JP2002241133A - Water-soluble magnetic material-dispersed body - Google Patents

Water-soluble magnetic material-dispersed body

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JP2002241133A
JP2002241133A JP2001036821A JP2001036821A JP2002241133A JP 2002241133 A JP2002241133 A JP 2002241133A JP 2001036821 A JP2001036821 A JP 2001036821A JP 2001036821 A JP2001036821 A JP 2001036821A JP 2002241133 A JP2002241133 A JP 2002241133A
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magnetic
particles
ink
dispersion
aqueous
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JP2001036821A
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Seita Suzuki
清太 鈴木
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General Co Ltd
Gen Co Ltd
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General Co Ltd
Gen Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a new water-soluble magnetic material-dispersed body with which such magnetic information can be printed by using a general purpose ink jet printer as it is without any modification as can be read by a magnetic head, and which has excellent dispersion stability of a magnetic material particle and hardly causes clogging of a nozzle. SOLUTION: The substantially spherical magnetic material particle consisting of the ferrite represented by the formula (1): MO.Fe2O3 (wherein M is a bivalent metal ion) and a salt of a fatty acid as a stabilizer is dispersed in a water-soluble dispersion medium.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、インクジェット
記録用の磁性インク等に好適に使用される水性磁性分散
体に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an aqueous magnetic dispersion suitable for use in magnetic inks for ink jet recording.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、文字やバーコードその他のパター
ンで記録された情報を磁気ヘッドで読み取る、いわゆる
磁性像キャラクター認識[Magnetic Ink Character Reco
gnition (MICR)]システムが普及している。かかるシス
テムにおいて磁気情報を記録する際には、磁性インクリ
ボンとドットインパクトプリンタとを用いるのが一般的
である。しかしドットインパクトプリンタは騒音が大き
く、また磁性インクリボンはインクの利用率が低いため
に印刷コストが高くつくという問題がある。
2. Description of the Related Art Conventionally, information recorded in characters, bar codes, and other patterns is read by a magnetic head, so-called magnetic image character recognition [Magnetic Ink Character Recognition].
gnition (MICR)] system is widespread. When recording magnetic information in such a system, it is common to use a magnetic ink ribbon and a dot impact printer. However, there is a problem that a dot impact printer generates a large amount of noise, and a magnetic ink ribbon has a low ink utilization rate, so that the printing cost is high.

【0003】そこで騒音が小さく、しかも必要なときに
必要な量のインクを使用して印刷できるため印刷コスト
を低く抑えることができるインクジェットプリンタを用
いて、磁気情報を記録することが検討されている。そし
て、それに適した水性の磁性インクについて開発が行わ
れている。
Therefore, it has been studied to record magnetic information using an ink-jet printer which has low noise and can print at a required amount by using a required amount of ink so that the printing cost can be kept low. . And, development of an aqueous magnetic ink suitable for it is being conducted.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】磁性インクの製造方法
としては、主原料である磁性体の、乾燥状態の粒子を水
性分散媒中に添加して分散させる一般的な顔料インクの
製造方法を、そのまま採用することが考えられる。しか
しこの製造方法では、とくに磁性体として一般的に用い
られるγ・Fe23や二酸化クロムなどの粒子を安定に
分散するのが容易でないという問題がある。
As a method for producing a magnetic ink, a general method for producing a pigment ink in which dry particles of a magnetic material as a main raw material are added to and dispersed in an aqueous dispersion medium is described. It is conceivable to adopt it as is. However, this manufacturing method has a problem that it is not easy to stably disperse particles such as γ · Fe 2 O 3 and chromium dioxide generally used as a magnetic material.

【0005】そこで磁性体粒子の分散安定性を向上すべ
く、水性分散媒中に、例えば水溶性高分子などの種々の
分散安定剤を添加することも検討されているが、この方
法で分散安定性を十分に確保しようとすると固形分濃度
がどうしても高くなってしまう。そして磁性インクの粘
度を、インクジェットプリンタでの使用に適した低粘度
に抑えることが難しくなって、ノズルでの目詰まりなど
を発生しやすくなるという新たな問題を生じる。
In order to improve the dispersion stability of the magnetic particles, it has been considered to add various dispersion stabilizers such as a water-soluble polymer to the aqueous dispersion medium. If sufficient properties are to be ensured, the solid content concentration will inevitably increase. Then, it becomes difficult to suppress the viscosity of the magnetic ink to a low viscosity suitable for use in an ink jet printer, and there is a new problem that clogging or the like of a nozzle is likely to occur.

【0006】この対策として、乾燥工程を含まない水系
反応によって合成された磁性体粒子の水系懸濁液を使用
して、磁性インクなどに用いる水性磁性分散体を製造す
ることが提案されている(例えば特開2000−212
498号公報)。すなわち、磁性体粒子の元になる金属
元素を含む水溶性の化合物を、その水性分散媒による溶
液中で化学反応させることで、分散媒中に直接に、磁性
体粒子を生成させて水系懸濁液を合成し、この水系懸濁
液を使用して水性磁性分散体を製造する方法が提案され
ている。
As a countermeasure, it has been proposed to use an aqueous suspension of magnetic particles synthesized by an aqueous reaction that does not include a drying step to produce an aqueous magnetic dispersion used for magnetic ink and the like ( For example, JP-A-2000-212
498). In other words, a water-soluble compound containing a metal element that is a source of magnetic particles is chemically reacted in a solution with the aqueous dispersion medium to directly generate the magnetic particles in the dispersion medium to form an aqueous suspension. A method has been proposed in which a liquid is synthesized and an aqueous magnetic dispersion is produced using the aqueous suspension.

【0007】かかる水系懸濁液中の磁性体粒子は、その
殆どが1次粒子の状態で水性分散媒中に分散しており、
しかも各粒子の表面は親水性を有するため、磁性インク
中での分散安定性が向上すると考えられる。しかし水系
反応で合成される磁性体粒子は普通、無定形であり、保
磁力がないために磁気記録には使用できない。そこで上
記公報では、磁性体粒子を結晶質で保磁力を有するもの
とすることが提案されている。
Most of the magnetic particles in such an aqueous suspension are dispersed in an aqueous dispersion medium in the form of primary particles,
Moreover, since the surface of each particle is hydrophilic, it is considered that the dispersion stability in the magnetic ink is improved. However, magnetic particles synthesized by an aqueous reaction are usually amorphous and cannot be used for magnetic recording due to lack of coercive force. Therefore, the above publication proposes that the magnetic particles be crystalline and have a coercive force.

【0008】ところが上記公報記載の磁性体粒子であっ
ても、水系反応以外の通常の製造方法で製造される磁性
体粒子と比べると結晶化度が小さかったり、あるいは結
晶の異方性が大きかったりするために、残留磁化および
保磁力が不十分である。そこで上記公報においては、磁
気ヘッドによる読み取りが可能な印刷を得るべく、イン
クジェットプリンタを用いて文字やパターンなどを印刷
する際に磁場を印加することで、磁性体粒子を、印刷パ
ターン上で配向させることを提案している。
However, even in the case of the magnetic particles described in the above-mentioned publication, the degree of crystallinity is small or the crystal anisotropy is large as compared with the magnetic particles produced by a normal production method other than the aqueous reaction. Therefore, the residual magnetization and the coercive force are insufficient. Therefore, in the above publication, in order to obtain a print that can be read by a magnetic head, a magnetic field is applied when printing a character or pattern using an ink jet printer, so that the magnetic particles are oriented on the print pattern. Propose that.

【0009】しかしこの方法を実施するには、インクジ
ェットプリンタに、磁場を印加させるための装置を付加
する改造をするか、あるいはかかる装置を付加したイン
クジェットプリンタを新たに開発しなければならない。
このため上記公報記載の発明では、汎用のインクジェッ
トプリンタをそのまま用いて、これまでよりも低コスト
で磁気情報を記録するという目的を十分に達成すること
ができない。この発明の目的は、汎用のインクジェット
プリンタを改造などせずにそのまま使用して、磁気ヘッ
ドによる読み取りが十分に可能な磁気情報を印刷できる
上、磁性体粒子の分散安定性にすぐれ、なおかつノズル
での目詰まりなどを生じにくい、新規な水性磁性分散体
を提供することにある。
However, in order to carry out this method, it is necessary to modify the ink jet printer by adding a device for applying a magnetic field or to newly develop an ink jet printer to which such a device is added.
Therefore, the invention described in the above publication cannot sufficiently achieve the purpose of recording magnetic information at a lower cost than before using a general-purpose inkjet printer as it is. An object of the present invention is to use a general-purpose ink-jet printer as it is without modification, to print magnetic information that can be read sufficiently by a magnetic head, to have excellent dispersion stability of magnetic particles, and to use a nozzle. An object of the present invention is to provide a novel aqueous magnetic dispersion which is less likely to cause clogging and the like.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段および発明の効果】上記課
題を解決するために、発明者は、磁性体の、乾燥状態の
粒子を水性分散媒中に添加して分散させる一般的な製造
方法で製造される水性磁性分散体において、磁性体粒子
の分散安定性を向上すべく、当該分散体を構成する各成
分について検討した。その結果、磁性体粒子について
は、(a) 前述したγ・Fe23や二酸化クロムなどの
粒子の形状が針状であるため、水性分散媒への分散性が
悪いこと、(b) また上記形状ゆえにノズルでの目詰ま
りを生じやすいこと、(c) 分散性を向上させるべく長
時間の分散を行うと針状の粒子が破壊されて、残留磁化
および保磁力が低下する結果、磁気ヘッドによる読み取
りが可能な磁気情報を印刷できなくなること、を見出し
た。
Means for Solving the Problems and Effects of the Invention In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have developed a general method of adding and dispersing dry particles of a magnetic material in an aqueous dispersion medium. In order to improve the dispersion stability of the magnetic particles in the manufactured aqueous magnetic dispersion, each component constituting the dispersion was examined. As a result, regarding the magnetic particles, (a) the particles such as γ-Fe 2 O 3 and chromium dioxide described above are acicular, so that the dispersibility in the aqueous dispersion medium is poor, (b) Due to the above shape, clogging in the nozzle is likely to occur. (C) As long as dispersion is performed for a long time to improve dispersibility, needle-like particles are destroyed, resulting in a decrease in residual magnetization and coercive force. It has been found that it becomes impossible to print magnetic information that can be read by a computer.

【0011】また分散安定剤については、水溶性高分子
を使用すると、前記のように分散体の粘度が上昇する結
果、とくにプリンタヘッドに設けたヒータでインクを加
熱して微小な泡を発生させることによって、ノズルから
一定量のインクを吐出させるバブルジェット(登録商
標)方式のインクジェットプリンタに使用した際に、
(d) インク吐出のために発生させた泡が消えにくくな
るため、次のインク吐出に影響を及ぼすこと、(e) 泡
が消えないと、泡を形成する薄い膜の部分で高分子の固
化が発生してインク濃度に変化を来たす結果、ノズルで
の目詰まりを生じやすくなること、(f) 高分子がヒー
タの表面で焼きついて、いわゆるコゲーションの原因と
なること、が明らかとなった。
As for the dispersion stabilizer, when a water-soluble polymer is used, the viscosity of the dispersion increases as described above. As a result, particularly, the ink is heated by a heater provided in the printer head to generate fine bubbles. As a result, when used in a bubble jet (registered trademark) type ink jet printer that discharges a certain amount of ink from a nozzle,
(d) Since bubbles generated due to ink ejection are difficult to disappear, it affects the next ink ejection. (e) If bubbles do not disappear, solidification of the polymer in the thin film part forming the bubbles As a result, the density of the ink was changed due to the occurrence of clogging.As a result, it became clear that clogging in the nozzle was likely to occur, and that (f) the polymer was burned on the surface of the heater, causing so-called kogation. .

【0012】そこでさらに検討した結果、磁性体粒子と
して、式(1): MO・Fe23 (1) 〔式中Mは2価の金属イオンを示す〕で表されるフェラ
イトからなり、実質的に球形である磁性体粒子(以下
「球形フェライト粒子」とする)を使用すると、従来の
針状の粒子において問題となっていた前記(a)〜(c)の問
題を全て解消できることが判明した。
Therefore, as a result of further investigation, it was found that the magnetic particles consisted of ferrite represented by the formula (1): MO.Fe 2 O 3 (1) (wherein M represents a divalent metal ion). It has been found that the use of magnetic particles that are spherical in nature (hereinafter referred to as "spherical ferrite particles") can solve all of the above-mentioned problems (a) to (c) which have been problems in conventional needle-like particles. did.

【0013】すなわち球形フェライト粒子は実質的に球
形であるため、(A) 水性分散媒への分散性が良好であ
り、また(B) ノズルでの目詰まりを生じにくい上、(C)
分散性を向上させるべく長時間の分散を行っても形状
にほとんど変化がなく、初期の残留磁化および保磁力を
維持できる結果、磁気ヘッドによる読み取りが可能な磁
気情報を印刷できること、がわかった。
That is, since the spherical ferrite particles are substantially spherical, (A) the dispersibility in the aqueous dispersion medium is good, (B) clogging at the nozzle hardly occurs, and (C)
It was found that even if the dispersion was performed for a long time to improve the dispersibility, the shape was hardly changed, and the initial residual magnetization and the coercive force could be maintained. As a result, magnetic information readable by the magnetic head could be printed.

【0014】なお、ここでいう「実質的に球形」とは、
磁性体粒子の透過型電子顕微鏡写真を撮影し、その中か
ら任意に抽出した所定個数のサンプル粒子の映像につい
て実測した、個々のサンプル粒子における長径h1と短
径h2との比h1/h2の、全サンプル粒子での平均値
が、1/1〜3/1の範囲内(好ましくは1/1〜2/
1の範囲内)にある状態をさすこととする。かかる規定
による実質的に球形の粒子には球形のものの他、回転楕
円体、多面体、不定形の粒状体などをも含みうる。
[0014] The "substantially spherical" here means "
A transmission electron micrograph of the magnetic particles was taken, and an image of a predetermined number of sample particles arbitrarily extracted therefrom was actually measured. The ratio h1 / h2 of the major axis h1 and the minor axis h2 of each sample particle, The average value of all sample particles is in the range of 1/1 to 3/1 (preferably 1/1 to 2 /
(Within 1 range). Substantially spherical particles according to the above definition may include spherical particles, spheroids, polyhedrons, irregular particles, and the like.

【0015】また発明者は、上記球形フェライト粒子と
組み合わせる分散安定剤について、水溶性高分子に比べ
て分子量が小さいため前記のような問題を生じない界面
活性剤を中心として検討した。その結果、石けん類であ
る脂肪酸塩が、球形フェライト粒子との分散適性が最も
良好であることを見出し、この発明を完成するに至っ
た。すなわちこの発明の水性磁性分散体は、式(1): MO・Fe23 (1) 〔式中Mは2価の金属イオンを示す〕で表されるフェラ
イトからなり、実質的に球形である磁性体粒子(球形フ
ェライト粒子)と、分散安定剤としての脂肪酸塩と、水
性分散媒とを含むことを特徴とするものである。
The present inventors have studied the dispersion stabilizers to be combined with the spherical ferrite particles, mainly on surfactants which do not cause the above-mentioned problems because of their smaller molecular weight than water-soluble polymers. As a result, the inventors have found that the soap fatty acid salt has the best dispersibility with spherical ferrite particles, and have completed the present invention. That is, the aqueous magnetic dispersion of the present invention comprises a ferrite represented by the formula (1): MO.Fe 2 O 3 (1) [wherein M represents a divalent metal ion], and is substantially spherical. It is characterized by containing certain magnetic particles (spherical ferrite particles), a fatty acid salt as a dispersion stabilizer, and an aqueous dispersion medium.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下に、この発明を説明する。 (球形フェライト粒子)球形フェライト粒子としては、
前記のように式(1): MO・Fe23 (1) 〔式中Mは2価の金属イオンを示す〕で表されるフェラ
イトからなり、実質的に球形であるものが使用される。
また球形フェライト粒子としては、(I) 1次粒子の粒
径が記録波長に比べて十分に小さく、かつ粒径分布がシ
ャープであること〔インクジェット用インクの適性も考
慮して、1次粒子の粒径の好適範囲は、数平均粒径で表
して0.01〜0.2μm程度が好ましい(粒径がこの
範囲より小さいと、保磁力を維持するのが難しくな
る)〕、(II) 保磁力が、磁気記録に適した1000O
e以下であること(保磁力の好適範囲は100〜100
0Oe程度)、(III) 粒子間の焼結がないこと、(IV)
温度や時間に依存して磁気特性が変動しないこと、
(V) 残留磁化が0.3emu/g以上であること(固
形分量を少なくしてインクの低粘度化を容易にするため
には、残留磁化は大きければ大きいほど好ましい)、な
どの条件を満たすものが好ましい。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below. (Spherical ferrite particles) As spherical ferrite particles,
As described above, ferrite represented by the formula (1): MO.Fe 2 O 3 (1) (wherein M represents a divalent metal ion), and a substantially spherical ferrite is used. .
As the spherical ferrite particles, (I) the particle size of the primary particles is sufficiently smaller than the recording wavelength, and the particle size distribution is sharp (in consideration of the suitability of the inkjet ink, The preferred range of the particle size is preferably about 0.01 to 0.2 μm as a number average particle size (if the particle size is smaller than this range, it will be difficult to maintain the coercive force). Magnetic force is 1000O suitable for magnetic recording
e (the preferred range of the coercive force is 100 to 100
(0 Oe), (III) no sintering between particles, (IV)
Magnetic properties do not fluctuate depending on temperature and time,
(V) The residual magnetization is 0.3 emu / g or more (in order to reduce the solid content and facilitate the viscosity reduction of the ink, the larger the residual magnetization, the better). Are preferred.

【0017】これらの条件を満たし、なおかつその形状
が実質的に球形である球形フェライト粒子としては、式
中のMがコバルトである、式(1-1): CoO・Fe23 (1-1) で表されるコバルトフェライトの球形粒子(球形コバル
トフェライト粒子)が好適に使用される。 (脂肪酸塩)分散安定剤である脂肪酸塩としては、ラウ
リン酸ナトリウム、ステアリン酸ナトリウム、オレイン
酸ナトリウムなどがあげられ、中でもとくにオレイン酸
ナトリウムが好適である。
The spherical ferrite particles satisfying these conditions and having a substantially spherical shape include those represented by the formula (1-1): CoO.Fe 2 O 3 (1- Spherical particles of cobalt ferrite represented by 1) (spherical cobalt ferrite particles) are preferably used. (Fatty acid salt) Examples of the fatty acid salt as a dispersion stabilizer include sodium laurate, sodium stearate, sodium oleate and the like, with sodium oleate being particularly preferred.

【0018】球形フェライト粒子と脂肪酸塩とは、重量
比で2.5:1〜5:1の割合で配合するのが好まし
い。この範囲より脂肪酸塩の量が少ないと、球形フェラ
イト粒子の分散安定性が低下するおそれがある。また逆
に、この範囲より脂肪酸塩の量が多いと、水性磁性分散
体の粘度が上昇したり、過剰の脂肪酸塩が析出したりす
る結果、ノズルでの目詰まりを生じやすくなるおそれが
ある。 (水性分散媒)水性分散媒としては水が好適に使用され
る他、水と水溶性有機溶媒との混合溶媒を使用すること
もできる。
The spherical ferrite particles and the fatty acid salt are preferably blended in a weight ratio of 2.5: 1 to 5: 1. If the amount of the fatty acid salt is less than this range, the dispersion stability of the spherical ferrite particles may decrease. Conversely, if the amount of the fatty acid salt is larger than this range, the viscosity of the aqueous magnetic dispersion may increase, or excessive fatty acid salt may be precipitated, which may easily cause clogging at the nozzle. (Aqueous dispersion medium) As the aqueous dispersion medium, water is suitably used, and a mixed solvent of water and a water-soluble organic solvent can also be used.

【0019】水溶性有機溶媒としては、例えばメタノー
ル、エタノールなどの、炭素数1〜4程度の1価のアル
コール類;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エチルエーテルなどのエチレン
グリコールエーテル類;プロピレングリコール、ジエチ
レングリコール、グリセリンなどの2〜3価のアルコー
ル類;ジメチルスルホキシド、N−メチル−2−ピロリ
ドンなどがあげられる。
Examples of the water-soluble organic solvent include monohydric alcohols having about 1 to 4 carbon atoms such as methanol and ethanol; ethylene glycol ethers such as ethylene glycol monobutyl ether and diethylene glycol monoethyl ether; propylene glycol and diethylene glycol , Glycerin and the like; and dihydric and trihydric alcohols;

【0020】(水性磁性分散体)水性磁性分散体をイン
クジェットプリンタ用の磁性インクとして使用する場合
の粘度は、インクジェットプリンタの使用温度におい
て、5mPa・S以下であるのが好ましく、3mPa・
S以下であるのが好ましい。粘度がこの範囲を超える高
粘度のものはノズルでの目詰まりなどを発生しやすくな
るおそれがある。粘度を上記の範囲に調整するには、水
性磁性分散体における固形分濃度を調整すればよい。な
お粘度の下限は、水の粘度である1.0mPa・Sであ
るのが好ましく、粘度がこの値に近いほど、目詰まりを
生じにくくなる。
(Aqueous Magnetic Dispersion) When the aqueous magnetic dispersion is used as a magnetic ink for an ink jet printer, the viscosity at the operating temperature of the ink jet printer is preferably 5 mPa · S or less, and preferably 3 mPa · S or less.
It is preferably S or less. If the viscosity is higher than this range, there is a possibility that clogging or the like in the nozzle may easily occur. In order to adjust the viscosity to the above range, the solid content concentration in the aqueous magnetic dispersion may be adjusted. The lower limit of the viscosity is preferably 1.0 mPa · S, which is the viscosity of water. As the viscosity is closer to this value, clogging is less likely to occur.

【0021】また磁性インク中における球形フェライト
粒子の分散粒径は、数平均粒径で表して0.2μm以下
であるのが好ましい。この範囲より分散粒径が大きいと
分散安定性が低下し、かつノズルでの目詰まりが発生し
やすくなるだけでなく、吐出の安定性も低下するおそれ
がある。分散粒径は、球形フェライト粒子の1次粒径に
よって調整できる他、球形フェライト粒子の凝集による
2次粒子の生成の度合いによっても調整することができ
る。つまり2次粒子の生成の度合いを小さくするほど、
分散粒径を小さくすることができる。したがって脂肪酸
塩の配合割合を多くしたり、分散時間を長くしたりし
て、2次粒子の生成の度合いをできるだけ小さくするの
が好ましい。
The dispersed particle diameter of the spherical ferrite particles in the magnetic ink is preferably not more than 0.2 μm in terms of number average particle diameter. If the dispersion particle size is larger than this range, the dispersion stability is reduced, and not only is clogging of the nozzle likely to occur, but also the ejection stability may be reduced. The dispersed particle size can be adjusted not only by the primary particle size of the spherical ferrite particles, but also by the degree of secondary particle generation due to the aggregation of the spherical ferrite particles. In other words, the smaller the degree of generation of secondary particles,
The dispersed particle size can be reduced. Therefore, it is preferable to increase the mixing ratio of the fatty acid salt or lengthen the dispersion time to minimize the degree of secondary particle generation.

【0022】磁性インクは、ヘッドの腐食を防止し、か
つ球形フェライト粒子の分散安定性を維持するために、
そのpHが6〜10であるのが好ましく、7〜9である
のがとくに好ましい。pHを上記の範囲内に調整するた
め、磁性インクにはpH調整剤を添加してもよい。pH
調整剤としては、例えばジエタノールアミン、トリエタ
ノールアミンなどの有機アミン類や、水酸化ナトリウ
ム、水酸化カリウムなどのアルカリ金属の水酸化物など
があげられる。
The magnetic ink is used to prevent corrosion of the head and maintain the dispersion stability of the spherical ferrite particles.
The pH is preferably from 6 to 10, and particularly preferably from 7 to 9. To adjust the pH within the above range, a pH adjuster may be added to the magnetic ink. pH
Examples of the regulator include organic amines such as diethanolamine and triethanolamine, and hydroxides of alkali metals such as sodium hydroxide and potassium hydroxide.

【0023】また磁性インクには、防かび剤、表面張力
調整剤その他、従来公知の種々の添加剤を、この発明の
効果を阻害しない範囲で適宜の量、添加することもでき
る。磁性インクは、前述したバブルジェット方式や、あ
るいはピエゾ素子の変形を利用して、ノズルから一定量
のインクを吐出させるマッハジェット方式などのオン−
デマンド型のインクジェットプリンタにとくに好適に使
用できる。のみならず、インクを循環させながらインク
の液滴を形成して印刷を行うコンティニュアス型のイン
クジェットプリンタにも使用することができる。そして
このいずれの場合にも、汎用のインクジェットプリンタ
を改造などすることなくそのまま使用して、磁気ヘッド
による読み取りが十分に可能な磁気情報を印刷すること
が可能である。
Further, various kinds of conventionally known additives, such as a fungicide, a surface tension adjusting agent, and the like, may be added to the magnetic ink in an appropriate amount as long as the effects of the present invention are not impaired. The magnetic ink is used in an on-off method such as the bubble jet method described above or the Mach jet method in which a fixed amount of ink is ejected from a nozzle by utilizing deformation of a piezo element.
It can be particularly suitably used for a demand type ink jet printer. In addition, the present invention can be used for a continuous-type ink jet printer that performs printing by forming ink droplets while circulating ink. In any of these cases, it is possible to print magnetic information that can be sufficiently read by a magnetic head by using a general-purpose inkjet printer without modification or the like.

【0024】なお、この発明の水性磁性分散体の用途は
磁気インクには限定されず、良好な分散安定性などを利
用して、例えば通常印刷用の水性インクや塗料などに使
用することもできる。
The use of the aqueous magnetic dispersion of the present invention is not limited to magnetic inks, and it can be used, for example, in aqueous inks and paints for ordinary printing by utilizing good dispersion stability. .

【0025】[0025]

【実施例】以下にこの発明を、実施例、比較例に基づい
て説明する。なお実施例1〜5、比較例1で用いたコバ
ルトフェライト粒子〔1次粒子の平均粒径:0.015
μm、堺化学工業(株)製のFCO−2〕の粒子形状を、
先に述べた透過型電子顕微鏡写真の映像からの評価方法
(サンプル数は10個)で評価したところ、長径と短径
の比h1/h2の平均値は1.3/1であり、実質的に
球形の球形コバルトフェライト粒子であることが確認さ
れた(図1)。
The present invention will be described below with reference to examples and comparative examples. The cobalt ferrite particles used in Examples 1 to 5 and Comparative Example 1 [average particle diameter of primary particles: 0.015
μm, FCO-2] manufactured by Sakai Chemical Industry Co., Ltd.
When evaluated by the evaluation method (the number of samples is 10) from the image of the transmission electron micrograph described above, the average value of the ratio h1 / h2 of the major axis to the minor axis is 1.3 / 1, which is substantially It was confirmed that the particles were spherical spherical cobalt ferrite particles (FIG. 1).

【0026】一方、比較例2、3で用いたγ・Fe23
粒子(1次粒子の平均長さ:0.4μm)は図2に示す
ように針状粒子であって、上記と同様にして求めた長径
と短径の比h1/h2の平均値が6.2/1であった。
また上記γ・Fe23粒子は、個々の粒子の、長さのば
らつきが大きいこともわかった。 実施例1 オレイン酸ナトリウム1.0gを純水19.0gに溶解
して水溶液を作製した。
On the other hand, the γ · Fe 2 O 3 used in Comparative Examples 2 and 3
The particles (average length of primary particles: 0.4 μm) are needle-shaped particles as shown in FIG. 2, and the average value of the ratio h1 / h2 of the major axis to the minor axis determined in the same manner as described above is 6. 2/1.
Further, it was also found that the γ · Fe 2 O 3 particles had large variations in length of individual particles. Example 1 An aqueous solution was prepared by dissolving 1.0 g of sodium oleate in 19.0 g of pure water.

【0027】次にこの水溶液20.0gと、球形コバル
トフェライト粒子〔堺化学工業(株)製のFCO−2〕
5.0gとを、30.0gのジルコニアビーズととも
に、内容積37ミリリットルのガラス瓶に入れた。そし
てガラス瓶の内容物を、ペイントシェーカーを用いて1
20分間、分散混合して、水性磁性分散体としての磁性
インクを製造した。球形コバルトフェライト粒子とオレ
イン酸ナトリウムの配合割合(重量比)は5:1であっ
た。
Next, 20.0 g of this aqueous solution and spherical cobalt ferrite particles [FCO-2 manufactured by Sakai Chemical Industry Co., Ltd.]
5.0 g together with 30.0 g of zirconia beads were placed in a 37-ml glass bottle. Then, the contents of the glass bottle are removed using a paint shaker.
The mixture was dispersed and mixed for 20 minutes to produce a magnetic ink as an aqueous magnetic dispersion. The blending ratio (weight ratio) of the spherical cobalt ferrite particles and sodium oleate was 5: 1.

【0028】実施例2〜5 オレイン酸ナトリウムと純水の量を表1に示すように調
整して、球形コバルトフェライト粒子とオレイン酸ナト
リウムとの配合割合(重量比)を6.25:1(実施例
2)、3.125:1(実施例3)、2.5:1(実施
例4)または2:1(実施例5)としたこと以外は実施
例1と同様にして磁性インクを製造した。
Examples 2 to 5 The amounts of sodium oleate and pure water were adjusted as shown in Table 1, and the mixing ratio (weight ratio) of the spherical cobalt ferrite particles and sodium oleate was 6.25: 1 ( Example 2) A magnetic ink was prepared in the same manner as in Example 1 except that 3.125: 1 (Example 3), 2.5: 1 (Example 4) or 2: 1 (Example 5) were used. Manufactured.

【0029】比較例1 オレイン酸ナトリウムに代えて、0.1gの縮合ナフタ
レンスルホン酸アンモニウム〔サンノプコ(株)製のロー
マPWA−40〕を使用したこと以外は実施例1と同様
にして磁性インクを製造した。 比較例2 球形コバルトフェライト粒子に代えて同量の、針状のγ
・Fe23粒子を使用したこと以外は実施例3と同様に
して磁性インクを製造した。
Comparative Example 1 A magnetic ink was prepared in the same manner as in Example 1 except that 0.1 g of condensed ammonium naphthalenesulfonate [Roma PWA-40 manufactured by San Nopco Co., Ltd.] was used instead of sodium oleate. Manufactured. Comparative Example 2 The same amount of needle-like γ instead of spherical cobalt ferrite particles
A magnetic ink was produced in the same manner as in Example 3 except that Fe 2 O 3 particles were used.

【0030】比較例3 ペイントシェーカーによる分散混合時間を15分間とし
たこと以外は比較例2と同様にして磁性インクを製造し
た。上記各実施例、比較例の磁性インクについて下記の
各試験を行って、その特性を評価した。 分散安定性試験 製造直後の磁性インクを、遠心分離機〔デンバーインス
ツルメント(Denver Instrument)社製のFORCE
7〕を用いて、回転数6000rpmで10分間、遠心
分離したのち、その状態を目視にて観察した。そして下
記の基準により分散安定性を評価した。
Comparative Example 3 A magnetic ink was produced in the same manner as in Comparative Example 2, except that the dispersion mixing time using a paint shaker was 15 minutes. The following tests were performed on the magnetic inks of the above Examples and Comparative Examples, and the characteristics were evaluated. Dispersion Stability Test Immediately after production, the magnetic ink was centrifuged [FORCE manufactured by Denver Instrument
7], the mixture was centrifuged at 6,000 rpm for 10 minutes, and the state was visually observed. The dispersion stability was evaluated according to the following criteria.

【0031】 ○:磁性体粒子の分離なし。分散安定性極めて良好。 △:磁性体粒子が若干、分離の傾向あり。ただし実用可
能レベル。 ×:磁性体粒子が完全に分離、沈降した。分散安定性不
良。 粘度測定 磁性インクの粘度を、粘度計〔東機産業(株)製のRE1
15L形粘度計〕を用いて測定した。条件は測定温度2
5℃、回転数60rpmとした。
:: No separation of magnetic particles. Extremely good dispersion stability. Δ: Magnetic particles are slightly separated. However, practical level. ×: The magnetic particles were completely separated and settled. Poor dispersion stability. Viscosity measurement The viscosity of the magnetic ink is measured with a viscometer [RE1 manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.
15L viscometer]. Conditions are measurement temperature 2
The temperature was 5 ° C. and the number of revolutions was 60 rpm.

【0032】磁性体粒子の分散粒径測定 磁性インク中における磁性体粒子の分散粒径(数平均粒
径)を、粒度分析装置〔日装機(株)製のマイクロトラッ
クUPA150〕を用いて測定した。 実機試験 (読み取り試験)磁性インクをバブルジェット型インク
ジェットプリンタ〔日本ヒューレットパッカード(株)製
のDeskjet 895Cxi〕のインクカートリッ
ジに充てんして、上記インクジェットプリンタに装着し
た状態で、普通紙上にE13B文字を印刷した。そして
この文字を、アトランティックツァイサー(AtlanticZe
iser)社製の磁気読み取り装置MINI−QUESTを
用いて読み取れるか否かを確認した。
Measurement of dispersed particle size of magnetic particles The dispersed particle size (number average particle size) of the magnetic particles in the magnetic ink is measured using a particle size analyzer [Microtrac UPA150 manufactured by NIKKISO CO., LTD.]. did. Actual machine test (Reading test) Filling the magnetic cartridge with the ink cartridge of a bubble jet type ink jet printer [Deskjet 895Cxi manufactured by Hewlett-Packard Japan Co., Ltd.], and printing E13B characters on plain paper with the ink jet printer attached did. And this character, Atlantic Zeiser (AtlanticZe
iser) using a magnetic reader MINI-QUEST.

【0033】 ○:読み取り可。 ×:読み取り不可。 (目詰まり試験)上記インクジェットプリンタを使用し
て一定量の文字を印刷後、インクカートリッジを取り出
し、ノズルの部分にキャッピングなどをしない状態で、
温度40℃、相対湿度25%の条件で7日間、放置した
後、再びインクジェットプリンタに装着した。そして、
目詰まり解消のためのクリーニング操作を1回行うごと
に上記読み取り試験をして、その結果が○(読み取り
可)となるまでに要したクリーニングの回数を記録し、
下記の基準により、ノズルでの目詰まりのしにくさを評
価した。
:: Readable. ×: Unreadable. (Clogging test) After printing a certain amount of characters using the above-mentioned inkjet printer, take out the ink cartridge, and without capping the nozzle part,
After being left for 7 days at a temperature of 40 ° C. and a relative humidity of 25%, it was mounted on the ink jet printer again. And
Each time the cleaning operation for eliminating clogging is performed once, the above-mentioned reading test is performed, and the number of times of cleaning required until the result becomes ○ (readable) is recorded.
The difficulty of clogging in the nozzle was evaluated according to the following criteria.

【0034】 ○:1〜5回のクリーニングで読み取り可(○)となっ
た。目詰まりを生じにくい。 △:6〜10回のクリーニングで読み取り可(○)とな
った。やや目詰まりを生じやすい。 ×:11回以上クリーニングしないと読み取り可(○)
とならなかった。目詰まりを生じやすい。
○: Reading was possible (○) after 1 to 5 cleanings. Less likely to cause clogging. Δ: Reading was possible (○) after 6 to 10 cleanings. Slightly clogged. ×: Reading is possible unless cleaning is performed 11 times or more (O)
Did not become. Prone to clogging.

【0035】以上の結果を表1に示す。Table 1 shows the above results.

【0036】[0036]

【表1】 [Table 1]

【0037】表より、脂肪酸塩以外の分散安定剤を使用
した比較例1の磁性インクは、分散安定性が悪いことが
わかった。このため、その他の試験を行わなかった。ま
た針状であるγ・Fe23粒子を使用した比較例2の磁
性インクによる印刷は、磁気読み取り装置によって読み
取ることができなかった。そこで顕微鏡によって粒子の
状態を観察したところ、針状であるはずの粒子が破壊さ
れているのが確認された。
From the table, it was found that the magnetic ink of Comparative Example 1 using a dispersion stabilizer other than the fatty acid salt had poor dispersion stability. Therefore, no other tests were performed. Further, printing with the magnetic ink of Comparative Example 2 using needle-like γ · Fe 2 O 3 particles could not be read by a magnetic reader. Then, when the state of the particles was observed with a microscope, it was confirmed that the particles, which should have been acicular, were broken.

【0038】また針状粒子の破壊を防止すべく、分散時
間を短くした比較例3の磁性インクは、分散安定性が悪
いことがわかった。このためその他の試験を行わなかっ
たが、たとえ分散安定性をクリアしたとしても、ノズル
での目詰まりを生じやすく実用的でないことが予測され
た。これに対し、球形コバルトフェライト粒子と、脂肪
酸塩としてのオレイン酸ナトリウムとを使用した各実施
例の磁性インクは分散安定性が良いことがわかった。ま
た各実施例の磁性インクによる印刷は、磁気読み取り装
置によって読み取ることが可能であり、しかもノズルで
の目詰まりを生じにくいことも確認された。
Further, it was found that the magnetic ink of Comparative Example 3 in which the dispersion time was shortened in order to prevent the destruction of the acicular particles had poor dispersion stability. For this reason, other tests were not performed, but it was predicted that even if the dispersion stability was cleared, clogging in the nozzle was likely to occur, which was not practical. On the other hand, it was found that the magnetic ink of each example using spherical cobalt ferrite particles and sodium oleate as a fatty acid salt had good dispersion stability. Further, it was also confirmed that the printing with the magnetic ink of each of the examples can be read by a magnetic reading device, and that clogging at the nozzle hardly occurs.

【0039】また各実施例を比較すると、球形コバルト
フェライト粒子とオレイン酸ナトリウムとの配合割合が
5:1よりオレイン酸ナトリウムの量が少ない側に外れ
た実施例2の磁性インクは、実用上、差し支えない範囲
ではあるものの、球形コバルトフェライト粒子の分散安
定性が若干、低いことがわかった。一方、上記両者の配
合割合が2.5:1よりオレイン酸ナトリウムの量が多
い側に外れた実施例5の磁性インクは、やはり実用上、
差し支えない範囲(5mPa・S以下)ではあるもの
の、粘度が若干、上昇する傾向を示すことがわかった。
Further, comparing the examples, the magnetic ink of Example 2 in which the blending ratio of the spherical cobalt ferrite particles and sodium oleate deviated to the side where the amount of sodium oleate was smaller than 5: 1 was practically used. It was found that the dispersion stability of the spherical cobalt ferrite particles was slightly low, though it was within a range that would be acceptable. On the other hand, the magnetic ink of Example 5 in which the mixing ratio of the above two was out of the range where the amount of sodium oleate was larger than 2.5: 1 was also practically
It was found that the viscosity was slightly increased, though it was within a range (5 mPa · S or less) that would be acceptable.

【0040】これに対し、球形コバルトフェライト粒子
とオレイン酸ナトリウムとの配合割合が2.5:1〜
5:1の範囲内にある実施例1〜3の磁性インクはいず
れも、球形コバルトフェライト粒子の分散安定性が極め
て良好であり、しかもその粘度が、より好適な範囲であ
る3mPa・S以下をクリアしていることが確認され
た。
On the other hand, the compounding ratio of the spherical cobalt ferrite particles and sodium oleate was 2.5: 1 to 1
All of the magnetic inks of Examples 1 to 3 in the range of 5: 1 have extremely good dispersion stability of the spherical cobalt ferrite particles and have a viscosity of 3 mPa · S or less, which is a more preferable range. It was confirmed that it was clear.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施例で使用した球形コバルトフェライト粒子
の粒子状態を示す透過型電子顕微鏡写真である。
FIG. 1 is a transmission electron micrograph showing the state of spherical cobalt ferrite particles used in Examples.

【図2】比較例で使用した針状のγ・Fe23粒子の粒
子状態を示す透過型電子顕微鏡写真である。
FIG. 2 is a transmission electron micrograph showing a particle state of acicular γ · Fe 2 O 3 particles used in a comparative example.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】式(1): MO・Fe23 (1) 〔式中Mは2価の金属イオンを示す〕で表されるフェラ
イトからなり、実質的に球形である磁性体粒子と、分散
安定剤としての脂肪酸塩と、水性分散媒とを含むことを
特徴とする水性磁性分散体。
1. A magnetic particle comprising ferrite represented by the following formula (1): MO.Fe 2 O 3 (1) wherein M represents a divalent metal ion, and substantially spherical. An aqueous magnetic dispersion comprising: a fatty acid salt as a dispersion stabilizer; and an aqueous dispersion medium.
【請求項2】フェライトがコバルトフェライトである請
求項1記載の水性磁性分散体。
2. The aqueous magnetic dispersion according to claim 1, wherein the ferrite is cobalt ferrite.
【請求項3】脂肪酸塩がオレイン酸ナトリウムである請
求項1記載の水性磁性分散体。
3. The aqueous magnetic dispersion according to claim 1, wherein the fatty acid salt is sodium oleate.
【請求項4】磁性体粒子と脂肪酸塩とを、重量比で2.
5:1〜5:1の割合で配合した請求項1記載の水性磁
性分散体。
4. The method according to claim 1, wherein the weight ratio of the magnetic particles to the fatty acid salt is 2.
The aqueous magnetic dispersion according to claim 1, which is blended at a ratio of 5: 1 to 5: 1.
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