JP2017002197A - Ink, ink cartridge, inkjet recording device, inkjet recording method and ink recorded matter - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ink providing high image density and excellent in storage stability and discharge recovery property.SOLUTION: An ink contains at least water, a water soluble solvent, a pigment and a polymer having a phosphonic acid group. The polymer is a copolymer having a diphosphonic acid group, at least a part of the diphosphonic acid group is tetraalkylammonium salt and the polymer has 2 or 3 specific structural units.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、インク、インクカートリッジ、インクジェット記録装置、インクジェット記録方法およびインク記録物に関する。   The present invention relates to an ink, an ink cartridge, an ink jet recording apparatus, an ink jet recording method, and an ink recorded matter.

インクジェット記録方式は、他の記録方式に比べてプロセスが簡単であり、かつフルカラー化が容易であり、簡略な構成の装置であっても高解像度の画像が得られるという利点があることから、普及してきている。このインクジェット記録方式は、熱により発生する泡や、ピエゾや静電等を利用して発生させた圧力で少量のインクを飛翔させ、紙等の記録媒体に付着させて素早く乾燥させること(または記録媒体に浸透させること)により、画像形成する方式であり、パーソナルおよび産業用のプリンタや印刷まで用途が拡大してきている。   The inkjet recording method is popular because it has the advantage that the process is simpler than other recording methods, full color is easy, and even high-resolution images can be obtained even with a simple configuration. Have been doing. In this ink jet recording method, a small amount of ink is ejected by pressure generated using bubbles generated by heat, piezo or electrostatic, and the ink is attached to a recording medium such as paper and dried quickly (or recording). This is a method of forming an image by penetrating into a medium), and its application has been expanded to personal and industrial printers and printing.

このようなインクジェット記録方式では、着色剤として水溶性染料を使用した水系インク(染料インク)が主に用いられているが、前記染料インクは、耐候性および耐水性に劣るという欠点がある。このため、水溶性染料に代えて水不溶性の顔料を使用する顔料インクの研究が進められている。しかし、前記顔料インクは、前記染料インクに比べて発色性やインクの保存安定性が未だ劣っている。
また、顔料インクは染料インクに比べ、吐出安定性に劣っている。例えば、インクヘッドノズル先端で水が蒸発した際に水溶性溶剤の濃度が高くなり、顔料およびインク組成物が析出しやすく、インクの飛行曲がりやドット抜けが発生し、インクヘッドノズルのクリーニングなどの吐出性回復動作を必要とする。
また、OA用プリンタの高画質化技術の向上に伴って、顔料インクにおいて記録媒体として普通紙を用いても高い画像濃度が要求されている。しかし、前記顔料インクは、記録媒体として普通紙を使用すると、紙中へ浸透することにより紙表面の顔料濃度が低くなり、画像濃度が低くなるという問題がある。
In such an ink jet recording system, a water-based ink (dye ink) using a water-soluble dye as a colorant is mainly used. However, the dye ink has a defect that it is inferior in weather resistance and water resistance. For this reason, research on pigment inks that use water-insoluble pigments instead of water-soluble dyes is underway. However, the pigment ink is still inferior in color developability and ink storage stability to the dye ink.
Also, pigment ink is inferior in ejection stability compared to dye ink. For example, when water is evaporated at the tip of the ink head nozzle, the concentration of the water-soluble solvent is increased, the pigment and the ink composition are likely to precipitate, the ink is bent and the dots are missing, and the ink head nozzle is cleaned. An ejection performance recovery operation is required.
In addition, with the improvement of image quality improvement technology of OA printers, high image density is required even when plain paper is used as a recording medium in pigment ink. However, when the plain ink is used as the recording medium, the pigment ink has a problem that the pigment density on the paper surface is lowered by permeating into the paper and the image density is lowered.

また、近年、特に産業用途としての需要が高まり、高速印字化が望まれている。このような高速印字化に伴ってラインヘッドを搭載したインクジェットプリンターも提案されている。高速印字化を図るため、記録媒体に付着したインクの乾燥速度を速めるために、インクに浸透剤を添加し水を記録媒体中に浸透させることにより乾燥を早める手段が試みられているが、水だけでなく顔料の記録媒体への浸透性も高くなってしまい、画像濃度が低下してしまうという問題がある。
また、記録媒体として普通紙を用いた場合には、印字直後、インクの溶媒である水により普通紙表面が膨潤し、表裏の伸び率差が大きくなり、カールが発生するという問題がある。このような現象は乾燥が進むにつれて解消するため、低速印字では問題とならなかった。
しかし、高速印字化に伴って、印字後のカールが解消されないまま記録媒体を搬送する必要があるため、紙詰まりの問題を引き起こすおそれがある。カールについては、インク中の有機溶剤の含有量を増やす手段が有効であるがインクがより疎水性に近づくため、インクの保存安定性、吐出安定性を確保することが困難になる。
In recent years, the demand for industrial applications has increased, and high-speed printing is desired. An ink jet printer equipped with a line head has been proposed along with such high-speed printing. In order to achieve high-speed printing, in order to increase the drying speed of the ink adhering to the recording medium, means for increasing the drying speed by adding a penetrant to the ink and allowing water to penetrate into the recording medium has been tried. In addition to this, there is a problem that the permeability of the pigment into the recording medium is increased and the image density is lowered.
In addition, when plain paper is used as a recording medium, there is a problem that immediately after printing, the surface of the plain paper is swollen by water as an ink solvent, the difference in elongation between the front and back is increased, and curling occurs. Since such a phenomenon disappears as the drying progresses, there was no problem in low-speed printing.
However, with the increase in printing speed, it is necessary to transport the recording medium without eliminating curling after printing, which may cause a paper jam problem. For curling, a means for increasing the content of the organic solvent in the ink is effective, but since the ink is more hydrophobic, it is difficult to ensure storage stability and ejection stability of the ink.

前記課題を解決するため、例えば、液体ビフィクル、着色剤、および特定のカルシウム指数値を有する少なくとも1つの官能基を有するポリマーを含有するインクジェットインク組成物が提案されている(特許文献1参照)。この提案では、前記ポリマーを構成するモノマーとして4−メタクリルアミド−1−ヒドロキシブタン−1,1−ジホスホン酸が示されており、着色剤が紙と接触した際に、ポリマーのジホスホン酸基と紙中のCa塩とで不安定にさせ、印刷画像を向上させることができるとされている。しかし、インクの保存性、吐出回復性が低いという問題がある。   In order to solve the above problems, for example, an ink-jet ink composition containing a liquid vehicle, a colorant, and a polymer having at least one functional group having a specific calcium index value has been proposed (see Patent Document 1). In this proposal, 4-methacrylamide-1-hydroxybutane-1,1-diphosphonic acid is shown as a monomer constituting the polymer, and when the colorant comes into contact with the paper, the diphosphonic acid group of the polymer and the paper It is said that the printed image can be improved by making it unstable with the Ca salt therein. However, there is a problem that ink storage stability and ejection recovery properties are low.

また、水、水溶性有機溶剤、顔料および特定のビスホスホン酸基を有する構造単位を含むポリマーを含有するインクジェット記録用インクが提案されている(特許文献2参照)。この提案では、前期ポリマーを構成するモノマーとして、1−メタクリロイルオキシエタン−1,1−ジホスホン酸が示されており、着色剤が紙と接触した際に、ポリマーのジホスホン酸基と紙中のCa塩とで不安定にさせ、印刷画像を向上させることができるとされている。また、このポリマーを顔料分散剤として用いることで、60℃で1週間のインク保存性が確保されているが、保存安定性の点ではいまだ不十分である。また、高速で連続印字したときにノズルからのインク吐出特性が不安定になる問題が見られ、吐出回復性が低いという問題がある。   Further, an ink for ink jet recording containing water, a water-soluble organic solvent, a pigment, and a polymer containing a structural unit having a specific bisphosphonic acid group has been proposed (see Patent Document 2). In this proposal, 1-methacryloyloxyethane-1,1-diphosphonic acid is shown as a monomer constituting the previous polymer, and when the colorant comes into contact with the paper, the diphosphonic acid group of the polymer and the Ca in the paper It is said that the printed image can be improved by destabilizing with salt. Further, by using this polymer as a pigment dispersant, ink storage stability at 60 ° C. for one week is secured, but it is still insufficient in terms of storage stability. In addition, there is a problem that ink ejection characteristics from the nozzles become unstable when continuous printing is performed at a high speed, and there is a problem that ejection recoverability is low.

また、同様に、水、水溶性有機溶剤、顔料および特定のビスホスホン酸基を有する構造単位を含むポリマーを含有するインクジェット記録用インクが提案されている(特許文献3参照)。この提案では、前記ポリマーを構成するモノマーとして4−メタクリルアミド−1−ヒドロキシブタン−1,1−ジホスホン酸の塩と炭化水素系アクリル酸エステル等の特定のモノマーを用い、普通紙における高い画像濃度とインク保存性の両立を図っており、このポリマーを顔料分散剤として用いることで、60℃で1週間のインク保存性が確保されているが、保存安定性の点ではいまだ不十分である。また、同様に高速で連続印字したときにノズルからのインク吐出特性が不安定になる問題が見られ、吐出回復性が低いという問題がある。   Similarly, an ink for inkjet recording containing water, a water-soluble organic solvent, a pigment, and a polymer containing a structural unit having a specific bisphosphonic acid group has been proposed (see Patent Document 3). In this proposal, a specific monomer such as a salt of 4-methacrylamide-1-hydroxybutane-1,1-diphosphonic acid and a hydrocarbon acrylate is used as a monomer constituting the polymer, and a high image density on plain paper. Ink storage stability is ensured, and by using this polymer as a pigment dispersant, ink storage stability at 60 ° C. for one week is ensured, but storage stability is still insufficient. Similarly, there is a problem that the ink ejection characteristics from the nozzles become unstable when continuous printing is performed at a high speed, and there is a problem that the ejection recoverability is low.

また、紙にCa塩を含む受理液を付着させ、リン含有基が結合した顔料、樹脂エマルジョン、および界面活性剤を含むインクを印字するインクジェット記録方法が提案されている(特許文献4参照)。この提案には、リン含有基としてビスホスホン酸が好ましいことが記載されており、前記受理液のCa塩とリン含有基とが反応し、フェザリングおよび定着性を向上させる効果があると記載されている。しかし、前記提案の技術では、ホスホン酸基含有ポリマーを顔料分散体の分散剤、および添加剤として使用するのでなく、リン酸が結合した顔料を使用しており、普通紙に記録した場合の画像濃度の向上効果は十分なものではない。また、この方式の場合、顔料表面に予め化学修飾する必要があるため、顔料選択における汎用性が低いという問題がある。   In addition, an ink jet recording method has been proposed in which a receiving liquid containing a Ca salt is attached to paper, and ink containing a pigment having a phosphorus-containing group, a resin emulsion, and a surfactant is printed (see Patent Document 4). This proposal describes that bisphosphonic acid is preferable as the phosphorus-containing group, and describes that the Ca salt of the receiving solution reacts with the phosphorus-containing group and has an effect of improving feathering and fixing properties. Yes. However, in the proposed technique, a phosphonic acid group-containing polymer is not used as a dispersant and an additive for a pigment dispersion, but a phosphoric acid-bonded pigment is used, and an image when recorded on plain paper is used. The effect of increasing the concentration is not sufficient. In addition, in the case of this method, since it is necessary to chemically modify the pigment surface in advance, there is a problem that versatility in pigment selection is low.

また、着色剤、水、水溶性有機溶剤、界面活性剤、およびキレート剤を含んでなる水性インクが提案されている(特許文献5参照)。この提案では、前記キレート剤として、低分子化合物であるヒドロキシエチリデンジホスホン酸またはその塩が用いられている。前記キレート剤は、顔料等の分散体に含まれるカルシウム等を除去し、吐出安定性および保存安定性を改善できるとされている。しかし、前記提案には、低分子化合物であるヒドロキシエチリデンジホスホン酸しか記載されておらず、ホスホン酸を含有するポリマーについては記載がなく、キレート剤と普通紙に記録した場合の画像濃度の向上効果との関係についても記載されていない。
したがって、普通紙に記録した場合でも高い画像濃度が得られ、水溶性有機溶剤の含有量が多くなっても保存安定性、吐出回復性に優れたインクジェット記録用インクの提供が望まれる。
Further, there has been proposed a water-based ink containing a colorant, water, a water-soluble organic solvent, a surfactant, and a chelating agent (see Patent Document 5). In this proposal, hydroxyethylidene diphosphonic acid or a salt thereof, which is a low molecular compound, is used as the chelating agent. The chelating agent is said to remove calcium and the like contained in a dispersion such as a pigment and improve discharge stability and storage stability. However, the proposal only describes a low molecular weight compound, hydroxyethylidene diphosphonic acid, and does not describe a polymer containing phosphonic acid, and improves the image density when recorded on a chelating agent and plain paper. It also does not describe the relationship with effects.
Therefore, it is desired to provide an ink for ink jet recording which can obtain a high image density even when recorded on plain paper and is excellent in storage stability and ejection recovery property even when the content of the water-soluble organic solvent is increased.

本発明は、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、本発明は、高い画像濃度が得られ、保存安定性、吐出回復性に優れたインクを提供することを目的とする。
An object of the present invention is to solve the above-described problems and achieve the following objects.
That is, an object of the present invention is to provide an ink that can obtain a high image density and has excellent storage stability and ejection recovery property.

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、少なくとも水、水溶性溶剤、顔料、およびホスホン酸基を有する重合体を含むインクであって、前記重合体は、ジホスホン酸基を有する共重合体であり、該ジホスホン酸基の少なくとも一部がテトラアルキルアンモニウム塩であり、かつ、前記重合体は一般式(1)で表される構造単位(1)と、一般式(2)で表される構造単位(2)とを少なくとも有するものであることを特徴とするインクである。   The ink of the present invention as a means for solving the problems is an ink containing at least water, a water-soluble solvent, a pigment, and a polymer having a phosphonic acid group, and the polymer has a diphosphonic acid group. A copolymer, wherein at least a part of the diphosphonic acid group is a tetraalkylammonium salt, and the polymer is represented by the structural unit (1) represented by the general formula (1) and the general formula (2): It is an ink characterized by having at least the structural unit (2) represented.

Figure 2017002197
Figure 2017002197

(一般式(1)中のRは水素原子またはメチル基を表し、Mは、テトラアルキルアンモニウムイオンまたはプロトンを表す。) (R 1 in the general formula (1) represents a hydrogen atom or a methyl group, and M + represents a tetraalkylammonium ion or a proton.)

Figure 2017002197
Figure 2017002197

(一般式(2)中のRは、水素原子またはメチル基を表し、Lは、炭素数2〜18のアルキレン基を表す。) (R 2 in the general formula (2) represents a hydrogen atom or a methyl group, and L represents an alkylene group having 2 to 18 carbon atoms.)

本発明によれば、高い画像濃度が得られ、保存安定性、吐出回復性に優れた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 having a high image density and excellent storage stability and ejection recovery property.

本発明のインクジェット記録装置に配備される記録ヘッドの一例(2ヘッドタイプ)を示すノズル面から見た概略平面図である。It is the schematic plan view seen from the nozzle surface which shows an example (2 head type) of the recording head arrange | positioned at the inkjet recording device of this invention. 本発明のインクジェット記録装置に配備される記録ヘッドの別例(4ヘッドタイプ)を示すノズル面から見た概略平面図である。It is the schematic plan view seen from the nozzle surface which shows another example (4 head type) of the recording head arrange | positioned at the inkjet recording device of this invention. 維持回復装置を有する本発明のインクジェット記録装置の一例を示す前方側から見た斜視説明図である。FIG. 3 is a perspective explanatory view seen from the front side showing an example of an ink jet recording apparatus of the present invention having a maintenance / recovery device. 図3に示すインクジェット記録装置の機構部の全体構成を説明する概略構成図である。It is a schematic block diagram explaining the whole structure of the mechanism part of the inkjet recording device shown in FIG. 図3に示すインクジェット記録装置の機構部の要部平面説明図である。It is principal part plane explanatory drawing of the mechanism part of the inkjet recording device shown in FIG. 本発明のインクジェット記録装置における維持回復装置を含むサブシステムの要部平面説明図である。FIG. 3 is a plan view of a principal part of a subsystem including a maintenance / recovery device in the ink jet recording apparatus of the present invention. 図6に示すサブシステムの模式的概略構成図である。It is a typical schematic block diagram of the subsystem shown in FIG. 図6に示すサブシステムの右側面説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram on the right side of the subsystem shown in FIG. 6. キャップの保持昇降機構部の側面説明図である。It is side surface explanatory drawing of the holding | maintenance raising / lowering mechanism part of a cap.

以下、本発明を詳細に説明するが、本発明は以下に記載されるような態様のインクを包含する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail, but the present invention includes inks of the embodiments described below.

−ジホスホン酸基を有する共重合体−−
以下、本発明を詳細かつ具体的に説明する。
本発明におけるジホスホン酸基を有する共重合体(以下、ポリマーまたは共重合体ポリマーとも表記する)は、前記一般式(1)で表される構造単位(1)と、前記一般式(2)で表される構造単位(2)とを少なくとも有する共重合体である。
-Copolymer having diphosphonic acid group-
Hereinafter, the present invention will be described in detail and specifically.
The copolymer having a diphosphonic acid group in the present invention (hereinafter also referred to as polymer or copolymer polymer) is represented by the structural unit (1) represented by the general formula (1) and the general formula (2). It is a copolymer having at least the structural unit (2) represented.

上記とは別に、本発明におけるジホスホン酸基を有する共重合体(以下、ポリマーまたは共重合体ポリマーとも表記する)は、前記一般式(1)で表される構造単位(1)と、前記一般式(2)で表される構造単位(2)と、下記一般式(3a)、一般式(3b)または一般式(3c)で表される構造単位(3)とを少なくとも有する共重合体である。   Apart from the above, the copolymer having a diphosphonic acid group in the present invention (hereinafter also referred to as a polymer or a copolymer polymer) includes the structural unit (1) represented by the general formula (1) and the general A copolymer having at least a structural unit (2) represented by the formula (2) and a structural unit (3) represented by the following general formula (3a), general formula (3b) or general formula (3c) is there.

Figure 2017002197
Figure 2017002197

(一般式(3a)中のRは、水素原子またはメチル基を表す。) (R 3 in the general formula (3a) represents a hydrogen atom or a methyl group.)

Figure 2017002197
Figure 2017002197

(一般式(3b)中のRは、水素原子またはメチル基を表し、R、Rはそれぞれ独立して、メチル基またはエチル基を表す。) (R 4 in the general formula (3b) represents a hydrogen atom or a methyl group, and R 5 and R 6 each independently represents a methyl group or an ethyl group.)

Figure 2017002197
Figure 2017002197

(一般式(3c)中のRは、水素原子またはメチル基を表し、Yはメチレン基またはエチレン基を表す。) (R 7 in the general formula (3c) represents a hydrogen atom or a methyl group, and Y 1 represents a methylene group or an ethylene group.)

上記とは別に、本発明におけるジホスホン酸基を有する共重合体(以下、ポリマーまたは共重合体ポリマーとも表記する)は、前記一般式(1)で表される構造単位(1)と、前記一般式(2)で表される構造単位(2)と、下記一般式(4a)または一般式(4b)で表される構造単位(4)とを少なくとも有する共重合体である。 Apart from the above, the copolymer having a diphosphonic acid group in the present invention (hereinafter also referred to as a polymer or a copolymer polymer) includes the structural unit (1) represented by the general formula (1) and the general It is a copolymer having at least the structural unit (2) represented by the formula (2) and the structural unit (4) represented by the following general formula (4a) or the general formula (4b).

Figure 2017002197
Figure 2017002197

(一般式(4a)中のR8は、水素原子またはメチル基を表し、R9、R10はメチル基またはエチル基を表し、Yは炭素数1〜4のアルキレン基を表す。) (R 8 in the general formula (4a) represents a hydrogen atom or a methyl group, R 9 and R 10 represent a methyl group or an ethyl group, and Y 2 represents an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms.)

Figure 2017002197
Figure 2017002197

(一般式(4b)中のR11は、水素原子またはメチル基を表し、Y3は炭素数1〜3のアルキレン基を表す。) (R 11 in the general formula (4b) represents a hydrogen atom or a methyl group, and Y 3 represents an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms.)

前記一般式(1)中のMのテトラアルキルアンモニウムイオンとしては炭素数1〜22のアルキル基を4個有するアンモニウムイオンであり、例えば、テトラメチルアンモニウムイオン、テトラエチルアンモニウムイオン、テトラプロピルアンモニウムイオン、テトラブチルアンモニウムイオン、テトラアミルアンモニウムイオン、ベンジルトリメチルアンモニウムイオン、ヒドロキシエチルトリメチルアンモニウムイオン、メチルトリオクチルアンモニウムイオン、トリメチルステアリルアンモニウムイオン等が挙げられる。特に、炭素数1〜5のアルキル基からなるテトラアルキルアンモニウムイオンを用いる場合は、低粘度で且つ保存安定性に優れるインク提供が可能となるため特に好ましい。
炭素数1〜5のアルキル基からなるテトラアルキルアンモニウムイオンとしては、例えば、テトラエチルアンモニウムイオン、テトラブチルアンモニウムイオン、メチルトリブチルアンモニウムイオン、メチルトリアミルアンモニウムイオン、トリエチルメチルアンモニウムイオン、エチルトリメチルアンモニウムイオン等を挙げることができる。
前記Mとしては、2個または3個が、テトラアルキルアンモニウムイオンであり、残りは水素イオン(プロトン)であることが好ましい。
The M + tetraalkylammonium ion in the general formula (1) is an ammonium ion having 4 alkyl groups having 1 to 22 carbon atoms, such as a tetramethylammonium ion, a tetraethylammonium ion, a tetrapropylammonium ion, Examples thereof include tetrabutylammonium ion, tetraamylammonium ion, benzyltrimethylammonium ion, hydroxyethyltrimethylammonium ion, methyltrioctylammonium ion, and trimethylstearylammonium ion. In particular, when a tetraalkylammonium ion composed of an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is used, it is particularly preferable because an ink having a low viscosity and excellent storage stability can be provided.
Examples of tetraalkylammonium ions composed of alkyl groups having 1 to 5 carbon atoms include tetraethylammonium ion, tetrabutylammonium ion, methyltributylammonium ion, methyltriamylammonium ion, triethylmethylammonium ion, and ethyltrimethylammonium ion. Can be mentioned.
As M + , 2 or 3 are preferably tetraalkylammonium ions, and the rest are preferably hydrogen ions (protons).

また、一般式(2)中のLで表される炭素数2〜18のアルキレン基としては、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ヘキシレン基、ノニレン基、ドデシレン基、ステアリレン基等を挙げることができる。また、好ましくは炭素数が2〜16のアルキレン基であり、より好ましくは炭素数が2〜12のアルキレン基である。
Lを介して末端に存在するナフチル基は、水性インク(以下、インクということもある)中の色材である顔料とのπ−πスタッキングにより、優れた顔料吸着力を有するため、インクの保存安定性を向上させることができる。
Examples of the alkylene group having 2 to 18 carbon atoms represented by L in the general formula (2) include an ethylene group, a propylene group, a butylene group, a hexylene group, a nonylene group, a dodecylene group, and a stearylene group. it can. Moreover, Preferably it is a C2-C16 alkylene group, More preferably, it is a C2-C12 alkylene group.
The naphthyl group present at the terminal via L has excellent pigment adsorbing power due to π-π stacking with a pigment which is a coloring material in water-based ink (hereinafter also referred to as ink), so that the ink can be stored. Stability can be improved.

前記一般式(1)で表される構造単位(1)の質量比率は、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、前記ポリマー全量に対して、20質量%〜60質量%が好ましく、30質量%〜50質量%が更に好ましい。前記質量比率が、好ましい範囲内であると、インクジェット記録用インクに用いた場合、高い画像濃度が得られ、分散安定性と保存安定性、および、吐出安定性が良好となる点で有利である。   The mass ratio of the structural unit (1) represented by the general formula (1) is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but is 20% by mass to 60% by mass with respect to the total amount of the polymer. % Is preferable, and 30% by mass to 50% by mass is more preferable. When the mass ratio is within a preferable range, it is advantageous in that a high image density is obtained when used for an ink jet recording ink, and dispersion stability, storage stability, and ejection stability are good. .

本発明で用いられるジホスホン酸基を有する共重合体は、以下に説明する本発明におけるポリマーの製造方法により製造することができる。また、前記一般式(1)で表される構造単位(1)、一般式(2)で表される構造単位(2)を含む共重合体は、特に制限はなく、各種分野に幅広く用いることができる。
さらに、前記一般式(1)で表される構造単位(1)、一般式(2)で表される構造単位(2)、一般式(3a)、一般式(3b)または一般式(3c)で表される構造単位(3)を含む共重合体は、特に制限はなく、各種分野に幅広く用いることができる。
前記構造単位(3)に替えて、一般式(4a)または一般式(4b)で表される構造単位(4)を、構造単位(1)、(2)と共に含む共重合体の場合も同様である。
そして、例えばインクジェット記録用インクにおける顔料分散剤、顔料濃度向上剤、顔料用結着樹脂、粘度調整剤などとして好適に用いることができる。
The copolymer having a diphosphonic acid group used in the present invention can be produced by the polymer production method of the present invention described below. Further, the copolymer containing the structural unit (1) represented by the general formula (1) and the structural unit (2) represented by the general formula (2) is not particularly limited, and can be widely used in various fields. Can do.
Furthermore, the structural unit (1) represented by the general formula (1), the structural unit (2) represented by the general formula (2), the general formula (3a), the general formula (3b), or the general formula (3c). The copolymer containing the structural unit (3) represented by the formula is not particularly limited and can be widely used in various fields.
The same applies to a copolymer containing the structural unit (4) represented by the general formula (4a) or the general formula (4b) together with the structural units (1) and (2) instead of the structural unit (3). It is.
For example, it can be suitably used as a pigment dispersant, pigment concentration improver, pigment binder resin, viscosity modifier and the like in ink jet recording ink.

<ポリマーの製造方法>
本発明で用いられるポリマーは、少なくとも下記一般式(5)で表されるモノマー(1)と、下記一般式(6)で表されるモノマー(2)とを含む重合性原料をラジカル重合させた後、得られたポリマーをさらにテトラアルキルアンモニウム塩基で中和調整することで合成することができる。
また本発明で用いられるポリマーは、少なくとも下記一般式(5)で表されるモノマー(1)と下記一般式(6)で表されるモノマー(2)と、下記一般式(7a)、(7b)又は(7c)で表されるモノマー(3a)、(3b)又は(3c)とを少なくとも含む重合性材料のラジカル重合させた後、得られたポリマーをさらにテトラアルキルアンモニウム塩基で中和調整することで合成することができる。
さらに、本発明で用いられるポリマーは、少なくとも下記一般式(5)で表されるモノマー(1)と下記一般式(6)で表されるモノマー(2)と、下記一般式(8a)または(8b)で表されるモノマー(4a)または(4b)とを少なくとも含む重合性材料のラジカル重合させた後、得られたポリマーをさらにテトラアルキルアンモニウム塩基で中和調整することで合成することができる。
<Method for producing polymer>
The polymer used in the present invention is a radical polymerization of a polymerizable raw material containing at least a monomer (1) represented by the following general formula (5) and a monomer (2) represented by the following general formula (6). Thereafter, the obtained polymer can be synthesized by further neutralizing with a tetraalkylammonium base.
In addition, the polymer used in the present invention includes at least a monomer (1) represented by the following general formula (5), a monomer (2) represented by the following general formula (6), and the following general formulas (7a) and (7b). ) Or (7c), after radical polymerization of a polymerizable material containing at least the monomer (3a), (3b) or (3c), the resulting polymer is further neutralized with a tetraalkylammonium base. Can be synthesized.
Furthermore, the polymer used in the present invention includes at least a monomer (1) represented by the following general formula (5), a monomer (2) represented by the following general formula (6), and the following general formula (8a) or ( After the radical polymerization of the polymerizable material containing at least the monomer (4a) or (4b) represented by 8b), the obtained polymer can be synthesized by further neutralizing with a tetraalkylammonium base. .

Figure 2017002197
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中和調整は、モノマー段階で既に中和されているテトラアルキルアンモニウム塩に加えて、さらに中和する場合に行う中和処理であり、モノマー段階で付いているアンモニウムイオンと同種または異種の化合物を用いて中和調整を行うことができる。トータルの中和量は一般式(1)中の4つの酸基のうち、1から4個まで中和する量を調整できるが、モノマー1分子当たりテトラアルキルアンモニウムイオンは2個または3個が好ましい。   Neutralization adjustment is a neutralization treatment that is performed in the case of further neutralization in addition to the tetraalkylammonium salt already neutralized in the monomer stage, and the same or different compound as the ammonium ion attached in the monomer stage. Neutralization adjustment can be performed. The total neutralization amount can adjust the amount of neutralization from 1 to 4 of the 4 acid groups in the general formula (1), but preferably 2 or 3 tetraalkylammonium ions per monomer molecule. .

一般式(5)で表されるモノマー(1)の具体例としては、メタクリルアミドメチレンジホスホン酸、アクリルアミドメチレンジホスホン酸およびそれらの2ナトリウム塩、3ナトリウム塩、2カリウム塩、3カリウム塩、2テトラメチルアンモニウム塩、3テトラメチルアンモニウム塩、2テトラエチルアンモニウム塩、3テトラエチルアンモニウム塩、2テトラプロピルアンモニウム塩、3テトラプロピルアンモニウム塩、2テトラブチルアンモニウム塩、3テトラブチルアンモニウム塩等が挙げられる。さらに、複数種のテトラアルキルアンモニウムイオンが混合している場合を挙げることができる。   Specific examples of the monomer (1) represented by the general formula (5) include methacrylamidomethylene diphosphonic acid, acrylamide methylene diphosphonic acid and their disodium salt, trisodium salt, dipotassium salt, tripotassium salt, 2 tetramethyl ammonium salt, 3 tetramethyl ammonium salt, 2 tetraethyl ammonium salt, 3 tetraethyl ammonium salt, 2 tetrapropyl ammonium salt, 3 tetrapropyl ammonium salt, 2 tetrabutyl ammonium salt, 3 tetrabutyl ammonium salt and the like. Furthermore, the case where multiple types of tetraalkylammonium ions are mixed can be mentioned.

前記一般式(5)で表されるモノマー(1)の合成法としては、アミノメチレンジホスホン酸と(メタ)アクリル酸クロリドとのエステル化反応により合成する方法、および、(メタ)アクリルアミドメチレンジホスホン酸テトラメチルエステルから脱メチル化反応により合成する方法が挙げられる。
前者の場合、アミノメチレンジホスホン酸を予め中和処理した後に、酸クロリドとエステル化反応させて合成するのが好ましく、反応後、逆中和処理して塩の数を調整することができる。後者の場合は、ジホスホン酸体を得た後に中和して塩の数を調整する。
As a synthesis method of the monomer (1) represented by the general formula (5), a method of synthesizing by an esterification reaction of aminomethylene diphosphonic acid and (meth) acrylic acid chloride, and (meth) acrylamido methylene di A method of synthesizing from phosphonic acid tetramethyl ester by demethylation reaction may be mentioned.
In the former case, the aminomethylene diphosphonic acid is preferably neutralized in advance and then synthesized by an esterification reaction with acid chloride. After the reaction, the number of salts can be adjusted by reverse neutralization. In the latter case, the diphosphonic acid compound is obtained and then neutralized to adjust the number of salts.

前記一般式(6)中、Lで表される炭素数2〜18のアルキレン基としては、一般式(2)の場合と同様である。ナフチル基の結合位置はα位でもβ位でもどちらでもよい。
一般式(6)で表されるモノマー(2)は、以下のようにして合成し、使用することができる。
即ち、下記反応式(1)〜(2)に示すように、まず、ナフタレンカルボニルクロリド(A−1)と過剰量のジオール化合物を、アミンまたはピリジン等の酸受容体の存在下で縮合反応させて、ナフタレンカルボン酸ヒドロキシアルキルエステル(A−2)を得る。次いで、2−メタクリロイルオキシエチルイソシアネート(A−3)と前記(A−2)とを反応させて、モノマー(2)を得ることができる。
In the general formula (6), the alkylene group having 2 to 18 carbon atoms represented by L is the same as in the general formula (2). The bonding position of the naphthyl group may be either α-position or β-position.
The monomer (2) represented by the general formula (6) can be synthesized and used as follows.
That is, as shown in the following reaction formulas (1) to (2), first, a naphthalenecarbonyl chloride (A-1) and an excess amount of a diol compound are subjected to a condensation reaction in the presence of an acid acceptor such as an amine or pyridine. To obtain naphthalenecarboxylic acid hydroxyalkyl ester (A-2). Subsequently, 2-methacryloyloxyethyl isocyanate (A-3) and the said (A-2) are made to react, and a monomer (2) can be obtained.

Figure 2017002197
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前記一般式(7a)で表されるモノマー(3a)としては、ダイアセトンアクリルアミド、ダイアセトンメタクリルアミドが挙げられる。
前記一般式(7b)で表されるモノマー(3b)としては、ジメチル(メタ)アクリルアミド、ジエチル(メタ)アクリルアミドが挙げられる。
また、この一般式(7b)で表されるモノマー(3b)は、前記一般式(7a)で表されるモノマー(3a)と併用することができる。
前記一般式(7c)で表されるモノマー(3c)としては、N−(ヒドロキシメチル)(メタ)アクリルアミド、N−(2−ヒドロキシエチル)(メタ)アクリルアミドが挙げられる。
また、この一般式(7c)で表されるモノマー(3c)は、前記一般式(7a)で表されるモノマー(3a)および/または一般式(7b)で表されるモノマー(7b)と併用することができる。
前記一般式(8a)で表されるモノマー(4a)としては、N−[3−(ジメチルアミノ)プロピル]アクリルアミド、N−[3−(ジエチルアミノ)プロピル]アクリルアミド、N−[2−(ジメチルアミノ)エチル]アクリルアミド、N−[2−(ジエチルアミノ)エチル]アクリルアミド、N−[2−(エチルメチルアミノ)エチル]アクリルアミド、N−(ジメチルアミノメチル)アクリルアミド、N−(ジエチルアミノメチル)アクリルアミド等が挙げられる。
また、前記一般式(8b)で表されるモノマー(4b)としては、トリメチル(メタ)アクリロイルオキシメチルアンモニウムクロリド、トリメチル−2−(メタ)アクリロイルオキシエチルアンモニウムクロリド、トリメチル−3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルアンモニウムクロリド等が挙げられる。
一般式(8a)で表されるモノマー(4a)と、一般式(8b)で表されるモノマー(4b)は、併用してもよい。
Examples of the monomer (3a) represented by the general formula (7a) include diacetone acrylamide and diacetone methacrylamide.
Examples of the monomer (3b) represented by the general formula (7b) include dimethyl (meth) acrylamide and diethyl (meth) acrylamide.
The monomer (3b) represented by the general formula (7b) can be used in combination with the monomer (3a) represented by the general formula (7a).
Examples of the monomer (3c) represented by the general formula (7c) include N- (hydroxymethyl) (meth) acrylamide and N- (2-hydroxyethyl) (meth) acrylamide.
The monomer (3c) represented by the general formula (7c) is used in combination with the monomer (3a) represented by the general formula (7a) and / or the monomer (7b) represented by the general formula (7b). can do.
Examples of the monomer (4a) represented by the general formula (8a) include N- [3- (dimethylamino) propyl] acrylamide, N- [3- (diethylamino) propyl] acrylamide, N- [2- (dimethylamino). ) Ethyl] acrylamide, N- [2- (diethylamino) ethyl] acrylamide, N- [2- (ethylmethylamino) ethyl] acrylamide, N- (dimethylaminomethyl) acrylamide, N- (diethylaminomethyl) acrylamide and the like. It is done.
Examples of the monomer (4b) represented by the general formula (8b) include trimethyl (meth) acryloyloxymethylammonium chloride, trimethyl-2- (meth) acryloyloxyethylammonium chloride, trimethyl-3- (meth) acryloyl. Examples thereof include oxypropylammonium chloride.
The monomer (4a) represented by the general formula (8a) and the monomer (4b) represented by the general formula (8b) may be used in combination.

前記一般式(1)、一般式(2)で表される構造単位(1)、(2)を含むポリマーは、以上のようにして得られたモノマー(1)、モノマー(2)を用いて塊状重合法、溶液重合法、懸濁重合法、乳化重合法等の公知の重合法により重合される。
前記一般式(1)、一般式(2)及び一般式(3)で表される構造単位(1)、(2)及び(3)を含むポリマーは、以上のようにして得られたモノマー(1)、モノマー(2)及びモノマー(3)(=モノマー(3a)、(3b)又は(3c))を用いて塊状重合法、溶液重合法、懸濁重合法、乳化重合法等の公知の重合法により重合される。
前記一般式(1)、一般式(2)及び一般式(4)で表される構造単位(1)、(2)及び(4)を含むポリマーは、以上のようにして得られたモノマー(1)、モノマー(2)及びモノマー(4)(=モノマー(4a)、(4b)又は(4c))を用いて塊状重合法、溶液重合法、懸濁重合法、乳化重合法等の公知の重合法により重合される。
The polymer containing the structural units (1) and (2) represented by the general formula (1) and the general formula (2) is obtained by using the monomer (1) and the monomer (2) obtained as described above. Polymerization is performed by a known polymerization method such as a bulk polymerization method, a solution polymerization method, a suspension polymerization method, or an emulsion polymerization method.
The polymer containing the structural units (1), (2) and (3) represented by the general formula (1), the general formula (2) and the general formula (3) is a monomer ( 1), monomer (2) and monomer (3) (= monomer (3a), (3b) or (3c)) are used for known bulk polymerization, solution polymerization, suspension polymerization, emulsion polymerization, etc. Polymerized by a polymerization method.
The polymer containing the structural units (1), (2) and (4) represented by the general formula (1), the general formula (2) and the general formula (4) is a monomer obtained as described above ( 1), a monomer (2) and a monomer (4) (= monomer (4a), (4b) or (4c)) are used for known bulk polymerization, solution polymerization, suspension polymerization, emulsion polymerization, etc. Polymerized by a polymerization method.

これらの重合法に限定されないが、重合操作および分子量の調整が容易なことから、ラジカル重合開始剤を用いる方法が好ましく、有機溶剤と水の混合溶媒中で重合させる溶液重合法が更に好ましい。
前記溶液重合法でラジカル重合を行う際の操作としては、特に制限はないが、モノマー、開始剤、連鎖移動剤、溶媒は、重合反応容器に一括で仕込んでもよいし、滴下漏斗を用いて連続的に供給してもよい。また、必要に応じて、重合反応中に開始剤を追加してもよい。
Although not limited to these polymerization methods, a method using a radical polymerization initiator is preferable because the polymerization operation and molecular weight are easily adjusted, and a solution polymerization method in which polymerization is performed in a mixed solvent of an organic solvent and water is more preferable.
The operation for performing radical polymerization by the solution polymerization method is not particularly limited, but the monomer, initiator, chain transfer agent, and solvent may be charged all at once into the polymerization reaction vessel or continuously using a dropping funnel. May be supplied. Moreover, you may add an initiator during a polymerization reaction as needed.

前記溶液重合法でラジカル重合を行う際の溶剤としては、モノマー(1)が水溶性であり、モノマー(2)が非水溶性なので混合させるために水と水溶性有機溶剤の混合溶剤が好ましい。水溶性有機溶剤としてはメタノール、エタノール、2−メトキシエタノール、2−エトキシエタノール等のアルコール系溶媒やテトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒やN,N−ジメチルホルムアミド等のアミド系溶媒等が使用でき、モノマーを溶解させるものであれば特に制限はない。
また、初めから混合溶剤を使用する以外にも、モノマー(1)の水溶液とモノマー(2)の有機溶剤液を重合時に混合していってもよい。
モノマー(1)とモノマー(2)の溶解性を近づけることは、共重合性を上げるために重要であり、本発明では、モノマー(1)をテトラアルキルアンモニウム塩とすることでモノマー(2)との溶解性の差を近づけることで共重合体の合成に成功している。仮にモノマー(1)と類似のナトリウム塩を使用した場合は、モノマー(2)との共重合樹脂の合成は困難になる。
溶解性だけに注目すれば、テトラアルキルアンモニウムのアルキル基が長いほうが疎水性が強くなり、モノマー(2)との共重合性に優れることと予測されるが、他特性とのバランスで選択される。
また、モノマー(3)は、初めから混合溶剤に溶解させても良いし、モノマー(2)と同時に有機溶剤に溶解させてもよい。
同様に、モノマー(4)は、初めから混合溶剤に溶解させても良いし、モノマー(2)と同時に有機溶剤に溶解させてもよい。
As the solvent for the radical polymerization by the solution polymerization method, the monomer (1) is water-soluble and the monomer (2) is water-insoluble, so that a mixed solvent of water and a water-soluble organic solvent is preferable for mixing. As the water-soluble organic solvent, alcohol solvents such as methanol, ethanol, 2-methoxyethanol and 2-ethoxyethanol, ether solvents such as tetrahydrofuran, amide solvents such as N, N-dimethylformamide, and the like can be used. There is no particular limitation as long as it can be dissolved.
In addition to using a mixed solvent from the beginning, an aqueous solution of monomer (1) and an organic solvent solution of monomer (2) may be mixed during polymerization.
Making the solubility of the monomer (1) and the monomer (2) closer is important for improving the copolymerizability. In the present invention, the monomer (1) is converted into a tetraalkylammonium salt to form the monomer (2) Copolymers have been successfully synthesized by bringing the difference in solubility between the two. If a sodium salt similar to the monomer (1) is used, synthesis of the copolymer resin with the monomer (2) becomes difficult.
If attention is paid only to solubility, it is expected that the longer the alkyl group of tetraalkylammonium, the stronger the hydrophobicity and the better the copolymerization with monomer (2), but it is selected in balance with other properties. .
The monomer (3) may be dissolved in a mixed solvent from the beginning, or may be dissolved in an organic solvent simultaneously with the monomer (2).
Similarly, the monomer (4) may be dissolved in the mixed solvent from the beginning, or may be dissolved in the organic solvent simultaneously with the monomer (2).

ラジカル重合開始剤としては、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。例えば、パーオキシケタール、ハイドロパーオキサイド、ジアルキルパーオキサイド、ジアシルパーオキサイド、パーオキシジカーボネート、パーオキシエステル、シアノ系のアゾビスイソブチロニトリル、アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、アゾビス(2,2’−イソバレロニトリル)、非シアノ系のジメチル−2,2’−アゾビスイソブチレート、などが挙げられる。これらの中でも、分子量の制御がしやすく、分解温度が低い点から、有機過酸化物、アゾ系化合物が好ましく、アゾ系化合物が特に好ましい。
前記重合開始剤の含有量は、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、重合性モノマーの総質量に対して、1質量%〜20質量%が好ましい。
There is no restriction | limiting in particular as a radical polymerization initiator, According to the objective, it can select suitably. For example, peroxyketal, hydroperoxide, dialkyl peroxide, diacyl peroxide, peroxydicarbonate, peroxyester, cyano-based azobisisobutyronitrile, azobis (2-methylbutyronitrile), azobis (2 , 2′-isovaleronitrile), non-cyano dimethyl-2,2′-azobisisobutyrate, and the like. Among these, organic peroxides and azo compounds are preferable, and azo compounds are particularly preferable from the viewpoint of easy control of molecular weight and low decomposition temperature.
The content of the polymerization initiator is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but is preferably 1% by mass to 20% by mass with respect to the total mass of the polymerizable monomer.

前記ポリマーの分子量を調整するために、連鎖移動剤を適量添加してもよい。前記連鎖移動剤としては、例えば、メルカプト酢酸、メルカプトプロピオン酸、2−プロパンチオール、2−メルカプトエタノール、チオフェノール、ノニルメルカプタン、1−ドデカンチオール、チオグリセロール、などが挙げられる。
重合温度は、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、50℃〜150℃が好ましく、60℃〜100℃がより好ましい。重合時間は、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、3時間〜48時間が好ましい。
In order to adjust the molecular weight of the polymer, an appropriate amount of a chain transfer agent may be added. Examples of the chain transfer agent include mercaptoacetic acid, mercaptopropionic acid, 2-propanethiol, 2-mercaptoethanol, thiophenol, nonyl mercaptan, 1-dodecanethiol, thioglycerol, and the like.
There is no restriction | limiting in particular in superposition | polymerization temperature, Although it can select suitably according to the objective, 50 to 150 degreeC is preferable and 60 to 100 degreeC is more preferable. The polymerization time is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but is preferably 3 hours to 48 hours.

得られたポリマーをテトラアルキルアンモニウム塩基で中和処理する。
前記中和処理は、テトラアルキルアンモニウム塩基にてポリマーのホスホン酸基の一部または全てを中和することで行うことができる。
前記一般式(3)のモノマー製造工程で中和がすべて済んでいる場合は、この中和工程を省略することができるが、通常は、モノマー製造工程で1〜2等量中和しておき、ポリマー化してから残りの酸基を中和する。
なお、前記テトラアルキルアンモニウム塩基の中和処理は、インクの製造工程において顔料とポリマーとを混合した状態で行うことも可能である。
The resulting polymer is neutralized with a tetraalkylammonium base.
The neutralization treatment can be performed by neutralizing part or all of the phosphonic acid group of the polymer with a tetraalkylammonium base.
When neutralization has been completed in the monomer production process of the general formula (3), this neutralization process can be omitted, but usually 1 to 2 equivalents are neutralized in the monomer production process. The remaining acid groups are neutralized after polymerization.
The neutralization treatment of the tetraalkylammonium base can be performed in a state where the pigment and the polymer are mixed in the ink production process.

より具体的には、攪拌機、温度計、および不活性ガス(窒素またはアルゴン)導入管、コンデンサーを備えたフラスコ内に前記一般式(5)のモノマー(1)を溶解させた水溶液、前記一般式(6)のモノマー(2)を溶解させた有機溶媒溶液、および重合開始剤および分子量調整剤等を溶解させた溶液を不活性ガス下、回分または連続して投入攪拌し、60℃〜150℃の温度で反応させた後、テトラアルキルアンモニウム塩基で中和処理することで合成することができる。
あるいは、攪拌機、温度計、及び不活性ガス(窒素又はアルゴン)導入管、コンデンサーを備えたフラスコ内に前記一般式(5)のモノマー(1)を溶解させた水溶液、前記一般式(6)及び前記一般式(7a)、(7b)又は(7c)のモノマー(2)及び(3)を溶解させた有機溶媒溶液、及び重合開始剤及び分子量調整剤等を溶解させた溶液を不活性ガス下、回分又は連続して投入攪拌し、60℃〜150℃の温度で反応させた後、テトラアルキルアンモニウム塩基で中和処理することで合成することができる。
あるいは、攪拌機、温度計、及び不活性ガス(窒素又はアルゴン)導入管、コンデンサーを備えたフラスコ内に前記一般式(5)のモノマー(1)を溶解させた水溶液、前記一般式(6)及び前記一般式(8a)又は(8b)のモノマー(2)及び(4)を溶解させた有機溶媒溶液、及び重合開始剤及び分子量調整剤等を溶解させた溶液を不活性ガス下、回分又は連続して投入攪拌し、60℃〜150℃の温度で反応させた後、テトラアルキルアンモニウム塩基で中和処理することで合成することができる。
More specifically, an aqueous solution in which the monomer (1) of the general formula (5) is dissolved in a flask equipped with a stirrer, a thermometer, an inert gas (nitrogen or argon) introduction tube, and a condenser, the general formula The organic solvent solution in which the monomer (2) of (6) is dissolved, and the solution in which the polymerization initiator, the molecular weight modifier and the like are dissolved are batched or continuously stirred under an inert gas, and 60 ° C. to 150 ° C. It can synthesize | combine by making it react at this temperature and neutralizing with a tetraalkylammonium base.
Alternatively, an aqueous solution in which the monomer (1) of the general formula (5) is dissolved in a flask equipped with a stirrer, a thermometer, an inert gas (nitrogen or argon) introduction tube, and a condenser, the general formula (6) and An organic solvent solution in which the monomers (2) and (3) of the general formula (7a), (7b) or (7c) are dissolved, and a solution in which the polymerization initiator, the molecular weight modifier and the like are dissolved under an inert gas. It can synthesize | combine by carrying out neutralization with the tetraalkylammonium base, after making it stir batch or continuously and making it react at the temperature of 60 to 150 degreeC.
Alternatively, an aqueous solution in which the monomer (1) of the general formula (5) is dissolved in a flask equipped with a stirrer, a thermometer, an inert gas (nitrogen or argon) introduction tube, and a condenser, the general formula (6) and The organic solvent solution in which the monomers (2) and (4) of the general formula (8a) or (8b) are dissolved, and the solution in which the polymerization initiator, the molecular weight modifier and the like are dissolved are batched or continuously in an inert gas. Then, the mixture is stirred and reacted at a temperature of 60 ° C. to 150 ° C., and then neutralized with a tetraalkylammonium base.

中和の際、予め樹脂の酸価を測定し、それに応じて中和処理することで、中和度を制御できる。酸価測定は、秤量した樹脂を水または水溶性有機溶剤またはそれらの混合溶媒に溶解または分散させ、チモールフタレインを指示薬として規定濃度の水酸化カリウムメタノール溶液で中和滴定することにより求められる。
本発明におけるポリマーのジホスホン酸基は、チモールフタレインの変色時(pH=8〜9)には4つの酸基のうち、3つが中和されることがわかっている。したがって、チモールフタレインを指示薬として酸価を求め、それに応じて塩基を投入して中和した場合は、3個の酸基が中和された構造を調整することができる。
The neutralization degree can be controlled by measuring the acid value of the resin in advance and performing neutralization treatment accordingly. The acid value is measured by dissolving or dispersing a weighed resin in water, a water-soluble organic solvent or a mixed solvent thereof, and neutralizing and titrating with a potassium hydroxide methanol solution with a specified concentration using thymolphthalein as an indicator.
As for the diphosphonic acid group of the polymer in the present invention, it is known that three of the four acid groups are neutralized when the color of thymolphthalein changes (pH = 8 to 9). Therefore, when the acid value is obtained using thymolphthalein as an indicator and neutralized by adding a base accordingly, a structure in which three acid groups are neutralized can be prepared.

合成時における前記一般式(5)のモノマー(1)の、全モノマーにおける割合は、20〜60質量%が好ましく、30〜50質量%がさらに好ましい。   The ratio of the monomer (1) of the general formula (5) in the synthesis to the total monomers is preferably 20 to 60% by mass, and more preferably 30 to 50% by mass.

得られたポリマーは、重合度に応じて分子量分布を持つ。通常、分子量測定にはゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)によって容易に測定できるが、本ポリマーは解離性のポリマーであり、GPCカラムへの吸着により測定が難しい。
そこで本発明では、ポリマーを一定濃度の溶液としたときの粘度を分子量の代用特性とした。粘度の測定方法は、次のように行うことができる。粘度計(RE500L、東機産業株式会社製)を使用し、サンプルの粘度に合わせて50回転もしくは100回転に調整して測定する。
本発明におけるポリマーの水溶液粘度(10質量%、25℃)は、1.5mPa・s〜4.0mPa・sであることが好ましく、1.7mPa・s〜3.0mPa・sであることがさらに好ましい。
ポリマーの水溶液粘度が1.5mPa・s以上であれば、カルシウム反応性が低下することによる画像濃度低下が起こりにくく、4.0mPa・s以下であれば分散性安定性の低下に起因する、顔料分散体およびインクの保存性悪化が起こりにくくなる。
1.7mPa・s〜3.0mPa・sの範囲であれば、画像濃度低下やインク保存性悪化がさらに起こりにくくなる。また、インクの保存性悪化は吐出回復性の低下につながる恐れがある。
The resulting polymer has a molecular weight distribution depending on the degree of polymerization. Usually, the molecular weight can be easily measured by gel permeation chromatography (GPC), but the present polymer is a dissociative polymer and is difficult to measure due to adsorption to the GPC column.
Therefore, in the present invention, the viscosity when the polymer is a solution having a constant concentration is used as a substitute characteristic of molecular weight. The measuring method of a viscosity can be performed as follows. Using a viscometer (RE500L, manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.), it is adjusted to 50 or 100 rotations according to the viscosity of the sample.
The aqueous solution viscosity (10% by mass, 25 ° C.) of the polymer in the present invention is preferably 1.5 mPa · s to 4.0 mPa · s, and more preferably 1.7 mPa · s to 3.0 mPa · s. preferable.
If the aqueous solution viscosity of the polymer is 1.5 mPa · s or more, the image density is less likely to be lowered due to a decrease in calcium reactivity, and if it is 4.0 mPa · s or less, the pigment is caused by a decrease in dispersibility stability. Deterioration of storage stability of the dispersion and ink is less likely to occur.
When it is in the range of 1.7 mPa · s to 3.0 mPa · s, image density reduction and ink storage stability are more unlikely to occur. In addition, deterioration in ink storage stability may lead to a decrease in ejection recovery performance.

本発明におけるポリマーの分子量は、重合温度や重合開始剤量および反応時のモノマー濃度である程度制御が可能である。
前記重合温度に関しては、高温にて短時間で重合すると低分子量のポリマーが得られやすく、低温度にて長時間かけて重合すれば高分子量のポリマーが得られやすい傾向にある。
前記重合開始剤の含有量については、多い方が低分子量のポリマーが得られやすく、少ない方が高分子量のポリマーが得られやすい傾向にある。
前記反応時のモノマー濃度については、高濃度の方が高分子量のポリマーが得られやすく、低濃度の方が低分子量のポリマーが得られやすい傾向にある。
また、上記のように、連鎖移動剤の使用量を調節することにより、本発明における前記共重合体の分子量を制御することができる。知られているように、連鎖移動剤は、成長したポリマー鎖からラジカルを受け取りポリマーの伸長を止めるが、ラジカルを受け取った連鎖移動剤はモノマーを攻撃して再び重合を開始させることができるので、分子量分布の調節、平均分子量の調節にも寄与する。
The molecular weight of the polymer in the present invention can be controlled to some extent by the polymerization temperature, the polymerization initiator amount, and the monomer concentration during the reaction.
Regarding the polymerization temperature, a low molecular weight polymer tends to be obtained when polymerized at a high temperature in a short time, and a high molecular weight polymer tends to be obtained when polymerized at a low temperature for a long time.
As for the content of the polymerization initiator, a larger amount tends to obtain a low molecular weight polymer, and a smaller amount tends to obtain a high molecular weight polymer.
As for the monomer concentration during the reaction, a higher concentration tends to yield a polymer having a higher molecular weight, and a lower concentration tends to yield a polymer having a lower molecular weight.
Further, as described above, the molecular weight of the copolymer in the present invention can be controlled by adjusting the amount of the chain transfer agent used. As is known, chain transfer agents receive radicals from the grown polymer chain and stop polymer elongation, but chain transfer agents that receive radicals can attack the monomer and start polymerization again, It also contributes to the adjustment of molecular weight distribution and the average molecular weight.

(インク)
本発明のインクは、水、水溶性有機溶剤、顔料および本発明におけるポリマーを含有し、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。
(ink)
The ink of the present invention contains water, a water-soluble organic solvent, a pigment and the polymer of the present invention, and further contains other components as necessary.

<本発明におけるポリマー>
本発明のインクは、本発明におけるポリマーを含有することを特徴とする。
前記一般式(1)で表される構造単位は、従来使用されているジホスホン酸構造であるアロンドロネートメタクリルアミド体等に比べ水溶性が高く、その影響か本発明の共重合組成にした時の疎水性基の顔料との疎水性相互作用が強くなり、顔料の分散安定性が増す。
また、従来使用されている1−メタクリロキシエタン−1,1−ジホスホン酸に由来する構造単位では、耐加水分解性に問題があるためか、保存安定性および吐出回復性が十分でない。それに対し、本発明のジホスホン酸構造は耐加水分解性に強く、保存安定性および吐出安定性で有利になっている。
前記一般式(1)で表される構造単位に示されるように、ジホスホン酸基含有構造単位を、テトラアルキルアンモニウム塩にしたアクリルアミドとすることで、ジホスホン酸基含有構造単位の疎水性が上がり、一般式(2)で表される構造単位との共重合性が向上する。一般式(2)で表される構造単位は、Lを介して末端にナフチル基が存在するため、顔料とのπ−πスタッキングにより優れた顔料吸着力を有する。
すなわち一般式(1)で表される構造単位と一般式(2)で表される構造単位とを含む共重合樹脂を用いることで、ジホスホン酸基の多価イオン凝集機能による高い画像濃度のみならず、優れた保存安定性を発揮できる。
また、優れた顔料吸着性を有することで、インクヘッドノズル先端で水が蒸発した際に、水溶性有機溶媒の濃度が高くなった環境においても、顔料から共重合樹脂が脱離しにくく、顔料の分散不安定化による析出を防止できる。
さらに、共重合樹脂の疎水性が上がることにより、水溶性有機溶媒の濃度が高くなった環境において共重合樹脂のビヒクルへの溶解性を維持でき、インクヘッドノズル先端での共重合樹脂の析出を防止できる。
すなわち一般式(1)で表される構造単位と一般式(2)で表される構造単位とを含む共重合樹脂を用いることで、インクヘッドノズル先端に顔料や共重合樹脂が析出することに起因する吐出不良を抑制し、ヘッドクリーニングなどの吐出性回復動作を低減することができる。
また、一般式(3a)、一般式(3b)又は一般式(3c)で表される構造単位(3)は、水溶性溶剤との親和性が高いことから、一般式(1)で表される構造単位と一般式(2)で表される構造単位に、一般式(3a)、一般式(3b)又は一般式(3c)で表される構造単位(3)をさらに共重合させた形の共重合体とすることにより、共重合樹脂の水溶性溶剤との親和性を上げることができ、インクの保存安定性、吐出回復性をさらに向上させることができる。
さらに構造単位(4)に属する前記一般式(4a)で表される構造単位(4a)は、3級アミン構造を有し塩基性であり、顔料表面に存在する酸性基と酸塩基相互作用による結合力を発揮し、水溶性溶剤がインクビヒクル中に入ってきて前記疎水基と顔料との疎水性相互作用が弱められて樹脂の顔料吸着性が低下するのを補う働きをする。これにより水溶性溶剤が含有されるインク中においても良好な分散性と保存安定性を向上させることができる。例えば、黒顔料となるカーボンブラック表面にはカルボキシル基が存在するものが多く、その場合に一般式(4a)で表される構造部の塩基性を示す三級アミノ基部分と酸塩基相互作用で強く吸着する。
また、構造単位(4)に属する前記一般式(4b)で表される構造単位(4b)は、四級アンモニウム塩基を有し、顔料表面に存在する酸性基と酸塩基相互作用による結合力を発揮する。これにより、水溶性溶剤がインクビヒクル中に入ってきて、前記疎水基と顔料との疎水性相互作用が弱められて樹脂の顔料吸着性が低下するのを補う働きをする。よって、水溶性溶剤が含有されるインク中においても顔料分散性と保存安定性を向上させることができる。例えば、黒顔料となるカーボンブラック表面にはカルボキシル基が存在するものが多く、一般式(4b)で表される構造単位の四級アンモニウム塩基と酸塩基相互作用で強く吸着する。
また、理由は定かではないが、前記一般式(1)で表される構造単位(1)に、前記一般式(2)で表される構造単位(2)と、前記一般式(4a)又は(4b)で表される構造単位(4)とを共重合させることにより、ポリマー内でのホスホン酸基の会合を防ぐ働きがあり、水系インク中での保存安定性を更に向上させる効果がある。これらの機能発現により、インクの保存安定性、吐出回復性をさらに向上させることができる。
<Polymer in the present invention>
The ink of the present invention is characterized by containing the polymer of the present invention.
The structural unit represented by the general formula (1) is more water-soluble than the conventionally used diphosphonic acid structure alondronate methacrylamide or the like. Hydrophobic interaction with the pigment of the hydrophobic group becomes stronger, and the dispersion stability of the pigment increases.
Moreover, the structural unit derived from 1-methacryloxyethane-1,1-diphosphonic acid that has been conventionally used is not sufficient in storage stability and ejection recoverability because of a problem in hydrolysis resistance. On the other hand, the diphosphonic acid structure of the present invention is strong in hydrolysis resistance and is advantageous in storage stability and ejection stability.
As shown in the structural unit represented by the general formula (1), the diphosphonic acid group-containing structural unit is an acrylamide having a tetraalkylammonium salt, thereby increasing the hydrophobicity of the diphosphonic acid group-containing structural unit, Copolymerizability with the structural unit represented by the general formula (2) is improved. The structural unit represented by the general formula (2) has an excellent pigment adsorbing power due to π-π stacking with a pigment because a naphthyl group is present at the terminal via L.
That is, by using a copolymer resin containing the structural unit represented by the general formula (1) and the structural unit represented by the general formula (2), only a high image density due to the polyvalent ion aggregation function of the diphosphonic acid group can be obtained. Therefore, it can exhibit excellent storage stability.
In addition, because of the excellent pigment adsorptivity, when water is evaporated at the tip of the ink head nozzle, the copolymer resin is less likely to be detached from the pigment even in an environment where the concentration of the water-soluble organic solvent is high. Precipitation due to dispersion instability can be prevented.
Furthermore, the hydrophobicity of the copolymer resin increases, so that the solubility of the copolymer resin in the vehicle can be maintained in an environment where the concentration of the water-soluble organic solvent is high, and the copolymer resin is deposited at the tip of the ink head nozzle. Can be prevented.
That is, by using a copolymer resin containing the structural unit represented by the general formula (1) and the structural unit represented by the general formula (2), the pigment or the copolymer resin is deposited on the tip of the ink head nozzle. It is possible to suppress the ejection failure caused by this, and to reduce the ejection performance recovery operation such as head cleaning.
The structural unit (3) represented by the general formula (3a), the general formula (3b), or the general formula (3c) is represented by the general formula (1) because of its high affinity with the water-soluble solvent. And the structural unit represented by the general formula (2) and the structural unit represented by the general formula (3a), the general formula (3b) or the general formula (3c). By using this copolymer, the affinity of the copolymer resin with the water-soluble solvent can be increased, and the storage stability and ejection recovery property of the ink can be further improved.
Furthermore, the structural unit (4a) represented by the general formula (4a) belonging to the structural unit (4) has a tertiary amine structure and is basic, and is based on an acidic group and acid-base interaction existing on the pigment surface. It exerts a binding force and functions to compensate for the water-soluble solvent entering the ink vehicle and the hydrophobic interaction between the hydrophobic group and the pigment being weakened to reduce the pigment adsorbability of the resin. As a result, good dispersibility and storage stability can be improved even in an ink containing a water-soluble solvent. For example, many carbon black surfaces, which are black pigments, have a carboxyl group, and in that case, a tertiary amino group portion showing the basicity of the structural portion represented by the general formula (4a) and an acid-base interaction. Adsorbs strongly.
Further, the structural unit (4b) represented by the general formula (4b) belonging to the structural unit (4) has a quaternary ammonium base, and has a binding force due to an acid group interaction with an acidic group present on the pigment surface. Demonstrate. As a result, the water-soluble solvent enters the ink vehicle, and the hydrophobic interaction between the hydrophobic group and the pigment is weakened to compensate for the decrease in the pigment adsorptivity of the resin. Therefore, pigment dispersibility and storage stability can be improved even in an ink containing a water-soluble solvent. For example, many carbon black surfaces serving as black pigments have a carboxyl group and are strongly adsorbed by an acid-base interaction with a quaternary ammonium base of the structural unit represented by the general formula (4b).
Although the reason is not clear, the structural unit (1) represented by the general formula (1) is replaced with the structural unit (2) represented by the general formula (2) and the general formula (4a) or By copolymerizing with the structural unit (4) represented by (4b), there is a function of preventing the association of phosphonic acid groups in the polymer, and the effect of further improving the storage stability in aqueous ink. . By exhibiting these functions, the storage stability and ejection recovery property of the ink can be further improved.

したがって、本発明におけるポリマーをインクジェット記録用インクに用いた場合には、良好なインクの分散安定性および保存安定性を示す。それだけでなく、紙にインクを印字した場合には、Caイオンの含有量が少ない普通紙であっても紙からインクへ溶出するCaイオンにより、本発明におけるポリマーが疎水化し、更に前記一般式(2)で表される構造単位は顔料に対する吸着性が高いため、顔料を巻き込んで凝集することで、紙面上に顔料が留まり、より高い画像濃度を実現することが可能となる。   Therefore, when the polymer of the present invention is used for ink for ink jet recording, good dispersion stability and storage stability of the ink are exhibited. In addition, when ink is printed on paper, even in the case of plain paper with a low Ca ion content, the polymer in the present invention is hydrophobized by Ca ions eluted from the paper into the ink, and the general formula ( Since the structural unit represented by 2) has a high adsorptivity to the pigment, the pigment stays on the paper by agglomerating the pigment and aggregating it, and it becomes possible to realize a higher image density.

本発明におけるポリマーの前記インクにおける含有量は、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。がしかし、固形分で、0.05質量%〜10質量%が好ましく、0.5質量%〜5質量%がより好ましく、1質量%〜3質量%が特に好ましい。
前記含有量が、0.05質量%以上から画像濃度の向上効果が認められ、10質量%以下であると、インクをヘッドから吐出する際に適した粘度範囲とすることが可能となる。
The content of the polymer in the present invention in the ink is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose. However, the solid content is preferably 0.05% by mass to 10% by mass, more preferably 0.5% by mass to 5% by mass, and particularly preferably 1% by mass to 3% by mass.
When the content is 0.05% by mass or more, an effect of improving the image density is recognized.

本発明におけるポリマーは、特に制限はなく、顔料の分散剤としても、顔料分散体への添加剤としても使用できる。顔料の分散剤として使用すれば、普通紙における画像濃度や、水溶性有機溶剤の含有量が多いインクでの保存安定性、吐出安定性の一層の向上が認められる。   The polymer in the present invention is not particularly limited, and can be used as a pigment dispersant or an additive to the pigment dispersion. When used as a pigment dispersant, further improvement in image density on plain paper, storage stability with ink having a high content of water-soluble organic solvent, and ejection stability are recognized.

本発明におけるポリマーの含有量は、顔料分散剤として使用する場合には、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。そして、前記顔料100質量部に対して、1質量部〜100質量部が好ましく、5質量部〜80質量部がより好ましく、10質量部〜50質量部が更に好ましい。前記含有量が、前記より好ましい範囲内であると、高い画像濃度が得られ、分散安定性と保存安定性が良好となる点で有利である。   The polymer content in the present invention is not particularly limited when used as a pigment dispersant, and can be appropriately selected according to the purpose. And 1 mass part-100 mass parts are preferable with respect to 100 mass parts of said pigments, 5 mass parts-80 mass parts are more preferable, and 10 mass parts-50 mass parts are still more preferable. When the content is within the more preferable range, it is advantageous in that a high image density is obtained and dispersion stability and storage stability are improved.

<水>
前記水としては、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、または超純水を用いることができる。
前記水のインクにおける含有量は、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。
<Water>
As said water, pure water, such as ion-exchange water, ultrafiltration water, reverse osmosis water, distilled water, or ultrapure water can be used, for example.
There is no restriction | limiting in particular in content in the said ink of ink, According to the objective, it can select suitably.

<顔料>
前記顔料としては、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、黒色用或いはカラー用の無機顔料や有機顔料などが挙げられる。これらは、1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
前記無機顔料としては、例えば、酸化チタン、酸化鉄、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、バリウムイエロー、カドミウムレッド、クロムイエローに加え、コンタクト法、ファーネス法、サーマル法などの公知の方法によって製造されたカーボンブラックを用いることができる。
前記有機顔料としては、例えば、アゾ顔料、アゾメチン顔料、多環式顔料、染料キレート、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラック、などが挙げられる。これらの中でも、アゾ顔料、多環式顔料などがより好ましい。
前記アゾ顔料としては、例えば、アゾレーキ、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、キレートアゾ顔料、などが挙げられる。
前記多環式顔料としては、例えば、フタロシアニン顔料、ぺリレン顔料、ぺリノン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサジン顔料、インジゴ顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフラロン顔料、ローダミンBレーキ顔料、などが挙げられる。
前記染料キレートとしては、例えば、塩基性染料型キレート、酸性染料型キレート、などが挙げられる。
黒色用のものとしては、例えば、ファーネスブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック等のカーボンブラック(C.I.ピグメントブラック7)類、銅、鉄(C.I.ピグメントブラック11)、酸化チタン等の金属類、アニリンブラック(C.I.ピグメントブラック1)等の有機顔料、などが挙げられる。
前記カーボンブラックとしては、ファーネス法、チャネル法で製造されたカーボンブラックで、一次粒径が15nm〜40nm、BET法による比表面積が50m/g〜300m/g、DBP吸油量が40mL/100g〜150mL/100g、揮発分が0.5%〜10%、pHが2〜9を有するものが好ましい。
前記カーボンブラックとしては、市販品を用いることができ、前記市販品としては、例えば、No.2300、No.900、MCF−88、No.33、No.40、No.45、No.52、MA7、MA8、MA100、No.2200B(いずれも、三菱化学株式会社製);Raven700、同5750、同5250、同5000、同3500、同1255(いずれも、コロンビア社製);Regal400R、同330R、同660R、Mogul L、Monarch700、同800、同880、同900、同1000、同1100、同1300、Monarch1400(いずれも、キャボット社製);カラーブラックFW1、同FW2、同FW2V、同FW18、同FW200、同S150、同S160、同S170、プリンテックス35、同U、同V、同140U、同140V、スペシャルブラック6、同5、同4A、同4(いずれも、デグッサ社製)、などが挙げられる。
前記カラー用のものとして、イエローインクに使用できる顔料としては、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、C.I.ピグメントイエロー1、C.I.ピグメントイエロー2、C.I.ピグメントイエロー3、C.I.ピグメントイエロー12、C.I.ピグメントイエロー13、C.I.ピグメントイエロー14、C.I.ピグメントイエロー16、C.I.ピグメントイエロー17、C.I.ピグメントイエロー73、C.I.ピグメントイエロー74、C.I.ピグメントイエロー75、C.I.ピグメントイエロー83、C.I.ピグメントイエロー93、C.I.ピグメントイエロー95、C.I.ピグメントイエロー97、C.I.ピグメントイエロー98、C.I.ピグメントイエロー114、C.I.ピグメントイエロー120、C.I.ピグメントイエロー128、C.I.ピグメントイエロー129、C.I.ピグメントイエロー138、C.I.ピグメントイエロー150、C.I.ピグメントイエロー151、C.I.ピグメントイエロー154、C.I.ピグメントイエロー155、C.I.ピグメントイエロー174、C.I.ピグメントイエロー180、などが挙げられる。
マゼンタインクに使用できる顔料としては、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、C.I.ピグメントレッド5、C.I.ピグメントレッド7、C.I.ピグメントレッド12、C.I.ピグメントレッド48(Ca)、C.I.ピグメントレッド48(Mn)、C.I.ピグメントレッド57(Ca)、C.I.ピグメントレッド57:1、C.I.ピグメントレッド112、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド123、C.I.ピグメントレッド146、C.I.ピグメントレッド168、C.I.ピグメントレッド176、C.I.ピグメントレッド184、C.I.ピグメントレッド185、C.I.ピグメントレッド202、ピグメントバイオレット19、などが挙げられる。
シアンインクに使用できる顔料としては、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、C.I.ピグメントブルー1、C.I.ピグメントブルー2、C.I.ピグメントブルー3、C.I.ピグメントブルー15、C.I.ピグメントブルー15:3、C.I.ピグメントブルー15:4、C.I.ピグメントブルー15:34、C.I.ピグメントブルー16、C.I.ピグメントブルー22、C.I.ピグメントブルー60、C.I.ピグメントブルー63、C.I.ピグメントブルー66;C.I.バットブルー4、C.I.バットブルー60、などが挙げられる。
また、本発明で使用する顔料は、本発明のために新たに製造されたものでも使用可能である。
前記顔料としては、特に制限はなく、リン酸やホスホン酸などリン含有基を顔料表面に化学修飾した自己分散顔料を用いることができる。本発明においては、顔料表面にリン含有基の化学修飾がない顔料でも、高い画像濃度が得られ、保存安定性、吐出回復性に優れたインクジェット記録用インクを提供できる。
なお、イエロー顔料としてC.I.ピグメントイエロー74、マゼンタ顔料としてC.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントバイオレッド19、シアン顔料としてC.I.ピグメントブルー15:3を用いることにより、色調、耐光性が優れ、バランスの取れたインクを得ることができる。
<Pigment>
There is no restriction | limiting in particular as said pigment, According to the objective, it can select suitably, For example, the inorganic pigment, organic pigment, etc. for black or color are mentioned. These may be used alone or in combination of two or more.
Examples of the inorganic pigment include titanium oxide, iron oxide, calcium carbonate, barium sulfate, aluminum hydroxide, barium yellow, cadmium red, and chrome yellow, as well as a known method such as a contact method, a furnace method, and a thermal method. Carbon black can be used.
Examples of the organic pigment include azo pigments, azomethine pigments, polycyclic pigments, dye chelates, nitro pigments, nitroso pigments, and aniline black. Among these, azo pigments and polycyclic pigments are more preferable.
Examples of the azo pigments include azo lakes, insoluble azo pigments, condensed azo pigments, and chelate azo pigments.
Examples of the polycyclic pigment include a phthalocyanine pigment, a perylene pigment, a perinone pigment, an anthraquinone pigment, a quinacridone pigment, a dioxazine pigment, an indigo pigment, a thioindigo pigment, an isoindolinone pigment, a quinofullerone pigment, and a rhodamine B lake pigment. Is mentioned.
Examples of the dye chelates include basic dye chelates and acidic dye chelates.
Examples of black materials include carbon blacks (CI pigment black 7) such as furnace black, lamp black, acetylene black, channel black, copper, iron (CI pigment black 11), titanium oxide, and the like. And organic pigments such as aniline black (CI Pigment Black 1).
As the carbon black, a furnace method, a carbon black produced by the channel method, primary particle diameter of 15Nm~40nm, the BET specific surface area of 50m 2 / g~300m 2 / g, DBP oil absorption amount 40 mL / 100 g Those having ˜150 mL / 100 g, volatile content of 0.5% to 10% and pH of 2 to 9 are preferred.
As the carbon black, commercially available products can be used. 2300, no. 900, MCF-88, no. 33, no. 40, no. 45, no. 52, MA7, MA8, MA100, no. 2200B (all manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation); Raven700, 5750, 5250, 5000, 3500, 1255 (all manufactured by Columbia); Regal400R, 330R, 660R, Mogu L, Monarch700, 800, 880, 900, 1000, 1100, 1300, Monarch 1400 (all manufactured by Cabot); Color Black FW1, FW2, FW2V, FW18, FW200, S150, S160, S170, Printex 35, U, V, 140U, 140V, Special Black 6, 5, 4A, and 4 (all manufactured by Degussa).
There is no restriction | limiting in particular as a pigment which can be used for yellow ink as the thing for said colors, According to the objective, it can select suitably, for example, C.I. I. Pigment yellow 1, C.I. I. Pigment yellow 2, C.I. I. Pigment yellow 3, C.I. I. Pigment yellow 12, C.I. I. Pigment yellow 13, C.I. I. Pigment yellow 14, C.I. I. Pigment yellow 16, C.I. I. Pigment yellow 17, C.I. I. Pigment yellow 73, C.I. I. Pigment yellow 74, C.I. I. Pigment yellow 75, C.I. I. Pigment yellow 83, C.I. I. Pigment yellow 93, C.I. I. Pigment yellow 95, C.I. I. Pigment yellow 97, C.I. I. Pigment yellow 98, C.I. I. Pigment yellow 114, C.I. I. Pigment yellow 120, C.I. I. Pigment yellow 128, C.I. I. Pigment yellow 129, C.I. I. Pigment yellow 138, C.I. I. Pigment yellow 150, C.I. I. Pigment yellow 151, C.I. I. Pigment yellow 154, C.I. I. Pigment yellow 155, C.I. I. Pigment yellow 174, C.I. I. Pigment yellow 180, and the like.
There is no restriction | limiting in particular as a pigment which can be used for a magenta ink, According to the objective, it can select suitably, For example, C.I. I. Pigment red 5, C.I. I. Pigment red 7, C.I. I. Pigment red 12, C.I. I. Pigment red 48 (Ca), C.I. I. Pigment red 48 (Mn), C.I. I. Pigment red 57 (Ca), C.I. I. Pigment red 57: 1, C.I. I. Pigment red 112, C.I. I. Pigment red 122, C.I. I. Pigment red 123, C.I. I. Pigment red 146, C.I. I. Pigment red 168, C.I. I. Pigment red 176, C.I. I. Pigment red 184, C.I. I. Pigment red 185, C.I. I. Pigment red 202, pigment violet 19, and the like.
The pigment that can be used in the cyan ink is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. I. Pigment blue 1, C.I. I. Pigment blue 2, C.I. I. Pigment blue 3, C.I. I. Pigment blue 15, C.I. I. Pigment blue 15: 3, C.I. I. Pigment blue 15: 4, C.I. I. Pigment blue 15:34, C.I. I. Pigment blue 16, C.I. I. Pigment blue 22, C.I. I. Pigment blue 60, C.I. I. Pigment blue 63, C.I. I. Pigment blue 66; C.I. I. Bat Blue 4, C.I. I. Bat Blue 60 and the like.
In addition, the pigment used in the present invention may be newly produced for the present invention.
The pigment is not particularly limited, and a self-dispersing pigment in which a phosphorus-containing group such as phosphoric acid or phosphonic acid is chemically modified on the pigment surface can be used. In the present invention, a high image density can be obtained even with a pigment having no chemical modification of a phosphorus-containing group on the pigment surface, and an ink for inkjet recording excellent in storage stability and ejection recovery property can be provided.
In addition, C.I. I. Pigment Yellow 74, C.I. I. Pigment red 122, C.I. I. Pigment Bio Red 19 and C.I. I. By using CI Pigment Blue 15: 3, a well-balanced ink having excellent color tone and light resistance can be obtained.

前記顔料の体積平均粒子径(D50)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、150nm以下が好ましく、100nm以下がより好ましい。前記体積平均粒子径(D50)が、150nm以下であると、吐出安定性が良好となり、ノズル詰まりやインクの曲がりの発生を防止できることがある。
ここで、前記顔料の50%平均粒径は、23℃、55%RHの環境下において、日機装株式会社製マイクロトラックUPAで動的光散乱法により測定したD50%の値を示す。
The volume average particle diameter (D50) of the pigment is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but is preferably 150 nm or less, and more preferably 100 nm or less. When the volume average particle diameter (D50) is 150 nm or less, ejection stability is improved, and occurrence of nozzle clogging and ink bending may be prevented.
Here, the 50% average particle diameter of the pigment indicates a value of D50% measured by a dynamic light scattering method with Microtrac UPA manufactured by Nikkiso Co., Ltd. in an environment of 23 ° C. and 55% RH.

前記顔料の前記インクにおける含有量は、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、0.1質量%〜20質量%が好ましく、1質量%〜20質量%がより好ましい。   There is no restriction | limiting in particular in content of the said pigment in the said ink, Although it can select suitably according to the objective, 0.1 mass%-20 mass% are preferable, and 1 mass%-20 mass% are more preferable.

前記顔料としては、水、顔料、必要に応じて分散剤を混合した後、分散機で分散し粒径を調整した後、顔料分散体としたものを、インクに含有させることが好ましい。
前記顔料分散体は、水、顔料、顔料分散剤、および更に必要に応じてその他の成分を混合した後、分散機で分散し、粒径を調整して得られる。
得られた顔料分散体は、必要に応じて、フィルター、遠心分離装置等で粗大粒子をろ過し、脱気することが好ましい。
前記顔料分散体を作製する際の顔料の含有量は、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、0.1質量%〜50質量%が好ましく、0.1質量%〜30質量%がより好ましい。
前記顔料分散体は、必要に応じて、フィルター、遠心分離装置などで粗大粒子をろ過し、脱気することが好ましい。
前記顔料分散体における顔料分散剤としては、前記一般式(1)で表される構造単位を含むポリマーが好ましい。その他の使用可能な分散剤としては、例えば、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、両性界面活性剤、ノニオン界面活性剤等の種々の界面活性剤、ナフタレンスルホン酸Naホルマリン縮合物、高分子型の分散剤、などが挙げられる。
これらは1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
The pigment is preferably mixed with water, a pigment, and, if necessary, a dispersant, dispersed with a disperser to adjust the particle size, and then the pigment dispersion is contained in the ink.
The pigment dispersion is obtained by mixing water, a pigment, a pigment dispersant, and, if necessary, other components and then dispersing the mixture with a disperser and adjusting the particle size.
The obtained pigment dispersion is preferably degassed by filtering coarse particles with a filter, a centrifugal separator or the like, if necessary.
There is no restriction | limiting in particular in content of the pigment at the time of producing the said pigment dispersion, Although it can select suitably according to the objective, 0.1 mass%-50 mass% are preferable, 0.1 mass%- 30 mass% is more preferable.
The pigment dispersion is preferably degassed by filtering coarse particles with a filter, a centrifugal separator or the like, if necessary.
The pigment dispersant in the pigment dispersion is preferably a polymer containing a structural unit represented by the general formula (1). Other usable dispersants include, for example, various surfactants such as anionic surfactants, cationic surfactants, amphoteric surfactants, nonionic surfactants, naphthalenesulfonic acid Na formalin condensate, polymer type And the like.
These may be used alone or in combination of two or more.

前記アニオン界面活性剤としては、例えば、アルキルスルホカルボン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸塩、N−アシルアミノ酸およびその塩、N−アシルメチルタウリン塩、ポリオキシアルキルエーテル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル燐酸塩、ロジン酸石鹸、ヒマシ油硫酸エステル塩、ラウリルアルコール硫酸エステル塩、アルキルフェノール型燐酸エステル、ナフタレンスルホン酸塩ホルマリン縮合物、アルキル型燐酸エステル、アルキルアリルスルホン塩酸、ジエチルスルホ琥珀酸塩、ジエチルヘキシルスルホ琥珀酸塩、ジオクチルスルホ琥珀酸塩、などが挙げられる。
前記カチオン界面活性剤としては、例えば、2−ビニルピリジン誘導体、ポリ−4−ビニルピリジン誘導体、などが挙げられる。
前記両性界面活性剤としては、例えば、ラウリルジメチルアミノ酢酸ベタイン、2−アルキル−N−カルボキシメチル−N−ヒドロキシエチルイミダゾリニウムベタイン、ヤシ油脂肪酸アミドプロピルジメチルアミノ酢酸ベタイン、ポリオクチルポリアミノエチルグリシン、イミダゾリン誘導体、などが挙げられる。
前記ノニオン界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンドデシルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシアリルキルアルキルエーテル等のエーテル系界面活性剤;ポリオキシエチレンオレイン酸、ポリオキシエチレンオレイン酸エステル、ポリオキシエチレンジステアリン酸エステル、ソルビタンラウレート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノオレエート、ソルビタンセスキオレート、ポリオキシエチレンモノオレエート、ポリオキシエチレンステアレート等のエステル系界面活性剤;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−オール等のアセチレングリコール系界面活性剤、などが挙げられる。
これらの中でも、ナフタレンスルホン酸Naホルマリン縮合物が特に好ましい。
前記ナフタレンスルホン酸Naホルマリン縮合物におけるナフタレンスルホン酸の2量体、3量体、4量体の合計含有率は、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、20質量%〜80質量%であることが好ましい。前記含有率が、20質量%以上であると、分散性が良好となり、インクの保存安定性が向上し、その結果、ノズルの目詰まりの発生が防止できることがある。一方、前記含有率が、80質量%以下であると、インクの粘度範囲が適切となり、分散性が良好となることがある。
Examples of the anionic surfactant include alkyl sulfocarboxylates, α-olefin sulfonates, polyoxyethylene alkyl ether acetates, N-acyl amino acids and salts thereof, N-acyl methyl taurates, polyoxyalkyl ethers. Sulfate, polyoxyethylene alkyl ether phosphate, rosin acid soap, castor oil sulfate, lauryl alcohol sulfate, alkylphenol phosphate, naphthalenesulfonate formalin condensate, alkyl phosphate, alkylallylsulfone hydrochloride, Examples include diethylsulfosuccinate, diethylhexylsulfosuccinate, dioctylsulfosuccinate, and the like.
Examples of the cationic surfactant include 2-vinylpyridine derivatives and poly-4-vinylpyridine derivatives.
Examples of the amphoteric surfactant include lauryldimethylaminoacetic acid betaine, 2-alkyl-N-carboxymethyl-N-hydroxyethylimidazolinium betaine, coconut oil fatty acid amidopropyldimethylaminoacetic acid betaine, polyoctylpolyaminoethylglycine, And imidazoline derivatives.
Examples of the nonionic surfactant include polyoxyethylene nonyl phenyl ether, polyoxyethylene octyl phenyl ether, polyoxyethylene dodecyl phenyl ether, polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkyl ether, Ether type surfactants such as oxyallylalkyl alkyl ethers; polyoxyethylene oleic acid, polyoxyethylene oleic acid ester, polyoxyethylene distearic acid ester, sorbitan laurate, sorbitan monostearate, sorbitan monooleate, sorbitan sesquioleate Ester surfactants such as polyoxyethylene monooleate and polyoxyethylene stearate; 2,4,7,9-tetramethyl Acetylene glycol surfactants such as lu-5-decyne-4,7-diol, 3,6-dimethyl-4-octyne-3,6-diol, 3,5-dimethyl-1-hexyn-3-ol, Etc.
Among these, naphthalenesulfonic acid Na formalin condensate is particularly preferable.
The total content of naphthalenesulfonic acid dimer, trimer, and tetramer in the naphthalenesulfonic acid Na formalin condensate is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose. It is preferable that it is -80 mass%. When the content is 20% by mass or more, the dispersibility is improved and the storage stability of the ink is improved. As a result, the occurrence of nozzle clogging can be prevented. On the other hand, when the content is 80% by mass or less, the viscosity range of the ink is appropriate and the dispersibility may be good.

<水溶性有機溶剤>
前記水溶性有機溶剤は、インクの乾燥を防止する湿潤剤としての効果、および浸透剤としての効果の少なくともいずれかの効果を有する。
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る。例えば、グリセリン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、イソプロピリデングリセロール、1,3−ブタンジオール、3−メチル−1,3−ブタンジオール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、テトラエチレングリコール、ヘキシレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,2,6−ヘキサントリオール、1,2,4−ブタントリオール、1,2,3−ブタントリオール、ペトリオール等の多価アルコール類;エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル等の多価アルコールアルキルエーテル類;エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノベンジルエーテル等の多価アルコールアリールエーテル類;2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、N−ヒドロキシエチル−2−ピロリドン、1,3−ジメチルイミイダゾリジノン、ε−カプロラクタム、γ−ブチロラクトン等の含窒素複素環化合物;ホルムアミド、N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチル−β−メトキシプロピオンアミド、N,N−ジメチル−β−ブトキシプロピオンアミド等のアミド類;モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モノエチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン等のアミン類;ジメチルスルホキシド、スルホラン、チオジエタノール等の含硫黄化合物類;3−エチル−3−ヒドロキシメチルオキセタン、プロピレンカーボネート、炭酸エチレン、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。
<Water-soluble organic solvent>
The water-soluble organic solvent has at least one of an effect as a wetting agent for preventing ink drying and an effect as a penetrating agent.
There is no restriction | limiting in particular as said water-soluble organic solvent, According to the objective, it can select suitably. For example, glycerin, ethylene glycol, diethylene glycol, isopropylideneglycerol, 1,3-butanediol, 3-methyl-1,3-butanediol, triethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, trimethylolpropane, trimethylolethane, Ethylene glycol, diethylene glycol, dipropylene glycol, tripropylene glycol, tetraethylene glycol, hexylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,2,6-hexanetriol, Polyhydric alcohols such as 1,2,4-butanetriol, 1,2,3-butanetriol, and petriol; ethylene glycol monoethyl ester Polyhydric alcohol alkyl ethers such as ter, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, tetraethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether; ethylene glycol monophenyl ether, ethylene glycol monobenzyl Polyhydric alcohol aryl ethers such as ether; 2-pyrrolidone, N-methyl-2-pyrrolidone, N-hydroxyethyl-2-pyrrolidone, 1,3-dimethylimidazolidinone, ε-caprolactam, γ-butyrolactone, etc. Nitrogen-containing heterocyclic compounds; formamide, N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethyl- Amides such as methoxypropionamide and N, N-dimethyl-β-butoxypropionamide; amines such as monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, monoethylamine, diethylamine and triethylamine; dimethyl sulfoxide, sulfolane, thiodiethanol and the like Sulfur-containing compounds: 3-ethyl-3-hydroxymethyloxetane, propylene carbonate, ethylene carbonate, and the like. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.

これらの中でも、普通紙におけるカールを防止する点から、3−エチル−3−ヒドロキシメチルオキセタン、イソプロピリデングリセロール、N,N−ジメチル−β−メトキシプロピオンアミド、N,N−ジメチル−β−ブトキシプロピオンアミドが特に好ましい。
また、1,3−ブタンジオール、ジエチレングリコール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、トリエチレングリコール、グリセリンが水分蒸発による吐出不良を防止する上で優れた効果が得られる。
また、湿潤性が比較的少なく、浸透性を有する水溶性有機溶剤としては、例えば、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール[溶解度:4.2%(25℃)]、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール[溶解度:2.0%(25℃)]、などが挙げられる。
その他のポリオール化合物として、脂肪族ジオールとしては、例えば、2−エチル−2−メチル−1,3−プロパンジオール、3,3−ジメチル−1,2−ブタンジオール、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオール、2−メチル−2−プロピル−1,3−プロパンジオール、2,4−ジメチル−2,4−ペンタンジオール、2,5−ジメチル−2,5−ヘキサンジオール、5−ヘキセン−1,2−ジオール、などが挙げられる。
その他の併用できる浸透剤としては、前記インク中に溶解し、所望の物性に調整でき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る。例えば、ジエチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノアリルエーテル、ジエチレングリコールモノフェニルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、テトラエチレングリコールクロロフェニルエーテル等の多価アルコールのアルキルおよびアリールエーテル類、エタノール等の低級アルコール類、などが挙げられる。
Among these, 3-ethyl-3-hydroxymethyloxetane, isopropylideneglycerol, N, N-dimethyl-β-methoxypropionamide, N, N-dimethyl-β-butoxypropion from the viewpoint of preventing curling in plain paper Amides are particularly preferred.
In addition, 1,3-butanediol, diethylene glycol, 2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol, triethylene glycol, and glycerin are excellent in preventing discharge failure due to moisture evaporation.
Examples of the water-soluble organic solvent having relatively low wettability and permeability include 2-ethyl-1,3-hexanediol [solubility: 4.2% (25 ° C.)], 2, 2, 4 -Trimethyl-1,3-pentanediol [solubility: 2.0% (25 ° C)], and the like.
As other polyol compounds, as aliphatic diols, for example, 2-ethyl-2-methyl-1,3-propanediol, 3,3-dimethyl-1,2-butanediol, 2,2-diethyl-1, 3-propanediol, 2-methyl-2-propyl-1,3-propanediol, 2,4-dimethyl-2,4-pentanediol, 2,5-dimethyl-2,5-hexanediol, 5-hexene- 1,2-diol, and the like.
Other penetrants that can be used in combination are not particularly limited as long as they can be dissolved in the ink and adjusted to desired physical properties, and can be appropriately selected according to the purpose. For example, alkyl and aryl ethers of polyhydric alcohols such as diethylene glycol monophenyl ether, ethylene glycol monophenyl ether, ethylene glycol monoallyl ether, diethylene glycol monophenyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monobutyl ether, tetraethylene glycol chlorophenyl ether, And lower alcohols such as ethanol.

なお、水溶性有機溶剤ではない湿潤剤として、糖類を含有することができる。前記糖類としては、例えば、単糖類、二糖類、オリゴ糖類(三糖類、四糖類を含む)、多糖類、などが挙げられる。具体的には、グルコース、マンノース、フルクトース、リボース、キシロース、アラビノース、ガラクトース、マルトース、セロビオース、ラクトース、スクロース、トレハロース、マルトトリオース、などが挙げられる。ここで、多糖類とは広義の糖を意味し、α−シクロデキストリン、セルロースなど自然界に広く存在する物質を含む意味に用いることとする。また、これらの糖類の誘導体としては、前記した糖類の還元糖[例えば、糖アルコール〔一般式:HOCH(CHOH)CHOH(ただし、nは2〜5の整数を表す)で表される。〕]、酸化糖(例えば、アルドン酸、ウロン酸など)、アミノ酸、チオ酸などが挙げられる。これらの中でも、糖アルコールが好ましく、前記糖アルコールとしては、例えば、マルチトール、ソルビットなどが挙げられる。 In addition, saccharides can be contained as a wetting agent that is not a water-soluble organic solvent. Examples of the saccharide include monosaccharides, disaccharides, oligosaccharides (including trisaccharides and tetrasaccharides), polysaccharides, and the like. Specific examples include glucose, mannose, fructose, ribose, xylose, arabinose, galactose, maltose, cellobiose, lactose, sucrose, trehalose, maltotriose, and the like. Here, the polysaccharide means a saccharide in a broad sense, and is used to include a substance that exists widely in nature such as α-cyclodextrin and cellulose. The derivatives of these saccharides are represented by the reducing sugars of the saccharides described above [for example, sugar alcohol [general formula: HOCH 2 (CHOH) n CH 2 OH (where n represents an integer of 2 to 5)). The ], Oxidized sugars (eg, aldonic acid, uronic acid, etc.), amino acids, thioic acids and the like. Among these, sugar alcohol is preferable, and examples of the sugar alcohol include maltitol and sorbit.

前記顔料と前記水溶性有機溶剤の比率は、ヘッドからのインク吐出安定性に非常に影響がある。顔料固形分が高いのに水溶性有機溶剤の含有量が少ないとノズルのインクメニスカス付近の水分蒸発が進み吐出不良をもたらすことがある。
前記水溶性有機溶剤の前記インクにおける含有量は、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、10質量%〜60質量%が好ましく、20質量%〜60質量%がより好ましい。前記含有量が、10質量%以上であると、インクの吐出安定性が向上することがあり、60質量%以下であると、乾燥性が良好となることがある。前記含有量が、前記より好ましい数値範囲内であるインクは、乾燥性および吐出信頼性が非常に良好になるという利点がある。
The ratio of the pigment to the water-soluble organic solvent has a great influence on the ink ejection stability from the head. If the content of the water-soluble organic solvent is low even though the pigment solid content is high, the evaporation of water near the ink meniscus of the nozzle may progress and cause ejection failure.
The content of the water-soluble organic solvent in the ink is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but is preferably 10% by mass to 60% by mass, and more preferably 20% by mass to 60% by mass. . When the content is 10% by mass or more, the ink ejection stability may be improved, and when it is 60% by mass or less, the drying property may be improved. The ink having the content in the more preferable numerical range has an advantage that the drying property and the ejection reliability are very good.

<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、必要に応じて適宜選択することができ、例えば、界面活性剤、pH調整剤、水分散性樹脂、防腐防黴剤、防錆剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、酸素吸収剤、光安定化剤、などが挙げられる。
<Other ingredients>
There is no restriction | limiting in particular as said other component, It can select suitably as needed, For example, surfactant, pH adjuster, water-dispersible resin, antiseptic / antifungal agent, rust inhibitor, antioxidant , Ultraviolet absorbers, oxygen absorbers, light stabilizers, and the like.

−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、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、両性界面活性剤、フッ素系界面活性剤、などが挙げられる。これらの中でも、ノニオン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤が特に好ましい。
前記アニオン系界面活性剤としては、例えば、アルキルアリル、アルキルナフタレンスルホン酸塩、アルキルリン酸塩、アルキル硫酸塩、アルキルスルホン酸塩、アルキルエーテル硫酸塩、アルキルスルホコハク酸塩、アルキルエステル硫酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸塩、アルキルアリールエーテルリン酸塩、アルキルアリールエーテル硫酸塩、アルキルアリールエーテルエステル硫酸塩、オレフィンスルホン酸塩、アルカンオレフィンスルホン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩、エーテルカルボキシレート、スルホコハク酸塩、α−スルホ脂肪酸エステル、脂肪酸塩、高級脂肪酸とアミノ酸の縮合物、ナフテン酸塩、などが挙げられる。
前記カチオン系界面活性剤としては、例えば、アルキルアミン塩、ジアルキルアミン塩、脂肪族アミン塩、ベンザルコニウム塩、第4級アンモニウム塩、アルキルピリジニウム塩、イミダゾリニウム塩、スルホニウム塩、ホスホニウム塩、などが挙げられる。
前記ノニオン系界面活性剤としては、例えば、アセチレングリコール系界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、などが挙げられる。
前記両性界面活性剤としては、例えば、イミダゾリニウムベタイン等のイミダゾリン誘導体、ジメチルアルキルラウリルベタイン、アルキルグリシン、アルキルジ(アミノエチル)グリシン、などが挙げられる。
前記フッ素系界面活性剤としては、下記一般式(I)〜(III)で表される材料、などが挙げられる。
-Surfactant-
The surfactant is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Anionic surfactants, cationic surfactants, nonionic surfactants, amphoteric surfactants, fluorine-based surfactants Agents, etc. Among these, nonionic surfactants and fluorine surfactants are particularly preferable.
Examples of the anionic surfactant include alkyl allyl, alkyl naphthalene sulfonate, alkyl phosphate, alkyl sulfate, alkyl sulfonate, alkyl ether sulfate, alkyl sulfosuccinate, alkyl ester sulfate, and alkylbenzene. Sulfonate, alkyl diphenyl ether disulfonate, alkyl aryl ether phosphate, alkyl aryl ether sulfate, alkyl aryl ether ester sulfate, olefin sulfonate, alkane olefin sulfonate, polyoxyethylene alkyl ether phosphate, Polyoxyethylene alkyl ether sulfate ester salt, ether carboxylate, sulfosuccinate, α-sulfo fatty acid ester, fatty acid salt, condensate of higher fatty acid and amino acid, naphthene Salt, and the like.
Examples of the cationic surfactant include alkylamine salts, dialkylamine salts, aliphatic amine salts, benzalkonium salts, quaternary ammonium salts, alkylpyridinium salts, imidazolinium salts, sulfonium salts, phosphonium salts, Etc.
Examples of the nonionic surfactant include acetylene glycol surfactants, polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyethylene alkyl phenyl ethers, polyoxyethylene alkyl esters, polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters, and the like.
Examples of the amphoteric surfactant include imidazoline derivatives such as imidazolinium betaine, dimethylalkyl lauryl betaine, alkyl glycine, alkyl di (aminoethyl) glycine, and the like.
Examples of the fluorosurfactant include materials represented by the following general formulas (I) to (III).

Figure 2017002197
Figure 2017002197

ただし、前記一般式(I)中、mは、0〜10の整数を表す。nは、1〜40の整数を表す。   However, in the said general formula (I), m represents the integer of 0-10. n represents an integer of 1 to 40.

Figure 2017002197
Figure 2017002197

前記一般式(II)において、Rfはフッ素含有基を表し、パーフルオロアルキル基が好ましい。
前記パーフルオロアルキル基としては、炭素数が1〜10のものが好ましく、1〜3のものがより好ましく、例えば、−C2n−1(ただし、nは1〜10の整数を表す)などが挙げられる。前記パーフルオロアルキル基としては、例えば、−CF、−CFCF、−C、−C、などが挙げられる。これらの中でも、−CF、−CFCFが特に好ましい。
m、n、およびpは、それぞれ整数を表し、nは1〜4、mは6〜25、pは1〜4が好ましい。
In the general formula (II), Rf represents a fluorine-containing group, preferably a perfluoroalkyl group.
Examples of the perfluoroalkyl group preferably has a carbon number of 1 to 10, more preferably those of 1 to 3, for example, -C n F 2n-1 (where, n is an integer of 1 to 10) Etc. Examples of the perfluoroalkyl group, e.g., -CF 3, -CF 2 CF 3 , -C 3 F 7, -C 4 F 9, and the like. Among these, —CF 3 and —CF 2 CF 3 are particularly preferable.
m, n, and p each represent an integer, n is preferably 1-4, m is preferably 6-25, and p is preferably 1-4.

Figure 2017002197
Figure 2017002197

前記一般式(III)において、Rfは、フッ素含有基を表し、上記一般式(II)と同様のパーフルオロアルキル基が好ましく、例えば、CF、CFCF、C、Cなどが好適に挙げられる。
はカチオン基を表し、例えば、第4級アンモニウム基;ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属イオン;トリエチルアミン、トリエタノールアミン、などが挙げられる。これらの中でも、第4級アンモニウム基が特に好ましい。R はアニオン基を表し、例えば、COO、SO 、SO 、PO 、などが挙げられる。qは、1〜6が好ましい。
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。
該市販品としては、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);ゾニールTBS、FSP、FSA、FSN−100、FSN、FSO−100、FSO、FS−300、UR(いずれも、デュポン社製);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(ソリューションズインコーポレーテッド社製);ユニダインDSN−403N(ダイキン工業製)などが挙げられる。これらの中でも、信頼性と発色性の向上の点から、ゾニールFS−300、FSN、FSN−100、FSO(いずれも、デュポン社製)、ユニダインDSN−403N(ダイキン工業製)が特に好ましい。
前記界面活性剤の前記インクにおける含有量は、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、0.01質量%〜5.0質量%が好ましく、0.5質量%〜3質量%がより好ましい。前記含有量が、5.0質量%以下であると、記録媒体への浸透性が良好となり、画像濃度の低下や裏抜けの発生を防止できることがある。
In the general formula (III), Rf represents a fluorine-containing group, and is preferably a perfluoroalkyl group similar to the above general formula (II). For example, CF 3 , CF 2 CF 3 , C 3 F 7 , C 4 such as F 9 are preferably exemplified.
R 2 + represents a cationic group, and examples thereof include quaternary ammonium groups; alkali metal ions such as sodium and potassium; triethylamine, triethanolamine, and the like. Among these, a quaternary ammonium group is particularly preferable. R 1 represents an anionic group, and examples thereof include COO , SO 3 , SO 4 and PO 4 . q is preferably 1-6.
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); Megafac 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 (Solue) ® manufactured lens Inc. Co.); UNIDYNE DSN-403N (manufactured by Daikin Industries) and the like. Among these, Zonyl FS-300, FSN, FSN-100, FSO (all manufactured by DuPont) and Unidyne DSN-403N (manufactured by Daikin Industries) are particularly preferable from the viewpoint of improving reliability and color developability.
The content of the surfactant in the ink is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but is preferably 0.01% by mass to 5.0% by mass, and more preferably 0.5% by mass to 3%. The mass% is more preferable. When the content is 5.0% by mass or less, the permeability to the recording medium is improved, and it may be possible to prevent a decrease in image density and occurrence of show-through.

−pH調整剤−
前記pH調整剤としては、調合されるインクに悪影響を及ぼさずにpHを8.5〜11に調整でき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る。
例えば該pH調整剤として、アルコールアミン類、アルカリ金属元素の水酸化物、アンモニウムの水酸化物、ホスホニウム水酸化物、アルカリ金属の炭酸塩、などが挙げられる。
前記アルコールアミン類としては、例えば、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、2−アミノ−2−エチル−1,3−プロパンジオール、などが挙げられる。前記アルカリ金属元素の水酸化物としては、例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、などが挙げられる。
前記アンモニウムの水酸化物としては、例えば、水酸化アンモニウム、第4級アンモニウム水酸化物、第4級ホスホニウム水酸化物、などが挙げられる。
前記アルカリ金属の炭酸塩としては、例えば、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、などが挙げられる。
-PH adjuster-
The pH adjuster is not particularly limited as long as it can adjust the pH to 8.5 to 11 without adversely affecting the ink to be prepared, and can be appropriately selected according to the purpose.
Examples of the pH adjusting agent include alcohol amines, alkali metal hydroxides, ammonium hydroxides, phosphonium hydroxides, alkali metal carbonates, and the like.
Examples of the alcohol amines include diethanolamine, triethanolamine, 2-amino-2-ethyl-1,3-propanediol, and the like. Examples of the alkali metal hydroxide include lithium hydroxide, sodium hydroxide, and potassium hydroxide.
Examples of the ammonium hydroxide include ammonium hydroxide, quaternary ammonium hydroxide, quaternary phosphonium hydroxide, and the like.
Examples of the alkali metal carbonate include lithium carbonate, sodium carbonate, and potassium carbonate.

−水分散性樹脂−
前記水分散性樹脂は、造膜性(画像形成性)に優れ、かつ高撥水性、高耐水性、高耐候性を備えて、高耐水性で高画像濃度(高発色性)の画像記録に有用である。
前記水分散性樹脂としては、縮合系合成樹脂、付加系合成樹脂、天然高分子化合物、などが挙げられる。
前記縮合系合成樹脂としては、例えば、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリ(メタ)アクリル樹脂、アクリル−シリコーン樹脂、フッ素系樹脂、などが挙げられる。
前記付加系合成樹脂としては、例えば、ポリオレフィン樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリビニルエステル系樹脂、ポリアクリル酸系樹脂、不飽和カルボン酸系樹脂、などが挙げられる。
前記天然高分子化合物としては、例えば、セルロース類、ロジン類、天然ゴム、などが挙げられる。
これらの中でも、ポリウレタン樹脂微粒子、アクリル−シリコーン樹脂微粒子およびフッ素系樹脂微粒子が好ましい。
前記水分散性樹脂の平均粒子径(D50)は、分散液の粘度と関係しており、組成が同じものでは粒径が小さくなるほど同一固形分での粘度が大きくなる。
インクが過剰な高粘度にならないためにも水分散性樹脂の平均粒子径(D50)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、50nm以上が好ましい。
また、粒径が数十μmになるとインクジェットヘッドのノズル口より大きくなるため使用できない。ノズル口より小さくとも粒子径の大きな粒子がインク中に存在すると吐出安定性を悪化させる。そこで、インク吐出安定性を阻害させないために平均粒子径(D50)は200nm以下がより好ましい。
また、前記水分散性樹脂は、前記水分散着色剤を紙面に定着させる働きを有し、常温で被膜化して色材の定着性を向上させることが好ましい。
そのため、前記水分散性樹脂の最低造膜温度(MFT)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、30℃以下が好ましい。
また、前記水分散性樹脂のガラス転移温度が−40℃以下になると樹脂皮膜の粘稠性が強くなり印字物にタックが生じるため、ガラス転移温度が−30℃以上の水分散性樹脂であることが好ましい。
前記水分散性樹脂の前記インクにおける含有量は、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、固形分で、1質量%〜15質量%が好ましく、2質量%〜7質量%がより好ましい。
-Water dispersible resin-
The water-dispersible resin has excellent film-forming properties (image forming properties) and has high water repellency, high water resistance, and high weather resistance, and is used for image recording with high water resistance and high image density (high color development). Useful.
Examples of the water-dispersible resin include condensation-type synthetic resins, addition-type synthetic resins, natural polymer compounds, and the like.
Examples of the condensed synthetic resin include polyester resin, polyurethane resin, polyepoxy resin, polyamide resin, polyether resin, poly (meth) acrylic resin, acrylic-silicone resin, and fluorine-based resin.
Examples of the addition type synthetic resin include polyolefin resins, polystyrene resins, polyvinyl alcohol resins, polyvinyl ester resins, polyacrylic acid resins, unsaturated carboxylic acid resins, and the like.
Examples of the natural polymer compound include celluloses, rosins, natural rubber, and the like.
Among these, polyurethane resin fine particles, acrylic-silicone resin fine particles, and fluorine-based resin fine particles are preferable.
The average particle size (D50) of the water-dispersible resin is related to the viscosity of the dispersion, and for the same composition, the viscosity at the same solid content increases as the particle size decreases.
The average particle diameter (D50) of the water-dispersible resin is not particularly limited so that the ink does not have an excessively high viscosity, and can be appropriately selected according to the purpose, but is preferably 50 nm or more.
Further, when the particle size is several tens of μm, it becomes larger than the nozzle opening of the ink jet head and cannot be used. If particles having a large particle diameter are present in the ink even though they are smaller than the nozzle opening, the ejection stability is deteriorated. Therefore, the average particle diameter (D50) is more preferably 200 nm or less in order not to disturb the ink ejection stability.
The water-dispersible resin has a function of fixing the water-dispersed colorant on the paper surface, and is preferably formed into a film at room temperature to improve the fixability of the color material.
Therefore, the minimum film-forming temperature (MFT) of the water-dispersible resin is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose, but is preferably 30 ° C. or lower.
Further, when the glass transition temperature of the water-dispersible resin is -40 ° C. or lower, the resin film becomes more viscous and the printed matter is tacky. Therefore, the water-dispersible resin has a glass transition temperature of −30 ° C. or higher. It is preferable.
The content of the water-dispersible resin in the ink is not particularly limited and may be appropriately selected according to the purpose. However, the solid content is preferably 1% by mass to 15% by mass, and preferably 2% by mass to 7% by mass. % Is more preferable.

−防腐防黴剤−
前記防腐防黴剤としては、例えば、デヒドロ酢酸ナトリウム、ソルビン酸ナトリウム2−ピリジンチオール−1−オキサイドナトリウム、安息香酸ナトリウム、ペンタクロロフェノールナトリウム、などが挙げられる。
-Antiseptic and fungicide-
Examples of the antiseptic / antifungal agent include sodium dehydroacetate, sodium sorbate 2-pyridinethiol-1-oxide sodium, sodium benzoate, sodium pentachlorophenol, and the like.

−防錆剤−
前記防錆剤としては、例えば、酸性亜硫酸塩、チオ硫酸ナトリウム、チオジグリコール酸アンモン、ジイソプロピルアンモニウムニトライト、四硝酸ペンタエリスリトール、ジシクロヘキシルアンモニウムニトライト、などが挙げられる。
-Antirust agent-
Examples of the rust inhibitor include acidic sulfite, sodium thiosulfate, ammonium thiodiglycolate, diisopropylammonium nitrite, pentaerythritol tetranitrate, and dicyclohexylammonium nitrite.

−酸化防止剤−
前記酸化防止剤としては、例えば、フェノール系酸化防止剤(ヒンダードフェノール系酸化防止剤を含む)、アミン系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、などが挙げられる。
-Antioxidant-
Examples of the antioxidant include phenolic antioxidants (including hindered phenolic antioxidants), amine-based antioxidants, sulfur-based antioxidants, phosphorus-based antioxidants, and the like.

−紫外線吸収剤−
前記紫外線吸収剤としては、例えば、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、サリチレート系紫外線吸収剤、シアノアクリレート系紫外線吸収剤、ニッケル錯塩系紫外線吸収剤、などが挙げられる。
-UV absorber-
Examples of the ultraviolet absorber include a benzophenone ultraviolet absorber, a benzotriazole ultraviolet absorber, a salicylate ultraviolet absorber, a cyanoacrylate ultraviolet absorber, and a nickel complex ultraviolet absorber.

<インクの用途>
本発明のインクは、インクジェット記録用途、スプレー塗工用途、凸版式印刷用途、凹版式印刷用途、孔版式印刷用途、筆記具用途、スタンプ用途などで使用でき、特にインクジェット記録用途で使用することが好ましい。
<Use of ink>
The ink of the present invention can be used for inkjet recording applications, spray coating applications, letterpress printing applications, intaglio printing applications, stencil printing applications, writing instrument applications, stamp applications, etc., and particularly preferably used for inkjet recording applications. .

(インクジェット記録方法、およびインクジェット記録装置)
本発明のインクジェット記録装置は、本発明の前記インクを飛翔させて画像を記録するインク飛翔手段を少なくとも有する。具体的には、本発明のインクジェット記録装置は、記録ヘッドと、維持回復装置とを少なくとも備えてなり、更に必要に応じて刺激発生手段、制御手段等のその他の手段を有してなる。
本発明のインクジェット記録方法は、本発明の前記インクを飛翔させて画像を記録するインク飛翔工程を少なくとも有する。具体的には、本発明の前記インクにインク飛翔手段を介して刺激を印加し、記録ヘッドから該インクを飛翔させて記録媒体に画像を記録するインク飛翔工程を少なくとも含む。すなわち、本発明のインクジェット記録方法は、インク飛翔工程を少なくとも含み、更に必要に応じて適宜選択したその他の工程、例えば刺激発生工程、制御工程等を含む。
(Inkjet recording method and inkjet recording apparatus)
The ink jet recording apparatus of the present invention has at least ink ejecting means for recording an image by ejecting the ink of the present invention. Specifically, the ink jet recording apparatus of the present invention includes at least a recording head and a maintenance / recovery device, and further includes other means such as a stimulus generating means and a control means as required.
The ink jet recording method of the present invention has at least an ink flying step of recording an image by flying the ink of the present invention. Specifically, it includes at least an ink flying process in which a stimulus is applied to the ink of the present invention via an ink flying means, and the ink is ejected from a recording head to record an image on a recording medium. That is, the ink jet recording method of the present invention includes at least an ink flying process and further includes other processes appropriately selected as necessary, for example, a stimulus generation process, a control process, and the like.

以下、本発明のインクジェット記録装置の説明を通じて、本発明の前記インクジェット記録方法の詳細についても説明する。
前記インクジェット記録装置は、本発明の各インクにインク飛翔手段を介して刺激を印加し、前記記録ヘッドのノズルからインクを吐出させて画像を記録する。前記刺激は、例えば、前記刺激発生手段により発生させることができ、該刺激としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、熱(温度)、圧力、振動、光、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。これらの中でも、熱、圧力が好適に挙げられる。
なお、前記刺激発生手段としては、例えば、加熱装置、加圧装置、圧電素子、振動発生装置、超音波発振器、ライト、などが挙げられる。例えば、圧電素子等の圧電アクチュエータ、発熱抵抗体等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、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、静電力を用いる静電アクチュエータなどが挙げられる。
前記記録用インクの飛翔の態様としては、特に制限はなく、前記刺激の種類等応じて異なったものとすることができる。例えば、前記刺激が「熱」の場合、記録ヘッド内の前記記録用インクに対し、記録信号に対応した熱エネルギーを例えばサーマルヘッド等を用いて付与し、該熱エネルギーにより前記記録用インクに気泡を発生させ、該気泡の圧力により、該記録ヘッドのノズル孔から該記録用インクを液滴として吐出噴射させる方法などが挙げられる。また、前記刺激が「圧力」の場合、例えば記録ヘッド内のインク流路内にある圧力室と呼ばれる位置に接着された圧電素子に電圧を印加することにより、圧電素子が撓み、圧力室の容積が縮小して、前記記録ヘッドのノズル孔から該記録用インクを液滴として吐出噴射させる方法などが挙げられる。
前記飛翔させる前記記録用インクの液滴は、その大きさとしては、例えば、3〜40plとするのが好ましい。また、その吐出噴射の速さとしては5〜20m/s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。
Hereinafter, the details of the ink jet recording method of the present invention will be described through the description of the ink jet recording apparatus of the present invention.
The ink jet recording apparatus records an image by applying a stimulus to each ink of the present invention via an ink flying means and ejecting the ink from the nozzle of the recording head. The stimulus can be generated, for example, by the stimulus generating means, and the stimulus is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose, such as heat (temperature), pressure, vibration, light, etc. Is mentioned.
These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together. Among these, heat and pressure are preferable.
Examples of the stimulus generating means include a heating device, a pressurizing device, a piezoelectric element, a vibration generating device, an ultrasonic oscillator, and a light. For example, 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, a shape memory alloy actuator that uses a metal phase change caused by a temperature change, an electrostatic force Examples include electrostatic actuators to be used.
There are no particular restrictions on the manner in which the recording ink flies, and the recording ink can be varied depending on the type of stimulus. For example, when the stimulus is “heat”, thermal energy corresponding to a recording signal is applied to the recording ink in the recording head using, for example, a thermal head, and bubbles are generated in the recording ink by the thermal energy. And the recording ink is ejected and ejected as droplets from the nozzle holes of the recording head by the pressure of the bubbles. Further, when the stimulus is “pressure”, for example, by applying a voltage to a piezoelectric element bonded to a position called a pressure chamber in an ink flow path in the recording head, the piezoelectric element bends and the volume of the pressure chamber is increased. And the recording ink is ejected and ejected as droplets from the nozzle holes of the recording head.
The size of the recording ink droplets to be ejected is preferably 3 to 40 pl, for example. Further, the speed of the discharge injection is preferably 5 to 20 m / s, the drive frequency is preferably 1 kHz or more, and the resolution is preferably 300 dpi or more.

前記記録ヘッドは、多数のノズルを有してなり、インクセットにおけるインクをエネルギーの作用によりインク滴化し、吐出するヘッド部および記録ユニットのいずれかを有することが好ましい。また、前記記録ヘッドは、液室部と、流体抵抗部と、振動板と、ノズル部材とを有してなり、かつ前記記録ヘッドの少なくとも一部がシリコーンおよびニッケルのいずれかを含有する材料から形成されていることが好ましい。前記記録ヘッドのノズル径は30μm以下が好ましく、1〜20μmがより好ましい。
また、本発明のインクジェット記録装置は、前記記録ヘッド上にインクを供給するためのサブタンクを有し、該サブタンクにインクカートリッジから供給チューブを介してインクが補充されるように構成することが好ましい。
The recording head preferably includes a number of nozzles, and has either a head unit or a recording unit that discharges ink in the ink set into ink droplets by the action of energy. Further, the recording head includes a liquid chamber portion, a fluid resistance portion, a diaphragm, and a nozzle member, and at least a part of the recording head is made of a material containing any one of silicone and nickel. Preferably it is formed. The nozzle diameter of the recording head is preferably 30 μm or less, and more preferably 1 to 20 μm.
The ink jet recording apparatus of the present invention preferably has a sub tank for supplying ink onto the recording head, and the sub tank is replenished with ink from an ink cartridge through a supply tube.

前記維持回復装置は、記録ヘッドを覆蓋し、吸引力発生手段と連通する少なくとも1つの吸引覆蓋手段(吸引キャップ)、および前記記録ヘッドを覆蓋し、吸引力発生手段と連通していない少なくとも1つの非吸引覆蓋手段(保湿キャップ)を有してなり、更に必要に応じてその他の手段を有してなる。このように、吸引キャップと保湿キャップとを備えることにより、全てのキャップが吸引キャップである構成よりも信頼性確保のための維持動作に消費されるインク量が少なくなり、維持動作にかかる時間、インクの無駄を防ぐことができる。前記維持回復装置としては、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、特開2005−170035号公報などに記載されたものを用いることができる。   The maintenance recovery device covers at least one suction cover means (suction cap) that covers the recording head and communicates with the suction force generation means, and at least one suction cover means that covers the recording head and does not communicate with the suction force generation means Non-suction cover means (moisturizing cap) is provided, and other means are provided as necessary. Thus, by providing the suction cap and the moisture retention cap, the amount of ink consumed for the maintenance operation for ensuring reliability is less than the configuration in which all caps are suction caps, and the time required for the maintenance operation, Ink waste can be prevented. The maintenance / recovery device is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, those described in JP-A-2005-170035 may be used.

本発明のインクジェット記録装置は、記録媒体の記録面を反転させて両面印刷可能とする反転手段を有することが好ましい。該反転手段としては、静電気力を有する搬送ベルト、空気吸引により記録媒体を保持する手段、搬送ローラと拍車との組み合わせなどが挙げられる。無端状の搬送ベルトと、該搬送ベルト表面を帯電させて記録媒体を保持しながら搬送する搬送手段を有することが好ましい。この場合、帯電ローラに±1.2kV〜±2.6kVのACバイアスを加えて搬送ベルトを帯電させることが特に好ましい。   The ink jet recording apparatus of the present invention preferably has a reversing unit that can perform double-sided printing by reversing the recording surface of the recording medium. Examples of the reversing means include a conveyance belt having electrostatic force, a means for holding a recording medium by air suction, and a combination of a conveyance roller and a spur. It is preferable to have an endless conveying belt and conveying means for conveying the surface of the conveying belt while charging and holding the recording medium. In this case, it is particularly preferable to charge the conveying belt by applying an AC bias of ± 1.2 kV to ± 2.6 kV to the charging roller.

なお、前記制御手段としては、前記各手段の動きを制御することができる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、シークエンサー、コンピュータ等の機器が挙げられる。   The control means is not particularly limited as long as the movement of each means can be controlled, and can be appropriately selected according to the purpose. Examples thereof include devices such as sequencers and computers.

ここで、図1および図2は、本発明のインクジェット記録装置に配備される記録ヘッドの例を示すノズル面から見た概略平面図である。なお、図1は、第1ヘッドおよび第2ヘッドからなる2ヘッドタイプである。図2は、第1ヘッド、第2ヘッド、第3ヘッド、および第4ヘッドからなる4ヘッドタイプである。
前記2ヘッドタイプでは、第1ヘッドおよび第2ヘッドのいずれか一方が吸引力発生手段と連通する吸引覆蓋手段(吸引キャップ)で覆蓋され、他方が、吸引力発生手段と連通していない非吸引覆蓋手段(保湿キャップ)で覆蓋される。図1の例では、第1ヘッドが吸引キャップで覆蓋され、第2ヘッドが保湿キャップで覆蓋されている。
図2に示す4ヘッドタイプでは、第1ヘッドから第4ヘッドのうち少なくとも1つが吸引力発生手段と連通する吸引覆蓋手段(吸引キャップ)で覆蓋され、それ以外が、吸引力発生手段と連通していない非吸引覆蓋手段(保湿キャップ)で覆蓋される。図2の例では、第1ヘッドが吸引キャップで覆蓋され、第2、第3および第4ヘッドが保湿キャップで覆蓋されている。
なお、図1の2ヘッドタイプにおいて、フルカラー記録を行う場合には、合計4つのノズル列に、イエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、およびブラック(Bk)の各色のインクをそれぞれ充填する必要がある。
Here, FIG. 1 and FIG. 2 are schematic plan views as seen from the nozzle surface showing an example of a recording head provided in the ink jet recording apparatus of the present invention. FIG. 1 shows a two-head type composed of a first head and a second head. FIG. 2 shows a four-head type including a first head, a second head, a third head, and a fourth head.
In the two-head type, either one of the first head and the second head is covered with a suction cover means (suction cap) communicating with the suction force generation means, and the other is not suctioned with no communication with the suction force generation means It is covered with a covering means (moisturizing cap). In the example of FIG. 1, the first head is covered with a suction cap, and the second head is covered with a moisture retention cap.
In the four-head type shown in FIG. 2, at least one of the first to fourth heads is covered with a suction cover means (suction cap) communicating with the suction force generation means, and the others are in communication with the suction force generation means. It is covered with non-suction cover means (moisturizing cap) that is not. In the example of FIG. 2, the first head is covered with a suction cap, and the second, third, and fourth heads are covered with a moisture retention cap.
In the two-head type shown in FIG. 1, when full-color recording is performed, yellow (Y), cyan (C), magenta (M), and black (Bk) inks are applied to a total of four nozzle rows. Each needs to be filled.

ここで、維持回復装置を有する本発明のインクジェット記録装置の一例について図3を参照して説明する。なお、図3はインクジェット記録装置を前方側から見た斜視説明図である。
図3に示すインクジェット記録装置は、装置本体1と、装置本体1に装着した用紙を装填するための給紙トレイ2と、装置本体1に装着され画像が記録(形成)された用紙(記録媒体)をストックするための排紙トレイ3とを備え、更に、装置本体1の前面4の一端部側には、前面4から前方側に突き出し、上面5よりも低くなったカートリッジ装填部6を有し、このカートリッジ装填部6の上面に操作キーや表示器などの操作部7を配置している。カートリッジ装填部6には、液体補充手段としての液体保管用タンクであるメインタンク(以下、「インクカートリッジ」という)10が交換可能に装着され、また、開閉可能な前カバー8を有している。
ここで、インクカートリッジは、本発明のインクを容器中に収容して成るものであり、更に必要に応じて適宜選択したその他の部材を構成することもできる。前記容器としては、その形状、構造、大きさ、材質に特に制限無く、目的に応じて適宜選択できる。例として、アルミニウムラミネートフィルム、樹脂フィルムなどで形成されたインク袋を少なくとも有するものなどが好適に挙げられる。
インクカートリッジは、例えば、インク注入口からインク袋内に充填され、排気した後、該インク注入口は融着により閉じられる。使用時には、ゴム部材からなるインク排出口に装置本体の針を刺して装置に供給される。インク袋は、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されている。このインク袋は、通常、プラスチックス製のカートリッジケース内に収容され、各種インクジェット記録装置に着脱可能に装着して用いられるようになっている。
Here, an example of the ink jet recording apparatus of the present invention having the maintenance / recovery apparatus will be described with reference to FIG. FIG. 3 is an explanatory perspective view of the ink jet recording apparatus as viewed from the front side.
An ink jet recording apparatus shown in FIG. 3 includes an apparatus main body 1, a paper feed tray 2 for loading paper loaded in the apparatus main body 1, and a paper (recording medium) loaded in the apparatus main body 1 on which an image is recorded (formed). ) And a cartridge loading portion 6 that protrudes forward from the front surface 4 and is lower than the upper surface 5 on one end side of the front surface 4 of the apparatus main body 1. An operation unit 7 such as an operation key or a display is arranged on the upper surface of the cartridge loading unit 6. A main tank (hereinafter referred to as “ink cartridge”) 10 that is a liquid storage tank as a liquid replenishing unit is replaceably mounted on the cartridge loading unit 6, and has a front cover 8 that can be opened and closed. .
Here, the ink cartridge is formed by containing the ink of the present invention in a container, and other members appropriately selected as necessary can also be configured. The shape, structure, size, and material of the container are not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose. Preferred examples include those having at least an ink bag formed of an aluminum laminate film, a resin film, or the like.
For example, after the ink cartridge is filled into the ink bag from the ink inlet and exhausted, the ink inlet is closed by fusion. In use, the needle of the apparatus main body is pierced into an ink discharge port made of a rubber member and supplied to the apparatus. The ink bag is formed of a packaging member such as a non-permeable aluminum laminate film. The ink bag is usually housed in a plastic cartridge case and is detachably mounted on various ink jet recording apparatuses.

次に、図3のインクジェット記録装置の機構部について、図4および図5を参照して説明する。なお、図4は同機構部の全体構成を説明する概略構成図、図5は同機構部の要部平面説明図である。
フレーム21を構成する左右の側板21A,21Bに横架したガイド部材であるガイドロッド31とステー32とでキャリッジ33を主走査方向に摺動自在に保持し、主走査モータによって図3においてキャリッジ走査方向(主走査方向)に移動走査する。
このキャリッジ33には、インクの液滴(インク滴)を吐出するための液滴吐出ヘッドであるインクジェットヘッドからなる複数の記録ヘッド34を複数のノズルを主走査方向と交叉する方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。
ここで、記録ヘッド34は、例えば、イエロー(Y)の液滴を吐出する記録ヘッド34y、マゼンタ(M)の液滴を吐出する記録ヘッド34m、シアン(C)の液滴を吐出する記録ヘッド34c、ブラック(Bk)の液滴を吐出する記録ヘッド34kとで構成している。なお、「記録ヘッド34」というときは色を区別しないものとする。なお、ヘッド構成は、これらの例に限るものではなく、1つまたは複数の色の液滴を吐出する1つまたは複数のノズル列を有する記録ヘッドを1つまたは複数用いて構成することもできる。
記録ヘッド34を構成する液滴吐出ヘッドとしては、圧電素子等の圧電アクチュエータ、発熱抵抗体等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、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、静電力を用いる静電アクチュエータなどを、液滴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。
また、キャリッジ33には、各記録ヘッド34にそれぞれ各色のインクを供給するための各色のサブタンク35y、35m、35c、35k(色を区別しない場合は「サブタンク35」という)を搭載している。このサブタンク35には各色のインク供給チューブ37を介して、前述した各色のインクカートリッジ10(各色を区別する場合には、「インクカートリッジ10y、10m、10c、10k」と称する)からインクを供給するようにしている。
Next, the mechanism part of the ink jet recording apparatus of FIG. 3 will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a schematic configuration diagram for explaining the overall configuration of the mechanism unit, and FIG. 5 is a plan view for explaining a main part of the mechanism unit.
A carriage 33 is slidably held in the main scanning direction by a guide rod 31 which is a guide member horizontally mounted on the left and right side plates 21A and 21B constituting the frame 21 and a stay 32, and carriage scanning in FIG. 3 is performed by a main scanning motor. Move and scan in the direction (main scanning direction).
In the carriage 33, a plurality of recording heads 34, which are ink jet heads that are droplet ejection heads for ejecting ink droplets (ink droplets), are arranged in a direction crossing a plurality of nozzles with the main scanning direction, The ink droplet is ejected in the downward direction.
Here, the recording head 34 includes, for example, a recording head 34y that discharges yellow (Y) droplets, a recording head 34m that discharges magenta (M) droplets, and a recording head that discharges cyan (C) droplets. 34c, and a recording head 34k that discharges black (Bk) droplets. The “recording head 34” does not distinguish between colors. The head configuration is not limited to these examples, and it may be configured using one or a plurality of recording heads having one or a plurality of nozzle rows that eject droplets of one or a plurality of colors. .
The droplet discharge head constituting the recording head 34 includes a piezoelectric actuator such as a piezoelectric element, a thermal actuator that uses a phase change caused by liquid film boiling using an electrothermal transducer such as a heating resistor, and a metal phase caused by a temperature change. A shape memory alloy actuator using a change, an electrostatic actuator using an electrostatic force, or the like provided as energy generating means for discharging droplets can be used.
Also, the carriage 33 is equipped with sub-tanks 35y, 35m, 35c, and 35k for each color for supplying ink of each color to each recording head 34 (referred to as “sub-tank 35” when colors are not distinguished). Ink is supplied to the sub tank 35 from the ink cartridges 10 of the respective colors (referred to as “ink cartridges 10y, 10m, 10c, 10k” when different colors are distinguished) through the ink supply tubes 37 of the respective colors. I am doing so.

ここで、インクカートリッジ10は、図5にも示すように、カートリッジ装填部6に収納される。このカートリッジ装填部6にはインクカートリッジ10内のインクを送液するための供給ポンプユニット23が設けられている。また、インクカートリッジ装填部6からサブタンク35に至るまでのインク供給チューブ37は這い回しの途中でフレーム21を構成する後板21Cに本体側ホルダ25にて固定保持されている。更に、キャリッジ33上でも固定リブ26にて固定されている。
なお、図4、図5中、符号22はフレキシブルケーブルを、符号36はインク供給チューブ(サブタンク接続部)を示す。
一方、給紙トレイ2の用紙積載部(底板)41上に積載した用紙42を給紙するための給紙部として、用紙積載部41から用紙42を1枚ずつ分離給送する半月コロ(給紙コロ)43および該給紙コロ43に対向し、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド44を備え、この分離パッド44は給紙コロ43側に付勢されている。
そして、この給紙部から給紙された用紙42を記録ヘッド34の下方側で搬送するための搬送部として、用紙42を静電吸着して搬送するための搬送ベルト51と、給紙部からガイド45を介して送られる用紙42を搬送ベルト51との間で挟んで搬送するためのカウンタローラ52と、略鉛直上方に送られる用紙42を略90°方向転換させて搬送ベルト51上に倣わせるための搬送ガイド53と、押さえ部材54で搬送ベルト51側に付勢された先端加圧コロ55と、を備えている。また、搬送ベルト51表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ56を備えている。
ここで、搬送ベルト51は、無端状ベルトであり、搬送ローラ57とテンションローラ58との間に掛け渡されて、図5のベルト搬送方向に周回するように構成している。帯電ローラ56は、搬送ベルト51の表層に接触し、搬送ベルト51の回動に従動して回転するように配置され、加圧力として軸の両端に各々2.5Nをかけている。
また、搬送ベルト51の裏側には、記録ヘッド34による印写領域に対応してガイド部材61を配置している。このガイド部材61は、上面が搬送ベルト51を支持する2つのローラ(搬送ローラ57とテンションローラ58)の接線よりも記録ヘッド34側に突出している。これにより、搬送ベルト51は印写領域ではガイド部材61の上面にて押し上げられてガイドされるので、高精度な平面性を維持される。
更に、記録ヘッド34で記録された用紙42を排紙するための排紙部として、搬送ベルト51から用紙42を分離するための分離爪71と、排紙ローラ72および排紙コロ73とを備え、排紙ローラ72の下方に排紙トレイ3を備えている。ここで、排紙ローラ72と排紙コロ73との間から排紙トレイ3までの高さは排紙トレイ3にストックできる量を多くするためにある程度高くしている。
また、装置本体1の背面部には両面給紙ユニット81が着脱自在に装着されている。この両面給紙ユニット81は搬送ベルト51の逆方向回転で戻される用紙42を取り込んで反転させて再度カウンタローラ52と搬送ベルト51との間に給紙する。また、この両面給紙ユニット81の上面には手差し給紙部82を設けている。
Here, the ink cartridge 10 is stored in the cartridge loading unit 6 as shown in FIG. The cartridge loading unit 6 is provided with a supply pump unit 23 for feeding ink in the ink cartridge 10. Further, the ink supply tube 37 from the ink cartridge loading unit 6 to the sub tank 35 is fixed and held by the main body side holder 25 on the rear plate 21C constituting the frame 21 in the middle of rolling. Further, it is fixed on the carriage 33 by the fixing rib 26.
4 and 5, reference numeral 22 denotes a flexible cable, and reference numeral 36 denotes an ink supply tube (sub tank connecting portion).
On the other hand, as a paper feeding unit for feeding the papers 42 stacked on the paper stacking unit (bottom plate) 41 of the paper feed tray 2, a half-moon roller (feeding) that separates and feeds the papers 42 one by one from the paper stacking unit 41. The sheet roller 43 and the sheet feeding roller 43 are opposed to each other, and a separation pad 44 made of a material having a large friction coefficient is provided. The separation pad 44 is urged toward the sheet feeding roller 43 side.
As a transport unit for transporting the paper 42 fed from the paper feed unit on the lower side of the recording head 34, a transport belt 51 for transporting the paper 42 by electrostatic adsorption, and a paper feed unit The counter roller 52 for transporting the paper 42 fed through the guide 45 while sandwiching it between the transport belt 51 and the paper 42 fed substantially vertically upward are changed by approximately 90 ° and copied onto the transport belt 51. A conveying guide 53 for adjusting the pressure and a tip pressing roller 55 urged toward the conveying belt 51 by a pressing member 54. In addition, a charging roller 56 that is a charging unit for charging the surface of the conveyance belt 51 is provided.
Here, the conveyance belt 51 is an endless belt, and is configured to be looped around the conveyance roller 57 and the tension roller 58 in the belt conveyance direction of FIG. The charging roller 56 is disposed so as to contact the surface layer of the conveyor belt 51 and rotate following the rotation of the conveyor belt 51, and applies 2.5N to both ends of the shaft as pressure.
In addition, a guide member 61 is disposed on the back side of the conveyance belt 51 so as to correspond to a printing area by the recording head 34. The upper surface of the guide member 61 protrudes closer to the recording head 34 than the tangent line of the two rollers (the conveyance roller 57 and the tension roller 58) that support the conveyance belt 51. As a result, the conveyance belt 51 is pushed up and guided by the upper surface of the guide member 61 in the printing region, so that highly accurate flatness is maintained.
Further, as a paper discharge unit for discharging the paper 42 recorded by the recording head 34, a separation claw 71 for separating the paper 42 from the conveying belt 51, a paper discharge roller 72, and a paper discharge roller 73 are provided. A paper discharge tray 3 is provided below the paper discharge roller 72. Here, the height from between the paper discharge roller 72 and the paper discharge roller 73 to the paper discharge tray 3 is increased to some extent in order to increase the amount that can be stored in the paper discharge tray 3.
A double-sided paper feeding unit 81 is detachably attached to the back surface of the apparatus body 1. The double-sided paper feed unit 81 takes in the paper 42 returned by the reverse rotation of the transport belt 51, reverses it, and feeds it again between the counter roller 52 and the transport belt 51. A manual paper feed unit 82 is provided on the upper surface of the duplex paper feed unit 81.

更に、図5に示すように、キャリッジ33の走査方向の一方側の非印字領域には、記録ヘッド34のノズルの状態を維持し、回復するための維持回復装置(以下、「サブシステム」と称することもある)91を配置している。このサブシステム91には、記録ヘッド34の各ノズル面をキャピングするための各キャップ部材(以下、「キャップ」と称することもある)92a〜92d(区別しないときは、「キャップ92」と称することもある)と、ノズル面をワイピングするためのブレード部材であるワイパーブレード93と、増粘したインクを排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受ける空吐出受け94およびこの空吐出受け94に一体形成され、ワイパーブレード93に付着したインクを除去するための清掃部材であるワイパークリーナ95(図7参照)と、ワイパーブレード93のクリーニング時にワイパーブレード93をワイパークリーナ95側に押し付けるクリーナ手段を構成するクリーナコロ96などを備えている。
また、図5に示すように、キャリッジ33の走査方向の他方側の非印字領域には、記録中などに増粘したインクを排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受ける空吐出受け98を配置し、この空吐出受け98には記録ヘッド34のノズル列方向に沿った開口99などを備えている。
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、給紙トレイ2から用紙42が1枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙42はガイド45で案内され、搬送ベルト51とカウンタローラ52との間に挟まれて搬送される。更に用紙42は、先端を搬送ガイド53で案内されて先端加圧コロ55で搬送ベルト51に押し付けられ、略90°搬送方向を転換される。
このとき、制御回路によって高圧電源から帯電ローラ56に対してプラス出力とマイナス出力とが交互に繰り返すように、つまり交番する電圧が印加され、搬送ベルト51が交番する帯電電圧パターン、即ち、周回方向である副走査方向に、プラスとマイナスが所定の幅で帯状に交互に帯電されたものとなる。このプラス、マイナス交互に帯電した搬送ベルト51上に用紙42が給送されると、用紙42が搬送ベルト51に静電的に吸着され、搬送ベルト51の周回移動によって用紙42が副走査方向に搬送される。そこで、キャリッジ33を動かしながら画像信号に応じて記録ヘッド34を駆動することにより、停止している用紙42にインク滴を吐出して1行分を記録し、用紙42を所定量搬送後、次の行の記録を行う。記録終了信号、または用紙42の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、用紙42を排紙トレイ3に排紙する。
また、印字(記録)待機中にはキャリッジ33はサブシステム91側に移動されて、キャップ部材92で記録ヘッド34がキャッピングされて、ノズルを湿潤状態に保つことによりインク乾燥による吐出不良を防止する。また、キャップ部材92で記録ヘッド34をキャッピングした状態でノズルからインクを吸引し(「ノズル吸引」または「ヘッド吸引」という)、増粘したインクや気泡を排出する回復動作を行う。また、記録開始前、記録途中などに記録と関係しないインクを吐出する空吐出動作を行う。これによって、記録ヘッド34の安定した吐出性能を維持する。
Further, as shown in FIG. 5, in a non-printing area on one side of the carriage 33 in the scanning direction, a maintenance / recovery device (hereinafter referred to as “sub-system”) for maintaining and recovering the nozzle state of the recording head 34. 91 is also provided. The sub-system 91 includes cap members (hereinafter also referred to as “caps”) 92a to 92d for capping each nozzle surface of the recording head 34 (referred to as “caps 92” when not distinguished). A wiper blade 93 that is a blade member for wiping the nozzle surface, and an empty space that receives a droplet when performing an empty discharge that discharges a droplet that does not contribute to recording in order to discharge the thickened ink. A wiper cleaner 95 (see FIG. 7), which is formed integrally with the discharge receiver 94 and the idle discharge receiver 94 and removes ink adhering to the wiper blade 93, and the wiper blade 93 when the wiper blade 93 is cleaned. Provided with a cleaner roller 96 that constitutes a cleaner means to be pressed against the wiper cleaner 95 side. That.
Further, as shown in FIG. 5, in the non-printing area on the other side in the scanning direction of the carriage 33, idle discharge is performed to discharge liquid droplets that do not contribute to recording in order to discharge ink that has been thickened during recording or the like. An empty discharge receiver 98 for receiving the droplets is disposed, and the empty discharge receiver 98 is provided with an opening 99 and the like along the nozzle row direction of the recording head 34.
In the ink jet recording apparatus configured as described above, the sheets 42 are separated and fed one by one from the sheet feeding tray 2, and the sheet 42 fed substantially vertically upward is guided by the guide 45, and the transport belt 51 and the counter roller 52 to be conveyed between the two. Further, the front end of the paper 42 is guided by the transport guide 53 and pressed against the transport belt 51 by the front end pressure roller 55, and the transport direction is changed by approximately 90 °.
At this time, a positive voltage and a negative output are alternately repeated from the high voltage power source to the charging roller 56 by the control circuit, that is, an alternating voltage is applied, and a charging voltage pattern in which the conveying belt 51 alternates, that is, a rotating direction. In the sub-scanning direction, plus and minus are alternately charged in a band shape with a predetermined width. When the sheet 42 is fed onto the conveyance belt 51 charged alternately with plus and minus, the sheet 42 is electrostatically attracted to the conveyance belt 51, and the sheet 42 is moved in the sub-scanning direction by the circular movement of the conveyance belt 51. Be transported. Therefore, by driving the recording head 34 according to the image signal while moving the carriage 33, ink droplets are ejected onto the stopped paper 42 to record one line, and after the paper 42 is conveyed by a predetermined amount, the next Record the line. Upon receiving a recording end signal or a signal that the trailing edge of the paper 42 has reached the recording area, the recording operation is finished and the paper 42 is discharged onto the paper discharge tray 3.
Further, during printing (recording) standby, the carriage 33 is moved to the subsystem 91 side, the recording head 34 is capped by the cap member 92, and the nozzles are kept in a wet state to prevent ejection failure due to ink drying. . In addition, a recovery operation is performed in which ink is sucked from the nozzles (referred to as “nozzle suction” or “head suction”) while the recording head 34 is capped by the cap member 92 and the thickened ink and bubbles are discharged. In addition, an idle ejection operation for ejecting ink not related to recording is performed before the start of recording or during recording. As a result, the stable ejection performance of the recording head 34 is maintained.

次に、本発明のインクジェット記録装置における維持回復装置を含むサブシステム91の構成の概要について図6から図8を参照して説明する。なお、図6は同システムの要部平面説明図、図7は同システムの模式的概略構成図、図8は図6の右側面説明図である。
このサブシステム91のフレーム(維持装置フレーム)111には、キャップ保持機構である2つのキャップホルダ112A、112Bと、清浄化手段としての弾性体を含むワイピング部材であるワイパーブレード93と、キャリッジロック115とがそれぞれ昇降可能(上下動可能)に保持されている。また、ワイパーブレード93とキャップホルダ112Aとの間には空吐出受け94が配置され、ワイパーブレード93のクリーニングを行うために、フレーム111の外側からワイパーブレード93を空吐出受け94の清掃部材であるワイパークリーナ95側に押し付けるための清掃部材であるクリーナコロ96を含むクリーナ手段であるワイパークリーナ118が揺動可能に保持されている。
キャップホルダ112A、112B(区別しないときは「キャップホルダ112」という)には、それぞれ、2つの記録ヘッド34のノズル面をそれぞれキャッピングする2つのキャップ92aと92b、キャップ92cと92dを保持している。
ここで、印字領域に最も近い側のキャップホルダ112Aに保持したキャップ92aには可撓性チューブ119を介して吸引手段であるチュービングポンプ(吸引ポンプ)120を接続し、その他のキャップ92b、92c、92dはチュービングポンプ120を接続していない。即ち、キャップ92aのみを吸引(回復)および保湿用キャップ(以下、「吸引用キャップ」と称することもある)とし、その他のキャップ92b、92c、92dはいずれも単なる保湿用キャップとしている。したがって、記録ヘッド34の回復動作を行うときには、回復動作を行う記録ヘッド34を吸引用キャップ92aによってキャッピング可能な位置に選択的に移動させる。
また、これらのキャップホルダ112A、112Bの下方にはフレーム111に回転自在に支持したカム軸121を配置し、このカム軸121には、キャップホルダ112A、112Bを昇降させるためのキャップカム122A、122Bと、ワイパーブレード93を昇降させるためのワイパーカム124、キャリッジロック115をキャリッジロックアーム117を介して昇降させるためのキャリッジロックカム125と、空吐出受け94内で空吐出される液滴がかかる空吐出着弾部材である回転体としてのコロ126と、ワイパークリーナ118を揺動させるためのクリーナカム128をそれぞれ設けている。
ここで、キャップ92はキャップカム122A,122Bにより昇降させられる。ワイパーブレード93はワイパーカム124により昇降させられ、下降時にワイパークリーナ118が進出して、このワイパークリーナ118のクリーナコロ96と空吐出受け94のワイパークリーナ95とに挟まれながら下降することで、ワイパーブレード93に付着したインクが空吐出受け94内に掻き落とされる。
キャリッジロック115は圧縮バネによって上方(ロック方向)に付勢されて、キャリッジロックカム125で駆動されるキャリッジロックアーム117を介して昇降させられる。
そして、チュービングポンプ120およびカム軸121を回転駆動するために、モータ131の回転をモータ軸131aに設けたモータギヤ132に、チュービングポンプ120のポンプ軸120aに設けたポンプギヤ133を噛み合わせ、更にこのポンプギヤ133と一体の中間ギヤ134に中間ギヤ135を介して一方向クラッチ137付きの中間ギヤ136を噛み合わせ、この中間ギヤ136と同軸の中間ギヤ138に中間ギヤ139を介してカム軸121に固定したカムギヤ140を噛み合わせている。なお、クラッチ137付きの中間ギヤ136、138の回転軸である中間軸141はフレーム111にて回転可能に保持している。
また、カム軸121にはホームポジションを検出するためのホームポジションセンサ用カム142を設け、このサブシステム91に設けたホームポジションセンサにてキャップ92が最下端に来たときにホームポジションレバーを作動させ、センサが開状態になってモータ131(ポンプ120以外)のホームポジションを検知する。なお、電源オン時には、キャップ92(キャップホルダ112)の位置に関係なく上下(昇降)し、移動開始までは位置検出を行わず、キャップ92のホーム位置(上昇途中)を検知した後に、定められた量を移動して最下端へ移動する。その後、キャリッジが左右に移動して位置検知後キャップ位置に戻り、記録ヘッド34がキャッピングされる。
符号142はホームポジションセンサ用カムを示す。
Next, an outline of the configuration of the subsystem 91 including the maintenance / recovery device in the inkjet recording apparatus of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 is an explanatory plan view of the main part of the system, FIG. 7 is a schematic schematic configuration diagram of the system, and FIG. 8 is an explanatory diagram on the right side of FIG.
A frame (maintenance device frame) 111 of the subsystem 91 includes two cap holders 112A and 112B as a cap holding mechanism, a wiper blade 93 as a wiping member including an elastic body as a cleaning means, and a carriage lock 115. Are held up and down (movable up and down). An empty discharge receiver 94 is disposed between the wiper blade 93 and the cap holder 112 </ b> A, and the wiper blade 93 is a cleaning member for the empty discharge receiver 94 from the outside of the frame 111 in order to clean the wiper blade 93. A wiper cleaner 118 that is a cleaner means including a cleaner roller 96 that is a cleaning member to be pressed against the wiper cleaner 95 side is swingably held.
The cap holders 112A and 112B (referred to as “cap holder 112” when not distinguished from each other) hold two caps 92a and 92b and caps 92c and 92d for capping the nozzle surfaces of the two recording heads 34, respectively. .
Here, a tubing pump (suction pump) 120 as a suction means is connected to the cap 92a held by the cap holder 112A closest to the printing area via a flexible tube 119, and the other caps 92b, 92c, 92d does not connect the tubing pump 120. That is, only the cap 92a is a suction (recovery) and moisturizing cap (hereinafter also referred to as “suction cap”), and the other caps 92b, 92c, and 92d are all just a moisturizing cap. Therefore, when performing the recovery operation of the recording head 34, the recording head 34 that performs the recovery operation is selectively moved to a position where it can be capped by the suction cap 92a.
A cam shaft 121 rotatably supported by the frame 111 is disposed below the cap holders 112A and 112B. Cap cams 122A and 122B for raising and lowering the cap holders 112A and 112B are disposed on the cam shaft 121. A wiper cam 124 for raising and lowering the wiper blade 93, a carriage lock cam 125 for raising and lowering the carriage lock 115 via the carriage lock arm 117, and an empty liquid droplet that is idlely discharged in the idle discharge receiver 94. A roller 126 as a rotating body, which is a discharge landing member, and a cleaner cam 128 for swinging the wiper cleaner 118 are provided.
Here, the cap 92 is moved up and down by the cap cams 122A and 122B. The wiper blade 93 is moved up and down by the wiper cam 124, and the wiper cleaner 118 is advanced when the wiper blade is lowered. The wiper blade 93 descends while being sandwiched between the cleaner roller 96 of the wiper cleaner 118 and the wiper cleaner 95 of the idle discharge receiver 94. Ink adhering to 93 is scraped off into the empty ejection receiver 94.
The carriage lock 115 is urged upward (in the locking direction) by a compression spring, and is raised and lowered via a carriage lock arm 117 driven by a carriage lock cam 125.
Then, in order to rotationally drive the tubing pump 120 and the cam shaft 121, the motor gear 132 provided on the motor shaft 131a rotates the motor 131 and the pump gear 133 provided on the pump shaft 120a of the tubing pump 120 is meshed. An intermediate gear 136 with a one-way clutch 137 is engaged with an intermediate gear 134 integral with 133 via an intermediate gear 135, and the intermediate gear 138 coaxial with the intermediate gear 136 is fixed to the camshaft 121 via the intermediate gear 139. The cam gear 140 is engaged. An intermediate shaft 141 that is a rotation shaft of the intermediate gears 136 and 138 with the clutch 137 is rotatably held by the frame 111.
Further, the cam shaft 121 is provided with a home position sensor cam 142 for detecting the home position, and the home position lever is operated when the cap 92 comes to the lowest end by the home position sensor provided in the subsystem 91. The sensor is opened and the home position of the motor 131 (other than the pump 120) is detected. Note that when the power is turned on, the position moves up and down (up and down) regardless of the position of the cap 92 (cap holder 112), the position is not detected until the movement starts, and the position is determined after detecting the home position of the cap 92 (on the way up). To the bottom end. Thereafter, the carriage moves left and right, returns to the cap position after position detection, and the recording head 34 is capped.
Reference numeral 142 denotes a home position sensor cam.

次に、キャップ92の保持機構および昇降機構(上下動機構)の詳細について図9を参照して説明する。なお、図9はキャップ保持昇降機構部の側面説明図である。
キャップ保持機構であるキャップホルダ112Aは、キャップ92a、キャップ92b(これらを併せて「キャップ92A」と称することがある)を昇降可能に保持するホルダ151と、ホルダ151の底面とキャップ92Aの底部との間に介装されてキャップ92Aを上方に付勢するスプリング152と、ホルダ151を前後方向(記録ヘッド34のノズルの並び方向)に移動可能に保持するスライダ153とを有している。
キャップ92Aは両端部に設けたガイドピン150aをホルダ151の図示を省略しているガイド溝に上下動可能に、底面に設けたガイド軸150bをホルダ151に上下動可能に挿通して、ホルダ151に対して上下動可能に装着している。キャップ92Aとキャップホルダ151との間に介装したスプリング152、152はキャップ92a、92bを上方向(キャッピング時にノズル面側に押圧する方向)に付勢している。
スライダ153は、前後端に設けたガイドピン154、155をフレーム111に形成したガイド溝156に摺動可能に嵌め合わせることで、スライダ153およびホルダ151およびキャップ92A全体が上下動できる構成としている。
そして、スライダ153の下面に設けたカムピン157をキャップカム122Aの図示しないカム溝に嵌め合わせて、モータ131の回転が伝達されるカム軸121の回転に同動するキャップカム122Aの回転によってスライダ153、ホルダ151およびキャップ92Aが上下動するようにしている。
更に、吸引用キャップ92aにはスライダ153およびホルダ151を挿通して、キャップ92aの短手方向に対してキャップ中央位置の下方からチューブ119を這い回して接続している。
なお、キャップ92c,92d(これらを併せて「キャップ92B」と称することがある)を保持するキャップホルダ112Bおよびこれを上下動させる構成も上記と同様であるので説明を省略する。ただし、キャップ92c、92dにはチューブ119は接続されない。このように、1つの駆動源であるモータ131を駆動することによって1つの軸であるカム軸121が回転し、このカム軸121の回転によってカム軸121に固定したカム122A,122Bが回転して、キャップ92Aおよびキャップ92Bが上下動する構成としている。
Next, details of the holding mechanism of the cap 92 and the lifting mechanism (vertical movement mechanism) will be described with reference to FIG. FIG. 9 is an explanatory side view of the cap holding lifting mechanism.
The cap holder 112A, which is a cap holding mechanism, includes a holder 151 that holds the cap 92a and the cap 92b (sometimes collectively referred to as “cap 92A”) so as to be movable up and down, a bottom surface of the holder 151, and a bottom portion of the cap 92A. And a slider 152 that holds the holder 151 movably in the front-rear direction (the direction in which the nozzles of the recording head 34 are arranged).
The cap 92A is inserted into the guide groove 150 (not shown) of the holder 151 so that the guide pin 150a provided at both ends can be moved up and down, and the guide shaft 150b provided on the bottom surface is inserted into the holder 151 so as to be movable up and down. It is mounted so that it can move up and down. The springs 152, 152 interposed between the cap 92A and the cap holder 151 urge the caps 92a, 92b upward (in the direction of pressing toward the nozzle surface when capping).
The slider 153 is configured such that the guide pins 154 and 155 provided at the front and rear ends are slidably fitted in guide grooves 156 formed in the frame 111 so that the slider 153, the holder 151, and the entire cap 92A can be moved up and down.
Then, the cam pin 157 provided on the lower surface of the slider 153 is fitted in a cam groove (not shown) of the cap cam 122A, and the slider 153 is rotated by the rotation of the cap cam 122A that is synchronized with the rotation of the cam shaft 121 to which the rotation of the motor 131 is transmitted. The holder 151 and the cap 92A move up and down.
Further, the slider 153 and the holder 151 are inserted into the suction cap 92a, and the tube 119 is wound around and connected from below the center position of the cap in the short direction of the cap 92a.
The cap holder 112B that holds the caps 92c and 92d (which may be collectively referred to as “cap 92B”) and the configuration that moves the cap holder 112B up and down are the same as described above, and a description thereof will be omitted. However, the tube 119 is not connected to the caps 92c and 92d. Thus, by driving the motor 131 which is one drive source, the cam shaft 121 which is one shaft rotates, and the cams 122A and 122B fixed to the cam shaft 121 are rotated by the rotation of the cam shaft 121. The cap 92A and the cap 92B move up and down.

本発明のインクジェット記録装置およびインクジェット記録方法は、インクジェット記録方式による各種記録に適用することができ、例えば、インクジェット記録用プリンタ、ファクシミリ装置、複写装置、プリンタ/ファックス/コピア複合機、などに特に好適に適用することができる。   The ink jet recording apparatus and the ink jet recording method of the present invention can be applied to various types of recording by the ink jet recording method, and are particularly suitable for, for example, an ink jet recording printer, a facsimile apparatus, a copying apparatus, and a printer / fax / copier multifunction machine. Can be applied to.

−インク記録物−
本発明のインクジェット記録方法により記録されたインク記録物は、本発明のインク記録物である。本発明のインク記録物は、記録媒体上に本発明のインクにより記録された画像を有してなる。
本発明に用いる記録媒体とは、本発明のインクが着弾し、画像が形成されうるものであれば特に制限はない。例えば、普通紙、印刷用塗工紙、光沢紙、特殊紙などが挙げられる。上記に例示した用紙には、炭酸カルシウム、タルク、カオリンまたは硫酸アルミニウム(硫酸バンド)などが配合されており、本発明のインクジェット記録インクが同用紙に着弾した際に、多価金属イオン、具体的には、カルシウム、マグネシウム、アルミニウムなどの2価または3価の金属イオンが溶出するものである。
前記のように、本発明はどんな紙でも使用できるが、特に普通紙が好ましい。ここで、「普通紙」とは、電子写真式複写機、簡易オフセット印刷機、プリンタ、或いは旧来のジアゾ複写機等々のハードコピー形成技術を用いたオフィスユース、ホームユース或いはパーソナルユース用画像形成装置内での通紙性、搬送性ある画像支持のための紙媒体全般を指す。普通紙は、Plain Paperの訳かとも思われるが、今日、Plain Paperの主流は、上質紙である。それ故、上質紙をPlain Paperと云うことも多く、これを用いた典型的な画像形成技術としての電子写真方式の画像媒体はPPC(Plain Paper Copy)の略称で親しまれている。
本発明におけるインクは、上記の多価金属イオンと反応して顔料が凝集し、高い画像濃度が得られるものである。しかし、上記に例示した用紙のうち例えば普通紙では、高画像濃度の実現が困難であった。
普通紙に含まれる填料やサイズ剤定着剤等の多くは難水溶性の金属塩である。また、水溶性の金属塩が含まれていても含有量が少ない。よって、水溶性の多価金属塩等を紙面上に加工した紙と比べると普通紙は多価金属イオンの溶出が少なく、従来技術では画像濃度向上効果が得られなかった。
本発明においては、上記加工した紙はもちろん、普通紙の様に多価金属イオンの溶出が少ない紙でも高画像濃度を実現することができる。普通紙の市販品としては、例えば、上質紙マイペーパー(株式会社リコー製)、Xerox4024(株式会社富士ゼロックス製)などが挙げられる。
-Ink recordings-
The ink recorded matter recorded by the ink jet recording method of the present invention is the ink recorded matter of the present invention. The ink recorded matter of the present invention has an image recorded with the ink of the present invention on a recording medium.
The recording medium used in the present invention is not particularly limited as long as the ink of the present invention is landed and an image can be formed. For example, plain paper, coated paper for printing, glossy paper, special paper and the like can be mentioned. The paper exemplified above contains calcium carbonate, talc, kaolin, aluminum sulfate (sulfuric acid band), and the like. When the ink jet recording ink of the present invention lands on the paper, a polyvalent metal ion, specifically In the sample, divalent or trivalent metal ions such as calcium, magnesium and aluminum are eluted.
As mentioned above, the present invention can be used with any paper, but plain paper is particularly preferred. Here, “plain paper” means an image forming apparatus for office use, home use or personal use using hard copy forming technology such as an electrophotographic copying machine, a simple offset printing machine, a printer, or a conventional diazo copying machine. In general, it refers to all paper media for supporting images with paper-passability and transportability. Plain paper seems to be the reason for Plain Paper, but today the mainstream of Plain Paper is high-quality paper. Therefore, high-quality paper is often referred to as plain paper, and an electrophotographic image medium as a typical image forming technique using the high-quality paper is popularly abbreviated as PPC (plain paper copy).
The ink in the present invention reacts with the above polyvalent metal ions to aggregate the pigment, and a high image density can be obtained. However, it is difficult to achieve high image density, for example, with plain paper among the papers exemplified above.
Many of the fillers and sizing agent fixing agents contained in plain paper are poorly water-soluble metal salts. Moreover, even if a water-soluble metal salt is contained, the content is small. Therefore, plain paper has less elution of polyvalent metal ions compared to paper processed with water-soluble polyvalent metal salt or the like on the paper surface, and the prior art cannot provide an effect of improving image density.
In the present invention, a high image density can be realized not only on the processed paper but also on paper with less elution of polyvalent metal ions such as plain paper. Examples of commercially available plain paper include high-quality paper My Paper (manufactured by Ricoh Co., Ltd.) and Xerox 4024 (manufactured by Fuji Xerox Co., Ltd.).

本発明のインクは、紙から溶出してくるCaイオン量が、1.0×10−4〜5.0×10−4[g/g]の紙に対して使用するのが好ましい。該Caイオン量が1.0×10−4[g/g]以上だと、顔料分散剤との反応凝集による画像濃度向上の効果が向上する。また該Caイオン量が5.0×10−4[g/g]以下であることで、紙へのインクの浸透が阻害されないのでインクの乾燥性が向上し、耐擦過性および耐マーカー性も向上する。
上記紙から溶出してくるCaイオン量は、次の方法により算出したものである。
即ち、紙を2.5cm(±0.5cm)×3.5cm(±0.5cm)四方の紙片に裁断純水を0.8μmのセルロースアセテートフィルター(アドバンテック社製)でろ過して紙粉等の異物を除去した後、浸漬液に含まれるCaイオンをICP発光分光分析装置によって定量する。ここで得られたCaイオン濃度[ppm]に、高純水の重量である200gを掛け、更に浸漬させた紙の重量である16gで除して、紙から溶出してくるCaイオン量[g/g]を算出する。
例えば、MyPaper(株式会社リコー製)のCaイオン量は4.3×10−4[g/g]であり、Xerox4024(株式会社富士ゼロックス製)のCaイオン量は1.7×10−4[g/g]である。
The ink of the present invention is preferably used for paper having an amount of Ca ions eluted from the paper of 1.0 × 10 −4 to 5.0 × 10 −4 [g / g]. When the Ca ion amount is 1.0 × 10 −4 [g / g] or more, the effect of improving the image density by reaction aggregation with the pigment dispersant is improved. In addition, when the Ca ion amount is 5.0 × 10 −4 [g / g] or less, the penetration of the ink into the paper is not inhibited, so that the drying property of the ink is improved, and the scratch resistance and the marker resistance are also improved. improves.
The amount of Ca ions eluted from the paper is calculated by the following method.
That is, the paper is filtered into a 2.5 cm (± 0.5 cm) × 3.5 cm (± 0.5 cm) square piece of paper, and the pure water is filtered through a 0.8 μm cellulose acetate filter (manufactured by Advantech Co., Ltd.). Then, the Ca ions contained in the immersion liquid are quantified by an ICP emission spectroscopic analyzer. The Ca ion concentration [ppm] obtained here is multiplied by 200 g, which is the weight of high-purity water, and is further divided by 16 g, which is the weight of the immersed paper. The amount of Ca ions eluted from the paper [g / g ] Is calculated.
For example, the amount of Ca ions of MyPaper (manufactured by Ricoh Co., Ltd.) is 4.3 × 10 −4 [g / g], and the amount of Ca ions of Xerox 4024 (manufactured by Fuji Xerox Co., Ltd.) is 1.7 × 10 −4 [ g / g].

以下、本発明の実施例について説明するが、本発明は下記実施例に何ら限定されるものではない。「部」は、特に明示しない限り「質量部」を表す。「%」は、特に明示しない限り「質量%」を表す。   Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to the following examples. “Part” represents “part by mass” unless otherwise specified. “%” Represents “% by mass” unless otherwise specified.

<モノマーの合成>
[原料合成]
アミノメチレンジホスホン酸の合成
68.4部の亜リン酸、25部のホルムアミド、クロロベンゼン200部を反応容器に入れ、窒素置換しながら100℃で1時間撹拌した。その後、30℃まで冷却し、三塩化リン152.8部をゆっくり滴下投入した。その後、更に60℃で3時間撹拌した。冷却後、溶液を除き、残った高粘性残渣に水冷しながら水200部を加えて溶解させ、4時間加熱還流した。その後冷却すると目的物の結晶が析出した。これをろ取、乾燥し、目的物50.3部を得た。ESIによる質量分析ではm/z(+)191.75を示し、分子量計算値191.02+1と誤差範囲で一致した。
<Synthesis of monomer>
[Raw material synthesis]
Synthesis of aminomethylene diphosphonic acid 68.4 parts of phosphorous acid, 25 parts of formamide and 200 parts of chlorobenzene were placed in a reaction vessel and stirred at 100 ° C. for 1 hour while purging with nitrogen. Thereafter, the mixture was cooled to 30 ° C., and 152.8 parts of phosphorus trichloride was slowly added dropwise. Thereafter, the mixture was further stirred at 60 ° C. for 3 hours. After cooling, the solution was removed, and 200 parts of water was added to the remaining highly viscous residue while cooling with water, dissolved, and heated to reflux for 4 hours. After cooling, the target crystal precipitated. This was collected by filtration and dried to obtain 50.3 parts of the desired product. Mass spectrometry by ESI showed m / z (+) 191.75, which was in agreement with the calculated molecular weight of 191.02 + 1 in the error range.

[モノマー1−1:メタクリルアミドメチレンジホスホン酸二テトラエチルアンモニウム塩]
反応容器にアミノメチレンジホスホン酸19.2部を入れ、次いでテトラエチルアンモニウムヒドロキシド(東京化成社製、35%水溶液)179.8部をイオン交換水83.1部で溶解させた水溶液を投入し、撹拌しながら完全に溶解させた。次にフラスコを5℃に冷却しながらメタクリル酸クロリド(東京化成社製)13.5部をゆっくり滴下した。滴下終了後さらに30分撹拌し、その後、濃塩酸14.55部を冷却しながら滴下した。反応液を塩化メチレンで3回抽出洗浄し、残った水溶液を750部のアセトン中に滴下し、デカンテーションにより目的物を分離した。エバポレーターにより水を除去し、49.5部の目的物を得た。
この物1.1部をイオン交換水110部に溶解させ、チモールフタレイン(関東化学社製)を指示薬として0.1N KOHメタノール溶液で中和滴定し、酸価を求めたところ107であった。この結果は、4つの酸性基が2個のテトラエチルアンモニウム塩になっているとして計算した108mgKOH/gと同等であった。
[Monomer 1-1: Methacrylamidomethylenediphosphonic acid ditetraethylammonium salt]
Into a reaction vessel, 19.2 parts of aminomethylene diphosphonic acid was added, and then an aqueous solution in which 179.8 parts of tetraethylammonium hydroxide (Tokyo Kasei Co., Ltd., 35% aqueous solution) was dissolved in 83.1 parts of ion-exchanged water was added. The solution was completely dissolved with stirring. Next, 13.5 parts of methacrylic acid chloride (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was slowly added dropwise while cooling the flask to 5 ° C. After completion of the dropwise addition, the mixture was further stirred for 30 minutes, and then 14.55 parts of concentrated hydrochloric acid was added dropwise while cooling. The reaction solution was extracted and washed three times with methylene chloride, the remaining aqueous solution was dropped into 750 parts of acetone, and the desired product was separated by decantation. Water was removed by an evaporator to obtain 49.5 parts of the target product.
1.1 parts of this product was dissolved in 110 parts of ion-exchanged water, neutralized with 0.1N KOH methanol solution using thymolphthalein (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) as an indicator, and the acid value was 107. . This result was equivalent to 108 mg KOH / g calculated on the assumption that the four acidic groups were two tetraethylammonium salts.

[モノマー1−2:アクリルアミドメチレンジホスホン酸二テトラ-n-ブチルアンモニウム塩]
モノマー1−1の合成で、メタクリル酸クロリド13.5部を使用する代わりに、アクリル酸クロリド(東京化成社製)11.6部を使用し、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド(東京化成社製、35%水溶液)179.8部とイオン交換水83.1部の代わりに、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド(東京化成社製、40%水溶液)277.2部とイオン交換水33.7部を使用するほかは同様にして、目的物65部を得た。
[Monomer 1-2: Acrylamide methylenediphosphonic acid ditetra-n-butylammonium salt]
In the synthesis of monomer 1-1, instead of using 13.5 parts of methacrylic acid chloride, 11.6 parts of acrylic acid chloride (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) is used, and tetraethylammonium hydroxide (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., 35%). Aqueous solution) Instead of 179.8 parts and 83.1 parts of ion-exchanged water, 277.2 parts of tetrabutylammonium hydroxide (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., 40% aqueous solution) and 33.7 parts of ion-exchanged water were used. Similarly, 65 parts of the target product was obtained.

[モノマー2−1の前駆体 2−ナフトエ酸−2−ヒドロキシエチルエステルの合成]
62.0g(525mmol)の1,6−ヘキサンジオール(東京化成社製)を700mLの塩化メチレンに溶解し、20.7g(262mmol)のピリジンを加えた。
この溶液に、50.0g(262mmol)の2−ナフタレンカルボニルクロリド(東京化成社製)を100mLの塩化メチレンに溶解した溶液を、2時間かけて攪拌しながら滴下した後、室温で6時間攪拌した。得られた反応溶液を水洗した後、有機相を単離し、硫酸マグネシウムで乾燥し、溶媒を留去した。残留物を、溶離液として塩化メチレン/メタノール(体積比98/2)混合溶媒を用いて、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、52.5gの2−ナフトエ酸−2−ヒドロキシエチルエステルを得た。
[Preparation of Monomer 2-1 Synthesis of 2-naphthoic acid-2-hydroxyethyl ester]
62.0 g (525 mmol) of 1,6-hexanediol (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was dissolved in 700 mL of methylene chloride, and 20.7 g (262 mmol) of pyridine was added.
To this solution, a solution prepared by dissolving 50.0 g (262 mmol) of 2-naphthalenecarbonyl chloride (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) in 100 mL of methylene chloride was dropped with stirring over 2 hours, and then stirred at room temperature for 6 hours. . After the obtained reaction solution was washed with water, the organic phase was isolated and dried over magnesium sulfate, and the solvent was distilled off. The residue was purified by silica gel column chromatography using a mixed solvent of methylene chloride / methanol (volume ratio 98/2) as an eluent to obtain 52.5 g of 2-naphthoic acid-2-hydroxyethyl ester.

[モノマー2−1の合成]
次に、42.1g(155mmol)の2−ナフトエ酸−2−ヒドロキシエチルエステルを80mLの乾燥メチルエチルケトンに溶解し、60℃まで加熱した。この溶液に、24.0g(155mmol)の2−メタクリロイルオキシエチルイソシアネート(昭和電工社製、カレンズMOI)を20mLの乾燥メチルエチルケトンに溶解した溶液を、1時間かけて攪拌しながら滴下した後、70℃で12時間攪拌した。室温まで冷却した後、溶媒を留去した。残留物を、溶離液として塩化メチレン/メタノール(体積比99/1)混合溶媒を用いて、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、57.0gの下記構造式1で表される構造を有するモノマー2−1を得た。
[Synthesis of Monomer 2-1]
Next, 42.1 g (155 mmol) of 2-naphthoic acid-2-hydroxyethyl ester was dissolved in 80 mL of dry methyl ethyl ketone and heated to 60 ° C. To this solution, a solution of 24.0 g (155 mmol) of 2-methacryloyloxyethyl isocyanate (produced by Showa Denko KK, Karenz MOI) dissolved in 20 mL of dry methyl ethyl ketone was added dropwise with stirring over 1 hour, and then 70 ° C. For 12 hours. After cooling to room temperature, the solvent was distilled off. The residue was purified by silica gel column chromatography using a mixed solvent of methylene chloride / methanol (volume ratio 99/1) as an eluent, and 57.0 g of monomer 2- having a structure represented by the following structural formula 1 1 was obtained.

Figure 2017002197
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[モノマー2−2の合成]
1,6−ヘキサンジオールに代えて、エチレングリコール(東京化成社製)を用いた点以外は、モノマー2−1と同様にして下記構造式2で表される構造を有するモノマー2−2を得た。
[Synthesis of Monomer 2-2]
Monomer 2-2 having a structure represented by the following structural formula 2 is obtained in the same manner as monomer 2-1, except that ethylene glycol (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) is used instead of 1,6-hexanediol. It was.

Figure 2017002197
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[モノマー2−3の合成]
1,6−ヘキサンジオールに代えて、1,12−ドデカンジオール(東京化成社製)を用いた点以外は、モノマー2−1と同様にして下記構造式3で表される構造を有するモノマー2−3を得た。
[Synthesis of Monomer 2-3]
Monomer 2 having a structure represented by the following structural formula 3 in the same manner as monomer 2-1, except that 1,12-dodecanediol (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was used instead of 1,6-hexanediol. -3 was obtained.

Figure 2017002197
Figure 2017002197

[モノマー2−4の合成]
1,6−ヘキサンジオールに代えて、1,16−ヘキサデカンジオール(東京化成社製)を用いた点以外は、モノマー2−1と同様にして下記構造式4で表される構造を有するモノマー2−4を得た。
[Synthesis of Monomer 2-4]
Monomer 2 having a structure represented by the following structural formula 4 in the same manner as monomer 2-1, except that 1,16-hexadecanediol (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was used instead of 1,6-hexanediol. -4 was obtained.

Figure 2017002197
Figure 2017002197

<ジホスホン酸基を有する共重合体ポリマーの合成>
[合成例1;ジホスホン酸基を有する共重合体ポリマー1の合成]
ガス導入管、温度計、還流冷却器を備えた反応容器に、36部のモノマー2−1を入れ、370部のN,N−ジメチルホルムアミド(DMF)に溶解させた。そこへ、24部のモノマー1−1を75部のイオン交換水に溶解させた水溶液を加え、アルゴン雰囲気下にて、75℃に加熱した。そこへ、1.3部の2,2’−アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)(東京化成社製)を30部のDMFに溶解させたDMF溶液を滴下ろうとで滴下した。75℃で6時間撹拌を続け、その後冷却し重合を停止した。
反応液中の不溶物を除去し、反応液をテトラヒドロフランとヘキサンの混合液(体積比40:100)で三回洗浄した。次いで、エバポレーターにより溶媒を除去したのち、60℃で真空乾燥し56部の樹脂を得た。
この樹脂1部をイオン交換水100部に溶解させ、チモールフタレインを指示薬として0.1NKOHメタノール溶液で滴定して酸価を求めたところ、43mgKOHであった。モノマー1−1の酸価から仕込み比通りに共重合されたとして計算される値43mgKOHとよく一致した。
この酸価値をもとにテトラエチルアンモニウムヒドロキシド水溶液を用いて中和しながら10質量%の樹脂水溶液を作製した。この溶液の粘度を25℃で測定したところ2.3mPa・sであった。こうして得られた10質量%の樹脂水溶液を顔料分散体作製に使用した。
モノマー原料のアレンドロン酸の滴定結果からチモールフタレインの変色時にはホスホン酸の4個のOH基の内、3個が中和されることがわかることから、中和して得られた樹脂は、4個のOH基のうち、3個がテトラエチルアンモニウムイオンで中和されたものである。
<Synthesis of copolymer polymer having diphosphonic acid group>
[Synthesis Example 1; Synthesis of copolymer polymer 1 having diphosphonic acid group]
36 parts of the monomer 2-1 was placed in a reaction vessel equipped with a gas introduction tube, a thermometer, and a reflux condenser, and dissolved in 370 parts of N, N-dimethylformamide (DMF). Thereto was added an aqueous solution in which 24 parts of monomer 1-1 was dissolved in 75 parts of ion exchange water, and the mixture was heated to 75 ° C. in an argon atmosphere. A DMF solution in which 1.3 parts of 2,2′-azobisisobutyronitrile (AIBN) (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was dissolved in 30 parts of DMF was added dropwise using a dropping funnel. Stirring was continued at 75 ° C. for 6 hours, followed by cooling to stop the polymerization.
Insoluble matter in the reaction solution was removed, and the reaction solution was washed three times with a mixed solution of tetrahydrofuran and hexane (volume ratio 40: 100). Subsequently, after removing the solvent with an evaporator, it was vacuum dried at 60 ° C. to obtain 56 parts of resin.
When 1 part of this resin was dissolved in 100 parts of ion-exchanged water and titrated with 0.1NKOH methanol solution using thymolphthalein as an indicator, the acid value was 43 mgKOH. It was in good agreement with the value of 43 mg KOH calculated from the acid value of monomer 1-1 as copolymerized according to the charge ratio.
Based on this acid value, a 10% by mass resin aqueous solution was prepared while neutralizing with an aqueous tetraethylammonium hydroxide solution. When the viscosity of this solution was measured at 25 ° C., it was 2.3 mPa · s. The 10% by mass resin aqueous solution thus obtained was used for preparing a pigment dispersion.
From the titration result of the monomer raw material alendronic acid, it can be seen that three of the four OH groups of the phosphonic acid are neutralized when the color of thymolphthalein is discolored. Of the four OH groups, three are neutralized with tetraethylammonium ions.

[合成例2(ポリマー2の合成)〜合成例16(ポリマー16の合成)]
表1に示されるように、一般式(5)のモノマー(1)の質量%、一般式(6)のモノマー(2)の質量%をそれぞれ変え、表2に表される反応条件で合成した他は、合成例1と同様にして、ポリマー2〜16を合成した。
連鎖移動剤としてのα−チオグリセロールは、東京化成社製のものを用いた。
得られたポリマー2〜16はそれぞれ、表1に示されるような塩組成(一般式(1)のM)に中和し、または中和せず、そのまま顔料分散体作製に使用した。ポリマー2〜16それぞれの10質量%水溶液の25℃での粘度を表1に示す。
[Synthesis Example 2 (Synthesis of Polymer 2) to Synthesis Example 16 (Synthesis of Polymer 16)]
As shown in Table 1, the mass% of the monomer (1) of the general formula (5) and the mass% of the monomer (2) of the general formula (6) were respectively changed and synthesized under the reaction conditions shown in Table 2. Others were carried out similarly to the synthesis example 1, and synthesize | combined the polymers 2-16.
As the chain transfer agent, α-thioglycerol manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. was used.
Each of the obtained polymers 2 to 16 was neutralized to a salt composition as shown in Table 1 (M in the general formula (1)) or not used for preparation of a pigment dispersion as it was. Table 1 shows the viscosities at 25 ° C. of 10% by mass aqueous solutions of the respective polymers 2 to 16.

Figure 2017002197
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Figure 2017002197
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表1中、TetraEtAはテトラエチルアンモニウムイオンを、TetraBuAはテトラブチルアンモニウムイオンを表す。3TetraEtA、1H等はM+がTetraEtAイオンが3個、プロトンが1個を表す。   In Table 1, TetraEtA represents tetraethylammonium ion and TetraBuA represents tetrabutylammonium ion. In 3TetraEtA, 1H, etc., M + represents 3 TetraEtA ions and 1 proton.

[比較合成例1;ポリマー17]
公知である特表2009−513802号公報の実施例5に従い、比較合成例1のポリマー17を合成した。
[Comparative Synthesis Example 1; Polymer 17]
Polymer 17 of Comparative Synthesis Example 1 was synthesized according to Example 5 of JP-T-2009-513802 which is publicly known.

[比較合成例2;ポリマー18]
公知である特表2009−513802号公報の実施例1に従い、比較合成例2のポリマー18を合成した。
[Comparative Synthesis Example 2; Polymer 18]
The polymer 18 of Comparative Synthesis Example 2 was synthesized according to Example 1 of JP-T-2009-513802 which is publicly known.

[比較合成例用モノマー5の合成]
フラスコにアレンドロン酸(東京化成工業社製)25部を入れ、次いでテトラエチルアンモニウムヒドロキシド(東京化成工業社製、35%水溶液)179.8部とイオン交換水83.1部からなる水溶液を投入し、撹拌しながら完全に溶解させた。次にフラスコを5℃に冷却しながらメタクリル酸クロリド(東京化成工業社製)13.32部をゆっくり滴下した。滴下終了後さらに30分撹拌し、その後、濃塩酸14.53部を冷却しながら滴下した。反応液を塩化メチレンで3回抽出洗浄し、残った水溶液を800部のメタノール中に滴下し、目的物を析出させた。ろ過により55部の目的物モノマー5であるテトラエチルアンモニウム 1−ヒドロキシ−4−メタクリルアミドブタン−1,1−ジイルビス(ヒドロゲンホスホネート)を得た。
[Synthesis of Monomer 5 for Comparative Synthesis Example]
Place 25 parts of alendronic acid (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) into the flask, and then add an aqueous solution consisting of 179.8 parts of tetraethylammonium hydroxide (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., 35% aqueous solution) and 83.1 parts of ion-exchanged water. And dissolved completely with stirring. Next, 13.32 parts of methacrylic acid chloride (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was slowly added dropwise while cooling the flask to 5 ° C. After completion of the dropwise addition, the mixture was further stirred for 30 minutes, and then 14.53 parts of concentrated hydrochloric acid was added dropwise while cooling. The reaction solution was extracted and washed with methylene chloride three times, and the remaining aqueous solution was dropped into 800 parts of methanol to precipitate the desired product. By filtration, 55 parts of tetraethylammonium 1-hydroxy-4-methacrylamidebutane-1,1-diylbis (hydrogen phosphonate) as the target product monomer 5 was obtained.

[比較合成例3;ポリマー19の合成]
ガス導入管、温度計、還流冷却器を備えた反応容器に、アルゴン雰囲気下にて、450部のN,N−ジメチルホルムアミド(DMF)を入れ、75℃に加熱した。そこへ、75部の比較合成用モノマー5の水溶液558部とベンジルアクリレート75部のDMF溶液525部と2,2’−アゾビスイソブチロニトリル14部を溶解したDMF溶液464部をそれぞれ12回に分けて30分毎に加えた。すべて加えた後にさらに4時間撹拌を続け、その後冷却し重合を停止した。
析出物をろ別し、ヘキサンで洗浄し、乾燥して共重合体(ポリマー19)140部を得た。得られた樹脂は、合成例と同様に酸価測定し、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド水溶液を用いて中和処理し、樹脂溶液として用いた。
[Comparative Synthesis Example 3; Synthesis of Polymer 19]
In a reaction vessel equipped with a gas introduction tube, a thermometer, and a reflux condenser, 450 parts of N, N-dimethylformamide (DMF) was placed under an argon atmosphere and heated to 75 ° C. Thereto, 558 parts of an aqueous solution of 75 parts of the comparative synthesis monomer 5, 525 parts of a DMF solution of 75 parts of benzyl acrylate, and 464 parts of a DMF solution in which 14 parts of 2,2′-azobisisobutyronitrile are dissolved are each 12 times. Added every 30 minutes. Stirring was continued for an additional 4 hours after all had been added, and then the polymerization was stopped by cooling.
The precipitate was collected by filtration, washed with hexane, and dried to obtain 140 parts of a copolymer (Polymer 19). The obtained resin was subjected to acid value measurement in the same manner as in the synthesis example, neutralized with an aqueous tetraethylammonium hydroxide solution, and used as a resin solution.

[比較合成例4;ポリマー20の合成]
ガス導入管、温度計、還流冷却器を備えた反応容器に、アルゴン雰囲気下にて、182部のN,N−ジメチルホルムアミド(DMF、関東化学社製)を入れ、75℃に加熱した。そこへ、30部の比較合成用モノマー5を193部の水に溶解させた水溶液223部とベンジルアクリレート(東京化成工業社製)24部とN−[3−(ジメチルアミノ)プロピル]アクリルアミド(東京化成工業社製/以降DMAPAAと略記)6部を182部のDMFに溶解させたDMF溶液212部と2,2’−アゾビスイソブチロニトリル(東京化成工業社製/以降AIBNと略記)5.4部を182部のDMFに溶解させたDMF溶液187.4部をそれぞれ12回に分けて30分毎に加えた。すべて加えた後にさらに75℃で4時間撹拌を続け、その後冷却し重合を停止した。
その後、比較合成例3と同様に処理し、樹脂溶液として用いた。
[Comparative Synthesis Example 4; Synthesis of Polymer 20]
In a reaction vessel equipped with a gas introduction tube, a thermometer, and a reflux condenser, 182 parts of N, N-dimethylformamide (DMF, manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) was placed in an argon atmosphere and heated to 75 ° C. Thereto, 223 parts of an aqueous solution prepared by dissolving 30 parts of the comparative synthesis monomer 5 in 193 parts of water, 24 parts of benzyl acrylate (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), and N- [3- (dimethylamino) propyl] acrylamide (Tokyo) 2 parts DMF solution in which 6 parts are dissolved in 182 parts DMF and 2,2′-azobisisobutyronitrile (manufactured by Tokyo Chemical Industry / hereinafter abbreviated as AIBN) 5 187.4 parts of a DMF solution in which 4 parts were dissolved in 182 parts of DMF were added in 12 portions and added every 30 minutes. Stirring was further continued at 75 ° C. for 4 hours after all the addition was completed, and then the polymerization was stopped by cooling.
Then, it processed like the comparative synthesis example 3, and used as a resin solution.

[比較合成例用モノマー6の合成]
フラスコにアレンドロン酸(東京化成工業社製)25部を入れ、次いで水酸化ナトリウム17.1部をイオン交換水200部で溶解させた水溶液を投入し、撹拌しながら完全に溶解させた。次にフラスコを5℃に冷却しながらメタクリル酸クロリド(東京化成工業社製)13.32部をゆっくり滴下した。滴下終了後さらに30分撹拌し、その後、濃塩酸14.53部を冷却しながら滴下した。反応液を塩化メチレンで3回抽出洗浄し、残った水溶液を800部のメタノール中に滴下し、目的物を析出させた。ろ過により35部の目的物モノマー6であるソジウム 1−ヒドロキシ−4−メタクリルアミドブタン−1,1−ジイルビス(ヒドロゲンホスホネート)を得た。
[Synthesis of Monomer 6 for Comparative Synthesis Example]
25 parts of alendronic acid (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was placed in the flask, and then an aqueous solution in which 17.1 parts of sodium hydroxide was dissolved in 200 parts of ion-exchanged water was added and completely dissolved while stirring. Next, 13.32 parts of methacrylic acid chloride (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was slowly added dropwise while cooling the flask to 5 ° C. After completion of the dropwise addition, the mixture was further stirred for 30 minutes, and then 14.53 parts of concentrated hydrochloric acid was added dropwise while cooling. The reaction solution was extracted and washed with methylene chloride three times, and the remaining aqueous solution was dropped into 800 parts of methanol to precipitate the desired product. By filtration, 35 parts of sodium 1-hydroxy-4-methacrylamidebutane-1,1-diylbis (hydrogen phosphonate) as the target monomer 6 was obtained.

[比較合成例5;ポリマー21の合成]
ガス導入管、温度計、還流冷却器を備えた反応容器に、アルゴン雰囲気下にて、193部のN,N−ジメチルホルムアミド(DMF)を入れ、75℃に加熱した。そこへ、30部の比較合成例用モノマー6を193部の水に溶解させた水溶液223部とベンジルアクリレート(東京化成工業社製)24部とトリメチル−2−メタクリロイルオキシエチルアンモニウムクロリド(東京化成工業社製、TMMEAC)6部を182部のDMFに溶解させたDMF溶液212部と2,2’−アゾビスイソブチロニトリル(東京化成工業社製)5.4部を182部のDMFに溶解させたDMF溶液187.4部をそれぞれ12回に分けて30分毎に加えた。すべて加えた後にさらに75℃で4時間撹拌を続け、その後冷却し重合を停止した。
その後、水酸化ナトリウムを用いて中和する以外は比較合成例3と同様に処理し、樹脂溶液として用いた。
[Comparative Synthesis Example 5; Synthesis of Polymer 21]
In a reaction vessel equipped with a gas introduction tube, a thermometer, and a reflux condenser, 193 parts of N, N-dimethylformamide (DMF) was placed under an argon atmosphere and heated to 75 ° C. Thereto, 223 parts of an aqueous solution prepared by dissolving 30 parts of the monomer 6 for Comparative Synthesis Example in 193 parts of water, 24 parts of benzyl acrylate (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), and trimethyl-2-methacryloyloxyethylammonium chloride (Tokyo Chemical Industry) (TMMEAC) 6 parts dissolved in 182 parts DMF and 212 parts DMF solution and 2,2'-azobisisobutyronitrile (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) 5.4 parts dissolved in 182 parts DMF 187.4 parts of the DMF solution was added in 12 portions and added every 30 minutes. Stirring was further continued at 75 ° C. for 4 hours after all the addition was completed, and then the polymerization was stopped by cooling.
Then, it processed similarly to the comparative synthesis example 3 except neutralizing using sodium hydroxide, and used as the resin solution.

[比較合成例6;ポリマー22の合成]
比較合成例5においてベンジルアクリレートの代わりにステアリルアクリレートをTMMEACの代わりにDMAPAAを用いる他は同様に重合及び処理し、樹脂溶液として用いた。
[Comparative Synthesis Example 6; Synthesis of Polymer 22]
In Comparative Synthesis Example 5, polymerization and treatment were performed in the same manner except that stearyl acrylate was used instead of benzyl acrylate and DMAPAA was used instead of TMMEAC, and used as a resin solution.

[比較合成例7;ポリマー23]
公知である特開2014−114409号公報の実施例7に従い、比較合成例7のポリマー23を合成した。
[Comparative Synthesis Example 7; Polymer 23]
The polymer 23 of Comparative Synthesis Example 7 was synthesized according to Example 7 of JP-A-2014-114409 which is publicly known.

<顔料分散体の調製例>
[顔料分散体1の調製]
下記混合物をプレミックスした後、ディスクタイプのビーズミル(シンマルエンタープライゼス社製、KDL型、媒体:直径0.1mmのジルコニアボール使用)で周速10m/sで10分間循環分散した後、孔径1.2μmのメンブレンフィルターでろ過して、顔料分散体1を得た。
・カーボンブラック(NIPEX 160、デグサ社製)・・・16.0質量部
・ポリマー1の10質量%水溶液・・・40.0質量部
・純水・・・44.0質量部
<Preparation example of pigment dispersion>
[Preparation of Pigment Dispersion 1]
After premixing the following mixture, it was circulated and dispersed for 10 minutes at a peripheral speed of 10 m / s using a disk-type bead mill (Shinmaru Enterprises Co., Ltd., KDL type, medium: zirconia ball having a diameter of 0.1 mm), and then the pore size was 1 A pigment dispersion 1 was obtained by filtration through a 2 μm membrane filter.
Carbon black (NIPEX 160, manufactured by Degussa) ... 16.0 parts by mass A 10% by weight aqueous solution of polymer 1 ... 40.0 parts by weight Pure water ... 44.0 parts by weight

[顔料分散体2〜顔料分散体18調製]
顔料分散体1の調製と同様にして、表3に示す処方により顔料分散体2〜顔料分散体18を調製した。
なお、表3中、カーボンブラック以外の顔料は下記の製品を使用した。
・ピグメントブルー15:3 クロモファインブルーA−220JC、大日精化社製
・ピグメントレッド122 トナーマゼンタEO02、クラリアント社製
・ピグメントイエロー74 ファーストイエロー531、大日精化社製
[Preparation of pigment dispersion 2 to pigment dispersion 18]
In the same manner as in the preparation of pigment dispersion 1, pigment dispersion 2 to pigment dispersion 18 were prepared according to the formulation shown in Table 3.
In Table 3, the following products were used as pigments other than carbon black.
-Pigment Blue 15: 3 Chromo Fine Blue A-220JC, manufactured by Dainichi Seika Co., Ltd.- Pigment Red 122 Toner Magenta EO02, manufactured by Clariant, Inc.- Pigment Yellow 74 First Yellow 531, manufactured by Dainichi Seika Co., Ltd.

Figure 2017002197
Figure 2017002197

<インクジェット記録用インクの作製>
[実施例1]
下記材料を混合し、1.5時間攪拌後、孔径1.2μmのメンブレンフィルターでろ過して、インクを得た。
・顔料分散体1(顔料固形分16質量%)・・・・・・・・・・・40.0質量部
・グリセリン(水溶性有機溶剤)・・・・・・・・・・・・・・・10.0質量部
・1,3−ブタンジオール(水溶性有機溶剤)・・・・・・・・・20.0質量部
・2−エチル−1,3−ヘキサンジオール(水溶性有機溶剤)・・・1.0質量部
・2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール・・・・・・1.0質量部
(水溶性有機溶剤)
・フッ素系界面活性剤・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・1.0質量部
(固形分100%、ダイキン工業製、ユニダインDSN−403N)
・蒸留水・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・27.0質量部
<Preparation of ink for ink jet recording>
[Example 1]
The following materials were mixed, stirred for 1.5 hours, and filtered through a membrane filter having a pore size of 1.2 μm to obtain an ink.
・ Pigment Dispersion 1 (Pigment solid content 16% by mass) ······ 40.0 parts by mass · Glycerin (water-soluble organic solvent) ········· ··· 10.0 parts by mass · 1,3-butanediol (water-soluble organic solvent) ······· 20.0 parts by mass · 2-ethyl-1,3-hexanediol (water-soluble organic solvent) ) ... 1.0 parts by mass. 2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol .... 1.0 parts by mass (water-soluble organic solvent)
・ Fluorosurfactant ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ 1.0 parts by mass (100% solids, manufactured by Daikin Industries, Unidyne DSN-403N)
・ Distilled water ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ 27.0 parts by mass

[実施例2〜21]
実施例1と同様の調製方法を用いて、表4に示す処方(質量部)により実施例2〜21のインクを調製した。
[Examples 2 to 21]
Inks of Examples 2 to 21 were prepared according to the formulation (parts by mass) shown in Table 4 using the same preparation method as in Example 1.

[実施例22]
実施例1と同様の調製方法を用いて、下記に示す処方により実施例22のインクを調製した。
・顔料分散体22(顔料固形分16質量%)・・・・・・・・・・40.0質量部
・グリセリン(水溶性有機溶剤)・・・・・・・・・・・・・・・10.0質量部
・1,3−ブタンジオール(水溶性有機溶剤)・・・・・・・・・20.0質量部
・2−エチル−1,3−ヘキサンジオール(水溶性有機溶剤)・・・1.0質量部
・2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール・・・・・・1.0質量部
(水溶性有機溶剤)
・フッ素系界面活性剤・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・1.0質量部
(固形分100%、ダイキン工業製、ユニダインDSN−403N)
・ポリマー1の10質量%水溶液・・・・・・・・・・・・・・・16.0質量部
・蒸留水・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・11.0質量部
[Example 22]
Using the same preparation method as in Example 1, the ink of Example 22 was prepared according to the formulation shown below.
・ Pigment Dispersion 22 (Pigment solid content 16% by mass) ・ ・ ・ ・ ・ ・ 40.0 parts by mass ・ Glycerin (water-soluble organic solvent) ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・-10.0 parts by mass-1,3-butanediol (water-soluble organic solvent) ... 20.0 parts by mass-2-ethyl-1,3-hexanediol (water-soluble organic solvent)・ ・ ・ 1.0 part by mass ・ 2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol ・ ・ ・ 1.0 part by mass (water-soluble organic solvent)
・ Fluorosurfactant ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ 1.0 parts by mass (100% solids, manufactured by Daikin Industries, Unidyne DSN-403N)
・ 10% by weight aqueous solution of polymer 1 ・ ・ ・ ・ ・ ・ 16.0 parts by weight ・ Distilled water ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・.... 11.0 parts by mass

[比較例1]
実施例1と同様の調製方法を用いて、表4に示す処方により比較例1のインクを調製した。すなわち、この例においては、顔料分散体1の処方におけるポリマー1の替わりに、比較合成例1によるポリマー17を用いた顔料分散体23が使用された。
[Comparative Example 1]
Using the same preparation method as in Example 1, the ink of Comparative Example 1 was prepared according to the formulation shown in Table 4. That is, in this example, instead of polymer 1 in the formulation of pigment dispersion 1, pigment dispersion 23 using polymer 17 according to comparative synthesis example 1 was used.

[比較例2−7]
比較例1と同様の調製方法を用いて、表4に示す処方により比較例2−7のインクを調製した。すなわち、この例においては、比較合成例2−7によるポリマー18−23を用いた顔料分散体24−29が使用された。
[Comparative Example 2-7]
Using the same preparation method as in Comparative Example 1, an ink of Comparative Example 2-7 was prepared according to the formulation shown in Table 4. That is, in this example, pigment dispersion 24-29 using polymer 18-23 from Comparative Synthesis Example 2-7 was used.

Figure 2017002197
Figure 2017002197

[評価結果]
次に、以下に示す評価方法にて、実施例1〜22、比較例1〜7の各インクジェット用インクを評価した。結果を下記表5に示す。
[Evaluation results]
Next, the inkjet inks of Examples 1 to 22 and Comparative Examples 1 to 7 were evaluated by the following evaluation method. The results are shown in Table 5 below.

<画像濃度>
23℃、50%RH環境下で、インクジェットプリンター(株式会社リコー製、IPSiO GX5000)に作製したインクを充填し、Microsoft Word2000(Microsoft社製)にて作製した64point文字JIS X 0208(1997),2223の一般記号の記載のあるチャートを、普通紙1(XEROX4200、XEROX社製)、および普通紙2(MyPaper、株式会社リコー製)に打ち出し、印字面のJIS X 0208(1997),2223の一般記号部をX−Rite938(エックスライト社製)にて測色し、下記評価基準により判定した。
なお、印字モードはプリンタ添付のドライバで普通紙のユーザー設定より「普通紙−標準はやい」モードを「色補正なし」に改変したモードを使用した。
〔評価基準〕
(ブラック)
A:1.25以上。
B:1.20以上1.25未満。
C:1.10以上1.20未満。
D:1.10未満。
E:顔料がゲル化してインク中に分散できず、印字できない。
(イエロー)
A:0.80以上。
B:0.75以上0.80未満。
C:0.70以上0.75未満。
D:0.70未満。
E:顔料がゲル化してインク中に分散できず、印字できない。
(マゼンタ)
A:0.95以上。
B:0.85以上0.95未満。
C:0.75以上0.85未満。
D:0.75未満。
E:顔料がゲル化してインク中に分散できず、印字できない。
(シアン)
A:1.05以上。
B:0.95以上1.05未満。
C:0.85以上0.95未満。
D:0.85未満。
E:顔料がゲル化してインク中に分散できず、印字できない。
<Image density>
64 point character JIS X 0208 (1997), 2223, which was prepared by using Microsoft Word 2000 (manufactured by Microsoft) by filling ink prepared in an ink jet printer (manufactured by Ricoh Co., Ltd., IPSiO GX5000) under an environment of 23 ° C. and 50% RH. Are printed on plain paper 1 (XEROX 4200, manufactured by XEROX) and plain paper 2 (MyPaper, manufactured by Ricoh Co., Ltd.), and the general symbols of JIS X 0208 (1997), 2223 on the printing surface are printed. The color of the part was measured with X-Rite 938 (manufactured by X-Rite Co., Ltd.) and judged according to the following evaluation criteria.
The printing mode used was a driver attached to the printer, in which the “plain paper-standard fast” mode was changed to “no color correction” from the user setting for plain paper.
〔Evaluation criteria〕
(black)
A: 1.25 or more.
B: 1.20 or more and less than 1.25.
C: 1.10 or more and less than 1.20.
D: Less than 1.10.
E: The pigment is gelled and cannot be dispersed in the ink and cannot be printed.
(yellow)
A: 0.80 or more.
B: 0.75 or more and less than 0.80.
C: 0.70 or more and less than 0.75.
D: Less than 0.70.
E: The pigment is gelled and cannot be dispersed in the ink and cannot be printed.
(Magenta)
A: 0.95 or more.
B: 0.85 or more and less than 0.95.
C: 0.75 or more and less than 0.85.
D: Less than 0.75.
E: The pigment is gelled and cannot be dispersed in the ink and cannot be printed.
(cyan)
A: 1.05 or more.
B: 0.95 or more and less than 1.05.
C: 0.85 or more and less than 0.95.
D: Less than 0.85.
E: The pigment is gelled and cannot be dispersed in the ink and cannot be printed.

C以上が、実用可能である。   C or higher is practical.

<顔料分散体の保存性>
各顔料分散体をポリエチレン容器に入れ、密封し、70℃で2週間保存し、保存前の粘度に対する保存後の粘度の変化率を下記式から求め、下記基準により評価した。
粘度の変化率(%)=(保存後の顔料分散体の粘度/保存前の顔料分散体の粘度)×100
前記粘度の測定には、粘度計(RE500L、東機産業株式会社製)を使用し、サンプルの粘度に合わせて50回転もしくは100回転に調整して測定し、下記の基準をもとに評価した。
[評価基準]
A:粘度の変化率が±5%以内。
B:粘度の変化率が±5%を超え±8%以内。
C:粘度の変化率が±8%を超え±10%以内。
D:粘度の変化率が±10%を超え±30%以内。
E:粘度の変化率が±30%を超える(ゲル化して評価不能)。
<Preservation of pigment dispersion>
Each pigment dispersion was put in a polyethylene container, sealed, stored at 70 ° C. for 2 weeks, the rate of change in viscosity after storage with respect to the viscosity before storage was determined from the following formula, and evaluated according to the following criteria.
Viscosity change rate (%) = (viscosity of pigment dispersion after storage / viscosity of pigment dispersion before storage) × 100
The viscosity was measured using a viscometer (RE500L, manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.), adjusted to 50 or 100 rotations according to the viscosity of the sample, and evaluated based on the following criteria. .
[Evaluation criteria]
A: Viscosity change rate is within ± 5%.
B: Viscosity change rate exceeds ± 5% and within ± 8%.
C: Viscosity change rate exceeds ± 8% and within ± 10%.
D: Viscosity change rate exceeds ± 10% and within ± 30%.
E: Viscosity change rate exceeds ± 30% (evaluates due to gelation).

C以上が、実用可能である。   C or higher is practical.

<インクの保存安定性>
各インクをインクカートリッジに充填して60℃で1週間保存、および70℃で2週間保存し、保存前の粘度に対する保存後の粘度の変化率を下記式から求め、下記基準により評価した。
粘度の変化率(%)=(保存後のインクの粘度/保存前のインクの粘度)×100
前記粘度の測定には、粘度計(RE500L、東機産業株式会社製)を使用し、サンプルの粘度に合わせて50回転もしくは100回転に調整して測定し、下記の基準をもとに評価した。
[評価基準]
A:粘度の変化率が±5%以内。
B:粘度の変化率が±5%を超え±8%以内。
C:粘度の変化率が±8%を超え±10%以内。
D:粘度の変化率が±10%を超え±30%以内。
E:粘度の変化率が±30%を超える(ゲル化して評価不能)。
<Ink storage stability>
Each ink was filled in an ink cartridge, stored at 60 ° C. for 1 week, and stored at 70 ° C. for 2 weeks.
Viscosity change rate (%) = (ink viscosity after storage / ink viscosity before storage) × 100
The viscosity was measured using a viscometer (RE500L, manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.), adjusted to 50 or 100 rotations according to the viscosity of the sample, and evaluated based on the following criteria. .
[Evaluation criteria]
A: Viscosity change rate is within ± 5%.
B: Viscosity change rate exceeds ± 5% and within ± 8%.
C: Viscosity change rate exceeds ± 8% and within ± 10%.
D: Viscosity change rate exceeds ± 10% and within ± 30%.
E: Viscosity change rate exceeds ± 30% (evaluates due to gelation).

表5に、60℃1週間保存評価結果を「インク保存性1」として、70℃2週間保存評価結果を「インク保存性2」として記載した。
C以上が、実用可能である。
In Table 5, the storage evaluation result at 60 ° C. for 1 week is described as “ink storage stability 1”, and the storage evaluation result at 70 ° C. for 2 weeks is described as “ink storage stability 2”.
C or higher is practical.

<吐出回復性>
インクジェットプリンターに実施例1〜22および比較例1〜7の各インクを充填して、HL環境(32±0.5℃、15±5%RH)で3時間放置した後、ノズルチェックパターンを印字し、ドット抜けや飛行曲がりといった吐出不良がないことを確認した。そして、さらにそのままの状態でさらに、6日間放置した。放置終了後、坪量が69.6g/m、サイズ度が23.2秒、透気度が21.0秒の上質紙マイペーパー(リコー社製)にベタ印字部付きノズルチェックパターンを1枚印字し、ドット抜けや飛行曲がりの有無を確認した。ノズルチェックパターンにインクのドット抜けや飛行曲がりが見られた際には、正常印刷への復帰動作としてプリンターノズルのクリーニングを行い、その合計回数を評価した。得られた合計回数から各インクの吐出回復性を下記評価基準により評価した。
〔評価基準〕
A:クリーニング0回。
B:クリーニング1回。
C:クリーニング2回。
D:クリーニング3回以上5回未満。
E:クリーニング5回以上。
<Discharge recovery>
After filling each ink of Examples 1 to 22 and Comparative Examples 1 to 7 in an inkjet printer and leaving it in an HL environment (32 ± 0.5 ° C., 15 ± 5% RH) for 3 hours, printing a nozzle check pattern It was confirmed that there was no discharge failure such as missing dots or bent flight. Then, it was further left for 6 days. After completion of standing, a nozzle check pattern with a solid print part is applied to high-quality paper Mypaper (made by Ricoh Co., Ltd.) with a basis weight of 69.6 g / m 2 , a sizing degree of 23.2 seconds, and an air permeability of 21.0 seconds. Sheets were printed and the presence or absence of missing dots or flying curves was confirmed. When there were missing ink dots or flying bends in the nozzle check pattern, the printer nozzle was cleaned as a return to normal printing, and the total number was evaluated. From the total number of times obtained, the ejection recovery property of each ink was evaluated according to the following evaluation criteria.
〔Evaluation criteria〕
A: Zero cleaning.
B: Cleaning once.
C: Cleaning twice.
D: Cleaning is performed 3 times or more and less than 5 times.
E: Cleaning 5 times or more.

C以上が、実用可能である。   C or higher is practical.

Figure 2017002197
Figure 2017002197

表5の結果から、本発明の構成を持つ実施例のインクは、画像濃度、分散体の安定性、インクの保存安定性、吐出回復性のいずれも実用可能な領域にあり、優れた実用性を有することがわかる。特にインクの保存安定性と吐出回復性では比較例のインクと比べて大きく改善されていることがわかる。
実施例の中でも、一般式(1)で示されるモノマー含有量、および、粘度が好適な範囲に制御されているものは特に評価結果が高く(実施例1〜8、10、13、14、21)、全体の品質が向上する。含有量、および、粘度が好ましい範囲を外れるものは画像濃度、保存性および吐出回復性にやや品質の低下が見られるが、実施可能なレベルである。
本発明のジホスホン酸基を有するポリマーを添加剤として用いた実施例22のインクは、顔料分散剤として用いた他の実施例と比べて全体的にやや品質の低下が見られるが、実施可能なレベルである。
一方で、本発明の構成をとらないものは、インクの保存性、および吐出回復性に劣る(比較例1〜7)。画像濃度には著しい品質低下が見られないものであっても、インクの長期保存および吐出回復性は実施可能なレベルではない。
From the results shown in Table 5, the inks of the examples having the configuration of the present invention are in practical use areas such as image density, dispersion stability, ink storage stability, and ejection recovery properties, and have excellent practicality. It can be seen that In particular, it can be seen that the storage stability and ejection recovery property of the ink are greatly improved as compared with the ink of the comparative example.
Among the examples, those in which the monomer content represented by the general formula (1) and the viscosity are controlled in a suitable range have particularly high evaluation results (Examples 1 to 8, 10, 13, 14, 21). ) The overall quality is improved. When the content and viscosity are out of the preferred ranges, the image density, storage stability, and ejection recovery performance are slightly reduced, but at a practicable level.
The ink of Example 22 using the polymer having a diphosphonic acid group of the present invention as an additive shows a slight deterioration in quality as a whole as compared with the other examples using as a pigment dispersant. Is a level.
On the other hand, those that do not have the configuration of the present invention are inferior in ink storage stability and ejection recovery properties (Comparative Examples 1 to 7). Even if the image density does not show a significant deterioration in quality, the long-term storage and ejection recovery properties of the ink are not at a practicable level.

[合成例17;ホスホン酸基を含む共重合体ポリマー24の合成]
ガス導入管、温度計、還流冷却器を備えた反応容器に、30部のモノマー2−1、6部のジメチルアクリルアミド(東京化成社製、DMAM)を入れ、500部のN,N−ジメチルホルムアミド(DMF)に溶解させた。そこへ、24部のモノマー1−1を100部のイオン交換水に溶解させた水溶液を加え、アルゴン雰囲気下にて、75℃に加熱した。そこへ、1.8部の2,2’−アゾビスイソブチロニトリル(東京化成社製)を30部のDMFに溶解させたDMF溶液を滴下ろうとで滴下した。75℃で6時間撹拌を続け、その後冷却し重合を停止した。
反応液中の不溶物を除去し、反応液をテトラヒドロフランとヘキサンの混合液(体積比40:100)で三回洗浄した。次いで、エバポレーターにより溶媒を除去したのち、60℃で真空乾燥し54部の樹脂を得た。
この樹脂1部をイオン交換水100部に溶解させ、チモールフタレインを指示薬として0.1NKOHメタノール溶液で滴定して酸価を求めたところ、43mgKOHであった。モノマー1−1の酸価から仕込み比通りに共重合されたとして計算される値43mgKOHとよく一致した。
この酸価値をもとにテトラエチルアンモニウムヒドロキシド水溶液を用いて中和しながら10質量%の樹脂水溶液を作製した。この溶液の粘度を25℃で測定したところ2.5mPa・sであった。こうして得られた10質量%の樹脂水溶液を顔料分散体作製に使用した。
モノマー原料のアレンドロン酸の滴定結果からチモールフタレインの変色時にはホスホン酸の4個のOH基の内、3個が中和されることがわかることから、中和して得られた樹脂は、4個のOH基のうち、3個がテトラエチルアンモニウムイオンで中和されたものである。
[Synthesis Example 17; Synthesis of Copolymer Polymer 24 Containing Phosphonic Acid Group]
In a reaction vessel equipped with a gas introduction tube, a thermometer, and a reflux condenser, 30 parts of monomer 2-1 and 6 parts of dimethylacrylamide (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., DMAM) are placed, and 500 parts of N, N-dimethylformamide. Dissolved in (DMF). Thereto was added an aqueous solution in which 24 parts of monomer 1-1 was dissolved in 100 parts of ion exchange water, and the mixture was heated to 75 ° C. in an argon atmosphere. A DMF solution in which 1.8 parts of 2,2′-azobisisobutyronitrile (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was dissolved in 30 parts of DMF was added dropwise using a dropping funnel. Stirring was continued at 75 ° C. for 6 hours, followed by cooling to stop the polymerization.
Insoluble matter in the reaction solution was removed, and the reaction solution was washed three times with a mixed solution of tetrahydrofuran and hexane (volume ratio 40: 100). Next, after removing the solvent by an evaporator, it was vacuum dried at 60 ° C. to obtain 54 parts of resin.
When 1 part of this resin was dissolved in 100 parts of ion-exchanged water and titrated with 0.1NKOH methanol solution using thymolphthalein as an indicator, the acid value was 43 mgKOH. It was in good agreement with the value of 43 mg KOH calculated from the acid value of monomer 1-1 as copolymerized according to the charge ratio.
Based on this acid value, a 10% by mass resin aqueous solution was prepared while neutralizing with an aqueous tetraethylammonium hydroxide solution. The viscosity of this solution measured at 25 ° C. was 2.5 mPa · s. The 10% by mass resin aqueous solution thus obtained was used for preparing a pigment dispersion.
From the titration result of the monomer raw material alendronic acid, it can be seen that three of the four OH groups of the phosphonic acid are neutralized when the color of thymolphthalein is discolored. Of the four OH groups, three are neutralized with tetraethylammonium ions.

[合成例18(ポリマー25の合成)〜合成例36(ポリマー43の合成)]
表6に示されるように、一般式(5)のモノマー(1)の質量%、一般式(6)のモノマー(2)の質量%、一般式(7a)、(7b)、(7c)で表されるモノマー(3)の質量%をそれぞれ変え、表7に表される反応条件で合成した他は、合成例17と同様にして、ポリマー25〜43を合成した。
連鎖移動剤としてのα−チオグリセロールは、東京化成社製のものを用いた。
得られたポリマー25〜43はそれぞれ、表6に示されるような塩組成(一般式(1)のM)に中和し、又は中和せず、そのまま顔料分散体作製に使用した。ポリマー25〜43それぞれの10質量%水溶液の25℃での粘度を表6に示す。
[Synthesis Example 18 (Synthesis of Polymer 25) to Synthesis Example 36 (Synthesis of Polymer 43)]
As shown in Table 6, the mass% of the monomer (1) of the general formula (5), the mass% of the monomer (2) of the general formula (6), the general formulas (7a), (7b), and (7c) Polymers 25 to 43 were synthesized in the same manner as in Synthesis Example 17 except that the mass% of the represented monomer (3) was changed and synthesized under the reaction conditions shown in Table 7.
As the chain transfer agent, α-thioglycerol manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. was used.
Each of the obtained polymers 25 to 43 was neutralized to a salt composition (M in the general formula (1)) as shown in Table 6 or not used for preparation of a pigment dispersion as it was. Table 6 shows the viscosities at 25 ° C. of 10 mass% aqueous solutions of the respective polymers 25 to 43.

Figure 2017002197
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Figure 2017002197
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表6中、TetraEtAはテトラエチルアンモニウムイオンをTetraBuAはテトラブチルアンモニウムイオンを表す。3TetraEtA、1H等はM+がTetraEtAイオンが3個、プロトンが1個を表す。
表6中、モノマー(3)の略称を以下に示す。
DMAM:N,N−ジメチルアクリルアミド(東京化成社製)
DMMAM:N,N−ジメチルメタクリルアミド(東京化成社製)
HEAM:2−ヒドロキシエチルアクリルアミド(東京化成社製)
DEAM:N,N−ジエチルアクリルアミド(東京化成社製)
DAAM:ダイアセトンアクリルアミド(東京化成社製)
In Table 6, TetraEtA represents tetraethylammonium ion and TetraBuA represents tetrabutylammonium ion. In 3TetraEtA, 1H, etc., M + represents 3 TetraEtA ions and 1 proton.
In Table 6, the abbreviations for the monomer (3) are shown below.
DMAM: N, N-dimethylacrylamide (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)
DMMAM: N, N-dimethylmethacrylamide (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)
HEAM: 2-hydroxyethylacrylamide (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)
DEAM: N, N-diethylacrylamide (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)
DAAM: Diacetone acrylamide (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)

<顔料分散体の調製例>
[顔料分散体30の調製]
下記混合物をプレミックスした後、ディスクタイプのビーズミル(シンマルエンタープライゼス社製、KDL型、メディア:直径0.1mmのジルコニアボール使用)で周速10m/sで10分間循環分散した後、孔径1.2μmのメンブレンフィルターでろ過して、顔料分散体30を得た。
・カーボンブラック(NIPEX 160、デグサ社製)・・・16.0質量部
・ポリマー17の10質量%水溶液・・・40.0質量部
・純水・・・44.0質量部
<Preparation example of pigment dispersion>
[Preparation of Pigment Dispersion 30]
After premixing the following mixture, it was circulated and dispersed for 10 minutes at a peripheral speed of 10 m / s with a disk-type bead mill (Shinmaru Enterprises Co., Ltd., KDL type, media: using zirconia balls with a diameter of 0.1 mm), and the pore size was 1 A pigment dispersion 30 was obtained by filtration through a 2 μm membrane filter.
Carbon black (NIPEX 160, manufactured by Degussa) ... 16.0 parts by mass A 10% by weight aqueous solution of polymer 17 ... 40.0 parts by weight Pure water ... 44.0 parts by weight

[顔料分散体31〜顔料分散体54調製]
顔料分散体30の調製と同様にして、表8に示す処方(質量部)により顔料分散体31〜顔料分散体54を調製した。
なお、表8中、カーボンブラック以外の顔料は下記の製品を使用した。
・ピグメントブルー15:3 クロモファインブルーA−220JC、大日精化社製
・ピグメントレッド122 トナーマゼンタEO02、クラリアント社製
・ピグメントイエロー74 ファーストイエロー531、大日精化社製
[Preparation of Pigment Dispersion 31 to Pigment Dispersion 54]
Similarly to the preparation of pigment dispersion 30, pigment dispersion 31 to pigment dispersion 54 were prepared according to the formulation (parts by mass) shown in Table 8.
In Table 8, the following products were used as pigments other than carbon black.
-Pigment Blue 15: 3 Chromo Fine Blue A-220JC, manufactured by Dainichi Seika Co., Ltd.- Pigment Red 122 Toner Magenta EO02, manufactured by Clariant, Inc.- Pigment Yellow 74 First Yellow 531, manufactured by Dainichi Seika Co., Ltd.

Figure 2017002197
Figure 2017002197

<インクジェット記録用インクの作製>
[実施例23]
下記材料を混合し、1.5時間攪拌後、孔径1.2μmのメンブレンフィルターでろ過して、インクを得た。
・顔料分散体30(顔料固形分16質量%)・・・・・・・・・・40.0質量部
・グリセリン(水溶性有機溶剤)・・・・・・・・・・・・・・・10.0質量部
・1,3−ブタンジオール(水溶性有機溶剤)・・・・・・・・・20.0質量部
・2−エチル−1,3−ヘキサンジオール(水溶性有機溶剤)・・・1.0質量部
・2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール・・・・・・1.0質量部
(水溶性有機溶剤)
・フッ素系界面活性剤・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・1.0質量部
(固形分100%、ダイキン工業製、ユニダインDSN−403N)
・蒸留水・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・27.0質量部
<Preparation of ink for ink jet recording>
[Example 23]
The following materials were mixed, stirred for 1.5 hours, and filtered through a membrane filter having a pore size of 1.2 μm to obtain an ink.
・ Pigment dispersion 30 (pigment solid content: 16% by mass): 40.0 parts by mass ・ Glycerin (water-soluble organic solvent): -10.0 parts by mass-1,3-butanediol (water-soluble organic solvent) ... 20.0 parts by mass-2-ethyl-1,3-hexanediol (water-soluble organic solvent)・ ・ ・ 1.0 part by mass ・ 2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol ・ ・ ・ 1.0 part by mass (water-soluble organic solvent)
・ Fluorosurfactant ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ 1.0 parts by mass (100% solids, manufactured by Daikin Industries, Unidyne DSN-403N)
・ Distilled water ... 27.0 parts by mass

[実施例24〜47]
実施例1と同様の調製方法を用いて、表9に示す処方により実施例24〜47のインクを調製した。
[Examples 24-47]
Using the same preparation method as in Example 1, inks of Examples 24-47 were prepared according to the formulations shown in Table 9.

[実施例48]
実施例17と同様の調製方法を用いて、下記に示す処方により実施例48のインクを調製した。
・顔料分散体55(顔料固形分16質量%)・・・・・・・・・・40.0質量部
・グリセリン(水溶性有機溶剤)・・・・・・・・・・・・・・・10.0質量部
・1,3−ブタンジオール(水溶性有機溶剤)・・・・・・・・・20.0質量部
・2−エチル−1,3−ヘキサンジオール(水溶性有機溶剤)・・・1.0質量部
・2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール・・・・・・1.0質量部
(水溶性有機溶剤)
・フッ素系界面活性剤・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・1.0質量部
(固形分100%、ダイキン工業製、ユニダインDSN−403N)
・ポリマー1の10質量%水溶液・・・・・・・・・・・・・・・16.0質量部
・蒸留水・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・11.0質量部
[Example 48]
Using the same preparation method as in Example 17, the ink of Example 48 was prepared according to the formulation shown below.
・ Pigment dispersion 55 (pigment solid content: 16% by mass): 40.0 parts by mass Glycerin (water-soluble organic solvent): -10.0 parts by mass-1,3-butanediol (water-soluble organic solvent) ... 20.0 parts by mass-2-ethyl-1,3-hexanediol (water-soluble organic solvent)・ ・ ・ 1.0 part by mass ・ 2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol ・ ・ ・ 1.0 part by mass (water-soluble organic solvent)
・ Fluorosurfactant ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ 1.0 parts by mass (100% solids, manufactured by Daikin Industries, Unidyne DSN-403N)
・ 10% by weight aqueous solution of polymer 1 ・ ・ ・ ・ ・ ・ 16.0 parts by weight ・ Distilled water ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・.... 11.0 parts by mass

Figure 2017002197
Figure 2017002197

[評価結果]
次に、前記の評価方法にて、実施例23〜48の各インクジェット用インクを評価した。結果を下記表10に示す。
[Evaluation results]
Next, each of the inkjet inks of Examples 23 to 48 was evaluated by the above evaluation method. The results are shown in Table 10 below.

Figure 2017002197
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表10の結果から、本発明の構成を持つ実施例のインクは、画像濃度、分散体の安定性、インクの保存安定性、吐出回復性のいずれも実用可能な領域にあり、優れた実用性を有することがわかる。特にインクの保存安定性と吐出回復性では比較例のインクと比べて大きく改善されていることがわかる。
実施例の中でも、一般式(1)で示されるモノマー含有量、および、粘度が好適な範囲に制御されているものは特に評価結果が高く(実施例23〜30、32〜36、39、40、47)、全体の品質が向上する。含有量、および、粘度が好ましい範囲を外れるものは画像濃度、保存性および吐出回復性にやや品質の低下が見られるが、実施可能なレベルである。
本発明のジホスホン酸基を有するポリマーを添加剤として用いた実施例48のインクは、顔料分散剤として用いた他の実施例と比べて全体的にやや品質の低下が見られるが、実施可能なレベルである。
From the results shown in Table 10, the inks of the examples having the configuration of the present invention are in practical areas where the image density, the stability of the dispersion, the storage stability of the ink, and the ejection recovery property are excellent. It can be seen that In particular, it can be seen that the storage stability and ejection recovery property of the ink are greatly improved as compared with the ink of the comparative example.
Among the examples, those in which the monomer content represented by the general formula (1) and the viscosity are controlled in a suitable range have particularly high evaluation results (Examples 23 to 30, 32 to 36, 39, and 40). 47) and the overall quality is improved. When the content and viscosity are out of the preferred ranges, the image density, storage stability, and ejection recovery performance are slightly reduced, but at a practicable level.
The ink of Example 48 using the polymer having a diphosphonic acid group of the present invention as an additive shows a slight decrease in quality as a whole compared with other examples using as a pigment dispersant, but it can be carried out. Is a level.

[合成例37;ホスホン酸基を含む共重合体ポリマー44の合成]
ガス導入管、温度計、還流冷却器を備えた反応容器に、30部のモノマー2−1、6部のN−[3−(ジメチルアミノ)プロピル]アクリルアミド(東京化成工業社製、DMAPAA)を入れ、500部のN,N−ジメチルホルムアミド(DMF)に溶解させた。そこへ、24部のモノマー1−1を100部のイオン交換水に溶解させた水溶液を加え、アルゴン雰囲気下にて、75℃に加熱した。そこへ、1.7部の2,2’−アゾビスイソブチロニトリル(東京化成社製)を30部のDMFに溶解させたDMF溶液を滴下ろうとで滴下した。75℃で6時間撹拌を続け、その後冷却し重合を停止した。
反応液中の不溶物を除去し、反応液をテトラヒドロフランとヘキサンの混合液(体積比40:100)で三回洗浄した。次いで、エバポレーターにより溶媒を除去したのち、60℃で真空乾燥し53部の樹脂を得た。
この樹脂1部をイオン交換水100部に溶解させ、チモールフタレインを指示薬として0.1NKOHメタノール溶液で滴定して酸価を求めたところ、43mgKOHであった。モノマー1−1の酸価から仕込み比通りに共重合されたとして計算される値43mgKOHとよく一致した。
この酸価値をもとにテトラエチルアンモニウムヒドロキシド水溶液を用いて中和しながら10質量%の樹脂水溶液を作製した。この溶液の粘度を25℃で測定したところ2.4mPa・sであった。こうして得られた10質量%の樹脂水溶液を顔料分散体作製に使用した。
モノマー原料のアレンドロン酸の滴定結果からチモールフタレインの変色時にはホスホン酸の4個のOH基の内、3個が中和されることがわかることから、中和して得られた樹脂は、4個のOH基のうち、3個がテトラエチルアンモニウムイオンで中和されたものである。
[Synthesis Example 37; Synthesis of Copolymer Polymer 44 Containing Phosphonic Acid Group]
In a reaction vessel equipped with a gas introduction tube, a thermometer, and a reflux condenser, 30 parts of monomer 2-1 and 6 parts of N- [3- (dimethylamino) propyl] acrylamide (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., DMAPAA) And dissolved in 500 parts of N, N-dimethylformamide (DMF). Thereto was added an aqueous solution in which 24 parts of monomer 1-1 was dissolved in 100 parts of ion exchange water, and the mixture was heated to 75 ° C. in an argon atmosphere. A DMF solution in which 1.7 parts of 2,2′-azobisisobutyronitrile (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was dissolved in 30 parts of DMF was added dropwise using a dropping funnel. Stirring was continued at 75 ° C. for 6 hours, followed by cooling to stop the polymerization.
Insoluble matter in the reaction solution was removed, and the reaction solution was washed three times with a mixed solution of tetrahydrofuran and hexane (volume ratio 40: 100). Next, the solvent was removed by an evaporator, and then vacuum dried at 60 ° C. to obtain 53 parts of resin.
When 1 part of this resin was dissolved in 100 parts of ion-exchanged water and titrated with 0.1NKOH methanol solution using thymolphthalein as an indicator, the acid value was 43 mgKOH. It was in good agreement with the value of 43 mg KOH calculated from the acid value of monomer 1-1 as copolymerized according to the charge ratio.
Based on this acid value, a 10% by mass resin aqueous solution was prepared while neutralizing with an aqueous tetraethylammonium hydroxide solution. When the viscosity of this solution was measured at 25 ° C., it was 2.4 mPa · s. The 10% by mass resin aqueous solution thus obtained was used for preparing a pigment dispersion.
From the titration result of the monomer raw material alendronic acid, it can be seen that three of the four OH groups of the phosphonic acid are neutralized when the color of thymolphthalein is discolored. Of the four OH groups, three are neutralized with tetraethylammonium ions.

[合成例38(ポリマー45の合成)〜合成例56(ポリマー63の合成)]
表11に示されるように、一般式(5)のモノマー(1)の質量%、一般式(6)のモノマー(2)の質量%、一般式(8a)、(8b)で表されるモノマー(4)の質量%をそれぞれ変え、表12に表される反応条件で合成した他は、合成例1と同様にして、ポリマー45〜63を合成した。
連鎖移動剤としてのα−チオグリセロールは、東京化成社製のものを用いた。
得られたポリマー45〜63はそれぞれ、表11に示されるような塩組成(一般式(1)のM)に中和し、又は中和せず、そのまま顔料分散体作製に使用した。ポリマー44〜63それぞれの10質量%水溶液粘度を表11に示す。
[Synthesis Example 38 (Synthesis of Polymer 45) to Synthesis Example 56 (Synthesis of Polymer 63)]
As shown in Table 11, mass% of the monomer (1) of the general formula (5), mass% of the monomer (2) of the general formula (6), monomers represented by the general formulas (8a) and (8b) Polymers 45 to 63 were synthesized in the same manner as in Synthesis Example 1 except that the mass% of (4) was changed and synthesis was performed under the reaction conditions shown in Table 12.
As the chain transfer agent, α-thioglycerol manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. was used.
Each of the obtained polymers 45 to 63 was neutralized to a salt composition (M in the general formula (1)) as shown in Table 11 or not used for preparation of a pigment dispersion as it was. Table 11 shows the viscosity of 10% by mass aqueous solution of each of the polymers 44 to 63.

Figure 2017002197
Figure 2017002197

Figure 2017002197
Figure 2017002197

表11中、TetraEtAはテトラエチルアンモニウムイオンをTetraBuAはテトラブチルアンモニウムイオンを表す。3TetraEtA、1H等はM+がTetraEtAイオンが3個、プロトンが1個を表す。
表11中、一般式(7a)または(7b)のモノマー(4a)または(4b)の略称を以下に示す。
DMAPAA:N−[3−(ジメチルアミノ)プロピル]アクリルアミド(東京化成社製)
DEAEAA:N−[2−(ジエチルアミノ)エチル]アクリルアミド(従来公知の方法により合成)
TMMEAC:トリメチル−2−メタクリロイルオキシエチルアンモニウムクロリド(東京化成社製、80%水溶液)
In Table 11, TetraEtA represents tetraethylammonium ion and TetraBuA represents tetrabutylammonium ion. In 3TetraEtA, 1H, etc., M + represents 3 TetraEtA ions and 1 proton.
In Table 11, the abbreviations of the monomer (4a) or (4b) of the general formula (7a) or (7b) are shown below.
DMAPAA: N- [3- (dimethylamino) propyl] acrylamide (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)
DEAEAA: N- [2- (diethylamino) ethyl] acrylamide (synthesized by a conventionally known method)
TMMEAC: trimethyl-2-methacryloyloxyethylammonium chloride (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., 80% aqueous solution)

<顔料分散体の調製例>
[顔料分散体55の調製]
下記混合物をプレミックスした後、ディスクタイプのビーズミル(シンマルエンタープライゼス社製、KDL型、メディア:直径0.1mmのジルコニアボール使用)で周速10m/sで10分間循環分散した後、孔径1.2μmのメンブレンフィルターでろ過して、顔料分散体55を得た。
・カーボンブラック(NIPEX 160、デグサ社製)・・16.0質量部
・ポリマー1の10質量%水溶液 ・・・・・・・40.0質量部
・純水・・・44.0質量部
<Preparation example of pigment dispersion>
[Preparation of Pigment Dispersion 55]
After premixing the following mixture, it was circulated and dispersed for 10 minutes at a peripheral speed of 10 m / s with a disk-type bead mill (Shinmaru Enterprises Co., Ltd., KDL type, media: using zirconia balls with a diameter of 0.1 mm), and the pore size was 1 A pigment dispersion 55 was obtained by filtration through a 2 μm membrane filter.
-Carbon black (NIPEX 160, manufactured by Degussa)-16.0 parts by weight-10% by weight aqueous solution of polymer 1-40.0 parts by weight-Pure water-44.0 parts by weight

[顔料分散体56〜顔料分散体80調製]
顔料分散体調製例55と同様にして、表13に示す処方により顔料分散体56〜顔料分散体80を調製した。
なお、表13中、カーボンブラック以外の顔料は下記の製品を使用した。
・ピグメントブルー15:3 クロモファインブルーA−220JC、大日精化社製
・ピグメントレッド122 トナーマゼンタEO02、クラリアント社製
・ピグメントイエロー74 ファーストイエロー531、大日精化社製
[Preparation of pigment dispersion 56 to pigment dispersion 80]
In the same manner as in Pigment Dispersion Preparation Example 55, Pigment Dispersion 56 to Pigment Dispersion 80 were prepared according to the formulation shown in Table 13.
In Table 13, the following products were used as pigments other than carbon black.
-Pigment Blue 15: 3 Chromo Fine Blue A-220JC, manufactured by Dainichi Seika Co., Ltd.- Pigment Red 122 Toner Magenta EO02, manufactured by Clariant, Inc.- Pigment Yellow 74 First Yellow 531, manufactured by Dainichi Seika Co., Ltd.

Figure 2017002197
Figure 2017002197

<インクジェット記録用インクの作製>
[実施例49]
下記材料を混合し、1.5時間攪拌後、孔径1.2μmのメンブレンフィルターでろ過して、インクを得た。
・顔料分散体44(顔料固形分16質量%)・・・・・・・・・・40.0質量部
・グリセリン(水溶性有機溶剤)・・・・・・・・・・・・・・・10.0質量部
・1,3−ブタンジオール(水溶性有機溶剤)・・・・・・・・・20.0質量部
・2−エチル−1,3−ヘキサンジオール(水溶性有機溶剤)・・・1.0質量部
・2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール・・・・・・1.0質量部
(水溶性有機溶剤)
・フッ素系界面活性剤・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・1.0質量部
(固形分100%、ダイキン工業製、ユニダインDSN−403N)
・蒸留水・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・27.0質量部
[実施例50〜73]
実施例49と同様の調製方法を用いて、表14に示す処方により実施例50〜73のインクを調製した。
<Preparation of ink for ink jet recording>
[Example 49]
The following materials were mixed, stirred for 1.5 hours, and filtered through a membrane filter having a pore size of 1.2 μm to obtain an ink.
・ Pigment dispersion 44 (pigment solid content: 16% by mass): 40.0 parts by mass ・ Glycerin (water-soluble organic solvent): -10.0 parts by mass-1,3-butanediol (water-soluble organic solvent) ... 20.0 parts by mass-2-ethyl-1,3-hexanediol (water-soluble organic solvent)・ ・ ・ 1.0 part by mass ・ 2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol ・ ・ ・ 1.0 part by mass (water-soluble organic solvent)
・ Fluorosurfactant ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ 1.0 parts by mass (100% solids, manufactured by Daikin Industries, Unidyne DSN-403N)
-Distilled water ... 27.0 parts by mass [Examples 50 to 73]
Using the same preparation method as in Example 49, inks of Examples 50 to 73 were prepared according to the formulations shown in Table 14.

[実施例74]
実施例1と同様の調製方法を用いて、下記に示す処方により実施例74のインクを調製した。
・顔料分散体80(顔料固形分16質量%)・・・・・・・・・・・40.0質量部
・グリセリン(水溶性有機溶剤)・・・・・・・・・・・・・・・・10.0質量部
・1,3−ブタンジオール(水溶性有機溶剤)・・・・・・・・・・20.0質量部
・2−エチル−1,3−ヘキサンジオール(水溶性有機溶剤)・・・・1.0質量部
・2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール・・・・・・・1.0質量部
(水溶性有機溶剤)
・フッ素系界面活性剤・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・1.0質量部
(固形分100%、ダイキン工業製、ユニダインDSN−403N)
・ポリマー44の10質量%水溶液・・・・・・・・・・・・・・・16.0質量部
・蒸留水・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・11.0質量部
[Example 74]
Using the same preparation method as in Example 1, the ink of Example 74 was prepared according to the formulation shown below.
・ Pigment dispersion 80 (pigment solid content 16% by mass) ・ ・ ・ ・ ・ ・ 40.0 parts by mass ・ Glycerin (water-soluble organic solvent) ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・・ ・ ・ 10.0 mass parts ・ 1,3-butanediol (water-soluble organic solvent) ・ ・ ・ 20.0 mass parts ・ 2-ethyl-1,3-hexanediol (water-soluble) Organic solvent) ··· 1.0 parts by mass · 2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol ··· 1.0 parts by mass (water-soluble organic solvent)
・ Fluorosurfactant ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ 1.0 parts by mass (100% solids, manufactured by Daikin Industries, Unidyne DSN-403N)
-10% by weight aqueous solution of polymer 44 ... 16.0 parts by weight-Distilled water ... ... 11.0 parts by mass

Figure 2017002197
Figure 2017002197

[評価結果]
次に、上記に示す<画像濃度>、<顔料分散体の保存性>、<インクの保存安定性>、<吐出回復性>の試験を行い、実施例49〜74の各インクジェット用インクを評価した。各試験の評価基準も上記と同じである。結果を下記表15に示す。
なお、<インクの保存安定性>の試験において、表15に、60℃1週間保存評価結果を「インク保存性1」として、70℃2週間保存評価結果を「インク保存性2」として記載した。
[Evaluation results]
Next, the tests for <image density>, <storability of pigment dispersion>, <storage stability of ink>, and <ejection recovery property> described above were performed, and each of the inkjet inks of Examples 49 to 74 was evaluated. did. The evaluation criteria for each test are the same as above. The results are shown in Table 15 below.
In the <Ink Storage Stability> test, Table 15 shows the 60 ° C. 1 week storage evaluation result as “ink storage stability 1” and the 70 ° C. 2 week storage evaluation result as “ink storage stability 2”. .

Figure 2017002197
Figure 2017002197

表15の結果から、本発明の構成を持つ実施例のインクは、画像濃度、分散体の安定性、インクの保存安定性、吐出回復性のいずれも実用可能な領域にあり、優れた実用性を有することがわかる。特にインクの保存安定性と吐出回復性では比較例のインクと比べて大きく改善されていることがわかる。
実施例の中でも、一般式(1)で示されるモノマー含有量、および、粘度が好適な範囲に制御されているものは特に評価結果が高く(実施例49〜56、58〜62、65、66、73)、全体の品質が向上する。含有量、および、粘度が好ましい範囲を外れるものは画像濃度、保存性および吐出回復性にやや品質の低下が見られるが、実施可能なレベルである。
本発明のジホスホン酸基を有するポリマーを添加剤として用いた実施例74のインクは、顔料分散剤として用いた他の実施例と比べて全体的にやや品質の低下が見られるが、実施可能なレベルである。
From the results shown in Table 15, the inks of the examples having the configuration of the present invention are in practical areas where the image density, the dispersion stability, the ink storage stability, and the ejection recovery property are both practical and excellent in practicality. It can be seen that In particular, it can be seen that the storage stability and ejection recovery property of the ink are greatly improved as compared with the ink of the comparative example.
Among the examples, those in which the monomer content represented by the general formula (1) and the viscosity are controlled within a suitable range have particularly high evaluation results (Examples 49 to 56, 58 to 62, 65 and 66). 73) and the overall quality is improved. When the content and viscosity are out of the preferred ranges, the image density, storage stability, and ejection recovery performance are slightly reduced, but at a practicable level.
The ink of Example 74 using the polymer having a diphosphonic acid group of the present invention as an additive shows a slight deterioration in quality as a whole as compared with the other examples using as a pigment dispersant. Is a level.

1 装置本体
2 給紙トレイ
3 排紙トレイ
4 前面
5 上面
6 カートリッジ装填部
7 操作部
8 前カバー
10 インクカートリッジ
21 フレーム
21A 側板
21B 側板
21C 後板
22 フレキシブルケーブル
23 供給ポンプユニット
25 本体側ホルダ
26 固定リブ
31 ガイドロッド
32 ステー
33 キャリッジ
34 記録ヘッド
35 サブタンク
36 インク供給チューブ
37 インク供給チューブ
41 用紙積載部(底板)
42 用紙
43 半月コロ(給紙コロ)
44 分離パッド
45 ガイド
51 搬送ベルト
52 カウンタローラ
53 搬送ガイド
54 押さえ部材
55 先端加圧コロ
56 帯電ローラ
57 搬送ローラ
58 テンションローラ
61 ガイド部材
71 分離爪
72 排紙ローラ
73 排紙コロ
81 両面給紙ユニット
82 手差し給紙部
91 サブシステム
92 キャップ
92a キャップ
92b キャップ
92c キャップ
92d キャップ
93 ワイパーブレード
94 空吐出受け
95 ワイパークリーナ
96 クリーナコロ
98 空吐出受け
99 開口
111 維持装置フレーム
112A キャップホルダ
112B キャップホルダ
115 キャリッジロック
117 キャリッジロックアーム
118 ワイパークリーナ
119 可撓性チューブ
120 チュービングポンプ(吸引ポンプ)
120a ポンプ軸
121 カム軸
122A キャップカム
122B キャップカム
124 ワイパーカム
125 キャリッジロックカム
126 コロ
128 クリーナカム
131 モータ
131a モータ軸
132 モータギヤ
133 ポンプギヤ
134 中間ギヤ
135 中間ギヤ
136 中間ギヤ
137 クラッチ
138 中間ギヤ
139 中間ギヤ
140 カムギヤ
141 中間軸
142 ホームポジションセンサ用カム
150a ガイドピン
150b ガイド軸
151 ホルダ
152 スプリング
153 スライダ
154 ガイドピン
155 ガイドピン
156 ガイド溝
157 カムピン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Apparatus main body 2 Paper feed tray 3 Paper discharge tray 4 Front surface 5 Upper surface 6 Cartridge loading part 7 Operation part 8 Front cover 10 Ink cartridge 21 Frame 21A Side plate 21B Side plate 21C Rear plate 22 Flexible cable 23 Supply pump unit 25 Main body side holder 26 Fixed Rib 31 Guide rod 32 Stay 33 Carriage 34 Recording head 35 Sub tank 36 Ink supply tube 37 Ink supply tube 41 Paper stacking portion (bottom plate)
42 paper 43 half moon roller (paper roller)
44 Separating Pad 45 Guide 51 Conveying Belt 52 Counter Roller 53 Conveying Guide 54 Pressing Member 55 Tip Pressure Roller 56 Charging Roller 57 Conveying Roller 58 Tension Roller 61 Guide Member 71 Separating Claw 72 Paper Discharge Roller 73 Paper Discharge Roller 81 Double-sided Paper Feed Unit 82 Manual Feeding Section 91 Subsystem 92 Cap 92a Cap 92b Cap 92c Cap 92d Cap 93 Wiper Blade 94 Empty Discharge Receiver 95 Wiper Cleaner 96 Cleaner Roll 98 Empty Discharge Receiver 99 Opening 111 Maintenance Device Frame 112A Cap Holder 112B Cap Holder 115 Carriage Lock 117 Carriage lock arm 118 Wiper liner 119 Flexible tube 120 Tubing pump (suction pump)
120a pump shaft 121 cam shaft 122A cap cam 122B cap cam 124 wiper cam 125 carriage lock cam 126 roller 128 cleaner cam 131 motor 131a motor shaft 132 motor gear 133 pump gear 134 intermediate gear 135 intermediate gear 136 intermediate gear 137 clutch gear 138 intermediate gear 140 139 Cam gear 141 Intermediate shaft 142 Home position sensor cam 150a Guide pin 150b Guide shaft 151 Holder 152 Spring 153 Slider 154 Guide pin 155 Guide pin 156 Guide groove 157 Cam pin

特表2009−513802号公報Special table 2009-513802 特開2014−114409号公報JP 2014-114409 A EP2843013A1EP2843013A1 特開2012−51357号公報JP 2012-51357 A 特開2004−123904号公報JP 2004-123904 A

Claims (14)

少なくとも水、水溶性溶剤、顔料、およびホスホン酸基を有する重合体を含むインクであって、前記重合体は、ジホスホン酸基を有する共重合体であり、該ジホスホン酸基の少なくとも一部がテトラアルキルアンモニウム塩であり、かつ、前記重合体は一般式(1)で表される構造単位(1)と、一般式(2)で表される構造単位(2)とを少なくとも有するものであることを特徴とするインク。
Figure 2017002197
(一般式(1)中のRは水素原子またはメチル基を表し、Mは、テトラアルキルアンモニウムイオンまたはプロトンを表す。)
Figure 2017002197
(一般式(2)中のRは、水素原子またはメチル基を表し、Lは、炭素数2〜18のアルキレン基を表す。)
An ink comprising at least water, a water-soluble solvent, a pigment, and a polymer having a phosphonic acid group, wherein the polymer is a copolymer having a diphosphonic acid group, and at least a part of the diphosphonic acid group is a tetra It is an alkyl ammonium salt, and the polymer has at least the structural unit (1) represented by the general formula (1) and the structural unit (2) represented by the general formula (2). Ink characterized by.
Figure 2017002197
(R 1 in the general formula (1) represents a hydrogen atom or a methyl group, and M + represents a tetraalkylammonium ion or a proton.)
Figure 2017002197
(R 2 in the general formula (2) represents a hydrogen atom or a methyl group, and L represents an alkylene group having 2 to 18 carbon atoms.)
少なくとも水、水溶性溶剤、顔料、およびホスホン酸基を有する重合体を含むインクであって、前記重合体は、ジホスホン酸基を有する共重合体であり、該ジホスホン酸基の少なくとも一部がテトラアルキルアンモニウム塩であり、かつ、前記重合体は一般式(1)で表される構造単位(1)と、一般式(2)で表される構造単位(2)と、一般式(3a)、一般式(3b)または一般式(3c)で表される構造単位(3)とを少なくとも有するものであることを特徴とするインク。
Figure 2017002197
(一般式(1)中のRは水素原子またはメチル基を表し、Mは、テトラアルキルアンモニウムイオンまたはプロトンを表す。)
Figure 2017002197
(一般式(2)中のRは、水素原子またはメチル基を表し、Lは、炭素数2〜18のアルキレン基を表す。)
Figure 2017002197
(一般式(3a)中のRは、水素原子またはメチル基を表す。)
Figure 2017002197
(一般式(3b)中のRは、水素原子またはメチル基を表し、R、Rはそれぞれ独立して、メチル基またはエチル基を表す。)
Figure 2017002197
(一般式(3c)中のRは、水素原子またはメチル基を表し、Yはメチレン基またはエチレン基を表す。)
An ink comprising at least water, a water-soluble solvent, a pigment, and a polymer having a phosphonic acid group, wherein the polymer is a copolymer having a diphosphonic acid group, and at least a part of the diphosphonic acid group is a tetra And an alkylammonium salt, and the polymer has a structural unit (1) represented by the general formula (1), a structural unit (2) represented by the general formula (2), a general formula (3a), An ink comprising at least the structural unit (3) represented by the general formula (3b) or the general formula (3c).
Figure 2017002197
(R 1 in the general formula (1) represents a hydrogen atom or a methyl group, and M + represents a tetraalkylammonium ion or a proton.)
Figure 2017002197
(R 2 in the general formula (2) represents a hydrogen atom or a methyl group, and L represents an alkylene group having 2 to 18 carbon atoms.)
Figure 2017002197
(R 3 in the general formula (3a) represents a hydrogen atom or a methyl group.)
Figure 2017002197
(R 4 in the general formula (3b) represents a hydrogen atom or a methyl group, and R 5 and R 6 each independently represents a methyl group or an ethyl group.)
Figure 2017002197
(R 7 in the general formula (3c) represents a hydrogen atom or a methyl group, and Y 1 represents a methylene group or an ethylene group.)
少なくとも水、水溶性溶剤、顔料、およびホスホン酸基を有する重合体を含むインクであって、前記重合体は、ジホスホン酸基を有する共重合体であり、該ジホスホン酸基の少なくとも一部がテトラアルキルアンモニウム塩であり、かつ、前記重合体は一般式(1)で表される構造単位(1)と、一般式(2)で表される構造単位(2)と、一般式(4a)または一般式(4b)で表される構造単位(4)とを少なくとも有するものであることを特徴とするインク。
Figure 2017002197
(一般式(1)中のRは水素原子またはメチル基を表し、Mは、テトラアルキルアンモニウムイオンまたはプロトンを表す。)
Figure 2017002197
(一般式(2)中のRは、水素原子またはメチル基を表し、Lは、炭素数2〜18のアルキレン基を表す。)
Figure 2017002197
(一般式(4a)中のR8は、水素原子またはメチル基を表し、R9、R10はメチル基またはエチル基を表し、Yは炭素数1〜4のアルキレン基を表す。)
Figure 2017002197
(一般式(4b)中のR11は、水素原子またはメチル基を表し、Y3は炭素数1〜3のアルキレン基を表す。)
An ink comprising at least water, a water-soluble solvent, a pigment, and a polymer having a phosphonic acid group, wherein the polymer is a copolymer having a diphosphonic acid group, and at least a part of the diphosphonic acid group is a tetra And an alkylammonium salt, and the polymer has a structural unit (1) represented by the general formula (1), a structural unit (2) represented by the general formula (2), a general formula (4a) An ink comprising at least the structural unit (4) represented by the general formula (4b).
Figure 2017002197
(R 1 in the general formula (1) represents a hydrogen atom or a methyl group, and M + represents a tetraalkylammonium ion or a proton.)
Figure 2017002197
(R 2 in the general formula (2) represents a hydrogen atom or a methyl group, and L represents an alkylene group having 2 to 18 carbon atoms.)
Figure 2017002197
(R 8 in the general formula (4a) represents a hydrogen atom or a methyl group, R 9 and R 10 represent a methyl group or an ethyl group, and Y 2 represents an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms.)
Figure 2017002197
(R 11 in the general formula (4b) represents a hydrogen atom or a methyl group, and Y 3 represents an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms.)
前記一般式(2)の構造単位のLが炭素数2〜12のアルキレン基であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のインク。   The ink according to any one of claims 1 to 3, wherein L in the structural unit of the general formula (2) is an alkylene group having 2 to 12 carbon atoms. 前記重合体における構造単位(1)の含有率が20質量%〜60質量%であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のインク。   The ink according to any one of claims 1 to 4, wherein the content of the structural unit (1) in the polymer is 20% by mass to 60% by mass. 前記重合体における構造単位(1)の含有率が30質量%〜50質量%であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のインク。   The ink according to any one of claims 1 to 5, wherein the content of the structural unit (1) in the polymer is 30% by mass to 50% by mass. 前記重合体の水溶液粘度(濃度10質量%、25℃)が1.5〜4.0mPa・sであることを特徴とする請求項6に記載のインク。   The ink according to claim 6, wherein the polymer has an aqueous solution viscosity (concentration of 10 mass%, 25 ° C.) of 1.5 to 4.0 mPa · s. 少なくとも水、水溶性溶剤、顔料、およびホスホン酸基を有する重合体を含む水性インクであって、前記重合体は、ジホスホン酸基を有する共重合体であり、該ジホスホン酸基の少なくとも一部がテトラアルキルアンモニウム塩であり、かつ前記重合体は一般式(5)で表されるモノマー(1)と一般式(6)で表されるモノマー(2)とを少なくとも含む重合性材料のラジカル重合により合成されたものであることを特徴とするインク。
Figure 2017002197
(一般式(5)中、Rは水素原子またはメチル基を表し、Mは、テトラアルキルアンモニウムイオンまたはプロトンを表す。)
Figure 2017002197
(一般式(6)中、Rは、水素原子またはメチル基を表し、Lは、炭素数2〜18のアルキレン基を表す。)
An aqueous ink comprising at least water, a water-soluble solvent, a pigment, and a polymer having a phosphonic acid group, wherein the polymer is a copolymer having a diphosphonic acid group, and at least a part of the diphosphonic acid group is A tetraalkylammonium salt, and the polymer is obtained by radical polymerization of a polymerizable material containing at least the monomer (1) represented by the general formula (5) and the monomer (2) represented by the general formula (6). An ink characterized by being synthesized.
Figure 2017002197
(In the general formula (5), R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, and M + represents a tetraalkylammonium ion or a proton.)
Figure 2017002197
(In General Formula (6), R 2 represents a hydrogen atom or a methyl group, and L represents an alkylene group having 2 to 18 carbon atoms.)
少なくとも水、水溶性溶剤、顔料、およびホスホン酸基を有する重合体を含む水性インクであって、前記重合体は、ジホスホン酸基を有する共重合体であり、該ジホスホン酸基の少なくとも一部がテトラアルキルアンモニウム塩であり、かつ前記重合体は一般式(5)で表されるモノマー(1)と一般式(6)で表されるモノマー(2)と、一般式(7a)、(7b)又は(7c)で表されるモノマー(3a)、(3b)又は(3c)とを少なくとも含む重合性材料のラジカル重合により合成されたものであることを特徴とするインク。
Figure 2017002197
(一般式(5)中、Rは水素原子またはメチル基を表し、Mは、テトラアルキルアンモニウムイオンまたはプロトンを表す。)
Figure 2017002197
(一般式(6)中、Rは水素原子またはメチル基を表し、Lは炭素数2〜18のアルキレン基を表す。)
Figure 2017002197
(一般式(7a)中、Rは、水素原子またはメチル基を表す。)
Figure 2017002197
(一般式(7b)中、Rは、水素原子またはメチル基を表し、R、Rはそれぞれ独立して、メチル基またはエチル基を表す。)
Figure 2017002197
(一般式(7c)中、Rは、水素原子またはメチル基を表し、Yはメチレン基またはエチレン基を表す。)。
An aqueous ink comprising at least water, a water-soluble solvent, a pigment, and a polymer having a phosphonic acid group, wherein the polymer is a copolymer having a diphosphonic acid group, and at least a part of the diphosphonic acid group is A tetraalkylammonium salt, and the polymer is a monomer (1) represented by the general formula (5), a monomer (2) represented by the general formula (6), and the general formulas (7a) and (7b). Or an ink synthesized by radical polymerization of a polymerizable material containing at least the monomer (3a), (3b) or (3c) represented by (7c).
Figure 2017002197
(In the general formula (5), R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, and M + represents a tetraalkylammonium ion or a proton.)
Figure 2017002197
(In General Formula (6), R 2 represents a hydrogen atom or a methyl group, and L represents an alkylene group having 2 to 18 carbon atoms.)
Figure 2017002197
(In the general formula (7a), R 3 represents a hydrogen atom or a methyl group.)
Figure 2017002197
(In General Formula (7b), R 4 represents a hydrogen atom or a methyl group, and R 5 and R 6 each independently represent a methyl group or an ethyl group.)
Figure 2017002197
(In the general formula (7c), R 7 represents a hydrogen atom or a methyl group, and Y 1 represents a methylene group or an ethylene group).
少なくとも水、水溶性溶剤、顔料、およびホスホン酸基を有する重合体を含む水性インクであって、前記重合体は、ジホスホン酸基を有する共重合体であり、該ジホスホン酸基の少なくとも一部がテトラアルキルアンモニウム塩であり、かつ前記重合体は一般式(5)で表されるモノマー(1)と一般式(6)で表されるモノマー(2)と、一般式(8a)又は(8b)で表されるモノマー(4a)又は(4b)とを少なくとも含む重合性材料のラジカル重合により合成されたものであることを特徴とするインク。
Figure 2017002197
(一般式(5)中、Rは水素原子またはメチル基を表し、Mは、テトラアルキルアンモニウムイオンまたはプロトンを表す。)
Figure 2017002197
(一般式(6)中、Rは水素原子またはメチル基を表し、Lは炭素数2〜18のアルキレン基を表す。)
Figure 2017002197
(一般式(8a)中のR8は、水素原子またはメチル基を表し、R9、R10はメチル基またはエチル基を表し、Yは炭素数1〜4のアルキレン基を表す。)
Figure 2017002197
(一般式(8b)中のR11は、水素原子またはメチル基を表し、Y3は炭素数1〜3のアルキレン基を表す。)
An aqueous ink comprising at least water, a water-soluble solvent, a pigment, and a polymer having a phosphonic acid group, wherein the polymer is a copolymer having a diphosphonic acid group, and at least a part of the diphosphonic acid group is A tetraalkylammonium salt, and the polymer is a monomer (1) represented by the general formula (5), a monomer (2) represented by the general formula (6), and a general formula (8a) or (8b). An ink synthesized by radical polymerization of a polymerizable material containing at least the monomer (4a) or (4b) represented by
Figure 2017002197
(In the general formula (5), R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, and M + represents a tetraalkylammonium ion or a proton.)
Figure 2017002197
(In General Formula (6), R 2 represents a hydrogen atom or a methyl group, and L represents an alkylene group having 2 to 18 carbon atoms.)
Figure 2017002197
(R 8 in the general formula (8a) represents a hydrogen atom or a methyl group, R 9 and R 10 represent a methyl group or an ethyl group, and Y 2 represents an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms.)
Figure 2017002197
(R 11 in the general formula (8b) represents a hydrogen atom or a methyl group, and Y 3 represents an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms.)
請求項1〜10のいずれかに記載のインクを容器に収容してなることを特徴とするインクカートリッジ。   An ink cartridge comprising the ink according to claim 1 contained in a container. 請求項1〜10のいずれかに記載のインクを飛翔させて画像を記録するインク飛翔手段を少なくとも有することを特徴とするインクジェット記録装置。   An ink jet recording apparatus comprising at least ink flying means for recording an image by flying the ink according to claim 1. 請求項1〜10のいずれかに記載のインクを飛翔させて画像を記録するインク飛翔工程を少なくとも有することを特徴とするインクジェット記録方法。   An ink jet recording method comprising at least an ink flying step of recording an image by flying the ink according to claim 1. 記録媒体上に、 請求項1〜10のいずれかに記載のインクにより記録された画像を有してなることを特徴とするインク記録物。   An ink recorded matter comprising an image recorded with the ink according to any one of claims 1 to 10 on a recording medium.
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