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JP2018197284A - Aqueous ink, ink cartridge, and inkjet recording method - Google Patents

Aqueous ink, ink cartridge, and inkjet recording method Download PDF

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JP2018197284A
JP2018197284A JP2017101581A JP2017101581A JP2018197284A JP 2018197284 A JP2018197284 A JP 2018197284A JP 2017101581 A JP2017101581 A JP 2017101581A JP 2017101581 A JP2017101581 A JP 2017101581A JP 2018197284 A JP2018197284 A JP 2018197284A
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JP
Japan
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ink
urethane resin
water
polyol
acid
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JP2017101581A
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Japanese (ja)
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辻村 政史
Masafumi Tsujimura
政史 辻村
敦仁 吉澤
Atsuhito Yoshizawa
敦仁 吉澤
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Abstract

【課題】長期間にわたってインクを吐出させた際の吐出安定性の低下が抑制され、かつ、光学濃度及び耐マーカー性に優れた画像を記録することが可能な水性インクを提供する。【解決手段】顔料、水溶性のウレタン樹脂、及び尿素を含有するインクジェット用の水性インクである。顔料が、カーボンブラックの粒子表面に直接又は他の原子団を介してアニオン性基が結合した自己分散顔料であり、ウレタン樹脂が、ポリイソシアネート、酸基を有しないポリオール、及び酸基を有するポリオールのそれぞれに由来するユニットを有する。【選択図】なしDisclosed is a water-based ink that can suppress a drop in ejection stability when ink is ejected over a long period of time and can record an image having excellent optical density and marker resistance. An aqueous inkjet ink containing a pigment, a water-soluble urethane resin, and urea. The pigment is a self-dispersing pigment in which an anionic group is bonded to the carbon black particle surface directly or via other atomic groups, and the urethane resin is a polyisocyanate, a polyol having no acid group, and a polyol having an acid group Units derived from each of the above. [Selection figure] None

Description

本発明は、水性インク、インクカートリッジ、及びインクジェット記録方法に関する。   The present invention relates to an aqueous ink, an ink cartridge, and an ink jet recording method.

近年、インクジェット記録装置は画質や記録速度の向上に伴い、ビジネス分野で使用される機会が増加している。ビジネス分野に用いられるインクジェット用のインクに求められる性能としては、インクの信頼性(吐出安定性など)、画質(高い光学濃度及び耐フェザリング性など)、並びに画像の堅牢性(耐擦過性、耐マーカー性、及び耐水性など)が挙げられる。   In recent years, with the improvement of image quality and recording speed, inkjet recording apparatuses have been increasingly used in the business field. The performance required for ink jet ink used in the business field includes ink reliability (e.g. ejection stability), image quality (e.g. high optical density and feathering resistance), and image robustness (e.g. scratch resistance, Marker resistance, water resistance, etc.).

これらの性能のうち画像の光学濃度を向上するために、樹脂分散顔料を用いるより自己分散顔料を用い、さらに、画像の耐マーカー性を向上するためにウレタン樹脂を含有させたインクが検討されている(特許文献1)。特許文献1には、酸基を有するウレタン樹脂と自己分散顔料を含有するインクによって、画像の耐マーカー性が改善することが記載されている。   Among these performances, in order to improve the optical density of images, self-dispersing pigments are used rather than using resin-dispersed pigments, and inks containing urethane resins are being studied in order to improve the marker resistance of images. (Patent Document 1). Patent Document 1 describes that the marker resistance of an image is improved by an ink containing a urethane resin having an acid group and a self-dispersing pigment.

特表2005−515289号公報JP 2005-515289 A

本発明者らは、インクジェット記録装置を使用して、自己分散顔料とウレタン樹脂を含有するインクを長期間にわたって吐出させたところ、固化したインクが記録ヘッドにおける吐出口面に付着したことに起因してインクの吐出安定性が低下することを認識した。   The inventors of the present invention caused an ink containing a self-dispersing pigment and a urethane resin to be ejected over a long period of time using an ink jet recording apparatus, and the solidified ink adhered to the ejection port surface of the recording head. It was recognized that the ink ejection stability was reduced.

したがって、本発明の目的は、長期間にわたってインクを吐出させた際の吐出安定性の低下が抑制され、かつ、光学濃度及び耐マーカー性に優れた画像を記録することが可能な水性インクを提供することにある。また、本発明の別の目的は、前記水性インクを用いたインクカートリッジ、及びインクジェット記録方法を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a water-based ink capable of suppressing the decrease in ejection stability when ink is ejected over a long period of time and recording an image excellent in optical density and marker resistance. There is to do. Another object of the present invention is to provide an ink cartridge and an ink jet recording method using the water-based ink.

上記の目的は以下の本発明によって達成される。すなわち、本発明によれば、顔料、水溶性のウレタン樹脂、及び尿素を含有するインクジェット用の水性インクであって、前記顔料が、カーボンブラックの粒子表面に直接又は他の原子団を介してアニオン性基が結合した自己分散顔料であり、前記ウレタン樹脂が、ポリイソシアネート、酸基を有しないポリオール、及び酸基を有するポリオールのそれぞれに由来するユニットを有することを特徴とする水性インクが提供される。   The above object is achieved by the present invention described below. That is, according to the present invention, a water-based inkjet ink containing a pigment, a water-soluble urethane resin, and urea, wherein the pigment is an anion directly on the particle surface of carbon black or through another atomic group. There is provided a water-based ink, wherein the urethane resin has a unit derived from a polyisocyanate, a polyol not having an acid group, and a polyol having an acid group. The

本発明によれば、長期間にわたってインクを吐出させた際の吐出安定性の低下が抑制され、かつ、光学濃度及び耐マーカー性に優れた画像を記録することが可能な水性インクを提供することができる。また、本発明によれば、前記水性インクを用いたインクカートリッジ、及びインクジェット記録方法を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a water-based ink that can suppress a decrease in ejection stability when ink is ejected over a long period of time and can record an image excellent in optical density and marker resistance. Can do. In addition, according to the present invention, an ink cartridge using the water-based ink and an ink jet recording method can be provided.

本発明のインクカートリッジの一実施形態を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically one Embodiment of the ink cartridge of this invention. 本発明のインクジェット記録方法に用いられるインクジェット記録装置の一例を模式的に示す図であり、(a)はインクジェット記録装置の主要部の斜視図、(b)はヘッドカートリッジの斜視図である。FIG. 2 is a diagram schematically illustrating an example of an ink jet recording apparatus used in the ink jet recording method of the present invention, in which (a) is a perspective view of a main part of the ink jet recording apparatus, and (b) is a perspective view of a head cartridge.

以下に、好ましい実施の形態を挙げて、さらに本発明を詳細に説明する。本発明においては、化合物が塩である場合は、インク中では塩はイオンに解離して存在しているが、便宜上、「塩を含有する」と表現する。また、インクジェット用の水性インクのことを、単に「インク」と記載することがある。物性値は、特に断りのない限り、常温(25℃)における値である。樹脂の「ユニット」とは、1の単量体に由来する繰り返し単位を意味する。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to preferred embodiments. In the present invention, when the compound is a salt, the salt is dissociated into ions in the ink, but it is expressed as “contains a salt” for convenience. In addition, water-based ink for inkjet may be simply referred to as “ink”. Physical property values are values at normal temperature (25 ° C.) unless otherwise specified. The “unit” of the resin means a repeating unit derived from one monomer.

本発明者らは、自己分散顔料とウレタン樹脂を含有するインクをインクジェット記録装置で長期間にわたって吐出させたところ、固化したインクが記録ヘッドにおけるインクの吐出口面に付着したことに起因してインクの吐出安定性が低下することを認識した。このような現象が起こった要因を解析したところ、インクジェット記録装置に具備されているキャップに固化したインクが堆積し、それが吐出口面に付着したことで、吐出安定性が低下することがわかった。このキャップは、記録ヘッドの吐出口を覆う部材であり、インクの乾燥により引き起こされる課題に対して設けられるものである。   When the ink containing the self-dispersing pigment and the urethane resin is ejected over a long period of time by the ink jet recording apparatus, the solidified ink adheres to the ink ejection port surface of the recording head. It has been recognized that the discharge stability of the ink drops. As a result of analyzing the cause of this phenomenon, it was found that solidified ink was deposited on the cap provided in the ink jet recording apparatus and adhered to the discharge port surface, thereby reducing the discharge stability. It was. The cap is a member that covers the ejection port of the recording head, and is provided for a problem caused by drying of the ink.

インクジェット記録装置により長期間にわたってインクの吐出を行う際には、インクの間欠吐出安定性を維持するために、上述のキャップ内に極少量のインクを吐出(予備吐出)することが行われる。キャップにはスポンジや多孔質体などで構成される吸収体が配されており、キャップに吐出された極少量のインクは、キャップで蒸発して水を失うことで増粘し、記録環境によっては固化してしまうが、その後に付与される極少量のインクにより流出される。さらに、そのキャップを利用して吸引動作も施されることから、結果として、キャップにインクが堆積しないようにメンテナンスされている。   When ink is ejected over a long period of time with an ink jet recording apparatus, a very small amount of ink is ejected (preliminary ejection) into the above-described cap in order to maintain intermittent ejection stability of the ink. The cap is provided with an absorber composed of a sponge or porous material, and a very small amount of ink ejected to the cap thickens by evaporating at the cap and losing water, depending on the recording environment. It solidifies but flows out by a very small amount of ink applied thereafter. Furthermore, since the suction operation is also performed using the cap, as a result, maintenance is performed so that ink does not accumulate on the cap.

しかし、本発明者らが検討したウレタン樹脂と自己分散顔料を含有するインクでは、キャップでインクが固化した際、付与されるインクにより洗い流されず、堆積してしまったと考えられる。   However, it is considered that the ink containing the urethane resin and the self-dispersing pigment investigated by the present inventors was not washed away by the applied ink and deposited when the ink was solidified by the cap.

上述した新たに付与されるインクによる洗い流し効果に関して、新たに付与されるインクが、固化したインクを再溶解(再分散)することで、洗い流されるものと考えられる。そのため、固化してしまったインクを新たに付与されるインクにより再溶解させることで、本発明の課題の解決に至るものと、本発明者らは考えた。   Regarding the above-described washing-off effect of newly applied ink, it is considered that the newly applied ink is washed away by re-dissolving (re-dispersing) the solidified ink. Therefore, the present inventors considered that the solidified ink is redissolved with newly applied ink, thereby solving the problem of the present invention.

インクが蒸発し、最終的に固化した際、その固化物は、主にウレタン樹脂及び自己分散顔料で構成される。再溶解し難いインクは、固化してしまうと、ウレタン樹脂と自己分散顔料からなる強固な凝集物を形成しているものと考えられる。それに対して付与されるインクが、その強固な凝集物をほぐすことで固化したインクを再溶解することになる。本発明者らは、この思想に基づいて検討した結果、インクに尿素を含有させることで、キャップでのインクの堆積は緩和され、記録ヘッドにおける吐出口面へのインクの付着が抑制され、安定的な記録状態が維持できることを見出した。   When the ink is evaporated and finally solidified, the solidified product is mainly composed of a urethane resin and a self-dispersing pigment. When the ink which is difficult to re-dissolve is solidified, it is considered that a strong aggregate composed of a urethane resin and a self-dispersing pigment is formed. In contrast, the ink applied thereto re-dissolves the solidified ink by loosening the strong aggregates. As a result of investigations based on this idea, the present inventors have found that, by adding urea to the ink, the accumulation of ink on the cap is alleviated, the adhesion of the ink to the ejection port surface of the recording head is suppressed, and stable. Has been found that a consistent recording state can be maintained.

インクに尿素を含有させることでこのような効果が得られた理由を本発明者らは以下のように考えている。前述した強固な凝集物は、その主成分がウレタン樹脂と自己分散顔料からなるが、尿素が添加されたインクでは、凝集物中に尿素が取り込まれるものと考えられる。その理由としては、尿素はその構造中に2つの尿素結合(−NHCO−)がある故、ウレタン中に含まれるウレタン結合部位やウレア結合部位と相互作用し易く、凝集物中に取り込まれやすいためと考えられる。さらに、尿素は、分子サイズが小さいことも、凝集物中に取り込まれやすい理由として考えられる。このように凝集物中に取り込まれた尿素は、凝集物の凝集力を弱めるだけでなく、吸湿性にも優れていることから、インクが付与された際、付与されたインク中の水を引き込むことで、凝集物の再溶解性を向上させると考えられる。その結果、キャップでのインクの堆積が抑制されると考えられる。   The present inventors consider the reason why such an effect is obtained by including urea in the ink as follows. The above-mentioned strong aggregates are mainly composed of a urethane resin and a self-dispersing pigment, but it is considered that urea is taken into the aggregates in the ink to which urea is added. The reason for this is that urea has two urea bonds (—NHCO—) in its structure, so it easily interacts with the urethane bond sites and urea bond sites contained in urethane, and is easily incorporated into aggregates. it is conceivable that. Furthermore, urea has a small molecular size, which is considered as a reason why it is easily incorporated into aggregates. The urea thus taken into the aggregate not only weakens the cohesive force of the aggregate, but also has excellent hygroscopicity. Therefore, when ink is applied, the water in the applied ink is drawn. This is considered to improve the re-solubility of the aggregate. As a result, it is considered that ink accumulation at the cap is suppressed.

<インク>
本発明のインクは、顔料、ウレタン樹脂、及び尿素を含有する水性インクである。顔料はカーボンブラックの粒子表面に直接又は他の原子団を介してアニオン性基が結合した自己分散顔料である。ウレタン樹脂は、ポリイソシアネート、酸基を有しないポリオール、及び酸基を有するポリオールのそれぞれに由来するユニットを有する。以下、本発明のインクを構成する各成分などについて詳細に説明する。
<Ink>
The ink of the present invention is a water-based ink containing a pigment, a urethane resin, and urea. The pigment is a self-dispersing pigment in which an anionic group is bonded to the surface of carbon black particles directly or via other atomic groups. The urethane resin has units derived from polyisocyanate, a polyol having no acid group, and a polyol having an acid group. Hereafter, each component which comprises the ink of this invention is demonstrated in detail.

(顔料)
顔料としては、カーボンブラックの粒子表面に直接又は他の原子団を介してアニオン性基が結合した自己分散顔料を用いる。インク中において、アニオン性基は、その一部が解離した状態又は全てが解離した状態のいずれの状態であってもよい。
(Pigment)
As the pigment, a self-dispersing pigment in which an anionic group is bonded to the surface of carbon black particles directly or via another atomic group is used. In the ink, the anionic group may be in a state in which a part thereof is dissociated or in a state in which all of the anionic group is dissociated.

インク中の顔料の含有量(質量%)は、インク全質量を基準として、0.1質量%以上15.0質量%以下であることが好ましく、1.0質量%以上10.0質量%以下であることがさらに好ましい。   The content (% by mass) of the pigment in the ink is preferably 0.1% by mass or more and 15.0% by mass or less, and 1.0% by mass or more and 10.0% by mass or less based on the total mass of the ink. More preferably.

カーボンブラックは、従来からインクジェット用のインクに一般的に用いられているものをいずれも用いることができる。具体的には、ファーネスブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック、サーマルブラック、及びランプブラックなどが挙げられる。   Any carbon black conventionally used in ink jet inks can be used. Specific examples include furnace black, acetylene black, channel black, thermal black, and lamp black.

カーボンブラックの粒子表面に直接又は他の原子団(−R−)を介して、化学的に結合しているアニオン性基としては、例えば、カルボン酸基、スルホン酸基、リン酸基、及びホスホン酸基などを挙げることができる。これらのなかでも、ホスホン酸基が好ましい。アニオン性基のカウンターイオンとしては、水素原子、アルカリ金属、アンモニウム、有機アンモニウムなどのカチオンを挙げることができる。これらのなかでも、リチウム、ナトリウム、及びカリウムなどのアルカリ金属のカチオンが好ましい。他の原子団(−R−)としては、特に限定されず、例えば、アルキレン基、アリーレン基、アミド基、スルホニル基、イミノ基、カルボニル基、エステル基、エーテル基、これらの基を組み合わせた基などを挙げることができる。   Examples of the anionic group chemically bonded to the carbon black particle surface directly or through other atomic groups (—R—) include carboxylic acid groups, sulfonic acid groups, phosphoric acid groups, and phosphones. An acid group etc. can be mentioned. Among these, a phosphonic acid group is preferable. Examples of the counter ion of the anionic group include cations such as hydrogen atom, alkali metal, ammonium and organic ammonium. Among these, alkali metal cations such as lithium, sodium, and potassium are preferable. Other atomic groups (—R—) are not particularly limited, and examples thereof include alkylene groups, arylene groups, amide groups, sulfonyl groups, imino groups, carbonyl groups, ester groups, ether groups, and groups obtained by combining these groups. And so on.

(ウレタン樹脂)
ウレタン樹脂としては、ポリイソシアネート、酸基を有しないポリオール、及び酸基を有するポリオールのそれぞれに由来するユニットを有するウレタン樹脂を用いる。前述の通り、キャップにインクが堆積する問題に関し、インクに尿素を含有させることで、キャップでのインクの堆積を緩和する効果が発現する。しかし、水分散性のウレタン樹脂を用いた場合には、インクが蒸発する際、水溶性のウレタン樹脂を用いた場合よりもさらに強い凝集物を顔料と形成するだけでなく、さらに、その凝集物中に尿素が取り込まれ難くなり、尿素による効果が発現しない。そのため、ウレタン樹脂は水溶性である必要がある。
(Urethane resin)
As the urethane resin, a urethane resin having units derived from polyisocyanate, a polyol having no acid group, and a polyol having an acid group is used. As described above, regarding the problem of ink depositing on the cap, the effect of alleviating ink deposition on the cap appears by adding urea to the ink. However, when a water-dispersible urethane resin is used, when the ink evaporates, not only does it form a stronger aggregate with the pigment than when a water-soluble urethane resin is used, but also the aggregate. It is difficult for urea to be taken in, and the effect of urea does not appear. Therefore, the urethane resin needs to be water-soluble.

ウレタン樹脂が水溶性であるか否かについては、以下に示す方法にしたがって判断することができる。まず、酸価相当のアルカリ(水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなど)により中和された樹脂を含む液体(樹脂固形分:10質量%)を用意する。次いで、用意した液体を純水で10倍(体積基準)に希釈して試料溶液を調製する。そして、試料溶液中の樹脂の粒子径を動的光散乱法により測定した場合に、粒子径を有する粒子が測定されない場合に、その樹脂は水溶性であると判断することができる。この際の測定条件は、例えば、以下のようにすることができる。
[測定条件]
SetZero:30秒
測定回数:3回
測定時間:180秒
Whether or not the urethane resin is water-soluble can be determined according to the following method. First, a liquid (resin solid content: 10% by mass) containing a resin neutralized with an alkali corresponding to an acid value (sodium hydroxide, potassium hydroxide, etc.) is prepared. Next, the prepared liquid is diluted 10 times (volume basis) with pure water to prepare a sample solution. And when the particle diameter of resin in a sample solution is measured by a dynamic light scattering method, when the particle | grains which have a particle diameter are not measured, it can be judged that the resin is water-soluble. The measurement conditions at this time can be as follows, for example.
[Measurement condition]
SetZero: 30 seconds Number of measurements: 3 times Measurement time: 180 seconds

粒度分布測定装置としては、動的光散乱法による粒度分析計(例えば、商品名「UPA−EX150」、日機装製)などを使用することができる。勿論、使用する粒度分布測定装置や測定条件などは上記に限られるものではない。   As the particle size distribution measuring apparatus, a particle size analyzer (for example, trade name “UPA-EX150”, manufactured by Nikkiso) using a dynamic light scattering method can be used. Of course, the particle size distribution measuring apparatus and measurement conditions to be used are not limited to the above.

[ポリイソシアネート]
ポリイソシアネートは、その分子構造中に2以上のイソシアネート基を有する化合物である。ポリイソシアネートとしては、脂肪族ポリイソシアネート、及び芳香族ポリイソシアネートなどを用いることができる。ウレタン樹脂に占める、ポリイソシアネートに由来するユニットの割合(質量%)は、10.0質量%以上50.0質量%以下であることが好ましい。
[Polyisocyanate]
Polyisocyanate is a compound having two or more isocyanate groups in its molecular structure. As the polyisocyanate, aliphatic polyisocyanate, aromatic polyisocyanate, and the like can be used. The proportion (% by mass) of units derived from polyisocyanate in the urethane resin is preferably 10.0% by mass or more and 50.0% by mass or less.

脂肪族ポリイソシアネートとしては、例えば、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ドデカメチレンジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、2−メチルペンタン−1,5−ジイソシアネート、及び3−メチルペンタン−1,5−ジイソシアネートなどの鎖状構造を有する脂肪族ポリイソシアネート;イソホロンジイソシアネート、水素添加キシリレンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン−4,4’−ジイソシアネート、1,4−シクロヘキサンジイソシアネート、メチルシクロヘキシレンジイソシアネート、及び1,3−ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサンなどの環状構造を有する脂肪族ポリイソシアネート;などを挙げることができる。   Examples of the aliphatic polyisocyanate include tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, dodecamethylene diisocyanate, 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, 2,4,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, lysine diisocyanate, and 2-methylpentane. Aliphatic polyisocyanates having a chain structure such as -1,5-diisocyanate and 3-methylpentane-1,5-diisocyanate; isophorone diisocyanate, hydrogenated xylylene diisocyanate, dicyclohexylmethane-4,4′-diisocyanate, , 4-cyclohexane diisocyanate, methylcyclohexylene diisocyanate, 1,3-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane, etc. Aliphatic polyisocyanate having a cyclic structure; and the like.

芳香族ポリイソシアネートとしては、例えば、トリレンジイソシアネート、2,2’−ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4’−ジベンジルジイソシアネート、1,5−ナフチレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、1,3−フェニレンジイソシアネート、1,4−フェニレンジイソシアネート、ジアルキルジフェニルメタンジイソシアネート、テトラアルキルジフェニルメタンジイソシアネート、α,α,α’,α’−テトラメチルキシリレンジイソシアネートなどを挙げることができる。   Examples of the aromatic polyisocyanate include tolylene diisocyanate, 2,2′-diphenylmethane diisocyanate, 2,4′-diphenylmethane diisocyanate, 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, 4,4′-dibenzyldiisocyanate, 1,5- Naphthylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, 1,3-phenylene diisocyanate, 1,4-phenylene diisocyanate, dialkyldiphenylmethane diisocyanate, tetraalkyldiphenylmethane diisocyanate, α, α, α ′, α′-tetramethylxylylene diisocyanate Can do.

上記のポリイソシアネートは、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。上記のポリイソシアネートのなかでも、脂肪族ポリイソシアネートが好ましく、イソホロンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、及びジシクロヘキシルメタン−4,4’−ジイソシアネートがより好ましい。また、脂肪族ポリイソシアネートのなかでも、環状構造を有する脂肪族ポリイソシアネートを用いることが好ましく、イソホロンジイソシアネートを用いることがさらに好ましい。   Said polyisocyanate can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types. Among the above polyisocyanates, aliphatic polyisocyanates are preferable, and isophorone diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, and dicyclohexylmethane-4,4'-diisocyanate are more preferable. Of the aliphatic polyisocyanates, it is preferable to use an aliphatic polyisocyanate having a cyclic structure, and it is more preferable to use isophorone diisocyanate.

[ポリオール]
ポリオールは、その分子構造中に2以上のヒドロキシ基を有する化合物である。ポリオールとしては、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオールなどの酸基を有しないポリオール;酸基を有するポリオール;などを挙げることができる。また、酸基を有しないポリオールとしては、分子構造中に複数のヒドロキシ基と1つの「アミノ基、イミノ基」を有する化合物を挙げることもできる。これらのポリオールは、1種単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。ウレタン樹脂に占める、ポリオールに由来するユニットの割合(モル%)は、10.0モル%以上80.0モル%以下であることが好ましく、20.0モル%以上60.0モル%以下であることがさらに好ましい。
[Polyol]
A polyol is a compound having two or more hydroxy groups in its molecular structure. Examples of the polyol include a polyol having no acid group such as a polyether polyol, a polyester polyol, and a polycarbonate polyol; a polyol having an acid group; Moreover, as a polyol which does not have an acid group, the compound which has a some hydroxy group and one "amino group and imino group" in molecular structure can also be mentioned. These polyols can be used singly or in combination of two or more. The proportion (mol%) of units derived from polyol in the urethane resin is preferably 10.0 mol% or more and 80.0 mol% or less, and preferably 20.0 mol% or more and 60.0 mol% or less. More preferably.

〔酸基を有しないポリオール〕
ポリエーテルポリオールとしては、アルキレンオキサイド及びポリオール類の付加重合物;(ポリ)アルキレングリコールなどのグリコール類;などを挙げることができる。アルキレンオキサイドとしては、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド、α−オレフィンオキサイドなどを挙げることができる。アルキレンオキサイドと付加重合させるポリオール類としては、1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール、1,4−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、4,4−ジヒドロキシフェニルプロパン、4,4−ジヒドロキシフェニルメタン、水素添加ビスフェノールA、ジメチロール尿素及びその誘導体などのジオール;グリセリン、トリメチロールプロパン、1,2,5−ヘキサントリオール、1,2,6−ヘキサントリオール、ペンタエリスリトール、トリメチロールメラミン及びその誘導体、ポリオキシプロピレントリオールなどのトリオール;などを挙げることができる。グリコール類としては、テトラメチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、(ポリ)テトラメチレングリコール、ネオペンチルグリコールなどの(ポリ)アルキレングリコール;エチレングリコール−プロピレングリコール共重合体;などを挙げることができる。
[Polyol having no acid group]
Examples of polyether polyols include addition polymers of alkylene oxides and polyols; glycols such as (poly) alkylene glycols; and the like. Examples of the alkylene oxide include ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, α-olefin oxide and the like. Examples of polyols to be addition-polymerized with alkylene oxide include 1,3-propanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 3-methyl- 1,5-pentanediol, 2-butyl-2-ethyl-1,3-propanediol, 1,4-cyclohexanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, 4,4-dihydroxyphenylpropane, 4,4-dihydroxy Diols such as phenylmethane, hydrogenated bisphenol A, dimethylolurea and derivatives thereof; glycerin, trimethylolpropane, 1,2,5-hexanetriol, 1,2,6-hexanetriol, pentaerythritol, trimethylolmelamine and derivatives thereof , Polyoxypropylene Triols such as polyol; and the like. Examples of glycols include tetramethylene glycol, hexamethylene glycol, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, polyethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, tripropylene glycol, polypropylene glycol, (poly) tetramethylene glycol, (Poly) alkylene glycol such as neopentyl glycol; ethylene glycol-propylene glycol copolymer;

ポリエステルポリオールとしては、酸エステルなどを挙げることができる。酸エステルを構成する酸成分としては、フタル酸、ナフタレンジカルボン酸、ビフェニルジカルボン酸、テトラヒドロフタル酸などの芳香族ジカルボン酸;これらの芳香族ジカルボン酸の水素添加物などの脂環族ジカルボン酸;マロン酸、コハク酸、酒石酸、シュウ酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、アルキルコハク酸、リノレイン酸、マレイン酸、フマル酸、メサコン酸、シトラコン酸、イタコン酸などの脂肪族ジカルボン酸;などを挙げることができる。これらの無水物、塩、誘導体(アルキルエステル、酸ハライド)なども酸成分として用いることができる。また、酸成分とエステルを形成する成分としては、ジオール、トリオールなどのポリオール類;(ポリ)アルキレングリコールなどのグリコール類;などを挙げることができる。ポリオール類やグリコール類としては、上記のポリエーテルポリオールを構成する成分として例示したものを挙げることができる。   Examples of the polyester polyol include acid esters. Examples of the acid component constituting the acid ester include aromatic dicarboxylic acids such as phthalic acid, naphthalenedicarboxylic acid, biphenyldicarboxylic acid, and tetrahydrophthalic acid; alicyclic dicarboxylic acids such as hydrogenated products of these aromatic dicarboxylic acids; Acid, succinic acid, tartaric acid, oxalic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, alkyl succinic acid, linolenic acid, maleic acid, fumaric acid, mesaconic acid, citraconic acid, itaconic acid, etc. An aliphatic dicarboxylic acid; and the like. These anhydrides, salts, derivatives (alkyl esters, acid halides) and the like can also be used as the acid component. Examples of the component that forms an ester with an acid component include polyols such as diol and triol; glycols such as (poly) alkylene glycol; Examples of the polyols and glycols include those exemplified as the components constituting the polyether polyol.

ポリカーボネートポリオールとしては、公知の方法で製造されるポリカーボネートポリオールを用いることができる。具体的には、ポリヘキサメチレンカーボネートジオールなどのアルカンジオール系ポリカーボネートジオールなどを挙げることができる。また、アルキレンカーボネート、ジアリールカーボネート、ジアルキルカーボネートなどのカーボネート成分やホスゲンと、脂肪族ジオール成分と、を反応させて得られるポリカーボネートジオールなどを挙げることができる。   As the polycarbonate polyol, a polycarbonate polyol produced by a known method can be used. Specific examples include alkanediol-based polycarbonate diols such as polyhexamethylene carbonate diol. Moreover, the polycarbonate diol etc. which are obtained by making carbonate components, such as alkylene carbonate, a diaryl carbonate, a dialkyl carbonate, and phosgene, and an aliphatic diol component react can be mentioned.

分子構造中に複数のヒドロキシ基と1つの「アミノ基、イミノ基」を有する化合物としては、複数のヒドロキシ基を有するモノアミンなどを挙げることができる。その具体例としては、例えば、ジメチロールエチルアミン、ジエタノールメチルアミン、ジプロパノールエチルアミン、及びジブタノールメチルアミンなどを挙げることができる。   Examples of the compound having a plurality of hydroxy groups and one “amino group, imino group” in the molecular structure include monoamines having a plurality of hydroxy groups. Specific examples thereof include dimethylolethylamine, diethanolmethylamine, dipropanolethylamine, and dibutanolmethylamine.

酸基を有しないポリオールの炭素数は、10以上であることが好ましい。また、酸基を有しないポリオールの数平均分子量は、600以上4,000以下であることが好ましい。酸基を有しないポリオールの数平均分子量が600未満であると、形成される膜の柔軟性が低下しやすく、画像の耐マーカー性の向上効果がやや不足する場合がある。一方、酸基を有しないポリオールの数平均分子量が4,000超であると、形成される膜の柔軟性が高くなりやすく、画像の耐マーカー性の向上効果がやや不足する場合がある。   The polyol having no acid group preferably has 10 or more carbon atoms. Moreover, it is preferable that the number average molecular weight of the polyol which does not have an acid group is 600 or more and 4,000 or less. If the number average molecular weight of the polyol having no acid group is less than 600, the flexibility of the formed film tends to be lowered, and the effect of improving the marker resistance of the image may be slightly insufficient. On the other hand, when the number average molecular weight of the polyol having no acid group is more than 4,000, the flexibility of the formed film tends to be high, and the effect of improving the marker resistance of the image may be slightly insufficient.

ウレタン樹脂中の、ポリオールに由来するユニットの合計量に占める、酸基を有しないポリオールに由来するユニットの割合(モル%)は、1.0モル%以上99.0モル%以下であることが好ましい。また、この割合(モル%)は、5.0モル%以上50.0モル%以下であることがより好ましい。ウレタン樹脂に占める、酸基を有しないポリオールに由来するユニットの割合(質量%)は、5.0質量%以上60.0質量%以下であることが好ましい。この割合(質量%)は、10.0質量%以上60.0質量%以下であることがより好ましい。   The proportion (mol%) of the unit derived from the polyol having no acid group in the total amount of the units derived from the polyol in the urethane resin is from 1.0 mol% to 99.0 mol%. preferable. Further, this ratio (mol%) is more preferably 5.0 mol% or more and 50.0 mol% or less. The proportion (mass%) of the unit derived from the polyol having no acid group in the urethane resin is preferably 5.0 mass% or more and 60.0 mass% or less. This ratio (% by mass) is more preferably 10.0% by mass or more and 60.0% by mass or less.

上記の酸基を有しないポリオールは、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。上記の酸基を有しないポリオールのなかでも、ポリエーテルポリオールを用いることが好ましく、(ポリ)アルキレングリコールを用いることがより好ましく、ポリプロピレングリコールを用いることがさらに好ましい。   The said polyol which does not have an acid group can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types. Among the polyols having no acid group, polyether polyol is preferably used, (poly) alkylene glycol is more preferably used, and polypropylene glycol is further preferably used.

〔酸基を有するポリオール〕
酸基を有するポリオールとしては、カルボン酸基、スルホン酸基、リン酸基、ホスホン酸基などの酸基を有するポリオールを挙げることができる。酸基は、カルボン酸基であることが好ましい。カルボン酸基を有するポリオールとしては、ジメチロール酢酸、ジメチロールプロピオン酸、ジメチロールブタン酸、ジメチロール酪酸などを挙げることができる。なかでも、ジメチロールプロピオン酸、ジメチロールブタン酸が好ましい。酸基を有するポリオールの酸基は塩型であってもよい。塩を形成するカチオンとしては、リチウム、ナトリウム、カリウムなどのアルカリ金属のイオン;アンモニウムイオン、ジメチルアミンなどの有機アミンのカチオンなどを挙げることができる。汎用の酸基を有するポリオールの分子量は大きくても400程度であるので、酸基を有するポリオールに由来するユニットは、基本的にはウレタン樹脂のハードセグメントとなる。ウレタン樹脂の酸価は、酸基を有するポリオールの使用量によって調整することができる。
[Polyol having an acid group]
Examples of the polyol having an acid group include polyols having an acid group such as a carboxylic acid group, a sulfonic acid group, a phosphoric acid group, and a phosphonic acid group. The acid group is preferably a carboxylic acid group. Examples of the polyol having a carboxylic acid group include dimethylolacetic acid, dimethylolpropionic acid, dimethylolbutanoic acid, and dimethylolbutyric acid. Of these, dimethylolpropionic acid and dimethylolbutanoic acid are preferable. The acid group of the polyol having an acid group may be in a salt form. Examples of the cation forming the salt include ions of alkali metals such as lithium, sodium and potassium; cations of organic amines such as ammonium ion and dimethylamine. Since the molecular weight of the polyol having a general acid group is about 400 at most, the unit derived from the polyol having an acid group basically becomes a hard segment of the urethane resin. The acid value of the urethane resin can be adjusted by the amount of the polyol having an acid group.

ウレタン樹脂中の、ポリオールに由来するユニットの合計量に占める、酸基を有するポリオールに由来するユニットの割合(モル%)は、1.0モル%以上99.0モル%以下であることが好ましい。また、この割合は、30.0モル%以上95.0モル%以下であることがより好ましく、50.0モル%以上90.0モル%以下であることがさらに好ましい。ウレタン樹脂に占める、酸基を有するポリオールに由来するユニットの割合(質量%)は、5.0質量%以上60.0質量%以下であることが好ましい。この割合(質量%)は、5.0質量%以上50.0質量%以下であることがより好ましく、5.0質量%以上30.0質量%以下であることがさらに好ましい。   The proportion (mol%) of units derived from polyol having an acid group in the total amount of units derived from polyol in the urethane resin is preferably 1.0 mol% or more and 99.0 mol% or less. . Further, this ratio is more preferably 30.0 mol% or more and 95.0 mol% or less, and further preferably 50.0 mol% or more and 90.0 mol% or less. The proportion (mass%) of the unit derived from the polyol having an acid group in the urethane resin is preferably 5.0 mass% or more and 60.0 mass% or less. This ratio (mass%) is more preferably 5.0% by mass or more and 50.0% by mass or less, and further preferably 5.0% by mass or more and 30.0% by mass or less.

〔ポリアミン〕
ウレタン樹脂は、さらにポリアミンに由来するユニットを有することが好ましい。ポリアミンは、その分子構造中に2以上のアミノ基を有する化合物である。ポリアミンとしては、例えば、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ヘキシレンジアミン、イソホロンジアミン、キシリレンジアミン、ジフェニルメタンジアミン、水素添加ジフェニルメタンジアミン、及びヒドラジンなどの2官能ポリアミン;ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ポリアミドポリアミン、及びポリエチレンポリイミンなどの3官能以上のポリアミン;などを挙げることができる。ポリアミンの分子量は大きくても400程度であるので、ポリアミンに由来するユニットは、基本的にはウレタン樹脂のハードセグメントとなる。ウレタン樹脂に占める、ポリアミンに由来するユニットの割合(モル%)は、10.0モル%以下であることが好ましく、5.0モル%以下であることがさらに好ましい。ウレタン樹脂に占める、ポリアミンに由来するユニットの割合(モル%)は、0.0モル%であってもよい。
[Polyamine]
The urethane resin preferably further has units derived from polyamine. A polyamine is a compound having two or more amino groups in its molecular structure. Examples of polyamines include bifunctional polyamines such as ethylenediamine, propylenediamine, hexylenediamine, isophoronediamine, xylylenediamine, diphenylmethanediamine, hydrogenated diphenylmethanediamine, and hydrazine; diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, polyamide And polyamines having three or more functional groups such as polyamine and polyethylene polyimine. Since the molecular weight of polyamine is about 400 at most, the unit derived from polyamine is basically a hard segment of urethane resin. The proportion (mol%) of units derived from polyamine in the urethane resin is preferably 10.0 mol% or less, and more preferably 5.0 mol% or less. The proportion (mol%) of units derived from polyamine in the urethane resin may be 0.0 mol%.

[架橋剤、鎖延長剤]
ウレタン樹脂を合成する際には、架橋剤や鎖延長剤を用いることができる。通常、架橋剤はプレポリマーの合成の際に用いられ、鎖延長剤は予め合成されたプレポリマーに対して鎖延長反応を行う際に用いられる。基本的には、架橋剤や鎖延長剤としては、架橋や鎖延長など目的に応じて、水や、ポリイソシアネート、ポリオール、ポリアミンなどから適宜に選択して用いることができる。鎖延長剤として、ウレタン樹脂を架橋させることができるものを用いることもできる。
[Crosslinking agent, chain extender]
In synthesizing the urethane resin, a crosslinking agent or a chain extender can be used. Usually, the crosslinking agent is used in the synthesis of the prepolymer, and the chain extender is used in performing the chain extension reaction on the prepolymer synthesized in advance. Basically, the crosslinking agent or chain extender can be appropriately selected from water, polyisocyanate, polyol, polyamine and the like according to the purpose such as crosslinking and chain extension. As the chain extender, those capable of crosslinking the urethane resin can also be used.

ウレタン樹脂は、ポリアミンにより架橋された構造を有することが好ましい。この場合、ウレタン樹脂は、上記で挙げたような3官能以上のポリアミンに由来するユニットを有することになる。3官能以上のポリアミンのなかでも、ウレタン樹脂における架橋された構造は、ジエチレントリアミン及びトリエチレンテトラミンの少なくともいずれかに由来することが好ましい。   The urethane resin preferably has a structure crosslinked with a polyamine. In this case, the urethane resin has units derived from trifunctional or higher polyamines as mentioned above. Of the trifunctional or higher polyamines, the crosslinked structure in the urethane resin is preferably derived from at least one of diethylenetriamine and triethylenetetramine.

[特性]
ウレタン樹脂の酸価は、40mgKOH/g以上140mgKOH/g以下であることが好ましい。酸価が40mgKOH/g未満であると、ウレタン樹脂の親水性が低下し、インクの吐出安定性が十分に得られない場合がある。酸価が140mgKOH/g超であると、ウレタン樹脂の親水性が高く、画像の耐マーカー性が十分に得られない場合がある。
[Characteristic]
The acid value of the urethane resin is preferably 40 mgKOH / g or more and 140 mgKOH / g or less. When the acid value is less than 40 mgKOH / g, the hydrophilicity of the urethane resin is lowered, and ink ejection stability may not be sufficiently obtained. If the acid value exceeds 140 mgKOH / g, the hydrophilicity of the urethane resin is high, and the marker resistance of the image may not be sufficiently obtained.

インク中のウレタン樹脂の含有量(質量%)は、インク全質量を基準として、0.1質量%以上10.0質量%以下であることが好ましく、0.5質量%以上5.0質量%以下であることがより好ましい。ウレタン樹脂の含有量を0.5質量%以上とすることで、画像の耐マーカー性がより高いレベルで得られる。一方、ウレタン樹脂の含有量を5.0質量%以下とすることで、インクの吐出安定性がより高いレベルで得られる。   The content (% by mass) of the urethane resin in the ink is preferably 0.1% by mass or more and 10.0% by mass or less, and 0.5% by mass or more and 5.0% by mass based on the total mass of the ink. The following is more preferable. By setting the content of the urethane resin to 0.5% by mass or more, the marker resistance of the image can be obtained at a higher level. On the other hand, when the content of the urethane resin is 5.0% by mass or less, the ink ejection stability can be obtained at a higher level.

インク中のウレタン樹脂の含有量(質量%)は、顔料の含有量(質量%)に対する質量比率で、0.05倍以上2.00倍以下であることが好ましく、0.10倍以上1.00倍以下であることがさらに好ましい。上記の質量比率を0.10倍以上とすることで、画像の耐マーカー性がより高いレベルで得られる。一方、上記の質量比率を1.00倍以下とすることで、インクの吐出安定性がより高いレベルで得られる。   The content (mass%) of the urethane resin in the ink is preferably 0.05 times or more and 2.00 times or less, and 0.10 times or more and 1. More preferably, it is 00 times or less. By setting the mass ratio to 0.10 times or more, the marker resistance of the image can be obtained at a higher level. On the other hand, by setting the above-mentioned mass ratio to 1.00 times or less, ink ejection stability can be obtained at a higher level.

ウレタン樹脂のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定されるポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)は、10,000以上60,000以下であることが好ましい。ウレタン樹脂のMwが10,000未満であると、ウレタン樹脂の強度が低くなり、画像の耐マーカー性の向上効果が十分に得られない場合がある。一方、ウレタン樹脂のMwが60,000超であると、インクの粘度が上昇しやすく、インクの吐出安定性の向上効果が十分に得られない場合がある。   The weight average molecular weight (Mw) in terms of polystyrene measured by gel permeation chromatography (GPC) of the urethane resin is preferably 10,000 or more and 60,000 or less. When the Mw of the urethane resin is less than 10,000, the strength of the urethane resin becomes low, and the effect of improving the marker resistance of the image may not be sufficiently obtained. On the other hand, if the Mw of the urethane resin is more than 60,000, the viscosity of the ink tends to increase, and the effect of improving the ink ejection stability may not be sufficiently obtained.

[合成方法]
ウレタン樹脂は、従来の一般的なウレタン樹脂の合成方法にしたがって合成することができる。例えば、以下に示す方法にしたがってウレタン樹脂を合成することができる。ポリイソシアネート、酸基を有しないポリオール、及び酸基を有するポリオールをイソシアネート基が過剰になるような当量比で、沸点が100℃以下の有機溶剤の存在下又は非存在下で反応させる。これにより、分子末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーを合成する。次いで、中和剤を用いて、合成したウレタンプレポリマー中のカルボン酸基やスルホン酸基などの酸性基を中和する。その後、酸性基を中和したウレタンプレポリマーを、鎖延長剤を含有する水溶液中に投入して反応させた後、系内に残存する有機溶剤を必要に応じて除去すれば、ウレタン樹脂を得ることができる。
[Synthesis method]
The urethane resin can be synthesized according to a conventional general method for synthesizing a urethane resin. For example, a urethane resin can be synthesized according to the method shown below. The polyisocyanate, the polyol having no acid group, and the polyol having an acid group are reacted in an equivalent ratio such that the isocyanate group becomes excessive in the presence or absence of an organic solvent having a boiling point of 100 ° C. or less. As a result, a urethane prepolymer having an isocyanate group at the molecular end is synthesized. Next, neutralizing agents are used to neutralize acidic groups such as carboxylic acid groups and sulfonic acid groups in the synthesized urethane prepolymer. Thereafter, the urethane prepolymer neutralized with acidic groups is allowed to react in an aqueous solution containing a chain extender, and then the organic solvent remaining in the system is removed as necessary to obtain a urethane resin. be able to.

中和剤としては、N,N−ジメチルエタノールアミン、N,N−ジエチルエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミンなどのアルカノールアミン類;水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニアなどの無機塩基;トリメチルアミン、トリエチルアミンなどの有機塩基を用いることができる。なかでも、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリ金属を含む中和剤を用いることが好ましい。アルカリ金属を含む中和剤でウレタンプレポリマー中の酸性基を中和すると、アミン類などの中和剤で中和した場合と比較して、優れたインクの吐出安定性が得られる。中和剤は、ウレタンプレポリマー中の酸性基1molに対し、0.5mol以上1.0mol以下用いることが好ましく、0.8mol以上1.0mol以下用いることがさらに好ましい。中和剤の使用量が上記の範囲外であると、ウレタン樹脂を含む液体が不安定化したり、粘度が上昇したりすることで、作業性が低下する場合がある。   Examples of neutralizers include alkanolamines such as N, N-dimethylethanolamine, N, N-diethylethanolamine, diethanolamine and triethanolamine; inorganic bases such as sodium hydroxide, potassium hydroxide and ammonia; trimethylamine and triethylamine An organic base such as can be used. Especially, it is preferable to use the neutralizing agent containing alkali metals, such as sodium hydroxide and potassium hydroxide. When neutralizing acidic groups in the urethane prepolymer with a neutralizing agent containing an alkali metal, excellent ink ejection stability can be obtained as compared with the case of neutralizing with a neutralizing agent such as amines. The neutralizing agent is preferably used in an amount of 0.5 mol or more and 1.0 mol or less, more preferably 0.8 mol or more and 1.0 mol or less, relative to 1 mol of acidic groups in the urethane prepolymer. When the use amount of the neutralizing agent is out of the above range, the workability may be deteriorated because the liquid containing the urethane resin becomes unstable or the viscosity increases.

[分析方法]
ウレタン樹脂の組成は、以下に示す方法により分析することができる。まず、インクからウレタン樹脂を抽出する方法について説明する。インクからウレタン樹脂を抽出するには、インクを80,000rpmで遠心分離して分取した上澄み液に、過剰の酸(塩酸など)を添加して、樹脂を析出させる。析出した樹脂にクロロホルムを添加すると、ウレタン樹脂が溶解するので、液相からウレタン樹脂を抽出することができる。インクの状態でもウレタン樹脂を解析することはできるが、インクから抽出したウレタン樹脂を解析すると、測定精度を高めることができるために好ましい。
[Analysis method]
The composition of the urethane resin can be analyzed by the following method. First, a method for extracting urethane resin from ink will be described. In order to extract the urethane resin from the ink, an excess acid (such as hydrochloric acid) is added to the supernatant obtained by centrifuging the ink at 80,000 rpm to precipitate the resin. When chloroform is added to the precipitated resin, the urethane resin is dissolved, so that the urethane resin can be extracted from the liquid phase. Although the urethane resin can be analyzed even in the ink state, analysis of the urethane resin extracted from the ink is preferable because the measurement accuracy can be improved.

(1)ウレタン樹脂の組成
ウレタン樹脂を重水素化ジメチルスルホキシド(重DMSO)に溶解し、プロトン核磁気共鳴法(1H−NMR)により分析する。そして、得られたピークの位置から、ポリイソシアネート、酸基を有しないポリオール、酸基を有するポリオール、及びポリアミンの種類を確認することができる。また、乾燥させたウレタン樹脂を熱分解ガスクロマトグラフィーにより分析することによっても、ポリイソシアネート、酸基を有しないポリオール、酸基を有するポリオール、及びポリアミンの種類を確認することができる。さらに、各ピークの積算値の比率から、組成比を算出することができる。
(1) Composition of urethane resin A urethane resin is dissolved in deuterated dimethyl sulfoxide (deuterated DMSO) and analyzed by proton nuclear magnetic resonance ( 1 H-NMR). And from the position of the obtained peak, the kind of polyisocyanate, the polyol which does not have an acid group, the polyol which has an acid group, and a polyamine can be confirmed. Moreover, the kind of polyisocyanate, the polyol which does not have an acid group, the polyol which has an acid group, and the polyamine can also be confirmed by analyzing the dried urethane resin by pyrolysis gas chromatography. Furthermore, the composition ratio can be calculated from the ratio of the integrated values of the peaks.

(2)ウレタン樹脂の酸価
ウレタン樹脂をテトラヒドロフラン(THF)に溶解し、電位差自動滴定装置(商品名「AT510」、京都電子工業製)を使用して、水酸化カリウムエタノール滴定液を用いて電位差滴定することにより、ウレタン樹脂の酸価を測定することができる。
(2) Acid value of urethane resin Dissolve urethane resin in tetrahydrofuran (THF), and use potentiometric automatic titrator (trade name “AT510”, manufactured by Kyoto Electronics Industry Co., Ltd.), using potassium hydroxide ethanol titrant. By titrating, the acid value of the urethane resin can be measured.

(3)ウレタン樹脂の重量平均分子量
GPCにより、ウレタン樹脂の重量平均分子量を測定することができる。GPCの測定条件の一例は以下に示す通りであり、後述の実施例では、THFに溶解したウレタン樹脂を測定用試料とし、以下に示す条件でウレタン樹脂の重量平均分子量を測定した。
(3) Weight average molecular weight of urethane resin The weight average molecular weight of the urethane resin can be measured by GPC. An example of GPC measurement conditions is as follows. In the examples described later, a urethane resin dissolved in THF was used as a measurement sample, and the weight average molecular weight of the urethane resin was measured under the following conditions.

・装置:Alliance GPC 2695(Waters製)
・カラム:Shodex KF−806Mの4連カラム(昭和電工製)
・移動相:テトラヒドロフラン(特級)
・流速:1.0mL/min
・オーブン温度:40.0℃
・試料溶液の注入量:0.1mL
・検出器:RI(屈折率)
・ポリスチレン標準試料:PS−1及びPS−2(Polymer Laboratories製、分子量:7,500,000、2,560,000、841,700、377,400、320,000、210,500、148,000、96,000、59,500、50,400、28,500、20,650、10,850、5,460、2,930、1,300、580の17種)
Apparatus: Alliance GPC 2695 (manufactured by Waters)
Column: 4-column column of Shodex KF-806M (Showa Denko)
・ Mobile phase: Tetrahydrofuran (special grade)
・ Flow rate: 1.0 mL / min
・ Oven temperature: 40.0 ℃
-Sample solution injection volume: 0.1 mL
・ Detector: RI (refractive index)
Polystyrene standard sample: PS-1 and PS-2 (manufactured by Polymer Laboratories, molecular weight: 7,500,000, 2,560,000, 841,700, 377,400, 320,000, 210,500, 148,000 , 96,000, 59,500, 50,400, 28,500, 20,650, 10,850, 5,460, 2,930, 1,300, 580)

(尿素)
本発明のインクは、尿素を含有する。インク中の尿素の含有量(質量%)は、インク全質量を基準として、0.1質量%以上15.0質量%以下であることが好ましい。インク中の尿素の含有量(質量%)は、インク中のウレタン樹脂の含有量(質量%)に対する質量比率で、1.0倍以上5.0倍以下であることが好ましい。上記の質量比率が1.0倍未満であると、前述した凝集物中に取り込まれる尿素の量が少ないため、本発明の効果は小さくなる。一方、上記の質量比率が5.0倍超であると、凝集物中に取り込まれていない尿素が存在し、キャップに付与されるインク中の水は、前述した凝集物中に取り込まれていない尿素に優先的に作用することとなり、本発明の効果は小さくなる。
(urea)
The ink of the present invention contains urea. The content (% by mass) of urea in the ink is preferably 0.1% by mass or more and 15.0% by mass or less based on the total mass of the ink. The content (% by mass) of urea in the ink is a mass ratio with respect to the content (% by mass) of the urethane resin in the ink, and is preferably 1.0 to 5.0 times. When the mass ratio is less than 1.0, the amount of urea taken into the agglomerates described above is small, so the effect of the present invention is reduced. On the other hand, if the mass ratio is more than 5.0 times, there is urea that is not taken into the aggregate, and the water in the ink applied to the cap is not taken into the aggregate. It will act preferentially on urea, and the effect of the present invention will be reduced.

(水性媒体)
本発明のインクは、水を含む水性媒体を含有する水性インクである。水としては、脱イオン水(イオン交換水)を用いることが好ましい。インク中の水の含有量(質量%)は、インク全質量を基準として、10.0質量%以上90.0質量%以下であることが好ましく、50.0質量%以上90.0質量%以下であることがさらに好ましい。
(Aqueous medium)
The ink of the present invention is an aqueous ink containing an aqueous medium containing water. As water, it is preferable to use deionized water (ion exchange water). The content (% by mass) of water in the ink is preferably 10.0% by mass or more and 90.0% by mass or less, preferably 50.0% by mass or more and 90.0% by mass or less, based on the total mass of the ink. More preferably.

水性媒体には、尿素に加えて、その他の水溶性有機溶剤を含有させることができる。水溶性有機溶剤としては、1価アルコール、多価アルコール、(ポリ)アルキレングリコール、グリコールエーテル、含窒素極性溶媒、含硫黄極性溶媒などを用いることができ、これらのうちの1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。インク中の水溶性有機溶剤の含有量(質量%)は、インク全質量を基準として、3.0質量%以上50.0質量%以下であることが好ましい。この含有量は尿素を含む値である。   The aqueous medium can contain other water-soluble organic solvents in addition to urea. As the water-soluble organic solvent, monohydric alcohol, polyhydric alcohol, (poly) alkylene glycol, glycol ether, nitrogen-containing polar solvent, sulfur-containing polar solvent and the like can be used, and one of these can be used alone or Two or more kinds can be used in combination. The content (% by mass) of the water-soluble organic solvent in the ink is preferably 3.0% by mass or more and 50.0% by mass or less based on the total mass of the ink. This content is a value containing urea.

(その他の添加剤)
本発明のインクには、必要に応じて、界面活性剤、pH調整剤、防錆剤、防腐剤、防黴剤、酸化防止剤、還元防止剤、蒸発促進剤、キレート化剤、及び水溶性樹脂などの種々の添加剤を含有させてもよい。
(Other additives)
In the ink of the present invention, a surfactant, a pH adjuster, a rust inhibitor, an antiseptic, an antifungal agent, an antioxidant, an anti-reduction agent, an evaporation accelerator, a chelating agent, and a water-solubility, as necessary You may contain various additives, such as resin.

<インクカートリッジ>
本発明のインクカートリッジは、インクと、このインクを収容するインク収容部とを備える。そして、このインク収容部に収容されているインクが、上記で説明した本発明のインクである。図1は、本発明のインクカートリッジの一実施形態を模式的に示す断面図である。図1に示すように、インクカートリッジの底面には、記録ヘッドにインクを供給するためのインク供給口12が設けられている。インクカートリッジの内部はインクを収容するためのインク収容部となっている。インク収容部は、インク収容室14と、吸収体収容室16とで構成されており、これらは連通口18を介して連通している。また、吸収体収容室16はインク供給口12に連通している。インク収容室14には液体のインク20が収容されており、吸収体収容室16には、インクを含浸状態で保持する吸収体22及び24が収容されている。インク収容部は、液体のインクを収容するインク収容室を持たず、収容されるインク全量を吸収体により保持する形態であってもよい。また、インク収容部は、吸収体を持たず、インクの全量を液体の状態で収容する形態であってもよい。さらには、インク収容部と記録ヘッドとを有するように構成された形態のインクカートリッジとしてもよい。
<Ink cartridge>
The ink cartridge of the present invention includes ink and an ink storage unit that stores the ink. And the ink accommodated in this ink accommodating part is the ink of this invention demonstrated above. FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an embodiment of the ink cartridge of the present invention. As shown in FIG. 1, an ink supply port 12 for supplying ink to the recording head is provided on the bottom surface of the ink cartridge. The inside of the ink cartridge is an ink storage portion for storing ink. The ink storage portion is composed of an ink storage chamber 14 and an absorber storage chamber 16, which communicate with each other via a communication port 18. The absorber housing chamber 16 communicates with the ink supply port 12. The ink storage chamber 14 stores liquid ink 20, and the absorber storage chamber 16 stores absorbers 22 and 24 that hold the ink in an impregnated state. The ink storage unit may have a form in which the entire amount of ink stored is held by an absorber without having an ink storage chamber for storing liquid ink. Further, the ink storage portion may have a form that does not have an absorber and stores the entire amount of ink in a liquid state. Further, the ink cartridge may be configured to have an ink storage portion and a recording head.

<インクジェット記録方法>
本発明のインクジェット記録方法は、上記で説明した本発明のインクをインクジェット方式の記録ヘッドから吐出して記録媒体に画像を記録する方法である。インクを吐出する方式としては、インクに力学的エネルギーを付与する方式や、インクに熱エネルギーを付与する方式が挙げられる。本発明においては、インクに熱エネルギーを付与してインクを吐出する方式を採用することが特に好ましい。本発明のインクを用いること以外、インクジェット記録方法の工程は公知のものとすればよい。
<Inkjet recording method>
The ink jet recording method of the present invention is a method of recording an image on a recording medium by discharging the ink of the present invention described above from an ink jet recording head. Examples of the method for ejecting ink include a method for imparting mechanical energy to the ink and a method for imparting thermal energy to the ink. In the present invention, it is particularly preferable to employ a method in which thermal energy is applied to the ink and the ink is ejected. Other than using the ink of the present invention, the steps of the ink jet recording method may be known.

図2は、本発明のインクジェット記録方法に用いられるインクジェット記録装置の一例を模式的に示す図であり、(a)はインクジェット記録装置の主要部の斜視図、(b)はヘッドカートリッジの斜視図である。インクジェット記録装置には、記録媒体32を搬送する搬送手段(不図示)、及びキャリッジシャフト34が設けられている。キャリッジシャフト34にはヘッドカートリッジ36が搭載可能となっている。ヘッドカートリッジ36は記録ヘッド38及び40を具備しており、インクカートリッジ42がセットされるように構成されている。ヘッドカートリッジ36がキャリッジシャフト34に沿って主走査方向に搬送される間に、記録ヘッド38及び40から記録媒体32に向かってインク(不図示)が吐出される。そして、記録媒体32が搬送手段(不図示)により副走査方向に搬送されることによって、記録媒体32に画像が記録される。   2A and 2B are diagrams schematically showing an example of an ink jet recording apparatus used in the ink jet recording method of the present invention. FIG. 2A is a perspective view of a main part of the ink jet recording apparatus, and FIG. 2B is a perspective view of a head cartridge. It is. The ink jet recording apparatus is provided with a conveying means (not shown) for conveying the recording medium 32 and a carriage shaft 34. A head cartridge 36 can be mounted on the carriage shaft 34. The head cartridge 36 includes recording heads 38 and 40, and is configured such that an ink cartridge 42 is set. While the head cartridge 36 is conveyed along the carriage shaft 34 in the main scanning direction, ink (not shown) is ejected from the recording heads 38 and 40 toward the recording medium 32. Then, the recording medium 32 is conveyed in the sub-scanning direction by a conveying unit (not shown), whereby an image is recorded on the recording medium 32.

以下、実施例及び比較例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限り、下記の実施例によって何ら限定されるものではない。成分量に関して「部」及び「%」と記載しているものは特に断らない限り質量基準である。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are given and this invention is demonstrated further in detail, this invention is not limited at all by the following Example, unless the summary is exceeded. What is described as “parts” and “%” with respect to the component amounts is based on mass unless otherwise specified.

<顔料分散液の調製>
(顔料分散液1)
水5.5gに濃塩酸5gを溶かして得た溶液を5℃に冷却し、4−アミノ−1,2−ベンゼンジカルボン酸(処理剤)1.5gを加えた。この溶液の入った容器をアイスバスに入れて10℃以下に冷却し、5℃の水9.0gに亜硝酸ナトリウム1.8gを溶かして得た溶液を加えた。15分間撹拌後、カーボンブラック(商品名「Black Pearls880」、キャボット製)6.0gを撹拌下で加え、さらに15分間撹拌してスラリーを得た。得られたスラリーをろ紙(商品名「標準用濾紙No.2」、アドバンテック製)でろ過した後、得られた粒子を十分に水洗した。水洗した粒子を110℃のオーブンで乾燥させて自己分散顔料を得た。常法によりナトリウムイオンをカリウムイオンにイオン交換した後、顔料の含有量が10.0%となるように水を添加した。このようにして、カーボンブラックの粒子表面に−C63−(COOK)2基が結合した自己分散顔料が水中に分散された状態の顔料分散液1を得た。
<Preparation of pigment dispersion>
(Pigment dispersion 1)
A solution obtained by dissolving 5 g of concentrated hydrochloric acid in 5.5 g of water was cooled to 5 ° C., and 1.5 g of 4-amino-1,2-benzenedicarboxylic acid (treatment agent) was added. A container containing this solution was placed in an ice bath and cooled to 10 ° C. or lower, and a solution obtained by dissolving 1.8 g of sodium nitrite in 9.0 g of water at 5 ° C. was added. After stirring for 15 minutes, 6.0 g of carbon black (trade name “Black Pearls 880”, manufactured by Cabot) was added with stirring, and stirring was further performed for 15 minutes to obtain a slurry. The obtained slurry was filtered with a filter paper (trade name “filter paper for standard No. 2”, manufactured by Advantech), and the obtained particles were sufficiently washed with water. The washed particles were dried in an oven at 110 ° C. to obtain a self-dispersing pigment. After ion exchange of sodium ions to potassium ions by a conventional method, water was added so that the pigment content was 10.0%. Thus, Pigment Dispersion Liquid 1 was obtained in which a self-dispersing pigment having —C 6 H 3 — (COOK) 2 groups bonded to the surface of carbon black particles was dispersed in water.

(顔料分散液2)
カーボンブラック20.0g、処理剤11.0mmol、硝酸20.0mmol、及び純水200mLを混合し、シルヴァーソン混合機を用いて、室温条件下、回転数6,000rpmで30分間混合して混合物を得た。処理剤としては、((4−アミノベンゾイルアミノ)−メタン−1,1−ジイル)ビスホスホン酸ナトリウム塩を用いた。カーボンブラックとしては、商品名「Black Pearls880」(キャボット製)を用いた。得られた混合物に、亜硝酸ナトリウム20.0mmolを少量の水に溶解させた水溶液をゆっくり添加して混合した。この混合によって混合物の温度は60℃に達し、この状態で1時間反応させた。その後、水酸化ナトリウム水溶液を用いて混合物のpHを10に調整した。常法によりナトリウムイオンをカリウムイオンにイオン交換した後、顔料の含有量が10.0%となるように水を添加した。このようにして、カーボンブラックの粒子表面に−C64−CONH−CH(PO322基が結合した自己分散顔料が水中に分散された状態の顔料分散液2を得た。
(Pigment dispersion 2)
Mix 20.0 g of carbon black, 11.0 mmol of treatment agent, 20.0 mmol of nitric acid, and 200 mL of pure water, and mix for 30 minutes at 6,000 rpm under room temperature using a Silverson mixer. Obtained. As the treating agent, ((4-aminobenzoylamino) -methane-1,1-diyl) bisphosphonic acid sodium salt was used. As the carbon black, a trade name “Black Pearls 880” (manufactured by Cabot) was used. To the resultant mixture, an aqueous solution in which 20.0 mmol of sodium nitrite was dissolved in a small amount of water was slowly added and mixed. By this mixing, the temperature of the mixture reached 60 ° C., and the reaction was performed in this state for 1 hour. Thereafter, the pH of the mixture was adjusted to 10 using an aqueous sodium hydroxide solution. After ion exchange of sodium ions to potassium ions by a conventional method, water was added so that the pigment content was 10.0%. In this way, Pigment Dispersion Liquid 2 was obtained in which a self-dispersed pigment having —C 6 H 4 —CONH—CH (PO 3 K 2 ) 2 groups bonded to the surface of carbon black particles was dispersed in water.

(顔料分散液3)
酸価が200mgKOH/gで重量平均分子量が10,000のスチレン−アクリル酸共重合体を10%水酸化カリウム水溶液で中和した。そして、カーボンブラック(商品名「Black Pearls880」、キャボット製)10.0部、スチレン−アクリル酸共重合体(固形分)20.0部、及び水70.0部を混合した。この混合物を、サンドグラインダーを用いて1時間分散した後、遠心分離処理を行って粗大粒子を除去し、ポアサイズ3.0μmのミクロフィルター(富士フイルム製)にて加圧ろ過を行った。上記の方法により、顔料の含有量が10.0%、樹脂の含有量が20.0%であり、カーボンブラックが樹脂によって水中に分散された状態の顔料分散液3を得た。
(Pigment dispersion 3)
A styrene-acrylic acid copolymer having an acid value of 200 mg KOH / g and a weight average molecular weight of 10,000 was neutralized with a 10% aqueous potassium hydroxide solution. Then, 10.0 parts of carbon black (trade name “Black Pearls 880”, manufactured by Cabot), 20.0 parts of a styrene-acrylic acid copolymer (solid content), and 70.0 parts of water were mixed. This mixture was dispersed using a sand grinder for 1 hour, and then centrifuged to remove coarse particles, followed by pressure filtration with a micro filter (manufactured by Fuji Film) having a pore size of 3.0 μm. By the above method, Pigment Dispersion Liquid 3 was obtained in which the pigment content was 10.0%, the resin content was 20.0%, and carbon black was dispersed in water with the resin.

<ウレタン樹脂の合成>
撹拌機、温度計、窒素ガス導入管、及び還流管を備えた4つ口フラスコを用意した。この4つ口フラスコに、表1に示す種類及び量のポリイソシアネート、酸基を有しないポリオール、及び酸基を有するポリオールを入れ、さらに溶剤としてメチルエチルケトン400部を入れた。そして、窒素ガス雰囲気下、75℃で1時間反応させて反応液を得た。得られた反応液を60℃まで冷却した後、水酸化カリウム水溶液を加えた。さらに40℃まで冷却した後、イオン交換水を添加し、ホモミキサーで高速撹拌しながら水酸化カリウム水溶液を添加して液体を得た。その後、表1に示す種類及び量のポリアミンを加え、鎖延長反応を30℃で12時間行った。FT−IRによりイソシアネート基の存在が確認されなくなったところで、加熱減圧して得られた液体からメチルエチルケトンを留去し、ウレタン樹脂(固形分)の含有量が20.0%である、ウレタン樹脂1〜4を含む液体をそれぞれ得た。ウレタン樹脂1〜4はいずれも、GPCにより測定した重量平均分子量が30,000であった。ウレタン樹脂の酸価を表1に示す。ウレタン樹脂の酸価は、水酸化カリウム−メタノール滴定液を用いた電位差滴定により測定した。ウレタン樹脂1〜4の水溶液を純水で2倍(体積基準)に希釈した試料について、動的光散乱法による粒度分析計(商品名「UPA−EX150」、日機装製)を用い、SetZero:30秒、測定回数:3回、測定時間:180秒の条件で粒子径を測定した。その結果、いずれのウレタン樹脂も粒子径は測定されず、水溶性であることが確認された。また、表1中の各成分の詳細を以下に示す。
<Synthesis of urethane resin>
A four-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer, a nitrogen gas introduction tube, and a reflux tube was prepared. In this four-necked flask, the polyisocyanate of the kind and amount shown in Table 1, a polyol having no acid group, and a polyol having an acid group were added, and 400 parts of methyl ethyl ketone was further added as a solvent. And it was made to react at 75 degreeC under nitrogen gas atmosphere for 1 hour, and the reaction liquid was obtained. After cooling the obtained reaction liquid to 60 degreeC, potassium hydroxide aqueous solution was added. After further cooling to 40 ° C., ion exchange water was added, and a potassium hydroxide aqueous solution was added while stirring at high speed with a homomixer to obtain a liquid. Thereafter, the types and amounts of polyamines shown in Table 1 were added, and the chain extension reaction was carried out at 30 ° C. for 12 hours. When the presence of isocyanate groups is no longer confirmed by FT-IR, methyl ethyl ketone is distilled off from the liquid obtained by heating and depressurization, and the content of urethane resin (solid content) is 20.0%. Urethane resin 1 A liquid containing ˜4 was obtained respectively. All of urethane resins 1 to 4 had a weight average molecular weight of 30,000 as measured by GPC. The acid value of the urethane resin is shown in Table 1. The acid value of the urethane resin was measured by potentiometric titration using a potassium hydroxide-methanol titrant. For a sample obtained by diluting an aqueous solution of urethane resins 1 to 4 with pure water (volume basis) using a particle size analyzer (trade name “UPA-EX150”, manufactured by Nikkiso) by a dynamic light scattering method, SetZero: 30 The particle size was measured under the conditions of second, number of measurements: 3 times, measurement time: 180 seconds. As a result, the particle diameter of any urethane resin was not measured, and it was confirmed that it was water-soluble. Moreover, the detail of each component in Table 1 is shown below.

IPDI:イソホロンジイソシアネート
HDI:ヘキサメチレンジイソシアネート
PPG:ポリプロピレングリコール(数平均分子量:2,000)
DMPA:ジメチロールプロピオン酸
EDA:エチレンジアミン
DETA:ジエチレントリアミン
TETA:トリエチレンテトラミン
IPDI: isophorone diisocyanate HDI: hexamethylene diisocyanate PPG: polypropylene glycol (number average molecular weight: 2,000)
DMPA: dimethylolpropionic acid EDA: ethylenediamine DETA: diethylenetriamine TETA: triethylenetetramine

Figure 2018197284
Figure 2018197284

<インクの調製>
表2の上段に示す各成分(単位:%)を混合して十分に撹拌した後、ポアサイズ3.0μmのミクロフィルター(富士フイルム製)にて加圧ろ過を行い、各インクを調製した。アセチレノールE100(商品名)は、川研ファインケミカル製のアセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物である。表2の下段には、尿素の含有量C1(%)、ウレタン樹脂の含有量C2(%)、及びC1/C2の値(倍)を示す。
<Preparation of ink>
Each component (unit:%) shown in the upper part of Table 2 was mixed and sufficiently stirred, and then pressure filtration was performed with a microfilter (manufactured by Fuji Film) having a pore size of 3.0 μm to prepare each ink. Acetylenol E100 (trade name) is an ethylene oxide adduct of acetylene glycol manufactured by Kawaken Fine Chemicals. The lower part of Table 2 shows the urea content C 1 (%), the urethane resin content C 2 (%), and the value of C 1 / C 2 (times).

Figure 2018197284
Figure 2018197284

Figure 2018197284
Figure 2018197284

<評価>
上記で得られたインクを用いて、以下に示す各評価を行った。本発明においては、以下に示す評価基準で、「AA」、「A」及び「B」を許容できるレベル、「C」を許容できないレベルとした。評価結果を表3に示す。
<Evaluation>
Each evaluation shown below was performed using the ink obtained above. In the present invention, “AA”, “A”, and “B” are acceptable levels and “C” is not acceptable according to the following evaluation criteria. The evaluation results are shown in Table 3.

(光学濃度)
上記で得られた各インクをそれぞれインクカートリッジに充填し、熱エネルギーの作用により記録ヘッドからインクを吐出するインクジェット記録装置(商品名「PIXUS iP3100」、キヤノン製)にセットした。本実施例においては、1/600インチ×1/600インチの単位領域に、1滴当たりの質量が28ng±10%であるインク滴を1滴付与する条件で記録したベタ画像の記録デューティを100%と定義する。このインクジェット記録装置を使用し、4種の記録媒体(普通紙)に、記録デューティが100%である、2cm×2cmのベタ画像を記録した。4種の記録媒体には、キヤノン製の商品名「PB PAPER」、ゼロックス製の商品名「4024」、ヒューレッドパッカード製の商品名「ブライトホワイト」、及びインターナショナルペーパー製の商品名「ハンマーミルジェットプリント」を用いた。記録の1日後に、ベタ画像の光学濃度を反射濃度計(商品名:マクベスRD−918;マクベス製)を用いて測定し、以下に示す評価基準にしたがって画像の光学濃度を評価した。
AA:4種の記録媒体の画像の光学濃度の平均が1.45以上であった。
A:4種の記録媒体の画像の光学濃度の平均が1.40以上1.45未満であった。
B:4種の記録媒体の画像の光学濃度の平均が1.30以上1.40未満であった。
C:4種の記録媒体の画像の光学濃度の平均が1.30未満であった。
(Optical density)
Each ink obtained above was filled in an ink cartridge, and set in an ink jet recording apparatus (trade name “PIXUS iP3100”, manufactured by Canon Inc.) that discharges ink from the recording head by the action of thermal energy. In this embodiment, the recording duty of a solid image recorded under the condition that one ink droplet having a mass per droplet of 28 ng ± 10% is applied to a unit area of 1/600 inch × 1/600 inch is 100. It is defined as%. Using this ink jet recording apparatus, a solid image of 2 cm × 2 cm having a recording duty of 100% was recorded on four types of recording media (plain paper). The four types of recording media include Canon brand name “PB PAPER”, Xerox brand name “4024”, Hured Packard brand name “Bright White”, and International Paper brand name “Hammer Mill Jet”. "Print" was used. One day after recording, the optical density of the solid image was measured using a reflection densitometer (trade name: Macbeth RD-918; manufactured by Macbeth), and the optical density of the image was evaluated according to the following evaluation criteria.
AA: The average optical density of the images of the four types of recording media was 1.45 or more.
A: The average optical density of the images of the four types of recording media was 1.40 or more and less than 1.45.
B: The average optical density of the images of the four types of recording media was 1.30 or more and less than 1.40.
C: The average optical density of the images of the four types of recording media was less than 1.30.

(耐マーカー性)
上記の光学濃度の評価で利用したものと同様のインクジェット記録装置を使用し、記録媒体(普通紙、商品名「PB PAPER」、キヤノン製)に、太さ1/10インチの縦罫線を記録した。記録の5分後、及び1日後に、縦罫線に黄色ラインマーカー(商品名「OPTEX2」、ゼブラ製)を用いてマーキングし、その後すぐに記録媒体の非記録部にマーキングした。そして、マーカーのペン先及び非記録部のマーキングの状態を目視で確認し、以下に示す評価基準にしたがって画像の耐マーカー性を評価した。
AA:5分後及び1日後において、マーカーのペン先に汚れがなく、非記録部のマーキングも汚れていなかった。
A:5分後において、マーカーのペン先に汚れがあったが、非記録部のマーキングはほとんど汚れていなかった。1日後においてはペン先に汚れはなく、非記録部のマーキングも汚れていなかった。
B:5分後及び1日後において、マーカーのペン先が少し汚れていたが、非記録部のマーキングはほとんど汚れていなかった。
C:5分後及び1日後において、マーカーのペン先に汚れがあり、非記録部のマーキングも汚れていた。
(Marker resistance)
Using an ink jet recording apparatus similar to that used in the above optical density evaluation, a vertical ruled line having a thickness of 1/10 inch was recorded on a recording medium (plain paper, trade name “PB PAPER”, manufactured by Canon). . After 5 minutes and 1 day after recording, the vertical ruled line was marked with a yellow line marker (trade name “OPTEX2”, manufactured by Zebra), and immediately after that, a non-recorded portion of the recording medium was marked. Then, the marking state of the marker nib and the non-recording portion was visually confirmed, and the marker resistance of the image was evaluated according to the following evaluation criteria.
AA: After 5 minutes and 1 day, the pen tip of the marker was not soiled, and the marking on the non-recording area was not soiled.
A: After 5 minutes, the marker nib was soiled, but the markings on the non-recorded area were hardly soiled. After one day, the pen tip was not soiled, and the markings on the non-recording area were not soiled.
B: After 5 minutes and 1 day, the pen tip of the marker was slightly dirty, but the marking on the non-recorded area was hardly dirty.
C: After 5 minutes and 1 day, the marker pen tip was dirty, and the marking on the non-recording area was also dirty.

(吐出安定性)
上記で得られた各インクをそれぞれインクカートリッジに充填し、熱エネルギーの作用により記録ヘッドからインクを吐出するインクジェット記録装置(商品名「iB4030」、キヤノン製)にセットした。本実施例においては、1/600インチ×1/600インチの単位領域に、1滴当たりの質量が約22ngであるインク滴を1滴付与する条件で記録したベタ画像の記録デューティを100%と定義する。温度30℃、相対湿度10%の環境で、A4サイズの記録媒体(普通紙、商品名「PB PAPER」、キヤノン製)の全面に、記録デューティが5%であるベタ画像を1枚分記録した後、240秒間記録を休止する、というサイクルを繰り返し行った。このサイクルでは、240秒間の記録休止後、記録を再開する際に、キャップ内にインクの予備吐出が行われる。このサイクルを、合計の記録枚数が10,000枚となるまで繰り返した。その後、上記の記録媒体に縦罫線を記録した。次いで、キャップにおけるインクの堆積状態、及び縦罫線を目視で確認し、以下に示す評価基準にしたがって吐出安定性を評価した。
A:縦罫線に乱れがなく、キャップにおけるインクの堆積もなかった。
B:縦罫線の乱れがなく、キャップにおけるインクの堆積はわずかにあったが、吐出口面にインクの堆積物は付着していなかった。
C:縦罫線に乱れがあり、キャップにおけるインクの堆積もあり、吐出口面にインクの堆積物が付着していた。
(Discharge stability)
Each ink obtained above was filled in an ink cartridge, and set in an ink jet recording apparatus (trade name “iB4030”, manufactured by Canon Inc.) that ejects ink from the recording head by the action of thermal energy. In the present embodiment, the recording duty of a solid image recorded under the condition that one ink droplet having a mass per droplet of about 22 ng is applied to a unit area of 1/600 inch × 1/600 inch is 100%. Define. A solid image with a recording duty of 5% was recorded on the entire surface of an A4 size recording medium (plain paper, product name “PB PAPER”, manufactured by Canon) in an environment of a temperature of 30 ° C. and a relative humidity of 10%. Thereafter, a cycle of stopping recording for 240 seconds was repeated. In this cycle, ink is preliminarily ejected into the cap when recording is resumed after a recording pause of 240 seconds. This cycle was repeated until the total number of recorded sheets reached 10,000. Thereafter, vertical ruled lines were recorded on the recording medium. Next, the ink accumulation state and the vertical ruled lines in the cap were visually confirmed, and the ejection stability was evaluated according to the following evaluation criteria.
A: The vertical ruled lines were not disturbed, and no ink was deposited on the cap.
B: The vertical ruled line was not disturbed, and the ink was slightly deposited on the cap, but the ink deposit was not adhered to the ejection port surface.
C: Vertical ruled lines were disordered, ink was deposited on the cap, and ink deposits were attached to the ejection port surface.

Figure 2018197284
Figure 2018197284

Claims (8)

顔料、水溶性のウレタン樹脂、及び尿素を含有するインクジェット用の水性インクであって、
前記顔料が、カーボンブラックの粒子表面に直接又は他の原子団を介してアニオン性基が結合した自己分散顔料であり、
前記ウレタン樹脂が、ポリイソシアネート、酸基を有しないポリオール、及び酸基を有するポリオールのそれぞれに由来するユニットを有することを特徴とする水性インク。
An aqueous inkjet ink containing a pigment, a water-soluble urethane resin, and urea,
The pigment is a self-dispersing pigment in which an anionic group is bonded to the surface of carbon black particles directly or via another atomic group,
The water-based ink, wherein the urethane resin has units derived from polyisocyanate, a polyol having no acid group, and a polyol having an acid group.
前記ウレタン樹脂が、さらにポリアミンに由来するユニットを有する請求項1に記載の水性インク。   The water-based ink according to claim 1, wherein the urethane resin further has a unit derived from polyamine. 前記ポリアミンが、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、及びトリエチレンテトラミンからなる群から選ばれる少なくとも1種である請求項2に記載の水性インク。   The water-based ink according to claim 2, wherein the polyamine is at least one selected from the group consisting of ethylenediamine, diethylenetriamine, and triethylenetetramine. 前記ウレタン樹脂が、ポリアミンにより架橋された構造を有する請求項1乃至3のいずれか1項に記載の水性インク。   The water-based ink according to any one of claims 1 to 3, wherein the urethane resin has a structure crosslinked with a polyamine. 前記ウレタン樹脂における前記架橋された構造が、ジエチレントリアミン及びトリエチレンテトラミンの少なくともいずれかに由来する請求項4に記載の水性インク。   The water-based ink according to claim 4, wherein the crosslinked structure in the urethane resin is derived from at least one of diethylenetriamine and triethylenetetramine. 前記尿素の含有量(質量%)が、前記ウレタン樹脂の含有量(質量%)に対する質量比率で、1.0倍以上5.0倍以下である請求項1乃至5のいずれか1項に記載の水性インク。   The content (mass%) of the urea is 1.0 to 5.0 times in mass ratio with respect to the content (mass%) of the urethane resin. Water-based ink. インクと、前記インクを収容するインク収容部とを備えたインクカートリッジであって、
前記インクが、請求項1乃至6のいずれか1項に記載の水性インクであることを特徴とするインクカートリッジ。
An ink cartridge comprising ink and an ink containing portion for containing the ink,
An ink cartridge, wherein the ink is the water-based ink according to any one of claims 1 to 6.
インクをインクジェット方式の記録ヘッドから吐出して記録媒体に画像を記録するインクジェット記録方法であって、
前記インクが、請求項1乃至6のいずれか1項に記載の水性インクであることを特徴とするインクジェット記録方法。
An inkjet recording method for recording an image on a recording medium by discharging ink from an inkjet recording head,
An ink jet recording method, wherein the ink is the water-based ink according to any one of claims 1 to 6.
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