethyl ketone was added to the flask to obtain 800 g of a polymer solution A having a concentration of 50% by mass.
<顔料含有ポリマー微粒子分散液の調製>
ポリマー溶液Aを28g、C.I.ピグメントレッド122を42g、1mol/Lの水酸化カリウム水溶液13.6g、メチルエチルケトン20g及びイオン交換水13.6gを十分に攪拌した後、ロールミルを用いて混練した。得られたペーストを純水200gに投入し充分に攪拌した後、エバポレータを用いてメチルエチルケトン及び水を留去し、更に粗大粒子を除くためにこの分散液を平均孔径5.0μmのポリビニリデンフロライドメンブランフィルターで加圧濾過し、顔料15質量%含有、固形分20質量%のマゼンタ顔料含有ポリマー微粒子分散液を得た。この分散液におけるポリマー微粒子の体積平均粒子径(D50)を、粒度分布測定装置(日機装社製、ナノトラックUPA−EX150)で測定したところ、127nmであった。
<Preparation of pigment-containing polymer fine particle dispersion>
28 g of polymer solution A, C.I. I. 42 g of Pigment Red 122, 13.6 g of 1 mol / L potassium hydroxide aqueous solution, 20 g of methyl ethyl ketone and 13.6 g of ion-exchanged water were sufficiently stirred, and then kneaded using a roll mill. The obtained paste was put into 200 g of pure water and stirred sufficiently, and then methyl ethyl ketone and water were distilled off using an evaporator, and this dispersion was removed from the polyvinylidene fluoride having an average pore size of 5.0 μm to remove coarse particles. The mixture was filtered under pressure with a membrane filter to obtain a magenta pigment-containing polymer fine particle dispersion containing 15% by mass of pigment and 20% by mass of solids. The volume average particle size (D50) of the polymer fine particles in this dispersion was measured with a particle size distribution measuring device (Nikkiso Co., Ltd., Nanotrac UPA-EX150) and found to be 127 nm.
(調製例4)
−シアン顔料含有ポリマー微粒子分散液の調製−
顔料のC.I.ピグメントレッド122をフタロシアニン顔料(C.I.ピグメントブルー15:3)に変更した点以外は、調製例3と同様にして、シアン顔料含有ポリマー微粒子分散液を調製した。この分散液におけるポリマー微粒子の体積平均粒子径(D50)を、粒度分布測定装置(日機装社製、ナノトラックUPA−EX150)で測定したところ、93nmであった。
(Preparation Example 4)
-Preparation of Cyan Pigment-Containing Polymer Fine Particle Dispersion-
Pigment C.I. I. A cyan pigment-containing polymer fine particle dispersion was prepared in the same manner as in Preparation Example 3, except that Pigment Red 122 was changed to a phthalocyanine pigment (CI Pigment Blue 15: 3). The volume average particle size (D50) of the polymer fine particles in this dispersion was measured with a particle size distribution measuring device (Nikkiso Co., Ltd., Nanotrac UPA-EX150), and found to be 93 nm.
(調製例5)
−イエロー顔料含有ポリマー微粒子分散液の調製−
顔料のC.I.ピグメントレッド122をモノアゾイエロー顔料(C.I.ピグメントイエロー74)に変更した点以外は、調製例3と同様にして、イエロー顔料含有ポリマー微粒子分散液を調製した。この分散液におけるポリマー微粒子の体積平均粒子径(D50)を、粒度分布測定装置(日機装社製、ナノトラックUPA−EX150)で測定したところ、76nmであった。
(Preparation Example 5)
-Preparation of yellow pigment-containing polymer fine particle dispersion-
Pigment C.I. I. A yellow pigment-containing polymer fine particle dispersion was prepared in the same manner as in Preparation Example 3, except that Pigment Red 122 was changed to a monoazo yellow pigment (CI Pigment Yellow 74). It was 76 nm when the volume average particle diameter (D50) of the polymer fine particles in this dispersion liquid was measured with a particle size distribution measuring device (Nikkiso Co., Ltd., Nanotrac UPA-EX150).
(調製例6)
−カーボンブラック顔料含有ポリマー微粒子分散液の調製−
顔料のC.I.ピグメントレッド122をカーボンブラック(デグサ社製FW100)に変更した点以外は、調製例3と同様にして、カーボンブラック顔料含有ポリマー微粒子分散液を調製した。この分散液におけるポリマー微粒子の体積平均粒子径(D50)を、粒度分布測定装置(日機装社製、ナノトラックUPA−EX150)で測定したところ、104nmであった。
(Preparation Example 6)
-Preparation of carbon black pigment-containing polymer fine particle dispersion-
Pigment C.I. I. A carbon black pigment-containing polymer fine particle dispersion was prepared in the same manner as in Preparation Example 3 except that the pigment red 122 was changed to carbon black (FW 100 manufactured by Degussa). The volume average particle size (D50) of the polymer fine particles in this dispersion was measured with a particle size distribution measuring device (Nikkiso Co., Ltd., Nanotrac UPA-EX150), and was 104 nm.
−インクの作製−
[実施例1]
表2の実施例1の欄に示す各材料を用いてインクを作製した。
一般式(I)のC6アミド化合物(R1の炭素数が6)10.00部、式(I)のアミド化合物5.00部、一般式(II)の化合物(1−n−オクチル−2−ピロリドン)5.00部、グリセリン10.00部、1,3−ブタンジオール10.00部、2−エチル−1,3−へキサンジオール2.00部、ソニールFS−3001.25部、及びシリコーン消泡剤KM−72F0.10部を混合し、1時間攪拌して均一に混合した。
この混合液に対し、Proxel GXLを0.05部、2−アミノ−2−エチル−1,3−プロパンジオール0.30部、及びインク全体を100部とするに要する量の純水を添加し、1時間撹拌した後、調製例6のブラック顔料含有ポリマー分散液50.00部を添加混合し、1時間攪拌した。
この混合液を平均孔径0.8μmのポリビニリデンフロライドメンブランフィルターで加圧濾過し、粗大粒子やごみを除去して、実施例1のインクを得た。
-Preparation of ink-
[Example 1]
Inks were prepared using the materials shown in the column of Example 1 in Table 2.
10.00 parts of C6 amide compound of general formula (I) (R1 has 6 carbon atoms), 5.00 parts of amide compound of formula (I), compound of general formula (II) (1-n-octyl-2- Pyrrolidone) 5.00 parts, glycerin 10.00 parts, 1,3-butanediol 10.00 parts, 2-ethyl-1,3-hexanediol 2.00 parts, Sonyl FS-3001.25 parts, and silicone 0.10 parts of antifoaming agent KM-72F was mixed and stirred for 1 hour to mix uniformly.
To this mixture, 0.05 part of Proxel GXL, 0.30 part of 2-amino-2-ethyl-1,3-propanediol, and pure water in an amount necessary to make the whole ink 100 parts are added. After stirring for 1 hour, 50.00 parts of the black pigment-containing polymer dispersion of Preparation Example 6 were added and mixed, and stirred for 1 hour.
This mixed liquid was subjected to pressure filtration with a polyvinylidene fluoride membrane filter having an average pore diameter of 0.8 μm to remove coarse particles and dust, whereby the ink of Example 1 was obtained.
[実施例2〜8][比較例1〜5]
実施例1と同様にして、表2の実施例2〜8及び比較例1〜5の各欄に示す材料を用いて各インクを作製した。
[Examples 2 to 8] [Comparative Examples 1 to 5]
In the same manner as in Example 1, inks were prepared using the materials shown in the columns of Examples 2 to 8 and Comparative Examples 1 to 5 in Table 2.
表2中の略号などは下記の意味を表す。
・アクリル−シリコーン樹脂エマルジョン:昭和高分子社製、ポリゾールROY6312、固形分37.2質量%、平均粒子径171nm、最低造膜温度(MFT)=20℃
・ポリウレタンエマルジョン:DIC社製、ハイドランAPX−101H、固形分45質量%、平均粒子径160nm、最低造膜温度(MFT)=20℃
・KF−643:ポリエーテル変性シリコーン化合物(信越化学工業社製、成分100質量%)
・ゾニールFS−300:ポリオキシエチレンパーフロロアルキルエーテル(Dupont社製、成分40質量%)
・ソフタノールEP−7025:ポリオキシアルキレンアルキルエーテル(日本触媒社製、成分100質量%)
・Proxel GXL:1,2−ベンゾイソチアゾリン−3−オンを主成分とする防カビ剤(アビシア社製、成分20質量%、ジプロピレングリコール含有)
・KM−72F:自己乳化型シリコーン消泡剤(信越シリコーン社製、成分100質量%)
Abbreviations in Table 2 represent the following meanings.
Acrylic-silicone resin emulsion: Showa Polymer Co., Ltd., Polysol ROY6312, solid content 37.2% by mass,
-Polyurethane emulsion: manufactured by DIC, Hydran APX-101H, solid content 45% by mass, average particle diameter 160 nm, minimum film-forming temperature (MFT) = 20 ° C.
KF-643: polyether-modified silicone compound (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., component 100% by mass)
・ Zonyl FS-300: polyoxyethylene perfluoroalkyl ether (manufactured by Dupont, component 40 mass%)
Softanol EP-7025: polyoxyalkylene alkyl ether (manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd., 100 mass% component)
Proxel GXL: Antifungal agent mainly composed of 1,2-benzisothiazolin-3-one (manufactured by Avicia, component 20% by mass, containing dipropylene glycol)
KM-72F: self-emulsifying silicone defoaming agent (manufactured by Shin-Etsu Silicone Co., Ltd., 100% by mass)
実施例1〜8及び比較例1〜5の各インクについて、以下に示す評価方法で評価した。結果を纏めて表3、表4に示す。
<インク粘度>
インクの粘度は、粘度計(RE−550L、東機産業社製)を使用して、25℃で測定した。
<インクの表面張力>
インクの表面張力は、全自動表面張力計(CBVP−Z、協和界面科学社製)を使用して、25℃で測定した。
The inks of Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 5 were evaluated by the evaluation methods shown below. The results are summarized in Tables 3 and 4.
<Ink viscosity>
The viscosity of the ink was measured at 25 ° C. using a viscometer (RE-550L, manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.).
<Ink surface tension>
The surface tension of the ink was measured at 25 ° C. using a fully automatic surface tension meter (CBVP-Z, manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.).
−印字評価の準備−
温度23±0.5℃、相対湿度50±5%RHに調整された環境条件下、インクジェットプリンタ(IPSiO GXe−5500、リコー社製)を用い、インクの吐出量が均しくなるようにピエゾ素子の駆動電圧を変動させ、記録媒体に同じ付着量のインクが付くように設定を行った。
−Preparation for print evaluation−
Piezo elements using an ink jet printer (IPSiO GXe-5500, manufactured by Ricoh) under an environmental condition adjusted to a temperature of 23 ± 0.5 ° C. and a relative humidity of 50 ± 5% RH so that the amount of ink discharged is uniform. Was set so that the same amount of ink was applied to the recording medium.
<画像濃度>
ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの各色のインクを用いて、Microsoft Word2000で作成した64pointのJIS X 0208(1997),2223の一般記号が記載されているチャートを、MyPaper(リコー社製)に打ち出し、X−Rite939(X−Rite社製)により前記記号を測色して画像濃度を評価した。評価基準は下記のとおりである。印字モードはプリンタ添付のドライバで、普通紙のユーザー設定より「普通紙−標準はやい」モードを「色補正なし」と改変したモードを使用した。なお、JIS X 0208(1997),2223は、外形が正四方形であって、記号全面がインクにより塗りつぶされている記号である。
〔評価基準〕
◎:ブラック:1.20以上
イエロー:0.80以上
マゼンタ:1.00以上
シアン :1.00以上
○:ブラック:1.10以上、1.20未満
イエロー:0.70以上、0.80未満
マゼンタ:0.90以上、1.00未満
シアン :0.90以上、1.00未満
×:ブラック:1.10未満
イエロー:0.70未満
マゼンタ:0.90未満
シアン :0.90未満
<Image density>
Using an ink of each color of black, yellow, magenta, and cyan, a chart in which a general symbol of 64 points JIS X 0208 (1997), 2223 created by Microsoft Word 2000 is written on MyPaper (manufactured by Ricoh) The symbol was color-measured with X-Rite 939 (manufactured by X-Rite) to evaluate the image density. The evaluation criteria are as follows. The print mode is a driver attached to the printer, and a mode in which the “plain paper-standard fast” mode is changed to “no color correction” from the user setting of plain paper is used. Note that JIS X 0208 (1997), 2223 is a symbol whose outer shape is a regular square and the entire symbol surface is filled with ink.
〔Evaluation criteria〕
A: Black: 1.20 or more
Yellow: 0.80 or more
Magenta: 1.00 or more
Cyan: 1.00 or more ○: Black: 1.10 or more, less than 1.20
Yellow: 0.70 or more, less than 0.80
Magenta: 0.90 or more and less than 1.00
Cyan: 0.90 or more, less than 1.00 ×: Black: less than 1.10
Yellow: less than 0.70
Magenta: Less than 0.90
Cyan: Less than 0.90
<カール量の評価>
図7に示した試作ラインヘッド印字装置を用い、下記印字条件によりベタ印字を行い、印字直後(印字装置から排出後10秒以内)のバックカール(平らな机に印字面を下側に置いた時のカール)と、平らな机に印字面を下側にして1日間放置した後のカール高さを評価した。
(1)評価プリンタ:試作ラインヘッド印字装置(図7参照)
(2)評価記録媒体:MyPaper(PPC用紙:A4サイズ)リコー社製
(3)印字条件:記録密度300×600dpi、印字面積526.3cm2/A4、
インク吐出付着量5.6g/m2
(4)評価環境:23±0.5℃、50±5%RH
(5)カール測定:印字直後(印字装置から排出後10秒以内)と、1日間放置した後
の記録媒体を、平らな机にカール面を上側にして静かに置き、記録媒体の4隅の
カール高さをJIS_1級スケールで測定し、4点の平均値を算出した。また、
カールが大き過ぎて筒状になった場合は「×」とした。
〔評価基準〕
◎:10mm未満
○:10mm以上、40mm未満
△:40mm以上
×:筒状
<Evaluation of curl amount>
Using the prototype line head printing device shown in FIG. 7, solid printing was performed under the following printing conditions, and the back curl (within 10 seconds after discharging from the printing device) was placed on the flat desk with the printing surface on the lower side. Curl height), and the curl height after leaving the printing surface face down on a flat desk for 1 day was evaluated.
(1) Evaluation printer: Prototype line head printer (see Fig. 7)
(2) Evaluation recording medium: MyPaper (PPC paper: A4 size) manufactured by Ricoh Company (3) Printing conditions: recording density 300 × 600 dpi, printing area 526.3 cm 2 / A4,
Ink discharge adhesion amount 5.6 g / m 2
(4) Evaluation environment: 23 ± 0.5 ° C., 50 ± 5% RH
(5) Curl measurement: Immediately after printing (within 10 seconds after ejection from the printing device) and after leaving it for 1 day, place the recording medium gently on a flat desk with the curled surface facing up, at the four corners of the recording medium. The curl height was measured on a JIS_1 grade, and the average value of 4 points was calculated. Also,
When the curl was too large and became a cylinder, “x” was assigned.
〔Evaluation criteria〕
◎: Less than 10 mm ○: 10 mm or more, less than 40 mm Δ: 40 mm or more ×: Tubular
<吐出安定性>
Microsoft Word2000で作成した一色当りA4サイズ用紙の面積5%をベタ画像により塗りつぶすチャートを、連続200枚、MyPaper(リコー社製)に打ち出し、打ち出し後の各ノズルの吐出乱れから吐出安定性を下記の基準で評価した。印字モードはプリンタ添付のドライバで普通紙のユーザー設定より「普通紙−標準はやい」モードを「色補正なし」と改変したモードを使用した。
〔評価基準〕
○:吐出乱れなし
△:若干吐出乱れあり
×:吐出乱れあり、又は吐出しない部分あり
<Discharge stability>
A chart that fills an area of 5% of A4 size paper per color created with Microsoft Word 2000 with a solid image is ejected to 200 continuous MyPaper (manufactured by Ricoh). Evaluated by criteria. The printing mode used was a driver attached to the printer, in which the "plain paper-standard fast" mode was changed to "no color correction" from the user setting for plain paper.
〔Evaluation criteria〕
○: Discharge turbulence △: Discharge turbulence slightly ×: Discharge turbulence or non-discharge portion
<保存安定性>
各インクの、前記粘度計を用いて測定した保存前の粘度と、密封した容器中で70℃、7日間保存した後に測定した粘度から、次式に従って保存安定性を求め、下記の基準で評価した。
保存安定性(%)=(保存後の粘度/保存前の粘度)×100
〔評価基準〕
○:100±10%以内
△:100±10を超え、100±20%未満
×:100±20%以上
<Storage stability>
The storage stability of each ink was determined according to the following formula from the viscosity before storage measured using the viscometer and the viscosity measured after storage for 7 days in a sealed container at 70 ° C., and evaluated according to the following criteria: did.
Storage stability (%) = (viscosity after storage / viscosity before storage) × 100
〔Evaluation criteria〕
○: Within 100 ± 10% △: Over 100 ± 10 and less than 100 ± 20% ×: 100 ± 20% or more
評価結果から、本発明のインクは普通紙に対する印字後カールの抑制効果を示すことに加え、画像品質、画像濃度にも優れていることが確認された。
加えて、本発明のインクは耐水性、耐光性等の画像堅牢性に優れた画像が得られ、乾燥速度、高速印字対応に優れ、ノズルからの吐出安定性が良好であり、高品位な画像形成が可能である。
本発明のインクジェット記録装置は、インクジェット記録方式による各種記録に適用することができ、例えば、インクジェット記録用プリンタ、ファクシミリ装置、複写装置、プリンタ/ファックス/コピア複合機、などに特に好適に適用することができる。
From the evaluation results, it was confirmed that the ink of the present invention is excellent in image quality and image density in addition to exhibiting an effect of suppressing curling after printing on plain paper.
In addition, the ink of the present invention provides an image with excellent image fastness such as water resistance and light resistance, excellent drying speed and high-speed printing, good ejection stability from the nozzle, and high-quality image. Formation is possible.
The ink jet recording apparatus of the present invention can be applied to various types of recording by the ink jet recording method, and is particularly preferably applied to, for example, an ink jet recording printer, a facsimile apparatus, a copying apparatus, a printer / fax / copier multifunction machine, and the like. Can do.
a 回転軸
1 給紙トレイ
2 圧板
3 記録紙
4 給紙回転体
5 ベース
6 圧板ばね
7 搬送ローラ
8 搬送ガイド
9 搬送ガイド
10 プラテン
11 ピンチローラ
12 手差し給紙用の給紙回転体
13 手差しトレイ
14 ラインヘッド
101 装置本体
102 給紙トレイ
103 排紙トレイ
104 インクカートリッジ装填部
105 操作部
111 上カバー
112 前面
115 前カバー
131 ガイドロッド
132 ステー
133 キャリッジ
134 記録ヘッド
135 サブタンク
141 用紙積載部
142 用紙
143 給紙コロ
144 分離パッド
145 ガイド
151 搬送ベルト
152 再度カウンタローラ
153 搬送ガイド
154 押さえ部材
155 先端加圧コロ
156 帯電ローラ
157 搬送ローラ
158 テンションローラ
161 ガイド部材
171 分離爪
172 排紙ローラ
173 排紙コロ
181 両面給紙ユニット
182 手差し給紙部
201 インクカートリッジ
241 インク袋
242 インク注入口
243 インク排出口
244 カートリッジケース
a
Claims (5)
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|---|---|---|---|
| JP2013160861A JP2015030788A (en) | 2013-08-01 | 2013-08-01 | Inkjet ink, ink cartridge, and inkjet recording device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2013160861A JP2015030788A (en) | 2013-08-01 | 2013-08-01 | Inkjet ink, ink cartridge, and inkjet recording device |
Publications (1)
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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-
2013
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