JP2005097349A - Method for producing ink for inkjet recording and inkjet recording apparatus - Google Patents

Method for producing ink for inkjet recording and inkjet recording apparatus Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing ink for inkjet recording with which ink droplets can stably be jetted without causing clogging in an ink circulating system and an image of high image quality can be formed over a long period and to provide an inkjet recording apparatus. <P>SOLUTION: The method for producing the ink for electrostatic inkjet recording containing at least a dispersion medium, a colorant and a dispersing agent is carried out as follows. A magnetic field is made to act after at least one step after a dispersing step or after an ink preparing step to remove substances captured in the magnetic field. In the method for production, the content of magnetic powder in the ink is ≤0.010 mass%. The inkjet recording apparatus is equipped with a magnetic powder-removing apparatus designed to make a magnetic field act on at least one site of an ink circulation system 111 provided with an ink feeding line 112 having a pump 3 and leading from an ink tank 1 through the pump to a jetting head 2 and an ink recovering line 113 and capture the magnetic powder. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、インクジェット記録用インクの製造方法に関する。特に、インクを飛翔させ、記録紙等の被転写媒体上に文字や画像を形成する静電式インクジェット記録装置に供する油性インクの製造方法及び該インクジェット記録装置に関する。   The present invention relates to a method for producing ink for inkjet recording. In particular, the present invention relates to a method for producing oil-based ink for use in an electrostatic ink jet recording apparatus that ejects ink and forms characters and images on a transfer medium such as recording paper, and the ink jet recording apparatus.

インクを記録媒体に飛翔させ記録ドットを形成することにより印字を行うインクジェット記録法は、カラー化が容易で普通紙に直接記録できるノンインパクト記録法として関心を集めており、この方式を用いたプリンターが種々実用化されている。インクジェット記録法としては、例えば安居院猛等「リアルカラー ハードコピー」産業図書(株)(1993年刊)、大野信「ノンインパクトプリンティング−技術と材料−」(株)シーエムシー(1986年刊)、甘利武司「インクジェットプリンタ−技術と材料」(株)シーエムシー(1998年刊)等の成書に記載されており、オンデマンド(随意噴射)とコンティニアス(連続噴射)の方式がある。更に連続型では静電方式(Sweet型、Hertz型)、オンデマンド型ではピエゾ圧電方式、シェアモードピエゾ圧電方式、サーマルインクジェット方式と呼ばれる記録方式等が知られている。オンデマンド型インクジェット記録法の一つとして、一ノ瀬進、大庭有二、電子通信学会論文誌vol.J66-C(No.1)、p.47(1983)、大野忠義、水口衛、画像電子学会誌Vol.10、(No.3)、p.157(1981)等に記載の静電加速型インクジェットあるいはスリットジェットと呼ばれる方式が知られている。この方式では、記録媒体に対向して配置された複数の記録電極と記録媒体の背面に配置された対向電極とに電圧を印加し、両電極間に生じた電位差により、記録電極上に供給されたインクに静電力を作用させ、インクを記録媒体上に飛翔させるもので、具体的態様が、例えば特開昭56−170号、同56−4467号、同57−151374号各公報等に開示されている。この方式は、従来のインクジェットヘッドにおけるノズルの代わりに、内壁に多数の記録電極を有する細長いスリット状のインク吐出口を用いていて、このスリット状インク室にインクを供給し、これらの電極に選択的に高電圧を印加することにより、スリットと近接対向する記録紙に電極近傍のインクを噴射させて記録するものである。   The ink jet recording method that performs printing by flying ink onto a recording medium to form recording dots is attracting interest as a non-impact recording method that can be easily colored and recorded directly on plain paper. Printers using this method Have been put to practical use. Inkjet recording methods include, for example, Takeshi Aoiin “Real Color Hard Copy” Sangyo Tosho Co., Ltd. (1993), Shin Ohno “Non-impact Printing—Technology and Materials”, CMC (1986), Takeshi Amari. It is described in a book such as “inkjet printer technology and material” CMC Co., Ltd. (1998), and there are on-demand (optional injection) and continuous (continuous injection) systems. Further, a recording method called an electrostatic method (Sweet type, Hertz type) is known for the continuous type, and a piezo piezoelectric method, a shear mode piezo piezoelectric method, or a thermal ink jet method is known for the on-demand type. As one of the on-demand inkjet recording methods, Susumu Ichinose, Yuji Ohba, IEICE Transactions Vol.J66-C (No.1), p.47 (1983), Tadayoshi Ohno, Mamoru Mizuguchi, The Institute of Image Electronics Engineers of Japan There is known a system called electrostatic acceleration type ink jet or slit jet described in magazines Vol. 10, (No. 3), p. 157 (1981). In this method, a voltage is applied to a plurality of recording electrodes arranged opposite to the recording medium and a counter electrode arranged on the back surface of the recording medium, and is supplied onto the recording electrodes due to a potential difference generated between both electrodes. A specific mode is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 56-170, 56-4467, and 57-151374. Has been. In this method, instead of the nozzles in the conventional inkjet head, an elongated slit-like ink discharge port having a large number of recording electrodes on the inner wall is used, and ink is supplied to the slit-like ink chamber, and these electrodes are selected. In particular, by applying a high voltage, recording is performed by ejecting ink in the vicinity of the electrode onto a recording sheet that is in close proximity to the slit.

このため、インクの目詰まりに対する心配が少なく、またヘッドの構成が単純であることにより製造コストの低減が期待でき、記録媒体の幅方向の広範囲をカバーできる長さの、いわゆる長尺ラインヘッドを実現するためにも有効な方法である。   For this reason, there is less concern about ink clogging, and a simple construction of the head can be expected to reduce the manufacturing cost, and a so-called long line head having a length that can cover a wide range in the width direction of the recording medium. This is also an effective way to achieve this.

このような静電加速型インクジェット方式により構成された、ドロップオンデマンド型のフルカラー記録ヘッドの一例が、例えば特公昭60−59569号公報、電気通信学会論文誌,Vol.J68−C,2(1985年),第93ページから第100ページに開示、発表されている。   An example of a drop-on-demand type full-color recording head constituted by the electrostatic acceleration type ink jet method is disclosed in, for example, Japanese Patent Publication No. 60-59569, Journal of the Institute of Electrical Communication, Vol. J68-C, 2 (1985), pages 93 to 100.

この静電加速型インクジェットヘッドにおいては、有機溶剤に染料を溶解した油性インクが好適に用いられ、インクの構成材料に関しては詳細に開示されてはいないが、下記非特許文献6に見られる例では、体積抵抗率(電気抵抗率)が107〜108Ω・cm、表面張力が22mN/m、粘度が3.1〜6.9cPの物性値を有するインクが用いられている。 In this electrostatic acceleration type inkjet head, an oil-based ink in which a dye is dissolved in an organic solvent is preferably used, and the constituent material of the ink is not disclosed in detail, but in the example shown in Non-Patent Document 6 below, An ink having a physical property value of 10 7 to 10 8 Ω · cm, a surface tension of 22 mN / m, and a viscosity of 3.1 to 6.9 cP is used.

しかしながら、このような油性インクは、他のインジェット方式において一般に用いられている水性インクと比較し表面張力が低いために、記録紙への浸透性が非常に大きく、特に普通紙に印字を行う場合において、印字濃度の低下やにじみ、裏写りを生じやすいという問題があった。   However, such oil-based ink has a surface tension lower than that of water-based ink generally used in other in-jet methods, and therefore has a very high permeability to recording paper. In particular, printing is performed on plain paper. In some cases, there has been a problem that print density is reduced, blurred, or show-through easily occurs.

スリット状の記録ヘッドを用いない色材濃縮吐出型の静電方式が、特許文献1(特開平9−193389号)および特許文献2(特開平10−138493号)に開示されている。これは、インク中の色剤成分に静電力を作用させるための複数個の個別電極を、貫通孔の形成された絶縁性基板とこの貫通孔に対応して形成された制御電極とからなる制御電極基板と、この貫通孔のほぼ中心位置に配置された凸状インクガイドとから構成し、この凸状インクガイドの表面を表面張力でインクをインク滴飛翔位置まで運び、制御電極に所定の電圧を印加することで記録媒体にインク滴を飛翔させ記録するものである。   A coloring material concentration discharge type electrostatic system that does not use a slit-shaped recording head is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-193389 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-138493. This is a control comprising a plurality of individual electrodes for applying an electrostatic force to a colorant component in ink, and an insulating substrate having a through hole and a control electrode formed corresponding to the through hole. It consists of an electrode substrate and a convex ink guide arranged almost at the center of this through hole. The surface of this convex ink guide is transported to the ink droplet flying position by surface tension, and a predetermined voltage is applied to the control electrode. Is applied to cause ink droplets to fly on the recording medium for recording.

この色材濃縮吐出型の静電インクジェット方式では、色材粒子を電気泳動により吐出口部に集中させ、色材粒子が高濃度に濃縮された形でインク滴を飛翔させる。このため、前述の方式とは異なり、インクの構成成分が均一な状態で多量の液体成分を含んだまま吐出されるのではなく、色材粒子が凝集され液体成分が少ない状態で吐出されることにより、上述の問題点が解決される。また、顔料を色材として用いることにより、従来の染料を用いたインクジェットヘッドに比べ、印字画像の耐水性、耐光性に関しても有利な結果が得られる。   In this color material concentration discharge type electrostatic ink jet system, color material particles are concentrated on the discharge port portion by electrophoresis, and ink droplets are ejected in a form in which the color material particles are concentrated to a high concentration. For this reason, unlike the above-described method, the ink components are not discharged while containing a large amount of liquid components in a uniform state, but are discharged in a state where the color material particles are aggregated and the liquid components are small. This solves the above-mentioned problems. Further, by using a pigment as a coloring material, advantageous results can be obtained in terms of water resistance and light resistance of a printed image as compared with an ink jet head using a conventional dye.

この様な色材濃縮吐出型の静電インクジェットインクにおいては、印字濃度が高く、にじみや裏写りを生じない良好な印字特性を得るためには、まず第1にインクの体積抵抗率が十分大きいことが必要である。このことにより記録電極と対向電極により形成されインクに印加された電界を色材粒子に到達させることが可能となる。また、インクの体積抵抗率が低いと、記録電極により印加される電圧により、インクが電荷注入を受け帯電してしまい、静電反発力によりインクが多量の液体成分を含んだまま吐出してしまう傾向が強くなる。次に、色材粒子を十分な速度で電気泳動により吐出口部に集中させる必要があるため、色材粒子が十分な帯電量を有していること、すなわち色材粒子が正極性もしくは負極性の高い粒子電導度を有していることが必要である。   In such a color material concentration discharge type electrostatic inkjet ink, first, in order to obtain good print characteristics with high print density and no blurring or show-through, the volume resistivity of the ink is sufficiently high. It is necessary. As a result, the electric field formed by the recording electrode and the counter electrode and applied to the ink can reach the colorant particles. Also, if the volume resistivity of the ink is low, the ink is charged and charged by the voltage applied by the recording electrode, and the ink is discharged while containing a large amount of liquid component due to electrostatic repulsion. The tendency becomes stronger. Next, since it is necessary to concentrate the color material particles at the discharge port portion by electrophoresis at a sufficient speed, the color material particles have a sufficient charge amount, that is, the color material particles are positive or negative. It is necessary to have a high particle conductivity.

近年、プリンターの高速化、高画質化への要求が高まるにつれ、上記のような色材濃縮吐出型のインクジェットヘッドにおいても、色材が高濃度に濃縮された微少なインク滴を長期間安定かつ高速に吐出させることにより、より高精細な画像を高速に印字する技術が必要とされている。   In recent years, as the demand for higher speed printers and higher image quality has increased, even in the above-described ink jet heads with concentrated color material discharge, a small amount of ink droplets with high color material concentration can be stably maintained for a long time. There is a need for a technique for printing a higher-definition image at a high speed by discharging the ink at a high speed.

このような印字性能はインクの物性値に大きく依存することが確かめられており、十分な印字性能を得るためには、前述のように、インクを作製するにあたっては、好ましくは108Ω・cm以上といった高い体積抵抗率を維持しながら、色材粒子に100pS/cm以上の高い粒子電導度を付与する必要がある。色材粒子の粒子電導度が100pS/cm未満で小さいと、色材粒子を電気泳動により吐出口部すなわち吐出電極先端部へ高速で移動させることができず、色材粒子供給が不十分となり、色材粒子の凝集性が悪くなると共に吐出応答周波数が低くなってしまう。 It has been confirmed that such printing performance largely depends on the physical property value of the ink. In order to obtain sufficient printing performance, as described above, when preparing the ink, preferably 10 8 Ω · cm. While maintaining a high volume resistivity as described above, it is necessary to impart a high particle conductivity of 100 pS / cm or more to the colorant particles. If the particle conductivity of the color material particles is less than 100 pS / cm, the color material particles cannot be moved at high speed to the discharge port, that is, the discharge electrode tip by electrophoresis, and the supply of the color material particles becomes insufficient. The cohesiveness of the color material particles is deteriorated and the discharge response frequency is lowered.

さらに、吐出電極表面と色材粒子との電気的な反発力が弱いため、吐出電極上に色材粒子が付着、堆積することにより安定吐出ができなくなる場合がある。このような理由により、十分な印字濃度が得られないと共に安定かつ高速な印字ができないという問題が生じる。
しかしながら、われわれはインク滴を目詰まり無く安定に吐出するための必要条件を鋭意検討した結果、上記物性値以外にインク中の磁性粉の存在が安定吐出を大きく阻害していることを見出した。この磁性粉は顔料や各種樹脂等のインク素材中、又は以下に示すようにインクの製造過程で発生するものである。
インクは、一般的に以下の方法で製造される。分散媒に不溶な樹脂により色材が被覆された色材粒子(着色混和物)を形成した後、該着色混和物を分散剤を含んだ分散媒中で微粒子状に分散することにより形成することができる。この分散工程では市販の湿式分散機を使用することができる。例えば、ボールミル、サンドミル、アトライターなどである。しかしながら、分散中の磨耗により発生する金属粉(鉄粉、鉄くず、磁性異物等)が発生する。最近ではその金属汚染の低減化が可能なジルコニアに代表されるセラミック使用の分散機、メディアが使用されている。これにより金属汚染はかなり減少するが、吐出安定性が問題無いレベルまでには低減化出来ていないのが現状である。又、分散中に発生した磁性粉を取り除く方法や、インク中に含まれる磁性粉の絶対量が抑えられていない事も判明した。
Furthermore, since the electric repulsive force between the surface of the discharge electrode and the color material particles is weak, there may be a case where the color material particles adhere to and accumulate on the discharge electrode and stable discharge cannot be performed. For these reasons, there arise problems that a sufficient print density cannot be obtained and stable and high-speed printing cannot be performed.
However, as a result of intensive investigations on the necessary conditions for stably ejecting ink droplets without clogging, it was found that the presence of magnetic powder in the ink significantly hinders stable ejection in addition to the above physical property values. This magnetic powder is generated in ink materials such as pigments and various resins, or in the process of manufacturing ink as described below.
The ink is generally produced by the following method. Forming colorant particles (colored mixture) coated with a colorant with a resin insoluble in the dispersion medium, and then dispersing the colored mixture in a dispersion medium containing a dispersant to form fine particles. Can do. In this dispersion step, a commercially available wet disperser can be used. For example, a ball mill, a sand mill, an attritor or the like. However, metal powder (iron powder, iron scrap, magnetic foreign matter, etc.) generated by abrasion during dispersion is generated. Recently, ceramic dispersers and media represented by zirconia, which can reduce the metal contamination, have been used. As a result, the metal contamination is considerably reduced, but the present situation is that the discharge stability has not been reduced to a level at which there is no problem. It has also been found that the method of removing magnetic powder generated during dispersion and the absolute amount of magnetic powder contained in the ink are not suppressed.

特開平9−193389号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-193389 特開平10−138493号公報JP 10-138493 A

本発明は、長時間のインクジェット記録において、インク循環系、例えば、ヘッド、ポンプ、配管系での目詰まりがなく安定してインク滴を吐出することを目的になされたものであり、高画質な画像の形成を長時間可能とするインクジェット記録用インクの製造方法、及びインクジェット記録装置を提供することである。   The present invention has been made for the purpose of stably ejecting ink droplets without clogging in an ink circulation system, for example, a head, a pump, and a piping system, for long-time inkjet recording. An object of the present invention is to provide an ink jet recording ink manufacturing method and an ink jet recording apparatus capable of forming an image for a long time.

本発明は以下の手段に関するものであり、これにより上記課題を解決することができる。
(1)分散媒、色剤、及び分散剤を少なくとも含有するインクの製造方法において、その分散工程後、又はインク調液工程後の内の少なくとも一つの工程後において磁場を作用させて、磁場に捕獲される物質を取り除いて製造することを特徴とする静電式インクジェット記録用インクの製造方法。
(2)分散媒、色剤、及び分散剤を少なくとも含有するインクの製造方法において、その分散工程後、又はインク調液工程後の内の少なくとも一つの工程後において磁場を作用させて、磁場に捕獲される物質を取り除いて製造したインクジェット記録用インク中の磁性粉量が0.010質量%以下であることを特徴とする静電式インクジェット記録用インクの製造方法。
(3)分散媒中に少なくとも色剤が分散されたインクを格納するインクタンクと、入力信号に応じてインクを吐出する吐出ヘッドと、前記インクタンク内のインクを前記吐出ヘッドに供給するためのポンプを具備し、前記インクタンクから前記ポンプをへて前記吐出ヘッドに至るインク供給系と、前記吐出ヘッドから前記インクタンクにインクを回収するための、前記吐出ヘッドから前記インクタンクに至るインク回収系とからなるインク循環系を有するインクジェット記録装置において、該インク循環系の内の少なくとも一カ所に磁場を作用させて、磁性粉を捕獲する磁性粉除去装置を具備したことを特徴とする静電式インクジェット記録装置。
The present invention relates to the following means, whereby the above-described problems can be solved.
(1) In a method for producing an ink containing at least a dispersion medium, a colorant, and a dispersant, a magnetic field is applied to the magnetic field after the dispersion step or after at least one of the ink preparation steps. A method for producing an electrostatic ink jet recording ink, wherein the material is produced by removing a substance to be captured.
(2) In a method for producing an ink containing at least a dispersion medium, a colorant, and a dispersant, a magnetic field is applied to the magnetic field after the dispersion step or after at least one of the ink preparation steps. A method for producing an electrostatic ink jet recording ink, wherein the amount of magnetic powder in an ink for ink jet recording produced by removing a substance to be captured is 0.010% by mass or less.
(3) An ink tank for storing ink in which at least a colorant is dispersed in a dispersion medium, an ejection head for ejecting ink in accordance with an input signal, and supplying ink in the ink tank to the ejection head An ink supply system that includes a pump and passes through the pump from the ink tank to the discharge head; and ink recovery from the discharge head to the ink tank for recovering ink from the discharge head to the ink tank. An ink jet recording apparatus having an ink circulation system comprising: a magnetic powder removing device that captures magnetic powder by applying a magnetic field to at least one of the ink circulation systems. Type ink jet recording apparatus.

分散媒、色剤、及び分散剤を少なくとも含有するインクの製造において、その分散工程後或いはインク調液工程後の内の少なくとも一つの工程後において磁場を作用させて、磁場に捕獲される物質を取り除くことにより、長時間に渡りインク目詰まりが無く、高濃度の滲みの少ないドットを高速で安定に印字することできる油性インクを提供することができる。   In the production of an ink containing at least a dispersion medium, a colorant, and a dispersant, a substance that is trapped in the magnetic field is applied by applying a magnetic field after at least one of the dispersion process or the ink preparation process. By removing the ink, it is possible to provide an oil-based ink capable of stably printing high-density dots with less bleeding and without ink clogging for a long time.

以下に本発明について詳細に述べる。
本発明のインクジェット記録用インクに使用される分散媒は、非極性の絶縁性溶剤であり、比誘電率1.5〜20及び表面張力15〜60mN/m(25℃において)であることが好ましい。更に望まれる特性としては、毒性の少ないこと、引火性が少ないこと、臭気が少ないことである。
The present invention is described in detail below.
The dispersion medium used in the inkjet recording ink of the present invention is a nonpolar insulating solvent, and preferably has a relative dielectric constant of 1.5 to 20 and a surface tension of 15 to 60 mN / m (at 25 ° C.). . Further desirable properties are low toxicity, low flammability, and low odor.

かかる分散媒としては、直鎖状もしくは分岐状の脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素、石油ナフサ及びこれらのハロゲン置換体等から選ばれた溶媒が挙げられる。例えばヘキサン、オクタン、イソオクタン、デカン、イソデカン、デカリン、ノナン、ドデカン、イソドデカン、エクソン社のアイソパーE、アイソパーG、アイソパーH、アイソパーL、フィリップ石油社のソルトール、出光石油化学社のIPソルベント、石油ナフサではシェル石油化学社のS.B.R.シェルゾール70、シエルゾール71、モービル石油社のベガゾール等から選ばれた溶媒を単独あるいは混合して用いることができる。   Examples of such a dispersion medium include solvents selected from linear or branched aliphatic hydrocarbons, alicyclic hydrocarbons, aromatic hydrocarbons, petroleum naphtha, halogen substitution products thereof, and the like. For example, hexane, octane, isooctane, decane, isodecane, decalin, nonane, dodecane, isododecane, Isopar E from Exxon, Isopar G, Isopar H, Isopar L, Saltol from Philippe Petroleum, IP Solvent from Idemitsu Petrochemical, Petroleum Naphtha Then, Shell Petrochemical's S. B. R. Solvents selected from Shellzol 70, Cielzol 71, Mobil Petroleum Company's Vegazole and the like can be used alone or in combination.

好ましい炭化水素溶剤としては、沸点が150〜350℃の範囲にある高純度のイソパラフィン系炭化水素が挙げられ、市販品としては前述のエクソン化学製のアイソパーG,H,L,M,V(商品名)、ノーパー12,13,15(商品名)、出光石油化学製のIPソルベント1620,2028(商品名)、日本石油化学製のアイソゾール300,400(商品名)、アムスコOMS、アムスコ460溶剤(アムスコ;スピリッツ社の商品名)等が挙げられる。これらの製品は、極めて純度の高い脂肪族飽和炭化水素であり、25℃における粘度は3cSt以下、25℃における表面張力は22.5〜28.0mN/m、25℃における比抵抗は1010Ω・cm以上である。また、反応性が低く安定であり、低毒性で安全性が高く、臭気も少ないという特徴がある。
ハロゲン置換の炭化水素系溶媒としてフルオロカーボン系溶媒があり、例えばC716、C818などのCn2n+2で表されるパーフルオロアルカン類(住友3M社製「フロリナートPF5080」、「フローリナートPF5070」(商品名)等)、フッ素系不活性液体(住友3M社製「フロリナートFCシリーズ」(商品名)等)、フルオロカーボン類(デュポンジャパンリミテッド社製「クライトックスGPLシリーズ」(商品名)等)、フロン類(ダイキン工業株式会社製「HCFC−141b 」(商品名)等)、[F(CF2)4CH2CH2I]、[F(CF2)6I]等のヨウ素化フルオロカーボン類(ダイキンファインケミカル研究所製「I−1420」、「I−1600」(商品名)等)等がある。
Preferable hydrocarbon solvents include high-purity isoparaffinic hydrocarbons having a boiling point in the range of 150 to 350 ° C., and commercially available products such as Isopar G, H, L, M, and V (manufactured by Exxon Chemical Co., Ltd.) Name), Noper 12, 13, 15 (trade name), IP Solvent 1620, 2028 (trade name) manufactured by Idemitsu Petrochemical, Isosol 300,400 (trade name) manufactured by Nippon Petrochemical, Amsco OMS, Amsco 460 solvent ( Amsco; a brand name of Spirits). These products are highly saturated aliphatic saturated hydrocarbons, the viscosity at 25 ° C. is 3 cSt or less, the surface tension at 25 ° C. is 22.5 to 28.0 mN / m, and the specific resistance at 25 ° C. is 10 10 Ω. -It is cm or more. In addition, it is characterized by low reactivity and stability, low toxicity, high safety, and low odor.
There are fluorocarbon solvents as halogen-substituted hydrocarbon solvents, for example, perfluoroalkanes represented by C n F 2n + 2 such as C 7 F 16 and C 8 F 18 (“Fluorinert PF5080” manufactured by Sumitomo 3M, "Fluorinert PF5070" (trade name), etc.), Fluorinated inert liquids (such as "Fluorinert FC series" (trade name) manufactured by Sumitomo 3M), Fluorocarbons ("Crytox GPL series" manufactured by DuPont Japan Limited) (product) name), etc.), CFCs (manufactured by Daikin Industries, Ltd. "HCFC-141b" (trade name), etc.), [F (CF 2) 4 CH 2 CH 2 I], such as [F (CF 2) 6 I ] And iodinated fluorocarbons ("I-1420", "I-1600" (trade name), etc., manufactured by Daikin Fine Chemical Laboratory).

本発明で使用される分散媒として、更に高級脂肪酸エステルや、シリコーンオイルも使用できる。シリコーンオイルの具体例としては、低粘度の合成ジメチルポリシロキサンが挙げられ、市販品としては、信越シリコーン製のKF96L(商品名)、東レ・ダウコーニング・シリコーン製のSH200(商品名)等がある。
シリコーンオイルとしてはこれらの具体例に限定されるものではない。これらのジメチルポリシロキサンは、その分子量により非常に広い粘度範囲のものが入手可能であるが、1〜20cStの範囲のものを用いるのが好ましい。これらのジメチルポリシロキサンは、イソパラフィン系炭化水素同様、1010Ω・cm以上の体積抵抗率を有し、高安定性、高安全性、無臭性といった特徴を有している。またこれらのジメチルポリシロキサンは、表面張力が低いことに特徴があり、18〜21mN/mの表面張力を有している。
As the dispersion medium used in the present invention, higher fatty acid esters and silicone oils can also be used. Specific examples of silicone oil include low-viscosity synthetic dimethylpolysiloxane, and commercially available products include KF96L (trade name) manufactured by Shin-Etsu Silicone, SH200 (trade name) manufactured by Toray Dow Corning Silicone, and the like. .
The silicone oil is not limited to these specific examples. These dimethylpolysiloxanes are available in a very wide viscosity range depending on the molecular weight, but it is preferable to use those in the range of 1 to 20 cSt. These dimethylpolysiloxanes, like isoparaffinic hydrocarbons, have a volume resistivity of 10 10 Ω · cm or more, and are characterized by high stability, high safety, and odorlessness. These dimethylpolysiloxanes are characterized by low surface tension and have a surface tension of 18 to 21 mN / m.

これらの有機溶媒とともに、混合して使用できる溶媒としては、アルコール類(例えばメチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール、ブチルアルコール、フッ化アルコール等)、ケトン類(例えばアセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等)、カルボン酸エステル類(例えば酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル等)、エーテル類(例えばジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等)及びハロゲン化炭化水素類(例えばメチレンジクロリド、クロロホルム、四塩化炭素、ジクロロエタン、メチルクロロホルム等)、等の溶媒が挙げられる。   Solvents that can be used in combination with these organic solvents include alcohols (eg, methyl alcohol, ethyl alcohol, propyl alcohol, butyl alcohol, fluorinated alcohol), ketones (eg, acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, etc.), carvone Acid esters (eg, methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, butyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, etc.), ethers (eg, diethyl ether, dipropyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, etc.) and halogenated hydrocarbons ( Examples thereof include methylene dichloride, chloroform, carbon tetrachloride, dichloroethane, methyl chloroform, and the like.

次ぎに色剤について詳細に述べる。
色剤としては、特に限定されるものではなく、一般に市販されているすべての有機顔料及び無機顔料が挙げられる。
Next, the colorant will be described in detail.
The colorant is not particularly limited, and includes all organic pigments and inorganic pigments that are generally commercially available.

例えば、イエロー色を呈するものとして、C.I.ピグメントイエロー1(ファストイエローG等), C.I.ピグメントイエロー74の如きモノアゾ顔料、 C.I.ピグメントイエロー12(ジスアジイエローAAA等), C.I.ピグメントイエロー17の如きジスアゾ顔料、 C.I.ピグメントイエロー180の如き非ベンジジン系のアゾ顔料、 C.I.ピグメントイエロー100(タートラジンイエローレーキ等)の如きアゾレーキ顔料、 C.I.ピグメントイエロー95(縮合アゾイエローGR等)の如き縮合アゾ顔料、 C.I.ピグメントイエロー115(キノリンイエローレーキ等)の如き酸性染料レーキ顔料、 C.I.ピグメントイエロー18(チオフラビンレーキ等)の如き塩基性染料レーキ顔料、フラバントロンイエロー(Y−24)の如きアントラキノン系顔料、イソインドリノンイエロー3RLT(Y−110)の如きイソインドリノン顔料、キノフタロンイエロー(Y−138)の如きキノフタロン顔料、イソインドリンイエロー(Y−139)の如きイソインドリン顔料、 C.I.ピグメントイエロー153(ニッケルニトロソイエロー等)の如きニトロソ顔料、 C.I.ピグメントイエロー117(銅アゾメチンイエロー等)の如き金属錯塩アゾメチン顔料等が考えられる。   For example, C.I. I. Pigment Yellow 1 (Fast Yellow G etc.), C.I. I. Monoazo pigments such as CI Pigment Yellow 74; I. Pigment Yellow 12 (disaji yellow AAA, etc.), C.I. I. Disazo pigments such as CI Pigment Yellow 17; I. Non-benzidine azo pigments such as CI Pigment Yellow 180; I. An azo lake pigment such as C.I. Pigment Yellow 100 (eg Tartrazine Yellow Lake); I. Condensed azo pigments such as CI Pigment Yellow 95 (Condensed Azo Yellow GR, etc.); I. Acidic dye lake pigments such as C.I. Pigment Yellow 115 (such as quinoline yellow lake); I. Basic dye lake pigments such as CI Pigment Yellow 18 (Thioflavin Lake, etc.), anthraquinone pigments such as Flavantron Yellow (Y-24), isoindolinone pigments such as Isoindolinone Yellow 3RLT (Y-110), and quinophthalone yellow Quinophthalone pigments such as (Y-138), isoindoline pigments such as isoindoline yellow (Y-139), C.I. I. Nitroso pigments such as CI Pigment Yellow 153 (nickel nitroso yellow, etc.); I. Metal complex salt azomethine pigments such as CI Pigment Yellow 117 (copper azomethine yellow, etc.) are conceivable.

マゼンタ色を呈するものとして、C.I.ビグメントレッド3(トルイジンレッド等)の如きモノアゾ系顔料、 C.I.ビグメントレッド38(ピラゾロンレッドB等)の如きジスアゾ顔料、 C.I.ビグメントレッド53:1(レーキレッドC等)やC.I.ビグメントレッド57:1(ブリリアントカーミン6B)の如きアゾレーキ顔料、 C.I.ビグメントレッド144(縮合アゾレッドBR等)の如き縮合アゾ顔料、 C.I.ビグメントレッド174(フロキシンBレーキ等)の如き酸性染料レーキ顔料、 C.I.ビグメントレッド81(ローダミン6G’レーキ等)の如き塩基性染料レーキ顔料、 C.I.ビグメントレッド177(ジアントラキノニルレッド等)の如きアントラキノン系顔料、 C.I.ビグメントレッド88(チオインジゴボルドー等)の如きチオインジゴ顔料、 C.I.ビグメントレッド194(ペリノンレッド等)の如きペリノン顔料、 C.I.ビグメントレッド149(ペリレンスカーレット等)の如きペリレン顔料、 C.I.ビグメントレッド122(キナクリドンマゼンタ等)の如きキナクリドン顔料、 C.I.ビグメントレッド180(イソインドリノンレッド2BLT等)の如きイソインドリノン顔料、 C.I.ビグメントレッド83(マダーレーキ等)の如きアリザリンレーキ顔料等が考えられる。   As a magenta color, C.I. I. Monoazo pigments such as CI Pigment Red 3 (Toluidine Red, etc.); I. Disazo pigments such as CI Pigment Red 38 (Pyrazolone Red B, etc.); I. Pigment red 53: 1 (such as lake red C) and C.I. I. Pigment red 57: 1 (brilliant carmine 6B), an azo lake pigment such as C.I. I. Condensed azo pigments such as C.I. Pigment Red 144 (condensed azo red BR, etc.); I. Acidic dye lake pigments such as C.I. Pigment Red 174 (Phloxine B Lake, etc.); I. Basic dye lake pigments such as C.I. Pigment Red 81 (Rhodamine 6G 'lake, etc.); I. Anthraquinone pigments such as C.I. Pigment Red 177 (eg, dianthraquinonyl red); I. Thioindigo pigments such as C.I. Pigment Red 88 (such as Thioindigo Bordeaux); I. Perinone pigments such as C.I. Pigment Red 194 (perinone red, etc.); I. Perylene pigments such as C.I. Pigment Red 149 (perylene scarlet, etc.); I. Quinacridone pigments such as C.I. Pigment Red 122 (quinacridone magenta, etc.); I. Pigment Red 180 (isoindolinone red 2BLT, etc.), isoindolinone pigments such as C.I. I. An alizarin lake pigment such as CI Pigment Red 83 (Mada Lake, etc.) is conceivable.

シアン色を呈する顔料として、C.Iピグメントブルー25(ジアニシジンブルー等)の如きジスアゾ系顔料、 C.I.ビグメントブルー15(フタロシアニンブルー等)の如きフタロシアニン顔料、 C.I.ビグメントブルー24(ピーコックブルーレーキ等)の如き酸性染料レーキ顔料、 C.I.ビグメントブルー1(ビクロチアピュアブルーBOレーキ等)の如き塩基性染料レーキ顔料、 C.I.ビグメントブルー60(インダントロンブルー等)の如きアントラキノン系顔料、 C.I.ビグメントブルー18(アルカリブルーV−5:1)の如きアルカリブルー顔料等が考えられる。   As a pigment exhibiting a cyan color, C.I. Disazo pigments such as CI Pigment Blue 25 (dianisidine blue, etc.); I. Phthalocyanine pigments such as CI Pigment Blue 15 (phthalocyanine blue, etc.); I. Acidic dye lake pigments such as C.I. Pigment Blue 24 (Peacock Blue Lake, etc.); I. Basic dye lake pigments such as C.I. Pigment Blue 1 (Viclotia Pure Blue BO Lake, etc.); I. Anthraquinone pigments such as C.I. Pigment Blue 60 (Indantron Blue, etc.); I. An alkaline blue pigment such as pigment blue 18 (alkali blue V-5: 1) is conceivable.

ブラック色を呈する顔料として、BK−1(アニリンブラック)の如きアニリンブラック系顔料等の有機顔料や酸化鉄顔料、及びファーネスブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック等のカーボンブラック顔料類が考えられる。
また、金、銀、銅などの色再現のために金属粉の応用も考えられる。
As pigments exhibiting a black color, organic pigments such as aniline black pigments such as BK-1 (aniline black), iron oxide pigments, and carbon black pigments such as furnace black, lamp black, acetylene black, and channel black are considered. .
In addition, application of metal powder is also conceivable for color reproduction of gold, silver, copper and the like.

インクジェット記録用インクに用いる色剤は通常、表面処理される。
色剤の表面処理方法としては、技術情報協会発行の「顔料分散技術」第5章に記載されている、ロジン処理、ポリマー処理、グラフト化処理、プラズマ処理等の方法が適用できる。
The colorant used in the ink for inkjet recording is usually subjected to a surface treatment.
As the surface treatment method of the colorant, methods such as rosin treatment, polymer treatment, grafting treatment, and plasma treatment described in Chapter 5 of “Pigment Dispersion Technology” published by the Technical Information Association can be applied.

「ロジン処理」とは、顔料とロジンを機械的に混練し顔料表面にロジンを処理する方法や,顔料の水性スラリーにロジンのアルカリ水溶液を加えた後にアルカリ土類塩や酸などを加えてロジンの難溶性塩または遊離酸を顔料粒子表面に析出させる方法などである。ロジン処理では通常,顔料の数%から20%程度のロジンが用いられ、(1)顔料の結晶成長防止効果により微細で透明性の大きな顔料が得られること、(2)粒子の乾燥凝集が弱くなるために機械的分散が容易になること、(3)顔料表面の親油性を増大させることにより油性ビヒクルに対するぬれを改善するなどに大きな効果があり、特に印刷インキの分野で多く使用されている。   “Rosin treatment” refers to a method of mechanically kneading the pigment and rosin to treat the rosin on the pigment surface, or adding an alkaline aqueous solution of rosin to the aqueous pigment slurry and then adding an alkaline earth salt or acid to the rosin. For example, a method of precipitating a slightly soluble salt or a free acid on the pigment particle surface. In the rosin treatment, rosin of about several to 20% of the pigment is usually used. (1) A fine and highly transparent pigment is obtained due to the effect of preventing crystal growth of the pigment, and (2) Dry aggregation of the particles is weak. Therefore, it is easy to disperse mechanically, and (3) it has a great effect in improving the wetting of oily vehicles by increasing the oleophilicity of the pigment surface, and it is widely used especially in the field of printing inks. .

「グラフト化処理」とは、カーボンブラック、およびシリカや酸化チタンなどの無機微粒子、さらには有機顔料などの表面に存在する水酸基やカルボキシル基やアミノ基などの官能基とポリマーとのグラフト化反応を行うものである。顔料表面へのポリマーのグラフト化反応には、(1)顔料微粒子の存在下で、重合開始剤を用いてビニルモノマーの重合を行い、系内で生成する生長ポリマーを顔料粒子表面の官能基で停止することによる方法、(2)顔料微粒子表面へ導入した重合開始基からグラフト鎖を生長させる方法、および(3)顔料微粒子表面の官能基とポリマー末端の官能基との高分子反応による方法等がある。   “Grafting treatment” refers to the grafting reaction between carbon black and inorganic fine particles such as silica and titanium oxide, as well as functional groups such as hydroxyl groups, carboxyl groups and amino groups present on the surface of organic pigments and polymers. Is what you do. In the grafting reaction of the polymer to the pigment surface, (1) the vinyl monomer is polymerized using a polymerization initiator in the presence of pigment fine particles, and the growth polymer produced in the system is converted into functional groups on the pigment particle surface. A method by stopping, (2) a method of growing a graft chain from a polymerization initiating group introduced to the surface of the pigment fine particle, and (3) a method by a polymer reaction between a functional group on the surface of the pigment fine particle and a functional group at the end of the polymer There is.

「プラズマ処理」とは、低温プラズマや熱プラズマにより顔料粉体表面の改質を行うものである。低温プラズマによる顔料表面の処理の具体例としては、(1)酸素や窒素などの非重合性気体のプラズマ照射による改質、(2)重合性気体を用いたプラズマ重合膜形成による改質、(3)プラズマ照射によって基材表面に活性種を形成させる1st stageと、照射後モノマーと接触させ,あと反応でグラフト重合を進行させる2nd stageの2段階プロセスよりなるプラズマ開始グラフト重合反応による改質、などが挙げられる。
顔料の分散性を向上させるには以下に述べるポリマー処理が好ましい。
“Plasma treatment” is a modification of the pigment powder surface by low-temperature plasma or thermal plasma. Specific examples of the treatment of the pigment surface with low-temperature plasma include (1) modification by plasma irradiation of non-polymerizable gas such as oxygen and nitrogen, (2) modification by plasma polymerized film formation using polymerizable gas, ( 3) Modification by plasma-initiated graft polymerization reaction, which consists of a two-stage process of 1st stage in which active species are formed on the substrate surface by plasma irradiation and 2nd stage in which post-irradiation monomer is brought into contact with post-irradiation to proceed with graft polymerization. Etc.
In order to improve the dispersibility of the pigment, the polymer treatment described below is preferable.

ポリマー処理の代表的方法としては、技術情報協会発行の「顔料分散技術」99頁以降に記載のin−situ重合法を利用した化学的方法、相分離法(コアセルベーション)を利用した方法、顔料分散時に機械的な力で処理する方法などが挙げられる。   As a typical method of polymer treatment, a chemical method using an in-situ polymerization method described in “Pigment Dispersion Technology” on page 99 and later published by the Technical Information Association, a method using a phase separation method (coacervation), The method of processing with a mechanical force at the time of pigment dispersion etc. is mentioned.

in−situ重合法としては、顔料およびポリマーの系を分散した後、懸濁重合する方法、分散剤の存在下に顔料を水系に分散し極性ポリマー、ビニル系ポリマー、多官能橋かけポリマーを加えて重合する方法、顔料を分散したモノマーを塊状重合した後、懸濁重合または乳化重合することにより顔料への吸着が十分行えるようにする方法などがある。   As an in-situ polymerization method, a method of dispersing a pigment and a polymer, followed by suspension polymerization, dispersing the pigment in an aqueous system in the presence of a dispersant, adding a polar polymer, a vinyl polymer, and a polyfunctional crosslinking polymer. And a method in which the monomer in which the pigment is dispersed is bulk polymerized, and then suspension polymerization or emulsion polymerization is performed to sufficiently adsorb the pigment.

相分離法(コアセルベーション)としては、ポリマー溶液中に顔料を分散させた後、何らかの方法でポリマーの溶解度を下げ溶液系からポリマーを顔料粒子上へ析出させる方法で化学的方法(in−situ重合法)に比べ広い範囲のポリマーを選べる特徴がある。顔料を分散した樹脂溶液に非溶媒を加えて顔料表面に樹脂を析出させる方法や、水溶性ポリマーや水溶性樹脂溶液に顔料を微細に分散した後、pHを調整してこれらを顔料表面に析出させる方法はロジン処理を含めて広く用いられている。酸可溶性の含窒素アクリル樹脂の酸溶液中で顔料を分散させた後、pHを上げてポリマーを顔料表面で不溶化したものは塗料、印刷インキでの凝集防止、流動性、光沢、着色力向上に効果がみられている。
機械的な力でポリマー処理する方法を例示すると、ポリマーと顔料を予め顔料分が5〜95%になる様に混合した後に、加熱しながらニーダー、三本ロールなどで混練し、ピンミル等で粉砕するものである。フラッシング樹脂処理という方法も機械的なポリマー処理方法に含まれる。
The phase separation method (coacervation) is a chemical method (in-situ method) in which a pigment is dispersed in a polymer solution and then the solubility of the polymer is lowered by some method to precipitate the polymer from the solution system onto the pigment particles. Compared with the polymerization method), a wide range of polymers can be selected. Add a non-solvent to the pigment-dispersed resin solution to deposit the resin on the pigment surface, or finely disperse the pigment in the water-soluble polymer or water-soluble resin solution, then adjust the pH to deposit them on the pigment surface This method is widely used including rosin treatment. After dispersing the pigment in an acid solution of acid-soluble nitrogen-containing acrylic resin, increasing the pH to insolubilize the polymer on the pigment surface will prevent aggregation in paints and printing inks, improve fluidity, gloss, and coloring power. The effect is seen.
Exemplifying the method of polymer processing by mechanical force, after mixing the polymer and pigment in advance so that the pigment content is 5 to 95%, knead with a kneader, three rolls, etc. while heating and pulverize with a pin mill etc. To do. A method called a flushing resin treatment is also included in the mechanical polymer treatment method.

ポリマー処理に用いる樹脂としては、分散媒中で顔料の分散性を向上させる機能を有する樹脂であれば特に制限はなく使用することができる。   The resin used for the polymer treatment is not particularly limited as long as it has a function of improving the dispersibility of the pigment in the dispersion medium.

好ましい樹脂としては、色剤に吸着し、且つ分散媒中に良く分散する機能を有するために、溶媒に溶媒和する部分と溶媒に溶媒和しにくい部分及び極性基を有する部分を持っている樹脂が好ましい。例えば、重合後に溶媒に溶媒和するモノマーとしては、ラウリルメタクリレート、ステアリルメタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、セチルメタクリレート等が挙げられる。重合後に溶媒に溶媒和しにくいモノマーとしては、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、スチレン、ビニルトルエン等が挙げられる。極性基を含むモノマーとしては、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、フマル酸、マレイン酸、スチレンスルホン酸またはそのアルカリ塩などの酸性基モノマーと、ジメチルアミノエチルメタクリレート、ジエチルアミノエチルメタクリレート、ビニルピリジン、ビニルピロリジン、ビニルピペリジン、ビニルラクタムなどの塩基性基モノマーが挙げられる。   As a preferred resin, a resin having a function of adsorbing to a colorant and being well dispersed in a dispersion medium, a part that solvates with a solvent, a part that is difficult to solvate with a solvent, and a part that has a polar group Is preferred. For example, examples of the monomer that solvates with a solvent after polymerization include lauryl methacrylate, stearyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, and cetyl methacrylate. Examples of monomers that are difficult to solvate with the solvent after polymerization include methyl methacrylate, ethyl methacrylate, isopropyl methacrylate, styrene, and vinyl toluene. Monomers containing polar groups include acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, fumaric acid, maleic acid, styrene sulfonic acid or alkali salts thereof, dimethylaminoethyl methacrylate, diethylaminoethyl methacrylate, vinyl pyridine, vinyl Examples include basic group monomers such as pyrrolidine, vinylpiperidine, and vinyllactam.

ポリマー処理に用いる樹脂の具体例としては、オレフィン重合体および共重合体(例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイソブチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリレート共重合体、エチレン−メタクリレート共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体等)、スチレンおよびその誘導体の重合体ならびに共重合体(例えばブタジエン−スチレン共重合体、イソプレン−スチレン共重合体、スチレン−メタクリレート共重合体、スチレン−アクリレート共重合体等)、アクリル酸エステル重合体および共重合体、メタクリル酸エステル重合体および共重合体、イタコン酸ジエステル重合体および共重合体、無水マレイン酸共重合体、ロジン樹脂、水素添加ロジン樹脂、石油樹脂、水素添加石油樹脂、マレイン酸樹脂、テルペン樹脂、水素添加テルペン樹脂、クロマン−インデン樹脂、環化ゴム−メタクリル酸エステル共重合体、環化ゴム−アクリル酸エステル共重合体などが挙げられる。   Specific examples of the resin used for polymer treatment include olefin polymers and copolymers (for example, polyethylene, polypropylene, polyisobutylene, ethylene-vinyl acetate copolymer, ethylene-acrylate copolymer, ethylene-methacrylate copolymer, ethylene -Methacrylic acid copolymer, etc.), polymers of styrene and its derivatives and copolymers (eg butadiene-styrene copolymer, isoprene-styrene copolymer, styrene-methacrylate copolymer, styrene-acrylate copolymer, etc.) ), Acrylate polymers and copolymers, methacrylate polymers and copolymers, itaconic acid diester polymers and copolymers, maleic anhydride copolymers, rosin resins, hydrogenated rosin resins, petroleum resins, Hydrogenated petroleum resin, maleic acid tree , Terpene resins, hydrogenated terpene resins, chroman - indene resins, cyclized rubber - methacrylic acid ester copolymers, cyclized rubber - like acrylic acid ester copolymer.

本発明の色剤とポリマー処理に用いられる樹脂の割合は、色剤/樹脂の質量比で通常、95/5〜5/95の範囲で、好ましくは80/20〜10/90の範囲である。   The ratio of the resin used for the colorant and polymer treatment of the present invention is usually in the range of 95/5 to 5/95, preferably in the range of 80/20 to 10/90, as the mass ratio of the colorant / resin. .

更に表面処理された色剤として、一般に市販されている加工顔料も用いることができる。市販加工顔料の具体例としては、チバスペシャリティケミカルズ社のマイクロリス顔料等が挙げられ、好ましい加工顔料の例としては、ロジンエステル樹脂で顔料を被覆したマイクロリス−T顔料が挙げられる。   In addition, commercially available processed pigments can also be used as the surface-treated colorant. Specific examples of commercially available processed pigments include microlith pigments manufactured by Ciba Specialty Chemicals, and preferred examples of processed pigments include Microlith-T pigments in which the pigment is coated with a rosin ester resin.

本発明における分散工程では、上記表面処理された色剤は、分散媒中に微粒子状に分散される。
該分散工程では、表面処理された色剤を微粒子状に分散し且つ分散媒中で分散安定化させるために分散剤を使用することが好ましい。
In the dispersion step in the present invention, the surface-treated colorant is dispersed in the form of fine particles in a dispersion medium.
In the dispersion step, it is preferable to use a dispersant in order to disperse the surface-treated colorant in the form of fine particles and stabilize the dispersion in a dispersion medium.

本発明に使用することができる分散剤としては、該分散媒中で適用される一般の顔料用分散剤が使用できる。顔料用分散剤としては前記分散媒に相溶し、安定的に顔料を微粒子分散できるものであれば良い。   As the dispersant that can be used in the present invention, a general pigment dispersant applied in the dispersion medium can be used. Any pigment dispersant may be used as long as it is compatible with the dispersion medium and can stably disperse the pigment in fine particles.

顔料用分散剤の具体例としては、ソルビタン脂肪酸エステル(ソルビタンモノオレエート、ソルビタンモノラウレート、ソルビタンセスキオレエート、ソルビタントリオレエート等)、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル(ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエート等)、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル(ポリオキシエチレンモノステアレート、ポリエチレングリコールジイソステアレート等)、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル(ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル等)、脂肪族ジエタノールアミド系などのノニオン系界面活性剤、及び高分子系分散剤としては、分子量1000以上の高分子化合物が良く、例えば、スチレン−マレイン酸樹脂、スチレン−アクリル樹脂、ロジン、BYK−160、162、164、182(ビックケミー社製のウレタン系高分子化合物)、EFKA−47、LP−4050(EFKA社製のウレタン系分散剤)、ソルスパーズ24000(ゼネカ社製のポリエステル系高分子化合物)、ソルスパース17000(ゼネカ社の脂肪族ジエタノールアミド系)等が挙げられる。   Specific examples of the dispersant for pigment include sorbitan fatty acid esters (sorbitan monooleate, sorbitan monolaurate, sorbitan sesquioleate, sorbitan trioleate, etc.), polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters (polyoxyethylene sorbitan monostearate, Polyoxyethylene sorbitan monooleate), polyethylene glycol fatty acid ester (polyoxyethylene monostearate, polyethylene glycol diisostearate, etc.), polyoxyethylene alkylphenyl ether (polyoxyethylene nonylphenyl ether, polyoxyethylene octylphenyl) Ethers), nonionic surfactants such as aliphatic diethanolamides, and polymer dispersants are polymers having a molecular weight of 1000 or more. The compound is good, for example, styrene-maleic acid resin, styrene-acrylic resin, rosin, BYK-160, 162, 164, 182 (urethane polymer compound manufactured by BYK Chemie), EFKA-47, LP-4050 (EFKA) Urethane dispersants manufactured by the company), Solsperz 24000 (polyester polymer compound manufactured by Zeneca), Solsperse 17000 (aliphatic diethanolamide from Zeneca), and the like.

高分子系顔料分散剤としては上記の他に更に、溶媒に溶媒和するラウリルメタクリレート、ステアリルメタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、セチルメタクリレート等のモノマーと、溶媒に溶媒和しにくいメチルメタクリレート、エチルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、スチレン、ビニルトルエン等のモノマー及び極性基を有する部分からなるランダム共重合体、あるいは特開平3−188469号に開示されているグラフト共重合体が挙げられる。上述の極性基を含むモノマーとしては、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、フマル酸、マレイン酸、スチレンスルホン酸またはそのアルカリ塩などの酸性基モノマーと、ジメチルアミノエチルメタクリレート、ジエチルアミノエチルメタクリレート、ビニルピリジン、ビニルピロリジン、ビニルピペリジン、ビニルラクタムなどの塩基性基モノマーが挙げられる。また、この他にはスチレン―ブタジエン共重合体、特開昭60−10263号に開示されているスチレンと長鎖アルキルメタクリレートのブロック共重合体等が挙げられる。好ましい顔料用分散剤としては、特開平3−188469号に開示されているグラフト共重合体等が挙げられる。   In addition to the above, the polymeric pigment dispersants include monomers such as lauryl methacrylate, stearyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, and cetyl methacrylate that are solvated in a solvent, and methyl methacrylate, ethyl methacrylate, and isopropyl that are difficult to solvate in a solvent. Examples thereof include random copolymers composed of monomers having a polar group and monomers such as methacrylate, styrene and vinyltoluene, and graft copolymers disclosed in JP-A-3-188469. Examples of the monomer containing a polar group include an acidic group monomer such as acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, fumaric acid, maleic acid, styrene sulfonic acid or an alkali salt thereof, dimethylaminoethyl methacrylate, diethylaminoethyl methacrylate, and vinylpyridine. And basic group monomers such as vinylpyrrolidine, vinylpiperidine, and vinyllactam. Other examples include styrene-butadiene copolymers and block copolymers of styrene and long-chain alkyl methacrylate disclosed in JP-A-60-10263. Preferred examples of the dispersant for pigment include a graft copolymer disclosed in JP-A-3-188469.

顔料用分散剤の使用量は、顔料100質量部に対して、0.1〜300質量部が好ましい。顔料分散剤の添加量が0.1質量部より少ないと顔料分散効果が小さく好ましくない。また、300質量部より多く用いても用いた分の効果が得られない。   The amount of the pigment dispersant used is preferably 0.1 to 300 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the pigment. When the addition amount of the pigment dispersant is less than 0.1 parts by mass, the pigment dispersion effect is small and not preferable. Moreover, even if it uses more than 300 mass parts, the effect of the used part will not be acquired.

表面処理された色剤を、分散媒中に微粒子状に分散する分散工程において、顔料分散剤を使用する方法としては、例えば次ぎのような方法があり、これらのいずれにによっても目的とする効果が得られる。   In the dispersion step in which the surface-treated colorant is dispersed in the dispersion medium in the form of fine particles, as a method of using the pigment dispersant, for example, there are the following methods. Is obtained.

以上が本発明における基本的な構成材料の分散媒、色材、及び分散剤である。本発明のインク組成物には、所望により各種添加剤を加えてもよい。インクジェット方式あるいはインクジェット吐出ヘッド、インク供給部、インク循環部の材質・構造等によって、任意に選択されインク組成物として含有される。例えば、甘利武司監修「インクジェットプリンタ−技術と材料」第17章、(株)シーエムシー刊(1998年)等に記載されている添加剤が使用される。   The above is the basic constituent material dispersion medium, colorant, and dispersant in the present invention. Various additives may be added to the ink composition of the present invention as desired. The ink composition is arbitrarily selected depending on the material and structure of the ink jet system or the ink jet discharge head, the ink supply unit, and the ink circulation unit, and is contained as an ink composition. For example, additives described in Takeshi Amari “Inkjet Printer Technology and Materials”, Chapter 17, published by CMC Co., Ltd. (1998) are used.

具体的には、脂肪酸類(例えば、炭素数6〜32のモノカルボン酸、多塩基酸;例えば、2−エチルヘキシン酸、ドデセニルコハク酸、ブチルコハク酸、2−エチルカプロン酸、ラウリル酸、パルミチン酸、エライジン酸、リノレイン酸、リシノール酸、オレイン酸、ステアリン酸、エナント酸、ナフテン酸、エチレンジアミン四酢酸、アビエチン酸、デヒドロアビエチン酸、水添ロジン等)、樹脂酸、アルキルフタル酸、アルキルサリチル酸等の金属塩(金属イオンの金属としては、Na、K、Li、B、Al、Ti、Ca、Pb、Mn、Co、Zn、Mg、Ce、Ag、Zr、Cu、Fe、Ba等)、界面活性化合物類(例えば、有機リン酸またはその塩類として、炭素数3〜18のアルキル基から成るモノ、ジまたはトリアルキルリン酸等、有機スルホン酸またはその塩類として、長鎖脂肪族スルホン酸、長鎖アルキルベンゼンスルホン酸、ジアルキルスルホコハク酸等またはその金属塩、両性界面活性化合物として、レシチン、ケファリン等のリン脂質等が挙げられる)、フッ素原子および/またはジアルキルシロキサン結合基を含有するアルキル基含有の界面活性剤類、脂肪族アルコール類(例えば、炭素数9〜20の分岐状アルキル基から成る高級アルコール類、ベンジルアルコール、フェネチルアルコール、シクロヘキシルアルコール等)、多価アルコール類{例えば、炭素数2〜18のアルキレングリコール(エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,6−ヘキサンジオール、ドデカンジオールなど)};炭素数4〜1000のアルキレンエーテルグリコール(ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコールなど);炭素数5〜18の脂環式ジオール(1,4−シクロヘキサンジメタノール、水素添加ビスフェノールAなど);炭素数12〜23のビスフェノール類(ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールSなど)の炭素数2〜18のアルキレンオキサイド(エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド、α−オレフィンオキサイドなど)付加物、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトール等のポリオール類;3価〜8価またはそれ以上のフェノール類(トリスフェノールPA、フェノールノボラック、クレゾールノボラックなど);上記3価以上のポリフェノール類の炭素数2〜18のアルキレンオキサイド付加物(付加モル数は2〜20)、上記多価アルコールのエーテル誘導体(ポリグリコールアルキルエーテル類、アルキルアリールポリグリコールエーテル等)、多価アルコールの脂肪酸エステル誘導体、多価アルコールのエーテルオレート誘導体(例えば、エチレングリコールモノエチルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルアセテート、プロピレングリコールモノブチルプロピオレート、ソルビタンモノメチルジオキサルト等)、アルキルナフタレンスルホネート、アルキルアリールスルホネート等の化合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。各種添加剤の使用量は、インク組成物の表面張力が15〜60mN/m(25℃において)および粘度が1.0〜40cPの範囲となるように調整して用いることが好ましい。
又、インク粒子の極性及びその荷電量を制御するために荷電調整剤を添加する事が好ましい。荷電調整剤として好適なものは、ナフテン酸ジルコニウム、オクテン酸ジルコニウム等の有機カルボン酸の金属塩、ステアリン酸テトラメチルアンモニウム塩等の有機カルボン酸のアンモニウム塩、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩、ジオクチルスルホコハク酸マグネシウム塩等の有機スルホン酸の金属塩、トルエンスルホン酸テトラブチルアンモニウム塩等の有機スルホン酸のアンモニウム塩、スチレンと無水マレイン酸のコポリマーをアミンで変性したカルボン酸基を含有するポリマー等の側鎖にカルボン酸基を有するポリマー、メタクリル酸ステアリルとメタクリル酸のテトラメチルアンモニウム塩の共重合体等の側鎖にカルボン酸アニオン基を有するポリマー、スチレンとビニルピリジンの共重合体等の側鎖に窒素原子を有するポリマー、メタクリル酸ブチオルとN−(2−メタクリロイルオキシエチル)−N,N,N−トリメチルアンモニウムトシラート塩との共重合体等の側鎖にアンモニウム基を有するポリマー等が挙げられる。特に好ましい荷電調整剤はオクタデセンと半マレイン酸オクタデシルアミド共重合体である。粒子に付与される荷電は、正電荷であっても負電荷であっても良い。
Specifically, fatty acids (for example, C6-C32 monocarboxylic acid, polybasic acid; for example, 2-ethylhexynoic acid, dodecenyl succinic acid, butyl succinic acid, 2-ethylcaproic acid, lauric acid, palmitic acid, elaidin Acid, linolenic acid, ricinoleic acid, oleic acid, stearic acid, enanthic acid, naphthenic acid, ethylenediaminetetraacetic acid, abietic acid, dehydroabietic acid, hydrogenated rosin etc.), resin acid, alkylphthalic acid, alkylsalicylic acid, etc. (As metals of metal ions, Na, K, Li, B, Al, Ti, Ca, Pb, Mn, Co, Zn, Mg, Ce, Ag, Zr, Cu, Fe, Ba, etc.), surface active compounds (For example, as an organic phosphoric acid or a salt thereof, a mono-, di- or trialkylphosphorus composed of an alkyl group having 3 to 18 carbon atoms Organic sulfonic acids or salts thereof such as long chain aliphatic sulfonic acids, long chain alkylbenzene sulfonic acids, dialkylsulfosuccinic acids, etc. or metal salts thereof, amphoteric surface active compounds such as phospholipids such as lecithin and kephalin) , Alkyl group-containing surfactants containing fluorine atoms and / or dialkylsiloxane bonding groups, aliphatic alcohols (for example, higher alcohols comprising branched alkyl groups having 9 to 20 carbon atoms, benzyl alcohol, phenethyl alcohol) Cyclohexyl alcohol, etc.), polyhydric alcohols {for example, alkylene glycols having 2 to 18 carbon atoms (ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,4-butanediol, neopentyl glycol, 1,6-he Sundiol, dodecanediol, etc.)}; alkylene ether glycols having 4 to 1000 carbon atoms (diethylene glycol, triethylene glycol, dipropylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene ether glycol, etc.); fats having 5 to 18 carbon atoms Cyclic diols (1,4-cyclohexanedimethanol, hydrogenated bisphenol A, etc.); C12-C23 bisphenols (bisphenol A, bisphenol F, bisphenol S, etc.) C2-C18 alkylene oxides (ethylene oxide) , Propylene oxide, butylene oxide, α-olefin oxide, etc.) adducts, glycerin, trimethylolethane, trimethylolpropane, pentaerythritol Polyols such as sorbitol; trihydric to octahydric or higher phenols (trisphenol PA, phenol novolac, cresol novolac, etc.); C2-C18 alkylene oxide adducts (additions) of the above trivalent or higher polyphenols 2-20), polyhydric alcohol ether derivatives (polyglycol alkyl ethers, alkylaryl polyglycol ethers, etc.), polyhydric alcohol fatty acid ester derivatives, polyhydric alcohol ether oleate derivatives (eg, ethylene glycol) Monoethyl acetate, diethylene glycol monobutyl acetate, propylene glycol monobutyl propiolate, sorbitan monomethyl dioxalto), alkyl naphthalene sulfonate, alkyl aryl sulfonate It compounds such bets, and the like, but not limited thereto. The amount of each additive used is preferably adjusted so that the surface tension of the ink composition is 15 to 60 mN / m (at 25 ° C.) and the viscosity is 1.0 to 40 cP.
Further, it is preferable to add a charge adjusting agent in order to control the polarity of the ink particles and the charge amount thereof. Suitable as the charge control agent are metal salts of organic carboxylic acids such as zirconium naphthenate and zirconium octenoate, ammonium salts of organic carboxylic acids such as tetramethylammonium stearate, sodium dodecylbenzenesulfonate, dioctylsulfosuccinate Side chains of organic sulfonic acid metal salts such as magnesium salts, organic sulfonic acid ammonium salts such as toluene sulfonic acid tetrabutylammonium salt, polymers containing carboxylic acid groups modified with amines of copolymers of styrene and maleic anhydride A polymer having a carboxylic acid group, a polymer having a carboxylic acid anion group in the side chain such as a copolymer of stearyl methacrylate and a tetramethylammonium salt of methacrylic acid, and a nitrogen in the side chain of a copolymer of styrene and vinylpyridine. Have atoms That polymers, methacrylic acid Buchioru and N- (2-methacryloyloxyethyl) -N, N, polymers having an ammonium group in the side chain of the copolymer of N- trimethylammonium tosylate. A particularly preferred charge control agent is octadecene and a half maleic acid octadecylamide copolymer. The charge applied to the particles may be positive or negative.

次に本発明のインクジェット記録用インクの製造方法について、詳細に述べる。分散媒に不溶な樹脂により色剤が被覆された色剤粒子(色剤樹脂粒子)は、色剤をバインダー樹脂で被覆して着色混和物を形成した後、前記着色混和物を分散媒中で微粒子状に分散することにより形成することができる。まず、色剤をバインダー樹脂で被覆して着色混和物を作る工程について説明する。着色混和物は例えば以下の方法で調製する。   Next, the method for producing the ink for inkjet recording of the present invention will be described in detail. Colorant particles (colorant resin particles) coated with a colorant with a resin that is insoluble in the dispersion medium form a color mixture by coating the colorant with a binder resin, and then the color mixture is dispersed in the dispersion medium. It can be formed by dispersing fine particles. First, a process of making a color mixture by coating a colorant with a binder resin will be described. The colored mixture is prepared by the following method, for example.

(1)色剤とバインダー樹脂とを、バインダー樹脂の軟化点以上の温度でロールミル、バンバリミキサー、ニーダー等の混練機を用いて溶融混練し、冷却後に粉砕して着色混和物を得る方法。
(2)バインダー樹脂を溶剤に溶解し、着色剤を加え、ボールミル、アトライター、サンドグラインダー等で湿式分散し、溶剤を蒸発させて着色混和物を得るか、または、分散物を前記バインダー樹脂の非溶剤中に注ぎ、沈殿させて混和物を得、その後乾燥させて着色混和物を得る方法。
(3)フラッシング法で、顔料の含水ペースト(ウェットケーキ)を樹脂または樹脂溶剤と共に混練し、水を樹脂または樹脂溶液で置換した後、水および溶剤を減圧乾燥して着色混和物を得る方法。
(1) A method in which a colorant and a binder resin are melt-kneaded using a kneader such as a roll mill, a Banbury mixer, or a kneader at a temperature equal to or higher than the softening point of the binder resin, and pulverized after cooling to obtain a colored mixture.
(2) Dissolve the binder resin in a solvent, add a colorant, and wet-disperse with a ball mill, attritor, sand grinder, etc., and evaporate the solvent to obtain a colored mixture, or disperse the dispersion of the binder resin. A method of pouring into a non-solvent and precipitating to obtain an admixture, followed by drying to obtain a colored admixture.
(3) A method in which a water-containing pigment paste (wet cake) is kneaded with a resin or a resin solvent by a flushing method, water is replaced with a resin or a resin solution, and then the water and the solvent are dried under reduced pressure to obtain a colored mixture.

次に上記で説明した着色混和物を乾式粉砕した後、分散媒中で分散剤と共に湿式分散する分散工程について述べる。この分散工程で用いる分散機としては、特に制限なく、市販の湿式分散機を使用することができる。例えば、ボールミル、サンドミル、アトライターなどであり、溶剤の蒸発を防止するため、密閉型のものが、一般に用いられている。サンドミルは、タテ型、ヨコ型があり、ディスクあるいはピンを取付けたシャフトを周速3〜15m/sで回転させることにより分散する。連続式サンドミルを数台直列に並べ、分散度に応じてメディアの径を変えて分散すると、効率よくインク組成物ができる。また、連続式サンドミルで粒子径の大きな顔料を分散する場合はプレ分散が必要になるが、この場合はプレ分散機としてディスパーザ、ボールミル、バッチ式サンドミルなどを用いる。   Next, a dispersion process in which the color mixture described above is dry-ground and then wet-dispersed with a dispersant in a dispersion medium will be described. The disperser used in this dispersion step is not particularly limited, and a commercially available wet disperser can be used. For example, a ball mill, a sand mill, an attritor, etc., and a sealed type is generally used to prevent evaporation of the solvent. Sand mills have a vertical type and a horizontal type, and are dispersed by rotating a shaft on which a disk or a pin is attached at a peripheral speed of 3 to 15 m / s. By arranging several continuous sand mills in series and changing the diameter of the media according to the degree of dispersion, the ink composition can be efficiently produced. Further, when a pigment having a large particle size is dispersed by a continuous sand mill, pre-dispersion is required. In this case, a disperser, a ball mill, a batch sand mill, or the like is used as a pre-dispersing machine.

ヨコ型サンドミルの具体例としては、ダイノーミル、ダイノーミルECM(スイス、WAB社)、パールミル、DCP(ドイツ、ドライス社)、アジテーターミル(ドイツ、ネッチェ社)、スーパーミル(ベルギー、サスマイヤー社)、コボルミル(スイス、フリーマ社)、スパイクミル(井上製作所)等が挙げられる。   Specific examples of horizontal sand mills include Dino Mill, Dino Mill ECM (WAB, Switzerland), Pearl Mill, DCP (Dreis, Germany), Agitator Mill (Necche, Germany), Super Mill (Susmeier, Belgium), Cobol Mill (Switzerland, Freema), spike mill (Inoue Seisakusho), and the like.

ボールミル、サンドミル用のメディアには、ジルコニア、チタニア、アルミナ、ガラス、スチール、窒化ケイ素などいろいろな材質のものを使用できる。分散液の粘度、プレ分散の度合いなどにあわせて、メディアの比重、耐磨耗性等の観点からメディアの材質は選択される。
メディア径は特に限定されるものではないが、例えば直径0.1mm〜10mm程度のものが使用できる。一般的には、メディアが大きいほど粒径分布が広くなり、小さいほど小粒径まで分散できる傾向にある。また、メディアの充填率も特に限定されるものではないが、50%〜90%のメディア充填率が好ましい。メディアの充填率と分散性能は密接な関係があり一般的に充填率を高くできれば分散効率が向上することが知られている。横型のミルの場合、たて型と比較して起動時のメディアのロック現象が全く起こらないため、ベッセル容量に対して充填率を80〜85%するのが好ましい。
以上のような分散工程で得られた分散媒中の色剤粒子の体積平均直径は0.01〜10μmである。より好ましい体積平均直径は0.2から5μmである。
Various media such as zirconia, titania, alumina, glass, steel, silicon nitride can be used as media for ball mills and sand mills. In accordance with the viscosity of the dispersion, the degree of pre-dispersion, and the like, the material of the media is selected from the viewpoint of the specific gravity of the media, wear resistance, and the like.
The media diameter is not particularly limited, but for example, media having a diameter of about 0.1 mm to 10 mm can be used. In general, the larger the media, the wider the particle size distribution, and the smaller the media, the smaller the particle size tends to be dispersed. Also, the media filling rate is not particularly limited, but a media filling rate of 50% to 90% is preferable. There is a close relationship between the filling rate of media and the dispersion performance, and it is generally known that the dispersion efficiency can be improved if the filling rate can be increased. In the case of a horizontal mill, the media locking phenomenon at the time of start-up does not occur at all as compared with the vertical mill, so that the filling rate is preferably 80 to 85% with respect to the vessel capacity.
The volume average diameter of the colorant particles in the dispersion medium obtained by the dispersion process as described above is 0.01 to 10 μm. A more preferred volume average diameter is 0.2 to 5 μm.

本発明のインクジェット記録用インクの製造方法では、上記分散工程後、又はインク調液工程後の内の少なくとも一つの工程後において磁場を作用させて、磁場に捕獲される物質を取り除く工程を設けることを特徴とする。
インク調液工程は、分散工程で得られた分散物を希釈、荷電調整などを添加することにより最終的な製品とする工程である。
希釈に用いる分散媒としては、分散工程と同様のものが用いられる。また、荷電調整剤としては、既に記載したもの等が用いられる。
本発明の磁場を作用させて、磁場に捕獲される物質を取り除く工程(以下、磁場処理工程ともいう)における、その具体的手段としては、分散工程又は調液工程で得られた分散物中に直接磁石を所定時間入れるか、または分散物を収めた容器の外部に磁石を所定時間当てて当該物質を取り除く手段が挙げられる。磁場の強さは、適宜設定されるが、通常、40〜800kA/mで、80〜250kA/mが好ましい。また、磁場の印加時間は適宜選定され、連続でも不連続でもよく、後者の場合、磁極に集めた捕獲物を一旦除去した後、再度用いることが好ましい。
上記磁場処理工程で用いられる治具としては、図6及び図7に示すようなものが挙げられる。図6に示す治具は、分散物流入口14、分散物流出口15を供えた容器13であって、その内部に永久磁石12が1対設けられている。分散物流入口14から流入した分散物は、永久磁石対の間のA、BまたはCを通り分散物流出口15から排出される間に永久磁石により捕獲物が捕獲される。分散物流入口14及び分散物流出口15は、管及びポンプと連絡した密閉循環系としてもよい。
図7に示す治具は、図6の変形例で2対の永久磁石12を図のように配置し、分散物の流路を迂回させることにより磁場の接触時間を長くすると共に捕獲効率を向上したものである。この例も上記と同様に密閉循環系としてもよい。
In the method for producing an ink for ink jet recording of the present invention, a step of removing a substance trapped in the magnetic field by applying a magnetic field after at least one of the steps after the dispersion step or the ink preparation step is provided. It is characterized by.
The ink preparation process is a process for preparing a final product by diluting the dispersion obtained in the dispersion process and adding charge adjustment.
As the dispersion medium used for dilution, the same dispersion medium as in the dispersion step is used. As the charge adjusting agent, those already described are used.
In the step of removing a substance trapped in the magnetic field by applying the magnetic field of the present invention (hereinafter also referred to as a magnetic field treatment step), as a specific means thereof, in the dispersion obtained in the dispersion step or the preparation step A means for removing the substance by putting the magnet directly for a predetermined time or applying the magnet to the outside of the container containing the dispersion for a predetermined time can be mentioned. The strength of the magnetic field is appropriately set, but is usually 40 to 800 kA / m, preferably 80 to 250 kA / m. Further, the application time of the magnetic field is appropriately selected and may be continuous or discontinuous. In the latter case, it is preferable to use again after once removing the traps collected on the magnetic pole.
Examples of the jig used in the magnetic field treatment step include those shown in FIGS. The jig shown in FIG. 6 is a container 13 provided with a dispersion flow inlet 14 and a dispersion flow outlet 15, and a pair of permanent magnets 12 is provided therein. While the dispersion flowing in from the dispersion flow inlet 14 passes through A, B or C between the permanent magnet pair and is discharged from the dispersion flow outlet 15, the captured matter is captured by the permanent magnet. The dispersed flow inlet 14 and the dispersed flow outlet 15 may be a closed circulation system in communication with a pipe and a pump.
The jig shown in FIG. 7 arranges two pairs of permanent magnets 12 as shown in the modification of FIG. 6 and increases the contact time of the magnetic field and improves the capture efficiency by bypassing the flow path of the dispersion. It is what. This example may be a closed circulation system as described above.

本発明において、上記捕獲物は磁性体(鉄等)であり、通常、その形態は粉体である磁性粉が主体である。
目詰まりに対して効果が得られるインク中の磁性粉量は0.010質量%以下であり、更に好ましくは0.005質量%以下で、特に好ましくは0.001質量%以下である。
本発明において、この磁性粉量は、以下の測定方法により測定される値W1−W0から求められる値で定義される。
100mlガラススクリュー管にインク粒子濃度7質量%のインクを50g入れて、その容器の外周にKANETEC CO.,LTD製のMAGNETIC HOLDER(MB−PB)を1ケ配置し、磁場を24時間かけて、磁性粉を除去した後の全不揮発分濃度をW0(質量%)、同じく磁性粉の除去処理をしていないインクの全不揮発分濃度をW1(質量%)とした場合、磁性粉の除去処理をしていないインク中の磁性粉量(質量%)は、W1−W0とする。
なお、磁場を24時間かけて磁性粉処理した場合のインク中の磁性粉は完全に除去できており、0質量%であることが明らかになっている。
従って、インク中の磁性粉量は磁場をかける時間で容易に調整できることは明らかである。
In the present invention, the trap is a magnetic substance (iron or the like), and usually the form is mainly magnetic powder.
The amount of magnetic powder in the ink that is effective for clogging is 0.010% by mass or less, more preferably 0.005% by mass or less, and particularly preferably 0.001% by mass or less.
In the present invention, the magnetic powder amount is defined by a value obtained from values W1 to W0 measured by the following measuring method.
50 g of ink having an ink particle concentration of 7% by mass is put into a 100 ml glass screw tube, and KANETEC CO. , LTD MAGNETIC HOLDER (MB-PB) is placed, the magnetic field is taken for 24 hours, and after removing the magnetic powder, the total nonvolatile content concentration is W0 (mass%), and the magnetic powder is also removed. When the total non-volatile content concentration of the ink that is not used is W1 (mass%), the amount (mass%) of the magnetic powder in the ink that is not subjected to the magnetic powder removal process is W1-W0.
It is clear that the magnetic powder in the ink when the magnetic powder is processed for 24 hours is completely removed and is 0% by mass.
Therefore, it is clear that the amount of magnetic powder in the ink can be easily adjusted by applying the magnetic field.

次に本発明により製造されるインクジェット記録用インクが好適に用いられる静電式インクジェット記録方法について説明する。
図1は静電式インクジェット記録方法に用いるライン走査型マルチチャンネルインクジェットヘッドの構成例を示す図で、記録ドットに対応した吐出電極の断面を示している。同図においてインク100はポンプを含むインク循環系111から、ヘッドブロック101に接続されたインク供給系112を通して、ヘッド基板102と吐出電極基板103間に供給され、同じくヘッドブロック101に形成されたインク回収系113を通してインク循環系111に回収される。この吐出電極基板103は、貫通孔107を有する絶縁性基板104と、この貫通孔107の周囲で記録媒体側に形成されている吐出電極109とから構成されている。一方ヘッド基板102上には凸状インクガイド108が前記貫通孔107の略中心位置に配置されている。この凸状インクガイド108はプラスチック樹脂、セラミックスなど絶縁性部材からなり、前記貫通孔107と中心が等しくなるように同じ列間隔、ピッチで配置され、所定の方法でヘッド基板102上に保持されている。各凸状インクガイド108は厚みが一定の平板の先端を三角形あるいは台形状に切り出した形状で、その先端部がインク滴飛翔位置110となる。各凸状インクガイド108はその先端部からスリット状の溝を形成しても良く、そのスリットの毛細管現象により、インク飛翔位置110へのインク供給がスムースに行われ、記録周波数を向上することが出来る。またインクガイドの任意の表面は必要に応じて導電性を有していても良く、その場合には導電部分は電気的に浮遊状態とする事によって、吐出電極への少ない電圧印加で有効にインク飛翔位置に電界を形成できる。各凸状インクガイド108は、それぞれの貫通孔からほぼ垂直に所定の距離だけインク滴飛翔方向に突きだしている。凸状インクガイド108の先端に対向して記録紙である記録媒体121が配置され、この記録媒体121のヘッド基板102と反対側の背面に、記録媒体121を案内するプラテンの役割を兼ねる対向電極122が配置されている。また、ヘッド基板102と吐出電極基板103間によって形成される空間の底部には泳動電極140が形成されており、これに所定の電圧を印加する事により、インクガイドの吐出位置方向にインク中の荷電粒子を電気泳動させ、吐出の応答性を上げることが出来る。
Next, an electrostatic ink jet recording method in which the ink for ink jet recording produced according to the present invention is suitably used will be described.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a line scanning type multi-channel ink jet head used in an electrostatic ink jet recording method, and shows a section of ejection electrodes corresponding to recording dots. In the drawing, ink 100 is supplied from an ink circulation system 111 including a pump through an ink supply system 112 connected to the head block 101 between the head substrate 102 and the discharge electrode substrate 103, and the ink formed on the head block 101 is also the same. The ink is recovered by the ink circulation system 111 through the recovery system 113. The discharge electrode substrate 103 includes an insulating substrate 104 having a through hole 107 and a discharge electrode 109 formed on the recording medium side around the through hole 107. On the other hand, a convex ink guide 108 is disposed on the head substrate 102 at a substantially central position of the through hole 107. The convex ink guide 108 is made of an insulating member such as plastic resin or ceramics, and is arranged at the same row interval and pitch so that the center is equal to the through hole 107, and is held on the head substrate 102 by a predetermined method. Yes. Each convex ink guide 108 has a shape in which the tip of a flat plate having a constant thickness is cut into a triangle or a trapezoid, and the tip becomes the ink droplet flying position 110. Each convex ink guide 108 may form a slit-like groove from the tip thereof, and the ink supply to the ink flying position 110 is smoothly performed by the capillary action of the slit, thereby improving the recording frequency. I can do it. In addition, any surface of the ink guide may have conductivity as required. In that case, the conductive portion is electrically floated so that the ink can be effectively applied with a small voltage applied to the ejection electrode. An electric field can be formed at the flight position. Each convex ink guide 108 protrudes in the ink droplet flying direction by a predetermined distance substantially perpendicularly from each through hole. A recording medium 121, which is a recording sheet, is disposed opposite to the tip of the convex ink guide 108, and a counter electrode that also serves as a platen for guiding the recording medium 121 on the back surface of the recording medium 121 opposite to the head substrate 102. 122 is arranged. In addition, a migration electrode 140 is formed at the bottom of the space formed between the head substrate 102 and the ejection electrode substrate 103. By applying a predetermined voltage to the migration electrode 140, the migration of the ink in the ink guide in the ejection position direction is performed. Charged particles can be electrophoresed to increase ejection responsiveness.

次に、吐出電極基板103の具体的構成例について説明する。複数個の吐出電極が主走査方向に二列でアレイ状に配列されて、各吐出電極の中心に貫通孔107が形成され、この貫通孔107の周辺にはそれぞれ個別の吐出電極109が形成されている。ここでは、絶縁性基板104は25から200μm程度の厚さのポリイミドからなり、吐出電極109は10から100μm程度の厚さの銅箔からなり、貫通孔107の内径は150から250μmΦ程度である。   Next, a specific configuration example of the discharge electrode substrate 103 will be described. A plurality of discharge electrodes are arranged in an array in two rows in the main scanning direction, and a through hole 107 is formed at the center of each discharge electrode. Individual discharge electrodes 109 are formed around the through hole 107, respectively. ing. Here, the insulating substrate 104 is made of polyimide having a thickness of about 25 to 200 μm, the discharge electrode 109 is made of copper foil having a thickness of about 10 to 100 μm, and the inner diameter of the through hole 107 is about 150 to 250 μmΦ.

次に、静電方式のインクジェット記録装置の記録動作を説明する。ここでは正荷電したインクを用いた場合を例にとって説明するが、本発明は本例に限定される物ではない。記録時には、インク循環系111からインク供給流路112を経て供給されたインク100は貫通孔107から凸状インクガイド108の先端のインク飛翔位置110に供給されると共に、一部はインク回収系113を経てインク循環系111に回収される。ここで、吐出電極109にはバイアス電圧源123から常時バイアスとして例えば+1.5kVの電圧が与えられ、これに信号電圧源124からの画像信号に応じた信号電圧として例えばON時に+500Vのパルス電圧が吐出電圧109に重畳される。またこの際、泳動電極140は+1.8kVの電圧が印加されている。一方、記録媒体121の背面に設けられた対向電極122は、図のように接地電圧0Vに設定されている。場合によっては記録媒体121側を例えば−1.5kVに帯電させてバイアス電圧としても良い。この場合には、対向電極122表面に絶縁層を設け、記録媒体にコロナチャージャー、スコロトロンチャージャー、固体イオン発生器等により帯電を行い、かつ吐出電極109は例えば接地され、これに信号電圧源124からの画像信号に応じた信号電圧として例えばON時に+500Vのパルス電圧が吐出電圧109に重畳される。またこの際、泳動電極140は+200Vの電圧が印加される。今、吐出電圧109がON状態(500Vが印加された状態)となり、バイアスDC1.5kVに500Vのパルス電圧が重畳された合計2kVの電圧が加わると、凸状電極108先端のインク滴飛翔位置110から、インク滴115が飛び出し、対向電極122方向に引っ張られて、該記録媒体121に向けて飛翔して画像を形成する。   Next, the recording operation of the electrostatic ink jet recording apparatus will be described. Here, a case where positively charged ink is used will be described as an example, but the present invention is not limited to this example. At the time of recording, the ink 100 supplied from the ink circulation system 111 via the ink supply flow path 112 is supplied from the through hole 107 to the ink flying position 110 at the tip of the convex ink guide 108, and a part of the ink collection system 113. After that, the ink is recovered by the ink circulation system 111. Here, a voltage of, for example, +1.5 kV is applied as a bias from the bias voltage source 123 to the ejection electrode 109, and a pulse voltage of, for example, +500 V is applied as a signal voltage corresponding to the image signal from the signal voltage source 124 to the discharge electrode 109. Superposed on the discharge voltage 109. At this time, a voltage of +1.8 kV is applied to the migration electrode 140. On the other hand, the counter electrode 122 provided on the back surface of the recording medium 121 is set to a ground voltage of 0 V as shown in the figure. In some cases, the recording medium 121 side may be charged to, for example, −1.5 kV to obtain a bias voltage. In this case, an insulating layer is provided on the surface of the counter electrode 122, the recording medium is charged by a corona charger, a scorotron charger, a solid ion generator or the like, and the discharge electrode 109 is grounded, for example, and a signal voltage source 124 is connected thereto. As a signal voltage corresponding to the image signal from, for example, a pulse voltage of +500 V is superimposed on the ejection voltage 109 at the time of ON. At this time, a voltage of +200 V is applied to the migration electrode 140. Now, when the discharge voltage 109 is in an ON state (a state in which 500 V is applied) and a voltage of 2 kV in total, in which a 500 V pulse voltage is superimposed on the bias DC 1.5 kV, is applied, the ink droplet flying position 110 at the tip of the convex electrode 108 is applied. Then, the ink droplet 115 is ejected, pulled in the direction of the counter electrode 122, and ejected toward the recording medium 121 to form an image.

なお、飛翔後のインク液滴の飛翔を精密制御し記録媒体上での着弾精度を向上するため、吐出電極と記録媒体間に中間電極を設ける、あるいは吐出電極間に電界干渉抑制用のカ゛ート゛電極を設ける、等の手段がしばしば講じられるが、本実施例においても必要により好適に使用されることはもちろんである。また、ヘッド基28板102と吐出電極基板103間に多孔質体を設けても良く、この場合にはインクジェットヘッドの移動等によるインク内圧の変化の影響を防止できると共にインク滴吐出後の貫通孔107部へのインク液供給が迅速に達成される。したがって、インク滴115の飛翔が安定化され、記録媒体121上に濃度の安定した良好な画像を高速に記録することができる。   In order to improve the accuracy of landing on the recording medium by precisely controlling the flying of the ink droplets after the flight, an intermediate electrode is provided between the ejection electrode and the recording medium, or a guard electrode for suppressing electric field interference between the ejection electrodes. Of course, a means such as providing the above is used, but it should be understood that the present embodiment can be suitably used in this embodiment as needed. Further, a porous body may be provided between the head base plate 102 and the discharge electrode substrate 103. In this case, it is possible to prevent the influence of the change in the ink internal pressure due to the movement of the ink jet head or the like and Ink liquid supply to 107 parts is quickly achieved. Therefore, the flying of the ink droplet 115 is stabilized, and a good image with a stable density can be recorded on the recording medium 121 at high speed.

図2は、本発明のインクジェット記録装置のインク循環系の構成例を示す。
インク循環系111は、分散媒中に少なくとも色剤が分散されたインクを格納する密閉式のインクタンク1と、入力信号に応じてインクを吐出する吐出ヘッド2と、前記インクタンク内のインクを前記吐出ヘッドに供給するためのポンプ3を具備し、前記インクタンクから前記ポンプをへて前記吐出ヘッドに至るインク供給系112と、前記吐出ヘッドから前記インクタンクにインクを回収するための、前記吐出ヘッドから前記インクタンクに至るインク回収系113とからなり、本発明では、該インク循環系の内の少なくとも一カ所に磁場を作用させて、磁性粉を捕獲する磁性粉除去装置が具備される。
ポンプ3としては容積式と遠心式の2方式がある。容積式では往復式、回転式、その他の方式がある。往復式にはダイアフラムポンプ、バイモルポンプ、プランジャーポンプ、バルブレスポンプ等がある。回転式には外接ギヤポンプ、内接ギヤポンプ、チュービングポンプ等がある。その他の方式としてはフィンガーポンプがある。遠心式には渦巻きポンプや斜流ポンプ等がある。いずれのポンプを使用した場合でも、インク中に磁性粉が存在すれば目詰まりを起こしやすい。その中でも特に、ギヤポンプと渦巻きポンプの分類に入り、且つマグネット駆動方式の場合にはインク中の磁性粉がマグネット駆動部に付着し、速い段階で目詰まりを起こす。従って、分散物やインクから磁性粉を除去した場合には、特にギアポンプと渦巻きポンプで、且つマグネット駆動方式の場合に、格段の改良効果がある。
なお、インク供給系112は、フィルタ4、インク濃度検出器6、アキュムレータ5等を具備している。
また、インク循環系111は、濃いインクを収めた容器8及び薄いインクを収めた容器9からなる補充インク容器8及びレベル検出器11を備え、バルブ10を介してインクタンクへ適宜補充するように構成されている。
FIG. 2 shows a configuration example of an ink circulation system of the ink jet recording apparatus of the present invention.
The ink circulation system 111 includes a sealed ink tank 1 that stores ink in which at least a colorant is dispersed in a dispersion medium, an ejection head 2 that ejects ink according to an input signal, and ink in the ink tank. A pump 3 for supplying to the discharge head; an ink supply system 112 extending from the ink tank to the discharge head through the pump; and the ink for collecting ink from the discharge head to the ink tank, In the present invention, there is provided a magnetic powder removing device that captures magnetic powder by applying a magnetic field to at least one of the ink circulation systems. .
There are two types of pump 3, a positive displacement type and a centrifugal type. In the positive displacement type, there are a reciprocating type, a rotary type, and other methods. A reciprocating type includes a diaphragm pump, a bi-mole pump, a plunger pump, a valveless pump, and the like. The rotary type includes an external gear pump, an internal gear pump, and a tubing pump. Another method is a finger pump. Centrifugal types include centrifugal pumps and mixed flow pumps. Whichever pump is used, clogging is likely to occur if magnetic powder is present in the ink. Among them, the gear pump and the centrifugal pump are classified, and in the case of the magnet drive system, the magnetic powder in the ink adheres to the magnet drive unit, causing clogging at an early stage. Therefore, when the magnetic powder is removed from the dispersion or ink, there is a remarkable improvement effect particularly in the case of the gear pump and the spiral pump and the magnet drive system.
The ink supply system 112 includes a filter 4, an ink concentration detector 6, an accumulator 5, and the like.
The ink circulation system 111 includes a replenishment ink container 8 including a container 8 containing dark ink and a container 9 containing thin ink, and a level detector 11 so that the ink tank is appropriately replenished via a valve 10. It is configured.

次にインク循環系に具備される磁性粉除去装置について具体的に図を参照して説明する。
図3は、インクタンク1の中に永久磁石12を設置した磁性粉除去装置を示したものである。
図4は、インク回収系113に永久磁石12を設置した磁性粉除去装置を示したものである。図5は、図4の磁石設置部の詳細を示したもので、配管チューブ113aの内側に永久磁石12を設置した例を示す。なお、永久磁石12は、配管チューブ113aの外側に設置してもよい。
Next, the magnetic powder removing device provided in the ink circulation system will be specifically described with reference to the drawings.
FIG. 3 shows a magnetic powder removing device in which a permanent magnet 12 is installed in the ink tank 1.
FIG. 4 shows a magnetic powder removing device in which the permanent magnet 12 is installed in the ink recovery system 113. FIG. 5 shows details of the magnet installation portion of FIG. 4 and shows an example in which the permanent magnet 12 is installed inside the piping tube 113a. In addition, you may install the permanent magnet 12 in the outer side of the piping tube 113a.

[実施例1] インクIJ−1
青色顔料としてリノールブルーFG−7350(Pigment blue15:3、東洋インク社製)100質量部、樹脂としてスチレン/ビニルトルエン/ラウリルメタクリレート/ブチルアクリレート/トリメチルアンモニウムエチルメタクリレート(陰イオン、p−トルエンスルホン酸)共重合体(25/27/2/27/18、質量、質量平均分子量1.1万)200質量部をトリオブレンダーで予備粉砕しよく混合した後に、85℃に加熱した卓上型ニーダーPBV(入江商会社製)で溶融混練(120分)した。上記の顔料混練物をピンミルで粉砕した。次に粉砕した顔料混練物20質量部、アイソパーG 93質量部、下記の顔料分散剤(D−1)をアイソパーGに加熱溶解して調液した20質量%溶液を25質量部、及び3G−Xガラスビーズ400質量部とともにペイントシェイカー(東洋精機KK)で30分間予分散した後、ディスクが焼き入れ仕様のダイノミルKDL型(シンマルエンタープライズ社)にて2000rpmで恒温槽NESLABRTE7(エムエス機器(株))を用いて分散液の液温度を25℃に制御しながら4時間分散した。分散液中の顔料樹脂粒子の体積平均直径を超遠心式自動粒度分布測定装置CAPA700(堀場製作所)で測定した所、0.49μmであった。
Example 1 Ink IJ-1
100 parts by mass of linole blue FG-7350 (Pigment blue 15: 3, manufactured by Toyo Ink Co., Ltd.) as a blue pigment, styrene / vinyl toluene / lauryl methacrylate / butyl acrylate / trimethylammonium ethyl methacrylate (anion, p-toluenesulfonic acid) as a resin A table-type kneader PBV (Irie) which was heated to 85 ° C. after 200 parts by mass of a copolymer (25/27/2/27/18, mass, mass average molecular weight 11,000) was pre-ground with a trioblender and mixed well. Melt-kneaded (120 minutes). The pigment kneaded product was pulverized with a pin mill. Next, 20 parts by mass of the pulverized pigment kneaded product, 93 parts by mass of Isopar G, 25 parts by mass of a 20% by mass solution prepared by heating and dissolving the following pigment dispersant (D-1) in Isopar G, and 3G- After pre-dispersing for 30 minutes with a paint shaker (Toyo Seiki KK) together with 400 parts by mass of X glass beads, a thermostatic bath NESLABRTE7 (MS Equipment Co., Ltd.) at 2000 rpm in a dynomill KDL type (Shinmaru Enterprise) with a hardened disc ) For 4 hours while controlling the liquid temperature of the dispersion at 25 ° C. The volume average diameter of the pigment resin particles in the dispersion was measured by an ultracentrifugal automatic particle size distribution analyzer CAPA700 (Horiba Seisakusho), and was 0.49 μm.

Figure 2005097349
Figure 2005097349

ガラスビーズをろ過により除去した上記顔料樹脂粒子分散物を、アイソパーGで顔料樹脂粒子成分が7.0%になる様に希釈した。次いで荷電調節剤としてオクタデセン−半マレイン酸オクタデシルアミド共重合体を、0.054質量%になるように添加してインクを調液した。得られたインクの粘度は1.5mPa・sec(E型粘度計、温度25℃で測定)、表面張力は23mN/m(協和界面科学社製の自動表面張力計、温度25℃で測定)、比誘電率は2.30(LCRメーター、安藤電気(株)製AG−4311で測定)であった。また、インクIJ−1は全体の比伝導度1200pS/cmを示し、また明瞭な正荷電性を示した。猶、インクの荷電量は、上記のLCRメーター及び液体用電極(川口電機製作所(株)製LP−05型)を使用し、印加電圧5V、周波数1kHzの条件で測定した。次にこのインク50gをガラス容器に移し、その容器の外周にKANETEC CO.,LTD製のMAGNETIC HOLDER(MB−PB)を配置し、磁場を1時間かけたところ沢山の磁性粉(金属粉)が付着したので、その付着成分を取り除いて、インクIJ−1を作製した。なお、磁性粉除去後のIJ−1中の磁性粉量は0.005質量%であった。
インクジェット記録装置として、図1に示すヘッド構造の100dpi 64チャンネルの静電インクジェットヘッドを仕様し、インクIJ−1をインクタンクに充填し、中央理化(株)製の外接ギヤポンプでインクをヘッド部へ送液し、循環した。エアーポンプ吸引により記録媒体であるコート記録紙表面の埃除去を行った後、吐出ヘッドを描画位置までコート記録紙に近づけ、描画解像度600dpiでインクを吐出し、描画した。描画画像は、滲みのない均一なドットで安定に印字されていて、満足し得る濃度の良質の明瞭な画像を与えた。インクヘッドからの吐出安定性も良好で、目詰まりを生じることがなく、1時間の連続描画でも安定したドット形状の印字ができた。
[比較例1] 比較用インクIJR−1
実施例1において、MAGNETIC HOLDER(MB−PB)による処理を行わず、磁性粉(金属粉)が混入したままの比較用インクIJR−1を作製した。なお、このインク中の磁性粉量は0.15質量%であった。
実施例1と同条件で吐出した結果、吐出初期は実施例1と同じく、描画画像は滲みのない均一なドットで安定に印字されていて、満足し得る濃度の良質の明瞭な画像を得たが、1時間後にはヘッド先端に異物が付着しはじめ、徐々にインク目詰まりが発生して、全く描画できなくなった。外接ギヤポンプを解体した結果、インク中の磁性粉(金属粉)がギヤポンプ内部に付着し、堆積したためにインク目詰まりを生じたことが判明した。
The pigment resin particle dispersion from which the glass beads were removed by filtration was diluted with Isopar G so that the pigment resin particle component would be 7.0%. Next, an ink was prepared by adding an octadecene-half-maleic acid octadecylamide copolymer as a charge control agent so as to be 0.054% by mass. The viscosity of the obtained ink is 1.5 mPa · sec (E-type viscometer, measured at a temperature of 25 ° C.), the surface tension is 23 mN / m (automatic surface tension meter manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd., measured at a temperature of 25 ° C.), The relative dielectric constant was 2.30 (measured with LCR meter, AG-4311 manufactured by Ando Electric Co., Ltd.). Further, the ink IJ-1 showed an overall specific conductivity of 1200 pS / cm and a clear positive charge. The charge amount of ink was measured under the conditions of an applied voltage of 5 V and a frequency of 1 kHz using the above LCR meter and liquid electrode (LP-05 type manufactured by Kawaguchi Electric Manufacturing Co., Ltd.). Next, 50 g of this ink was transferred to a glass container, and KANETEC CO. , LTD MAGNETIC HOLDER (MB-PB) was placed, and when a magnetic field was applied for 1 hour, a lot of magnetic powder (metal powder) was adhered, so that the adhering component was removed to prepare ink IJ-1. The amount of magnetic powder in IJ-1 after removing the magnetic powder was 0.005% by mass.
As the ink jet recording apparatus, a 100 dpi 64 channel electrostatic ink jet head having the head structure shown in FIG. 1 is specified, ink IJ-1 is filled in an ink tank, and ink is supplied to the head portion by an external gear pump manufactured by Chuo Rika Co., Ltd. The solution was sent and circulated. After removing dust on the surface of the coated recording paper as a recording medium by air pump suction, the ejection head was brought close to the coated recording paper to the drawing position, and ink was ejected and drawn at a drawing resolution of 600 dpi. The drawn image was stably printed with uniform dots without blurring, and gave a clear image of good quality with a satisfactory density. The ejection stability from the ink head was also good, there was no clogging, and stable dot-shaped printing was possible even with continuous drawing for 1 hour.
[Comparative Example 1] Comparative ink IJR-1
In Example 1, a comparative ink IJR-1 in which magnetic powder (metal powder) was mixed was prepared without performing treatment with MAGNETIC HOLDER (MB-PB). The amount of magnetic powder in this ink was 0.15% by mass.
As a result of discharging under the same conditions as in Example 1, the drawing image was stably printed with uniform dots without bleeding at the initial stage of discharging, and a clear image with a satisfactory density was obtained. However, after 1 hour, foreign matter started to adhere to the tip of the head, ink clogging gradually occurred, and drawing became impossible at all. As a result of disassembling the external gear pump, it was found that the ink powder was clogged because the magnetic powder (metal powder) in the ink adhered and accumulated inside the gear pump.

[実施例2] インクIJ−2
青色顔料としてToner BG(クラリアント社製)のプレスケーキと、樹脂としてスチレン/ビニルトルエン/ラウリルメタクリレート/トリメチルアンモニウムエチルメタクリレート(陰イオン、p−トルエンスルホン酸)共重合体(29/66/2/3、質量比、質量平均分子量1.7万)の33%トルエン溶液を青色顔料に対し2倍量用い、フラッシャーで攪拌後、加熱し減圧して水分と溶媒を除去して含水量1質量%の青色塊状物を得た。青色塊状物を真空乾燥し、水分を完全に除去した後、サンプルミルで粉砕し、0.1〜0.01mmの青色粉体を得た。
次に分散液の液温度を25℃に制御しながら、実施例1と同様に2時間湿式分散した。分散液中の顔料樹脂粒子の体積平均粒径は、0.45μmであった。次にこの分散物中に棒磁石を直接挿入したところ、磁性粉(金属粉)が付着した。この磁性粉の付着がなくなるまで繰り返した。この磁性粉を取り除いた分散液をアイソパーGで顔料樹脂粒子成分が7.0%になるように希釈し、次いで荷電調節剤としてオクタデセン−半マレイン酸オクタデシルアミド共重合体を0.060質量%になるように添加してインクIJ−2を調液した。インクの表面張力は23mN/m、粘度は1.55mPa・sec、比誘電率は2.30であった。インクIJ−2は全体の比伝導度750pS/cmを示し、また明瞭な正荷電性を示した。なお、磁性粉除去後のIJ−2中の磁性粉量は0.001質量%であった。
実施例1と同様にしてインクIJ−2の描画性能を評価したところ、インクヘッドからの吐出安定性も良好で、目詰まりを生じることがなく、1時間の連続画像描画でも安定したドット形状の印字ができた。得られた描画画像は滲みがなく十分な画像濃度を有し、良質で明瞭なものであった。
[Example 2] Ink IJ-2
Toner BG (Clariant) press cake as a blue pigment and styrene / vinyltoluene / lauryl methacrylate / trimethylammonium ethyl methacrylate (anion, p-toluenesulfonic acid) copolymer (29/66/2/3) as a resin , Mass ratio, mass average molecular weight 17,000) of a 33% toluene solution with respect to the blue pigment, and after stirring with a flasher, it is heated and depressurized to remove water and solvent to have a water content of 1% by mass. A blue mass was obtained. The blue lump was vacuum dried to completely remove moisture, and then pulverized with a sample mill to obtain a blue powder of 0.1 to 0.01 mm.
Next, wet dispersion was performed for 2 hours in the same manner as in Example 1 while controlling the liquid temperature of the dispersion at 25 ° C. The volume average particle size of the pigment resin particles in the dispersion was 0.45 μm. Next, when a bar magnet was directly inserted into this dispersion, magnetic powder (metal powder) adhered. The process was repeated until the magnetic powder did not adhere. The dispersion from which the magnetic powder was removed was diluted with Isopar G so that the pigment resin particle component would be 7.0%, and then the octadecene-half maleic acid octadecylamide copolymer was added to 0.060% by mass as a charge control agent. Was added to prepare ink IJ-2. The surface tension of the ink was 23 mN / m, the viscosity was 1.55 mPa · sec, and the relative dielectric constant was 2.30. Ink IJ-2 showed an overall specific conductivity of 750 pS / cm and a clear positive charge. The amount of magnetic powder in IJ-2 after removing the magnetic powder was 0.001% by mass.
When the drawing performance of the ink IJ-2 was evaluated in the same manner as in Example 1, the ejection stability from the ink head was good, there was no clogging, and the dot shape was stable even after 1 hour of continuous image drawing. I was able to print. The obtained drawn image was free from bleeding, had a sufficient image density, and was high-quality and clear.

[比較例2] 比較用インクIJR−2
実施例2において、分散物中に棒磁石を挿入する処理を行わず、磁性粉(金属粉)が混入したままの比較用インクIJR−2を作製した。顔料樹脂粒子成分が7.0%、荷電調節剤(オクタデセン−半マレイン酸オクタデシルアミド共重合体)を0.06質量%添加して同じ処方の比較用インクIJR−2を調液した。比較用インクIJR−2の表面張力は23mN/m、粘度は1.60mPa・sec、比誘電率は2.33であった。インクIJ−2は全体の比伝導度790pS/cmだった。なお、このインク中の磁性粉量は0.02質量%であった。
実施例2と同様にしてインクIJR−2の描画性能を評価したところ、吐出初期は実施例2と同じく、描画画像は滲みのない均一なドットで安定に印字されていて、満足し得る濃度の良質の明瞭な画像を得たが、1時間後には流量が減少し始めてきて、3時間後にはインク目詰まりが発生して、描画が不安定になった。外接ギヤポンプを解体した結果、インク中の磁性粉(金属粉)がギヤポンプ内部に付着し、堆積したためにインク目詰まりを生じたことが判明した。
[Comparative Example 2] Comparative ink IJR-2
In Example 2, a comparative ink IJR-2 in which magnetic powder (metal powder) was mixed was produced without performing the treatment of inserting a bar magnet into the dispersion. A comparative ink IJR-2 having the same formulation was prepared by adding 7.0% of a pigment resin particle component and 0.06% by mass of a charge control agent (octadecene-half-maleic acid octadecylamide copolymer). The comparative ink IJR-2 had a surface tension of 23 mN / m, a viscosity of 1.60 mPa · sec, and a relative dielectric constant of 2.33. Ink IJ-2 had an overall specific conductivity of 790 pS / cm. The amount of magnetic powder in the ink was 0.02% by mass.
When the drawing performance of the ink IJR-2 was evaluated in the same manner as in Example 2, the drawn image was stably printed with uniform dots without bleeding at the initial stage of ejection, and the density was satisfactory. Although a clear image of good quality was obtained, the flow rate began to decrease after 1 hour, ink clogging occurred after 3 hours, and the drawing became unstable. As a result of disassembling the external gear pump, it was found that the ink powder was clogged because the magnetic powder (metal powder) in the ink adhered and accumulated inside the gear pump.

静電式インクジェット記録方法に用いるライン走査型マルチチャンネルインクジェットヘッドの構成例を示す図で、記録ドットに対応した吐出電極の断面を示している。It is a figure which shows the structural example of the line scanning type | mold multichannel inkjet head used for an electrostatic inkjet recording method, and has shown the cross section of the discharge electrode corresponding to a recording dot. 本発明のインクジェット記録装置のインク循環系の構成例を示す。2 shows an example of the configuration of an ink circulation system of an ink jet recording apparatus of the present invention. 磁性粉除去装置の例を示したものである。An example of a magnetic powder removing device is shown. 磁性粉除去装置の例を示したものである。An example of a magnetic powder removing device is shown. 図4の磁石設置部の詳細を示したものである。It shows the details of the magnet installation part of FIG. 磁場処理工程で用いられる治具の例を示す。The example of the jig | tool used at a magnetic field processing process is shown. 磁場処理工程で用いられる治具の例を示す。The example of the jig | tool used at a magnetic field processing process is shown.

符号の説明Explanation of symbols

1:インクタンク、2:吐出ヘッド、3:ポンプ、4:フィルタ、5:アキュムレータ、6:インク濃度検出器、7:補充インク容器、8:濃いインクを収めた容器、9:薄いインクを収めた容器、10:バルブ、11:レベル検出器、12:永久磁石、13:容器、14:分散物流入口、15:分散物流出、100:インク、102:ヘッド基板、103:吐出電極基板、109:吐出電極、110:インク滴飛翔位置、111:インク循環系、112:インク供給系、113:インク回収系、123:バイアス電極、124:信号電圧源   1: ink tank, 2: discharge head, 3: pump, 4: filter, 5: accumulator, 6: ink density detector, 7: replenishment ink container, 8: container containing dark ink, 9: contains light ink 10: valve, 11: level detector, 12: permanent magnet, 13: container, 14: dispersion flow inlet, 15: dispersion outflow, 100: ink, 102: head substrate, 103: discharge electrode substrate, 109 : Ejection electrode, 110: ink droplet flight position, 111: ink circulation system, 112: ink supply system, 113: ink recovery system, 123: bias electrode, 124: signal voltage source

Claims (3)

分散媒、色剤、及び分散剤を少なくとも含有するインクの製造方法において、その分散工程後、又はインク調液工程後の内の少なくとも一つの工程後において磁場を作用させて、磁場に捕獲される物質を取り除いて製造することを特徴とする静電式インクジェット記録用インクの製造方法。   In a method for producing an ink containing at least a dispersion medium, a colorant, and a dispersant, a magnetic field is applied after the dispersion step or after at least one step after the ink preparation step and is captured by the magnetic field. A method for producing an ink for electrostatic ink jet recording, wherein the ink is produced by removing a substance. 分散媒、色剤、及び分散剤を少なくとも含有するインクの製造方法において、その分散工程後、又はインク調液工程後の内の少なくとも一つの工程後において磁場を作用させて、磁場に捕獲される物質を取り除いて製造したインクジェット記録用インク中の磁性粉量が0.010質量%以下であることを特徴とする静電式インクジェット記録用インクの製造方法。   In a method for producing an ink containing at least a dispersion medium, a colorant, and a dispersant, a magnetic field is applied after the dispersion step or after at least one step after the ink preparation step and is captured by the magnetic field. A method for producing an ink for electrostatic ink jet recording, wherein the amount of magnetic powder in the ink for ink jet recording produced by removing the substance is 0.010% by mass or less. 分散媒中に少なくとも色剤が分散されたインクを格納するインクタンクと、入力信号に応じてインクを吐出する吐出ヘッドと、前記インクタンク内のインクを前記吐出ヘッドに供給するためのポンプを具備し、前記インクタンクから前記ポンプをへて前記吐出ヘッドに至るインク供給系と、前記吐出ヘッドから前記インクタンクにインクを回収するための、前記吐出ヘッドから前記インクタンクに至るインク回収系とからなるインク循環系を有するインクジェット記録装置において、該インク循環系の内の少なくとも一カ所に磁場を作用させて、磁性粉を捕獲する磁性粉除去装置を具備したことを特徴とする静電式インクジェット記録装置。   An ink tank for storing ink in which at least a colorant is dispersed in a dispersion medium; an ejection head for ejecting ink in accordance with an input signal; and a pump for supplying ink in the ink tank to the ejection head. An ink supply system extending from the ink tank to the discharge head through the pump, and an ink recovery system extending from the discharge head to the ink tank for recovering ink from the discharge head to the ink tank. An ink jet recording apparatus having an ink circulation system comprising: a magnetic powder removing apparatus that captures magnetic powder by applying a magnetic field to at least one of the ink circulation systems apparatus.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007260583A (en) * 2006-03-29 2007-10-11 Toppan Printing Co Ltd Inkjet printer
JP2009186811A (en) * 2008-02-07 2009-08-20 Toshiba Corp Inkjet system and method for removing air bubble in inkjet nozzle

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