JP2003073594A - Ink-jet recording composition - Google Patents
Ink-jet recording compositionInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット式
印刷をはじめ、電子デバイスの製造、生物分子学的検査
などのインクジェット式記録が有効である印刷以外の技
術領域においても適用可能なインクジェット吐出用の組
成物に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is applicable to inkjet ejection, which can be applied to technical fields other than printing where inkjet recording is effective, such as inkjet printing, manufacturing of electronic devices, and biomolecular examination. It relates to a composition.
【0002】[0002]
【従来の技術】インクジェット方式による記録技術は、
精密画像の形成、精密回路のプリント、機能性化合物の
標的物質表面への微細スポッティングの実施等を安価か
つ比較的単純な手法で実現し得るものであり、近年、そ
の応用範囲が拡大している。インクジェットの記録方式
には、主に、(1)ピエゾ素子の電気−機械変換により
液滴を圧力吐出させる方法(ピエゾ方式)、(2)電気
−熱変換により気泡を発生させて液滴を圧力吐出させる
方法(サーマル方式)、(3)静電力により液滴を吸引
・吐出させる方法(静電力方式)などがある。インクジ
ェット式記録に共通して要求される技術として、安定性
・安全性が高く、目詰まりを起こさず、かつ吐出後、表
面に速やかに定着し、拡散による滲みが小さい吐出組成
物を提供できることを挙げることができる。2. Description of the Related Art Inkjet recording technology is
It can realize the formation of precision images, the printing of precision circuits, the fine spotting of functional compounds on the surface of target substances, etc. by an inexpensive and relatively simple method, and its application range has been expanding in recent years. . The ink jet recording method is mainly (1) a method of ejecting a droplet by pressure by electro-mechanical conversion of a piezo element (piezo method), (2) generating a bubble by electro-thermal conversion to press the droplet. There are a method of discharging (thermal method), (3) a method of sucking and discharging liquid droplets by electrostatic force (electrostatic method), and the like. As a technology commonly required for ink jet recording, it is possible to provide an ejection composition that has high stability and safety, does not cause clogging, quickly fixes on the surface after ejection, and has less bleeding due to diffusion. Can be mentioned.
【0003】特に、上記方式による記録技術は、安価で
きれいな印字が可能であることからインクジェット式印
刷の分野では、その吐出組成物、すなわちインク組成物
に関する技術課題として、以下の点をバランスよく満た
していることが要求されている(特開2001−899
82号)。(1)十分な濃度の発色が可能である,
(2)保存安定性が良い,(3)過度の滲みを発生させ
ない(紙等の標的物質へ定着したインク滴が過剰に広が
らず、一定のサイズを保って乾燥する),(4)ノズル
の目詰まりが起こらない,(5)色表現範囲が広いこと
である。In particular, the recording technology based on the above-mentioned method can inexpensively print cleanly. Therefore, in the field of ink jet printing, the following points are well-balanced as technical problems relating to the ejection composition, that is, the ink composition. Is required (Japanese Patent Laid-Open No. 2001-899).
82). (1) Coloring with sufficient density is possible,
(2) Good storage stability, (3) Excessive bleeding does not occur (ink droplets fixed to a target substance such as paper do not spread excessively, and keeps a certain size to dry), (4) nozzle No clogging, (5) Wide color expression range.
【0004】インクジェット式印刷用のインク組成物に
は顔料系のものと染料系のものがあるが、従来その双方
において、印字の際の発色性を高めるために着色剤の濃
度を増やすと粘度が増大し、目詰まりが起こりやすくな
ると同時に、保存安定性も低下してしまうといった問題
が生じていた。また、顔料や樹脂微粒子などの微粒子を
配合した水性インクにおいて微粒子の分散を安定化させ
るために過剰の界面活性剤や高分子分散剤を添加する
と、やはりインク組成物の粘度が増大してしまい、気泡
発生や消泡性低下の原因にもなるという問題が生じてい
た。There are pigment-based ink compositions and dye-based ink compositions for ink jet printing. In both of them, the viscosity increases when the concentration of the colorant is increased in order to enhance the color development during printing. However, there is a problem in that the storage stability is lowered at the same time as the increase in the density and the tendency to cause clogging. Further, when an excessive amount of a surfactant or a polymer dispersant is added in order to stabilize the dispersion of fine particles in an aqueous ink containing fine particles such as pigments and resin fine particles, the viscosity of the ink composition also increases, There has been a problem that it also causes bubbles and a decrease in defoaming property.
【0005】一般に、特開2001−89982号や特
開2001−55531号、特開2001−98194
号に記載されているように、インクの粘度はできる限り
低粘度にしてインクの保存安定性やインクジェット式記
録の際の目詰まり防止性を向上させることが常識的に行
われている。具体的には、特開2001−55531号
では、25℃での粘度として25mPa・s以下、特開
2001−98194号では、25℃での粘度として1
5cP(=15mPa・s)以下にしている。しかしな
がらこれらの粘度範囲では、発色性向上のための着色剤
等配合物の添加量が制限されてしまうという問題があ
る。Generally, JP-A-2001-89982, JP-A-2001-55531, and JP-A-2001-98194.
As described in JP-A No. 2003-242, it is common sense to make the viscosity of ink as low as possible to improve the storage stability of ink and the prevention of clogging during ink jet recording. Specifically, in JP 2001-55531 A, the viscosity at 25 ° C. is 25 mPa · s or less, and in JP 2001-98194 A, the viscosity at 25 ° C. is 1 or less.
It is set to 5 cP (= 15 mPa · s) or less. However, in these viscosity ranges, there is a problem that the addition amount of the colorant or the like for improving the color developability is limited.
【0006】即ち、現行のインクジェット式記録では上
記(1)〜(4)の技術課題を同時に満足するものがな
いというのが現状である。ところで、インクジェット式
印刷に限らず、着色剤以外の他の機能性化合物を添加し
たインクジェット吐出用組成物を用いてインクジェット
式記録を適用している分野においても、近年の画像分解
能の向上、デバイス集積密度の向上、検査効率の向上な
どのニーズから、インクジェット式記録における記録液
滴の定着乾燥後サイズ(ドットサイズ)の微小化、即
ち、表現分解能の向上は共通の技術課題の一つとなって
いる。In other words, the current situation is that none of the current ink jet recordings satisfy the above technical problems (1) to (4) at the same time. By the way, not only in ink jet printing, but also in the field of applying ink jet recording by using a composition for ink jet ejection to which a functional compound other than a colorant is added, improvement in image resolution in recent years, device integration Due to needs such as improvement of density and inspection efficiency, miniaturization of the size (dot size) after fixing and drying of recording droplets in inkjet recording, that is, improvement of expression resolution is one of common technical problems. .
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】即ち、本発明は、十分
な濃度の機能性材料を標的物質の表面に固定化でき、保
存安定性も高く、かつ標的物質上で高精度かつ高解像度
の記録が遂行でき、記録時に目詰まりを起こさず、印刷
用をはじめとする広範な分野で適用可能なインクジェッ
ト吐出用組成物を提供することを目的とする。That is, according to the present invention, a functional material having a sufficient concentration can be immobilized on the surface of a target substance, the storage stability is high, and recording on the target substance with high precision and high resolution is possible. It is an object of the present invention to provide an inkjet discharging composition which can be performed in a wide range of fields including printing, without causing clogging during recording.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明者は、特開200
1−181539号において、PCT/JP98/05
462において開示されている透明から半透明のセルロ
ース分散体のもつ広範な化合物への分散安定化能を活用
したインクジェット用のインク組成物が配合成分の凝集
が全く起こらず、かつ、サーマル方式のような温度勾配
を伴う印字方式においてレオロジー特性の温度変化が小
さいため極めて安定である等、良好なインク特性を示す
ことに着目した結果、該セルロース分散体を用いること
によってのみ従来困難とされていた高粘度領域であって
も上述した技術課題を同時に満足することが可能とな
り、特に先記高粘度領域でもゲル状の性状を呈する物が
特に優れることを見出し本発明を完成した。DISCLOSURE OF THE INVENTION The inventor of the present invention has disclosed that
No. 1-181539, PCT / JP98 / 05
The ink composition for inkjet utilizing the dispersion stabilizing ability of the transparent to translucent cellulose dispersions disclosed in 462 in a wide range of compounds does not cause agglomeration of blending components at all, and is similar to the thermal system. As a result of paying attention to the fact that it exhibits excellent ink properties such as being extremely stable because the temperature change of the rheological properties is small in a printing method with a wide temperature gradient, it has been considered difficult only by using the cellulose dispersion to achieve high The present invention has been completed by finding that it is possible to simultaneously satisfy the above-mentioned technical problems even in the viscosity range, and that a substance exhibiting a gel-like property is particularly excellent even in the above-mentioned high viscosity range.
【0009】即ち、本発明は、
1、平均重合度(DP)が100以下で、セルロースI
型結晶成分の分率が0.1以下、セルロースII型結晶
成分の分率が0.4以下で、かつ、セルロース粒子の平
均粒子径が2μm以下であるセルロース微粒子と、液状
分散媒体と、機能性化合物とを含有するインクジェット
吐出用組成物であって、該組成物のコーン・プレート型
回転粘度計を用いて測定する25℃での少なくとも1×
10-3s-1〜1×102s-1を含むずり速度領域にて得
られる粘度−ずり応力曲線における粘度の最大値(η
max)が、ηmax≧1×103mPa・sであることを特
徴とするインクジェット吐出用組成物。
2、1に記載の粘度の最大値(ηmax)が、ηmax≧5×
105mPa・s であることを特徴とする1に記載の
インクジェット吐出用組成物。
3、該機能性化合物が着色剤であることを特徴とする1
または2に記載のインクジェット吐出用組成物に関す
る。That is, according to the present invention, 1. The average degree of polymerization (DP) is 100 or less, and the cellulose I
Cellulose fine particles in which the fraction of the type II crystal component is 0.1 or less, the fraction of the type II cellulose crystal component is 0.4 or less, and the average particle size of the cellulose particles is 2 μm or less, a liquid dispersion medium, and a function. At least 1 × at 25 ° C., which is measured by using a cone-and-plate type rotational viscometer of the composition.
The maximum value of viscosity (η in the viscosity-shear stress curve obtained in the shear rate region including 10 −3 s −1 to 1 × 10 2 s −1)
max ) is η max ≧ 1 × 10 3 mPa · s. The maximum value (η max ) of viscosity described in 2 and 1 is η max ≧ 5 ×
The composition for inkjet discharge according to 1, wherein the composition is 10 5 mPa · s. 3, the functional compound is a colorant 1
Alternatively, it relates to the composition for inkjet discharge described in 2.
【0010】以下に本発明を詳細に説明する。本発明
は、インクジェット式印刷、電子デバイス作製、生物分
子学的検査をはじめとするインクジェット式記録の適用
技術領域において広範囲に適用し得るインクジェット吐
出用のインクジェット吐出用組成物に関するものであっ
て、特にセルロースを粘度調節剤として含むインクジェ
ット式記録用の水性のインクジェット吐出用組成物に関
するものである。The present invention will be described in detail below. The present invention relates to an inkjet discharging composition for inkjet discharging, which can be widely applied in an application technical field of inkjet recording including inkjet printing, electronic device production, and biomolecular examination, and in particular, The present invention relates to an aqueous inkjet discharging composition for inkjet recording, which contains cellulose as a viscosity modifier.
【0011】本発明でインクジェット吐出用組成物の粘
度調節剤に用いるセルロースは、平均重合度(DP)が
100以下、セルロースI型結晶成分の分率が0.1以
下、セルロースII型結晶成分の分率が0.4以下で、
かつ平均粒子径が2μm以下であることを特徴とする
が、以下に各構造因子について説明する。本発明に用い
るセルロースの平均重合度、セルロースI型結晶成分の
分率、セルロースII型結晶成分の分率、平均粒子径は
原料として用いるセルロース/水分散体やその乾燥物に
対して測定したものである。The cellulose used as the viscosity modifier of the ink jet ejection composition of the present invention has an average degree of polymerization (DP) of 100 or less, a cellulose I type crystal component fraction of 0.1 or less, and a cellulose II type crystal component. If the fraction is 0.4 or less,
The average particle diameter is 2 μm or less, and each structural factor will be described below. The average degree of polymerization of cellulose used in the present invention, the fraction of the cellulose type I crystal component, the fraction of the cellulose type II crystal component, and the average particle size are measured with respect to the cellulose / water dispersion used as a raw material or a dried product thereof. Is.
【0012】セルロースの平均重合度(DP)は10以
上100以下、特に20以上50以下であることが望ま
しい。100よりも大きなDPでは、分散媒体に微細か
つ高度に分散したセルロース分散体を得ることが難し
く、本発明のインクジェット吐出用組成物における増粘
性,分散安定性に乏しい。また10以下のDPでは、実
際上、水溶性の成分をある含率で含有することになり、
やはり実質的に粘度調節剤として機能するセルロース分
率が低減するため適当でない。The average degree of polymerization (DP) of cellulose is preferably 10 or more and 100 or less, and more preferably 20 or more and 50 or less. When the DP is larger than 100, it is difficult to obtain a finely and highly dispersed cellulose dispersion in a dispersion medium, and the thickening property and dispersion stability of the inkjet discharging composition of the present invention are poor. Further, in DP of 10 or less, the water-soluble component is actually contained at a certain content rate,
Again, this is not suitable because it substantially reduces the cellulose fraction that functions as a viscosity modifier.
【0013】セルロース微粒子の固体中に含まれるセル
ロースI型結晶成分の分率(χI)は0.1以下、好ま
しくは0であり、セルロースII型結晶成分の分率(χ
II)は0.4以下、好ましくは0.3以下の低結晶性で
あることが必要である。本発明のセルロースの結晶成分
の分率(χc、即ちχIとχIIとの和)は殆ど零に近い値
にまですることができる。χIが0.1を超える又はχ
IIが0.4を超えるセルロースを含む組成物は透明度が
低く、かつ粘度も低くなるため本発明のインクジェット
吐出用組成物としてはふさわしくない。The fraction (χ I ) of the cellulose type I crystal component contained in the solid of the cellulose fine particles is 0.1 or less, preferably 0, and the fraction of the cellulose type II crystal component (χ
II ) is required to have a low crystallinity of 0.4 or less, preferably 0.3 or less. The fraction of the crystalline component of the cellulose of the present invention (χ c , that is, the sum of χ I and χ II ) can be brought to a value close to zero. χ I exceeds 0.1 or χ
A composition containing cellulose having II of more than 0.4 has low transparency and low viscosity, and therefore is not suitable as the inkjet discharging composition of the present invention.
【0014】セルロースの平均粒子径は、2μm以下、
好ましくは1μm以下、更に好ましくは0.5μm以下
である。平均粒子径の下限は、本発明が規定する測定法
の検出下限値に近い0.02μm程度にすることができ
る。2μmを超えると、本発明のインクジェット吐出用
組成物の特徴であるチキソトロピー性が低くなると同時
に、ノズルの目詰まりも発生し易くなり不適である。
尚、上記のセルロースの平均重合度(DP)、セルロー
スI及びセルロースII型結晶成分の分率(χIおよび
χII)、平均粒子径は、本発明のインクジェット吐出用
組成物を製造する際に用いるセルロース分散体(主に水
分散体)あるいはその乾燥物を用いて下記手順で測定す
る。The average particle diameter of cellulose is 2 μm or less,
It is preferably 1 μm or less, more preferably 0.5 μm or less. The lower limit of the average particle diameter can be set to about 0.02 μm, which is close to the lower limit of detection in the measuring method specified by the present invention. When it exceeds 2 μm, the thixotropy, which is a characteristic of the inkjet discharging composition of the present invention, is lowered, and at the same time, the nozzle is easily clogged, which is not suitable.
The average degree of polymerization (DP) of cellulose, the fractions of cellulose I and cellulose II type crystal components (χ I and χ II ), and the average particle diameter are as described above when the composition for inkjet discharge of the present invention is produced. The cellulose dispersion used (mainly an aqueous dispersion) or a dried product thereof is measured by the following procedure.
【0015】DPは、セルロース分散体を乾燥して得ら
れた乾燥セルロース試料をカドキセンに溶解した希薄セ
ルロース溶液の比粘度をウベローデ型粘度計で測定し
(25℃)、その極限粘度数[η]から下記粘度式(1)
および換算式(2)により算出した。
[η]=3.85×10-2×Mw 0.76 (1)
DP=Mw/162 (2)
セルロースI型結晶成分の分率(χI)は、同じくセル
ロース分散体原料を乾燥して得られた乾燥セルロース試
料を粉状に粉砕し錠剤に成形し、線源CuKα,反射法
での広角X線回折法(理学電機(株)社製ロータフレッ
クスRU−300を使用)により得られた回折図(図
1)において、セルロースI型結晶の(110)面ピー
クに帰属される2θ=15.0゜における絶対ピーク強
度h0と、この面間隔におけるベースラインからのピー
ク強度h1から、下記(3)式によって求められる値を
用いた。As for DP, the intrinsic viscosity [η] was measured by measuring the specific viscosity of a dilute cellulose solution obtained by dissolving a dried cellulose sample obtained by drying a cellulose dispersion in cadoxene with an Ubbelohde viscometer (25 ° C.). From the following viscosity formula (1)
And calculated by the conversion formula (2). [η] = 3.85 × 10 -2 × M w 0.76 (1) DP = M w / 162 (2) The fraction (χ I ) of the cellulose I-type crystal component was also obtained by drying the cellulose dispersion raw material. The obtained dry cellulose sample was pulverized into powder and molded into a tablet, which was obtained by a radiation source CuKα and a wide-angle X-ray diffraction method using a reflection method (using Rotaflex RU-300 manufactured by Rigaku Denki Co., Ltd.). In the diffractogram (FIG. 1), from the absolute peak intensity h 0 at 2θ = 15.0 °, which is assigned to the (110) plane peak of the cellulose type I crystal, and the peak intensity h 1 from the baseline at this plane interval, The value obtained by the following equation (3) was used.
【0016】同様に、セルロースII型結晶成分の分率
(χII)は、得られた回折図(図1)において、セルロ
ースII型結晶の(110)面ピークに帰属される2θ
=12.6゜における絶対ピーク強度h0*とこの面間
隔におけるベースラインからのピーク強度h1*から、
下記(4)式によって求められる値を用いた。
χI=h1/h0 (3)
χII=h1*/h0* (4)
尚、図1に、χIおよびχIIを求める模式図を示す。Similarly, the fraction (χ II ) of the cellulose II type crystal component is assigned to the (110) plane peak of the cellulose II type crystal in the obtained diffractogram (FIG. 1) by 2θ.
From the absolute peak intensity h 0 * at = 12.6 ° and the peak intensity h 1 * from the baseline at this plane interval,
The value obtained by the following equation (4) was used. χ I = h 1 / h 0 (3) χ II = h 1 * / h 0 * (4) Incidentally, FIG. 1 shows a schematic diagram for obtaining χ I and χ II .
【0017】セルロースの平均粒子径は、原料となるセ
ルロースを液状分散媒体に分散した分散体に対し、レー
ザ回折式粒度分布測定装置((株)堀場製作所製、レー
ザ回折/散乱式粒度分布測定装置LA−920;下限検
出値は0.02μm)で室温で測定して求められる重量
(体積)平均粒子径である。分散媒体中の粒子間の会合
を可能な限り切断した状態で粒子径を測定するために、
次の工程で試料を調製した。セルロース濃度が約0.5
重量%になるようにセルロース分散体原料を水で希釈し
た後、回転速度15000rpm以上の能力を持つブレ
ンダーで10分間混合処理を行い均一な透明性の高い分
散液を作る。The average particle size of cellulose is measured by a laser diffraction type particle size distribution measuring device (manufactured by Horiba, Ltd., laser diffraction / scattering type particle size measuring device) for a dispersion prepared by dispersing the raw material cellulose in a liquid dispersion medium. LA-920; lower limit detection value is 0.02 μm) and is a weight (volume) average particle diameter obtained by measurement at room temperature. In order to measure the particle size in a state where the association between particles in the dispersion medium is cut as much as possible,
The sample was prepared in the next step. Cellulose concentration is about 0.5
After diluting the cellulose dispersion raw material with water so as to have a weight percentage, the mixture is mixed for 10 minutes with a blender having a rotation speed of 15,000 rpm or more to prepare a uniform highly transparent dispersion liquid.
【0018】次いで、この分散液試料を粒度分布測定装
置のフローセルに供給し、超音波処理を適宜行った後、
粒径分布を測定した。本発明のインクジェット吐出用組
成物に含有されるセルロース濃度の範囲として、0.1
〜5.0重量%、好ましくは0.3〜4.0重量%、さ
らに好ましくは0.5〜2.5重量%であることが望ま
れる。セルロース濃度が0.1重量%よりも低くなる
と、本発明で主張する種々の効果が期待できなくなる。
またセルロース濃度が5.0重量%を越えるとゲル状物
の粘度が極めて高くなるため、インクジェット記録装置
の保存室内のインクジェット吐出用組成物中に空気が入
りやすくなり、ノズルへの移液そのものが困難になるた
め適当でない。Next, this dispersion liquid sample was supplied to a flow cell of a particle size distribution measuring apparatus, and after ultrasonic treatment was appropriately performed,
The particle size distribution was measured. The range of the concentration of cellulose contained in the inkjet discharging composition of the present invention is 0.1
˜5.0 wt%, preferably 0.3 to 4.0 wt%, more preferably 0.5 to 2.5 wt%. When the cellulose concentration is lower than 0.1% by weight, various effects claimed in the present invention cannot be expected.
Further, when the concentration of cellulose exceeds 5.0% by weight, the viscosity of the gelled substance becomes extremely high, so that air easily enters the composition for inkjet ejection in the storage chamber of the inkjet recording device, and the liquid transfer to the nozzle itself occurs. Not suitable because it will be difficult.
【0019】次に本発明のインクジェット吐出用組成物
で用いる液状分散媒体について説明する。本発明の液状
分散媒は、通常水であるが、水の他にアルコール類など
の水溶性有機溶媒であってもかまわない。また、目的に
よっては疎水性の有機溶媒を使用することも可能であ
る。これらは混合媒体として使用してもよい。水溶性有
機溶媒としては、メタノール、エタノール、n−プロピ
ルアルコール、iso−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、
アセトン、ジアセトンアルコール等のケトンまたはケト
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、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、エチレングリコールモ ノメチルエーテル、エ
チレングリコールモノエチルエーテル等のセロソルブ
類、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、エチレングリコー
ルモノ-n-ブチルエーテル、ジエチレングリコール-n-
ブチルエーテル、トリエチレングリコール-n-ブチルエ
ーテル等のカルビトール類、1,2-ヘキサンジオ-ル、
1,2-オクタンジオール等の1,2-アルキルジオール
類、さらには、ポリエチレングリコール、ポリプロピレ
ングリコール、グリセリンおよびその誘導体、N−メチ
ルー2−ピロリドン、2−ピロリドン、1,3−ジメチ
ルー2−イミダゾリジノン等を挙げることができるが、
これらに限定されるものではない。Next, the liquid dispersion medium used in the ink jet composition of the present invention will be described. The liquid dispersion medium of the present invention is usually water, but water-soluble organic solvents such as alcohols may be used in addition to water. It is also possible to use a hydrophobic organic solvent depending on the purpose. These may be used as a mixed medium. Examples of the water-soluble organic solvent include methanol, ethanol, n-propyl alcohol, iso-propyl alcohol, n-butyl alcohol, sec-butyl alcohol, tert-
Alkyl alcohols having 1 to 4 carbon atoms such as butyl alcohol, dimethylformamide, dimethylacetamide,
Ketones or keto alcohols such as acetone and diacetone alcohol, ethers such as tetrahydrofuran and dioxane, ethylene glycol, propylene glycol, butylene glycol, triethylene glycol,
1,2,6-hexanetriol, thiodiglycol,
Alkylene glycols having an alkylene group of 2 to 6 carbon atoms such as hexylene glycol and diethylene glycol, cellosolves such as ethylene glycol monomethyl ether and ethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, ethylene Glycol mono-n-butyl ether, diethylene glycol-n-
Carbitols such as butyl ether and triethylene glycol-n-butyl ether, 1,2-hexanediol,
1,2-Alkyldiols such as 1,2-octanediol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, glycerin and its derivatives, N-methyl-2-pyrrolidone, 2-pyrrolidone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidi You can list non,
It is not limited to these.
【0020】疎水性の有機溶媒としてはへキサンやトル
エン等の炭化水素類、酢酸エチル等のエステル類等があ
げられる。液状分散媒体はインクジェット記録の目的や
記録(印字等)を行う標的物質の種類(普通紙、各種特
殊紙、各種フィルムシート、各種ガラス等)に応じて適
宜選択する。本発明のインクジェット吐出用組成物中に
おける液状分散媒体の組成範囲は、インクジェット吐出
用組成物中に含まれる液状分散媒体の総重量%として、
50重量%〜98重量%、好ましくは60重量%〜95
重量%の範囲である。50重量%未満では、目詰まりが
頻繁に起こるようになり、ノズルからの液滴の安定な発
射も期待できなくなる。また98重量%を超えると、イ
ンクジェット吐出用組成物を本発明で規定する粘度範囲
に調製することが困難となり、やはり不適切である。Examples of the hydrophobic organic solvent include hydrocarbons such as hexane and toluene, and esters such as ethyl acetate. The liquid dispersion medium is appropriately selected according to the purpose of inkjet recording and the type of target substance (plain paper, various special papers, various film sheets, various glasses, etc.) for recording (printing, etc.). The composition range of the liquid dispersion medium in the composition for inkjet discharge of the present invention is, as the total weight% of the liquid dispersion medium contained in the composition for inkjet discharge,
50% by weight to 98% by weight, preferably 60% by weight to 95%
It is in the range of% by weight. If it is less than 50% by weight, clogging frequently occurs, and stable ejection of droplets from the nozzle cannot be expected. On the other hand, when it exceeds 98% by weight, it becomes difficult to prepare the composition for inkjet discharge in the viscosity range defined in the present invention, which is also unsuitable.
【0021】本発明のインクジェット吐出用組成物は、
セルロースと液状分散媒体の他にインクジェット式記録
の目的に応じた機能性化合物を含有することを特徴とす
る。機能性化合物は、例えば、目的が印刷用のインクで
ある場合には後述するように、染料や顔料のような着色
剤である。この他、インクジェット式記録の目的が半導
体回路製造における層間絶縁層であるときには、絶縁性
を有する基材となり得るシリカ微粒子や低誘電性のポリ
マー微粒子、プローブアレイのスポッティング用組成物
であるときはDNAなどの核酸、医用診断用デバイスの
場合には、検出目的物質に対する抗体物質や吸着性化合
物、等様々である。The composition for ink jet ejection of the present invention is
In addition to cellulose and a liquid dispersion medium, it is characterized by containing a functional compound depending on the purpose of ink jet recording. The functional compound is, for example, a coloring agent such as a dye or a pigment when the purpose is an ink for printing, as described later. In addition, when the purpose of ink jet recording is an interlayer insulating layer in semiconductor circuit manufacturing, silica fine particles or low-dielectric polymer fine particles that can serve as a base material having an insulating property, or DNA when the composition is a spotting composition for a probe array. In the case of medical diagnostic devices, there are various substances such as antibody substances and adsorptive compounds against detection target substances.
【0022】機能性化合物の選択に当たっては、以下の
2つの条件を満たす範囲で自由に選択することが重要で
ある。まず、機能性化合物が選ばれた液状分散媒体に対
して溶解または高度に分散すること。ここで高度に分散
するためには、機能性化合物(粒子)の平均粒径がおよ
そ10μmを超えないこと、好ましくは5μmを超えな
いことが必要である。次に機能性化合物が、インクジェ
ット吐出用組成物中でのセルロースの凝集を促進させな
いこと。セルロースの凝集を促進させる物質としては、
液状分散媒体中に溶解する電解質(イオン性物質)を挙
げることができるが、これらを配合したい場合は、セル
ロースが凝集を起こさない少量の添加量で配合する。In selecting a functional compound, it is important to freely select it within a range satisfying the following two conditions. First, the functional compound is dissolved or highly dispersed in a selected liquid dispersion medium. Here, in order to highly disperse, it is necessary that the average particle diameter of the functional compound (particles) does not exceed about 10 μm, preferably does not exceed 5 μm. Next, the functional compound should not accelerate the aggregation of cellulose in the inkjet discharging composition. As a substance that promotes the aggregation of cellulose,
An electrolyte (ionic substance) that can be dissolved in a liquid dispersion medium can be used, but when it is desired to mix these, a small amount is added so that the cellulose does not aggregate.
【0023】いずれも、インクジェット吐出用組成物と
して本発明で主張する防目詰まり性を付与するために必
要な条件である。目的によって大きく異なるが、本発明
のインクジェット吐出用組成物中に占める機能性化合物
の組成範囲は、インクジェット吐出用組成物中に含まれ
る機能性化合物の総重量%として、およそ0.01重量
%〜40重量%、好ましくは0.1重量%〜30重量%
の範囲である。0.01重量%未満では、多くの場合、
記録後液状分散媒体が乾燥するとしても、低濃度すぎて
目的とする機能が期待できなくなる。また40重量%を
超えると、目詰まりの発生を抑えたり、インクジェット
吐出用組成物の安定性を確保することが困難になるため
不適切である。All of the conditions are necessary for imparting the anti-clogging property claimed in the present invention as an ink jet discharging composition. Although it varies greatly depending on the purpose, the composition range of the functional compound in the inkjet discharging composition of the present invention is about 0.01% by weight as a total weight% of the functional compounds contained in the inkjet discharging composition. 40% by weight, preferably 0.1% to 30% by weight
Is the range. Below 0.01% by weight, in many cases
Even if the liquid dispersion medium dries after recording, the intended function cannot be expected because the concentration is too low. On the other hand, if it exceeds 40% by weight, it is difficult to suppress the occurrence of clogging and to secure the stability of the composition for inkjet discharge, which is unsuitable.
【0024】さらに本発明のインクジェット吐出用組成
物は、コーン・プレート型回転粘度計を用いて測定す
る、25℃での、少なくとも1×10-3s-1−1×10
2s-1を含むずり速度領域にて得られる粘度−ずり応力
曲線における粘度の最大値(η max)が、ηmax≧1×1
03mPa・sであることが必要である。図2および図
3に具体的なηmaxの測定例として本発明のセルロース
を2.0重量%含有したインクジェット用のインク組成
物の一例(実施例3における試料S3)の、25℃にお
ける粘度(η)−ずり速度(γ’=ガンマードット)曲
線および粘度(η)−ずり応力(τ)曲線をそれぞれ示
した。Further, the composition for inkjet discharge of the present invention
Items are measured using a cone and plate type rotational viscometer.
At least 1 x 10 at 25 ° C-3s-1-1 x 10
2s-1Viscosity obtained in the shear rate region including
Maximum value of viscosity on the curve (η max) Is ηmax≧ 1 × 1
03It is necessary to be mPa · s. Figure 2 and Figure
Η specific to 3maxCellulose of the present invention as a measurement example of
Composition for ink jet containing 2.0% by weight of
Of one example (sample S3 in Example 3) at 25 ° C.
Viscosity (η) -shear rate (γ '= gamma dot) curve
Line and viscosity (η) -shear stress (τ) curves are shown respectively.
did.
【0025】コーン・プレート型回転粘度計は、Haa
ke社製のレオメータ,RS−100を使用し、4°,
35mm径のコーンを使用して行った。図3において、
τがおよそ3Pa以下ではηはτに依存せずほぼ一定値
をとる、いわゆるニュートン粘性を示すが、τが3Pa
を超えると急激に低粘度化し、例えばτ=30Paでは
粘度はおよそ100mPa・sと極めて低い値を示すよ
うになる。これは、本発明を構成するインクジェット吐
出用組成物の原料分散体のもつ高いチキソトロピー性に
よるものだが、これと同時に、他の材料の同曲線と比較
し、τが急激に下がり始める臨界ずり応力(図3の
τc)の値が極めて小さいことが、インクジェット吐出
用組成物が保存室内で極めて高い粘性を持ちながら低い
応力で低粘度化し、インクジェット記録装置の保存室か
らノズルへの目詰まりのない移液を可能にしていると言
える。The cone and plate type rotational viscometer is Haa
Using a ke rheometer, RS-100, 4 °,
This was done using a cone with a diameter of 35 mm. In FIG.
When τ is about 3 Pa or less, η shows a so-called Newtonian viscosity, which is almost constant without depending on τ, but τ is 3 Pa.
When it exceeds, the viscosity is drastically reduced, and for example, at τ = 30 Pa, the viscosity shows an extremely low value of about 100 mPa · s. This is due to the high thixotropic property of the raw material dispersion of the composition for inkjet discharge constituting the present invention, but at the same time, compared with the same curve of other materials, the critical shear stress at which τ starts to rapidly decrease ( When the value of τ c ) in FIG. 3 is extremely small, the composition for inkjet ejection has an extremely high viscosity in the storage chamber, but has a low viscosity due to low stress, and there is no clogging of the nozzle from the storage chamber of the inkjet recording apparatus. It can be said that liquid transfer is possible.
【0026】さらにノズルから発射された液滴はチキソ
トロピー性によって、発射後直ちに元の高粘性の状態に
戻ろうとするため、標的物質の表面に到達(着弾)する
時点では大部分の粘性を回復し、着弾表面上で着弾液滴
の面積が広がりすぎることがなく適当な大きさで定着す
る。この性質によって微小なドットを制御しつつ記録す
ることができ、従来に比べ画像の解像度を高めることが
可能となる。ηmaxの値が1×103mPa・sを下回る
低粘性のインクジェット吐出用組成物では、本発明で主
張する他の分散成分の凝集を抑える効果が低減すると同
時に、着弾時の液滴の広がりを抑える効果も期待できな
くなる。ηmax≧1×103mPa・s、さらに好ましく
は1×104mPa・s以上であれば本発明で主張する効
果は十分に期待できる。Further, since the liquid droplets ejected from the nozzle try to return to the original highly viscous state immediately after being ejected due to the thixotropic property, most of the viscosity is recovered at the time of reaching (landing) on the surface of the target substance. , The area of the landing droplet does not spread too much on the landing surface, and the landing surface is fixed with an appropriate size. Due to this property, it is possible to record while controlling minute dots, and it is possible to increase the resolution of the image as compared with the conventional case. In the case of a low-viscosity inkjet discharging composition having a value of η max of less than 1 × 10 3 mPa · s, the effect of suppressing aggregation of other dispersed components claimed in the present invention is reduced and, at the same time, spread of droplets at the time of landing. You can no longer expect the effect of suppressing. If η max ≧ 1 × 10 3 mPa · s, and more preferably 1 × 10 4 mPa · s or more, the effect claimed in the present invention can be sufficiently expected.
【0027】しかし、ηmaxが1×103mPa・s以上
5×105mPa・s未満の範囲ではインクジェット吐
出用組成物の性状は流動性のある高粘性の液状組成物で
ある。着弾時の液滴の広がりをさらに抑え、ドット面積
を小さくして高解像度に繋げるためにはηmaxの値は5
×105mPa・s以上、さらに好ましくは5×106m
Pa・sにすると良い。5×105mPa・sというη
maxの値は、組成物がゲル状の性状を示すようになる粘
度である。こうした粘度の調節は、インクジェット記録
の目的に応じて使い分ける。保存室からノズルへ目詰ま
り無く、かつ安定に移液が行える範囲としてηmaxの値
は109mPa・sを超えないことが望ましい。尚、本
発明のインクジェット吐出用組成物のpH範囲は3〜1
0、より好ましいpH範囲は3.5〜9である。pHが
3未満あるいは10を超えると組成物を構成するセルロ
ースの強い凝集が起こり、ノズル付近での目詰まりが起
こり易くなるためである。However, when η max is in the range of 1 × 10 3 mPa · s or more and less than 5 × 10 5 mPa · s, the composition of the ink jet ejection composition is a fluid and highly viscous liquid composition. The value of η max is 5 in order to further suppress the spread of droplets at the time of landing and reduce the dot area to achieve high resolution.
× 10 5 mPa · s or more, more preferably 5 × 10 6 m
Pa · s is recommended. Η of 5 × 10 5 mPa · s
The value of max is the viscosity at which the composition becomes gel-like. Such adjustment of viscosity is properly used according to the purpose of ink jet recording. It is desirable that the value of η max does not exceed 10 9 mPa · s as a range in which liquid can be transferred stably from the storage chamber to the nozzle without clogging. The pH range of the inkjet ejection composition of the present invention is 3 to 1.
0, the more preferred pH range is 3.5-9. This is because if the pH is less than 3 or more than 10, strong aggregation of the cellulose constituting the composition occurs and clogging near the nozzle is likely to occur.
【0028】ところで、本発明のインクジェット吐出用
組成物には、種々の添加剤を目的に応じて配合すること
ができるが、特に分散安定化等の目的で水溶性高分子を
添加する場合には注意を要する。即ち、特に高分子量の
水溶性高分子の溶液は高い曳糸性を示すが、この性質は
インクジェット記録の吐出時にノズル出口で液滴を切断
する作業を著しく妨害する。つまり、インクジェット吐
出用組成物が曳糸性をもたない範囲でこれを添加、混合
することが重要である。By the way, various additives can be added to the composition for ink-jet ejection of the present invention depending on the purpose. In particular, when a water-soluble polymer is added for the purpose of stabilizing dispersion, etc. Be careful. That is, a solution of a high-molecular-weight water-soluble polymer has a high spinnability, but this property significantly hinders the work of cutting the liquid droplet at the nozzle outlet during the ejection of inkjet recording. That is, it is important to add and mix the composition for inkjet discharge in a range where the composition does not have spinnability.
【0029】この条件を満たすために、例えば、顔料分
散安定化等の目的のために水溶性高分子を比較的多量添
加する場合には、分子量の低いものを選定するなどの配
慮が必要となる。本発明のインクジェット吐出用組成物
中に添加する水溶性高分子は、平均分子量が10万以上
の場合には組成物全量に対して2重量%以下、好ましく
は1重量%以下、平均分子量が数千〜数万程度の比較的
低分子量のポリマーの場合には、インクジェット吐出用
組成物全量に対して5重量%以下、好ましくは3重量%
以下とするのが良い。インクジェット吐出用組成物の安
定性を向上させるためには、グリセリンやエチレングリ
コールなどの多価アルコールを少量添加することも極め
て有効である。In order to satisfy this condition, for example, when a relatively large amount of a water-soluble polymer is added for the purpose of stabilizing the pigment dispersion, it is necessary to consider that the molecular weight is low. . When the average molecular weight is 100,000 or more, the water-soluble polymer to be added to the inkjet discharging composition of the present invention is 2% by weight or less, preferably 1% by weight or less, and the average molecular weight is several%. In the case of a polymer having a relatively low molecular weight of about 1,000 to tens of thousands, 5% by weight or less, preferably 3% by weight, relative to the total amount of the composition for inkjet ejection.
The following is good. In order to improve the stability of the composition for inkjet ejection, it is also very effective to add a small amount of a polyhydric alcohol such as glycerin or ethylene glycol.
【0030】次に、本発明のインクジェット吐出用組成
物の調製方法を示す。本発明の組成物はPCT/JP9
8/05462によって提供されるセルロース分散体、
特にセルロース/水分散体を原料として製造するのが最
も望ましい。セルロース分散体の製法についてまず説明
する。天然或いは再生セルロース原料を、硫酸のような
無機酸水溶液に溶解し、その溶液を水のような沈殿剤で
再沈殿し、かつ加水分解し、洗浄/濃縮して水分散体を
得る。必要に応じてエタノールなどの有機溶媒に置換し
た後、更にミキサーで微細化処理し得ることができる。Next, a method for preparing the ink jet discharging composition of the present invention will be described. The composition of the present invention is PCT / JP9
8/05462, a cellulose dispersion provided by
In particular, it is most desirable to produce the cellulose / water dispersion as a raw material. First, a method for producing a cellulose dispersion will be described. A natural or regenerated cellulose raw material is dissolved in an inorganic acid aqueous solution such as sulfuric acid, the solution is reprecipitated with a precipitant such as water, hydrolyzed, and washed / concentrated to obtain an aqueous dispersion. If necessary, after substituting with an organic solvent such as ethanol, it can be further subjected to micronization treatment with a mixer.
【0031】こうして得られるセルロース分散体中の分
散媒体は、先記したように通常水であるが、目的に応じ
て、メタノール、エタノール、イソプロパノール、アセ
トン、アセトニトリル、ジメチルスルフォキシド、ジ
メチルフォルムアミド、ジメチルアセトアミド等の水溶
性有機溶媒で一部又は全部置換、あるいはこれらの混合
溶媒で一部又は全部置換しても差し支えない。The dispersion medium in the cellulose dispersion thus obtained is usually water as described above, but depending on the purpose, methanol, ethanol, isopropanol, acetone, acetonitrile, dimethylsulfoxide, dimethylformamide are used. It may be partially or wholly replaced with a water-soluble organic solvent such as dimethylacetamide or a mixed solvent thereof.
【0032】一方、目的とするインクジェット吐出用組
成物が非水系で極めて疎水性の強い分散媒体を使用する
など、特別な場合には疎水性有機溶媒であるへキサンや
トルエン等の炭化水素類、酢酸エチル等のエステル類等
をセルロースを用いることが必要であるが、この場合に
は、上記調製工程の無機酸を除去した段階で水溶性の有
機媒体と置換した後に、更に疎水性有機溶媒で置換す
る。本発明で原料として使用する分散体は、上記のよう
にして得たセルロースが分散した分散体を、さらに高圧
/超高圧ホモジナイザー等でさらに高度粉砕処理するこ
とが望ましい。この処理を行った分散体を原料として使
用することにより、一層品質安定性に優れた本発明のイ
ンクジェット吐出用組成物を得ることができる。尚、高
度粉砕処理は複数回行ってもかまわない。On the other hand, in a special case such as the case where the intended composition for ink jet ejection uses a non-aqueous dispersion medium having extremely strong hydrophobicity, hydrocarbons such as hexane and toluene which are hydrophobic organic solvents, It is necessary to use cellulose as an ester such as ethyl acetate, and in this case, after replacing with a water-soluble organic medium at the stage of removing the inorganic acid in the above-mentioned preparation step, further using a hydrophobic organic solvent. Replace. The dispersion used as a raw material in the present invention is preferably obtained by further pulverizing the dispersion obtained by dispersing the cellulose obtained as described above with a high pressure / ultra high pressure homogenizer or the like. By using the dispersion that has been subjected to this treatment as a raw material, it is possible to obtain the composition for inkjet discharge of the present invention, which is more excellent in quality stability. The advanced crushing treatment may be performed multiple times.
【0033】本発明のインクジェット吐出用組成物は、
以上のようにして得られたセルロース微粒子の分散体
と、目的に応じて選ばれた一種ないしは複数種の機能性
化合物やその他の添加物、さらに水や水溶性有機溶媒な
どの液状分散媒体を混合し、分散処理を施して本発明の
インクジェット吐出用の組成物を調製する。例えば、イ
ンク組成物として本発明のインクジェット吐出用組成物
を製造する場合には、機能性化合物として顔料や染料な
どの着色剤を使用し、後述する各種添加剤や水溶性有機
溶媒を添加する。尚、本発明において機能性化合物とし
て着色剤を使用したインクジェット吐出用組成物を特に
インク組成物と称する。The ink jet composition of the present invention comprises:
A dispersion of the cellulose fine particles obtained as described above is mixed with one or more functional compounds selected according to the purpose and other additives, and a liquid dispersion medium such as water or a water-soluble organic solvent. Then, dispersion treatment is performed to prepare the composition for inkjet ejection of the present invention. For example, in the case of producing the inkjet discharging composition of the present invention as an ink composition, a colorant such as a pigment or a dye is used as a functional compound, and various additives described below and a water-soluble organic solvent are added. In addition, in the present invention, an inkjet ejection composition using a colorant as a functional compound is particularly referred to as an ink composition.
【0034】ここでいう分散処理は、低速混練装置や真
空ホモミキサー、ディスパー、プロペラミキサー、ニー
ダーなどの各種混合機、各種粉砕機、ブレンダー、ホモ
ジナイザー、超音波乳化機、コロイドミル、ペブルミ
ル、ボールミル、サンドミル、ラインミル、遊星ボール
ミル、ビーズミル粉砕機あるいは高圧ホモジナイザーあ
るいは超高圧型ホモジナイザーなどを用いた分散処理を
意味する。分散処理後にインクジェット吐出用組成物中
の凝集物を取り除くためにフィルター等によるろ過操作
を行うと、防目詰まり性をさらに高めることができ、有
効である。これらの処理は、インクジェット式記録の目
的やインクジェット吐出用組成物の配合成分の内容に応
じて選択すればよい。The dispersion treatment here means various mixers such as a low-speed kneader, a vacuum homomixer, a disper, a propeller mixer, and a kneader, various grinders, blenders, homogenizers, ultrasonic emulsifiers, colloid mills, pebble mills, ball mills, It means a dispersion treatment using a sand mill, a line mill, a planetary ball mill, a bead mill grinder, a high pressure homogenizer, an ultrahigh pressure type homogenizer, or the like. It is effective to carry out a filtering operation with a filter or the like in order to remove aggregates in the composition for inkjet discharge after the dispersion treatment, since the anti-clogging property can be further enhanced. These treatments may be selected according to the purpose of ink jet recording and the content of the blending components of the composition for ink jet ejection.
【0035】以上のようにして本発明のインクジェット
吐出用組成物が調製できる。本発明のインクジェット吐
出用組成物では、本発明で使用するセルロースの高い分
散安定性によって機能性化合物等の構成成分の凝集が起
こり難く、高粘性でありながら目詰まりの発生確率が極
めて低い。これは、インクジェット吐出用組成物中で形
成されているセルロースによるネットワーク構造のもつ
保水力にも起因していると考えられる。The composition for inkjet discharge of the present invention can be prepared as described above. In the inkjet discharging composition of the present invention, the high dispersion stability of the cellulose used in the present invention makes it difficult for the constituent components such as the functional compound to agglomerate, and has a very low probability of clogging despite being highly viscous. It is considered that this is also due to the water retention capacity of the network structure of cellulose formed in the inkjet discharging composition.
【0036】また、本発明のインクジェット吐出用組成
物は極めて高いチキソトロピー性を有していると同時に
極めて弱い応力で低粘度化する性質をもっているので、
インクジェット吐出用組成物は保存室ではゲルまたは高
粘性の状態であっても保存室からノズルに到る流路では
与えられる吸引力または押し出し力に応じて流動性の高
い液体の状態となる。また、ノズルからの液滴の発射時
には、曳糸性がほとんどないため容易に切断でき、理想
的な液滴を作ることが可能となる。発射された液滴は発
射後直ちに元の高粘性の状態に戻ろうとするため、標的
物質の表面に到達(着弾)する時点では大部分の粘性を
回復し、着弾表面上で着弾液滴の面積が広がりすぎるこ
とがなく適当な大きさで定着する。そして液滴中に両親
媒性の性質をもつセルロースが含まれるため、媒体組成
にも依存するが、液滴は広範な表面に対して高い親和性
をもつ、すなわち標的表面への定着性も極めて良い。Further, since the composition for jetting ink jet of the present invention has an extremely high thixotropy property, at the same time, it has a property of lowering the viscosity by an extremely weak stress.
The composition for inkjet ejection is in a gel state or a highly viscous state in the storage chamber, and becomes a highly fluid liquid state according to the suction force or the pushing force applied in the flow path from the storage chamber to the nozzle. Further, when the liquid droplets are ejected from the nozzle, since there is almost no spinnability, they can be easily cut and ideal liquid droplets can be produced. Since the ejected droplet tries to return to the original highly viscous state immediately after being ejected, most of the viscosity is recovered when it reaches the surface of the target substance (landing), and the area of the landing droplet on the landing surface is restored. Will not spread too much and will be fixed in an appropriate size. And since the droplets contain cellulose with amphipathic properties, the droplets also have a high affinity for a wide range of surfaces, that is, they also have extremely high adhesion to the target surface, depending on the medium composition. good.
【0037】さらに本発明のインクジェット吐出用組成
物は、50℃以上の高温においても粘度低下が起こらず
温度安定性に優れている。この性質は例えばサーマル方
式のインクジェット記録を行う場合に好都合である。こ
れらの結果、本発明によって提供されるインクジェット
吐出用組成物は、例えばインクとして使用した場合、安
定性に優れ、目詰まりが起こり難く、かつ定着後も滲み
がなく、かつ微小なドットを作製できるため高解像度の
記録を広範囲な標的物質に対して実施できる。Further, the composition for ink jet ejection of the present invention is excellent in temperature stability without lowering the viscosity even at a high temperature of 50 ° C. or higher. This property is convenient, for example, when performing thermal type ink jet recording. As a result of these, the composition for inkjet ejection provided by the present invention has excellent stability when used as an ink, is unlikely to cause clogging, and has no bleeding even after fixing, and can form fine dots. Therefore, high-resolution recording can be performed for a wide range of target substances.
【0038】本発明のインクジェット吐出用組成物は、
特に機能性化合物として着色剤を配合した場合に好適な
インクジェット吐出用のインク組成物を提供することが
できる。以下に、機能性化合物に着色剤を用いた場合に
ついてさらに詳細に説明する。着色剤として水溶性染
料、カーボンブラックや有機系顔料を含む顔料類や着色
樹脂微粒子、さらには着色剤を内包させたマイクロカプ
セルなどを用いる。表面改質したカーボンブラックや有
機系顔料を用いてもよい。着色効果を有する化合物であ
ればこれらに限定されない。これらは1種であっても2
種以上を配合しても構わない。The composition for ink jet ejection of the present invention is
In particular, it is possible to provide an ink composition suitable for inkjet ejection when a colorant is blended as a functional compound. The case where a colorant is used as the functional compound will be described in more detail below. As the colorant, a water-soluble dye, pigments including carbon black or an organic pigment, fine particles of colored resin, and microcapsules containing the colorant are used. Surface-modified carbon black or an organic pigment may be used. The compound is not limited to these as long as it has a coloring effect. Even if these are 1 type, 2
You may mix | blend a seed or more.
【0039】水溶性染料は、分散染料、反応性染料、酸
性染料、直接染料、カチオン染料、媒染染料、硫化染
料、アゾイック染料等を指すが、さらに具体的には、
C.I.Disperse Yellow各種、C.
I.Disperse Orange各種、C.I.D
isperse Red各種、C.I.Dispers
eViolet各種、C.I.Disperse Gr
een各種、C.I.Disperse brown各
種、C.I.Disperse Blue各種、C.
I.Disperse Black各種、C.I.Re
active Yellow各種、C.I.React
ive Orange各種、C.I.Reactive
Red各種、C.I.Reactive Viole
t各種、C.I.Reactive Blue各種、
C.I.Reactive Green各種、C.I.
Reactive Brown各種、C.I.Reac
tiveBlack各種、C.I.Acid Yell
ow各種、C.I.Acid Orange各種、C.
I.Acid Red各種、C.I.Acid Vio
let各種、C.I.Acid Blue各種、C.
I.Acid Green各種、C.I.Acid B
rown各種、C.I.Acid Black各種、
C.I.Direct Yellow各種、C.I.D
irect Orange各種、C.I.Direct
Red各種、C.I.Direct Violet各
種、C.I.Direct Blue各種、C.I.D
irect Green各種、C.I.Direct
Brown各種、C.I.DirectBlack各種
などを挙げることができるがこれらに限定されるもので
はない。The water-soluble dye refers to a disperse dye, a reactive dye, an acid dye, a direct dye, a cationic dye, a mordant dye, a sulfur dye, an azoic dye, and the like, more specifically,
C. I. Various Disperse Yellow, C.I.
I. Various Disperse Orange, C.I. I. D
various types of isperse Red, C.I. I. Dispers
eViolet variety, C.I. I. Disperse Gr
various een, C.I. I. Various Disperse browns, C.I. I. Various Disperse Blue, C.I.
I. Various Disperse Black, C.I. I. Re
various active yellow, C.I. I. React
IVE Orange variety, C.I. I. Reactive
Red, C.I. I. Reactive Video
t various, C.I. I. Various Reactive Blue,
C. I. Various types of Reactive Green, C.I. I.
Reactive Brown, C.I. I. Reac
various types of liveBlack, C.I. I. Acid Yell
ow, C.I. I. Acid Orange, C.I.
I. Various Acid Red, C.I. I. Acid Vio
various let, C.I. I. Acid Blue, C.I.
I. Acid Green, C.I. I. Acid B
various types of C.I. I. Various types of Acid Black,
C. I. Direct Yellow, C.I. I. D
various direct orange, C.I. I. Direct
Red, C.I. I. Various Direct Violet, C.I. I. Various types of Direct Blue, C.I. I. D
various types of direct green, C.I. I. Direct
Various Brown, C.I. I. Examples of DirectBlack include various types, but the present invention is not limited thereto.
【0040】カーボンブラックは、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
ブラック等を指し、より具体的には、Raven各種、
RavenULTRAシリーズ各種(以上、コロンビア
ン・カーボン社製)、Regal各種、Monarch
各種(以上、キャボット社製)、Colar Blac
k各種、Printex各種、Special Bla
ck各種(以上、デグッサ社製)などを挙げることがで
きるがこれらに限定されるものではない。黒色用顔料を
使用する場合は、カーボンブラックを表面修飾して−C
OOX基や−SO3X基(Xは水素原子、アルカリ金
属、アンモニウムまたは有機アンモニウムを表す)など
の親水性の置換基を導入した自己分散型カーボンブラッ
クを使用しても好適なインク組成物を提供することがで
きる。Carbon black refers to furnace black, lamp black, acetylene black, channel black and the like, and more specifically, various Raven types,
Various Raven ULTRA series (above, made by Colombian Carbon Co., Ltd.), various Regal, Monarch
Various (above, made by Cabot), Color Blac
k, various Printex, Special Bla
Examples thereof include, but are not limited to, various types of ck (all manufactured by Degussa). When a black pigment is used, the surface of carbon black is modified to -C.
Even if a self-dispersion type carbon black into which a hydrophilic substituent such as an OOX group or a —SO 3 X group (X represents a hydrogen atom, an alkali metal, ammonium or an organic ammonium) is introduced is used, a suitable ink composition can be obtained. Can be provided.
【0041】有機系顔料の具体例として、C.I.Pi
gment Yellow各種、C.I.Pigmen
t Orange各種、C.I.Pigment Re
d各種、C.I.Pigment Violet各種、
C.I.Pigment Blue各種、C.I.Pi
gment Green各種、C.I.Pigment
Brown各種、C.I.Pigment Blac
k各種などを挙げることができるがこれらに限定される
ものではない。Specific examples of organic pigments include C.I. I. Pi
gment Yellow various types, C.I. I. Pigmen
t Orange variety, C.I. I. Pigment Re
d various, C.I. I. Pigment Violet,
C. I. Pigment Blue, C.I. I. Pi
gment Green various, C.I. I. Pigment
Various Brown, C.I. I. Pigment Blac
k, etc. can be mentioned, but the invention is not limited to these.
【0042】また、樹脂および着色剤を含有する油相と
水相とから乳化分散して得られる着色剤が樹脂に内包さ
れた形態のマイクロカプセルも上記の着色剤と同様に用
いることができる。マイクロカプセルの平均粒径は0.
01〜2.0μmが好ましく、より好ましくは0.05
〜1.0μmの範囲である。上記平均粒径の着色剤を用
いるとより好適なインク組成物を得ることができる。
尚、着色剤のマイクロカプセル化は上記の他にモノマー
から界面重合させながら調製する方法やコアセルベーシ
ョン法等の通常のマイクロカプセルの調製方法を用いる
こともできる。Microcapsules in a form in which a colorant obtained by emulsifying and dispersing from an oil phase containing a resin and a colorant and an aqueous phase are encapsulated in the resin can be used in the same manner as the above colorant. The average particle size of the microcapsules is 0.
01 to 2.0 μm is preferable, and 0.05 is more preferable.
Is in the range of 1.0 μm. A more suitable ink composition can be obtained by using the colorant having the above average particle diameter.
For the microencapsulation of the colorant, in addition to the above, a method of preparing from a monomer while interfacially polymerizing, or a general method of preparing microcapsules such as a coacervation method can be used.
【0043】マイクロカプセル化における樹脂の導入方
法は油相に予め樹脂を溶解させておき転相乳化させる方
法、界面重合法やコアセルベーション法等通常のマイク
ロカプセルの調製方法が適用できる。尚、これら着色剤
のインク組成物における含有量は0.01〜40重量
%、好ましくは0.1〜30重量%であるが、より好ま
しくは0.1〜20重量%、さらに好ましくは0.5〜
10重量%、特に好ましくは1〜8重量%である。色材
の配合量が多過ぎるとインク組成物中で成分の凝集が促
進され易く、目詰まりの点で問題がある。配合量が少な
過ぎると当然のことながら十分な発色度が得られない。As a method of introducing the resin in the microencapsulation, a method of dissolving the resin in an oil phase in advance and subjecting the resin to phase inversion emulsification, an interfacial polymerization method, a coacervation method, or another ordinary microcapsule preparation method can be applied. The content of these colorants in the ink composition is 0.01 to 40% by weight, preferably 0.1 to 30% by weight, more preferably 0.1 to 20% by weight, and further preferably 0.1. 5-
It is 10% by weight, particularly preferably 1 to 8% by weight. If the blending amount of the coloring material is too large, aggregation of the components in the ink composition is easily promoted, which causes a problem in clogging. If the blending amount is too small, a sufficient degree of color development cannot be obtained as a matter of course.
【0044】本発明のインク組成物は、着色剤の他にセ
ルロースや水、水溶性有機溶媒などの液状分散媒体、さ
らに各種添加剤などからなる。これらは必要に応じて適
宜加えることができるが、重要なことは、本発明のイン
ク組成物中で配合成分の凝集が起こらず、組成物として
均一な状態を安定に維持することである。ただし、ここ
でいう凝集に、必須成分であるセルロース微粒子による
ネットワーク形成あるいは緩やかな凝集(軟凝集)は該
当しない。何故ならば、これらは本発明のインク組成物
の種々の効果の原動力となっていると同時に、これらが
配管やノズル先端での目詰まりの原因になることはない
からである。The ink composition of the present invention comprises a colorant, a liquid dispersion medium such as cellulose, water, a water-soluble organic solvent, and various additives. These can be added as needed, but what is important is that the components of the ink composition of the present invention are not aggregated and the composition is stably maintained in a uniform state. However, the agglomeration referred to here does not correspond to network formation or gentle agglomeration (soft agglomeration) by the cellulose fine particles as an essential component. This is because they are the driving force for various effects of the ink composition of the present invention, and at the same time, they do not cause the clogging of the pipe or the tip of the nozzle.
【0045】本発明のインク組成物が紙などの標的物質
上に付着すると滴の大きさを広げることなく標的物質の
表面に定着し、発色性に優れ、高解像度の印字が可能と
なる。標的物質が紙である場合には、インク組成物中に
含まれるセルロースは標的物質に対する定着剤としても
作用する。先に挙げた水溶性有機溶媒を使用することが
できるが、これらに限定されるものではない。水溶性有
機溶媒は、インクの浸透促進剤、場合によっては即乾性
付与の点でインク特性を向上させる。When the ink composition of the present invention adheres to a target substance such as paper, the ink composition is fixed on the surface of the target substance without expanding the size of the droplet, and the color development is excellent and high resolution printing becomes possible. When the target substance is paper, the cellulose contained in the ink composition also acts as a fixing agent for the target substance. The water-soluble organic solvents listed above can be used, but are not limited thereto. The water-soluble organic solvent improves the ink characteristics in terms of the penetration enhancer of the ink and, in some cases, the immediate drying property.
【0046】インク組成物に含有される液状分散媒体は
水や水溶性有機溶媒などの液状の媒体を意味するが、そ
の含有量は、インク組成物中に含まれる液状分散媒体の
総重量%として、50重量%〜98重量%、好ましくは
60重量%〜95重量%の範囲である。50重量%未満
では、目詰まりが頻繁に起こるようになり、ノズルから
の液滴の安定な発射も期待できなくなる。また、98重
量%を超えると、インク組成物を本発明で規定する粘度
範囲に調製することが困難となり、やはり不適切であ
る。The liquid dispersion medium contained in the ink composition means a liquid medium such as water or a water-soluble organic solvent, and its content is the total weight% of the liquid dispersion medium contained in the ink composition. , 50% to 98% by weight, preferably 60% to 95% by weight. If it is less than 50% by weight, clogging frequently occurs, and stable ejection of droplets from the nozzle cannot be expected. On the other hand, when it exceeds 98% by weight, it becomes difficult to prepare the ink composition in the viscosity range specified in the present invention, which is also unsuitable.
【0047】特に水溶性有機溶媒を使用する場合には1
種類でも2種類以上配合しても構わないが、インク組成
物中に含有される水溶性有機溶媒の全含有量はインク組
成物の全重量に対して、5重量%以上60重量%以下の
範囲にあることが好ましい。より好ましくは10重量%
以上50重量%以下であるとよい(例えば、水溶性有機
溶媒を10重量%とする場合には、先の記述から水など
のその他の媒体を40重量%以上、好ましくは50重量
%以上とする必要がある)。Particularly when a water-soluble organic solvent is used, 1
Either one kind or two or more kinds may be mixed, but the total content of the water-soluble organic solvent contained in the ink composition is in the range of 5% by weight or more and 60% by weight or less with respect to the total weight of the ink composition. Is preferred. More preferably 10% by weight
The content is preferably 50% by weight or more (for example, when the water-soluble organic solvent is 10% by weight, the other medium such as water is 40% by weight or more, preferably 50% by weight or more from the above description. There is a need).
【0048】5重量%以下では、有機溶媒を混合する効
果が小さく、また、60重量%を超えると多くの場合に
インク組成物中に含まれるセルロースが強固な凝集を起
こし目詰まりが発生し易くなったり、本発明のインク組
成物のレオロジー特性を低減させるため望ましくない。
また、本発明で使用する水は、イオン交換水または純水
であることが望ましい。水道水や地下水では塩素や各種
インク特性に影響を及ぼす不純物が含まれることが想定
されるため、品質を確保する点で望ましくない。If it is 5% by weight or less, the effect of mixing the organic solvent is small, and if it exceeds 60% by weight, the cellulose contained in the ink composition often causes strong aggregation and easily causes clogging. And is not desirable because it reduces the rheological properties of the ink composition of the present invention.
Further, the water used in the present invention is preferably ion-exchanged water or pure water. Tap water and ground water are expected to contain chlorine and impurities that affect various ink properties, which is not desirable in terms of ensuring quality.
【0049】本発明のインクジェット吐出用組成物には
必要に応じて各種の添加剤を配合することができる。添
加剤としては、無機塩、界面活性剤、防腐剤、防カビ
剤、pH調節剤、分散安定剤、ヒドロトープ剤などを挙
げることができるが、本発明で主張するインク組成物の
分散安定性や好適なレオロジー特性が損なわれない範囲
でこれらの添加剤を配合することが重要である。例え
ば、無機塩やイオン性界面活性剤は多量に使用すると本
発明のセルロースを凝集させる作用を有するが、適当量
であれば、セルロースの全組成物中の含有量が例えば
0.5重量%程度であってもインクジェット吐出用組成
物に適度なチキソトロピー性を付与することができ有効
である。If desired, various additives may be added to the ink jet composition of the present invention. Examples of the additive include an inorganic salt, a surfactant, an antiseptic, an antifungal agent, a pH adjuster, a dispersion stabilizer, a hydrotope agent, and the like, and the dispersion stability of the ink composition claimed in the present invention and It is important to incorporate these additives to the extent that suitable rheological properties are not impaired. For example, if an inorganic salt or an ionic surfactant is used in a large amount, it has an action of aggregating the cellulose of the present invention, but if it is an appropriate amount, the content of cellulose in the entire composition is, for example, about 0.5% by weight. Even in this case, it is effective because it can impart appropriate thixotropy to the composition for inkjet ejection.
【0050】無機塩として塩化ナトリウムを使用する場
合、配合成分にも依存するが、例えば約0.01重量%
の量添加するとゲル状で安定性も高く適度なインク特性
を示すが、一桁高濃度の0.1重量%添加するとセルロ
ースの強固な凝集を誘引し、ゲル的かつ高チキソトロピ
ー性であるインク特性が失われる等である。また、本発
明のインクジェット吐出用組成物のpH範囲は3〜9、
より好ましいpH範囲は3.5〜8である。pHが3未
満あるいは9を超えるとインク組成物を構成する各種成
分(顔料や分散安定剤やセルロース等)の凝集が起こり
易くなるためである。When sodium chloride is used as the inorganic salt, it is, for example, about 0.01% by weight, though it depends on the compounding ingredients.
When added in an amount of 0.1% by weight, it is gelled and highly stable, and exhibits appropriate ink characteristics. However, when added at a single-digit high concentration of 0.1% by weight, it induces strong aggregation of cellulose, resulting in gel and high thixotropic ink characteristics. Are lost. The pH range of the inkjet discharging composition of the present invention is 3 to 9,
A more preferable pH range is 3.5-8. This is because if the pH is less than 3 or more than 9, various components (pigment, dispersion stabilizer, cellulose, etc.) constituting the ink composition are likely to aggregate.
【0051】以下に本発明に用いることができる添加剤
を具体的に例示するが、本発明に用いることができる添
加剤はこれらに限定されるものではない。無機塩の添加
は染料の安定性を向上させる目的で使用する。具体的に
は、塩化ナトリウム、硫酸ナトリウム、塩化マグネシウ
ム、硫化マグネシウム等を挙げることができるが、無機
塩類は一方でインクジェット吐出用組成物中に含まれる
セルロースを凝集させる性質を有するので、添加量はイ
ンクジェット吐出用組成物全体の0.1mol/l以下
とするのが好ましい。当然ながら、無機塩はこれらに限
定されるものではない。Specific examples of the additives that can be used in the present invention are shown below, but the additives that can be used in the present invention are not limited to these. The addition of the inorganic salt is used for the purpose of improving the stability of the dye. Specific examples thereof include sodium chloride, sodium sulfate, magnesium chloride, magnesium sulfide, etc., but since the inorganic salts have the property of aggregating the cellulose contained in the inkjet discharging composition, the addition amount is It is preferably 0.1 mol / l or less of the total composition for inkjet ejection. Of course, the inorganic salt is not limited to these.
【0052】界面活性剤は、インク液滴の表面張力を任
意にコントロールする目的で、あるいは記録媒体への濡
れ性を高め、浸透性を早める浸透促進剤として使用する
ケースが多いが、本発明においてこのための目的として
は、ポリオキシエチレンアルキルエーテルやポリオキシ
エチレンフェニルエーテル等のノニオン性の界面活性剤
やベタイン系の両性界面活性剤が適している。もちろん
これらに限定されるわけではないし2種以上の界面活性
剤を併用しても構わない。アニオン性界面活性剤やカチ
オン性界面活性剤はインク組成物のレオロジー特性に敏
感に作用するので、例えば0.1mol/l以下程度の
微量の添加が望ましい。In many cases, the surfactant is used for the purpose of arbitrarily controlling the surface tension of the ink droplets or as a penetration accelerator that enhances the wettability to the recording medium and accelerates the permeability. For this purpose, nonionic surfactants such as polyoxyethylene alkyl ether and polyoxyethylene phenyl ether and betaine amphoteric surfactants are suitable. Of course, it is not limited to these, and two or more kinds of surfactants may be used in combination. Anionic surfactants and cationic surfactants act sensitively on the rheological properties of the ink composition, so it is desirable to add a trace amount of, for example, 0.1 mol / l or less.
【0053】インクジェット吐出用組成物の長期保存安
定性を保つため、芳香族ハロゲン化合物(例えば、Pr
eventol CMK)、メチレンジチオシアナー
ト、含ハロゲン窒素硫黄化合物などのような防腐剤や防
黴剤を添加してもかまわない。インク組成物の場合は染
料や顔料を安定に保つために塩酸、酢酸、水酸化ナトリ
ウムや水酸化カリウムの希薄水溶液などのようなpH調
節剤を添加してもかまわない。ノズル近傍のインクが乾
かないように尿素や尿素誘導体のようなヒドロトープ剤
を添加してもかまわない。In order to maintain the long-term storage stability of the composition for ink jet ejection, an aromatic halogen compound (for example, Pr) is used.
Even preservatives and mildew-proofing agents such as menthol CMK), methylene dithiocyanate, and halogen-containing nitrogen-sulfur compounds may be added. In the case of the ink composition, a pH adjusting agent such as hydrochloric acid, acetic acid, or a dilute aqueous solution of sodium hydroxide or potassium hydroxide may be added in order to keep the dye or pigment stable. A hydrotope agent such as urea or a urea derivative may be added to prevent the ink near the nozzles from drying.
【0054】特に、インク組成物中に含有される顔料な
どの分散性を高めるために、ポリアクリル酸、ポリメタ
アクリル酸またはそのエステル、塩類及びそれらの共重
合体、ポリヒドロキシエチルメタアクリレート及びその
共重合体、ポリビニルピロリドン、ポリビニルピリジウ
ムハライド、各種鹸化度のポリビニルアルコール、カル
ボキシ変性、両性のポリビニルアルコール、ポリエチレ
ングリコール、ポリプロピレングリコールなどの水溶性
高分子を添加してもかまわないが、この場合には既述し
たように、インク組成物に曳糸性が現れないように、組
成物の全量に対して0.2重量%以下程度の極めて微量
の添加にとどめるようにする。In particular, in order to enhance the dispersibility of the pigment contained in the ink composition, polyacrylic acid, polymethacrylic acid or its ester, salts and their copolymers, polyhydroxyethyl methacrylate and its Water-soluble polymers such as copolymers, polyvinylpyrrolidone, polyvinylpyridinium halides, polyvinyl alcohols of various saponification degrees, carboxy-modified, amphoteric polyvinyl alcohol, polyethylene glycol, polypropylene glycol may be added, but in this case As described above, the addition of an extremely small amount of about 0.2% by weight or less based on the total amount of the composition is added so that the ink composition does not exhibit spinnability.
【0055】本発明のインクジェット吐出用組成物は、
上述したようにインクジェット印刷用のインク組成物と
してに好適に使用できるが、これに限定されず、インク
ジェット式の記録法が適用し得るすべての技術領域でそ
のインクジェット吐出用組成物を提供し得る。より具体
的にインクジェット印刷以外の適用分野を示すと、半導
体デバイスの製造工程における微細な回路パターンのプ
リンティングや核酸や細菌の同定を目的としたプローブ
アレイの作製などを挙げることができる。ただし、これ
らは例示であって決して適用できる範囲を限定するもの
ではない。The composition for ink jet ejection of the present invention is
As described above, it can be suitably used as an ink composition for inkjet printing, but the invention is not limited to this, and the inkjet discharging composition can be provided in all technical fields to which an inkjet recording method can be applied. More specifically, fields of application other than inkjet printing include printing of fine circuit patterns in the manufacturing process of semiconductor devices, and production of probe arrays for the purpose of identifying nucleic acids and bacteria. However, these are merely examples and do not limit the applicable scope.
【0056】このうち、半導体デバイスにおける回路パ
ターンのプリンティングは、例えば、特開2000−3
3698号にその技術が開示されているが、基本的に、
これまでリソグラフィー法を用いてレーザー照射によっ
て回路パターンを描いていたものを、インクジェット方
式によるプリンティングに置き換えるという考え方であ
る。この方法ではリソグラフィー法で描いていたものよ
りも高解像度のパターンを表現できるという利点があ
り、より高度に集積された半導体装置の作製を可能にす
る技術として期待される。しかし、実際には、装置を構
成する導電性金属(アルミニウムや銅)による回路とこ
れを隔てる絶縁層(シリカ)を高い精度で積み上げる技
術が要求されるため、従来型の低粘度のインクジェット
吐出用組成物では、プリンティングにより液滴が標的基
盤上に着弾すると同時に拡散により広がってしまい、導
電性層と絶縁層を精密にプリンティングすることは極め
て困難であるところ、本発明のインクジェット吐出用組
成物を適用すればこのような問題を解決することが可能
となる。Among them, the printing of a circuit pattern in a semiconductor device is described in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2000-3.
The technology is disclosed in No. 3698, but basically,
The idea is to replace what used to be a circuit pattern drawn by laser irradiation using the lithography method until now with inkjet printing. This method has an advantage that a pattern with a higher resolution can be expressed than that drawn by the lithography method, and is expected as a technique that enables the production of a highly integrated semiconductor device. However, in practice, a technology for stacking a circuit made of conductive metal (aluminum or copper) and an insulating layer (silica) separating the device with high accuracy is required. In the composition, the droplets land on the target substrate by printing and simultaneously spread by diffusion, and it is extremely difficult to precisely print the conductive layer and the insulating layer. If applied, it becomes possible to solve such a problem.
【0057】即ち、本発明のゲル状のインクジェット吐
出用組成物をフュームドシリカのようなナノサイズの超
微粒子分散体として調製した絶縁層用組成物と、水と相
溶しない揮発性の油性化合物に導電性微粒子を分散させ
た低粘度のインクジェット吐出用組成物(導電性用組成
物)を調製し、インクジェット法により設定された回路
パターンに従って、絶縁層用組成物と導電性用組成物を
この順番で基板上にプリンティングする。場合によって
は、絶縁層用組成物のプリンティングを複数回実施し、
絶縁層用ゲルを積み上げた後に複数回の導電性用組成物
のプリンティングを実施する。That is, the gel-like composition for ink jet ejection of the present invention is prepared as a nano-sized ultrafine particle dispersion such as fumed silica, and a volatile oily compound which is incompatible with water. A low-viscosity inkjet discharging composition (conductive composition) in which conductive fine particles are dispersed is prepared, and the insulating layer composition and the conductive composition are formed according to the circuit pattern set by the inkjet method. Printing on the substrate in order. In some cases, printing the composition for an insulating layer is performed multiple times,
After stacking the insulating layer gel, the printing of the conductive composition is performed a plurality of times.
【0058】以上の操作により先に作製された絶縁層に
よる溝の部分に導電性の分散液がプリンティングされる
ことになり、しかも水/油の分離によって双方の相の成
分が相互拡散することは免れる。しかる操作の後に双方
の層の分散媒体を乾燥させ、さらに400℃以上の温度
で焼結させる。この操作によって絶縁層用組成物中に含
まれていたセルロースは完全に分解・除去されるが、も
ともと本発明で用いるセルロース/シリカ/水等の分散
媒体から成る絶縁層用組成物中では、シリカ成分は高度
に分散していると考えられ(特開2001−49031
号)、条件によってはこの部分が微細な空孔となって多
孔質のシリカ層を形成し、低誘電率の理想的な絶縁層が
形成される。当然のことながら、こうして描いた回路を
多層に重ねていく際の絶縁層の作製にも本発明のインク
ジェット吐出用組成物は有効となる。By the above operation, the conductive dispersion liquid is printed on the groove portion by the insulating layer produced previously, and moreover, the components of both phases are interdiffused by the separation of water / oil. Escape. After the operation, the dispersion medium of both layers is dried and further sintered at a temperature of 400 ° C. or higher. By this operation, the cellulose contained in the insulating layer composition is completely decomposed and removed. However, in the insulating layer composition originally composed of a dispersion medium such as cellulose / silica / water, silica is used in the present invention. It is considered that the components are highly dispersed (Japanese Patent Laid-Open No. 2001-49031).
No.), depending on the conditions, this portion becomes fine pores to form a porous silica layer, and an ideal insulating layer having a low dielectric constant is formed. As a matter of course, the composition for inkjet ejection of the present invention is also effective for producing an insulating layer when the circuits thus drawn are laminated in multiple layers.
【0059】これは一例であり、当然限定されるわけで
はないが、本発明の吐出用組成物の特徴を有効に活用す
ることにより、半導体装置製造のような精密加工分野で
の広い技術領域で適用することができる。また、核酸や
細菌の同定を目的としたプローブアレイの考え方は、例
えば特開2001−66305号に開示されているよう
に、核酸の塩基配列の決定やサンプル中の標的核酸の検
出、各種細菌の同定を迅速かつ正確に行い得る技術の一
つとして注目されている。This is an example, and although not limited thereto, by effectively utilizing the characteristics of the ejection composition of the present invention, it can be used in a wide range of technical fields in the field of precision processing such as semiconductor device manufacturing. Can be applied. Further, the idea of a probe array for the purpose of identifying nucleic acids and bacteria is, for example, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-66305, determination of the base sequence of nucleic acids, detection of target nucleic acids in samples, detection of various bacteria. It has attracted attention as one of the technologies that can perform identification quickly and accurately.
【0060】プローブアレイとは、例えば、標的核酸と
特異的に結合し得る物質(いわゆるプローブ)を固相上
に多数並べた生化学検査用のデバイスである。その製造
方法の一つとして、予め合成した核酸プローブを固相中
に供給する方法が提案されているが(例えば、USP5
405783)、この方法で例えば核酸の塩基配列決定
を実施しようとすると、遺伝子の変異の検出を効率的に
行うために、できる限り多種の核酸プローブを小面積の
固相上に配置(スポッティング)しておくことが望まし
い。The probe array is, for example, a device for biochemical examination in which a large number of substances (so-called probes) capable of specifically binding to a target nucleic acid are arranged on a solid phase. As one of the production methods, a method of supplying a pre-synthesized nucleic acid probe into a solid phase has been proposed (for example, USP5
405783), for example, when attempting to perform nucleotide sequencing of nucleic acids by this method, in order to efficiently detect mutations in genes, as many nucleic acid probes as possible are arranged (spotted) on a solid phase having a small area. It is desirable to keep.
【0061】特開2001−66305号には、より具
体的に1インチ角に10000以上の核酸プローブをス
ポッティングすることが望ましいとの記載がなされてい
る。このような、極めて微量のプローブを、プローブに
損傷を与えることなく効率的かつ正確に固相上にスポッ
ティングするのに、本発明のインクジェット吐出用組成
物を用い、インクジェット方式でスポッティングを実施
するのが極めて有効である。In Japanese Patent Laid-Open No. 2001-66305, it is described more specifically that it is desirable to spot 10,000 or more nucleic acid probes per square inch. In order to spot such an extremely small amount of a probe on a solid phase efficiently and accurately without damaging the probe, the composition for inkjet ejection of the present invention is used to perform spotting by an inkjet method. Is extremely effective.
【0062】すなわち、本発明の技術に拠れば、セルロ
ースという化学的にも不活性で安定性が高く、かつ生物
学的にも安全性の高い材料が組成物の粘性発現のための
主成分であること、既載したように液滴の粘性的性質に
よって高密度のスポッティングが可能である点、標的物
質への定着性に優れた組成を設計可能である点などによ
って好適なスポッティング用の吐出用組成物を提供する
ことができる。なお、本目的のためにはDNAなどの核
酸を保護するために、プローブを含有する組成物の温度
上昇が抑えらるピエゾ方式や静電力方式をインクジェッ
ト記録方式として採用するのが好ましい。当然これは一
つの適用例であり、限定されるものではない。この他に
も種々の目的のバイオチップなどの生物学的検査、医学
的診断目的のデバイスを作製する技術に本発明によって
提供されるインクジェット吐出用組成物は幅広く適用す
ることができる。That is, according to the technique of the present invention, a material that is chemically inactive, highly stable, and biologically safe, that is, cellulose, is the main component for expressing the viscosity of the composition. As described above, it is suitable for spotting ejection because it enables high-density spotting due to the viscous nature of droplets, and can design a composition with excellent fixability to the target substance. A composition can be provided. For this purpose, in order to protect nucleic acid such as DNA, it is preferable to adopt a piezo method or an electrostatic force method as an inkjet recording method in which the temperature rise of the composition containing the probe can be suppressed. Of course, this is just one application and is not limiting. In addition to this, the composition for inkjet ejection provided by the present invention can be widely applied to a technique for producing a device for a biological test such as a biochip for various purposes and a medical diagnostic purpose.
【0063】[0063]
【発明の実施の形態】次に下記の実施例により、本発明
の実施の形態を具体的に説明するが、これらは本発明の
範囲を制限するものではない。実施例に先立ち、 評価
方法((1)〜(2))および原料として用いるセルロ
ース/水分散体の製造例((3))について説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Next, the embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the following examples, but these do not limit the scope of the present invention. Prior to the examples, an evaluation method ((1) to (2)) and a production example ((3)) of a cellulose / water dispersion used as a raw material will be described.
【0064】(1)本発明に用いるセルロースの物性測
定方法
本発明に用いるセルロースの物性はセルロース/水分散
体を用いて測定した。結晶成分の分率(χIおよび
χII)は広角X線回折(理学電機(株)社製 X線回折
装置(RU−300型、リントシステムを付属))を用
い、得られたX線回折パターンから先記の方法で測定し
た。セルロース微粒子の平均粒子径は、レーザー回折/
散乱式粒度分布測定装置LA−920(堀場製作所
(株)製)を用い、先記の方法で測定した。平均重合度
(DP)は、乾燥セルロース試料をカドキセン溶液に溶
解した希薄セルロース溶液の比粘度をウベローデ型粘度
計で測定し(25℃)、その極限粘度数[η]から先記の
方法でDPを評価した。
(2)インクジェット吐出用組成物の粘度(ηmax)
ηmaxの評価は、コーンプレート型回転粘度計としてH
aake社製のRS−100を使用し、4°,35mm
径のコーンプレートを使用して25℃で、ずり速度
(γ’)が10-3〜102 s-1の範囲を含むように条
件設定したうえで行った。(1) Method for Measuring Physical Properties of Cellulose Used in the Present Invention Physical properties of cellulose used in the present invention were measured using a cellulose / water dispersion. The crystal component fractions (χ I and χ II ) were obtained by using wide-angle X-ray diffraction (X-ray diffractometer manufactured by Rigaku Denki Co., Ltd. (RU-300 type, Lint system attached)). The pattern was measured by the method described above. The average particle size of the cellulose fine particles is calculated by laser diffraction /
The scattering-type particle size distribution measuring device LA-920 (manufactured by Horiba Ltd.) was used for the measurement. The average degree of polymerization (DP) is determined by measuring the specific viscosity of a dilute cellulose solution prepared by dissolving a dry cellulose sample in a cadoxene solution with an Ubbelohde viscometer (25 ° C.), and using the intrinsic viscosity [η] to calculate the DP Was evaluated. (2) Viscosity (η max ) of the composition for ink jet ejection The evaluation of η max was carried out using a cone-plate type rotational viscometer with H
Using RS-100 made by aake, 4 °, 35 mm
The conditions were set so that the shear rate (γ ') included a range of 10 −3 to 10 2 s −1 at 25 ° C. using a cone plate having a diameter.
【0065】(3)セルロース/水分散体の製造例
シート状の精製パルプを5mm×5mmのチップに切断
した重合度760の原料パルプ(以下、単に精製パルプ
と称する。)を、−5℃でセルロース濃度が5重量%に
なるように65重量%硫酸水溶液に溶解して透明かつ粘
調なセルロースドープを得た。このセルロースドープ
を、重量で2.5倍量の水中(5℃)に撹拌しながら注
ぎ、セルロースをフロック状に凝集させ、フロック状固
体の分散液を得た。この懸濁液を85℃で20分間加水
分解させた後、ガラスフィルターを用いた減圧濾過によ
り分散媒である硫酸水溶液を除去し、次いで洗液のpH
が3程度になるまで十分に水洗を繰り返した後、pHが
およそ11の希薄なアンモニア水溶液で洗浄(中和)し
た後、さらにイオン交換水で水洗し、セルロース濃度が
6.0重量%の半透明白色のゲル状物を得た。(3) Production Example of Cellulose / Aqueous Dispersion A raw material pulp having a degree of polymerization of 760 (hereinafter simply referred to as refined pulp) obtained by cutting the sheet-like refined pulp into 5 mm × 5 mm chips at −5 ° C. A transparent and viscous cellulose dope was obtained by dissolving in a 65 wt% sulfuric acid aqueous solution so that the cellulose concentration became 5 wt%. This cellulose dope was poured into 2.5 times the weight of water (5 ° C.) with stirring to agglomerate the cellulose into flocs to obtain a floc solid dispersion. After hydrolyzing this suspension at 85 ° C. for 20 minutes, the aqueous sulfuric acid solution as the dispersion medium is removed by vacuum filtration using a glass filter, and then the pH of the washing liquid.
After repeatedly washing with water until the pH reaches about 3, then washing (neutralizing) with a dilute aqueous ammonia solution having a pH of about 11, and then further washing with ion-exchanged water to obtain a cellulose concentration of 6.0% by weight. A transparent white gel was obtained.
【0066】得られたゲル状物をイオン交換水で希釈し
てセルロース濃度が4.0重量%となるように調製し、
ホモミキサー(T.K.Lobo.micsTM,特殊機
化(株)製)を用いて15000rpmの回転速度で1
0分間分散処理を行い、超高圧ホモジナイザー(マイク
ロフルイダイザーTM,M110−E/H型、みずほ工業
(株)製)を用いて1.72×108Paの圧力下で5
回処理し、透明性の高いセルロース/水分散体(pH=
6.7)を得た。得られたセルロース/水分散体を試料
Aとする。試料Aの乾燥体の広角X線パターンを図1に
示した。試料Aに含まれるセルロースの物性値を上記の
評価方法により測定したところ、平均重合度が38、結
晶化度は、χIが0、χIIが0.18、平均粒子径が
0.3μmであった。The obtained gel-like substance was diluted with ion-exchanged water to prepare a cellulose concentration of 4.0% by weight,
1 using a homomixer (TK Lobo.mics ™ , manufactured by Tokushu Kika Co., Ltd.) at a rotation speed of 15000 rpm.
Dispersion treatment was performed for 0 minutes, and an ultrahigh-pressure homogenizer (Microfluidizer ™ , M110-E / H type, manufactured by Mizuho Industry Co., Ltd.) was used under a pressure of 1.72 × 10 8 Pa.
Once processed, highly transparent cellulose / water dispersion (pH =
6.7) was obtained. The obtained cellulose / water dispersion is designated as sample A. The wide-angle X-ray pattern of the dried sample A is shown in FIG. When the physical properties of the cellulose contained in Sample A were measured by the above evaluation methods, the average degree of polymerization was 38, the crystallinity was 0 for χ I , 0.18 for χ II , and 0.3 μm for the average particle size. there were.
【0067】[0067]
【実施例1〜3および比較例1〜4】機能性化合物にカ
ーボンブラックを用いた顔料系のインク組成物を作製
し、インク特性を比較した。
(1) 実施例1〜3(試料S1〜S3の調製および評
価)
カーボンブラックとしてカーボンブラックS170
TM(デグサ社製)150gに超純水を混合して総量1K
gとし、ジルコニアビーズによるボールミルにて粉砕し
た。得られた分散液(顔料濃度15重量%)を分散液B
とする。Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 4 Pigment type ink compositions using carbon black as a functional compound were prepared and their ink characteristics were compared. (1) Examples 1 to 3 (Preparation and Evaluation of Samples S1 to S3) Carbon black S170 as carbon black
TM (manufactured by Degussa) mixed with 150g of ultrapure water for a total amount of 1K
and crushed by a ball mill using zirconia beads. The obtained dispersion liquid (pigment concentration: 15% by weight) is used as a dispersion liquid B.
And
【0068】試料Aを用い、表1に示した3つの組成
(試料S1〜S3)となるように各種配合成分を混合し
た後、各々、ホモミキサー(T.K.Lobo.mic
sTM,特殊機化(株)製)を用いて15000rpmの
回転速度で10分間分散処理を行い、減圧脱泡処理を行
って3種類のインク組成物を得た。セルロース濃度が
1.0重量%、1.5重量%、2.0重量%のインクを
それぞれ試料S1、試料S2、試料S3とした。得られ
た3つの試料の25℃でのη maxの値を表1に示した。
また、試料S3について、コーン・プレート型回転粘度
計を用いて本発明で規定する粘度(ηmax)を評価する
際の具体的な測定例を図2および図3に示した。得られ
た各インク組成物を各々、市販のピエゾ式インクジェッ
ト記録装置MJ−930TM(セイコーエプソン(株)
製)の搭載されているインクカートリッジのブラック用
ボックス内にインク試料S1〜S3をそれぞれ充填し、
A4用紙への印字(ベタ打ちおよび「印字」という文字
の印字)を行った。印字の評価は以下の方法で行った。Using the sample A, the three compositions shown in Table 1
Mix various compounding ingredients so that (Samples S1 to S3)
After that, the homomixer (TK Lobo.mic
sTM, Manufactured by Tokushu Kika Co., Ltd., at 15000 rpm
Performs dispersion treatment for 10 minutes at rotation speed, and performs vacuum degassing treatment.
Thus, three types of ink compositions were obtained. Cellulose concentration
1.0 wt%, 1.5 wt%, 2.0 wt% ink
Sample S1, sample S2, and sample S3 were used, respectively. Obtained
Η of three other samples at 25 ° C maxThe values of are shown in Table 1.
Also, for sample S3, cone-plate rotational viscosity
The viscosity (ηmax) To evaluate
Specific measurement examples at this time are shown in FIGS. 2 and 3. Obtained
Each commercially available piezo ink jet
Recording device MJ-930TM(Seiko Epson Corporation)
For black ink cartridges
Fill the boxes with ink samples S1 to S3,
Printing on A4 paper (solid printing and letters "printing"
Was printed). The printing was evaluated by the following method.
【0069】画像濃度(発色性);ベタ打ち画像を印字
後12時間放置した後、反射濃度計マクベスRD−91
8 TM(マクベス社製)を使用して測定した。結果を以下
のように分類した。
A: 画像濃度が1.35以上
B: 画像濃度が1.20〜1.34
C: 画像濃度が1.20未満
印字文字の滲み;印字した文字に滲みがあるかを目視に
て判断した。結果を以下のように分類した。
A: 滲みが全く見られない
B: 若干滲みがみられるが文字ははっきり認識できる
C: 滲みが激しく文字が認識できない
印字文字の解像度;印字した文字の解像度について光学
顕微鏡による観察を行い、解像度を以下の基準で分類し
た。
A: 拡大した文字の角部、直線部共にインク/周辺部
の極めてシャープな像を表現できている
B: 拡大した文字の直線部はインク/周辺部の像がシ
ャープだが、角部ではやや丸まり感やぼやけ感が目立つ
C: 拡大した文字の角部、直線部共にインク/周辺部
のコントラストがぼやけている
連続印字時の安定性;上記の印字内容を8時間連続印字
し、その間の印字のドット抜けを調べ、以下のように分
類した。
A: 8時間連続印字してもドット抜けなし
B: 1時間〜8時間の連続印字中にドット抜けが発生
C: 1時間以内の連続印字中にドット抜けが発生
目詰まり性:上記の印字を1時間連続で行った後、7日
間放置し、次に1時間の連続印字を実施し、さらに7日
間放置した後1時間の連続印字を実施した。各々の連続
印字での目詰まり、あるいはドット抜けの状態を観察
し、以下のように分類した。
A: 合計14日の放置後もドット抜けすることなく良
好に印字可能
B: 7日後あるいは14日後の印字でドット抜けが発
生
C: 7日後、あるいは14日後に目詰まりにより印字
不可能となった
上記の方法で評価した結果を表2に示した。試料S1〜
S3を用いたテストではいずれも良好な印字特性を、特
にηmaxが5×105mPa・sを超えている試料S2や
S3ではインク特性が非常に優れることが明らかになっ
た。Image density (coloring property); printing solid image
After leaving for 12 hours, Macbeth RD-91 reflection densitometer
8 TM(Manufactured by Macbeth). Results below
Classified as follows.
A: Image density is 1.35 or higher
B: Image density is 1.20 to 1.34
C: Image density is less than 1.20
Blurring of printed characters: Visually check if there is blur on printed characters
I judged it. The results were categorized as follows.
A: No bleeding is seen
B: Some blurring is seen, but letters are clearly recognizable
C: Characters are not recognizable due to severe blurring
Resolution of printed characters; resolution of printed characters Optical
Observe with a microscope and classify the resolution according to the following criteria.
It was
A: Ink / periphery of both the corners and straight lines of the enlarged characters
Can express an extremely sharp image of
B: Ink / peripheral image is not visible in the enlarged linear part
Although it is a charp, the corners are slightly rounded and blurred
C: Ink / peripheral area for both corner and straight part of enlarged character
The contrast is blurred
Stability during continuous printing; the above print contents are continuously printed for 8 hours
Check for missing dots in the print during that time, and
It was similar
A: No missing dots even after continuous printing for 8 hours
B: Dot omission occurred during continuous printing for 1 to 8 hours
C: Missing dots occur during continuous printing within 1 hour
Clogging property: 7 days after the above printing is continued for 1 hour
Left for 1 hour, then print continuously for 1 hour, then 7 days
After leaving for a while, continuous printing was carried out for 1 hour. Each successive
Observe clogging in printing or missing dots
Then, it was classified as follows.
A: No loss of dots even after left for 14 days in total
Can be printed well
B: Missing dots occurred after printing 7 or 14 days later
Raw
C: Printed after 7 days or 14 days due to clogging
Became impossible
The results evaluated by the above method are shown in Table 2. Sample S1
In the tests using S3, good printing characteristics were
To ηmaxIs 5 × 10FiveSample S2 that exceeds mPa · s
In S3, it became clear that the ink characteristics were very good.
It was
【0070】(3) 比較例1〜4 (試料H1〜H4
の調製および評価)
比較試料として、実施例1〜3の配合例において粘度調
節剤を用いない場合(試料H1)、粘度調節剤として水
溶性高分子であるポリアクリルアミド(平均分子量:9
00万〜1000万,キシダ化学(株)製)を用いた場
合(試料H2)、本発明で規定した条件を満たさないセ
ルロースを粘度調節剤として用いた2つの場合(試料H
3およびH4)の各場合に、表1に示した組成のインク
組成物を実施例1〜3と同様の製法にて調製した。な
お、試料H3およびH4にて使用したセルロースは以下
のセルロース/水分散体を使用した。(3) Comparative Examples 1 to 4 (Samples H1 to H4
Preparation and Evaluation) As a comparative sample, in the case where the viscosity modifier was not used in the formulation examples of Examples 1 to 3 (Sample H1), polyacrylamide (average molecular weight: 9) which is a water-soluble polymer as the viscosity modifier was used.
1,000,000 to 10,000,000, manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd. (Sample H2), and two cases where cellulose that does not satisfy the conditions specified in the present invention is used as a viscosity modifier (Sample H).
3 and H4), ink compositions having the compositions shown in Table 1 were prepared in the same manner as in Examples 1 to 3. The cellulose used in Samples H3 and H4 was the following cellulose / water dispersion.
【0071】試料H3には、市販の微結晶セルロース/
水分散体、セオラスFP−03TM(セルロース濃度:1
0重量%,旭化成(株)製)を原料としてそのまま用い
た。この白色の原料分散体を分散体Cとする。試料H4
には、分散体Cに超純水を加え、セルロース濃度が4重
量%となるように調製した後、T.K.Lobo.mi
csTM(特殊機化(株)製)を用いて15000rp
mにて10分間分散処理を行って予備分散させ、その後
に超高圧ホモジナイザー(マイクロフルイダイザーTM,
M110−E/H型、みずほ工業(株)製)を用いて
1.72×108Paの圧力下で5回処理することによ
り半透明性白色のセルロース/水分散体を調製し、これ
を原料として用いた。こうして得たセルロース濃度4重
量%のセルロース/水分散体を分散体Dとする。Sample H3 contains commercially available microcrystalline cellulose /
Aqueous dispersion, Theolus FP-03 ™ (Cellulose concentration: 1
0% by weight, manufactured by Asahi Kasei Co., Ltd., was used as it was as a raw material. This white raw material dispersion is referred to as dispersion C. Sample H4
In addition, ultrapure water was added to the dispersion C to prepare a cellulose concentration of 4% by weight, and then T.I. K. Lobo. mi
15,000 rp using csTM (made by Tokushu Kika Co., Ltd.)
m for 10 minutes for pre-dispersion, and then ultra-high pressure homogenizer (Microfluidizer TM ,
A translucent white cellulose / water dispersion was prepared by treating M110-E / H type, manufactured by Mizuho Kogyo Co., Ltd., under a pressure of 1.72 × 10 8 Pa five times, and preparing this. Used as raw material. The thus obtained cellulose / water dispersion having a cellulose concentration of 4% by weight is designated as Dispersion D.
【0072】分散体CおよびDに含まれるセルロース
は、共に平均重合度が150、結晶化度は、χIが0.
65、χIIが0であった。また、平均粒子径は分散体C
のセルロースが5.0μm、分散体Dのセルロースが
0.2μmであった。試料H1〜H4のηmaxの値を表
1に示した。試料H1〜H4についてインクジェット印
刷用のインク組成物としての性能を実施例1〜3と同様
の条件で評価した結果を表2に示した。粘度調節剤(分
散安定効果も併せ持つ場合が多い)を加えない試料H1
では滲みが発生し易く、目詰まり性も悪い。水溶性高分
子を用いて増粘させたインク組成物(試料H2)ではイ
ンクジェット方式の噴霧の精度が悪く、滲みのない文字
を形成することが困難であり、インクジェット用インク
としては不適であった。The cellulose contained in Dispersions C and D both had an average degree of polymerization of 150 and a crystallinity of χ I of 0.
65, χ II was 0. Also, the average particle size is the value of Dispersion C
Cellulose of 5.0 μm and Cellulose of Dispersion D were 0.2 μm. The values of η max of Samples H1 to H4 are shown in Table 1. Table 2 shows the results of evaluating the performance of the samples H1 to H4 as an ink composition for inkjet printing under the same conditions as in Examples 1 to 3. Sample H1 without addition of viscosity modifier (often also has dispersion stabilizing effect)
Bleeding easily occurs and the clogging property is poor. The ink composition thickened with a water-soluble polymer (Sample H2) was not suitable as an inkjet ink because the accuracy of the inkjet spraying was poor and it was difficult to form characters without bleeding. .
【0073】また、粒径サイズが2μmを超えているセ
ルロースを用いた系ではやはり印字の際の目詰まり性や
印字精度に問題がある点、平均粒径はサブミクロンサイ
ズだが、結晶性が高く、原料であるセルロース分散体と
しての透明性が低い試料H4では印字は良好に行える
が、画像濃度(発色性)に問題がある点でインクとして
不備であることが判明した。さらに、本発明のセルロー
ス以外を用いたインク組成物の場合には、粘度調節剤を
加えない場合に対して大きな解像度の改善は見られなか
った。これらによって、比較的単純な組成の顔料系イン
ク組成物において本発明のインク組成物の優位性が明確
にされた。Further, in a system using cellulose having a particle size of more than 2 μm, there is still a problem in clogging property and printing accuracy during printing. The average particle size is submicron size, but the crystallinity is high. It was found that the sample H4, which has low transparency as a raw material cellulose dispersion, can print well, but is defective as an ink because of a problem in image density (coloring property). Furthermore, in the case of the ink composition using other than the cellulose of the present invention, a large improvement in resolution was not seen as compared with the case where the viscosity modifier was not added. These clarified the superiority of the ink composition of the present invention in a pigment-based ink composition having a relatively simple composition.
【0074】[0074]
【実施例4および比較例5】染料系のインク組成物を、
以下の配合量および調製法によって各々100gづつ2
種類調製し、実施例1〜3と同様の評価基準によってイ
ンク特性を比較した。
試料S4;
酸性染料(赤104号):5.0g,試料A:38g,
n−ブタノール:2.0g,超純水:55g
試料H5;
酸性染料(赤104号):5.0g,試料A:13g,
n−ブタノール:2.0g,超純水:80g
各種配合成分をビーカー内で混合した後、各々、ホモミ
キサー(T.K.Lobo.micsTM,特殊機化
(株)製)を用いて5000rpmの回転速度で10分
間分散処理を行い、減圧脱泡処理を行って2種類のイン
ク組成物を得た。Example 4 and Comparative Example 5 A dye-based ink composition
100 g each according to the following blending amount and preparation method 2
Different types were prepared, and the ink characteristics were compared according to the same evaluation criteria as in Examples 1-3. Sample S4; Acid dye (Red No. 104): 5.0 g, Sample A: 38 g,
n-Butanol: 2.0 g, ultrapure water: 55 g, Sample H5; Acid dye (Red No. 104): 5.0 g, Sample A: 13 g,
n-Butanol: 2.0 g, ultrapure water: 80 g After mixing various compounding components in a beaker, a homomixer (TK Lobo.mics ™ , manufactured by Tokushu Kika Co., Ltd.) was used to obtain 5000 rpm. The dispersion treatment was performed for 10 minutes at the rotation speed of 1 and the defoaming treatment under reduced pressure was performed to obtain two types of ink compositions.
【0075】得られた各試料のセルロース含有量は、試
料S4が1.5重量%、試料H5が0.5重量%である
が、各々の試料のηmaxの値は、試料S4が2×106m
Pa・s、試料H5が5.8mPa・sであった。試料
S4は本発明で規定するインク組成物であるのでその調
製および評価を実施例4とする。これに対し、試料H5
は本発明で規定するセルロースを含有するが、ηmaxの
条件を満たしておらず、比較例5として評価した。評価
結果を表3に示した。試料H5は比較的良好なインク特
性を示すが、粘度を高粘性に制御した本発明のインク組
成物(試料S4)では、解像度の大きな改善や各印字特
性の改善など、さらに優れたインク性能を示すことが明
確になった。The cellulose content of each sample obtained was 1.5% by weight for sample S4 and 0.5% by weight for sample H5. The value of η max of each sample was 2 × for sample S4. 10 6 m
Pa · s and the sample H5 were 5.8 mPa · s. Since the sample S4 is the ink composition specified in the present invention, its preparation and evaluation are set as Example 4. In contrast, sample H5
Contains cellulose defined in the present invention, but does not satisfy the condition of η max , and was evaluated as Comparative Example 5. The evaluation results are shown in Table 3. Sample H5 shows relatively good ink properties, but the ink composition of the present invention (Sample S4) in which the viscosity is controlled to be highly viscous has further excellent ink performance such as a large improvement in resolution and an improvement in each printing property. It became clear to show.
【0076】[0076]
【表1】 [Table 1]
【0077】[0077]
【表2】 [Table 2]
【0078】[0078]
【表3】 [Table 3]
【0079】[0079]
【発明の効果】本発明によって、高粘性であるにもかか
わらず吐出用組成物としての安定性、防目詰まり性が高
く、高い精度で安定に標的物質への記録が実施でき、さ
らにドットサイズの微小化による表現分解能の向上を実
現する、広範なインクジェット記録分野で適用し得るイ
ンクジェット吐出用組成物を提供する。EFFECTS OF THE INVENTION According to the present invention, despite being highly viscous, it has a high stability as a composition for ejection and a high anti-clogging property, and recording can be stably carried out on a target substance with high accuracy. (EN) Provided is a composition for inkjet discharge, which can be applied in a wide range of inkjet recording fields and which realizes improvement in expression resolution by miniaturization.
【図1】本発明のセルロース(試料Aの乾燥体)の広角
X線パターンとh0,h1,h0*,h1*の求め方を補足
するための説明図。FIG. 1 is an explanatory view for supplementing a wide-angle X-ray pattern and a method for obtaining h 0 , h 1 , h 0 *, h 1 * of cellulose of the present invention (dried body of sample A).
【図2】本発明によって提供されるインク組成物(試料
S3)に対して、コーン・プレート型回転粘度計を用い
て25℃で測定した粘度−ずり速度曲線。FIG. 2 is a viscosity-shear rate curve measured at 25 ° C. using a cone-plate type rotational viscometer for the ink composition provided by the present invention (Sample S3).
【図3】本発明によって提供されるインク組成物(試料
S3)に対して、コーン・プレート型回転粘度計を用い
て25℃で測定した粘度−ずり応力曲線とηmaxの求め
方の説明図。FIG. 3 is an explanatory diagram of a method for obtaining a viscosity-shear stress curve and η max measured at 25 ° C. using a cone-plate type rotational viscometer for the ink composition provided by the present invention (Sample S3). .
Claims (3)
ルロースI型結晶成分の分率が0.1以下、セルロース
II型結晶成分の分率が0.4以下で、かつ、セルロー
ス粒子の平均粒子径が2μm以下であるセルロース微粒
子と、液状分散媒体と、機能性化合物とを含有するイン
クジェット吐出用組成物であって、該組成物のコーン・
プレート型回転粘度計を用いて測定する25℃での少な
くとも1×10-3s-1〜1×102s-1を含むずり速度
領域にて得られる粘度−ずり応力曲線における粘度の最
大値(ηmax)が、ηmax≧1×103mPa・sである
ことを特徴とするインクジェット吐出用組成物。1. An average degree of polymerization (DP) of 100 or less, a cellulose I type crystal component fraction of 0.1 or less, a cellulose II type crystal component fraction of 0.4 or less, and a cellulose particle A composition for inkjet discharge containing cellulose fine particles having an average particle diameter of 2 μm or less, a liquid dispersion medium, and a functional compound, which is a cone of the composition.
Maximum value of viscosity in viscosity-shear stress curve obtained in shear rate region including at least 1 × 10 −3 s −1 to 1 × 10 2 s −1 at 25 ° C. measured using a plate type rotational viscometer (Η max ) is η max ≧ 1 × 10 3 mPa · s, the composition for inkjet discharge.
(ηmax)が、ηmax≧5×105mPa・s であるこ
とを特徴とする請求項1に記載のインクジェット吐出用
組成物。2. The composition for inkjet discharge according to claim 1, wherein the maximum value (η max ) of the viscosity according to claim 1 is η max ≧ 5 × 10 5 mPa · s.
徴とする請求項1または請求項2に記載のインクジェッ
ト吐出用組成物。3. The composition for inkjet discharge according to claim 1, wherein the functional compound is a colorant.
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