JP2005350548A - Pigment ink and ink set, ink cartridge, recording unit, apparatus for recording image and method for ink-jet recording using the same - Google Patents

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孝一 大角
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Yoshihisa Takizawa
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a pigment ink affording an image maintaining excellent fretting resistance without lowering image density in an ink prepared by using a self-dispersible pigment and to provide an ink set, an ink cartridge, a recording unit, an apparatus for recording the image and a method for ink-jet recording using the pigment ink. <P>SOLUTION: The pigment ink comprises a pigment and is characterized in that the pigment has two kinds of atomic groups of one kind or several kinds of atomic groups represented by structural formula (I), respectively and an atomic group containing at least an alkylene oxide chain on the surface. The ink set, ink cartridge, recording unit, apparatus for recording the image and method for ink-jet recording using the pigment ink are provided. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、水性ボールペン、万年筆、水性サインペン等の筆記具や、サーマルジェット方式やピエゾ方式等のオンデマンドタイプのインクジェットプリンタ用に好適に使用できる顔料インク、インクセット、インクカートリッジ、記録ユニット、画像記録装置及びインクジェット記録方法に関する。   The present invention is a pigment ink, ink set, ink cartridge, recording unit, and image recording that can be suitably used for writing instruments such as water-based ballpoint pens, fountain pens, water-based sign pens, and on-demand type ink jet printers such as thermal jet and piezo methods. The present invention relates to an apparatus and an ink jet recording method.

従来より、優れた発色性や安定性を求められるインクの色材として染料が利用されてきている。しかし、染料は上記長所を有しているものの、形成される画像が、耐水性や耐光性等の堅牢性に劣るという問題を有しており、改善が要求されている。近年、これらの問題点を改良するために、染料の代わりに有機顔料やカーボンブラックを用いた顔料インク(以下、単に「インク」ともいう)が数多く提案されている。   Conventionally, dyes have been used as colorants for inks that require excellent color developability and stability. However, although the dye has the above-mentioned advantages, there is a problem that the formed image is inferior in fastness such as water resistance and light resistance, and improvement is required. In recent years, in order to improve these problems, many pigment inks (hereinafter also simply referred to as “inks”) using organic pigments or carbon black instead of dyes have been proposed.

しかしながら、インクの色材として染料の代わりに有機顔料やカーボンブラックを用いた場合には、形成される画像の耐擦過性(例えば、画像を指で擦る、或いは画像に対してマーカーペンを使用する等した場合に擦れや滲みを起こさない性質)が十分でないという問題がある。この問題を解決するために、樹脂結合タイプの自己分散性顔料等を使用することについての提案がある(例えば、特許文献1参照)。これは、インクジェット記録法において用いられる液媒体と着色剤成分(色材)とを含有する記録媒体液(インク)において、顔料表面の官能基と反応し得る反応性基を有するセグメント(A)と、前記反応性基を実質的に有さずかつセグメント(A)よりも液媒体に対し高い親和性を示すセグメント(B)とを有する重合体を、顔料と加熱して得られる顔料複合ポリマーを、着色剤成分としてインクに含有させる技術である。しかし、この発明で使用されている顔料複合ポリマーにおいては、顔料表面に反応する重合体(セグメント)として特定の官能基を有するものが必要となるため、使用できる重合体が限定される。又、顔料表面にも重合体と反応可能な官能基が必須であり、使用できる顔料の種類も限定されてしまう。又、製造上の問題として、顔料表面と反応性基を有さないセグメントにイオン性を持たせることは難しく、イオン性を有する水分散体を得ることは難しいという問題がある。   However, when an organic pigment or carbon black is used instead of a dye as an ink coloring material, the scratch resistance of the formed image (for example, the image is rubbed with a finger or a marker pen is used for the image) In such a case, there is a problem that the property of not causing rubbing and bleeding is not sufficient. In order to solve this problem, there is a proposal about using a resin-bonded self-dispersing pigment or the like (see, for example, Patent Document 1). This is a segment (A) having a reactive group capable of reacting with a functional group on the pigment surface in a recording medium liquid (ink) containing a liquid medium used in the ink jet recording method and a colorant component (coloring material). A pigment composite polymer obtained by heating a polymer having a segment (B) having substantially no reactive group and having a higher affinity for the liquid medium than the segment (A) with a pigment; In this technique, ink is contained as a colorant component. However, in the pigment composite polymer used in the present invention, a polymer having a specific functional group is required as a polymer (segment) that reacts with the pigment surface, so that usable polymers are limited. In addition, a functional group capable of reacting with the polymer is essential on the pigment surface, and the types of pigments that can be used are limited. Further, as a problem in production, there is a problem that it is difficult to impart ionicity to the pigment surface and a segment having no reactive group, and it is difficult to obtain an aqueous dispersion having ionicity.

又、複数の分子を用いた樹脂結合タイプの自己分散性顔料を使用することについての開示がある(例えば、特許文献2参照)。この樹脂結合タイプの自己分散性顔料は、イオン性を有する水性顔料分散が可能である。これらの樹脂結合タイプの自己分散性顔料を用いることにより、インクの記録ヘッドに対する信頼性は確保できたものの、印字物の耐擦過性については更に改善する余地があった。   Further, there is a disclosure of using a resin-bonded self-dispersing pigment using a plurality of molecules (see, for example, Patent Document 2). This resin-bonded self-dispersible pigment can be dispersed in an aqueous pigment having ionic properties. By using these resin-bonded self-dispersing pigments, although the reliability of the ink for the recording head can be secured, there is room for further improvement in the scratch resistance of the printed matter.

又、耐水性を向上させるためのエステル官能基と分散性を付与する官能基を顔料表面に結合させて、耐水性と分散安定性を両立させる顔料インクについて提案されている(例えば、特許文献3参照)。しかし、このインクを用いて印字された印字物は、耐擦過性については更に改善する余地があった。
インクジェット記録によって印字された画像の耐擦過性を向上させることを目的として、インクの浸透性を高くして記録媒体へ色材を浸透させる方法は、業界における公知技術である。
特開平9−272831号公報 国際公開第01/51566号パンフレット 特開2001−55532公報
Further, a pigment ink has been proposed in which an ester functional group for improving water resistance and a functional group for imparting dispersibility are bonded to the pigment surface to achieve both water resistance and dispersion stability (for example, Patent Document 3). reference). However, printed matter printed using this ink has room for further improvement in scratch resistance.
In order to improve the scratch resistance of an image printed by inkjet recording, a method of increasing the ink permeability and allowing the coloring material to penetrate into the recording medium is a known technique in the industry.
JP-A-9-272831 International Publication No. 01/51566 Pamphlet JP 2001-55532 A

しかしながら、このような浸透性の高いインクとした場合には、印字物の画像濃度が低下するという弊害があることも業界において知られている。
従って、本発明の目的は、自己分散性顔料を用いて作製されたインクにおいて、優れた耐擦過性を維持でき、しかも画像濃度の低下がない画像を得ことができるインクを提供することにある。
However, it is also known in the industry that when such highly penetrating ink is used, there is an adverse effect that the image density of the printed matter is lowered.
Accordingly, an object of the present invention is to provide an ink capable of maintaining an excellent scratch resistance and obtaining an image without a decrease in image density in an ink prepared using a self-dispersing pigment. .

上記の目的は以下の本発明によって達成される。即ち、本発明は、顔料を含有する顔料インクにおいて、該顔料が表面に、下記の構造式(I)で表される原子団の1種若しくは数種及び、少なくともアルキレンオキサイド鎖を含有する原子団の、2種類の原子団を有することを特徴とする顔料インク、該インクを用いたインクセット、インクカートリッジ、記録ユニット、画像記録装置及びインクジェット記録方法である。

Figure 2005350548
(但し、上記式中にあるMは、水素原子、アルカリ金属、アンモニウム又は有機アンモニウムを表わし、R1は、炭素原子数1〜12のアルキル基、置換基を有してもよいフェニル基又は置換基を有してもよいナフチル基を表わす。) The above object is achieved by the present invention described below. That is, the present invention provides a pigment ink containing a pigment, wherein the pigment has, on the surface, one or several atomic groups represented by the following structural formula (I) and an atomic group containing at least an alkylene oxide chain. A pigment ink having two types of atomic groups, an ink set using the ink, an ink cartridge, a recording unit, an image recording apparatus, and an ink jet recording method.
Figure 2005350548
(However, M in the above formula represents a hydrogen atom, an alkali metal, ammonium or organic ammonium, and R 1 is an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an optionally substituted phenyl group or a substituted group. Represents an optionally substituted naphthyl group.)

本発明によれば、特定の構成を有する自己分散型の顔料を色材として使用したインクによって、耐擦過性が向上し、画像濃度の低下がない記録物を得ることができる。   According to the present invention, an ink using a self-dispersing pigment having a specific configuration as a coloring material can improve a scratch resistance and can provide a recorded matter without a decrease in image density.

次に、好ましい実施の形態を挙げて本発明を更に詳細に説明する。本発明にかかるインクは、インク中の顔料が、表面に、特定構造を有する少なくとも2種類の原子団を有することを特徴としている。尚、これら2種類の原子団が、後述するように、特定量及び特定比率で顔料表面に化学的に結合していることがより好ましい。又、これら2種類の原子団が、後述するように、特定量及び特定比率で結合している顔料を使用することがより好ましい。   Next, the present invention will be described in more detail with reference to preferred embodiments. The ink according to the present invention is characterized in that the pigment in the ink has at least two types of atomic groups having a specific structure on the surface. In addition, it is more preferable that these two types of atomic groups are chemically bonded to the pigment surface in a specific amount and a specific ratio, as will be described later. Moreover, it is more preferable to use a pigment in which these two types of atomic groups are bonded in a specific amount and a specific ratio, as will be described later.

先ず、顔料表面に化学的に結合させる特定構造を有する少なくとも2種類の原子団について説明する。1つ目の原子団は、下記に列挙した構造式(I)からなる原子団から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする。   First, at least two types of atomic groups having a specific structure that is chemically bonded to the pigment surface will be described. The first atomic group is characterized in that it is at least one selected from atomic groups consisting of the structural formula (I) listed below.

Figure 2005350548
Figure 2005350548

ここで、上記式中にあるMは、水素原子、アルカリ金属、アンモニウム又は有機アンモニウムを表わし、R1は、炭素原子数1〜12のアルキル基、置換基を有してもよいフェニル基又は置換基を有してもよいナフチル基を表わす。上記アルカリ金属としては、例えば、Li、Na、K、Rb、及びCs等が挙げられる。上記有機アンモニウムとしては、例えば、メチルアンモニウム、ジメチルアンモニウム、トリメチルアンモニウム、エチルアンモニウム、ジエチルアンモニウム、トリエチルアンモニウム、モノヒドロキシメチルアミン、ジヒドロキシメチルアミン、トリヒドロキシメチルアミン、エタノールアンモニウム、ジエタノールアンモニウム、及びトリエタノールアンモニウム等が挙げられる。 Here, M in the above formula represents a hydrogen atom, an alkali metal, ammonium or organic ammonium, and R 1 is an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an optionally substituted phenyl group or a substituted group. A naphthyl group which may have a group; Examples of the alkali metal include Li, Na, K, Rb, and Cs. Examples of the organic ammonium include methylammonium, dimethylammonium, trimethylammonium, ethylammonium, diethylammonium, triethylammonium, monohydroxymethylamine, dihydroxymethylamine, trihydroxymethylamine, ethanolammonium, diethanolammonium, and triethanolammonium. Etc.

2つ目の原子団は、少なくともアルキレンオキサイド鎖を含有することを特徴とする。又、アルキレンオキサイド鎖が、エチレンオキサイド鎖(n=10〜300)であることが好ましい。更に好ましくは、下記構造式(II)で示されるようなエチレンオキサイドユニットを有するものが好ましい。本発明は、勿論、下記構造式(II)で示される原子団に限定されるものではなく、エチレンオキサイドユニットを有するものであれば好適に使用できる。   The second atomic group contains at least an alkylene oxide chain. The alkylene oxide chain is preferably an ethylene oxide chain (n = 10 to 300). More preferably, those having an ethylene oxide unit represented by the following structural formula (II) are preferred. Of course, the present invention is not limited to the atomic group represented by the following structural formula (II), and can be suitably used as long as it has an ethylene oxide unit.

Figure 2005350548
(但し、式中のR2は、水素原子、炭素原子数1〜12のアルキル基、置換基を有してもよいフェニル基又は置換基を有してもよいナフチル基を表わし、n=10〜300を表わす。)
Figure 2005350548
(However, R 2 in the formula represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an optionally substituted phenyl group, or an optionally substituted naphthyl group, and n = 10. Represents ~ 300.)

本発明にかかるインクは、上記に示したような、特定構造を有する少なくとも2種類の原子団を有する顔料を含有することを特徴としている。該顔料は、これらの原子団を有するため、自己分散型の顔料となる。このような構成を有する本発明にかかるインクによれば、普通紙等の記録媒体上に印字された場合でも、優れた耐擦過性を維持したまま、画像濃度の低下がない記録物が得られる。又、別の効果として、長期の保存においても、インクの分散安定性が向上することがあることがわかった。   The ink according to the present invention is characterized by containing a pigment having at least two kinds of atomic groups having a specific structure as described above. Since the pigment has these atomic groups, it becomes a self-dispersing pigment. According to the ink according to the present invention having such a configuration, even when printed on a recording medium such as plain paper, a recorded matter without deterioration in image density can be obtained while maintaining excellent scratch resistance. . As another effect, it has been found that the dispersion stability of the ink may be improved even during long-term storage.

このようなインクが上記したような特性を発揮する詳細なメカニズムは現時点においては明らかでないが、次のように考えている。即ち、インク中では上記構造式(I)で示される原子団によって安定に存在していた顔料粒子が、記録媒体上に印字されると、上記構造式(I)で示される原子団が上記構造式(II)で示される原子団に包み込まれることにより顔料粒子同士の結着力が強まり、この結果、優れた耐擦過性を維持したまま画像濃度の低下がない記録物を得ることができたものと考えている。   Although the detailed mechanism by which such an ink exhibits the above-mentioned characteristics is not clear at present, it is considered as follows. That is, when pigment particles that were stably present in the ink by the atomic group represented by the structural formula (I) are printed on a recording medium, the atomic group represented by the structural formula (I) Encapsulated in the atomic group represented by the formula (II) increases the binding force between the pigment particles, and as a result, a recorded product without deterioration in image density can be obtained while maintaining excellent scratch resistance. I believe.

又、インクの分散安定性に関しては、構造式(I)で示される原子団のイオン性官能基による静電的反発による安定化と、構造式(II)で示される原子団の結合による顔料粒子の水和力の増加、及び高分子鎖による立体障害とにより、顔料粒子の分散性が高まるためであろうと推測される。   As for the dispersion stability of the ink, the pigment particles are stabilized by electrostatic repulsion by the ionic functional group of the atomic group represented by the structural formula (I), and by the bonding of the atomic group represented by the structural formula (II). It is presumed that the dispersibility of the pigment particles is increased due to an increase in the hydration power of the polymer and steric hindrance due to the polymer chain.

次に、上記したような特定構造を有する少なくとも2種類の原子団が、表面に化学的に結合した顔料の作製法について説明する。特に、下記の方法によって作製された顔料は、インクに使用した場合に、上記した効果がより発揮され易い。   Next, a method for producing a pigment in which at least two types of atomic groups having the specific structure as described above are chemically bonded to the surface will be described. In particular, when the pigment produced by the following method is used in ink, the above-described effects are more easily exhibited.

先ず、前記した構造式(I)で表される原子団は、いずれも、アゾカップリング法によりフェニレンを挟んでイオン性官能基を顔料に導入する方法や、通常知られているオゾン処理、プラズマ処理、液相酸化処理等の酸化処理法によって、顔料表面上に導入可能である。しかし、これらの製造方法に限定されるわけではない。   First, all the atomic groups represented by the structural formula (I) described above are a method of introducing an ionic functional group into a pigment by sandwiching phenylene by an azo coupling method, or a conventionally known ozone treatment or plasma. It can be introduced onto the pigment surface by an oxidation treatment method such as treatment or liquid phase oxidation treatment. However, it is not necessarily limited to these manufacturing methods.

又、前記した構造式(II)で表される原子団は、上記のようにして得られる構造式(I)で表される原子団で修飾された顔料表面上を、更に化学修飾することによって導入可能である。具体的には、例えば、−COO(CH2CH2O)n−Hの導入は、構造式(I)で表される原子団として、−COOH、若しくは、−R1−COOHを導入した後に、HO(CH2CH2O)n−Hを通常のエステル化反応によって化学結合させる。この場合、先に述べた方法によって導入した構造式(I)で表される原子団の導入量の一部が、上記構造式で示される原子団に置き換えられることになる。 Further, the atomic group represented by the structural formula (II) is obtained by further chemically modifying the surface of the pigment modified with the atomic group represented by the structural formula (I) obtained as described above. It can be introduced. Specifically, for example, introduction of -COO (CH 2 CH 2 O) n -H as atomic group represented by the structural formula (I), -COOH, or after introducing the -R 1 -COOH , HO (CH 2 CH 2 O) n —H is chemically bonded by a conventional esterification reaction. In this case, a part of the introduction amount of the atomic group represented by the structural formula (I) introduced by the method described above is replaced with the atomic group represented by the structural formula.

又、構造式(II)として示した−OCOCH2(OCH2CH2n−O−R2の導入は、酸性カーボン、若しくは構造式(I)で表される原子団を導入するために酸化処理を行ったカーボン表面上にある水酸基と、R2−O−(CH2CH2O)n−CH2−COOHとを通常のエステル化反応によって化学結合させることで可能である。勿論、構造式(II)で表される原子団の導入法は、上記例に特に限定されるわけではない。 In addition, the introduction of —OCOCH 2 (OCH 2 CH 2 ) n —O—R 2 shown as structural formula (II) is performed by introducing acidic carbon or an atomic group represented by structural formula (I). This is possible by chemically bonding a hydroxyl group on the treated carbon surface and R 2 —O— (CH 2 CH 2 O) n —CH 2 —COOH by a normal esterification reaction. Of course, the method for introducing the atomic group represented by the structural formula (II) is not particularly limited to the above example.

又、本発明で使用する顔料の製造は、例えば、下記に挙げるようなカーボンブラックをベースカーボンとし、その表面に、上記したような原子団を導入することで行うことができる。例えば、ファーネスブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック等のカーボンブラックをいずれも使用することができる。具体的には、例えば、レイヴァン(Raven)7000、レイヴァン5750、レイヴァン5250、レイヴァン5000ULTRA、レイヴァン3500、レイヴァン2000、レイヴァン1500、レイヴァン1250、レイヴァン1200、レイヴァン1190ULTRA−II、レイヴァン1170、レイヴァン1255(以上、コロンビア社製)、ブラックパールズ(Black Pearls)L、リーガル(Regal)400R、リーガル330R、リーガル660R、モウグル(Mogul)L、モナク(Monarch)700、モナク800、モナク880、モナク900、モナク1000、モナク1100、モナク1300、モナク1400、モナク2000、ヴァルカン(Valcan)XC−72R(以上、キャボット社製)、カラーブラック(Color Black)FW1、カラーブラックFW2、カラーブラックFW2V、カラーブラックFW18、カラーブラックFW200、カラーブラックS150、カラーブラックS160、カラーブラックS170、プリンテックス(Printex)35、プリンテックスU、プリンテックスV、プリンテックス140U、プリンテックス140V、スペシャルブラック(Special Black)6、スペシャルブラック5、スペシャルブラック4A、スペシャルブラック4(以上、デグッサ社製)、No.25、No.33、No.40、No.47、No.52、No.900、No.2300、MCF−88、MA600、MA7、MA8、MA100(以上、三菱化学社製)等の市販品を使用することができる。又、本発明のために別途新たに調製されたカーボンブラックを使用することもできる。しかし、本発明は、これらに限定されるものではなく、従来公知のカーボンブラックをいずれも使用することができる。   The pigment used in the present invention can be produced, for example, by using the following carbon black as the base carbon and introducing the above-mentioned atomic groups on the surface thereof. For example, carbon black such as furnace black, lamp black, acetylene black and channel black can be used. Specifically, for example, Raven 7000, Rayvan 5750, Rayvan 5250, Rayvan 5000ULTRA, Rayvan 3500, Rayvan 2000, Rayvan 1500, Rayvan 1250, Rayvan 1200, Rayvan 1190ULTRA-II, Rayvan 1170, Rayvan 1255 (and above) Colombia), Black Pearls L, Regal 400R, Regal 330R, Legal 660R, Mogul L, Monarch 700, Monak 800, Monak 880, Monak 900, Monak 1000, Monak 1100, Monak 1300, Monak 1400, Monak 2000, Valcan XC-72R (above, Bot), Color Black FW1, Color Black FW2, Color Black FW2V, Color Black FW18, Color Black FW200, Color Black S150, Color Black S160, Color Black S170, Printex 35, Printex U, Printex V, Printex 140U, Printex 140V, Special Black 6, Special Black 5, Special Black 4A, Special Black 4 (above, manufactured by Degussa), No. 25, no. 33, no. 40, no. 47, no. 52, no. 900, no. Commercial products such as 2300, MCF-88, MA600, MA7, MA8, MA100 (above, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) can be used. Carbon black newly prepared for the present invention can also be used. However, the present invention is not limited to these, and any conventionally known carbon black can be used.

以下に、本発明にかかるインクに使用する他の構成成分について説明する。
[水性媒体]
本発明で使用することのできる水性媒体の例としては、例えば、水、或いは水と水溶性有機溶剤との混合溶媒が挙げられる。水溶性有機溶媒としては、インクの乾燥防止効果を有するものが特に好ましい。具体的な水溶性有機溶媒としては、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコール、sec−ブチルアルコール、tert−ブチルアルコール等の炭素数1〜4のアルキルアルコール類;ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド類;アセトン、ジアセトンアルコール等のケトン又はケトアルコール類;テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類;ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリアルキレングリコール類;エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2,6−ヘキサントリオール、チオジグリコール、ヘキシレングリコール、ジエチレングリコール等のアルキレン基が2〜6個の炭素原子を含むアルキレングリコール類;ポリエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート等の低級アルキルエーテルアセテート;グリセリン;エチレングリコールモノメチル(又はエチル)エーテル、ジエチレングリコールメチル(又はエチル)エーテル、トリエチレングリコールモノメチル(又はエチル)エーテル等の多価アルコールの低級アルキルエーテル類;N−メチル−2−ピロリドン、2−ピロリドン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン等が挙げられる。上記の如き水溶性有機溶剤は、単独でも或いは混合物としても使用することができる。又、水としては、脱イオン水を使用することが望ましい。
Hereinafter, other components used in the ink according to the present invention will be described.
[Aqueous medium]
Examples of the aqueous medium that can be used in the present invention include water or a mixed solvent of water and a water-soluble organic solvent. As the water-soluble organic solvent, those having an ink drying preventing effect are particularly preferable. Specific examples of the water-soluble organic solvent include alkyl alcohols having 1 to 4 carbon atoms such as methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol, sec-butyl alcohol, and tert-butyl alcohol. Amides such as dimethylformamide and dimethylacetamide; ketones or ketoalcohols such as acetone and diacetone alcohol; ethers such as tetrahydrofuran and dioxane; polyalkylene glycols such as polyethylene glycol and polypropylene glycol; ethylene glycol and propylene glycol , Butylene glycol, triethylene glycol, 1,2,6-hexanetriol, thiodiglycol, hexylene glycol, diethylene glycol, etc. Alkylene glycols having 2 to 6 carbon atoms in the alkylene group; lower alkyl ether acetates such as polyethylene glycol monomethyl ether acetate; glycerin; ethylene glycol monomethyl (or ethyl) ether, diethylene glycol methyl (or ethyl) ether, triethylene glycol Lower alkyl ethers of polyhydric alcohols such as monomethyl (or ethyl) ether; N-methyl-2-pyrrolidone, 2-pyrrolidone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone and the like. The above water-soluble organic solvents can be used alone or as a mixture. As the water, it is desirable to use deionized water.

本発明にかかるインク中の上記に挙げたような水溶性有機溶剤の含有量は特に限定されないが、インク全質量に対して、3〜50質量%の範囲が好適である。又、インクに含有される水の量は、インク全質量に対して50〜95質量%の範囲とすることが好ましい。   The content of the water-soluble organic solvent as mentioned above in the ink according to the present invention is not particularly limited, but is preferably in the range of 3 to 50% by mass with respect to the total mass of the ink. The amount of water contained in the ink is preferably in the range of 50 to 95% by mass with respect to the total mass of the ink.

又、インクの保湿性維持のために、その他、尿素、尿素誘導体、エチレン尿素、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン等の保湿性固形分をインク成分として用いてもよい。尿素、尿素誘導体、トリメチロールプロパン等の、保湿性固形分のインク中の含有量は、一般には、インクに対して0.1〜20.0質量%の範囲が好ましく、より好ましくは3.0〜10.0質量%の範囲である。   In addition, in order to maintain the moisture retention of the ink, other moisture retention solids such as urea, urea derivatives, ethylene urea, trimethylolpropane, trimethylolethane may be used as the ink component. The content of moisturizing solids such as urea, urea derivatives, and trimethylolpropane in the ink is generally preferably in the range of 0.1 to 20.0% by weight, more preferably 3.0. It is the range of-10.0 mass%.

更に、本発明にかかるインクには、上記成分以外にも必要に応じて、界面活性剤、pH調整剤、防錆剤、防腐剤、防黴剤、酸化防止剤、還元防止剤、蒸発促進剤、キレート化剤等の、種々の添加剤を含有させてもよい。   Furthermore, in addition to the above components, the ink according to the present invention includes a surfactant, a pH adjuster, a rust inhibitor, an antiseptic, an antifungal agent, an antioxidant, an anti-reduction agent, and an evaporation accelerator as necessary. Various additives such as chelating agents may be contained.

上記したような構成を有する本発明にかかるインクは、筆記具用インクや、インクジェット用インクに用いることができる。インクジェット記録方法としては、インクに力学的エネルギーを作用させ、液滴を吐出する記録方法、及びインクに熱エネルギーを加えてインクの発泡により液滴を吐出するバブルジェット(登録商標)記録方法があるが、本発明のインクは、これらの記録方法に特に好適である。   The ink according to the present invention having the above-described configuration can be used for writing instrument ink and inkjet ink. As an ink jet recording method, there are a recording method in which mechanical energy is applied to ink to eject droplets, and a bubble jet (registered trademark) recording method in which thermal energy is applied to ink and ink droplets are ejected by foaming of the ink. However, the ink of the present invention is particularly suitable for these recording methods.

ところで、本発明にかかるインクを、上記したようなインクジェット記録に用いる場合には、インクジェット記録ヘッドから良好に吐出される特性を有するインクとすることが好ましい。このため、インクジェット記録ヘッドからの吐出性という観点からは、インクの特性が、例えば、その粘度が1〜15mPa・s、表面張力が25mN/m以上、更には、粘度が1〜5mPa・s、表面張力が25〜50mN/mとすることが好ましい。   By the way, when the ink according to the present invention is used for the ink jet recording as described above, it is preferable that the ink has a characteristic of being ejected well from the ink jet recording head. For this reason, from the viewpoint of ejectability from the ink jet recording head, the ink characteristics are, for example, a viscosity of 1 to 15 mPa · s, a surface tension of 25 mN / m or more, and a viscosity of 1 to 5 mPa · s. The surface tension is preferably 25 to 50 mN / m.

以上のような構成を有する本発明のインクは、インクジェット記録に用いられる際に、特に効果的である。インクジェット記録方法としては、インクに力学的エネルギーを作用させてインクを吐出する記録方法、及びインクに熱エネルギーを加えてインクの発泡によりインクを吐出するインクジェット記録方法があるが、それらのインクジェット記録方法に、本発明の顔料インクは特に好適である。   The ink of the present invention having the above-described configuration is particularly effective when used for inkjet recording. As the ink jet recording method, there are a recording method for ejecting ink by applying mechanical energy to the ink, and an ink jet recording method for ejecting ink by foaming of the ink by applying thermal energy to the ink. In particular, the pigment ink of the present invention is particularly suitable.

[記録方法、記録ユニット、インクカートリッジ及び記録装置]
次に、上記した本発明にかかるインクを用いて記録を行う場合に好適なインクジェット記録装置の一例について以下に説明する。先ず、図1及び図2に、熱エネルギーを利用したインクジェット記録装置の主要部であるヘッド構成の一例を示す。図1は、インク流路に沿ったヘッド13の断面図であり、図2は図1のA−B線での切断面図である。ヘッド13は、インクを通す流路(ノズル)14を有するガラス、セラミック、シリコン又はプラスチック板等と、発熱素子基板15とを接着して得られる。発熱素子基板15は、酸化シリコン、窒化シリコン、炭化シリコン等で形成される保護層16、アルミニウム、金、アルミニウム−銅合金等で形成される電極17−1及び17−2、HfB2、TaN、TaAl等の高融点材料から形成される発熱抵抗体層18、熱酸化シリコン、酸化アルミニウム等で形成される蓄熱層19、シリコン、アルミニウム、窒化アルミニウム等の放熱性のよい材料で形成される基板20よりなっている。
[Recording method, recording unit, ink cartridge, and recording apparatus]
Next, an example of an ink jet recording apparatus suitable for recording using the ink according to the present invention will be described below. First, FIG. 1 and FIG. 2 show an example of a head configuration which is a main part of an ink jet recording apparatus using thermal energy. FIG. 1 is a cross-sectional view of the head 13 along the ink flow path, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AB in FIG. The head 13 is obtained by adhering a heating element substrate 15 and a glass, ceramic, silicon or plastic plate having a flow path (nozzle) 14 through which ink passes. The heating element substrate 15 includes a protective layer 16 formed of silicon oxide, silicon nitride, silicon carbide, etc., electrodes 17-1 and 17-2 formed of aluminum, gold, aluminum-copper alloy, HfB 2 , TaN, A heating resistor layer 18 formed of a high melting point material such as TaAl, a heat storage layer 19 formed of thermal silicon oxide, aluminum oxide, or the like, and a substrate 20 formed of a material with good heat dissipation such as silicon, aluminum, or aluminum nitride. It has become more.

上記ヘッド13の電極17−1及び17−2にパルス状の電気信号が印加されると、発熱素子基板15のnで示される領域が急速に発熱し、この表面に接しているインク21に気泡が発生し、その圧力でメニスカス23が突出し、インク21がヘッドのノズル14を通して吐出し、吐出オリフィス22よりインク小滴24となり、被記録材25に向かって飛翔する。図3には、図1に示したヘッドを多数並べたマルチヘッドの一例の外観図を示す。このマルチヘッドは、マルチノズル26を有するガラス板27と、図1に説明したものと同じような発熱ヘッド28を接着して作られている。   When a pulsed electric signal is applied to the electrodes 17-1 and 17-2 of the head 13, the region indicated by n of the heating element substrate 15 rapidly generates heat, and bubbles are generated in the ink 21 in contact with the surface. The pressure causes the meniscus 23 to protrude, and the ink 21 is ejected through the nozzles 14 of the head to form ink droplets 24 from the ejection orifices 22 and fly toward the recording material 25. FIG. 3 shows an external view of an example of a multi-head in which a large number of heads shown in FIG. 1 are arranged. This multi-head is made by adhering a glass plate 27 having multi-nozzles 26 and a heating head 28 similar to that described in FIG.

図4に、このヘッドを組み込んだインクジェット記録装置の一例を示す。図4において、61はワイピング部材としてのブレードであり、その一端はブレード保持部材によって保持固定されており、カンチレバーの形態をなす。ブレード61は記録ヘッド65による記録領域に隣接した位置に配置され、又、図示した例の場合、記録ヘッド65の移動経路中に突出した形態で保持される。   FIG. 4 shows an example of an ink jet recording apparatus incorporating this head. In FIG. 4, reference numeral 61 denotes a blade as a wiping member, one end of which is held and fixed by a blade holding member, and forms a cantilever. The blade 61 is disposed at a position adjacent to the recording area by the recording head 65, and in the illustrated example, is held in a form protruding in the moving path of the recording head 65.

62は記録ヘッド65の突出口面のキャップであり、ブレード61に隣接するホームポジションに配置され、記録ヘッド65の移動方向と垂直な方向に移動して、インク吐出口面と当接し、キャッピングを行う構成を備える。更に、63はブレード61に隣接して設けられるインク吸収体であり、ブレード61と同様、記録ヘッド65の移動経路中に突出した形態で保持される。上記ブレード61、キャップ62及びインク吸収体63によって吐出回復部64が構成され、ブレード61及びインク吸収体63によって吐出口面に水分、塵埃等の除去が行われる。   Reference numeral 62 denotes a cap on the projection port surface of the recording head 65, which is disposed at a home position adjacent to the blade 61, moves in a direction perpendicular to the moving direction of the recording head 65, contacts the ink ejection port surface, and performs capping. The structure to perform is provided. Further, reference numeral 63 denotes an ink absorber provided adjacent to the blade 61 and, like the blade 61, is held in a form protruding in the moving path of the recording head 65. The blade 61, the cap 62, and the ink absorber 63 constitute an ejection recovery unit 64, and the blade 61 and the ink absorber 63 remove moisture, dust, and the like from the ejection port surface.

65は、吐出エネルギー発生手段を有し、吐出口を配した吐出口面に対向する被記録材にインクを吐出して記録を行う記録ヘッド、66は記録ヘッド65を搭載して記録ヘッド65の移動を行うためのキャリッジである。キャリッジ66はガイド軸67と摺動可能に係合し、キャリッジ66の一部はモーター68によって駆動されるベルト69と接続(不図示)している。これによりキャリッジ66はガイド軸67に沿った移動が可能となり、記録ヘッド65による記録領域及びその隣接した領域の移動が可能となる。   Reference numeral 65 denotes a recording head which has discharge energy generating means and performs recording by discharging ink onto a recording material facing the discharge port surface on which the discharge port is arranged. Reference numeral 66 denotes a recording head mounted with the recording head 65. It is a carriage for moving. The carriage 66 is slidably engaged with the guide shaft 67, and a part of the carriage 66 is connected to a belt 69 (not shown) driven by a motor 68. As a result, the carriage 66 can move along the guide shaft 67, and the recording area and its adjacent area can be moved by the recording head 65.

51は被記録材を挿入するための紙給部、52は不図示のモーターにより駆動される紙送りローラーである。これらの構成により記録ヘッド65の吐出口面と対向する位置へ被記録材が給紙され、記録の進行につれて排紙ローラー53を配した排紙部へ排紙される。以上の構成において記録ヘッド65が記録終了してホームポジションへ戻る際、吐出回復部64のキャップ62は記録ヘッド65の移動経路から退避しているが、ブレード61は移動経路中に突出している。その結果、記録ヘッド65の吐出口がワイピングされる。   51 is a paper feeding unit for inserting a recording material, and 52 is a paper feed roller driven by a motor (not shown). With these configurations, the recording material is fed to a position facing the ejection opening surface of the recording head 65, and is discharged to a paper discharge portion provided with a paper discharge roller 53 as recording progresses. In the above configuration, when the recording head 65 finishes recording and returns to the home position, the cap 62 of the ejection recovery unit 64 is retracted from the moving path of the recording head 65, but the blade 61 protrudes into the moving path. As a result, the ejection port of the recording head 65 is wiped.

尚、キャップ62が記録ヘッド65の吐出面に当接してキャッピングを行う場合、キャップ62は記録ヘッドの移動経路中に突出するように移動する。記録ヘッド65がホームポジションから記録開始位置へ移動する場合、キャップ62及びブレード61は上記したワイピングの時の位置と同一の位置にある。この結果、この移動においても記録ヘッド65の吐出口面はワイピングされる。上述の記録ヘッドのホームポジションへの移動は、記録終了時や吐出回復時ばかりでなく、記録ヘッドが記録のために記録領域を移動する間に所定の間隔で記録領域に隣接したホームポジションへ移動し、この移動に伴って上記ワイピングが行われる。   When the cap 62 is in contact with the ejection surface of the recording head 65 to perform capping, the cap 62 moves so as to protrude into the moving path of the recording head. When the recording head 65 moves from the home position to the recording start position, the cap 62 and the blade 61 are at the same position as that at the time of wiping described above. As a result, the ejection port surface of the recording head 65 is wiped even during this movement. The above-mentioned movement of the recording head to the home position is not only at the end of recording or at the time of ejection recovery, but also to the home position adjacent to the recording area at a predetermined interval while the recording head moves the recording area for recording. Then, the wiping is performed with this movement.

図5は、記録ヘッドにインク供給部材、例えば、チューブを介して供給されるインクを収容したインクカートリッジ45の一例を示す図である。ここで40は供給用インクを収納したインク収容部、例えば、インク袋であり、その先端にはゴム製の栓42が設けられている。この栓42に針(不図示)を挿入することにより、インク袋40中のインクをヘッドに供給可能にする。44は廃インクを受容するインク吸収体である。インク収容部としてはインクとの接液面がポリオレフィン、特にポリエチレンで形成されているものが好ましい。   FIG. 5 is a diagram illustrating an example of an ink cartridge 45 that contains ink supplied to the recording head via an ink supply member, for example, a tube. Here, reference numeral 40 denotes an ink container, for example, an ink bag, in which supply ink is stored, and a rubber plug 42 is provided at the tip thereof. By inserting a needle (not shown) into the stopper 42, the ink in the ink bag 40 can be supplied to the head. An ink absorber 44 receives waste ink. The ink container preferably has a liquid contact surface made of polyolefin, particularly polyethylene.

本発明で使用されるインクジェット記録装置としては、上述のようにヘッドとインクカートリッジとが別体となったものに限らず、図6に示すようなそれらが一体になったものにも好適に用いられる。図6において、70は記録ユニットであり、この中にはインクを収容したインク収容部、例えば、インク吸収体が収納されており、かかるインク吸収体中のインクが複数オリフィスを有するヘッド部71からインク滴として吐出される構成になっている。インク吸収体の材料としてはポリウレタンを用いることが本発明にとって好ましい。又、インク吸収体を用いず、インク収容部が内部にバネ等を仕込んだインク袋であるような構造でもよい。72はカートリッジ内部を大気に連通させるための大気連通口である。この記録ユニット70は図4に示す記録ヘッド65に換えて用いられるものであって、キャリッジ66に対して着脱自在になっている。   The ink jet recording apparatus used in the present invention is not limited to the one in which the head and the ink cartridge are separated as described above, but is preferably used in an apparatus in which they are integrated as shown in FIG. It is done. In FIG. 6, reference numeral 70 denotes a recording unit, in which an ink storage portion that stores ink, for example, an ink absorber is stored, and the ink in the ink absorber from the head portion 71 having a plurality of orifices. It is configured to be ejected as ink droplets. It is preferable for the present invention to use polyurethane as the material of the ink absorber. Alternatively, a structure may be used in which the ink container is an ink bag with a spring or the like inside without using an ink absorber. Reference numeral 72 denotes an atmosphere communication port for communicating the inside of the cartridge with the atmosphere. The recording unit 70 is used in place of the recording head 65 shown in FIG. 4 and is detachable from the carriage 66.

次に、力学的エネルギーを利用したインクジェット記録装置の好ましい一例としては、複数のノズルを有するノズル形成基板と、ノズルに対向して配置される圧電材料と導電材料からなる圧力発生素子と、この圧力発生素子の周囲を満たすインクを備え、印加電圧により圧力発生素子を変位させ、インクの小液滴をノズルから吐出させるオンデマンドインクジェット記録ヘッドを挙げることができる。その記録装置の主要部である記録ヘッドの構成の一例を図7に示す。   Next, as a preferable example of an ink jet recording apparatus using mechanical energy, a nozzle forming substrate having a plurality of nozzles, a pressure generating element made of a piezoelectric material and a conductive material disposed opposite to the nozzles, and the pressure An on-demand ink jet recording head that includes ink that fills the periphery of the generating element, displaces the pressure generating element by an applied voltage, and discharges a small droplet of ink from a nozzle can be exemplified. An example of the configuration of a recording head which is a main part of the recording apparatus is shown in FIG.

ヘッドは、インク室(不図示)に連通したインク流路80と、所望の体積のインク滴を吐出するためのオリフィスプレート81と、インクに直接圧力を作用させる振動板82と、この振動板82に接合され、電気信号により変位する圧電素子83と、オリフィスプレート81、振動板82等を支持固定するための基板84とから構成されている。   The head includes an ink flow path 80 communicating with an ink chamber (not shown), an orifice plate 81 for ejecting ink droplets of a desired volume, a vibration plate 82 that directly applies pressure to ink, and the vibration plate 82. And a substrate 84 for supporting and fixing the orifice plate 81, the diaphragm 82 and the like.

図7において、インク流路80は、感光性樹脂等で形成され、オリフィスプレート81は、ステンレス、ニッケル等の金属を電鋳やプレス加工による穴あけ等により吐出口85が形成され、振動板82はステンレス、ニッケル、チタン等の金属フィルム及び高弾性樹脂フィルム等で形成され、圧電素子83は、チタン酸バリウム、PZT等の誘電体材料で形成される。以上のような構成の記録ヘッドは、圧電素子83にパルス状の電圧を与え、歪み応力を発生させ、そのエネルギーが圧電素子83に接合された振動板を変形させ、インク流路80内のインクを垂直に加圧しインク滴(不図示)をオリフィスプレート81の吐出口85より吐出して記録を行うように動作する。このような記録ヘッドは、図4に示したものと同様なインクジェット記録装置に組み込んで使用される。インクジェット記録装置の細部の動作は、先述と同様に行うもので差しつかえない。   In FIG. 7, an ink flow path 80 is formed of a photosensitive resin or the like, an orifice plate 81 has a discharge port 85 formed by electroforming or punching a metal such as stainless steel or nickel, and the vibration plate 82 is The piezoelectric element 83 is formed of a dielectric material such as barium titanate or PZT. The piezoelectric element 83 is formed of a metal film such as stainless steel, nickel, or titanium and a highly elastic resin film. The recording head configured as described above applies a pulsed voltage to the piezoelectric element 83 to generate a distortion stress, and the energy deforms the vibration plate bonded to the piezoelectric element 83, so that the ink in the ink flow path 80 is obtained. Is pressed vertically and ink droplets (not shown) are ejected from the ejection ports 85 of the orifice plate 81 to perform recording. Such a recording head is used by being incorporated in an ink jet recording apparatus similar to that shown in FIG. The detailed operation of the ink jet recording apparatus can be performed in the same manner as described above.

以下、実施例及び比較例を用いて本発明を更に具体的に説明する。尚、以下の記載で、「部」、「%」とあるものは特に断らない限り質量基準である。先ず、以下のようにして顔料分散体1〜4を作製し、次に、得られた各顔料分散体を用いて、実施例1〜3及び比較例1の各インクを作製した。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples and Comparative Examples. In the following description, “parts” and “%” are based on mass unless otherwise specified. First, pigment dispersions 1 to 4 were prepared as follows, and then inks of Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 were prepared using the obtained pigment dispersions.

(顔料分散体1)
表面積が230m2/gでDBP吸油量が70ml/100gのカーボンブラックをベースカーボンに用いて、通常の次亜塩素酸ソーダを用いた液相酸化処理を行い、カーボンブラックの表面にカルボキシル基が結合されたアニオン性の自己分散型カーボンブラックを得た。次に、このカーボンブラックの表面上のカルボキシル基の一部と、ポリエチレングリコールHO(CH2CH2O)n−H(n=150)を通常のエステル化反応によって化学結合させた。そして、カルボキシル基と、−COO(CH2CH2O)n−H(n=150)基とが、カーボンブラック表面上に化学結合した顔料分散体1(顔料分10質量%)を得た。
(Pigment dispersion 1)
Carbon black with a surface area of 230 m 2 / g and DBP oil absorption of 70 ml / 100 g is used as the base carbon, and liquid phase oxidation is performed using ordinary sodium hypochlorite to bond carboxyl groups to the surface of the carbon black. An anionic self-dispersing carbon black was obtained. Next, a part of the carboxyl group on the surface of the carbon black was chemically bonded to polyethylene glycol HO (CH 2 CH 2 O) n —H (n = 150) by a normal esterification reaction. Then, to obtain a carboxyl group, -COO (CH 2 CH 2 O ) n -H (n = 150) and the group, the pigment dispersion 1 was chemically bonded on the carbon black surface (pigment content 10 wt%).

(顔料分散体2)
市販の酸性カーボンブラック10gと、p−アミノ−N−ベンゼンスルホン酸4gとを水72gによく混合した後、これに硝酸1.62gを滴下して70℃で撹拌した。数分後、5gの水に1.1gの亜硝酸ナトリウムを溶かした溶液を加え、更に1時間撹拌した。得られたスラリーを東洋濾紙No.2(アドバンティス社製)で濾過して、顔料粒子を充分に水洗し、下記式で表したように、表面に、フェニル基を介して親水性基であるスルホン酸基が結合したアニオン性に帯電した自己分散型カーボンブラックを得た。

Figure 2005350548
(Pigment dispersion 2)
10 g of commercially available acidic carbon black and 4 g of p-amino-N-benzenesulfonic acid were mixed well with 72 g of water, and then 1.62 g of nitric acid was added dropwise thereto and stirred at 70 ° C. Several minutes later, a solution of 1.1 g of sodium nitrite dissolved in 5 g of water was added, and the mixture was further stirred for 1 hour. The obtained slurry was Toyo Filter Paper No. 2 (manufactured by Advantis), the pigment particles were washed thoroughly with water, and as shown in the following formula, the surface was anionic with a sulfonic acid group which is a hydrophilic group bonded via a phenyl group. A charged self-dispersing carbon black was obtained.
Figure 2005350548

次に、この自己分散型カーボンブラックの表面上に存在している水酸基と、C25−O−(CH2CH2O)n−CH2−COOH(n=100)とを通常のエステル化反応によって化学結合させた。こうして、カーボンブラックの表面上に、フェニル基を介して結合したスルホン酸基と、−OCOCH2(OCH2CH2n−O−C25基(n=100)が表面上に化学結合した顔料分散体2(顔料分10質量%)を得た。 Next, a hydroxyl group present on the surface of the self-dispersing carbon black and C 2 H 5 —O— (CH 2 CH 2 O) n —CH 2 —COOH (n = 100) are converted into ordinary esters. Chemical bonding was performed by a chemical reaction. Thus, a sulfonic acid group bonded via a phenyl group and a —OCOCH 2 (OCH 2 CH 2 ) n —O—C 2 H 5 group (n = 100) are chemically bonded on the surface of the carbon black. Pigment dispersion 2 (pigment content 10 mass%) was obtained.

(顔料分散体3)
市販の酸性カーボンブラック10gと、3−アミノ−N−エチルピリジニウムブロマイド3.06gとを水72gによく混合した後、これに硝酸1.62gを滴下して70℃で撹拌した。数分後、水5gに1.07gの亜硝酸ナトリウムを溶かした溶液を加え、更に1時間撹拌した。得られたスラリーを東洋濾紙No.2(アドバンティス社製)で濾過し、顔料粒子を充分に水洗し、下記式で表した親水性基が、表面に直接結合したカチオン性に帯電した自己分散型カーボンブラックを得た。

Figure 2005350548
(Pigment dispersion 3)
10 g of commercially available acidic carbon black and 3.06 g of 3-amino-N-ethylpyridinium bromide were mixed well with 72 g of water, and then 1.62 g of nitric acid was added dropwise thereto and stirred at 70 ° C. Several minutes later, a solution of 1.07 g of sodium nitrite dissolved in 5 g of water was added, and the mixture was further stirred for 1 hour. The obtained slurry was Toyo Filter Paper No. 2 (manufactured by Advantis), the pigment particles were sufficiently washed with water, and a cationically charged self-dispersing carbon black in which the hydrophilic group represented by the following formula was directly bonded to the surface was obtained.
Figure 2005350548

次に、この自己分散型カーボンブラックの表面上に存在している水酸基と、C613−O−(CH2CH2O)n−CH2−COOH(n=70)とを通常のエステル化反応によって化学結合させた。こうして上記式で表した親水性基と、−OCOCH2(OCH2CH2n−O−C613基(n=70)とが表面上に化学結合した顔料分散体3(顔料分10質量%)を得た。 Next, a hydroxyl group present on the surface of the self-dispersing carbon black and C 6 H 13 —O— (CH 2 CH 2 O) n —CH 2 —COOH (n = 70) are converted into ordinary esters. Chemical bonding was performed by a chemical reaction. Thus, the pigment dispersion 3 (pigment content 10) in which the hydrophilic group represented by the above formula and the —OCOCH 2 (OCH 2 CH 2 ) n —O—C 6 H 13 group (n = 70) were chemically bonded on the surface. Mass%).

(顔料分散体4)
表面積が230m2/gでDBP吸油量が70ml/100gのカーボンブラックを用いて通常の次亜塩素酸ソーダを用いた液相酸化処理を行い、カーボンブラックの表面にカルボキシル基が結合されたアニオン性の自己分散型顔料分散体(顔料分10質量%)を得た。
(Pigment dispersion 4)
An anionic property in which a carbon black having a surface area of 230 m 2 / g and a DBP oil absorption of 70 ml / 100 g is subjected to liquid phase oxidation using ordinary sodium hypochlorite, and a carboxyl group is bonded to the surface of the carbon black. Self-dispersing pigment dispersion (pigment content 10% by mass) was obtained.

(実施例1〜3及び比較例1のインクの作製)
上記で得た各顔料分散体と下記に示す他成分を混合し、よく攪拌した後に、ポアサイズ1.0μmのメンブレンフィルターで濾過し、実施例1〜3及び比較例1の各インクを得た。各実施例及び比較例で用いた顔料分散体は、下記表1の通りである。
(Preparation of inks of Examples 1 to 3 and Comparative Example 1)
Each pigment dispersion obtained above and the other components shown below were mixed and stirred well, and then filtered through a membrane filter having a pore size of 1.0 μm to obtain inks of Examples 1 to 3 and Comparative Example 1. The pigment dispersion used in each example and comparative example is as shown in Table 1 below.

(インク組成)
・各顔料分散体(10質量%) 40部
・グリセリン 8部
・エチレングリコール 8部
・アセチレノールE100(商品名、川研ファインケ
ミカル社) 0.05部
・純水 残部
(Ink composition)
・ Each pigment dispersion (10 mass%) 40 parts ・ Glycerin 8 parts ・ Ethylene glycol 8 parts ・ Acetylenol E100 (trade name, Kawaken Fine Chemical Co., Ltd.) 0.05 parts ・ Pure water remaining

Figure 2005350548
Figure 2005350548

<評価>
インクジェット記録装置(商品名、BJS−700、キヤノン製)を用い、該インクカートリッジのブラックインク側に、実施例1〜3及び比較例1の各インクを注入し、画像を出力した。得られた記録物について、以下の方法及び基準で評価を行った。表2に評価結果をまとめて示した。
<Evaluation>
Using an ink jet recording apparatus (trade name, BJS-700, manufactured by Canon), each ink of Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 was injected into the black ink side of the ink cartridge, and an image was output. The obtained recorded matter was evaluated by the following methods and criteria. Table 2 summarizes the evaluation results.

(印字汚れ耐擦過性)
実施例1〜3及び比較例1の各インクを、9種類の普通紙に印字を行い、得られた画像を1日放置した後、印字部分を、シルボン紙に40g/cm2の加重で5回擦り、擦り部分付近の汚れを目視にて観察して、以下の方法及び基準で評価した。普通紙には、キヤノン製PPC用紙NSK、キヤノン製PPC用紙NDK、キヤノン製普通紙SW101、キヤノン製普通紙ブリリアントホワイトペーパー、普通紙Canon−OFFICE、ゼロックス社製普通紙XEROX4200、ヒューレットパッカード(HP)社製普通紙HPブライトホワイトペーパー、普通紙シュタインバイス、普通紙ハンマーミルジェットプリントの、9紙を使用した。
○:半分以上の紙で汚れが目立たない。
×:全ての紙で汚れが目立つ。
(Print stain scratch resistance)
Each of the inks of Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 was printed on nine types of plain paper, and the obtained image was left for 1 day, and then the printed portion was printed on Sylbon paper at a weight of 40 g / cm 2. The rubbing and rubbing around the rubbing part were visually observed and evaluated by the following methods and standards. For plain paper, Canon PPC paper NSK, Canon PPC paper NDK, Canon plain paper SW101, Canon plain paper brilliant white paper, plain paper Canon-OFFICE, Xerox plain paper XEROX 4200, Hewlett Packard (HP) Nine papers made of plain paper HP bright white paper, plain paper Stein vice, plain paper hammer mill jet print were used.
○: Dirt is not noticeable with more than half of the paper.
X: Dirt is noticeable on all papers.

Figure 2005350548
Figure 2005350548

インクジェット記録装置ヘッドの縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of an inkjet recording device head. インクジェット記録装置ヘッドの横断面図である。It is a cross-sectional view of an inkjet recording apparatus head. 図1に示したヘッドをマルチ化したヘッドの外観斜視図である。FIG. 2 is an external perspective view of a head in which the head shown in FIG. インクジェット記録装置の一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of an inkjet recording device. インクカートリッジの縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of an ink cartridge. 記録ユニットの一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of a recording unit. 記録ヘッドの構成の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a configuration of a recording head.

符号の説明Explanation of symbols

13:ヘッド
14:インクノズル
15:発熱素子基板
16:保護層
17−1、17−2:電極
18:発熱抵抗体層
19:蓄熱層
20:基板
21:インク
22:吐出オリフィス(微細孔)
23:メニスカス
24:インク滴
25:被記録材
26:マルチノズル
27:ガラス板
28:発熱ヘッド
40:インク袋
42:栓
44:インク吸収体
45:インクカートリッジ
51:給紙部
52:紙送りローラー
53:排紙ローラー
61:ブレード
62:キャップ
63:インク吸収体
64:吐出回復部
65:記録ヘッド
66:キャリッジ
67:ガイド軸
68:モーター
69:ベルト
70:記録ユニット
71:ヘッド部
72:大気連通口
80:インク流路
81:オリフィスプレート
82:振動板
83:圧電素子
84:基板
85:吐出口
13: head 14: ink nozzle 15: heating element substrate 16: protective layer 17-1, 17-2: electrode 18: heating resistor layer 19: heat storage layer 20: substrate 21: ink 22: discharge orifice (micropore)
23: Meniscus 24: Ink droplet 25: Recording material 26: Multi-nozzle 27: Glass plate 28: Heat generating head 40: Ink bag 42: Plug 44: Ink absorber 45: Ink cartridge 51: Paper feed unit 52: Paper feed roller 53: Discharge roller 61: Blade 62: Cap 63: Ink absorber 64: Discharge recovery unit 65: Recording head 66: Carriage 67: Guide shaft 68: Motor 69: Belt 70: Recording unit 71: Head unit 72: Atmospheric communication Port 80: Ink channel 81: Orifice plate 82: Vibration plate 83: Piezoelectric element 84: Substrate 85: Ejection port

Claims (12)

顔料を含有する顔料インクにおいて、該顔料が表面に、下記の構造式(I)で表される原子団の1種若しくは数種及び、少なくともアルキレンオキサイド鎖を含有する原子団の、2種類の原子団を有することを特徴とする顔料インク。
Figure 2005350548
(但し、上記式中にあるMは、水素原子、アルカリ金属、アンモニウム又は有機アンモニウムを表わし、R1は、炭素原子数1〜12のアルキル基、置換基を有してもよいフェニル基又は置換基を有してもよいナフチル基を表わす。)
In the pigment ink containing a pigment, the pigment has two kinds of atoms on the surface, one or several kinds of atomic groups represented by the following structural formula (I) and an atomic group containing at least an alkylene oxide chain A pigment ink characterized by having a group.
Figure 2005350548
(However, M in the above formula represents a hydrogen atom, an alkali metal, ammonium or organic ammonium, and R 1 is an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an optionally substituted phenyl group or a substituted group. Represents an optionally substituted naphthyl group.)
アルキレンオキサイド鎖が、エチレンオキサイド鎖(n=10〜300)である請求項1に記載の顔料インク。   The pigment ink according to claim 1, wherein the alkylene oxide chain is an ethylene oxide chain (n = 10 to 300). アルキレンオキサイド鎖を含有する原子団が、下記の構造式(II)で表わされる原子団のいずれかである請求項1に記載の顔料インク。
Figure 2005350548
(但し、式中のR2は、水素原子、炭素原子数1〜12のアルキル基、置換基を有してもよいフェニル基又は置換基を有してもよいナフチル基を表わし、n=10〜300を表わす。)
The pigment ink according to claim 1, wherein the atomic group containing an alkylene oxide chain is any one of the atomic groups represented by the following structural formula (II).
Figure 2005350548
(However, R 2 in the formula represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an optionally substituted phenyl group, or an optionally substituted naphthyl group, and n = 10. Represents ~ 300.)
顔料が、カーボンブラックである請求項1乃至3のいずれか1項に記載の顔料インク。   The pigment ink according to any one of claims 1 to 3, wherein the pigment is carbon black. ブラック用、イエロー用、マゼンタ用及びシアン用インクを有するカラー記録用インクセットにおいて、少なくとも1種のインクが、請求項1乃至3のいずれか1項に記載のインクであることを特徴とするインクセット。   The color recording ink set having black, yellow, magenta, and cyan inks, wherein at least one ink is the ink according to any one of claims 1 to 3. set. 請求項1乃至4のいずれか1項に記載のインクを収容しているインクタンクを備えていることを特徴とするインクカートリッジ。   An ink cartridge comprising an ink tank containing the ink according to any one of claims 1 to 4. 請求項1乃至4のいずれか1項に記載のインクを収容したインク収容部及び該インクを吐出させるためのヘッド部を備えたことを特徴とする記録ユニット。   A recording unit comprising: an ink containing portion containing the ink according to any one of claims 1 to 4; and a head portion for discharging the ink. 請求項6に記載のインクカートリッジ、インクを吐出させるための記録ヘッド及び該記録ヘッドに該インクカートリッジからインクを供給する手段を備えていることを特徴とする画像記録装置。   7. An image recording apparatus comprising: the ink cartridge according to claim 6; a recording head for discharging ink; and means for supplying ink from the ink cartridge to the recording head. 請求項7に記載の記録ユニットを備えていることを特徴とする画像記録装置。   An image recording apparatus comprising the recording unit according to claim 7. 請求項1乃至4のいずれか1項に記載のインクを収容したインク収容部及び各々のインク収容部に収容されているインクを各々吐出させるためのヘッド部を備えていることを特徴とする画像記録装置。   5. An image comprising: an ink storage unit storing the ink according to claim 1; and a head unit for discharging each of the ink stored in each ink storage unit. Recording device. 請求項1乃至4のいずれか1項に記載のインクを収容したインク収容部を備えたインクカートリッジ、各々のインク収容部に収容されているインクを各々吐出させるためのヘッド部及び各々のインクを各々のインクカートリッジから各々のヘッド部に供給するための手段を備えていることを特徴とする画像記録装置。   An ink cartridge including an ink storage portion that stores the ink according to any one of claims 1 to 4, a head portion that discharges ink stored in each ink storage portion, and each ink. An image recording apparatus comprising means for supplying each head part from each ink cartridge. 請求項1乃至4のいずれか1項に記載のインクを記録媒体表面に向けて飛翔させて記録媒体表面に付着させることにより画像を記録することを特徴とするインクジェット記録方法。   An ink jet recording method comprising: recording an image by causing the ink according to any one of claims 1 to 4 to fly toward the surface of a recording medium and depositing the ink on the surface of the recording medium.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2016027100A (en) * 2014-06-30 2016-02-18 キヤノン株式会社 Method for producing self-dispersing pigment, self-dispersing pigment, ink, ink cartridge and inkjet recording method

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