JP2005272523A - Ink composition for ink jet recording - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はインクジェット記録用インク組成物に関する。 The present invention relates to an ink composition for inkjet recording.
画像データ信号に基づき、紙などの被記録媒体に画像を形成する画像記録方法として、電子写真方式、昇華型及び溶融型熱転写方式、インクジェット方式などがある。電子写真方式は、感光体ドラム上に帯電及び露光により静電潜像を形成するプロセスを必要とし、システムが複雑となり高価な装置となる。熱転写方式は、装置は安価であるが、インクリボンを用いるため、ランニングコストが高くかつ廃材が出る。一方インクジェット方式は、安価な装置で、且つ必要とされる画像部のみにインクを吐出し被記録媒体上に直接画像形成を行うため、インクを効率良く使用でき、ランニングコストが安い。さらに、騒音が少なく、画像記録方式として優れている。 As an image recording method for forming an image on a recording medium such as paper based on an image data signal, there are an electrophotographic method, a sublimation type and a melt type thermal transfer method, an ink jet method and the like. The electrophotographic system requires a process of forming an electrostatic latent image on a photosensitive drum by charging and exposure, which complicates the system and becomes an expensive apparatus. The thermal transfer method is inexpensive, but uses an ink ribbon, so the running cost is high and waste material is generated. On the other hand, the ink jet method is an inexpensive apparatus and ejects ink only to a required image portion to directly form an image on a recording medium. Therefore, the ink can be used efficiently and the running cost is low. Furthermore, there is little noise and it is excellent as an image recording method.
インクジェット記録方式には、例えば、発熱体の熱により発生する蒸気の圧力でインク滴を飛翔させる方式や、圧電素子によって発生される機械的な圧力パルスによりインク滴を飛翔させる方式、また、静電界を利用して荷電粒子を含有するインク滴を飛翔させる方式（特許文献１、特許第３３１５３３４号公報参照）がある。蒸気や機械的圧力でインク滴を飛翔させる方式は、インク滴の飛翔方向を制御できず、インクノズルの歪みや空気の対流により、被印刷媒体上の望ましい位置へ、インク滴を正確に着弾させることが困難である。
一方、静電界を利用する方式は、インク滴の飛翔方向を静電界により制御するため、望ましい位置へインク滴を正確に着弾させることが可能であり、高画質の画像形成物（印刷物）を作成でき優れている。
Inkjet recording methods include, for example, a method in which ink droplets are ejected by the pressure of steam generated by the heat of a heating element, a method in which ink droplets are ejected by mechanical pressure pulses generated by a piezoelectric element, and an electrostatic field. There is a system (see Patent Document 1 and Japanese Patent No. 3315334) that causes ink droplets containing charged particles to fly. The method of flying ink droplets with steam or mechanical pressure cannot control the flying direction of the ink droplets, and causes the ink droplets to land precisely on the desired position on the printing medium due to distortion of the ink nozzles or air convection. Is difficult.
On the other hand, the method using an electrostatic field controls the flying direction of the ink droplets by the electrostatic field, so that the ink droplets can be landed accurately at a desired position, and a high-quality image formation (printed material) is created. It is excellent.
静電界を利用するインクジェット記録に用いられるインク組成物としては、分散媒および、色材を少なくとも含む荷電粒子を含有するインク組成物が用いられる（特許文献２、特開平８−２９１２６７号公報参照）。色材を含有するインク組成物は、色材を変更することにより、イエロー、マゼンタ、シアン、墨の４色のインクを作成することができ、カラーの画像形成物（印刷物）を作成することができるため有用である。しかしながら前記４色のインクの組み合わせでは、高級感のある光沢色や、白色の表現が不十分であった。 As an ink composition used for ink jet recording using an electrostatic field, an ink composition containing a dispersion medium and charged particles containing at least a coloring material is used (see Patent Document 2, Japanese Patent Laid-Open No. 8-291267). . By changing the color material, the ink composition containing the color material can create four color inks of yellow, magenta, cyan, and black, and can create a color image formed product (printed material). It is useful because it can. However, the combination of the four color inks is insufficient in expressing high-quality glossy colors and white.
したがって本発明の目的は、高級感のある金、銀、パール等の光沢色や、白色の表現を可能にするインクジェット記録用インク組成物を提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an ink composition for ink-jet recording which enables high-quality glossy colors such as gold, silver, pearl and the like to be expressed in white.
本発明者は鋭意検討した結果、色材として金属または金属酸化物を、被覆剤とともに用いることによって、上記目的が達成されることを見出し、本発明に至った。
すなわち、本発明は、分散媒と、少なくとも色材を含む荷電粒子とを含有するインク組成物において、前記色材として、金属および金属酸化物から選択された少なくとも１種以上を用いるとともに、該荷電粒子が、さらに被覆剤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組成物に関する。
As a result of intensive studies, the present inventors have found that the above object can be achieved by using a metal or a metal oxide as a coloring material together with a coating agent, and have reached the present invention.
That is, the present invention uses at least one or more selected from metals and metal oxides as the coloring material in an ink composition containing a dispersion medium and charged particles including at least a coloring material. The present invention relates to an ink composition for ink jet recording, wherein the particles further contain a coating agent.
本発明によれば、高級感のある金、銀、パール等の光沢色や、白色の表現を可能にするインクジェット記録用インク組成物を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an ink composition for ink jet recording that enables high-quality glossy colors such as gold, silver, and pearl, and white expression.
本発明のインク組成物は、分散媒と、少なくとも色材を含む粒子とを含有する。 The ink composition of the present invention contains a dispersion medium and particles containing at least a coloring material.
［分散媒］
分散媒は、高い電気抵抗率、具体的には１０10Ωｃｍ以上を有する誘電性の液体であることが好ましい。仮に電気抵抗率の低い分散媒を使用すると、隣接する記録電極間で電気的導通を生じさせるため、本形態には不向きである。また、誘電性液体の比誘電率は５以下が好ましく、より好ましくは４以下、更に好ましくは３．５以下である。このような比誘電率の範囲とすることによって、誘電性液体中の荷電粒子に有効に電界が作用されるため好ましい。
[Dispersion medium]
The dispersion medium is preferably a dielectric liquid having a high electrical resistivity, specifically, 10 10 Ωcm or more. If a dispersion medium having a low electrical resistivity is used, electrical continuity is generated between adjacent recording electrodes, which is not suitable for this embodiment. Further, the dielectric constant of the dielectric liquid is preferably 5 or less, more preferably 4 or less, and still more preferably 3.5 or less. By setting the relative dielectric constant in such a range, an electric field is effectively applied to charged particles in the dielectric liquid, which is preferable.
本発明に用いる分散媒としては、水、直鎖状もしくは分岐状の脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、または芳香族炭化水素、およびこれらの炭化水素のハロゲン置換体、シリコーンオイル等がある。例えばヘキサン、ヘプタン、オクタン．イソオクタン、デカン、イソデカン、デカリン、ノナン、ドデカン、イソドデカン、シクロヘキサン、シクロオクタン、シクロデカン、トルエン、キシレン、メシチレン、アイソパーＣ、アイソパーＥ、アイソパーＧ、アイソパーＨ、アイソパーＬ、アイソパーＭ（アイソパー：エクソン社の商品名）、シェルゾール７０、シェルゾール７１（シェルゾール：シェルオイル社の商品名）、アムスコＯＭＳ、アムスコ４６０溶剤（アムスコ：スピリッツ社の商品名）、ＫＦ−９６Ｌ（信越シリコーン社の商品名）等を単独又は混合して用いることができる。インク組成物全体に対する分散媒の含有量は、２０〜９９質量％の範囲内であることが好ましい。２０質量％以上において、良好に色材を含有する粒子を分散媒に分散することができ、また、９９質量％以下において、色材の含有量を充足することができる。 Examples of the dispersion medium used in the present invention include water, linear or branched aliphatic hydrocarbons, alicyclic hydrocarbons, or aromatic hydrocarbons, halogen substitution products of these hydrocarbons, silicone oil, and the like. . For example, hexane, heptane, octane. Isooctane, decane, isodecane, decalin, nonane, dodecane, isododecane, cyclohexane, cyclooctane, cyclodecane, toluene, xylene, mesitylene, Isopar C, Isopar E, Isopar G, Isopar H, Isopar L, Isopar M (Isopar: Exxon Corporation) Trade name), Shellsol 70, Shellsol 71 (Shellsol: trade name of Shell Oil), Amsco OMS, Amsco 460 solvent (Amsco: trade name of Spirits), KF-96L (trade name of Shin-Etsu Silicone) Etc. can be used alone or in combination. The content of the dispersion medium with respect to the entire ink composition is preferably in the range of 20 to 99% by mass. In 20 mass% or more, the particle | grains containing a coloring material can be disperse | distributed to a dispersion medium favorably, and in 99 mass% or less, content of a coloring material can be satisfied.
［色材］
本発明は、色材として、金属および金属酸化物から選択された少なくとも１種以上を用いることを特徴としている。
金属または金属酸化物としては、金、ブロンズ、アルミニウム、銀、青銅、銅、亜鉛、鉄、鉛、錫、チタン、クロム等の金属、酸塩化ビスマス、酸化チタン（ルチル型、アナターゼ型）、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化ケイ素、酸化マグネシウム等の金属酸化物が挙げられる。
また、金属または金属酸化物と各種鉱物との複合体も、本発明における色材の範囲内である。例えば、酸化チタンのような金属酸化物で被覆した雲母、金属蒸着ガラスフレーク、リトポン（硫酸バリウム＋硫化亜鉛）等が挙げられる。
金属または金属酸化物は、目的とする光沢色によって適宜選択すればよく、例えば金色の光沢色を表現するための色材としては、金、ブロンズ粉、アルミニウムペーストとその他の顔料、例えばイエローインク用の顔料との混合物等が挙げられる。また、銀色の光沢色を表現するための色材としては、銀、アルミニウム粉またはペースト等が挙げられる。パール色の光沢色を表現するための色材としては、酸化チタンや酸化鉄がコートされた雲母、酸塩化ビスマス、天然パールエッセンス（魚鱗箔）等が挙げられる。白色を表現するための色材としては、酸化チタン（ルチル、アナターゼ）、酸化亜鉛、リトポン等が挙げられる。
前記のように、金属または金属酸化物の形態としては、それぞれ種々の形態を取ることができ、目的に応じて適宜選択できるが、高い光沢度を得る観点からは、さらにその形態が平板状の粒子であるものがより好ましい。
[Color material]
The present invention is characterized in that at least one selected from a metal and a metal oxide is used as a coloring material.
Metals or metal oxides include gold, bronze, aluminum, silver, bronze, copper, zinc, iron, lead, tin, titanium, chromium and other metals, bismuth oxychloride, titanium oxide (rutile type, anatase type), oxidation Examples thereof include metal oxides such as aluminum, zinc oxide, silicon oxide, and magnesium oxide.
Moreover, the composite of a metal or a metal oxide and various minerals is also within the range of the coloring material in the present invention. Examples thereof include mica coated with a metal oxide such as titanium oxide, metal-deposited glass flakes, lithopone (barium sulfate + zinc sulfide) and the like.
The metal or metal oxide may be appropriately selected depending on the intended glossy color. For example, as a coloring material for expressing a golden glossy color, gold, bronze powder, aluminum paste and other pigments, for example, for yellow ink And a mixture with the above pigment. Examples of the color material for expressing a silver glossy color include silver, aluminum powder, and paste. Examples of the coloring material for expressing a pearly luster color include mica coated with titanium oxide or iron oxide, bismuth oxychloride, and natural pearl essence (fish scale foil). Examples of the color material for expressing white include titanium oxide (rutile, anatase), zinc oxide, and lithopone.
As described above, the form of the metal or metal oxide can take various forms, and can be appropriately selected according to the purpose. However, from the viewpoint of obtaining high glossiness, the form is further flat. What is a particle | grain is more preferable.
前記平板状粒子の具体的な形態としては、粒子の厚みが０．００１〜５μｍ、粒径が０．０１〜１０μｍ、アスペクト比が１〜２０のものが好ましい。上記範囲内において、均一で高い光沢性を付与することができる。厚みは０．００５〜３μｍ、粒径は０．０５〜５μｍ、アスペクト比は１〜１０であることがより好ましい。
なお、白色を表現するための色材としては、酸化チタンを使用した場合、その粒径としては、０．０１〜１０μｍが好ましく、０．１〜５μｍがより好ましい。
As a specific form of the tabular grains, those having a grain thickness of 0.001 to 5 μm, a particle diameter of 0.01 to 10 μm, and an aspect ratio of 1 to 20 are preferable. Within the above range, uniform and high gloss can be imparted. More preferably, the thickness is 0.005 to 3 μm, the particle size is 0.05 to 5 μm, and the aspect ratio is 1 to 10.
In addition, as a coloring material for expressing white, when titanium oxide is used, the particle size is preferably 0.01 to 10 μm, and more preferably 0.1 to 5 μm.
金属または金属酸化物は、基本的には一色につき一種類を使うことが、インク製造の簡便性の点で好ましいが、色相調整として例えば前述のように、金色を表現するためにアルミニウムペーストとイエローインク用の顔料とを混合する等、場合によっては２種以上併用することも好ましい。また、ロジン処理等、公知の方法により顔料を表面処理した後使用してもよい（例えば、技術情報協会発行 「顔料分散安定化と表面処理技術・評価」 ２００１年１２月２５日 第１刷参照。以下「非特許文献１」とも称する）。
インク組成物全体に対する金属および／または金属酸化物の含有量は、０．１〜５０質量％の範囲内であることが好ましい。０．１質量％以上において金属および／または金属酸化物量が充足し、印刷物において充分良好な発色が得られ、また、５０質量％以下において、色材を含有する粒子を分散媒に良好に分散させることができる。さらに好ましくは、１〜３０質量％である。
Basically, it is preferable to use one kind of metal or metal oxide for each color from the viewpoint of simplicity of ink production. However, as described above, for example, as shown in FIG. In some cases, it is also preferable to use two or more kinds in combination, such as mixing with an ink pigment. In addition, the pigment may be used after being surface-treated by a known method such as rosin treatment (for example, “Technical Information Association published“ Pigment Dispersion Stabilization and Surface Treatment Technology / Evaluation ”, December 25, 2001, refer to the first printing) (Hereinafter also referred to as “Non-Patent Document 1”).
The metal and / or metal oxide content in the entire ink composition is preferably in the range of 0.1 to 50% by mass. When the amount is 0.1% by mass or more, the amount of metal and / or metal oxide is sufficient, and sufficiently good color development is obtained in the printed matter. When the amount is 50% by mass or less, the particles containing the coloring material are well dispersed in the dispersion medium. be able to. More preferably, it is 1-30 mass%.
［被覆剤］
本発明のインク組成物を静電界を利用するインクジェット記録装置に用いる場合、前記の金属および／または金属酸化物は、分散媒に直接、分散（粒子化）するよりも、被覆剤により被覆された状態で分散（粒子化）することが好ましい。被覆剤で被覆することにより、色材が持つ荷電を遮蔽し望ましい荷電特性を付与することができる。また、金属または金属酸化物は、被覆剤なしで色材粒子を形成すると粒子の導電性が高くなり、印刷時、ヘッドにある電極間で導通し、電極を破損する恐れがあるが、金属または金属酸化物を被覆剤で被覆することにより、粒子の導電性を下げることができ、電極の破損を防止することができる。また、本発明においては、被印刷媒体へインクジェット記録した後、ヒートローラ等の加熱手段により定着するが、この際被覆剤が熱により溶融し、効率良く定着できる。
[Coating agent]
When the ink composition of the present invention is used in an ink jet recording apparatus utilizing an electrostatic field, the metal and / or metal oxide is coated with a coating agent rather than being directly dispersed (particulated) in a dispersion medium. It is preferable to disperse in the state (particulate). By covering with a coating agent, it is possible to shield the charge of the color material and to impart desirable charge characteristics. In addition, when a colorant particle is formed without a coating agent, the metal or metal oxide increases the conductivity of the particle, and during printing, there is a possibility of conduction between the electrodes in the head, which may damage the electrode. By coating the metal oxide with a coating agent, the conductivity of the particles can be lowered, and damage to the electrodes can be prevented. In the present invention, after ink jet recording on a printing medium, fixing is performed by a heating means such as a heat roller. At this time, the coating material is melted by heat and can be fixed efficiently.
被覆剤としては、例えば、ロジン類、ロジン変性フェノール樹脂、アルキッド樹脂、（メタ）アクリル系ポリマー、ポリウレタン、ポリエステル、ポリアミド、ポリエチレン、ポリブタジエン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ポリビニールアルコールのアセタール変性物、ポリカーボネート等を挙げられる。これらの内、粒子形成の容易さの観点から、重量平均分子量が２，０００〜１０００，０００の範囲内であり、かつ多分散度（重量平均分子量／数平均分子量）が、１．０〜５．０の範囲内であるポリマーが好ましい。また、金属または金属酸化物への吸着力が増加し、分散性が高まるという観点からは、極性基を有するポリマーも好ましい。さらに、定着の容易さの観点から、軟化点、ガラス転移点または、融点のいずれか１つが４０℃〜１２０℃の範囲内にあるポリマーが好ましい。 Examples of the coating agent include rosins, rosin-modified phenolic resins, alkyd resins, (meth) acrylic polymers, polyurethane, polyester, polyamide, polyethylene, polybutadiene, polystyrene, polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol, polyvinyl alcohol, acetal-modified products, polycarbonate Etc. Among these, from the viewpoint of easy particle formation, the weight average molecular weight is in the range of 2,000 to 1,000,000, and the polydispersity (weight average molecular weight / number average molecular weight) is 1.0 to 5 Polymers in the range of 0.0 are preferred. Further, from the viewpoint of increasing the adsorptive power to the metal or metal oxide and improving the dispersibility, a polymer having a polar group is also preferable. Furthermore, from the viewpoint of ease of fixing, a polymer having any one of a softening point, a glass transition point, and a melting point within the range of 40 ° C to 120 ° C is preferable.
本発明において、被覆剤として特に好適に使用されるポリマーは、下記一般式（１）〜（４）で示される構成単位のいずれか１つを少なくとも含有するポリマーである。 In the present invention, the polymer particularly preferably used as the coating agent is a polymer containing at least one of the structural units represented by the following general formulas (1) to (4).
式中、Ｘ11は、酸素原子または−Ｎ(Ｒ13)−を示す。Ｒ11は、水素原子またはメチル基を示し、Ｒ12は、炭素数１から３０個の炭化水素基を示し、Ｒ13は、水素原子または炭素数１から３０の炭化水素基を示す。Ｒ21は、水素原子または炭素数１から２０の炭化水素基を示す。Ｒ31、Ｒ32及びＲ41は、それぞれ、炭素数１から２０個の２価の炭化水素基を示す。尚、Ｒ12、Ｒ21、Ｒ31、Ｒ32、Ｒ41の炭化水素基中にエーテル結合、アミノ基、ヒドロシキ基、または、ハロゲン置換基を含んでいても良い。 In the formula, X 11 represents an oxygen atom or —N (R 13 ) —. R 11 represents a hydrogen atom or a methyl group, R 12 represents a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, and R 13 represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms. R 21 represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. R 31 , R 32 and R 41 each represent a divalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. The hydrocarbon group of R 12 , R 21 , R 31 , R 32 , and R 41 may contain an ether bond, an amino group, a hydroxy group, or a halogen substituent.
一般式（１）で示される構成単位を含有するポリマーは、対応するラジカル重合性モノマーを公知の方法によりラジカル重合することにより得られる。用いられるラジカル重合性モノマーとしては、例えば、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸プロピル、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸ヘキシル、（メタ）アクリル酸オクチル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸ドデシル、（メタ）アクリル酸ステアリル、（メタ）アクリル酸シクロヘキシル、（メタ）アクリル酸フェニル、（メタ）アクリル酸ベンジル、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチル等の（メタ）アクリル酸エステル類、及び、Ｎ−メチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−プロピル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−フェニル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチル（メタ）アクリルアミド等の（メタ）アクリルアミド類が挙げられる。 The polymer containing the structural unit represented by the general formula (1) can be obtained by radical polymerization of a corresponding radical polymerizable monomer by a known method. Examples of the radical polymerizable monomer used include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, hexyl (meth) acrylate, and (meth) acrylic. Octyl acid, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, dodecyl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, phenyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, (meth) (Meth) acrylic acid esters such as 2-hydroxyethyl acrylate, N-methyl (meth) acrylamide, N-propyl (meth) acrylamide, N-phenyl (meth) acrylamide, N, N-dimethyl (meth) Examples include (meth) acrylamides such as acrylamide.
一般式（２）で示される構成単位を含有するポリマーは、対応するラジカル重合性モノマーを公知の方法によりラジカル重合することにより得られる。用いられるラジカル重合性モノマーとしては、例えば、エチレン、プロピレン、ブタジエン、スチレン、４−メチ
ルスチレン等が挙げられる。
The polymer containing the structural unit represented by the general formula (2) can be obtained by radical polymerization of a corresponding radical polymerizable monomer by a known method. Examples of the radical polymerizable monomer used include ethylene, propylene, butadiene, styrene, and 4-methylstyrene.
一般式（３）で示される構成単位を含有するポリマーは、対応するジカルボン酸または酸無水物とジオールとを公知の方法で脱水縮合することにより得られる。用いられるジカルボン酸としては、コハク酸無水物、アジピン酸、セバシン酸、イソフタル酸、テレフタル酸、１，４−フェニレンジ酢酸、ジグリコール酸等が挙げられる。また、用いられるジオールとしては、エチレングリコール、１，２−プロパンジオール、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，１０−デカンジオール、２−ブテン−１，４−ジオール、１，４−シクロヘキサンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、１，４−ベンゼンジメタノール、ジエチレングリコール等が挙げられる。 The polymer containing the structural unit represented by the general formula (3) can be obtained by dehydrating condensation of a corresponding dicarboxylic acid or acid anhydride and a diol by a known method. Examples of the dicarboxylic acid used include succinic anhydride, adipic acid, sebacic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, 1,4-phenylenediacetic acid, diglycolic acid and the like. Examples of the diol used include ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, 1,10-decanediol, and 2-butene- Examples include 1,4-diol, 1,4-cyclohexanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, 1,4-benzenedimethanol, and diethylene glycol.
一般式（４）で示される構成単位を含有するポリマーは、対応するヒドロキシ基を有するカルボン酸をまたは公知の方法で脱水縮合するかまたは、対応するヒドロキシ基を有するカルボン酸の環状エステルを公知の方法で開環重合することにより得られる。用いられるヒドロキシ基を有するカルボン酸またはその環状エステルとしては、６−ヒドロキシヘキサン酸、１１−ヒドロキシウンデカン酸、ヒドロキシ安息香酸、ε−カプロラクトン等が挙げられる。 The polymer containing the structural unit represented by the general formula (4) is prepared by dehydrating condensation of a carboxylic acid having a corresponding hydroxy group by a known method or a known cyclic ester of a carboxylic acid having a corresponding hydroxy group. It is obtained by ring-opening polymerization by a method. Examples of the carboxylic acid having a hydroxy group or a cyclic ester thereof include 6-hydroxyhexanoic acid, 11-hydroxyundecanoic acid, hydroxybenzoic acid, and ε-caprolactone.
一般式（１）〜（４）で示される構成単位のいずれか１つを少なくとも含有するポリマーは、一般式（１）〜（４）で示される構成単位のホモポリマーであってもよく、他の構成成分との共重合体（コポリマー）であっても良い。また、これらのポリマーは、被覆剤として単独で使用しても良く、２種以上を組み合わせて使用しても良い。 The polymer containing at least one of the structural units represented by the general formulas (1) to (4) may be a homopolymer of the structural units represented by the general formulas (1) to (4). It may be a copolymer (copolymer) with these constituent components. In addition, these polymers may be used alone as a coating agent, or may be used in combination of two or more.
インク組成物全体に対する被覆剤の含有量は、０．１〜４０質量％の範囲内であることが好ましい。０．１質量％以上において、被覆剤の量が充足し、充分な定着性が得られるとともに、４０質量％以下において、色材と被覆剤を含有する粒子を良好に形成することができる。
なお、画像濃度とインクの保存安定性の観点から、色材と被覆剤との配合比は色材１質量部に対して被覆剤０．２〜１０質量部であることが好ましく、０．５〜５質量部であることがより好ましい。
The content of the coating agent with respect to the entire ink composition is preferably in the range of 0.1 to 40% by mass. When the amount is 0.1% by mass or more, the amount of the coating agent is sufficient, and sufficient fixability is obtained. When the amount is 40% by mass or less, particles containing the coloring material and the coating agent can be favorably formed.
From the viewpoint of image density and storage stability of the ink, the blending ratio of the color material to the coating material is preferably 0.2 to 10 parts by mass of the coating material with respect to 1 part by mass of the color material. More preferably, it is -5 mass parts.
［分散剤］
本発明において好ましくは、色材と被覆剤の混合物を分散媒中に分散（粒子化）するが、粒子直径を制御し、かつ粒子の沈降を抑制するために分散剤を使用することがさらに好ましい。
好適な分散剤としては、ソルビタンモノオレエート等のソルビタン脂肪酸エステルや、ポリオキシエチレンジステアレート等のポリエチレングリコール脂肪酸エステルに代表される界面活性剤が挙げられる。また、例えば、スチレンとマレイン酸のコポリマー、及びそのアミン変性物、スチレンと（メタ）アクリル化合物のコポリマー、（メタ）アクリル系ポリマー、ポリエチレンと（メタ）アクリル化合物のコポリマー、ロジン、ＢＹＫ−１６０、１６２、１６４、１８２（ビックケミー社製のポリウレタン系ポリマー）、ＥＦＫＡ−４０１、４０２（ＥＦＫＡ社製のアクリル系ポリマー）、ソルスパース１７０００，２４０００（ゼネカ社製のポリエステル系ポリマー）等が挙げられる。本発明においては、インク組成物の長期間保存安定性の観点から、重量平均分子量が１，０００〜１０００，０００の範囲内であり、かつ多分散度（重量平均分子量／数平均分子量）が、１．０〜７．０の範囲内であるポリマーが好ましい。さらに、グラフトポリマーまたはブロックポリマーを用いることが最も好ましい。
[Dispersant]
In the present invention, preferably, the mixture of the colorant and the coating agent is dispersed (particulated) in the dispersion medium, but it is more preferable to use a dispersant in order to control the particle diameter and suppress the sedimentation of the particles. .
Suitable dispersants include surfactants typified by sorbitan fatty acid esters such as sorbitan monooleate and polyethylene glycol fatty acid esters such as polyoxyethylene distearate. Further, for example, a copolymer of styrene and maleic acid, and an amine-modified product thereof, a copolymer of styrene and (meth) acrylic compound, a (meth) acrylic polymer, a copolymer of polyethylene and (meth) acrylic compound, rosin, BYK-160, 162, 164, 182 (polyurethane polymer manufactured by Big Chemie), EFKA-401, 402 (acrylic polymer manufactured by EFKA), Solsperse 17000, 24000 (polyester polymer manufactured by Geneca), and the like. In the present invention, from the viewpoint of long-term storage stability of the ink composition, the weight average molecular weight is in the range of 1,000 to 1,000,000 and the polydispersity (weight average molecular weight / number average molecular weight) is Polymers that are in the range of 1.0 to 7.0 are preferred. Furthermore, it is most preferable to use a graft polymer or a block polymer.
本発明において特に好適に用いられるポリマーは、下記一般式（５）及び（６）で示さ
れる構成単位の少なくともいずれか一方からなる重合体成分と、下記一般式（７）で示される構成単位を少なくともグラフト鎖として含有する重合体成分とを少なくとも含有するグラフトポリマーである。
The polymer used particularly preferably in the present invention comprises a polymer component composed of at least one of structural units represented by the following general formulas (5) and (6), and a structural unit represented by the following general formula (7). A graft polymer containing at least a polymer component contained as a graft chain.
式中、Ｘ51は、酸素原子または−Ｎ(Ｒ53)−を示す。Ｒ51は、水素原子またはメチル基を示し、Ｒ52は、炭素数１から１０個の炭化水素基を示し、Ｒ53は、水素原子または炭素数１から１０の炭化水素基を示す。Ｒ61は、水素原子、炭素数１から２０の炭化水素基、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、または、炭素数１から２０個のアルコキシ基を示す。Ｘ71は、酸素原子または−Ｎ(Ｒ73)−を示す。Ｒ71は、水素原子またはメチル基を示し、Ｒ72は、炭素数４から３０個の炭化水素基を示し、Ｒ73は、水素原子または炭素数１から３０の炭化水素基を示す。尚、Ｒ52、Ｒ72の炭化水素基中にエーテル結合、アミノ基、ヒドロキシ基、または、ハロゲン置換基を含んでいても良い。 In the formula, X 51 represents an oxygen atom or —N (R 53 ) —. R 51 represents a hydrogen atom or a methyl group, R 52 represents a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and R 53 represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms. R 61 represents a hydrogen atom, a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, a halogen atom, a hydroxyl group, or an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms. X 71 represents an oxygen atom or —N (R 73 ) —. R 71 represents a hydrogen atom or a methyl group, R 72 represents a hydrocarbon group having 4 to 30 carbon atoms, and R 73 represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms. The hydrocarbon group of R 52 and R 72 may contain an ether bond, an amino group, a hydroxy group, or a halogen substituent.
上記グラフトポリマーは、一般式（７）に対応するラジカル重合性モノマーを、好ましくは連鎖移動剤の存在下重合し、得られたポリマーの末端に重合性官能基を導入し、さらに、一般式（５）または（６）に対応するラジカル重合性モノマーと共重合することにより得ることができる。 The graft polymer is obtained by polymerizing a radical polymerizable monomer corresponding to the general formula (7), preferably in the presence of a chain transfer agent, introducing a polymerizable functional group at the terminal of the obtained polymer, It can be obtained by copolymerizing with a radically polymerizable monomer corresponding to 5) or (6).
一般式（５）に対応するラジカル重合性モノマーとしては、例えば、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸プロピル、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸ヘキシル（メタ）アクリル酸シクロヘキシル、（メタ）アクリル酸フェニル、（メタ）アクリル酸ベンジル等、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチルの（メタ）アクリル酸エステル類、及び、Ｎ−メチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−プロピル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−フェニル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチル（メタ）アクリルアミド等の（メタ）アクリルアミド類が挙げられる。 Examples of the radical polymerizable monomer corresponding to the general formula (5) include, for example, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, and (meth) acrylic acid. Hexyl (meth) acrylate cyclohexyl, phenyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid esters of 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, and N-methyl (meth) acrylamide And (meth) acrylamides such as N-propyl (meth) acrylamide, N-phenyl (meth) acrylamide, and N, N-dimethyl (meth) acrylamide.
一般式（６）に対応するラジカル重合性モノマーとしては、例えば、スチレン、４−メ
チルスチレン、クロロスチレン、メトキシスチレン等が上げられる。
また、一般式（６）に対応するラジカル重合性モノマーとしては、例えば、（メタ）アクリル酸ヘキシル、（メタ）アクリル酸オクチル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸ドデシル、（メタ）アクリル酸ステアリル、等が挙げられる。
これらのグラフトポリマーの具体例としては、下記の構造式で示されるポリマーが挙げられる。
Examples of the radical polymerizable monomer corresponding to the general formula (6) include styrene, 4-methylstyrene, chlorostyrene, methoxystyrene, and the like.
Examples of the radical polymerizable monomer corresponding to the general formula (6) include hexyl (meth) acrylate, octyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, dodecyl (meth) acrylate, ( (Meth) stearyl acrylate, and the like.
Specific examples of these graft polymers include polymers represented by the following structural formulas.
一般式（５）及び（６）で示される構成単位のいずれか１つを少なくとも含有する重合体成分と、一般式（７）で示される構成単位を少なくともグラフト鎖として含有する重合成分とを含有するグラフトポリマーは、一般式（５）及び／又は（６）、並びに一般式（７）で示される構成単位のみを有していてもよいし、他の構成成分を含有していても良い。グラフト鎖を含有する重合体成分と、其れ以外の重合体成分との好ましい組成比は、１０：９０〜９０：１０である。この範囲において、良好な粒子形成性が得られ、所望の粒子直径を得やすく、好ましい。これらのポリマーは、分散剤として単独で使用しても良く、２種以上を組み合わせて使用しても良い。 Contains a polymer component containing at least one of the structural units represented by general formulas (5) and (6), and a polymerization component containing at least the structural unit represented by general formula (7) as a graft chain. The graft polymer to be processed may have only the structural unit represented by the general formula (5) and / or (6) and the general formula (7), or may contain other components. A preferred composition ratio between the polymer component containing the graft chain and the other polymer components is 10:90 to 90:10. Within this range, good particle formability is obtained, and a desired particle diameter is easily obtained, which is preferable. These polymers may be used alone as a dispersant, or may be used in combination of two or more kinds.
インク組成物全体に対する分散剤の含有量は、０．０１〜３０質量％の範囲内であることが好ましい。この範囲内において、良好な粒子形成性が得られ、所望の粒子直径を得ることができる。 The content of the dispersant with respect to the entire ink composition is preferably in the range of 0.01 to 30% by mass. Within this range, good particle formability can be obtained, and a desired particle diameter can be obtained.
［荷電調整剤］
本発明においては、色材と被覆剤の混合物を、分散剤を用いて分散媒中に分散（粒子化）することが好ましく、粒子の荷電量を制御するために荷電調整剤を併用することがさらに好ましい。
好適な荷電調整剤としては、ナフテン酸ジルコニウム塩、オクテン酸ジルコニウム塩等の有機カルボン酸の金属塩、ステアリン酸テトラメチルアンモニム塩等の有機カルボン酸のアンモニム塩、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩、ジオクチルスルホコハク酸マグネシウム塩等の有機スルホン酸の金属塩、トルエンスルホン酸テトラブチルアンモニウム塩等の有機スルホン酸のアンモニウム塩、スチレンと無水マレイン酸のコポリマーをアミンで変性したカルボン酸基を含有するポリマー等の側鎖にカルボン酸基を有するポリマー、メタクリル酸ステアリルとメタクリル酸のテトラメチルアンモニウム塩の共重合体等の側鎖にカルボン酸アニオン基を有するポリマー、スチレンとビニルピリジンの共重合体等の側鎖に窒素原子を有するポリマー、メタクリル酸ブチルとＮ−（２−メタクリロイルオキシエチル）−Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアンモニウムトシラート塩との共重合体等の側鎖にアンモニウム基を有するポリマー等が挙げられる。粒子に付与される荷電は、正荷電であっても負荷電であっても良い。インク組成物全体に対する荷電調整剤の含有量は、０．０００１〜１０質量％の範囲内であることが好ましい。
[Charge control agent]
In the present invention, the mixture of the colorant and the coating agent is preferably dispersed (particulated) in a dispersion medium using a dispersant, and a charge adjusting agent may be used in combination to control the charge amount of the particles. Further preferred.
Suitable charge control agents include metal salts of organic carboxylic acids such as zirconium naphthenate and zirconium octenoate, ammonium salts of organic carboxylic acids such as tetramethylammonium stearate, sodium dodecylbenzenesulfonate, dioctyl Metal salts of organic sulfonic acids such as magnesium sulfosuccinate, ammonium salts of organic sulfonic acids such as toluenebutyl tetrabutylammonium salt, polymers containing carboxylic acid groups modified with amines of copolymers of styrene and maleic anhydride, etc. Polymers having a carboxylic acid group in the side chain, polymers having a carboxylic acid anion group in the side chain such as a copolymer of stearyl methacrylate and tetramethylammonium methacrylate, side chains such as a copolymer of styrene and vinylpyridine Has a nitrogen atom Rimmer, butyl methacrylate and N- (2-methacryloyloxyethyl) -N, N, polymers having an ammonium group in the side chain of the copolymer of N- trimethylammonium tosylate. The charge applied to the particles may be positively charged or negatively charged. The content of the charge adjusting agent with respect to the entire ink composition is preferably in the range of 0.0001 to 10% by mass.
［その他の成分］
本発明においては、さらに、腐敗防止のために防腐剤や、表面張力を制御するための界面活性剤等を目的に応じて含有することができる。
[Other ingredients]
In the present invention, a preservative for preventing corruption, a surfactant for controlling surface tension, and the like can be further contained depending on the purpose.
［荷電粒子の作成］
以上の成分を用い、色材と被覆剤を分散（粒子化）することにより、本発明の荷電粒子を含有するインク組成物を作成することができる。分散（粒子化）する方法としては、例えば下記の方法が挙げられる。
（１）色材と被覆剤をあらかじめ混合した後、分散剤と分散媒を用いて分散（粒子化）し、荷電調整剤を加える。
（２）色材、被覆剤、分散剤と分散媒を同時に用いて分散（粒子化）し、荷電調整剤を加える。
（３）色材、被覆剤、分散剤、荷電調整剤と分散媒を同時に用いて分散（粒子化）する。
[Create charged particles]
The ink composition containing the charged particles of the present invention can be prepared by dispersing (particulating) the coloring material and the coating agent using the above components. Examples of the method for dispersing (particulate) include the following methods.
(1) A colorant and a coating agent are mixed in advance, and then dispersed (granulated) using a dispersant and a dispersion medium, and a charge adjusting agent is added.
(2) Disperse (particulate) using a coloring material, a coating agent, a dispersant and a dispersion medium at the same time, and add a charge control agent.
(3) Disperse (particulate) using a colorant, a coating agent, a dispersant, a charge control agent and a dispersion medium at the same time.
混合や分散する際に用いられる装置としては、例えば、ニーダー、ディゾルバー、ミキサー、高速ディスパーザー、サンドミル、ロールミル、ボールミル、アトライター、ビーズミル（前述の非特許文献１）等が挙げられる。 Examples of the apparatus used for mixing and dispersing include a kneader, a dissolver, a mixer, a high-speed disperser, a sand mill, a roll mill, a ball mill, an attritor, and a bead mill (the aforementioned Non-Patent Document 1).
本発明で使用されるインク組成物は、初期仕込み用インク組成物および補充用インク組
成物として使用するのが好ましく、初期仕込み用インク組成物の固形分濃度よりも、補充用インク組成物の固形分濃度を高くするのがよい。
前記の条件を満たす限り、初期仕込み用インク組成物および補充用インク組成物の固形分濃度はとくに制限されないが、例えば初期仕込み用インク組成物の固形分濃度を１〜４０質量％とし、かつ補充用インク組成物の固形分濃度を２〜６０質量％とするとともに、初期仕込み用インク組成物および補充用インク組成物の固形分濃度の比を、後者／前者として１．０５〜１０．０、好ましくは１．１〜７．０に設定するのがよい。これらの条件を満たすことにより、一層良好な吐出特性を得ることができる。また、初期仕込み用インク組成物および補充用インク組成物の混合不良が起きることがない。なお、好ましい固形分濃度は、初期仕込み用インク組成物が３〜３０質量％、補充用インク組成物が５〜５０質量％である。
なお固形分濃度は、インク組成物を加熱し、揮発性成分を除去した際の質量変化を基に算出でき、例えば、インク組成物をホットプレート上で、１４５℃で２時間乾燥し、質量の変化を基準にして算出することができる。
The ink composition used in the present invention is preferably used as an ink composition for initial preparation and an ink composition for replenishment, and the solid content of the ink composition for replenishment is higher than the solid content concentration of the ink composition for initial preparation. The partial concentration should be increased.
As long as the above conditions are satisfied, the solid content concentration of the initial charging ink composition and the replenishing ink composition is not particularly limited. For example, the initial charging ink composition has a solid content concentration of 1 to 40% by mass and is replenished. The solid content concentration of the ink composition is 2 to 60% by mass, and the ratio of the solid content concentration of the initial charging ink composition and the replenishing ink composition is 1.05 to 10.0 as the latter / the former. Preferably it is set to 1.1-7.0. By satisfying these conditions, better discharge characteristics can be obtained. In addition, poor mixing of the initial charging ink composition and the replenishing ink composition does not occur. The solid content concentration is preferably 3 to 30% by mass for the initial charging ink composition and 5 to 50% by mass for the replenishing ink composition.
The solid content concentration can be calculated based on a change in mass when the ink composition is heated to remove volatile components. For example, the ink composition is dried on a hot plate at 145 ° C. for 2 hours, It can be calculated based on the change.
また本発明において、インク組成物の２０℃での電気伝導度は、初期仕込み用インク組成物が１０ｐＳ／ｃｍ〜５０，０００ｐＳ／ｃｍ（１ｎＳ／ｍ〜５，０００ｎＳ／ｍ）、補充用インク組成物が５０ｐＳ／ｃｍ〜１００，０００ｐＳ／ｃｍ（１ｎＳ／ｍ〜１０，０００ｎＳ／ｍ）であるのがよい。この範囲内とすることにより、良好な吐出特性が得られる。また、初期仕込み用インク組成物より、補充用インク組成物の電気伝導度を高くすることにより、吐出特性の長時間の維持が可能となり、さらに好ましい。インク組成物の電気伝導度は、用いる分散媒と荷電調整剤の種類と添加量により、調整することができる。 In the present invention, the electrical conductivity at 20 ° C. of the ink composition is 10 pS / cm to 50,000 pS / cm (1 nS / m to 5,000 nS / m) for the initial charging ink composition, and the replenishing ink composition. The object may be 50 pS / cm to 100,000 pS / cm (1 nS / m to 10,000 nS / m). By setting it within this range, good ejection characteristics can be obtained. Further, it is more preferable that the electrical conductivity of the replenishing ink composition is higher than that of the initial charging ink composition, whereby the ejection characteristics can be maintained for a long time. The electrical conductivity of the ink composition can be adjusted by the type and amount of the dispersion medium and charge control agent used.
また本発明において、荷電粒子の体積平均粒子直径は０．２０〜５．０μｍが好ましい。この範囲内とすることにより、良好な吐出特性が得られる。荷電粒子の体積平均直径は、例えば、超遠心式自動粒度分布測定装置ＣＡＰＡ−７００（堀場製作所（株）製）等の装置を用い、遠心沈降法により測定できる。荷電粒子の体積平均粒径は、用いる分散剤の種類と添加量、及び分散（粒子化）に用いる装置により、調整することができる。 In the present invention, the volume average particle diameter of the charged particles is preferably 0.20 to 5.0 μm. By setting it within this range, good ejection characteristics can be obtained. The volume average diameter of the charged particles can be measured by a centrifugal sedimentation method using an apparatus such as an ultracentrifugal automatic particle size distribution analyzer CAPA-700 (manufactured by Horiba, Ltd.). The volume average particle diameter of the charged particles can be adjusted by the type and amount of dispersant used and the apparatus used for dispersion (particulation).
また本発明において、インク組成物の２０℃での粘度は、０．５〜５０ｍＰａ・ｓの範囲内が好ましい。この範囲内とすることにより、良好な吐出特性が得られる。インク組成物の粘度は、用いる分散媒と分散媒に溶解している分散剤等のポリマー成分の種類と量により、調整することができる。また、界面活性剤をさらに使用することにより、粘度を調整することができる。 In the present invention, the viscosity of the ink composition at 20 ° C. is preferably in the range of 0.5 to 50 mPa · s. By setting it within this range, good ejection characteristics can be obtained. The viscosity of the ink composition can be adjusted by the type and amount of the polymer component such as the dispersion medium used and the dispersant dissolved in the dispersion medium. Further, the viscosity can be adjusted by further using a surfactant.
［インクジェット記録装置］
本発明では、以上記述したインク組成物を、インクジェット記録方式により、被記録媒体へ記録する。本発明においては、静電界を利用したインクジェット記録方式を用いることが好ましい。静電界を利用するインクジェット記録方式は、制御電極と被記録媒体背面の背面電極間に電圧を印加することにより、インク組成物の荷電粒子を静電力によって吐出位置に濃縮し、吐出位置から記録媒体へ飛翔させる方式である。制御電極と背面電極間に印加する電圧は、例えば荷電粒子が正の場合、制御電極が正極であり背面電極が負極となる。背面電極へ電圧を印加する代わりに被記録媒体に帯電を行っても同様の効果が得られる。
[Inkjet recording apparatus]
In the present invention, the ink composition described above is recorded on a recording medium by an ink jet recording method. In the present invention, it is preferable to use an ink jet recording system using an electrostatic field. An ink jet recording method using an electrostatic field concentrates charged particles of an ink composition to an ejection position by an electrostatic force by applying a voltage between a control electrode and a back electrode on the back of a recording medium, and the recording medium from the ejection position It is a method to fly to. For example, when the charged particles are positive, the voltage applied between the control electrode and the back electrode is such that the control electrode is a positive electrode and the back electrode is a negative electrode. The same effect can be obtained by charging the recording medium instead of applying a voltage to the back electrode.
インクを飛翔させる方式として、例えば、注射針のようなニードル状の先端からインクを飛翔させる方式があり、前記インク組成物を用いて記録することができる。ただし、荷電粒子を濃縮・吐出した後の荷電粒子の補給が難しく安定に長期間の記録を行うことが難しい。荷電粒子を強制的に供給するため、インクを循環させる場合には、注射針先端から
インクを溢れさせる方法になるため、吐出位置である注射針先端のメニスカス形状が安定せず、安定な記録を行うことが困難であり、短期間の記録に適している。
As a method of flying ink, for example, there is a method of flying ink from a needle-like tip such as an injection needle, and recording can be performed using the ink composition. However, it is difficult to replenish charged particles after the charged particles are concentrated and discharged, and it is difficult to perform stable long-term recording. When the ink is circulated in order to forcibly supply charged particles, the ink overflows from the tip of the injection needle, so the meniscus shape at the tip of the injection needle, which is the discharge position, is not stable, and stable recording is performed. It is difficult to do and is suitable for short-term recording.
一方、吐出開口部からインク組成物を溢れさせることなく、インク組成物を循環させる方法が好ましく用いられる。例えば、吐出開口を有するインク室内にインクが循環されており、吐出開口周縁に形成された制御電極に電圧を印加することによって、吐出開口中に存在しており先端が被記録媒体側に向いたインクガイドの先端から、濃縮されたインク滴が飛翔する方法では、インクの循環による荷電粒子の補給と、吐出位置のメニスカス安定性を両立することができるため、長期間安定に記録を行うことができる。さらに本方式ではインクが外気と接する部分が吐出開口部だけと非常に少ないため、溶媒の蒸発を抑え、インク物性が安定化するため、本発明において好適に使用することができる。 On the other hand, a method of circulating the ink composition without overflowing the ink composition from the ejection opening is preferably used. For example, ink is circulated in an ink chamber having an ejection opening, and a voltage is applied to a control electrode formed at the periphery of the ejection opening, so that it exists in the ejection opening and the leading end faces the recording medium side. In the method in which the concentrated ink droplets fly from the tip of the ink guide, the replenishment of charged particles by the circulation of the ink and the meniscus stability at the ejection position can be compatible, so that stable recording can be performed for a long time. it can. Further, in this method, since the portion where the ink is in contact with the outside air is very small with only the discharge opening, the evaporation of the solvent is suppressed and the ink physical properties are stabilized, so that it can be suitably used in the present invention.
本発明に用いるインク組成物を適用するに適したインクジェット記録装置の構成例を以下に示す。
まずは、図１に示す記録媒体に片面多色印刷を行う装置の概要について説明する。図１に示されるインクジェット記録装置１は、フルカラー画像形成を行うための５色分の吐出ヘッド２Ｃ、２Ｍ、２Ｙ、２ＢＫ及び２Ｈから構成される吐出ヘッド２にインクを供給し、さらに吐出ヘッド２からインクを回収するインク循環系３、図示されないコンピュータ、ＲＩＰ等の外部機器からの出力により吐出ヘッド２を駆動させるヘッドドライバ４、位置制御手段５を備える。またインクジェット記録装置１は、３つのローラ６Ａ、６Ｂ、６Ｃに張架された搬送ベルト７、搬送ベルト７の幅方向の位置を検知可能な光学センサなどで構成された搬送ベルト位置検知手段８、記録媒体Ｐを搬送ベルト上に保持するための静電吸着手段９、画像形成終了後に記録媒体Ｐを搬送ベルト７から剥離するための除電手段１０及び力学的手段１１を備える。搬送ベルト７の上流、下流には、記録媒体Ｐを図示されないストッカーから搬送ベルト７に供給するフィードローラ１２及びガイド１３、剥離後の記録媒体Ｐへインクを定着させると共に図示されない排紙ストッカーに搬送する定着手段１４及びガイド１５が配置されている。またインクジェット印刷装置１の内部には、搬送ベルト７を挟んで吐出ヘッド２に対向する位置には、記録媒***置検出手段１６を有し、さらにインク組成物から発生する溶媒蒸気を回収するための排出ファン１７及び溶媒蒸気吸着材１８からなる溶媒回収部が配置され、装置内部の蒸気は該回収部を通って装置外部に排出される。
A configuration example of an ink jet recording apparatus suitable for applying the ink composition used in the present invention is shown below.
First, an outline of an apparatus that performs single-sided multicolor printing on the recording medium shown in FIG. 1 will be described. An ink jet recording apparatus 1 shown in FIG. 1 supplies ink to an ejection head 2 composed of ejection heads 2C, 2M, 2Y, 2BK, and 2H for five colors for forming a full color image. An
フィードローラ１２は公知のローラが使用でき、記録媒体に対するフィード能力が高まるように配置される。また記録媒体Ｐ上には垢・紙粉等が付着していることがあるため、それらの除去を行うことが望ましい。フィードローラによって供給された記録媒体Ｐは、ガイド１３を経て、搬送ベルト７に搬送される。搬送ベルト７の裏面（好ましくは金属裏面）はローラ６Ａを介して設置されている。搬送された記録媒体は、静電吸着手段９により搬送ベルト上に静電吸着される。図１では、負の高圧電源に接続されたスコロトロン帯電器により静電吸着がなされる。静電吸着手段９により、記録媒体９が搬送ベルト７上に浮き無く静電吸着されると共に、記録媒体表面を均一帯電する。ここでは静電吸着手段を記録媒体の帯電手段としても利用しているが、別途設けてもよい。帯電された記録媒体Ｐは、搬送ベルト７によって吐出ヘッド部まで搬送され、帯電電位をバイアスとして記録信号電圧を重畳することにより静電インクジェット画像形成がなされる。画像形成された記録媒体Ｐは、除電手段１０により除電され、力学的手段１１により搬送ベルト７により剥離されて定着部へ搬送される。剥離された記録媒体Ｐは、画像定着手段１４に送られ、定着がなされる。定着された記録媒体Ｐは、ガイド１５を通って図示されない排紙ストッカーに排紙される。また、該装置は、インク組成物から発生する溶媒蒸気の回収手段を有する。回収手段は溶媒蒸気吸収材１８からなり、排気ファン１７により機内の溶媒蒸気を含む気体が吸着材に導入され、蒸気が吸着回収された後、機外に排気される。該装置は、上記例に限定されず、ローラ、帯電器等の構成デバイスの数、形状、相対配置、帯電極性等
は任意に選べる。また上記システムでは５色描画について記述しているが、淡色インクや他の特色インクと組み合わせて、より多色のシステムとしてもよい。
As the
上記インクジェット印刷方法に使用されるインクジェット記録装置は、吐出ヘッド２、インク循環系３からなり、インク循環系３は、さらにインクタンク、インク循環装置、インク濃度制御装置、インク温度管理装置等を有し、インクタンク内には撹拌装置を含んでいてもよい。
The ink jet recording apparatus used in the above ink jet printing method includes an ejection head 2 and an
吐出ヘッド２としては、シングルチャンネルヘッド、マルチチャンネルヘッド、又はフルラインヘッドを使うことができ、搬送ベルト７の回転により主走査を行う。
本発明で好適に使用されるインクジェットヘッドは、インク流路内での荷電粒子を電気泳動させて開口付近のインク濃度を増加させ、吐出を行うインクジェット方法であり、主に記録媒体又は記録媒体背面に配置された対向電極に起因する静電吸引力によりインク滴の吐出を行うものである。従って、記録媒体又は対向電極がヘッドに対向していない場合や、ヘッドと対向する位置にあっても記録媒体又は対向電極に電圧が印加されていない場合には、誤って吐出電極に電圧が印加された場合や振動が与えられた場合でもインク滴の吐出は起こらず、装置内を汚すことはない。
As the ejection head 2, a single channel head, a multi-channel head, or a full line head can be used, and main scanning is performed by the rotation of the transport belt 7.
An ink jet head suitably used in the present invention is an ink jet method in which charged particles in an ink flow path are electrophoresed to increase the ink concentration near the opening and discharge, and mainly a recording medium or a recording medium rear surface. Ink droplets are ejected by electrostatic attraction caused by the counter electrode disposed on the surface. Therefore, if the recording medium or the counter electrode is not facing the head, or if no voltage is applied to the recording medium or the counter electrode even at a position facing the head, the voltage is improperly applied to the ejection electrode. Ink droplets are not ejected even when applied or when vibration is applied, and the inside of the apparatus is not soiled.
上記インクジェット装置に好適に使用される吐出ヘッドを図２及び図３に示す。図２及び図３に示すように、インクジェットヘッド７０は、一方向のインク流Ｑが形成されるインク流路７２の上壁を構成する電気絶縁性の基板７４と、インクを記録媒体Ｐへ向けて吐出する複数の吐出部７６とを有する。吐出部７６には、いずれもインク流路７２から飛翔するインク滴Ｇを記録媒体Ｐへ向けて案内するインクガイド部７８が設けられ、基板７４には、インクガイド部７８がそれぞれ挿通する開口７５が形成されており、インクガイド部７８と開口７５の内壁面との間にはインクメニスカス４２が形成されている。インクガイド部７８と記録媒体Ｐとのギャップｄは２００μｍ〜１０００μｍ程度であることが好ましい。また、インクガイド部７８は、下端側で支持棒部４０に固定されている。
An ejection head suitably used for the ink jet apparatus is shown in FIGS. As shown in FIGS. 2 and 3, the
基板７４は、２つの吐出電極を所定間隔で離して電気的に絶縁している絶縁層４４と、絶縁層４４の上側に形成された第１吐出電極４６と、第１吐出電極４６を覆う絶縁層４８と、絶縁層４８の上側に形成されたガード電極５０と、ガード電極５０を覆う絶縁層５２とを有する。また、基板７４は、絶縁層４４の下側に形成された第２吐出電極５６と、第２吐出電極５６を覆う絶縁層５８とを有する。ガード電極５０は、第１吐出電極４６や第２吐出電極５６に印加された電圧によって隣接する吐出部に電界上の影響が生じることを防止するために設けられる。
The
更に、インクジェットヘッド７０には、インク流路７２の底面を構成すると共に、第１吐出電極４６及び第２吐出電極５６に印加されたパルス状の吐出電圧によって定常的に生じる誘導電圧により、インク流路７２内の正に帯電したインク粒子（荷電粒子）Ｒを上方へ向けて（すなわち記録媒体側に向けて）泳動させる浮遊導電板６２が電気的浮遊状態で設けられている。また、浮遊導電板６２の表面には、電気絶縁性である被覆膜６４が形成されており、インクへの電荷注入等によりインクの物性や成分が不安定化することを防止する。絶縁性被覆膜の電気抵抗は、１０12Ω・cm以上が好ましく、より望ましくは１０13Ω・cm以上である。また、絶縁性被覆膜はインクに対して耐腐食性であることが望ましく、これにより、浮遊導電板６２がインクに腐食されることが防止される。また、浮遊導電板６２は下方から絶縁部材６６で覆われており、このような構成により、浮遊導電板６２は完全に電気的絶縁状態にされている。
Further, the
浮遊導電板６２は、ヘッド１ユニットにつき１個以上である（例えば、Ｃ、Ｍ、Ｙ、ＢＫ、Ｈの５つのヘッドがあった場合、浮遊導電板数は最低各１個ずつ有し、ＣとＭのヘッ
ドユニット間で共通の浮遊導電板とすることはない）。
The number of floating
図３に示すように、インクジェットヘッド７０からインクを飛翔させて記録媒体Ｐに記録するには、インク流路７２内のインクを循環させることによりインク流Ｑを発生させた状態にし、ガード電極５０に所定の電圧（例えば＋１００Ｖ）を印加する。更に、インクガイド部７８に案内されて開口７５から飛翔したインク滴Ｇ中の正の荷電粒子Ｒが記録媒体Ｐにまで引きつけられるような飛翔電界が、第１吐出電極４６及び第２吐出電極５６と、記録媒体Ｐとの間に形成されるように、第１吐出電極４６、第２吐出電極５６及び記録媒体Ｐに正電圧を印加する（ギャップｄが５００μｍである場合に、１ｋＶ〜３．０ｋＶ程度の電位差を形成することを目安とする）。
As shown in FIG. 3, in order to fly ink from the
この状態で、画像信号に応じて第１吐出電極４６及び第２吐出電極５６にパルス電圧を印加すると、荷電粒子濃度が高められたインク滴Ｇが開口７５から吐出する（例えば、初期の荷電粒子濃度が３〜１５％である場合、インク滴Ｇの荷電粒子濃度が３０％以上になる）。
その際、第１吐出電極４６と第２吐出電極５６の両者にパルス電圧が印加された場合にのみインク滴Ｇが吐出するように、第１吐出電極４６と第２吐出電極５６とに印加する電圧値を調整しておく。
In this state, when a pulse voltage is applied to the
At that time, the ink droplet G is applied to the
このように、パルス状の正電圧を印加すると、開口７５からインク滴Ｇがインクガイド部７８に案内されて飛翔し、記録媒体Ｐに付着すると共に、浮遊導電板６２には、第１吐出電極４６及び第２吐出電極５６に印加された正電圧により正の誘導電圧が発生する。第１吐出電極４６及び第２吐出電極５６に印加される電圧がパルス状であっても、この誘導電圧はほぼ定常的な電圧である。従って、浮遊導電板６２及びガード電極５０と、記録媒体Ｐとの間に形成される電界によって、インク流路７２内で正に帯電している荷電粒子Ｒは上方へ移動する力を受け、基板７４の近傍で荷電粒子Ｒの濃度が高くなる。図３に示すように、使用する吐出部（すなわちインク滴を吐出させるチャンネル）の個数が多い場合、吐出に必要な荷電粒子数が多くなるが、使用する第１吐出電極４６及び第２吐出電極５６の枚数が多くなるため、浮遊導電板６２に誘起される誘導電圧は高くなり、記録媒体側へ移動する荷電粒子Ｒの個数も増大する。
As described above, when a pulsed positive voltage is applied, the ink droplet G is guided by the
上記では、着色粒子が正荷電に帯電している例について説明したが、着色粒子は負荷電に帯電されていてもよい。その場合には、上記の帯電極性は、すべて逆極性となる。 In the above, an example in which the colored particles are positively charged has been described. However, the colored particles may be negatively charged. In that case, all the above-mentioned charging polarities are reversed.
なお、本発明においては、被記録媒体へのインク吐出後、適切な加熱手段によりインクを定着することが好ましい。用いられる加熱手段としては、ヒートローラー、ヒートブロック、ベルト加熱等の接触式加熱装置、及びドライヤー、赤外線ランプ、可視光線ランプ、紫外線ランプ、温風式オーブン等の非接触式加熱装置を用いることができる。これらの加熱装置は、インクジェット記録装置と連続し、一体となっていることが好ましい。定着時の被記録媒体の温度は、定着の容易さから、４０℃〜２００℃の範囲内であることが好ましい。また、定着の時間は、１マイクロ秒〜２０秒の範囲内であることが好ましい。 In the present invention, it is preferable to fix the ink by an appropriate heating means after discharging the ink onto the recording medium. As the heating means used, a contact-type heating device such as a heat roller, a heat block, or a belt heating, and a non-contact type heating device such as a dryer, an infrared lamp, a visible light lamp, an ultraviolet lamp, or a hot air oven may be used. it can. These heating devices are preferably continuous with and integrated with the ink jet recording apparatus. The temperature of the recording medium at the time of fixing is preferably in the range of 40 ° C. to 200 ° C. for ease of fixing. The fixing time is preferably in the range of 1 microsecond to 20 seconds.
［インク組成物の補充］
静電界を利用したインクジェット記録方式では、インク組成物中の荷電粒子が濃縮されて吐出する。従って、長時間インク組成物の吐出を行うと、インク組成物中の荷電粒子が減量し、インク組成物の電気伝導度が低下する。また、荷電粒子の電気伝導度とインク組成物の電気伝導度との割合が変化する。さらに、吐出の際、直径の小さな荷電粒子よりも大きな荷電粒子が優先して吐出する傾向にあるため、荷電粒子の平均直径が小さくなる。また、インク組成物中の固形物の含有量が変化するため、粘度も変化する。
これらの物性値の変化により、結果として、吐出不良を起こしたり、記録された画像の
光学濃度の低下やインクのにじみが発生する。このため、当初インクタンクへ仕込んだ初期仕込み用インク組成物よりも、高濃度（固形分濃度の高い）の補充用インク組成物を補充することにより、荷電粒子の濃度低下を防止し、インク組成物の電気伝導度を一定の範囲に留めることができる。また、平均粒子直径や粘度を維持することができる。さらに、インク組成物の物性値を一定の範囲内に保つことにより、インク吐出が長時間安定して均一に行われる。この際の補充は、例えば、使用しているインク液の電気伝導度や光学濃度等の物性値を検出し、不足量を算出して、機械的または人力で成されることが好ましい。また、画像データを基に使用するインク組成物の量を算出し、機械的または人力で成されてもよい。
[Replenishment of ink composition]
In the ink jet recording method using an electrostatic field, charged particles in the ink composition are concentrated and discharged. Accordingly, when the ink composition is discharged for a long time, the charged particles in the ink composition are reduced, and the electrical conductivity of the ink composition is lowered. Further, the ratio between the electric conductivity of the charged particles and the electric conductivity of the ink composition changes. Further, when discharging, charged particles having a larger diameter tend to be discharged preferentially than charged particles having a smaller diameter, so that the average diameter of the charged particles is reduced. Further, since the solid content in the ink composition changes, the viscosity also changes.
Due to these changes in physical property values, as a result, ejection failure occurs, the optical density of recorded images decreases, and ink bleeding occurs. For this reason, by reducing the concentration of charged particles by replenishing a replenishment ink composition having a higher concentration (higher solid content concentration) than the initial charging ink composition initially charged in the ink tank, the ink composition The electrical conductivity of the object can be kept within a certain range. Further, the average particle diameter and viscosity can be maintained. Further, by maintaining the physical property value of the ink composition within a certain range, the ink discharge is stably and uniformly performed for a long time. The replenishment at this time is preferably performed mechanically or manually, for example, by detecting a physical property value such as the electrical conductivity or optical density of the ink liquid used and calculating the shortage. Further, the amount of the ink composition to be used may be calculated based on the image data, and may be formed mechanically or manually.
［被記録媒体］
本発明においては、用途に応じて様々な被記録媒体を用いることができる。例えば、紙、プラスチックフイルム、金属、及び、プラスチックまたは金属がラミネートまたは蒸着された紙、金属がラミネートまたは蒸着されたプラスチックフィルム等を用いれば、インクジェット記録することにより、直接印刷物を得ることができる。また、アルミなどの金属を粗面化した支持体等を用いれば、オフセット印刷版を得ることができる。さらに、プラスチック支持体等を用いれば、フレキソ印刷版や液晶画面用のカラーフィルターを得ることができる。被記録媒体の形状は、シート状のように平面的であっても、円筒形状のように立体的であってもよい。また、シリコンウエハーや配線基板を被記録媒体として用いれば、半導体やプリント配線基板の製造に適用できる。
[Recording medium]
In the present invention, various recording media can be used depending on the application. For example, if paper, plastic film, metal, and paper on which plastic or metal is laminated or vapor-deposited, a plastic film on which metal is laminated or vapor-deposited, etc., printed matter can be directly obtained by ink jet recording. Further, an offset printing plate can be obtained by using a roughened support such as aluminum. Furthermore, if a plastic support is used, a flexographic printing plate or a color filter for a liquid crystal screen can be obtained. The shape of the recording medium may be planar such as a sheet shape or three-dimensional such as a cylindrical shape. Further, if a silicon wafer or a wiring board is used as a recording medium, it can be applied to manufacture of a semiconductor or a printed wiring board.
以上記述した、インク組成物、インクジェット記録装置、インク組成物の補充を組み合わせることにより、インクにじみがなく、かつ画像濃度の高い高画質の画像記録物を、長時間に渡って安定して得ることができる。 By combining the ink composition, the ink jet recording apparatus, and the replenishment of the ink composition described above, it is possible to stably obtain a high-quality image recorded matter with no ink bleeding and high image density over a long period of time. Can do.
以下、実施例により、本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention in detail, this invention is not limited to these.
［実施例１］
＜使用した材料＞
本実施例１においては、下記の材料を使用した。
[Example 1]
<Materials used>
In Example 1, the following materials were used.
・ブロンズ粉（粒径０．４μｍ、粒子厚０．３μｍ）
・被覆剤 ［ＡＰ−１］
・分散剤 ［ＢＺ−２］
・荷電調整剤 ［ＣＴ−１］
・分散媒 アイソパーＧ（エクソン社（株）製）
・ Bronze powder (particle size 0.4μm, particle thickness 0.3μm)
・ Coating agent [AP-1]
・ Dispersant [BZ-2]
-Charge control agent [CT-1]
・ Dispersion medium Isopar G (manufactured by Exxon Corporation)
被覆剤［ＡＰ−１］、分散剤［ＢＺ−２］、荷電調整剤［ＣＴ−１］の構造を以下に示す。 The structures of the coating agent [AP-1], the dispersant [BZ-2], and the charge control agent [CT-1] are shown below.
被覆剤［ＡＰ−１］は、スチレン、４−メチルスチレン、アクリル酸ブチル、メタクリル酸ドデシルおよびメタクリル酸２−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）エチルを公知の重合開始剤を用いてラジカル重合し、さらに、メチルトシラートと反応させることにより得た。重量平均分子量は、１５，０００であり、多分散度（重量平均分子量／数平均分子量）は、２．７であった。ガラス転移点（ミッドポイント）は５１℃であり、ストレインゲージ法による軟化点は４６℃であった。
分散剤［ＢＺ−２］は、メタクリル酸ステアリルを、２−メルカプトエタノール存在下ラジカル重合させ、さらに、メタクリル酸無水物と反応させることにより末端にメタクリロイル基を有するメタクリル酸ステアリルのポリマー（重量平均分子量は７，６００であった）を得た後、これをスチレンとラジカル重合させることにより得た。重量平均分子量は、１１０，０００であった。
荷電調整剤［ＣＴ−１］は、１−オクタデセンと無水マレイン酸のコポリマーに、１−ヘキサデシルアミンを反応させることにより得た。重量平均分子量は、１７，０００であった。
The coating agent [AP-1] radically polymerizes styrene, 4-methylstyrene, butyl acrylate, dodecyl methacrylate and 2- (N, N-dimethylamino) ethyl methacrylate using a known polymerization initiator, Furthermore, it was obtained by reacting with methyl tosylate. The weight average molecular weight was 15,000, and the polydispersity (weight average molecular weight / number average molecular weight) was 2.7. The glass transition point (mid point) was 51 ° C., and the softening point by the strain gauge method was 46 ° C.
Dispersant [BZ-2] is a polymer of stearyl methacrylate having a methacryloyl group at its terminal (weight average molecular weight) by radical polymerization of stearyl methacrylate in the presence of 2-mercaptoethanol and further reacting with methacrylic anhydride. Was obtained by radical polymerization with styrene. The weight average molecular weight was 110,000.
The charge control agent [CT-1] was obtained by reacting 1-octadecene and maleic anhydride copolymer with 1-hexadecylamine. The weight average molecular weight was 17,000.
＜初期仕込み用インク組成物［ＤＨ１−１Ｓ］の作成＞
ブロンズ粉１０ｇと被覆剤［ＡＰ−１］２０ｇを、入江商会（株）製卓上型ニーダーＰＢＶ−０．１に入れ、ヒーター温度を１００℃に設定し２時間加熱混合した。得られた混合物３０ｇをトリオサイエンス（株）製トリオブレンダーにて粗粉砕し、さらに協立理工（株）製ＳＫ−Ｍ１０型サンプルミルにて微粉砕した。得られた微粉砕物３０ｇを、分散剤［ＢＺ−２］７．５ｇ、アイソパーＧ７５ｇ、および直径約３．０ｍｍのガラスビーズと共に、東洋精機製作所（株）製ペイントシェーカーにて予備分散した。ガラスビーズを除去した後、直径約０．６ｍｍのジルコニアセラミックビーズと共に、シンマルエンタープライゼズ（株）製ＴｙｐｅＫＤＬダイノミルにて、内温を２５℃に保ちながら５時間、引き続き４５℃で５時間、２，０００ｒｐｍの回転数で分散（粒子化）した。得られた分散液からジルコニアセラミックビーズを除去し、アイソパーＧ３１６ｇと荷電調整剤［ＣＴ−１］０．６ｇを加え、インク組成物［ＤＨ１−１Ｓ］を得た。固形分濃度は、９質量％であった（ホットプレート上で、１４５℃で２時間乾燥し、質量変化より算出した）。
荷電粒子の体積平均直径は、１．５μｍであった。
<Preparation of initial charging ink composition [DH1-1S]>
10 g of bronze powder and 20 g of the coating agent [AP-1] were put into a table type kneader PBV-0.1 manufactured by Irie Shokai Co., Ltd., the heater temperature was set to 100 ° C., and the mixture was heated and mixed for 2 hours. 30 g of the obtained mixture was coarsely pulverized with a trio-brender manufactured by Trio Science Co., Ltd., and further finely pulverized with a SK-M10 type sample mill manufactured by Kyoritsu Riko Co., Ltd. 30 g of the obtained finely pulverized product was predispersed in a paint shaker manufactured by Toyo Seiki Seisakusho together with 7.5 g of the dispersant [BZ-2], 75 g of Isopar G, and glass beads having a diameter of about 3.0 mm. After removing the glass beads, together with the zirconia ceramic beads having a diameter of about 0.6 mm, the type KDL dynomill manufactured by Shinmaru Enterprises Co., Ltd. was used for 5 hours while maintaining the internal temperature at 25 ° C., followed by 45 ° C. for 5 hours. Dispersion (particle formation) was performed at a rotational speed of 000 rpm. Zirconia ceramic beads were removed from the obtained dispersion, and Isopar G316g and a charge adjusting agent [CT-1] 0.6 g were added to obtain an ink composition [DH1-1S]. The solid content concentration was 9% by mass (calculated from mass change after drying at 145 ° C. for 2 hours on a hot plate).
The volume average diameter of the charged particles was 1.5 μm.
＜補充用インク組成物［ＤＨ１−１Ｒ］の作成＞
初期仕込み用インク組成物［ＤＨ１−１Ｓ］の作成において、分散後にアイソパーＧ３１６ｇを添加しなかったこと以外は、［ＤＨ１−１Ｓ］と同様にして、補充用インク組成物［ＤＨ１−１Ｒ］を作成した。インク組成物［ＤＨ１−１Ｒ］の固形分濃度は３４質量％であった。
<Preparation of replenishment ink composition [DH1-1R]>
In the preparation of the initial charging ink composition [DH1-1S], a replenishing ink composition [DH1-1R] was prepared in the same manner as [DH1-1S] except that Isopar G316g was not added after dispersion. did. The solid content concentration of the ink composition [DH1-1R] was 34% by mass.
＜インクジェット記録＞
図１〜３に示すインクジェット記録装置に、初期仕込み用インク組成物［ＤＨ１−１Ｓ］の１００ｇをヘッドにつながるインクタンクに充填した。ここでは吐出ヘッドとして図２に示すタイプの１５０ｄｐｉ（チャンネル密度５０ｄｐｉの３列千鳥配置）、８３３チャンネルヘッドを使用し、また定着手段として１ｋＷのヒータを内蔵したシリコンゴム性ヒートローラを使用した。インク温度管理手段として投げ込みヒータと攪拌羽をインクタンク内に設け、インク温度は３０℃に設定し、攪拌羽を３０ｒｐｍで回転しながらサーモスタットで温度コントロールした。ここで攪拌羽は沈澱・凝集防止用の攪拌手段としても使用した。またインク流路を一部透明とし、それを挟んでＬＥＤ発光素子と光検知素子を配置し、その出力シグナルにより補充用インク組成物［ＤＨ１−１Ｒ］、あるいはインクの希釈液（アイソパーＧ）投入による濃度管理（固形分濃度が９質量％となることを目標とした）を行った。被記録媒体としてＡ２サイズのオフセット印刷用微コート紙を使用した。エアーポンプ吸引により被記録媒体表面の埃除去を行った後、吐出ヘッドを画像形成位置まで被記録媒体に近づけ、記録すべき画像データを画像データ演算制御部に伝送し、搬送ベルトの回転により被記録媒体を搬送させながら吐出ヘッドを逐次移動しながらインク組成物を吐出して２４００ｄｐｉの描画解像力で画像を形成した。搬送ベルトとして、金属ベルトとポリイミドフィルムを張り合わせたものを使用し、このベルトの片端付近に搬送方向に沿ってライン状のマーカーを配置し、これを搬送ベルト位置検知手段で光学的に読みとり、位置制御手段を駆動して画像形成を行った。この際、光学的ギャップ検出装置による出力により吐出ヘッドと記録媒体の距離は０．５ｍｍに保った。また吐出の際には被記録媒体の表面電位を−１．５ｋＶとしておき、吐出をおこなう際には＋５００Ｖのパルス電圧を印加し（パルス巾５０μｓｅｃ）、駆動周波数を１０ｋＨｚで画像記録した。
画像記録後すぐに、ヒートローラを用いて定着した。定着時のコート紙の温度は９０℃であり、ヒートローラとの接触時間は０．３秒であった。
<Inkjet recording>
In the ink jet recording apparatus shown in FIGS. 1 to 3, 100 g of the initial charging ink composition [DH1-1S] was filled in an ink tank connected to the head. Here, a 150 dpi (three-row staggered arrangement with a channel density of 50 dpi) and 833 channel head of the type shown in FIG. 2 was used as the ejection head, and a silicon rubber heat roller incorporating a 1 kW heater was used as the fixing means. As the ink temperature control means, a throw-in heater and a stirring blade were provided in the ink tank, the ink temperature was set to 30 ° C., and the temperature was controlled with a thermostat while rotating the stirring blade at 30 rpm. Here, the stirring blade was also used as a stirring means for preventing precipitation and aggregation. In addition, the ink flow path is partially transparent, and the LED light emitting element and the light detecting element are arranged between them, and the replenishing ink composition [DH1-1R] or the ink diluting liquid (Isopar G) is input by the output signal. Concentration control (targeted to be a solid content concentration of 9% by mass). A2 size fine-coated paper for offset printing was used as a recording medium. After removing dust on the surface of the recording medium by air pump suction, the ejection head is brought close to the recording medium to the image forming position, image data to be recorded is transmitted to the image data calculation control unit, and the recording belt is rotated by rotation of the conveying belt. The ink composition was discharged while sequentially moving the discharge head while transporting the recording medium, and an image was formed with a drawing resolution of 2400 dpi. As the conveyor belt, a metal belt and polyimide film bonded together are used, and a line-shaped marker is placed in the vicinity of one end of the belt along the conveyor direction, and this is optically read by the conveyor belt position detection means. An image was formed by driving the control means. At this time, the distance between the ejection head and the recording medium was kept at 0.5 mm by the output from the optical gap detector. Further, the surface potential of the recording medium was set to −1.5 kV at the time of ejection, and a pulse voltage of +500 V was applied at the time of ejection (
Immediately after image recording, the image was fixed using a heat roller. The temperature of the coated paper at the time of fixing was 90 ° C., and the contact time with the heat roller was 0.3 seconds.
画像記録は、１００枚行ったが、すべてインク吐出し、優れた金色の光沢色の画像が記録できた。また、吐出電極が破壊されることもなかった。 Although 100 images were recorded, all ink was ejected and an excellent golden glossy image could be recorded. Further, the discharge electrode was not destroyed.
［実施例２］
実施例１の初期仕込み用インク組成物［ＤＨ１−１Ｓ］及び補充用インク組成物［ＤＨ１−１Ｒ］の作成において、ブロンズ粉の替わりにアルミニウム粉（粒径：０．２μｍ、粒子厚：０．２μｍ）を用いた以外は同様にして、初期仕込み用インク組成物［ＤＨ２−１Ｓ］及び補充用インク組成物［ＤＨ２−１Ｒ］を得た。荷電粒子の体積平均直径は、１．２μｍであった。得られたインク組成物を用いて、実施例１と同様にしてインクジェット画像記録を行った。 画像記録は、１００枚行ったが、すべてインク吐出し、優れた銀色の光沢色の画像が記録できた。また、吐出電極が破壊されることもなかった。
[Example 2]
In the preparation of the initial charging ink composition [DH1-1S] and the replenishing ink composition [DH1-1R] in Example 1, aluminum powder (particle size: 0.2 μm, particle thickness: 0.8 mm) was used instead of the bronze powder. 2 μm) was used in the same manner to obtain an initial charging ink composition [DH2-1S] and a replenishing ink composition [DH2-1R]. The volume average diameter of the charged particles was 1.2 μm. Using the obtained ink composition, inkjet image recording was performed in the same manner as in Example 1. Although 100 images were recorded, all ink was ejected and an excellent silver glossy image could be recorded. Further, the discharge electrode was not destroyed.
［実施例３］
実施例１の初期仕込み用インク組成物［ＤＨ１−１Ｓ］及び補充用インク組成物［ＤＨ１−１Ｒ］の作成において、ブロンズ粉の替わりに酸化チタンがコートされた雲母（粒径：０．７μｍ、粒子厚：０．１μｍ）を用いた以外は同様にして、初期仕込み用インク組
成物［ＤＨ３−１Ｓ］及び補充用インク組成物［ＤＨ３−１Ｒ］を得た。荷電粒子の体積平均直径は、２．０μｍであった。得られたインク組成物を用いて、実施例１と同様にしてインクジェット画像記録を行った。
画像記録は、１００枚行ったが、すべてインク吐出し、優れたパール色の光沢色の画像が記録できた。また、吐出電極が破壊されることもなかった。
[Example 3]
In the preparation of the initial charging ink composition [DH1-1S] and the replenishing ink composition [DH1-1R] in Example 1, mica coated with titanium oxide instead of bronze powder (particle size: 0.7 μm, An initial charging ink composition [DH3-1S] and a replenishing ink composition [DH3-1R] were obtained in the same manner except that the particle thickness was 0.1 μm. The volume average diameter of the charged particles was 2.0 μm. Using the obtained ink composition, inkjet image recording was performed in the same manner as in Example 1.
Although 100 images were recorded, all ink was ejected and an excellent pearly glossy image could be recorded. Further, the discharge electrode was not destroyed.
［実施例４］
実施例１の初期仕込み用インク組成物［ＤＨ１−１Ｓ］及び補充用インク組成物［ＤＨ１−１Ｒ］の作成において、ブロンズ粉の替わりに酸化チタン（粒径：０．４μｍ、粒子厚：０．４μｍ）を用いた以外は同様にして、初期仕込み用インク組成物［ＤＨ４−１Ｓ］及び補充用インク組成物［ＤＨ４−１Ｒ］を得た。荷電粒子の体積平均直径は、１．２μｍであった。得られたインク組成物を用いて、実施例１と同様にしてインクジェット画像記録を行った。
画像記録は、１００枚行ったが、すべてインク吐出し、優れた白色の画像が記録できた。また、吐出電極が破壊されることもなかった。
[Example 4]
In the preparation of the ink composition for initial charge [DH1-1S] and the ink composition for replenishment [DH1-1R] in Example 1, titanium oxide (particle size: 0.4 μm, particle thickness: 0.8 mm) was used instead of bronze powder. In the same manner except that 4 μm) was used, an initial charging ink composition [DH4-1S] and a replenishing ink composition [DH4-1R] were obtained. The volume average diameter of the charged particles was 1.2 μm. Using the obtained ink composition, inkjet image recording was performed in the same manner as in Example 1.
Although 100 images were recorded, all ink was ejected and an excellent white image could be recorded. Further, the discharge electrode was not destroyed.
［比較例１］
実施例１において、被覆剤［ＡＰ−１］を使用せず、かつ入江商会（株）製卓上型ニーダーＰＢＶ−０．１による加熱混合を行わなかったこと以外は、実施例１と同様にしてインクジェット画像記録を行った。その結果、吐出電極が破壊され、インク吐出ができなかった。
[Comparative Example 1]
In Example 1, the coating agent [AP-1] was not used, and the heating and mixing using the table type kneader PBV-0.1 manufactured by Irie Shokai Co., Ltd. was not performed. Inkjet image recording was performed. As a result, the ejection electrode was destroyed and ink could not be ejected.
［比較例２］
実施例２において、被覆剤［ＡＰ−１］を使用せず、かつ入江商会（株）製卓上型ニーダーＰＢＶ−０．１による加熱混合を行わなかったこと以外は、実施例２と同様にしてインクジェット画像記録を行った。その結果、吐出電極が破壊され、インク吐出ができなかった。
[Comparative Example 2]
In Example 2, the same procedure as in Example 2 was performed except that the coating agent [AP-1] was not used and heating mixing was not performed using the table-type kneader PBV-0.1 manufactured by Irie Shokai Co., Ltd. Inkjet image recording was performed. As a result, the ejection electrode was destroyed and ink could not be ejected.
Ｇ 飛翔したインク滴
Ｐ 被記録媒体
Ｑ インク流
Ｒ 荷電粒子
１ インクジェット記録装置
２、２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２ＢＫ、２Ｈ 吐出ヘッド
３ インク循環系
４ ヘッドドライバ
５ 位置制御手段
６Ａ、６Ｂ、６Ｃ 搬送ベルト張架ローラ
７ 搬送ベルト
８ 搬送ベルト位置検知手段
９ 静電吸着手段
１０ 除電手段
１１ 力学的手段
１２ フィードローラ
１３ ガイド
１４ 画像定着手段
１５ ガイド
１６ 記録媒***置検知手段
１７ 排出ファン
１８ 溶媒蒸気吸着材
３８ インクガイド
４０ 支持棒部
４２ インクメニスカス
４４ 絶縁層
４６ 第１吐出電極
４８ 絶縁層
５０ ガード電極
５２ 絶縁層
５６ 第２吐出電極
５８ 絶縁層
６２ 浮遊導電板
６４ 被覆膜
６６ 絶縁部材
７０ インクジェットヘッド
７２ インク流路
７４ 基板
７５、７５Ａ、７５Ｂ 開口
７６、７６Ａ、７６Ｂ 吐出部
７８ 吐出部
G Injected ink droplet P Recording medium Q Ink flow R Charged particle 1
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-
2004
- 2004-03-23 JP JP2004084972A patent/JP2005272523A/en active Pending
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