JP6904207B2 - Water-based ink for inkjet recording and its manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、インクジェット記録用水性インク及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a water-based ink for inkjet recording and a method for producing the same.
顔料分散体と樹脂粒子分散体とを混合してインクジェット記録用水性インクを製造することが提案されている(例えば、後述の特許文献1)。 It has been proposed to produce a water-based ink for inkjet recording by mixing a pigment dispersion and a resin particle dispersion (for example, Patent Document 1 described later).
特許文献1に記載の水性インクでは、水性インクの定着性を高めることができる。しかし、特許文献1に記載の水性インクでは、水性インクの粘度が高くなることがある。水性インクの粘度が高くなり過ぎると、水性インクの吐出不良が発生することがある。また、特許文献1に記載の水性インクでは、水性インクの保存安定性が低下することがある。 With the water-based ink described in Patent Document 1, the fixability of the water-based ink can be improved. However, in the water-based ink described in Patent Document 1, the viscosity of the water-based ink may be high. If the viscosity of the water-based ink becomes too high, poor ejection of the water-based ink may occur. Further, with the water-based ink described in Patent Document 1, the storage stability of the water-based ink may decrease.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものである。本発明の目的は、定着性と吐出性と保存安定性とに優れるインクジェット記録用水性インクを提供することである。本発明の別の目的は、そのようなインクジェット記録用水性インクの製造方法を提供することである。 The present invention has been made in view of this point. An object of the present invention is to provide a water-based ink for inkjet recording which is excellent in fixability, ejection property and storage stability. Another object of the present invention is to provide a method for producing such a water-based ink for inkjet recording.
本発明に係るインクジェット記録用水性インクは、水性媒体と、前記水性媒体中に存在する複数の顔料粒子と、前記水性媒体中に存在する樹脂とを含む。前記水性媒体中に存在する樹脂のうち前記顔料粒子の表面に付着している樹脂の総質量が、前記顔料粒子の総質量の1.4倍以上3.1倍以下である。前記水性媒体中に存在する樹脂のうち前記顔料粒子の表面に付着せずに前記顔料粒子の表面から離れて存在する樹脂の総質量が、前記水性媒体中に存在する樹脂の総質量に対し、3.0質量%未満である。 The water-based ink for inkjet recording according to the present invention includes a water-based medium, a plurality of pigment particles existing in the water-based medium, and a resin existing in the water-based medium. Among the resins present in the aqueous medium, the total mass of the resin adhering to the surface of the pigment particles is 1.4 times or more and 3.1 times or less the total mass of the pigment particles. Of the resins present in the aqueous medium, the total mass of the resin existing away from the surface of the pigment particles without adhering to the surface of the pigment particles is based on the total mass of the resin present in the aqueous medium. It is less than 3.0% by mass.
本発明に係るインクジェット記録用水性インクの製造方法は、顔料と樹脂とを混練して混練物を得ることと、分散液を得ることとを含む。前記分散液を得ることは、前記混練物を水性媒体中で粉砕することを含む。前記分散液は、前記混練物の粉砕物を含む。 The method for producing a water-based ink for inkjet recording according to the present invention includes kneading a pigment and a resin to obtain a kneaded product, and obtaining a dispersion liquid. Obtaining the dispersion includes grinding the kneaded product in an aqueous medium. The dispersion liquid contains a pulverized product of the kneaded product.
本発明のインクジェット記録用水性インクによれば、定着性と吐出性と保存安定性とに優れる。 The water-based ink for inkjet recording of the present invention is excellent in fixability, ejection property, and storage stability.
本発明の実施形態について説明する。なお、粉体に関する評価結果(形状又は物性などを示す値)は、何ら規定していなければ、相当数の粒子について測定した値の個数平均である。また、粉体の体積中位径(D50)の測定値は、何ら規定していなければ、レーザー回折式粒度分布測定装置(マルバーン社製の「Zetasizer nano−ZS(ゼータサイザー ナノZS)」)を用いて測定した値である。 An embodiment of the present invention will be described. Unless otherwise specified, the evaluation result (value indicating the shape or physical properties) of the powder is the average number of values measured for a considerable number of particles. Unless otherwise specified, the measured value of the medium volume diameter (D 50 ) of the powder is a laser diffraction type particle size distribution measuring device (“Zetasizer nano-ZS” manufactured by Malvern Co., Ltd.). It is a value measured using.
また、水性インクの粘度は、何ら規定していなければ、25℃における水性インクの粘度を意味する。水性インクの粘度の測定値は、何ら規定していなければ、「JIS Z 8803:2011(液体の粘度測定方法)」に記載の方法に準拠して測定した値である。 Further, the viscosity of the water-based ink means the viscosity of the water-based ink at 25 ° C., unless otherwise specified. Unless otherwise specified, the measured value of the viscosity of the water-based ink is a value measured according to the method described in "JIS Z 8803: 2011 (method for measuring the viscosity of liquid)".
また、化合物名の後に「系」を付けて、化合物及びその誘導体を包括的に総称する場合がある。化合物名の後に「系」を付けて重合体名を表す場合には、重合体の繰返し単位が化合物又はその誘導体に由来することを意味する。また、アクリル及びメタクリルを包括的に「(メタ)アクリル」と総称する場合がある。 In addition, the compound name may be followed by "system" to comprehensively refer to the compound and its derivative. When the polymer name is represented by adding "system" after the compound name, it means that the repeating unit of the polymer is derived from the compound or its derivative. In addition, acrylics and methacryl may be collectively referred to as "(meth) acrylics".
本実施形態に係るインクジェット記録用水性インク(以下、単に「水性インク」と記載する)は、インクジェット記録方式によって記録媒体に記録される。より具体的には、本実施形態に係る水性インクは、インクジェット記録装置の記録ヘッドから記録媒体の印字面へ吐出される。 The water-based ink for inkjet recording according to the present embodiment (hereinafter, simply referred to as “water-based ink”) is recorded on a recording medium by an inkjet recording method. More specifically, the water-based ink according to the present embodiment is ejected from the recording head of the inkjet recording apparatus to the printing surface of the recording medium.
記録媒体には、浸透性の記録媒体と、非浸透性の記録媒体とが含まれる。浸透性の記録媒体は、水性インクの浸透性に優れる。浸透性の記録媒体には、例えば、印刷用紙と、繊維を用いて加工されたもの(例えば布地)とが含まれる。印刷用紙には、例えば、普通紙と、コピー紙と、再生紙と、薄紙と、厚紙と、光沢紙とが含まれる。 The recording medium includes a permeable recording medium and a non-permeable recording medium. The permeable recording medium has excellent permeability of water-based ink. Permeable recording media include, for example, printing paper and those processed with fibers (eg, fabric). The printing paper includes, for example, plain paper, copy paper, recycled paper, thin paper, thick paper, and glossy paper.
非浸透性の記録媒体は、浸透性の記録媒体に比べ、水性インクの浸透性に優れない。より具体的には、非浸透性の記録媒体は、水性媒体の吸収量が1.0g/m2以下である記録媒体を意味する。非浸透性の記録媒体には、例えば、樹脂製の記録媒体と、金属製の記録媒体と、ガラス製の記録媒体とが含まれる。樹脂製の記録媒体は、例えば、樹脂製のシート、又は樹脂製のフィルムであることが好ましい。樹脂製の記録媒体が含有する樹脂は、熱可塑性樹脂であることが好ましく、より具体的には、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、又はポリエチレンテレフタレート(PET)であることが好ましい。樹脂製の記録媒体の一例としては、OHP(オーバーヘッドプロジェクタ)シートが挙げられる。より好ましくは、樹脂製の記録媒体として、印字面にコロナ処理が施された記録媒体を用いる。 The non-permeable recording medium is less permeable to water-based inks than the permeable recording medium. More specifically, the impermeable recording medium means a recording medium in which the absorption amount of the aqueous medium is 1.0 g / m 2 or less. The impermeable recording medium includes, for example, a resin recording medium, a metal recording medium, and a glass recording medium. The resin recording medium is preferably, for example, a resin sheet or a resin film. The resin contained in the resin recording medium is preferably a thermoplastic resin, and more specifically, polyethylene, polyvinyl chloride, or polyethylene terephthalate (PET). An example of a resin recording medium is an OHP (overhead projector) sheet. More preferably, as the resin recording medium, a recording medium having a corona treatment on the printing surface is used.
[水性インクの基本構成]
本実施形態に係る水性インクは、次に示す構成(以下、「基本構成」と記載することがある)を備える。詳しくは、本実施形態に係る水性インクは、水性媒体と、水性媒体中に存在する複数の顔料粒子と、水性媒体中に存在する樹脂とを含む。水性媒体中に存在する樹脂のうち顔料粒子の表面に付着している樹脂の総質量が、顔料粒子の総質量の1.4倍以上3.1倍以下である。水性媒体中に存在する樹脂のうち顔料粒子の表面に付着せずに顔料粒子の表面から離れて存在する樹脂の総質量が、水性媒体中に存在する樹脂の総質量に対し、3.0質量%未満である。
[Basic composition of water-based ink]
The water-based ink according to the present embodiment has the following configuration (hereinafter, may be referred to as “basic configuration”). Specifically, the water-based ink according to the present embodiment includes a water-based medium, a plurality of pigment particles existing in the water-based medium, and a resin existing in the water-based medium. Among the resins present in the aqueous medium, the total mass of the resin adhering to the surface of the pigment particles is 1.4 times or more and 3.1 times or less the total mass of the pigment particles. Of the resins present in the aqueous medium, the total mass of the resins existing away from the surface of the pigment particles without adhering to the surface of the pigment particles is 3.0 mass with respect to the total mass of the resins present in the aqueous medium. Less than%.
以下では、「水性媒体中に存在する樹脂のうち、顔料粒子の表面に付着している樹脂」を「被覆樹脂」と記載する。また、「水性媒体中に存在する樹脂のうち、顔料粒子の表面に付着せずに顔料粒子の表面から離れて存在する樹脂」を「遊離樹脂」と記載する。顔料粒子の総質量に対する被覆樹脂の総質量の比率は、後述の実施例に記載の方法又はそれに準拠する方法で、求めることができる。水性媒体中に存在する樹脂の総質量に対する遊離樹脂の総質量の比率は、後述の実施例に記載の方法又はそれに準拠する方法で、求めることができる。 Hereinafter, "a resin existing on the surface of the pigment particles among the resins existing in the aqueous medium" will be referred to as a "coating resin". Further, "a resin existing in an aqueous medium that does not adhere to the surface of the pigment particles and exists away from the surface of the pigment particles" is described as "free resin". The ratio of the total mass of the coating resin to the total mass of the pigment particles can be determined by the method described in Examples described later or a method based on the method. The ratio of the total mass of the free resin to the total mass of the resin present in the aqueous medium can be determined by the method described in Examples described later or a method based on the method.
本実施形態に係る水性インクでは、遊離樹脂の総質量が、水性媒体中に存在する樹脂の総質量に対し、3.0質量%未満である。そのため、遊離樹脂の量は多すぎない。これにより、水性インクの粘度が高くなり過ぎることを防止できる。例えば、水性インクの粘度を5.0mPa・s以上7.0mPa・s以下とすることができる。水性インクの粘度が高くなり過ぎることを防止できれば、水性インクの吐出不良の発生を防止できる。このように、本実施形態に係る水性インクは吐出性に優れる。よって、本実施形態に係る水性インクを用いて記録媒体に記録を行えば、高画質な画像が得られる。例えば、形成された画像において画像欠陥が発生することを防止できる。また、記録媒体の非印字領域に水性インクが付着することを防止できる。好ましくは、遊離樹脂の総質量が、水性媒体中に存在する樹脂の総質量に対し、1.5質量%以上3.0質量%未満である。 In the water-based ink according to the present embodiment, the total mass of the free resin is less than 3.0% by mass with respect to the total mass of the resin present in the water-based medium. Therefore, the amount of free resin is not too large. This makes it possible to prevent the viscosity of the water-based ink from becoming too high. For example, the viscosity of the water-based ink can be 5.0 mPa · s or more and 7.0 mPa · s or less. If it is possible to prevent the viscosity of the water-based ink from becoming too high, it is possible to prevent the occurrence of poor ejection of the water-based ink. As described above, the water-based ink according to the present embodiment has excellent ejection properties. Therefore, if recording is performed on a recording medium using the water-based ink according to the present embodiment, a high-quality image can be obtained. For example, it is possible to prevent image defects from occurring in the formed image. Further, it is possible to prevent the water-based ink from adhering to the non-printing area of the recording medium. Preferably, the total mass of the free resin is 1.5% by mass or more and less than 3.0% by mass with respect to the total mass of the resin present in the aqueous medium.
遊離樹脂は水性媒体中において粒子形状を有し易い、と考えられる。以下では、「遊離樹脂で構成された粒子」を「遊離粒子」と記載する。遊離樹脂の量が多すぎなければ、遊離粒子の個数が過剰となることを防止できるため、水性媒体中において遊離粒子が互いに凝集することを防止できる。これにより、水性インクの保存安定性が低下することを防止できる。例えば、本実施形態に係る水性インクを長期にわたって高温環境下で保存した場合であっても、水性インクの物性が保存前と保存後とで変化することを防止できる。よって、長期にわたって高温環境下で保存された水性インクを用いて記録媒体へ記録を行った場合であっても、画質の低下を防止できる。 It is considered that the free resin tends to have a particle shape in an aqueous medium. Hereinafter, "particles composed of free resin" will be referred to as "free particles". If the amount of the free resin is not too large, it is possible to prevent the number of free particles from becoming excessive, and thus it is possible to prevent the free particles from agglutinating with each other in the aqueous medium. As a result, it is possible to prevent the storage stability of the water-based ink from being lowered. For example, even when the water-based ink according to the present embodiment is stored in a high temperature environment for a long period of time, it is possible to prevent the physical characteristics of the water-based ink from changing between before and after storage. Therefore, even when recording is performed on a recording medium using water-based ink stored in a high temperature environment for a long period of time, deterioration of image quality can be prevented.
本実施形態に係る水性インクでは、遊離樹脂の量が多すぎない。しかし、本実施形態に係る水性インクでは、被覆樹脂の総質量が顔料粒子の総質量の1.4倍以上3.1倍以下である。ここで、従来の水性インクでは、被覆樹脂の総質量が顔料粒子の総質量の1.0倍未満である。そのため、本実施形態に係る水性インクでは、被覆樹脂の量が比較的多い。このように、本実施形態に係る水性インクでは、遊離樹脂の量が多すぎないが、被覆樹脂の量が比較的多い。よって、水性媒体中に存在する樹脂の量を確保できる。これにより、本実施形態に係る水性インクは、定着性に優れる。したがって、水性インクが浸透し難い記録媒体(非浸透性の記録媒体)に対しても水性インクを効果的に定着させることができる。被覆樹脂の量が少なすぎると、水性媒体中に存在する樹脂の量を確保することが難しくなるため、水性インクの定着性が低下することがある(後述の比較例1参照)。被覆樹脂の量が多すぎると、水性インクの吐出性又は保存安定性が低下することがある(後述の比較例2参照)。 In the water-based ink according to the present embodiment, the amount of free resin is not too large. However, in the water-based ink according to the present embodiment, the total mass of the coating resin is 1.4 times or more and 3.1 times or less the total mass of the pigment particles. Here, in the conventional water-based ink, the total mass of the coating resin is less than 1.0 times the total mass of the pigment particles. Therefore, in the water-based ink according to the present embodiment, the amount of the coating resin is relatively large. As described above, in the water-based ink according to the present embodiment, the amount of free resin is not too large, but the amount of coating resin is relatively large. Therefore, the amount of resin present in the aqueous medium can be secured. As a result, the water-based ink according to the present embodiment has excellent fixability. Therefore, the water-based ink can be effectively fixed even on a recording medium (non-permeable recording medium) in which the water-based ink does not easily penetrate. If the amount of the coating resin is too small, it becomes difficult to secure the amount of the resin present in the aqueous medium, so that the fixability of the aqueous ink may decrease (see Comparative Example 1 described later). If the amount of the coating resin is too large, the ejection property or storage stability of the water-based ink may decrease (see Comparative Example 2 described later).
一般的に、水性インクには、吐出性及び保存安定性だけでなく定着性も要求されている。特に、非浸透性の記録媒体に記録を行う場合には、定着性に優れるインクを用いることが好ましい。その理由は、次に示すとおりである。詳しくは、非浸透性の記録媒体は、浸透性の記録媒体に比べ、水性インクの浸透性に優れない。そのため、水性インクを用いて非浸透性の記録媒体に記録を行うと、水性インクを用いて浸透性の記録媒体に記録を行った場合に比べ、水性インクが記録媒体に定着され難い。 In general, water-based inks are required to have not only ejection properties and storage stability but also fixability. In particular, when recording on a non-permeable recording medium, it is preferable to use an ink having excellent fixability. The reason is as follows. Specifically, the non-permeable recording medium is less permeable to the water-based ink than the permeable recording medium. Therefore, when recording is performed on a non-permeable recording medium using a water-based ink, the water-based ink is less likely to be fixed on the recording medium than when recording is performed on a permeable recording medium using a water-based ink.
この不具合を解消する方法として、水性媒体中に存在する樹脂の量を増加させることが考えられる。従来の水性インクの製造方法では、所定の分散機(例えば、メディア型分散機)を用いて、顔料粒子と樹脂と水性媒体とを混合する。そのため、分散機へ投入する樹脂の量が多くなるほど、水性媒体中に存在する樹脂の量が増加する傾向がある。 As a method for solving this problem, it is conceivable to increase the amount of the resin present in the aqueous medium. In the conventional method for producing a water-based ink, a predetermined disperser (for example, a media-type disperser) is used to mix the pigment particles, the resin, and the water-based medium. Therefore, as the amount of resin charged into the disperser increases, the amount of resin present in the aqueous medium tends to increase.
分散機へ投入した樹脂のうち、一部が顔料粒子の表面に付着して被覆樹脂となり、残りが顔料粒子の表面に付着せずに遊離樹脂となる。そのため、従来の水性インクの製造方法では、顔料粒子の表面に付着可能な樹脂の量には、限りがある。よって、分散機へ投入する樹脂の量を多くしても、被覆樹脂の量を増加させることは難しい。したがって、分散機へ投入する樹脂の量を多くすると、遊離樹脂の量が増加し易い。 Of the resin charged into the disperser, a part of the resin adheres to the surface of the pigment particles to form a coating resin, and the rest does not adhere to the surface of the pigment particles and becomes a free resin. Therefore, in the conventional method for producing a water-based ink, the amount of resin that can be attached to the surface of the pigment particles is limited. Therefore, it is difficult to increase the amount of coating resin even if the amount of resin charged into the disperser is increased. Therefore, if the amount of resin charged into the disperser is increased, the amount of free resin tends to increase.
遊離樹脂の量が増加するほど、水性インクの粘度が高くなる傾向があるため(後述の比較例2及び3)、水性インクの吐出性が低下する傾向がある。また、遊離樹脂の量が増加するほど、遊離粒子が凝集し易い傾向があるため、水性インクの保存安定性が低下する傾向がある(後述の比較例2及び3)。そのため、分散機へ投入する樹脂の量を多くすると、得られた水性インクでは、定着性は向上するが、吐出性と保存安定性とは向上し難い。 As the amount of free resin increases, the viscosity of the water-based ink tends to increase (Comparative Examples 2 and 3 described later), so that the ejection property of the water-based ink tends to decrease. Further, as the amount of the free resin increases, the free particles tend to aggregate, so that the storage stability of the water-based ink tends to decrease (Comparative Examples 2 and 3 described later). Therefore, when the amount of resin charged into the disperser is increased, the obtained water-based ink improves the fixability, but it is difficult to improve the ejection property and the storage stability.
顔料分散体と樹脂粒子分散体とを混合して水性インクを製造することが提案されている。しかし、この提案に従い水性インクを製造しても、遊離樹脂の量が増加し易いため、定着性だけでなく吐出性と保存安定性とにも優れる水性インクを得ることは難しい(後述の比較例4)。 It has been proposed to mix a pigment dispersion and a resin particle dispersion to produce a water-based ink. However, even if the water-based ink is manufactured according to this proposal, it is difficult to obtain a water-based ink having excellent not only fixability but also ejection property and storage stability because the amount of free resin tends to increase (comparative example described later). 4).
本発明者は、水性インク(特に、水性インクの製造方法)について鋭意検討した。そして、以下に示す方法で水性インクを製造すれば、遊離樹脂の量の増加を引き起こすことなく被覆樹脂の量が増加することが分かった。 The present inventor has diligently studied water-based inks (particularly, methods for producing water-based inks). Then, it was found that when the water-based ink was produced by the method shown below, the amount of the coating resin increased without causing an increase in the amount of the free resin.
[水性インクの好ましい製造方法]
本実施形態に係る水性インクの好ましい製造方法では、顔料と樹脂とを混練した後に、得られた混練物を水性媒体中で粉砕する。顔料と樹脂とを予め混練することで、被覆樹脂の量の増加を実現できる。また、この手法であれば、樹脂の材料に限定されることなく被覆樹脂の量の増加を実現できる。以下、工程順に説明する。
[Preferable manufacturing method of water-based ink]
In the preferred method for producing a water-based ink according to the present embodiment, the pigment and the resin are kneaded, and then the obtained kneaded product is pulverized in an aqueous medium. By kneading the pigment and the resin in advance, the amount of the coating resin can be increased. Further, with this method, it is possible to increase the amount of the coating resin without being limited to the resin material. Hereinafter, the steps will be described in order.
<混練工程>
混練工程では、混合機(例えば、日本コークス工業株式会社製のFMミキサー)を用いて、顔料と樹脂とを混練する。このようにして、顔料と樹脂との混練物(以下、単に「混練物」と記載する)を得る。好ましくは、樹脂の配合量を顔料の配合量の1.5倍以上3.8倍以下に設定する。樹脂の配合量が顔料の配合量の1.5倍以上3.8倍以下であれば、得られた水性インクにおいて被覆樹脂の総質量が顔料粒子の総質量の1.4倍以上3.1倍以下となり易い。
<Kneading process>
In the kneading step, the pigment and the resin are kneaded using a mixer (for example, an FM mixer manufactured by Nippon Coke Industries Co., Ltd.). In this way, a kneaded product of the pigment and the resin (hereinafter, simply referred to as “kneaded product”) is obtained. Preferably, the blending amount of the resin is set to 1.5 times or more and 3.8 times or less the blending amount of the pigment. When the blending amount of the resin is 1.5 times or more and 3.8 times or less of the blending amount of the pigment, the total mass of the coating resin in the obtained water-based ink is 1.4 times or more and 3.1 times the total mass of the pigment particles. It tends to be less than double.
<分散液の調製工程>
分散液の調製工程では、分散機(例えば、メディア型分散機)を用いて、混練物を水性媒体中で粉砕する。このようにして、分散液を得る。そのため、得られた分散液では、混練物の粉砕物が水性媒体中で分散して存在する。
<Preparation process of dispersion liquid>
In the dispersion liquid preparation step, the kneaded product is pulverized in an aqueous medium using a disperser (for example, a media type disperser). In this way, the dispersion is obtained. Therefore, in the obtained dispersion, the pulverized product of the kneaded product is dispersed in the aqueous medium and exists.
混練物の配合量は、好ましくは水性媒体の配合量の1.0倍未満であり、より好ましくは水性媒体の配合量の0.3倍以上0.9倍以下である。水性媒体は、好ましくは水を含み、より好ましくはイオン交換水又は純水を含む。界面活性剤の存在下で混練物を粉砕してもよい。界面活性剤は、ノニオン界面活性剤であることが好ましく、より具体的にはアセチレングリコール系界面活性剤であることが好ましい。 The blending amount of the kneaded product is preferably less than 1.0 times the blending amount of the aqueous medium, and more preferably 0.3 times or more and 0.9 times or less the blending amount of the aqueous medium. The aqueous medium preferably contains water, more preferably ion-exchanged water or pure water. The kneaded product may be ground in the presence of a surfactant. The surfactant is preferably a nonionic surfactant, and more specifically, an acetylene glycol-based surfactant.
メディア型分散機を用いて混練物を水性媒体中で粉砕する場合には、メディア型分散機で用いるメディアの粒子径(例えば、ビーズの径)を変えることで、混練物の粉砕物の分散度合、又は混練物の粉砕物の大きさを調整できる。例えば、メディアの粒子径を小さくするほど、混練物の粉砕物の粒子径が小さくなる傾向がある。 When the kneaded product is pulverized in an aqueous medium using a media type disperser, the degree of dispersion of the pulverized product of the kneaded product is changed by changing the particle size (for example, the diameter of beads) of the media used in the media type disperser. Or, the size of the ground product of the kneaded product can be adjusted. For example, the smaller the particle size of the media, the smaller the particle size of the pulverized product of the kneaded product tends to be.
混練物は、顔料と樹脂とを含む。そのため、混練物を粉砕すると、顔料と樹脂との界面で割れが生じ易い。よって、得られた粉砕物(混練物の粉砕物)では、樹脂は、内部よりも表面に存在し易い。したがって、混練物の粉砕物は、顔料粒子の表面に樹脂が付着してなる粒子(以下、「被覆粒子」と記載する)に相当する。このことは、本発明者によって、確認されている。詳しくは、本発明者は、顕微鏡(より具体的には、透過型電子顕微鏡)を用いて、混練物の粉砕物の断面画像を観察した。その結果、混練物の粉砕物の断面画像では、樹脂の被覆状態は確認されたが、顔料と樹脂との混練状態は確認されなかった。 The kneaded product contains a pigment and a resin. Therefore, when the kneaded product is crushed, cracks are likely to occur at the interface between the pigment and the resin. Therefore, in the obtained crushed product (crushed product of the kneaded product), the resin is more likely to be present on the surface than on the inside. Therefore, the pulverized product of the kneaded product corresponds to particles in which the resin adheres to the surface of the pigment particles (hereinafter, referred to as “coated particles”). This has been confirmed by the present inventor. Specifically, the present inventor observed a cross-sectional image of a pulverized product of the kneaded product using a microscope (more specifically, a transmission electron microscope). As a result, in the cross-sectional image of the crushed product of the kneaded product, the coating state of the resin was confirmed, but the kneaded state of the pigment and the resin was not confirmed.
顔料と樹脂との界面で割れが生じ易ければ、割れが生じたときに樹脂の一部が混練物の内部から水性媒体へ移動することがある。水性媒体へ移動した樹脂のうち、一部は、割れによって生じた面(混練物の粉砕物の表面)に付着するが、残りは、混練物の粉砕物の表面に付着せずに水性媒体中に存在する(遊離樹脂)。 If cracks are likely to occur at the interface between the pigment and the resin, a part of the resin may move from the inside of the kneaded product to the aqueous medium when the cracks occur. Of the resin transferred to the aqueous medium, a part of the resin adheres to the surface generated by the crack (the surface of the pulverized product of the kneaded product), but the rest does not adhere to the surface of the pulverized product of the kneaded product and is contained in the aqueous medium. Present in (free resin).
好ましくは、分散液の調製工程では、次に示す方法で分散液を調製する。詳しくは、前述の方法に従い、混練物を水性媒体中で粉砕する。このようにして、第1液を得る。次に、第1液に対して、遠心分離機(例えば、株式会社ナノシーズ製の遠心法付着力測定装置)を用いて、遠心分離処理を行う。このようにして、第2液を得る。第2液では、混練物の粉砕物が沈降し易く、遊離粒子が沈降し難い。続いて、第2液の上澄みを水性媒体で置換する(置換処理)。より具体的には、第2液から上澄みを取り出した後、取り出した上澄み液と同体積の水性媒体を第2液へ加える。遠心分離処理と置換処理とを行って分散液を調製することで、遊離樹脂を効果的に取り除くことができる。そのため、得られた水性インクでは、遊離樹脂の総質量が水性媒体中に存在する樹脂の総質量に対して3.0質量%未満となり易い。 Preferably, in the dispersion liquid preparation step, the dispersion liquid is prepared by the following method. Specifically, the kneaded product is ground in an aqueous medium according to the method described above. In this way, the first liquid is obtained. Next, the first liquid is centrifuged by using a centrifuge (for example, a centrifugal adhesive force measuring device manufactured by Nanoseeds Co., Ltd.). In this way, the second liquid is obtained. In the second liquid, the crushed product of the kneaded product is likely to settle, and the free particles are unlikely to settle. Subsequently, the supernatant of the second liquid is replaced with an aqueous medium (replacement treatment). More specifically, after the supernatant is taken out from the second liquid, an aqueous medium having the same volume as the taken out supernatant liquid is added to the second liquid. The free resin can be effectively removed by preparing the dispersion liquid by performing the centrifugation treatment and the replacement treatment. Therefore, in the obtained water-based ink, the total mass of the free resin tends to be less than 3.0% by mass with respect to the total mass of the resin present in the water-based medium.
<混合工程>
混合工程では、攪拌機(例えば、新東科学株式会社製「スリーワンモーター BL−600」)を用いて、分散液と所定の材料とを混合する。このようにして、本実施形態に係る水性インクを得る。
<Mixing process>
In the mixing step, the dispersion liquid and a predetermined material are mixed using a stirrer (for example, "Three One Motor BL-600" manufactured by Shinto Kagaku Co., Ltd.). In this way, the water-based ink according to the present embodiment is obtained.
所定の材料が界面活性剤を含めば、水性インクの粘度を変更することなく水性インクの表面張力を調整できるため、水性インクの吐出性がさらに向上する。そのため、所定の材料は、界面活性剤を含むことが好ましい。例えば、所定の材料は、ノニオン界面活性剤を含むことが好ましい。 If the predetermined material contains a surfactant, the surface tension of the water-based ink can be adjusted without changing the viscosity of the water-based ink, so that the ejection property of the water-based ink is further improved. Therefore, the predetermined material preferably contains a surfactant. For example, the given material preferably contains a nonionic surfactant.
なお、混練物は、湿式で粉砕される前に、乾式で粗粉砕されてもよい。また、分散液と所定の材料とを混合する前に、塩基性水溶液を分散液へ加えてもよい。塩基性水溶液を分散液へ加えることで、樹脂を中和することができる。 The kneaded product may be roughly pulverized by a dry method before being pulverized by a wet method. Further, a basic aqueous solution may be added to the dispersion liquid before mixing the dispersion liquid and the predetermined material. The resin can be neutralized by adding a basic aqueous solution to the dispersion.
[水性インクを構成する材料の例示]
水性インクは、水性媒体と、複数の顔料粒子と、樹脂とを含む。水性媒体中に存在する樹脂のうち、一部は、顔料粒子の表面に付着して被覆樹脂となり、残りは、顔料粒子の表面に付着せずに遊離樹脂となる。水性媒体中に存在する樹脂の一部が被覆樹脂となるため、水性インクでは、複数の被覆粒子が水性媒体中において分散して存在する。被覆粒子は、各々、混練物の粉砕物であることが好ましい。被覆粒子が混練物の粉砕物であれば、被覆樹脂の総質量が顔料粒子の総質量の1.4倍以上3.1倍以下となり易い。
[Examples of materials constituting water-based ink]
The water-based ink includes a water-based medium, a plurality of pigment particles, and a resin. Of the resins present in the aqueous medium, some of them adhere to the surface of the pigment particles to form a coating resin, and the rest do not adhere to the surface of the pigment particles and become a free resin. Since a part of the resin existing in the water-based medium becomes the coating resin, in the water-based ink, a plurality of coated particles are dispersed and exist in the water-based medium. It is preferable that each of the coating particles is a pulverized product of the kneaded product. If the coating particles are pulverized products of the kneaded product, the total mass of the coating resin tends to be 1.4 times or more and 3.1 times or less the total mass of the pigment particles.
<水性媒体>
水性媒体は、好ましくは水を含み、より好ましくはイオン交換水又は純水を含む。
<Aqueous medium>
The aqueous medium preferably contains water, more preferably ion-exchanged water or pure water.
<顔料粒子>
顔料粒子は、顔料を含有する。顔料としては、例えば、黄色顔料、橙色顔料、赤色顔料、青色顔料、紫色顔料、又は黒色顔料を使用できる。黄色顔料としては、例えばC.I.ピグメントイエロー74、93、95、109、110、120、128、138、139、151、154、155、173、180、185、又は193が挙げられる。橙色顔料としては、例えばC.I.ピグメントオレンジ34、36、43、61、63、又は71が挙げられる。赤色顔料としては、例えばC.I.ピグメントレッド122又は202が挙げられる。青色顔料としては、例えばC.I.ピグメントブルー15又は15:3が挙げられる。紫色顔料としては、例えばC.I.ピグメントバイオレット19、23、又は33が挙げられる。黒色顔料としては、例えばC.I.ピグメントブラック7が挙げられる。
<Pigment particles>
Pigment particles contain pigments. As the pigment, for example, a yellow pigment, an orange pigment, a red pigment, a blue pigment, a purple pigment, or a black pigment can be used. Examples of the yellow pigment include C.I. I. Pigment Yellow 74, 93, 95, 109, 110, 120, 128, 138, 139, 151, 154, 155, 173, 180, 185, or 193. Examples of the orange pigment include C.I. I. Pigment Orange 34, 36, 43, 61, 63, or 71. Examples of the red pigment include C.I. I. Pigment Red 122 or 202. Examples of the blue pigment include C.I. I. Pigment Blue 15 or 15: 3. Examples of the purple pigment include C.I. I. Pigment Violet 19, 23, or 33. Examples of the black pigment include C.I. I. Pigment Black 7 can be mentioned.
水性インクにおける顔料粒子の含有量は、4質量%以上8質量%以下であることが好ましい。これにより、所望の画像濃度を有する画像が得られ易い。また、記録媒体に対する水性インクの浸透性を確保し易い。顔料粒子の含有量が少なすぎると、所望の画像濃度を有する画像が得られないことがある。一方、顔料粒子の含有量が多すぎると、記録媒体に対する水性インクの浸透性を確保できないことがある。また、水性インクにおいて顔料粒子の流動性を確保できないことがあるため、所望の画像濃度を有する画像が得られないことがある。 The content of the pigment particles in the water-based ink is preferably 4% by mass or more and 8% by mass or less. This makes it easy to obtain an image having a desired image density. In addition, it is easy to secure the permeability of the water-based ink to the recording medium. If the content of the pigment particles is too low, an image having a desired image density may not be obtained. On the other hand, if the content of the pigment particles is too large, the permeability of the water-based ink to the recording medium may not be ensured. Further, since the fluidity of the pigment particles may not be ensured in the water-based ink, an image having a desired image density may not be obtained.
顔料粒子の体積中位径(D50)は、30nm以上200nm以下であることが好ましい。これにより、水性インクの色濃度、色相、及び安定性が向上し易い。より好ましくは、顔料粒子の体積中位径(D50)が70nm以上130nm以下である。 The volume median diameter (D 50 ) of the pigment particles is preferably 30 nm or more and 200 nm or less. This tends to improve the color density, hue, and stability of the water-based ink. More preferably, the median volume diameter (D 50 ) of the pigment particles is 70 nm or more and 130 nm or less.
<樹脂>
樹脂(詳しくは、水性媒体中に存在する樹脂)は、アニオン性を有することが好ましい。樹脂は、例えば、スチレン−アクリル酸系樹脂、スチレン−マレイン酸共重合体、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、及びビニルナフタレン−マレイン酸共重合体からなる群より選択される少なくとも1つであることが好ましい。より好ましくは、樹脂は、スチレン−アクリル酸系樹脂である。樹脂がスチレン−アクリル酸系樹脂であれば、被覆粒子を容易に作製できる。また、被覆粒子の分散性を高めることができる。
<Resin>
The resin (specifically, the resin present in the aqueous medium) is preferably anionic. The resin comprises, for example, a styrene-acrylic acid-based resin, a styrene-maleic acid copolymer, a styrene-maleic acid half ester copolymer, a vinylnaphthalene-acrylic acid copolymer, and a vinylnaphthalene-maleic acid copolymer. It is preferably at least one selected from the group. More preferably, the resin is a styrene-acrylic acid-based resin. If the resin is a styrene-acrylic acid-based resin, coated particles can be easily produced. In addition, the dispersibility of the coated particles can be improved.
スチレン−アクリル酸系樹脂は、スチレンに由来する単位と、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸エステル、又はメタクリル酸エステルに由来する単位とを含む樹脂である。好ましくは、スチレン−アクリル酸系樹脂は、スチレンとアクリル酸とアクリル酸アルキルエステルとの共重合体、スチレンとメタクリル酸とメタクリル酸アルキルエステルとアクリル酸アルキルエステルとの共重合体、スチレンとアクリル酸との共重合体、スチレンとマレイン酸とアクリル酸アルキルエステルとの共重合体、スチレンとメタクリル酸との共重合体、及びスチレンとメタクリル酸アルキルエステルとの共重合体からなる群より選択される少なくとも1つである。より好ましくは、スチレン−アクリル酸系樹脂は、スチレンとメタクリル酸とメタクリル酸アルキルエステルとアクリル酸アルキルエステルとの共重合体である。スチレン−アクリル酸系樹脂は、例えば、スチレンとメタクリル酸とメタクリル酸メチルとアクリル酸n−ブチルとの共重合体であることが好ましい。 The styrene-acrylic acid-based resin is a resin containing a unit derived from styrene and a unit derived from acrylic acid, methacrylic acid, an acrylic acid ester, or a methacrylic acid ester. Preferably, the styrene-acrylic acid-based resin is a copolymer of styrene, acrylic acid and acrylic acid alkyl ester, a copolymer of styrene, methacrylic acid, methacrylic acid alkyl ester and acrylic acid alkyl ester, and styrene and acrylic acid. Selected from the group consisting of a copolymer of styrene, maleic acid, and an acrylic acid alkyl ester, a copolymer of styrene and methacrylic acid, and a copolymer of styrene and an alkyl methacrylic acid. At least one. More preferably, the styrene-acrylic acid-based resin is a copolymer of styrene, methacrylic acid, methacrylic acid alkyl ester, and acrylic acid alkyl ester. The styrene-acrylic acid-based resin is preferably, for example, a copolymer of styrene, methacrylic acid, methyl methacrylate, and n-butyl acrylate.
次に示す方法で樹脂を合成することが好ましい。詳しくは、所定の溶媒に、重合により樹脂を合成可能なモノマー又はプレポリマーと、重合開始剤とを加え、所定の温度で加熱還流を行う。このようにして、樹脂が合成される。より具体的には、イソプロピルアルコールとメチルエチルケトンとの混合液に、スチレンと、(メタ)アクリル酸と、(メタ)アクリル酸アルキルエステルと、重合開始剤とを加え、70℃で加熱還流を行う。これにより、スチレン−アクリル酸系樹脂が合成される。 It is preferable to synthesize the resin by the following method. Specifically, a monomer or prepolymer capable of synthesizing a resin by polymerization and a polymerization initiator are added to a predetermined solvent, and reflux is performed by heating at a predetermined temperature. In this way, the resin is synthesized. More specifically, styrene, (meth) acrylic acid, (meth) acrylic acid alkyl ester, and a polymerization initiator are added to a mixed solution of isopropyl alcohol and methyl ethyl ketone, and the mixture is heated under reflux at 70 ° C. As a result, a styrene-acrylic acid-based resin is synthesized.
<他の成分>
水性インクは、界面活性剤と保湿剤とからなる群より選択される少なくとも1つをさらに含んでもよい。
<Other ingredients>
The water-based ink may further contain at least one selected from the group consisting of surfactants and moisturizers.
(界面活性剤)
水性インクが界面活性剤を含めば、記録媒体に対する水性インクの濡れ性が向上する。界面活性剤は、ノニオン界面活性剤であることが好ましい。水性インクにおけるノニオン界面活性剤の含有量は、0.05質量%以上2.00質量%以下であることが好ましい。これにより、画像のオフセットを抑制しつつ、画像濃度が向上する。
(Surfactant)
If the water-based ink contains a surfactant, the wettability of the water-based ink with respect to the recording medium is improved. The surfactant is preferably a nonionic surfactant. The content of the nonionic surfactant in the water-based ink is preferably 0.05% by mass or more and 2.00% by mass or less. As a result, the image density is improved while suppressing the offset of the image.
ノニオン界面活性剤は、アセチレングリコール系界面活性剤であることが好ましい。市販のアセチレングリコール系界面活性剤としては、例えば、日信化学工業株式会社製「オルフィン(登録商標)E1004」が挙げられる。「オルフィンE1004」は、アセチレンジオールのエチレンオキシド付加物を含む。 The nonionic surfactant is preferably an acetylene glycol-based surfactant. Examples of commercially available acetylene glycol-based surfactants include "Orphine (registered trademark) E1004" manufactured by Nisshin Kagaku Kogyo Co., Ltd. "Orphine E1004" contains an ethylene oxide adduct of acetylenediol.
(保湿剤)
水性インクが保湿剤を含めば、水性インクからの液体成分の揮発を抑制できるため、水性インクの粘性を安定化できる。保湿剤としては、例えば、ポリアルキレングリコール類、又はアルキレングリコール類が挙げられる。ポリアルキレングリコール類は、ポリエチレングリコール、又はポリプロピレングリコールであることが好ましい。アルキレングリコール類は、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、ジエチレングリコール、ジエチルジグリコール、ジプロピレングリコール、トリメチレングリコール、トリエチレングリコール、トリプロピレングリコール、1,2,6−ヘキサントリオール、チオジグリコール、1,3−ブタンジオール、又は1,5−ペンタンジオールであることが好ましい。水性インクは、保湿剤を2種類以上含んでもよい。水性インクにおける保湿剤の含有量は、好ましくは2質量%以上40質量%以下であり、より好ましくは10質量%以上40質量%以下である。水性インクが保湿剤を2種類以上含む場合には、水性インクにおける保湿剤の含有量の合計が、好ましくは2質量%以上40質量%以下であり、より好ましくは10質量%以上40質量%以下である。
(Moisturizer)
If the water-based ink contains a moisturizer, the volatilization of the liquid component from the water-based ink can be suppressed, so that the viscosity of the water-based ink can be stabilized. Examples of the moisturizer include polyalkylene glycols and alkylene glycols. The polyalkylene glycols are preferably polyethylene glycol or polypropylene glycol. The alkylene glycols include ethylene glycol, propylene glycol, butylene glycol, diethylene glycol, diethyldiglycol, dipropylene glycol, trimethylene glycol, triethylene glycol, tripropylene glycol, 1,2,6-hexanetriol, thiodiglycol, 1 , 3-Butanediol, or 1,5-Pentylene diol is preferable. The water-based ink may contain two or more types of moisturizers. The content of the moisturizer in the water-based ink is preferably 2% by mass or more and 40% by mass or less, and more preferably 10% by mass or more and 40% by mass or less. When the water-based ink contains two or more types of moisturizers, the total content of the moisturizers in the water-based ink is preferably 2% by mass or more and 40% by mass or less, and more preferably 10% by mass or more and 40% by mass or less. Is.
[水性インクの用途の例示]
本実施形態に係る水性インクは、浸透性の記録媒体だけでなく非浸透性の記録媒体に対しても、所定値以上の強度で定着される。そのため、本実施形態に係る水性インクを用いて記録媒体に記録を行う方法では、本実施形態に係る水性インクをインクジェット記録装置の記録ヘッドから非浸透性の記録媒体の印字面へ吐出することが好ましい。
[Example of application of water-based ink]
The water-based ink according to the present embodiment is fixed not only on a permeable recording medium but also on a non-permeable recording medium with a strength equal to or higher than a predetermined value. Therefore, in the method of recording on a recording medium using the water-based ink according to the present embodiment, the water-based ink according to the present embodiment can be ejected from the recording head of the inkjet recording device to the printing surface of the impermeable recording medium. preferable.
本発明の実施例を説明する。表1には、実施例又は比較例に係る水性インクA−1〜A−5及びB−1〜B−4の製造条件を示す。表1において、「混練工程の有無」には、混練工程を実施したか否かを記す。混練工程を実施した場合には「実施」と記し、混練工程を実施しなかった場合には「実施せず」と記す。「置換処理の有無」には、置換処理を実施したか否かを記す。置換処理を実施した場合には「実施」と記し、置換処理を実施しなかった場合には「実施せず」と記す。 Examples of the present invention will be described. Table 1 shows the production conditions of the water-based inks A-1 to A-5 and B-1 to B-4 according to the examples or comparative examples. In Table 1, "presence or absence of kneading step" indicates whether or not the kneading step was carried out. When the kneading process is carried out, it is described as "implemented", and when the kneading process is not carried out, it is described as "not carried out". In "Presence / absence of replacement processing", indicate whether or not the replacement processing has been performed. When the replacement process is performed, it is described as "implemented", and when the replacement process is not performed, it is described as "not performed".
以下では、まず、実施例又は比較例に係る水性インク(より具体的には、水性インクA−1〜A−5及びB−1〜B−4の各々)の製造方法を説明する。次に、樹脂の含有比率の測定方法を説明する。続いて、得られた水性インクについて、評価方法と評価結果とを説明する。なお、複数の粒子を含む粉体に関する評価結果(形状又は物性などを示す値)は、何ら規定していなければ、相当数の粒子について測定した値の個数平均である。誤差が生じる評価においては、誤差が十分小さくなる相当数の測定値を得て、得られた測定値の算術平均を評価値とした。 In the following, first, a method for producing a water-based ink (more specifically, each of the water-based inks A-1 to A-5 and B-1 to B-4) according to an example or a comparative example will be described. Next, a method for measuring the resin content ratio will be described. Subsequently, the evaluation method and the evaluation result of the obtained water-based ink will be described. Unless otherwise specified, the evaluation result (value indicating the shape or physical properties) of the powder containing a plurality of particles is the average number of values measured for a considerable number of particles. In the evaluation in which an error occurs, a considerable number of measured values in which the error is sufficiently small are obtained, and the arithmetic mean of the obtained measured values is used as the evaluation value.
[水性インクの製造方法]
<水性インクA−1の製造>
(スチレン−アクリル酸系樹脂の合成)
スターラー、窒素導入管、コンデンサー、及び滴下ロートを備える四つ口フラスコ(容量:1000mL)に、100.0gのイソプロピルアルコールと250.0gのメチルエチルケトンとを入れた。滴下ロートへ混合溶液を供給した。混合溶液は、40.0gのメタクリル酸メチルと、40.0gのスチレンと、10.0gのアクリル酸n−ブチルと、10.0gのメタクリル酸と、0.3gのアゾビスイソブチロニトリル(AIBN、重合開始剤)とを含んでいた。
[Manufacturing method of water-based ink]
<Manufacturing of water-based ink A-1>
(Styrene-Acrylic Acid Resin Synthesis)
A four-necked flask (volume: 1000 mL) equipped with a stirrer, a nitrogen inlet tube, a condenser, and a dropping funnel was charged with 100.0 g of isopropyl alcohol and 250.0 g of methyl ethyl ketone. The mixed solution was supplied to the dropping funnel. The mixed solution was 40.0 g of methyl methacrylate, 40.0 g of styrene, 10.0 g of n-butyl acrylate, 10.0 g of methacrylic acid, and 0.3 g of azobisisobutyronitrile ( AIBN (polymerization initiator) was included.
フラスコ内に窒素を導入し、70℃で加熱還流を行った。70℃で加熱還流した状態で、約2時間かけて、前述の混合溶液を滴下ロートからフラスコ内へ供給した。混合溶液を供給した後、さらに6時間にわたって、70℃での加熱還流を行った。その後、15分かけて、メチルエチルケトン溶液を滴下ロートからフラスコへ供給した。メチルエチルケトン溶液は、150.0gのメチルエチルケトンと、0.1gのAIBNとを含んでいた。メチルエチルケトン溶液を供給した後、さらに5時間にわたって、70℃での加熱還流を行った。このようにして、スチレン−アクリル酸系樹脂を得た。 Nitrogen was introduced into the flask, and the mixture was heated under reflux at 70 ° C. The above-mentioned mixed solution was supplied from the dropping funnel into the flask over about 2 hours while being heated to reflux at 70 ° C. After supplying the mixed solution, the mixture was heated under reflux at 70 ° C. for an additional 6 hours. Then, over 15 minutes, the methyl ethyl ketone solution was supplied from the dropping funnel to the flask. The methyl ethyl ketone solution contained 150.0 g of methyl ethyl ketone and 0.1 g of AIBN. After supplying the methyl ethyl ketone solution, the mixture was heated under reflux at 70 ° C. for another 5 hours. In this way, a styrene-acrylic acid-based resin was obtained.
(スチレン−アクリル酸系樹脂の質量平均分子量の測定)
スチレン−アクリル酸系樹脂の質量平均分子量(Mw)は、ゲルろ過クロマトグラフィー(東ソー株式会社製「HLC−8020GPC」)を用いて、下記条件で、測定された。得られたスチレン−アクリル酸系樹脂の質量平均分子量は、20000であった。
カラム:東ソー株式会社製「TSKgel SuperMultiporeHZ−H」(4.6mmI.D.×15cmのセミミクロカラム)
カラム本数:3本
溶離液:テトラヒドロフラン
流速:0.35mL/分
サンプル注入量:10μL
測定温度:40℃
検出器:IR検出器
なお、検量線は、東ソー株式会社製のTSKgel標準ポリスチレンから、F−40、F−20、F−4、F−1、A−5000、A−2500、及びA−1000の7種とn−プロピルベンゼンとを選択して作成された。
(Measurement of mass average molecular weight of styrene-acrylic acid resin)
The mass average molecular weight (Mw) of the styrene-acrylic acid-based resin was measured using gel filtration chromatography (“HLC-8020GPC” manufactured by Tosoh Corporation) under the following conditions. The mass average molecular weight of the obtained styrene-acrylic acid-based resin was 20000.
Column: "TSKgel SuperMultipore HZ-H" manufactured by Tosoh Corporation (4.6 mm ID x 15 cm semi-micro column)
Number of columns: 3 Eluent: Tetrahydrofuran Flow rate: 0.35 mL / min Sample injection volume: 10 μL
Measurement temperature: 40 ° C
Detector: IR detector The calibration curve is from TSKgel standard polystyrene manufactured by Tosoh Corporation, F-40, F-20, F-4, F-1, A-5000, A-2500, and A-1000. It was prepared by selecting 7 kinds of and n-propylbenzene.
(スチレン−アクリル酸系樹脂の酸価の測定)
スチレン−アクリル酸系樹脂の酸価は、「JIS(日本工業規格)K0070−1992(化学製品の酸価、けん化価、エステル価、よう素価、水酸基価及び不けん化物の試験方法)」に記載の方法に準拠して、測定された。得られたスチレン−アクリル酸系樹脂の酸価は、100mgKOH/gであった。
(Measurement of acid value of styrene-acrylic acid resin)
For the acid value of styrene-acrylic acid-based resin, refer to "JIS (Japanese Industrial Standards) K0070-1992 (Test method for acid value, saponification value, ester value, iodine value, hydroxyl value and unsaponifiable matter of chemical products)". Measured according to the described method. The acid value of the obtained styrene-acrylic acid-based resin was 100 mgKOH / g.
(混練物の作製)
FMミキサー(日本コークス工業株式会社製「FM−10B」)を用いて、200質量部のスチレン−アクリル酸系樹脂と、100質量部の顔料(成分:銅フタロシアニン顔料、カラーインデックス:ピグメントブルー15:3)とを混練した。このようにして、混練物を得た。2軸押出機(株式会社池貝製「PCM−30」)を用いて、混練物を設定粒子径6μmの条件で粗粉砕した。
(Making kneaded product)
Using an FM mixer (“FM-10B” manufactured by Nippon Coke Industries Co., Ltd.), 200 parts by mass of styrene-acrylic acid resin and 100 parts by mass of pigment (ingredient: copper phthalocyanine pigment, color index: pigment blue 15: 3) and kneaded. In this way, the kneaded product was obtained. Using a twin-screw extruder (“PCM-30” manufactured by Ikegai Corp.), the kneaded product was roughly pulverized under the condition of a set particle size of 6 μm.
(分散液の調製)
メディア型分散機(ウィリー・エ・バッコーフェン社(WAB社)製「ダイノミル」)のベッセルに、69.5質量%のイオン交換水と、30.0質量%の粗粉砕物(前述の方法で得られた粗粉砕物)と、0.5質量%のノニオン界面活性剤(日信化学工業株式会社製「オルフィンE1004」)とを入れた。また、充填量がベッセルの容量に対して70体積%となるように、メディア(径が1.0mmのジルコニアビーズ)をベッセルに充填した。
(Preparation of dispersion)
69.5% by mass of ion-exchanged water and 30.0% by mass of crude pulverized product (obtained by the above method) in a vessel of a media type disperser (“Dynomill” manufactured by Willy et Bacoffen (WAB)). The crude crushed product) and 0.5% by mass of a nonionic surfactant (“Orphine E1004” manufactured by Nisshin Kagaku Kogyo Co., Ltd.) were added. Further, the vessel was filled with media (zirconia beads having a diameter of 1.0 mm) so that the filling amount was 70% by volume based on the capacity of the vessel.
中和当量の1.05倍の質量のNaOH水溶液をベッセルに加えて、粗粉砕物に含まれる樹脂(より具体的には、スチレン−アクリル酸系樹脂)を中和した。なお、分散液を構成する材料の配合量を決定するさいには、ベッセルに加えるべきNaの質量をスチレン−アクリル酸系樹脂の質量に加えた。また、NaOH水溶液に含まれる水の質量と中和反応で生じた水の質量とをイオン交換水の質量に加えた。その後、前述のメディア型分散機を用いて、吐出量300g/分で1パスの分散をさせるという条件で、粗粉砕物を湿式で微粉砕した。 A NaOH aqueous solution having a mass of 1.05 times the neutralization equivalent was added to the vessel to neutralize the resin (more specifically, a styrene-acrylic acid-based resin) contained in the crude pulverized product. In determining the blending amount of the materials constituting the dispersion liquid, the mass of Na to be added to the vessel was added to the mass of the styrene-acrylic acid-based resin. Further, the mass of water contained in the NaOH aqueous solution and the mass of water generated by the neutralization reaction were added to the mass of ion-exchanged water. Then, using the above-mentioned media type disperser, the coarsely pulverized product was finely pulverized in a wet manner under the condition that 1 pass was dispersed at a discharge rate of 300 g / min.
得られた液(第1液)を所定の容器に移した。容器を遠心法付着力測定装置(株式会社ナノシーズ製「NS−C100」)に入れた。容器内の液体(第1液)に対して、回転速度50000rpmの条件で、24時間にわたって、遠心分離処理を行った。容器から上澄み液を取り出した後、取り出した上澄み液と同体積のイオン交換水を容器へ加えた(置換処理)。このようにして、分散液を得た。 The obtained liquid (first liquid) was transferred to a predetermined container. The container was placed in a centrifugal force measuring device (“NS-C100” manufactured by Nanoseeds Co., Ltd.). The liquid in the container (first liquid) was centrifuged for 24 hours under the condition of a rotation speed of 50,000 rpm. After removing the supernatant from the container, ion-exchanged water having the same volume as the removed supernatant was added to the container (replacement treatment). In this way, a dispersion liquid was obtained.
(他の成分の添加)
攪拌機(新東科学株式会社製「スリーワンモーター BL−600」)を用いて、回転速度400rpmの条件で、60.0質量%の分散液と、20.0質量%のエチレングリコールと、15.0質量%のジエチルジグリコールと、0.3質量%のノニオン界面活性剤(日信化学工業株式会社製「オルフィンE1004」)と、イオン交換水(残量)とを攪拌した。得られた液体を、フィルター(孔径:5μm)を用いて、濾過した。このようにして、水性インクA−1を得た。
(Addition of other ingredients)
Using a stirrer (“Three One Motor BL-600” manufactured by Shinto Kagaku Co., Ltd.), 60.0% by mass of dispersion, 20.0% by mass of ethylene glycol, and 15.0 at a rotation speed of 400 rpm. Mass% diethyl diglycol, 0.3 mass% nonionic surfactant (“Orphine E1004” manufactured by Nisshin Chemical Industry Co., Ltd.), and ion-exchanged water (remaining amount) were stirred. The obtained liquid was filtered using a filter (pore diameter: 5 μm). In this way, the water-based ink A-1 was obtained.
<水性インクA−2の製造>
FMミキサーへ供給するスチレン−アクリル酸系樹脂の量(以下、「スチレン−アクリル酸系樹脂の供給量」と記載する)を150質量部に変更した。また、メディア型分散機のベッセルへ供給するイオン交換水の量(以下、「イオン交換水の供給量」と記載する)を74.5質量%に変更した。また、メディア型分散機のベッセルへ供給する粗粉砕物の量(以下、「粗粉砕物の供給量」と記載する)を25.0質量%に変更した。これらを除いては水性インクA−1の製造方法に従い、水性インクA−2を得た。
<Manufacturing of water-based ink A-2>
The amount of the styrene-acrylic acid-based resin supplied to the FM mixer (hereinafter referred to as "the amount of the styrene-acrylic acid-based resin supplied") was changed to 150 parts by mass. Further, the amount of ion-exchanged water supplied to the vessel of the media-type disperser (hereinafter referred to as "the amount of ion-exchanged water supplied") was changed to 74.5% by mass. In addition, the amount of coarsely pulverized material supplied to the vessel of the media type disperser (hereinafter referred to as "supply amount of coarsely pulverized material") was changed to 25.0% by mass. Except for these, water-based ink A-2 was obtained according to the method for producing water-based ink A-1.
<水性インクA−3の製造>
スチレン−アクリル酸系樹脂の供給量を250質量部に変更した。イオン交換水の供給量を64.5質量%に変更した。粗粉砕物の供給量を35.0質量%に変更した。これらを除いては水性インクA−1の製造方法に従い、水性インクA−3を得た。
<Manufacturing of water-based ink A-3>
The supply amount of styrene-acrylic acid resin was changed to 250 parts by mass. The supply amount of ion-exchanged water was changed to 64.5% by mass. The supply amount of the crude crushed product was changed to 35.0% by mass. Except for these, water-based ink A-3 was obtained according to the method for producing water-based ink A-1.
<水性インクA−4の製造>
スチレン−アクリル酸系樹脂の供給量を300質量部に変更した。イオン交換水の供給量を59.5質量%に変更した。粗粉砕物の供給量を40.0質量%に変更した。これらを除いては水性インクA−1の製造方法に従い、水性インクA−4を得た。
<Manufacturing of water-based ink A-4>
The supply amount of the styrene-acrylic acid resin was changed to 300 parts by mass. The supply amount of ion-exchanged water was changed to 59.5% by mass. The supply amount of coarsely pulverized material was changed to 40.0% by mass. Except for these, water-based ink A-4 was obtained according to the method for producing water-based ink A-1.
<水性インクA−5の製造>
スチレン−アクリル酸系樹脂の供給量を350質量部に変更した。イオン交換水の供給量を54.5質量%に変更した。粗粉砕物の供給量を45.0質量%に変更した。これらを除いては水性インクA−1の製造方法に従い、水性インクA−5を得た。
<Manufacturing of water-based ink A-5>
The supply amount of styrene-acrylic acid resin was changed to 350 parts by mass. The supply amount of ion-exchanged water was changed to 54.5% by mass. The supply amount of coarsely pulverized material was changed to 45.0% by mass. Except for these, water-based ink A-5 was obtained according to the method for producing water-based ink A-1.
<水性インクB−1の製造>
スチレン−アクリル酸系樹脂の供給量を100質量部に変更した。イオン交換水の供給量を79.5質量%に変更した。粗粉砕物の供給量を20.0質量%に変更した。これらを除いては水性インクA−1の製造方法に従い、水性インクB−1を得た。
<Manufacturing of water-based ink B-1>
The supply amount of the styrene-acrylic acid resin was changed to 100 parts by mass. The supply amount of ion-exchanged water was changed to 79.5% by mass. The supply amount of coarsely pulverized material was changed to 20.0% by mass. Except for these, water-based ink B-1 was obtained according to the method for producing water-based ink A-1.
<水性インクB−2の製造>
スチレン−アクリル酸系樹脂の供給量を400質量部に変更した。イオン交換水の供給量を49.5質量%に変更した。粗粉砕物の供給量を50.0質量%に変更した。これらを除いては水性インクA−1の製造方法に従い、水性インクB−2を得た。
<Manufacturing of water-based ink B-2>
The supply amount of the styrene-acrylic acid resin was changed to 400 parts by mass. The supply amount of ion-exchanged water was changed to 49.5% by mass. The supply amount of coarsely pulverized material was changed to 50.0% by mass. Except for these, water-based ink B-2 was obtained according to the method for producing water-based ink A-1.
<水性インクB−3の製造>
遠心分離処理と置換処理とを実施しなかった。これを除いては水性インクA−1の製造方法に従い、水性インクB−3を得た。
<Manufacturing of water-based ink B-3>
No centrifugation or replacement treatment was performed. Except for this, water-based ink B-3 was obtained according to the method for producing water-based ink A-1.
<水性インクB−4の製造>
(顔料分散体の調製)
前述の<水性インクA−1の製造>に記載の方法に従い、スチレン−アクリル酸系樹脂を合成した。
<Manufacturing of water-based ink B-4>
(Preparation of pigment dispersion)
A styrene-acrylic acid-based resin was synthesized according to the method described in <Production of Water-based Ink A-1> described above.
メディア型分散機(ウィリー・エ・バッコーフェン社(WAB社)製「ダイノミル」)のベッセルに、78.5質量%のイオン交換水と、6.0質量%のスチレン−アクリル酸系樹脂と、15.0質量%の顔料(成分:銅フタロシアニン顔料、カラーインデックス:ピグメントブルー15:3)と、0.5質量%のノニオン界面活性剤(日信化学工業株式会社製「オルフィンE1004」)とを入れた。また、充填量がベッセルの容量に対して70体積%となるように、メディア(径が1.0mmのジルコニアビーズ)をベッセルに充填した。 78.5% by mass of ion-exchanged water, 6.0% by mass of styrene-acrylic acid-based resin, and 15 in the vessel of a media-type disperser (“Dynomill” manufactured by Willy et Bacoffen (WAB)). .0% by mass of pigment (ingredient: copper phthalocyanine pigment, color index: pigment blue 15: 3) and 0.5% by mass of nonionic surfactant ("Orfin E1004" manufactured by Nisshin Chemical Industry Co., Ltd.) are added. It was. Further, the vessel was filled with media (zirconia beads having a diameter of 1.0 mm) so that the filling amount was 70% by volume based on the capacity of the vessel.
中和当量の1.05倍の質量のNaOH水溶液をベッセルに加えて、スチレン−アクリル酸系樹脂を中和した。なお、顔料分散体を構成する材料の配合量を決定するさいには、ベッセルに加えるべきNaの質量をスチレン−アクリル酸系樹脂の質量に加えた。また、NaOH水溶液に含まれる水の質量と中和反応で生じた水の質量とをイオン交換水の質量に加えた。その後、前述のメディア型分散機を用いて、吐出量300g/分で1パスの分散をさせるという条件で、メディア型分散機の内容物を混合した。このようにして、顔料分散体を得た。 A styrene-acrylic acid-based resin was neutralized by adding an aqueous NaOH solution having a mass of 1.05 times the neutralization equivalent to the vessel. In determining the blending amount of the materials constituting the pigment dispersion, the mass of Na to be added to the vessel was added to the mass of the styrene-acrylic acid-based resin. Further, the mass of water contained in the NaOH aqueous solution and the mass of water generated by the neutralization reaction were added to the mass of ion-exchanged water. Then, using the above-mentioned media-type disperser, the contents of the media-type disperser were mixed under the condition that one pass was dispersed at a discharge rate of 300 g / min. In this way, a pigment dispersion was obtained.
(スチレン−アクリル酸系樹脂のエマルションの調製)
前述の<水性インクA−1の製造>に記載の方法に従い、スチレン−アクリル酸系樹脂を合成した。得られたスチレン−アクリル酸系樹脂をメチルエチルケトンに溶解させた。得られた溶液を攪拌しながら、その溶液へイオン交換水を滴下した(転相乳化)。このようにして、スチレン−アクリル酸系樹脂のエマルション(固形分濃度:20質量%)を得た。得られたエマルションは、個数平均粒子径が130nmであるスチレン−アクリル酸系樹脂粒子を含んでいた。
(Preparation of styrene-acrylic acid resin emulsion)
A styrene-acrylic acid-based resin was synthesized according to the method described in <Production of Water-based Ink A-1> described above. The obtained styrene-acrylic acid-based resin was dissolved in methyl ethyl ketone. While stirring the obtained solution, ion-exchanged water was added dropwise to the solution (phase inversion emulsification). In this way, an emulsion of a styrene-acrylic acid-based resin (solid content concentration: 20% by mass) was obtained. The obtained emulsion contained styrene-acrylic acid-based resin particles having a number average particle diameter of 130 nm.
(他の成分の添加)
攪拌機(新東科学株式会社製「スリーワンモーター BL−600」)を用いて、回転速度400rpmの条件で、40.0質量%の顔料分散体と、20.0質量%のエチレングリコールと、15.0質量%のジエチルジグリコールと、0.3質量%のノニオン界面活性剤(日信化学工業株式会社製「オルフィンE1004」)と、10.0質量%のスチレン−アクリル酸系樹脂のエマルションと、イオン交換水(残量)とを攪拌した。得られた液体を、フィルター(孔径:5μm)を用いて、濾過した。このようにして、水性インクB−4を得た。
(Addition of other ingredients)
Using a stirrer (“Three One Motor BL-600” manufactured by Shinto Kagaku Co., Ltd.), 40.0% by mass of pigment dispersion, 20.0% by mass of ethylene glycol, and 15. 0% by mass diethyl diglycol, 0.3% by mass nonionic surfactant ("Orphin E1004" manufactured by Nisshin Chemical Industry Co., Ltd.), 10.0% by mass styrene-acrylic acid resin emulsion, and The ion-exchanged water (remaining amount) was stirred. The obtained liquid was filtered using a filter (pore diameter: 5 μm). In this way, the water-based ink B-4 was obtained.
[樹脂の含有比率の測定方法]
質量W(g)の水性インク(より具体的には、水性インクA−1〜A−5及びB−1〜B−4の各々)を減圧オーブンに入れた。減圧オーブンにおいて、温度を150℃に設定し、且つ圧力を0.67Paに設定して、水性インクから液体成分を蒸発させた。このようにして、第1固形物を得た。前述の(スチレン−アクリル酸系樹脂の質量平均分子量の測定)に記載の条件で、第1固形物に含まれる樹脂(より具体的には、スチレン−アクリル酸系樹脂)を定量した。
[Measuring method of resin content ratio]
A water-based ink having a mass of W (g) (more specifically, each of the water-based inks A-1 to A-5 and B-1 to B-4) was placed in a vacuum oven. In a vacuum oven, the temperature was set to 150 ° C. and the pressure was set to 0.67 Pa to evaporate the liquid components from the aqueous ink. In this way, the first solid matter was obtained. Under the conditions described in (Measurement of mass average molecular weight of styrene-acrylic acid-based resin) described above, the resin contained in the first solid (more specifically, styrene-acrylic acid-based resin) was quantified.
質量W(g)の水性インク(より具体的には、水性インクA−1〜A−5及びB−1〜B−4の各々)を所定の容器に入れた。容器を遠心法付着力測定装置(株式会社ナノシーズ製「NS−C100」)に入れた。容器内の液体に対して、回転速度50000rpmの条件で、24時間にわたって、遠心分離処理を行った。容器から上澄み液を全て採取した。採取した上澄み液を減圧オーブンに入れた。減圧オーブンにおいて、温度を150℃に設定し、且つ圧力を0.67Paに設定して、採取した上澄み液から液体成分を蒸発させた。このようにして、第2固形物を得た。前述の(スチレン−アクリル酸系樹脂の質量平均分子量の測定)に記載の条件で、第2固形物に含まれる樹脂(より具体的には、スチレン−アクリル酸系樹脂)を定量した。 A water-based ink having a mass of W (g) (more specifically, each of the water-based inks A-1 to A-5 and B-1 to B-4) was placed in a predetermined container. The container was placed in a centrifugal force measuring device (“NS-C100” manufactured by Nanoseeds Co., Ltd.). The liquid in the container was centrifuged at a rotation speed of 50,000 rpm for 24 hours. All supernatant liquid was collected from the container. The collected supernatant was placed in a vacuum oven. In a vacuum oven, the temperature was set to 150 ° C. and the pressure was set to 0.67 Pa to evaporate the liquid components from the collected supernatant. In this way, a second solid was obtained. Under the conditions described in (Measurement of mass average molecular weight of styrene-acrylic acid-based resin) described above, the resin contained in the second solid (more specifically, styrene-acrylic acid-based resin) was quantified.
下記式Aを用いて、顔料粒子の総質量に対する被覆樹脂の総質量の比率(以下、「比率(被覆樹脂/顔料粒子)」と記載する)を求めた。下記式Bを用いて、水性媒体中に存在する樹脂の総質量に対する遊離樹脂の総質量の比率(以下、「遊離樹脂の含有比率」と記載する)を求めた。結果を表2に示す。表2において、インクは、何れも、水性インクを意味する。なお、本発明者は、比率(被覆樹脂/顔料粒子)について、水性インクA−1と水性インクB−3とで大差がないことを確認している。また、本発明者は、水性インクB−4における比率(被覆樹脂/顔料粒子)が水性インクB−1における比率(被覆樹脂/顔料粒子)に比べてさらに低いことを確認している。
[比率(被覆樹脂/顔料粒子)]=[(第1固形物に含まれる樹脂の量)−(第2固形物に含まれる樹脂の量)]/(顔料の配合量)・・・式A
(遊離樹脂の含有比率)=100×(第2固形物に含まれる樹脂の量)/(第1固形物に含まれる樹脂の量)・・・式B
Using the following formula A, the ratio of the total mass of the coating resin to the total mass of the pigment particles (hereinafter, referred to as "ratio (coating resin / pigment particles)") was determined. Using the following formula B, the ratio of the total mass of the free resin to the total mass of the resin present in the aqueous medium (hereinafter, referred to as “free resin content ratio”) was determined. The results are shown in Table 2. In Table 2, the inks mean water-based inks. The present inventor has confirmed that there is no significant difference in the ratio (coating resin / pigment particles) between the water-based ink A-1 and the water-based ink B-3. Further, the present inventor has confirmed that the ratio (coating resin / pigment particles) in the water-based ink B-4 is further lower than the ratio (coating resin / pigment particles) in the water-based ink B-1.
[Ratio (coating resin / pigment particles)] = [(amount of resin contained in the first solid matter)-(amount of resin contained in the second solid matter)] / (amount of pigment blended) ... Formula A
(Content ratio of free resin) = 100 x (amount of resin contained in the second solid substance) / (amount of resin contained in the first solid substance) ... Formula B
[水性インクの評価方法]
<水性インクの粘度の測定>
「JIS Z 8803:2011(液体の粘度測定方法)」に記載の方法に準拠して、25℃における水性インク(より具体的には、水性インクA−1〜A−5及びB−1〜B−4の各々)の粘度を測定した。評価基準を以下に示す。評価結果を表3に示す。
良好:25℃における水性インクの粘度が5.0mPa・s以上7.0mPa・s以下であった。
不良:25℃における水性インクの粘度が5.0mPa・s未満又は7.0mPa・s超であった。
[Evaluation method for water-based ink]
<Measurement of viscosity of water-based ink>
Water-based inks at 25 ° C. (more specifically, water-based inks A-1 to A-5 and B-1 to B) in accordance with the method described in "JIS Z 8803: 2011 (Method for measuring liquid viscosity)". The viscosity of each of -4) was measured. The evaluation criteria are shown below. The evaluation results are shown in Table 3.
Good: The viscosity of the water-based ink at 25 ° C. was 5.0 mPa · s or more and 7.0 mPa · s or less.
Defective: The viscosity of the water-based ink at 25 ° C. was less than 5.0 mPa · s or more than 7.0 mPa · s.
<水性インクの定着性>
水性インク(より具体的には、水性インクA−1〜A−5及びB−1〜B−4の各々)をインクジェット記録装置(京セラドキュメントソリューションズ株式会社製)のインクタンクに入れた後、インストール動作を行った。これにより、水性インクをインクジェット記録装置の記録ヘッドに充填した。また、水性インクの吐出量がインク一滴あたり11pLになるように、水性インクの吐出条件を設定した。このようにして、評価機を準備した。
<Fixability of water-based ink>
Water-based ink (more specifically, each of water-based inks A-1 to A-5 and B-1 to B-4) is placed in the ink tank of an inkjet recording device (manufactured by Kyocera Document Solutions Co., Ltd.) and then installed. It worked. As a result, the water-based ink was filled in the recording head of the inkjet recording apparatus. In addition, the ejection conditions for the water-based ink were set so that the ejection amount of the water-based ink was 11 pL per ink drop. In this way, the evaluation machine was prepared.
温度25℃且つ湿度60%RHの環境下で、評価機を用いて、A4サイズのOHPシートの印字面に、2cmの角のソリッド画像を記録した。なお、記録に用いたOHPシートは、PET製シートであった。OHPシートの厚さは、0.10mmであった。OHPシートの印字面には、予め、コロナ処理が施されていた。また、水性インクの種類が異なっても、記録条件を変更しなかった。 A 2 cm square solid image was recorded on the printed surface of an A4 size transparency using an evaluation machine in an environment of a temperature of 25 ° C. and a humidity of 60% RH. The OHP sheet used for recording was a PET sheet. The thickness of the OHP sheet was 0.10 mm. The printed surface of the OHP sheet was previously subjected to corona treatment. Moreover, even if the type of water-based ink was different, the recording conditions were not changed.
乾燥機(設定温度:60℃)を用いて、ソリッド画像が記録されたOHPシートを2時間にわたって乾燥させた。乾燥後のOHPシートを複合機(京セラドキュメントソリューションズ株式会社製の「TASKalfa 2551ci」)の定着装置に通過させた。 An OHP sheet on which a solid image was recorded was dried for 2 hours using a dryer (set temperature: 60 ° C.). The dried OHP sheet was passed through a fixing device of a multifunction device (“TASKalfa 2551ci” manufactured by Kyocera Document Solutions Co., Ltd.).
定着装置を通過したOHPシートを用いて、こすり試験を行った。詳しくは、金属製の錘を、ソリッド画像の上で10往復させた。錘は、直径50mmの円柱形状を有していた。錘の質量は、1kgであった。錘の底面は、布帛で覆われていた。 A rubbing test was performed using an OHP sheet that had passed through a fixing device. Specifically, the metal weight was reciprocated 10 times on the solid image. The weight had a cylindrical shape with a diameter of 50 mm. The mass of the weight was 1 kg. The bottom of the weight was covered with cloth.
こすり試験の後、ソリッド画像の少なくとも一部分がOHPシートから剥離しているか否かを目視で確認した。評価基準を以下に示す。評価結果を表3に示す。
良好:ソリッド画像の剥離が確認されなかった。
不良:ソリッド画像の剥離が確認された。
After the rubbing test, it was visually confirmed whether or not at least a part of the solid image was peeled off from the transparency. The evaluation criteria are shown below. The evaluation results are shown in Table 3.
Good: No peeling of the solid image was confirmed.
Defective: Detachment of solid image was confirmed.
<水性インクの保存安定性>
水性インク(より具体的には、水性インクA−1〜A−5及びB−1〜B−4の各々)を測定用セル(厚さ:1mm)に収容した。測定用セルを分光光度計(株式会社日立ハイテクサイエンス製「U−3000」)にセットした後、分光光度計(株式会社日立ハイテクサイエンス製「U−3000」)を用いて水性インクの透過スペクトルを測定した。得られた透過スペクトルにおいて、波長が610nm付近における透過率を求めた。このようにして、初期の透過率を得た。
<Storage stability of water-based ink>
The water-based ink (more specifically, each of the water-based inks A-1 to A-5 and B-1 to B-4) was contained in the measurement cell (thickness: 1 mm). After setting the measurement cell in a spectrophotometer (“U-3000” manufactured by Hitachi High-Tech Science Corporation), the transmission spectrum of the water-based ink is measured using a spectrophotometer (“U-3000” manufactured by Hitachi High-Tech Science Corporation). It was measured. In the obtained transmission spectrum, the transmittance at a wavelength of around 610 nm was determined. In this way, the initial transmittance was obtained.
水性インクをポリエチレン製容器に入れて密閉した。密閉された容器を恒温槽(設定温度:60℃)に1週間静置した。その後、初期の透過率の測定方法に従い、静置後の透過率を得た。 The water-based ink was placed in a polyethylene container and sealed. The closed container was allowed to stand in a constant temperature bath (set temperature: 60 ° C.) for 1 week. Then, the transmittance after standing was obtained according to the initial method for measuring the transmittance.
評価基準を以下に示す。評価結果を表3に示す。
良好:透過率の変化率が5%未満であった。
不良:透過率の変化率が5%以上であった。
透過率の変化率は、下記式を用いて、算出された。
(透過率の変化率)=100×(初期の透過率と静置後の透過率との差の絶対値)/(初期の透過率)
The evaluation criteria are shown below. The evaluation results are shown in Table 3.
Good: The rate of change in transmittance was less than 5%.
Defective: The rate of change in transmittance was 5% or more.
The rate of change in transmittance was calculated using the following formula.
(Transmittance rate of change) = 100 × (Absolute value of the difference between the initial transmittance and the transmittance after standing) / (Initial transmittance)
[水性インクの評価結果]
表3に、水性インクの評価結果を示す。表3において、インクは、何れも、水性インクを意味する。
[Evaluation results of water-based ink]
Table 3 shows the evaluation results of the water-based ink. In Table 3, the inks mean water-based inks.
水性インクA−1〜A−5(より具体的には、実施例1〜5に係る水性インク)は、各々、前述の基本構成を備えていた。詳しくは、水性インクA−1〜A−5は、各々、水性媒体と、水性媒体中に存在する複数の顔料粒子と、水性媒体中に存在する樹脂とを含んでいた。被覆樹脂の総質量が、顔料粒子の総質量の1.4倍以上3.1倍以下であった。遊離樹脂の総質量が、水性媒体中に存在する樹脂の総質量に対し、3.0質量%未満であった。 Each of the water-based inks A-1 to A-5 (more specifically, the water-based ink according to Examples 1 to 5) had the above-mentioned basic configuration. Specifically, the water-based inks A-1 to A-5 each contained an water-based medium, a plurality of pigment particles present in the water-based medium, and a resin present in the water-based medium. The total mass of the coating resin was 1.4 times or more and 3.1 times or less the total mass of the pigment particles. The total mass of the free resin was less than 3.0% by mass with respect to the total mass of the resin present in the aqueous medium.
表3に示されるように、水性インクA−1〜A−5の粘度は、各々、5.0mPa・s以上7.0mPa・s以下であった。水性インクA−1〜A−5は、各々、定着性に優れ、保存安定性に優れた。 As shown in Table 3, the viscosities of the water-based inks A-1 to A-5 were 5.0 mPa · s or more and 7.0 mPa · s or less, respectively. Each of the water-based inks A-1 to A-5 was excellent in fixability and storage stability.
一方、水性インクB−1〜B−4(より具体的には、比較例1〜4に係る水性インク)は、各々、前述の基本構成を備えていなかった。詳しくは、水性インクB−1では、被覆樹脂の総質量が顔料粒子の総質量の1.4倍未満であった。水性インクB−1は、水性インクA−1〜A−5の各々に比べ、定着性に劣った。本発明者は、次に示すことを確認している。FMミキサーへ供給する顔料の量に比べてスチレン−アクリル酸系樹脂の供給量が少ない場合には、ソリッド画像の剥離は比較例1よりも顕著であった。 On the other hand, the water-based inks B-1 to B-4 (more specifically, the water-based inks according to Comparative Examples 1 to 4) did not have the above-mentioned basic configuration. Specifically, in the water-based ink B-1, the total mass of the coating resin was less than 1.4 times the total mass of the pigment particles. The water-based ink B-1 was inferior in fixability as compared with each of the water-based inks A-1 to A-5. The present inventor has confirmed the following. When the amount of the styrene-acrylic acid-based resin supplied was smaller than the amount of the pigment supplied to the FM mixer, the peeling of the solid image was more remarkable than in Comparative Example 1.
水性インクB−2では、被覆樹脂の総質量が顔料粒子の総質量の3.1倍超であった。また、遊離樹脂の総質量が水性媒体中に存在する樹脂の総質量に対して3.0質量%以上であった。水性インクB−2の粘度は、7.0mPa・s超であった。水性インクB−2は、水性インクA−1〜A−5の各々に比べ、保存安定性に劣った。 In the water-based ink B-2, the total mass of the coating resin was more than 3.1 times the total mass of the pigment particles. Further, the total mass of the free resin was 3.0% by mass or more with respect to the total mass of the resin present in the aqueous medium. The viscosity of the water-based ink B-2 was more than 7.0 mPa · s. The water-based ink B-2 was inferior in storage stability to each of the water-based inks A-1 to A-5.
水性インクB−3では、遊離樹脂の総質量が水性媒体中に存在する樹脂の総質量に対して3.0質量%以上であった。水性インクB−3は、遠心分離処理と置換処理とを実施することなく製造された。水性インクB−3の粘度は、7.0mPa・s超であった。水性インクB−3は、水性インクA−1〜A−5の各々に比べ、保存安定性に劣った。 In the water-based ink B-3, the total mass of the free resin was 3.0% by mass or more with respect to the total mass of the resin present in the water-based medium. The water-based ink B-3 was produced without performing a centrifugation treatment and a replacement treatment. The viscosity of the water-based ink B-3 was more than 7.0 mPa · s. The water-based ink B-3 was inferior in storage stability to each of the water-based inks A-1 to A-5.
水性インクB−4では、遊離樹脂の含有比率が3.0質量%をはるかに超えた。水性インクB−4は、混練工程を経ることなく製造された。水性インクB−4の粘度は、7.0mPa・s超であった。水性インクB−4は、水性インクA−1〜A−5の各々に比べ、保存安定性に劣った。 In the water-based ink B-4, the content ratio of the free resin far exceeded 3.0% by mass. The water-based ink B-4 was produced without going through a kneading step. The viscosity of the water-based ink B-4 was more than 7.0 mPa · s. The water-based ink B-4 was inferior in storage stability to each of the water-based inks A-1 to A-5.
本発明に係るインクジェット記録用水性インクは、例えば複合機において画像の記録に用いることに適している。 The water-based ink for inkjet recording according to the present invention is suitable for use in image recording in, for example, a multifunction device.
Claims (4)
前記水性媒体中に存在する複数の顔料粒子と、
前記水性媒体中に存在する樹脂と、
を含み、
前記水性媒体中に存在する樹脂のうち前記顔料粒子の表面に付着している樹脂の総質量が、前記顔料粒子の総質量の1.4倍以上3.1倍以下であり、
前記水性媒体中に存在する樹脂のうち前記顔料粒子の表面に付着せずに前記顔料粒子の表面から離れて存在する樹脂の総質量が、前記水性媒体中に存在する樹脂の総質量に対し、3.0質量%未満であり、
前記水性媒体中に存在する樹脂は、メタクリル酸メチルと、スチレンと、アクリル酸n−ブチルと、メタクリル酸との共重合体である、インクジェット記録用水性インク。 Aqueous medium and
With the plurality of pigment particles present in the aqueous medium,
The resin present in the aqueous medium and
Including
Among the resins present in the aqueous medium, the total mass of the resin adhering to the surface of the pigment particles is 1.4 times or more and 3.1 times or less the total mass of the pigment particles.
Of the resins present in the aqueous medium, the total mass of the resin existing away from the surface of the pigment particles without adhering to the surface of the pigment particles is based on the total mass of the resin present in the aqueous medium. less than 3.0% by mass is,
The resin present in the aqueous medium is a water-based ink for inkjet recording, which is a copolymer of methyl methacrylate, styrene, n-butyl acrylate, and methacrylic acid.
前記顔料粒子の表面に前記樹脂が付着してなる粒子は、前記顔料と前記樹脂との混練物の粉砕物である、請求項1に記載のインクジェット記録用水性インク。 Each of the pigment particles contains a pigment and
The water-based ink for inkjet recording according to claim 1, wherein the particles formed by adhering the resin to the surface of the pigment particles are pulverized products of a kneaded product of the pigment and the resin.
前記顔料と前記樹脂とを混練して前記混練物を得ることと、
分散液を得ることと、
を含み、
前記分散液を得ることは、前記混練物を水性媒体中で粉砕することを含み、
前記分散液は、前記混練物の粉砕物を含む、インクジェット記録用水性インクの製造方法。 The method for producing a water-based ink for inkjet recording according to claim 2.
And obtaining the kneaded product was kneaded with the said pigment resin,
Obtaining a dispersion and
Including
Obtaining the dispersion comprises grinding the kneaded product in an aqueous medium.
A method for producing a water-based ink for inkjet recording, wherein the dispersion liquid contains a pulverized product of the kneaded product.
前記混練物を前記水性媒体中で粉砕して得た第1液に対して遠心分離処理を行って第2液を得ることと、
前記第2液の上澄みを水性媒体で置換することと、
をさらに含む、請求項3に記載のインクジェット記録用水性インクの製造方法。 Obtaining the dispersion is
The first liquid obtained by pulverizing the kneaded product in the aqueous medium is subjected to a centrifugation treatment to obtain a second liquid.
Replacing the supernatant of the second liquid with an aqueous medium
The method for producing a water-based ink for inkjet recording according to claim 3, further comprising.
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