JP2001164157A - インクジェットインキ - Google Patents

インクジェットインキ

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JP2001164157A
JP2001164157A JP35251499A JP35251499A JP2001164157A JP 2001164157 A JP2001164157 A JP 2001164157A JP 35251499 A JP35251499 A JP 35251499A JP 35251499 A JP35251499 A JP 35251499A JP 2001164157 A JP2001164157 A JP 2001164157A
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JP
Japan
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solvent
ink
pigment
boiling point
weight
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JP35251499A
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English (en)
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Yasuharu Iida
保春 飯田
Yoshihiro Fuse
順弘 布施
Fumiko Kikuchi
布美子 菊池
Yoshichika Ueno
嘉睦 上野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyo Ink Mfg Co Ltd
Original Assignee
Toyo Ink Mfg Co Ltd
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Application filed by Toyo Ink Mfg Co Ltd filed Critical Toyo Ink Mfg Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】、透明でかつノズルでの吐出安定性が良好であ
り、プロセスカラーとして色相の適性を有し、また、十
分な耐光性の向上も有する黄色のインクジェットインキ
の提供を目的とする。 【解決手段】沸点180℃以上の高沸点溶剤を50〜1
00重量%含有する溶剤と、該溶剤中に分散させたレー
ザー光散乱法による積算粒度50%値が30〜70nm
かつ99%値が400nm以下であるC.I.ピグメントエ
ロー155と、分散剤とからなることを特徴とするイン
クジェットインキ。 該インクジェットインキは、C.I.
ピグメントエロー155、水溶性無機塩および水溶性の
溶剤からなる粘土状の混合物を混練して比表面積が80
〜120m2 /gの微細化した顔料を調整する工程と、
微細化した顔料を沸点180℃以上の高沸点溶剤を50
〜100重量%含有する溶剤中に分散剤の存在下で分散
せしめる工程とから製造される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、経時での安定性お
よびプロセスカラーとして用いるのに適した色相のイン
クジェットインキおよびその製造法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来よりインクジェット用インキとして
は、特開昭53−61412号公報、特開昭54−89
811号公報、特開昭55−65269号公報に開示さ
れているように、酸性染料、直接染料、塩基性染料等の
水溶性染料をグリコール系溶剤と水に溶解したものがよ
く用いられている。しかし、水溶性染料としては、イン
キの安定性を得るため、水に対する溶解性の高いものが
一般的に用いられる。したがって、インクジェット記録
物は、一般的に耐水性が悪く、水をこぼしたりすると容
易に記録部分の染料のにじみを生じるという問題があっ
た。
【0003】また、耐水性の良好なインキとしては、油
溶性染料を高沸点溶剤に分散ないし溶解したもの、油溶
性染料を揮発性の溶剤に溶解したものがあるが、染料は
耐光性等の諸耐性で顔料に劣るため、着色剤として顔料
を用いたインキが望まれている。しかしながら、顔料を
安定して高沸点溶剤に分散することは困難であり、安定
な分散性および吐出性を確保することも難しい。また、
記録物の高解像度が望まれるにつれプリンターのノズル
の径が細くなってきており、さらに、オーバーヘッドプ
ロジェクター等の透明基材への画像形成においても染料
並みの透明性に対する要求がある。とくに、黄色につい
ては、プロセスカラー用として適性のある色相とするこ
と、また、マゼンタ色、シアン色に近似する耐光性を有
するインキの調整には十分な対応がとりにくかった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、透明でかつ
ノズルでの吐出安定性の良好なインクジェットインキの
提供を目的とする。また、プロセスカラーとして色相の
適性を有し、また、十分な耐光性の向上も有する黄色の
インクジェットインキの提供を目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、沸点180℃
以上の高沸点溶剤を50〜100重量%含有する溶剤
と、該溶剤中に分散させたレーザー光散乱法による積算
粒度50%値が30〜70nmかつ99%値が400n
m以下であるC.I.ピグメントエロー155と、分散剤と
からなることを特徴とするインクジェットインキに関す
る。
【0006】更に本発明は、溶剤70〜96.9重量%
と、C.I.ピグメントエロー1553〜15重量%と、分
散剤0.1〜15重量%とからなる上記インクジェット
インキに関する。
【0007】更に本発明は、25℃での粘度が3〜35
mPa・sである上記インクジェットインキに関する。
【0008】更に本発明は、C.I.ピグメントエロー15
5、水溶性無機塩および水溶性の溶剤からなる粘土状の
混合物を混練して比表面積が80〜120m2 /gの微
細化した顔料を調整する工程と、微細化した顔料を沸点
180℃以上の高沸点溶剤を50〜100重量%含有す
る溶剤中に分散剤の存在下で分散せしめる工程とからな
ることを特徴とするインクジェットインキの製造方法に
関する。
【0009】更に本発明は、顔料の分散がレーザー光散
乱法による積算粒度50%値が30〜70nmかつ99
%値が400nm以下である上記インクジェットインキ
の製造方法に関する。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明のインクジェットインキ
は、C.I.ピグメントエロー155を微細化し、平均分散
粒径30〜70nm(レーザ散乱による測定値)の処理
顔料を着色剤として含む。処理顔料の平均分散粒径が3
0nm未満の場合は、粒径が小さくなることによる耐光
性の低下が生じ、70nmを越える場合は、透明基材に
対する印刷においての透明性の維持が困難になり顔料の
沈澱が生じやすくなる。また、表面に特殊処理を施し、
光沢感を付与した用紙に対する定着性においても、積算
粒度99%の値が400nmを越えると定着性の低下が
顕著となる。
【0011】C.I.ピグメントエロー155の微細化は下
記の方法で行うことが好ましい。すなわち、顔料、顔料
の3重量倍以上の水溶性の無機塩および水溶性の溶剤の
少なくとも3つの成分からなる混合物を粘土状の混合物
とし、ニーダー等で強く練りこんで顔料を微細化したの
ち水中に投入し、ハイスピードミキサー等で攪拌してス
ラリー状とする。次いで、スラリーの濾過と水洗を繰り
返して、水溶性の無機塩および水溶性の溶剤を除去す
る。しかるのち、スプレードライヤー、オーブン乾燥機
等にて乾燥を行う。
【0012】このように処理したC.I.ピグメントエロー
155は、微細な顔料粒子であるが、インクジェットイ
ンキとするには、さらに分散剤等と共に高沸点溶剤中に
てサンドミル等の通常の分散機を用いてよく分散するこ
とが好ましい。あらかじめこのように処理したC.I.ピグ
メントエロー155は、通常の分散機による分散におい
ても、顔料の微細化に多大な分散時間、過剰な分散エネ
ルギーを必要としないため、インキ成分の分散時の変質
を招きにくく、分散が過度にすすみ、微細粒子が過剰に
存在する不安定な状態を招きにくくし、常に、安定性に
優れたインキが調製される。
【0013】微細処理したC.I.ピグメントエロー155
は、記録物の十分な濃度および十分な耐光性を得るた
め、インクジェットインキ中に3〜15重量%含まれる
ことが好ましい。
【0014】高沸点溶剤は、沸点が120〜400℃、
好ましくは180〜350℃の溶剤で、処理顔料の安定
した分散媒体となり、ノズル先端でのインキの固着を防
止する働きをするものである。したがって、室温でのイ
ンキの乾燥を抑える一方、記録紙に対するしみ込みスピ
ードが速く、また、高速吐出性のヘッドに追随する流動
特性を有するものが好ましい。高沸点溶剤は、インクジ
ェットインキ中に70〜96.9重量%含まれることが
好ましい。
【0015】高沸点溶剤としては、脂肪族炭化水素系溶
剤、カルビトール系溶剤、セロソルブ系溶剤、高級脂肪
酸エステル系溶剤、高級アルコール系溶剤、高級脂肪酸
系溶剤、芳香族炭化水素系溶剤等が挙げられる。なかで
も、流動パラフィン、脂肪族炭化水素系溶剤は、臭気が
少ないため好適に用いられる。
【0016】脂肪族炭化水素系溶剤としては、シェル化
学社製「Shellsol D40、「Shellso
l D70」、「Shellsol 70」、「She
llsol 71」、Exxon社製「Isopar
G」、「Isopar H」、「Isopar L」、
「Isopar M」、「Exxol D40」、「E
xxol D80」、「Exxol D100」、「E
xxol D130」(沸点279〜316℃)、「E
xxol D140」(沸点280〜320℃)、「E
xxol DCS100/140」等が挙げられる。
【0017】また、カルビトール系溶剤としてはブチル
カルビトールが挙げられ、セロソルブ系溶剤としてはエ
チルセロソルブが挙げられる。また、高級脂肪酸エステ
ル系溶剤としては、ジオクチルフタレート、ジブチルコ
ハク酸イソブチルエステル、アジピン酸イソブチルエス
テル、セバシン酸ジブチル、セバシン酸ジ、2エチルヘ
キシル等が挙げられ、高級アルコール系溶剤としては、
メチルヘキサノール、オレイルアルコール、トリメチル
ヘキサノール、トリメチルブタノール、テトラメチルノ
ナノール、2−ペンチルノナノール、2−ノニールノナ
ノール、2−ヘキシルデカノール等が挙げられる。ま
た、高級脂肪酸系溶剤としてはオレイン酸が挙げられ、
芳香族炭化水素系溶剤としてはジイソプロピルナフタレ
ンが挙げられる。
【0018】これらの溶剤は、単独で用いることができ
るが、粘度の調整等、紙への染み込みの調整、ヘッドお
よびプリンターのインキ接液系との濡れ性等を調整する
ため、脂肪族炭化水素溶剤とセバシン酸ジブチル、セバ
シン酸2−ジエチルヘキシルとを併用することが好まし
い。この組合せで調製したインキは、経時での安定した
分散を保持する。なお、脂肪族炭化水素溶剤とセバシン
酸2−ジエチルヘキシルとを併用するときには、さらに
他の溶剤を混合して用いることもできる。
【0019】分散剤としては、水酸基含有カルボン酸エ
ステル、長鎖ポリアミノアマイドと高分子量酸エステル
の塩、高分子量ポリカルボン酸の塩、長鎖ポリアミノア
マイドと極性酸エステルの塩、高分子量不飽和酸エステ
ル、高分子共重合物、変性ポリウレタン、変性ポリアク
リレート、ポリエーテルエステル型アニオン系活性剤、
ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物塩、芳香族スル
ホン酸ホルマリン縮合物塩、ポリオキシエチレンアルキ
ルリン酸エステル、ポリオキシエチレンノニルフェニル
エーテル、ステアリルアミンアセテート等を用いること
ができる。
【0020】分散剤の具体例としては、BYK Che
mie社製「Anti−Terra−U(ポリアミノア
マイド燐酸塩)」、「Anti−Terra−203/
204(高分子量ポリカルボン酸塩)」、「Dispe
rbyk−101(ポリアミノアマイド燐酸塩と酸エス
テル)、107(水酸基含有カルボン酸エステル)、1
10(酸基を含む共重合物)、130(ポリアマイ
ド)、161、162、163、164、165、16
6、170(高分子共重合物)」、「400」、「By
kumen」(高分子量不飽和酸エステル)、「BYK
−P104、P105(高分子量不飽和酸ポリカルボン
酸)」、「P104S、240S(高分子量不飽和酸ポ
リカルボン酸とシリコン系)」、「Lactimon
(長鎖アミンと不飽和酸ポリカルボン酸とシリコン)」
が挙げられる。
【0021】また、Efka CHEMICALS社製
「エフカ44、46、47、48、49、54、63、
64、65、66、71、701、764、766」、
「エフカポリマー100(変性ポリアクリレート)、1
50(脂肪族系変性ポリマー)、400、401、40
2、403、450、451、452、453(変性ポ
リアクリレート)、745(銅フタロシアニン系)」、
共栄社化学社製「フローレン TG−710(ウレタン
オリゴマー)、「フローノンSH−290、SP−10
00」、「ポリフローNo.50E、No.300(ア
クリル系共重合物)」、楠本化成社製「ディスパロン
KS−860、873SN、874(高分子分散剤)、
#2150(脂肪族多価カルボン酸)、#7004(ポ
リエーテルエステル型)」が挙げられる。
【0022】さらに、花王社製「デモールRN、N(ナ
フタレンスルホン酸ホルマリン縮合物ナトリウム塩)、
MS.C、SN−B(芳香族スルホン酸ホルマリン縮合
物ナトリウム塩)、EP」、「ホモゲノールL−18
(ポリカルボン酸型高分子)、「エマルゲン920、9
30、931、935、950、985(ポリオキシエ
チレンノニルフェニルエーテル)、「アセタミン24
(ココナッツアミンアセテート)、86(ステアリルア
ミンアセテート)」、ゼネカ社製「ソルスパーズ500
0(フタロシアニンアンモニウム塩系)、13940
(ポリエステルアミン系)、17000(脂肪酸アミン
系)、24000」、日光ケミカル社製「ニッコール
T106(ポリオキシエチレンソルビタンモノオレー
ト)、MYS−IEX(ポリオキシエチレンモノステア
レート)、Hexagline 4−0(ヘキサグリセ
リルテトラオレート)」等が挙げられる。
【0023】本発明のインクジェットインキにはインキ
の被記録媒体への密着性を向上させるため、あるいは被
記録媒体でのインキのドットの広がりの調整等を目的と
して、上記高沸点溶剤に溶解する樹脂を添加することが
できる。
【0024】このような樹脂としては、アクリル系樹
脂、スチレン−アクリル系樹脂、スチレン−マレイン酸
系樹脂、ロジン系樹脂、ロジンエステル系樹脂、エチレ
ン−酢ビ系樹脂、石油樹脂、クマロンインデン系樹脂、
イソプレン樹脂、テルペンフェノール系樹脂、フェノー
ル樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、エポ
キシ系樹脂、セルロース系樹脂、塩酢ビ系樹脂、キシレ
ン樹脂、アルキッド樹脂、脂肪族炭化水素樹脂、ブチラ
ール樹脂、マレイン酸樹脂、フマル酸樹脂等が用いられ
る。
【0025】本発明のインクジェットインキは、25℃
での粘度が3〜35mPa・sと高めで、紙への浸透性
が早いところから、とくに通常の4〜10KHzの周波
数を有するヘッドから、10〜50KHzの高周波数の
ヘッドにおいても安定した吐出特性をしめす。粘度が5
mPa・s未満の場合は、高周波数のヘッドにおいて、
吐出の追随性の低下が認められ、35mPa・sを越え
る場合は、吐出そのものの低下を生じ、記録時の環境温
度が低いときには、全く吐出できなくなる。
【0026】また、本発明のインクジェットインキは、
高抵抗の炭化水素系溶剤、非水性の脂肪酸、脂肪酸エス
テルを高沸点溶剤として用いる場合には、ピエゾタイプ
のインクジェットプリンタばかりでなく、静電吸引式の
インクジェットプリンタにも好適に用いられる。さら
に、本発明のインクジェットインキは、0.1μS/c
m以下の電導度に調整できるため、静電吸引式のヘッド
においても良好なインキ柱の形成と切断が可能である。
【0027】
【実施例】以下、実施例に基づいて説明する。例中の部
および%は、重量部および重量%をそれぞれ示す。
【0028】(原料の調整) 顔料P1:C.I.ピグメントエロー155(比表面積50
2 /g:未処理品)。 顔料P2:C.I.ピグメントエロー155 250部、塩
化ナトリウム2500部およびポリエチレングリコール
(東京化成社製「ポリエチレングリコール300」)1
60部をステンレス製1ガロンニーダーに仕込み3時間
混練した。つぎに、この混合物を2.5リットルの温水
に投入し、約80℃に加熱しながらハイスピードミキサ
ーで約1時間撹拌しスラリー状とした後、濾過、水洗を
5回くりかえして塩化ナトリウムおよび溶剤を除き、次
いでスプレードライをして乾燥した処理顔料(比表面積
90m2 /g)を得た。 顔料P3:ピグメントエロー155 250部、塩化ナ
トリウム2500部、黄色顔料分散剤(P−〔CH2
H(CH2)4 N(CH3)23 、Pはベンズダゾール残
基)25部および「ポリエチレングリコール300」1
60部をステンレス製1ガロンニーダーに仕込みP2と
同様にして処理顔料を得た(比表面積96m2 /g)。 顔料P4:ピグメントエロー185(比表面積 36m
2 /g) 顔料P5:ピグメントエロー150(比表面積 56m
2 /g) 溶剤S1:流動パラフィン(三光化学工業社製「No.
40-S」、沸点 275〜365 ℃)
【0029】溶剤S2:脂肪族炭化水素系溶剤(Exxon
社製「Exxol D130」、沸点 279〜316 ℃) 溶剤S3:セバシン酸ジ2−エチルヘキシル(沸点 248
℃)
【0030】分散剤D1:ウレタンオリゴマー系分散剤
(共栄社化学社製「フローレン TG-710 」) 分散剤D2:脂肪酸アミン系分散剤(ゼネカ社製「ソル
スパース17000 」)
【0031】サンドミルに表1に示す原料を入れて分散
を3時間行い、インクジェット用濃縮液を作製した。次
いで、プロペラ型の羽根を有する攪拌機で、下記組成の
混合物を30分の混合分散後、3μmのメンブランフィ
ルターで加圧濾過し、インクジェットインキを得た。
【0032】 表1(濃縮液の作成) 濃縮液1 濃縮液2 濃縮液1 濃縮液2 濃縮液3 顔料P1 30 顔料P2 30 顔料P3 30 顔料P4 30 顔料P5 30 溶剤S1 50 50 50 50 溶剤S2 50 分散剤D1 20 20 20 20 分散液D2 20
【0033】 表2(インクジェットインキの調整) 実施例1 実施例2 比較例1 比較例2 比較例3 濃縮液1 27 濃縮液2 27 濃縮液3 27 濃縮液4 27 濃縮液5 27 溶剤S1 55 53 48 48 溶剤S2 55 溶剤S3 18 18 20 25 25
【0034】実施例および比較例で得られたインキにつ
いて、下記の評価を行った。結果を表3に示す。
【0035】 表3(評価) 実施例1 実施例2 比較例1 比較例2 比較例3 粘度(mPa ・s ) 10.5 10.2 10.8 10.6 10.9 濾過性 ○ ○ ○ ○ ○ 吐出性 ○ ○ ○ ○ ○ 再溶解性 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 分散安定性 ◎ ◎ × × × 耐水性 ○ ○ ○ ○ ○ 透明性 ◎ ◎ × × × 分散粒径D55 (nm) 39 38 52 50 154 D99(nm) 330 320 472 549 780 色相 ○ ○ ○ ○ × 密着性 ○ ○ × × × 耐光性 ○ ○ ○ × ◎
【0036】[粘度]インキの粘度を、B型粘度計を用
いて25℃にて測定した。 [濾過性]インキ25mlを直径25mmφ、孔径3.
0μmのメンブランフィルターで濾過できるか否かを評
価した。 ○:濾過できる。 ×:濾過できない。
【0037】[吐出性]インキを用いてピエゾ式ヘッド
を有するインクジェットプリンターで印字を行い、記録
物の印字状態を目視評価した。 ○:所定位置に正確に連続印字できている。 ×:途中に欠損を生じたり、所定位置に印字されていな
い。
【0038】[再溶解性]ノズル先端部のインキをイン
キ中の分散媒体に浸漬したときの洗浄性を目視評価し
た。 ◎:ノズル先端部のインキが浸漬しただけで完全に溶解
する。 ○:ノズル先端部のインキが浸漬および振動により完全
に溶解する。 ×:ノズル先端部のインキが浸漬および振動により完全
に溶解しない。
【0039】[分散安定性]インキを50℃で1ヶ月保
存後の分散状態を目視および粘度変化により評価した。 ◎:沈殿物の発生が認められず、分散粒径および粘度の
変化なし。 ○:沈殿物の発生が認められず、粘度の変化なし。 ×:沈殿物の発生が認められる。
【0040】[耐水性]印字したものを乾燥後、1分間
水に浸漬した時のインにじみの有無、インキの流れだし
を目視評価した。 ○:にじみ、流れだしなし。 ×:にじみ、流れだしあり。
【0041】[透明性]インクジェット用OHPシート
に1.5ミルのアプリケーターにてインキを展色したし
た時の透明性を目視評価した。 ◎:非常に良好 ○:良好 ×:不良
【0042】[分散粒径]インキの粒度分布をレーザー
光散乱法の粒度分布計(日機装社製「Microtra
c UPA」)で測定した。 [色相]用紙にインキをNo3のバーコーターにて塗布
して、目視による評価を行った。
【0043】[密着性]表面光沢を付与した用紙にイン
キをNo3のバーコーターにて塗布し、乾燥後にセロハ
ンテーフによる剥離をおこない評価した。セロハンテー
プへの剥離の程度を目視評価した。 ◎:非常に良好 ○:良好 ×:不良
【0044】[耐光性]用紙にインキをNo. 3のバーコ
ーターにて塗布し、ウェザーメ─ターにて試験した。 120時間後のΔEの変化 ◎: 5以下 ○:10未満 ×:10以上
【0045】
【発明の効果】本発明のインクジェットインキは、被記
録体の種類によらず耐水性の良好な記録物を与えるた
め、オフィスにおける書類の作成、印刷校正、ポスター
の作成、ダンボールのマーキング、ナンバリング等の分
野で利用することができる。また、本発明のインクジェ
ットインキはヘッドでのインキの吐出安定性および再溶
解性にすぐれ、インキ抵抗も高いため、ピエゾタイプお
よび静電吸引式のプリンターに好適に用いらる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上野 嘉睦 東京都中央区京橋二丁目3番13号 東洋イ ンキ製造株式会社内 Fターム(参考) 2C056 EA13 FC01 2H086 BA52 BA53 BA55 BA59 BA60 BA61 BA62 4J039 AD10 AE04 AE06 AE07 AE09 AE10 BC02 BC03 BC07 BC12 BC14 BC15 BC19 BC20 BC33 BC36 BC56 BC65 BE01 BE12 BE22 CA06 DA02 DA08 EA11 EA17 EA35 EA38 EA44 GA24

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 沸点180℃以上の高沸点溶剤を50〜
    100重量%含有する溶剤と、該溶剤中に分散させたレ
    ーザー光散乱法による積算粒度50%値が30〜70n
    mかつ99%値が400nm以下であるC.I.ピグメント
    エロー155と、分散剤とからなることを特徴とするイ
    ンクジェットインキ。
  2. 【請求項2】 溶剤70〜96.9重量%と、C.I.ピグ
    メントエロー1553〜15重量%と、分散剤0.1〜
    15重量%とからなる請求項1記載のインクジェットイ
    ンキ。
  3. 【請求項3】 25℃での粘度が3〜35mPa・sで
    ある請求項1または2記載のインクジェットインキ。
  4. 【請求項4】 C.I.ピグメントエロー155、水溶性無
    機塩および水溶性の溶剤からなる粘土状の混合物を混練
    して比表面積が80〜120m2 /gの微細化した顔料
    を調整する工程と、微細化した顔料を沸点180℃以上
    の高沸点溶剤を50〜100重量%含有する溶剤中に分
    散剤の存在下で分散せしめる工程とからなることを特徴
    とするインクジェットインキの製造方法。
  5. 【請求項5】 顔料の分散がレーザー光散乱法による積
    算粒度50%値が30〜70nmかつ99%値が400
    nm以下である請求項4記載のインクジェットインキの
    製造方法。
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