JP4324979B2 - Ink for inkjet recording - Google Patents

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Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、コンピュータ用プリンタ、ワードプロッセサ用プリンタ、ファクシミリ、デジタル複写機、CAD出力用プロッタ、ポップ(POP)ライター、大型看板、ポスター用プリンタ等から、布地、絨毯、壁紙等のプリントにまで幅広く用いられてきているインクジェット記録用インクに関するものであり、さらに詳しくは、記録材として有機顔料の微分散粒子を用いたインクに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
インクジェット記録技術は、非接触記録であり、しかも小型記録機器から超大型機器まで広い適用範囲を持ち、さらにカラー化が比較的容易であるためOA用から産業用にまで広い範囲で用いられている。
インクジェット記録はその形態から連続ジェット型とオンデマンドジェット型に大別される。前者は主に産業用プリンタに、後者は主に小型のOA用、携帯用プリンタに用いられている。特にサ−マルバブルジェット方式、あるいはピエゾ方式によるオンデマンド型の小型プリンタは近年その需要が急速に伸びている。
産業用プリンタに用いられるインクは即乾性に対する要求から主に溶剤型インクが、OA用、携帯用プリンタでは使用環境に対する配慮から水系インクが主に用いられている。
【0003】
(水溶性染料インク)
水系インクの多くは水溶性染料型インクである。水溶性染料型インクは主として酸性染料、直接染料、一部の食品用染料等に分類される水溶性染料の水溶液に、保湿剤としてグリコール類、アルカノールアミン類、表面張力等の調製のための界面活性剤、アルコール類等を少量添加したものである。バインダー成分として水溶性の樹脂成分を添加する特許提案の散見されるが、実用的にはノズル目詰まり等に対する懸念からあまり用いられてはいない模様である。
これら水溶性染料型インクはノズル目詰まりに対する高い信頼性から、最も一般的に用いられている。しかしながらかかる水溶性染料型インクは、染料の水溶液であるが故に記録紙上でにじみやすく、また逆に見掛けの乾燥速度を早める必要から記録紙に素早く浸透するように調製されるが故にインクのニジミによる記録品位の低下を余儀なくされている。また水溶性の染料であるがゆえに耐水性に劣ることは自明である。さらに記録紙に単に浸透し、乾燥固着しているだけの水溶性染料は「染着」しているとはいい難く耐光堅牢度は非常に低い。
【0004】
(樹脂微粒子添加−水溶性染料型インク)
以上述べてような水溶性染料インクの問題点を解決する方策として、エマルジョン、ラテックス等の樹脂微粒子を添加することが古くから検討されている。
特開昭55−18418には、「ゴム、樹脂等の成分を乳化剤により微細粒子(粒径約0.01〜数μm)の形で水中に分散せしめた一種のコロイド溶液」であるラテックスを添加したインクジェット記録用インクに関する提案がある。好ましく用いられるラテックスとしては
スチレン−ブタジエン共重合体ラテックス、
アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ラテックス、
ポリクロロプレンラテックス、
ビニルピリジン−スチレン−ブタジエンラテックス、
ブチルゴムラテックス、
ポリブタジエンラテックス、
ポリイソプレンラテックス、
多硫化ゴムラテックス、
等の合成ゴム系ラテックス、あるいは、
アクリルエステル系ラテックス、
スチレン−ブタジエンレジンラテックス、
酢酸ビニル系ラテックス、
塩化ビニル系ラテックス、
塩化ビニリデン系ラテックス、
等の合成樹脂系ラテックスが例示されている。
【0005】
該提案において、添加できるラテックス粒子の粒子径は約0.01〜数μmの範囲であるとされている。しかしながら、0.2μm未満の粒子径では記録紙上でのてインクのニジミ防止効果が不十分であり、高い記録品位を得ることはできない。また粒子径が1.0μm以上になるとノズルの目詰まりが頻繁になり信頼性の面から使用することは困難となる。したがって現実的に使用できる範囲は概0.2〜1.0μmの範囲であると考えられる。
かかる樹脂微粒子をインク中に添加した場合、粒子の比重と媒体の比重差による沈降あるいは浮上に関する注意が必要となる。水系インクの場合、媒体の比重はは1.0から大きく離れることは難しい。およそ0.2μm以上の大きさの微粒子においてはブラウン運動による粒子の拡散力に比較して重力の効果が大きいため、かかる領域では粒子比重と媒体比重の差を0.1以下、好ましくは0.07以下程度に抑える必要がある。
該特許提案に例示された合成ゴム系ラテックスの比重は概0.9〜1.0の範囲にあり、かかる条件をある程度満たすものの、合成ゴムの多くは分子内に不飽和二重結合を有し、耐光性、耐候性の面で問題がある。また加硫を行い不飽和結合を減じた場合には粒子の記録紙上への定着が阻害され、記録品位に問題がでる。さらに過度に加硫を行なうと比重が1.1以上となるため沈降の問題が生じる。さらにかかる合成ゴム系のラテックスはガラス転移温度が低いために室温で造膜しやすく、インクジェットノズル先端部にて乾燥された場合ノズルの目詰まりを生じやすく、しかも乾燥物が柔軟でやや粘着性を持つためその除去が非常に困難である。
【0006】
該特許に例示された合成樹脂ラテックスに関しては比重が1.1以上、特にハロゲン元素を含む合成樹脂の場合には比重1.3〜1.5近くに達するため、ニジミ防止効果が発現する粒径範囲においてはすべて沈降が生じてしまう。
さらにこれらのラテックス全般にいえることであるが、ラテックスを製造する際に用いられる乳化剤の多くはインクの泡立ちを促進しやすく、表面張力を必要以上に低下せしめるために問題が多い。
特開昭54−146109には溶剤にて膨潤され、かつ油性染料にて着色されたビニル重合体微粒子を添加した水溶性染料型インクに関する提案がなされている。好適に用いられる重合体としては主に(メタ)アクリル酸エステル系共重合体微粒子が例示され、さらにガラス転移温度が30℃以下であることが好適な条件であると記されている。該提案においては粒子径に関する記述は一切ない。かかる低ガラス転移温度でさらに溶剤にて膨潤した微粒子が室温乾燥した場合に造膜性を有することは自明であり、かかるインクを使用した場合にはノズル目詰まりが頻繁に生じるであろうことが容易に類推される。
【0007】
(顔料分散型インク)
水溶性染料型インクの欠点を改良するために、記録材としてカーボンブラック、あるいは有機顔料を用いる提案がなされている。このような顔料分散型インクにおいてはインクの耐水性は大幅に改良される。しかしながらこれら顔料は比重が1.5〜2.0と高く、分散粒子の沈降に対する注意が必要である。かかる高比重の顔料を安定的に分散させるためには平均粒子径を概0.1μm以下にまで微分散することが必要であり、分散コストが高く非常に高価なインクとなる。さらに0.1μm以下の粒子径ではニジミ防止効果は不十分であり高品位な記録文字・画像を得ることはできない。さらに分散に際して用いられる分散剤により表面張力、起泡性等のインク物性が制限される等の問題がある。
【0008】
(着色樹脂粒子型インク)
油溶性染料ないし疎水性染料により水分散性樹脂を着色する提案がインクジェット記録用インクとしてなされている。これらは「着色されたポリマー微粒子を記録剤として用いたインク」に関する提案である。例えば特開昭54−58504においては、疎水性染料溶液とビニル重合体微粒子の混合物を水中油型分散させたインクが提案されている。ビニル重合体微粒子は疎水性染料溶液と混合されることにより染料溶液の溶媒にて膨潤し、さらに染料により着色されることが本文にて開示されている。疎水性染料を記録剤とするため、得られる画像は耐水性を有するものとなるとある。該提案では、連続相として水を用い、分散相として溶剤にて膨潤した着色ビニル重合体粒子を用いることにより、インク粘度の支配を水に持たせ、溶剤としてある程度高粘度(低揮発性)のものを用いることを許容させている。
【0009】
特開昭55−139471、特開平3−250069には染料によって染色された乳化重合または分散重合粒子を用いたインクが提案されている。提案の主旨は特開昭54−58504と同様、着色した粒子を分散質、水(透明)を媒体とすることによるニジミ防止であるが、この提案の場合には溶剤を含まないため、粒子が造膜することにより記録紙に定着されることが必要となる。造膜の必要、分散安定性の確保の観点より、望ましい粒子径はサブミクロン領域であることが示唆されている。
いずれの提案においても水分散性樹脂はビニル重合体である。これらビニル重合体においては樹脂に対する染料の溶解度が低いために高濃度の着色を行うことは難しい。特開昭54−58504では重合体微粒子を溶剤にて膨潤させることにより染着性を稼ぐことが容認されているが、この場合にはノズル先端部での乾燥造膜によりノズル目詰まりの問題が生じる。
特開平4−185672には着色された樹脂粒子と水性媒体からなるインクにおいて水溶性化合物を水性媒体に溶解させることにより着色樹脂粒子と水性媒体との比重差を0.04以下とし、粒子の沈降を防止することが提案されている。
ここに水溶性化合物としては無機塩類が好ましく用いられるとされている。しかしながら、かかる無機塩類を水性媒体に溶解した場合、系内のイオン強度が増し、分散系の安定性が低下するために着色樹脂粒子は凝集しインクジェットインクとしての流体特性を保持できない。
特開平4−185673、特開平4−185674には着色された樹脂粒子と水性媒体からなるインクにおいて着色樹脂粒子を溶剤にて膨潤させることにより実効的な比重を下げ、着色樹脂粒子と水性媒体との比重差を0.04以下にすることが提案されている。かかる場合には前述したようにノズル目詰まりを避けることが困難である。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
以上述べてきたように、従来技術では水溶性染料型インクの記録品位を向上させることは難しく、さらに水溶性染料型インクの問題点を解決するべく開発されている顔料分散型インク、着色樹脂粒子型インクにおいても満足な結果は得られていない。
本発明者らはインクジェット記録用の水系インクの記録品位向上を目的とし、特に有機顔料の微分散体を記録材に用いたインクにおいて、ある特定の樹脂微粒子を添加した際にのみ、著しい記録品位向上と粒子沈降に対する安定性、ノズル目詰まりに対する信頼性を両立させることが可能であることを見出し、本発明に到達した。
【0011】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、記録剤として有機顔料の水系微分散体を用いたインクジェット記録用インクにおいて、比重0.9〜1.05、平均粒子径0.2〜1.0μmで、かつ乳化剤を用いない乳化手段により得られたビカット軟化点が40〜100℃の範囲である合成樹脂微粒子を0.5〜15重量%含有することを特徴とするインクジェット記録用インクであり、前記合成樹脂微粒子の比重が0.93〜1.00の範囲であり、平均粒子径が0.3〜0.8μmの範囲である請求項1記載のインクジェット記録用インクであり、前記合成樹脂微粒子の比重が0.93〜1.00の範囲であり、平均粒子径が0.3〜0.8μmの範囲であることを特徴とするインクジェット記録用インクであり、前記合成樹脂微粒子が低級アルコールおよびまたはアルキレングリコールおよびまたはアルカノールアミン類に対して非膨潤性であることを特徴とするインクジェット記録用インクであり、前記合成樹脂微粒子がエチレンおよびまたはプロピレンを50重量%以上含有する(共)重合体からなることを特徴とするインクジェット記録用インクであり、前記合成樹脂微粒子がメチルスチレン50重量%以上からなる(共)重合体からなることを特徴とするインクジェット記録用インクであり、前記合成樹脂微粒子がエチレン/(メタ)アクリル酸共重合体からなることを特徴とするインクジェット記録用インクであり、前記合成樹脂微粒子がエチレン/(メタ)アクリル酸共重合体からなるアイオノマー樹脂であることを特徴とするインクジェット記録用インクであり、さらに前記有機顔料の分散粒子径が0.1μm以下であることを特徴とするインクジェット記録用インクである。
【0012】
本発明において用いられる有機顔料は公知の有機顔料の中から必要に応じて選択して用いることができる。より好ましくCIELCH系色度座標(CIELAB1976系色度座標の円筒座標系表示)における色相角Hが85〜120度好ましくは90〜110度の範囲にあるものをイエロー色素、230〜270度、好ましくは250〜265度にあるものをシアン色素、330〜360度にあるものをマゼンタ色素として用いることが好ましい。有機顔料としてはカラーインデックスにおいてC.I.ピグメントカラーに分類されるもの、C.I.ヴァットカラーに分類されるものを主に用いることができる。またこれらの他、水に不溶な染料の一部を顔料として用いることもできる。このような染料としては疎水性でありさらに親水性溶剤である低級アルコール類、グリコール類に対して溶解しない一部の油用性染料を用いることができる。
【0013】
より具体的には
C.I.Pigment Yellow 3、13、14、15、16、17、185、
C.I.Pigment Red 81、95、122、184
C.I.Pigment Violet 23
C.I.Pigment Blue 15、16
等を好適に用いることができる。
また水分散の手法としてはサンドミル、ボールミル、アトライター、ペイントシェイカー等を用いることができる。水分散化する際に必要な分散剤としてはアニオン系、ノニオン系、カチオン系の公知の分散剤を必要に応じて用いることができる。しかしながら本発明においてはかかる分散剤の使用量は最低限度に抑えるべきであり、好ましくは表面処理、グラフト処理を行なった有機顔料を用い分散剤を用いずに水分散化したものが望ましい。有機顔料はインク中に0.3〜15wt%、好ましくは0.5〜10wt%、さらに好ましくは2.0〜8.0wt%程度配合される。有機顔料の分散粒子径は0.1μm以下であることが好ましく、0.08μm以下であることがなお好ましく、さらには0.05μm以下であることが好ましい。分散粒子径が大きいと有機顔料粒子の沈降が懸念される。
本発明では色相等の調整のために少量の水溶性染料を添加してもよい。水溶性染料は公知の染料から適宜選択して用いることができる。水溶性染料としては酸性染料、直接染料、一部の食品用染料等のアニオン性染料、塩基性染料等のカチオン染料が好ましく用いられる。水溶性染料の添加は耐水性の低下を招くために最低限に抑える必要がある。
【0014】
通常、インクジェット記録用インクにおいてはインクの表面張力、粘度、保湿性、記録紙への浸透速度の調製等を目的として水溶性有機化合物が添加され、本発明でも例外ではない。水溶性有機化合物としては、メタノール、エチルアルコール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノ−ル、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、チオジグリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、グリセリン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、ニトリルトリエタノール、エチレンジアミンエチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、タ−シャルブチルセルソルブ、アルキレングリコールモノエーテル等の化合物等を単独あるいは適宜複数成分を組合わせて用いることができる。とくにアルキレングリコール類はインク中に2〜10wt%、好ましくは3〜7wt%程度添加されることが好ましい。
【0015】
本発明の特長はかかる有機顔料の水系微分散インクに、比重0.9〜1.05、平均粒子径0.2〜1.0μmの合成樹脂微粒子を0.5〜15重量%含有することである。
前記合成樹脂微粒子の比重は好ましくは0.93〜1.00の範囲でありさらに好ましくは0.94〜0.98の範囲である。また平均粒子径は好ましくは0.3〜0.8μmの範囲であり、さらに好ましくは0.35〜0.7μmの範囲であり、なお好ましくは0.4〜0.6μmの範囲である。比重がこの範囲を下回るとインクを長期保存した際に粒子の浮上による相分離する可能性がある。比重がこの範囲を大きく越えた場合には沈降が生じる可能性がある。また平均粒子径がこの範囲を下回る場合には記録品位の向上が不十分であり、特に再生紙のような紙質の悪い紙においてニジミが生じやすくなる。平均粒子径がこの範囲を越える場合においては沈降、あるいは浮上による相分離の危険性が大きくなるばかりか、ノズル目詰まり等に対する危険度が増す。さらに興味深いことであるが、この範囲を越える粒子径のものを添加した場合においてはニジミ防止効果が次第に低下してしまう。これは粒子の径が大きすぎるために、かえって記録紙の繊維間隙を粒子が閉塞させる効果が薄れるためであると考察される。なお本発明においては粒子径分布の下限は、インクの粘度上昇等の問題が生じない限りにおいて制限はなく概0.01μm程度までの範囲が許容される。しかしなが粒子径分布の上限は2.0μm程度、好ましく1.5μm、さらに好ましくは1.2μm以下に制御される必要がある。すなわち本発明における好ましい粒度分布は必ずしも正規分布ではなく、小径粒子側にやや尾を引いた形状が好ましい。単分散性の高い粒子は必ずしも好ましいとは言えない。
【0016】
さらにかかる合成樹脂微粒子にはインク添加剤である水溶性有機化合物である低級アルコールおよびまたはアルキレングリコールおよびまたはアルカノールアミン類に対して非膨潤性であることが必要とされる。ここに非膨潤性とは、樹脂のバルクとしての物性として該有機化合物に対して溶解しないことはもちろん、該有機化合物を10wt%、好ましくは5wt%以上吸収しない樹脂であることを意味するものとし、また別の観点より、かかる樹脂粒子の水分散体において10℃以上、好ましくは5℃以上の造膜温度の低下を生じないことを意味するものとする。インクに補助的に添加されるこれらの水溶性有機化合物に膨潤する場合にはノズル先端部にて樹脂粒子の乾燥造膜が生じ、ノズル目詰まりの原因となる。
【0017】
本発明に用いられる樹脂微粒子においては最低造膜温度が40℃以上であることが好ましく、60℃以上であることがさらに好ましく、なおさらには70〜100℃の範囲であることが好ましく、そのうえさらに80〜100℃の範囲であることが好ましい。かかる最低造膜温度を実現するためにはASTM D1525−70にて定義されるビカット軟化点が40〜100であることが必要であり、さらに45〜80℃であることが好ましく、なおさらに50〜70℃であることが好ましい。
【0018】
かかる性質を有する樹脂微粒子としては、エチレンおよびまたはプロピレンを50重量%以上含有する(共)重合体、メチルスチレン50重量%以上からなる(共)重合体、エチレン/(メタ)アクリル酸共重合体の樹脂微粒子を例示することができる。メチルスチレンとしてはα、オルト、メタ、パラ位の何れの異性体を用いてもよいが特にメタ位、パラ位にメチル基を有するものが好ましい。かかる樹脂微粒子は所謂乳化重合法等の任意の方法により得ることができるが、本発明において乳化重合法により得られる樹脂微粒子を用いる場合ソープフリー乳化重合等の乳化剤を用いない手法により得られるものを使用する。乳化剤等はインクジェット記録用インクとしての諸性能に好ましからざる影響を与えることが多いからである。本発明において特に好ましく用いられる樹脂粒子はエチレン/(メタ)アクリル酸共重合体を主成分とし、アルカリ金属イオン、あるいはアルカリ土類金属イオン、あるいはアンモニウム系イオン等により部分的にイオン架橋された所謂アイオノマー樹脂からなる水分散体を用いることが好ましい。かかる樹脂の水分散体は加熱と機械的撹拌を併用する強制機械乳化等、乳化重合以外の方法により得ることが可能であり、乳化剤を用いずに樹脂粒子の微分散体を得る方法の自由度が高い。かかる樹脂の水分散体としては商品名ケミパールS−100、同S−200、同S−300、同SA−100タイプ[三井石油化学社製]等を例示することができる。
【0019】
本発明のインクにはフッ素系、ないしはシリコ−ン系の消泡剤などを添加することができる。さらに各種殺菌剤や防カビ剤、また必要に応じて、透明性を損なわない程度に無機、有機系の顔料類を添加することもできる。
また5〜50ppm 程度の微量のアルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオンの添加は水分散体の粘度を低下させるために好ましい場合がある。
本発明のインクのpHは4以上が好ましく、6以上がさらに好ましく、7.5以上がまたさらに好ましく、7.5〜9.5の範囲がなおさらに好ましい。
本発明のインクの粘度は1.5〜30センチポイズの範囲が好ましく、1.8〜15センチポイズがさらに好ましく、2.0〜10センチポイズの範囲がなおさらに好ましく、3.0〜6.0センチポイズの範囲がその上好ましい。
本発明のインクジェット記録用インクは、駆動力として熱エネルギーを用いないインク吐出手段と組合わせることが好ましい。また、本発明のインクジェット記録用インクは、記録紙を40℃に加熱することによりインク定着を行なう手段と組合わせることが好ましい。
【0020】
有機顔料の比重は1.8〜2.5程度と高いために0.1μm以下程度に微分散しないと長期に静置保存した場合に沈降を生じ、インク固形分の不均一を招く恐れがある。かかる粒子径は一般の記録紙表面の繊維間隙に比較して充分小さいため、記録紙上における有機顔料粒子の微視的な流動挙動は水溶性染料に近い。したがって記録品位、印字品位に関る「ニジミ」の程度は水溶性染料型インクと大差なく、若干の改良が見られる程度である。
水溶性染料型インクに樹脂微粒子を添加した場合に記録品位が向上することは広く知られており、特許提案も多数なされている。同様のことは有機顔料を微分散させたインクにおいても成立すると考えられる。よって有機顔料の水分散体型インクの記録品位向上のために樹脂微粒子を添加するという手段そのものは容易に類推できる。
しかしながらこれまでに提案されてきたそれら樹脂微粒子をインクに添加して記録品位向上を図る試みは、記録品位のみを問題とし、インク自身の保存安定性、インクジェットノズルの目詰まりに対する信頼性に対して何等配慮したものではない。本発明の目的とするところは保存安定性、目詰まりに対する信頼性を満足した上で高い記録品位を実現するインクを提供することにあり、数ある樹脂微粒子の中でも特定の物のみがこの目的を満足することを見出した結果なされたものである。
【0021】
本発明においては樹脂の比重と分散粒子径が同時に規定されるがこれらを両立することによって初めて保存安定性と記録品位の両立がなされるものである。さらにこの条件を満たした上で特定の軟化温度を有し、他のインク添加成分によりその物性が大きく影響されない特性を実現することによりノズル目詰まりに対する信頼性が確保されるのである。
さらに本発明において特筆すべきことはかかる樹脂微粒子をインクに添加することにより記録濃度が向上することである。この事実は、記録紙の繊維に沿って媒体(水)とともに浸透拡散していく有機顔料微粒子成分が、添加された樹脂微粒子によりせき止られることによりニジミが抑制されるとともに、記録紙の表面近傍に比較的多く残るためであると理解することができる。本発明の限定条件を満足する樹脂微粒子において特にこの効果が際立って観察されることから、逆にニジミ防止効果の高さを評価できる。
【0022】
以下に実施例を示し、本発明をより具体的に説明するが本発明はここに示す実施例に限定されるものではない。。
【実施例1】
有機顔料の水分散体「Levanyl Blue GZ」(BAYER社製、平均粒子径0.06μm、ノニオン系分散剤を使用して微分散したC.I.Pigment Blue15)、脱イオン水、所定量のエチレングリコール、イソプロピルアルコール、ニトリルトリエタノールを加え混合した。さらに別に準備した樹脂微粒子の水分散体を撹拌下に静かに滴下し十分に混合した後、1.0μmのメンブレンフィルタ−にて濾過し下記組成のインクジェット記録用インクを調製した。
【0023】
試作インク(1)
有機顔料 (顔料分換算)10.0wt%
エチレングリコール 5.0wt%
イソプロピルアルコール 0.8wt%
ニトリルトリエタノール 0.2wt%
エチレン−プロピレン共重合体微粒子 (不揮発分換算)5.0wt%
水 残
ここにエチレン−プロピレン共重合体微粒子はエチレン90wt%、プロピレン10wt%からなるソープフリー乳化重合により得られた共重合体樹脂粒子水分散体であり、
平均粒子径 0.38μm
樹脂比重 0.92
最低造膜温度 95℃
ビカット軟化点 76℃
である。本樹脂はメタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、エチレングリコール、ニトリルトリエタノールに対して溶解せず、膨潤している様子も観察されなかった。さらに不揮発分濃度を20wt%に調製した水分散体100wt部にイソプロピルアルコール10wt部を添加した場合においても最低造膜には変化がなく、粒子径にも変化がないため低級アルコールによる膨潤性は事実上ないと判断された。
【0024】
インクの粘度は3.2センチポイズ、表面張力は54dyn/cmに調整された。また以下に示す実施例、比較例においても一定条件下にて比較するべき観点よりインク粘度は2.8〜3.5センチポイズの範囲内に、表面張力は50〜57dyn/cmの範囲に入るように調整された。
なお平均粒子径は光散乱式粒度分布計、樹脂比重は浮沈法、最低造膜温度は常法、ビカット軟化点はASTMD1525−70準拠の方法で測定した。
得られた試作インク(1)をインクジェットプリンタIO735X[シャープ社製]に仕込み、再生紙に印字を行い記録品位を目視評価した。また書道用半紙に1ドット幅の細線と1ドット幅の線間を有する平行線パターンを印字し、ドットピッチから計算される本来の線幅と実際に印字された線幅より線の太りを求め、ニジミ幅とした。同時にベタ印字部の光学濃度(マクベス社製光学濃度計)を測定した。得られた記録物をイオン交換水に浸漬し、色材のニジミだしにより耐水性を評価した。インクを仕込んだ状態のインクジェットプリンタを40℃30%RHの高温乾燥雰囲気中に1週間放置し、その後にプリンタを再起動しヘッド回復までに必要なヘッドクリーニング回数にてノズル目詰まり性を評価した。さらに試作インクを深さ10cmの試験管に満たし、密封して3ヶ月間静置し、三ヶ月後に試験管の最下部における沈殿物の有無、液面下5mmからサンプリングしたインクと、底から1cm上の部分からサンプリングしたインクとの固形分濃度比をもって保存安定性の評価を行なった。なお固形分濃度とは初期の濃度を100として現したものであり、インク不揮発分中の樹脂粒子成分に換算(記録材の沈降・濃度勾配は生じないと仮定)した値である。結果を表1.表2.に示す。
【0025】
【表1】

Figure 0004324979
【0026】
【表2】
Figure 0004324979
なお表1.表2.中、
Figure 0004324979
である。
【0027】
【実施例2】
下記組成のインクジェット記録用インクを実施例1と同様の手順にて調製し、同様の評価を行なった。結果を表1.表2.に示す。
試作インク(2)
有機顔料 (顔料分換算)10.0wt%
エチレングリコール 5.0wt%
イソプロピルアルコール 0.8wt%
ニトリルトリエタノール 0.2wt%
パラメチルスチレン−メタクリル酸ブチル共重合体微粒子(不揮発分換算)5.0wt%
水 残
ここにパラメチルスチレン−メタクリル酸ブチル共重合体微粒子はパラメチルスチレン75wt%、メタクリル酸ブチル20wt%、ジビニルベンゼン5wt%からなるソープフリー乳化重合により得られた共重合体樹脂粒子水分散体であり、
平均粒子径 0.45μm
樹脂比重 1.02
最低造膜温度 102℃
ビカット軟化点 95℃
である。
本樹脂は、メタノール、エタノール、イソプロパノール、エチレングリコール、ニトリルトリエタノールに対して溶解しなかった、ただしメタノールに対し若干膨潤が観察された。不揮発分濃度を20wt%に調製した水分散体100wt部にイソプロピルアルコール10wt部を添加した場合においては最低造膜が約4℃低下したが、粒子径には検出できる程の変化がないため低級アルコールによる膨潤性は低いと判断された。
【0028】
【実施例3】
下記組成のインクジェット記録用インクを実施例1と同様の手順にて調製し、同様の評価を行なった。結果を表1.表2.に示す。
試作インク(3)
有機顔料 (顔料分換算)10.0wt%
エチレングリコール 5.0wt%
イソプロピルアルコール 0.8wt%
ニトリルトリエタノール 0.2wt%
アイオノマー樹脂微粒子S−200 (不揮発分換算)5.0wt%
水 残
ここにアイオノマー樹脂微粒子はアルカリ金属イオンにより部分的イオン架橋されたエチレン−メタクリル酸共重合体(エチレン80〜90wt%、メタクリル酸10〜20wt%)からなりソープフリー乳化手法により得られた水分散体であり、ケミパールS−200として三井石油化学社より上市されているものであり、
平均粒子径 0.43μm
樹脂比重 0.95
最低造膜温度 85℃
ビカット軟化点 57℃
である。
【0029】
本樹脂はメタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、エチレングリコール、ニトリルトリエタノールに対して溶解せず、膨潤している様子も観察されなかった。さらに不揮発分濃度を20wt%に調製した水分散体100wt部にイソプロピルアルコール10wt部を添加した場合においても最低造膜には変化がなく、粒子径にも変化がないため低級アルコールによる膨潤性は事実上ないと判断された。
【0030】
【実施例4】
下記組成のインクジェット記録用インクを実施例1と同様の手順にて調製し、同様の評価を行なった。結果を表1.表2.に示す。
試作インク(4)
有機顔料 (顔料分換算)10.0wt%
エチレングリコール 5.0wt%
イソプロピルアルコール 0.8wt%
ニトリルトリエタノール 0.2wt%
アイオノマー樹脂微粒子S−300 (不揮発分換算)2.0wt%
水 残
ここにアイオノマー樹脂微粒子はアルカリ金属イオンにより部分的イオン架橋されたエチレン−メタクリル酸共重合体(エチレン80〜90wt%、メタクリル酸10〜20wt%)からなりソープフリー乳化手法により得られた水分散体であり、ケミパールS−300として三井石油化学社より上市されているものであり、
平均粒子径 0.53μm
樹脂比重 0.95
最低造膜温度 94℃
ビカット軟化点 67℃
である。本樹脂は実施例3に用いられたアイオノマー樹脂と同様、低級アルコールによる膨潤性は事実上ないと判断された。
【0031】
【実施例5】
下記組成のインクジェット記録用インクを実施例1と同様の手順にて調製し、同様の評価を行なった。結果を表1.表2.に示す。
試作インク(5)
有機顔料 (顔料分換算)10.0wt%
エチレングリコール 5.0wt%
イソプロピルアルコール 0.8wt%
ニトリルトリエタノール 0.2wt%
変性アイオノマー樹脂微粒子SA−100(不揮発分換算)2.0wt%
水 残
ここに変性アイオノマー樹脂微粒子はアルカリ金属イオンにより部分的イオン架橋されたエチレン−メタクリル酸共重合体(エチレン80〜90wt%、メタクリル酸10〜20wt%)にさらにスチレンをグラフトしたグラフト共重合体からなるソープフリー乳化手法により得られた水分散体であり、ケミパールSA−100として三井石油化学社より上市されているものであり、
平均粒子径 0.75μm
樹脂比重 1.00
最低造膜温度 70℃
ビカット軟化点 55℃
である。本樹脂は、メタノール、エタノール、イソプロパノール、エチレングリコール、ニトリルトリエタノールに対して溶解しなかった、ただしメタノールに対し若干膨潤が観察された。不揮発分濃度を20wt%に調製した水分散体100wt部にイソプロピルアルコール10wt部を添加した場合においては最低造膜が約2℃低下したが、粒子径には検出できる程の変化がないため低級アルコールによる膨潤性は低いと判断された。
【0032】
【比較例1】
下記組成のインクジェット記録用インクを実施例1と同様の手順にて調製し、同様の評価を行なった。結果を表1.表2.に示す。
試作インク(6)
有機顔料 (顔料分換算)10.0wt%
エチレングリコール 5.0wt%
イソプロピルアルコール 0.8wt%
ニトリルトリエタノール 0.2wt%
水 残
本試作インクは樹脂粒子を含まない所謂典型的な有機顔料微分散型インクである。
【0033】
【比較例2】
下記組成のインクジェット記録用インクを実施例1と同様の手順にて調製し、同様の評価を行なった。結果を表1.表2.に示す。
試作インク(7)
有機顔料 (顔料分換算)10.0wt%
エチレングリコール 5.0wt%
イソプロピルアルコール 0.8wt%
ニトリルトリエタノール 0.2wt%
塩化ビニリデン共重合体ラテックス (不揮発分換算)5.0wt%
水 残
ここに塩化ビニリデン共重合体ラテックスは塩化ビニリデン−塩化ビニル共重合体の脂肪族石鹸を用いた乳化分散ラテックスである。
平均粒子径 0.15μm
樹脂比重 1.36
最低造膜温度 135℃
ビカット軟化点 125℃
である。本樹脂は実施例1と同様の評価の結果、低級アルコールによる膨潤性は低いと判断された。
【0034】
【比較例3】
下記組成のインクジェット記録用インクを実施例1と同様の手順にて調製し、同様の評価を行なった。結果を表1.表2.に示す。
試作インク(8)
有機顔料 (顔料分換算)10.0wt%
エチレングリコール 5.0wt%
イソプロピルアルコール 0.8wt%
ニトリルトリエタノール 0.2wt%
塩化ビニリデン共重合体ラテックス (不揮発分換算)5.0wt%
水 残
ここに塩化ビニリデン共重合体ラテックスは比較例1と同様、塩化ビニリデン−塩化ビニル共重合体の脂肪族石鹸を用いた乳化分散ラテックスである。
平均粒子径 0.45μm
樹脂比重 1.36
最低造膜温度 135℃
ビカット軟化点 125℃
であり比較例1に対して粒子径が大となっている。本樹脂は実施例1と同様の評価の結果、低級アルコールによる膨潤性は低いと判断された。
【0035】
【比較例4】
下記組成のインクジェット記録用インクを実施例1と同様の手順にて調製し、同様の評価を行なった。結果を表1.表2.に示す。
試作インク(9)
有機顔料 (顔料分換算)10.0wt%
エチレングリコール 5.0wt%
イソプロピルアルコール 0.8wt%
ニトリルトリエタノール 0.2wt%
スチレン−ブタジエン共重合体ラテックス(不揮発分換算)5.0wt%
水 残
ここにスチレン−ブタジエン共重合体ラテックスはスチレン25wt%を含む共重合体の脂肪族石鹸を用いた乳化分散ラテックスである。
平均粒子径 1.10μm
樹脂比重 0.97
最低造膜温度 24℃
ビカット軟化点 10℃
である。本樹脂は、メタノール、エタノール、イソプロパノールに溶解した。エチレングリコール、ニトリルトリエタノールに対して溶解しなかった。不揮発分濃度を20wt%に調製した水分散体100wt部にイソプロピルアルコール10wt部を添加した場合においては最低造膜は24℃以上低下、すなわち氷点以下にならない場合には自然乾燥により造膜した。したがって膨潤性は非常に高い判断された。
【0036】
【比較例5】
下記組成のインクジェット記録用インクを実施例1と同様の手順にて調製し、同様の評価を行なった。結果を表1.表2.に示す。
試作インク(10)
有機顔料 (顔料分換算)10.0wt%
エチレングリコール 5.0wt%
イソプロピルアルコール 0.8wt%
ニトリルトリエタノール 0.2wt%
ポリメチルメタクリレートラテックス (不揮発分換算)5.0wt%
水 残
ここにポリメチルメタクリレートラテックスはソープフリー乳化重合により得られた単分散性の高いラテックス粒子である。
平均粒子径 0.52μm
樹脂比重 1.19
最低造膜温度 120℃
ビカット軟化点 110℃
である。本樹脂は、メタノール、エタノール、イソプロパノール、エチレングリコール、ニトリルトリエタノールに対して溶解はしなかったが、メタノール、イソプロパノールに対して若干表面が軟化膨潤のきざしを示した。不揮発分濃度を20wt%に調製した水分散体100wt部にイソプロピルアルコール10wt部を添加した場合においては最低造膜は12℃低下した。膨潤性はそれほど高くないが若干は認められるものとされた。
【0037】
【比較例6】
下記組成のインクジェット記録用インクを実施例1と同様の手順にて調製し、同様の評価を行なった。結果を表1.表2.に示す。
試作インク(11)
有機顔料 (顔料分換算)10.0wt%
エチレングリコール 5.0wt%
イソプロピルアルコール 0.8wt%
ニトリルトリエタノール 0.2wt%
アクリル系共重合体ラテックス (不揮発分換算)5.0wt%
水 残
ここにアクリル系共重合体ラテックスはメチルメタクリレート、エチルメタクリレート、ブチルメタクリレートからなる乳化重合により得られた共重合体ラテックス粒子である。
平均粒子径 0.45μm
樹脂比重 1.08
最低造膜温度 84℃
ビカット軟化点 80℃
である。本樹脂は、エタノール、エチレングリコール、ニトリルトリエタノールに対して溶解はしなかったが、メタノール、イソプロパノールに対して若干溶解性が観察された。不揮発分濃度を20wt%に調製した水分散体100wt部にイソプロピルアルコール10wt部を添加した場合においては最低造膜は30℃近く低下し、膨潤性は高いと判断された。
【0038】
【比較例7】
下記組成のインクジェット記録用インクを実施例1と同様の手順にて調製し、同様の評価を行なった。ただし1.0μmメンブレンフィルターによる濾過工程は省略した。結果を表1.表2.に示す。
試作インク(12)
有機顔料 (顔料分換算)10.0wt%
エチレングリコール 5.0wt%
イソプロピルアルコール 0.8wt%
ニトリルトリエタノール 0.2wt%
ポリオレフィン微粒子W−500 (不揮発分換算)5.0wt%
水 残
ここにポリオレフィン微粒子は低分子量ポリオレフィン(主にポリエチレン)からなりソープフリー乳化手法により得られた水分散体であり、ケミパールW−500として三井石油化学社より上市されているものであり、
平均粒子径 2.50μm
樹脂比重 0.92
最低造膜温度 90℃
ビカット軟化点 38℃
である。本樹脂はメタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、エチレングリコール、ニトリルトリエタノールに対して溶解せず、膨潤している様子も観察されなかった。さらに不揮発分濃度を20wt%に調製した水分散体100wt部にイソプロピルアルコール10wt部を添加した場合においても最低造膜には変化がなく、粒子径にも変化がないため低級アルコールによる膨潤性は事実上ないと判断された。
【0039】
【比較例8】
下記組成のインクジェット記録用インクを実施例1と同様の手順にて調製し、同様の評価を行なった。結果を表1.表2.に示す。
試作インク(13)
水溶性染料 C. I. Direct Blue 86 精製品 1.0wt%
エチレングリコール 5.0wt%
イソプロピルアルコール 0.8wt%
ニトリルトリエタノール 0.2wt%
水 残
本試作インクは樹脂粒子を含まない所謂典型的な水溶性染料型インクである。
【0040】
【実施例6】
有機顔料の水分散体を「Levanyl Yellow 10GZ」(BAYER社製、平均粒子径0.06μm、ノニオン系分散剤を使用して微分散したC.I.Pigment Yellow 3)に代え、以下実施例1と同様の手順にて試作インクを調製し、同様の評価を行なった。結果を表1.表2.に示す。
試作インク(14)
有機顔料 (顔料分換算)10.0wt%
エチレングリコール 5.0wt%
イソプロピルアルコール 0.8wt%
ニトリルトリエタノール 0.2wt%
アイオノマー樹脂微粒子S−200 (不揮発分換算)5.0wt%
水 残
ここにアイオノマー樹脂微粒子は実施例3で用いたものと同じである。
【0041】
【実施例7】
有機顔料の水分散体を「Levanyl Carmin GZ」(BAYER社製、平均粒子径0.06μm、ノニオン系分散剤を使用して微分散したC.I.Pigment Red 95)に代え、それ以外は実施例6と同様の組成と手順にとして試作インク(15)を得た。以下実施例1と同様の評価を行い、結果を表1.表2.に示す。
【0042】
【実施例8】
有機顔料の水分散体を「Levanyl Violet BNZ」(BAYER社製、平均粒子径0.06μm、ノニオン系分散剤を使用して微分散したC.I.Pigment Violet 23)に代え、それ以外は実施例6と同様の組成と手順にとして試作インク(16)を得た。以下実施例1と同様の評価を行い、結果を表1.表2.に示す。
【0043】
【実施例9】
「C.I.Pigment Red 122」20重量部、スチレン−マレイン酸共重合樹脂の部分エステル化物(酸価2000eq/ton)の水溶液(不揮発分20wt%)10重量部、イオン交換水70重量部をアトライターに仕込み、約3時間分散処理を行なった。得られた分散体を5Bろ紙にて濾過した後にメンブレンフィルター1.0μm、メンブレンフィルター0.4μm、メンブレンフィルター0.2μmと濾過し、最終的に平均粒子径0.08μmの顔料水分散体を得た。このようにして得られた顔料水分散体を用い、それ以外は実施例6と同様の組成と手順にとして試作インク(17)を得た。以下実施例1と同様の評価を行い、結果を表1.表2.に示す。
【0044】
【実施例10】
有機顔料を「Permanent Rubine F6B(C.I.Pigment Red 184)」(HOECHST社製)に変えた以外は実施例9と同様の組成、手順にて試作インク(18)を得た。以下実施例1と同様の評価を行い、結果を表1.表2.に示す。
【0045】
【実施例11】
有機顔料を「Permanent Pink F3B」(HOECHST社製)に変えた以外は実施例9と同様の組成、手順にて試作インク(19)を得た。以下実施例1と同様の評価を行い、結果を表1.表2.に示す。
【0046】
【実施例12】
有機顔料を「Paliotol Yellow S1155(C.I.Pigment Yellow 185」(BASF社製)に変えた以外は実施例9と同様の組成、手順にて試作インク(20)を得た。以下実施例1と同様の評価を行い、結果を表1.表2.に示す。
【0047】
【実施例13】
有機顔料を「C.I.Pigment Yellow 17」に変えた以外は実施例9と同様の組成、手順にて試作インク(21)を得た。以下実施例1と同様の評価を行い、結果を表1.表2.に示す。
【0048】
【発明の効果】
以上述べてきたように、本発明のインクジェット記録インクは高い高品位な記録画像、印字が可能であるとともにノズル目詰まりに対する耐性が高く、また長期間静置保存した場合にも安定な優れた特性を有する物である。[0001]
[Industrial application fields]
The present invention includes printers for computers, word processors, facsimiles, digital copying machines, CAD output plotters, pop (POP) writers, large signboards, poster printers, etc., to printing of fabrics, carpets, wallpaper, etc. The present invention relates to inks for ink jet recording that have been widely used, and more specifically to inks using finely dispersed particles of organic pigment as a recording material.
[0002]
[Prior art]
Inkjet recording technology is non-contact recording, and has a wide range of applications from small recording devices to very large devices, and is relatively easy to color, so it is used in a wide range from OA to industrial use. .
Ink jet recording is roughly classified into a continuous jet type and an on-demand jet type from its form. The former is mainly used for industrial printers, and the latter is mainly used for small OA and portable printers. In particular, demand for on-demand small printers using the thermal bubble jet method or the piezo method has been rapidly increasing in recent years.
Inks used for industrial printers are mainly solvent-based inks due to the demand for quick drying, and water-based inks are mainly used for OA and portable printers in consideration of the use environment.
[0003]
(Water-soluble dye ink)
Many water-based inks are water-soluble dye-type inks. Water-soluble dye-type inks are mainly used in aqueous solutions of water-soluble dyes, which are classified as acid dyes, direct dyes, and some food dyes, and as interfaces for the preparation of glycols, alkanolamines, surface tension, etc. as humectants. A small amount of activator, alcohol or the like is added. There are some patent proposals that add a water-soluble resin component as a binder component, but it is not practically used due to concerns about nozzle clogging.
These water-soluble dye type inks are most commonly used because of their high reliability against nozzle clogging. However, such a water-soluble dye-type ink is easy to bleed on the recording paper because it is an aqueous solution of the dye, and conversely, because it is prepared so as to penetrate the recording paper quickly from the need to increase the apparent drying speed, The recording quality has been reduced. It is also obvious that the water resistance is poor because it is a water-soluble dye. Furthermore, water-soluble dyes that have only penetrated into the recording paper and have been dry-fixed cannot be said to be “dyed” and have a very low light fastness.
[0004]
(Resin fine particle addition-water-soluble dye type ink)
As a measure for solving the problems of the water-soluble dye ink as described above, it has long been studied to add resin fine particles such as emulsion and latex.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-18418 adds a latex which is “a kind of colloidal solution in which components such as rubber and resin are dispersed in water in the form of fine particles (particle size of about 0.01 to several μm) with an emulsifier”. There are proposals for ink jet recording inks. As latex that is preferably used,
Styrene-butadiene copolymer latex,
Acrylonitrile-butadiene copolymer latex,
Polychloroprene latex,
Vinylpyridine-styrene-butadiene latex,
Butyl rubber latex,
Polybutadiene latex,
Polyisoprene latex,
Polysulfide rubber latex,
Synthetic rubber latex such as
Acrylic ester latex,
Styrene-butadiene resin latex,
Vinyl acetate latex,
Vinyl chloride latex,
Vinylidene chloride latex,
Synthetic resin latexes such as are exemplified.
[0005]
In the proposal, the particle diameter of latex particles that can be added is said to be in the range of about 0.01 to several μm. However, when the particle diameter is less than 0.2 μm, the effect of preventing ink blur on the recording paper is insufficient, and high recording quality cannot be obtained. On the other hand, when the particle diameter is 1.0 μm or more, the nozzles are frequently clogged, making it difficult to use from the viewpoint of reliability. Therefore, the range that can be practically used is considered to be approximately 0.2 to 1.0 μm.
When such resin fine particles are added to the ink, it is necessary to pay attention to sedimentation or flying due to the difference in specific gravity of the particles and specific gravity of the medium. In the case of water-based ink, it is difficult for the specific gravity of the medium to depart greatly from 1.0. In the case of fine particles having a size of about 0.2 μm or more, the effect of gravity is larger than the diffusion force of particles due to Brownian motion, and therefore the difference between the particle specific gravity and the medium specific gravity is 0.1 or less, preferably 0. It is necessary to suppress it to about 07 or less.
The specific gravity of the synthetic rubber-based latex exemplified in the patent proposal is approximately in the range of 0.9 to 1.0, and most of the synthetic rubber has an unsaturated double bond in the molecule, although this condition is met to some extent. There are problems in terms of light resistance and weather resistance. Further, when unsaturated bonds are reduced by vulcanization, the fixing of the particles onto the recording paper is hindered, resulting in a problem in recording quality. Further, if vulcanized excessively, the specific gravity becomes 1.1 or more, which causes a problem of sedimentation. Furthermore, such synthetic rubber latex has a low glass transition temperature, so it is easy to form a film at room temperature, and when it is dried at the tip of an inkjet nozzle, the nozzle is likely to be clogged, and the dried product is flexible and somewhat sticky. It is very difficult to remove it.
[0006]
The specific gravity of the synthetic resin latex exemplified in the patent is 1.1 or more, particularly in the case of a synthetic resin containing a halogen element, the specific gravity is close to 1.3 to 1.5. Sedimentation occurs in all areas.
Furthermore, as can be said for these latexes in general, many of the emulsifiers used in producing the latex tend to promote foaming of the ink, and there are many problems because the surface tension is lowered more than necessary.
Japanese Patent Laid-Open No. 54-146109 proposes a water-soluble dye-type ink to which vinyl polymer fine particles swollen with a solvent and colored with an oil-based dye are added. Examples of the polymer that can be suitably used include mainly (meth) acrylic acid ester copolymer fine particles, and it is described that a preferable condition is that the glass transition temperature is 30 ° C. or lower. In the proposal, there is no description regarding the particle size. It is obvious that fine particles swollen with a solvent at such a low glass transition temperature have film-forming properties when dried at room temperature, and when such ink is used, nozzle clogging may frequently occur. Easy to guess.
[0007]
(Pigment-dispersed ink)
In order to improve the drawbacks of water-soluble dye-type inks, proposals have been made to use carbon black or organic pigments as recording materials. In such a pigment dispersion type ink, the water resistance of the ink is greatly improved. However, these pigments have a high specific gravity of 1.5 to 2.0, and attention must be paid to the sedimentation of dispersed particles. In order to stably disperse such a high specific gravity pigment, it is necessary to finely disperse the average particle diameter to about 0.1 μm or less, resulting in a very expensive ink having a high dispersion cost. Further, when the particle diameter is 0.1 μm or less, the effect of preventing blurring is insufficient, and high-quality recorded characters / images cannot be obtained. Further, there is a problem that the ink physical properties such as surface tension and foaming property are limited by the dispersant used for dispersion.
[0008]
(Colored resin particle type ink)
Proposals for coloring water-dispersible resins with oil-soluble dyes or hydrophobic dyes have been made as inks for inkjet recording. These are proposals relating to “inks using colored polymer particles as a recording agent”. For example, JP-A-54-58504 proposes an ink in which a mixture of a hydrophobic dye solution and vinyl polymer fine particles is dispersed in an oil-in-water type. It is disclosed in the text that the vinyl polymer fine particles swell in the solvent of the dye solution by being mixed with the hydrophobic dye solution and further colored with the dye. Since a hydrophobic dye is used as a recording agent, the obtained image has water resistance. In this proposal, water is used as a continuous phase and colored vinyl polymer particles swollen with a solvent are used as a dispersed phase, so that water has a dominant ink viscosity, and the solvent has a certain degree of high viscosity (low volatility). It is allowed to use things.
[0009]
Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 55-139471 and 3-250069 propose inks using emulsion polymerization or dispersion polymerization particles dyed with a dye. The main point of the proposal is the prevention of blurring by using colored particles as a dispersoid and water (transparent) as a medium, as in JP-A-54-58504. It is necessary to be fixed on the recording paper by forming the film. From the viewpoint of necessity of film formation and ensuring dispersion stability, it is suggested that the desirable particle size is in the submicron region.
In any proposal, the water dispersible resin is a vinyl polymer. In these vinyl polymers, it is difficult to color at a high concentration because the solubility of the dye in the resin is low. In Japanese Patent Laid-Open No. 54-58504, it is accepted that dyeing property is increased by swelling polymer fine particles with a solvent. In this case, however, there is a problem of nozzle clogging due to dry film formation at the nozzle tip. Arise.
Japanese Patent Laid-Open No. 4-185672 discloses that an ink composed of colored resin particles and an aqueous medium dissolves a water-soluble compound in the aqueous medium, thereby reducing the specific gravity difference between the colored resin particles and the aqueous medium to 0.04 or less. It has been proposed to prevent this.
Here, inorganic salts are preferably used as the water-soluble compound. However, when such inorganic salts are dissolved in an aqueous medium, the ionic strength in the system increases and the stability of the dispersion system decreases, so that the colored resin particles agglomerate and cannot maintain fluid properties as an inkjet ink.
In JP-A-4-185673 and JP-A-4-185673, the effective specific gravity is lowered by swelling the colored resin particles with a solvent in the ink comprising the colored resin particles and the aqueous medium. It has been proposed to make the difference in specific gravity of 0.04 or less. In such a case, as described above, it is difficult to avoid nozzle clogging.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, it is difficult to improve the recording quality of water-soluble dye-type ink with the prior art, and further, pigment-dispersed ink and colored resin particles that have been developed to solve the problems of water-soluble dye-type ink Satisfactory results have not been obtained with mold inks.
The present inventors have aimed to improve the recording quality of water-based inks for ink jet recording, and in particular, in inks using organic pigment fine dispersions as recording materials, only when specific resin fine particles are added, significant recording quality is achieved. The present inventors have found that it is possible to achieve both improvement, stability against particle sedimentation, and reliability against nozzle clogging.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
That is, the present invention relates to an ink for inkjet recording using an aqueous fine dispersion of an organic pigment as a recording agent, and has a specific gravity of 0.9 to 1.05 and an average particle size of 0.2 to 1.0 μm. And the Vicat softening point obtained by emulsifying means without using an emulsifier is in the range of 40 to 100 ° C. An ink for inkjet recording, characterized by containing 0.5 to 15% by weight of synthetic resin fine particles, wherein the specific gravity of the synthetic resin fine particles is in the range of 0.93 to 1.00, and the average particle size is 0.00. 2. The ink for ink jet recording according to claim 1, wherein the ink has a specific gravity of 0.93 to 1.00 and an average particle size of 0.3 to 0.00. An ink for ink-jet recording characterized by being in the range of 8 μm, wherein the synthetic resin fine particles are non-swellable with respect to lower alcohol and / or alkylene glycol and / or alkanolamines And the synthetic resin fine particles are made of a (co) polymer containing ethylene and / or propylene in an amount of 50% by weight or more. Ink jet recording ink, wherein the synthetic resin fine particles are made of a (co) polymer composed of 50% by weight or more of methylstyrene, and the synthetic resin fine particles are ethylene / (meth) An ink for ink-jet recording comprising an acrylic acid copolymer, wherein the synthetic resin fine particles are made of an ethylene / (meth) acrylic acid copolymer. With fat Ink for ink-jet recording, characterized in that The Furthermore, the organic pigment has a dispersed particle diameter of 0.1 μm or less.
[0012]
The organic pigment used in the present invention can be selected from known organic pigments as necessary. More preferably, those having a hue angle H in the range of CIEELCH chromaticity coordinates (CIELAB 1976 chromaticity coordinates cylindrical coordinate system display) in the range of 85 to 120 degrees, preferably 90 to 110 degrees, yellow dye, 230 to 270 degrees, preferably It is preferable to use a dye at 250 to 265 degrees as a cyan dye and a magenta dye at 330 to 360 degrees. As an organic pigment, C.I. I. Classified as pigment color, C.I. I. Those that are classified as bat color can be mainly used. In addition to these, a part of a dye insoluble in water can also be used as a pigment. As such dyes, some oil-based dyes that are hydrophobic and not soluble in lower alcohols and glycols, which are hydrophilic solvents, can be used.
[0013]
More specifically
C. I. Pigment Yellow 3, 13, 14, 15, 16, 17, 185,
C. I. Pigment Red 81, 95, 122, 184
C. I. Pigment Violet 23
C. I. Pigment Blue 15, 16
Etc. can be used suitably.
As a water dispersion method, a sand mill, a ball mill, an attritor, a paint shaker, or the like can be used. As a dispersant necessary for water dispersion, a known anionic, nonionic, or cationic dispersant can be used as necessary. However, in the present invention, the amount of such a dispersant should be minimized, and it is preferable to use an organic pigment that has been subjected to a surface treatment or a graft treatment, and that is dispersed in water without using a dispersant. The organic pigment is blended in the ink in an amount of 0.3 to 15 wt%, preferably 0.5 to 10 wt%, more preferably about 2.0 to 8.0 wt%. The dispersed particle diameter of the organic pigment is preferably 0.1 μm or less, more preferably 0.08 μm or less, and further preferably 0.05 μm or less. If the dispersed particle size is large, the organic pigment particles may be settled.
In the present invention, a small amount of water-soluble dye may be added for adjusting the hue and the like. The water-soluble dye can be appropriately selected from known dyes. As water-soluble dyes, acidic dyes, direct dyes, anionic dyes such as some food dyes, and cationic dyes such as basic dyes are preferably used. The addition of water-soluble dyes must be kept to a minimum because it causes a decrease in water resistance.
[0014]
Usually, a water-soluble organic compound is added to the ink for ink jet recording for the purpose of adjusting the surface tension, viscosity, moisture retention, penetrating speed of the recording paper, and the present invention is no exception. Water-soluble organic compounds include methanol, ethyl alcohol, propanol, isopropanol, butanol, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, polyethylene glycol, thiodiglycol, propylene glycol, dipropylene glycol, polypropylene glycol, neopentyl glycol, Compounds such as glycerin, monoethanolamine, diethanolamine, nitrile triethanol, ethylenediamine ethyl cellosolve, butyl cellosolve, tertiary butyl cellosolve, and alkylene glycol monoether can be used alone or in appropriate combination of a plurality of components. In particular, alkylene glycols are preferably added to the ink in an amount of about 2 to 10 wt%, preferably about 3 to 7 wt%.
[0015]
A feature of the present invention is that the organic pigment water-based finely dispersed ink contains 0.5 to 15% by weight of synthetic resin fine particles having a specific gravity of 0.9 to 1.05 and an average particle size of 0.2 to 1.0 μm. is there.
The specific gravity of the synthetic resin fine particles is preferably in the range of 0.93 to 1.00, more preferably in the range of 0.94 to 0.98. The average particle diameter is preferably in the range of 0.3 to 0.8 μm, more preferably in the range of 0.35 to 0.7 μm, and still more preferably in the range of 0.4 to 0.6 μm. If the specific gravity is below this range, there is a possibility of phase separation due to particle floating when the ink is stored for a long time. If the specific gravity greatly exceeds this range, sedimentation may occur. When the average particle diameter is below this range, the recording quality is not improved sufficiently, and blurring is likely to occur particularly on paper of poor quality such as recycled paper. When the average particle diameter exceeds this range, the risk of phase separation due to sedimentation or floating increases, and the risk of nozzle clogging increases. It is further interesting that when the particles having a particle size exceeding this range are added, the blurring preventing effect gradually decreases. This is considered to be due to the fact that the particle diameter is too large, and the effect of the particles blocking the fiber gaps of the recording paper is reduced. In the present invention, the lower limit of the particle size distribution is not limited as long as problems such as an increase in ink viscosity do not occur, and a range of approximately 0.01 μm is allowed. However, the upper limit of the particle size distribution needs to be controlled to about 2.0 μm, preferably 1.5 μm, more preferably 1.2 μm or less. That is, the preferable particle size distribution in the present invention is not necessarily a normal distribution, and a shape with a slight tail on the small particle side is preferable. Highly monodispersed particles are not necessarily preferred.
[0016]
Furthermore, such synthetic resin fine particles are required to be non-swellable with respect to lower alcohol and / or alkylene glycol and / or alkanolamines which are water-soluble organic compounds which are ink additives. The term “non-swelling” as used herein means that the resin does not dissolve in the organic compound as a physical property of the resin, and of course does not absorb 10 wt%, preferably 5 wt% or more of the organic compound. From another point of view, it is meant that such an aqueous dispersion of resin particles does not cause a decrease in film forming temperature of 10 ° C. or higher, preferably 5 ° C. or higher. When these water-soluble organic compounds added auxiliary to the ink swell, dry film formation of resin particles occurs at the tip of the nozzle, causing nozzle clogging.
[0017]
In the resin fine particles used in the present invention, the minimum film forming temperature is preferably 40 ° C. or higher, more preferably 60 ° C. or higher, still more preferably in the range of 70 to 100 ° C., and further It is preferable that it is the range of 80-100 degreeC. In order to realize such minimum film-forming temperature, the Vicat softening point defined by ASTM D1525-70 is 40-100. That it is Is necessary Furthermore, it is preferable that it is 45-80 degreeC, and it is still more preferable that it is 50-70 degreeC.
[0018]
The resin fine particles having such properties include (co) polymers containing 50% by weight or more of ethylene and / or propylene, (co) polymers comprising 50% by weight or more of methylstyrene, and ethylene / (meth) acrylic acid copolymers. The resin fine particles can be exemplified. As methylstyrene, any of isomers of α, ortho, meta and para positions may be used, but those having a methyl group at the meta position and para position are particularly preferred. Such resin fine particles can be obtained by any method such as a so-called emulsion polymerization method. Is When using resin fine particles obtained by emulsion polymerization, use those obtained by techniques that do not use emulsifiers such as soap-free emulsion polymerization. The This is because emulsifiers and the like often have undesirable effects on various performances as inks for inkjet recording. The resin particles particularly preferably used in the present invention are so-called ethylene / (meth) acrylic acid copolymer as a main component and partially ion-crosslinked by alkali metal ions, alkaline earth metal ions, ammonium ions or the like. It is preferable to use an aqueous dispersion made of an ionomer resin. Such an aqueous dispersion of resin can be obtained by a method other than emulsion polymerization such as forced mechanical emulsification using both heating and mechanical stirring, and the degree of freedom in the method of obtaining a fine dispersion of resin particles without using an emulsifier. Is expensive. Examples of the aqueous dispersion of the resin include trade names such as Chemipearl S-100, S-200, S-300, and SA-100 type [Mitsui Petrochemical Co., Ltd.].
[0019]
A fluorine-based or silicone-based antifoaming agent can be added to the ink of the present invention. Furthermore, various bactericides and fungicides, and if necessary, inorganic and organic pigments can be added to the extent that transparency is not impaired.
Further, addition of a trace amount of alkali metal ions or alkaline earth metal ions of about 5 to 50 ppm may be preferable in order to reduce the viscosity of the aqueous dispersion.
The pH of the ink of the present invention is preferably 4 or more, more preferably 6 or more, still more preferably 7.5 or more, and even more preferably in the range of 7.5 to 9.5.
The viscosity of the ink of the present invention is preferably in the range of 1.5 to 30 centipoise, more preferably 1.8 to 15 centipoise, still more preferably 2.0 to 10 centipoise, and 3.0 to 6.0 centipoise. A range is even more preferred.
The ink for inkjet recording of the present invention is preferably combined with an ink discharge means that does not use thermal energy as a driving force. Further, the ink for ink jet recording of the present invention is preferably combined with a means for fixing the ink by heating the recording paper to 40 ° C.
[0020]
Since the specific gravity of the organic pigment is as high as about 1.8 to 2.5, if it is not finely dispersed to about 0.1 μm or less, it may cause sedimentation when left standing for a long period of time and may cause unevenness of the ink solid content. . Since the particle diameter is sufficiently smaller than the fiber gap on the surface of general recording paper, the microscopic flow behavior of the organic pigment particles on the recording paper is close to that of a water-soluble dye. Therefore, the degree of “brightening” in relation to the recording quality and the printing quality is not much different from that of the water-soluble dye type ink, and a slight improvement is observed.
It is well known that recording quality is improved when resin fine particles are added to water-soluble dye-type ink, and many patent proposals have been made. The same can be said for inks in which organic pigments are finely dispersed. Therefore, the means of adding resin fine particles to improve the recording quality of the organic pigment water dispersion type ink can be easily analogized.
However, attempts to improve the recording quality by adding these resin fine particles that have been proposed so far to the ink only have a problem of the recording quality, and the storage stability of the ink itself and the reliability against clogging of the inkjet nozzles are considered. There is nothing to consider. An object of the present invention is to provide an ink that achieves high recording quality while satisfying storage stability and reliability against clogging, and only a specific one among many resin fine particles has this purpose. It was made as a result of finding satisfaction.
[0021]
In the present invention, the specific gravity of the resin and the dispersed particle diameter are simultaneously defined. However, the storage stability and the recording quality are compatible only when these are compatible. Further, by satisfying this condition and having a specific softening temperature and the property that the physical properties are not greatly influenced by other ink additive components, reliability against nozzle clogging is ensured.
Furthermore, what should be noted in the present invention is that the recording density is improved by adding such resin fine particles to the ink. This fact means that the organic pigment fine particle component that penetrates and diffuses along with the medium (water) along the fibers of the recording paper is blocked by the added resin fine particles, thereby suppressing blurring and the vicinity of the surface of the recording paper. It can be understood that this is because a relatively large amount remains. Since this effect is particularly observed particularly in the resin fine particles satisfying the limiting conditions of the present invention, it is possible to evaluate the level of the effect of preventing blurring.
[0022]
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to the examples shown here. .
[Example 1]
Organic pigment water dispersion “Levanyl Blue GZ” (BAYER, average particle size 0.06 μm, CI Pigment Blue 15 finely dispersed using nonionic dispersant), deionized water, a predetermined amount of ethylene Glycol, isopropyl alcohol, and nitrile triethanol were added and mixed. Further, a separately prepared aqueous dispersion of resin fine particles was gently dropped with stirring and mixed well, and then filtered through a 1.0 μm membrane filter to prepare an ink jet recording ink having the following composition.
[0023]
Prototype ink (1)
Organic pigment (pigment equivalent) 10.0wt%
Ethylene glycol 5.0wt%
Isopropyl alcohol 0.8wt%
Nitrile triethanol 0.2wt%
Ethylene-propylene copolymer fine particles (non-volatile equivalent) 5.0 wt%
Water remaining
Here, the ethylene-propylene copolymer fine particle is a copolymer resin particle aqueous dispersion obtained by soap-free emulsion polymerization comprising 90 wt% ethylene and 10 wt% propylene.
Average particle size 0.38μm
Resin specific gravity 0.92
Minimum filming temperature 95 ° C
Vicat softening point 76 ℃
It is. The resin did not dissolve in methanol, ethanol, isopropyl alcohol, ethylene glycol, and nitrile triethanol, and no swelling was observed. Furthermore, even when 10 wt parts of isopropyl alcohol is added to 100 wt parts of an aqueous dispersion prepared with a non-volatile content concentration of 20 wt%, the minimum film formation does not change and the particle diameter does not change, so the swelling property by lower alcohol is a fact. It was judged not to be above.
[0024]
The ink viscosity was adjusted to 3.2 centipoise and the surface tension was adjusted to 54 dyn / cm. In the examples and comparative examples shown below, the ink viscosity is in the range of 2.8 to 3.5 centipoise and the surface tension is in the range of 50 to 57 dyn / cm from the viewpoint of comparison under certain conditions. It was adjusted to.
The average particle size was measured by a light scattering particle size distribution meter, the resin specific gravity was measured by a floatation method, the minimum film-forming temperature was measured by a conventional method, and the Vicat softening point was measured by a method according to ASTM D1525-70.
The obtained prototype ink (1) was charged into an inkjet printer IO735X (manufactured by Sharp), printed on recycled paper, and the recording quality was visually evaluated. In addition, a parallel line pattern having a 1-dot width and a 1-dot width line is printed on a calligraphic half paper, and the line thickness is calculated from the original line width calculated from the dot pitch and the actual printed line width. The width was set to be bleed. At the same time, the optical density of the solid printing part (Macbeth optical density meter) was measured. The obtained recorded matter was immersed in ion-exchanged water, and the water resistance was evaluated by bleeding the coloring material. The ink jet printer in which ink was charged was left in a high-temperature dry atmosphere of 40 ° C. and 30% RH for one week, after which the printer was restarted and nozzle clogging was evaluated based on the number of head cleanings required until head recovery. . Further, fill the test ink with a depth of 10 cm into a test tube, seal it, and leave it for 3 months. After 3 months, the presence of sediment at the bottom of the test tube, ink sampled from 5 mm below the liquid level, and 1 cm from the bottom The storage stability was evaluated based on the solid content concentration ratio with the ink sampled from the upper part. The solid content concentration represents the initial concentration as 100, and is a value converted into a resin particle component in the ink non-volatile content (assuming that no sedimentation / concentration gradient of the recording material occurs). The results are shown in Table 1. Table 2. Shown in
[0025]
[Table 1]
Figure 0004324979
[0026]
[Table 2]
Figure 0004324979
Table 1. Table 2. During,
Figure 0004324979
It is.
[0027]
[Example 2]
An ink for inkjet recording having the following composition was prepared in the same procedure as in Example 1, and the same evaluation was performed. The results are shown in Table 1. Table 2. Shown in
Prototype ink (2)
Organic pigment (pigment equivalent) 10.0wt%
Ethylene glycol 5.0wt%
Isopropyl alcohol 0.8wt%
Nitrile triethanol 0.2wt%
Paramethylstyrene-butyl methacrylate copolymer fine particles (non-volatile equivalent) 5.0 wt%
Water remaining
Here, paramethylstyrene-butyl methacrylate copolymer fine particles are copolymer resin particle aqueous dispersions obtained by soap-free emulsion polymerization comprising 75% by weight of paramethylstyrene, 20% by weight of butyl methacrylate and 5% by weight of divinylbenzene. ,
Average particle size 0.45μm
Resin specific gravity 1.02
Minimum filming temperature 102 ° C
Vicat softening point 95 ℃
It is.
This resin did not dissolve in methanol, ethanol, isopropanol, ethylene glycol, and nitrile triethanol, but some swelling was observed in methanol. When 10 wt parts of isopropyl alcohol was added to 100 wt parts of an aqueous dispersion prepared with a nonvolatile content concentration of 20 wt%, the minimum film formation decreased by about 4 ° C., but the particle size did not change appreciably, so lower alcohol It was judged that the swelling property was low.
[0028]
[Example 3]
An ink for inkjet recording having the following composition was prepared in the same procedure as in Example 1, and the same evaluation was performed. The results are shown in Table 1. Table 2. Shown in
Prototype ink (3)
Organic pigment (pigment equivalent) 10.0wt%
Ethylene glycol 5.0wt%
Isopropyl alcohol 0.8wt%
Nitrile triethanol 0.2wt%
Ionomer resin fine particles S-200 (non-volatile content conversion) 5.0wt%
Water remaining
Here, the ionomer resin fine particles are composed of an ethylene-methacrylic acid copolymer (80-90 wt% ethylene, 10-20 wt% methacrylic acid) partially ion-crosslinked with an alkali metal ion, and an aqueous dispersion obtained by a soap-free emulsification technique. It is marketed by Mitsui Petrochemical Co., Ltd. as Chemipearl S-200,
Average particle size 0.43μm
Resin specific gravity 0.95
Minimum film forming temperature 85 ℃
Vicat softening point 57 ℃
It is.
[0029]
The resin did not dissolve in methanol, ethanol, isopropyl alcohol, ethylene glycol, and nitrile triethanol, and no swelling was observed. Furthermore, even when 10 wt parts of isopropyl alcohol is added to 100 wt parts of an aqueous dispersion prepared with a non-volatile content concentration of 20 wt%, the minimum film formation does not change and the particle diameter does not change, so the swelling property by lower alcohol is a fact. It was judged not to be above.
[0030]
[Example 4]
An ink for inkjet recording having the following composition was prepared in the same procedure as in Example 1, and the same evaluation was performed. The results are shown in Table 1. Table 2. Shown in
Prototype ink (4)
Organic pigment (pigment equivalent) 10.0wt%
Ethylene glycol 5.0wt%
Isopropyl alcohol 0.8wt%
Nitrile triethanol 0.2wt%
Ionomer resin fine particles S-300 (non-volatile content conversion) 2.0wt%
Water remaining
Here, the ionomer resin fine particles are composed of an ethylene-methacrylic acid copolymer (80-90 wt% ethylene, 10-20 wt% methacrylic acid) partially ion-crosslinked with an alkali metal ion, and an aqueous dispersion obtained by a soap-free emulsification technique. It is marketed by Mitsui Petrochemical Co., Ltd. as Chemipearl S-300,
Average particle size 0.53μm
Resin specific gravity 0.95
Minimum filming temperature 94 ℃
Vicat softening point 67 ℃
It is. Similar to the ionomer resin used in Example 3, this resin was judged to be virtually free from swelling by lower alcohols.
[0031]
[Example 5]
An ink for inkjet recording having the following composition was prepared in the same procedure as in Example 1, and the same evaluation was performed. The results are shown in Table 1. Table 2. Shown in
Prototype ink (5)
Organic pigment (pigment equivalent) 10.0wt%
Ethylene glycol 5.0wt%
Isopropyl alcohol 0.8wt%
Nitrile triethanol 0.2wt%
Modified ionomer resin fine particles SA-100 (non-volatile equivalent) 2.0 wt%
Water remaining
The modified ionomer resin fine particles are composed of a graft copolymer obtained by grafting styrene to an ethylene-methacrylic acid copolymer (ethylene 80 to 90 wt%, methacrylic acid 10 to 20 wt%) partially ion-crosslinked with an alkali metal ion. It is an aqueous dispersion obtained by a soap-free emulsification technique, and is marketed by Mitsui Petrochemical Co., Ltd. as Chemipearl SA-100.
Average particle size 0.75μm
Resin specific gravity 1.00
Minimum filming temperature 70 ° C
Vicat softening point 55 ℃
It is. This resin did not dissolve in methanol, ethanol, isopropanol, ethylene glycol, and nitrile triethanol, but some swelling was observed in methanol. When 10 wt parts of isopropyl alcohol was added to 100 wt parts of an aqueous dispersion prepared with a non-volatile concentration of 20 wt%, the minimum film formation decreased by about 2 ° C., but there was no detectable change in the particle size, so lower alcohol It was judged that the swelling property was low.
[0032]
[Comparative Example 1]
An ink for inkjet recording having the following composition was prepared in the same procedure as in Example 1, and the same evaluation was performed. The results are shown in Table 1. Table 2. Shown in
Prototype ink (6)
Organic pigment (pigment equivalent) 10.0wt%
Ethylene glycol 5.0wt%
Isopropyl alcohol 0.8wt%
Nitrile triethanol 0.2wt%
Water remaining
This prototype ink is a so-called typical organic pigment finely dispersed ink that does not contain resin particles.
[0033]
[Comparative Example 2]
An ink for inkjet recording having the following composition was prepared in the same procedure as in Example 1, and the same evaluation was performed. The results are shown in Table 1. Table 2. Shown in
Prototype ink (7)
Organic pigment (pigment equivalent) 10.0wt%
Ethylene glycol 5.0wt%
Isopropyl alcohol 0.8wt%
Nitrile triethanol 0.2wt%
Vinylidene chloride copolymer latex (nonvolatile content) 5.0wt%
Water remaining
Here, the vinylidene chloride copolymer latex is an emulsified dispersion latex using an aliphatic soap of vinylidene chloride-vinyl chloride copolymer.
Average particle size 0.15μm
Resin specific gravity 1.36
Minimum filming temperature 135 ° C
Vicat softening point 125 ℃
It is. As a result of the same evaluation as in Example 1, this resin was judged to have low swellability due to lower alcohol.
[0034]
[Comparative Example 3]
An ink for inkjet recording having the following composition was prepared in the same procedure as in Example 1, and the same evaluation was performed. The results are shown in Table 1. Table 2. Shown in
Prototype ink (8)
Organic pigment (pigment equivalent) 10.0wt%
Ethylene glycol 5.0wt%
Isopropyl alcohol 0.8wt%
Nitrile triethanol 0.2wt%
Vinylidene chloride copolymer latex (nonvolatile content) 5.0wt%
Water remaining
The vinylidene chloride copolymer latex is an emulsion-dispersed latex using an aliphatic soap of vinylidene chloride-vinyl chloride copolymer as in Comparative Example 1.
Average particle size 0.45μm
Resin specific gravity 1.36
Minimum filming temperature 135 ° C
Vicat softening point 125 ℃
The particle diameter is larger than that of Comparative Example 1. As a result of the same evaluation as in Example 1, this resin was judged to have low swellability due to lower alcohol.
[0035]
[Comparative Example 4]
An ink for inkjet recording having the following composition was prepared in the same procedure as in Example 1, and the same evaluation was performed. The results are shown in Table 1. Table 2. Shown in
Prototype ink (9)
Organic pigment (pigment equivalent) 10.0wt%
Ethylene glycol 5.0wt%
Isopropyl alcohol 0.8wt%
Nitrile triethanol 0.2wt%
Styrene-butadiene copolymer latex (non-volatile content) 5.0wt%
Water remaining
Here, the styrene-butadiene copolymer latex is an emulsion-dispersed latex using a copolymer aliphatic soap containing 25 wt% of styrene.
Average particle size 1.10 μm
Resin specific gravity 0.97
Minimum filming temperature 24 ° C
Vicat softening point 10 ℃
It is. This resin was dissolved in methanol, ethanol and isopropanol. It did not dissolve in ethylene glycol and nitrile triethanol. When 10 wt parts of isopropyl alcohol was added to 100 wt parts of an aqueous dispersion prepared with a non-volatile content concentration of 20 wt%, the minimum film formation decreased by 24 ° C. or more, that is, when it did not fall below the freezing point, the film was formed by natural drying. Therefore, the swelling property was judged to be very high.
[0036]
[Comparative Example 5]
An ink for inkjet recording having the following composition was prepared in the same procedure as in Example 1, and the same evaluation was performed. The results are shown in Table 1. Table 2. Shown in
Prototype ink (10)
Organic pigment (pigment equivalent) 10.0wt%
Ethylene glycol 5.0wt%
Isopropyl alcohol 0.8wt%
Nitrile triethanol 0.2wt%
Polymethylmethacrylate latex (nonvolatile content) 5.0wt%
Water remaining
Here, polymethyl methacrylate latex is latex particles having high monodispersibility obtained by soap-free emulsion polymerization.
Average particle size 0.52μm
Resin specific gravity 1.19
Minimum filming temperature 120 ° C
Vicat softening point 110 ℃
It is. This resin did not dissolve in methanol, ethanol, isopropanol, ethylene glycol, and nitrile triethanol, but the surface showed some softening and swelling signs in methanol and isopropanol. When 10 wt parts of isopropyl alcohol was added to 100 wt parts of an aqueous dispersion prepared with a nonvolatile content concentration of 20 wt%, the minimum film formation decreased by 12 ° C. Swellability was not so high, but some were recognized.
[0037]
[Comparative Example 6]
An ink for inkjet recording having the following composition was prepared in the same procedure as in Example 1, and the same evaluation was performed. The results are shown in Table 1. Table 2. Shown in
Prototype ink (11)
Organic pigment (pigment equivalent) 10.0wt%
Ethylene glycol 5.0wt%
Isopropyl alcohol 0.8wt%
Nitrile triethanol 0.2wt%
Acrylic copolymer latex (non-volatile equivalent) 5.0wt%
Water remaining
Here, the acrylic copolymer latex is copolymer latex particles obtained by emulsion polymerization comprising methyl methacrylate, ethyl methacrylate, and butyl methacrylate.
Average particle size 0.45μm
Resin specific gravity 1.08
Minimum filming temperature 84 ℃
Vicat softening point 80 ℃
It is. The resin did not dissolve in ethanol, ethylene glycol, and nitrile triethanol, but some solubility was observed in methanol and isopropanol. When 10 wt parts of isopropyl alcohol was added to 100 wt parts of an aqueous dispersion prepared with a non-volatile content concentration of 20 wt%, the minimum film formation was reduced by nearly 30 ° C., and the swellability was judged to be high.
[0038]
[Comparative Example 7]
An ink for inkjet recording having the following composition was prepared in the same procedure as in Example 1, and the same evaluation was performed. However, the filtration step using a 1.0 μm membrane filter was omitted. The results are shown in Table 1. Table 2. Shown in
Prototype ink (12)
Organic pigment (pigment equivalent) 10.0wt%
Ethylene glycol 5.0wt%
Isopropyl alcohol 0.8wt%
Nitrile triethanol 0.2wt%
Polyolefin fine particle W-500 (non-volatile content conversion) 5.0wt%
Water remaining
Here, the polyolefin fine particle is an aqueous dispersion made of a low molecular weight polyolefin (mainly polyethylene) and obtained by a soap-free emulsification technique, and is marketed by Mitsui Petrochemical Co., Ltd. as Chemipearl W-500.
Average particle size 2.50 μm
Resin specific gravity 0.92
Minimum filming temperature 90 ° C
Vicat softening point 38 ℃
It is. The resin did not dissolve in methanol, ethanol, isopropyl alcohol, ethylene glycol, and nitrile triethanol, and no swelling was observed. Furthermore, even when 10 wt parts of isopropyl alcohol is added to 100 wt parts of an aqueous dispersion prepared with a non-volatile content concentration of 20 wt%, the minimum film formation does not change and the particle diameter does not change, so the swelling property by lower alcohol is a fact. It was judged not to be above.
[0039]
[Comparative Example 8]
An ink for inkjet recording having the following composition was prepared in the same procedure as in Example 1, and the same evaluation was performed. The results are shown in Table 1. Table 2. Shown in
Prototype ink (13)
Water-soluble dye C.I. Direct Blue 86 purified product 1.0wt%
Ethylene glycol 5.0wt%
Isopropyl alcohol 0.8wt%
Nitrile triethanol 0.2wt%
Water remaining
This prototype ink is a so-called typical water-soluble dye-type ink that does not contain resin particles.
[0040]
[Example 6]
The organic pigment aqueous dispersion was replaced with “Levantyl Yellow 10GZ” (BAYER, CI Pigment Yellow 3 finely dispersed using a nonionic dispersant having an average particle size of 0.06 μm), and the following Example 1 Prototype inks were prepared according to the same procedure as above and evaluated in the same manner. The results are shown in Table 1. Table 2. Shown in
Prototype ink (14)
Organic pigment (pigment equivalent) 10.0wt%
Ethylene glycol 5.0wt%
Isopropyl alcohol 0.8wt%
Nitrile triethanol 0.2wt%
Ionomer resin fine particles S-200 (non-volatile content conversion) 5.0wt%
Water remaining
Here, the ionomer resin fine particles are the same as those used in Example 3.
[0041]
[Example 7]
The organic pigment aqueous dispersion was replaced with “Levanyl Carmin GZ” (BAYER, average particle size 0.06 μm, CI Pigment Red 95 finely dispersed using a nonionic dispersant). A prototype ink (15) was obtained with the same composition and procedure as in Example 6. Thereafter, the same evaluation as in Example 1 was performed, and the results are shown in Table 1. Table 2. Shown in
[0042]
[Example 8]
The organic pigment aqueous dispersion was replaced with “Levanyl Violet BNZ” (BAYER's average particle size 0.06 μm, CI Pigment Violet 23 finely dispersed using a nonionic dispersant). A prototype ink (16) was obtained with the same composition and procedure as in Example 6. Thereafter, the same evaluation as in Example 1 was performed, and the results are shown in Table 1. Table 2. Shown in
[0043]
[Example 9]
20 parts by weight of “CI Pigment Red 122”, 10 parts by weight of a partially esterified product of styrene-maleic acid copolymer resin (acid value 2000 eq / ton) (nonvolatile content 20 wt%), 70 parts by weight of ion-exchanged water The attritor was charged and dispersed for about 3 hours. The obtained dispersion was filtered with 5B filter paper and then filtered with a membrane filter of 1.0 μm, a membrane filter of 0.4 μm, and a membrane filter of 0.2 μm, and finally an aqueous pigment dispersion having an average particle size of 0.08 μm was obtained. It was. A prototype ink (17) was obtained using the aqueous pigment dispersion thus obtained, except that the composition and procedure were the same as in Example 6. Thereafter, the same evaluation as in Example 1 was performed, and the results are shown in Table 1. Table 2. Shown in
[0044]
[Example 10]
A prototype ink (18) was obtained by the same composition and procedure as in Example 9, except that the organic pigment was changed to “Permanent Rubin F6B (CI Pigment Red 184)” (manufactured by HOECHST). Thereafter, the same evaluation as in Example 1 was performed, and the results are shown in Table 1. Table 2. Shown in
[0045]
Example 11
A prototype ink (19) was obtained by the same composition and procedure as in Example 9 except that the organic pigment was changed to “Permanent Pink F3B” (manufactured by HOECHST). Thereafter, the same evaluation as in Example 1 was performed, and the results are shown in Table 1. Table 2. Shown in
[0046]
Example 12
A prototype ink (20) was obtained by the same composition and procedure as in Example 9, except that the organic pigment was changed to “Paliotool Yellow S1155 (CI Pigment Yellow 185” (manufactured by BASF)). The same evaluation is performed, and the results are shown in Table 1 and Table 2.
[0047]
Example 13
A prototype ink (21) was obtained by the same composition and procedure as in Example 9 except that the organic pigment was changed to “CI Pigment Yellow 17”. Thereafter, the same evaluation as in Example 1 was performed, and the results are shown in Table 1. Table 2. Shown in
[0048]
【The invention's effect】
As described above, the inkjet recording ink of the present invention is capable of high-quality recorded images and printing, has high resistance to nozzle clogging, and has excellent characteristics that are stable even when stored for a long period of time. It is a thing which has.

Claims (8)

記録剤として有機顔料の水系微分散体を用いたインクジェット記録用インクにおいて、比重0.9〜1.05、平均粒子径0.2〜1.0μmで、かつ乳化剤を用いない乳化手段により得られたビカット軟化点が40〜100℃の範囲である合成樹脂微粒子を0.5〜15重量%含有することを特徴とするインクジェット記録用インク。Ink jet recording ink using an aqueous fine dispersion of an organic pigment as a recording agent is obtained by emulsification means having a specific gravity of 0.9 to 1.05 and an average particle size of 0.2 to 1.0 μm and not using an emulsifier. An ink for inkjet recording, comprising 0.5 to 15% by weight of synthetic resin fine particles having a Vicat softening point in the range of 40 to 100 ° C. 前記合成樹脂微粒子の比重が0.93〜1.00の範囲であり、平均粒子径が0.3〜0.8μmの範囲である請求項1記載のインクジェット記録用インク。  The ink for inkjet recording according to claim 1, wherein the specific gravity of the synthetic resin fine particles is in the range of 0.93 to 1.00, and the average particle diameter is in the range of 0.3 to 0.8 µm. 前記合成樹脂微粒子が低級アルコールおよびまたはアルキレングリコールおよびまたはアルカノールアミン類に対して非膨潤性である請求項1記載のインクジェット記録用インク。  2. The ink for ink jet recording according to claim 1, wherein the synthetic resin fine particles are non-swellable with respect to lower alcohol and / or alkylene glycol and / or alkanolamines. 前記合成樹脂微粒子がエチレンおよびまたはプロピレンを50重量%以上含有する(共)重合体である請求項1記載のインクジェット記録用インク。  2. The ink for ink jet recording according to claim 1, wherein the synthetic resin fine particles are a (co) polymer containing 50% by weight or more of ethylene and / or propylene. 前記合成樹脂微粒子がメチルスチレン50重量%以上からなる(共)重合体である請求項1記載のインクジェット記録用インク。  2. The ink for ink jet recording according to claim 1, wherein the synthetic resin fine particles are a (co) polymer comprising 50% by weight or more of methylstyrene. 前記合成樹脂微粒子がエチレン/(メタ)アクリル酸共重合体である請求項1記載のインクジェット記録用インク。  The ink for inkjet recording according to claim 1, wherein the synthetic resin fine particles are an ethylene / (meth) acrylic acid copolymer. 前記合成樹脂微粒子がエチレン/(メタ)アクリル酸共重合体からなるアイオノマー樹脂である請求項1記載のインクジェット記録用インク。The synthetic resin particles ethylene / (meth) inkjet recording ink according to claim 1, wherein the ionomer resins consisting of acrylic acid copolymer. 前記有機顔料の分散粒子径が0.1μm以下である請求項1記載のインクジェット記録用インク。The ink for inkjet recording according to claim 1, wherein the dispersed particle diameter of the organic pigment is 0.1 μm or less.
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