JP2715178B2 - Ink and ink jet recording method using the same - Google Patents

Ink and ink jet recording method using the same

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JP2715178B2
JP2715178B2 JP17011690A JP17011690A JP2715178B2 JP 2715178 B2 JP2715178 B2 JP 2715178B2 JP 17011690 A JP17011690 A JP 17011690A JP 17011690 A JP17011690 A JP 17011690A JP 2715178 B2 JP2715178 B2 JP 2715178B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はインクジェット用インク(以下単に「イン
ク」という場合がある)に関し、更に詳しくは、記録ヘ
ッドのオリフィスから熱エネルギーの作用によってイン
クを飛翔させ記録を行なうインクジェット記録方法に関
する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an ink-jet ink (hereinafter sometimes simply referred to as “ink”), and more specifically, to fly an ink from the orifice of a recording head by the action of thermal energy. The present invention relates to an ink jet recording method for performing recording.

(従来の技術) インクジェット記録方法は、記録時の騒音の発生が少
なく、又、カラー化対応が容易で、更には、高集積ヘッ
ドを使用することにより、高解像度の記録画像が高速で
得られるという利点を有している。
(Prior Art) The ink jet recording method generates less noise at the time of recording, can easily cope with colorization, and can obtain a high-resolution recorded image at high speed by using a highly integrated head. It has the advantage that.

この様なインクジェット記録方法では、インクとして
各種の水溶性染料を水又は水と有機溶剤との混合液に溶
解させたものが使用されている。しかしながら、水溶性
染料を用いた場合には、これらの水溶性染料は本来耐光
性が劣る為、記録画像の耐光性が問題になる場合が多
い。
In such an ink jet recording method, an ink obtained by dissolving various water-soluble dyes in water or a mixture of water and an organic solvent is used. However, when water-soluble dyes are used, these water-soluble dyes are inherently inferior in light fastness, so that the light fastness of a recorded image often becomes a problem.

又、染料が水溶性である為に、記録画像の耐水性が問
題となる場合が多い。即ち、記録画像に雨、汗、或いは
飲食用の水がかかったりした場合、記録画像が滲んだ
り、消失することがある。
Further, since the dye is water-soluble, water resistance of a recorded image often becomes a problem. That is, when rain, sweat, or water for eating and drinking is applied to the recorded image, the recorded image may bleed or disappear.

一方、ボールペン等の染料を用いた文房具においても
同様の問題があり、かかる耐光性、耐水性の問題を解決
する為に、種々の文房具用水性顔料インクの提案がなさ
れている。水性顔料インクを実用化する為に、分散安定
性、ペン先でのインクの固化防止、ボールペンのボール
の摩耗防止が検討されている。
On the other hand, there is a similar problem in stationery using a dye such as a ballpoint pen, and various water-based pigment inks for stationery have been proposed in order to solve such problems of light resistance and water resistance. In order to put the water-based pigment ink into practical use, studies have been made on dispersion stability, prevention of ink solidification at the pen tip, and prevention of wear of the ball of a ballpoint pen.

例としては、特開昭58−080368号公報、特開昭61−20
0182号公報、特開昭61−247774号公報、特開昭61−2727
8号公報、特開昭62−000568号公報、特開昭62−101671
号公報、特開昭62−101672号公報、特開平1−249869号
公報、特開平1−301760号公報等が挙げられる。又、最
近では、水性顔料インクを用いたボールペンやマーカー
が商品として多数市場に出ている。
Examples include JP-A-58-080368 and JP-A-61-20.
No. 0182, JP-A-61-247774, JP-A-61-2727
No. 8, JP-A-62-000568, JP-A-62-101671
JP-A-62-101672, JP-A-1-249869, JP-A-1-301760 and the like. Recently, a large number of ballpoint pens and markers using water-based pigment inks have been marketed as commercial products.

(発明が解決しようとしている問題点) しかしながら、従来のカーボンブラックを使用した文
房具用水性顔料インクを、記録ヘッドのオリフィスから
熱エネルギーの作用によって、インクを飛翔させた記録
を行う方法のインクジェット記録に使用した場合、吐出
安定性に著しい障害を起こし、印字不良を生じるという
問題がある。
(Problems to be Solved by the Invention) However, a conventional aqueous pigment ink for stationery using carbon black is applied to ink jet recording by a method of performing recording by flying ink by the action of thermal energy from an orifice of a recording head. When used, there is a problem that a remarkable trouble occurs in the ejection stability and printing failure occurs.

特に、熱エネルギーを付与して液滴を吐出させて記録
を行うインクジェット記録においては、従来の顔料イン
クを使用した場合、インクにパルスを印加するとその熱
により薄膜抵抗体上に堆積物が出来、インクの発泡が不
完全で液滴の吐出が印加パルスに応答出来ず不吐出が発
生する場合がある。
In particular, in the case of ink jet recording in which recording is performed by applying thermal energy and discharging droplets, when a conventional pigment ink is used, when a pulse is applied to the ink, a deposit is formed on the thin film resistor by the heat, In some cases, ejection of liquid droplets cannot respond to an applied pulse due to incomplete bubbling of ink, causing non-ejection.

即ち、インクをノズル先端から安定に吐出させる為に
は、インクが薄膜抵抗体上で所望の体積で発泡し、更
に、所望の時間で発泡と消泡とを繰り返すことが出来る
性能を有していなければならない。しかし、従来の文具
用インクは、それらの性能を満足していない為、インク
ジェット記録装置に充填し記録を行わせると上記の様な
種々の不都合が生じていた。
That is, in order to stably eject the ink from the nozzle tip, the ink has the performance of foaming in a desired volume on the thin-film resistor, and furthermore, the foaming and defoaming can be repeated in a desired time. There must be. However, conventional stationery inks do not satisfy these performances, so that the above-described various inconveniences have occurred when the ink is filled in an ink jet recording apparatus to perform recording.

又、顔料インクという分散系をインクジェット記録に
使用する場合、長時間の放置による記録ヘッド先端での
固化防止は重要な技術課題であり、インクの組成は、信
頼性ある顔料インクを設計する上での重要なポイントで
ある。
In addition, when a pigment ink dispersion is used for inkjet recording, prevention of solidification at the tip of the recording head due to long-term storage is an important technical issue, and the composition of the ink is important in designing a reliable pigment ink. Is an important point.

更に、従来の顔料インクの中には、比較的短時間での
吐出性に優れるものの、記録ヘッドの駆動条件を変えた
り、長時間に渡って連続吐出を行ったりした場合には吐
出が不安定になり、ついには吐出しなくなるという問題
が生じている。
Further, some of the conventional pigment inks have excellent dischargeability in a relatively short time, but the discharge becomes unstable when the driving conditions of the recording head are changed or continuous discharge is performed for a long time. And finally there is a problem that the ink is not discharged.

そこで、本発明の目的は、前述した従来技術の問題点
を解消し、駆動条件の変動や長時間の使用でも常に安定
した吐出を行なうことが可能で、長期間の保存安定性に
優れ、更に、ヘッド先端におけるインクの固化を解消し
たインク及びこれを用いたインクジェット記録方法を提
供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, to perform stable ejection even when the driving conditions are changed or used for a long time, and to provide excellent long-term storage stability. Another object of the present invention is to provide an ink in which solidification of ink at the head end is eliminated and an ink jet recording method using the same.

又、本発明の目的は、常時安定した高速記録が可能で
あり、非塗工用紙に印字したときに耐水性、耐光性等の
堅牢性に優れた記録画像が得られるインク及びインクジ
ェット記録方法を提供することにある。
Further, an object of the present invention is to provide an ink and an ink jet recording method capable of always performing stable high-speed recording, and obtaining a recorded image having excellent fastness such as water resistance and light resistance when printed on uncoated paper. To provide.

(問題点を解決する為の手段) 上記目的は以下の本発明によって達成される。(Means for Solving the Problems) The above object is achieved by the present invention described below.

即ち、本発明は、少なくとも3〜20重量%のカーボン
ブラック、10〜90重量%の水及び0.1〜5重量%の水溶
性樹脂を含有する水性液組成物であって、前記水溶性樹
脂のガラス転移温度(Tg)が50℃以上であり、且つ前記
組成物中に溶解している前記水溶性樹脂の量が2重量%
以下であることを特徴とするインク吐出に熱エネルギー
を利用するインクジェット用インク、及び該インクを使
用するインクジェット記録方法である。
That is, the present invention relates to an aqueous liquid composition comprising at least 3 to 20% by weight of carbon black, 10 to 90% by weight of water and 0.1 to 5% by weight of a water-soluble resin, A transition temperature (Tg) of 50 ° C. or higher, and the amount of the water-soluble resin dissolved in the composition is 2% by weight
An ink-jet ink utilizing thermal energy for ink ejection, and an ink-jet recording method using the ink, characterized in that:

(作用) 本発明者らは、カーボンブラックを使用した水性顔料
インクにおいて、前記ヘッドの先端にインクが固化し種
々の問題を引き起こすことを防止する為、固化したイン
クの再溶解性を上げる方法を鋭意検討したところ、イン
クに含有される水溶性樹脂のガラス転移温度(Tg)が50
℃以上の場合には、乾燥により固化してしまったインク
を、インクそのもので再溶解させることが出来、記録ヘ
ッド先端における種々の問題点を解消出来ることを見出
し本発明に至った。
(Function) In the aqueous pigment ink using carbon black, the present inventors have proposed a method for increasing the resolubility of the solidified ink in order to prevent the ink from solidifying at the tip of the head and causing various problems. After careful examination, the glass transition temperature (Tg) of the water-soluble resin contained in the ink was 50
When the temperature is higher than ° C, it has been found that the ink solidified by drying can be redissolved with the ink itself, and various problems at the leading end of the recording head can be solved.

即ち、水性顔料インクは、一般に、乾燥させると凝集
してしまい、染料インクを用いたインクと異なり容易に
は再溶解させることは出来ず、これを再溶解させる為に
は、高アルカリ溶液で超音波等を用いて再分散させなく
てはならない。
That is, the aqueous pigment ink generally agglomerates when dried, and cannot be easily redissolved unlike the ink using the dye ink. It must be redispersed using sound waves or the like.

又、記録ヘッド先端におけるインクの固化はキャップ
の気密性を上げたり、記録ヘッドのフェイス面をワイパ
ー等で定期的にクリーニングすること等により、ある程
度まで改良することは可能である。
The solidification of the ink at the tip of the recording head can be improved to some extent by increasing the airtightness of the cap, or by periodically cleaning the face surface of the recording head with a wiper or the like.

しかし、高アルカリによる洗浄手段等を装置に設ける
ことはコストアップにつながり、その上、プリンターの
使用者にとって高アルカリ溶液が手に触れたりすること
は危険であることから好ましい解決方法ではない。
However, providing a washing unit or the like with a high alkali in the apparatus leads to an increase in cost, and furthermore, it is not a preferable solution since it is dangerous for a user of the printer to touch the high alkali solution.

そこで、本発明者らは、インクの構成要素を改良する
ことによりインク固化物の再溶解性を上げる手段を種々
検討したところ、顔料の分散樹脂として前記の様な水溶
性樹脂を含有させることによって、インクの再溶解性が
著しく改善されることを見出した。
Thus, the present inventors have studied various means for improving the resolubility of the solidified ink by improving the constituent elements of the ink, and by including the water-soluble resin as described above as a pigment dispersion resin. It was found that the re-solubility of the ink was significantly improved.

即ち、記録ヘッドのフェイス面に付着したインクは、
インク中に含有される水や低沸点の溶解がいち早く蒸発
し、顔料分散体と高沸点溶剤が残るが、この時にできる
インク固化物は、その中に含有させる水溶性樹脂のTgが
50℃より小さいと、理由は定かでないが、表面が固く膜
化してしまい容易に再溶解させることが出来ない。しか
し、Tgが50℃以上の水溶性樹脂を用いると、固化物の表
面が柔らかくインクそのものにより固化物を再溶解させ
ることが可能となる。
That is, the ink attached to the face surface of the recording head is
Dissolution of water and low-boiling point contained in the ink evaporates quickly, leaving a pigment dispersion and a high-boiling-point solvent.The solidified ink formed at this time has a Tg of the water-soluble resin contained therein.
When the temperature is lower than 50 ° C., although the reason is not clear, the surface is hardened into a film and cannot be easily dissolved again. However, when a water-soluble resin having a Tg of 50 ° C. or higher is used, the surface of the solidified material is soft and the solidified material can be redissolved by the ink itself.

更に、一般的にインクジェット用インクに要求される
性能としては、インクの粘度、表面張力、pH等の物性が
挙げられるが、水性顔料インクの様な分散系のもので
は、例えこれらの物性を満足していてもインクの発泡が
不安定である場合が多くあった。
Further, the properties generally required for ink-jet inks include physical properties such as viscosity, surface tension, and pH of the ink, but a dispersion system such as an aqueous pigment ink satisfies these physical properties. In many cases, the foaming of the ink was unstable.

そこで、本発明者らは、水性顔料インクについて、熱
に安定でしかも最適な発泡が可能なインクの性能につい
て鋭意研究した結果、インク中に溶解している水溶性樹
脂の量をインク全量の2重量%以下、好ましくは1重量
%以下とすることで、薄膜抵抗体上においてインクがど
の様な駆動条件でも正確に発泡し、更には、長期に渡っ
ても薄膜抵抗体上に堆積物を発生しないことを見出し
た。
Accordingly, the present inventors have conducted intensive studies on the performance of an aqueous pigment ink which is stable to heat and capable of optimal foaming. As a result, the amount of the water-soluble resin dissolved in the ink is reduced to 2% of the total amount of the ink. By controlling the amount to be not more than 1% by weight, preferably not more than 1% by weight, the ink foams accurately on the thin film resistor under any driving conditions, and further, deposits are generated on the thin film resistor over a long period of time. Not found.

即ち、インク中に、顔料に対して多量に余剰の水溶性
樹脂が存在すると、薄膜抵抗体上において所定の熱エネ
ルギーを与えてもインクが発泡しなかったり、パルス印
加時の熱によってこれら余剰の水溶性樹脂が不溶物とな
り薄膜抵抗体上に堆積する等してしまい、不吐出や印字
の乱れを引き起こす原因となっていた。
That is, if a large amount of excess water-soluble resin is present in the ink with respect to the pigment, the ink does not foam even when given heat energy is applied to the thin-film resistor, or the excess heat is generated by pulse application. The water-soluble resin becomes insoluble and deposits on the thin film resistor, which causes non-discharge and printing disorder.

尚、本発明でいう溶解している水溶性樹脂とは、イン
ク中で顔料に吸着しておらず液媒体中に溶解した状態の
樹脂を指す。
The dissolved water-soluble resin referred to in the present invention refers to a resin that is not adsorbed on a pigment in an ink but is dissolved in a liquid medium.

(好ましい実施態様) 次に好ましい実施態様を挙げて本発明を更に詳細に説
明する。
Preferred Embodiment Next, the present invention will be described in more detail with reference to preferred embodiments.

本発明で使用するカーボンブラックとしては、No.230
0、No.900、MCF88、No.33、No.40、No.45、No.52、MA
7、MA8、♯2200B(以上三菱化成製)、RAVEN1255(コロ
ンビア製)、REGAL400R、REGALE330R、REGAL660R、MOGU
L L(キャボット製)、Color Black FW1、Color Black
FW18、Color Black S170、Color Black S150、Printex
35、Printex U(デグッサ製)等の市販品、更には、本
目的の為に新たに製造されたものでも使用可能である。
又、これらのカーボンブラックを2種類以上併用するこ
とも可能である。
As the carbon black used in the present invention, No. 230
0, No.900, MCF88, No.33, No.40, No.45, No.52, MA
7, MA8, ♯2200B (Mitsubishi Chemical), RAVEN1255 (Colombia), REGAL400R, REGALE330R, REGAL660R, MOGU
LL (Cabot), Color Black FW1, Color Black
FW18, Color Black S170, Color Black S150, Printex
Commercial products such as 35, Printex U (made by Degussa), and those newly manufactured for this purpose can also be used.
Further, two or more of these carbon blacks can be used in combination.

本発明で使用するカーボンブラックのインク中におけ
る含有量は、重量比で3〜20重量%の範囲で用いるのが
好ましい。
The content of carbon black in the ink used in the present invention is preferably in the range of 3 to 20% by weight in weight ratio.

本発明においてカーボンブラックの分散剤として含有
される水溶性樹脂は、アミン或は塩基を溶解させた水溶
液に可溶で、Tgが50℃以上であればいかなる樹脂でも使
用可能であるが、平均分子量が3000〜30000、より好ま
しくは5000〜15000の範囲の樹脂を使用する。又、2種
類以上の水溶性樹脂を併用することも可能である。
The water-soluble resin contained as a dispersant for carbon black in the present invention is soluble in an aqueous solution in which an amine or a base is dissolved, and any resin can be used as long as the Tg is 50 ° C. or higher. 3,000 to 30,000, more preferably 5,000 to 15,000. It is also possible to use two or more water-soluble resins in combination.

具体的には、スチレン−アクリル酸共重合体、スチレ
ン−アクリル酸−アクリル酸アルキルエステル共重合
体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイ
ン酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン
−メタクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸−ア
クリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−αメチ
ルスチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−αメチル
スチレン−アクリル酸−アクリル酸アルキルエステル共
重合体、スチレン−マレイン酸ハーフエステル共重合
体、ビニルナフタレン−アクリル酸共重合体、ビニルナ
フタレン−マレイン酸共重合体、或はこれらの塩等が挙
げられる。
Specifically, styrene-acrylic acid copolymer, styrene-acrylic acid-alkyl acrylate copolymer, styrene-maleic acid copolymer, styrene-maleic acid-alkyl acrylate copolymer, styrene-methacrylic Acid copolymer, styrene-methacrylic acid-alkyl acrylate copolymer, styrene-α-methylstyrene-acrylic acid copolymer, styrene-α-methylstyrene-acrylic acid-alkyl acrylate copolymer, styrene-maleic An acid half ester copolymer, a vinyl naphthalene-acrylic acid copolymer, a vinyl naphthalene-maleic acid copolymer, or a salt thereof may be used.

尚、水溶性樹脂はインク全量に対して0.1〜5重量%
の範囲、好ましくは0.3〜2重量%の範囲で使用する。
こうした水溶性樹脂は、分散処理の後のインク作成時に
分散剤とは別に添加してもよい。
The water-soluble resin is 0.1 to 5% by weight based on the total amount of the ink.
, Preferably in the range of 0.3 to 2% by weight.
Such a water-soluble resin may be added separately from the dispersant when preparing the ink after the dispersion treatment.

水溶性樹脂のTgの測定方法としては、示差熱分析法
(DTA)、示差熱量分析法(DSC)を用いて行われる。
The Tg of the water-soluble resin is measured using a differential thermal analysis (DTA) or a differential calorimetry (DSC).

本発明のインクは、水溶性樹脂の溶解性を向上させ、
一層の長期保存性に優れたものとする為、好ましくはイ
ンク全体が中性又はアルカリ性に調整されていることが
望ましい。但し、この場合、強アルカリであるインクジ
ェット記録装置に使われている種々の部材の腐蝕の原因
となることがあるので、pH7〜10の範囲とするのが好ま
しい。
The ink of the present invention improves the solubility of the water-soluble resin,
In order to further improve the long-term storage property, it is preferable that the entire ink is preferably adjusted to be neutral or alkaline. However, in this case, the pH is preferably in the range of 7 to 10, because it may cause corrosion of various members used in the ink jet recording apparatus which is a strong alkali.

その際使用されるpH調整剤としては、アミン或は塩
基、例えば、ジエタノールアミン、トリエタノールアミ
ン等の各種有機アミン、水酸化ナトリウム、水酸化リチ
ウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属の水酸化物等の
無機アルカリ剤、有機酸や鉱酸等が用いられる。
Examples of the pH adjuster used in this case include amines or bases, for example, various organic amines such as diethanolamine and triethanolamine, and hydroxides of alkali metals such as sodium hydroxide, lithium hydroxide and potassium hydroxide. An inorganic alkali agent, an organic acid, a mineral acid, or the like is used.

以上の如き、カーボンブラック、水溶性樹脂及びアミ
ン等は水性媒体中に分散又は溶解される。
As described above, carbon black, a water-soluble resin, an amine and the like are dispersed or dissolved in an aqueous medium.

本発明のインクにおいて好適な水性媒体は、水及び水
溶性有機溶剤の混合溶媒であり、水としては、種々のイ
オンを含有する一般の水ではなく、イオン交換水(脱イ
オン水)を使用するのが好ましい。
An aqueous medium suitable for the ink of the present invention is a mixed solvent of water and a water-soluble organic solvent. As the water, not deionized water but general water containing various ions is used. Is preferred.

水と混合して使用される水溶性有機溶剤としては、例
えば、メチルアルコール、エチルアルコール、n−プロ
ピルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブチル
アルコール、sec−ブチルアルコール、tert−ブチルア
ルコール、イソブチルアルコール等の炭素数1〜4のア
ルキルアルコール類;ジメチルホルムアミド、ジメチル
アセトアミド等のアミド類;アセトン、ジアセトンアル
コール等のケトン又はケトアルコール類;テトラヒドロ
フラン、ジオキサン等のエーテル類;ポリエチレングリ
コール、ポリプロピレングリコール等のポリアルキレン
グリコール類;エチレングリコール、プロピレングリコ
ール、ブチレングリコール、トリエチレングリコール、
1,2,6−ヘキサトリオール、チオジグリコール、ヘキシ
レングリコール、ジエチルグリコール等のアルキレン基
が2〜6個の炭素原子を含むアルキレングリコール類;
グリセリン;エチレングリコールモノメチル(又はエチ
ル)エーテル、ジエチレングリコールメチル(又はエチ
ル)エーテル、トリエチレングリコールモノメチル(又
はエチル)エーテル等の多価アルコールの低級アルキル
エーテル類;N−メチル−2−ピロリドン、1,3−ジメチ
ル−2−イミダゾリジノン等が挙げられる。
Examples of the water-soluble organic solvent used by mixing with water include, for example, methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol, sec-butyl alcohol, tert-butyl alcohol, and isobutyl alcohol. Alkyl alcohols having 1 to 4 carbon atoms; amides such as dimethylformamide and dimethylacetamide; ketones or keto alcohols such as acetone and diacetone alcohol; ethers such as tetrahydrofuran and dioxane; polyalkylenes such as polyethylene glycol and polypropylene glycol Glycols; ethylene glycol, propylene glycol, butylene glycol, triethylene glycol,
Alkylene glycols wherein the alkylene group contains 2 to 6 carbon atoms, such as 1,2,6-hexatriol, thiodiglycol, hexylene glycol, diethyl glycol;
Glycerin; lower alkyl ethers of polyhydric alcohols such as ethylene glycol monomethyl (or ethyl) ether, diethylene glycol methyl (or ethyl) ether, and triethylene glycol monomethyl (or ethyl) ether; N-methyl-2-pyrrolidone, 1,3 -Dimethyl-2-imidazolidinone.

これらの多くの水溶性有機溶剤の中でも特に、ジエチ
レングリコール等の多価アルコール、トリエチレングリ
コールモノメチル(又はエチル)エーテル等の多価アル
コールの低級アルキルエーテル類が好ましい。
Among these many water-soluble organic solvents, polyhydric alcohols such as diethylene glycol and lower alkyl ethers of polyhydric alcohols such as triethylene glycol monomethyl (or ethyl) ether are particularly preferable.

又、これらの多くの水溶性有機溶剤の中で多価アルコ
ール又はそのアルキルエーテルは、本発明のインク中に
好ましくはインク全体の0.001〜10重量%含有される。
Also, among these many water-soluble organic solvents, the polyhydric alcohol or its alkyl ether is preferably contained in the ink of the present invention in an amount of 0.001 to 10% by weight of the whole ink.

本発明のインクにおいて、更に高い吐出安定性を得る
為には、エチルアルコール或はイソプロピルアルコール
を3重量%〜15重量%水性媒体中に添加することが有効
である。
In the ink of the present invention, in order to obtain higher ejection stability, it is effective to add ethyl alcohol or isopropyl alcohol to an aqueous medium of 3% by weight to 15% by weight.

これは、エチルアルコール或はイソプロピルアルコー
ルを添加することにより、インクの薄膜抵抗体上での発
泡をより安定に行うことが出来る為と考えられる。
This is presumably because the addition of ethyl alcohol or isopropyl alcohol can more stably foam the ink on the thin film resistor.

しかしながら、エチルアルコール或はイソプロピルア
ルコールを過剰に加えると、印字物の印字品位が損なわ
れるという欠点が生じる為、より適切な添加濃度として
は3重量%〜10重量%である。
However, if ethyl alcohol or isopropyl alcohol is added in excess, the print quality of printed matter is impaired, so that a more appropriate addition concentration is 3% by weight to 10% by weight.

分散液へのエチルアルコール或はイソプロピルアルコ
ールの添加の他の効果としては、分散時における泡の発
生を抑え、効率的な分散が行える点も挙げられる。
Another effect of the addition of ethyl alcohol or isopropyl alcohol to the dispersion is that the generation of bubbles during dispersion can be suppressed and efficient dispersion can be performed.

本発明のインク中のこれらの水溶性有機溶剤の含有量
は、一般的にはインク全重量の3〜50重量%の範囲であ
り、好ましくは3〜40重量%の範囲である。
The content of these water-soluble organic solvents in the ink of the present invention is generally in the range of 3 to 50% by weight, preferably in the range of 3 to 40% by weight based on the total weight of the ink.

又、使用する水は、インク全重量の10〜90重量%の範
囲であり、好ましくは30〜80重量%の範囲である。
The water used is in the range of 10 to 90% by weight, preferably 30 to 80% by weight of the total weight of the ink.

本発明のインクを構成する主要成分は以上の通りであ
るが、その他所望の物性値のインクとする為、必要に応
じて界面活性剤、保湿剤、消泡剤、防腐剤等を使用して
もよいし、市販の水溶性染料等を添加することも出来
る。
The main components constituting the ink of the present invention are as described above, but in order to obtain an ink having other desired physical properties, a surfactant, a humectant, an antifoaming agent, a preservative, and the like are used as necessary. Or a commercially available water-soluble dye or the like can be added.

尚、保湿剤としては、従来用いられているものはいか
なるものでも使用可能であるが、尿素、チオ尿素やこれ
らの誘導体が好ましい。その添加量としては、インク全
重量の2〜10重量%の範囲であり、好ましくは2〜5重
量%の範囲である。
As the humectant, any of those conventionally used can be used, but urea, thiourea and derivatives thereof are preferable. The amount added is in the range of 2 to 10% by weight, preferably in the range of 2 to 5% by weight of the total weight of the ink.

界面活性剤としては、脂肪酸塩類、高級アルコール硫
酸エステル塩類、液体脂肪油硫酸エステル塩類、アルキ
ルアリルスルホン酸塩類等の陰イオン界面活性剤、ポリ
オキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレ
ンアルキルエステル類、ポリオキシエチレンソルビタン
アルキルエステル類等の非イオン性界面活性剤があり、
これらの1種又は2種以上を適宜選択して使用出来る。
Surfactants include anionic surfactants such as fatty acid salts, higher alcohol sulfates, liquid fatty oil sulfates, alkylallyl sulfonates, polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyethylene alkyl esters, and polyoxyethylene alkyl esters. There are nonionic surfactants such as oxyethylene sorbitan alkyl esters,
One or more of these can be appropriately selected and used.

その使用量は分散剤により異なるがインク全量に対し
て0.01〜5重量%であることが望ましく、この際には、
インクの表面張力が30dyne/cm以上になる様に界面活性
剤の添加量を決定することが好ましい。なぜなら、イン
クの表面張力がこれより小さい値を示すと、本発明の如
きインクジェット記録方式においてはノズル先端の濡れ
による印字よれ(記録紙上でのインク滴の着弾点のず
れ)等好ましくない事態を引き起こしてしまうからであ
る。
The amount used varies depending on the dispersant, but is preferably 0.01 to 5% by weight based on the total amount of the ink.
It is preferable to determine the amount of the surfactant to be added so that the surface tension of the ink is 30 dyne / cm or more. This is because, if the surface tension of the ink is smaller than this value, an undesired situation such as printing distortion due to the wetting of the nozzle tip (shift of the landing point of the ink droplet on the recording paper) is caused in the ink jet recording method of the present invention. It is because.

更に、本発明のインクもう一つの特徴としては、イン
ク中に溶解している水溶性樹脂の量をインク全量の2重
量%以下、好ましくは1重量%以下としたことにある。
この結果、熱に安定で、更に、薄膜抵抗体上においてイ
ンクがどの様な駆動条件でも正確に発泡し、更に、長期
に渡っても薄膜抵抗体上に堆積物を発生しないインクジ
ェット記録に有用なインクとすることが出来る。
Another feature of the ink of the present invention is that the amount of the water-soluble resin dissolved in the ink is 2% by weight or less, preferably 1% by weight or less of the total amount of the ink.
As a result, the ink is thermally stable, and the ink on the thin film resistor is accurately foamed under any driving conditions, and is useful for ink jet recording in which no deposit is generated on the thin film resistor for a long time. It can be ink.

即ち、顔料に対して多量に余剰の水溶性樹脂がインク
中に存在すると、薄膜抵抗体上において所定の熱エネル
ギーを与えても、インクが発泡しなかったり、パルス印
加時の熱によってこれら余剰の水溶性樹脂が不溶物とな
り薄膜抵抗体上に堆積してしまい、不吐出や印字の乱れ
を引き起こす原因となっていた。
That is, if a large amount of excess water-soluble resin is present in the ink with respect to the pigment, the ink does not foam or even heat is applied when applying a predetermined thermal energy on the thin-film resistor. The water-soluble resin becomes insoluble and deposits on the thin-film resistor, causing non-discharge and printing disorder.

かかる溶解している水溶性樹脂の量を減らす一つの手
段がインク作成時に顔料と水溶性樹脂の比率を重量比で
3:1〜10:1、好ましくは10:3〜10:1の範囲に調整するこ
とである。
One means of reducing the amount of such dissolved water-soluble resin is to make the ratio of pigment and water-soluble resin by weight at the time of making the ink.
It is to be adjusted in the range of 3: 1 to 10: 1, preferably 10: 3 to 10: 1.

更に、分散液中の顔料と水溶性樹脂の総量は重量基準
で10%以上、好ましくは30%以下であることが好まし
い。その理由としては、分散液中に一定濃度以上の顔料
として水溶性樹脂が存在しないと分散を効率的に行い最
適な分散状態を得ることが出来ないからである。
Further, the total amount of the pigment and the water-soluble resin in the dispersion is preferably at least 10% by weight, and more preferably at most 30%. The reason is that if the water-soluble resin does not exist as a pigment having a certain concentration or more in the dispersion, the dispersion can be performed efficiently and the optimum dispersion state cannot be obtained.

本発明のインクの作成方法としては、始めに、分散樹
脂、アミン又は塩基及び水を少なくとも含有する水溶液
にカーボンブラックを添加し、撹拌した後、後述の分散
手段を用いて分散を行い、必要に応じて遠心分離処理を
行い、所望の分散液を得る。次に、この分散液に上記で
挙げた様な成分を加え、撹拌し本発明のインクとする。
As a method for preparing the ink of the present invention, first, a carbon black is added to an aqueous solution containing at least a dispersing resin, an amine or a base and water, and after stirring, dispersion is performed using a dispersing means described below, which is necessary. Centrifugation is performed accordingly to obtain a desired dispersion. Next, the above-mentioned components are added to the dispersion and stirred to obtain the ink of the present invention.

とりわけ未吸着樹脂量を2重量%以下にする為には、
作成方法において、分散樹脂、アミン又は塩基及び水を
含む水溶液を60℃以上、30分間以上撹拌して樹脂を予め
完全に溶解させることが必要である。
In particular, in order to reduce the amount of unadsorbed resin to 2% by weight or less,
In the preparation method, it is necessary to completely dissolve the resin in advance by stirring the aqueous solution containing the dispersed resin, the amine or the base, and water at 60 ° C. or more for 30 minutes or more.

又、樹脂を溶解させるアミン又は塩基の量を、樹脂の
酸価から計算によって求めた量の1.2倍以上添加するこ
とが必要である。このアミン又は塩基の量は以下の式に
よって求められる。
Further, it is necessary to add the amount of the amine or base that dissolves the resin at least 1.2 times the amount calculated from the acid value of the resin. The amount of the amine or base is determined by the following equation.

更に顔料を含む水溶液を分散処理する前にプレミキシ
ングを30分間以上行うことも又必要である。
It is also necessary to carry out premixing for 30 minutes or more before dispersing the aqueous solution containing the pigment.

このプレミキシング操作は、顔料表面の濡れ性を改善
し、顔料表面への樹脂の吸着を促進するものである。
This premixing operation improves the wettability of the pigment surface and promotes the adsorption of the resin to the pigment surface.

分散液に添加されるアミン類としては、モノエタノー
ルアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミ
ン、アミノメチルプロパノール、アンモニア等の有機ア
ミンが好ましい。又、塩基としては、水酸化ナトリウ
ム、水酸化リチウム、水酸化カリウム等が好ましい。
As amines added to the dispersion, organic amines such as monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, aminomethylpropanol, and ammonia are preferable. As the base, sodium hydroxide, lithium hydroxide, potassium hydroxide and the like are preferable.

一方、本発明に使用する分散機は、一般に使用される
分散機なら、如何なるものでもよいが、例えば、ボール
ミル、ロールミル、サンドミル等が挙げられる。
On the other hand, the disperser used in the present invention may be any commonly used disperser, and examples thereof include a ball mill, a roll mill, and a sand mill.

その中でも、高速型のサンドミルが好ましく、例え
ば、スーパーミル、サンドグライダー、ビーズミル、ア
ジテータミル、グレンミル、ダイノーミル、パールミ
ル、コボルミル(いずれも商品名)等が挙げられる。
Among them, a high-speed sand mill is preferable, and examples thereof include a super mill, a sand glider, a bead mill, an agitator mill, a Glen mill, a Dyno mill, a pearl mill, and a Kobol mill (all trade names).

本発明において、所望の粒度分布を有する顔料を得る
方法としては、分散機の粉砕メディアのサイズを小さく
する、粉砕メディアの充填率を大きくする、又、処理時
間を長くする。吐出速度を遅くする。粉砕後フィルター
や遠心分離機等で分級する等の手法が用いられる。又は
それらの組合せが挙げられる。
In the present invention, as a method for obtaining a pigment having a desired particle size distribution, the size of the pulverizing medium of the disperser is reduced, the filling rate of the pulverizing medium is increased, and the processing time is lengthened. Reduce the discharge speed. After the pulverization, a method such as classification using a filter or a centrifuge is used. Or a combination thereof.

尚、本発明に係る未吸着樹脂の量を測定する方法とし
ては、超遠心機等を用いて顔料分と顔料に吸着された樹
脂分を沈殿させ、この上澄み液に含有される残存樹脂量
をTOC(Total Organic Carbon、全有機炭素計)や、重
量法(上澄みを蒸発乾固させ、樹脂量を測定する方法)
等が好適に用いられる。
In addition, as a method of measuring the amount of the non-adsorbed resin according to the present invention, the pigment component and the resin component adsorbed on the pigment are precipitated using an ultracentrifuge or the like, and the residual resin content contained in the supernatant liquid is determined. TOC (Total Organic Carbon, total organic carbon meter) or gravimetric method (method of evaporating the supernatant to dryness and measuring the amount of resin)
Etc. are preferably used.

本発明のインクは、熱エネルギーの作用により液滴を
吐出させて記録を行なうインクジェット記録方法にとり
わけ好適に用いられるが、一般の筆記具用としても使用
出来ることはいうまでもない。
The ink of the present invention is particularly preferably used in an ink jet recording method in which recording is performed by discharging droplets by the action of thermal energy, but it goes without saying that it can also be used for general writing instruments.

本発明のインクを用いて記録を行うのに好適な装置と
しては、記録ヘッドの室内のインクに記録信号に対応し
た熱エネルギーを与え、該熱エネルギーにより液滴を発
生させる装置が挙げられる。
As a device suitable for performing recording using the ink of the present invention, there is a device that applies thermal energy corresponding to a recording signal to ink in a room of a recording head and generates droplets by the thermal energy.

その主要部であるヘッド構成例を第1−a図、第1−
b図及び第2図に示す。
FIG. 1-a and FIG.
This is shown in FIG.

ヘッド13はインクを通す溝14を有するガラス、セラミ
ックス又はプラスチック板等と、感熱記録に用いられる
発熱ヘッド15(図ではヘッドが示されているが、これに
限定されるものではない)とを接着して得られる。発熱
ヘッド15は酸化シリコン等で形成される保護膜16、アル
ミニウム電極17−1、17−2、ニクロム等で形成される
発熱低抗体層18、蓄熱層19、アルミナ等の放熱性の良い
基板20より成っている。
The head 13 is formed by bonding a glass, ceramic or plastic plate having a groove 14 through which ink passes to a heating head 15 (the head is shown in the figure, but is not limited to this) used for thermal recording. Is obtained. The heating head 15 includes a protective film 16 formed of silicon oxide or the like, aluminum electrodes 17-1, 17-2, a heat-generating low antibody layer 18 formed of nichrome or the like, a heat storage layer 19, and a substrate 20 having good heat dissipation properties such as alumina. Consists of

インク21は吐出オリフィス(微細孔)22まで来てお
り、圧力Pによりメニスカス23を形成している。
The ink 21 reaches a discharge orifice (fine hole) 22 and forms a meniscus 23 by the pressure P.

今、電極17−1、17−2に電気信号が加わると、発熱
ヘッド15のnで示される領域が急激に発熱し、ここに接
しているインク21に気泡が発生し、その圧力でメニスカ
ス23が突出し、インク21が吐出し、オリフィス22より記
録小滴24となり、被記録材25に向かって飛翔する。第2
図には第1−a図に示すヘッドを多数並べたマルチヘッ
ドの外観図を示す。該マルチヘッドはマルチ溝26を有す
るガスス板27と、第1−a図に説明したものと同様な発
熱ヘッド28を密着して製作されている。
Now, when an electric signal is applied to the electrodes 17-1 and 17-2, the area indicated by n of the heating head 15 generates heat rapidly, and bubbles are generated in the ink 21 in contact with the area, and the meniscus 23 Protrudes, the ink 21 is ejected, becomes a recording droplet 24 from the orifice 22, and flies toward the recording material 25. Second
The figure shows an external view of a multi-head in which a number of heads shown in FIG. 1-a are arranged. The multi-head is manufactured by closely contacting a gas plate 27 having a multi-groove 26 and a heating head 28 similar to that described with reference to FIG. 1-a.

尚、第1−a図は、インク流路に沿ったヘッド13の断
面図であり、第1−b図は第1−a図のA−B線での切
断面である。
FIG. 1-a is a cross-sectional view of the head 13 along the ink flow path, and FIG. 1-b is a cross-sectional view taken along line AB in FIG. 1-a.

第3図に、かかるヘッドを組み込んだインクジェット
記録装置の1例を示す。
FIG. 3 shows an example of an ink jet recording apparatus incorporating such a head.

第3図において、61はワイピング部材としてのブレー
ドであり、その一端はブレード保持部材によって保持さ
れて固定端となり、カンチレバーの形態をなす。ブレー
ド61は記録ヘッドによる記録領域に隣接した位置に配設
され、又、本例の場合、記録ヘッドの移動経路中に突出
した形態で保持される。62はキャップであり、ブレード
61に隣接するホームポジションに配設され、記録ヘッド
の移動方向と垂直な方向に移動して吐出口面と当接し、
キャッピングを行う構成を備える。更に63はブレード61
に隣接して設けられるインク吸収体であり、ブレード61
と同様、記録ヘッドの移動経路中に突出した形態で保持
される。上記ブレード61、キャップ62、吸収体63によっ
て吐出回復部64が構成され、ブレード61及び吸収体63に
よってインク吐出口面に水分、塵埃等の除去が行われ
る。
In FIG. 3, reference numeral 61 denotes a blade as a wiping member, one end of which is held by a blade holding member to be a fixed end, and forms a cantilever. The blade 61 is disposed at a position adjacent to a recording area of the recording head, and in this example, is held in a form protruding into the movement path of the recording head. 62 is a cap and a blade
It is arranged at the home position adjacent to 61, moves in the direction perpendicular to the direction of movement of the print head, contacts the ejection port surface,
A structure for performing capping is provided. 63 is blade 61
Is an ink absorber provided adjacent to the blade 61.
Similarly to the above, the recording head is held in a form protruding into the movement path of the recording head. The blade 61, the cap 62, and the absorber 63 constitute an ejection recovery section 64, and the blade 61 and the absorber 63 remove water, dust, and the like from the ink ejection port surface.

65は吐出エネルギー発生手段を有し、吐出口を配した
吐出口面に対向する被記録材にインクを吐出して記録を
行う記録ヘッド、66は記録ヘッド65を搭載して記録ヘッ
ド65の移動を行う為のキャリッジである。キャリッジ66
はガイド軸67と慴動可能に係合し、キャリッジ66の一部
はモータ68によって駆動されるベルト69と接続(不図
示)している。これによりキャリッジ66はガイド軸67に
沿った移動が可能となり、記録ヘッド65による記録領域
及びその隣接した領域の移動が可能となる。
Reference numeral 65 denotes a recording head which has ejection energy generating means and performs recording by ejecting ink to a recording material facing an ejection port surface provided with ejection ports, and 66 denotes a mounting of the recording head 65 and movement of the recording head 65. Is a carriage for performing the following. Carriage 66
Is slidably engaged with a guide shaft 67, and a part of the carriage 66 is connected to a belt 69 driven by a motor 68 (not shown). As a result, the carriage 66 can move along the guide shaft 67, and the recording head 65 can move the recording area and the area adjacent thereto.

51は被記録材を挿入する為の給紙部、52は不図示のモ
ータにより駆動される紙送りローラである。これらの構
成によって記録ヘッドの吐出口面と対向する位置へ被記
録材が給紙され、記録が進行するにつれて排紙ローラ53
を配した排紙部へ排紙される。
Numeral 51 denotes a paper feed unit for inserting a recording material, and numeral 52 denotes a paper feed roller driven by a motor (not shown). With these configurations, the recording material is fed to a position facing the ejection port surface of the recording head, and as the recording proceeds, the discharge rollers 53
Is discharged to the paper discharge unit where.

上記構成において記録ヘッド65が記録終了等でホーム
ポジションに戻る際、ヘッド回復部64のキャップ62は記
録ヘッド65の移動経路から退避しているが、ブレード61
は移動経路中に突出している。この結果、記録ヘッド65
の突出口面がワイピングされる。尚、キャップ62が記録
ヘッド65の吐出面に当接してキャッピングを行う場合、
キャップ62は記録ヘッドの移動経路中に突出する様に移
動する。
In the above configuration, when the recording head 65 returns to the home position at the end of recording or the like, the cap 62 of the head recovery unit 64 is retracted from the movement path of the recording head 65, but the blade 61
Protrudes into the movement path. As a result, the recording head 65
Is wiped. When capping is performed with the cap 62 in contact with the ejection surface of the recording head 65,
The cap 62 moves so as to protrude into the movement path of the recording head.

記録ヘッド65がホームポジションから記録開始位置へ
移動する場合、キャップ62及びブレード61は上述したワ
イピング時の位置と同一の位置にある。この結果、この
移動においても記録ヘッド65の吐出口面はワイピングさ
れる。
When the recording head 65 moves from the home position to the recording start position, the cap 62 and the blade 61 are at the same position as the position at the time of wiping described above. As a result, even in this movement, the ejection port surface of the recording head 65 is wiped.

上述の記録ヘッドのホームポジションへの移動は、記
録終了時や吐出回復時ばかりでなく、記録ヘッドが記録
の為に記録領域を移動する間に所定の間隔で記録領域に
隣接したホームポジションへ移動し、この移動に伴って
上記ワイピングが行われる。
The above-described movement of the print head to the home position is performed not only at the end of printing and at the time of ejection recovery, but also at predetermined intervals while the print head moves through the printing area for printing to the home position adjacent to the printing area. Then, the wiping is performed along with this movement.

第4図は、ヘッドにインク供給チューブを介して供給
されるインクを収容したインクカートリッジの一例を示
す図である。ここで40は供給用インクを収納したインク
袋であり、その先端にはゴム製の栓42が設けられてい
る。この栓42に針(不図示)を挿入することにより、イ
ンク袋40中のインクをヘッドに供給可能ならしめる。44
は廃インクを受容するインク吸収体である。
FIG. 4 is a diagram showing an example of an ink cartridge containing ink supplied to the head via an ink supply tube. Here, reference numeral 40 denotes an ink bag storing the supply ink, and a rubber stopper 42 is provided at the tip of the ink bag. By inserting a needle (not shown) into the stopper 42, the ink in the ink bag 40 can be supplied to the head. 44
Is an ink absorber for receiving waste ink.

本発明で使用されるインクジェット記録装置として
は、上記の如きヘッドとインクカートリッジとが別体と
なったものに限らず、第5図に示す如きそれらが一体に
なったものにも好適に用いられる。
The ink jet recording apparatus used in the present invention is not limited to the one in which the head and the ink cartridge are separated as described above, but is also suitably used in the one in which they are integrated as shown in FIG. .

第5図において、70はインクジェットカートリッジで
あって、この中にはインクを含浸させたインク吸収体が
収納されており、かかるインク吸収体中のインクが複数
のオリフィスを有するヘッド部71からインク滴として吐
出される構成になっている。
In FIG. 5, reference numeral 70 denotes an ink jet cartridge, which contains an ink absorber impregnated with ink, and in which ink in the ink absorber is supplied from a head 71 having a plurality of orifices by ink droplets. Is discharged.

72はカートリッジ内部を待機に連通させる為の大気連
通口である。
Reference numeral 72 denotes an air communication port for communicating the inside of the cartridge with the standby.

このインクジェットカートリッジ70は、第3図で示す
記録ヘッドに代えて用いられるものであって、キャリッ
ジ66に対して着脱自在になっている。
This ink jet cartridge 70 is used in place of the recording head shown in FIG. 3, and is detachable from the carriage 66.

(実施例) 次に実施例及び比較例を挙げて本発明を更に具体的に
説明する。尚、文中部又は%とあるのは特に断りにない
限り重量基準である。
(Examples) Next, the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples. In the following description, "parts" and "%" are based on weight unless otherwise specified.

実施例1 (顔料分散液の調製) スチレン−アクリル酸−アクリル酸エチル共重合体
(酸価190、平均分子量15700、Tg75℃) 2部 モノエタノールアミン 1.5部 イオン交換水 72.5部 ジエチレングリコール 5部 上記成分を混合し、ウオーターバスで70℃に加温し、
樹脂分を完全に溶解させる。この溶液にカーボンブラッ
ク(MCF−88、三菱化成(株)製)14部、イソプロピル
アルコール5部を加え、30分間プレミキシングを行った
後、下記の条件で分散処理を行った。
Example 1 (Preparation of pigment dispersion) Styrene-acrylic acid-ethyl acrylate copolymer (acid value 190, average molecular weight 15,700, Tg75 ° C) 2 parts Monoethanolamine 1.5 parts Ion-exchanged water 72.5 parts Diethylene glycol 5 parts And heated to 70 ° C in a water bath,
Dissolve the resin completely. 14 parts of carbon black (MCF-88, manufactured by Mitsubishi Kasei Corporation) and 5 parts of isopropyl alcohol were added to this solution, and after premixing for 30 minutes, a dispersion treatment was performed under the following conditions.

分散機:サンドグラインダー(五十嵐機械(株)製) 粉砕メディア:ジルコニウムビーズ(1mm径) 粉砕メディアの充填率:50%(体積) 粉砕時間:3時間 更に遠心分離処理(12000rpm、20分間)を行い、粗大
粒子を除去して分散液とした。
Disperser: Sand grinder (Igarashi Kikai Co., Ltd.) Grinding media: Zirconium beads (1 mm diameter) Filling ratio of grinding media: 50% (volume) Grinding time: 3 hours Further centrifugation (12000 rpm, 20 minutes) Then, coarse particles were removed to obtain a dispersion.

(インクの作成) 上記分散液 30部 ジエチレングリコール 10部 N−メチルピロリドン 5部 スチレン−メタクリル酸−アクリル酸エチル共重合体
モノエタノールアミン塩(酸価162、平均分子量12200、
Tg76℃) 0.5部 イソプロピルアルコール 5部 イオン交換水 49.5部 上記成分を混合し、pHをモノエタノールアミンで8〜
10になる様に調整し、本発明のインク(A)を得た。
(Preparation of ink) 30 parts of the above dispersion 30 parts diethylene glycol 10 parts N-methylpyrrolidone 5 parts Styrene-methacrylic acid-ethyl acrylate copolymer monoethanolamine salt (acid value 162, average molecular weight 12200,
Tg76 ° C) 0.5 parts Isopropyl alcohol 5 parts Ion-exchanged water 49.5 parts The above ingredients are mixed, and the pH is adjusted to 8-ethanol with monoethanolamine.
Adjusted to 10 to obtain ink (A) of the present invention.

実施例2 (顔料分散液の調製) スチレン−アクリル酸−アクリル酸ブチル共重合体
(酸価195、平均分子量8000、Tg75℃) 3部 トリエタノールアミン 2部 イオン交換水 68部 ジエチレングリコール 5部 上記成分を混合し、ウオーターバスで70℃に加温し、
樹脂分を完全に溶解させる。この溶液にカーボンブラッ
クS170(テグサ(株)製)5部、MCF−88(三菱化成
(株)製)10部、エタノール7部を加え、30分間プレミ
キシングを行った後、下記の条件で分散処理を行った。
Example 2 (Preparation of pigment dispersion) Styrene-acrylic acid-butyl acrylate copolymer (acid value 195, average molecular weight 8000, Tg75 ° C) 3 parts Triethanolamine 2 parts Deionized water 68 parts Diethylene glycol 5 parts The above-mentioned components And heated to 70 ° C in a water bath,
Dissolve the resin completely. To this solution were added 5 parts of carbon black S170 (manufactured by Tegusa), 10 parts of MCF-88 (manufactured by Mitsubishi Kasei), and 7 parts of ethanol. After premixing for 30 minutes, the mixture was dispersed under the following conditions. Processing was performed.

分散機:パールミル(アシザワ(株)製) 粉砕メディア:ガラスビーズ(1mm径) 粉砕メディアの充填率:50%(体積) 吐出速度:100ml/min. 更に遠心分離処理(12000rpm、20分間)を行い、粗大
粒子を除去して分散液とした。
Dispersing machine: Pearl mill (manufactured by Ashizawa Co., Ltd.) Grinding media: glass beads (1 mm diameter) Filling rate of grinding media: 50% (volume) Discharge speed: 100 ml / min. Further, centrifugation (12000 rpm, 20 minutes) is performed Then, coarse particles were removed to obtain a dispersion.

(インクの作成) 上記分散液 30部 チオジグリール 10部 1,3−ジメチルイミダゾリジノン 10部 スチレン−アクリル酸−アクリル酸ブチル共重合体ア
ンモニア塩(酸価189、平均分子量20000、Tg74℃) 0.5部 エタノール 5部 イオン交換水 44.5部 上記成分を混合し、pHをトリエタノールアミンで8〜
10になる様に調整し、本発明のインク(B)を得た。
(Preparation of ink) 30 parts of the above dispersion 30 parts thiodiglyl 10 parts 1,3-dimethylimidazolidinone 10 parts Styrene-acrylic acid-butyl acrylate copolymer ammonium salt (acid value 189, average molecular weight 20,000, Tg74 ° C) 0.5 part 5 parts of ethanol 44.5 parts of ion-exchanged water Mix the above ingredients and adjust the pH to 8 to 8 with triethanolamine.
This was adjusted to 10 to obtain the ink (B) of the present invention.

実施例3 (顔料分散液の調製) スチレン−アクリル酸−アクリル酸エチル共重合体
(酸価168、平均分子量10100、Tg83℃) 3部 アミノメチルプロパノール 1.5部 イオン交換水 67.5部 ジエチレングリコール 5部 上記成分を混合し、ウオーターバスで70℃に加温し、
樹脂分を完全に溶解させる。この溶液にカーボンブラッ
クMCF−88(三菱化成(株)製)15部、エタノール5部
を加え、30分間プレミキシングを行った後、下記の条件
で分散処理を行った。
Example 3 (Preparation of Pigment Dispersion) Styrene-acrylic acid-ethyl acrylate copolymer (acid value 168, average molecular weight 10100, Tg83 ° C) 3 parts Aminomethylpropanol 1.5 parts Ion-exchanged water 67.5 parts Diethylene glycol 5 parts And heated to 70 ° C in a water bath,
Dissolve the resin completely. 15 parts of carbon black MCF-88 (manufactured by Mitsubishi Kasei Corporation) and 5 parts of ethanol were added to this solution, and after premixing for 30 minutes, dispersion treatment was performed under the following conditions.

分散機:パールミル(アシザワ(株)製) 粉砕メディア:ガラスビーズ(1mm径) 粉砕メディアの充填率:50%(体積) 吐出速度:100ml/min. 更に遠心分離処理(12000rpm、20分間)を行い、粗大
粒子を除去して分散液とした。
Dispersing machine: Pearl mill (manufactured by Ashizawa Co., Ltd.) Grinding media: glass beads (1 mm diameter) Filling rate of grinding media: 50% (volume) Discharge speed: 100 ml / min. Further, centrifugation (12000 rpm, 20 minutes) is performed Then, coarse particles were removed to obtain a dispersion.

(インクの作成) 上記分散液 30部 グリセリン 20部 エチレングリコール 5部 エタノール 5部 イオン交換水 20部 上記成分を混合し、pHをアミノメチルプロパノールで
8〜10になる様に調整し、本発明のインク(C)を得
た。
(Preparation of ink) 30 parts of the above dispersion liquid 20 parts of glycerin 5 parts of ethylene glycol 5 parts of ethanol 5 parts of ion-exchanged water 20 parts The above components were mixed, and the pH was adjusted to 8 to 10 with aminomethylpropanol. Ink (C) was obtained.

実施例4 (顔料分散液の調製) スチレン−アクリル酸−α−メチルスチレン−メタア
クリル酸ブチル共重合体(酸価205、平均分子量13000、
Tg72℃) 1部 スチレン−アクリル酸共重合体(酸価180、平均分子
量5000、Tg93℃) 3部 アミノメチルプロパノール 1.5部 イオン交換水 64.5部 ジエチレングリコール 5部 上記成分を混合し、ウオーターバスで70℃に加温し、
樹脂分を完全に溶解させる。この溶液にカーボンブラッ
ク(MOGUL L、キャボット(株)製)10部、カーボンブ
ラック(REGAL660R、キャボット(株)製)8部、エタ
ノール7部を加え、30分間プレミキシングを行った後、
下記の条件で分散処理を行った。
Example 4 (Preparation of Pigment Dispersion) Styrene-acrylic acid-α-methylstyrene-butyl methacrylate copolymer (acid value 205, average molecular weight 13000,
Tg72 ° C) 1 part Styrene-acrylic acid copolymer (acid value 180, average molecular weight 5000, Tg93 ° C) 3 parts Aminomethylpropanol 1.5 parts Ion-exchanged water 64.5 parts Diethylene glycol 5 parts Heated to
Dissolve the resin completely. To this solution, 10 parts of carbon black (MOGUL L, manufactured by Cabot Corporation), 8 parts of carbon black (REGAL660R, manufactured by Cabot Corporation), and 7 parts of ethanol were added, and after premixing for 30 minutes,
Dispersion processing was performed under the following conditions.

分散機:サンドグラインダー(五十嵐機械(株)製) 粉砕メディア:ガラスビーズ(1mm径) 粉砕メディアの充填率:50%(体積) 粉砕時間:3時間 更に遠心分離処理(12000rpm、20分間)を行い、粗大
粒子を除去して分散液とした。
Disperser: Sand grinder (Igarashi Kikai Co., Ltd.) Grinding media: glass beads (1 mm diameter) Filling ratio of grinding media: 50% (volume) Grinding time: 3 hours Further centrifugation (12000 rpm, 20 minutes) Then, coarse particles were removed to obtain a dispersion.

(インクの作成) 上記分散液 30部 ポリエチレングリコール300 15部 エチレングリコール 5部 エタノール 5部 イオン交換水 45部 上記成分を混合し、pHをアミノメチルプロパノールで
8〜10になる様に調整した後、1時間撹拌し本発明のイ
ンク(D)を得た。
(Preparation of ink) 30 parts of the above dispersion 30 parts of polyethylene glycol 300 15 parts of ethylene glycol 5 parts of ethanol 45 parts of ion-exchanged water After mixing the above components and adjusting the pH to 8 to 10 with aminomethylpropanol, The mixture was stirred for 1 hour to obtain the ink (D) of the present invention.

比較例1 上記実施例1の組成において分散液に使用されている
スチレン−アクリル酸−アクリル酸エチル共重合体を下
記の水溶性樹脂に代えて、他は実施例1と同様にして比
較例のインク(E)とした。
Comparative Example 1 In the composition of Example 1, the styrene-acrylic acid-ethyl acrylate copolymer used in the dispersion was replaced with the following water-soluble resin, and the other conditions were the same as in Example 1 to obtain a comparative example. Ink (E) was used.

アクリル酸−アクリル酸ブチル−メタアクリル酸メチ
ル共重合体(酸価80、平均分子量10000、Tg48℃) 比較例2 上記実施例2の組成において使用されているスチレン
−アクリル酸−アクリル酸ブチル共重合体体及びスチレ
ン−アクリル酸−アクリル酸ブチル共重合体アンモニア
塩を下記の水溶性樹脂に代えて、他は実施例2と同様に
して比較例のインク(F)とした。
Acrylic acid-butyl acrylate-methyl methacrylate copolymer (acid value 80, average molecular weight 10,000, Tg 48 ° C) Comparative Example 2 Styrene-acrylic acid-butyl acrylate copolymer used in the composition of Example 2 above An ink (F) of Comparative Example was obtained in the same manner as in Example 2 except that the coalesced product and the styrene-acrylic acid-butyl acrylate copolymer ammonium salt were replaced with the following water-soluble resin.

アクリル酸−メタクリル酸−アクリル酸エチル共重合
体及びそのアンモニウム塩(酸価110平均分子量6000、T
g25℃) 上記実施例及び比較例のインクを夫々用いて、オンデ
マンド型のマルチ記録ヘッドを有するインクジェット記
録装置を用いて下記の試験を行った。
Acrylic acid-methacrylic acid-ethyl acrylate copolymer and its ammonium salt (acid value 110 average molecular weight 6000, T
g25 ° C.) Using the inks of the above Examples and Comparative Examples, the following tests were performed using an inkjet recording apparatus having an on-demand type multi-recording head.

T1;駆動条件と吐出安定性 駆動電圧を25Vに設定し、各々の電圧で周波数2KHz、4
KHzの2種の条件により、室温で印字を行い、印字の乱
れ、欠け、不吐出等の有無を観察し、吐出安定性を評価
した。
T 1 : Driving conditions and ejection stability Set the driving voltage to 25V, and set the frequency to 2KHz, 4
Under two conditions of KHz, printing was performed at room temperature, and the presence or absence of printing disorder, chipping, non-ejection, etc. was observed, and the ejection stability was evaluated.

A:一文字目からきれいに吐出し、連続印字中不吐出、
欠け、印字の乱れが全くない。
A: Discharges cleanly from the first character, non-discharge during continuous printing,
There is no chipping or print disturbance.

B:文字部分はきれに吐出するが、べた印字の部分で数
箇所の不吐出が発生した。
B: The character portion was ejected in a clear manner, but several non-ejections occurred in the solid print portion.

C:文字部分においても、数文字印字させると不吐出が
発生し、文字の判読が不可能なくくらい印字の乱れを生
じる。
C: Even in the character portion, when several characters are printed, non-ejection occurs, and the printing is disturbed to the extent that the characters cannot be read.

T2;プリント一時停止後の再プリント時の目詰り プリンタに所定のインクを充填して10分間連続して英
数文字を印字した後プリントを停止し、キャップ等をし
ない状態で30分間放置した後、再び英数文字を印字して
文字のカスレ、欠け等の不良箇所の有無により判定し
た。
T 2 : Clogging during reprinting after temporary stoppage of printing After filling the printer with the specified ink and printing alphanumeric characters continuously for 10 minutes, printing was stopped and left for 30 minutes without caps etc. Thereafter, alphanumeric characters were printed again, and determination was made based on the presence or absence of defective portions such as blurred or missing characters.

A:1文字目から不良箇所なし。 A: There is no defective part from the first character.

B:1文字目の一部がカスレ又は欠ける。 B: Part of the first character is blurred or missing.

C:1文字目が全く印字出来ない。 C: The first character cannot be printed at all.

T3;プリント長期停止後の再プリント時の目詰り回復性 プリンタに所定のインクを充填して10分間連続して英
数文字を印字した後プリントを停止し、キャップ等をし
ない状態で60℃、10日間放置した後、ノズル目詰りの回
復操作を行い、文字のカスレ、欠け等のない正常な印字
が可能となる迄の回復操作回数を判定した。
T 3 : Clogging recovery at the time of reprinting after printing is stopped for a long time After filling the printer with predetermined ink and printing alphanumeric characters continuously for 10 minutes, printing is stopped, and 60 ° C without cap etc. After standing for 10 days, a nozzle clogging recovery operation was performed, and the number of recovery operations until normal printing without character blurring, chipping, etc. was possible was determined.

A:1〜5回の回復操作で正常な印字が可能。 A: Normal printing is possible with 1 to 5 recovery operations.

B:6〜9回の回復操作で正常な印字が可能。 B: Normal printing is possible with 6 to 9 recovery operations.

C:11回以上の回復操作で正常な印字が可能。 C: Normal printing is possible with 11 or more recovery operations.

T0;溶解している水溶性樹脂の量 得られたインクを超高速冷却遠心機(ベックマン社
製)で55000rpm、5時間遠心処理し、顔料分と顔料に吸
着している樹脂分を沈澱させた後、上澄み液を一定量採
取し、真空乾燥機にて(60℃、24時間)乾燥固化する。
この樹脂量の仕込インクに対する百分率を算出し残存樹
脂濃度とする。
T 0 : Amount of dissolved water-soluble resin The obtained ink was centrifuged at 55,000 rpm for 5 hours with an ultra-high speed cooling centrifuge (manufactured by Beckman) to precipitate the pigment component and the resin component adsorbed on the pigment. After that, a certain amount of the supernatant is collected, dried and solidified in a vacuum dryer (60 ° C., 24 hours).
The percentage of the amount of the resin to the charged ink is calculated and defined as the residual resin concentration.

尚、評価結果を下記第1表に示した。表中の評価につ
いては、上記の判定基準に基づく結果を記載した。
The evaluation results are shown in Table 1 below. For the evaluations in the table, the results based on the above criteria were described.

(発明の効果) 以上説明した様に本発明のインクは、インクジェット
プリンターに適用したときに、長時間放置してもヘッド
先端におけるインクの固化を生じることがなく、印字物
の堅牢性に優れることは勿論のこと、印字物の濃度が高
く、駆動条件の変動や長時間の使用でも常に安定した吐
出を行うことが可能で、信頼性にも優れるという効果を
奏する。
(Effect of the Invention) As described above, when applied to an ink jet printer, the ink of the present invention does not cause solidification of the ink at the tip of the head even when left for a long time, and is excellent in the robustness of printed matter. Needless to say, the density of the printed matter is high, and stable ejection can always be performed even when the driving conditions are changed or used for a long time, and the effect that the reliability is excellent is exhibited.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1−a図、第1−b図はインクジェット記録装置のヘ
ッド部の縦断面図及び横断面図である。 第2図は第1図に示したヘッドをマルチ化したヘッドの
外観斜視図である。 第3図はインクジェット記録装置の一例を示す斜視図で
ある。 第4図はインクカートリッジの縦断面図である。 第5図はインクジェットカートリッジの斜視図である。 61:ワイピング部材 62:キャップ 63:インク吸収体 64:吐出回復部 65:記録ヘッド 66:キャリッジ
FIGS. 1-a and 1-b are a longitudinal sectional view and a transverse sectional view of a head portion of the ink jet recording apparatus. FIG. 2 is an external perspective view of a head obtained by multiplying the head shown in FIG. FIG. 3 is a perspective view showing an example of the ink jet recording apparatus. FIG. 4 is a longitudinal sectional view of the ink cartridge. FIG. 5 is a perspective view of the ink jet cartridge. 61: Wiping member 62: Cap 63: Ink absorber 64: Discharge recovery unit 65: Print head 66: Carriage

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】少なくとも3〜20重量%のカーボンブラッ
ク、10〜90重量%の水及び0.1〜5重量%の水溶性樹脂
を含有する水性液組成物であって、前記水溶性樹脂のガ
ラス転移温度(Tg)が50℃以上であり、且つ前記組成物
中に溶解している前記水溶性樹脂の量が2重量%以下で
あることを特徴とするインク吐出に熱エネルギーを利用
するインクジェット用インク。
An aqueous liquid composition comprising at least 3 to 20% by weight of carbon black, 10 to 90% by weight of water and 0.1 to 5% by weight of a water-soluble resin, wherein the water-soluble resin has a glass transition. A temperature (Tg) of 50 ° C. or more and an amount of the water-soluble resin dissolved in the composition of 2% by weight or less, wherein the ink for ink ejection uses thermal energy to eject ink. .
【請求項2】エチルアルコール又はイソプロピルアルコ
ールを含む請求項1に記載のインク吐出に熱エネルギー
を利用するインクジェット用インク。
2. The ink-jet ink according to claim 1, wherein the ink-jet ink contains ethyl alcohol or isopropyl alcohol.
【請求項3】pH値を7〜10の範囲とした請求項1に記載
のインク吐出に熱エネルギーを利用するインクジェット
用インク。
3. The ink-jet ink according to claim 1, wherein the pH value is in the range of 7 to 10.
【請求項4】前記組成物中に溶解している前記水溶性樹
脂の量が1重量%以下である請求項1に記載のインク吐
出に熱エネルギーを利用するインクジェット用インク。
4. The ink-jet ink according to claim 1, wherein the amount of the water-soluble resin dissolved in the composition is 1% by weight or less.
【請求項5】インクに熱エネルギーを付与してこれをオ
リフィスから吐出させ、吐出インクを被記録材に付与し
て記録を行うインクジェット記録方法において、前記イ
ンクとして請求項1乃至4の何れか1つに記載のインク
を適用することを特徴とするインクジェット記録方法。
5. An ink jet recording method in which thermal energy is applied to ink to discharge the ink from an orifice, and the discharged ink is applied to a recording material to perform recording, wherein the ink is any one of claims 1 to 4. An ink jet recording method characterized by applying the above-described ink.
【請求項6】オンデマンド・インクジェット方式により
インク吐出を行う請求項5に記載のインクジェット記録
方法。
6. The ink jet recording method according to claim 5, wherein ink is ejected by an on-demand ink jet system.
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