WO2021075272A1 - インク - Google Patents

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WO2021075272A1
WO2021075272A1 PCT/JP2020/037397 JP2020037397W WO2021075272A1 WO 2021075272 A1 WO2021075272 A1 WO 2021075272A1 JP 2020037397 W JP2020037397 W JP 2020037397W WO 2021075272 A1 WO2021075272 A1 WO 2021075272A1
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polymer
mass
ink
parts
pigment
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PCT/JP2020/037397
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English (en)
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山口 征志
久美子 飯笹
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Dic株式会社
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    • C09D11/32Inkjet printing inks characterised by colouring agents
    • C09D11/322Pigment inks

Definitions

  • the present invention relates to an ink that can be used in various printing methods such as an inkjet printing method.
  • Inkjet printers are used for printing on various recording media such as plain paper.
  • Examples of inks that can be used for printing using the inkjet printer include inks containing pigments, binder resins, particulate waxes, moisturizers, and water, in which the particle size of the wax forms on the recording surface of the ink.
  • inks having a small particle size less than the thickness of the ink layer and having a particle size of 0.58 to 3 ⁇ m (see, for example, Patent Document 1).
  • an inkjet printer a printer capable of printing on both sides of a recording medium such as paper is widely known.
  • a single-sided printed matter printed on one side (front side) of a recording medium is dried for a certain period of time and then inverted by a transport roll and a reversing mechanism inside the printer, and the other side of the single-sided printed matter is inverted. It is often done by printing on the (back side).
  • the single-sided printed matter when the single-sided printed matter is inverted, if the transport roll comes into contact with the printed surface of the single-sided printed matter, the printed surface may be scratched and the print quality may be deteriorated.
  • the problem to be solved by the present invention is that even when the drying time after printing is short, it has excellent scratch resistance and high color development when printed on a recording medium such as plain paper. Is to provide an ink capable of producing a printed matter of.
  • the present inventor has made a polymer (B) different from the polymer (A) by the polymer (A) having a carboxyl group or a neutralizing base of the carboxyl group and a structure represented by the following general formula (1).
  • the above problem was solved by an ink characterized in that it was dispersed in water (C).
  • the ink of the present invention has excellent scratch resistance even when the drying time after printing is short, and produces a printed matter having high color development when printed on a recording medium such as plain paper. Since it can be used, it can be suitably used exclusively for printing by an inkjet printing method.
  • the ink of the present invention is a polymer (B) different from the polymer (A) depending on the polymer (A) having a carboxyl group or a neutralizing base of the carboxyl group and a structure represented by the following general formula (1). Is dispersed in water (C).
  • the ink of the present invention By using the ink of the present invention, even when the drying time after printing is short, it has excellent scratch resistance and high color development when printed on a recording medium such as plain paper. Printed matter can be produced. Further, the printed matter obtained by using the ink of the present invention not only has excellent scratch resistance when the drying time after printing is short as described above, but is further improved by drying for about 24 hours. Has scratch resistance.
  • the polymer (A) is used to stably disperse the polymer (B) in water (C). Therefore, unlike the pigment-dispersed resin described later, the polymer (A) does not substantially contribute to the improvement of the dispersibility of the pigment described later in water (C).
  • the polymer (A) for example, a polymer obtained by radical polymerization of a monomer having a polymerizable unsaturated double bond can be used.
  • the monomer includes a vinyl monomer having a carboxyl group or the general formula (A) in order to introduce a carboxyl group or a neutralizing base of a carboxyl group into the polymer (A).
  • a vinyl monomer for introducing the structure shown in 1) can be used in combination with other vinyl monomers, if necessary.
  • vinyl monomer having a carboxyl group examples include acrylic acid, methacrylic acid, ⁇ -carboxyethyl (meth) acrylate, 2- (meth) acryloyl propionic acid, crotonic acid, itaconic acid, maleic anhydride, fumaric acid, and itaconic acid.
  • the vinyl monomer having a carboxyl group is preferably used in the range of 1% by mass to 80% by mass with respect to the total amount of the monomer used in the production of the polymer (A), and is preferably from 5% by mass to It is preferable to use it in the range of 70% by mass in order to obtain an ink capable of producing a printed matter having both excellent scratch resistance and color development.
  • the vinyl monomer for introducing the structure represented by the general formula (1) into the polymer (A) for example, styrene sulfonic acid, an alkali metal salt of styrene sulfonic acid or the like can be used. ..
  • the alkali metal salt of the styrene sulfonic acid it is preferable to use a sodium styrene sulfonic acid salt in order to obtain an ink capable of producing a printed matter having excellent scratch resistance.
  • the alkali metal compound that can be used to form the alkali metal salt such as the sodium styrene sulfonic acid salt, for example, sodium hydroxide, potassium hydroxide and the like can be used. A part of the sulfonic acid group not neutralized with the alkali metal compound may be neutralized with a basic compound described later.
  • the vinyl monomer for introducing the structure represented by the general formula (1) into the polymer (A) is 1% by mass with respect to the total amount of the monomer used for producing the polymer (A). It is preferably used in the range of -80% by mass, and it is preferable to use it in the range of 5% by mass to 70% by mass in order to obtain an ink capable of producing a printed matter having both excellent scratch resistance and color development. Is preferable.
  • the other monomer that can be used for producing the polymer (A) for example, a monomer having a phosphorus atom can be used.
  • Examples of the monomer having a phosphorus atom include 2- (meth) acryloyloxyethyl acid phosphate (for example, “light ester P-1M” and “light acrylate P-1A” manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) and bis (2).
  • Examples of the other monomer include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, t-butyl (meth) acrylate, and 2-ethylhexyl ( Meta) acrylate, hexyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, octyl (meth) acrylate, nonyl (meth) acrylate, dodecyl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, dicyclopentanyl (Meta) acrylic acid esters such as (meth) acrylate, phenyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate; vinyl esters such as vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate, vinyl versatic acid; methyl
  • (meth) acrylic acid esters such as methyl (meth) acrylate as the other vinyl monomer
  • a printed matter having both excellent scratch resistance and color development can be produced. It is preferable to obtain a possible ink.
  • the other vinyl monomer is preferably used in the range of 0.1% by mass to 30% by mass, preferably 0.1% by mass, based on the total amount of the monomer used for producing the polymer (A). It is preferable to use it in the range of% to 10% by mass in order to obtain even more excellent scratch resistance.
  • the mixture of the vinyl monomers is supplied in a lump or divided manner in the presence of water (C) and, if necessary, a polymerization initiator or a chain transfer agent. It can be produced by radical polymerization.
  • polymerization initiator examples include persulfates such as potassium persulfate, sodium persulfate and ammonium persulfate, peroxides such as benzoyl peroxide, cumene hydroperoxide and t-butyl hydroperoxide, hydrogen peroxide, and the like.
  • Redox polymerization initiator combining peroxide and reducing agent, azo-based initiator such as 4,4'-azobis (4-cyanovaleric acid), 2,2'-azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride Etc. can be used.
  • As the reducing agent ascorbic acid, erythorbic acid, sodium erythorbate, a metal salt of formaldehyde sulfoxylate, sodium thiosulfate, and sodium bisulfite can be used.
  • the persulfate as the polymerization initiator in order to improve the production efficiency of the polymer (A).
  • chain transfer agent for example, thioapple acid, thioglycerin and the like can be used alone or in combination of two or more, and using thioapple acid is excellent in dispersion stability and color development. This is preferable for obtaining an ink capable of producing printed matter.
  • the production of the polymer (A) is usually preferably carried out in a temperature range of 30 ° C. to 100 ° C. for 1 hour to 40 hours.
  • the polymer (A) is preferably produced in the presence of an inert gas such as nitrogen gas in order to promptly polymerize the vinyl monomer.
  • the polymer (A) is polymerized, the polymer (A) is mixed with a basic compound as a neutralizing agent, if necessary, so that the carboxyl group of the polymer (A) is formed by the basic compound.
  • Neutralized neutralizing bases may be formed.
  • Examples of the basic compound include alkali metal compounds such as sodium hydroxide and potassium hydroxide; alkaline earth metal compounds such as calcium hydroxide and calcium carbonate; ammonia; monomethylamine, dimethylamine, trimethylamine, monoethylamine, diethylamine, and the like.
  • Organic amines such as triethylamine, monopropylamine, dimethylpropylamine, monoethanolamine, diethanolamine, dimethylethanolamine, triethanolamine, ethylenediamine, and diethylenetriamine can be used alone or in combination of two or more, and ammonia and aqueous ammonia can be used. Is preferable in order to obtain an ink capable of producing a printed matter having excellent dispersion stability and excellent color development.
  • a composition in which the polymer (A) is dissolved or dispersed in water (C) can be produced.
  • the polymer (A) obtained by the above method it is preferable to use a polymer (A) having a weight average molecular weight of 1000 to 2000000, and using a polymer (A) of 3000 to 1000000 has even better scratch resistance. Obtain ink that can produce printed matter that has both color development.
  • the polymer (B) one having a structure different from that of the polymer (A) is used.
  • the polymer (B) imparts excellent scratch resistance to printed matter obtained by using the ink of the present invention.
  • polymers (B) various polymers such as acrylic polymer (b), polyurethane, polyester and the like can be used. Among them, it is preferable to use an acrylic polymer (b) as the polymer (B).
  • acrylic polymer (b) a polymer of (meth) acrylic monomer or other vinyl monomer can be used.
  • Examples of the (meth) acrylic monomer include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, t-butyl (meth) acrylate, and 2-ethylhexyl ( Meta) acrylate, hexyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, octyl (meth) acrylate, nonyl (meth) acrylate, dodecyl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, dicyclopentanyl (Meta) acrylic acid esters such as (meth) acrylate, phenyl (meth) acrylate and benzyl (meth) acrylate, and vinyl monomers having a hydroxyl group such as 2-hydroxyethyl (meth)
  • the polymer (B) for example, if it is an acrylic polymer (b), is produced by polymerizing a mixture of vinyl monomers such as the (meth) acrylic acid ester and a vinyl monomer having a hydroxyl group. Can be done.
  • the polymer (B) is dispersed in water (C) by the polymer (A). Therefore, the production of the polymer (B) is performed in the presence of the polymer (A) in order to obtain an ink capable of producing a printed matter having excellent dispersion stability and excellent scratch resistance. preferable.
  • the acrylic polymer (b) is formed in a composition in which the polymer (A) is dissolved or dispersed in water (C) (meth).
  • a method of supplying and polymerizing an acrylic monomer or the like in a batch or in a divided manner can be mentioned.
  • a composition in which the polymer (B) is dispersed in water (C) can be obtained by the polymer (A), and such a composition can be used for the ink of the present invention. Can be done.
  • the water (C) pure water such as ion-exchanged water, ultra-filtered water, reverse osmosis membrane treated water, distilled water, or ultrapure water can be used. Further, as the water, it is preferable to use water sterilized by irradiation with ultraviolet rays or addition of hydrogen peroxide, because it is possible to prevent the growth of mold or bacteria when the ink of the present invention is stored for a long period of time. Is.
  • the water (C) is preferably contained in the range of 40% by mass to 95% by mass, more preferably in the range of 50% by mass to 90% by mass, based on the total amount of the ink of the present invention. This is preferable for obtaining an ink capable of producing a printed matter having both scratch resistance and color development.
  • the ink of the present invention preferably contains the polymer (A) and the polymer (B) in a total range of 0.1% by mass to 30% by mass with respect to the total amount of the ink. .1% by mass to 20% by mass is more preferable for obtaining an ink capable of producing a printed matter having further excellent scratch resistance.
  • the mass ratio of the polymer (A) to the polymer (B) is 1/100 to 30 / [polymer (A) / polymer (B)]. It is preferably in the range of 100, and more preferably 1/100 to 20/100 in order to obtain an ink capable of producing a printed matter having further excellent scratch resistance.
  • an ink containing other components can be used, if necessary.
  • Examples of the other components include coloring materials such as pigments and dyes, pigment dispersion resins, solvents other than the water (C), wetting agents, lubricants, alkaline agents, pH adjusters, surfactants, preservatives, and chelates. Agents, plasticizers, antioxidants, waxes, UV absorbers and the like can be used.
  • an organic pigment or an inorganic pigment can be used alone or in combination of two or more.
  • organic pigment examples include quinacridone pigments, quinacridone quinone pigments, dioxazine pigments, phthalocyanine pigments, phthalone pigments, isoindolinone pigments, methine / azomethine pigments, anthrapyrimidine pigments, anthanthrone pigments, and the like.
  • Indanslon pigments, flavanthron pigments, perylene pigments, diketopyrrolopyrrole pigments, perinone pigments, quinophthalone pigments, anthraquinone pigments, thioindigo pigments, benzimidazolone pigments, azolake pigments, insoluble azo System pigments, condensed azo pigments and the like can be used.
  • the inorganic pigment examples include titanium dioxide, zinc oxide, iron oxide, chromium oxide, iron black, cobalt blue, alumina white, iron oxide yellow, viridian, zinc sulfide, lithobon, cadmium yellow, vermilion, cadmium red, and chrome yellow.
  • molybdate orange, zinc chromate, strontium chromate, white carbon, clay, talc, ultramarine, precipitated barium sulfate, barite powder, calcium carbonate, white lead, dark blue, manganese violet, carbon black, aluminum powder, pearl pigment, etc. can do.
  • a pigment that can be self-dispersed in water can also be used.
  • the pigment is preferably used in the range of 0.1% by mass to 20% by mass, and good storage stability when used in the range of 5% by mass to 10% by mass with respect to the total amount of the ink. It is preferable to obtain an ink having excellent ejection stability when applied to an inkjet printing method.
  • the pigment When the pigment is used as the coloring material, it is preferable to use a pigment-dispersed resin in order to stably disperse the pigment in the water (C). Unlike the polymer (A), the pigment-dispersed resin imparts dispersion stability in water (C) to the pigment by adsorbing around the particles of the pigment.
  • a pigment-dispersed resin having an anionic group for example, a pigment-dispersed resin having an anionic group can be used.
  • the anionic group include a carboxyl group, a sulfonic acid group, and a phosphoric acid group.
  • the pigment dispersion resin having an anionic group using a resin having a hydrophobic structural unit and a structural unit derived from a hydrophilic anionic group is used to design a structure that maintains the stability of the ink of the present invention. It is particularly preferable for obtaining an ink having a high degree of freedom and capable of forming a printed matter having excellent color development when printed on plain paper.
  • the resin having the hydrophobic structural unit and the hydrophilic anionic group-derived structural unit for example, a resin in which the pigment-dispersed resin has a styrene-derived structural unit and an acrylic acid-derived structural unit is used. Can be done.
  • the resin having the hydrophobic structural unit and the structural unit derived from the hydrophilic anionic group it is preferable to use a resin having an acid value in the range of 60 to 300 mgKOH / g, and preferably in the range of 100 to 250 mgKOH / g. It is suitable to use one from the viewpoint of balancing pigment dispersibility, ink stability, and high print density.
  • the resin having the hydrophobic structural unit and the structural unit derived from the hydrophilic anionic group includes dispersibility of the pigment in water (C), ink stability, scratch resistance, high print density, and further. From the viewpoint of balancing the discharge property, it is preferable to use one having a weight average molecular weight in the range of 3,000 to 50,000, more preferably one in the range of 4,000 to 40,000, and one in the range of 5,000 to 30,000. It is more preferable to use the one in the range of 5000 to 20000.
  • the resin having the hydrophobic structural unit and the structural unit derived from the hydrophilic anionic group is derived from the thermal jet method even when the ink of the present invention is applied to the inkjet printing method of the thermal jet method.
  • a glass transition temperature in the range of 60 ° C. to 150 ° C., preferably in the range of 70 ° C. to 150 ° C. It is more preferable to use one.
  • the resin having the hydrophobic structural unit and the structural unit derived from the hydrophilic anionic group it is preferable that the resin can be water-dispersible by neutralizing the anionic group, and the action of a basic compound serving as a neutralizing agent. It is preferable that the resin has the ability to form stable water-dispersed particles without using a dispersion stabilizer such as an emulsifier.
  • an inorganic basic compound or an organic basic compound can be used as the basic compound that can be used for neutralizing the anionic group. ..
  • the basic compound it is preferable to use an inorganic basic compound in order to obtain an ink having even better storage stability.
  • the inorganic basic compound alkali metal hydroxides, ammonium hydroxide and the like can be used, and alkali metal hydroxides such as potassium hydroxide and sodium hydroxide can be used as the pigment. It is preferable to impart more excellent dispersion stability.
  • an aqueous solution having a concentration of 20% by mass to 50% by mass, which is previously dissolved or dispersed in water, can be used from the viewpoint of improving miscibility.
  • organic basic compound for example, amines such as methylamine, dimethylamine, trimethylamine, ethylamine, diethylamine, triethylamine, diethanolamine, and triethanolamine can be used. Since the amine is generally in a liquid state, it can be used as it is.
  • the content of the basic compound can be adjusted so that the neutralization rate of the resin having an anionic group is preferably 50% or more, more preferably 80% or more. It is suitable for improving speed, ensuring good dispersion stability and long-term storage stability.
  • the upper limit of the neutralization rate is not particularly limited, but is preferably 200% or less, more preferably 120% or less so that the ink is stable even after long-term storage and does not gel.
  • the neutralization rate is a value calculated by the following formula.
  • Neutralization rate (%) [ ⁇ Mass of basic compound (g) x 56.11 x 1000 ⁇ / ⁇ Acid value of pigment-dispersed resin (mgKOH / g) x Equivalent of basic compound x Mass of pigment-dispersed resin ( g) ⁇ ] ⁇ 100
  • the pigment-dispersed resin includes, for example, the polyester resin having an anionic group, an epoxy resin having an anionic group, a urethane resin having an anionic group, and an acrylic acid-based resin having an anionic group.
  • a vinyl copolymer having an anionic group such as a maleic acid resin having an anionic group, a styrene resin having an anionic group, and a polyvinyl acetic acid resin having an anionic group can be used.
  • pigment dispersion resin examples include poly (meth) acrylic acid, vinyl acetate-acrylic acid ester copolymer, acrylic acid-alkyl ester copolymer, styrene- (meth) acrylic acid copolymer, and styrene- (. Meta) Acrylic acid-acrylic acid alkyl ester copolymer, styrene-maleic acid copolymer, vinyl acetate-maleic acid ester copolymer, vinyl acetate-crotonic acid copolymer, vinyl acetate-acrylic acid copolymer are used. can do.
  • wetting agent examples include polyhydric alcohols such as ethylene glycol and glycerol, ethers of polyhydric alcohols such as ethylene glycol monoethyl ether and ethylene glycol monobutyl ether; polyoxyalkylene adduct of glycerin; N-methyl-2. -Nitrogen-containing heterocyclic compounds such as pyrrolidone and ⁇ -butyrolactone; amides such as N, N-dimethylformamide; organic amines such as triethylamine, sulfur-containing compounds such as dimethylsulfoxide, propylene carbonate, ethylene carbonate and the like alone or Two or more types can be used in combination.
  • polyhydric alcohols such as ethylene glycol and glycerol
  • ethers of polyhydric alcohols such as ethylene glycol monoethyl ether and ethylene glycol monobutyl ether
  • polyoxyalkylene adduct of glycerin N-methyl-2. -Nit
  • the wetting agent one having a high boiling point is preferably used in order to uniformly disperse the pigment and the pigment-dispersed resin, and ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, dipropylene glycol, triethylene glycol, and polyethylene glycol are used.
  • ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, dipropylene glycol, triethylene glycol, and polyethylene glycol are used.
  • Polypropylene glycol, glycerin, and polyhydric alcohols such as polyethylene oxide adducts of glycerin are more preferable.
  • the wetting agent is preferably used in the range of 10% by mass to 300% by mass, and more preferably in the range of 30% by mass to 200% by mass with respect to the total amount of the pigment.
  • the pigment, the pigment-dispersed resin, and water (C) are mixed in advance.
  • examples thereof include a method of producing by mixing an aqueous pigment dispersion and a composition containing the polymer (A), the polymer (B) and water (C).
  • the aqueous pigment dispersion is obtained from, for example, a step [1] of kneading a composition containing the pigment, a pigment dispersion resin, and a basic compound or a wetting agent, if necessary, and the kneaded product obtained in the step [1]. It can be produced by going through a step [2] or the like of diluting and dispersing in water (C).
  • the affinity of the pigment-dispersed resin with the pigment becomes extremely good, the dispersion stability of the aqueous pigment dispersion is improved, and the pigment It is possible to improve the gloss, durability, water resistance, etc. of the printed matter formed by printing the ink obtained by using the dispersion on plain paper.
  • an apparatus such as a roll mill, a Henschel mixer, a pressure kneader, or a planetary mixer can be used, and a Henschel mixer having a stirring tank and stirring blades and the stirring tank can be sealed, pressurization.
  • an apparatus such as a kneader or a planetary mixer because the solid content ratio of the composition in the step [1] can be kept constant and a kneaded product having a good dispersed state can be obtained.
  • a Lee mixer because the kneading process can be performed in a wide range of viscosity ranges.
  • the kneaded product obtained in the step [1] is diluted and dispersed in water (C).
  • the aqueous pigment dispersion obtained by the above method can be subjected to a centrifugation treatment or a filtration treatment in order to remove coarse particles and agglomerated particles derived from raw materials such as pigments, whereby the ink of the present invention can be applied to an inkjet printing method. At that time, it is preferable in order to prevent the occurrence of clogging of the ink ejection nozzle.
  • the aqueous pigment dispersion As a method for producing an ink by mixing the aqueous pigment dispersion and a composition containing the polymer (A), the polymer (B) and water (C), for example, the aqueous pigment dispersion is used. Examples thereof include a method in which water (C) is supplied and stirred at a temperature for 30 to 90 minutes.
  • the ink of the present invention obtained by the above method for example, it is preferable to use an ink having a viscosity in the range of 1 mPa ⁇ sec to 10 mPa ⁇ sec.
  • the ink of the present invention is ejected by the inkjet printing method described later, it is more preferable to use an ink having a viscosity of 1 mPa ⁇ sec to 6 mPa ⁇ sec.
  • the ink of the present invention obtained by the above method, it is preferable to use an ink in which the mass ratio of the pigment to the total amount of the ink is 1% by mass to 10% by mass, and 3% by mass to 8% by mass. Is particularly preferable in obtaining an ink having even better storage stability.
  • the ink of the present invention can be used for printing on a recording medium.
  • the recording medium for example, a finely coated paper having a thin layer coated on the surface with a chemical that promotes the drying of ink can be used.
  • the ink of the present invention a high-gloss printed matter can be produced even when plain paper is selected as the recording medium.
  • Typical examples of the plain paper include PPC paper used in electrophotographic copiers and the like.
  • the plain paper has different usage rates and bleaching degrees of used paper pulp depending on the brand, and the paper thickness also varies.
  • the ink receiving layer and the like are not applied, so that the inkjet printing method is particularly suitable.
  • double-sided printing is performed using the above, when the single-sided printed matter printed on one side (front side) of plain paper is inverted and the transport roll comes into contact with the printed side of the single-sided printed matter, the printed side is scratched. , Prone to cause deterioration of print quality.
  • the ink of the present invention even when double-sided printing is performed on the plain paper, it is possible to obtain a printed matter having few scratches and high color development.
  • the ink of the present invention can be applied to various printing methods, it can be suitably used exclusively in a printing scene by an inkjet printing method.
  • Examples of the inkjet printing method include a continuous injection type (charge control type, spray type, etc.), an on-demand type (piezo method, thermal method, electrostatic suction method, etc.), and the ink of the present invention is thermal. It is suitable for printing by the type inkjet printing method.
  • this water-based ink for inkjet recording is basically applied to these various inkjet methods, extremely stable ink ejection becomes possible, and in addition, good scratch resistance and scratch resistance of the formed image are realized. can do.
  • the printed matter printed using the ink of the present invention can achieve both excellent scratch resistance and high color development as described above.
  • a single-sided printed matter printed on one side (front surface) of the recording medium is dried for a certain period of time and then inverted by a transport roll and an inversion mechanism inside the printer. , It is often performed by printing on the other side (back side) of the single-sided printed matter.
  • the single-sided printed matter is inverted, if the transport roll comes into contact with the printed surface of the single-sided printed matter, there is a concern that the printed surface may be scratched and the print quality may be deteriorated.
  • the ink of the present invention is excellent in scratch resistance even when double-sided printing is performed on plain paper, so that it is not easily scratched, and the deterioration of color development when printed on plain paper is effectively prevented. It is possible to do.
  • Example 1 138 parts by mass of deionized water was placed in a reaction vessel equipped with a stirrer, a reflux condenser, a nitrogen introduction tube, a thermometer, and a dropping funnel, and the temperature was raised to 80 ° C. while blowing nitrogen.
  • the contents of the reaction vessel were cooled to 40 ° C. or lower.
  • John Krill JDX-6369 manufactured by BASF, styrene acrylic resin aqueous solution, weight average molecular weight 8,000, acid value 120 to 130, glass transition point 70 ° C., viscosity 1,500 mPa ⁇ s, pH 8, non-volatile content about (29% by mass) 5000 parts by mass and 5000 parts by mass of magenta pigment (FASTOGEN Super Magenta RY, manufactured by DIC Co., Ltd.) are charged into a planetary mixer (manufactured by Inoue Seisakusho Co., Ltd.) having a capacity of 50 L to heat the jacket. did.
  • a planetary mixer manufactured by Inoue Seisakusho Co., Ltd.
  • the kneaded product was obtained by counting from the time when the current value of the planetary mixer showed the maximum current value and continuing the mixing until 120 minutes had passed.
  • magenta aqueous pigment dispersion having a magenta pigment concentration of 14.3% by mass and a concentration of triethylene glycol with respect to the magenta pigment of 100% by mass. It was.
  • Example 2 138 parts by mass of deionized water was placed in a reaction vessel equipped with a stirrer, a reflux condenser, a nitrogen introduction tube, a thermometer, and a dropping funnel, and the temperature was raised to 80 ° C. while blowing nitrogen.
  • an aqueous solution (I-2) of the polymer (A-2) 100 parts by mass of a mixture of 40 parts by mass of ethyl acrylate, 30 parts by mass of methyl methacrylate and 30 parts by mass of 2-hydroxyethyl methacrylate, and 10 parts by mass or more. Polymerization was carried out by dropping 5 parts by mass of an aqueous ammonium sulfate solution over 4 hours and maintaining for 1 hour.
  • the contents of the reaction vessel were cooled to 40 ° C. or lower.
  • Example 3 138 parts by mass of deionized water was placed in a reaction vessel equipped with a stirrer, a reflux condenser, a nitrogen introduction tube, a thermometer, and a dropping funnel, and the temperature was raised to 80 ° C. while blowing nitrogen.
  • the contents of the reaction vessel were cooled to 40 ° C. or lower.
  • a water-based ink was prepared in the same manner as in Example 1 except that 1.7 parts by mass of the dispersion (II-11) was used instead of 2.1 parts by mass of the dispersion (II-1). ..
  • Comparative Example 2 Aqueous ink was obtained in the same manner as in Comparative Example 1 except that Neoperex G-25 (manufactured by Kao Corporation) was used instead of Latemul E-118B (manufactured by Kao Corporation).
  • Comparative Example 3 Aqueous ink was obtained in the same manner as in Comparative Example 1 except that Latemul PD-104 (manufactured by Kao Corporation) was used instead of Latemul E-118B (manufactured by Kao Corporation).
  • Photo printing paper Glossy [HP Advanced Photo Paper manufactured by Hewlett-Packard Co., Ltd.] uses a commercially available thermal jet ink jut printer (Photosmart D5360; manufactured by Hewlett-Packard Co., Ltd.) to turn the water-based ink into a black ink cartridge.
  • a printed matter for evaluation was obtained by filling and performing solid printing with a print density setting of 100%.
  • the ratio of the scratched area to the printed surface area is less than 30%
  • B The ratio of the scratched area to the printed surface area is 30% or more and less than 50%
  • C The ratio of the scratched area to the printed surface area Is 50% or more
  • Surfinol 440 non-ionic surfactant, 2,4,7,9 tetramethyl-5decine-4,7 diol, Ebonic Japan Co., Ltd.
  • ion-exchanged water was placed in a 100 ml plastic container and stirred for 1 hour, and then 24.5 parts by mass of the magenta aqueous pigment dispersion was further added and stirred for 1 hour.
  • a pH adjusted to be in the range of 9 to 9.8 using a 5 mass% potassium hydroxide aqueous solution was filtered through a filter having a pore size of 5 to 10 ⁇ m to obtain a total of 70 parts by mass of a water-based ink for comparison (a total of 70 parts by mass).
  • X magenta pigment concentration 5% by mass
  • the color development of the printed matter obtained by using the water-based inks of Examples and Comparative Examples and the color development of the printed matter (x) obtained by using the water-based ink (X) were visually compared, and the examples and comparative examples were compared.
  • a printed matter obtained by using the water-based ink of No. 1 having a color-developing property equal to or higher than that of the printed matter (x) was evaluated as " ⁇ ", and Examples and Comparative Examples were evaluated.
  • the color-developing property of the printed matter obtained by using the water-based ink of (x) was inferior to the color-developing property of the printed matter (x), and was evaluated as “x”.

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Abstract

本発明が解決しようとする課題は、印刷後の乾燥時間が短い場合であっても、優れた耐擦過性を備え、かつ、高発色性の印刷物を製造可能な、もっぱらインクジェット印刷用に使用可能なインクを提供することである。本発明は、カルボキシル基と下記一般式(1)で示されるスチレンスルホン酸由来の構造とを有する重合体(A)によって、前記重合体(A)とは異なる重合体(B)が水(C)中に分散されたものであることを特徴とするインクに関するものである。

Description

インク
 本発明は、例えばインクジェット印刷方式をはじめとする様々な印刷方式で使用可能なインクに関する。
 インクジェットプリンターは、例えば普通紙をはじめとする様々な被記録媒体への印刷に使用されている。前記インクジェットプリンターを用いた印刷に使用可能なインクとしては、例えば顔料、バインダー樹脂、粒子状ワックス、保湿剤および水を含有するインクにおいて、前記ワックスの粒径がインクの被記録面に形成する乾燥インク層の厚さ未満の小粒径であり、かつその粒径が0.58~3μmであることを特徴とするインクが知られている(例えば特許文献1参照。)。
 一方、インクジェットプリンターとしては、紙等の被記録媒体の両面に印刷することのできるプリンターが広く知られている。
 前記両面印刷は、例えば被記録媒体の一方の面(表面)に印刷された片面印刷物が、一定時間乾燥された後、プリンター内部の搬送ロール及び反転機構によって反転され、前記片面印刷物の他方の面(裏面)に、印刷されることによって行われることが多い。
 しかし、前記片面印刷物を反転する際に、前記片面印刷物の印刷面に搬送ロールが接触すると、印刷面に傷がつき、印刷品質の低下を引き起こす場合があった。
特開2007-161823号公報
 本発明が解決しようとする課題は、印刷後の乾燥時間が短い場合であっても、優れた耐擦過性を備え、かつ、普通紙をはじめとする被記録媒体に印刷した場合に高発色性の印刷物を製造可能なインクを提供することである。
 本発明者は、カルボキシル基またはカルボキシル基の中和塩基と下記一般式(1)で示される構造とを有する重合体(A)によって、前記重合体(A)とは異なる重合体(B)が水(C)中に分散されたものであることを特徴とするインクによって前記課題を解決した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
(一般式(1)中のMは、水素原子またはアルカリ金属を表す。)
 本発明のインクは、印刷後の乾燥時間が短い場合であっても、優れた耐擦過性を備え、かつ、普通紙をはじめとする被記録媒体に印刷した場合に高発色性の印刷物を製造できることから、もっぱらインクジェット印刷方式による印刷で好適に使用することができる。
 本発明のインクは、カルボキシル基またはカルボキシル基の中和塩基と下記一般式(1)で示される構造とを有する重合体(A)によって、前記重合体(A)とは異なる重合体(B)が水(C)中に分散されたものであることを特徴とする。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
(一般式(1)中のMは、水素原子またはアルカリ金属を表す。)
 本発明のインクを用いることによって、印刷後の乾燥時間が短い場合であっても、優れた耐擦過性を備え、かつ、普通紙をはじめとする被記録媒体に印刷した場合に高発色性の印刷物を製造することができる。また、本発明のインクを用いて得られた印刷物は、前記したように印刷後の乾燥時間が短い場合に優れた耐擦過性を有するだけでなく、24時間程度乾燥させることによって、より一層優れた耐擦過性を有する。
 前記重合体(A)は、前記重合体(B)を水(C)中に安定して分散させるために使用する。そのため、前記重合体(A)は、後述する顔料分散樹脂とは異なり、水(C)中における後述する顔料の分散性の向上には実質的に寄与しない。
 前記重合体(A)としては、例えば重合性不飽和二重結合を有する単量体をラジカル重合して得られる重合体を使用することができる。
 前記単量体としては、前記重合体(A)にカルボキシル基またはカルボキシル基の中和塩基を導入するために、カルボキシル基を有するビニル単量体と、前記重合体(A)に前記一般式(1)で示される構造を導入するためのビニル単量体と、必要に応じてその他のビニル単量体とを組み合わせ使用することができる。
 前記カルボキシル基を有するビニル単量体としては、例えばアクリル酸、メタクリル酸、β-カルボキシエチル(メタ)アクリレート、2-(メタ)アクリロイルプロピオン酸、クロトン酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸ハーフエステル、マレイン酸ハーフエステル、β-(メタ)アクリロイルオキシエチルハイドロゲンサクシネート、β-(メタ)ヒドロキシエチルハイドロゲンフタレートやこれらの塩、無水マレイン酸等の酸無水物を、単独または2種以上組み合わせ使用することができる。
 前記カルボキシル基を有するビニル単量体は、前記重合体(A)の製造に使用する単量体の全量に対して1質量%~80質量%の範囲で使用することが好ましく、5質量%~70質量%の範囲で使用することが、より一層優れた耐擦過性と発色性を両立した印刷物を製造可能なインクを得るうえで好ましい。
 また、前記重合体(A)に前記一般式(1)で示される構造を導入するためのビニル単量体としては、例えばスチレンスルホン酸、スチレンスルホン酸のアルカリ金属塩等を使用することができる。前記スチレンスルホン酸のアルカリ金属塩としては、スチレンスルホン酸ナトリウム塩を使用することが、耐擦過性に優れた印刷物を製造可能なインクを得るうえで好ましい。前記スチレンスルホン酸ナトリウム塩等のアルカリ金属塩を形成するために使用可能なアルカリ金属化合物としては、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどを使用することができる。前記アルカリ金属化合物で中和されていないスルホン酸基は、その一部が後述する塩基性化合物で中和されていてもよい。
 前記重合体(A)に前記一般式(1)で示される構造を導入するためのビニル単量体は、前記重合体(A)の製造に使用する単量体の全量に対して1質量%~80質量%の範囲で使用することが好ましく、5質量%~70質量%の範囲で使用することが、より一層優れた耐擦過性と発色性を両立した印刷物を製造可能なインクを得るうえで好ましい。
、前記重合体(A)の製造に使用可能なその他の単量体としては、例えばリン原子を有する単量体を使用することができる。
 前記リン原子を有する単量体としては、例えば2-(メタ)アクリロイルオキシエチルアシッドホスフェート(例えば、共栄社化学製の「ライトエステルP-1M」、「ライトアクリレートP-1A」等)、ビス(2-(メタ)アクリロイルオキシエチル)アシッドホスフェート、ポリエチレングリコールモノメタクリレートのリン酸エステル(例えば、ローディア日華社製の「Sipomer PAM100」や「Sipomer PAM4000」等)、ポリエチレングリコールモノアクリレートのリン酸エステル(例えば、ローディア日華社製の「SipomerPAM5000」等)、ポリプロピレングリコールモノメタクリレートのリン酸エステル(例えば、ローディア日華社製の「Sipomer PAM200」等)、ポリプロピレングリコールモノアクリレートのリン酸エステル(例えば、ローディア日華社製の「Sipomer PAM300」等)等のポリアルキレングリコールモノ(メタ)アクリレートのリン酸エステル、リン酸メチレン(メタ)アクリレート、リン酸トリメチレン(メタ)アクリレート、リン酸プロピレン(メタ)アクリレート、リン酸テトラメチレン(メタ)アクリレート等のリン酸アルキレン(メタ)アクリレート等を使用することができる。
 また、前記その他の単量体としては、例えばメチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、t-ブチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸エステル類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ビニルブチラート、バーサチック酸ビニル等のビニルエステル類;メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、プロピルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、アミルビニルエーテル、ヘキシルビニルエーテル等のビニルエーテル類;(メタ)アクリロニトリル等のビニル系ニトリル類;スチレン、α-メチルスチレン、ビニルトルエン、ビニルアニソール、α-ハロスチレン、ビニルナフタリン、ジビニルスチレン等の芳香族環を有するビニル系単量体;グリシジル(メタ)アクリレート、アリルグリシジルエーテル等のグリシジル基含有ビニル系単量体;2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、グリセロールモノ(メタ)アクリレート等の水酸基含有ビニル系単量体;N-メチロール(メタ)アクリルアミド、N-イソプロポキシメチル(メタ)アクリルアミド、N-ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N-イソブトキシメチル(メタ)アクリルアミド等のメチロールアミド基又はそのアルコキシ化物含有ビニル系単量体;(メタ)アクリルアミド、N-モノアルキル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジアルキル(メタ)アクリルアミド等のアミド基含有ビニル系単量体等を単独または2種以上組み合わせ使用することができる。
 前記その他のビニル単量体としては、前記したなかでもメチル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸エステル類を使用することが、より一層優れた耐擦過性と発色性を両立した印刷物を製造可能なインクを得るうえで好ましい。
 前記その他のビニル単量体は、前記重合体(A)の製造に使用する単量体の全量に対して0.1質量%~30質量%の範囲で使用することが好ましく、0.1質量%~10質量%の範囲で使用することが、より一層優れた耐擦過性を奏するうえで好ましい。
 前記重合体(A)は、例えば前記したビニル単量体の混合物を、水(C)や必要に応じて重合開始剤や連鎖移動剤の存在下へ、一括して供給または分割して供給しラジカル重合することによって製造することができる。
 前記重合開始剤としては、例えば過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩、過酸化ベンゾイル、クメンハイドロパーオキサイド、t-ブチルハイドロパーオキサイド等の過酸化物、過酸化水素、前記過酸化物と還元剤とを組み合わせたレドックス重合開始剤、4,4’-アゾビス(4-シアノ吉草酸)、2,2’-アゾビス(2-アミジノプロパン)二塩酸塩等のアゾ系開始剤等を使用することができる。前記還元剤としては、アスコルビン酸、エリソルビン酸、エリソルビン酸ナトリウム、ホルムアルデヒドスルホキシラートの金属塩、チオ硫酸ナトリウム、重亜硫酸ナトリウムを使用することができる。
 なかでも、前記重合開始剤としては、前記過硫酸塩を使用することが、重合体(A)の生産効率を向上するうえで好ましい。
 前記連鎖移動剤としては、例えば、チオリンゴ酸、チオグリセリン等を単独または2種以上を組み合わせ使用することができ、チオリンゴ酸を使用することが、分散安定性に優れ、かつ、発色性に優れた印刷物を製造可能なインクを得るうえで好ましい。
 前記重合体(A)の製造は、通常、温度30℃~100℃の範囲で1時間~40時間の範囲で行うことが好ましい。前記重合体(A)の製造は、前記ビニル単量体の重合をすみやかに行うために、窒素ガス等の不活性ガスの存在下で行うことが好ましい。
 前記重合体(A)は、前記単量体の重合後、必要に応じて中和剤として塩基性化合物と混合されることによって、前記重合体(A)が有するカルボキシル基が前記塩基性化合物によって中和された中和塩基が形成されていてもよい。
 前記塩基性化合物としては、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属化合物;水酸化カルシウム、炭酸カルシウム等のアルカリ土類金属化合物;アンモニア;モノメチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、モノエチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、モノプロピルアミン、ジメチルプロピルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、ジメチルエタノールアミン、トリエタノールアミン、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン等の有機アミン類等を単独または2種以上組み合わせ使用することができ、アンモニア、アンモニア水を使用することが、分散安定性に優れ、かつ、発色性に優れた印刷物を製造可能なインクを得るうえで好ましい。
 前記重合体(A)のカルボキシル基が中和された中和塩基が形成されることによって、前記重合体(A)が水(C)に溶解または分散した組成物を製造することができる。
 前記方法で得られた重合体(A)としては、1000~2000000の重量平均分子量を有するものを使用することが好ましく、3000~1000000のものを使用することが、より一層優れた耐擦過性と発色性を両立した印刷物を製造可能なインクを得るう 
 次に、本発明のインクを構成する重合体(B)を説明する。
 前記重合体(B)としては、前記重合体(A)と異なる構造を有するものを使用する。前記重合体(B)は、本発明のインクを用いて得られた印刷物に優れた耐擦過性を付与する。
 前記重合体(B)としては、例えばアクリル重合体(b)、ポリウレタン、ポリエステル等の様々な重合体を使用することができる。なかでも、前記重合体(B)としては、アクリル重合体(b)を使用することが好まい。
 前記アクリル重合体(b)としては、(メタ)アクリル単量体やその他ビニル単量体の重合物を使用することができる。
 前記(メタ)アクリル単量体としては、例えばメチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、t-ブチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸エステル類、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート等の水酸基を有するビニル単量体を使用することができる。
 前記重合体(B)は、例えばアクリル重合体(b)であれば、前記(メタ)アクリル酸エステルや水酸基を有するビニル単量体等のビニル単量体の混合物を重合させることによって製造することができる。
 一方、本発明のインクは、前記重合体(A)によって前記重合体(B)が水(C)中に分散されたものである。したがって、前記重合体(B)の製造は、前記重合体(A)の存在下で行うことが、分散安定性に優れ、かつ、耐擦過性に優れた印刷物を製造可能なインクを得るうえで好ましい。
 前記重合体(B)の製造方法としては、具体的には、前記重合体(A)が水(C)に溶解または分散した組成物中に、前記アクリル重合体(b)を構成する(メタ)アクリル単量体等を一括または分割して供給し重合させる方法が挙げられる。
 以上の方法によれば、前記重合体(A)によって前記重合体(B)が水(C)中に分散された組成物を得ることができ、かかる組成物を本発明のインクに使用することができる。
 前記水(C)としては、イオン交換水、限外濾過水、逆浸透膜処理水、蒸留水等の純水、または超純水を用いることができる。また、前記水としては、紫外線照射または過酸化水素添加等によって滅菌された水を用いることが、本発明のインクを長期間保存する場合に、カビまたはバクテリアの発生を防止することができるため好適である。
 前記水(C)は、本発明のインクの全量に対して40質量%~95質量%の範囲で含まれることが好ましく50質量%~90質量%の範囲で含まれることが、より一層優れた耐擦過性と発色性を両立した印刷物を製造可能なインクを得るうえで好ましい。
 また、本発明のインクは、前記インクの全量に対して、前記重合体(A)及び前記重合体(B)が合計0.1質量%~30質量%の範囲で含まれることが好ましく、0.1質量%~20質量%であることが、より一層耐擦過性に優れた印刷物を製造可能なインクを得るうえでより好ましい。
 前記方法で得られた本発明のインクは、前記重合体(A)と前記重合体(B)との質量比が[重合体(A)/重合体(B)]が1/100~30/100の範囲であることが好ましく、1/100~20/100であることが、より一層耐擦過性に優れた印刷物を製造可能なインクを得るうえでより好ましい。
 本発明のインクとしては、前記重合体(A)や重合体(B)や水(C)以外に、必要に応じてその他の成分を含有するものを使用することができる。
 前記その他の成分としては、例えば顔料や染料等の色材、顔料分散樹脂、前記水(C)以外の溶媒、湿潤剤、潤滑剤、アルカリ剤、pH調整剤、界面活性剤、防腐剤、キレート剤、可塑剤、酸化防止剤、ワックス、紫外線吸収剤等を使用することができる。
 前記顔料としては、例えば有機顔料または無機顔料を単独または2種以上組合せ使用することができる。
 前記有機顔料としては、例えばキナクリドン系顔料、キナクリドンキノン系顔料、ジオキサジン系顔料、フタロシアニン系顔料、フタロン系顔料、イソインドリノン系顔料、メチン・アゾメチン系顔料、アントラピリミジン系顔料、アンサンスロン系顔料、インダンスロン系顔料、フラバンスロン系顔料、ペリレン系顔料、ジケトピロロピロール系顔料、ペリノン系顔料、キノフタロン系顔料、アントラキノン系顔料、チオインジゴ系顔料、ベンツイミダゾロン系顔料、アゾレーキ系顔料、不溶性アゾ系顔料、縮合アゾ系顔料等を使用することができる。
 前記無機顔料としては、例えば二酸化チタン、酸化亜鉛、酸化鉄、酸化クロム、鉄黒、コバルトブルー、アルミナ白、酸化鉄黄、ビリジアン、硫化亜鉛、リトボン、カドミウムイエロー、朱、カドミウムレッド、黄鉛、モリブデートオレンジ、ジンククロメート、ストロンチウムクロメート、ホワイトカーボン、クレー、タルク、群青、沈降性硫酸バリウム、バライト粉、炭酸カルシウム、鉛白、紺青、マンガンバイオレット、カーボンブラック、アルミニウム粉、パール系顔料等を使用することができる。
 前記顔料としては、水に自己分散可能な顔料を使用することもできる。
 前記顔料は、前記インクの全量に対して、0.1質量%~20質量%の範囲で使用することが好ましく、5質量%~10質量%の範囲で使用することが、良好な保存安定性を有し、かつ、インクジェット印刷法に適用した場合に優れた吐出安定性を有するインクを得るうえで好ましい。
 前記色材として前記顔料を使用する場合、前記水(C)中で前記顔料を安定して分散させるために顔料分散樹脂を使用することが好ましい。前記顔料分散樹脂は、前記重合体(A)とは異なり、前記顔料の粒子の周りに吸着することで、前記顔料に水(C)中での分散安定性を付与する。
 前記顔料分散樹脂としては、例えばアニオン性基を有する顔料分散樹脂を使用することができる。前記アニオン性基としては、カルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基などが挙げられる。
 前記アニオン性基を有する顔料分散樹脂としては、疎水性の構造単位と親水性のアニオン性基由来の構造単位とを有する樹脂を使用することが、本発明のインクの安定性を保つ構造の設計自由度が高く、普通紙へ印刷した場合に発色性の優れた印刷物を形成可能なインクを得るうえで特に好ましい。
 前記疎水性の構造単位と親水性のアニオン性基由来の構造単位とを有する樹脂としては、例えば前記顔料分散樹脂がスチレン由来の構造単位とアクリル酸由来の構造単位とを有する樹脂を使用することができる。
 前記疎水性の構造単位と親水性のアニオン性基由来の構造単位とを有する樹脂としては、酸価60~300mgKOH/gの範囲のものを使用することが好ましく、100~250mgKOH/gの範囲のものを使用することが、顔料の分散性、インクの安定性、高印刷濃度のバランスを取る観点から適している。
 前記疎水性の構造単位と親水性のアニオン性基由来の構造単位とを有する樹脂としては、水(C)中における顔料の分散性、インクの安定性、耐擦過性、高印刷濃度、更には吐出性のバランスを取る観点から重量平均分子量が3000~50000の範囲のものを使用することが好ましく、4000~40000の範囲のものを使用することがより好ましく、5000~30000の範囲のものを使用することさらに好ましく、5000~20000の範囲のものを使用することが特に好ましい。
 前記疎水性の構造単位と親水性のアニオン性基由来の構造単位とを有する樹脂としては、本発明のインクをサーマルジェット方式のインクジェット印刷法に適用した場合であっても、サーマルジェット方式に由来する熱の影響によって前記樹脂が変質することなく、優れた吐出安定性を維持するうえで、ガラス転移温度60℃~150℃の範囲のものを使用することが好ましく、70℃~150℃の範囲のものを使用することがさらに好ましい。
 前記疎水性の構造単位と親水性のアニオン性基由来の構造単位とを有する樹脂としては、アニオン性基の中和により水分散性となり得るものが好ましく、中和剤となる塩基性化合物の作用下で乳化剤等の分散安定剤を用いることなく、安定な水分散粒子を形成できる能力を有する樹脂であることが好ましい。
 前記顔料分散樹脂としてアニオン性基を有する樹脂を使用する場合、前記アニオン性基の中和に使用可能な塩基性化合物としては、無機系塩基性化合物、有機系塩基性化合物を使用することができる。前記塩基性化合物としては、より一層優れた保存安定性を有するインクを得るうえで、無機系塩基性化合物を使用することが好ましい。
 前記無機系塩基性化合物としては、アルカリ金属の水酸化物、水酸化アンモニウム等を使用することができ、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム等のアルカリ金属の水酸化物を使用することが、前記顔料により一層優れた分散安定性を付与するうえで好ましい。前記無機系塩基性化合物は、混合性向上の点などから、予め水に溶解または分散した濃度20質量%~50質量%の水溶液を使用することができる。
 また、前記有機系塩基性化合物としては例えばメチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアミンを使用することができる。前記アミンは一般に液体状であるので、そのままの形態で用いることができる。
 前記塩基性化合物の含有量は、前記アニオン性基を有する樹脂の中和率が好ましくは50%以上、より好ましくは80%以上となるように調整することが、前記水(C)中の分散速度の向上、良好な分散安定性や長期保存安定性を確保するうえで好適である。前記中和率の上限値は特に限定しないが、実質的には、長期保存でもインクの安定性があり、ゲル化しないためにも、好ましくは200%以下、より好ましくは120%以下である。なお、ここで中和率とは、下記の式によって計算される値である。
 中和率(%)=[{塩基性化合物の質量(g)×56.11×1000}/{顔料分散樹脂の酸価(mgKOH/g)×塩基性化合物の当量×顔料分散樹脂の質量(g)}]×100
 前記顔料分散樹脂としては、より具体的には、例えば前記したアニオン性基を有するポリエステル樹脂、アニオン性基を有するエポキシ樹脂、アニオン性基を有するウレタン樹脂、アニオン性基を有するアクリル酸系樹脂、アニオン性基を有するマレイン酸系樹脂、アニオン性基を有するスチレン系樹脂、アニオン性基を有するポリビニール酢酸系樹脂等のアニオン性基を有するビニル系共重合体等を使用することができる。
 前記顔料分散樹脂としては、例えばポリ(メタ)アクリル酸、酢酸ビニル-アクリル酸エステル共重合体、アクリル酸-アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン-(メタ)アクリル酸共重合体、スチレン-(メタ)アクリル酸-アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン-マレイン酸共重合体、酢酸ビニル-マレイン酸エステル共重合体、酢酸ビニル-クロトン酸共重合体、酢酸ビニル-アクリル酸共重合体を使用することができる。
 前記湿潤剤としては、例えばエチレングリコール、グリセロール等の多価アルコール類、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ブチルエーテル等の多価アルコールのエーテル類;グリセリンのポリオキシアルキレン付加物;N-メチル-2-ピロリドン、γ-ブチロラクトン等の含窒素複素環化合物;N,N-ジメチルホルムアミド等のアミド類;トリエチルアミン等の有機アミン類、ジメチルスルホキシド等の含硫黄化合物類、プロピレンカーボネート、炭酸エチレン等を単独または2種以上組み合わせ使用することができる。
 前記湿潤剤としては、前記顔料と顔料分散樹脂とを均一に分散させるためには高沸点のものを使用することが好ましく、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、グリセリン、グリセリンのポリエチレンオキサイド付加物等の多価アルコール類を使用することがより好ましい。
 前記湿潤剤は、前記顔料の全量に対して10質量%~300質量%の範囲で使用することが好ましく、30質量~200質量%の範囲で使用することがより好ましい。
 本発明のインクとして前記顔料と顔料分散樹脂とを含有するものを使用する場合、本発明のインクの製造方法としては、例えばあらかじめ前記顔料と顔料分散樹脂と水(C)とを混合して得た水性顔料分散体、及び、前記重合体(A)と重合体(B)と水(C)とを含む組成物を混合することによって製造する方法が挙げられる。
 前記水性顔料分散体は、例えば前記顔料と顔料分散樹脂と必要に応じて塩基性化合物や湿潤剤を含有する組成物を混練する工程[1]、前記工程[1]で得られた混練物を水(C)に希釈分散させる工程[2]等を経ることによって製造することができる。
 前記工程[1]及び[2]において、顔料分散樹脂を適切に選択することで、顔料分散樹脂の顔料への親和性が極めて良好となり、水性顔料分散体の分散安定性が向上するとともに、顔料分散体を用いて得られたインクを普通紙に印刷することによって形成された印刷物の光沢や耐久性や耐水性等を向上させることができる。
 前記工程[1]では、例えばロールミル、ヘンシェルミキサー、加圧ニーダー、プラネタリーミキサー等の装置を使用することができ、撹拌槽と撹拌羽根を有し、撹拌槽が密閉可能なヘンシェルミキサー、加圧ニーダー、プラネタリーミキサー等の装置を使用することが、前記工程[1]中の前記組成物の固形分比率を一定に保つことができ、分散状態の良好な混練物が得られるため好ましく、プラネタリーミキサーを使用することが、広い範囲の粘度領域で混練処理が可能であり好ましい。
 また、前記工程[2]では、前記工程[1]で得られた混練物を、水(C)に希釈分散させる工程である。
 前記方法で得られた水性顔料分散体は、顔料等の原材料に由来する粗大粒子や凝集粒子を除去するうえで遠心分離処理またはろ過処理することが、本発明のインクをインクジェット印刷法に適用する際に、インク吐出ノズルの詰まり等の発生を防止するうえで好ましい。
 前記水性顔料分散体、及び、前記重合体(A)と重合体(B)と水(C)とを含む組成物とを混合しインクを製造する方法としては、例えば前記水性顔料分散体に、水(C)を供給し、温で30~90分間攪拌等する方法が挙げられる。
 前記方法で得られた本発明のインクとしては、例えば粘度が1mPa・sec~10mPa・secの範囲のものを使用することが好ましい。とりわけ、後述するインクジェット印刷方式で本発明のインクを吐出する場合には、粘度が1mPa・sec~6mPa・secのものを使用することがより好ましい。
 また、前記方法で得られた本発明のインクとしては、前記インクの全量に対する顔料の質量割合が1質量%~10質量%のものを使用することが好ましく、3質量%~8質量%のものを使用することが、より一層優れた保存安定性を備えたインクを得るうえで特に好ましい。
 本発明のインクは、被記録媒体への印刷に使用することができる。
 前記被記録媒体としては、例えばインクの乾燥を促進する薬剤が表面に薄層コートされた微コート紙を使用することができる。本発明のインクであれば、前記被記録媒体として普通紙を選択した場合であっても、高光沢の印刷物を製造することができる。
 前記普通紙としては、代表的なものとして、電子写真方式の複写機等に用いられるPPC用紙等が挙げられる。前記普通紙は、銘柄によって古紙パルプの使用率や漂白度等が異なり、紙厚もさまざまであるが、安価であることと引き換えに、インク受理層等は塗布されていないため、特にインクジェット印刷方式を用いて両面印刷を行う際、普通紙の一方の面(表面)に印刷された片面印刷物が反転される際に、前記片面印刷物の印刷面に搬送ロールが接触すると、印刷面に傷がつき、印刷品質の低下を引き起こしやすい。
 本発明のインクであれば、前記普通紙に対して両面印刷する場合であっても、傷が少なく、高発色性の印刷物を得ることができる。
 本発明のインクは、様々な印刷方式に適用できるが、もっぱらインクジェット印刷方式による印刷場面で好適に使用することができる。
 前記インクジェット印刷方式としては、例えば連続噴射型(荷電制御型、スプレー型など)、オンデマンド型(ピエゾ方式、サーマル方式、静電吸引方式など)等が挙げられるが、本発明のインクは、サーマル型のインクジェット印刷方式での印刷に好適である。そして、このインクジェット記録用水性インクは、基本的にこれら各種のインクジェット方式に適用した場合に、極めて安定したインク吐出が可能となり、加えて形成された画像の良好な耐傷性、耐擦過性を実現することができる。
 本発明のインクを用いて印刷された印刷物は、前記したとおり優れた耐擦過性と高発色性とを両立することができる。
 とりわけ被記録媒体の両面に印刷可能なインクジェットプリンターは、被記録媒体の一方の面(表面)に印刷された片面印刷物が、一定時間乾燥された後、プリンター内部の搬送ロール及び反転機構によって反転され、前記片面印刷物の他方の面(裏面)に、印刷されることによって行われることが多い。前記片面印刷物を反転する際に、前記片面印刷物の印刷面に搬送ロールが接触すると、印刷面に傷がつき、印刷品質の低下を引き起こすことが懸念されていた。しかし、本発明のインクであれば、普通紙に両面印刷する場合であっても耐擦過性に優れるため傷がつきにくく、また、普通紙に印刷した際の発色性の低下を効果的に防止することが可能である。
 [実施例1]
 撹拌機、還流冷却管、窒素導入管、温度計、滴下漏斗を備えた反応容器に脱イオン水138質量部を仕込み、窒素を吹き込みながら80℃に昇温した。
 次いで、メタクリル酸2質量部、スチレンスルホン酸ナトリウム2質量部、チオリンゴ酸0.05質量部を仕込み、80℃で10質量%過硫酸ナトリウム水溶液5質量部を添加し、重合を開始した。
 前記重合容器内の温度80℃で1時間維持した後、前記重合容器の内容物を冷却し、アンモニア水を混合することによって、重合体(A-1)の水溶液(I-1)を得た。
 次に、80℃に調整した前記重合体(A-1)の水溶液(I-1)に、n-ブチルアクリレート50質量部とメチルメタクリレート30質量部と2-ヒドロキシエチルメタクリレート20質量部との混合物100質量部、及び、10質量%過硫酸ナトリウム水溶液5質量部を、4時間かけて滴下し、1時間維持することによって重合を行った。
 前記1時間経過後に、前記反応容器の内容物を40℃以下に冷却した。
 前記冷却後、前記反応容器にアンモニア水を供給し前記内容物のpHを7に調整することによって、不揮発分40質量%の分散体(II-1)を得た。
 次に、ジョンクリル JDX-6639(BASF社製、スチレンアクリル樹脂水溶液、重量平均分子量8,000、酸価120~130、ガラス転移点70℃、粘度1,500 mPa・s、pH8、不揮発分約29質量%)5000質量部と、マゼンタ顔料(FASTOGEN Super Magenta RY、DIC(株)製)5000質量部とを、容量50Lのプラネタリーミキサー((株)井上製作所製)に仕込み、ジャケットを加温した。
 前記プラネタリーミキサーの内容物の温度が60℃に達した後、自転回転数:80回転/分及び公転回転数:25回転/分の条件で前記内容物を攪拌し混合した。
 前記攪拌開始から5分後、トリエチレングリコール3,700質量部を加えた。
 その後、プラネタリーミキサーの電流値が最大電流値を示した時点から起算し、120分経過するまで混合を継続することによって混練物を得た。
 次に、前記混練物に、60℃のイオン交換水10,000質量部を、2時間かけて加えることによって液状混合物を得た。前記液状混合物に含まれる前記スチレンアクリル樹脂の前記マゼンタ顔料に対する質量割合は0.29であった。
 次に、前記液状混合物に、イオン交換水とトリエチレングリコールとを加え、マゼンタ顔料濃度14.3質量%、前記マゼンタ顔料に対するトリエチレングリコールの濃度が100質量%であるマゼンタ水性顔料分散液を得た。
 次に、前記分散体(II-1)2.1質量部と、2-ピロリジノン(BASF社製)5.6質量部と、トリエチレングリコールモノブチルエーテル(東京化成工業(株)製)5.6質量部と、精製グリセリン(花王(株)製)2.1質量部と、サーフィノール440(非イオン系界面活性剤、2,4,7,9テトラメチル-5デシン-4,7ジオール、エボニックジャパン(株))0.3質量部と、イオン交換水とを、100mlのポリ容器に入れ、1時間攪拌した後、さらに前記マゼンタ水性顔料分散液24.5質量部を加えて1時間攪拌した。
 次に、5質量%水酸化カリウム水溶液を用いpHを9~9.8の範囲内に調整したものを、孔径5~10μmのフィルターでろ過することによって、合計70質量部の水性インク(マゼンタ顔料濃度5質量%)を得た。
[実施例2]
 撹拌機、還流冷却管、窒素導入管、温度計、滴下漏斗を備えた反応容器に脱イオン水138質量部を仕込み、窒素を吹き込みながら80℃に昇温した。
 次いで、メタクリル酸4.5質量部、スチレンスルホン酸ナトリウム5.6質量部、チオリンゴ酸0.15質量部を仕込み、80℃で10質量%過硫酸アンモニウム水溶液5質量部を添加し、重合を開始した。
 前記重合容器内の温度80℃で1時間維持した後、前記重合容器の内容物を冷却し、アンモニア水を混合することによって、重合体(A-2)の水溶液(I-2)を得た。
前記重合体(A-2)の水溶液(I-2)に、エチルアクリレート40質量部とメチルメタクリレート30質量部と2-ヒドロキシエチルメタクリレート30質量部との混合物100質量部、及び、10質量%過硫酸アンモニウム水溶液5質量部を、4時間かけて滴下し、1時間維持することによって重合を行った。
 前記1時間経過後に、前記反応容器の内容物を40℃以下に冷却した。
 前記冷却後、前記反応容器にアンモニア水を供給し前記内容物のpHを7に調整することによって、不揮発分40質量%の分散体(II-2)を得た。
 次に、前記分散体(II-2)2.1質量部と、2-ピロリジノン(BASF社製)5.6質量部と、トリエチレングリコールモノブチルエーテル(東京化成工業(株)製)5.6質量部と、精製グリセリン(花王(株)製)2.1質量部と、サーフィノール440(非イオン系界面活性剤、2,4,7,9テトラメチル-5デシン-4,7ジオール、エボニックジャパン(株))0.3質量部と、イオン交換水とを、100mlのポリ容器に入れ、1時間攪拌した後、さらに前記マゼンタ水性顔料分散液24.5質量部を加えて1時間攪拌した。
 次に、5質量%水酸化カリウム水溶液を用いpHを9~9.8の範囲内に調整したものを、孔径5~10μmのフィルターでろ過することによって、合計70質量部の水性インク(マゼンタ顔料濃度5質量%)を得た。
[実施例3]
 撹拌機、還流冷却管、窒素導入管、温度計、滴下漏斗を備えた反応容器に脱イオン水138質量部を仕込み、窒素を吹き込みながら80℃に昇温した。
 次いで、メタクリル酸4.5質量部、スチレンスルホン酸ナトリウム5.6質量部、チオリンゴ酸0.15質量部を仕込み、80℃で10質量%過硫酸アンモニウム水溶液5質量部を添加し、重合を開始した。
 前記重合容器内の温度80℃で1時間維持した後、前記重合容器の内容物を冷却し、アンモニア水を混合することによって、重合体(A-3)の水溶液(I-3)を得た。
 前記重合体(A-3)の水溶液(I-3)に、エチルアクリレート32質量部とn-ブチルアクリレート23質量部とメチルメタクリレート5質量部と2-ヒドロキシエチルメタクリレート40質量部との混合物100質量部、及び、10質量%過硫酸アンモニウム水溶液5質量部を、4時間かけて滴下し、1時間維持することによって重合を行った。
 前記1時間経過後に、前記反応容器の内容物を40℃以下に冷却した。
 前記冷却後、前記反応容器にアンモニア水を供給し前記内容物のpHを7に調整することによって、不揮発分40質量%の分散体(II-3)を得た。
 次に、前記分散体(II-3)2.1質量部と、2-ピロリジノン(BASF社製)5.6質量部と、トリエチレングリコールモノブチルエーテル(東京化成工業(株)製)5.6質量部と、精製グリセリン(花王(株)製)2.1質量部と、サーフィノール440(非イオン系界面活性剤、2,4,7,9テトラメチル-5デシン-4,7ジオール、エボニックジャパン(株))0.3質量部と、イオン交換水とを、100mlのポリ容器に入れ、1時間攪拌した後、さらに前記マゼンタ水性顔料分散液24.5質量部を加えて1時間攪拌した。
 次に、5質量%水酸化カリウム水溶液を用いpHを9~9.8の範囲内に調整したものを、孔径5~10μmのフィルターでろ過することによって、合計70質量部の水性インク(マゼンタ顔料濃度5質量%)を得た。
 [比較例1]
 撹拌機、還流冷却管、窒素導入管、温度計、滴下漏斗を備えた反応容器に脱イオン水86質量部を入れ、窒素を吹き込みながら75℃まで昇温した。撹拌下、過硫酸アンモニウム0.02質量部を添加し、続いてn-ブチルアクリレート168質量部、メチルメタクリレート20質量部、メタクリル酸12質量部からなる単量体混合物に、ラテムルE-118B(花王(株)製:有効成分25質量%)16質量部と脱イオン水60質量部を加えて乳化させたモノマープレエマルジョン(前記モノマーと乳化剤と水でモノマーを乳化状態にしたものを云う)の一部(3質量部)を添加し、反応容器内温度を75℃に保ちながら60分間で重合させた。引き続き、反応容器内温度を75℃に保ちながら、残りのモノマープレエマルジョン(273質量部)と、過硫酸アンモニウムの水溶液(有効成分5質量%)30質量部を、各々別の滴下漏斗を使用して、反応容器内温度を75℃に保ちながら180分間かけて滴下して重合した。
 滴下終了後、同温度にて120分間撹拌し、その後、反応容器内温度を75℃に保ちながら、アンモニア水(有効成分10質量%)15質量部を30分間かけて滴下し、重合体中のカルボキシル基を中和することによって、不揮発分50質量%の分散体(II-11)を得た。
 前記分散体(II-1)2.1質量部の代わりに、分散体(II-11)を1.7質量部を使用したこと以外は、実施例1と同様の方法で水性インクを調製した。
 [比較例2]
 ラテムルE-118B(花王(株)製)の代わりに、ネオペレックスG-25(花王(株)製)を使用したこと以外は、比較例1と同様の方法で水性インクを得た。
 [比較例3]
 ラテムルE-118B(花王(株)製)の代わりに、ラテムルPD-104(花王(株)製)を使用したこと以外は、比較例1と同様の方法で水性インクを得た。
 <耐擦過性>
 写真印刷用紙(光沢)[HPアドバンスフォト用紙 ヒューレットパッカード社製]の印刷面に、市販のサーマルジェット方式インクジュットプリンター(Photosmart D5360;ヒューレットパッカード社製)を用い、前記水性インクを黒色インクカートリッジに充填し、印字濃度設定100%のベタ印刷を行うことで評価用印刷物を得た。
 前記評価用印刷物を常温下で60秒間乾燥した後、該印刷面を約5kgの荷重をかけて爪で擦過し、該印刷面の色等のこすれ具合を下記評価基準にしたがって目視で評価した。なお、インクの吐出安定性が不十分であるため、前記評価用印刷物を得ることができなかったものについては、表中に「印字不可」と記した。
A:印刷面の面積に対する前記傷の面積の割合が30%未満
B:印刷面の面積に対する前記傷の面積の割合が30%以上50%未満
C:印刷面の面積に対する前記傷の面積の割合が50%以上
 <発色性>
 はじめに、2-ピロリジノン(BASF社製)5.6質量部と、トリエチレングリコールモノブチルエーテル(東京化成工業(株)製)5.6質量部と、精製グリセリン(花王(株)製)2.1質量部と、サーフィノール440(非イオン系界面活性剤、2,4,7,9テトラメチル-5デシン-4,7ジオール、エボニックジャパン(株))0.3質量部と、イオン交換水とを、100mlのポリ容器に入れ、1時間攪拌した後、さらに前記マゼンタ水性顔料分散液24.5質量部を加えて1時間攪拌した。
 次に、5質量%水酸化カリウム水溶液を用いpHを9~9.8の範囲内に調整したものを、孔径5~10μmのフィルターでろ過することによって、合計70質量部の比較用水性インク(X)(マゼンタ顔料濃度5質量%)を調製した。
 次に、実施例及び比較例で得た水性インクと、前記水性インク(X)とを、バーコーター#3を用いて普通紙に塗布し、室温条件で乾燥することによって印刷物を得た。
 実施例及び比較例の水性インクを用いて得られた印刷物の発色性と、水性インク(X)を用いて得られた印刷物(x)の発色性とを目視で比較し、実施例及び比較例の水性インクを用いて得られた印刷物の発色性が、前記印刷物(x)の発色性と同等またはそれを上回る発色性を有していたものを「〇」と評価し、実施例及び比較例の水性インクを用いて得られた印刷物の発色性が、前記印刷物(x)の発色性よりも劣っていたものを「×」と評価した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005

Claims (8)

  1. カルボキシル基またはカルボキシル基の中和塩基と下記一般式(1)で示される構造とを有する重合体(A)によって、前記重合体(A)とは異なる重合体(B)が水(C)中に分散されたものであることを特徴とするインク。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000001
    (一般式(1)中のMは、水素原子またはアルカリ金属を表す。)
  2. 前記重合体(A)が、カルボキシル基を有する単量体またはその酸無水物と、スチレンスルホン酸のアルカリ金属塩とを含む単量体混合物の重合体である請求項1に記載のインク。
  3. 前記重合体(B)がアクリル重合体(b)である請求項1または2に記載のインク。
  4. 前記重合体(A)と前記重合体(B)との質量比が[重合体(A)/重合体(B)]が1/100~30/100の範囲である請求項1~3のいずれか1項に記載のインク。
  5. 前記重合体(A)及び前記重合体(B)が、前記インクの全量に対し、合計0.1質量%~30質量%の範囲で含まれる請求項1~4のいずれか1項に記載のインク。
  6. さらに顔料と、前記顔料を前記水(C)に分散させるための顔料分散樹脂とを含有する請求項1~5のいずれか1項に記載のインク。
  7. インクジェット印刷方式での印刷に使用する請求項1~6のいずれか1項に記載のインク。
  8. 前記インクジェット印刷方式がサーマル型インクジェット印刷方式である請求項6に記載のインク。
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