JP5704514B2 - Water-based ink for ink jet recording, ink cartridge, ink jet recording method and ink jet recording apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、インクジェット記録用水性インク、インクカートリッジ、インクジェット記録方法及びインクジェット記録装置に関する。 The present invention relates to an aqueous inkjet recording ink, an ink cartridge, an inkjet recording method, and an inkjet recording apparatus.
インクジェット記録用水性インクにおいて、自己分散型顔料が使用されることがある。前記自己分散型顔料は、顔料にリン酸基、カルボン酸基又はスルホン酸基のような少なくとも一種の親水基又はその塩を結合させるように処理をすることによって得ることができる。前記自己分散型顔料は、高分子顔料分散剤を必要としないことから、水性インクの粘度上昇を防止することができる。また、顔料に結合する親水基のうち、特にリン酸基により処理された自己分散型顔料は、カルボン酸基又はスルホン酸基により処理された自己分散型顔料と比べて、高い光学濃度（ＯＤ値）が得られる（特許文献１及び２）。 Self-dispersing pigments may be used in water-based inks for inkjet recording. The self-dispersing pigment can be obtained by treating the pigment so that at least one hydrophilic group such as a phosphoric acid group, a carboxylic acid group or a sulfonic acid group or a salt thereof is bonded. Since the self-dispersing pigment does not require a polymer pigment dispersant, it can prevent an increase in the viscosity of the water-based ink. Further, among the hydrophilic groups bonded to the pigment, the self-dispersing pigment treated with a phosphoric acid group in particular has a higher optical density (OD value) than the self-dispersing pigment treated with a carboxylic acid group or a sulfonic acid group. Is obtained (Patent Documents 1 and 2).
一方、リン酸基により処理された自己分散型顔料を用いた水性インクには、一般的なインク組成において、再分散性が良好ではないという問題がある。前記再分散性が良好ではない水性インクでは、前記水性インクがインクジェットヘッドのインク流路やノズル近傍において一度蒸発乾固し、固形物を生じると、再度水性インクを吐出しようとした場合に新たに水性インクと接触しても、前記固形物が溶解及び分散されず、吐出安定性に支障をきたすおそれがある。また、リン酸基により処理された自己分散型顔料を用いたインクジェット記録用水性インクは、カルボン酸基又はスルホン酸基により処理された自己分散型顔料と比べて高い光学濃度（ＯＤ値）が得られるが、更なる光学濃度（ＯＤ値）の向上が求められている。 On the other hand, water-based inks using self-dispersing pigments treated with phosphoric acid groups have a problem that redispersibility is not good in a general ink composition. In the case of the water-based ink having poor redispersibility, once the water-based ink is evaporated to dryness in the vicinity of the ink flow path or nozzle of the ink jet head to produce a solid, it is newly added when the water-based ink is to be discharged again. Even if it contacts with water-based ink, the said solid substance is not melt | dissolved and disperse | distributed, and there exists a possibility of affecting the discharge stability. In addition, an aqueous ink for inkjet recording using a self-dispersing pigment treated with a phosphoric acid group has a higher optical density (OD value) than a self-dispersing pigment treated with a carboxylic acid group or a sulfonic acid group. However, further improvement in optical density (OD value) is demanded.
そこで、本発明は、自己分散型顔料を含む水性インクであって、再分散性に優れ、高い光学濃度（ＯＤ値）が得られるインクジェット記録用水性インクを提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a water-based ink for inkjet recording, which is a water-based ink containing a self-dispersing pigment and has excellent redispersibility and a high optical density (OD value).
前記目的を達成するために、本発明のインクジェット記録用水性インクは、
着色剤、水及び水溶性有機溶剤を含むインクジェット記録用水性インクであって、
前記着色剤が、リン酸基により修飾された自己分散型顔料を含み、
前記水性インクが、さらに、スルホベタイン型界面活性剤を含み、
前記水性インク全量に対する前記スルホベタイン型界面活性剤の配合量が、０．３重量％〜５重量％であることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the water-based ink for inkjet recording of the present invention comprises:
A water-based ink for inkjet recording comprising a colorant, water and a water-soluble organic solvent,
The colorant comprises a self-dispersing pigment modified with a phosphate group;
The water-based ink further contains a sulfobetaine surfactant,
The amount of the sulfobetaine surfactant based on the total amount of the water-based ink is 0.3 wt% to 5 wt%.
前記目的を達成するために、本発明者等は、一連の研究を重ねたところ、リン酸基により修飾された自己分散型顔料を着色剤として用いた場合、さらに、前記所定量のスルホベタイン型界面活性剤を含ませれば、再分散性に優れ、高い光学濃度（ＯＤ値）が得られることを見出し本発明に想到した。 In order to achieve the above-mentioned object, the present inventors have conducted a series of studies. When a self-dispersing pigment modified with a phosphate group is used as a colorant, the predetermined amount of sulfobetaine-type is further used. It was found that if a surfactant was included, the redispersibility was excellent and a high optical density (OD value) was obtained, and the present invention was conceived.
本発明において、「再分散性」とは、例えば、水性インクが一度蒸発乾固し、固形物が生じた後、新たに水性インクと接触した際の前記固形物の溶解性及び分散性を言う。 In the present invention, “redispersibility” refers to, for example, the solubility and dispersibility of the solid material when the aqueous ink once evaporated to dryness to form a solid material and then newly contacted with the aqueous ink. .
本発明のインクジェット記録用水性インク（以下、「水性インク」又は「インク」と言うことがある。）について説明する。本発明の水性インクは、着色剤、水及び水溶性有機溶剤を含む。前述のとおり、前記着色剤は、リン酸基により修飾された自己分散型顔料（以下、「リン酸基修飾自己分散型顔料」と言うことがある。）を含む。リン酸基修飾自己分散型顔料を含ませることで、光学濃度（ＯＤ値）の高い水性インクを得ることができるが、後述のように、さらに、スルホベタイン型界面活性剤を含ませることで、光学濃度（ＯＤ値）のより高い水性インクを得ることができる。前記リン酸基修飾自己分散型顔料は、例えば、特表２００９−５１５００７号公報、特表２０１１−５１５５３５号公報、特開２００６−１９９９６８号公報、特表２００９−５１３８０２号公報、特表２０１１−５１０１５５号公報に記載の方法により調製できる。前記リン酸基修飾自己分散型顔料は、例えば、市販品を用いてもよい。 The water-based ink for inkjet recording of the present invention (hereinafter sometimes referred to as “water-based ink” or “ink”) will be described. The water-based ink of the present invention contains a colorant, water, and a water-soluble organic solvent. As described above, the colorant includes a self-dispersing pigment modified with a phosphoric acid group (hereinafter sometimes referred to as “phosphoric acid group-modified self-dispersing pigment”). By including a phosphoric acid group-modified self-dispersing pigment, a water-based ink having a high optical density (OD value) can be obtained, but by adding a sulfobetaine surfactant as described below, A water-based ink having a higher optical density (OD value) can be obtained. Examples of the phosphoric acid group-modified self-dispersing pigment include, for example, JP-T 2009-515007, JP-T 2011-515535, JP-A 2006-199968, JP-T 2009-515802, JP-T 2011-510155. It can be prepared by the method described in the publication. As the phosphoric acid group-modified self-dispersing pigment, for example, a commercially available product may be used.
前記自己分散型顔料の原料として用いることができる顔料としては、例えば、カーボンブラック、無機顔料及び有機顔料等があげられる。前記カーボンブラックとしては、例えば、ファーネスブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック等があげられる。前記無機顔料としては、例えば、酸化チタン、酸化鉄系無機顔料及びカーボンブラック系無機顔料等をあげることができる。前記有機顔料としては、例えば、アゾレーキ、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、キレートアゾ顔料等のアゾ顔料；フタロシアニン顔料、ペリレン及びペリノン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサジン顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフタロン顔料等の多環式顔料；塩基性染料型レーキ顔料、酸性染料型レーキ顔料等の染料レーキ顔料；ニトロ顔料；ニトロソ顔料；アニリンブラック昼光蛍光顔料；等があげられる。また、これら以外の顔料として、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック１、６及び７；Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１、２、３、１２、１３、１４、１５、１６、１７、５５、７８、１５０、１５１、１５４、１８０、１８５及び１９４；Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ３１及び４３；Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２、３、５、６、７、１２、１５、１６、４８、４８：１、５３：１、５７、５７：１、１１２、１２２、１２３、１３９、１４４、１４６、１４９、１６６、１６８、１７５、１７６、１７７、１７８、１８４、１８５、１９０、２０２、２２１、２２２、２２４及び２３８；Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット１９６；Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１、２、３、１５、１５：１、１５：２、１５：３、１５：４、１６、２２及び６０；Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン７及び３６等もあげられる。特に、前記リン酸基による修飾を行うのに適した顔料としては、例えば、三菱化学（株）製の「ＭＡ８」及び「ＭＡ１００」等のカーボンブラックがあげられる。 Examples of pigments that can be used as a raw material for the self-dispersing pigment include carbon black, inorganic pigments, and organic pigments. Examples of the carbon black include furnace black, lamp black, acetylene black, and channel black. Examples of the inorganic pigment include titanium oxide, iron oxide inorganic pigment, and carbon black inorganic pigment. Examples of the organic pigment include azo pigments such as azo lakes, insoluble azo pigments, condensed azo pigments and chelate azo pigments; phthalocyanine pigments, perylene and perinone pigments, anthraquinone pigments, quinacridone pigments, dioxazine pigments, thioindigo pigments, isoindolinone pigments, Examples thereof include polycyclic pigments such as quinophthalone pigments; dye lake pigments such as basic dye type lake pigments and acid dye type lake pigments; nitro pigments; nitroso pigments; aniline black daylight fluorescent pigments; Examples of pigments other than these include C.I. I. Pigment Black 1, 6, and 7; C.I. I. Pigment Yellow 1, 2, 3, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 55, 78, 150, 151, 154, 180, 185 and 194; I. Pigment oranges 31 and 43; C.I. I. Pigment Red 2, 3, 5, 6, 7, 12, 15, 16, 48, 48: 1, 53: 1, 57, 57: 1, 112, 122, 123, 139, 144, 146, 149, 166, 168, 175, 176, 177, 178, 184, 185, 190, 202, 221, 222, 224 and 238; I. Pigment violet 196; C.I. I. Pigment blue 1, 2, 3, 15, 15: 1, 15: 2, 15: 3, 15: 4, 16, 22 and 60; C.I. I. Pigment green 7 and 36 etc. are also mentioned. In particular, examples of pigments suitable for modification with the phosphate group include carbon blacks such as “MA8” and “MA100” manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation.
前記水性インク全量に対する前記リン酸基修飾自己分散型顔料の固形分配合量（顔料固形分量）は、特に限定されず、例えば、所望の光学濃度又は色彩等により、適宜決定できる。前記顔料固形分量は、例えば、０．１重量％〜２０重量％であり、好ましくは、１重量％〜１０重量％であり、より好ましくは、２重量％〜８重量％である。 The solid content blending amount (pigment solid content) of the phosphoric acid group-modified self-dispersing pigment with respect to the total amount of the water-based ink is not particularly limited, and can be appropriately determined depending on, for example, a desired optical density or color. The pigment solid content is, for example, 0.1% by weight to 20% by weight, preferably 1% by weight to 10% by weight, and more preferably 2% by weight to 8% by weight.
前記着色剤は、前記リン酸基修飾自己分散型顔料に加え、さらに他の顔料及び染料等を含んでもよい。 The colorant may further contain other pigments and dyes in addition to the phosphate group-modified self-dispersing pigment.
前記水は、イオン交換水又は純水であることが好ましい。前記水性インク全量に対する前記水の配合量（水割合）は、例えば、１０重量％〜９０重量％であり、好ましくは、４０重量％〜８０重量％である。前記水割合は、例えば、他の成分の残部としてもよい。 The water is preferably ion exchange water or pure water. The blending amount (water ratio) of the water with respect to the total amount of the water-based ink is, for example, 10% to 90% by weight, and preferably 40% to 80% by weight. The said water ratio is good also as the remainder of another component, for example.
前記水溶性有機溶剤としては、例えば、インクジェットヘッドのノズル先端部における水性インクの乾燥を防止する湿潤剤及び記録媒体上での乾燥速度を調整する浸透剤があげられる。 Examples of the water-soluble organic solvent include a wetting agent that prevents drying of the water-based ink at the nozzle tip of the ink jet head and a penetrating agent that adjusts the drying speed on the recording medium.
前記湿潤剤は、特に限定されず、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、ｓｅｃ−ブチルアルコール、ｔｅｒｔ−ブチルアルコール等の低級アルコール；ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド；アセトン等のケトン；ジアセトンアルコール等のケトアルコール；テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル；ポリアルキレングリコール、アルキレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン等の多価アルコール；２−ピロリドン；Ｎ−メチル−２−ピロリドン；１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン等があげられる。前記ポリアルキレングリコールは、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等があげられる。前記アルキレングリコールは、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、チオジグリコール、ヘキシレングリコール等があげられる。これらの湿潤剤は、１種類を単独で用いてもよいし、２種類以上を併用してもよい。これらの中で、アルキレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン等の多価アルコールが好ましい。 The wetting agent is not particularly limited, and examples thereof include lower alcohols such as methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol, sec-butyl alcohol, tert-butyl alcohol; dimethylformamide, dimethylacetamide Amides such as acetone; Ketones such as acetone; Keto alcohols such as diacetone alcohol; Ethers such as tetrahydrofuran and dioxane; Polyhydric alcohols such as polyalkylene glycol, alkylene glycol, glycerin, trimethylolpropane, and trimethylolethane; 2-pyrrolidone; N-methyl-2-pyrrolidone; 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone and the like. Examples of the polyalkylene glycol include polyethylene glycol and polypropylene glycol. Examples of the alkylene glycol include ethylene glycol, propylene glycol, butylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, dipropylene glycol, tripropylene glycol, thiodiglycol, and hexylene glycol. These wetting agents may be used alone or in combination of two or more. Among these, polyhydric alcohols such as alkylene glycol, glycerin, trimethylolpropane, and trimethylolethane are preferable.
前記水性インク全量に対する前記湿潤剤の配合量は、例えば、０重量％〜９５重量％であり、好ましくは、５重量％〜８０重量％であり、より好ましくは、５重量％〜５０重量％である。 The blending amount of the wetting agent with respect to the total amount of the water-based ink is, for example, 0% by weight to 95% by weight, preferably 5% by weight to 80% by weight, and more preferably 5% by weight to 50% by weight. is there.
前記湿潤剤は、トリメチロールプロパン及びトリメチロールエタンの少なくとも一方を含むことが、特に好ましい。トリメチロールプロパン及びトリメチロールエタンの少なくとも一方を含むことで、光学濃度（ＯＤ値）がより高い水性インクを得ることができる。前記水性インク全量に対するトリメチロールプロパン及びトリメチロールエタンの少なくとも一方の配合量は、例えば、１重量％〜５０重量％であり、好ましくは、５重量％〜３０重量％であり、より好ましくは、５重量％〜２０重量％である。 It is particularly preferable that the wetting agent contains at least one of trimethylolpropane and trimethylolethane. By containing at least one of trimethylolpropane and trimethylolethane, an aqueous ink having a higher optical density (OD value) can be obtained. The blending amount of at least one of trimethylolpropane and trimethylolethane with respect to the total amount of the water-based ink is, for example, 1% by weight to 50% by weight, preferably 5% by weight to 30% by weight, and more preferably 5% by weight. % By weight to 20% by weight.
前記浸透剤は、例えば、グリコールエーテルがあげられる。前記グリコールエーテルは、例えば、エチレングリコールメチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテル、エチレングリコール−ｎ−プロピルエーテル、ジエチレングリコールメチルエーテル、ジエチレングリコールエチルエーテル、ジエチレングリコール−ｎ−プロピルエーテル、ジエチレングリコール−ｎ−ブチルエーテル、ジエチレングリコール−ｎ−ヘキシルエーテル、トリエチレングリコールメチルエーテル、トリエチレングリコールエチルエーテル、トリエチレングリコール−ｎ−プロピルエーテル、トリエチレングリコール−ｎ−ブチルエーテル、プロピレングリコールメチルエーテル、プロピレングリコールエチルエーテル、プロピレングリコール−ｎ−プロピルエーテル、プロピレングリコール−ｎ−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテル、ジプロピレングリコールエチルエーテル、ジプロピレングリコール−ｎ−プロピルエーテル、ジプロピレングリコール−ｎ−ブチルエーテル、トリプロピレングリコールメチルエーテル、トリプロピレングリコールエチルエーテル、トリプロピレングリコール−ｎ−プロピルエーテル及びトリプロピレングリコール−ｎ−ブチルエーテル等があげられる。前記浸透剤は、１種類を単独で用いてもよいし、２種類以上を併用してもよい。 Examples of the penetrant include glycol ether. Examples of the glycol ether include ethylene glycol methyl ether, ethylene glycol ethyl ether, ethylene glycol-n-propyl ether, diethylene glycol methyl ether, diethylene glycol ethyl ether, diethylene glycol-n-propyl ether, diethylene glycol-n-butyl ether, diethylene glycol-n- Hexyl ether, triethylene glycol methyl ether, triethylene glycol ethyl ether, triethylene glycol-n-propyl ether, triethylene glycol-n-butyl ether, propylene glycol methyl ether, propylene glycol ethyl ether, propylene glycol-n-propyl ether, Propylene glycol-n-butyl ether , Dipropylene glycol methyl ether, dipropylene glycol ethyl ether, dipropylene glycol-n-propyl ether, dipropylene glycol-n-butyl ether, tripropylene glycol methyl ether, tripropylene glycol ethyl ether, tripropylene glycol-n-propyl ether And tripropylene glycol-n-butyl ether. The said penetrant may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
前記水性インク全量に対する前記浸透剤の配合量は、例えば、０重量％〜２０重量％であり、好ましくは、０．１重量％〜１５重量％であり、より好ましくは、０．５重量％〜１０重量％である。 The blending amount of the penetrant with respect to the total amount of the water-based ink is, for example, 0% by weight to 20% by weight, preferably 0.1% by weight to 15% by weight, and more preferably 0.5% by weight to 10% by weight.
前述のとおり、前記水性インクは、さらに、スルホベタイン型界面活性剤を含む。スルホベタイン型界面活性剤を含ませることで、再分散性に優れ、従来の水性インクよりさらに光学濃度（ＯＤ値）の高い水性インクを得ることができると推定される。スルホベタイン型界面活性剤は、分子内にカチオン部及びアニオン部を有する。前記アニオン部の酸解離定数は、カルボン酸の酸解離定数よりも低い。このため、カルボキシベタイン型界面活性剤ではなく、スルホベタイン型界面活性剤を含ませることで、前述の物性の向上が見られると考えられる。ただし、このメカニズムは推定であり、本発明は、この推定に限定されない。 As described above, the water-based ink further contains a sulfobetaine surfactant. By including a sulfobetaine-type surfactant, it is presumed that an aqueous ink having excellent redispersibility and higher optical density (OD value) than a conventional aqueous ink can be obtained. The sulfobetaine surfactant has a cation part and an anion part in the molecule. The acid dissociation constant of the anion moiety is lower than that of carboxylic acid. For this reason, it is thought that the improvement of the above-mentioned physical property is seen by including not a carboxybetaine type surfactant but a sulfobetaine type surfactant. However, this mechanism is an estimation, and the present invention is not limited to this estimation.
前記スルホベタイン型界面活性剤としては、例えば、スルホベタイン、ヒドロキシベタイン、アミドスルホベタイン等があげられる。具体的には、例えば、３−（ドデシルジメチルアンモニオ）プロパンスルホナート、ラウリル（２−ヒドロキシ−３−スルホプロピル）ジメチルベタイン、２−ヒドロキシ−Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−［３−［（１−オキソドデシル）アミノ］プロピル］−３−スルホナト−１−プロパンアミニウム等があげられる。前記スルホベタイン型界面活性剤は、市販品を用いてもよい。３−（ドデシルジメチルアンモニオ）プロパンスルホナートは、例えば、東京化成工業（株）から入手できる。ラウリル（２−ヒドロキシ−３−スルホプロピル）ジメチルベタインは、例えば、花王（株）から入手できる（商品名「アンヒトール（登録商標） ２０ＨＤ」）。２−ヒドロキシ−Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−［３−［（１−オキソドデシル）アミノ］プロピル］−３−スルホナト−１−プロパンアミニウムは、例えば、川研ファインケミカル（株）から入手できる（商品名「ソフダソリン（登録商標） ＬＳＢ」及び「ソフダソリン（登録商標） ＬＳＢ−Ｒ」）。 Examples of the sulfobetaine surfactant include sulfobetaine, hydroxybetaine, amide sulfobetaine and the like. Specifically, for example, 3- (dodecyldimethylammonio) propanesulfonate, lauryl (2-hydroxy-3-sulfopropyl) dimethylbetaine, 2-hydroxy-N, N-dimethyl-N- [3-[( 1-oxododecyl) amino] propyl] -3-sulfonato-1-propanaminium and the like. A commercially available product may be used as the sulfobetaine surfactant. 3- (dodecyldimethylammonio) propanesulfonate is available from, for example, Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. Lauryl (2-hydroxy-3-sulfopropyl) dimethylbetaine is available from, for example, Kao Corporation (trade name “Amphithol (registered trademark) 20HD”). 2-Hydroxy-N, N-dimethyl-N- [3-[(1-oxododecyl) amino] propyl] -3-sulfonato-1-propanaminium can be obtained from, for example, Kawaken Fine Chemical Co., Ltd. ( Trade names “Softasolin® LSB” and “Softasoline® LSB-R”).
前記水性インク全量に対する前記スルホベタイン型界面活性剤の配合量は、０．３重量％〜５重量％であり、好ましくは、１重量％〜５重量％である。前記スルホベタイン型界面活性剤は、１種類を単独で用いてもよいし、２種類以上を併用してもよい。 The compounding amount of the sulfobetaine surfactant with respect to the total amount of the water-based ink is 0.3% by weight to 5% by weight, and preferably 1% by weight to 5% by weight. One of the sulfobetaine surfactants may be used alone, or two or more of them may be used in combination.
前記水性インクは、必要に応じて、さらに、従来公知の添加剤を含んでもよい。前記添加剤としては、例えば、ｐＨ調整剤、粘度調整剤、表面張力調整剤、防黴剤等があげられる。前記粘度調整剤は、例えば、ポリビニルアルコール、セルロース、水溶性樹脂等があげられる。 The water-based ink may further contain a conventionally known additive as required. Examples of the additive include a pH adjusting agent, a viscosity adjusting agent, a surface tension adjusting agent, and an antifungal agent. Examples of the viscosity modifier include polyvinyl alcohol, cellulose, and a water-soluble resin.
前記水性インクは、例えば、着色剤、水及び水溶性有機溶剤と、スルホベタイン型界面活性剤と、必要に応じて他の添加成分とを、従来公知の方法で均一に混合し、フィルタ等で不溶解物を除去することにより調製できる。 The water-based ink is, for example, a colorant, water and a water-soluble organic solvent, a sulfobetaine-type surfactant, and other additive components, if necessary, uniformly mixed by a conventionally known method, using a filter or the like. It can be prepared by removing insolubles.
つぎに、本発明のインクカートリッジについて説明する。本発明のインクカートリッジは、インクジェット記録用水性インクを含むインクカートリッジであって、前記水性インクが、本発明のインクジェット記録用水性インクであることを特徴とする。前記インクカートリッジの本体としては、例えば、従来公知のものを使用できる。 Next, the ink cartridge of the present invention will be described. The ink cartridge of the present invention is an ink cartridge containing a water-based ink for ink-jet recording, and the water-based ink is the water-based ink for ink-jet recording of the present invention. As the main body of the ink cartridge, for example, a conventionally known one can be used.
つぎに、本発明のインクジェット記録方法及びインクジェット記録装置について説明する。 Next, the ink jet recording method and the ink jet recording apparatus of the present invention will be described.
本発明のインクジェット記録方法は、記録媒体に水性インクをインクジェット方式により吐出して記録するインクジェット記録方法であって、前記水性インクとして、本発明のインクジェット記録用水性インクを用いることを特徴とする。 The ink jet recording method of the present invention is an ink jet recording method for recording by ejecting a water-based ink onto a recording medium by an ink jet method, wherein the water-based ink for ink-jet recording of the present invention is used as the water-based ink.
本発明のインクジェット記録装置は、インク収容部及びインク吐出手段を含み、前記インク収容部に収容されたインクを前記インク吐出手段によって吐出するインクジェット記録装置であって、前記インク収容部に、本発明のインクジェット記録用水性インクが収容されていることを特徴とする。 The ink jet recording apparatus of the present invention is an ink jet recording apparatus that includes an ink storage portion and an ink discharge means, and discharges ink stored in the ink storage portion by the ink discharge means. The water-based ink for inkjet recording is accommodated.
本発明のインクジェット記録方法は、例えば、本発明のインクジェット記録装置を用いて実施可能である。前記記録は、印字、印画、印刷等を含む。 The ink jet recording method of the present invention can be performed using, for example, the ink jet recording apparatus of the present invention. The recording includes printing, printing, printing, and the like.
図１に、本発明のインクジェット記録装置の一例の構成を示す。図示のとおり、このインクジェット記録装置１は、４つのインクカートリッジ２と、インク吐出手段（インクジェットヘッド）３と、ヘッドユニット４と、キャリッジ５と、駆動ユニット６と、プラテンローラ７と、パージ装置８とを主要な構成要素として含む。 FIG. 1 shows the configuration of an example of the ink jet recording apparatus of the present invention. As shown in the figure, this ink jet recording apparatus 1 includes four ink cartridges 2, an ink discharge means (ink jet head) 3, a head unit 4, a carriage 5, a drive unit 6, a platen roller 7, and a purge device 8. And as a major component.
４つのインクカートリッジ２は、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの４色の水性インクを、それぞれ１色ずつ含む。例えば、前記水性ブラックインク及び水性シアンインクの少なくとも一方が、本発明のインクジェット記録用水性インクである。その他の水性インクは、一般的な水性インクを用いてよい。ヘッドユニット４に設置されたインクジェットヘッド３は、記録媒体（例えば、記録用紙）Ｐに記録を行う。キャリッジ５には、４つのインクカートリッジ２及びヘッドユニット４が搭載される。駆動ユニット６は、キャリッジ５を直線方向に往復移動させる。駆動ユニット６としては、例えば、従来公知のものを使用できる（例えば、特開２００８−２４６８２１号公報参照）。プラテンローラ７は、キャリッジ５の往復方向に延び、インクジェットヘッド３と対向して配置されている。 The four ink cartridges 2 contain one color each of four colors of water-based inks of yellow, magenta, cyan, and black. For example, at least one of the water-based black ink and water-based cyan ink is the water-based ink for inkjet recording of the present invention. Other water-based inks may be general water-based inks. The ink jet head 3 installed in the head unit 4 performs recording on a recording medium (for example, recording paper) P. Four ink cartridges 2 and a head unit 4 are mounted on the carriage 5. The drive unit 6 reciprocates the carriage 5 in the linear direction. As the drive unit 6, for example, a conventionally known one can be used (for example, see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-246821). The platen roller 7 extends in the reciprocating direction of the carriage 5 and is disposed to face the inkjet head 3.
パージ装置８は、インクジェットヘッド３の内部に溜まる気泡等を含んだ不良インクを吸引する。パージ装置８としては、例えば、従来公知のものを使用できる（例えば、特開２００８−２４６８２１号公報参照）。 The purge device 8 sucks out defective ink containing bubbles and the like accumulated in the ink jet head 3. As the purge device 8, for example, a conventionally known device can be used (see, for example, JP-A-2008-246821).
パージ装置８のプラテンローラ７側には、パージ装置８に隣接してワイパ部材２０が配設されている。ワイパ部材２０は、へら状に形成されており、キャリッジ５の移動に伴って、インクジェットヘッド３のノズル形成面を拭うものである。図１において、キャップ１８は、水性インクの乾燥を防止するため、記録が終了するとリセット位置に戻されるインクジェットヘッド３の複数のノズルを覆うものである。 A wiper member 20 is disposed adjacent to the purge device 8 on the platen roller 7 side of the purge device 8. The wiper member 20 is formed in a spatula shape, and wipes the nozzle formation surface of the inkjet head 3 as the carriage 5 moves. In FIG. 1, a cap 18 covers a plurality of nozzles of the inkjet head 3 that is returned to the reset position when recording is completed in order to prevent the water-based ink from drying.
本例のインクジェット記録装置１においては、４つのインクカートリッジ２は、ヘッドユニット４と共に、１つのキャリッジ５に搭載されている。ただし、本発明は、これに限定されない。前記インクジェット記録装置において、４つのインクカートリッジ２の各カートリッジは、ヘッドユニット４とは別のキャリッジに搭載されていてもよい。また、４つのインクカートリッジ２の各カートリッジは、キャリッジ５には搭載されず、インクジェット記録装置内に配置、固定されていてもよい。これらの態様においては、例えば、４つのインクカートリッジ２の各カートリッジと、キャリッジ５に搭載されたヘッドユニット４とが、チューブ等により連結され、４つのインクカートリッジ２の各カートリッジからヘッドユニット４に前記水性インクが供給される。 In the ink jet recording apparatus 1 of this example, four ink cartridges 2 are mounted on one carriage 5 together with the head unit 4. However, the present invention is not limited to this. In the ink jet recording apparatus, each of the four ink cartridges 2 may be mounted on a carriage different from the head unit 4. Further, each of the four ink cartridges 2 may not be mounted on the carriage 5 but may be arranged and fixed in the ink jet recording apparatus. In these aspects, for example, each cartridge of the four ink cartridges 2 and the head unit 4 mounted on the carriage 5 are connected by a tube or the like, and each cartridge of the four ink cartridges 2 is connected to the head unit 4 from the cartridge. Aqueous ink is supplied.
このインクジェット記録装置１を用いたインクジェット記録は、例えば、つぎのようにして実施される。まず、記録用紙Ｐが、インクジェット記録装置１の側方又は下方に設けられた給紙カセット（図示せず）から給紙される。記録用紙Ｐは、インクジェットヘッド３と、プラテンローラ７との間に導入される。導入された記録用紙Ｐに、インクジェットヘッド３から吐出される水性インクにより所定の記録がされる。本発明の水性インクは、再分散性に優れるため、インクジェットヘッド３からの安定した吐出が可能である。また、本発明の水性インクを用いることで、光学濃度（ＯＤ値）の高い記録物を得ることができる。記録後の記録用紙Ｐは、インクジェット記録装置１から排紙される。図１においては、記録用紙Ｐの給紙機構及び排紙機構の図示を省略している。 Ink jet recording using this ink jet recording apparatus 1 is performed as follows, for example. First, the recording paper P is fed from a paper feed cassette (not shown) provided on the side of or below the ink jet recording apparatus 1. The recording paper P is introduced between the inkjet head 3 and the platen roller 7. Predetermined recording is performed on the introduced recording paper P by water-based ink ejected from the inkjet head 3. Since the water-based ink of the present invention is excellent in redispersibility, stable ejection from the inkjet head 3 is possible. Further, by using the water-based ink of the present invention, a recorded matter having a high optical density (OD value) can be obtained. The recording sheet P after recording is discharged from the inkjet recording apparatus 1. In FIG. 1, the paper feed mechanism and paper discharge mechanism for the recording paper P are not shown.
図１に示す装置では、シリアル型インクジェットヘッドを採用するが、本発明は、これに限定されない。前記インクジェット記録装置は、ライン型インクジェットヘッドを採用する装置であってもよい。 The apparatus shown in FIG. 1 employs a serial type ink jet head, but the present invention is not limited to this. The ink jet recording apparatus may be an apparatus that employs a line type ink jet head.
つぎに、本発明の実施例について比較例と併せて説明する。なお、本発明は、下記の実施例及び比較例により限定及び制限されない。 Next, examples of the present invention will be described together with comparative examples. In addition, this invention is not limited and restrict | limited by the following Example and comparative example.
［実施例１〜１１及び比較例１〜１３］
水性インク組成（表１及び表２）における、自己分散型顔料を除く成分を、均一に混合しインク溶媒を得た。つぎに、水に分散させた自己分散型顔料に前記インク溶媒を加え、均一に混合した。その後、得られた混合物を、東洋濾紙（株）製のセルロースアセテートタイプメンブレンフィルタ（孔径３．００μｍ）でろ過することで、実施例１〜１１及び比較例１〜１３のインクジェット記録用水性インクを得た。
[Examples 1 to 11 and Comparative Examples 1 to 13]
In the water-based ink composition (Tables 1 and 2), components other than the self-dispersing pigment were uniformly mixed to obtain an ink solvent. Next, the ink solvent was added to the self-dispersing pigment dispersed in water and mixed uniformly. Then, the aqueous mixture for inkjet recording of Examples 1-11 and Comparative Examples 1-13 was filtered by filtering the obtained mixture with a cellulose acetate type membrane filter (pore diameter 3.00 μm) manufactured by Toyo Roshi Kaisha, Ltd. Obtained.
実施例及び比較例の水性インクについて、（ａ）再分散性評価及び（ｂ）光学濃度（ＯＤ値）評価を、下記方法により実施した。 For the water-based inks of Examples and Comparative Examples, (a) redispersibility evaluation and (b) optical density (OD value) evaluation were performed by the following methods.
（ａ）再分散性評価
スライドガラスに、実施例及び比較例の水性インク１２μＬを滴下した。ついで、前記スライドガラスを、温度６０℃、相対湿度４０％の環境下に一晩静置することで、前記水性インクを蒸発乾固させた。つぎに、前記蒸発乾固後の固形物上にスポイトで水３滴を滴下した。このようにして作製した評価サンプルを肉眼及び倍率５０倍の顕微鏡で観察し、下記評価基準に従って再分散性を目視評価した。
(A) Redispersibility evaluation 12 μL of the aqueous inks of Examples and Comparative Examples were dropped on the slide glass. Subsequently, the water-based ink was evaporated to dryness by allowing the slide glass to stand overnight in an environment of a temperature of 60 ° C. and a relative humidity of 40%. Next, 3 drops of water were dropped onto the solid material after the evaporation to dryness with a dropper. The evaluation sample thus prepared was observed with the naked eye and a microscope with a magnification of 50 times, and the redispersibility was visually evaluated according to the following evaluation criteria.
再分散性評価 評価基準
ＡＡ：肉眼では固形物の溶解・分散のこりが確認されず、顕微鏡で観察した場合においても図２（ａ）に示すように溶解・分散していた。
Ａ ：顕微鏡で観察した場合に若干の粗大な粒子が確認されたが、実用上問題のないレベルであった。
Ｂ ：固形物が水に徐々に溶解・分散するが、肉眼においても溶解・分散しきれていない固形物の残りが確認され、顕微鏡で観察すると図２（ｂ）に示すように塊状のものが観察された。
Ｃ ：図２（ｃ）に示すように、固形物が水に全く溶解・分散せず、塊状のままであった。
Evaluation of redispersibility Evaluation standard AA: The solid solution was not dissolved or dispersed by the naked eye, and even when observed with a microscope, it was dissolved and dispersed as shown in FIG.
A: Some coarse particles were observed when observed with a microscope, but it was at a level causing no practical problem.
B: The solid matter gradually dissolves and disperses in water, but the remainder of the solid matter that has not been completely dissolved or dispersed by the naked eye is confirmed, and when observed with a microscope, a lump is obtained as shown in FIG. Observed.
C: As shown in FIG.2 (c), the solid substance did not melt | dissolve and disperse | distribute at all in water, but remained a lump.
（ｂ）光学濃度（ＯＤ値）評価
ブラザー工業（株）製のインクジェットプリンタ搭載デジタル複合機ＭＦＣ−Ｊ６７１０ＤＷを使用して、実施例及び比較例の水性インクを用いて普通紙上に解像度６００ｄｐｉ×３００ｄｐｉで黒単色パッチ（実施例１０においてはシアン単色パッチ）を記録し評価サンプルを作製した。前記評価サンプルの光学濃度（ＯＤ値）を、Ｘ−Ｒｉｔｅ社製の分光測色計ＳｐｅｃｔｒｏＥｙｅ（光源：Ｄ５０、視野角２°、ＳＴＡＴＵＳ Ｔ）により測定した。前記普通紙には、ＮＢＳ リコー社製のマイペーパー（普通紙１）、ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ ＰＡＰＥＲ社製のＨＡＭＭＥＲ ＭＩＬＬ ＬＡＳＥＲ ＰＲＩＮＴ（普通紙２）及びＸＥＲＯＸ社製のＲＥＣＹＣＬＥ ＳＵＰＲＥＭ（普通紙３）を用いた。前記光学濃度（ＯＤ値）の測定は、各普通紙について５回行った。
(B) Evaluation of optical density (OD value) Using a digital multifunction machine MFC-J6710DW equipped with an inkjet printer manufactured by Brother Industries, Ltd., using a water-based ink of Examples and Comparative Examples at a resolution of 600 dpi × 300 dpi. A black monochromatic patch (cyan monochromatic patch in Example 10) was recorded to prepare an evaluation sample. The optical density (OD value) of the evaluation sample was measured by a spectrocolorimeter SpectroEye (light source: D 50 , viewing angle 2 °, STATUS T) manufactured by X-Rite. As the plain paper, NBS Ricoh's My Paper (plain paper 1), INTERNATIONAL PAPER's HAMMER MILL LASER PRINT (plain paper 2), and XEROX's RECYCLE SUPREM (plain paper 3) were used. The optical density (OD value) was measured five times for each plain paper.
実施例の水性インクの水性インク組成及び評価結果を、表１に示す。また、比較例の水性インクの水性インク組成及び評価結果を、表２に示す。なお、表１及び表２において、「３紙平均」（最下段）は、前記普通紙１〜３のそれぞれの平均値（５回測定）の和を３で除した３紙の測定結果の平均値である。 Table 1 shows the water-based ink composition and evaluation results of the water-based inks of the examples. Table 2 shows the water-based ink composition and evaluation results of the water-based ink of the comparative example. In Tables 1 and 2, “3-paper average” (bottom row) is the average of the measurement results of 3 papers obtained by dividing the sum of the average values (measured 5 times) of the plain papers 1 to 3 by 3. Value.
表１及び表２に示すとおり、実施例１〜９では、スルホベタイン型界面活性剤を用いなかったこと以外は同条件である比較例１と比べて、３紙平均の光学濃度（ＯＤ値）が０．０３〜０．０８向上した。湿潤剤としてトリメチロールプロパン又はトリメチロールメタンを用いた実施例６〜９では、３紙平均の光学濃度（ＯＤ値）が特に高かった。また、実施例１０では、スルホベタイン型界面活性剤を用いなかったこと以外は同条件である比較例９と比べて、３紙平均の光学濃度（ＯＤ値）が０．０３向上した。また、３種のスルホベタイン型界面活性剤を併用した実施例１１でも、３紙平均の光学濃度（ＯＤ値）が高かった。 As shown in Table 1 and Table 2, in Examples 1 to 9, the optical density (OD value) of the average of three papers was compared with Comparative Example 1 which was the same condition except that the sulfobetaine type surfactant was not used. Improved by 0.03 to 0.08. In Examples 6 to 9 using trimethylolpropane or trimethylolmethane as the wetting agent, the average optical density (OD value) of the three papers was particularly high. In Example 10, the average optical density (OD value) of the three papers was improved by 0.03 compared to Comparative Example 9 under the same conditions except that the sulfobetaine surfactant was not used. Also in Example 11 in which three types of sulfobetaine surfactants were used in combination, the average optical density (OD value) of the three papers was high.
一方、表２に示すとおり、スルホベタイン型界面活性剤に代えてカルボキシベタイン型界面活性剤を用いた比較例２〜４では、再分散性が悪かった。また、スルホベタイン型界面活性剤に代えてアミンオキサイド型ベタイン型界面活性剤を用いた比較例５では、アミンオキサイド型ベタイン型界面活性剤を用いなかったこと以外は同条件である比較例１と比べて、３紙平均の光学濃度（ＯＤ値）の向上が全く見られなかった。 On the other hand, as shown in Table 2, in Comparative Examples 2 to 4 in which a carboxybetaine surfactant was used instead of the sulfobetaine surfactant, redispersibility was poor. Further, in Comparative Example 5 in which an amine oxide type betaine type surfactant was used instead of the sulfobetaine type surfactant, Comparative Example 1 was the same as that in Comparative Example 1 except that the amine oxide type betaine type surfactant was not used. In comparison, no improvement in the average optical density (OD value) of the three papers was observed.
スルホベタイン型界面活性剤の配合量を０．１０重量％とした比較例６では、スルホベタイン型界面活性剤を用いなかったこと以外は同条件である比較例１と比べて、３紙平均の光学濃度（ＯＤ値）の向上が全く見られなかった。また、スルホベタイン型界面活性剤の配合量を１０．００重量％とした比較例７では、再分散性が極めて悪かった。 In Comparative Example 6 in which the blending amount of the sulfobetaine surfactant was 0.10% by weight, the average of the three papers was compared to Comparative Example 1 under the same conditions except that the sulfobetaine surfactant was not used. No improvement in optical density (OD value) was observed. Further, in Comparative Example 7 where the blending amount of the sulfobetaine surfactant was 10.00% by weight, the redispersibility was extremely poor.
湿潤剤としてトリメチロールプロパンを用いたものの、スルホベタイン型界面活性剤を用いなかった比較例８では、トリメチロールプロパンを用いなかったこと以外は同条件である比較例１と比べて、３紙平均の光学濃度（ＯＤ値）の向上が全く見られなかった。 In Comparative Example 8 in which trimethylolpropane was used as a wetting agent but no sulfobetaine-type surfactant was used, the average of three papers was compared with Comparative Example 1 which was the same except that trimethylolpropane was not used. The optical density (OD value) was not improved at all.
リン酸基修飾自己分散型黒顔料に代えてカルボン酸基により修飾された自己分散型黒顔料を用いた比較例１０及び比較例１１では、それ以外は同条件である比較例１及び実施例１と比べて、３紙平均の光学濃度（ＯＤ値）が低かった。また、リン酸基修飾自己分散型黒顔料に代えてスルホン酸基により修飾された自己分散型黒顔料を用いた比較例１２及び比較例１３でも、それ以外は同条件である比較例１及び実施例１と比べて、３紙平均の光学濃度（ＯＤ値）が低かった。 In Comparative Example 10 and Comparative Example 11 using the self-dispersing black pigment modified with a carboxylic acid group instead of the phosphoric acid group-modified self-dispersing black pigment, Comparative Example 1 and Example 1 are otherwise under the same conditions. The average optical density (OD value) of the three papers was low. Further, in Comparative Example 12 and Comparative Example 13 using a self-dispersing black pigment modified with a sulfonic acid group in place of the phosphoric acid group-modified self-dispersing black pigment, Comparative Example 1 and the working example having the same conditions except that Compared to Example 1, the average optical density (OD value) of the three papers was low.
以上のように、本発明の水性インクは、再分散性に優れ、光学濃度（ＯＤ値）が高いものである。本発明の水性インクの用途は、特に限定されず、各種のインクジェット記録に広く適用可能である。 As described above, the water-based ink of the present invention has excellent redispersibility and high optical density (OD value). The use of the water-based ink of the present invention is not particularly limited, and can be widely applied to various ink jet recordings.
１ インクジェット記録装置
２ インクカートリッジ
３ インク吐出手段（インクジェットヘッド）
４ ヘッドユニット
５ キャリッジ
６ 駆動ユニット
７ プラテンローラ
８ パージ装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Inkjet recording apparatus 2 Ink cartridge 3 Ink discharge means (inkjet head)
4 Head unit 5 Carriage 6 Drive unit 7 Platen roller 8 Purge device
Claims (5)
前記着色剤が、リン酸基により修飾された自己分散型顔料を含み、
前記水性インクが、さらに、スルホベタイン型界面活性剤を含み、
前記水性インク全量に対する前記スルホベタイン型界面活性剤の配合量が、０．３重量％〜５重量％であることを特徴とするインクジェット記録用水性インク。 A water-based ink for inkjet recording comprising a colorant, water and a water-soluble organic solvent,
The colorant comprises a self-dispersing pigment modified with a phosphate group;
The water-based ink further contains a sulfobetaine surfactant,
A water-based ink for ink-jet recording, wherein the amount of the sulfobetaine surfactant based on the total amount of the water-based ink is 0.3 wt% to 5 wt%.
前記水性インクとして、請求項１又は２記載のインクジェット記録用水性インクを用いることを特徴とするインクジェット記録方法。 An ink jet recording method for recording by ejecting aqueous ink on a recording medium by an ink jet method,
An ink jet recording method using the water-based ink for ink-jet recording according to claim 1 or 2 as the water-based ink.
前記インク収容部に、請求項１又は２記載のインクジェット記録用水性インクが収容されていることを特徴とするインクジェット記録装置。 An ink jet recording apparatus that includes an ink container and an ink discharge unit, and discharges the ink stored in the ink container by the ink discharge unit,
An ink jet recording apparatus, wherein the ink containing portion contains the water-based ink for ink jet recording according to claim 1 or 2.
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