JP2003113341A - 顔料分散液とその製造方法、インクジェット用顔料インク及びそれを用いたインクジェット画像記録方法 - Google Patents

顔料分散液とその製造方法、インクジェット用顔料インク及びそれを用いたインクジェット画像記録方法

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JP2003113341A JP2002140098A JP2002140098A JP2003113341A JP 2003113341 A JP2003113341 A JP 2003113341A JP 2002140098 A JP2002140098 A JP 2002140098A JP 2002140098 A JP2002140098 A JP 2002140098A JP 2003113341 A JP2003113341 A JP 2003113341A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明の目的は、一次粒径が小さく、インク
保存性、インクヘッドの目詰まり、ブロンジング及び光
沢性の改良されたインクジェット用顔料インク及びそれ
を用いたインクジェット画像形成方法を提供することで
ある。 【解決手段】 顔料粒子を媒体中に分散した顔料分散液
において、該顔料粒子の一次粒径分布で、D90とD10
の差(D90−D10)が25nm以下であることを特徴と
する顔料分散液。ここでD90値、D10値は、顔料粒子の
一次粒径分布関数dG=f(D)xdD(Gは粒子数、
Dは一次粒径を表す)の積分において、それぞれ、D90
以下の一次粒径の顔料粒子が、全顔料粒子の0.9(9
0個数%)を占めるような一次粒径(nm)、D10以下
の一次粒径の顔料粒子が、全顔料粒子の0.1(10個
数%)を占めるような一次粒径(nm)を表す。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、顔料分散液とその
製造方法、及びインクジェット記録で用いるインクジェ
ット用顔料インクとそれを用いたインクジェットの画像
記録方法に関する。
【0002】
【従来の技術】インクジェット記録は、インクの微小液
滴を種々の作動原理により飛翔させて記録媒体に付着さ
せ、画像、文字等の記録を行うものであるが、比較的高
速、低騒音、多色化が容易であるという利点を有してい
る。
【0003】また、近年の技術進歩により、染料インク
によるインクジェットプリントが、その銀塩写真に迫る
高画質や装置の低価格化に伴い、その普及を加速させて
いる。
【0004】染料は溶媒に可溶であり、色素分子は分子
状態もしくはクラスター状態で着色している。従って、
各分子の環境が似通っているために、その吸収スペクト
ルはシャープであり高純度で鮮明な発色を呈する。更
に、粒子に起因する粒状パターンがなく、また、散乱光
や反射光が発生しないため、透明性が高く色相も鮮明な
インクジェット画像を得ることができる。
【0005】しかしその一方で、光化学反応等により分
子が破壊された場合には、分子数の減少がそのまま着色
濃度に反映するために、耐光性が悪いという欠点を有し
ている。染料インクを用いたインクジェット記録画像
は、高画質であるが、経時保存による画像品質の低下が
大きく、画像保存性の観点で銀塩写真を凌駕する技術が
未だ現れていないのが現状である。
【0006】染料インクに対して、光による退色に強い
画像を必要とする用途向けのインクとして、耐光性が良
好である顔料を着色剤として用いる顔料インクが使用さ
れている。しかしながら、顔料は染料と比べて顔料粒子
として存在するため、光の散乱を受けやすく、透明感の
ない画像を与えるので、色再現性の点で染料には及ばな
い欠点があった。
【0007】この欠点を克服するために、顔料粒子とし
て、分散により分散粒径の小さい顔料インクを調製し
て、色再現を向上することが試みられている。しかしな
がら、一般的に、一次粒子が小さくなるほど、顔料の分
散及び安定性の確保が難しくなり、また粘度上昇等の悪
影響がある。それを回避するための技術としては、顔料
誘導体、無機塩等で顔料表面を改質する技術が、塗料分
野では知られている。具体的には、ミルを用いて高温で
長時間ミリングする、硫酸に溶かして水中にペーストす
る等の方法がある。更に、キナクリドン系顔料において
は、特公昭54−135821号、特開平5−2303
84号には、顔料誘導体をジメチルスルホオキサイドの
アルカリ溶媒に、キナクリドンとともに溶解してペース
トする技術も公開されている。
【0008】しかし、これらの技術は塗料等の非水系ま
たは水系のポリマー含有率の高い分散物を得る目的のた
めの技術であり、インクジェットインクのように、粘度
が低くポリマー含有率の極端に低い場合に、それらの技
術をそのまま適用することは困難であった。その為、イ
ンク中の高分子分散剤を増やさざるえず、そのために記
録液の粘度上昇による記録液の吐出安定性の低下等、イ
ンクジェットとしての基本的な問題を解決するまでは至
っていなかった。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記課題を
鑑みなされたものであり、その目的は、一次粒径が小さ
い顔料分散液とその製造方法を提供することであり、更
には、インク保存性、インクヘッドの目詰まり、ブロン
ジング及び光沢性の改良されたインクジェット用顔料イ
ンク(以下、単に顔料インクともいう)及びそれを用い
たインクジェット画像形成方法を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、以
下の構成により達成された。
【0011】1.顔料粒子を媒体中に分散した顔料分散
液において、該顔料粒子の一次粒径分布で、D90とD10
との差(D90−D10)が25nm以下であることを特徴
とする顔料分散液。
【0012】ここでD90値、D10値は、顔料粒子の一次
粒径分布関数dG=f(D)xdD(Gは粒子数、Dは
一次粒径を表す)の積分において、それぞれ、D90以下
の一次粒径の顔料粒子が、全顔料粒子の0.9(90個
数%)を占めるような一次粒径(nm)、D10以下の一
次粒径の顔料粒子が、全顔料粒子の0.1(10個数
%)を占めるような一次粒径(nm)を表す。
【0013】2.前記顔料粒子の平均一次粒径が、30
nm以下であることを特徴とする前記1項に記載の顔料
分散液。
【0014】3.水溶性高分子又は界面活性剤を含有す
ることを特徴とする前記1又は2項に記載の顔料分散
液。
【0015】4.前記顔料粒子表面に、水溶性高分子が
吸着していることを特徴とする前記1〜3項のいずれか
1項に記載の顔料分散液。
【0016】5.前記水溶性高分子が、アニオン性極性
基を有していることを特徴とする前記3又は4項に記載
の顔料分散液。
【0017】6.前記顔料粒子表面に、界面活性剤が吸
着していることを特徴とする前記1〜3項のいずれか1
項に記載の顔料分散液。
【0018】7.極性基を有する顔料誘導体を含有して
いることを特徴とする前記1〜6項のいずれか1項に記
載の顔料分散液。
【0019】8.前記媒体が、少なくとも50質量%の
水からなる水性媒体であることを特徴とする前記1〜7
項のいずれか1項に記載の顔料分散液。
【0020】9.顔料粒子を媒体中に分散した顔料分散
液において、下記式(1)で表される顔料粒子の多分散
性指数(PDI)が、2以下であることを特徴とする顔
料分散液。
【0021】式(1) PDI=(D90−D10)/D50 ここで、D90、D50、D10は、D90値、D10値は、顔料
粒子の一次粒径分布関数dG=f(D)xdD(Gは粒
子数、Dは一次粒径を表す)の積分において、それぞ
れ、D90以下の一次粒径の顔料粒子が、全顔料粒子の
0.9(90個数%)を占めるような一次粒径(n
m)、D50以下の一次粒径の顔料粒子が、全顔料粒子の
0.5(50個数%)を占めるような一次粒径(n
m)、D10以下の一次粒径の顔料粒子が、全顔料粒子の
0.1(10個数%)を占めるような一次粒径(nm)
を表す。
【0022】10.水溶性高分子又は界面活性剤を含有
することを特徴とする前記9項に記載の顔料分散液。
【0023】11.前記顔料粒子表面に、水溶性高分子
が吸着していることを特徴とする前記9又は10項に記
載の顔料分散液。
【0024】12.前記水溶性高分子が、アニオン性極
性基を有していることを特徴とする前記10又は11項
に記載の顔料分散液。
【0025】13.前記顔料粒子表面に、界面活性剤が
吸着していることを特徴とする前記9又は10項に記載
の顔料分散液。
【0026】14.極性基を有する顔料誘導体を含有し
ていることを特徴とする前記9〜13項のいずれか1項
に記載の顔料分散液。
【0027】15.前記媒体が、少なくとも50質量%
の水からなる水性媒体であることを特徴とする前記9〜
14項のいずれか1項に記載の顔料分散液。
【0028】16.顔料粒子と高分子化合物とが溶解し
た溶液と、顔料不溶性媒体とを混合して、晶析させるこ
とを特徴とする顔料分散液の製造方法。
【0029】17.前記顔料不溶性媒体の少なくとも5
0質量%が水であり、かつ前記高分子化合物が水溶性で
あることを特徴とする前記16項に記載の顔料分散液の
製造方法。
【0030】18.晶析と同時に脱塩を行うことを特徴
とする前記16又は17項に記載の顔料分散液の製造方
法。
【0031】19.顔料粒子が溶解した溶液と、高分子
化合物を含有する顔料不溶性媒体とを混合して、晶析さ
せることを特徴とする顔料分散液の製造方法。
【0032】20.前記顔料不溶性媒体の少なくとも5
0質量%が水であり、かつ前記高分子化合物が水溶性で
あることを特徴とする前記19項に記載の顔料分散液の
製造方法。
【0033】21.晶析と同時に脱塩を行うことを特徴
とする前記19又は20項に記載の顔料分散液の製造方
法。
【0034】22.顔料粒子と界面活性剤とが溶解した
溶液と、顔料不溶性媒体とを混合して、晶析させること
を特徴とする顔料分散液の製造方法。
【0035】23.前記1項に記載の顔料分散液、又は
前記16又は19項に記載の顔料分散液の製造方法で製
造された顔料分散液を含有することを特徴とするインク
ジェット用顔料インク。
【0036】24.前記9項に記載の顔料分散液、又は
前記16又は19項に記載の顔料分散液の製造方法で製
造された顔料分散液を含有することを特徴とするインク
ジェット用顔料インク。
【0037】25.前記23項に記載のインクジェット
用顔料インクにより、多孔質インクジェット記録媒体上
で画像形成することを特徴とするインクジェット画像記
録方法。
【0038】26.前記インクジェット用顔料インクに
含有される顔料粒子の平均一次粒径が、前記多孔質イン
クジェット記録媒体の平均空隙径の80%以下であるこ
とを特徴とする前記25項に記載のインクジェット画像
記録方法。
【0039】27.前記24項に記載のインクジェット
用顔料インクにより、多孔質インクジェット記録媒体上
で画像形成することを特徴とするインクジェット画像記
録方法。
【0040】28.前記インクジェット用顔料インクに
含有される顔料粒子の平均一次粒径が、前記多孔質イン
クジェット記録媒体の平均空隙径の80%以下であるこ
とを特徴とする前記27項に記載のインクジェット画像
記録方法。
【0041】本発明者は上記の課題を解決するために、
鋭意研究を重ねた結果、顔料粒子と高分子化合物とが溶
解した溶液と、顔料不溶性媒体とを混合すること、ある
いは顔料粒子が溶解した溶液と、高分子化合物を含有す
る顔料不溶性媒体とを混合することにより、生成した顔
料分散液は一次粒子が小さく、且つ水に親和性が高く、
機械的な分散を行わずに、分散粒径の小さい水分散物を
与えることを見いだし、本発明に至った次第である。
【0042】以下、本発明を詳細に説明する。請求項1
に係る発明では、顔料粒子を媒体中に分散した顔料分散
液において、顔料粒子の一次粒径分布で、D90とD10
の差(D90−D10)が25nm以下であることが特徴で
あり、また、請求項9に係る発明では、顔料粒子を媒体
中に分散した顔料分散液において、顔料粒子の前記式
(1)で表される多分散性指数(PDI)が、2以下で
あることが特徴である。
【0043】本発明でいうD90値、D10値及び分散性指
数(PDI)とは、下記の定義によるものである。
【0044】本発明でいう多分散性指数(PDI:po
lydispersity index)とは、分散体
の粒径分布を定義する指数であり、これは下記式(1)
により定義されるものである。
【0045】式(1) PDI=(D90−D10)/D50 式(1)において、D90、D50、D10は、D90値、D10
値は、顔料粒子の一次粒径分布関数dG=f(D)xd
D(Gは粒子数、Dは一次粒径を表す)の積分におい
て、それぞれ、D90以下の一次粒径の顔料粒子が、全顔
料粒子の0.9(90個数%)を占めるような一次粒径
(nm)、D50以下の一次粒径の顔料粒子が、全顔料粒
子の0.5(50個数%)を占めるような一次粒径(n
m)、D10以下の一次粒径の顔料粒子が、全顔料粒子の
0.1(10個数%)を占めるような一次粒径(nm)
を表す。
【0046】上記の関係式を、更に図を用いて説明す
る。図1は、顔料粒子の粒径(D)が横座標にプロット
され、与えられた寸法の各顔料粒子の粒子数関数(G)
が縦座標にプロットされている座標系において、顔料分
散液の粒径の分布関数の曲線を実線として示す。さら
に、同じ座標系において、10%、50%および90%
粒子数関数の点および粒径の関連する点D10、D50およ
びD90がクロスにより表されている分布関数の積分を破
線曲線を示す。
【0047】請求項1で規定するD90とD10との差が2
5nm以下とは、図1の6で示すΔD(D90−D10)が
25nm以下であることを表し、好ましくは1〜20n
mであり、さらに好ましくは1〜15である。また、請
求項9で規定する多分散性指数(PDI)が、2以下で
あることが特徴であるが、好ましくは0.2〜1.8で
あり、さらに好ましくは0.3〜1.6である。
【0048】上記関係式において、粒径分布が狭いほ
ど、PDIはゼロに近づき、逆に、粒径分布が広い、つ
まり多分散性が大きいほど、PDIは大きくなる。
【0049】粒径分布は、慣用法で、例えば、顔料分散
液を透過型電子顕微鏡で観察し、無作為に粒子1,00
0個程度の長径を測定し、それより粒径分布曲線を作成
したり、または分析用超遠心機により(例えば、W.M
aechtle、Makromol.Chem.185
巻(1984年)、1025〜1039ページ参照)求
めることができ、あるいはPDIは得られた各値から計
算しても求めることができる。実際、2つの方法により
得られた多分散性値は直接に比較できないが、これらは
両方共に完了分散液の粒分布を特徴づけるのに適当であ
る。
【0050】本発明において、請求項1又は請求項9で
規定する特性値を有する顔料分散液を得る方法として、
特に制限はないが、好ましくは、本発明に係る構成であ
る顔料分散時に水溶性高分子又は界面活性剤を用いるこ
と、用いる水溶性高分子がアニオン性極性基を有してい
ること、極性基を有する顔料誘導体を用いること、顔料
粒子と高分子化合物又は界面活性剤とが溶解した溶液
と、顔料不溶性媒体とを混合、晶析すること、顔料粒子
が溶解した溶液と、高分子化合物又は界面活性剤を含有
する顔料不溶性媒体とを混合、晶析すること、顔料不溶
性媒体の少なくとも50質量%を水とすること、あるい
は高分子化合物が水溶性であること等を適宜選択するこ
とにより達成することができる。
【0051】次いで、本発明に係る顔料について説明す
る。本発明で用いられる顔料は、色を有する有機顔料を
指し、具体的には、キナクリドン系顔料、フタロシアニ
ン系顔料、アゾ顔料、ペリレン顔料、アントラキノン顔
料、ジオキサンジン顔料、チオインジゴ顔料、イソイン
ドリノン顔料、キノフタロン顔料等の多環式顔料や、塩
基性染料型レーキ、酸性染料型レーキ等の染料レーキ
や、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラック、昼
光蛍光顔料等の有機顔料が挙げられる。
【0052】具体的な有機顔料を以下に例示する。マゼ
ンタ又はレッド用の顔料としては、C.I.ピグメント
レッド2、C.I.ピグメントレッド3、C.I.ピグ
メントレッド5、C.I.ピグメントレッド6、C.
I.ピグメントレッド7、C.I.ピグメントレッド1
5、C.I.ピグメントレッド16、C.I.ピグメン
トレッド48:1、C.I.ピグメントレッド53:
1、C.I.ピグメントレッド57:1、C.I.ピグ
メントレッド122、C.I.ピグメントレッド12
3、C.I.ピグメントレッド139、C.I.ピグメ
ントレッド144、C.I.ピグメントレッド149、
C.I.ピグメントレッド166、C.I.ピグメント
レッド177、C.I.ピグメントレッド178、C.
I.ピグメントレッド222等が挙げられる。
【0053】オレンジ又はイエロー用の顔料としては、
C.I.ピグメントオレンジ31、C.I.ピグメント
オレンジ43、C.I.ピグメントイエロー12、C.
I.ピグメントイエロー13、C.I.ピグメントイエ
ロー14、C.I.ピグメントイエロー15、C.I.
ピグメントイエロー17、C.I.ピグメントイエロー
93、C.I.ピグメントイエロー94、C.I.ピグ
メントイエロー128、C.I.ピグメントイエロー1
38等が挙げられる。
【0054】グリーン又はシアン用の顔料としては、
C.I.ピグメントブルー15、C.I.ピグメントブ
ルー15:2、C.I.ピグメントブルー15:3、
C.I.ピグメントブルー16、C.I.ピグメントブ
ルー60、C.I.ピグメントグリーン7等が挙げられ
る。
【0055】これらの顔料を溶解する溶媒としては、酸
性溶媒とアルカリ性非プロトン性極性溶媒が挙げられ
る。
【0056】酸性溶媒としては、硫酸、スルホン酸系溶
媒(例えばメタンスルホン酸、エタンスルオン酸など)
が挙げられる。
【0057】アルカリ性非プロトン性極性溶媒とは、ア
ルカリ性物質(例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリ
ウム)の水溶液を含有した非プロトン性極性溶媒のこと
をいう。
【0058】非プロトン性極性溶媒としては、アミド類
(例えば、ホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミ
ド、N,N−ジメチルアセトアミド等)、複素環類(例
えば、2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、
N−シクロヘキシル−2−ピロリドン、2−オキサゾリ
ドン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン等)、
スルホキシド類(例えば、ジメチルスルホキシド等)、
スルホン類(例えば、スルホラン等)、アセトニトリル
等が挙げられる。好ましくは、アミド類、スルホキシド
類、アセトニトリルである。
【0059】請求項4に係る発明では、顔料粒子表面
に、水溶性高分子が吸着していることが特徴であり、ま
た請求項5に係る発明では、水溶性高分子がアニオン性
極性基を有していることが特徴である。顔料分散時に、
水溶性高分子を顔料粒子表面に吸着せしめることによ
り、顔料の晶析による結晶成長期に、最適な一次粒子制
御を行うことにより、所望の粒径及び粒径分布を有する
顔料分散液を得ることができる。
【0060】本発明でいう水溶性高分子とは、例えば、
天然水溶性高分子であるトウモロコシ、小麦等のデンプ
ン類、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロー
ス、ヒドロキシエチセルロースなどのセルロース誘導
体、アルギン酸ナトリウム、グアーガム、タマリンドガ
ム、ローカストビーンガム、アラビアゴムなどの多糖
類、ゼラチン、カゼイン、ケラチン等の蛋白質物質など
が挙げられる。
【0061】更に、水溶性高分子の好ましい例として合
成高分子が挙げられ、ポリビニルアルコール類、ポリビ
ニルピロリドン類、ポリアクリル酸、アクリル酸−アク
リルニトリル共重合体、アクリル酸カリウム−アクリル
ニトリル共重合体、酢酸ビニル−アクリル酸エステル共
重合体、若しくはアクリル酸−アクリル酸エステル共重
合体などのアクリル系樹脂、スチレン−アクリル酸共重
合体、スチレン−メタクリル酸共重合体、スチレン−メ
タクリル酸−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−
α−メチルスチレン−アクリル酸共重合体、若しくはス
チレン−α−メチルスチレン−アクリル酸−アクリル酸
エステル共重合体などのスチレンアクリル酸樹脂、スチ
レン−スチレンスルホン酸ナトリウム共重合体、スチレ
ン−2−ヒドロキシエチルアクリレート共重合体、スチ
レン−2−ヒドロキシエチルアクリレート−スチレンス
ルホン酸カリウム共重合体、スチレン−マレイン酸共重
合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ビニルナフ
タレン−アクリル酸共重合体、ビニルナフタレン−マレ
イン酸共重合体、酢酸ビニル−マレイン酸エステル共重
合体、酢酸ビニル−クロトン酸共重合体、酢酸ビニル−
アクリル酸共重合体などの酢酸ビニル系共重合体及びそ
れらの塩が挙げられる。これらの中で、特に好ましい例
としては、ポリビニルピロリドン類及びそれを含有する
共重合体が挙げられる。
【0062】水溶性高分子の分子量は、1,000以上
200,000以下が好ましい。更には、3,000以
上40,000以下がより好ましい。1,000未満で
は顔料粒子の成長及び凝集を抑制する効果が少なくな
り、200,000を越えると粘度上昇、溶解不良等の
問題が発生し易くなる。
【0063】水溶性高分子の添加量は、溶解された顔料
に対して10質量%以上1000質量%以下が好まし
い。更には、50質量%以上200質量%以下がより好
ましい。10質量%未満では顔料粒子の成長及び凝集を
抑制する効果が少なくなり、1000質量%を越えると
粘度上昇、溶解不良等の問題が発生し易くなる。
【0064】本発明において、極性基としては、−SO
3M、−OSO3M、−COOMおよび−PO(OM12
から選ばれた少なくとも一種の極性基を有する繰り返し
単位を含むことが好ましい。ただし、上記極性基におい
て、Mは水素原子あるいはNa、K、Li等のアルカリ
金属、又はアンモニウム、トリエタノールアンモニウム
等の無機、有機アンモニウムカチオンを表し、またM1
は水素原子、Na、K、Li等のアルカリ金属あるいは
アルキル基を表す。
【0065】請求項7に係る発明では、顔料分散液が極
性基を有する顔料誘導体を含有していることが特徴であ
る。
【0066】本発明に係る極性基を有する顔料誘導体と
は、有機顔料母核を有する有機物で直接に又はジョイン
トを介して極性基が結合しているものを言う。
【0067】極性基としては、例えば、スルホン酸基、
カルボン酸基、燐酸基、硼酸基、水酸基が挙げられる
が、好ましくはスルホン酸基、カルボン酸基であり、更
に好ましくは、スルホン酸基である。
【0068】有機顔料母核としては、アントラキノン母
核、ジオキサジン母核、チオインジゴ母核、キナクリド
ン母核、フタロシアニン母核、ピロロピロール母核、ペ
リレン顔料母核、イソインドリノン顔料母核、キノフタ
ロン顔料母核等の多環式顔料母核、及びアゾ基を有する
顔料が挙げられるが、好ましくはキナクリドン母核、フ
タロシアニン母核、アントラキノン母核であり、更に好
ましくは、キナクリドン母核、フタロシアニン母核であ
る。
【0069】キナクリドン母核を有する顔料誘導体とし
てはスルホキナクリドン、ジスルホキナクリドン、カル
ボキシキナクリドン、ジカルボキシキナクリドン、スル
ホフェニルアミノスルホニルキナクリドン、スルホブチ
ルアミノスルホニルキナクリドン等が挙げられ、フタロ
シアニン母核を有する顔料誘導体としてはスルホフタロ
シアニン、ジスルホフタロシアニン、テトラスルホフタ
ロシアニン、ジカルボキシフタロシアニン、テトラカル
ボキシフタロシアニン等が挙げられる。
【0070】アゾ基を有する顔料誘導体としてはC.
I.Pigmwnt Yellow74のスルホン化
物、C.I.Pigment Yellow 128の
スルホン化物等が、イソインドリノン母核を有する顔料
誘導体としてはC.I.Pigment Yellow
109のスルホン化物等が、アントラキノン母核を有す
る顔料誘導体としてはC.I.Pigment Red
168のスルホン化物等が、ペリノン母核を有する顔料
誘導体としてはC.I.Pigment Orange
168のスルホン化物等がそれぞれ挙げられ、特に好
ましくはキナクリドン母核を有する顔料誘導体である。
【0071】ジョイントとは、2価の連結基を指す。具
体的には、置換もしくは無置換のアルキレン基、置換も
しくは無置換のアルケニレン基、置換もしくは無置換の
フェニレン基、置換もしくは無置換のヘテロ環基(例え
ば、フラニレン基、ピロリレン基、イミダゾリレン基
等)、−O−,−COO−,−OCO−,−SO2−,
−SO−,−SO2NH−,−NHSO2−,−NHCO
−,−CONH−,−S−、及びこれらを組み合わせた
連結基が挙げられる。
【0072】極性基は、フリーでも塩の状態でも良い。
カウンター塩としては、無機塩(リチウム、ナトリウ
ム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、アルミニウ
ム、ニッケル、アンモニウム)、有機塩(トリエチルア
ンモニウム、ジエチルアンモニウム、ピリジニウム、ト
リエタノールアンモニウム等)が挙げられる。好ましく
は1価の価数を有するカウンター塩である。
【0073】これらの顔料誘導体は、公知の方法で容易
に合成することができるが、顔料を硫酸、クロル硫酸な
どのスルホン化剤によるスルホン化、クロル硫酸を用い
てスルホニルクロリド化後アミンと反応させる方法、又
は、予めスルホン酸が入っている中間体を用いて顔料を
合成する方法等が用いられる。
【0074】本発明に係る極性基を有する顔料誘導体
は、顔料と同一骨格であることが好ましく、更に好まし
くは極性基を有する顔料誘導体及び顔料が、キナクリド
ン母核を有する顔料であり、さらに顔料はアルカリ性非
プロトン性極性溶媒に溶解して溶液とすることが好まし
い。
【0075】顔料誘導体の添加量は、溶解された顔料に
対して0.1mol%以上50mol%以下が好まし
い。0.1mol%未満では顔料粒子の成長及び凝集を
抑制する効果が少なくなり、50mol%を越えると期
待する程の効果が得られない。
【0076】請求項8に係る発明では、液体媒体が、少
なくとも50質量%の水からなる水性媒体であることを
特徴とする。
【0077】この水性媒体中には、水に溶解する水溶性
有機溶媒を加えても良い。水溶性の有機溶媒の具体的例
としては、水溶性アルコール類(例えば、メタノール、
エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、ブ
タノール、iso−ブタノール、sec−ブタノール、
tert−ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、
シクロヘキサノール、ベンジルアルコール等)、水溶性
多価アルコール類(例えば、エチレングリコール、ジエ
チレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチ
レングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレン
グリコール、ポリプロピレングリコール、ブチレングリ
コール、ヘキサンジオール、ペンタンジオール、グリセ
リン、ヘキサントリオール、チオジグリコール等)、水
溶性ケトン類(アセトンなど)が挙げられる。
【0078】本発明の顔料分散液の製造方法として、請
求項16に係る発明では、顔料粒子と高分子化合物とが
溶解した溶液と、顔料不溶性媒体とを混合して、晶析さ
せることが特徴であり、また請求項19に係る発明で
は、顔料粒子が溶解した溶液と、高分子化合物を含有す
る顔料不溶性媒体とを混合して、晶析させることが特徴
である。
【0079】更に、請求項17、20に係る発明では、
顔料不溶性媒体の少なくとも50質量%が水であること
が1つの特徴である。
【0080】本発明でいう顔料不溶性媒体としては、代
表的には水であるが、その他に前述の水溶性有機溶媒を
適宜添加しても良い。
【0081】次いで、本発明の顔料分散液の製造方法に
ついて、詳細に説明する。本発明においては、反応容器
内で、前述の酸性溶媒あるいはアルカリ性非プロトン性
極性溶媒に顔料を溶解し、必要に応じ高分子化合物を含
む溶液と、必要に応じ高分子化合物、極性基を有する顔
料誘導体を含む顔料不溶性媒体とを、攪拌、混合した
後、顔料粒子を晶析して、顔料分散液を得る。
【0082】本発明に係る反応容器の撹拌手段は、特に
制限はなく、通常のインペラーを用いることができる。
パドル翼、湾曲パドル翼、傾斜パドル翼、プロペラ翼、
タービン翼、ブルマージン翼、イカリ翼、螺旋軸翼、螺
旋帯翼、ディゾルバー翼、ホモミクサー翼などが挙げら
れる。これらのうち、回転軸方向の推力により軸方向へ
の流れを強く発生させることができる軸流型撹拌翼を用
いることが好ましい。
【0083】顔料溶液の混合においては、より均一な混
合を行うために実質的に乱流であることが好ましい。乱
流はレイノルズ(Re)数により定義される。レイノル
ズ数とは、流れの中にある物体の代表的な長さをD、速
度をU、密度をρ、粘性率をηとすると、 Re=DUρ/η なる無次元数によって定義される。
【0084】一般に、Re<2300の時を層流、23
00<Re<3000を遷移域、Re>3000の時を
乱流という。実質的に乱流とは、Re>3000を指
し、好ましくはRe>5000、より好ましくはRe>
10000である。本発明においてはレイノルズ数30
00以上で混合することが好ましく、5000以上が更
に好ましい。
【0085】顔料溶液の添加は、液の流れによどみのな
い場所に添加することが好ましく、撹拌翼近傍の液中に
添加することがより好ましい。また顔料溶液の添加ノズ
ルは1本でも良いが、複数本存在する方が好ましい。
【0086】本発明において、混合装置は内部に攪拌機
を有する動的混合装置でも良いし、攪拌機を有さない静
的混合装置でも良い。静的混合装置の場合には、全ての
供給管及び析出した顔料を排出する管の軸が全て同一の
点で集結し、かつ管内部に撹拌機を有さないことを特徴
とする。例えばT字型でも良いしY字形でも良い。動的
混合装置においても静的混合装置においても、顔料溶液
及び顔料誘導体溶液、更に水性媒体を導入するノズルの
数が1本又は1本ずつでも良いが、複数本又は複数本ず
つ存在する方が好ましい。
【0087】極性基を有する顔料誘導体を溶解、又は分
散させた水性媒体中に、溶解された顔料の溶液を加える
時の温度は、特に制限をされないが、好ましくは0℃〜
80℃の範囲が挙げられる。0℃未満では、親水媒体中
の水が氷結する可能性があるし、80℃を越えると顔料
粒子の成長が著しく速くなり、所望の粒径が得られな
い。
【0088】請求項18、21に係る発明では、晶析す
ると同時に脱塩を行うことが特徴である。本発明におい
て脱塩とは、高分子化合物、極性基を有する顔料誘導体
及び顔料を用いる顔料分散液の製造方法において、該顔
料分散液の製造時又は製造後に生ずるナトリウムなどの
塩類や、酸性溶媒、アルカリ性非プロトン性極性溶媒を
除去する工程を示す。脱塩方法としては、遠心分離法、
浮上分離法、沈降分離法、限外濾過法、電気透析法など
様々な方法が好ましく用いられる。本発明において、よ
り好ましい方法としては限外濾過法が挙げられる。
【0089】本発明において脱塩度は、溶液の伝導度と
して5,000μm/cm以下が好ましく、3,000
μm/cm以下がより好ましく、1,000μm/cm
以下が更に好ましい。
【0090】本発明においては、晶析、脱塩、濃縮によ
り、所望の小粒径を有する顔料分散液を得ることができ
るが、それでも不充分な場合には、更に機械的分散手段
を適宜使用しても良い。機械的な分散手段としては、例
えば、ディスパー、サンドミル、ホモジナイザー、ボー
ルミル、ペイントシェーカーなど様々な方法が好ましく
用いられる。本発明において、より好ましい方法として
はサンドミルが挙げられる。
【0091】本発明の顔料分散液で用いることのできる
界面活性剤、高分子分散剤の種類は特に制限されない
が、アニオン系、又はノニオン性の界面活性剤、また高
分子分散剤で好ましく使用される界面活性剤としては、
例えば、ジアルキルスルホコハク酸塩類、アルキルナフ
タレンスルホン酸塩類、脂肪酸塩類等のアニオン性界面
活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリ
オキシエチレンアルキルアリルエーテル類、アセチレン
グリコール類、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピ
レンブロックコポリマー類等のノニオン性界面活性剤が
挙げられる。高分子分散剤の例としては、ポリスチレン
−アクリル酸共重合体などが挙げられる。
【0092】本発明の顔料インクに使用できるインク溶
剤としては、水溶性の有機溶媒が好ましく、具体的には
アルコール類(例えば、メタノール、エタノール、1−
プロパノール、2−プロパノール、n−ブタノール、i
−ブタノール、sec−ブタノール、tert−ブタノ
ール、ペンタノール、ヘキサノール、シクロヘキサノー
ル、ベンジルアルコール等)、多価アルコール類(例え
ば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリ
エチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピ
レングリコール、ジプロピレングリコール、ポリプロピ
レングリコール、ブチレングリコール、ヘキサンジオー
ル、ペンタンジオール、グリセリン、ヘキサントリオー
ル、チオジグリコール等)、多価アルコールエーテル類
(例えば、エチレングリコールモノメチルエーテル、エ
チレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコ
ールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノフェ
ニルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテ
ル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチ
レングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコ
ールジメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチ
ルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテ
ル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテー
ト、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリ
エチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレン
グリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコー
ルジメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロ
ピルエーテル、トリプロピレングリコールジメチルエー
テル等)、アミン類(例えば、エタノールアミン、ジエ
タノールアミン、トリエタノールアミン、N−メチルジ
エタノールアミン、N−エチルジエタノールアミン、モ
ルホリン、N−エチルモルホリン、エチレンジアミン、
ジエチレンジアミン、トリエチレンテトラミン、テトラ
エチレンペンタミン、ポリエチレンイミン、ペンタメチ
ルジエチレントリアミン、テトラメチルプロピレンジア
ミン等)、アミド類(例えば、ホルムアミド、N,N−
ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド
等)、複素環類(例えば、2−ピロリドン、N−メチル
−2−ピロリドン、N−シクロヘキシル−2−ピロリド
ン、2−オキサゾリドン、1,3−ジメチル−2−イミ
ダゾリジノン等)、スルホキシド類(例えば、ジメチル
スルホキシド等)、スルホン類(例えば、スルホラン
等)、スルホン酸塩類(例えば1−ブタンスルホン酸ナ
トリウム塩等)、尿素、アセトニトリル、アセトン等が
挙げられる。
【0093】これらのインク溶剤は単独で用いても、ま
た併用して用いても良い。本発明の顔料インクにおい
て、ラテックスをインク中に加えても良い。例えば、ス
チレン−ブタジエン共重合体、ポリスチレン、アクリロ
ニトリル−ブタジエン共重合体、アクリル酸エステル共
重合体、ポリウレタン、シリコン−アクリル共重合体及
びアクリル変性フッ素授脂等のラテックスが挙げられ
る。ラテックスは、乳化剤を用いてポリマー粒子を分散
させたものであっても、また乳化剤を用いないで分散さ
せたものであってもよい。乳化剤としては界面活性剤が
多く用いられるが、スルホン酸基、カルボン酸基等の水
に可溶な基を有するポリマー(例えば、可溶化基がグラ
フト結合しているポリマー、可溶化基を持つ単量体と不
溶性の部分を持つ単量体とから得られるポリマー)を用
いることも好ましい。
【0094】本発明のインクではソープフリーラテック
スを用いることが特に好ましい。ここにソープフリーラ
テックスとは、乳化剤を使用していないラテックス、及
びスルホン酸基、カルボン酸基等の水に可溶な基を有す
るポリマー(例えば、可溶化基がグラフト結合している
ポリマー、可溶化基を持つ単量体と不溶性の部分を持つ
単量体とから得られるポリマー)を乳化剤として用いた
ラテックスのことを指す。
【0095】近年、ラテックスのポリマー粒子として、
粒子全体が均一であるポリマー粒子を分散したラテック
ス以外に、粒子の中心部と外縁部で組成を異にしたコア
・シェルタイプのポリマー粒子を分散したラテックスも
存在するが、本発明においては、このタイプのラテック
スも好ましく用いることができる。
【0096】本発明の顔料インクにおいて、ラテックス
中のポリマー粒子の平均粒径は10nm以上300nm
以下が好ましく、10nm以上100nm以下であるこ
とがより好ましい。ラテックスの平均粒径が300nm
を越えると、画像の光沢感の劣化が起こり、10nm未
満であると耐水性、耐擦過性が不十分となる。なおラテ
ックス中のポリマー粒子の平均粒子径は光散乱法、電気
泳動法、レーザードップラー法を用いた市販の粒径測定
機器により求めることができる。
【0097】本発明の顔料インクにおいて、ラテックス
は固形分添加量としてインクの全質量に対して0.1質
量%以上、20質量%以下となるように添加されるが、
ラテックスの固形分添加量を0.5質量%以上、10%
質量%以下とすることが特に好ましい。ラテックスの固
形分添加量が0.1質量%未満では、耐水性に関して十
分な効果を発揮させることが難しく、また、20質量%
を越えると、経時でインク粘度の上昇が起こったり、顔
料分散粒径の増大が起こりやすくなるなどインク保存性
の点で問題が生じることが多い。
【0098】本発明の顔料インクには、この他に、防腐
剤、防黴剤、粘度調整剤等を必要に応じて含有させても
よい。
【0099】本発明の顔料インクには、電気伝導度調節
剤を用いることもでき、例えば、塩化カリウム、塩化ア
ンモニウム、硫酸ナトリウム、硝酸ナトリウム、塩化ナ
トリウムなどの無機塩や、トリエタノールアミン等の水
性アミン等が挙げられる。
【0100】本発明の顔料インクにおいては、吐出安定
性、プリントヘッドやインクカートリッジ適合性、保存
安定性、画像保存性、その他の諸性能向上の目的に応じ
て、さらに粘度調整剤、比抵抗調整剤、皮膜形成剤、紫
外線吸収剤、酸化防止剤、退色防止剤、防錆剤、防腐剤
等を添加することもできる。
【0101】記録に用いられる記録媒体としては、普通
紙、コート紙、インク液を吸収して膨潤するインク受容
層を設けた膨潤型インクジェット用記録紙、多孔質のイ
ンク受容層を持った空隙型インクジェット用記録紙、ま
た基紙の代わりにポリエチレンテレフタレートフィルム
などの樹脂支持体を用いたものも用いることができる
が、請求項25、27に係る発明では、記録媒体とし
て、多孔質インクジェット記録媒体を用いることが特徴
であり、この組み合わせにより本発明の効果を最も発揮
することができる。
【0102】多孔質インクジェット記録媒体としては、
具体的には、空隙型インクジェット用記録紙又は空隙型
インクジェット用フィルムを挙げることができ、これら
はインク吸収能を有する空隙層が設けられている記録媒
体であり、空隙層は、主に親水性バインダーと無機微粒
子の軟凝集により形成されるものである。
【0103】空隙層の設け方は、皮膜中に空隙を形成す
る方法として種々知られており、例えば、二種以上のポ
リマーを含有する均一な塗布液を支持体上に塗布し、乾
燥過程でこれらのポリマーを互いに相分離させて空隙を
形成する方法、固体微粒子及び親水性又は疎水性バイン
ダーを含有する塗布液を支持体上に塗布し、乾燥後に、
インクジェット記録用紙を水或いは適当な有機溶媒を含
有する液に浸漬して固体微粒子を溶解させて空隙を作製
する方法、皮膜形成時に発泡する性質を有する化合物を
含有する塗布液を塗布後、乾燥過程でこの化合物を発泡
させて皮膜中に空隙を形成する方法、多孔質固体微粒子
と親水性バインダーを含有する塗布液を支持体上に塗布
し、多孔質微粒子中や微粒子間に空隙を形成する方法、
親水性バインダーに対して概ね等量以上の容積を有する
固体微粒子及び/又は微粒子油滴と親水性バインダーを
含有する塗布液を支持体上に塗布して固体微粒子の間に
空隙を作製する方法などが挙げられるが、本発明のイン
クを用いる上では、いずれも方法で設けられても、良い
結果を与える。
【0104】請求項26,28に係る発明では、インク
ジェット用顔料インクに含有される顔料粒子の平均一次
粒径が、多孔質インクジェット記録媒体の平均空隙径の
80%以下であることが特徴であり、この条件とするこ
とにより、本発明の目的効果をいかんなく発揮すること
ができる。
【0105】インクジェット記録で使用するインクジェ
ットヘッドはオンデマンド方式でもコンティニュアス方
式でも構わない。また、吐出方式としては、電気−機械
変換方式(例えば、シングルキャビティー型、ダブルキ
ャビティー型、ベンダー型、ピストン型、シェアーモー
ド型、シェアードウォール型等)、電気−熱変換方式
(例えば、サーマルインクジェット型、バブルジェット
(R)型等)、静電吸引方式(例えば、電界制御型、ス
リットジェット型等)及び放電方式(例えば、スパーク
ジェット型等)などを具体的な例として挙げることがで
きるが、いずれの吐出方式を用いても構わない。
【0106】
【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明
するが、本発明はこれらに限定されない。
【0107】実施例1 《顔料分散液の調製》下記に記載の方法に従って、顔料
分散液1〜25を調製した。
【0108】はじめに、顔料溶液(A液)に水溶性高分
子を添加して、顔料分散液1〜9を調製した。この方法
を「調製方法A」と称す。
【0109】〔顔料分散液1の調製:比較例〕 (A1液の調製)50gのC.I.ピグメントレッド1
22と9.0gの顔料誘導体1とをDMSO(Dime
thyl sulfoxide)750gと10%Na
OH水溶液250gの混合溶液に溶解させ、1μmのミ
リポアフィルターで濾過した液をA1液とする。
【0110】(B1液の調製)水2075gに酢酸4
2.5gを加えたものをB1液とする。
【0111】
【化1】
【0112】(顔料分散液の調製)容量約4Lの容器に
B1液を入れ、容器の周囲から氷冷し、液温を0〜10
℃にする。次に、図2に記載の装置を用いて、顔料分散
液1を調製した。
【0113】T.K.ロボミックス(特殊機化工業株式
会社製)の攪拌部としてホモミキサーMを用いて、水性
媒体BとしてB1液を5000rpmで攪拌する。次い
で、この装置にダイアフラムポンプ(株式会社ヤマダコ
ーポレーション社製 DP−10BPT)を用いて限外
濾過膜(旭化成工業株式会社製 ラボモジュール SI
P−1013)に10L/minの流量で循環させる装
置を取り付けて、B1液の液中に顔料溶液AとしてA1
液をローラーポンプPを用いて30分で添加し、顔料微
粒子を析出させるのと同時に、脱塩及び濃縮を繰り返
し、溶液の伝導度が500μS/cm以下になるまで脱
塩、濃縮を行い、濃度6%の顔料分散液1を得た。
【0114】〔顔料分散液2の調製〕 (A2液の調製)50gのC.I.ピグメントレッド1
22とポリビニルピロリドン(東京化成社製:K15
分子量10,000 以下、PVP(K15)と略す)
100gとを、DMSO(Dimethyl sulf
oxide)750gと10%NaOH水溶液250g
の混合溶液に溶解させ、1μmのミリポアフィルターで
濾過し、この液をA2液とする。
【0115】(顔料分散液の調製)前記顔料分散液1の
調製において、A1液に代えて、上記A2液を用いた以
外は同様にして、顔料分散液2を調製した。
【0116】〔顔料分散液3の調製〕 (A3液の調製)50gのC.I.ピグメントレッド1
22、9.0gの顔料誘導体1と100gのポリビニル
ピロリドンとを、DMSO(Dimethyl sul
foxide)750gと10%NaOH水溶液250
gの混合溶液に溶解させ、1μmのミリポアフィルター
で濾過し、この液をA3液とする。
【0117】上記顔料分散液2の調製において、A2液
に代えて、上記A3液を用いた以外は同様にして、顔料
分散液3を調製した。
【0118】〔顔料分散液4の調製〕上記顔料分散液3
の調製において、下記に記載の方法で脱塩工程を行った
以外は同様にして、顔料分散液4を調製した。
【0119】容量約4Lの容器に前述のB1液を入れ、
容器の周囲から氷冷し、液温を0〜10℃にする。次
に、図2に記載の装置を用いて、顔料分散液4を調製し
た。
【0120】T.K.ロボミックス(特殊機化工業株式
会社製)の攪拌部としてホモミキサーMを用いて、水性
媒体BとしてB1液を5000rpmで攪拌する。この
B1液の液中に顔料溶液AとしてA3液をローラーポン
プPを用いて30分で添加し、顔料微粒子を析出させ
た。
【0121】次いで、顔料微粒子が析出した溶液をダイ
アフラムポンプ(株式会社ヤマダコーポレーション社製
DP−10BPT)を用いて限外濾過膜(旭化成工業
株式会社製 ラボモジュール SIP−1013)に1
0L/minの流量で循環させて濃縮し、純水を加える
操作を繰り返し行うことで、溶液の伝導度が500μS
/cm以下になるまで脱塩を行い、濃度6%の顔料分散
液4を得た。
【0122】〔顔料分散液5〜7の調製〕前記顔料分散
液3の調製において、A3液のPVP(K15)に代え
て、表1に記載のようにポリビニルピロリドン−ビニル
スルホン酸共重合体(質量比9:1 以下、PVP−V
Sと略す)、PVA203、PVA L3266を用い
た以外は同様にして、顔料分散液5〜7を調製した。
【0123】PVA203:クラレ社製 極性基を持た
ないポリビニルアルコール PVA L3266:日本合成化学社製 スルホン酸変
性ポリビニルアルコール 〔顔料分散液8、9の調製〕前記顔料分散液3の調製に
おいて、A3液の顔料の種類及び溶剤と顔料誘導体の種
類を表1に記載のように変更した以外は同様にして、顔
料分散液8、9を調製した。なお、表1記載の溶剤であ
るDMFは、ジメチルホルムアミドを表す。
【0124】
【化2】
【0125】次いで、水性媒体(B液)に水溶性高分子
を添加して、顔料分散液10〜22を調製した。この方
法を「調製方法B」と称す。
【0126】〔顔料分散液10の調製:比較例〕 (A4液の調製)50gのC.I.ピグメントレッド1
22と9.0gの顔料誘導体1とを、DMSO(Dim
ethyl sulfoxide)750gと10%N
aOH水溶液250gの混合溶液に溶解させ、1μmの
ミリポアフィルターで濾過した液をA4液とする。
【0127】(顔料分散液10の調製)容量約4Lの容
器にB1液を入れ、容器の周囲から氷冷し、液温を0〜
10℃にする。次に、図2に記載の装置を用いて、顔料
分散液10を調製した。
【0128】T.K.ロボミックス(特殊機化工業株式
会社製)の攪拌部としてホモミキサーMを用いて、水性
媒体BとしてB1液を5000rpmで攪拌する。次い
で、この装置にダイアフラムポンプ(株式会社ヤマダコ
ーポレーション社製 DP−10BPT)を用いて限外
濾過膜(旭化成工業株式会社製 ラボモジュール SI
P−1013)に10L/minの流量で循環させる装
置を取り付けて、B1液の液中に顔料溶液AとしてA4
液をローラーポンプPを用いて30分で添加し、顔料微
粒子を析出させるのと同時に、脱塩及び濃縮を繰り返
し、溶液の伝導度が500μS/cm以下になるまで脱
塩、濃縮を行い、濃度6%の顔料分散液10を得た。
【0129】〔顔料分散液11の調製〕 (A5液の調製)50gのC.I.ピグメントレッド1
22を、DMSO(Dimethylsulfoxid
e)750gと10%NaOH水溶液250gの混合溶
液に溶解させ、1μmのミリポアフィルターで濾過した
液をA5液とする。
【0130】(B2液の調製)100gのPVP(K1
5)を水2075gに溶解し、1μmのミリポアフィル
ターで濾過した液に酢酸42.5gを加えたものをB2
液とする。
【0131】(顔料分散液の調製)上記顔料分散液10
の調製において、A4液及びB1液に代えて、上記A5
液及び上記B2液を用いた以外は同様にして、顔料分散
液11を調製した。
【0132】〔顔料分散液12の調製〕上記顔料分散液
10の調製において、B1液に代えて、上記B2液を用
いた以外は同様にして、顔料分散液12を調製した。
【0133】〔顔料分散液13の調製〕上記顔料分散液
12の調製において、下記に記載の方法で脱塩工程を行
った以外は同様にして、顔料分散液13を調製した。
【0134】容量約4Lの容器に前述のB2液を入れ、
容器の周囲から氷冷し、液温を0〜10℃にする。次
に、図2に記載の装置を用いて、顔料分散液13を調製
した。
【0135】T.K.ロボミックス(特殊機化工業株式
会社製)の攪拌部としてホモミキサーMを用いて、水性
媒体BとしてB2液を5000rpmで攪拌する。この
B2液の液中に顔料溶液AとしてA5液をローラーポン
プPを用いて30分で添加し、顔料微粒子を析出させ
た。
【0136】次いで、顔料微粒子が析出した溶液をダイ
アフラムポンプ(株式会社ヤマダコーポレーション社製
DP−10BPT)を用いて限外濾過膜(旭化成工業
株式会社製 ラボモジュール SIP−1013)に1
0L/minの流量で循環させて濃縮し、純水を加える
操作を繰り返し行うことで、溶液の伝導度が500μS
/cm以下になるまで脱塩を行い、濃度6%の顔料分散
液13を得た。
【0137】〔顔料分散液14〜22の調製〕上記顔料
分散液12の調製において、表1に記載のように、顔料
溶液(A液)の顔料の種類、顔料誘導体の種類、溶媒の
種類と水性溶媒(B液)の水溶性高分子の種類を変更し
た以外は同様にして、顔料分散液14〜22を調製し
た。
【0138】表1中、水溶性高分子の詳細は、以下の通
りである。 PVA SK5102:クラレ社製 カルボン酸変性の
ポリビニルアルコール CMC 1105:ダイセル社製 カルボキシメチルセ
ルロース 次いで、比較の調製方法として、ソルトミリングにより
顔料分散液23〜25を調製した。この方法を「調製方
法C」と称す。
【0139】〔顔料分散液23の調製〕ステンレスガロ
ンニーダー中に、50gのC.I.ピグメントレッド1
22、塩化ナトリウム500g、50gのジエチレング
リコールを添加し、60℃で180分間混練した。
【0140】次いで、混練済みの結晶を水洗処理した
後、顔料誘導体1を9.0gと水1000gとを添加し
て、これらを混合物を、0.5mmのジルコニアビーズ
を体積率で50%充填したサンドグラインダーを用いて
分散し、顔料分散液23を調製した。
【0141】〔顔料分散液24、25の調製〕上記顔料
分散液23の調製において、顔料の種類及び顔料誘導体
の種類を表1に記載のように変更した以外は同様にし
て、顔料分散液24、25を調製した。
【0142】《顔料分散液の評価》 (顔料分散液の一次粒径の測定)上記調製した各顔料分
散液を透過型電子顕微鏡で観察し、無作為に粒子1,0
00個の長径を測定し、一次平均粒径を算出した。
【0143】(D90、D50、D10及びPDIの測定)上
記測定した1,000個の粒径測定データを基に、横座
標が粒径(D)、縦座標が粒子数関数(G)からなる粒
径分布曲線及び分布関数の積分曲線を作成し、積分曲線
より、粒子数関数で10個数%、50個数%、90個数
%に対応する粒径点D10、D50及びD90を求め、それら
の測定値より、D90−D10及び前記式(1)に従ってP
DI(多分散性指数)を求めた。
【0144】以上により得られた結果を表1に示す。
【0145】
【表1】
【0146】表1より明らかなように、本発明に係る方
法に従って調製された顔料分散液は、比較品に対し、一
次平均粒径が小さく、かつ粒径分布も極めて狭いことが
判る。
【0147】実施例2 《顔料インクの調製》下記の記載の方法により、顔料イ
ンク1〜25を調製した。
【0148】 顔料分散液 160g ジエチレングリコール 180g グリセリン 80g ペレックスOT−P(花王(株)製 アニオン性界面活性剤) 5g プロキセルGXL(ゼネカ社製) 2g からなる組成で、イオン交換水で1000gに仕上げ、
1μmのミリポアフィルターを2度通過させて各顔料イ
ンクを調製した。
【0149】《記録媒体への記録》ノズル孔径20μ
m、駆動周波数12kHz、1色当たりのノズル数12
8、同色間のノズル密度180dpiであるピエゾ型ヘ
ッドを搭載し、最大記録密度720×720dpiのオ
ンデマンド型のインクジェットプリンタを使用して、普
通紙と平均空隙径が0.03μmの多孔質インクジェッ
ト記録媒体上に、反射濃度として1.0を与える均一画
像パターン1〜25を出力した。なお、本発明で言うd
piとは、2.54cm(1inch)当たりのドット
数をいう。
【0150】《顔料インク及び出力画像の評価》 (分散安定性の評価)各顔料インクについて、ゼータサ
イザー1000(マルバーン社製)を用いて、分散粒径
を測定した後、顔料インク100mlを蒸発が起こらな
い様に密閉したサンプル瓶に入れ、60℃の恒温槽に1
週間攪拌しながら停滞させ、その後、ゼータサイザー1
000(前出)を使用して粒径変化率を求め、粒径変化
率が10%未満であれば○、粒径変化率が10〜50%
であれば△、粒径変化率が50%を越えた場合を×とし
て、分散安定性の評価を行った。
【0151】(ヘッドの目詰まりの評価)20℃、30
%RHの環境下で、ノズル孔径20ミクロンのピエゾ型
ヘッドを用いて、1滴当たり12ピコリットルを吐出す
る条件で、クリーニングをせずに1週間連続して吐出を
続けて状態を観察し、下記に示す基準に則り評価した。
【0152】○:全ノズルから正常に出射 △:1〜3ノズルに目詰まりが見られるがノズル面から
の吸引クリーニングにより回復 ×:4ノズル以上に目詰まりが発生し、吸引クリーニン
グにより回復不可能な目詰まりが1ノズル以上発生 (ブロンジングの評価)下記基準に則り、目視で評価を
行った。
【0153】 ◎:ブロンジングがほとんど感じられない ○:若干のブロンジングが見られるが、実用上問題がな
い △:実用上問題のあるブロンジングが見られる ×:著しいブロンジングが見られる。
【0154】(光沢性の評価)評価サンプル画像を写像
性測定器ICM−1DP(スガ試験機械社製)で反射6
0度、光学くし2mmでの写像性(光沢値C値%)を測
定した。評価は、以下の基準によって行った。
【0155】 ◎:C値%が61以上 ○:C値%が60〜51 △:C値%が50〜41 ×:C値%が40以下 上記評価ランクにおいて、◎、○が実用上好ましいラン
クと判断した。
【0156】以上により得られた各評価結果を表2に示
す。
【0157】
【表2】
【0158】表2より明らかなように、本発明で規定す
る一次平均粒径、D90−D10及びPDIを有する顔料分
散液を用いた顔料インクは、比較例に対し、顔料インク
の安定性、印字時のヘッドの目詰まり耐性に優れ、かつ
形成した画像のブロンジング及び光沢性に優れているこ
と、さらに多孔質インクジェット記録媒体を用いた際に
その効果が顕著に発揮されていることが判る。
【0159】実施例3 上記実施例2の顔料インク1〜25の調製において、界
面活性剤であるペレックスOT−P(花王(株)製)に
代えて、ブラウノンDP−9(青木油脂工業(株)製
1225PhO(EO)9H)に変更した以外は同様に
して、顔料インク26〜50をそれぞれ調製し、実施例
2に記載の方法に従って記録媒体への記録を行って、形
成画像26〜50を作成して、実施例2に記載の方法に
準じて、顔料インクの分散安定性、ヘッドの目詰まり、
記録媒体の種類違いによるブロンジング及び光沢性の評
価を行い、得られた結果を表3に示す。
【0160】
【表3】
【0161】表3より明らかなように、顔料インクに添
加する界面活性剤を、アニオン性界面活性剤から、非イ
オン性界面活性剤に変更しても、実施例2の結果と同様
に、本発明の顔料インクは、顔料インクの安定性、印字
時のヘッドの目詰まり耐性に優れ、かつ形成した画像の
ブロンジング及び光沢性に優れていること、さらに多孔
質インクジェット記録媒体を用いた際にその効果が顕著
に発揮されていることが判る。
【0162】実施例4 上記実施例2の顔料インク1〜25の調製において、界
面活性剤であるペレックスOT−P(花王(株)製)に
代えて、ハイテノールNE−15(第一工業製薬(株)
製 RPhO(EO)2SO3 -NH4 +)に変更した以外
は同様にして、顔料インク51〜75をそれぞれ調製
し、実施例2に記載の方法に従って記録媒体への記録を
行って、形成画像51〜75を作成して、実施例2に記
載の方法に準じて、顔料インクの分散安定性、ヘッドの
目詰まり、記録媒体の種類違いによるブロンジング及び
光沢性の評価を行い、得られた結果を表4に示す。
【0163】
【表4】
【0164】表4より明らかなように、顔料インクに添
加する界面活性剤を、アニオン性界面活性剤から、両性
界面活性剤に変更しても、実施例2の結果と同様に、本
発明の顔料インクは、顔料インクの安定性、印字時のヘ
ッドの目詰まり耐性に優れ、かつ形成した画像のブロン
ジング及び光沢性に優れていること、さらに多孔質イン
クジェット記録媒体を用いた際にその効果が顕著に発揮
されていることが判る。
【0165】
【発明の効果】本発明により、一次粒径が小さい顔料分
散液とその製造方法を提供することであり、更には、イ
ンク保存性、インクヘッドの目詰まり、ブロンジング及
び光沢性の改良されたインクジェット用顔料インク及び
それを用いたインクジェット画像形成方法を提供するこ
とができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るD10、D50、D90を表す粒径の分
布関数曲線。
【図2】本発明の顔料分散液調製に用いることのできる
装置の一例を示すプロセス図。
【符号の説明】
1 顔料分散液の粒径分布関数 2 粒径の分布関数の積分曲線 3 D90の表示 4 D50の表示 5 D10の表示 6 D90−D10 A 顔料溶液 B 水性媒体 M ホモミキサー P ローラーポンプ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C09D 11/00 B41J 3/04 101Y Fターム(参考) 2C056 EA04 FC01 2H086 BA01 BA15 BA41 BA53 BA55 BA59 BA60 BA62 4J037 CB28 CC01 CC02 CC15 CC16 CC17 DD04 DD05 DD23 DD24 EE02 EE08 EE28 EE43 FF15 FF23 4J039 AB01 AB07 AD06 AD08 AD09 AD14 AD22 BE01 BE12 BE22 CA06 EA33 EA41 EA44 GA24

Claims (28)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 顔料粒子を媒体中に分散した顔料分散液
    において、該顔料粒子の一次粒径分布で、D90とD10
    の差(D90−D10)が25nm以下であることを特徴と
    する顔料分散液。ここでD90値、D10値は、顔料粒子の
    一次粒径分布関数dG=f(D)xdD(Gは粒子数、
    Dは一次粒径を表す)の積分において、それぞれ、D90
    以下の一次粒径の顔料粒子が、全顔料粒子の0.9(9
    0個数%)を占めるような一次粒径(nm)、D10以下
    の一次粒径の顔料粒子が、全顔料粒子の0.1(10個
    数%)を占めるような一次粒径(nm)を表す。
  2. 【請求項2】 前記顔料粒子の平均一次粒径が、30n
    m以下であることを特徴とする請求項1に記載の顔料分
    散液。
  3. 【請求項3】 水溶性高分子又は界面活性剤を含有する
    ことを特徴とする請求項1又は2に記載の顔料分散液。
  4. 【請求項4】 前記顔料粒子表面に、水溶性高分子が吸
    着していることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1
    項に記載の顔料分散液。
  5. 【請求項5】 前記水溶性高分子が、アニオン性極性基
    を有していることを特徴とする請求項3又は4に記載の
    顔料分散液。
  6. 【請求項6】 前記顔料粒子表面に、界面活性剤が吸着
    していることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項
    に記載の顔料分散液。
  7. 【請求項7】 極性基を有する顔料誘導体を含有してい
    ることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載
    の顔料分散液。
  8. 【請求項8】 前記媒体が、少なくとも50質量%の水
    からなる水性媒体であることを特徴とする請求項1〜7
    のいずれか1項に記載の顔料分散液。
  9. 【請求項9】 顔料粒子を媒体中に分散した顔料分散液
    において、下記式(1)で表される顔料粒子の多分散性
    指数(PDI)が、2以下であることを特徴とする顔料
    分散液。 式(1) PDI=(D90−D10)/D50 ここで、D90、D50、D10は、D90値、D10値は、顔料
    粒子の一次粒径分布関数dG=f(D)xdD(Gは粒
    子数、Dは一次粒径を表す)の積分において、それぞ
    れ、D90以下の一次粒径の顔料粒子が、全顔料粒子の
    0.9(90個数%)を占めるような一次粒径(n
    m)、D50以下の一次粒径の顔料粒子が、全顔料粒子の
    0.5(50個数%)を占めるような一次粒径(n
    m)、D10以下の一次粒径の顔料粒子が、全顔料粒子の
    0.1(10個数%)を占めるような一次粒径(nm)
    を表す。
  10. 【請求項10】 水溶性高分子又は界面活性剤を含有す
    ることを特徴とする請求項9に記載の顔料分散液。
  11. 【請求項11】 前記顔料粒子表面に、水溶性高分子が
    吸着していることを特徴とする請求項9又は10に記載
    の顔料分散液。
  12. 【請求項12】 前記水溶性高分子が、アニオン性極性
    基を有していることを特徴とする請求項10又は11に
    記載の顔料分散液。
  13. 【請求項13】 前記顔料粒子表面に、界面活性剤が吸
    着していることを特徴とする請求項9又は10に記載の
    顔料分散液。
  14. 【請求項14】 極性基を有する顔料誘導体を含有して
    いることを特徴とする請求項9〜13のいずれか1項に
    記載の顔料分散液。
  15. 【請求項15】 前記媒体が、少なくとも50質量%の
    水からなる水性媒体であることを特徴とする請求項9〜
    14のいずれか1項に記載の顔料分散液。
  16. 【請求項16】 顔料粒子と高分子化合物とが溶解した
    溶液と、顔料不溶性媒体とを混合して、晶析させること
    を特徴とする顔料分散液の製造方法。
  17. 【請求項17】 前記顔料不溶性媒体の少なくとも50
    質量%が水であり、かつ前記高分子化合物が水溶性であ
    ることを特徴とする請求項16に記載の顔料分散液の製
    造方法。
  18. 【請求項18】 晶析と同時に脱塩を行うことを特徴と
    する請求項16又は17に記載の顔料分散液の製造方
    法。
  19. 【請求項19】 顔料粒子が溶解した溶液と、高分子化
    合物を含有する顔料不溶性媒体とを混合して、晶析させ
    ることを特徴とする顔料分散液の製造方法。
  20. 【請求項20】 前記顔料不溶性媒体の少なくとも50
    質量%が水であり、かつ前記高分子化合物が水溶性であ
    ることを特徴とする請求項19に記載の顔料分散液の製
    造方法。
  21. 【請求項21】 晶析と同時に脱塩を行うことを特徴と
    する請求項19又は20に記載の顔料分散液の製造方
    法。
  22. 【請求項22】 顔料粒子と界面活性剤とが溶解した溶
    液と、顔料不溶性媒体とを混合して、晶析させることを
    特徴とする顔料分散液の製造方法。
  23. 【請求項23】 請求項1に記載の顔料分散液、又は請
    求項16又は19に記載の顔料分散液の製造方法で製造
    された顔料分散液を含有することを特徴とするインクジ
    ェット用顔料インク。
  24. 【請求項24】 請求項9に記載の顔料分散液、又は請
    求項16又は19に記載の顔料分散液の製造方法で製造
    された顔料分散液を含有することを特徴とするインクジ
    ェット用顔料インク。
  25. 【請求項25】 請求項23に記載のインクジェット用
    顔料インクにより、多孔質インクジェット記録媒体上で
    画像形成することを特徴とするインクジェット画像記録
    方法。
  26. 【請求項26】 前記インクジェット用顔料インクに含
    有される顔料粒子の平均一次粒径が、前記多孔質インク
    ジェット記録媒体の平均空隙径の80%以下であること
    を特徴とする請求項25に記載のインクジェット画像記
    録方法。
  27. 【請求項27】 請求項24に記載のインクジェット用
    顔料インクにより、多孔質インクジェット記録媒体上で
    画像形成することを特徴とするインクジェット画像記録
    方法。
  28. 【請求項28】 前記インクジェット用顔料インクに含
    有される顔料粒子の平均一次粒径が、前記多孔質インク
    ジェット記録媒体の平均空隙径の80%以下であること
    を特徴とする請求項27に記載のインクジェット画像記
    録方法。
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