JP2023039649A - Ink for inkjet - Google Patents
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Abstract
【課題】所望の画像濃度を有し、かつ耐擦過性に優れる画像を形成できるインクジェット用インクを提供する。【解決手段】インクジェット用インクは、顔料と、特定樹脂粒子と、水性媒体とを含有する。前記水性媒体は、水、第1有機溶媒、及び第2有機溶媒を含む。前記第1有機溶媒は、3-メチル-1,3-ブタンジオール、エチレングリコールモノメチルエーテル及びジプロピレングリコールのうち少なくとも1種である。前記第2有機溶媒の表面張力は、25.0mN/m以上35.0mN/m以下である。前記特定樹脂粒子は、フッ素含有(メタ)アクリル樹脂を含む。【選択図】なし[Problem] To provide an inkjet ink capable of forming an image having a desired image density and excellent abrasion resistance. [Solution] The inkjet ink contains a pigment, specific resin particles, and an aqueous medium. The aqueous medium contains water, a first organic solvent, and a second organic solvent. The first organic solvent is at least one of 3-methyl-1,3-butanediol, ethylene glycol monomethyl ether, and dipropylene glycol. The surface tension of the second organic solvent is 25.0 mN/m or more and 35.0 mN/m or less. The specific resin particles contain a fluorine-containing (meth)acrylic resin. [Selected Figures] None
Description
本発明は、インクジェット用インクに関する。 The present invention relates to inkjet inks.
インクジェット記録装置に用いるインクジェット用インクは、所望の画像濃度を有し、かつ耐擦過性に優れる画像を形成できることが要求される。 An inkjet ink used in an inkjet recording apparatus is required to have a desired image density and be capable of forming an image with excellent scratch resistance.
このような要求に対して、例えば、顔料、ワックス、水溶性溶剤及び水を含有するインクジェット用インクが提案されている(特許文献1)。上述のインクジェット用インクは、高濃度かつ耐擦過性に優れる画像を形成できるとされている。 In response to such demands, for example, an inkjet ink containing pigment, wax, water-soluble solvent and water has been proposed (Patent Document 1). The inkjet ink described above is said to be capable of forming an image with high density and excellent abrasion resistance.
しかしながら、特許文献1に記載のインクジェット用インクによっても、画像濃度及び耐擦過性を十分に満足できる画像を形成することは困難である。 However, even with the inkjet ink described in Patent Document 1, it is difficult to form an image that satisfies the image density and scratch resistance.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、所望の画像濃度を有し、かつ耐擦過性に優れる画像を形成できるインクジェット用インクを提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide an inkjet ink capable of forming an image having a desired image density and excellent scratch resistance.
本発明に係るインクジェット用インクは、顔料と、特定樹脂粒子と、水性媒体とを含有する。前記水性媒体は、水、第1有機溶媒、及び第2有機溶媒を含む。前記第1有機溶媒は、3-メチル-1,3-ブタンジオール、エチレングリコールモノメチルエーテル及びジプロピレングリコールのうち少なくとも1種である。前記第2有機溶媒の表面張力は、25.0mN/m以上35.0mN/m以下である。前記特定樹脂粒子は、フッ素含有(メタ)アクリル樹脂を含む。 The inkjet ink according to the present invention contains a pigment, specific resin particles, and an aqueous medium. The aqueous medium includes water, a first organic solvent, and a second organic solvent. The first organic solvent is at least one of 3-methyl-1,3-butanediol, ethylene glycol monomethyl ether and dipropylene glycol. The second organic solvent has a surface tension of 25.0 mN/m or more and 35.0 mN/m or less. The specific resin particles contain a fluorine-containing (meth)acrylic resin.
本発明に係るインクジェット用インクは、所望の画像濃度を有し、かつ耐擦過性に優れる画像を形成できる。 The inkjet ink according to the present invention can form an image having a desired image density and excellent scratch resistance.
以下、本発明の実施形態について説明する。本明細書において、ハンセン溶解度パラメーターの分散項(dD)、分極項(dP)及び水素結合項(dH)の単位は、何れも[MPa0.5]である。 Embodiments of the present invention will be described below. In this specification, the units of the dispersion term (dD), the polarization term (dP) and the hydrogen bonding term (dH) of the Hansen solubility parameters are all [MPa 0.5 ].
表面張力は、表面張力計(例えば、協和界面科学株式会社製「DY-300」)を用いて、ウィルヘルミー法により液温25℃にて測定される値である。体積中位径(D50)の測定値は、何ら規定していなければ、動的光散乱式粒径分布測定装置(例えば、マルバーン社製「ゼータサイザーナノZS」)を用いて測定された値である。 The surface tension is a value measured at a liquid temperature of 25° C. according to the Wilhelmy method using a surface tensiometer (for example, “DY-300” manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.). Unless otherwise specified, the measured value of the volume median diameter (D 50 ) is a value measured using a dynamic light scattering particle size distribution analyzer (eg, Malvern's "Zetasizer Nano ZS"). is.
本明細書では、アクリル及びメタクリルを包括的に「(メタ)アクリル」と総称する場合がある。本明細書に記載の各成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 In this specification, acryl and methacryl may be collectively referred to as "(meth)acryl". Each component described in this specification may be used alone or in combination of two or more.
<インクジェット用インク>
以下、本発明の実施形態に係るインクジェット用インク(以下、単にインクと記載することがある)を説明する。本発明のインクは、顔料と、特定樹脂粒子と、水性媒体とを含有する。水性媒体は、水、第1有機溶媒、及び第2有機溶媒を含む。第1有機溶媒は、3-メチル-1,3-ブタンジオール、エチレングリコールモノメチルエーテル及びジプロピレングリコールのうち少なくとも1種である。第2有機溶媒の表面張力は、25.0mN/m以上35.0mN/m以下である。特定樹脂粒子は、フッ素含有(メタ)アクリル樹脂を含む。
<Inkjet ink>
An inkjet ink (hereinafter sometimes simply referred to as ink) according to an embodiment of the present invention will be described below. The ink of the present invention contains a pigment, specific resin particles, and an aqueous medium. The aqueous medium includes water, first organic solvent, and second organic solvent. The first organic solvent is at least one of 3-methyl-1,3-butanediol, ethylene glycol monomethyl ether and dipropylene glycol. The surface tension of the second organic solvent is 25.0 mN/m or more and 35.0 mN/m or less. The specific resin particles contain a fluorine-containing (meth)acrylic resin.
本発明のインクは、ハンセン溶解度パラメーター(Hansen solubility parameter:HSP)の観点から第1有機溶媒を選択している。まず、HSPについて説明する。HSPは、物質の溶解性の予測に用いられる値である。HSPは、以下の3つのパラメーター(単位:MPa0.5)で構成されている。
分散項(dD):分子間の分散力によるエネルギー
分極項(dP):分子間の双極子相互作用によるエネルギー
水素結合項(dH):分子間の水素結合によるエネルギー
In the ink of the present invention, the first organic solvent is selected from the viewpoint of Hansen solubility parameter (HSP). First, the HSP will be explained. HSP is a value used to predict the solubility of a substance. HSP consists of the following three parameters (unit: MPa 0.5 ).
Dispersion term (dD): Energy due to intermolecular dispersion force Polarization term (dP): Energy due to intermolecular dipole interaction Hydrogen bond term (dH): Energy due to intermolecular hydrogen bond
HSPを構成する3つのパラメーターは、3次元空間(ハンセン空間)における座標と見做すことができる。ハンセン空間に特定の2つの物質を配置した場合、2つの物質の座標の距離が近いほど、2つの物質の性質が近似している傾向がある。 The three parameters that make up the HSP can be regarded as coordinates in a three-dimensional space (Hansen space). When two specific substances are arranged in the Hansen space, the closer the distance between the coordinates of the two substances, the closer the properties of the two substances tend to be.
HSPが未知である物質は、以下の方法によりHSPを測定することができる。まず、密閉可能な容器に、HSPを測定しようとする物質(以下、対象物質と記載することがある)1質量部と、HSPが公知である溶媒(例えば、文献値が存在する溶媒)49質量部とを投入する。次に、容器をハンドシェイクすることで対象物質及び溶媒を十分に混合する。次に、常温環境下(23℃)で容器を12時間静置する。次に、容器を上下反転させ、容器の底面を観察する。容器の底面に沈殿物及び凝集物の何れも存在しない場合、その溶媒は対象物質を溶解させたと判断する。この試験を、溶媒の種類を適宜変更しながら繰り返す。これにより、対象物質を溶解させる溶媒と、対象物質を溶解させない溶媒とにより構成される10種類の溶媒の組み合わせを決定する。10種類の溶媒の組み合わせとしては、半数程度(例えば4~6種)の溶媒が対象物質を溶解させる溶媒であり、残りの溶媒が対象物質を溶解させない溶媒である組み合わせが望ましい。そして、10種類の溶媒に対する試験結果に基づいて、ハンセン空間に、ハンセン球と呼ばれる球を描画する。 A substance with unknown HSP can be measured for HSP by the following method. First, in a sealable container, 1 part by mass of a substance whose HSP is to be measured (hereinafter sometimes referred to as a target substance) and 49 masses of a solvent in which HSP is known (for example, a solvent with a literature value) Part and The substance of interest and solvent are then thoroughly mixed by handshaking the container. Next, the container is allowed to stand for 12 hours under normal temperature environment (23° C.). Next, the container is turned upside down and the bottom surface of the container is observed. If neither precipitates nor aggregates are present on the bottom of the container, the solvent is considered to have dissolved the target substance. This test is repeated with appropriate changes in solvent type. As a result, a combination of 10 types of solvents composed of a solvent that dissolves the target substance and a solvent that does not dissolve the target substance is determined. As for the combination of 10 kinds of solvents, it is desirable that approximately half (for example, 4 to 6 kinds) of the solvents are solvents that dissolve the target substance, and the remaining solvents are solvents that do not dissolve the target substance. A sphere called the Hansen sphere is then drawn in the Hansen space based on the test results for the ten solvents.
本明細書において、10種類の溶媒の組み合わせとしては、下記表1に示す溶媒が挙げられる。 In this specification, the combination of 10 kinds of solvents includes the solvents shown in Table 1 below.
ハンセン球を描画する方法を説明する。ハンセン空間に、対象物質を溶解させた溶媒の座標を含み、かつ対象物質を溶解させなかった溶媒の座標を含まない球(ハンセン球)を描画する。描画されたハンセン球の中心座標が、対象物質のHSPを示す。ハンセン球のサイズは、対象物質の種類によって異なる。詳しくは、性質の異なる様々な溶媒に対して溶解する対象物質は、ハンセン球の半径R0が大きい。逆に、限られた特定の性質の溶媒に対してのみ溶解する対象物質は、ハンセン球の半径R0が小さい。 Describes how to draw a Hansen sphere. A sphere (Hansen sphere) that includes the coordinates of the solvent in which the target substance is dissolved and does not include the coordinates of the solvent in which the target substance is not dissolved is drawn in the Hansen space. The center coordinates of the drawn Hansen sphere indicate the HSP of the target substance. The size of the Hansen sphere varies depending on the type of target substance. Specifically, a target substance that dissolves in various solvents having different properties has a large Hansen sphere radius R 0 . Conversely, the radius R 0 of the Hansen sphere is small for a target substance that dissolves only in solvents with limited specific properties.
HSPを用いて2つの物質(例えば、溶媒X及び溶質Y)の溶解性を予測する具体的手法を説明する。まず、2つの物質を、HSPに基づいてハンセン空間内にそれぞれ配置する。そして、2つの物質の座標の距離Raを算出する。この距離Raが近いほど、2つの物質は互いに溶解し易いことを示す。2つの物質の距離Raは、下記数式(R)によって算出することができる。 A specific method for predicting the solubility of two substances (for example, solvent X and solute Y) using HSP is described. First, two substances are each placed in the Hansen space based on the HSP. Then, the distance R a between the coordinates of the two substances is calculated. The closer the distance R a is, the easier it is for the two substances to dissolve in each other. The distance R a between two substances can be calculated by the following formula (R).
数式(R)において、dDx、dPx及びdHxは、それぞれ、溶媒Xの分散項(dD)、分極項(dP)及び水素結合項(dH)を示す。dDy、dPy及びdHyは、それぞれ、溶質Yの分散項(dD)、分極項(dP)及び水素結合項(dH)を示す。 In equation (R), dDx, dPx and dHx represent the dispersion term (dD), polarization term (dP) and hydrogen bonding term (dH) of solvent X, respectively. dDy, dPy and dHy denote the dispersion term (dD), polarization term (dP) and hydrogen bonding term (dH) of solute Y, respectively.
これを本発明のインクに当てはめると、ハンセン空間において、溶媒及び顔料粒子の距離Raは、下記数式(R-1)により算出される。 Applying this to the ink of the present invention, the distance R a between the solvent and the pigment particles in the Hansen space is calculated by the following formula (R-1).
数式(R-1)において、dDs、dPs及びdHsは、それぞれ、溶媒の分散項(dD)、分極項(dP)及び水素結合項(dH)を示す。dDp、dPp及びdHpは、それぞれ、顔料粒子の分散項(dD)、分極項(dP)及び水素結合項(dH)を示す。 In formula (R-1), dDs, dPs and dHs represent the solvent dispersion term (dD), polarization term (dP) and hydrogen bonding term (dH), respectively. dDp, dPp and dHp indicate the dispersion term (dD), polarization term (dP) and hydrogen bonding term (dH) of the pigment particles, respectively.
溶質Yが溶媒Xに溶解するか否かは、ハンセン空間において、溶質Yのハンセン球が溶媒XのHSPの座標を含んでいるか否かで決定される。具体的には、溶質Yが溶媒Xに溶解するか否かは、溶質Yのハンセン球の半径R0に対する2つの物質の距離Raの比(Ra/R0)の大きさで決定される。以下、比(Ra/R0)を、相対エネルギー差(relative energy difference:RED)と記載する(下記数式(r))。REDが1未満である場合、溶質Yのハンセン球の内側に溶媒XのHSPの座標が存在するため、溶質Yは溶媒Xに溶解する。一方、REDが1超である場合、溶質Yのハンセン球の外側に溶媒XのHSPの座標が存在するため、溶質Yは溶媒Xに溶解しない。なお、REDがちょうど1である場合、溶質Yは溶媒Xに部分的に溶解する。
RED=Ra/R0・・・(r)
Whether or not the solute Y dissolves in the solvent X is determined by whether or not the Hansen sphere of the solute Y includes the coordinates of the HSP of the solvent X in the Hansen space. Specifically, whether or not the solute Y dissolves in the solvent X is determined by the ratio (R a /R 0 ) of the distance R a between the two substances to the radius R 0 of the Hansen sphere of the solute Y. be. Hereinafter, the ratio (R a /R 0 ) is referred to as a relative energy difference (RED) (formula (r) below). When RED is less than 1, solute Y dissolves in solvent X because the coordinates of the HSPs of solvent X lie inside the Hansen sphere of solute Y. On the other hand, when RED is greater than 1, solute Y does not dissolve in solvent X because the HSP coordinates of solvent X lie outside the Hansen sphere of solute Y. Note that solute Y partially dissolves in solvent X when RED is exactly 1.
RED=R a /R 0 (r)
溶媒Xが混合溶媒である場合、溶媒XのHSPは以下の方法により算出できる。まず、溶媒Xを構成する各溶媒について、その溶媒の分散項(dD)とその溶媒の質量比率(溶媒Xの質量に対するその溶媒の質量の比率)との積Aを算出する。次に、各溶媒の積Aを合算して和Bを算出する。この和Bを、混合溶媒の分散項(dD)とする。溶媒Xの分極項(dP)及び水素結合項(dH)についても、溶媒Xの分散項(dD)を算出する方法と同様の方法で算出することができる。これにより、混合溶媒である溶媒XのHSPが算出される。 When solvent X is a mixed solvent, HSP of solvent X can be calculated by the following method. First, for each solvent constituting the solvent X, the product A of the dispersion term (dD) of the solvent and the mass ratio of the solvent (the ratio of the mass of the solvent to the mass of the solvent X) is calculated. Next, the sum B is calculated by summing the products A of each solvent. This sum B is defined as the dispersion term (dD) of the mixed solvent. The polarization term (dP) and the hydrogen bond term (dH) of the solvent X can also be calculated by the same method as the method of calculating the dispersion term (dD) of the solvent X. As a result, the HSP of solvent X, which is a mixed solvent, is calculated.
本発明のインクは、上述の構成を備えることにより、所望の画像濃度を有し、かつ耐擦過性に優れる画像を形成できる。その理由を以下に説明する。本発明のインクは、第1有機溶媒(3-メチル-1,3-ブタンジオール、エチレングリコールモノメチルエーテル又はジプロピレングリコール)を含有する。第1有機溶媒及び顔料は、ハンセン溶解度パラメーターにおいてREDが0.6以上1.2以下程度であり、相溶性が比較的低い。このため、第1有機溶媒は、本発明のインク中での顔料の分散安定性を適度に低下させる。これにより、本発明のインクは、記録媒体に着弾した後に、記録媒体の表面で顔料が凝集し易い。記録媒体の表面で凝集した顔料は、記録媒体の内部に浸透せずに表面に留まる。その結果、本発明のインクは、画像濃度の高い画像が要求される場合においても、十分な画像濃度を有する画像を形成できる。 The ink of the present invention can form an image having a desired image density and excellent scratch resistance by having the above-described constitution. The reason is explained below. The ink of the present invention contains a first organic solvent (3-methyl-1,3-butanediol, ethylene glycol monomethyl ether or dipropylene glycol). The first organic solvent and the pigment have a Hansen Solubility Parameter RED of approximately 0.6 to 1.2, indicating relatively low compatibility. Therefore, the first organic solvent moderately reduces the dispersion stability of the pigment in the ink of the present invention. As a result, after the ink of the present invention lands on the recording medium, the pigment tends to aggregate on the surface of the recording medium. The pigment aggregated on the surface of the recording medium remains on the surface without penetrating into the interior of the recording medium. As a result, the ink of the present invention can form an image with sufficient image density even when an image with high image density is required.
一方、記録媒体の表面に留まっている顔料は、記録媒体の表面が他の部材(例えば、他の記録媒体)と擦れた際に、他の部材に付着する現象を発生させることがある。この現象は、記録媒体の表面に溶媒が残留する場合に発生し易い。これに対して、本発明のインクは、第2有機溶媒を含有する。第2有機溶媒は、水と比較して表面張力が低い。本発明のインクは、第2有機溶媒を含有することにより、記録媒体に着弾した後に溶媒が記録媒体の内部に速やかに浸透し、記録媒体の表面に主として顔料を残留させることができる。 On the other hand, when the surface of the recording medium rubs against another member (for example, another recording medium), the pigment remaining on the surface of the recording medium may adhere to another member. This phenomenon is likely to occur when the solvent remains on the surface of the recording medium. In contrast, the ink of the present invention contains a second organic solvent. The second organic solvent has a lower surface tension than water. Since the ink of the present invention contains the second organic solvent, the solvent can quickly permeate the inside of the recording medium after landing on the recording medium, and the pigment can mainly remain on the surface of the recording medium.
また、本発明のインクは、フッ素含有(メタ)アクリル樹脂を含む特定樹脂粒子を含有する。特定樹脂粒子は、本発明のインクが記録媒体に着弾した後、記録媒体の表面に留まって顔料を被覆することで顔料を保護する。フッ素含有(メタ)アクリル樹脂は、(メタ)アクリル樹脂をベースとする樹脂である。そのため、特定樹脂粒子は分散安定性に優れる。また、フッ素含有(メタ)アクリル樹脂は、フッ素樹脂の一種である。そのため、特定樹脂粒子は、摩擦係数が低い。これにより、特定樹脂粒子は、本発明のインクにより形成される画像の表面の摩擦係数を低下させ、記録媒体の表面に付着する顔料を効率的に保護できる。これらの結果、本発明のインクは、耐擦過性に優れる画像を形成できる。以下、本発明のインクの各成分を説明する。 Further, the ink of the present invention contains specific resin particles containing a fluorine-containing (meth)acrylic resin. After the ink of the present invention lands on a recording medium, the specific resin particles stay on the surface of the recording medium and cover the pigment, thereby protecting the pigment. Fluorine-containing (meth)acrylic resins are resins based on (meth)acrylic resins. Therefore, the specific resin particles are excellent in dispersion stability. Fluorine-containing (meth)acrylic resin is a type of fluororesin. Therefore, the specific resin particles have a low coefficient of friction. As a result, the specific resin particles can reduce the coefficient of friction of the surface of the image formed by the ink of the present invention and efficiently protect the pigment adhering to the surface of the recording medium. As a result, the ink of the present invention can form an image with excellent scratch resistance. Each component of the ink of the present invention is described below.
[顔料]
本発明のインクにおいて、顔料は、例えば、顔料被覆樹脂と共に顔料粒子を構成する。顔料粒子は、例えば、顔料を含むコアと、コアを被覆する顔料被覆樹脂とにより構成される。顔料被覆樹脂は、例えば、溶媒に分散して存在する。本発明のインクの色濃度、色相、又は安定性を向上させる観点から、顔料粒子のD50としては、30nm以上200nm以下が好ましく、70nm以上130nm以下がより好ましい。
[Pigment]
In the ink of the present invention, the pigment constitutes pigment particles together with, for example, a pigment-coating resin. Pigment particles are composed of, for example, a core containing a pigment and a pigment-coating resin that coats the core. The pigment coating resin exists, for example, dispersed in a solvent. From the viewpoint of improving the color density, hue, or stability of the ink of the present invention, the D50 of the pigment particles is preferably 30 nm or more and 200 nm or less, more preferably 70 nm or more and 130 nm or less.
顔料としては、例えば、黄色顔料、橙色顔料、赤色顔料、青色顔料、紫色顔料、及び黒色顔料が挙げられる。黄色顔料としては、例えば、C.I.ピグメントイエロー(74、93、95、109、110、120、128、138、139、151、154、155、173、180、185、及び193)が挙げられる。橙色顔料としては、例えば、C.I.ピグメントオレンジ(34、36、43、61、63、及び71)が挙げられる。赤色顔料としては、例えば、C.I.ピグメントレッド(122及び202)が挙げられる。青色顔料としては、例えば、C.I.ピグメントブルー(15、より具体的には15:3)が挙げられる。紫色顔料としては、例えば、C.I.ピグメントバイオレット(19、23、及び33)が挙げられる。黒色顔料としては、例えば、C.I.ピグメントブラック(7)が挙げられる。 Pigments include, for example, yellow pigments, orange pigments, red pigments, blue pigments, purple pigments, and black pigments. Examples of yellow pigments include C.I. I. Pigment Yellow (74, 93, 95, 109, 110, 120, 128, 138, 139, 151, 154, 155, 173, 180, 185, and 193). Examples of orange pigments include C.I. I. Pigment Orange (34, 36, 43, 61, 63, and 71). Examples of red pigments include C.I. I. Pigment Reds (122 and 202). Examples of blue pigments include C.I. I. Pigment Blue (15, more specifically 15:3). Examples of purple pigments include C.I. I. Pigment Violet (19, 23, and 33). Examples of black pigments include C.I. I. Pigment Black (7) may be mentioned.
本発明のインクにおける顔料の含有割合としては、3.0質量%以上20.0質量%以下が好ましく、6.0質量%以上12.0質量%以下が好ましい。顔料の含有割合を3.0質量%以上とすることで、本発明のインクは、所望の画像濃度を有する画像を更に確実に形成できる。顔料の含有割合を20.0質量%以下とすることで、本発明のインクの吐出安定性を向上できる。 The content of the pigment in the ink of the present invention is preferably 3.0% by mass or more and 20.0% by mass or less, and preferably 6.0% by mass or more and 12.0% by mass or less. By setting the pigment content to 3.0% by mass or more, the ink of the present invention can more reliably form an image having a desired image density. By setting the content of the pigment to 20.0% by mass or less, the ejection stability of the ink of the present invention can be improved.
(顔料被覆樹脂)
顔料被覆樹脂は、本発明のインクに可溶な樹脂である。顔料被覆樹脂の一部は、例えば、顔料粒子の表面に存在し、顔料粒子の分散性を向上させる。顔料被覆樹脂の一部は、例えば、本発明のインクに溶解した状態で存在する。顔料被覆樹脂としては、スチレン-アクリル樹脂が好ましい。スチレン-アクリル樹脂は、スチレンと、(メタ)アクリル酸アルキルエステル及び(メタ)アクリル酸のうち少なくとも1つとを含むモノマーの重合体である。
(pigment-coated resin)
Pigment coating resins are resins that are soluble in the inks of the present invention. A portion of the pigment coating resin is present, for example, on the surface of the pigment particles and improves the dispersibility of the pigment particles. A portion of the pigment-coating resin, for example, is present dissolved in the ink of the present invention. Styrene-acrylic resins are preferred as pigment coating resins. A styrene-acrylic resin is a polymer of monomers containing styrene and at least one of (meth)acrylic acid alkyl ester and (meth)acrylic acid.
本発明のインクにおいて、顔料被覆樹脂の含有割合としては、1.0質量%以上10.0質量%以下が好ましく、3.0質量%以上5.0質量%以下がより好ましい。 In the ink of the present invention, the content of the pigment coating resin is preferably 1.0% by mass or more and 10.0% by mass or less, more preferably 3.0% by mass or more and 5.0% by mass or less.
[特定樹脂粒子]
特定樹脂粒子は、フッ素含有(メタ)アクリル樹脂を含む。特定樹脂粒子におけるフッ素含有(メタ)アクリル樹脂の含有割合としては、90質量%以上が好ましく、100質量%がより好ましい。特定樹脂粒子のD50としては、20μm以上300μm以下が好ましい。
[Specific resin particles]
The specific resin particles contain a fluorine-containing (meth)acrylic resin. The content of the fluorine-containing (meth)acrylic resin in the specific resin particles is preferably 90% by mass or more, more preferably 100% by mass. D50 of the specific resin particles is preferably 20 μm or more and 300 μm or less.
(フッ素含有(メタ)アクリル樹脂)
フッ素含有(メタ)アクリル樹脂は、フッ素含有モノマーに由来する繰り返し単位と、(メタ)アクリル酸系モノマーに由来する繰り返し単位とを有する樹脂である。フッ素含有(メタ)アクリル樹脂は、フッ素含有モノマー及び(メタ)アクリル酸系モノマー以外のモノマーに由来する繰り返し単位(例えば、スチレン単位)を更に有してもよい。
(Fluorine-containing (meth)acrylic resin)
A fluorine-containing (meth)acrylic resin is a resin having a repeating unit derived from a fluorine-containing monomer and a repeating unit derived from a (meth)acrylic acid-based monomer. The fluorine-containing (meth)acrylic resin may further have a repeating unit (eg, styrene unit) derived from a monomer other than the fluorine-containing monomer and the (meth)acrylic acid-based monomer.
フッ素含有(メタ)アクリル樹脂は、(メタ)アクリル酸系モノマーに由来する繰り返し単位からなるブロック((メタ)アクリル酸系ブロック)と、フッ素含有モノマーに由来する繰り返し単位からなるブロック(フッ素含有ブロック)とを有するブロック共重合体であることが好ましい。 The fluorine-containing (meth)acrylic resin consists of a block ((meth)acrylic acid-based block) composed of repeating units derived from a (meth)acrylic acid-based monomer and a block composed of repeating units derived from a fluorine-containing monomer (fluorine-containing block ) is preferably a block copolymer having
((メタ)アクリル酸系モノマー)
(メタ)アクリル酸系モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸及び(メタ)アクリル酸アルキルエステルが挙げられる。(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル及び(メタ)アクリル酸ブチルが挙げられる。(メタ)アクリル酸系モノマーとしては、メタクリル酸メチル、アクリル酸ブチル又はアクリル酸が好ましい。
((Meth)acrylic acid-based monomer)
Examples of (meth)acrylic acid-based monomers include (meth)acrylic acid and (meth)acrylic acid alkyl esters. (Meth)acrylic acid alkyl esters include, for example, methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, propyl (meth)acrylate and butyl (meth)acrylate. As the (meth)acrylic acid-based monomer, methyl methacrylate, butyl acrylate, or acrylic acid is preferable.
フッ素含有(メタ)アクリル樹脂において、全繰り返し単位に対する(メタ)アクリル酸系モノマーに由来する繰り返し単位の含有割合としては、25.0質量%以上75.0質量%以下が好ましく、40.0質量%以上60.0質量%以下がより好ましい。(メタ)アクリル酸系モノマーに由来する繰り返し単位の含有割合を25.0質量%以上とすることで、本発明のインクにおける特定樹脂粒子の分散安定性を向上できる。(メタ)アクリル酸系モノマーに由来する繰り返し単位の含有割合を75.0質量%以下とすることで、フッ素含有(メタ)アクリル樹脂にフッ素含有モノマーに由来する繰り返し単位を十分に導入することができる。その結果、本発明のインクにより形成される画像の耐擦過性を更に向上できる。 In the fluorine-containing (meth)acrylic resin, the content ratio of repeating units derived from (meth)acrylic acid-based monomers to all repeating units is preferably 25.0% by mass or more and 75.0% by mass or less, and 40.0% by mass. % or more and 60.0 mass % or less is more preferable. By setting the content ratio of the repeating unit derived from the (meth)acrylic acid-based monomer to 25.0% by mass or more, the dispersion stability of the specific resin particles in the ink of the present invention can be improved. By setting the content ratio of the repeating unit derived from the (meth)acrylic acid-based monomer to 75.0% by mass or less, it is possible to sufficiently introduce the repeating unit derived from the fluorine-containing (meth)acrylic resin into the fluorine-containing (meth)acrylic resin. can. As a result, the scratch resistance of the image formed with the ink of the present invention can be further improved.
(フッ素含有モノマー)
フッ素含有モノマーとしては、例えば、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン、トリフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン、ブロモトリフルオロエチレン、ペンタフルオロプロピレン、及びヘキサフルオロプロピレンが挙げられる。フッ素含有モノマーとしては、フッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン又はクロロトリフルオロエチレンが好ましい。
(Fluorine-containing monomer)
Fluorine-containing monomers include, for example, vinyl fluoride, vinylidene fluoride, trifluoroethylene, tetrafluoroethylene, chlorotrifluoroethylene, bromotrifluoroethylene, pentafluoropropylene, and hexafluoropropylene. Preferred fluorine-containing monomers are vinylidene fluoride, tetrafluoroethylene and chlorotrifluoroethylene.
フッ素含有(メタ)アクリル樹脂において、全繰り返し単位に対するフッ素含有モノマーに由来する繰り返し単位の含有割合としては、25.0質量%以上75.0質量%以下が好ましく、40.0質量%以上60.0質量%以下がより好ましい。フッ素含有モノマーに由来する繰り返し単位の含有割合を25.0質量%以上とすることで、本発明のインクにより形成される画像の耐擦過性を更に向上できる。フッ素含有モノマーに由来する繰り返し単位の含有割合を75.0質量%以下とすることで、本発明のインクにおける特定樹脂粒子の分散安定性を向上できる。 In the fluorine-containing (meth)acrylic resin, the content ratio of the repeating unit derived from the fluorine-containing monomer to the total repeating units is preferably 25.0% by mass or more and 75.0% by mass or less, and 40.0% by mass or more and 60.0% by mass. 0% by mass or less is more preferable. By setting the content ratio of the repeating unit derived from the fluorine-containing monomer to 25.0% by mass or more, the scratch resistance of the image formed by the ink of the present invention can be further improved. By setting the content ratio of the repeating unit derived from the fluorine-containing monomer to 75.0% by mass or less, the dispersion stability of the specific resin particles in the ink of the present invention can be improved.
フッ素含有(メタ)アクリル樹脂の原料モノマーとしては、以下の組み合わせ(I)が好ましく、組み合わせ(Ia)がより好ましい。
組み合わせ(I):フッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸ブチル及び(メタ)アクリル酸
組み合わせ(Ia):フッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン、メタクリル酸メチル、アクリル酸ブチル及びアクリル酸
As raw material monomers for the fluorine-containing (meth)acrylic resin, the following combination (I) is preferred, and combination (Ia) is more preferred.
Combination (I): vinylidene fluoride, tetrafluoroethylene, chlorotrifluoroethylene, methyl (meth)acrylate, butyl (meth)acrylate and (meth)acrylic acid Combination (Ia): vinylidene fluoride, tetrafluoroethylene, Chlorotrifluoroethylene, methyl methacrylate, butyl acrylate and acrylic acid
本発明のインクにおける特定樹脂粒子の含有割合としては、2.0質量%以上8.0質量%以下が好ましく、4.0質量%以上6.0質量%以下がより好ましい。特定樹脂粒子の含有割合を2.0質量%以上とすることで、本発明のインクにより形成される画像の耐擦過性を更に向上できる。特定樹脂粒子の含有割合を8.0質量%以下とすることで、本発明のインクの吐出安定性を向上できる。 The content of the specific resin particles in the ink of the present invention is preferably 2.0% by mass or more and 8.0% by mass or less, more preferably 4.0% by mass or more and 6.0% by mass or less. By setting the content ratio of the specific resin particles to 2.0% by mass or more, the scratch resistance of the image formed by the ink of the present invention can be further improved. By setting the content ratio of the specific resin particles to 8.0% by mass or less, the ejection stability of the ink of the present invention can be improved.
[水性媒体]
水性媒体は、水、第1有機溶媒及び第2有機溶媒を含む。水性媒体は、グリセリンを更に含むことが好ましい。水性媒体は、少量であれば、水、第1有機溶媒、第2有機溶媒及びグリセリン以外の成分を更に含んでもよい。水性媒体において、水、第1有機溶媒、第2有機溶媒及びグリセリンの合計割合としては、90質量%以上が好ましく、100質量%がより好ましい。
[Aqueous medium]
The aqueous medium includes water, first organic solvent and second organic solvent. Preferably, the aqueous medium further contains glycerin. The aqueous medium may further contain components other than water, the first organic solvent, the second organic solvent, and glycerin, in small amounts. In the aqueous medium, the total proportion of water, the first organic solvent, the second organic solvent and glycerin is preferably 90% by mass or more, more preferably 100% by mass.
(第1有機溶媒)
第1有機溶媒は、3-メチル-1,3-ブタンジオール、エチレングリコールモノメチルエーテル及びジプロピレングリコールのうち少なくとも1種である。本発明のインクにおいて、第1有機溶媒の含有割合としては、5.0質量%以上40.質量%以下が好ましく、10.0質量%以上30.0質量%以下がより好ましい。第1有機溶媒の含有割合を5.0質量%以上とすることで、本発明のインクは、所望の画像濃度を有する画像を更に確実に形成できる。第1有機溶媒の含有割合を40.0質量%以下とすることで、本発明のインクの保存安定性を向上できる。
(First organic solvent)
The first organic solvent is at least one of 3-methyl-1,3-butanediol, ethylene glycol monomethyl ether and dipropylene glycol. In the ink of the present invention, the content of the first organic solvent is 5.0% by mass or more and 40.0% by mass. % by mass or less is preferable, and 10.0% by mass or more and 30.0% by mass or less is more preferable. By setting the content of the first organic solvent to 5.0% by mass or more, the ink of the present invention can more reliably form an image having a desired image density. By setting the content of the first organic solvent to 40.0% by mass or less, the storage stability of the ink of the present invention can be improved.
(第2有機溶媒)
第2有機溶媒は、表面張力が25.0mN/m以上35.0mN/m以下である。第2有機溶媒の表面張力としては、25.0mN/m以上30.0mN/m以下が好ましい。第2有機溶媒の表面張力を25.0mN/m以上とすることで、本発明のインクの吐出安定性を向上できる。第2有機溶媒の表面張力を35.0mN/m以下とすることで、本発明のインクは耐擦過性に優れる画像を形成できる。
(Second organic solvent)
The second organic solvent has a surface tension of 25.0 mN/m or more and 35.0 mN/m or less. The surface tension of the second organic solvent is preferably 25.0 mN/m or more and 30.0 mN/m or less. By setting the surface tension of the second organic solvent to 25.0 mN/m or more, the ejection stability of the ink of the present invention can be improved. By setting the surface tension of the second organic solvent to 35.0 mN/m or less, the ink of the present invention can form an image with excellent scratch resistance.
第2有機溶媒としては、例えば、下記表2に挙げられる有機溶媒を用いることができる。第2有機溶媒としては、1,2-ペンタンジオール、1,2-ヘキサンジオール又は1,2-ブタンジオールが好ましい。 As the second organic solvent, for example, organic solvents listed in Table 2 below can be used. The second organic solvent is preferably 1,2-pentanediol, 1,2-hexanediol or 1,2-butanediol.
本発明のインクにおいて、第2有機溶媒の含有割合としては、3.0質量%以上25.0質量%以下が好ましく、7.0質量%以上15.0質量%以下がより好ましい。第2有機溶媒の含有割合を3.0質量%以上とすることで、本発明のインクにより形成される画像の耐擦過性を更に向上できる。第2有機溶媒の含有割合を25.0質量%以下とすることで、本発明のインクの吐出安定性を向上できる。 In the ink of the present invention, the content of the second organic solvent is preferably 3.0% by mass or more and 25.0% by mass or less, more preferably 7.0% by mass or more and 15.0% by mass or less. By setting the content of the second organic solvent to 3.0% by mass or more, the scratch resistance of the image formed by the ink of the present invention can be further improved. By setting the content of the second organic solvent to 25.0% by mass or less, the ejection stability of the ink of the present invention can be improved.
(グリセリン)
本発明のインクにおいて、グリセリンは、保湿剤としての機能を果たす。本発明のインクは、グリセリンを含有することで、ノズル詰まりの発生を抑制できる。本発明のインクにおいて、グリセリンの含有割合としては、1.0質量%以上10.0質量%以下が好ましく、3.0質量%以上7.0質量%以下がより好ましい。
(glycerin)
In the ink of the present invention, glycerin functions as a humectant. The ink of the present invention can suppress the occurrence of nozzle clogging by containing glycerin. In the ink of the present invention, the content of glycerin is preferably 1.0% by mass or more and 10.0% by mass or less, more preferably 3.0% by mass or more and 7.0% by mass or less.
(水)
本発明のインクにおける水の含有割合としては、30.0質量%以上75.0質量%以下が好ましく、40.0質量%以上60.0質量%以下がより好ましい。
(water)
The content of water in the ink of the present invention is preferably 30.0% by mass or more and 75.0% by mass or less, more preferably 40.0% by mass or more and 60.0% by mass or less.
[添加剤]
本発明のインクは、必要に応じて、公知の添加剤(より具体的には、例えば、界面活性剤、消泡剤、保湿剤、溶解安定剤、乾燥防止剤、酸化防止剤、粘度調整剤、pH調整剤及び防カビ剤)を更に含有してもよい。
[Additive]
The ink of the present invention may optionally contain known additives (more specifically, for example, surfactants, antifoaming agents, humectants, dissolution stabilizers, drying inhibitors, antioxidants, viscosity modifiers). , a pH adjuster and an antifungal agent).
(界面活性剤)
界面活性剤は、本発明のインクに含まれる各成分の相溶性及び分散安定性を向上させる。界面活性剤としては、例えば、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤及びノニオン界面活性剤が挙げられる。界面活性剤としては、ノニオン界面活性剤が好ましい。
(Surfactant)
A surfactant improves the compatibility and dispersion stability of each component contained in the ink of the present invention. Surfactants include, for example, anionic surfactants, cationic surfactants and nonionic surfactants. A nonionic surfactant is preferred as the surfactant.
ノニオン界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンドデシルエーテル、ポリオキシエチレンヘキサデシルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエートエーテル、モノデカノイルショ糖、及びアセチレングリコールのエチレンオキシド付加物が挙げられる。ノニオン界面活性剤としては、アセチレングリコールのエチレンオキシド付加物が好ましい。 Examples of nonionic surfactants include polyoxyethylene dodecyl ether, polyoxyethylene hexadecyl ether, polyoxyethylene nonylphenyl ether, polyoxyethylene sorbitan monooleate ether, monodecanoyl sucrose, and ethylene oxide addition of acetylene glycol. things are mentioned. As the nonionic surfactant, an ethylene oxide adduct of acetylene glycol is preferred.
本発明のインクが界面活性剤を含有する場合、本発明のインクにおける界面活性剤の含有割合としては、0.1質量%以上3.0質量%以下が好ましく、0.2質量%以上1.0質量%以下がより好ましい。 When the ink of the present invention contains a surfactant, the content of the surfactant in the ink of the present invention is preferably 0.1% by mass or more and 3.0% by mass or less, and 0.2% by mass or more and 1.5% by mass. 0% by mass or less is more preferable.
[インクの調製方法]
本発明のインクは、例えば、顔料を含有する顔料分散液と、特定樹脂粒子を含有するエマルションと、水と、第1有機溶媒と、第2有機溶媒と、必要に応じて配合される他の成分(例えば、グリセリン及び界面活性剤)とを攪拌機により均一に混合することにより調製できる。本発明のインクの調製では、各成分を均一に混合した後、フィルター(例えば、孔径1μm以下のフィルター)でろ過することにより、異物及び粗大粒子を除去してもよい。
[Ink preparation method]
The ink of the present invention comprises, for example, a pigment dispersion liquid containing a pigment, an emulsion containing specific resin particles, water, a first organic solvent, a second organic solvent, and, if necessary, other It can be prepared by uniformly mixing ingredients (eg, glycerin and surfactant) with a stirrer. In the preparation of the ink of the present invention, foreign matter and coarse particles may be removed by uniformly mixing each component and filtering the mixture with a filter (for example, a filter with a pore size of 1 μm or less).
以下、本発明の実施例を説明する。ただし、本発明は、以下の実施例に限定されない。 Examples of the present invention will be described below. However, the present invention is not limited to the following examples.
[エマルションの準備]
フッ素含有(メタ)アクリル樹脂を含む特定樹脂粒子(a)~(c)を含有するエマルション(A)~(C)を準備した。
[Preparation of emulsion]
Emulsions (A) to (C) containing specific resin particles (a) to (c) containing a fluorine-containing (meth)acrylic resin were prepared.
エマルション(A):イーテック社製「SIFCLEAR(登録商標) F104」、固形分濃度:47質量%、D50:0.13μm
エマルション(B):AGC社製「ルミフロン(登録商標) FD1000」、固形分濃度:40質量%、D50:0.05μm以上0.1μm以下
エマルション(C):ダイキン社製「ゼッフル(登録商標) SE-300A」、固形分濃度:51質量%、D50:0.15μm以上0.18μm以下
Emulsion (A): "SIFCLEAR (registered trademark) F104" manufactured by E-Tech Co., Ltd. Solid concentration: 47% by mass, D50 : 0.13 µm
Emulsion (B): “Lumiflon (registered trademark) FD1000” manufactured by AGC, solid content concentration: 40% by mass, D 50 : 0.05 μm or more and 0.1 μm or less Emulsion (C): “Zeffle (registered trademark)” manufactured by Daikin SE-300A", solid content concentration: 51% by mass, D 50 : 0.15 μm or more and 0.18 μm or less
なお、特定樹脂粒子(a)~(c)が含むフッ素含有(メタ)アクリル樹脂は、何れもフッ素含有ブロック及び(メタ)アクリル酸系ブロックを有するブロック共重合体であった。 The fluorine-containing (meth)acrylic resins contained in the specific resin particles (a) to (c) were all block copolymers having fluorine-containing blocks and (meth)acrylic acid blocks.
[顔料分散液の準備]
メタクリル酸に由来する繰り返し単位(MAA単位)と、メタクリル酸メチルに由来する繰り返し単位(MMA単位)と、アクリル酸ブチルに由来する繰り返し単位(BA単位)と、スチレンに由来する繰り返し単位(ST単位)とを有する顔料被覆樹脂(R-1)を準備した。この顔料被覆樹脂(R-1)は、質量平均分子量(Mw)が20000、酸価が100mgKOH/gであった。この顔料被覆樹脂(R-1)における各繰り返し単位の質量比は、「MAA単位:MMA単位:BA単位:ST単位=6.5:30.0:30.0:33.5」であった。この顔料被覆樹脂(R-1)と、水酸化ナトリウムを含有する水酸化ナトリウム水溶液とを混合した。水酸化ナトリウム水溶液には、顔料被覆樹脂(R-1)の等量中和に必要な量の1.05倍量の水酸化ナトリウムが含まれていた。これにより、顔料被覆樹脂(R-1)を、等量(厳密には、105%量)のKOHで中和した。その結果、顔料被覆樹脂(R-1)及び水を含有する顔料被覆樹脂溶液を得た。
[Preparation of pigment dispersion]
Repeating units derived from methacrylic acid (MAA units), repeating units derived from methyl methacrylate (MMA units), repeating units derived from butyl acrylate (BA units), and repeating units derived from styrene (ST units ) to prepare a pigment coating resin (R-1). This pigment coating resin (R-1) had a mass average molecular weight (Mw) of 20,000 and an acid value of 100 mgKOH/g. The mass ratio of each repeating unit in this pigment coating resin (R-1) was "MAA unit: MMA unit: BA unit: ST unit = 6.5: 30.0: 30.0: 33.5". . This pigment coating resin (R-1) was mixed with an aqueous sodium hydroxide solution containing sodium hydroxide. The aqueous sodium hydroxide solution contained 1.05 times the amount of sodium hydroxide required for equivalent neutralization of the pigment coating resin (R-1). Thereby, the pigment coating resin (R-1) was neutralized with an equal amount (strictly 105% amount) of KOH. As a result, a pigment coating resin solution containing pigment coating resin (R-1) and water was obtained.
黒色顔料(Cabot株式会社製「MONARCH(登録商標)800」)と、上述の顔料被覆樹脂溶液と、ノニオン界面活性剤としての日信化学工業株式会社製「オルフィン(登録商標)E1010」(アセチレンジオールのエチレンオキサイド付加物)と、イオン交換水とをベッセルに投入した。各原料の投入量は、ベッセルの内容物の組成が、水78.5質量%、顔料被覆樹脂(R-1)6.0質量%、黒色顔料15.0質量%及びノニオン界面活性剤0.5質量%となる量とした。「水」の含有割合は、上述のベッセルに投入したイオン交換水と、顔料被覆樹脂溶液に含まれていた水(詳しくは、顔料被覆樹脂の中和に用いた水酸化ナトリウム水溶液に含まれていた水、並びに顔料被覆樹脂及び水酸化ナトリウムの中和反応で生じた水)との合計含有割合を示す。 Black pigment ("MONARCH (registered trademark) 800" manufactured by Cabot Co., Ltd.), the above-mentioned pigment coating resin solution, Nissin Chemical Industry Co., Ltd. as a nonionic surfactant "OLFIN (registered trademark) E1010" (acetylene diol ethylene oxide adduct) and deionized water were put into a vessel. The amount of each raw material input is such that the composition of the contents of the vessel is 78.5% by mass of water, 6.0% by mass of pigment coating resin (R-1), 15.0% by mass of black pigment and 0.0% by mass of nonionic surfactant. The amount was set to 5% by mass. The content of "water" is the ion-exchanged water put into the vessel described above and the water contained in the pigment coating resin solution (more specifically, the water contained in the sodium hydroxide aqueous solution used to neutralize the pigment coating resin). water, and the water generated by the neutralization reaction of the pigment coating resin and sodium hydroxide).
続けて、メディアとしてのジルコニアビーズ(粒子径0.5mm)と、湿式分散機(浅田鉄工株式会社製「ナノグレンミル」)とを用いて、上述のベッセルの内容物を分散処理した。分散条件は、温度10℃、周速8m/秒、吐出量300g/分とした。これにより、顔料分散液(CB)を得た。 Subsequently, the contents of the vessel were dispersed using zirconia beads (particle size: 0.5 mm) as media and a wet dispersing machine ("Nanograin Mill" manufactured by Asada Iron Works Co., Ltd.). The dispersion conditions were a temperature of 10° C., a peripheral speed of 8 m/sec, and a discharge rate of 300 g/min. Thus, a pigment dispersion (CB) was obtained.
使用する顔料の種類を以下の通りとした以外は、顔料分散液(CB)の調製と同様の方法により、顔料分散液(Y)、(M)及び(C)を準備した。
顔料分散液(CB):黒色顔料(Cabot株式会社製「MONARCH(登録商標)800」)
顔料分散液(Y):イエロー顔料(BASF株式会社製「Palcohol Yellow D1115J」)
顔料分散液(M):マゼンタ顔料(BASF株式会社製「Magenta D4550」)
顔料分散液(C)シアン顔料(BASF株式会社製「Heliogen(登録商標)Blue D7088」)
Pigment dispersions (Y), (M) and (C) were prepared in the same manner as the pigment dispersion (CB), except that the types of pigments used were as follows.
Pigment dispersion (CB): black pigment ("MONARCH (registered trademark) 800" manufactured by Cabot Co., Ltd.)
Pigment dispersion liquid (Y): yellow pigment ("Palcohol Yellow D1115J" manufactured by BASF Corporation)
Pigment dispersion liquid (M): magenta pigment ("Magenta D4550" manufactured by BASF Corporation)
Pigment dispersion (C) Cyan pigment (manufactured by BASF Corporation "Heliogen (registered trademark) Blue D7088")
<インクの調製>
下記表3~5に示す組成となるように、顔料分散液(CB)、(Y)、(M)及び(C)の何れかと、エマルション(A)~(C)の何れかと、界面活性剤(共栄社化学株式会社製「ポリフロー(登録商標)KL-850」)と、グリセリンと、第1有機溶媒と、第2有機溶媒と、他の有機溶媒と、水とをビーカーに投入した。なお、顔料分散液の添加量は、混合物における顔料(黒色顔料、黄色顔料、マゼンタ顔料及びシアン顔料の何れか)の添加量が下記表3~5に示す量となるようにした。エマルションの添加量は、混合物における特定樹脂粒子(a)~(c)の添加量が下記表3~5に示す量となるようにした。
<Ink preparation>
Any of the pigment dispersions (CB), (Y), (M) and (C), any of the emulsions (A) to (C), and a surfactant so as to have the compositions shown in Tables 3 to 5 below. (“Polyflow (registered trademark) KL-850” manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.), glycerin, a first organic solvent, a second organic solvent, another organic solvent, and water were put into a beaker. The amount of the pigment dispersion liquid added was such that the amount of pigment (either black pigment, yellow pigment, magenta pigment or cyan pigment) added in the mixture was the amount shown in Tables 3 to 5 below. The amount of the emulsion added was such that the amount of the specific resin particles (a) to (c) added in the mixture was the amount shown in Tables 3 to 5 below.
攪拌機(新東科学株式会社製「スリーワンモーター(登録商標)BL-600」)を用いて、ビーカーの内容物を回転速度400rpmで攪拌し、均一に混合して混合液を得た。次に、フィルター(Membrane Solutions LLC社製、材質:PTFE、孔径:1μm)を用いて上述の混合液をろ過し、混合液に含有される異物及び粗大粒子を除去した。これにより、実施例1~12及び比較例1~5のインクを調製した。 Using a stirrer ("Three One Motor (registered trademark) BL-600" manufactured by Sintokagaku Co., Ltd.), the contents of the beaker were stirred at a rotational speed of 400 rpm and uniformly mixed to obtain a mixed solution. Next, the mixed liquid was filtered using a filter (manufactured by Membrane Solutions LLC, material: PTFE, pore size: 1 μm) to remove foreign substances and coarse particles contained in the mixed liquid. Thus, inks of Examples 1-12 and Comparative Examples 1-5 were prepared.
顔料分散液、第1有機溶媒、及び比較例において第1有機溶媒の代わりに用いた他の有機溶媒(ジエチレングリコール及び2,2-ジメチル-1,4-ブタンジオール)のHSP及びR0を下記表6に示す。 The HSP and R 0 of the pigment dispersion, the first organic solvent, and other organic solvents (diethylene glycol and 2,2-dimethyl-1,4-butanediol) used instead of the first organic solvent in Comparative Examples are shown in the table below. 6.
第2有機溶媒、及び比較例において第2有機溶媒の代わりに用いた他の有機溶媒(プロピレングリコールモノメチルエーテル及びプロピレングリコール)の25℃における表面張力を下記表7に示す。 Table 7 below shows the surface tensions at 25° C. of the second organic solvent and other organic solvents (propylene glycol monomethyl ether and propylene glycol) used in place of the second organic solvent in Comparative Examples.
<評価>
以下の方法により、実施例1~12及び比較例1~5のインクについて、形成される画像の画像濃度及び耐擦過性を評価した。また、実施例に記載の方法により、各インクに含まれる第1有機溶媒(又は第1有機溶媒の代わりに用いた他の有機溶媒)と、顔料とのREDを計算した。結果を下記表8~9に示す。
<Evaluation>
The image density and scratch resistance of the formed images were evaluated for the inks of Examples 1 to 12 and Comparative Examples 1 to 5 by the following methods. Further, the RED between the first organic solvent contained in each ink (or another organic solvent used in place of the first organic solvent) and the pigment was calculated by the method described in Examples. The results are shown in Tables 8-9 below.
[評価機]
以下の評価では、評価機として、ピエゾ方式の記録ヘッド(京セラ株式会社製「KJ4B-QA」)を搭載するインクジェット記録装置(京セラドキュメントソリューションズ株式会社製の試作機)を用いた。評価機のインクタンクには、評価対象(実施例1~12及び比較例1~5のインクの何れか)を充填した。評価機は、インク一滴あたりの体積が11.5pLとなるように設定した。
[Evaluation machine]
In the following evaluations, an inkjet recording apparatus (prototype manufactured by Kyocera Document Solutions Co., Ltd.) equipped with a piezo recording head ("KJ4B-QA" manufactured by Kyocera Corporation) was used as an evaluation machine. The ink tank of the evaluation machine was filled with the evaluation object (any of the inks of Examples 1 to 12 and Comparative Examples 1 to 5). The evaluation machine was set so that the volume per ink droplet was 11.5 pL.
[画像濃度]
評価機を用いて、コピー用紙(Mondi社製「Color Copy(登録商標)」、坪量:90g/m2、サイズ:A4)に2.3cm×11.5cmのソリッド画像(印字率100%)を形成した。次に、画像が形成されたコピー用紙を温度25℃、湿度60%の常温常湿環境下で24時間静置した。次に、反射濃度計(コニカミノルタ株式会社製「FD-5」)を用いて、ソリッド画像の画像濃度を測定した。詳しくは、ソリッド画像においてランダムに選択された3か所において画像濃度を測定し、その平均値を評価値とした。測定条件は、観測光源を「D50」、照明条件を「M2」、視野を「2°」、濃度ステータスを「I」とした。画像濃度の評価は、インクの色によって以下の基準で判定した。
[Image Density]
Using an evaluation machine, a 2.3 cm × 11.5 cm solid image (100% print rate) was formed on copy paper (“Color Copy (registered trademark)” manufactured by Mondi, basis weight: 90 g/m 2 , size: A4). formed. Next, the copy paper on which the image was formed was allowed to stand for 24 hours in a normal temperature and normal humidity environment with a temperature of 25° C. and a humidity of 60%. Next, the image density of the solid image was measured using a reflection densitometer (“FD-5” manufactured by Konica Minolta, Inc.). Specifically, the image density was measured at three randomly selected locations on the solid image, and the average value was used as the evaluation value. The measurement conditions were an observation light source of "D50", an illumination condition of "M2", a field of view of "2°", and a concentration status of "I". The image density was evaluated according to the following criteria depending on the ink color.
(画像濃度の基準)
シアンインク(実施例12):画像濃度0.93以上は「A(良好)」、画像濃度0.93未満は「B(不良)」
マゼンタインク(実施例11):画像濃度0.87以上は「A(良好)」、画像濃度0.87未満は「B(不良)」
イエローインク(実施例10):画像濃度1.08以上は「A(良好)」、画像濃度1.08未満は「B(不良)」
ブラックインク(実施例1~9及び比較例1~5):画像濃度1.10以上は「A(良好)」、画像濃度1.10未満は「B(不良)」
(Standard of image density)
Cyan ink (Example 12): "A (good)" for an image density of 0.93 or more, and "B (bad)" for an image density of less than 0.93
Magenta ink (Example 11): "A (good)" for an image density of 0.87 or more, and "B (bad)" for an image density of less than 0.87
Yellow ink (Example 10): "A (good)" for an image density of 1.08 or more, and "B (bad)" for an image density of less than 1.08
Black ink (Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 to 5): "A (good)" for image density of 1.10 or more, "B (bad)" for image density of less than 1.10
[耐擦過性]
評価機を用いて、コピー用紙(Mondi社製「CC90」、坪量:90g/m2、サイズ:A4)に5cm×4cmのソリッド画像(印字率100%)を形成した。ソリッド画像が形成されたコピー用紙の表面(ソリッド画像側の面)上に、未印刷の上述のコピー用紙(以下、評価用紙と記載することがある)を載置した。次に、評価用紙上に、底面の寸法が5cm×4cmの直方体状の重り(質量1kg)を載置した。重りの載置位置は、ソリッド画像の直上に相当する位置とした。次に、評価用紙の両端を把持して評価用紙を水平移動させた。水平移動においては、重りがソリッド画像の上側を5往復するように移動させた。これにより、評価用紙でソリッド画像を荷重1kgで擦った。その後、評価用紙においてソリッド画像と接触していた領域の画像濃度を、反射濃度計(コニカミノルタ株式会社製「FD-9」)を用いて測定した。測定条件は、観測光源を「D50」、照明条件を「M2」、視野を「2°」、濃度ステータスを「I」とした。また、測定においては、評価用紙においてソリッド画像と接触していなかった領域の画像濃度をバックグラウンド値とした。測定された画像濃度からバックグラウンド値を引いた値(FD)を、耐擦過性の評価値とした。耐擦過性は、下記基準に基づいて評価した。
[Scratch resistance]
Using the evaluation machine, a solid image of 5 cm×4 cm (100% print rate) was formed on copy paper (“CC90” manufactured by Mondi, basis weight: 90 g/m 2 , size: A4). An unprinted copy sheet (hereinafter sometimes referred to as evaluation sheet) was placed on the surface of the copy sheet on which the solid image was formed (the surface facing the solid image). Next, a rectangular parallelepiped weight (mass: 1 kg) with a bottom dimension of 5 cm×4 cm was placed on the evaluation sheet. The placement position of the weight was set to a position directly above the solid image. Next, the evaluation paper was moved horizontally by gripping both ends of the evaluation paper. In the horizontal movement, the weight was moved five times over the solid image. As a result, the solid image was rubbed with the evaluation paper under a load of 1 kg. After that, the image density of the area in contact with the solid image on the evaluation paper was measured using a reflection densitometer ("FD-9" manufactured by Konica Minolta, Inc.). The measurement conditions were an observation light source of "D50", an illumination condition of "M2", a field of view of "2°", and a concentration status of "I". In the measurement, the image density of the area of the evaluation paper that was not in contact with the solid image was taken as the background value. A value (FD) obtained by subtracting the background value from the measured image density was used as an evaluation value of scratch resistance. Scratch resistance was evaluated based on the following criteria.
(耐擦過性の基準)
A(良好):FDが0.02未満
B(不良):FDが0.02以上
(Abrasion resistance standard)
A (good): FD less than 0.02 B (poor): FD 0.02 or more
表1~9に示す通り、実施例1~12のインクは、顔料と、特定樹脂粒子と、水性媒体とを含有していた。水性媒体は、水、第1有機溶媒、及び第2有機溶媒を含んでいた。第1有機溶媒は、3-メチル-1,3-ブタンジオール、エチレングリコールモノメチルエーテル及びジプロピレングリコールのうち少なくとも1種であった。第2有機溶媒の表面張力は、25.0mN/m以上35.0mN/m以下であった。特定樹脂粒子は、フッ素含有(メタ)アクリル樹脂を含んでいた。実施例1~12のインクは、上述の構成を具備することで、所望の画像濃度を有し、かつ耐擦過性に優れる画像を形成できた。 As shown in Tables 1-9, the inks of Examples 1-12 contained a pigment, specific resin particles, and an aqueous medium. The aqueous medium included water, a first organic solvent, and a second organic solvent. The first organic solvent was at least one of 3-methyl-1,3-butanediol, ethylene glycol monomethyl ether and dipropylene glycol. The surface tension of the second organic solvent was 25.0 mN/m or more and 35.0 mN/m or less. The specific resin particles contained a fluorine-containing (meth)acrylic resin. The inks of Examples 1 to 12 were able to form images having desired image densities and excellent abrasion resistance by having the above-described constitution.
一方、比較例1のインクは、特定樹脂粒子を含有しないため、形成される画像の耐擦過性が不良であった。 On the other hand, since the ink of Comparative Example 1 did not contain the specific resin particles, the scratch resistance of the formed image was poor.
比較例2のインクは、第1有機溶媒の代わりに、顔料とのREDが過度に低い有機溶媒であるジエチレングリコールを含有していた。比較例2のインクにおいて、顔料の分散安定性は極端に高いと判断される。そのため、比較例2のインクは、記録媒体への着弾後、記録媒体の表面で顔料を凝集させることができず、画像濃度が不良であった。 The ink of Comparative Example 2 contained diethylene glycol, an organic solvent with excessively low RED with the pigment, instead of the first organic solvent. In the ink of Comparative Example 2, the dispersion stability of the pigment is judged to be extremely high. Therefore, the ink of Comparative Example 2 could not aggregate the pigment on the surface of the recording medium after landing on the recording medium, resulting in poor image density.
比較例3のインクは、第1有機溶媒の代わりに、顔料とのREDが過度に高い有機溶媒である2,2-ジメチル-1,4-ブタンジオールを含有していた。比較例3のインクにおいて、顔料の分散安定性は極端に低いと判断される。そのため、比較例3のインクは、記録媒体への着弾後、記録媒体の表面で顔料が過剰に凝集し、形成される画像の耐擦過性が不良であった。 The ink of Comparative Example 3 contained 2,2-dimethyl-1,4-butanediol, an organic solvent with excessively high RED with the pigment, instead of the first organic solvent. In the ink of Comparative Example 3, the dispersion stability of the pigment is judged to be extremely low. Therefore, in the ink of Comparative Example 3, after landing on the recording medium, the pigment excessively aggregated on the surface of the recording medium, and the scratch resistance of the formed image was poor.
比較例4のインクは、第2有機溶媒の代わりに、表面張力が25.0mN/m未満の有機溶媒であるプロピレングリコールモノメチルエーテルを含有していた。比較例4のインクは、記録媒体への着弾後、溶媒が記録媒体の内部に急激に浸透し、これに伴って顔料も記録媒体の内部に浸透したと判断される。その結果、比較例4のインクは、形成される画像の画像濃度が不良であった。 The ink of Comparative Example 4 contained propylene glycol monomethyl ether, which is an organic solvent having a surface tension of less than 25.0 mN/m, instead of the second organic solvent. In the ink of Comparative Example 4, after landing on the recording medium, the solvent abruptly permeated into the recording medium, and along with this, the pigment also permeated into the recording medium. As a result, with the ink of Comparative Example 4, the image density of the formed image was poor.
比較例5のインクは、第2有機溶媒の代わりに、表面張力が35.0mN/m超の有機溶媒であるプロピレングリコールを含有していた。比較例5のインクは、記録媒体への着弾後、溶媒が記録媒体の内部に十分に浸透しなかったため、形成される画像の耐擦過性が不良であった。 The ink of Comparative Example 5 contained propylene glycol, which is an organic solvent having a surface tension of more than 35.0 mN/m, instead of the second organic solvent. With the ink of Comparative Example 5, the solvent did not sufficiently permeate the inside of the recording medium after landing on the recording medium, so the scratch resistance of the formed image was poor.
本発明のインクは、画像を形成するために用いることができる。 The inks of the invention can be used to form images.
Claims (5)
前記水性媒体は、水、第1有機溶媒、及び第2有機溶媒を含み、
前記第1有機溶媒は、3-メチル-1,3-ブタンジオール、エチレングリコールモノメチルエーテル及びジプロピレングリコールのうち少なくとも1種であり、
前記第2有機溶媒の表面張力は、25.0mN/m以上35.0mN/m以下であり、
前記特定樹脂粒子は、フッ素含有(メタ)アクリル樹脂を含む、インクジェット用インク。 Containing a pigment, specific resin particles, and an aqueous medium,
The aqueous medium includes water, a first organic solvent, and a second organic solvent,
the first organic solvent is at least one of 3-methyl-1,3-butanediol, ethylene glycol monomethyl ether and dipropylene glycol;
The second organic solvent has a surface tension of 25.0 mN/m or more and 35.0 mN/m or less,
The inkjet ink, wherein the specific resin particles contain a fluorine-containing (meth)acrylic resin.
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