JP2016216600A - Ink, ink accommodation container and manufacturing method of ink - Google Patents

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JP2016216600A
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正行 小谷野
Masayuki Koyano
正行 小谷野
尚史 羽橋
Hisafumi Habashi
尚史 羽橋
井上 智博
Tomohiro Inoue
智博 井上
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ink that prevents the deposition of titanium dioxide as a coloring agent and is capable of easily re-dispersing titanium dioxide even when it is deposited.SOLUTION: There is provided an ink containing titanium dioxide and water, where average value (%) M of supernatant relative change amount percentage after standing at 25°C for 240 hours by integration of back scattered light strength peak with the deposition of the titanium dioxide in the ink and viscosity η(mPa s) at 25°C of a liquid after removing the titanium dioxide from the ink satisfy the formula [(M×η)]/10<10.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、インク、インク収容容器、及びインクの製造方法に関する。   The present invention relates to an ink, an ink container, and an ink manufacturing method.

従来より、インクジェット記録ヘッドのノズルから、インクの液滴を吐出させて、記録媒体に文字や画像を形成するインクジェット記録方法が知られている。また、透明記録媒体や白色ではない記録媒体にカラー画像を記録する場合、カラー画像の着色性を向上させるために、白色インクを用いて、透明記録媒体の透過性を下げたり白色ではない記録媒体の下地の色を遮蔽することが行われている。   2. Description of the Related Art Conventionally, an ink jet recording method for forming characters and images on a recording medium by discharging ink droplets from nozzles of an ink jet recording head is known. In addition, when recording a color image on a transparent recording medium or a recording medium that is not white, a white ink is used to lower the transparency of the transparent recording medium or improve the color image coloring property. Shielding of the background color is performed.

二酸化チタンを着色剤とする白色インクは、有機着色剤に比べて比重が大きいことから、二酸化チタンの沈降が起こりやすいので、攪拌機構又は循環機構などを備えた画像形成装置が用いられていた。   A white ink using titanium dioxide as a colorant has a specific gravity larger than that of an organic colorant, so that titanium dioxide is likely to settle. Therefore, an image forming apparatus equipped with a stirring mechanism or a circulation mechanism has been used.

このような二酸化チタンを着色剤とする白色インクに関して、例えば、酸化チタンがアルミナ、シリカの他にシランカップリング剤によって表面処理され、アルミナ処理量の比率を規定したインクジェット記録用の白色水性着色剤分散液が提案されている(特許文献1参照)。   With regard to such a white ink having titanium dioxide as a colorant, for example, titanium oxide is surface-treated with a silane coupling agent in addition to alumina and silica, and a white aqueous colorant for ink jet recording in which the ratio of alumina treatment amount is defined. A dispersion has been proposed (see Patent Document 1).

本発明は、着色剤である二酸化チタンが沈降しにくく、また、沈降しても容易に再分散が可能なインクを提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide an ink in which titanium dioxide, which is a colorant, does not easily settle, and can be easily redispersed even if it settles.

前記課題を解決するための手段としての本発明のインクは、二酸化チタン及び水を含有するインクであって、
前記インク中の前記二酸化チタンの沈降に伴う後方散乱光強度ピークの積算での25℃で静置240時間後の上澄み相対変化量百分率の平均値(%)Mと、
前記インク中から前記二酸化チタンを除いた後の液体の25℃における粘度η(mPa・s)とが、次式、[(M×η)]/10<10を満たす。
The ink of the present invention as means for solving the above problems is an ink containing titanium dioxide and water,
An average value (%) M of the percentage of the relative change in the supernatant after 240 hours of standing at 25 ° C. in the integration of the backscattered light intensity peak accompanying the precipitation of the titanium dioxide in the ink;
The viscosity η V (mPa · s) at 25 ° C. of the liquid after removing the titanium dioxide from the ink satisfies the following formula: [(M × η V )] / 10 <10.

本発明によると、着色剤である二酸化チタンが沈降しにくく、また、沈降しても容易に再分散が可能なインクを提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide an ink in which titanium dioxide, which is a colorant, hardly settles and can be easily redispersed even if it settles.

図1は、インク収容容器の一例を示す概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of an ink container. 図2は、図1のインク収容容器のケースも含めた概略図である。FIG. 2 is a schematic view including the case of the ink container of FIG. 図3は、インクジェット記録装置の一例を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing an example of an ink jet recording apparatus. 図4は、図3のインクジェット記録装置を示す概略断面図である。FIG. 4 is a schematic sectional view showing the ink jet recording apparatus of FIG. 図5は、図3のインクジェット記録装置の機構部を示す要部概略平面図である。FIG. 5 is a main part schematic plan view showing a mechanism part of the ink jet recording apparatus of FIG.

(インク)
本発明のインクは、二酸化チタン及び水を含み、水溶性有機溶剤を更に含むことが好ましく、更に必要に応じてその他の成分を含む。
(ink)
The ink of the present invention contains titanium dioxide and water, preferably further contains a water-soluble organic solvent, and further contains other components as necessary.

本発明においては、前記インク中の前記二酸化チタンの沈降に伴う後方散乱光強度ピークの積算での25℃で静置240時間後の上澄み相対変化量百分率の平均値(%)Mと、
前記インク中から前記二酸化チタンを除いた後の液体の25℃における粘度η(mPa・s)とが、下記式(1)を満たす。
<式(1)>
[(M×η)]/10<10
前記式(1)の左辺は、ストークス式の分散媒粘度に応じた粒子沈降速度より、分散媒粘度10mPa・s相当の沈降性指標として規格化した値であり、10未満である。
前記式(1)の要件を満たすことにより、二酸化チタン粒子表面が適度な親水性及び疎水性をバランスよく有することができる。
前記インク中から前記二酸化チタンを除いた後の液体の25℃における粘度η(mPa・s)は、公知の粘度測定装置を用いて、25℃で測定することができる。前記インク中から前記二酸化チタンを除いた後の液体は、前記インクを長期静置保管(例えば、1ヶ月間以上)し、二酸化チタンを沈殿させた上澄みとして調製することができる。また、長期静置保管が困難な場合、例えば、遠心分離(58,000rpm、1分間〜60分間)して二酸化チタンを沈殿させた上澄みとして調製することができる。
前記インク中から前記二酸化チタンを除いた後の液体の25℃における粘度ηは、5mPa・s以上60mPa・s以下が好ましい。
In the present invention, the average value (%) M of the percentage of the relative change in the supernatant after 240 hours of standing at 25 ° C., which is the sum of the backscattered light intensity peaks associated with the precipitation of the titanium dioxide in the ink,
The viscosity η V (mPa · s) at 25 ° C. of the liquid after removing the titanium dioxide from the ink satisfies the following formula (1).
<Formula (1)>
[(M × η V )] / 10 <10
The left side of the formula (1) is a value normalized as a sedimentation index corresponding to a dispersion medium viscosity of 10 mPa · s based on the particle sedimentation speed according to the Stokes type dispersion medium viscosity, and is less than 10.
By satisfy | filling the requirements of said Formula (1), the titanium dioxide particle surface can have moderate hydrophilicity and hydrophobicity with sufficient balance.
The viscosity η V (mPa · s) at 25 ° C. of the liquid after removing the titanium dioxide from the ink can be measured at 25 ° C. using a known viscosity measuring device. The liquid after removing the titanium dioxide from the ink can be prepared as a supernatant obtained by precipitating titanium dioxide after the ink has been stored for a long time (for example, for one month or longer). Moreover, when long-term stationary storage is difficult, it can prepare as a supernatant which precipitated the titanium dioxide by centrifugation (58,000 rpm, 1 minute-60 minutes), for example.
The viscosity η V at 25 ° C. of the liquid after removing the titanium dioxide from the ink is preferably 5 mPa · s or more and 60 mPa · s or less.

前記インク中の前記二酸化チタンの沈降に伴う後方散乱光強度ピークの積算での25℃で静置240時間後の上澄み相対変化量百分率の平均値(%)は、5%未満であることが好ましい。
前記上澄み相対変化量百分率の平均値(%)が5%未満であると、着色剤である二酸化チタンが沈降しにくく、また、沈降してしまっても、容易に再分散が可能になる。
前記上澄み相対変化量百分率の平均値(%)は、二酸化チタンの沈降を可視化するのが困難な二酸化チタンの濃厚な分散液に対しても定量可能な二酸化チタンの沈降性の指標として好適に使用される。
前記上澄み相対変化量百分率の平均値(%)は、例えば、フォーマルアクション社製のタービスキャンMA2000などを用い、以下のようにして測定することができる。
インクを、超音波洗浄器(US−3、アズワン株式会社製)を用いて超音波分散処理(100W、40分間)し、均一状態にしてから、ピペットを用いて装置専用のガラスセルにインクを5.5mL入れる。
ガラスセル内の前記インクの液面が安定した30分間後に測定を行い、この時間を沈降性評価開始とする。その後、25℃で静置し、240時間後まで測定を行い、沈降性評価開始を基準とした偏差表示にて、二酸化チタンの沈降性を確認する。前記沈降性の確認は、二酸化チタンの沈降に伴う後方散乱光強度ピークの積算(サンプル管下方20mmから液面)での25℃で静置240時間後の上澄み相対変化量百分率の平均値(%)で行うことができる。
It is preferable that the average value (%) of the percentage of the relative change in the supernatant after 240 hours of standing at 25 ° C. as the integrated backscattered light intensity peak accompanying the precipitation of the titanium dioxide in the ink is less than 5%. .
When the average value (%) of the percentage of the relative change in the supernatant is less than 5%, the titanium dioxide as the coloring agent is difficult to settle, and even if it settles, it can be easily redispersed.
The average value (%) of the percentage of relative change in the supernatant is suitably used as an index of titanium dioxide sedimentation that can be quantified even in a thick dispersion of titanium dioxide where it is difficult to visualize the sedimentation of titanium dioxide. Is done.
The average value (%) of the percentage of the relative change in the supernatant can be measured as follows using, for example, Turbscan MA2000 manufactured by Formal Action.
The ink is subjected to ultrasonic dispersion treatment (100 W, 40 minutes) using an ultrasonic cleaner (US-3, manufactured by ASONE Co., Ltd.) to be in a uniform state, and then the ink is applied to a glass cell dedicated to the apparatus using a pipette. Add 5.5 mL.
Measurement is performed 30 minutes after the ink level in the glass cell is stabilized, and this time is set as the start of sedimentation evaluation. Then, it is allowed to stand at 25 ° C. and measured until 240 hours later, and the sedimentation property of titanium dioxide is confirmed by a deviation display based on the start of sedimentation evaluation. Confirmation of the sedimentation is performed by integrating the backscattered light intensity peaks accompanying sedimentation of titanium dioxide (20 mm below the sample tube to the liquid surface) at an average value (%) ).

<二酸化チタン>
本発明のインクは、着色剤として二酸化チタンを含有する。
前記二酸化チタンとしては、ホスホン酸誘導体で表面処理された二酸化チタンであることが好ましく、前記ホスホン酸誘導体からなる基を表面に有する二酸化チタンであることが好ましい。また、前記二酸化チタンは、前記ホスホン酸誘導体で表面処理され、加水分解することで、分子中に有機ホスホン酸基を1つ有するホスホン酸誘導体からなる基を有する二酸化チタンであることがより好ましい。
<Titanium dioxide>
The ink of the present invention contains titanium dioxide as a colorant.
The titanium dioxide is preferably titanium dioxide surface-treated with a phosphonic acid derivative, and is preferably titanium dioxide having a group composed of the phosphonic acid derivative on the surface. Further, the titanium dioxide is more preferably titanium dioxide having a group composed of a phosphonic acid derivative having one organic phosphonic acid group in the molecule by surface treatment with the phosphonic acid derivative and hydrolysis.

前記二酸化チタンの体積基準の粒子径分布における累積50%粒子径(D50)は、200nm以上600nm以下が好ましく、210nm以上500nm以下がより好ましく、210nm以上320nm以下が更に好ましい。前記累積50%粒子径の範囲であれば、印字した画像の隠蔽性を確保しつつ、画像形成装置内のインク流路や吐出ノズルの目詰まりを抑制し、安定的に装置を稼動させることが可能になる。
前記累積50%粒子径(D50)は、例えば、粒度分布測定装置(マイクロトラックUPA−EX150、日機装株式会社製)などにより測定することができる。
The cumulative 50% particle size (D50) in the volume-based particle size distribution of titanium dioxide is preferably 200 nm to 600 nm, more preferably 210 nm to 500 nm, and still more preferably 210 nm to 320 nm. If the cumulative particle diameter is in the range of 50%, the concealability of the printed image can be ensured, the clogging of the ink flow path and the discharge nozzle in the image forming apparatus can be suppressed, and the apparatus can be operated stably. It becomes possible.
The cumulative 50% particle diameter (D50) can be measured by, for example, a particle size distribution measuring device (Microtrac UPA-EX150, manufactured by Nikkiso Co., Ltd.).

前記二酸化チタンの含有量は、インク全量に対して、1質量%以上20質量%以下が好ましく、3質量%以上15質量%以下がより好ましい。   The content of the titanium dioxide is preferably 1% by mass or more and 20% by mass or less, and more preferably 3% by mass or more and 15% by mass or less with respect to the total amount of the ink.

前記表面処理を行うために用いられる二酸化チタンの種類としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、表面が無処理のものでも構わないし、また、前記ホスホン酸誘導体との濡れ性を上げ処理の効率が向上するものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アルミニウム、ケイ素、ジルコニウム、亜鉛等の酸化物などが挙げられる。   The type of titanium dioxide used for performing the surface treatment is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose. The surface may be untreated, and the phosphonic acid derivative There is no particular limitation as long as the wettability is improved and the treatment efficiency is improved, and it can be appropriately selected according to the purpose. Examples thereof include oxides such as aluminum, silicon, zirconium, and zinc.

前記二酸化チタンとしては、親水性のホスホン酸誘導体及び疎水性のホスホン酸誘導体の少なくともいずれかで表面処理された二酸化チタンであることが好ましく、親水性のホスホン酸誘導体及び疎水性のホスホン酸誘導体の両方で表面処理された二酸化チタンであることがより好ましい。
前記二酸化チタンが、親水性のホスホン酸誘導体及び疎水性のホスホン酸誘導体の少なくともいずれかで表面処理されていることにより、着色剤である二酸化チタンが沈降しにくく、また、沈降してしまっても、容易に再分散が可能となる。
The titanium dioxide is preferably titanium dioxide surface-treated with at least one of a hydrophilic phosphonic acid derivative and a hydrophobic phosphonic acid derivative. More preferred is titanium dioxide surface-treated on both sides.
Since the titanium dioxide is surface-treated with at least one of a hydrophilic phosphonic acid derivative and a hydrophobic phosphonic acid derivative, the titanium dioxide as a colorant is difficult to settle, and even if it settles. Easy re-dispersion.

−ホスホン酸誘導体−
前記ホスホン酸誘導体は、一般式:R−P(=O)(OH)(R:置換基を有していてもよいアルキル基)で表される、置換基を有していてもよいアルキル基及びリン酸基を有する有機ホスホン酸である。前記ホスホン酸誘導体は、分子中にリン酸基を1つ有することが好ましい。
前記ホスホン酸誘導体としては、例えば、親水性のホスホン酸誘導体、疎水性のホスホン酸誘導体が挙げられる。前記ホスホン酸誘導体の親水性及び疎水性は、前記置換基を有していてもよいアルキル基の親水性及び疎水性で決まる。
前記アルキル基の炭素数としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、1以上20以下が好ましく、2以上18以下がより好ましい。
-Phosphonic acid derivative-
The phosphonic acid derivative may have a substituent represented by the general formula: R—P (═O) (OH) 2 (R: an alkyl group which may have a substituent). And an organic phosphonic acid having a phosphate group. The phosphonic acid derivative preferably has one phosphate group in the molecule.
Examples of the phosphonic acid derivative include hydrophilic phosphonic acid derivatives and hydrophobic phosphonic acid derivatives. The hydrophilicity and hydrophobicity of the phosphonic acid derivative are determined by the hydrophilicity and hydrophobicity of the alkyl group which may have the substituent.
There is no restriction | limiting in particular as carbon number of the said alkyl group, Although it can select suitably according to the objective, 1 or more and 20 or less are preferable, and 2 or more and 18 or less are more preferable.

−−親水性のホスホン酸誘導体−−
前記親水性のホスホン酸誘導体としては、例えば、親水性の置換基を有するホスホン酸誘導体などが挙げられ、そのような前記置換基としては、例えば、水酸基、アミノ基、カルボキシル基、オリゴエチレングリコールエステル基、フタルイミド基などが挙げられる。
これらの中でも、下記構造式(H−1)〜(H−5)で表される化合物が好ましく、下記構造式(H−1)〜(H−4)で表される化合物がより好ましい。
--Hydrophilic phosphonic acid derivative--
Examples of the hydrophilic phosphonic acid derivative include a phosphonic acid derivative having a hydrophilic substituent, and examples of the substituent include a hydroxyl group, an amino group, a carboxyl group, and an oligoethylene glycol ester. Group, phthalimide group and the like.
Among these, compounds represented by the following structural formulas (H-1) to (H-5) are preferable, and compounds represented by the following structural formulas (H-1) to (H-4) are more preferable.

<H−1>
<H-1>

<H−2>
<H-2>

<H−3>
<H-3>

<H−4>
<H-4>

<H−5>
<H-5>

−−疎水性のホスホン酸誘導体−−
前記疎水性のホスホン酸誘導体としては、例えば、無置換のアルキル基を有するホスホン酸誘導体、疎水性の置換基を有するホスホン酸誘導体などが挙げられ、そのような前記置換基としては、例えば、パーフルオロアルキル基(例えば、CF(CF−、CF(CF−、CF(CF−)、3,5−ジフルオロフェニル基等のフルオロ基を有する置換基などが挙げられる。
これらの中でも、例えば、下記構造式(L−1)〜(L−5)で表される化合物が好ましく、下記構造式(L−1)〜(L−4)で表される化合物がより好ましい。
-Hydrophobic phosphonic acid derivative-
Examples of the hydrophobic phosphonic acid derivative include a phosphonic acid derivative having an unsubstituted alkyl group, a phosphonic acid derivative having a hydrophobic substituent, and the like. Substituents having a fluoro group such as a fluoroalkyl group (for example, CF 3 (CF 2 ) 3 —, CF 3 (CF 2 ) 5 —, CF 3 (CF 2 ) 7 —), 3,5-difluorophenyl group, etc. Is mentioned.
Among these, for example, compounds represented by the following structural formulas (L-1) to (L-5) are preferable, and compounds represented by the following structural formulas (L-1) to (L-4) are more preferable. .

<L−1>
<L-1>

<L−2>
<L-2>

<L−3>
<L-3>

<L−4>
<L-4>

<L−5>
<L-5>

前記親水性のホスホン酸誘導体及び前記疎水性のホスホン酸誘導体で表面処理された二酸化チタンの疎水化度H1と、
前記親水性のホスホン酸誘導体で表面処理され、前記疎水性のホスホン酸誘導体で表面処理されない二酸化チタンの疎水化度H2と、
前記疎水性のホスホン酸誘導体で表面処理され、前記親水性のホスホン酸誘導体で表面処理されない二酸化チタンの疎水化度H3とが、次式、H2<H1<H3を満たすことが好ましい。
これにより、二酸化チタンの表面が適度な親水性及び疎水性をバランスよく有することができる。
Hydrophobicity H1 of titanium dioxide surface-treated with the hydrophilic phosphonic acid derivative and the hydrophobic phosphonic acid derivative,
Hydrophobicity H2 of titanium dioxide surface-treated with the hydrophilic phosphonic acid derivative and not surface-treated with the hydrophobic phosphonic acid derivative;
It is preferable that the degree of hydrophobicity H3 of titanium dioxide surface-treated with the hydrophobic phosphonic acid derivative and not surface-treated with the hydrophilic phosphonic acid derivative satisfies the following formula: H2 <H1 <H3.
Thereby, the surface of titanium dioxide can have moderate hydrophilicity and hydrophobicity in good balance.

前記二酸化チタンの疎水化度(%)は、水−メタノールの体積比を変えて調製した各溶媒に対する二酸化チタンの浮遊割合を測定する方法で求めることができ、例えば、粉体濡れ性試験機(WET−101P、レスカ社製)などを用いて測定することができる。   The hydrophobization degree (%) of the titanium dioxide can be determined by a method of measuring the floating ratio of titanium dioxide with respect to each solvent prepared by changing the volume ratio of water-methanol. For example, a powder wettability tester ( WET-101P (manufactured by Reska) can be used.

前記ホスホン酸誘導体で表面処理された二酸化チタンの疎水化度としては、5%以上45%以下が好ましく、15%以上40%以下がより好ましい。これにより、二酸化チタン粒子表面が適度な親水性及び疎水性をバランスよく有することができ、二酸化チタンの優れた耐沈降性及び再分散性を得ることができる。
前記疎水化度は、用いるホスホン酸誘導体の種類、組合せ、量比などを調整することにより、制御することができる。
The hydrophobicity of titanium dioxide surface-treated with the phosphonic acid derivative is preferably 5% or more and 45% or less, and more preferably 15% or more and 40% or less. Thereby, the titanium dioxide particle surface can have moderate hydrophilicity and hydrophobicity in a well-balanced manner, and excellent sedimentation resistance and redispersibility of titanium dioxide can be obtained.
The degree of hydrophobicity can be controlled by adjusting the type, combination, quantity ratio, and the like of the phosphonic acid derivative used.

−−ホスホン酸誘導体からなる基−−
前記ホスホン酸誘導体からなる基は、前記ホスホン酸誘導体のリン酸基から2つのHが取れた基(有機ホスホン酸基)であり、一般式:R−P(=O)(O(R:置換基を有していてもよいアルキル基)で表される。
前記二酸化チタンは、親水性のホスホン酸誘導体からなる基及び疎水性のホスホン酸誘導体からなる基の少なくともいずれかを表面に有する二酸化チタンであることがより好ましく、親水性のホスホン酸誘導体からなる基及び疎水性のホスホン酸誘導体からなる基の両方を表面に有する二酸化チタンであることが特に好ましい。
--Group consisting of phosphonic acid derivative--
The group composed of the phosphonic acid derivative is a group (organic phosphonic acid group) in which two H + are removed from the phosphoric acid group of the phosphonic acid derivative, and has a general formula: RP (═O) (O ) 2 (R: an alkyl group which may have a substituent).
The titanium dioxide is more preferably titanium dioxide having on the surface at least one of a group consisting of a hydrophilic phosphonic acid derivative and a group consisting of a hydrophobic phosphonic acid derivative, and a group consisting of a hydrophilic phosphonic acid derivative. Particularly preferred is titanium dioxide having on the surface both a group composed of a hydrophobic phosphonic acid derivative.

前記ホスホン酸誘導体からなる基を表面に有する二酸化チタンは、二酸化チタンを、前記ホスホン酸誘導体で表面処理して得られる。
前記表面処理の方法としては、例えば、必要に応じて溶剤と共に、前記二酸化チタンを、ホスホン酸誘導体と共に浸漬する方法が挙げられる。この際、前記二酸化チタンは、表面処理する前に乾燥することが好ましく、80℃以上150℃以下の範囲で、1時間以上1週間以下乾燥することで、好適に表面処理が可能となる。
前記溶剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール(IPA)、テトラヒドロフラン(THF)などが挙げられる。
次に、前記二酸化チタンを、ホスホン酸誘導体と共に浸漬した後、減圧乾燥機等の乾燥工程により溶剤を除去する。
なお、前記乾燥工程の前に遠心分離等によって、前記二酸化チタンと溶剤を分離することで乾燥工程を短縮することが可能である。その後、加熱工程を行うことで前記二酸化チタンとホスホン酸の脱水縮合反応による表面処理が完了する。前記加熱工程としては、120℃以上150℃以下で1時間以上2日間以下加熱することが好ましい。
Titanium dioxide having a group composed of the phosphonic acid derivative on the surface is obtained by surface-treating titanium dioxide with the phosphonic acid derivative.
Examples of the surface treatment method include a method of immersing the titanium dioxide together with a phosphonic acid derivative together with a solvent as necessary. At this time, the titanium dioxide is preferably dried before the surface treatment, and the surface treatment can be suitably performed by drying in the range of 80 ° C. to 150 ° C. for 1 hour to 1 week.
There is no restriction | limiting in particular as said solvent, According to the objective, it can select suitably, For example, methanol, ethanol, isopropyl alcohol (IPA), tetrahydrofuran (THF) etc. are mentioned.
Next, after immersing the titanium dioxide together with the phosphonic acid derivative, the solvent is removed by a drying process such as a vacuum dryer.
In addition, it is possible to shorten a drying process by isolate | separating the said titanium dioxide and a solvent by centrifugation etc. before the said drying process. Then, the surface treatment by the dehydration condensation reaction of the said titanium dioxide and phosphonic acid is completed by performing a heating process. As said heating process, it is preferable to heat at 120 degreeC or more and 150 degrees C or less for 1 hour or more and 2 days or less.

前記ホスホン酸誘導体は、株式会社同仁化学研究所にて製造され、和光純薬工業株式会社にて市販品の購入が可能である。
また、親水性のホスホン酸誘導体及び疎水性のホスホン酸誘導体で表面処理された二酸化チタンの疎水化度を制御すると、分散液中で二酸化チタンが沈降しにくくなり、また、沈降しても容易に再分散することが可能になる。
The phosphonic acid derivative is manufactured by Dojindo Laboratories Co., Ltd., and commercially available products can be purchased from Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
In addition, if the degree of hydrophobicity of titanium dioxide surface-treated with a hydrophilic phosphonic acid derivative and a hydrophobic phosphonic acid derivative is controlled, the titanium dioxide is less likely to settle in the dispersion and can be easily precipitated. It becomes possible to redistribute.

前記親水性のホスホン酸誘導体、及び疎水性のホスホン酸誘導体で表面処理された二酸化チタンは、前記構造式(HH−1)〜(HH−4)で表される親水性のホスホン酸誘導体からなる基から選択される少なくとも1種、及び前記構造式(LL−1)〜(LL−4)で表される疎水性のホスホン酸誘導体からなる基から選択される少なくとも1種、の少なくともいずれかを有することが、耐沈降性、再分散性と画像隠蔽性を両立する点から好ましい。   Titanium dioxide surface-treated with the hydrophilic phosphonic acid derivative and the hydrophobic phosphonic acid derivative comprises the hydrophilic phosphonic acid derivatives represented by the structural formulas (HH-1) to (HH-4). At least one selected from the group and at least one selected from the group consisting of the hydrophobic phosphonic acid derivatives represented by the structural formulas (LL-1) to (LL-4). It is preferable from the viewpoint of achieving both sedimentation resistance, redispersibility and image hiding properties.

−−親水性のホスホン酸誘導体からなる基−−
前記親水性のホスホン酸誘導体からなる基としては、例えば、下記構造式(HH−1)〜(HH−5)で表される基などが挙げられる。これらの中でも、下記構造式(HH−1)〜(HH−4)で表される基から選択される少なくとも1種であることが好ましい。
--Group consisting of hydrophilic phosphonic acid derivative--
Examples of the group consisting of the hydrophilic phosphonic acid derivative include groups represented by the following structural formulas (HH-1) to (HH-5). Among these, at least one selected from groups represented by the following structural formulas (HH-1) to (HH-4) is preferable.

<HH−1>
<HH-1>

<HH−2>
<HH-2>

<HH−3>
<HH-3>

<HH−4>
<HH-4>

<HH−5>
<HH-5>

−−疎水性のホスホン酸誘導体からなる基−−
前記疎水性のホスホン酸誘導体からなる基としては、例えば、下記構造式(LL−1)〜(LL−5)で表される基などが挙げられる。これらの中でも、下記構造式(LL−1)〜(LL−4)から選択される少なくとも1種であることが好ましい。
--Group consisting of hydrophobic phosphonic acid derivative--
Examples of the group comprising the hydrophobic phosphonic acid derivative include groups represented by the following structural formulas (LL-1) to (LL-5). Among these, at least one selected from the following structural formulas (LL-1) to (LL-4) is preferable.

<LL−1>
<LL-1>

<LL−2>
<LL-2>

<LL−3>
<LL-3>

<LL−4>
<LL-4>

<LL−5>
<LL-5>

前記親水性のホスホン酸誘導体からなる基及び疎水性のホスホン酸誘導体からなる基を表面に有する二酸化チタンの疎水化度HH1と、
前記親水性のホスホン酸誘導体からなる基を表面に有し、前記疎水性のホスホン酸誘導体からなる基を表面に有さない二酸化チタンの疎水化度HH2と、
前記疎水性のホスホン酸誘導体からなる基を表面に有し、前記親水性のホスホン酸誘導体からなる基を表面に有さない二酸化チタンの疎水化度HH3とが、次式、HH2<HH1<HH3を満たすことが好ましい。
これにより、二酸化チタンの表面が適度な親水性及び疎水性をバランスよく有することができる。
Hydrophobicity HH1 of titanium dioxide having a group consisting of the hydrophilic phosphonic acid derivative and a group consisting of a hydrophobic phosphonic acid derivative on the surface;
Hydrophobic degree HH2 of titanium dioxide having a group consisting of the hydrophilic phosphonic acid derivative on the surface and not having a group consisting of the hydrophobic phosphonic acid derivative on the surface;
The degree of hydrophobicity HH3 of titanium dioxide having a group composed of the hydrophobic phosphonic acid derivative on the surface and not having a group composed of the hydrophilic phosphonic acid derivative on the surface is expressed by the following formula: HH2 <HH1 <HH3 It is preferable to satisfy.
Thereby, the surface of titanium dioxide can have moderate hydrophilicity and hydrophobicity in good balance.

前記二酸化チタンの疎水化度(%)は、水−メタノールの体積比を変えて調製した各溶媒に対する二酸化チタンの浮遊割合を測定する方法で求めることができ、例えば、粉体濡れ性試験機(WET−101P、レスカ社製)などを用いて測定することができる。   The hydrophobization degree (%) of the titanium dioxide can be determined by a method of measuring the floating ratio of titanium dioxide with respect to each solvent prepared by changing the volume ratio of water-methanol. For example, a powder wettability tester ( WET-101P (manufactured by Reska) can be used.

前記ホスホン酸誘導体からなる基は、ホスホン酸部分にて二酸化チタン表面と共有結合している。
ここで、前記ホスホン酸誘導体からなる基の確認は、表面処理された二酸化チタンを分離、洗浄することで混合物を取り除いた後、加水分解により遊離生成したホスホン酸誘導体を顕微FT−IR、NMR、GC−MS、LCD−MSなど各種分析機器の組合せを用いて同定することにより、行うことが可能である。
The group consisting of the phosphonic acid derivative is covalently bonded to the titanium dioxide surface at the phosphonic acid moiety.
Here, the confirmation of the group consisting of the phosphonic acid derivative was carried out by separating and washing the surface-treated titanium dioxide, removing the mixture, and then subjecting the phosphonic acid derivative liberated by hydrolysis to microscopic FT-IR, NMR, The identification can be performed by using a combination of various analytical instruments such as GC-MS and LCD-MS.

以下、表面処理された二酸化チタンのホスホン酸誘導体の同定方法について説明する。
まず、インクの遠心分離により、表面処理された二酸化チタン粒子をインク中の他の成分から分離する。
次に、エタノール等の溶媒で二酸化チタンを洗浄後、溶媒を常温で減圧乾燥する。
次に、乾燥した表面処理二酸化チタンのホスホン酸誘導体エステルをpHが12以上13以下のアルカリで加水分解後、遠心分離により二酸化チタン粒子を分離し、表面処理された二酸化チタンから遊離したホスホン酸誘導体を含む溶液を回収する。使用する溶媒として水、メタノール、水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)などの単独、又はこれらの混合溶媒を用いることができる。
次に、得られた溶液を分子量に応じてGC−MS、LC−MSで分析すれば、ホスホン酸誘導体の混合物か単体かを判別できる。また、MSフラクションライブラリ比較より、ホスホン酸誘導体の種類を同定できる。
Hereinafter, a method for identifying the surface-treated titanium dioxide phosphonic acid derivative will be described.
First, the surface-treated titanium dioxide particles are separated from other components in the ink by ink centrifugation.
Next, after washing titanium dioxide with a solvent such as ethanol, the solvent is dried under reduced pressure at room temperature.
Next, the phosphonic acid derivative ester of the dried surface-treated titanium dioxide is hydrolyzed with an alkali having a pH of 12 or more and 13 or less, and then the titanium dioxide particles are separated by centrifugation, and the phosphonic acid derivative released from the surface-treated titanium dioxide. The solution containing is recovered. As a solvent to be used, water, methanol, tetramethylammonium hydroxide (TMAH) or the like alone or a mixed solvent thereof can be used.
Next, if the obtained solution is analyzed by GC-MS or LC-MS according to the molecular weight, it can be discriminated whether it is a mixture of phosphonic acid derivatives or a simple substance. Moreover, the kind of phosphonic acid derivative can be identified from MS fraction library comparison.

<水>
前記水としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、イオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、蒸留水等の純水;超純水などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記水の含有量としては、インク全量に対して、15質量%以上60質量%以下が好ましく、25質量%以上50質量%以下がより好ましい。
<Water>
There is no restriction | limiting in particular as said water, According to the objective, it can select suitably, For example, pure water, such as ion-exchange water, ultrafiltration water, reverse osmosis water, distilled water; Ultrapure water etc. are mentioned. . These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
The water content is preferably 15% by mass or more and 60% by mass or less, and more preferably 25% by mass or more and 50% by mass or less, based on the total amount of the ink.

<水溶性有機溶剤>
前記水溶性有機溶剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、3−メチル−1,3−ブタンジオール、3−メトキシ−1−ブタノール、3−メトキシ−3−メチル−1−ブタノール、3−エチル−3−ヒドロキシメチルオキセタン、2−ピロリドン、グリセリンなどが挙げられる。
これらの中でも、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、3−メチル−1,3−ブタンジオール、3−メトキシ−1−ブタノール、3−メトキシ−3−メチル−1−ブタノールが好ましい。
前記水溶性有機溶剤の含有量としては、インク全量に対して、10質量%以上70質量%以下が好ましく、20質量%以上60質量%以下がより好ましい。
<Water-soluble organic solvent>
The water-soluble organic solvent is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,2-butanediol, 1,3 -Butanediol, 3-methyl-1,3-butanediol, 3-methoxy-1-butanol, 3-methoxy-3-methyl-1-butanol, 3-ethyl-3-hydroxymethyloxetane, 2-pyrrolidone, glycerin Etc.
Among these, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,2-butanediol, 1,3-butanediol, 3-methyl-1,3-butanediol, 3-methoxy-1-butanol 3-methoxy-3-methyl-1-butanol is preferred.
The content of the water-soluble organic solvent is preferably 10% by mass or more and 70% by mass or less, and more preferably 20% by mass or more and 60% by mass or less with respect to the total amount of the ink.

<その他の成分>
前記その他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、分散剤、界面活性剤、樹脂エマルション、浸透剤、pH調整剤、防腐防黴剤などが挙げられる。
<Other ingredients>
There is no restriction | limiting in particular as said other component, According to the objective, it can select suitably, For example, a dispersing agent, surfactant, resin emulsion, a penetrating agent, a pH adjuster, antiseptic / antifungal agent etc. are mentioned. .

−分散剤−
前記分散剤としては、顔料分散液を調製するのに慣用されている分散剤を使用することができる。
前記分散剤の市販品としては、例えば、DISPERBYK−180、DISPERBYK−190、DISPERBYK−198、DISPERBYK−2010、DISPERBYK−2012、DISPERBYK−2015(いずれも、ビックケミー社製)が好適に挙げられる。これらの中でも、DISPERBYK−190がより好ましい。
-Dispersant-
As the dispersant, a dispersant conventionally used for preparing a pigment dispersion can be used.
Preferred examples of the commercially available dispersant include DISPERBYK-180, DISPERBYK-190, DISPERBYK-198, DISPERBYK-2010, DISPERBYK-2012, and DISPERBYK-2015 (all manufactured by BYK Chemie). Among these, DISPERBYK-190 is more preferable.

−界面活性剤−
前記界面活性剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、レベリング性がよく、濡れ性を向上させる点から、シリコーン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤が好適であり、フッ素系界面活性剤が特に好ましい。これらは普通紙にも印字可能なインクとして共通化する場合には必須である。
また、プラスチック表面シートに印字する際にも、界面活性剤で表面張力を低くしておくと、媒体面への濡れ性、レベリング性が向上し、乾燥性、画質均一性に良好な影響を与える。
-Surfactant-
The surfactant is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. However, silicone surfactants and fluorosurfactants are preferred from the viewpoint of good leveling and improved wettability. And a fluorine-based surfactant is particularly preferable. These are indispensable when they are used in common as ink that can be printed on plain paper.
Also, when printing on plastic surface sheets, keeping the surface tension low with a surfactant improves wettability and leveling on the media surface, and has a positive effect on drying and image quality uniformity. .

前記フッ素系界面活性剤としては、例えば、パーフルオロアルキルスルホン酸化合物、パーフルオロアルキルカルボン化合物、パーフルオロアルキルリン酸エステル化合物、パーフルオロアルキルエチレンオキサイド付加物、パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー化合物などが挙げられる。これらの中でも、パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー化合物は起泡性が少なく、近年問題視されているフッ素化合物の生体蓄積性についても低く安全性の高いものであり、特に好ましい。   Examples of the fluorosurfactant include a perfluoroalkyl sulfonic acid compound, a perfluoroalkyl carboxylic compound, a perfluoroalkyl phosphate compound, a perfluoroalkyl ethylene oxide adduct, and a perfluoroalkyl ether group in the side chain. Examples include polyoxyalkylene ether polymer compounds. Among these, the polyoxyalkylene ether polymer compound having a perfluoroalkyl ether group in the side chain has a low foaming property, and the bioaccumulation property of a fluorine compound that has been regarded as a problem in recent years is low and highly safe. Particularly preferred.

前記パーフルオロアルキルスルホン酸化合物としては、例えば、パーフルオロアルキルスルホン酸、パーフルオロアルキルスルホン酸塩などが挙げられる。
前記パーフルオロアルキルカルボン化合物としては、例えば、パーフルオロアルキルカルボン酸、パーフルオロアルキルカルボン酸塩などが挙げられる。
前記パーフルオロアルキルリン酸エステル化合物としては、例えば、パーフルオロアルキルリン酸エステル、パーフルオロアルキルリン酸エステルの塩などが挙げられる。
前記パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー化合物としては、パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー、パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマーの硫酸エステル塩、パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマーの塩などが挙げられる。
これらフッ素系界面活性剤における塩の対イオンとしては、例えば、Li、Na、K、NH、NHCHCHOH、NH(CHCHOH)、NH(CHCHOH)、などが挙げられる。
Examples of the perfluoroalkyl sulfonic acid compound include perfluoroalkyl sulfonic acid and perfluoroalkyl sulfonate.
Examples of the perfluoroalkyl carboxylic compounds include perfluoroalkyl carboxylic acids and perfluoroalkyl carboxylic acid salts.
Examples of the perfluoroalkyl phosphate compound include perfluoroalkyl phosphate esters and perfluoroalkyl phosphate salts.
The polyoxyalkylene ether polymer compound having a perfluoroalkyl ether group in the side chain includes a polyoxyalkylene ether polymer having a perfluoroalkyl ether group in the side chain, and a polyoxyalkylene ether having a perfluoroalkyl ether group in the side chain. Examples thereof include a sulfate salt of a polymer and a salt of a polyoxyalkylene ether polymer having a perfluoroalkyl ether group in the side chain.
Examples of the salt counter ion in these fluorosurfactants include Li, Na, K, NH 4 , NH 3 CH 2 CH 2 OH, NH 2 (CH 2 CH 2 OH) 2 , NH (CH 2 CH 2 OH) 3 and the like.

前記フッ素系界面活性剤としては、適宜合成したものを使用してもよいし、市販品を使用してもよい。前記市販品としては、例えば、サーフロンS−111、S−112、S−113、S−121、S−131、S−132、S−141、S−145(いずれも、旭硝子株式会社製)、フルラードFC−93、FC−95、FC−98、FC−129、FC−135、FC−170C、FC−430、FC−431(いずれも、住友スリーエム株式会社製)、メガファックF−470、F1405、F−474(いずれも、DIC株式会社製)、Zonyl TBS、FSP、FSA、FSN−100、FSN、FSO−100、FSO、FS−300、UR(いずれも、DuPont社製)、FT−110、FT−250、FT−251、FT−400S、FT−150、FT−400SW(いずれも、株式会社ネオス製)、PF−151N(オムノバ社製)などが挙げられる。
これらの中でも、良好な印字品質、特に発色性、紙に対する均染性が著しく向上する点から、株式会社ネオス製のFT−110、FT−250、FT−251、FT−400S、FT−150、FT−400SW及びオムノバ社製のPF−151Nが特に好ましい。
As said fluorosurfactant, what was synthesize | combined suitably may be used and a commercial item may be used. Examples of the commercially available products include Surflon S-111, S-112, S-113, S-121, S-131, S-132, S-141, and S-145 (all manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), Fullrad FC-93, FC-95, FC-98, FC-129, FC-135, FC-170C, FC-430, FC-431 (all manufactured by Sumitomo 3M Limited), MegaFuck F-470, F1405 , F-474 (all manufactured by DIC Corporation), Zonyl TBS, FSP, FSA, FSN-100, FSN, FSO-100, FSO, FS-300, UR (all manufactured by DuPont), FT-110 , FT-250, FT-251, FT-400S, FT-150, FT-400SW (all manufactured by Neos Corporation), PF-151N ( Omninova).
Among these, FT-110, FT-250, FT-251, FT-400S, FT-150, manufactured by Neos Co., Ltd., from the point that good print quality, particularly color developability, and leveling on paper are significantly improved. FT-400SW and OM-nova PF-151N are particularly preferred.

前記シリコーン系界面活性剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、側鎖変性ポリジメチルシロキサン、両末端変性ポリジメチルシロキサン、片末端変性ポリジメチルシロキサン、側鎖両末端変性ポリジメチルシロキサンなどが挙げられる。
前記変性基としては、ポリオキシエチレン基、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン基が用いられているものが水系界面活性剤として良好な性質を示す。
The silicone surfactant is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include side chain modified polydimethylsiloxane, both terminal modified polydimethylsiloxane, one terminal modified polydimethylsiloxane, and side chain. Examples thereof include polydimethylsiloxane modified at both ends.
As the modifying group, those using a polyoxyethylene group or a polyoxyethylene polyoxypropylene group exhibit good properties as an aqueous surfactant.

このような界面活性剤としては、市販品としてビックケミー株式会社、信越シリコーン株式会社、東レ・ダウコーニング株式会社などから容易に入手できる。
前記ポリエーテル変性シリコーン系界面活性剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリアルキレンオキシド構造をジメチルポリシロキサンのSi部側鎖に導入した化合物などが挙げられる。
前記ポリエーテル変性シリコーン化合物としては、市販品を用いることができ、例えば、KF−618、KF−642、KF−643(いずれも、信越化学工業株式会社製)、BYK−347、BYK−348、BYK−UV3500、3510、3530、3570(ビックケミー・ジャパン株式会社製)などが挙げられる。
Such a surfactant can be easily obtained as a commercial product from Big Chemie, Shin-Etsu Silicone, Toray Dow Corning, or the like.
The polyether-modified silicone surfactant is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include compounds in which a polyalkylene oxide structure is introduced into the side chain of the dimethylpolysiloxane Si part. It is done.
Commercially available products can be used as the polyether-modified silicone compound, such as KF-618, KF-642, KF-643 (all manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), BYK-347, BYK-348, BYK-UV3500, 3510, 3530, 3570 (by Big Chemie Japan Co., Ltd.) and the like can be mentioned.

前記フッ素系界面活性剤、及びシリコーン系界面活性剤以外にも、アニオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、両性界面活性剤、アセチレングリコール系界面活性剤などを用いることができる。
前記アセチレングリコール系界面活性剤としては、例えば、2,4,7,9−テトラメチル−5−デシン−4,7−ジオール、3,6−ジメチル−4−オクチン−3,6−ジオール、3,5−ジメチル−1−ヘキシン−3−オールなどが挙げられる。
前記アセチレングリコール系界面活性剤は、市販品として、例えば、エアープロダクツ社(米国)製のサーフィノール104、82、465、485、TG、などが挙げられる。
前記界面活性剤は、これらに限定されるものではなく、1種単独で用いても、複数のものを混合して用いてもよい。1種単独ではインク中で容易に溶解しない場合も、混合することで可溶化され、安定に存在することができる。
これらの界面活性剤の中でも、シリコーン系界面活性剤が好ましく、ポリエーテル変性シリコーン化合物を含有するノニオン系のシリコーン系界面活性剤がより好ましい。
In addition to the fluorine-based surfactant and the silicone-based surfactant, anionic surfactants, nonionic surfactants, amphoteric surfactants, acetylene glycol surfactants, and the like can be used.
Examples of the acetylene glycol surfactant include 2,4,7,9-tetramethyl-5-decyne-4,7-diol, 3,6-dimethyl-4-octyne-3,6-diol, , 5-dimethyl-1-hexyn-3-ol and the like.
Examples of commercially available acetylene glycol surfactants include Surfynol 104, 82, 465, 485, and TG manufactured by Air Products (USA).
The said surfactant is not limited to these, You may use individually by 1 type, or may mix and use multiple things. Even if one kind alone does not dissolve easily in ink, it can be solubilized by mixing and can exist stably.
Among these surfactants, a silicone surfactant is preferable, and a nonionic silicone surfactant containing a polyether-modified silicone compound is more preferable.

(インク用分散液)
本発明のインク用分散液は、二酸化チタン及び水溶性有機溶剤を含有し、更に必要に応じて水、その他の成分を含有する。
(Ink dispersion)
The ink dispersion of the present invention contains titanium dioxide and a water-soluble organic solvent, and further contains water and other components as necessary.

<二酸化チタン>
前記二酸化チタンとしては、本発明のインクの前記二酸化チタンが用いられる。
前記二酸化チタンの含有量としては、インク用分散液全量に対して、1質量%以上50質量%以下が好ましく、5質量%以上40質量%以下がより好ましい。
<Titanium dioxide>
As the titanium dioxide, the titanium dioxide of the ink of the present invention is used.
The content of the titanium dioxide is preferably 1% by mass or more and 50% by mass or less, and more preferably 5% by mass or more and 40% by mass or less with respect to the total amount of the ink dispersion.

<水溶性有機溶剤>
前記水溶性有機溶剤としては、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、3−メチル−1,3−ブタンジオール、3−メトキシ−1−ブタノール、3−メトキシ−3−メチル−1−ブタノールから選択される少なくとも1種が用いられる。
前記水溶性有機溶剤の含有量としては、インク用分散液全量に対して、1質量%以上99質量%以下が好ましく、5質量%以上70質量%以下がより好ましい。
<Water-soluble organic solvent>
Examples of the water-soluble organic solvent include 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,2-butanediol, 1,3-butanediol, 3-methyl-1,3-butanediol, and 3-methoxy. At least one selected from -1-butanol and 3-methoxy-3-methyl-1-butanol is used.
The content of the water-soluble organic solvent is preferably 1% by mass or more and 99% by mass or less, and more preferably 5% by mass or more and 70% by mass or less with respect to the total amount of the ink dispersion.

<水>
前記水としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、イオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、蒸留水等の純水;超純水などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記水の含有量としては、インク用分散液全量に対して、0質量%以上98質量%以下が好ましく、5質量%以上90質量%以下がより好ましい。
<Water>
There is no restriction | limiting in particular as said water, According to the objective, it can select suitably, For example, pure water, such as ion-exchange water, ultrafiltration water, reverse osmosis water, distilled water; Ultrapure water etc. are mentioned. . These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
The content of the water is preferably 0% by mass or more and 98% by mass or less, and more preferably 5% by mass or more and 90% by mass or less with respect to the total amount of the dispersion liquid for ink.

<その他の成分>
前記その他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記界面活性剤、前記分散剤などが挙げられる。
前記インク用分散液は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、後述するインクの製造方法の分散工程と同様にして製造することができる。
<Other ingredients>
There is no restriction | limiting in particular as said other component, According to the objective, it can select suitably, For example, the said surfactant, the said dispersing agent, etc. are mentioned.
The ink dispersion liquid is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. However, it can be produced in the same manner as the dispersion step of the ink production method described later.

(インクの製造方法)
本発明のインクの製造方法は、表面処理工程と、分散工程と、を少なくとも含み、インク調製工程を含むことが好ましく、更に必要に応じてその他の工程を含む。
(Ink production method)
The ink production method of the present invention includes at least a surface treatment step and a dispersion step, preferably includes an ink preparation step, and further includes other steps as necessary.

<表面処理工程>
前記表面処理工程は、二酸化チタンを、ホスホン酸誘導体で表面処理する工程である。
前記ホスホン酸誘導体としては、前記インクと同様のものを用いることができる。前記ホスホン酸誘導体としては、親水性のホスホン酸誘導体及び疎水性のホスホン酸誘導体の少なくともいずれかであることが好ましく、親水性のホスホン酸誘導体及び疎水性のホスホン酸誘導体の両方であることがより好ましい。
<Surface treatment process>
The surface treatment step is a step of surface-treating titanium dioxide with a phosphonic acid derivative.
As the phosphonic acid derivative, those similar to the ink can be used. The phosphonic acid derivative is preferably at least one of a hydrophilic phosphonic acid derivative and a hydrophobic phosphonic acid derivative, more preferably both a hydrophilic phosphonic acid derivative and a hydrophobic phosphonic acid derivative. preferable.

<分散工程>
前記分散工程は、表面処理された二酸化チタンを、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、3−メチル−1,3−ブタンジオール、3−メトキシ−1−ブタノール、3−メトキシ−3−メチル−1−ブタノールから選択される少なくとも1種の水溶性有機溶剤及び水を含有する分散媒で分散する工程である。
前記分散は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、サンドミル、ホモジナイザー、ボールミル、ビーズミル、ペイントシェイカー、超音波分散機等を用いて行うことができる。
<Dispersing process>
In the dispersing step, the surface-treated titanium dioxide is converted into 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,2-butanediol, 1,3-butanediol, 3-methyl-1,3-butane. It is a step of dispersing with a dispersion medium containing at least one water-soluble organic solvent selected from diol, 3-methoxy-1-butanol, and 3-methoxy-3-methyl-1-butanol and water.
The dispersion is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. For example, the dispersion can be performed using a sand mill, a homogenizer, a ball mill, a bead mill, a paint shaker, an ultrasonic disperser, or the like.

<インク調製工程>
前記分散工程で作製された前記二酸化チタン分散液、水溶性有機溶剤及び水を含有するインク用分散液に、更に必要に応じて溶媒、樹脂エマルション、浸透剤、pH調整剤、防腐防黴剤などを加えて、攪拌混合することで、インクを製造することができる。
前記攪拌混合は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、攪拌羽を用いた攪拌機、マグネチックスターラー、高速の分散機などで行うことができる。
<Ink preparation process>
In addition to the titanium dioxide dispersion prepared in the dispersion step, a water-soluble organic solvent, and an ink dispersion containing water, if necessary, a solvent, a resin emulsion, a penetrant, a pH adjuster, an antiseptic / antifungal agent, etc. Ink can be manufactured by adding and stirring and mixing.
There is no restriction | limiting in particular in the said stirring mixing, According to the objective, it can select suitably, For example, it can carry out with the stirrer using a stirring blade, a magnetic stirrer, a high-speed disperser etc.

−インクの物性等−
前記インクの物性としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、粘度、表面張力は以下の範囲であることが好ましい。
前記インクの25℃での粘度は、2mPa・s以上25mPa・s以下が好ましく、2mPa・s以上20mPa・s以下がより好ましく、10mPa・s以上12mPa・s以下が更に好ましい。前記インクの粘度を2mPa・s以上とすることによって、インクの吐出時の残留振動が起こりにくくなる効果があり、駆動波形による吐出後の振動抑制を行いやすくでき、短時間で次の吐出ができるようになるため高速印字に適するようになる。一方、前記インクの粘度を20mPa・s以下に抑えることで、吐出性を安定しやすくなる。
ここで、前記粘度は、例えば、R型回転粘度計(RE550L、東機産業株式会社製)を用いて、25℃で測定することができる。
-Physical properties of ink-
The physical properties of the ink are not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, the viscosity and surface tension are preferably in the following ranges.
The viscosity at 25 ° C. of the ink is preferably 2 mPa · s or more and 25 mPa · s or less, more preferably 2 mPa · s or more and 20 mPa · s or less, and further preferably 10 mPa · s or more and 12 mPa · s or less. By setting the viscosity of the ink to 2 mPa · s or more, there is an effect that residual vibration is less likely to occur at the time of ink discharge, vibration after the discharge by the drive waveform can be easily suppressed, and the next discharge can be performed in a short time. This makes it suitable for high-speed printing. On the other hand, by suppressing the viscosity of the ink to 20 mPa · s or less, it becomes easy to stabilize the ejection performance.
Here, the viscosity can be measured at 25 ° C. using, for example, an R-type rotational viscometer (RE550L, manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.).

前記インクの表面張力は、25℃で、30mN/m以下が好ましく、28mN/m以下がより好ましい。前記インクの表面張力を30mN/m以下にすると、浸透性がよくなり、ビーディングが低減するので、普通紙印字での乾燥性が良好となる。また、前処理層に濡れ易くなるので、発色性がよくなる。一方、前記インクの表面張力が30mN/mを超えると、記録用メディア上でのインクのレベリングが起こり難く、乾燥時間の長時間化(乾燥性が悪くなる)を招くことがある。   The surface tension of the ink is preferably 30 mN / m or less, more preferably 28 mN / m or less at 25 ° C. When the surface tension of the ink is 30 mN / m or less, the permeability is improved and the beading is reduced, so that the drying property for printing on plain paper is improved. Moreover, since it becomes easy to get wet with a pretreatment layer, color developability improves. On the other hand, if the surface tension of the ink exceeds 30 mN / m, leveling of the ink on the recording medium is difficult to occur, and the drying time may be prolonged (drying property is deteriorated).

本発明のインクは、黒色等の明度の低い基材、透明基材などの種々の表面に、十分な白色度を有し視認性の高い記録を行うことができるので、プラスチック製品等の工業製品へのマーキング用等として有用である。
また、前記インクは、着色剤である二酸化チタンが沈降しにくく、また、沈降しても容易に再分散が可能であるので、インクジェット記録用インク、塗料等の各種用途に好適に用いることができる。
Since the ink of the present invention can perform recording with sufficient whiteness and high visibility on various surfaces such as low brightness substrates such as black and transparent substrates, industrial products such as plastic products It is useful for marking on
In addition, since the titanium dioxide, which is a colorant, does not easily settle and can be easily redispersed even when the ink is settled, the ink can be suitably used for various applications such as ink for ink jet recording and paint. .

(インク収容容器)
本発明のインク収容容器は、本発明の前記インクと、容器とを備え、更に必要に応じて、インク袋等のその他の部材を備えている。これにより、インク交換などの作業において、インクに直接触れる必要がなく、手指や着衣の汚れなどの心配がなく、またインクへのごみ等の異物混入を防止できる。
(Ink container)
The ink container of the present invention includes the ink of the present invention and a container, and further includes other members such as an ink bag as necessary. Accordingly, it is not necessary to directly touch the ink in operations such as ink replacement, there is no concern about dirt on fingers and clothes, and foreign matters such as dust can be prevented from being mixed into the ink.

前記インク収容容器としては、例えば、インクカートリッジ、インクタンクなどが挙げられる。
前記容器としては、特に制限はなく、目的に応じてその形状、構造、大きさ、材質等を適宜選択することができ、例えば、アルミニウムラミネートフィルム、樹脂フィルム等で形成されたインク袋などを有するものなどが好適である。
Examples of the ink container include an ink cartridge and an ink tank.
There is no restriction | limiting in particular as said container, The shape, a structure, a magnitude | size, a material, etc. can be suitably selected according to the objective, For example, it has an ink bag etc. which were formed with the aluminum laminate film, the resin film, etc. A thing etc. are suitable.

前記インク収容容器について、図1及び図2を参照して説明する。図1はインク収容容器のインク袋241の一例を示す概略図であり、図2は図1のインク袋241をカートリッジケース244内に収容したインク収容容器200を示す概略図である。
図1に示すように、インク注入口242からインクをインク袋241内に充填し、該インク袋中に残った空気を排気した後、該インク注入口242を融着により閉じる。使用時には、ゴム部材からなるインク排出口243に装置本体の針を刺して装置に供給する。インク袋241は、透気性のないアルミニウムラミネートフィルム等の包装部材により形成する。そして、図2に示すように、通常、プラスチック製のカートリッジケース244内に収容し、インク収容容器200としてインクジェット吐出装置に着脱可能に装着して用いる。
前記インク収容容器は、インクジェット吐出装置に着脱可能とすることが好ましい。これにより、インクの補充や交換を簡素化でき作業性を向上させることができる。
The ink container will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of an ink bag 241 of an ink container, and FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an ink container 200 in which the ink bag 241 of FIG. 1 is stored in a cartridge case 244.
As shown in FIG. 1, after filling ink into the ink bag 241 from the ink inlet 242 and exhausting the air remaining in the ink bag, the ink inlet 242 is closed by fusion. In use, the needle of the apparatus main body is pierced into the ink discharge port 243 made of a rubber member and supplied to the apparatus. The ink bag 241 is formed of a packaging member such as a non-permeable aluminum laminate film. As shown in FIG. 2, the ink container 200 is usually housed in a plastic cartridge case 244 and detachably attached to the ink jet discharge apparatus as the ink container 200.
The ink container is preferably detachable from the ink jet discharge device. Thereby, replenishment and replacement of ink can be simplified and workability can be improved.

(インクジェット吐出装置)
本発明のインクジェット吐出装置は、本発明の前記インク収容容器を有し、インク吐出手段を有することが好ましく、更に必要に応じてその他の手段を有してなる。
(Inkjet ejection device)
The inkjet discharge apparatus of the present invention includes the ink container of the present invention, preferably includes an ink discharge unit, and further includes other units as necessary.

<インク吐出手段>
前記インク吐出手段は、インクをインクジェット記録方式により基材の表面に吐出させる手段である。
前記インク吐出手段としては、例えば、連続噴射型、オンデマンド型などが挙げられる。
前記オンデマンド型としては、例えば、ピエゾ方式、サーマル方式又は静電方式、などが挙げられる。
前記吐出させるインクの液滴は、その大きさとしては、例えば、3pL以上40pL以下とするのが好ましく、その吐出噴射の速さとしては5m/s以上20m/s以下とするのが好ましく、その駆動周波数としては1kHz以上とするのが好ましく、その解像度としては300dpi以上とするのが好ましい。
<Ink ejection means>
The ink discharge means is means for discharging ink onto the surface of the substrate by an ink jet recording method.
Examples of the ink ejection unit include a continuous ejection type and an on-demand type.
Examples of the on-demand type include a piezo method, a thermal method, and an electrostatic method.
The size of the ejected ink droplet is preferably, for example, 3 pL or more and 40 pL or less, and the ejection speed is preferably 5 m / s or more and 20 m / s or less. The driving frequency is preferably 1 kHz or higher, and the resolution is preferably 300 dpi or higher.

−基材−
前記基材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、紙、プラスチック、金属、セラミック、ガラス又はこれらの複合材料などが挙げられる。
これらの中でも、本発明のインクとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ABS樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ビニル系材料、又はこれらを複合した材料からなるプラスチックフィルムやプラスチック成型物がより好ましい。
-Base material-
There is no restriction | limiting in particular as said base material, According to the objective, it can select suitably, For example, paper, a plastics, a metal, a ceramic, glass, or these composite materials etc. are mentioned.
Among these, the ink of the present invention is made of polyethylene, polypropylene, polyethylene terephthalate, polycarbonate, ABS resin, polyvinyl chloride, polystyrene, acrylic resin, polyester resin, polyamide resin, vinyl-based material, or a composite material thereof. A plastic film or a plastic molding is more preferable.

<その他の手段>
前記その他の手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、乾燥手段、搬送手段、制御手段などが挙げられる。
<Other means>
There is no restriction | limiting in particular as said other means, According to the objective, it can select suitably, For example, a drying means, a conveyance means, a control means, etc. are mentioned.

次に、図3〜図5を参照して、本発明のインクジェット吐出装置についてより詳細に説明する。
図3に示したインクジェット記録装置は、装置本体101と、装置本体101に装着した用紙を装填するための給紙トレイ102と装置本体101に装着され画像が記録(形成)された用紙をストックするための排紙トレイ103とを備えている。そして装置本体101の上カバー111の上面は略平坦な面であり,装置本体101の前カバーの前面112が上面に対して斜め後方に傾斜し、この傾斜した前面112の下方側に、前方(手前側)に突き出した排紙トレイ103及び給紙トレイ102を備えている。更に、前面112の端部側には、前面112から前方側に突き出し、上カバー111よりも低くなった箇所にインクカートリッジ装填部104を有し、このインクカートリッジ装填部104の上面に操作キーや表示器などの操作部105を配置している。このインクカートリッジ装填部104にはインクカートリッジの脱着を行うための開閉可能な前カバー115を有している。
Next, with reference to FIGS. 3 to 5, the ink jet discharge apparatus of the present invention will be described in more detail.
The ink jet recording apparatus shown in FIG. 3 stocks an apparatus main body 101, a paper feed tray 102 for loading paper mounted on the apparatus main body 101, and paper on which an image is recorded (formed) mounted on the apparatus main body 101. And a paper discharge tray 103. The upper surface of the upper cover 111 of the apparatus main body 101 is a substantially flat surface, and the front surface 112 of the front cover of the apparatus main body 101 is inclined obliquely rearward with respect to the upper surface. A paper discharge tray 103 and a paper feed tray 102 protruding toward the front side are provided. Further, an ink cartridge loading section 104 is provided on the end portion of the front surface 112 so as to protrude forward from the front surface 112 and lower than the upper cover 111. An operation key or the like is provided on the upper surface of the ink cartridge loading section 104. An operation unit 105 such as a display is arranged. The ink cartridge loading unit 104 has an openable / closable front cover 115 for attaching and detaching the ink cartridge.

装置本体101内には、図4及び図5に示すように、図示しない左右の側板に横架したガイド部材であるガイドロッド131とステー132とでキャリッジ133を主走査方向に摺動自在に保持し,図示しない主走査モーターによって、図5のキャリッジ走査方向に移動走査する。   As shown in FIGS. 4 and 5, in the apparatus main body 101, the carriage 133 is slidably held in the main scanning direction by a guide rod 131 and a stay 132 that are horizontally mounted on left and right side plates (not shown). Then, it is moved and scanned in the carriage scanning direction of FIG. 5 by a main scanning motor (not shown).

キャリッジ133にはイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色のインク滴を吐出する4個のインクジェットヘッドからなる記録ヘッド134を複数のインク吐出口を主走査方向と交差する方向に配列し,インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。
記録ヘッド134を構成するヘッドとしては、圧電素子などの圧電アクチュエーター、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いて液体の膜沸騰による相変化を利用するサーマルアクチュエーター、温度変化による金属相変化を用いる形状記憶合金アクチュエーター、静電力を用いる静電アクチュエーター等をインクを吐出するためのエネルギー発生手段として備えたものなどを使用できる。
On the carriage 133, a recording head 134 composed of four ink jet heads for ejecting ink droplets of yellow, cyan, magenta, and black is arranged with a plurality of ink ejection openings in a direction intersecting with the main scanning direction to eject ink droplets. Wearing the direction downward.
As a head constituting the recording head 134, a piezoelectric actuator such as a piezoelectric element, a thermal actuator that uses a phase change caused by film boiling of a liquid using an electrothermal transducer such as a heating resistor, and a metal phase change caused by a temperature change are used. A shape memory alloy actuator, an electrostatic actuator using an electrostatic force, or the like provided as energy generating means for discharging ink can be used.

インクジェットヘッドのインク吐出部であるノズル面には、吐出安定性、ワイピング性向上のため、Ni/PTFE共析、シリコーン樹脂、フッ素系撥水付与剤により形成された層が設けられている。本発明では、ノズル孔内壁の表面エネルギーを吐出液体によって規定するが、ノズル面の表面エネルギーもノズル孔内壁のそれと合わせるとより効果的となる。従って、ノズル孔内壁も必要に応じてノズル表面と同様な処理が行われている。   In order to improve ejection stability and wiping properties, a layer formed of Ni / PTFE eutectoid, silicone resin, and fluorine-based water repellency-imparting agent is provided on the nozzle surface that is the ink ejection portion of the inkjet head. In the present invention, the surface energy of the inner wall of the nozzle hole is defined by the discharged liquid, but the surface energy of the nozzle surface is more effective when combined with that of the inner wall of the nozzle hole. Therefore, the inner wall of the nozzle hole is subjected to the same treatment as the nozzle surface as necessary.

キャリッジ133には、記録ヘッド134に各色のインクを供給するための各色のサブタンク135を搭載している。このサブタンク135に、図示しないインク供給チューブを介して、インクカートリッジ装填部104に装填されたインクカートリッジからインクが補充供給される。一方、給紙トレイ103の用紙積載部(圧板)141上に積載した用紙142を給紙するための給紙部として、用紙積載部(圧板)141から用紙142を1枚ずつ分離給送する給紙コロ(半月コロ)143及び給紙コロ143に対向し、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド144を備え、この分離パッド144は給紙コロ143側に付勢されている。   The carriage 133 is equipped with a sub tank 135 for each color for supplying ink of each color to the recording head 134. Ink is replenished and supplied to the sub tank 135 from the ink cartridge loaded in the ink cartridge loading unit 104 via an ink supply tube (not shown). On the other hand, as a paper feeding unit for feeding the paper 142 stacked on the paper stacking unit (pressure plate) 141 of the paper feeding tray 103, the paper 142 is fed separately from the paper stacking unit (pressure plate) 141 one by one. A separation pad 144 made of a material having a large friction coefficient is provided facing the paper roller (half-moon roller) 143 and the paper feed roller 143, and the separation pad 144 is biased toward the paper feed roller 143 side.

そして、この給紙部から給紙された用紙142を記録ヘッド134の下方側で搬送するための搬送部として、用紙142を静電吸着して搬送するための搬送ベルト151と、給紙部からガイド145を介して送られる用紙142を搬送ベルト151との間で挟んで搬送するためのカウンターローラー152と、略鉛直上方に送られる用紙142を略90°方向転換させて搬送ベルト151上に倣わせるための搬送ガイド153と、押さえ部材154で搬送ベルト151側に付勢された先端加圧コロ155とを備えている。また、搬送ベルト151表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラー156を備えている。   As a transport unit for transporting the paper 142 fed from the paper feed unit on the lower side of the recording head 134, a transport belt 151 for electrostatically attracting and transporting the paper 142, and a paper feed unit A counter roller 152 for transporting the paper 142 fed through the guide 145 while sandwiching it between the transport belt 151 and the paper 142 fed substantially vertically upward are changed by approximately 90 ° and copied onto the transport belt 151. A conveyance guide 153 for adjusting the pressure and a tip pressure roller 155 urged toward the conveyance belt 151 by a pressing member 154. In addition, a charging roller 156 that is a charging unit for charging the surface of the conveyance belt 151 is provided.

ここで、搬送ベルト151は、無端状ベルトであり、搬送ローラー157とテンションローラー158との間に掛け渡されて、ベルト搬送方向に周回するように構成されている。この搬送ベルト151は、例えば、厚み40μm程度の、抵抗制御を行っていない純粋な樹脂材、例えば、ETFEピュア材で形成した用紙吸着面となる表層と、この表層と同材質でカーボンによる抵抗制御を行った裏層(中抵抗層、アース層)とを有している。また、搬送ベルト151の裏側には、記録ヘッド134による印写領域に対応してガイド部材161を配置している。更に、記録ヘッド134で記録された用紙142を排紙するための排紙部として、搬送ベルト151から用紙142を分離するための分離爪171と、排紙ローラー172及び排紙コロ173とを備え、排紙ローラー172の下方に排紙トレイ103を備えている。また、装置本体101の背面部には両面給紙ユニット181が着脱自在に装着されている。この両面給紙ユニット181は搬送ベルト151の逆方向回転で戻される用紙142を取り込んで反転させて再度カウンターローラー152と搬送ベルト151との間に給紙する。また、この両面給紙ユニット181の上面には手差し給紙部182を設けている。   Here, the conveyance belt 151 is an endless belt, and is configured to be looped around the conveyance roller 157 and the tension roller 158 in the belt conveyance direction. The transport belt 151 has a thickness of about 40 μm, for example, a pure resin material that is not subjected to resistance control, for example, a surface layer that becomes a sheet adsorption surface formed of ETFE pure material, and resistance control by carbon using the same material as the surface layer. And a back layer (medium resistance layer, earth layer). In addition, a guide member 161 is disposed on the back side of the conveyance belt 151 so as to correspond to a printing area by the recording head 134. Further, as a paper discharge unit for discharging the paper 142 recorded by the recording head 134, a separation claw 171 for separating the paper 142 from the transport belt 151, a paper discharge roller 172, and a paper discharge roller 173 are provided. A paper discharge tray 103 is provided below the paper discharge roller 172. A double-sided paper feeding unit 181 is detachably mounted on the back surface of the apparatus main body 101. The double-sided paper feeding unit 181 takes in the paper 142 returned by the reverse rotation of the transport belt 151, reverses it, and feeds it again between the counter roller 152 and the transport belt 151. Further, a manual paper feed unit 182 is provided on the upper surface of the double-sided paper feed unit 181.

このように構成したインクジェット記録装置においては、給紙部から用紙142が1枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙142はガイド145で案内され、搬送ベルト151とカウンターローラー152との間に挟まれて搬送され、更に先端を搬送ガイド153で案内されて先端加圧コロ155で搬送ベルト151に押しつけられ、略90°搬送方向を転換される。この時、帯電ローラー156によって搬送ベルト151が帯電されており、用紙142は搬送ベルト151に静電吸着されて搬送される。そこで、キャリッジ133を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド134を駆動することにより,停止している用紙142にインク滴を吐出して1行分を記録し、用紙142を所定量搬送後、次の行の記録を行う。記録終了信号又は用紙142の後端が記録領域に到達した信号を受け取ることにより、記録動作を終了して、用紙142を排紙トレイ103に排紙する。そしてサブタンク135内のインクの残量ニアーエンドが検知されると、インクカートリッジから所要量のインクがサブタンク135に補給される。   In the ink jet recording apparatus configured as described above, the sheet 142 is separated and fed one by one from the sheet feeding unit, and the sheet 142 fed substantially vertically upward is guided by the guide 145, and includes the transport belt 151 and the counter roller 152. The leading end is guided by the conveying guide 153 and pressed against the conveying belt 151 by the leading end pressure roller 155, and the conveying direction is changed by approximately 90 °. At this time, the conveyance belt 151 is charged by the charging roller 156, and the sheet 142 is electrostatically attracted to the conveyance belt 151 and conveyed. Therefore, by driving the recording head 134 according to the image signal while moving the carriage 133, ink droplets are ejected onto the stopped sheet 142 to record one line, and after the sheet 142 is conveyed by a predetermined amount, Record the next line. Upon receiving a recording end signal or a signal that the trailing edge of the paper 142 has reached the recording area, the recording operation is finished and the paper 142 is discharged onto the paper discharge tray 103. When a near-end remaining amount of ink in the sub tank 135 is detected, a required amount of ink is supplied to the sub tank 135 from the ink cartridge.

前記二酸化チタンを着色剤とする顔料インクは、白色インクを得ることが可能である。前記白色インクは、特に、白色以外の記録用メディアへの記録に好適に用いることができるだけでなく、フィルム、OHPシート等の透明性の記録用メディアに記録する場合、前記白色インクを用いて画像形成することが可能である。また、透明性の記録用メディア上に前記白色インクを塗布して白色層を形成し、その上に、他の色のインクを用いて画像を形成することで、より鮮明で質の高い画像を得ることが可能となる。この場合、透明性メディア上に、まず、本発明の前記インクを付与して白色層を形成し、その上に黒色インクやカラーインクなどのインクを用いて画像形成することが可能である。また、透明性の記録用メディアの上に黒色インクやカラーインクなどのインクを用いて画像形成した後に、本発明のインクを付与することで鮮明な画像を得ることも可能である。
前記黒色インク及び前記カラーインクとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、特開2009−280749号公報、特許第5304023号公報などに開示されたインクを使用することが可能である。
The pigment ink containing titanium dioxide as a colorant can obtain a white ink. In particular, the white ink can be suitably used for recording on recording media other than white, and when recording on a transparent recording medium such as a film or an OHP sheet, the white ink is used. It is possible to form. In addition, a white layer is formed by applying the white ink on a transparent recording medium, and an image is formed on the transparent layer using another color ink, thereby obtaining a clearer and higher quality image. Can be obtained. In this case, it is possible to first form the white layer on the transparent medium by applying the ink of the present invention, and form an image on the transparent medium using an ink such as black ink or color ink. It is also possible to obtain a clear image by applying the ink of the present invention after an image is formed on a transparent recording medium using an ink such as black ink or color ink.
There is no restriction | limiting in particular as said black ink and said color ink, According to the objective, it can select suitably, For example, the ink disclosed by Unexamined-Japanese-Patent No. 2009-280749, patent 530423 etc. is used. It is possible.

以下、本発明の実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。   Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these examples.

(表面処理二酸化チタンの製造例1)
減圧乾燥機にて110℃で2日間乾燥させた二酸化チタン(CR−50、石原産業株式会社製)10質量部を、親水性のホスホン酸誘導体として下記の例示化合物(H−4)、及び疎水性のホスホン酸誘導体として下記の例示化合物(L−4)の各1mmol/L濃度のエタノール溶液に1時間浸漬後、平均孔径0.1μmのテフロン(登録商標)フィルタにて減圧濾過し溶液を除去した。
次に、前記テフロン(登録商標)フィルタ上の二酸化チタンをエタノールで洗浄後、減圧乾燥器にて30℃で1時間乾燥し、大気圧に戻して120℃で1日間加熱処理し、製造例1の表面処理二酸化チタンを作製した。
(Production Example 1 of surface-treated titanium dioxide)
10 parts by mass of titanium dioxide (CR-50, manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd.) dried at 110 ° C. for 2 days in a vacuum dryer is used as a hydrophilic phosphonic acid derivative, and the following exemplified compound (H-4) and hydrophobic As a functional phosphonic acid derivative, the following exemplified compound (L-4) is immersed in a 1 mmol / L ethanol solution for 1 hour and filtered under reduced pressure with a Teflon (registered trademark) filter having an average pore size of 0.1 μm to remove the solution. did.
Next, after the titanium dioxide on the Teflon (registered trademark) filter was washed with ethanol, it was dried in a vacuum dryer at 30 ° C. for 1 hour, returned to atmospheric pressure, and heated at 120 ° C. for 1 day. The surface-treated titanium dioxide was prepared.

<H−4>
<H-4>

<L−4>
<L-4>

(表面処理二酸化チタンの製造例2〜6)
製造例1において、表1に示すホスホン酸誘導体を用いた以外は、製造例1と同様にして、製造例2〜6の表面処理二酸化チタンを作製した。
(Production Examples 2 to 6 of surface-treated titanium dioxide)
In Production Example 1, surface-treated titanium dioxide of Production Examples 2 to 6 was produced in the same manner as Production Example 1 except that the phosphonic acid derivatives shown in Table 1 were used.

次に、作製した製造例1〜6の表面処理二酸化チタンについて、以下のようにして、疎水化度を測定した。結果を表1に示した。   Next, the hydrophobization degree was measured as follows for the surface-treated titanium dioxide of Production Examples 1 to 6 produced. The results are shown in Table 1.

<二酸化チタンの疎水化度>
二酸化チタンの疎水化度の測定は、粉体濡れ性試験機(WET−101P、レスカ株式会社製)を用いて行った。
まず、水100mLに二酸化チタン少量(0.1g)を浮遊させ、液体の回転速度200rpm、メタノール流入量3mL/minにて二酸化チタンの沈降を光学ディテクタにて検出した。沈降時のメタノール体積濃度(%)を二酸化チタンの疎水化度(%)とした。
なお、混合のホスホン酸誘導体で表面処理された二酸化チタンは、混合のホスホン酸誘導体の疎水化度の他、親水性ホスホン酸誘導体及び疎水性ホスホン酸誘導体の各単独処理での疎水化度も測定した。
<Hydrophobicity of titanium dioxide>
The hydrophobicity of titanium dioxide was measured using a powder wettability tester (WET-101P, manufactured by Reska Co., Ltd.).
First, a small amount of titanium dioxide (0.1 g) was suspended in 100 mL of water, and precipitation of titanium dioxide was detected with an optical detector at a liquid rotation speed of 200 rpm and a methanol inflow rate of 3 mL / min. The methanol volume concentration (%) during sedimentation was defined as the degree of hydrophobicity (%) of titanium dioxide.
In addition, the titanium dioxide surface-treated with a mixed phosphonic acid derivative measures the hydrophobicity of each of the hydrophilic phosphonic acid derivative and the hydrophobic phosphonic acid derivative in addition to the hydrophobicity of the mixed phosphonic acid derivative. did.

表1中の略号の詳細については、以下のとおりである。 Details of the abbreviations in Table 1 are as follows.

<DF−PUPA;株式会社同仁化学研究所製>
<DF-PUPA; manufactured by Dojin Chemical Laboratory Co., Ltd.>

<11−PIUPA;株式会社同仁化学研究所製>
<11-PIUPA; manufactured by Dojin Chemical Laboratory Co., Ltd.>

(二酸化チタン分散液の調製例1)
100mLのバイアル瓶に3−メトキシ−3−メチル−1−ブタノール30.0質量部、分散剤としてDISPERBYK−190(ビックケミー社製)1.0質量部を入れ攪拌して均一化した後、製造例1の表面処理二酸化チタン6質量部を加え、ダマにならないよう30分間程度攪拌を続けてなじませた。さらにイオン交換水10.0質量部を加えて攪拌後、50℃で8時間超音波を照射(600W)して分散液を得た。
(Preparation Example 1 of Titanium Dioxide Dispersion)
Production Example after 30.0 parts by mass of 3-methoxy-3-methyl-1-butanol and 1.0 part by mass of DISPERBYK-190 (manufactured by Big Chemie) as a dispersant were stirred and homogenized. 6 parts by mass of the surface-treated titanium dioxide of No. 1 was added, and stirring was continued for about 30 minutes so as not to become lumps. Furthermore, 10.0 parts by mass of ion-exchanged water was added and stirred, and then an ultrasonic wave was irradiated (600 W) at 50 ° C. for 8 hours to obtain a dispersion.

(二酸化チタン分散液の調製例2)
前記二酸化チタン分散液の調製例1において、製造例1の表面処理二酸化チタンを製造例2の表面処理二酸化チタンに代えた以外は、前記二酸化チタン分散液の調製例1と同様にして、調製例2の二酸化チタン分散液を作製した。
(Titanium dioxide dispersion preparation example 2)
Preparation Example 1 in the same manner as in Preparation Example 1 of the titanium dioxide dispersion except that the surface-treated titanium dioxide in Production Example 1 was replaced with the surface-treated titanium dioxide in Production Example 2 in Preparation Example 1 of the titanium dioxide dispersion. 2 titanium dioxide dispersion was prepared.

(二酸化チタン分散液の調製例3)
前記二酸化チタン分散液の調製例1において、製造例1の表面処理二酸化チタンを製造例3の表面処理二酸化チタンに代えた以外は、前記二酸化チタン分散液の調製例1と同様にして、調製例3の二酸化チタン分散液を作製した。
(Preparation Example 3 of Titanium Dioxide Dispersion)
Preparation Example 1 in the same manner as in Preparation Example 1 of the titanium dioxide dispersion except that the surface-treated titanium dioxide in Production Example 1 was replaced with the surface-treated titanium dioxide in Production Example 3 in Preparation Example 1 of the titanium dioxide dispersion. No. 3 titanium dioxide dispersion was prepared.

(二酸化チタン分散液の調製例4)
前記二酸化チタン分散液の調製例1において、製造例1の表面処理二酸化チタンを製造例4の表面処理二酸化チタンに代えた以外は、前記二酸化チタン分散液の調製例1と同様にして、調製例4の二酸化チタン分散液を作製した。
(Preparation Example 4 of Titanium Dioxide Dispersion)
Preparation Example 1 in the same manner as in Preparation Example 1 of the titanium dioxide dispersion except that the surface-treated titanium dioxide of Production Example 1 was replaced with the surface-treated titanium dioxide of Production Example 4 in Preparation Example 1 of the titanium dioxide dispersion. No. 4 titanium dioxide dispersion was prepared.

(二酸化チタン分散液の調製例5)
前記二酸化チタン分散液の調製例1において、製造例1の表面処理二酸化チタンを製造例5の表面処理二酸化チタンに代えた以外は、前記二酸化チタン分散液の調製例1と同様にして、調製例5の二酸化チタン分散液を作製した。
(Preparation Example 5 of Titanium Dioxide Dispersion)
Preparation Example 1 in the same manner as Preparation Example 1 of the titanium dioxide dispersion except that the surface-treated titanium dioxide of Production Example 1 was replaced with the surface-treated titanium dioxide of Production Example 5 in Preparation Example 1 of the titanium dioxide dispersion. No. 5 titanium dioxide dispersion was prepared.

(二酸化チタン分散液の調製例6)
前記二酸化チタン分散液の調製例1において、製造例1の表面処理二酸化チタンを製造例6の表面処理二酸化チタンに代えた以外は、前記二酸化チタン分散液の調製例1と同様にして、調製例6の二酸化チタン分散液を作製した。
(Preparation Example 6 of Titanium Dioxide Dispersion)
Preparation Example 1 in the same manner as in Preparation Example 1 of the titanium dioxide dispersion except that the surface-treated titanium dioxide in Production Example 1 was replaced with the surface-treated titanium dioxide in Production Example 6 in Preparation Example 1 of the titanium dioxide dispersion. No. 6 titanium dioxide dispersion was prepared.

(二酸化チタン分散液の調製例7)
前記二酸化チタン分散液の調製例1において、製造例1の表面処理二酸化チタンを二酸化チタン(CR−50、石原産業株式会社製)に代えた以外は、前記二酸化チタン分散液の調製例1と同様にして、調製例7の二酸化チタン分散液を作製した。
(Preparation Example 7 for Titanium Dioxide Dispersion)
In Preparation Example 1 of the titanium dioxide dispersion, the same as Preparation Example 1 of the titanium dioxide dispersion except that the surface-treated titanium dioxide in Production Example 1 was replaced with titanium dioxide (CR-50, manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd.). Thus, a titanium dioxide dispersion of Preparation Example 7 was produced.

(実施例1〜4及び比較例1〜3)
−希釈液の作製−
下記の組成を混合して、希釈液を作製した。
[希釈液の組成]
・アクリットWEM−321U・・・12.3質量部(アクリルウレタン水系エマルジョン、大成化工株式会社製)
・1,2−プロパンジオール・・・11.7質量部
・2−エチル−1,3−ヘキサンジオール・・・6.3質量部
・ポリフォックスPF−156A・・・2.8質量部(アニオン系フッ素系界面活性剤、OMNOVA社製)
・Proxel LV(防腐防黴剤)・・・0.3質量部(1,2−Benzisothiazolin−3−one、Avecia社製)
・トリエタノールアミン・・・0.2質量部
・イオン交換水・・・28.9質量部
(Examples 1-4 and Comparative Examples 1-3)
-Production of dilution liquid-
The following composition was mixed to prepare a diluted solution.
[Composition of dilution liquid]
・ Acrit WEM-321U ・ ・ ・ 12.3 parts by mass (acrylic urethane aqueous emulsion, manufactured by Taisei Kako Co., Ltd.)
-1,2-propanediol ... 11.7 parts by mass-2-ethyl-1,3-hexanediol-6.3 parts by mass-Polyfox PF-156A-2.8 parts by mass (anion Based fluorosurfactant, manufactured by OMNOVA)
・ Proxel LV (antiseptic / antifungal agent): 0.3 part by mass (1,2-Benzisothiazolin-3-one, manufactured by Avecia)
・ Triethanolamine: 0.2 parts by mass ・ Ion-exchanged water: 28.9 parts by mass

−インクの作製−
前記希釈液と、表2に示す二酸化チタン分散液とを、バイアル瓶中でそれぞれ等量ずつ混合し、実施例1〜4及び比較例1〜3のインクを作製した。
-Preparation of ink-
The dilute solution and the titanium dioxide dispersion shown in Table 2 were mixed in equal amounts in vials to prepare inks of Examples 1-4 and Comparative Examples 1-3.

作製した各インクについて、以下のようにして、二酸化チタン表面のホスホン酸誘導体の同定を行った。   The phosphonic acid derivative on the titanium dioxide surface was identified for each of the inks produced as follows.

<ホスホン酸誘導体の同定>
まず、作製した製造例1〜6のインクを遠心分離(58,000rpm、10分間)、洗浄し、表面処理二酸化チタンより混合物を除去した。
次に、清浄な表面処理酸化チタンの加水分解処理の後、下記に示すGC−MS分析条件により、分析を行い、予め測定しておいた各ホスホン酸誘導体からなる基のMSフラクションライブラリ比較により、表面処理二酸化チタンのホスホン酸誘導体を同定した。
その結果、製造例1〜6のインクについて、表1に示したとおりの表面処理に用いたホスホン酸誘導体が検出できた。
なお、同定された各種親水性又は疎水性のホスホン酸誘導体は、加水分解により二酸化チタンから遊離したものと考えられ、単なる混合物でないことが確認できた。
[GC−MS分析条件]
・遠心分離機:ハイマックスCS150GX(日立工機株式会社製)(回転数:58,000rpm)
・GC−MS:GCMS−QP5000(株式会社島津製作所製)
<Identification of phosphonic acid derivative>
First, the produced inks of Production Examples 1 to 6 were centrifuged (58,000 rpm, 10 minutes), washed, and the mixture was removed from the surface-treated titanium dioxide.
Next, after the hydrolysis treatment of clean surface-treated titanium oxide, analysis was performed under the following GC-MS analysis conditions, and by comparing the MS fraction library of the group consisting of each phosphonic acid derivative measured in advance, The phosphonic acid derivatives of surface treated titanium dioxide were identified.
As a result, the phosphonic acid derivatives used for the surface treatment as shown in Table 1 were detected for the inks of Production Examples 1 to 6.
The various hydrophilic or hydrophobic phosphonic acid derivatives identified were considered to have been liberated from titanium dioxide by hydrolysis, and it was confirmed that they were not simple mixtures.
[GC-MS analysis conditions]
-Centrifuge: Himax CS150GX (manufactured by Hitachi Koki Co., Ltd.) (rotation speed: 58,000 rpm)
GC-MS: GCMS-QP5000 (manufactured by Shimadzu Corporation)

次に、作製した各インクについて、以下のようにして、諸特性を評価した。結果を表2に示した。   Next, various characteristics were evaluated as follows for each of the produced inks. The results are shown in Table 2.

<二酸化チタンの沈降性>
各インク中の二酸化チタンの沈降性は、タービスキャンMA2000(フォーマルアクション社製)を用いて、以下のとおり測定した。
各インクを、超音波洗浄器(US−3、アズワン株式会社製)を用いて超音波分散処理(100W、40分間)し、均一状態にしてから、ピペットを用いて装置専用のガラスセルに各インクを5.5mL入れた。
ガラスセル内の前記インクの液面が安定した30分間後に測定を行い、この時間を沈降性評価開始とした。その後、25℃で静置し、240時間後まで測定を行い、沈降性評価開始を基準とした偏差表示にて、二酸化チタンの沈降性を確認した。前記沈降性の確認は、二酸化チタンの沈降に伴う後方散乱光強度ピークの積算(サンプル管下方20mmから液面)での25℃で静置240時間後の上澄み相対変化量百分率の平均値(%)Mで行い、以下の基準で評価した。
[評価基準]
A:沈降性評価開始240時間後の後方散乱光の上澄み相対変化量百分率の平均値(%)が5%未満
B:沈降性評価開始240時間後の後方散乱光の上澄み相対変化量百分率の平均値(%)が5%以上10%未満
C:沈降性評価開始240時間後の後方散乱光の上澄み相対変化量百分率の平均値(%)が10%以上
<Sedimentation of titanium dioxide>
The sedimentation property of titanium dioxide in each ink was measured as follows using Turb Scan MA2000 (manufactured by Formal Action).
Each ink is subjected to ultrasonic dispersion treatment (100 W, 40 minutes) using an ultrasonic cleaner (US-3, manufactured by AS ONE Corporation) to be in a uniform state. 5.5 mL of ink was added.
Measurement was performed 30 minutes after the ink level in the glass cell was stabilized, and this time was set as the start of sedimentation evaluation. Then, it left still at 25 degreeC, it measured until 240 hours later, and the sedimentation property of titanium dioxide was confirmed by the deviation display on the basis of the sedimentation evaluation start. Confirmation of the sedimentation is performed by integrating the backscattered light intensity peaks accompanying sedimentation of titanium dioxide (20 mm below the sample tube to the liquid surface) at an average value (%) ) Performed at M and evaluated according to the following criteria.
[Evaluation criteria]
A: Average value (%) of the supernatant relative change amount of the backscattered light 240 hours after the start of the sedimentation evaluation is less than 5% B: Average percentage of the supernatant relative change amount of the backscattered light 240 hours after the start of the sedimentation evaluation Value (%) is 5% or more and less than 10% C: The average value (%) of the percentage of the relative change in the supernatant of the backscattered light 240 hours after the start of sedimentation evaluation is 10% or more

<式(1)の適合性>
前記上澄み相対変化量百分率の平均値(%)Mと、前記インク中から前記二酸化チタンを除いた後の液体の25℃における粘度η(mPa・s)より、式(1):[(M×η)]/10<10の適合性を下記基準で評価した。
前記インク中から前記二酸化チタンを除いた後の液体は、以下のとおり調製した。
前記遠心分離機にて、遠心分離(58,000rpm、10分間)して二酸化チタンを沈殿させ、上澄みを得た。得られた液体について、粘度計(東機産業株式会社製、R型粘度計RE550L)により25℃での粘度を測定した。
[評価基準]
A:前記式(1)を満足し、前記式(1)の左辺が5未満。
B:前記式(1)を満足し、前記式(1)の左辺が5以上10未満。
C:前記式(1)を満足しない。
<Conformity of Formula (1)>
From the average value (%) M of the percentage relative change in the supernatant and the viscosity η V (mPa · s) at 25 ° C. of the liquid after removing the titanium dioxide from the ink, the formula (1): [(M × η V )] / 10 <10 was evaluated according to the following criteria.
The liquid after removing the titanium dioxide from the ink was prepared as follows.
Centrifugation (58,000 rpm, 10 minutes) was carried out in the centrifuge to precipitate titanium dioxide, and a supernatant was obtained. About the obtained liquid, the viscosity in 25 degreeC was measured with the viscometer (The Toki Sangyo Co., Ltd. make, R type viscometer RE550L).
[Evaluation criteria]
A: The formula (1) is satisfied, and the left side of the formula (1) is less than 5.
B: The expression (1) is satisfied, and the left side of the expression (1) is 5 or more and less than 10.
C: The above formula (1) is not satisfied.

<二酸化チタンの再分散性>
50mLのバイアル瓶に作製した各インク30mLを入れ、室温(25℃)下で1ヶ月静置した後、沈降した二酸化チタンについて、二酸化チタンの再分散性を以下の基準で評価した。
[評価基準]
A:バイアル瓶を手で10秒間振ると二酸化チタンの沈降が解消し、静置前の粒径に戻る
B:沈降したバイアル瓶中の二酸化チタンに対して、超音波洗浄器(US−3、アズワン株式会社製)により超音波照射処理(100W)を2分間行うと二酸化チタンの沈降が解消し、静置前の粒径に戻る
C:インク中の沈殿が凝集し、攪拌しても再分散されない
<Redispersibility of titanium dioxide>
30 mL of each ink prepared in a 50 mL vial was placed and allowed to stand at room temperature (25 ° C.) for 1 month, and the titanium dioxide redispersibility was evaluated according to the following criteria for the precipitated titanium dioxide.
[Evaluation criteria]
A: When the vial is shaken by hand for 10 seconds, the titanium dioxide settles and returns to the particle size before standing. B: An ultrasonic cleaner (US-3, When the ultrasonic irradiation treatment (100 W) is performed for 2 minutes by ASONE Co., Ltd., the titanium dioxide settles and returns to the particle size before standing. C: The precipitate in the ink aggregates and re-disperses even when stirred. Not

<印字画像の白色度(画像明度)>
図3に示すインクジェットプリンターを用い、各インクをインク収容容器に充填し、インクカートリッジ装填部104にセットした。その後、記録用メディア(OHPシート)上へのインク付着量が20g/mとなるようにインク吐出量を調整した後、50mm×50mmのベタ画像をOHPシート上に印字し、印字画像を形成した。印字したOHPシートの下に市販の黒紙を敷いた状態で、印字した部分を分光測色濃度計(X−Rite938、X−Rite社製)を用いて明度(L)を測定し、以下の基準で評価した。
なお、参考として、黒紙の上に未印字のOHPシートを敷いた状態で測定したL値は、22.4であった。
[評価基準]
A:L値が75以上
B:L値が65以上75未満
C:L値が65未満
<Whiteness of printed image (image brightness)>
Using the ink jet printer shown in FIG. 3, each ink was filled in an ink container and set in the ink cartridge loading unit 104. Then, after adjusting the ink discharge amount so that the ink adhesion amount on the recording medium (OHP sheet) is 20 g / m 2 , a solid image of 50 mm × 50 mm is printed on the OHP sheet to form a printed image. did. With the commercially available black paper laid under the printed OHP sheet, the printed portion was measured for lightness (L * ) using a spectrocolorimetric densitometer (X-Rite 938, manufactured by X-Rite), and the following Evaluation based on the criteria.
For reference, the L * value measured with an unprinted OHP sheet laid on black paper was 22.4.
[Evaluation criteria]
A: L * value is 75 or more B: L * value is 65 or more and less than 75 C: L * value is less than 65

表2の結果から、実施例1〜4のインクは、比較例1〜3のインクに比べて、いずれも、優れた二酸化チタンの沈降性、二酸化チタンの再分散性、及び印字画像の白色度を備えていることがわかった。 From the results of Table 2, the inks of Examples 1 to 4 are superior to the inks of Comparative Examples 1 to 3 in that the titanium dioxide has excellent sedimentation properties, titanium dioxide redispersibility, and whiteness of the printed image. I found out that

本発明の態様は、例えば、以下のとおりである。
<1> 二酸化チタン及び水を含有するインクであって、
前記インク中の前記二酸化チタンの沈降に伴う後方散乱光強度ピークの積算での25℃で静置240時間後の上澄み相対変化量百分率の平均値(%)Mと、
前記インク中から前記二酸化チタンを除いた後の液体の25℃における粘度η(mPa・s)とが、次式、[(M×η)]/10<10を満たすことを特徴とするインクである。
<2> 前記二酸化チタンが、ホスホン酸誘導体からなる基を表面に有する二酸化チタンである前記<1>に記載のインクである。
<3> 前記二酸化チタンが、親水性のホスホン酸誘導体からなる基及び疎水性のホスホン酸誘導体からなる基の少なくともいずれかを表面に有する二酸化チタンである前記<2>に記載のインクである。
<4> 前記二酸化チタンが、親水性のホスホン酸誘導体からなる基及び疎水性のホスホン酸誘導体からなる基の両方を表面に有する二酸化チタンである前記<3>に記載のインクである。
<5> 前記親水性のホスホン酸誘導体からなる基が、下記構造式(HH−1)〜(HH−4)で表される基から選択される少なくとも1種である前記<3>から<4>のいずれかに記載のインクである。
<HH−1>
<HH−2>
<HH−3>
<HH−4>
<6> 前記疎水性のホスホン酸誘導体からなる基が、下記構造式(LL−1)〜(LL−4)で表される基から選択される少なくとも1種である前記<3>から<4>のいずれかに記載のインクである。
<LL−1>
<LL−2>
<LL−3>
<LL−4>
<7> 前記親水性のホスホン酸誘導体からなる基及び疎水性のホスホン酸誘導体からなる基を表面に有する二酸化チタンの疎水化度HH1と、
前記親水性のホスホン酸誘導体からなる基を表面に有し、前記疎水性のホスホン酸誘導体からなる基を表面に有さない二酸化チタンの疎水化度HH2と、
前記疎水性のホスホン酸誘導体からなる基を表面に有し、前記親水性のホスホン酸誘導体からなる基を表面に有さない二酸化チタンの疎水化度HH3とが、次式、HH2<HH1<HH3を満たす前記<3>から<6>のいずれかに記載のインクである。
<8> 前記二酸化チタンの疎水化度が、5%以上45%以下である前記<1>から<7>のいずれかに記載のインクである。
<9> 前記二酸化チタンの疎水化度が、15%以上40%以下である前記<8>に記載のインクである。
<10> 水溶性有機溶剤を更に含有する前記<1>から<9>のいずれかに記載のインクである。
<11> 前記二酸化チタンが、ホスホン酸誘導体で表面処理された二酸化チタンである前記<1>に記載のインクである。
<12> 前記二酸化チタンが、ホスホン酸誘導体で表面処理され、加水分解することで、分子中に有機ホスホン酸基を1つ有するホスホン酸誘導体からなる基を有する二酸化チタンである前記<11>に記載のインクである。
<13> 前記ホスホン酸誘導体が、親水性のホスホン酸誘導体及び疎水性のホスホン酸誘導体の少なくともいずれかである前記<11>から<12>のいずれかに記載のインクである。
<14> 前記ホスホン酸誘導体が、親水性のホスホン酸誘導体及び疎水性のホスホン酸誘導体の両方である前記<13>に記載のインクである。
<15> 前記親水性のホスホン酸誘導体が、下記構造式(H−1)〜(H−4)で表される化合物から選択される少なくとも1種である前記<13>から<14>のいずれかに記載のインクである。
<H−1>
<H−2>
<H−3>
<H−4>
<16> 前記疎水性のホスホン酸誘導体が、下記構造式(L−1)〜(L−4)で表される化合物から選択される少なくとも1種である前記<13>から<14>のいずれかに記載のインクである。
<L−1>
<L−2>
<L−3>
<L−4>
<17> 前記<1>から<16>のいずれかに記載の二酸化チタン、水及び水溶性有機溶剤を含有するインク用分散液であって、
前記水溶性有機溶剤が、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、3−メチル−1,3−ブタンジオール、3−メトキシ−1−ブタノール、3−メトキシ−3−メチル−1−ブタノールから選択される少なくとも1種であることを特徴とするインク用分散液である。
<18> 前記<1>から<16>のいずれかに記載のインクを容器中に収容してなることを特徴とするインク収容容器である。
<19> 前記<18>に記載のインク収容容器を有することを特徴とするインクジェット吐出装置である。
<20> 二酸化チタンを、ホスホン酸誘導体で表面処理する工程と、
表面処理された二酸化チタンを、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、3−メチル−1,3−ブタンジオール、3−メトキシ−1−ブタノール、3−メトキシ−3−メチル−1−ブタノールから選択される少なくとも1種の水溶性有機溶剤及び水を含有する分散媒で分散する工程と、
を少なくとも含むことを特徴とするインクの製造方法である。
<21> 前記ホスホン酸誘導体が、リン酸基を1つ有する前記<20>に記載のインクの製造方法である。
<22> 前記表面処理が、120℃以上150℃以下で1時間以上2日間以下加熱することを含む前記<20>から<21>のいずれかに記載のインクの製造方法である。
Aspects of the present invention are as follows, for example.
<1> An ink containing titanium dioxide and water,
An average value (%) M of the percentage of the relative change in the supernatant after 240 hours of standing at 25 ° C. in the integration of the backscattered light intensity peak accompanying the precipitation of the titanium dioxide in the ink;
The viscosity η V (mPa · s) at 25 ° C. of the liquid after removing the titanium dioxide from the ink satisfies the following formula: [(M × η V )] / 10 <10. Ink.
<2> The ink according to <1>, wherein the titanium dioxide is titanium dioxide having a group composed of a phosphonic acid derivative on the surface.
<3> The ink according to <2>, wherein the titanium dioxide is titanium dioxide having on the surface at least one of a group composed of a hydrophilic phosphonic acid derivative and a group composed of a hydrophobic phosphonic acid derivative.
<4> The ink according to <3>, wherein the titanium dioxide is titanium dioxide having both a group composed of a hydrophilic phosphonic acid derivative and a group composed of a hydrophobic phosphonic acid derivative on the surface.
<5> The group consisting of the hydrophilic phosphonic acid derivative is at least one selected from groups represented by the following structural formulas (HH-1) to (HH-4): <3> to <4 > The ink according to any one of the above.
<HH-1>
<HH-2>
<HH-3>
<HH-4>
<6> The above <3> to <4, wherein the group consisting of the hydrophobic phosphonic acid derivative is at least one selected from the groups represented by the following structural formulas (LL-1) to (LL-4) > The ink according to any one of the above.
<LL-1>
<LL-2>
<LL-3>
<LL-4>
<7> Hydrophobization degree HH1 of titanium dioxide having a group consisting of the hydrophilic phosphonic acid derivative and a group consisting of a hydrophobic phosphonic acid derivative on the surface;
Hydrophobic degree HH2 of titanium dioxide having a group consisting of the hydrophilic phosphonic acid derivative on the surface and not having a group consisting of the hydrophobic phosphonic acid derivative on the surface;
The degree of hydrophobicity HH3 of titanium dioxide having a group composed of the hydrophobic phosphonic acid derivative on the surface and not having a group composed of the hydrophilic phosphonic acid derivative on the surface is expressed by the following formula: HH2 <HH1 <HH3 The ink according to any one of <3> to <6>, wherein
<8> The ink according to any one of <1> to <7>, wherein the degree of hydrophobicity of the titanium dioxide is 5% or more and 45% or less.
<9> The ink according to <8>, wherein the titanium dioxide has a hydrophobicity of 15% or more and 40% or less.
<10> The ink according to any one of <1> to <9>, further including a water-soluble organic solvent.
<11> The ink according to <1>, wherein the titanium dioxide is titanium dioxide surface-treated with a phosphonic acid derivative.
<12> In the above <11>, wherein the titanium dioxide is a titanium dioxide having a group consisting of a phosphonic acid derivative having one organic phosphonic acid group in the molecule by surface treatment with a phosphonic acid derivative and hydrolysis. The ink described.
<13> The ink according to any one of <11> to <12>, wherein the phosphonic acid derivative is at least one of a hydrophilic phosphonic acid derivative and a hydrophobic phosphonic acid derivative.
<14> The ink according to <13>, wherein the phosphonic acid derivative is both a hydrophilic phosphonic acid derivative and a hydrophobic phosphonic acid derivative.
<15> Any of <13> to <14>, wherein the hydrophilic phosphonic acid derivative is at least one selected from compounds represented by the following structural formulas (H-1) to (H-4): It is the ink described in the above.
<H-1>
<H-2>
<H-3>
<H-4>
<16> Any of <13> to <14>, wherein the hydrophobic phosphonic acid derivative is at least one selected from compounds represented by the following structural formulas (L-1) to (L-4): It is the ink described in the above.
<L-1>
<L-2>
<L-3>
<L-4>
<17> A dispersion for ink containing the titanium dioxide according to any one of <1> to <16>, water, and a water-soluble organic solvent,
The water-soluble organic solvent is 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,2-butanediol, 1,3-butanediol, 3-methyl-1,3-butanediol, 3-methoxy- An ink dispersion liquid comprising at least one selected from 1-butanol and 3-methoxy-3-methyl-1-butanol.
<18> An ink storage container, wherein the ink according to any one of <1> to <16> is stored in a container.
<19> An inkjet discharge device comprising the ink container according to <18>.
<20> a step of surface-treating titanium dioxide with a phosphonic acid derivative;
Surface-treated titanium dioxide was converted into 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,2-butanediol, 1,3-butanediol, 3-methyl-1,3-butanediol, 3-methoxy Dispersing in a dispersion medium containing at least one water-soluble organic solvent selected from -1-butanol and 3-methoxy-3-methyl-1-butanol and water;
A method for producing an ink, comprising:
<21> The method for producing an ink according to <20>, wherein the phosphonic acid derivative has one phosphoric acid group.
<22> The method for producing an ink according to any one of <20> to <21>, wherein the surface treatment includes heating at 120 ° C. to 150 ° C. for 1 hour to 2 days.

前記<1>から<16>のいずれかに記載のインク、前記<17>に記載のインク用分散液、及び前記<20>から<22>に記載のインクの製造方法は、従来における前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、前記インク及び前記インクの製造方法は、着色剤である二酸化チタンが沈降しにくく、また、沈降しても容易に再分散が可能なインク、インク分散液及びインクの製造方法を提供することを目的とする。
前記<18>に記載のインク収容容器、及び前記<19>に記載のインクジェット吐出装置は、従来における前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、前記インク収容容器、及び前記インクジェット吐出装置は、着色剤である二酸化チタンが沈降しにくく、また、沈降しても容易に再分散が可能なインクを備えるインク収容容器及びインクジェット吐出装置を提供することを目的とする。
The ink according to any one of <1> to <16>, the ink dispersion according to <17>, and the method for producing the ink according to <20> to <22> The problem is to solve the problem and achieve the following objectives. That is, the ink and the method for producing the ink provide an ink, an ink dispersion, and a method for producing the ink, in which titanium dioxide as a colorant hardly settles and can be easily redispersed even if it settles. With the goal.
The ink container described in <18> and the ink jet discharge apparatus described in <19> solve the above-described problems and achieve the following object. That is, the ink container and the ink jet discharge device provide an ink container and an ink jet discharge device including an ink that can be easily redispersed even if the titanium dioxide, which is a colorant, does not easily settle. The purpose is to do.

特開2011−225867号公報JP 2011-225867 A

134 記録ヘッド
200 インク収容容器
241 インク袋
242 インク注入口
243 インク排出口
244 カートリッジケース
134 Recording Head 200 Ink Container 241 Ink Bag 242 Ink Inlet 243 Ink Outlet 244 Cartridge Case

Claims (10)

二酸化チタン及び水を含有するインクであって、
前記インク中の前記二酸化チタンの沈降に伴う後方散乱光強度ピークの積算での25℃で静置240時間後の上澄み相対変化量百分率の平均値(%)Mと、
前記インク中から前記二酸化チタンを除いた後の液体の25℃における粘度η(mPa・s)とが、次式、[(M×η)]/10<10を満たすことを特徴とするインク。
An ink containing titanium dioxide and water,
An average value (%) M of the percentage of the relative change in the supernatant after 240 hours of standing at 25 ° C. in the integration of the backscattered light intensity peak accompanying the precipitation of the titanium dioxide in the ink;
The viscosity η V (mPa · s) at 25 ° C. of the liquid after removing the titanium dioxide from the ink satisfies the following formula: [(M × η V )] / 10 <10. ink.
前記二酸化チタンが、ホスホン酸誘導体からなる基を表面に有する二酸化チタンである請求項1に記載のインク。   The ink according to claim 1, wherein the titanium dioxide is titanium dioxide having a group composed of a phosphonic acid derivative on the surface. 前記二酸化チタンが、親水性のホスホン酸誘導体からなる基及び疎水性のホスホン酸誘導体からなる基の少なくともいずれかを表面に有する二酸化チタンである請求項2に記載のインク。   The ink according to claim 2, wherein the titanium dioxide is titanium dioxide having at least one of a group consisting of a hydrophilic phosphonic acid derivative and a group consisting of a hydrophobic phosphonic acid derivative on the surface. 前記親水性のホスホン酸誘導体からなる基が、下記構造式(HH−1)〜(HH−4)で表される基から選択される少なくとも1種である請求項3に記載のインク。
<HH−1>
<HH−2>
<HH−3>
<HH−4>
The ink according to claim 3, wherein the group consisting of the hydrophilic phosphonic acid derivative is at least one selected from groups represented by the following structural formulas (HH-1) to (HH-4).
<HH-1>
<HH-2>
<HH-3>
<HH-4>
前記疎水性のホスホン酸誘導体からなる基が、下記構造式(LL−1)〜(LL−4)で表される基から選択される少なくとも1種である請求項3に記載のインク。
<LL−1>
<LL−2>
<LL−3>
<LL−4>
The ink according to claim 3, wherein the group comprising the hydrophobic phosphonic acid derivative is at least one selected from groups represented by the following structural formulas (LL-1) to (LL-4).
<LL-1>
<LL-2>
<LL-3>
<LL-4>
前記二酸化チタンが、親水性のホスホン酸誘導体及び疎水性のホスホン酸誘導体の少なくともいずれかで表面処理された二酸化チタンである請求項3に記載のインク。   The ink according to claim 3, wherein the titanium dioxide is titanium dioxide surface-treated with at least one of a hydrophilic phosphonic acid derivative and a hydrophobic phosphonic acid derivative. 前記親水性のホスホン酸誘導体が、下記構造式(H−1)〜(H−4)で表される化合物から選択される少なくとも1種である請求項6に記載のインク。
<H−1>
<H−2>
<H−3>
<H−4>
The ink according to claim 6, wherein the hydrophilic phosphonic acid derivative is at least one selected from compounds represented by the following structural formulas (H-1) to (H-4).
<H-1>
<H-2>
<H-3>
<H-4>
前記疎水性のホスホン酸誘導体が、下記構造式(L−1)〜(L−4)で表される化合物から選択される少なくとも1種である請求項6に記載のインク。
<L−1>
<L−2>
<L−3>
<L−4>
The ink according to claim 6, wherein the hydrophobic phosphonic acid derivative is at least one selected from compounds represented by the following structural formulas (L-1) to (L-4).
<L-1>
<L-2>
<L-3>
<L-4>
請求項1から8のいずれかに記載のインクを容器中に収容してなることを特徴とするインク収容容器。   An ink storage container comprising the ink according to any one of claims 1 to 8 stored in a container. 二酸化チタンを、ホスホン酸誘導体で表面処理する工程と、
表面処理された二酸化チタンを、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、3−メチル−1,3−ブタンジオール、3−メトキシ−1−ブタノール、3−メトキシ−3−メチル−1−ブタノールから選択される少なくとも1種の水溶性有機溶剤及び水を含有する分散媒で分散する工程と、
を少なくとも含むことを特徴とするインクの製造方法。
Surface treatment of titanium dioxide with a phosphonic acid derivative;
Surface-treated titanium dioxide was converted into 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,2-butanediol, 1,3-butanediol, 3-methyl-1,3-butanediol, 3-methoxy Dispersing in a dispersion medium containing at least one water-soluble organic solvent selected from -1-butanol and 3-methoxy-3-methyl-1-butanol and water;
A method for producing an ink, comprising:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2019196482A (en) * 2018-05-08 2019-11-14 エバーライト ケミカル インダストリアル コーポレイション Ultra-high whiteness aqueous white color paste for digital textile printing ink and ink composition using the same
JP2020122049A (en) * 2019-01-29 2020-08-13 サカタインクス株式会社 Aqueous inkjet ink composition, ink layer, and printed matter

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