JP2010076395A - Inkjet recording method, ink cartridge, recording unit, inkjet recording apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インクジェット記録方法、インクカートリッジ、記録ユニット、インクジェット記録装置に関し、詳しくは記録媒体に反応液と顔料インク組成物とを付着させて印刷を行うインクジェット記録方法、インクカートリッジ、記録ユニット、インクジェット記録装置に関する。 The present invention relates to an ink jet recording method, an ink cartridge, a recording unit, and an ink jet recording apparatus, and more specifically, an ink jet recording method, an ink cartridge, a recording unit, and an ink jet for performing printing by attaching a reaction liquid and a pigment ink composition to a recording medium. The present invention relates to a recording apparatus.
安価な装置で高解像度且つ高品位な画像を、高速で印刷可能であるという特徴を有するインクジェット記録は、インク組成物の小滴を飛翔させ、紙等の記録媒体に付着させて印刷を行う印刷方法である。インクジェット記録装置で用いられるインクは、主に溶媒、色材、添加剤から構成される。かかるインクに対しては、紙上で滲みのない、高解像度、高濃度で均一な画像が得られること、紙上においてインクの速乾性が良いこと、画像の堅ろう性(耐擦過性)が良いこと、長期保存安定性が良いこと、などの要求特性がある。また、近年上市されてきたオフィス向けインクジェットプリンターにおいては、高画質であることだけでなく、高速印刷が可能であることが求められている。 Inkjet recording, which has the feature that high-resolution and high-quality images can be printed at high speed with an inexpensive device, is a printing method in which droplets of an ink composition are ejected and attached to a recording medium such as paper. Is the method. The ink used in the ink jet recording apparatus is mainly composed of a solvent, a color material, and an additive. For such inks, a uniform image with high resolution and high density without blurring on paper can be obtained, that the ink can be quickly dried on paper, and that the image has good fastness (abrasion resistance), There are required characteristics such as good long-term storage stability. In addition, office inkjet printers that have been launched in recent years are required not only to have high image quality but also to be capable of high-speed printing.
高解像度、高濃度で、滲みのない画像を得るためには、用紙内への浸透や用紙上での広がりを抑えたインクを用いる手法が有効である。しかし、一方で乾燥速度が遅いために高速印刷を行うインクジェットプリンターで使用した場合、印刷後、用紙がトレイ上で重なった際に、未乾燥のインクが重なった用紙にオフセットするトラブルが発生しやすい。また両面印刷を行う際に、未乾燥のインクが搬送ローラーなどのプリンター内部を汚染することがある。 In order to obtain a high-resolution, high-density, blur-free image, a technique using ink that suppresses penetration into the paper and spread on the paper is effective. However, on the other hand, when used with an inkjet printer that performs high-speed printing due to the slow drying speed, it is likely to cause a problem that offsets the paper with the undried ink when the paper overlaps on the tray after printing. . In addition, when performing double-sided printing, undried ink may contaminate the inside of the printer such as a transport roller.
高い画質と速乾性を両立させる手法として、インクの他に、主に画質の更なる向上を目的とした色材を含まない液体(以下、「反応液」と称す場合がある)を用いるいわゆる2液印字方式が挙げられる。 As a technique for achieving both high image quality and quick drying, so-called 2 using a liquid (hereinafter sometimes referred to as “reaction liquid”) that does not contain a colorant mainly for the purpose of further improving the image quality is used in addition to ink. A liquid printing method is mentioned.
このような2液印字方式で用いられる反応液には、一般的には、インク中の色材等の凝集を促進する成分が添加されている。 In general, a component that promotes aggregation of a coloring material in ink is added to the reaction liquid used in such a two-liquid printing system.
たとえば、アニオン性物質を含有したインクと陽イオンポリマーを含有した反応液との接触による凝集反応を用いた2液印字方法(特許文献1参照)、ポリアリルアミン/ポリビニルアミンからなるカチオン性水溶性樹脂を含む液体組成物(反応液)によりインクを凝集させる方法(特許文献2、特許文献3等参照)、多価金属塩及び/またはポリアリルアミンを含む処理液を作用させることで色材を凝集させる方法(特許文献4、特許文献5参照)等が挙げられる。 For example, a two-liquid printing method using an agglutination reaction by contact of an ink containing an anionic substance and a reaction liquid containing a cationic polymer (see Patent Document 1), a cationic water-soluble resin comprising polyallylamine / polyvinylamine A method of agglomerating ink with a liquid composition (reaction liquid) containing a liquid (see Patent Document 2, Patent Document 3, etc.), and a colorant is agglomerated by applying a treatment liquid containing a polyvalent metal salt and / or polyallylamine. Examples thereof include methods (see Patent Document 4 and Patent Document 5).
このような2液印字方式は、従来のインクのみを用いた印字方式と比べて一般的に、高解像度、高画像濃度で、滲みが少ない画像が得られる上に、印字後の乾燥が早いという特徴を有する。 Such a two-liquid printing method generally provides an image with high resolution, high image density and little bleeding, as compared to a printing method using only conventional ink, and is also quick to dry after printing. Has characteristics.
また、ジシアンジアミド樹脂を用いて、優れた画像品位を得る方法が提案されている。例えば、着色剤とアミジン系化合物からなるインク組成物を用いて、高品位な画像を得らる方法(特許文献6参照)、ジシアンジアミド樹脂反応液を用いて中間転写体を経て高品位な画像を得る方法(特許文献7参照)、等が挙げられる。
本発明者らは、カチオンポリマーを含有する反応液と顔料インクを用いる2液のインクジェット記録方法について検討を行った。 The present inventors have studied a two-liquid ink jet recording method using a reaction liquid containing a cationic polymer and a pigment ink.
しかしながら、従来の方法では、高い画像濃度と耐擦過性、さらに印字ヘッドの吐出口形成面の少なくとも吐出口周辺の領域が撥水性領域として形成されているヘッドにおいての優れたインクジェット吐出特性、という課題を同時に解決することはできないことがわかった。 However, in the conventional method, there are problems such as high image density and scratch resistance, and excellent ink jet discharge characteristics in a head in which at least the area around the discharge port on the discharge port forming surface of the print head is formed as a water-repellent region. It was found that they cannot be solved at the same time.
例えば、ポリエチレンイミン、ポリアリルアミンを用いた場合、高い画像濃度は出るものの、耐擦過性が得られない。 For example, when polyethyleneimine or polyallylamine is used, although high image density is obtained, scratch resistance cannot be obtained.
そこで、さらに様々なカチオンポリマーについて検討を行った結果、下記一般式(1)で表されるジシアンジアミド・ジエチレントリアミンポリマーを用いることにより、高い画像濃度と耐擦過性を発現できることを見出した。 Then, as a result of examining various cationic polymers, it was found that high image density and abrasion resistance can be expressed by using a dicyandiamide / diethylenetriamine polymer represented by the following general formula (1).
また、上記ポリマーを含有した反応液を用いた、2液のインクジェット記録方法を検討した場合には、印字ヘッドの吐出口形成面の少なくとも吐出口周辺の領域が撥水性領域として形成されているもので反応液を用い、印字耐久試験を行ったところ、吐出口周辺部に反応液溜まりが発生し、反応液の飛翔方向がずれる問題を認識するに至った。 In addition, when a two-liquid ink jet recording method using a reaction liquid containing the above polymer is studied, at least the area around the discharge port forming surface of the print head is formed as a water-repellent region. When a printing durability test was carried out using the reaction solution, the reaction solution pooled around the discharge port and the flight direction of the reaction solution shifted.
すなわち、本発明の目的は、様々な記録媒体において高い画像濃度と良好な印字品位を与えることができ、耐擦過性に優れ、且つ印字ヘッドの吐出口形成面の少なくとも吐出口周辺の領域が撥水性領域として形成されているヘッドにおいてインクジェット吐出特性が優れた反応液を用いたインクジェット記録方法を提供することにある。 That is, the object of the present invention is to provide high image density and good print quality on various recording media, excellent scratch resistance, and at least the area around the discharge port on the discharge port forming surface of the print head. An object of the present invention is to provide an ink jet recording method using a reaction liquid having excellent ink jet discharge characteristics in a head formed as an aqueous region.
上記の目的を達成することのできる本発明の一実施形態にかかるインクジェット記録方法は、記録媒体に、顔料インク組成物と、反応液とを付着させて印刷を行うインクジェット記録方法であって、前記反応液が、一般式(1)の化合物を0.3%以上10%以下含んでおり、且つ金属塩を1%以上15%以下含んでなる反応液であることを特徴とするインクジェット記録方法である。 An ink jet recording method according to an embodiment of the present invention that can achieve the above object is an ink jet recording method in which a pigment ink composition and a reaction liquid are attached to a recording medium and printing is performed. An ink jet recording method, wherein the reaction solution is a reaction solution containing 0.3% to 10% of the compound of the general formula (1) and 1% to 15% of a metal salt. is there.
また、本発明の効果がより顕著に発揮されるインクジェット記録方法は、前記反応液を印字させる印字ヘッドが、吐出口形成面の少なくとも吐出口周辺の領域が撥水性領域として形成されていることを特徴とする印字ヘッドを用いるインクジェット記録方法である。 Further, in the ink jet recording method in which the effects of the present invention are more remarkably exhibited, the print head for printing the reaction liquid is characterized in that at least a region around the discharge port is formed as a water-repellent region on the discharge port forming surface. This is an ink jet recording method using a print head.
また、更に本発明の効果がより顕著に発揮されるインクジェット記録方法は、前記金属塩が多価金属塩であることを特徴とするインクジェット記録方法である。さらには、上記顔料インクに含まれる顔料が、アニオン性物質により分散されている若しくは表面にアニオン性基を有するインクジェット記録方法である。 Furthermore, an ink jet recording method in which the effect of the present invention is more remarkably exhibited is an ink jet recording method characterized in that the metal salt is a polyvalent metal salt. Furthermore, there is an ink jet recording method in which the pigment contained in the pigment ink is dispersed by an anionic substance or has an anionic group on the surface.
また、本発明の一実施態様にかかるインクジェット記録方法は、上記記載の何れかの反応液を、上記記載のインクに先立って記録媒体に付与する工程を少なくとも含むインクジェット記録方法である。 An ink jet recording method according to an embodiment of the present invention is an ink jet recording method including at least a step of applying any of the reaction liquids described above to a recording medium prior to the ink described above.
また、本発明の別の一実施態様にかかるインクカートリッジは、上記何れかに記載のインクセットを収容していることを特徴とするインクカートリッジである。 An ink cartridge according to another embodiment of the present invention is an ink cartridge characterized by containing any of the ink sets described above.
また、本発明の別の一実施態様にかかる記録ユニットは、上記何れかに記載のインクセットを収容しているインク収容部と、上記インクセットを構成するインクを吐出させるためのインクジェットヘッドとを具備していることを特徴とする記録ユニットである。 Further, a recording unit according to another embodiment of the present invention includes an ink storage portion that stores any one of the ink sets described above, and an ink jet head that discharges ink that constitutes the ink set. The recording unit is provided with a recording unit.
また、本発明の別の一実施態様にかかるインクジェット記録装置は、上記何れかに記載のインクセットを収容しているインク収容部と、上記インクセットを構成するインクを吐出させるためのインクジェットヘッドとを具備していることを特徴とするインクジェット記録装置である。 An ink jet recording apparatus according to another embodiment of the present invention includes an ink containing portion that contains any one of the ink sets described above, and an ink jet head that discharges the ink constituting the ink set. An ink jet recording apparatus comprising:
本発明により、様々な記録媒体において高い画像濃度と良好な印字品位を与えることができ、且つ優れた耐擦過性を実現することが可能となる。 According to the present invention, high image density and good print quality can be provided on various recording media, and excellent scratch resistance can be realized.
又、印字ヘッドの吐出口形成面の少なくとも吐出口周辺の領域が撥水性領域として形成されているヘッドにおいてインクジェット吐出特性が優れた反応液を提供することが可能となる。 In addition, it is possible to provide a reaction liquid having excellent inkjet discharge characteristics in a head in which at least the area around the discharge port on the discharge port forming surface of the print head is formed as a water-repellent region.
次に、本発明の詳細を実施例の記述に従って説明する。 Next, details of the present invention will be described in accordance with the description of the embodiments.
上記構成において、高い画像濃度と良好な印字品位を与えることができ、且つ優れた耐擦過性が発現した理由は詳細にはわかっていないが、以下の様に推測する。 In the above configuration, the reason why high image density and good print quality can be provided and excellent scratch resistance is not known in detail, but is presumed as follows.
反応液と顔料インク組成物とが接触すると、反応液中の一般式(1)で表されるジシアンジアミド・ジエチレントリアミンポリマーが顔料インク組成物中の顔料分散体、その他の成分の溶解および/または分散状態を破壊し、それを凝集させると考えられる。これらの凝集物が色材である顔料の記録媒体への浸透を抑制すると考えられる。その結果、高い画像濃度と良好な印字品位を実現するものと考えられる。また、カラー画像においては、異なる色の境界領域での不均一な色混じり、すなわちカラーブリードを有効に防止できるとの利点も有する。 When the reaction liquid and the pigment ink composition come into contact, the dicyandiamide diethylenetriamine polymer represented by the general formula (1) in the reaction liquid is dissolved and / or dispersed in the pigment dispersion and other components in the pigment ink composition. Is considered to break down and agglomerate it. These aggregates are considered to suppress the penetration of the pigment, which is a coloring material, into the recording medium. As a result, it is considered that high image density and good print quality are realized. In addition, a color image has an advantage that non-uniform color mixing, that is, color bleeding, can be effectively prevented in a boundary area of different colors.
さらに、ジシアンジアミド・ジエチレントリアミンポリマーは、反応液中では安定的に溶解しているが、この反応液を顔料インク組成物とともに記録媒体上に付着させると、ジシアンジアミド・ジエチレントリアミンポリマーは顔料インク組成物に含まれる顔料分散体と静電的な相互作用を生じ、一方でこのポリマーは記録媒体とも相互作用を生じ、記録媒体上に安定的に固定され得る。記録媒体へのポリマーの固定化に伴い、顔料もポリマーと共に記録媒体に固定され、優れた耐擦過性が発現されると考えられる。また、顔料が記録媒体に良好に固定される結果、にじみおよびカラーブリードの少ない画像が実現できると考えられる。 Further, the dicyandiamide / diethylenetriamine polymer is stably dissolved in the reaction liquid, but when this reaction liquid is deposited on the recording medium together with the pigment ink composition, the dicyandiamide / diethylenetriamine polymer is included in the pigment ink composition. The polymer interacts electrostatically with the pigment dispersion, while the polymer also interacts with the recording medium and can be stably immobilized on the recording medium. As the polymer is fixed to the recording medium, the pigment is also fixed to the recording medium together with the polymer, and it is considered that excellent scratch resistance is expressed. Further, it is considered that an image with less bleeding and color bleeding can be realized as a result of the pigment being fixed to the recording medium satisfactorily.
又、更に印字ヘッドの吐出口形成面の少なくとも吐出口周辺の領域が撥水性領域として形成されているヘッドにおいてインクジェット吐出特性が優れている理由としては以下のように推測している。 Further, the reason why the ink jet discharge characteristics are excellent in a head in which at least the area around the discharge port on the discharge port forming surface of the print head is formed as a water-repellent region is presumed as follows.
反応液中でジシアンジアミド・ジエチレントリアミンポリマーは、同じく反応液中に含有される金属塩によって、シュリンク(弱く凝集しているような状態)していると考えられる。このことは、金属塩を添加することにより、反応液の粘度が低下することからも予想される。このような状態をとっていれば、金属塩を添加していない状態に比べて、ポリマーが縮こまっている為に、反応液が吐出口形成面に接触した場合において、接触機会も少なく、また、ポリマーが吐出口形成面に濡れ広がっていく能力も抑えることが出来ると考えられる。 It is considered that the dicyandiamide / diethylenetriamine polymer in the reaction solution is shrunk (a state in which it is weakly aggregated) by the metal salt contained in the reaction solution. This is also expected from the fact that the viscosity of the reaction solution is reduced by adding a metal salt. If such a state is taken, since the polymer is contracted compared to the state where no metal salt is added, when the reaction liquid contacts the discharge port forming surface, there are few contact opportunities, It is considered that the ability of the polymer to wet and spread on the discharge port forming surface can be suppressed.
次に好ましい実施の形態を挙げて本発明を更に詳細に説明する。 Next, the present invention will be described in more detail with reference to preferred embodiments.
(反応液)
本発明において用いられる反応液は、基本的にインク組成物と接触したとき凝集物を生じさせる一般式(1)で表されるジシアンジアミド・ジエチレントリアミンポリマーと金属塩を含んでなる。
(Reaction solution)
The reaction liquid used in the present invention basically comprises a dicyandiamide-diethylenetriamine polymer represented by the general formula (1) that generates an aggregate when it comes into contact with the ink composition, and a metal salt.
本発明の好ましい形態によれば、ジシアンジアミド・ジエチレントリアミンポリマーの重量平均分子量は10,000〜1,000,000程度の範囲である事が好ましい。本発明の好ましい形態によれば、上記のポリマーは反応液全量に対して0.3〜10重量%の範囲であるのが好ましい。上記ポリマーの含有量が0.3重量%以下であると、本発明の効果である耐擦過性が発現しない。又、10重量%以上であると反応液の粘度が上がってしまい、インクジェット適性を保てなくなる。更に、本発明では、印字物の耐擦過能等を考慮して、反応液中に上記ポリマーとは異なる樹脂を添加しても構わない。 According to a preferred embodiment of the present invention, the weight average molecular weight of the dicyandiamide diethylenetriamine polymer is preferably in the range of about 10,000 to 1,000,000. According to the preferable form of this invention, it is preferable that said polymer is the range of 0.3 to 10 weight% with respect to the reaction liquid whole quantity. When the content of the polymer is 0.3% by weight or less, the scratch resistance that is the effect of the present invention is not exhibited. On the other hand, if the content is 10% by weight or more, the viscosity of the reaction solution increases, and ink jet suitability cannot be maintained. Furthermore, in the present invention, a resin different from the above polymer may be added to the reaction liquid in consideration of the scratch resistance of the printed matter.
上記反応液に用いることができる金属塩とは、一価の金属イオン及び二価以上の多価金属イオンとこれら多価金属イオンに結合する陰イオンとから構成され、水に可溶なものである。多価金属イオンの具体例としては、例えば、Ca2+、Cu2+、Ni2+、Mg2+、Zn2+、及びBa2+等の二価の金属イオンや、Al3+、Fe3+、Cr3+、及びY3+等の三価の金属イオンが挙げられるがこれに限定されるものではない。又、反応液中の上記塩の含有量は、本発明にかかる効果を考慮すると、1〜15質量%が好ましい。又、反応液は、必ずしも可視域に吸収を示さないものである必要はない。可視域に吸収を示すとしても実質上画像に影響を与えない範囲であれば可視域に吸収を示すものであってもかまわない。 The metal salt that can be used in the reaction solution is composed of monovalent metal ions, divalent or higher polyvalent metal ions, and anions that bind to these polyvalent metal ions, and is soluble in water. is there. Specific examples of the polyvalent metal ions include divalent metal ions such as Ca2 +, Cu2 +, Ni2 +, Mg2 +, Zn2 +, and Ba2 +, and trivalent metal ions such as Al3 +, Fe3 +, Cr3 +, and Y3 +. However, it is not limited to this. In addition, the content of the salt in the reaction solution is preferably 1 to 15% by mass in view of the effect of the present invention. Further, the reaction solution does not necessarily have to show no absorption in the visible range. Even if absorption is shown in the visible range, absorption in the visible range may be used as long as it does not substantially affect the image.
(水性媒体)
本発明に係る反応液に用いられる水性媒体の例としては、例えば、水、或いは水と水溶性有機溶剤との混合溶媒が挙げられる。水溶性有機溶媒としては、反応液の乾燥防止効果を有するものが特に好ましい。具体的には、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコール、sec−ブチルアルコール、tert−ブチルアルコール等の炭素数1〜4のアルキルアルコール類;ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド類;アセトン、ジアセトンアルコール等のケトン又はケトアルコール類;テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類;ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリアルキレングリコール類;エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2,6−ヘキサントリオール、チオジグリコール、ヘキシレングリコール、ジエチレングリコール等のアルキレン基が2〜6個の炭素原子を含むアルキレングリコール類;ポリエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート等の低級アルキルエーテルアセテート;グリセリン;エチレングリコールモノメチル(又はエチル)エーテル、ジエチレングリコールメチル(又はエチル)エーテル、トリエチレングリコールモノメチル(又はエチル)エーテル等の多価アルコールの低級アルキルエーテル類;トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン等の多価アルコール;N−メチル−2−ピロリドン、2−ピロリドン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン等が挙げられる。上記の如き水溶性有機溶剤は、単独でも或いは混合物としても使用することができる。又、水としては脱イオン水を使用することが望ましい。
(Aqueous medium)
Examples of the aqueous medium used in the reaction liquid according to the present invention include water or a mixed solvent of water and a water-soluble organic solvent. As the water-soluble organic solvent, those having an effect of preventing the reaction solution from drying are particularly preferable. Specifically, for example, alkyl alcohols having 1 to 4 carbon atoms such as methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol, sec-butyl alcohol, tert-butyl alcohol; dimethylformamide, Amides such as dimethylacetamide; Ketones or ketoalcohols such as acetone and diacetone alcohol; Ethers such as tetrahydrofuran and dioxane; Polyalkylene glycols such as polyethylene glycol and polypropylene glycol; Ethylene glycol, propylene glycol, butylene glycol, tri 2 to 6 alkylene groups such as ethylene glycol, 1,2,6-hexanetriol, thiodiglycol, hexylene glycol, diethylene glycol Alkylene glycols containing carbon atoms; lower alkyl ether acetates such as polyethylene glycol monomethyl ether acetate; glycerin; ethylene glycol monomethyl (or ethyl) ether, diethylene glycol methyl (or ethyl) ether, triethylene glycol monomethyl (or ethyl) ether, etc. Lower alkyl ethers of polyhydric alcohols; polyhydric alcohols such as trimethylolpropane and trimethylolethane; N-methyl-2-pyrrolidone, 2-pyrrolidone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone and the like. The above water-soluble organic solvents can be used alone or as a mixture. It is desirable to use deionized water as the water.
本発明に関わる反応液中に含有される水溶性有機溶剤の含有量は特に限定されないが、反応液全質量に対して、好ましくは3〜50質量%の範囲が好適である。又、反応液に含有される水の含有量は反応液全質量に対して好ましくは50〜95質量%の範囲である。更に上記の成分のほかに必要に応じて所望の物性値を持つ反応液とするために、界面活性剤、消泡剤、防腐剤、防黴剤等を添加することができる。 Although content of the water-soluble organic solvent contained in the reaction liquid concerning this invention is not specifically limited, Preferably the range of 3-50 mass% is suitable with respect to the reaction liquid total mass. The content of water contained in the reaction solution is preferably in the range of 50 to 95% by mass with respect to the total mass of the reaction solution. In addition to the above components, surfactants, antifoaming agents, antiseptics, antifungal agents, and the like can be added to obtain a reaction solution having desired physical properties as required.
(顔料インク)
上記した反応液は、顔料がイオン性基によって、さらにはアニオン性基によって、水性媒体に分散又は溶解させられている顔料インク組成物と組み合わせて記録に用いることで、高品質の画像が形成される等の好ましい効果を得られる。以下これらの顔料について詳述する。
(Pigment ink)
The reaction solution described above is used for recording in combination with a pigment ink composition in which a pigment is dispersed or dissolved in an aqueous medium by an ionic group, or further by an anionic group, so that a high-quality image is formed. A favorable effect such as Hereinafter, these pigments will be described in detail.
(顔料)
用い得る顔料としては、例えば、カーボンブラックや有機顔料等が挙げられる。
(Pigment)
Examples of the pigment that can be used include carbon black and organic pigments.
(カーボンブラック)
カーボンブラックとしては、例えば、ファーネスブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック等のカーボンブラック顔料で、例えば、レイヴァン(Raven(RAVENは登録商標))7000、レイヴァン5750、レイヴァン5250、レイヴァン5000、レイヴァン3500、レイヴァン2000、レイヴァン1500、レイヴァン1250、レイヴァン1200、レイヴァン1190ULTRA−II、レイヴァン1170、レイヴァン1255(以上コロンビア社製)、ブラックパールズ(Black Pearls(BLACK PEARLSは登録商標))L、リーガル(Regal(REGALは登録商標))400R、リーガル330R、リーガル660R、モウグル(Mogul(MOGULは登録商標))L、モナク(Monarch)700、モナク800、モナク880、モナク900、モナク1000、モナク1100、モナク1300、モナク1400、ヴァルカン(Valcan(VULCANは登録商標))XC−72R(以上キャボット社製)、カラーブラック(Color Black)FW1、カラーブラックFW2、カラーブラックFW2V、カラーブラックFW18、カラーブラックFW200、カラーブラックS150、カラーブラックS160、カラーブラックS170、プリンテックス(Printex(PRINTEX\プリンテックスは登録商標))35、プリンテックスU、プリンテックスV、プリンテックス140U、プリンテックス140V、スペシャルブラック(Special Black)6、スペシャルブラック5、スペシャルブラック4A、スペシャルブラック4(以上デグッサ社製)、No.25、No.33、No.40、No.47、No.52、No.900、No.2300、MCF−88、MA600、MA7、MA8、MA100(以上三菱化学社製)等を使用することができるが、これらに限定されるものではなく、従来公知のカーボンブラックを使用することが可能である。また、マグネタイト、フェライト等の磁性体微粒子やチタンブラック等を黒色顔料として用いてもよい。
(Carbon black)
Examples of the carbon black include carbon black pigments such as furnace black, lamp black, acetylene black, and channel black. For example, Raven (Raven (RAVEN is a registered trademark)) 7000, Rayvan 5750, Rayvan 5250, Rayvan 5000, Rayvan 3500. , Ray-Van 2000, Ray-Van 1500, Ray-Van 1250, Ray-Van 1200, Ray-Van 1190 ULTRA-II, Ray-Van 1170, Ray-Van 1255 (manufactured by Columbia), Black Pearls (BLACK PEARLS is a registered trademark) L, Legal (REGAL Is a registered trademark)) 400R, Legal 330R, Legal 660R, Mogulu (MOGU Are registered trademarks)), L, Monarch 700, Monak 800, Monak 880, Monak 900, Monak 1000, Monak 1100, Monak 1300, Monak 1400, Vulcan (Valcan (VULCAN is a registered trademark)) XC-72R (above Cabot) Color Black FW1, Color Black FW2, Color Black FW2V, Color Black FW18, Color Black FW200, Color Black S150, Color Black S160, Color Black S170, Printex (Printex / Printex is Registered trademark)) 35, Printex U, Printex V, Printex 140U, Printex 140V, Special Black k) 6, Special Black 5, manufactured by Special Black 4A, Special Black 4 (more than Degussa), No. 25, no. 33, no. 40, no. 47, no. 52, no. 900, no. 2300, MCF-88, MA600, MA7, MA8, MA100 (manufactured by Mitsubishi Chemical Co., Ltd.) can be used, but is not limited thereto, and conventionally known carbon black can be used. is there. Further, magnetic fine particles such as magnetite and ferrite, titanium black and the like may be used as the black pigment.
(有機顔料)
有機顔料として具体的には、トルイジンレッド、トルイジンマルーン、ハンザエロー、ベンジジンエロー、ピラゾロンレッド等の不溶性アゾ顔料、リトールレッド、ヘリオボルドー、ピグメントスカーレット、パーマネントレッド2B等の溶性アゾ顔料、アリザリン、インダントロン、チオインジゴマルーン等の建染染料からの誘導体、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン等のフタロシアニン系顔料、キナクリドンレッド、キナクリドンマゼンタ等のキナクリドン系顔料、ペリレンレッド、ペリレンスカーレット等のペリレン系顔料、イソインドリノンエロー、イソインドリノンオレンジ等のイソインドリノン系顔料、ベンズイミダゾロンエロー、ベンズイミダゾロンオレンジ、ベンズイミダゾロンレッド等のイミダゾロン系顔料、ピランスロンレッド、ピランスロンオレンジ等のピランスロン系顔料、チオインジゴ系顔料、縮合アゾ系顔料、チオインジゴ系顔料、フラバンスロンエロー、アシルアミドエロー、キノフタロンエロー、ニッケルアゾエロー、銅アゾメチンエロー、ペリノンオレンジ、アンスロンオレンジ、ジアンスラキノニルレッド、ジオキサジンバイオレット等のその他の顔料が例示できる。
(Organic pigment)
Specific examples of organic pigments include insoluble azo pigments such as Toluidine Red, Toluidine Maroon, Hansa Yellow, Benzidine Yellow, and Pyrazolone Red, soluble azo pigments such as Ritol Red, Helio Bordeaux, Pigment Scarlet, and Permanent Red 2B, Alizarin, Indantron , Derivatives from vat dyes such as thioindigo maroon, phthalocyanine pigments such as phthalocyanine blue and phthalocyanine green, quinacridone pigments such as quinacridone red and quinacridone magenta, perylene pigments such as perylene red and perylene scarlet, isoindolinone yellow Isoindolinone pigments such as isoindolinone orange, imidazolone face such as benzimidazolone yellow, benzimidazolone orange, and benzimidazolone red Pyranthrone pigments such as pyranthrone red, pyranthrone orange, thioindigo pigments, condensed azo pigments, thioindigo pigments, flavanthrone yellow, acylamide yellow, quinophthalone yellow, nickel azo yellow, copper azomethine yellow, perinone orange, Other pigments such as anthrone orange, dianthraquinonyl red, dioxazine violet can be exemplified.
また、有機顔料をカラーインデックス(C.I.)ナンバーにて示すと、C.I.ピグメントエロー12、13、14、17、20、24、74、83、86、93、109、110、117、120、125、128、137、138、147、148、151、153、154、166、168、C.I.ピグメントオレンジ16、36、43、51、55、59、61、C.I.ピグメントレッド9、48、49、52、53、57、97、122、123、149、168、175、176、177、180、192、215、216、217、220、223、224、226、227、228、238、240、C.I.ピグメントバイオレット19、23、29、30、37、40、50、C.I.ピグメントブルー15、15:3、15:1、15:4、15:6、22、60、64、C.I.ピグメントグリーン7、36、C.I.ピグメントブラウン23、25、26等が例示できる。勿論、上記以外でも従来公知の有機顔料が使用可能である。 Further, when the organic pigment is represented by a color index (CI) number, C.I. I. Pigment Yellow 12, 13, 14, 17, 20, 24, 74, 83, 86, 93, 109, 110, 117, 120, 125, 128, 137, 138, 147, 148, 151, 153, 154, 166, 168, C.I. I. Pigment orange 16, 36, 43, 51, 55, 59, 61, C.I. I. Pigment Red 9, 48, 49, 52, 53, 57, 97, 122, 123, 149, 168, 175, 176, 177, 180, 192, 215, 216, 217, 220, 223, 224, 226, 227, 228, 238, 240, C.I. I. Pigment violet 19, 23, 29, 30, 37, 40, 50, C.I. I. Pigment blue 15, 15: 3, 15: 1, 15: 4, 15: 6, 22, 60, 64, C.I. I. Pigment green 7, 36, C.I. I. Examples thereof include CI Pigment Brown 23, 25, 26, and the like. Of course, conventionally known organic pigments can be used in addition to the above.
(分散剤)
上記したカーボンブラックや有機顔料を用いる場合には分散剤を併用することが好ましい。分散剤としては、アニオン性基の作用によって上記の顔料を水性媒体に安定に分散させることのできるものが好適に用いられる。分散剤の具体例は、例えば、スチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−アクリル酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−メタクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−マレイン酸ハーフエステル共重合体、ビニルナフタレン−アクリル酸共重合体、ビニルナフタレン−マレイン酸共重合体、スチレン−無水マレイン酸−マレイン酸ハーフエステル共重合体或いはこれらの塩等が含まれる。また、これらの分散剤は、重量平均分子量が1,000〜30,000の範囲のものが好ましく、特には3,000〜15,000の範囲のものが好ましい。
(Dispersant)
When using the above-described carbon black or organic pigment, it is preferable to use a dispersant in combination. As the dispersant, those capable of stably dispersing the above pigment in an aqueous medium by the action of an anionic group are suitably used. Specific examples of the dispersant include, for example, a styrene-acrylic acid copolymer, a styrene-acrylic acid-alkyl acrylate copolymer, a styrene-maleic acid copolymer, and a styrene-maleic acid-alkyl acrylate copolymer. Styrene-methacrylic acid copolymer, styrene-methacrylic acid-acrylic acid alkyl ester copolymer, styrene-maleic acid half ester copolymer, vinyl naphthalene-acrylic acid copolymer, vinyl naphthalene-maleic acid copolymer, A styrene-maleic anhydride-maleic acid half ester copolymer or a salt thereof is included. These dispersants preferably have a weight average molecular weight in the range of 1,000 to 30,000, and particularly preferably in the range of 3,000 to 15,000.
(自己分散型顔料)
色材として、顔料表面にイオン性基(アニオン性基)を結合させることによって、分散剤なしで水性媒体に分散させることのできる顔料、所謂自己分散型顔料を用いることもでき、このような顔料の一例として、例えば、自己分散型カーボンブラックを挙げることができる。自己分散型カーボンブラックとしては、例えば、アニオン性基がカーボンブラック表面に結合したものを挙げることができる。
(Self-dispersing pigment)
As the coloring material, a pigment that can be dispersed in an aqueous medium without a dispersant by bonding an ionic group (anionic group) to the pigment surface, a so-called self-dispersing pigment can also be used. For example, self-dispersing carbon black can be mentioned. Examples of the self-dispersing carbon black include those in which an anionic group is bonded to the surface of the carbon black.
(アニオン性カーボンブラック)
アニオン性カーボンブラックとしては、カーボンブラックの表面に、例えば、−COO(M2)、−SO3(M2)、−PO3H(M2)、−PO3(M2)2から選ばれる少なくとも1つのアニオン性基を結合させたものが挙げられる。上記式中、M2は水素原子、アルカリ金属、アンモニウム又は有機アンモニウムを表わす。
(Anionic carbon black)
As the anionic carbon black, for example, at least one anionic group selected from —COO (M2), —SO3 (M2), —PO3H (M2), and —PO3 (M2) 2 is bonded to the surface of the carbon black. Can be mentioned. In the above formula, M2 represents a hydrogen atom, an alkali metal, ammonium or organic ammonium.
これらの中で特に−COO(M2)や−SO3(M2)をカーボンブラック表面に結合してアニオン性に帯電せしめたカーボンブラックは、インク中の分散性が良好なため本発明に特に好適に用い得るものである。ところで上記親水性基中「M2」として表したもののうち、アルカリ金属の具体例としては、例えば、Li、Na、K、Rb及びCs等が挙げられ、また、有機アンモニウムの具体例としては、例えば、メチルアンモニウム、ジメチルアンモニウム、トリメチルアンモニウム、エチルアンモニウム、ジエチルアンモニウム、トリエチルアンモニウム、メタノールアンモニウム、ジメタノールアンモニウム、トリメタノールアンモニウム等が挙げられる。 Among these, carbon black obtained by bonding —COO (M2) or —SO3 (M2) to the surface of carbon black to be anionic is particularly suitable for use in the present invention because of its excellent dispersibility in ink. To get. By the way, among those expressed as “M2” in the hydrophilic group, specific examples of the alkali metal include, for example, Li, Na, K, Rb and Cs, and specific examples of the organic ammonium include, for example, Methyl ammonium, dimethyl ammonium, trimethyl ammonium, ethyl ammonium, diethyl ammonium, triethyl ammonium, methanol ammonium, dimethanol ammonium, trimethanol ammonium and the like.
そしてM2をアンモニウム或いは有機アンモニウムとした自己分散型カーボンブラックを含む本発明のインクは、記録画像の耐水性をより向上させることができ、この点において特に好適に用いることができる。これは当該インクが記録媒体上に付与されると、アンモニウムが分解し、アンモニアが蒸発する影響によるものと考えられる。ここでM2をアンモニウムとした自己分散型カーボンブラックは、例えば、M2がアルカリ金属である自己分散型カーボンブラックをイオン交換法を用いてM2をアンモニウムに置換する方法や、酸を加えてH型とした後に水酸化アンモニウムを添加してM2をアンモニウムにする方法等が挙げられる。 The ink of the present invention containing self-dispersing carbon black in which M2 is ammonium or organic ammonium can further improve the water resistance of a recorded image, and can be particularly preferably used in this respect. This is considered to be due to the fact that when the ink is applied onto the recording medium, ammonium is decomposed and ammonia is evaporated. Here, the self-dispersing carbon black in which M2 is ammonium includes, for example, a method of substituting M2 with ammonium using an ion exchange method for self-dispersing carbon black in which M2 is an alkali metal, Then, ammonium hydroxide is added to make M2 ammonium.
アニオン性に帯電している自己分散型カーボンブラックの製造方法としては、例えば、カーボンブラックを次亜塩素酸ソーダで酸化処理する方法が挙げられ、この方法によってカーボンブラック表面に−COONa基を化学結合させることができる。 An example of a method for producing an anionically charged self-dispersing carbon black is a method of oxidizing carbon black with sodium hypochlorite. By this method, a -COONa group is chemically bonded to the carbon black surface. Can be made.
ところで上記したような種々の親水性基は、カーボンブラックの表面に直接結合させてもよい。或いは他の原子団をカーボンブラック表面と該親水性基との間に介在させ、該親水性基をカーボンブラック表面に間接的に結合させてもよい。ここで他の原子団の具体例としては、例えば、炭素原子数1〜12の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキレン基、置換若しくは未置換のフェニレン基、置換若しくは未置換のナフチレン基が挙げられる。ここでフェニレン基及びナフチレン基の置換基としては、例えば、炭素数1〜6の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基が挙げられる。また、他の原子団と親水性基の組合わせの具体例としては、例えば、−C2H4COO(M2)、−Ph−SO3(M2)、−Ph−COO(M2)等(但し、Phはフェニル基を表す)が挙げられる。 By the way, various hydrophilic groups as described above may be directly bonded to the surface of carbon black. Alternatively, another atomic group may be interposed between the carbon black surface and the hydrophilic group, and the hydrophilic group may be indirectly bonded to the carbon black surface. Here, specific examples of the other atomic group include, for example, a linear or branched alkylene group having 1 to 12 carbon atoms, a substituted or unsubstituted phenylene group, and a substituted or unsubstituted naphthylene group. . Here, as a substituent of a phenylene group and a naphthylene group, a C1-C6 linear or branched alkyl group is mentioned, for example. Specific examples of combinations of other atomic groups and hydrophilic groups include, for example, -C2H4COO (M2), -Ph-SO3 (M2), -Ph-COO (M2), etc. (where Ph is a phenyl group) For example).
ところで、本発明において上記した自己分散型カーボンブラックの中から2種若しくはそれ以上を適宜選択したインクの色材に用いてもよい。また、インク中の自己分散型カーボンブラックの添加量としてはインク全質量に対して、0.1〜15質量%、特には1〜10質量%の範囲とすることが好ましい。この範囲とすることで自己分散型カーボンブラックはインク中で十分な分散状態を維持することができる。更にインクの色調の調整等を目的として、自己分散型カーボンブラックに加えて染料を色材として添加してもよい。 By the way, in the present invention, two or more kinds of self-dispersing carbon blacks described above may be used as the ink coloring material appropriately selected. Further, the addition amount of the self-dispersing carbon black in the ink is preferably in the range of 0.1 to 15% by mass, particularly 1 to 10% by mass with respect to the total mass of the ink. By setting this range, the self-dispersing carbon black can maintain a sufficiently dispersed state in the ink. Further, for the purpose of adjusting the color tone of the ink, a dye may be added as a coloring material in addition to the self-dispersing carbon black.
(着色微粒子/マイクロカプセル化顔料)
色材として上記したものの他に、ポリマー等でマイクロカプセル化した顔料や樹脂粒子の周囲を色材で被覆した着色微粒子等も用いることができる。マイクロカプセルに関しては、本来的に水性媒体に対する分散性を有するが、分散安定性を高めるために上記したような分散剤を更にインク中に共存させてもよい。また、着色微粒子を色材として用いる場合には、上記したアニオン性分散剤等を用いることが好ましい。
(Colored fine particles / microencapsulated pigment)
In addition to the color materials described above, pigments microencapsulated with a polymer or the like, or colored fine particles in which resin particles are coated with a color material can be used. The microcapsule inherently has dispersibility in an aqueous medium, but a dispersant as described above may be further coexisted in the ink in order to improve dispersion stability. In addition, when the colored fine particles are used as a coloring material, it is preferable to use the anionic dispersant described above.
(水性媒体)
上記したような顔料を分散させる水性媒体は、特に限定されるものでなく、反応液に用いる水性媒体として前記したものと同様のものを用いることができる。また、該カラーインクをインクジェット法(例えば、バブルジェット(登録商標)法等)で記録媒体に付着せしめる場合には、前述したように優れたインクジェット吐出特性を有するようにインク所望の粘度、表面張力を有するように調製することが好ましい。
(Aqueous medium)
The aqueous medium in which the pigment as described above is dispersed is not particularly limited, and the same aqueous medium as described above can be used as the aqueous medium used in the reaction liquid. Further, when the color ink is attached to a recording medium by an ink jet method (for example, bubble jet (registered trademark) method), the ink has a desired viscosity and surface tension so as to have excellent ink jet discharge characteristics as described above. It is preferable to prepare so that it has.
本発明に係る顔料インク組成物に用いられる水性媒体の例としては、例えば、水、或いは水と水溶性有機溶剤との混合溶媒が挙げられる。水溶性有機溶媒としては、反応液の乾燥防止効果を有するものが特に好ましい。具体的には、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコール、sec−ブチルアルコール、tert−ブチルアルコール等の炭素数1〜4のアルキルアルコール類;ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド類;アセトン、ジアセトンアルコール等のケトン又はケトアルコール類;テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類;ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリアルキレングリコール類;エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2,6−ヘキサントリオール、チオジグリコール、ヘキシレングリコール、ジエチレングリコール等のアルキレン基が2〜6個の炭素原子を含むアルキレングリコール類;ポリエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート等の低級アルキルエーテルアセテート;グリセリン;エチレングリコールモノメチル(又はエチル)エーテル、ジエチレングリコールメチル(又はエチル)エーテル、トリエチレングリコールモノメチル(又はエチル)エーテル等の多価アルコールの低級アルキルエーテル類;トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン等の多価アルコール;N−メチル−2−ピロリドン、2−ピロリドン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン等が挙げられる。上記の如き水溶性有機溶剤は、単独でも或いは混合物としても使用することができる。また、水としては脱イオン水を使用することが望ましい。 Examples of the aqueous medium used in the pigment ink composition according to the present invention include water or a mixed solvent of water and a water-soluble organic solvent. As the water-soluble organic solvent, those having an effect of preventing the reaction solution from drying are particularly preferable. Specifically, for example, alkyl alcohols having 1 to 4 carbon atoms such as methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol, sec-butyl alcohol, tert-butyl alcohol; dimethylformamide, Amides such as dimethylacetamide; Ketones or ketoalcohols such as acetone and diacetone alcohol; Ethers such as tetrahydrofuran and dioxane; Polyalkylene glycols such as polyethylene glycol and polypropylene glycol; Ethylene glycol, propylene glycol, butylene glycol, tri 2 to 6 alkylene groups such as ethylene glycol, 1,2,6-hexanetriol, thiodiglycol, hexylene glycol, diethylene glycol Alkylene glycols containing carbon atoms; lower alkyl ether acetates such as polyethylene glycol monomethyl ether acetate; glycerin; ethylene glycol monomethyl (or ethyl) ether, diethylene glycol methyl (or ethyl) ether, triethylene glycol monomethyl (or ethyl) ether, etc. Lower alkyl ethers of polyhydric alcohols; polyhydric alcohols such as trimethylolpropane and trimethylolethane; N-methyl-2-pyrrolidone, 2-pyrrolidone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone and the like. The above water-soluble organic solvents can be used alone or as a mixture. Moreover, it is desirable to use deionized water as water.
本発明に関わるインク組成物中に含有される水溶性有機溶剤の含有量は特に限定されないが、インク組成物全質量に対して、好ましくは3〜50質量%の範囲が好適である。また、インク組成物に含有される水の含有量は反応液全質量に対して好ましくは50〜95質量%の範囲である。更に上記の成分の他に必要に応じて保湿剤を添加することは勿論、所望の物性値を持つインクとするために、界面活性剤、消泡剤、防腐剤、防黴剤等を添加しても構わない。 The content of the water-soluble organic solvent contained in the ink composition according to the present invention is not particularly limited, but is preferably in the range of 3 to 50% by mass with respect to the total mass of the ink composition. Further, the content of water contained in the ink composition is preferably in the range of 50 to 95% by mass with respect to the total mass of the reaction solution. In addition to the above components, a moisturizing agent may be added as necessary, and a surfactant, an antifoaming agent, an antiseptic, an antifungal agent, etc. may be added to obtain an ink having a desired physical property value. It doesn't matter.
(インクセット)
前記反応液と組み合わせてインクセットを構成するインクの色調は特に限定されず、例えば、イエロー、マゼンタ、シアン、レッド、グリーン、ブルー及びブラックから選ばれる少なくとも1つの色調を示すインクとすればよい。具体的には、所望の色調のインクとなるように前記した色材のなかから適宜選択して用いることができる。
(Ink set)
The color tone of the ink that constitutes the ink set in combination with the reaction liquid is not particularly limited. For example, the ink may have at least one color tone selected from yellow, magenta, cyan, red, green, blue, and black. Specifically, it can be used by appropriately selecting from the above-described color materials so as to obtain ink having a desired color tone.
又、反応液と組み合わせるインクは、1種類に限定されるものでなく、異なる色調のインクを2つ以上組み合わせて多色画像の形成に適したインクセットとすることがより好ましい。この場合2つ以上のインクのうち、少なくとも1つのインクが反応液と反応すればよい。 Further, the ink to be combined with the reaction liquid is not limited to one type, and it is more preferable to combine two or more inks having different color tones to make an ink set suitable for forming a multicolor image. In this case, at least one of the two or more inks may react with the reaction liquid.
水性媒体中に色材がイオン性基の作用によって分散させられているインクであれば、他のインクが染料を色材として含むインクとしてもよく、勿論、全てのインクを水性媒体に色材がイオン性基の作用によって分散させられているインクとしてもよい。このようなインクセットによれば、多色画像をインクジェット装置で形成する場合に問題とされる、異なる色調のインクが記録媒体上で隣接して付与されたときのブリーディングを抑えることができる。 As long as the color material is dispersed in the aqueous medium by the action of ionic groups, the other ink may be an ink containing a dye as a color material. The ink may be dispersed by the action of ionic groups. According to such an ink set, it is possible to suppress bleeding when inks of different color tones are applied adjacently on a recording medium, which is a problem when a multicolor image is formed by an ink jet apparatus.
より具体的には、インクジェット多色画像において問題とされるブリーディングは、黒色インクと他のカラーインク(例えば、イエローインク、マゼンタインク、シアンインク、レッドインク、グリーンインク及びブルーインクから選ばれる少なくとも1つのインク)との間が特に顕著になり易いため、本発明においても反応液と相互作用するように水性媒体にイオン性基の作用によって色材を分散させた構成とするインクとしては、黒色インクを組み合わせることが好ましい。そして他のカラーインクについては、染料を水性媒体に溶解したインクとしてもよく、勿論、黒色インクと同様に色材をイオン性基の作用によって水性媒体に分散させたインクとしてもよい。 More specifically, bleeding that is a problem in an inkjet multicolor image is at least one selected from black ink and other color inks (for example, yellow ink, magenta ink, cyan ink, red ink, green ink, and blue ink). In particular, in the present invention, black ink is used as an ink in which a color material is dispersed in an aqueous medium by the action of an ionic group so as to interact with the reaction liquid. Are preferably combined. Other color inks may be inks in which a dye is dissolved in an aqueous medium, or of course, inks in which a color material is dispersed in an aqueous medium by the action of ionic groups, as in black inks.
(記録装置)
本発明は、インクジェット吐出方式のヘッドにもちいられ、また、そのインクが収納されているインク収納容器としても、あるいは、その充填用のインキとしても有効である。特に、本発明は、インクジェット記録方式の中でもバブルジェット(登録商標)方式の記録ヘッド、記録装置に於いて、優れた効果をもたらすものである。
(Recording device)
The present invention is used for an ink jet discharge type head, and is also effective as an ink storage container in which the ink is stored or as a filling ink. In particular, the present invention provides an excellent effect in a bubble jet (registered trademark) type recording head and recording apparatus among ink jet recording methods.
その代表的な構成や原理については、例えば、米国特許第4723129号明細書、同第4740796号明細書に開示されている基本的な原理を用いて行なうものが好ましい。この方式は所謂オンデマンド型、コンティニュアス型のいずれにも適用可能であるが、特に、オンデマンド型の場合には、インクが保持されているシートや液路に対応して配置された電気熱変換体に、記録情報に対応していて核沸騰を超える急速な温度上昇を与える少なくとも一つの駆動信号を印加することによって、電気熱変換体に熱エネルギーを発生せしめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰させて、結果的にこの駆動信号に一対一対応し、インク内の気泡を形成出来るので有効である。この気泡の成長,収縮により吐出用開口を介してインクを吐出させて、少なくとも一つの滴を形成する。この駆動信号をパルス形状とすると、即時適切に気泡の成長収縮が行なわれるので、特に応答性に優れたインクの吐出が達成でき、より好ましい。このパルス形状の駆動信号としては、米国特許第4463359号明細書、同第4345262号明細書に記載されているようなものが適している。尚、上記熱作用面の温度上昇率に関する発明の米国特許第4313124号明細書に記載されている条件を採用すると、更に優れた記録を行なうことができる。 As its typical configuration and principle, for example, those performed using the basic principle disclosed in US Pat. Nos. 4,723,129 and 4,740,796 are preferable. This method can be applied to both the so-called on-demand type and the continuous type. In particular, in the case of the on-demand type, the electric circuit arranged corresponding to the sheet or liquid path holding the ink is used. By applying at least one drive signal corresponding to the recording information and giving a rapid temperature rise exceeding nucleate boiling to the heat conversion body, heat energy is generated in the electrothermal conversion body, and the heat acting surface of the recording head This is effective because the film can be boiled, and as a result, the drive signals can be made to correspond one-to-one and bubbles in the ink can be formed. By the growth and contraction of the bubbles, ink is ejected through the ejection opening to form at least one droplet. It is more preferable that the drive signal has a pulse shape, because the bubble growth and contraction is performed immediately and appropriately, and thus ink discharge with particularly excellent responsiveness can be achieved. As this pulse-shaped drive signal, those described in US Pat. Nos. 4,463,359 and 4,345,262 are suitable. Further excellent recording can be performed by employing the conditions described in US Pat. No. 4,313,124 of the invention relating to the temperature rise rate of the heat acting surface.
記録ヘッドの構成としては、上述の各明細書に開示されているような吐出口、液路、電気熱変換体の組み合わせ構成(直線状液流路又は直角液流路)の他に熱作用部が屈曲する領域に配置されている構成を開示する米国特許第4558333号明細書、米国特許第4459600号明細書を用いた構成にも本発明は有効である。加えて、複数の電気熱変換体に対して、共通すると吐出孔を電気熱変換体の吐出部とする構成(特開昭59-123670号公報等)に対しても、本発明は有効である。更に、記録装置が記録できる最大記録媒体の幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録ヘッドとしては、上述した明細書に開示されているような複数記録ヘッドの組み合わせによって、その長さを満たす構成や一体的に形成された一個の記録ヘッドとしての構成のいずれでも良いが、本発明は、上述した効果を一層有効に発揮することができる。 As the configuration of the recording head, in addition to the combination configuration (linear liquid channel or right-angle liquid channel) of the discharge port, the liquid channel, and the electrothermal transducer as disclosed in each of the above-mentioned specifications, the heat acting part The present invention is also effective for configurations using US Pat. No. 4,558,333 and US Pat. No. 4,459,600, which disclose a configuration in which is disposed in a bending region. In addition, the present invention is also effective for a configuration (Japanese Patent Laid-Open No. 59-123670, etc.) in which a discharge hole is used as a discharge portion of the electrothermal converter when common to a plurality of electrothermal converters. . Furthermore, as a full-line type recording head having a length corresponding to the width of the maximum recording medium that can be recorded by the recording apparatus, the length is set by combining a plurality of recording heads as disclosed in the above specification. Either a satisfying configuration or a single integrated recording head configuration may be used, but the present invention can exhibit the above-described effects more effectively.
加えて、装置本体に装着されることで、装置本体との電気的な接続や装置本体からのインクの供給が可能になる交換自在のチップタイプの記録ヘッド、あるいは記録ヘッド自体に一体的に設けられたカートリッジタイプの記録ヘッドを用いた場合にも本発明は有効である。 In addition, it is mounted on the main body of the device so that it can be electrically connected to the main body of the device and supplied with ink from the main body of the device. The present invention is also effective when a cartridge type recording head is used.
又、本発明は、適用される記録装置の構成として設けられる、記録ヘッドに対しての回復手段、予備的な補助手段等を付加することは本発明の効果を一層安定できるので好ましいものである。これらを具体的に挙げれば、記録ヘッドに対してのキャピング手段、クリーニング手段、加圧或は吸引手段、電気熱変換体或はこれとは別の加熱素子或はこれらの組み合わせによる予備加熱手段、記録とは別の吐出を行なう予備吐出モードである。 In the present invention, it is preferable to add recovery means for the recording head, preliminary auxiliary means, etc. provided as the configuration of the recording apparatus to be applied, because the effects of the present invention can be further stabilized. . Specific examples thereof include a capping unit for the recording head, a cleaning unit, a pressure or suction unit, an electrothermal converter, a heating element different from this, or a preheating unit using a combination thereof, This is a preliminary ejection mode in which ejection different from recording is performed.
以下、実施例を用いてさらに具体的に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限り、下記実施例により限定されるものではない。 Hereinafter, although it demonstrates more concretely using an Example, this invention is not limited by the following Example, unless the summary is exceeded.
なお、以下の記載で「部」或いは「%」とあるものは、特に断りのない限り質量基準である。 In the following description, “parts” or “%” are based on mass unless otherwise specified.
(顔料分散体Bk1)
5.3gの蒸留水に5gの濃塩酸を溶かした溶液に、5℃においてアントラニル酸1.58gを加えた。アイスバスを用いて攪拌することで、常に10℃以下に保たれた状態として、上記の溶液に、5℃の8.7gの蒸留水に、1.78gの亜硝酸ナトリウムを溶解した溶液を加えた。15分攪拌後、これに更に、比表面積が220m2/gでDBP吸油量が105mL/100gのカーボンブラック7gを、溶液を攪拌した状態のままで加えた。その後、更に15分攪拌した。得られたスラリーを東洋濾紙No.2(アドバンテック製)で濾過し、顔料粒子を十分に水洗し、110℃のオーブンで乾燥させ、更に、この顔料に蒸留水を足して、顔料濃度10質量%の顔料分散体を作製した。
(Pigment dispersion Bk1)
To a solution of 5 g of concentrated hydrochloric acid dissolved in 5.3 g of distilled water, 1.58 g of anthranilic acid was added at 5 ° C. By stirring using an ice bath, a solution in which 1.78 g of sodium nitrite is dissolved in 8.7 g of distilled water at 5 ° C. is added to the above solution so that the temperature is always kept at 10 ° C. or lower. It was. After stirring for 15 minutes, 7 g of carbon black having a specific surface area of 220 m2 / g and a DBP oil absorption of 105 mL / 100 g was added to the solution while stirring the solution. Thereafter, the mixture was further stirred for 15 minutes. The obtained slurry was Toyo Filter Paper No. 2 (manufactured by Advantech), the pigment particles were sufficiently washed with water, dried in an oven at 110 ° C., and further distilled water was added to the pigment to prepare a pigment dispersion having a pigment concentration of 10% by mass.
尚、上記で作製した自己分散型カーボンブラックの親水性基密度を下記のようにして測定したところ、2.6μmol/m2であった。測定方法としては、イオンメーター(DKK製)を用いナトリウムイオン濃度を測定し、その値から親水性基密度を換算した。そして、イオン交換法を用いてナトリウムイオンをアンモニウムイオンに置換することによって、カーボンブラックの表面に、親水性基である−Ph−COONH4基が導入された、自己分散型のカーボンブラックが分散された顔料分散体Bk1を得た。得られた顔料分散体Bk1の固形分は10%であった。 The hydrophilic group density of the self-dispersing carbon black produced as described above was measured as follows and found to be 2.6 μmol / m 2. As a measuring method, an ion meter (manufactured by DKK) was used to measure the sodium ion concentration, and the hydrophilic group density was converted from the value. Then, by substituting ammonium ions with ammonium ions using an ion exchange method, the self-dispersing carbon black in which a hydrophilic group -Ph-COONH4 group was introduced was dispersed on the surface of the carbon black. A pigment dispersion Bk1 was obtained. The pigment dispersion Bk1 obtained had a solid content of 10%.
(インクの調製)
以下に示す成分を混合し、十分に攪拌して溶解した後、ポアサイズ1.0umの富士フィルムミクロフィルター(富士フィルム製(登録商標))にて加圧ろ過し、本実施例に用いるインクを調整した。
(Preparation of ink)
The components shown below were mixed and sufficiently stirred to dissolve, and then pressure filtered through a Fuji film microfilter (Fuji Film (registered trademark)) having a pore size of 1.0 μm to prepare ink used in this example. did.
以下に示す成分を混合し、十分に攪拌して溶解した後、ポアサイズ1.0umのミクロフィルター(富士フィルム製)にて加圧ろ過し、本実施例に用いる反応液を調整した。
The components shown below were mixed and sufficiently stirred to dissolve, and then pressure filtered with a micro filter (manufactured by Fuji Film) having a pore size of 1.0 μm to prepare a reaction solution used in this example.
2(商品名:ユニセンスKHP−10L;センカ(株)社製)
3(商品名:PAA−HCl−3L;日東紡社製)
4(商品名:ポリエチレンイミン70000;純正化学(株)社製)
5Aldrich社製
6Aldrich社製
上記に示したように調製したインク1、2及び反応液1〜6,A〜Jを用いて、実施例1、2及び参考例1、比較例1〜とした。(下記表)
2 (Product name: UNISENSE KHP-10L; manufactured by Senka Co., Ltd.)
3 (trade name: PAA-HCl-3L; manufactured by Nittobo)
4 (trade name: Polyethyleneimine 70000; manufactured by Junsei Chemical Co., Ltd.)
5 Aldrich Co. 6 Aldrich Co. Using Examples 1 and 2 and Reference Examples 1 and Comparative Examples 1 and 2 using the inks 1 and 2 and the reaction liquids 1 to 6 and A to J prepared as described above. (Table below)
表5及び表6で示した実施例及び参考例、比較例のインクセットを用いてそれぞれの評価を行った。評価は、記録信号に応じて熱エネルギーをインクに付与することによりインクを吐出させるオンデマンド型マルチ記録ヘッドを有するインクジェット記録装置BJF−900(キヤノン製)を用いて、被記録媒体上に画像形成することによって行った。
Each evaluation was performed using the ink sets of Examples, Reference Examples, and Comparative Examples shown in Table 5 and Table 6. Evaluation is performed by forming an image on a recording medium using an inkjet recording apparatus BJF-900 (manufactured by Canon) having an on-demand multi-recording head that discharges ink by applying thermal energy to the ink in accordance with a recording signal. Went by.
尚、反応液は600*600dpi辺りの付与量が5ngとなるように付与させた。 The reaction solution was applied so that the applied amount around 600 * 600 dpi was 5 ng.
この時使用した被記録媒体は、オフィスプランナー(キヤノンマーケティングジャパン株式会社製)を使用した。(オフィスプランナーは登録商標)
<画像濃度>
記録から1日後のベタ画像の画像濃度(O.D.値)を、反射濃度計(商品名:マクベスRD−918;マクベス製)を用いて測定した。評価基準はそれぞれ以下のとおりである。
The recording medium used at this time was an office planner (manufactured by Canon Marketing Japan Inc.). (Office planner is a registered trademark)
<Image density>
The image density (OD value) of a solid image one day after recording was measured using a reflection densitometer (trade name: Macbeth RD-918; manufactured by Macbeth). The evaluation criteria are as follows.
○;O.D.1.4以上
△;O.D.1.35以上1.4以下
×;O.D.1.35以下
<耐擦過性>
荷重40g/cm2の分銅を用いて耐擦過性の試験を行ない、下記の基準で評価した。
O; O. D. 1.4 or more Δ; D. 1.35 or more and 1.4 or less ×; D. 1.35 or less <Abrasion resistance>
A scratch resistance test was performed using a weight with a load of 40 g / cm 2 and evaluated according to the following criteria.
○;1m離れたところから見てほとんど尾引きが見られない。 ○: Almost no tail is seen from a distance of 1 m.
△;よく見ると尾引きが見られる。 Δ: If you look closely, you can see the tail.
×;はっきりと尾引きが見られる。 X: The tail is clearly seen.
<反応液はじき性>
BJF−900用記録ヘッドより吐出口部分のチップを切り出したものをそれぞれの反応液中に2週間浸漬させ、後に浸漬させていた面に純水をスポイトで1滴たらして、その接触角を浸漬させていないウエハーの接触角と比較した。
<Reaction repellency>
BJF-900 recording head cut out from the discharge port chip was immersed in each reaction solution for 2 weeks, and one drop of pure water with a dropper was added to the surface soaked, and the contact angle was determined. Comparison was made with the contact angle of an unimmersed wafer.
評価基準はそれぞれ下記のとおりである。 The evaluation criteria are as follows.
◎;浸漬させていないウエハーと比較して同等の接触角である。 (Double-circle); It is an equivalent contact angle compared with the wafer which is not immersed.
○;浸漬させていないウエハーと比較してほぼ同等の接触角である。 ○: The contact angle is almost the same as that of a wafer not immersed.
△;浸漬させていないウエハーと比較すると接触角が低い。 (Triangle | delta); A contact angle is low compared with the wafer which is not immersed.
×;明らかに接触角が低い。 X: The contact angle is clearly low.
<固着回復性>
反応液を詰めたインクタンクを装着したBJF−900用記録ヘッドを、本体から外して、35℃、相対湿度10%の恒温槽に1週間放置した。具体的には、本体で全てのノズルが印字可能であることを確認後、該インクタンクを装着したまま記録ヘッドをプリンター本体から外して、上記条件で放置した。再度プリンターに記録ヘッドを装着して、専用OHPシート(セイコーエプソン社製)に印字を行って、下記基準により評価を行った。
<Adhesive recovery>
The recording head for BJF-900 equipped with an ink tank filled with the reaction liquid was removed from the main body and left in a constant temperature bath at 35 ° C. and 10% relative humidity for 1 week. Specifically, after confirming that all the nozzles were able to print on the main body, the recording head was removed from the printer main body while the ink tank was mounted, and left under the above conditions. The recording head was again attached to the printer, and printing was performed on a dedicated OHP sheet (manufactured by Seiko Epson Corporation).
○;全部のノズルが印字可能であった。 ○: All nozzles were printable.
△;印字不能なノズルが10ノズル程度あった。 Δ: There were about 10 nozzles that could not be printed.
×;印字不能なノズルが10ノズル以上あった。 X: There were 10 or more nozzles that could not be printed.
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