JP2006037091A - Water-based ink, ink tank, ink jet recording apparatus, ink jet recording method, and ink jet recorded image - Google Patents

Water-based ink, ink tank, ink jet recording apparatus, ink jet recording method, and ink jet recorded image Download PDF

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Junichi Sakai
淳一 酒井
Yoko Ichinose
洋子 一ノ瀬
Masashi Miyagawa
昌士 宮川
Yoshio Nakajima
義夫 中島
Hirobumi Ichinose
博文 一ノ瀬
Mikio Sanada
幹雄 真田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a water-based ink which gives a high printing concentration without depending on the permeation performance of a recording medium in a pigment ink, and gives printed products having excellent scratch resistance, marker resistance and water resistance, to provide an ink tank using the ink, to provide a recording apparatus, and to provide an ink jet recorded image. <P>SOLUTION: This water-based ink comprising water, a plurality of water-soluble organic solvents and a dispersible colorant, wherein the water-soluble organic solvents comprise a good solvent and a poor solvent for the dispersible colorant, is characterized as follows. The dispersible colorant is a dispersible colorant having a colorant and chargeable resin pseudo fine particles having a smaller size than the colorant, wherein the colorant is adhered to the fine particles. A:B is in a range of 10:5 to 10:30, wherein A is the total amount of the good solvent in the ink, and B is the total amount of the poor solvent. And a water-soluble organic solvent showing the maximum Ka value among the Ka values of the water-soluble organic solvents, determined by Bristow procedure, is a poor solvent. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、分散性色材を含有する水性インク、インクタンク、インクジェット記録装置、インクジェット記録方法、及びインクジェット記録画像に関する。   The present invention relates to an aqueous ink containing a dispersible color material, an ink tank, an ink jet recording apparatus, an ink jet recording method, and an ink jet recorded image.

従来、着色剤として水不溶性色材、例えば、顔料を含むインク(顔料インク)によれば、耐水性や耐光性等の堅牢性に優れた画像が得られることが知られている。このような色材を水性インクジェット記録用インクとして用いるためには、水中に安定に分散させることが必要となる。この場合、一般的に、界面活性剤若しくは高分子分散剤(以下、分散樹脂とも呼ぶ)を用いて分散安定化する方法が用いられてきた。   Conventionally, it has been known that an image having excellent fastness such as water resistance and light resistance can be obtained by using a water-insoluble colorant as a colorant, for example, an ink containing a pigment (pigment ink). In order to use such a color material as an aqueous ink jet recording ink, it is necessary to stably disperse it in water. In this case, generally, a method of stabilizing the dispersion using a surfactant or a polymer dispersant (hereinafter also referred to as a dispersion resin) has been used.

又、水不溶性色材の表面を化学的に修飾する手法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。又、顔料を樹脂で被覆するマイクロカプセル型顔料が提案されている(例えば、特許文献2、3参照)。特に、特許文献3では、水不溶性着色剤を含有する水系着色微粒子分散物が開示されており、「該着色微粒子分散物が水不溶性着色剤を分散剤の存在下で水系媒体中に分散させた後にビニルモノマーを添加して重合したものであり、該分散剤が水不溶性着色剤を分散した場合には分散安定性を示し、且つ該分散剤のみの存在下で該ビニルモノマーを重合した場合には生じるラテックスの安定性が乏しいことを特徴とする水系着色微粒子分散物」が開示されている。   In addition, a technique for chemically modifying the surface of a water-insoluble colorant has been proposed (see, for example, Patent Document 1). Further, a microcapsule type pigment in which the pigment is coated with a resin has been proposed (for example, see Patent Documents 2 and 3). In particular, Patent Document 3 discloses a water-based colored fine particle dispersion containing a water-insoluble colorant. “The colored fine particle dispersion dispersed a water-insoluble colorant in an aqueous medium in the presence of a dispersant. When the vinyl monomer is added later and polymerized, the dispersion exhibits a dispersion stability when the water-insoluble colorant is dispersed, and the vinyl monomer is polymerized in the presence of the dispersant alone. An aqueous colored fine particle dispersion characterized by poor stability of the resulting latex is disclosed.

一方、このようなインクによって形成されてなる画像の光学濃度の、より一層の向上を目的として、種々の技術が提案されている。例えば、自己分散型カーボンブラックと特定の塩とを含有させてなるインクを用いることにより、画像濃度のより一層の向上を達成できることが提案されている(例えば、特許文献4参照)。又、顔料、ポリマー微粒子、水溶性有機溶媒及び水を含む組成物であるインクジェット記録用インクと多価金属含有水溶液とを記録媒体に付着させ、該インク組成物と多価金属水溶液とを反応させて、高品位な画像を形成する技術の提案がある(例えば、特許文献5参照)。これらの技術では、いずれの場合も、インク中に分散状態で存在している顔料を、記録媒体表面で強制的に凝集させ、このことによって記録媒体中への顔料の浸透を抑制し、従来の顔料インクによって得られる画像に対して、より一層濃度の高い画像を得ている。   On the other hand, various techniques have been proposed for the purpose of further improving the optical density of an image formed with such an ink. For example, it has been proposed that an image density can be further improved by using an ink containing self-dispersing carbon black and a specific salt (see, for example, Patent Document 4). Also, an ink for inkjet recording, which is a composition containing pigment, polymer fine particles, water-soluble organic solvent and water, and a polyvalent metal-containing aqueous solution are attached to a recording medium, and the ink composition and the polyvalent metal aqueous solution are reacted. Therefore, there is a proposal of a technique for forming a high-quality image (see, for example, Patent Document 5). In any of these techniques, the pigment existing in a dispersed state in the ink is forcibly aggregated on the surface of the recording medium, thereby suppressing the penetration of the pigment into the recording medium. An image having a higher density than that obtained with the pigment ink is obtained.

特開平10−195360号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-195360 特開平8−183920号公報JP-A-8-183920 特開2003−34770公報JP 2003-34770 A 特開2000−198955公報JP 2000-198955 A 特開2000−63719公報JP 2000-63719 A

しかしながら、さまざまな記録媒体が存在する中で、記録媒体の浸透性能に依らずに常に高い印字濃度を得られ、且つ印字物の耐擦過性、耐マーカー性及び耐水性を充分に得られるインクは得られていないのが現状である。   However, in the presence of various recording media, an ink that can always obtain a high print density regardless of the permeation performance of the recording medium, and can sufficiently obtain the scratch resistance, marker resistance and water resistance of the printed matter. The current situation is that it has not been obtained.

従って、本発明の目的は、顔料インクにおいて、記録媒体の浸透性能に依らずに高い印字濃度を得ることができ、且つ印字物の耐擦過性、耐マーカー性及び耐水性に優れた水性インクを提供する点にある。又、本発明の他の目的は、優れた長期保存性及び吐出安定性を有しながら、常に高い印字濃度を得られる水性インクを提供する点にある。又、本発明の他の目的は、優れた印字品位を有しながら、他のインクとのブリード(混色滲み)の発生が抑制される耐ブリード性能に優れた水性インクを提供する点にある。又、本発明の他の目的は、常に高い印字濃度を維持しながら優れた速乾性を有する水性インクを提供する点にある。更に、本発明の別の目的は、かかる水性インクを用いた、インクタンク、インクジェット記録装置、インクジェット記録方法、及びインクジェット記録画像を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a water-based ink that can obtain a high printing density in a pigment ink without depending on the permeation performance of the recording medium, and is excellent in scratch resistance, marker resistance and water resistance of the printed matter. The point is to provide. Another object of the present invention is to provide a water-based ink capable of always obtaining a high print density while having excellent long-term storage stability and ejection stability. Another object of the present invention is to provide a water-based ink having excellent bleed resistance in which occurrence of bleed (mixed color bleeding) with other inks is suppressed while having excellent print quality. Another object of the present invention is to provide a water-based ink having an excellent quick-drying property while always maintaining a high print density. Furthermore, another object of the present invention is to provide an ink tank, an ink jet recording apparatus, an ink jet recording method, and an ink jet recorded image using such aqueous ink.

これに対し、本発明者らは、上記課題を解決する手段について鋭意検討した結果、水と複数の水溶性有機溶剤と新規な構成の分散性色材とを含み、上記水溶性有機溶剤として、上記分散性色材に対する良溶媒と上記分散性色材に対する貧溶媒とをある特定の比率で含有している水性インクにおいて、優れた長期保存性及び吐出安定性を有し、記録媒体の浸透性能に依らずに高い印字濃度を得ることができ、且つ印字物の耐擦過性、耐マーカー性及び耐水性に優れた水性インクを得た。   On the other hand, as a result of earnestly examining the means for solving the above problems, the present inventors include water, a plurality of water-soluble organic solvents, and a dispersible colorant having a novel configuration. A water-based ink containing a good solvent for the dispersible colorant and a poor solvent for the dispersible colorant at a specific ratio has excellent long-term storage stability and ejection stability, and has a penetrating performance for a recording medium. A water-based ink which can obtain a high print density without depending on the print quality and which is excellent in scratch resistance, marker resistance and water resistance of the printed matter was obtained.

即ち、本発明は、水と複数の水溶性有機溶剤と分散性色材とを含み、上記水溶性有機溶剤として、上記分散性色材に対する良溶媒と上記分散性色材に対する貧溶媒とを含有している水性インクにおいて、
上記分散性色材が、色材と該色材よりも小さい荷電性樹脂擬似微粒子とを有し且つ該色材と該荷電性樹脂擬似微粒子とが固着している分散性色材であり、
更に、インク中における良溶媒の全量(質量%)をA、インク中における貧溶媒の全量(質量%)をBとした場合に、A:Bが10:5〜10:30の範囲内にあり、且つ、ブリストウ法によって求められる、上記複数の水溶性有機溶剤の各々のKa値のうち、最大のKa値を示す水溶性有機溶剤が貧溶媒であることを特徴とする水性インクである。
That is, the present invention includes water, a plurality of water-soluble organic solvents, and a dispersible color material, and the water-soluble organic solvent includes a good solvent for the dispersible color material and a poor solvent for the dispersible color material. Water-based ink
The dispersible color material is a dispersible color material having a color material and chargeable resin pseudo fine particles smaller than the color material, and the color material and the chargeable resin pseudo fine particles are fixed,
Furthermore, when the total amount (% by mass) of the good solvent in the ink is A and the total amount (% by mass) of the poor solvent in the ink is B, A: B is in the range of 10: 5 to 10:30. In addition, the water-based ink is characterized in that the water-soluble organic solvent exhibiting the maximum Ka value among the Ka values of the plurality of water-soluble organic solvents obtained by the Bristow method is a poor solvent.

又、本発明は、上記水性インクを含んでなることを特徴とするインクタンクである。   The present invention also provides an ink tank comprising the above water-based ink.

又、本発明は、上記水性インクを用いて、インクジェット記録画像を形成することを特徴とするインクジェット記録装置である。   According to another aspect of the present invention, there is provided an ink jet recording apparatus which forms an ink jet recording image using the water-based ink.

又、本発明は、上記水性インクを用いて、インクジェット記録装置により画像を形成することを特徴とするインクジェット記録方法である。   According to another aspect of the present invention, there is provided an ink jet recording method, wherein an image is formed by an ink jet recording apparatus using the water-based ink.

又、本発明は、上記水性インクを用いて、インクジェット記録装置により形成されることを特徴とするインクジェット記録画像である。   The present invention is also an ink jet recording image formed by an ink jet recording apparatus using the water-based ink.

本発明によれば、優れた長期保存性及び吐出安定性を有し、記録媒体の浸透性能に依らずに高い印字濃度の画像を得ることができ、且つ、その印字物の耐擦過性、耐マーカー性及び耐水性に優れた水性インクが提供される。又、本発明の別の効果として、優れた長期保存性及び吐出安定性を有しながら、常に高い印字濃度の画像が得られる水性インクが提供される。更に別の効果として、優れた印字品位を有しながら、耐ブリード性能に優れた水性インクが提供される。本発明の別の効果として、常に高い印字濃度を維持しながら優れた速乾性を有する画像が得られる水性インクが提供される。   According to the present invention, it has excellent long-term storage stability and ejection stability, can obtain an image with a high print density without depending on the permeation performance of the recording medium, and can also provide scratch resistance and resistance to the printed matter. An aqueous ink excellent in marker properties and water resistance is provided. Further, as another effect of the present invention, there is provided a water-based ink capable of always obtaining an image with a high print density while having excellent long-term storage stability and ejection stability. As another effect, a water-based ink excellent in bleed resistance performance while having excellent printing quality is provided. As another effect of the present invention, there is provided an aqueous ink capable of obtaining an image having excellent quick drying properties while always maintaining a high print density.

又、本発明の別の効果として、かかる水性インクを用いることで、浸透性の高い普通紙媒体においても良好な印字性能を与えるインクジェット記録方法が提供され、別の効果として、上記インクジェット記録方法に好適に用いることのできるインクタンク、インクジェット記録装置及びインクジェット記録画像が提供される。   In addition, as another effect of the present invention, an ink jet recording method that provides good printing performance even on a plain paper medium having high permeability is provided by using such water-based ink. An ink tank, an ink jet recording apparatus, and an ink jet recording image that can be suitably used are provided.

以下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。本発明にかかる水性インクは、ペン等による筆記具による記録方式、インクジェット記録方式、その他各種の印刷方式に用いることができるが、特に、本発明にかかる水性インクは、インクジェット記録方式の記録に好適に用いられる。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to preferred embodiments. The water-based ink according to the present invention can be used for a recording method using a writing instrument such as a pen, an ink-jet recording method, and various other printing methods. Used.

[分散性色材]
本発明で使用する分散性色材の第一の特徴は、色材と、該色材よりも小さい荷電性樹脂擬似微粒子とからなる分散性色材であって、上記色材が、上記荷電性樹脂擬似微粒子を固着している点にある。図1に、本発明を特徴づける、色材1に、荷電性樹脂擬似微粒子2が固着している分散性色材の模式図を示した。図1(b)の2’の部分は、色材1の表面に固着した荷電性樹脂擬似微粒子2の一部が融着している状態を模式的に示した部分である。
[Dispersible colorant]
The first feature of the dispersible color material used in the present invention is a dispersible color material comprising a color material and a chargeable resin pseudo fine particle smaller than the color material, wherein the color material is the chargeable material. The resin pseudo fine particles are fixed. FIG. 1 is a schematic diagram of a dispersible color material, which characterizes the present invention, in which chargeable resin pseudo fine particles 2 are fixed to a color material 1. A portion 2 ′ in FIG. 1B is a portion schematically showing a state in which a part of the chargeable resin pseudo fine particles 2 fixed to the surface of the color material 1 is fused.

色材が荷電性樹脂擬似微粒子を固着することで、色材の表面に荷電性樹脂擬似微粒子による電荷が付与され、水又は水性インク媒体へ分散可能な分散性色材となる。又、同時に該分散性色材は、表面に固着している樹脂成分が存在することによって記録媒体への優れた接着性を有するものとなる。このとき、樹脂成分の単純な物理吸着ではなく、本発明で使用する分散性色材の特徴である、荷電性樹脂擬似微粒子が色材に固着された状態としているため、荷電性樹脂擬似微粒子が色材表面から脱離することがないため、本発明で使用する分散性色材は長期保存安定性にも優れている。   By fixing the chargeable resin pseudo fine particles to the color material, the charge of the chargeable resin pseudo fine particles is imparted to the surface of the color material, so that the dispersible color material can be dispersed in water or an aqueous ink medium. At the same time, the dispersible colorant has excellent adhesion to the recording medium due to the presence of the resin component adhering to the surface. At this time, since the chargeable resin pseudo fine particles, which are the characteristic of the dispersible color material used in the present invention, are not in a simple physical adsorption of the resin component, the charge resin pseudo fine particles are fixed to the color material. Since it does not detach from the color material surface, the dispersible color material used in the present invention is excellent in long-term storage stability.

ここで、本発明における荷電性樹脂擬似微粒子とは、樹脂成分が強く凝集状態にある樹脂集合体であり、好ましくはその内部に物理的架橋が多く形成されているものである(樹脂集合体とは、樹脂成分が微粒子形態或いはそれに近い微小凝集体として安定な形態を有しているものである)。この荷電性樹脂擬似微粒子についての詳細は後述する。   Here, the chargeable resin pseudo fine particles in the present invention are resin aggregates in which the resin component is strongly aggregated, and preferably have many physical crosslinks formed therein (resin aggregates and Is a resin component having a stable form as a fine particle form or a microaggregate close to it). Details of the chargeable resin pseudo fine particles will be described later.

本発明における荷電性樹脂擬似微粒子が色材に固着した状態は、色材表面と荷電性樹脂擬似微粒子との強い相互作用によるものであり、次のような状態で達成されていると考えられる。図4に、荷電性樹脂擬似微粒子の色材と接する界面を拡大した模式図を示した。先ず、荷電性樹脂擬似微粒子2は様々なモノマーユニット組成(図中に9−1及び9−2で示した)で構成されるポリマーが絡み合って形成されている。色材との界面において、ポリマーは局所的に多様な構造をとっているため、その局所的な表面エネルギーも多様な状態が分布している。色材の、化学構造及び表面構造から生じる表面エネルギーと、ポリマーの化学構造及び表面構造から生じる表面エネルギーとが、局所的によく一致する点において、色材とポリマーは強固に結合することとなる(図中に黒丸で示した部分)。更に、一つの荷電性樹脂擬似微粒子が色材と接する界面には、図4に示したように、10に示される、両者の表面エネルギーが局所的に一致する点が複数ある。この複数個所の強固な相互作用によって本願の固着状態は成り立っていると予想される。尚、本発明においては、図1(b)中の2’のような、荷電性擬似微粒子の表面積の例えば30%以上が色材と接するような状態を便宜上「融着」と称するが、これは固着の一形態であり、荷電性擬似微粒子と色材とが界面で溶け合っている必要はない。   The state where the chargeable resin pseudo fine particles are fixed to the color material in the present invention is due to the strong interaction between the color material surface and the chargeable resin pseudo fine particles, and is considered to be achieved in the following state. FIG. 4 shows a schematic diagram in which the interface of the chargeable resin pseudo fine particles in contact with the color material is enlarged. First, the chargeable resin pseudo fine particles 2 are formed by intertwining polymers composed of various monomer unit compositions (indicated by 9-1 and 9-2 in the figure). Since the polymer has various structures locally at the interface with the colorant, various states are distributed in the local surface energy. The color material and the polymer are strongly bonded in that the surface energy generated from the chemical structure and the surface structure of the color material and the surface energy generated from the chemical structure and the surface structure of the polymer are well matched locally. (The part indicated by a black circle in the figure). Furthermore, as shown in FIG. 4, there are a plurality of points where the surface energies of both are locally coincident with each other at the interface where one chargeable resin pseudo fine particle is in contact with the coloring material. It is expected that the fixed state of the present application is established by the strong interaction at the plurality of locations. In the present invention, a state in which, for example, 30% or more of the surface area of the chargeable pseudo fine particles, such as 2 ′ in FIG. 1B, is in contact with the coloring material is referred to as “fusion” for convenience. Is a form of fixation, and there is no need for the chargeable pseudo fine particles and the color material to melt together at the interface.

特に、荷電性樹脂擬似微粒子の内部は構成するポリマー間に強い相互作用が働いており、場合によっては構成するポリマーは互いに絡まりあって物理架橋を形成している。このため、荷電性樹脂擬似微粒子が多くの親水性基を有する場合にあっても、固着した前記荷電性樹脂擬似微粒子が色材から脱離したり、前記荷電性樹脂擬似微粒子から親水性基を有する樹脂成分が溶出しつづけたりすることがない。これに対し、前記した特許文献2のようなカプセル化方法においては、親水性の高い樹脂は色材と強く結合できないために、樹脂が色材から脱離し、結果として長期保存安定性が充分に得られない場合がある。   In particular, a strong interaction is exerted between constituent polymers inside the chargeable resin pseudo fine particles, and in some cases, the constituent polymers are entangled with each other to form a physical crosslink. For this reason, even when the chargeable resin pseudo fine particles have many hydrophilic groups, the fixed charge resin pseudo fine particles are detached from the coloring material or have hydrophilic groups from the chargeable resin pseudo fine particles. The resin component does not continue to elute. On the other hand, in the encapsulation method as described in Patent Document 2, since the highly hydrophilic resin cannot be strongly bonded to the coloring material, the resin is detached from the coloring material, and as a result, the long-term storage stability is sufficient. It may not be obtained.

又、本発明で使用する分散性色材が、色材に荷電性樹脂擬似微粒子を固着していることによるメリットとして、その形態によって分散性色材の比表面積が増大し、色材表面の多くの部分に荷電性樹脂擬似微粒子が表面に有する電荷を分布させることができることが挙げられる。この結果、分散性色材が高い比表面積を有することによって、荷電性樹脂擬似微粒子の有する電荷を極めて高い効率で分散性色材の表面電荷とすることができる。即ち、本発明で使用する分散性色材の形態は、より多くの表面電荷をより効率的に分散性色材の表面に配する形態であり、特許文献2に代表されるような、色材を樹脂で被覆する形態に比して、樹脂成分の実質酸価又はアミン価がより小さい場合においても高い分散安定性を付与できる。   In addition, the dispersible color material used in the present invention has a merit that the chargeable resin pseudo fine particles are fixed to the color material. As a result, the specific surface area of the dispersible color material increases depending on the form, and much of the color material surface It is mentioned that the charge of the chargeable resin pseudo fine particles can be distributed on the surface. As a result, since the dispersible color material has a high specific surface area, the charge of the chargeable resin pseudo fine particles can be converted to the surface charge of the dispersible color material with extremely high efficiency. That is, the form of the dispersible color material used in the present invention is a form in which more surface charges are more efficiently arranged on the surface of the dispersible color material. High dispersion stability can be imparted even when the substantial acid value or amine value of the resin component is smaller than in the form of coating with a resin.

一般的に、有機顔料は、発色性の色材分子が強い相互作用によって結晶化することによって不溶化(顔料化)したものである。本発明で使用する色材を有機顔料とした分散性色材の場合は、前述したように、荷電性樹脂擬似微粒子と色材との界面に複数の相互作用点が分布しているので、荷電性樹脂擬似微粒子11は、顔料粒子中のいくつかの色材分子1aにまたがって固着する(図5参照)。従って、図6(a)及び(b)で説明される、局所的に色材分子1aが、親水性基12によって親水化されることによる「顔料剥離」は、本発明において起こることはない。好ましくは、有機顔料を色材として用いる場合においては、前記荷電性樹脂擬似微粒子の大きさを、顔料の分散粒径よりは小さく、且つ色材分子よりは大きい範囲に制御することによって、顔料の結晶構造を壊さずに、高い分散性を付与した有機顔料の分散性色材を得ることができる。   In general, organic pigments are insolubilized (pigmented) by crystallization of coloring material molecules by strong interaction. In the case of a dispersible color material in which the color material used in the present invention is an organic pigment, as described above, a plurality of interaction points are distributed at the interface between the chargeable resin pseudo fine particles and the color material. The functional resin pseudo fine particles 11 are fixed across several colorant molecules 1a in the pigment particles (see FIG. 5). Therefore, the “pigment peeling” caused by locally making the colorant molecule 1a hydrophilic by the hydrophilic group 12 described in FIGS. 6A and 6B does not occur in the present invention. Preferably, when an organic pigment is used as a color material, the size of the chargeable resin pseudo fine particles is controlled to be within a range smaller than the dispersed particle diameter of the pigment and larger than the color material molecule. An organic pigment dispersible colorant imparted with high dispersibility without breaking the crystal structure can be obtained.

本発明において、色材が荷電性樹脂擬似微粒子を「固着」している状態は、簡易的には次のような三段階の分離を伴う手法で確認することができる。先ず、第一の分離にて、確認する対象の色材と、インク又は水分散体中に含まれるその他の水溶性成分(水溶性樹脂成分も含む)とを分離し、次に、第二の分離にて、第一の分離における沈澱物中に含まれる色材と水不溶性樹脂成分とを分離する。更に第三の分離にて、弱く吸着されている樹脂成分と、荷電性樹脂擬似微粒子を固着している分散性色材とを分離し、第三の分離の上澄みに含まれる樹脂成分の定量、及び第二の分離の沈澱物と第三の分離の沈澱物との比較、を行うことによって色材と荷電性樹脂擬似微粒子との固着を確認する。   In the present invention, the state in which the coloring material “fixes” the chargeable resin pseudo fine particles can be simply confirmed by a technique involving the following three stages of separation. First, in the first separation, the color material to be confirmed is separated from other water-soluble components (including water-soluble resin components) contained in the ink or water dispersion, and then the second In the separation, the coloring material and the water-insoluble resin component contained in the precipitate in the first separation are separated. Furthermore, in the third separation, the weakly adsorbed resin component is separated from the dispersible colorant fixing the charged resin pseudo fine particles, and the quantitative determination of the resin component contained in the third separation supernatant, Then, the fixation of the coloring material and the chargeable resin pseudo fine particles is confirmed by comparing the precipitate of the second separation and the precipitate of the third separation.

具体的には、例えば、次のような条件で確認できる。色材が分散しているインク又は水分散体20gをとり、全固形分質量が約10%程度となるように調整し、遠心分離装置にて、12,000回転、60分の条件で第一の分離を行う。分離したうちの、色材を含んでいる下層の沈降物を、該沈降物のほぼ3倍量の純水に再分散し、続いて、80,000回転、90分の条件にて第二の分離を行う。色材を含んでいる下層の沈降物を3倍量の純水に再分散したものを、再び80,000回転、90分の条件にて第三の分離を行い、色材を含んでいる下層の沈降物を取り出す。第二の分離における沈降物と、第三の分離における沈降物をそれぞれ固形分で0.5g程度となるようにとり、30℃、18時間にて減圧乾燥させたものを、走査型電子顕微鏡にて5万倍で観察する。そして、観察された分散性色材が、その表面に微粒子様物質又はそれに準ずる微小集合体を複数付着している様子が確認され、且つ第二の分離と第三の分離からのそれぞれの沈降物が同様の形態を有していれば、この色材は樹脂擬似微粒子を固着していると判断される。更に、第三の分離における上層の上澄み分を上から静かに体積で半分程度となるようにとり、60℃、8時間にて乾燥させた前後の質量変化から固形分率質量を算出し、その変化が1%未満であれば、分散性色材から樹脂擬似微粒子の脱離がないと考えられ、分散性色材は樹脂擬似微粒子を固着していると判断できる。   Specifically, for example, it can be confirmed under the following conditions. Take 20 g of the ink or water dispersion in which the color material is dispersed, adjust the total solid content to about 10%, and use a centrifuge to perform the first test at 12,000 rpm for 60 minutes. Separation. Of the separated substances, the lower sediment containing the coloring material is redispersed in pure water approximately three times the amount of the sediment, and then the second sediment is obtained at 80,000 rpm for 90 minutes. Perform separation. The lower layer containing the color material is subjected to the third separation again under the condition of 80,000 rotations and 90 minutes by redispersing the sediment of the lower layer containing the color material in 3 times the amount of pure water. Remove the sediment. The sediment in the second separation and the sediment in the third separation were each taken to have a solid content of about 0.5 g and dried under reduced pressure at 30 ° C. for 18 hours using a scanning electron microscope. Observe at 50,000 times. Then, it was confirmed that the observed dispersible colorant had a plurality of fine particle-like substances or fine aggregates equivalent thereto attached to the surface, and the respective sediments from the second separation and the third separation. If it has the same form, it is judged that this coloring material has fixed the resin pseudo fine particles. Further, the upper layer supernatant in the third separation is gently taken from the top so as to be about half the volume, and the solid content mass is calculated from the mass change before and after drying at 60 ° C. for 8 hours. If it is less than 1%, it is considered that the resin pseudo fine particles are not detached from the dispersible color material, and it can be determined that the dispersible color material fixes the resin pseudo fine particles.

上記した分離条件は好ましい例であり、その他のどのような分離方法又は分離条件にあっても、上述した第一の分離及び第二、第三の分離の目的を達する手法であれば、本発明で使用する分散性色材であるか否かの判定方法として適用することができる。即ち、第一の分離は、インク及び水分散体中に含まれる色材及びそれに吸着している樹脂成分と、水溶性成分とを分離することが目的であり、第二の分離は、色材及び色材に固着している樹脂成分と、色材に吸着しているその他の樹脂成分とを分離することが目的である。更に、第三の分離は、色材に固着している樹脂成分が脱離しないことを確認することが目的である。勿論、第一、第二及び第三の分離のそれぞれの目的を達する分離手法であれば、その他、公知或いは新しく開発されるどのような分離手法でもよく、その手順も三段階より多くても、又、少なくても適用できる。   The above-described separation conditions are preferable examples, and any other separation method or separation condition can be used as long as the method achieves the purpose of the first separation and the second and third separations described above. It can be applied as a method for determining whether or not it is a dispersible colorant used in the above. That is, the first separation is for the purpose of separating the color material contained in the ink and water dispersion and the resin component adsorbed thereto, and the water-soluble component, and the second separation is the color material. The purpose is to separate the resin component adhering to the coloring material and the other resin component adsorbing to the coloring material. Furthermore, the third separation is intended to confirm that the resin component adhering to the color material is not detached. Of course, as long as the separation method achieves the respective purposes of the first, second, and third separations, any other separation method that is publicly known or newly developed may be used. Moreover, it is applicable even if it is at least.

本発明で使用する分散性色材の第二の特徴は、水不溶性色材1が荷電性樹脂擬似微粒子2を固着した状態で、単独で水性媒体中に分散し得る分散性色材である点にある。前述したように、本発明で使用する分散性色材は、本質的には他の界面活性剤や高分子分散剤等の助けがなくとも、安定に水及び水性インク中に分散できる、自己分散性色材である。この定義及び判定方法については後に詳細に述べる。従って、本発明で使用する分散性色材は、長期的に脱離する可能性がある高分子分散剤やその他の樹脂成分、或いは、界面活性剤成分を色材の分散安定化を目的として添加する必要がない。その結果、本発明で使用する分散性色材を水性インクとして用いた場合には、分散性色材以外の成分に関する設計の自由度が大きくなり、例えば、普通紙のようなインクの浸透性が高い記録媒体上においても充分に高い印字濃度を得られる水性インクとすることも可能である。   The second feature of the dispersible colorant used in the present invention is that it is a dispersible colorant that can be dispersed alone in an aqueous medium in a state where the water-insoluble colorant 1 has the chargeable resin pseudo fine particles 2 fixed thereto. It is in. As described above, the dispersible colorant used in the present invention is essentially a self-dispersing agent that can be stably dispersed in water and water-based inks without the aid of other surfactants or polymer dispersants. It is a sex color material. This definition and determination method will be described in detail later. Therefore, the dispersible colorant used in the present invention is added with a polymer dispersant or other resin component or a surfactant component that may be released in the long term for the purpose of stabilizing the dispersion of the colorant. There is no need to do. As a result, when the dispersible color material used in the present invention is used as a water-based ink, the degree of freedom of design regarding components other than the dispersible color material is increased. For example, the permeability of ink such as plain paper is increased. It is also possible to obtain a water-based ink that can obtain a sufficiently high printing density even on a high recording medium.

本発明で使用する分散性色材の自己分散性については、例えば、次のようにして確認できる。色材が分散しているインク又は水分散体を純水で10倍に希釈し、分画分子量50,000の限外ろ過フィルターを用いて元の濃度になるまで濃縮する。この濃縮液を遠心分離装置にて12,000回転、2時間の条件で分離し、沈降物を取り出して純水に再分散させる。このとき、沈降物が良好に再分散し得るものが、自己分散性を有すると判断される。良好に再分散しているかどうかは、目で見て均一に分散していること、1〜2時間静置している間に目立った沈降物が発生しないか、あっても軽く震蕩すれば元に戻ること、動的光散乱法にて分散粒径を測定した際に、平均粒径が操作前の粒径の2倍以内であること、等から総合的に判断できる。   The self-dispersibility of the dispersible color material used in the present invention can be confirmed, for example, as follows. The ink or water dispersion in which the color material is dispersed is diluted 10-fold with pure water, and concentrated to the original concentration using an ultrafiltration filter having a molecular weight cut off of 50,000. This concentrated solution is separated in a centrifuge at 12,000 rpm for 2 hours, and the sediment is taken out and redispersed in pure water. At this time, it is judged that what the sediment can redisperse well has self-dispersibility. Whether or not it is well re-dispersed depends on whether it is uniformly distributed visually, or if there is no noticeable sediment during standing for 1 to 2 hours, or if it is shaken lightly It can be comprehensively judged from the fact that the average particle size is less than twice the particle size before operation when the dispersed particle size is measured by the dynamic light scattering method.

前述したように、本発明で使用する分散性色材は、色材が荷電性樹脂擬似微粒子を固着することによって高い比表面積を有する形態をとり、その広大な表面に多くの電荷を有することで、優れた保存安定性を実現する。従って、荷電性樹脂擬似微粒子は、色材に対して多数、且つ点在して固着していることにより更に好ましい結果が得られる。特に、固着している荷電性樹脂擬似微粒子間に一定の距離があり、好ましくは均一に分布していることが望ましい。更に好ましくは、荷電性樹脂擬似微粒子間に色材の粒子表面が一部露出していることが望ましい。このような形態は、本発明にかかる水性インクを透過型電子顕微鏡或いは走査型電子顕微鏡で観察することにより確認される。即ち、色材表面に固着している荷電性樹脂擬似微粒子が、一定の距離をおいて複数固着しているか、或いは固着している荷電性樹脂擬似微粒子間に、色材表面が露出している状態が観察できる。尚、荷電性樹脂擬似微粒子は、時に部分的に近接し、場合によっては融着しているものも観察され得るが、この場合であっても、全体として荷電性樹脂擬似微粒子間に距離があり、又は色材表面が露出している部分があり、なおかつ、これらの状態が分布している場合には、荷電性樹脂擬似微粒子が色材に対して点在して固着していると見なされることは、当業者には明白である。   As described above, the dispersible colorant used in the present invention takes a form having a high specific surface area by fixing the chargeable resin pseudo fine particles, and has a large amount of charges on its vast surface. Realize excellent storage stability. Therefore, more preferable results can be obtained when the chargeable resin pseudo fine particles are scattered in large numbers and fixed to the color material. In particular, it is desirable that there is a certain distance between the adhering charged resin pseudo fine particles, and it is preferably distributed uniformly. More preferably, it is desirable that a part of the color material particle surface is exposed between the chargeable resin pseudo fine particles. Such a form can be confirmed by observing the aqueous ink according to the present invention with a transmission electron microscope or a scanning electron microscope. That is, a plurality of charged resin pseudo fine particles fixed to the color material surface are fixed at a certain distance, or the color material surface is exposed between the fixed charged resin pseudo fine particles. The state can be observed. In addition, the charged resin pseudo fine particles are sometimes close to each other and may be observed to be fused in some cases, but even in this case, there is a distance between the charged resin pseudo fine particles as a whole. If the surface of the color material is exposed and these states are distributed, it is considered that the charged resin pseudo fine particles are scattered and fixed to the color material. This will be apparent to those skilled in the art.

更に、本発明で使用する上記した特徴を有する分散性色材を含む水性インクは、記録媒体上で優れた速乾性を示すことが明らかとなった。この理由は定かではないが、次のようなメカニズムに基づくと考えられる。前記分散性色材は上述したように、色材表面に荷電性樹脂擬似微粒子を固着した形態にてインク中に分散している。このインクが記録媒体上に到達したとき、インク中の水性溶媒(以下、インク溶媒)は、毛細管現象により記録媒体上の細孔(普通紙の場合はセルロース繊維間の空隙であり、コート紙や光沢紙の場合は受容層の細孔である)へ吸収される。このとき、本発明で使用する分散性色材は、その形態的特徴から、色材同士が接した部分に荷電性樹脂擬似微粒子が点在して細かい隙間を多く形成する。このため、色材間に存在するインク溶媒に毛細管現象が働いて、速やかに記録媒体中に吸収される。本発明にかかる水性インクにおいて、荷電性樹脂擬似微粒子が表面に点在した形態の分散性色材を使用しているものが、より好ましい速乾性を示すことからも、上述したメカニズムによって速乾性が達成されていることが予想される。   Furthermore, it has been clarified that the water-based ink containing the dispersible colorant having the above-described characteristics used in the present invention exhibits excellent quick drying on the recording medium. The reason for this is not clear, but is thought to be based on the following mechanism. As described above, the dispersible color material is dispersed in the ink in a form in which charged resin pseudo fine particles are fixed to the color material surface. When this ink reaches the recording medium, the aqueous solvent in the ink (hereinafter referred to as “ink solvent”) is pores on the recording medium due to capillary action (in the case of plain paper, voids between cellulose fibers; In case of glossy paper, it is absorbed into the pores of the receiving layer) At this time, the dispersible color material used in the present invention has many fine gaps due to the morphological characteristics of the charged resin pseudo fine particles interspersed at portions where the color materials are in contact with each other. For this reason, a capillary phenomenon acts on the ink solvent existing between the color materials, and it is quickly absorbed into the recording medium. In the water-based ink according to the present invention, the dispersible colorant having a form in which charged resin pseudo fine particles are scattered on the surface exhibits a more preferable quick drying property. Expected to be achieved.

本発明にかかる分散性色材の表面官能基密度は、250μmol/g以上1,000μmol/g未満が好ましく、290μmol/g以上900μmol/g未満が更に好ましい。この範囲より小さな表面官能基密度を有する場合、分散性色材の長期保存安定性が悪くなることがある。又、この範囲よりかなり大きな表面官能基密度を有する場合には、分散安定性が高くなりすぎて、記録媒体上で浸透し易くなり、高い印字濃度を確保することが難しくなる場合がある。一方、色材としてカーボンブラックを用いる場合は、カーボンブラックの比重が高く分散安定性を高める必要があることと、特に、記録媒体上での黒濃度は高いものが好まれることから、この場合は、色材の表面官能基密度を350μmol/g以上800μmol/g未満に設定することが更に好ましい。   The surface functional group density of the dispersible colorant according to the present invention is preferably 250 μmol / g or more and less than 1,000 μmol / g, and more preferably 290 μmol / g or more and less than 900 μmol / g. When the surface functional group density is smaller than this range, the long-term storage stability of the dispersible colorant may be deteriorated. In addition, when the surface functional group density is considerably larger than this range, the dispersion stability becomes too high, and it tends to penetrate on the recording medium, making it difficult to ensure a high printing density. On the other hand, when carbon black is used as a coloring material, it is necessary to increase the dispersion stability with a high specific gravity of carbon black, and in particular, a material having a high black density on a recording medium is preferred. More preferably, the surface functional group density of the coloring material is set to 350 μmol / g or more and less than 800 μmol / g.

上記表面官能基密度は、例えば、次のようにして求める。先ず、測定対象の分散性色材を含む水分散体又はインクに大過剰量の塩酸(HCl)水溶液を加え、遠心分離装置にて20,000rpm、1時間の条件で沈降させる。沈降物を回収し、純水に再分散させた後、乾燥法にて固形分率を測定する。再分散させた沈降物を秤量し、既知量の炭酸水素ナトリウムを加えて攪拌した分散液を、更に遠心分離装置にて80,000rpm、2時間の条件にて沈降させる。上澄みを秤量し、0.1規定の塩酸にて中和滴定より求めた中和量から、炭酸水素ナトリウムの既知量を差し引くことで、色材1gあたりのmol数として、表面官能基密度が求められる。   The surface functional group density is determined as follows, for example. First, a large excess amount of hydrochloric acid (HCl) aqueous solution is added to an aqueous dispersion or ink containing a dispersible colorant to be measured, and the mixture is precipitated by a centrifuge at 20,000 rpm for 1 hour. The sediment is collected and redispersed in pure water, and then the solid content is measured by a drying method. The redispersed sediment is weighed, and a dispersion obtained by adding a known amount of sodium hydrogen carbonate and stirring the mixture is further sedimented in a centrifuge at 80,000 rpm for 2 hours. Weigh the supernatant and subtract the known amount of sodium bicarbonate from the neutralization amount obtained by neutralization titration with 0.1 N hydrochloric acid to obtain the surface functional group density as the number of moles per gram of colorant. It is done.

次に、本発明で使用する分散性色材を構成する各成分について説明する。   Next, each component constituting the dispersible colorant used in the present invention will be described.

[色材]
本発明で使用する分散性色材の構成成分である色材について以下に説明する。本発明で用いられる色材としては公知又は新規に開発された色材のうち、水に不溶な色材で、分散剤とともに水中にて安定に分散できるものを使用することが望ましい。このようなものとしては、疎水性染料、無機顔料、有機顔料、金属コロイド、着色樹脂粒子等が挙げられる。好ましくは、分散粒径が0.01〜0.5μm(10〜500nm)の範囲、特に好ましくは0.03〜0.3μm(30〜300nm)の範囲となる色材を使用する。この範囲に分散された色材を用いた分散性色材は、水性インクとして用いた場合に、高い着色力と高い耐候性を有する画像を与える好ましい分散性色材となる。尚、かかる分散粒径は、動的光散乱法によって測定された粒径のキュムラント平均値とする。
[Color material]
The color material which is a constituent component of the dispersible color material used in the present invention will be described below. As the color material used in the present invention, among color materials known or newly developed, it is desirable to use a color material that is insoluble in water and can be stably dispersed in water together with a dispersant. Examples of such materials include hydrophobic dyes, inorganic pigments, organic pigments, metal colloids, and colored resin particles. Preferably, a coloring material having a dispersed particle size in the range of 0.01 to 0.5 μm (10 to 500 nm), particularly preferably in the range of 0.03 to 0.3 μm (30 to 300 nm) is used. A dispersible color material using a color material dispersed in this range is a preferable dispersible color material that gives an image having high coloring power and high weather resistance when used as an aqueous ink. In addition, let this dispersion | distribution particle size be the cumulant average value of the particle size measured by the dynamic light scattering method.

本発明において、色材に有効に用いることのできる無機顔料としては、例えば、カーボンブラック、酸化チタン、亜鉛華、酸化亜鉛、トリポン、酸化鉄、カドミウムレッド、モリブデンレッド、クロムバーミリオン、モリブデートオレンジ、黄鉛、クロムイエロー、カドミウムイエロー、黄色酸化鉄、チタンイエロー、酸化クロム、ピリジアン、コバルトグリーン、チタンコバルトグリーン、コバルトクロムグリーン、群青、ウルトラマリンブルー、紺青、コバルトブルー、セルリアンブルー、マンガンバイオレット、コバルトバイオレット及びマイカ等が挙げられる。   In the present invention, examples of the inorganic pigment that can be effectively used for the coloring material include carbon black, titanium oxide, zinc white, zinc oxide, tripone, iron oxide, cadmium red, molybdenum red, chrome vermilion, and molybdate orange. , Yellow lead, chrome yellow, cadmium yellow, yellow iron oxide, titanium yellow, chromium oxide, pyridian, cobalt green, titanium cobalt green, cobalt chrome green, ultramarine blue, ultramarine blue, bitumen, cobalt blue, cerulean blue, manganese violet, Examples include cobalt violet and mica.

本発明において有効に用いることのできる有機顔料としては、例えば、アゾ系、アゾメチン系、ポリアゾ系、フタロシアニン系、キナクリドン系、アンスラキノン系、インジゴ系、チオインジゴ系、キノフタロン系、ベンツイミダゾロン系、イソインドリン系及びイソインドリノン系等の各種顔料が挙げられる。   Examples of organic pigments that can be used effectively in the present invention include azo, azomethine, polyazo, phthalocyanine, quinacridone, anthraquinone, indigo, thioindigo, quinophthalone, benzimidazolone, Various pigments such as indoline and isoindolinone are listed.

その他、本発明で用いることのできる有機性の不溶性色材としては、例えば、アゾ系、アントラキノン系、インジゴ系、フタロシアニン系、カルボニル系、キノンイミン系、メチン系、キノリン系及びニトロ系等の疎水性染料が挙げられる。これらの中でも分散染料が特に好ましい。   Other organic insoluble colorants that can be used in the present invention include, for example, hydrophobic properties such as azo, anthraquinone, indigo, phthalocyanine, carbonyl, quinoneimine, methine, quinoline, and nitro. Dyes. Of these, disperse dyes are particularly preferable.

又、本発明の水性インクに含まれる分散性色材を構成する色材が表面に親水性基を有する色材である場合には、優れた印字品位を有しながら、他のインクとの耐ブリード性能に特に優れたインクとなることが本発明者らの検討により明らかとなった。これは、上記色材が表面にもともと親水性基を有することにより、水性インクを構成する界面活性剤や浸透剤、又は水溶性高分子成分等の吸着を妨げ、前述した記録媒体上での貧溶媒による画像形成効果が高まることによると考えられる。   Further, when the color material constituting the dispersible color material contained in the water-based ink of the present invention is a color material having a hydrophilic group on the surface, it has excellent print quality and is resistant to other inks. It became clear by the present inventors that the ink has a particularly excellent bleeding performance. This is because the coloring material originally has a hydrophilic group to prevent adsorption of a surfactant, a penetrating agent, a water-soluble polymer component, etc. constituting the water-based ink, and the above-described poor color on the recording medium. This is considered to be due to an increase in the image forming effect by the solvent.

表面に親水性基を有する色材としては、カーボンブラックであれば酸化カーボン等、色材表面に水酸基やカルボニル基を、カルボキシル基等を多く有するものが好ましく用いられる。特に、水不溶性色材自体の分散性を高め、分散剤等を用いることなく分散可能とした自己分散型の顔料を使用することも好ましい。自己分散型顔料としては、顔料粒子表面に、親水性基が直接若しくは他の原子団を介して化学的に結合しているものが挙げられる。例えば、顔料粒子表面に導入された親水性基が、−COOM1、−SO31及び−PO3H(M1)2(式中のM1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す。)からなる群から選ばれるもの等を好適に用いることができる。更に上記他の原子団が、炭素原子数1〜12のアルキレン基、置換若しくは未置換のフェニレン基又は置換若しくは未置換のナフチレン基であるもの、より具体的な例としては、例えば、−C24−COOM1、−Ph−SO31及び−Ph−COOM1等(但し、Phはフェニル基を表す)等を好適に用いることができる。 As the color material having a hydrophilic group on the surface, carbon oxide is preferably used if it is carbon black, and those having many hydroxyl groups, carbonyl groups, carboxyl groups, etc. on the color material surface are preferably used. In particular, it is also preferable to use a self-dispersing pigment that enhances the dispersibility of the water-insoluble colorant itself and is dispersible without using a dispersant or the like. Examples of the self-dispersing pigment include those in which a hydrophilic group is chemically bonded to the pigment particle surface directly or through another atomic group. For example, the hydrophilic group introduced into the pigment particle surface, -COOM 1, -SO 3 M 1 and -PO 3 H (M 1) 2 (M 1 in the formula is a hydrogen atom, an alkali metal, ammonium or organic A compound selected from the group consisting of ammonium) and the like can be suitably used. Further, the other atomic group is an alkylene group having 1 to 12 carbon atoms, a substituted or unsubstituted phenylene group or a substituted or unsubstituted naphthylene group. More specific examples include, for example, -C 2 H 4 —COOM 1 , —Ph—SO 3 M 1, —Ph—COOM 1 and the like (where Ph represents a phenyl group) and the like can be preferably used.

親水性基を色材の表面に直接導入する方法としては湿式酸化法が挙げられる。この方法は、水相に色材を含浸せしめ、ペルオキソ2酸或いはペルオキソ2酸塩等の酸化剤を添加して、60〜90℃程度で反応せしめ、表面酸化を行う方法である。このような色材、特にカーボンブラックに対する湿式酸化は、より具体的には、特開2003−183539公報に記載される方法等により実施できる。   As a method for directly introducing the hydrophilic group to the surface of the coloring material, a wet oxidation method may be mentioned. This method is a method of impregnating an aqueous phase with a coloring material, adding an oxidizing agent such as peroxodiacid or peroxodiacid salt, and reacting at about 60 to 90 ° C. to perform surface oxidation. More specifically, wet oxidation of such a color material, particularly carbon black, can be performed by a method described in JP-A-2003-183539.

又、湿式酸化の別の方法としては特開2003−96372公報に記載されるように次亜塩素酸ナトリウムや次亜塩素酸カリウム等の次亜塩素酸類を用いて酸化する方法もある。この時、酸化するカーボンとしてはガスブラックや酸性ブラック等の比較的親水性のカーボンを用いた場合の方がより均一な酸化が可能となる。その他にも、水中オゾン処理でカーボンを酸化する方法、オゾン処理を施した後に酸化剤により湿式酸化し、カーボンブラック表面を改質する方法等も好適に用いることができる。   As another wet oxidation method, there is a method of oxidizing using hypochlorous acid such as sodium hypochlorite and potassium hypochlorite as described in JP-A-2003-96372. At this time, more uniform oxidation is possible when relatively hydrophilic carbon such as gas black and acidic black is used as the carbon to be oxidized. In addition, a method of oxidizing carbon by ozone treatment in water, a method of wet oxidation with an oxidizing agent after ozone treatment, and modifying the carbon black surface can be suitably used.

一方、親水性基を色材の表面に他の原子団を介して導入する方法としては、例えば、色材にp−アミノベンゼンスルホン酸をジアゾ化し色材に反応させる方法が挙げられるが、もちろん本発明はこれらに限定されるわけではない。尚、上記のようなジアゾ化による親水性官能基導入においては、副反応を抑えるために色材が第1級アミンを持たないことが望ましい。   On the other hand, as a method for introducing a hydrophilic group into the surface of the colorant through another atomic group, for example, a method of diazotizing p-aminobenzenesulfonic acid to the colorant and reacting with the colorant can be mentioned. The present invention is not limited to these. In the introduction of the hydrophilic functional group by diazotization as described above, it is desirable that the coloring material does not have a primary amine in order to suppress side reactions.

ここで、上述の場合においては、本発明の分散性色材には、荷電性樹脂擬似微粒子に基づく親水基(表面電荷)を更に有している。上述の色材に直接結合していると帰属される親水基と、疑似微粒子が有していると帰属される親水基は、以下のように分離区別することができる。   In the above case, the dispersible colorant of the present invention further has a hydrophilic group (surface charge) based on the chargeable resin pseudo fine particles. The hydrophilic group attributed to being directly bonded to the above-described colorant and the hydrophilic group attributed to the pseudo fine particle can be separated and distinguished as follows.

本発明の分散性色材を含むインクを遠心分離装置にて12,000回転、60分間の条件で分離する。分離後、色材を含んでいる下層の沈澱物を取り出し、これをトルエンやアセトン等の樹脂に対する溶解性の高い有機溶剤に投入し、溶解させる。このため、固着又は融着している荷電性樹脂擬似微粒子は溶解してしまうために分散性色材から脱離して、色材そのものが有機溶剤中に存在している。次に、これを遠心分離装置において80,000回転させ、色材を沈澱、分離させる。次に、この色材を洗浄後、純水中に再分散させる。   The ink containing the dispersible colorant of the present invention is separated by a centrifuge at 12,000 rpm for 60 minutes. After the separation, the lower layer precipitate containing the coloring material is taken out, and this is put into an organic solvent having high solubility in a resin such as toluene or acetone and dissolved. For this reason, the chargeable resin pseudo fine particles that are fixed or fused are dissolved so that they are detached from the dispersible colorant, and the colorant itself is present in the organic solvent. Next, this is rotated 80,000 times in a centrifugal separator to precipitate and separate the color material. Next, the coloring material is washed and then redispersed in pure water.

本発明のインクから取り出した色材は上記の方法によって再分散し、表面電荷の測定が可能である。一方、界面活性剤や高分子樹脂等の分散剤を吸着して得た場合、更には従来のマイクロカプセル化によって得られた水分散体やインクにおいては、有機溶媒に投入した時点で吸着していた成分が溶解し、水不溶性色材から脱離するために、純水中に再分散されず、本発明における水不溶性色材そのものの表面電荷を測定することはできない。   The color material taken out from the ink of the present invention is redispersed by the above method, and the surface charge can be measured. On the other hand, when it is obtained by adsorbing a dispersing agent such as a surfactant or a polymer resin, the aqueous dispersion or ink obtained by conventional microencapsulation is adsorbed when it is introduced into an organic solvent. Since the components are dissolved and desorbed from the water-insoluble colorant, they are not redispersed in pure water, and the surface charge of the water-insoluble colorant itself in the present invention cannot be measured.

更に、このような色材表面の親水性(酸化)の度合いは、色材の加熱減量(揮発分(%))として評価することができる。本発明における加熱重量減少量としては2質量%以上20質量%以下が好ましい。上記範囲より少ない場合には、色材表面の親水性が低いため単独での十分な分散安定性が得られない場合がある。又、上記範囲より多い場合には、十分な画像濃度やブリード等の品位が得られない場合がある。   Further, the degree of hydrophilicity (oxidation) on the surface of the color material can be evaluated as a loss on heating of the color material (volatile content (%)). In the present invention, the weight loss by heating is preferably 2% by mass or more and 20% by mass or less. When the amount is less than the above range, sufficient dispersion stability alone may not be obtained due to the low hydrophilicity of the color material surface. On the other hand, when the amount is larger than the above range, there may be a case where sufficient image density, bleed or the like cannot be obtained.

このようなカーボンブラック表面の酸化の度合いは、カーボンブラックの揮発分(%)として評価されている。通常、カーボンブラックを真空状態下に、1,000℃程度まで加熱を行うと、表面に存在する官能基の種類に応じたガスが発生し、該ガスの総量、或いはガス種を分析することにより、表面官能基の種類と量を知ることができる。又、加熱重量減少量の総和が高い程、親水基を大量に有するカーボンであることが分かる。尚、一般的には、顔料表面にカルボキシル基や水酸基等の親水性基は殆どなく、カーボンブラックの場合、通常のファーネス法による疎水性カーボンブラックの揮発分は2質量%以下である。   The degree of oxidation of the carbon black surface is evaluated as the volatile content (%) of carbon black. Normally, when carbon black is heated to about 1,000 ° C. under vacuum, a gas corresponding to the type of functional group present on the surface is generated, and the total amount of the gas or the gas species is analyzed. The type and amount of surface functional groups can be known. Moreover, it turns out that it is carbon which has a large amount of hydrophilic groups, so that the sum total of heating weight reduction amount is high. In general, there are almost no hydrophilic groups such as carboxyl groups and hydroxyl groups on the pigment surface, and in the case of carbon black, the volatile content of hydrophobic carbon black by the ordinary furnace method is 2% by mass or less.

[荷電性樹脂擬似微粒子]
本発明で使用する分散性色材のもう一つの構成成分である荷電性樹脂擬似微粒子は、水に対し実質的に不溶であり、固着する対象である色材の水中(或いはインク中)での分散単位(分散粒径)は小さく、充分に重合度の高い樹脂成分が集合してなる微小体と定義される。微小体の形態としては擬似的に球体に近いか、又は複数の微小体(荷電性樹脂擬似微粒子)の大きさが一定範囲内で揃っているものである。好ましくは荷電性樹脂擬似微粒子を構成する樹脂成分は、互いに物理的に又は化学的に架橋されていることが望ましい。荷電性樹脂擬似微粒子を構成する樹脂成分が互いに架橋されているかどうかについては、例えば、以下のような手法を用いることで確かめられる。荷電性樹脂擬似微粒子を構成する樹脂成分を予め公知の分析方法にて推定し、同じ化学構造となる(又は同じモノマーユニット組成となる)直鎖型ポリマーを溶液重合にて合成し、そのポリマーに対して良溶媒である有機溶媒に荷電性樹脂擬似微粒子及びポリマーをそれぞれ浸漬させてその溶解性を比較したとき、荷電性樹脂擬似微粒子の溶解性がポリマーの溶解性よりも低い場合に、荷電性樹脂擬似微粒子の内部が架橋されていることが確かめられる。
[Charged resin pseudo fine particles]
The charged resin pseudo fine particles, which are another component of the dispersible color material used in the present invention, are substantially insoluble in water, and the color material to be fixed in water (or in ink). The dispersion unit (dispersion particle size) is small, and is defined as a fine body formed by aggregating resin components having a sufficiently high degree of polymerization. The form of the minute body is pseudo close to a sphere, or a plurality of minute bodies (chargeable resin pseudo fine particles) are arranged within a certain range. It is preferable that the resin components constituting the chargeable resin pseudo fine particles are physically or chemically cross-linked with each other. Whether the resin components constituting the chargeable resin pseudo fine particles are cross-linked with each other can be confirmed by using, for example, the following method. The resin component constituting the chargeable resin pseudo fine particles is estimated in advance by a known analysis method, and a linear polymer having the same chemical structure (or the same monomer unit composition) is synthesized by solution polymerization, On the other hand, when the chargeable resin pseudo fine particles and the polymer are immersed in an organic solvent, which is a good solvent, and their solubility is compared, the chargeability is determined when the solubility of the chargeable resin pseudo fine particles is lower than the solubility of the polymer. It is confirmed that the interior of the resin pseudo fine particles is crosslinked.

又、別の好ましい様態としては、荷電性樹脂擬似微粒子の水中での分散粒径が、例えば、動的光散乱法にて測定可能な場合においては、好ましくはそのキュムラント分散粒径の平均値が10nm以上200nm以下の範囲にあることが望ましい。更に、分散性色材の長期保存安定性の観点からは、分散粒径の多分散度指数が0.2未満に抑えられることが更に好ましい。分散粒径の中心値が200nmより大きい場合又は多分散度指数が0.2より大きい場合には、色材を微細に分散安定化するという本来の目的が充分達成されない場合がある。又、分散粒径の平均値が10nmより小さい場合には、荷電性樹脂擬似微粒子としての形態を充分に維持できず、樹脂が水に溶解し易くなるために、本発明のメリットが得られない場合がある。一方、10nm以上200nm以下の範囲にて、更にその粒径が色材粒子そのものよりも小さいことによって、本発明における荷電性樹脂擬似微粒子の固着による色材の分散安定化が効果的に発現される。上記の好ましい様態は、荷電性樹脂擬似微粒子の分散粒径が測定不可能な場合においても同様であり、その場合は、例えば、電子顕微鏡観察における前記荷電性樹脂擬似微粒子の平均径が、上記した好ましい範囲か又はそれに準ずる範囲と考えられる。   As another preferred embodiment, when the dispersed particle size of the charged resin pseudo fine particles in water can be measured by, for example, the dynamic light scattering method, the average value of the dispersed particle size of the cumulant is preferably used. It is desirable to be in the range of 10 nm to 200 nm. Furthermore, from the viewpoint of long-term storage stability of the dispersible colorant, it is more preferable that the polydispersity index of the dispersed particle diameter is suppressed to less than 0.2. When the center value of the dispersed particle diameter is larger than 200 nm or when the polydispersity index is larger than 0.2, the original purpose of finely dispersing and stabilizing the coloring material may not be sufficiently achieved. Further, when the average value of the dispersed particle diameter is smaller than 10 nm, the form as the chargeable resin pseudo fine particles cannot be sufficiently maintained, and the resin is easily dissolved in water, so that the merit of the present invention cannot be obtained. There is a case. On the other hand, in the range of 10 nm or more and 200 nm or less, the particle size is smaller than the color material particles themselves, whereby the dispersion stabilization of the color material by the fixing of the chargeable resin pseudo fine particles in the present invention is effectively expressed. . The above preferred embodiment is the same when the dispersed particle size of the chargeable resin pseudo fine particles is not measurable. In that case, for example, the average diameter of the chargeable resin pseudo fine particles in the electron microscope observation is as described above. It is considered to be a preferred range or a range equivalent thereto.

又、色材が有機顔料である場合においては、上記の範囲に加えて、前述したように荷電性樹脂擬似微粒子が顔料の分散粒径よりは小さく、且つ色材分子より大きい範囲とすることによって、構造的に極めて安定で且つ高い分散性を有する分散性色材が得られるので、特に望ましい。   When the color material is an organic pigment, in addition to the above range, as described above, the charged resin pseudo fine particles are smaller than the pigment dispersed particle size and larger than the color material molecule. It is particularly desirable because a dispersible colorant having a structurally extremely stable and high dispersibility can be obtained.

本発明における荷電性とは、水性媒体中においてそのもの自身が何らかのかたちでイオン化した官能基を保持しており、望ましくはその荷電性によって自己分散可能である状態をいう。従って、荷電性樹脂擬似微粒子であるかどうかについては、公知且つ任意の手法にて、荷電性樹脂擬似微粒子の表面ゼータ電位を測定する方法、後述するような手法にて電位差滴定を行い、官能基密度として算出する方法、荷電性樹脂擬似微粒子の水系分散体中に電解質を添加して分散安定性の電解質濃度依存性を確かめる方法、又は、荷電性樹脂擬似微粒子の化学構造分析を公知の手法にて行い、イオン性官能基の有無を調べる方法、のいずれかの方法で確認することができる。   The chargeability in the present invention refers to a state in which a functional group that is ionized in some form in the aqueous medium itself is retained, and is desirably self-dispersible by the chargeability. Therefore, whether or not it is a chargeable resin pseudo fine particle is determined by a method of measuring the surface zeta potential of the chargeable resin pseudo fine particle by a publicly known and arbitrary method, a potentiometric titration by a method as described later, and a functional group. A method for calculating the density, a method for confirming the dependency of dispersion stability on the electrolyte concentration by adding an electrolyte to the aqueous dispersion of the charged resin pseudo fine particles, or a chemical structure analysis of the charged resin pseudo fine particles as a known method The method can be confirmed by any one of the methods of examining the presence or absence of an ionic functional group.

荷電性樹脂擬似微粒子を構成する樹脂成分は、一般的に用いられるあらゆる天然又は合成高分子、或いは本発明のために新規に開発された高分子等、いかなる樹脂成分であっても制限なく使用できる。使用できる樹脂成分としては、例えば、アクリル樹脂、スチレン/アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリウレア樹脂、多糖類、ポリペプチド類等が挙げられる。特に、一般的に使用でき、荷電性樹脂擬似微粒子の機能設計を簡便に行える観点から、アクリル樹脂やスチレン/アクリル樹脂が類される、ラジカル重合性不飽和結合を有するモノマー成分の重合体或いは共重合体が、好ましく使用できる。   The resin component constituting the chargeable resin pseudo fine particles may be any resin component such as any commonly used natural or synthetic polymer, or a newly developed polymer for the present invention, without limitation. . Examples of resin components that can be used include acrylic resins, styrene / acrylic resins, polyester resins, polyurethane resins, polyurea resins, polysaccharides, and polypeptides. In particular, from the standpoint that it can be used generally and the functional design of the chargeable resin pseudo fine particles can be easily performed, a polymer or copolymer of a monomer component having a radical polymerizable unsaturated bond, such as an acrylic resin or a styrene / acrylic resin, is used. A polymer can be preferably used.

本発明ではラジカル重合性不飽和結合を有するモノマー(以降、ラジカル重合性モノマー或いは単にモノマーとして表記する)が好ましく用いられる。例えば、以下のようなものが挙げられる。疎水性モノマーと分類される、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸−n−プロピル、アクリル酸−n−ブチル、アクリル酸−t−ブチル、アクリル酸ベンジル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸−n−プロピル、メタクリル酸−n−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸−t−ブチル、メタクリル酸トリデシル及びメタクリル酸ベンジル等の如き(メタ)アクリル酸エステル;スチレン、α−メチルスチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン及びp−tert−ブチルスチレン等の如きスチレン系モノマー;イタコン酸ベンジル等の如きイタコン酸エステル;マレイン酸ジメチル等の如きマレイン酸エステル;フマール酸ジメチル等の如きフマール酸エステル;アクリロニトリル、メタクリロニトリル及び酢酸ビニル等が挙げられる。尚、本発明において、(メタ)アクリル酸とは、メタクリル酸とアクリル酸を意味する。   In the present invention, a monomer having a radical polymerizable unsaturated bond (hereinafter referred to as a radical polymerizable monomer or simply a monomer) is preferably used. For example, the following can be mentioned. Classified as hydrophobic monomers, for example, methyl acrylate, ethyl acrylate, isopropyl acrylate, acrylate-n-propyl, acrylate-n-butyl, acrylate-t-butyl, benzyl acrylate, methyl methacrylate (Meth) acrylic acid esters such as ethyl methacrylate, isopropyl methacrylate, methacrylate-n-propyl, methacrylate-n-butyl, isobutyl methacrylate, tert-butyl methacrylate, tridecyl methacrylate and benzyl methacrylate Styrene monomers such as styrene, α-methyl styrene, o-methyl styrene, m-methyl styrene, p-methyl styrene and p-tert-butyl styrene; itaconic acid esters such as benzyl itaconate; dimethyl maleate, etc. Male like Phosphate esters; fumaric acid such as fumaric acid esters such as dimethyl acrylonitrile, methacrylonitrile and vinyl acetate. In the present invention, (meth) acrylic acid means methacrylic acid and acrylic acid.

又、以下のような親水性モノマーとして分類されるものも好ましく用いられる。例えば、アニオン性基を有するモノマーとしては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、エタアクリル酸、プロピルアクリル酸、イソプロピルアクリル酸、イタコン酸及びフマール酸等の如きカルボキシル基を有するモノマー及びこれらの塩、スチレンスルホン酸、スルホン酸−2−プロピルアクリルアミド、アクリル酸−2−スルホン酸エチル、メタクリル酸−2−スルホン酸エチル及びブチルアクリルアミドスルホン酸等の如きスルホン酸基を有するモノマーとこれらの塩、メタクリル酸−2−ホスホン酸エチル及びアクリル酸−2−ホスホン酸エチル等の如きホスホン酸基を有するモノマー等が挙げられる。これらの中でも特に、アクリル酸及びメタクリル酸を使用することが好ましい。   In addition, those classified as the following hydrophilic monomers are also preferably used. For example, monomers having an anionic group include, for example, monomers having a carboxyl group such as acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, ethacrylic acid, propylacrylic acid, isopropylacrylic acid, itaconic acid and fumaric acid, and the like. A monomer having a sulfonic acid group such as a salt, styrene sulfonic acid, sulfonic acid-2-propyl acrylamide, acrylic acid-2-ethyl sulfonate, ethyl methacrylic acid-2-ethyl sulfonate and butyl acrylamide sulfonic acid, and salts thereof, And monomers having a phosphonic acid group such as ethyl methacrylate-2-phosphonate and ethyl acrylate-2-phosphonate. Among these, it is particularly preferable to use acrylic acid and methacrylic acid.

又、カチオン性基を有するモノマーとしてはアクリル酸アミノエチル、アクリル酸アミノプロピル、メタクリル酸アミド、メタクリル酸アミノエチル及びメタクリル酸アミノプロピル等の如き第1級アミノ基を有するモノマー、アクリル酸メチルアミノエチル、アクリル酸メチルアミノプロピル、アクリル酸エチルアミノエチル、アクリル酸エチルアミノプロピル、メタクリル酸メチルアミノエチル、メタクリル酸メチルアミノプロピル、メタクリル酸エチルアミノエチル及びメタクリル酸エチルアミノプロピル等の如き第2級アミノ基を有するモノマー、アクリル酸ジメチルアミノエチル、アクリル酸ジエチルアミノエチル、アクリル酸ジメチルアミノプロピル、アクリル酸ジエチルアミノプロピル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジエチルアミノエチル、メタクリル酸ジメチルアミノプロピル及びメタクリル酸ジエチルアミノプロピル等の如き第3級アミノ基を有するモノマー、アクリル酸ジメチルアミノエチルメチルクロライド塩、メタクリル酸ジメチルアミノエチルメチルクロライド塩、アクリル酸ジメチルアミノエチルベンジルクロライド塩及びメタクリル酸ジメチルアミノエチルベンジルクロライド塩等の如き第4級アンモニウム基を有するモノマー、各種ビニルイミダゾール類等が挙げられる。   Monomers having a cationic group include monomers having a primary amino group such as aminoethyl acrylate, aminopropyl acrylate, methacrylamide, aminoethyl methacrylate and aminopropyl methacrylate, methylaminoethyl acrylate. Secondary amino groups such as methylaminopropyl acrylate, ethylaminoethyl acrylate, ethylaminopropyl acrylate, methylaminoethyl methacrylate, methylaminopropyl methacrylate, ethylaminoethyl methacrylate, and ethylaminopropyl methacrylate Monomers having dimethylaminoethyl acrylate, diethylaminoethyl acrylate, dimethylaminopropyl acrylate, diethylaminopropyl acrylate, dimethylaminoethyl methacrylate, Monomers having tertiary amino groups such as diethylaminoethyl tacrylate, dimethylaminopropyl methacrylate and diethylaminopropyl methacrylate, dimethylaminoethyl methyl chloride acrylate, dimethylaminoethyl methyl chloride methacrylate, dimethylaminoethyl acrylate Examples thereof include monomers having a quaternary ammonium group such as benzyl chloride salt and dimethylaminoethyl benzyl chloride salt of methacrylate, and various vinylimidazoles.

又、ノニオン性の親水性モノマーとしては、具体的には、例えば、構造内にラジカル重合性の不飽和結合と強い親水性を示すヒドロキシル基を同時に有するモノマー類がこれに当てはまる。(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシルプロピル等がこれに分類される。この他、公知又は新規の各種オリゴマー及びマクロモノマー等についても制限なく使用できる。   Specific examples of the nonionic hydrophilic monomer include monomers having a radical polymerizable unsaturated bond and a hydroxyl group exhibiting strong hydrophilicity in the structure at the same time. Hydroxyethyl (meth) acrylate, hydroxylpropyl (meth) acrylate, and the like are classified into this. In addition, various known or novel oligomers and macromonomers can be used without limitation.

上記のモノマーの中でも特に、上記荷電性樹脂擬似微粒子が、式(1):
CH2=C(R1)COO(R2O)n3 (1)
(式中、R1は水素原子又は炭素数1〜5のアルキル基を、R2はヘテロ原子を有していてもよい炭素数1〜30の2価の炭化水素基を、R3は水素原子又はヘテロ原子を有していてもよい炭素数1〜30の1価の炭化水素基を、nは1〜60の数を示す。)
で表される単量体を少なくとも含んで重合された重合体を少なくとも含む場合には特に、常に高い印字濃度を与えながらも、優れた速乾性を有する水性インクとなることが本発明者らの検討により明らかとなった。
Among the above monomers, the chargeable resin pseudo fine particles are represented by the formula (1):
CH 2 = C (R 1) COO (R 2 O) n R 3 (1)
(In the formula, R 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, R 2 represents a divalent hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms which may have a hetero atom, and R 3 represents hydrogen. (The monovalent hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms which may have an atom or a hetero atom, and n represents the number of 1 to 60.)
In particular, in the case of including at least a polymer polymerized by including at least a monomer represented by the following formula, it is possible to obtain a water-based ink having excellent quick-drying properties while always giving a high printing density. It became clear by examination.

上記式(1)で表されるモノマーの代表例としては、末端が水素原子であるポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(1〜30:式(1)中のnの値を示す。以下同じ)(メタ)アクリレート、メトキシポリテトラメチレングリコール(1〜30)(メタ)アクリレート、エトキシポリエチレングリコール(1〜30)(メタ)アクリレート、(イソ)プロポキシポリエチレングリコール(1〜30)(メタ)アクリレート、ブトキシポリエチレングリコール(1〜30)(メタ)アクリレート、メトキシポリプロピレングリコール(1〜30)(メタ)アクリレート、メトキシ(エチレングリコール・プロピレングリコール共重合)(1〜30、その中のエチレングリコール:1〜29)(メタ)アクリレート等が挙げられ、これらはそれぞれ単独で又は2種以上を混合して使用することができる。これらの中で、末端に水素原子、メチル基又はエチル基を有するメトキシポリエチレングリコール(1〜30)(メタ)アクリレートが好ましい。   Typical examples of the monomer represented by the above formula (1) are polyethylene glycol (meth) acrylate and methoxypolyethylene glycol (1 to 30: the value of n in the formula (1) whose terminal is a hydrogen atom. Same) (meth) acrylate, methoxypolytetramethylene glycol (1-30) (meth) acrylate, ethoxypolyethylene glycol (1-30) (meth) acrylate, (iso) propoxypolyethylene glycol (1-30) (meth) acrylate , Butoxypolyethylene glycol (1-30) (meth) acrylate, methoxypolypropylene glycol (1-30) (meth) acrylate, methoxy (ethylene glycol / propylene glycol copolymer) (1-30, ethylene glycol in it: 1 29) (Meta) Acrylate, and the like. These may be used alone, or two or more thereof. Among these, methoxypolyethylene glycol (1-30) (meth) acrylate having a hydrogen atom, a methyl group or an ethyl group at the terminal is preferable.

前記式(1)で表されるモノマーの中では、メトキシ末端ポリエチレングリコール(4モル)メタクリル酸エステル〔例えば、新中村化学(株)製、商品名:NKエステルM−40G等〕、メトキシ末端ポリエチレングリコール(9モル)メタクリル酸エステル〔例えば、新中村化学(株)製、商品名:NKエステルM−90G等〕、メトキシ末端ポリエチレングリコール(2モル)メタクリル酸エステル〔例えば、新中村化学(株)製、商品名:NKエステルM−230G等〕、末端メトキシポリエチレングリコール(9モル)アクリル酸エステル〔例えば、新中村化学(株)製、商品名:NKエステルAM−90G等〕、フェニノキシ末端ポリエチレングリコール(6モル)アクリレート〔例えば、新中村化学(株)製、商品名:NKエステルAMP−60G等〕、末端水酸基ポリエチレングリコール(5モル)メタクリレート〔例えば、日本乳化剤(株)製、商品名:MA−50等〕、末端水酸基ポリエチレングリコール(10モル)メタクリレート〔例えば、日本乳化剤(株)製、商品名:MA−100等〕が好ましい。これらの中では、より優れた分散安定性と高い印字濃度を得ることができる観点から、メトキシ末端のポリエチレングリコールメタクリル酸エステルがより好ましく、ポリエチレングリコール鎖中のオキシエチレンが4〜9モルであることが更に好ましい。   Among the monomers represented by the formula (1), methoxy-terminated polyethylene glycol (4 mol) methacrylate ester (for example, trade name: NK ester M-40G, etc., manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.), methoxy-terminated polyethylene Glycol (9 mol) methacrylate ester (for example, manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., trade name: NK ester M-90G, etc.), methoxy-terminated polyethylene glycol (2 mol) methacrylate ester (for example, Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.) Manufactured, trade name: NK ester M-230G, etc.], terminal methoxypolyethylene glycol (9 mol) acrylic acid ester [eg, Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., trade name: NK ester AM-90G, etc.], phenoxy-terminated polyethylene glycol (6 mol) acrylate [for example, Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., trade name: NK Tel AMP-60G etc.], terminal hydroxyl group polyethylene glycol (5 mol) methacrylate [for example, product name: MA-50 etc., manufactured by Nippon Emulsifier Co., Ltd.], terminal hydroxyl group polyethylene glycol (10 mol) methacrylate [for example, Japanese emulsifier ( Co., Ltd., trade name: MA-100 etc.] is preferable. Among these, from the viewpoint of obtaining superior dispersion stability and high print density, methoxy-terminated polyethylene glycol methacrylate is more preferable, and oxyethylene in the polyethylene glycol chain is 4 to 9 mol. Is more preferable.

荷電性樹脂擬似微粒子に上記した式(1)で表される単量体を少なくとも含んで重合された重合体を少なくとも含む場合には、上記荷電性樹脂擬似微粒子全体の1質量%以上70質量%未満、更に好ましくは3質量%以上60質量%未満とすることが上記荷電性樹脂擬似微粒子の水性インク中での形態安定性の観点から望ましい。   When the chargeable resin pseudo fine particles include at least a polymer obtained by polymerizing at least the monomer represented by the formula (1), 1% by mass or more and 70% by mass of the total chargeable resin pseudo fine particles. From the viewpoint of the morphological stability of the charged resin pseudo fine particles in the aqueous ink, it is desirable that the content be less than 3% by mass and more preferably less than 60% by mass.

荷電性樹脂擬似微粒子を構成するモノマーの種類や共重合比率、作製する際に使用する重合開始剤の種類や濃度等の多くの制御因子によって、分散性色材及び荷電性樹脂擬似微粒子の種々の特性を、適宜に制御することが可能である。特に荷電性樹脂擬似微粒子を上記に列挙したモノマーのうち、少なくとも1種類の疎水性モノマーと少なくとも1種類の親水性モノマーとを含むモノマー成分の共重合体からなる構成とすることは望ましい様態である。このとき少なくとも1種類の疎水性モノマーを用いて構成することで、色材への良好な固着性と熱安定性を、少なくとも1種類の親水性モノマーを用いて構成することで良好な形態制御と分散安定性をそれぞれ付与できる。従って、これらのモノマーを同時に用いることで、常に良好に色材に固着し、且つ良好な分散安定性を付与できる荷電性樹脂擬似微粒子を得ることができる。上記の条件を満たした上で更に荷電性樹脂擬似微粒子を構成する樹脂成分のモノマー種や共重合比率を適宜選択することにより、本発明にかかる分散性色材及び/又は色材に固着される荷電性樹脂擬似微粒子に更なる機能性を付与できる。   Depending on many control factors such as the type and copolymerization ratio of the monomer constituting the chargeable resin pseudo fine particles, the type and concentration of the polymerization initiator used in the preparation, various kinds of dispersible colorant and chargeable resin pseudo fine particles The characteristics can be appropriately controlled. In particular, it is desirable that the chargeable resin pseudo fine particles be composed of a copolymer of monomer components including at least one hydrophobic monomer and at least one hydrophilic monomer among the monomers listed above. . At this time, by using at least one kind of hydrophobic monomer, it is possible to achieve good form control by using at least one kind of hydrophilic monomer, and to achieve good adhesion to the colorant and thermal stability. Dispersion stability can be imparted respectively. Therefore, by using these monomers simultaneously, it is possible to obtain chargeable resin pseudo fine particles that are always well fixed to the colorant and can impart good dispersion stability. It is fixed to the dispersible colorant and / or colorant according to the present invention by appropriately selecting the monomer type and copolymerization ratio of the resin component constituting the chargeable resin pseudo fine particles while satisfying the above conditions. Further functionality can be imparted to the chargeable resin pseudo fine particles.

例えば、前記疎水性モノマーとして、α位にメチル基を有し且つラジカル重合性不飽和二重結合を有するモノマーを少なくとも含有したものを使用することも好ましい形態である。α位にメチル基を有するラジカル重合性モノマーを用いた荷電性樹脂擬似微粒子を固着することにより、特に熱エネルギーによりインクを吐出させるサーマルインクジェット方式において、分散性色材を含む水性インクの吐出性が極めて良好になる。この理由は明らかでないが、α位にメチル基を有するラジカル重合性モノマーを用いた樹脂は、高温にて解重合を起こすことから、インクに熱エネルギーが加わったときにα位にメチル基を有するモノマー成分から構成された樹脂が解重合を起こし、吐出口内へのこびりつきが起こりにくくなるため、吐出性が向上すると考えられる。   For example, as the hydrophobic monomer, it is also preferable to use one having at least a monomer having a methyl group at the α-position and having a radical polymerizable unsaturated double bond. By fixing the chargeable resin pseudo fine particles using a radically polymerizable monomer having a methyl group at the α-position, particularly in a thermal ink jet method in which ink is discharged by thermal energy, the discharge property of water-based ink containing a dispersible colorant is improved. Very good. The reason for this is not clear, but resins using a radically polymerizable monomer having a methyl group at the α-position cause depolymerization at high temperatures, and therefore have a methyl group at the α-position when thermal energy is applied to the ink. Since the resin composed of the monomer component undergoes depolymerization and sticking into the discharge port is less likely to occur, it is considered that the discharge property is improved.

又、前記疎水性モノマーとして、アクリル酸アルキルエステル化合物及びメタアクリル酸アルキルエステル化合物(以降、(メタ)アクリル酸アルキルエステル化合物のように表記する)を少なくとも含有することも好ましい形態である。(メタ)アクリル酸アルキルエステル化合物は、色材への良好な接着性を有すると同時に、前記親水性モノマー成分との共重合性に優れ、荷電性樹脂擬似微粒子の表面性質の均一性及び色材への均一な固着性という観点から好ましい結果を与える。   Moreover, it is also a preferable form to contain at least an acrylic acid alkyl ester compound and a methacrylic acid alkyl ester compound (hereinafter referred to as a (meth) acrylic acid alkyl ester compound) as the hydrophobic monomer. The (meth) acrylic acid alkyl ester compound has good adhesion to the color material, and at the same time, is excellent in copolymerization with the hydrophilic monomer component, and is uniform in surface properties of the chargeable resin pseudo fine particles and the color material. A preferable result is given from the viewpoint of uniform adherence.

上記した好ましい疎水性モノマー類のうち、メタクリル酸ベンジル又はメタクリル酸メチルから選ばれる少なくとも1種を含むことは特に好ましい。上述した好ましい理由に加え、上記2種のモノマーは、荷電性樹脂擬似微粒子に好ましい耐熱性と透明性を付与するため、この荷電性樹脂擬似微粒子を固着してなる分散性色材は優れた発色性を示す。   Of the above-mentioned preferred hydrophobic monomers, it is particularly preferred to contain at least one selected from benzyl methacrylate or methyl methacrylate. In addition to the above-mentioned preferred reasons, the above two types of monomers impart preferable heat resistance and transparency to the charged resin pseudo fine particles, and therefore, the dispersible color material formed by fixing the charged resin pseudo fine particles has excellent color development. Showing gender.

上述したように、荷電性樹脂擬似微粒子を構成するモノマー種や共重合比率を適宜選択することにより、本発明の分散性色材及び/又は色材に固着される荷電性樹脂擬似微粒子の性質を制御することができるが、荷電性樹脂擬似微粒子に含まれる共重合体成分のガラス転移温度が−40℃以上60℃以下、好ましくは−30℃以上55℃以下、更に好ましくは−25℃以上53℃以下となるように制御することも好ましい形態である。このような荷電性樹脂擬似微粒子を得るには、上述した好ましく用いられるモノマー群のうち、そのモノマーから得られるホモポリマーのガラス転移温度が低いことが知られているものを選択して用いる。例えば、アクリル酸−n−ブチルとアクリル酸をモノマーとして適切な比率で用いることも好ましい実施形態である。又、メタクリル酸エチルとメタクリル酸をモノマーとして適切な比率で用いることも別の好ましい実施形態である。   As described above, the properties of the chargeable resin pseudo fine particles fixed to the dispersible colorant and / or the colorant of the present invention can be selected by appropriately selecting the monomer type and copolymerization ratio constituting the chargeable resin pseudo fine particles. Although it can be controlled, the glass transition temperature of the copolymer component contained in the chargeable resin pseudo fine particles is −40 ° C. or higher and 60 ° C. or lower, preferably −30 ° C. or higher and 55 ° C. or lower, more preferably −25 ° C. or higher and 53 ° C. or lower. It is also a preferable form to control the temperature to be not higher than ° C. In order to obtain such chargeable resin pseudo fine particles, a monomer group that is known to have a low glass transition temperature of a homopolymer obtained from the monomer among the above-mentioned monomer groups that are preferably used is selected and used. For example, it is also a preferable embodiment to use acrylic acid-n-butyl and acrylic acid as monomers in an appropriate ratio. It is also another preferred embodiment to use ethyl methacrylate and methacrylic acid as monomers in an appropriate ratio.

ガラス転移温度が−40℃以上60℃以下となる共重合体成分を含んで構成される分散性色材は、荷電性樹脂擬似微粒子に付与される高い造膜性によって、記録紙上で隣り合った色材と造膜し、強固な着色膜を形成し得る。従って、このような構成を有する分散性色材を用いて得られる印字物に、高い耐擦過性を付与するだけでなく、耐擦過性に極めて不利な光沢性記録媒体上においても耐擦過性の優れた印字物とすることができる。   The dispersible colorant comprising a copolymer component having a glass transition temperature of −40 ° C. or more and 60 ° C. or less is adjacent to the recording paper due to the high film-forming property imparted to the chargeable resin pseudo fine particles. A strong coloring film can be formed by forming a film with a coloring material. Therefore, the printed matter obtained using the dispersible color material having such a structure not only provides high scratch resistance but also scratch resistance on a glossy recording medium that is extremely disadvantageous in scratch resistance. Excellent printed matter can be obtained.

荷電性樹脂擬似微粒子のガラス転移温度は、以下の手順により測定することができる。分散性色材を塩酸等により酸析を行って析出分を回収する。更に、析出分をTHF(テトラヒドロフラン)等の有機溶剤を用いてソックスレー抽出し、有機溶剤を留去することで色材に固着した荷電性樹脂擬似微粒子を得ることができる。得られた荷電性樹脂擬似微粒子成分示差走査熱分析することでガラス転移温度を測定することができる。例えば、METTLER社製のDSC822e等の装置を用いるとよい。分散性色材と水溶性ノニオン性樹脂が共存する水分散液の場合には、遠心分離装置を用いて分離することができる。例えば、12,000rpmの遠心分離条件で分離を行うと、分散性色材を沈降分として得ることができる。   The glass transition temperature of the chargeable resin pseudo fine particles can be measured by the following procedure. The dispersible colorant is subjected to acid precipitation with hydrochloric acid or the like to recover the precipitate. Furthermore, the charged resin pseudo fine particles fixed to the color material can be obtained by subjecting the precipitate to Soxhlet extraction using an organic solvent such as THF (tetrahydrofuran) and distilling off the organic solvent. The glass transition temperature can be measured by performing differential scanning calorimetry of the obtained chargeable resin pseudo fine particle component. For example, a device such as DSC822e manufactured by METTTLER may be used. In the case of an aqueous dispersion in which a dispersible colorant and a water-soluble nonionic resin coexist, they can be separated using a centrifuge. For example, when separation is performed under a centrifugal separation condition of 12,000 rpm, a dispersible color material can be obtained as a sediment.

[荷電性樹脂擬似微粒子の合成及び色材への固着]
荷電性樹脂擬似微粒子の合成方法、及び色材への固着方法は、その手順及び方法は公知である荷電性樹脂擬似微粒子の合成方法や、荷電性樹脂擬似微粒子と色材の複合化方法によって実施し得る。これに対して、本発明者らは、鋭意検討の結果、本発明の特徴である、色材と、該色材より小さい荷電性樹脂擬似微粒子とを有する分散性色材であって、該色材に、該荷電性樹脂擬似微粒子が固着している状態の散性色材を簡便に得ることができる製造方法を発明するに至った。以下、本発明で使用する分散性色材が容易に得られる、分散性色材の好適な製造方法について説明する。又、自己分散性の色材であれば、分散体そのものを調製する。
[Synthesis of chargeable resin pseudo fine particles and fixation to coloring material]
The method for synthesizing the chargeable resin pseudo fine particles and the method for fixing to the color material are carried out by a method for synthesizing the charge resin pseudo fine particles and a method for combining the charge resin pseudo fine particles and the color material. Can do. On the other hand, the present inventors, as a result of intensive studies, are dispersible colorants having the colorant and the chargeable resin pseudo fine particles smaller than the colorant, which are the characteristics of the present invention. It came to invent the manufacturing method which can obtain easily the dispersible color material of the state which this chargeable resin pseudo fine particles adhere to the material. Hereinafter, a suitable method for producing a dispersible color material, from which the dispersible color material used in the present invention can be easily obtained, will be described. Further, in the case of a self-dispersing color material, the dispersion itself is prepared.

本発明者らの検討の結果、上述したような特性を有する本発明で使用する分散性色材は、下記の条件で水系析出重合法を適用することによって、極めて簡便に製造できることが明らかとなった。かかる製造方法では、先ず、分散剤にて水不溶性色材を分散することによって該水不溶性色材の分散水溶液を調製する。次いで、この分散水溶液にて、水性ラジカル重合開始剤を用いてラジカル重合性モノマーを水系析出重合する工程によって、色材に荷電性樹脂擬似微粒子を固着させる。この水系析出重合する工程を経て得られた分散性色材は、水系析出重合過程にて合成された荷電性樹脂擬似微粒子が、均一且つ点在した状態で色材に強力に固着した水不溶性色材となり、単独での分散安定性に優れたものとなる。又、上記した水系析出重合過程において、荷電性樹脂擬似微粒子の特性を、これまで述べたような好ましい形態に簡便に制御することができるが、その際にも、本発明の特徴である色材と荷電性樹脂擬似微粒子との固着状態が良好に達成される。以降、上記製造方法における好ましい実施形態を更に詳しく述べる。   As a result of the study by the present inventors, it has been clarified that the dispersible colorant used in the present invention having the above-described characteristics can be produced very simply by applying the aqueous precipitation polymerization method under the following conditions. It was. In such a production method, first, a water-insoluble colorant is dispersed with a dispersant to prepare a dispersed aqueous solution of the water-insoluble colorant. Next, in this dispersed aqueous solution, the chargeable resin pseudo fine particles are fixed to the coloring material by a step of aqueous precipitation polymerization of the radical polymerizable monomer using an aqueous radical polymerization initiator. The dispersible colorant obtained through this aqueous precipitation polymerization process is a water-insoluble color in which the chargeable resin pseudo fine particles synthesized in the aqueous precipitation polymerization process are strongly and firmly adhered to the colorant. It becomes a material and has excellent dispersion stability by itself. Further, in the above aqueous precipitation polymerization process, the characteristics of the chargeable resin pseudo fine particles can be easily controlled to the preferred form as described above. And the charge resin pseudo fine particles are satisfactorily achieved. Hereinafter, preferred embodiments of the manufacturing method will be described in more detail.

(水不溶性色材の分散)
先ず、前述したような本発明に好ましく用いられる水不溶性色材を分散剤にて分散して、水分散体とする。色材を水溶液に分散させるための分散剤としては、イオン性、ノニオン性等、いずれのものも使用できるが、その後の重合工程での分散安定性を保つ観点から、高分子分散剤又は水溶性高分子を用いることが望ましい。特に、充分な水溶性を示し、色材微粒子表面及び重合工程で加えられるラジカル重合性モノマー、特に疎水性モノマーの油滴界面への吸着サイトとなる、疎水部分を有しているものが好ましく用いられる。更に望ましくは、その後の重合工程で用いる疎水性モノマーのうちの少なくとも1種類が、分散剤を構成するユニットとして存在しているようにすることが、その後の重合工程において荷電性樹脂擬似微粒子の色材への固着を誘起し易い観点から、好ましい。
(Dispersion of water-insoluble colorant)
First, the water-insoluble colorant preferably used in the present invention as described above is dispersed with a dispersant to obtain an aqueous dispersion. As the dispersant for dispersing the coloring material in the aqueous solution, any of ionic, nonionic, etc. can be used, but from the viewpoint of maintaining dispersion stability in the subsequent polymerization step, the polymer dispersant or water-soluble It is desirable to use a polymer. In particular, a radically polymerizable monomer that is sufficiently water-soluble and that serves as an adsorption site to the oil droplet interface of the radically polymerizable monomer surface and the hydrophobic monomer added in the polymerization process is preferably used. It is done. More preferably, at least one of the hydrophobic monomers used in the subsequent polymerization step is present as a unit constituting the dispersing agent, so that the color of the charged resin pseudo fine particles in the subsequent polymerization step. This is preferable from the viewpoint of easily inducing adhesion to the material.

本発明で使用できる分散剤として機能する、高分子分散剤及び水溶性高分子の製造方法は、特に限定されず、例えば、イオン性基を有するモノマーと、他の重合し得るモノマーとを、非反応性溶媒中で、触媒の存在下又は不存在下で反応させることにより製造できる。特に、前述したようなイオン性基を有するモノマーと、スチレンモノマーとを必須成分として重合させることによって得られるスチレン/アクリル系高分子化合物、又はイオン性基を有するモノマーと、炭素原子の個数が5以上の(メタ)アクリル酸エステルモノマーとを必須成分として重合させることによって得られるイオン性基含有アクリル系高分子化合物から、選ばれる分散剤を用いると良好な結果となることが明らかとなっている。この際、得られる分散性色材が特にアニオン性基を有することを目的としている場合には、アニオン性の分散剤を、一方、得られる分散性色材が特にカチオン性基を有することを目的としている場合には、カチオン性基を有するか或いはノニオン性の分散剤を、それぞれ選択することが望ましい。   The production method of the polymer dispersant and the water-soluble polymer that functions as a dispersant that can be used in the present invention is not particularly limited. For example, a monomer having an ionic group and another polymerizable monomer are non-polymerized. It can manufacture by making it react in the presence or absence of a catalyst in a reactive solvent. In particular, a styrene / acrylic polymer compound obtained by polymerizing a monomer having an ionic group as described above and a styrene monomer as essential components, or a monomer having an ionic group, and the number of carbon atoms is 5. From the ionic group-containing acrylic polymer compound obtained by polymerizing the above (meth) acrylic acid ester monomer as an essential component, it has been clarified that good results can be obtained by using a dispersant selected. . At this time, when the obtained dispersible colorant is intended to have an anionic group in particular, an anionic dispersant, while the obtained dispersible colorant is intended to have a cationic group in particular. In this case, it is desirable to select a dispersant having a cationic group or a nonionic dispersant.

後の水系析出重合の過程で、荷電性樹脂擬似微粒子の色材への固着を促進することと、重合過程での色材の分散安定性を保持することを両立する観点から、アニオン性分散剤を用いる場合には酸価100以上250以下のもの、カチオン性分散剤を用いる場合にはアミン価150以上300以下のもの、をそれぞれ用いることも望ましい形態である。酸価及びアミン価がこの範囲より小さい場合には、水系析出重合の際に、疎水性モノマーと分散剤との親和性が、色材と分散剤との親和性より高くなり、荷電性樹脂擬似微粒子が色材に固着するより前に分散剤が色材表面から脱離して、分散状態を保てなくなる場合がある。又、酸価及びアミン価がこの範囲より大きい場合には、色材表面での分散剤の排除体積効果及び静電反発力が強くなり過ぎるために、色材への荷電性樹脂擬似微粒子の固着が阻害される場合がある。アニオン性分散剤を用いる場合には、色材への樹脂微粒子の固着を阻害しない観点から、アニオン性基としてカルボキシル基を有する分散剤を選択することが好ましい。   From the viewpoint of coexistence of promoting the fixation of the chargeable resin pseudo fine particles to the coloring material in the subsequent aqueous precipitation polymerization process and maintaining the dispersion stability of the coloring material in the polymerization process. It is also desirable to use those having an acid value of 100 or more and 250 or less in the case of using an acid, and those having an amine value of 150 or more and 300 or less in the case of using a cationic dispersant. When the acid value and the amine value are smaller than these ranges, the affinity between the hydrophobic monomer and the dispersant becomes higher than the affinity between the colorant and the dispersant during the aqueous precipitation polymerization, and the chargeable resin pseudo In some cases, the dispersing agent may be detached from the surface of the color material before the fine particles are fixed to the color material, and the dispersed state cannot be maintained. In addition, if the acid value and amine value are larger than these ranges, the excluded volume effect of the dispersant on the surface of the color material and the electrostatic repulsion force become too strong, so that the chargeable resin pseudo fine particles adhere to the color material. May be inhibited. When using an anionic dispersant, it is preferable to select a dispersant having a carboxyl group as an anionic group from the viewpoint of not inhibiting the adhesion of the resin fine particles to the colorant.

水不溶性色材を分散剤にて分散水溶液とする過程において、色材は、好ましくは分散粒径が0.01μm以上0.5μm以下(10nm以上500nm以下)の範囲、特に好ましくは0.03μm以上0.3μm以下(30nm以上300nm以下)の範囲に分散する。この過程での分散粒径が、得られる分散性色材の分散粒径に大きく反映し、前述した着色力や画像の耐候性の観点、及び分散安定性の観点から、上記の範囲が好ましい。   In the process of making a water-insoluble colorant into a dispersion aqueous solution with a dispersant, the colorant preferably has a dispersed particle diameter in the range of 0.01 μm to 0.5 μm (10 nm to 500 nm), particularly preferably 0.03 μm or more. Disperse in a range of 0.3 μm or less (30 nm or more and 300 nm or less). The dispersed particle diameter in this process largely reflects the dispersed particle diameter of the dispersible colorant to be obtained, and the above range is preferable from the viewpoint of the above-mentioned coloring power, image weather resistance, and dispersion stability.

又、本発明で使用する水不溶性色材の分散粒径分布は、なるべく単分散であることが好ましい。一般的には、帯電樹脂擬似微粒子が固着して得られる分散性色材の粒径分布は、図2(b)に示した重合工程よりも前の、分散水溶液の粒径分布よりも狭くなる傾向にあるが、基本的には、上記した分散水溶液の粒径分布に依存する。又、色材と帯電樹脂擬似微粒子とのヘテロ凝集による固着を確実に誘起するためにも、色材の粒径分布を狭くすることは重要である。本発明者らの検討によれば、色材の多分散度指数が0.25以下の範囲にあるものを使用したときに、得られる分散性色材の分散安定性が優れたものとなる。   The dispersion particle size distribution of the water-insoluble colorant used in the present invention is preferably monodispersed as much as possible. In general, the particle size distribution of the dispersible colorant obtained by fixing the charged resin pseudo fine particles becomes narrower than the particle size distribution of the dispersed aqueous solution before the polymerization step shown in FIG. Although it tends to be, it basically depends on the particle size distribution of the dispersed aqueous solution. It is also important to narrow the particle size distribution of the color material in order to surely induce fixation due to heteroaggregation of the color material and the charged resin pseudo fine particles. According to the study by the present inventors, when the polydispersity index of the color material is in the range of 0.25 or less, the dispersion stability of the obtained dispersible color material becomes excellent.

ここで、分散状態にある色材の粒径は各種測定方式で異なり、特に、有機顔料は球形粒子である場合は極めて少ないが、本発明においては、大塚電子工業社製ELS−8000にて動的光散乱法を原理として測定し、キュムラント解析することによって求められた平均粒径と多分散度指数を用いた。   Here, the particle size of the colorant in a dispersed state varies depending on various measurement methods. Particularly, the organic pigment is very small when it is a spherical particle, but in the present invention, the colorant is moved by ELS-8000 manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd. The average particle size and the polydispersity index obtained by the measurement based on the dynamic light scattering method and cumulant analysis were used.

水不溶性色材を水に分散させる方法は、前記したような条件で色材が水に安定に分散できる方法のうち、前記したような分散剤を用いた方法であればいずれでもよく、従来知られているいずれの方法にも限定されない。或いは本発明のために新規に開発された分散方法であってもよい。使用する高分子分散剤の添加量としては、一般的には、例えば、水不溶性色材が顔料である場合は、顔料に対し10質量%以上130質量%以下とすることが適している。   The method for dispersing the water-insoluble coloring material in water may be any method that uses a dispersing agent as described above, among the methods in which the coloring material can be stably dispersed in water under the conditions described above. It is not limited to any method that is used. Alternatively, a dispersion method newly developed for the present invention may be used. In general, for example, when the water-insoluble colorant is a pigment, the addition amount of the polymer dispersant to be used is suitably 10% by mass or more and 130% by mass or less based on the pigment.

本発明で用いられる色材の分散方法としては、例えば、ペイントシェイカー、サンドミル、アジテーターミル、3本ロールミル等の分散機やマイクロフルイダイザー、ナノマイザー、アルチマイザー等の高圧ホモジナイザー、超音波分散機等、それぞれの色材に一般的に用いられる分散方法であれば、どのような手法でも制限されない。   Examples of the dispersion method of the color material used in the present invention include, for example, a dispersion machine such as a paint shaker, a sand mill, an agitator mill, and a three roll mill, a high-pressure homogenizer such as a microfluidizer, a nanomizer, and an optimizer, an ultrasonic dispersion machine, and the like. Any dispersion method that is generally used for each color material is not limited.

[ラジカル重合開始剤]
本発明で使用するラジカル重合開始剤としては、一般的な水溶性のラジカル重合開始剤であれば、どのようなものでも使用可能である。水溶性ラジカル重合開始剤の具体的な例としては、過硫酸塩、水溶性アゾ化合物等が挙げられる。或いは水溶性ラジカル重合開始剤と還元剤の組み合わせによるレドックス開始剤であってもよい。具体的には、前記に列挙した色材、分散剤、モノマーの特性を考慮して、最適な組み合わせとなるように設計して使用する。望ましくは、得られる分散性色材の表面特性と同荷電の重合開始剤残基を与える重合開始剤を選択する。即ち、例えば、アニオン性基を有する水不溶性色材を得る場合には、開始剤残基が中性又はアニオン性となるものを選択する。これによって、表面電荷をより効率的に得ることができる。同様に、カチオン性基を有する分散性色材を得る場合には、開始剤残基が中性又はカチオン性となるものを選択するのが好ましい。
[Radical polymerization initiator]
As the radical polymerization initiator used in the present invention, any general water-soluble radical polymerization initiator can be used. Specific examples of the water-soluble radical polymerization initiator include persulfates and water-soluble azo compounds. Or the redox initiator by the combination of a water-soluble radical polymerization initiator and a reducing agent may be sufficient. Specifically, in consideration of the characteristics of the colorant, dispersant, and monomer listed above, they are designed and used so as to obtain an optimal combination. Desirably, a polymerization initiator that gives a polymerization initiator residue having the same charge as the surface characteristics of the resulting dispersible colorant is selected. That is, for example, when obtaining a water-insoluble colorant having an anionic group, one having an initiator residue that is neutral or anionic is selected. Thereby, the surface charge can be obtained more efficiently. Similarly, when obtaining a dispersible colorant having a cationic group, it is preferable to select one having an initiator residue that is neutral or cationic.

本発明において好ましく用いられる水溶性アゾ系重合開始剤としては、従来の乳化重合等に汎用的に用いられるものが好ましく用いられ、その他新規に開発された乳化重合に用いられる重合開始剤であっても用いることができる。例えば、VA−080(2,2’−アゾビス(2−メチル−N−(1,1−ビス(ヒドロキシメチル)−2−ヒドロキシエチル)プロピオンアミド))、VA−086(2,2’−アゾビス(2−メチル−N−(2−ヒドロキシエチル)−プロピオンアミド))、VA−057(2,2’−アゾビス(N−(2−カルボキシエチル)アミジノプロパン))、VA−058(2,2’−アゾビス(2−(3,4,5,6,−テトラヒドロピリミジン−2−イル)プロパン)ジヒドロクロライド)、VA−060(2,2’−アゾビス(2−(1−(2−ヒドロキシエチル)−2−イミダゾリン−2−イル)プロパン)ジヒドロクロライド、V−50(2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)ジヒドロクロライド)、V−501(4,4’−アゾビス(4−シアノペンタノン酸))(全て和光純薬(株)製)等が挙げられる。   As the water-soluble azo polymerization initiator preferably used in the present invention, those generally used for conventional emulsion polymerization and the like are preferably used, and other newly developed polymerization initiators used for emulsion polymerization are: Can also be used. For example, VA-080 (2,2′-azobis (2-methyl-N- (1,1-bis (hydroxymethyl) -2-hydroxyethyl) propionamide)), VA-086 (2,2′-azobis) (2-methyl-N- (2-hydroxyethyl) -propionamide)), VA-057 (2,2′-azobis (N- (2-carboxyethyl) amidinopropane)), VA-058 (2,2 '-Azobis (2- (3,4,5,6, -tetrahydropyrimidin-2-yl) propane) dihydrochloride), VA-060 (2,2'-azobis (2- (1- (2-hydroxyethyl ) -2-imidazolin-2-yl) propane) dihydrochloride, V-50 (2,2′-azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride), V-501 (4,4 ′) Azobis (4-cyanopentanoic acid)) include (all manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and the like.

[ラジカル重合性モノマー]
本発明の製造方法で用いられるラジカル重合性モノマーは、前記で説明した水系析出重合工程を経て、荷電性樹脂擬似微粒子を構成する成分となるので、先の[実質的に水に不溶な樹脂微粒子]の項で述べたように、得ようとする荷電性樹脂擬似微粒子及び分散性色材の特性によって適宜に選択すればよい。本発明の製造方法においても、従来から公知であるラジカル重合性モノマー、又は本発明のために新規に開発されたラジカル重合性モノマー、のいかなるものでも使用できる。
[Radically polymerizable monomer]
Since the radically polymerizable monomer used in the production method of the present invention becomes a component constituting the chargeable resin pseudo fine particles through the aqueous precipitation polymerization step described above, the above [substantially water-insoluble resin fine particles ], As described in the section, may be appropriately selected depending on the characteristics of the chargeable resin pseudo fine particles and the dispersible colorant to be obtained. In the production method of the present invention, any conventionally known radically polymerizable monomer or a radically polymerizable monomer newly developed for the present invention can be used.

(水系析出重合)
続いて、本発明の特徴である荷電性樹脂擬似微粒子を合成し、色材に固着させる工程である、水系析出重合の好ましい実施形態について述べる。尚、本発明は以下に述べる実施形態によって何ら制限されるものではない。図2は、上記製造方法の工程フローを模式的に記載した工程図である。本工程によって分散性色材を得るまでの過程は、次のように考えられる。先ず、図2(a)に示したように、水溶液中に色材1を分散剤3によって分散した分散水溶液を用意する。このとき、色材は、分散剤の吸着によって分散安定化されていて、この吸着は熱的に平衡状態にある。次に、図2(a)で用意した分散水溶液を攪拌しながら昇温し、この中に、モノマー成分4を、例えば、水性ラジカル重合開始剤5と共に添加する(図2(b)参照)。添加された水性ラジカル重合開始剤は、昇温することにより解裂してラジカルを発生し、分散水溶液中に添加されたモノマー成分のうち、微量に水相に溶解した疎水性モノマーと、水相中の水溶性モノマーとの反応に寄与する。
(Aqueous precipitation polymerization)
Subsequently, a preferred embodiment of the aqueous precipitation polymerization, which is a step of synthesizing the chargeable resin pseudo fine particles, which is a feature of the present invention, and fixing it to the coloring material will be described. In addition, this invention is not restrict | limited at all by embodiment described below. FIG. 2 is a process diagram schematically showing a process flow of the manufacturing method. The process up to obtaining a dispersible colorant by this step is considered as follows. First, as shown in FIG. 2A, a dispersed aqueous solution in which the coloring material 1 is dispersed in the aqueous solution by the dispersant 3 is prepared. At this time, the coloring material is dispersed and stabilized by adsorption of the dispersing agent, and this adsorption is in a thermal equilibrium state. Next, the temperature of the dispersion aqueous solution prepared in FIG. 2A is raised while stirring, and the monomer component 4 is added thereto together with, for example, the aqueous radical polymerization initiator 5 (see FIG. 2B). The added aqueous radical polymerization initiator cleaves when heated to generate radicals, and among the monomer components added to the aqueous dispersion, a small amount of the hydrophobic monomer dissolved in the aqueous phase and the aqueous phase Contributes to the reaction with the water-soluble monomer.

図3は、モノマー4が重合し、分散性色材を生成するまでの過程を記載した模式図である。前記したようなモノマー4の反応が進行すると、モノマー成分の重合反応によって生成したオリゴマー7は水に不溶となり、水相より析出して析出物8となる。しかし、このとき析出したオリゴマー7は、十分な分散安定性を有していないため、合一して荷電性樹脂擬似微粒子2を形成する。荷電性樹脂擬似微粒子2は更に、分散水溶液中の色材の有する疎水性表面を核としてヘテロ凝集を起こし、色材1の表面と荷電性樹脂擬似微粒子2を構成する樹脂成分が疎水性相互作用によって強く吸着する。このとき、荷電性樹脂擬似微粒子2の内部では重合反応が進行しつづけており、色材1との吸着点を増やしながら、よりエネルギー的に安定する形態へ変化する。同時に、荷電性樹脂擬似微粒子2の内部は高度に物理架橋が形成されるため、色材1と最も安定に吸着する形態を固定して固着状態となる。一方、色材1は、複数の荷電性樹脂擬似微粒子2が固着していくことによって安定化され、平衡状態にあった分散剤3は、色材1の表面から脱離する。   FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a process until the monomer 4 is polymerized to produce a dispersible colorant. When the reaction of the monomer 4 as described above proceeds, the oligomer 7 generated by the polymerization reaction of the monomer component becomes insoluble in water and precipitates from the aqueous phase to become a precipitate 8. However, since the oligomer 7 deposited at this time does not have sufficient dispersion stability, the charged resin pseudo fine particles 2 are formed together. Further, the charged resin pseudo fine particles 2 cause hetero-aggregation with the hydrophobic surface of the color material in the aqueous dispersion as a nucleus, and the resin component constituting the surface of the color material 1 and the charge resin pseudo fine particles 2 has a hydrophobic interaction. Strongly adsorbed by. At this time, the polymerization reaction continues to proceed inside the chargeable resin pseudo fine particles 2, and changes to a more energetically stable form while increasing the adsorption point with the colorant 1. At the same time, since the inside of the chargeable resin pseudo fine particles 2 is highly physically crosslinked, the form that adsorbs the color material 1 most stably is fixed and is in a fixed state. On the other hand, the coloring material 1 is stabilized by fixing the plurality of chargeable resin pseudo fine particles 2, and the dispersant 3 in an equilibrium state is detached from the surface of the coloring material 1.

図4に、上記のようにして得られた荷電性樹脂擬似微粒子2の、色材1との固着界面側の模式図を示した。図4に示したように、樹脂成分の集合体である荷電性樹脂擬似微粒子は、親水性モノマーユニット9−1、疎水性モノマーユニット9−2等が任意に分布して存在するため、その局所的な表面エネルギーには分布があり、色材の表面エネルギーと一致する吸着点10が多数存在する。   FIG. 4 shows a schematic diagram of the chargeable resin pseudo fine particles 2 obtained as described above on the fixing interface side with the coloring material 1. As shown in FIG. 4, since the charged resin pseudo fine particles, which are aggregates of resin components, are present in an arbitrarily distributed hydrophilic monomer unit 9-1, hydrophobic monomer unit 9-2, etc. The surface energy has a distribution, and there are many adsorption points 10 that coincide with the surface energy of the color material.

図5に、荷電性樹脂擬似微粒子11の一部と色材粒子の一部1aとの固着界面部分の拡大模式図を示したが、荷電性樹脂擬似微粒子の界面11は、図4に示した吸着点10を吸着しながら、色材の一部1aの表面形状に応じた形態をとって安定に固着する。前述したようにこの過程においても荷電性樹脂擬似微粒子内での重合反応が進行しているため、吸着が安定化した形態で固定化されることで色材への固着を達成する。以上のような過程により、前記した構成の分散性色材が、容易に形成される(図2(d)参照)。このとき、荷電性樹脂擬似微粒子が充分な表面電荷を有して自己分散性を達成している系においては、ヘテロ凝集による色材への吸着及び固着過程にて、荷電性樹脂擬似微粒子間に相互に静電斥力が働くことによって、荷電性樹脂擬似微粒子は、色材に対して点在して固着し、前述した好ましい形態となる。   FIG. 5 shows an enlarged schematic view of the fixing interface portion between a part of the chargeable resin pseudo fine particles 11 and the part 1a of the color material particles. The interface 11 of the chargeable resin pseudo fine particles is shown in FIG. While adsorbing the adsorbing point 10, it takes a form corresponding to the surface shape of the part 1a of the color material and adheres stably. As described above, since the polymerization reaction is proceeding in the chargeable resin pseudo fine particles also in this process, fixation to the coloring material is achieved by fixing the adsorption in a stabilized form. Through the above-described process, the dispersible color material having the above-described configuration is easily formed (see FIG. 2D). At this time, in a system in which the chargeable resin pseudo fine particles have sufficient surface charge to achieve self-dispersibility, the charge resin pseudo fine particles are interspersed in the process of adsorption and fixation to the coloring material by heteroaggregation. When the electrostatic repulsive force acts mutually, the chargeable resin pseudo fine particles are scattered and fixed to the color material, and the preferred form described above is obtained.

重合反応条件は、使用する重合開始剤及び分散剤、モノマーの性質によっても異なるが、例えば、反応温度は100℃以下とし、好ましくは40℃以上80℃以下の範囲である。又、反応時間は、1時間以上、好ましくは6時間以上30時間以下である。反応中の攪拌速度は、50rpm以上500rpm以下、好ましくは150rpm以上400rpm以下とするのが望ましい。   The polymerization reaction conditions vary depending on the properties of the polymerization initiator, the dispersant, and the monomer to be used. For example, the reaction temperature is 100 ° C. or lower, preferably 40 ° C. or higher and 80 ° C. or lower. The reaction time is 1 hour or more, preferably 6 hours or more and 30 hours or less. The stirring speed during the reaction is 50 rpm to 500 rpm, preferably 150 rpm to 400 rpm.

前述した工程において、特に、少なくとも1種類の疎水性モノマーと、少なくとも1種類の親水性モノマーを含むモノマー成分を重合させて荷電性樹脂擬似微粒子を得る際には、好ましくは前記モノマー成分を、水性ラジカル重合開始剤をあらかじめ含んだ水不溶性色材の分散水溶液中に滴下することが望ましい。又は、水不溶性色材の分散水溶液中に、水性ラジカル重合開始剤と同時又は別々に滴下して加えることも望ましい形態である。疎水性モノマーと親水性モノマーのように性質の異なるモノマーの混合物から、所望の荷電性樹脂擬似微粒子を均一に得るためには、前記性質の異なるモノマーの共重合比率を常に一定に保つことが望ましい。前記モノマーの混合物を一定時間内に重合反応で消費されるモノマー量に比して過剰に重合系内に添加した場合、特定のモノマー種のみが先行して重合し、残りのモノマーは先行で重合したモノマーが消費されてから重合する傾向があり、この場合には、生成される荷電性樹脂擬似微粒子の性質に大きな不均一が生じる。こうして生成した荷電性樹脂擬似微粒子のうち、特に親水性モノマー成分の含有量の大きいものは、色材の表面に固着できない場合がある。   In the above-described steps, particularly when the chargeable resin pseudo fine particles are obtained by polymerizing a monomer component containing at least one kind of hydrophobic monomer and at least one kind of hydrophilic monomer, the monomer component is preferably an aqueous solution. It is desirable to drop it into a dispersed aqueous solution of a water-insoluble colorant that contains a radical polymerization initiator in advance. Alternatively, it is also desirable to add the water-insoluble colorant dropwise at the same time or separately from the aqueous radical polymerization initiator in the aqueous dispersion. In order to uniformly obtain desired charged resin pseudo fine particles from a mixture of monomers having different properties such as a hydrophobic monomer and a hydrophilic monomer, it is desirable to always keep the copolymerization ratio of the monomers having different properties constant. . When the mixture of monomers is added to the polymerization system in excess of the amount of monomer consumed in the polymerization reaction within a certain time, only a specific monomer species is polymerized in advance, and the remaining monomers are polymerized in advance. There is a tendency to polymerize after the consumed monomer is consumed, and in this case, a large non-uniformity occurs in the properties of the generated chargeable resin pseudo fine particles. Among the charged resin pseudo fine particles generated in this way, those having a particularly large hydrophilic monomer component content may not be able to adhere to the surface of the color material.

更に、親水性モノマー成分の含有量の大きい樹脂成分に至っては、その高い親水性によって析出できず、荷電性樹脂擬似微粒子が形成されずに水溶性樹脂成分として系内に残存してしまう場合がある。一方、モノマー成分を、水性ラジカル重合開始剤を含んだ水不溶性色材の分散水溶液中に滴下することによって、疎水性モノマーと親水性モノマーとの共重合比率が常に一定に保たれた、所望の共重合比率で構成される荷電性樹脂擬似微粒子を均一に得ることができる。   Furthermore, when the resin component has a high content of the hydrophilic monomer component, it may not be precipitated due to its high hydrophilicity, and may remain in the system as a water-soluble resin component without forming charged resin pseudo fine particles. is there. On the other hand, by dropping the monomer component into a water-insoluble colorant-dispersed aqueous solution containing an aqueous radical polymerization initiator, the copolymerization ratio between the hydrophobic monomer and the hydrophilic monomer is always kept constant. Chargeable resin pseudo fine particles composed of a copolymerization ratio can be obtained uniformly.

又、親水性モノマーとして、特に、アクリル酸、メタクリル酸等のアニオン性モノマーを重合系内に添加する際に、色材を分散している高分子分散剤の特性によっては部分的に不安定化し、凝集を引き起こす場合もある。これを防ぐために、アニオン性モノマーを予め中和し、ナトリウム塩やカリウム塩の状態で添加することも好適な実施形態である。   In addition, especially when anionic monomers such as acrylic acid and methacrylic acid are added to the polymerization system as hydrophilic monomers, they may become partially unstable depending on the characteristics of the polymer dispersant in which the colorant is dispersed. , May cause aggregation. In order to prevent this, it is also a preferred embodiment that the anionic monomer is neutralized in advance and added in the form of sodium salt or potassium salt.

上述した工程にて得た、本発明にかかる、荷電性樹脂擬似微粒子が色材に固着した水不溶性色材を用いて水性インクを調製する際には、上記の工程に加えて、更に精製処理を行うことが望ましい。特に、上記において、未反応の重合開始剤、モノマー成分、分散剤、固着に至らなかった水溶性樹脂成分及び荷電性樹脂擬似微粒子等について精製処理を行うことは、分散性色材の保存安定性を高く維持する点で重要である。使用する精製方法としては、通常一般的に用いられている精製方法から最適なものを選択して用いればよい。例えば、遠心分離法や、限外ろ過法を用いて精製することも好ましい実施形態である。   When preparing a water-based ink using the water-insoluble color material obtained by the above-described steps and having the chargeable resin pseudo fine particles fixed to the color material according to the present invention, in addition to the above steps, further purification treatment is performed. It is desirable to do. In particular, in the above, it is possible to carry out purification treatment on unreacted polymerization initiator, monomer component, dispersant, water-soluble resin component that has not been fixed, and chargeable resin pseudo fine particles, etc. Is important in maintaining high. As a purification method to be used, an optimum one may be selected from generally used purification methods. For example, purification using a centrifugal separation method or an ultrafiltration method is a preferred embodiment.

上述した工程を経れば、多くの制御因子をコントロールすることによって、色材の表面に所望の共重合体からなる荷電性樹脂擬似微粒子が固着されてなる分散性色材を得ることができる。特に、高い分散安定性を目的としてアニオン性モノマーを使用する場合には、本発明の工程を経た分散性色材は、上記の工程で用いるアニオン性モノマーが比較的少ない量であっても大きな表面官能基密度を得ることができ、高い分散安定性を付与することができる。この結果、長期保存安定性を損なうことなく、荷電性樹脂擬似微粒子の分散安定性を高くすることが可能となる。   Through the above-described steps, a dispersible color material in which charged resin pseudo fine particles made of a desired copolymer are fixed to the surface of the color material can be obtained by controlling many control factors. In particular, when an anionic monomer is used for the purpose of high dispersion stability, the dispersible colorant having undergone the process of the present invention has a large surface even if the amount of the anionic monomer used in the above process is relatively small. A functional group density can be obtained and high dispersion stability can be imparted. As a result, it becomes possible to increase the dispersion stability of the chargeable resin pseudo fine particles without impairing the long-term storage stability.

この理由は明らかでないが、本発明者らは次のように考えている。水中で発生したラジカルにより重合が開始され、オリゴマーが析出して荷電性樹脂擬似微粒子を形成する際、アニオン性モノマー由来成分の多い部分が優先的に水相側、即ち、荷電性樹脂擬似微粒子の表面付近に配向する。この状態は、前記荷電性樹脂擬似微粒子が色材に固着した後にも維持され、構造的に大きな比表面積を有する本発明で使用する分散性色材では、更に、アニオン性モノマー成分由来のアニオン性基が多く存在し、結果として、上記した製造方法によって得られる分散性色材は、より少ないアニオン性モノマー成分で安定化されると予想される。   Although this reason is not clear, the present inventors consider as follows. Polymerization is initiated by radicals generated in water, and when oligomers are precipitated to form charged resin pseudo fine particles, the portion having a large amount of anionic monomer-derived components is preferentially on the water phase side, that is, charged resin pseudo fine particles. Oriented near the surface. This state is maintained even after the chargeable resin pseudo fine particles are fixed to the color material. In the dispersible color material used in the present invention having a structurally large specific surface area, an anionic property derived from an anionic monomer component is further provided. Many groups are present, and as a result, the dispersible colorant obtained by the above-described production method is expected to be stabilized with fewer anionic monomer components.

次に、本発明に用いられる貧溶媒及び良溶媒について説明する。その定義の詳細については後述するが、当該水溶性有機溶剤に対する分散性色材の分散安定性がよいものを良溶媒とし、悪いものを貧溶媒としている。本発明の特徴は、更に上記した特定の形状を有する分散性色材と、上記分散性色材と共に水性インク中に含有させる水溶性有機溶剤に着目し、水溶性有機溶剤を上記分散性色材に対して、上記した貧溶媒としての挙動を示すものと良溶媒としての挙動を示すものとに分類し、水性インク中に特定の比率で上記貧溶媒と良溶媒とを調整した点にある。そして、かかる構成とすることで、インク状態において優れた保存安定性を有し、一方、記録媒体上特に従来水性インクによる画像形成において種々の課題があった普通紙に対しても、フェザリングやブリードの少ない高品位な画像が得られ、更に付与するインク液滴量が少なくても十分に大きなエリアファクターを有し、且つODの高い画像の形成が可能でありながら、且つ高い耐擦過性、耐マーカー性及び耐水性に優れた画像を与えるインクが得られるという顕著な効果が得られることを見いだし、本発明に至ったものである。   Next, the poor solvent and the good solvent used in the present invention will be described. Although details of the definition will be described later, a good solvent is a good dispersion stability of a dispersible colorant in the water-soluble organic solvent, and a poor solvent is a poor one. The feature of the present invention is to pay attention to the dispersible colorant having the specific shape described above and the water-soluble organic solvent contained in the water-based ink together with the dispersible colorant. On the other hand, they are classified into those showing the behavior as the poor solvent and those showing the behavior as the good solvent, and the poor solvent and the good solvent are adjusted at a specific ratio in the water-based ink. With such a configuration, it has excellent storage stability in the ink state, and on the other hand, even on plain paper that has had various problems in image formation with a conventional aqueous ink on a recording medium, A high-quality image with little bleeding is obtained, and even if the amount of ink droplets to be applied is small, it has a sufficiently large area factor and can form an image with a high OD, and also has high scratch resistance, The present inventors have found that a remarkable effect that an ink giving an image excellent in marker resistance and water resistance can be obtained is obtained, and the present invention has been achieved.

本発明によってこのような効果が得られる理由は明らかでないが、本発明者らは以下の様に推測している。一般的に、普通紙等の記録紙上に水性インクで画像を形成した場合に、優れた印字濃度及び印字品位を実現させるためには、色材をより効率的に紙面上に残すことが必要である。そのための方法としては、反応液を記録媒体に付着させた後、顔料インク組成物を記録紙に付着させることで、優れた印字濃度及び印字品位を得る方法がある。又、特殊な分散剤を用いることで、インクの保存安定性の達成と、高い印字濃度の達成の両立をはかる方法がある。しかしながら、本発明者らの検討によれば、これらの方法によっても十分な印字濃度を得ることは難しく、特に、高い印字濃度と優れた耐擦過性、耐マーカー性及び耐水性をどちらも高いレベルで達成することはできなかった。   The reason why such an effect is obtained by the present invention is not clear, but the present inventors presume as follows. In general, when an image is formed with a water-based ink on recording paper such as plain paper, it is necessary to leave the color material on the paper more efficiently in order to achieve excellent print density and print quality. is there. As a method therefor, there is a method of obtaining an excellent print density and print quality by attaching a reaction liquid to a recording medium and then attaching a pigment ink composition to a recording paper. In addition, there is a method that achieves both the storage stability of the ink and the achievement of a high print density by using a special dispersant. However, according to the study by the present inventors, it is difficult to obtain a sufficient print density even by these methods, and in particular, both high print density and excellent scratch resistance, marker resistance and water resistance are high levels. Could not be achieved.

本発明にかかる水性インクは、少なくとも、水と分散性色材と複数の水溶性有機溶媒とを含み、上記水溶性有機溶媒として、上記分散性色材に対する良溶媒と上記分散性色材に対する貧溶媒とを含んでいる。かかる水性インクがインクの状態であるときには、水と上記分散性色材の良溶媒及び貧溶媒とを含む水溶性有機溶剤と、上記分散性色材とが所定の比率で混合されており、上記分散性色材の高い分散安定性と、良溶媒及び貧溶媒との比率とによって保存安定性が保たれる。   The water-based ink according to the present invention includes at least water, a dispersible color material, and a plurality of water-soluble organic solvents, and as the water-soluble organic solvent, a good solvent for the dispersible color material and a poor solvent for the dispersible color material. And a solvent. When the water-based ink is in an ink state, water, a water-soluble organic solvent containing a good solvent and a poor solvent for the dispersible color material, and the dispersible color material are mixed at a predetermined ratio, Storage stability is maintained by the high dispersion stability of the dispersible colorant and the ratio of the good solvent and the poor solvent.

このような、本発明にかかる水性インクが、記録媒体、特に普通紙上に印字された場合には、以下に述べるような理由によって、非常に優れた印字濃度及び印字品位をもたらすことが可能になると考えられる。即ち、図7(a)に示した様に、本発明にかかるインク滴1301が、記録媒体1300、例えば、普通紙上に印字された場合には、インクが記録媒体上に着弾した瞬間から、インク中の水と分散性色材の良溶媒及び貧溶媒と分散性色材との比率は変化していく。つまり、インク滴が記録媒体表面へ着弾すると、水の蒸発と同時に、先ず、インク中の水溶性有機溶剤のうちのKa値が高い貧溶媒が、Ka値の低い良溶媒よりも記録媒体上で放射状に広がり、インクドットが形成されていくと考えられる。この場合のインクドットの広がり状態に関して着目すると、ドットの中心部1303よりも外周1302において貧溶媒の濃度が高くなっていると考えられる。この結果、インクドットが記録媒体上に放射状に広がる過程で、分散性色材に対する貧溶媒の濃度が急激に増加することが起こる。これに伴って分散性色材が不安定化し、色材である該分散性色材の凝集若しくは分散破壊が起こり、この結果、記録媒体上で分散性色材1304が記録媒体1300の表面に留まることが起こり、あたかも外縁部分に、分散性色材の土手が形成されたかのようなインクドットが形成されると考えられる(図7(b))。それに引き続き、良溶媒リッチな中央部1303の水溶性有機溶剤の蒸発や浸透により、この部分においても分散性色材が凝集して画像を形成するドット1305が形成される(図7(c)、図7(d))。上記したようなプロセスによって形成される画像は、少ないインク液滴量であっても十分に大きなエリアファクターを有しており、高い印字濃度を有するものとなり、しかも、フェザリングの発生が十分に軽減された高品位なものとなる。   When such a water-based ink according to the present invention is printed on a recording medium, particularly plain paper, it is possible to provide a very excellent print density and print quality for the reasons described below. Conceivable. That is, as shown in FIG. 7A, when the ink droplet 1301 according to the present invention is printed on a recording medium 1300, for example, plain paper, the ink starts from the moment when the ink lands on the recording medium. The ratio of the water and the good solvent of the dispersible colorant and the ratio of the poor solvent to the dispersible colorant changes. That is, when the ink droplets land on the surface of the recording medium, at the same time as the evaporation of water, first, the poor solvent having a high Ka value among the water-soluble organic solvents in the ink is more on the recording medium than the good solvent having a low Ka value. It is considered that ink dots are formed by spreading radially. When attention is paid to the spread state of the ink dots in this case, it is considered that the concentration of the poor solvent is higher in the outer periphery 1302 than in the center portion 1303 of the dots. As a result, the concentration of the poor solvent with respect to the dispersible colorant increases abruptly in the process of spreading the ink dots radially on the recording medium. Along with this, the dispersible color material becomes unstable, and the dispersible color material which is the color material aggregates or breaks down. As a result, the dispersible color material 1304 stays on the surface of the recording medium 1300 on the recording medium. Thus, it is considered that ink dots are formed on the outer edge as if the dispersible color material bank was formed (FIG. 7B). Subsequently, due to evaporation and permeation of the water-soluble organic solvent in the central portion 1303 rich in good solvent, the dispersible colorant also aggregates in this portion to form dots 1305 that form an image (FIG. 7C). FIG. 7 (d)). An image formed by the process as described above has a sufficiently large area factor even with a small amount of ink droplets, has a high printing density, and sufficiently reduces the occurrence of feathering. Will be high quality.

この機構において、分散性色材は、水性インク中では高い比表面積に比較的少ない酸価を有することで高い分散安定性を有しているが、一旦記録媒体上に着弾し、インクドットの外周部分において貧溶媒の濃度勾配が現れると、その高い比表面積と少ない酸価によって急激に不安定化し、凝集する。このとき、分散性色材の代わりに任意の水不溶性色材を同様の構成として用いた場合にも、上述した機構によって印字品位や印字濃度が向上する効果は得ることができる。しかし、水不溶性色材としてアニオン性やノニオン性の実質的に水溶性である分散樹脂にて分散された顔料を用いた場合、記録媒体上での貧溶媒の濃度勾配に対する不安定化及び凝集の速度が、上記分散性色材を用いた場合に比して小さくなる。この場合、色材の凝集速度を高めるためにインク中の貧溶媒量を増加すると、長期におけるインクの保存安定性が充分に確保できなくなる。同様に、水不溶性色材としてアニオン性樹脂にて一様に被覆された顔料を用いた場合においても、インクの長期保存安定性を与えるのに充分な高いアニオン性を付与すると、記録媒体上での凝集速度と、記録媒体中への色材の浸透速度とのバランスをとるのが難しくなる。これに対し、本発明の分散性色材を用いると、フェザリングや印字濃度の点でより優れた品位の印字物を得られ、且つ上記分散性色材の有する耐擦過性、耐マーカー性及び耐水性が効果的に発揮されることを本発明者らは見出した。   In this mechanism, the dispersible colorant has high dispersion stability by having a relatively small acid value at a high specific surface area in water-based ink, but once landed on the recording medium, the outer periphery of the ink dot When a concentration gradient of the poor solvent appears in the portion, it rapidly destabilizes and aggregates due to its high specific surface area and small acid value. At this time, even when an arbitrary water-insoluble color material is used in the same configuration instead of the dispersible color material, the effect of improving the print quality and the print density can be obtained by the above-described mechanism. However, when a pigment dispersed with an anionic or nonionic substantially water-soluble dispersion resin is used as a water-insoluble colorant, destabilization and aggregation of the poor solvent on the recording medium are caused. The speed is smaller than when the dispersible colorant is used. In this case, if the amount of the poor solvent in the ink is increased in order to increase the aggregation rate of the color material, it is impossible to sufficiently secure the storage stability of the ink for a long period. Similarly, even when a pigment uniformly coated with an anionic resin is used as a water-insoluble colorant, if an anionic property high enough to provide long-term storage stability of the ink is imparted, It is difficult to balance the aggregation rate of the toner and the penetration rate of the coloring material into the recording medium. On the other hand, when the dispersible color material of the present invention is used, it is possible to obtain a printed matter with superior quality in terms of feathering and print density, and the dispersible color material has scratch resistance, marker resistance, and The present inventors have found that water resistance is effectively exhibited.

上記したような想定メカニズムの下で、本発明に用いる良溶媒及び貧溶媒は、分散性色材の分散状態を良好に維持できるか否かによって決定される。即ち、分散性色材との関係において決定されるものである。従って、本発明にかかるインクの調製にあたって、良溶媒と貧溶媒とを選択する場合には、当該溶媒中においての用いようとする分散性色材の分散安定性の程度を観察し、その結果から求めることが好ましい。そして本発明者らは、本発明の効果をもたらす良溶媒と貧溶媒との判定の基準を、本発明の効果との関連の下で種々検討した結果、下記の方法が好ましいことを見出した。即ち、先ず、判定しようとする溶媒50質量%程度を含み、且つ当該インクに用いる分散性色材を分散状態で含む水性分散液を、60℃、48時間保存したときの該分散液中の分散粒径(A)を測定する。次に、判定しようとする溶媒を含まない、若しくは少量含み、且つ当該インクに用いる分散性色材を分散状態で含む水性分散液の粒径(B)を測定する。そして、インクを設計する場合に、分散液中の分散粒径(A)が、水性分散液の粒径(B)と比較して増加しているものを貧溶媒と判定し、一方、分散液中の分散粒径(A)が、水性分散液の粒径(B)と同じか或いは減少しているものを良溶媒と判定して、これらの色材に対する特性によって判別された水溶性有機溶媒を使い分けた場合に、本発明が目的とする効果との整合性が極めてよいことを見出した。   Under the assumed mechanism as described above, the good solvent and the poor solvent used in the present invention are determined depending on whether or not the dispersion state of the dispersible colorant can be maintained well. That is, it is determined in relation to the dispersible color material. Therefore, in preparing the ink according to the present invention, when selecting a good solvent and a poor solvent, the degree of dispersion stability of the dispersible colorant to be used in the solvent is observed, and the result It is preferable to obtain. And as a result of various studies on the criteria for determining good and poor solvents that bring about the effects of the present invention in relation to the effects of the present invention, the present inventors have found that the following method is preferable. That is, first, an aqueous dispersion containing about 50% by mass of the solvent to be determined and containing the dispersible colorant used in the ink in a dispersed state is dispersed in the dispersion when stored at 60 ° C. for 48 hours. The particle size (A) is measured. Next, the particle size (B) of an aqueous dispersion containing no or a small amount of the solvent to be determined and containing the dispersible colorant used in the ink in a dispersed state is measured. And when designing an ink, what the dispersion | distribution particle diameter (A) in a dispersion liquid has increased compared with the particle diameter (B) of an aqueous dispersion liquid is determined as a poor solvent, On the other hand, A water-soluble organic solvent having a dispersed particle diameter (A) that is the same as or smaller than the particle diameter (B) of the aqueous dispersion is determined as a good solvent, and is determined by the properties of these colorants It has been found that the consistency with the intended effect of the present invention is extremely good.

より具体的には、下記の方法で良溶媒と貧溶媒とを判定する。先ず、下記の2つの分散性色材の分散液A及びBを調製する。
A:判定対象としての液中の水溶性有機溶剤の濃度が50質量%、分散性色材の濃度が5質量%、及び水の濃度が45質量%である組成の溶剤含有の水性分散液;
B:分散性色材の液中の濃度が5質量%である水溶性有機溶剤を含まない分散性色材の水分散液。
そして上記分散液Aを60℃で48時間保存後、常温に冷まし、そのときの分散粒径を、濃厚系粒径アナライザー(商品名:FPAR−1000;大塚電子(株)社製)等を用いて測定した。又、上記水分散液Bの粒径を、上記濃厚系粒径アナライザーを用いて測定した。そして、上記分散液A及び水分散液Bの各々の粒径値を、粒径(A)及び粒径(B)としたときに、これらの値を用いて下記の定義に従って良溶媒と貧溶媒とを判別し、判定された良溶媒と貧溶媒とを用いて本発明の構成を有するインクを調製した。この結果、前記したような優れた効果を得られることが確認できた。即ち、良溶媒と貧溶媒とは、上記において、粒径(A)が粒径(B)よりも大きい場合、当該判定対象としての水溶性有機溶媒を貧溶媒とし、粒径(A)と粒径(B)と同じか、或いは粒径(A)が粒径(B)よりも減少した場合、当該判定対象としての水溶性有機溶媒を良溶媒として定義した。
More specifically, the good solvent and the poor solvent are determined by the following method. First, dispersion liquids A and B of the following two dispersible color materials are prepared.
A: A solvent-containing aqueous dispersion having a composition in which the concentration of the water-soluble organic solvent in the liquid to be determined is 50% by mass, the concentration of the dispersible colorant is 5% by mass, and the concentration of water is 45% by mass;
B: An aqueous dispersion of a dispersible color material that does not contain a water-soluble organic solvent having a concentration of 5% by mass in the liquid of the dispersible color material.
The dispersion A is stored at 60 ° C. for 48 hours and then cooled to room temperature. The dispersion particle size at that time is measured using a concentrated particle size analyzer (trade name: FPAR-1000; manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.). Measured. The particle size of the aqueous dispersion B was measured using the concentrated particle size analyzer. And when each particle size value of the said dispersion A and water dispersion B is made into a particle size (A) and a particle size (B), according to the following definition using these values, a good solvent and a poor solvent The ink having the configuration of the present invention was prepared using the determined good solvent and poor solvent. As a result, it was confirmed that the excellent effects as described above can be obtained. That is, in the above description, the good solvent and the poor solvent are those in which, when the particle size (A) is larger than the particle size (B), the water-soluble organic solvent as the determination target is the poor solvent, When the diameter (B) is the same as or the particle diameter (A) is smaller than the particle diameter (B), the water-soluble organic solvent as the determination target is defined as a good solvent.

本発明の水性インクは、色材として前述した特定の形状を有する分散性色材を含み、水溶性有機溶剤を上記した特定の構成とする以外は、従来の水不溶性色材を含む水性インクと同様の構成とすればよい。即ち、本発明にかかる水性インクの第1の特徴は、少なくとも、水、複数の水溶性有機溶剤及び分散性色材とを含み、該分散性色材が、色材と該色材より小さい荷電性樹脂擬似微粒子とを有する分散性色材であって、且つ前記色材と前記荷電性樹脂擬似微粒子とが固着していることである。   The water-based ink of the present invention includes a dispersible color material having the specific shape described above as a color material, and a water-based ink containing a conventional water-insoluble color material except that the water-soluble organic solvent has the specific configuration described above. A similar configuration may be used. That is, the first characteristic of the water-based ink according to the present invention includes at least water, a plurality of water-soluble organic solvents, and a dispersible color material, and the dispersible color material has a smaller charge than the color material and the color material. The dispersible color material having the conductive resin pseudo fine particles, and the color material and the chargeable resin pseudo fine particles are fixed to each other.

又、本発明の第三の特徴は、水溶性有機溶剤として、上述したような判定方法によって判別された少なくとも1種の良溶媒である水溶性有機溶剤と、少なくとも1種の貧溶媒である水溶性有機溶剤とを含み、インク中の良溶媒の全量(質量%)をA、インク中の貧溶媒の全量(質量%)をBとした場合に、A:Bの比率[インク中全良溶媒量(質量%):インク中全貧溶媒量(質量%)]が、A:B=10:5〜10:30の範囲内となるように調整したことにある。   The third feature of the present invention is that the water-soluble organic solvent is a water-soluble organic solvent that is at least one good solvent determined by the determination method as described above, and a water-soluble organic solvent that is at least one poor solvent. A: B ratio [total good solvent in ink] where A is the total amount (% by mass) of the good solvent in the ink and B is the total amount (% by mass) of the poor solvent in the ink. The amount (mass%): the total amount of poor solvent in ink (mass%)] is adjusted to be in the range of A: B = 10: 5 to 10:30.

更に、本発明の水性インクの第四の特徴は、上記に加えて複数の水溶性有機溶媒の各々の、ブリストウ法によって求められるKa値を比較したときに、Ka値が最大の水溶性有機溶媒が貧溶媒である点にある。この結果、インク中における該分散性色材の分散安定性が非常に優れたものとなると同時に、記録媒体、特に普通紙上に印字した場合に、少ないインク液滴量であっても十分に大きなエリアファクターを有し、且つ高い印字濃度を示す非常に優れた印字品位をもたらす画像形成が可能になる。   Furthermore, the fourth feature of the water-based ink of the present invention is that the water-soluble organic solvent having the maximum Ka value is obtained by comparing the Ka values obtained by the Bristow method for each of the plurality of water-soluble organic solvents in addition to the above. Is a poor solvent. As a result, the dispersion stability of the dispersible colorant in the ink becomes very excellent, and at the same time a sufficiently large area even with a small ink droplet amount when printed on a recording medium, particularly plain paper. It is possible to form an image that has a factor and has a very good print quality with a high print density.

ここで、ブリストウ法によって求められるKa値について説明する。該値は、インクの記録媒体への浸透性を表わす尺度として用いられる。即ち、インクの浸透性を1m2あたりのインク量Vで表わすと、インク滴を吐出してから所定時間tが経過した後における、インクの記録媒体への浸透量V(mL/m2=μm)は、下記に示すブリストウの式によって示される。
V=Vr+Ka(t−tw)1/2
Here, the Ka value obtained by the Bristow method will be described. This value is used as a measure for the penetrability of the ink into the recording medium. That is, when the ink permeability is expressed by the ink amount V per 1 m 2 , the ink penetration amount V (mL / m 2 = μm) after a predetermined time t has elapsed since the ink droplet was ejected. ) Is shown by the Bristow equation shown below.
V = Vr + Ka (t−tw) 1/2

インク滴が記録媒体表面に付着した直後には、インクは、記録媒体表面の凹凸部分(記録媒体の表面の粗さの部分)において吸収されるのが殆どで、記録媒体内部へは殆ど浸透していない。その間の時間がコンタクトタイム(tw)であり、コンタクトタイムに記録媒体の凹凸部に吸収されたインク量がVrである。そして、インクが付着した後、コンタクトタイムを超えると、該コンタクトタイムを超えた時間、即ち、(t−tw)の1/2乗べきに比例した分だけ記録媒体への浸透量が増加する。Kaは、この増加分の比例係数であり、浸透速度に応じた値を示す。そして、このKa値は、ブリストウ法による液体の動的浸透性試験装置(例えば、商品名:動的浸透性試験装置S;東洋精機製作所製)等を用いて測定可能である。   Immediately after the ink droplets adhere to the surface of the recording medium, the ink is mostly absorbed in the uneven portion of the surface of the recording medium (the roughness portion of the surface of the recording medium) and almost penetrates into the inside of the recording medium. Not. The time between them is the contact time (tw), and the amount of ink absorbed in the uneven portion of the recording medium at the contact time is Vr. Then, when the contact time is exceeded after the ink is deposited, the amount of penetration into the recording medium increases by the time exceeding the contact time, that is, an amount proportional to (1/2) power of (t-tw). Ka is a proportional coefficient of this increase, and indicates a value corresponding to the penetration rate. The Ka value can be measured using a Bristow method dynamic liquid permeability tester (for example, trade name: Dynamic permeability tester S; manufactured by Toyo Seiki Seisakusho).

本発明にかかる水性インク中の複数の水溶性有機溶媒の各々の、ブリストウ法によって求められるKa値を比較したときに、Ka値が最大の水溶性有機溶剤が貧溶媒であることを特徴とする。更に本発明者らの検討によれば、形成された記録画像の品質をより一層向上させる上からは、インクにおけるKa値の値が1.5未満となるように調整することが好ましく、更にはKa値の値が0.2以上1.5未満となるようにすることが好ましい。即ち、インクのKa値が1.5未満となるように構成すれば、インクが記録媒体へと浸透していく過程の早い段階で固液分離が起こり、フェザリングが極めて少ない高品質な画像を形成することが可能となる。   The water-soluble organic solvent having the largest Ka value is a poor solvent when comparing the Ka values obtained by the Bristow method for each of a plurality of water-soluble organic solvents in the water-based ink according to the present invention. . Further, according to the study by the present inventors, in order to further improve the quality of the formed recorded image, it is preferable to adjust the Ka value of the ink to be less than 1.5, and further, It is preferable that the Ka value be 0.2 or more and less than 1.5. That is, if the ink is configured to have a Ka value of less than 1.5, solid-liquid separation occurs at an early stage in the process of ink penetrating into the recording medium, and a high-quality image with extremely little feathering can be obtained. It becomes possible to form.

尚、本発明におけるブリストウ法によるKa値は、普通紙[例えば、キヤノン(株)製の電子写真方式を用いた複写機やページプリンタ(レーザビームプリンタ)やインクジェット記録方式を用いたプリンタ用として用いられるPB紙や、電子写真方式を用いた複写機用の紙であるPPC用紙等]を記録媒体として用いて測定した値である。又、測定環境としては、通常のオフィス環境、例えば、温度20〜25℃、湿度40〜60%を想定している。   The Ka value according to the Bristow method in the present invention is used for plain paper [for example, a copying machine using an electrophotographic method manufactured by Canon Inc., a page printer (laser beam printer), or a printer using an ink jet recording method. PB paper or PPC paper that is a copying machine paper using an electrophotographic method] as a recording medium. As a measurement environment, a normal office environment, for example, a temperature of 20 to 25 ° C. and a humidity of 40 to 60% is assumed.

ところで、普通紙上に、ブラックとカラーインクとが混在した画像を形成する場合において、本発明にかかる水性インクをブラックインクに用いる構成とすれば、上記で述べたように、紙面上でブラックインクを構成している色材の凝集若しくは分散破壊が、他のインクと比較して比較的早く進行すると考えられる。本発明における画像形成方法であるインクジェット記録方法では、本発明の水性インクをブラックインクに用い、且つカラーインクによる画像形成をブラックインクの画像形成後に行うことで、より好ましくは、ブラックインクを付与する走査を行った後に、少なくとも1走査以上、間をおいた後にカラーインクを付与する走査を行う構成とすることで、カラーインクと接触しても紙面上でのブラック、カラー間の混色滲みが起こらず、耐ブリード性能に優れる画像形成が可能となる。即ち、ブラックインクとカラーインクの各色インクによる画像形成を時間差をもって行うことのみで、複数回の走査で印字を完成する印字時間を要するマルチパス印字を行う方法や、ブラックとカラーインクとで回復系を別々にするといった機器の大型化を招く方法を必要とすることなく、上記したような優れた効果が得られる。   By the way, in the case of forming an image in which black and color inks are mixed on plain paper, if the water-based ink according to the present invention is used as the black ink, as described above, the black ink is used on the paper. It is considered that the aggregation or dispersion destruction of the constituting color material proceeds relatively quickly as compared with other inks. In the ink jet recording method which is an image forming method in the present invention, the aqueous ink of the present invention is used for the black ink, and the image formation with the color ink is performed after the black ink image formation, and more preferably the black ink is applied. After scanning, at least one scan or more is left, and the scanning is performed so as to apply color ink, so that even if it comes into contact with the color ink, mixed color black and color bleeding on the paper surface occurs. Therefore, it is possible to form an image having excellent bleeding resistance. That is, a method for performing multi-pass printing that requires printing time to complete printing by scanning a plurality of times only by performing image formation with black ink and color ink with a time difference, and a recovery system with black and color ink. The above-described excellent effects can be obtained without requiring a method for increasing the size of the device such as separate devices.

又、本発明の水性インクを用いれば、インク中の色材が先に説明した理由によって効率的に記録媒体上に残るので、従来のインクの吐出量(液滴体積)よりも少ないインク量で、濃度の高い印字を行うことが可能となる。更に少ないインク量で印字可能なことから、画像形成におけるコストの削減、従来のインクよりも定着時間が速くなる、といった効果も期待できる。   In addition, when the water-based ink of the present invention is used, the color material in the ink remains efficiently on the recording medium for the reason described above, so that the ink amount is smaller than the conventional ink discharge amount (droplet volume). High density printing can be performed. Further, since printing can be performed with a smaller amount of ink, effects such as cost reduction in image formation and faster fixing time than conventional ink can be expected.

下記に本発明のインクを構成する各成分について説明する。先ず、上記分散性色材を分散する水性媒体について説明する。   The components constituting the ink of the present invention will be described below. First, the aqueous medium in which the dispersible color material is dispersed will be described.

[水性媒体]
本発明の水性インクは、水及び水溶性有機溶剤との混合溶媒を含むが、水溶性有機溶媒としては、下記に列挙したようなものの中から選択することができる。本発明においては、水溶性有機溶媒を選択する際に、先に述べた方法で、先ず、使用する分散性色材に対する良溶媒と貧溶媒とに判別し、かかる判定結果を踏まえて、その後に、少なくとも良溶媒と貧溶媒とが混在し、且つ各水溶性有機溶媒の含有量が本発明で規定する範囲内となるように、水溶性有機溶剤を選択して適宜に配合し、インクを調製することが必要となる。
[Aqueous medium]
The water-based ink of the present invention contains a mixed solvent of water and a water-soluble organic solvent, and the water-soluble organic solvent can be selected from those listed below. In the present invention, when selecting a water-soluble organic solvent, first, in the method described above, first, a good solvent and a poor solvent for the dispersible colorant to be used are determined, and based on the determination result, In addition, a water-soluble organic solvent is selected and blended appropriately so that at least a good solvent and a poor solvent are mixed, and the content of each water-soluble organic solvent is within the range specified in the present invention, and an ink is prepared. It is necessary to do.

水溶性有機溶媒としては、具体的には、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。又、水としては、脱イオン水を使用することが望ましい。   Specific examples of the water-soluble organic solvent include those 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. Alkyl alcohols; 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; Propylene glycol, butylene glycol, triethylene glycol, 1,2,6-hexanetriol, thiodiglycol, hexylene glycol, diethylene glycol, etc. Alkylene glycols in which the alkylene group contains 2 to 6 carbon atoms; 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. As the water, it is desirable to use deionized water.

本発明の水性インク中の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、好ましくは3〜50質量%の範囲とすることが好適である。又、インクに含有される水の量は、インク全質量に対して、好ましくは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 in the aqueous ink of 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.

本発明の特徴は、先に述べたように、インク中における良溶媒の全量(質量%)をA、インク中における貧溶媒の全量(質量%)をBとした場合に、これらの比率A:Bが10:5〜10:30の範囲内となるように、好ましくは、A:Bが10:5〜10:10の範囲内となるように、更に好ましくは比率A:Bが10:6〜10:10の範囲内となるように、水性インクを構成する水溶性有機溶剤の種類と含有量とを調整したことにある。本発明者らの詳細な検討によれば、水性インク中に含まれる良溶媒の比率が多い場合には保存安定性に優れるが、高い印字濃度を得ることが難しく、又、逆に良溶媒の比率が少ない場合には、高い印字濃度を得ることができるが、保存安定性が不充分になることがあるが、インク中の水溶性有機溶剤における良溶媒と貧溶媒との比率を上記のように制御すれば、インクの保存安定性と、高い印字濃度の実現との両立を図ることが可能となる。更に先に述べたように、本発明においては、インク中に含有させる各水溶性有機溶剤を決定する場合に、含有させる各水溶性有機溶剤が有する、記録媒体への浸透性を表わす尺度であるブリストウ法によって求められるKa値の値を制御することで、少ないインク液滴量であっても十分に大きなエリアファクターを有し、しかも高い印字濃度を実現できる、という従来得ることのできなかった効果を達成することができる。   As described above, the feature of the present invention is that when the total amount (% by mass) of the good solvent in the ink is A and the total amount (% by mass) of the poor solvent in the ink is B, the ratio A: The ratio A: B is more preferably 10: 6 so that B is in the range of 10: 5 to 10:30, preferably A: B is in the range of 10: 5 to 10:10. That is, the kind and content of the water-soluble organic solvent constituting the water-based ink are adjusted so as to be within a range of -10: 10. According to the detailed examination by the present inventors, when the ratio of the good solvent contained in the water-based ink is large, the storage stability is excellent, but it is difficult to obtain a high print density. When the ratio is small, a high printing density can be obtained, but the storage stability may be insufficient, but the ratio of the good solvent to the poor solvent in the water-soluble organic solvent in the ink is as described above. If controlled to this, it is possible to achieve both the storage stability of the ink and the realization of a high print density. Further, as described above, in the present invention, when determining each water-soluble organic solvent to be contained in the ink, it is a measure representing the permeability to the recording medium possessed by each water-soluble organic solvent to be contained. By controlling the value of the Ka value obtained by the Bristow method, an effect that could not be obtained in the past has a sufficiently large area factor and a high print density even with a small ink droplet amount. Can be achieved.

[水性インク]
本発明にかかる水性インクは、以上説明した分散性色材と、特定の水溶性有機溶剤を含むことを特徴とする。使用する色材が顔料である場合には、一般的には顔料含有量がインクに対して0.1質量%以上20質量%以下、好ましくは0.3質量%以上15質量%以下とする。更に、水性媒体としては、水、又はこれに水溶性の有機溶媒を必要に応じて含む混合媒体も好ましい。又、記録媒体への浸透性を助けるための浸透剤、防腐剤、防黴剤等を含んでもよい。
[Water-based ink]
The water-based ink according to the present invention includes the dispersible colorant described above and a specific water-soluble organic solvent. When the coloring material to be used is a pigment, the pigment content is generally 0.1% by mass or more and 20% by mass or less, preferably 0.3% by mass or more and 15% by mass or less with respect to the ink. Further, as the aqueous medium, water or a mixed medium containing a water-soluble organic solvent as necessary is also preferable. Further, it may contain a penetrant, an antiseptic, an antifungal agent and the like for helping the permeability to the recording medium.

本発明で使用する分散性色材は、図1に示したように、色材1の表面に、荷電性樹脂擬似微粒子2を固着した状態でインク中に存在している。従って、色材は、表面に固着している荷電性樹脂擬似微粒子を介して、記録紙上で、記録媒体及び隣り合った色材と相互に接着する。従って、本発明の水性インクを用いて得られる印字物は、優れた耐擦過性を有するものとなる。   As shown in FIG. 1, the dispersible color material used in the present invention is present in the ink in a state where the chargeable resin pseudo fine particles 2 are fixed to the surface of the color material 1. Therefore, the color material adheres to the recording medium and the adjacent color material on the recording paper via the chargeable resin pseudo fine particles fixed to the surface. Accordingly, the printed matter obtained using the water-based ink of the present invention has excellent scratch resistance.

更に、色材として顔料を用いる場合において、顔料と荷電性樹脂擬似微粒子との割合(樹脂質量/顔料質量=B/Pと表す)を、0.3以上4.0以下の範囲となるようにすることも、色材によって形成される印字物の耐擦過性を高める上で、本発明の望ましい実施形態であると言える。B/P比を0.3以上とすることで、色材間、及び色材と記録媒体間との接着性を高めることで、印字物に優れた耐擦過性を付与し得る。特に、ガラス転移温度が−40℃以上60℃以下となる共重合体成分を含んで構成される荷電性樹脂擬似微粒子を固着してなる分散性色材を用いた水性インクにおいては、その造膜性をより効果的に発現することができ、光沢紙における耐擦過性をより高める結果となる。B/Pが4.0より著しく大きい場合には、全体として粘性の高いインクとなり、特にインクジェット記録装置に用いる場合には、吐出安定性を損なう場合がある。又、色材に対して樹脂量が極端に多いために、記録媒体上で色材の発色性を妨げ、印字濃度が充分に得られない場合がある。B/Pの値を上述した0.3以上4.0以下の範囲に制御することによって、優れた耐擦過性を有し、インクジェット記録装置においては吐出安定性を両立した水性インクとすることができる。   Further, in the case of using a pigment as the coloring material, the ratio of the pigment and the chargeable resin pseudo fine particles (resin mass / pigment mass = B / P) is in the range of 0.3 or more and 4.0 or less. It can be said that this is a desirable embodiment of the present invention in order to improve the scratch resistance of the printed matter formed of the color material. By setting the B / P ratio to be 0.3 or more, it is possible to impart excellent scratch resistance to the printed matter by improving the adhesion between the color materials and between the color material and the recording medium. In particular, in the case of aqueous ink using a dispersible color material formed by fixing charged resin pseudo fine particles comprising a copolymer component having a glass transition temperature of −40 ° C. or more and 60 ° C. or less, the film formation Can be exhibited more effectively, and the result is that the scratch resistance of glossy paper is further improved. When B / P is significantly larger than 4.0, the ink becomes highly viscous as a whole. In particular, when used in an ink jet recording apparatus, ejection stability may be impaired. In addition, since the amount of resin is extremely large relative to the color material, the color density of the color material on the recording medium is hindered, and the print density may not be sufficiently obtained. By controlling the B / P value within the range of 0.3 to 4.0, the water-based ink having excellent scratch resistance and compatible with ejection stability in the ink jet recording apparatus can be obtained. it can.

ここでいう樹脂質量とは、本発明にかかるインク中に含まれる荷電性樹脂擬似微粒子の全量のことであり、その他に明らかに顔料表面に強く吸着している樹脂成分についても含まれる場合がある。ただし、顔料と容易に分離可能な水溶性樹脂成分については含まれないものとする。   The resin mass as used herein refers to the total amount of the chargeable resin pseudo fine particles contained in the ink according to the present invention, and may include other resin components that are clearly strongly adsorbed on the pigment surface. . However, the water-soluble resin component that can be easily separated from the pigment is not included.

上述したB/Pの値は、一般的には、示差熱重量分析法によって求めることができるが、本発明では、METTLER社製のTGA/SDTA851にて測定、算出した値とする。即ち、本発明では、本発明にかかる、分散性色材又は該色材を含有する水性インクジェット記録用インクを80,000回転、2時間の条件にて遠心分離した沈降物を乾燥、秤量し、窒素雰囲気、或いは大気中において昇温を行ったときの、顔料及び樹脂成分のそれぞれの分解温度前後での質量変化を求め、B/Pを算出した。   The above-mentioned B / P value can be generally obtained by differential thermogravimetric analysis, but in the present invention, it is a value measured and calculated with TGA / SDTA851 manufactured by METTTLER. That is, in the present invention, the sediment obtained by centrifuging the dispersible colorant or the water-based inkjet recording ink containing the colorant according to the present invention under conditions of 80,000 revolutions and 2 hours is dried, weighed, Mass changes before and after the decomposition temperatures of the pigment and the resin component when the temperature was raised in a nitrogen atmosphere or in the air were calculated, and B / P was calculated.

[記録画像]
本発明にかかるインクは、後述するようなインクジェット記録装置を用いた記録の際に好適に用いることができる。この際に使用する記録媒体は、インクジェット記録可能等のような媒体でも制限なく用いることができる。
[Recorded image]
The ink according to the present invention can be suitably used for recording using an ink jet recording apparatus as described later. The recording medium used at this time can be used without limitation even if it is a medium capable of ink jet recording.

〔画像形成方法〕
本発明にかかるインクジェット記録方法は、前記した本発明の水性インクを用いて、インクジェット記録装置により画像を形成することを特徴とする。例えば、ブラックインクと少なくとも1色の水性カラーインクとを用いて普通紙に記録を行うインクジェット記録方法において、ブラックインクに、上記で説明した構成を有する本発明の水性インクを用い、且つ該ブラックインクによって形成される画像と、カラーによって形成される画像とが隣接してなる画像を形成する際に、ブラックインクを付与する走査を行って画像を形成した後、該画像が形成された領域にカラーインクを付与する走査を行うことが好ましい。
(Image forming method)
The ink jet recording method according to the present invention is characterized in that an image is formed by an ink jet recording apparatus using the above-described aqueous ink of the present invention. For example, in an inkjet recording method for recording on plain paper using black ink and at least one aqueous color ink, the aqueous ink of the present invention having the configuration described above is used as the black ink, and the black ink When forming an image in which the image formed by the image and the image formed by the color are adjacent to each other, after forming the image by performing a scan to which the black ink is applied, the color is formed in the region where the image is formed. It is preferable to perform scanning for applying ink.

ここで、上記において好適に用いることのできるカラーインクについて説明する。本発明のインクジェット記録方法においては、従来公知のインクジェット記録用の水性のカラーインクをいずれも使用できる。カラーインクの色材としては、水溶性染料が挙げられ、特、可溶化基としてアニオン性基を有する水溶性染料を用いることが好ましい。本発明において用いるカラーインクの色は、例えば、シアン、マゼンタ、イエロー、レッド、グリーン、ブルー及びオレンジから適宜に選択して使用できる。   Here, color inks that can be suitably used in the above will be described. In the ink jet recording method of the present invention, any conventionally known water-based color ink for ink jet recording can be used. Examples of the color material of the color ink include water-soluble dyes, and it is particularly preferable to use a water-soluble dye having an anionic group as a solubilizing group. The color of the color ink used in the present invention can be appropriately selected from, for example, cyan, magenta, yellow, red, green, blue and orange.

本発明で使用されるアニオン性基を有する水溶性染料としては、カラーインデックス(COLOUR INDEX)に記載されている水溶性の酸性染料、直接染料、反応性染料であれば特に限定はない。又、カラーインデックスに記載のない染料であっても、アニオン性基、例えば、スルホン基を有するものであれば特に制限はない。これらの染料はインク中に1〜10質量%、好ましくは1〜5質量%の範囲で用いる。   The water-soluble dye having an anionic group used in the present invention is not particularly limited as long as it is a water-soluble acidic dye, a direct dye, or a reactive dye described in the color index (COLOUR INDEX). Moreover, even if it is a dye which is not described in a color index, there will be no restriction | limiting in particular if it has an anionic group, for example, a sulfone group. These dyes are used in the ink in an amount of 1 to 10% by mass, preferably 1 to 5% by mass.

具体的な染料としては、下記のものが挙げられる。
C.I.ダイレクトイエロー:8、11、12、27、28、33、39、44、50、58、85、86、87、88、98、100、110
C.I.ダイレクトレッド:2、4、9、11、20、23、24、31、39、46、62、75、79、80、83、89、95、197、201、218、220、224、225、226、227、228、230
C.I.ダイレクトブルー:1、15、22、25、41、76、77、80、86、90、98、106、108、120、158、163、168、199、226
Specific examples of the dye include the following.
C. I. Direct yellow: 8, 11, 12, 27, 28, 33, 39, 44, 50, 58, 85, 86, 87, 88, 98, 100, 110
C. I. Direct Red: 2, 4, 9, 11, 20, 23, 24, 31, 39, 46, 62, 75, 79, 80, 83, 89, 95, 197, 201, 218, 220, 224, 225, 226 227, 228, 230
C. I. Direct blue: 1, 15, 22, 25, 41, 76, 77, 80, 86, 90, 98, 106, 108, 120, 158, 163, 168, 199, 226

C.I.アシッドイエロー:1、3、7、11、17、23、25、29、36、38、40、42、44、76、98、99
C.I.アシッドレッド:6、8、9、13、14、18、26、27、32、35、42、51、52、80、83、87、89、92、94、106、114、115、133、134、145、158、198、249、265、289
C.I.アシッドブルー:1、7、9、15、22、23、25、29、40、43、59、62、74、78、80、90、100、102、104、117、127、138、158、161
C. I. Acid Yellow: 1, 3, 7, 11, 17, 23, 25, 29, 36, 38, 40, 42, 44, 76, 98, 99
C. I. Acid Red: 6, 8, 9, 13, 14, 18, 26, 27, 32, 35, 42, 51, 52, 80, 83, 87, 89, 92, 94, 106, 114, 115, 133, 134 145, 158, 198, 249, 265, 289
C. I. Acid Blue: 1, 7, 9, 15, 22, 23, 25, 29, 40, 43, 59, 62, 74, 78, 80, 90, 100, 102, 104, 117, 127, 138, 158, 161

前記以外に本発明に用いることのできるカラーインクの色材としては、下記の1.〜3.のものを挙げることができる。これらの色材は、記録媒体に付与された場合に、優れた耐水性を発揮するものが多いので好ましい。
1.可溶化基としてカルボキシル基を持つ染料
2.油溶性染料
3.顔料
In addition to the above, the color material of the color ink that can be used in the present invention includes the following 1. ~ 3. Can be mentioned. These color materials are preferable because many of them exhibit excellent water resistance when applied to a recording medium.
1. 1. A dye having a carboxyl group as a solubilizing group 2. Oil-soluble dyes Pigment

油溶性染料としては、カラーインデックス(COLOUR INDEX)に記載されているものであれば特に限定はない。又、カラーインデックスに記載のない新規の染料であっても特に制限はない。具体的には下記のものが挙げられる。これらの染料はインク中に1〜10質量%、更には1〜5質量%の範囲で用いることが好ましい。
C.I.ソルベントブルー:33、38、42、45、53、65、67、70、104、114、115、135
C.I.ソルベントレッド:25、31、86、92、97、118、132、160、186、187、219
C.I.ソルベントイエロー:1、49、62、74、79、82、83、89、90、120、121、151、153、154
The oil-soluble dye is not particularly limited as long as it is described in the color index (COOLUR INDEX). Even if it is a new dye not described in the color index, there is no particular limitation. Specific examples include the following. These dyes are preferably used in the ink in an amount of 1 to 10% by mass, more preferably 1 to 5% by mass.
C. I. Solvent blue: 33, 38, 42, 45, 53, 65, 67, 70, 104, 114, 115, 135
C. I. Solvent Red: 25, 31, 86, 92, 97, 118, 132, 160, 186, 187, 219
C. I. Solvent yellow: 1, 49, 62, 74, 79, 82, 83, 89, 90, 120, 121, 151, 153, 154

本発明で使用されるカラーインクの色材として顔料が用いられている場合には、顔料の量はインク全質量に対して質量比で1〜20質量%、好ましくは2〜12質量%の範囲で用いる。本発明において使用することのできるカラー有機顔料としては、下記のものが挙げられる。
イエローインクに使用される顔料としては、例えば、C.I.Pigment Yellow 1、C.I.Pigment Yellow 2、C.I.Pigment Yellow 3、C.I.Pigment Yellow 13、C.I.Pigment Yellow 16、C.I.Pigment Yellow 74、C.I.Pigment Yellow 83、C.I.Pigment Yellow 128等が挙げられる。
When a pigment is used as the color material of the color ink used in the present invention, the amount of the pigment is in the range of 1 to 20% by mass, preferably 2 to 12% by mass with respect to the total mass of the ink. Used in. Examples of color organic pigments that can be used in the present invention include the following.
Examples of pigments used in yellow ink include C.I. I. Pigment Yellow 1, C.I. I. Pigment Yellow 2, C.I. I. Pigment Yellow 3, C.I. I. Pigment Yellow 13, C.I. I. Pigment Yellow 16, C.I. I. Pigment Yellow 74, C.I. I. Pigment Yellow 83, C.I. I. Pigment Yellow 128 and the like.

マゼンタインクに使用される顔料としては、例えば、C.I.Pigment Red 5、C.I.Pigment Red 7、C.I.Pigment Red l2、C.I.Pigment Red 48(Ca)、C.I.Pigment Red 48(Mn)、C.I.Pigment Red 57(Ca)、C.I.Pigment Red ll2、C.I.Pigment Red l22等が挙げられる。
シアンインクに使用される顔料としては、例えば、C.I.Pigment Blue l、C.I.Pigment Blue 2、C.I.Pigment Blue 3、C.I.Pigment Blue l5:3、C.I.Plgment Blue l6、C.I.Pigment Blue 22、C.I.Vat Blue 4、C.I.Vat Blue 6等が挙げられる。しかし、これらに限られるものではない。又、以上の他、本発明のために新たに製造された顔料も勿論使用することが可能である。
Examples of pigments used in magenta ink include C.I. I. Pigment Red 5, C.I. I. Pigment Red 7, C.I. I. Pigment Red 12, C.I. I. Pigment Red 48 (Ca), C.I. I. Pigment Red 48 (Mn), C.I. I. Pigment Red 57 (Ca), C.I. I. Pigment Red ll2, C.I. I. Pigment Red 122 and the like.
Examples of pigments used for cyan ink include C.I. I. Pigment Blue 1, C.I. I. Pigment Blue 2, C.I. I. Pigment Blue 3, C.I. I. Pigment Blue 15: 3, C.I. I. Pigment Blue 16 and C.I. I. Pigment Blue 22, C.I. I. Vat Blue 4, C.I. I. Vat Blue 6 etc. are mentioned. However, it is not limited to these. In addition to the above, it is of course possible to use a pigment newly produced for the present invention.

又、顔料を使用する場合に、顔料をインク中に分散させるための分散剤としては、水溶性樹脂であればどのようなものでも使用することができるが、重量平均分子量が1,000〜30,000の範囲のものが好ましく、更には3,000〜15,000の範囲のものが好ましい。このような分散剤として、具体的には、スチレン、スチレン誘導体、ビニルナフタレン、ビニルナフタレン誘導体、α,β−エチレン性不飽和カルボン酸の脂肪族アルコールエステル等、アクリル酸、アクリル酸誘導体、マレイン酸、マレイン酸誘導体、イタコン酸、イタコン酸誘導体、フマール酸、フマール酸誘導体、酢酸ビニル、ビニルピロリドン、アクリルアミド、及びその誘導体等から選ばれた少なくとも2つの単量体(このうち少なくとも1つは親水性単量体)からなるブロック共重合体、或いはランダム共重合体、グラフト共重合体又はこれらの塩等が挙げられる。或いはロジン、シェラック、デンプン等の天然樹脂も好ましく使用することができる。これらの樹脂は、塩基を溶解させた水溶液に可溶であり、アルカリ可溶型樹脂である。尚、これらの顔料分散剤として用いられる水溶性樹脂は、インク全質量に対して0.1〜5質量%の範囲で含有させるのが好ましい。   In addition, when a pigment is used, any dispersing agent for dispersing the pigment in the ink can be used as long as it is a water-soluble resin, but the weight average molecular weight is 1,000 to 30. In the range of 3,000, more preferably in the range of 3,000 to 15,000. Specific examples of such dispersants include styrene, styrene derivatives, vinyl naphthalene, vinyl naphthalene derivatives, aliphatic alcohol esters of α, β-ethylenically unsaturated carboxylic acids, acrylic acid, acrylic acid derivatives, maleic acid, and the like. , At least two monomers selected from maleic acid derivatives, itaconic acid, itaconic acid derivatives, fumaric acid, fumaric acid derivatives, vinyl acetate, vinylpyrrolidone, acrylamide, and derivatives thereof (of which at least one is hydrophilic) Monomer), a random copolymer, a graft copolymer, or a salt thereof. Alternatively, natural resins such as rosin, shellac and starch can be preferably used. These resins are soluble in an aqueous solution in which a base is dissolved, and are alkali-soluble resins. In addition, it is preferable to contain the water-soluble resin used as these pigment dispersants in the range of 0.1 to 5% by mass with respect to the total mass of the ink.

本発明で使用されるカラーインクにおいて好適な水性液媒体は、水、或いは水及び水溶性有機溶剤の混合溶媒であり、水としては種々のイオンを含有する一般の水ではなく、イオン交換水(脱イオン水)を使用するのが好ましい。水と混合して使用される水溶性有機溶剤としては、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;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。これらの多くの水溶性有機溶剤の中でも、ジエチレングリコール等の多価アルコール、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が好ましい。   A suitable aqueous liquid medium in the color ink used in the present invention is water or a mixed solvent of water and a water-soluble organic solvent. The water is not general water containing various ions but ion-exchanged water ( Preference is given to using deionized water). Examples of the water-soluble organic solvent used by mixing with water include carbon atoms of 1 such as methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol, sec-butyl alcohol, tert-butyl alcohol, and the like. Alkyl alcohols of -4; 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, propylene glycol, butylene glycol, triethylene glycol, 1,2,6-hexanetriol, thiodiglycol, hexylene glycol, diethylene glycol Alkylene glycols having 2 to 6 carbon atoms, such as coal; glycerin; ethylene glycol monomethyl (or ethyl) ether, diethylene glycol methyl (or ethyl) ether, triethylene glycol monomethyl (or ethyl) ether, etc. Lower alkyl ethers of monohydric alcohols; N-methyl-2-pyrrolidone, 2-pyrrolidone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone and the like. Among these many water-soluble organic solvents, polyhydric alcohols such as diethylene glycol and lower alkyl ethers of polyhydric alcohols such as triethylene glycol monomethyl (or ethyl) ether are preferred.

上記したような水溶性有機溶剤のカラーインク中における含有量は、一般的にはインク全質量の3〜50質量%の範囲とし、好ましくは3〜40質量%の範囲とする。又、使用される水の含有量としては、インク全質量の10〜90質量%、好ましくは30〜80質量%の範囲とする。又、本発明で使用されるカラーインクには、上記の成分の他に、必要に応じて所望の物性値を持つインクとするために、界面活性剤、消泡剤、防腐剤等を適宜に添加することができる。   The content of the water-soluble organic solvent as described above in the color ink is generally in the range of 3 to 50% by mass, preferably in the range of 3 to 40% by mass with respect to the total mass of the ink. The water content used is in the range of 10 to 90% by mass, preferably 30 to 80% by mass, based on the total mass of the ink. In addition to the above-mentioned components, the color ink used in the present invention is appropriately added with a surfactant, an antifoaming agent, a preservative, etc. in order to obtain an ink having a desired physical property value as necessary. Can be added.

本発明にかかるインクジェット記録方法で使用する、上記で説明したような構成成分からなるブラック及びカラーインクは、インクジェット記録ヘッドから良好に吐出できる特性を有するものであることが好ましい。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。又、ブラックインクとカラーインクとを併用する場合には特に、ブラックインクの表面張力よりもカラーインクの表面張力が低いことが更に好ましい。具体的には、ブラックインクが35〜50mN/m、カラーインクが25〜35mN/mである。   The black and color inks composed of the constituents described above used in the ink jet recording method according to the present invention preferably have characteristics that can be favorably ejected 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. Further, particularly when black ink and color ink are used in combination, it is more preferable that the surface tension of the color ink is lower than the surface tension of the black ink. Specifically, the black ink is 35 to 50 mN / m and the color ink is 25 to 35 mN / m.

[画像記録方法及び記録装置]
本発明で使用する分散性色材、及び該色材を含有する水性インクは、インクジェット吐出方式のヘッドに用いられ、又、そのインクが収納されているインクタンクとしても、或いは、その充填用のインクとしても有効である。特に、本発明は、インクジェット記録方式の中でもバブルジェット方式の記録ヘッド、記録装置において、優れた効果をもたらす。
[Image recording method and recording apparatus]
The dispersible color material used in the present invention and the water-based ink containing the color material are used for an inkjet discharge type head, and also as an ink tank in which the ink is stored or for filling the ink tank. It is also effective as an ink. In particular, the present invention provides an excellent effect in a bubble jet type recording head and recording apparatus among ink jet recording types.

その代表的な構成や原理については、例えば、米国特許第4,723,129号明細書、同第4,740,796号明細書に開示されている基本的な原理を用いて行うものが好ましい。この方式は、所謂オンデマンド型、コンティニュアス型のいずれにも適用可能であるが、特に、オンデマンド型の場合には、インクが保持されているシートや液路に対応して配置された電気熱変換体に、記録情報に対応していて核沸騰を超える急速な温度上昇を与える少なくとも一つの駆動信号を印加することによって、電気熱変換体に熱エネルギーを発生せしめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰させて、結果的にこの駆動信号に一対一に対応し、インク内の気泡を形成できるので有効である。この気泡の成長、収縮により吐出用開口を介してインクを吐出させて、少なくとも一つの滴を形成する。この駆動信号をパルス形状とすると、即時適切に気泡の成長収縮が行われるので、特に応答性に優れたインクの吐出が達成でき、より好ましい。このパルス形状の駆動信号としては、米国特許第4,463,359号明細書、同第4,345,262号明細書に記載されているようなものが適している。尚、上記熱作用面の温度上昇率に関する発明である米国特許第4,313,124号明細書に記載されている条件を採用すると、更に優れた記録を行うことができる。   As for the typical configuration and principle, for example, those performed using the basic principle disclosed in US Pat. Nos. 4,723,129 and 4,740,796 are preferable. . This method can be applied to both the so-called on-demand type and the continuous type. In particular, in the case of the on-demand type, it is arranged corresponding to the sheet or liquid path holding the ink. By applying at least one drive signal corresponding to the recording information and giving a rapid temperature rise exceeding the nucleate boiling to the electrothermal transducer, heat energy is generated in the electrothermal transducer, and the thermal action of the recording head This is effective because the film can be boiled on the surface and, as a result, the drive signals can be made to correspond one-to-one and bubbles in the ink can be formed. By the growth and contraction of the bubbles, ink is ejected through the ejection openings to form at least one droplet. It is more preferable that the drive signal has a pulse shape, because the bubble growth and contraction is performed immediately and appropriately, and thus ink discharge with particularly excellent responsiveness can be achieved. As this pulse-shaped drive signal, those described in US Pat. Nos. 4,463,359 and 4,345,262 are suitable. Further excellent recording can be performed by adopting the conditions described in US Pat. No. 4,313,124, which is an invention relating to the rate of temperature increase of the heat acting surface.

記録ヘッドの構成としては、上述の各明細書に開示されているような吐出口、液路、電気熱変換体の組み合わせ構成(直線状液流路又は直角液流路)の他に熱作用部が屈曲する領域に配置されている構成を開示する米国特許第4,558,333号明細書、米国特許第4,459,600号明細書を用いた構成にも本発明は有効である。加えて、複数の電気熱変換体に対して、共通すると吐出孔を電気熱変換体の吐出部とする構成(特開昭59−123670号公報等)に対しても、本発明は有効である。更に、記録装置が記録できる最大記録媒体の幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録ヘッドとしては、上述した明細書に開示されているような複数記録ヘッドの組み合わせによって、その長さを満たす構成や一体的に形成された一個の記録ヘッドとしての構成のいずれでもよいが、本発明は、上述した効果を一層有効に発揮することができる。   As the configuration of the recording head, in addition to the combination configuration (linear liquid channel or right-angle liquid channel) of the discharge port, the liquid channel, and the electrothermal transducer as disclosed in each of the above-mentioned specifications, the heat acting part The present invention is also effective for configurations using US Pat. No. 4,558,333 and US Pat. No. 4,459,600, which disclose configurations in which the lens is disposed in a bending region. In addition, the present invention is also effective for a configuration (Japanese Patent Laid-Open No. 59-123670, etc.) in which a discharge hole is used as a discharge portion of the electrothermal transducer when common to a plurality of electrothermal transducers. . Furthermore, as a full-line type recording head having a length corresponding to the width of the maximum recording medium that can be recorded by the recording apparatus, the length is set by combining a plurality of recording heads as disclosed in the above specification. Either a satisfying configuration or a single recording head configuration may be used, but the present invention can exhibit the above-described effects more effectively.

加えて、装置本体に装着されることで、装置本体との電気的な接続や装置本体からのインクの供給が可能になる交換自在のチップタイプの記録ヘッド、或いは記録ヘッド自体に一体的に設けられたカートリッジタイプの記録ヘッドを用いた場合にも、本発明は有効である。又、本発明は、適用される記録装置の構成として設けられる、記録ヘッドに対しての回復手段、予備的な補助手段等を付加することは、本発明の効果を一層安定できるので好ましいものである。これらを具体的に挙げれば、記録ヘッドに対してのキャピング手段、クリーニング手段、加圧或いは吸引手段、電気熱変換体、或いはこれとは別の加熱素子或いはこれらの組み合わせによる予備加熱手段、記録とは別の吐出を行う予備吐出モードである。   In addition, it is mounted on the main body of the device so that it can be electrically connected to the main body of the device and supplied with ink from the main body of the device. The present invention is also effective when a cartridge type recording head is used. In the present invention, it is preferable to add a recovery means for the recording head, a preliminary auxiliary means, etc. provided as a configuration of the recording apparatus to be applied, because the effects of the present invention can be further stabilized. is there. Specifically, a capping unit for the recording head, a cleaning unit, a pressurizing or suction unit, an electrothermal transducer, a heating element different from this, or a preheating unit using a combination of these, recording and the like Is a preliminary discharge mode for performing another discharge.

特に、本発明に好ましく用いられる画像形成方法としては、ブラックインクと少なくとも1色の水性カラーインクとを用いて普通紙に記録を行うインクジェット画像形成方法が挙げられ、ブラックインクに、先に述べた構成からなる本発明の水性インクを用い、且つブラックインクによって形成される画像とカラーによって形成される画像とが隣接してなる画像を形成する際に、ブラックインクを付与する走査を行って画像を形成した後、該画像が形成された領域にカラーインクを付与する走査を行うことを特徴とする。   In particular, the image forming method preferably used in the present invention includes an inkjet image forming method in which recording is performed on plain paper using black ink and at least one aqueous color ink. When forming an image in which the water-based ink of the present invention having the structure is used and an image formed by the black ink and an image formed by the color are adjacent to each other, scanning is performed to apply the black ink. After the formation, scanning is performed in which color ink is applied to a region where the image is formed.

図8は、本発明にかかるインクジェット記録方法を実施する際に使用する記録ヘッドの一例である。該記録ヘッドは、図3に示したように、ブラックインクを吐出するための吐出口列(Bk)と、カラーインクであるシアン(C)、マゼンタ(M)、及びイエロー(Y)の3色のインクをそれぞれ吐出するための吐出口列とを備えている。本発明の画像形成方法では、カラー画像を形成する場合には、ブラックインクを吐出させるためのブラック用吐出口列と、カラーインクのカラー用吐出口列が副走査方向にずれて配置した記録ヘッドを用いることが好ましい。このため、例えば、図8に示した記録ヘッドを用いて画像形成を行う際には、ブラックのみの画像形成の場合にはブラック用の吐出口列全域を使用し、ブラックとカラーが混在したカラー画像の形成を行う場合には、ブラックについては図中のaの部分を使用し、C、M及びYについては図中のbの部分を使用して画像を形成することが好ましい。以下、図8を用いて、ブラックとカラーが混在した画像の形成を行う場合について、更に詳細に説明する。   FIG. 8 is an example of a recording head used when the ink jet recording method according to the present invention is carried out. As shown in FIG. 3, the recording head has an ejection port array (Bk) for ejecting black ink and three colors of cyan (C), magenta (M), and yellow (Y) as color inks. And an ejection port array for ejecting the respective inks. In the image forming method of the present invention, when a color image is formed, a recording head in which a black ejection port array for ejecting black ink and a color ejection port array for color ink are shifted in the sub-scanning direction. Is preferably used. For this reason, for example, when forming an image using the recording head shown in FIG. 8, in the case of black-only image formation, the entire ejection port array for black is used, and color mixed with black and color. When forming an image, it is preferable to use the portion a in the drawing for black, and use the portion b in the drawing for C, M, and Y. Hereinafter, the case of forming an image in which black and color are mixed will be described in more detail with reference to FIG.

図8において、先ず、ブラック用吐出口列のa部分を用いてプリントヘッドを図の横方向(主走査方向)に走査することで、ブラックの画像データを1パス印字で普通紙等の記録媒体上に形成する。次に、図の縦方向(副走査方向)に距離aだけ記録媒体の搬送を行い、次のプリントヘッドの主走査の往方向の過程で、カラーの吐出口列bの部分を用いて、先程ブラックのa列で画像形成された領域にカラー画像の形成を1パス印字で行う。このときブラックの吐出口列aは次の領域に画像形成を同時に行っている。この繰り返しにより、ブラック、カラー混在の画像形成を行っていく。   In FIG. 8, first, the print head is scanned in the horizontal direction (main scanning direction) using the portion a of the black discharge port array, whereby black image data is printed in one pass for recording media such as plain paper. Form on top. Next, the recording medium is transported by a distance a in the vertical direction (sub-scanning direction) in the drawing, and in the forward direction of the main scanning of the next print head, the portion of the color ejection port array b is used. A color image is formed by one-pass printing in the area where the image is formed in the black a row. At this time, the black discharge port array a simultaneously forms an image in the next area. By repeating this process, black and color mixed images are formed.

図9に、本発明の画像形成方法を実施する際に使用できる記録ヘッドの別の一例を示した。図9においても図8の場合と同様に、ブラックについては吐出口列の図中aの部分を使用し、C、M、Yについては、吐出口列の全領域に当たる図中のbの部分を使用し、上記の図3の説明で行ったと同様にして、ブラック、カラー混在の画像形成を行う。   FIG. 9 shows another example of a recording head that can be used when carrying out the image forming method of the present invention. In FIG. 9, as in FIG. 8, the portion a in the discharge port array is used for black, and the portion b in the diagram corresponding to the entire region of the discharge port array is used for C, M, and Y. In the same manner as described above with reference to FIG. 3, a black and color mixed image is formed.

図10に、本発明の画像形成方法を実施する際に使用できる記録ヘッドの別の一例を示した。図10においても図8の場合と同様に、ブラックについては吐出口列の図中aの部分を使用し、C、M、Yについては、カラー用吐出口列の全領域に当たる図中のbの部分を使用し、ブラック、カラー混在の画像形成を行っていく。図10に例示した記録ヘッドでは、図示したように、ブラック用吐出口列のaの部分とカラーのb部分との間に、1回分の紙送り量a分だけ距離が置かれている。このため、かかる構成の記録ヘッドでは、ブラックの画像が形成されてからカラーの画像が形成されるまでの間に、往復で1回のプリント走査分の時間差を余分に生じることになる。従って、図10に例示した記録ヘッドは、図9に示した構成よりも、ブラック、カラー間のブリードに対してより有利な構成となる。   FIG. 10 shows another example of a recording head that can be used when carrying out the image forming method of the present invention. Also in FIG. 10, as in the case of FIG. 8, for black, the portion a in the drawing of the ejection port array is used, and for C, M, and Y, b in the diagram corresponding to the entire region of the color ejection port array. Using this part, black and color mixed images will be formed. In the recording head illustrated in FIG. 10, as shown in the drawing, a distance corresponding to the paper feed amount “a” is provided between the “a” portion of the black discharge port array and the “b” portion of the collar. For this reason, the recording head having such a configuration causes an extra time difference for one print scan in a reciprocating period from the formation of a black image to the formation of a color image. Therefore, the recording head illustrated in FIG. 10 has a more advantageous configuration for bleeding between black and color than the configuration shown in FIG.

図11に本発明の画像形成方法を実施する際に使用できる記録ヘッドの別の一例を示した。このような、紙送り方向に順に、ブラック及びカラー用の吐出口列が一列に配置された記録ヘッドを用いた場合も、紙送りに応じてブラックの画像が形成されてからカラー画像が形成されることになる。   FIG. 11 shows another example of a recording head that can be used when carrying out the image forming method of the present invention. Even when a recording head in which black and color discharge port arrays are arranged in a line in this order in the paper feed direction is used, a color image is formed after a black image is formed according to the paper feed. Will be.

図12に、本発明の画像形成方法を実施する際に使用できる記録ヘッドの別の一例を示した。図12に示した記録ヘッドでは、往方向の走査と復方向の走査とでカラーインクの打ち込み順序が等しくなるように、カラー用吐出口列が、シアン(C1、C2)、マゼンタ(M1、M2)、イエロー(Y1、Y2)と、それぞれ2列、主走査方向に対称に設けられた構成されている。この結果、ブラック、カラー混在画像の形成においても、双方向印字が可能となる。この場合には、ブラックのa部分で先ずブラックの画像が形成され、次に、距離aだけ記録媒体の搬送が行われ、次のプリントヘッドの主走査の復方向の過程で、カラーの吐出口列bの部分を用いて、上述したブラックのa列で画像形成された領域にカラー画像の形成が1パス印字で行われることになる。   FIG. 12 shows another example of a recording head that can be used when carrying out the image forming method of the present invention. In the recording head shown in FIG. 12, the color ejection port arrays are cyan (C1, C2) and magenta (M1, M2) so that the order of color ink ejection is the same in the forward scanning and the backward scanning. ) And yellow (Y1, Y2), two rows each, being symmetrically provided in the main scanning direction. As a result, bidirectional printing is possible even in the formation of black and color mixed images. In this case, a black image is first formed in the black a portion, and then the recording medium is transported by a distance a, and the color ejection port in the reverse process of main scanning of the next print head. A color image is formed by one-pass printing in the region where the image is formed in the above-described black a row using the row b portion.

図12のような双方向印字対応ヘッドにおいても勿論、先に説明したと同様に、ブラックとカラーのノズル配置としブラックとカラーの画像形成の間に1走査分の間隔を設け、ブリードに対してより有利な構成としてもよい(図13参照)。以上、本発明の画像形成方法について説明したが、本発明方法に使用できる記録ヘッドの形態は、図8〜13に限定されるものではない。   Of course, in the bidirectional print head as shown in FIG. 12, as described above, the black and color nozzles are arranged so that an interval of one scan is provided between the black and color image formations. A more advantageous configuration may be used (see FIG. 13). Although the image forming method of the present invention has been described above, the form of the recording head that can be used in the method of the present invention is not limited to FIGS.

次に実施例及び比較例を挙げて本発明を具体的に説明する。本発明はその要旨を超えない限り、下記実施例により限定されるものではない。尚、文中「部」又は「%」とあるのは特に断りのない限り質量基準である。   Next, the present invention will be specifically described with reference to examples and comparative examples. The present invention is not limited by the following examples as long as the gist thereof is not exceeded. In the text, “part” or “%” is based on mass unless otherwise specified.

(顔料分散液1の調製)
先ず、カーボンブラック10部、グリセリン6部、スチレン−アクリル酸系樹脂分散剤10部、及び水74部からなる組成の混合液を、金田理化工業社製のサンドミルにて、1,500rpmで5時間分散し、顔料分散液1を得た。サンドミルでは0.6mm径のジルコニアビーズを使用し、ポット内の充填率は70%とした。本実施例で使用したカーボンブラックは、米国Cabot社より上市されているBlack Pearls 880(以下、BP880と略す)であり、スチレン−アクリル酸系樹脂分散剤には、共重合比70:30、Mw=8,000、酸価170のものを使用した。かかるスチレン−アクリル酸系樹脂分散剤は、予め水及び上記の酸価と当量の水酸化カリウムを加えて80℃にて攪拌し、水溶液としたものを使用した。得られた顔料分散液1は、平均分散粒径98nmで安定に分散されており、多分散度指数は0.16であった。
(Preparation of pigment dispersion 1)
First, a mixed liquid composed of 10 parts of carbon black, 6 parts of glycerin, 10 parts of a styrene-acrylic acid resin dispersant, and 74 parts of water was subjected to a sand mill manufactured by Kanada Rika Kogyo Co., Ltd. at 1,500 rpm for 5 hours. Dispersion was performed to obtain Pigment Dispersion Liquid 1. In the sand mill, zirconia beads having a diameter of 0.6 mm were used, and the filling rate in the pot was 70%. The carbon black used in the present example is Black Pearls 880 (hereinafter abbreviated as BP880) marketed by Cabot Corporation in the United States. The styrene-acrylic acid resin dispersant has a copolymerization ratio of 70:30, Mw. = 8,000, acid value 170 was used. As such a styrene-acrylic acid resin dispersant, water and potassium hydroxide equivalent to the above acid value were added in advance and stirred at 80 ° C. to obtain an aqueous solution. The obtained pigment dispersion 1 was stably dispersed with an average dispersion particle size of 98 nm, and the polydispersity index was 0.16.

(分散性色材1の作製)
次に、上記で得た顔料分散液1を100部として、窒素雰囲気下、70℃に加熱した状態で、モーターで攪拌しながら下記の3つの液を夫々滴下装置に充填し、滴下して加え、5時間重合を行った。該3つの液は、(1)メタクリル酸メチル5.5部、(2)アクリル酸0.5部と水酸化カリウム0.12部と水20部、(3)過硫酸カリウム0.05部及び水20部、からなる。得られた分散液を水にて10倍に希釈し、5,000rpmにて10分間遠心分離を行って凝集成分を除去した。その後、更に12,500rpm、2時間の条件で遠心分離することにより精製し、沈降物である分散性色材1を得た。この十分に精製した分散性色材1を水に分散し、12,000回転、60分間の遠心分離を行って沈降物を水に再分散させたものを乾燥させ、走査型電子顕微鏡JSM−6700(日本電子ハイテック(株)製)にて5万倍にて観察したところ、該分散性色材1は、色材より小さい荷電性樹脂擬似微粒子がカーボンブラックの表面に固着している状態が観察された。尚、本実施例に記載されるこれ以降の色材についても、上記と同様の手法にて、色材の形態を確認した。
(Preparation of dispersible colorant 1)
Next, with the pigment dispersion 1 obtained above as 100 parts, while heating to 70 ° C. in a nitrogen atmosphere, the following three liquids were filled into the dropping device respectively while stirring with a motor, and added dropwise. Polymerization was performed for 5 hours. The three liquids were (1) 5.5 parts methyl methacrylate, (2) 0.5 parts acrylic acid, 0.12 parts potassium hydroxide and 20 parts water, (3) 0.05 parts potassium persulfate and 20 parts of water. The obtained dispersion was diluted 10-fold with water and centrifuged at 5,000 rpm for 10 minutes to remove the aggregating component. Then, it further refine | purified by centrifuging on conditions of 12,500 rpm and 2 hours, and the dispersible color material 1 which is a sediment was obtained. This fully purified dispersible colorant 1 is dispersed in water, centrifuged at 12,000 rpm for 60 minutes, and the precipitate is redispersed in water, dried, and scanned by electron microscope JSM-6700. When observed at 50,000 times (manufactured by JEOL Hitech Co., Ltd.), the dispersible colorant 1 is observed to have a state in which charged resin pseudo fine particles smaller than the colorant are fixed to the surface of carbon black. It was done. In addition, also about the color material after this described in a present Example, the form of the color material was confirmed with the method similar to the above.

(分散性色材2の作製)
先に調製した顔料分散液1を100部として、窒素雰囲気下、70℃に加熱した状態で、モーターで攪拌しながら下記の3つの液を夫々滴下装置に充填し、滴下して加え、5時間重合を行った。該3つの液は、(1)メタクリル酸メチル5.5部、(2)アクリル酸0.3部と水酸化カリウム0.12部と水20部、(3)過硫酸カリウム0.05部及び水20部、からなる。得られた分散液を水にて10倍に希釈し、5,000rpmにて10分間遠心分離を行って凝集成分を除去した。その後、更に12,500rpm、2時間の条件で遠心分離することにより精製し、沈降物である分散性色材2を得た。
(Preparation of dispersible colorant 2)
100 parts of the previously prepared pigment dispersion 1 was heated to 70 ° C. in a nitrogen atmosphere, and the following three liquids were charged into a dropping device while stirring with a motor, added dropwise, and added for 5 hours. Polymerization was performed. The three liquids were (1) methyl methacrylate 5.5 parts, (2) acrylic acid 0.3 parts, potassium hydroxide 0.12 parts and water 20 parts, (3) potassium persulfate 0.05 parts and 20 parts of water. The obtained dispersion was diluted 10-fold with water and centrifuged at 5,000 rpm for 10 minutes to remove the aggregating component. Then, it further refine | purified by centrifuging on conditions of 12,500 rpm and 2 hours, and the dispersible color material 2 which is a sediment was obtained.

(顔料分散液2の調製)
BP880 10部と、p−アミノ−N−安息香酸3.41部とを水72部によく混合した後、これに硝酸1.62部を滴下して70℃で攪拌した。数分後、5部の水に1.07部の亜硝酸ナトリウムを溶かした溶液を加え、更に1時間攪拌した。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、90℃のオーブンで乾燥させた後、この顔料に水を足して顔料濃度10%の顔料水溶液を作製した。以上の方法により、表面に、フェニル基を介して親水性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が分散された顔料分散液2を得た。
(Preparation of pigment dispersion 2)
After 10 parts of BP880 and 3.41 parts of p-amino-N-benzoic acid were mixed well with 72 parts of water, 1.62 parts of nitric acid was added dropwise thereto and stirred at 70 ° C. Several minutes later, a solution of 1.07 parts of sodium nitrite dissolved in 5 parts of water was added and stirred for another hour. The obtained slurry was Toyo Filter Paper No. After filtering through 2 (manufactured by Advantis), the pigment particles were sufficiently washed with water and dried in an oven at 90 ° C., water was added to the pigment to prepare a pigment aqueous solution having a pigment concentration of 10%. By the above-described method, Pigment Dispersion Liquid 2 was obtained in which an anionically charged self-dispersing carbon black having a hydrophilic group bonded thereto via a phenyl group was dispersed on the surface.

(分散性色材3の作製)
上記で得た顔料分散液2を100部、スチレン−アクリル酸系樹脂分散剤(共重合比70:30、Mw=8,000、酸価170)を2部として、窒素雰囲気下、70℃に加熱した状態で、モーターで攪拌しながら下記の3つの液を夫々滴下装置に充填し、滴下して加え、5時間重合を行った。該3つの液は、(1)メタクリル酸メチル5.7部、(2)p−スチレンスルホン酸ナトリウム0.9部と水20部、(3)過硫酸カリウム0.05部及び水20部、からなる。得られた分散液を水にて10倍に希釈し、5,000rpmにて10分間遠心分離を行って凝集成分を除去した。その後、更に12,500rpm、2時間の条件で遠心分離することにより精製し、沈降物である分散性色材3を得た。
(Preparation of dispersible colorant 3)
100 parts of the pigment dispersion 2 obtained above and 2 parts of a styrene-acrylic acid-based resin dispersant (copolymerization ratio 70:30, Mw = 8,000, acid value 170) were heated to 70 ° C. in a nitrogen atmosphere. In the heated state, the following three liquids were filled in a dropping device respectively while stirring with a motor, added dropwise, and polymerization was carried out for 5 hours. The three liquids were (1) 5.7 parts methyl methacrylate, (2) 0.9 parts sodium p-styrene sulfonate and 20 parts water, (3) 0.05 parts potassium persulfate and 20 parts water, Consists of. The obtained dispersion was diluted 10-fold with water and centrifuged at 5,000 rpm for 10 minutes to remove the aggregating component. Then, it further refine | purified by centrifuging on conditions of 12,500 rpm and 2 hours, and the dispersible color material 3 which is a sediment was obtained.

(分散性色材4の作製)
先に調製した顔料分散液1を100部として、窒素雰囲気下、70℃に加熱し、モーターで攪拌しながら、下記の3つの液を夫々滴下装置に充填し、滴下して加えて重合を行った。該3つの溶液は、(1)メタクリル酸メチル12.84部とメタクリル酸メトキシポリエチレングリコール(新中村化学社製:NKエステルM90G)4.26部、(2)アクリル酸0.9部と水酸化カリウム0.35部と水20部、(3)過硫酸カリウム0.05部と水20部、からなる。上記したようにして5時間かけて重合後、得られた分散液を水にて10倍に希釈し、5,000rpmにて10分間遠心分離を行って凝集成分を除去した。その後、更に12,500rpm、2時間の条件で遠心分離することにより、沈降物である分散性色材4を得た。
(Preparation of dispersible colorant 4)
100 parts of the previously prepared pigment dispersion 1 was heated to 70 ° C. in a nitrogen atmosphere, and while stirring with a motor, each of the following three liquids was charged into a dropping device and added dropwise to perform polymerization. It was. The three solutions were: (1) 12.84 parts of methyl methacrylate and 4.26 parts of methoxypolyethylene glycol methacrylate (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd .: NK ester M90G), (2) 0.9 part of acrylic acid and hydroxylated It consists of 0.35 parts of potassium and 20 parts of water, (3) 0.05 part of potassium persulfate and 20 parts of water. After polymerization for 5 hours as described above, the obtained dispersion was diluted 10-fold with water, and centrifuged at 5,000 rpm for 10 minutes to remove aggregated components. Then, the dispersible color material 4 which is a sediment was obtained by further centrifuging at 12,500 rpm for 2 hours.

(顔料分散液3の調製)
直接親水基を導入したカーボンブラック分散体として、東海カーボン(株)社製の湿式酸化カーボンを用いた。本実施例で使用した湿式酸化カーボンは、酸化剤を用いて水相にてカーボンブラックを表面酸化したものである。実施例3の場合と同様に、この湿式酸化カーボンの表面酸素量を測定したところ、該カーボンの加熱減量は15%であった。
(Preparation of pigment dispersion 3)
Wet oxidized carbon manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd. was used as a carbon black dispersion into which a hydrophilic group was directly introduced. The wet oxidized carbon used in this example is obtained by oxidizing the surface of carbon black in an aqueous phase using an oxidizing agent. As in the case of Example 3, when the surface oxygen content of this wet oxidized carbon was measured, the loss on heating of the carbon was 15%.

(分散性色材5の作製)
先に調製した顔料分散液2を100部、スチレン−アクリル酸系樹脂分散剤(共重合比70:30、Mw=8,000、酸価170)を2部として、窒素雰囲気下、70℃に加熱し、モーターで攪拌しながら、下記3つの溶液を徐々に滴下して加えて重合を行った。該3つの溶液は、(1)メタクリル酸メチル12.84部とメタクリル酸メトキシポリエチレングリコール(新中村化学社製:NKエステルM90G)4.26部、(2)アクリル酸0.9部と水酸化カリウム0.35部と水20部、(3)過硫酸カリウム0.05部と水20部、からなる。上記したようにして5時間かけて重合後、得られた分散液を水にて10倍に希釈し、5,000rpmにて10分間遠心分離を行って凝集成分を除去した。その後、更に12,500rpm、2時間の条件で遠心分離することにより、沈降物である分散性色材5を得た。
(Preparation of dispersible colorant 5)
100 parts of the previously prepared pigment dispersion 2 and 2 parts of a styrene-acrylic acid resin dispersant (copolymerization ratio 70:30, Mw = 8,000, acid value 170) were heated to 70 ° C. in a nitrogen atmosphere. While heating and stirring with a motor, the following three solutions were gradually added dropwise for polymerization. The three solutions were: (1) 12.84 parts of methyl methacrylate and 4.26 parts of methoxypolyethylene glycol methacrylate (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd .: NK ester M90G), (2) 0.9 part of acrylic acid and hydroxylated It consists of 0.35 parts of potassium and 20 parts of water, (3) 0.05 part of potassium persulfate and 20 parts of water. After polymerization for 5 hours as described above, the obtained dispersion was diluted 10-fold with water, and centrifuged at 5,000 rpm for 10 minutes to remove aggregated components. Then, the dispersible color material 5 which is a sediment was obtained by further centrifuging at 12,500 rpm for 2 hours.

(分散性色材6の作製)
上記で得た顔料分散液3を100部として、窒素雰囲気下、70℃に加熱した状態で、モーターで攪拌しながら下記の3つの液を夫々滴下装置に充填し、滴下して加え、5時間重合を行った。該3つの液は、(1)メタクリル酸メチル5.5部、(2)アクリル酸0.5部と水酸化カリウム0.12部と水20部、(3)過硫酸カリウム0.05部及び水20部、からなる。得られた分散液を水にて10倍に希釈し、5,000rpmにて10分間遠心分離を行って凝集成分を除去した。その後、更に12,500rpm、2時間の条件で遠心分離することにより精製し、沈降物である分散性色材6を得た。
(Preparation of dispersible colorant 6)
100 parts of the pigment dispersion 3 obtained above was heated to 70 ° C. in a nitrogen atmosphere, and the following three liquids were respectively charged into a dropping device while stirring with a motor, added dropwise, and added for 5 hours. Polymerization was performed. The three liquids were (1) 5.5 parts methyl methacrylate, (2) 0.5 parts acrylic acid, 0.12 parts potassium hydroxide and 20 parts water, (3) 0.05 parts potassium persulfate and 20 parts of water. The obtained dispersion was diluted 10-fold with water and centrifuged at 5,000 rpm for 10 minutes to remove the aggregating component. Then, it further refine | purified by centrifuging on conditions of 12,500 rpm and 2 hours, and the dispersible color material 6 which is a sediment was obtained.

[分散性色材の特性]
上記で得た分散性色材1〜5について、それぞれ下記に説明した方法で観察及び各種の物性を測定した。そして、得られた結果を表1に示した。
[Characteristics of dispersible colorants]
With respect to the dispersible colorants 1 to 5 obtained above, observation and various physical properties were measured by the methods described below. The obtained results are shown in Table 1.

<樹脂微粒子の固着・点在性>
各分散性色材を水に分散して乾燥させ、走査型電子顕微鏡JSM−6700(日本電子ハイテック(株)製)にて5万倍にて観察し、色材に樹脂微粒子固着している状態及び固着している樹脂微粒子の性状を下記のように評価した。
<Adhesion / spotting of resin fine particles>
Each dispersible colorant is dispersed in water and dried, and observed with a scanning electron microscope JSM-6700 (manufactured by JEOL Hitec Co., Ltd.) at a magnification of 50,000 times, and the resin fine particles are fixed to the colorant. The properties of the fixed resin fine particles were evaluated as follows.

(樹脂微粒子の固着状態)
○:樹脂微粒子が固着している様子が確認できた。
×:樹脂微粒子が固着している様子が確認できなかった。
(Adhesive state of resin fine particles)
○: It was confirmed that resin fine particles were fixed.
X: It was not possible to confirm that the resin fine particles were fixed.

(樹脂微粒子の点在性)
○:観察時、樹脂微粒子が点在していることが確認できた。
×:観察時、樹脂微粒子が局在しているか、不均一に固着している様子がみられた。
(Dispersion of resin fine particles)
○: At the time of observation, it was confirmed that resin fine particles were scattered.
X: At the time of observation, it was observed that the resin fine particles were localized or fixed non-uniformly.

<平均粒径>
各分散性色材を、大塚電子(株)製、ELS−8000を用いて動的光散乱法にて測定し、キュムラント平均値を平均粒径とした。
<Average particle size>
Each dispersible colorant was measured by a dynamic light scattering method using ELS-8000 manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd., and the cumulant average value was defined as the average particle size.

<表面官能基密度>
各分散性色材の表面官能基密度を次のように求めた。色材の水分散液に大過剰量の塩酸(HCl)を加え、遠心分離装置にて20,000rpm、1時間の条件で沈降したものを純水に再分散させ、固形分率を求めて沈降物を秤量し、既知量の炭酸水素ナトリウムを加えて攪拌した分散液を、更に遠心分離装置にて80,000rpm、2時間の条件にて沈降させた。上澄みを秤量し、0.1規定のHCl水溶液にて中和滴定より求めた中和量から、炭酸水素ナトリウムの既知量及び純水を測定したブランク値を差し引き、表面官能基密度を算出した。極性基としてカチオン性基を有すると明らかな場合には、同様の手法にて、HCl水溶液の代わりに水酸化ナトリウム(NaOH)を用い、炭酸水素ナトリウムの代わりに塩化アンモニウムを用いて求めた。
<Surface functional group density>
The surface functional group density of each dispersible colorant was determined as follows. A large excess amount of hydrochloric acid (HCl) is added to the color material aqueous dispersion, and the precipitate settled in a centrifuge at 20,000 rpm for 1 hour is redispersed in pure water, and the solid content is determined to settle. The material was weighed, and a dispersion obtained by adding a known amount of sodium hydrogen carbonate and stirring the mixture was further sedimented in a centrifuge at 80,000 rpm for 2 hours. The supernatant was weighed, and the surface functional group density was calculated by subtracting the blank amount obtained by measuring the known amount of sodium bicarbonate and pure water from the neutralization amount obtained by neutralization titration with 0.1N HCl aqueous solution. When it was clear that a cationic group was included as a polar group, it was determined in the same manner using sodium hydroxide (NaOH) instead of HCl aqueous solution and ammonium chloride instead of sodium bicarbonate.

Figure 2006037091
Figure 2006037091

[使用した水溶性有機溶剤の良溶媒及び貧溶媒の判定方法]
上記顔料分散液中の顔料、若しくは顔料と分散剤とに対する良溶媒と貧溶媒とを選択するために以下の実験を行った。先ず、上記顔料分散液1、2及び上記分散性色材1〜5の固形分濃度10%水溶液を調製し、これを用いて以下の配合比にて良溶媒、貧溶媒の判定用分散液を作成した。
[Method for determining good and poor solvents of water-soluble organic solvent used]
In order to select a good solvent and a poor solvent for the pigment in the pigment dispersion or the pigment and the dispersant, the following experiment was conducted. First, a 10% solid concentration aqueous solution of the pigment dispersions 1 and 2 and the dispersible colorants 1 to 5 is prepared, and a dispersion for determining good solvents and poor solvents is used with the following blending ratios. Created.

(良溶媒、貧溶媒の判定用分散液の配合比)
・顔料分散液1、2又は分散性色材1〜5のいずれかの固形分濃度10%水溶液:50部
・表2に記載の水溶性有機溶剤:50部
(Compounding ratio of dispersion for determining good and poor solvents)
-10% solid concentration aqueous solution of pigment dispersion 1, 2 or dispersible colorant 1-5: 50 parts-Water-soluble organic solvent described in Table 2: 50 parts

次に、上記のようにして調製した良溶媒、貧溶媒の判定用分散液10gを透明なガラス製蓋つきサンプルビンに入れ、蓋をした後、充分攪拌し、これを60℃のオーブン内に48時間静置した。その後、60℃オーブンから取り出した溶液を測定用サンプルとして、当該液中の水不溶性色材の粒径を濃厚系粒径アナライザー(商品名:FPAR−1000;大塚電子(株)社製)を用いて測定し、これを60℃、48時間加温保存後の良溶媒、貧溶媒の判定用分散液の原液粒径(希釈せずに測定した粒径)とした。一方、レファレンスとして、良溶媒、貧溶媒の判定用溶液と固形分濃度が等しい顔料水分散液、つまり、水溶性有機溶剤の代わりに同量の水を加えた良溶媒、貧溶媒の判定比較用の顔料水分散液を作成した。当該水分散液は、加温保存を行うことなしに上記と同様に濃厚系粒径アナライザーによって液中の水不溶性色材の粒径を測定した。そして、得られた判定用分散液の原液粒径を、レファレンスの水分散液の粒径と比較し、60℃、48時間の加温保存後の分散液の原液粒径が、レファレンスの水分散液の原液粒径よりも増大しているものを貧溶媒と判定し、60℃、48時間の加温保存後の分散液の原液粒径が、レファレンスの水分散液のそれと同一若しくは小さくなったものを良溶媒と判定した。   Next, 10 g of the good solvent / poor solvent determination dispersion prepared as described above was placed in a transparent glass lid-equipped sample bottle, capped, and then sufficiently stirred, and placed in an oven at 60 ° C. Allowed to stand for 48 hours. Then, using the solution taken out from the oven at 60 ° C. as a measurement sample, the particle size of the water-insoluble colorant in the solution was measured using a concentrated particle size analyzer (trade name: FPAR-1000; manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.). This was taken as the stock solution particle size (particle size measured without dilution) of the dispersion for determining good solvent and poor solvent after heating at 60 ° C. for 48 hours. On the other hand, as a reference, a pigment aqueous dispersion with the same solid content concentration as the good solvent and poor solvent judgment solutions, that is, for the judgment comparison of good and poor solvents with the same amount of water added instead of the water-soluble organic solvent An aqueous pigment dispersion was prepared. The water dispersion was measured for the particle size of the water-insoluble colorant in the liquid using a concentrated particle size analyzer in the same manner as described above without performing warming storage. Then, the stock solution particle size of the obtained dispersion for determination is compared with the particle size of the aqueous dispersion of the reference, and the stock solution particle size of the dispersion after warming storage at 60 ° C. for 48 hours is the water dispersion of the reference. What was larger than the liquid stock particle size of the liquid was judged as a poor solvent, and the stock solution particle size of the dispersion after heating at 60 ° C. for 48 hours was the same as or smaller than that of the reference aqueous dispersion. The thing was determined to be a good solvent.

[各水溶性有機溶剤についてのKa値測定方法]
先ず、各水溶性有機溶剤のKa値測定において、測定しやすいように下記の組成を有する染料濃度0.5%の染料水溶液を作製した。
・水溶性染料C.I.ダイレクトブルー199
0.5部
・純水 99.5部
[Ka value measurement method for each water-soluble organic solvent]
First, a dye aqueous solution having a dye concentration of 0.5% having the following composition was prepared so that the Ka value of each water-soluble organic solvent was easily measured.
Water-soluble dye C.I. I. Direct Blue 199
0.5 part pure water 99.5 parts

次いで、この0.5%染料水溶液を利用して以下の配合比で、測定対象の各水溶性有機溶剤を使用して、着色された水溶性有機溶剤の20%水溶液をそれぞれ作製した。
・上記0.5%染料水溶液 80部
・表1に記載の水溶性有機溶剤 20部
上記で調製した各水溶性有機溶剤の20%水溶液を、東洋精機製作所製の動的浸透性試験装置S(商品名)を用い、ブリストウ法により水溶性有機溶剤20%水溶液のKa値をそれぞれ求めた。
Then, using this 0.5% aqueous dye solution, a 20% aqueous solution of a colored water-soluble organic solvent was prepared using each water-soluble organic solvent to be measured at the following blending ratio.
80 parts of the above 0.5% dye aqueous solution 20 parts of the water-soluble organic solvent listed in Table 1 20% aqueous solution of each water-soluble organic solvent prepared above was used as a dynamic permeability test apparatus S (manufactured by Toyo Seiki Seisakusho (Trade name), and the Ka value of a 20% aqueous solution of a water-soluble organic solvent was determined by the Bristow method.

上記のようにして測定したインクに使用し得る各水溶性有機溶剤について、顔料分散液1〜3及び分散性色材1〜6に対して良溶媒であるか貧溶媒であるかを判別した結果と、各水溶性有機溶剤の20%水溶液におけるKa値の測定結果を表2に記した。表2中における、ポリエチレングリコール誘導体とは、以下に示す構造の誘導体であって、分子量が約1,000のものである。   Results of determining whether each of the water-soluble organic solvents that can be used in the ink measured as described above is a good solvent or a poor solvent for the pigment dispersions 1 to 3 and the dispersible colorants 1 to 6 Table 2 shows the measurement results of the Ka value in a 20% aqueous solution of each water-soluble organic solvent. The polyethylene glycol derivative in Table 2 is a derivative having the structure shown below and having a molecular weight of about 1,000.

Figure 2006037091
Figure 2006037091

Figure 2006037091
Figure 2006037091

<実施例1〜6>
上記で調べた各水溶性有機溶剤と、先に調製した分散性色材1〜6とを用い、表3に記載した成分を混合し、十分に攪拌して溶解或いは分散した後、ポアサイズ3.0μmのミクロフィルター(富士フィルム製)にて加圧ろ過して、実施例1〜6のインクを調製した。この際、インク中における良溶媒の全量(%)をA、インクにおける貧溶媒の全量(%)をBとした場合に、A:Bが10:5〜10:30の範囲内にあり、且つブリストウ法によって求められる水不溶性色材に対する上記良溶媒の20%水溶液のKa値が、ブリストウ法によって求められる複数の水溶性有機溶剤の各々のKa値を比較したときに、Ka値が最大の水溶性有機溶剤が貧溶媒であるように調製した。
<Examples 1-6>
Using each of the water-soluble organic solvents investigated above and the dispersible colorants 1 to 6 prepared above, the components listed in Table 3 were mixed, dissolved or dispersed with sufficient stirring, and then the pore size 3. The inks of Examples 1 to 6 were prepared by pressure filtration with a 0 μm microfilter (Fuji Film). At this time, when the total amount (%) of the good solvent in the ink is A and the total amount (%) of the poor solvent in the ink is B, A: B is in the range of 10: 5 to 10:30, and When the Ka value of the 20% aqueous solution of the good solvent for the water-insoluble colorant determined by the Bristow method is compared with the Ka value of each of the plurality of water-soluble organic solvents determined by the Bristow method, the water value having the maximum Ka value is obtained. The organic solvent was prepared so as to be a poor solvent.

Figure 2006037091
Figure 2006037091

<比較例1〜5>
(インクの調製)
上記で調べた各水溶性有機溶剤と、先に調製した分散性色材1、4〜6とを用い、表4に記載した成分を混合し、十分攪拌して溶解或いは分散した後、ポアサイズ3.0μmのミクロフィルター(富士フィルム製)にて加圧ろ過し、比較例1〜5のインクを調製した。
<Comparative Examples 1-5>
(Preparation of ink)
Using each of the water-soluble organic solvents investigated above and the dispersible colorants 1, 4 to 6 prepared above, the components listed in Table 4 were mixed, dissolved or dispersed with sufficient agitation, and pore size 3 The ink of Comparative Examples 1 to 5 was prepared by pressure filtration with a 0.0 μm microfilter (Fuji Film).

Figure 2006037091
Figure 2006037091

<評価>
上記実施例1〜6及び比較例1〜5の各インクについて、記録信号に応じて熱エネルギーをインクに付与することによりインクを吐出させる、オンデマンド型マルチ記録ヘッドを具備するインクジェット記録装置BJS−700(キヤノン(株)製)を用いて下記の評価を行った。得られた評価結果を実施例については表5に、比較例については表6に示した。
<Evaluation>
For each of the inks of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 5, an inkjet recording apparatus BJS- equipped with an on-demand type multi-recording head that ejects ink by applying thermal energy to the ink according to a recording signal. The following evaluation was performed using 700 (manufactured by Canon Inc.). The obtained evaluation results are shown in Table 5 for the examples and Table 6 for the comparative examples.

1.平均印字濃度
上記各インクと上記したインクジェット記録装置とを用いて、下記のコピー用普通紙A〜Cに2cm×2cmのベタ部を含む文字印字を行い、印字1日後の2cm×2cmのベタ部の印字濃度をマクベス社RD918を用いて測定した。尚、プリンタ−ドライバーは、デフォルトモードで行った。以下にデフォルトモードの設定条件を示した。又、インク1ドットあたりの吐出量は、30ng±10%以内である。
・用紙の種類:普通紙
・印刷品質:標準
・色調整:自動
1. Average printing density Using each of the above inks and the above-described ink jet recording apparatus, character printing including a solid portion of 2 cm × 2 cm is performed on the following plain papers A to C, and a solid portion of 2 cm × 2 cm one day after printing. The print density was measured using a Macbeth RD918. The printer driver was operated in the default mode. The setting conditions for the default mode are shown below. Further, the ejection amount per dot of ink is within 30 ng ± 10%.
-Paper type: Plain paper-Print quality: Standard-Color adjustment: Automatic

上記のようにして測定した結果得られた印字濃度を用いて、下記の基準で評価した。
○:3紙の印字濃度の平均が1.5以上。
×:3紙の印字濃度の平均が1.5未満。
Using the print density obtained as a result of the measurement as described above, the evaluation was made according to the following criteria.
A: The average print density of three papers is 1.5 or more.
X: The average of the printing density of 3 papers is less than 1.5.

上記普通紙としては以下に示すものを用いた。
A:キヤノン(株)社製、PPC用紙NSK
B:ゼロックス(株)社製、PPC用紙4024
C:フォックスリバー(株)社製、PPC用紙プローバーボンド
As the plain paper, those shown below were used.
A: PPC paper NSK manufactured by Canon Inc.
B: Xerox Co., Ltd., PPC paper 4024
C: PPC paper prober bond manufactured by Fox River Co., Ltd.

2.浸透性普通紙印字濃度
上記の結果のうち、Bの用紙における印字濃度について、下記の基準にて評価した。
○:B紙における印字濃度が1.4以上。
×:B紙における印字濃度が1.4未満。
2. Permeability plain paper printing density Among the above results, the printing density on the B paper was evaluated according to the following criteria.
A: The print density on the B paper is 1.4 or more.
X: The print density on B paper is less than 1.4.

3.保存安定性
実施例1〜6及び比較例1〜5の各インクをそれぞれショット瓶に入れて密栓し、60℃オーブンに投入し、2ヶ月後に取り出して、そのときのインクの状態から保存安定性を以下の基準で評価した。
○:インク中の色材が安定均一に分散している。
△:外観上の変化はないか小さいが、粘度や平均粒径がやや増大している。
×:インクがゲル状に変化、又はインクの上部が透明になっている。若しくは明らかに増粘している。
3. Storage Stability Each of the inks of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 5 is put into a shot bottle, sealed, put into an oven at 60 ° C., taken out after 2 months, and stored from the state of the ink at that time. Was evaluated according to the following criteria.
○: The color material in the ink is stably and uniformly dispersed.
Δ: There is little or no change in appearance, but the viscosity and average particle size are slightly increased.
X: The ink changed into a gel or the upper part of the ink was transparent. Or it is clearly thickened.

4.文字品位
上記印字サンプルの16ポイント文字の部分を目視で観察し、文字の滲みを下記の基準で評価した。
A:滲みが殆どない。
B:多少滲む文字が見られる。
C:滲む文字が多い。
4). Character quality The 16-point character portion of the print sample was visually observed and the bleeding of the character was evaluated according to the following criteria.
A: There is almost no bleeding.
B: Some blurring characters are seen.
C: Many characters are blurred.

5.耐擦過性
印字後24時間放置した上記サンプルについて、印字した紙上にシルボン紙を載せ記録面に40g/cm2の荷重の錘を載せた状態でシルボン紙を引っ張った時に、記録紙の非印字部(白地部)及びシルボン紙に印字部の擦れによって汚れが生じるか否かを目視にて観察し、下記の基準で評価した。
A:擦れによる汚れ部分が見られない。
B:殆ど擦れによる汚れ部分がない。
C:かすれによる汚れ部分が目立つ。
5. Scratch resistance When the sample was left to stand for 24 hours after printing, when the Sylbon paper was placed on the printed paper and the weight of 40 g / cm 2 was placed on the recording surface, the Sylbon paper was pulled. It was visually observed whether or not stains were caused by rubbing of the printed part on the (white background part) and Sylbon paper, and evaluated according to the following criteria.
A: Dirt due to rubbing is not seen.
B: There is almost no dirt due to rubbing.
C: The dirt part by a blur is conspicuous.

6.耐マーカー性
上記印字サンプルの14ポイント文字の部分を蛍光黄色マーカーペン(ゼブラ・オプテクス)にて一回なぞり、印字部分の乱れを目視で観察し、下記の基準で評価した。
A:なぞった部分に印字の乱れがない。
B:なぞった部分に印字の乱れが少なく、ペン先が殆ど汚れていない。
C:なぞった部分の印字の乱れが大きく、ペン先に色がつく。
6). Marker resistance The 14-point character portion of the print sample was traced once with a fluorescent yellow marker pen (Zebra Optix), and the disorder of the print portion was visually observed and evaluated according to the following criteria.
A: The printed part is not disturbed.
B: There is little disorder of printing in the traced part, and the pen tip is hardly soiled.
C: The trace of the traced part is greatly disturbed, and the pen tip is colored.

7.耐水性
上記印字サンプルの印字面を上にして水平面から45度の角度に傾け、20cmの高さからスポイトを用いて1mlの水を、14ポイント文字の部分に垂らした。このとき、印字の滲み具合を下記の基準で評価した。
A:印字の滲みが殆どみられない。
B:印字の僅かな滲みがみられるが、白紙部分には殆ど跡がない。
C:印字部分から色が流れ、白紙部分に跡がみられる。
7). Water resistance The print surface of the above print sample was inclined at an angle of 45 degrees from the horizontal plane, and 1 ml of water was dropped from a height of 20 cm onto a 14-point character portion using a dropper. At this time, the printing bleeding was evaluated according to the following criteria.
A: Almost no bleeding of printing is observed.
B: Slight bleeding of printing is observed, but there is almost no trace on the blank paper portion.
C: Color flows from the printed portion, and a trace is seen on the blank paper portion.

Figure 2006037091
Figure 2006037091

Figure 2006037091
Figure 2006037091

<実施例7〜12>
ブラックインクとして先に述べた実施例1〜6の各インクをそれぞれに用い、カラーインクと併用して画像形成を行った。この際に用いたカラーインク(シアン、マゼンタ、イエローの3色)は、下記のようにして調製した。
<Examples 7 to 12>
Each of the inks of Examples 1 to 6 described above was used as the black ink, and image formation was performed in combination with the color ink. The color inks (three colors of cyan, magenta, and yellow) used at this time were prepared as follows.

(シアンインクの調製)
下記に示す成分を混合し、十分攪拌して溶解させた後、ポアサイズ0.2μmのミクロフィルター(富士フィルム製)にて加圧ろ過し、シアンインクを調製した。
・DBL(ダイレクトブルー)199 3.5部
・グリセリン 7.5部
・ジエチレングリコール 7.5部
・アセチレノールE−100 1.0部
・純水 80.5部
(Preparation of cyan ink)
The components shown below were mixed, sufficiently stirred and dissolved, and then pressure filtered through a micro filter (manufactured by Fuji Film) having a pore size of 0.2 μm to prepare a cyan ink.
・ DBL (Direct Blue) 199 3.5 parts ・ Glycerin 7.5 parts ・ Diethylene glycol 7.5 parts ・ Acetylenol E-100 1.0 part ・ Pure water 80.5 parts

(マゼンタインクの調製)
下記成分により、シアンインクと同様にしてシアンインクを調製した。
・AR(アシッドレッド)289 2.5部
・グリセリン 7.5部
・ジエチレングリコール 7.5部
・アセチレノールE−100 1.0部
・純水 81.5部
(Preparation of magenta ink)
A cyan ink was prepared in the same manner as the cyan ink with the following components.
・ AR (Acid Red) 289 2.5 parts ・ Glycerin 7.5 parts ・ Diethylene glycol 7.5 parts ・ Acetylenol E-100 1.0 part ・ Pure water 81.5 parts

(イエローインクの調製)
下記成分により同様にしてイエローインクを調製した。
・DY(ダイレクトイエロー)86 2.5部
・グリセリン 7.5部
・ジエチレングリコール 7.5部
・アセチレノールE−100 1.0部
・純水 81.5部
(Preparation of yellow ink)
A yellow ink was prepared in the same manner with the following components.
・ DY (direct yellow) 86 2.5 parts ・ Glycerin 7.5 parts ・ Diethylene glycol 7.5 parts ・ Acetylenol E-100 1.0 part ・ Pure water 81.5 parts

<評価>
実施例1〜6の各ブラックインクと、上記で調製したカラーインクを組み合わせ、既述した図12に示したような、記録信号に応じて熱エネルギーをインクに付与することによりインクを吐出させる、オンデマンド型マルチ記録ヘッドを有するインクジェット記録装置を用いて下記の評価を行った。得られた評価結果を表7に示す。
<Evaluation>
Each black ink of Examples 1 to 6 is combined with the color ink prepared above, and the ink is ejected by applying thermal energy to the ink according to the recording signal as shown in FIG. The following evaluation was performed using an inkjet recording apparatus having an on-demand type multi-recording head. Table 7 shows the obtained evaluation results.

8.吐出安定性
吐出安定性は、特定のBkテキストを連続で200枚印字し、初期の印字物と最後の印字物を比較して目視にて下記の基準にて評価した。
A:スジ、ムラ等なく、初期と最後で違いがない。
B:僅かなスジ、ムラ、ヨレがあるものの、問題なく印字できる。
C:大きく品位の低下がみられる、又は印字できなくなる。
8). Ejection stability Ejection stability was evaluated according to the following criteria by visually printing 200 specific Bk texts continuously, comparing the initial printed matter with the last printed matter.
A: There is no streak or unevenness, and there is no difference between the initial stage and the final stage.
B: Although there are slight streaks, unevenness and twist, printing can be performed without any problem.
C: Degradation is greatly observed or printing cannot be performed.

9.耐ブリード性能
前記評価用紙Aを用いて、ブラックとカラー各色(イエロー、マゼンタ、シアン)のベタ部を、隣接して印字し、ブラックとカラー色の境界部でのブリーディングの程度を目視により観察し、下記の基準で評価した。
AA:ブリーディングを視認できない。
A:ブリーディングは殆ど目立たない。
B:ややブリーディングしている。
C:色の境界線がハッキリしないほどブリーディングしている。
9. Bleed-proof performance Using the evaluation paper A, solid portions of black and color (yellow, magenta, cyan) are printed adjacent to each other, and the degree of bleeding at the boundary between black and color is visually observed. The evaluation was based on the following criteria.
AA: Bleeding cannot be visually recognized.
A: Bleeding is hardly noticeable.
B: Slightly bleeding.
C: Breeding so that the color boundary line is not clear.

10.速乾性
実施例1〜5にて用いたインクジェット記録装置を用いて前記評価用紙Aに印字を行い、印字5秒後に上記サンプルについて、印字した紙上にシルボン紙を載せ記録面に40g/cm2の荷重の錘を載せた状態でシルボン紙を引っ張った時に、記録紙の非印字部(白地部)及びシルボン紙に印字部の擦れによって汚れが生じるか否かを目視にて観察し、下記の基準で評価した。
A:擦れによる汚れ部分が見られない。
B:殆ど擦れによる汚れ部分がない。
C:かすれによる汚れ部分が目立つ。
10. Quick-drying Using the ink jet recording apparatus used in Examples 1 to 5, printing was performed on the evaluation paper A. After 5 seconds from printing, the sample was loaded with sylbon paper on the printed paper and the recording surface was 40 g / cm 2 . When pulling the Silbon paper with the weight of the load on it, visually observe whether the non-printing part (white background part) of the recording paper and the printing part are stained due to rubbing of the printing part. It was evaluated with.
A: Dirt due to rubbing is not seen.
B: There is almost no dirt due to rubbing.
C: The dirt part by a blur is conspicuous.

Figure 2006037091
Figure 2006037091

本発明によれば、優れた長期保存性及び吐出安定性を有し、記録媒体の浸透性能に依らずに高い印字濃度を得ることができ、且つ印字物の耐擦過性、耐マーカー性及び耐水性に優れた水性インクが提供される。又、優れた長期保存性及び吐出安定性を有しながら、常に高い印字濃度を得られる水性インクが提供され、更に優れた印字品位を有しながら、他のインクとの耐ブリード性能に優れた水性インクが提供される。更に常に高い印字濃度を維持しながら優れた速乾性を有する水性インクが提供される。又、かかるインクを用いることで、浸透性の高い普通紙媒体においても良好な印字性能を与えるインクジェット記録方法が提供され、別の効果として、上記記録方法に好適に用いることのできるインクタンク、インクジェット記録装置及びインクジェット記録画像が提供される。   According to the present invention, it has excellent long-term storability and ejection stability, can obtain a high print density without depending on the permeation performance of the recording medium, and has a scratch resistance, marker resistance and water resistance of the printed matter. An aqueous ink having excellent properties is provided. In addition, water-based inks that always have a high print density while having excellent long-term storage stability and ejection stability are provided, and further excellent print quality and excellent bleed resistance with other inks. An aqueous ink is provided. Furthermore, a water-based ink having excellent quick drying properties while always maintaining a high print density is provided. In addition, by using such an ink, an ink jet recording method that provides good printing performance even on a plain paper medium having high permeability is provided. As another effect, an ink tank and an ink jet that can be suitably used for the above recording method A recording device and an inkjet recording image are provided.

本発明による、扁平状荷電性樹脂擬似微粒子を融着している分散性色材の基本的構造を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the basic structure of the dispersible coloring material which has fused the flat chargeable resin pseudo fine particles according to the present invention. 本発明の製造方法における代表的な工程の模式図である。It is a schematic diagram of the typical process in the manufacturing method of this invention. 本発明の製造方法における扁平状荷電性樹脂擬似微粒子の精製と色材への融着過程を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the refinement | purification of the flat chargeable resin pseudo fine particles and the fusion process to a color material in the manufacturing method of this invention. 本発明の荷電性樹脂擬似微粒子を、色材と融着する界面側から拡大した模式図である。It is the schematic diagram which expanded the chargeable resin pseudo fine particle of this invention from the interface side fuse | melted with a coloring material. 本発明の荷電性樹脂擬似微粒子と色材が融着している界面を拡大した模式図である。It is the schematic diagram which expanded the interface where the chargeable resin pseudo fine particles of the present invention and the color material are fused. 特許文献1に代表される、有機顔料に親水性基を直接修飾した際の、顔料剥離現象の模式図である。It is a schematic diagram of a pigment peeling phenomenon when a hydrophilic group is directly modified on an organic pigment, represented by Patent Document 1. 本発明にかかるインクの滴が記録媒体表面に着弾したときの様子を模式的に説明するための説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram for schematically explaining a state when an ink droplet according to the present invention has landed on the surface of a recording medium. 本発明に用いる記録ヘッドの一例である。It is an example of the recording head used for this invention. 本発明に用いる記録ヘッドの一例である。It is an example of the recording head used for this invention. 本発明に用いる記録ヘッドの一例である。It is an example of the recording head used for this invention. 本発明に用いる記録ヘッドの一例である。It is an example of the recording head used for this invention. 本発明に用いる記録ヘッドの一例である。It is an example of the recording head used for this invention. 本発明に用いる記録ヘッドの一例である。It is an example of the recording head used for this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1:色材
2:扁平状荷電性樹脂擬似微粒子
3:分散剤
4:モノマー
5:重合開始剤水溶液
6:分散性色材
7:モノマーが重合して形成されたオリゴマー
8:オリゴマーが水に不溶化した析出物
9−1:扁平状荷電性樹脂擬似微粒子中の親水性モノマーユニット部分
9−2:扁平状荷電性樹脂擬似微粒子中の疎水性モノマーユニット部分
10:色材との結合部位
11:扁平状荷電性樹脂擬似微粒子の色材との界面部分
12:色材に直接修飾された親水性基
13:親水化された色材分子
1: Color material 2: Flat chargeable resin pseudo fine particles 3: Dispersant 4: Monomer 5: Polymerization initiator aqueous solution 6: Dispersible color material 7: Oligomer formed by polymerization of monomer 8: Oligomer insolubilized in water Deposit 9-1: Hydrophilic monomer unit portion 9-2 in the flat charged resin pseudo fine particle 9-2: Hydrophobic monomer unit portion 10 in the flat charge resin pseudo fine particle 10: Bonding site 11 with the color material 11: Flat Interface portion 12 of the chargeable resin pseudo fine particles with the coloring material 12: hydrophilic group 13 directly modified with the coloring material 13: hydrophilic coloring material molecule

Claims (10)

水と複数の水溶性有機溶剤と分散性色材とを含み、上記水溶性有機溶剤として、上記分散性色材に対する良溶媒と上記分散性色材に対する貧溶媒とを含有している水性インクにおいて、
上記分散性色材が、色材と該色材よりも小さい荷電性樹脂擬似微粒子とを有し且つ該色材と該荷電性樹脂擬似微粒子とが固着している分散性色材であり、
更に、インク中における良溶媒の全量(質量%)をA、インク中における貧溶媒の全量(質量%)をBとした場合に、A:Bが10:5〜10:30の範囲内にあり、且つ、ブリストウ法によって求められる、上記複数の水溶性有機溶剤の各々のKa値のうち、最大のKa値を示す水溶性有機溶剤が貧溶媒であることを特徴とする水性インク。
A water-based ink comprising water, a plurality of water-soluble organic solvents, and a dispersible color material, wherein the water-soluble organic solvent includes a good solvent for the dispersible color material and a poor solvent for the dispersible color material. ,
The dispersible color material is a dispersible color material having a color material and chargeable resin pseudo fine particles smaller than the color material, and the color material and the chargeable resin pseudo fine particles are fixed,
Furthermore, when the total amount (% by mass) of the good solvent in the ink is A and the total amount (% by mass) of the poor solvent in the ink is B, A: B is in the range of 10: 5 to 10:30. The water-based ink is characterized in that the water-soluble organic solvent exhibiting the maximum Ka value among the Ka values of the plurality of water-soluble organic solvents obtained by the Bristow method is a poor solvent.
前記分散性色材の表面官能基密度が、250μmol/g以上1,000μmol/g未満である請求項1に記載の水性インク。   The water-based ink according to claim 1, wherein the dispersible colorant has a surface functional group density of 250 μmol / g or more and less than 1,000 μmol / g. 前記分散性色材を構成する色材が、表面に親水性基を有する請求項1又は2に記載の水性インク。   The water-based ink according to claim 1 or 2, wherein the color material constituting the dispersible color material has a hydrophilic group on a surface thereof. 前記親水性基が、直接若しくは他の原子団を介して色材表面に結合している、請求項3に記載の分散性色材。   The dispersible colorant according to claim 3, wherein the hydrophilic group is bonded to the colorant surface directly or through another atomic group. 前記色材の加熱減量が2質量%〜20質量%の範囲である請求項1乃至4のいずれか1項に記載の分散性色材。   The dispersible color material according to any one of claims 1 to 4, wherein a loss on heating of the color material is in a range of 2% by mass to 20% by mass. 上記荷電性樹脂擬似微粒子が、式(1):
CH2=C(R1)COO(R2O)n3 (1)
(式中、R1は水素原子又は炭素数1〜5のアルキル基を、R2はヘテロ原子を有していてもよい炭素数1〜30の2価の炭化水素基を、R3は水素原子又はヘテロ原子を有していてもよい炭素数1〜30の1価の炭化水素基を、nは1〜60の数を示す。)
で表される単量体を少なくとも含んで重合された重合体を少なくとも含む請求項1乃至5のいずれか1項に記載の水性インク。
The chargeable resin pseudo fine particles have the formula (1):
CH 2 = C (R 1) COO (R 2 O) n R 3 (1)
(In the formula, R 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, R 2 represents a divalent hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms which may have a hetero atom, and R 3 represents hydrogen. (The monovalent hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms which may have an atom or a hetero atom, and n represents the number of 1 to 60.)
The water-based ink according to claim 1, comprising at least a polymer obtained by polymerizing at least a monomer represented by the formula:
請求項1乃至6のいずれか1項に記載の水性インクを含んでなることを特徴とするインクタンク。   An ink tank comprising the water-based ink according to any one of claims 1 to 6. 請求項1乃至6のいずれか1項に記載の水性インクを搭載していることを特徴とするインクジェット記録装置。   An ink jet recording apparatus comprising the water-based ink according to any one of claims 1 to 6. 請求項1乃至6のいずれか1項に記載の水性インクを用いて、インクジェット記録装置により画像を形成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: forming an image by an ink jet recording apparatus using the water-based ink according to claim 1. 請求項1乃至6のいずれか1項に記載の水性インクを用いて、インクジェット記録装置により形成されたことを特徴とするインクジェット記録画像。
An ink jet recording image formed by an ink jet recording apparatus using the water-based ink according to any one of claims 1 to 6.
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