WO2020003592A1 - 帯電制御方式のインクジェットプリンタ用インク - Google Patents

帯電制御方式のインクジェットプリンタ用インク Download PDF

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WO2020003592A1
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ink
charge control
inkjet printer
control system
unsaturated heterocyclic
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PCT/JP2019/006203
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佐々木　洋
拓也 音羽
雅彦 荻野
啓資 永井
和田　環
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株式会社日立産機システム
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Definitions

  • the present invention relates to an ink for an inkjet printer of a charge control type.
  • a charge control type inkjet printer is used in a wide range of fields such as foods and electronic components.
  • the ink of the charge control type ink jet printer is mainly composed of a resin, a colorant, a conductive agent, and a solvent. To this is added an additive such as a leveling agent for controlling the shape of the print dot.
  • Coloring agent is added for color development of ink.
  • the resin is added in order to hold a member such as a colorant at a printed portion.
  • a silicone compound is usually used as the leveling agent.
  • a charge control type ink jet printer ink particles ejected from a nozzle are charged, bent by a deflecting electrode, and sprayed onto a printing surface. Therefore, it is necessary to charge the ink.
  • the conductive agent is added to impart an appropriate charge to the ink droplet. Specifically, the conductive agent has a function of improving the conductivity of the ink and reducing the resistance.
  • an organic substance having a salt structure is used as the conductive agent.
  • Patent Document 1 discloses an inkjet ink composition containing an organic solvent such as acetone or propylene glycol methyl ether, a solvent-soluble binder resin, and a water-insoluble quinone dye. It also discloses that lithium trifluoromethanesulfonate can be used as the conductive agent.
  • Patent Document 2 discloses a formulation containing an organic semiconductor, an organic solvent, and an additive for increasing conductivity as a conductive ink for preparing an organic photovoltaic cell. It is disclosed that as a conductive additive, an alkali metal salt or an organic salt in which an anion is composed of triflate (trifluoromethanesulfonate) or bis (trifluoromethylsulfonyl) imide can be used.
  • Resin is mainly responsible for the abrasion resistance and adhesion of printing of ink for an ink jet printer, and the viscosity can be added to an acceptable level for printing.
  • the proportion of the colorant or the conductive agent in the ink is increased, the proportion of the resin added to secure the physical strength of the print is reduced, so that the abrasion resistance and the adhesion are reduced.
  • the colorant needs to be added to ensure visibility. Therefore, it is difficult to reduce the content of the coloring agent. Therefore, it is desired to reduce the rate of addition of the conductive agent while maintaining low resistance.
  • Patent Literature 1 has a problem in solubility in resins and solvents because cations are inorganic substances such as alkali metals.
  • Patent Document 2 The conductive composition disclosed in Patent Document 2 is intended for forming a circuit and the like, and does not include a resin and a coloring agent contained in the ink for an ink jet printer. Therefore, there is no problem of achieving both high adhesion and high abrasion resistance obtained by adding a resin and low resistance by adding a conductive agent.
  • an object of the present invention is to provide an ink for an ink jet printer that can reduce the addition ratio of a conductive agent and has low resistance.
  • the ink for a charge control type inkjet printer includes a resin, a pigment, a conductive agent, and a non-aqueous solvent, and the conductive agent generates anions and cations in the non-aqueous solvent.
  • the anion has a trifluoromethylsulfonyl group
  • the cation is a quaternary ammonium cation or has an unsaturated heterocyclic structure.
  • an ink for an ink jet printer which can reduce the addition ratio of a conductive agent and has a low resistance.
  • FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a printing process by an inkjet printer of a charge control system. 4 is a graph showing the resistances of the inks of Examples and Comparative Examples.
  • the ink contains a resin, a colorant, a non-aqueous solvent, and a conductive agent. These are stirred by a stirrer chip or an overhead stirrer or the like and are mutually compatible to form an ink.
  • the type of resin contained in the ink is not particularly limited as long as it is soluble in a solvent, and is selected in consideration of the adhesion to a printing target (substrate to be printed), abrasion resistance, and the like.
  • the resin specifically, an acrylic resin, a styrene acrylic resin, a polyvinyl butyral resin, a polyester resin, chlorine-containing vinyl acetate, and a mixture of these resins can be used.
  • the weight average molecular weight of these resins is preferably several thousands to 20,000.
  • the content of the resin in the ink is preferably 5 mass% or more from the viewpoint of ensuring the abrasion resistance and adhesion of printing. In order to obtain printable viscosity, the content of the resin in the ink is preferably 15 mass% or less.
  • Dyes or pigments can be used as the colorant.
  • the dye is not particularly limited as long as it is a material that is soluble in the solvent used. Specific examples include the following dyes. Examples of black dyes include oil black HBB (CI Solvent Black 3), Varifast Black 3804 (CI Solvent Black 34), Spirit Black SB (CI Solvent Black 5), and Oleosol Fast Black. RL (CI Solvent Black 27), Eizenzot Black 8 (CI Solvent Black 7), Orazole Black CN (CI Solvent Black 28) and the like.
  • HBB CI Solvent Black 3
  • Varifast Black 3804 CI Solvent Black 34
  • Spirit Black SB CI Solvent Black 5
  • Oleosol Fast Black RL
  • Eizenzot Black 8 CI Solvent Black 7
  • Orazole Black CN CI Solvent Black 28
  • Red dyes include Oil Red 5B (CI Solvent Red 27), Varifast Red 1306 (CI Solvent Red 109), Oleosol Fast Red BL (CI Solvent Red 132), Eizenzod Red 1 (CI Solvent Red 24), Orazole Red 3GL (CI Solvent Red 130), Philamid Red GR (CI Solvent Red 225) and the like.
  • yellow dyes examples include Oil Yellow 129 (CI Solvent Yellow 29), Oleosol Brilliant Yellow 5G (CI Solvent Yellow 150), Eizenzod Yellow 1 (CI Solvent Yellow 56), and Orazole. Yellow 3R (CI Solvent Yellow 25) and the like.
  • blue dyes examples include Oil Blue 2N (CI Solvent Blue 35), Varifast Blue 1605 (CI Solvent Blue 38), Oleosol Fast Blue ELN (CI Solvent Blue 70), Eizenzod Blue 1 (CI Solvent Blue 25) and Orazole Blue GN (CI Solvent Blue 67).
  • pigment carbon black can be used in the case of black.
  • white titanium dioxide, zinc oxide and the like can be used.
  • red cadmium red, red iron oxide (ferric trioxide), quinacridone red and the like can be used.
  • yellow chrome yellow, cadmium yellow, nickel titanium yellow or the like can be used.
  • blue Prussian blue, copper phthalocyanine, or the like can be used.
  • green phthalocyanine green, a mixture of chrome yellow and dark blue, titanium cobalt green and the like can be used.
  • the pigment excluding the white pigment is pulverized to an average particle diameter of 100 nm to 1000 nm together with an appropriate dispersant. If the white pigment is too small, the concealing ratio decreases, so the average particle size is preferably 200 nm or more, and this is added to the ink together with the dispersant.
  • Non-aqueous solvent is not particularly limited as long as it dissolves the resin and reduces the ink to a printable viscosity.
  • aromatic, ester, ketone, hydrocarbon, alcohol, glycol, etc. Organic solvent can be used.
  • the viscosity of the ink is controlled to about 1 to 5 mPa ⁇ S at 20 ° C. This is because when the viscosity is higher than this, it becomes difficult for the ink to be ejected from the printer head.
  • a ketone-based solvent such as 2-butanone (commonly known as methyl ethyl ketone (MEK)), acetone, and methyl isopropyl ketone is often used as a solvent for the ink of the ink jet printer of the charge control system.
  • MEK methyl ethyl ketone
  • acetone methyl isopropyl ketone
  • methyl isopropyl ketone is often used as a solvent for the ink of the ink jet printer of the charge control system.
  • MEK methyl ethyl ketone
  • acetone acetone
  • methyl isopropyl ketone is often used as a solvent for the ink of the ink jet printer of the charge control system.
  • the resin and the conductive agent have high solubility in a ketone-based solvent.
  • dimethoxyethane and ethanol may be used as the solvent.
  • the conductive agent has a salt structure that generates an anion and a cation in a non-aqueous solvent.
  • the anion has a trifluoromethylsulfonyl group (CF 3 SO 2 ), and the cation is a quaternary ammonium cation. Or has an unsaturated heterocyclic structure.
  • the ink composition hardly undergoes oxidation or reduction reaction. Further, unlike strong acids such as perchloric acid and nitric acid, it is also required that they do not show oxidizing power to substances in the ink composition. It is also necessary that the anion be chemically stable and exhibit little reducibility or nucleophilicity. That is, a strongly acidic and chemically stable acid is desired. As an example, an anion having a trifluoromethylsulfonyl group (CF 3 SO 2 ) can be given.
  • CF 3 SO 3 - conjugate base of trifluoromethanesulfonic acid
  • trifluoromethanesulfonate represented by, (CF 3 SO 2) 2 N - bis (trifluoromethanesulfonyl) represented by the conjugate of the imide base, (CF 3 SO 2) 3 C - tris (trifluoromethanesulfonyl) represented by the conjugate base like methide.
  • the conductive agent It is necessary to use a conductive agent that dissolves in a non-aqueous solvent. Since the ink mainly contains a ketone solvent such as MEK, it is preferable that the conductive agent is also soluble in the ketone solvent such as MEK.
  • an organic substance is used as the cation instead of an inorganic substance such as an alkali metal such as Li or Na.
  • the cation is a quaternary ammonium cation having 1 to 4 alkyl chains (a cation having a quaternary ammonium salt structure) or a cation having an unsaturated heterocyclic ring.
  • Examples of cations having a quaternary ammonium salt structure include amines having a linear or branched alkyl chain and amines having a heterocyclic structure such as pyrrole and pyridine.
  • the unsaturated heterocyclic structure preferably contains nitrogen, and more preferably a monocyclic unsaturated six-membered ring structure or a monocyclic unsaturated five-membered ring structure.
  • tetraalkylammonium salt (cation is a tetraalkylammonium ion), which is often used as a conductive agent for ink, has a higher solubility in an organic solvent as the alkyl group is longer. Therefore, it is preferable to use, as the cation, a tetraalkylammonium ion having an alkyl group having 4 or more carbon atoms in the charge controlling ink jet printer ink.
  • the cation of a tetraalkylammonium ion having an alkyl group having 4 or more carbon atoms has a large molecular weight.
  • the molecular weights of the elements are rounded off to the decimal point and calculated as integers, the molecular weight is 308 when the number of carbon atoms of the alkyl group is 4, the molecular weight is 420 when the number of carbon atoms is 6, and the molecular weight is 532 when the number of carbon atoms is 8.
  • the molecular weight is 392, and in the case of a phenyl group into which a fluoro group is introduced, the molecular weight is 464 in order to improve the solubility in an organic solvent.
  • the molecular weight can be reduced.
  • the molecular weights of the imidazolium structure and the pyrrolium structure having a monocyclic unsaturated five-membered ring structure are as small as 69 and 72, respectively.
  • the molecular weight of the pyridinium structure having a monocyclic unsaturated six-membered ring structure is as small as 80. In these structures, solubility in an organic solvent can be ensured by introducing one or two alkyl groups into nitrogen in the molecule.
  • the total carbon number of the linear or branched hydrocarbon group bonded to the nitrogen of the pyridinium structure is preferably 4 to 10.
  • the total carbon number of the linear or branched hydrocarbon group bonded to nitrogen of the imidazolium structure is preferably 2 to 8.
  • the total carbon number of the straight-chain or branched hydrocarbon group bonded to the nitrogen of the pyrrolium structure is preferably 4 to 8.
  • a conductive agent having an acid salt structure having a trifluoromethylsulfonyl group having a small molecular weight can be obtained.
  • the nitrogen at position 1 is quaternized and has high hydrophilicity. In other words, since the hydrophobicity is low, it is preferable to introduce a hydrophobic alkyl group into the nitrogen at position 1 in order to improve the solubility of the nitrogen site in a hydrophobic organic solvent such as MEK.
  • a site remote from nitrogen is preferable. It is preferable to be at the third and fourth positions rather than at the second position. This is because the thermal stability of the salt structure can be enhanced by facilitating the access of the anion to the vicinity of nitrogen.
  • an alkyl group is present at the 2-position, steric hindrance occurs and the approach of anions to nitrogen is prevented, so that the thermal stability of the salt tends to decrease.
  • the ink may be heated to several tens of degrees near a heat-generating part such as a pump inside an ink jet printer, it is important to secure thermal stability. Therefore, in order to ensure thermal stability, it is preferable that the alkyl group other than the 1-position is a site away from nitrogen, such as the 3-position or 4-position.
  • the unsaturated heterocyclic structure is a pyridinium structure
  • a hydrocarbon group having a linear or branched structure is bonded to the first and third positions of the pyridinium structure as represented by Chemical Formula 1,
  • the total carbon number of the hydrocarbon group bonded to the 1-position and the 3-position is preferably 4 to 10.
  • R1 and R2 are each an independent alkyl group, and the total carbon number of R1 and R2 is 4 or more and 10 or less.
  • the unsaturated heterocyclic structure is an imidazolium structure
  • a linear or branched hydrocarbon group is bonded to the first and third positions of the imidazolium structure as represented by Chemical Formula 2.
  • the total number of carbon atoms of the hydrocarbon group bonded to the 1-position and the 3-position is preferably 2 to 8.
  • R1 and R2 are each an independent alkyl group, and the total carbon number of R1 and R2 is 2 or more and 8 or less.
  • the unsaturated heterocyclic structure is a pyrrolium structure
  • two linear or branched hydrocarbon groups are bonded to position 1 of the pyrrolium structure represented by Chemical Formula 3, and the bond is bonded to position 1.
  • the total number of carbon atoms of the two hydrocarbon groups is preferably 4 to 8.
  • R1 and R2 are each an independent alkyl group, and the total carbon number of R1 and R2 is 4 or more and 8 or less.
  • the conductive agent compounds represented by the following compound group 1, compound group 2, and compound group 3 are preferable.
  • R1 and R2 are each an independent alkyl group, and the total carbon number of R1 and R2 is 2 or more and 8 or less.
  • n is an integer of 1 or more and 3 or less, when n is 1, X is oxygen, when n is 2, X is nitrogen, and when n is 3, X is carbon.
  • R1 and R2 are each an independent alkyl group, and the total carbon number of R1 and R2 is 4 or more and 8 or less.
  • n is 1 or more and 3 or less, when n is 1, X is oxygen, when n is 2, X is nitrogen, and when n is 3, X is carbon.
  • R1 and R2 are each an independent alkyl group, and the total carbon number of R1 and R2 is 4 or more and 10 or less.
  • n is 1 or more and 3 or less, when n is 1, X is oxygen, when n is 2, X is nitrogen, and when n is 3, X is carbon.
  • the molecular weight of Compound Group 1 is 97-181
  • Compound Group 2 has a molecular weight of 180 to 292
  • Compound Group 3 has a molecular weight of 136 to 220. Therefore, from the viewpoint of solubility in a solvent, it is particularly preferable to use Compound Group 1 as a conductive agent.
  • a photo-curable ink that is cured by irradiating light such as ultraviolet rays may be used.
  • the photocurable ink contains a solvent, a resin, a colorant, a conductive agent, a resin precursor, a polymerization initiator, and the like.
  • the solvent, the resin, the colorant, and the conductive agent those similar to the above-described inks can be used.
  • the resin precursor has a polymerizable double bond.
  • the resin precursor By irradiating the resin precursor with light such as ultraviolet rays in the presence of a polymerization initiator, the resin precursor becomes a polymer and cures.
  • Acrylic monomer or methacrylate monomer is used as the resin precursor.
  • Acrylic monomers include, for example, methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, butyl acrylate, hexyl acrylate, octyl acrylate, decyl acrylate, dodecyl acrylate, stearyl acrylate, isopropyl acrylate, isobutyl acrylate, acrylic acid 2-ethylbutyl, 2-ethylhexyl acrylate, cyclohexyl acrylate, cyclooctyl acrylate, cyclodecyl acrylate, methoxy polyethylene glycol acrylate, phenoxy polyethylene glycol acrylate, polyethylene glycol diacrylate, dipropylene glycol diacrylate, 1,6-hexanediol Diacrylate, 1,8-octanediol diacrylate, 1,10
  • Methacrylate monomers are, for example, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate, butyl methacrylate, hexyl methacrylate, octyl methacrylate, decyl methacrylate, dodecyl methacrylate, stearyl methacrylate, isopropyl methacrylate, isobutyl methacrylate, methacrylic acid 2-ethylbutyl, 2-ethylhexyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, cyclooctyl methacrylate, cyclodecyl methacrylate, methoxypolyethylene glycol methacrylate, phenoxyethylene glycol methacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, diethylene glycol dimethacrylate, triethylene glycol dimethacrylate, polyethylene glycol Dimethacrylate, 1,6 Hexanediol dime
  • the polymerization initiator is selected according to the type of polymerization reaction.
  • the structure of the initiator includes a peroxide type, an alkylphenone type and an oxime ester type.
  • the peroxide for example, azobisisobutyronitrile, benzoyl peroxide, di-tert-butyl peroxide, and as the alkylphenone, 2,2-dimethoxy-1,2-diphenylpropan-1-one, 2-hydroxy- 2-methyl-1-phenyl-propan-1-one, 2,4,6-trimethylbenzoyl-diphenyl-phosphine oxide, and the oxime ester system is 1,2-octanedione, 1- [4- (phenylthio)- 2- (orthobenzoyl oxime)] and the like.
  • Inkjet Printer It is possible to put the ink described above in an inkjet printer, perform printing, and give a desired print.
  • FIG. 1 shows a printing process of an electrification control type ink jet printer up to ink ejection and landing.
  • the ink droplet 2 ejected from the nozzle 1 is charged by the charging electrode 3, and then the direction is controlled by the deflection electrode 4 to land on the substrate 5 to be printed. Unprinted ink is collected from the gutter 6 and returned to an ink tank (not shown in FIG. 1).
  • the dot size of the printed ink is approximately 300 to 400 ⁇ m.
  • the substrate to be printed is a resin surface such as polypropylene (PP) or polyethylene (PE)
  • the dot size is as small as about 300 to 350 ⁇ m because the substrate to be printed has high hydrophobicity.
  • the dot size is about 350 to 400 ⁇ m.
  • Titanium dioxide powder 100 g having an average particle diameter of 300 nm
  • polyvinyl butyral resin 32 g having a hydroxyl value of 130 and a weight average molecular weight of 15,000
  • 2-butanone 308 g
  • An acrylic resin having an acid value of 74 and a weight average molecular weight of 10,000 (100 g), a polydimethylsiloxane derivative having a polyethoxy chain at both ends represented by the following chemical formula 4 (2 g), and a conductive agent were added. .
  • Compound 1-17 shown below was used as the conductive agent, and the amount added was 3 g or 5 g.
  • a carbon black powder (50 g) having an average particle diameter of 150 nm was mixed with a polyvinyl butyral resin (30 g) having a hydroxyl value of 130 and a weight average molecular weight of 15,000 and MEK (570 g) by a bead mill to prepare a carbon black dispersion.
  • the UV curable ink 33 was adjusted.
  • the resistance value of the ink was 2000 ⁇ regardless of whether the addition ratio of the conductive agent was 0.3% by mass or 0.5% by mass. Cm.
  • any of the anions of CF 3 SO 3 ⁇ , (CF 3 SO 2 ) 2 N ⁇ , (CF 3 SO 2 ) 3 C ⁇ and imidazo It has been found that the use of a cation salt having a lithium structure, a pyrrolium structure or a pyridinium structure as a conductive agent can greatly reduce the resistance of the ink with a small addition rate.
  • the resistance values of the inks 17, 19, 21, and 23-26 exceeded 2000 ⁇ ⁇ cm.
  • the resistance was 2000 ⁇ ⁇ cm or less, but the addition ratio of the conductive agent was as large as 0.5% by mass.
  • the resistance of the inks 17 to 26 was increased because the anions constituting the conductive agent were bromine ions. From the above results, it has been clarified that, in the chemical structure of the conductive agent, when the anion has a structure containing CF 3 SO 2 , the ink resistance can be greatly reduced and good printing can be performed.
  • ⁇ Ink print evaluation> The adjusted ink 1-33 was filled in an inkjet printer UX manufactured by Hitachi Industrial Equipment Systems Co., Ltd., and the printing operation was confirmed. Table 1 shows the printing results. In Table 1, “ ⁇ ” indicates good printing, “ ⁇ ” indicates normal printing, and “ ⁇ ” indicates that printing was impossible.
  • the ink 33 was irradiated with 2 J / cm 2 of light using a UV LED lamp capable of irradiating 365 nm ultraviolet light after printing, it was confirmed that the print was solidified. Therefore, even if a resin precursor is used instead of the resin, the conductive agent having a trifluoromethanesulfonic acid-structured anion can greatly reduce the resistance of the ink with a small addition rate, and it is apparent that good printing can be performed. Became.
  • the conductivity of the ink can be reduced with a small addition amount. It was found that the properties could be improved. By using this ink, the conductivity of the ink can be improved while maintaining the effects of resin addition such as adhesion and rub resistance.

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Abstract

導電剤の添加率を低減でき、かつ低抵抗なインクジェットプリンタ用インクを提供することを目的とする。上記課題を解決するために、本発明に係る帯電制御方式のインクジェットプリンタ用インクは、樹脂、顔料、導電剤、非水溶剤を含み、導電剤は非水溶剤中で陰イオン及び陽イオンを生じる塩構造であって、陰イオンはトリフルオロメチルスルホニル基を有し、陽イオンは第四級アンモニウムカチオンであるか、不飽和複素環構造を有することを特徴とする。

Description

帯電制御方式のインクジェットプリンタ用インク
　本発明は、帯電制御方式のインクジェットプリンタ用インクに関する。
　賞味期限、使用期限、製造番号等の印刷のため、食品、電子部品等幅広い分野で帯電制御方式のインクジェットプリンタが用いられている。帯電制御式インクジェットプリンタのインクは、主に樹脂、着色剤、導電剤、溶剤から構成されている。これに印字ドットの形状を制御するためのレベリング剤等の添加剤が加えられる。
　着色剤はインクの発色のために添加される。樹脂は、着色剤等の部材を印字部分に保持するために添加される。レベリング剤としては通常シリコーン系の化合物が用いられる。
　帯電制御方式のインクジェットプリンタでは、ノズルから吐出したインク粒子を帯電させ、偏向電極で曲げて印字面にインクを吹き付けている。そのため、インクに電荷をチャージする必要がある。導電剤は、インク滴に適正なチャージを付与するために添加される。具体的には導電剤はインクの導電性を向上させ抵抗を低減する機能を有する。
　導電剤としては、一般的に塩構造を有する有機物が用いられる。
　特許文献１には、アセトン、プロピレングリコールメチルエーテル等の有機溶媒と、溶媒可溶性のバインダ樹脂と、水不溶性キノン染料と、を含むインクジェット用インク組成物が開示されている。また、導電剤としてリチウムトリフルオロメタンスルホネートを用いることができることが開示されている。
　特許文献２には、有機光起電セルを調製するための導電性インクとして、有機半導体と、有機溶媒と、導電性を増加させるための添加剤とを含む調合物が開示されている。導電性添加剤として、アニオンがトリフレート（トリフルオロメタンスルホネート）又はビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミドからなるアルカリ金属塩や有機塩を用いることができることが開示されている。
特表２０１０－５０３７４１号公報 特表２０１１－５０４６５０号公報
　インクジェットプリンタ用インクの印字の耐擦性、密着性は主に樹脂が担っており、印字するために許容できる粘度まで添加することが可能である。インクにおける着色剤や導電剤の割合を高めると、印字の物理的強度を確保するために添加している樹脂の割合が低下するため、耐擦性、密着性が低下する。着色剤は視認性を確保するため添加する必要がある。そのため着色剤の含有率を減らすのは困難である。そこで、低抵抗を維持したまま、導電剤の添加率を減らすことが望まれている。
　特許文献１に開示された導電剤は、陽イオンがアルカリ金属等の無機物であるため、樹脂、溶剤への溶解性に課題がある。
　特許文献２に開示された導電性調合物は、回路等の形成を目的としており、インクジェットプリンタ用インクに含まれる樹脂、着色剤を含まない。そのため、樹脂の添加により得られる高密着・高耐擦と、導電剤の添加による低抵抗化と、を両立させるという課題が生じない。
　そこで、本発明は、導電剤の添加率を低減でき、かつ低抵抗なインクジェットプリンタ用インクを提供することを目的とする。
　上記課題を解決するために、本発明に係る帯電制御方式のインクジェットプリンタ用インクは、樹脂、顔料、導電剤、非水溶剤を含み、導電剤は非水溶剤中で陰イオン及び陽イオンを生じる塩構造であって、陰イオンはトリフルオロメチルスルホニル基を有し、陽イオンは第四級アンモニウムカチオンであるか、不飽和複素環構造を有することを特徴とする。
　本発明によれば、導電剤の添加率を低減でき、かつ低抵抗なインクジェットプリンタ用インクを提供できる。
帯電制御方式のインクジェットプリンタによる印字プロセスを示す模式図である。 実施例及び比較例のインクの抵抗を示したグラフである。
　以下、図面等を用いて、本発明の実施形態について説明する。
　１．インクジェットプリンタ用インク
　インクは、樹脂、着色剤、非水溶剤、導電剤を含む。これらをスターラーチップ又はオーバーヘッドスターラー等により攪拌しお互いを相溶させることによりインクが形成される。
　＜樹脂＞
　インクに含まれる樹脂の種類は溶剤に溶解するものであれば特に限定されず、印字対象（被印字物）への密着性や耐擦性等を考慮して選定される。樹脂としては、具体的には、アクリル樹脂、スチレンアクリル樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリエステル樹脂、塩素含有の酢酸ビニル、及びこれらの樹脂の混合物を用いることができる。これら樹脂の重量平均分子量は数千～２万程度であることが好ましい。印字の耐擦性、密着性を確保する点で、インク中の樹脂の含有率は、５ｍａｓｓ％以上であることがこのましい。印字可能な粘度とするために、インク中の樹脂の含有量は１５ｍａｓｓ％以下であることが好ましい。
　＜着色剤＞
　着色剤としては、染料又は顔料を用いることができる。
　（染料）
　染料は用いる溶剤に溶解する材料であれば特に限定は無い。具体的には以下の染料が挙げられる。黒色系染料としては、オイルブラックＨＢＢ（Ｃ．Ｉ．ソルベントブラック３）、バリファストブラック３８０４（Ｃ．Ｉ．ソルベントブラック３４）、スピリットブラックＳＢ（Ｃ．Ｉ．ソルベントブラック５）、オレオゾルファストブラックＲＬ（Ｃ．Ｉ．ソルベントブラック２７）、アイゼンゾットブラック８（Ｃ．Ｉ．ソルベントブラック７）、オラゾールブラックＣＮ（Ｃ．Ｉ．ソルベントブラック２８）等が挙げられる。
　赤色系染料としては、オイルレッド５Ｂ（Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド２７）、バリファストレッド１３０６（Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド１０９）、オレオゾルファストレッドＢＬ（Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド１３２）、アイゼンゾットレッド１（Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド２４）、オラゾールレッド３ＧＬ（Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド１３０）、フィラミッドレッドＧＲ（Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド２２５）等が挙げられる。
　黄色系染料としては、オイルイエロー１２９（Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー２９）、オレオゾルブリリアントイエロー５Ｇ（Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー１５０）、アイゼンゾットイエロー１（Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー５６）、オラゾールイエロー３Ｒ（Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー２５）等が挙げられる。
　青色系染料としては、オイルブルー２Ｎ（Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー３５）、バリファストブルー１６０５（Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー３８）、オレオゾルファストブルーＥＬＮ（Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー７０）、アイゼンゾットブルー１（Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー２５）、オラゾールブルーＧＮ（Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー６７）等が挙げられる。
　（顔料）
　顔料としては、黒色の場合はカーボンブラックを用いることができる。白色の場合は二酸化チタン、酸化亜鉛等を用いることができる。赤色の場合はカドミウムレッド、ベンガラ（三酸化第二鉄）、キナクリドンレッド等を用いることができる。黄色の場合はクロムイエロー、カドミウムイエロー、ニッケルチタンイエロー等を用いることができる。青色の場合はプルシアンブルー、銅フタロシアニン等を用いることができる。緑色の場合はフタロシアニングリーン、クロムイエローと紺青の混合物、チタンコバルト緑等を用いることができる。
　白色顔料を除く顔料は平均粒子径１００ｎｍ～１０００ｎｍに粉砕したものを適切な分散剤とともに用いることが好ましい。白色顔料は小さすぎると隠蔽率が低下するので、平均粒子径は２００ｎｍ以上であることが好ましく、これを分散剤とともにインクに添加する。
　＜非水溶剤＞
　非水溶剤としては、樹脂を溶解し、インクを印字可能な粘度まで低減させるものであれば特に制限はなく、例えば、芳香系、エステル系、ケトン系、炭化水素系、アルコール系、グリコール系等の有機溶剤を用いることができる。なお、帯電制御方式のインクジェットプリンタでは、インクの粘度は２０℃で約１～５ｍＰａ・Ｓに制御されている。これより高粘度の場合はインクがプリンタヘッドから吐出しにくくなるためである。
　帯電制御方式のインクジェットプリンタのインクの溶剤としては、２－ブタノン（慣用名はメチルエチルケトン（ＭＥＫ））、アセトン、メチルイソプロピルケトン等のケトン系溶剤が用いられることが多い。これらの溶剤は、樹脂を溶解しやすいことに加え、蒸気圧が大きいため、印字後の乾燥が早い。そのため、樹脂、導電剤はケトン系の溶剤への溶解性が高いことが好ましい。ケトン系溶剤の他には、ジメトキシエタン、エタノールを溶剤に用いても良い。
　＜導電剤＞
　導電剤は、非水溶剤中で陰イオン及び陽イオンを生じる塩構造であって、陰イオンはトリフルオロメチルスルホニル基（ＣＦ３ＳＯ２）を有し、陽イオンは、第四級アンモニウムカチオンであるか、不飽和複素環構造を有する。
　（陰イオン）
　インク中の導電剤の含有割合を高めると、印字の物理的強度を確保するために添加している樹脂のインク中（印字中）の含有割合が低下するため、印字の耐擦性、密着性が低下する。そのため導電剤の添加率は極力下げる必要がある。
　我々の検討の結果、導電剤を構成している塩構造のうち、陰イオンは、それにプロトンが結合した酸の酸性が強いものほど、添加量が小さく導電性が高まることが判った。酸の強度を示すパラメータの一つにハメットの酸度関数があるが、この酸度関数で－１２以上のものが好ましいことが判った。
　また、インク組成中の物質からの酸化、還元反応をほとんど受けないことも必要である。更に過塩素酸や硝酸などの強酸とは異なりインク組成中の物質に対する酸化力も示さないことも求められる。陰イオンとしても化学的に安定で、還元性や求核性をほとんど示さないことも必要である。つまり、強酸性で且つ化学的に安定な酸が望まれている。これに該当するものとしては、トリフルオロメチルスルホニル基（ＣＦ３ＳＯ２）を有する陰イオンが挙げられる。具体的には、ＣＦ３ＳＯ３ －で表されるトリフルオロメタンスルホナート（トリフルオロメタンスルホン酸の共役塩基）、（ＣＦ３ＳＯ２）２Ｎ－で表されるビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドの共役塩基、（ＣＦ３ＳＯ２）３Ｃ－で表されるトリス（トリフルオロメタンスルホニル）メチドの共役塩基等である。
　（陽イオン）
　導電剤としては、非水溶剤に溶解するものを用いる必要がある。インクはＭＥＫ等のケトン系溶剤が主流のため導電剤もＭＥＫ等のケトン系溶剤に溶解するものであることが好ましい。溶剤への溶解性を向上させるために、本発明では、陽イオンはＬｉ、Ｎａといったアルカリ金属等の無機物ではなく有機物を用いる。具体的には陽イオンは１～４本のアルキル鎖を有する第四級アンモニウムカチオン（第四級アンモニウム塩構造を有する陽イオン）であるか、不飽和複素環を有する陽イオンである。
　第四級アンモニウム塩構造を有する陽イオンとしては、直鎖構造又は分岐構造のアルキル鎖を有するアミンや、ピロール、ピリジン等の複素環構造を有するアミンが挙げられる。
　また、不飽和複素環構造は、窒素を含有することが好ましく、さらに単環の不飽和六員環構造又は単環の不飽和五員環構造であることが好ましい。
　インクに対する添加率を低減するためには、陽イオンの分子量は小さい方がよい。インクの導電剤として良く使用されているテトラアルキルアンモニウム塩（陽イオンはテトラアルキルアンモニウムイオン）は、アルキル基が長いほど有機溶剤への溶解性が高い。そのため、帯電制御方式のインクジェットプリンタ用インクには、炭素数が４以上のアルキル基を有するテトラアルキルアンモニウムイオンを陽イオンとして用いることが好ましい。ただし、炭素数が４以上のアルキル基を有するテトラアルキルアンモニウムイオンを陽イオンは分子量が大きい。元素の分子量を小数点以下四捨五入して整数で計算した場合、アルキル基の炭素数が４の場合は分子量が３０８、炭素数が６の場合は分子量が４２０、炭素数が８の場合は分子量が５３２、テトラフェニルアミンの場合も分子量が３９２あり、有機溶剤への溶解性を向上させるため、フルオロ基を導入したフェニル基の場合は分子量が４６４もある。
　一方、陽イオンを単環の不飽和複素環とすることにより、分子量を小さくすることができる。例えば、分子内にアルキル基を有しない場合、単環の不飽和五員環構造を有するイミダゾリウム構造、ピロリウム構造の分子量はそれぞれ６９、７２と小さい。また、分子内にアルキル基を有しない場合、単環の不飽和六員環構造を有するピリジニウム構造の分子量は８０と小さい。これら構造では、分子内の窒素に１個又は２個のアルキル基を導入することで有機溶剤に対する溶解性を確保することができる。しかしながら、アルキル基が長すぎてもエタノールなどのアルコール系溶剤への溶解性が低下する。したがって、不飽和複素環構造がピリジニウム構造である場合は、ピリジニウム構造の窒素に結合している直鎖構造又は分岐構造の炭化水素基の合計炭素数は４～１０であることが好ましい。また、不飽和複素環構造がイミダゾリウム構造である場合は、イミダゾリウム構造の窒素に結合している直鎖構造又は分岐構造の炭化水素基の合計炭素数は２～８であることが好ましい。また、不飽和複素環構造がピロリニウム構造である場合は、ピロリウム構造の窒素に結合している直鎖構造又は分岐構造の炭化水素基の合計炭素数が４～８であることが好ましい。
　上述した陽イオンを用いることにより、インクジェットプリンタ用インクによく用いられる非水溶剤に対する溶解性が向上する。
　さらに陽イオンを含窒素不飽和複素単環にすることで、分子量の小さなトリフルオロメチルスルホニル基を有する酸塩構造の導電剤を得ることができる。
　次にアルキル基の導入部位について記す。１位の窒素は四級化しているため親水性が高い。言い換えれば疎水性が低いので、窒素部位のＭＥＫ等の疎水性の有機溶剤への溶解性を向上させるには、１位の窒素への疎水性のアルキル基の導入が好適となる。
　また、１位以外のアルキル基の導入部位としては、窒素から離れた部位が好適である。２位よりも３位、４位であることが好ましい。これは窒素近傍への陰イオンの接近を容易にすることで、塩構造の熱的安定性を高められるためである。２位にアルキル基があると、立体障害が生じ、窒素への陰イオンの接近が妨げられるため、塩の熱的安定性が低下する傾向がある。インクはインクジェットプリンタ内部のポンプ等熱を発生する部位の近くで数十度に熱せられる可能性があるので、熱的安定性の確保は重要である。そのため、熱的安定性を確保するためにも１位以外のアルキル基の導入部位としては、３位、４位等、窒素から離れた部位であることが好ましい。
　以上より、不飽和複素環構造がピリジニウム構造である場合は、化学式１で表されるようにピリジニウム構造の１位及び３位に、直鎖構造又は分岐構造の炭化水素基が結合しており、１位及び３位に結合している炭化水素基の合計炭素数は４～１０であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
　化学式１において、Ｒ１、Ｒ２はそれぞれ独立したアルキル基であり、Ｒ１とＲ２の合計炭素数は４以上１０以下である。また、不飽和複素環構造がイミダゾリウム構造である場合は、化学式２で表されるようにイミダゾリウム構造の１位及び３位に、直鎖構造又は分岐構造の炭化水素基が結合しており、１位と３位に結合している炭化水素基の合計炭素数は２～８であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
　化学式２において、Ｒ１、Ｒ２はそれぞれ独立したアルキル基であり、Ｒ１とＲ２の合計炭素数は２以上８以下である。
　また、不飽和複素環構造がピロリニウム構造である場合は、化学式３で表されるピロリウム構造の１位に、直鎖構造又は分岐構造の炭化水素基が２つ結合しており、１位に結合している２つの炭化水素基の合計炭素数が４～８であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
　化学式３において、Ｒ１、Ｒ２はそれぞれ独立したアルキル基であり、Ｒ１とＲ２の合計炭素数は４以上８以下である。
　したがって、導電剤としては、以下に記載の化合物群１、化合物群２、化合物群３で表される化合物が好適である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
　化合物群１において、Ｒ１、Ｒ２はそれぞれ独立したアルキル基であり、Ｒ１とＲ２の合計炭素数は２以上８以下である。ｎは１以上３以下の整数であり、ｎが１のときＸは酸素、ｎが２のときＸは窒素、ｎが３のときＸは炭素である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
　化合物群２において、Ｒ１、Ｒ２はそれぞれ独立したアルキル基であり、Ｒ１とＲ２の合計炭素数は４以上８以下である。ｎは１以上３以下であり、ｎが１のときＸは酸素、ｎが２のときＸは窒素、ｎが３のときＸは炭素である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
　化合物群３において、Ｒ１、Ｒ２はそれぞれ独立したアルキル基であり、Ｒ１とＲ２の合計炭素数が４以上１０以下である。ｎは１以上３以下であり、ｎが１のときＸは酸素、ｎが２のときＸは窒素、ｎが３のときＸは炭素である。
　化合物群１、化合物群２、化合物群３の分子量を比較すると、化合物群１の分子量は９７～１８１、
化合物群２の分子量は１８０～２９２、化合物群３の分子量１３６～２２０である。したがって、溶剤への溶解性の観点からは、導電剤として化合物群１を用いることが特に好ましい。
　インクジェットプリンタ用のインクとして、紫外線等の光を照射することにより硬化する光硬化型のインクを用いても良い。光硬化型のインクは、溶剤、樹脂、着色剤、導電剤、樹脂前駆体、及び重合開始剤等を含む。溶剤、樹脂、着色剤、導電剤は、上述したインクと同様のものを用いることができる。
　樹脂前駆体は、重合可能な二重結合を有する。樹脂前駆体に、重合開始剤存在下で紫外線等の光を照射することにより、重合体となり硬化する。
　樹脂前駆体としては、アクリルモノマー、或いはメタクリレートモノマーが挙げられる。アクリルモノマーは例えばアクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ヘキシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸デシル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸２－エチルブチル、アクリル酸２－エチルヘキシル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸シクロオクチル、アクリル酸シクロデシル、メトキシポリエチレングリコールアクリレート、フェノキシポリエチレングリコールアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート、１，６－ヘキサンジオールジアクリレート、１，８－オクタンジオールジアクリレート、１，１０－デカンジオールジアクリレート、１，１２－ドデカンジオールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート等を用いることができる。メタクリレートモノマーは例えばメタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ヘキシル、メタクリル酸オクチル、メタクリル酸デシル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸２－エチルブチル、メタクリル酸２－エチルヘキシル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸シクロオクチル、メタクリル酸シクロデシル、メトキシポリエチレングリコールメタクリレート、フェノキシエチレングリコールメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、１，６－ヘキサンジオールジメタクリレート、１，８－オクタンジオールジメタクリレート、１，１０－デカンジオールジメタクリレート、グリセリンジメタクリレート、ポリプロピレンジメタクリレート等を用いることができる。
　重合開始剤は重合反応の種類によって選ぶこととなる。開始剤の構造は、過酸化物系、アルキルフェノン系、オキシムエステル系等がある。過酸化物としては例えばアゾビスイソブチロニトリル、過酸化ベンゾイル、ジ－ｔｅｒｔ－ブチルペルオキシド、アルキルフェノン系としては２，２－ジメトキシ－１，２－ジフェニルプロパン－１－オン、２－ハイドロキシ－２－メチル－１－フェニル－プロパン－１－オン、２，４，６－トリメチルベンゾイル－ジフェニル－フォスフィンオキシド、オキシムエステル系としては１，２－オクタンジオン，１－［４－（フェニルチオ）－２－（オルトベンゾイルオキシム）］等を用いることができる。
　２．インクジェットプリンタ
　上記で説明したインクをインクジェットプリンタに入れて、印字を行い、所望の印字を与えることが可能である。
　帯電制御式のインクジェットプリンタのインク吐出、着弾までの印字プロセスを図１に示す。ノズル１から吐出したインク滴２は帯電電極３で電荷を付与され、その後、偏向電極４で方向を制御され、被印字基材５に着弾する。印字されないインクはガター６から回収され、インクタンク（図１では図示省略）に戻される。
　印字されたインクのドットサイズは、およそ３００～４００μｍである。被印字基材がポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）等の樹脂表面の場合、被印字基材の疎水性が高いため、ドットサイズは約３００～３５０μｍと小型である。一方、親水性の高いアルミ缶、ガラス瓶の表面に印字する場合は、ドットサイズは約３５０～４００μｍである。
　本発明の実施例を以下に示す。
　＜インク１～２６の調製＞
　平均粒子径３００ｎｍの二酸化チタン粉（１００ｇ）、水酸基価が１３０で重量平均分子量が１５０００のポリビニルブチラール樹脂（３２ｇ）、２－ブタノン（３０８ｇ）をビーズミルで混合し、二酸化チタンの分散液を調製した。これに酸価が７４で、重量平均分子量が１００００のアクリル樹脂（１００ｇ）、下記の化学式４で表される両末端にポリエトキシ鎖を有するポリジメチルシロキサン誘導体（２ｇ）、及び、導電剤を加えた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
　導電剤は、下記で表される化合物１－１７を用い、添加量は３ｇ又は５ｇとした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
　これに、導電剤の添加量が３ｇのときは２－ブタノンを４５５ｇ、導電剤の添加量が５ｇのときは２－ブタノンを４５３ｇ添加した。その後二酸化チタン以外が溶解するまで攪拌することにより、インク１～２６を１ｋｇずつ調整した。調製したインクの組成を表１に示す。なお、導電剤の添加量が３ｇのときは、インク中の導電剤の添加率は０．３質量％、導電剤の添加量が５ｇのときはインク中の導電剤の添加率は０．５質量％となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000021
　＜インク２７～２９の調製＞
　酸価７２で重量平均分子量が１００００のアクリル樹脂（１００ｇ）の代わりに、重量平均分子量が３０００のポリエステル（ジカルボン酸ユニットがイソフタル酸：テレフタル酸＝１：１、ジオールユニットがプロピレングリコール）を用いたこと以外はインク１、３、５と同様にしてそれぞれインク２７、２８、２９を調整した。
　＜インク３０～３２の調製＞
　平均粒子径３００ｎｍの二酸化チタン粉（１００ｇ）の代わりに、平均粒子径１５０ｎｍのカーボンブラック粉（５０ｇ）とＭＥＫ（５０ｇ）を用いたこと以外はインク１、３、５と同様にして、それぞれインク３０、３１，３２、を調整した。
　＜インク３３の調製＞
　平均粒子径１５０ｎｍのカーボンブラック粉（５０ｇ）に水酸基価が１３０で重量平均分子量が１５０００のポリビニルブチラール樹脂（３０ｇ）、ＭＥＫ（５７０ｇ）をビーズミルで混合し、カーボンブラックの分散液を調製した。これに樹脂の前駆体である１，６－ヘキサンジオールジアクリレート（１００ｇ）とジプロピレングリコールジアクリレート（１００ｇ）、重合開始剤である２，４，６－トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド（５０ｇ）、導電剤である化合物５（１００ｇ）を加え良く撹拌した。こうしてＵＶ硬化インク３３を調整した。
　＜インクの抵抗測定＞
　調整したインク１－３３について、堀場製作所製電気導電率計ＥＳ－５１を用いてインクの抵抗を測定した。測定結果を表１及び図２に示す。
　表１及び図２より、インク１－１６、２７－３３については、導電剤の添加率が０．３質量％、０．５質量％のいずれの場合であっても、インクの抵抗値は２０００Ω・ｃｍ以下であった。
　インク１－１６の結果より、ＣＦ３ＳＯ３ －、（ＣＦ３ＳＯ２）２Ｎ－、（ＣＦ３ＳＯ２）３Ｃ－のいずれかの陰イオンと、イミダゾリウム構造、ピロリウム構造又はピリジニウム構造を有する陽イオンの塩を導電剤として用いることにより、添加率が０．３質量％と少なくても抵抗を２０００Ω・ｃｍ以下まで低減できることが分かった。
　これは、導電剤として用いた化合物１～８の陰イオンが、超強酸であるトリフルオロメタンスルホン酸の共役塩基を含み、塩としての解離の度合いが大きいためであると考えられる。
　インク２７～２９の結果より、樹脂の種類が変わっても、ＣＦ３ＳＯ３ －、（ＣＦ３ＳＯ２）２Ｎ－、（ＣＦ３ＳＯ２）３Ｃ－のいずれかの陰イオンと、イミダゾリウム構造、ピロリウム構造又はピリジニウム構造を有する陽イオンの塩を導電剤として用いることにより、僅かの添加率でインクの抵抗を大きく下げられることが分かった。
　インク３０～３２の結果より、顔料の種類が変わっても、ＣＦ３ＳＯ３ －、（ＣＦ３ＳＯ２）２Ｎ－、（ＣＦ３ＳＯ２）３Ｃ－のいずれかの陰イオンと、イミダゾリウム構造、ピロリウム構造又はピリジニウム構造を有する陽イオンの塩を導電剤として用いることにより、僅かの添加率でインクの抵抗を大きく下げられることが分かった。
　一方、インク１７、１９、２１、２３－２６については、インクの抵抗値が２０００Ω・ｃｍを超えた。インク１８、１９、２２については、抵抗は２０００Ω・ｃｍ以下であったが、導電剤の添加率が０．５質量％と多かった。
　インク１７～２６は、導電剤を構成する陰イオンが臭素イオンであったために、インクの抵抗が高くなってしまったと考えられる。以上の結果から、導電剤の化学構造中、陰イオンをＣＦ３ＳＯ２を含む構造とすることにより、インク抵抗を大きく下げられ、良好な印字が可能になることが明らかになった。
　＜インク印字評価＞
　調整したインク１－３３について、株式会社日立産機システム社製インクジェットプリンタＵＸ型に充填し、印字動作を確認した。印字結果を表１に示す。表１において、良好な印字は「◎」、正常に印字できれば「○」、印字不能を「×」とした。
　実施例であるインク１－１６、２７－３３については、正常に印字されること、印字乱れが生じておらず良好な印字であることを確認できた。
　導電剤の添加率が５質量％であるインク１８、２０、２２、２６は正常に印字されたが、インク２４では帯電不良のため印字不能であった。また、導電剤の添加率３質量％であるインク１７、１９、２１、２３、２５についてもいずれも帯電不良のため印字不能であった。印字不能のインクの抵抗は、いずれも２１００Ω・ｃｍ以上であることから、印字を可能にするためには、用いるインクの抵抗を２１００Ω・ｃｍ未満にする必要があると推定される。
　以上の結果から、ＣＦ３ＳＯ３ －、（ＣＦ３ＳＯ２）２Ｎ－、（ＣＦ３ＳＯ２）３Ｃ－のいずれかの陰イオンと、イミダゾリウム構造、ピロリウム構造又はピリジニウム構造を有する陽イオンの塩を導電剤として用いることにより、導電剤の添加率が少なくても良好な印字が可能であることが分かった。
　また、インク３３については、印字後３６５ｎｍの紫外光を照射できる紫外線ＬＥＤランプを用いて印字に２Ｊ／ｃｍ２の光を照射したところ、印字が固化することが確認できた。よって、樹脂の代わりに樹脂の前駆体を用いてもトリフルオロメタンスルホン酸構造の陰イオンを有する導電剤は僅かの添加率でインクの抵抗を大きく下げられ、良好な印字が可能になることが明らかになった。
　以上の結果より、トリフルオロメチルスルホニル基を有するイオンと、第四級アンモニウムカチオン又は不飽和複素環構造を有する陽イオンにより、構成される導電剤を用いることにより、わずかな添加量でインクの導電性を向上できることが分かった。このインクを用いれば、密着性、耐擦性などの樹脂添加の効果を維持したまま、インクの導電性を向上できる。
１…ノズル、２…インク滴、３…帯電電極、４…偏向電極、５…被印字基材、６…ガター。

Claims (10)

  1. 　樹脂、顔料、導電剤、非水溶剤を含む帯電制御方式のインクジェットプリンタ用インクであって、
    　前記導電剤が、前記非水溶剤中で陰イオン及び陽イオンを生じる塩構造であって、
    　前記陰イオンはトリフルオロメチルスルホニル基を有し、
    　前記陽イオンは第四級アンモニウムカチオンであるか、不飽和複素環構造を有することを特徴とする帯電制御方式のインクジェットプリンタ用インク。
  2. 　請求項１に記載の帯電制御方式のインクジェットプリンタ用インクであって、
    　前記陰イオンは、ＣＦ３ＳＯ３ －、（ＣＦ３ＳＯ２）２Ｎ－、（ＣＦ３ＳＯ２）３Ｃ－のいずれかであることを特徴とする帯電制御方式のインクジェットプリンタ用インク。
  3. 　請求項１又は２に記載の帯電制御方式のインクジェットプリンタ用インクであって、
    　前記陽イオンは、不飽和複素環構造を有し、
    　前記不飽和複素環構造は、窒素を含むことを特徴とする帯電制御方式のインクジェットプリンタ。
  4. 　請求項３に記載の帯電制御方式のインクジェットプリンタ用インクであって、
    　前記不飽和複素環構造は、単環の不飽和六員環構造又は単環の不飽和五員環構造であることを特徴とする帯電制御方式のインクジェットプリンタ用インク。
  5. 　請求項３に記載の帯電制御方式のインクジェットプリンタ用インクであって、
    　前記不飽和複素環構造はピリジニウム構造であることを特徴とする帯電制御方式のインクジェットプリンタ用インク。
  6. 　請求項５に記載の帯電制御方式のインクジェットプリンタ用インクであって、
    　前記ピリジニウム構造の１位及び３位に、直鎖構造又は分岐構造の炭化水素基が結合しており、
    　前記１位及び３位に結合している炭化水素基の合計炭素数は４以上１０以下であることを特徴とする帯電制御方式のインクジェットプリンタ用インク。
  7. 　請求項３に記載の帯電制御方式のインクジェットプリンタ用インクであって、
    　前記不飽和複素環構造が、イミダゾリウム構造又はピロリウム構造であることを特徴とする帯電制御方式のインクジェットプリンタ用インク。
  8. 　請求項７に記載の帯電制御方式のインクジェットプリンタ用インクであって、
    　前記不飽和複素環構造は、イミダゾリウム構造であって、
    　前記イミダゾリウム構造の１位及び３位に、直鎖構造又は分岐構造の炭化水素基が結合しており、
    　前記１位と３位に結合している炭化水素基の合計炭素数は２以上８以下であることを特徴とする帯電制御方式のインクジェットプリンタ用インク。
  9. 　請求項７に記載の帯電制御方式のインクジェットプリンタ用インクであって、
    　前記不飽和複素環構造がピロリニウム構造であって、
    　前記ピロリウム構造の１位に、直鎖構造又は分岐構造の炭化水素基が２つ結合しており、
    　前記１位に結合している２つの炭化水素基の合計炭素数が４以上８以下であることを特徴とする帯電制御方式のインクジェットプリンタ用インク。
  10. 　請求項１乃至９のいずれか一項に記載の帯電制御方式のインクジェットプリンタ用インクであって、
    　さらに樹脂前駆体と重合開始剤とを含み、
    　前記樹脂前駆体は重合可能な二重結合を有し、
    　前記インクは紫外線照射により硬化するインクであることを特徴とするインクジェットプリンタ用インク。
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