JP2024054979A - Ink, printing method, and printed matter - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、良好な抗菌性を有すると共に、安定性及び吐出性に優れ、高品質の印刷物を得ることができるインクを提供することを目的とする。【解決手段】有機溶剤及び抗菌剤を含有するインクであって、前記抗菌剤が、下記の第1の抗菌剤、及び、下記の第2の抗菌剤を含有することを特徴とするインク。第1の抗菌剤:水溶解度1g/L未満のイソチアゾリン系化合物第2の抗菌剤:水溶解度20g/L以上のイソチアゾリン系化合物【選択図】なし[Problem] The present invention aims to provide an ink that has good antibacterial properties, is excellent in stability and ejection, and can produce high-quality printed matter. [Solution] An ink containing an organic solvent and an antibacterial agent, characterized in that the antibacterial agent contains the following first antibacterial agent and the following second antibacterial agent. First antibacterial agent: an isothiazolinone compound with a water solubility of less than 1 g/L Second antibacterial agent: an isothiazolinone compound with a water solubility of 20 g/L or more [Selected Figure] None
Description
本発明は、インク、印刷方法、及び、印刷物に関する。 The present invention relates to an ink, a printing method, and a printed matter.
近年、インクジェットプリンターは低騒音、低ランニングコストといった利点から急速に普及してきている。
インクジェット記録において、長期に亘って良好な印字記録を行うために、使用するインクに要求される特性は、長期保存安定性及び吐出安定性に優れること、また、印字記録された画像が滲みのない鮮明な画像であり、かつ、その耐水性、耐光性等、すなわち保存安定性に優れることなどが挙げられる。
In recent years, inkjet printers have become increasingly popular due to their advantages such as low noise and low running costs.
In inkjet recording, in order to perform good print recording over a long period of time, the properties required of the ink used include excellent long-term storage stability and ejection stability, and also that the printed and recorded image is a clear image without bleeding and that the ink has excellent water resistance, light resistance, etc., i.e., storage stability.
しかし、以上のような要求を満足するため、これまでインクジェット記録に用いられるインクに関して数多くの提案がなされているが、上記諸要求全てを満足するインクはまだ得られていないのが現状である。特にノズルの目詰まりを防止することは重要な課題であるが、その原因として、ノズル先端での水分蒸発によるインクの増粘、又は染料の析出、不溶性無機塩の生成、あるいはかび類、腐敗菌類等の微生物の発生による不溶性固形物の生成などが考えられる。 Although many proposals have been made for inks used in inkjet recording to meet the above requirements, no ink has yet been developed that meets all of the above requirements. Preventing nozzle clogging is a particularly important issue, and possible causes of this include thickening of the ink due to evaporation of water at the nozzle tip, precipitation of dyes, formation of insoluble inorganic salts, or formation of insoluble solids due to the growth of microorganisms such as mold and putrefactive fungi.
水系のインク中で発生するかび等による問題については、これまでいくつかの提案がなされてきている。
例えば、特許文献1は、インク中に、2,4,6-ヘキサヒドロ-1,3,5-トリヒドロキシエチル-S-トリアジンを含有させることで防かび殺菌効果があるとしている。
また、特許文献2は、インク中に1,2-ベンズイソチアゾリン-3-オンを含有させることでカビ類、腐敗菌類、藻類などの微生物の繁殖を妨げ、不溶性の固形物生成によるノズル先端の目詰まりの発生を防止する効果があるとしている。また、特許文献3によれば、インク中に塩基性物質を含有させ、インクのpHを高くすることで防菌剤を添加しなくても細菌等の繁殖しにくいインクを提供できるとしている。
Several proposals have been made so far regarding problems caused by mold and the like that develop in water-based inks.
For example, Patent Document 1 describes that the inclusion of 2,4,6-hexahydro-1,3,5-trihydroxyethyl-S-triazine in the ink provides antifungal and bactericidal effects.
In addition, Patent Document 2 claims that the inclusion of 1,2-benzisothiazolin-3-one in the ink is effective in preventing the growth of microorganisms such as mold, putrefactive fungi, and algae, and in preventing clogging of the nozzle tip due to the formation of insoluble solid matter. In addition, Patent Document 3 claims that the ink contains a basic substance and the pH of the ink is increased, thereby providing an ink that is resistant to the growth of bacteria, etc., without the addition of an antibacterial agent.
上記の従来のインクでは、ユーザーがプリンタを使用する場合の安全性に問題がある。また水溶解性の高い抗菌剤は印刷物としたときに、その水溶性のため、表面の水拭きなどにより画像表面の抗菌性が担保しにくくなる傾向にあり、特に水性インクに関してはインク液、印刷物両方の抗菌性を得ることについて課題がある。
本発明は、良好な抗菌性を有し、インクの保存安定性及び吐出性に優れ、高品質の印刷物を得ることができるインクを提供することを目的とする。
The above-mentioned conventional inks pose safety problems when users use printers. In addition, when a highly water-soluble antibacterial agent is used for a printed matter, the antibacterial properties of the image surface tend to be difficult to ensure due to its water solubility, when the surface is wiped with water, etc., and there are problems with obtaining antibacterial properties of both the ink liquid and the printed matter, especially with regard to water-based inks.
An object of the present invention is to provide an ink that has good antibacterial properties, is excellent in ink storage stability and ejection properties, and is capable of producing high-quality printed matter.
上記課題を解決することができる本発明のインクは下記(1)に記載する通りのものである。
(1)有機溶剤及び抗菌剤を含有するインクであって、
前記抗菌剤が、下記の第1の抗菌剤、及び、下記の第2の抗菌剤を含有することを特徴とするインク。
第1の抗菌剤:水溶解度1g/L未満のイソチアゾリン系化合物
第2の抗菌剤:水溶解度20g/L以上のイソチアゾリン系化合物
The ink of the present invention that can solve the above problems is as described in (1) below.
(1) An ink containing an organic solvent and an antibacterial agent,
The ink, characterized in that the antibacterial agent contains the following first antibacterial agent and the following second antibacterial agent.
First antibacterial agent: an isothiazolinone compound having a water solubility of less than 1 g/L. Second antibacterial agent: an isothiazolinone compound having a water solubility of 20 g/L or more.
本発明によれば、良好な抗菌性を有し、保存安定性及び吐出性に優れ、高品質の印刷物を得ることができるインクを提供することができる。 The present invention provides an ink that has good antibacterial properties, excellent storage stability and ejection properties, and can produce high-quality printed matter.
本発明の態様は、例えば、以下の通りである。
(1)有機溶剤及び抗菌剤を含有するインクであって、
前記抗菌剤が、下記の第1の抗菌剤、及び、下記の第2の抗菌剤を含有することを特徴とするインク。
第1の抗菌剤:水溶解度1g/L未満のイソチアゾリン系化合物
第2の抗菌剤:水溶解度20g/L以上のイソチアゾリン系化合物
(2)前記インクが、水を含有し、前記有機溶剤が下記一般式(1)で表されるアミド系溶剤を含有する、上記(1)に記載のインク。
(3)前記第1の抗菌剤及び前記第2の抗菌剤の合計量が、インク全質量に対し、0.01質量%以上1.0質量%以下である、上記(1)又は(2)に記載のインク。
(4)前記第1の抗菌剤及び前記第2の抗菌剤の合計量が、インク全質量に対し、0.1質量%以上0.5質量%以下である、上記(1)又は(2)に記載のインク。
(5)基材上にインクを付与する印刷工程、及び、付与された前記インクを加熱する加熱工程を有する印刷方法であって、前記インクとして上記(1)乃至(4)のいずれか一項に記載のインクを用いることを特徴とする印刷方法。
(6)前記基材がプラスチックである、上記(5)に記載の印刷方法。
(7)基材上に印刷層を有する印刷物であって、前記印刷層は、第1の抗菌剤及び第2の抗菌剤を含有し、前記第1の抗菌剤が水溶解度1g/L未満のイソチアゾリン系化合物であり、前記第2の抗菌剤が水溶解度20g/L以上のイソチアゾリン系化合物であることを特徴とする印刷物。
For example, aspects of the present invention are as follows.
(1) An ink containing an organic solvent and an antibacterial agent,
The ink, characterized in that the antibacterial agent contains the following first antibacterial agent and the following second antibacterial agent.
First antibacterial agent: an isothiazolinone compound having a water solubility of less than 1 g/L. Second antibacterial agent: an isothiazolinone compound having a water solubility of 20 g/L or more. (2) The ink according to (1) above, wherein the ink contains water and the organic solvent contains an amide solvent represented by the following general formula (1):
(3) The ink according to (1) or (2) above, wherein the total amount of the first antibacterial agent and the second antibacterial agent is 0.01% by mass or more and 1.0% by mass or less with respect to the total mass of the ink.
(4) The ink according to (1) or (2) above, wherein the combined amount of the first antibacterial agent and the second antibacterial agent is 0.1% by mass or more and 0.5% by mass or less with respect to the total mass of the ink.
(5) A printing method comprising a printing step of applying an ink onto a substrate, and a heating step of heating the applied ink, the printing method comprising using an ink according to any one of (1) to (4) above as the ink.
(6) The printing method according to (5) above, wherein the substrate is plastic.
(7) A printed matter having a printing layer on a substrate, the printed layer containing a first antibacterial agent and a second antibacterial agent, the first antibacterial agent being an isothiazolinone-based compound having a water solubility of less than 1 g/L, and the second antibacterial agent being an isothiazolinone-based compound having a water solubility of 20 g/L or more.
<<インク>>
本発明のインクは、有機溶剤及び抗菌剤を含有するインクであって、前記抗菌剤が第1の抗菌剤及び第2の抗菌剤を含有し、前記第1の抗菌剤が水溶解度1g/L未満のイソチアゾリン系化合物であり、前記第2の抗菌剤が水溶解度20g/L以上のイソチアゾリン系化合物である。
なお、本発明における水溶解度は、物質が25℃で水1Lに溶ける質量を測定した値である。
<<Ink>>
The ink of the present invention is an ink containing an organic solvent and an antibacterial agent, the antibacterial agent containing a first antibacterial agent and a second antibacterial agent, the first antibacterial agent being an isothiazolinone-based compound having a water solubility of less than 1 g/L, and the second antibacterial agent being an isothiazolinone-based compound having a water solubility of 20 g/L or more.
In the present invention, the water solubility is a value obtained by measuring the mass of a substance that dissolves in 1 L of water at 25°C.
本発明のインクは、上記のように抗菌剤として水溶解度の低いイソチアゾリン系化合物と水溶解度の高い抗菌剤とを同時に含むことにより、長期保存安定性(防腐防かび効果)に優れると共に、印刷後も抗菌性に優れる印刷物を提供することができる。 The ink of the present invention contains an isothiazolinone compound with low water solubility as an antibacterial agent and an antibacterial agent with high water solubility as described above, and as such has excellent long-term storage stability (antiseptic and antifungal effects) and can provide printed matter with excellent antibacterial properties even after printing.
一般的に水性インク中への抗菌剤添加は水溶解性の高いものが用いられ、インク液での抗菌性を担保しているものであるが、印刷後にインクが乾燥し印刷物となった後の抗菌性の持続が難しい。従って更に水難溶性の抗菌剤を添加することにより、インク液と印刷物両方の抗菌性を維持することが可能となる。 Generally, antibacterial agents that are highly water-soluble are added to water-based inks to ensure antibacterial properties in the ink liquid, but it is difficult to maintain antibacterial properties after the ink dries after printing and becomes a printed matter. Therefore, by further adding an antibacterial agent that is poorly water-soluble, it is possible to maintain the antibacterial properties of both the ink liquid and the printed matter.
本発明のインクは、印刷物における抗菌性を担保するという観点から、第1の抗菌剤として水溶解度が1g/L未満のイソチアゾリン系化合物を含む。更にインク液に対する抗菌性を確保することができるという観点から、第2の抗菌剤として水溶解度が20g/L以上のイソチアゾリン系化合物を含む。 The ink of the present invention contains an isothiazolinone compound having a water solubility of less than 1 g/L as a first antibacterial agent from the viewpoint of ensuring antibacterial properties in printed matter. Furthermore, from the viewpoint of ensuring antibacterial properties in the ink liquid, it contains an isothiazolinone compound having a water solubility of 20 g/L or more as a second antibacterial agent.
第1の抗菌剤及び第2の抗菌剤を併せた添加量はインク全質量に対し、0.01質量%以上1.0質量%以下が好ましく、さらに好ましくは、0.1質量%以上0.5質量%以下%である。これら防腐防かび剤は、0.01質量%以上の添加量であることにより所期の効果が得られ、1.0質量%以下であることにより、湿潤剤との間に凝固成分を生じたり、インクの水分蒸発にともない結晶化を起こしたりして、目詰まりの原因となることがない。 The combined amount of the first antibacterial agent and the second antibacterial agent added is preferably 0.01% to 1.0% by mass, and more preferably 0.1% to 0.5% by mass, based on the total mass of the ink. The desired effect is obtained when these preservatives and antifungal agents are added in an amount of 0.01% by mass or more, and when the amount is 1.0% by mass or less, they do not form coagulants with the humectant, or crystallize as the water in the ink evaporates, which can cause clogging.
本発明のインクは、下記一般式(1)で表される化合物を含有することが好ましい。インクが下記一般式(1)で表される化合物を含むことで、被印刷物へのインク着弾時に表面溶解性を伴うことで定着性を向上させ、印刷物の品質向上を達成することが可能となる。
以下、インクに用いる抗菌剤、有機溶剤、水、色材、樹脂、添加剤等について説明する。 The following describes the antibacterial agents, organic solvents, water, coloring materials, resins, additives, etc. used in the ink.
<抗菌剤>
(イソチアゾリン系化合物)
イソチアゾリン系化合物は、窒素原子及び硫黄原子を含む複素5員環を有する化合物である。その具体例としては、5-クロロ-2-メチル-4-イソチアゾリン-3-オン(例示化合物 1)、5-クロロ-2-エチル-4-イソチアゾリン-3-オン、2-メチル-4-イソチアゾリン-3-オン(例示化合物2)、2-エチル-4-イソチアゾリン-3-オン、4,5-ジクロロ-2-メチル-4-イソチアゾリン-3-オン、2-n-オクチル-4-イソチアゾリン-3-オン(例示化合物3)、5-クロロ-2-エチル-4-イソチアゾリン-3-オン、5-クロロ-2-t-オクチル-4-イソチアゾリン-3-オン、4,5-ジクロロ-2-n-オクチル-4-イソチアゾリン-3-オン(例示化合物4)、4,5-ジクロロ-2-シクロヘキシル-4-イソチアゾリン-3-オン、1,2-ベンゾイソチアゾリン-3-オン(例示化合物5)、2-ブチル-ベンゾイソチアゾリン-3-オン(例示化合物6)等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
例示化合物の構造式を以下に示す。
<Antibacterial Agent>
(Isothiazolinone compounds)
The isothiazolinone compound is a compound having a five-membered heterocyclic ring containing a nitrogen atom and a sulfur atom. A specific example thereof is 5-chloro-2-methyl-4-isothiazolin-3-one (exemplary compound 1), 5-chloro-2-ethyl-4-isothiazolin-3-one, 2-methyl-4-isothiazolin-3-one (exemplary compound 2), 2-ethyl-4-isothiazolin-3-one, 4,5-dichloro-2-methyl-4-isothiazolin-3-one, 2-n-octyl-4-isothiazolin-3-one (exemplary compound 3), 5-chloro-2-ethyl-4-isothiazolin-3-one, 5-chloro-2-t-octyl-4-isothiazolin-3-one, 4,5-dichloro-2-n-octyl-4-isothiazolin-3-one (exemplary compound 4), 4,5-dichloro-2-cyclohexyl-4-isothiazolin-3-one, 1,2-benzisothiazolin-3-one (exemplary compound 5), 2-butyl-benzisothiazolin-3-one (exemplary compound 6), and the like are included, but the present invention is not limited thereto.
The structural formulae of the exemplary compounds are shown below.
<有機溶剤>
本発明に使用する有機溶剤としては特に制限されず、水溶性有機溶剤を用いることができる。例えば、多価アルコール類、多価アルコールアルキルエーテル類や多価アルコールアリールエーテル類などのエーテル類、含窒素複素環化合物、アミド類、アミン類、含硫黄化合物類が挙げられる。
水溶性有機溶剤の具体例としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、1,2-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、2,3-ブタンジオール、3-メチル-1,3-ブタンジオール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、1,2-ペンタンジオール、1,3-ペンタンジオール、1,4-ペンタンジオール、2,4-ペンタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,2-ヘキサンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,3-ヘキサンジオール、2,5-ヘキサンジオール、1,5-ヘキサンジオール、グリセリン、1,2,6-ヘキサントリオール、2-エチル-1,3-ヘキサンジオール、エチル-1,2,4-ブタントリオール、1,2,3-ブタントリオール、2,2,4-トリメチル-1,3-ペンタンジオール、ペトリオール等の多価アルコール類、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル等の多価アルコールアルキルエーテル類、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノベンジルエーテル等の多価アルコールアリールエーテル類、2-ピロリドン、N-メチル-2-ピロリドン、N-ヒドロキシエチル-2-ピロリドン、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、ε-カプロラクタム、γ-ブチロラクトン等の含窒素複素環化合物、ホルムアミド、N-メチルホルムアミド、N,N-ジメチルホルムアミド、3-メトキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミド、3-ブトキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミド等のアミド類、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエチルアミン等のアミン類、ジメチルスルホキシド、スルホラン、チオジエタノール等の含硫黄化合物、プロピレンカーボネート、炭酸エチレン等が挙げられる。
湿潤剤として機能するだけでなく、良好な乾燥性を得られることから、沸点が250℃以下の有機溶剤を用いることが好ましい。
<Organic Solvent>
The organic solvent used in the present invention is not particularly limited, and any water-soluble organic solvent can be used. Examples of the organic solvent include polyhydric alcohols, ethers such as polyhydric alcohol alkyl ethers and polyhydric alcohol aryl ethers, nitrogen-containing heterocyclic compounds, amides, amines, and sulfur-containing compounds.
Specific examples of the water-soluble organic solvent include ethylene glycol, diethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,2-butanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 2,3-butanediol, 3-methyl-1,3-butanediol, triethylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, 1,2-pentanediol, 1,3-pentanediol, 1,4-pentanediol, 2,4-pentanediol, 1,5-pentanediol, and the like. polyhydric alcohols such as pentanediol, 1,2-hexanediol, 1,6-hexanediol, 1,3-hexanediol, 2,5-hexanediol, 1,5-hexanediol, glycerin, 1,2,6-hexanetriol, 2-ethyl-1,3-hexanediol, ethyl-1,2,4-butanetriol, 1,2,3-butanetriol, 2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol, and petriol; ethylene glycol monoethyl ether; and ethylene glycol monobutyl ether. polyhydric alcohol alkyl ethers such as diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, tetraethylene glycol monomethyl ether, and propylene glycol monoethyl ether; polyhydric alcohol aryl ethers such as ethylene glycol monophenyl ether and ethylene glycol monobenzyl ether; nitrogen-containing heterocyclic compounds such as 2-pyrrolidone, N-methyl-2-pyrrolidone, N-hydroxyethyl-2-pyrrolidone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, ε-caprolactam, and γ-butyrolactone; amides such as formamide, N-methylformamide, N,N-dimethylformamide, 3-methoxy-N,N-dimethylpropionamide, and 3-butoxy-N,N-dimethylpropionamide; amines such as monoethanolamine, diethanolamine, and triethylamine; sulfur-containing compounds such as dimethyl sulfoxide, sulfolane, and thiodiethanol; propylene carbonate, and ethylene carbonate.
It is preferable to use an organic solvent having a boiling point of 250° C. or less, since this not only functions as a wetting agent but also provides good drying properties.
炭素数5以上のジオール化合物を含むと、インクの浸透性を向上させることができるため、好ましい。
炭素数5以上のジオール化合物の具体例としては、2-エチル-1,3-ヘキサンジオール、2,2,4-トリメチル-1,3-ペンタンジオールなどが挙げられる。
さらに、アミド系溶剤、置換ブタノールからなる群のうち1つを有すると、PVC等のメディアの場合その表面を僅かに溶解することにより濡れ性、定着性を担保することができるためより好ましい。
It is preferable that the diol compound having 5 or more carbon atoms is contained, since this can improve the permeability of the ink.
Specific examples of diol compounds having 5 or more carbon atoms include 2-ethyl-1,3-hexanediol and 2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol.
Furthermore, it is more preferable to have one of the group consisting of amide-based solvents and substituted butanol, since in the case of media such as PVC, the surface of the media can be slightly dissolved, thereby ensuring wettability and fixability.
<界面活性剤>
界面活性剤としては、シリコーン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、両性界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤のいずれも使用可能である。
シリコーン系界面活性剤には特に制限はなく目的に応じて適宜選択することができる。中でも高pHでも分解しないものが好ましく、例えば、側鎖変性ポリジメチルシロキサン、両末端変性ポリジメチルシロキサン、片末端変性ポリジメチルシロキサン、側鎖両末端変性ポリジメチルシロキサン等が挙げられ、変性基としてポリオキシエチレン基、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン基を有するものが、水系界面活性剤として良好な性質を示すので特に好ましい。また、前記シリコーン系界面活性剤として、ポリエーテル変性シリコーン系界面活性剤を用いることもでき、例えば、ポリアルキレンオキシド構造をジメチルシロキサンのSi部側鎖に導入した化合物等が挙げられる。
フッ素系界面活性剤としては、例えば、パーフルオロアルキルスルホン酸化合物、パーフルオロアルキルカルボン酸化合物、パーフルオロアルキルリン酸エステル化合物、パーフルオロアルキルエチレンオキサイド付加物及びパーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー化合物が、起泡性が小さいので特に好ましい。前記パーフルオロアルキルスルホン酸化合物としては、例えば、パーフルオロアルキルスルホン酸、パーフルオロアルキルスルホン酸塩等が挙げられる。前記パーフルオロアルキルカルボン酸化合物としては、例えば、パーフルオロアルキルカルボン酸、パーフルオロアルキルカルボン酸塩等が挙げられる。前記パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー化合物としては、パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマーの硫酸エステル塩、パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマーの塩等が挙げられる。これらフッ素系界面活性剤における塩の対イオンとしては、Li、Na、K、NH4、NH3CH2CH2OH、NH2(CH2CH2OH)2、NH(CH2CH2OH)3等が挙げられる。
両性界面活性剤としては、例えばラウリルアミノプロピオン酸塩、ラウリルジメチルベタイン、ステアリルジメチルベタイン、ラウリルジヒドロキシエチルベタインなどが挙げられる。
ノニオン系界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミド、ポリオキシエチレンプロピレンブロックポリマー、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、アセチレンアルコールのエチレンオキサイド付加物などが挙げられる。
アニオン系界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸塩、ドデシルベンゼンスルホン酸塩、ラウリル酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルサルフェートの塩、などが挙げられる。
これらは、1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
<Surfactant>
As the surfactant, any of silicone-based surfactants, fluorine-based surfactants, amphoteric surfactants, nonionic surfactants, and anionic surfactants can be used.
Silicone surfactants are not particularly limited and can be appropriately selected according to purpose. Among them, those that do not decompose even at high pH are preferred, such as side chain modified polydimethylsiloxane, both end modified polydimethylsiloxane, one end modified polydimethylsiloxane, side chain both end modified polydimethylsiloxane, etc., and those having polyoxyethylene group or polyoxyethylene polyoxypropylene group as modified group are particularly preferred because they show good properties as aqueous surfactants. In addition, polyether modified silicone surfactants can also be used as the silicone surfactant, such as a compound in which a polyalkylene oxide structure is introduced into the Si part side chain of dimethylsiloxane.
As the fluorine-based surfactant, for example, perfluoroalkyl sulfonic acid compound, perfluoroalkyl carboxylic acid compound, perfluoroalkyl phosphate compound, perfluoroalkyl ethylene oxide adduct, and polyoxyalkylene ether polymer compound having perfluoroalkyl ether group in the side chain are particularly preferred because they have low foaming properties.As the perfluoroalkyl sulfonic acid compound, for example, perfluoroalkyl sulfonic acid, perfluoroalkyl sulfonate, etc. can be mentioned.As the perfluoroalkyl carboxylic acid compound, for example, perfluoroalkyl carboxylic acid, perfluoroalkyl carboxylate, etc. can be mentioned.As the polyoxyalkylene ether polymer compound having perfluoroalkyl ether group in the side chain, for example, sulfate ester salt of polyoxyalkylene ether polymer having perfluoroalkyl ether group in the side chain, salt of polyoxyalkylene ether polymer having perfluoroalkyl ether group in the side chain, etc. can be mentioned. Examples of counter ions of the salts in these fluorosurfactants include Li, Na, K , NH4 , NH3CH2CH2OH , NH2 ( CH2CH2OH ) 2 , and NH( CH2CH2OH ) 3 .
Examples of amphoteric surfactants include lauryl aminopropionate, lauryl dimethyl betaine, stearyl dimethyl betaine, and lauryl dihydroxyethyl betaine.
Examples of nonionic surfactants include polyoxyethylene alkylphenyl ethers, polyoxyethylene alkyl esters, polyoxyethylene alkylamines, polyoxyethylene alkylamides, polyoxyethylene propylene block polymers, sorbitan fatty acid esters, polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters, and ethylene oxide adducts of acetylene alcohol.
Examples of the anionic surfactant include polyoxyethylene alkyl ether acetates, dodecylbenzene sulfonates, laurates, and salts of polyoxyethylene alkyl ether sulfates.
These may be used alone or in combination of two or more.
前記シリコーン系界面活性剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、側鎖変性ポリジメチルシロキサン、両末端変性ポリジメチルシロキサン、片末端変性ポリジメチルシロキサン、側鎖両末端変性ポリジメチルシロキサンなどが挙げられ、変性基としてポリオキシエチレン基、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン基を有するポリエーテル変性シリコーン系界面活性剤が水系界面活性剤として良好な性質を示すので特に好ましい。
このような界面活性剤としては、適宜合成したものを使用してもよいし、市販品を使用してもよい。市販品としては、例えば、ビックケミー株式会社、信越化学工業株式会社、東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社、日本エマルジョン株式会社、共栄社化学などから入手できる。
上記のポリエーテル変性シリコーン系界面活性剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、一般式(S-1)式で表わされる、ポリアルキレンオキシド構造をジメチルポリシロキサンのSi部側鎖に導入したものなどが挙げられる。
上記のポリエーテル変性シリコーン系界面活性剤としては、市販品を用いることができ、例えば、KF-618、KF-642、KF-643(信越化学工業株式会社)、EMALEX-SS-5602、SS-1906EX(日本エマルジョン株式会社)、FZ-2105、FZ-2118、FZ-2154、FZ-2161、FZ-2162、FZ-2163、FZ-2164(東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社)、BYK-33、BYK-387(ビックケミー株式会社)、TSF4440、TSF4452、TSF4453(東芝シリコン株式会社)などが挙げられる。
The silicone surfactant is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. Examples of the silicone surfactant include side-chain modified polydimethylsiloxane, both-end modified polydimethylsiloxane, one-end modified polydimethylsiloxane, and both-end modified polydimethylsiloxane of the side chain. Polyether-modified silicone surfactants having a polyoxyethylene group or a polyoxyethylene polyoxypropylene group as a modifying group are particularly preferred because they exhibit good properties as an aqueous surfactant.
Such surfactants may be synthesized appropriately or may be commercially available products, such as those available from BYK-Chemie Co., Ltd., Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., Dow Corning Toray Silicone Co., Ltd., Nippon Emulsion Co., Ltd., and Kyoeisha Chemical Co., Ltd.
The polyether-modified silicone surfactant is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. For example, it can be a surfactant represented by the general formula (S-1) in which a polyalkylene oxide structure is introduced into the Si part side chain of dimethylpolysiloxane.
As the polyether-modified silicone surfactant, commercially available products can be used, for example, KF-618, KF-642, KF-643 (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), EMALEX-SS-5602, SS-1906EX (Nihon Emulsion Co., Ltd.), FZ-2105, FZ-2118, FZ-2154, FZ-2161, FZ-2162, FZ-2163, FZ-2164 (Dow Corning Toray Silicone Co., Ltd.), BYK-33, BYK-387 (BYK-Chemie Co., Ltd.), TSF4440, TSF4452, TSF4453 (Toshiba Silicon Co., Ltd.), and the like.
前記フッ素系界面活性剤としては、フッ素置換した炭素数が2~16の化合物が好ましく、フッ素置換した炭素数が4~16である化合物がより好ましい。
フッ素系界面活性剤としては、パーフルオロアルキルリン酸エステル化合物、パーフルオロアルキルエチレンオキサイド付加物、及びパーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー化合物などが挙げられる。これらの中でも、パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー化合物は起泡性が少ないため好ましく、特に一般式(F-1)及び一般式(F-2)で表わされるフッ素系界面活性剤が好ましい。
一般式(F-2)
CnF2n+1-CH2CH(OH)CH2-O-(CH2CH2O)a-Y
上記一般式(F-2)で表される化合物において、YはH、又はCmF2m+1でmは1~6の整数、又はCH2CH(OH)CH2-CmF2m+1でmは4~6の整数、又はCpH2p+1でpは1~19の整数である。nは1~6の整数である。aは4~14の整数である。
上記のフッ素系界面活性剤としては市販品を使用してもよい。この市販品としては、例えば、サーフロンS-111、S-112、S-113、S-121、S-131、S-132、S-141、S-145(いずれも、旭硝子株式会社製);フルラードFC-93、FC-95、FC-98、FC-129、FC-135、FC-170C、FC-430、FC-431(いずれも、住友スリーエム株式会社製);メガファックF-470、F-1405、F-474(いずれも、大日本インキ化学工業株式会社製);ゾニール(Zonyl)TBS、FSP、FSA、FSN-100、FSN、FSO-100、FSO、FS-300、UR、キャプストーンFS-30、FS-31、FS-3100、FS-34、FS-35(いずれも、Chemours社製);FT-110、FT-250、FT-251、FT-400S、FT-150、FT-400SW(いずれも、株式会社ネオス社製)、ポリフォックスPF-136A,PF-156A、PF-151N、PF-154、PF-159(オムノバ社製)、ユニダインDSN-403N(ダイキン工業株式会社製)などが挙げられる。
The fluorine-based surfactant is preferably a compound having 2 to 16 fluorine-substituted carbon atoms, and more preferably a compound having 4 to 16 fluorine-substituted carbon atoms.
Examples of the fluorine-based surfactant include perfluoroalkyl phosphate compounds, perfluoroalkyl ethylene oxide adducts, and polyoxyalkylene ether polymer compounds having a perfluoroalkyl ether group on the side chain, etc. Among these, polyoxyalkylene ether polymer compounds having a perfluoroalkyl ether group on the side chain are preferred because they have low foaming properties, and the fluorine-based surfactants represented by the general formulas (F-1) and (F-2) are particularly preferred.
General formula (F-2)
C n F 2n+1- CH 2 CH(OH)CH 2 -O-(CH 2 CH 2 O) a -Y
In the compound represented by the above general formula (F-2), Y is H, or C m F 2m+1 where m is an integer from 1 to 6, or CH 2 CH(OH)CH 2 -C m F 2m+1 where m is an integer from 4 to 6, or C p H 2p+1 where p is an integer from 1 to 19. n is an integer from 1 to 6. a is an integer from 4 to 14.
As the fluorine-based surfactant, commercially available products may be used. Examples of the commercially available products include Surflon S-111, S-112, S-113, S-121, S-131, S-132, S-141, and S-145 (all manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.); Fullard FC-93, FC-95, FC-98, FC-129, FC-135, FC-170C, FC-430, and FC-431 (all manufactured by Sumitomo 3M Limited); Megafac F-470, F-1405, and F-474 (all manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Inc.); Zonyl TBS, FSP, FSA, and FSN- 100, FSN, FSO-100, FSO, FS-300, UR, Capstone FS-30, FS-31, FS-3100, FS-34, FS-35 (all manufactured by Chemours Corporation); FT-110, FT-250, FT-251, FT-400S, FT-150, FT-400SW (all manufactured by Neos Co., Ltd.), Polyfox PF-136A, PF-156A, PF-151N, PF-154, PF-159 (manufactured by Omnova), Unidyne DSN-403N (manufactured by Daikin Industries, Ltd.), and the like.
<色材>
色材としては特に限定されず、顔料、染料を使用可能である。
顔料としては、無機顔料又は有機顔料を使用することができる。これらは、1種単独で用いても良く、2種以上を併用しても良い。また、混晶を使用しても良い。
顔料としては、例えば、ブラック顔料、イエロー顔料、マゼンタ顔料、シアン顔料、白色顔料、緑色顔料、橙色顔料、金色や銀色などの光沢色顔料やメタリック顔料などを用いることができる。
無機顔料として、酸化チタン、酸化鉄、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、バリウムイエロー、カドミウムレッド、クロムイエローに加え、コンタクト法、ファーネス法、サーマル法などの公知の方法によって製造されたカーボンブラックを使用することができる。
また、有機顔料としては、アゾ顔料、多環式顔料(例えば、フタロシアニン顔料、ペリレン顔料、ペリノン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサジン顔料、インジゴ顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフタロン顔料など)、染料キレート(例えば、塩基性染料型キレート、酸性染料型キレートなど)、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラックなどを使用できる。これらの顔料のうち、溶媒と親和性の良いものが好ましく用いられる。その他、樹脂中空粒子、無機中空粒子の使用も可能である。
顔料の具体例として、黒色用としては、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等のカーボンブラック(C.I.ピグメントブラック7)類、または銅、鉄(C.I.ピグメントブラック11)、酸化チタン等の金属類、アニリンブラック(C.I.ピグメントブラック1)等の有機顔料があげられる。
さらに、カラー用としては、C.I.ピグメントイエロー1、3、12、13、14、17、24、34、35、37、42(黄色酸化鉄)、53、55、74、81、83、95、97、98、100、101、104、108、109、110、117、120、138、150、153、155、180、185、213、C.I.ピグメントオレンジ5、13、16、17、36、43、51、C.I.ピグメントレッド1、2、3、5、17、22、23、31、38、48:2、48:2(パーマネントレッド2B(Ca))、48:3、48:4、49:1、52:2、53:1、57:1(ブリリアントカーミン6B)、60:1、63:1、63:2、64:1、81、83、88、101(べんがら)、104、105、106、108(カドミウムレッド)、112、114、122(キナクリドンマゼンタ)、123、146、149、166、168、170、172、177、178、179、184、185、190、193、202、207、208、209、213、219、224、254、264、C.I.ピグメントバイオレット1(ローダミンレーキ)、3、5:1、16、19、23、38、C.I.ピグメントブルー1、2、15(フタロシアニンブルー)、15:1、15:2、15:3、15:4(フタロシアニンブルー)、16、17:1、56、60、63、C.I.ピグメントグリーン1、4、7、8、10、17、18、36、等がある。
染料としては、特に限定されることなく、酸性染料、直接染料、反応性染料、及び塩基性染料が使用可能であり、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
前記染料として、例えば、C.I.アシッドイエロー 17,23,42,44,79,142、C.I.アシッドレッド 52,80,82,249,254,289、C.I.アシッドブルー 9,45,249、C.I.アシッドブラック 1,2,24,94、C.I.フードブラック 1,2、C.I.ダイレクトイエロー 1,12,24,33,50,55,58,86,132,142,144,173、C.I.ダイレクトレッド 1,4,9,80,81,225,227、C.I.ダイレクトブルー 1,2,15,71,86,87,98,165,199,202、C.I.ダイレクトブラック 19,38,51,71,154,168,171,195、C.I.リアクティブレッド 14,32,55,79,249、C.I.リアクティブブラック 3,4,35が挙げられる。
<Coloring material>
The coloring material is not particularly limited, and pigments and dyes can be used.
As the pigment, inorganic pigments or organic pigments can be used. These pigments can be used alone or in combination of two or more. Mixed crystals can also be used.
Examples of pigments that can be used include black pigments, yellow pigments, magenta pigments, cyan pigments, white pigments, green pigments, orange pigments, glossy pigments such as gold and silver pigments, and metallic pigments.
As inorganic pigments, titanium oxide, iron oxide, calcium carbonate, barium sulfate, aluminum hydroxide, barium yellow, cadmium red, chrome yellow, as well as carbon black produced by known methods such as the contact method, furnace method, and thermal method can be used.
As organic pigments, azo pigments, polycyclic pigments (e.g., phthalocyanine pigments, perylene pigments, perinone pigments, anthraquinone pigments, quinacridone pigments, dioxazine pigments, indigo pigments, thioindigo pigments, isoindolinone pigments, quinophthalone pigments, etc.), dye chelates (e.g., basic dye type chelates, acid dye type chelates, etc.), nitro pigments, nitroso pigments, aniline black, etc. can be used. Among these pigments, those having good affinity with the solvent are preferably used. In addition, resin hollow particles and inorganic hollow particles can also be used.
Specific examples of pigments for black colors include carbon blacks (C.I. Pigment Black 7) such as furnace black, lamp black, acetylene black, and channel black; metals such as copper, iron (C.I. Pigment Black 11), and titanium oxide; and organic pigments such as aniline black (C.I. Pigment Black 1).
Further, for color, C.I. Pigment Yellow 1, 3, 12, 13, 14, 17, 24, 34, 35, 37, 42 (yellow iron oxide), 53, 55, 74, 81, 83, 95, 97, 98, 100, 101, 104, 108, 109, 110, 117, 120, 138, 150, 153, 155, 180, 185, 213, C.I. Pigment Orange 5, 13, 16, 17, 36, 43, 51, C.I. Pigment Red 1, 2, 3, 5, 17, 22, 23, 31, 38, 48:2, 48:2 (Permanent Red 2B (Ca)), 48:3, 48:4, 49:1, 52:2, 53:1, 57:1 (Brilliant Carmine 6B), 60:1, 63:1, 63:2, 64:1, 81, 83, 88, 101 (Red ochre), 1 04, 105, 106, 108 (Cadmium Red), 112, 114, 122 (Quinacridone Magenta), 123, 146, 149, 166, 168, 170, 172, 177, 178, 179, 184, 185, 190, 193, 202, 207, 208, 209, 213, 219, 224, 254, 264, C.I. Pigment Violet 1 (Rhodamine Lake), 3, 5:1, 16, 19, 23, 38, C.I. Pigment Blue 1, 2, 15 (Phthalocyanine Blue), 15:1, 15:2, 15:3, 15:4 (Phthalocyanine Blue), 16, 17:1, 56, 60, 63, C.I. Pigment Green 1, 4, 7, 8, 10, 17, 18, 36, etc.
The dye is not particularly limited, and acid dyes, direct dyes, reactive dyes, and basic dyes can be used. One type of dye may be used alone, or two or more types may be used in combination.
Examples of the dyes include C.I. Acid Yellow 17,23,42,44,79,142, C.I. Acid Red 52,80,82,249,254,289, C.I. Acid Blue 9,45,249, C.I. Acid Black 1,2,24,94, C.I. Food Black 1,2, C.I. Direct Yellow 1,12,24,33,50,55,58,86,132,142,144,173, C.I. Direct Red 1,4,9,80,81,225,227, C.I. Direct Blue 1,2,15,71,86,87,98,165,199,202, C.I. Direct Black 19, 38, 51, 71, 154, 168, 171, 195, C.I. Reactive Red 14, 32, 55, 79, 249, C.I. Reactive Black 3, 4, 35.
顔料を分散してインクを得るためには、顔料に親水性官能基を導入して自己分散性顔料とする方法、顔料の表面を樹脂で被覆して分散させる方法、分散剤を用いて分散させる方法、などが挙げられる。
顔料に親水性官能基を導入して自己分散性顔料とする方法としては、例えば、顔料(例えばカーボン)にスルホン基やカルボキシル基等の官能基を付加することで、水中に分散可能とする方法が挙げられる。
顔料の表面を樹脂で被覆して分散させる方法としては、顔料をマイクロカプセルに包含させ、水中に分散可能とする方法が挙げられる。これは、樹脂被覆顔料と言い換えることができる。この場合、インクに配合される顔料はすべて樹脂に被覆されている必要はなく、本発明の効果が損なわれない範囲において、被覆されない顔料や、部分的に被覆された顔料がインク中に分散していてもよい。
前記樹脂被覆顔料は、マイクロカプセルとしてはビニル系ポリマー、ポリエステル系ポリマー、ポリウレタン系ポリマーなどが挙げられるが、特に好ましいのは、ビニル系ポリマー及びポリエステル系ポリマーである。
その具体例としては、特開2000-53897号公報、特開2001-139849号公報に開示されたものが挙げられる。
分散剤を用いて分散させる方法としては、界面活性剤に代表される、公知の低分子型の分散剤、高分子型の分散剤を用いて分散する方法が挙げられる。
分散剤としては、顔料に応じて例えば、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、両性界面活性剤、ノニオン界面活性剤等を使用することが可能である。
竹本油脂社製RT-100(ノニオン系界面活性剤)や、ナフタレンスルホン酸Naホルマリン縮合物も、分散剤として好適に使用できる。
分散剤は1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
Methods for dispersing a pigment to obtain an ink include a method of introducing a hydrophilic functional group into the pigment to make it a self-dispersing pigment, a method of dispersing the pigment by coating the surface of the pigment with a resin, and a method of dispersing the pigment using a dispersant.
As a method for making a pigment self-dispersible by introducing a hydrophilic functional group into the pigment, for example, a method for making the pigment dispersible in water by adding a functional group such as a sulfone group or a carboxyl group to the pigment (e.g., carbon) can be mentioned.
A method for dispersing a pigment by coating its surface with a resin includes a method for encapsulating the pigment in a microcapsule to make it dispersible in water. This can be called a resin-coated pigment. In this case, it is not necessary for all of the pigments blended in the ink to be coated with a resin, and uncoated or partially coated pigments may be dispersed in the ink as long as the effects of the present invention are not impaired.
The resin-coated pigment may be a microcapsule made of a vinyl polymer, a polyester polymer, a polyurethane polymer, or the like, with vinyl polymers and polyester polymers being particularly preferred.
Specific examples thereof include those disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2000-53897 and 2001-139849.
Examples of the method for dispersing using a dispersant include a method for dispersing using a known low molecular weight dispersant or a high molecular weight dispersant, typified by a surfactant.
As the dispersant, for example, anionic surfactants, cationic surfactants, amphoteric surfactants, nonionic surfactants, etc. can be used depending on the pigment.
RT-100 (nonionic surfactant) manufactured by Takemoto Oil Co., Ltd. and sodium naphthalenesulfonate formalin condensate can also be suitably used as dispersants.
The dispersants may be used alone or in combination of two or more.
本発明では、樹脂被覆顔料を用いることが好ましい。インク中の色材の含有量は、画像濃度の向上、良好な定着性や吐出安定性の点から、0.1質量%以上15質量%以下が好ましく、より好ましくは1質量%以上10質量%以下である。 In the present invention, it is preferable to use a resin-coated pigment. The content of the coloring material in the ink is preferably 0.1% by mass or more and 15% by mass or less, and more preferably 1% by mass or more and 10% by mass or less, from the viewpoints of improving image density, good fixing property, and ejection stability.
<顔料分散体>
顔料分散体における顔料の粒径については特に制限はないが、顔料の分散安定性が良好となり、吐出安定性、画像濃度などの画像品質も高くなる点から、最大個数換算で最大頻度が20nm以上500nm以下が好ましく、20nm以上150nm以下がより好ましい。顔料の粒径は、粒度分析装置(ナノトラック Wave-UT151、マイクロトラック・ベル株式会社製)を用いて測定することができる。
前記顔料分散体における顔料の含有量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、良好な吐出安定性が得られ、また、画像濃度を高める点から、0.1質量%以上50質量%以下が好ましく、0.1質量%以上30質量%以下がより好ましい。
前記顔料分散体は、必要に応じて、フィルター、遠心分離装置などで粗大粒子をろ過し、脱気することが好ましい。
<Pigment Dispersion>
The particle size of the pigment in the pigment dispersion is not particularly limited, but in terms of improving the dispersion stability of the pigment and improving the image quality such as ejection stability and image density, the maximum frequency in terms of the maximum number is preferably 20 nm or more and 500 nm or less, and more preferably 20 nm or more and 150 nm or less. The particle size of the pigment can be measured using a particle size analyzer (Nanotrac Wave-UT151, manufactured by Microtrac Bell Co., Ltd.).
The content of the pigment in the pigment dispersion is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. From the viewpoints of obtaining good ejection stability and increasing image density, the content of the pigment is preferably from 0.1% by mass to 50% by mass, and more preferably from 0.1% by mass to 30% by mass.
It is preferable that the pigment dispersion is degassed, if necessary, by filtering coarse particles using a filter, a centrifugal separator, or the like.
<樹脂>
インク中に含有する樹脂の種類としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、スチレン系樹脂、ブタジエン系樹脂、スチレン-ブタジエン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、アクリルスチレン系樹脂、アクリルシリコーン系樹脂などが挙げられる。
これらの樹脂からなる樹脂粒子を用いても良い。樹脂粒子を、水を分散媒として分散した樹脂エマルションの状態で、色材や有機溶剤などの材料と混合してインクを得ることが可能である。前記樹脂粒子としては、適宜合成したものを使用してもよいし、市販品を使用してもよい。また、これらは、1種を単独で用いても、2種類以上の樹脂粒子を組み合わせて用いてもよい。
<Resin>
The type of resin contained in the ink is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. Examples of the resin include urethane resin, polyester resin, acrylic resin, vinyl acetate resin, styrene resin, butadiene resin, styrene-butadiene resin, vinyl chloride resin, acrylic styrene resin, and acrylic silicone resin.
Resin particles made of these resins may be used. The resin particles may be dispersed in water as a dispersion medium to form a resin emulsion, and the resin particles may be mixed with materials such as coloring materials and organic solvents to obtain an ink. The resin particles may be appropriately synthesized or may be commercially available. These may be used alone or in combination of two or more types of resin particles.
<pH調整剤>
pH調整剤としては、調合されるインクに悪影響を及ぼさずにpHを7~11に調整できるものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
その例としては、アルコールアミン類、アルカリ金属元素の水酸化物、アンモニウムの水酸化物、ホスホニウム水酸化物、アルカリ金属の炭酸塩、などが挙げられる。
インクの品質担保や吐出安定性の観点から、pHは7以上11以下であることが好ましい。
<pH Adjuster>
There are no particular limitations on the pH adjuster, so long as it can adjust the pH to 7 to 11 without adversely affecting the ink being prepared, and it can be appropriately selected depending on the purpose.
Examples of such an acid include alcohol amines, hydroxides of alkali metal elements, hydroxides of ammonium, phosphonium hydroxides, and carbonates of alkali metals.
From the viewpoint of ensuring the quality of the ink and the ejection stability, the pH is preferably 7 or more and 11 or less.
前記アルコールアミン類としては、例えば、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、2-アミノ-2-エチル-1,3プロパンジオール等が挙げられる。
前記アルカリ金属元素の水酸化物としては、例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどが挙げられる。
前記アンモニウムの水酸化物としては、例えば、水酸化アンモニウム、第4級アンモニウム水酸化物などが挙げられる。
前記ホスホニウム水酸化物としては、例えば、第4級ホスホニウム水酸化物などが挙げられる。
前記アルカリ金属の炭酸塩としては、例えば、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等が挙げられる。
pH調整剤としては、強塩基性化合物を用いることが好ましい。
強塩基化合物としては特に限定は無いが、効果的に結晶化を抑制する点から、水酸化ナトリウム又は水酸化カリウムを用いることが好ましい。
また、本発明では、インク中に、水酸化ナトリウム又は水酸化カリウムを含有させることで、インクの濡れ性を向上させることができる。
Examples of the alcohol amines include diethanolamine, triethanolamine, and 2-amino-2-ethyl-1,3-propanediol.
Examples of the hydroxides of the alkali metal elements include lithium hydroxide, sodium hydroxide, and potassium hydroxide.
Examples of the hydroxide of ammonium include ammonium hydroxide and quaternary ammonium hydroxide.
The phosphonium hydroxide may, for example, be a quaternary phosphonium hydroxide.
Examples of the alkali metal carbonate include lithium carbonate, sodium carbonate, and potassium carbonate.
As the pH adjuster, it is preferable to use a strongly basic compound.
The strong base compound is not particularly limited, but it is preferable to use sodium hydroxide or potassium hydroxide in order to effectively suppress crystallization.
In the present invention, the ink contains sodium hydroxide or potassium hydroxide, which can improve the wettability of the ink.
<水>
インクにおける水の含有量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、インクの乾燥性及び吐出信頼性の点から、10質量%以上90質量%以下が好ましく、20質量%~60質量%がより好ましい。
インクには、必要に応じて、消泡剤、防腐防黴剤、防錆剤等を加えても良い。
<Water>
The water content in the ink is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. From the viewpoints of the drying property and ejection reliability of the ink, however, the water content is preferably from 10% by mass to 90% by mass, and more preferably from 20% by mass to 60% by mass.
If necessary, an antifoaming agent, an antiseptic, an antifungal agent, an antirust agent, etc. may be added to the ink.
<消泡剤>
消泡剤としては、特に制限はなく、例えば、シリコーン系消泡剤、ポリエーテル系消泡剤、脂肪酸エステル系消泡剤などが挙げられる。これらは、1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、破泡効果に優れる点から、シリコーン系消泡剤が好ましい。
<Antifoaming agent>
The defoaming agent is not particularly limited, and examples thereof include silicone-based defoaming agents, polyether-based defoaming agents, and fatty acid ester-based defoaming agents. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, silicone-based defoaming agents are preferred because of their excellent foam breaking effect.
<防錆剤>
防錆剤としては、特に制限はなく、例えば、酸性亜硫酸塩、チオ硫酸ナトリウムなどが挙げられる。
<Rust inhibitor>
The rust inhibitor is not particularly limited, and examples thereof include acid sulfite and sodium thiosulfate.
<インク物性>
インクの物性としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、粘度、表面張力、pH等が以下の範囲であることが好ましい。
インクの25℃での粘度は、印字濃度や文字品位が向上し、また、良好な吐出性が得られる点から、5mPa・s以上30mPa・s以下が好ましく、5mPa・s以上25mPa・s以下がより好ましい。ここで、粘度は、例えば回転式粘度計(東機産業社製RE-80L)を使用することができる。測定条件としては、25℃で、標準コーンローター(1°34’×R24)、サンプル液量1.2mL、回転数50rpm、3分間で測定可能である。
インクの表面張力としては、記録媒体上で好適にインクがレベリングされ、インクの乾燥時間が短縮される点から、25℃で、35mN/m以下が好ましく、32mN/m以下がより好ましい。
インクのpHとしては、接液する金属部材の腐食防止の観点から、7~12が好ましく、8~11がより好ましい。
<Ink properties>
The physical properties of the ink are not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. For example, it is preferable that the viscosity, surface tension, pH, etc. are within the following ranges.
The viscosity of the ink at 25°C is preferably 5 mPa·s or more and 30 mPa·s or less, and more preferably 5 mPa·s or more and 25 mPa·s or less, in terms of improving the print density and character quality and obtaining good ejection properties. Here, the viscosity can be measured using, for example, a rotational viscometer (RE-80L manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.). The measurement conditions are 25°C, a standard cone rotor (1°34'×R24), a sample liquid volume of 1.2 mL, a rotation speed of 50 rpm, and 3 minutes.
The surface tension of the ink is preferably 35 mN/m or less, and more preferably 32 mN/m or less at 25° C., in order to ensure that the ink is appropriately leveled on the recording medium and the drying time of the ink is shortened.
The pH of the ink is preferably from 7 to 12, and more preferably from 8 to 11, from the viewpoint of preventing corrosion of metal members that come into contact with the ink.
<液体吐出装置>
本発明のインクは、インクジェット記録方式による各種記録装置、例えば、プリンタ、ファクシミリ装置、複写装置、プリンタ/ファックス/コピア複合機、立体造形装置などに好適に使用することができる。
本発明において、記録装置、記録方法とは、記録媒体に対してインクや各種処理液等を吐出することが可能な装置、当該装置を用いて記録を行う方法である。記録媒体とは、インクや各種処理液が一時的にでも付着可能なものを意味する。
この記録装置には、インクを吐出するヘッド部分だけでなく、記録媒体の給送、搬送、排紙に係わる手段、その他、前処理装置、後処理装置と称される装置などを含むことができる。
記録装置、記録方法は、加熱工程に用いる加熱手段、乾燥工程に用いる乾燥手段を有しても良い。加熱手段、乾燥手段には、例えば、記録媒体の印字面や裏面を加熱、乾燥する手段が含まれる。加熱手段、乾燥手段としては、特に限定されないが、例えば、温風ヒーター、赤外線ヒーターを用いることができる。加熱、乾燥は、印字前、印字中、印字後などに行うことができる。
また、記録装置、記録方法は、インクによって文字、図形等の有意な画像が可視化されるものに限定されるものではない。例えば、幾何学模様などのパターン等を形成するもの、3次元像を造形するものも含まれる。
また、記録装置には、特に限定しない限り、吐出ヘッドを移動させるシリアル型装置、吐出ヘッドを移動させないライン型装置のいずれも含まれる。
更に、この記録装置には、卓上型だけでなく、A0サイズの記録媒体への印刷も可能とする広幅の記録装置や、例えばロール状に巻き取られた連続用紙を記録媒体として用いることが可能な連帳プリンタも含まれる。
記録装置の一例について図1乃至図2を参照して説明する。図1は同装置の斜視説明図である。図2はメインタンクの斜視説明図である。記録装置の一例としての画像形成装置400は、シリアル型画像形成装置である。画像形成装置400の外装401内に機構部420が設けられている。例えば、ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)等の各色用のメインタンク410(410k、410c、410m、410y)の各インク収容部411は、例えばアルミニウムラミネートフィルム等の包装部材により形成されている。インク収容部411は、例えば、プラスチックス製の収容容器ケース414内に収容される。これによりメインタンク410は、各色のインクカートリッジとして用いられる。インクの色は、上記にあげたものに限らず任意のインク色を用いることができ、メインタンクやインク収容部も同様である。
一方、装置本体のカバー401cを開いたときの開口の奥側にはカートリッジホルダ404が設けられている。カートリッジホルダ404には、メインタンク410が着脱自在に装着される。これにより、各色用の供給チューブ436を介して、メインタンク410の各インク排出口413と各色用の吐出ヘッド434とが連通し、吐出ヘッド434から記録媒体へインクを吐出可能となる。
<Liquid ejection device>
The ink of the present invention can be suitably used in various recording devices using the ink jet recording method, such as printers, facsimile machines, copying machines, printer/fax/copier combination machines, and three-dimensional modeling devices.
In the present invention, the recording apparatus and recording method refer to an apparatus capable of ejecting ink, various treatment liquids, etc. onto a recording medium, and a method of recording using the apparatus. The recording medium refers to an object onto which ink or various treatment liquids can be attached even temporarily.
This recording device can include not only the head portion that ejects ink, but also means related to feeding, transporting and discharging the recording medium, and other devices called pre-processing devices and post-processing devices.
The recording apparatus and the recording method may have a heating means used in the heating step and a drying means used in the drying step. The heating means and the drying means include, for example, a means for heating and drying the printed surface and the back surface of the recording medium. The heating means and the drying means are not particularly limited, but for example, a hot air heater and an infrared heater can be used. Heating and drying can be performed before, during, or after printing.
Furthermore, the recording device and recording method are not limited to those that visualize meaningful images such as characters and figures with ink. For example, those that form patterns such as geometric designs and those that form three-dimensional images are also included.
Furthermore, unless otherwise specified, the recording apparatus includes both a serial type apparatus in which the discharge head is moved and a line type apparatus in which the discharge head is not moved.
Furthermore, this recording device includes not only desktop types, but also wide-width recording devices capable of printing on A0-sized recording media, and continuous-feed printers that can use continuous paper wound into a roll as a recording medium.
An example of a recording apparatus will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a perspective view of the apparatus. FIG. 2 is a perspective view of a main tank. An
On the other hand, a
この記録装置には、インクを吐出する部分だけでなく、前処理装置、後処理装置と称される装置などを含むことができる。
前処理装置、後処理装置の一態様として、ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)などのインクの場合と同様に、前処理液や、後処理液を有する液体収容部と液体吐出ヘッドを追加し、前処理液や、後処理液をインクジェット記録方式で吐出する態様がある。
This recording apparatus can include not only a portion that ejects ink, but also devices called pre-processing devices and post-processing devices.
As an embodiment of the pre-treatment device and the post-treatment device, a liquid storage section having a pre-treatment liquid and a liquid ejection head, similar to the case of inks such as black (K), cyan (C), magenta (M), and yellow (Y), and the like, are added, and the pre-treatment liquid and the post-treatment liquid are ejected by an inkjet recording method.
さらに、前記記録装置には、インクを吐出する前記液体吐出ヘッドのノズル面に洗浄液を付与する付与と、洗浄液およびインクを払拭する払拭部材とを含むことができる。 The recording device may further include a dispenser that applies cleaning liquid to the nozzle surface of the liquid ejection head that ejects ink, and a wiping member that wipes away the cleaning liquid and ink.
なお、本発明のインク中に含有されている抗菌剤、有機溶剤、樹脂、顔料、その他成分等の定性方法、定量方法としては、例えば、ガスクロマトグラフィー質量分析法(GC-MS)などが挙げられる。例えば、前記ガスクロマトグラフィー質量分析法(GC-MS)による測定装置としては、例えば、GCMS-QP2020NX(株式会社島津製作所製)などが挙げられる。インクに含まれる水分量は、一般的な方法として、ガスクロマトグラフィー質量分析法(GC-MS)による揮発成分の定量や、熱重量・示差熱同時測定法(TG-DTA)による質量変動等により測定することができる。 The antibacterial agent, organic solvent, resin, pigment, and other components contained in the ink of the present invention can be qualitatively and quantitatively analyzed, for example, by gas chromatography mass spectrometry (GC-MS). For example, a measuring device using gas chromatography mass spectrometry (GC-MS) can be GCMS-QP2020NX (manufactured by Shimadzu Corporation). The amount of water contained in the ink can be generally measured by quantifying the volatile components using gas chromatography mass spectrometry (GC-MS) or by measuring mass fluctuations using thermogravimetry-differential thermal analysis (TG-DTA).
<記録媒体>
記録に用いる記録媒体としては、特に限定されないが、普通紙、光沢紙、特殊紙、布、フィルム、OHPシート、汎用印刷紙等が挙げられる。
<Recording media>
The recording medium used for recording is not particularly limited, but examples thereof include plain paper, glossy paper, special paper, cloth, film, OHP sheets, general-purpose printing paper, and the like.
以下、調製例、製造例、実施例及び比較例を示して本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。なお、例中の「部」及び「%」は、特に断りのない限り、「質量部」及び「質量%」である。
また、特に記載が無い場合、インクの調製、評価は、室温25℃、湿度60%の条件下で行った。
The present invention will be described in more detail below with reference to Preparation Examples, Production Examples, Examples, and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these Examples. In the Examples, "parts" and "%" are "parts by mass" and "% by mass" unless otherwise specified.
Unless otherwise specified, the preparation and evaluation of inks were carried out at room temperature of 25° C. and humidity of 60%.
[顔料分散体の調製]
(調製例1)
<ブラック顔料含有ポリマー微粒子分散体の調製>
<<ポリマー溶液の調製>>
機械式攪拌機、温度計、窒素ガス導入管、還流管、及び滴下ロートを備えた1Lのフラスコ内を充分に窒素ガス置換した後、スチレン11.2g、アクリル酸2.8g、ラウリルメタクリレート12.0g、ポリエチレングリコールメタクリレート4.0g、スチレンマクロマー4.0g、及びメルカプトエタノール0.4gを混合し、65℃に昇温した。
次に、スチレン100.8g、アクリル酸25.2g、ラウリルメタクリレート108.0g、ポリエチレングリコールメタクリレート36.0g、ヒドロキシルエチルメタクリレート60.0g、スチレンマクロマー36.0g、メルカプトエタノール3.6g、アゾビスメチルバレロニトリル2.4g、及びメチルエチルケトン18gの混合溶液を2.5時間かけて、フラスコ内に滴下した。滴下後、アゾビスメチルバレロニトリル0.8g及びメチルエチルケトン18gの混合溶液を0.5時間かけて、フラスコ内に滴下した。65℃で1時間熟成した後、アゾビスメチルバレロニトリル0.8gを添加し、更に1時間熟成した。反応終了後、フラスコ内にメチルエチルケトン364gを添加し、濃度が50質量%の[ポリマー溶液A]を800g得た。
[Preparation of pigment dispersion]
(Preparation Example 1)
<Preparation of Black Pigment-Containing Polymer Microparticle Dispersion>
<<Preparation of polymer solution>>
A 1 L flask equipped with a mechanical stirrer, a thermometer, a nitrogen gas inlet tube, a reflux condenser, and a dropping funnel was thoroughly purged with nitrogen gas, and then 11.2 g of styrene, 2.8 g of acrylic acid, 12.0 g of lauryl methacrylate, 4.0 g of polyethylene glycol methacrylate, 4.0 g of styrene macromer, and 0.4 g of mercaptoethanol were mixed and heated to 65° C.
Next, a mixed solution of 100.8 g of styrene, 25.2 g of acrylic acid, 108.0 g of lauryl methacrylate, 36.0 g of polyethylene glycol methacrylate, 60.0 g of hydroxyl ethyl methacrylate, 36.0 g of styrene macromer, 3.6 g of mercaptoethanol, 2.4 g of azobismethylvaleronitrile, and 18 g of methyl ethyl ketone was dropped into the flask over 2.5 hours. After the dropwise addition, a mixed solution of 0.8 g of azobismethylvaleronitrile and 18 g of methyl ethyl ketone was dropped into the flask over 0.5 hours. After aging at 65 ° C for 1 hour, 0.8 g of azobismethylvaleronitrile was added and further aged for 1 hour. After the reaction was completed, 364 g of methyl ethyl ketone was added to the flask, and 800 g of [polymer solution A] with a concentration of 50% by mass was obtained.
<<ブラック顔料含有ポリマー微粒子分散体の調製>>
[ポリマー溶液A]を28gと、カーボンブラック(デグサ社製、FW100)を42g、1mol/Lの水酸化カリウム水溶液13.6g、メチルエチルケトン20g、及びイオン交換水13.6gを十分に攪拌した後、ロールミルを用いて混練した。得られたペーストを純水200gに投入し、充分に攪拌した後、エバポレータ用いてメチルエチルケトン及び水を留去し、更に粗大粒子を除くためにこの分散液を平均孔径5.0μmのポリビニリデンフロライドメンブランフィルターにて加圧濾過し、顔料15質量%含有、固形分20質量%の[ブラック顔料含有ポリマー微粒子分散体]を得た。得られた[ブラック顔料含有ポリマー微粒子分散体]におけるポリマー微粒子のメジアン径(D50)を測定したところ127nmであった。なお、メジアン径(D50)の測定は、粒度分布測定装置(日機装株式会社製、ナノトラックUPA-EX150)を用いた。
<<Preparation of Black Pigment-Containing Polymer Microparticle Dispersion>>
28 g of [polymer solution A], 42 g of carbon black (FW100, manufactured by Degussa), 13.6 g of 1 mol/L potassium hydroxide aqueous solution, 20 g of methyl ethyl ketone, and 13.6 g of ion-exchanged water were thoroughly stirred and then kneaded using a roll mill. The obtained paste was put into 200 g of pure water, thoroughly stirred, and then methyl ethyl ketone and water were distilled off using an evaporator. In order to further remove coarse particles, the dispersion was pressure-filtered with a polyvinylidene fluoride membrane filter having an average pore size of 5.0 μm to obtain a [black pigment-containing polymer microparticle dispersion] containing 15% by weight of pigment and 20% by weight of solids. The median diameter (D50) of the polymer microparticles in the obtained [black pigment-containing polymer microparticle dispersion] was measured and found to be 127 nm. The median diameter (D50) was measured using a particle size distribution measuring device (Nanorakku UPA-EX150, manufactured by Nikkiso Co., Ltd.).
(調製例2)
<シアン顔料含有ポリマー微粒子分散体の調製>
調製例1において、顔料としてのカーボンブラックをフタロシアニン顔料(C.I.ピグメントブルー15:3)に変更した以外は、調製例1と同様にして、[シアン顔料含有ポリマー微粒子分散体]を調製した。
得られた[シアン顔料含有ポリマー微粒子分散体]におけるポリマー微粒子について、粒度分布測定装置(日機装株式会社製、ナノトラックUPA-EX150)で測定したメジアン径(D50)は93nmであった。
(Preparation Example 2)
<Preparation of Cyan Pigment-Containing Polymer Microparticle Dispersion>
A cyan pigment-containing polymer fine particle dispersion was prepared in the same manner as in Preparation Example 1, except that the carbon black used in Preparation Example 1 was replaced with a phthalocyanine pigment (C.I. Pigment Blue 15:3).
The median diameter (D50) of the polymer fine particles in the obtained [cyan pigment-containing polymer fine particle dispersion] was 93 nm as measured with a particle size distribution measuring device (Nanotrac UPA-EX150, manufactured by Nikkiso Co., Ltd.).
(調製例3)
<マゼンタ顔料含有ポリマー微粒子分散体の調製>
調製例1において、顔料としてのカーボンブラックをマゼンタ顔料(C.I.ピグメントレッド122)に変更した以外は、調製例1と同様にして、[マゼンタ顔料含有ポリマー微粒子分散体]を調製した。
得られた[マゼンタ顔料含有ポリマー微粒子分散体]におけるポリマー微粒子について、粒度分布測定装置(日機装株式会社製、ナノトラックUPA-EX150)で測定したメジアン径(D50)は76nmであった。
(Preparation Example 3)
<Preparation of Magenta Pigment-Containing Polymer Microparticle Dispersion>
A magenta pigment-containing polymer fine particle dispersion was prepared in the same manner as in Preparation Example 1, except that the carbon black used in Preparation Example 1 was replaced with a magenta pigment (C.I. Pigment Red 122).
The median diameter (D50) of the polymer fine particles in the obtained [magenta pigment-containing polymer fine particle dispersion] was measured with a particle size distribution measuring device (Nanotrac UPA-EX150, manufactured by Nikkiso Co., Ltd.) and was found to be 76 nm.
(調製例4)
<イエロー顔料含有ポリマー微粒子分散体の調製>
調製例1において、顔料としてのカーボンブラックをビスアゾイエロー顔料(C.I.ピグメントイエロー155)に変更した以外は、調製例1と同様にして、[イエロー顔料含有ポリマー微粒子分散体]を調製した。
得られた[イエロー顔料含有ポリマー微粒子分散体]におけるポリマー微粒子について、粒度分布測定装置(日機装株式会社製、ナノトラックUPA-EX150)で測定したメジアン径(D50)は76nmであった。
(Preparation Example 4)
<Preparation of Yellow Pigment-Containing Polymer Particle Dispersion>
A yellow pigment-containing polymer fine particle dispersion was prepared in the same manner as in Preparation Example 1, except that the carbon black used in Preparation Example 1 was replaced with a bisazo yellow pigment (C.I. Pigment Yellow 155) as the pigment.
The median diameter (D50) of the polymer fine particles in the obtained [yellow pigment-containing polymer fine particle dispersion] was measured with a particle size distribution measuring device (Nanotrac UPA-EX150, manufactured by Nikkiso Co., Ltd.) and was found to be 76 nm.
(調製例5)
<白色顔料分散体の調製>
酸化チタンSTR-100W(堺化学工業株式会社製)25g、顔料分散剤TEGO Dispers651(エボニック社製)5g、水70gを混合し、ビーズミル(リサーチラボ、株式会社シンマルエンタープライゼス製)にて、0.3mmΦのジルコニアビーズを充填率60%、8m/sにて5分間分散し、体積平均粒径285nmの[白色顔料分散体]を得た。
(Preparation Example 5)
<Preparation of White Pigment Dispersion>
25 g of titanium oxide STR-100W (manufactured by Sakai Chemical Industry Co., Ltd.), 5 g of pigment dispersant TEGO Dispers 651 (manufactured by Evonik Corporation), and 70 g of water were mixed, and dispersed with 0.3 mmΦ zirconia beads at a filling rate of 60% and at 8 m/s for 5 minutes in a bead mill (Research Lab, manufactured by Shinmaru Enterprises Co., Ltd.) to obtain a [white pigment dispersion] having a volume average particle size of 285 nm.
<インクの製造例>
(実施例1)
攪拌機を備えた容器に、1,2プロパンジオール10.0部、グリセリン1.0部、エクアミドM-100(一般式(1)で表されるアミド系溶剤、出光興産株式会社製)5部、3-メトキシ-3-メチル-1-ブタノール10.0部、ポリエーテル変性シロキサン化合物(日信化学工業製 シルフェイスSAG503A)2.0部入れ、30分間混合撹拌した。次いで、抗菌剤1-1(2-ブチル-1,2-ベンゾイソチアゾリン-3-オン、ロンザジャパン株式会社製 Densil DN)0.04部、抗菌剤2-1(1,2-ベンゾイソチアゾリン-3-オン、アビシア社製Proxel GXL)0.01部、2,4,7,9-テトラメチルデカン-4,7-ジオール0.50部、2-アミノ-2-エチル-1,3-プロパンジオール0.20部、ウレタン樹脂(第一工業製薬株式会社製 スーパーフレックス210)15.0部、調製例1の[ブラック顔料含有ポリマー微粒子分散体]を4.00部、及び全体が100部となる量の高純水を加え、60分間混合撹拌した。得られた混合物を、平均孔径1.2μmのポリビニリデンフロライドメンブランフィルターで加圧濾過し、粗大粒子及びごみを除去して、実施例1のインクを得た。
<Ink manufacturing example>
Example 1
Into a vessel equipped with a stirrer were placed 10.0 parts of 1,2-propanediol, 1.0 part of glycerin, 5 parts of Equamide M-100 (an amide solvent represented by general formula (1), manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd.), 10.0 parts of 3-methoxy-3-methyl-1-butanol, and 2.0 parts of a polyether-modified siloxane compound (Silface SAG503A, manufactured by Nissin Chemical Industry Co., Ltd.), and the mixture was mixed and stirred for 30 minutes. Next, 0.04 parts of antibacterial agent 1-1 (2-butyl-1,2-benzisothiazolin-3-one, Densil DN manufactured by Lonza Japan Co., Ltd.), 0.01 parts of antibacterial agent 2-1 (1,2-benzisothiazolin-3-one, Proxel GXL manufactured by Avecia Corporation), 0.50 parts of 2,4,7,9-tetramethyldecane-4,7-diol, 0.20 parts of 2-amino-2-ethyl-1,3-propanediol, 15.0 parts of urethane resin (Superflex 210 manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.), 4.00 parts of [black pigment-containing polymer microparticle dispersion] of Preparation Example 1, and a total amount of highly pure water of 100 parts were added and mixed and stirred for 60 minutes. The resulting mixture was pressure-filtered through a polyvinylidene fluoride membrane filter having an average pore size of 1.2 μm to remove coarse particles and dust, thereby obtaining the ink of Example 1.
(実施例2~6、比較例1~4)
実施例1と同様にして、表1に示すインク処方で、有機溶剤、界面活性剤、及び消泡剤を混合撹拌し、次いで、抗菌剤、pH調整剤、樹脂及び着色剤(顔料分散体)を混合撹拌した。得られた混合物を平均孔径1.2μmのポリビニリデンフロライドメンブランフィルターで加圧濾過し、粗大粒子及びごみを除去して、実施例2~6、比較例1~4のインクを得た。
各インクの組成を下記表1に示す。
また、インクの成分の製品名及びメーカー名を表2に示し、抗菌剤種の水溶解性を表3に示す。
(Examples 2 to 6, Comparative Examples 1 to 4)
In the same manner as in Example 1, an organic solvent, a surfactant, and an antifoaming agent were mixed and stirred according to the ink formulation shown in Table 1, and then an antibacterial agent, a pH adjuster, a resin, and a colorant (pigment dispersion) were mixed and stirred. The resulting mixture was pressure filtered through a polyvinylidene fluoride membrane filter having an average pore size of 1.2 μm to remove coarse particles and dust, thereby obtaining the inks of Examples 2 to 6 and Comparative Examples 1 to 4.
The composition of each ink is shown in Table 1 below.
Table 2 shows the product names and manufacturer names of the ink components, and Table 3 shows the water solubility of the antibacterial agent types.
(評価)
上記で得られた実施例1~6、比較例1~4のインクについて、以下のように画像を形成し、評価を行った。
評価結果を表4に示す。
(evaluation)
For the inks of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 4 obtained above, images were formed and evaluated as follows.
The evaluation results are shown in Table 4.
<画像形成>
各インクをインクジェットプリンター(株式会社リコー製IPSiO GXe5500)に充填し、このプリンタを用いて、PVCフィルム(商品名:GIY11Z5、リンテック株式会社製)に対し、1200×1200dpiの解像度にてベタ印字を行った後、80℃ホットプレート上で3min放置乾燥させた画像サンプルを形成した。
<Image Formation>
Each ink was filled into an inkjet printer (IPSiO GXe5500 manufactured by Ricoh Company, Ltd.), and using this printer, solid printing was performed on a PVC film (product name: GIY11Z5 manufactured by Lintec Corporation) at a resolution of 1200 x 1200 dpi. The resulting image was then left to dry on a hot plate at 80°C for 3 minutes to form an image sample.
<インク液抗菌性>
各インクを室温(25℃)で1週間保管した後、サンアイバイオチェッカーTTC(総菌数測定用、三愛石油株式会社製)に、インクを1mL塗布し、37℃で24時間保持した後の培地上のコロニーの有無と、コロニーが検出された場合は、コロニーの密度から、添付の判定表に基づき、細菌汚染度合いを下記の評価基準で評価した。
なお、前記コロニーとは、菌の集落であり、菌には、好気性菌、真菌(カビ・酵母)が含まれる。例えば、大腸菌、黄色ブドウ球菌、緑濃菌、カビなどがコロニーを形成しうる。コロニーが形成されている場合は、前記サンアイバイオチェッカーTTCを用い、目視で確認した。
[評価基準]
A:細菌の汚染なし
B:細菌の汚染度合いが低度
C:細菌の汚染度合いが中度
D:細菌の汚染度合いが高度
<Antibacterial properties of ink>
Each ink was stored at room temperature (25°C) for one week, and then 1 mL of the ink was applied to a San-Ai Bio Checker TTC (for measuring total bacterial count, manufactured by San-Ai Oil Co., Ltd.) and held at 37°C for 24 hours. The presence or absence of colonies on the medium after that was checked, and if colonies were detected, the density of the colonies was used to evaluate the degree of bacterial contamination according to the following evaluation criteria, based on the attached judgment table.
The colonies are colonies of bacteria, including aerobic bacteria and fungi (mold and yeast). For example, Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, mold, etc., can form colonies. When colonies were formed, they were visually confirmed using the San-ai Biochecker TTC.
[Evaluation criteria]
A: No bacterial contamination B: Low level of bacterial contamination C: Medium level of bacterial contamination D: High level of bacterial contamination
<印字面抗菌性>
各インクを用いて上記画像形成方法で形成した画像サンプルを1cm角に切り出し培地に貼り付けた後、37℃で24時間保持した後、上記「インク液抗菌性」の評価と同様にして細菌汚染度合いを評価した。
[評価基準]
A:細菌の汚染なし
B:細菌の汚染度合いが低度
C:細菌の汚染度合いが中度
D:細菌の汚染度合いが高度
<Antibacterial properties of the printing surface>
Image samples formed using each ink by the above image forming method were cut into 1 cm squares and attached to culture media, and then kept at 37°C for 24 hours. The degree of bacterial contamination was then evaluated in the same manner as in the evaluation of the "antibacterial properties of the ink liquid" described above.
[Evaluation criteria]
A: No bacterial contamination B: Low level of bacterial contamination C: Medium level of bacterial contamination D: High level of bacterial contamination
<湿潤擦過後印字面抗菌性>
上記画像形成方法で形成した画像サンプルを2.5cm×20cmのサイズに切り出し、染色物摩擦堅ろう度試験機(型式:AR-2、インテック株式会社製)に設置し、純水にて100%湿潤とした白布(カナキン3号)を500gの荷重で往復速度30回/分で100回往復させた画像サンプルを実使用時の水拭き後のサンプルと仮定し、このサンプルを用いて、上記印字面抗菌性評価と同様にして抗菌性についての試験を行った。
[評価基準]
A:細菌の汚染なし
B:細菌の汚染度合いが低度
C:細菌の汚染度合いが中度
D:細菌の汚染度合いが高度
<Antibacterial properties of printed surface after wet rubbing>
The image sample formed by the above image forming method was cut into a size of 2.5 cm x 20 cm, and placed in a dyed fabric rubbing fastness tester (model: AR-2, manufactured by Intec Co., Ltd.). A white cloth (Kanakin No. 3) moistened with 100% pure water was rubbed 100 times at a reciprocating speed of 30 times/min with a load of 500 g to obtain an image sample. This image sample was assumed to be a sample after wiping with water in actual use, and a test for antibacterial properties was performed using this sample in the same manner as in the above-mentioned evaluation of antibacterial properties of the printed surface.
[Evaluation criteria]
A: No bacterial contamination B: Low level of bacterial contamination C: Medium level of bacterial contamination D: High level of bacterial contamination
<画像色ムラ>
上記画像形成方法で形成した画像サンプルについて、下記の評価基準で濃度ムラ(ビーディング)の目視判定を行った。
[評価基準]
A:全く無し。
B:15cm離れたところから濃度ムラが僅かに確認できる。
C:30cm離れたところから濃度ムラが僅かに確認できる。
D:50cm離れたところからでも濃度ムラが確認できる。
<Image color unevenness>
For the image samples formed by the above image forming method, density unevenness (beading) was visually evaluated according to the following evaluation criteria.
[Evaluation criteria]
A: None at all.
B: Slight unevenness in density can be seen from a distance of 15 cm.
C: Slight unevenness in density can be seen from a distance of 30 cm.
D: Density unevenness can be confirmed even from a distance of 50 cm.
<インク保存性>
各インクを密閉容器に入れて70℃の環境下に14日間保存した。
保存前後のインク粘度を測定して、下記計算式に基づいて粘度変化率を求め、以下の基準で評価した。
粘度変化率(%)=[(保存後粘度-保存前粘度)/保存前粘度]×100
なお、インク粘度はR型粘度計(東機産業株式会社製)を用いて、25℃で測定した。
〔評価基準〕
A:保存前後の粘度変化率が5%未満
B:保存前後の粘度変化率が5%以上8%未満
C:保存前後の粘度変化率が8%以上10%未満
D:保存前後の粘度変化率が10%以上
<Ink storage stability>
Each ink was placed in a sealed container and stored in an environment at 70° C. for 14 days.
The ink viscosity was measured before and after storage, and the rate of change in viscosity was calculated based on the following formula and evaluated according to the following criteria.
Viscosity change rate (%) = [(viscosity after storage - viscosity before storage) / viscosity before storage] x 100
The ink viscosity was measured at 25° C. using an R-type viscometer (manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.).
〔Evaluation criteria〕
A: The rate of change in viscosity before and after storage is less than 5%. B: The rate of change in viscosity before and after storage is 5% or more and less than 8%. C: The rate of change in viscosity before and after storage is 8% or more and less than 10%. D: The rate of change in viscosity before and after storage is 10% or more.
<インク吐出性>
インクジェットプリンター(IPSIO GXe3300株式会社リコー製)を用いて、インクを充填して初期充填動作を実施させた。その後ノズルチェックパターンを印字し、ノズルチェックパターンにて吐出不良(ノズルの不吐出や吐出曲がり)を確認した。吐出不良がないものについては、次にマイペーパー上に印字を行い、印刷パターンは画像領域中、印字面積が紙面全面積中、各色印字面積が5%であるチャートにおいて、本発明のイエロー・マゼンタ・シアン・ブラックの各インクを100%dutyで印字した。印字条件は、記録密度360dpiで、ワンパス印字とした。上記チャートを20枚連続で印写後、20分間吐出を実施しない給紙状態にし、これを50回繰り返して、累計1000枚印写後、ノズルチェックパターンを印字して、吐出不良(ノズルの不吐出や吐出曲がり)を確認した。各々のノズルチェックパターンにおいて、白抜け、噴射乱れの有無を目視で評価した。
<Ink ejection properties>
Using an inkjet printer (IPSIO GXe3300 manufactured by Ricoh Co., Ltd.), ink was filled and an initial filling operation was performed. After that, a nozzle check pattern was printed, and ejection defects (nozzle non-ejection or ejection deflection) were confirmed using the nozzle check pattern. For those without ejection defects, printing was then performed on my paper, and the printing pattern was printed with each of the yellow, magenta, cyan, and black inks of the present invention at 100% duty in a chart in which the printing area of each color was 5% of the total area of the paper in the image region. The printing conditions were a recording density of 360 dpi and one-pass printing. After printing 20 sheets of the above chart in succession, the paper was placed in a paper feed state in which ejection was not performed for 20 minutes, and this was repeated 50 times, and after printing a total of 1,000 sheets, a nozzle check pattern was printed to confirm ejection defects (nozzle non-ejection or ejection deflection). The presence or absence of whiteout and ejection disturbance was visually evaluated in each nozzle check pattern.
[評価基準]
A:吐出乱れなし
B:若干吐出乱れあり
C:吐出乱れあり、又は吐出しない部分あり
D:激しい吐出乱れあり、又は吐出しないノズルが多い
[Evaluation criteria]
A: No disturbance in ejection B: Slight disturbance in ejection C: Disturbance in ejection, or some nozzles not ejecting D: Severe disturbance in ejection, or many nozzles not ejecting
400 画像形成装置
401 画像形成装置の外装
401c 装置本体のカバー
404 カートリッジホルダ
410 メインタンク
410k、410c、410m、410y ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の各色用のメインタンク
411 インク収容部
413 インク排出口
414 収容容器ケース
420 機構部
434 吐出ヘッド
436 供給チューブ
400
Claims (7)
前記抗菌剤が、下記の第1の抗菌剤、及び、下記の第2の抗菌剤を含有することを特徴とするインク。
第1の抗菌剤:水溶解度1g/L未満のイソチアゾリン系化合物
第2の抗菌剤:水溶解度20g/L以上のイソチアゾリン系化合物 An ink containing an organic solvent and an antibacterial agent,
The ink, characterized in that the antibacterial agent contains the following first antibacterial agent and the following second antibacterial agent.
First antibacterial agent: an isothiazolinone compound having a water solubility of less than 1 g/L. Second antibacterial agent: an isothiazolinone compound having a water solubility of 20 g/L or more.
(前記一般式(1)中、R1、R2、及びR3は、それぞれ独立に、炭素数1以上8以下の炭化水素基を表す。) The ink according to claim 1 , wherein the ink contains water, and the organic solvent contains an amide solvent represented by the following general formula (1):
(In the general formula (1), R 1 , R 2 , and R 3 each independently represent a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms.)
A printed matter having a printed layer on a substrate, the printed layer containing a first antibacterial agent and a second antibacterial agent, the first antibacterial agent being an isothiazolinone-based compound having a water solubility of less than 1 g/L, and the second antibacterial agent being an isothiazolinone-based compound having a water solubility of 20 g/L or more.
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