JPH10237367A - Ink for ink jet recording - Google Patents
Ink for ink jet recordingInfo
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- Ink Jet Recording Methods And Recording Media Thereof (AREA)
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、吐出オリフィスか
ら吐出させ液滴として飛翔させて記録を行うインクジェ
ット記録方法に適用される水性顔料インクに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an aqueous pigment ink applied to an ink jet recording method for performing recording by discharging from an ejection orifice and flying as droplets.
【0002】[0002]
【従来の技術】現在知られる各種記録法式の中でも、記
録時に騒音のほとんどないノンインパクト記録方式であ
って、且つ、高速記録が可能であり、しかも普通紙に特
別の定着処理を必要とせずに記録の行える記録方式とし
てインクジェット記録方式が着目されている。2. Description of the Related Art Among the various recording methods known at present, a non-impact recording method with almost no noise during recording, high-speed recording is possible, and no special fixing process is required for plain paper. Attention has been paid to an ink jet recording method as a recording method capable of performing recording.
【0003】そして、インクジェット記録用インクとし
ては一般的に水溶性染料を水性媒体に溶解させた水性染
料インクが採用されている。このような水性染料インク
を用いてインクジェット記録を行った場合、得られた記
録画像が水溶性染料の物性に左右されて、その耐水性、
耐光性において劣ったものになるという欠点がある。特
に、ブラックインクの場合、良好なブラックの色再現性
を有する水溶性染料が少ないため、複数の染料を混在さ
せてブラックインクとすることがなされているが、何れ
かの染料が褪色するとブラックの色調が変化してしまう
という問題が生じる。また、この様な水溶性染料を含ん
だインク自体の保存安定性もさほど高くない。[0003] As an ink jet recording ink, an aqueous dye ink in which a water-soluble dye is dissolved in an aqueous medium is generally employed. When inkjet recording is performed using such an aqueous dye ink, the obtained recorded image is affected by the physical properties of the water-soluble dye, and its water resistance,
There is a disadvantage that the light resistance is poor. In particular, in the case of black ink, since there are few water-soluble dyes having good black color reproducibility, a black ink is made by mixing a plurality of dyes. There is a problem that the color tone changes. Further, the storage stability of the ink itself containing such a water-soluble dye is not so high.
【0004】そこで最近では、このような染料系のイン
クに代えて、カーボンブラック等の顔料を用いた水性イ
ンクをインクジェット記録方式に適用する試みがなされ
ている。カーボンブラックは水に不溶であるため水溶性
染料に比べて耐水性に優れており、また耐光性にも優れ
ている。Therefore, recently, an attempt has been made to apply an aqueous ink using a pigment such as carbon black to the ink jet recording system in place of such a dye-based ink. Since carbon black is insoluble in water, it is excellent in water resistance as compared with water-soluble dyes, and also excellent in light resistance.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかし、カーボンブラ
ックはインクの媒体である水に溶解しないため、水性媒
体中に微細に分散させ且つその安定性を確保することが
困難であるという問題が発生する。また、カーボンブラ
ックの分散安定性を改良するために水溶性樹脂等の分散
剤を添加するとノズルの目詰まりが生じたり、その粘調
性によって連続吐出性が不安定になる等の問題が生じて
しまう。However, since carbon black does not dissolve in water, which is the medium of the ink, there arises a problem that it is difficult to finely disperse the carbon black in an aqueous medium and secure its stability. . Also, if a dispersant such as a water-soluble resin is added to improve the dispersion stability of carbon black, nozzle clogging may occur, or the viscosity may cause problems such as instability in continuous ejection. I will.
【0006】このような問題を解決するために、特開平
8−3498号公報においては、特定の表面活性水素量
を有するカーボンブラックを使用することによって、水
溶性樹脂等の分散剤を添加することなく良好な水分散性
が得られることが記載されている。In order to solve such a problem, Japanese Patent Application Laid-Open No. H8-3498 discloses a method of adding a dispersant such as a water-soluble resin by using carbon black having a specific amount of surface active hydrogen. And that good water dispersibility can be obtained.
【0007】しかしながら、このようなカーボンブラッ
クを分散させた水性インクには画像の光沢性が不足する
という問題が生じる。この問題はカラーインクとともに
カラー画像を再現する場合に艶消しの黒色となって画像
に違和感が生じてしまう。また、画像を水中に浸漬した
場合に用紙の表面からカーボンブラックが脱離する等の
問題が生じる。これは、染料が用紙に分子レベルで結合
するのに対して、カーボンブラックは単に粒子が用紙表
面に付着しているのみなので、染料に較べて用紙に対す
る結着力が低いためであると考えられる。However, such a water-based ink in which carbon black is dispersed has a problem that the glossiness of an image is insufficient. The problem is that when a color image is reproduced together with the color ink, the image becomes matte black and the image becomes uncomfortable. Further, when an image is immersed in water, there arises a problem that carbon black is detached from the surface of the paper. This is presumably because the dye binds to the paper at the molecular level, whereas the carbon black has only a small amount of particles attached to the paper surface, and thus has a lower binding force to the paper than the dye.
【0008】本発明は、上述した問題を解決し、高い黒
化度と優れた耐光性および耐水性を有する画像を得るこ
とができるインクジェット記録用インクを提供すること
を目的とするものである。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems and to provide an ink jet recording ink capable of obtaining an image having a high degree of blackening and excellent light fastness and water fastness.
【0009】また本発明は、インク中の分散微粒子の水
分散性に優れており、且つ優れた光沢性および定着性を
有する画像を得ることができるインクジェット記録用イ
ンクを提供することを目的とするものである。Another object of the present invention is to provide an ink jet recording ink which is excellent in water dispersibility of fine particles dispersed in the ink and is capable of obtaining an image having excellent gloss and fixability. Things.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明は、少なくとも
水、表面活性水素含有量が1.5mmol/g以上のカ
ーボンブラック微粒子およびポリエチレンイミンを含有
するインクジェット記録用インクに関する。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to an ink jet recording ink containing at least water, carbon black fine particles having a surface active hydrogen content of 1.5 mmol / g or more, and polyethyleneimine.
【0011】[0011]
【発明の実施の形態】本発明の水性顔料インクは、少な
くとも水とカーボンブラック微粒子とポリエチレンイミ
ンとを含有する。本発明は、特にカーボンブラックのよ
うな黒色顔料に用いた場合に高い効果が得られる。本発
明を用いた場合、カーボンブラックの高い黒化度と耐水
性を維持しつつ、水への分散安定性、得られる画像の光
沢性及び定着性をノズルの目詰まり等の問題を生じるこ
となく向上することができる。本発明のインクにおい
て、カーボンブラックとして表面活性水素含有量が1.
5mmol/g以上であるカーボンブラックを用いる。
このような表面活性水素含有量を有するカーボンブラッ
クは活性水素を有する水酸基やカルボキシル基を表面に
多く有するためカーボンブラック自体の親水性が向上し
ており、さらに表面積が大きくなって水溶性染料の如き
化学的性質を持ち水分散性が良好になると考えられる。
好ましいカーボンブラックの表面活性水素含有量は1.
5〜5.0mmol/gであり、より好ましくは2.0
〜5.0mmol/gである。表面活性水素含有量が上
記範囲を下回るとカーボンブラック粒子の水への分散安
定性が不十分になり、また上回ると水分散性に関しては
同等であるが製造コストが高くなるため好ましくない。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The aqueous pigment ink of the present invention contains at least water, fine carbon black particles and polyethyleneimine. The present invention provides a high effect particularly when used for a black pigment such as carbon black. When the present invention is used, while maintaining a high degree of blackening and water resistance of carbon black, the dispersion stability in water, the resulting image gloss and fixability without causing problems such as nozzle clogging. Can be improved. In the ink of the present invention, the carbon black has a surface active hydrogen content of 1.
Carbon black of 5 mmol / g or more is used.
Since carbon black having such a surface active hydrogen content has many hydroxyl groups and carboxyl groups having active hydrogen on the surface, the hydrophilicity of the carbon black itself is improved, and the surface area is further increased, such as a water-soluble dye. It is considered that it has chemical properties and has good water dispersibility.
The preferred surface active hydrogen content of carbon black is 1.
5 to 5.0 mmol / g, more preferably 2.0 to 5.0 mmol / g.
55.0 mmol / g. If the surface active hydrogen content is below the above range, the dispersion stability of the carbon black particles in water becomes insufficient, and if the surface active hydrogen content exceeds the above range, the water dispersibility is the same, but the production cost is undesirably high.
【0012】カーボンブラックの表面活性水素含有量は
ツアイゼル法により以下の如く測定される。まずカーボ
ンブラックにジアゾメタンのジエチルエーテル溶液を滴
下させることによりカーボンブラック上の活性水素を全
てメチル基に交換する。このカーボンブラックに比重
1.7のヨウ化水素酸を加え、加熱してメチル基をヨウ
化メチルとして気化させる。このヨウ化メチルの気体を
硝酸銀溶液でトラップしてヨウ化メチル銀として沈殿さ
せる。この沈殿の重量によりメチル基の量、即ち活性水
素の量を測定する。The surface active hydrogen content of carbon black is measured by the Tweil method as follows. First, all the active hydrogens on the carbon black are exchanged for methyl groups by dropping a diethyl ether solution of diazomethane on the carbon black. Hydrocarbon iodide having a specific gravity of 1.7 is added to this carbon black, and the mixture is heated to vaporize methyl groups as methyl iodide. This gas of methyl iodide is trapped by a silver nitrate solution and precipitated as methyl silver iodide. The amount of methyl groups, ie, the amount of active hydrogen, is determined from the weight of the precipitate.
【0013】上述したカーボンブラックを使用すること
により、インク中のカーボンブラック微粒子の分散平均
粒径を20〜200nm、好ましくは20〜150n
m、より好ましくは30〜100nmに調整する。カー
ボンブラックの分散平均粒径が200nmより大きくな
ると、カーボンブラックの沈降が生じやすくなり、イン
クの経時安定性が損なわれる。By using the above-mentioned carbon black, the dispersion average particle size of the carbon black fine particles in the ink is 20 to 200 nm, preferably 20 to 150 n.
m, more preferably 30 to 100 nm. If the dispersion average particle size of the carbon black is larger than 200 nm, sedimentation of the carbon black is likely to occur, and the temporal stability of the ink is impaired.
【0014】本発明に用いられるカーボンブラックは、
酸性カーボンブラックを水中で次亜ハロゲン酸塩で更に
酸化することにより製造されることが好ましい。このよ
うに製造されたカーボンブラックは、分散剤が無くても
良好な分散性を有するのでインクノズル部における目詰
まり生じにくくなり、黒化度が高い鮮明な画像が得られ
る。The carbon black used in the present invention is:
It is preferably produced by further oxidizing acidic carbon black with hypohalite in water. The carbon black thus produced has good dispersibility even without a dispersant, so that clogging of the ink nozzle portion is less likely to occur, and a clear image with a high degree of blackening can be obtained.
【0015】酸性カーボンブラックは、その粒子表面に
カルボキシル基を有するカーボンブラックであり、その
pHが6以下、好ましくは4以下のものを用いることが
好ましい。酸性カーボンブラックは、一般に、酸化剤
(例えば、硝酸、オゾン、過酸化水素及び窒素酸化物
等)を使用する酸化法、又はプラズマ処理等表面改質法
によって、例えばファーネスブラックのようなカラー用
のカーボンブラックを適度に酸化することによって得ら
れる。The acidic carbon black is a carbon black having a carboxyl group on the particle surface, and preferably has a pH of 6 or less, preferably 4 or less. The acidic carbon black is generally prepared by an oxidation method using an oxidizing agent (eg, nitric acid, ozone, hydrogen peroxide, nitrogen oxide, or the like), or a surface modification method such as a plasma treatment for a color such as furnace black. Obtained by appropriately oxidizing carbon black.
【0016】酸性カーボンブラックを更に酸化するため
には、次亜ハロゲン酸塩を用いる。具体的には次亜塩素
酸ナトリウムや次亜塩素酸カリウムが挙げられ、次亜塩
素酸ナトリウムが反応性の点から特に好ましい。酸性カ
ーボンブラックの酸化は、一般に酸性カーボンブラック
と、カーボンブラックの重量に対して有効ハロゲン濃度
で10〜30%の次亜ハロゲン酸塩とを適量の水中に仕
込み、5時間以上、好ましくは10〜15時間、50℃
以上、好ましくは95〜105℃で攪拌することにより
行う。このようにして得られるカーボンブラックは1.
5mmol/g以上の表面活性水素含有量を有する。In order to further oxidize the acidic carbon black, a hypohalite is used. Specific examples include sodium hypochlorite and potassium hypochlorite, and sodium hypochlorite is particularly preferred in terms of reactivity. The oxidation of acidic carbon black is generally carried out by charging acidic carbon black and hypohalite having an effective halogen concentration of 10 to 30% with respect to the weight of carbon black in an appropriate amount of water for 5 hours or more, preferably 10 to 10 hours. 15 hours, 50 ° C
As mentioned above, it is preferably carried out by stirring at 95 to 105 ° C. The carbon black thus obtained is:
It has a surface active hydrogen content of 5 mmol / g or more.
【0017】次いで生成物を濾過し、副生塩をイオン交
換水で洗浄することにより除去する。更に逆浸透膜や限
外濾過膜のような0.01μm以下の孔径を有する分離
膜を用いて精製及び濃縮する。濃縮は、一般にカーボン
ブラックの含有量が、水に対して10〜30重量%程度
の濃厚な顔料分散液になるように行う。Next, the product is filtered, and by-product salts are removed by washing with ion-exchanged water. Further, purification and concentration are performed using a separation membrane having a pore size of 0.01 μm or less such as a reverse osmosis membrane or an ultrafiltration membrane. The concentration is generally performed so that the carbon black content becomes a concentrated pigment dispersion of about 10 to 30% by weight with respect to water.
【0018】上述したように表面活性水素含有量が1.
5mmol/g以上であるカーボンブラックは水分散性
に優れたものであるが、このカーボンブラックを用いた
水系インクにより得られた画像は光沢性および定着性が
不足するという問題が生じてしまう。通常、カーボンブ
ラックの分散剤として使用される水溶性樹脂を添加した
場合には光沢性や定着性は向上するものの、上記カーボ
ンブラックを使用することによる効果、特にノズルの目
詰まり性が損なわれる。As described above, the surface active hydrogen content is 1.
Carbon black having an amount of 5 mmol / g or more is excellent in water dispersibility. However, there is a problem that an image obtained by an aqueous ink using this carbon black has insufficient gloss and fixability. Normally, when a water-soluble resin used as a dispersant for carbon black is added, glossiness and fixability are improved, but the effect of using the above carbon black, particularly nozzle clogging, is impaired.
【0019】本発明のインクは、水性媒体中にカーボン
ブラック粒子に加えポリエチレンイミンを添加させるこ
とにより用紙表面におけるカーボンブラックの定着性を
高めたものである。また、ポリエチレンイミンは水溶性
樹脂等に比べて低分子量でありノズルの目詰まり防止性
を向上させることができ、さらに、カーボンブラックに
よる画像の光沢性を向上することができる。また、ポリ
エチレンイミンはキレート化作用や抗菌作用も有するこ
とから、水性インクにおける防カビ性等のインクの安定
性を向上させる効果も有する。The ink of the present invention has an improved fixability of carbon black on the paper surface by adding polyethyleneimine to the aqueous medium in addition to the carbon black particles. In addition, polyethyleneimine has a lower molecular weight than a water-soluble resin or the like, so that the ability to prevent clogging of the nozzle can be improved, and the gloss of an image by carbon black can be improved. In addition, since polyethyleneimine also has a chelating action and an antibacterial action, it also has an effect of improving the stability of the ink, such as the antifungal property of the aqueous ink.
【0020】本発明に用いられるポリエチレンイミンと
しては、下式: −[CH2CH2NH]− で示される線状重合体であるが、1級、2級、3級アミ
ノ窒素を含む枝分かれを有するものであってもよい。通
常、市販されているポリエチレンイミンは、エチレンイ
ミンの重合にあたって枝分かれを有する化合物である。
ポリエチレンイミンの分子量は200〜10000、特
に250〜2000のものが好適に使用される。分子量
がこの範囲にあり水溶性であるかぎりは、分岐の程度に
関係なく用いることができる。本発明で使用できるポリ
エチレンイミンの例としては、日本触媒社製の商品「エ
ポミン」(登録商標)SP−シリーズ、その他ポリエチ
レンイミンに酸化エチレンを反応させたもの、アルコー
ルやアミンを反応させたもの等の誘導体を挙げることが
できる。The polyethyleneimine used in the present invention is a linear polymer represented by the following formula:-[CH 2 CH 2 NH]-, which has a branched chain containing a primary, secondary, or tertiary amino nitrogen. You may have. Usually, commercially available polyethyleneimine is a compound having a branch in the polymerization of ethyleneimine.
Polyethyleneimine having a molecular weight of 200 to 10,000, particularly 250 to 2,000 is preferably used. As long as the molecular weight is in this range and water-soluble, it can be used regardless of the degree of branching. Examples of the polyethyleneimine that can be used in the present invention include “Epomin” (registered trademark) SP-series manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd., those obtained by reacting polyethyleneimine with ethylene oxide, those obtained by reacting alcohol or amine, and the like. And derivatives thereof.
【0021】本発明インク全量に対してポリエチレンイ
ミンは1〜20重量%、好ましくは3〜15重量%含有
させる。ポリエチレンイミンの量が1重量%より少ない
と本発明の効果が得られず、20重量%より多いとイン
クの粘性が高くなりすぎてインク飛翔応答性や補給性が
低下したり、定着速度が遅くなるため好ましくない。本
発明のインクには上述した水、カーボンブラックおよび
ポリエチレンイミン以外に、公知の各種有機溶剤や添加
剤を含有してもよい。インクの保湿性、表面張力、粘
度、乾燥速度等を調整するために水溶性有機溶剤を含有
させることが好ましい。水溶性有機溶剤としてはエタノ
ール、イソプロパノールおよびブタノール等の炭素数1
〜4のアルキルアルコール類、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およびトリ
エチレングリコール等のアルキレングリコール類、ポリ
エチレングリコールおよびポリプロピレングリコール等
のポリアルキレングリコール類、エチレングリコールモ
ノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエ
ーテルおよびトリエチレングリコールモノブチルエーテ
ル等のアルキレングリコールの低級アルキルエーテル
類、2ーピロリドンおよびNーメチル−2ーピロリドン
等のピロリドン類、グリセリン等を用いることができ
る。これらの水溶性有機溶剤を含有させる場合には、イ
ンク全量に対して1〜30重量%含有させることが好ま
しい。Polyethyleneimine is contained in the ink of the present invention in an amount of 1 to 20% by weight, preferably 3 to 15% by weight. If the amount of polyethyleneimine is less than 1% by weight, the effect of the present invention cannot be obtained. If the amount is more than 20% by weight, the viscosity of the ink becomes too high, so that the ink flight response and replenishment are reduced, and the fixing speed is slow. Is not preferred. The ink of the present invention may contain various known organic solvents and additives in addition to the water, carbon black and polyethyleneimine described above. It is preferable to include a water-soluble organic solvent in order to adjust the moisturizing property, surface tension, viscosity, drying speed and the like of the ink. As the water-soluble organic solvent, one having 1 carbon atom such as ethanol, isopropanol and butanol.
To 4 alkyl alcohols, alkylene glycols such as ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol and triethylene glycol, polyalkylene glycols such as polyethylene glycol and polypropylene glycol, ethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether and triethylene glycol Lower alkyl ethers of alkylene glycols such as monobutyl ether, pyrrolidones such as 2-pyrrolidone and N-methyl-2-pyrrolidone, glycerin and the like can be used. When these water-soluble organic solvents are contained, they are preferably contained in an amount of 1 to 30% by weight based on the total amount of the ink.
【0022】また、本発明のインクにはイオン性基を有
する樹脂微粒子を添加してもよい。このような樹脂微粒
子は、インク媒体である水性媒体に対する分散性に優れ
ておりノズルの目詰まり等の問題を生じることなく、得
られる画像の耐摩耗性を向上させることができる 本発明に使用可能な樹脂微粒子としては、その表面にイ
オン性基を有するものであれば良く、例えばポリエステ
ル系樹脂、ビニル重合体、ポリウレタン系樹脂、スチレ
ン系樹脂、スチレン−アクリル共重合体等の様々な樹脂
を用いることができる。上記イオン性基としてはスルホ
ン酸基、カルボン酸基、硫酸基、リン酸基、ホスホン酸
基およびホスフィン酸基もしくはこれらのアルカリ金属
塩基やアンモニウム塩基、または第1級〜第3級アミン
基等を例示することができ、カルボン酸アルカリ金属塩
基、カルボン酸アンモニウム塩基、スルホン酸アルカリ
金属塩基およびスルホン酸アンモニウム塩基が好まし
く、特にスルホン酸アルカリ金属塩基およびスルホン酸
アンモニウム塩基が水分散安定性の点で好ましい。上述
したイオン性基の導入は、樹脂微粒子合成時にイオン性
基を有する単量体を添加すればよい。Further, resin fine particles having an ionic group may be added to the ink of the present invention. Such resin fine particles are excellent in dispersibility in an aqueous medium which is an ink medium and can improve abrasion resistance of an obtained image without causing a problem such as nozzle clogging. As the fine resin particles, any resin having an ionic group on its surface may be used. For example, various resins such as a polyester resin, a vinyl polymer, a polyurethane resin, a styrene resin, and a styrene-acryl copolymer are used. be able to. Examples of the ionic group include a sulfonic acid group, a carboxylic acid group, a sulfuric acid group, a phosphoric acid group, a phosphonic acid group, a phosphinic acid group, an alkali metal base or an ammonium base thereof, and a primary to tertiary amine group. Examples thereof include an alkali metal carboxylate, an ammonium carboxylate, an alkali metal sulfonic acid and an ammonium sulfonate, and particularly preferred are an alkali metal sulfonate and an ammonium sulfonate in view of the stability of aqueous dispersion. . The introduction of the ionic group described above may be achieved by adding a monomer having an ionic group during the synthesis of the resin fine particles.
【0023】上記樹脂微粒子としては平均粒径が0.0
1〜1.0μm、好ましくは0.03〜0.8μm、よ
り好ましくは0.05〜0.6μmのものを使用するこ
とが望ましい。これは平均粒径が小さいと耐摩擦性向上
の効果が小さくなり、また大きいと長期保存した場合の
樹脂微粒子の水分散安定性が低くなる傾向があるためで
ある。また樹脂微粒子はインク全量に対して0.01〜
15重量%、好ましくは0.1〜10重量%、より好ま
しくは0.2〜5重量%含有させることが好ましい。樹
脂粒子の含有量多すぎるとノズルが詰まる場合や画像の
黒化度が低下することがあり、少なすぎると添加による
効果が不十分となる。The fine resin particles have an average particle size of 0.0
It is desirable to use one having a thickness of 1 to 1.0 μm, preferably 0.03 to 0.8 μm, more preferably 0.05 to 0.6 μm. This is because if the average particle size is small, the effect of improving the friction resistance is reduced, and if the average particle size is large, the aqueous dispersion stability of the resin fine particles after long-term storage tends to be low. The resin fine particles are 0.01 to
It is preferable to contain 15% by weight, preferably 0.1 to 10% by weight, more preferably 0.2 to 5% by weight. If the content of the resin particles is too large, the nozzle may be clogged or the degree of blackening of the image may be reduced. If the content is too small, the effect of the addition becomes insufficient.
【0024】また、画像に光沢性を付与したり定着性を
向上させるために水溶性高分子化合物を目詰まりが生じ
ないように少量含有させてもよい。水溶性高分子化合物
としては、ポリビニルピロリドン、水溶性アクリル樹
脂、ポリビニルアルコール、多糖類等が挙げられる。Further, a small amount of a water-soluble polymer compound may be contained so as to prevent clogging in order to impart glossiness to the image and improve fixability. Examples of the water-soluble polymer compound include polyvinylpyrrolidone, a water-soluble acrylic resin, polyvinyl alcohol, and polysaccharides.
【0025】また、インクの保存安定性を向上させるた
めにインクのpHを8〜10に調整することが好まし
い。pH調整剤としては、NaHCO3、Na2B4O7、
エタノールアミン、ジエタノールアミンおよびトリエタ
ノールアミン等のアルカノールアミン、水酸化カリウム
及び水酸化リチウム等のアルカリ金属の水酸化物等が挙
げられる。It is preferable that the pH of the ink is adjusted to 8 to 10 in order to improve the storage stability of the ink. NaHCO 3 , Na 2 B 4 O 7 ,
Examples thereof include alkanolamines such as ethanolamine, diethanolamine and triethanolamine, and hydroxides of alkali metals such as potassium hydroxide and lithium hydroxide.
【0026】さらに、本発明の水性顔料インクには、公
知の粘度調整剤、防黴剤及び防錆剤、紫外線吸収剤、酸
化防止剤、分散剤、分散安定剤、界面活性剤、金属イオ
ン封鎖剤(キレート剤)等の添加剤を適宜選択して適量
使用することもできる。Further, the water-based pigment ink of the present invention contains a known viscosity modifier, a fungicide and a rust inhibitor, an ultraviolet absorber, an antioxidant, a dispersant, a dispersion stabilizer, a surfactant, a metal ion sequestration. An additive such as an agent (chelating agent) can be appropriately selected and used in an appropriate amount.
【0027】本発明の水性インクは、インクジェット方
式による記録用に用いた場合、紙面に記録された文字や
図形の堅牢性(耐光性や耐水性)に優れ、再度水に浸漬
しても顔料成分が流れ出すことは無く定着性に優れてお
り、日光に暴露しても退色することは無く耐光性にもす
ぐれている。また、カラーインクと併用してカラー画像
を再現する場合に必要となる光沢性にも優れている。The water-based ink of the present invention, when used for recording by an ink jet system, is excellent in the fastness (light fastness and water fastness) of characters and figures recorded on a paper surface, and can be used even when immersed again in water. It does not flow out and has excellent fixability, does not fade even when exposed to sunlight, and has excellent light fastness. Further, it is excellent in glossiness required when a color image is reproduced in combination with a color ink.
【0028】[0028]
(カーボンブラック分散液の製造例1)カーボンブラッ
ク(MA−100、PH3.5、三菱化学社製)300
gを水1000mlによく混合した後、これに次亜塩素
酸ソーダ(有効塩素濃度12%)450gを滴下して、
100〜105℃で10時間攪拌した。得られたスラリ
ーを濾過し水洗した。この顔料ウエットケーキを水30
00mlに再分散し、電解度0.2μsまで逆浸透膜で
脱塩した。さらに、この顔料分散液を顔料濃度20重量
%に濃縮し、カーボンブラック分散液Aを得た。(Production Example 1 of Carbon Black Dispersion) Carbon Black (MA-100, PH 3.5, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) 300
g was thoroughly mixed with 1000 ml of water, and 450 g of sodium hypochlorite (effective chlorine concentration: 12%) was added dropwise thereto.
The mixture was stirred at 100 to 105 ° C for 10 hours. The obtained slurry was filtered and washed with water. This pigment wet cake is added to water 30
The suspension was re-dispersed in 00 ml and desalted with a reverse osmosis membrane until the electrolysis reached 0.2 μs. Further, this pigment dispersion was concentrated to a pigment concentration of 20% by weight to obtain a carbon black dispersion A.
【0029】得られたカーボンブラック分散液を塩酸水
で酸性とし再度膜精製、濃縮、乾燥および微粉砕してカ
ーボンブラックの粉末を得た。このカーボンブラックの
表面活性水素含有量は2.8mmol/gであった。The resulting carbon black dispersion was acidified with aqueous hydrochloric acid, purified again by membrane, concentrated, dried and pulverized to obtain carbon black powder. The surface active hydrogen content of this carbon black was 2.8 mmol / g.
【0030】(カーボンブラック分散液の製造例2)カ
ーボンブラック(MA−8、PH3.5、三菱化学社
製)300gを水1000mlによく混合した後、これ
に次亜塩素酸ソーダ(有効塩素濃度12%)450gを
滴下して、100〜105℃で8時間攪拌した。得られ
たスラリーを濾過し水洗した。この顔料ウエットケーキ
を水3000mlに再分散し、電解度0.2μsまで逆
浸透膜で脱塩した。さらに、この顔料分散液を顔料濃度
20重量%に濃縮し、カーボンブラック分散液Bを得
た。(Production Example 2 of Carbon Black Dispersion) After 300 g of carbon black (MA-8, PH 3.5, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) was well mixed in 1000 ml of water, sodium hypochlorite (effective chlorine concentration) was added thereto. (12%) 450 g was added dropwise, and the mixture was stirred at 100 to 105 ° C for 8 hours. The obtained slurry was filtered and washed with water. This pigment wet cake was redispersed in 3000 ml of water, and desalted with a reverse osmosis membrane until the electrolysis reached 0.2 μs. Further, this pigment dispersion was concentrated to a pigment concentration of 20% by weight to obtain a carbon black dispersion B.
【0031】得られたカーボンブラック分散液について
製造例1と同様にしてカーボンブラックの粉末を得た。
このカーボンブラックの表面活性水素含有量は2.5m
mol/gであった。A powder of carbon black was obtained from the obtained carbon black dispersion in the same manner as in Production Example 1.
The surface active hydrogen content of this carbon black is 2.5 m
mol / g.
【0032】(樹脂微粒子分散液の製造例)温度計、攪
拌機を備えたオートクレーブ中に、ジメチルテレフタレ
ート130重量部、ジメチルイソフタレート56重量
部、5ナトリウムスルホイソフタル酸ジメチルエステル
6重量部、エチレングリコール159重量部、トリシク
ロデカンジメタノール30重量部、テトラブトキシチタ
ネート0.1重量部を仕込み180〜230℃で120
分間加熱してエステル交換反応を行った。ついで反応系
を240℃まで昇温し、系の圧力1〜10mmHgとし
て60分間反応を続けて共重合ポリエステル樹脂Aを得
た。次に、得られたポリエステル樹脂340重量部、メ
チルエチルケトン150重量部、テトラヒドロフラン1
40重量部を80℃にて溶解した後、80℃の水680
部を添加し、平均粒径約0.15μmの共重合ポリエス
テルの水系ミクロ分散体を得た。さらに得られた水系ミ
クロ分散体を蒸留用フラスコに入れ留分温度が100℃
に達するまで蒸留し、冷却後に水を加え固形分濃度を1
0重量%とし、樹脂微粒子分散液を得た。(Production Example of Resin Fine Particle Dispersion) In an autoclave equipped with a thermometer and a stirrer, 130 parts by weight of dimethyl terephthalate, 56 parts by weight of dimethyl isophthalate, 6 parts by weight of dimethyl ester of sodium sulfoisophthalate, and 159 of ethylene glycol Parts by weight, 30 parts by weight of tricyclodecane dimethanol and 0.1 part by weight of tetrabutoxytitanate are charged at 180 to 230 ° C. and 120 parts by weight.
The mixture was heated for one minute to perform a transesterification reaction. Then, the temperature of the reaction system was raised to 240 ° C., and the reaction was continued at a system pressure of 1 to 10 mmHg for 60 minutes to obtain a copolymerized polyester resin A. Next, 340 parts by weight of the obtained polyester resin, 150 parts by weight of methyl ethyl ketone, tetrahydrofuran 1
After dissolving 40 parts by weight at 80 ° C., water 680 at 80 ° C.
Was added to obtain an aqueous microdispersion of a copolymerized polyester having an average particle size of about 0.15 μm. Further, the obtained aqueous microdispersion was placed in a distillation flask and the fraction temperature was 100 ° C.
, And after cooling, water was added to bring the solids concentration to 1
0 wt% to obtain a resin fine particle dispersion.
【0033】(実施例1)カーボンブラック分散液A5
0g、2ーピロリドン8g、イソプロピルアルコール2
gおよび分子量600のポリエチレンイミン(エポミン
SP−006;日本触媒社製)9gに、さらに水を加え
て全量を100gとすることにより水性顔料インクを得
た。このインク中のカーボンブラックの分散平均粒径は
150nmであった。なお、カーボンブラックの平均粒
径は、レーザー光拡散方式粒度分布測定機を用いて測定
した。Example 1 Carbon black dispersion A5
0 g, 2-pyrrolidone 8 g, isopropyl alcohol 2
g and 9 g of polyethyleneimine having a molecular weight of 600 (Epomin SP-006; manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.) to obtain a water-based pigment ink by further adding water to make the total amount 100 g. The dispersion average particle size of carbon black in this ink was 150 nm. The average particle size of the carbon black was measured using a laser light diffusion type particle size distribution analyzer.
【0034】次に、このインクをインクジェット記録装
置(MJ500C;エプソン社製)を用いて印字した画
像を水に浸漬したところ顔料の流れがなく定着性に優れ
ていた。画像を目視により評価したところ、黒化度およ
び光沢性も満足できるものであった。また、インクの吐
出性は安定しており、ノズルにインクが固化することも
なく、数時間後の印字テストにおいても吐出不良は発生
しなかった。また、このインクを50℃で1カ月保存し
ても沈殿物は発生せず、このインクを用いて印字テスト
をしてもインクの吐出は安定していた。Next, when an image printed with this ink using an ink jet recording apparatus (MJ500C; manufactured by Epson Corporation) was immersed in water, it showed no flow of the pigment and was excellent in fixability. When the image was visually evaluated, the degree of blackening and the glossiness were satisfactory. Further, the ink ejection property was stable, the ink did not solidify in the nozzles, and no ejection failure occurred even in a print test several hours later. Further, even if this ink was stored at 50 ° C. for one month, no precipitate was generated, and even when a printing test was performed using this ink, the ejection of the ink was stable.
【0035】(実施例2)カーボンブラック分散液A5
0g、2ーピロリドン8g、イソプロピルアルコール2
gおよび分子量1200のポリエチレンイミン(エポミ
ンSP−012;日本触媒社製)6gに、さらに水を加
えて全量を100gとすることにより水性顔料インクを
得た。このインク中のカーボンブラックの分散平均粒径
は150nmであった。Example 2 Carbon black dispersion A5
0 g, 2-pyrrolidone 8 g, isopropyl alcohol 2
g and 6 g of polyethyleneimine having a molecular weight of 1200 (Epomin SP-012; manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.) to obtain a water-based pigment ink by further adding water to make the total amount 100 g. The dispersion average particle size of carbon black in this ink was 150 nm.
【0036】得られたインクを実施例1と同様にして印
字し、得られた画像を水に浸漬したところ顔料の流れが
なく定着性に優れていた。画像を目視により評価したと
ころ、黒化度および光沢性も満足できるものであった。
また、インクの吐出性は安定しており、ノズルにインク
が固化することもなく、数時間後の印字テストにおいて
も吐出不良は発生しなかった。また、このインクを50
℃で1カ月保存しても沈殿物は発生せず、このインクを
用いて印字テストをしてもインクの吐出は安定してい
た。The obtained ink was printed in the same manner as in Example 1, and the obtained image was immersed in water. As a result, there was no flow of the pigment and the fixability was excellent. When the image was visually evaluated, the degree of blackening and the glossiness were satisfactory.
Further, the ink ejection property was stable, the ink did not solidify in the nozzles, and no ejection failure occurred even in a print test several hours later. Also, apply this ink to 50
No precipitate was generated even after storage at 1 ° C. for one month, and the ejection of the ink was stable even in a printing test using this ink.
【0037】(実施例3)カーボンブラック分散液B5
0g、2ーピロリドン8g、イソプロピルアルコール2
gおよび分子量600のポリエチレンイミン(エポミン
SP−006;日本触媒社製)6gに、さらに水を加え
て全量を100gとすることにより水性顔料インクを得
た。このインク中のカーボンブラックの分散平均粒径は
100nmであった。Example 3 Carbon black dispersion B5
0 g, 2-pyrrolidone 8 g, isopropyl alcohol 2
g and 6 g of polyethyleneimine having a molecular weight of 600 (Epomin SP-006; manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.) to obtain a water-based pigment ink by further adding water to make the total amount 100 g. The dispersion average particle size of carbon black in this ink was 100 nm.
【0038】得られたインクを実施例1と同様にして印
字し、得られた画像を水に浸漬したところ顔料の流れが
なく定着性に優れていた。画像を目視により評価したと
ころ、黒化度および光沢性も満足できるものであった。
また、インクの吐出性は安定しており、ノズルにインク
が固化することもなく、数時間後の印字テストにおいて
も吐出不良は発生しなかった。また、このインクを50
℃で1カ月保存しても沈殿物は発生せず、このインクを
用いて印字テストをしてもインクの吐出は安定してい
た。The obtained ink was printed in the same manner as in Example 1, and the obtained image was immersed in water. As a result, there was no flow of the pigment and the fixability was excellent. When the image was visually evaluated, the degree of blackening and the glossiness were satisfactory.
Further, the ink ejection property was stable, the ink did not solidify in the nozzles, and no ejection failure occurred even in a print test several hours later. Also, apply this ink to 50
No precipitate was generated even after storage at 1 ° C. for one month, and the ejection of the ink was stable even in a printing test using this ink.
【0039】(実施例4)カーボンブラック分散液A5
0g、樹脂微粒子分散液10g、2ーピロリドン8g、
イソプロピルアルコール2gおよび分子量600のポリ
エチレンイミン(エポミンSP−006;日本触媒社
製)9gに、さらに水を加えて全量を100gとするこ
とにより水性顔料インクを得た。このインク中のカーボ
ンブラックの分散平均粒径は150nmであった。Example 4 Carbon Black Dispersion A5
0 g, resin fine particle dispersion 10 g, 2-pyrrolidone 8 g,
Water was further added to 2 g of isopropyl alcohol and 9 g of polyethyleneimine having a molecular weight of 600 (Epomin SP-006; manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.) to make the total amount 100 g, whereby an aqueous pigment ink was obtained. The dispersion average particle size of carbon black in this ink was 150 nm.
【0040】得られたインクを実施例1と同様にして印
字し、得られた画像を水に浸漬したところ顔料の流れが
なく定着性に優れていた。画像を目視により評価したと
ころ、黒化度および光沢性も満足できるものであった。
また、インクの吐出性は安定しており、ノズルにインク
が固化することもなく、数時間後の印字テストにおいて
も吐出不良は発生しなかった。また、このインクを50
℃で1カ月保存しても沈殿物は発生せず、このインクを
用いて印字テストをしてもインクの吐出は安定してい
た。また、得られた画像を指で強く摩擦しても画像の乱
れはなく優れた耐摩耗性を有していた。The obtained ink was printed in the same manner as in Example 1, and the obtained image was immersed in water. As a result, there was no flow of the pigment and the fixability was excellent. When the image was visually evaluated, the degree of blackening and the glossiness were satisfactory.
Further, the ink ejection property was stable, the ink did not solidify in the nozzles, and no ejection failure occurred even in a print test several hours later. Also, apply this ink to 50
No precipitate was generated even after storage at 1 ° C. for one month, and the ejection of the ink was stable even in a printing test using this ink. Further, even if the obtained image was strongly rubbed with a finger, the image was not disturbed and had excellent wear resistance.
【0041】(比較例1)カーボンブラック分散液A5
0g、2ーピロリドン8gおよびイソプロピルアルコー
ル2gに、さらに水を加えて全量を100gとすること
により水性顔料インクを得た。Comparative Example 1 Carbon Black Dispersion A5
An aqueous pigment ink was obtained by further adding water to 0 g, 8 g of 2-pyrrolidone and 2 g of isopropyl alcohol to make the total amount 100 g.
【0042】得られたインクを実施例1と同様にして印
字し、得られた画像を水に浸漬したところ顔料の流れが
生じて定着性に劣っていた。画像を目視により評価した
ところ、黒化度は満足できるものであったが光沢性が不
足していた。The obtained ink was printed in the same manner as in Example 1, and when the obtained image was immersed in water, the flow of the pigment occurred and the fixability was poor. When the image was visually evaluated, the degree of blackening was satisfactory, but the glossiness was insufficient.
【0043】(比較例2)カーボンブラック分散液B5
0g、2ーピロリドン8gおよびイソプロピルアルコー
ル2gに、さらに水を加えて全量を100gとすること
により水性顔料インクを得た。Comparative Example 2 Carbon Black Dispersion B5
An aqueous pigment ink was obtained by further adding water to 0 g, 8 g of 2-pyrrolidone and 2 g of isopropyl alcohol to make the total amount 100 g.
【0044】得られたインクを実施例1と同様にして印
字し、得られた画像を水に浸漬したところ顔料の流れが
生じて定着性に劣っていた。画像を目視により評価した
ところ、黒化度は満足できるものであったが光沢性が不
足していた。The obtained ink was printed in the same manner as in Example 1. When the obtained image was immersed in water, the flow of the pigment occurred, and the fixability was poor. When the image was visually evaluated, the degree of blackening was satisfactory, but the glossiness was insufficient.
【0045】(比較例3)カーボンブラック(MA10
0、活性水素含有量0.13mmol/g、三菱化学社
製)10g、2ーピロリドン8g、イソプロピルアルコ
ール2gおよび分子量600のポリエチレンイミン(エ
ポミンSP−006;日本触媒社製)6gに、さらに水
を加えて全量を100gとすることにより水性顔料イン
クを得た。得られたインクを十数分間静置したところ、
カーボンブラックの沈降により上澄みが生じて印字不能
であった。Comparative Example 3 Carbon black (MA10
0, active hydrogen content 0.13 mmol / g, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) 10 g, 2-pyrrolidone 8 g, isopropyl alcohol 2 g, and 6 g of polyethyleneimine having a molecular weight of 600 (Epomin SP-006; manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.). The total amount was adjusted to 100 g to obtain an aqueous pigment ink. When the obtained ink was allowed to stand for more than ten minutes,
The supernatant was generated due to the sedimentation of the carbon black, and printing was impossible.
【0046】[0046]
【発明の効果】本発明によれば、高い黒化度と優れた耐
光性および耐水性を有する画像を得ることができるイン
クジェット記録用インクを提供することができる。According to the present invention, it is possible to provide an ink jet recording ink capable of obtaining an image having a high degree of blackening and excellent light fastness and water fastness.
【0047】また本発明によれば、インク中の分散微粒
子の水分散性に優れており、且つ優れた光沢性および定
着性を有するインクジェット記録用インクを提供するこ
とができる。Further, according to the present invention, it is possible to provide an ink jet recording ink which is excellent in water dispersibility of fine particles dispersed in the ink and has excellent gloss and fixability.
Claims (4)
1.5mmol/g以上のカーボンブラック微粒子およ
びポリエチレンイミンを含有することを特徴とするイン
クジェット記録用インク。1. An ink jet recording ink comprising at least water, carbon black fine particles having a surface active hydrogen content of 1.5 mmol / g or more, and polyethyleneimine.
0〜10000であることを特徴とする請求項1記載の
インクジェット記録用インク。2. The polyethyleneimine having a molecular weight of 20.
The ink for inkjet recording according to claim 1, wherein the number is from 0 to 10,000.
ク全量に対して1〜20重量%であることを特徴とする
請求項2記載のインクジェット記録用インク。3. The ink for inkjet recording according to claim 2, wherein the content of the polyethyleneimine is 1 to 20% by weight based on the total amount of the ink.
における分散平均粒径が200nm以下であることを特
徴とする請求項1記載のインクジェット記録用インク。4. The ink jet recording ink according to claim 1, wherein the dispersed average particle size of the carbon black fine particles in the ink is 200 nm or less.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3732897A JP3924830B2 (en) | 1997-02-21 | 1997-02-21 | Ink for inkjet recording |
| US09/024,455 US5968244A (en) | 1997-02-21 | 1998-02-17 | Ink for ink-jet recording |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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| JPH10237367A true JPH10237367A (en) | 1998-09-08 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3732897A Expired - Fee Related JP3924830B2 (en) | 1997-02-21 | 1997-02-21 | Ink for inkjet recording |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3924830B2 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000058411A1 (en) * | 1999-03-25 | 2000-10-05 | Seiko Epson Corporation | Ink composition for ink-jet recorder and ink-jet recorder |
| JP2002363461A (en) * | 2001-06-06 | 2002-12-18 | Seiko Epson Corp | Aqueous ink composition |
| US8696101B2 (en) | 2011-02-07 | 2014-04-15 | Ricoh Company, Ltd. | Photopolymerizable inkjet black ink, and ink cartridge, inkjet printer and printed material using the ink, and method of preparing the ink |
| JP2020075967A (en) * | 2018-11-06 | 2020-05-21 | 東洋インキScホールディングス株式会社 | High jetness carbon black dispersion |
-
1997
- 1997-02-21 JP JP3732897A patent/JP3924830B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000058411A1 (en) * | 1999-03-25 | 2000-10-05 | Seiko Epson Corporation | Ink composition for ink-jet recorder and ink-jet recorder |
| JP2002363461A (en) * | 2001-06-06 | 2002-12-18 | Seiko Epson Corp | Aqueous ink composition |
| US8696101B2 (en) | 2011-02-07 | 2014-04-15 | Ricoh Company, Ltd. | Photopolymerizable inkjet black ink, and ink cartridge, inkjet printer and printed material using the ink, and method of preparing the ink |
| JP2020075967A (en) * | 2018-11-06 | 2020-05-21 | 東洋インキScホールディングス株式会社 | High jetness carbon black dispersion |
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| JP3924830B2 (en) | 2007-06-06 |
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