JP2012201717A - Inkjet recording ink, inkjet recording method, ink cartridge and inkjet recorder - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インクジェット記録用インク、これを用いたインクジェット記録方法、インクカートリッジ及びインクジェット記録装置に関する。 The present invention relates to an ink for ink jet recording, an ink jet recording method using the same, an ink cartridge, and an ink jet recording apparatus.
水性インクにおいて着色剤の選択及び分散は極めて重要である。着色剤には大きく分けて染料と顔料がある。それぞれ長所短所を有し、画像品質の目標やコストに応じて適宜使い分けられている。
しかし、今までの染料を用いたインクは、色が鮮やかでコストも安価であるが、着色力が不足したり、にじみ、ブリードといった画像品質に問題があり、また耐光性が悪く長期保存で画像の色が褪せてしまうという問題があった。
一方、顔料を用いたインクは、着色剤に堅牢性があるため、着色力、耐光性に優れるが、顔料を微分散する必要があり、着色剤の粒径や着色剤自身の特性から、インクジェットのノズル詰り、フィルター詰りが発生し、吐出不良による画像汚れ、かすれなどの異常画像が発生してしまう。また、顔料分散の製造工程が複雑であり、顔料そのもののコストも高く、インクが高価になるなどの問題があった。
これらの問題に対し、特許文献1には、シアン系染料の耐光性を改良する目的で、染料表面に特定の官能基を配位させた染料が開示されている。しかし、染料表面で特殊な反応をさせる必要があるため、加工に時間やコストがかかり、画質、耐光性、吐出安定性、コストを全て満足させることはできなかった。
また、特許文献2には、シアン系顔料の色調を改善する目的で、分散粒径を規定した顔料が開示されている。しかし、顔料の粒径は色再現のためには十分であるが、吐出安定性を得るには大きすぎ、画質、耐光性、吐出安定性、コストを全て満足させることはできなかった。
The choice and dispersion of colorants is very important in aqueous inks. Colorants are roughly classified into dyes and pigments. Each has advantages and disadvantages, and is properly used according to the image quality target and cost.
However, inks using conventional dyes have vivid colors and are inexpensive, but there are problems with image quality such as lack of tinting strength, bleeding and bleeding, and poor light resistance, resulting in long-term image storage. There was a problem that the color of the.
On the other hand, an ink using a pigment is excellent in coloring power and light resistance because the colorant is fast, but it is necessary to finely disperse the pigment. Nozzle clogging and filter clogging occur, and an abnormal image such as image smearing or fading due to defective ejection occurs. In addition, the manufacturing process of the pigment dispersion is complicated, the cost of the pigment itself is high, and the ink is expensive.
With respect to these problems, Patent Document 1 discloses a dye in which a specific functional group is coordinated on the surface of the dye for the purpose of improving the light resistance of the cyan dye. However, since it is necessary to cause a special reaction on the surface of the dye, processing takes time and cost, and image quality, light resistance, ejection stability, and cost cannot all be satisfied.
Patent Document 2 discloses a pigment having a dispersed particle size defined for the purpose of improving the color tone of a cyan pigment. However, the particle size of the pigment is sufficient for color reproduction, but is too large to obtain ejection stability, and all of image quality, light resistance, ejection stability, and cost cannot be satisfied.
また、従来の一般的な銅フタロシアニン系顔料を着色剤に用いると、着色力があり耐光性に優れたシアンインクが得られるが、色再現性が不十分であるし、顔料粒子に起因する吐出安定性に問題がある。また、経時的に粒子の再凝集やノズル面及びヘッドへの固着等が発生し、かすれ、抜けなどの異常画像が発生してしまう。更に、経時的にヘッド内にあるゴミなどの異物除去用のフィルターに顔料粒子が堆積していく現象があるが、これが銅フタロシアニン系顔料に顕著に見られる。
一方、シアン系染料を用いれば、顔料の様な粒径分布は持たないので、物理的にフィルターの目詰まりを起すようなことはない。しかし、染料ゆえの発色性の鮮やかさはあるものの、着色力、耐光性は不十分であり、またノズルやヘッドへの固着(染着)は顔料に比べて激しい。
In addition, when a conventional general copper phthalocyanine pigment is used as a colorant, a cyan ink having coloring power and excellent light resistance can be obtained, but the color reproducibility is insufficient and ejection caused by pigment particles is performed. There is a problem with stability. In addition, re-aggregation of particles, sticking to the nozzle surface and the head, and the like occur over time, and an abnormal image such as blurring or omission occurs. Furthermore, there is a phenomenon in which pigment particles accumulate on a filter for removing foreign matters such as dust in the head over time, and this phenomenon is noticeable in copper phthalocyanine pigments.
On the other hand, when a cyan dye is used, it does not have a particle size distribution like a pigment, so that the filter is not physically clogged. However, although there is vividness of color development due to the dye, the coloring power and light resistance are insufficient, and the fixation (dyeing) to the nozzle and head is more severe than the pigment.
本発明は、画像濃度が高く吐出安定性にも優れた低コストなインクジェット記録用インク、これを用いたインクジェット記録方法、インクカートリッジ及びインクジェット記録装置の提供を目的とする。 An object of the present invention is to provide a low-cost ink for ink jet recording having a high image density and excellent ejection stability, an ink jet recording method using the ink, an ink cartridge, and an ink jet recording apparatus.
上記課題は、次の1)〜5)の発明によって解決される。
1) 少なくとも着色剤A、着色剤B、界面活性剤、水溶性有機溶媒及び水を含有し、着色剤Aと着色剤Bの一方が顔料で他方が染料であり、着色剤Aと樹脂コートキャリアとの摩擦帯電性がマイナスで、着色剤Bと樹脂コートキャリアとの摩擦帯電性がプラスであることを特徴とするインクジェット記録用インク。
2) 着色剤Aが銅フタロシアニン系顔料であり、着色剤Bがアントラキノン系染料であることを特徴とする1)に記載のインクジェット記録用インク。
3) 1)又は2)に記載のインクジェット記録用インクに刺激を印加する印加工程、該インクを飛翔させて画像を形成するインク飛翔工程を少なくとも含むことを特徴とするインクジェット記録方法。
4) 1)又は2)に記載のインクジェット記録用インクを容器中に収容したことを特徴とするインクカートリッジ。
5) インクジェット記録用インクに刺激を印加する印加手段、インクジェットヘッドから該インクジェット記録用インクを飛翔させて画像を形成するインク飛翔手段を少なくとも有するインクジェット記録装置において、インクジェットヘッドのノズルプレート面がシリコーン樹脂又はニッケルを含有する撥インク層を有し、4)に記載のインクカートリッジを搭載したことを特徴とするインクジェット記録装置。
The above problems are solved by the following inventions 1) to 5).
1) At least colorant A, colorant B, surfactant, water-soluble organic solvent and water, one of colorant A and colorant B is a pigment and the other is a dye, and colorant A and a resin-coated carrier Ink jet recording ink, characterized in that the triboelectric chargeability between the colorant B and the resin-coated carrier is positive.
2) The ink for ink jet recording according to 1), wherein the colorant A is a copper phthalocyanine pigment, and the colorant B is an anthraquinone dye.
3) An ink jet recording method comprising at least an application step of applying a stimulus to the ink for ink jet recording described in 1) or 2) and an ink flying step of flying the ink to form an image.
4) An ink cartridge in which the ink for ink jet recording described in 1) or 2) is contained in a container.
5) In an inkjet recording apparatus having at least an application means for applying a stimulus to the inkjet recording ink and an ink flying means for flying the inkjet recording ink from the inkjet head to form an image, the nozzle plate surface of the inkjet head is a silicone resin Alternatively, an ink jet recording apparatus comprising an ink repellent layer containing nickel and mounting the ink cartridge described in 4).
本発明によれば、画像濃度が高く吐出安定性にも優れた低コストなインクジェット記録用インク、これを用いたインクジェット記録方法、インクカートリッジ及びインクジェット記録装置を提供できる。特にシアンインクに有効である。 According to the present invention, it is possible to provide a low-cost inkjet recording ink having a high image density and excellent ejection stability, an inkjet recording method, an ink cartridge, and an inkjet recording apparatus using the ink. This is particularly effective for cyan ink.
以下、上記本発明について詳しく説明する。なお、インクジェット記録用インクを適宜インクと略称する。
<着色剤>
銅フタロシアニン系顔料は銅金属を中心に配位した錯体構造を有し、マイナスに帯電しやすく、摩擦や電荷注入などにより、マイナス電荷を蓄積していく。このため前記フィルターをインクが通過する際、フィルターとの摩擦で徐々にマイナス電荷が発生、フィルター上にチャージアップした顔料粒子が溜まっていくと推測される。
そこで検討した結果、本発明者らは、前述した銅フタロシアニン系顔料を用いた場合の諸々の現象は、顔料粒子の粒径に起因するのみならず、顔料の静電的な特性に起因することを突き止めた。
そして、銅フタロシアニン系顔料のマイナス電荷を打ち消すと共に、顔料と染料のそれぞれの問題点を同時に解決できる手段として、樹脂コートキャリアとの摩擦帯電性がマイナスである銅フタロシアニン系顔料と、樹脂コートキャリアとの摩擦帯電性がプラスである染料とを組み合わせて用いれば、前述した諸々の問題を解決できることを見出した。
このように摩擦帯電性が反対の顔料と染料を組み合わせることにより、顔料が持つマイナスの電荷蓄積が染料の持つプラスの電荷蓄積により打ち消されて電気的に中和された状態になり、電荷蓄積によるフィルター詰りが解消される。また顔料の持つ着色力に染料が持つ色調、鮮やかさが加わる一方で、染料の持つ褪色性は顔料により隠蔽される。顔料と染料の単なる組み合わせは公知であるが、電荷に着目したことにより電荷に起因する問題を解決できると同時に、他の問題も解決できる。
また、本発明の問題解決の原理から分かるように、顔料と染料の摩擦帯電性のプラス、マイナスが入れ替わっても同様の効果を奏する。
樹脂コートキャリアとの摩擦帯電性がマイナスである着色剤を「着色剤A」、プラスである着色剤を「着色剤B」として、両者の混合比は8:2〜2:8が好ましい。この範囲であれば、静電的に中和する能力が十分に発揮される。
Hereinafter, the present invention will be described in detail. Ink jet recording ink is abbreviated as ink as appropriate.
<Colorant>
Copper phthalocyanine pigments have a complex structure coordinated around copper metal, are easily charged negatively, and accumulate negative charges through friction, charge injection, and the like. For this reason, when ink passes through the filter, it is presumed that negative charges are gradually generated due to friction with the filter, and pigment particles charged up accumulate on the filter.
As a result of the study, the present inventors have found that the various phenomena when using the copper phthalocyanine pigment described above are caused not only by the particle size of the pigment particles but also by the electrostatic properties of the pigment. I found out.
Then, as a means of canceling the negative charge of the copper phthalocyanine pigment and simultaneously solving the respective problems of the pigment and the dye, the copper phthalocyanine pigment having a negative triboelectric chargeability with the resin coat carrier, and the resin coat carrier It was found that the above-mentioned problems can be solved by using a dye having a positive triboelectric chargeability.
In this way, by combining a pigment and a dye having opposite tribocharging properties, the negative charge accumulation of the pigment is canceled by the positive charge accumulation of the dye and becomes electrically neutralized. Filter clogging is eliminated. In addition, the color tone and vividness of the dye are added to the coloring power of the pigment, while the fading property of the dye is concealed by the pigment. Simple combinations of pigments and dyes are known, but focusing on the charge can solve the problem due to the charge, while at the same time solving other problems.
Further, as can be seen from the problem-solving principle of the present invention, the same effect can be obtained even if the positive and negative frictional charging properties of the pigment and the dye are switched.
The colorant having a negative triboelectric chargeability with the resin-coated carrier is preferably “Colorant A” and the positive colorant is “Colorant B”, and the mixing ratio of the two is preferably 8: 2 to 2: 8. If it is this range, the ability to neutralize electrostatically will be exhibited sufficiently.
<着色剤A>
マイナス帯電性を示す着色剤Aの例としては、銅フタロシアニン系顔料が挙げられる。
銅フタロシアニン系顔料は、銅原子の周りに4個のフタル酸イミドが窒素原子で架橋されたイソインドール構造を有する多環芳香族化合物であり、芳香環にはハロゲン原子等で置換可能な計16個の水素原子を有している。水素原子のままの構造を無置換銅フタロシアニン顔料と呼ぶが、その結晶形態からα型銅フタロシアニン顔料、β型銅フタロシアニン顔料、ε型銅フタロシアニン顔料などに分類される。
本発明で用いることができる銅フタロシアニン系顔料には特に制限はなく、例えばC.I.ピグメントブルー15:1、C.I.ピグメントブルー15:2、C.I.ピグメントブルー15:3、C.I.ピグメントブルー15:4、C.I.ピグメントブルー15:6等が挙げられる。中でも、着色力、彩度、コストなどの点から、C.I.ピグメントブルー15:3、及びC.I.ピグメントブルー15:4が望ましい。
また、ナフトール誘導体とアミノフェノール誘導体のカップリング反応による含金属アゾ染料(モノアゾ染料の1:2型金属錯塩化合物)は、ニトロ基やハロゲン原子を官能基として持ち、特に下記〔化1〕に示すような中心にクロム原子を持つものは極めて安定なマイナス帯電性を示す。
Examples of the colorant A exhibiting negative chargeability include copper phthalocyanine pigments.
The copper phthalocyanine pigment is a polycyclic aromatic compound having an isoindole structure in which four phthalimides are bridged by nitrogen atoms around a copper atom, and the aromatic ring can be substituted with a halogen atom or the like. Has one hydrogen atom. The structure in which hydrogen atoms remain is called an unsubstituted copper phthalocyanine pigment, but is classified into α-type copper phthalocyanine pigment, β-type copper phthalocyanine pigment, ε-type copper phthalocyanine pigment, etc. according to its crystal form.
The copper phthalocyanine pigment that can be used in the present invention is not particularly limited. I. Pigment blue 15: 1, C.I. I. Pigment blue 15: 2, C.I. I. Pigment blue 15: 3, C.I. I. Pigment blue 15: 4, C.I. I. Pigment blue 15: 6. Above all, from the viewpoint of coloring power, saturation and cost, C.I. I. Pigment blue 15: 3, and C.I. I. Pigment Blue 15: 4 is desirable.
Further, metal-containing azo dyes (monoazo dye 1: 2 type metal complex compounds) obtained by coupling reaction of naphthol derivatives and aminophenol derivatives have nitro groups or halogen atoms as functional groups, and are particularly shown in the following [Chemical Formula 1]. Those having a chromium atom at the center exhibit extremely stable negative chargeability.
<着色剤B>
プラス帯電性を示す着色剤Bの例としては、アントラキノン系染料が挙げられる。
本発明で用いることができるアントラキノン系染料には特に制限はなく、具体例としてはC.I.アシッドブルー25、C.I.アシッドブルー49、C.I.アシッドブルー129、C.I.ソルベントブルー35、C.I.ソルベントブルー68、C.I.ソルベントブルー132、C.I.ソルベントブルー111等が挙げられる。中でも、彩度、極性の点から、C.I.ソルベントブルー35、及びC.I.ソルベントブルー111が望ましい。
また、下記〔化2〕に示すニグロシン系染料(C.I.Solvent Black 5)は、ニトロベンゼンとアニリン、アニリン塩酸塩を加熱縮合したものであり、骨格にアミノ基を持つことから極めて安定したプラス帯電性を示す。
An example of the colorant B exhibiting positive chargeability is an anthraquinone dye.
There are no particular restrictions on the anthraquinone dyes that can be used in the present invention. I. Acid Blue 25, C.I. I. Acid Blue 49, C.I. I. Acid Blue 129, C.I. I. Solvent Blue 35, C.I. I. Solvent Blue 68, C.I. I. Solvent Blue 132, C.I. I. Solvent Blue 111 etc. are mentioned. Above all, from the point of saturation and polarity, C.I. I. Solvent Blue 35, and C.I. I. Solvent Blue 111 is desirable.
In addition, the nigrosine dye (CI Solvent Black 5) shown in the following [Chemical Formula 2] is a heat-condensed nitrobenzene, aniline, and aniline hydrochloride, and has an amino group in the skeleton, which is an extremely stable plus. Shows chargeability.
また、キサンテン系染料(C.I.Solvent Red 49)は鮮やかなマゼンタを呈するとともに、強いプラス帯電性を示す。
また、染料のレーキ顔料であるモリブデン酸キレート顔料(C.I.Pigment Red 81)は赤色を呈し強いプラス帯電性を示す。
また、下記〔化3〕に一例を示すようなアゾ基を有する有機顔料はプラス帯電性を示す場合が多い。
Also, the molybdate chelate pigment (CI Pigment Red 81), which is a dye lake pigment, exhibits a red color and exhibits a strong positive chargeability.
In addition, organic pigments having an azo group as shown in the following [Chemical Formula 3] often exhibit positive chargeability.
<摩擦帯電性の測定>
顔料の摩擦帯電性の測定は、乾式トナーで一般的に行われている摩擦帯電量の測定方法でよい。キャリアは平均粒径が30〜100μmのフェライト、マグネタイト、鉄粉などの金属芯材に、シリコーン樹脂などをコートしたものを用いる。
顔料としては予め目開き250μmのメッシュを通して整粒したものを用いるとよい。整粒された顔料と樹脂コートキャリアを、例えば重量比で5:95に混合し、マグロールミルにより1500Gの磁力下、250rpmで10分間攪拌する。その後、ブローオフ装置を用いて帯電量を測定し、極性(プラス帯電性かマイナス帯電性)を判断する。
<Measurement of frictional charging>
The triboelectric chargeability of the pigment may be measured by a triboelectric charge amount measuring method generally used for dry toners. As the carrier, a metal core material such as ferrite, magnetite, iron powder or the like having an average particle size of 30 to 100 μm is coated with a silicone resin or the like.
As the pigment, it is preferable to use a pigment that has been sized through a mesh having a mesh size of 250 μm in advance. The sized pigment and the resin-coated carrier are mixed, for example, at a weight ratio of 5:95, and stirred for 10 minutes at 250 rpm under a magnetic force of 1500 G by a mag roll mill. Thereafter, the charge amount is measured using a blow-off device, and the polarity (plus charge property or minus charge property) is determined.
<水系分散体>
本発明のインクでは水溶性染料以外は水系分散体として用いる。染料と顔料は構造が異なり摩擦帯電性も異なるため、両者を混合して分散させることはできない。また、顔料は非水溶性であるから分散体として用いる必要がある。分散方法は公知の方法で良く、例えば分散剤を溶解した水溶液に着色剤を投入して攪拌混合すればよい。
顔料分散剤としては、HLB値10〜20のノニオン系界面活性剤及びアニオン系界面活性剤のいずれかが好ましい。
前記HLB値10〜20のノニオン系界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレン多環フェニルエーテル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミド、アセチレングリコールなどが挙げられる。これらの中でも、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレン−β−ナフチルエーテル、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエート、ポリオキシエチレンスチレンフェニルエーテルが特に好ましい。
<Aqueous dispersion>
In the ink of the present invention, an aqueous dispersion other than the water-soluble dye is used. Since dyes and pigments have different structures and different triboelectric properties, they cannot be mixed and dispersed. Further, since the pigment is insoluble in water, it must be used as a dispersion. The dispersion method may be a known method. For example, the colorant may be added to an aqueous solution in which the dispersant is dissolved and mixed with stirring.
As the pigment dispersant, either a nonionic surfactant having an HLB value of 10 to 20 or an anionic surfactant is preferable.
Examples of the nonionic surfactant having an HLB value of 10 to 20 include polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyalkylene alkyl ether, polyoxyethylene polycyclic phenyl ether, sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene Examples include ethylene alkyl phenyl ether, polyoxyethylene alkyl amine, polyoxyethylene alkyl amide, and acetylene glycol. Among these, polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene-β-naphthyl ether, polyoxyethylene sorbitan monooleate, and polyoxyethylene styrene phenyl ether are particularly preferable.
前記HLB値10〜20のアニオン系界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸塩、ポリオキシエチレンアリールエーテルスルホン酸NH4塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩(例えばNH4塩,Na塩,Ca塩等)、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸塩(例えばNH4塩,Na塩,Ca塩等)、ジアルキルサクシネートスルホン酸Na塩、ジアルキルスルホコハク酸Na塩、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物Na塩、ポリオキシエチレン多環フェニルエーテル硫酸エステル塩(例えばNH4塩、Na塩等)、ラウリル酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、オレイン酸塩などが挙げられる。特に、ジオクチルスルホコハク酸Na塩、ポリオキシエチレンスチレンフェニルエーテルスルホン酸NH4塩が特に好ましい。 Examples of the anionic surfactant having an HLB value of 10 to 20 include polyoxyethylene alkyl ether acetate, polyoxyethylene aryl ether sulfonate NH 4 salt, alkyl benzene sulfonate (for example, NH 4 salt, Na salt, Ca Salt), alkyl diphenyl ether disulfonate (eg NH 4 salt, Na salt, Ca salt, etc.), dialkyl succinate sulfonate Na salt, dialkyl sulfosuccinate Na salt, naphthalene sulfonate formalin condensate Na salt, polyoxyethylene poly Examples thereof include cyclic phenyl ether sulfate ester salts (for example, NH 4 salt and Na salt), laurates, polyoxyethylene alkyl ether sulfates, oleates and the like. In particular, dioctyl sulfosuccinic acid Na salt and polyoxyethylene styrene phenyl ether sulfonic acid NH 4 salt are particularly preferred.
<インクの作製>
本発明のインクは公知の方法で作製することができる。例えば着色剤分散体、界面活性剤、水溶性有機溶剤、及び水等を攪拌混合し、フィルター、遠心分離装置等で粗大粒子をろ過し、必要に応じて脱気することによって作製できる。
<Preparation of ink>
The ink of the present invention can be prepared by a known method. For example, it can be produced by stirring and mixing a colorant dispersion, a surfactant, a water-soluble organic solvent, water, and the like, filtering coarse particles with a filter, a centrifugal separator or the like, and deaeration as necessary.
<界面活性剤>
前記界面活性剤としては、アニオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤及びフッ素系界面活性剤などから選択される少なくとも1種を用いる。中でもシリコーン系界面活性剤及びフッ素系界面活性剤が特に好ましい。これらの界面活性剤は、1種を単独で用いても2種以上を混合して用いてもよい。
シリコーン系界面活性剤としては、例えば、側鎖変性ポリジメチルシロキサン、両末端変性ポリジメチルシロキサン、片末端変性ポリジメチルシロキサン、側鎖両末端変性ポリジメチルシロキサンなどが挙げられる。
フッ素系界面活性剤としては、例えば、パーフルオロアルキルスルホン酸化合物、パーフルオロアルキルカルボン酸化合物、パーフルオロアルキルリン酸エステル化合物、パーフルオロアルキルエチレンオキサイド付加物、パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー化合物などが挙げられる。
界面活性剤のインクにおける含有量は、0.01〜3.0質量%が好ましく、0.5〜2.0質量%がより好ましい。含有量が0.01質量%未満であると、界面活性剤を添加した効果が無くなることがあり、3.0質量%を超えると、記録媒体への浸透性が必要以上に高くなり、画像濃度の低下や裏抜けが発生することがある。
<Surfactant>
As the surfactant, at least one selected from an anionic surfactant, a nonionic surfactant, a silicone surfactant, a fluorine surfactant, and the like is used. Of these, silicone surfactants and fluorine surfactants are particularly preferred. These surfactants may be used alone or in combination of two or more.
Examples of the silicone surfactant include side chain modified polydimethylsiloxane, both terminal modified polydimethylsiloxane, one terminal modified polydimethylsiloxane, and side chain both terminal modified polydimethylsiloxane.
Examples of the fluorine-based surfactant include a perfluoroalkyl sulfonic acid compound, a perfluoroalkyl carboxylic acid compound, a perfluoroalkyl phosphate compound, a perfluoroalkyl ethylene oxide adduct, and a perfluoroalkyl ether group in the side chain. Examples include polyoxyalkylene ether polymer compounds.
The content of the surfactant in the ink is preferably 0.01 to 3.0% by mass, and more preferably 0.5 to 2.0% by mass. When the content is less than 0.01% by mass, the effect of adding a surfactant may be lost. When the content exceeds 3.0% by mass, the permeability to a recording medium becomes higher than necessary, and the image density is increased. May be reduced or show through.
<水溶性有機溶剤>
前記水溶性有機溶剤としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、1,3−ブタンジオール、3−メチル−1,3−ブタンジオール、1,5−ぺンタンジオール、1,6−へキサンジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、グリセリン、1,2,3−ブタントリオール、1,2,4−ブタントリオール、1,2,6−へキサントリオール、ぺトリオール等の多価アルコール類、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル等の多価アルコールアルキルエーテル類、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノべンジルエーテル等の多価アルコールアリールエーテル類、2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、N−ヒドロキシエチル−2−ピロリドン、1,3−ジメチルイミダゾリジノン、ε−カプロラクタム、γ−ブチロラクトン等の含窒素複素環化合物、ホルムアミド、N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド等のアミド類、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モノエチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン等のアミン類、ジメチルスルホキシド、スルホラン、チオジエタノール等の含硫黄化合物類、プロピレンカーボネート、炭酸エチレン等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
これらの水溶性有機溶剤は、湿潤剤を兼ねることもある。
水溶性有機溶剤の含有量は、インク全量の50重量%以下、好ましくは5〜40重量%、更に好ましくは10〜35重量である。
<Water-soluble organic solvent>
Examples of the water-soluble organic solvent include ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, 1,3-butanediol, 3-methyl-1,3-butanediol, and 1,5-pentanediol. 1,6-hexanediol, 2-ethyl-1,3-hexanediol, glycerin, 1,2,3-butanetriol, 1,2,4-butanetriol, 1,2,6-hexanetriol, Polyhydric alcohols such as petriol, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, tetraethylene glycol monomethyl Polyether alcohol alkyl ethers such as ether ether, propylene glycol monoethyl ether, polyhydric alcohol aryl ethers such as ethylene glycol monophenyl ether, ethylene glycol monobenzyl ether, 2-pyrrolidone, N-methyl-2-pyrrolidone, N Nitrogen-containing heterocyclic compounds such as -hydroxyethyl-2-pyrrolidone, 1,3-dimethylimidazolidinone, ε-caprolactam, γ-butyrolactone, amides such as formamide, N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, Amines such as monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, monoethylamine, diethylamine and triethylamine, sulfur-containing compounds such as dimethyl sulfoxide, sulfolane and thiodiethanol, propylene Emissions carbonate, and the like ethylene carbonate, but not limited thereto.
These water-soluble organic solvents may also serve as a wetting agent.
The content of the water-soluble organic solvent is 50% by weight or less, preferably 5 to 40% by weight, more preferably 10 to 35% by weight based on the total amount of the ink.
<その他の成分>
本発明のインクには、必要に応じて、その他の成分として浸透剤、樹脂エマルション、pH調製剤、防腐防黴剤、キレート試薬、防錆剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、消泡剤、酸素吸収剤、光安定化剤などを添加することができる。
<Other ingredients>
In the ink of the present invention, as necessary, a penetrant, a resin emulsion, a pH adjuster, an antiseptic / antifungal agent, a chelating reagent, a rust inhibitor, an antioxidant, an ultraviolet absorber, an antifoaming agent, An oxygen absorber, a light stabilizer and the like can be added.
前記浸透剤としては、例えば、2−エチル−2−メチル−1,3−プロパンジオール、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオール、2−メチル−2−プロピル−1,3−プロパンジオール、3,3−ジメチル−1,2−ブタンジオール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、2,4−ジメチル−2,4−ペンタンジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、2,5−ジメチル−2,5−ヘキサンジオール、5−ヘキセン−1,2−ジオールなどの脂肪族ジオール、ジエチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノアリルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、テトラエチレングリコールクロロフェニルエーテル等の多価アルコールのアルキル及びアリールエーテル類、エタノール等の低級アルコール類などが挙げられる。
これらの中でも、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオールが好ましい。
浸透剤のインク中の含有量は、0.1〜4.0重量%が好ましい。含有量が0.1重量%以上であれば、速乾性が得られるので画像が滲むことはなく、4.0重量%以下であれば、色材の分散安定性を損わず、ノズルの目詰まりを起こすこともなく、また記録媒体への浸透性が必要以上に高くなり画像濃度の低下や裏抜けが発生するようなこともない。
Examples of the penetrant include 2-ethyl-2-methyl-1,3-propanediol, 2,2-diethyl-1,3-propanediol, and 2-methyl-2-propyl-1,3-propanediol. 3,3-dimethyl-1,2-butanediol, 2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol, 2,4-dimethyl-2,4-pentanediol, 2-ethyl-1,3- Aliphatic diols such as hexanediol, 2,5-dimethyl-2,5-hexanediol, 5-hexene-1,2-diol, diethylene glycol monophenyl ether, ethylene glycol monophenyl ether, ethylene glycol monoallyl ether, diethylene glycol mono Butyl ether, propylene glycol monobutyl ether, tetraethylene glycol Alkyl and aryl ethers of polyhydric alcohols such as chlorophenyl ether, such as lower alcohols such as ethanol and the like.
Among these, 2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol and 2-ethyl-1,3-hexanediol are preferable.
The content of the penetrant in the ink is preferably 0.1 to 4.0% by weight. If the content is 0.1% by weight or more, quick-drying can be obtained, and the image does not bleed. If the content is 4.0% by weight or less, the dispersion stability of the coloring material is not impaired, and the nozzle eye There will be no clogging, and the penetrability into the recording medium will be unnecessarily high, so that there will be no reduction in image density and no show-through.
前記樹脂エマルジョンとしては、ポリウレタン系、スチレンアクリル系、アクリルシリコン系から選ばれた少なくとも1種類であることが好ましい。特に水系顔料分散体には、ポリウレタン系樹脂エマルションが紙への定着性等の点でより好ましい。
樹脂エマルションは、インクの調製原料として使用する際、又はインク調製後において、O/W型のエマルションとして存在するものである。ポリウレタン系樹脂のエマルションには、比較的親水性の通常のポリウレタン系樹脂を乳化剤を使用してエマルション化したものと、樹脂自体に乳化剤の働きをする官能基を共重合等の手段で導入した自己乳化型樹脂のエマルションがある。いずれも使用可能であるが、インクの成分の組み合わせによって、顔料及びエマルション粒子の分散安定性に若干の差があるので注意を要する。
顔料や分散剤との各種組み合わせにおいて、常に分散安定性に優れているのはアニオン型自己乳化型ポリウレタンのエマルションである。その際、顔料の固着性・分散安定性の面でポリウレタン系樹脂はポリエステル型よりポリカーボネート型の方が好ましく、更にポリエステル型、ポリカーボネート型よりエーテル型の方が好ましい。理由は定かではないが、非エーテル型は耐溶剤性に弱いものが多く、インクの高温保存時に粘度が凝集しやすい。また、理由は定かではないが、水系顔料分散体及び水系顔料インクに前記樹脂エマルションを添加し、加熱処理をすることで、処理時間短縮が可能である。
The resin emulsion is preferably at least one selected from polyurethane, styrene acrylic, and acrylic silicon. In particular, for a water-based pigment dispersion, a polyurethane-based resin emulsion is more preferable in terms of fixing property to paper.
The resin emulsion exists as an O / W type emulsion when used as a raw material for ink preparation or after ink preparation. Emulsions of polyurethane resins are made by emulsifying a relatively hydrophilic ordinary polyurethane resin using an emulsifier, and self-introducing functional groups that function as an emulsifier into the resin itself by means such as copolymerization. There is an emulsion of an emulsifying resin. Either of them can be used, but care must be taken because there is a slight difference in the dispersion stability of the pigment and emulsion particles depending on the combination of the components of the ink.
In various combinations with pigments and dispersants, an anionic self-emulsifying polyurethane emulsion is always excellent in dispersion stability. In this case, the polyurethane resin is preferably a polycarbonate type rather than a polyester type, and more preferably an ether type than a polyester type or a polycarbonate type, in terms of pigment fixation and dispersion stability. The reason is not clear, but the non-ether type is often weak in solvent resistance, and the viscosity tends to aggregate when the ink is stored at high temperature. Although the reason is not clear, the processing time can be shortened by adding the resin emulsion to the water-based pigment dispersion and water-based pigment ink, followed by heat treatment.
前記pH調製剤としては、調合されるインクジェット用インクに悪影響を及ぼさずにpHを7〜11に調製できるものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、アルコールアミン類、アルカリ金属元素の水酸化物、アンモニウムの水酸化物、ホスホニウム水酸化物、アルカリ金属の炭酸塩、などが挙げられる。
pHが7未満又は11を超えるとインクジェットヘッドやインク供給ユニットを溶かし出す量が大きく、インクの変質や漏洩、吐出不良などの不具合が生じることがある。
前記アルコールアミン類としては、例えば、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、2−アミノ−2−エチル−1,3−プロパンジオール等が挙げられる。
前記アルカリ金属元素の水酸化物としては、例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどが挙げられる。
前記アンモニウムの水酸化物としては、例えば、水酸化アンモニウム、第4級アンモニウム水酸化物などが挙げられる。
前記ホスホニウム水酸化物としては、例えば、第4級ホスホニウム水酸化物が挙げられる。
前記アルカリ金属の炭酸塩としては、例えば、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等が挙げられる。
The pH adjuster is not particularly limited as long as the pH can be adjusted to 7 to 11 without adversely affecting the ink jet ink to be prepared, and can be appropriately selected according to the purpose. Examples include alcohol amines, alkali metal hydroxides, ammonium hydroxides, phosphonium hydroxides, alkali metal carbonates, and the like.
When the pH is less than 7 or more than 11, the amount of the ink jet head or the ink supply unit that melts is large, and problems such as ink deterioration, leakage, and ejection failure may occur.
Examples of the alcohol amines include diethanolamine, triethanolamine, 2-amino-2-ethyl-1,3-propanediol, and the like.
Examples of the alkali metal hydroxide include lithium hydroxide, sodium hydroxide, and potassium hydroxide.
Examples of the ammonium hydroxide include ammonium hydroxide and quaternary ammonium hydroxide.
Examples of the phosphonium hydroxide include quaternary phosphonium hydroxide.
Examples of the alkali metal carbonate include lithium carbonate, sodium carbonate, and potassium carbonate.
前記防腐防黴剤としては、例えば、デヒドロ酢酸ナトリウム、ソルビン酸ナトリウム、2−ピリジンチオール−1−オキサイドナトリウム、安息香酸ナトリウム、ペンタクロロフェノールナトリウム、等が挙げられる。
前記キレート試薬としては、例えば、エチレンジアミン四酢酸ナトリウム、ニトリロ三酢酸ナトリウム、ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸ナトリウム、ジエチレントリアミン五酢酸ナトリウム、ウラミル二酢酸ナトリウム等が挙げられる。
前記防錆剤としては、例えば、酸性亜硫酸塩、チオ硫酸ナトリウム、チオジグリコール酸アンモン、ジイソプロピルアンモニウムニトライト、四硝酸ペンタエリスリトール、ジシクロヘキシルアンモニウムニトライトなどが挙げられる。
前記酸化防止剤としては、例えば、フェノール系酸化防止剤(ヒンダードフェノール系酸化防止剤を含む)、アミン系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、などが挙げられる。
Examples of the antiseptic / antifungal agent include sodium dehydroacetate, sodium sorbate, 2-pyridinethiol-1-oxide sodium, sodium benzoate, sodium pentachlorophenol, and the like.
Examples of the chelating reagent include sodium ethylenediaminetetraacetate, sodium nitrilotriacetate, sodium hydroxyethylethylenediaminetriacetate, sodium diethylenetriaminepentaacetate, sodium uramil diacetate, and the like.
Examples of the rust inhibitor include acidic sulfite, sodium thiosulfate, ammonium thiodiglycolate, diisopropylammonium nitrite, pentaerythritol tetranitrate, and dicyclohexylammonium nitrite.
Examples of the antioxidant include phenolic antioxidants (including hindered phenolic antioxidants), amine-based antioxidants, sulfur-based antioxidants, phosphorus-based antioxidants, and the like.
前記紫外線吸収剤としては、例えば、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、サリチレート系紫外線吸収剤、シアノアクリレート系紫外線吸収剤、ニッケル錯塩系紫外線吸収剤、などが挙げられる。
前記消泡剤としては、ポリオール系の消泡剤、シリコーン系の消泡剤などが挙げられる。ポリオール系の消泡剤はその構造中にアルキレンオキサイド基を含有するが、特にエチレンオキサイド基を多く持つものは水への分散安定性に優れ、液中の抑泡効果に優れる。シリコーン系の消泡剤は破泡効果に優れるものが多く、種類としてはオイル型、コンパウンド型、自己乳化型、エマルジョン型などがあるが、水系での使用を考慮すると、自己乳化型、もしくはエマルジョン型を用いることが、信頼性を確保する上で望ましい。また、アミノ変性、カルビノール変性、メタクリル変性、ポリエーテル変性、アルキル変性、高級脂肪酸エステル変性、アルキレンオキサイド変性、等の変性シリコーン系消泡剤を使用しても良い。
Examples of the ultraviolet absorber include a benzophenone ultraviolet absorber, a benzotriazole ultraviolet absorber, a salicylate ultraviolet absorber, a cyanoacrylate ultraviolet absorber, and a nickel complex ultraviolet absorber.
Examples of the antifoaming agent include polyol-based antifoaming agents and silicone-based antifoaming agents. The polyol-based antifoaming agent contains an alkylene oxide group in its structure, and those having a large amount of ethylene oxide group are particularly excellent in dispersion stability in water and excellent in the antifoaming effect in the liquid. Many silicone-based antifoaming agents have an excellent foam breaking effect, and there are oil types, compound types, self-emulsifying types, emulsion types, etc., but considering use in aqueous systems, self-emulsifying types or emulsions It is desirable to use a mold in order to ensure reliability. In addition, modified silicone-based antifoaming agents such as amino-modified, carbinol-modified, methacryl-modified, polyether-modified, alkyl-modified, higher fatty acid ester-modified, alkylene oxide-modified, etc. may be used.
<インクカートリッジ>
本発明のインクカートリッジは、本発明のインクジェット記録用インクを容器中に収容したものである。容器には特に制限はなく目的に応じてその形状、構造、大きさ、材質等を適宜選択することができ、例えば、アルミニウムラミネートフィルム、樹脂フィルム等で形成されたインク袋などを有するもの、プラスチックケースなどが好適に挙げられる。
<Ink cartridge>
The ink cartridge of the present invention is one in which the ink for ink jet recording of the present invention is contained in a container. There are no particular restrictions on the container, and its shape, structure, size, material, etc. can be appropriately selected according to the purpose. For example, a container having an ink bag formed of an aluminum laminate film, a resin film, etc., plastic A case etc. are mentioned suitably.
<インクジェット記録装置>
本発明のインクジェット記録装置は、本発明のインクジェット記録用インクを吐出させて画像を形成する吐出手段を有し、更に必要に応じてその他の手段を有する。
印字(吐出)する方法としては、連続噴射型やオンデマンド型が挙げられる。またオンデマンド型としては、ピエゾ方式、サーマル方式、静電方式等が挙げられる。
ここで、本発明のインクカートリッジ及びインクジェット記録装置について、図1を参照して説明する。
図1において、本発明のインクジェット記録用インクが収容されるインクカートリッジ20は、キャリッジ18内に収納される。ここで、インクカートリッジ20は便宜上複数設けられているが、複数である必要はない。このような状態でインクジェット記録用インクが、インクカートリッジ20からキャリッジ18に搭載された液滴吐出ヘッド18aに供給される。なお、図1において、吐出ノズル面は下方向を向いた状態であるため見えない状態であるが、この吐出ノズルからインクジェット記録用インクが吐出される。
キャリッジ18に搭載された液滴吐出ヘッド18aは、主走査モータ26で駆動される
タイミングベルト23によって、ガイドシャフト21、22にガイドされて移動する。
一方、特定のコート紙(画像支持体)はプラテン19によって液滴吐出ヘッド18aと
対面する位置に置かれる。なお、図1中、1はインクジェット記録装置、2は本体筐体、
16はギア機構、17は副走査モータ、24は主走査モータ、25、27はギア機構をそれぞれ示す。
また、インクジェットヘッドのノズルプレート面のシリコーン樹脂又はニッケルを含有する撥インク層は、公知技術を転用して適宜設けることができる。
<Inkjet recording apparatus>
The ink jet recording apparatus of the present invention has discharge means for forming an image by discharging the ink for ink jet recording of the present invention, and further has other means as necessary.
Examples of the printing (discharge) method include a continuous jet type and an on-demand type. Further, examples of the on-demand type include a piezo method, a thermal method, and an electrostatic method.
Here, the ink cartridge and the ink jet recording apparatus of the present invention will be described with reference to FIG.
In FIG. 1, an
The droplet discharge head 18 a mounted on the carriage 18 is guided and moved by the
On the other hand, a specific coated paper (image support) is placed at a position facing the droplet discharge head 18 a by the
The ink repellent layer containing silicone resin or nickel on the nozzle plate surface of the ink jet head can be appropriately provided by diverting a known technique.
本発明のインクジェット記録用インク又はインクカートリッジを収容したインクジェット記録装置を用いて画像支持体上に画像を形成すると、オンデマンドで画像支持体上に印刷された画像形成体が得られる。また、インクジェット記録用インクの補充はインクカートリッジ単位で取り替えることが可能である。
前記画像支持体としては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例え
ば、普通紙、光沢紙、特殊紙、布、フィルム、OHPシートなどが挙げられる。これらの
中でも、紙が特に好ましい。
When an image is formed on an image support using the ink jet recording apparatus containing the ink for ink jet recording or ink cartridge of the present invention, an image forming body printed on the image support on demand is obtained. Further, the replenishment of ink for ink jet recording can be replaced in units of ink cartridges.
There is no restriction | limiting in particular as said image support body, According to the objective, it can select suitably, For example, a plain paper, glossy paper, special paper, cloth, a film, an OHP sheet etc. are mentioned. Among these, paper is particularly preferable.
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。 Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these examples.
<着色剤の作製>
下記表1に示す着色剤を目開き250メッシュの篩で整粒した。
次いで、キャリアは平均粒径50μmのフェライト芯材にシリコーン樹脂をスプレーコートした樹脂コートキャリアを用い、マグロールミルで、整粒した着色剤:樹脂コートキャリアを5:95(重量部)になるように混合し、1500rpm、10分間の攪拌を行った。攪拌後ブローオフ装置で帯電量を測定し極性を判定した。結果を表1に示す。
The colorant shown in Table 1 below was sized with a sieve having a mesh size of 250 mesh.
Next, the carrier is a resin-coated carrier obtained by spray-coating a silicone resin on a ferrite core material having an average particle size of 50 μm, and the sized colorant: resin-coated carrier is adjusted to 5:95 (parts by weight) with a mag roll mill. The mixture was mixed and stirred at 1500 rpm for 10 minutes. After stirring, the charge amount was measured with a blow-off device to determine the polarity. The results are shown in Table 1.
上記着色剤a、cの構造は〔化4〕〔化5〕に示すとおりであり、着色剤bはアントラキノン系の色素である。
実施例1〜3、比較例1〜2
下記表2に示す割合で、着色剤a、b、cと分散剤及び蒸留水を混合して、水系分散体1〜3を作製した。分散剤には、ポリオキシエチレン−β−ナフチルエーテル(竹本油脂社製:RT−100)を用いた。
Aqueous dispersions 1 to 3 were prepared by mixing the colorants a, b, and c with the dispersant and distilled water at the ratio shown in Table 2 below. Polyoxyethylene-β-naphthyl ether (manufactured by Takemoto Yushi Co., Ltd .: RT-100) was used as the dispersant.
これらのインクについて、図1に示すプリンターを用いて印字評価を行った。その結果を表3に示す。
表3の結果から判るように、実施例では経時でも画像は安定しており、高濃度画像が保持された。これに対し、比較例では経時で濃度低下が発生した。またヘッド内のフィルターの目詰まりが発生した。 As can be seen from the results in Table 3, in the example, the image was stable over time and a high density image was retained. On the other hand, in the comparative example, the concentration decreased with time. Also, the filter in the head was clogged.
1 インクジェット記録装置
2 本体筐体
16 ギア機構
17 副走査モータ
18 キャリッジ
18a 液滴吐出ヘッド
19 プラテン
20 インクカートリッジ
21 ガイドシャフト
22 ガイドシャフト
23 タイミングベルト
24 主走査モータ
25 ギア機構
26 主走査モータ
27 ギア機構
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Inkjet recording device 2 Main body housing | casing 16 Gear mechanism 17 Subscanning motor 18 Carriage 18a
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