JP2015124356A - Non-aqueous pigment ink - Google Patents

Non-aqueous pigment ink Download PDF

Info

Publication number
JP2015124356A
JP2015124356A JP2013271635A JP2013271635A JP2015124356A JP 2015124356 A JP2015124356 A JP 2015124356A JP 2013271635 A JP2013271635 A JP 2013271635A JP 2013271635 A JP2013271635 A JP 2013271635A JP 2015124356 A JP2015124356 A JP 2015124356A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
water
ink
pigment
group
mass
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
JP2013271635A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
真一郎 志村
Shinichiro Shimura
真一郎 志村
遠藤 敏弘
Toshihiro Endo
敏弘 遠藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Riso Kagaku Corp
Original Assignee
Riso Kagaku Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Riso Kagaku Corp filed Critical Riso Kagaku Corp
Priority to JP2013271635A priority Critical patent/JP2015124356A/en
Publication of JP2015124356A publication Critical patent/JP2015124356A/en
Ceased legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Ink Jet (AREA)
  • Ink Jet Recording Methods And Recording Media Thereof (AREA)
  • Inks, Pencil-Leads, Or Crayons (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a non-aqueous pigment ink having decreased viscosity and excellent pigment dispersion stability.SOLUTION: The non-aqueous pigment ink comprises a pigment, a non-aqueous solvent, a water-insoluble resin, a water-soluble resin, and water. The water-insoluble resin is an acrylic polymer comprising a copolymer of a monomer mixture that includes at least an alkyl (meth)acrylate (A) having an alkyl group having 8 to 18 carbon atoms and a monomer (B) having a β-ketone group or β-keto acid ester group. The water-soluble resin is insoluble with a non-aqueous solvent and has two or more primary and/or secondary amino groups in one molecule. The content of the water-soluble resin is 0.005 to 0.4 in a mass ratio relative to the pigment. The water content of the ink, measured by a Karl-Fischer process, is 0.2 mass% or more relative to the whole amount of the ink, and up to a level equal to the solubility with the ink.

Description

本発明は、インクジェット記録装置の使用に適した非水系顔料インクに関するものである。   The present invention relates to a non-aqueous pigment ink suitable for use in an ink jet recording apparatus.

インクジェット記録方式は、流動性の高いインクジェットインクを微細なヘッドノズルからインク粒子として噴射し、上記ノズルに対向して置かれた記録媒体に画像を記録するものであり、低騒音で高速印字が可能であることから、近年急速に普及している。このようなインクジェット記録方式に用いられるインクとして、非水溶性溶剤に顔料を微分散させたいわゆる非水系顔料インクが知られている。   Inkjet recording is a method in which high-fluidity inkjet ink is ejected from fine head nozzles as ink particles, and an image is recorded on a recording medium placed opposite to the nozzle, enabling high-speed printing with low noise. Therefore, it has been spreading rapidly in recent years. As an ink used in such an ink jet recording system, a so-called non-aqueous pigment ink in which a pigment is finely dispersed in a water-insoluble solvent is known.

非水系顔料インクの低粘度化は、吐出安定性の観点から、また低温環境下におけるウォームアップ動作の軽減を図ることにつながるため、近年の資源環境や省エネルギーの観点からも重要である。インク中の色材量や粉体量を減らせばインク粘度を下げることが可能であるが、そうすると印字濃度が下がり画像品質が低下してしまう。   Lowering the viscosity of non-aqueous pigment inks is important from the viewpoint of resource stability and energy saving in recent years because it leads to reduction of warm-up operation in a low temperature environment from the viewpoint of ejection stability. If the amount of color material or powder in the ink is reduced, the ink viscosity can be lowered. However, if this is done, the print density is lowered and the image quality is lowered.

インク中の色材量や粉体量を減らすことなくインクの低粘度化を図る手法としては、炭化水素系の高沸点で低粘度の非極性溶剤(以下、単に石油系炭化水素溶剤という)を用いることが挙げられる。石油系炭化水素溶剤をインク溶剤に用いることでインク溶剤の極性が変わることになり、顔料分散安定性が悪くなることがあるが、これは分散剤の構成を変えることで解決できると考えられる。出願人は特許文献1において、顔料分散能を有する非水溶性樹脂分散微粒子を含む非水系顔料インクを提案している。   As a method for reducing the viscosity of ink without reducing the amount of color material and powder in the ink, a hydrocarbon-based high boiling point, low-viscosity nonpolar solvent (hereinafter simply referred to as petroleum hydrocarbon solvent) is used. Use. By using a petroleum hydrocarbon solvent as the ink solvent, the polarity of the ink solvent is changed, and the pigment dispersion stability may be deteriorated. This can be solved by changing the constitution of the dispersant. In Patent Document 1, the applicant has proposed a non-aqueous pigment ink containing water-insoluble resin-dispersed fine particles having a pigment-dispersing ability.

特開2010−1452号公報JP 2010-1452 A

しかし、特許文献1に記載されている非水溶性樹脂分散微粒子は、石油系炭化水素溶剤中において、顔料に吸着する官能基(ウレタン基)が内側に、石油系炭化水素溶剤と親和性の高いアルキル基が外側に向く形態で分散するため、顔料吸着力が幾分弱く、少量では充分な顔料分散性が確保できない。このため顔料分散性を確保するためには非水溶性樹脂分散微粒子を予め多く処方する必要がある。従って、インク粘度の低下を図ろうとすれば顔料分散性をある程度犠牲にせざるを得ない。   However, the water-insoluble resin-dispersed fine particles described in Patent Document 1 have a high affinity for petroleum-based hydrocarbon solvents, with the functional groups (urethane groups) adsorbed to the pigment inside the petroleum-based hydrocarbon solvents. Since the alkyl group is dispersed in the outward direction, the pigment adsorbing power is somewhat weak and sufficient pigment dispersibility cannot be ensured with a small amount. For this reason, in order to ensure the pigment dispersibility, it is necessary to prescribe many water-insoluble resin-dispersed fine particles in advance. Therefore, if the ink viscosity is to be lowered, the pigment dispersibility must be sacrificed to some extent.

本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、インク粘度を低くすることが可能であって、顔料分散安定性(貯蔵安定性)にも優れた非水系顔料インクを提供することを目的とするものである。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a non-aqueous pigment ink that can reduce the ink viscosity and is excellent in pigment dispersion stability (storage stability). Is.

本発明の非水系顔料インクは、顔料と、非水系溶剤と、非水溶性樹脂と、水溶性樹脂と、水とを含む非水系顔料インクであって、前記非水溶性樹脂が少なくとも炭素数8〜18のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート(A)と、β−ジケトン基またはβ−ケト酸エステル基を有するモノマー(B)とを含むモノマー混合物の共重合体からなるアクリル系ポリマーであり、前記水溶性樹脂が非水系溶剤に不溶で、かつ1分子中に1級および/または2級アミノ基を2個以上含み、前記水溶性樹脂の含有量が前記顔料に対する質量比で0.005〜0.4であり、カールフィッシャー法に基づく水分量が、インク全量の0.2質量%以上、インクに対する溶解度以下の範囲であることを特徴とするものである。
ここで非水溶性樹脂とは、23℃における水への溶解性が0.5質量%以下の樹脂をいう。
The non-aqueous pigment ink of the present invention is a non-aqueous pigment ink containing a pigment, a non-aqueous solvent, a water-insoluble resin, a water-soluble resin, and water, and the water-insoluble resin has at least 8 carbon atoms. It is an acrylic polymer comprising a copolymer of a monomer mixture containing an alkyl (meth) acrylate (A) having an alkyl group of ˜18 and a monomer (B) having a β-diketone group or a β-keto ester group. The water-soluble resin is insoluble in a non-aqueous solvent and contains two or more primary and / or secondary amino groups in one molecule, and the content of the water-soluble resin is 0.005 by mass ratio to the pigment. The water content based on the Karl Fischer method is in the range of 0.2% by mass or more of the total amount of ink and below the solubility in ink.
Here, the water-insoluble resin refers to a resin having a solubility in water at 23 ° C. of 0.5% by mass or less.

前記水溶性樹脂は、ポリエチレンイミンであることが好ましい。   The water-soluble resin is preferably polyethyleneimine.

本発明の非水系顔料インクは、顔料と、非水系溶剤と、非水溶性樹脂と、水溶性樹脂と、水とを含む非水系顔料インクであって、非水溶性樹脂が少なくとも炭素数8〜18のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート(A)と、β−ジケトン基またはβ−ケト酸エステル基を有するモノマー(B)とを含むモノマー混合物の共重合体からなるアクリル系ポリマーであり、水溶性樹脂が非水系溶剤に不溶で、かつ1分子中に1級および/または2級アミノ基を2個以上含み、水溶性樹脂の含有量が顔料に対する質量比で0.005〜0.4であり、カールフィッシャー法に基づく水分量が、インク全量の0.2質量%以上、インクに対する溶解度以下の範囲であるので、インクの低粘度化を図りながら、同時に顔料分散安定性を確保することができる。   The non-aqueous pigment ink of the present invention is a non-aqueous pigment ink containing a pigment, a non-aqueous solvent, a water-insoluble resin, a water-soluble resin, and water, and the water-insoluble resin has at least 8 to 8 carbon atoms. An acrylic polymer comprising a copolymer of a monomer mixture containing an alkyl (meth) acrylate (A) having 18 alkyl groups and a monomer (B) having a β-diketone group or β-keto ester group, The water-soluble resin is insoluble in a non-aqueous solvent and contains two or more primary and / or secondary amino groups in one molecule, and the content of the water-soluble resin is 0.005 to 0.4 by mass ratio to the pigment. Since the moisture content based on the Karl Fischer method is in the range of 0.2% by mass or more of the total amount of ink and below the solubility in the ink, the pigment dispersion stability is ensured at the same time while reducing the viscosity of the ink. be able to.

本発明の非水系顔料インク(以下、単にインクともいう)は、顔料と、非水系溶剤と、非水溶性樹脂と、水溶性樹脂と、水とを含み、カールフィッシャー法に基づく水分量が、インク全量の0.2質量%以上、インクに対する溶解度以下の範囲であることを特徴とする。インク水分量は好ましくは0.2〜2質量%、さらには0.5〜1.5質量%の範囲となるように調整されることが好ましい。   The non-aqueous pigment ink of the present invention (hereinafter also simply referred to as ink) contains a pigment, a non-aqueous solvent, a water-insoluble resin, a water-soluble resin, and water, and has a water content based on the Karl Fischer method. It is characterized by being in the range of 0.2 mass% or more of the total amount of ink and not more than the solubility in ink. The ink moisture content is preferably adjusted to be in the range of 0.2 to 2 mass%, more preferably 0.5 to 1.5 mass%.

インクの水分量が上記範囲にある場合、インク中の色材量や粉体量を減らすことなくインク粘度を下げることが可能である。通常、非水系のインクに水を添加すると、構造粘性が上がるためインクの粘度も上がると考えられる。しかし、本発明のインクには所定の水溶性樹脂が含まれており、この水溶性樹脂に微量の水がなじむことにより、構造粘性が上がることなく、インクの低粘度化を図ることができるものと考えられる。   When the water content of the ink is in the above range, it is possible to reduce the ink viscosity without reducing the amount of color material and the amount of powder in the ink. Usually, it is considered that when water is added to non-aqueous ink, the viscosity of the ink increases because the structural viscosity increases. However, the ink of the present invention contains a predetermined water-soluble resin, and a small amount of water is compatible with the water-soluble resin, so that the viscosity of the ink can be reduced without increasing the structural viscosity. it is conceivable that.

水溶性樹脂は非水系溶剤に不溶で、かつ1分子中に1級および/または2級アミノ基を2個以上含むものであって、その含有量は顔料に対する質量比で0.005〜0.4の範囲である。水溶性樹脂の含有量が顔料に対する質量比で0.005未満の場合には水に対する水溶性樹脂が少ないため、粘度低下につながらない。一方で、水溶性樹脂の含有量が顔料に対する質量比で0.4よりも大きくなると、水を含んでも粘度を低くすることができないうえ顔料分散安定性を確保できない。水溶性樹脂の含有量は顔料に対する質量比で0.05〜0.2の範囲であることが好ましく、より好ましくは0.1〜0.15の範囲であることが好ましい。
インク総量に対して水溶性樹脂は、0.1〜4.5質量%程度含まれていることが好ましく、0.5〜3質量%であることがより好ましく、さらには1〜2質量%であることがより好ましい。
The water-soluble resin is insoluble in a non-aqueous solvent and contains two or more primary and / or secondary amino groups in one molecule, and the content thereof is 0.005 to 0.00 by mass ratio to the pigment. 4 range. When the content of the water-soluble resin is less than 0.005 by mass ratio with respect to the pigment, the water-soluble resin with respect to water is small, so that the viscosity does not decrease. On the other hand, if the content of the water-soluble resin is larger than 0.4 by mass ratio to the pigment, the viscosity cannot be lowered even if water is contained, and the pigment dispersion stability cannot be ensured. The content of the water-soluble resin is preferably in the range of 0.05 to 0.2, more preferably in the range of 0.1 to 0.15, by mass ratio to the pigment.
The water-soluble resin is preferably contained in an amount of about 0.1 to 4.5% by mass, more preferably 0.5 to 3% by mass, and more preferably 1 to 2% by mass with respect to the total amount of ink. More preferably.

水溶性樹脂としては、ポリエチレンイミン(PEI)、ポリビニルアミン、ポリビニルピリジン等の塩基性高分子電解質またはそれらの誘導体を挙げることができる。特に、ポリエチレンイミンが好ましい。ポリエチレンイミンの質量平均分子量は200〜2000であることが好ましい。また、質量平均分子量200〜2000のポリエチレンイミンとアクリル酸エステルまたはビニル化合物のいずれかと付加反応した変性ポリエチレンイミンも好適に使用することができる。   Examples of the water-soluble resin include basic polymer electrolytes such as polyethyleneimine (PEI), polyvinylamine, and polyvinylpyridine, or derivatives thereof. In particular, polyethyleneimine is preferable. The mass average molecular weight of polyethyleneimine is preferably 200 to 2,000. A modified polyethyleneimine obtained by addition reaction with polyethyleneimine having a mass average molecular weight of 200 to 2000 and either an acrylate ester or a vinyl compound can also be suitably used.

ポリエチレンイミンの質量平均分子量が200未満であると普通紙に対する高濃度化の効果が低くなることがあり、2000を超えると保存環境下にもよるが顔料分散安定性が悪くなることがある。ポリエチレンイミンの質量平均分子量は、高濃度化の効果が大きく、かつ、流動点が−5℃以下であって低温時の顔料分散安定性が良好であることから、300〜1800であることがより好ましい。   If the weight average molecular weight of the polyethyleneimine is less than 200, the effect of increasing the density with respect to plain paper may be lowered, and if it exceeds 2000, the pigment dispersion stability may be deteriorated depending on the storage environment. The mass average molecular weight of polyethyleneimine is 300 to 1800 because the effect of increasing the concentration is great, the pour point is −5 ° C. or less, and the pigment dispersion stability at low temperatures is good. preferable.

ポリエチレンイミンは、市販のものを用いることが可能であり、たとえば、エポミンSP−003、エポミンSP−006、エポミンSP−012、エポミンSP−018、エポミンSP−200(いずれも株式会社日本触媒製);Lupasol FG、Lupasol G20 Waterfree、Lupasol PR8515(いずれもBASF社製)等を好ましく挙げることができる。   Polyethyleneimine can use a commercially available thing, for example, Epomin SP-003, Epomin SP-006, Epomin SP-012, Epomin SP-018, Epomin SP-200 (all manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.) And Lupasol FG, Lupasol G20 Waterfree, Lupasol PR8515 (all manufactured by BASF) and the like can be preferably mentioned.

非水溶性樹脂は、少なくとも炭素数8〜18のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート(A)と、β−ジケトン基またはβ−ケト酸エステル基を有するモノマー(B)とを含むモノマー混合物の共重合体からなるアクリル系ポリマーである。   The water-insoluble resin is a monomer mixture comprising an alkyl (meth) acrylate (A) having an alkyl group having at least 8 to 18 carbon atoms and a monomer (B) having a β-diketone group or a β-keto ester group. It is an acrylic polymer made of a copolymer.

官能基としてこの炭素数8〜18のアルキル基を含んだ非水溶性樹脂は後述する非水系溶剤の石油系炭化水素溶剤と相溶性が高く、これによって非水系溶剤に溶解した状態となり、インクの粘度を低くすることができる。もう一方の官能基であるβ−ジケトン基またはβ−ケト酸エステル基は顔料への吸着性が高く、これによって顔料分散性が向上し、インクの粘度を低くすることができる。これらの官能基を含むことによりインクの粘度を下げることができるため、低温適性をより向上させることができる。さらに、低粘度で低温適性に優れるため、記録媒体に着弾する際のインクの静電的な凝集、定着にも寄与し、結果的に印刷濃度を向上させ、裏抜けの抑制を実現することができる。   This water-insoluble resin containing an alkyl group having 8 to 18 carbon atoms as a functional group is highly compatible with a non-aqueous solvent petroleum hydrocarbon solvent, which will be described later, thereby being dissolved in the non-aqueous solvent. The viscosity can be lowered. The other functional group, β-diketone group or β-keto acid ester group, has a high adsorptivity to the pigment, whereby the pigment dispersibility is improved and the viscosity of the ink can be lowered. By including these functional groups, the viscosity of the ink can be lowered, so that the low temperature suitability can be further improved. In addition, because it has low viscosity and excellent low-temperature suitability, it contributes to electrostatic aggregation and fixing of ink when landing on a recording medium, and as a result, it can improve printing density and achieve back-through suppression. it can.

アルキル(メタ)アクリレート(A)のアルキル基の炭素数が19以上になると低温で非水溶性樹脂が固化しやすくなり低温適性が悪くなる。一方で、炭素数が7以下の場合には、石油系炭化水素溶剤との相溶性が下がって、顔料を安定的に分散することができず、インクの粘度も高くなってしまう。また、低温環境ではインク粘度がさらに高くなってしまうこととなり低温適性が悪くなる。より望ましくは、炭素数12〜18のアルキル基で構成されることが好ましい。   When the carbon number of the alkyl group of the alkyl (meth) acrylate (A) is 19 or more, the water-insoluble resin is easily solidified at a low temperature and the low-temperature suitability is deteriorated. On the other hand, when the number of carbon atoms is 7 or less, the compatibility with the petroleum hydrocarbon solvent is lowered, the pigment cannot be stably dispersed, and the viscosity of the ink is increased. Further, in a low temperature environment, the ink viscosity is further increased, and the low temperature aptitude is deteriorated. More desirably, it is preferably composed of an alkyl group having 12 to 18 carbon atoms.

官能基を構成する炭素数8〜18のアルキル基は、直鎖であっても分岐鎖であってもよい。具体的には、オクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基等が挙げられ、これらは複数種が含まれていてもよい。   The alkyl group having 8 to 18 carbon atoms constituting the functional group may be linear or branched. Specifically, an octyl group, a nonyl group, a decyl group, a dodecyl group, a tridecyl group, a tetradecyl group, a pentadecyl group, a hexadecyl group, a heptadecyl group, an octadecyl group, and the like may be mentioned, and these may include a plurality of types. .

官能基を構成するβ−ジケトン基としては、たとえば好ましい例としてアセトアセチル基、プロピオンアセチル基等が挙げられ、β−ケト酸エステル基としては、たとえば好ましい例としてアセトアセトキシ基、プロピオンアセトキシ基等が挙げられる。   Examples of the β-diketone group constituting the functional group include acetoacetyl group and propionacetyl group as preferred examples. Examples of the β-keto acid ester group include acetoacetoxy group and propionacetoxy group as preferred examples. Can be mentioned.

アクリル系ポリマーの分子量(質量平均分子量)は、特に限定されないが、インクジェット用インクとして用いる場合には、インクの吐出性の観点から5000〜50000程度であることが好ましく、10000〜30000程度であることがより好ましい。
アクリル系ポリマーのガラス転移温度(Tg)は、23℃以下であることが好ましく、さらには0℃以下であることがより好ましい。これにより、インクが記録媒体上で定着する際に成膜を促進させることができる。
The molecular weight (mass average molecular weight) of the acrylic polymer is not particularly limited, but when used as an ink jet ink, it is preferably about 5000 to 50000, and preferably about 10,000 to 30000 from the viewpoint of ink ejection. Is more preferable.
The glass transition temperature (Tg) of the acrylic polymer is preferably 23 ° C. or lower, and more preferably 0 ° C. or lower. Thereby, the film formation can be promoted when the ink is fixed on the recording medium.

アルキル(メタ)アクリレート(A)は、炭素数8〜18のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレートであり、モノマー(B)とともにアクリル系ポリマーの主鎖を形成し、アルキル基は主鎖の官能基を構成する。アルキル(メタ)アクリレート(A)としては、例えば、パルミチルメタクリレート(アルキル基の炭素数16、以下同じ)、ステアリルメタクリレート(18)、セチルアクリレート(16)、ドデシルメタクリレート(12)、ドデシルアクリレート(12)、2−エチルヘキシルメタクリレート(8)、2−エチルヘキシルアクリレート(8)を好ましく挙げることができる。これらは、単独でも適宜混合しても用いることができる。   The alkyl (meth) acrylate (A) is an alkyl (meth) acrylate having an alkyl group having 8 to 18 carbon atoms, and forms a main chain of the acrylic polymer together with the monomer (B). The alkyl group is a functional group of the main chain. Configure the group. Examples of the alkyl (meth) acrylate (A) include palmityl methacrylate (alkyl group having 16 carbon atoms, the same shall apply hereinafter), stearyl methacrylate (18), cetyl acrylate (16), dodecyl methacrylate (12), dodecyl acrylate (12 ), 2-ethylhexyl methacrylate (8), and 2-ethylhexyl acrylate (8). These can be used singly or appropriately mixed.

モノマー(B)はβ−ジケトン基またはβ−ケト酸エステル基を有する(メタ)アクリレートまたは(メタ)アクリルアミドであり、アルキル(メタ)アクリレート(A)とともにアクリル系ポリマーの主鎖を形成し、β−ジケトン基またはβ−ケト酸エステル基が主鎖の官能基を構成する。   The monomer (B) is a (meth) acrylate or (meth) acrylamide having a β-diketone group or a β-keto ester group, and forms the main chain of the acrylic polymer together with the alkyl (meth) acrylate (A). -A diketone group or a β-keto ester group constitutes a functional group of the main chain.

モノマー(B)としては、たとえば、エステル鎖にβ−ジケトン基またはβ−ケト酸エステル基を含む(メタ)アクリレート、(メタ)アクリルアミドが好ましい例として挙げられる。より詳細には、アセトアセトキシエチル(メタ)アクリレート等のアセトアセトキシアルキル(メタ)アクリレート、ヘキサジオン(メタ)アクリレート、アセトアセトキシエチル(メタ)アクリルアミド等のアセトアセトキシアルキル(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。これらは単独で、または2種以上を併用することができる。   Preferred examples of the monomer (B) include (meth) acrylates and (meth) acrylamides containing a β-diketone group or a β-keto acid ester group in the ester chain. More specifically, acetoacetoxyalkyl (meth) acrylates such as acetoacetoxyethyl (meth) acrylate, acetoacetoxyalkyl (meth) acrylamides such as hexadione (meth) acrylate, acetoacetoxyethyl (meth) acrylamide, and the like can be mentioned. These may be used alone or in combination of two or more.

上記モノマー混合物(アルキル(メタ)アクリレート(A)とモノマー(B))において、アルキル(メタ)アクリレート(A)は30質量%以上含まれていることが好ましく、40〜95質量%であることがより好ましく、50〜90質量%であることが一層好ましい。モノマー(B)は3〜30質量%であることが好ましく、5〜20質量%であることがより好ましい。   In the monomer mixture (alkyl (meth) acrylate (A) and monomer (B)), the alkyl (meth) acrylate (A) is preferably contained in an amount of 30% by mass or more, and preferably 40 to 95% by mass. More preferably, it is 50-90 mass%. It is preferable that a monomer (B) is 3-30 mass%, and it is more preferable that it is 5-20 mass%.

上記の各モノマーは、公知のラジカル共重合により、容易に重合させることができる。反応系としては、溶液重合または分散重合で行うことが好ましい。この場合、重合後のアクリル系ポリマーの分子量を上記の好ましい範囲とするために、重合時に連鎖移動剤を併用することが有効である。連鎖移動剤としては、たとえば、n−ブチルメルカプタン、ラウリルメルカプタン、ステアリルメルカプタン、シクロヘキシルメルカプタンなどのチオール類が用いられる。   Each of the above monomers can be easily polymerized by known radical copolymerization. The reaction system is preferably carried out by solution polymerization or dispersion polymerization. In this case, in order to make the molecular weight of the acrylic polymer after polymerization within the above preferred range, it is effective to use a chain transfer agent in combination during the polymerization. Examples of the chain transfer agent include thiols such as n-butyl mercaptan, lauryl mercaptan, stearyl mercaptan, and cyclohexyl mercaptan.

重合開始剤としては、AIBN(アゾビスイソブチロニトリル)等のアゾ化合物、t−ブチルペルオキシベンゾエート、t−ブチルペルオキシ−2−エチルヘキサノエート(パーブチルO、日油(株)製)等の過酸化物など、公知の熱重合開始剤を使用することができる。その他にも、活性エネルギー線照射によりラジカルを発生する光重合型開始剤を用いることができる。溶液重合に用いる重合溶媒には、たとえば石油系溶剤(アロマフリー(AF)系)などを使用できる。この重合溶媒は、そのままインクの非水系溶剤として使用できる溶媒(後述)のなかから1種以上を選択することが好ましい。重合反応に際し、その他、通常使用される重合禁止剤、重合促進剤、分散剤等を反応系に添加することもできる。   Examples of the polymerization initiator include azo compounds such as AIBN (azobisisobutyronitrile), t-butylperoxybenzoate, t-butylperoxy-2-ethylhexanoate (Perbutyl O, manufactured by NOF Corporation), etc. Known thermal polymerization initiators such as peroxides can be used. In addition, a photopolymerization initiator that generates radicals upon irradiation with active energy rays can be used. As a polymerization solvent used for solution polymerization, for example, a petroleum solvent (aroma free (AF) system) or the like can be used. As the polymerization solvent, it is preferable to select one or more kinds of solvents (described later) that can be used as they are as a non-aqueous solvent for the ink. In the polymerization reaction, other commonly used polymerization inhibitors, polymerization accelerators, dispersants and the like can also be added to the reaction system.

本発明のアクリル系ポリマーは、アルキル(メタ)アクリレート(A)とモノマー(B)とが構成するアクリル系ポリマーの主鎖に対してウレタン基を側鎖として有する櫛形構造であることが好ましい。アルキル(メタ)アクリレート(A)の炭素数8〜18のアルキル基によって後述する非水系溶剤の石油系炭化水素溶剤との親和性が向上し溶剤に対する溶解性が確保される。一方で、ウレタン基の側鎖によって顔料を吸着して顔料分散安定性を向上させることができる。   The acrylic polymer of the present invention preferably has a comb structure having a urethane group as a side chain with respect to the main chain of the acrylic polymer composed of the alkyl (meth) acrylate (A) and the monomer (B). The affinity of the non-aqueous solvent, which will be described later, with the petroleum hydrocarbon solvent is improved by the alkyl group having 8 to 18 carbon atoms of the alkyl (meth) acrylate (A), and the solubility in the solvent is ensured. On the other hand, the pigment dispersion stability can be improved by adsorbing the pigment by the side chain of the urethane group.

側鎖のウレタン基は、アルキル(メタ)アクリレート(A)、モノマー(B)に加え、アミノ基と反応しうる官能基を有する(メタ)アクリレートを用いることで、アミノ基と反応しうる官能基と、後述するアミノアルコールと多価イソシアネート化合物との反応により導入することができる。アミノ基と反応しうる官能基としては、グリシジル基、ビニル基、および(メタ)アクリロイル基を好ましく挙げることができる。   The side chain urethane group is a functional group capable of reacting with an amino group by using (meth) acrylate having a functional group capable of reacting with an amino group in addition to the alkyl (meth) acrylate (A) and the monomer (B). And an amino alcohol and a polyvalent isocyanate compound, which will be described later, can be introduced. Preferable examples of the functional group capable of reacting with an amino group include a glycidyl group, a vinyl group, and a (meth) acryloyl group.

グリシジル基を有する(メタ)アクリレートとしては、グリシジル(メタ)アクリレートが挙げられ、ビニル基を有する(メタ)アクリレートとしては、ビニル(メタ)アクリレート、2−(2−ビニロキシエトキシ)エチル(メタ)アクリレート等が好ましく挙げられる。(メタ)アクリロイル基を有する(メタ)アクリレートとしては、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらの(メタ)アクリレートは、複数種が含まれていてもよい。なお、これらのアミノ基と反応しうる官能基を有する(メタ)アクリレートはウレタン基を導入しない場合であっても用いることができる。   Examples of the (meth) acrylate having a glycidyl group include glycidyl (meth) acrylate, and examples of the (meth) acrylate having a vinyl group include vinyl (meth) acrylate and 2- (2-vinyloxyethoxy) ethyl (meth). An acrylate etc. are mentioned preferably. Examples of the (meth) acrylate having a (meth) acryloyl group include dipropylene glycol di (meth) acrylate and 1,6-hexanediol di (meth) acrylate. These (meth) acrylates may contain multiple types. In addition, (meth) acrylate having a functional group capable of reacting with these amino groups can be used even when a urethane group is not introduced.

アミノ基と反応しうる官能基にアミノアルコールが反応して結合し、アミノアルコールのヒドロキシ基に、多価イソシアネート化合物のイソシアン酸エステル基(R1N=C=O)が下記のように付加反応すると、ウレタン基(ウレタン結合)(カルバミン酸エステル:R1NHCOOR)が導入される。ここでR−は、共重合体の官能基に結合したアミノアルコール部を示す。
1N=C=O + R−OH→ROCONHR1
上記により、顔料吸着基として作用するウレタン基が導入される。
An amino alcohol reacts with a functional group capable of reacting with an amino group and binds, and an isocyanate group (R 1 N═C═O) of a polyvalent isocyanate compound is added to the hydroxy group of the amino alcohol as shown below. Then, a urethane group (urethane bond) (carbamic acid ester: R 1 NHCOOR) is introduced. Here, R- represents an amino alcohol part bonded to a functional group of the copolymer.
R 1 N═C═O + R—OH → ROCONHR 1
By the above, the urethane group which acts as a pigment adsorption group is introduced.

アミノアルコールとしては、モノメチルエタノールアミン、ジエタノールアミン、ジイソプロパノールアミン等を例示できる。なかでも、2個のヒドロキシ基を有するものは形成されるウレタン基の数を増やせることから、一般式(HOR)2NH(Rは2価の炭化水素基)で示されるジアルカノールアミン(2級アルカノールアミン)であることが好ましい。これらのアミノアルコールは、複数種を組み合わせて用いることもできる。 Examples of amino alcohols include monomethylethanolamine, diethanolamine, and diisopropanolamine. Among them, those having two hydroxy groups can increase the number of urethane groups to be formed, and therefore dialkanolamines (secondary) represented by the general formula (HOR) 2 NH (R is a divalent hydrocarbon group). Alkanolamine) is preferable. These amino alcohols can also be used in combination of multiple types.

ウレタン基を導入する場合は、ウレタン基を導入する観点から、このアミノアルコールは、上記(メタ)アクリレートのアミノ基と反応しうる官能基に対して、0.05〜1モル当量で反応させることが好ましく、0.1〜1モル当量で反応させることがより好ましい。アミノアルコールが1モル当量より少ない場合は、アミノ基と反応しうる官能基を有する(メタ)アクリレートにおいて未反応の官能基が残ることになるが、残った官能基は顔料の吸着基として作用すると考えられる。   In the case of introducing a urethane group, from the viewpoint of introducing a urethane group, this amino alcohol is reacted at 0.05 to 1 molar equivalent with respect to a functional group capable of reacting with the amino group of the (meth) acrylate. It is more preferable to make it react by 0.1-1 molar equivalent. When the amino alcohol is less than 1 molar equivalent, an unreacted functional group remains in the (meth) acrylate having a functional group capable of reacting with an amino group, but the remaining functional group acts as an adsorbing group for the pigment. Conceivable.

多価イソシアネート化合物としては、1,6−ジイソシアネートへキサン、1,3−ビス(イソシアネートメチル)ベンゼン、1,3−ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン、1,5−ナフタレンジイソシアネート等の脂肪族系、脂環式系、芳香族系のものが挙げられ、複数種を使用することもできる。多価イソシアネート化合物は、ヒドロキシ基との反応でウレタン基を導入する際に未反応原料などが残らないようにするために、仕込んだ原料に含まれるヒドロキシ基に対してほぼ当量(0.98〜1.02モル当量)で反応させることが好ましい。   Examples of the polyvalent isocyanate compound include aliphatic compounds such as 1,6-diisocyanate hexane, 1,3-bis (isocyanatemethyl) benzene, 1,3-bis (isocyanatemethyl) cyclohexane, 1,5-naphthalene diisocyanate, and fats. A cyclic type and an aromatic type are mentioned, and multiple types can also be used. In order to prevent unreacted raw materials from remaining when the urethane group is introduced by the reaction with the hydroxy group, the polyvalent isocyanate compound is approximately equivalent to the hydroxy group contained in the charged raw material (0.98 to 0.98 to (1.02 molar equivalent) is preferable.

アクリル系ポリマーにおける共重合体部と、導入されたウレタン基部との質量比率は、80:20〜99:1であることが好ましく、85:15〜95:5であることがより好ましい。アクリル系ポリマーにおける共重合体部の質量は、共重合に使用したモノマーの合計質量であり、導入されたウレタン基部の質量とは、反応に使用したアミノアルコールと多価イソシアネート化合物の合計質量である。ウレタン基部は顔料吸着能が高いため、ウレタン基部の質量比率が高ければ高いほど顔料吸着率が上がると考えられるが、予想に反して質量比率が20よりも高くなると溶剤との相溶性が悪くなり、遊離の非水溶性樹脂が増えてしまって逆に顔料の吸着率が低下する。   The mass ratio of the copolymer part and the introduced urethane base part in the acrylic polymer is preferably 80:20 to 99: 1, and more preferably 85:15 to 95: 5. The mass of the copolymer part in the acrylic polymer is the total mass of the monomers used in the copolymerization, and the mass of the introduced urethane base is the total mass of the amino alcohol and polyvalent isocyanate compound used in the reaction. . Since the urethane base has a high pigment adsorbing capacity, the higher the mass ratio of the urethane base, the higher the pigment adsorption rate. However, if the mass ratio is higher than 20, the compatibility with the solvent becomes worse. However, the amount of free water-insoluble resin increases, and the adsorption rate of the pigment decreases.

アクリル系ポリマーのインク全量に対する含有量は、顔料分散性を確保する観点から0.1質量%以上であることが好ましく、1質量%以上であることがより好ましい。一方、アクリル系ポリマーの含有量が高すぎると、インクの粘度が高くなるばかりでなく、高温環境下での顔料分散安定性が悪くなる恐れがあるため、20質量%以下であることが好ましく、10質量%以下であることがより好ましい。すなわち、インク全量に対するアクリル系ポリマーの含有量は、1〜10質量%であることが好ましく、2〜8質量%であることがより好ましい。   The content of the acrylic polymer with respect to the total amount of the ink is preferably 0.1% by mass or more, and more preferably 1% by mass or more from the viewpoint of ensuring pigment dispersibility. On the other hand, if the content of the acrylic polymer is too high, not only the viscosity of the ink is increased, but also the pigment dispersion stability in a high temperature environment may be deteriorated. More preferably, it is 10 mass% or less. That is, the content of the acrylic polymer with respect to the total amount of the ink is preferably 1 to 10% by mass, and more preferably 2 to 8% by mass.

アクリル系ポリマーの顔料に対する含有量は、顔料分散安定性を確保する観点から顔料に対する質量比で0.1から1.0であることが好ましい。アクリル系ポリマーの顔料に対する含有量が、顔料に対する質量比で0.1未満と少なすぎる場合も、1.0超と多すぎる場合も、高温環境下では顔料分散安定性が確保されにくくなる。   The content of the acrylic polymer with respect to the pigment is preferably from 0.1 to 1.0 in terms of a mass ratio to the pigment from the viewpoint of ensuring pigment dispersion stability. Whether the content of the acrylic polymer with respect to the pigment is too small as less than 0.1 in terms of the mass ratio to the pigment, or when it is too large with more than 1.0, it is difficult to ensure the pigment dispersion stability in a high temperature environment.

アクリル系ポリマーの水溶性樹脂に対する含有量は、質量比で0.1〜20であることが好ましく、0.4〜10であることがより好ましい。アクリル系ポリマーの含有量が、水溶性樹脂に対する質量比で0.1未満と少ない場合も、20超と多い場合も、高温環境下では顔料分散安定性が確保されにくくなる。   The content of the acrylic polymer with respect to the water-soluble resin is preferably 0.1 to 20 and more preferably 0.4 to 10 in terms of mass ratio. Whether the acrylic polymer content is as small as less than 0.1 by mass ratio to the water-soluble resin or more than 20 in mass ratio, it is difficult to ensure the pigment dispersion stability in a high temperature environment.

顔料の質量に対する樹脂の質量(アクリル系ポリマーおよび水溶性樹脂の総量)は、顔料の質量を1として、顔料分散性の効果を確保する観点から0.2以上であることが好ましく、インク粘度の向上と経時変化による吐出不良を回避する観点から1.5以下であることが好ましい。   The mass of the resin relative to the mass of the pigment (the total amount of the acrylic polymer and the water-soluble resin) is preferably 0.2 or more from the viewpoint of ensuring the pigment dispersibility effect, assuming that the mass of the pigment is 1. It is preferably 1.5 or less from the viewpoint of improvement and ejection failure due to aging.

非水水系溶剤としては、非極性有機溶剤及び極性有機溶剤の何れも使用できる。これらは、単独で使用してもよく、単一の相を形成する限り、2種以上を組み合わせて使用することもできる。   As the non-aqueous solvent, any of a non-polar organic solvent and a polar organic solvent can be used. These may be used alone or in combination of two or more as long as they form a single phase.

非極性有機溶剤としては、脂肪族炭化水素溶剤、脂環式炭化水素溶剤、芳香族炭化水素溶剤等の石油系炭化水素溶剤を好ましく挙げることができる。脂肪族炭化水素溶剤、脂環式炭化水素溶剤としては、パラフィン系、イソパラフィン系、ナフテン系の溶剤が挙げられる。例えば、以下の商品名で販売されているものが挙げられる。テクリーンN−16、テクリーンN−20、テクリーンN−22、ナフテゾールL、ナフテゾールM、ナフテゾールH、0号ソルベントL、0号ソルベントM、0号ソルベントH、アイソゾール300、アイソゾール400、AFソルベント4号、AFソルベント5号、AFソルベント6号、及びAFソルベント7号(いずれもJX日鉱日石エネルギー株式会社製);アイソパーG、アイソパーH、アイソパーL、アイソパーM、エクソールD40、エクソールD80、エクソールD100、エクソールD130、及びエクソールD140(いずれも東燃ゼネラル石油株式会社製)。芳香族炭化水素溶剤としては、グレードアルケンL、グレードアルケン200P(いずれもJX日鉱日石エネルギー株式会社製)、ソルベッソ200(東燃ゼネラル石油株式会社製)等が挙げられる。   Preferable examples of the nonpolar organic solvent include petroleum hydrocarbon solvents such as aliphatic hydrocarbon solvents, alicyclic hydrocarbon solvents, and aromatic hydrocarbon solvents. Examples of the aliphatic hydrocarbon solvent and alicyclic hydrocarbon solvent include paraffinic, isoparaffinic, and naphthenic solvents. For example, what is sold with the following brand names is mentioned. Teclean N-16, Teclean N-20, Teclean N-22, Naphthezol L, Naphthezol M, Naphthezol H, No. 0 Solvent L, No. 0 Solvent M, No. 0 Solvent H, Isosol 300, Isosol 400, AF Solvent No. 4, AF Solvent No. 5, AF Solvent No. 6, and AF Solvent No. 7 (all manufactured by JX Nippon Oil & Energy Corporation); Isopar G, Isopar H, Isopar L, Isopar M, Exol D40, Exol D80, Exol D100, Exol D130 and Exol D140 (both manufactured by TonenGeneral Sekiyu KK). Examples of the aromatic hydrocarbon solvent include grade alkene L, grade alkene 200P (all manufactured by JX Nippon Oil & Energy Corporation), Solvesso 200 (manufactured by TonenGeneral Sekiyu KK), and the like.

極性有機溶剤としては、エステル系溶剤、高級アルコール系溶剤、高級脂肪酸系溶剤等を好ましく挙げることができる。例えば、ラウリル酸メチル、ラウリル酸イソプロピル、ミリスチン酸イソプロピル、パルミチン酸イソプロピル、パルミチン酸イソステアリル、オレイン酸メチル、オレイン酸エチル、オレイン酸イソプロピル、オレイン酸ブチル、リノール酸メチル、リノール酸イソブチル、リノール酸エチル、イソステアリン酸イソプロピル、大豆油メチル、大豆油イソブチル、トール油メチル、トール油イソブチル、アジピン酸ジイソプロピル、セバシン酸ジイソプロピル、セバシン酸ジエチル、モノカプリン酸プロピレングリコール、トリ2−エチルヘキサン酸トリメチロールプロパン、トリ2−エチルヘキサン酸グリセリル等の、1分子中の炭素数が14以上のエステル系溶剤;イソミリスチルアルコール、イソパルミチルアルコール、イソステアリルアルコール、オレイルアルコール等の、1分子中の炭素数が8以上の高級アルコール系溶剤;イソノナン酸、イソミリスチン酸、ヘキサデカン酸、イソパルミチン酸、オレイン酸、イソステアリン酸等の、1分子中の炭素数が9以上の高級脂肪酸系溶剤、等が挙げられる。   Preferable examples of the polar organic solvent include ester solvents, higher alcohol solvents, higher fatty acid solvents, and the like. For example, methyl laurate, isopropyl laurate, isopropyl myristate, isopropyl palmitate, isostearyl palmitate, methyl oleate, ethyl oleate, isopropyl oleate, butyl oleate, methyl linoleate, isobutyl linoleate, ethyl linoleate , Isopropyl isostearate, soybean oil methyl, soybean oil isobutyl, tall oil methyl, tall oil isobutyl, diisopropyl adipate, diisopropyl sebacate, diethyl sebacate, propylene glycol monocaprate, trimethylolpropane tri-2-ethylhexanoate, tri Ester solvent having 14 or more carbon atoms in one molecule such as glyceryl 2-ethylhexanoate; isomyristyl alcohol, isopalmityl alcohol, isostear Higher alcohol solvents with 8 or more carbon atoms in one molecule such as alcohol, oleyl alcohol, etc .; carbon in one molecule such as isononanoic acid, isomyristic acid, hexadecanoic acid, isopalmitic acid, oleic acid, isostearic acid And higher fatty acid solvents having a number of 9 or more.

これらの非水系溶剤のなかでも、低粘度化の観点で言えば、石油系炭化水素溶剤を使用することが好ましい。石油系炭化水素溶剤の含有量は、インク溶剤全質量に対して20質量%以上が好ましく、50質量%以上がより好ましく、さらには80質量%以上が好ましい。石油系炭化水素溶剤の含有量が溶剤全量に対して50質量%未満の場合、使用環境下にもよるがインクの低粘度化が充分に得られない。   Among these non-aqueous solvents, it is preferable to use petroleum hydrocarbon solvents from the viewpoint of reducing the viscosity. The content of the petroleum hydrocarbon solvent is preferably 20% by mass or more, more preferably 50% by mass or more, and further preferably 80% by mass or more based on the total mass of the ink solvent. When the content of the petroleum hydrocarbon solvent is less than 50% by mass with respect to the total amount of the solvent, the viscosity of the ink cannot be sufficiently reduced although it depends on the use environment.

石油系炭化水素溶剤の含有量がインク溶剤全量に対して50質量%以上の場合、インク粘度のさらなる低粘度化と、顔料分散安定性のさらなる改善の効果を得ることができる。石油系炭化水素溶剤の含有量がインク溶剤全量に対して50質量%以上となると、水溶性樹脂および非水溶性樹脂はインク溶剤中にはほとんど遊離することなく、顔料近傍に集まり、顔料表面に強固に吸着するようになる。このため、溶剤自体の低粘度化だけでなく、溶剤中の遊離樹脂量を低減できることでの低粘度化の効果を得ることが可能となるとともに、顔料の分散安定性をより向上させることが可能となるものと推測される。   When the content of the petroleum hydrocarbon solvent is 50% by mass or more based on the total amount of the ink solvent, it is possible to obtain the effect of further reducing the ink viscosity and further improving the pigment dispersion stability. When the content of the petroleum hydrocarbon solvent is 50% by mass or more based on the total amount of the ink solvent, the water-soluble resin and the water-insoluble resin are hardly released in the ink solvent but gather in the vicinity of the pigment and are collected on the pigment surface. Adsorbs firmly. For this reason, not only can the viscosity of the solvent itself be lowered, but also the effect of lowering the viscosity can be obtained by reducing the amount of free resin in the solvent, and the dispersion stability of the pigment can be further improved. It is estimated that

顔料としては、アゾ顔料、フタロシアニン顔料、多環式顔料、染付レーキ顔料等の有機顔料、及び、無機顔料を用いることができる。アゾ顔料としては、溶性アゾレーキ顔料、不溶性アゾ顔料及び縮合アゾ顔料が挙げられる。フタロシアニン顔料としては、金属フタロシアニン顔料及び無金属フタロシアニン顔料が挙げられる。多環式顔料としては、キナクリドン系顔料、ペリレン系顔料、ペリノン系顔料、イソインドリン系顔料、イソインドリノン系顔料、ジオキシサジン系顔料、チオインジゴ系顔料、アンスラキノン系顔料、キノフタロン系顔料、金属錯体顔料及びジケトピロロピロール(DPP)等が挙げられる。無機顔料としては、代表的にはカーボンブラック及び酸化チタン等が挙げられる。これらの顔料は単独で用いてもよいし、2種以上組み合わせて使用してもよい。   As the pigment, organic pigments such as azo pigments, phthalocyanine pigments, polycyclic pigments, dyed lake pigments, and inorganic pigments can be used. Examples of the azo pigments include soluble azo lake pigments, insoluble azo pigments, and condensed azo pigments. Examples of phthalocyanine pigments include metal phthalocyanine pigments and metal-free phthalocyanine pigments. Polycyclic pigments include quinacridone pigments, perylene pigments, perinone pigments, isoindoline pigments, isoindolinone pigments, dioxysazine pigments, thioindigo pigments, anthraquinone pigments, quinophthalone pigments, metal complex pigments. And diketopyrrolopyrrole (DPP). Representative examples of inorganic pigments include carbon black and titanium oxide. These pigments may be used alone or in combination of two or more.

インク中の顔料の含有量は、通常0.01〜20質量%であり、印刷濃度とインク粘度の観点からは1〜15質量%であることが好ましく、5〜10質量%であることが一層好ましい。   The content of the pigment in the ink is usually 0.01 to 20% by mass, preferably 1 to 15% by mass from the viewpoint of printing density and ink viscosity, and more preferably 5 to 10% by mass. preferable.

上記各成分に加えて、本発明のインクには慣用の添加剤が含まれていてよい。添加剤としては、界面活性剤、例えばアニオン性、カチオン性、両性、もしくはノニオン性の界面活性剤、酸化防止剤、例えばジブチルヒドロキシトルエン、没食子酸プロピル、トコフェロール、ブチルヒドロキシアニソール、及びノルジヒドログアヤレチック酸等、が挙げられる。   In addition to the above components, the ink of the present invention may contain conventional additives. Additives include surfactants such as anionic, cationic, amphoteric or nonionic surfactants, antioxidants such as dibutylhydroxytoluene, propyl gallate, tocopherol, butylhydroxyanisole, and nordihydroguaiare. And tic acid.

インクの粘度は、インクジェット記録システム用の場合、吐出ヘッドのノズル径や吐出環境等によってその適性範囲は異なるが、一般に、23℃において5〜20mPa・sであることが好ましく、5〜15mPa・s程度であることが、インクジェット記録装置用として適している。ここで粘度は、23℃において0.1Pa/sの速度で剪断応力を0Paから増加させたときの10Paにおける値を表す。   In the case of an ink jet recording system, the viscosity of the ink varies depending on the nozzle diameter of the discharge head, the discharge environment, and the like, but in general, it is preferably 5 to 20 mPa · s at 23 ° C., and preferably 5 to 15 mPa · s. It is suitable for an ink jet recording apparatus that the degree is about. Here, the viscosity represents a value at 10 Pa when the shear stress is increased from 0 Pa at a rate of 0.1 Pa / s at 23 ° C.

本発明のインクは、顔料と非水溶性樹脂と非水系溶剤と水溶性樹脂と水とを混合し、ボールミル、ビーズミル等の任意の分散手段を用いて顔料を分散させ、所望により、メンブレンフィルター等の公知のろ過機を通すことにより調製できる。なお、本発明における水溶性樹脂は非水系溶剤に不溶であるため、ビーズミルのようなシェアをかけることのできる装置を用い、シェアのかかった状態で混合させることが望ましい。   The ink of the present invention is a mixture of a pigment, a water-insoluble resin, a non-aqueous solvent, a water-soluble resin, and water, and the pigment is dispersed using an arbitrary dispersing means such as a ball mill or a bead mill. Can be prepared by passing through a known filter. In addition, since the water-soluble resin in the present invention is insoluble in a non-aqueous solvent, it is desirable to use a device capable of applying a shear such as a bead mill and to mix in a sheared state.

得られたインク中の顔料の平均粒径は、500nm以下程度であることが好ましく、200nm以下であることがより好ましく、150nm以下であることが一層好ましい。一方、印刷物の裏抜けを抑制するため、この平均粒径は50nm以上程度であることが好ましい。ここで、顔料の平均粒径は、(株)堀場製作所製の動的光散乱式粒径分布測定装置LB−500により測定される値である。
以下に本発明の非水系インクジェットインクの実施例を示す。
The average particle size of the pigment in the obtained ink is preferably about 500 nm or less, more preferably 200 nm or less, and even more preferably 150 nm or less. On the other hand, it is preferable that the average particle diameter is about 50 nm or more in order to suppress the back-through of the printed matter. Here, the average particle diameter of the pigment is a value measured by a dynamic light scattering particle size distribution analyzer LB-500 manufactured by Horiba, Ltd.
Examples of the non-aqueous inkjet ink of the present invention are shown below.

(樹脂溶液aの合成)
四つ口フラスコに、アイソパーG(東燃ゼネラル石油株式会社製)75質量部を仕込み、窒素ガスを通気し攪拌しながら、110℃まで昇温した。次いで、温度を110℃に保ちながら表1に示す各単量体混合物にアイソパーG 16.7質量部、パーブチル O(t−ブチルパーオキシ2−エチルヘキサノエート;日油(株)製)2質量部の混合物を3時間かけて滴下した。その後、110℃に保ちながら1時間後および2時間後に、パーブチルOを各々0.2質量部添加した。さらに110℃で1時間熟成を行い、アイソパーG 10.6質量部で希釈して、不揮発分50%の無色透明の樹脂溶液aを得た。得られた樹脂溶液aの質量平均分子量(GPC法、標準ポリスチレン換算)は、21500であった。
(Synthesis of resin solution a)
In a four-necked flask, 75 parts by mass of Isopar G (manufactured by TonenGeneral Sekiyu KK) was charged, and the temperature was raised to 110 ° C. while aerated with nitrogen gas and stirred. Next, while maintaining the temperature at 110 ° C., 16.7 parts by mass of Isopar G, perbutyl O (t-butylperoxy 2-ethylhexanoate; manufactured by NOF Corporation) 2 was added to each monomer mixture shown in Table 1. Part by weight of the mixture was added dropwise over 3 hours. Thereafter, 0.2 parts by mass of perbutyl O was added after 1 hour and 2 hours while maintaining at 110 ° C. Further, aging was carried out at 110 ° C. for 1 hour, and diluted with 10.6 parts by mass of Isopar G to obtain a colorless and transparent resin solution a having a nonvolatile content of 50%. The mass average molecular weight (GPC method, standard polystyrene conversion) of the obtained resin solution a was 21,500.

(樹脂溶液D1の合成)
四つ口フラスコに、上記で得られた樹脂溶液a(アイソパーG溶剤中固形分50%)200質量部g、プロピレングリコール(和光純薬工業株式会社)4.0質量部、ジエタノールアミン(株式会社日本触媒製)2.8質量部を仕込み、窒素ガスを通気し攪拌しながら、110℃まで昇温した。110℃に1時間保ち、樹脂溶液aのグリシジル基とジエタノールアミンとの反応を完結させた。その後、ジブチル錫ジラウレート0.2質量部を添加し、タケネート 500(三井化学ポリウレタン(株)製)7.8質量部とISPV(パルミチン酸イソステアリル、日光ケミカルズ社製)72.0質量部との混合物を1時間かけて滴下した。滴下後、温度を120℃に昇温して6時間反応させ、冷却して、固形分40%の樹脂溶液D1を得た。得られたアクリル系ポリマーの質量平均分子量(GPC法、標準ポリスチレン換算)は、24000であった。表2に樹脂溶液D1の処方を示す。
(Synthesis of resin solution D1)
In a four-necked flask, 200 parts by mass g of the resin solution a obtained above (solid content 50% in Isopar G solvent), 4.0 parts by mass of propylene glycol (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), diethanolamine (Japan Co., Ltd.) 2.8 parts by mass of catalyst) was charged, and the temperature was raised to 110 ° C. while aerated and stirred with nitrogen gas. By maintaining at 110 ° C. for 1 hour, the reaction between the glycidyl group of the resin solution a and diethanolamine was completed. Thereafter, 0.2 parts by mass of dibutyltin dilaurate was added, and 7.8 parts by mass of Takenate 500 (manufactured by Mitsui Chemicals Polyurethane Co., Ltd.) and 72.0 parts by mass of ISPV (isostearyl palmitate, manufactured by Nikko Chemicals) The mixture was added dropwise over 1 hour. After the dropwise addition, the temperature was raised to 120 ° C. and reacted for 6 hours, followed by cooling to obtain a resin solution D1 having a solid content of 40%. The weight average molecular weight (GPC method, standard polystyrene conversion) of the obtained acrylic polymer was 24000. Table 2 shows the formulation of the resin solution D1.

(顔料分散液の調製)
表3〜5に示す処方により、樹脂溶液D1と、水溶性樹脂、顔料(カーボンブラック、三菱化学(株)製MA8)、溶剤を混合し、ジルコニアビーズ(直径0.5mm)を入れて、ビーズミル(ロッキングミルRMO5S型、(株)セイワ技研製)により120分間分散した。分散後ジルコニアビーズを除去して実施例および比較例の顔料分散液を得た。
(Preparation of pigment dispersion)
According to the formulations shown in Tables 3 to 5, resin solution D1, water-soluble resin, pigment (carbon black, MA8 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), solvent are mixed, zirconia beads (diameter 0.5 mm) are added, and a bead mill (Rocking mill RMO5S type, manufactured by Seiwa Giken Co., Ltd.) for 120 minutes. After dispersion, the zirconia beads were removed to obtain pigment dispersions of Examples and Comparative Examples.

(インクの調製)
上記で得られた顔料分散液を、表3〜5に示す希釈溶剤により希釈して実施例および比較例のインクを得た。
(Preparation of ink)
The pigment dispersions obtained above were diluted with the diluents shown in Tables 3 to 5 to obtain inks of Examples and Comparative Examples.

(評価方法)
(顔料分散安定性)
各インクを密閉容器に入れて、70℃の環境下で10日ないし1ヶ月間放置し、その後インクの粘度変化を測定し、その測定結果を以下のように評価した。なお、インクの粘度は、23℃において0.1Pa/sの速度で剪断応力を0Paから増加させたときの10Paにおける粘度であり、ハーケ社製応力制御式レオメータRS75(コーン角度1°、直径60mm)で測定した。
粘度変化率:
[(10日または1ヶ月後の粘度×100)/(粘度の初期値)]−100(%)
A:70℃1ヶ月後も粘度変化率5%未満
B:70℃10日後の粘度変化率が5%未満、1ヶ月後は5%以上
C:70℃10日後の粘度変化率が5%以上
評価結果を、顔料分散液およびインクの処方とともに表3〜表5に示す。また、水添加以外の処方が同じインクにおける初期粘度の低下(水添加以外の処方が同じインクにおいて水を含まないインクの粘度を100とした場合の粘度で記載)を表6に示す。
(Evaluation method)
(Pigment dispersion stability)
Each ink was put in a sealed container and allowed to stand for 10 days to 1 month in an environment at 70 ° C., and then the change in viscosity of the ink was measured. The measurement result was evaluated as follows. The viscosity of the ink is a viscosity at 10 Pa when the shear stress is increased from 0 Pa at a rate of 0.1 Pa / s at 23 ° C., and is a stress-controlled rheometer RS75 (Cone angle: 1 °, diameter: 60 mm) manufactured by Hake. ).
Viscosity change rate:
[(Viscosity after 10 days or 1 month × 100) / (initial value of viscosity)] − 100 (%)
A: Viscosity change rate less than 5% even after 1 month at 70 ° C. B: Viscosity change rate after 10 days at 70 ° C. is less than 5%, 5% or more after 1 month C: Viscosity change rate after 10 days at 70 ° C. is 5% or more The evaluation results are shown in Tables 3 to 5 together with the pigment dispersion and the ink formulation. Table 6 shows the decrease in the initial viscosity of the same ink with the same formulation other than the addition of water (described in terms of the viscosity when the viscosity of the ink containing no water in the same formulation with the addition of water is 100).

表3に示すように、実施例1〜7のインクはいずれも顔料分散性が確保されていることがわかる。表4に示す比較例1〜5のインクは水溶性樹脂を含むものであるが、これらはアクリル系ポリマーと水溶性樹脂によって顔料分散性は確保されたものの、水を含まないために粘度が高かった。比較例6のインクは1分子中に1級および/または2級アミノ基を2個以上含まない水溶性樹脂であるが、この場合には顔料分散安定性が低下した。また、比較例7および8のインクは水溶性樹脂の含有量が多いため、比較例9のインクは水の含有量がインクに対する溶解度よりも多いため、また、比較例10〜13のインクは水溶性樹脂を含まないため、いずれも顔料分散安定性が得られなかった。   As shown in Table 3, it can be seen that all of the inks of Examples 1 to 7 have ensured pigment dispersibility. The inks of Comparative Examples 1 to 5 shown in Table 4 contain a water-soluble resin, but these had a high viscosity because they did not contain water, although the pigment dispersibility was ensured by the acrylic polymer and the water-soluble resin. The ink of Comparative Example 6 is a water-soluble resin not containing two or more primary and / or secondary amino groups in one molecule, but in this case, the pigment dispersion stability was lowered. Further, since the inks of Comparative Examples 7 and 8 have a high water-soluble resin content, the ink of Comparative Example 9 has a water content higher than the solubility in the ink, and the inks of Comparative Examples 10 to 13 are water-soluble. In any case, no pigment dispersion stability was obtained.

また、表6から明らかなように、本発明の実施例1〜7のいずれのインクにおいても水の添加によって低粘度化も同時に実現できていることがわかる。一方で、水を添加しても水溶性樹脂が1分子中に1級および/または2級アミノ基を2個以上含まないものや(比較例5と6の対比)、水溶性樹脂を含まないものの場合(比較例12と13の対比)には粘度の低下にはつながらなかった。また、所定の水溶性樹脂を含んでいても水の含有量が多すぎる場合(比較例9と1の対比)にも粘度の低下にはつながらなかった。また、所定の水溶性樹脂であってもその含有量が多すぎる場合(比較例7と8の対比)には相対的に粘度は低下するものの、インクの初期粘度が高く顔料分散安定性が得られなかった。   Further, as is apparent from Table 6, it can be seen that in any of the inks of Examples 1 to 7 of the present invention, the viscosity can be lowered simultaneously by adding water. On the other hand, even when water is added, the water-soluble resin does not contain two or more primary and / or secondary amino groups in one molecule (contrast with Comparative Examples 5 and 6), and does not contain a water-soluble resin. In the case of the product (contrast with Comparative Examples 12 and 13), the viscosity did not decrease. Even when a predetermined water-soluble resin was contained, the viscosity was not reduced even when the water content was too high (comparative to Comparative Examples 9 and 1). Further, even if a predetermined water-soluble resin is contained in too much content (comparative to Comparative Examples 7 and 8), the viscosity decreases relatively, but the initial viscosity of the ink is high and pigment dispersion stability is obtained. I couldn't.

以上のように、本発明の非水系顔料インクは所定のアクリル系ポリマーと水溶性樹脂によって顔料分散性を確保するとともに、所定量の水溶性樹脂と水の含有によりインク粘度を低くすることが可能であり、インクジェットインクとして好適に使用することができる。また、本発明の非水系顔料インクは、低温環境においてもインク粘度が低く抑えられているため、特にウォームアップに時間や電力を要する循環方式のインクジェット記録装置に好適に使用することができる。   As described above, the non-aqueous pigment ink of the present invention can ensure pigment dispersibility with a predetermined acrylic polymer and water-soluble resin, and can lower the ink viscosity by containing a predetermined amount of water-soluble resin and water. And can be suitably used as an inkjet ink. Further, since the non-aqueous pigment ink of the present invention has a low ink viscosity even in a low temperature environment, it can be suitably used particularly for a circulation type ink jet recording apparatus that requires time and power for warm-up.

Claims (2)

顔料と、非水系溶剤と、非水溶性樹脂と、水溶性樹脂と、水とを含む非水系顔料インクであって、
前記非水溶性樹脂が少なくとも炭素数8〜18のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート(A)と、β−ジケトン基またはβ−ケト酸エステル基を有するモノマー(B)とを含むモノマー混合物の共重合体からなるアクリル系ポリマーであり、
前記水溶性樹脂が非水系溶剤に不溶で、かつ1分子中に1級および/または2級アミノ基を2個以上含み、前記水溶性樹脂の含有量が前記顔料に対する質量比で0.005〜0.4であり、
カールフィッシャー法に基づく水分量が、インク全量の0.2質量%以上、インクに対する溶解度以下の範囲であることを特徴とする非水系顔料インク。
A non-aqueous pigment ink comprising a pigment, a non-aqueous solvent, a water-insoluble resin, a water-soluble resin, and water,
A monomer mixture in which the water-insoluble resin contains an alkyl (meth) acrylate (A) having at least an alkyl group having 8 to 18 carbon atoms and a monomer (B) having a β-diketone group or a β-keto ester group. An acrylic polymer made of a copolymer,
The water-soluble resin is insoluble in a non-aqueous solvent and contains two or more primary and / or secondary amino groups in one molecule, and the content of the water-soluble resin is 0.005 by mass ratio to the pigment. 0.4,
A non-aqueous pigment ink characterized in that the water content based on the Karl Fischer method is in the range of 0.2 mass% or more of the total amount of ink and below the solubility in ink.
前記水溶性樹脂が、ポリエチレンイミンであることを特徴とする請求項1記載の非水系顔料インク。   The non-aqueous pigment ink according to claim 1, wherein the water-soluble resin is polyethyleneimine.
JP2013271635A 2013-12-27 2013-12-27 Non-aqueous pigment ink Ceased JP2015124356A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013271635A JP2015124356A (en) 2013-12-27 2013-12-27 Non-aqueous pigment ink

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013271635A JP2015124356A (en) 2013-12-27 2013-12-27 Non-aqueous pigment ink

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2015124356A true JP2015124356A (en) 2015-07-06

Family

ID=53535301

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013271635A Ceased JP2015124356A (en) 2013-12-27 2013-12-27 Non-aqueous pigment ink

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2015124356A (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03103478A (en) * 1988-08-26 1991-04-30 Nippon Oil & Fats Co Ltd Pigment dispersant
JP2002502443A (en) * 1996-05-28 2002-01-22 イーストマン ケミカル カンパニー Use of stable amino-functional latex in aqueous inks
JP2007513233A (en) * 2003-12-06 2007-05-24 フジフィルム・イメイジング・カラランツ・リミテッド Manufacturing method
JP2008019333A (en) * 2006-07-12 2008-01-31 Riso Kagaku Corp Nonaqueous pigment ink
JP2009529443A (en) * 2006-03-09 2009-08-20 イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー Inkjet ink set
JP2010001452A (en) * 2008-05-23 2010-01-07 Riso Kagaku Corp Non-aqueous pigment ink
US20100309268A1 (en) * 2007-10-26 2010-12-09 Agfa Graphics Nv Radiation curable inkjet printing methods

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03103478A (en) * 1988-08-26 1991-04-30 Nippon Oil & Fats Co Ltd Pigment dispersant
JP2002502443A (en) * 1996-05-28 2002-01-22 イーストマン ケミカル カンパニー Use of stable amino-functional latex in aqueous inks
JP2007513233A (en) * 2003-12-06 2007-05-24 フジフィルム・イメイジング・カラランツ・リミテッド Manufacturing method
JP2009529443A (en) * 2006-03-09 2009-08-20 イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー Inkjet ink set
JP2008019333A (en) * 2006-07-12 2008-01-31 Riso Kagaku Corp Nonaqueous pigment ink
US20100309268A1 (en) * 2007-10-26 2010-12-09 Agfa Graphics Nv Radiation curable inkjet printing methods
JP2010001452A (en) * 2008-05-23 2010-01-07 Riso Kagaku Corp Non-aqueous pigment ink
US20110046298A1 (en) * 2008-05-23 2011-02-24 Riso Kagaku Corporation Non-aqueous pigment ink

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6371523B2 (en) Inkjet printing method and non-aqueous ink set
JP5593024B2 (en) Non-aqueous pigment ink
US8765838B2 (en) Non-aqueous ink composition for inkjet printing
JP2013237831A (en) Nonaqueous pigment ink, and method of manufacturing pigment composite
EP3587518B1 (en) Oil-based inkjet ink and method for producing oil-based inkjet ink
US9593251B2 (en) Non-aqueous pigment ink
JP6200323B2 (en) Non-aqueous ink, method for producing the same, and pigment dispersant
JP6133769B2 (en) Non-aqueous pigment ink
US8642695B2 (en) Non-aqueous pigment ink
JP5898490B2 (en) Non-aqueous pigment ink
JP2015124356A (en) Non-aqueous pigment ink
JP6305957B2 (en) Method for producing oil-based ink for inkjet
JP2011012149A (en) Non-aqueous ink set for inkjet, and method of inkjet-recording
JP2015124382A (en) Non-aqueous ink
JP6572196B2 (en) Non-aqueous pigment ink
JP2019147852A (en) Oily inkjet ink and pigment dispersant
JP7122177B2 (en) Method for producing oil-based inkjet ink
JP2015089933A (en) Non-aqueous ink
US8389622B2 (en) Non-aqueous pigment ink
JP2017132922A (en) Method for producing oil-based inkjet ink

Legal Events

Date Code Title Description
RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20151102

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20151104

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20151104

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160622

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20170309

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170411

A045 Written measure of dismissal of application [lapsed due to lack of payment]

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A045

Effective date: 20170829