JP2020110996A - Inkjet recording method and inkjet recording device - Google Patents

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隆樹 七宮
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Abstract

To provide an inkjet recording method that can record an image excellent in anti-marker performance while suppressing deterioration in discharge stability caused due to an ink receiving member.SOLUTION: The inkjet recording method comprises: a step of recording an image on a recording medium 1 by discharging aqueous ink through a discharge port of a recording head 3, on the basis of image data; and a step of discharging aqueous ink not used for recording the image through the discharge port to an ink receiving member 71. The aqueous ink contains resin having self-dispersion pigment and anionic group, and cation-ion exchange resin is arranged at a part contacting the aqueous ink, in the ink receiving member 71.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、インクジェット記録方法、及びインクジェット記録装置に関する。 The present invention relates to an inkjet recording method and an inkjet recording device.

近年、文字や図表を含むビジネス文章を普通紙などの記録媒体に印刷する場合にインクジェット記録方法が利用されており、このような用途への利用頻度が格段に増加している。このような用途では、記録される画像に高いレベルの品位や耐マーカー性が要求される。このような要求に応えるべく、例えば、自己分散顔料を色材として含有する、水溶性樹脂が添加された水性インクが提案されている(特許文献1)。 2. Description of the Related Art In recent years, an inkjet recording method has been used to print a business sentence including characters and figures on a recording medium such as plain paper, and the frequency of use for such purposes has been remarkably increased. In such applications, a high level of quality and marker resistance are required for recorded images. In order to meet such a demand, for example, a water-based ink containing a water-soluble resin containing a self-dispersion pigment as a coloring material has been proposed (Patent Document 1).

インクジェット記録方法では、記録ヘッドの吐出口からインクを吐出して記録媒体に画像を記録する。しかし、吐出口にインクなどが目詰まりしたり、液体成分の蒸発により吐出口付近の流路内でインクが増粘したりすると、インクの正常な吐出が困難となる場合がある。そこで、最後にインクが吐出されてから所定時間経過後に、インク受け部材に記録に用いないインクを排出する動作(いわゆる予備吐出)を行うインクジェット記録装置が提案されている(特許文献2)。 In the inkjet recording method, an image is recorded on a recording medium by ejecting ink from an ejection port of a recording head. However, if ink or the like is clogged in the ejection port, or if the ink thickens in the flow path near the ejection port due to evaporation of the liquid component, normal ejection of the ink may be difficult. Therefore, an inkjet recording apparatus has been proposed that performs an operation of ejecting ink that is not used for recording to an ink receiving member (so-called preliminary ejection) after a lapse of a predetermined time since the ink was finally ejected (Patent Document 2).

特開2010−168466号公報JP, 2010-168466, A 特開2016−175302号公報JP, 2016-175302, A

本発明者らは、特許文献1などで提案されている、アニオン性基を有する樹脂などの水溶性樹脂と、自己分散顔料とを含有する水性のインクを用いて記録した画像について検討した。その結果、記録した画像の耐マーカー性が良好な一方で、画像の品位がさほど良好ではないことが判明した。インク受け部材に排出されたインクは、その液体成分が蒸発するなどして残留インクとなる。このような残留インクが存在するインク受け部材で記録ヘッドをキャッピングした後に画像を再度記録しようとすると、インクが正常に吐出されにくくなり、記録される画像の品位が低下しやすくなると考えられる。 The present inventors examined images recorded using a water-based ink containing a water-soluble resin such as a resin having an anionic group and a self-dispersion pigment proposed in Patent Document 1 and the like. As a result, it was found that the recorded image had good marker resistance, but the image quality was not very good. The ink discharged to the ink receiving member becomes residual ink by evaporating the liquid component thereof. When an image is to be recorded again after the recording head is capped with the ink receiving member containing such residual ink, it is considered that the ink is difficult to be ejected normally and the quality of the recorded image is likely to deteriorate.

したがって、本発明の目的は、インク受け部材に起因して発生する吐出安定性の低下を抑制しつつ、耐マーカー性に優れた画像を記録することが可能なインクジェット記録方法を提供することにある。また、本発明の別の目的は、このインクジェット記録方法に用いるインクジェット記録装置を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide an ink jet recording method capable of recording an image having excellent marker resistance while suppressing a decrease in ejection stability caused by the ink receiving member. .. Another object of the present invention is to provide an inkjet recording apparatus used in this inkjet recording method.

すなわち、本発明によれば、画像データに基づいて記録ヘッドの吐出口から水性インクを吐出して記録媒体に画像を記録する工程と、画像の記録に用いない前記水性インクを前記吐出口からインク受け部材に排出する工程と、を有するインクジェット記録方法であって、前記水性インクが、自己分散顔料及びアニオン性基を有する樹脂を含有し、前記インク受け部材の前記水性インクと接触する部分に、陽イオン交換樹脂が配置されていることを特徴とするインクジェット記録方法が提供される。 That is, according to the present invention, a step of ejecting an aqueous ink from an ejection port of a recording head based on image data to record an image on a recording medium, and the aqueous ink not used for recording an image is ejected from the ejection port. A step of discharging to a receiving member, wherein the water-based ink contains a resin having a self-dispersion pigment and an anionic group, and in a portion of the ink receiving member that comes into contact with the water-based ink, An inkjet recording method is provided, which comprises a cation exchange resin.

本発明によれば、インク受け部材に起因して発生する吐出安定性の低下を抑制しつつ、耐マーカー性に優れた画像を記録することが可能なインクジェット記録方法を提供することができる。また、本発明によれば、このインクジェット記録方法に用いるインクジェット記録装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an inkjet recording method capable of recording an image excellent in marker resistance while suppressing a decrease in ejection stability caused by an ink receiving member. Further, according to the present invention, it is possible to provide an inkjet recording apparatus used in this inkjet recording method.

本発明のインクジェット記録装置の一実施形態を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically one Embodiment of the inkjet recording device of this invention. 図1のインクジェット記録装置の一部を拡大して模式的に示す正面図である。It is a front view which expands a part of inkjet recording apparatus of FIG. 1, and is shown typically. 従来のインクジェット記録装置の一部を拡大して模式的に示す正面図である。It is a front view which expands a part of conventional ink jet recording device and shows it typically.

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℃)、常圧(1気圧)における値である。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to preferred embodiments. In the present invention, when the compound is a salt, the salt dissociates into ions and exists in the ink, but for convenience, it is expressed as “containing salt”. Further, a water-based ink for inkjet may be simply referred to as “ink”. The physical property values are values at normal temperature (25° C.) and normal pressure (1 atmospheric pressure) unless otherwise specified.

自己分散顔料とアニオン性基を有する樹脂を含有するインクを用いることで、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できる。しかし、記録に用いないインクを排出したインク受け部材で記録ヘッドをキャッピングした後に再度画像を記録しようとすると、インクを正常に吐出することが困難となる場合があることが判明した。インク受け部材に排出されたインクは、水分などの液体成分が蒸発することで粘度が上昇する。粘度が上昇したインク受け部材におけるインク(残留インク、廃インク)は流動性が低く、インク受け部材から回収部へと接続する流路のほうに流れにくくなるので、インク受け部材に多く残留することになる。残留インクが多く残ったインク受け部材で記録ヘッドをキャッピングすると、キャッピングにより形成された閉空間内の相対湿度が平衡状態となるまで、吐出口及びその付近に存在するインクから液体成分が蒸発する。これにより吐出口及びその付近に存在するインクの粘度が上昇し、インクを正常に吐出することが困難になると考えられる。 By using an ink containing a self-dispersion pigment and a resin having an anionic group, an image having high optical density and excellent marker resistance can be recorded. However, it has been found that it may be difficult to eject ink normally when an image is recorded again after the recording head is capped with the ink receiving member that has ejected the ink not used for recording. The viscosity of the ink discharged to the ink receiving member increases due to evaporation of liquid components such as water. Ink (residual ink, waste ink) in the ink receiving member whose viscosity has risen has low fluidity and is less likely to flow in the flow path connecting the ink receiving member to the recovery unit, so much remains in the ink receiving member. become. When the recording head is capped with an ink receiving member that has a large amount of residual ink remaining, liquid components evaporate from the ink existing in and near the ejection port until the relative humidity in the closed space formed by capping reaches an equilibrium state. It is considered that this increases the viscosity of the ink existing in and near the ejection port, making it difficult to eject the ink normally.

検討の結果、本発明者らは、インク受け部材のインクと接触する部分に陽イオン交換樹脂を配置することで、インクが正常に吐出しにくくなることによって生ずる画像品位の低下が抑制されることを見出し、本発明を完成するに至った。このような効果が得られるメカニズムを、本発明者らは以下のように推測している。 As a result of the study, the inventors of the present invention arranged a cation exchange resin in a portion of the ink receiving member that comes into contact with the ink, thereby suppressing deterioration in image quality caused by difficulty in normally ejecting the ink. The present invention has been completed and the present invention has been completed. The present inventors presume the mechanism by which such an effect is obtained as follows.

アニオン性基を有する樹脂を含有するインクには、アニオン性基のカウンターイオンであるカチオンが含まれている。インク受け部材に排出されたインクは陽イオン交換樹脂と接触する。インク中のカチオンは陽イオン交換樹脂にトラップされ、インク中のカチオン濃度が低下する。カチオンの濃度が低下したインクは、水分などの液体成分の蒸発による粘度上昇が抑制されるため、インク受け部材から回収部などの外部に接続する流路へ容易に流れることができる。そして、インク受け部材に残留するインク(残留インク)の量が減少するので、インク受け部材で記録ヘッドをキャッピングしても、吐出口及びその付近に存在するインクからの液体成分の蒸発が抑制される。その結果、インクが正常に吐出されやすくなり、画像品位の低下が抑制されると考えられる。 The ink containing the resin having an anionic group contains a cation which is a counter ion of the anionic group. The ink discharged to the ink receiving member comes into contact with the cation exchange resin. Cations in the ink are trapped in the cation exchange resin, and the concentration of cations in the ink decreases. The ink having a reduced concentration of cations is prevented from increasing in viscosity due to evaporation of a liquid component such as water, and therefore can easily flow from the ink receiving member to a flow path connected to the outside such as a recovery unit. Then, since the amount of ink (residual ink) remaining in the ink receiving member is reduced, even if the recording head is capped with the ink receiving member, evaporation of liquid components from the ink existing in the ejection port and its vicinity is suppressed. It As a result, it is considered that the ink is likely to be ejected normally and the deterioration of the image quality is suppressed.

<インクジェット記録方法及びインクジェット記録装置>
本発明のインクジェット記録方法は、画像データに基づいて記録ヘッドの吐出口から水性インクを吐出して記録媒体に画像を記録する工程と、画像の記録に用いない水性インクを吐出口からインク受け部材に排出する工程とを有する。また、本発明のインクジェット記録装置は、水性インクと、その内部に水性インクが充填された、水性インクを画像データに基づいて吐出口から吐出して記録媒体に画像を記録する記録ヘッドと、インク受け部材とを備える。このインク受け部材は、記録ヘッドの吐出口から排出される、画像の記録に用いない水性インクを受容する部材である。
<Inkjet recording method and inkjet recording apparatus>
The inkjet recording method of the present invention includes a step of recording an image on a recording medium by ejecting an aqueous ink from an ejection port of a recording head based on image data, and an ink receiving member for ejecting an aqueous ink not used for recording an image from the ejection port. And the step of discharging to. Further, the ink jet recording apparatus of the present invention includes a water-based ink, a recording head that is filled with the water-based ink, discharges the water-based ink from a discharge port based on image data, and records an image on a recording medium. And a receiving member. The ink receiving member is a member that receives the water-based ink that is discharged from the ejection port of the recording head and is not used for recording an image.

図1は、本発明のインクジェット記録装置の一実施形態を模式的に示す斜視図である。図1に示すように、本実施形態のインクジェット記録装置は、記録媒体1、キャリッジ2、記録ヘッド3、プラテン4、搬送ローラ5、ガイド軸6、排紙ローラ12、及びインク受け部材71を備える。記録ヘッド3の吐出口面と対向する位置には、記録ヘッド3の移動領域にわたって支持部材であるプラテン4が設けられている。記録媒体1がプラテン4に支持された状態で記録動作が行われる。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を挙げることができる。 FIG. 1 is a perspective view schematically showing an embodiment of the inkjet recording apparatus of the present invention. As shown in FIG. 1, the inkjet recording apparatus according to the present embodiment includes a recording medium 1, a carriage 2, a recording head 3, a platen 4, a conveyance roller 5, a guide shaft 6, a paper discharge roller 12, and an ink receiving member 71. .. A platen 4, which is a support member, is provided at a position facing the ejection port surface of the recording head 3 over the moving region of the recording head 3. The recording operation is performed while the recording medium 1 is supported by the platen 4. Examples of the method of ejecting ink include a method of applying mechanical energy to the ink and a method of applying thermal energy to the ink.

記録媒体1は、搬送ローラ5や排紙ローラ12などを含む搬送手段によってx方向と交差するy1方向へ搬送される。搬送ローラ5は、記録媒体1の搬送方向におけるプラテン4の上流側に設けられている。排紙ローラ12は、記録媒体1の搬送方向におけるプラテン4の下流側に設けられている。 The recording medium 1 is conveyed in a y1 direction intersecting the x direction by a conveying unit including a conveying roller 5 and a paper discharge roller 12. The transport roller 5 is provided on the upstream side of the platen 4 in the transport direction of the recording medium 1. The paper discharge roller 12 is provided on the downstream side of the platen 4 in the transport direction of the recording medium 1.

記録ヘッド3は、キャリッジ2に着脱可能に搭載されている。キャリッジ2はx方向に沿って往復運動する。具体的には、キャリッジ2は、x方向に沿って配置されたガイド軸6に沿って移動可能に支持されており、ガイド軸6と並行に移動する無端ベルト(不図示)に固定されている。無端ベルトは、キャリッジモータの駆動力によって往復運動し、それによってキャリッジ2をx方向に往復移動させる。そして、このような搬送手段による記録媒体1の搬送動作と、キャリッジ2に搭載された記録ヘッド3を記録媒体1の搬送方向と交差する方向に移動させながら、画像データに基づいて行う記録動作とを繰り返すことで、記録媒体1に画像が記録される。 The recording head 3 is detachably mounted on the carriage 2. The carriage 2 reciprocates along the x direction. Specifically, the carriage 2 is movably supported along a guide shaft 6 arranged along the x direction, and is fixed to an endless belt (not shown) that moves in parallel with the guide shaft 6. .. The endless belt reciprocates by the driving force of the carriage motor, and thereby reciprocates the carriage 2 in the x direction. Then, the conveyance operation of the recording medium 1 by such a conveyance means and the recording operation performed based on the image data while moving the recording head 3 mounted on the carriage 2 in the direction intersecting the conveyance direction of the recording medium 1. An image is recorded on the recording medium 1 by repeating.

本実施形態のインクジェット記録装置では、気泡や、水分などの液体成分が蒸発して増粘したインクを記録ヘッド3の吐出口から除去して吐出口の状態を回復するために、回復動作を行う。回復動作は、画像の記録に用いないインクを吐出口から吐出し、記録領域外に設けられたインク受け部材71へと排出する動作である。インクを排出する方法としては、インクに力学的エネルギーや熱エネルギーを付与する方法(予備吐出)や、記録ヘッド3をインク受け部材71でキャッピングし、インク受け部材71内を減圧する方法(吸引)などを挙げることができる。インクの排出は、記録データに基づくインクの吐出とは別に、予備吐出データや吸引指示などに基づいて行われる。 In the ink jet recording apparatus of the present embodiment, a recovery operation is performed in order to recover the state of the ejection port by removing the ink that has thickened due to evaporation of liquid components such as bubbles and water from the ejection port of the recording head 3. .. The recovery operation is an operation of ejecting ink, which is not used for recording an image, from the ejection port and discharging it to the ink receiving member 71 provided outside the recording area. As a method of discharging the ink, a method of applying mechanical energy or thermal energy to the ink (preliminary ejection) or a method of capping the recording head 3 with the ink receiving member 71 and depressurizing the inside of the ink receiving member 71 (suction) And so on. Ink ejection is performed based on preliminary ejection data, suction instructions, etc., separately from ink ejection based on print data.

(インク受け部材)
図3は、従来のインクジェット記録装置の一部を拡大して模式的に示す正面図である。従来のインクジェット記録装置を構成するインク受け部材71には、インクを吸収しうる吸収体81が収容されている。回復動作によって吐出口から排出されたインクは、インク受け部材71の吸収体81に吸収される。吸収体81において水分などの液体成分の蒸発が進行して増粘したインクは、ポンプ9を動作させたとしても回収部11へと送られず、大部分が残留インク90となってインク受け部材71に残留する。残留インク90が存在するインク受け部材71で記録ヘッド3をキャッピングすると、吐出口及びその付近に存在するインクから水分などの液体成分の蒸発が促進されてしまい、インクが増粘する。このような状態で画像を記録しようとすると、インクが正常に吐出されにくくなり、記録される画像の品位が低下することがある。
(Ink receiving member)
FIG. 3 is a front view schematically showing an enlarged part of a conventional inkjet recording apparatus. An absorber 81 that can absorb ink is housed in an ink receiving member 71 that constitutes a conventional inkjet recording device. The ink discharged from the ejection port by the recovery operation is absorbed by the absorber 81 of the ink receiving member 71. The ink that has increased in viscosity due to the progress of evaporation of liquid components such as water in the absorber 81 is not sent to the recovery unit 11 even if the pump 9 is operated, and most of it becomes the residual ink 90 and the ink receiving member. Remains at 71. When the recording head 3 is capped with the ink receiving member 71 containing the residual ink 90, evaporation of liquid components such as water from the ink existing in the ejection port and its vicinity is promoted, and the ink thickens. If an image is to be recorded in such a state, it may be difficult for ink to be ejected normally, and the quality of the recorded image may deteriorate.

図2は、図1のインクジェット記録装置の一部を拡大して模式的に示す正面図である。インク受け部材71の、記録ヘッド3の吐出口から排出されてきたインクと接触する部分には、陽イオン交換樹脂80が配置されている。回復動作によって吐出口から排出されたインクがインク受け部材71の陽イオン交換樹脂80と接触すると、インク中のカチオンが陽イオン交換樹脂80にトラップされ、インク中のカチオン濃度が低下する。これにより、水分などの液体成分の蒸発によるインクの粘度上昇が抑制されるので、ポンプ9の動作により流路10を通じて廃インクの回収部11へとインクを送ることができる。 FIG. 2 is an enlarged schematic front view of a part of the inkjet recording apparatus of FIG. A cation exchange resin 80 is arranged in a portion of the ink receiving member 71 that comes into contact with the ink discharged from the ejection port of the recording head 3. When the ink discharged from the ejection port by the recovery operation comes into contact with the cation exchange resin 80 of the ink receiving member 71, the cations in the ink are trapped in the cation exchange resin 80, and the cation concentration in the ink decreases. As a result, the increase in the viscosity of the ink due to the evaporation of the liquid component such as water is suppressed, so that the ink can be sent to the waste ink recovery unit 11 through the flow path 10 by the operation of the pump 9.

(水性インク)
本発明のインクジェット記録方法では、自己分散顔料及びアニオン性基を有する樹脂を含有するインクを使用する。以下、インクを構成する成分などについて説明する。
(Water-based ink)
In the inkjet recording method of the present invention, an ink containing a self-dispersion pigment and a resin having an anionic group is used. The components constituting the ink will be described below.

[自己分散顔料]
一般的な顔料の分散方式としては、分散剤として樹脂を用いる樹脂分散顔料や、顔料の粒子表面に親水性基が結合している自己分散顔料などがある。但し、本発明のインクジェット記録方法で用いるインクに含有させる色材は、自己分散顔料である。樹脂分散顔料を含有するインクは、陽イオン交換樹脂と接触した際に分散状態が不安定になり、顔料が凝集しやすく、粘度が上昇する場合がある。
[Self-dispersion pigment]
As a general pigment dispersion method, there are a resin dispersed pigment using a resin as a dispersant, and a self-dispersed pigment having a hydrophilic group bonded to the particle surface of the pigment. However, the coloring material contained in the ink used in the inkjet recording method of the present invention is a self-dispersion pigment. In the ink containing the resin-dispersed pigment, the dispersed state becomes unstable when contacted with the cation exchange resin, the pigment is likely to aggregate, and the viscosity may increase.

顔料としては、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、イソインドリノン、イミダゾロン、ジケトピロロピロール、ジオキサジンなどの有機顔料を挙げることができる。カーボンブラックとしては、ファーネスブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラックなどいずれのカーボンブラックも使用することができる。 Examples of the pigment include inorganic pigments such as carbon black; organic pigments such as azo, phthalocyanine, quinacridone, isoindolinone, imidazolone, diketopyrrolopyrrole and dioxazine. As the carbon black, any carbon black such as furnace black, lamp black, acetylene black and channel black can be used.

自己分散顔料としては、カルボン酸基、スルホン酸基、ホスホン酸基などのアニオン性基が、顔料の粒子表面に直接又は他の原子団(−R−)を介して結合しているものを用いることができる。アニオン性基は、酸型及び塩型のいずれであってもよく、塩型である場合は、その一部が解離した状態及び全てが解離した状態のいずれであってもよい。アニオン性基が塩型である場合において、カウンターイオンとなるカチオンとしては、アルカリ金属カチオン、アンモニウム、有機アンモニウムなどを挙げることができる。他の原子団(−R−)の具体例としては、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;カルボニル基;イミノ基;アミド基;スルホニル基;エステル基;エーテル基など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であってもよい。 As the self-dispersion pigment, one in which an anionic group such as a carboxylic acid group, a sulfonic acid group or a phosphonic acid group is bonded to the particle surface of the pigment directly or through another atomic group (-R-) is used. be able to. The anionic group may be either an acid type or a salt type, and when the anionic group is a salt type, it may be in a partially dissociated state or an all dissociated state. When the anionic group is a salt type, examples of the cation serving as a counter ion include an alkali metal cation, ammonium, organic ammonium and the like. Specific examples of the other atomic group (-R-) include a linear or branched alkylene group having 1 to 12 carbon atoms; an arylene group such as a phenylene group and a naphthylene group; a carbonyl group; an imino group; an amide group; a sulfonyl group. Group; ester group; ether group and the like. Moreover, the group which combined these groups may be sufficient.

インク中の自己分散顔料の含有量(質量%)は、インク全質量を基準として、0.1質量%以上15.0質量%以下であることが好ましく、1.0質量%以上10.0質量%以下であることがさらに好ましい。 The content (mass %) of the self-dispersion pigment in the ink is preferably 0.1 mass% or more and 15.0 mass% or less, based on the total mass of the ink, and 1.0 mass% or more and 10.0 mass% or less. % Or less is more preferable.

[アニオン性基を有する樹脂]
アニオン性基を有する樹脂としては、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂が好ましい。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。
[Resin Having Anionic Group]
The resin having an anionic group is preferably an acrylic resin or a urethane resin. Examples of the anionic group include a carboxylic acid group, a sulfonic acid group, a phosphoric acid group and a phosphonic acid group.

アクリル系樹脂は、例えば、親水性ユニット及び疎水性ユニットを構成ユニットとして有する。親水性ユニットは、アニオン性基などの親水性基を有するユニットである。親水性ユニットは、例えば、アニオン性基を有する親水性モノマーを重合することで形成することができる。アニオン性基を有する親水性モノマーの具体例としては、(メタ)アクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸などのカルボン酸基を有する酸性モノマー;(メタ)アクリル酸−2−ホスホン酸エチルなどのホスホン酸基を有する酸性モノマー;これらの酸性モノマーの無水物や塩などのアニオン性モノマー;(メタ)アクリル酸−2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸−3−ヒドロキシプロピルなどのヒドロキシ基を有するモノマーなどを挙げることができる。酸性モノマーの塩を構成するカチオンとしては、リチウム、ナトリウム、カリウム、アンモニウム、有機アンモニウムなどのイオンを挙げることができる。 The acrylic resin has, for example, a hydrophilic unit and a hydrophobic unit as constituent units. The hydrophilic unit is a unit having a hydrophilic group such as an anionic group. The hydrophilic unit can be formed, for example, by polymerizing a hydrophilic monomer having an anionic group. Specific examples of the hydrophilic monomer having an anionic group include acidic monomers having a carboxylic acid group such as (meth)acrylic acid, itaconic acid, maleic acid and fumaric acid; (meth)acrylic acid-2-ethylphosphonate and the like. Acid monomers having a phosphonic acid group; anionic monomers such as anhydrides and salts of these acidic monomers; hydroxy groups such as (meth)acrylic acid-2-hydroxyethyl and (meth)acrylic acid-3-hydroxypropyl Examples of the monomer include: Examples of the cation constituting the salt of the acidic monomer include ions such as lithium, sodium, potassium, ammonium and organic ammonium.

疎水性ユニットは、アニオン性基などの親水性基を有しないユニットである。疎水性ユニットは、例えば、アニオン性基などの親水性基を有しない、疎水性モノマーを重合することで形成することができる。疎水性モノマーの具体例としては、スチレン、α−メチルスチレン、(メタ)アクリル酸ベンジルなどの芳香環を有するモノマー;(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシルなどの(メタ)アクリル酸エステル系モノマーなどを挙げることができる。さらに、アルキレンオキサイド基を有するモノマーを用いてもよい。アクリル系樹脂はランダム共重合体、ブロック共重合体、及びグラフト共重合体のいずれであってもよい。 The hydrophobic unit is a unit that does not have a hydrophilic group such as an anionic group. The hydrophobic unit can be formed, for example, by polymerizing a hydrophobic monomer having no hydrophilic group such as an anionic group. Specific examples of the hydrophobic monomer include monomers having an aromatic ring such as styrene, α-methylstyrene, and benzyl (meth)acrylate; methyl (meth)acrylate, butyl (meth)acrylate, and (meth)acrylic acid 2 Examples thereof include (meth)acrylic acid ester-based monomers such as ethylhexyl. Further, a monomer having an alkylene oxide group may be used. The acrylic resin may be any of a random copolymer, a block copolymer, and a graft copolymer.

ウレタン系樹脂は、例えば、ポリイソシアネートとポリオールとを反応させて得ることができる。また、鎖延長剤をさらに反応させたものであってもよい。アニオン性基を有する樹脂としてウレタン系樹脂を用いる場合は、ジメチロールプロピオン酸やジメチロールブタン酸などの酸基を有するポリオールに由来するユニットを樹脂に組み込むことが好ましい。 The urethane resin can be obtained, for example, by reacting polyisocyanate and polyol. In addition, a chain extender may be further reacted. When a urethane resin is used as the resin having an anionic group, it is preferable to incorporate a unit derived from a polyol having an acid group such as dimethylolpropionic acid or dimethylolbutanoic acid into the resin.

アニオン性基を有する樹脂の酸価は、5mgKOH/g以上250mgKOH/g以下であることが好ましい。アニオン性基を有する樹脂の重量平均分子量は、1,000以上2,000,000以下であることが好ましい。 The acid value of the resin having an anionic group is preferably 5 mgKOH/g or more and 250 mgKOH/g or less. The weight average molecular weight of the resin having an anionic group is preferably 1,000 or more and 2,000,000 or less.

インク中のアニオン性基を有する樹脂の含有量(質量%)は、自己分散顔料の含有量(質量%)に対する質量比率で、0.1倍以上であることが好ましい。上記の質量比率が0.1倍未満であると、記録される画像の耐マーカー性がやや低くなる場合がある。上記の質量比率は、10.0倍以下であることが好ましい。 The content (mass %) of the resin having an anionic group in the ink is preferably 0.1 times or more in mass ratio with respect to the content (mass %) of the self-dispersion pigment. When the above mass ratio is less than 0.1 times, the marker resistance of the recorded image may be slightly lowered. The above mass ratio is preferably 10.0 times or less.

[第1水溶性有機溶剤]
インクは、さらに第1水溶性有機溶剤を含有することが好ましい。そして、Fedors法により求められる、第1水溶性有機溶剤のSP値((cal/cm1/2)と、アニオン性基を有する樹脂のSP値((cal/cm1/2)との差の絶対値が、3.0以下であることが好ましい。インク受け部材において陽イオン交換樹脂とインクが接触し、陽イオン交換樹脂の陽イオン(H)と、インク中のカチオンが交換されると、インク中のアニオン性基を有する樹脂の親水性が低下しやすくなる場合がある。そのSP値が、アニオン性基を有する樹脂のSP値と上記のような関係にある第1水溶性有機溶剤をインクに含有させることで、アニオン性基を有する樹脂の親水性が低下するのを抑制することができる。差の絶対値は、0.0以上であることが好ましい。
[First water-soluble organic solvent]
The ink preferably further contains a first water-soluble organic solvent. Then, determined by Fedors method, SP value of the first water-soluble organic solvent ((cal / cm 3) 1/2 ) and, SP value of the resin having an anionic group ((cal / cm 3) 1/2 ) The absolute value of the difference between and is preferably 3.0 or less. When the cation exchange resin and the ink come into contact with each other in the ink receiving member and the cations (H + ) of the cation exchange resin are exchanged with the cations in the ink, the hydrophilicity of the resin having an anionic group in the ink is increased. It may easily decrease. By including the first water-soluble organic solvent whose SP value has the above-described relationship with the SP value of the resin having an anionic group in the ink, the hydrophilicity of the resin having an anionic group is lowered. Can be suppressed. The absolute value of the difference is preferably 0.0 or more.

本発明におけるSP値(δ:溶解度パラメータ)は、下記式(1)に基づき、Fedors法により算出される値である。SP値は、溶質のSP値と、溶媒のSP値との差が小さいほど、溶媒への溶質の親和性が大きくなる傾向にある。化合物のモル蒸発熱(ΔEvap)と、25℃における化合物のモル体積(V)は、いずれも分子中の原子や基に帰属する一定値の足し合わせで求めることができる。SP値の単位には「cal」を利用するのが一般的である。SI単位系に換算する際には、「(cal/cm1/2=2.046×10(J/m1/2」の関係を利用すればよい。 The SP value (δ: solubility parameter) in the present invention is a value calculated by the Fedors method based on the following formula (1). Regarding the SP value, the smaller the difference between the SP value of the solute and the SP value of the solvent, the greater the affinity of the solute for the solvent tends to be. The molar evaporation heat (ΔE vap ) of the compound and the molar volume (V) of the compound at 25° C. can both be calculated by adding a fixed value belonging to atoms or groups in the molecule. It is general to use "cal" as the unit of SP value. When converting to the SI unit system, the relationship of “(cal/cm 3 ) 1/2 =2.046×10 3 (J/m 3 ) 1/2 ” may be used.

Figure 2020110996
(前記式(1)中、ΔEvapは化合物のモル蒸発熱(cal/mol)を表し、Vは25℃における化合物のモル体積(cm/mol)を表す)
Figure 2020110996
(In the formula (1), ΔE vap represents the heat of vaporization of the compound (cal/mol), and V represents the molar volume of the compound at 25° C. (cm 3 /mol)).

第1水溶性有機溶剤の具体例としては、グリセリン(16.4)、トリメチロールプロパン(15.9)、ジエチレングリコール(15.0)、1,2,6−ヘキサントリオール(14.5)、エチレン尿素(14.2)、1,5−ペンタンジオール(14.2)、トリエタノールアミン(13.7)、トリエチレングリコール(13.6)、1,6−ヘキサンジオール(13.5)、2−ピロリドン(12.6)、1,2−ペンタンジオール(12.2)、1,2−ヘキサンジオール(11.8)、ジエチレングリコールモノブチルエーテル(10.5)、トリエチレングリコールモノブチルエーテル(10.3)、ポリエチレングリコール1000(10.1)、酢酸エチル(8.7)、ジエチレングリコールジエチルエーテル(8.2)などを挙げることができる。各水溶性有機溶剤に付した括弧内の数値は、式(1)に基づき算出したSP値である。 Specific examples of the first water-soluble organic solvent include glycerin (16.4), trimethylolpropane (15.9), diethylene glycol (15.0), 1,2,6-hexanetriol (14.5), ethylene. Urea (14.2), 1,5-pentanediol (14.2), triethanolamine (13.7), triethylene glycol (13.6), 1,6-hexanediol (13.5), 2 -Pyrrolidone (12.6), 1,2-pentanediol (12.2), 1,2-hexanediol (11.8), diethylene glycol monobutyl ether (10.5), triethylene glycol monobutyl ether (10.3) ), polyethylene glycol 1000 (10.1), ethyl acetate (8.7), diethylene glycol diethyl ether (8.2) and the like. The numerical value in parentheses attached to each water-soluble organic solvent is the SP value calculated based on the formula (1).

アニオン性基を有する樹脂のSP値と、第1水溶性有機溶剤のSP値との差の絶対値が小さいほど、アニオン性基を有する樹脂と第1水溶性有機溶剤の親和性は大きい。アニオン性基を有する樹脂のSP値は、樹脂を構成するユニットのSP値から算出することができる。各モノマーに由来するユニットのSP値を表1に示す。 The smaller the absolute value of the difference between the SP value of the resin having an anionic group and the SP value of the first water-soluble organic solvent, the greater the affinity between the resin having an anionic group and the first water-soluble organic solvent. The SP value of the resin having an anionic group can be calculated from the SP value of the units constituting the resin. Table 1 shows the SP values of the units derived from each monomer.

Figure 2020110996
Figure 2020110996

樹脂のSP値は以下のように算出することができる。まず、対象とする樹脂の各構成ユニットのSP値に、各構成ユニットの組成(質量)比(合計を1とした組成比)をかけた値を求める。次いで、求めた値を足し合わせることで、アニオン性基を有する樹脂のSP値を求めることができる。以下、実施例で用いたスチレン:アクリル酸(組成(質量)比=0.80:0.20)で構成されるアクリル樹脂1を例に挙げて、樹脂のSP値の求め方を説明する。表1より、アクリル樹脂1を構成するユニットであるスチレン及びアクリル酸の各ユニットのSP値は、それぞれ「10.6」及び「14.0」である。したがって、アクリル樹脂1のSP値は以下のように求めることができる。 The SP value of the resin can be calculated as follows. First, a value is calculated by multiplying the SP value of each constituent unit of the target resin by the composition (mass) ratio of each constituent unit (composition ratio with the total being 1). Then, the SP values of the resin having an anionic group can be calculated by adding the calculated values. Hereinafter, the method for obtaining the SP value of the resin will be described by taking the acrylic resin 1 composed of styrene:acrylic acid (composition (mass) ratio=0.80:0.20) used in the examples as an example. From Table 1, the SP value of each unit of styrene and acrylic acid, which are units constituting the acrylic resin 1, is "10.6" and "14.0", respectively. Therefore, the SP value of the acrylic resin 1 can be obtained as follows.

アクリル樹脂1のSP値
=10.6×0.80+14.0×0.20=11.3(cal/cm1/2
SP value of acrylic resin =10.6×0.80+14.0×0.20=11.3 (cal/cm 3 ) 1/2

インク中の第1水溶性有機溶剤の含有量(質量%)は、アニオン性基を有する樹脂の含有量(質量%)に対する質量比率で、0.5倍以上であることが好ましい。上記の質量比率が0.5倍未満であると、陽イオン交換樹脂とインクが接触して陽イオンが交換された際に、インク中のアニオン性基を有する樹脂の親水性が低下しやすくなる場合がある。また、上記の質量比率は25.0倍以下であることが好ましい。上記の質量比率が25.0倍超であると、アニオン性基を有する樹脂が第1水溶性有機溶剤とともに記録媒体に浸透しやすくなるため、画像の耐マーカー性がやや低下する場合がある。 The content (mass %) of the first water-soluble organic solvent in the ink is preferably 0.5 times or more in mass ratio with respect to the content (mass %) of the resin having an anionic group. When the above mass ratio is less than 0.5 times, the hydrophilicity of the resin having an anionic group in the ink tends to decrease when the cation exchange resin and the ink are contacted and the cations are exchanged. There are cases. Further, the above mass ratio is preferably 25.0 times or less. If the above mass ratio is more than 25.0 times, the resin having an anionic group easily penetrates into the recording medium together with the first water-soluble organic solvent, and the marker resistance of the image may be slightly lowered.

(陽イオン交換樹脂)
インク受け部材における、吐出口から排出された画像の記録に用いないインクと接触する部分には、陽イオン交換樹脂が配置される。陽イオン交換樹脂は、1価、2価、又は3価の陽イオンを交換する特性を有する強酸性又は弱酸性の樹脂である。強酸性の陽イオン交換樹脂は、架橋した三次元の高分子母体にスルホン酸基が結合した化学構造を有する。弱酸性の陽イオン交換樹脂は、高分子母体にカルボン酸基が結合した化学構造を有する。強酸性の陽イオン交換樹脂は酸解離定数が低いため、インクと接触した際にインク中の顔料分散に必要な陽イオンまで交換することがあるので、顔料の分散性が低下してインクの粘度が上昇しやすくなることがある。このため、陽イオン交換樹脂としては、カルボン酸基を有する弱酸性の陽イオン交換樹脂を用いることが好ましい。
(Cation exchange resin)
A cation exchange resin is arranged in a portion of the ink receiving member that comes into contact with the ink discharged from the ejection port and not used for recording the image. The cation exchange resin is a strongly acidic or weakly acidic resin having the property of exchanging monovalent, divalent, or trivalent cations. The strongly acidic cation exchange resin has a chemical structure in which a sulfonic acid group is bonded to a crosslinked three-dimensional polymer matrix. The weakly acidic cation exchange resin has a chemical structure in which a carboxylic acid group is bonded to a polymer matrix. Since the strongly acidic cation exchange resin has a low acid dissociation constant, it may exchange up to the cations necessary for pigment dispersion in the ink when it comes into contact with the ink, which reduces the dispersibility of the pigment and reduces the viscosity of the ink. May easily rise. Therefore, it is preferable to use a weakly acidic cation exchange resin having a carboxylic acid group as the cation exchange resin.

陽イオン交換樹脂中の陽イオンは、陽イオン交換樹脂と接触後のインクの蒸発による粘度上昇が抑制されるものであればよい。なかでも、陽イオン交換樹脂中の陽イオンはHであることが好ましい。 The cation in the cation exchange resin may be any one that can suppress the increase in viscosity due to evaporation of the ink after contact with the cation exchange resin. Among them, the cation in the cation exchange resin is preferably H + .

陽イオン交換樹脂としては、市販の陽イオン交換樹脂を用いることができる。強酸性の陽イオン交換樹脂の市販品としては、以下商品名で、三菱化学製のダイヤイオンSKシリーズ(SK1Bなど)、PKシリーズ(PK208など)、UBKシリーズ(UBK08など);ダウ・ケミカル製のアンバーライト(IR120Bなど)などを挙げることができる。弱酸性の陽イオン交換樹脂の市販品としては、以下商品名で、三菱化学製のダイヤイオンWK10シリーズ(WK10など)、WK40L;ダウ・ケミカル製のアンバーライト(FPC3500など)などを挙げることができる。 As the cation exchange resin, a commercially available cation exchange resin can be used. Commercially available products of strongly acidic cation exchange resins are trade names of DIAMOND SK series (SK1B etc.), PK series (PK208 etc.), UBK series (UBK08 etc.); Amber light (IR120B etc.) etc. can be mentioned. Examples of commercially available weakly acidic cation exchange resins include Mitsubishi Chemical's Diaion WK10 series (WK10 etc.), WK40L; Dow Chemical's Amberlite (FPC3500 etc.), etc. under the following trade names. ..

陽イオン交換樹脂中の陽イオンは、常法により所望とする他の陽イオンに置換することができる。例えば、上記の強酸性の陽イオン交換樹脂の市販品の具体例のうち、三菱化学製のダイヤイオンSKシリーズの「SK1B」は、陽イオンがNaである。約3倍量の1mol/L塩酸に「SK1B」を浸漬するとともに、10分間緩やかに撹拌した後、デカンテーションで塩酸を除去し、さらにイオン交換水で洗浄すれば、陽イオン(Na)をHに置換することができる。 The cation in the cation exchange resin can be replaced with another desired cation by a conventional method. For example, among the specific examples of the commercially available strong acid cation exchange resin described above, “SK1B” of DIAION SK series manufactured by Mitsubishi Chemical has a cation of Na + . Immerse "SK1B" in about 3 times the amount of 1 mol/L hydrochloric acid, gently stir for 10 minutes, remove the hydrochloric acid by decantation, and further wash with ion-exchanged water to remove cations (Na + ). It can be replaced with H + .

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 with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to the following Examples as long as the gist thereof is not exceeded. Regarding the component amounts, those described as “part” and “%” are based on mass unless otherwise specified.

<樹脂の酸価の測定方法>
測定対象である樹脂をテトラヒドロフランに溶解させて試料を調製した。そして、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、電位差を利用したコロイド滴定により樹脂の酸価を測定した。滴定試薬としては、水酸化カリウムのエタノール溶液を用いた。
<Method of measuring acid value of resin>
The resin to be measured was dissolved in tetrahydrofuran to prepare a sample. Then, the acid value of the resin was measured by colloid titration using a potential difference using a potentiometric automatic titration device (trade name "AT-510", manufactured by Kyoto Electronics Manufacturing) equipped with a streaming potential titration unit (PCD-500). .. An ethanol solution of potassium hydroxide was used as a titration reagent.

<樹脂の重量平均分子量の測定方法>
測定対象である樹脂を、温度25℃で24時間かけてテトラヒドロフランに溶解させて溶液を調製した。得られた溶液をメンブレンフィルターでろ過して、サンプル溶液を得た。サンプル溶液は、テトラヒドロフランに可溶な成分の濃度が約0.3%となるように調整した。そして、以下の条件でゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を行い、樹脂の重量平均分子量を測定及び算出した。樹脂の重量平均分子量の算出にあたっては、標準ポリスチレン樹脂(TSKスタンダードポリスチレンF−850、F−450、F−288、F−128、F−80、F−40、F−20、F−10、F−4、F−2、F−1、A−5000、A−2500、A−1000、A−500、東ソー製)を用いて作成した分子量校正曲線を使用した。
[GPCの条件]
装置:Waters2695 SeparationsModule、Waters製
RI検出器:2414detector、Waters製
カラム:KF−806M(4連)、昭和電工製
溶離液:テトラヒドロフラン(THF)
流速:1.0mL/min
オーブン温度:40℃
試料注入量:100μL
<Method for measuring weight average molecular weight of resin>
The resin to be measured was dissolved in tetrahydrofuran at a temperature of 25° C. for 24 hours to prepare a solution. The obtained solution was filtered with a membrane filter to obtain a sample solution. The sample solution was adjusted so that the concentration of the component soluble in tetrahydrofuran was about 0.3%. Then, gel permeation chromatography (GPC) was performed under the following conditions to measure and calculate the weight average molecular weight of the resin. In calculating the weight average molecular weight of the resin, standard polystyrene resin (TSK standard polystyrene F-850, F-450, F-288, F-128, F-80, F-40, F-20, F-10, F -4, F-2, F-1, A-5000, A-2500, A-1000, A-500, manufactured by Tosoh Co., Ltd.) was used.
[Conditions for GPC]
Apparatus: Waters 2695 Separations Module, manufactured by Waters RI detector: 2414 detector, manufactured by Waters Column: KF-806M (4 stations), Showa Denko Eluent: Tetrahydrofuran (THF)
Flow rate: 1.0 mL/min
Oven temperature: 40°C
Sample injection volume: 100 μL

<顔料分散液の調製>
(顔料分散液1)
水5.5gに濃塩酸5.0gを溶かした溶液を5℃に冷却した状態とし、この状態で4−アミノ安息香酸1.55gを加えた。この溶液の入った容器をアイスバスに入れ、撹拌して溶液の温度を10℃以下に保持しながら、5℃のイオン交換水9.0gに亜硝酸ナトリウム2.2gを溶かして得た溶液を加えた。15分間撹拌後、顔料(カーボンブラック、商品名「NIPex170IQ」、オリオンエンジニアドカーボンズ製)6gを撹拌下で加えた。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「標準用濾紙No.2」、アドバンテック製)でろ過し、粒子を十分に水洗し、110℃のオーブンで乾燥させた。乾燥させた粒子を塩酸で処理した後、水酸化カリウム水溶液で中和し、さらに適量のイオン交換水を添加して顔料の含有量を調整した。これにより、顔料の粒子表面に−C−COOK基が結合した自己分散顔料が水中に分散された状態の顔料分散液1を得た。得られた顔料分散液1中の顔料の含有量は15.0%であった。
<Preparation of pigment dispersion>
(Pigment dispersion 1)
A solution prepared by dissolving 5.0 g of concentrated hydrochloric acid in 5.5 g of water was cooled to 5° C., and 1.55 g of 4-aminobenzoic acid was added in this state. The container containing this solution was put in an ice bath, and while stirring to maintain the temperature of the solution at 10° C. or lower, a solution obtained by dissolving 2.2 g of sodium nitrite in 9.0 g of ion-exchanged water at 5° C. added. After stirring for 15 minutes, 6 g of a pigment (carbon black, trade name “NIPex170IQ”, manufactured by Orion Engineered Carbons) was added with stirring. The mixture was further stirred for 15 minutes to obtain a slurry. The obtained slurry was filtered through a filter paper (trade name "Standard filter paper No. 2" manufactured by Advantech), the particles were thoroughly washed with water, and dried in an oven at 110°C. The dried particles were treated with hydrochloric acid, neutralized with an aqueous potassium hydroxide solution, and an appropriate amount of ion-exchanged water was added to adjust the pigment content. Thereby, -C 6 H 4 -COOK groups on the particle surface of the pigment self-dispersible pigment having attached to obtain a pigment dispersion liquid 1 in a state of being dispersed in water. The content of the pigment in the obtained pigment dispersion liquid 1 was 15.0%.

(顔料分散液2)
4−アミノ安息香酸に代えて、4−アミノベンゼンスルホン酸1.96gを用いたこと以外は、前述の顔料分散液1の場合と同様にして、顔料の粒子表面に−C−SOK基が結合した自己分散顔料が水中に分散された状態の顔料分散液2を得た。得られた顔料分散液2中の顔料の含有量は15.0%であった。
(Pigment dispersion 2)
Instead of 4-aminobenzoic acid, except for using 4-aminobenzenesulfonic acid 1.96 g, as in the case of a pigment dispersion liquid 1 described above, -C 6 H 4 -SO the particle surface of the pigment Pigment Dispersion Liquid 2 was obtained in which the self-dispersion pigment having 3 K groups bonded thereto was dispersed in water. The content of the pigment in the obtained pigment dispersion liquid 2 was 15.0%.

(顔料分散液3)
4−アミノ安息香酸に代えて、4−アミノベンゼンホスホン酸1.96gを用いたこと以外は、前述の顔料分散液1の場合と同様にして、顔料の粒子表面に−C−PO基が結合した自己分散顔料が水中に分散された状態の顔料分散液3を得た。得られた顔料分散液3中の顔料の含有量は15.0%であった。
(Pigment dispersion 3)
Instead of 4-aminobenzoic acid, except for using 1.96 g of 4-aminobenzenesulfonic acid, as in the case of a pigment dispersion liquid 1 described above, -C 6 H 4 -PO on the particle surface of the pigment A pigment dispersion liquid 3 in which a self-dispersion pigment having 3 K 2 groups bonded thereto was dispersed in water was obtained. The content of the pigment in the obtained pigment dispersion liquid 3 was 15.0%.

(顔料分散液4)
4−アミノ安息香酸に代えて、4−アミノフタル酸2.05gを用いたこと以外は、前述の顔料分散液1の場合と同様にして、顔料の粒子表面に−C−(COOK)基が結合した自己分散顔料が水中に分散された状態の顔料分散液4を得た。得られた顔料分散液4中の顔料の含有量は15.0%であった。
(Pigment dispersion 4)
Instead of 4-aminobenzoic acid, 4-aminophthalic acid was used to obtain 2.05 g, as in the case of a pigment dispersion liquid 1 described above, -C 6 H 3 on the particle surface of the pigment - (COOK) A pigment dispersion liquid 4 in which a self-dispersible pigment having two groups bonded thereto was dispersed in water was obtained. The content of the pigment in the obtained pigment dispersion liquid 4 was 15.0%.

(顔料分散液5)
C.I.ピグメントブルー15:4の粒子表面に、ベンゼン環を介してスルホン酸基が結合した自己分散顔料を含有する顔料分散液(商品名「CAB−O−JET250C」、キャボット製)を顔料分散液5として用いた。顔料分散液5中の顔料の含有量は15.0%であった。
(Pigment dispersion 5)
C. I. A pigment dispersion liquid (trade name "CAB-O-JET250C", manufactured by Cabot) containing a self-dispersion pigment in which sulfonic acid groups are bonded via a benzene ring on the particle surface of Pigment Blue 15:4 is used as a pigment dispersion liquid 5. Using. The pigment content in Pigment Dispersion Liquid 5 was 15.0%.

(顔料分散液6)
C.I.ピグメントレッド122の粒子表面に、ベンゼン環を介してスルホン酸基が結合した自己分散顔料を含有する顔料分散液(商品名「CAB−O−JET265M」、キャボット製)を顔料分散液6として用いた。顔料分散液6中の顔料の含有量は15.0%であった。
(Pigment dispersion 6)
C. I. As a pigment dispersion liquid 6, a pigment dispersion liquid (trade name "CAB-O-JET265M", manufactured by Cabot) containing a self-dispersion pigment in which a sulfonic acid group is bonded to a particle surface of Pigment Red 122 via a benzene ring was used. .. The pigment content in Pigment Dispersion Liquid 6 was 15.0%.

(顔料分散液7)
C.I.ピグメントイエロー74の粒子表面に、ベンゼン環を介してスルホン酸基が結合した自己分散顔料を含有する顔料分散液(商品名「CAB−O−JET270Y」、キャボット製)を顔料分散液7として用いた。顔料分散液7中の顔料の含有量は15.0%であった。
(Pigment dispersion 7)
C. I. As a pigment dispersion liquid 7, a pigment dispersion liquid (trade name “CAB-O-JET270Y”, manufactured by Cabot) containing a self-dispersion pigment in which a sulfonic acid group was bonded via a benzene ring was used on the particle surface of Pigment Yellow 74. .. The pigment content in Pigment Dispersion Liquid 7 was 15.0%.

(顔料分散液8)
酸価156mgKOH/g、重量平均分子量5,000のアクリル樹脂1(スチレン−アクリル酸(組成比=80:20)共重合体、合成方法は後述)を10%水酸化カリウム水溶液で中和した。顔料(カーボンブラック、商品名「NIPex170IQ」、オリオンエンジニアドカーボンズ製)15.0部、中和したアクリル樹脂1 7.5部(固形分)、及びイオン交換水77.5部を混合して混合物を得た。得られた混合物を、サンドグラインダーを用いて1時間分散した後、遠心分離処理して粗大粒子を除去した。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)で加圧ろ過して、顔料が樹脂分散剤(アクリル樹脂1)によって水中に分散された状態の顔料分散液8を得た。顔料分散液8中の顔料の含有量は15.0%であり、樹脂分散剤の含有量は7.5%であった。
(Pigment dispersion 8)
Acrylic resin 1 (styrene-acrylic acid (composition ratio=80:20) copolymer, synthesis method described later) having an acid value of 156 mgKOH/g and a weight average molecular weight of 5,000 was neutralized with a 10% aqueous potassium hydroxide solution. 15.0 parts of pigment (carbon black, trade name "NIPex170IQ" manufactured by Orion Engineered Carbons), 7.5 parts of neutralized acrylic resin 1 (solid content), and 77.5 parts of ion-exchanged water are mixed. A mixture was obtained. The obtained mixture was dispersed for 1 hour using a sand grinder, and then centrifuged to remove coarse particles. Furthermore, pressure filtration was performed with a microfilter (manufactured by Fujifilm) having a pore size of 3.0 μm to obtain a pigment dispersion liquid 8 in which the pigment was dispersed in water with a resin dispersant (acrylic resin 1). The pigment content in Pigment Dispersion Liquid 8 was 15.0%, and the content of the resin dispersant was 7.5%.

<アクリル樹脂の合成>
表2に示す種類及び量(%)のモノマーを用いて、常法により、アクリル樹脂1〜7を合成した。10.0%水酸化カリウム水溶液を用いてアニオン性基を中和し、さらに適量のイオン交換水を加えて、アクリル樹脂の含有量が20.0%であるアクリル樹脂1〜7を含む液体を得た。表2にアクリル樹脂の特性を示す。
<Synthesis of acrylic resin>
Using the types and amounts (%) of monomers shown in Table 2, acrylic resins 1 to 7 were synthesized by a conventional method. The anionic group is neutralized with a 10.0% aqueous potassium hydroxide solution, and an appropriate amount of ion-exchanged water is further added to obtain a liquid containing acrylic resins 1 to 7 having an acrylic resin content of 20.0%. Obtained. Table 2 shows the characteristics of the acrylic resin.

Figure 2020110996
Figure 2020110996

<ウレタン樹脂の合成>
表3に示す種類及び量(%)の酸基を有しないポリオールをメチルエチルケトンに溶解させた後、表3に示す種類及び量のポリイソシアネート並びに酸基を有するポリオールを加え、75℃で1時間反応させてプレポリマー溶液を得た。得られたプレポリマー溶液を60℃まで冷却した後、水酸化カリウム水溶液を加えて酸基を中和した。40℃まで冷却してイオン交換水を添加し、ホモミキサーで高速撹拌して乳化した。表3に示す種類及び量(%)の鎖延長剤を加え、30℃で12時間鎖延長反応を行った。フーリエ変換型赤外分光光度計(FT−IR)を使用して分析し、イソシアネート基の存在が確認されなくなったところで、加熱減圧してメチルエチルケトンを留去した。これにより、ウレタン樹脂の含有量が20.0%であるウレタン樹脂1、2を含む液体を得た。表2にウレタン樹脂の特性を示す。
<Synthesis of urethane resin>
After dissolving the type and amount (%) of the polyol having no acid group shown in Table 3 in methyl ethyl ketone, the type and amount of the polyisocyanate shown in Table 3 and the polyol having the acid group were added, and reacted at 75° C. for 1 hour. To obtain a prepolymer solution. After cooling the obtained prepolymer solution to 60° C., an aqueous potassium hydroxide solution was added to neutralize the acid groups. The mixture was cooled to 40° C., ion-exchanged water was added, and the mixture was rapidly stirred with a homomixer to emulsify. The type and amount (%) of the chain extender shown in Table 3 were added, and the chain extension reaction was carried out at 30° C. for 12 hours. Analysis was performed using a Fourier transform infrared spectrophotometer (FT-IR), and when it was no longer possible to confirm the presence of isocyanate groups, heating and depressurization were performed to distill off methyl ethyl ketone. As a result, a liquid containing urethane resins 1 and 2 having a urethane resin content of 20.0% was obtained. Table 2 shows the characteristics of the urethane resin.

Figure 2020110996
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<インクの調製>
表4−1〜4−3の上段に示す各成分(単位:%)を混合し、十分に撹拌した後、ポアサイズ2.5μmのメンブレンフィルター(商品名「HDCIIフィルター」、ポール製)にて加圧ろ過して各インクを調製した。表4−1〜4−3中の「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の商品名である。表4−1〜4−3中、各成分名の後ろに付した括弧内の数値は、各成分のSP値(単位:(cal/cm1/2)である。表4−1〜4−3の下段に、第1水溶性有機溶剤の含有量Cs(%)、アニオン性基を有する樹脂の含有量Cr(%)、及びCs/Crの値(倍)を示す。
<Preparation of ink>
After mixing the components (unit: %) shown in the upper part of Tables 4-1 to 4-3 and thoroughly stirring, add with a membrane filter (trade name “HDCII filter”, manufactured by Pall) having a pore size of 2.5 μm. Each ink was prepared by pressure filtration. "Acetylenol E100" in Tables 4-1 to 4-3 is a trade name of a nonionic surfactant manufactured by Kawaken Fine Chemicals. In Tables 4-1 to 4-3, the numerical value in parentheses after each component name is the SP value (unit: (cal/cm 3 ) 1/2 ) of each component. In the lower part of Tables 4-1 to 4-3, the content Cs (%) of the first water-soluble organic solvent, the content Cr (%) of the resin having an anionic group, and the value (times) of Cs/Cr are shown. Show.

Figure 2020110996
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Figure 2020110996
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<評価>
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「PIXUSiP3100」、キヤノン製)を用意した。このインクジェット記録装置の解像度は1200dpi×1200dpiであり、1200インチ×1200インチの単位領域に5pLのインク滴を1滴付与する条件で記録した画像の記録デューティを100%と定義する。この記録装置のインク受け部材に、カルボン酸基が結合した弱酸性陽イオン交換樹脂(商品名「ダイヤイオンWK10」、三菱ケミカル製、陽イオン:H)を搭載した。但し、実施例26については、スルホン酸基が結合した強酸性陽イオン交換樹脂(商品名「ダイヤイオンSK1B」、三菱ケミカル製、陽イオン:Na))の陽イオンを常法によりHに置換したものを搭載した。また、比較例3については、陽イオン交換樹脂を搭載せず、記録装置に元々設けられていた吸収体をそのままインク受け部材に搭載した。直径1mm程度の球形の陽イオン交換樹脂がインク受け部材内で移動しないように、搭載した陽イオン交換樹脂の上部にステンレス製のメッシュフィルタを被せた。
<Evaluation>
An inkjet recording device (product name “PIXUSiP3100”, manufactured by Canon Inc.) that ejects ink from the recording head by the action of thermal energy was prepared. The resolution of this inkjet recording apparatus is 1200 dpi×1200 dpi, and the recording duty of an image recorded under the condition that one 5 pL ink droplet is applied to a unit area of 1200 inches×1200 inches is defined as 100%. A weakly acidic cation exchange resin (trade name "Diaion WK10", manufactured by Mitsubishi Chemical, positive ion: H + ) having a carboxylic acid group bonded thereto was mounted on the ink receiving member of this recording apparatus. However, in Example 26, the cation of a strongly acidic cation exchange resin (trade name "Diaion SK1B", manufactured by Mitsubishi Chemical, cation: Na + ) having a sulfonic acid group bonded thereto was converted into H + by a conventional method. Equipped with a replacement. In Comparative Example 3, the cation exchange resin was not mounted, and the absorber originally provided in the recording device was directly mounted on the ink receiving member. In order to prevent the spherical cation exchange resin having a diameter of about 1 mm from moving within the ink receiving member, the cation exchange resin mounted was covered with a stainless mesh filter.

調製した各インクをインクカートリッジにそれぞれ充填し、上記のインクジェット記録装置に装着して以下に示す各評価を行った。以下に示す各評価項目の評価基準で、「AA」、「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。 Each of the prepared inks was filled in an ink cartridge and mounted in the above-mentioned inkjet recording device, and each evaluation shown below was performed. In the evaluation criteria of each evaluation item shown below, "AA", "A", and "B" were set as acceptable levels, and "C" was set as an unacceptable level. The evaluation results are shown in Table 5.

(吐出安定性)
温度30℃、相対湿度10%の環境下で以下の評価を行った。上記のインクジェット記録装置にインクを充填したインクカートリッジを装着した後、プリンタドライバからクリーニング(回復動作)を実施し、インク受け部材中にインクを十分に排出した。上記記録装置のノズルチェックパターンを記録して、すべての吐出口からインクが吐出されていることを確認した後、ノズルチェックパターンを毎分2枚の速度で120枚記録した。最後に記録したノズルチェックパターンからすべての吐出口からインクが吐出されていることを確認し、記録ヘッドをインク受け部材でキャップした状態で24時間放置した。放置後、ノズルチェックパターンを記録して吐出口からのインクの吐出状態を目視で確認し、以下に示す評価基準にしたがって吐出安定性を評価した。
(Discharge stability)
The following evaluations were performed in an environment of a temperature of 30°C and a relative humidity of 10%. After mounting an ink cartridge filled with ink on the above-mentioned ink jet recording apparatus, cleaning (recovery operation) was carried out from the printer driver, and the ink was sufficiently discharged into the ink receiving member. After recording the nozzle check pattern of the recording apparatus and confirming that ink was ejected from all the ejection ports, 120 nozzle check patterns were recorded at a speed of 2 sheets per minute. It was confirmed from the finally recorded nozzle check pattern that ink was ejected from all ejection ports, and the recording head was left capped with an ink receiving member for 24 hours. After being left standing, a nozzle check pattern was recorded to visually check the ink ejection state from the ejection port, and the ejection stability was evaluated according to the following evaluation criteria.

AA:すべての吐出口からインクが吐出されていた。
A:インクを正常に吐出できない吐出口が4個未満であった。
B:インクを正常に吐出できない吐出口が4個以上8個未満であった。
C:インクを正常に吐出できない吐出口が8個以上であった。
AA: Ink was ejected from all ejection ports.
A: There were less than 4 ejection ports that could not eject ink normally.
B: There were 4 or more and less than 8 ejection ports that could not eject ink normally.
C: Eight or more ejection ports were not able to eject ink normally.

(耐マーカー性)
温度23℃、相対湿度55%の環境下で以下の評価を行った。上記のインクジェット記録装置を使用し、太さ1/10インチの縦罫線を普通紙(商品名「PPC用紙GF−500」、キヤノン製)に記録した。記録から5分後、縦罫線に黄色ラインマーカー(商品名「OPTEX2」、ゼブラ製)を用いてマーキングし、その直後に普通紙の非記録部にマーキングした。マーカーのペン先及び非記録部の汚れの状態を目視で確認し、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。
(Marker resistance)
The following evaluation was performed under the environment of a temperature of 23° C. and a relative humidity of 55%. Using the above inkjet recording device, vertical ruled lines having a thickness of 1/10 inch were recorded on plain paper (trade name "PPC paper GF-500", manufactured by Canon Inc.). Five minutes after recording, the vertical ruled lines were marked with a yellow line marker (trade name "OPTEX2", manufactured by Zebra), and immediately after that, marking was performed on the non-recorded portion of plain paper. The state of stains on the pen tip of the marker and the non-recording portion was visually confirmed, and the marker resistance was evaluated according to the following evaluation criteria.

A:ペン先に汚れがなく、非記録部にも汚れがなかった。
B:ペン先に若干汚れがあったが、非記録部には汚れがほとんどなかった。
C:ペン先に汚れがあり、非記録部にも汚れがあった。
A: The pen tip was clean, and the non-recording area was clean.
B: The pen tip was slightly stained, but the non-recorded area was hardly stained.
C: The pen tip was stained, and the non-recording area was also stained.

Figure 2020110996
Figure 2020110996

1:記録媒体
2:キャリッジ
3:記録ヘッド
6:ガイド軸
71:インク受け部材
80:陽イオン交換樹脂
81:吸収体
90:残留インク
1: Recording medium 2: Carriage 3: Recording head 6: Guide shaft 71: Ink receiving member 80: Cation exchange resin 81: Absorber 90: Residual ink

Claims (5)

画像データに基づいて記録ヘッドの吐出口から水性インクを吐出して記録媒体に画像を記録する工程と、画像の記録に用いない前記水性インクを前記吐出口からインク受け部材に排出する工程と、を有するインクジェット記録方法であって、
前記水性インクが、自己分散顔料及びアニオン性基を有する樹脂を含有し、
前記インク受け部材の前記水性インクと接触する部分に、陽イオン交換樹脂が配置されていることを特徴とするインクジェット記録方法。
Discharging an aqueous ink from an ejection port of a recording head based on image data to record an image on a recording medium; and discharging the aqueous ink not used for recording an image from the ejection port to an ink receiving member, An inkjet recording method having:
The water-based ink contains a resin having a self-dispersion pigment and an anionic group,
An ink jet recording method, wherein a cation exchange resin is arranged in a portion of the ink receiving member that comes into contact with the water-based ink.
前記水性インクが、さらに第1水溶性有機溶剤を含有し、
Fedors法により求められる、前記第1水溶性有機溶剤のSP値((cal/cm1/2)と、前記アニオン性基を有する樹脂のSP値((cal/cm1/2)との差の絶対値が、3.0以下である請求項1に記載のインクジェット記録方法。
The water-based ink further contains a first water-soluble organic solvent,
Determined by Fedors method, the first water-soluble organic SP value of the solvent ((cal / cm 3) 1/2 ) and, the SP value of the resin having the anionic group ((cal / cm 3) 1/2 ) The ink jet recording method according to claim 1, wherein the absolute value of the difference between and is 3.0 or less.
前記水性インク中の前記第1水溶性有機溶剤の含有量(質量%)が、前記アニオン性基を有する樹脂の含有量(質量%)に対する質量比率で、0.5倍以上である請求項2に記載のインクジェット記録方法。 3. The content (mass %) of the first water-soluble organic solvent in the aqueous ink is 0.5 times or more a mass ratio with respect to the content (mass %) of the resin having an anionic group. The inkjet recording method described in 1. 前記陽イオン交換樹脂が、カルボン酸基を有する陽イオン交換樹脂である請求項1乃至3のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。 The inkjet recording method according to any one of claims 1 to 3, wherein the cation exchange resin is a cation exchange resin having a carboxylic acid group. 水性インクと、その内部に前記水性インクが充填された、前記水性インクを画像データに基づいて吐出口から吐出して記録媒体に画像を記録する記録ヘッドと、前記吐出口から排出される、画像の記録に用いない前記水性インクを受容するインク受け部材と、を備えるインクジェット記録装置であって、
前記水性インクが、自己分散顔料及びアニオン性基を有する樹脂を含有し、
前記インク受け部材の前記水性インクと接触する部分に、陽イオン交換樹脂が配置されていることを特徴とするインクジェット記録装置。

A water-based ink, a recording head that is filled with the water-based ink therein, discharges the water-based ink from a discharge port based on image data to record an image on a recording medium, and is discharged from the discharge port And an ink receiving member that receives the water-based ink not used for recording,
The water-based ink contains a resin having a self-dispersion pigment and an anionic group,
An ink jet recording apparatus, wherein a cation exchange resin is arranged in a portion of the ink receiving member that comes into contact with the water-based ink.

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