JP2003238849A - インクジェットプリンタ用インク - Google Patents
インクジェットプリンタ用インクInfo
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- JP2003238849A JP2003238849A JP2002038144A JP2002038144A JP2003238849A JP 2003238849 A JP2003238849 A JP 2003238849A JP 2002038144 A JP2002038144 A JP 2002038144A JP 2002038144 A JP2002038144 A JP 2002038144A JP 2003238849 A JP2003238849 A JP 2003238849A
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Abstract
性にすぐれた、高速印字用に適したインクジェットプリ
ンタ用インクを提供する。 【解決手段】 顔料、分散剤および水を含有するインク
ジェットプリンタ用インクにおいて、上記の分散剤とし
て、a)エーテル構造を有するモノマー5〜70重量%
と、b)酸性基を有するモノマー10〜45重量%と、
c)顔料に親和性を有するモノマー5〜50重量%(た
だし、a,b,c三成分の合計量は100重量%)とか
らなる単量体混合物の共重合体を含むことを特徴とする
インクジェットプリンタ用インク。
Description
などにすぐれた、印字特性の良好なインクジェットプリ
ンタ用インクに関し、また高速印字用のインクジェット
プリンタに有用な低粘度の上記インクに関し、さらには
連続循環方式のインクジェットプリンタに有用な上記イ
ンクに関するものである。
わけ、連続循環方式のインクジェットプリンタに使用す
るインクにおいては、従来より、顔料の分散粒径を微細
にし、様々な分散剤を添加することにより、吐出安定性
や保存安定性の改良をはかり、また泡立ちや再分散性な
どの改良をはかっている。
−269418号公報)、一般的なアクリル酸共重合体
(特開2000−212486号公報)、ポリエーテル
構造を有するアクリル酸共重合体(特開平10−603
46号公報)を分散剤としたインクジェットプリンタ用
水性インクが、提案されている。さらに、米国特許第
5,512,089号明細書には、pHを9〜12に調
整することにより、乾燥したインクの再分散性を高める
ことが、提案されている。
法では、いずれも、泡立ちや再分散性の両立、高速印字
を可能とする低粘度化や顔料の微分散化などをバランス
よく満足させることはできなかった。たとえば、特開平
10−60346号公報に提案されるポリエーテル構造
を有するアクリル酸共重合体などは、アクリル酸などの
モノマーを多量に使用したガラス転移温度の高いポリマ
ーのため、これを分散剤としたインクは、再分散性に劣
り、また粘度が高く、高速印字に適さない。
り、泡立ちの少ない、かつ再分散性にすぐれたインクジ
ェットプリンタ用インクを提供することにより、高速印
字用のインクジェットプリンタの安定な運転を可能にす
ることにある。
的を達成するため、鋭意検討した結果、分散剤として前
記従来のものに比べて低いガラス転移温度を示す特定の
共重合体を用いると、インクの低粘度化をはかれ、消泡
性も向上し、また乾燥したインクの再分散性を高められ
るインクジェットプリンタ用インクが得られ、これによ
り高速印字用のインクジェットプリンタの安定な運転が
可能となることがわかった。
完成されたものである。すなわち、本発明は、顔料、分
散剤および水を含有するインクジェットプリンタ用イン
クにおいて、上記の分散剤として、a)エーテル構造を
有するモノマー5〜70重量%と、b)酸性基を有する
モノマー10〜45重量%と、c)顔料に親和性を有す
るモノマー5〜50重量%(ただし、a,b,c三成分
の合計量は100重量%)とからなる単量体混合物の共
重合体を含むことを特徴とするインクジェットプリンタ
用インクに係るものである。
が、下記の一般式; 〔式中、R1 は水素原子またはメチル基、R2 は水素原
子、炭素数1〜15のアルキル基またはフェニル基、X
は−C2 H4 O−、Yは−C3 H6 O−、Zは−C4 H
8 O−、l,m,nは整数で、(l+m+n)=1〜5
0である〕で表されるエーテル構造を有するアクリル系
モノマーである上記構成のインクジェットプリンタ用イ
ンクを提供できるものである。
下のガラス転移温度を有する上記構成のインクジェット
プリンタ用インク、上記共重合体の重量平均分子量が
1,000〜20,000である上記構成のインクジェ
ットプリンタ用インク、上記共重合体がインク全量に対
し0.1〜3重量%である上記構成のインクジェットプ
リンタ用インク、粘度が1〜2mPa・sである上記構
成のインクジェットプリンタ用インク、溶媒として水溶
性有機溶剤を含有し、この水溶性有機溶剤がインク全量
に対し1〜30重量%である上記構成のインクジェット
プリンタ用インク、インクジェットプリンタが連続循環
方式である上記構成のインクジェットプリンタ用インク
を、それぞれ、提供できるものである。
ーテル構造を有するモノマーと、b)酸性基を有するモ
ノマーと、c)顔料に親和性を有するモノマーとからな
る単量体混合物の共重合体であり、上記a〜c三成分を
特定割合で併用することにより、インクの低粘度化をは
かれるとともに、泡立ちが少なく(消泡性であり)、か
つ乾燥したインクの再分散性を高めることができ、高速
印字用のインクジェットプリンタの安定な運転が可能と
なったものである。
合計量を100重量%として、a成分が5〜70重量
%、b成分が10〜45重量%、c成分が5〜50重量
%であることが必要で、これらの範囲外となると、上記
のような効果が得られない。上記a〜c三成分のとくに
好ましい範囲としては、a成分が10〜60重量%、b
成分が20〜45重量%、c成分が10〜45重量%で
ある。
量は最も重要であり、このb成分が10重量%未満で
は、共重合体の水への溶解性が低下して再分散性が悪く
なり、また45重量%を超えると、共重合体のガラス転
移温度が高くなり、インクの再分散性が悪くなり、また
粘度が高くなり、高速印字に適さない。
造を有するものであればよく、とくに好ましいモノマー
には、下記の一般式; 〔式中、R1 は水素原子またはメチル基、R2 は炭素数
1〜15のアルキル基またはフェニル基、Xは−C2 H
4 O−、Yは−C3 H6 O−、Zは−C4H8 O−、
l,m,nは整数で、(l+m+n)=1〜50であ
る〕で表されるエーテル構造を有するアクリル系モノマ
ーがある。
レンオキサイド、Yで表されるプロピレンオキサイド、
Zで表されるテトラメチレンオキサイドの1分子当たり
の付加モル数l,m,nは、0から50までの任意の整
数をとりうるが、その合計量(l+m+n)は1〜5
0、好ましくは1〜30である。1分子当たりの合計の
付加モル数が1未満(つまり0)では、再分散性などに
劣り、50を超えると、インクの粘度が高くなり、高速
印字用のインクジェットプリンタでは印字不良になる場
合がある。
エチレングリコールモメタクリレート、ポリエチレング
リコールモノアクリレート、メトキシポリエチレングリ
コールモノメタクリレート、メトキシポリエチレングリ
コールモノアクリレート、ラウロキシポリエチレングリ
コールモノメタクリレート、ラウロキシポリエチレング
リコールモノアクリレート、ステアロキシポリエチレン
グリコールモノメタクリレート、フェノキシエチルアク
リレート、フェノキシポリエチレングリコールアクリレ
ートなどのエチレンオキサイドが付加されたモノマー、
ポリプロピレングリコールモノメタクリレート、ポリプ
ロピレングリコールモノアクリレートなどのプロピレン
オキサイドが付加されたモノマー、ポリ(エチレングリ
コール−プロピレングリコール)モノメタクリレート、
ポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコールモ
ノメタクリレート、ポリエチレングリコール−ポリプロ
ピレングリコールモノアクリレート、オクトキシポリエ
チレングリコールポリプロピレングリコールモノメタク
リレート、オクトキシポリエチレングリコールポリプロ
ピレングリコールモノアクリレート、ステアロキシポリ
エチレングリコール−ポリプロピレングリコールモノア
クリレートなどのエチレンオキサイドとプロピレンオキ
サイドの両方が付加されたモノマー、ポリ(エチレング
リコール−テトラメチレングリコール)モノメタクリレ
ート、ポリ(エチレングリコール−テトラメチレングリ
コール)モノアクリレートなどのエチレンオキサイドと
テトラメチレンオキサイドの両方が付加されたモノマ
ー、ポリ(プロピレングリコール−テトラメチレングリ
コール)モノメタクリレート、ポリ(プロピレングリコ
ール−テトラメチレングリコール)モノアクリレート、
プロピレングリコールポリブチレングリコールモノメタ
クリレート、プロピレングリコールポリブチレングリコ
ールモノアクリレートなどのプロピレンオキシドとテト
ラメチレンオキシドの両方が付加されたモノマーなどが
挙げられる。
するモノマーであり、具体的には、アクリル酸、メタク
リル酸、クロトン酸、エタアクリル酸、プロピルアクリ
ル酸、イソプロピルアクリル酸、イタコン酸、マレイン
酸、フマール酸、アクリロイルオキシエチルフタレー
ト、アクリロイルオキシサクシネートなどのカルボキシ
ル基を有するモノマー、アクリル酸2−スルホン酸エチ
ル、メタクリル酸2−スルホン酸エチル、エチルアクリ
ルアミドスルホン酸などのスルホン酸基を有するモノマ
ー、メタクリル酸2−ホスホン酸エチル、アクリル酸2
−ホスホン酸エチルなどのホスホン酸基を有するモノマ
ーなどが挙げられる。これらの中でも、カルボキシル基
を有するモノマーがとくに好ましい。
ーと共重合可能でかつ顔料に親和性のあるモノマーであ
る。とくに、(メタ)アクリル酸エステル系モノマー
や、スチレン、α−メチルスチレン、o−メチルステレ
ン、m−メチルステレン、p−メチルスチレン、p−t
e r t−ブチルスチレンなどのスチレン系モノマーが、
好ましい。その他、アミノ基含有モノマーや、エチレン
などのα−オレフィン、イタコン酸ベンジルなどのイタ
コン酸エステル、マレイン酸ジメチルなどのマレイン酸
エステル、フマール酸ジメチルなどのフマール酸エステ
ル、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジルな
どのグリシジル基を有するモノマー、シリコーン系モノ
マー、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、酢酸ビ
ニル、メトキシポリエチレングリコールアクリレートな
ども使用できる。
マーには、メタクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル
酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸オクチル、アクリ
ル酸オクチル、メタクリル酸ラウリル、アクリル酸ラウ
リル、メタクリル酸セチル、アクリル酸セチル、メタク
リル酸ステアリル、アクリル酸ステアリル、メタクリル
酸ベヘニル、アクリル酸ベヘニル、メタクリル酸メチ
ル、アクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、アクリル
酸エチル、メタクリル酸イソプロピル、アクリル酸イソ
プロピル、メタクリル酸−n−プロピル、アクリル酸−
n−プロピル、メタクリル酸−n−ブチル、アクリル酸
−n−ブチル、メタクリル酸−t−ブチル、アクリル酸
−t−ブチル、メタクリル酸ベンジル、アクリル酸ベン
ジルなどの(メタ)アクリル酸エステルなどが挙げられ
る。これらの中でも、アルキル基の炭素数が8〜32の
範囲にあるものがとくに好ましい。
は、アクリル酸アミド、アクリル酸アミノエチル、アク
リル酸アミノプロピル、メタクリル酸アミド、メタクリ
ル酸アミノエチル、メタクリル酸アミノプロピルなどの
第1級アミノ基を有するモノマー、アクリル酸メチルア
ミノエチル、アクリル酸メチルアミノプロピル、アクリ
ル酸エチルアミノエチル、アクリル酸エチルアミノプロ
ピル、メタクリル酸メチルアミノエチル、メタクリル酸
メチルアミノプロピル、メタクリル酸エチルアミノエチ
ル、メタクリル酸エチアミノプロピル、2−ビニルピリ
ジン、4−ビニルピリジンなどの第2級アミノ基を有す
るモノマー、アクリル酸ジメチルアミノエチル、アクリ
ル酸ジエチルアミノエチル、アクリル酸ジメチルアミノ
プロピル、アクリル酸ジエチルアミノプロピル、メタク
リル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジエチルア
ミノエチル、メタクリル酸ジメチルアミノプロピル、メ
タクリル酸ジエチルアミノプロピルなどの第3級アミノ
基を有するモノマー、アクリル酸ジメチルアミノエチル
メチルクロライド塩、メタクリル酸ジメチルアミノエチ
ルメチルクロライド塩、アクリル酸ジメチルアミノエチ
ルベンジルクロライド塩、メタクリル酸ジメチルアミノ
エチルベンジルクロライド塩などの第4級アミノ基を有
するモノマーなどが挙げられる。
記の共重合体は、a成分のモノマーの1種または2種以
上と、b成分のモノマーの1種または2種以上と、c成
分のモノマーの1種または2種以上とを使用し、この単
量体混合物を、常法により、適宜の重合触媒を用いて、
共重合させることにより、得ることができる。共重合
は、塊状重合法、溶液重合法、懸濁重合法、乳化重合
法、レドックス重合法などの公知の一般的な重合方法を
用いて、行うことができる。その中でも、反応操作が簡
単なことから、溶液重合法が好ましく用いられる。
量体混合物を溶剤に溶解し、これに重合触媒を加え、1
80℃以下、好ましくは30〜150℃の温度で、30
分間〜40時間、好ましくは2〜30時間、重合反応さ
せればよい。重合触媒には、t−ブチルパーオキシベン
ゾエー卜、ジ−t−ブチルパーオキシド、クメンパーヒ
ドロキシド、アセチルパーオキシド、ペンゾイルパーオ
キシド、ラウロイルパーオキシドなどの有機過酸化物、
アゾビスイソブチロニトリル、アゾビス−2−メチルブ
チロニトリル、アゾビス−2,4−ジメチルバレロニト
リル、アゾビス−1−シクロヘキサンカルボニトリル、
ジメチル−2,2−アゾビソブチレート、アゾビス−4
−などのアゾ系化合物が用いられる。
ヘキサン、ミネラルスピリットなどの脂肪族炭化水素系
溶剤、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化
水素系溶剤、酢酸ブチルなどのエステル系溶剤、メタノ
ール、ブタノールなどのアルコール系溶剤、メチルエチ
ルケトン、イソブチルメチルケトンなどのケトン系溶
剤、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、N
−メチルピロリドン、ピリジンなどの非プロトン性極性
溶剤、水などが挙げられる。これらの中でも、インクの
溶媒としてそのまま使用できるという点で、水溶性の溶
剤を使用するのが好ましい。これらの溶剤は、必要によ
り2種以上を併用してもよい。
は、上記a〜c三成分の使用割合を特定範囲に設定した
ことにより、ガラス転移温度が50℃以下、好ましくは
30℃以下となるものであり、また、通常は−30℃以
上、とくに好ましくは−20℃以上のガラス転移温度を
有するものである。このように比較的低いガラス転移温
度を示すため、塗膜が硬くなりすぎるという問題がな
く、再分散性に好結果が得られる。また、ガラス転移温
度の下限値を上記範囲にとどめておくことにより、塗膜
の耐久性などにより好結果を得ることができる。
分子量が1,000〜20,000であるのがよく、と
くに好ましくは1,500〜15,000、より好まし
くは2,000〜10,000である。重量平均分子量
が1,000より小さいと、インク塗膜がべたつき、印
刷物を重ねた場合に色移りを起こしやすくなったり、耐
水性が悪くなる場合がある。また、重量平均分子量が2
0,000を超えてしまうと、インクの粘度が高くな
り、高速印字性が悪くなる場合がある。
は、溶媒としてイオン交換水、純水などの水を使用し、
この溶媒中に顔料を、分散剤として上記の共重合体を用
いて均一に微分散させてなるものである。ここで、上記
共重合体の使用量は、インク全量に対して0.1〜3重
量%、とくに好ましくは0.15〜2重量%とするのが
よい。上記共重合体の使用量が、インク全量に対して
0.1重量%より少ないと、インクの再分散性が悪くな
る傾向にあり、また3重量%より多いと、インクの粘度
が高くなり、高速印字性が悪くなる場合がある。
または分散染料などが用いられる。これら顔料の使用量
としては、インク全量に対して1〜20重量%、とくに
好ましくは2〜10重量%とするのがよい。顔料が1重
量%より少なくすると、インクとしては色濃度が薄くな
りすぎて実用的でなく、また20重量%より多くする
と、粘度が高くなりすぎて印字不良になる場合がある。
ラック、酸化チタン、亜鉛華、酸化亜鉛、トリボン、酸
化鉄、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素、カオリナイ
ト、モンモリロナイト、タルク、硫酸バリウム、炭酸カ
ルシウム、シリカ、アルミナ、カドミウムレッド、べン
ガラ、モリブデンレッド、クロムバーミリオン、モリブ
デートオレンジ、黄鉛、クロムイエロー、カドミウムイ
エロー、黄色酸化鉄、チタンイエロー、酸化クロム、ピ
リジアン、コバルトグリーン、チタンコバルトグリー
ン、コバルトクロムグリーン、群青、ウルトラマリンブ
ルー、紺青、コバルトブルー、セルリアンブルー、マン
ガンバイオレット、コバルトバイオレット、マイカなど
が用いられる。
系、ポリアゾ系、フタロシアニン系、キナクリドン系、
アンスラキノン系、インジゴ系、チオインジゴ系、キノ
フタロン系、ベンツイミダゾロン系、イソインドリン
系、イソインドリノン系などの顔料が用いられる。さら
に、分散染料としては、アゾ系、アントラキノン系、イ
ンジゴ系、フタロシアニン系、カルポニル系、キノンイ
ミン系、メチン系、キノリン系、ニトロ系などの染料が
用いられる。
製造するには、顔料を微細に分散する必要があり、その
ために分散機で分散する。分散機は、一般に使用される
分散機ならいかなるものでもよい。たとえば、ロールミ
ル、ボールミル、遠心ミル、遊星ボールミルなどの容器
駆動媒体ミル、サンドミルなどの高速回転ミル、あるい
は撹拌槽型ミルなどの媒体撹拌ミルが挙げられる。
ラスビーズ、スチールビーズ、セラミックビーズなどが
用いられる。これらの中でも、0.01〜1.0mmの粒
子径のセラッミックビーズを用いるのが好ましい。分散
条件としては、とくに限定されないが、遊星ボールミル
では加速度5〜50G、サンドミルではセラミックビー
ズの充填率50〜90%、周速5〜20m/秒で行うの
が好ましい。
れをあらかじめ中和剤で中和しておくのがよい。中和剤
には、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリ
ウムなどの1価のアルカリ金属イオンや、アンモニア、
トリエチルアミン、トリエタノールアミン、ジエタノー
ルアミン、エタノールアミン、ジメチルアミノエタノー
ルなどの有機アミンが用いられる。揮発しにくい中和剤
は、インクジェットプリンタに際して、ヘッドでの目詰
まりを防止できるので、好ましい。
は、溶媒である水に対して、顔料、分散剤としての上記
中和した共重合体、必要によりこれ以外の一般の顔料分
散剤を適宜の順に混合し、さらに通常は水溶性有機溶
剤、pH調整削、界面活性剤、印字ヘッドの目詰まり防
止剤、インクの消泡剤、殺菌剤、防黴剤、印字への耐水
性付与剤、電荷調整剤などのインクジェットプリンタ用
インクとして従来から用いられている各種の添加剤を適
宜混合し、分散機により、所望の粒径になるまで分散す
ることにより、製造される。分散液を安定化させるため
に、上記分散液にさらに40〜100℃の加熱処理を施
してもかまわない。
たり、乾燥後に顔料が溶媒に再分散する再分散性を付与
するために、好ましく用いられる。水溶性有機溶剤は、
インク全量に対し、1〜30重量%、好ましくは2〜2
0重量%、より好ましくは3〜10重量%であるのがよ
い。水溶性有機溶剤が過少となると、印字ヘッドの目詰
まり防止効果が不十分となり、また過多となると、溶液
の有機性が高くなり、顔料の分散性を阻害するなどの問
題を生じやすい。
コ−ルが好ましく、とくに、エチレングリコール、ジエ
チレングリコールまたはグリセリンが好ましく用いられ
る。その他の水溶性多価アルコ−ルとしては、たとえ
ば、トリエチレングリコール、トリプロピレングリコー
ル、ジメチルスルホキシド、ジアセトンアルコール、グ
リセリンモノアリルエーテル、プロピレングリコール、
ポリエチレングリコ−ル、チオジグリコール、N−メチ
ル−2−ピロリドン、2−ピロリドン、γ−ブチロラク
トン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、スル
フォラン、トリメチロールプロパン、ネオペンチルグリ
コール、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−
ルモノイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノ
アリルエ−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、トリ
エチレングリコールモノメチルエ−テル、トリエチレン
グリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコール
モノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチ
ルエーテル、β−ジヒドロキシエチルウレア、ウレア、
アセトニルアセトン、ペンタエリスリトール、ヘキシレ
ングリコール、エチレングリコールモノプロピルエーテ
ル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレン
グリコールモノイソブチルエーテル、エチレングリコー
ルモノフェニルエ−テル、ジエチレングリコールジエチ
ルエ−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モノイソブチルエーテル、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−テル、トリエチレングリコー
ルジエチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチ
ルエーテル、テトラエチレングリコールジエチルエーテ
ル、プロピレングリコールモノブチルエ−テル、ジプロ
ピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレング
リコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコー
ルモノブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノ
メチルエーテル、グリセリンモノアセテート、グリセリ
ンジアセテート、グリセリントリアセテート、エテレン
グリコールモノメチルエ−テルアセテート、ジエチレン
グリコールモノメチルエーテルアセテート、シクロヘキ
サノール、1−ブタノール、2,5−ヘキサンジオー
ル,エタノール、n−プロパノール、2−プロパノー
ル、1−メトキシ−2−プロパノール、フルフリルアル
コール、テトラヒドロフルフリルアルコール、1,2−
ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,3−ブ
タンジオール,2,4−ペンタンジオール、1,5−ペ
ンタンジオール、2−メチルー2,4−ペンタンジオー
ル、1,2−シクロヘキサンジオール,1,4−シクロ
ヘキサンジオール,トリメチロールエタン,トリメチロ
ールプロパン、1,2,4−ブタントリオール,1,
2,6−ヘキサントリオール、1,2,5−ペンタント
リオール、3−メチルー1,5−ペンタンジオール、3
−ヘキセン−2,5−ジオール、ポリエチレングリコー
ル、ポリプロピレングリコールなどが挙げられる。
無機塩または水酸化物の中から選ばれる少なくとも1種
が用いられ、インクのpHを7〜11の範囲に調整する
と、ノズルの目詰まり防止に効果的である。有機アミン
には、アンモニア、モノエチルアミン、ジエチルアミ
ン、トリエチルアミン、モノエタノールアミン、ジエタ
ノールアミン、トリエタノールアミン、モノメチルアミ
ノエタノール、ジメチルアミノエタノール、モノエチル
アミノエタノール、ジエチルアミノエタノールなどがあ
る。水溶性無機塩には、炭酸ナトリウム、炭酸カルシウ
ムなどがある。水溶性無機水酸化物には、水酸化リチウ
ム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化マグネ
シウム、水酸化カルシウムなどが挙げられる。
を与えるものである。とくに、サーマルタイプのインク
ジェットプリンタにおいて、ヒータで加熱したときのバ
ブルを安定に発生させるため、好ましく用いられる。添
加量は、インク全量に対し、0.5〜5重量%の範囲に
あるのが、印字安定性上、好ましい。
剤としては、水溶性のイオン性界面活性剤またはHLB
価12以上の非イオン性界面活性剤を用いるのが好まし
い。このような界面活性剤には、アニオン性界面活性
剤、カチオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、両
性界面活性剤などがあり、とくに好ましいのはアニオン
性界面活性剤またはノニオン性界面活性剤である。
ソーダせっけん、オレイン酸カリせっけん、半硬化牛脂
脂肪酸ソーダせっけんなどの脂肪酸塩、ラウリル硫酸ナ
トリウム、ラウリル硫酸トリエタノールアミン、高級ア
ルコール硫酸ナトリウムなどのアルキル硫酸塩、ドデシ
ルベンゼンスルホン酸ナトリウムなどのアルキルベンゼ
ンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸ナトリ
ウムなどのアルキルナフタレンスルホン酸塩、ジアルキ
ルスルホコハク酸ナトリウムなどのアルキルスルホコハ
ク酸塩、アルキルジフエニルエーテルジスルホン酸ナト
リウムなどアルキルジフエニルエーテルジスルフォン酸
塩、アルキル燐酸カリウムなどのアルキル燐酸塩、ポリ
オキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム、ポリ
オキシエチレンアルキル硫酸トリエタノールアミンなど
のポリオキシエチレンアルキル硫酸エステル塩、ポリオ
キシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸ナトリウム
などのアルキルアリル硫酸エステル塩、ポリオキシエチ
レンアルキル燐酸エステル、ナフタレンスルフォン酸ホ
ルマリン縮合物などがある。
トアミンアセテートやステアリルアミンアセテートなど
のアルキルアミン塩、ラウリルトリメチルアンモニウム
クロライド、ステアリルトリメチルアンモニウムクロラ
イドやアルキルベンジルジメチルアンモニウムクロライ
ドなどの第4級アンモニウム塩、ラウリルベタインやス
テアリルベタインなどのアルキルベタイン、ラウリルジ
メチルアミンオキサイドなどのアミンオキサイドなどが
挙げられる。
には、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキ
シエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンステア
リルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテルや
ポリオキシエチレン高級アルコールエ−テルなどのポリ
オキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレン
オクチルフェニルエーテルやポリオキシエチレンノニル
フェニルエーテルなどのポリオキシエチレンアルキルア
リルエーテル、ポリオキシエチレン誘導体、オキシエチ
レン・オキシプロピレンブロックコポリマー、ソルビタ
ン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタンモノ
ラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミ
テート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレー
ト、ポリオキシエチレンソルビタントリステアレート、
ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエートやポリオ
キシエチレンソルビタントリオレエートなどのポリオキ
シエチレンソルビタン脂肪酸エステル、テトラオレイン
酸ポリオキシエチレンソルビットなどのポリオキシエチ
レンソルビトール脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エ
ステル、アセチレングリコールなどが用いられる。
ン酸系、アルキル硫酸エステル系、脂肪酸塩系、4級ア
ンモニウム塩系などの陽イオン性界面活性剤、アルキル
ベタイン、アミンオキサイドなどの両性界面活性剤、ソ
ルビタン酸エステル系などの脂肪酸エステル、ポリオキ
シエチレンアルキルエーテルなどの非イオン性界面活性
剤、メチルポリシロキサン共重合体、シリコーンオイル
などの有機シリコーン系の非イオン性界面活性剤、テト
ラメチル−デシン−ジオールなどのアセチレングリコー
ル系の非イオン性界面活性剤などが用いられる。
インクの吐出を阻害することを抑制するため、防黴剤や
防腐剤が用いられる。たとえば、ホルマリン、デヒドロ
酢酸塩、安息香酸塩、ペンタクロロフェノール塩、1,
2−ベンゾイソチアゾリン−3−オン、4−(2−ニト
ロブチル)モルホリン、2−(4−チアゾリル)ベンヅ
イミダゾール、フッ化塩、2−クロロアセトアミド、a
−ブロムシンナムアルデヒド、2−ピリジンチオール−
1−アキサイドナトリウム塩、トリアジン系化合物、ア
ルキルアミン塩、4級アンモニウム塩などが挙げられ
る。また、保湿剤としては、尿素、エチレン尿素、チオ
尿素などが用いられる。
プのインクジェットプリンタにおいて、インクの導電率
を適宜の値に調整するために用いられるが、プリンタの
機種により必要とされる導電率が異なり、またインク中
の他の成分によってもインクの導電率が異なるため、必
要に応じて、適宜用いられる。このような目的で用いる
電解質には、たとえば、塩化アンモニウム、塩化ナトリ
ウム、硝酸リチウム、硝酸アンモニウム、チオシアン酸
アンモニウム、チオシアン酸カリウム、チオシアン酸ナ
トリウム、亜硝酸アンモニウム、酢酸リチウム、酢酸カ
リウム、酢酸アンモニウムなどの無機塩類、トリエタノ
ールアミン塩酸塩、トリエタノールアミン硝酸塩、トリ
エタノールアミン硫酸塩、安息香酸塩、フタル酸塩、ト
リメリット酸塩、ピロメリット酸塩などが挙げられる。
には、上記した各成分のほか、印字物の耐水性、光沢、
耐擦性などの品質を向上させるための成分として、各種
の樹脂を添加するのが好ましい。樹脂の種類には、水溶
性の樹脂や、平均粒径が10〜300nmの分散型の樹
脂がある。これら樹脂の添加量としては、粘度やその他
の諸特性から、インク全量に対して、1〜15重量%の
範囲であるのが好ましく、2〜10重量%の範囲である
のがより好ましい。
リ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルブチラー
ル、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、そ
れらの共重合体などのポリビニル系樹脂、アクリル酸、
メタクリル酸、またはこれらエステルの重合体および共
重合体、アクリロニトリル−アクリル系共重合体、スチ
レン−アクリル系共重合体などのアクリル系樹脂、ポリ
ウレタン系樹脂、アクリル−ウレタン系樹脂、スチレン
−マレイン酸系樹脂などがあり、その他、メチルセルロ
ース、カルボキシセルロース、ヒドロヒシメチルセルロ
ースなどのセルロース系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポ
リエステル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミド系樹
脂、さらにはこれらの共重合体樹脂や、カゼイン、ゼラ
チン、デンプン、デキストリン、セラックなどが挙げら
れる。
ットプリンタ用インクは、粘度が1〜2mPa・sの範
囲にあるのが好ましく、とくに好ましくは1.2〜1.
8mPa・sの範囲にあるのがよい。粘度を1mPa・
sより小さくすると、必然的に揮発性の溶剤を多量に使
用する必要があり、材料によっては人体や環境の上で好
ましくない場合がある。また、粘度が2mPa・sを超
えると、高速印字に適さなくなる場合がある。
は、市販のピエゾタイプやサーマルタイプ、連続式など
のインクジェット方式であれば、その機種に限定なく、
すべてのプリンタに適用することができる。その中で
も、連続循環方式のプリンタに対して、とくに本発明の
効果を発揮できるものである。たとえば、特開平8−1
09343号公報および米国特許第4,255,754
号明細書などに記載されるプリンタなどに適用しても、
良好に印字することができる。
をさらに詳細に説明する。なお、以下において、「部」
および「%」は、とくに断りがない限り、「重量部」お
よび「重量%」を意味するものとする。また、以下にお
いて、商品名などに関してとくに記載のない試薬は、す
べて、和光純薬社製の試薬1級を使用したものである。
さらに、実施例で用いた共重合体A〜Eは、下記の合成
例1〜5により、合成したものである。
応容器に、イソプロピルアルコール100部を計り込
み、窒素シールしながら、還流温度まで昇温した。これ
に、上記のモノマー溶液を、2時間かけて滴下し、滴下
終了後、還流温度で12時間反応させた。反応後の溶液
は、酸価258mgKOH/g、重量平均分子量7,70
0、ガラス転移温度26℃の共重合体Aを含有する、不
揮発分41.2%の溶液であった。これを、アンモニア
で115%中和し、イオン交換水とイソプロピルアルコ
ールを置換して、共重合体Aの25%水溶液を調製し
た。
応容器に、イソプロピルアルコール100部を計り込
み、窒素シールしながら、還流温度まで昇温した。これ
に、上記のモノマー溶液を、2時間かけて滴下し、滴下
終了後、還流温度で12時間反応させた。反応後の溶液
は、酸価258mgKOH/g、重量平均分子量8,70
0、ガラス転移温度16℃の共重合体Bを含有する、不
揮発分46.4%の溶液であった。これを、アンモニア
で115%中和し、イオン交換水とイソプロピルアルコ
ールを置換して、共重合体Bの25%水溶液を調製し
た。
応容器に、イソプロピルアルコール100部を計り込
み、窒素シールしながら、還流温度まで昇温した。これ
に、上記のモノマー溶液を、2時間かけて滴下し、滴下
終了後、還流温度で12時間反応させた。反応後の溶液
は、酸価258mgKOH/g、重量平均分子量8,60
0、ガラス転移温度25℃の共重合体Cを含有する、不
揮発分43.3%の溶液であった。これを、アンモニア
で115%中和し、イオン交換水とイソプロピルアルコ
ールを置換して、共重合体Cの25%水溶液を調製し
た。
応容器に、イソプロピルアルコール100部を計り込
み、窒素シールしながら、還流温度まで昇温した。これ
に、上記のモノマー溶液を、2時間かけて滴下し、滴下
終了後、還流温度で12時間反応させた。反応後の溶液
は、酸価545mgKOH/g、重量平均分子量6,60
0、ガラス転移温度60℃の共重合体Dを含有する、不
揮発分42.7%の溶液であった。これを、アンモニア
で115%中和し、イオン交換水とイソプロピルアルコ
ールを置換して、共重合体Dの25%水溶液を調製し
た。
応容器に、イソプロピルアルコール100部を計り込
み、窒素シールしながら、還流温度まで昇温した。これ
に、上記のモノマー溶液を、2時間かけて滴下し、滴下
終了後、還流温度で14時間反応させた。反応後の溶液
は、酸価129mgKOH/g、重量平均分子量5,80
0、ガラス転移温度−42℃の共重合体Eを含有する、
不揮発分33.1%の溶液であった。これを、アンモニ
アで115%中和し、イオン交換水とイソプロピルアル
コールを置換して、共重合体Eの25%水溶液を調製し
た。
x 85」)20.0部、合成例1で調製した共重合体
Aの25%水溶液18.0部、イオン交換水59.5部
および湿潤剤(日信化学社製の「サーフィノール10
4」)2.5部を、分散機として、シンマルエンタープ
ライセス社製の「ダイノーミルKDLスペシャル」によ
り、粒径0.3mmのジルコニアビーズを分散媒体とし
て、2時間分散して、顔料分散液を得た。
リセリン4.5部、ジメチルアミノエタノール1.1
部、トリメリット酸アンモニウム1.6部およびイオン
交換水70.3部を加えた。これを、再び上記の分散機
で混合分散し、最終的にメンブランフィルターでろ過す
ることにより、インクジェットプリンタ用ブラックイン
クを調製した。
x 85」)20.0部に代えて、ブラック顔料(三菱
化学株式会社製の「#1000」)を同量使用し、また
合成例1で調製した共重合体Aの25%水溶液18.0
部に代えて、合成例2で調製した共重合体Bの25%水
溶液を同量使用した以外は、実施例1と同様にして、イ
ンクジェットプリンタ用ブラックインクを調製した。
x 85」)20.0部に代えて、ブラック顔料(キャ
ボット社製の「モナーク1100」)を同量使用し、ま
た合成例1で調製した共重合体Aの25%水溶液18.
0部に代えて、合成例3で調製した共重合体Cの25%
水溶液を同量使用した以外は、実施例1と同様にして、
インクジェットプリンタ用ブラックインクを調製した。
x 85」)20.0部に代えて、銅フタロシアニン顔
料(大日本インキ化学工業株式会社製の「Fastog
en Blue TGR」)を15.0部使用し、合成
例1で調製した共重合体Aの25%水溶液18.0部は
そのまま使用し、これを分散する際のイオン交換水の使
用量を64.5部に変更した以外は、実施例1と同様に
して、インクジェットプリンタ用シアンインクを調製し
た。
x 85」)20.0部に代えて、キナクリドン顔料
(大日本インキ化学工業株式会社製の「Fastoge
n Super Mgenta RTS」)を15.0
部使用し、また合成例1で調製した共重合体Aの25%
水溶液18.0部に代えて、合成例2で調製した共重合
体Bの25%水溶液を同量使用し、かつこれを分散する
際のイオン交換水の使用量を64.5部に変更した以外
は、実施例1と同様にして、インクジェットプリンタ用
シアンインクを調製した。
x 85」)20.0部に代えて、モノアゾイエロー顔
料(大日本インキ化学工業株式会社製の「Symule
r Fast Yellow」)を15.0部使用し、
また合成例1で調製した共重合体Aの25%水溶液1
8.0部に代えて、合成例3で調製した共重合体Cの2
5%水溶液を同量使用し、かつこれを分散する際のイオ
ン交換水の使用量を64.5部に変更した以外は、実施
例1と同様にして、インクジェットプリンタ用シアンイ
ンクを調製した。
x 85」を使用し、合成例1で調製した共重合体Aの
25%水溶液18.0部に代えて、市販の分散剤(ジョ
ンクリル62)を14.3部使用し、かつこれを分散す
る際のイオン交換水の使用量を63.2部に変更した以
外は、実施例1と同様にして、インクジェットプリンタ
用ブラックインクを調製した。
x 85」を使用し、合成例1で調製した共重合体Aの
25%水溶液18.0部に代えて、合成例4で調製した
共重合体Dの25%水溶液を同量使用した以外は、実施
例1と同様にして、インクジェットプリンタ用ブラック
インクを調製した。
x 85」を使用し、合成例1で調製した共重合体Aの
25%水溶液18.0部に代えて、合成例5で調製した
共重合体Eの25%水溶液を同量使用した以外は、実施
例1と同様にして、インクジェットプリンタ用ブラック
インクを調製した。
各インクジェットプリンタ用インクについて、下記の方
法により、インクの粒径および粘度を測定し、また再分
散性試験、泡立ち試験および連続運転試験の評価を行っ
た。これらの結果は、表1に示されるとおりであった。
の粒径は、コールター社製の「レーザードップラー方式
の粒度分布計N4 PLUS」で測定した。また、粘度
は、東機産業社製の「R型粘度計」で測定(回転数10
0rpm)した。
クをスライドガラス上に滴下し、60℃のオーブンで3
0分乾燥させたのち、ジメチルアミノエタノール1%水
溶液に浸漬させて、乾燥した被膜が溶解するまでの時間
を測定する。この数値が小さいほど再分散性がすぐれて
いることを意味する。
mlのメスシリンダーにインクを200ml入れ、イン
クの温度を25℃にしたのち、ディフューザーをインク
中に沈める。このときディフューザーから出る空気の流
量は、圧力2kg/cmで、50ml/分とし、前記の
状態で10分後の泡の高さを測定する。この数値が小さ
いほど消泡性がすぐれていることを意味する。ただし、
数値にはインクの容量(200ml)は含まれていな
い。
のインクジェットプリンタを用いて、12時間運転、1
2時間休止の1サイクルを20サイクル行い、運転がス
ムーズに立ち上がらなかったり運転中にエラー表示が出
た場合を運転中止時間とした。
実施例1〜6の各インクジェットプリンタ用インクは、
いずれも、粘度が低く、消泡性および再分散性にすぐれ
ており、高速タイプのインクジェットプリンタに最適で
あり、ドミノ社製のプリンタを用いて240時間連続運
転を行ったが、なんら問題はなかった。これに対し、比
較例1〜3のインクジェットプリンタ用インクは、消泡
性、再分散性どちらもにもすぐれているインクはなく、
また粘度が高いなどで、ドミノ社製のプリンタを用いて
連続運転を行ったが、100時間後には運転が止まって
しまい、連続運転の安定性に欠けていた。
剤として、エーテル構造を有するモノマーと酸性基を有
するモノマーと顔料に親和性を有するモノマーを特定割
合で含む単量体混合物を共重合させてなる、ガラス転移
温度の低い共重合体を使用したことにより、低粘度であ
り、泡立ちの少ない、しかも再分散性にすぐれた、高速
印字用のインクジェットプリンタの安定な運転を可能と
するインクジェットプリンタ用インクを提供することが
できる。
Claims (8)
- 【請求項1】 顔料、分散剤および水を含有するインク
ジェットプリンタ用インクにおいて、上記の分散剤とし
て、a)エーテル構造を有するモノマー5〜70重量%
と、b)酸性基を有するモノマー10〜45重量%と、
c)顔料に親和性を有するモノマー5〜50重量%(た
だし、a,b,c三成分の合計量は100重量%)とか
らなる単量体混合物の共重合体を含むことを特徴とする
インクジェットプリンタ用インク。 - 【請求項2】 a成分のモノマーは、下記の一般式; 〔式中、R1 は水素原子またはメチル基、R2 は水素原
子、炭素数1〜15のアルキル基またはフェニル基、X
は−C2 H4 O−、Yは−C3 H6 O−、Zは−C4 H
8 O−、l,m,nは整数で、(l+m+n)=1〜5
0である〕で表されるエーテル構造を有するアクリル系
モノマーである請求項1に記載のインクジェットプリン
タ用インク。 - 【請求項3】 共重合体は、50℃以下のガラス転移温
度を有する請求項1または2に記載のインクジェットプ
リンタ用インク。 - 【請求項4】 共重合体は、重量平均分子量が1,00
0〜20,000である請求項1〜3のいずれかに記載
のインクジェットプリンタ用インク。 - 【請求項5】 共重合体は、インク全量に対し0.1〜
3重量%である請求項1〜4のいずれかに記載のインク
ジェットプリンタ用インク。 - 【請求項6】 粘度が1〜2mPa・sである請求項1
〜5のいずれかに記載のインクジェットプリンタ用イン
ク。 - 【請求項7】 溶媒として水溶性有機溶剤を含有し、こ
の水溶性有機溶剤がインク全量に対し1〜30重量%で
ある請求項1〜6のいずれかに記載のインクジェットプ
リンタ用インク。 - 【請求項8】 インクジェットプリンタが連続循環方式
である請求項1〜7のいずれかに記載のインクジェット
プリンタ用インク。
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