JP2019099692A - Water-based ink, ink cartridge, and inkjet recording method - Google Patents

Water-based ink, ink cartridge, and inkjet recording method Download PDF

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Abstract

To provide a water-based ink for inkjet high in optical concentration, capable of recording an image excellent in marker resistance and excellent in redispersion, and an ink cartridge and an inkjet recording method using the water-based ink.SOLUTION: There is provided a water-based ink for inkjet containing a self-dispersible pigment, a first urethane resin and a second urethane resin. The first urethane resin has a crosslinked structure, and the second urethane resin has no crosslinked structure. There are provided an ink cartridge having the water-based ink and an ink housing part housing the water-based ink, and an inkjet recording method using the water-based ink.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、水性インク、インクカートリッジ、及びインクジェット記録方法に関する。   The present invention relates to an aqueous ink, an ink cartridge, and an inkjet recording method.

近年、画質や記録速度の向上に伴い、ビジネス分野でのインクジェット記録装置の使用機会が増加している。ビジネス分野で用いられるインクジェット用の水性インクに要求される性能としては、信頼性(吐出安定性など)、画質(高光学濃度など)、及び堅牢性(耐擦過性、耐マーカー性など)を挙げることができる。これらの性能を向上させるべく、例えば、自己分散顔料及び架橋構造を有するウレタン樹脂を含有する水性インクが提案されている(特許文献1)。また、架橋構造を有しないウレタン樹脂で分散された顔料と、その他の架橋構造を有しないウレタン樹脂を用いたインクが開示されている(特許文献2及び3)。   In recent years, with the improvement of image quality and recording speed, the use opportunity of the ink jet recording apparatus in the business field is increasing. Performances required for water-based inks for inkjet used in the business field include reliability (such as ejection stability), image quality (such as high optical density), and fastness (such as scratch resistance and marker resistance). be able to. In order to improve these performances, for example, an aqueous ink containing a self-dispersion pigment and a urethane resin having a crosslinked structure has been proposed (Patent Document 1). Also, there is disclosed an ink using a pigment dispersed with a urethane resin not having a crosslinked structure and another urethane resin not having a crosslinked structure (Patent Documents 2 and 3).

特開2011−144354号公報JP, 2011-144354, A 特開2011−202004号公報JP, 2011-202004, A 特表2013−535548号公報Japanese Patent Publication No. 2013-535548 gazette

本発明者らは、架橋構造を有するウレタン樹脂を含有する従来のインク、及びウレタン樹脂で分散された顔料を用いた従来のインクについて検討した。その結果、インクの信頼性、及び記録される画像の品質及び堅牢性などについてある程度改善されているものの、いずれの特性についても、近年のビジネス分野で要求されるレベルにまで至っていないことがわかった。   The present inventors examined a conventional ink containing a urethane resin having a crosslinked structure and a conventional ink using a pigment dispersed with a urethane resin. As a result, although the reliability of the ink and the quality and the fastness of the recorded image have been improved to some extent, it was found that none of the characteristics has reached the level required in the recent business field. .

ところで、インクの再分散性は、インクジェット記録装置の固着回復性や廃インク収容部への堆積性に影響を及ぼす、信頼性の観点から非常に重要な性能である。特許文献1で提案されたインクを用いれば、画質及び堅牢性の良好な画像を記録することは可能であった。しかし、本発明者らが検討したところ、特許文献1で提案されたインクは再分散性が良好ではないことが判明した。また、特許文献2及び3で提案されたインクは、再分散性は良好であったが、記録媒体に付与した際の顔料の凝集性が乏しいことが判明した。このため、特許文献2及び3で提案されたインクでは、光学濃度の高い画像や、耐マーカー性などの堅牢性に優れた画像を記録することは困難であった。   By the way, the ink redispersion property is a very important performance from the viewpoint of the reliability, which affects the adhesion recovery property of the ink jet recording apparatus and the deposition property on the waste ink storage portion. By using the ink proposed in Patent Document 1, it was possible to record an image with good image quality and fastness. However, when the present inventors examined, it turned out that the ink proposed by patent document 1 is not favorable in redispersibility. Moreover, although the ink proposed by patent document 2 and 3 was favorable in re-dispersion property, it turned out that the cohesion of the pigment at the time of provision to a recording medium is scarce. For this reason, with the inks proposed in Patent Documents 2 and 3, it has been difficult to record an image with high optical density and an image excellent in fastness such as marker resistance.

したがって、本発明の目的は、光学濃度が高く、耐マーカー性に優れた画像を記録することが可能な、再分散性に優れたインクジェット用の水性インクを提供することにある。また、本発明の目的は、前記水性インクを用いたインクカートリッジ、及びインクジェット記録方法を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide an aqueous ink for inkjet having excellent redispersibility, capable of recording an image having high optical density and excellent marker resistance. Another object of the present invention is to provide an ink cartridge and an ink jet recording method using the aqueous ink.

上記の目的は以下の本発明によって達成される。すなわち、本発明によれば、自己分散顔料、第1のウレタン樹脂、及び第2のウレタン樹脂を含有するインクジェット用の水性インクであって、前記第1のウレタン樹脂が架橋構造を有し、前記第2のウレタン樹脂が架橋構造を有しないことを特徴とする水性インクが提供される。   The above object is achieved by the present invention described below. That is, according to the present invention, it is an aqueous ink for inkjet containing a self-dispersion pigment, a first urethane resin, and a second urethane resin, wherein the first urethane resin has a crosslinked structure, An aqueous ink is provided, characterized in that the second urethane resin does not have a crosslinked structure.

本発明によれば、光学濃度が高く、耐マーカー性に優れた画像を記録することが可能な、再分散性に優れたインクジェット用の水性インクを提供することができる。また、本発明によれば、この水性インクを用いたインクカートリッジ、及びインクジェット記録方法を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide an aqueous ink for inkjet having excellent redispersibility, which can record an image having a high optical density and an excellent marker resistance. Further, according to the present invention, it is possible to provide an ink cartridge and an ink jet recording method using this aqueous ink.

本発明のインクカートリッジの一実施形態を模式的に示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing an embodiment of the ink cartridge of the present invention. 本発明のインクジェット記録方法に用いられるインクジェット記録装置の一例を模式的に示す図であり、(a)はインクジェット記録装置の主要部の斜視図、(b)はヘッドカートリッジの斜視図である。It is a figure which shows typically an example of the inkjet recording device used for the inkjet recording method of this invention, (a) is a perspective view of the principal part of an inkjet recording device, (b) is a perspective view of a head cartridge.

以下に、好ましい実施の形態を挙げて、さらに本発明を詳細に説明する。本発明においては、化合物が塩である場合は、インク中では塩はイオンに解離して存在しているが、便宜上、「塩を含有する」と表現する。また、インクジェット用の水性インクのことを、単に「インク」と記載することがある。物性値は、特に断りのない限り、常温(25℃)における値である。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of preferred embodiments. In the present invention, when the compound is a salt, the salt is dissociated into ions in the ink, but for convenience, it is expressed as “containing a salt”. Moreover, the thing of the water-based ink for inkjets may only be described as "ink." Physical property values are values at normal temperature (25 ° C.) unless otherwise specified.

自己分散顔料とともに架橋構造を有するウレタン樹脂を配合することで、光学濃度が高く、耐擦過性及び耐マーカー性が向上した画像を記録しうるインクが得られる点については既に知られている。しかし、本発明者らが検討したところ、架橋構造を有するウレタン樹脂と自己分散顔料を共存させたインクについては、再分散性が低下することが判明した。インクの再分散性は、インクジェット記録装置の固着回復性や廃インク収容部への堆積性に影響を及ぼす、信頼性の観点から非常に重要な性能である。   It is already known that an ink capable of recording an image having a high optical density and improved scratch resistance and marker resistance can be obtained by blending a urethane resin having a crosslinked structure with a self-dispersion pigment. However, when the present inventors examined, it turned out that redispersion property falls about the ink which made the urethane resin which has a crosslinked structure and the self-dispersion pigment coexist. The ink redispersion is a very important performance from the viewpoint of reliability, which affects the adhesion recovery of the ink jet recording apparatus and the deposition on the waste ink storage portion.

ウレタン樹脂は、広義には、(ポリ)イソシアネートを用いて合成される樹脂である。インクジェット用の水性インクに一般的に用いられるウレタン樹脂は、ポリイソシアネート、及びポリイソシアネートと反応する成分(ポリオールやポリアミン)を用いて合成される。さらに、必要に応じて架橋剤や鎖延長剤も用いて合成される。これらの成分を用いて合成されるウレタン樹脂は、通常、ハードセグメント及びソフトセグメントの2つのセグメントで主として構成される。   Urethane resin is, in a broad sense, a resin synthesized using (poly) isocyanate. The urethane resin generally used for the aqueous ink for inkjet is synthesize | combined using polyisocyanate and the component (polyol and polyamine) which reacts with polyisocyanate. Furthermore, they are synthesized using crosslinking agents and chain extenders, if necessary. The urethane resin synthesized using these components is usually mainly composed of two segments, a hard segment and a soft segment.

ハードセグメントは、ポリイソシアネート、ポリアミン、酸基を有するポリオール、架橋剤、及び鎖延長剤などの、分子量が相対的に小さい化合物に由来するユニットで構成される。ハードセグメントにはウレタン結合が多く存在しており、ウレタン結合間の水素結合によりハードセグメント部分が密集して存在しやすい。このため、ハードセグメントは、主としてウレタン樹脂の強度に寄与する。一方、ソフトセグメントは、酸基を有しないポリオールなどの、分子量が相対的に大きい化合物に由来するユニットで構成される。ソフトセグメントは、ハードセグメントに比して密集して存在しにくい。このため、ソフトセグメントは、主としてウレタン樹脂の柔軟性に寄与する。ウレタン樹脂で形成される膜(以下、「ウレタン樹脂膜」とも記す)は、ハードセグメント及びソフトセグメントによってミクロ相分離構造を形成しているため、強度と柔軟性を兼ね備え、高い弾性を発現する。このようなウレタン樹脂膜の特性が、画像の耐マーカー性の発現に密接に関連している。   The hard segment is composed of units derived from relatively low molecular weight compounds such as polyisocyanates, polyamines, polyols having acid groups, crosslinking agents, and chain extenders. A large number of urethane bonds exist in the hard segment, and the hard segment portions are easily concentrated due to hydrogen bonds between the urethane bonds. For this reason, the hard segment mainly contributes to the strength of the urethane resin. On the other hand, soft segments are composed of units derived from compounds having relatively large molecular weight, such as polyols having no acid group. Soft segments are less likely to be densely present than hard segments. Therefore, the soft segment mainly contributes to the flexibility of the urethane resin. A film formed of a urethane resin (hereinafter also referred to as a “urethane resin film”) has a microphase separation structure formed by the hard segment and the soft segment, so that it has both strength and flexibility, and exhibits high elasticity. The properties of such a urethane resin film are closely related to the development of the marker resistance of the image.

一方、架橋構造部分は嵩高く、ミクロ相分離構造を形成したハードセグメントにおける架橋構造部分は特に嵩高いため、顔料への吸着が物理的に阻害されると考えられる。顔料に吸着している樹脂は顔料の分散状態を安定化させる作用を持ち、インクの再分散性の向上に寄与することが期待される。すなわち、ウレタン樹脂の架橋構造部分の嵩高さに起因する吸着性の低下が、インクの再分散性が低下する要因になっていると推測される。このため、架橋構造部分の嵩高さを緩和することで、顔料へのウレタン樹脂の吸着が促進され、インクの再分散性が向上するとの推測の下、本発明者らはさらに検討した。その結果、立体障害が小さい、すなわち、架橋構造を有しないウレタン樹脂をさらに添加することで、インクの再分散性が向上することを見出し、本発明のインクの構成を見出した。架橋構造を有しないウレタン樹脂のハードセグメントが、架橋構造を有するウレタン樹脂の架橋構造部分と結合することで、ミクロ相分離構造を形成する際の架橋構造部分同士の結合が抑制され、ウレタン樹脂の嵩高さが緩和される。これにより、光学濃度が高く、耐マーカー性に優れた画像を記録可能としながら、インクの再分散性が向上したと考えられる。   On the other hand, since the crosslinked structure part is bulky and the crosslinked structure part in the hard segment in which the micro phase separation structure is formed is particularly bulky, it is considered that the adsorption to the pigment is physically inhibited. The resin adsorbed to the pigment has the function of stabilizing the dispersion state of the pigment, and is expected to contribute to the improvement of the redispersibility of the ink. That is, it is presumed that the decrease in the adsorptivity due to the bulkiness of the cross-linked structure portion of the urethane resin is the cause of the decrease in the redispersibility of the ink. Therefore, the present inventors further studied under the assumption that the adsorption of the urethane resin to the pigment is promoted by reducing the bulkiness of the crosslinked structure portion, and the redispersibility of the ink is improved. As a result, it has been found that the redispersibility of the ink is improved by further adding a urethane resin having a small steric hindrance, that is, having no crosslinked structure, and the composition of the ink of the present invention has been found. By bonding the hard segment of the urethane resin not having a crosslinked structure to the crosslinked structure portion of the urethane resin having a crosslinked structure, the bonding of the crosslinked structural portions in forming the microphase separation structure is suppressed, and the urethane resin Bulkiness is alleviated. As a result, it is considered that the redispersion of the ink is improved while making it possible to record an image having a high optical density and an excellent marker resistance.

<インク>
本発明のインクは、自己分散顔料、第1のウレタン樹脂、及び第2のウレタン樹脂を含有するインクジェット用の水性インクである。以下、本発明のインクを構成する各成分などについて詳細に説明する。
<Ink>
The ink of the present invention is an aqueous ink for inkjet containing a self-dispersion pigment, a first urethane resin, and a second urethane resin. Hereinafter, each component etc. which comprise the ink of this invention are demonstrated in detail.

(自己分散顔料)
本発明のインクは、自己分散顔料を色材として含有する。自己分散顔料としては、顔料粒子の表面に直接又は他の原子団(−R−)を介して酸基などのアニオン性基が結合しているものを用いることができる。インク中の顔料の含有量(質量%)は、インク全質量を基準として、0.1質量%以上10.0質量%以下であることが好ましい。
(Self-dispersible pigment)
The ink of the present invention contains a self-dispersible pigment as a colorant. As the self-dispersible pigment, those in which an anionic group such as an acid group is bonded to the surface of the pigment particle directly or through another atomic group (-R-) can be used. The content (% by mass) of the pigment in the ink is preferably 0.1% by mass or more and 10.0% by mass or less based on the total mass of the ink.

アニオン性基としては、カルボン酸基、スルホン酸基、リン酸基、ホスホン酸基などを挙げることができる。これらのアニオン性基は塩を形成していてもよい。塩を形成するカチオンとしては、リチウム、ナトリウム、カリウムなどのアルカリ金属のイオン;アンモニウムイオン、ジメチルアミンなどの有機アミンのカチオンなどを挙げることができる。アニオン性基が塩を形成している場合、インク中における塩の形態は、その一部が解離した状態、又は全てが解離した状態のいずれの形態であってもよい。   As an anionic group, a carboxylic acid group, a sulfonic acid group, a phosphoric acid group, a phosphonic acid group etc. can be mentioned. These anionic groups may form a salt. Examples of the cation forming a salt include ions of alkali metals such as lithium, sodium and potassium; and cations of organic amines such as ammonium ion and dimethylamine. When the anionic group forms a salt, the form of the salt in the ink may be either in a partially dissociated state or in a completely dissociated state.

他の原子団(−R−)としては、炭素原子数1乃至12の直鎖又は分岐のアルキレン基;フェニレン基やナフチレン基などのアリーレン基;アミド基;スルホニル基;アミノ基;カルボニル基;エステル基;エーテル基を挙げることができる。また、これらの基を組み合わせた基などを挙げることができる。   As another atomic group (-R-), a linear or branched alkylene group having 1 to 12 carbon atoms; an arylene group such as a phenylene group or a naphthylene group; an amide group; a sulfonyl group; an amino group; a carbonyl group; Groups; ether groups can be mentioned. Moreover, the group etc. which combined these groups can be mentioned.

顔料の種類は特に限定されず、公知の無機顔料や有機顔料をいずれも用いることができる。顔料の具体例としては、炭酸カルシウム、酸化チタン、カーボンブラックなどの無機顔料;アゾ、フタロシアニン、キナクリドンなどの有機顔料を挙げることができる。また、調色などの目的のために、染料などを色材としてインクにさらに含有させてもよい。   The type of pigment is not particularly limited, and any known inorganic pigment or organic pigment can be used. Specific examples of the pigment include inorganic pigments such as calcium carbonate, titanium oxide and carbon black; and organic pigments such as azo, phthalocyanine and quinacridone. In addition, a dye or the like may be further contained in the ink as a coloring material for the purpose of toning or the like.

自己分散顔料の表面電荷量は、1.0μmol/m2以上4.5μmol/m2以下であることが好ましい。表面電荷量は、自己分散顔料の親水性基量(mmol/g)を顔料の外部比表面積STSA(m2/g)で除した値として定義される。官能基に含まれる親水性基がイオン性基(アニオン性基又はカチオン性基)である場合は、コロイド滴定法により、顔料分散液中の自己分散顔料の官能基に含まれるイオン性基の量を測定することができる。後述する実施例では、流動電位滴定ユニット(PCD−500)を搭載した電位差自動滴定装置(商品名「AT−510」、京都電子工業製)を使用し、電位差滴定により測定した。この際、アニオン性基の分析にはメチルグリコールキトサンを滴定試薬として用いた。なお、適切な方法によりインクから抽出した顔料を用いて親水性基量を測定することも勿論可能である。外部比表面積STSA(m2/g)は、例えば、窒素吸着法を用いて、一般的に知られる条件で定量することができる。 The surface charge amount of the self-dispersing pigment is preferably 1.0 [mu] mol / m 2 or more 4.5μmol / m 2 or less. The amount of surface charge is defined as a value obtained by dividing the amount of hydrophilic group (mmol / g) of the self-dispersion pigment by the external specific surface area STSA (m 2 / g) of the pigment. When the hydrophilic group contained in the functional group is an ionic group (anionic group or cationic group), the amount of the ionic group contained in the functional group of the self-dispersion pigment in the pigment dispersion liquid by a colloid titration method Can be measured. In the Example mentioned later, it measured by potentiometric titration, using the potentiometric automatic titration apparatus (brand name "AT-510", Kyoto Electronics Co., Ltd. make) equipped with the flow potential titration unit (PCD-500). At this time, methyl glycol chitosan was used as a titrant for analysis of the anionic group. Of course, it is also possible to measure the amount of hydrophilic groups using a pigment extracted from the ink by an appropriate method. The external specific surface area STSA (m 2 / g) can be quantified under generally known conditions using, for example, a nitrogen adsorption method.

(ウレタン樹脂)
本発明のインクは、架橋構造を有する第1のウレタン樹脂と、架橋構造を有しない第2のウレタン樹脂とを含有する。以下、第1のウレタン樹脂及び第2のウレタン樹脂をまとめて、単に「ウレタン樹脂」とも記す。ウレタン樹脂としては、例えば、ポリイソシアネート、酸基を有しないポリオール、酸基を有するポリオール、及びポリアミンなどのそれぞれに由来するユニットを有するウレタン樹脂を用いることができる。本発明におけるウレタン樹脂の「ユニット」とは、1の単量体に由来する繰り返し単位を意味する。
(Urethane resin)
The ink of the present invention contains a first urethane resin having a crosslinked structure and a second urethane resin having no crosslinked structure. Hereinafter, the first urethane resin and the second urethane resin are collectively referred to simply as "urethane resin". As the urethane resin, for example, a urethane resin having a unit derived from each of polyisocyanate, a polyol having no acid group, a polyol having an acid group, and a polyamine can be used. The "unit" of the urethane resin in the present invention means a repeating unit derived from one monomer.

[第1のウレタン樹脂]
第1のウレタン樹脂は架橋構造を有する。本発明における「ウレタン樹脂が架橋構造を有する」とは、ウレタン樹脂が、製造時のウレタン化反応が三次元的に進行して形成された三次元網目構造を有することを意味する。すなわち、架橋構造を有する第1のウレタン樹脂は、その構造中に、3以上の反応性基を有する化合物に由来するユニットを含むことを要する。ウレタン結合同士の水素結合により形成された三次元構造や、ウレタン結合とポリオールのヒドロキシ基との水素結合により形成された三次元構造は、本発明における「架橋構造」には含まれない。また、二液反応型の架橋反応によって得られたウレタン樹脂は、架橋反応後にインクに添加されたものであれば、本発明における「架橋構造を有するウレタン樹脂」に含まれる。一方、記録媒体に付与された後に架橋反応するウレタン樹脂は、本発明における「架橋構造を有するウレタン樹脂」には含まれない。
[First urethane resin]
The first urethane resin has a crosslinked structure. "The urethane resin has a crosslinked structure" in the present invention means that the urethane resin has a three-dimensional network structure formed by three-dimensionally advancing urethanization reaction at the time of production. That is, the first urethane resin having a crosslinked structure is required to include, in its structure, a unit derived from a compound having three or more reactive groups. The three-dimensional structure formed by the hydrogen bond between urethane bonds and the three-dimensional structure formed by the hydrogen bond between the urethane bond and the hydroxyl group of the polyol are not included in the “crosslinked structure” in the present invention. In addition, the urethane resin obtained by the two-component reaction type crosslinking reaction is included in the “urethane resin having a crosslinked structure” in the present invention as long as it is added to the ink after the crosslinking reaction. On the other hand, the urethane resin that undergoes a crosslinking reaction after being applied to the recording medium is not included in the “urethane resin having a crosslinked structure” in the present invention.

3以上の反応性基を有する化合物としては、3官能以上のポリイソシアネート、3官能以上のポリオール、及び3官能以上の鎖延長剤(3官能以上のポリアミンなど)を挙げることができる。なかでも、3以上の反応性基を有する化合物としては、3官能以上のポリアミンが好ましく、ジエチレントリアミン及びトリエチレンテトラアミンの少なくともいずれかがさらに好ましい。なかでも、ジエチレントリアミンが特に好ましい。すなわち、第1のウレタン樹脂は、3官能以上のポリアミンにより架橋された架橋構造を有することが好ましい。3以上の反応性基を有する化合物として、3官能以上のポリイソシアネート又は3官能以上のポリオールを用いると、ウレタン結合が三次元的に生成して架橋構造が形成される。一方、3以上の反応性基を有する化合物として、3官能以上のポリアミンを用いると、尿素結合が三次元的に生成して架橋構造が形成される。   As a compound which has a 3 or more reactive group, the trifunctional or more than trifunctional polyisocyanate, the trifunctional or more than trifunctional polyol, and the trifunctional or more than trifunctional chain extender (trifunctional or more polyamine etc.) can be mentioned. Among them, as a compound having three or more reactive groups, a trifunctional or higher functional polyamine is preferable, and at least one of diethylenetriamine and triethylenetetramine is more preferable. Among them, diethylenetriamine is particularly preferable. That is, the first urethane resin preferably has a crosslinked structure crosslinked by a trifunctional or higher functional polyamine. When a trifunctional or higher functional polyisocyanate or a trifunctional or higher functional polyol is used as a compound having three or more reactive groups, urethane bonds are three-dimensionally generated to form a crosslinked structure. On the other hand, when a trifunctional or higher functional polyamine is used as a compound having three or more reactive groups, a urea bond is three-dimensionally formed to form a crosslinked structure.

第1のウレタン樹脂に含まれる、3以上の反応性基を有する化合物に由来するユニットの割合(モル%)は、すべてのユニットを基準として、1.0モル%以上8.0モル%以下であることが好ましい。上記の比率が1.0モル%未満であると、耐マーカー性の向上効果がやや低下する場合がある。一方、上記の比率が8.0モル%超であると、インクの再分散性がやや低下する場合がある。   The proportion (mol%) of units derived from the compound having three or more reactive groups contained in the first urethane resin is 1.0 mol% or more and 8.0 mol% or less based on all the units. Is preferred. If the above ratio is less than 1.0 mol%, the effect of improving the marker resistance may be slightly reduced. On the other hand, if the above ratio is more than 8.0 mol%, the ink redispersibility may be slightly reduced.

インク中の第1のウレタン樹脂の含有量(質量%)は、インク全質量を基準として、3.0質量%以下であることが好ましい。第1のウレタン樹脂の含有量が3.0質量%超であると、インクの再分散性が低下する場合がある。また、インク中の第1のウレタン樹脂の含有量(質量%)は、自己分散顔料の含有量(質量%)に対する質量比率で、0.10倍以上0.90倍以下であることが好ましい。上記の質量比率が0.10倍未満であると、画像の耐マーカー性がやや低下する場合がある。一方、上記の質量比率が0.90倍超であると、画像の光学濃度がやや低下する場合がある。   The content (% by mass) of the first urethane resin in the ink is preferably 3.0% by mass or less based on the total mass of the ink. When the content of the first urethane resin is more than 3.0% by mass, the redispersibility of the ink may be reduced. Further, the content (% by mass) of the first urethane resin in the ink is preferably 0.10 times to 0.90 times by mass ratio with respect to the content (% by mass) of the self-dispersion pigment. If the mass ratio is less than 0.10 times, the marker resistance of the image may be slightly reduced. On the other hand, if the mass ratio is more than 0.90 times, the optical density of the image may be slightly reduced.

[第2のウレタン樹脂]
第2のウレタン樹脂は架橋構造を有しない。本発明における「ウレタン樹脂が架橋構造を有しない」とは、ウレタン樹脂が、その構造中に、3以上の反応性基を有する化合物に由来するユニットを含まないことを意味する。第2のウレタン樹脂は、ウレタン結合とポリオールのヒドロキシ基との水素結合により形成された三次元構造を有してもよい。
[Second urethane resin]
The second urethane resin does not have a crosslinked structure. The "urethane resin does not have a crosslinked structure" in the present invention means that the urethane resin does not include a unit derived from a compound having three or more reactive groups in its structure. The second urethane resin may have a three-dimensional structure formed by hydrogen bonding of the urethane bond and the hydroxyl group of the polyol.

第2のウレタン樹脂中のウレタン結合及びウレア結合の合計に占める、ウレタン結合の割合(モル%)は、90モル%以上であることが好ましい。ウレタン結合の割合が90モル%未満であると、インクの再分散性が低下する場合がある。前記割合は100モル%以下であることが好ましい。   The proportion (mol%) of the urethane bond in the total of the urethane bond and the urea bond in the second urethane resin is preferably 90 mol% or more. If the proportion of urethane bonds is less than 90 mol%, the redispersibility of the ink may be reduced. It is preferable that the said ratio is 100 mol% or less.

インク中の第1のウレタン樹脂の含有量(質量%)は、第2のウレタン樹脂の含有量(質量%)に対する質量比率で、0.50倍以上2.00倍以下であることが好ましい。上記の質量比率が0.50倍未満であると、画像の耐マーカー性がやや低下する場合ある。一方、上記の質量比率が2.00倍超であると、インクの再分散性がやや低下する場合がある。   The content (% by mass) of the first urethane resin in the ink is preferably 0.50 times or more and 2.00 times or less by mass ratio with respect to the content (% by mass) of the second urethane resin. When the mass ratio is less than 0.50 times, the marker resistance of the image may be slightly reduced. On the other hand, if the above mass ratio is more than 2.00 times, the ink redispersibility may be slightly reduced.

[ポリイソシアネート]
ポリイソシアネートは、その分子構造中に2以上のイソシアネート基を有する化合物である。ポリイソシアネートとしては、脂肪族ポリイソシアネート、芳香族ポリイソシアネートなどを用いることができる。
[Polyisocyanate]
The polyisocyanate is a compound having two or more isocyanate groups in its molecular structure. As polyisocyanate, aliphatic polyisocyanate, aromatic polyisocyanate, etc. can be used.

脂肪族ポリイソシアネートとしては、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ドデカメチレンジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、2−メチルペンタン−1,5−ジイソシアネート、3−メチルペンタン−1,5−ジイソシアネートなどの鎖状構造を有するポリイソシアネート;イソホロンジイソシアネート、水素添加キシリレンジイソシアネート、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、1,4−シクロヘキサンジイソシアネート、メチルシクロヘキシレンジイソシアネート、1,3−ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサンなどの環状構造を有するポリイソシアネート;などを挙げることができる。   Aliphatic polyisocyanates include tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, dodecamethylene diisocyanate, 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, 2,4,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, lysine diisocyanate, 2-methylpentane-1 Polyisocyanate having a chain structure such as 5-diisocyanate, 3-methylpentane-1,5-diisocyanate; isophorone diisocyanate, hydrogenated xylylene diisocyanate, 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate, 1,4-cyclohexane diisocyanate Polyoxy resins having a cyclic structure such as methyl cyclohexylene diisocyanate and 1,3-bis (isocyanate methyl) cyclohexane Cyanate; and the like.

芳香族ポリイソシアネートとしては、トリレンジイソシアネート、2,2’−ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4’−ジベンジルジイソシアネート、1,5−ナフチレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、1,3−フェニレンジイソシアネート、1,4−フェニレンジイソシアネート、ジアルキルジフェニルメタンジイソシアネート、テトラアルキルジフェニルメタンジイソシアネート、α,α,α’,α’−テトラメチルキシリレンジイソシアネートなどを挙げることができる。   As aromatic polyisocyanate, tolylene diisocyanate, 2,2'-diphenylmethane diisocyanate, 2,4'-diphenylmethane diisocyanate, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, 4,4'-dibenzyl diisocyanate, 1,5-naphthylene diisocyanate Isocyanate, xylylene diisocyanate, 1,3-phenylene diisocyanate, 1,4-phenylene diisocyanate, dialkyl diphenylmethane diisocyanate, tetraalkyldiphenylmethane diisocyanate, α, α, α ', α'-tetramethyl xylylene diisocyanate and the like can be mentioned. .

上記のポリイソシアネートのなかでも、脂環族ポリイソシアネートが好ましい。また、脂環族ポリイソシアネートのなかでも、イソホロンジイソシアネートがさらに好ましい。   Among the above polyisocyanates, alicyclic polyisocyanates are preferable. Further, among the alicyclic polyisocyanates, isophorone diisocyanate is more preferable.

ウレタン樹脂に架橋構造を付与するために、3以上のイソシアネート基を有するポリイソシアネート(3官能以上のポリイソシアネート)を用いることも好ましい。3官能以上のポリイソシアネートとしては、例えば、ポリイソシアヌレート型ポリイソシアネート、アダクト型ポリイソシアネート、及びビューレット型ポリイソシアネートなどの各種のイソシアネートプレポリマーを挙げることができる。3官能以上のポリイソシアネートを用いる場合、3官能以上のポリイソシアネートに由来するユニットの割合は、全ポリイソシアネート化合物を基準として、5.0質量%以上90.0質量%以下であることが好ましい。3官能以上のポリイソシアネートに由来するユニットの割合が5.0質量%未満であると、画像の耐マーカー性の向上効果がやや低下する場合がある。一方、3官能以上のポリイソシアネートに由来するユニットの割合が90.0質量%超であると、ウレタン樹脂膜が強靭になる一方で柔軟性が低下するため、画像の耐マーカー性の向上効果がやや低下する場合がある。   In order to impart a crosslinked structure to the urethane resin, it is also preferable to use a polyisocyanate having three or more isocyanate groups (polyfunctional isocyanate having three or more functions). Examples of the trifunctional or higher functional polyisocyanate include various isocyanate prepolymers such as polyisocyanurate type polyisocyanate, adduct type polyisocyanate, and biuret type polyisocyanate. When a trifunctional or higher functional polyisocyanate is used, the proportion of units derived from the trifunctional or higher polyisocyanate is preferably 5.0% by mass or more and 90.0% by mass or less based on the total polyisocyanate compound. If the proportion of units derived from trifunctional or higher polyisocyanate is less than 5.0% by mass, the improvement in the marker resistance of the image may be slightly reduced. On the other hand, when the proportion of the unit derived from the trifunctional or higher polyisocyanate is more than 90.0% by mass, the urethane resin film becomes tough while the flexibility decreases, so the marker resistance improvement effect of the image is improved. It may decrease slightly.

[ポリオール、ポリアミン]
ポリオールは、その分子構造中に2以上のヒドロキシ基を有する化合物である。ポリオールとしては、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオールなどの酸基を有しないポリオール;酸基を有するポリオール;などを挙げることができる。また、ポリアミンは、その分子構造中に2以上のアミノ基を有する化合物である。
[Polyol, polyamine]
A polyol is a compound having two or more hydroxy groups in its molecular structure. Examples of the polyol include polyols having no acid group such as polyether polyol, polyester polyol, polycarbonate polyol and the like; polyols having an acid group; and the like. In addition, a polyamine is a compound having two or more amino groups in its molecular structure.

〔酸基を有しないポリオール〕
ポリエーテルポリオールとしては、アルキレンオキサイド及びポリオール類の付加重合物;(ポリ)アルキレングリコールなどのグリコール類;などを挙げることができる。アルキレンオキサイドとしては、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド、α−オレフィンオキサイドなどを挙げることができる。アルキレンオキサイドと付加重合させるポリオール類としては、1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール、1,4−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、4,4−ジヒドロキシフェニルプロパン、4,4−ジヒドロキシフェニルメタン、水素添加ビスフェノールA、ジメチロール尿素及びその誘導体などのジオール;グリセリン、トリメチロールプロパン、1,2,5−ヘキサントリオール、1,2,6−ヘキサントリオール、ペンタエリスリトール、トリメチロールメラミン及びその誘導体、ポリオキシプロピレントリオールなどのトリオール;などを挙げることができる。グリコール類としては、テトラメチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、(ポリ)テトラメチレングリコール、ネオペンチルグリコールなどの(ポリ)アルキレングリコール;エチレングリコール−プロピレングリコール共重合体;などを挙げることができる。
[Polyol not having an acid group]
Examples of polyether polyols include addition polymers of alkylene oxides and polyols; glycols such as (poly) alkylene glycol; and the like. Examples of the alkylene oxide include ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, α-olefin oxide and the like. As polyols to be addition-polymerized with alkylene oxide, 1,3-propanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 3-methyl- 1,5-pentanediol, 2-butyl-2-ethyl-1,3-propanediol, 1,4-cyclohexanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, 4,4-dihydroxyphenylpropane, 4,4-dihydroxy Diols such as phenylmethane, hydrogenated bisphenol A, dimethylol urea and derivatives thereof; glycerin, trimethylolpropane, 1,2,5-hexanetriol, 1,2,6-hexanetriol, pentaerythritol, trimethylolmelamine and derivatives thereof , Polyoxypropylene Triols such as polyol; and the like. As glycols, tetramethylene glycol, hexamethylene glycol, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, polyethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, tripropylene glycol, polypropylene glycol, (poly) tetramethylene glycol, (Poly) alkylene glycols such as neopentyl glycol; ethylene glycol-propylene glycol copolymers; and the like can be mentioned.

ポリエステルポリオールとしては、酸エステルなどを挙げることができる。酸エステルを構成する酸成分としては、フタル酸、ナフタレンジカルボン酸、ビフェニルジカルボン酸、テトラヒドロフタル酸などの芳香族ジカルボン酸;これらの芳香族ジカルボン酸の水素添加物などの脂環族ジカルボン酸;マロン酸、コハク酸、酒石酸、シュウ酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、アルキルコハク酸、リノレイン酸、マレイン酸、フマル酸、メサコン酸、シトラコン酸、イタコン酸などの脂肪族ジカルボン酸;などを挙げることができる。これらの無水物、塩、誘導体(アルキルエステル、酸ハライド)なども酸成分として用いることができる。また、酸成分とエステルを形成する成分としては、ジオール、トリオールなどのポリオール類;(ポリ)アルキレングリコールなどのグリコール類;などを挙げることができる。ポリオール類やグリコール類としては、上記のポリエーテルポリオールを構成する成分として例示したものを挙げることができる。   As polyester polyol, an acid ester etc. can be mentioned. Examples of the acid component constituting the acid ester include aromatic dicarboxylic acids such as phthalic acid, naphthalene dicarboxylic acid, biphenyl dicarboxylic acid and tetrahydrophthalic acid; alicyclic dicarboxylic acids such as hydrogenated products of these aromatic dicarboxylic acids; Acid, succinic acid, tartaric acid, oxalic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, alkylsuccinic acid, linolenic acid, maleic acid, fumaric acid, mesaconic acid, citraconic acid, etc. Aliphatic dicarboxylic acids; and the like. These anhydrides, salts, derivatives (alkyl esters, acid halides) and the like can also be used as the acid component. Moreover, as a component which forms an acid component and ester, polyols, such as diol and triol; Glycols, such as (poly) alkylene glycol; etc. can be mentioned. As the polyols and glycols, those exemplified as components constituting the above-mentioned polyether polyol can be mentioned.

ポリカーボネートポリオールとしては、公知の方法で製造されるポリカーボネートポリオールを用いることができる。具体的には、ポリヘキサメチレンカーボネートジオールなどのアルカンジオール系ポリカーボネートジオールなどを挙げることができる。また、アルキレンカーボネート、ジアリールカーボネート、ジアルキルカーボネートなどのカーボネート成分やホスゲンと、脂肪族ジオール成分と、を反応させて得られるポリカーボネートジオールなどを挙げることができる。   As polycarbonate polyol, polycarbonate polyol manufactured by a publicly known method can be used. Specific examples thereof include alkanediol-based polycarbonate diols such as polyhexamethylene carbonate diol. Moreover, polycarbonate diol etc. which are obtained by making carbonate components, such as an alkylene carbonate, a diaryl carbonate, and a dialkyl carbonate, phosgene, and an aliphatic diol component react can be mentioned.

酸基を有しないポリオールの数平均分子量は、400以上4,000以下であることが好ましい。酸基を有しないポリオールとしては、ポリエーテルポリオールが好ましく、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコールなどのグリコール類がさらに好ましい。ウレタン樹脂中の酸基を有しないポリオールに由来するユニットに占める、グリコール類に由来するユニットの割合は、90.0質量%以上であることが好ましく、100.0質量%であることがさらに好ましい。ウレタン樹脂中の酸基を有しないポリオールに由来するユニットの全てが、グリコール類に由来するユニットであることが好ましい。   The number average molecular weight of the polyol having no acid group is preferably 400 or more and 4,000 or less. The polyol having no acid group is preferably a polyether polyol, and more preferably glycols such as polyethylene glycol, polypropylene glycol and polytetramethylene glycol. The proportion of units derived from glycols in units derived from a polyol having no acid group in the urethane resin is preferably 90.0% by mass or more, and more preferably 100.0% by mass . It is preferable that all of the units derived from the polyol having no acid group in the urethane resin are units derived from glycols.

〔酸基を有するポリオール〕
酸基を有するポリオールとしては、カルボン酸基、スルホン酸基、リン酸基、ホスホン酸基などの酸基を有するポリオールを挙げることができる。酸基は、カルボン酸基であることが好ましい。カルボン酸基を有するポリオールとしては、ジメチロール酢酸、ジメチロールプロピオン酸、ジメチロールブタン酸、ジメチロール酪酸などを挙げることができる。酸基を有するポリオールの酸基は塩型であってもよい。塩を形成するカチオンとしては、リチウム、ナトリウム、カリウムなどのアルカリ金属のイオン;アンモニウムイオン、ジメチルアミンなどの有機アミンのカチオンなどを挙げることができる。なお、汎用の酸基を有するポリオールの分子量は、高くても400程度である。このため、酸基を有するポリオールに由来するユニットは、通常、ウレタン樹脂のハードセグメントとなる。
[Polyol having an acid group]
Examples of the polyol having an acid group include polyols having an acid group such as a carboxylic acid group, a sulfonic acid group, a phosphoric acid group, and a phosphonic acid group. The acid group is preferably a carboxylic acid group. Examples of polyols having a carboxylic acid group include dimethylol acetic acid, dimethylol propionic acid, dimethylol butanoic acid and dimethylol butyric acid. The acid group of the polyol having an acid group may be in a salt form. Examples of the cation forming a salt include ions of alkali metals such as lithium, sodium and potassium; and cations of organic amines such as ammonium ion and dimethylamine. The molecular weight of the polyol having a general-purpose acid group is at most about 400. For this reason, a unit derived from a polyol having an acid group is usually a hard segment of a urethane resin.

ウレタン樹脂に酸価を与えるユニットに占める、酸基を有するポリオールに由来するユニットの割合は、90.0質量%以上であることが好ましく、100.0質量%であることがさらに好ましい。すなわち、ウレタン樹脂に酸価を与えるユニットの全てが、酸基を有するポリオールに由来するユニットであることが好ましい。   The proportion of a unit derived from a polyol having an acid group in the unit for giving an acid value to a urethane resin is preferably 90.0% by mass or more, and more preferably 100.0% by mass. That is, it is preferable that all the units which give an acid value to a urethane resin are units derived from the polyol which has an acidic radical.

第1のウレタン樹脂の酸価は、30mgKOH/g以上90mgKOH/g以下であることが好ましく、40mgKOH/g以上80mgKOH/g以下であることがさらに好ましい。第1のウレタン樹脂の酸価が30mgKOH/g未満であると、インクの吐出安定性が低下する場合がある。一方、第1のウレタン樹脂の酸価が90mgKOH/g超であると、ハードセグメントとソフトセグメントの比率のバランスが崩れ、画像の耐マーカー性向上効果がやや低下する場合がある。   The acid value of the first urethane resin is preferably 30 mg KOH / g or more and 90 mg KOH / g or less, and more preferably 40 mg KOH / g or more and 80 mg KOH / g or less. When the acid value of the first urethane resin is less than 30 mg KOH / g, the discharge stability of the ink may be reduced. On the other hand, when the acid value of the first urethane resin is more than 90 mgKOH / g, the balance of the ratio of the hard segment and the soft segment may be lost, and the marker resistance improvement effect of the image may be slightly reduced.

第2のウレタン樹脂の酸価は、20mgKOH/g以上100mgKOH/g以下であることが好ましい。第2のウレタン樹脂の酸価が20mgKOH/g未満であると、インクの吐出安定性が低下する場合がある。一方、第2のウレタン樹脂の酸価が100mgKOH/g超であると、インク中のイオン量が増加し、顔料の分散状態がやや不安定になる場合がある。   The acid value of the second urethane resin is preferably 20 mg KOH / g or more and 100 mg KOH / g or less. If the acid value of the second urethane resin is less than 20 mg KOH / g, the discharge stability of the ink may be reduced. On the other hand, when the acid value of the second urethane resin is more than 100 mg KOH / g, the amount of ions in the ink may increase, and the dispersed state of the pigment may be somewhat unstable.

〔ポリアミン〕
ポリアミンとしては、ジメチロールエチルアミン、ジエタノールメチルアミン、ジプロパノールエチルアミン、ジブタノールメチルアミンなどの複数のヒドロキシ基を有するモノアミン;エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ヘキシレンジアミン、イソホロンジアミン、キシリレンジアミン、ジフェニルメタンジアミン、水素添加ジフェニルメタンジアミン、ヒドラジンなどの2官能ポリアミン;ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ポリアミドポリアミン、ポリエチレンポリイミンなどの3官能以上のポリアミン;などを挙げることができる。便宜上、複数のヒドロキシ基と、1つの「アミノ基、イミノ基」を有する化合物も「ポリアミン」として列挙した。なお、汎用の酸基を有するポリオールと同様に、汎用のポリアミンの分子量も、高くても400程度である。このため、ポリアミンに由来するユニットは、通常、ウレタン樹脂のハードセグメントとなる。
[Polyamine]
Examples of polyamines include monoamines having a plurality of hydroxy groups such as dimethylolethylamine, diethanolmethylamine, dipropanolethylamine, dibutanolmethylamine, etc .; ethylenediamine, propylenediamine, hexylenediamine, isophoronediamine, xylylenediamine, diphenylmethanediamine, hydrogen Examples thereof include bifunctional polyamines such as added diphenylmethanediamine and hydrazine; and trifunctional or higher polyamines such as diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, polyamidepolyamine, polyethylenepolyimine and the like. For convenience, compounds having a plurality of hydroxy groups and one "amino group, imino group" are also listed as "polyamines". In addition, the molecular weight of the general-purpose polyamine is also at most about 400, similarly to the polyol having the general-purpose acid group. For this reason, units derived from polyamines usually become hard segments of urethane resin.

[架橋剤、鎖延長剤]
ウレタン樹脂を合成する際には、架橋剤や鎖延長剤を用いることができる。通常、架橋剤はプレポリマーの合成の際に用いられ、鎖延長剤は予め合成されたプレポリマーに対して鎖延長反応を行う際に用いられる。基本的には、架橋剤や鎖延長剤としては、架橋や鎖延長などの目的に対応して、水や、ポリイソシアネート、ポリオール、ポリアミンなどから適宜に選択して用いることができる。鎖延長剤として、ウレタン樹脂を架橋させることができるものを用いることもできる。
[Crosslinking agent, Chain extender]
When synthesizing a urethane resin, a crosslinking agent or a chain extender can be used. Usually, a crosslinker is used in the synthesis of the prepolymer, and a chain extender is used in performing the chain extension reaction on the previously synthesized prepolymer. Basically, as the crosslinking agent or chain extender, water, polyisocyanate, polyol, polyamine or the like can be appropriately selected and used according to the purpose such as crosslinking or chain extension. As a chain extender, one capable of crosslinking the urethane resin can also be used.

鎖延長剤の使用の有無は、得られるウレタン樹脂の分子量に影響する。第1のウレタン樹脂の重量平均分子量Mw1は、5,000以上30,000以下であることが好ましく、8,000以上25,000以下であることがさらに好ましい。第1のウレタン樹脂の重量平均分子量Mw1が5,000未満であると、インク蒸発時の増粘が不足して記録媒体上に残存する樹脂が減少しやすくなり、画像の耐マーカー性がやや低下する場合がある。一方、第1のウレタン樹脂の重量平均分子量Mw1が30,000超であると、顔料への樹脂の吸着性が低下しやすくなり、インクの再分散性がやや低下する場合がある。また、第2のウレタン樹脂の重量平均分子量Mw2に対する、第1のウレタン樹脂の重量平均分子量Mw1の比(Mw1/Mw2)は、0.4倍以上0.8倍以下であることが好ましい。上記の比が0.4倍未満であると、第2のウレタン樹脂が、第1のウレタン樹脂と比較して大きすぎるため、第2のウレタン樹脂に第1のウレタン樹脂が包含されやすくなり、耐マーカー性の向上効果がやや低下する場合がある。一方、上記の比が0.8倍超であると、第2のウレタン樹脂が相対的に小さすぎてしまい、第1のウレタン樹脂の架橋構造部同士の結合を抑制しにくくなり、インクの再分散性がやや低下する場合がある。   The use of a chain extender affects the molecular weight of the resulting urethane resin. The weight average molecular weight Mw1 of the first urethane resin is preferably 5,000 or more and 30,000 or less, and more preferably 8,000 or more and 25,000 or less. When the weight average molecular weight Mw1 of the first urethane resin is less than 5,000, the thickening during ink evaporation is insufficient, and the resin remaining on the recording medium tends to decrease, and the marker resistance of the image is slightly reduced. May. On the other hand, if the weight average molecular weight Mw1 of the first urethane resin is more than 30,000, the adsorption of the resin to the pigment tends to be reduced, and the ink redispersion may be slightly reduced. The ratio (Mw1 / Mw2) of the weight average molecular weight Mw1 of the first urethane resin to the weight average molecular weight Mw2 of the second urethane resin is preferably 0.4 times or more and 0.8 times or less. When the above ratio is less than 0.4, the second urethane resin is likely to be included in the second urethane resin because the second urethane resin is too large compared to the first urethane resin. The marker resistance improvement effect may be slightly reduced. On the other hand, if the above ratio is more than 0.8 times, the second urethane resin is relatively too small, which makes it difficult to suppress the bond between the crosslinked structure parts of the first urethane resin, and the ink Dispersion may be slightly reduced.

[検証方法]
ウレタン樹脂の各種物性などについては、インクを遠心分離して得られる沈降物と上澄み液をそれぞれ分析することで検証することができる。顔料は有機溶剤に不溶であるため、溶剤抽出によりウレタン樹脂を分離することもできる。インクの状態でもウレタン樹脂の物性などを検証することはできるが、インクから抽出しておくと検証精度をより高めることができる。例えば、インクを80,000rpmで遠心分離して得た上澄み液に過剰の酸(塩酸など)を添加して樹脂を析出させ、樹脂を取り出して乾燥させる。乾燥させた樹脂をテトラヒドロフランに入れ、24時間放置する。ウレタン樹脂の架橋構造部分はテトラヒドロフランに不溶であるので、この操作により、架橋構造を有するウレタン樹脂と架橋構造を有しないウレタン樹脂を分離することができる。
[Method of verification]
The various physical properties and the like of the urethane resin can be verified by analyzing the sediment and the supernatant obtained by centrifuging the ink. Since the pigment is insoluble in the organic solvent, the urethane resin can also be separated by solvent extraction. Although the physical properties of the urethane resin can be verified even in the state of the ink, extraction accuracy from the ink can be further enhanced. For example, an excess acid (such as hydrochloric acid) is added to a supernatant obtained by centrifuging the ink at 80,000 rpm to precipitate a resin, and the resin is taken out and dried. The dried resin is placed in tetrahydrofuran and left for 24 hours. Since the crosslinked structure portion of the urethane resin is insoluble in tetrahydrofuran, this operation makes it possible to separate the urethane resin having a crosslinked structure from the urethane resin having no crosslinked structure.

ウレタン樹脂の組成は、上記方法で分離した樹脂をそれぞれ、熱分解ガスクロマトグラフィーやフーリエ変換型赤外分光光度計(FT−IR)を使用して分析する。これにより、ポリイソシアネート、酸基を有しないポリオール、及び酸基を有するポリオールなどの種類を容易に確認することができる。   The composition of the urethane resin is analyzed by thermal decomposition gas chromatography or Fourier transform infrared spectrophotometer (FT-IR) for the resin separated by the above method. Thereby, types such as polyisocyanate, polyol having no acid group, and polyol having an acid group can be easily confirmed.

上記のようにして種類を特定した、(i)ポリイソシアネートと酸基を有するポリオールの反応物、(ii)ポリイソシアネートとポリエーテルポリオールの反応物、及び(iii)ポリイソシアネートと水の反応物、をそれぞれ調製する。このようにして調製した反応物を重水素化ジメチルスルホキシドに溶解させ、カーボン核磁気共鳴法(13C−NMR)により分析を行って、各反応物についてのウレタン結合及びウレア結合の化学シフトを確認する。上記の例であれば、(i)と(ii)の反応物からウレタン結合の化学シフトを、また、(iii)の反応物からウレア結合の化学シフトを、それぞれ確認する。そして、得られたそれぞれの化学シフトから、ウレタン結合とウレア結合のピークを特定し、それらのピークの積算値の比からウレタン樹脂中のウレタン結合の割合を算出する。 (I) Reactant of polyisocyanate and polyol having an acid group, (ii) Reactant of polyisocyanate and polyether polyol, and (iii) Reactant of polyisocyanate and water, as described above. Prepare each of The thus prepared reactant is dissolved in deuterated dimethyl sulfoxide and analyzed by carbon nuclear magnetic resonance ( 13 C-NMR) to confirm the chemical shift of the urethane bond and the urea bond for each reactant. Do. In the above example, the chemical shift of the urethane bond from the reactant of (i) and (ii) and the chemical shift of the urea bond from the reactant of (iii) are respectively confirmed. And the peak of a urethane bond and a urea bond is specified from each obtained chemical shift, and the ratio of the urethane bond in a urethane resin is computed from the ratio of the integration value of those peaks.

また、上記のようにして種類を特定した、酸基を有するポリオールを重水素化ジメチルスルホキシドに溶解させ、カーボン核磁気共鳴法(13C−NMR)により分析を行って、その化学シフトを確認する。また、分離したウレタン樹脂についてもカーボン核磁気共鳴法(13C−NMR)により分析を行って、その化学シフトを確認する。そして、例えば、ウレタン樹脂中のカルボン酸基由来の175ppm付近のピーク積算値と、先に求めた酸基を有するポリオール由来のピーク積算値とから、比率を算出することで、酸基を有するポリオール由来の酸価の割合を算出する。ちなみに、酸基を有するポリオール由来の化学シフトは、測定条件により多少のずれは生じるが、例えば、ジメチロールプロピオン酸の場合は65ppm付近、ジメチロールブタン酸の場合は60ppm付近である。 In addition, a polyol having an acid group, the type of which is specified as described above, is dissolved in deuterated dimethyl sulfoxide and analyzed by carbon nuclear magnetic resonance ( 13 C-NMR) to confirm its chemical shift. . Further, the separated urethane resin is also analyzed by carbon nuclear magnetic resonance ( 13 C-NMR) to confirm its chemical shift. Then, for example, the polyol having an acid group is calculated by calculating the ratio from the peak integrated value around 175 ppm derived from a carboxylic acid group in the urethane resin and the peak integrated value derived from a polyol having an acid group previously obtained. Calculate the ratio of the acid value of origin. By the way, the chemical shift derived from the polyol having an acid group is somewhat shifted depending on the measurement conditions, but, for example, it is around 65 ppm in the case of dimethylol propionic acid and around 60 ppm in the case of dimethylol butanoic acid.

ウレタン樹脂の重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)、及び多分散度(Mw/Mn)については、ゲルパーミエーションクロマト法(GPC法)により測定及び算出することができる。   The weight average molecular weight (Mw), number average molecular weight (Mn), and polydispersity (Mw / Mn) of the urethane resin can be measured and calculated by gel permeation chromatography (GPC method).

(水性媒体)
本発明のインクは、水を含む水性媒体を含有する水性インクである。水としては、脱イオン水(イオン交換水)を用いることが好ましい。インク中の水の含有量(質量%)は、インク全質量を基準として、10.0質量%以上90.0質量%以下であることが好ましく、50.0質量%以上90.0質量%以下であることがさらに好ましい。
(Aqueous medium)
The ink of the present invention is an aqueous ink containing an aqueous medium containing water. As water, it is preferable to use deionized water (ion-exchanged water). The content (mass%) of water in the ink is preferably 10.0 mass% or more and 90.0 mass% or less, 50.0 mass% or more and 90.0 mass% or less based on the total mass of the ink. It is further preferred that

水性媒体には、さらに水溶性有機溶剤を含有させることができる。水溶性有機溶剤としては、1価アルコール、多価アルコール、(ポリ)アルキレングリコール、グリコールエーテル、含窒素極性溶媒、含硫黄極性溶媒などを用いることができる。インク中の水溶性有機溶剤の含有量(質量%)は、インク全質量を基準として、3.0質量%以上50.0質量%以下であることが好ましく、15.0質量%以上40.0質量%以下であることがさらに好ましい。インク中の水溶性有機溶剤の含有量が上記の範囲外であると、吐出不良が生じやすくなる場合がある。   The aqueous medium can further contain a water-soluble organic solvent. As the water-soluble organic solvent, monohydric alcohol, polyhydric alcohol, (poly) alkylene glycol, glycol ether, nitrogen-containing polar solvent, sulfur-containing polar solvent and the like can be used. The content (mass%) of the water-soluble organic solvent in the ink is preferably 3.0 mass% or more and 50.0 mass% or less based on the total mass of the ink, and is 15.0 mass% or more and 40.0 It is further preferable that the content is at most mass%. If the content of the water-soluble organic solvent in the ink is out of the above range, ejection failure may easily occur.

(インクの物性)
本発明の水性インクは、インクジェット方式の記録方法に適用するインクである。このため、インクジェット用のインクに適した物性値に制御されていることが好ましい。25℃におけるインクの表面張力は、20mN/m以上60mN/m以下であることが好ましく、30mN/m以上50mN/m以下であることがさらに好ましい。25℃におけるインクの粘度は、1.0mPa・s以上10.0mPa・s以下であることが好ましい。インクの粘度が6.0mPa・s以下であると、吐出安定性が向上するために特に好ましい。25℃におけるインクのpHは、5.0以上10.0以下であることが好ましい。
(Physical properties of ink)
The aqueous ink of the present invention is an ink applied to an ink jet recording method. For this reason, it is preferable to control to the physical-property value suitable for the ink for inkjets. The surface tension of the ink at 25 ° C. is preferably 20 mN / m or more and 60 mN / m or less, and more preferably 30 mN / m or more and 50 mN / m or less. The viscosity of the ink at 25 ° C. is preferably 1.0 mPa · s or more and 10.0 mPa · s or less. It is particularly preferable that the viscosity of the ink is 6.0 mPa · s or less because the ejection stability is improved. The pH of the ink at 25 ° C. is preferably 5.0 or more and 10.0 or less.

(その他の添加剤)
本発明のインクには、上記した成分以外にも必要に応じて、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタンなどの多価アルコール類や、尿素、エチレン尿素などの尿素誘導体などの、常温で固体の水溶性有機化合物を含有させてもよい。さらに、本発明のインクには、必要に応じて、界面活性剤、pH調整剤、防錆剤、防腐剤、防黴剤、酸化防止剤、還元防止剤、蒸発促進剤、キレート化剤、及び水溶性樹脂などの種々の添加剤を含有させてもよい。
(Other additives)
In the ink of the present invention, other than the above components, if necessary, water solubility of solid at room temperature such as polyhydric alcohols such as trimethylolpropane and trimethylolethane, and urea derivatives such as urea and ethylene urea An organic compound may be contained. Furthermore, in the ink of the present invention, if necessary, a surfactant, a pH adjuster, a rust inhibitor, an antiseptic, a mildew agent, an antioxidant, a reduction inhibitor, an evaporation promoter, a chelating agent, and Various additives such as water soluble resins may be contained.

<インクカートリッジ>
本発明のインクカートリッジは、インクと、このインクを収容するインク収容部とを備える。そして、このインク収容部に収容されているインクが、上記で説明した本発明のインクである。図1は、本発明のインクカートリッジの一実施形態を模式的に示す断面図である。図1に示すように、インクカートリッジの底面には、記録ヘッドにインクを供給するためのインク供給口12が設けられている。インクカートリッジの内部はインクを収容するためのインク収容部となっている。インク収容部は、インク収容室14と、吸収体収容室16とで構成されており、これらは連通口18を介して連通している。また、吸収体収容室16はインク供給口12に連通している。インク収容室14には液体のインク20が収容されており、吸収体収容室16には、インクを含浸状態で保持する吸収体22及び24が収容されている。インク収容部は、液体のインクを収容するインク収容室を持たず、収容されるインク全量を吸収体により保持する形態であってもよい。また、インク収容部は、吸収体を持たず、インクの全量を液体の状態で収容する形態であってもよい。さらには、インク収容部と記録ヘッドとを有するように構成された形態のインクカートリッジとしてもよい。
<Ink cartridge>
The ink cartridge of the present invention comprises an ink and an ink storage portion for storing the ink. The ink stored in the ink storage unit is the ink of the present invention described above. FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an embodiment of the ink cartridge of the present invention. As shown in FIG. 1, an ink supply port 12 for supplying ink to the recording head is provided on the bottom surface of the ink cartridge. The inside of the ink cartridge is an ink storage portion for storing ink. The ink storage portion is composed of an ink storage chamber 14 and an absorber storage chamber 16, which are in communication via the communication port 18. In addition, the absorber storage chamber 16 is in communication with the ink supply port 12. The ink storage chamber 14 stores liquid ink 20, and the absorber storage chamber 16 stores absorbers 22 and 24 that hold the ink in an impregnated state. The ink storage portion may not have an ink storage chamber for storing liquid ink, and may be configured to hold the entire amount of ink stored by an absorber. In addition, the ink storage portion may be configured to store the entire amount of ink in a liquid state without having an absorber. Furthermore, the ink cartridge may be configured to have an ink storage portion and a recording head.

<インクジェット記録方法>
本発明のインクジェット記録方法は、上記で説明した本発明のインクをインクジェット方式の記録ヘッドから吐出して記録媒体に画像を記録する方法である。インクを吐出する方式としては、インクに力学的エネルギーを付与する方式や、インクに熱エネルギーを付与する方式が挙げられる。本発明においては、インクに熱エネルギーを付与してインクを吐出する方式を採用することが特に好ましい。本発明のインクを用いること以外、インクジェット記録方法の工程は公知のものとすればよい。
<Ink jet recording method>
The ink jet recording method of the present invention is a method of discharging an ink of the present invention described above from an ink jet recording head to record an image on a recording medium. Examples of the method of ejecting the ink include a method of applying mechanical energy to the ink and a method of applying thermal energy to the ink. In the present invention, it is particularly preferable to adopt a method of applying thermal energy to the ink to eject the ink. Except for using the ink of the present invention, the steps of the inkjet recording method may be known.

図2は、本発明のインクジェット記録方法に用いられるインクジェット記録装置の一例を模式的に示す図であり、(a)はインクジェット記録装置の主要部の斜視図、(b)はヘッドカートリッジの斜視図である。インクジェット記録装置には、記録媒体32を搬送する搬送手段(不図示)、及びキャリッジシャフト34が設けられている。キャリッジシャフト34にはヘッドカートリッジ36が搭載可能となっている。ヘッドカートリッジ36は記録ヘッド38及び40を具備しており、インクカートリッジ42がセットされるように構成されている。ヘッドカートリッジ36がキャリッジシャフト34に沿って主走査方向に搬送される間に、記録ヘッド38及び40から記録媒体32に向かってインク(不図示)が吐出される。そして、記録媒体32が搬送手段(不図示)により副走査方向に搬送されることによって、記録媒体32に画像が記録される。   FIG. 2 is a view schematically showing an example of an ink jet recording apparatus used in the ink jet recording method of the present invention, wherein (a) is a perspective view of the main part of the ink jet recording apparatus, and (b) is a perspective view of a head cartridge. It is. The inkjet recording apparatus is provided with conveyance means (not shown) for conveying the recording medium 32, and a carriage shaft 34. A head cartridge 36 can be mounted on the carriage shaft 34. The head cartridge 36 includes recording heads 38 and 40, and is configured to set the ink cartridge 42. While the head cartridge 36 is conveyed along the carriage shaft 34 in the main scanning direction, ink (not shown) is ejected from the recording heads 38 and 40 toward the recording medium 32. Then, the recording medium 32 is conveyed in the sub scanning direction by the conveyance means (not shown), whereby the image is recorded on the recording medium 32.

以下、実施例及び比較例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限り、下記の実施例によって何ら限定されるものではない。成分量に関して「部」及び「%」と記載しているものは特に断らない限り質量基準である。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples and comparative examples, but the present invention is not limited at all by the following examples as long as the gist thereof is not exceeded. Those described as "parts" and "%" in terms of component amounts are on a mass basis unless otherwise specified.

<顔料分散液の調製>
(顔料分散液1、5〜8)
水5.5gに濃塩酸5.0gを溶かして得た溶液を5℃に冷却し、表1に示す量の処理剤(4−アミノ−1,2−ベンゼンジカルボン酸)を加えた。この溶液の入った容器をアイスバスに入れて10℃以下に冷却し、5℃の水9.0gに表1に示す量の亜硝酸ナトリウムを溶かして得た溶液を加えた。15分間撹拌後、カーボンブラック(比表面積220m2/g、DBP吸油量105mL/100g)6.0gを撹拌下で加え、さらに15分間撹拌してスラリーを得た。得られたスラリーをろ紙(商品名「標準用ろ紙No.2」、アドバンテック製)でろ過した後、得られた粒子を十分に水洗した。水洗した粒子を110℃のオーブンで乾燥させて自己分散顔料を得た。イオン交換処理して自己分散顔料のアニオン性基のカウンターイオンをナトリウムイオンからカリウムイオンに置換した後、固形分の濃度を調整して顔料分散液1、5〜8を得た。得られた顔料分散液1、5〜8には、顔料の粒子表面に−C63−(COOK)2基が結合した自己分散顔料が含まれており、顔料の含有量は10.0%であった。
<Preparation of pigment dispersion>
(Pigment dispersion 1, 5 to 8)
A solution obtained by dissolving 5.0 g of concentrated hydrochloric acid in 5.5 g of water was cooled to 5 ° C., and the amount of the treating agent (4-amino-1,2-benzenedicarboxylic acid) shown in Table 1 was added. The container containing this solution was placed in an ice bath to cool to below 10 ° C., and a solution obtained by dissolving sodium nitrite in the amount shown in Table 1 in 9.0 g of water at 5 ° C. was added. After stirring for 15 minutes, 6.0 g of carbon black (specific surface area 220 m 2 / g, DBP oil absorption 105 mL / 100 g) was added under stirring, and stirring was further performed for 15 minutes to obtain a slurry. The obtained slurry was filtered with a filter paper (trade name "Standard Filter Paper No. 2", manufactured by Advantec), and then the obtained particles were sufficiently washed with water. The washed particles were dried in an oven at 110 ° C. to obtain a self-dispersible pigment. After ion exchange treatment was carried out to substitute the counter ion of the anionic group of the self-dispersion pigment from sodium ion to potassium ion, the concentration of the solid content was adjusted to obtain pigment dispersions 1, 5-8. The obtained pigment dispersions 1, 5 to 8 contain a self-dispersion pigment in which —C 6 H 3 — (COOK) 2 group is bonded to the particle surface of the pigment, and the pigment content is 10.0 %Met.

流動電位滴定ユニット(PCD−500)を搭載した電位差自動滴定装置を使用し、5mmol/Lのメチルグリコールキトサンを滴定試薬として用いた電位差滴定により、顔料分散液中の自己分散顔料の表面電荷量を測定した。電位差自動滴定装置としては、商品名「AT−510」(京都電子工業製)を使用した。測定した自己分散顔料の表面電荷量を表1に示す。   The surface charge of the self-dispersed pigment in the pigment dispersion was determined by potentiometric titration using 5 mmol / L methyl glycol chitosan as a titration reagent using a potentiometric automatic titration apparatus equipped with a flow potential titration unit (PCD-500). It was measured. A trade name "AT-510" (manufactured by Kyoto Denshi Kogyo Co., Ltd.) was used as a potentiometric automatic titrator. The surface charge amount of the measured self-dispersible pigment is shown in Table 1.

(顔料分散液2)
ホスホン酸基を含む官能基が粒子表面に結合した自己分散顔料を含有する市販の顔料分散液(商品名「CAB−O−JET450C」、キャボット製)をイオン交換水で希釈して、顔料の含有量が10.0%である顔料分散液2を調製した。測定した自己分散顔料の表面電荷量を表1に示す。
(Pigment dispersion 2)
A commercially available pigment dispersion (trade name "CAB-O-JET 450C", manufactured by Cabot) containing a self-dispersible pigment having a functional group containing a phosphonic acid group bonded to the particle surface is diluted with ion-exchanged water to contain the pigment A pigment dispersion 2 having an amount of 10.0% was prepared. The surface charge amount of the measured self-dispersible pigment is shown in Table 1.

(顔料分散液3)
ホスホン酸基を含む官能基が粒子表面に結合した自己分散顔料を含有する市販の顔料分散液(商品名「CAB−O−JET265M」、キャボット製)をイオン交換水で希釈して、顔料の含有量が10.0%である顔料分散液3を調製した。測定した自己分散顔料の表面電荷量を表1に示す。
(Pigment dispersion 3)
A commercially available pigment dispersion (trade name "CAB-O-JET 265M", manufactured by Cabot) containing a self-dispersing pigment having a functional group containing a phosphonic acid group bonded to the particle surface is diluted with ion-exchanged water to contain the pigment A pigment dispersion 3 having an amount of 10.0% was prepared. The surface charge amount of the measured self-dispersible pigment is shown in Table 1.

(顔料分散液4)
ホスホン酸基を含む官能基が粒子表面に結合した自己分散顔料を含有する市販の顔料分散液(商品名「CAB−O−JET740Y」、キャボット製)をイオン交換水で希釈して、顔料の含有量が10.0%である顔料分散液4を調製した。測定した自己分散顔料の表面電荷量を表1に示す。
(Pigment dispersion 4)
A commercially available pigment dispersion (trade name "CAB-O-JET 740Y", manufactured by Cabot) containing a self-dispersion pigment having a functional group containing a phosphonic acid group bonded to the particle surface is diluted with ion-exchanged water to contain the pigment A pigment dispersion 4 whose amount was 10.0% was prepared. The surface charge amount of the measured self-dispersible pigment is shown in Table 1.

Figure 2019099692
Figure 2019099692

(顔料分散液9〜13)
表2に示す各成分を混合して混合物を得た。サンドグラインダーを使用して得られた混合物を1時間分散処理した後、遠心分離して不純物を除去した。さらに、ポアサイズ3.0μmのミクロフィルター(富士フイルム製)にて加圧ろ過した後、固形分の濃度を調整して顔料分散液9〜13を得た。表2中、「ジョンクリル683」は、アクリル系樹脂の含有量が20.0%である樹脂水溶液の商品名(BASF製)である。
(Pigment dispersions 9 to 13)
The components shown in Table 2 were mixed to obtain a mixture. The resulting mixture was dispersed for 1 hour using a sand grinder and then centrifuged to remove impurities. Furthermore, after pressure-filtering with the micro filter (made by Fujifilm) of 3.0 micrometers of pore sizes, the density | concentration of solid content was adjusted and the pigment dispersion liquids 9-13 were obtained. In Table 2, "Joncril 683" is a trade name (made by BASF) of an aqueous resin solution in which the content of the acrylic resin is 20.0%.

Figure 2019099692
Figure 2019099692

<ウレタン樹脂の合成>
温度計、撹拌機、窒素ガス導入管、及び還流管を備えた4つ口フラスコを用意した。この4つ口フラスコに、表3に示す種類及び量のポリイソシアネート(IPDI)、及びポリオールを入れ、窒素ガス雰囲気下、温度100℃で2時間反応させた。次いで、表3に示す種類及び量のDMPA(酸基を有するポリオール)、鎖延長剤、及び150.0部のメチルエチルケトンを添加し、FT−IRによりイソシアネート基の残存率を確認し、所望の残存率となるまで温度80℃で反応させ、反応液を得た。得られた反応液を温度40℃まで冷却した後、適量のイオン交換水を添加して、ホモミキサーで高速撹拌しながら、中和剤(水酸化カリウム水溶液)を加えて酸基を中和し、樹脂を含む液体を得た。加熱減圧下、得られた液体からメチルエチルケトンを留去して、ウレタン樹脂(固形分)の含有量が25.0%である、ウレタン樹脂1〜12を含む液体をそれぞれ得た。ウレタン樹脂の重量平均分子量は、温度80℃での反応時間を適宜変化させて調整した。
<Synthesis of Urethane Resin>
A four-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer, a nitrogen gas inlet tube, and a reflux tube was prepared. The four-necked flask was charged with polyisocyanate (IPDI) of the type and amount shown in Table 3 and a polyol, and reacted at a temperature of 100 ° C. for 2 hours under a nitrogen gas atmosphere. Subsequently, DMPA (polyol having an acid group), a chain extender, and 150.0 parts of methyl ethyl ketone of the type and amount shown in Table 3 are added, the residual ratio of isocyanate group is confirmed by FT-IR, and desired residual The reaction was carried out at a temperature of 80 ° C. until the reaction rate reached to obtain a reaction solution. After cooling the obtained reaction solution to a temperature of 40 ° C., an appropriate amount of ion exchange water is added, and while stirring at high speed with a homomixer, a neutralizing agent (potassium hydroxide aqueous solution) is added to neutralize the acid group , Obtained a liquid containing a resin. The methyl ethyl ketone was distilled off from the obtained liquid under heating and pressure reduction, and the liquid containing urethane resins 1 to 12 each having a urethane resin (solid content) content of 25.0% was obtained. The weight average molecular weight of the urethane resin was adjusted by appropriately changing the reaction time at a temperature of 80 ° C.

得られた液体に塩酸を滴下して析出したウレタン樹脂を分取し、40℃で一晩真空乾燥させて固形状のウレタン樹脂を得た。得られたウレタン樹脂をテトラヒドロフランに溶解させて得た溶液を、酸価及び重量平均分子量を測定する対象のサンプルとした。ウレタン樹脂の酸価は、電位差自動滴定装置(京都電子工業製)を使用し、水酸化カリウム/エタノール滴定液で電位差滴定することにより測定した。ウレタン樹脂の重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により、ポリスチレン換算の値として求めた。測定装置としては、GPC(商品名「Alliance GPC 2695」、Waters製)を用いた。カラムは、商品名「Shodex KF−806M」(昭和電工製)の4連カラムを用いた。検出器としては、RI(屈折率)検出器(商品名「2414Detector」、Waters製)を用いた。標準ポリスチレン試料は、PS−1及びPS−2(Polymer Laboratories製)を用いた。ウレタン樹脂の酸価及び重量平均分子量を表3に示す。また、ウレタン樹脂に含まれる、3以上の反応性基を有する化合物に由来するユニットの割合(モル%)を「架橋ユニットの割合(モル%)」として表3に示す。   Hydrochloric acid was added dropwise to the obtained liquid, and the precipitated urethane resin was separated and vacuum dried overnight at 40 ° C. to obtain a solid urethane resin. A solution obtained by dissolving the obtained urethane resin in tetrahydrofuran was used as a sample to be measured for the acid value and the weight average molecular weight. The acid value of the urethane resin was measured by potentiometric titration with potassium hydroxide / ethanol titration solution using a potentiometric automatic titrator (manufactured by Kyoto Denshi Kogyo Co., Ltd.). The weight average molecular weight of the urethane resin was determined by gel permeation chromatography (GPC) as a value in terms of polystyrene. GPC (trade name "Alliance GPC 2695", manufactured by Waters) was used as a measuring device. The column used was a 4-column column with a trade name "Shodex KF-806M" (manufactured by Showa Denko). As a detector, RI (refractive index) detector (brand name "2414Detector", product made from Waters) was used. As a standard polystyrene sample, PS-1 and PS-2 (manufactured by Polymer Laboratories) were used. The acid value and weight average molecular weight of the urethane resin are shown in Table 3. Further, the proportion (mol%) of units derived from the compound having three or more reactive groups contained in the urethane resin is shown in Table 3 as “proportion of crosslinking unit (mol%)”.

表3中の各成分の詳細を以下に示す。PPG及びPTMGに付した数値は、それぞれの数平均分子量である。
IPDI:イソホロンジイソシアネート
PPG1000:ポリプロピレングリコール
PPG2000:ポリプロピレングリコール
PTMG2000:ポリテトラメチレングリコール
DMPA:ジメチロールプロピオン酸
GLY:グリセリン
EDA:エチレンジアミン
DETA:ジエチレントリアミン
TETA:トリエチレンテトラアミン
NPG:ネオペンチルグリコール
Details of each component in Table 3 are shown below. The numerical values assigned to PPG and PTMG are the respective number average molecular weights.
IPDI: isophorone diisocyanate PPG 1000: polypropylene glycol PPG 2000: polypropylene glycol PTMG 2000: polytetramethylene glycol DMPA: dimethylol propionic acid GLY: glycerin EDA: ethylene diamine DETA: diethylene triamine TETA: triethylene tetraamine NPG: neopentyl glycol

Figure 2019099692
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<インクの調製>
表4−1〜4−4の上段に示す各成分(単位:%)を混合し、十分撹拌した後、ポアサイズ3.0μmのミクロフィルター(富士フイルム製)にて加圧ろ過して実施例1〜26、比較例1〜11の各インクを調製した。表4−1〜4−4中、「アセチレノールE100」は、川研ファインケミカル製のノニオン性界面活性剤(アセチレングリコールエチレンオキサイド付加物)の商品名である。各インクの25℃における粘度は、いずれも6mPa・s以下であった。調製したインク中の顔料の含有量P(%)、第1のウレタン樹脂の含有量U1(%)、第2のウレタン樹脂の含有量U2(%)、U1/Pの値(倍)、及びU1/U2の値(倍)を表4−1〜4−4の下段に示す。
Preparation of Ink
Each component (unit:%) shown in the upper row of Tables 4-1 to 4-4 is mixed, and after sufficient stirring, pressure filtration is performed using a micro filter (manufactured by Fujifilm) with a pore size of 3.0 μm. Each ink of -26 and comparative example 1-11 was prepared. In Tables 4-1 to 4-4, “Acetylenol E100” is a trade name of a nonionic surfactant (acetylene glycol ethylene oxide adduct) manufactured by Kawaken Fine Chemicals. The viscosity at 25 ° C. of each ink was 6 mPa · s or less. The pigment content P (%) in the prepared ink, the first urethane resin content U 1 (%), the second urethane resin content U 2 (%), the value of U 1 / P (fold) And U 1 / U 2 values (fold) are shown in the lower part of Tables 4-1 to 4-4.

Figure 2019099692
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Figure 2019099692
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Figure 2019099692
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Figure 2019099692
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<評価>
上記で得られたインクを用いて、以下に示す各評価を行った。本発明においては、以下に示す評価基準で、「A」及び「B」を許容できるレベル、「C」を許容できないレベルとした。評価結果を表5に示す。
<Evaluation>
Each evaluation shown below was performed using the ink obtained above. In the present invention, “A” and “B” are acceptable levels, and “C” is unacceptable level according to the evaluation criteria described below. The evaluation results are shown in Table 5.

(光学濃度)
調製したインクをインクカートリッジにそれぞれ充填し、熱エネルギーの作用により記録ヘッドからインクを吐出するインクジェット記録装置(商品名「PIXUS iP3100」、キヤノン製)にセットした。本実施例では、1/600dpi×1/600dpiの単位領域に約28ngのインクを1滴付与する条件で記録した画像を、記録デューティが100%であると定義する。以下の4種の記録媒体(普通紙)に、記録デューティが100%である2cm×2cmのベタ画像を記録した。記録媒体としては、以下商品名で、「GF−500」(キヤノン製)、「4024」(ゼロックス製)、「ブライトホワイト」(ヒューレッドパッカード製)、及び「ハンマーミルジェットプリント」(インターナショナルペーパー製)を用いた。記録の1日後に、反射濃度計(商品名「マクベスRD−918」、マクベス製)を使用してベタ画像の光学濃度を測定した。4種の記録媒体に記録したベタ画像の光学濃度の平均値を算出し、以下に示す評価基準にしたがって画像の光学濃度を評価した。
A:光学濃度の平均値が1.4以上であった。
B:光学濃度の平均値が1.3以上1.4未満であった。
C:光学濃度の平均値が1.3未満であった。
(Optical density)
The prepared ink was filled in each ink cartridge, and was set in an ink jet recording apparatus (trade name "PIXUS iP3100" manufactured by Canon Inc.) which ejects the ink from the recording head by the action of thermal energy. In this embodiment, an image recorded under the condition of applying one drop of approximately 28 ng ink to a unit area of 1/600 dpi × 1/600 dpi is defined as having a recording duty of 100%. A solid image of 2 cm × 2 cm with a recording duty of 100% was recorded on the following four types of recording media (plain paper). As recording media, under the following trade names, “GF-500” (manufactured by Canon), “4024” (manufactured by Xerox), “Bright White” (manufactured by Hewlett Packard), and “Hammer Mill Jet Print” (manufactured by International Paper) Was used. One day after recording, the optical density of the solid image was measured using a reflection densitometer (trade name "Macbeth RD-918, manufactured by Macbeth). The average value of the optical density of the solid image recorded on four types of recording media was calculated, and the optical density of the image was evaluated according to the evaluation criteria shown below.
A: The average value of optical density was 1.4 or more.
B: The average value of optical density was 1.3 or more and less than 1.4.
C: The average value of the optical density was less than 1.3.

(耐マーカー性)
調製したインクをインクカートリッジにそれぞれ充填し、光学濃度の評価に用いたものと同様のインクジェット記録装置にセットした。上記のインクジェット記録装置を使用し、記録媒体(普通紙、商品名「GF−500」、キヤノン製)に、太さ1/10インチの縦罫線を記録した。記録の5分後に、縦罫線を黄色のラインマーカー(商品名「OPTEX2」、ゼブラ製)を用いてマーキングし、その直後、白地部をマーキングした。マーカーのペン先及び白地部の汚れを確認し、以下に示す評価基準にしたがって耐マーカー性を評価した。
A:ペン先及び白地部のいずれも汚れていなかった。
B:ペン先が汚れていたが、白地部は汚れていなかった。
C:ペン先及び白地部のいずれも汚れていた。
(Marker resistance)
The prepared inks were each filled in an ink cartridge and set in the same inkjet recording apparatus as that used for the evaluation of the optical density. Using the above-described ink jet recording apparatus, vertical ruled lines with a thickness of 1/10 inch were recorded on a recording medium (plain paper, trade name “GF-500”, manufactured by Canon Inc.). Five minutes after recording, the vertical ruled lines were marked using a yellow line marker (trade name "OPTEX2", manufactured by Zebra), and immediately thereafter, the white area was marked. The stains of the marker pen point and the white area were confirmed, and the marker resistance was evaluated according to the evaluation criteria shown below.
A: Neither the pen point nor the white part was dirty.
B: The pen point was dirty, but the white area was not dirty.
C: Both the pen point and the white area were dirty.

(再分散性)
インク2.0gをシャーレに取り、温度30℃、相対湿度10%の環境に20時間置いてインクを乾固させて乾固物とした。この乾固物(インク滴下前の乾固物)の質量を測定した。乾固物の上に同じインク1.0gを滴下し、30秒撹拌してから1分間静置した。流動状態のインクを除去した後、乾固物の質量を測定し、下記式(1)にしたがって1回目の「固形分残存率(%)」を算出した。さらに、同じインクの滴下、撹拌、静置、及び流動状態のインクの除去の操作を繰り返し、下記式(1)にしたがって2回目の「固形分残存率(%)」を算出した。そして、以下に示す評価基準にしたがってインクの再分散性を評価した。
固形分残存率(%)
=[乾固物の質量/インク滴下前の乾固物の質量]×100 ・・・(1)
A:1回目の固形分残存率が100%未満であった。
B:1回目の固形分残存率が100%以上であったが、2回目の固形分残存率が90%未満であった。
C:2回目の固形分残存率が90%以上であった。
(Redispersibility)
Into a petri dish, 2.0 g of the ink was placed and placed in an environment of a temperature of 30 ° C. and a relative humidity of 10% for 20 hours to dry the ink to obtain a solid. The mass of the dried matter (dried matter before dropping the ink) was measured. 1.0 g of the same ink was dropped onto the dried product, stirred for 30 seconds, and allowed to stand for 1 minute. After removing the ink in the fluid state, the mass of the dried product was measured, and the first "solid content retention rate (%)" was calculated according to the following formula (1). Furthermore, the same operations of dropping the ink, stirring, leaving still, and removing the ink in a fluid state were repeated, and the “solid content remaining rate (%)” of the second time was calculated according to the following formula (1). Then, the redispersibility of the ink was evaluated according to the evaluation criteria shown below.
Solid content retention rate (%)
= [Mass of dry matter / mass of dry matter before dropping ink] x 100 (1)
A: The solid content retention rate for the first time was less than 100%.
B: The solid content retention rate of the 1st time was 100% or more, but the solid content retention rate of the 2nd time was less than 90%.
C: The solid content retention rate for the second time was 90% or more.

Figure 2019099692
Figure 2019099692

Claims (10)

自己分散顔料、第1のウレタン樹脂、及び第2のウレタン樹脂を含有するインクジェット用の水性インクであって、
前記第1のウレタン樹脂が架橋構造を有し、前記第2のウレタン樹脂が架橋構造を有しないことを特徴とする水性インク。
An aqueous inkjet ink comprising a self-dispersing pigment, a first urethane resin, and a second urethane resin,
An aqueous ink, wherein the first urethane resin has a crosslinked structure, and the second urethane resin does not have a crosslinked structure.
前記第1のウレタン樹脂に含まれる、3以上の反応性基を有する化合物に由来するユニットの割合(モル%)が、1.0モル%以上8.0モル%以下である請求項1に記載の水性インク。   The ratio (mol%) of the unit derived from the compound having three or more reactive groups contained in the first urethane resin is 1.0 mol% or more and 8.0 mol% or less. Water-based ink. 前記第1のウレタン樹脂が、3官能以上のポリアミンにより架橋された架橋構造を有する請求項1又は2に記載の水性インク。   The aqueous ink according to claim 1, wherein the first urethane resin has a crosslinked structure crosslinked by a trifunctional or higher functional polyamine. 前記3官能以上のポリアミンが、ジエチレントリアミンである請求項3に記載の水性インク。   The aqueous ink according to claim 3, wherein the trifunctional or higher functional polyamine is diethylenetriamine. 前記第2のウレタン樹脂中のウレタン結合及びウレア結合の合計に占める、ウレタン結合の割合(モル%)が、90モル%以上である請求項1乃至4のいずれか1項に記載の水性インク。   The aqueous ink according to any one of claims 1 to 4, wherein the proportion (mol%) of the urethane bond in the total of the urethane bond and the urea bond in the second urethane resin is 90 mol% or more. 前記第1のウレタン樹脂の含有量(質量%)が、インク全質量を基準として、3.0質量%以下であり、
前記第1のウレタン樹脂の含有量(質量%)が、前記自己分散顔料の含有量(質量%)に対する質量比率で、0.10倍以上0.90倍以下である請求項1乃至5のいずれか1項に記載の水性インク。
The content (mass%) of the first urethane resin is 3.0 mass% or less based on the total mass of the ink,
The content (mass%) of said 1st urethane resin is 0.10 times or more and 0.90 times or less by mass ratio with respect to content (mass%) of said self-dispersion pigment. The aqueous ink as described in 1 or 2.
前記第1のウレタン樹脂の含有量(質量%)が、前記第2のウレタン樹脂の含有量(質量%)に対する質量比率で、0.50倍以上2.00倍以下である請求項1乃至6のいずれか1項に記載の水性インク。   The content (mass%) of the first urethane resin is 0.50 times or more and 2.00 times or less in mass ratio with respect to the content (mass%) of the second urethane resin. The water-based ink according to any one of the above. 前記自己分散顔料の表面電荷量が、1.0μmol/m2以上4.5μmol/m2以下である請求項1乃至7のいずれか1項に記載の水性インク。 The surface charge amount of the self-dispersion pigment, 1.0 [mu] mol / m 2 or more 4.5μmol / m 2 or less aqueous ink according to any one of claims 1 to 7. インクと、前記インクを収容するインク収容部とを備えたインクカートリッジであって、
前記インクが、請求項1乃至8のいずれか1項に記載の水性インクであることを特徴とするインクカートリッジ。
An ink cartridge comprising an ink and an ink storage unit for storing the ink, the ink cartridge comprising:
An ink cartridge, wherein the ink is the aqueous ink according to any one of claims 1 to 8.
インクをインクジェット方式の記録ヘッドから吐出して記録媒体に画像を記録するインクジェット記録方法であって、
前記インクが、請求項1乃至8のいずれか1項に記載の水性インクであることを特徴とするインクジェット記録方法。
An ink jet recording method of discharging an ink from a recording head of an ink jet method to record an image on a recording medium, comprising:
An ink jet recording method, wherein the ink is the aqueous ink according to any one of claims 1 to 8.
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