JP2018083930A - Ink, ink container, image formation method, image formation device, image formed article and liquid discharge device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インク、インク容器、画像形成方法、画像形成装置、画像形成物、及び液体吐出装置に関する。 The present invention relates to ink, an ink container, an image forming method, an image forming apparatus, an image formed article, and a liquid ejection apparatus.
近年、インクジェット方式による画像形成方法は、容易にカラー画像の記録が可能であり、しかもランニングコストが低いなどの理由から、急速に普及してきている。 In recent years, an image forming method using an ink jet method has been rapidly spread because a color image can be easily recorded and the running cost is low.
前記画像形成方法で用いられるインクについては、顔料を微粒子状にして水に分散させた水性顔料インクが注目されている。前記顔料は一般的な商業印刷インクに用いられる色材と組成が近いこともあり、印刷物の風合いを商業印刷に近づけられることが期待されている。しかし、前記水性顔料インクを用いて商業印刷用又は出版印刷用コート紙に記録すると、インクの吸収が間に合わずビーディングが発生するという問題がある。
更に、印刷用コート紙に記録された画像が印刷工程後、巻き取り工程のロール状態で画像部が合紙側に転写する等の問題もある。
As the ink used in the image forming method, an aqueous pigment ink in which a pigment is finely dispersed and dispersed in water has attracted attention. The pigment may have a composition close to that of a color material used in a general commercial printing ink, and it is expected that the texture of the printed matter can be approximated to commercial printing. However, when the aqueous pigment ink is used to record on coated paper for commercial printing or publication printing, there is a problem that beading occurs because the ink cannot be absorbed in time.
Further, there is a problem that the image recorded on the coated paper for printing is transferred to the interleaf side in the roll state in the winding process after the printing process.
そこで、本願出願人は、先に、水、水溶性有機溶剤、界面活性剤、及び色材を含有するインクジェット記録用インクについて提案している(例えば、特許文献1及び2参照)。 Therefore, the applicant of the present application has previously proposed an ink for ink jet recording containing water, a water-soluble organic solvent, a surfactant, and a coloring material (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
本発明は、普通紙は勿論のこと汎用印刷用紙に対しても、ビーディングが抑制された高品位の画像形成が可能であり、かつ画像定着性、及び吐出安定性が良好なインクを提供することを目的とする。 The present invention provides an ink that is capable of forming a high-quality image with suppressed beading, as well as plain paper as well as general-purpose printing paper, and having good image fixing properties and ejection stability. For the purpose.
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、色材、有機溶剤、樹脂粒子、及び水を含有するインクであって、
前記樹脂粒子が、カルボキシル基を有する構造単位及びアルコキシシリル基を有する構造単位を含む樹脂粒子であり、
前記有機溶剤として溶解度パラメーターが8.96以上11.8未満の有機溶剤を少なくとも1種含有し、かつ前記インクの25℃、最大泡圧法による表面寿命15msecでの動的表面張力Aが34.0mN/m以下であり、かつ前記動的表面張力Aと、前記インクの25℃での静的表面張力Bとが、次式、10.0%≦[(A−B)/(A+B)]×100≦19.0%を満たす。
The ink of the present invention as a means for solving the above problems is an ink containing a coloring material, an organic solvent, resin particles, and water,
The resin particles are resin particles including a structural unit having a carboxyl group and a structural unit having an alkoxysilyl group,
The organic solvent contains at least one organic solvent having a solubility parameter of 8.96 or more and less than 11.8, and has a dynamic surface tension A of 34.0 mN at 25 ° C. and a surface life of 15 msec by the maximum bubble pressure method. / M or less, and the dynamic surface tension A and the static surface tension B of the ink at 25 ° C. are as follows: 10.0% ≦ [(A−B) / (A + B)] × Satisfies 100 ≦ 19.0%.
本発明によると、普通紙は勿論のこと汎用印刷用紙に対しても、ビーディングが抑制された高品位の画像形成が可能であり、かつ画像定着性、及び吐出安定性が良好なインクを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to form a high-quality image with suppressed beading on general-purpose printing paper as well as plain paper, and provide an ink having good image fixing property and ejection stability. can do.
(インク)
本発明のインクは、色材、有機溶剤、樹脂粒子、及び水を含有し、界面活性剤を含有することが好ましく、更に必要に応じてその他の成分を含有する。
前記樹脂粒子は、カルボキシル基を有する構造単位及びアルコキシシリル基を有する構造単位を含む樹脂粒子である。
前記有機溶剤として溶解度パラメーターは、8.96以上11.8未満の有機溶剤を少なくとも1種含有し、かつ前記インクの25℃、最大泡圧法による表面寿命15msecでの動的表面張力Aが34.0mN/m以下であり、かつ前記動的表面張力Aと、前記インクの25℃での静的表面張力Bとが、次式、10.0%≦[(A−B)/(A+B)]×100≦19.0%を満たす。
(ink)
The ink of the present invention contains a coloring material, an organic solvent, resin particles, and water, preferably contains a surfactant, and further contains other components as necessary.
The resin particles are resin particles including a structural unit having a carboxyl group and a structural unit having an alkoxysilyl group.
The organic solvent contains at least one organic solvent having a solubility parameter of 8.96 or more and less than 11.8, and the dynamic surface tension A of the ink is 25.degree. 0 mN / m or less, and the dynamic surface tension A and the static surface tension B of the ink at 25 ° C. are expressed by the following formula: 10.0% ≦ [(A−B) / (A + B)] X100 ≦ 19.0% is satisfied.
本発明のインクは、従来のインクでは、最大泡圧法による表面寿命15msecでの動的表面張力と、前記インクの静的表面張力との関係が最適化されていないため、前記インクがインクヘッドのノズルプレートの撥インク膜に濡れ易くなり、前記インクのノズルへの付着によって吐出安定性が低下してしまうという問題があるという知見に基づくものである。 In the ink of the present invention, the relationship between the dynamic surface tension at the surface life of 15 msec by the maximum bubble pressure method and the static surface tension of the ink is not optimized in the conventional ink. This is based on the knowledge that there is a problem that the ink repellent film of the nozzle plate is easily wetted and the ejection stability is lowered due to the ink adhering to the nozzle.
本発明のインクは、前記樹脂粒子が、カルボキシル基を有する構造単位及びアルコキシシリル基を有する構造単位を含む樹脂粒子であり、
前記有機溶剤として溶解度パラメーターが8.96以上11.8未満の有機溶剤を少なくとも1種含有し、かつ前記インクの25℃、最大泡圧法による表面寿命15msecでの動的表面張力Aが34.0mN/m以下であり、かつ前記動的表面張力Aと、前記インクの25℃での静的表面張力Bとが、次式、10.0%≦[(A−B)/(A+B)]×100≦19.0%を満たすことにより、記録媒体への十分なインクの濡れ性を確保することができ、更に汎用印刷用紙等の塗工層を有する吸インク性の悪いコート紙にもインクが素早く浸透し、紙面へのインク着弾後の乾燥過程で急激に顔料凝集が生じて増粘させることが可能となり、ビーディングを抑制することが可能となる。
The ink of the present invention is a resin particle in which the resin particles include a structural unit having a carboxyl group and a structural unit having an alkoxysilyl group,
The organic solvent contains at least one organic solvent having a solubility parameter of 8.96 or more and less than 11.8, and has a dynamic surface tension A of 34.0 mN at 25 ° C. and a surface life of 15 msec by the maximum bubble pressure method. / M or less, and the dynamic surface tension A and the static surface tension B of the ink at 25 ° C. are as follows: 10.0% ≦ [(A−B) / (A + B)] × By satisfying 100 ≦ 19.0%, sufficient wettability of the ink to the recording medium can be secured, and the ink is also applied to the coated paper having poor ink-absorbing property such as a general-purpose printing paper. It penetrates quickly, and pigment aggregation abruptly occurs during the drying process after ink landing on the paper surface, thereby increasing the viscosity and suppressing beading.
一般的なポリウレタン樹脂粒子やアクリル系樹脂粒子は、溶解度パラメーターが8.96以上11.8未満の有機溶剤と接触した場合には不安定となり、インクの保存安定性及び吐出安定性が確保できない。この点について本発明者が鋭意検討を重ねた結果、前記樹脂粒子がカルボキシル基を有する構造単位及びアルコキシシリル基を有する構造単位を含むことにより、前記樹脂粒子の前記有機溶剤に対する安定性が増して、インクの保存安定性が良好となり、吐出安定性も向上する。更に、定着性の一つである耐ブロッキング性も良好となることを知見した。 General polyurethane resin particles and acrylic resin particles become unstable when in contact with an organic solvent having a solubility parameter of 8.96 or more and less than 11.8, and the storage stability and ejection stability of ink cannot be ensured. As a result of intensive studies by the inventor on this point, the resin particles contain a structural unit having a carboxyl group and a structural unit having an alkoxysilyl group, thereby increasing the stability of the resin particles with respect to the organic solvent. Ink storage stability is improved, and ejection stability is also improved. Furthermore, it has been found that blocking resistance, which is one of fixing properties, is also improved.
前記インクの25℃、最大泡圧法による表面寿命15msecでの動的表面張力Aは34.0mN/m以下であり、30.1mN/m以下がより好ましく、30.0mN/m以下が好ましく、25.0mN/m以上30.0mN/m以下がより好ましい、27.5mN/m以上30.0mN/m以下が特に好ましい。
前記動的表面張力Aを34.0mN/m以下にすることにより、汎用印刷用紙での濡れ性及び浸透性が良好となり、ビーディング及びカラーブリードの低減にも効果が高くなる。また、普通紙での発色性及び白ポチの発生も改善できる。
前記インクの最大泡圧法による表面寿命15msecでの動的表面張力は、例えば、SITA DynoTester(SITA社製)を用いて、25℃で測定することができる。
The dynamic surface tension A of the ink at 25 ° C. and the maximum bubble pressure method at a surface life of 15 msec is 34.0 mN / m or less, more preferably 30.1 mN / m or less, preferably 30.0 mN / m or less, 25 It is more preferably from 0.0 mN / m to 30.0 mN / m, particularly preferably from 27.5 mN / m to 30.0 mN / m.
By setting the dynamic surface tension A to 34.0 mN / m or less, the wettability and penetrability in general-purpose printing paper are improved, and the effect of reducing beading and color bleeding is enhanced. In addition, color development and white spots on plain paper can be improved.
The dynamic surface tension of the ink according to the maximum bubble pressure method at a surface life of 15 msec can be measured at 25 ° C. using, for example, SITA DynoTester (manufactured by SITA).
前記動的表面張力Aと、前記インクの25℃での静的表面張力Bとが、次式、10.0%≦[(A−B)/(A+B)]×100≦19.0%を満たし、次式、10.7%≦[(A−B)/(A+B)]×100≦17.3%を満たすことが好ましく、12.0%≦[(A−B)/(A+B)]×100≦17.0%を満たすことが更に好ましい。
前記動的表面張力Aと、前記インクの25℃での静的表面張力Bとが、次式、10.0%≦[(A−B)/(A+B)]×100≦19.0%を満たすことにより、前記インクにおける前記動的表面張力Aと前記静的表面張力Bとのバランスの最適化が図れ、インクジェットヘッドのノズルプレートの撥インク膜に濡れ難くなり、吐出安定性が確保でき、連続吐出においてノズル抜けが生じない極めて安定なインクが得られる。
インクの25℃、最大泡圧法による表面寿命15msecでの動的表面張力Aが34.0mN/m以下であり、かつ前記動的表面張力Aと、前記インクの25℃での静的表面張力Bとが、次式、10.0%≦[(A−B)/(A+B)]×100≦19.0%を満たすためには、インク中の界面活性剤の種類や含有量を適宜調整することにより達成することができる。
前記界面活性剤の種類の中でも、後述するポリエーテル変性シロキサン化合物が好ましい。また、前記界面活性剤の含有量としては、後述する範囲が好ましい。
前記インクの25℃での静的表面張力Bは、20.0mN/m以上30.0mN/m以下が好ましい、20.8mN/m以上26.8mN/m以下が更に好ましい。
前記静的表面張力が20.0mN/m以上30.0mN/m以下であると、インクの浸透性を高めることができ、コックリング及びカールの低減効果が高くなり、普通紙印字での浸透乾燥が良好となる。
前記インクの静的表面張力は、例えば、全自動表面張力計(CBVP−Z、協和界面科学株式会社製)を用いて、25℃で測定することができる。
The dynamic surface tension A and the static surface tension B of the ink at 25 ° C. satisfy the following formula: 10.0% ≦ [(A−B) / (A + B)] × 100 ≦ 19.0% It is preferable to satisfy the following formula: 10.7% ≦ [(A−B) / (A + B)] × 100 ≦ 17.3%, preferably 12.0% ≦ [(A−B) / (A + B)] It is more preferable to satisfy x100 ≦ 17.0%.
The dynamic surface tension A and the static surface tension B of the ink at 25 ° C. satisfy the following formula: 10.0% ≦ [(A−B) / (A + B)] × 100 ≦ 19.0% By satisfying, the balance between the dynamic surface tension A and the static surface tension B in the ink can be optimized, the ink repellent film of the nozzle plate of the inkjet head is difficult to get wet, and discharge stability can be secured, An extremely stable ink can be obtained in which nozzle missing does not occur during continuous ejection.
The dynamic surface tension A of the ink at 25 ° C. and the maximum bubble pressure method at a surface life of 15 msec is 34.0 mN / m or less, and the dynamic surface tension A and the static surface tension B of the ink at 25 ° C. In order to satisfy the following formula, 10.0% ≦ [(A−B) / (A + B)] × 100 ≦ 19.0%, the type and content of the surfactant in the ink are adjusted as appropriate. Can be achieved.
Among the types of the surfactant, a polyether-modified siloxane compound described later is preferable. Moreover, as content of the said surfactant, the range mentioned later is preferable.
The static surface tension B at 25 ° C. of the ink is preferably 20.0 mN / m or more and 30.0 mN / m or less, more preferably 20.8 mN / m or more and 26.8 mN / m or less.
When the static surface tension is 20.0 mN / m or more and 30.0 mN / m or less, the ink permeability can be increased, the effect of reducing cockling and curling is increased, and the penetration drying for plain paper printing. Becomes better.
The static surface tension of the ink can be measured at 25 ° C., for example, using a fully automatic surface tension meter (CBVP-Z, manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.).
<有機溶剤>
前記有機溶剤として溶解度パラメーターが8.96以上11.8未満の有機溶剤を少なくとも1種含有する。前記溶解パラメーターは9以上11.8未満が好ましく、9.03以上11.3以下がより好ましい。
前記溶解度パラメーターが8.96以上11.8未満の有機溶剤を含有することにより、汎用印刷用紙上でもビーディングの発生を抑制することが可能となる。
なお、本発明における有機溶剤とは、溶剤として分類される有機化合物の総称であり、湿潤剤や浸透剤などの機能表現で表される物質であっても、溶剤として分類される有機化合物である限り包含するものである。
<Organic solvent>
The organic solvent contains at least one organic solvent having a solubility parameter of 8.96 or more and less than 11.8. The solubility parameter is preferably 9 or more and less than 11.8, more preferably 9.03 or more and 11.3 or less.
By containing an organic solvent having a solubility parameter of 8.96 or more and less than 11.8, it is possible to suppress the occurrence of beading even on general-purpose printing paper.
The organic solvent in the present invention is a general term for organic compounds classified as a solvent, and is an organic compound classified as a solvent even if it is a substance represented by a functional expression such as a wetting agent or a penetrant. As long as it is included.
ここで、前記溶解度パラメーター(SP値)とは、どれだけ互いが溶けやすいかということを数値化したものをいう。前記SP値は、互いの分子間の引き合う力、即ち、凝集エネルギー密度CED(Cohesive Energy Density)の平方根で表される。なお、前記CEDとは、1mLのものを蒸発させるのに要するエネルギー量である。
前記溶解度パラメーター(SP値)は、ヒルデブラント(Hildebrand)によって導入された正則溶液理論により定義され、二成分系溶液の溶解度の目安となる。
前記SP値の計算方法については諸説あるが、本発明においては一般的に用いられているFedorsの方法を用いる。
前記Fedors法により、下記数式(B)を用いてSP値を計算することができる。
Here, the solubility parameter (SP value) refers to a numerical value of how easily each other is soluble. The SP value is expressed by a square root of an attractive force between molecules, that is, an aggregation energy density CED (Cohesive Energy Density). The CED is the amount of energy required to evaporate 1 mL.
The solubility parameter (SP value) is defined by the regular solution theory introduced by Hildebrand and is a measure of the solubility of the binary solution.
Although there are various theories on the calculation method of the SP value, the Fedors method generally used in the present invention is used.
By the Fedors method, the SP value can be calculated using the following mathematical formula (B).
[数式(B)]
SP値(溶解パラメータ)=(CED値)1/2=(E/V)1/2
ただし、前記式(B)において、Eは分子凝集エネルギー(cal/mol)、Vは分子容(cm3/mol)であり、原子団の蒸発エネルギーをΔei、モル体積をΔviとした場合、下記数式(C)、及び下記数式(D)で示される。
[Formula (B)]
SP value (dissolution parameter) = (CED value) 1/2 = (E / V) 1/2
However, in the above formula (B), E is the molecular aggregation energy (cal / mol), V is the molecular volume (cm 3 / mol), the evaporation energy of the atomic group is Δei, and the molar volume is Δvi, It is shown by the mathematical formula (C) and the following mathematical formula (D).
[数式(C)]
E=ΣΔei
[Formula (C)]
E = ΣΔei
[数式(D)]
V=ΣΔvi
[Formula (D)]
V = ΣΔvi
なお、前記計算方法、各原子団の蒸発エネルギーΔei及びモル体積Δviの諸データとしては、「接着の基礎理論」(井本稔著、高分子刊行会発行、第5章)に記載のデータを用いることができる。
また、−CF3基などが示されていないものに関しては、R.F.Fedors,Polym.Eng.Sci.14,147(1974)を参照することができる。
In addition, as various data of the said calculation method, evaporation energy (DELTA) ei of each atomic group, and molar volume (DELTA) vi, the data as described in "Fundamental theory of adhesion | attachment" (Akira Imoto writing, a polymer publication society, Chapter 5) are used. be able to.
For those in which —CF 3 group or the like is not shown, R.I. F. Fedors, Polym. Eng. Sci. 14, 147 (1974).
前記溶解度パラメーター(SP値)が8.96以上11.8未満の有機溶剤としては、下記一般式(I)で示されるアミド化合物、及び下記一般式(II)で示されるオキセタン化合物から選択される少なくとも1種がより好ましい。 The organic solvent having a solubility parameter (SP value) of 8.96 or more and less than 11.8 is selected from an amide compound represented by the following general formula (I) and an oxetane compound represented by the following general formula (II). At least one is more preferable.
[一般式(I)]
[一般式(II)]
前記一般式(I)で示されるアミド化合物、又は前記一般式(II)で示されるオキセタン化合物の具体的な例示化合物としては、以下の化合物が挙げられる。 Specific examples of the amide compound represented by the general formula (I) or the oxetane compound represented by the general formula (II) include the following compounds.
[構造式(1)、SP値:9.03]
[構造式(2)、SP値:9.00]
[構造式(3)、SP値:8.96]
[構造式(4)、SP値:11.3]
[構造式(5)、SP値:11.79]
前記溶解度パラメーター(SP値)が8.96以上11.8未満の有機溶剤としては、前記一般式(I)で示されるアミド化合物及び前記一般式(II)で示されるオキセタン化合物以外にも、例えば、3−エチル−オキセタンメタノール(SP値:11.31)、β−メトキシ−N,N−ジメチルプロピオンアミド(SP値:9.19)、β−ブトキシ−N,N−ジメチルプロピオンアミド(SP値:9.03)、ジエチレングリコールモノエチルエーテル(SP値:10.14)、ジエチレングリコールモノイソプロピルエーテル(SP値:9.84)、ジエチレングリコールモノイソブチルエーテル(SP値:9.44)、メチルポリグリコール(SP値:9.77)、ポリプロピレングリコール 250(SP値:10.46)、ポリプロピレングリコール 400(SP値:9.77)、トリプロピレングリコールメチルエーテル(SP値:9.77)、ポリプロピレングリコール・グリセリルエーテル(SP値:10.29)、ポリプロピレングリコールモノメチルエーテル(SP値:9.05)、ポリブチレングリコール 500(SP値:9.51)、メチルプロピレントリグリコール(SP値:9.43)、(2EO)(2PO)ブチルエーテル(SP値:9.11)、(5EO)(5PO)ブチルエーテル(SP値:9.04)、ジエチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル(SP値:9.86)、ジエチレングリコールモノビニルエーテル(SP値:10.90)、ジエチレングリコールモノメチルエーテル(SP値:10.34)、ジエチレングリコールモノブチルエーテル(SP値:9.77)、トリエチレングリコールモノメチルエーテル(SP値:10.12)、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート(SP値:9.31)、N−メチルジイソプロパノールアミン(SP値:11.29)、γ−ブチロラクトンメタアクリレート(SP値:11.15)、メチルアセテート(SP値:9.39)、エチルアセテート(SP値:9.26)、n−プロピルアセテート(SP値:9.17)、n−プロピルアルコール(SP値:10.52)、ブチルアセテート(SP値:9.09)、メチルプロピレングリコール(SP値:9.73)、プロピレングリコール−n−プロピルエーテル(SP値:9.82)、1−メトキシ−2−プロピルアセテート(SP値:9.11)、メチルプロピレングリコールアセテート(SP値:9.11)、プロピルプロピレングリコール(SP値:9.82)、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート(SP値:9.39)、シクロヘキサノールアセテート(SP値:10.01)、ブチルプロピレングリコール(SP値:9.69)、3−メトキシブチルアセテート(SP値:9.05)、3−メトキシブタノール(SP値:9.98)、3−メトキシ−1−プロパノール(SP値:10.41)、1,2−ジメチル−1,4,5,6−テトラヒドロピリミジン(SP値:10.21)、エチレングリコールモノ−n−ブチルエーテルアセテート(SP値:9.15)、ジプロピレングリコールメチルエーテル(SP値:9.69)、1,6−ヘキサンジオールジアセテート(SP値:9.99)、ブチルプロピレンジグリコール(SP値:9.43)、1,4−ブタンジオールジアセテート(SP値:10.25)、プロピルプロピレンジグリコール(SP値:9.50)、1,3−ブチレングリコールジアセテート(SP値:10.11)、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート(SP値:9.19)、プロピレングリコールジアセテート(SP値:10.27)、ジプロピレングリコールメチルエーテルアセテート(SP値:8.99)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。 Examples of the organic solvent having the solubility parameter (SP value) of 8.96 or more and less than 11.8 include, in addition to the amide compound represented by the general formula (I) and the oxetane compound represented by the general formula (II), for example. , 3-ethyl-oxetanemethanol (SP value: 11.31), β-methoxy-N, N-dimethylpropionamide (SP value: 9.19), β-butoxy-N, N-dimethylpropionamide (SP value) : 9.03), diethylene glycol monoethyl ether (SP value: 10.14), diethylene glycol monoisopropyl ether (SP value: 9.84), diethylene glycol monoisobutyl ether (SP value: 9.44), methyl polyglycol (SP Value: 9.77), polypropylene glycol 250 (SP value: 10.46), polyp Pyrene glycol 400 (SP value: 9.77), tripropylene glycol methyl ether (SP value: 9.77), polypropylene glycol glyceryl ether (SP value: 10.29), polypropylene glycol monomethyl ether (SP value: 9. 05), polybutylene glycol 500 (SP value: 9.51), methylpropylene triglycol (SP value: 9.43), (2EO) (2PO) butyl ether (SP value: 9.11), (5EO) (5PO) ) Butyl ether (SP value: 9.04), diethylene glycol mono-n-butyl ether (SP value: 9.86), diethylene glycol monovinyl ether (SP value: 10.90), diethylene glycol monomethyl ether (SP value: 10.34), Diethylene glycol Butyl ether (SP value: 9.77), triethylene glycol monomethyl ether (SP value: 10.12), diethylene glycol monoethyl ether acetate (SP value: 9.31), N-methyldiisopropanolamine (SP value: 11. 29), γ-butyrolactone methacrylate (SP value: 11.15), methyl acetate (SP value: 9.39), ethyl acetate (SP value: 9.26), n-propyl acetate (SP value: 9.17) ), N-propyl alcohol (SP value: 10.52), butyl acetate (SP value: 9.09), methylpropylene glycol (SP value: 9.73), propylene glycol-n-propyl ether (SP value: 9) .82), 1-methoxy-2-propyl acetate (SP value: 9.11), methyl Lopylene glycol acetate (SP value: 9.11), propylpropylene glycol (SP value: 9.82), ethylene glycol monomethyl ether acetate (SP value: 9.39), cyclohexanol acetate (SP value: 0.011), Butylpropylene glycol (SP value: 9.69), 3-methoxybutyl acetate (SP value: 9.05), 3-methoxybutanol (SP value: 9.98), 3-methoxy-1-propanol (SP value: 10.41) 1,2-dimethyl-1,4,5,6-tetrahydropyrimidine (SP value: 10.21), ethylene glycol mono-n-butyl ether acetate (SP value: 9.15), dipropylene glycol Methyl ether (SP value: 9.69), 1,6-hexanediol diacetate (SP value) : 9.99), butyl propylene diglycol (SP value: 9.43), 1,4-butanediol diacetate (SP value: 10.25), propylpropylene diglycol (SP value: 9.50), 1 , 3-butylene glycol diacetate (SP value: 10.11), diethylene glycol monobutyl ether acetate (SP value: 9.19), propylene glycol diacetate (SP value: 10.27), dipropylene glycol methyl ether acetate (SP Value: 8.99). These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
前記有機溶剤としては、前記一般式(I)で示されるアミド化合物及び前記一般式(II)で示されるオキセタン化合物以外にも、溶解度パラメーター(SP値)が11.8以上14.0以下の多価アルコール、浸透剤を用いることが好ましい。 As the organic solvent, in addition to the amide compound represented by the general formula (I) and the oxetane compound represented by the general formula (II), a solubility parameter (SP value) of 11.8 or more and 14.0 or less can be used. It is preferable to use a monohydric alcohol or a penetrant.
前記溶解度パラメーター(SP値)が11.8以上14.0以下の多価アルコールとしては、例えば、3−メチル−1,3−ブタンジオール(SP値:12.05)、1,2−ブタンジオール(SP値:12.8)、1,3−ブタンジオール(SP値:12.75)、1,4−ブタンジオール(SP値:12.95)、2,3−ブタンジオール(SP値:12.55)、1,2−プロパンジオール(SP値:13.5)、1,3−プロパンジオール(SP値:13.72)、1,2−ヘキサンジオール(SP値:11.8)、1,6−ヘキサンジオール(SP値:11.95)、3−メチル−1,5−ペンタンジオール(SP値:11.8)、トリエチレングリコール(SP値:12.12)、ジエチレングリコール(SP値:13.02)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、3−メチル−1,3−ブタンジオール(SP値:12.05)、1,2−ブタンジオール(SP値:12.8)、1,3−ブタンジオール(SP値:12.75)、1,4−ブタンジオール(SP値:12.95)、2,3−ブタンジオール(SP値:12.55)、1,2−プロパンジオール(SP値:13.5)、1,3−プロパンジオール(SP値:13.72)が好ましく、1,2−ブタンジオール(SP値:12.8)、1,2−プロパンジオール(SP値:13.5)がより好ましい。
Examples of the polyhydric alcohol having a solubility parameter (SP value) of 11.8 or more and 14.0 or less include 3-methyl-1,3-butanediol (SP value: 12.05) and 1,2-butanediol. (SP value: 12.8), 1,3-butanediol (SP value: 12.75), 1,4-butanediol (SP value: 12.95), 2,3-butanediol (SP value: 12) .55), 1,2-propanediol (SP value: 13.5), 1,3-propanediol (SP value: 13.72), 1,2-hexanediol (SP value: 11.8), 1 , 6-hexanediol (SP value: 11.95), 3-methyl-1,5-pentanediol (SP value: 11.8), triethylene glycol (SP value: 12.12), diethylene glycol (SP value: 13.02) Etc., and the like. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
Among these, 3-methyl-1,3-butanediol (SP value: 12.05), 1,2-butanediol (SP value: 12.8), 1,3-butanediol (SP value: 12.2. 75), 1,4-butanediol (SP value: 12.95), 2,3-butanediol (SP value: 12.55), 1,2-propanediol (SP value: 13.5), 1, 3-propanediol (SP value: 13.72) is preferable, and 1,2-butanediol (SP value: 12.8) and 1,2-propanediol (SP value: 13.5) are more preferable.
前記溶解度パラメーター(SP値)が11.8以上14.0以下の多価アルコールと前記一般式(I)で示されるアミド化合物及び一般式(II)で示されるオキセタン化合物の合計含有量は、インク全量に対して30質量%以上60質量%以下が好ましい。
前記含有量が30質量%以上であると、汎用印刷用紙上でのビーディングや色間のカラーブリードが抑制できることがあり、60質量%以下であると、画像品質が良好であり、インク粘度が適正となり吐出安定性が良好となる。
The total content of the polyhydric alcohol having the solubility parameter (SP value) of 11.8 or more and 14.0 or less, the amide compound represented by the general formula (I) and the oxetane compound represented by the general formula (II) 30 mass% or more and 60 mass% or less are preferable with respect to the whole quantity.
When the content is 30% by mass or more, beading or color bleeding between colors may be suppressed on the general-purpose printing paper. When the content is 60% by mass or less, the image quality is good and the ink viscosity is low. It becomes appropriate and discharge stability is improved.
前記浸透剤としては、前記溶解度パラメーター(SP値)が8.96以上11.8未満であり、炭素数8〜11のポリオール化合物及びグリコールエーテル化合物などが挙げられる。
これらの中でも、下記一般式(VII)で表される1,3−ジオール化合物が好ましく、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール(SP値:10.6)、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール(SP値:10.8)が特に好ましい。
Examples of the penetrant include a polyol compound and a glycol ether compound having a solubility parameter (SP value) of 8.96 or more and less than 11.8, and having 8 to 11 carbon atoms.
Among these, 1,3-diol compounds represented by the following general formula (VII) are preferable, and 2-ethyl-1,3-hexanediol (SP value: 10.6), 2,2,4-trimethyl- 1,3-pentanediol (SP value: 10.8) is particularly preferred.
[一般式(VII)]
その他のポリオール化合物としては、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。 Examples of other polyol compounds include 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 Etc.
前記浸透剤の含有量は、インク全量に対して、0.5質量%以上4質量%以下が好ましく、1質量%以上3質量%以下がより好ましく、1質量%以上2質量%以下が特に好ましい。前記含有量が、0.5質量%以上であると、インクの浸透性効果が得られ、画像品質に効果が得られる。一方、前記含有量が、4質量%以下であると、インクの初期粘度が適正となる。 The content of the penetrant is preferably 0.5% by mass to 4% by mass, more preferably 1% by mass to 3% by mass, and particularly preferably 1% by mass to 2% by mass with respect to the total amount of the ink. . When the content is 0.5% by mass or more, an ink permeability effect is obtained, and an effect is obtained on image quality. On the other hand, when the content is 4% by mass or less, the initial viscosity of the ink is appropriate.
前記溶解度パラメーターが8.96以上11.8未満の有機溶剤の含有量は、インク全量に対して、10質量%以上が好ましく、20質量%以上60質量%以下がより好ましい。
前記含有量が、10質量%以上であると、汎用印刷用紙上でのビーディングの発生が抑えられ、色間のカラーブリード抑制効果が向上する。一方、前記含有量が、60質量%以下であると、画像品質が向上し、インク粘度が適正となり吐出安定性が向上する。
The content of the organic solvent having the solubility parameter of 8.96 or more and less than 11.8 is preferably 10% by mass or more, and more preferably 20% by mass or more and 60% by mass or less with respect to the total amount of the ink.
When the content is 10% by mass or more, occurrence of beading on general-purpose printing paper is suppressed, and the effect of suppressing color bleeding between colors is improved. On the other hand, when the content is 60% by mass or less, the image quality is improved, the ink viscosity is appropriate, and the ejection stability is improved.
前記有機溶剤として、「温度23℃、相対湿度80%における平衡水分量が30%以上の多価アルコール」を含有しないことが好ましい。
前記平衡水分量は、塩化カリウム/塩化ナトリウム飽和水溶液を用いデシケーター内の温湿度として、温度23℃±1℃、相対湿度80%±3%に保ち、このデシケーター内に各有機溶剤を1gずつ秤量したシャーレを保管し、下記数式Aから、平衡する水分量を求めたものである。
[数式A]
平衡水分量(%)=[有機溶剤に吸収した水分量/(有機溶剤+有機溶剤に吸収した水分量)]×100
前記有機溶剤として、「温度23℃、相対湿度80%における平衡水分量が30%以上の多価アルコール」を含有すると、汎用印刷用紙等の塗工層を有する吸インク性の悪いコート紙に対して、インクの浸透が遅延し、紙面へのインク着弾後の乾燥が遅くなり、ビーディングが発生することがある。
前記「温度23℃、相対湿度80%における平衡水分量が30%以上の多価アルコール」は、特開2012−207202号公報(特許文献1)及び特開2014−94998号公報(特許文献2)などで用いられている。
前記「温度23℃、相対湿度80%における平衡水分量が30%以上の多価アルコール」としては、例えば、1,2,3−ブタントリオール(平衡水分量:38%)、1,2,4−ブタントリオール(平衡水分量:41%)、グリセリン(平衡水分量:49%、SP値16.38)、ジグリセリン(平衡水分量:38%)、トリエチレングリコール(平衡水分量:39%、SP値15.4)、テトラエチレングリコール(平衡水分量:37%)、ジエチレングリコール(平衡水分量:43%)、1,3−ブタンジオール(平衡水分量:35%)などが挙げられる。
The organic solvent preferably does not contain “polyhydric alcohol having an equilibrium water content of 30% or more at a temperature of 23 ° C. and a relative humidity of 80%”.
The equilibrium water content is a potassium chloride / sodium chloride saturated aqueous solution, and the temperature and humidity in the desiccator is maintained at a temperature of 23 ° C. ± 1 ° C. and a relative humidity of 80% ± 3%. The obtained petri dish was stored, and the equilibrium water content was determined from the following formula A.
[Formula A]
Equilibrium moisture content (%) = [moisture content absorbed in organic solvent / (organic solvent + water content absorbed in organic solvent)] × 100
When the organic solvent contains “polyhydric alcohol having an equilibrium water content of 30% or more at a temperature of 23 ° C. and a relative humidity of 80%”, the coated paper having poor ink-absorbing property and having a coating layer such as general-purpose printing paper As a result, the permeation of ink is delayed, drying after landing on the paper surface is delayed, and beading may occur.
The “polyhydric alcohol having an equilibrium water content of 30% or more at a temperature of 23 ° C. and a relative humidity of 80%” is disclosed in JP 2012-207202 A (Patent Document 1) and JP 2014-94998 A (Patent Document 2). It is used by.
Examples of the “polyhydric alcohol having an equilibrium water content of 30% or more at a temperature of 23 ° C. and a relative humidity of 80%” include 1,2,3-butanetriol (equilibrium water content: 38%), 1,2,4, and the like. -Butanetriol (equilibrium water content: 41%), glycerin (equilibrium water content: 49%, SP value 16.38), diglycerin (equilibrium water content: 38%), triethylene glycol (equilibrium water content: 39%, SP value 15.4), tetraethylene glycol (equilibrium water content: 37%), diethylene glycol (equilibrium water content: 43%), 1,3-butanediol (equilibrium water content: 35%) and the like.
<色材>
前記色材としては、特に限定されず、顔料、染料を使用可能である。これらの中でも、耐候性の点から、顔料を用いることが好ましい。
前記顔料としては、有機顔料と無機顔料とがある。
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、カーボンブラックなどが挙げられる。これらの中でも、カーボンブラックが好ましい。
<Color material>
The color material is not particularly limited, and pigments and dyes can be used. Among these, it is preferable to use a pigment from the point of weather resistance.
Examples of the pigment include organic pigments and inorganic pigments.
Examples of the inorganic pigment include titanium oxide, iron oxide, calcium carbonate, barium sulfate, aluminum hydroxide, barium yellow, cadmium red, chrome yellow, and carbon black. Among these, carbon black is preferable.
前記カーボンブラック(Pigment Black 7)は、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ものがあり、チャンネルブラック、ファーネスブラック、ガスブラック、ランプブラックなどが挙げられる。
前記カーボンブラックの市販品としては、例えば、Regal(登録商標)、Black Pearls(登録商標)、Elftex(登録商標)、Monarch(登録商標)、Regal(登録商標)、Mogul(登録商標)及びVulcan(登録商標)の商標でCabot Corporationから入手し得るカーボンブラック(例えば、Black Pearls 2000、同1400、同1300、同1100、同1000、同900、同880、同800、同700、同570、Black Pearls L、Elftex 8、Monarch 1400、同1300、同1100、同1000、同900、同880、同800、同700、Mogul L、Regal 330、同400、同660、Vulcan P);SENSIJET Black SDP100(SENSIENT社製)、SENSIJET Black SDP1000(SENSIENT社製)、SENSIJET Black SDP2000(SENSIENT社製)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。
The carbon black (Pigment Black 7) is produced by a known method such as a contact method, a furnace method, or a thermal method, and examples thereof include channel black, furnace black, gas black, and lamp black.
Commercially available products of the carbon black include, for example, Regal (registered trademark), Black Pearls (registered trademark), Elftex (registered trademark), Monarch (registered trademark), Regal (registered trademark), Mogul (registered trademark), and Vulcan (registered trademark). Carbon black available from Cabot Corporation under the registered trademark (for example, Black Pearls 2000, 1400, 1300, 1100, 1000, 900, 880, 800, 700, 570, Black Pearls) L, Elftex 8, Monarch 1400, 1300, 1100, 1000, 900, 900, 880, 800, 700, Mogu L, Regal 330, 400, 660, Vulcan P); S NSIJET Black SDP100 (SENSIENT Co., Ltd.), (made by SENSIENT Inc.) SENSIJET Black SDP1000, (manufactured by SENSIENT Inc.) SENSIJET Black SDP2000 and the like. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
前記有機顔料としては、例えば、アゾ顔料、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、多環式顔料が好ましい。
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。
Examples of the organic pigment include azo pigments, polycyclic pigments, dye chelates, nitro pigments, nitroso pigments, and aniline black. Among these, azo pigments and polycyclic pigments are 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 phthalocyanine pigments, perylene pigments, perinone pigments, anthraquinone pigments, quinacridone pigments, dioxazine pigments, indigo pigments, thioindigo pigments, isoindolinone pigments, and quinofullerone pigments. Examples of the dye chelates include basic dye chelates and acidic dye chelates.
前記有機顔料の具体例としては、C.I.ピグメントイエロー1、3、12、13、14、17、24、34、35、37、42(黄色酸化鉄)、53、55、74、81、83、95、97、98、100、101、104、108、109、110、117、120、128、139、150、151、155、153、180、183、185、213、C.I.ピグメントオレンジ5、13、16、17、36、43、51、C.I.ピグメントレッド1、2、3、5、17、22、23、31、38、48:2(パーマネントレッド2B(Ca))、48:3、48:4、49:1、52:2、53:1、57:1(ブリリアントカーミン6B)、60:1、63:1、63:2、64:1、81、83、88、101(べんがら)、104、105、106、108(カドミウムレッド)、112、114、122(キナクリドンマゼンタ)、123、146、149、166、168、170、172、177、178、179、185、190、193、209、219、C.I.ピグメントバイオレット1(ローダミンレーキ)、3、5:1、16、19、23、38、C.I.ピグメントブルー1、2、15(フタロシアニンブルー)、15:1、15:2、15:3(フタロシアニンブルー)、16、17:1、56、60、63;C.I.ピグメントグリーン1、4、7、8、10、17、18、36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。 Specific examples of the organic pigment include C.I. I. Pigment Yellow 1, 3, 12, 13, 14, 17, 24, 34, 35, 37, 42 (yellow iron oxide), 53, 55, 74, 81, 83, 95, 97, 98, 100, 101, 104 , 108, 109, 110, 117, 120, 128, 139, 150, 151, 155, 153, 180, 183, 185, 213, C.I. I. Pigment orange 5, 13, 16, 17, 36, 43, 51, C.I. I. Pigment Red 1, 2, 3, 5, 17, 22, 23, 31, 38, 48: 2 (Permanent Red 2B (Ca)), 48: 3, 48: 4, 49: 1, 52: 2, 53: 1, 57: 1 (Brilliant Carmine 6B), 60: 1, 63: 1, 63: 2, 64: 1, 81, 83, 88, 101 (Bengara), 104, 105, 106, 108 (Cadmium Red), 112, 114, 122 (quinacridone magenta), 123, 146, 149, 166, 168, 170, 172, 177, 178, 179, 185, 190, 193, 209, 219, C.I. I. Pigment violet 1 (rhodamine lake), 3, 5: 1, 16, 19, 23, 38, C.I. I. Pigment Blue 1, 2, 15 (phthalocyanine blue), 15: 1, 15: 2, 15: 3 (phthalocyanine blue), 16, 17: 1, 56, 60, 63; I. Pigment green 1, 4, 7, 8, 10, 17, 18, 36, and the like. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
前記顔料の比表面積は、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、10m2/g以上1,500m2/g以下が好ましく、20m2/g以上600m2/g以下がより好ましく、50m2/g以上300m2/g以下が更に好ましい。
所望の表面積と合わない場合には、顔料を比較的小さい粒径にするために、サイズ減少又は粉砕処理(例えば、ボールミル粉砕、又はジェットミル粉砕、又は超音波処理)をして調整することができる。
前記顔料の累積50%粒径(D50)は、インク中において、10nm以上200nm以下が好ましい。
The specific surface area of the pigment is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. It is preferably 10 m 2 / g or more and 1,500 m 2 / g or less, and preferably 20 m 2 / g or more and 600 m 2 / g or less. More preferred is 50 m 2 / g or more and 300 m 2 / g or less.
If the desired surface area is not met, the pigment can be adjusted by size reduction or grinding (eg, ball milling, or jet milling, or sonication) to achieve a relatively small particle size. it can.
The cumulative 50% particle diameter (D 50 ) of the pigment is preferably 10 nm or more and 200 nm or less in the ink.
前記顔料としては、水分散性顔料が好ましく、前記水分散性顔料としては、例えば、(1)界面活性剤で顔料を分散した界面活性剤分散、(2)樹脂で顔料を分散した樹脂分散、(3)顔料の表面を樹脂で被覆した樹脂被覆分散、(4)顔料表面に親水基を設けた自己分散性顔料などが挙げられる。
これらの中でも、経時保存安定性が高く、水分蒸発時の粘度上昇が抑制できる点から、前記(3)の顔料の表面を樹脂で被覆した樹脂被覆顔料、及び前記(4)の顔料表面に親水基を設けた自己分散性顔料が好ましい。
The pigment is preferably a water-dispersible pigment. Examples of the water-dispersible pigment include (1) surfactant dispersion in which the pigment is dispersed with a surfactant, (2) resin dispersion in which the pigment is dispersed with a resin, (3) Resin coating dispersion in which the surface of the pigment is coated with a resin, (4) Self-dispersing pigment having a hydrophilic group on the pigment surface, and the like.
Among these, the resin-coated pigment in which the surface of the pigment of (3) is coated with a resin and the pigment surface of (4) are hydrophilic because they have high storage stability over time and can suppress an increase in viscosity during water evaporation. Self-dispersing pigments provided with groups are preferred.
前記(4)の親水性官能基を有する自己分散性顔料としては、アニオン性に帯電したものが好適である。前記アニオン性官能基としては、−COOM、−SO3M、−PO3HM、−PO3M2、−CONM2、−SO3NM2、−NH−C6H4−COOM、−NH−C6H4−SO3M、−NH−C6H4−PO3HM、−NH−C6H4−PO3M2、−NH−C6H4−CONM2、−NH−C6H4−SO3NM2などが挙げられ、カウンターイオンMとしては、アルカリ金属イオン、四級アンモニウムイオンなどが挙げられるが、四級アンモニウムイオンが好ましい。 As the self-dispersing pigment (4) having a hydrophilic functional group, anionically charged pigments are suitable. Examples of the anionic functional group, -COOM, -SO 3 M, -PO 3 HM, -PO 3 M 2, -CONM 2, -SO 3 NM 2, -NH-C 6 H 4 -COOM, -NH- C 6 H 4 -SO 3 M, -NH-C 6 H 4 -PO 3 HM, -NH-C 6 H 4 -PO 3 M 2, -NH-C 6 H 4 -CONM 2, -NH-C 6 H 4 —SO 3 NM 2 and the like can be mentioned, and examples of the counter ion M include alkali metal ions and quaternary ammonium ions, with quaternary ammonium ions being preferred.
前記四級アンモニウムイオンとしては、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、テトラペンチ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、ベンジルトリエチルアンモニウムイオン、テトラヘキシルアンモニウムイオンなどが挙げられる。これらの中でも、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及びベンジルトリメチルアンモニウムイオンが好ましく、テトラブチルアンモニウムイオンがより好ましい。
前記親水性官能基及び四級アンモニウムイオンを有する自己分散性顔料を使用すると、水リッチなインク中でも水分が蒸発した有機溶剤リッチなインク中でも親和性を発揮し、顔料の分散が安定に保てると推測される。
Examples of the quaternary ammonium ion include tetramethylammonium ion, tetraethylammonium ion, tetrapropylammonium ion, tetrabutylammonium ion, tetrapentylammonium ion, benzyltriethylammonium ion, benzyltriethylammonium ion, and tetrahexylammonium ion. Can be mentioned. Among these, tetraethylammonium ion, tetrabutylammonium ion and benzyltrimethylammonium ion are preferable, and tetrabutylammonium ion is more preferable.
The use of the self-dispersing pigment having the hydrophilic functional group and the quaternary ammonium ion is expected to show the affinity in the water-rich ink and the organic solvent-rich ink in which the water has evaporated, and to keep the dispersion of the pigment stable. Is done.
前記自己分散性顔料の中でも、ジェミナルビスホスホン酸基及びジェミナルビスホスホン酸塩基の少なくとも一方で改質された顔料を用いたインクは、乾燥後の再分散性に優れるため、長期間印字を休止し、インクジェットヘッドノズル付近のインクの水分が蒸発した場合でも目詰まりを起こさず、簡単なクリーニング動作で容易に良好な印字が行える。更に、経時保存安定性が高く、水分蒸発時の粘度上昇も抑制されるので、ヘッド維持装置でのインク固着性及び吐出信頼性も非常に優れている。 Among the self-dispersing pigments, an ink using a pigment modified with at least one of a geminal bisphosphonic acid group and a geminal bisphosphonic acid group has excellent redispersibility after drying, and therefore does not print for a long time. Even when the moisture of the ink near the ink jet head nozzle evaporates, clogging does not occur, and good printing can be easily performed with a simple cleaning operation. Furthermore, since the storage stability with time is high and the increase in viscosity at the time of water evaporation is suppressed, the ink fixing property and the ejection reliability in the head maintenance device are also very excellent.
前記ホスホン酸基又はホスホン酸塩基の具体例としては、下記構造式(i)から(iv)のいずれかが挙げられる。
−顔料表面の改質処理−
ここで、ジェミナルビスホスホン酸基の場合を例として、顔料表面の改質処理について説明する。改質方法としては、例えば、以下の方法A、方法Bが挙げられる。
〔方法A〕
カーボンブラック20g、下記構造式(v)又は構造式(vi)の化合物20ミリモル、及びイオン交換高純水200mLを、室温環境下、Silversonミキサー(6000rpm)で混合する。得られるスラリーのpHが4より高い場合は、硝酸20ミリモルを添加する。30分間後に、少量のイオン交換高純水に溶解された亜硝酸ナトリウム(20ミリモル)を上記混合物にゆっくりと添加する。更に、撹拌しながら60℃に加温し、1時間反応させると、カーボンブラックに下記構造式(v)又は構造式(vi)の化合物を付加した改質顔料が生成する。次いで、NaOH水溶液によりpHを10に調整すると、30分間後に改質顔料分散体が得られる。次いで、該分散体とイオン交換高純水を用いて透析膜による限外濾過を行い、更に、超音波分散を行って固形分を濃縮した改質顔料分散体を得る。
-Pigment surface modification treatment-
Here, the modification treatment of the pigment surface will be described taking the case of a geminal bisphosphonic acid group as an example. Examples of the reforming method include the following method A and method B.
[Method A]
20 g of carbon black, 20 mmol of the compound of the following structural formula (v) or structural formula (vi), and 200 mL of ion-exchange high-purity water are mixed with a Silverson mixer (6000 rpm) in a room temperature environment. If the pH of the resulting slurry is higher than 4, 20 mmol of nitric acid is added. After 30 minutes, sodium nitrite (20 mmol) dissolved in a small amount of ion-exchanged high purity water is slowly added to the above mixture. Furthermore, when the mixture is heated to 60 ° C. with stirring and reacted for 1 hour, a modified pigment in which a compound of the following structural formula (v) or structural formula (vi) is added to carbon black is generated. Next, when the pH is adjusted to 10 with an aqueous NaOH solution, a modified pigment dispersion is obtained after 30 minutes. Next, ultrafiltration using a dialysis membrane is performed using the dispersion and ion-exchanged high-purity water, and further, a modified pigment dispersion in which solid content is concentrated by ultrasonic dispersion is obtained.
〔方法B〕
ProcessAll 4HV ミキサー(4L)に、乾燥カーボンブラック500g、イオン交換高純水1L及び下記構造式(v)又は構造式(vi)の化合物1モルを充填する。次いで、混合物を10分間、60℃に加温しながら300rpmで強く混合する。これに20%亜硝酸ナトリウム水性溶液[構造式(v)の化合物又は構造式(vi)の化合物に基づき1モル当量]を15分間かけて添加し、60℃に加温しながら、3時間混合撹拌する。
前記反応物をイオン交換高純水750mLで希釈しながら取り出し、得られた改質顔料分散体とイオン交換高純水を用いて透析膜により限外濾過を行い、更に、超音波分散を行って固形分を濃縮した改質顔料分散体を得る。更に、粗大粒子が多い場合は、遠心分離機等を用いて除去することが好ましい。
[Method B]
A ProcessAll 4HV mixer (4 L) is charged with 500 g of dry carbon black, 1 L of ion-exchange high purity water and 1 mol of the compound of the following structural formula (v) or structural formula (vi). The mixture is then mixed vigorously at 300 rpm while warming to 60 ° C. for 10 minutes. To this was added a 20% aqueous sodium nitrite solution [1 molar equivalent based on the compound of structural formula (v) or structural formula (vi)] over 15 minutes and mixed for 3 hours while warming to 60 ° C. Stir.
The reaction product was taken out while being diluted with 750 mL of ion-exchange high-purity water, ultrafiltered through a dialysis membrane using the resulting modified pigment dispersion and ion-exchange high-purity water, and further solidified by ultrasonic dispersion. A modified pigment dispersion is obtained. Furthermore, when there are many coarse particles, it is preferable to remove them using a centrifuge or the like.
[構造式(v)]
[構造式(vi)]
得られた改質顔料分散体には、必要に応じてpH調整剤を添加してもよい。pH調整剤としては後述するインクのpH調整剤と同じものを用いることができる。これらの中でも、Na+、N(CH3)4 +、N(C2H5)4 +、N(C3H7)4 +、N(C4H9)4 +が好ましい。
そして、pH調整剤による処理を行うと、前記構造式(v)又は構造式(vi)の化合物の少なくとも一部はそれらの塩(前記構造式(iii)又は構造式(iv)に相当する化合物)に変わる。
You may add a pH adjuster to the obtained modified pigment dispersion as needed. As the pH adjusting agent, the same one as the pH adjusting agent for ink described later can be used. Of these, Na + , N (CH 3 ) 4 + , N (C 2 H 5 ) 4 + , N (C 3 H 7 ) 4 + , and N (C 4 H 9 ) 4 + are preferable.
When the treatment with a pH adjuster is performed, at least a part of the compound of the structural formula (v) or the structural formula (vi) is a salt thereof (a compound corresponding to the structural formula (iii) or the structural formula (iv)). ).
前記(3)の顔料の表面を樹脂で被覆した樹脂被覆顔料としては、樹脂に顔料を含有させた樹脂エマルションが好ましい。
前記樹脂に顔料を含有させた樹脂エマルションとは、前記樹脂中に顔料を封入したもの、又は樹脂の表面に顔料を吸着させたものである。この場合、全ての顔料が封入又は吸着している必要はなく、本発明の効果が損なわれない範囲で該顔料がエマルション中に分散にしていてもよい。
前記樹脂エマルションを形成する樹脂としては、例えば、ビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂などが挙げられるが、特に好ましく用いられる樹脂は、ビニル系樹脂及びポリエステル系樹脂であり、特開2000−53897号公報、特開2001−139849号公報に開示されている樹脂を引用することができる。
The resin-coated pigment obtained by coating the surface of the pigment (3) with a resin is preferably a resin emulsion containing a pigment in a resin.
The resin emulsion containing a pigment in the resin is one in which the pigment is encapsulated in the resin, or one in which the pigment is adsorbed on the surface of the resin. In this case, it is not necessary for all the pigments to be encapsulated or adsorbed, and the pigments may be dispersed in the emulsion as long as the effects of the present invention are not impaired.
Examples of the resin that forms the resin emulsion include vinyl resins, polyester resins, polyurethane resins, and the like. Particularly preferably used resins are vinyl resins and polyester resins. The resin currently disclosed by 53897 gazette and Unexamined-Japanese-Patent No. 2001-139849 can be quoted.
この場合、一般的な有機顔料、若しくは無機顔料粒子を有機顔料又はカーボンブラックで被覆した複合顔料を好適に用いることができる。前記複合顔料は、無機顔料粒子の存在下で有機顔料を析出する方法や、無機顔料と有機顔料を機械的に混摩砕するメカノケミカル法等により作製することができる。
更に必要に応じて、ポリシロキサン、アルキルシランから生成するオルガノシラン化合物の層を、無機顔料と有機顔料の中間に設けることで両者の接着性を向上させることが可能である。
In this case, a general organic pigment or a composite pigment obtained by coating inorganic pigment particles with an organic pigment or carbon black can be preferably used. The composite pigment can be produced by a method of depositing an organic pigment in the presence of inorganic pigment particles, a mechanochemical method of mechanically mixing and grinding an inorganic pigment and an organic pigment, or the like.
Further, if necessary, an adhesive layer between the inorganic pigment and the organic pigment can be improved by providing a layer of an organosilane compound formed from polysiloxane and alkylsilane between the inorganic pigment and the organic pigment.
前記有機顔料及び前記無機顔料としては、特に制限はなく、上述したものの中から適宜選択して用いることができる。
前記無機顔料粒子と前記色材である有機顔料又はカーボンブラックとの質量比は、3:1〜1:3が好ましく、3:2〜1:2がより好ましい。
前記色材が少ないと発色性や着色力が低下することがあり、色材が多くなると透明性や色調が悪くなることがある。
このような無機顔料粒子を有機顔料又はカーボンブラックで被覆した色材粒子としては、戸田工業株式会社製のシリカ/カーボンブラック複合材料、シリカ/フタロシアニンPB15:3複合材料、シリカ/ジスアゾイエロー複合材料、シリカ/キナクリドンPR122複合材料などが、一次平均粒径が小さい点から、好適に用いることができる。
ここで、20nmの一次粒子径を持つ無機顔料粒子を等量の有機顔料で被覆した場合、この顔料の一次粒子径は、25nm程度になる。これに適当な分散剤を用いて一次粒子まで分散できれば、分散粒子径が25nmの非常に微細な顔料分散インクを作製することができる。
前記複合顔料は、表面の有機顔料のみが分散に寄与するだけでなく、厚み2.5nmの有機顔料の薄層を通して中心にある無機顔料の性質も現れてくるため、両者を同時に分散安定化できる顔料分散剤の選択も重要である。
The organic pigment and the inorganic pigment are not particularly limited, and can be appropriately selected from those described above.
The mass ratio between the inorganic pigment particles and the organic pigment or carbon black as the colorant is preferably 3: 1 to 1: 3, and more preferably 3: 2 to 1: 2.
When the amount of the coloring material is small, the color developability and coloring power may be lowered, and when the amount of the coloring material is large, the transparency and the color tone may be deteriorated.
Color material particles obtained by coating such inorganic pigment particles with an organic pigment or carbon black include silica / carbon black composite material manufactured by Toda Kogyo Co., Ltd., silica / phthalocyanine PB15: 3 composite material, silica / disazo yellow composite material, Silica / quinacridone PR122 composite material or the like can be suitably used because it has a small primary average particle size.
Here, when inorganic pigment particles having a primary particle size of 20 nm are coated with an equal amount of organic pigment, the primary particle size of the pigment is about 25 nm. If a primary dispersant can be dispersed using a suitable dispersant for this, a very fine pigment-dispersed ink having a dispersed particle diameter of 25 nm can be produced.
In the composite pigment, not only the organic pigment on the surface contributes to the dispersion, but also the properties of the inorganic pigment at the center appear through the thin layer of the organic pigment with a thickness of 2.5 nm, so that both can be dispersed and stabilized at the same time. The selection of the pigment dispersant is also important.
前記色材の含有量は、インク全量に対して、1質量%以上15質量%以下が好ましく、2質量%以上10質量%以下がより好ましい。前記含有量が、1質量%以上であれば、十分なインクの発色性及び画像濃度が得られる。また、前記含有量が、15質量%以下であれば、インクが増粘したり、吐出性が悪くなることはなく、経済的にも好ましい。 The content of the coloring material is preferably 1% by mass or more and 15% by mass or less, and more preferably 2% by mass or more and 10% by mass or less with respect to the total amount of the ink. When the content is 1% by mass or more, sufficient ink color development and image density can be obtained. In addition, if the content is 15% by mass or less, the ink does not thicken or the discharge property is deteriorated, which is economically preferable.
<樹脂粒子>
前記樹脂粒子は、カルボキシル基を有する構造単位及びアルコキシシリル基を有する構造単位を含む。
前記樹脂粒子は、造膜性(画像形成性)に優れ、かつ高溶剤性、高耐水性、高耐候性を備えて、高溶剤性ではインク中に添加される溶剤に対して膨潤し難いことで定着性が良好となり、高耐水性で高画像濃度(高発色性)の画像形成に有用である。
本発明のインクには、前記色材としての顔料と同一極性の電荷を有し、カルボキシル基を有する構造単位及びアルコキシシリル基を有する構造単位を含む樹脂粒子が、樹脂エマルションの形態で添加されることが好ましい
<Resin particles>
The resin particles include a structural unit having a carboxyl group and a structural unit having an alkoxysilyl group.
The resin particles have excellent film-forming properties (image-forming properties) and have high solvent properties, high water resistance, and high weather resistance. With high solvent properties, the resin particles are difficult to swell against the solvent added to the ink. Thus, the fixing property is good, and it is useful for forming an image with high water resistance and high image density (high color development).
In the ink of the present invention, resin particles having a charge having the same polarity as the pigment as the colorant and containing a structural unit having a carboxyl group and a structural unit having an alkoxysilyl group are added in the form of a resin emulsion. Is preferable
前記樹脂エマルションにおける樹脂のガラス転移温度(Tg)は、15℃以上が好ましく、30℃以上がより好ましく、40℃以上が更に好ましく、上限として100℃以下であることが好ましく、70℃以下であることがより好ましい。 The glass transition temperature (Tg) of the resin in the resin emulsion is preferably 15 ° C. or higher, more preferably 30 ° C. or higher, still more preferably 40 ° C. or higher, and the upper limit is preferably 100 ° C. or lower, preferably 70 ° C. or lower. It is more preferable.
前記樹脂のガラス転移温度(Tg)は、下記の数式(I)により理論的に導かれる。なお、前記ガラス転移温度(Tg)の計算には、アルコキシシリル基を有する構造単位を含めないものとする。
[数式(I)]
1/Tg=[(W1/Tg1)+(W2/Tg2)+・・・・(Wn/Tgn)]/100
ただし、前記数式(I)中、W1は、単量体1の質量%、Tg1は、モノマー1のみから形成され得るホモポリマーのガラス転移温度(°K)、W2は、モノマー2の質量%、Tg2は、モノマー2のみから形成され得るホモポリマーのガラス転移温度(°K)、Wnは、モノマーnの質量%、Tgnはモノマーnのみから形成され得るホモポリマーのガラス転移温度(°K)である。ここで、W1+W2+・・・・+Wn=100である。
なお、ラジカル重合性不飽和モノマーを水性媒体中で重合する際に乳化剤として、ラジカル重合性不飽和基を有するものを使用する場合には、ラジカル重合性不飽和モノマーの構成の特定及び共重合体のガラス転移温度(Tg)の計算に際して、ラジカル重合性不飽和基を有する乳化剤はモノマーには含めないものとする。
The glass transition temperature (Tg) of the resin is theoretically derived from the following formula (I). Note that the calculation of the glass transition temperature (Tg) does not include a structural unit having an alkoxysilyl group.
[Formula (I)]
1 / Tg = [(W1 / Tg1) + (W2 / Tg2) +... (Wn / Tgn)] / 100
In the formula (I), W1 is the mass% of the monomer 1, Tg1 is the glass transition temperature (° K) of a homopolymer that can be formed only from the monomer 1, W2 is the mass% of the monomer 2, Tg2 is the glass transition temperature (° K) of the homopolymer that can be formed from monomer 2 alone, Wn is the mass% of monomer n, and Tgn is the glass transition temperature (° K) of the homopolymer that can be formed from monomer n only. is there. Here, W1 + W2 +... + Wn = 100.
In addition, when using what has a radically polymerizable unsaturated group as an emulsifier when superposing | polymerizing a radically polymerizable unsaturated monomer in an aqueous medium, identification of the structure of a radically polymerizable unsaturated monomer and a copolymer In the calculation of the glass transition temperature (Tg), an emulsifier having a radically polymerizable unsaturated group is not included in the monomer.
(1)前記カルボキシル基を有する構造単位(カルボキシル基を有するラジカル重合性不飽和モノマー)(a1)の含有量は、樹脂中に、0.1質量%以上10質量%以下であることが好ましい。
前記カルボキシル基を有するラジカル重合性不飽和モノマー(a1)としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸などが挙げられる。
(1) The content of the structural unit having a carboxyl group (radical polymerizable unsaturated monomer having a carboxyl group) (a1) is preferably 0.1% by mass or more and 10% by mass or less in the resin.
Examples of the radical polymerizable unsaturated monomer (a1) having a carboxyl group include acrylic acid and methacrylic acid.
(2)前記アルコキシシリル基を有する構造単位(アルコキシシリル基を有するラジカル重合性不飽和モノマー由来の構造単位)(a2)の含有量は、樹脂中に、0.1質量%以上が好ましく、0.1質量%以上20質量%以下がより好ましい。前記含有量が、0.1質量%以上であると、動的光散乱法及び個数カウント法による、形成された樹脂粒子の粒度分布状況が上記の条件を満たし、OD値が適正となり、画像形成物の耐摩耗性、定着性、及び耐溶剤性が良好となる。前記アルコキシシリル基の多くは、樹脂エマルション形成時に加水分解し、樹脂粒子の内部架橋形成に寄与するものと考えられる。また、前記アルコキシシリル基の一部は、樹脂粒子同士の粒子間架橋形成や樹脂と顔料との粒子間架橋形成にも寄与するものと考えられる。したがって、前記アルコキシシリル基を有するラジカル重合性不飽和モノマー由来の構造単位(a2)の含有量が、0.1質量%以上であると、前記アルコキシシリル基による粒子内架橋も粒子間架橋も適正とする。その結果、OD値が低いばかりでなく、画像形成物の耐摩耗性、定着性、及び耐溶剤性が良好となる。 (2) The content of the structural unit having an alkoxysilyl group (a structural unit derived from a radically polymerizable unsaturated monomer having an alkoxysilyl group) (a2) is preferably 0.1% by mass or more in the resin. More preferably, the content is 1% by mass or more and 20% by mass or less. When the content is 0.1% by mass or more, the particle size distribution state of the formed resin particles by the dynamic light scattering method and the number counting method satisfies the above conditions, the OD value becomes appropriate, and image formation The wear resistance, fixability, and solvent resistance of the product are improved. Many of the alkoxysilyl groups are considered to be hydrolyzed during the formation of the resin emulsion and contribute to the formation of internal crosslinks in the resin particles. Moreover, it is thought that a part of said alkoxy silyl group contributes also to the interparticle bridge | crosslinking formation between resin particles, and the interparticle bridge | crosslinking formation of resin and a pigment. Therefore, when the content of the structural unit (a2) derived from the radical polymerizable unsaturated monomer having an alkoxysilyl group is 0.1% by mass or more, both intra-particle crosslinking and inter-particle crosslinking by the alkoxysilyl group are appropriate. And As a result, not only the OD value is low, but also the abrasion resistance, fixing property and solvent resistance of the image formed product are improved.
前記樹脂中にアルコキシシリル基を有するラジカル重合性不飽和モノマー由来の構造単位(a2)を0.1質量%以上含有すると、粒子内架橋も粒子間架橋も向上する。その結果、OD値も向上し、画像形成物の耐摩耗性、定着性、及び耐溶剤性も向上する。
一方、前記アルコキシシリル基を有するラジカル重合性不飽和モノマー由来の構造単位(a2)の含有量を20質量%よりも過量に含む樹脂を用いて樹脂エマルションを形成しようとしても、前記アルコキシシリル基を有するラジカル重合性不飽和モノマー由来の構造単位は疎水性に富むので、重合が困難となる。更に、前記アルコキシシリル基を有するラジカル重合性不飽和モノマー由来の構造単位は架橋成分であるため、重合安定性を低下する成分でもあり、通常の乳化重合では、架橋成分を20質量%以上含む場合、重合中に粒子同士が凝集してしまい、安定な樹脂エマルションは得られない。
When 0.1 mass% or more of the structural unit (a2) derived from the radically polymerizable unsaturated monomer having an alkoxysilyl group is contained in the resin, both intraparticle crosslinking and interparticle crosslinking are improved. As a result, the OD value is also improved, and the abrasion resistance, fixability, and solvent resistance of the image formed product are also improved.
On the other hand, even if an attempt is made to form a resin emulsion using a resin containing an excess of the structural unit (a2) derived from the radically polymerizable unsaturated monomer having an alkoxysilyl group in an amount of more than 20% by mass, the alkoxysilyl group Since the structural unit derived from the radically polymerizable unsaturated monomer is rich in hydrophobicity, it becomes difficult to polymerize. Furthermore, since the structural unit derived from the radically polymerizable unsaturated monomer having an alkoxysilyl group is a crosslinking component, it is also a component that lowers the polymerization stability. In a normal emulsion polymerization, when the crosslinking component contains 20% by mass or more The particles are aggregated during the polymerization, and a stable resin emulsion cannot be obtained.
前記アルコキシシリル基を有するラジカル重合性不飽和モノマー(a2)としては、例えば、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシランなどが挙げられる。 Examples of the radical polymerizable unsaturated monomer (a2) having an alkoxysilyl group include γ-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, and vinyltrimethoxysilane. It is done.
その他の樹脂のガラス転移温度(Tg)をコントロールするモノマー(a3)としては、例えば、アクリル酸(ホモポリマーのTg:106℃以下)、アクリル酸メチル(ホモポリマーのTg:−8℃)、アクリル酸エチル(ホモポリマーのTg:−20℃)、アクリル酸ブチル(ホモポリマーのTg:−45℃)、アクリル酸−2−エチルヘキシル(ホモポリマーのTg:−55℃)等のアクリル酸エステル類;メタクリル酸(ホモポリマーのTg:228℃)、メタクリル酸メチル(ホモポリマーのTg:100℃)、メタクリル酸エチル(ホモポリマーのTg:65℃)、メタクリル酸ブチル(ホモポリマーのTg:20℃)、メタクリル酸−2−エチルヘキシル(ホモポリマーのTg:−10℃)、メタクリル酸シクロヘキシル(ホモポリマーのTg:66℃)等のメタクリル酸エステル類;酢酸ビニル(ホモポリマーのTg:30℃)、第3級カルボン酸ビニル等のビニルエステル類;ビニルピロリドン等の複素環式ビニル化合物;エチレン、プロピレン等のα−オレフィン類;ブタジエン等のジエン類;グリシジルメタクリレート(ホモポリマーのTg:41℃),アリルグリシジルエーテル等のグリシジル基含有モノマー;ジメチルアミノエチルメタクリレート(ホモポリマーのTg:18℃)等のアミノ基含有モノマー;アクリルアミド(ホモポリマーのTg:150℃)等のカルボン酸アミド基含有モノマー;アクリロニトリル(ホモポリマーのTg:96℃)等のシアノ基含有単量体;スチレン(ホモポリマーのTg:100℃)、ジビニルベンゼン(ホモポリマーのTg:116℃)等のビニル単量体;などが挙げられる。これらは、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。 Examples of the monomer (a3) for controlling the glass transition temperature (Tg) of other resins include acrylic acid (homopolymer Tg: 106 ° C. or lower), methyl acrylate (homopolymer Tg: −8 ° C.), acrylic Acrylic acid esters such as ethyl acrylate (Tg of homopolymer: −20 ° C.), butyl acrylate (Tg of homopolymer: −45 ° C.), 2-ethylhexyl acrylate (Tg of homopolymer: −55 ° C.); Methacrylic acid (Tg of homopolymer: 228 ° C.), Methyl methacrylate (Tg of homopolymer: 100 ° C.), Ethyl methacrylate (Tg of homopolymer: 65 ° C.), Butyl methacrylate (Tg of homopolymer: 20 ° C.) 2-ethylhexyl methacrylate (Tg of homopolymer: −10 ° C.), cyclohexyl methacrylate (photo Methacrylic acid esters such as polymer Tg: 66 ° C .; vinyl acetate (Tg of homopolymer: 30 ° C.), vinyl esters such as tertiary vinyl carboxylate; heterocyclic vinyl compounds such as vinylpyrrolidone; ethylene, Α-olefins such as propylene; dienes such as butadiene; glycidyl methacrylate (Tg of homopolymer: 41 ° C.), glycidyl group-containing monomers such as allyl glycidyl ether; Amino group-containing monomers of carboxylic acid amide groups such as acrylamide (Tg of homopolymer: 150 ° C.); cyano group-containing monomers such as acrylonitrile (Tg of homopolymer: 96 ° C.); styrene (Tg of homopolymer) : 100 ° C), divinylbenzene (homopoly) Vinyl monomer such as Tg of Mer: 116 ° C.). These may be used alone or in combination of two or more.
前記樹脂エマルションを得るには、前記モノマー(a1)〜(a3)と、前記モノマー(a1)〜(a3)の合計100質量部に対して、0.1質量部以上5質量部未満の乳化剤と、水とから、個数カウント法によるモノマー液滴の体積平均粒径が0.5μm以上10μm以下のモノマープレエマルションを得ることが重要である。 In order to obtain the resin emulsion, 0.1 to 5 parts by mass of an emulsifier with respect to a total of 100 parts by mass of the monomers (a1) to (a3) and the monomers (a1) to (a3) It is important to obtain a monomer pre-emulsion having a volume average particle diameter of monomer droplets of 0.5 μm or more and 10 μm or less from water by the number counting method.
前記乳化重合は、重合に供されたモノマーがモノマー液滴から水中にごく微量ずつ溶解し、水中で重合が進行する。つまり、前記乳化重合の重合場は、モノマー液滴中ではなく、水相で発生した乳化剤からなるミセルである。従って、均一な組成、粒度分布の樹脂エマルションを得るためには、重合に供されたモノマーの水への溶解を円滑、かつ一定にすることが肝要である。
前記アルコキシシリル基を有するラジカル重合性不飽和モノマー(a2)は、疎水性に富む難水溶性のモノマーである。このような疎水性に富む難水溶性のモノマー(a2)を均一にかつ確実に重合させるためには、モノマー液滴から難水溶性のモノマー(a2)を速やかに水に溶解させることが必要である。
そのためには、モノマー液滴の体積平均粒子径が0.5μm以上10μm以下のモノマープレエマルションを用いることが効果的であり、モノマー液滴の体積平均粒子径が0.5μm以上5μm以下のモノマープレエマルションを用いることが極めて効果的である。モノマープレエマルション中のモノマー液滴の体積平均粒子径が10μmより大きいと、アルコキシシリル基を有するラジカル重合性不飽和モノマー(a2)が、モノマー液滴から水中へ溶解しにくくなる。その結果、前記モノマー(a2)が樹脂粒子の形成に確実に利用されず、取り残され、個数カウント法による1.5μm以上の超粗大粒子や凝集物を生成させてしまう。
このような粒度状態のモノマープレエマルションは、例えば、バッチ式ホモミキサー、超音波式乳化機、高圧式ホモジナイザー等を用い、撹拌スピード、周波数、圧力等を適宜調整することにより形成することができる。
なお、前記モノマープレエマルションの粒子径が小さいほど、モノマー液滴から水へのモノマーの溶解速度は大きくなるので好ましい。しかし、体積平均粒子径が0.5μmよりも小さなモノマープレエマルションを得ることは、前記装置を使っても一般に困難である。
前記モノマープレエマルションの個数カウント法による体積平均粒子径は、0.5μm以上10μm以下であることが好ましい。
前記モノマープレエマルションの体積平均粒子径は、樹脂エマルションの粗大粒子確認の場合と同様に、モノマー濃度が0.001質量%〜0.05質量%程度になるように蒸留水で希釈し、「Accusizer」(米国 PARTICLE SIZING SYSTEMS社製)により、求めることができる。
In the emulsion polymerization, the monomer subjected to the polymerization is dissolved in minute amounts from the monomer droplets in water, and the polymerization proceeds in water. That is, the polymerization field of the emulsion polymerization is a micelle made of an emulsifier generated in an aqueous phase, not in a monomer droplet. Therefore, in order to obtain a resin emulsion having a uniform composition and particle size distribution, it is important to make the dissolution of the monomer subjected to polymerization in water smooth and constant.
The radical polymerizable unsaturated monomer (a2) having an alkoxysilyl group is a poorly water-soluble monomer rich in hydrophobicity. In order to polymerize the poorly water-soluble monomer (a2) rich in hydrophobicity uniformly and reliably, it is necessary to quickly dissolve the poorly water-soluble monomer (a2) in water from the monomer droplets. is there.
For this purpose, it is effective to use a monomer pre-emulsion in which the volume average particle diameter of the monomer droplets is from 0.5 μm to 10 μm, and the monomer pre-emulsion having a volume average particle diameter of from 0.5 μm to 5 μm. It is extremely effective to use an emulsion. When the volume average particle size of the monomer droplets in the monomer pre-emulsion is larger than 10 μm, the radically polymerizable unsaturated monomer (a2) having an alkoxysilyl group is difficult to dissolve into the water from the monomer droplets. As a result, the monomer (a2) is not reliably used for the formation of the resin particles, and is left behind to generate ultra coarse particles or aggregates of 1.5 μm or more by the number counting method.
The monomer pre-emulsion in such a particle size state can be formed, for example, using a batch homomixer, an ultrasonic emulsifier, a high-pressure homogenizer, or the like, and appropriately adjusting the stirring speed, frequency, pressure, and the like.
The smaller the particle size of the monomer pre-emulsion, the higher the dissolution rate of the monomer from the monomer droplets into water, which is preferable. However, it is generally difficult to obtain a monomer pre-emulsion having a volume average particle size smaller than 0.5 μm even using the apparatus.
The volume average particle diameter of the monomer pre-emulsion by the number counting method is preferably 0.5 μm or more and 10 μm or less.
The volume average particle size of the monomer pre-emulsion is diluted with distilled water so that the monomer concentration is about 0.001% by mass to 0.05% by mass, as in the case of checking the coarse particles of the resin emulsion. "(Manufactured by PARTICLE SIZING SYSTEMS, USA).
前記乳化剤は、前記モノマー(a1)〜(a3)の合計100質量部に対して、0.1質量部以上5質量部未満であり、1質量部以上3質量部以下であることが好ましい。前記乳化剤量が5質量部以上であると、画像形成物の耐水性が低下する。一方、前記乳化剤量が0.1質量部未満であると、モノマープレエマルションの分散状態を安定に保つことができない。
前記乳化剤として、アニオン乳化剤を単独で使用することもできるし、アニオン乳化剤とノニオン乳化剤とを併用することもできる。
また、前記乳化剤は、ラジカル重合性の官能基を有する反応性乳化剤であってもよいし、ラジカル重合性の官能基を有さない非反応性乳化剤であってもよいし、あるいは両者を併用することもできる。画像形成物の耐水性を向上するという点で、ラジカル重合性の官能基を有する反応性乳化剤を使用することが好ましい。
The emulsifier is 0.1 parts by mass or more and less than 5 parts by mass and preferably 1 part by mass or more and 3 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass in total of the monomers (a1) to (a3). When the amount of the emulsifier is 5 parts by mass or more, the water resistance of the image formed product is lowered. On the other hand, when the amount of the emulsifier is less than 0.1 parts by mass, the dispersion state of the monomer pre-emulsion cannot be kept stable.
As the emulsifier, an anionic emulsifier can be used alone, or an anionic emulsifier and a nonionic emulsifier can be used in combination.
The emulsifier may be a reactive emulsifier having a radical polymerizable functional group, a non-reactive emulsifier having no radical polymerizable functional group, or a combination of both. You can also. In terms of improving the water resistance of the image-formed product, it is preferable to use a reactive emulsifier having a radical polymerizable functional group.
前記反応性乳化剤としては、分子内にラジカル重合可能な不飽和2重結合を1個以上有するアニオン性又はノニオン性の乳化剤であり、例えば、スルホコハク酸エステル系(市販品としては、例えば、花王株式会社製ラテムルS−120P、S−180A、三洋化成株式会社製エレミノールJS−2等)、アルキルフェノールエーテル系(市販品としては、第一工業製薬株式会社製のアクアロンKH−20、RN−20等)がある。 The reactive emulsifier is an anionic or nonionic emulsifier having one or more unsaturated double bonds capable of radical polymerization in the molecule. For example, sulfosuccinate ester type (for example, Kao Corporation Company-made Latemul S-120P, S-180A, Sanyo Chemical Co., Ltd., Eleminol JS-2, etc.), alkylphenol ethers (commercially available products are Dai-ichi Kogyo Seiyaku AQUALON KH-20, RN-20, etc.) There is.
前記非反応性乳化剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸塩、ポリオキシエチレン多環フェニルエーテル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩等のアニオン系非反応性乳化剤;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等のポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル類;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ステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルエーテル類;ポリオキシエチレンジスチレン化フェニルエーテル等のポリオキシ多環フェニルエーテル類;ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル等のノニオン系非反応性乳化剤などが挙げられる。 Examples of the non-reactive emulsifier include anionic non-reactive emulsifiers such as polyoxyethylene alkylphenyl ether sulfate, polyoxyethylene polycyclic phenyl ether sulfate, and polyoxyethylene alkyl ether sulfate; polyoxyethylene nonylphenyl Polyoxyethylene alkylphenyl ethers such as ether and polyoxyethylene octylphenyl ether; polyoxyethylene alkyl ethers such as polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether and polyoxyethylene oleyl ether; polyoxyethylene distyrenation And polyoxypolycyclic phenyl ethers such as phenyl ether; and nonionic non-reactive emulsifiers such as polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester.
具体的には、アニオン系非反応性乳化剤としては、例えば、ハイテノールNF−08〔エチレンオキサイド単位の繰り返し数(以下、「EOユニット数」という):8〕、NF−17(EOユニット数:17)〔以上、第一工業製薬株式会社製〕、エレミノールES−12(EOユニット数:6)、ES−30(EOユニット数:15)、ES−70(EOユニット数:35)〔以上、三洋化成工業株式会社製〕などが挙げられる。
ノニオン系非反応性乳化剤としては、例えば、エマルゲン1108(EOユニット数:8)、1118S−70(EOユニット数:18)、1135S−70(EOユニット数:35)、1150S−70(EOユニット数:50)〔以上、花王株式会社製〕などが挙げられる。
前記非反応性乳化剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
Specifically, as an anionic non-reactive emulsifier, for example, Hytenol NF-08 [repeating number of ethylene oxide units (hereinafter referred to as “number of EO units”): 8], NF-17 (number of EO units: 17) [Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.], Eleminol ES-12 (EO unit number: 6), ES-30 (EO unit number: 15), ES-70 (EO unit number: 35) [above, Sanyo Chemical Industries, Ltd.].
Nonionic non-reactive emulsifiers include, for example, Emulgen 1108 (number of EO units: 8), 1118S-70 (number of EO units: 18), 1135S-70 (number of EO units: 35), 1150S-70 (number of EO units) : 50) [above, manufactured by Kao Corporation].
The said non-reactive emulsifier may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
前記樹脂エマルションは、水、乳化剤、及び水性重合性開始剤を含有し、前記モノマープレエマルションを含有しない重合場に、前記モノマープレエマルションを滴下し、ラジカル重合することも重要である。
多量の水及び滴下用のモノマープレエマルションの一部を反応容器に入れ、ここに残りの滴下用のモノマープレエマルション及び重合開始剤を加えたり、多量の水、重合開始剤及び滴下用のモノマープレエマルションの一部を反応容器に入れ、ここに残りの滴下用のモノマープレエマルションを加えたりする手法は、樹脂エマルションの製造に当たって、日常的には選択される方法ではある。
It is also important that the resin emulsion contains water, an emulsifier, and an aqueous polymerizable initiator, and the monomer pre-emulsion is dropped into a polymerization field that does not contain the monomer pre-emulsion, thereby radical polymerization.
Add a large amount of water and a part of the monomer pre-emulsion for dropping to the reaction vessel, add the remaining monomer pre-emulsion and the polymerization initiator for dropping, or add a large amount of water, the polymerization initiator and the monomer pre-drop for dropping. A method of putting a part of the emulsion in a reaction vessel and adding the remaining monomer pre-emulsion for dropping to the reaction vessel is a method that is routinely selected in producing a resin emulsion.
しかし、本発明のように難水溶性のアルコキシシリル基を有するラジカル重合性モノマー(a2)を用いる場合、モノマー液滴から水に溶解したモノマー(a2)は、重合場に供給された後、重合場にできるだけ滞留することなく速やかに重合し、モノマー(a2)としては存在しなくなることが重要である。つまり、モノマー(a2)の溶解、モノマー(a2)の速やかな重合による消滅が、モノマー(a2)のさらなる溶解を促し、重合反応を円滑に進行させる。
従って、本発明の場合、モノマープレエマルションの一部を反応容器に入れておかないことが肝要である。モノマープレエマルションの一部を反応容器に入れておくと、モノマープレエマルションの残りを滴下槽から滴下しても、最初に存在していたモノマー中の難水溶性モノマー(a2)が重合により消費されるまで、滴下により供給されたモノマー中の難水溶性モノマー(a2)が重合場に滞留し、超粗大粒子や凝集物の発生原因となる。
なお、本発明でいう、水と乳化剤と水性重合性開始剤とを含有する重合場とは、モノマープレエマルション中のモノマーが重合する際に、前記三者が存在することを意味する。つまり、加熱手段と冷却手段とを具備する反応容器に水と乳化剤と水性重合性開始剤とを入れ、モノマープレエマルションをここに滴下する方法の他、前記と同様の反応容器に水と乳化剤とを入れ、この反応容器にモノマープレエマルションと水性重合性開始剤とを別個の滴下槽からそれぞれ滴下する方法でもよいし、前記と同様の反応容器に水と乳化剤とを入れ、この反応容器に水性重合性開始剤を含むモノマープレエマルションを滴下する方法でもよい。
However, when the radically polymerizable monomer (a2) having a poorly water-soluble alkoxysilyl group is used as in the present invention, the monomer (a2) dissolved in water from the monomer droplets is supplied to the polymerization field and then polymerized. It is important to polymerize quickly without staying in the field as much as possible and to be absent as the monomer (a2). That is, the dissolution of the monomer (a2) and the rapid disappearance of the monomer (a2) promote the further dissolution of the monomer (a2), and the polymerization reaction proceeds smoothly.
Therefore, in the case of the present invention, it is important not to put a part of the monomer pre-emulsion in the reaction vessel. If a part of the monomer pre-emulsion is put in the reaction vessel, even if the remainder of the monomer pre-emulsion is dropped from the dropping tank, the poorly water-soluble monomer (a2) in the monomer that was initially present is consumed by the polymerization. Until then, the poorly water-soluble monomer (a2) in the monomer supplied by dripping stays in the polymerization field, and causes generation of ultra coarse particles and aggregates.
In addition, the polymerization field containing water, an emulsifier, and an aqueous polymerizable initiator as used in the present invention means that the above three parties exist when the monomers in the monomer pre-emulsion are polymerized. That is, water, an emulsifier, and an aqueous polymerizable initiator are placed in a reaction vessel provided with a heating means and a cooling means, and the monomer and pre-emulsion are added dropwise to the reaction vessel similar to the above. In this reaction vessel, the monomer pre-emulsion and the aqueous polymerizable initiator may be dropped from separate dripping tanks, respectively. Alternatively, water and an emulsifier are placed in the same reaction vessel, and the reaction vessel is filled with aqueous solution. A method of dropping a monomer pre-emulsion containing a polymerizable initiator may also be used.
反応容器に入れる乳化剤としては、モノマープレエマルションを得る際に例示したものと同様のものを例示できる。
モノマープレエマルションを構成する乳化剤と反応容器に入れる乳化剤の合計量は、モノマー(a1)〜(a3)の合計100質量部に対して、0.1質量部よりも多く5質量部以下であることが重要である。合計の乳化剤量が5質量部よりも多いと、画像形成物の耐水性が低下する。一方、合計の乳化剤量が0.1質量部以下であると樹脂エマルションの分散状態を安定に保つことができない。
As an emulsifier put into a reaction container, the thing similar to what was illustrated when obtaining a monomer pre-emulsion can be illustrated.
The total amount of the emulsifier constituting the monomer pre-emulsion and the emulsifier to be added to the reaction vessel is more than 0.1 parts by mass and not more than 5 parts by mass with respect to a total of 100 parts by mass of the monomers (a1) to (a3). is important. When the total amount of the emulsifier is more than 5 parts by mass, the water resistance of the image formed product is lowered. On the other hand, if the total amount of emulsifier is 0.1 parts by mass or less, the dispersion state of the resin emulsion cannot be kept stable.
前記ラジカル重合開始剤としては、例えば、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム等の過硫酸塩類などが挙げられる。 Examples of the radical polymerization initiator include persulfates such as potassium persulfate, ammonium persulfate, and sodium persulfate.
前記重合開始剤の使用量は、乳化重合に使用するモノマーの合計100質量部に対して、0.1質量部以上1質量部以下が好ましく、0.2質量部以上0.8質量部以下がより好ましい。前記使用量が、0.1質量部以上1質量部以下であると、耐水性及び重合安定性が良好となる。 The amount of the polymerization initiator used is preferably 0.1 parts by mass or more and 1 part by mass or less, and preferably 0.2 parts by mass or more and 0.8 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the total amount of monomers used for emulsion polymerization. More preferred. Water resistance and superposition | polymerization stability become favorable in the said usage-amount being 0.1 mass part or more and 1 mass part or less.
レドックス開始剤としては、過酸化物系開始剤と還元剤の組み合わせが有効である。過酸化物系開始剤としては、例えば、パーブチルH(ターシャリーブチルハイドロパーオキサイド)、パーブチルO(ターシャリーブチルペルオキシ−2−エチルヘキサノエート)、キュメンハイドロパーオキサイド、p−メンタンハイドロパーオキサイドなどが挙げられる。前記還元剤としては、例えば、エルビットN(イソアスコルビン酸ナトリウム)、L−アスコルビン酸(ビタミンC)、亜硫酸ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウム、ピロ亜硫酸ナトリウム(SMBS)、次亜硫酸ナトリウム(ハイドロサルファイト)などが挙げられる。 As the redox initiator, a combination of a peroxide-based initiator and a reducing agent is effective. Examples of the peroxide initiator include perbutyl H (tertiary butyl hydroperoxide), perbutyl O (tertiary butyl peroxy-2-ethylhexanoate), cumene hydroperoxide, p-menthane hydroperoxide, and the like. Is mentioned. Examples of the reducing agent include Erbit N (sodium isoascorbate), L-ascorbic acid (vitamin C), sodium sulfite, sodium bisulfite, sodium pyrosulfite (SMBS), sodium hyposulfite (hydrosulfite), and the like. Can be mentioned.
前記樹脂エマルションは、前記した方法とは異なる方法で得ることもできる。例えば、モノマープレエマルションの一部を反応容器に入れておいた状態で、水性重合性開始剤の一部を反応容器に滴下し重合反応を開始し、反応容器中に入れておいた難水溶性モノマー(a2)を含むモノマーが重合により十分消費された後、モノマープレエマルション及び水性重合性開始剤の残りを反応容器中に滴下する方法がある。この方法は、重合を始める時点ではモノマープレエマルションは存在するが、重合中にモノマープレエマルションは消滅するため、超粗大粒子や凝集物の発生を抑制できる。重合開始時における反応容器中のモノマー濃度は20質量%以下が好ましい。前記モノマー濃度が、20質量%以下であると、重合時の反応熱が適正であり、重合安定性が良好となる。 The resin emulsion can also be obtained by a method different from the method described above. For example, with a part of the monomer pre-emulsion in the reaction vessel, a part of the aqueous polymerizable initiator is dropped into the reaction vessel to initiate the polymerization reaction, and the poorly water-soluble property in the reaction vessel There is a method in which the monomer pre-emulsion and the remainder of the aqueous polymerizable initiator are dropped into a reaction vessel after the monomer including the monomer (a2) is sufficiently consumed by polymerization. In this method, although the monomer pre-emulsion exists at the time of starting the polymerization, the monomer pre-emulsion disappears during the polymerization, so that the generation of ultra coarse particles and aggregates can be suppressed. The monomer concentration in the reaction vessel at the start of polymerization is preferably 20% by mass or less. When the monomer concentration is 20% by mass or less, the reaction heat at the time of polymerization is appropriate, and the polymerization stability is good.
前記種々の方法で得られる樹脂エマルションは、いずれも1.5μm以上の超粗大粒子の含有量が極めて少ないものである。
前記樹脂エマルションは、揮発性塩基化合物で中和して使用することが好ましい。
前記揮発性塩基化合物としては、例えば、アンモニア;アミン類として、モノエチルアミン、ジメチルエタノールアミン、ジエチルエタノールアミン、メチルプロパノールアミンなどが挙げられる。これらは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
前記樹脂エマルションには、本発明の目的、効果を損なわない範囲で親水性の有機溶剤も必要に応じて使用することができる。
前記樹脂エマルション中の樹脂の動的光散乱法による累積50%粒子径(D50)は、50nm以上200nm以下が好ましく、前記樹脂エマルションには動的光散乱法による0.5μm(=500nm)以上の粗大粒子が観察されないことが好ましい。
前記累積50%粒子径(D50)は、動的光散乱法により得られる粒径分布曲線の体積分布累積量の50%に相当する粒子径である。具体的には、樹脂エマルションを固形分0.01質量%以上0.1質量%以下に希釈し、「マイクロトラックUPA」(Leeds & Northrup社製)を用い、累積50%粒子径(D50)を求めることができる。
Any of the resin emulsions obtained by the various methods described above has an extremely small content of ultra coarse particles of 1.5 μm or more.
The resin emulsion is preferably used after being neutralized with a volatile base compound.
Examples of the volatile base compound include ammonia; examples of amines include monoethylamine, dimethylethanolamine, diethylethanolamine, and methylpropanolamine. These may be used alone or in combination of two or more.
In the resin emulsion, a hydrophilic organic solvent can be used as needed as long as the objects and effects of the present invention are not impaired.
The cumulative 50% particle diameter (D 50 ) of the resin in the resin emulsion by dynamic light scattering method is preferably 50 nm or more and 200 nm or less, and the resin emulsion has 0.5 μm (= 500 nm) or more by dynamic light scattering method. It is preferable that no coarse particles are observed.
The cumulative 50% particle size (D 50 ) is a particle size corresponding to 50% of the volume distribution cumulative amount of the particle size distribution curve obtained by the dynamic light scattering method. Specifically, the resin emulsion is diluted to a solid content of 0.01% by mass or more and 0.1% by mass or less, and “Microtrac UPA” (manufactured by Lees & Northrup) is used, and the cumulative particle size (D 50 ) is 50%. Can be requested.
前記樹脂粒子の含有量は、インク全量に対して、固形分で、0.5質量%以上10質量%以下が好ましく、1質量%以上8質量%以下がより好ましい。 The content of the resin particles is preferably 0.5% by mass or more and 10% by mass or less, and more preferably 1% by mass or more and 8% by mass or less in terms of solid content with respect to the total amount of the ink.
前記インク中にアルコキシシリル基及びカルボキシ基を構成単位として含む樹脂粒子が含まれていることは、以下のようにして分析することができる。
<樹脂分取>
(1)まず、インクを酸析するため、インクをマグネチックスターラーで撹拌しながら、0.1N塩酸水溶液を添加し、インクがpH4程度になるまで酸析する。凝集析出した固体をブフナロート型ガラスフィルター(目の粗さ1.0μm以下)でろ過する。更に、数回高純水で洗浄する。
(2)洗浄した凝集析出物を減圧乾燥機で40℃以下に保ちながら、3時間減圧乾燥させる。
(3)乾燥した凝集析出物を筒型ろ紙に入れ、テトラヒドロフラン(THF)を用いてソックスレー抽出を5時間実施する。
(4)ソックスレー抽出で得られた抽出液をロータリーエバポレーターで溶媒のTHFを除去する。
(5)更に、得られた残渣を、減圧乾燥機を用いて30℃以下に保ちながら、3時間減圧乾燥させる。
<分析>
乾燥させた残渣について、GC−MS、H1−NMR、及びIRスペクトル分析を行い、インク中にアルコキシシリル基及びカルボキシ基を構成単位として含む樹脂粒子が含まれているか否かを解析することができる。
The fact that resin particles containing an alkoxysilyl group and a carboxy group as structural units is contained in the ink can be analyzed as follows.
<Resin sorting>
(1) First, in order to acidify the ink, 0.1N hydrochloric acid aqueous solution is added while stirring the ink with a magnetic stirrer, and the ink is acidified until the pH becomes about 4. The coagulated and precipitated solid is filtered with a Buchner funnel type glass filter (mesh roughness of 1.0 μm or less). Further, it is washed several times with high purity water.
(2) The washed aggregated precipitate is dried under reduced pressure for 3 hours while keeping it at 40 ° C. or lower with a vacuum dryer.
(3) The dried aggregated precipitate is put into a cylindrical filter paper, and Soxhlet extraction is performed for 5 hours using tetrahydrofuran (THF).
(4) The THF obtained as a solvent is removed from the extract obtained by Soxhlet extraction using a rotary evaporator.
(5) Further, the obtained residue is dried under reduced pressure for 3 hours while being kept at 30 ° C. or lower using a vacuum dryer.
<Analysis>
The dried residue is subjected to GC-MS, H 1 -NMR, and IR spectrum analysis to analyze whether or not resin particles containing alkoxysilyl groups and carboxy groups as constituent units are contained in the ink. it can.
<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、又は超純水を用いることができる。
前記水のインク中における含有量としては、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。
<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 as content in the ink of the said water, According to the objective, it can select suitably.
<界面活性剤>
前記界面活性剤としては、ポリエーテル変性シロキサン化合物を含むことが好ましい。
前記ポリエーテル変性シロキサン化合物を界面活性剤として用いることにより、インクヘッドのノズルプレートの撥インク層に濡れ難いインクとなり、インクのノズル付着による吐出不良を防ぎ、吐出安定性が向上する。
<Surfactant>
The surfactant preferably contains a polyether-modified siloxane compound.
By using the polyether-modified siloxane compound as a surfactant, the ink becomes difficult to get wet with the ink-repellent layer of the nozzle plate of the ink head, and ejection failure due to ink nozzle adhesion is prevented and ejection stability is improved.
前記ポリエーテル変性シロキサン化合物としては、色材の種類や前記有機溶剤の組合せによって分散安定性を損なわず、動的表面張力が低く、浸透性、及びレベリング性の点から、下記一般式(III)から(VI)で表される化合物から選択される少なくとも1種であることが好ましい。 The polyether-modified siloxane compound has the following general formula (III) from the viewpoints of low dynamic surface tension, low penetrability, and leveling properties without impairing dispersion stability depending on the type of color material and the combination of the organic solvents. To at least one selected from the compounds represented by (VI).
[一般式(III)]
[一般式(IV)]
[一般式(V)]
[一般式(VI)]
[一般式(a)]
前記一般式(III)で示されるポリエーテル変性シロキサン化合物としては、例えば、下記構造式で表される化合物などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。 Examples of the polyether-modified siloxane compound represented by the general formula (III) include, but are not limited to, compounds represented by the following structural formula.
[構造式(VI)]
[構造式(VII)]
[構造式(VIII)]
[構造式(IX)]
[構造式(X)]
[構造式(XI)]
[構造式(XII)]
[構造式(XIII)]
前記一般式(IV)で示されるポリエーテル変性シロキサン化合物としては、例えば、下記構造式で表される化合物などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。 Examples of the polyether-modified siloxane compound represented by the general formula (IV) include, but are not limited to, compounds represented by the following structural formula.
[構造式(XIV)]
前記一般式(V)で示されるポリエーテル変性シロキサン化合物としては、例えば、下記構造式で表される化合物などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。 Examples of the polyether-modified siloxane compound represented by the general formula (V) include, but are not limited to, compounds represented by the following structural formula.
[構造式(XV)]
前記一般式(VI)で示されるポリエーテル変性シロキサン化合物としては、例えば、下記構造式で表される化合物などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。 Examples of the polyether-modified siloxane compound represented by the general formula (VI) include, but are not limited to, compounds represented by the following structural formula.
[構造式(XVI)]
[構造式(XVII)]
[構造式(XVIII)]
前記ポリエーテル変性シロキサン化合物としては、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。 As said polyether modified siloxane compound, what was synthesize | combined suitably may be used and a commercial item may be used.
前記ポリエーテル変性シロキサン化合物の合成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、特許第5101598号公報、特許第5032325号公報、特許第5661229号公報などの記載を参照することができる。
具体的には、(A)ポリエーテルと、(B)オルガノハイドロジェンシロキサンとをヒドロシリル化反応させることにより合成することができる。
前記(A)成分のポリエーテルは、−(CnH2nO)−(ただし、式中、nは2〜4である。)によって表されるポリオキシアルキレンコポリマーを示す。
前記ポリオキシアルキレンコポリマー単位は、好ましくは、オキシエチレン単位−(C2H4O)−、オキシプロピレン単位−(C3H6O)−、オキシブチレン単位−(C4H8O)−、又はそれらの混合単位を含むことができる。前記オキシアルキレン単位は、どのようなやり方で配置されていてもよく、ブロック及びランダムコポリマー構造のいずれかを形成できるが、好ましくはランダムコポリマー基を形成する。より好ましくは、前記ポリオキシアルキレンは、オキシエチレン単位(C2H4O)及びオキシプロピレン単位(C3H6O)の両方をランダムコポリマー中に含む。
The method for synthesizing the polyether-modified siloxane compound is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, Patent Nos. 5101598, 5032325, 5661229, etc. Can be referred to.
Specifically, it can be synthesized by hydrosilylation reaction of (A) polyether and (B) organohydrogensiloxane.
Polyethers of the component (A), - (C n H 2n O ) - ( In the formula, n represents 2 to 4.) Shows a polyoxyalkylene polymer represented by.
The polyoxyalkylene copolymer unit is preferably an oxyethylene unit-(C 2 H 4 O)-, an oxypropylene unit-(C 3 H 6 O)-, an oxybutylene unit-(C 4 H 8 O)-, Alternatively, mixed units thereof can be included. The oxyalkylene units may be arranged in any way and can form either block or random copolymer structures, but preferably form random copolymer groups. More preferably, the polyoxyalkylene comprises both oxyethylene units (C 2 H 4 O) and oxypropylene units (C 3 H 6 O) in the random copolymer.
前記(B)成分のオルガノハイドロジェンシロキサンは、1分子当たり少なくとも1つの、ケイ素に結合した水素(SiH)を含むオルガノポリシロキサンである。前記オルガノポリシロキサンとしては、例えば、(R3SiO0.5)、(R2SiO)、(RSiO1.5)、(SiO2)(ただし、式中、Rは独立して有機基又は炭化水素基である)のシロキシ単位の任意の数あるいは組み合わせなどが挙げられる。
前記オルガノポリシロキサンの(R3SiO0.5)、(R2SiO)、(RSiO1.5)のRがメチル基である場合は、前記シロキシ単位は、それぞれM、D、及びT単位として示され、一方、(SiO2)シロキシ単位はQ単位として示される。
前記オルガノハイドロジェンシロキサンは類似した構造をもっているが、シロキシ単位上に存在する少なくとも1つのSiHを有する。
前記オルガノハイドロジェンシロキサン中のメチル系シロキシ単位は、「MH」シロキシ単位(R2HSiO0.5)、「DH」シロキシ単位(RHSiO)、「TH」シロキシ単位(HSiO1.5)を含むものとして示すことができる。
前記オルガノハイドロジェンシロキサンは、少なくとも1つのシロキシ単位がSiHを含むことを条件として、任意の数のM、MH、D、DH、T、TH、又はQシロキシ単位を含むことができる。
The organohydrogensiloxane of the component (B) is an organopolysiloxane containing at least one silicon-bonded hydrogen (SiH) per molecule. Examples of the organopolysiloxane include (R 3 SiO 0.5 ), (R 2 SiO), (RSiO 1.5 ), and (SiO 2 ) (wherein, R is independently an organic group or carbonized) And any number or combination of siloxy units (which are hydrogen groups).
When R of (R 3 SiO 0.5 ), (R 2 SiO), (RSiO 1.5 ) of the organopolysiloxane is a methyl group, the siloxy units are M, D, and T units, respectively. Whereas (SiO 2 ) siloxy units are shown as Q units.
The organohydrogensiloxane has a similar structure but has at least one SiH present on the siloxy units.
Methyl-based siloxy units in the organohydrogensiloxane, "M H" siloxy units (R 2 HSiO 0.5), "D H" siloxy units (RHSiO), "T H" siloxy units (HSiO 1.5) Can be shown as including.
The organohydrogensiloxane can include any number of M, M H , D, D H , T, T H , or Q siloxy units, provided that at least one siloxy unit includes SiH.
前記(A)成分及び前記(B)成分は、ヒドロシリル化反応によって反応させる。前記ヒドロシリル化反応は、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、ヒドロシリル化触媒を添加して行うことが好ましい。
前記ヒドロシリル化触媒としては、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、白金、ロジウム、ルテニウム、パラジウム、オスミウム、もしくはイリジウム金属、又はそれらの有機金属化合物、あるいはそれらの組み合わせなどが挙げられる。
前記ヒドロシリル化触媒の含有量は、前記(A)成分及び前記(B)成分の質量を基準にして、0.1ppm以上1,000ppm以下が好ましく、1ppm以上100ppm以下がより好ましい。
The component (A) and the component (B) are reacted by a hydrosilylation reaction. The hydrosilylation reaction is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but is preferably performed by adding a hydrosilylation catalyst.
The hydrosilylation catalyst is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, platinum, rhodium, ruthenium, palladium, osmium, iridium metal, organometallic compounds thereof, or combinations thereof Etc.
The content of the hydrosilylation catalyst is preferably from 0.1 ppm to 1,000 ppm, more preferably from 1 ppm to 100 ppm, based on the mass of the component (A) and the component (B).
前記ヒドロシリル化反応は、希釈なし、あるいは溶媒の存在下で行うことができるが、溶媒の存在下で行うことが好ましい。
前記溶媒としては、例えば、アルコール(例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、又はn−プロパノール)、ケトン(例えば、アセトン、メチルエチルケトン、又はメチルイソブチルケトン);芳香族炭化水素(例えば、ベンゼン、トルエン、又はキシレン);脂肪族炭化水素(例えば、ヘプタン、ヘキサン、又はオクタン);グリコールエーテル(例えば、プロピレングリコールメチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテル、プロピレングリコールn−ブチルエーテル、プロピレングリコールn−プロピルエーテル、又はエチレングリコールn−ブチルエーテル)、ハロゲン化炭化水素(例えば、ジクロロメタン、1,1,1−トリクロロエタン、又はメチレンクロライド、クロロホルム)、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、アセトニトリル、テトラヒドロフラン、揮発油、ミネラルスピリット、又はナフサなどが挙げられる。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。
The hydrosilylation reaction can be performed without dilution or in the presence of a solvent, but is preferably performed in the presence of a solvent.
Examples of the solvent include alcohols (eg, methanol, ethanol, isopropanol, butanol, or n-propanol), ketones (eg, acetone, methyl ethyl ketone, or methyl isobutyl ketone); aromatic hydrocarbons (eg, benzene, toluene, Or xylene); aliphatic hydrocarbons (eg, heptane, hexane, or octane); glycol ethers (eg, propylene glycol methyl ether, dipropylene glycol methyl ether, propylene glycol n-butyl ether, propylene glycol n-propyl ether, or ethylene) Glycol n-butyl ether), halogenated hydrocarbons (eg, dichloromethane, 1,1,1-trichloroethane, or methylene chloride, chloroform), dimethyl Rusuruhokishido, dimethylformamide, acetonitrile, tetrahydrofuran, gasoline, mineral spirits, or naphtha, and the like. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
前記ヒドロシリル化反応に用いられる前記(A)成分及び前記(B)成分の量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜調整することができ、前記(A)成分中の全不飽和基と、前記(B)成分のSiH含有量とのモル比で表される。前記オルガノハイドロジェンシロキサンのSiHモル量に対して、20モル%以下のポリエーテル不飽和基量を用いて行うことが好ましく、10モル%以下のポリエーテル不飽和基量を用いて行うことがより好ましい。
前記ヒドロシリル化反応は、特に制限はなく、公知の任意のバッチ法、半連続法、又は連続法において行うことができ、例えば、プラグフロー反応器を用いた連続法で行うことができる。
The amount of the component (A) and the component (B) used in the hydrosilylation reaction is not particularly limited and can be appropriately adjusted according to the purpose. The total unsaturated group in the component (A) , Expressed as a molar ratio with the SiH content of the component (B). It is preferable to use a polyether unsaturated group amount of 20 mol% or less, preferably 10 mol% or less of the polyether unsaturated group amount, relative to the SiH molar amount of the organohydrogensiloxane. preferable.
The hydrosilylation reaction is not particularly limited, and can be performed in any known batch method, semi-continuous method, or continuous method, and for example, can be performed in a continuous method using a plug flow reactor.
前記ポリエーテル変性シロキサン化合物の市販品としては、例えば、71ADDITIVE、74ADDITIVE、57ADDITIVE、8029ADDITIVE、8054ADDITIVE、8211ADDITIVE、8019ADDITIVE、8526ADDITIVE、FZ−2123、FZ−2191(いずれもTORAY ダウ・コーニング株式会社製);TSF4440、TSF4441、TSF4445、TSF4446、TSF4450、TSF4452、TSF4460(いずれもモメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製);シルフェイスSAG002、シルフェイスSAG003、シルフェイスSAG005、シルフェイスSAG503A、シルフェイスSAG008、シルフェイスSJM003(いずれも日信化学工業株式会社製);TEGO Wet KL245、TEGO Wet 250、TEGO Wet 260、TEGO Wet 265、TEGO Wet 270、TEGO Wet 280(いずれもエボニック社製);BYK−345,BYK−347,BYK−348,BYK−375,BYK−377(いずれもビックケミー・ジャパン社製)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、TEGO Wet 270(エボニック社製)、シルフェイスSAG503A(日信化学工業株式会社製)が好ましい。
Examples of commercially available products of the polyether-modified siloxane compound include 71ADDITIVE, 74ADDITIVE, 57ADDITIVE, 8029ADDITIVE, 8054ADDITIVE, 8211ADDITIVE, 8019ADDITIVE, 8526ADDITIVE, FZ-2123, and FZ-2191 (all manufactured by TORAY Dow Corning 44; , TSF4441, TSF4445, TSF4446, TSF4450, TSF4452, TSF4460 (all manufactured by Momentive Performance Materials); Silface SAG002, Silface SAG003, Silface SAG005, Silface SAG503A, Silface SAG008, Silface SJM003 ( All manufactured by Nissin Chemical Industry Co., Ltd.); TEGO Wet KL245, TEGO Wet 250, TEGO Wet 260, TEGO Wet 265, TEGO Wet 270, TEGO Wet 280 (all manufactured by Evonik); BYK-345, BYK-347, BYK-348, BYK-375, BYK-377 (all are manufactured by Big Chemie Japan), and the like. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
Among these, TEGO Wet 270 (manufactured by Evonik) and Silface SAG503A (manufactured by Nissin Chemical Industry Co., Ltd.) are preferable.
前記界面活性剤としては、前記ポリエーテル変性シロキサン化合物以外にも、フッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤、アセチレングリコール又はアセチレンアルコール系界面活性剤などを併用してもよい。 As the surfactant, in addition to the polyether-modified siloxane compound, a fluorine-based surfactant, a silicone-based surfactant, an acetylene glycol or an acetylene alcohol-based surfactant may be used in combination.
前記界面活性剤の含有量は、インク全量に対して、0.001質量%以上5質量%以下が好ましく、0.5質量%以上3質量%以下がより好ましい。前記含有量が、0.001質量%以上5質量%以下であると、インクヘッドのノズルプレートの撥インク層に濡れ難いインクとなり、インクのノズル付着による吐出不良を防ぎ、吐出安定性が向上するという効果が得られる。 The content of the surfactant is preferably 0.001% by mass to 5% by mass and more preferably 0.5% by mass to 3% by mass with respect to the total amount of the ink. When the content is 0.001% by mass or more and 5% by mass or less, the ink does not easily wet the ink repellent layer of the nozzle plate of the ink head, the ejection failure due to the ink nozzle adhesion is prevented, and the ejection stability is improved. The effect is obtained.
本発明のインクは、別の態様として、色材、下記構造式(1)から(5)で表される化合物から選択される少なくとも1種の有機溶剤、樹脂粒子、及び水を含有し、更に必要に応じてその他の成分を含有する。
[構造式(1)]
[Structural formula (1)]
前記色材、前記樹脂粒子、前記構造式(1)から(5)で表される化合物以外の有機溶剤、及び水としては、上述した本発明のインクと同様である。 The coloring material, the resin particles, the organic solvent other than the compounds represented by the structural formulas (1) to (5), and water are the same as those of the ink of the present invention described above.
<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、抑泡剤(消泡剤)、pH調整剤、防腐防黴剤、キレート試薬、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>
The other components are not particularly limited and may be appropriately selected as necessary. For example, a foam suppressor (antifoaming agent), a pH adjuster, an antiseptic / antifungal agent, a chelating reagent, a rust preventive agent, Antioxidants, ultraviolet absorbers, oxygen absorbers, light stabilizers and the like can be mentioned.
−抑泡剤(消泡剤)−
前記抑泡剤(消泡剤)は、インク中に微量添加することによって、その発泡を抑えるために用いられる。ここで、前記発泡とはインクが薄い膜になって空気を包むことである。この泡の生成にはインクの表面張力や粘度等の特性が関与する。即ち、水のように表面張力が高い液体は、液体の表面積をできるだけ小さくしようとする力が働くために、発泡し難い。これに対し、高粘度で高浸透性のインクは、表面張力が低いために発泡し易く、溶液の粘性により生成した泡が維持されやすく消泡し難い。
-Antifoaming agent (antifoaming agent)-
The antifoaming agent (antifoaming agent) is used to suppress foaming by adding a small amount to the ink. Here, the foaming means that the ink becomes a thin film and encloses air. Properties such as the surface tension and viscosity of the ink are involved in the generation of the bubbles. That is, a liquid having a high surface tension such as water is difficult to foam because a force that attempts to make the surface area of the liquid as small as possible works. On the other hand, highly viscous and highly permeable inks tend to foam due to their low surface tension, and bubbles generated by the viscosity of the solution are easily maintained and are difficult to defoam.
通常、前記抑泡剤は、泡膜の表面張力を局部的に低下させて泡を破壊するか、発泡液に不溶な抑泡剤を発泡液表面に点在させることで泡を破壊する。前記インクに界面活性剤として表面張力を低下させる働きの極めて強いポリエーテル変性シロキサン化合物を用いた場合には、前者の機構による抑泡剤を用いても泡膜の表面張力を局部的に低下させることができないため、通常は用いられない。そのため、後者の発泡液に不溶な抑泡剤が用いられるが、この場合、溶液に不溶な抑泡剤によりインクの安定性が低下する。
これに対して、下記一般式(A)で表される抑泡剤は、表面張力を低下させる働きがポリエーテル変性シロキサン化合物ほど強くないものの、前記ポリエーテル変性シロキサン化合物に対する相溶性が高い。このため、抑泡剤が効率的に泡膜に取り込まれ、ポリエーテル変性シロキサン化合物と抑泡剤との表面張力の違いにより泡膜の表面が局部的に不均衡な状態となり、泡が破壊すると考えられる。
Usually, the foam suppressor destroys the foam by locally lowering the surface tension of the foam film to destroy the foam or by interspersing the foam suppressor with a foam suppressor insoluble in the foam liquid. When a very strong polyether-modified siloxane compound that reduces surface tension as a surfactant is used in the ink, the surface tension of the foam film is locally reduced even if the foam suppressor using the former mechanism is used. It is not usually used because it cannot. For this reason, an antifoaming agent that is insoluble in the latter foaming liquid is used. In this case, the stability of the ink is lowered by the antifoaming agent that is insoluble in the solution.
On the other hand, the foam suppressor represented by the following general formula (A) is not as strong as the polyether-modified siloxane compound in reducing the surface tension, but has high compatibility with the polyether-modified siloxane compound. For this reason, when the foam suppressor is efficiently incorporated into the foam film, the surface of the foam film is locally unbalanced due to the difference in surface tension between the polyether-modified siloxane compound and the foam suppressor, and the foam is destroyed. Conceivable.
したがって、前記抑泡剤としては、下記一般式(A)で表される化合物が用いられる。 Therefore, a compound represented by the following general formula (A) is used as the foam suppressor.
<一般式(A)>
前記一般式(A)で表される化合物としては、例えば、2,4,7,9−テトラメチルデカン−4,7−ジオール、2,5,8,11−テトラメチルドデカン−5,8−ジオールなどが挙げられる。これらの中でも、抑泡性効果とインクへの相溶性が高い点から、2,5,8,11−テトラメチルドデカン−5,8−ジオールが好ましい。 Examples of the compound represented by the general formula (A) include 2,4,7,9-tetramethyldecane-4,7-diol, 2,5,8,11-tetramethyldodecane-5,8- Examples include diols. Among these, 2,5,8,11-tetramethyldodecane-5,8-diol is preferable from the viewpoint of high antifoaming effect and high compatibility with ink.
前記抑泡剤の含有量は、インク全量に対して、0.01質量%以上10質量%以下が好ましく、0.1質量%以上5質量%以下がより好ましい。前記抑泡剤の含有量が、0.01質量%以上であると、泡を抑える効果が得られる。一方、前記抑泡剤の含有量が、10質量%以下であると、良好な抑泡性が得られ、粘度、粒径等のインク物性が適正となる。 The content of the foam suppressor is preferably 0.01% by mass or more and 10% by mass or less, and more preferably 0.1% by mass or more and 5% by mass or less with respect to the total amount of the ink. When the content of the foam suppressor is 0.01% by mass or more, an effect of suppressing foam can be obtained. On the other hand, when the content of the antifoaming agent is 10% by mass or less, good antifoaming properties are obtained, and ink physical properties such as viscosity and particle size are appropriate.
−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7〜11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、例えば、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pHが7未満及び11を超えると、インクジェットのヘッドやインク供給ユニットを溶かし出す量が大きくなり、インクの変質や漏洩、吐出不良などの不具合が生じることがある。
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などが挙げられる。
前記ホスホニウム水酸化物としては、例えば、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 7 to 11 without adversely affecting the ink to be prepared, and can be appropriately selected according to the purpose. For example, alcohol amines , Alkali metal hydroxides, ammonium hydroxides, phosphonium hydroxides, alkali metal carbonates, and the like. When the pH is less than 7 or more than 11, the amount of the ink-jet head or ink supply unit that melts out increases, and problems such as ink deterioration, leakage, and ejection failure may occur.
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 and quaternary ammonium hydroxide.
Examples of the phosphonium hydroxide include quaternary phosphonium hydroxide.
Examples of the alkali metal carbonate include lithium carbonate, sodium carbonate, and potassium carbonate.
−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.
−キレート試薬−
前記キレート試薬としては、例えば、エチレンジアミン四酢酸ナトリウム、ニトリロ三酢酸ナトリウム、ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸ナトリウム、ジエチレントリアミン五酢酸ナトリウム、ウラミル二酢酸ナトリウムなどが挙げられる。
-Chelating reagent-
Examples of the chelating reagent include sodium ethylenediaminetetraacetate, sodium nitrilotriacetate, sodium hydroxyethylethylenediaminetriacetate, sodium diethylenetriaminepentaacetate, sodium uramil diacetate, 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.
<インクの製造方法>
本発明のインクは、前記色材、前記有機溶剤、前記樹脂粒子、及び前記界面活性剤、更に必要に応じて前記その他の成分を水中に分散又は溶解し、攪拌混合して製造する。前記攪拌混合は、例えば、サンドミル、ホモジナイザー、ボールミル、ペイントシェイカー、超音波分散機、攪拌羽を用いた攪拌機、マグネチックスターラー、高速の分散機等で行うことができる。
<Ink production method>
The ink of the present invention is produced by dispersing or dissolving the colorant, the organic solvent, the resin particles, the surfactant, and, if necessary, the other components in water and stirring and mixing them. The stirring and mixing can be performed by, for example, a sand mill, a homogenizer, a ball mill, a paint shaker, an ultrasonic disperser, a stirrer using a stirring blade, a magnetic stirrer, a high-speed disperser, or the like.
−インク物性−
前記インクの物性としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、粘度、表面張力等が以下の範囲であることが好ましい。
前記インクの25℃での粘度は、5mPa・s〜25mPa・sが好ましく、6mPa・s〜20mPa・sがより好ましい。前記インク粘度を5mPa・s以上とすることによって、印字濃度や文字品位を向上させる効果が得られる。一方、前記インク粘度を25mPa・s以下に抑えることで、吐出性を確保することができる。
ここで、前記粘度は、例えば、粘度計(RE−550L、東機産業株式会社製)を用いて、25℃で測定することができる。
-Ink physical properties-
There is no restriction | limiting in particular as a physical property of the said ink, According to the objective, it can select suitably, For example, it is preferable that a viscosity, surface tension, etc. are the following ranges.
The viscosity at 25 ° C. of the ink is preferably 5 mPa · s to 25 mPa · s, and more preferably 6 mPa · s to 20 mPa · s. By setting the ink viscosity to 5 mPa · s or more, the effect of improving the printing density and the character quality can be obtained. On the other hand, by suppressing the ink viscosity to 25 mPa · s or less, it is possible to ensure dischargeability.
Here, the said viscosity can be measured at 25 degreeC, for example using a viscometer (RE-550L, Toki Sangyo Co., Ltd. make).
本発明のインクは、インクジェット記録用及びスプレー塗装用のいずれかに好適に用いられる。
前記インクジェット記録用としてのインクは、インクジェットヘッドとして、インク流路内のインクを加圧する圧力発生手段として圧電素子を用いてインク流路の壁面を形成する振動板を変形させてインク流路内容積を変化させてインク滴を吐出させるいわゆるピエゾ型のもの(特開平2−51734号公報参照)、又は、発熱抵抗体を用いてインク流路内でインクを加熱して気泡を発生させるいわゆるサーマル型のもの(特開昭61−59911号公報参照)、インク流路の壁面を形成する振動板と電極とを対向配置し、振動板と電極との間に発生させる静電力によって振動板を変形させることで,インク流路内容積を変化させてインク滴を吐出させる静電型のもの(特開平6−71882号公報参照)などのいずれのインクジェットヘッドを搭載するプリンタにも良好に使用できる。
The ink of the present invention is suitably used for either inkjet recording or spray coating.
The ink for ink-jet recording is an ink-jet head that deforms a diaphragm that forms a wall surface of the ink flow path by using a piezoelectric element as a pressure generating means for pressurizing the ink in the ink flow path. A so-called piezo type that discharges ink droplets by changing the temperature (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-51734), or a so-called thermal type that generates bubbles by heating ink in an ink flow path using a heating resistor. (Refer to Japanese Patent Laid-Open No. 61-59911), the diaphragm and the electrode forming the wall surface of the ink flow path are arranged to face each other, and the diaphragm is deformed by the electrostatic force generated between the diaphragm and the electrode. Thus, any ink jet head such as an electrostatic type that discharges ink droplets by changing the volume of the ink flow path (see JP-A-6-71882) can be used. It can be satisfactorily used in the printer for mounting.
(インク容器)
本発明のインク容器は、本発明の前記インクを容器中に収容してなり、更に必要に応じて適宜選択したその他の部材等を有してなる。
前記容器としては、特に制限はなく、目的に応じてその形状、構造、大きさ、材質等を適宜選択することができ、例えば、アルミニウムラミネートフィルム、樹脂フィルム等で形成されたインク袋などを少なくとも有するもの、などが好適に挙げられる。
(Ink container)
The ink container of the present invention contains the ink of the present invention in a container, and further includes other members appropriately selected as necessary.
The container is not particularly limited, and its shape, structure, size, material and the like can be appropriately selected according to the purpose. For example, at least an ink bag formed of an aluminum laminate film, a resin film, or the like Preferred examples include those possessed.
(画像形成方法及び画像形成装置)
本発明の画像形成方法は、インク飛翔工程を含み、更に必要に応じて適宜選択したその他の工程を含む。
本発明の画像形成装置は、インク飛翔手段を有し、更に必要に応じて適宜選択したその他の手段を有する。
(Image forming method and image forming apparatus)
The image forming method of the present invention includes an ink flying step, and further includes other steps appropriately selected as necessary.
The image forming apparatus of the present invention has ink flying means, and further has other means appropriately selected as necessary.
本発明の画像形成方法は、本発明の画像形成装置により好適に実施することができ、前記インク飛翔工程は前記インク飛翔手段により好適に行うことができる。また、前記その他の工程は、前記その他の手段により好適に行うことができる。 The image forming method of the present invention can be suitably carried out by the image forming apparatus of the present invention, and the ink flying step can be suitably carried out by the ink flying means. Moreover, the said other process can be suitably performed by the said other means.
<インク飛翔工程及びインク飛翔手段>
前記インク飛翔工程は、本発明の前記インクに、刺激(エネルギー)を印加し、前記インクを飛翔させて記録媒体に画像を形成する工程である。
前記インク飛翔手段は、本発明の前記インクに、刺激(エネルギー)を印加し、該インクを飛翔させて記録媒体に画像を形成する手段である。該インク飛翔手段としては、特に制限はなく、例えば、インク吐出用の各種のノズルなどが挙げられる。
<Ink flying process and ink flying means>
The ink flying step is a step of forming an image on a recording medium by applying a stimulus (energy) to the ink of the present invention and causing the ink to fly.
The ink flying means is means for applying a stimulus (energy) to the ink of the present invention and causing the ink to fly to form an image on a recording medium. The ink flying means is not particularly limited, and examples thereof include various nozzles for ejecting ink.
前記刺激(エネルギー)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。 The stimulus (energy) can be generated by, for example, the stimulus generating means, and the stimulus is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose. Heat (temperature), pressure, vibration, For example, light. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together. Among these, heat and pressure are preferable.
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、具体的には、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。 Examples of the stimulus generating means include a heating device, a pressurizing device, a piezoelectric element, a vibration generating device, an ultrasonic oscillator, a light, and the like. Specifically, for example, a piezoelectric actuator such as a piezoelectric element, a heating resistor. Examples include a thermal actuator that uses a phase change caused by film boiling of a liquid using an electrothermal conversion element such as a shape memory alloy actuator that uses a metal phase change caused by a temperature change, and an electrostatic actuator that uses an electrostatic force.
前記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り、例えば、前記刺激が「熱」の場合、記録ヘッド内の前記インクに対し、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インクに気泡を発生させ、該気泡の圧力により、前記記録ヘッドのノズル孔から該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前記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。 There is no particular limitation on the mode of the ink flying, and it varies depending on the type of the stimulus. For example, when the stimulus is “heat”, the thermal energy corresponding to the recording signal is output to the ink in the recording head. For example, using a thermal head or the like, generating bubbles in the ink by the thermal energy, and ejecting and ejecting the ink as droplets from the nozzle holes of the recording head by the pressure of the bubbles, etc. Is mentioned. 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 is bent, and the pressure chamber For example, there is a method in which the volume is reduced and the ink is ejected and ejected as droplets from the nozzle holes of the recording head.
<その他の工程及びその他の手段>
前記その他の工程としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、乾燥工程、制御工程などが挙げられる。
前記その他の手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、乾燥手段、制御手段などが挙げられる。
<Other processes and other means>
There is no restriction | limiting in particular as said other process, According to the objective, it can select suitably, For example, a drying process, a control process, etc. are mentioned.
There is no restriction | limiting in particular as said other means, According to the objective, it can select suitably, For example, a drying means, a control means, etc. are mentioned.
−乾燥工程及び乾燥手段−
前記乾燥工程は、前記インクで画像が記録された記録媒体を加熱乾燥する工程であり、乾燥手段により行われる。
前記乾燥は、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、赤外線乾燥装置、マイクロ波乾燥装置、ロールヒーター、ドラムヒーターや温風により行うことができる。なお、画像形成表面を平滑化及び画像定着するため、加熱手段により100℃以上150℃以下に加熱して熱定着させる定着工程を設けてもよい。
前記定着工程を設けることにより、記録物の光沢性及び定着性が向上する。ここで熱定着手段としては、加熱された鏡面を持つローラやドラムヒーター等が好適に用いられ、画像形成表面にロールヒーター、ドラムヒーターの鏡面部(平滑部)を接触させることができる。加熱温度については、画像品質、安全性、及び経済性を考えると100℃以上150℃以下に加熱された定着ローラが好ましい。
-Drying process and drying means-
The drying step is a step of heating and drying a recording medium on which an image is recorded with the ink, and is performed by a drying unit.
There is no restriction | limiting in particular in the said drying, According to the objective, it can select suitably, For example, it can carry out with an infrared dryer, a microwave dryer, a roll heater, a drum heater, or warm air. In order to smooth the image forming surface and fix the image, there may be provided a fixing step in which heat fixing is performed by heating to 100 ° C. or more and 150 ° C. or less by a heating means.
By providing the fixing step, the gloss and fixability of the recorded matter are improved. Here, as the heat fixing means, a roller having a heated mirror surface, a drum heater or the like is preferably used, and the mirror surface portion (smooth portion) of the roll heater or drum heater can be brought into contact with the image forming surface. Regarding the heating temperature, a fixing roller heated to 100 ° C. or higher and 150 ° C. or lower is preferable in view of image quality, safety, and economic efficiency.
−制御工程及び制御手段−
前記制御工程は、前記各工程を制御する工程であり、制御手段により行われる。
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。
-Control process and control means-
The control step is a step of controlling each of the steps, and is performed by a control unit.
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 a sequencer and a computer.
本発明のインクは、インクジェット記録方式による各種記録装置、例えば、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、立体造形装置などに好適に使用することができる。
本発明において、記録装置、記録方法とは、記録媒体に対してインクや各種処理液等を吐出することが可能な装置、当該装置を用いて記録を行う方法である。記録媒体とは、インクや各種処理液が一時的にでも付着可能なものを意味する。
この記録装置には、インクを吐出するヘッド部分だけでなく、記録媒体の給送、搬送、排紙に係わる手段、その他、前処理装置、後処理装置と称される装置などを含むことができる。
記録装置、記録方法は、加熱工程に用いる加熱手段、乾燥工程に用いる乾燥手段を有してもよい。加熱手段、乾燥手段には、例えば、記録媒体の印字面や裏面を加熱、乾燥する手段が含まれる。加熱手段、乾燥手段としては、特に限定されないが、例えば、温風ヒーター、赤外線ヒーターを用いることができる。加熱、乾燥は、印字前、印字中、印字後などに行うことができる。
また、記録装置、記録方法は、インクによって文字、図形等の有意な画像が可視化されるものに限定されるものではない。例えば、幾何学模様などのパターン等を形成するもの、三次元像を造形するものも含まれる。
また、記録装置には、特に限定しない限り、吐出ヘッドを移動させるシリアル型装置、吐出ヘッドを移動させないライン型装置のいずれも含まれる。
更に、この記録装置には、卓上型だけでなく、A0サイズの記録媒体への印刷も可能とする広幅の記録装置や、例えばロール状に巻き取られた連続用紙を記録媒体として用いることが可能な連帳プリンタも含まれる。
記録装置の一例について図1乃至図2を参照して説明する。図1は同装置の斜視説明図である。図2はメインタンクの斜視説明図である。記録装置の一例としての画像形成装置400は、シリアル型画像形成装置である。画像形成装置400の外装401内に機構部420が設けられている。ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の各色用のメインタンク410(410k、410c、410m、410y)の各インク収容部411は、例えば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。インク収容部411は、例えば、プラスチックス製の収容容器ケース414内に収容される。これによりメインタンク410は、各色のインクカートリッジとして用いられる。
一方、装置本体のカバー401cを開いたときの開口の奥側にはカートリッジホルダ404が設けられている。カートリッジホルダ404には、メインタンク410が着脱自在に装着される。これにより、各色用の供給チューブ436を介して、メインタンク410の各インク排出口413と各色用の吐出ヘッド434とが連通し、吐出ヘッド434から記録媒体へインクを吐出可能となる。
The ink of the present invention can be suitably used for various recording apparatuses using an ink jet recording method, such as a printer, a facsimile apparatus, a copying apparatus, a printer / fax / copier complex machine, and a three-dimensional modeling apparatus.
In the present invention, the recording apparatus and the recording method are an apparatus capable of ejecting ink, various treatment liquids, and the like to a recording medium, and a method of performing recording using the apparatus. The recording medium means a medium on which ink or various processing liquids can be temporarily attached.
The recording apparatus can include not only a head portion that ejects ink but also means for feeding, transporting, and discharging a recording medium, and other devices called pre-processing devices and post-processing devices. .
The recording apparatus and the recording method may include a heating unit used in the heating step and a drying unit used in the drying step. The heating means and the drying means include, for example, a means for heating and drying the printing surface and the back surface of the recording medium. Although it does not specifically limit as a heating means and a drying means, For example, a warm air heater and an infrared heater can be used. Heating and drying can be performed before printing, during printing, after printing, and the like.
Further, the recording apparatus and the recording method are not limited to those in which significant images such as characters and figures are visualized by ink. For example, what forms patterns, such as geometric patterns, and what forms a three-dimensional image are also included.
Further, the recording apparatus includes both a serial type apparatus that moves the ejection head and a line type apparatus that does not move the ejection head, unless otherwise specified.
Furthermore, this recording apparatus can use not only a desktop type but also a wide recording apparatus that can print on an A0 size recording medium, for example, a continuous paper wound up in a roll shape as a recording medium. Also included are continuous paper printers.
An example of the recording apparatus will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a perspective view of the apparatus. FIG. 2 is an explanatory perspective view of the main tank. An image forming apparatus 400 as an example of a recording apparatus is a serial type image forming apparatus. A mechanism unit 420 is provided in the exterior 401 of the image forming apparatus 400. Each ink storage portion 411 of the main tank 410 (410k, 410c, 410m, 410y) for each color of black (K), cyan (C), magenta (M), yellow (Y) is packaged, for example, an aluminum laminate film It is formed by a member. The ink storage unit 411 is stored in, for example, a plastic container case 414. As a result, the main tank 410 is used as an ink cartridge for each color.
On the other hand, a cartridge holder 404 is provided on the inner side of the opening when the cover 401c of the apparatus main body is opened. A main tank 410 is detachably attached to the cartridge holder 404. Thus, the ink discharge ports 413 of the main tank 410 and the discharge heads 434 for the respective colors communicate with each other via the supply tubes 436 for the respective colors, and ink can be discharged from the discharge heads 434 to the recording medium.
この記録装置には、インクを吐出する部分だけでなく、前処理装置、後処理装置と称される装置などを含むことができる。
前処理装置、後処理装置の一態様として、ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)などのインクの場合と同様に、前処理液や、後処理液を有する液体収容部と液体吐出ヘッドを追加し、前処理液や、後処理液をインクジェット記録方式で吐出する態様がある。
前処理装置、後処理装置の他の態様として、インクジェット記録方式以外の、例えば、ブレードコート法、ロールコート法、スプレーコート法による前処理装置、後処理装置を設ける態様がある。
The recording apparatus can include not only a portion that ejects ink but also a device called a pre-processing device or a post-processing device.
As one mode of the pretreatment device and the posttreatment device, as in the case of inks such as black (K), cyan (C), magenta (M), and yellow (Y), a pretreatment liquid and a posttreatment liquid are included. There is a mode in which a liquid container and a liquid discharge head are added, and a pretreatment liquid and a posttreatment liquid are discharged by an ink jet recording method.
As another aspect of the pretreatment apparatus and the posttreatment apparatus, there is an aspect in which, for example, a pretreatment apparatus or a posttreatment apparatus other than the ink jet recording method is provided by a blade coating method, a roll coating method, or a spray coating method.
なお、インクの使用方法としては、インクジェット記録方法に制限されず、広く使用することが可能である。インクジェット記録方法以外にも、例えば、ブレードコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ディップコート法、カーテンコート法、スライドコート法、ダイコート法、スプレーコート法などが挙げられる。 The method of using the ink is not limited to the ink jet recording method, and can be widely used. Besides the ink jet recording method, for example, a blade coating method, a gravure coating method, a bar coating method, a roll coating method, a dip coating method, a curtain coating method, a slide coating method, a die coating method, a spray coating method and the like can be mentioned.
本発明のインクの用途は、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、印刷物、塗料、コーティング材、下地用などに応用することが可能である。更に、インクとして用いて二次元の文字や画像を形成するだけでなく、三次元の立体像(立体造形物)を形成するための立体造形用材料としても用いることができる。
立体造形物を造形するための立体造形装置は、公知のものを使用することができ、特に限定されないが、例えば、インクの収容手段、供給手段、吐出手段や乾燥手段等を備えるものを使用することができる。立体造形物には、インクを重ね塗りするなどして得られる立体造形物が含まれる。また、記録媒体等の基材上にインクを付与した構造体を加工してなる成形加工品も含まれる。前記成形加工品は、例えば、シート状、フィルム状に形成された記録物や構造体に対して、加熱延伸や打ち抜き加工等の成形加工を施したものであり、例えば、自動車、OA機器、電気・電子機器、カメラ等のメーターや操作部のパネルなど、表面を加飾後に成形する用途に好適に使用される。
The use of the ink of the present invention is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. For example, it can be applied to printed materials, paints, coating materials, foundations and the like. Furthermore, it can be used not only to form two-dimensional characters and images using ink, but also as a three-dimensional modeling material for forming a three-dimensional stereoscopic image (three-dimensional modeled object).
A known three-dimensional modeling apparatus for modeling a three-dimensional model can be used, and is not particularly limited. For example, a three-dimensional modeling apparatus including an ink storage unit, a supply unit, a discharge unit, a drying unit, or the like is used. be able to. The three-dimensional structure includes a three-dimensional structure obtained by repeatedly applying ink. Further, a molded product obtained by processing a structure provided with ink on a substrate such as a recording medium is also included. The molded product is obtained by subjecting a recorded material or a structure formed in a sheet shape or a film shape to a molding process such as heat stretching or punching, for example, an automobile, an OA device, an electric -It is suitably used for applications in which surfaces are decorated after decorating, such as meters for electronic devices, cameras, etc., and panels for operation units.
(液体吐出装置)
本発明の液体吐出装置は、本発明のインクと、前記インクを吐出するノズルを有する液体吐出部と、を備えた液体吐出装置であって、
前記液体吐出部が、前記ノズルと連通する液室、並びに前記インクを前記液室に流入又は流出させるための第一の供給口及び第二の供給口を有し、
前記液体吐出装置が、前記第一の供給口及び前記第二の供給口の一方の供給口から流出する前記インクを、循環経路を介して他方の供給口に流入させる循環手段を有し、更に必要に応じてその他の手段を有する。
(Liquid discharge device)
The liquid ejection apparatus of the present invention is a liquid ejection apparatus comprising the ink of the present invention and a liquid ejection section having a nozzle for ejecting the ink,
The liquid ejection unit has a liquid chamber communicating with the nozzle, and a first supply port and a second supply port for allowing the ink to flow into or out of the liquid chamber;
The liquid ejecting apparatus includes a circulation unit that causes the ink flowing out from one of the first supply port and the second supply port to flow into the other supply port through a circulation path, and Other means are provided as necessary.
本発明のインクを従来ヘッドで吐出させた場合、デキャップ時にメニスカス近傍のインクが造膜しやすく、再吐出した際に曲がりや揺れといった異常吐出を発生させてしまうことがあるが、前記循環手段を有するヘッドによりメニスカス近傍のインクが循環される効果が得られるためでキャップ時の造膜化を防ぐことができ、長期に渡り吐出安定性が向上し、高品位の記録を安定して提供することが可能となる。
前記循環手段を有するヘッドは、インクを循環させるため従来ヘッドに比べてメニスカスが維持され難く、メニスカスの溢れや気泡の巻き込みが発生しやすくなってしまうという課題がある。しかしながら、本発明インクを上記循環手段を有するヘッドと組合せることで、インクにおける動的表面張力Aと静的表面張力Bとのバランスの最適化が図れ、ノズルプレートの撥水膜に濡れ難いインクとなることでメニスカスを維持することが可能となり、メニスカスの溢れや気泡の巻き込みを防いで長期に渡り安定して高品位な画像を提供することが可能となる。
When the ink of the present invention is ejected by a conventional head, the ink in the vicinity of the meniscus is likely to form a film at the time of decap and may cause abnormal ejection such as bending or shaking when re-ejection. The effect of circulating the ink in the vicinity of the meniscus is obtained by the head it has, so it is possible to prevent film formation at the time of capping, improve ejection stability over a long period of time, and stably provide high-quality recording Is possible.
In the head having the circulation means, the ink is circulated, so that it is difficult to maintain the meniscus as compared with the conventional head, and there is a problem that meniscus overflow and bubble entrapment are likely to occur. However, by combining the ink of the present invention with the head having the above circulation means, the balance between the dynamic surface tension A and the static surface tension B in the ink can be optimized, and the ink which is difficult to wet the water repellent film of the nozzle plate. As a result, the meniscus can be maintained, and the meniscus can be prevented from overflowing and air bubbles can be prevented, and a high-quality image can be provided stably over a long period of time.
ここで、図3は、本発明の液体吐出装置(インクジェット装置、画像形成装置)の一例としての構成を示す概略図である。
液体吐出装置1は、インク等の液滴を吐出するノズル3、及び吐出機構を有するヘッド(液体吐出部、液体吐出ヘッド)2と、ヘッド2に液体(第1の液体、第2の液体)を供給するための第1のインク供給経路(第1の経路)100と、ヘッド2に液体(第1の液体、第2の液体)を供給するための第2のインク供給経路(第2の経路)110と、第1のインク供給経路100を介してヘッド2にインク(第1の液体)22を供給するインクタンク(第1の液体貯留部)21を備えた第1の液体供給部20と、第1のインク供給経路100、及び第2のインク供給経路110に対してバルブA(第1の切り替え弁101)及びバルブB(第2の切り替え弁111)を介してそれぞれつながり、かつヘッド2を迂回する循環経路(第3の経路)120と、循環経路120上に配置された脱気装置121(脱気装置121a+真空発生装置(ポンプ)121b)、及び液体循環手段(ポンプ)122と、第1のインク供給経路100、若しくは第2のインク供給経路110に対してバルブC(第3の切り替え弁102)を介してつながる洗浄液供給経路(第4の経路)130と、洗浄液供給経路130を介してヘッドに洗浄液42(第2の液体)を供給する洗浄液タンク41を備えた第2の液体供給部40と、第1のインク供給経路100、若しくは第2のインク供給経路110中の液体をヘッドへ流すために第1のインク供給経路100、若しくは第2のインク供給経路110上に設置されたバルブD(経路開閉手段112)と、を備える。
Here, FIG. 3 is a schematic diagram showing a configuration as an example of the liquid ejection apparatus (inkjet apparatus, image forming apparatus) of the present invention.
The liquid ejection apparatus 1 includes a nozzle 3 that ejects droplets of ink and the like, a head (liquid ejection unit, liquid ejection head) 2 having an ejection mechanism, and a liquid (first liquid, second liquid) in the head 2. A first ink supply path (first path) 100 for supplying liquid, and a second ink supply path (second liquid) for supplying liquid (first liquid, second liquid) to the head 2. Path) 110 and a first liquid supply section 20 including an ink tank (first liquid storage section) 21 that supplies ink (first liquid) 22 to the head 2 via the first ink supply path 100. Are connected to the first ink supply path 100 and the second ink supply path 110 via the valve A (first switching valve 101) and the valve B (second switching valve 111), respectively, and the head Circulation route that bypasses 2 (third route 120, a deaeration device 121 (a deaeration device 121a + a vacuum generation device (pump) 121b) and a liquid circulation means (pump) 122 disposed on the circulation path 120, and the first ink supply path 100 or the second A cleaning liquid supply path (fourth path) 130 connected to the ink supply path 110 via the valve C (third switching valve 102), and a cleaning liquid 42 (second liquid) to the head via the cleaning liquid supply path 130. ) And a first ink supply path for flowing the liquid in the first ink supply path 100 or the second ink supply path 110 to the head. 100 or a valve D (path opening / closing means 112) installed on the second ink supply path 110.
ヘッド(液体吐出部)2は、先端面にインク(第1の液体)22を吐出する微細なノズル3を複数備え、その内部にはノズルと連通し、かつインクを保持する図示しない液室を備えている。また、ヘッド2の異なった部位には、液室にインクや洗浄液を流入又は流出させるための第1の供給口5と第2の供給口6がそれぞれ配置されている。第1の供給口5は第1のインク供給経路100の一端と連通接続され、第2の供給口6は第2のインク供給経路110の一端と連通接続されている。
ノズル3からインクを液滴として吐出する方式(液体吐出機構)として、インクを加熱して押し出す方式や、ヘッド内部に配置したピエゾ素子に電圧を加えて変形させることでインクを押し出す方式などが挙げられる。
図示しない印刷対象に対してインクを吐出することで印刷することができる。印刷対象として、紙などシート状のものが挙げられる。
The head (liquid ejection unit) 2 includes a plurality of fine nozzles 3 that eject ink (first liquid) 22 on the tip surface, and a liquid chamber (not shown) that communicates with the nozzles and holds ink therein. I have. In addition, a first supply port 5 and a second supply port 6 for allowing ink or cleaning liquid to flow into or out of the liquid chamber are disposed at different portions of the head 2, respectively. The first supply port 5 is connected to one end of the first ink supply path 100, and the second supply port 6 is connected to one end of the second ink supply path 110.
Examples of a method (liquid ejection mechanism) for ejecting ink as droplets from the nozzle 3 include a method in which ink is heated and pushed out, and a method in which ink is pushed out by applying a voltage to a piezoelectric element disposed inside the head and deforming it. It is done.
Printing can be performed by ejecting ink onto a printing target (not shown). Examples of the print target include sheet-like materials such as paper.
第1のインク供給経路(第1の経路)100は、一端がヘッドの第1の供給口5につながり、他端がインクタンク21内のインク22に通じており、3つの流路r1、r2、r3から構成されている。
洗浄液供給経路(第4の経路)130は、一端がバルブCにつながり、他端が洗浄液タンク41内の洗浄液42に通じている流路r4から構成されている。
One end of the first ink supply path (first path) 100 is connected to the first supply port 5 of the head, and the other end communicates with the ink 22 in the ink tank 21, and the three flow paths r1 and r2 are connected. , R3.
The cleaning liquid supply path (fourth path) 130 includes a flow path r4 having one end connected to the valve C and the other end communicating with the cleaning liquid 42 in the cleaning liquid tank 41.
バルブA(第1の切り替え弁101)、バルブB(第2の切り替え弁111)、バルブC(第3の切り替え弁102)は、それぞれ3方の経路に連通接続され、3方の経路のうちのいずれか2方を同時に導通(連通)させる機能を有する。即ち、バルブAは第1のインク供給経路100の途中に配置されると共に、循環経路120の一端と接続されている。バルブBは第2のインク供給経路110の途中に配置されると共に、循環経路120の他端と接続されている。バルブCは、バルブAよりもインクタンク21寄りの第1のインク供給経路100の途中に配置されると共に、洗浄液供給経路130の一端(下流側端部)と接続されている。
バルブD(経路開閉手段112)は、バルブBよりも廃液タンク50寄りの第2のインク供給経路110の途中に配置されており、第2のインク供給経路110を開閉させて大気との連通状態を断接(遮断、接続)する機能を有する。
バルブA、バルブB、バルブC、バルブDによる経路間の接続パターン(開閉パターン)を切り替える方式として、手動式、空圧式、電磁式が挙げられる。ただし、図示しない制御回路でこれらを制御する場合には電磁式が好ましい。
The valve A (first switching valve 101), the valve B (second switching valve 111), and the valve C (third switching valve 102) are connected in communication with three paths, respectively. It has a function of conducting (communication) any two of them simultaneously. That is, the valve A is disposed in the middle of the first ink supply path 100 and is connected to one end of the circulation path 120. The valve B is disposed in the middle of the second ink supply path 110 and is connected to the other end of the circulation path 120. The valve C is disposed in the middle of the first ink supply path 100 closer to the ink tank 21 than the valve A, and is connected to one end (downstream end) of the cleaning liquid supply path 130.
The valve D (path opening / closing means 112) is disposed in the middle of the second ink supply path 110 closer to the waste liquid tank 50 than the valve B, and opens and closes the second ink supply path 110 to communicate with the atmosphere. Has a function of connecting and disconnecting (blocking, connecting).
As a method of switching the connection pattern (opening / closing pattern) between paths by the valve A, the valve B, the valve C, and the valve D, there are a manual method, a pneumatic method, and an electromagnetic method. However, when these are controlled by a control circuit (not shown), an electromagnetic type is preferable.
次に、インクタンク21とその周辺部(第1の液体供給部20)について説明する。
インクタンク21は、ヘッド2のノズルから吐出するインクを蓄える容器である。
第1の加圧装置(第1の加圧手段)23、及び減圧装置(減圧手段)24が、インクタンク内の上部にある気相と通じている。
また、第1のインク供給経路100の一端部(開口部)がインクタンク内に入り込んでその下部まで達しており、インクタンク内部のインク22と連通するように配置されている。
第1のインク供給経路100は、インクタンク21内から、バルブC、バルブAを通じて第1の供給口5へつながっている。
第1の加圧装置23は、圧縮空気を送り出す空圧式の加圧装置であり、図示しない制御回路からの制御信号を受けて任意に駆動、停止を制御される。
第1の加圧装置23としては、コンプレッサーと、コンプレッサーで発生させた圧縮空気を送り出す経路を開閉する電磁弁と、を組み合わせた構成を一例として挙げることができる。
第1の加圧装置23を駆動すると、密閉されたインクタンク内の気相が加圧され、インクが第1のインク供給経路100の方向に押し出される。
Next, the ink tank 21 and its peripheral part (first liquid supply part 20) will be described.
The ink tank 21 is a container that stores ink discharged from the nozzles of the head 2.
A first pressurization device (first pressurization means) 23 and a decompression device (decompression means) 24 communicate with the gas phase at the upper part in the ink tank.
Also, one end (opening) of the first ink supply path 100 enters the ink tank and reaches the lower part thereof, and is arranged to communicate with the ink 22 inside the ink tank.
The first ink supply path 100 is connected from the ink tank 21 to the first supply port 5 through the valve C and the valve A.
The first pressurizing device 23 is a pneumatic pressurizing device that sends out compressed air, and is arbitrarily controlled to be driven and stopped in response to a control signal from a control circuit (not shown).
An example of the first pressurizing device 23 is a configuration in which a compressor and a solenoid valve that opens and closes a path for sending out compressed air generated by the compressor are combined.
When the first pressure device 23 is driven, the gas phase in the sealed ink tank is pressurized, and the ink is pushed out in the direction of the first ink supply path 100.
減圧装置24は、空気を減圧する装置であり、図示しない制御回路により駆動、停止、及び減圧量の大小を制御される。減圧装置24は、第1の液体供給部と第2のインク供給経路110との間に圧力差を発生させてヘッドから第1の液体供給部20へインク(第1の液体)を回収する第1の液体回収機構を構成している。
減圧装置24としては、真空ポンプと、真空ポンプにつながった経路に流れる空気の流量を制限することで減圧量の大小を調節する調節装置と、を組み合わせた構成が考えられる。
減圧装置24を駆動してインクタンク内の気相を減圧すると、第1のインク供給経路100内のインクがインクタンク21側へ引き戻される。
The decompression device 24 is a device that decompresses air, and is driven, stopped, and the amount of decompression is controlled by a control circuit (not shown). The decompression device 24 generates a pressure difference between the first liquid supply unit and the second ink supply path 110 to recover the ink (first liquid) from the head to the first liquid supply unit 20. 1 liquid recovery mechanism.
The decompression device 24 may be configured by combining a vacuum pump and an adjustment device that regulates the amount of decompression by limiting the flow rate of air flowing through a path connected to the vacuum pump.
When the decompression device 24 is driven to decompress the gas phase in the ink tank, the ink in the first ink supply path 100 is drawn back to the ink tank 21 side.
液体吐出装置1では、ヘッド2内のインク圧力が大気圧より大きい場合、ノズル3から意図せずにインクが漏れ出すことが起こる。これを防ぐためには減圧装置24を駆動することが有効である。密閉されたインクタンク内の気相を減圧することにより、インクタンク内のインクを減圧する。それにより、第1のインク供給経路100を通じて負圧がヘッドの液室内に供給され、ヘッド内のインクを減圧することができる。このため、ヘッド内のインクの圧力を適正な負圧に維持できる。
また、減圧装置で発生させる減圧量を大きくすることにより、ヘッド内のインクを、第1のインク供給経路100を通じてインクタンクに回収することができる。
In the liquid ejecting apparatus 1, when the ink pressure in the head 2 is larger than the atmospheric pressure, ink leaks unintentionally from the nozzle 3. In order to prevent this, it is effective to drive the decompression device 24. By depressurizing the gas phase in the sealed ink tank, the ink in the ink tank is depressurized. Thereby, a negative pressure is supplied into the liquid chamber of the head through the first ink supply path 100, and the ink in the head can be decompressed. For this reason, the pressure of the ink in the head can be maintained at an appropriate negative pressure.
Further, by increasing the amount of pressure generated by the pressure reducing device, the ink in the head can be collected in the ink tank through the first ink supply path 100.
次に、洗浄液タンク41とその周辺部(第2の液体供給部40)の構成について説明する。
洗浄液タンク41は、ヘッド2、及びその周辺経路100、110を洗浄するための洗浄液42を蓄える密閉された容器である。第2の加圧装置(第2の加圧手段)43が、洗浄液タンク41内の上部にある気相と通じている。
また、洗浄液供給経路130の端部(開口部)が洗浄液タンク内に入り込んでその下部まで延在しており、洗浄液タンク内部の洗浄液に連通するように配置されている。
洗浄液供給経路130は、洗浄液タンク41からバルブCにつながっている。
第2の加圧装置43の内部構成は第1の加圧装置23と同様である。
第2の加圧装置43を駆動すると、洗浄液タンク内の気相が加圧され、洗浄液が洗浄液供給経路130の方向に押し出される。
Next, the configuration of the cleaning liquid tank 41 and its peripheral part (second liquid supply part 40) will be described.
The cleaning liquid tank 41 is a sealed container that stores the cleaning liquid 42 for cleaning the head 2 and its peripheral paths 100 and 110. A second pressurizing device (second pressurizing means) 43 communicates with the gas phase at the upper part in the cleaning liquid tank 41.
Further, the end (opening) of the cleaning liquid supply path 130 enters the cleaning liquid tank and extends to the lower part thereof, and is arranged to communicate with the cleaning liquid inside the cleaning liquid tank.
The cleaning liquid supply path 130 is connected to the valve C from the cleaning liquid tank 41.
The internal configuration of the second pressure device 43 is the same as that of the first pressure device 23.
When the second pressurizing device 43 is driven, the gas phase in the cleaning liquid tank is pressurized, and the cleaning liquid is pushed out toward the cleaning liquid supply path 130.
次に、廃液タンク50、及びその周辺の構成について説明する。
廃液タンク50は、ヘッドの液室内を洗浄した洗浄液42の一部を排出するための容器である。ヘッドから第2のインク供給経路110へ排出された液を、廃液タンク50で受け取る構造になっている。
廃液タンク中の廃液と第2のインク供給経路110の端部とは接しておらず、第2のインク供給経路110の廃液タンク側の端部は大気と接している。
これにより、インクタンク側の減圧装置24を駆動したときに、第2のインク供給経路110からヘッド2へ大気を吸入することができる構成になっている。
廃液タンク50は、後述する洗浄工程において、ヘッド周辺経路を洗浄するために用いられる。
Next, the configuration of the waste liquid tank 50 and its periphery will be described.
The waste liquid tank 50 is a container for discharging a part of the cleaning liquid 42 that has cleaned the liquid chamber of the head. The liquid discharged from the head to the second ink supply path 110 is received by the waste liquid tank 50.
The waste liquid in the waste liquid tank is not in contact with the end of the second ink supply path 110, and the end of the second ink supply path 110 on the waste liquid tank side is in contact with the atmosphere.
Thereby, when the pressure reducing device 24 on the ink tank side is driven, the air can be sucked into the head 2 from the second ink supply path 110.
The waste liquid tank 50 is used for cleaning the head peripheral path in a cleaning process described later.
次に、液体を、ヘッドを回避した経路を経て循環させる循環経路120について説明する。
循環経路120は一端がバルブAにつながり、他端がバルブBにつながっている。循環流路上には脱気装置121aとポンプ122、フィルタ123が配置されている。
脱気装置121aはインク中の溶存気体を除去する装置である。脱気装置の内部は、インク室121a−1と気体室121a−2とに分かれた構造になっている。インク室と気体室の間は、液体を通さず気体を透過させる部材121a−3で仕切られている。インク室121a−1にインクを流し、気体室121a−2を減圧すると、インク室内のインクに溶け込んだ気体が、気体を透過する部材121a−3を経由して気体室に移動し、インク内を脱気できる。液体を通さず気体を透過する部材として、中空糸膜が挙げられる。
また、脱気装置としては、インクを通過させる性質を有した材質、例えば、テフロン(登録商標)チューブやシリコーンチューブからなる中空繊維束を脱気室内に配置し、その周囲を真空ポンプにより減圧脱気処理することでインク内に溶存している気体を分離させて除去するものを利用することもできる。更に、脱気装置におけるインクの脱気方式としては、超音波振動方式や遠心分離方式などの様々な他の手法を採用することができる。
Next, the circulation path 120 that circulates the liquid through the path avoiding the head will be described.
The circulation path 120 has one end connected to the valve A and the other end connected to the valve B. A deaerator 121a, a pump 122, and a filter 123 are disposed on the circulation channel.
The deaeration device 121a is a device that removes dissolved gas in the ink. The inside of the deaeration device is divided into an ink chamber 121a-1 and a gas chamber 121a-2. The ink chamber and the gas chamber are partitioned by a member 121a-3 that allows the gas to pass through without passing the liquid. When ink is flowed into the ink chamber 121a-1 and the gas chamber 121a-2 is depressurized, the gas dissolved in the ink in the ink chamber moves to the gas chamber via the gas-permeable member 121a-3, and passes through the ink. I can degas. A hollow fiber membrane is mentioned as a member which permeate | transmits gas without letting a liquid pass.
In addition, as a deaeration device, a material having a property of allowing ink to pass therethrough, for example, a hollow fiber bundle made of a Teflon (registered trademark) tube or a silicone tube is disposed in a deaeration chamber, and the periphery thereof is depressurized by a vacuum pump. It is also possible to use a gas treatment that separates and removes the gas dissolved in the ink. Furthermore, various other methods such as an ultrasonic vibration method and a centrifugal separation method can be adopted as the ink degassing method in the degassing device.
フィルタ123は、循環経路120中を流れるインクを通過させ、インク中に混ざっているゴミ、異物、固形物等を取り除くことができる。フィルタの素材として、グラスファイバーなど、繊維状のものが挙げられる。
ポンプ122は、循環経路120とヘッド2内のインクを一定流量で循環させる手段である。図示しない制御回路を用いて、ポンプの駆動と停止を任意に制御できる。
脱気装置の気体室121a−2は、チューブ121cを介して真空発生装置121bと連通接続されている。
真空発生装置121bを駆動して脱気装置121a内の気体室121a−2を減圧することによりインクからの脱気を実施できる。
真空発生装置121bとして、真空ポンプなどが挙げられる。
真空発生装置は、制御回路により任意に駆動と停止を制御できる。それにより、脱気装置による脱気と停止を任意に制御できる。
ポンプ122と脱気装置121a、フィルタ123を循環経路途中に配置する順序は、順不同で差し支えない。
The filter 123 allows the ink flowing through the circulation path 120 to pass therethrough and removes dust, foreign matter, solid matter, and the like mixed in the ink. Examples of the filter material include fibrous materials such as glass fiber.
The pump 122 is means for circulating the ink in the circulation path 120 and the head 2 at a constant flow rate. Using a control circuit (not shown), the driving and stopping of the pump can be arbitrarily controlled.
The gas chamber 121a-2 of the deaerator is connected to the vacuum generator 121b through a tube 121c.
By depressurizing the gas chamber 121a-2 in the degassing device 121a by driving the vacuum generator 121b, degassing from the ink can be performed.
A vacuum pump etc. are mentioned as the vacuum generator 121b.
The vacuum generator can be arbitrarily controlled to be driven and stopped by a control circuit. Thereby, the deaeration and stop by a deaeration apparatus can be controlled arbitrarily.
The order in which the pump 122, the deaerator 121a, and the filter 123 are arranged in the circulation path may be in any order.
次に、循環経路120内にインクを充填する手順について説明する。
まず、バルブAを操作し、インクタンク21から脱気装置121aへの流路(r1、r2、r8)が通じるようにセットする。一方、バルブAにより流路r3を遮断し、バルブCにより流路r4も遮断する。また、バルブBを操作し、循環経路内のポンプ122から廃液タンク50(大気)までが通じるようにセットする。ポンプ122を駆動し、インクタンク21から廃液タンク50の方向にインクを移動させる。つまり、バルブBにより流路r5を遮断して流路r11(流路r10、r9、r8)と流路r6とを連通させ、バルブDを開放して流路r6とr7とを連通させる。バルブAから脱気装置121a、ポンプ122、バルブBまでの循環経路120(r8、r9、r10、r11)がインクで満たされるまでポンプを駆動する。循環経路がインクで満たされた時に、ポンプを停止させる。これにより、バルブA〜脱気装置121〜ポンプ122〜フィルタ123〜バルブBの循環経路にインクが充填される。
Next, a procedure for filling the circulation path 120 with ink will be described.
First, the valve A is operated and set so that the flow paths (r1, r2, r8) from the ink tank 21 to the deaeration device 121a are communicated. On the other hand, the flow path r3 is blocked by the valve A, and the flow path r4 is also blocked by the valve C. Further, the valve B is operated and set so that the pump 122 in the circulation path can communicate with the waste liquid tank 50 (atmosphere). The pump 122 is driven to move the ink from the ink tank 21 toward the waste liquid tank 50. In other words, the flow path r5 is blocked by the valve B to connect the flow paths r11 (flow paths r10, r9, r8) and the flow path r6, and the valve D is opened to connect the flow paths r6 and r7. The pump is driven until the circulation path 120 (r8, r9, r10, r11) from the valve A to the deaerator 121a, the pump 122, and the valve B is filled with ink. When the circulation path is filled with ink, the pump is stopped. As a result, ink is filled in the circulation path of the valve A to the deaerator 121 to the pump 122 to the filter 123 to the valve B.
次に、ヘッドにインクを充填する方法について説明する。
バルブA、及びバルブCを操作して、インクタンク21から第1の供給口5への流路(r1、r2、r3)を連通状態にセットする。バルブAを操作して流路r8は開放しておく。また、バルブCを操作して流路r4を遮断する。更に、バルブBを操作して、流路r5、r6、r11を連通させ、第2の供給口6から廃液タンクへ流路が通じるようにセットする。この際、バルブDを操作して流路r7を開放させる。
これにより、流路r1、r2、r3、ヘッド内の液室、流路r5、r6、r7が連通した状態となる。循環経路120も第1のインク供給経路100、バルブBと連通した状態となる。
Next, a method for filling the head with ink will be described.
By operating the valves A and C, the flow paths (r1, r2, r3) from the ink tank 21 to the first supply port 5 are set in a communicating state. The valve r is operated to keep the flow path r8 open. Further, the valve C is operated to block the flow path r4. Further, the valve B is operated so that the flow paths r5, r6, r11 are communicated, and the flow path is set from the second supply port 6 to the waste liquid tank. At this time, the valve D is operated to open the flow path r7.
As a result, the flow paths r1, r2, r3, the liquid chamber in the head, and the flow paths r5, r6, r7 are in communication. The circulation path 120 is also in communication with the first ink supply path 100 and the valve B.
次に、第1の加圧装置23を用いてインクタンク21内を加圧し、第1のインク供給経路100を経てインク22をヘッド2内へ移動させる。第1のインク供給経路100、ヘッド内の液室、及び第2の供給口6からバルブDまでの流路r1〜r3、r5、r6がインクで満たされた時点でインクタンクの加圧を停止する。次にバルブDを閉じる。
これにより、インクタンク21〜脱気装置121a〜ポンプ122〜フィルタ123〜バルブBの循環経路と、ヘッド内にインクが充填される。
この状態でヘッドを駆動することにより、ノズルからインク液滴を吐出することが可能となる。
また、ポンプ122により循環経路内のインクを循環させながら、真空発生装置121bを駆動することにより、脱気装置121aを用いたインクからの脱気を実施することができる。
このようにポンプを用いてインクを循環経路内に循環、及び脱気させる構成を採るため、インクを脱気することができる。また、後述するように、洗浄液を空圧で加圧してノズルから押し出すことによりヘッド内を洗浄することが可能となり、従来両立させることが困難であった2つの要請を同時に満たすことが可能となる。
Next, the inside of the ink tank 21 is pressurized using the first pressurizing device 23, and the ink 22 is moved into the head 2 through the first ink supply path 100. When the first ink supply path 100, the liquid chamber in the head, and the flow paths r1 to r3, r5, r6 from the second supply port 6 to the valve D are filled with ink, pressurization of the ink tank is stopped. To do. Next, the valve D is closed.
As a result, ink is filled in the ink tank 21 to the deaerator 121a to the pump 122 to the filter 123 to the valve B circulation path and the head.
By driving the head in this state, it is possible to eject ink droplets from the nozzles.
In addition, by driving the vacuum generator 121b while circulating the ink in the circulation path by the pump 122, deaeration from the ink using the deaerator 121a can be performed.
Since the ink is circulated and degassed in the circulation path using the pump as described above, the ink can be degassed. Further, as will be described later, the inside of the head can be cleaned by pressurizing the cleaning liquid with air pressure and pushing it out from the nozzle, so that it is possible to simultaneously satisfy two requirements that were difficult to achieve at the same time. .
次に、循環型吐出ヘッド内におけるインクの循環について説明する。図4及び図5に示すように、共通液室部材220の端部に、共通液室に連通する供給ポート71と、循環共通液室150に連通する循環ポート81が形成されている。供給ポート71及び循環ポート81は夫々チューブを介してインクを貯蔵する供給タンク・循環タンクにつなげられている。そして、供給タンクに貯留されているインクは、供給ポート71、共通液室10、液導入部8、流体抵抗部7を経て、個別液室16へ供給される。 Next, ink circulation in the circulation type discharge head will be described. As shown in FIGS. 4 and 5, a supply port 71 that communicates with the common liquid chamber and a circulation port 81 that communicates with the circulation common liquid chamber 150 are formed at the end of the common liquid chamber member 220. The supply port 71 and the circulation port 81 are connected to a supply tank and a circulation tank for storing ink via tubes, respectively. Then, the ink stored in the supply tank is supplied to the individual liquid chamber 16 through the supply port 71, the common liquid chamber 10, the liquid introduction portion 8, and the fluid resistance portion 7.
更に、個別液室16内のインクが圧電部材12の駆動によりノズル4から吐出される一方で、吐出されずに個別液室16内に留まったインクの一部もしくは全ては流体抵抗部51、循環流路52、53、循環共通液室150、循環ポート81を経て、循環タンクへと循環される。
なお、インクの循環は循環型吐出ヘッドの動作時のみならず、動作休止時においても実施することができる。動作休止時に循環することによって、個別液室内のインクは常にリフレッシュされると共に、インクに含まれる成分の凝集や沈降を抑制できるので好ましい。
Furthermore, while the ink in the individual liquid chamber 16 is ejected from the nozzle 4 by driving the piezoelectric member 12, part or all of the ink that remains in the individual liquid chamber 16 without being ejected is circulated in the fluid resistance portion 51. It is circulated to the circulation tank through the flow paths 52 and 53, the circulation common liquid chamber 150, and the circulation port 81.
The ink circulation can be performed not only when the circulation type discharge head is operated but also when the operation is stopped. By circulating at the time of operation stop, the ink in the individual liquid chamber is always refreshed, and aggregation and sedimentation of components contained in the ink can be suppressed, which is preferable.
この液体吐出ヘッドは、ノズル板201と、流路板202と、壁面部材としての振動板部材203とを積層接合している。そして、振動板部材203を変位させる圧電アクチュエータ11と、共通液室部材220と、カバーを備えている。
ノズル板201は、インクを吐出する複数のノズル4を有している。
流路板202は、ノズル4に通じる個別液室16、個別液室16に通じる流体抵抗部7、流体抵抗部7に通じる液導入部8を形成している。また、流路板202は、ノズル板201側から複数枚の板状部材141〜145を積層接合して形成され、これらの板状部材141〜145と振動板部材203を積層接合して流路部材140が構成されている。
In the liquid discharge head, a nozzle plate 201, a flow path plate 202, and a vibration plate member 203 as a wall surface member are laminated and joined. The piezoelectric actuator 11 that displaces the diaphragm member 203, the common liquid chamber member 220, and a cover are provided.
The nozzle plate 201 has a plurality of nozzles 4 that eject ink.
The flow path plate 202 forms an individual liquid chamber 16 that communicates with the nozzle 4, a fluid resistance portion 7 that communicates with the individual liquid chamber 16, and a liquid introduction portion 8 that communicates with the fluid resistance portion 7. The flow path plate 202 is formed by laminating and joining a plurality of plate-like members 141 to 145 from the nozzle plate 201 side, and laminating and joining these plate-like members 141 to 145 and the vibration plate member 203. A member 140 is configured.
振動板部材203は、液導入部8と共通液室部材220で形成される共通液室10とを通じる開口としてのフィルタ部9を有している。
振動板部材203は、流路板202の個別液室16の壁面を形成する壁面部材である。この振動板部材203は2層構造(限定されない)とし、流路板202側から薄肉部を形成する第1層と、厚肉部を形成する第2層で形成され、第1層で個別液室16に対応する部分に変形可能な振動領域30を形成している。
The diaphragm member 203 has a filter unit 9 as an opening through the liquid introduction unit 8 and the common liquid chamber 10 formed by the common liquid chamber member 220.
The diaphragm member 203 is a wall surface member that forms the wall surface of the individual liquid chamber 16 of the flow path plate 202. The diaphragm member 203 has a two-layer structure (not limited), and is formed of a first layer that forms a thin portion and a second layer that forms a thick portion from the flow path plate 202 side. A deformable vibration region 30 is formed in a portion corresponding to the chamber 16.
流路板2を構成する板状部材141には、個別液室16を構成する貫通溝部(溝形状の貫通穴の意味)と、流体抵抗部51、循環流路52を構成する貫通溝部が形成されている。 The plate-like member 141 constituting the flow path plate 2 is formed with a through groove part (meaning a groove-shaped through hole) constituting the individual liquid chamber 16, a fluid resistance part 51, and a through groove part constituting the circulation flow path 52. Has been.
同じく板状部材142には、個別液室16を構成する貫通溝部と、循環流路52を構成する貫通溝部が形成されている。
同じく板状部材143には、個別液室16を構成する貫通溝部と、循環流路53を構成するノズル配列方向を長手方向とする貫通溝部が形成されている。
同じく板状部材144には、個別液室16を構成する貫通溝部と、流体抵抗部7なる貫通溝部と、液導入部8を構成する貫通溝部と、循環流路53を構成するノズル配列方向を長手方向とする貫通溝部が形成されている。
同じく板状部材145には、個別液室16を構成する貫通溝部と、液導入部8を構成するノズル配列方向を長手方向とする貫通溝部(フィルタ下流側液室となる)と、循環流路53を構成するノズル配列方向を長手方向とする貫通溝部が形成されている。
Similarly, the plate-like member 142 is formed with a through groove portion constituting the individual liquid chamber 16 and a through groove portion constituting the circulation channel 52.
Similarly, the plate-like member 143 is formed with a through groove portion constituting the individual liquid chamber 16 and a through groove portion having the nozzle arrangement direction constituting the circulation channel 53 as a longitudinal direction.
Similarly, the plate-like member 144 has a through-groove portion constituting the individual liquid chamber 16, a through-groove portion constituting the fluid resistance portion 7, a through-groove portion constituting the liquid introduction portion 8, and a nozzle arrangement direction constituting the circulation flow path 53. A through groove portion is formed in the longitudinal direction.
Similarly, the plate-like member 145 includes a through groove portion that constitutes the individual liquid chamber 16, a through groove portion that becomes the longitudinal direction of the nozzle that constitutes the liquid introduction portion 8, and a circulation channel. A through groove portion having a longitudinal direction in the nozzle arrangement direction constituting 53 is formed.
振動板部材203には、振動領域30と、フィルタ部9と、循環流路53を構成するノズル配列方向を長手方向とする貫通溝部が形成されている。
このように、流路部材140を複数の板状部材を積層接合して構成することで、簡単な構成で複雑な流路を形成することができる。
The vibration plate member 203 is formed with a vibration region 30, a filter portion 9, and a through groove portion whose longitudinal direction is the nozzle arrangement direction constituting the circulation flow channel 53.
In this way, by configuring the flow path member 140 by laminating and joining a plurality of plate-like members, a complicated flow path can be formed with a simple configuration.
以上の構成により、流路板202及び振動板部材203からなる流路部材140には、各個別液室16に通じる流路板202の面方向に沿う流体抵抗部51、循環流路52及び循環流路52に通じる流路部材140の厚み方向の循環流路53が形成される。なお、循環流路53は後述する循環共通液室150に通じている。 With the above configuration, the flow path member 140 including the flow path plate 202 and the vibration plate member 203 is provided with the fluid resistance portion 51, the circulation flow path 52, and the circulation along the surface direction of the flow path plate 202 leading to each individual liquid chamber 16. A circulation channel 53 in the thickness direction of the channel member 140 that communicates with the channel 52 is formed. The circulation channel 53 communicates with a circulation common liquid chamber 150 described later.
一方、共通液室部材220には、供給・循環機構からインクが供給される共通液室10と循環共通液室150が形成されている。 On the other hand, the common liquid chamber member 220 is formed with a common liquid chamber 10 and a circulation common liquid chamber 150 to which ink is supplied from a supply / circulation mechanism.
このように、共通液室部材220は、第1共通液室部材221及び第2共通液室部材222によって構成され、第1共通液室部材221を流路部材140の振動板部材203側に接合し、第1共通液室部材221に第2共通液室部材222を積層して接合している。
ここで、第1共通液室部材221は、液導入部8に通じる共通液室10の一部である下流側共通液室10Aと、循環流路53に通じる循環共通液室150とを形成している。また、第2共通液室部材222は、共通液室10の残部である上流側共通液室10Bを形成している。
As described above, the common liquid chamber member 220 is configured by the first common liquid chamber member 221 and the second common liquid chamber member 222, and the first common liquid chamber member 221 is joined to the diaphragm member 203 side of the flow path member 140. The second common liquid chamber member 222 is laminated and joined to the first common liquid chamber member 221.
Here, the first common liquid chamber member 221 forms a downstream common liquid chamber 10 </ b> A that is a part of the common liquid chamber 10 that communicates with the liquid introduction unit 8, and a circulation common liquid chamber 150 that communicates with the circulation channel 53. ing. The second common liquid chamber member 222 forms an upstream common liquid chamber 10 </ b> B that is the remaining part of the common liquid chamber 10.
このとき、共通液室10の一部である下流側共通液室10Aと循環共通液室150とはノズル配列方向と直交する方向に並べて配置されるとともに、循環共通液室150は共通液室10内に投影される位置に配置される。
これにより、循環共通液室150の寸法が流路部材140で形成される個別液室16、流体抵抗部7及び液導入部8を含む流路に必要な寸法による制約を受けることがなくなる。
そして、循環共通液室150と共通液室10の一部が並んで配置され、循環共通液室150は共通液室10内に投影される位置に配置されることで、ノズル配列方向と直交する方向のヘッドの幅を抑制することができ、ヘッドの大型化を抑制できる。共通液室部材220は、ヘッドタンクやインクカートリッジからインクが供給される共通液室10と循環共通液室150を形成する。
At this time, the downstream common liquid chamber 10A, which is a part of the common liquid chamber 10, and the circulation common liquid chamber 150 are arranged side by side in a direction orthogonal to the nozzle arrangement direction, and the circulation common liquid chamber 150 is arranged in the common liquid chamber 10. It is arranged at the position projected inside.
Thereby, the dimension of the circulation common liquid chamber 150 is not restricted by the dimensions required for the flow path including the individual liquid chamber 16, the fluid resistance section 7, and the liquid introduction section 8 formed by the flow path member 140.
The circulation common liquid chamber 150 and a part of the common liquid chamber 10 are arranged side by side, and the circulation common liquid chamber 150 is arranged at a position projected into the common liquid chamber 10 so as to be orthogonal to the nozzle arrangement direction. The width of the head in the direction can be suppressed, and the enlargement of the head can be suppressed. The common liquid chamber member 220 forms a common liquid chamber 10 and a circulation common liquid chamber 150 to which ink is supplied from a head tank or an ink cartridge.
一方、振動板部材203の個別液室16とは反対側に、振動板部材203の振動領域30を変形させる駆動手段としての電気機械変換素子を含む圧電アクチュエータ11を配置している。 On the other hand, on the opposite side of the diaphragm member 203 from the individual liquid chamber 16, the piezoelectric actuator 11 including an electromechanical transducer as a driving unit that deforms the vibration region 30 of the diaphragm member 203 is disposed.
次に、ヘッドのノズルからインク(液滴)を吐出する方法について説明する。
バルブA、及びバルブCを操作して、インクタンク21から第1の供給口5への第1のインク供給経路100が通じるようにセットする。バルブBを操作して流路r5、r6を連通させ、第2の供給口6から廃液タンク(大気)へ流路が通じるようにセットし、バルブDを操作して流路r7が開くようにセットする。
このとき、ヘッド内の液室がインクで満たされ、かつインクタンクからヘッドへの第1のインク供給経路100が開通している。
Next, a method for ejecting ink (droplets) from the nozzles of the head will be described.
The valve A and the valve C are operated so that the first ink supply path 100 from the ink tank 21 to the first supply port 5 is communicated. Operate the valve B to connect the flow paths r5 and r6, set the flow path from the second supply port 6 to the waste liquid tank (atmosphere), and operate the valve D to open the flow path r7. set.
At this time, the liquid chamber in the head is filled with ink, and the first ink supply path 100 from the ink tank to the head is opened.
次に、図示しないヘッド駆動回路を用いてヘッドを駆動し、ノズルからインクを吐出する。
インクを吐出してヘッド内の液室中のインクを消費すると、浸透圧によりインクタンクからヘッドへインクが供給される。
また、減圧装置24を駆動してインクタンク内の減圧量を調節することにより、インクタンク内の気相と第1のインク供給経路100を通じ、ヘッド内のインク圧力を適正な負圧に維持する。
Next, the head is driven using a head drive circuit (not shown), and ink is ejected from the nozzles.
When ink is ejected and the ink in the liquid chamber in the head is consumed, the ink is supplied from the ink tank to the head by osmotic pressure.
Further, by driving the pressure reducing device 24 to adjust the amount of pressure reduction in the ink tank, the ink pressure in the head is maintained at an appropriate negative pressure through the gas phase in the ink tank and the first ink supply path 100. .
ここで、ヘッド内のインク圧力を適正に維持するための負圧量について説明する。
インクタンクがヘッドよりも相対的に高い位置に設置され、ヘッドにインクが充填されているとき、ベルヌーイの定理に従いヘッド内のインクに圧力が加わる。
ここで、インクタンク内の気相の圧力をP1とする。また、ヘッド内のノズル部のインク圧力をP2とする。また、ノズル部から見たインクタンク底面の高さをh0とする。
このとき、ノズル部のインク圧力P2は以下の式で与えられる。
P2=P1+ρ*h0*g ・・・(式1)
ここで、前記(式1)中、ρはインクの密度、gは重力加速度である。
Here, a negative pressure amount for properly maintaining the ink pressure in the head will be described.
When the ink tank is installed at a position relatively higher than the head and the head is filled with ink, pressure is applied to the ink in the head according to Bernoulli's theorem.
Here, the pressure of the gas phase in the ink tank is P1. Further, the ink pressure of the nozzle portion in the head is set to P2. Further, the height of the bottom surface of the ink tank as viewed from the nozzle portion is h0.
At this time, the ink pressure P2 of the nozzle portion is given by the following equation.
P2 = P1 + ρ * h0 * g (Formula 1)
Here, in (Formula 1), ρ is the density of the ink, and g is the acceleration of gravity.
仮に、インクタンク内の気相の圧力P1が大気圧と等しい場合、前記式1に従い、ノズル部のインク圧力P2は大気圧より大きい圧力になる。このとき、ノズル外部の空気の圧力は大気圧であるため、ノズル部内の圧力P2の方がノズル外部の空気より圧力が高くなり、ノズル部から外部へインクが垂れ出す現象が起こる。
ノズル部から外部へインクが垂れ出さないようにするためには、ノズル部のインク圧力P2が大気圧と同程度である必要がある。
ノズル部から外部へインクが垂れ出さないようにするためには、前記式1の関係より、インクタンク内の気相の圧力P1を大気圧より小さくすることが有効である。
ノズル部のインク圧力P2が大気圧と等しいときの、インクタンク内の気相の気体の圧力をP1’とすると、P1’は前記式1より、以下の式で与えられる。
P1’=P0−ρ*h0*g ・・・(式2)
ここで、前記(式2)中、P0は大気圧である。
If the pressure P1 in the gas phase in the ink tank is equal to the atmospheric pressure, the ink pressure P2 in the nozzle portion is a pressure larger than the atmospheric pressure according to the equation 1. At this time, since the pressure of the air outside the nozzle is atmospheric pressure, the pressure P2 in the nozzle portion becomes higher than the air outside the nozzle, and a phenomenon occurs in which ink dripping from the nozzle portion to the outside occurs.
In order to prevent ink from dripping from the nozzle portion to the outside, the ink pressure P2 of the nozzle portion needs to be approximately the same as the atmospheric pressure.
In order to prevent ink from dripping from the nozzle portion to the outside, it is effective to make the pressure P1 of the gas phase in the ink tank smaller than the atmospheric pressure from the relationship of the above formula 1.
When the pressure of the gas in the gas phase in the ink tank when the ink pressure P2 of the nozzle portion is equal to the atmospheric pressure is P1 ′, P1 ′ is given by the following equation from the above equation 1.
P1 ′ = P0−ρ * h0 * g (Formula 2)
Here, in (Formula 2), P0 is atmospheric pressure.
インクをヘッドから吐出する際は、インクタンクの気相の圧力が式2で与えられるP1’と同程度になるように、減圧装置を駆動する。
ヘッドからインクを吐出しつつ、印刷対象とヘッドを相対的に移動させることにより、印刷を行うことができる。
When the ink is ejected from the head, the decompression device is driven so that the pressure in the gas phase of the ink tank is approximately the same as P1 ′ given by Equation 2.
Printing can be performed by relatively moving the print target and the head while discharging ink from the head.
次に、循環経路120内のインクを循環、及び脱気する方法(循環、及び脱気のタイミング、インクを流す方向と流れる流路)について説明する。
一例として、液体吐出装置1において、循環経路120(第3の経路)内にインク(第2の液体)を循環させつつ脱気する脱気方法を提供する。
この循環させつつ脱気する脱気方法では、バルブA(第1の切り替え弁101)と循環経路120とバルブB(第2の切り替え弁111)とヘッド2(液体吐出部)とを通る閉鎖された経路(流路r3、r8、r9、r10、r11、r5、ヘッド)中にインクを充填させた状態で、ポンプ122(液体循環手段)によってインクを循環させると共に、脱気装置121a(脱気手段)を用いてインク中から脱気を行うようにした構成が特徴的である。
即ち、本例では、バルブA〜第1の供給口5〜ヘッド2〜第2の供給口6〜バルブB、及び循環経路120内にインクが充填されている状態で循環、及び脱気を行う。
まず、バルブA〜脱気装置121a〜ポンプ122〜フィルタ123〜バルブB〜第2の供給口6〜ヘッド2〜第1の供給口5〜バルブAの閉鎖された経路中のインクをポンプで循環する。
このとき、バルブAを第1の供給口5から脱気装置へ至る流路r3、r8が連通するようにセットする(流路r2は遮断)。バルブBはポンプから第2の供給口6へ至る流路r10、r11、r5が連通するようにセットする(流路r6は遮断)。
Next, a method for circulating and degassing the ink in the circulation path 120 (circulation and degassing timing, ink flow direction and flow channel) will be described.
As an example, the liquid ejection apparatus 1 provides a deaeration method for deaeration while circulating ink (second liquid) in the circulation path 120 (third path).
In this deaeration method for deaeration while circulating, the valve A (first switching valve 101), the circulation path 120, the valve B (second switching valve 111), and the head 2 (liquid discharge part) are closed. In addition, the ink is circulated by the pump 122 (liquid circulation means) and the deaeration device 121a (deaeration) in a state where the ink is filled in the path (flow paths r3, r8, r9, r10, r11, r5, head). The feature is that the deaeration is performed from the ink using the means.
In other words, in this example, circulation and deaeration are performed in a state where ink is filled in the valve A to the first supply port 5 to the head 2 to the second supply port 6 to the valve B and the circulation path 120. .
First, the valve A, the deaerator 121a, the pump 122, the filter 123, the valve B, the second supply port 6, the head 2, the first supply port 5, and the ink in the closed path of the valve A are circulated by a pump. To do.
At this time, the valve A is set so that the flow paths r3 and r8 from the first supply port 5 to the deaeration device communicate with each other (the flow path r2 is shut off). The valve B is set so that the flow paths r10, r11, r5 from the pump to the second supply port 6 communicate with each other (the flow path r6 is blocked).
次に、ポンプ122を駆動して上記経路内にインクを循環させている間に、脱気装置を用いてインクを脱気する。即ち、真空発生装置121bを駆動し、脱気装置内部の気体室121a−2を減圧する。これにより、脱気装置の液体室121a−1内部を流れるインク中の溶存空気を、脱気装置を通して真空発生装置側へ吸引しインクを脱気する。
このとき、循環経路中のフィルタ123の中をインクが通過するため、インク中に混ざったゴミなどの微粒子を取り除くことができる。
インクの循環、及び脱気は所定時間実施する。循環、及び脱気を始めてから所定時間経過後に、真空発生装置121bを停止して脱気操作を停止する。次に、ポンプを停止してインク循環を停止する。
ポンプ122により上記閉鎖経路内でインクを循環させる方向は、図3における時計まわり、及び反時計まわりのいずれによっても、循環及び脱気をすることができる。
Next, while the pump 122 is driven to circulate the ink in the path, the ink is deaerated using a deaeration device. That is, the vacuum generator 121b is driven to depressurize the gas chamber 121a-2 inside the deaerator. Thus, the dissolved air in the ink flowing inside the liquid chamber 121a-1 of the deaerator is sucked to the vacuum generator through the deaerator and the ink is deaerated.
At this time, since the ink passes through the filter 123 in the circulation path, fine particles such as dust mixed in the ink can be removed.
Ink circulation and deaeration are performed for a predetermined time. After a predetermined time has elapsed since the start of circulation and deaeration, the vacuum generator 121b is stopped to stop the deaeration operation. Next, the pump is stopped to stop the ink circulation.
The direction in which the ink is circulated in the closed path by the pump 122 can be circulated and degassed by either clockwise or counterclockwise in FIG.
本発明において、「液体吐出ヘッド」とは、ノズルから液体を吐出・噴射する機能部品である。
吐出される液体は、ヘッドから吐出可能な粘度や表面張力を有するものであればよく、特に限定されないが、常温、常圧下において、又は加熱、冷却により粘度が30mPa・s以下となるものであることが好ましい。より具体的には、水や有機溶媒等の溶媒、染料や顔料等の色材、重合性化合物、樹脂、界面活性剤等の機能性付与材料、DNA、アミノ酸やたんぱく質、カルシウム等の生体適合材料、天然色素等の可食材料、などを含む溶液、懸濁液、エマルジョンなどであり、これらは、例えば、インクジェット用インク、表面処理液、電子素子や発光素子の構成要素や電子回路レジストパターンの形成用液、三次元造形用材料液等の用途で用いることができる。
In the present invention, a “liquid ejection head” is a functional component that ejects and ejects liquid from a nozzle.
The liquid to be ejected is not particularly limited as long as it has a viscosity and surface tension that can be ejected from the head. However, the liquid has a viscosity of 30 mPa · s or less at room temperature, normal pressure, or by heating and cooling. It is preferable. More specifically, solvents such as water and organic solvents, coloring materials such as dyes and pigments, functional compounds such as polymerizable compounds, resins and surfactants, biocompatible materials such as DNA, amino acids, proteins, and calcium , Edible materials such as natural pigments, solutions, suspensions, emulsions, and the like. These include, for example, inkjet inks, surface treatment liquids, components of electronic elements and light emitting elements, and electronic circuit resist patterns. It can be used in applications such as forming liquids and three-dimensional modeling material liquids.
液体を吐出するエネルギー発生源として、圧電アクチュエータ(積層型圧電素子及び薄膜型圧電素子)、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いるサーマルアクチュエータ、振動板と対向電極からなる静電アクチュエータなどを使用するものが含まれる。
「液体吐出ユニット」とは、液体吐出ヘッドに機能部品、機構が一体化したものであり、液体の吐出に関連する部品の集合体である。例えば、「液体吐出ユニット」は、供給・循環機構、キャリッジ、維持回復機構、主走査移動機構の構成の少なくとも一つを液体吐出ヘッドと組み合わせたものなどが含まれる。
As energy generation sources for discharging liquid, piezoelectric actuators (laminated piezoelectric elements and thin film piezoelectric elements), thermal actuators using electrothermal transducers such as heating resistors, electrostatic actuators consisting of a diaphragm and counter electrode are used. To be included.
A “liquid ejection unit” is a unit in which functional parts and mechanisms are integrated with a liquid ejection head, and is an assembly of parts related to liquid ejection. For example, the “liquid discharge unit” includes a combination of at least one of a supply / circulation mechanism, a carriage, a maintenance / recovery mechanism, and a main scanning movement mechanism with a liquid discharge head.
ここで、一体化とは、例えば、液体吐出ヘッドと機能部品、機構が、締結、接着、係合などで互いに固定されているもの、一方が他方に対して移動可能に保持されているものを含む。また、液体吐出ヘッドと、機能部品、機構が互いに着脱可能に構成されていても良い。
例えば、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドと供給・循環機構が一体化されているものがある。また、チューブなどで互いに接続されて、液体吐出ヘッドと供給・循環機構が一体化されているものがある。ここで、これらの液体吐出ユニットの供給・循環機構と液体吐出ヘッドとの間にフィルタを含むユニットを追加することもできる。
Here, the term “integrated” refers to, for example, a liquid discharge head, a functional component, and a mechanism that are fixed to each other by fastening, adhesion, engagement, etc., and one that is held movably with respect to the other. Including. Further, the liquid discharge head, the functional component, and the mechanism may be configured to be detachable from each other.
For example, there is a liquid discharge unit in which a liquid discharge head and a supply / circulation mechanism are integrated. Also, there are some in which a liquid discharge head and a supply / circulation mechanism are integrated by being connected to each other by a tube or the like. Here, a unit including a filter may be added between the supply / circulation mechanism of these liquid discharge units and the liquid discharge head.
また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドとキャリッジが一体化されているものがある。
また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドを走査移動機構の一部を構成するガイド部材に移動可能に保持させて、液体吐出ヘッドと走査移動機構が一体化されているものがある。
また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドが取り付けられたキャリッジに、維持回復機構の一部であるキャップ部材を固定させて、液体吐出ヘッドとキャリッジと維持回復機構が一体化されているものがある。
また、液体吐出ユニットとして、供給・循環機構若しくは流路部品が取付けられた液体吐出ヘッドにチューブが接続されて、液体吐出ヘッドと供給機構が一体化されているものがある。このチューブを介して、液体貯留部の液体が液体吐出ヘッドに供給される。
主走査移動機構は、ガイド部材単体も含むものとする。また、供給機構は、チューブ単体、装填部単体も含むものする。
In addition, there is a liquid discharge unit in which a liquid discharge head and a carriage are integrated.
In addition, there is a liquid discharge unit in which the liquid discharge head and the scanning movement mechanism are integrated by holding the liquid discharge head movably on a guide member that constitutes a part of the scanning movement mechanism.
Also, there is a liquid discharge unit in which a cap member that is a part of the maintenance / recovery mechanism is fixed to a carriage to which the liquid discharge head is attached, and the liquid discharge head, the carriage, and the maintenance / recovery mechanism are integrated. .
Some liquid discharge units have a liquid discharge head and a supply mechanism integrated by connecting a tube to a liquid discharge head to which a supply / circulation mechanism or a flow path component is attached. The liquid in the liquid storage unit is supplied to the liquid discharge head via this tube.
The main scanning movement mechanism includes a guide member alone. The supply mechanism includes a single tube and a single loading unit.
本発明において、「液体を吐出する装置」は、液体吐出ヘッド又は液体吐出ユニットを備え、液体吐出ヘッドを駆動させて、液体を吐出させる装置である。液体を吐出する装置には、液体が付着可能なものに対して液体を吐出することが可能な装置だけでなく、液体を気中や液中に向けて吐出する装置も含まれる。 In the present invention, the “apparatus for ejecting liquid” is an apparatus that includes a liquid ejection head or a liquid ejection unit and that drives the liquid ejection head to eject liquid. The apparatus for ejecting liquid includes not only an apparatus capable of ejecting liquid to an object to which liquid can adhere, but also an apparatus for ejecting liquid toward the air or liquid.
この「液体を吐出する装置」は、液体が付着可能なものの給送、搬送、排紙に係わる手段、その他、前処理装置、後処理装置なども含むことができる。
例えば、「液体を吐出する装置」として、インクを吐出させて用紙に画像を形成する装置である画像形成装置、立体造形物(三次元造形物)を造形するために、粉体を層状に形成した粉体層に造形液を吐出させる立体造形装置(三次元造形装置)がある。
また、「液体を吐出する装置」は、吐出された液体によって文字、図形等の有意な画像が可視化されるものに限定されるものではない。例えば、それ自体意味を持たないパターン等を形成するもの、三次元像を造形するものも含まれる。
This “apparatus for discharging liquid” may include means for feeding, transporting, and discharging a liquid to which liquid can adhere, as well as a pre-processing apparatus and a post-processing apparatus.
For example, as a “liquid ejecting device”, an image forming device that forms an image on paper by ejecting ink, a powder is formed in layers to form a three-dimensional model (three-dimensional model) There is a three-dimensional modeling apparatus (three-dimensional modeling apparatus) that discharges a modeling liquid onto the powder layer.
Further, the “apparatus for ejecting liquid” is not limited to an apparatus in which significant images such as characters and figures are visualized by the ejected liquid. For example, what forms a pattern etc. which does not have a meaning in itself, and what forms a three-dimensional image are also included.
上記「液体が付着可能なもの」とは、液体が少なくとも一時的に付着可能なものであって、付着して固着するもの、付着して浸透するものなどを意味する。具体例としては、用紙、記録紙、記録用紙、フィルム、布などの記録媒体、電子基板、圧電素子などの電子部品、粉体層(粉末層)、臓器モデル、検査用セルなどの媒体であり、特に限定しない限り、液体が付着するすべてのものが含まれる。 The above-mentioned “applicable liquid” means that the liquid can be attached at least temporarily and adheres and adheres, or adheres and penetrates. Specific examples include recording media such as paper, recording paper, recording paper, film, and cloth, electronic parts such as electronic boards and piezoelectric elements, media such as powder layers (powder layers), organ models, and test cells. Unless specifically limited, anything to which liquid adheres is included.
上記「液体が付着可能なもの」の材質は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックスなど液体が一時的でも付着可能であればよい。
また、「液体」は、ヘッドから吐出可能な粘度や表面張力を有するものであればよく、特に限定されないが、常温、常圧下において、又は加熱、冷却により粘度が30mPa・s以下となるものであることが好ましい。より具体的には、水や有機溶媒等の溶媒、染料や顔料等の色材、重合性化合物、樹脂、界面活性剤等の機能性付与材料、DNA、アミノ酸やたんぱく質、カルシウム等の生体適合材料、天然色素等の可食材料、などを含む溶液、懸濁液、エマルジョンなどであり、これらは、例えば、インクジェット用インク、表面処理液、電子素子や発光素子の構成要素や電子回路レジストパターンの形成用液、三次元造形用材料液等の用途で用いることができる。
The material of the above-mentioned “material to which liquid can adhere” is not limited as long as liquid such as paper, thread, fiber, fabric, leather, metal, plastic, glass, wood, ceramics can be adhered even temporarily.
The “liquid” is not particularly limited as long as it has a viscosity and surface tension that can be ejected from the head, and the viscosity becomes 30 mPa · s or less at room temperature, normal pressure, or by heating and cooling. Preferably there is. More specifically, solvents such as water and organic solvents, coloring materials such as dyes and pigments, functional compounds such as polymerizable compounds, resins and surfactants, biocompatible materials such as DNA, amino acids, proteins, and calcium , Edible materials such as natural pigments, solutions, suspensions, emulsions, and the like. These include, for example, inkjet inks, surface treatment liquids, components of electronic elements and light emitting elements, and electronic circuit resist patterns. It can be used in applications such as forming liquids and three-dimensional modeling material liquids.
また、「液体を吐出する装置」は、液体吐出ヘッドと液体が付着可能なものとが相対的に移動する装置があるが、これに限定するものではない。具体例としては、液体吐出ヘッドを移動させるシリアル型装置、液体吐出ヘッドを移動させないライン型装置などが含まれる。
また、「液体を吐出する装置」としては他にも、用紙の表面を改質するなどの目的で用紙の表面に処理液を塗布するために処理液を用紙に吐出する処理液塗布装置、原材料を溶液中に分散した組成液を、ノズルを介して噴射させて原材料の微粒子を造粒する噴射造粒装置などがある。
また、本発明の用語における、画像形成、記録、印字、印写、印刷、造形等はいずれも同義語とする。
In addition, the “device for ejecting liquid” includes a device in which the liquid ejection head and the device to which the liquid can adhere move relatively, but is not limited thereto. Specific examples include a serial type apparatus that moves the liquid discharge head, a line type apparatus that does not move the liquid discharge head, and the like.
In addition to the “device for discharging liquid”, a processing liquid coating apparatus for discharging a processing liquid onto a sheet for applying a processing liquid to the surface of the sheet for the purpose of modifying the surface of the sheet, or a raw material There is an injection granulating apparatus or the like that granulates fine particles of a raw material by spraying a composition liquid in which a solution is dispersed in a solution through a nozzle.
In addition, the terms “image formation”, “recording”, “printing”, “printing”, “printing”, “modeling”, and the like in the terms of the present invention are all synonymous.
(画像形成物)
本発明の画像形成物は、記録媒体と、前記記録媒体上に、画像層とを有する画像形成物であって、
前記画像層が、色材、有機溶剤、及び樹脂を含有し、
前記樹脂が、カルボキシル基を有する構造単位及びアルコキシシリル基を有する構造単位を有する樹脂からなり、
前記有機溶剤として溶解度パラメーターが8.96以上11.8未満の有機溶剤を少なくとも1種含有し、かつインクの25℃、最大泡圧法による表面寿命15msecでの動的表面張力Aが34.0mN/m以下であり、かつ前記動的表面張力Aと、前記インクの25℃での静的表面張力Bとが、次式、10.0%≦[(A−B)/(A+B)]×100≦19.0%を満たす。
前記画像形成物は、普通紙は勿論のこと汎用印刷用紙に対しても、ビーディングが抑制された高品位の画像形成が可能であり、かつ画像定着性に優れ、各種の印字乃至画像の記録された資料等として各種用途に好適に使用することができる。
(Image formation)
The image formed article of the present invention is an image formed article having a recording medium and an image layer on the recording medium,
The image layer contains a color material, an organic solvent, and a resin,
The resin comprises a resin having a structural unit having a carboxyl group and a structural unit having an alkoxysilyl group,
The organic solvent contains at least one organic solvent having a solubility parameter of 8.96 or more and less than 11.8, and the dynamic surface tension A of the ink at 25 ° C. and a surface life of 15 msec by the maximum bubble pressure method is 34.0 mN / The dynamic surface tension A and the static surface tension B of the ink at 25 ° C. are 10.0% ≦ [(A−B) / (A + B)] × 100. ≦ 19.0% is satisfied.
The image-formed product is capable of forming a high-quality image with suppressed beading, not only on plain paper but also on general-purpose printing paper, and has excellent image fixability, and various printing or image recording. It can be suitably used for various purposes as a prepared document.
<記録媒体>
前記記録媒体としては、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、普通紙、光沢紙、特殊紙、布、フィルム、OHPシート、汎用印刷用紙などが挙げられる。
これらの中でも、画像品質(画像濃度、彩度、ビーディング、カラーブリード)に優れ、かつ光沢性が高く、更にスミア定着性にも優れた画像が記録できる点から、吸液特性が一定範囲内の汎用印刷用紙が好適であり、具体的には、支持体の少なくとも一方の面上に塗工層を有する記録媒体であり、前記塗工層を有する面が、動的走査吸液計で測定した接触時間100msにおける純水の前記記録媒体への転移量は2mL/m2以上35mL/m2以下が好ましく、かつ接触時間400msにおける純水の前記記録媒体への転移量は3mL/m2以上40mL/m2以下である記録媒体が好ましい。
前記インクでも純水の転移量が少なすぎる記録媒体だと、ビーディング(隣り合ったドットが引き付けあったりして画像にブツブツ感が出るような現象)及びカラーブリード(色間の滲み)が発生し易くなることがあり、純水の転移量が多すぎる記録媒体だと、記録後のインクドット径が所望の径よりも小さくなり、ベタ画像が埋まらないことがある。
ここで、前記動的走査吸液計(dynamic scanning absorptometer;DSA,紙パ技協誌、第48巻、1994年5月、第88〜92頁、空閑重則)は、極めて短時間における吸液量を正確に測定できる装置である。この動的走査吸液計は、(i)吸液の速度をキャピラリー中のメニスカスの移動から直読する、(ii)試料を円盤状とし、この上で吸液ヘッドをらせん状に走査する、予め設定したパターンに従って走査速度を自動的に変化させ、1枚の試料で必要な点の数だけ測定を行う、という方法によって測定を自動化したものである。紙試料への液体供給ヘッドはテフロン(登録商標)管を介してキャピラリーに接続され、キャピラリー中のメニスカスの位置は光学センサで自動的に読み取られる。具体的には、動的走査吸液計(K350シリーズD型、協和精工株式会社製)を用いて、純水の転移量を測定した。接触時間100msにおける転移量は、それぞれ接触時間の近隣接触時間における転移量の測定値から補間により求めることができる。
前記吸液特性が一定範囲内の汎用印刷用紙としては、市販品を用いることができ、前記市販品としては、例えば、PODグロスコート、OKトップコート+、OK金藤+、SA金藤+(王子製紙株式会社製)、スーパーMIダル、オーロラコート、スペースDX(日本製紙株式会社製)、αマット、ミューコート(北越製紙株式会社製)、雷鳥アート、雷鳥スーパーアート(中越パルプ工業株式会社製)、パールコートN(三菱製紙株式会社製)などが挙げられる。
<Recording medium>
The recording medium is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include plain paper, glossy paper, special paper, cloth, film, OHP sheet, and general-purpose printing paper.
Among these, liquid absorption characteristics are within a certain range because images with excellent image quality (image density, saturation, beading, color bleed), high gloss, and excellent smear fixability can be recorded. Is a recording medium having a coating layer on at least one surface of a support, and the surface having the coating layer is measured with a dynamic scanning absorptiometer. net transfer amount to the recording medium of the water is preferably 2 mL / m 2 or more 35 mL / m 2 or less in the contact time 100 ms, and the amount of transferred onto the recording medium of pure water at the contacting time 400ms is 3 mL / m 2 or more A recording medium of 40 mL / m 2 or less is preferred.
Even with the ink described above, if the recording medium has too little transfer amount of pure water, beading (a phenomenon in which adjacent dots are attracted and the image feels jerky) and color bleeding (bleeding between colors) occur. If the recording medium has a transfer amount of pure water that is too large, the ink dot diameter after recording becomes smaller than the desired diameter, and the solid image may not be filled.
Here, the dynamic scanning absorptiometer (DSA, Kojipa Gakkai, Vol. 48, May 1994, pp. 88-92, Kuju Shigenori) has a very short time. It is a device that can measure accurately. In this dynamic scanning absorption meter, (i) the liquid absorption speed is read directly from the movement of the meniscus in the capillary, (ii) the sample is formed into a disk shape, and the liquid absorption head is scanned in a spiral shape in advance. The measurement is automated by a method in which the scanning speed is automatically changed according to the set pattern and the measurement is performed for the number of necessary points with one sample. A liquid supply head for a paper sample is connected to a capillary via a Teflon (registered trademark) tube, and the position of the meniscus in the capillary is automatically read by an optical sensor. Specifically, the transfer amount of pure water was measured using a dynamic scanning absorption meter (K350 series D type, manufactured by Kyowa Seiko Co., Ltd.). The transfer amount at the contact time of 100 ms can be obtained by interpolation from the measured value of the transfer amount at the contact time adjacent to the contact time.
As the general-purpose printing paper having a liquid absorption characteristic within a certain range, commercially available products can be used. Examples of the commercially available products include POD gloss coat, OK top coat +, OK Kanto +, SA Kanto + (Oji Paper). Co., Ltd.), Super MI Dal, Aurora Coat, Space DX (Nippon Paper Industries Co., Ltd.), α Matte, Mu Coat (Hokuetsu Paper Co., Ltd.), Thunderbird Art, Thunderbird Super Art (Chuetsu Pulp Co., Ltd.), Pearl coat N (Mitsubishi Paper Co., Ltd.) etc. are mentioned.
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は、これらの実施例に何ら限定されるものではない。 Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these examples.
(調製例1)
−表面改質ブラック顔料分散体(1)の調製−
Cabot Corporation社製Black Pearls(登録商標)1000(BET比表面積343m2/g、及びDBPA105mL/100gを有するカーボンブラック)100gと、スルファニル酸100ミリモル、及びイオン交換高純水1Lを室温環境下、Silversonミキサー(6,000rpm)で混合した。
得られたスラリーのpHが4より高い場合は、硝酸100ミリモルを添加した。30分間後に、少量のイオン交換高純水に溶解された亜硝酸ナトリウム(100ミリモル)を上記混合物にゆっくりと添加した。更に、撹拌しながら60℃に加温し、1時間反応させた。
次に、10質量%テトラブチルアンモニウムヒドロキシド溶液(メタノール溶液)でpHを9に調整することにより、30分間後に少なくとも1つのスルファニル酸基又はスルファニル酸テトラブチルアンモニウム塩と結合した顔料を含む改質顔料分散体が得られた。
次に、得られた少なくとも1つのスルファニル酸基又はスルファニル酸テトラブチルアンモニウム塩と結合した顔料を含む改質顔料分散体とイオン交換高純水とを用いて透析膜を用いた限外濾過を行った。更に、超音波分散を行って顔料固形分を20質量%に濃縮した改質顔料分散体を得た。
得られた改質顔料分散体の表面処理レベルは0.75mmol/gであり、粒度分布測定装置(日機装株式会社製、ナノトラックUPA−EX150)により測定したところ、体積平均粒径は120nmであった。
(Preparation Example 1)
-Preparation of surface modified black pigment dispersion (1)-
Black Pearls (registered trademark) 1000 (carbon black having a BET specific surface area of 343 m 2 / g and DBPA 105 mL / 100 g) manufactured by Cabot Corporation, 100 mmol of sulfanilic acid, and 1 L of ion-exchange high-purity water under a room temperature environment, a Silverson mixer ( 6,000 rpm).
When the pH of the resulting slurry was higher than 4, 100 mmol of nitric acid was added. After 30 minutes, sodium nitrite (100 mmol) dissolved in a small amount of ion-exchanged high purity water was slowly added to the above mixture. Further, the mixture was heated to 60 ° C. with stirring and reacted for 1 hour.
Next, a modification comprising a pigment bound with at least one sulfanilic acid group or sulfanilic acid tetrabutylammonium salt after 30 minutes by adjusting the pH to 9 with a 10% by weight tetrabutylammonium hydroxide solution (methanol solution). A pigment dispersion was obtained.
Next, ultrafiltration using a dialysis membrane was performed using the obtained modified pigment dispersion containing a pigment bonded to at least one sulfanilic acid group or sulfanilic acid tetrabutylammonium salt and ion-exchange high purity water. Furthermore, ultrasonic dispersion was performed to obtain a modified pigment dispersion in which the pigment solid content was concentrated to 20% by mass.
The surface treatment level of the resulting modified pigment dispersion was 0.75 mmol / g, and the volume average particle size was 120 nm as measured by a particle size distribution measuring device (Nanotrack UPA-EX150, manufactured by Nikkiso Co., Ltd.). It was.
(調製例2)
−表面改質ブラック顔料分散体(2)の調製−
ProcessAll 4HV ミキサー(4L)に、Cabot Corporation社製Black Pearls(登録商標)880(BET比表面積220m2/g、及びDBPA 105mL/100gを有するカーボンブラック)500gにイオン交換高純水1L、及び4−アミノ安息香酸1モルを添加した。次いで、混合物を10分間、60℃に加温しながら300rpmで強く混合した。これに20質量%亜硝酸ナトリウム水性溶液[4−アミノ安息香酸に基づき1モル当量]を15分間かけて添加した。60℃に加温しながら、3時間混合撹拌した。前記反応物をイオン交換高純水750mLで希釈しながら取り出した。
次に、10質量%テトラブチルアンモニウムヒドロキシド溶液(メタノール溶液)でpHを9に調整することにより、30分間後に少なくとも1つのアミノ安息香酸基又はアミノ安息香酸テトラブチルアンモニウム塩と結合した顔料を含む改質顔料分散体が得られた。
次に、得られた少なくとも1つのアミノ安息香酸基又はアミノ安息香酸テトラブチルアンモニウム塩と結合した顔料を含む改質顔料分散体とイオン交換高純水とを用いて透析膜を用いた限外濾過を行った。更に、超音波分散を行って顔料固形分を20質量%に濃縮した改質顔料分散体を得た。
得られた改質顔料分散体の表面処理レベルは0.5mmol/gであり、粒度分布測定装置(日機装株式会社製、ナノトラックUPA−EX150)により測定したところ、体積平均粒径は104nmであった。
(Preparation Example 2)
-Preparation of surface modified black pigment dispersion (2)-
ProcessAll 4HV mixer (4 L), Black Pearls (registered trademark) 880 (carbon black having BET specific surface area 220 m 2 / g and DBPA 105 mL / 100 g) manufactured by Cabot Corporation, ion exchange high purity water 1 L, and 4-aminobenzoic acid 1 mole of acid was added. The mixture was then mixed vigorously at 300 rpm while warming to 60 ° C. for 10 minutes. To this was added a 20 wt% aqueous sodium nitrite solution [1 molar equivalent based on 4-aminobenzoic acid] over 15 minutes. The mixture was stirred for 3 hours while heating to 60 ° C. The reaction product was taken out while being diluted with 750 mL of ion-exchange high purity water.
Next, the pigment is bound to at least one aminobenzoic acid group or aminobutyltetrabutylammonium salt after 30 minutes by adjusting the pH to 9 with a 10% by mass tetrabutylammonium hydroxide solution (methanol solution). A modified pigment dispersion was obtained.
Next, ultrafiltration using a dialysis membrane is performed using the obtained modified pigment dispersion containing a pigment bonded to at least one aminobenzoic acid group or aminobutyltetrabutylammonium salt and ion-exchanged high-purity water. It was. Furthermore, ultrasonic dispersion was performed to obtain a modified pigment dispersion in which the pigment solid content was concentrated to 20% by mass.
The surface treatment level of the obtained modified pigment dispersion was 0.5 mmol / g, and the volume average particle size was 104 nm as measured by a particle size distribution measuring device (Nikkiso Co., Ltd., Nanotrac UPA-EX150). It was.
(調製例3)
−表面改質ブラック顔料分散体(3)の調製−
ProcessAll 4HV ミキサー(4L)に、Cabot Corporation社製Black Pearls(登録商標)880(BET比表面積220m2/g及びDBPA 105mL/100gを有するカーボンブラック)500gにイオン交換高純水1L、及び4−アミノ安息香酸175ミリモルを添加した。次いで、混合物を10分間、60℃に加温しながら300rpmで強く混合した。これに20質量%亜硝酸ナトリウム水性溶液[4−アミノ安息香酸に基づき175ミリモル当量]を15分間かけて添加した。60℃に加温しながら、3時間混合撹拌した。前記反応物をイオン交換高純水750mLで希釈しながら取り出した。
次に、10質量%テトラエチルアンモニウムヒドロキシド水溶液でpHを9に調整することにより、30分間後に少なくとも1つのアミノ安息香酸基又はアミノ安息香酸テトラエチルアンモニウム塩と結合した顔料を含む改質顔料分散体が得られた。
次に、得られた少なくとも1つのアミノ安息香酸基又はアミノ安息香酸テトラエチルアンモニウム塩と結合した顔料を含む改質顔料分散体とイオン交換高純水とを用いて透析膜を用いた限外濾過を行った。更に、超音波分散を行って顔料固形分を20質量%に濃縮した改質顔料分散体を得た。
得られた改質顔料分散体の表面処理レベルは0.35mmol/gであり、粒度分布測定装置(日機装株式会社製、ナノトラックUPA−EX150)により測定したところ、体積平均粒径は114nmであった。
(Preparation Example 3)
-Preparation of surface modified black pigment dispersion (3)-
ProcessAll 4HV mixer (4L), Black Pearls (registered trademark) 880 (carbon black having BET specific surface area 220 m 2 / g and DBPA 105 mL / 100 g) manufactured by Cabot Corporation, 1 L of ion-exchange high-purity water, and 4-aminobenzoic acid 175 mmol was added. The mixture was then mixed vigorously at 300 rpm while warming to 60 ° C. for 10 minutes. To this was added a 20 wt% aqueous sodium nitrite solution [175 mmol equivalent based on 4-aminobenzoic acid] over 15 minutes. The mixture was stirred for 3 hours while heating to 60 ° C. The reaction product was taken out while being diluted with 750 mL of ion-exchange high purity water.
Next, a modified pigment dispersion containing a pigment bonded to at least one aminobenzoic acid group or aminobenzoic acid tetraethylammonium salt after 30 minutes by adjusting the pH to 9 with a 10 mass% tetraethylammonium hydroxide aqueous solution. Obtained.
Next, ultrafiltration using a dialysis membrane was performed using the obtained modified pigment dispersion containing a pigment bonded to at least one aminobenzoic acid group or aminoethyl tetrabenzoyl ammonium salt and ion-exchanged high-purity water. . Furthermore, ultrasonic dispersion was performed to obtain a modified pigment dispersion in which the pigment solid content was concentrated to 20% by mass.
The surface treatment level of the resulting modified pigment dispersion was 0.35 mmol / g, and the volume average particle size was 114 nm as measured with a particle size distribution measuring device (Nikki Co., Ltd., Nanotrac UPA-EX150). It was.
(調製例4)
−表面改質ブラック顔料分散体(4)の調製−
自己分散型カーボンブラックAqua−Black162(東海カーボン株式会社製、顔料固形分19.2質量%)顔料分散体1kgを0.1NのHCl水溶液で酸析した。次いで、40質量%ベンジルトリメチルアンモニウムヒドロキシド溶液(メタノール溶液)でpHを9に調整することにより、30分間後に少なくとも1つのカルボン酸基又はカルボン酸ベンジルトリメチルアンモニウム塩と結合した顔料を含む改質顔料分散体が得られた。
次に、得られた少なくとも1つのカルボン酸基又はカルボン酸ベンジルトリメチルアンモニウム塩と結合した顔料を含む改質顔料分散体とイオン交換高純水とを用いて透析膜を用いた限外濾過を行った。更に、超音波分散を行って顔料固形分を20質量%に濃縮した改質顔料分散体を得た。
得られた改質顔料分散体について、体積平均粒径を粒度分布測定装置(日機装株式会社製、ナノトラックUPA−EX150)により測定したところ、100nmであった。
(Preparation Example 4)
-Preparation of surface modified black pigment dispersion (4)-
Self-dispersion type carbon black Aqua-Black 162 (manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd., pigment solid content: 19.2% by mass) 1 kg of pigment dispersion was acidified with 0.1N HCl aqueous solution. Next, a modified pigment comprising a pigment bound to at least one carboxylic acid group or benzyltrimethylammonium carboxylate after 30 minutes by adjusting the pH to 9 with a 40% by weight benzyltrimethylammonium hydroxide solution (methanol solution) A dispersion was obtained.
Next, ultrafiltration using a dialysis membrane was performed using the obtained modified pigment dispersion containing a pigment bound to at least one carboxylic acid group or benzyltrimethylammonium carboxylate and ion-exchanged high purity water. Furthermore, ultrasonic dispersion was performed to obtain a modified pigment dispersion in which the pigment solid content was concentrated to 20% by mass.
About the obtained modified pigment dispersion, the volume average particle diameter was measured by a particle size distribution measuring device (manufactured by Nikkiso Co., Ltd., Nanotrac UPA-EX150) and found to be 100 nm.
(調製例5)
−表面改質ブラック顔料分散体(5)の調製−
SENSIJET Black SDP2000(SENSIENT社製、顔料固形分14.5質量%)顔料分散体1kgを0.1NのHCl水溶液で酸析した。次いで、10質量%テトラブチルアンモニウムヒドロキシド溶液(メタノール溶液)でpHを9に調整することにより、30分間後に少なくとも1つのカルボン酸基又はカルボン酸テトラブチルアンモニウム塩、及びスルホン酸基又はスルホン酸テトラブチルアンモニウム塩と結合した顔料を含む改質顔料分散体が得られた。
次に、得られた少なくとも1つのカルボン酸基又はカルボン酸テトラブチルアンモニウム塩、及びスルホン酸基又はスルホン酸テトラブチルアンモニウム塩と結合した顔料を含む改質顔料分散体とイオン交換高純水とを用いて透析膜を用いた限外濾過を行った。更に、超音波分散を行って顔料固形分を20質量%に濃縮した改質顔料分散体を得た。
得られた改質顔料分散体について、体積平均粒径を粒度分布測定装置(日機装株式会社製、ナノトラックUPA−EX150)により測定したところ、120nmであった。
(Preparation Example 5)
-Preparation of surface modified black pigment dispersion (5)-
SENSIJET Black SDP2000 (manufactured by SENSIENT, pigment solid content 14.5% by mass) 1 kg of pigment dispersion was acidified with 0.1N HCl aqueous solution. Then, by adjusting the pH to 9 with a 10% by mass tetrabutylammonium hydroxide solution (methanol solution), after 30 minutes, at least one carboxylic acid group or carboxylic acid tetrabutylammonium salt, and sulfonic acid group or sulfonic acid tetra A modified pigment dispersion containing a pigment combined with a butylammonium salt was obtained.
Next, using the obtained modified pigment dispersion containing at least one carboxylic acid group or carboxylic acid tetrabutylammonium salt, and a pigment bonded to the sulfonic acid group or sulfonic acid tetrabutylammonium salt, and ion-exchanged high-purity water Ultrafiltration using a dialysis membrane was performed. Furthermore, ultrasonic dispersion was performed to obtain a modified pigment dispersion in which the pigment solid content was concentrated to 20% by mass.
About the obtained modified pigment dispersion, the volume average particle diameter was measured by a particle size distribution measuring device (Nikkiso Co., Ltd., Nanotrac UPA-EX150), and it was 120 nm.
(調製例6)
−表面改質マゼンタ顔料分散体(1)の調製−
SENSIJET SMART Magenta 3122BA(Pigment Red 122表面処理分散体、顔料固形分14.5質量%、SENSIENT社製)顔料分散体1kgを0.1NのHCl水溶液で酸析した。次いで、10質量%テトラエチルアンモニウムヒドロキシド水溶液でpHを9に調整することにより、30分間後に少なくとも1つのアミノ安息香酸基又はアミノ安息香酸テトラエチルアンモニウム塩と結合した顔料を含む改質顔料分散体が得られた。
次に、得られた少なくとも1つのアミノ安息香酸基又はアミノ安息香酸テトラエチルアンモニウム塩と結合した顔料を含む改質顔料分散体とイオン交換高純水とを用いて透析膜を用いた限外濾過を行い、更に超音波分散を行って顔料固形分を20質量%に濃縮した改質顔料分散体を得た。
得られた改質顔料分散体について、体積平均粒径を粒度分布測定装置(日機装株式会社製、ナノトラックUPA−EX150)により測定したところ、104nmであった。
(Preparation Example 6)
-Preparation of surface modified magenta pigment dispersion (1)-
SENSIJET SMART Magenta 3122BA (Pigment Red 122 surface treatment dispersion, pigment solid content 14.5% by mass, manufactured by SENSIENT) 1 kg of the pigment dispersion was acidified with 0.1N HCl aqueous solution. Next, by adjusting the pH to 9 with a 10 mass% tetraethylammonium hydroxide aqueous solution, a modified pigment dispersion containing a pigment bonded with at least one aminobenzoic acid group or aminoethyltetraethylammonium salt after 30 minutes is obtained. It was.
Next, ultrafiltration using a dialysis membrane is performed using the obtained modified pigment dispersion containing a pigment combined with at least one aminobenzoic acid group or aminobenzoic acid tetraethylammonium salt, and ion-exchanged high-purity water, Furthermore, ultrasonic dispersion was performed to obtain a modified pigment dispersion in which the pigment solid content was concentrated to 20% by mass.
About the obtained modified pigment dispersion, the volume average particle diameter was measured by a particle size distribution measuring device (manufactured by Nikkiso Co., Ltd., Nanotrac UPA-EX150), and it was 104 nm.
(調製例7)
−表面改質シアン顔料分散体(1)の調製−
SENSIJET SMART Cyan 3154BA(Pigment Blue 15:4表面処理分散体、顔料固形分14.5質量%、SENSIENT社製)顔料分散体1kgを0.1NのHCl水溶液で酸析した。次いで、40質量%ベンジルトリメチルアンモニウムヒドロキシド溶液(メタノール溶液)でpHを9に調整することにより、30分間後に少なくとも1つのアミノ安息香酸基又はアミノ安息香酸ベンジルトリメチルアンモニウム塩と結合した顔料を含む改質顔料分散体が得られた。
次に、得られた少なくとも1つのアミノ安息香酸基又はアミノ安息香酸ベンジルトリメチルアンモニウム塩と結合した顔料を含む改質顔料分散体とイオン交換高純水とを用いて透析膜を用いた限外濾過を行った。更に、超音波分散を行って顔料固形分を20質量%に濃縮した改質顔料分散体を得た。
得られた分改質顔料散体について、体積平均粒径を粒度分布測定装置(日機装株式会社製、ナノトラックUPA−EX150)により測定したところ、116nmであった。
(Preparation Example 7)
-Preparation of surface-modified cyan pigment dispersion (1)-
1 kg of SENSIJET SMART Cyan 3154BA (Pigment Blue 15: 4 surface treatment dispersion, pigment solid content 14.5% by mass, manufactured by SENSIENT) was acidified with 0.1N HCl aqueous solution. Subsequently, the pH is adjusted to 9 with a 40% by mass benzyltrimethylammonium hydroxide solution (methanol solution), so that the modified compound containing a pigment bonded with at least one aminobenzoic acid group or aminobenzylbenzoic acid benzyltrimethylammonium salt after 30 minutes. A quality pigment dispersion was obtained.
Next, ultrafiltration using a dialysis membrane is performed using the obtained modified pigment dispersion containing a pigment bound to at least one aminobenzoic acid group or aminobenzyl benzyltrimethylammonium salt and ion-exchanged high-purity water. It was. Furthermore, ultrasonic dispersion was performed to obtain a modified pigment dispersion in which the pigment solid content was concentrated to 20% by mass.
The volume-average particle size of the obtained minute modified pigment powder was measured by a particle size distribution measuring device (manufactured by Nikkiso Co., Ltd., Nanotrac UPA-EX150) and found to be 116 nm.
(調製例8)
−表面改質イエロー顔料分散体(1)の調製−
SENSIJET SMART Yellow 3074BA(Pigment Yellow 74表面処理分散体、顔料固形分14.5質量%、SENSIENT社製)10質量%テトラブチルアンモニウムヒドロキシド溶液(メタノール溶液)でpHを9に調整することにより、30分間後に少なくとも1つのアミノ安息香酸基又はアミノ安息香酸テトラブチルアンモニウム塩と結合した顔料を含む改質顔料分散体が得られた。
次に、得られた少なくとも1つのアミノ安息香酸基又はアミノ安息香酸テトラブチルアンモニウム塩と結合した顔料を含む改質顔料分散体とイオン交換高純水とを用いて透析膜を用いた限外濾過を行い、更に超音波分散を行って顔料固形分を20質量%に濃縮した改質顔料分散体を得た。
得られた改質顔料分散体について、体積平均粒径を粒度分布測定装置(日機装株式会社製、ナノトラックUPA−EX150)により測定したところ、145nmであった。
(Preparation Example 8)
-Preparation of surface modified yellow pigment dispersion (1)-
SENSIJET SMART Yellow 3074BA (Pigment Yellow 74 surface treatment dispersion, pigment solid content 14.5% by mass, manufactured by SENSIENT) 10% by adjusting the pH to 9 with a 10% tetrabutylammonium hydroxide solution (methanol solution), 30 A modified pigment dispersion was obtained comprising pigments bound with at least one aminobenzoic acid group or aminobenzoic acid tetrabutylammonium salt after a minute.
Next, ultrafiltration using a dialysis membrane is performed using the obtained modified pigment dispersion containing a pigment bonded to at least one aminobenzoic acid group or aminobutyltetrabutylammonium salt and ion-exchanged high-purity water. Further, ultrasonic dispersion was performed to obtain a modified pigment dispersion in which the pigment solid content was concentrated to 20% by mass.
With respect to the obtained modified pigment dispersion, the volume average particle diameter was measured by a particle size distribution measuring device (manufactured by Nikkiso Co., Ltd., Nanotrac UPA-EX150) and found to be 145 nm.
(調製例9)
<カーボンブラック顔料含有ポリマー粒子分散体の調製>
−ポリマー溶液Aの調製−
機械式攪拌機、温度計、窒素ガス導入管、還流管、及び滴下ロートを備えた1Lのフラスコ内を充分に窒素ガス置換した後、スチレン11.2g、アクリル酸2.8g、ラウリルメタクリレート12.0g、ポリエチレングリコールメタクリレート4.0g、スチレンマクロマー(東亜合成株式会社製、商品名:AS−6)4.0g、及びメルカプトエタノール0.4gを混合し、65℃に昇温した。
次に、スチレン100.8g、アクリル酸25.2g、ラウリルメタクリレート108.0g、ポリエチレングリコールメタクリレート36.0g、ヒドロキシルエチルメタクリレート60.0g、スチレンマクロマー(東亜合成株式会社製、商品名:AS−6)36.0g、メルカプトエタノール3.6g、アゾビスメチルバレロニトリル2.4g、及びメチルエチルケトン18gの混合溶液を2.5時間かけて、フラスコ内に滴下した。滴下後、アゾビスメチルバレロニトリル0.8g及びメチルエチルケトン18gの混合溶液を0.5時間かけて、フラスコ内に滴下した。65℃で1時間熟成した後、アゾビスメチルバレロニトリル0.8gを添加し、更に、1時間熟成した。反応終了後、フラスコ内にメチルエチルケトン364gを添加し、濃度が50質量%のポリマー溶液Aを800g得た。
(Preparation Example 9)
<Preparation of carbon black pigment-containing polymer particle dispersion>
-Preparation of polymer solution A-
After sufficiently replacing the inside of a 1 L flask equipped with a mechanical stirrer, thermometer, nitrogen gas inlet tube, reflux tube, and dropping funnel, 11.2 g of styrene, 2.8 g of acrylic acid, 12.0 g of lauryl methacrylate Then, 4.0 g of polyethylene glycol methacrylate, 4.0 g of styrene macromer (manufactured by Toa Gosei Co., Ltd., trade name: AS-6) and 0.4 g of mercaptoethanol were mixed and heated to 65 ° C.
Next, styrene 100.8 g, acrylic acid 25.2 g, lauryl methacrylate 108.0 g, polyethylene glycol methacrylate 36.0 g, hydroxylethyl methacrylate 60.0 g, styrene macromer (manufactured by Toa Gosei Co., Ltd., trade name: AS-6) A mixed solution of 36.0 g, mercaptoethanol 3.6 g, azobismethylvaleronitrile 2.4 g, and methyl ethyl ketone 18 g was dropped into the flask over 2.5 hours. After dropping, a mixed solution of 0.8 g of azobismethylvaleronitrile and 18 g of methyl ethyl ketone was dropped into the flask over 0.5 hours. After aging at 65 ° C. for 1 hour, 0.8 g of azobismethylvaleronitrile was added, and further aged for 1 hour. After completion of the reaction, 364 g of methyl ethyl ketone was added to the flask to obtain 800 g of a polymer solution A having a concentration of 50% by mass.
−カーボンブラック顔料含有ポリマー粒子分散体の調製−
前記ポリマー溶液Aを28gと、C.I.カーボンブラック(デグサ社製、FW100)を42g、1mol/Lの水酸化カリウム水溶液13.6g、メチルエチルケトン20g、及びイオン交換水13.6gを十分に攪拌した後、ロールミルを用いて混練した。得られたペーストを純水200gに投入し、充分に攪拌した後、エバポレータを用いてメチルエチルケトン及び水を留去し、更に粗大粒子を除くためにこの分散液を平均孔径5.0μmのポリビニリデンフロライドメンブランフィルターにて加圧濾過し、顔料固形分15質量%、固形分濃度20質量%のカーボンブラック顔料含有ポリマー粒子分散液が得られた。
得られたカーボンブラック顔料含有ポリマー粒子分散液におけるポリマー粒子について、体積平均粒径を粒度分布測定装置(日機装株式会社製、ナノトラックUPA−EX150)により測定したところ、104nmであった。
-Preparation of carbon black pigment-containing polymer particle dispersion-
28 g of the polymer solution A, C.I. I. 42 g of carbon black (manufactured by Degussa, FW100), 13.6 g of a 1 mol / L potassium hydroxide aqueous solution, 20 g of methyl ethyl ketone, and 13.6 g of ion-exchanged water were sufficiently stirred and then kneaded using a roll mill. The obtained paste was put into 200 g of pure water and stirred sufficiently. Then, the ethyl ethyl ketone and water were distilled off using an evaporator, and this dispersion was removed from the polyvinylidene fluoride having an average pore size of 5.0 μm to remove coarse particles. A carbon black pigment-containing polymer particle dispersion having a pigment solid content of 15% by mass and a solid content concentration of 20% by mass was obtained by pressure filtration with a ride membrane filter.
The volume average particle size of the polymer particles in the obtained carbon black pigment-containing polymer particle dispersion was measured with a particle size distribution measuring device (Nikkiso Co., Ltd., Nanotrac UPA-EX150), and was 104 nm.
(製造例1)
<樹脂エマルション1の作製>
モノマー(a1)としてアクリル酸1.2質量部、モノマー(a2)としてサイラエース210(ビニルトリメトキシシラン、チッソ株式会社製)6質量部、モノマー(a3)としてメタクリル酸メチル35.5質量部、アクリル酸−2−エチルヘキシル60.3質量部、アクリルアミド1.0質量部、乳化剤としてアクアロンKH−20(第一工業製薬株式会社製の反応性乳化剤)1.5質量部、及びイオン交換水53.1質量部の混合物をバッチ式ホモミキサーで乳化し、モノマープレエマルションを作製し、滴下槽に入れた。
なお、0.5μm以上の粒子数が5,000個/cm3以上であると、測定精度が低下するので、0.5μm以上の粒子数が5,000個/cm3程度になるように、モノマー濃度60%程度のモノマープレエマルションを、蒸留水を用いて希釈し、モノマー濃度が0.002質量%程度の希釈液について、米国PARTICLE SIZING SYSTEMS社製Accusizerを用い、モノマープレエマルションの個数カウント法による体積平均粒子径を求めたところ、3.0μmであった。
(Production Example 1)
<Preparation of resin emulsion 1>
As monomer (a1) 1.2 parts by mass of acrylic acid, as monomer (a2) 6 parts by mass of Silaace 210 (vinyltrimethoxysilane, manufactured by Chisso Corporation), as monomer (a3) 35.5 parts by mass of methyl methacrylate, acrylic 60.3 parts by mass of acid-2-ethylhexyl, 1.0 part by mass of acrylamide, 1.5 parts by mass of Aqualon KH-20 (Reactive emulsifier manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) as an emulsifier, and 53.1 ion-exchanged water The mixture of parts by mass was emulsified with a batch type homomixer to prepare a monomer pre-emulsion, which was put in a dropping tank.
When the number of particles of 0.5 μm or more is 5,000 / cm 3 or more, the measurement accuracy decreases, so that the number of particles of 0.5 μm or more is about 5,000 / cm 3 . A monomer pre-emulsion having a monomer concentration of about 60% is diluted with distilled water, and a monomer pre-emulsion number counting method is performed using an Accusizer manufactured by US PARTICS SIZING SYSTEMS for a diluted solution having a monomer concentration of about 0.002% by mass. The volume average particle diameter was determined to be 3.0 μm.
還流冷却器、攪拌機、温度計、窒素導入管、及び原料投入口を具備する容積2Lの4つ口フラスコを反応容器とし、該反応容器にイオン交換水89.4質量部を入れ、窒素を導入しつつ攪拌しながら、液温を60℃に温めた。次いで、反応容器中に、アルキルフェノールエーテル系の反応性乳化剤としてアクアロンKH−20(第一工業製薬株式会社製)を0.5質量部添加し、同時に5質量%過硫酸アンモニウム(以後、「APS」と略す)水溶液6質量部(過硫酸アンモニウムとしては、0.3質量部)を添加した。 A 2 L four-necked flask equipped with a reflux condenser, stirrer, thermometer, nitrogen inlet tube, and raw material inlet was used as a reaction vessel, and 89.4 parts by mass of ion-exchanged water was introduced into the reaction vessel, and nitrogen was introduced. While stirring, the liquid temperature was warmed to 60 ° C. Next, 0.5 part by mass of Aqualon KH-20 (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) as an alkylphenol ether-based reactive emulsifier is added to the reaction vessel, and at the same time, 5% by mass ammonium persulfate (hereinafter referred to as “APS”). (Omitted) 6 parts by mass of an aqueous solution (0.3 parts by mass as ammonium persulfate) was added.
反応容器に5質量%APS水溶液を添加してから10分間後に、滴下槽から上記モノマープレエマルションは5時間かけて連続的に滴下し、別の滴下槽から5質量%APS水溶液6質量部(過硫酸アンモニウムとしては、0.3質量部)を5時間かけて断続的に滴下した。この間反応容器内は70℃に保った。
滴下終了後、3時間、70℃に保ち、熟成を行った。その後冷却を開始し、50℃まで冷却し、アンモニア水を添加し、180メッシュのポリエステル製の濾布で濾過した。濾布に残った凝集物を150℃で20分間乾燥し、モノマー、乳化剤及び重合開始剤の量を基準に凝集量(質量%)を求めたところ、0.1質量%であった。
濾過後の樹脂エマルションの一部を測り取り、150℃で20分間乾燥し、固形分濃度を求めたところ、39.5質量%であった。また、前記樹脂エマルションは、pH8、粘度50mPa・sであった。
0.5μm以上の粒子数が5,000個/cm3程度以下が装置上の測定限界なので、そのような範囲になるように、濾過後の樹脂エマルションを固形分濃度0.002質量%に希釈し、マイクロトラックUPA(Leeds & Northrup社製)を用い、動的光散乱法による累積50%粒子径(D50)を測定したところ、130nmであった。
別途、濾過後の樹脂エマルションを固形分濃度0.002質量%に希釈し、該希釈液について、米国PARTICLE SIZING SYSTEMS社製Accusizerを用い、個数カウント法による1.5μm以上の超粗大粒子数を測定した。固形分濃度0.1質量%に換算すると、樹脂エマルション中における1.5μm以上の超粗大粒子数は1.0×105個/cm3であった。
なお、ビニルトリメトキシシランを除くモノマーから求められるガラス転移温度(以下、「理論Tg」という)は5℃であった。
Ten minutes after adding the 5 mass% APS aqueous solution to the reaction vessel, the monomer pre-emulsion was continuously dropped over 5 hours from the dropping tank, and 6 parts by mass of the 5 mass% APS aqueous solution (excessive from another dropping tank). As ammonium sulfate, 0.3 part by mass) was dropped intermittently over 5 hours. During this time, the inside of the reaction vessel was kept at 70 ° C.
After completion of dropping, the mixture was kept at 70 ° C. for 3 hours for aging. Thereafter, cooling was started, the mixture was cooled to 50 ° C., ammonia water was added, and the mixture was filtered through a 180 mesh polyester filter cloth. The aggregate remaining on the filter cloth was dried at 150 ° C. for 20 minutes, and the amount of aggregation (mass%) was determined based on the amounts of the monomer, the emulsifier and the polymerization initiator, and found to be 0.1 mass%.
A part of the resin emulsion after filtration was weighed, dried at 150 ° C. for 20 minutes, and the solid content concentration was determined to be 39.5% by mass. The resin emulsion had a pH of 8 and a viscosity of 50 mPa · s.
Since the number of particles of 0.5 μm or more is about 5,000 particles / cm 3 or less, the measurement limit on the apparatus is limited, so that the resin emulsion after filtration is diluted to a solid content concentration of 0.002% by mass so as to be in such a range. Then, using Microtrac UPA (Leeds & Northrup), the cumulative 50% particle diameter (D 50 ) by dynamic light scattering was measured and found to be 130 nm.
Separately, the resin emulsion after filtration was diluted to a solid content concentration of 0.002% by mass, and the diluted liquid was measured for the number of ultra coarse particles of 1.5 μm or more by the number counting method using an Accusizer manufactured by US PARTICLE SIZING SYSTEMS. did. When converted to a solid content concentration of 0.1% by mass, the number of super coarse particles of 1.5 μm or more in the resin emulsion was 1.0 × 10 5 particles / cm 3 .
In addition, the glass transition temperature (henceforth "theoretical Tg") calculated | required from the monomer except vinyltrimethoxysilane was 5 degreeC.
(製造例2)
<樹脂エマルション2の作製>
製造例1において、下記の組成に変更した以外は、製造例1と同様にして、樹脂エマルション2を作製した。
[組成]
・アクリル酸:3.0質量部
・アクリル酸ブチル:12.5質量部
・アクリル酸−2−エチルヘキシル:20.0質量部
・スチレン:22.0質量部
・サイラエース210(ビニルトリメトキシシラン、チッソ株式会社製):6質量部
次に、得られた樹脂エマルション2について、動的光散乱法による累積50%粒子径(D50)を測定したところ、100nmであった。また、ビニルトリメトキシシランを除くモノマーから求められる理論Tgは15℃であった。また、固形分濃度は、39.6質量%であった。
(Production Example 2)
<Preparation of resin emulsion 2>
Resin emulsion 2 was produced in the same manner as in Production Example 1 except that the following composition was changed in Production Example 1.
[composition]
-Acrylic acid: 3.0 parts by mass-Butyl acrylate: 12.5 parts by mass-Acrylic acid-2-ethylhexyl: 20.0 parts by mass-Styrene: 22.0 parts by mass-Silaace 210 (vinyltrimethoxysilane, nitrogen) Co., Ltd.): 6 parts by mass Next, the obtained resin emulsion 2 was measured for a cumulative 50% particle diameter (D 50 ) by a dynamic light scattering method, which was 100 nm. Moreover, the theoretical Tg calculated | required from the monomer except vinyltrimethoxysilane was 15 degreeC. Moreover, solid content concentration was 39.6 mass%.
(製造例3)
<樹脂エマルション3の作製>
製造例1において、下記の組成に変更した以外は、製造例1と同様にして、樹脂エマルション3を作製した。
[組成]
・アクリル酸:5.0質量部
・アクリル酸−2−エチルヘキシル:22.0質量部
・メタクリル酸−2−エチルヘキシル:6.0質量部
・メタクリル酸シクロヘキシル:5.0質量部
・スチレン:22.0質量部
・サイラエース210(ビニルトリメトキシシラン、チッソ株式会社製):6質量部
次に、得られた樹脂エマルション3について、動的光散乱法による累積50%粒子径(D50)を測定したところ、80nmであった。また、ビニルトリメトキシシランを除くモノマーから求められる理論Tgは30℃であった。また、固形分濃度は、39.4質量%であった。
(Production Example 3)
<Preparation of resin emulsion 3>
Resin emulsion 3 was produced in the same manner as in Production Example 1 except that the following composition was changed in Production Example 1.
[composition]
-Acrylic acid: 5.0 parts by mass-Acrylic acid-2-ethylhexyl: 22.0 parts by mass-Methacrylic acid-2-ethylhexyl: 6.0 parts by mass-Cyclohexyl methacrylate: 5.0 parts by mass-Styrene: 22. 0 part by mass-Sila Ace 210 (vinyltrimethoxysilane, manufactured by Chisso Corporation): 6 parts by mass Next, the obtained resin emulsion 3 was measured for a cumulative 50% particle diameter (D 50 ) by a dynamic light scattering method. However, it was 80 nm. Moreover, the theoretical Tg calculated | required from the monomer except vinyltrimethoxysilane was 30 degreeC. Moreover, solid content concentration was 39.4 mass%.
(製造例4)
<樹脂エマルション4の作製>
製造例1において、下記の組成に変更した以外は、製造例1と同様にして、樹脂エマルション4を作製した。
[組成]
・メタクリル酸:3.0質量部
・アクリル酸ブチル:25.0質量部
・アクリルアミド:1.0質量部
・スチレン:29.0質量部
・サイラエース210(ビニルトリメトキシシラン、チッソ株式会社製):6質量部
次に、得られた樹脂エマルション4について、動的光散乱法による累積50%粒子径(D50)を測定したところ、80nmであった。また、ビニルトリメトキシシランを除くモノマーから求められる理論Tgは45℃であった。また、固形分濃度は、39.5質量%であった。
(Production Example 4)
<Preparation of resin emulsion 4>
A resin emulsion 4 was produced in the same manner as in Production Example 1 except that the following composition was changed in Production Example 1.
[composition]
-Methacrylic acid: 3.0 parts by mass-Butyl acrylate: 25.0 parts by mass-Acrylamide: 1.0 parts by mass-Styrene: 29.0 parts by mass-Silaace 210 (vinyltrimethoxysilane, manufactured by Chisso Corporation): 6 parts by mass Next, with respect to the obtained resin emulsion 4, when the cumulative 50% particle diameter (D 50 ) was measured by a dynamic light scattering method, it was 80 nm. Moreover, the theoretical Tg calculated | required from the monomer except vinyltrimethoxysilane was 45 degreeC. Moreover, solid content concentration was 39.5 mass%.
(製造例5)
<樹脂エマルション5の作製>
製造例1において、下記の組成に変更した以外は、製造例1と同様にして、樹脂エマルション5を作製した。
[組成]
・メタクリル酸:6.0質量部
・アクリル酸エチル:20.0質量部
・メタクリル酸メチル:16.0質量部
・アクリルアミド:1.0質量部
・スチレン:20.0質量部
・サイラエース210(ビニルトリメトキシシラン、チッソ株式会社製):6質量部
次に、得られた樹脂エマルション5について、動的光散乱法による累積50%粒子径(D50)を測定したところ、90nmであった。また、ビニルトリメトキシシランを除くモノマーから求められる理論Tgは70℃であった。また、固形分濃度は、39.7質量%であった。
(Production Example 5)
<Preparation of resin emulsion 5>
Resin emulsion 5 was produced in the same manner as in Production Example 1 except that the following composition was changed in Production Example 1.
[composition]
-Methacrylic acid: 6.0 parts by mass-Ethyl acrylate: 20.0 parts by mass-Methyl methacrylate: 16.0 parts by mass-Acrylamide: 1.0 parts by mass-Styrene: 20.0 parts by mass-Silaace 210 (vinyl) Trimethoxysilane (manufactured by Chisso Corporation): 6 parts by mass Next, with respect to the obtained resin emulsion 5, the cumulative 50% particle diameter (D 50 ) measured by the dynamic light scattering method was 90 nm. Moreover, the theoretical Tg calculated | required from the monomer except vinyltrimethoxysilane was 70 degreeC. Moreover, solid content concentration was 39.7 mass%.
(実施例1)
<インクの調製>
攪拌機を備えた容器に、構造式(1)の3−n−ブトキシ−N,N−ジメチルプロパンアミド20.00質量部、1,2−プロパンジオール25.00質量部、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール2.00質量部、構造式(VII)のポリエーテル変性シロキサン化合物1.00質量部、及び2,4,7,9−テトラメチルデカン−4,7−ジオール0.50質量部を入れ、30分間撹拌して均一にした。
次に、防カビ剤(Proxel GXL、アビシア社製)0.05質量部、2−アミノ−2−エチル−1,3−プロパンジオール0.20質量部、調製例1の表面改質ブラック顔料分散体1を37.50質量部、及び純水を加え、60分間撹拌してインクを均一にした。更に、製造例1の樹脂エマルション1を6.25質量部加え、全体を100質量部とし、30分間撹拌してインクを得た。
得られたインクを平均孔径1.2μmのポリビニリデンフロライドメンブランフィルターにて加圧濾過し、粗大粒子及びごみを除去して、実施例1のインクを作製した。
Example 1
<Preparation of ink>
In a container equipped with a stirrer, 20.00 parts by mass of 3-n-butoxy-N, N-dimethylpropanamide of the structural formula (1), 25.00 parts by mass of 1,2-propanediol, 2,2,4- 2.00 parts by weight of trimethyl-1,3-pentanediol, 1.00 parts by weight of a polyether-modified siloxane compound of the structural formula (VII), and 2,4,7,9-tetramethyldecane-4,7-diol 0 50 parts by mass were added and stirred for 30 minutes to make it uniform.
Next, 0.05 parts by mass of an antifungal agent (Proxel GXL, manufactured by Avicia), 0.20 parts by mass of 2-amino-2-ethyl-1,3-propanediol, surface-modified black pigment dispersion of Preparation Example 1 37.50 parts by mass of body 1 and pure water were added and stirred for 60 minutes to make the ink uniform. Further, 6.25 parts by mass of the resin emulsion 1 of Production Example 1 was added to make the whole 100 parts by mass and stirred for 30 minutes to obtain an ink.
The obtained ink was subjected to pressure filtration with a polyvinylidene fluoride membrane filter having an average pore diameter of 1.2 μm to remove coarse particles and dust, whereby the ink of Example 1 was produced.
(実施例2)
攪拌機を備えた容器に、構造式(4)の3−エチル−3−ヒドロキシメチルオキセタン40.00質量部、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール2.00質量部、構造式(IX)のポリエーテル変性シロキサン化合物2.00質量部、及び2,4,7,9−テトラメチルデカン−4,7−ジオール0.50質量部を入れ、30分間撹拌して均一にした。
次に、防カビ剤(Proxel GXL、アビシア社製)0.05質量部、2−アミノ−2−エチル−1,3−プロパンジオール0.20質量部、調製例1の表面改質ブラック顔料分散体1を37.50質量部、及び純水を加え、60分間撹拌して均一にした。
更に、製造例2の樹脂エマルション2を6.25質量部加え、全体を100質量部とし、30分間撹拌してインクを得た。
得られたインクを平均孔径1.2μmのポリビニリデンフロライドメンブランフィルターにて加圧濾過し、粗大粒子及びごみを除去して、実施例2のインクを作製した。
(Example 2)
In a container equipped with a stirrer, 40.00 parts by mass of 3-ethyl-3-hydroxymethyloxetane of the structural formula (4), 2.00 parts by mass of 2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol, structural formula 2.00 parts by mass of a polyether-modified siloxane compound of (IX) and 0.50 parts by mass of 2,4,7,9-tetramethyldecane-4,7-diol were added and stirred for 30 minutes to be uniform.
Next, 0.05 parts by mass of an antifungal agent (Proxel GXL, manufactured by Avicia), 0.20 parts by mass of 2-amino-2-ethyl-1,3-propanediol, surface-modified black pigment dispersion of Preparation Example 1 37.50 parts by mass of body 1 and pure water were added, and the mixture was stirred for 60 minutes to be uniform.
Further, 6.25 parts by mass of the resin emulsion 2 of Production Example 2 was added to make the whole 100 parts by mass and stirred for 30 minutes to obtain an ink.
The obtained ink was subjected to pressure filtration with a polyvinylidene fluoride membrane filter having an average pore diameter of 1.2 μm to remove coarse particles and dust, and thus an ink of Example 2 was produced.
(実施例3〜15及び比較例1〜8)
実施例1又は実施例2と同様にして、下記表1〜5に示した有機溶剤、界面活性剤、及び消泡剤を混合撹拌した。次いで、防カビ剤、pH調整剤、色材(顔料分散体)、及び樹脂エマルションを混合撹拌してインクを均一化した。
得られたインクを平均孔径1.2μmのポリビニリデンフロライドメンブランフィルターにて加圧濾過し、粗大粒子及びごみを除去して、実施例3〜15及び比較例1〜8の各インクを作製した。
(Examples 3 to 15 and Comparative Examples 1 to 8)
In the same manner as in Example 1 or Example 2, the organic solvents, surfactants, and antifoaming agents shown in Tables 1 to 5 below were mixed and stirred. Next, the fungicide, the pH adjuster, the color material (pigment dispersion), and the resin emulsion were mixed and stirred to make the ink uniform.
The obtained ink was subjected to pressure filtration with a polyvinylidene fluoride membrane filter having an average pore diameter of 1.2 μm to remove coarse particles and dust, and inks of Examples 3 to 15 and Comparative Examples 1 to 8 were produced. .
なお、実施例1〜15及び比較例1〜8で用いた有機溶剤について、下記表Aにまとめて示した。
表1〜表5中の略号などは下記の意味を表す。
*SENSIJET SMART Magenta 3122BA:SENSIENT社製(表面処理顔料分散体、アミノ安息香酸Na塩)
*SENSIJET SMART Cyan 3154BA:SENSIENT社製(表面処理顔料分散体、アミノ安息香酸Na塩)
*SENSIJET SMART Yellow 3074BA:SENSIENT社製(表面処理顔料分散体、アミノ安息香酸Na塩)
*SENSIJET Black SDP2000:SENSIENT社製(表面処理顔料分散体、カルボン酸Na塩、スルホン酸Na塩)
*タケラックW−6110:ポリカーボネートポリウレタン樹脂エマルション
(三井化学株式会社製、有効固形分33.9質量%、25℃での粘度455mPa・s)
*ビニブラン700:塩化ビニル系アクリル樹脂エマルション
(日信化学工業株式会社製、有効固形分30.0質量%、25℃での粘度100mPa・s、ガラス転移温度(Tg)70℃)
*下記構造式(1)で表される有機溶剤(3−n−ブトキシ−N,N−ジメチルプロパンアミド)
Abbreviations in Tables 1 to 5 represent the following meanings.
* SENSIJET SMART Magenta 3122BA: manufactured by SENSIENT (surface-treated pigment dispersion, aminobenzoic acid Na salt)
* SENSIJET SMART Cyan 3154BA: manufactured by SENSIENT (surface-treated pigment dispersion, aminobenzoic acid Na salt)
* SENSIJET SMART Yellow 3074BA: manufactured by SENSIENT (surface-treated pigment dispersion, aminobenzoic acid Na salt)
* SENSIJET Black SDP2000: manufactured by SENSIENT (surface-treated pigment dispersion, carboxylic acid Na salt, sulfonic acid Na salt)
* Takelac W-6110: Polycarbonate polyurethane resin emulsion (Mitsui Chemicals, Inc., effective solid content 33.9% by mass, viscosity 455 mPa · s at 25 ° C.)
* Vinyl Blanc 700: Vinyl chloride acrylic resin emulsion (manufactured by Nissin Chemical Industry Co., Ltd., effective solid content 30.0% by mass, viscosity 100 mPa · s at 25 ° C., glass transition temperature (Tg) 70 ° C.)
* An organic solvent represented by the following structural formula (1) (3-n-butoxy-N, N-dimethylpropanamide)
[構造式(1)、SP値:9.03]
[構造式(4)、SP値:11.3]
*下記構造式(VII)で表されるポリエーテル変性シロキサン化合物 * A polyether-modified siloxane compound represented by the following structural formula (VII)
[構造式(VII)]
[構造式(IX)]
[構造式(X)]
*TEGO Wet270:ポリエーテル変性シロキサン化合物(エボニック社製、有効成分100質量%)
前記「TEGO Wet270」は、前記一般式(III)で表される構造を有するポリエーテル変性シロキサン化合物である。
*シルフェイスSAG503A:ポリエーテル変性シロキサン化合物(日信化学工業株式会社製、有効成分100質量%)
前記「シルフェイスSAG503A」は、前記一般式(V)で表される構造を有するポリエーテル変性シロキサン化合物である。
*ユニダイン DSN403N:ポリオキシエチレンパーフロロアルキルエーテル(ダイキン工業株式会社製、有効成分100質量%)
*ゾニールFS−300:ポリオキシエチレンパーフロロアルキルエーテル(デュポン社製、有効成分40質量%)
*サーフィノール104E:アセチレングリコール化合物(日信化学工業株式会社製、有効成分100質量%)
*ソフタノールEP−7025:高級アルコールエトキシレート化合物(株式会社日本触媒製、有効成分100質量%)
*Proxel GXL:1,2−benzisothiazolin−3−oneを主成分とした防カビ剤(アビシア社製、有効成分20質量%、ジプロピレングリコール含有)
* TEGO Wet270: Polyether-modified siloxane compound (Evonik, active ingredient 100% by mass)
The “TEGO Wet270” is a polyether-modified siloxane compound having a structure represented by the general formula (III).
* Silface SAG503A: polyether-modified siloxane compound (manufactured by Nissin Chemical Industry Co., Ltd., 100% by mass of active ingredient)
The “Silface SAG503A” is a polyether-modified siloxane compound having a structure represented by the general formula (V).
* Unidyne DSN403N: Polyoxyethylene perfluoroalkyl ether (Daikin Industries, Ltd., active ingredient 100% by mass)
* Zonyl FS-300: polyoxyethylene perfluoroalkyl ether (manufactured by DuPont, 40 mass% active ingredient)
* Surfinol 104E: Acetylene glycol compound (manufactured by Nissin Chemical Industry Co., Ltd., 100% by mass of active ingredient)
* Softanol EP-7025: higher alcohol ethoxylate compound (manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd., 100% by mass of active ingredient)
* Proxel GXL: Antifungal agent based on 1,2-benzisothiazolin-3-one (Avicia, 20 mass% active ingredient, containing dipropylene glycol)
次に、実施例1〜15及び比較例1〜8の各インクのインク物性を以下のようにして測定した。結果を表6に示す。 Next, the ink physical properties of the inks of Examples 1 to 15 and Comparative Examples 1 to 8 were measured as follows. The results are shown in Table 6.
<粘度測定>
各インクの粘度は、粘度計(RE−550L、東機産業株式会社製)を使用して、25℃で測定した。
<Viscosity measurement>
The viscosity of each ink was measured at 25 ° C. using a viscometer (RE-550L, manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.).
<pH測定>
各インクのpHは、pHメーター計(HM−30R型、TOA−DKK株式会社製)を用いて、25℃で測定した。
<PH measurement>
The pH of each ink was measured at 25 ° C. using a pH meter (HM-30R type, manufactured by TOA-DKK).
<動的表面張力測定>
各インクの動的表面張力は、最大泡圧法による表面寿命15msec時の動的表面張力を、SITA_DynoTester(SITA社製)を用いて、25℃で測定した。
<Dynamic surface tension measurement>
The dynamic surface tension of each ink was measured at 25 ° C. using SITA_DynoTester (manufactured by SITA) as the dynamic surface tension at the surface lifetime of 15 msec according to the maximum bubble pressure method.
<静的表面張力>
各インクの静的表面張力は、自動表面張力計(DY−300、協和界面科学株式会社製)を用いて、25℃で測定した。
<Static surface tension>
The static surface tension of each ink was measured at 25 ° C. using an automatic surface tension meter (DY-300, manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.).
−画像形成−
23℃±0.5℃、50±5%RHに調整した環境条件下、画像形成装置(IPSiO GXe−5500、株式会社リコー製)を用い、インクの吐出量が均しくなるようにピエゾ素子の駆動電圧を変動させ、記録媒体として王子製紙株式会社製OKトップコート+(坪量104.7g/m2)に同じ付着量のインクが付着するように設定した。
-Image formation-
Using the image forming apparatus (IPSiO GXe-5500, manufactured by Ricoh Co., Ltd.) under the environmental conditions adjusted to 23 ° C. ± 0.5 ° C. and 50 ± 5% RH, the piezo element The driving voltage was varied, and the recording medium was set such that the same amount of ink adhered to OK Top Coat manufactured by Oji Paper Co., Ltd. + (Basis weight 104.7 g / m 2 ).
次に、実施例1〜15及び比較例1〜8について、以下のようにして、画像濃度、耐ビーディング性、吐出安定性−1、吐出安定性−2、定着性−I、及び定着性−IIを評価した。結果を表7及び表8に示した。
また、実施例1〜15について、以下のようにして、吐出安定性−3、及び吐出安定性−4を評価した。結果を表9に示した。
Next, with respect to Examples 1 to 15 and Comparative Examples 1 to 8, image density, beading resistance, ejection stability-1, ejection stability-2, fixing property-I, and fixing property are as follows. -II was evaluated. The results are shown in Tables 7 and 8.
Moreover, about Examples 1-15, the discharge stability-3 and the discharge stability-4 were evaluated as follows. The results are shown in Table 9.
<画像濃度>
Word2000(Microsoft社製)にて作成した64point文字「黒四角:■」の記載のあるチャートを、記録媒体としてのMyPaper(株式会社リコー製)に打ち出し、印字面の「黒四角」部を分光濃度計(X−Rite939、エックスライト株式会社製)にて測色し、下記評価基準により判定した。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」と改変したモードを使用した。なお、評価C以上が実用上問題のない範囲である。
〔評価基準〕
A:Black:1.25以上、Yellow:0.8以上、Magenta:1.00以上、Cyan:1.05以上
B:Black:1.20以上1.25未満、Yellow:0.75以上0.8未満、Magenta:0.95以上1.00未満、Cyan:1.00以上1.05未満
C:Black:1.15以上1.20未満、Yellow:0.70以上0.75未満、Magenta:0.90以上0.95未満、Cyan:0.95以上1.00未満
D:Black:1.15未満、Yellow:0.70未満、Magenta:0.90未満、Cyan0.95未満
<Image density>
A chart with 64 point characters “black square: ■” created by Word 2000 (manufactured by Microsoft) is printed on MyPaper (manufactured by Ricoh Co., Ltd.) as a recording medium, and the “black square” portion of the printing surface is spectral density. The color was measured with a meter (X-Rite 939, 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. In addition, evaluation C or more is a range with no practical problem.
〔Evaluation criteria〕
A: Black: 1.25 or more, Yellow: 0.8 or more, Magenta: 1.00 or more, Cyan: 1.05 or more B: Black: 1.20 or more and less than 1.25, Yellow: 0.75 or more Less than 8, Magenta: 0.95 or more and less than 1.00, Cyan: 1.00 or more and less than 1.05 C: Black: 1.15 or more and less than 1.20, Yellow: 0.70 or more and less than 0.75, Magenta: 0.90 or more and less than 0.95, Cyan: 0.95 or more and less than 1.00 D: Black: less than 1.15, Yellow: less than 0.70, Magenta: less than 0.90, Cyan less than 0.95
<耐ビーディング性>
記録媒体を王子製紙株式会社製OKトップコート+(坪量104.7g/m2)に変更し、印字モードをプリンタ添付のドライバで「光沢紙−きれい」モードを「色補正なし」と改変したモードを使用し、画像濃度と同様にベタ画像を印字し、ベタ画像の濃度ムラ(ビーディング)を目視観察し、下記評価基準により判定した。なお、評価C以上が実用上問題のない範囲である。
[評価基準]
A:全くなし
B:僅かにあり
C:かなりあり
D:激しくあり
*黒色ベタ画像は目視では非常に見難いので、光学顕微鏡で40倍に拡大して観察した。
<Beading resistance>
The recording medium was changed to OK Top Coat manufactured by Oji Paper Co., Ltd. (basis weight 104.7 g / m 2 ), and the printing mode was changed to “no gloss correction” in the “Glossy paper-clean” mode with the driver attached to the printer. Using the mode, a solid image was printed in the same manner as the image density, and density unevenness (beading) of the solid image was visually observed, and judged according to the following evaluation criteria. In addition, evaluation C or more is a range with no practical problem.
[Evaluation criteria]
A: Not at all B: Slightly present C: Significantly D: Vigorous * A black solid image is very difficult to see by visual observation, and was magnified 40 times with an optical microscope.
<吐出安定性−1:間欠吐出評価>
Word2000(Microsoft社製)にて作成した一色当りA4サイズ用紙の面積5%をベタ画像にて塗りつぶすチャートを連続200枚、MyPaper(株式会社リコー製)に打ち出し、打ち出し後の各ノズルの吐出乱れから、下記基準で評価した。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」と改変したモードを使用した。なお、評価B以上が実用上問題のない範囲である。
[評価基準]
A:吐出乱れなし
B:若干吐出乱れあり
C:吐出乱れあり、又は吐出しない部分あり
<Discharge stability-1: intermittent discharge evaluation>
200 charts were continuously printed on MyPaper (manufactured by Ricoh Co., Ltd.) to fill a 5% area of A4 size paper per color created with Word 2000 (manufactured by Microsoft) with a solid image. The evaluation was based on the following criteria. The print 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 settings for plain paper. In addition, evaluation B or more is a range which is satisfactory practically.
[Evaluation criteria]
A: No discharge disturbance B: Some discharge disturbance C: Discharge disturbance or no discharge
<吐出安定性−2:ノズルプレート撥インク時間>
温度23℃±0.5℃、相対湿度50%±5%に調整された環境下、50mLのビーカーに各インクを50g入れ、画像形成装置(IPSiO GXe−5500、株式会社リコー製)で使用されているヘッドのノズルプレートを取り出してピンセットで挟み、315mm/分間の速度でインクに漬け、同じ速度で取り出した場合のノズルプレートの撥インク層からの撥インク時間(インクの引け時間)を計測し、下記基準で評価した。なお、前記ノズルプレートの撥インク層は、ダイキン工業株式会社製、オプツールDSXである。なお、評価C以上が実用上問題のない範囲である。
[評価基準]
A:撥インク時間が10秒間未満
B:撥インク時間が10秒間以上30秒間未満
C:撥インク時間が30秒間以上60秒間未満
D:撥インク時間が60秒間以上
前記撥インク時間が長いとノズルプレートがインクで濡れ易いため、連続吐出評価でノズル抜けし易い。
<Discharge stability-2: Nozzle plate ink repellent time>
In an environment adjusted to a temperature of 23 ° C. ± 0.5 ° C. and a relative humidity of 50% ± 5%, 50 g of each ink is put into a 50 mL beaker and used in an image forming apparatus (IPSiO GXe-5500, manufactured by Ricoh Co., Ltd.). Take out the nozzle plate of the head that is picked up and pinch it with tweezers, soak it in ink at a speed of 315 mm / min, and measure the ink repellent time (ink draw time) from the ink repellent layer of the nozzle plate when taken out at the same speed. The evaluation was based on the following criteria. The ink-repellent layer of the nozzle plate is OPTOOL DSX manufactured by Daikin Industries, Ltd. In addition, evaluation C or more is a range with no practical problem.
[Evaluation criteria]
A: Ink repellent time is less than 10 seconds B: Ink repellent time is from 10 seconds to less than 30 seconds C: Ink repellent time is from 30 seconds to less than 60 seconds D: Ink repellent time is 60 seconds or more Since the plate is easily wetted with ink, it is easy to remove the nozzle in continuous discharge evaluation.
<吐出安定性−3:循環型ヘッドを用いた吐出安定性>
23±0.5℃、50±5%RHに調整された環境条件下、図3〜図5で示した循環型の液体吐出機構を組み込んだ液体吐出装置(株式会社リコー製、IPSiO GXe−5500改造機)を用い、インクの吐出量が均しくなるようにピエゾ素子の駆動電圧を変動させ、記録用メディアに同じ付着量のインクが付くように設定した。
次に、印字面積が5%の印刷チャートを1,000枚印刷した。1,000枚印刷直後及び印刷終了から24時間休止した後にベタ画像、ハーフトーン画像、ノズルチェックパターンを産業用インクジェット用紙(三菱製紙株式会社製、SWORD iJET 4.3 グロス)に5枚ずつ印刷し、画像の均一性やノズル抜けの有無を目視で観察することで吐出の乱れやノズル詰まりについて評価を行った。印字条件は100%duty、600×300dpiの記録密度でワンパス印字とした。評価基準は以下に示す。なお、本評価中、インクの循環は循環型吐出ヘッドの動作・休止に関わらず、常に循環を行った。なお、評価B以上が実用上問題のない範囲である。
[評価基準]
A:吐出の乱れがなく、ノズル詰まりもない
B:吐出が若干乱れるが、ノズル詰まりはない
C:吐出が大きく乱れ、ノズルも詰まる
<Discharge stability-3: Discharge stability using a circulating head>
A liquid discharge apparatus incorporating the circulation type liquid discharge mechanism shown in FIGS. 3 to 5 (IPSiO GXe-5500, manufactured by Ricoh Co., Ltd.) under environmental conditions adjusted to 23 ± 0.5 ° C. and 50 ± 5% RH. Using a modified machine, the drive voltage of the piezo element was varied so that the amount of ink discharged was equalized, and the same amount of ink was applied to the recording medium.
Next, 1,000 printing charts having a printing area of 5% were printed. Immediately after printing 1,000 sheets and after 24 hours from the end of printing, solid images, halftone images, and nozzle check patterns are printed on industrial inkjet paper (Made by Mitsubishi Paper Industries, SWORD iJET 4.3 gloss) five by five. In addition, the discharge uniformity and nozzle clogging were evaluated by visually observing the uniformity of images and the presence or absence of nozzle omission. The printing conditions were one-pass printing at a recording density of 100% duty and 600 × 300 dpi. Evaluation criteria are shown below. During this evaluation, the ink was always circulated regardless of the operation / pause of the circulation type discharge head. In addition, evaluation B or more is a range which is satisfactory practically.
[Evaluation criteria]
A: Discharge is not disturbed and nozzle is not clogged B: Discharge is slightly disturbed but nozzle is not clogged C: Discharge is greatly disturbed and nozzle is clogged
<吐出安定性−4:通常ヘッドを用いた吐出安定性>
23±0.5℃、50±5%RHに調整された環境条件下、液体吐出装置(株式会社リコー製、IPSiO GXe−5500)を用い、インクの吐出量が均しくなるようにピエゾ素子の駆動電圧を変動させ、記録用メディアに同じ付着量のインクが付くように設定した。
次に、印字面積が5%の印刷チャートを1,000枚印刷した。1,000枚印刷直後及び印刷終了から24時間休止した後にベタ画像、ハーフトーン画像、ノズルチェックパターンを産業用インクジェット用紙(三菱製紙株式会社製、SWORD iJET 4.3 グロス)に5枚ずつ印刷し、画像の均一性やノズル抜けの有無を目視で観察することで吐出の乱れやノズル詰まりについて評価を行った。印字条件は100%duty、600×300dpiの記録密度でワンパス印字とした。評価基準は以下に示す。なお、本評価中、インクの循環は循環型吐出ヘッドの動作・休止に関わらず、常に循環を行った。なお、評価B以上が実用上問題のない範囲である。
[評価基準]
A:吐出の乱れがなく、ノズル詰まりもない
B:吐出が若干乱れるが、ノズル詰まりはない
C:吐出が大きく乱れ、ノズルも詰まる
<Discharge stability-4: Discharge stability using a normal head>
Under the environmental conditions adjusted to 23 ± 0.5 ° C. and 50 ± 5% RH, using a liquid ejection device (IPSiO GXe-5500, manufactured by Ricoh Co., Ltd.) The drive voltage was varied so that the same amount of ink was applied to the recording medium.
Next, 1,000 printing charts having a printing area of 5% were printed. Immediately after printing 1,000 sheets and after 24 hours from the end of printing, solid images, halftone images, and nozzle check patterns are printed on industrial inkjet paper (Made by Mitsubishi Paper Industries, SWORD iJET 4.3 gloss) five by five. In addition, the discharge uniformity and nozzle clogging were evaluated by visually observing the uniformity of images and the presence or absence of nozzle omission. The printing conditions were one-pass printing at a recording density of 100% duty and 600 × 300 dpi. Evaluation criteria are shown below. During this evaluation, the ink was always circulated regardless of the operation / pause of the circulation type discharge head. In addition, evaluation B or more is a range which is satisfactory practically.
[Evaluation criteria]
A: Discharge is not disturbed and nozzle is not clogged B: Discharge is slightly disturbed but nozzle is not clogged C: Discharge is greatly disturbed and nozzle is clogged
<定着性−I>
記録媒体を王子製紙株式会社製OKトップコート+(坪量104.7g/m2)に変更し、印字モードをプリンタ添付のドライバで「光沢紙−はやい」モードを「色補正なし」と改変したモードを使用し、画像濃度と同様にベタ画像を印字し、内部温度が100℃に設定した自然対流型乾燥機で30秒間乾燥し、ベタ画像を摩擦試験機(商品名:クロックメーター、株式会社東洋精機製作所製)にセッティングした白紙OKトップコート+で20往復擦り、擦った白紙側の汚れ濃度を分光濃度計(X−Rite939、エックスライト株式会社製)にて測色し、下記評価基準により判定した。なお、前記汚れ濃度は、記録媒体の地肌濃度を除いた値とした。なお、評価C以上が実用上問題のない範囲である。
[評価基準]
A:0.1未満
B:0.1以上0.3未満
C:0.3以上0.5未満
D:0.5以上
<Fixability-I>
Changed the recording medium to Oji Paper Co., Ltd. OK Top Coat + (basis weight 104.7 g / m 2 ), and changed the print mode to “Glossy Paper-Fast” mode with “No Color Correction” with the driver attached to the printer. Mode, a solid image is printed in the same manner as the image density, and is dried for 30 seconds with a natural convection dryer with an internal temperature set to 100 ° C., and the solid image is subjected to a friction tester (trade name: Crock Meter, Inc. Rub 20 reciprocations with a white paper OK top coat + set on Toyo Seiki Seisakusho, and measure the stain density on the white paper side rubbed with a spectral densitometer (X-Rite 939, manufactured by X-Rite Co., Ltd.). Judged. The stain density was a value excluding the background density of the recording medium. In addition, evaluation C or more is a range with no practical problem.
[Evaluation criteria]
A: Less than 0.1 B: 0.1 or more and less than 0.3 C: 0.3 or more and less than 0.5 D: 0.5 or more
<定着性−II>
記録媒体を王子製紙株式会社製OKトップコート+(坪量104.7g/m2)に変更し、印字モードをプリンタ添付のドライバで「光沢紙−はやい」モードを「色補正なし」と改変したモードを使用し、画像濃度と同様にベタ画像を印字し、内部温度が100℃に設定した自然対流型乾燥機で10秒間乾燥し、ベタ画像と白紙OKトップコート+を重ね合わせ、5kg/cm2の荷重を掛けて25℃で50%RH環境に2時間放置した。放置後、重ね合わせたベタ画像と白紙を剥がして、白紙側に転写した面積を目視で観察し、下記基準で判定した。なお、評価C以上が実用上問題のない範囲である。
[評価基準]
A:転写なし
B:微小点の画像が転写
C:僅かに画像が転写
D:画像が転写
<Fixability-II>
Changed the recording medium to Oji Paper Co., Ltd. OK Top Coat + (basis weight 104.7 g / m 2 ), and changed the print mode to “Glossy Paper-Fast” mode with “No Color Correction” with the driver attached to the printer. Mode, a solid image is printed in the same manner as the image density, dried for 10 seconds with a natural convection dryer with an internal temperature set to 100 ° C., and the solid image and white paper OK top coat + are superimposed and 5 kg / cm A load of 2 was applied and left in a 50% RH environment at 25 ° C. for 2 hours. After standing, the superimposed solid image and the white paper were peeled off, and the area transferred to the white paper side was visually observed and judged according to the following criteria. In addition, evaluation C or more is a range with no practical problem.
[Evaluation criteria]
A: No transfer B: Small dot image transferred C: Slight image transferred D: Image transferred
本発明の態様は、例えば、以下のとおりである。
<1> 色材、有機溶剤、樹脂粒子、及び水を含有するインクであって、
前記樹脂粒子が、カルボキシル基を有する構造単位及びアルコキシシリル基を有する構造単位を含む樹脂粒子であり、
前記有機溶剤として溶解度パラメーターが8.96以上11.8未満の有機溶剤を少なくとも1種含有し、かつ前記インクの25℃、最大泡圧法による表面寿命15msecでの動的表面張力Aが34.0mN/m以下であり、かつ前記動的表面張力Aと、前記インクの25℃での静的表面張力Bとが、次式、10.0%≦[(A−B)/(A+B)]×100≦19.0%を満たすことを特徴とするインクである。
<2> 前記樹脂粒子のガラス転移温度(Tg)が、15℃以上である前記<1>に記載のインクである。
<3> 前記インクの25℃、最大泡圧法による表面寿命15msecでの動的表面張力Aが30.0mN/m以下であり、かつ前記動的表面張力Aと、前記インクの25℃での静的表面張力Bとが、次式、12.0%≦[(A−B)/(A+B)]×100≦17.0%を満たす前記<1>から<2>のいずれかに記載のインクである。
<4> 前記インクの25℃での静的表面張力Bが、20.0mN/m以上30.0mN/m以下である前記<1>から<3>のいずれかに記載のインクである。
<5> 前記溶解度パラメーターが8.96以上11.8未満の有機溶剤が、下記一般式(I)及び下記一般式(II)で表される化合物から選択される少なくとも1種である前記<1>から<4>のいずれかに記載のインクである。
[一般式(I)]
[一般式(II)]
<6> 前記溶解度パラメーターが8.96以上11.8未満の有機溶剤の含有量が、インク全量に対して、10質量%以上である前記<1>から<5>のいずれかに記載のインクである。
<7> 前記溶解度パラメーターが8.96以上11.8未満の有機溶剤の含有量が、インク全量に対して、20質量%以上60質量%以下である前記<1>から<6>のいずれかに記載のインクである。
<8> 前記有機溶剤が、温度23℃、相対湿度80%における平衡水分量が30%以上の多価アルコールを含有しない前記<1>から<7>のいずれかに記載のインクである。
<9> 更に、界面活性剤としてポリエーテル変性シロキサン化合物を含有する前記<1>から<8>のいずれかに記載のインクである。
<10> 前記ポリエーテル変性シロキサン化合物が、下記一般式(III)から(VI)で表される化合物から選択される少なくとも1種である前記<9>に記載のインクである。
[一般式(III)]
[一般式(IV)]
[一般式(V)]
[一般式(VI)]
[一般式(a)]
<11> 前記ポリエーテル変性シロキサン化合物の含有量が、0.001質量%以上5質量%以下である前記<9>から<10>のいずれかに記載のインクである。
<12> 前記色材が、水分散性顔料である前記<1>から<11>のいずれかに記載のインクである。
<13> 前記水分散性顔料が、表面に親水性官能基を有し、前記親水性官能基が四級アンモニウム塩である前記<12>に記載のインクである。
<14> 前記水分散性顔料が、ジェミナルビスホスホン酸基及びジェミナルビスホスホン酸塩基の少なくともいずれかで改質された改質顔料である前記<13>に記載のインクである。
<15> 前記水分散性顔料が、ブラック顔料、シアン顔料、マゼンタ顔料、及びイエロー顔料から選択される少なくとも1種である前記<12>から<14>のいずれかに記載のインクである。
<16> インクジェット記録用及びスプレー塗装用のいずれかである前記<1>から<15>のいずれかに記載のインクである。
<17> 前記<1>から<16>のいずれかに記載のインクを容器中に収容してなることを特徴とするインク容器である。
<18> 前記<1>から<16>のいずれかに記載のインクを熱、圧力、振動及び光から選択される少なくとも1種の刺激で印加し、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含むことを特徴とする画像形成方法である。
<19> 前記<1>から<16>のいずれかに記載のインクを熱、圧力、振動及び光から選択される少なくとも1種の刺激で印加し、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有することを特徴とする画像形成装置である。
<20> 記録媒体と、前記記録媒体上に、画像層とを有する画像形成物であって、
前記画像層が、色材、有機溶剤、及び樹脂を含有し、
前記樹脂が、カルボキシル基を有する構造単位及びアルコキシシリル基を有する構造単位を有する樹脂からなり、
前記有機溶剤として溶解度パラメーターが8.96以上11.8未満の有機溶剤を少なくとも1種含有し、かつインクの25℃、最大泡圧法による表面寿命15msecでの動的表面張力Aが34.0mN/m以下であり、かつ前記動的表面張力Aと、前記インクの25℃での静的表面張力Bとが、次式、10.0%≦[(A−B)/(A+B)]×100≦19.0%を満たすことを特徴とする画像形成物である。
<21> 前記<1>から<16>のいずれかに記載のインクと、前記インクを吐出するノズルを有する液体吐出部と、を備えた液体吐出装置であって、
前記液体吐出部が、前記ノズルと連通する液室、並びに前記インクを前記液室に流入又は流出させるための第一の供給口及び第二の供給口を有し、
前記液体吐出装置が、前記第一の供給口及び前記第二の供給口の一方の供給口から流出する前記インクを、循環経路を介して他方の供給口に流入させる循環手段を有することを特徴とする液体吐出装置である。
<22> 色材、有機溶剤、樹脂粒子、及び水を含有するインクであって、
前記樹脂粒子が、カルボキシル基を有する構成単位及びアルコキシシリル基を有する構成単位を含む樹脂粒子であり、
前記有機溶剤として、下記構造式(1)から(5)で表される化合物から選択される少なくとも1種を含むことを特徴とするインクである。
[構造式(1)]
<1> An ink containing a coloring material, an organic solvent, resin particles, and water,
The resin particles are resin particles including a structural unit having a carboxyl group and a structural unit having an alkoxysilyl group,
The organic solvent contains at least one organic solvent having a solubility parameter of 8.96 or more and less than 11.8, and has a dynamic surface tension A of 34.0 mN at 25 ° C. and a surface life of 15 msec by the maximum bubble pressure method. / M or less, and the dynamic surface tension A and the static surface tension B of the ink at 25 ° C. are as follows: 10.0% ≦ [(A−B) / (A + B)] × The ink satisfies 100 ≦ 19.0%.
<2> The ink according to <1>, wherein the resin particles have a glass transition temperature (Tg) of 15 ° C. or higher.
<3> The dynamic surface tension A of the ink at 25 ° C. and a surface lifetime of 15 msec by the maximum bubble pressure method is 30.0 mN / m or less, and the dynamic surface tension A and the ink at 25 ° C. The ink according to any one of <1> to <2>, wherein the target surface tension B satisfies the following formula: 12.0% ≦ [(A−B) / (A + B)] × 100 ≦ 17.0% It is.
<4> The ink according to any one of <1> to <3>, wherein the static surface tension B at 25 ° C. of the ink is 20.0 mN / m or more and 30.0 mN / m or less.
<5> The organic solvent having a solubility parameter of 8.96 or more and less than 11.8 is at least one selected from compounds represented by the following general formula (I) and the following general formula (II) <1 > To <4>.
[General Formula (I)]
[General Formula (II)]
<6> The ink according to any one of <1> to <5>, wherein the content of the organic solvent having a solubility parameter of 8.96 or more and less than 11.8 is 10% by mass or more based on the total amount of the ink. It is.
<7> Any one of <1> to <6>, wherein the content of the organic solvent having the solubility parameter of 8.96 or more and less than 11.8 is 20% by mass or more and 60% by mass or less with respect to the total amount of the ink. Ink.
<8> The ink according to any one of <1> to <7>, wherein the organic solvent does not contain a polyhydric alcohol having an equilibrium water content of 30% or more at a temperature of 23 ° C. and a relative humidity of 80%.
<9> The ink according to any one of <1> to <8>, further including a polyether-modified siloxane compound as a surfactant.
<10> The ink according to <9>, wherein the polyether-modified siloxane compound is at least one selected from compounds represented by the following general formulas (III) to (VI).
[General Formula (III)]
[General Formula (IV)]
[General Formula (V)]
[General Formula (VI)]
[General Formula (a)]
<11> The ink according to any one of <9> to <10>, wherein the content of the polyether-modified siloxane compound is 0.001% by mass to 5% by mass.
<12> The ink according to any one of <1> to <11>, wherein the color material is a water-dispersible pigment.
<13> The ink according to <12>, wherein the water-dispersible pigment has a hydrophilic functional group on a surface, and the hydrophilic functional group is a quaternary ammonium salt.
<14> The ink according to <13>, wherein the water-dispersible pigment is a modified pigment modified with at least one of a geminal bisphosphonic acid group and a geminal bisphosphonate group.
<15> The ink according to any one of <12> to <14>, wherein the water-dispersible pigment is at least one selected from a black pigment, a cyan pigment, a magenta pigment, and a yellow pigment.
<16> The ink according to any one of <1> to <15>, wherein the ink is any one of inkjet recording and spray coating.
<17> An ink container comprising the ink according to any one of <1> to <16> in a container.
<18> Ink that records an image by applying the ink according to any one of <1> to <16> with at least one kind of stimulus selected from heat, pressure, vibration, and light and flying the ink. An image forming method including a flying step.
<19> Ink that records an image by applying the ink according to any one of <1> to <16> with at least one kind of stimulus selected from heat, pressure, vibration, and light and flying the ink. An image forming apparatus having a flying unit.
<20> An image formed article having a recording medium and an image layer on the recording medium,
The image layer contains a color material, an organic solvent, and a resin,
The resin comprises a resin having a structural unit having a carboxyl group and a structural unit having an alkoxysilyl group,
The organic solvent contains at least one organic solvent having a solubility parameter of 8.96 or more and less than 11.8, and the dynamic surface tension A of the ink at 25 ° C. and a surface life of 15 msec by the maximum bubble pressure method is 34.0 mN / The dynamic surface tension A and the static surface tension B of the ink at 25 ° C. are 10.0% ≦ [(A−B) / (A + B)] × 100. An image formed product satisfying ≦ 19.0%.
<21> A liquid ejection apparatus comprising: the ink according to any one of <1> to <16>; and a liquid ejection unit having a nozzle that ejects the ink.
The liquid ejection unit has a liquid chamber communicating with the nozzle, and a first supply port and a second supply port for allowing the ink to flow into or out of the liquid chamber;
The liquid ejecting apparatus includes a circulation unit that causes the ink flowing out from one of the first supply port and the second supply port to flow into the other supply port through a circulation path. It is a liquid discharge apparatus.
<22> An ink containing a coloring material, an organic solvent, resin particles, and water,
The resin particles are resin particles including a structural unit having a carboxyl group and a structural unit having an alkoxysilyl group,
An ink comprising at least one selected from compounds represented by the following structural formulas (1) to (5) as the organic solvent.
[Structural formula (1)]
前記<1>から<16>、及び<22>のいずれかに記載のインク、前記<17>に記載のインク容器、前記<18>に記載の画像形成方法、前記<19>に記載の画像形成装置、前記<20>に記載の画像形成物、及び前記<21>に記載の液体吐出装置によると、従来における前記諸問題を解決し、前記本発明の目的を達成することができる。 The ink according to any one of <1> to <16> and <22>, the ink container according to <17>, the image forming method according to <18>, and the image according to <19>. According to the forming apparatus, the image formed product described in <20>, and the liquid discharge apparatus described in <21>, the above-described problems can be solved and the object of the present invention can be achieved.
Claims (20)
前記樹脂粒子が、カルボキシル基を有する構造単位及びアルコキシシリル基を有する構造単位を含む樹脂粒子であり、
前記有機溶剤として溶解度パラメーターが8.96以上11.8未満の有機溶剤を少なくとも1種含有し、かつ前記インクの25℃、最大泡圧法による表面寿命15msecでの動的表面張力Aが34.0mN/m以下であり、かつ前記動的表面張力Aと、前記インクの25℃での静的表面張力Bとが、次式、10.0%≦[(A−B)/(A+B)]×100≦19.0%を満たすことを特徴とするインク。 An ink containing a coloring material, an organic solvent, resin particles, and water,
The resin particles are resin particles including a structural unit having a carboxyl group and a structural unit having an alkoxysilyl group,
The organic solvent contains at least one organic solvent having a solubility parameter of 8.96 or more and less than 11.8, and has a dynamic surface tension A of 34.0 mN at 25 ° C. and a surface life of 15 msec by the maximum bubble pressure method. / M or less, and the dynamic surface tension A and the static surface tension B of the ink at 25 ° C. are as follows: 10.0% ≦ [(A−B) / (A + B)] × An ink satisfying 100 ≦ 19.0%.
[一般式(I)]
[一般式(II)]
[General Formula (I)]
[General Formula (II)]
[一般式(III)]
[一般式(IV)]
[一般式(V)]
[一般式(VI)]
[一般式(a)]
[General Formula (III)]
[General Formula (IV)]
[General Formula (V)]
[General Formula (VI)]
[General Formula (a)]
前記画像層が、色材、有機溶剤、及び樹脂を含有し、
前記樹脂が、カルボキシル基を有する構造単位及びアルコキシシリル基を有する構造単位を有する樹脂からなり、
前記有機溶剤として溶解度パラメーターが8.96以上11.8未満の有機溶剤を少なくとも1種含有し、かつインクの25℃、最大泡圧法による表面寿命15msecでの動的表面張力Aが34.0mN/m以下であり、かつ前記動的表面張力Aと、前記インクの25℃での静的表面張力Bとが、次式、10.0%≦[(A−B)/(A+B)]×100≦19.0%を満たすことを特徴とする画像形成物。 An image formed product having a recording medium and an image layer on the recording medium,
The image layer contains a color material, an organic solvent, and a resin,
The resin comprises a resin having a structural unit having a carboxyl group and a structural unit having an alkoxysilyl group,
The organic solvent contains at least one organic solvent having a solubility parameter of 8.96 or more and less than 11.8, and the dynamic surface tension A of the ink at 25 ° C. and a surface life of 15 msec by the maximum bubble pressure method is 34.0 mN / The dynamic surface tension A and the static surface tension B of the ink at 25 ° C. are 10.0% ≦ [(A−B) / (A + B)] × 100. An image formed product satisfying ≦ 19.0%.
前記液体吐出部が、前記ノズルと連通する液室、並びに前記インクを前記液室に流入又は流出させるための第一の供給口及び第二の供給口を有し、
前記液体吐出装置が、前記第一の供給口及び前記第二の供給口の一方の供給口から流出する前記インクを、循環経路を介して他方の供給口に流入させる循環手段を有することを特徴とする液体吐出装置。 A liquid ejection apparatus comprising: the ink according to any one of claims 1 to 14; and a liquid ejection unit having a nozzle that ejects the ink.
The liquid ejection unit has a liquid chamber communicating with the nozzle, and a first supply port and a second supply port for allowing the ink to flow into or out of the liquid chamber;
The liquid ejecting apparatus includes a circulation unit that causes the ink flowing out from one of the first supply port and the second supply port to flow into the other supply port through a circulation path. A liquid ejection device.
前記樹脂粒子が、カルボキシル基を有する構成単位及びアルコキシシリル基を有する構成単位を含む樹脂粒子であり、
前記有機溶剤として、下記構造式(1)から(5)で表される化合物から選択される少なくとも1種を含むことを特徴とするインク。
[構造式(1)]
The resin particles are resin particles including a structural unit having a carboxyl group and a structural unit having an alkoxysilyl group,
An ink comprising at least one selected from compounds represented by the following structural formulas (1) to (5) as the organic solvent.
[Structural formula (1)]
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