JPH115933A - Black pigment ink and production thereof - Google Patents

Black pigment ink and production thereof

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Publication number
JPH115933A
JPH115933A JP16095397A JP16095397A JPH115933A JP H115933 A JPH115933 A JP H115933A JP 16095397 A JP16095397 A JP 16095397A JP 16095397 A JP16095397 A JP 16095397A JP H115933 A JPH115933 A JP H115933A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pigment ink
black pigment
ink
carbon black
glycol
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP16095397A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yuichi Sakurai
友一 桜井
Shoji Nishihara
昭二 西原
Yukie Kawatsu
幸恵 川津
Shigeo Aoyama
青山  茂夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Maxell Holdings Ltd
Original Assignee
Hitachi Maxell Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Maxell Ltd filed Critical Hitachi Maxell Ltd
Priority to JP16095397A priority Critical patent/JPH115933A/en
Publication of JPH115933A publication Critical patent/JPH115933A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a black pigment ink excellent in setting quality and storage stability by incorporating a neutral or basic carbon black having a specified volatile content and a specific surface area, an amphiphatic compd. of which the hydrophilic part is polyethylene oxide and the hydrophobic part is an alkyl group, an anionic dispersant, an acetylenic glycol, and water into the same. SOLUTION: A neutral or basic carbon black having a volatile content of 4% or lower and a specific surface area of 100-400 m<2> /g and pref. being ultrafine particles with an average particle size of 100 nm or lower, an amphiphatic compd. of which the hydrophilic part is polyethylene oxide and the hydrophobic part is an alkyl group and/or an arom. ring and which pref. contains 80-97 wt.% polyethylene oxide part and pef. has a mol.wt. of 1.500-5.000, an anionic dispersant pref. being a copolymer comprising units having anionic functional groups and units having arom. rings and/or alkyl groups, an acetylenic glycol, and water are incorporated.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、黒色顔料インク、
特に印字ヘッドからインク液滴を吐出させて記録を行う
インクジェット記録方式に適したインクに関し、さらに
詳しくは印字品質および保存安定性などに優れた黒色顔
料インクに関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a black pigment ink,
In particular, the present invention relates to an ink suitable for an ink jet recording system in which recording is performed by discharging ink droplets from a print head, and more particularly to a black pigment ink excellent in print quality and storage stability.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のインクジェット記録では、各種染
料を水あるいは水と有機溶媒の混合溶媒などに溶解させ
た染料インクが用いられてきた。
2. Description of the Related Art In conventional ink jet recording, a dye ink in which various dyes are dissolved in water or a mixed solvent of water and an organic solvent has been used.

【0003】しかし、染料インクには、にじみが多く印
字品質に劣る、耐光性、耐水性に劣るなどの欠点があ
る。
[0003] However, the dye ink has drawbacks such as a large amount of bleeding, poor print quality, poor light fastness and poor water fastness.

【0004】そこで、にじみが少なくて印字品質に優
れ、耐光性、耐水性にも優れる顔料インクの検討が行わ
れるようになってきた。特に、文章で使用される黒色イ
ンクに関して、顔料化の要望が高い。黒色顔料として
は、一般的にカーボンブラックが検討されている。
[0004] Therefore, a study has been conducted on a pigment ink which is less bleeding, has excellent print quality, and is excellent in light resistance and water resistance. In particular, there is a high demand for pigmentation of black ink used in texts. As a black pigment, carbon black is generally studied.

【0005】例えば、特開平4−110363に、カーボンブ
ラックをスチレン−アクリル酸−アクリル酸エステル共
重合体で分散した水性顔料インクが開示されている。
For example, JP-A-4-110363 discloses an aqueous pigment ink in which carbon black is dispersed with a styrene-acrylic acid-acrylate copolymer.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、顔料イ
ンクにはインク中の顔料粒子の分散性や保存安定性等の
問題があり、完全に解決している訳ではない。
However, pigment inks have problems such as dispersibility and storage stability of pigment particles in the ink, and are not completely solved.

【0007】本発明の目的は、インクジェット記録に用
いる黒色顔料インクにおいて、印字品質に優れ、なおか
つ保存安定性にも優れた黒色顔料インクを提供すること
にある。
An object of the present invention is to provide a black pigment ink used for ink jet recording, which has excellent printing quality and storage stability.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明の黒色顔料インク
は、揮発分が4%以下でかつ比表面積が100〜400
2/gの中性または塩基性カーボンブラック、親水性部
分がポリエチレンオキサイドで疎水性部分がアルキル基
および/または芳香環である両親媒性化合物、アニオン
性分散剤、アセチレニックグリコール、水を含む溶液で
あることを特徴とする黒色顔料インクである。
The black pigment ink of the present invention has a volatile content of 4% or less and a specific surface area of 100 to 400.
m 2 / g neutral or basic carbon black, an amphiphilic compound in which the hydrophilic portion is polyethylene oxide and the hydrophobic portion is an alkyl group and / or an aromatic ring, an anionic dispersant, acetylenic glycol, and water. A black pigment ink characterized by being a solution containing the same.

【0009】我々が鋭意検討した結果、親水性部分がポ
リエチレンオキサイドで疎水性部分がアルキル基および
/または芳香環である両親媒性化合物とアニオン性分散
剤とアセチレニックグリコールの組み合わせにより、カ
ーボンブラックの分散性を向上し、カーボンブラック粒
子の分散安定性の高いインクにすることができ、しかも
いったん沈降した顔料を容易に再分散させることを見い
だした。従ってカーボンブラックを低粘度で均一に分散
させることが可能になり、印字品質に優れ、いったん沈
降した顔料を容易に再分散させることができる。
As a result of our intensive studies, carbon black was obtained by combining an amphiphilic compound in which the hydrophilic part was polyethylene oxide and the hydrophobic part was an alkyl group and / or an aromatic ring, an anionic dispersant and acetylenic glycol. Has been found to improve the dispersibility of the ink, to provide an ink having high dispersion stability of carbon black particles, and to easily redisperse the pigment once settled. Therefore, the carbon black can be uniformly dispersed with a low viscosity, the printing quality is excellent, and the pigment that has settled once can be easily redispersed.

【0010】カーボンブラックの表面には、カーボンブ
ラックの種類に拘わらず芳香環等の疎水基が存在する。
カーボンブラック表面の疎水基に対し、両親媒性化合
物、アニオン性分散剤、アセチレニックグリコールがど
のような影響を及ぼすかメカニズムはよくわからない
が、以下に示すように推定される。両親媒性化合物につ
いては、アルキル基および/または芳香環がカーボンブ
ラック表面の疎水基に吸着した状態になって、ポリエチ
レンオキサイドが立体反発力によりカーボンブラック同
士の凝集力を低下させている。アニオン性分散剤につい
ては、芳香環および/またはアルキル基を含むユニット
がカーボンブラック表面の疎水基に吸着した状態になっ
て、アニオン性の官能基を含むユニットに起因する静電
反発力によりカーボンブラック同士の凝集力を低下させ
ている。アセチレニックグリコールについては、直接的
にカーボンブラックの分散を向上させるのではなく、両
親媒性化合物およびアニオン性分散剤の分散能を補助す
る役割を果たしている。
[0010] Regardless of the type of carbon black, hydrophobic groups such as aromatic rings are present on the surface of carbon black.
The mechanism of how the amphiphilic compound, anionic dispersant, and acetylenic glycol affect the hydrophobic groups on the carbon black surface is not clearly understood, but is presumed as shown below. As for the amphiphilic compound, the alkyl group and / or the aromatic ring are in a state of being adsorbed to the hydrophobic group on the surface of the carbon black, and the polyethylene oxide reduces the cohesive force between the carbon blacks due to steric repulsion. With respect to the anionic dispersant, the unit containing an aromatic ring and / or an alkyl group is in a state of being adsorbed to a hydrophobic group on the surface of the carbon black, and the carbon black is subjected to electrostatic repulsion caused by the unit containing an anionic functional group. The cohesion between them is reduced. Acetylene glycol does not directly improve the dispersion of carbon black, but plays a role in assisting the dispersibility of the amphiphilic compound and the anionic dispersant.

【0011】また、我々が鋭意検討したところによれ
ば、カーボンブラックの種類により、高温保存性試験の
結果が著しく異なることがわかった。特に揮発分が多い
カーボンブラックは、高温保存しているとカーボンブラ
ック粒子同士の凝集により、印字ヘッドの目詰まり等の
問題が生じる。揮発分にはカルボン酸等の極性基が多く
含まれるが、本発明の両親媒性化合物は、上記カルボン
酸等の極性基には吸着せず、カーボンブラック表面の疎
水基に吸着する。揮発分が多くなると、本発明の黒色顔
料インクの長期保存中に、この極性基が直接あるいは溶
媒等を介在してカーボンブラック粒子同士の凝集が起こ
り、印字ヘッド等での目詰まりが起こりやすく、印字品
質も不十分になる。よって上記の理由により、本発明に
用いるカーボンブラックの揮発分は4%以下に抑える必
要がある。カーボンブラックの揮発分が4%以下であれ
ば、インクの保存安定性を満足させることができる。
[0011] Further, according to our intensive studies, it was found that the results of the high-temperature storage test significantly differed depending on the type of carbon black. In particular, carbon black, which contains a large amount of volatile components, causes problems such as clogging of the print head due to aggregation of carbon black particles when stored at high temperatures. Although the volatile matter contains a large amount of a polar group such as carboxylic acid, the amphiphilic compound of the present invention does not adsorb to the polar group such as the carboxylic acid, but to a hydrophobic group on the surface of carbon black. When the volatile content increases, during the long-term storage of the black pigment ink of the present invention, aggregation of carbon black particles occurs due to this polar group directly or through a solvent or the like, and clogging in a print head or the like easily occurs, The printing quality is also insufficient. Therefore, for the above reasons, the volatile matter of the carbon black used in the present invention must be suppressed to 4% or less. If the volatile matter of the carbon black is 4% or less, the storage stability of the ink can be satisfied.

【0012】また、カーボンブラックの比表面積は10
0〜400m2/gの範囲で、かつ中性または塩基性カー
ボンブラックにしておけば、インクの粘度も高くなく、
インクの保存安定性を高めることができる。
The specific surface area of carbon black is 10
In the range of 0 to 400 m 2 / g and neutral or basic carbon black, the viscosity of the ink is not high,
The storage stability of the ink can be improved.

【0013】本発明のカーボンブラックの使用量は、全
インク組成物に対して0.1〜20重量%、好ましくは
1.0〜10重量%である。この範囲内にしておけば、
インクとしての色調および光学濃度を満足し、また、顔
料インクの粘度および保存安定性を満足させることがで
きる。
The amount of the carbon black used in the present invention is 0.1 to 20% by weight, preferably 1.0 to 10% by weight, based on the whole ink composition. If you keep within this range,
The color tone and optical density of the ink can be satisfied, and the viscosity and storage stability of the pigment ink can be satisfied.

【0014】本発明の黒色顔料インク中のカーボンブラ
ックの粒子径は100nm以下であればよい。これを超
えるとインクの長期保存中にカーボンブラック粒子の沈
殿物が生じることがある。
The particle size of carbon black in the black pigment ink of the present invention may be 100 nm or less. If it exceeds this, sedimentation of carbon black particles may occur during long-term storage of the ink.

【0015】本発明の両親媒性化合物は、分子量150
0〜5000が好ましい。この範囲であれば、顔料イン
ク中の顔料粒子の分散および分散安定性を高くすること
ができる。また、本発明の分散剤中のポリエチレンオキ
サイドの割合は、全量の80〜97重量%、好ましくは
85〜95重量%である。この範囲にあれば、カーボン
ブラック同士の凝集力を低下させ、インクの保存安定性
を満足させることができる。
The amphiphilic compound of the present invention has a molecular weight of 150
0 to 5000 is preferred. Within this range, the dispersion and dispersion stability of the pigment particles in the pigment ink can be increased. The proportion of polyethylene oxide in the dispersant of the present invention is 80 to 97% by weight, preferably 85 to 95% by weight based on the total amount. Within this range, the cohesive force between carbon blacks can be reduced, and the storage stability of the ink can be satisfied.

【0016】また、本発明の両親媒性化合物の中で、疎
水部分がアルキルフェニル基である両親媒性化合物がカ
ーボンブラック粒子の分散性向上に有効である。カーボ
ンブラックは製法にかかわらずに表面にフェニル基やナ
フチル基等の芳香環を有する。このためアルキルフェニ
ル基がカーボンブラック表面の芳香環とより強く吸着
し、一層効果的にカーボンブラック粒子を分散させるこ
とが可能となる。
Further, among the amphiphilic compounds of the present invention, the amphiphilic compound whose hydrophobic part is an alkylphenyl group is effective for improving the dispersibility of carbon black particles. Carbon black has an aromatic ring such as a phenyl group or a naphthyl group on the surface regardless of the production method. Therefore, the alkylphenyl group is more strongly adsorbed to the aromatic ring on the surface of the carbon black, and the carbon black particles can be more effectively dispersed.

【0017】また、本発明の両親媒性化合物の添加量
は、全インク組成物に対して0.1〜20重量%、好ま
しくは0.1〜10重量%であり、この範囲内にしてお
けば、カーボンブラック粒子の分散性とインクの保存安
定性を高めることができる。
The amount of addition of the amphiphilic compound of the present invention is 0.1 to 20% by weight, preferably 0.1 to 10% by weight, based on the whole ink composition. For example, the dispersibility of the carbon black particles and the storage stability of the ink can be improved.

【0018】本発明のアニオン性分散剤は、少なくと
も、アニオン性の官能基を含むユニットと芳香環および
/またはアルキル基を含むユニットとを含む共重合体で
あることが好ましい。
The anionic dispersant of the present invention is preferably a copolymer containing at least a unit containing an anionic functional group and a unit containing an aromatic ring and / or an alkyl group.

【0019】本発明のアニオン性分散剤のアニオン性の
官能基としては、例えばカルボキシル基、スルホン基、
燐酸基などが挙げられる。これらの官能基はナトリウム
等の金属塩やアンモニウム塩として存在してもよい。
The anionic functional group of the anionic dispersant of the present invention includes, for example, a carboxyl group, a sulfone group,
And a phosphate group. These functional groups may be present as a metal salt such as sodium or an ammonium salt.

【0020】本発明のアニオン性分散剤の分子量は、特
に限定されないが、1000〜30000であることが
より好ましい。これは静電反発力により、カーボンブラ
ック同士の凝集力を低下させ、一方で複数のカーボンブ
ラック粒子に吸着して凝集した粗大粒子を形成しないよ
うにするためである。
The molecular weight of the anionic dispersant of the present invention is not particularly limited, but is more preferably from 1,000 to 30,000. This is because the cohesive force between the carbon blacks is reduced by the electrostatic repulsion force, while the coarse particles that are adsorbed on the plurality of carbon black particles and aggregated are not formed.

【0021】本発明のアニオン性分散剤の添加量は、全
インク組成物に対して0.1〜20重量%、好ましくは
0.1〜10重量%であり、この範囲内にしておけば、
インクの保存安定性を高め、インクの粘度を低下させる
ことが出来る。
The addition amount of the anionic dispersant of the present invention is 0.1 to 20% by weight, preferably 0.1 to 10% by weight, based on the whole ink composition.
It can increase the storage stability of the ink and lower the viscosity of the ink.

【0022】本発明のカーボンブラックと、両親媒性化
合物とアニオン性分散剤の合計との重量比が1:2〜
3:1であることが好ましい。これは優れた印字品質を
得るためである。
The weight ratio of the carbon black of the present invention to the total amount of the amphiphilic compound and the anionic dispersant is 1: 2 to 2.
Preferably it is 3: 1. This is to obtain excellent print quality.

【0023】また、アセチレニックグリコールの使用量
は、全インク組成物に対して、0.01重量%〜3重量
%好ましくは0.05重量%〜1重量%であり、この範
囲にしておけば、カーボンブラック粒子の分散性と保存
安定性を高めることができる。
The amount of acetylenic glycol used is 0.01 to 3% by weight, preferably 0.05 to 1% by weight, based on the whole ink composition. In this case, the dispersibility and storage stability of the carbon black particles can be improved.

【0024】本発明の黒色顔料インクは、揮発分が4%
以下でかつ比表面積が100〜400m2/gの中性また
は塩基性カーボンブラック、親水性部分がポリエチレン
オキサイドで疎水性部分がアルキル基および/または芳
香環である両親媒性化合物、アニオン性分散剤、アセチ
レニックグリコールおよび水以外に、エチレングリコー
ル、ジエチレングリコールおよびグリセリンの中からな
る群より選ばれた少なくとも1種の水溶性有機溶媒と、
炭素数が4〜6の炭化水素に2または3個の水酸基が結
合した水溶性化合物あるいはポリエチレングリコールを
含むことにより、印字ヘッドの目詰まり特性を一層向上
させることが可能となる。
The black pigment ink of the present invention has a volatile content of 4%.
Neutral or basic carbon black having a specific surface area of 100 to 400 m 2 / g, an amphiphilic compound having a hydrophilic portion of polyethylene oxide and a hydrophobic portion of an alkyl group and / or an aromatic ring, an anionic dispersant , Other than acetylenic glycol and water, at least one water-soluble organic solvent selected from the group consisting of ethylene glycol, diethylene glycol and glycerin,
By including a water-soluble compound in which two or three hydroxyl groups are bonded to a hydrocarbon having 4 to 6 carbon atoms or polyethylene glycol, the clogging characteristics of the print head can be further improved.

【0025】本発明の水溶性有機溶媒は、エチレングリ
コール、ジエチレングリコールおよびグリセリンの中か
らなる群より選ばれた少なくとも1種であればよい。
The water-soluble organic solvent of the present invention may be at least one selected from the group consisting of ethylene glycol, diethylene glycol and glycerin.

【0026】本発明の水溶性化合物は、炭素数が4〜6
の炭化水素に2または3個の水酸基が結合したものであ
れば1種類あるいは2種類以上の混合物でよい。例え
ば,1、2ーブタンジオール、1,4−ブタンジオー
ル,1,3−ブタンジオール,2,4−ペンタンジオー
ル,1,5−ペンタンジオール,2−メチル−2,4−ペ
ンタンジオール,1,2−シクロヘキサンジオール,
1,4−シクロヘキサンジオール,トリメチロールエタ
ン,トリメチロールプロパン,1、2、4ーブタントリ
オール,1,2,6−ヘキサントリオール,1、2、5
ーペンタントリオール、3ーメチルー1、5ーペンタン
ジオール、3ーヘキセンー2、5ージオール等が挙げら
れる。
The water-soluble compound of the present invention has 4 to 6 carbon atoms.
As long as two or three hydroxyl groups are bonded to the above hydrocarbon, one type or a mixture of two or more types may be used. For example, 1,2-butanediol, 1,4-butanediol, 1,3-butanediol, 2,4-pentanediol, 1,5-pentanediol, 2-methyl-2,4-pentanediol, 1,2- Cyclohexanediol,
1,4-cyclohexanediol, trimethylolethane, trimethylolpropane, 1,2,4-butanetriol, 1,2,6-hexanetriol, 1,2,5
-Pentanetriol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 3-hexene-2,5-diol and the like.

【0027】本発明のポリエチレングリコールの分子量
は200〜2000の範囲にあるのが好ましい。これは
ノズル目詰まりを防ぎ、インクの粘度を高くしないよう
にするためである。
[0027] The molecular weight of the polyethylene glycol of the present invention is preferably in the range of 200 to 2,000. This is to prevent nozzle clogging and not to increase the viscosity of the ink.

【0028】本発明の水溶性有機溶媒と、水溶性化合物
あるいはポリエチレングリコールの合計の含有量が8〜
25重量%であることが好ましい。これはノズル目詰ま
りを防ぎ,乾燥時間を遅くすることなく,優れた印字品
質を達成するためである。
The total content of the water-soluble organic solvent of the present invention and the water-soluble compound or polyethylene glycol is from 8 to
Preferably it is 25% by weight. This is to prevent nozzle clogging and achieve excellent printing quality without delaying the drying time.

【0029】本発明の水溶性有機溶媒と、水溶性化合物
あるいはポリエチレングリコールと組成比が重量比で
2:1〜1:5の範囲であることが好ましい。これはノ
ズル目詰まりを防ぎ,乾燥時間を遅くすることなく,優
れた印字品質を達成するためである。
The composition ratio of the water-soluble organic solvent of the present invention to the water-soluble compound or polyethylene glycol is preferably in the range of 2: 1 to 1: 5 by weight. This is to prevent nozzle clogging and achieve excellent printing quality without delaying the drying time.

【0030】本発明の両親媒性化合物とアニオン性分散
剤との合計と、水溶性化合物あるいはポリエチレングリ
コールとの重量比が1:5〜1:1の範囲にあることが
好ましい。これはノズル目詰まりを起こさないようにす
るためである。
The weight ratio of the sum of the amphiphilic compound and the anionic dispersant of the present invention to the water-soluble compound or polyethylene glycol is preferably in the range of 1: 5 to 1: 1. This is to prevent nozzle clogging.

【0031】黒色顔料インクは、少なくとも揮発分が4
%以下でかつ比表面積が100〜400m2/gの中性ま
たは塩基性カーボンブラック、親水性部分がポリエチレ
ンオキサイドで疎水性部分がアルキル基および/または
芳香環である両親媒性化合物、アニオン性分散剤、アセ
チレニックグリコール、水とを含む混合液を分散し、あ
るいはエチレングリコール,ジエチレングリコールおよ
びグリセリンの中からなる群より選ばれた少なくとも1
種の水溶性有機溶媒と、炭素数が4〜6の炭化水素に2
または3個の水酸基が結合した水溶性化合物あるいはポ
リエチレングリコールを加えて分散してもよい。必要に
応じて各種添加剤を加えて、インク化を行う。また、顔
料濃度の高い分散体をまず作製し、これに溶媒、各種添
加剤などを加えて希釈し、インク化して使用する事も可
能である。
The black pigment ink has a volatile content of at least 4
% Or less and a specific surface area of 100 to 400 m 2 / g neutral or basic carbon black, an amphiphilic compound in which the hydrophilic part is polyethylene oxide and the hydrophobic part is an alkyl group and / or an aromatic ring, anionic dispersion Or a mixture comprising an acetylenic glycol and water, or at least one selected from the group consisting of ethylene glycol, diethylene glycol and glycerin.
2 kinds of water-soluble organic solvents and hydrocarbons having 4 to 6 carbon atoms
Alternatively, a water-soluble compound having three hydroxyl groups bonded thereto or polyethylene glycol may be added and dispersed. Various additives are added as needed to form an ink. It is also possible to first prepare a dispersion having a high pigment concentration, dilute it by adding a solvent, various additives, and the like, and use the resulting dispersion as an ink.

【0032】本発明では溶媒として、水とエチレングリ
コール、ジエチレングリコールおよびグリセリンの中か
らなる群より選ばれた少なくとも1種の水溶性有機溶媒
の混合溶媒が用いられる。これ以外の有機溶媒を混合し
ても何等問題はない。例えば、トリエチレングリコー
ル、トリプロピレングリコール、ジメチルスルホキシ
ド、ジアセトンアルコール、グリセリンモノアリルエー
テル、プロピレングリコール、ポリエチレングリコー
ル、チオジグリコール、N−メチルー2ーピロリドン、
2ーピロリドン、γーブチロラクトン、1、3ージメチ
ルー2ーイミダゾリジノン、スルフォラン、トリメチロ
ールプロパン、ネオペンチルグリコール、エチレングリ
コールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエ
チルエーテル、エチレングリコールモノイソプロピルエ
ーテル、エチレングリコールモノアリルエーテル、ジエ
チレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリ
コールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモ
ノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチル
エーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、
ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、βージヒ
ドロキシエチルウレア、ウレア、アセトニルアセトン
ン、ペンタエリスリトール、ヘキシレングリコール、エ
チレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリ
コールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノイ
ソブチルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエ
ーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエ
チレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリ
コールモノイソブチルエーテル、トリエチレングリコー
ルモノブチルエーテル、トリエチレングリコールジメチ
ルエーテル、トリエチレングリコールジエチルエーテ
ル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、テト
ラエチレングリコールジエチルエーテル、プロピレング
リコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコール
モノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロ
ピルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエー
テル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、
グリセリンモノアセテート、グリセリンジアセテート、
グリセリントリアセテート、エチレングリコールモノメ
チルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメ
チルエーテルアセテート、シクロヘキサノール、、1ー
ブタノール、2、5ーヘキサンジオール,エタノール、
n−プロパノール、2−プロパノール、1ーメトキシー
2ープロパノール、フルフリルアルコール、テトラヒド
ロフルフリルアルコール等が挙げられる。
In the present invention, a mixed solvent of water and at least one water-soluble organic solvent selected from the group consisting of ethylene glycol, diethylene glycol and glycerin is used. There is no problem even if other organic solvents are mixed. For example, triethylene glycol, tripropylene glycol, dimethyl sulfoxide, diacetone alcohol, glycerin monoallyl ether, propylene glycol, polyethylene glycol, thiodiglycol, N-methyl-2-pyrrolidone,
2-pyrrolidone, γ-butyrolactone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, sulfolane, trimethylolpropane, neopentyl glycol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monoisopropyl ether, ethylene glycol monoallyl ether, Diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, triethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monomethyl ether,
Dipropylene glycol monomethyl ether, β-dihydroxyethyl urea, urea, acetonylacetone, pentaerythritol, hexylene glycol, ethylene glycol monopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monoisobutyl ether, ethylene glycol monophenyl ether, diethylene glycol Diethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monoisobutyl ether, triethylene glycol monobutyl ether, triethylene glycol dimethyl ether, triethylene glycol diethyl ether, tetraethylene glycol dimethyl ether, tetraethylene glycol diethyl ether, propylene glycol monobutyl ether Ether, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monopropyl ether, dipropylene glycol monobutyl ether, tripropylene glycol monomethyl ether,
Glycerin monoacetate, glycerin diacetate,
Glycerin triacetate, ethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monomethyl ether acetate, cyclohexanol, 1-butanol, 2,5-hexanediol, ethanol,
n-propanol, 2-propanol, 1-methoxy-2-propanol, furfuryl alcohol, tetrahydrofurfuryl alcohol and the like.

【0033】本発明で得られた黒色顔料インクの表面張
力は、20〜70dyne/cmの表面張力が好ましい。ま
た、25℃において10cP以下の粘度、さらには5cP以
下の粘度が好ましい。通常溶媒として水を使用するた
め、インクの粘度は1cP以上となる。上記の表面張力お
よび粘度を有することにより、本発明で得られた黒色顔
料インクはインクジェットプリンタによる安定な印字が
可能となる。
The surface tension of the black pigment ink obtained in the present invention is preferably from 20 to 70 dyne / cm. Further, the viscosity at 25 ° C. is preferably 10 cP or less, more preferably 5 cP or less. Since water is usually used as a solvent, the viscosity of the ink is 1 cP or more. By having the above-mentioned surface tension and viscosity, the black pigment ink obtained in the present invention can be stably printed by an inkjet printer.

【0034】本発明の黒色顔料インクを製造する分散機
としては、一般に使用される分散機なら如何なるもので
も良いが、例えば、ロールミル、ボールミル、遠心ミ
ル、遊星ボールミル等の容器駆動媒体ミル、サンドミル
等の高速回転ミルあるいは撹拌槽型ミル等の媒体撹拌ミ
ルが挙げられる。具体的黒色顔料インクの製造方法とし
ては、0.01〜1.0mmの粒子径のセラッミックビ
ーズを用いて遊星ボールミルあるいはサンドミルでイン
クを分散する方法がある。この場合に、遊星ボールミル
では加速度5〜50G、サンドミルではセラミックビー
ズの充填率50〜90%で周速5〜20m/sで行うと
好ましい。
The dispersing machine for producing the black pigment ink of the present invention may be any commonly used dispersing machine. For example, a container driving medium mill such as a roll mill, a ball mill, a centrifugal mill, a planetary ball mill, a sand mill, etc. And a medium stirring mill such as a high-speed rotation mill or a stirring tank type mill. As a specific method for producing a black pigment ink, there is a method of dispersing the ink using a planetary ball mill or a sand mill using ceramic beads having a particle diameter of 0.01 to 1.0 mm. In this case, it is preferable that the acceleration is 5 to 50 G in the case of a planetary ball mill and 50 to 90% of a ceramic bead at a peripheral speed of 5 to 20 m / s in a sand mill.

【0035】本発明ではまた、界面活性剤、印字ヘッド
の目詰まり防止剤、インクの消泡剤、乾燥防止剤、殺菌
剤、保湿剤、pH調整剤、印字への耐水性付与剤などの
インクジェットプリンタ用インクで従来から用いられて
いる各種添加剤を併用することが可能である。
In the present invention, ink jet inks such as a surfactant, an anti-clogging agent for a print head, an antifoaming agent for an ink, an anti-drying agent, a bactericide, a humectant, a pH adjuster, and a water-resistance imparting agent for printing. Various additives conventionally used in printer inks can be used in combination.

【0036】本発明のインクは、また、インクジェット
プリンタのインクとしてだけでなく、一般の水性印刷イ
ンクや塗料として利用することが可能である。さらに
は、本発明の製造方法で得られる黒色顔料は、水系溶媒
を置換することによって非水系のインクや塗料として用
いることも可能である。
The ink of the present invention can be used not only as an ink for an ink jet printer but also as a general aqueous printing ink or paint. Further, the black pigment obtained by the production method of the present invention can be used as a non-aqueous ink or paint by replacing an aqueous solvent.

【0037】[0037]

【発明の実施の形態】以下、具体的な実施例をあげて本
発明をさらに詳細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to specific examples.

【0038】(実施例1)以下の組成を、粒径0.3mmの
ジルコニアビーズを使ってサンドミルで4時間分散して
分散液を得る。
Example 1 The following composition was dispersed in a sand mill for 4 hours using zirconia beads having a particle size of 0.3 mm to obtain a dispersion.

【0039】 カーボンブラック 14重量部 (デグサ製 Printex75、揮発分:1.2%、比表面積:150m2/g) 両親媒性化合物 6重量部 (三洋化成製 ノニポール400) アニオン性分散剤 2重量部 (ジョンソンポリマー製 Joncryl62 分子量8500) アセチレニックグリコール 1重量部 イオン交換水 77重量部 この分散液35重量部を撹拌しながら、ジエチレングリ
コール8重量部、1,5−ペンタンジオール7重量部お
よびイオン交換水52重量部を30分間かけて滴下して
インクを得た。カーボンブラックの揮発分は、カーボン
ブラックを950℃、7分間加熱した前後の重量差から
求めた。また、比表面積は、窒素吸着を利用したBET法
によって測定した。
14 parts by weight of carbon black (Printex 75 manufactured by Degussa, volatile matter: 1.2%, specific surface area: 150 m 2 / g) 6 parts by weight of amphiphilic compound (Nonipol 400 manufactured by Sanyo Chemical) 2 parts by weight of anionic dispersant (Joncryl 62, molecular weight 8500, manufactured by Johnson Polymer) 1 part by weight of acetylenic glycol 77 parts by weight of ion-exchanged water While stirring 35 parts by weight of this dispersion, 8 parts by weight of diethylene glycol, 7 parts by weight of 1,5-pentanediol and ion-exchanged water 52 parts by weight were dropped over 30 minutes to obtain an ink. The volatile content of carbon black was determined from the difference in weight before and after heating the carbon black at 950 ° C. for 7 minutes. The specific surface area was measured by a BET method using nitrogen adsorption.

【0040】(実施例2)実施例1の分散液を35重量
部を撹拌しながら、ジエチレングリコール8重量部、ポ
リエチレングリコール(分子量:300)6重量部およ
びイオン交換水53重量部を30分間かけて滴下してイ
ンクを得た。
(Example 2) While stirring 35 parts by weight of the dispersion of Example 1, 8 parts by weight of diethylene glycol, 6 parts by weight of polyethylene glycol (molecular weight: 300) and 53 parts by weight of ion-exchanged water were taken for 30 minutes. The ink was obtained by dropping.

【0041】(実施例3)実施例1のカーボンブラック
をデグサ製 Printex85(揮発分:1.0%、比表面
積:200m2/g)、両親媒性化合物を三洋化成製ノニ
ポール700、アニオン性分散剤をジョンソンポリマー
製Joncryl61J(分子量12000)に変更し
た以外は実施例1と同様にしてインクを得た。
Example 3 The carbon black of Example 1 was manufactured by Degussa Printex 85 (volatile content: 1.0%, specific surface area: 200 m 2 / g), and the amphiphilic compound was manufactured by Sanyo Chemical Co., Ltd., Nonipol 700, anionic dispersion. An ink was obtained in the same manner as in Example 1 except that the agent was changed to Joncryl61J (molecular weight: 12,000) manufactured by Johnson Polymer.

【0042】(比較例1)実施例1のカーボンブラック
をデグサ製 Special Black 4A(揮発分:14%、比表
面積:180m2/g)に変更した以外は実施例1と同様
にしてインクを得た。
Comparative Example 1 An ink was obtained in the same manner as in Example 1 except that the carbon black of Example 1 was changed to Degussa Special Black 4A (volatile content: 14%, specific surface area: 180 m 2 / g). Was.

【0043】(比較例2)実施例1の両親媒性化合物と
アニオン性分散剤に替えて、スチレンーアクリル酸ーア
クリル酸ブチル共重合体(酸価60 重量平均分子量1
3000)8重量部を用いた以外は実施例1と同様にし
てインクを得た。
Comparative Example 2 A styrene-acrylic acid-butyl acrylate copolymer (acid value: 60, weight average molecular weight: 1) was used in place of the amphiphilic compound and the anionic dispersant of Example 1.
(3000) An ink was obtained in the same manner as in Example 1 except for using 8 parts by weight.

【0044】以上、実施例、比較例で得られたインク中
の顔料の粒径、インクの保存安定性、ヘッド目詰まりの
有無、印字の品質および粘度を図1に示す。
FIG. 1 shows the particle size of the pigment in the inks obtained in the examples and comparative examples, the storage stability of the ink, the presence or absence of head clogging, the quality and the viscosity of printing.

【0045】この図表で、顔料粒径は走査型電子顕微鏡
(日立製 S−4000)で評価しており、保存安定性
は、インクを70℃、7日間放置した後、粘度が放置前
の1.5倍以上のものを×とし、粘度が放置前の1.1
〜1.5倍のものを△とし、それ以外は○とした。再分
散性は、遠心機で10000G、3時間遠心処理し、強
制的に沈降させた顔料で評価し、○は顔料が容易に再分
散することを、△は再分散が困難な場合を示している。
粘度は粘度計(東機産業製 R100型)を用いて25
℃で測定した。ヘッド目詰まりは、一定量の文字を印字
後、キャッピングなどをしない状態で50℃,7日間放
置した後ノズル目詰まりの回復のためのクリーニング操
作を行い,何回の操作回数で正常な印字が可能かを判定
した。1〜5回のクリーニング操作で正常な印字ができ
た場合を○とし、6〜10回のクリーニング操作で正常
な印字ができた場合を△,11回以上のクリーニング操
作で正常な印字ができた場合を×で表している。印字品
質は、インクジェットプリンタで普通紙上に印字した記
録パターンをマクベスポータブル濃度計(サカタインク
ス製 RD−12000)を用いて光学密度を測定し
た。
In this chart, the pigment particle size was evaluated by a scanning electron microscope (S-4000, manufactured by Hitachi). The storage stability was as follows. .Times.5 times or more, x
1.51.5 times was designated as Δ, and the others were designated as ○. The redispersibility was evaluated by using a pigment centrifuged at 10,000 G for 3 hours in a centrifuge and forcedly settled. ○ indicates that the pigment was easily redispersed, and Δ indicates that the redispersion was difficult. I have.
The viscosity was measured using a viscometer (R100 type, manufactured by Toki Sangyo).
Measured in ° C. For head clogging, after printing a certain amount of characters, the head was left at 50 ° C for 7 days without capping, etc., and then a cleaning operation was performed to recover nozzle clogging. It was determined whether it was possible. The case where normal printing was able to be performed by 1 to 5 cleaning operations is indicated by “○”, the case where normal printing is performed by 6 to 10 cleaning operations is indicated by “△”, and the normal printing is performed by 11 or more cleaning operations. The case is represented by x. The print quality was measured by measuring the optical density of a recording pattern printed on plain paper by an ink jet printer using a Macbeth portable densitometer (RD-12000 manufactured by Sakata Inx).

【0046】[0046]

【発明の効果】図1から明らかなように、本発明による
黒色顔料インクは、揮発分が4%以下でかつ比表面積が
100〜400m2/gの中性または塩基性カーボンブラ
ックが親水性部分がポリエチレンオキサイドで疎水性部
分がアルキル基および/または芳香環である両親媒性化
合物、アニオン性分散剤、アセチレニックグリコールに
より分散されているため、印字品質に優れ、保存安定性
に優れている。
As is apparent from FIG. 1, the black pigment ink according to the present invention has a volatile content of 4% or less and a specific surface area of 100 to 400 m 2 / g in neutral or basic carbon black in a hydrophilic part. Is dispersed by an amphiphilic compound in which the hydrophobic portion is an alkyl group and / or an aromatic ring, an anionic dispersant, and acetylenic glycol, so that the printing quality is excellent and the storage stability is excellent. .

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

実施例、比較例で得られたインク中の顔料の粒径、イン
クの,保存安定性、ヘッド目詰まりの有無、印字の品質
および粘度を示した図表である。
5 is a table showing the particle diameter of pigment in ink obtained in Examples and Comparative Examples, storage stability of ink, presence or absence of head clogging, print quality and viscosity.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 青山 茂夫 大阪府茨木市丑寅一丁目1番88号 日立マ クセル株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Shigeo Aoyama 1-88 Ushitora, Ibaraki-shi, Osaka Hitachi Maxell Co., Ltd.

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 揮発分が4%以下でかつ比表面積が10
0〜400m2/gの中性または塩基性カーボンブラッ
ク、親水性部分がポリエチレンオキサイドで疎水性部分
がアルキル基および/または芳香環である両親媒性化合
物、アニオン性分散剤、アセチレニックグリコール、水
とを含むことを特徴とする黒色顔料インク。
1. The method according to claim 1, wherein the volatile component is 4% or less and the specific surface area is 10%.
0 to 400 m 2 / g neutral or basic carbon black, an amphiphilic compound in which the hydrophilic part is polyethylene oxide and the hydrophobic part is an alkyl group and / or an aromatic ring, an anionic dispersant, acetylenic glycol, A black pigment ink containing water.
【請求項2】 該カーボンブラックが平均粒子径100
nm以下の超微粒子であることを特徴とする請求項1記
載の黒色顔料インク。
2. The carbon black has an average particle diameter of 100.
2. The black pigment ink according to claim 1, wherein the black pigment ink is ultrafine particles having a diameter of not more than nm.
【請求項3】 該両親媒性化合物がポリエチレンオキサ
イドを80〜97wt%含むことを特徴とする請求項1
記載の黒色顔料インク。
3. The method according to claim 1, wherein said amphiphilic compound contains 80 to 97% by weight of polyethylene oxide.
The black pigment ink of the above.
【請求項4】 該両親媒性化合物の分子量が1500〜
5000であることを特徴とする請求項1記載の黒色顔
料インク。
4. The molecular weight of the amphiphilic compound is from 1500 to 1500.
2. The black pigment ink according to claim 1, wherein the weight is 5,000.
【請求項5】 該両親媒性化合物の疎水部分がアルキル
フェニル基であることを特徴とする請求項1記載の黒色
顔料インク。
5. The black pigment ink according to claim 1, wherein the hydrophobic part of the amphiphilic compound is an alkylphenyl group.
【請求項6】 該アニオン性分散剤が、少なくとも、ア
ニオン性の官能基を含むユニットと芳香環および/また
はアルキル基を含むユニットとを含む共重合体であるこ
とを特徴とする請求項1記載の黒色顔料インク。
6. The method according to claim 1, wherein the anionic dispersant is a copolymer containing at least a unit containing an anionic functional group and a unit containing an aromatic ring and / or an alkyl group. Black pigment ink.
【請求項7】 エチレングリコール、ジエチレングリコ
ールおよびグリセリンの中からなる群より選ばれた少な
くとも1種の水溶性有機溶媒と、炭素数が4〜6の炭化
水素に2または3個の水酸基が結合した水溶性化合物あ
るいはポリエチレングリコールを含むことを特徴とする
請求項1記載の黒色顔料インク。
7. At least one water-soluble organic solvent selected from the group consisting of ethylene glycol, diethylene glycol and glycerin, and a water-soluble organic solvent in which two or three hydroxyl groups are bonded to a hydrocarbon having 4 to 6 carbon atoms. The black pigment ink according to claim 1, wherein the black pigment ink contains a hydrophilic compound or polyethylene glycol.
【請求項8】 印字ヘッドからインク液滴を吐出させて
記録を行うインクジェット記録方式に用いられる請求項
1記載の黒色顔料インク。
8. The black pigment ink according to claim 1, which is used in an ink jet recording system in which recording is performed by discharging ink droplets from a print head.
【請求項9】 該黒色顔料インクが25℃において10
cP以下の粘度を有する請求項1記載の黒色顔料イン
ク。
9. The method according to claim 9, wherein the black pigment ink is 10 ° C. at 25 ° C.
The black pigment ink according to claim 1, which has a viscosity of cP or less.
【請求項10】 揮発分が4%以下でかつ比表面積が1
00〜400m2/gの中性または塩基性カーボンブラッ
ク、親水性部分がポリエチレンオキサイドで疎水性部分
がアルキル基および/または芳香環である両親媒性化合
物、アニオン性分散剤、アセチレニックグリコール、水
との存在下で、0.01〜1.0mmの粒子径のセラミック
ビーズで分散することを特徴とする黒色顔料インクの製
造方法。
10. A composition having a volatile content of 4% or less and a specific surface area of 1%.
100 to 400 m 2 / g neutral or basic carbon black, an amphiphilic compound in which the hydrophilic portion is polyethylene oxide and the hydrophobic portion is an alkyl group and / or an aromatic ring, an anionic dispersant, acetylenic glycol, A method for producing a black pigment ink, comprising dispersing with ceramic beads having a particle diameter of 0.01 to 1.0 mm in the presence of water.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1657285A1 (en) * 2004-10-20 2006-05-17 Fuji Photo Film Co., Ltd. Ink composition for ink jet recording and ink jet recording method
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US7780279B2 (en) 2003-10-23 2010-08-24 Fujifilm Imaging Colorants Limited Radiation-curable inks
CN104849918A (en) * 2015-04-07 2015-08-19 友达光电股份有限公司 Display panel, curved display panel and curved display module

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