JP2006045511A - Water-based ink, ink tank, apparatus for inkjet recording, method for inkjet recording and inkjet recorded image - Google Patents

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

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Junichi Sakai
淳一 酒井
Toshiaki Kaneko
敏明 金子
Sadayuki Sugama
定之 須釜
Masashi Miyagawa
昌士 宮川
Yoko Ichinose
洋子 一ノ瀬
Yoshio Nakajima
義夫 中島
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a water-based ink comprising a dispersible colorant having sufficiently high dispersion stability without separating a resin component from the colorant and forming a recorded image having glossiness and high image quality and to provide an ink tank, an apparatus for inkjet recording, a method for inkjet recording and an inkjet recorded image by using the water-based ink. <P>SOLUTION: The water-based ink is characterized as follows. The water-based ink comprises the dispersible colorant and at least one selected from a water-soluble nonionic resin and emulsion particles.The dispersible colorant has the colorant and chargeable resin pseudo-fine particles smaller than the colorant. In the dispersible colorant, the colorant and the chargeable resin pseudo-fine particles are fixed. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、分散性色材と、水溶性ノニオン性樹脂或いはエマルジョン粒子とを含有してなる水性インク、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, an ink jet recording apparatus, an ink jet recording method, and an ink jet recorded image containing a dispersible colorant and a water-soluble nonionic resin or emulsion particles.

インクジェット方式は、種々の作動原理よりノズルからインクの微小液滴を飛翔させて被記録媒体(紙等)に到達させ、画像や文字等を記録する方法であるが、高速、低騒音、多色化が容易であり、記録パターンの融通性が高い、現像及び定着操作が不要等の特徴があり、様々な用途において急速に普及している。特に、近年はフルカラーの水性インクジェット記録方式技術がめざましい発達を遂げており、従来の製版方式による多色印刷や、カラー写真方式による印画と比較しても遜色のない多色画像を形成することも可能となっており、作成部数が少ない場合には、通常の多色印刷や印画よりも安価に印刷物が得られることから、フルカラー画像記録分野まで広く応用されつつある。   The ink jet method is a method for recording images, characters, etc. by causing a micro droplet of ink to fly from a nozzle to reach a recording medium (paper, etc.) based on various operating principles. It is easy to realize, has high flexibility in recording patterns, and does not require development and fixing operations, and is rapidly spreading in various applications. In particular, in recent years, full-color water-based inkjet recording technology has been remarkably developed, and it is possible to form multicolored images that are comparable to multicolored printing by conventional platemaking methods and printing by color photographic methods. In the case where the number of copies to be produced is small, printed matter can be obtained at a lower cost than ordinary multicolor printing or printing, so that it has been widely applied to the field of full-color image recording.

そして、更なる記録の高速化、高精細化、フルカラー化等の記録特性向上の要求に伴って、水性インクジェット記録装置及び記録方法の改良が行われてきている。一般的に、インクジェット記録装置に用いられる水性インクに要求される性能としては、(1)紙上で、滲みや、かぶりのない、高解像度、高濃度で均一な画像が得られること、(2)ノズル先端でのインクの乾燥による目詰まりが発生せず、常に吐出応答性、吐出安定性が良好であること、(3)紙上においてインクの定着性がよいこと、(4)画像の耐候性がよいこと、(5)長期保存安定性がよいこと、等が挙げられる。特に、近年における印字速度の高速化に伴って、インクの乾燥及び定着が速く、且つ高画質な記録が得られるインクが要求されている。   In response to demands for further improvement in recording characteristics such as higher recording speed, higher definition, and full color, improvements in aqueous inkjet recording apparatuses and recording methods have been made. In general, the performance required for water-based ink used in an ink jet recording apparatus is as follows: (1) A uniform image with high resolution and high density without blurring or fogging can be obtained on paper (2). Clogging due to drying of ink at the nozzle tip does not occur, ejection response and ejection stability are always good, (3) ink fixability is good on paper, and (4) weather resistance of the image. (5) long-term storage stability is good. In particular, with the recent increase in printing speed, there has been a demand for ink that can quickly dry and fix the ink and obtain high-quality recording.

水性インクジェット記録方式に用いられる色材としては、主に染料と顔料があり、従来から水性インクとしての扱いやすさ、発色性の高さによって水溶性染料が主として用いられてきたが、近年、より高い画像の耐候性を実現できる水性インクジェット記録インクの色材として、本質的に水に不溶な色材、特に顔料を用いたインクの開発が精力的に進められている。水に不溶な色材、特に顔料を水性インクジェット記録インクとして用いるためには、水中に色材を安定に分散させることが必要となる。   The coloring materials used in the water-based inkjet recording method mainly include dyes and pigments. Conventionally, water-soluble dyes have been mainly used due to their ease of handling as water-based inks and high color developability. As a coloring material for water-based inkjet recording ink that can realize high weather resistance of an image, development of a coloring material that is essentially insoluble in water, particularly an ink using a pigment, has been energetically advanced. In order to use a water-insoluble colorant, particularly a pigment, as an aqueous inkjet recording ink, it is necessary to stably disperse the colorant in water.

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。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において、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」が開示されており、「水不溶性着色剤分散物に乳化重合した場合に、ビニルモノマーや生じたポリマーに対する分散剤の親和性がそれほど高くないために、顔料表面からの分散剤の脱着が起こりにくく、分散剤が吸着した顔料表面で重合が進行したため」、「顔料表面が被覆された微粒子分散物を凝集することなく、高い収率で得られる」としており、該着色微粒子分散物を用いることで、分散安定性、印字適性に優れ、紙種依存性がなく、金属光沢が少なく、耐水性、耐光性、耐擦過性に優れた画像を与える水性インクを得たとしている。   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. Further, a method for chemically modifying the surface of the water-insoluble colorant has been proposed (see, for example, Patent Document 1). In addition, a microcapsule type pigment in which the pigment is coated with a resin has been proposed (see, for example, Patent Documents 2 and 3). In particular, in Patent Document 3, “in a water-based colored fine particle dispersion containing a water-insoluble colorant, the colored fine particle dispersion disperses the water-insoluble colorant in an aqueous medium in the presence of the dispersant, and then the vinyl monomer is added. A latex that is added and polymerized, exhibits dispersion stability when the dispersant is dispersed with a water-insoluble colorant, and is formed when the vinyl monomer is polymerized in the presence of the dispersant alone. A water-based colored fine particle dispersion characterized by poor stability of the polymer "is disclosed, and when the emulsion polymerization is carried out into a water-insoluble colorant dispersion, the affinity of the dispersant to the vinyl monomer and the resulting polymer is not much. Because it is not high, desorption of the dispersant from the pigment surface is unlikely to occur, and polymerization has proceeded on the pigment surface to which the dispersant has been adsorbed, ”“ aggregating the fine particle dispersion coated with the pigment surface ” By using the colored fine particle dispersion, it is excellent in dispersion stability and printability, is not dependent on the paper type, has little metallic luster, water resistance, light resistance, It is said that a water-based ink that gives an image excellent in scratch resistance 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

しかしながら、上記した技術では、色材の分散安定性と、記録画像の光沢性が充分でない場合があった。本発明者らの検討によれば、分散安定性を高めるためには色材の表面官能基密度を高くする必要があるが、従来の高分子分散剤を用いた手法、及び前記の特許文献2に示される樹脂によって被覆された顔料とする手法においては、分散安定性を高くするために樹脂の酸価を高くすると、樹脂の親水性も高くなるために、経時と共に樹脂が色材からはずれやすくなり、長期保存安定性を保てなくなる場合があった。一方、前記の特許文献1に示される方法によって水不溶性色材の表面を化学的に修飾する手法においては、修飾できる官能基やその密度には限界があり、又、色材が特に有機顔料である場合において直接化学修飾を行うと、本来水に不溶となって結晶化している顔料分子が、親水基の結合によって水溶化されて顔料粒子から溶け出す、いわゆる「顔料剥離」が起こって色調が著しく変化するという問題が生じる等(図6(a)、(b)参照)、十分に満足できる技術レベルではなかった。   However, with the above-described technique, there are cases where the dispersion stability of the color material and the gloss of the recorded image are not sufficient. According to the study by the present inventors, it is necessary to increase the surface functional group density of the colorant in order to increase the dispersion stability. However, the conventional technique using a polymer dispersant and the above-mentioned Patent Document 2 In the method of making the pigment coated with the resin shown in the above, if the acid value of the resin is increased in order to increase the dispersion stability, the hydrophilicity of the resin also increases. Therefore, long-term storage stability may not be maintained. On the other hand, in the method of chemically modifying the surface of the water-insoluble colorant by the method disclosed in Patent Document 1, there is a limit to the functional group that can be modified and its density, and the colorant is particularly an organic pigment. In some cases, direct chemical modification causes pigment molecules that are originally insoluble in water and crystallized to become water-soluble due to the binding of hydrophilic groups and to dissolve out of the pigment particles. The technical level is not sufficiently satisfactory, such as the problem of significant change (see FIGS. 6A and 6B).

本発明の目的は、これら従来技術の課題を解決し、充分に分散安定性が高く、且つ色材からの樹脂成分の脱離がない優れた分散性色材を含有してなる、光沢性を有する高画質画像の形成を可能とする水性インクを提供することである。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。   The object of the present invention is to solve these problems of the prior art, and to provide glossiness comprising an excellent dispersible colorant having sufficiently high dispersion stability and no detachment of the resin component from the colorant. It is an object of the present invention to provide a water-based ink capable of forming a high-quality image. 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、新規な形状の分散性色材とすることで、高い分散安定性を保ち、且つ樹脂成分が色材から脱離することなく長期的に保存安定性である新規な分散性色材の開発を達成した。そして、かかる分散性色材を用いることで、インクジェット記録用途として十分な吐出安定性や分散安定性をもち、更に、水溶性ノニオン性樹脂及びエマルジョン粒子から選ばれる少なくとも一方を含有させることにより、高い画像品位に優れた印字物を与える水性インクを得た。本発明の目的は、以下のような具体的な手段によって達成される。   On the other hand, as a result of intensive investigations on means for solving the above problems, the present inventors have achieved a high dispersion stability and a resin component is removed from the color material by using a dispersible color material having a novel shape. We have developed a new dispersible colorant that has long-term storage stability without being separated. And by using such dispersible color material, it has sufficient ejection stability and dispersion stability for inkjet recording applications, and further, by containing at least one selected from water-soluble nonionic resin and emulsion particles, it is high. A water-based ink giving a printed matter with excellent image quality was obtained. The object of the present invention is achieved by the following specific means.

即ち、本発明は、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なる分散性色材と、水溶性ノニオン性樹脂及びエマルジョン粒子から選ばれる少なくとも一方とを含んでいることを特徴とする水性インクである。   That is, the present invention provides a dispersible color material having a color material and a chargeable resin pseudo fine particle smaller than the color material, and the color material and the charge resin pseudo fine particle are fixed, and a water-soluble material. A water-based ink comprising at least one selected from nonionic resins and emulsion particles.

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、特に、光沢性記録媒体に記録した場合に得られる記録画像が光沢性に優れ、且つ、その分散安定性にも優れる水性インクが提供される。又、本発明の別の効果として、上記優れたインクを用いることで、光沢性に優れた画像を与えることができるインクタンク、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が提供される。   According to the present invention, there is provided a water-based ink in which a recorded image obtained particularly when recorded on a glossy recording medium is excellent in gloss and has excellent dispersion stability. As another effect of the present invention, there are provided an ink tank, an ink jet recording apparatus, an ink jet recording method, and an ink jet recorded image which can give an image having excellent glossiness by using the above excellent ink.

以下に、本発明の最良と思われる実施の形態を挙げて、本発明を具体的に説明する。本明細書及び特許請求の範囲で用いる「分散性色材」の意味するところは、本質的に界面活性剤や高分子分散剤を添加することなく、水又は水性インク媒体中に分散可能である、即ち、自己分散性を有する色材である。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to an embodiment which is considered to be the best of the present invention. The term “dispersible colorant” used in the present specification and claims means that it can be dispersed in water or an aqueous ink medium without essentially adding a surfactant or a polymer dispersant. That is, it is a color material having self-dispersibility.

先ず、本発明にかかるインクに使用される分散性色材は、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する分散性色材であって、上記色材と上記荷電性樹脂擬似微粒子とが固着していることを特徴とする。特に、該色材は、上記荷電性樹脂擬似微粒子が複数点在して上記色材に固着されているものであることが好ましい。   First, the dispersible color material used in the ink according to the present invention is a dispersible color material having a color material and chargeable resin pseudo fine particles smaller than the color material, the color material and the chargeable color material. The resin pseudo fine particles are fixed. In particular, the color material is preferably one in which a plurality of the chargeable resin pseudo fine particles are scattered and fixed to the color material.

本発明で使用する分散性色材の第一の特徴は、色材と、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。   The first characteristic 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, and the color material fixes the chargeable resin pseudo fine particle. There is in point. 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。このため、本発明で使用する分散性色材をインクの色材として用いた場合には、長期保存安定性にも優れたものとなる。   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. There is no detachment from the color material surface. For this reason, when the dispersible color material used in the present invention is used as an ink color material, the long-term storage stability is also excellent.

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。分散性色材が高い比表面積を有する結果、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 of the high specific surface area of the dispersible color material, 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)、(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 hydrophilizing the colorant molecule 1a by the hydrophilic group 12 as 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 surfactant component that may be released for a long term for the purpose of stabilizing the dispersion of the colorant. There is no need. 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 colorant used in the present invention can be confirmed as follows, for example. 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。   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.

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、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、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 effectively used 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、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, azo, anthraquinone, indigo, phthalocyanine, carbonyl, quinoneimine, methine, quinoline, nitro, etc. Dyes. Of these, disperse dyes are particularly preferable.

[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.

具体的には、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、フマール酸等の如きカルボキシル基を有するアニオン性親水性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、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アニオン性親水性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、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アニオン性親水性モノマー等が挙げられる。   Specifically, for example, anionic hydrophilic monomers having a carboxyl group such as acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, ethacrylic acid, propylacrylic acid, isopropylacrylic acid, itaconic acid, fumaric acid, and salts thereof, Anionic hydrophilic monomers having a sulfonic acid group such as styrene sulfonic acid, sulfonic acid-2-propyl acrylamide, acrylic acid-2-ethyl sulfonate, methacrylic acid-2-ethyl sulfonate, butyl acrylamide sulfonic acid, etc. Examples thereof include anionic hydrophilic monomers having a phosphonic acid group such as a salt, ethyl methacrylate-2-phosphonate, and acrylic acid-2-ethyl phosphonate.

本発明で好ましく用いられる荷電性樹脂擬似微粒子は、該微粒子を構成する樹脂のガラス転移温度(Tg)が、−40℃〜60℃のものであることが好ましい。樹脂成分のTgがこの範囲にあることによって、荷電性樹脂擬似微粒子に高い造膜性が付与され、記録紙上で隣り合った色材同士が造膜し、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ことができる。   The chargeable resin pseudo fine particles preferably used in the present invention preferably have a glass transition temperature (Tg) of the resin constituting the fine particles of −40 ° C. to 60 ° C. When the Tg of the resin component is within this range, high chargeability is imparted to the chargeable resin pseudo fine particles, and the adjacent color materials on the recording paper can be formed to form a strong colored film. Therefore, high scratch resistance can be imparted to a printed matter obtained using the dispersible color material having such a configuration.

色材に固着している状態の荷電性樹脂擬似微粒子を構成する樹脂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。そして、得られた荷電性樹脂擬似微粒子成分の示差走査熱分析することで、そのガラス転移温度を測定することができる。測定方法としては、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 resin constituting the chargeable resin pseudo fine particles fixed to the color material 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. And the glass transition temperature can be measured by carrying out the differential scanning thermal analysis of the obtained chargeable resin pseudo fine particle component. As a measuring method, 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.

上記した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ラジカル重合性不飽和結合を有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、及び色材に固着している荷電性樹脂擬似微粒子に更なる機能を付与することができる。モノマー種としては、具体的には、下記に挙げるような疎水性モノマー、前述したようなアニオン性親水性モノマー、後述するノニオン性親水性モノマーが挙げられる。   The dispersible colorant of the present invention can be selected by appropriately selecting the monomer species having a radical polymerizable unsaturated bond of the resin component constituting the chargeable resin pseudo fine particles and the copolymerization ratio while satisfying the above-described conditions, and A further function can be imparted to the chargeable resin pseudo fine particles fixed to the color material. Specific examples of the monomer species include hydrophobic monomers as described below, anionic hydrophilic monomers as described above, and nonionic hydrophilic monomers as described later.

疎水性モノマーとしては、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、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、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、酢酸ビニル等が挙げられる。   Examples of the hydrophobic monomer include methyl acrylate, ethyl acrylate, isopropyl acrylate, acrylic acid-n-propyl, acrylic acid-n-butyl, acrylic acid-t-butyl, benzyl acrylate, methyl methacrylate, methacrylic acid. (Meth) acrylic acid esters such as ethyl acetate, isopropyl methacrylate, methacrylate-n-propyl, methacrylate-n-butyl, isobutyl methacrylate, tert-butyl methacrylate, tridecyl methacrylate, benzyl methacrylate; styrene Styrene monomers such as α-methylstyrene, o-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, p-tert-butylstyrene; itaconate such as benzyl itaconate; dimethyl maleate, etc. Maleic acid Ether; fumaric acid such as fumaric acid esters such as dimethyl acrylonitrile, methacrylonitrile, vinyl acetate, and the like.

又、アニオン性基を有する親水性モノマーとしては、前述したものが挙げられる。   Moreover, what was mentioned above is mentioned as a hydrophilic monomer which has an anionic group.

又、前記ノニオン性親水性モノマーとしては、具体的には、(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の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、更に、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート等のアルキレンオキサイド基を含むモノマー類、この他、公知又は新規の各種オリゴマー、マクロモノマー等についても制限なく使用できる。   Further, as the nonionic hydrophilic monomer, specifically, a hydroxyl group having a radical polymerizable unsaturated bond and strong hydrophilicity in a structure such as hydroxyethyl (meth) acrylate and hydroxylpropyl (meth) acrylate. Monomers having a group at the same time, and monomers having an alkylene oxide group such as methoxypolyethylene glycol (meth) acrylate, ethoxypolyethylene glycol (meth) acrylate, polyethylene glycol (meth) acrylate, polypropylene glycol (meth) acrylate, etc. Also, various known or novel oligomers, macromonomers and the like can be used without limitation.

特に前記アルキレンオキサイド基含有モノマーは、前記疎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、融着性という観点から好ましい結果を与える。   In particular, the alkylene oxide group-containing monomer is excellent in copolymerizability with the hydrophobic monomer component, from the viewpoint of uniformity of the surface properties of the chargeable resin pseudo fine particles, uniform adhesion to the colorant, and fusing properties. Gives favorable results.

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。   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 are composed of a copolymer of monomer components including at least one type of hydrophobic monomer and at least one type of hydrophilic monomer among the monomers listed above. It is a mode. 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 to each. 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.

[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。
[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.

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.

(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 process, in which the chargeable resin pseudo fine particles according to the present invention are fixed to the color material, in addition to the above-described process, 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.

[水溶性ノニオン性樹脂]
本発明にかかるインクのもう1つの特徴である、インク中に添加させる水溶性ノニオン性樹脂について説明する。本発明で使用する水溶性ノニオン性樹脂としては、先に挙げたようなノニオン性疎水性モノマーと、ノニオン性親水性モノマーとの共重合体であることが望ましい。即ち、ノニオン性疎水性モノマーを樹脂の構成成分とすることで、前記した分散性色材の記録紙上への高い定着性が得られ、一方、ノニオン性親水性モノマーを樹脂の構成成分にすることで、樹脂の性質を水溶性にし、記録紙上において色材と色材との間に水溶性ノニオン性樹脂15−1を良好に浸透させ(図7a)、色材間の隙間を埋め、色材と色材との間に浸透した水溶性ノニオン性樹脂は、樹脂膜15−2を形成し(図7b)、記録画像に平滑性を与えることを可能とする。即ち、インク中に含有させた、このような構成の水溶性ノニオン性樹脂を記録紙上の色材の隙間を埋めて、造膜させ、記録画像面を平滑にすることで、画像の光沢性の向上を図ることができる。
[Water-soluble nonionic resin]
The water-soluble nonionic resin added to the ink, which is another feature of the ink according to the present invention, will be described. The water-soluble nonionic resin used in the present invention is preferably a copolymer of the nonionic hydrophobic monomer as mentioned above and a nonionic hydrophilic monomer. That is, by using a nonionic hydrophobic monomer as a constituent component of the resin, high fixability of the dispersible colorant on the recording paper can be obtained, while using a nonionic hydrophilic monomer as a constituent component of the resin. Then, the property of the resin is made water-soluble, and the water-soluble nonionic resin 15-1 is satisfactorily penetrated between the color material and the color material on the recording paper (FIG. 7a), and the gap between the color materials is filled. The water-soluble nonionic resin that has permeated between the colorant and the color material forms a resin film 15-2 (FIG. 7b), and makes it possible to impart smoothness to the recorded image. That is, the water-soluble nonionic resin having such a structure contained in the ink fills the gap between the color materials on the recording paper, forms a film, and smoothes the recorded image surface, thereby improving the glossiness of the image. Improvements can be made.

本発明で好適に利用できる水溶性ノニオン性樹脂としては、例えば、アルキレンオキサイド基を含むモノマー類の重合体、或いは、アルキレンオキサイド基を含むモノマー類或いはビニルアルコールと、スチレン又はメタクリル酸メチルとの共重合体等が挙げられる。特には、下記の共重合体が好適である。スチレン/CH2=C(R1)COOR2の40〜70/60〜30共重合体が挙げられる。但し該式中のR1及びR2は、下記のものを表す。R1=H又はCH3であり、R2=−(CH2CH2O)n−R3(n=1〜30)であり、該式中のR3は、R3=H又はCH3である。 Examples of the water-soluble nonionic resin that can be suitably used in the present invention include polymers of monomers containing an alkylene oxide group, or monomers or vinyl alcohol containing an alkylene oxide group and styrene or methyl methacrylate. A polymer etc. are mentioned. In particular, the following copolymers are suitable. Examples include 40-70 / 60-30 copolymers of styrene / CH 2 ═C (R 1 ) COOR 2 . However R 1 and R 2 in the formula represents the followings. Is R 1 = H or CH 3, R 2 = - a (CH 2 CH 2 O) n -R 3 (n = 1~30), R 3 in the formula is, R 3 = H or CH 3 It is.

これに対し、ノニオン性親水性モノマーの代わりにアニオン性又はカチオン性モノマーを用いて共重合させた水溶性荷電性樹脂をインクに含有させた場合においては、下記の点から好ましくない。分散性色材の荷電性樹脂擬似微粒子と該水溶性荷電性樹脂とが電気的に相反する場合、即ち、荷電性微粒子がアニオン性であり且つ水溶性荷電性樹脂がカチオン性である場合や、荷電性微粒子がカチオン性であり且つ水溶性荷電性樹脂がアニオン性である場合、分散性色材のイオンと水溶性荷電性樹脂のイオンがイオン結合し凝集してしまい、分散性を失うことがある。一方、分散性色材の荷電性樹脂擬似微粒子と水溶性荷電性樹脂とが電気的に同質であった場合は、分散性色材と分散性色材の隙間に水溶性荷電性樹脂がとどまることが難しくなり、記録画像の光沢性向上の効果が小さくなることがあるため、ノニオン性親水性モノマーを使用する方がより好ましい。   On the other hand, when the ink contains a water-soluble chargeable resin copolymerized with an anionic or cationic monomer instead of the nonionic hydrophilic monomer, it is not preferable from the following points. When the chargeable resin pseudo fine particles of the dispersible colorant and the water-soluble chargeable resin are electrically contradictory, that is, when the chargeable fine particles are anionic and the water-soluble chargeable resin is cationic, When the chargeable fine particles are cationic and the water-soluble chargeable resin is anionic, the ions of the dispersible colorant and the ions of the water-soluble chargeable resin may be ion-bonded and aggregated to lose dispersibility. is there. On the other hand, when the chargeable resin pseudo fine particles of the dispersible color material and the water-soluble charge resin are electrically homogeneous, the water-soluble charge resin remains in the gap between the dispersible color material and the dispersible color material. However, it is more preferable to use a nonionic hydrophilic monomer because the effect of improving the glossiness of the recorded image may be reduced.

本発明で使用する水溶性ノニオン性樹脂は、重量平均分子量Mwが1,000〜100,000であることが好ましく、特には、2,000〜30,000であることが好ましい。更には、2,000〜10,000であることが好ましい。この範囲であれば、記録画像に平滑性を与えるための流動性を得ることができる。更に、水溶性ノニオン性樹脂の含有量としては、インク中に1質量%以上添加することで記録画像に平滑性与えることができる。更には、特に制限はないが、インクの粘度が高くなり、記録画像に平滑性を与えるための流動性を失う可能性があることから、インク中に10質量%以下の含有量とすることが好ましい。   The water-soluble nonionic resin used in the present invention preferably has a weight average molecular weight Mw of 1,000 to 100,000, particularly preferably 2,000 to 30,000. Furthermore, it is preferable that it is 2,000-10,000. If it is this range, the fluidity | liquidity for giving smoothness to a recorded image can be obtained. Further, as the content of the water-soluble nonionic resin, the recording image can be smoothened by adding 1% by mass or more to the ink. Further, although there is no particular limitation, since the viscosity of the ink becomes high and the fluidity for imparting smoothness to the recorded image may be lost, the content in the ink may be 10% by mass or less. preferable.

[エマルジョン粒子]
本発明のもう1つの特徴であるエマルジョン粒子に関しては、公知の方法で合成したものや上記の方法で色材を除いて合成したもので問題ないが、分散性色材の荷電性微粒子と電気的に同質又はノニオン性であることが好ましい。即ち、荷電性微粒子がアニオン性であれば、エマルジョン粒子もアニオン性、荷電性微粒子がカチオン性であれば、エマルジョン粒子もカチオン性である必要がある。電気的に相反すると、分散性色材のイオンとエマルジョン粒子のイオンがイオン結合し凝集してしまい、分散性を失うことがある。よって、エマルジョン粒子が分散性色材の荷電性微粒子と電気的に同質又はノニオン性であることが必要である。
[Emulsion particles]
The emulsion particles, which are another feature of the present invention, may be synthesized by a known method or synthesized by removing the coloring material by the above method, but there are no problems. Are preferably homogeneous or nonionic. That is, if the charged fine particles are anionic, the emulsion particles must be anionic, and if the charged fine particles are cationic, the emulsion particles must be cationic. If electrically contradictory, ions of the dispersible colorant and ions of the emulsion particles may be ion-bonded and aggregated to lose dispersibility. Therefore, it is necessary that the emulsion particles are electrically homogeneous or nonionic with the chargeable fine particles of the dispersible colorant.

又、エマルジョン粒子は、水性インク中で10nm〜80nmの平均粒径をもつことが望ましい。平均粒径が10nmより大きければ、記録媒体に浸透することなく、記録媒体上に留まり、分散性色材と分散性色材の隙間を埋めることで画像に平滑性を与えることができ、光沢性の向上が得られる。一方、エマルジョン粒子の平均粒径が80nmを超えると、分散性色材と分散性色材の隙間を埋める効果よりも、分散性色材に積み重なることで、更なる隙間をつくり出し平滑性が失われることがある。   The emulsion particles preferably have an average particle diameter of 10 nm to 80 nm in the aqueous ink. If the average particle size is larger than 10 nm, the ink stays on the recording medium without penetrating the recording medium, and can fill the gap between the dispersible colorant and the dispersible colorant to give the image smoothness and gloss. Improvement is obtained. On the other hand, when the average particle size of the emulsion particles exceeds 80 nm, the gap between the dispersible colorant and the dispersible colorant is more than the effect of filling the dispersible colorant, creating a further gap and losing smoothness. Sometimes.

更に、エマルジョン粒子のガラス転移温度(Tg)が−40℃以上60℃以下であることが望ましい。この範囲にあることによって、分散性色材と分散性色材の隙間で造膜を行い、記録画像面に平滑性及び膜強度を与え、記録画像の光沢性及び耐擦過性のいずれか一方の向上を得ることができる。この際、エマルジョン粒子のガラス転移温度(Tg)の違いにより、代用的な下記の3つの効果が挙げられる。ただし、これらの効果の複合系もTgの異なるエマルジョン粒子を加えることにより選択できる。   Furthermore, it is desirable that the glass transition temperature (Tg) of the emulsion particles is −40 ° C. or higher and 60 ° C. or lower. By being in this range, a film is formed in the gap between the dispersible colorant and the dispersible colorant, and smoothness and film strength are given to the recorded image surface, and either glossiness or scratch resistance of the recorded image is provided. An improvement can be obtained. At this time, depending on the difference in the glass transition temperature (Tg) of the emulsion particles, the following three alternative effects can be mentioned. However, a composite system having these effects can also be selected by adding emulsion particles having different Tg.

先ず、水性インク中にて粒子状で分散していたエマルジョン粒子16−1が、記録画像形成時に粒子の状態を維持したまま積み重なり、分散性色材と分散性色材の隙間を埋め造膜する第一効果(図8a)。次に、水性インク中にて粒子状で分散していたエマルジョン粒子が記録画像形成時に潰れて、粒子の状態を維持したまま積み重なっているエマルジョン粒子16−2とエマルジョン粒子の隙間を埋めて造膜する第二効果(図8b)。そして、水性インク中にて粒子状で分散していたエマルジョン粒子が記録画像形成時に粒子の状態を失い流動性を得て、残った隙間へ流れ込み(16−3)、隙間を埋め尽くし造膜する(16−4)第三効果をそれぞれ得ることができる(図8c及びd)。これら第一〜第三の効果は、エマルジョン粒子を構成する樹脂成分のTgを選択することにより、単独で記録画像面に平滑性を与えることもできる。加えてそれぞれの効果を複合して期待する場合は、同様にTg範囲を選定するか、前述したように異なるTgのエマルジョン粒子を混合することによって、相乗的に記録画像面に平滑性を与えることもできる。上記のようなエマルジョン粒子の作用により、記録画像の光沢性の向上を得ることができる。   First, the emulsion particles 16-1 dispersed in the form of particles in the water-based ink are stacked while maintaining the state of the particles at the time of recording image formation, and a film is formed by filling the gap between the dispersible color material and the dispersible color material. First effect (FIG. 8a). Next, the emulsion particles dispersed in the form of particles in the water-based ink are crushed at the time of recording image formation, and the gap between the emulsion particles 16-2 and the emulsion particles stacked while maintaining the state of the particles is filled to form a film. Second effect (FIG. 8b). Then, the emulsion particles dispersed in the form of particles in the water-based ink lose the state of the particles at the time of recording image formation to obtain fluidity, flow into the remaining gap (16-3), fill the gap and form a film. (16-4) Third effects can be obtained respectively (FIGS. 8c and d). These first to third effects can also give smoothness to the recorded image surface by selecting the Tg of the resin component constituting the emulsion particles. In addition, when combining each effect, it is necessary to select the Tg range in the same way, or to mix the emulsion particles with different Tg as described above to synergistically give the recorded image surface. You can also. The gloss of the recorded image can be improved by the action of the emulsion particles as described above.

このようなエマルジョン粒子は、産業的には水系接着剤組成物或いは印刷物等の光沢性改善に使用される艶剤(つや消し剤)として上市されている。例えば特許第3350518号公報、同第3339629号公報ではウレタン樹脂から構成される水系エマルジョンに関する記載が成されている。これら水系エマルジョンは、水に所定量の溶解性を示す(最も好適にはメチルエチルケトン等)溶剤中でウレタン樹脂を合成し、水系で中和後に、攪拌しながら有機溶剤を留去することにより作製することができる。又、特開平10−279879号公報では2種以上のモノマー成分を水系に一括或いは連続的に供給して水系エマルジョンを得る方法が開示されている。   Such emulsion particles are commercially available as a luster (matting agent) used to improve glossiness of aqueous adhesive compositions or printed materials. For example, Japanese Patent Nos. 3350518 and 3339629 describe a water-based emulsion composed of a urethane resin. These water-based emulsions are prepared by synthesizing a urethane resin in a solvent exhibiting a predetermined amount of solubility in water (most preferably, methyl ethyl ketone, etc.), neutralizing in water and then distilling off the organic solvent with stirring. be able to. Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-279879 discloses a method of obtaining an aqueous emulsion by supplying two or more kinds of monomer components to an aqueous system all at once or continuously.

これら水系エマルジョンの場合、水系で安定に分散するためにヒドロキシル基やスルホン基等のイオン性官能基を有するモノマーを樹脂中に含有せしめる必要がある。従って一般的な乳化重合や懸濁重合法では、これらイオン性官能基を有するモノマーが十分にエマルジョン粒子に含有できない場合がある。該問題を回避するために、予めイオン性官能基を有するポリマーを重合し次いで重合溶剤を留去したり、水相系でイオン性官能基を有するモノマーと疎水性モノマーを水系析出重合して、水系エマルジョンを作製する手法が採用される。本発明に好適なエマルジョンは、前記した2つの手法のいずれの方法で作製したものでも構わないし、又、エマルジョンを構成するポリマーもいずれの樹脂であっても構わない。   In the case of these aqueous emulsions, a monomer having an ionic functional group such as a hydroxyl group or a sulfone group needs to be contained in the resin in order to stably disperse in the aqueous system. Therefore, in general emulsion polymerization or suspension polymerization, these ionic functional group-containing monomers may not be sufficiently contained in the emulsion particles. In order to avoid this problem, a polymer having an ionic functional group is polymerized in advance and then the polymerization solvent is distilled off, or a monomer having an ionic functional group and a hydrophobic monomer are subjected to aqueous precipitation polymerization in an aqueous phase system, A technique for producing an aqueous emulsion is employed. The emulsion suitable for the present invention may be prepared by any of the two methods described above, and the polymer constituting the emulsion may be any resin.

エマルジョン粒子の含有量としては、インク中に0.1質量%以上添加することで記録画像に平滑性与えることができる。又、特に制限はないが、インク中に10質量%以下の含有量とすることがより好ましい。インクの粘度が高くなり、記録画像に平滑性を与えるための流動性を失う可能性があるためである。   As the content of the emulsion particles, smoothness can be imparted to the recorded image by adding 0.1% by mass or more to the ink. Moreover, although there is no restriction | limiting in particular, It is more preferable to set it as content of 10 mass% or less in an ink. This is because the viscosity of the ink is increased and the fluidity for imparting smoothness to the recorded image may be lost.

[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、水溶性ノニオン性樹脂及びエマルジョン粒子の少なくとも一方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 color material described above and at least one of a water-soluble nonionic resin and emulsion particles. 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、本発明にかかる水溶性ノニオン性樹脂と分散性色材を含有する水性インクジェット記録用インクの場合には、該インクを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。一方、エマルジョンと分散性色材を含有する水性インクジェット記録用インクの場合には、該インクを25,000回転、3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, in the case of the water-based inkjet recording ink containing the water-soluble nonionic resin and the dispersible colorant according to the present invention, the ink was centrifuged at 80,000 rotations for 2 hours. The precipitate was dried and weighed, and the mass change before and after the decomposition temperature of each of the pigment and the resin component when the temperature was raised in a nitrogen atmosphere or in the air was calculated, and B / P was calculated. On the other hand, in the case of an aqueous inkjet recording ink containing an emulsion and a dispersible colorant, the precipitate obtained by centrifuging the ink at 25,000 rpm for 3 hours is dried, weighed, and a nitrogen atmosphere or The mass change before and after the decomposition temperature of the pigment and the resin component when the temperature was raised in the atmosphere was determined, 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.

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, an Example and a comparative example are given and this invention is demonstrated concretely. The present invention is not limited by the following examples unless it exceeds the gist. In the text, “part” or “%” is based on mass unless otherwise specified.

[実施例1−1]
実施例1−1にかかる記録インク1−1を下記の要領で作製した。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1−1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。
[Example 1-1]
A recording ink 1-1 according to Example 1-1 was produced in the following manner. 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 this 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 1-1 was stably dispersed with an average dispersion particle size of 98 nm, and the polydispersity index was 0.16.

次に、上記で得た顔料分散液1−1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つの液を夫々に滴下装置に充填し6時間で滴下して加え重合を行った。該液は、(1)メタクリル酸メチル5.5部、(2)アクリル酸0.5部、水酸化カリウム0.25部と水20部、(3)過硫酸カリウム0.05部と水20部からなる。   Next, 100 parts of the pigment dispersion 1-1 obtained above was heated to 70 ° C. under a nitrogen atmosphere, and the following three liquids were charged into the dropping device respectively while stirring with a motor for 6 hours. The polymerization was carried out dropwise. The solution was (1) 5.5 parts methyl methacrylate, (2) 0.5 parts acrylic acid, 0.25 parts potassium hydroxide and 20 parts water, (3) 0.05 parts potassium persulfate and 20 parts water. Consists of parts.

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て、沈降物である分散性色材1−1を得た。   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 1-1 which is a sediment was obtained.

この分散性色材1−1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、色材であるカーボンブラック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、分散性色材の形態を確認した。   The dispersible colorant 1-1 is dispersed in water, centrifuged at 12,000 rpm for 60 minutes, and the precipitate is redispersed in water, dried, and scanned by an electron microscope JSM-6700 (Japan) When observed at 50,000 times by Electronic Hitech Co., Ltd., it was observed that charged resin pseudo fine particles smaller than the color material carbon black were fixed on the surface of the carbon black. In addition, about the color material after this described in a present Example, the form of the dispersible color material was confirmed with the method similar to the above.

上記で得た分散性色材1−1が、インク中に4%濃度で含まれるようにして、これに、下記の成分組成を混合し、更に、ポアサイズが2.5ミクロンのメンブレンフィルターにて加圧ろ過し、本実施例の記録用インク1−1を調製した。尚、インクの全量が100部となるように水で調整した。   The dispersible colorant 1-1 obtained above was included in the ink at a concentration of 4%, and the following component composition was mixed with this, and further, a membrane filter having a pore size of 2.5 microns was used. Under pressure, the recording ink 1-1 of this example was prepared. The total amount of ink was adjusted with water so as to be 100 parts.

・グリセリン 7部
・ジエチレングリコール 5部
・トリメチロールプロパン 5部
・アセチレノールEH(商品名:川研ファインケミカ
ル社製) 0.25部
・スチレン/CH2=C(R1)COOR2の40/60共重合体
(星光ポリマー社製、重量平均分子量Mw=6,898)
4部
[上記式中、R1=CH3、R2=−(CH2CH2O)23−R3、R3=CH3
・イオン交換水 残部
・ Glycerol 7 parts ・ Diethylene glycol 5 parts ・ Trimethylolpropane 5 parts ・ Acetylenol EH (trade name: manufactured by Kawaken Fine Chemical Co., Ltd.) 0.25 parts ・ Styrene / CH 2 = C (R 1 ) COOR 2 40/60 co-weight Combined (manufactured by Seiko Polymer Co., Ltd., weight average molecular weight Mw = 6,898)
4 parts [In the above formula, R 1 = CH 3 , R 2 =-(CH 2 CH 2 O) 23 -R 3 , R 3 = CH 3 ]
・ Ion exchange water balance

[実施例1−2]
実施例1−1で得た顔料分散液1−1を100部用い、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6時間で滴下して加え、重合を行った。該液は、(1)メタクリル酸ベンジル4.5部、アクリル酸ブチル1.2部、(2)アクリル酸0.3部、水酸化カリウム0.15部及び水20部、(3)過硫酸カリウム0.05部と水20部からなる。
[Example 1-2]
Using 100 parts of the pigment dispersion 1-1 obtained in Example 1-1 and heating to 70 ° C. in a nitrogen atmosphere, the following three liquids were charged into the dropping device while stirring with a motor for 6 hours. Was added dropwise to perform polymerization. The liquid was (1) 4.5 parts benzyl methacrylate, 1.2 parts butyl acrylate, (2) 0.3 parts acrylic acid, 0.15 parts potassium hydroxide and 20 parts water, (3) persulfuric acid. It consists of 0.05 part of potassium and 20 parts of water.

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1−2を得た。   By diluting the obtained dispersion 10 times with water and centrifuging at 5,000 rpm for 10 minutes to remove the agglomerated components, and further centrifuging at 12,500 rpm for 2 hours. It refine | purified and the dispersible color material 1-2 which is a sediment was obtained.

上記で得た分散性色材1−2が、インク中に4%濃度で含まれるようにして、これに、下記の成分組成を混合し、更に、ポアサイズが2.5ミクロンのメンブレンフィルターにて加圧ろ過し、本実施例の記録用インク1−2を調製した。尚、インクの全量が100部となるように水で調整した。   The dispersible colorant 1-2 obtained above was included in the ink at a concentration of 4%, and the following component composition was mixed with this, and further, with a membrane filter having a pore size of 2.5 microns. The ink was subjected to pressure filtration to prepare a recording ink 1-2 of this example. The total amount of ink was adjusted with water so as to be 100 parts.

・グリセリン 7部
・ジエチレングリコール 5部
・トリメチロールプロパン 5部
・アセチレノールEH(商品名:川研ファインケミカ
ル社製) 0.25部
・スチレン/CH2=C(R1)COOR2の60/40共重合体
(星光ポリマー社製、重量平均分子量Mw=7,213)
1部
[上記式中、R1=CH3、R2=−(CH2CH2O)23−R3、R3=CH3
・イオン交換水 残部
・ Glycerol 7 parts ・ Diethylene glycol 5 parts ・ Trimethylolpropane 5 parts ・ Acetylenol EH (trade name: manufactured by Kawaken Fine Chemicals Co., Ltd.) 0.25 part ・ Styrene / CH 2 = C (R 1 ) COOR 2 60/40 co-weight Combined (manufactured by Seiko Polymer Co., Ltd., weight average molecular weight Mw = 7,213)
1 part [in the above formula, R 1 = CH 3 , R 2 =-(CH 2 CH 2 O) 23 -R 3 , R 3 = CH 3 ]
・ Ion exchange water balance

[実施例1−3]
本実施例にかかる記録インク1−3を下記の要領で作製した。先ず、色材としてピグメントレッド(PR)122(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 CROMOPHTAL MAZENTA DMQ)を10部、グリセリン6部、スチレン−アクリル酸系分散剤10部、水74部からなる組成を有する混合液を、金田理化工業社製のサンドミルにて1,500rpm、5時間分散し、顔料分散液5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、ポット内の充填率は70%とした。分散剤として用いたスチレン−アクリル樹脂は、共重合比70:30、Mw=8,000、酸価170のものを使用した。得られた顔料分散液1−3は平均分散粒径88nmにて安定に分散されており、多分散度指数は0.13であった。
[Example 1-3]
A recording ink 1-3 according to this example was produced in the following manner. First, Pigment Red (PR) 122 (Ciba Specialty MAZENTA DMQ manufactured by Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd.) as a coloring material has a composition comprising 10 parts, 6 parts glycerin, 10 parts styrene-acrylic acid dispersant, and 74 parts water. The liquid was dispersed in a sand mill manufactured by Kanada Rika Kogyo Co., Ltd. at 1,500 rpm for 5 hours to obtain pigment dispersion 5. 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 styrene-acrylic resin used as the dispersant was a copolymer having a copolymerization ratio of 70:30, Mw = 8,000, and an acid value of 170. The obtained pigment dispersion 1-3 was stably dispersed with an average dispersion particle size of 88 nm, and the polydispersity index was 0.13.

次に、上記顔料分散液1−3を100部用い、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6時間で滴下して加え、重合を行った。該液は、(1)スチレン5.7部、(2)アクリル酸0.3部、水酸化カリウム0.15部及び水20部(3)VA057(商品名、和光純薬(株)製、2,2’−アゾビス(N−(2−カルボキシエチル)アミジノプロパン))を0.05部と水20部からなる。   Next, using 100 parts of the above pigment dispersion 1-3, while heating to 70 ° C. in a nitrogen atmosphere, the following three liquids were charged into a dropping device while being stirred with a motor, and dropped in 6 hours. In addition, polymerization was performed. (1) styrene 5.7 parts, (2) acrylic acid 0.3 parts, potassium hydroxide 0.15 parts and water 20 parts (3) VA057 (trade name, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., 2,2'-azobis (N- (2-carboxyethyl) amidinopropane)) is composed of 0.05 part and water 20 parts.

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1−3を得た。   By diluting the obtained dispersion 10 times with water and centrifuging at 5,000 rpm for 10 minutes to remove the agglomerated components, and further centrifuging at 12,500 rpm for 2 hours. Thus, dispersible colorant 1-3 as a sediment was obtained.

上記で得た分散性色材1−3が、インク中に4%濃度で含まれるようにして、これに、下記の成分組成を混合し、更に、ポアサイズが2.5ミクロンのメンブレンフィルターにて加圧ろ過し、本実施例の記録用インク1−3を調製した。尚、インクの全量が100部となるように水で調整した。   The dispersible colorant 1-3 obtained above was included in the ink at a concentration of 4%, and the following component composition was mixed with this, and further, with a membrane filter having a pore size of 2.5 microns. Under pressure, the recording ink 1-3 of this example was prepared. The total amount of ink was adjusted with water so as to be 100 parts.

・グリセリン 7部
・ジエチレングリコール 5部
・トリメチロールプロパン 5部
・アセチレノールEH(商品名:川研ファインケミカ
ル社製) 0.25部
・スチレン/ビニルアルコールの60/40共重合体
(星光ポリマー社製、重量平均分子量Mw=4,030)
3.0部
・イオン交換水 残部
・ Glycerol 7 parts ・ Diethylene glycol 5 parts ・ Trimethylolpropane 5 parts ・ Acetylenol EH (trade name: manufactured by Kawaken Fine Chemical Co., Ltd.) 0.25 part ・ Styrene / vinyl alcohol 60/40 copolymer (manufactured by Seiko Polymer Co., Ltd., weight) Average molecular weight Mw = 4,030)
3.0 parts, remaining ion-exchanged water

[実施例1−4]
本実施例にかかる記録インク1−4を下記の要領で作製した。先ず、色材としてFAST YELLOW 7413(ピグメントイエロー74、山陽色素社製)を10部、グリセリン6部、スチレン−アクリル酸ジメチルアミノエチル系分散剤10部、水74部からなる組成を有する混合液を、金田理化工業社製のサンドミルにて1,500rpm、5時間分散し、顔料分散液1−4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、ポット内の充填率は70%とした。分散剤として用いたスチレン−アクリル樹脂ジメチルアミノエチル共重合カチオン性分散樹脂は、共重合比70:30、Mw=8,000、アミン価170のものを使用した。該分散樹脂は、予め、水及びアミン価よりもやや過剰な酢酸を加えて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1−4は平均分散粒径111nmにて安定に分散されており、多分散度指数は0.16であった。
[Example 1-4]
Recording ink 1-4 according to the present example was produced in the following manner. First, a mixed liquid having a composition comprising 10 parts of FAST YELLOW 7413 (Pigment Yellow 74, manufactured by Sanyo Dye Co., Ltd.), 6 parts of glycerin, 10 parts of a styrene-dimethylaminoethyl acrylate dispersant, and 74 parts of water as a colorant. In a sand mill manufactured by Kanada Rika Kogyo Co., Ltd., dispersion was performed at 1,500 rpm for 5 hours to obtain a pigment dispersion 1-4. 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 styrene-acrylic resin dimethylaminoethyl copolymer cationic dispersion resin used as the dispersant was a copolymer having a copolymerization ratio of 70:30, Mw = 8,000, and an amine value of 170. As this dispersion resin, water and an acetic acid slightly larger than the amine value were added in advance and stirred at 80 ° C. to obtain an aqueous solution. The obtained pigment dispersion liquid 1-4 was stably dispersed with an average dispersion particle diameter of 111 nm, and the polydispersity index was 0.16.

次に、上記顔料分散液1−4を100部用い、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つの液を夫々に滴下装置に充填し6時間で滴下して加え、重合を行った。該液は、(1)メタクリル酸ベンジル4.2部、(2)アクリル酸ジメチルアミノエチル1.8部及び水20部、(3)過硫酸カリウム0.05部と水20部からなる。   Next, 100 parts of the above pigment dispersion liquid 1-4 was used, and the following three liquids were respectively charged into a dropping device while being stirred with a motor while being heated to 70 ° C. in a nitrogen atmosphere, and dropped in 6 hours. The polymerization was carried out. The liquid consists of (1) 4.2 parts of benzyl methacrylate, (2) 1.8 parts of dimethylaminoethyl acrylate and 20 parts of water, and (3) 0.05 part of potassium persulfate and 20 parts of water.

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1−4を得た。   By diluting the obtained dispersion 10 times with water and centrifuging at 5,000 rpm for 10 minutes to remove the agglomerated components, and further centrifuging at 12,500 rpm for 2 hours. Thus, dispersible colorant 1-4 as a sediment was obtained.

上記で得た分散性色材4が、インク中に4%濃度で含まれるようにして、これに、下記の成分組成を混合し、更に、ポアサイズが2.5ミクロンのメンブレンフィルターにて加圧ろ過し、本実施例の記録用インク1−4を調製した。尚、インクの全量が100部となるように水で調整した。   The dispersible colorant 4 obtained above is contained in the ink at a concentration of 4%, and the following component composition is mixed with this and further pressurized with a membrane filter having a pore size of 2.5 microns. Filtration was performed to prepare recording ink 1-4 of this example. The total amount of ink was adjusted with water so as to be 100 parts.

・グリセリン 7部
・ジエチレングリコール 5部
・トリメチロールプロパン 5部
・アセチレノールEH(商品名:川研ファインケミカ
ル社製) 0.25部
・メタクリル酸メチル/CH2=C(R1)COOR2の70/30共重合体
(星光ポリマー製、重量平均分子量Mw=7,398)
4部
[上記式中、R1=CH3、R2=−(CH2CH2O)9−R3、R3=CH3
・イオン交換水 残部
・ Glycerol 7 parts ・ Diethylene glycol 5 parts ・ Trimethylolpropane 5 parts ・ Acetylenol EH (trade name: Kawaken Fine Chemical Co., Ltd.) 0.25 part ・ Methyl methacrylate / CH 2 = C (R 1 ) COOR 2 70/30 Copolymer (made by Starlight Polymer, weight average molecular weight Mw = 7,398)
4 parts [In the above formula, R 1 = CH 3 , R 2 =-(CH 2 CH 2 O) 9 -R 3 , R 3 = CH 3 ]
・ Ion exchange water balance

[比較例1−1]
実施例1で得た分散性色材1−1が、インク中に4%濃度で含まれるようにして、これに、下記の成分組成を混合し、更に、ポアサイズが2.5ミクロンのメンブレンフィルターにて加圧ろ過し、本比較例の記録用インク5を調製した。尚、インクの全量が100部となるように水で調整した。
[Comparative Example 1-1]
The dispersible colorant 1-1 obtained in Example 1 was included in the ink at a concentration of 4%, and the following component composition was mixed therein, and further, a membrane filter having a pore size of 2.5 microns. And pressure-filtered to prepare a recording ink 5 of this comparative example. The total amount of ink was adjusted with water so as to be 100 parts.

・グリセリン 7部
・ジエチレングリコール 5部
・トリメチロールプロパン 5部
・アセチレノールEH(商品名:川研ファインケミカ
ル社製) 0.25部
・イオン交換水 残部
・ Glycerol 7 parts ・ Diethylene glycol 5 parts ・ Trimethylolpropane 5 parts ・ Acetylenol EH (trade name: manufactured by Kawaken Fine Chemical Co., Ltd.) 0.25 parts ・ Ion-exchanged water remaining

[比較例1−2]
実施例2で得た分散性色材1−2が、インク中に4%濃度で含まれるようにして、これに、下記の成分組成を混合し、更に、ポアサイズが2.5ミクロンのメンブレンフィルターにて加圧ろ過し、水溶性アニオン性樹脂を含有した記録用インク6を調製した。尚、インクの全量が100部となるように水で調整した。
[Comparative Example 1-2]
The dispersible colorant 1-2 obtained in Example 2 was contained in the ink at a concentration of 4%, and the following component composition was mixed therein, and further, a membrane filter having a pore size of 2.5 microns. And pressure-filtered to prepare a recording ink 6 containing a water-soluble anionic resin. The total amount of ink was adjusted with water so as to be 100 parts.

・グリセリン 7部
・ジエチレングリコール 5部
・トリメチロールプロパン 5部
・アセチレノールEH(商品名:川研ファインケミカ
ル社製) 0.25部
・スチレン/アクリル酸の70/30共重合体(星光
ポリマー社製、重量平均分子量Mw=9,053)
5部
・イオン交換水 残部
・ Glycerol 7 parts ・ Diethylene glycol 5 parts ・ Trimethylolpropane 5 parts ・ Acetylenol EH (trade name: manufactured by Kawaken Fine Chemicals Co., Ltd.) 0.25 part ・ Styrene / acrylic acid 70/30 copolymer (manufactured by Seiko Polymer Co., Ltd., weight) Average molecular weight Mw = 9,053)
5 parts, remaining ion-exchanged water

[比較例1−3]
実施例3で得た分散性色材1−3が、インク中に4%濃度で含まれるようにして、これに、下記の成分組成を混合し、更に、ポアサイズが2.5ミクロンのメンブレンフィルターにて加圧ろ過し、本実施例の記録用インク7を調製した。尚、インクの全量が100部となるように水で調整した。
[Comparative Example 1-3]
The dispersible colorant 1-3 obtained in Example 3 was contained in the ink at a concentration of 4%, and the following component composition was mixed therein, and the membrane filter having a pore size of 2.5 microns was further added. And pressure-filtered to prepare the recording ink 7 of this example. The total amount of ink was adjusted with water so as to be 100 parts.

・グリセリン 7部
・ジエチレングリコール 5部
・トリメチロールプロパン 5部
・アセチレノールEH(商品名:川研ファインケミカ
ル社製) 0.25部
・スチレン/アクリル酸ジメチルアミノエチルの
70/30共重合体(星光ポリマー社製、重量平均分
子量Mw=7,690) 4部
・イオン交換水 残部
・ Glycerol 7 parts ・ Diethylene glycol 5 parts ・ Trimethylolpropane 5 parts ・ Acetylenol EH (trade name: manufactured by Kawaken Fine Chemicals Co., Ltd.) 0.25 part ・ Styrene / dimethylaminoethyl acrylate 70/30 copolymer (Hoshiko Polymer Co., Ltd.) Manufactured, weight average molecular weight Mw = 7,690) 4 parts, ion-exchanged water remaining

[分散性色材の特性]
上記の実施例1−1〜1−4で得た各分散性色材について、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。尚、荷電性樹脂擬似微粒子のガラス転移温度(Tg)は、以下の手順により測定した。分散性色材を塩酸により酸析させ、酸析した固形分をTHF(テトラヒドロフラン)を用いてソックスレー抽出し、THFを留去することで荷電性樹脂擬似微粒子成分を得た。更に、得られた荷電性樹脂擬似微粒子成分のTgを示差走査熱分析(METTLER社製、DSC822e)装置により測定した。分散性色材と水溶性ノニオン性樹脂やエマルジョン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。得られた結果を表1−1に示した。
[Characteristics of dispersible colorants]
The dispersible color materials obtained in Examples 1-1 to 1-4 were observed and measured for various physical properties by the methods described below. The glass transition temperature (Tg) of the chargeable resin pseudo fine particles was measured by the following procedure. The dispersible colorant was acidified with hydrochloric acid, the acidified solid was subjected to Soxhlet extraction using THF (tetrahydrofuran), and THF was distilled off to obtain a charged resin pseudo fine particle component. Further, Tg of the obtained chargeable resin pseudo fine particle component was measured by a differential scanning calorimetry (manufactured by METLER, DSC822e). In the case of an aqueous dispersion in which a dispersible colorant and a water-soluble nonionic resin or emulsion coexist, they can be separated using a centrifugal separator. The obtained results are shown in Table 1-1.

<樹脂微粒子の固着性>
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。
○: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。
<Adhesiveness 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.
○: It was confirmed that resin fine particles were fixed.
X: It was not possible to confirm that the resin fine particles were fixed.

<分散安定性>
各分散性色材の5%水分散液を純水で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し、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た。分離された沈降物を取り出して純水に再分散させ、目で見て均一に分散していること、及び後述する動的光散乱法にて測定した平均粒径が操作前の粒径の2倍以内であることを確認し、下記の基準で評価した。
○:条件を満たしたもの。
×:条件を満たさなかったもの。
<Dispersion stability>
A 5% aqueous dispersion of each dispersible colorant is diluted 10-fold with pure water, concentrated to the original concentration using an ultrafiltration filter with a molecular weight cut off of 50,000, and the concentrated solution is centrifuged. At 12,000 rpm for 2 hours. The separated sediment is taken out and redispersed in pure water, and is visually dispersed uniformly. The average particle diameter measured by the dynamic light scattering method described later is 2 before the operation. It was confirmed that it was within the range, and evaluated according to the following criteria.
○: Satisfies the conditions.
X: What did not satisfy | fill conditions.

<長期保存安定性>
長期保存安定性は、ガラス製のサンプル瓶中に各分散性色材を分散水溶液の状態で入れ、密閉状態で60℃にて1ヶ月放置した後における分散状態を目視にて判断した。評価基準は以下の通りである。
○:固形分の凝集・沈降がみられない。
△:固形分の沈降がややみられるが、軽く振ると元の均一な分散状態に戻る。
×:固形分の凝集・沈降がみられ、軽く振っても均一にならない。
<Long-term storage stability>
For long-term storage stability, each dispersible colorant was placed in a glass sample bottle in the form of a dispersed aqueous solution, and the dispersion state after standing at 60 ° C. for 1 month in a sealed state was judged visually. The evaluation criteria are as follows.
○: No aggregation or sedimentation of solid content is observed.
Δ: Sedimentation of solids is slightly observed, but when shaken lightly, the original uniform dispersion state is restored.
X: Aggregation / sedimentation of solid content is observed, and even if shaken lightly, it does not become uniform.

<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。
<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.

Figure 2006045511
Figure 2006045511

[水性インクジェット記録用インクの評価方法及び評価結果]
上述した方法で得た各記録用インクをインクジェット記録装置にて光沢性記録媒体への印字を行って、得られた画像について評価した。使用したインクジェット記録装置としては、キヤノン(株)から上市されるBJ S600を使用し、記録媒体としてはキヤノン(株)から上市されるインクジェット記録用光沢紙PR−101を使用した。光沢紙上に、5cm角のベタパッチを印字し、光沢性、耐擦過性(定着性)について評価を行い、その結果を表1−2に示した。
[Evaluation method and evaluation result of water-based inkjet recording ink]
Each recording ink obtained by the above-described method was printed on a glossy recording medium with an ink jet recording apparatus, and the obtained image was evaluated. BJ S600 marketed by Canon Inc. was used as the ink jet recording apparatus used, and glossy paper PR-101 for ink jet recording marketed by Canon Inc. was used as the recording medium. A solid patch of 5 cm square was printed on glossy paper, and the glossiness and scratch resistance (fixability) were evaluated. The results are shown in Table 1-2.

<光沢性>
印字物の光沢性は、maicrohazemater(BYK Gardner社)を用いて測定し、下記の基準で評価した。
A:GLOSS値(20°光沢性)が、50以上。
B:GLOSS値(20°光沢性)が、40以上50未満。
C:GLOSS値(20°光沢性)が、30以上40未満。
D:GLOSS値(20°光沢性)が、20以上30未満。
<Glossiness>
The gloss of the printed matter was measured using a microhazemeter (BYK Gardner) and evaluated according to the following criteria.
A: GLOSS value (20 ° glossiness) is 50 or more.
B: The GLOSS value (20 ° gloss) is 40 or more and less than 50.
C: The GLOSS value (20 ° gloss) is 30 or more and less than 40.
D: The GLOSS value (20 ° gloss) is 20 or more and less than 30.

<耐擦過性(定着性)>
印字物の耐擦過性は、印字部分を40g/cm2の重さをかけたシルボン紙で3回擦り、画像部分の削れを目視で観察し、下記の基準で評価した。
A:画像の削れがあるが、印字部分の90%以上は残存している。
B:画像の削れがあるが、印字部分の70%以上は残存している。
C:画像が大きく削れてしまう。
<Abrasion resistance (fixing property)>
The scratch resistance of the printed matter was evaluated based on the following criteria by rubbing the printed portion with Silbon paper having a weight of 40 g / cm 2 three times, and visually observing the shaving of the image portion.
A: Although the image is shaved, 90% or more of the printed portion remains.
B: Although the image is shaved, 70% or more of the printed portion remains.
C: The image is greatly sharpened.

Figure 2006045511
Figure 2006045511

次に、エマルジョン粒子を含有してなるインクの場合の実施例を挙げる。   Next, examples in the case of an ink containing emulsion particles will be described.

<分散性色材の調製>
[分散性色材2−1]
先ず、ピグメントブルー(PB)15:3(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 IRIGALITE BLUE 8700)、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2−1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。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2−1は、平均分散粒径110nm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 dispersible colorant>
[Dispersible colorant 2-1]
First, Pigment Blue (PB) 15: 3 (IRIGALITE BLUE 8700 manufactured by Ciba Specialty Chemicals), 6 parts of glycerin, 10 parts of styrene-acrylic acid resin dispersant, and 74 parts of water, In a sand mill manufactured by Kanada Rika Kogyo Co., Ltd., dispersion was carried out at 1,500 rpm for 5 hours to obtain a pigment dispersion 2-1. In the sand mill, zirconia beads having a diameter of 0.6 mm were used, and the filling rate in the pot was 70%. A styrene-acrylic acid resin dispersant having a copolymerization ratio of 70:30, Mw = 8,000, and an acid value of 170 was used. As this 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 2-1 was stably dispersed with an average dispersion particle size of 110 nm, and the polydispersity index was 0.16.

次に、上記で得た顔料分散液2−1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つの液を夫々に滴下装置に充填し6時間で滴下して加え重合を行った。該液は、(1)メタクリル酸メチル5.5部、(2)アクリル酸0.5部、水酸化カリウム0.25部と水20部、(3)過硫酸カリウム0.05部と水20部からなる。   Next, 100 parts of the pigment dispersion 2-1 obtained above was heated to 70 ° C. in a nitrogen atmosphere, and the following three liquids were respectively charged into the dropping device while stirring with a motor for 6 hours. The polymerization was carried out dropwise. The solution was (1) 5.5 parts methyl methacrylate, (2) 0.5 parts acrylic acid, 0.25 parts potassium hydroxide and 20 parts water, (3) 0.05 parts potassium persulfate and 20 parts water. Consists of parts.

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て、沈降物である分散性色材2−1を得た。   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 2-1 which is a sediment was obtained.

この分散性色材2−1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、色材であるカーボンブラックよりも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。   This dispersible colorant 2-1 is dispersed in water, centrifuged at 12,000 rpm for 60 minutes, and the precipitate redispersed in water is dried, and then scanned with an electron microscope JSM-6700 (Japan) When observed at 50,000 times by Electronic Hitech Co., Ltd., it was observed that the chargeable resin pseudo fine particles smaller than the color material carbon black were fixed on the surface of the carbon black. 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2−2]
上記で得た顔料分散液2−1を100部用い、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6時間で滴下して加え、重合を行った。該液は、(1)メタクリル酸ベンジル4.5部、アクリル酸ブチル1.2部、(2)アクリル酸0.3部、水酸化カリウム0.15部及び水20部、(3)過硫酸カリウム0.05部と水20部からなる。
[Dispersible colorant 2-2]
Using 100 parts of the pigment dispersion 2-1 obtained above, while heating to 70 ° C. in a nitrogen atmosphere, the following three liquids were charged into a dropping device while being stirred with a motor, and dropped in 6 hours. In addition, polymerization was performed. The liquid was (1) 4.5 parts benzyl methacrylate, 1.2 parts butyl acrylate, (2) 0.3 parts acrylic acid, 0.15 parts potassium hydroxide and 20 parts water, (3) persulfuric acid. It consists of 0.05 part of potassium and 20 parts of water.

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2−2を得た。   By diluting the obtained dispersion 10 times with water and centrifuging at 5,000 rpm for 10 minutes to remove the agglomerated components, and further centrifuging at 12,500 rpm for 2 hours. A dispersible colorant 2-2 as a sediment was obtained.

[分散性色材2−3]
上記で得た顔料分散液2−1を100部用い、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6時間で滴下して加え、重合を行った。該液は、(1)メタクリル酸ベンジル5.0部、アクリル酸ブチル0.7部、(2)アクリル酸0.3部、水酸化カリウム0.15部及び水20部(3)過硫酸カリウム0.05部と水20部からなる。
[Dispersible colorant 2-3]
Using 100 parts of the pigment dispersion 2-1 obtained above, while heating to 70 ° C. in a nitrogen atmosphere, the following three liquids were charged into a dropping device while being stirred with a motor, and dropped in 6 hours. In addition, polymerization was performed. (1) benzyl methacrylate 5.0 parts, butyl acrylate 0.7 parts, (2) acrylic acid 0.3 parts, potassium hydroxide 0.15 parts and water 20 parts (3) potassium persulfate It consists of 0.05 part and 20 parts of water.

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2−3を得た。   By diluting the obtained dispersion 10 times with water and centrifuging at 5,000 rpm for 10 minutes to remove the agglomerated components, and further centrifuging at 12,500 rpm for 2 hours. Thus, dispersible colorant 2-3 which is a sediment was obtained.

[分散性色材2−4]
上記で得た顔料分散液2−1を100部用い、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つの液を夫々に滴下装置に充填し6時間で滴下して加え、重合を行った。該液は、(1)アクリル酸ブチル.5.0部、メタクリル酸ベンジル0.7部、(2)アクリル酸ジメチルアミノエチル1.8部及び水20部、(3)過硫酸カリウム0.05部と水20部からなる。
[Dispersible colorant 2-4]
Using 100 parts of the pigment dispersion 2-1 obtained above and heating to 70 ° C. in a nitrogen atmosphere, the following three liquids were respectively charged into a dropping device while stirring with a motor and dropped in 6 hours. The polymerization was carried out. The liquid was (1) butyl acrylate. 5.0 parts, 0.7 parts of benzyl methacrylate, (2) 1.8 parts of dimethylaminoethyl acrylate and 20 parts of water, (3) 0.05 part of potassium persulfate and 20 parts of water.

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2−4を得た。   By diluting the obtained dispersion 10 times with water and centrifuging at 5,000 rpm for 10 minutes to remove the agglomerated components, and further centrifuging at 12,500 rpm for 2 hours. Thus, dispersible colorant 2-4 as a precipitate was obtained.

[分散性色材2−5]
上記で得た顔料分散液2−1を100部用い、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つの液を夫々に滴下装置に充填し6時間で滴下して加え、重合を行った。該液は、(1)アクリル酸ブチル5.7部、(2)アクリル酸ジメチルアミノエチル1.8部及び水20部、(3)過硫酸カリウム0.05部と水20部からなる。
[Dispersible colorant 2-5]
Using 100 parts of the pigment dispersion 2-1 obtained above and heating to 70 ° C. in a nitrogen atmosphere, the following three liquids were respectively charged into a dropping device while stirring with a motor and dropped in 6 hours. The polymerization was carried out. The liquid consists of (1) 5.7 parts of butyl acrylate, (2) 1.8 parts of dimethylaminoethyl acrylate and 20 parts of water, and (3) 0.05 part of potassium persulfate and 20 parts of water.

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2−5を得た。   By diluting the obtained dispersion 10 times with water and centrifuging at 5,000 rpm for 10 minutes to remove the agglomerated components, and further centrifuging at 12,500 rpm for 2 hours. Thus, dispersible colorant 2-5 as a precipitate was obtained.

<エマルジョン粒子の調製>
[エマルジョン粒子1]
エマルジョン粒子1を下記の要領で作成した。窒素雰囲気下で前記したスチレン−アクリル酸系樹脂分散剤2%水溶液を100部として、70℃に加熱した状態にモーターで攪拌しながら下記の3つの液を夫々に滴下装置に充填し6時間で滴下して加え重合を行った。該液は、(1)メタクリル酸メチル5.5部、(2)アクリル酸0.5部、水酸化カリウム0.25部及び水20部、(3)過硫酸カリウム0.05部及び水20部からなる。
<Preparation of emulsion particles>
[Emulsion particles 1]
Emulsion particles 1 were prepared as follows. Under a nitrogen atmosphere, 100 parts of the 2% aqueous solution of the styrene-acrylic acid resin dispersant described above was heated to 70 ° C., and the following three liquids were charged into the dropping device while stirring with a motor for 6 hours. The polymerization was carried out dropwise. The liquid was (1) methyl methacrylate 5.5 parts, (2) acrylic acid 0.5 parts, potassium hydroxide 0.25 parts and water 20 parts, (3) potassium persulfate 0.05 parts and water 20 Consists of parts.

得られた分散液を80,000rpm、2時間の条件で遠心分離することにより精製して、沈降物であるエマルジョン粒子1を得た。エマルジョン粒子1は、平均分散粒径20nmであった。   The obtained dispersion was purified by centrifuging at 80,000 rpm for 2 hours to obtain emulsion particles 1 as a precipitate. Emulsion particle 1 had an average dispersed particle size of 20 nm.

[エマルジョン粒子2]
メタクリル酸メチル5.5部に代えて、メタクリル酸ベンジル4.5部、アクリル酸ブチル1.0部を用いた以外はエマルジョン粒子1の調製と同様に行い、エマルジョン粒子2を得た。
[Emulsion particles 2]
Emulsion particles 2 were obtained in the same manner as the preparation of emulsion particles 1 except that 4.5 parts of benzyl methacrylate and 1.0 part of butyl acrylate were used instead of 5.5 parts of methyl methacrylate.

[エマルジョン粒子3]
メタクリル酸メチル5.5部に代えて、メタクリル酸ベンジル0.7部、アクリル酸ブチル4.8部を用いた以外はエマルジョン1の調製と同様に行い、エマルジョン粒子3を得た。
[Emulsion particles 3]
Emulsion particles 3 were obtained in the same manner as in the preparation of emulsion 1 except that 0.7 parts of benzyl methacrylate and 4.8 parts of butyl acrylate were used instead of 5.5 parts of methyl methacrylate.

[エマルジョン粒子4]
メタクリル酸メチル5.5部に代えて、メタクリル酸ベンジル5.0部、アクリル酸ブチル0.5部を用いた以外はエマルジョン1の調製と同様に行い、エマルジョン粒子4を得た。
[Emulsion particles 4]
Emulsion particles 4 were obtained in the same manner as the preparation of emulsion 1 except that 5.0 parts of benzyl methacrylate and 0.5 parts of butyl acrylate were used instead of 5.5 parts of methyl methacrylate.

[エマルジョン粒子5]
メタクリル酸メチル5.5部に代えて、アクリル酸ブチル5.5部を用いた以外はエマルジョン1の調製と同様に行い、エマルジョン粒子5を得た。
[Emulsion particles 5]
Emulsion particles 5 were obtained in the same manner as the preparation of the emulsion 1 except that 5.5 parts of butyl acrylate was used instead of 5.5 parts of methyl methacrylate.

[エマルジョン粒子6及び7]
窒素雰囲気下で純水100部を70℃に加熱した状態にモーターで攪拌しながら下記の3つの液を夫々に滴下装置に充填し6時間で滴下して加え重合を行った。該液は、(1)メタクリル酸ベンジル4.5部、アクリル酸ブチル1部、(2)アクリル酸0.5部、水酸化カリウム0.25部及び水20部、(3)過硫酸カリウム0.05部及び水20部からなる。
[Emulsion particles 6 and 7]
While stirring with a motor in a state where 100 parts of pure water was heated to 70 ° C. in a nitrogen atmosphere, each of the following three liquids was charged into a dropping device and dropped in 6 hours for polymerization. The liquid was (1) 4.5 parts benzyl methacrylate, 1 part butyl acrylate, (2) 0.5 parts acrylic acid, 0.25 parts potassium hydroxide and 20 parts water, (3) 0 potassium persulfate. .05 parts and 20 parts of water.

得られた分散液を遠心分離により分級し、エマルジョン粒子6、エマルジョン粒子7を得た。エマルジョン粒子6の平均分散粒径は80nm、エマルジョン粒子7の平均粒径は120nmであった。   The obtained dispersion was classified by centrifugation to obtain emulsion particles 6 and emulsion particles 7. The average dispersed particle size of the emulsion particles 6 was 80 nm, and the average particle size of the emulsion particles 7 was 120 nm.

[エマルジョン粒子8]
エマルジョン粒子8を下記の要領で作成した。窒素雰囲気下で前記したスチレン−アクリル酸ジメチルアミノエチル酸系樹脂分散剤2%水溶液を100部として、70℃に加熱した状態にモーターで攪拌しながら下記の3つの液を夫々に滴下装置に充填し6時間で滴下して加え重合を行った。該液は、(1)アクリル酸ブチル4.5部、メタクリル酸ベンジル1.2部、(2)アクリル酸ジメチルアミノエチル1.8部及び水20部、(3)過硫酸カリウム0.05部と水20部からなる。
[Emulsion particles 8]
Emulsion particles 8 were prepared as follows. In a nitrogen atmosphere, 100 parts of the 2% aqueous solution of styrene-dimethylaminoethylethyl acrylate resin dispersant described above was added to each of the following three liquids while stirring with a motor while heating to 70 ° C. Then, it was added dropwise in 6 hours to carry out polymerization. The liquid was (1) butyl acrylate 4.5 parts, benzyl methacrylate 1.2 parts, (2) dimethylaminoethyl acrylate 1.8 parts and water 20 parts, (3) potassium persulfate 0.05 parts. And 20 parts of water.

得られた分散液を80,000rpm、2時間の条件で遠心分離することにより精製して、沈降物であるエマルジョン粒子8を得た。エマルジョン粒子8は、平均分散粒径60nmであった。   The obtained dispersion was purified by centrifuging at 80,000 rpm for 2 hours to obtain emulsion particles 8 as a precipitate. Emulsion particles 8 had an average dispersed particle size of 60 nm.

[実施例2−1]
実施例2−1にかかる記録インク2−1を下記の要領で作製した。分散性色材2−2がインク中に4%濃度で含まれるようにして、これに、下記の成分組成を混合し、更に、ポアサイズが2.5ミクロンのメンブレンフィルターにて加圧ろ過し、本実施例の記録インク2−1を調製した。
・グリセリン 7部
・ジエチレングリコール 5部
・トリメチロールプロパン 5部
・アセチレノールEH(商品名:川研ファインケミカ
ル社製) 0.25部
・エマルジョン粒子1 4部
・イオン交換水 残部(全体が100部になる量)
[Example 2-1]
A recording ink 2-1 according to Example 2-1 was produced in the following manner. The dispersible colorant 2-2 is contained in the ink at a concentration of 4%, and the following component composition is mixed with this, and further filtered under pressure with a membrane filter having a pore size of 2.5 microns, A recording ink 2-1 of this example was prepared.
・ Glycerol 7 parts ・ Diethylene glycol 5 parts ・ Trimethylolpropane 5 parts ・ Acetylenol EH (trade name: manufactured by Kawaken Fine Chemicals Co., Ltd.) 0.25 part ・ Emulsion particles 1 4 parts ・ Ion-exchanged water remaining (100 parts in total) )

[実施例2−2]
エマルジョン粒子1に代えて、エマルジョン粒子2を4部用いた以外は、実施例1と同様に行い、記録インク2−2を調製した。
[Example 2-2]
A recording ink 2-2 was prepared in the same manner as in Example 1 except that 4 parts of the emulsion particle 2 was used instead of the emulsion particle 1.

[実施例2−3]
エマルジョン粒子1に代えて、エマルジョン粒子3を4部用いた以外は、実施例1と同様に行い、記録インク2−3を調製した。
[Example 2-3]
A recording ink 2-3 was prepared in the same manner as in Example 1 except that 4 parts of the emulsion particles 3 were used in place of the emulsion particles 1.

[実施例2−4]
エマルジョン粒子1に代えて、エマルジョン粒子4を4部用いた以外は、実施例1と同様に行い、記録インク2−4を調製した。
[Example 2-4]
A recording ink 2-4 was prepared in the same manner as in Example 1 except that 4 parts of the emulsion particles 4 were used in place of the emulsion particles 1.

[実施例2−5]
エマルジョン粒子1に代えて、エマルジョン粒子5を4部用いた以外は、実施例1と同様に行い、記録インク2−5を調製した。
[Example 2-5]
A recording ink 2-5 was prepared in the same manner as in Example 1 except that 4 parts of the emulsion particles 5 were used in place of the emulsion particles 1.

[実施例2−6]
エマルジョン粒子1に代えて、エマルジョン粒子2を0.2部用いた以外は、実施例1と同様に行い、記録インク2−6を調製した。
[Example 2-6]
A recording ink 2-6 was prepared in the same manner as in Example 1 except that 0.2 part of the emulsion particle 2 was used instead of the emulsion particle 1.

[実施例2−7]
エマルジョン粒子1に代えて、エマルジョン粒子6を0.2部用いた以外は、実施例1と同様に行い、記録インク2−7を調製した。
[Example 2-7]
A recording ink 2-7 was prepared in the same manner as in Example 1 except that 0.2 part of the emulsion particle 6 was used instead of the emulsion particle 1.

[実施例2−8]
エマルジョン粒子1に代えて、エマルジョン粒子7を0.2部用いた以外は、実施例1と同様に行い、記録インク2−8を得た。
[Example 2-8]
A recording ink 2-8 was obtained in the same manner as in Example 1 except that 0.2 part of the emulsion particle 7 was used instead of the emulsion particle 1.

[実施例2−9]
分散性色材2−2に代えて分散性色材2−5を用い、エマルジョン粒子1に代えて、エマルジョン粒子8を4部用いた以外は、実施例1と同様に行い、記録インク2−9を得た。
[Example 2-9]
The recording ink 2- was prepared in the same manner as in Example 1 except that the dispersible colorant 2-5 was used instead of the dispersible colorant 2-2, and that 4 parts of the emulsion particles 8 were used instead of the emulsion particles 1. 9 was obtained.

[実施例2−10]
分散性色材2−2に代えて、分散性色材2−1を用いた以外は、実施例2−1と同様に行い、記録インク2−10を調製した。
[Example 2-10]
A recording ink 2-10 was prepared in the same manner as in Example 2-1, except that the dispersible colorant 2-1 was used instead of the dispersible colorant 2-2.

[実施例2−11]
分散性色材2−2に代えて、分散性色材2−3を用いた以外は、実施例2−1と同様に行い、記録インク2−11を調製した。
[Example 2-11]
A recording ink 2-11 was prepared in the same manner as in Example 2-1, except that the dispersible colorant 2-3 was used instead of the dispersible colorant 2-2.

[実施例2−12]
分散性色材2−2に代えて、分散性色材2−4を用いた以外は、実施例2−1と同様に行い、記録インク2−12を調製した。
[Example 2-12]
A recording ink 2-12 was prepared in the same manner as in Example 2-1, except that the dispersible color material 2-4 was used instead of the dispersible color material 2-2.

[比較例2−1]
分散性色材2−2が、インク中に4%の濃度で含まれるようにして、これに、下記の成分組成を混合し、更に、ポアサイズが2.5ミクロンのメンブレンフィルターにて加圧ろ過し、本実施例の記録インク2−13を調製した。
・グリセリン 7部
・ジエチレングリコール 5部
・トリメチロールプロパン 5部
・アセチレノールEH(商品名:川研ファインケミカ
ル社製) 0.25部
・イオン交換水 残部(全体が100部になる量)
[Comparative Example 2-1]
The dispersible colorant 2-2 is contained in the ink at a concentration of 4%, and the following component composition is mixed with this, and pressure filtration is performed with a membrane filter having a pore size of 2.5 microns. Then, a recording ink 2-13 of this example was prepared.
・ Glycerol 7 parts ・ Diethylene glycol 5 parts ・ Trimethylolpropane 5 parts ・ Acetylenol EH (trade name: manufactured by Kawaken Fine Chemicals Co., Ltd.) 0.25 part ・ Ion-exchanged water remaining (amount to be 100 parts in total)

《分散性色材の特性》
各分散性色材について、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、荷電性樹脂擬似微粒子のガラス転移温度(Tg)については、以下の手順により測定した。分散性色材を塩酸により酸析させ、酸析した固形分をTHF(テトラヒドロフラン)を用いてソックスレー抽出し、THFを留去することで荷電性樹脂擬似微粒子成分を得た。更に、得られた荷電性樹脂擬似微粒子成分のTgを示差走査熱分析(METTLER社製、DSC822e)装置により測定した。分散性色材と水溶性ノニオン性樹脂やエマルジョン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。得られた結果を表2−1に示す。
《Dispersible colorant properties》
Each dispersible colorant was observed and measured for various physical properties by the methods described below, and the glass transition temperature (Tg) of the chargeable resin pseudo fine particles was measured by the following procedure. The dispersible colorant was acidified with hydrochloric acid, the acidified solid was subjected to Soxhlet extraction using THF (tetrahydrofuran), and THF was distilled off to obtain a charged resin pseudo fine particle component. Further, Tg of the obtained chargeable resin pseudo fine particle component was measured by a differential scanning calorimetry (manufactured by METLER, DSC822e). In the case of an aqueous dispersion in which a dispersible colorant and a water-soluble nonionic resin or emulsion coexist, they can be separated using a centrifugal separator. The obtained results are shown in Table 2-1.

<樹脂微粒子の固着性>
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。
<Adhesiveness 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.

<分散安定性>
各分散性色材の5%水分散液を純水で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し、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た。分離された沈降物を取り出して純水に再分散させ、目で見て均一に分散していること、及び後述する動的光散乱法にて測定した平均粒径が操作前の粒径の2倍以内であることを確認し、下記の基準で評価した。
○:条件を満たしたもの。
×:条件を満たさなかったもの。
<Dispersion stability>
A 5% aqueous dispersion of each dispersible colorant is diluted 10-fold with pure water, concentrated to the original concentration using an ultrafiltration filter with a molecular weight cut off of 50,000, and the concentrated solution is centrifuged. At 12,000 rpm for 2 hours. The separated sediment is taken out and redispersed in pure water, and is visually dispersed uniformly. The average particle diameter measured by the dynamic light scattering method described later is 2 before the operation. It was confirmed that it was within the range, and evaluated according to the following criteria.
○: Satisfies the conditions.
X: What did not satisfy | fill conditions.

<長期保存安定性>
長期保存安定性は、ガラス製のサンプル瓶中に各分散性色材を分散水溶液の状態で入れ、密閉状態で60℃にて1ヶ月放置した後における分散状態を目視にて判断した。評価基準は以下のとおりである。
○:固形分の凝集・沈降がみられない。
△:固形分の沈降がややみられるが、軽く振ると元の均一な分散状態に戻る。
×:固形分の凝集・沈降がみられ、軽く振っても均一にならない。
<Long-term storage stability>
For long-term storage stability, each dispersible colorant was placed in a glass sample bottle in the form of a dispersed aqueous solution, and the dispersion state after standing at 60 ° C. for 1 month in a sealed state was judged visually. The evaluation criteria are as follows.
○: No aggregation or sedimentation of solid content is observed.
Δ: Sedimentation of solids is slightly observed, but when shaken lightly, the original uniform dispersion state is restored.
X: Aggregation / sedimentation of solid content is observed, and even if shaken lightly, it does not become uniform.

<平均粒径>
各分散性色材及びエマルジョン粒子を、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 and emulsion particles were 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規定の塩酸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。アミン価を有する場合は、炭酸水素ナトリウム、0.1N塩酸水溶液の代わりに、既知量の塩酸水溶液、0.1Nの水酸化カリウムを用いて算出できる。
<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 value obtained by measuring the known amount of sodium hydrogen carbonate and pure water from the neutralization amount obtained by neutralization titration with 0.1 N hydrochloric acid aqueous solution. When it has an amine value, it can be calculated by using a known amount of aqueous hydrochloric acid and 0.1N potassium hydroxide instead of sodium hydrogen carbonate and 0.1N aqueous hydrochloric acid.

Figure 2006045511
Figure 2006045511

《エマルジョン粒子の特性》
上述して得られた各エマルジョン粒子は、粒度測定器(大塚電子社製FPAR1000)により、平均粒径を測定した。又、エマルジョン粒子のガラス転移温度は、得られたエマルジョン水分散液を蒸発乾固したものを示差走査熱分析(METTLER社製 DSC822e)により測定した。その結果を表2−2に示す。
<Characteristics of emulsion particles>
Each emulsion particle obtained as described above was measured for an average particle size by a particle size measuring device (FPAR1000 manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.). Further, the glass transition temperature of the emulsion particles was measured by differential scanning calorimetry (DSC822e manufactured by METTTLER) of the emulsion water dispersion obtained by evaporation to dryness. The results are shown in Table 2-2.

Figure 2006045511
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[水性インクジェット記録インクの評価方法及び評価結果]
上述した方法で得た実施例及び比較例の各記録インクをインクジェット記録装置にて光沢性記録媒体への印字を行って、得られた画像について評価した。使用したインクジェット記録装置としては、キヤノン(株)から上市されるBJ S600を使用し、記録媒体としてはキヤノン(株)から上市されるインクジェット記録用光沢紙PR−101を使用した。光沢紙上に、5cm角のベタパッチを印字し、光沢性、耐擦過性(定着性)について評価を行い、その結果を表2−3〜2−5に示した。
[Evaluation method and evaluation result of water-based inkjet recording ink]
Each of the recording inks of Examples and Comparative Examples obtained by the method described above was printed on a glossy recording medium with an inkjet recording apparatus, and the obtained images were evaluated. BJ S600 marketed by Canon Inc. was used as the ink jet recording apparatus used, and glossy paper PR-101 for ink jet recording marketed by Canon Inc. was used as the recording medium. A solid patch of 5 cm square was printed on glossy paper, and the glossiness and scratch resistance (fixability) were evaluated. The results are shown in Tables 2-3 to 2-5.

<光沢性>
印字物の光沢性は、maicrohazemater(BYK Gardner社)を用いて測定し、下記の基準で評価した。
A:GLOSS値(20°光沢性)が、50以上。
B:GLOSS値(20°光沢性)が、40以上50未満。
C:GLOSS値(20°光沢性)が、30以上40未満。
D:GLOSS値(20°光沢性)が、20以上30未満。
<Glossiness>
The gloss of the printed matter was measured using a microhazemeter (BYK Gardner) and evaluated according to the following criteria.
A: GLOSS value (20 ° glossiness) is 50 or more.
B: The GLOSS value (20 ° gloss) is 40 or more and less than 50.
C: The GLOSS value (20 ° gloss) is 30 or more and less than 40.
D: The GLOSS value (20 ° gloss) is 20 or more and less than 30.

<耐擦過性(定着性)>
印字物の耐擦過性は、印字部分を40g/cm2の重さをかけたシルボン紙で3回擦り、画像部分の削れを目視で観察し、下記の基準で評価した。
A:画像の削れがあるが、印字部分の90%以上は残存している。
B:画像の削れがあるが、印字部分の70%以上90%未満は残存している。
C:画像が大きく削れてしまう(70%未満残存)。
<Abrasion resistance (fixing property)>
The scratch resistance of the printed matter was evaluated based on the following criteria by rubbing the printed portion with Silbon paper having a weight of 40 g / cm 2 three times, and visually observing the shaving of the image portion.
A: Although the image is shaved, 90% or more of the printed portion remains.
B: Although the image is scraped, 70% or more and less than 90% of the printed portion remains.
C: The image is greatly scraped (remaining less than 70%).

Figure 2006045511
Figure 2006045511

Figure 2006045511
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Figure 2006045511
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上記の結果から、エマルジョンを分散性色材に添加した水性インクを用いることで、光沢性や擦過性が向上した。更には、ガラス転移温度が−40℃〜60℃の範囲にあるエマルジョン、或いは平均粒径が10nm〜80nmの範囲にあるエマルジョン粒子を用いることで、光沢性及び耐擦過性の少なくとも一方が更に向上した。   From the above results, the glossiness and scratch resistance were improved by using the water-based ink in which the emulsion was added to the dispersible colorant. Furthermore, at least one of glossiness and abrasion resistance is further improved by using an emulsion having a glass transition temperature in the range of −40 ° C. to 60 ° C. or an emulsion particle having an average particle size in the range of 10 nm to 80 nm. did.

本発明によれば、分散安定性が高く、長期分散安定性に優れた、耐擦過性等の堅牢性に優れた画像が得られ、特に、光沢性の高い画像が得られるインクジェット記録用として好適な水性インクが提供される。又、本発明によれば、かかる優れた画像の提供が可能な、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、インクジェット記録画像が提供される。   According to the present invention, an image having high dispersion stability, excellent long-term dispersion stability, and excellent fastness such as scratch resistance can be obtained, and particularly suitable for inkjet recording from which a highly glossy image can be obtained. Water-based ink is provided. In addition, according to the present invention, an ink tank, an ink jet recording apparatus, an ink jet recording method, and an ink jet recorded image capable of providing such an excellent 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. 記録媒体上での分散性色材の隙間で水溶性のノニオン樹脂が造膜する様子を示す模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a state in which a water-soluble nonionic resin forms a film in a gap between dispersible color materials on a recording medium. 記録媒体上での分散性色材の隙間でエマルジョン粒子が造膜する様子を示す模式図である。It is a schematic diagram showing a state where emulsion particles form a film in a gap between dispersible color materials on a recording medium.

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
14:記録媒体
15−1:水溶性ノニオン樹脂
15−2:水溶性ノニオン樹脂による造膜
16−1:粒子状のエマルジョン
16−2:粒子が潰れたエマルジョン
16−3:流動性を得たエマルジョン
16−4:エマルジョンによる造膜
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 Interfacial portion of colored chargeable resin pseudo fine particles with color material 12: hydrophilic group 13 directly modified to color material 13: hydrophilic color material molecule 14: recording medium 15-1: water-soluble nonionic resin 15-2: Film formation with water-soluble nonionic resin 16-1: Particulate emulsion 16-2: Emulsion with crushed particles 16-3: Emulsion with fluidity 16-4: Film formation with emulsion

Claims (15)

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なる分散性色材と、水溶性ノニオン性樹脂及びエマルジョン粒子から選ばれる少なくとも一方とを含んでいることを特徴とする水性インク。   A dispersible color material comprising a color material and a chargeable resin pseudo fine particle smaller than the color material, and the color material and the charge resin pseudo fine particle fixed together, a water-soluble nonionic resin, and emulsion particles An aqueous ink comprising at least one selected from the group consisting of: 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. 前記荷電性樹脂擬似微粒子を構成する樹脂のガラス転移温度が、−40℃以上60℃以下である請求項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 resin constituting the chargeable resin pseudo fine particles has a glass transition temperature of -40 ° C or higher and 60 ° C or lower. 前記分散性色材が、水不溶性色材を分散させた水溶液中にて、水性ラジカル重合開始剤を用い、ラジカル重合性モノマーを水系析出重合で生成する荷電性樹脂擬似微粒子と該水不溶性色材が一体化することで製造された分散性色材である請求項1乃至3のいずれか1項に記載の水性インク。   The dispersible colorant is an aqueous radical polymerization initiator in an aqueous solution in which a water-insoluble colorant is dispersed, and a chargeable resin pseudo fine particle that generates a radical polymerizable monomer by aqueous precipitation polymerization and the water-insoluble colorant. The water-based ink according to any one of claims 1 to 3, which is a dispersible color material produced by integrating the ink. 前記水溶性ノニオン性樹脂の重量平均分子量Mwが、2,000〜10,000である請求項1乃至4のいずれか1項に記載の水性インク。   The water-based ink according to any one of claims 1 to 4, wherein the water-soluble nonionic resin has a weight average molecular weight Mw of 2,000 to 10,000. 前記水溶性ノニオン性樹脂が、インク中に1質量%以上含有されている請求項1乃至5のいずれか1項に記載の水性インク。   The water-based ink according to any one of claims 1 to 5, wherein the water-soluble nonionic resin is contained in an amount of 1% by mass or more in the ink. 前記エマルジョン粒子が、前記荷電性樹脂擬似微粒子と電気的に同質又はノニオン性である請求項1乃至4のいずれか1項に記載の水性インク。   The water-based ink according to any one of claims 1 to 4, wherein the emulsion particles are electrically homogeneous or nonionic with the chargeable resin pseudo fine particles. 前記エマルジョン粒子の平均粒径が、10〜80nmである請求項1乃至4及び7のいずれか1項に記載の水性インク。   The water-based ink according to any one of claims 1 to 4 and 7, wherein an average particle diameter of the emulsion particles is 10 to 80 nm. 前記エマルジョン粒子が、インク中に0.1質量%以上含有されている請求項1乃至4、7及び8のいずれか1項に記載の水性インク。   The water-based ink according to any one of claims 1 to 4, 7, and 8, wherein the emulsion particles are contained in an amount of 0.1% by mass or more in the ink. 前記エマルジョン粒子のガラス転移温度が、−40℃以上60℃以下である請求項1乃至4及び7乃至9のいずれか1項に記載の水性インク。   The water-based ink according to any one of claims 1 to 4 and 7 to 9, wherein the emulsion particles have a glass transition temperature of -40 ° C or higher and 60 ° C or lower. インクジェット記録用である請求項1乃至10のいずれか1項に記載の水性インク。   The water-based ink according to any one of claims 1 to 10, which is for inkjet recording. 請求項11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 claim 11. 請求項11に記載の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。   An ink jet recording apparatus that forms an ink jet recording image using the water-based ink according to claim 11. 請求項11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 11. 請求項11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る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 claim 11.
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