JP2019108452A - Aqueous ink, ink cartridge, and inkjet recording method - Google Patents
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Abstract
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、紙や樹脂フィルムなどの記録媒体を用いて広告や展示物を作製する際に、インクジェット記録装置が使用されるようになってきている。とくに、カラーインクを用いて透明な記録媒体に画像を記録する場合、画像が透けやすいため、画像の鮮明性が得られにくい。そのため、カラーインクだけでなく白インクも用いて画像を記録することが検討されている。具体的には、あらかじめ透明な記録媒体に白インクを付与した後、白インクを付与した領域と少なくとも一部が重なるようにカラーインクを付与して画像を記録するインクジェット記録方法が提案されている(特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art In recent years, ink jet recording apparatuses have come to be used when producing advertisements and exhibits using recording media such as paper and resin films. In particular, when an image is recorded on a transparent recording medium using color ink, it is difficult to obtain clearness of the image because the image is likely to be seen through. Therefore, it is considered to record an image using not only color ink but also white ink. Specifically, there has been proposed an ink jet recording method for recording an image by applying white ink to a transparent recording medium in advance and then applying color ink so that at least a part thereof overlaps with the area to which the white ink is applied. (See Patent Document 1).
白インクの顔料としては、コストや材料の安定性の観点から、酸化チタンなどの白色顔料が広く用いられている。しかし、有機顔料と比べて白色顔料は比重が大きいため、インクを放置すると顔料が沈降しやすく、定期的なインクの撹拌などのメンテナンスが必要となる。 As pigments for white ink, white pigments such as titanium oxide are widely used from the viewpoint of cost and stability of materials. However, since the white pigment has a large specific gravity as compared with the organic pigment, when the ink is left to stand, the pigment tends to settle, and maintenance such as periodical ink agitation is required.
そこで、沈降しにくい白色顔料として、中空構造を有する樹脂粒子が提案されている(特許文献2及び3参照)。また、白色顔料として、中空構造を有する樹脂粒子及び酸化チタンを含有する活性エネルギー線硬化型のインクが提案されている(特許文献4及び5参照)。さらに、白色顔料として、中空構造を有する樹脂粒子及び酸化チタンを含有するインクが提案されている(特許文献6参照)。 Then, the resin particle which has a hollow structure is proposed as a white pigment which is hard to precipitate (refer patent document 2 and 3). In addition, as a white pigment, an active energy ray-curable ink containing resin particles having a hollow structure and titanium oxide has been proposed (see Patent Documents 4 and 5). Furthermore, an ink containing resin particles having a hollow structure and titanium oxide is proposed as a white pigment (see Patent Document 6).
本発明者らは、中空構造を有する樹脂粒子及び酸化チタンを含有するインクを用いて画像を記録したところ、画像の白さをすばやく発現できないことがわかった。この場合、記録された画像の仕上がりを速やかに確認できず、生産性が低下する要因となりうる。さらに、画像の速乾性が得られない場合があることもわかった。 The inventors recorded an image using a resin particle having a hollow structure and an ink containing titanium oxide, and found that the whiteness of the image can not be rapidly developed. In this case, the finish of the recorded image can not be confirmed promptly, which may be a factor of decreasing the productivity. Furthermore, it was also found that the fast drying of the image may not be obtained.
したがって、本発明の目的は、画像の白さをすばやく発現でき、画像の速乾性に優れる水性インクを提供することにある。また、本発明の別の目的は、前記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。 Therefore, an object of the present invention is to provide an aqueous ink which can rapidly develop the whiteness of an image and is excellent in the fast drying of the image. Another object of the present invention is to provide an ink cartridge and an ink jet recording method using the ink.
本発明は、中空構造を有する樹脂粒子、無機粒子、イオン性界面活性剤、及びノニオン性界面活性剤を含有する水性インクであって、前記無機粒子の平均粒子径が、前記樹脂粒子の平均粒子径より小さく、前記ノニオン性界面活性剤が、エチレンオキサイド構造で構成されるセグメントを有し、前記セグメントの分子量が、前記イオン性界面活性剤の分子量より大きいことを特徴とする水性インクに関する。 The present invention is an aqueous ink containing a resin particle having a hollow structure, an inorganic particle, an ionic surfactant, and a nonionic surfactant, wherein the average particle diameter of the inorganic particle is the average particle of the resin particle. The present invention relates to an aqueous ink, which is smaller than the diameter, and the nonionic surfactant has a segment composed of an ethylene oxide structure, and the molecular weight of the segment is larger than the molecular weight of the ionic surfactant.
また、本発明は、インクと、前記インクを収容するインク収容部とを備えているインクカートリッジであって、前記インクが、前記構成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に関する。 The present invention also relates to an ink cartridge comprising an ink and an ink storage portion for storing the ink, wherein the ink is the aqueous ink of the above configuration.
また、本発明は、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、前記構成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に関する。 Further, the present invention is an ink jet recording method for recording an image on a recording medium by discharging the ink from a recording head of an ink jet system, wherein the ink is the aqueous ink of the above configuration. On the way.
本発明によれば、画像の白さをすばやく発現でき、画像の速乾性に優れる水性インク、前記水性インクを使用し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 capable of rapidly expressing the whiteness of an image and excellent in quick drying of the image, an ink cartridge using the aqueous ink, and an inkjet recording method.
以下、本発明の実施の形態について、詳細に述べる。本発明においては、以下、水性インクは、「インク」と記載することがある。塩型のイオン性基は、インク中でイオンに解離して存在し得るが、本発明においては便宜上、「酸」、「アニオン性基」、「カチオン性基」と表現する。各種の物性値は、特に断りのない限り、温度25℃における値である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. In the present invention, the water-based ink may be hereinafter referred to as "ink". The salt type ionic group may be dissociated into ions in the ink, but in the present invention, it is expressed as "acid", "anionic group" or "cationic group" for convenience. Various physical property values are values at a temperature of 25 ° C. unless otherwise specified.
本発明者らの検討の結果、中空構造を有する樹脂粒子を用いる場合、記録される画像の白さをすばやく発現できず、さらに画像の速乾性が得られないことがわかった。その理由は以下の通りである。 As a result of studies by the present inventors, it was found that when resin particles having a hollow structure were used, the whiteness of the image to be recorded could not be rapidly expressed, and furthermore, the quick drying of the image could not be obtained. The reason is as follows.
光の反射は、屈折率の異なる物質の界面で生じる現象であり、屈折率の差が大きいほど生じやすい。中空構造を有する樹脂粒子は、中空の部分Aとその周りの樹脂の部分Bとの屈折率の差が大きいほど、樹脂粒子に入射した光が反射しやすくなる。中空の部分が液体成分で満たされている場合と比べて、中空の部分が空気で満たされていると、中空の部分Aとその周りの樹脂の部分Bとの屈折率の差がより大きくなるため、多くの光が反射する。これにより、画像の白さを発現できる。 Reflection of light is a phenomenon that occurs at the interface between materials having different refractive indices, and is more likely to occur as the difference in refractive index is larger. In the resin particle having a hollow structure, as the difference in refractive index between the hollow portion A and the portion B of the resin therearound is larger, light incident on the resin particle is more easily reflected. When the hollow part is filled with air, the difference in refractive index between the hollow part A and the surrounding resin part B is larger than when the hollow part is filled with the liquid component. Because, a lot of light is reflected. Thereby, the whiteness of the image can be expressed.
インク中の樹脂粒子は、その中空の部分にインク中の液体成分が入り込むことで、中空の部分に液体成分が存在している状態となりうる。記録媒体にインクが付着して、インク中の液体成分が記録媒体に浸透したり、インク中の液体成分が蒸発したりすると、中空の部分に存在する液体成分も流出し、徐々に空気に置き換わる。中空の部分が空気で満たされると、画像の白さを発現できる。しかし、中空の部分が空気で満たされるまでに時間を要してしまうと、画像の白さをすばやく発現できない。さらに、インク中では、樹脂粒子の中空の部分に液体成分を蓄えやすいため、記録媒体にインクが付着しても、インクから液体成分が除去されにくく、画像の速乾性が得られない。 The resin component in the ink may be in a state in which the liquid component is present in the hollow portion by the liquid component in the ink entering the hollow portion. When the ink adheres to the recording medium and the liquid component in the ink penetrates into the recording medium or the liquid component in the ink evaporates, the liquid component present in the hollow part also flows out and is gradually replaced by air. . When the hollow portion is filled with air, the whiteness of the image can be developed. However, if it takes time for the hollow part to be filled with air, the whiteness of the image can not be expressed quickly. Furthermore, in the ink, since the liquid component is easily stored in the hollow portion of the resin particle, even if the ink adheres to the recording medium, the liquid component is difficult to remove from the ink, and quick drying of the image can not be obtained.
そこで、本発明者らは、記録媒体にインクが付着した後、インク中の樹脂粒子の中空の部分に存在する液体成分をすばやく空気に置き換える必要があると考え、液体成分の流れを制御する手法である毛管力と浸透圧差に着目した。本発明のインクは、中空構造を有する樹脂粒子、無機粒子、及びイオン性界面活性剤を含有する。無機粒子の平均粒子径は、樹脂粒子の平均粒子径より小さい。ここで平均粒子径とは、樹脂粒子、及び無機粒子の体積基準の累積50%粒子径(D50)を意味する。無機粒子、及び樹脂粒子の平均粒子径は、ランダムに選んだ約100個の粒子の粒子径を走査型電子顕微鏡で測定し、その平均値とする。 Therefore, the present inventors consider that it is necessary to quickly replace the liquid component present in the hollow portion of the resin particle in the ink after the ink adheres to the recording medium, and a method of controlling the flow of the liquid component We focused on the capillary force and the osmotic pressure difference. The ink of the present invention contains resin particles having a hollow structure, inorganic particles, and an ionic surfactant. The average particle size of the inorganic particles is smaller than the average particle size of the resin particles. Here, the average particle size means the cumulative 50% particle size (D 50 ) of the resin particles and the inorganic particles on a volume basis. The average particle diameter of the inorganic particles and the resin particles is determined by measuring the particle diameter of about 100 randomly selected particles with a scanning electron microscope and taking the average value.
インクが無機粒子を含有することで、記録媒体にインクが付着した後、樹脂粒子の周りに無機粒子が存在しやすい。さらに、樹脂粒子よりも平均粒子径の小さい無機粒子が樹脂粒子の周りに存在することで、無機粒子と無機粒子の隙間が擬似的な毛管となり、毛管力により中空の部分から液体成分を吸い上げることが可能となる。これにより、画像の速乾性は得られる。しかし、画像の白さをすばやく発現しにくく、さらなる向上の余地があることがわかった。 When the ink contains inorganic particles, inorganic particles are likely to be present around resin particles after the ink adheres to the recording medium. Furthermore, by the presence of inorganic particles having a smaller average particle size than resin particles around the resin particles, the gap between the inorganic particles and the inorganic particles becomes a pseudo capillary, and the liquid component is absorbed from the hollow part by capillary force. Is possible. Thereby, fast drying of the image is obtained. However, it was found that the whiteness of the image was not easily expressed quickly, and there is room for further improvement.
そこで、インクにイオン性界面活性剤を含有させることとした。イオン性界面活性剤の有する疎水性部分は、無機粒子の表面に疎水性相互作用により吸着しやすい。さらに、樹脂粒子と比べて平均粒子径の小さい無機粒子は表面積が大きいため、イオン性界面活性剤がより多く吸着しやすい。樹脂粒子の周りにイオン性界面活性剤が吸着した無機粒子が存在することで、結果として樹脂粒子の周りでイオン強度が高くなる。樹脂粒子の周りと比べて、樹脂粒子の有する中空の部分の液体成分中ではイオン性界面活性剤が少なく、イオン濃度が低くなるため、イオンの濃度を薄めるように、中空の部分の液体成分が樹脂粒子の周りに流出する。これにより、中空の部分から液体成分を吸い上げることが可能となり、画像の白さをすばやく発現できると考えた。 Therefore, it was decided to make the ink contain an ionic surfactant. The hydrophobic part which an ionic surfactant has is easy to adsorb | suck to the surface of inorganic particle by hydrophobic interaction. Furthermore, since the inorganic particles having a smaller average particle size than the resin particles have a large surface area, the ionic surfactant is more likely to be adsorbed. The presence of the inorganic particles with the ionic surfactant adsorbed around the resin particles results in an increase in ionic strength around the resin particles. The liquid component of the hollow part has a smaller ion concentration because the ionic surfactant is less in the liquid component of the hollow part of the resin particle and the ion concentration is lower than that around the resin particle. It flows around the resin particles. As a result, it was possible to suck up the liquid component from the hollow part, and it was thought that the whiteness of the image could be rapidly developed.
しかし、本発明者らがさらに検討すると、無機粒子の表面からイオン性界面活性剤が離脱することによって、中空の部分から液体成分を吸い上げることができず、画像の白さをすばやく発現しにくいことがわかった。その理由は、以下の通りである。 However, when the present inventors further study, it is difficult to absorb the liquid component from the hollow part by the detachment of the ionic surfactant from the surface of the inorganic particles, and it is difficult to rapidly develop the whiteness of the image. I understand. The reason is as follows.
イオン性界面活性剤は、イオンに解離した状態で存在するため、水などの液体成分との親和性が高く、無機粒子の表面への吸着と離脱を繰り返していることが考えられる。記録媒体にインクが付着すると、樹脂粒子の周りの液体成分の流れによって、イオン性界面活性剤が無機粒子の表面から離れてしまい、樹脂粒子の周りで浸透圧差が形成されにくい。これにより、中空の部分から液体成分を吸い上げることができず、画像の白さをすばやく発現しにくかった。 Since the ionic surfactant exists in the state of being dissociated into ions, it is considered that the affinity with liquid components such as water is high, and adsorption and desorption on the surface of the inorganic particles are repeated. When the ink adheres to the recording medium, the ionic surfactant is separated from the surface of the inorganic particles by the flow of the liquid component around the resin particles, and an osmotic pressure difference is hardly formed around the resin particles. As a result, it was not possible to suck up the liquid component from the hollow portion, and it was difficult to rapidly develop the whiteness of the image.
そこで、イオン性界面活性剤の無機粒子の表面からの離脱を抑制するために、インクにさらにノニオン性界面活性剤を含有させることとした。ノニオン性界面活性剤は、エチレンオキサイド構造で構成されるセグメントを有し、セグメントの分子量は、イオン性界面活性剤の分子量より大きい。 Therefore, in order to suppress the detachment of the ionic surfactant from the surface of the inorganic particles, the ink further contains a nonionic surfactant. The nonionic surfactant has a segment composed of an ethylene oxide structure, and the molecular weight of the segment is larger than the molecular weight of the ionic surfactant.
ノニオン性界面活性剤の有する疎水性部位は、エチレンオキサイド構造で構成されるセグメント以外の部分であり、無機粒子の表面に疎水性相互作用により吸着する。ノニオン性界面活性剤の親水性部位は、エチレンオキサイド構造で構成されるセグメントであり、イオンに解離しにくいため、水などの液体成分との親和性が低く、無機粒子の表面からの離脱が起こりにくい。エチレンオキサイド構造で構成されるセグメントの分子量をイオン性界面活性剤の分子量より大きくすることで、イオン性界面活性剤の有するイオン性基をセグメントが覆うことが可能となる。これにより、イオン性界面活性剤が水などの液体成分となじみにくくなり、無機粒子の表面から離脱しにくくなる。樹脂粒子の周りに、イオン性界面活性剤が吸着した無機粒子が存在することで、中空の部分から液体成分を吸い上げることが可能となり、画像の白さをすばやく発現できる。そして、無機粒子による毛管力だけでなく、イオン性界面活性剤、及びノニオン性界面活性剤による浸透圧差の形成により、画像の速乾性は向上する。 The hydrophobic part which nonionic surfactant has is a part other than the segment comprised by ethylene oxide structure, and is adsorbed on the surface of inorganic particles by hydrophobic interaction. The hydrophilic part of the nonionic surfactant is a segment composed of an ethylene oxide structure, and it is difficult to dissociate into ions, so the affinity with liquid components such as water is low, and detachment from the surface of the inorganic particles occurs. Hateful. By making the molecular weight of the segment composed of the ethylene oxide structure larger than the molecular weight of the ionic surfactant, it is possible for the segment to cover the ionic group possessed by the ionic surfactant. As a result, the ionic surfactant becomes difficult to conform to the liquid component such as water, and it becomes difficult to detach from the surface of the inorganic particles. The presence of the inorganic particles to which the ionic surfactant is adsorbed around the resin particles makes it possible to suck up the liquid component from the hollow part, and the whiteness of the image can be rapidly developed. The rapid drying of the image is improved by the formation of an osmotic pressure difference not only by the capillary force of the inorganic particles but also by the ionic surfactant and the nonionic surfactant.
<インク>
本発明のインクは、中空構造を有する樹脂粒子、無機粒子、イオン性界面活性剤、及びノニオン性界面活性剤を含有する水性インクである。以下、本発明のインクに用いることが可能な成分について、それぞれ説明する。
<Ink>
The ink of the present invention is an aqueous ink containing resin particles having a hollow structure, inorganic particles, an ionic surfactant, and a nonionic surfactant. Hereinafter, components that can be used for the ink of the present invention will be described.
(樹脂粒子)
樹脂粒子は、中空構造を有する。本発明において、「樹脂粒子」とは、酸価と当量の塩基で中和したときに、粒径を有する状態で存在する樹脂を意味する。この粒径は、動的光散乱法で測定する。本発明において、樹脂粒子はインクに分散された状態、いわゆる樹脂エマルションの形態をとっている。
(Resin particles)
The resin particles have a hollow structure. In the present invention, “resin particles” means resins which exist in a state of having a particle diameter when neutralized with a base equivalent to the acid value. The particle size is measured by dynamic light scattering. In the present invention, the resin particles are in the form of a so-called resin emulsion in a state of being dispersed in the ink.
樹脂粒子を構成する樹脂としては、ビニル系樹脂、エステル系樹脂、アミド系樹脂、ウレタン系樹脂などが挙げられる。なかでも樹脂は、樹脂を構成するユニットの組成により樹脂の特性を容易に制御しやすいため、ビニル系樹脂であることが好ましい。 Examples of the resin constituting the resin particles include vinyl resins, ester resins, amide resins and urethane resins. Among them, the resin is preferably a vinyl-based resin because the characteristics of the resin can be easily controlled by the composition of the unit constituting the resin.
樹脂粒子の平均粒子径(nm)は、300nm以上800nm以下であることが好ましい。平均粒子径が300nm未満であると、樹脂粒子が中空構造を有しにくいため、光が反射しにくく、画像の白さを発現できない場合がある。平均粒子径が800nmを超えると、インク中で沈降しやすいため、インクの保存安定性が十分に得られない場合がある。また、樹脂粒子の空隙率は、樹脂粒子全体積を基準として、20体積%以上60体積%以下であることが好ましい。樹脂粒子の空隙率は、透過型電子顕微鏡による画像解析から、体積%として算出する。 The average particle size (nm) of the resin particles is preferably 300 nm or more and 800 nm or less. When the average particle size is less than 300 nm, the resin particles have a hollow structure, so that it is difficult to reflect light and the whiteness of the image may not be exhibited. If the average particle size exceeds 800 nm, it tends to settle in the ink, and therefore, the storage stability of the ink may not be obtained sufficiently. The porosity of the resin particles is preferably 20% by volume or more and 60% by volume or less based on the total volume of the resin particles. The porosity of the resin particles is calculated as volume% from image analysis by a transmission electron microscope.
樹脂粒子の含有量(質量%)は、インク全質量を基準として、5.00質量%以上20.00質量%以下であることが好ましい。前記含有量が5.00質量%未満であると、反射する光の量が少なくなるため、画像の白さを発現できない場合がある。前記含有量が20.00質量%を超えると、インクの粘度が高くなり、インクの吐出安定性が十分に得られない場合がある。 The content (% by mass) of the resin particles is preferably 5.00% by mass or more and 20.00% by mass or less based on the total mass of the ink. When the content is less than 5.00% by mass, the amount of light reflected is reduced, and thus the whiteness of the image may not be exhibited. When the content exceeds 20.00% by mass, the viscosity of the ink may be high, and the ejection stability of the ink may not be sufficiently obtained.
[樹脂粒子の製造方法]
中空構造を有する樹脂粒子の製造方法としては、例えば、重合する際に空隙が形成されるように多段階重合を行う方法、樹脂中に揮発や発泡する成分を含有させて、後処理により空隙を形成する方法などが挙げられる。なかでも樹脂粒子の製造方法は、粒径の揃った樹脂粒子が得られるという観点から、多段階重合を行う方法であることが好ましい。
[Method of producing resin particles]
As a method for producing resin particles having a hollow structure, for example, a method of performing multi-step polymerization so that voids are formed during polymerization, a resin is made to contain components that volatilize or foam, and the voids are formed by post treatment. And the like. Among them, the method for producing resin particles is preferably a method of performing multi-step polymerization from the viewpoint that resin particles with uniform particle diameter can be obtained.
(無機粒子)
無機粒子は、金属酸化物であることが好ましい。金属酸化物としては、例えば、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化セシウム、酸化イットリウムなどが挙げられる。なかでも金属酸化物は、酸化ケイ素、及び酸化チタンからなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましい。無機粒子の含有量(質量%)は、インク全質量を基準として、1.00質量%以上15.00質量%以下であることが好ましい。
(Inorganic particles)
The inorganic particles are preferably metal oxides. Examples of the metal oxide include silicon oxide, titanium oxide, aluminum oxide, zirconium oxide, cesium oxide, yttrium oxide and the like. Among them, the metal oxide is preferably at least one selected from the group consisting of silicon oxide and titanium oxide. The content (% by mass) of the inorganic particles is preferably 1.00% by mass or more and 15.00% by mass or less based on the total mass of the ink.
無機粒子の平均粒子径(nm)は、10nm以上100nm以下であることが好ましい。無機粒子の平均粒子径は、樹脂粒子の平均粒子径より小さい。なかでも、樹脂粒子の平均粒子径は、無機粒子の平均粒子径に対する比率(倍)で、9.1倍以上であることが好ましい。前記比率が9.1倍未満であると、無機粒子が樹脂粒子の周りで毛管を形成しにくく、画像の速乾性が十分に得られない場合がある。また、前記比率は、40.0倍以下であることが好ましい。 The average particle size (nm) of the inorganic particles is preferably 10 nm or more and 100 nm or less. The average particle size of the inorganic particles is smaller than the average particle size of the resin particles. Among them, the average particle size of the resin particles is preferably 9.1 times or more as a ratio (fold) to the average particle size of the inorganic particles. When the ratio is less than 9.1 times, it may be difficult for the inorganic particles to form a capillary around the resin particles, and the fast drying of the image may not be sufficiently obtained. Further, the ratio is preferably 40.0 times or less.
無機粒子の総表面積(m2)は、樹脂粒子の総表面積(m2)に対する比率(倍)で、0.50倍以上4.00倍以下であることが好ましい。前記比率が0.50倍未満であると、樹脂粒子に対して無機粒子の総表面積が小さいため、無機粒子と無機粒子の間に隙間が広がりやすく、擬似的な毛管が形成されにくい。そのため、毛管力が生じにくく、中空の部分から液体成分を吸い上げにくいため、画像の白さをすばやく発現しにくい場合がある。前記比率が4.00倍を超えると、樹脂粒子に対して無機粒子の総表面積が大きすぎて疑似的な毛管内に液体成分を抱え込みやすい。そのため、画像の速乾性が十分に得られない場合がある。 The total surface area of the inorganic particles (m 2) is the ratio of the total surface area of the resin particles (m 2) (times), it is preferably not more than 4.00 times 0.50 times or more. If the ratio is less than 0.50 times, the total surface area of the inorganic particles is smaller than that of the resin particles, so the gap is likely to spread between the inorganic particles and the inorganic particles, and pseudo capillaries are hardly formed. Therefore, it is difficult for capillary force to be generated, and it is difficult for the liquid portion to be sucked up from the hollow portion, so that it may be difficult to rapidly develop the whiteness of the image. If the ratio exceeds 4.00 times, the total surface area of the inorganic particles is too large relative to the resin particles, and the liquid component is likely to be contained in the artificial capillary. Therefore, there is a case where quick drying of the image can not be obtained sufficiently.
樹脂粒子、及び無機粒子の平均粒子径は、ランダムに選んだ約100個の粒子の粒子径を走査型電子顕微鏡により測定し、その平均値とする。また、樹脂粒子、及び無機粒子の総表面積(m2)は、平均粒子径及び比重の値から算出する比表面積(m2/g)×インク中の含有量(g)の式から求められる。 The average particle diameter of the resin particles and the inorganic particles is determined by measuring the particle diameter of about 100 randomly selected particles by a scanning electron microscope and taking the average value. Further, the total surface area (m 2 ) of the resin particles and the inorganic particles can be obtained from the formula of specific surface area (m 2 / g) × content in ink (g) calculated from the values of average particle diameter and specific gravity.
(イオン性界面活性剤)
イオン性界面活性剤としては、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤などが挙げられる。イオン性界面活性剤の含有量(質量%)は、インク全質量を基準として、0.02質量%以上0.40質量%以下であることが好ましい。
(Ionic surfactant)
Examples of the ionic surfactant include anionic surfactants, cationic surfactants, and amphoteric surfactants. The content (% by mass) of the ionic surfactant is preferably 0.02% by mass or more and 0.40% by mass or less based on the total mass of the ink.
アニオン性界面活性剤としては、ラウリル酸塩、ミリスチン酸塩、パルミチン酸塩、ステアリン酸塩、オレイン酸塩などのカルボキシ基を有するカルボン酸塩;ドデシルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、ジオクチルスルホコハク酸エステルなどのスルホ基を有するスルホン酸塩;ドデシル硫酸塩などの硫酸基を有する硫酸エステル塩;ラウリルリン酸塩などのリン酸基を有するリン酸エステル塩などが挙げられる。 As anionic surfactants, carboxylates having a carboxy group such as laurate, myristate, palmitate, stearate and oleate; dodecylbenzene sulfonate, alkyl naphthalene sulfonate, dioctyl Sulfonic acid salts having a sulfo group such as sulfosuccinic acid ester; sulfuric acid ester salts having a sulfuric acid group such as dodecyl sulfate; phosphoric acid ester salts having a phosphoric acid group such as lauryl phosphate.
カチオン性界面活性剤としては、ジデシルジメチルアンモニウムクロリド、ジメチルジオクタデシルアンモニウムクロリド、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムブロミドなどの脂肪族4級アンモニウム塩;セチルピリジニウムクロリドなどのピリジニウム塩;イミダゾリニウム塩などが挙げられる。 Examples of cationic surfactants include aliphatic quaternary ammonium salts such as didecyldimethyl ammonium chloride, dimethyl dioctadecyl ammonium chloride and hexadecyl trimethyl ammonium bromide; pyridinium salts such as cetyl pyridinium chloride; imidazolinium salts and the like .
両性界面活性剤としては、ラウリルジメチルアミノ酢酸ベタイン、2−アルキル−N−カルボキシメチル−N−ヒドロキシエチルイミダゾリニウムベタインなどのカルボキシベタイン類などが挙げられる。 Amphoteric surfactants include carboxybetaines such as lauryl dimethylaminoacetic acid betaine and 2-alkyl-N-carboxymethyl-N-hydroxyethylimidazolinium betaine.
なかでもイオン性界面活性剤は、アニオン性界面活性剤であることが好ましい。さらに、アニオン性界面活性剤の有するアニオン性基が、スルホ基、硫酸基、及びリン酸基からなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましい。ここで、スルホ基、硫酸基、及びリン酸基は、それぞれSO3M基、OSO3M基、及びOPO3M基である。Mは、水素原子、アルカリ金属イオン、アンモニウムイオン、有機アンモニウムイオンである。通常、水性インクのpHはアルカリ性である。そのため、pKaがインクのpHよりも低いスルホ基、スルホン酸基、及びホスホン酸基は、インク中でイオンとして安定に存在しやすい。 Among them, the ionic surfactant is preferably an anionic surfactant. Furthermore, it is preferable that the anionic group which an anionic surfactant has is at least 1 sort (s) selected from the group which consists of a sulfo group, a sulfuric acid group, and a phosphoric acid group. Here, the sulfo group, the sulfate group and the phosphate group are respectively a SO 3 M group, an OSO 3 M group and an OPO 3 M group. M is a hydrogen atom, an alkali metal ion, an ammonium ion or an organic ammonium ion. Usually, the pH of the aqueous ink is alkaline. Therefore, sulfo group, sulfonic acid group and phosphonic acid group whose pKa is lower than the pH of the ink tend to be stably present as ions in the ink.
(ノニオン性界面活性剤)
ノニオン性界面活性剤としては、エチレンオキサイド構造で構成されるセグメントを有する。ノニオン性界面活性剤の含有量(質量%)は、インク全質量を基準として、0.20質量%以上1.50質量%以下であることが好ましい。
(Nonionic surfactant)
As a nonionic surfactant, it has a segment comprised by ethylene oxide structure. The content (% by mass) of the nonionic surfactant is preferably 0.20% by mass or more and 1.50% by mass or less based on the total mass of the ink.
ノニオン性界面活性剤としては、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ミリスチルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテルなどのポリオキシエチレンアルキル(アルケニル)エーテル類;ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルなど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−ポリオキシプロピレンブロック共重合体などが挙げられる。なかでもノニオン性界面活性剤は、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類であることが好ましい。 Examples of nonionic surfactants include polyoxyethylene alkyl (alkenyl) ethers such as polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene myristyl ether, polyoxyethylene cetyl ether and polyoxyethylene oleyl ether; polyoxyethylene nonyl phenyl ether and the like Polyoxyethylene alkyl phenyl ethers; polyoxyethylene-polyoxypropylene block copolymers and the like. Among them, nonionic surfactants are preferably polyoxyethylene alkyl ethers.
さらに、ノニオン性界面活性剤の有するセグメントの分子量は、イオン性界面活性剤の分子量より大きい。ノニオン性界面活性剤であるアセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物は、セグメントを複数有しており、セグメントの分子量はイオン性界面活性剤の分子量より小さい。イオン性界面活性剤の分子量は、200以上600以下であることが好ましく、ノニオン性界面活性剤の有するセグメントの分子量は、300以上900以下であることが好ましい。さらに、ノニオン性界面活性剤の分子量は、500以上1,200以下であることが好ましい。 Furthermore, the molecular weight of the segment possessed by the nonionic surfactant is larger than the molecular weight of the ionic surfactant. The ethylene oxide adduct of acetylene glycol which is a nonionic surfactant has a plurality of segments, and the molecular weight of the segment is smaller than the molecular weight of the ionic surfactant. The molecular weight of the ionic surfactant is preferably 200 or more and 600 or less, and the molecular weight of the segment possessed by the nonionic surfactant is preferably 300 or more and 900 or less. Furthermore, the molecular weight of the nonionic surfactant is preferably 500 or more and 1,200 or less.
ノニオン性界面活性剤の含有量(mmol/g)は、イオン性界面活性剤の含有量(mmol/g)に対するモル比率(倍)で、0.80倍以上8.00倍以下であることが好ましい。前記比率が0.80倍未満である場合、イオン性界面活性剤に対してノニオン性界面活性剤が少ないため、イオン性界面活性剤が無機粒子の表面から離脱しやすく、画像の白さをすばやく発現できない場合がある。前記比率が8.00倍を超えると、イオン性界面活性剤に対してノニオン性界面活性剤が多いため、無機粒子の表面にイオン性界面活性剤が吸着しにくくなり、画像の白さをすばやく発現できない場合がある。 The content (mmol / g) of the nonionic surfactant is 0.80 times or more and 8.00 times or less in molar ratio (fold) to the content (mmol / g) of the ionic surfactant preferable. When the ratio is less than 0.80 times, the ionic surfactant is likely to be detached from the surface of the inorganic particles because the amount of the nonionic surfactant is smaller than that of the ionic surfactant, and the whiteness of the image is quickly obtained. It may not be expressed. When the ratio exceeds 8.00 times, the ionic surfactant is difficult to be adsorbed on the surface of the inorganic particles because the amount of the nonionic surfactant is larger than that of the ionic surfactant, and the whiteness of the image is quickly obtained. It may not be expressed.
なお、樹脂粒子や無機粒子を分散させるために界面活性剤を用いる場合、インク中の界面活性剤の含有量の値に含める。 In addition, when using surfactant in order to disperse | distribute resin particle and inorganic particle, it is included in the value of content of surfactant in ink.
(水性媒体)
インクは、水性媒体として水を含有する水性インクである。水性媒体には、さらに水溶性有機溶媒を含有させることができる。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。水溶性有機溶剤としては特に限定されるものではなく、アルコール類、グリコール類、アルキレングリコール類、ポリエチレングリコール類、含窒素化合物類、及び含硫黄化合物類などのインクジェット用のインクに使用可能なものをいずれも用いることができる。また、これらの水溶性有機溶剤の1種又は2種以上をインクに含有させることができる。
(Aqueous medium)
The ink is an aqueous ink containing water as an aqueous medium. The aqueous medium can further contain a water-soluble organic solvent. It is preferable to use deionized water (ion-exchanged water) as water. The water-soluble organic solvent is not particularly limited, and those usable for ink-jet inks such as alcohols, glycols, alkylene glycols, polyethylene glycols, nitrogen-containing compounds, and sulfur-containing compounds may be used. Either can be used. In addition, one or more of these water-soluble organic solvents can be contained in the ink.
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、50.00質量%以上95.00質量%以下であることが好ましい。また、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、3.00質量%以上50.00質量%以下であることが好ましく、3.00質量%以上40.00質量%以下であることが好ましい。水溶性有機溶剤の含有量が3.00質量%未満であると、インクをインクジェット記録装置に用いる場合に耐固着性などの信頼性が得られない場合がある。また、水溶性有機溶剤の含有量が50.00質量%超であると、インクの供給不良が起きる場合がある。 The content (% by mass) of water in the ink is preferably 50.00% by mass or more and 95.00% by mass or less based on the total mass of the ink. In addition, the content (% by mass) of the water-soluble organic solvent in the ink is preferably 3.00% by mass or more and 50.00% by mass or less, based on the total mass of the ink, and is 3.00% by mass or more It is preferable that it is .00 mass% or less. When the content of the water-soluble organic solvent is less than 3.00% by mass, reliability such as sticking resistance may not be obtained when the ink is used in an ink jet recording apparatus. In addition, when the content of the water-soluble organic solvent is more than 50.00% by mass, supply failure of the ink may occur.
(その他の成分)
インクには、前記成分の他に、尿素やその誘導体、トリメチロールプロパン、及びトリメチロールエタンなどの常温(温度25℃)で固体の水溶性有機化合物を含有させてもよい。また、本発明のインクには、必要に応じて、pH調整剤、消泡剤、防錆剤、防腐剤、防黴剤、酸化防止剤、還元防止剤、及びキレート剤などの種々の添加剤を含有させてもよい。
(Other ingredients)
The ink may contain, in addition to the components described above, water-soluble organic compounds that are solid at normal temperature (temperature 25 ° C.) such as urea and derivatives thereof, trimethylolpropane and trimethylolethane. Further, the ink of the present invention may contain, if necessary, various additives such as pH adjusters, antifoaming agents, rust inhibitors, preservatives, fungicides, antioxidants, reduction inhibitors, and chelating agents. May be contained.
(インクの物性)
インクの温度25℃における粘度(mPa・s)は、1mPa・s以上5mPa・s以下であることが好ましい。また、インクの温度25℃における表面張力(mN/m)は、10mN/m以上60mN/m以下であることが好ましく、20mN/m以上60mN/m以下であることがさらに好ましい。インクの表面張力は、インク中の界面活性剤の種類や含有量を適宜決定することで、調整できる。インクのpHは、7以上10以下であることが好ましい。
(Physical properties of ink)
The viscosity (mPa · s) at a temperature of 25 ° C. of the ink is preferably 1 mPa · s or more and 5 mPa · s or less. The surface tension (mN / m) at a temperature of 25 ° C. of the ink is preferably 10 mN / m to 60 mN / m, and more preferably 20 mN / m to 60 mN / m. The surface tension of the ink can be adjusted by appropriately determining the type and content of surfactant in the ink. The pH of the ink is preferably 7 or more and 10 or less.
(インクの製造方法)
インクの製造方法は、水性媒体、添加剤、及び界面活性剤を容器に投入して十分に撹拌した後、均一な溶液となっていることを確認し、撹拌しながら、水に分散した樹脂中空粒子及び無機粒子の溶液を添加し、必要に応じてろ過する方法などが挙げられる。
(Method of manufacturing ink)
The method for producing the ink comprises charging an aqueous medium, an additive, and a surfactant into a container and sufficiently stirring, confirming that the solution is a uniform solution, and dispersing resin hollow dispersed in water while stirring A solution of particles and inorganic particles is added, and if necessary, it may be filtered.
<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。なお、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. In addition, what is described as "part" and "%" regarding component amount is a mass reference | standard unless otherwise indicated.
<樹脂粒子の分散液の調製>
樹脂粒子は、シード重合を経由した多段階重合により製造した。
<Preparation of Dispersion of Resin Particles>
The resin particles were produced by multistage polymerization via seed polymerization.
(樹脂粒子1〜5の分散液)
冷却塔を備えた反応器に、0.4部のベンゼンスルホン酸ナトリウムを含む純水290.0部を入れた後、スチレン93.0部、アクリル酸6.0部、及び連鎖移動剤としてのドデシルメルカプタン1.0部を入れた。撹拌して分散させ、温度80℃まで加温した。次に、反応器内を窒素で置換してから、過硫酸ナトリウム0.8部を含む純水10.0部を2時間かけて反応器中の溶液に滴下して、重合反応を進めた。滴下終了後、さらに2時間加温を継続し、シード重合の種となる樹脂粒子の分散液を得た。
(Dispersion liquid of resin particles 1 to 5)
Into a reactor equipped with a cooling tower, 290.0 parts of pure water containing 0.4 parts of sodium benzenesulfonate, and then 93.0 parts of styrene, 6.0 parts of acrylic acid, and as a chain transfer agent 1.0 part of dodecyl mercaptan was added. Stir to disperse and warm to a temperature of 80.degree. Next, after the inside of the reactor was replaced with nitrogen, 10.0 parts of pure water containing 0.8 part of sodium persulfate was dropped into the solution in the reactor over 2 hours to advance the polymerization reaction. After completion of the dropwise addition, heating was continued for further 2 hours to obtain a dispersion of resin particles to be a seed polymerization seed.
樹脂粒子の分散液80.0部(シード重合の種となる樹脂粒子を20.0%含有)、及び0.4部のベンゼンスルホン酸ナトリウムを含む純水210.0部を、冷却塔を備えた別の反応器に入れた。その後、さらにスチレン10.0部、メチルメタクリレート50.0部、アクリル酸6.0部、α−メチルスチレン4.0部、ジビニルベンゼン30.0部を反応器に入れた。温度50℃で1時間緩やかに撹拌することで、これらの単量体をシード重合の種となる樹脂粒子に吸収させた。次に、反応器内を窒素で置換してから、過硫酸ナトリウム0.4部を含む純水10.0部を反応器中の溶液に滴下して、撹拌しながら温度80℃まで加温した。この状態で4時間維持して重合反応を進め、樹脂粒子の分散液を得た。さらに、遠心分離機を用いて粗大粒子を除去した。この遠心分離機の処理時間を変更することで、樹脂粒子の平均粒子径を調整した。これにより、樹脂粒子1〜5の分散液を得た。分散液中の樹脂粒子の含有量(%)、樹脂粒子の平均粒子径(nm)、樹脂粒子の比重(g/cm3)、樹脂粒子の比表面積(m2/g)、及び樹脂粒子の空隙率(体積%)は、表1に記載する。 A cooling tower is provided with 80.0 parts of a dispersion of resin particles (containing 20.0% of resin particles to be a seed polymerization seed) and 210.0 parts of pure water containing 0.4 parts of sodium benzenesulfonate. Into another reactor. Thereafter, 10.0 parts of styrene, 50.0 parts of methyl methacrylate, 6.0 parts of acrylic acid, 4.0 parts of α-methylstyrene and 30.0 parts of divinylbenzene were further charged into the reactor. By gently stirring at a temperature of 50 ° C. for 1 hour, these monomers were absorbed into resin particles to be seeds for seed polymerization. Next, after the inside of the reactor was replaced with nitrogen, 10.0 parts of pure water containing 0.4 part of sodium persulfate was added dropwise to the solution in the reactor and heated to a temperature of 80 ° C. while stirring. . In this state, the polymerization reaction was continued for 4 hours to obtain a dispersion of resin particles. Furthermore, coarse particles were removed using a centrifuge. The average particle size of the resin particles was adjusted by changing the processing time of the centrifuge. Thus, a dispersion of resin particles 1 to 5 was obtained. Content (%) of resin particles in dispersion, average particle diameter (nm) of resin particles, specific gravity (g / cm 3 ) of resin particles, specific surface area (m 2 / g) of resin particles, and resin particles The porosity (volume%) is described in Table 1.
(樹脂粒子6の分散液)
ベンゼンスルホン酸ナトリウムの代わりにノニオン性界面活性剤であるポリオキシエチレンセチルエーテル(NIKKOL BC−20、セグメントの分子量881、日光ケミカルズ製)を使用したこと以外は、樹脂粒子1〜5の分散液と同様の方法で調製した。分散液中の樹脂粒子の含有量(%)、樹脂粒子の平均粒子径(nm)、樹脂粒子の比重(g/cm3)、樹脂粒子の比表面積(m2/g)、及び樹脂粒子の空隙率(体積%)は、表1に記載する。
(Dispersion liquid of resin particles 6)
Dispersion liquid of resin particles 1 to 5 except that polyoxyethylene cetyl ether (NIKKOL BC-20, segment molecular weight 881, manufactured by Nikko Chemicals) which is a nonionic surfactant is used instead of sodium benzenesulfonate It was prepared in the same manner. Content (%) of resin particles in dispersion, average particle diameter (nm) of resin particles, specific gravity (g / cm 3 ) of resin particles, specific surface area (m 2 / g) of resin particles, and resin particles The porosity (volume%) is described in Table 1.
[樹脂粒子の平均粒子径の測定方法]
各樹脂粒子の分散液をポリエチレンテレフタラートフィルムに薄く塗布して十分乾燥させ、それを走査型電子顕微鏡により観察した。ランダムに選んだ約100個の粒子の粒子径を走査型電子顕微鏡により測定し、その平均値を算出して、樹脂粒子の平均粒子径とした。このような方法で算出される平均粒子径の値は、インク中での樹脂粒子の平均粒子径の値と変わらない。
[Method of measuring average particle size of resin particles]
The dispersion of each resin particle was thinly applied to a polyethylene terephthalate film and sufficiently dried, and observed by a scanning electron microscope. The particle diameter of about 100 randomly selected particles was measured by a scanning electron microscope, and the average value was calculated to be the average particle diameter of the resin particles. The value of the average particle size calculated by such a method is not different from the value of the average particle size of the resin particles in the ink.
[樹脂粒子の空隙率の測定方法]
各樹脂粒子の分散液をポリエチレンテレフタラートフィルムに薄く塗布して十分乾燥させ、それを透過型電子顕微鏡により観察することで、樹脂粒子の空隙率を算出した。
[Method of measuring porosity of resin particles]
The dispersion of each resin particle was thinly coated on a polyethylene terephthalate film, sufficiently dried, and observed with a transmission electron microscope to calculate the porosity of the resin particle.
<無機粒子の分散液の準備>
表2に記載の無機粒子1〜8の分散液を準備した。無機粒子の平均粒子径の測定方法は、樹脂粒子の平均粒子径の測定方法と同様である。分散液中の無機粒子の含有量(%)、無機粒子の平均粒子径(nm)、無機粒子の比重(g/cm3)、及び無機粒子の比表面積(m2/g)は、表2に記載する。
Preparation of Dispersion of Inorganic Particles
A dispersion of inorganic particles 1 to 8 described in Table 2 was prepared. The method of measuring the average particle size of the inorganic particles is the same as the method of measuring the average particle size of the resin particles. The content (%) of the inorganic particles in the dispersion, the average particle diameter (nm) of the inorganic particles, the specific gravity (g / cm 3 ) of the inorganic particles, and the specific surface area (m 2 / g) of the inorganic particles are shown in Table 2 Described in.
<インクの調製>
表4〜6に記載の各成分を混合して、調製した。その際、表3に記載の界面活性剤を用いた。十分撹拌した後、ポアサイズ1.2μmのフィルターにて加圧ろ過を行い、インクを得た。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である。アセチレノールE100は、セグメントを2つ有しており、便宜上セグメントの分子量を220とする。
Preparation of Ink
Each component described in Tables 4 to 6 was mixed and prepared. At that time, the surfactant described in Table 3 was used. After sufficient stirring, pressure filtration was performed with a filter with a pore size of 1.2 μm to obtain an ink. Acetylenol E100 is a nonionic surfactant manufactured by Kawaken Fine Chemicals. Acetylenol E100 has two segments, and the molecular weight of the segment is 220 for convenience.
<評価>
上記で得られたインクを、それぞれインクカートリッジに充填し、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(PIXUS MP480、キヤノン製)にセットした。本実施例において、1/600インチ×1/600インチの単位領域に、25ng±10%のインク滴を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。本発明においては、下記の評価の評価基準で、A、又はBを許容できるレベルとし、Cを許容できないレベルとした。表7に評価結果を記載する。
<Evaluation>
Each of the inks obtained above was filled in an ink cartridge, and was set in an ink jet recording apparatus (PIXUS MP480, manufactured by Canon Inc.) which ejects the ink from the recording head by the action of thermal energy. In the present embodiment, an image recorded under the condition of applying one drop of 25 ng ± 10% to a unit area of 1/600 inch × 1/600 inch is defined as having a recording duty of 100%. In the present invention, A or B was an acceptable level and C was an unacceptable level according to the following evaluation criteria. Table 7 describes the evaluation results.
(画像の白さの発現)
上記インクジェット記録装置を用いて、透明の記録媒体(インクジェットプリンタ用OHPフィルム、A−one製)に、記録デューティが200%のベタ画像(2cm×2cm/1ライン)を記録した。この画像を光学濃度の校正に使用する校正用標準黒色板(光学濃度=1.83)に重ね、反射濃度計(マクベスRD−918、マクベス製)を用いてベタ画像が重なっている校正用標準黒色板の光学濃度を測定した。ここで、黒色板の光学濃度をベタ画像がどれだけ隠蔽し、光学濃度の値を低下させることができたかを時間の経過とともに測定した。樹脂粒子の中空の部分が空気で満たされたとみなせる24時間後の光学濃度の値を光学濃度epとすると、光学濃度=光学濃度ep+0.02に達するまでの時間を測定することで、白さの発現のすばやさを評価した。
A:光学濃度が所望の値に達するまでの時間が60分以内だった
C:光学濃度が所望の値に達するまでの時間が60分を超えた。
(Expression of whiteness of image)
A solid image (2 cm × 2 cm / 1 line) having a recording duty of 200% was recorded on a transparent recording medium (OHP film for inkjet printer, manufactured by A-one) using the above-mentioned ink jet recording apparatus. A calibration standard in which this image is superimposed on a calibration standard black plate (optical density = 1.83) used for calibration of optical density, and a solid image is overlaid using a reflection densitometer (Macbeth RD-918, manufactured by Macbeth) The optical density of the black plate was measured. Here, it was measured with the passage of time how much the solid image concealed the optical density of the black plate and was able to reduce the value of the optical density. When the hollow portion of the resin particles is a value of optical density ep optical density of 24 hours after regarded as filled with air, by measuring the time to reach an optical density = optical density ep +0.02, whiteness We evaluated the speed of expression of
A: The time for the optical density to reach the desired value was within 60 minutes C: The time for the optical density to reach the desired value exceeded 60 minutes.
(画像の速乾性)
上記インクジェット記録装置を用いて、透明の記録媒体(インクジェットプリンタ用OHPフィルム、A−one製)に、記録デューティが100%のベタ画像(2cm×2cm/1ライン)を記録した。ベタ画像を温度25℃、60分間放置して乾燥させた後、記録媒体を平板に置き、ベタ画像の隣にシルボン紙をのせ、さらに質量200g、底面積4cm2の重石をシルボン紙にのせた。シルボン紙をベタ画像の方向へ重石ごと動かして、ベタ画像を擦ることで、速乾性を評価した。
A:シルボン紙にインクが転写していなかった
B:シルボン紙にわずかにインクが転写していた
C:シルボン紙にインクが転写し、ベタ画像が大きく乱れた。
(Quick-drying of the image)
A solid image (2 cm × 2 cm / 1 line) having a recording duty of 100% was recorded on a transparent recording medium (OHP film for inkjet printer, manufactured by A-one) using the above-mentioned ink jet recording apparatus. The solid image was left to dry at a temperature of 25 ° C. for 60 minutes, and then the recording medium was placed on a flat plate, a silbon paper was placed next to the solid image, and a weight 200 g having a base area of 4 cm 2 was placed on the silbon paper. . The fast drying was evaluated by moving the silbon paper with the weight in the direction of the solid image and rubbing the solid image.
A: The ink was not transferred to the silbon paper B: The ink was slightly transferred to the silbon paper C: The ink was transferred to the silbon paper, and the solid image was largely disturbed.
(インクの保存安定性)
インクの吸光度を測定し、色材の沈降しやすさを確認することで、インクの保存安定性を評価した。まずは、各インクの吸光度A0を測定した。10mLのメスシリンダーにインク10mLを入れ、ラップして温度60℃で、30日間静置した。その後、メスシリンダーの目盛り8mLから目盛り10mLの2mL分を取り出して、別の容器に移した。移したインクの吸光度A1を測定して、A1/A0を算出した。A1/A0の値が小さいほど、色材が沈降していることを意味している。吸光度の測定は、分光光度計(U−3300、日立製作所製)を用いて行った。測定の条件は、以下に示す。
・測定セル:1cm 石英セル
・サンプリング間隔:0.1nm
・スキャン速度:30nm/分
・測定回数:5回測定平均
A:0.8以上1.0以下だった
B:0.6以上0.8未満だった
C:0.6未満だった。
(Ink storage stability)
The storage stability of the ink was evaluated by measuring the absorbance of the ink and confirming the ease of settling of the color material. First, the absorbance A 0 of each ink was measured. 10 mL of the ink was placed in a 10 mL measuring cylinder, wrapped and allowed to stand at a temperature of 60 ° C. for 30 days. After that, a 2 mL portion of 10 mL of the scale was taken from 8 mL of the scale of the measuring cylinder and transferred to another container. Absorbance A 1 of the transferred ink was measured to calculate A 1 / A 0 . As the value of A 1 / A 0 is smaller, it means that the coloring material is settling. The measurement of the absorbance was performed using a spectrophotometer (U-3300, manufactured by Hitachi, Ltd.). The conditions of measurement are shown below.
Measurement cell: 1 cm Quartz cell Sampling interval: 0.1 nm
Scanning speed: 30 nm / min. Number of measurements: 5 measurements Average A: 0.8 or more and 1.0 or less B: 0.6 or more and less than 0.8 C: less than 0.6
Claims (8)
前記無機粒子の平均粒子径が、前記樹脂粒子の平均粒子径より小さく、
前記ノニオン性界面活性剤が、エチレンオキサイド構造で構成されるセグメントを有し、
前記セグメントの分子量が、前記イオン性界面活性剤の分子量より大きいことを特徴とする水性インク。 An aqueous ink comprising a resin particle having a hollow structure, an inorganic particle, an ionic surfactant, and a nonionic surfactant,
The average particle size of the inorganic particles is smaller than the average particle size of the resin particles,
The nonionic surfactant has a segment composed of an ethylene oxide structure,
An aqueous ink, wherein the molecular weight of the segment is larger than the molecular weight of the ionic surfactant.
前記アニオン性界面活性剤の有するアニオン性基が、スルホ基、硫酸基、及びリン酸基からなる群より選択される少なくとも1種である請求項1又は2に記載の水性インク。 The ionic surfactant is an anionic surfactant,
The aqueous ink according to claim 1 or 2, wherein the anionic group contained in the anionic surfactant is at least one selected from the group consisting of a sulfo group, a sulfate group, and a phosphate group.
前記インクが、請求項1乃至6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 portion 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 6.
前記インクが、請求項1乃至6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 6.
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