JP2024059567A - Water-based ink, ink set, ink-jet recording method, and ink-jet recording apparatus - Google Patents
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Abstract
【課題】高い耐擦過性と高い発色性とを両立した画像を記録することが可能な水性インクを提供する。【解決手段】色材、及び樹脂粒子を含有するインクジェット用の水性インクである。前記樹脂粒子を形成する樹脂が、芳香族基を有するユニット、シアノ基を有するユニット、分岐アルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルに由来するユニット、及び式(1)で表されるユニットを含む。式中、nは繰り返し単位の数、R1はアルキル基、Eはエチレンオキサイド基の繰り返し単位の数であり、E≧1である。TIFF2024059567000020.tif55170【選択図】なし[Problem] To provide a water-based ink capable of recording images that combine high abrasion resistance and high color development. [Solution] A water-based ink for inkjet recording, which contains a coloring material and resin particles. The resin forming the resin particles contains a unit having an aromatic group, a unit having a cyano group, a unit derived from a (meth)acrylic acid ester having a branched alkyl group, and a unit represented by formula (1). In the formula, n is the number of repeating units, R1 is an alkyl group, E is the number of repeating units of an ethylene oxide group, and E≧1. TIFF2024059567000020.tif55170 [Selected Figure] None
Description
本発明は、水性インク、インクセット、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 a water-based ink, an ink set, an inkjet recording method, and an inkjet recording device.
近年、インクジェット記録装置は、商業印刷分野や産業印刷分野での利用が増加しつつある。これら印刷分野において記録物の性能は、所謂家庭用印刷分野と比較して、高い耐擦過性を達成しつつ、高い発色性が要求される。 In recent years, the use of inkjet recording devices has been increasing in the commercial and industrial printing fields. In these printing fields, the performance of the recorded matter must achieve high abrasion resistance and high color development compared to the so-called home printing field.
耐擦過性を達成するために樹脂粒子を含有するインクを用いる手段がある。例えば、特許文献1には、画像の耐擦過性及び写像性の両立を目的として、所定の樹脂粒子、及び水溶性有機溶剤としての環状アミド類を含有する水性インクが提案されている。上記樹脂粒子としては、シアノ基含有ユニットを含むコア部と、芳香族基含有ユニット、アニオン性基含有ユニット、及び架橋剤に由来するユニットを含み、シアノ基含有ユニットを含まないシェル部と、を有する樹脂粒子を用いることが提案されている。 One method for achieving abrasion resistance is to use an ink containing resin particles. For example, Patent Document 1 proposes an aqueous ink containing specific resin particles and cyclic amides as a water-soluble organic solvent, with the aim of achieving both abrasion resistance and image clarity of the image. It is proposed to use, as the resin particles, resin particles having a core portion containing a cyano group-containing unit, and a shell portion containing an aromatic group-containing unit, an anionic group-containing unit, and a unit derived from a crosslinking agent, but not containing a cyano group-containing unit.
本発明者らは、特許文献1の開示情報を用い耐擦過性の検討を行った。しかし、昨今求められる、より高いレベルの耐擦過性と発色性を満たす画像を得るためには、改善の余地があることがわかった。 The inventors of the present invention have investigated abrasion resistance using the information disclosed in Patent Document 1. However, they have found that there is room for improvement in order to obtain images that meet the recent demands for higher levels of abrasion resistance and color development.
したがって、本発明の目的は、高い耐擦過性と高い発色性とを両立した画像を記録することが可能な水性インクを提供することにある。また、本発明の別の目的は、この水性インクを用いたインクセット、インクジェット記録方法及び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 aqueous ink capable of recording images that combine high abrasion resistance with high color development. Another object of the present invention is to provide an ink set, an inkjet recording method, and an inkjet recording device that use this aqueous ink.
すなわち、本発明によれば、色材、及び樹脂粒子を含有するインクジェット用の水性インクであって、前記樹脂粒子を形成する樹脂が、芳香族基を有するユニット、シアノ基を有するユニット、分岐アルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルに由来するユニット、及び下記一般式(1)で表されるユニットを含むことを特徴とする水性インクが提供される。 That is, according to the present invention, there is provided an aqueous ink for inkjet use that contains a colorant and resin particles, and is characterized in that the resin that forms the resin particles contains a unit having an aromatic group, a unit having a cyano group, a unit derived from a (meth)acrylic acid ester having a branched alkyl group, and a unit represented by the following general formula (1):
(前記一般式(1)中、nは繰り返し単位の数を表し、R1はアルキル基を表し、Eはエチレンオキサイド基の繰り返し単位の数であり、E≧1である。) (In the general formula (1), n represents the number of repeating units, R1 represents an alkyl group, E represents the number of repeating units of an ethylene oxide group, and E≧1.)
本発明によれば、高い耐擦過性と高い発色性とを両立した画像を記録することが可能な水性インクを提供することができる。また、本発明によれば、この水性インクを用いたインクセット、インクジェット記録方法及び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 aqueous ink capable of recording images that have both high abrasion resistance and high color development. In addition, according to the present invention, it is possible to provide an ink set, an inkjet recording method, and an inkjet recording device that use this aqueous ink.
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のインク及び反応液のことを、単に「インク」及び「反応液」と記載することがある。物性値は、特に断りのない限り、常温(25℃)における値である。「(メタ)アクリル酸」、「(メタ)アクリレート」と記載した場合は、それぞれ「アクリル酸、メタクリル酸」、「アクリレート、メタクリレート」を意味する。本発明において、樹脂を構成する「ユニット」とは、1の単量体に由来する繰り返し単位を意味する。 The present invention will be described in more detail below with reference to preferred embodiments. In the present invention, when the compound is a salt, the salt is present in the ink in the form of dissociation into ions, but for convenience, it is expressed as "containing a salt". In addition, the aqueous ink for inkjet printing and the reaction liquid may be simply referred to as "ink" and "reaction liquid". Unless otherwise specified, the physical property values are values at room temperature (25°C). When "(meth)acrylic acid" and "(meth)acrylate" are written, they mean "acrylic acid, methacrylic acid" and "acrylate, methacrylate", respectively. In the present invention, the "unit" constituting the resin means a repeating unit derived from one monomer.
本発明者らは、商業印刷分野や産業印刷分野で要求される高い耐擦過性と高い発色性を両立する画像を記録することが可能な水性インクを構成する樹脂粒子について検討を行ったところ、以下が明らかとなった。 The inventors have investigated resin particles that make up water-based inks capable of recording images that combine high abrasion resistance and high color development, both of which are required in the commercial and industrial printing fields, and have discovered the following:
高い耐擦過性を達成するためには、次の(a)及び(b)の構成が必要であることが明らかとなった。(a)インクに含有させる樹脂粒子を形成する樹脂が、芳香族基を有するユニットを含む。(b)上記樹脂粒子を形成する樹脂が、分岐アルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルに由来するユニットを含む。 It has become clear that the following configurations (a) and (b) are necessary to achieve high abrasion resistance. (a) The resin forming the resin particles contained in the ink contains a unit having an aromatic group. (b) The resin forming the resin particles contains a unit derived from a (meth)acrylic acid ester having a branched alkyl group.
本発明者らは、上記(a)及び(b)の構成により、高い耐擦過性が発現するメカニズムを以下のように推測している。色材は通常、芳香環や脂環式炭化水素部位を有する。まず、樹脂粒子を形成する樹脂における芳香族基を有するユニットは剛直な構造であり、色材の芳香環や脂環式炭化水素部位と、樹脂粒子を形成する樹脂における芳香族基を有するユニットとが相互作用する。その相互作用で樹脂粒子と色材が互いに近くに存在することにより、画像上の樹脂粒子と色材によって形成されるインク層の硬度が高くなり、画像の耐擦過性が向上すると考えられる。樹脂粒子を形成する樹脂において、芳香族基を有するユニットを使用せず、芳香族基を有するユニットを直鎖状のユニットに置き換えた場合と比較すると、耐擦過性向上の効果の差は歴然としていた。 The present inventors speculate that the mechanism by which high abrasion resistance is achieved by the above configurations (a) and (b) is as follows. Colorants usually have aromatic rings or alicyclic hydrocarbon moieties. First, the units having aromatic groups in the resin forming the resin particles have a rigid structure, and the aromatic rings or alicyclic hydrocarbon moieties of the colorant interact with the units having aromatic groups in the resin forming the resin particles. It is believed that the resin particles and the colorant are close to each other due to this interaction, which increases the hardness of the ink layer formed by the resin particles and the colorant on the image, thereby improving the abrasion resistance of the image. Compared to the case where the units having aromatic groups are not used in the resin forming the resin particles and the units having aromatic groups are replaced with linear units, the difference in the effect of improving abrasion resistance was clear.
次に、分岐アルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルに由来するユニットを含む樹脂で形成される樹脂粒子を用いると、分岐アルキル基を直鎖アルキル基に変更した樹脂粒子を用いた場合に比べて高い耐擦過性が得られることが明らかになった。これは、分岐アルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルに由来するユニットが、分岐アルキル基の効果で記録媒体と複数箇所で結着する一方、直鎖アルキル基を有するユニットでは、記録媒体との結着箇所が少ないためと考えられる。 Next, it was revealed that the use of resin particles formed from a resin containing units derived from a (meth)acrylic acid ester having a branched alkyl group results in higher abrasion resistance than the use of resin particles in which the branched alkyl group has been changed to a linear alkyl group. This is thought to be because the units derived from a (meth)acrylic acid ester having a branched alkyl group bond to the recording medium at multiple points due to the effect of the branched alkyl group, whereas units having a linear alkyl group bond to the recording medium at fewer points.
また、高い発色性を達成するためには、次の(c)及び(d)の構成が必要であることが明らかとなった。(c)上記樹脂粒子を形成する樹脂が、シアノ基を有するユニットを含む。(d)上記樹脂粒子を形成する樹脂が、一般式(1)で表されるユニットを含む。 It has also become clear that the following configurations (c) and (d) are necessary to achieve high color development. (c) The resin forming the resin particles contains a unit having a cyano group. (d) The resin forming the resin particles contains a unit represented by general formula (1).
本発明者らは、上記(c)及び(d)の構成により、高い発色性を発現するメカニズムを以下のように推測している。色材は通常、発色団などに極性部位を有する。本発明者らは、色材の極性部位と樹脂粒子の極性部位としてシアノ基を有するユニットが相互作用することで色材の存在状態を適度に分散させ、画像上の色材の局在化を抑制して色材の発色効率を向上させることを明らかにした。さらに、樹脂粒子を形成する樹脂が一般式(1)で表されるユニットにおいてスルホン酸基を有することで、インク中及び記録媒体へのインク付与直後における樹脂粒子の凝集を緩和し、凝集に伴う発色性の低下が抑制されることを明らかにした。 The present inventors speculate that the mechanism by which the above structures (c) and (d) achieve high color development is as follows. Colorants usually have polar sites in chromophores, etc. The present inventors have clarified that the interaction between the polar sites of the colorant and units having cyano groups as polar sites of the resin particles moderately disperses the state of the colorant, suppresses localization of the colorant on the image, and improves the color development efficiency of the colorant. Furthermore, they have clarified that the resin forming the resin particles has sulfonic acid groups in the units represented by general formula (1), which reduces the aggregation of resin particles in the ink and immediately after application of the ink to a recording medium, thereby suppressing the decrease in color development due to aggregation.
上述の通り、上記(a)乃至(d)の構成を満足した樹脂粒子を用いることにより、高い耐擦過性と高い発色性とを両立した画像を記録することが可能な水性インクを提供することができる。 As described above, by using resin particles that satisfy the above configurations (a) to (d), it is possible to provide an aqueous ink that can record images that have both high abrasion resistance and high color development.
(インク)
本発明のインクは、樹脂粒子を含有するインクジェット用の水性インクである。そして、上記樹脂粒子を形成する樹脂が、芳香族基を有するユニット、シアノ基を有するユニット、分岐アルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルに由来するユニット、及び一般式(1)で表されるユニットを含む。以下、インクに用いる各成分などについて詳細に説明する。
(ink)
The ink of the present invention is a water-based ink for inkjet use that contains resin particles. The resin forming the resin particles contains a unit having an aromatic group, a unit having a cyano group, a unit derived from a (meth)acrylic acid ester having a branched alkyl group, and a unit represented by general formula (1). Each component used in the ink will be described in detail below.
[色材]
インクは色材を含有する。インクに含有させる色材としては、顔料や染料を用いることができ、それらを樹脂粒子中に内包した着色粒子などを用いることもできる。インクには、色材の1種又は2種以上を含有させることができる。色材は水性インク中に溶解又は分散させてもよいし、樹脂粒子などに内包されてもよい。なかでも、カルボン酸基の作用によって分散される色材が好ましい。インク中の色材の含有量(質量%)は、インク全質量を基準として、0.5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。
[Colorant]
The ink contains a coloring material. As the coloring material contained in the ink, a pigment or a dye can be used, and colored particles in which the pigment or dye is encapsulated in a resin particle can also be used. The ink can contain one or more types of coloring materials. The coloring material may be dissolved or dispersed in the aqueous ink, or may be encapsulated in a resin particle. Among them, a coloring material that is dispersed by the action of a carboxylic acid group is preferred. The content (mass %) of the coloring material in the ink is preferably 0.5% by mass or more and 15.0% by mass or less, and more preferably 1.0% by mass or more and 10.0% by mass or less, based on the total mass of the ink.
顔料の具体例としては、カーボンブラック、酸化チタンなどの無機顔料;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。顔料は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 Specific examples of pigments include inorganic pigments such as carbon black and titanium oxide; and organic pigments such as azo, phthalocyanine, quinacridone, isoindolinone, imidazolone, diketopyrrolopyrrole, and dioxazine. One type of pigment may be used alone, or two or more types may be used in combination.
顔料の分散方式としては、分散剤として樹脂を用いた樹脂分散顔料や、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を用いることができる。また、顔料の粒子表面に樹脂を含む有機基を化学的に結合させた樹脂結合型顔料や、顔料の粒子の表面を樹脂などで被覆したマイクロカプセル顔料などを用いることができる。これらのうちの分散方式の異なる顔料を組み合わせて使用することも可能である。本発明においては、樹脂結合型顔料やマイクロカプセル顔料ではなく、分散剤としての樹脂を顔料の粒子表面に物理吸着させた樹脂分散顔料や、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を用いることが好ましい。 As the method of dispersing the pigment, it is possible to use resin-dispersed pigments using a resin as a dispersant, or self-dispersed pigments in which hydrophilic groups are bonded to the pigment particle surface. In addition, it is possible to use resin-bonded pigments in which an organic group containing a resin is chemically bonded to the pigment particle surface, or microcapsule pigments in which the pigment particle surface is coated with a resin or the like. It is also possible to use a combination of pigments with different dispersion methods among these. In the present invention, it is preferable to use resin-dispersed pigments in which a resin as a dispersant is physically adsorbed onto the pigment particle surface, or self-dispersed pigments in which hydrophilic groups are bonded to the pigment particle surface, rather than resin-bonded pigments or microcapsule pigments.
顔料を水性媒体中に分散させるための樹脂分散剤としては、アニオン性基の作用によって顔料を水性媒体中に分散させうるものを用いることが好ましい。樹脂分散剤としては、アニオン性基を有する樹脂を用いることができ、後述するような樹脂、なかでも水溶性樹脂を用いることが好ましい。さらには、カルボン酸基を有する水溶性樹脂の作用によって分散される顔料が好ましい。インク中の顔料の含有量(質量%)は、樹脂分散剤の含有量(質量%)に対する質量比率で、0.3倍以上10.0倍以下であることが好ましい。 As a resin dispersant for dispersing a pigment in an aqueous medium, it is preferable to use one that can disperse the pigment in an aqueous medium by the action of anionic groups. As a resin dispersant, a resin having an anionic group can be used, and it is preferable to use a resin such as that described below, especially a water-soluble resin. Furthermore, a pigment that is dispersed by the action of a water-soluble resin having a carboxylic acid group is preferable. The content (mass%) of the pigment in the ink is preferably 0.3 to 10.0 times the content (mass%) of the resin dispersant in terms of mass ratio.
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。なかでも、カルボン酸基が、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が好ましい。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。色材として自己分散顔料を用いる場合、顔料の粒子表面に他の原子団を介してアニオン性基(好適にはカルボン酸基)が結合したものを用いることが好ましい。なかでも、顔料の粒子表面に-C6H3-(COOM)2(フタル酸構造)が結合した自己分散顔料が特に好ましい。 As the self-dispersing pigment, a pigment having an anionic group such as a carboxylic acid group, a sulfonic acid group, or a phosphonic acid group bonded to the surface of the pigment particles directly or via another atomic group (-R-) can be used. Among them, a pigment having a carboxylic acid group bonded to the surface of the pigment particles directly or via another atomic group (-R-) is preferred. The anionic group may be either an acid type or a salt type, and in the case of a salt type, it may be either a partially dissociated state or a completely dissociated state. In the case of the anionic group being a salt type, examples of the cation serving as the counter ion include an alkali metal cation, ammonium, and organic ammonium. 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 or a naphthylene group; a carbonyl group; an imino group; an amide group; a sulfonyl group; an ester group; and an ether group. In addition, a group formed by combining these groups may be used. When a self-dispersing pigment is used as a colorant, it is preferable to use one in which an anionic group (preferably a carboxylic acid group) is bonded to the particle surface of the pigment via another atomic group. In particular, a self-dispersing pigment in which -C 6 H 3 -(COOM) 2 (phthalic acid structure) is bonded to the particle surface of the pigment is particularly preferable.
染料としては、アニオン性基を有するものを用いることが好ましい。染料の具体例としては、アゾ、トリフェニルメタン、(アザ)フタロシアニン、キサンテン、アントラピリドンなどの染料を挙げることができる。染料は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。色材は、顔料であることが好ましく、樹脂分散顔料や自己分散顔料であることがさらに好ましい。 It is preferable to use a dye having an anionic group. Specific examples of dyes include azo, triphenylmethane, (aza)phthalocyanine, xanthene, and anthrapyridone dyes. A single type of dye may be used alone, or two or more types may be used in combination. The coloring material is preferably a pigment, and more preferably a resin-dispersed pigment or a self-dispersed pigment.
[樹脂粒子]
インクは樹脂粒子を含有する。本明細書における「樹脂粒子」とは、水性媒体中に分散し、粒子径を有する状態で水性媒体中に存在しうる樹脂を意味する。このため、樹脂粒子はインクに分散した状態、すなわち、樹脂エマルションの状態で存在する。また、この樹脂粒子は、色材(染料、顔料、蛍光などにより発色する不可視の色材など)を内包してもよいし、色材を内包しないものであってもよい。樹脂粒子は、単層のものであっても、複数の層で形成されるものであってもよい。なかでも、樹脂粒子は単層のものであること、すなわち、コアシェル構造を有しないものが好ましい。
[Resin particles]
The ink contains resin particles. In this specification, the term "resin particles" refers to a resin that can be dispersed in an aqueous medium and exist in the aqueous medium in a state of having a particle size. Therefore, the resin particles exist in a dispersed state in the ink, that is, in a state of a resin emulsion. In addition, the resin particles may contain a coloring material (such as a dye, a pigment, or an invisible coloring material that develops color by fluorescence, etc.) or may not contain a coloring material. The resin particles may be of a single layer or may be formed of multiple layers. Among them, it is preferable that the resin particles are of a single layer, that is, that they do not have a core-shell structure.
ある樹脂が「樹脂粒子」であるか否かについては、以下に示す方法にしたがって判断することができる。まず、酸価相当のアルカリ(水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなど)により中和された樹脂を含む液体(樹脂固形分:10質量%)を用意する。次いで、用意した液体を純水で10倍(体積基準)に希釈して試料溶液を調製する。そして、試料溶液中の樹脂の粒子径を動的光散乱法により測定した場合に、粒子径を有する粒子が測定された場合に、その樹脂は「樹脂粒子」であると判断することができる。動的光散乱法による粒度分布測定装置としては粒度分析計(例えば、商品名「UPA-EX150」、日機装製)などを使用することができる。この際の測定条件は、例えば、SetZero:30秒、測定回数:3回、測定時間:180秒、形状:真球形、屈折率:1.59、とすることができる。勿論、使用する粒度分布測定装置や測定条件などは上記に限られるものではない。中和した樹脂を用いて粒子径を測定するのは、十分に中和されて粒子をより形成しにくい状態となっても、粒子が形成されていることを確認するためである。このような条件であっても粒子の形状を持つ樹脂は、水性インク中でも粒子の状態で存在する。 Whether or not a certain resin is a "resin particle" can be determined according to the following method. First, prepare a liquid (resin solid content: 10% by mass) containing a resin neutralized with an alkali (sodium hydroxide, potassium hydroxide, etc.) equivalent to the acid value. Next, dilute the prepared liquid 10 times (volume basis) with pure water to prepare a sample solution. Then, when the particle size of the resin in the sample solution is measured by dynamic light scattering, if particles having a particle size are measured, the resin can be determined to be a "resin particle". A particle size analyzer (for example, product name "UPA-EX150", manufactured by Nikkiso) can be used as a particle size distribution measurement device using the dynamic light scattering method. The measurement conditions at this time can be, for example, SetZero: 30 seconds, number of measurements: 3 times, measurement time: 180 seconds, shape: spherical, refractive index: 1.59. Of course, the particle size distribution measurement device and measurement conditions used are not limited to those described above. The particle size is measured using neutralized resin in order to confirm that particles are formed even when the resin is sufficiently neutralized to make it more difficult to form particles. Even under these conditions, resins that have a particulate shape will remain in particulate form in the water-based ink.
樹脂粒子を形成する樹脂は、芳香族基を有するユニット、シアノ基を有するユニット、分岐アルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルに由来するユニット、及び一般式(1)で表されるユニットを含む。樹脂粒子を形成する樹脂に占める、上記4種のユニットを含む樹脂の割合(質量%)は、樹脂全質量を基準として、50.00質量%以上であることが好ましく、100.00質量%であることがさらに好ましい。すなわち、樹脂粒子は、上記4種のユニットを含む樹脂のみによって実質的に形成されていることが好ましい。 The resin forming the resin particles contains a unit having an aromatic group, a unit having a cyano group, a unit derived from a (meth)acrylic acid ester having a branched alkyl group, and a unit represented by general formula (1). The proportion (mass %) of the resin containing the above four types of units in the resin forming the resin particles is preferably 50.00 mass % or more, and more preferably 100.00 mass %, based on the total mass of the resin. In other words, it is preferable that the resin particles are substantially formed only from the resin containing the above four types of units.
樹脂粒子を形成する樹脂は、芳香族基を有するユニットを含む。重合により芳香族基を有するユニットとなるモノマーとしては、芳香族基を有するとともに、エチレン性不飽和結合などの重合性官能基を分子内に1つ有するものが好ましく、芳香族基を有するエチレン性不飽和モノマーがより好ましい。したがって、芳香族基を有するユニットは、芳香族基を有するエチレン性不飽和モノマーに由来するユニットであることがより好ましい。 The resin forming the resin particles contains a unit having an aromatic group. As a monomer that becomes a unit having an aromatic group by polymerization, it is preferable that the monomer has an aromatic group and one polymerizable functional group such as an ethylenically unsaturated bond in the molecule, and an ethylenically unsaturated monomer having an aromatic group is more preferable. Therefore, it is more preferable that the unit having an aromatic group is a unit derived from an ethylenically unsaturated monomer having an aromatic group.
芳香族基としては、置換基を有していてもよい、フェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、アントリル基、カルバゾール基、トリアジニル基、及びピレニル基などを挙げることができる。置換基としては、例えば、アルキル基、及びハロゲン原子などを挙げることができる。これらの芳香族基のなかでも、無置換のフェニル基や、アルキル基及びハロゲン原子からなる群より選ばれる少なくとも1種の置換基で置換されたフェニル基が好ましい。 Examples of aromatic groups include phenyl, biphenyl, naphthyl, anthryl, carbazole, triazinyl, and pyrenyl groups, each of which may have a substituent. Examples of the substituent include alkyl groups and halogen atoms. Among these aromatic groups, unsubstituted phenyl groups and phenyl groups substituted with at least one type of substituent selected from the group consisting of alkyl groups and halogen atoms are preferred.
芳香族基を有するユニットを形成するモノマーとしては、例えば、スチレン、4-メチルスチレン、p-フルオロスチレン、p-クロロスチレン、α-メチルスチレン、2-ビニルナフタレン、9-ビニルアントラセン、9-ビニルカルバゾール、フェニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、2-フェノキシエチル(メタ)アクリレート、2,4-ジアミノ-6-((メタ)アクリロイルオキシ)エチル-1,3,5-トリアジン、2-ナフチル(メタ)アクリレート、9-アントリル(メタ)アクリレート、及び(1-ピレニル)メチル(メタ)アクリレートなどを挙げることができる。これらの1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。これらのなかでも、スチレン、4-メチルスチレン、2-クロロスチレン、p-フルオロスチレン、p-クロロスチレンが好ましい。 Examples of monomers that form units having an aromatic group include styrene, 4-methylstyrene, p-fluorostyrene, p-chlorostyrene, α-methylstyrene, 2-vinylnaphthalene, 9-vinylanthracene, 9-vinylcarbazole, phenyl(meth)acrylate, benzyl(meth)acrylate, 2-phenoxyethyl(meth)acrylate, 2,4-diamino-6-((meth)acryloyloxy)ethyl-1,3,5-triazine, 2-naphthyl(meth)acrylate, 9-anthryl(meth)acrylate, and (1-pyrenyl)methyl(meth)acrylate. These may be used alone or in combination of two or more. Of these, styrene, 4-methylstyrene, 2-chlorostyrene, p-fluorostyrene, and p-chlorostyrene are preferred.
画像の耐擦過性をさらに高めることが可能であるため、芳香族基を有するユニットは、下記一般式(2)で表されるユニットであることが好ましい。一般式(2)中のR2はフェニル基における置換基を表し、yはその置換基の数を表す。一般式(2)におけるR2のアルキル基は、炭素数1乃至6程度の、直鎖又は分岐鎖のアルキル基を挙げることができる。また、ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子などを挙げることができる。yは0乃至5の整数であり、0又は1であることが好ましく、0であることがさらに好ましい。yが0の場合、一般式(2)で表されるユニットは無置換のフェニル基を有することとなる。一般式(2)で表されるユニットとしては、具体的には、スチレン、4-メチルスチレン、及び2-クロロスチレンからなる群より選ばれる少なくとも1種のモノマーに由来するユニットであることがさらに好ましい。 Since it is possible to further improve the scratch resistance of the image, the unit having an aromatic group is preferably a unit represented by the following general formula (2). In general formula (2), R 2 represents a substituent in the phenyl group, and y represents the number of the substituents. The alkyl group of R 2 in general formula (2) can be a linear or branched alkyl group having about 1 to 6 carbon atoms. In addition, examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, and a bromine atom. y is an integer of 0 to 5, preferably 0 or 1, and more preferably 0. When y is 0, the unit represented by general formula (2) has an unsubstituted phenyl group. Specifically, the unit represented by general formula (2) is more preferably a unit derived from at least one monomer selected from the group consisting of styrene, 4-methylstyrene, and 2-chlorostyrene.
(前記一般式(2)中、xは繰り返し単位であり、R2はそれぞれ独立に、アルキル基、又はハロゲン原子を表し、yは0乃至5の整数である。) (In the general formula (2), x is a repeating unit, each R2 independently represents an alkyl group or a halogen atom, and y is an integer of 0 to 5.)
樹脂粒子を形成する樹脂に占める、芳香族基を有するユニットの割合(質量%)は、樹脂全質量を基準として、20.0質量%以上50.0質量%以下であることが好ましく、30.0質量%以上45.0質量%以下であることがさらに好ましい。芳香族基を有するユニットの上記割合(質量%)が20.0質量%以上であることにより、インク層の強度が適度に高くなり、画像の耐擦過性をさらに高めることが可能である。一方、芳香族基を有するユニットの上記割合(質量%)が50.0質量%以下であることにより、インクが付与された記録媒体におけるインク層の粘度が適度に保たれるため、画像の耐擦過性をさらに高めることが可能である。 The proportion (mass %) of units having aromatic groups in the resin forming the resin particles is preferably 20.0 mass % or more and 50.0 mass % or less, and more preferably 30.0 mass % or more and 45.0 mass % or less, based on the total mass of the resin. When the above proportion (mass %) of units having aromatic groups is 20.0 mass % or more, the strength of the ink layer is appropriately increased, and the scratch resistance of the image can be further improved. On the other hand, when the above proportion (mass %) of units having aromatic groups is 50.0 mass % or less, the viscosity of the ink layer on the recording medium to which the ink is applied is appropriately maintained, and the scratch resistance of the image can be further improved.
樹脂粒子を形成する樹脂は、シアノ基(ニトリル基とも称される。)を有するユニットを含む。重合によりシアノ基を有するユニットとなるモノマーとしては、シアノ基を有するとともに、エチレン性不飽和結合などの重合性官能基を分子内に1つ有するものが好ましく、シアノ基を有するエチレン性不飽和モノマーがより好ましい。したがって、シアノ基を有するユニットは、シアノ基を有するエチレン性不飽和モノマーに由来するユニットであることがより好ましい。 The resin forming the resin particles contains a unit having a cyano group (also called a nitrile group). As a monomer that becomes a unit having a cyano group by polymerization, it is preferable that the monomer has a cyano group and one polymerizable functional group such as an ethylenically unsaturated bond in the molecule, and an ethylenically unsaturated monomer having a cyano group is more preferable. Therefore, it is more preferable that the unit having a cyano group is a unit derived from an ethylenically unsaturated monomer having a cyano group.
シアノ基を有するユニットを形成するモノマーとしては、例えば、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、クロロアクリロニトリル、及び2-シアノエチル(メタ)アクリレートなどを挙げることができる。これらの1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。画像の発色性をさらに高めることが可能であるため、アクリロニトリル及びメタクリロニトリルが好ましい。すなわち、シアノ基を有するユニットは、アクリロニトリル及びメタクリロニトリルからなる群より選ばれる少なくとも1種のモノマーに由来するユニットであることが好ましい。なお、シアノ基及び芳香族基の両方を有するユニット及びモノマーは、それぞれ、上述の芳香族基を有するユニット、及びそのユニットを形成するモノマーに該当することとする。 Examples of monomers that form a unit having a cyano group include acrylonitrile, methacrylonitrile, chloroacrylonitrile, and 2-cyanoethyl (meth)acrylate. These may be used alone or in combination of two or more. Acrylonitrile and methacrylonitrile are preferred because they can further enhance the color development of the image. In other words, the unit having a cyano group is preferably a unit derived from at least one monomer selected from the group consisting of acrylonitrile and methacrylonitrile. Note that the unit and monomer having both a cyano group and an aromatic group correspond to the above-mentioned unit having an aromatic group and the monomer that forms the unit, respectively.
樹脂粒子を形成する樹脂に占める、シアノ基を有するユニットの割合(質量%)は、樹脂全質量を基準として、5.0質量%以上50.0質量%以下であることが好ましく、10.0質量%以上25.0質量%以下であることがさらに好ましい。シアノ基を有するユニットの上記割合(質量%)が5.0質量%以上であることにより、色材の局在化を抑制する作用が生じやすく、画像の発色性をさらに高めることが可能である。一方、シアノ基を有するユニットの上記割合(質量%)が50.0質量%以下であることにより、樹脂粒子の周囲に色材が密集しすぎることによって生ずる色材の局在化を抑制することができ、画像の発色性をさらに高めることが可能である。 The proportion (mass %) of units having a cyano group in the resin forming the resin particles is preferably 5.0 mass % or more and 50.0 mass % or less, and more preferably 10.0 mass % or more and 25.0 mass % or less, based on the total mass of the resin. When the above proportion (mass %) of units having a cyano group is 5.0 mass % or more, the effect of suppressing localization of the coloring material is easily produced, and the color development of the image can be further improved. On the other hand, when the above proportion (mass %) of units having a cyano group is 50.0 mass % or less, the localization of the coloring material caused by the coloring material being too densely packed around the resin particles can be suppressed, and the color development of the image can be further improved.
樹脂粒子を形成する樹脂は、分岐アルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルに由来するユニットを含む。分岐アルキル基の炭素原子数は、3以上10以下であることが好ましく、4以上8以下であることがさらに好ましい。分岐アルキル基としては、例えば、イソプロピル基、sec-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、及び2-エチルヘキシル基などを挙げることができる。 The resin forming the resin particles contains units derived from a (meth)acrylic acid ester having a branched alkyl group. The branched alkyl group preferably has 3 to 10 carbon atoms, more preferably 4 to 8 carbon atoms. Examples of branched alkyl groups include an isopropyl group, a sec-butyl group, an isobutyl group, a tert-butyl group, and a 2-ethylhexyl group.
分岐アルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルとしては、例えば、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸sec-ブチル、及び(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシルなどを挙げることができる。これらの1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。画像の耐擦過性をさらに高めることが可能であるため、アクリル酸2-エチルヘキシルが好ましく、分岐アルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルに由来するユニットはアクリル酸2-エチルヘキシルに由来するユニットであることが好ましい。なお、分岐アルキル基及び芳香族基の両方を有する(メタ)アクリル酸エステルは、上述の芳香族基を有するユニットを形成するモノマーに該当することとする。また、分岐アルキル基及びシアノ基の両方を有する(メタ)アクリル酸エステルは、上述のシアノ基を有するユニットを形成するモノマーに該当することとする。 Examples of (meth)acrylic acid esters having a branched alkyl group include isobutyl (meth)acrylate, sec-butyl (meth)acrylate, and 2-ethylhexyl (meth)acrylate. These may be used alone or in combination of two or more. 2-ethylhexyl acrylate is preferred because it is possible to further improve the scratch resistance of the image, and the unit derived from a (meth)acrylic acid ester having a branched alkyl group is preferably a unit derived from 2-ethylhexyl acrylate. Note that a (meth)acrylic acid ester having both a branched alkyl group and an aromatic group corresponds to a monomer that forms a unit having an aromatic group as described above. Also, a (meth)acrylic acid ester having both a branched alkyl group and a cyano group corresponds to a monomer that forms a unit having a cyano group as described above.
樹脂粒子を形成する樹脂に占める、分岐アルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルに由来するユニットの割合(質量%)は、樹脂全質量を基準として、10.0質量%以上50.0質量%以下であることが好ましい。分岐アルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルに由来するユニットの上記割合(質量%)は、10.0質量%以上40.0質量%以下であることがより好ましく、20.0質量%以上35.0質量%以下であることがさらに好ましい。分岐アルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルに由来するユニットの上記割合(質量%)が10.0質量%以上であることにより、記録媒体への樹脂粒子の結着性が高まりやすく、画像の耐擦過性をさらに高めることが可能である。一方、分岐アルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルに由来するユニットの上記割合(質量%)が50.0質量%以下であることにより、アルキル基の絡み合いによる樹脂粒子の凝集を適度に抑制しやすく、画像の発色性をさらに高めることが可能である。 The proportion (mass%) of units derived from (meth)acrylic acid esters having branched alkyl groups in the resin forming the resin particles is preferably 10.0% by mass or more and 50.0% by mass or less, based on the total mass of the resin. The above proportion (mass%) of units derived from (meth)acrylic acid esters having branched alkyl groups is more preferably 10.0% by mass or more and 40.0% by mass or less, and even more preferably 20.0% by mass or more and 35.0% by mass or less. When the above proportion (mass%) of units derived from (meth)acrylic acid esters having branched alkyl groups is 10.0% by mass or more, the adhesion of the resin particles to the recording medium is easily increased, and the scratch resistance of the image can be further improved. On the other hand, when the above proportion (mass%) of units derived from (meth)acrylic acid esters having branched alkyl groups is 50.0% by mass or less, the aggregation of the resin particles due to the entanglement of the alkyl groups is appropriately suppressed, and the color development of the image can be further improved.
樹脂粒子を形成する樹脂は、下記一般式(1)で表されるユニットを含む。下記一般式(1)中、nは繰り返し単位の数を表し、R1はアルキル基を表し、Eはエチレンオキサイド基の繰り返し単位の数であり、E≧1である。 The resin forming the resin particles contains a unit represented by the following general formula (1): In the following general formula (1), n represents the number of repeating units, R1 represents an alkyl group, E represents the number of repeating units of an ethylene oxide group, and E≧1.
重合により一般式(1)で表されるユニットとなるモノマーとしては、下記一般式(3)で表される化合物を用いることができる。一般式(3)で表される化合物の1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。下記一般式(3)中のR1及びEは、一般式(1)と同義である。 As a monomer that becomes a unit represented by general formula (1) by polymerization, a compound represented by the following general formula (3) can be used. One type of compound represented by general formula (3) may be used alone, or two or more types may be used in combination. R1 and E in the following general formula (3) have the same meanings as those in general formula (1).
一般式(3)で表される化合物は、分子の末端に重合性官能基であるビニル基が結合している。一般式(3)で表される化合物における親水部は、ポリオキシエチレン(-(C2H4O)E-)とスルホン酸(-SO3 -)のエステル化した部位(硫酸エステル;-O-SO3 -)である。また、一般式(3)で表される化合物における疎水部は、R1で表されるアルキル基である。親水部と疎水部とは、エーテル基(-O-)を介して結合している。一般式(1)で表されるユニットとなるモノマーとして具体的には、「[(α-[1-(アルキルオキシ)-3-(アリルオキシ)プロパン-2-イル]-ω-ヒドロキシポリ(オキシエチレン)を主成分とする、{2-[(アリルオキシ)メチル]オキシランとアルカノールの反応生成物}・オキシラン重付加物)の硫酸エステル化反応生成物]の塩」を挙げることができる。 The compound represented by the general formula (3) has a vinyl group, which is a polymerizable functional group, bonded to the end of the molecule. The hydrophilic portion of the compound represented by the general formula (3) is an esterified portion (sulfuric acid ester; -O-SO 3 - ) of polyoxyethylene (-(C 2 H 4 O) E -) and sulfonic acid (-SO 3 - ). The hydrophobic portion of the compound represented by the general formula (3) is an alkyl group represented by R 1. The hydrophilic portion and the hydrophobic portion are bonded via an ether group (-O-). A specific example of a monomer that can be the unit represented by the general formula (1) is a salt of a sulfate esterification reaction product of {a reaction product of 2-[(allyloxy)methyl]oxirane and an alkanol}·oxirane polyadduct) containing α-[1-(alkyloxy)-3-(allyloxy)propan-2-yl]-ω-hydroxypoly(oxyethylene) as the main component].
一般式(1)中のR1で表されるアルキル基は、直鎖アルキル基及び分岐アルキル基のいずれでもよく、その炭素原子数は9以上14以下であることが好ましい。炭素数が9以上であると、アルキル基の立体障害によって、インク中及び記録媒体へのインク付与直後における樹脂粒子の凝集を緩和しやすく、画像の発色性をさらに高めることが可能である。一方、炭素数が14以下であることにより、アルキル基の疎水性が適度に抑えられることで、樹脂粒子の凝集を緩和し、画像の発色性をさらに高めることが可能である。 The alkyl group represented by R1 in general formula (1) may be either a linear alkyl group or a branched alkyl group, and preferably has 9 to 14 carbon atoms. When the number of carbon atoms is 9 or more, the steric hindrance of the alkyl group easily alleviates the aggregation of the resin particles in the ink and immediately after application of the ink to a recording medium, and the color development of the image can be further improved. On the other hand, when the number of carbon atoms is 14 or less, the hydrophobicity of the alkyl group is appropriately suppressed, so that the aggregation of the resin particles is alleviated and the color development of the image can be further improved.
一般式(1)中のEで表されるエチレンオキサイド基の繰り返し単位の数は、5以上30以下であることが好ましい。エチレンオキサイド基の繰り返し単位の数が5以上であることにより、樹脂粒子の親水性が適度に保たれることで、樹脂粒子の凝集を緩和し、画像の発色性をさらに高めることが可能である。一方、エチレンオキサイド基の繰り返し単位の数が30以下であることにより、インク中及び記録媒体へのインク付与直後における樹脂粒子の凝集を緩和しやすく、画像の発色性をさらに高めることが可能である。 The number of repeating units of the ethylene oxide group represented by E in general formula (1) is preferably 5 or more and 30 or less. By having the number of repeating units of the ethylene oxide group of 5 or more, the hydrophilicity of the resin particles is appropriately maintained, which makes it possible to alleviate the aggregation of the resin particles and further enhance the color development of the image. On the other hand, by having the number of repeating units of the ethylene oxide group of 30 or less, it is easy to alleviate the aggregation of the resin particles in the ink and immediately after the ink is applied to the recording medium, which makes it possible to further enhance the color development of the image.
樹脂粒子を形成する樹脂に占める、一般式(1)で表されるユニットの割合(質量%)は、樹脂全質量を基準として、1.0質量%以上10.0質量%以下であることが好ましく、2.0質量%以上9.0質量%以下であることがさらに好ましい。一般式(1)で表されるユニットの上記割合(質量%)が1.0質量%以上であることにより、インク中及び記録媒体へのインク付与直後における樹脂粒子の凝集を緩和し、画像の発色性をさらに高めることが可能である。また、一般式(1)で表されるユニットの上記割合(質量%)が10.0質量%以下であることにより、樹脂粒子の親水性が適度に抑えられることから、画像の耐擦過性をさらに高めることが可能である。 The proportion (mass %) of the unit represented by general formula (1) in the resin forming the resin particles is preferably 1.0 mass % or more and 10.0 mass % or less, and more preferably 2.0 mass % or more and 9.0 mass % or less, based on the total mass of the resin. When the proportion (mass %) of the unit represented by general formula (1) is 1.0 mass % or more, it is possible to alleviate the aggregation of the resin particles in the ink and immediately after the ink is applied to the recording medium, and to further improve the color development of the image. In addition, when the proportion (mass %) of the unit represented by general formula (1) is 10.0 mass % or less, the hydrophilicity of the resin particles is appropriately suppressed, and the scratch resistance of the image can be further improved.
樹脂粒子を形成する樹脂は、本発明による効果が損なわれない限り、上述した各ユニット以外のユニット(その他のユニット)を含んでいてもよい。その他のユニットとしては、上述した各ユニットを除く、親水性ユニットや疎水性ユニットが挙げられる。 The resin forming the resin particles may contain units (other units) other than the units described above, as long as the effects of the present invention are not impaired. Examples of other units include hydrophilic units and hydrophobic units other than the units described above.
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。アニオン性基としては、例えば、カルボン酸基、フェノール性ヒドロキシ基、リン酸エステル基などが挙げられる。重合により親水性基を有するユニットとなるモノマーとしては、アニオン性基を有するとともに、エチレン性不飽和結合などの重合性官能基を分子内に1つ有するものが好ましく、アニオン性基を有するエチレン性不飽和モノマーがより好ましい。そのようなモノマーの1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 The hydrophilic unit is a unit having a hydrophilic group such as an anionic group. Examples of the anionic group include a carboxylic acid group, a phenolic hydroxy group, and a phosphate ester group. As a monomer that becomes a unit having a hydrophilic group by polymerization, a monomer having an anionic group and one polymerizable functional group such as an ethylenically unsaturated bond in the molecule is preferable, and an ethylenically unsaturated monomer having an anionic group is more preferable. One type of such monomer may be used alone, or two or more types may be used in combination.
樹脂粒子を形成する樹脂に占める、その他のユニットとしての親水性ユニットの割合(質量%)は、樹脂全質量を基準として、1.0質量%以上15.0質量%以下であることが好ましく、2.0質量%以上10.0質量%以下であることがさらに好ましい。親水性ユニットの上記割合(質量%)が1.0質量%以上であることにより、インクの吐出特性が高まりやすい。一方、アニオン性基を有するユニットの上記割合(質量%)が15.0質量%以下であることにより、樹脂粒子の親水性が適度に抑えられることから、画像の耐擦過性が高まりやすい。 The proportion (mass %) of hydrophilic units as other units in the resin forming the resin particles is preferably 1.0 mass % or more and 15.0 mass % or less, and more preferably 2.0 mass % or more and 10.0 mass % or less, based on the total mass of the resin. When the above proportion (mass %) of hydrophilic units is 1.0 mass % or more, the ejection characteristics of the ink tend to be improved. On the other hand, when the above proportion (mass %) of units having an anionic group is 15.0 mass % or less, the hydrophilicity of the resin particles is appropriately suppressed, and the scratch resistance of the image tends to be improved.
親水性ユニットのなかでも、カルボン酸基を有するユニットを含む樹脂で形成される樹脂粒子が好ましい。カルボン酸基を有するユニットは、カルボン酸基を有するモノマーを重合することで形成されるユニットである。カルボン酸基を有するモノマーとしては、カルボン酸基を有するとともに、エチレン性不飽和結合などの重合性官能基を分子内に1つ有するものが好ましく、カルボン酸基を有するエチレン性不飽和モノマーがより好ましい。したがって、カルボン酸基を有するユニットは、カルボン酸基を有するエチレン性不飽和モノマーに由来するユニットであることがより好ましい。カルボン酸基は無水物や塩であってもよい。カルボン酸基を有するユニットを形成するモノマーとしては、例えば、(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;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;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。樹脂粒子を形成する樹脂に占める、カルボン酸基を有するユニットの割合(質量%)は、樹脂全質量を基準として、1.0質量%以上10.0質量%以下であることが好ましく、2.0質量%以上9.0質量%以下であることがさらに好ましい。 Among the hydrophilic units, resin particles formed of a resin containing a unit having a carboxylic acid group are preferred. The unit having a carboxylic acid group is a unit formed by polymerizing a monomer having a carboxylic acid group. As a monomer having a carboxylic acid group, a monomer having a carboxylic acid group and one polymerizable functional group such as an ethylenically unsaturated bond in the molecule is preferred, and an ethylenically unsaturated monomer having a carboxylic acid group is more preferred. Therefore, it is more preferred that the unit having a carboxylic acid group is a unit derived from an ethylenically unsaturated monomer having a carboxylic acid group. The carboxylic acid group may be an anhydride or a salt. Examples of monomers forming a unit having a carboxylic acid group include acidic monomers having a carboxylic acid group such as (meth)acrylic acid, itaconic acid, maleic acid, and fumaric acid; anionic monomers such as anhydrides and salts of these acidic monomers; and the like. Examples of cations constituting the salt of an acidic monomer include ions of lithium, sodium, potassium, ammonium, and organic ammonium. The proportion (mass %) of units having carboxylic acid groups in the resin forming the resin particles is preferably 1.0 mass % or more and 10.0 mass % or less, and more preferably 2.0 mass % or more and 9.0 mass % or less, based on the total mass of the resin.
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、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸ブチルなどの(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。疎水性モノマーの1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 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 that does not have a hydrophilic group such as an anionic group. Specific examples of hydrophobic monomers include (meth)acrylic acid ester monomers such as methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, and butyl (meth)acrylate. One type of hydrophobic monomer may be used alone, or two or more types may be used in combination.
樹脂粒子を形成する樹脂に占める、その他のユニットとしての疎水性ユニットの割合(質量%)は、樹脂全質量を基準として、1.0質量%以上40.0質量%以下であることが好ましく、2.0質量%以上20.0質量%以下であることがさらに好ましい。 The proportion (mass %) of hydrophobic units as other units in the resin forming the resin particles is preferably 1.0 mass % or more and 40.0 mass % or less, based on the total mass of the resin, and more preferably 2.0 mass % or more and 20.0 mass % or less.
樹脂粒子を形成する樹脂に占める、芳香族基を有するユニットの割合W1(質量%)と、一般式(1)で表されるユニットの割合W2(質量%)とは、4.0≦W1/W2≦40.0の関係にあることが好ましい。上記W1及びW2は、6.5≦W1/W2≦10.0の関係にあることがさらに好ましい。W1/W2の値が4.0倍以上であることにより、高い発色性能を維持したまま高い耐擦過性を発揮しやすくなる。一方、W1/W2の値が40.0倍以下であることにより、高い耐擦過性を維持したまま高い発色性を発揮しやすくなる。 The ratio W1 (mass%) of units having aromatic groups in the resin forming the resin particles and the ratio W2 (mass%) of units represented by general formula (1) preferably have a relationship of 4.0≦W1/W2≦40.0. It is even more preferable that the above W1 and W2 have a relationship of 6.5≦W1/W2≦10.0. When the value of W1/W2 is 4.0 times or more, it becomes easier to exhibit high abrasion resistance while maintaining high color development performance. On the other hand, when the value of W1/W2 is 40.0 times or less, it becomes easier to exhibit high color development while maintaining high abrasion resistance.
インク中の樹脂粒子の含有量(質量%)は、インク全質量を基準として、1.0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12.0質量%以下であることがさらに好ましい。樹脂粒子の上記含有量が1.0質量%以上であると、画像の耐擦過性が高まりやすい。一方、樹脂粒子の上記含有量が15.0質量%以下であると、画像の発色性が高まりやすい。 The content (mass %) of resin particles in the ink is preferably 1.0% by mass or more and 15.0% by mass or less, and more preferably 1.0% by mass or more and 12.0% by mass or less, based on the total mass of the ink. If the content of resin particles is 1.0% by mass or more, the scratch resistance of the image tends to be improved. On the other hand, if the content of resin particles is 15.0% by mass or less, the color development of the image tends to be improved.
樹脂粒子のガラス転移温度(℃)は、40℃以上110℃以下であることが好ましい。樹脂粒子のガラス転移温度が40℃以上であると、画像の耐ブロッキング性が高まりやすい。一方、樹脂粒子のガラス転移温度が110℃以下であると、樹脂粒子の記録媒体への結着性が強くなり、画像の耐擦過性が高まりやすい。樹脂粒子のガラス転移温度は、45℃以上90℃以下であることがより好ましく、50℃以上80℃以下であることがさらに好ましい。樹脂粒子のガラス転移温度は、示差走査熱量測定装置(例えば、商品名「DSC Q1000」、TA Instruments製など)を使用して測定することができる。 The glass transition temperature (°C) of the resin particles is preferably 40°C or higher and 110°C or lower. When the glass transition temperature of the resin particles is 40°C or higher, the blocking resistance of the image is likely to be increased. On the other hand, when the glass transition temperature of the resin particles is 110°C or lower, the adhesion of the resin particles to the recording medium is strong, and the scratch resistance of the image is likely to be increased. The glass transition temperature of the resin particles is more preferably 45°C or higher and 90°C or lower, and even more preferably 50°C or higher and 80°C or lower. The glass transition temperature of the resin particles can be measured using a differential scanning calorimeter (for example, the product name "DSC Q1000" manufactured by TA Instruments, etc.).
樹脂粒子を形成する樹脂の酸価は、5mgKOH/g以上100mgKOH/g以下であることが好ましい。樹脂粒子を形成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。動的光散乱法により測定される樹脂粒子の体積平均粒子径(体積基準の累積50%粒子径D50)は、50nm以上500nm以下であることが好ましく、50nm以上200nm以下であることがさらに好ましい。樹脂粒子の体積基準の累積50%粒子径は、粒子径積算曲線において、測定された粒子の総体積を基準として、小粒子径側から積算して50%となる粒子の直径である。樹脂粒子の体積平均粒子径は、上述した動的光散乱方式の粒度分析計及び測定条件にて測定することができる。 The acid value of the resin forming the resin particles is preferably 5 mgKOH/g or more and 100 mgKOH/g or less. The weight average molecular weight of the resin forming the resin particles is preferably 1,000 or more and 2,000,000 or less. The volume average particle diameter of the resin particles measured by dynamic light scattering (50% cumulative particle diameter D50 based on volume) is preferably 50 nm or more and 500 nm or less, and more preferably 50 nm or more and 200 nm or less. The 50% cumulative particle diameter based on volume of the resin particles is the diameter of the particles that is 50% of the total volume of the measured particles when integrated from the small particle diameter side in the particle diameter integration curve. The volume average particle diameter of the resin particles can be measured using the dynamic light scattering particle size analyzer and measurement conditions described above.
〔樹脂粒子の製造方法〕
樹脂粒子は、例えば、乳化重合法、ミニエマルション重合法、シード重合法、転相乳化法などの従来公知の方法にしたがって製造することができる。
[Method for producing resin particles]
The resin particles can be produced according to a conventionally known method, such as an emulsion polymerization method, a mini-emulsion polymerization method, a seed polymerization method, or a phase inversion emulsification method.
〔樹脂粒子の検証方法]
樹脂粒子の構成については、以下の(i)及び(ii)に示す方法にしたがって検証することができる。以下、インクから樹脂粒子を抽出して分析及び検証する方法について説明するが、水分散液などから抽出した樹脂粒子についても同様に分析及び検証することができる。
[Method for verifying resin particles]
The composition of the resin particles can be verified according to the following methods (i) and (ii). Below, a method for extracting resin particles from ink and analyzing and verifying them will be described, but resin particles extracted from an aqueous dispersion or the like can also be analyzed and verified in the same manner.
(i)樹脂粒子の抽出
密度勾配遠心分離法により、樹脂粒子を含有するインクから樹脂粒子を分離・抽出することができる。密度勾配遠心分離法のうち、密度勾配沈降速度法では、成分の沈降係数の差によって樹脂粒子を分離・抽出する。また、密度勾配遠心分離法のうち、密度勾配沈降平衡法では、成分の密度の差によって樹脂粒子を分離・抽出する。
(i) Extraction of Resin Particles By density gradient centrifugation, resin particles can be separated and extracted from ink containing resin particles. Among density gradient centrifugation methods, density gradient sedimentation velocity method separates and extracts resin particles based on the difference in sedimentation coefficient of components. Also, among density gradient centrifugation methods, density gradient sedimentation equilibrium method separates and extracts resin particles based on the difference in density of components.
(ii)樹脂を構成するユニット(モノマー)の分析
試料とする樹脂粒子は、分散液の状態でもよい。また、樹脂粒子を乾燥して膜化した状態のものを試料としてもよい。試料となる樹脂を燃焼法により元素分析する。これとは別に、酸分解(フッ化水素酸添加)法又はアルカリ融解法により分取した樹脂を前処理した後、誘導結合プラズマ発光分光分析法により無機成分を定量分析する。また、核磁気共鳴(NMR)分光法により、樹脂を構成するユニット(モノマー)の種類や割合を知ることができる。
(ii) Analysis of Units (Monomers) Constituting Resin The resin particles to be used as a sample may be in the form of a dispersion liquid. Alternatively, the resin particles may be dried to form a film to be used as a sample. The sample resin is subjected to elemental analysis by a combustion method. Separately, the resin fractionated by an acid decomposition (addition of hydrofluoric acid) method or an alkali fusion method is pretreated, and then the inorganic components are quantitatively analyzed by inductively coupled plasma atomic emission spectrometry. Furthermore, the type and ratio of the units (monomers) constituting the resin can be known by nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy.
[水溶性樹脂]
インクには、水性媒体に溶解しうる水溶性樹脂を含有させることができる。インク中の水溶性樹脂の含有量(質量%)は、インク全質量を基準として、0.1質量%以上20.0質量%以下であることが好ましく、0.5質量%以上15.0質量%以下であることがさらに好ましい。
[Water-soluble resin]
The ink may contain a water-soluble resin that is soluble in an aqueous medium. The content (mass %) of the water-soluble resin in the ink is preferably 0.1 mass % or more and 20.0 mass % or less, and more preferably 0.5 mass % or more and 15.0 mass % or less, based on the total mass of the ink.
水溶性樹脂は、(i)顔料の分散状態を安定化させるため、すなわち、樹脂分散剤やその補助としてインクに添加することができる。また、(ii)記録される画像の各種特性を向上させるためにインクに添加することができる。水溶性樹脂の形態としては、ブロック共重合体、ランダム共重合体、グラフト共重合体、及びこれらの組み合わせなどを挙げることができる。 Water-soluble resins can be added to inks (i) to stabilize the dispersion state of pigments, i.e., as resin dispersants or their assistants. They can also be added to inks (ii) to improve various properties of the images to be printed. Examples of the form of water-soluble resins include block copolymers, random copolymers, graft copolymers, and combinations of these.
〔水溶性樹脂の組成〕
水溶性樹脂としては、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、オレフィン系樹脂などを挙げることができる。なかでも、アクリル系樹脂やウレタン樹脂が好ましく、(メタ)アクリル酸や(メタ)アクリレートに由来するユニットで構成される、アクリル系樹脂がさらに好ましい。
[Composition of Water-Soluble Resin]
Examples of the water-soluble resin include acrylic resins, urethane resins, olefin resins, etc. Among them, acrylic resins and urethane resins are preferred, and acrylic resins composed of units derived from (meth)acrylic acid or (meth)acrylate are more preferred.
アクリル系樹脂としては、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ものが好ましい。なかでも、(メタ)アクリル酸に由来する親水性ユニットと、芳香環を有するモノマー及び(メタ)アクリル酸エステル系モノマーの少なくとも一方に由来する疎水性ユニットと、を有する樹脂が好ましい。特に、(メタ)アクリル酸に由来する親水性ユニットと、スチレン及びα-メチルスチレンの少なくとも一方のモノマーに由来する疎水性ユニットとを有する樹脂が好ましい。これらの樹脂は、顔料との相互作用が生じやすいため、顔料を分散させるための樹脂分散剤として好適に利用することができる。 As the acrylic resin, one having a hydrophilic unit and a hydrophobic unit as constituent units is preferable. Among them, a resin having a hydrophilic unit derived from (meth)acrylic acid and a hydrophobic unit derived from at least one of a monomer having an aromatic ring and a (meth)acrylic acid ester monomer is preferable. In particular, a resin having a hydrophilic unit derived from (meth)acrylic acid and a hydrophobic unit derived from at least one of styrene and α-methylstyrene is preferable. These resins are easily interacted with pigments, and therefore can be suitably used as a resin dispersant for dispersing pigments.
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、親水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。親水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、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。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。 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 a hydrophilic group. Specific examples of hydrophilic monomers having a hydrophilic group include acidic monomers having a carboxylic acid group such as (meth)acrylic acid, itaconic acid, maleic acid, and fumaric acid, and anionic monomers such as anhydrides and salts of these acidic monomers. Examples of cations constituting the salts of acidic monomers include ions of lithium, sodium, potassium, ammonium, and organic ammonium. 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 that does not have a hydrophilic group such as an anionic group. Specific examples of hydrophobic monomers include monomers having an aromatic ring such as styrene, α-methylstyrene, and benzyl (meth)acrylate; and (meth)acrylic acid ester monomers such as methyl (meth)acrylate, butyl (meth)acrylate, and 2-ethylhexyl (meth)acrylate.
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。オレフィン系樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンなどを挙げることができる。 Urethane-based resins can be obtained, for example, by reacting polyisocyanate with polyol. They may also be obtained by further reacting with a chain extender. Examples of olefin-based resins include polyethylene and polypropylene.
〔水溶性樹脂の性状〕
本明細書において「樹脂が水溶性である」とは、その樹脂を酸価と当量のアルカリで中和した場合に、動的光散乱法により粒子径を測定しうる粒子を形成しない状態で水性媒体中に存在することを意味する。樹脂が水溶性であるか否かについては、以下に示す方法にしたがって判断することができる。まず、酸価相当のアルカリ(水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなど)により中和された樹脂を含む液体(樹脂固形分:10質量%)を用意する。次いで、用意した液体を純水で10倍(体積基準)に希釈して試料溶液を調製する。そして、試料溶液中の樹脂の粒子径を動的光散乱法により測定した場合に、粒子径を有する粒子が測定されない場合に、その樹脂は水溶性であると判断することができる。この際の測定条件は、例えば、SetZero:30秒、測定回数:3回、測定時間:180秒、とすることができる。また、粒度分布測定装置としては、動的光散乱法による粒度分析計(例えば、商品名「UPA-EX150」、日機装製)などを使用することができる。勿論、使用する粒度分布測定装置や測定条件などは上記に限られるものではない。
[Properties of water-soluble resin]
In this specification, "a resin is water-soluble" means that when the resin is neutralized with an alkali equivalent to the acid value, the resin is present in an aqueous medium in a state in which no particles whose particle size can be measured by a dynamic light scattering method are formed. Whether or not a resin is water-soluble can be determined according to the following method. First, a liquid (resin solid content: 10 mass%) containing a resin neutralized with an alkali (sodium hydroxide, potassium hydroxide, etc.) equivalent to the acid value is prepared. Next, the prepared liquid is diluted 10 times (volume basis) with pure water to prepare a sample solution. Then, when the particle size of the resin in the sample solution is measured by a dynamic light scattering method, if no particles having a particle size are measured, the resin can be determined to be water-soluble. The measurement conditions at this time can be, for example, SetZero: 30 seconds, number of measurements: 3 times, and measurement time: 180 seconds. In addition, as a particle size distribution measurement device, a particle size analyzer using a dynamic light scattering method (for example, the product name "UPA-EX150", manufactured by Nikkiso) can be used. Of course, the particle size distribution measurement device and measurement conditions used are not limited to those described above.
水溶性樹脂の酸価は、100mgKOH/g以上250mgKOH/g以下であることが好ましい。水溶性樹脂の重量平均分子量は、3,000以上15,000以下であることが好ましい。 The acid value of the water-soluble resin is preferably 100 mgKOH/g or more and 250 mgKOH/g or less. The weight average molecular weight of the water-soluble resin is preferably 3,000 or more and 15,000 or less.
[ワックス粒子]
インクには、ワックスで形成される粒子(ワックス粒子)を含有させることができる。ワックス粒子を含有するインクを用いることで、耐擦過性がさらに向上した画像を記録することができる。本明細書におけるワックスとは、ワックス以外の成分が配合された組成物であっても、ワックスそのものであってもよい。ワックス粒子は、界面活性剤や樹脂などの分散剤によって分散されたものであってもよい。ワックスは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。インク中のワックス粒子の含有量(質量%)は、インク全質量を基準として、0.1質量%以上10.0質量%以下であることが好ましく、1.0質量%以上5.0質量%以下であることがさらに好ましい。
[Wax particles]
The ink may contain particles (wax particles) formed of wax. By using an ink containing wax particles, an image with further improved abrasion resistance can be recorded. In this specification, the wax may be a composition containing components other than wax, or the wax itself. The wax particles may be dispersed by a dispersant such as a surfactant or a resin. The wax may be used alone or in combination of two or more kinds. The content (mass %) of the wax particles in the ink is preferably 0.1 mass % or more and 10.0 mass % or less, and more preferably 1.0 mass % or more and 5.0 mass % or less, based on the total mass of the ink.
ワックス(蝋)は、狭義には、水に不溶な高級1価又は2価アルコールと、脂肪酸とのエステルであり、動物系ワックス及び植物系ワックスは含まれるが、油脂及び脂肪は含まない。広義には、高融点の脂肪、鉱物系ワックス、石油系ワックス、及び各種ワックスの配合物や変性物が含まれる。本発明では、広義のワックスであれば特に制限なく用いることができる。広義のワックスは、天然ワックス、合成ワックス、これらの配合物(配合ワックス)、及びこれらの変性物(変性ワックス)に分類することができる。 In the narrow sense, wax is an ester of a water-insoluble higher monohydric or dihydric alcohol and a fatty acid, and includes animal waxes and vegetable waxes, but does not include oils and fats. In the broad sense, wax includes high melting point fats, mineral waxes, petroleum waxes, and blends and modified products of various waxes. In the present invention, any wax in the broad sense can be used without particular restrictions. Wax in the broad sense can be classified into natural waxes, synthetic waxes, blends of these (blended waxes), and modified products of these (modified waxes).
天然ワックスとしては、蜜蝋、鯨蝋、羊毛蝋(ラノリン)などの動物系ワックス;木蝋、カルナバワックス、サトウキビワックス、パームワックス、キャンデリラワックス、ライスワックスなどの植物系ワックス;モンタンワックスなどの鉱物系ワックス;パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ペトローラタムなどの石油系ワックス;を挙げることができる。合成ワックスとしては、フィッシャー・トロプシュワックス、ポリオレフィンワックス(例:ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス)などの炭化水素系ワックスを挙げることができる。配合ワックスは、上記の各種ワックスの混合物である。変性ワックスは、上記の各種ワックスを、酸化、水素添加、アルコール変性、アクリル変性、ウレタン変性などの変性処理をしたものである。上記のワックスの1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。ワックスは、マイクロクリスタリンワックス、フィッシャー・トロプシュワックス、ポリオレフィンワックス、パラフィンワックス、及びこれらの変性物や配合物からなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましい。なかでも、複数種のワックスの配合物であることがさらに好ましく、石油系ワックス及び合成ワックスの配合物であることが特に好ましい。 Examples of natural waxes include animal waxes such as beeswax, spermaceti, and wool wax (lanolin); vegetable waxes such as wood wax, carnauba wax, sugarcane wax, palm wax, candelilla wax, and rice wax; mineral waxes such as montan wax; and petroleum waxes such as paraffin wax, microcrystalline wax, and petrolatum. Examples of synthetic waxes include hydrocarbon waxes such as Fischer-Tropsch wax and polyolefin wax (e.g., polyethylene wax and polypropylene wax). The blended wax is a mixture of the above-mentioned various waxes. The modified wax is a wax obtained by subjecting the above-mentioned various waxes to a modification treatment such as oxidation, hydrogenation, alcohol modification, acrylic modification, and urethane modification. One of the above waxes may be used alone, or two or more may be used in combination. The wax is preferably at least one selected from the group consisting of microcrystalline wax, Fischer-Tropsch wax, polyolefin wax, paraffin wax, and modified or blended products thereof. Among these, a blend of multiple types of wax is more preferable, and a blend of petroleum-based wax and synthetic wax is especially preferable.
ワックスは、常温(25℃)で固体であることが好ましい。ワックスの融点(℃)は、40℃以上120℃以下であることが好ましく、50℃以上100℃以下であることがさらに好ましい。ワックスの融点は、JIS K2235:1991(石油ワックス)の5.3.1(融点試験方法)に記載の試験法に準拠して測定することができる。マイクロクリスタリンワックス、ペトローラタム、及び複数種のワックスの混合物の場合は、5.3.2に記載の試験法を利用すると、より精度よく測定することができる。ワックスの融点は、分子量(大きいほど高融点)、分子構造(直鎖だと高融点、分岐があると下がる)、結晶性(高いほど高融点)、密度(高いほど高融点)など特性の影響を受けやすい。このため、これらの特性を制御することで、所望の融点を有するワックスとすることができる。インク中のワックスの融点は、例えば、インクを超遠心分離処理して分取したワックスを洗浄及び乾燥した後、上記の試験法に準拠して測定することができる。 The wax is preferably solid at room temperature (25°C). The melting point (°C) of the wax is preferably 40°C or higher and 120°C or lower, and more preferably 50°C or higher and 100°C or lower. The melting point of the wax can be measured in accordance with the test method described in 5.3.1 (melting point test method) of JIS K2235:1991 (petroleum wax). In the case of microcrystalline wax, petrolatum, and a mixture of multiple types of wax, the test method described in 5.3.2 can be used to measure more accurately. The melting point of the wax is easily affected by characteristics such as molecular weight (the higher the molecular weight, the higher the melting point), molecular structure (the higher the melting point if the chain is straight, and the lower the melting point if the chain is branched), crystallinity (the higher the crystallinity, the higher the melting point), and density (the higher the crystallinity, the higher the melting point). Therefore, by controlling these characteristics, it is possible to obtain a wax having a desired melting point. The melting point of the wax in the ink can be measured in accordance with the above test method, for example, after the ink is subjected to ultracentrifugation, the wax separated is washed and dried.
[水性媒体]
インクは、水性媒体として少なくとも水を含有する水性のインクである。インクには、水、又は水及び水溶性有機溶剤の混合溶媒である水性媒体を含有させることができる。水としては、脱イオン水やイオン交換水を用いることが好ましい。水性インク中の水の含有量(質量%)は、インク全質量を基準として、50.0質量%以上95.0質量%以下であることが好ましい。また、水性インク中の水溶性有機溶剤の含有量(質量%)は、インク全質量を基準として、2.0質量%以上40.0質量%以下であることが好ましい。水溶性有機溶剤としては、アルコール類、(ポリ)アルキレングリコール類、グリコールエーテル類、含窒素化合物類、含硫黄化合物類などのインクジェット用のインクに使用可能なものをいずれも用いることができる。水溶性有機溶剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
[Aqueous medium]
The ink is an aqueous ink containing at least water as an aqueous medium. The ink can contain water or an aqueous medium that is a mixed solvent of water and a water-soluble organic solvent. As the water, deionized water or ion-exchanged water is preferably used. The content (mass%) of water in the aqueous ink is preferably 50.0 mass% or more and 95.0 mass% or less based on the total mass of the ink. In addition, the content (mass%) of the water-soluble organic solvent in the aqueous ink is preferably 2.0 mass% or more and 40.0 mass% or less based on the total mass of the ink. As the water-soluble organic solvent, any of those usable for inkjet inks, such as alcohols, (poly)alkylene glycols, glycol ethers, nitrogen-containing compounds, and sulfur-containing compounds, can be used. The water-soluble organic solvent may be used alone or in combination of two or more.
〔エチレンオキサイド基の数が4以上のポリエチレングリコール〕
インクは、水溶性有機溶剤として、エチレンオキサイド基の数(n2;「EO数」と略記することがある)が4以上のポリエチレングリコール(「PEG」と略記することがある)を含有することが好ましい。さらに、樹脂粒子を形成する樹脂における一般式(1)で表されるユニットのエチレンオキサイド基の数(「n1」と略記することがある)、及びポリエチレングリコールのEO数(n2)が、0.2≦n1/n2≦5.0を満たす関係であることが好ましい。これらを満たすことで、樹脂粒子とポリエチレングリコールの相互作用が高くなり、これらが互いに近傍に存在することで、ポリエチレングリコールによる樹脂粒子の造膜促進作用が生じ、画像の耐擦過性をさらに高めることが可能である。
[Polyethylene glycol having 4 or more ethylene oxide groups]
The ink preferably contains, as a water-soluble organic solvent, polyethylene glycol (sometimes abbreviated as "PEG") having a number of ethylene oxide groups (n2; sometimes abbreviated as "EO number") of 4 or more. Furthermore, it is preferable that the number of ethylene oxide groups (sometimes abbreviated as "n1") of the unit represented by general formula (1) in the resin forming the resin particles and the EO number (n2) of the polyethylene glycol satisfy the relationship 0.2≦n1/n2≦5.0. By satisfying these conditions, the interaction between the resin particles and the polyethylene glycol is enhanced, and by these being present in the vicinity of each other, the polyethylene glycol promotes the film formation of the resin particles, and it is possible to further improve the scratch resistance of the image.
通常「水溶性有機溶剤」とは液体を意味するが、本発明においては、25℃(常温)で固体であるポリエチレングリコールも水溶性有機溶剤に含めることとする。ポリエチレングリコールは数平均分子量が大きくなると固体となる。例えば、数平均分子量600のポリエチレングリコールは25℃で液体であり、1,000のポリエチレングリコールは25℃で固体である。インク中のエチレンオキサイド基の数が4以上のポリエチレングリコールの含有量(質量%)は、インク全質量を基準として、1.0質量%以上20.0質量%以下であることが好ましい。 Normally, "water-soluble organic solvent" means a liquid, but in the present invention, polyethylene glycol, which is solid at 25°C (room temperature), is also included in the water-soluble organic solvent. Polyethylene glycol becomes solid as the number average molecular weight increases. For example, polyethylene glycol with a number average molecular weight of 600 is liquid at 25°C, and polyethylene glycol with a number average molecular weight of 1,000 is solid at 25°C. The content (mass %) of polyethylene glycol with 4 or more ethylene oxide groups in the ink is preferably 1.0 mass % or more and 20.0 mass % or less based on the total mass of the ink.
ポリエチレングリコールのエチレンオキサイド基の数(n2)は、4以上45以下であることが好ましく、6以上45以下であることがさらに好ましい。エチレンオキサイド基の数(n2)が4以上45以下であることにより、樹脂粒子との相互作用が高まることで樹脂粒子への造膜促進作用が高まり、画像の耐擦過性をさらに高めることが可能である。 The number of ethylene oxide groups (n2) of the polyethylene glycol is preferably 4 or more and 45 or less, and more preferably 6 or more and 45 or less. By having the number of ethylene oxide groups (n2) of 4 or more and 45 or less, the interaction with the resin particles is enhanced, which enhances the film-forming promoting effect on the resin particles, and it is possible to further improve the scratch resistance of the image.
上記で説明した樹脂粒子、及び、エチレンオキサイド基の数が4以上のポリエチレングリコールが共存する場合、以下のようにすることが好ましい。すなわち、一般式(1)中のR1で表されるアルキル基は、直鎖アルキル基及び分岐アルキル基のいずれでもよく、その炭素原子数は9以上14以下であることが好ましい。炭素数が9以上であることにより、ポリエチレングリコールと相互作用した際に、樹脂粒子が過度に親水性になることを抑制でき、画像の耐擦過性を高めることが可能である。一方、炭素数が14以下であることにより、アルキル基の立体障害が顕著に生ずることがないため、ポリエチレングリコールとの相互作用が生じやすく、樹脂粒子の造膜促進作用が生ずることで、画像の耐擦過性を高めることが可能である。 When the resin particles described above and polyethylene glycol having 4 or more ethylene oxide groups coexist, it is preferable to do as follows. That is, the alkyl group represented by R 1 in the general formula (1) may be either a linear alkyl group or a branched alkyl group, and the number of carbon atoms is preferably 9 to 14. By having 9 or more carbon atoms, it is possible to suppress the resin particles from becoming excessively hydrophilic when interacting with polyethylene glycol, and it is possible to improve the scratch resistance of the image. On the other hand, by having 14 or less carbon atoms, the steric hindrance of the alkyl group is not significantly generated, so that interaction with polyethylene glycol is easily generated, and the film formation promoting action of the resin particles is generated, and it is possible to improve the scratch resistance of the image.
上記で説明した樹脂粒子、及び、エチレンオキサイド基の数が4以上のポリエチレングリコールが共存する場合、以下のようにすることが好ましい。すなわち、一般式(1)中のEで表されるエチレンオキサイド基の繰り返し単位の数(n1)は、5以上30以下であることが好ましい。エチレンオキサイド基の繰り返し単位の数が5以上であることにより、ポリエチレングリコールとの相互作用が生じやすく、樹脂粒子の造膜促進作用が生ずることで、画像の耐擦過性を高めることが可能である。一方、エチレンオキサイド基の繰り返し単位の数が30以下であることにより、ポリエチレングリコールと相互作用した際に、樹脂粒子が過度に親水性になることを抑制でき、画像の耐擦過性を高めることが可能である。 When the resin particles described above and polyethylene glycol having 4 or more ethylene oxide groups coexist, it is preferable to do as follows. That is, the number of repeating units of the ethylene oxide group represented by E in general formula (1) (n1) is preferably 5 or more and 30 or less. When the number of repeating units of the ethylene oxide group is 5 or more, interaction with polyethylene glycol is easily generated, and the film formation promoting effect of the resin particles is generated, and it is possible to increase the scratch resistance of the image. On the other hand, when the number of repeating units of the ethylene oxide group is 30 or less, it is possible to suppress the resin particles from becoming excessively hydrophilic when interacting with polyethylene glycol, and it is possible to increase the scratch resistance of the image.
上記で説明した樹脂粒子、及び、エチレンオキサイド基の数が4以上のポリエチレングリコールが共存する場合、以下のようにすることが好ましい。すなわち、樹脂粒子に占める、一般式(1)で表されるユニットの割合(質量%)は、樹脂全質量を基準として、1.0質量%以上10.0質量%以下であることが好ましい。上記割合は、2.0質量%以上9.0質量%以下であることがさらに好ましい。一般式(1)で表されるユニットの上記割合(質量%)が1.0質量%以上であることにより、樹脂粒子がポリエチレングリコールと相互作用しやすくなり、画像の耐擦過性をさらに高めることが可能である。一方、一般式(1)で表されるユニットの上記割合(質量%)が10.0質量%以下であることにより、樹脂粒子の親水性が適度に抑えられることから、画像の耐擦過性をさらに高めることが可能である。 When the resin particles described above and polyethylene glycol having 4 or more ethylene oxide groups coexist, it is preferable to do as follows. That is, the ratio (mass%) of the units represented by general formula (1) in the resin particles is preferably 1.0 mass% or more and 10.0 mass% or less based on the total mass of the resin. The above ratio is more preferably 2.0 mass% or more and 9.0 mass% or less. When the above ratio (mass%) of the units represented by general formula (1) is 1.0 mass% or more, the resin particles are more likely to interact with polyethylene glycol, and the scratch resistance of the image can be further improved. On the other hand, when the above ratio (mass%) of the units represented by general formula (1) is 10.0 mass% or less, the hydrophilicity of the resin particles is appropriately suppressed, and the scratch resistance of the image can be further improved.
上記で説明した樹脂粒子、及び、エチレンオキサイド基の数が4以上のポリエチレングリコールが共存する場合、以下のようにすることが好ましい。すなわち、インク中の、樹脂粒子の含有量(質量%)は、エチレンオキサイド基の数が4以上のポリエチレングリコールの含有量(質量%)に対する質量比率で、0.3倍以上5.0倍以下であることが好ましい。上記質量比率が0.3倍以上であることにより、過剰なポリエチレングリコールによるインク層の強度低下が生じにくく、画像の耐擦過性をさらに高めることが可能である。一方、上記質量比率が5.0倍以下であることにより、ポリエチレングリコールが適度に存在することで樹脂粒子の造膜促進作用が生じやすく、画像の耐擦過性をさらに高めることが可能である。 When the resin particles described above and polyethylene glycol having 4 or more ethylene oxide groups coexist, it is preferable to do as follows. That is, the content (mass%) of the resin particles in the ink is preferably 0.3 to 5.0 times the content (mass%) of the polyethylene glycol having 4 or more ethylene oxide groups. When the mass ratio is 0.3 or more, the strength of the ink layer is less likely to decrease due to excess polyethylene glycol, and the scratch resistance of the image can be further improved. On the other hand, when the mass ratio is 5.0 or less, the moderate presence of polyethylene glycol makes it easier for the resin particles to promote film formation, and the scratch resistance of the image can be further improved.
〔水溶性の炭化水素化合物〕
インクに含有させる水溶性有機溶剤は、特定の水溶性の炭化水素化合物を含むことが好ましい。この水溶性の炭化水素化合物は、ヒドロキシ基、アミノ基、及びアニオン性基からなる群より選択される2以上の親水性基が置換した、炭素数3以上の炭化水素鎖を有する化合物である。但し、炭化水素鎖は、スルホニル基又はエーテル基で中断されていてもよい。炭化水素鎖の炭素数が3又は4の場合、親水性基がアニオン性基を含む、又は炭化水素鎖がスルホニル基で中断されている。
[Water-soluble hydrocarbon compounds]
The water-soluble organic solvent contained in the ink preferably contains a specific water-soluble hydrocarbon compound. This water-soluble hydrocarbon compound is a compound having a hydrocarbon chain with three or more carbon atoms substituted with two or more hydrophilic groups selected from the group consisting of hydroxyl groups, amino groups, and anionic groups. However, the hydrocarbon chain may be interrupted by a sulfonyl group or an ether group. When the hydrocarbon chain has three or four carbon atoms, the hydrophilic group contains an anionic group, or the hydrocarbon chain is interrupted by a sulfonyl group.
本発明においては、25℃において、インク中の当該化合物の含有量で水に溶解した状態である炭化水素化合物を「水溶性」とする。すなわち、25℃における水への溶解度が、インク中の含有量よりも大きいことになる。炭化水素鎖がスルホニル基又はエーテル基で中断されていることとは、炭化水素鎖の途中にスルホニル基(-S(=O)2-)又はエーテル基(-O-)が存在することを意味する。水溶性の炭化水素化合物は、ヒドロキシ基、アミノ基、アニオン性基、スルホニル基、及びエーテル基などの水素結合性の基を有する。このため、この炭化水素化合物を含有するインクを用いることで、画像を記録した記録媒体のコックリングやカールを抑制することができる。炭素数が比較的少ない(3又は4)炭化水素鎖を有する一般的な炭化水素化合物は、分子量が小さく、蒸気圧が低い傾向にある。但し、上記の水溶性の炭化水素化合物は、水素結合のアニオン性基を有したり、炭化水素鎖がスルホニル基で中断されていたりするので、分子間又は分子内の相互作用により蒸発しにくく、繊維間にとどまってコックリングやカールを抑制する作用を示す。インク中の水溶性の炭化水素化合物の含有量(質量%)は、インク全質量を基準として、1.0質量%以上20.0質量%以下であることが好ましい。 In the present invention, a hydrocarbon compound that is dissolved in water at 25°C at the content of the compound in the ink is considered to be "water-soluble". In other words, the solubility in water at 25°C is greater than the content in the ink. The fact that the hydrocarbon chain is interrupted by a sulfonyl group or an ether group means that a sulfonyl group (-S(=O) 2 -) or an ether group (-O-) is present in the middle of the hydrocarbon chain. Water-soluble hydrocarbon compounds have hydrogen-bonding groups such as hydroxyl groups, amino groups, anionic groups, sulfonyl groups, and ether groups. Therefore, by using an ink containing this hydrocarbon compound, cockling and curling of a recording medium on which an image is recorded can be suppressed. General hydrocarbon compounds having a hydrocarbon chain with a relatively small number of carbon atoms (3 or 4) tend to have a small molecular weight and a low vapor pressure. However, since the above water-soluble hydrocarbon compounds have anionic groups of hydrogen bonds or the hydrocarbon chain is interrupted by a sulfonyl group, they are difficult to evaporate due to intermolecular or intramolecular interactions, and remain between fibers to suppress cockling and curling. The content (mass %) of the water-soluble hydrocarbon compound in the ink is preferably 1.0 mass % or more and 20.0 mass % or less based on the total mass of the ink.
水溶性の炭化水素化合物を構成する炭化水素鎖の炭素数は、3以上50以下であることが好ましく、3以上10以下であることがさらに好ましい。アニオン性基としては、スルホン酸基、カルボン酸基などを挙げることができる。水溶性の炭化水素化合物の具体例としては、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオールなどのアルカンジオール類;アラニン、β-アラニン、トリメチルグリシン、アミド硫酸(別名:スルファミン酸)、アミノメタンスルホン酸、タウリン(別名:2-アミノエタンスルホン酸)、カルバミン酸、グリシン、アスパラギン酸、グルタミン酸、スルファニル酸、又は上記に挙げた酸の塩、フェニルアラニン、ロイシン、イソロイシン、トレオニン、トリプトファン、バリン、メチオニン、リジン、アルギニンなどのアミノ酸類;ビス(2-ヒドロキシエチル)スルホンなどのスルホニル化合物類;トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、トリプロピレングリコール、数平均分子量200乃至1,000程度のポリエチレングリコールなどのアルキレングリコール類;ソルビトール、D-ソルビトール、キシリトール、トレハロース、フルクトース、及びD(+)-キシロースなどの糖類;などを挙げることができる。水溶性の炭化水素化合物は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 The number of carbon atoms in the hydrocarbon chain constituting the water-soluble hydrocarbon compound is preferably 3 to 50, and more preferably 3 to 10. Examples of anionic groups include sulfonic acid groups and carboxylic acid groups. Specific examples of water-soluble hydrocarbon compounds include alkanediols such as 1,5-pentanediol and 1,6-hexanediol; amino acids such as alanine, β-alanine, trimethylglycine, amidosulfuric acid (also known as sulfamic acid), aminomethanesulfonic acid, taurine (also known as 2-aminoethanesulfonic acid), carbamic acid, glycine, aspartic acid, glutamic acid, sulfanilic acid, or salts of the above-mentioned acids, phenylalanine, leucine, isoleucine, threonine, tryptophan, valine, methionine, lysine, and arginine; sulfonyl compounds such as bis(2-hydroxyethyl)sulfone; alkylene glycols such as triethylene glycol, tetraethylene glycol, tripropylene glycol, and polyethylene glycols having a number average molecular weight of about 200 to 1,000; and sugars such as sorbitol, D-sorbitol, xylitol, trehalose, fructose, and D(+)-xylose. The water-soluble hydrocarbon compounds may be used alone or in combination of two or more.
[その他の成分]
インクには、上記成分以外にも必要に応じて、消泡剤、界面活性剤、pH調整剤、粘度調整剤、防錆剤、防腐剤、防黴剤、酸化防止剤、還元防止剤など種々の添加剤を含有させてもよい。但し、インクには、後述する反応液に用いる反応剤は含有させないことが好ましい。
[Other ingredients]
In addition to the above components, the ink may contain various additives, such as antifoaming agents, surfactants, pH adjusters, viscosity adjusters, rust inhibitors, preservatives, antifungal agents, antioxidants, reduction inhibitors, etc. However, it is preferable that the ink does not contain a reactant used in the reaction liquid described below.
[インクの物性]
インクは、インクジェット方式に適用する水性インクである。したがって、信頼性の観点から、その物性値を適切に制御することが好ましい。具体的には、25℃におけるインクの表面張力は、20mN/m以上60mN/m以下であることが好ましい。また、25℃におけるインクの粘度は、1.0mPa・s以上10.0mPa・s以下であることが好ましい。25℃におけるインクのpHは、7.0以上9.5以下であることが好ましく、8.0以上9.5以下であることがさらに好ましい。
[Ink properties]
The ink is a water-based ink applied to an inkjet method. Therefore, from the viewpoint of reliability, it is preferable to appropriately control the physical property values. Specifically, the surface tension of the ink at 25° C. is preferably 20 mN/m or more and 60 mN/m or less. In addition, the viscosity of the ink at 25° C. is preferably 1.0 mPa·s or more and 10.0 mPa·s or less. The pH of the ink at 25° C. is preferably 7.0 or more and 9.5 or less, and more preferably 8.0 or more and 9.5 or less.
<インクセット>
上記で説明したインクは、当該インクと反応する反応剤を含有する水性反応液(以下、「反応液」と記載することがある)と組み合わせたインクセットとして用いることができる。
<Ink set>
The ink described above can be used as an ink set in combination with an aqueous reaction liquid (hereinafter sometimes referred to as "reaction liquid") that contains a reactant that reacts with the ink.
(反応液)
[反応剤]
反応液は、インクと接触することでインクと反応し、インク中の成分(樹脂、界面活性剤、自己分散顔料などのアニオン性基を有する成分)を凝集させるものであり、反応剤を含有する。反応剤が存在することで、記録媒体においてインクと反応剤が接触した際、インク中のアニオン性基を有する成分の存在状態を不安定化させ、インクの凝集を促進することができる。反応剤としては、例えば、多価金属イオン、カチオン性樹脂などのカチオン性成分や、有機酸など挙げることができる。反応剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(Reaction solution)
[Reactants]
The reaction liquid reacts with the ink when it comes into contact with the ink, and aggregates the components in the ink (components having anionic groups, such as resins, surfactants, and self-dispersing pigments), and contains a reactant. The presence of the reactant can destabilize the state of the components having anionic groups in the ink when the ink and the reactant come into contact with each other on the recording medium, and promote the aggregation of the ink. Examples of the reactant include cationic components such as polyvalent metal ions and cationic resins, and organic acids. The reactant may be used alone or in combination of two or more.
多価金属塩を構成する多価金属イオンとしては、例えば、Ca2+、Cu2+、Ni2+、Mg2+、Sr2+、Ba2+、及びZn2+などの2価の金属イオンや、Fe3+、Cr3+、Y3+、及びAl3+などの3価の金属イオンを挙げることができる。反応液に多価金属イオンを含有させるためには、多価金属イオンとアニオンとが結合して構成される水溶性の多価金属塩(水和物であってもよい)を用いることができる。アニオンとしては、例えば、Cl-、Br-、I-、ClO-、ClO2 -、ClO3 -、ClO4 -、NO2 -、NO3 -、SO4 2-、CO3 2-、HCO3 -、PO4 3-、HPO4 2-、及びH2PO4 -などの無機アニオン;HCOO-、(COO-)2、COOH(COO-)、CH3COO-、CH3CH(OH)COO-、C2H4(COO-)2、C6H5COO-、C6H4(COO-)2、及びCH3SO3 -などの有機アニオン;を挙げることができる。反応剤として多価金属イオンを用いる場合、反応液中の多価金属塩換算の含有量(質量%)は、反応液全質量を基準として、1.0質量%以上20.0質量%以下であることが好ましい。本明細書における、多価金属塩が水和物である場合の反応液中の「多価金属塩の含有量(質量%)」は、水和物としての水を除外した「多価金属塩の無水物の含有量(質量%)」を意味する。 Examples of polyvalent metal ions constituting the polyvalent metal salt include divalent metal ions such as Ca2 + , Cu2 + , Ni2 + , Mg2 + , Sr2 + , Ba2 + , and Zn2 + , and trivalent metal ions such as Fe3 + , Cr3 + , Y3 + , and Al3 + . In order to incorporate polyvalent metal ions into the reaction solution, a water-soluble polyvalent metal salt (which may be a hydrate) formed by combining a polyvalent metal ion with an anion can be used. Examples of the anion include inorganic anions such as Cl − , Br − , I − , ClO − , ClO 2 − , ClO 3 − , ClO 4 − , NO 2 − , NO 3 − , SO 4 2− , CO 3 2− , HCO 3 − , PO 4 3− , HPO 4 2− , and H 2 PO 4 − ; and organic anions such as HCOO − , (COO − ) 2 , COOH(COO − ), CH 3 COO − , CH 3 CH(OH)COO − , C 2 H 4 (COO − ) 2 , C 6 H 5 COO − , C 6 H 4 (COO − ) 2 , and CH 3 SO 3 − . When a polyvalent metal ion is used as a reactant, the content (mass%) of the polyvalent metal salt in the reaction solution is preferably 1.0 mass% or more and 20.0 mass% or less based on the total mass of the reaction solution. In this specification, when the polyvalent metal salt is a hydrate, the "content (mass%) of the polyvalent metal salt in the reaction solution means the "content (mass%) of the anhydride of the polyvalent metal salt" excluding water as the hydrate.
有機酸を含有する反応液は、酸性領域(pH7.0未満、好ましくはpH2.0~5.0)に緩衝能を有することによって、インク中に存在する成分のアニオン性基を効率よく酸型にして凝集させるものである。有機酸としては、例えば、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、安息香酸、グリコール酸、乳酸、サリチル酸、ピロールカルボン酸、フランカルボン酸、ピコリン酸、ニコチン酸、チオフェンカルボン酸、レブリン酸、クマリン酸などのモノカルボン酸及びその塩;シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、セバシン酸、フタル酸、リンゴ酸、酒石酸などのジカルボン酸、及びその塩や水素塩;クエン酸、トリメリット酸などのトリカルボン酸及びその塩や水素塩;ピロメリット酸などのテトラカルボン酸及びその塩や水素塩などを挙げることができる。反応剤として有機酸を用いる場合、反応液中の有機酸の含有量(質量%)は、反応液全質量を基準として、1.0質量%以上50.0質量%以下であることが好ましい。 The reaction liquid containing an organic acid has a buffering ability in the acidic range (less than pH 7.0, preferably pH 2.0 to 5.0), and thus efficiently converts the anionic groups of the components present in the ink into the acid form and causes them to aggregate. Examples of organic acids include monocarboxylic acids and their salts, such as formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, benzoic acid, glycolic acid, lactic acid, salicylic acid, pyrrole carboxylic acid, furan carboxylic acid, picolinic acid, nicotinic acid, thiophene carboxylic acid, levulinic acid, and coumaric acid; dicarboxylic acids and their salts and hydrogen salts, such as oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, sebacic acid, phthalic acid, malic acid, and tartaric acid; tricarboxylic acids and their salts and hydrogen salts, such as citric acid and trimellitic acid; and tetracarboxylic acids and their salts and hydrogen salts, such as pyromellitic acid. When an organic acid is used as a reactant, the content (mass %) of the organic acid in the reaction solution is preferably 1.0 mass % or more and 50.0 mass % or less based on the total mass of the reaction solution.
カチオン性樹脂としては、例えば、1~3級アミンの構造を有する樹脂、4級アンモニウム塩の構造を有する樹脂などを挙げることができる。具体的には、ビニルアミン、アリルアミン、ビニルイミダゾール、ビニルピリジン、ジメチルアミノエチルメタクリレート、エチレンイミン、グアニジン、ジアリルジメチルアンモニウムクロリド、アルキルアミン・エピクロロヒドリン縮合体などの構造を有する樹脂を挙げることができる。反応液中での溶解性を高めるために、カチオン性樹脂と酸性化合物とを併用したり、カチオン性樹脂の4級化処理を施したりすることもできる。反応剤としてカチオン性樹脂を用いる場合、反応液中のカチオン性樹脂の含有量(質量%)は、反応液全質量を基準として、0.1質量%以上10.0質量%以下であることが好ましい。 Examples of cationic resins include resins having a primary to tertiary amine structure and resins having a quaternary ammonium salt structure. Specific examples include resins having structures such as vinylamine, allylamine, vinylimidazole, vinylpyridine, dimethylaminoethyl methacrylate, ethyleneimine, guanidine, diallyldimethylammonium chloride, and alkylamine-epichlorohydrin condensates. In order to increase the solubility in the reaction solution, the cationic resin can be used in combination with an acidic compound or the cationic resin can be subjected to a quaternization treatment. When a cationic resin is used as a reactant, the content (mass %) of the cationic resin in the reaction solution is preferably 0.1 mass % or more and 10.0 mass % or less based on the total mass of the reaction solution.
反応剤が多価金属イオンである反応液と、カルボン酸基の作用によって分散される色材、及び、上記で説明した4種のユニットに加えてカルボン酸基を有するユニットを含む樹脂で形成される樹脂粒子を含有するインクと、で構成されるインクセットが好ましい。かかる構成のインクセットにより、画像の耐擦過性をさらに向上することができるとともに、画像のむらを抑制することができる。反応液中の多価金属イオンは、カルボン酸基を有する成分と反応して対象物を強く凝集させる。インク中の樹脂粒子及び色材がいずれもカルボン酸基を有する場合、インクと反応液とが接触した際に、色材と樹脂粒子の凝集速度が同等となりやすい。これにより、樹脂粒子及び色材の一方のみが先に凝集しきって、互いに分離して存在することがなく、樹脂粒子と色材が適度に混ざり合った状態で凝集するため、さらに高い耐擦過性を示す画像が記録される。 An ink set is preferably composed of a reaction liquid in which the reactant is a polyvalent metal ion, a coloring material dispersed by the action of a carboxylic acid group, and an ink containing resin particles formed of a resin containing a unit having a carboxylic acid group in addition to the four types of units described above. With an ink set of this composition, the scratch resistance of the image can be further improved and unevenness in the image can be suppressed. The polyvalent metal ions in the reaction liquid react with a component having a carboxylic acid group to strongly aggregate the target object. When the resin particles and coloring material in the ink both have carboxylic acid groups, the aggregation speeds of the coloring material and the resin particles tend to be equal when the ink comes into contact with the reaction liquid. As a result, only one of the resin particles and the coloring material aggregates first and does not exist separately from each other, but the resin particles and coloring material aggregate in a moderately mixed state, resulting in an image that shows even higher scratch resistance.
また、樹脂粒子を形成する樹脂中のシアノ基は分極した極性の高い基であるため、樹脂粒子を形成する樹脂中及び色材のカルボン酸基と相互作用しやすい。この相互作用によりカルボン酸基の周囲をシアノ基が覆っているため、インクが反応液と接触した際の、多価金属イオンとカルボン酸基との反応による凝集速度が適切に抑制され、凝集が緩やかに進む。これにより、凝集が部分的に過度に進むことがなく、インクの凝集物が不規則に形成されにくくなる。また、樹脂粒子を形成する樹脂中の一般式(1)で表されるユニットにおけるスルホン酸基は、カルボン酸基と比してイオン解離しやすく、多価金属イオンと反応しにくいため、インクの凝集物の成長を抑制する作用を示す。このため、スルホン酸基を有する樹脂で形成された樹脂粒子を含有するインクを用いることで、インクの凝集物が不規則に形成されにくくなる。これらの結果として、画像のむらを抑制することができる。 In addition, since the cyano group in the resin forming the resin particles is a highly polarized group, it easily interacts with the carboxylic acid group in the resin forming the resin particles and the coloring material. Because the cyano group covers the periphery of the carboxylic acid group due to this interaction, the aggregation rate due to the reaction between the polyvalent metal ion and the carboxylic acid group when the ink comes into contact with the reaction liquid is appropriately suppressed, and the aggregation proceeds slowly. This prevents the aggregation from proceeding excessively in some areas, and makes it difficult for the ink aggregates to be irregularly formed. In addition, the sulfonic acid group in the unit represented by general formula (1) in the resin forming the resin particles is more likely to undergo ionic dissociation than the carboxylic acid group and is less likely to react with the polyvalent metal ion, so it exhibits the effect of suppressing the growth of the ink aggregates. Therefore, by using an ink containing resin particles formed from a resin having a sulfonic acid group, it becomes difficult for the ink aggregates to be irregularly formed. As a result of these, it is possible to suppress unevenness in the image.
多価金属イオンに代えて、有機酸を反応剤として用いると、画像の耐擦過性は向上するが、画像のむらはやや抑制しづらい。また、多価金属イオンに代えて、ポリアリルアミンなどのカチオン性樹脂を反応剤として用いると、画像のむらを抑制することはできるが、画像の耐擦過性をさらに向上させる効果は得られにくい。但し、本発明の効果を損なわない限り、多価金属イオンと、カチオン性樹脂や有機酸とを併用してもよい。 When an organic acid is used as a reactant instead of a polyvalent metal ion, the scratch resistance of the image is improved, but image unevenness is somewhat difficult to suppress. Also, when a cationic resin such as polyallylamine is used as a reactant instead of a polyvalent metal ion, image unevenness can be suppressed, but the effect of further improving the scratch resistance of the image is difficult to obtain. However, as long as the effect of the present invention is not impaired, polyvalent metal ions may be used in combination with cationic resins and organic acids.
[水性媒体]
反応液は、水性媒体として少なくとも水を含有する水性反応液である。反応液に用いる水性媒体としては、前述のインクに含有させることが可能な水性媒体と同様のものを挙げることができる。反応液中の水溶性有機溶剤の含有量(質量%)は、反応液全質量を基準として、1.0質量%以上45.0質量%以下であることが好ましい。水溶性有機溶剤は、前述の特定の水溶性の炭化水素化合物を含むことが好ましい。反応液中の水溶性の炭化水素化合物の含有量(質量%)は、反応液全質量を基準として、1.0質量%以上20.0質量%以下であることが好ましい。また、反応液中の水の含有量(質量%)は、反応液全質量を基準として、50.0質量%以上95.0質量%以下であることが好ましい。
[Aqueous medium]
The reaction liquid is an aqueous reaction liquid containing at least water as an aqueous medium. Examples of the aqueous medium used in the reaction liquid include the same aqueous medium as that which can be contained in the ink described above. The content (mass%) of the water-soluble organic solvent in the reaction liquid is preferably 1.0 mass% or more and 45.0 mass% or less based on the total mass of the reaction liquid. The water-soluble organic solvent preferably contains the specific water-soluble hydrocarbon compound described above. The content (mass%) of the water-soluble hydrocarbon compound in the reaction liquid is preferably 1.0 mass% or more and 20.0 mass% or less based on the total mass of the reaction liquid. In addition, the content (mass%) of water in the reaction liquid is preferably 50.0 mass% or more and 95.0 mass% or less based on the total mass of the reaction liquid.
[その他の成分]
反応液は、必要に応じて、各種その他の成分を含有してもよい。その他の成分としては、前述のインクに含有させることが可能なその他の成分と同様のものを挙げることができる。
[Other ingredients]
The reaction liquid may contain various other components as necessary. Examples of the other components include the same components as those that can be contained in the ink described above.
[反応液の物性]
反応液は、インクジェット方式に適用する水性反応液である。したがって、信頼性の観点から、その物性値を適切に制御することが好ましい。具体的には、25℃における反応液の表面張力は、20mN/m以上60mN/m以下であることが好ましい。また、25℃における反応液の粘度は、1.0mPa・s以上10.0mPa・s以下であることが好ましい。25℃における反応液のpHは、5.0以上9.5以下であることが好ましく、6.0以上9.0以下であることがさらに好ましい。
[Properties of reaction solution]
The reaction liquid is an aqueous reaction liquid applied to the inkjet method. Therefore, from the viewpoint of reliability, it is preferable to appropriately control the physical property values. Specifically, the surface tension of the reaction liquid at 25°C is preferably 20 mN/m or more and 60 mN/m or less. In addition, the viscosity of the reaction liquid at 25°C is preferably 1.0 mPa·s or more and 10.0 mPa·s or less. The pH of the reaction liquid at 25°C is preferably 5.0 or more and 9.5 or less, more preferably 6.0 or more and 9.0 or less.
<インクジェット記録方法、及びインクジェット記録装置>
以下に図面を参照して、本発明の一実施形態にかかるインクジェット記録方法、及びそのインクジェット記録方法に好適に用いうるインクジェット記録装置について説明する。本実施形態のインクジェット記録方法は、前述のインクをインクジェット方式の記録ヘッドから吐出して記録媒体に画像を記録する方法である。また、本実施形態のインクジェット記録装置は、前述のインクと、インクを吐出するインクジェット方式の記録ヘッドとを備えた装置である。
<Inkjet recording method and inkjet recording apparatus>
An inkjet recording method according to one embodiment of the present invention and an inkjet recording apparatus suitable for use in the inkjet recording method will be described below with reference to the drawings. The inkjet recording method of this embodiment is a method for ejecting the above-mentioned ink from an inkjet recording head to record an image on a recording medium. The inkjet recording apparatus of this embodiment is an apparatus equipped with the above-mentioned ink and an inkjet recording head that ejects the ink.
図1は、本実施形態のインクジェット記録装置100の概略構成の一例を示す模式図である。インクジェット記録装置100は、インクと反応する反応剤を含有する反応液、及びインクを用いて記録媒体に画像を記録するインクジェット記録装置である。ここでは、インクとともに反応液を用いる場合を例に挙げて説明するが、反応液を用いなくてもよい。X方向、Y方向、Z方向がそれぞれ、インクジェット記録装置の幅方向(全長方向)、奥行き方向、高さ方向を示す。記録媒体はX方向に搬送される。
Figure 1 is a schematic diagram showing an example of the general configuration of an
図1に示す実施形態のインクジェット記録装置100は、記録部1000、加熱部2000、定着部3000、及び排紙部4000を備えて構成される。記録部1000では、給紙装置1400から搬送部材1300によって搬送された記録媒体1100に、液体付与装置1200によって各種の液体を付与する。加熱部2000では、記録媒体1100に付与された液体によって形成された画像の液体成分を、加熱装置2100によって加熱して蒸発させ、乾燥させる。定着部3000では、記録媒体1100の画像を含む領域に定着部材3100を接触させることで、画像を加熱して、記録媒体1100への画像の定着を促進する。その後、記録媒体1100は、排紙部4000の搬送部材4100で搬送され、記録媒体収容部4200に積載収容される。ここでは、加熱部2000及び定着部3000を有する構成を例に挙げて説明するが、記録条件(インクや記録媒体の種類、記録速度など)によっては、加熱部や定着部を省いてもよい。後述する実施例では、加熱部2000及び定着部3000は使用せずに記録を行った。
The
記録媒体1100としては、どのようなものを用いてもよい。例えば、普通紙、非コート紙、合成紙などのコート層を有しない記録媒体、光沢紙やアート紙などのコート層を有する記録媒体、のようなインク吸収性(浸透性)を有する記録媒体を用いることができる。また、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリエチレンテレフタレート(PET)などの樹脂材料で形成されたフィルムやシートのような、インク吸収性(浸透性)を有しない記録媒体を用いることもできる。記録媒体1100の坪量(g/m2)は、30g/m2以上500g/m2以下であることが好ましく、50g/m2以上450g/m2以下であることがさらに好ましい。
Any recording medium may be used as the
[記録部]
記録部1000は、液体付与装置1200を備える。液体付与装置1200は、反応液付与装置1201及びインク付与装置1202を備えて構成される。図1に示す反応液付与装置1201は、インクジェット方式の吐出ヘッドを用いたユニットの例である。その他、グラビアコーター、オフセットコーター、ダイコーター、ブレードコーターなどを利用して反応液付与装置を構成してもよい。反応液付与装置1201による反応液の付与は、記録媒体1100でインクと接触することができればインク付与の前後いずれでもよい。但し、液体の吸収特性が異なる様々な記録媒体に対して高品位な画像を記録するためには、インクの付与前に反応液を付与することが好ましい。インク付与装置1202としては、インクジェット方式の吐出ヘッド(記録ヘッド)を用いる。液体付与装置1200としての吐出ヘッドの吐出方式は、電気-熱変換体により液体に膜沸騰を生じさせ気泡を形成することで液体を吐出する方式、電気-機械変換体によって液体を吐出する方式などが挙げられる。
[Recording section]
The
液体付与装置1200は、Y方向に延設されたラインヘッドであり、使用可能な最大幅の記録媒体の画像記録領域をカバーする範囲に吐出口が配列される。吐出ヘッドはその下方(記録媒体1100側)に吐出口が形成された吐出口面(不図示)を有し、吐出口面は数ミリ程度の微小な距離をもって、記録媒体1100と対向する。
The
インク付与装置1202は、記録媒体1100に各色のインクを付与するために、複数設けてもよい。例えば、イエローインク、マゼンタインク、シアンインク、及びブラックインクを用いてそれぞれの色画像を記録する場合、上記4種類のインクを吐出する4つ分のインク付与装置1202がX方向に並べて配設される。以下、インク及び反応液をまとめて「液体」と表現することがある。
A plurality of
図2は、液体付与装置の一例を示す斜視図である。図2に示す液体付与装置1200はラインヘッドであり、吐出口列が設けられた吐出素子基板1203が直線状に複数個配列されている。吐出素子基板1203には、複数の吐出口列が配列されている。
Figure 2 is a perspective view showing an example of a liquid application device. The
〔搬送系〕
図1に示すように、記録部1000は、液体付与装置1200、及び記録媒体1100を搬送する搬送部材1300を備えて構成される。搬送部材1300によって搬送される記録媒体1100の所望の位置に、液体付与装置1200により反応液及びインクを付与する。各液体は、描画データの画像信号を受け、各位置に必要な反応液及びインクを付与する。図1には、搬送ベルトの形態としての搬送部材1300を示すが、記録媒体1100を搬送する機能を有すれば、拍車、搬送胴などを利用してもよい。搬送精度を高めるためには、搬送部材1300として、記録媒体1100を固定しうるものを用いることができる。具体的には、搬送部材1300に孔を設け、裏面側から吸引して記録媒体1100を固定する手法、適切な材質で搬送部材1300を形成し、静電吸着して記録媒体1100を固定する手法、などを挙げることができる。
[Transport system]
As shown in FIG. 1, the
[加熱部]
図1に示すように、加熱部2000は、加熱装置2100と搬送部材2200を備えて構成される。反応液及びインクが付与され、画像が記録された記録媒体1100を、搬送部材2200によって搬送しながら、加熱装置2100によって加熱することで、画像の液体成分を蒸発させて乾燥させる。インク付与工程と定着工程の間に、さらに、インクが付与された記録媒体を非接触で加熱してインクを乾燥させる乾燥工程を有することが好ましい。このような乾燥工程を有することで、記録媒体1100の変形(コックリングやカール)を有効に抑制することができる。
[Heating section]
As shown in Fig. 1, the
加熱装置2100は、記録媒体1100を加熱することができればどのような構成であってもよく、温風乾燥機、ヒータなどの従来公知の各種の装置を用いることができる。なかでも、電熱線、赤外線などの非接触式のヒータを利用することが、安全性やエネルギー効率の点から好ましい。また、加熱された気体を記録媒体1100に噴射させるためにファンを内蔵し、温風を送る機構を利用すると、乾燥効率を高めやすい。
The
加熱の方法については、記録媒体1100の、反応液及びインクが付与された面側から加熱してもよいし、その裏面側から加熱してもよく、また、両面から加熱してもよい。搬送部材2200に、加熱する機能を持たせてもよい。図1には、搬送ベルトの形態としての搬送部材2200を示すが、記録媒体1100を搬送する機能を有すれば、拍車、搬送胴などを利用してもよい。
The method of heating may be from the side of the
[定着部]
図1に示すように、定着部3000は、搬送部材3200によって記録媒体1100を搬送するとともに、記録媒体1100に定着部材3100を加圧した状態で接触させ、記録媒体1100に付与された反応液やインクなどの液体を加熱する。これにより、記録媒体1100に画像を定着させることができる。画像が記録された記録媒体1100からは、反応液やインクの液体成分が記録媒体1100に浸透したり、加熱部2000を通過することで蒸発したりした後、定着部3000において定着されることで、画像が完成する。定着部材3100及び搬送部材3200で、記録媒体1100を挟み込んだ状態で加熱及び加圧することで、記録媒体1100の画像と定着部材3100とが密着して、画像が記録媒体に定着する。樹脂粒子及び色材を含有するインクなどの液体を用いると、主として定着部3000による加熱によって樹脂粒子が軟化して造膜し、記録媒体1100上に色材を結着させることができる。
[Fuser unit]
As shown in FIG. 1, the
定着部材3100を加熱する方法としては、定着ベルトとしての定着部材3100を駆動するローラ内部にハロゲンヒータなどの熱源を設けて加熱する方式を挙げることができる。また、定着部材3100とは別の箇所に赤外線ヒータなどの熱源を設けて加熱する方式を挙げることができる。さらに、これらの方式を組み合わせてもよい。
Methods for heating the fixing
[排紙部]
画像記録後の記録媒体1100は、排紙部4000に収容される(図1)。具体的には、記録が行われた記録媒体1100は、搬送部材4100により搬送されて、最終的には、記録媒体収容部4200に積載した状態で収容される。異なる記録物をそれぞれ収容するなどのために、記録媒体収容部4200を2以上設けてもよい。
[Paper output section]
The
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。 The present invention will be described in more detail below with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited in any way to the following examples as long as it does not deviate from the gist of the invention. Unless otherwise specified, the terms "parts" and "%" used to describe the amounts of components are based on mass.
<顔料分散液の調製>
(顔料分散液1)
水5.5gに濃塩酸5.0gを溶かした溶液に、温度5℃で、4-アミノフタル酸1.5g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℃の水9.0gに亜硝酸ナトリウム0.9gを溶かした溶液を加えた。15分撹拌後、顔料(カーボンブラック)6.0gを加え、さらに、15分撹拌してスラリーを得た。得られたスラリーをろ紙(標準用ろ紙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。その後、イオン交換法によりナトリウムイオンをカリウムイオンに置換して、顔料(カーボンブラック)の粒子表面に-C6H3-(COOK)2基が結合した自己分散顔料を得た。適量の純水を添加して顔料の含有量を調整し、顔料(カーボンブラック)の含有量が10.0%である顔料分散液1を得た。
<Preparation of Pigment Dispersion>
(Pigment Dispersion 1)
1.5 g of 4-aminophthalic acid was added to a solution of 5.0 g of concentrated hydrochloric acid in 5.5 g of water at a temperature of 5°C. The container containing this solution was placed in an ice bath, and while stirring to maintain the temperature of the solution at 10°C or less, a solution of 0.9 g of sodium nitrite in 9.0 g of water at 5°C was added. After stirring for 15 minutes, 6.0 g of pigment (carbon black) was added, and further stirring was performed for 15 minutes to obtain a slurry. The obtained slurry was filtered with filter paper (standard filter paper No. 2, manufactured by Advantec), and the particles were thoroughly washed with water and dried in an oven at 110°C. Thereafter, sodium ions were replaced with potassium ions by an ion exchange method to obtain a self-dispersing pigment in which -C 6 H 3 -(COOK) 2 groups were bonded to the particle surface of the pigment (carbon black). An appropriate amount of pure water was added to adjust the pigment content, and a pigment dispersion liquid 1 with a pigment (carbon black) content of 10.0% was obtained.
(顔料分散液2)
酸価150mgKOH/g、重量平均分子量8,000のスチレン-アクリル酸エチル-アクリル酸共重合体(樹脂1)を用意した。樹脂1の20.0部を、その酸価と等モルの水酸化カリウムで中和した後、適量の純水を加え、樹脂(固形分)の含有量が20.0%である樹脂1の水溶液を調製した。顔料(C.I.ピグメントブルー15:3)10.0部、樹脂1の水溶液15.0部、及び純水75.0部を混合して混合物を得た。得られた混合物及び0.3mm径のジルコニアビーズ200部をバッチ式の縦型サンドミル(アイメックス製)に入れ、水冷しながら5時間分散させた。遠心分離して粗大粒子を除去した後、ポアサイズ3.0μmのセルロースアセテートフィルター(アドバンテック製)にて加圧ろ過した。このようにして、顔料(C.I.ピグメントブルー15:3)の含有量が10.0%、樹脂分散剤(樹脂1)の含有量が3.0%の顔料分散液2を調製した。
(Pigment Dispersion 2)
A styrene-ethyl acrylate-acrylic acid copolymer (resin 1) with an acid value of 150 mgKOH/g and a weight average molecular weight of 8,000 was prepared. 20.0 parts of resin 1 were neutralized with potassium hydroxide in an amount equimolar to the acid value, and then an appropriate amount of pure water was added to prepare an aqueous solution of resin 1 with a resin (solid content) content of 20.0%. 10.0 parts of pigment (C.I. Pigment Blue 15:3), 15.0 parts of the aqueous solution of resin 1, and 75.0 parts of pure water were mixed to obtain a mixture. The obtained mixture and 200 parts of zirconia beads with a diameter of 0.3 mm were placed in a batch-type vertical sand mill (manufactured by Imex) and dispersed for 5 hours while cooling with water. After removing coarse particles by centrifugation, the mixture was pressure-filtered with a cellulose acetate filter (manufactured by Advantec) with a pore size of 3.0 μm. In this manner, Pigment Dispersion Liquid 2 was prepared, which had a pigment (C.I. Pigment Blue 15:3) content of 10.0% and a resin dispersant (Resin 1) content of 3.0%.
(顔料分散液3)
顔料をC.I.ピグメントバイオレット19とC.I.ピグメントレッド122を含む固溶体に変更した。このこと以外は、上述の顔料分散液2と同様の手順で、顔料(固溶体)の含有量が10.0%、樹脂分散剤(樹脂1)の含有量が3.0%の顔料分散液3を調製した。
(Pigment Dispersion 3)
The pigment was changed to a solid solution containing C.I. Pigment Violet 19 and C.I. Pigment Red 122. Except for this, a pigment dispersion 3 having a pigment (solid solution) content of 10.0% and a resin dispersant (resin 1) content of 3.0% was prepared in the same manner as in the pigment dispersion 2 described above.
(顔料分散液4)
顔料をC.I.ピグメントレッド150に変更した。このこと以外は、上述の顔料分散液2と同様の手順で、顔料(C.I.ピグメントレッド150)の含有量が10.0%、樹脂分散剤(樹脂1)の含有量が3.0%の顔料分散液4を調製した。
(Pigment Dispersion 4)
The pigment was changed to C.I. Pigment Red 150. Except for this, a pigment dispersion 4 having a pigment (C.I. Pigment Red 150) content of 10.0% and a resin dispersant (Resin 1) content of 3.0% was prepared in the same manner as in the above-mentioned pigment dispersion 2.
(顔料分散液5)
顔料をC.I.ピグメントイエロー74に変更した。このこと以外は、上述の顔料分散液2と同様の手順で、顔料(C.I.ピグメントイエロー74)の含有量が10.0%、樹脂分散剤(樹脂1)の含有量が3.0%の顔料分散液5を調製した。
(Pigment Dispersion 5)
The pigment was changed to C.I. Pigment Yellow 74. Apart from this, a pigment dispersion 5 having a pigment (C.I. Pigment Yellow 74) content of 10.0% and a resin dispersant (Resin 1) content of 3.0% was prepared in the same manner as in the above-mentioned pigment dispersion 2.
(顔料分散液6)
顔料をカーボンブラックに変更した。このこと以外は、上述の顔料分散液2の調製方法と同様の手順で、顔料(カーボンブラック)の含有量が10.0%、樹脂分散剤(樹脂1)の含有量が3.0%の顔料分散液6を調製した。
(Pigment Dispersion 6)
Except for the change of the pigment to carbon black, a pigment dispersion 6 having a pigment (carbon black) content of 10.0% and a resin dispersant (resin 1) content of 3.0% was prepared in the same manner as in the preparation of the pigment dispersion 2 described above.
<樹脂粒子の調製>
(一般式(1)で表されるユニットを形成するモノマー)
一般式(1)で表されるユニットを形成するモノマーを常法により作製した。作製した一般式(1)で表されるユニットを形成するモノマー(化合物1~10)を表1に示す。一般式(1)で表されるユニットを形成するモノマーは、下記一般式(3-1)で表される化合物である。一般式(3-1)中のR1とEは一般式(1)と同義である。
<Preparation of Resin Particles>
(Monomers forming the unit represented by formula (1))
Monomers forming the unit represented by general formula (1) were prepared by a conventional method. The prepared monomers (compounds 1 to 10) forming the unit represented by general formula (1) are shown in Table 1. The monomer forming the unit represented by general formula (1) is a compound represented by the following general formula (3-1). R 1 and E in general formula (3-1) have the same meanings as in general formula (1).
(樹脂粒子1~44)
樹脂粒子を形成する樹脂を構成する芳香族基を有するユニットとなるモノマーとして、スチレン(St)、4-メチルスチレン(4MSt)、2-クロロスチレン(2CSt)、α-メチルスチレン(αMSt)、及び2-ビニルナフタレン(2VNA)を用意した。また、樹脂粒子を形成する樹脂を構成するシアノ基を有するユニットとなるモノマーとして、アクリロニトリル(AN)、メタクリロニトリル(MAN)、及び2-クロロアクリロニトリル(2CAN)を用意した。同様に、分岐アルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルとして、アクリル酸2-エチルヘキシル(2EHA)、メタクリル酸2-エチルヘキシル(2EHMA)、メタクリル酸イソブチル(iBMA)、及びアクリル酸sec-ブチル(sBA)を用意した。さらに、樹脂粒子を形成する樹脂を構成するその他のユニットとなるモノマーとして、メタクリル酸エチル(EMA)、及びメタクリル酸(MAA)を用意した。
(Resin particles 1 to 44)
As monomers that become units having aromatic groups constituting the resin that forms the resin particles, styrene (St), 4-methylstyrene (4MSt), 2-chlorostyrene (2CSt), α-methylstyrene (αMSt), and 2-vinylnaphthalene (2VNA) were prepared. In addition, as monomers that become units having cyano groups constituting the resin that forms the resin particles, acrylonitrile (AN), methacrylonitrile (MAN), and 2-chloroacrylonitrile (2CAN) were prepared. Similarly, as (meth)acrylic acid esters having branched alkyl groups, 2-ethylhexyl acrylate (2EHA), 2-ethylhexyl methacrylate (2EHMA), isobutyl methacrylate (iBMA), and sec-butyl acrylate (sBA) were prepared. Furthermore, as monomers that become other units constituting the resin that forms the resin particles, ethyl methacrylate (EMA) and methacrylic acid (MAA) were prepared.
撹拌装置を取り付けた反応容器を温水槽にセットした。反応容器中に水1,178部を入れ、内温を70℃に保持した。表2-1に示す仕込み量(単位:部)でモノマーを混合し、モノマー混合液を調製した。また、過硫酸カリウム1.9部及び水659部を混合して重合開始剤の水溶液を調製した。モノマー混合液及び重合開始剤の水溶液を、60分かけながら並行して反応容器内に滴下した。滴下終了後、撹拌を継続してさらに30分間反応させて、表2-2に示す樹脂粒子を合成した。その後、8mol/L水酸化カリウム水溶液の適量を反応容器内に添加し、液体のpHを8.5に調整した。水の含有量を調整して、樹脂粒子の含有量が40.0%であり、体積平均粒子径(体積基準の累積50%粒子径D50)が100nmである各樹脂粒子の水分散液を得た。樹脂粒子の体積平均粒子径は、動的光散乱方式の粒度分析計(商品名「UPA-EX150」、日機装製)を使用し、SetZero:30秒、測定回数:3回、測定時間:180秒、形状:真球形、屈折率:1.59の条件で測定した。表2-2に示す「W1/W2の値(倍)」は、樹脂全質量を基準とした、一般式(1)で表されるユニットの割合W2(%)に対する芳香族基を有するユニットの割合W1(%)の比である。 A reaction vessel equipped with a stirrer was set in a hot water bath. 1,178 parts of water was placed in the reaction vessel, and the internal temperature was maintained at 70°C. Monomers were mixed in the amounts (units: parts) shown in Table 2-1 to prepare a monomer mixture. In addition, 1.9 parts of potassium persulfate and 659 parts of water were mixed to prepare an aqueous solution of a polymerization initiator. The monomer mixture and the aqueous solution of a polymerization initiator were dropped into the reaction vessel in parallel over 60 minutes. After the dropwise addition was completed, the mixture was stirred for another 30 minutes to synthesize the resin particles shown in Table 2-2. Then, an appropriate amount of an 8 mol/L potassium hydroxide aqueous solution was added to the reaction vessel, and the pH of the liquid was adjusted to 8.5. The water content was adjusted to obtain an aqueous dispersion of each resin particle having a resin particle content of 40.0% and a volume average particle diameter (cumulative 50% particle diameter D50 based on volume) of 100 nm. The volume average particle diameter of the resin particles was measured using a dynamic light scattering particle size analyzer (product name "UPA-EX150", manufactured by Nikkiso) under the following conditions: SetZero: 30 seconds, number of measurements: 3, measurement time: 180 seconds, shape: spherical, refractive index: 1.59. The "W1/W2 value (times)" shown in Table 2-2 is the ratio of the proportion W1 (%) of units having aromatic groups to the proportion W2 (%) of units represented by general formula (1) based on the total mass of the resin.
(樹脂粒子45)
特許文献1における「樹脂粒子1の調製」の記載に準じて、樹脂粒子の含有量が20.0%であり、体積平均粒子径(体積基準の累積50%粒子径)が80nmである樹脂粒子45の水分散液を得た。樹脂粒子45は、コアシェル構造を有する樹脂粒子であり、樹脂粒子を形成する樹脂は、分岐アルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルに由来するユニットを含まない。樹脂粒子45を形成する樹脂における、芳香族基を有するユニットの割合W1は59.1%、シアノ基を有するユニットの割合は25.6%、一般式(1)で表されるユニットの割合W2は2.7%、W1/W2の値は21.9倍であった。
(Resin Particles 45)
According to the description of "Preparation of Resin Particles 1" in Patent Document 1, an aqueous dispersion of resin particles 45 was obtained in which the resin particle content was 20.0% and the volume average particle diameter (cumulative 50% particle diameter based on volume) was 80 nm. The resin particles 45 are resin particles having a core-shell structure, and the resin forming the resin particles does not contain a unit derived from a (meth)acrylic acid ester having a branched alkyl group. In the resin forming the resin particles 45, the ratio W1 of units having aromatic groups was 59.1%, the ratio W2 of units represented by general formula (1) was 2.7%, and the value of W1/W2 was 21.9 times.
<インクの調製>
表3(表3-1~3-6)の中段に示す各成分(単位:%)を混合し、十分撹拌した後、ポアサイズ3.0μmのセルロースアセテートフィルター(アドバンテック製)にて加圧ろ過を行い、各インクを調製した。顔料分散液、及び樹脂粒子の水分散液には、表3-1~3-6の上段に示す番号のものを用いた。表3-1~3-6に示す「アセチレノールE100」は川研ファインケミカル製の界面活性剤の商品名である。表3-1~3-6の下段には、インクの特性として、インク全質量を基準とした、顔料の含有量A、樹脂粒子の含有量B、及びEO数4以上(EO数≧4)のPEGの含有量C、並びに、A/Bの値及びB/Cの値を示した。また、インクに使用された樹脂粒子及びEO数4以上(EO数≧4)のPEGのそれぞれのEO数(n1及びn2)、n1/n2の値を示した。
<Ink Preparation>
The components (unit: %) shown in the middle of Table 3 (Tables 3-1 to 3-6) were mixed and thoroughly stirred, and then pressure filtered with a cellulose acetate filter (manufactured by Advantec) having a pore size of 3.0 μm to prepare each ink. The pigment dispersion and the aqueous dispersion of resin particles were used with the numbers shown in the upper part of Tables 3-1 to 3-6. "Acetylenol E100" shown in Tables 3-1 to 3-6 is the trade name of a surfactant manufactured by Kawaken Fine Chemicals. The lower part of Tables 3-1 to 3-6 shows the ink characteristics, such as the pigment content A, the resin particle content B, and the PEG content C with an EO number of 4 or more (EO number ≧4) based on the total mass of the ink, as well as the values of A/B and B/C. Also shown are the EO numbers (n1 and n2) and n1/n2 of the resin particles and the PEG with an EO number of 4 or more (EO number ≧4) used in the ink.
<反応液の調製>
表4に示す各成分(単位:%)を混合し、十分撹拌した後、ポアサイズ3.0μmのセルロースアセテートフィルター(アドバンテック製)にて加圧ろ過を行い、各反応液を調製した。表4に示す「PAA-HCL-3L」はニットーボーメディカル製のポリアリルアミンの商品名であり、「アセチレノールE100」は川研ファインケミカル製の界面活性剤の商品名である。
<Preparation of reaction solution>
Each component (unit: %) shown in Table 4 was mixed and thoroughly stirred, and then pressure filtered through a cellulose acetate filter (manufactured by Advantec) with a pore size of 3.0 μm to prepare each reaction solution. "PAA-HCL-3L" shown in Table 4 is the trade name of polyallylamine manufactured by Nittobo Medical, and "Acetylenol E100" is the trade name of a surfactant manufactured by Kawaken Fine Chemical.
<インクの評価>
表5に示すインクを、図1に示す構成のインクジェット記録装置100のインク付与装置1202にそれぞれ充填した。インクジェット記録装置100を用いて、インクの記録デューティが100%である、2cm×2cmのベタ画像を上質紙(商品名「npi上質」、日本製紙製、坪量157.0g/m2)に記録した。本実施例では、1/1200インチ×1/1200インチの単位領域に3.0ngのインク滴を1滴付与する条件で記録した画像を、記録デューティが100%であると定義する。本実施例においては、下記の各項目の評価基準で「A」及び「B」を許容できるレベル、「C」及び「D」を許容できないレベルとした。評価結果を表5に示す。
<Ink evaluation>
The inks shown in Table 5 were filled in the
(耐擦過性)
記録の1分後に、記録したベタ画像について、JIS L0849に準じた学振型試験機である耐摩耗試験機(井元製作所製)を用いて、荷重100gで3往復、5往復、及び7往復の条件で摩擦試験を行った。摩擦試験後のベタ画像を目視で観察し、以下に示す評価基準にしたがって、画像の耐擦過性を評価した。
A:7往復した後にもベタ画像が削れていなかった。
B:5往復した後にはベタ画像が削れていなかったが、7往復した後にはベタ画像が削れて記録媒体の白地が見えた。
C:3往復した後にはベタ画像が削れていなかったが、5往復した後にはベタ画像が削れて記録媒体の白地が見えた。
D:3往復した後にベタ画像が削れて記録媒体の白地が見えた。
(Abrasion resistance)
One minute after recording, the recorded solid image was subjected to a friction test under conditions of 3, 5, and 7 reciprocations at a load of 100 g using an abrasion resistance tester (manufactured by Imoto Manufacturing Co., Ltd.), which is a Gakushin type testing machine conforming to JIS L 0849. The solid image after the friction test was visually observed, and the abrasion resistance of the image was evaluated according to the following evaluation criteria.
A: The solid image was not scraped off even after seven round trips.
B: After five reciprocations, the solid image was not scraped off, but after seven reciprocations, the solid image was scraped off and the white background of the recording medium was visible.
C: After three reciprocations, the solid image was not scraped off, but after five reciprocations, the solid image was scraped off and the white background of the recording medium was visible.
D: After three round trips, the solid image was scraped off and the white background of the recording medium was visible.
(発色性)
記録したベタ画像を温度23℃、相対湿度55%の環境に24時間載置した。その後、分光光度計を用いて、光源:D50、視野:2°の条件で、ベタ画像について、インクの色材に対応する色成分の光学濃度を測定し、以下に示す評価基準にしたがって、画像の発色性を評価した。光学濃度は、分光光度計(商品名「Spectrolino」、Gretag Macbeth製)を用いて、色材がカーボンブラックである場合はブラック成分、色材がカラー顔料である場合はカラー成分(シアン、マゼンタ、又はイエロー)を測定した。
A:ブラック成分の光学濃度が1.2以上である、又は、カラー成分の光学濃度が1.1以上であった。
B:ブラック成分の光学濃度が1.1以上1.2未満である、又は、カラー成分の光学濃度が1.0以上1.1未満であった。
C:ブラック成分の光学濃度が1.1未満である、又は、カラー成分の光学濃度が1.0未満であった。
(Color development)
The recorded solid image was left in an environment of 23° C. and 55% relative humidity for 24 hours. Thereafter, the optical density of the color component corresponding to the ink colorant was measured for the solid image using a spectrophotometer under conditions of light source: D50 and field of view: 2°, and the color development of the image was evaluated according to the following evaluation criteria. The optical density was measured using a spectrophotometer (trade name "Spectrolino", manufactured by Gretag Macbeth) for the black component when the colorant was carbon black, and for the color component (cyan, magenta, or yellow) when the colorant was a color pigment.
A: The optical density of the black component was 1.2 or more, or the optical density of the color component was 1.1 or more.
B: The optical density of the black component was 1.1 or more and less than 1.2, or the optical density of the color component was 1.0 or more and less than 1.1.
C: The optical density of the black component was less than 1.1, or the optical density of the color component was less than 1.0.
<インクセットの評価>
表6に示す組み合わせの反応液及びインクを、図1に示す構成を有するインクジェット記録装置100の反応液付与装置1201及びインク付与装置1202にそれぞれ充填した。本実施例では、1/1,200インチ×1/1,200インチの単位領域に3.0ngのインク滴を1滴付与する条件で記録した画像を、記録デューティが100%であると定義する。本発明においては、下記の各項目の評価基準で、「A」及び「B」を許容できるレベル、「C」を許容できないレベルとした。評価結果を表6に示す。
<Evaluation of Ink Set>
The reaction liquid and ink combinations shown in Table 6 were filled into the reaction
(耐擦過性)
上記の構成を有するインクジェット記録装置100を使用し、反応液の記録デューティが15%であるとともに、インクの記録デューティが100%である、2cm×2cmのベタ画像を記録媒体に記録した。記録媒体としては、npi上質(日本製紙製、坪量157.0g/m2)を用いた。記録したベタ画像を温度23℃、相対湿度55%の環境下に24時間載置した。その後、記録したベタ画像について、JIS L 0849に準じた学振型試験機である耐摩耗試験機(井元製作所製)を用いて、荷重200gで1往復又は3往復の条件で摩擦試験を行った。摩擦試験後のベタ画像を目視で観察し、以下に示す評価基準にしたがって画像の耐擦過性を評価した。
A:5往復した後にもベタ画像が削れていなかった。
B:3往復した後にはベタ画像が削れていなかったが、5往復した後にはベタ画像が削れて記録媒体の白地が見えた。
C:3往復した後にベタ画像が削れて記録媒体の白地が見えた。
(Abrasion resistance)
Using the
A: The solid image was not scraped off even after five round trips.
B: After three reciprocations, the solid image was not scraped off, but after five reciprocations, the solid image was scraped off and the white background of the recording medium was visible.
C: After three round trips, the solid image was scraped off and the white background of the recording medium was visible.
(画像むらの抑制)
上記の構成を有するインクジェット記録装置100を使用し、反応液の記録デューティが15%であるとともに、インクの記録デューティが100%である、5cm×5cmのベタ画像を記録媒体に記録した。記録したベタ画像をスキャナ(商品名「DR-C225II」、キヤノン製)で読み取り、ベタ画像を2値化処理して、入力データの通りに記録された部位(画像の濃い部分)の面積率を算出した。読み取りの条件は、カラー、600dpiとした。2値化処理は、画像処理ソフトウェア「ImageJ」を用いて8-bitに変換した後、白255/黒0での輝度ヒストグラムのピークにおける階調値(Gtop)について、閾値として[(255+Gtop)/2]の値を設定して行った。このようにして得られた閾値以上の面積から、その割合(面積率)を算出し、以下に示す評価基準にしたがって画像むらの抑制を評価した。
A:面積率が100.0%であった。
B:面積率が99.0%を超えて100.0%未満であった。
C:面積率が99.0%以下であった。
(Suppression of image unevenness)
Using the
A: The area ratio was 100.0%.
B: The area ratio was more than 99.0% and less than 100.0%.
C: The area ratio was 99.0% or less.
Claims (17)
前記樹脂粒子を形成する樹脂が、芳香族基を有するユニット、シアノ基を有するユニット、分岐アルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルに由来するユニット、及び下記一般式(1)で表されるユニットを含むことを特徴とする水性インク。
(前記一般式(1)中、nは繰り返し単位の数を表し、R1はアルキル基を表し、Eはエチレンオキサイド基の繰り返し単位の数であり、E≧1である。) A water-based inkjet ink containing a coloring material and resin particles,
an aqueous ink, characterized in that the resin forming the resin particles contains a unit having an aromatic group, a unit having a cyano group, a unit derived from a (meth)acrylic acid ester having a branched alkyl group, and a unit represented by the following general formula (1):
(In the general formula (1), n represents the number of repeating units, R1 represents an alkyl group, E represents the number of repeating units of an ethylene oxide group, and E≧1.)
(前記一般式(2)中、xは繰り返し単位であり、R2はそれぞれ独立に、アルキル基、又はハロゲン原子を表し、yは0乃至5の整数である。) The aqueous ink according to claim 1 , wherein the unit having an aromatic group is a unit represented by the following general formula (2):
(In the general formula (2), x is a repeating unit, each R2 independently represents an alkyl group or a halogen atom, and y is an integer of 0 to 5.)
前記樹脂粒子を形成する樹脂における、前記一般式(1)で表されるユニットのエチレンオキサイド基の数(n1)、及び前記ポリエチレングリコールのエチレンオキサイド基の数(n2)が、0.2≦n1/n2≦5.0の関係である請求項1に記載の水性インク。 the aqueous ink further contains a water-soluble organic solvent containing polyethylene glycol having 4 or more ethylene oxide groups;
2. The aqueous ink according to claim 1, wherein the number of ethylene oxide groups (n1) of the unit represented by general formula (1) in the resin forming the resin particles and the number of ethylene oxide groups (n2) of the polyethylene glycol satisfy the relationship 0.2≦n1/n2≦5.0.
前記水性インクが、請求項1乃至14のいずれか1項に記載の水性インクであり、
前記色材が、カルボン酸基の作用によって分散されるものであり、
前記樹脂が、さらに、カルボン酸基を有するユニットを含み、
前記反応剤が、多価金属イオンであることを特徴とするインクセット。 An inkjet ink set having a combination of an aqueous ink and an aqueous reactive liquid containing a reactant that reacts with the aqueous ink,
The aqueous ink is the aqueous ink according to any one of claims 1 to 14,
The colorant is dispersed by the action of a carboxylic acid group,
the resin further comprises a unit having a carboxylic acid group,
The ink set, wherein the reactant is a polyvalent metal ion.
前記インクが、請求項1乃至14のいずれか1項に記載の水性インクであることを特徴とするインクジェット記録方法。 An inkjet recording method for recording an image on a recording medium by ejecting ink from an inkjet recording head, comprising:
An ink-jet recording method, wherein the ink is a water-based ink according to claim 1 .
前記インクが、請求項1乃至14のいずれか1項に記載の水性インクであることを特徴とするインクジェット記録装置。
An inkjet recording apparatus including an ink and an inkjet recording head that ejects the ink,
15. An ink jet recording apparatus, wherein the ink is a water-based ink according to claim 1.
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