JP2004277713A - 静電インクジェットインク組成物 - Google Patents
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Abstract
色材濃縮吐出型の静電インクジェットヘッドにおいて、分散安定性、荷電極性の制御や荷電の経時安定性に優れると共に、高濃度で滲みの少ないドットを高速で安定に印字することができる静電方式インクジェットプリンタ用油性インク組成物及びその色材粒子の荷電制御方法を提供する。
【解決手段】
比誘電率1.5〜20及び表面張力15〜60mN/mを有する非水溶媒と、前記非水溶媒に不溶な色材と、前記非水溶媒に可溶な荷電調節剤とを含有する静電型インクジェット記録装置用のインク組成物であって、前記荷電調節剤が、特定構造の長鎖ビニル−半マレイン酸アミド共重合体を含有するか、または、非水溶媒に可溶となしうる少なくとも1種以上の単量体と無水マレイン酸とを構成単位として有する共重合体と、1級アミノ化合物または1級アミノ化合物および2級アミノ化合物との反応により得られる高分子化合物であり、かつ、半マレイン酸アミド成分とマレインイミド成分とを繰返し単位として有する高分子化合物を含有する。
【選択図】 なし
Description
られている水性インクと比較し表面張力が低いために、記録紙への浸透性が非常に大きく、特に普通紙に印字を行う場合において、印字濃度の低下やにじみ、裏写りを生じやすいという問題があった。
次に、色材粒子を十分な速度で電気泳動により吐出口部に集中させる必要があるため、色材粒子が十分な帯電量を有している事、すなわち色材粒子が正極性もしくは負極性の高い粒子電導度を有している事が必要である。またさらに、吐出性能と色材粒子の沈降防止との兼ね合いから、色材粒子の平均粒径は、0.1〜4μm程度が好ましいとされる。
明な点が多いが、金属石鹸の場合は選択的吸着モデルで顔料の極性制御が決まると考えられている。即ち、油溶性の金属石鹸が解離して、解離金属イオンが顔料粒子に吸着して正荷電を与える。一方、対イオンは金属石鹸とミセル構造を形成し負電荷として分散液中で安定化されている。しかしながら、吸着平衡に基づく荷電発生機構のために、水分などの環境の影響を受けやすく、顔料粒子の荷電を長期間安定に保持させることがなかなかできないという問題があった。
本発明は上記従来の問題点を解決するものであり、インク中の色材粒子が高い正極性の比伝導度を有する事により、高濃度で滲みが少ないドットを高速で印字することができる色材濃縮吐出型の静電インクジェットヘッド用のインクを提供する事、および色材粒子の荷電量を長期間に亘り安定に保持できるために長期間の安定に印字することができる色材濃縮吐出型静電インクジェットヘッド用インクとそれを用いた静電インクジェット画像形成方法を提供する事を目的とする。
(1) 比誘電率1.5〜20及び表面張力15〜60mN/m(25℃において)を有する非水溶媒と、前記非水溶媒に不溶な色材と、前記非水溶媒に可溶な荷電調節剤とを含有する静電型インクジェットインク組成物であって、前記荷電調節剤が下記一般式(Ia)及び(Ib)で示される繰返し単位を含む半マレイン酸アミド共重合体を含有することを特徴とする静電インクジェットインク組成物。
(5) 比誘電率1.5〜20及び表面張力15〜60mN/m(25℃において)を有する非水溶媒、前記非水溶媒に不溶な色材、および前記非水溶媒に可溶な下記一般式(Ia)及び(Ib)で示される繰返し単位を含む半マレイン酸アミド共重合体を含有する荷電調節剤を含有するインク組成物を、複数の記録電極が配置された記録ヘッドに導入し、前記記録電極に電圧を印加して、前記インクに静電力を作用させて色材粒子が濃縮された形でインク滴を飛翔させて、対向する様に配置された記録媒体上に印字ドットを形成し記録を行う静電インクジェット画像形成方法。
(7) 比誘電率1.5〜20及び表面張力15〜60mN/m(25℃において)を有する非水溶媒、前記非水溶媒に不溶な色材、及び前記非水溶媒に可溶な荷電調節剤を有し、前記荷電調節剤が、非水溶媒に可溶となしうる少なくとも1種以上の単量体と無水マレイン酸とを構成単位として有する共重合体と、1級アミノ化合物または1級アミノ化合物および2級アミノ化合物との反応により得られる高分子化合物であり、かつ、半マレイン酸アミド成分とマレインイミド成分とを繰返し単位として有する高分子化合物を含有するインク組成物を、複数の記録電極が配置された記録ヘッドに導入し、前記記録電極に電圧を印加して、前記インクに静電力を作用させて色材粒子が濃縮された形でインク滴を飛翔させて、対向する様に配置された記録媒体上に印字ドットを形成し記録を行う静電インクジェット画像形成方法。
(8)インクを複数の記録電極が配置された記録ヘッドに導入し、前記記録電極に電圧を印加して、前記インクに静電力を作用させて色材粒子が濃縮された形でインク滴を飛翔させて、対向する様に配置された記録媒体上に印字ドットを形成し記録を行う色材濃縮吐出型の静電インクジェットインク組成物において、比誘電率1.5〜20及び表面張力15〜60mN/m(25℃において)を有する非水溶媒、前記非水溶媒に不溶な色材、および前記非水溶媒に可溶な荷電調節剤を有し、前記荷電調節剤が上記一般式(Ia)又は(Ia’)及び(Ib)で示される繰返し単位を含む半マレイン酸アミド共重合体、あるいは、非水溶媒に可溶となしうる少なくとも1種以上の単量体と無水マレイン酸とを構成単位として有する共重合体と、1級アミノ化合物または1級アミノ化合物および2級アミノ化合物との反応により得られる高分子化合物であり、かつ、半マレイン酸アミド成分とマレインイミド成分とを繰返し単位として有する高分子化合物、を含有することを特徴とする静電インクジェットインク組成物。
(9)インク組成物の25℃における体積抵抗率が108Ω・cm以上であり、かつインク組成物中の色材粒子の粒子電導度が100pS/cm以上である事を特徴とする上記(8)記載の静電インクジェットインク組成物。
の全体の比電導度から、インク組成物を遠心分離器にかけた上澄みの比電導度を差し引いて求めた値である。
本発明で使用される比誘電率1.5〜20及び表面張力15〜60mN/m(25℃において)を有する非水溶媒に必要な特性としては、毒性の少ないこと、引火性が少ないこと、臭気が少ないことであり、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、芳香族炭化水素、石油ナフサ及びこれらのハロゲン置換体等から選ばれた溶媒が挙げられる。例えばヘキサン、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、エクソン社のアイソパーE、アイソパーG、アイソパーH、アイソパーL、フィリップ石油社のソルトール、出光石油化学社のIPソルベント、石油ナフサではシェル石油化学社のS.B.R.、シェルゾール70、シエルゾール71、モービル石油社のベガゾール等から選ばれた溶媒を単独あるいは混合して用いる。
ハロゲン置換の炭化水素系溶媒としてはフルオロカーボン系溶媒があり、例えばC7F16、C8F18などのCnF2n+2で表されるパーフルオロアルカン類(住友3M社製「フロリナートPF5080」、「フローリナートPF5070」(商品名)等)、フッ素系不活性液体(住友3M社製「フロリナートFCシリーズ」(商品名)等)、フルオロカーボン類(デュポンジャパンリミテッド社製「クライトックスGPLシリーズ」(商品名)等)、フロン類(ダイキン工業株式会社製「HCFC−141b 」(商品名)等)、[F(CF2)4CH2CH2I]、[F(CF2)6I]等のヨウ素化フルオロカーボン類(ダイキンファインケミカル研究所製「I−1420」、「I−1600」(商品名)等)等がある。
シリコーンオイルとしてはこれらの具体例に限定されるものではない。ジメチルポリシロキサンは、その分子量により非常に広い粘度範囲のものが入手可能であるが、1〜20cStの範囲のものを用いるのが好ましい。これらのジメチルポリシロキサンは、イソパラフィン系炭化水素同様、1010Ω・cm以上の体積抵抗率を有し、高安定性、高安全性、無臭性といった特徴を有している。またこれらのジメチルポリシロキサンは、表面張力が低いことに特徴があり、18〜21mN/mの表面張力を有している。
色材としては、特に限定されるものではなく、一般に市販されているすべての有機顔料及び無機顔料、もくしは顔料を分散媒に不溶性の樹脂等に分散させたもの、あるいは顔料表面に樹脂をグラフト化したもの等を用いる事ができる。また樹脂粒子を染料で染色したもの等も用いる事ができる。
有機顔料及び無機顔料の具体例としては、例えば、イエロー色を呈するものとして、C.I.ピグメントイエロー1(ファストイエローG等),C.I.ピグメントイエロー74の如きモノアゾ顔料、C.I.ピグメントイエロー12(ジスアゾイエローAAA等)、C.I.ピグメントイエロー17の如きジスアゾ顔料、C.I.ピグメントイエロー180の如き非ベンジジン系のアゾ顔料、 C.I.ピグメントイエロー100(タートラジンイエローレーキ等)の如きアゾレーキ顔料、C.I.ピグメントイエロー95(縮合アゾイエローGR等)の如き縮合アゾ顔料、C.I.ピグメントイエロー115(キノリンイエローレーキ等)の如き酸性染料レーキ顔料、C.I.ピグメントイエロー18(チオフラビンレーキ等)の如き塩基性染料レーキ顔料、フラバントロンイエロー(Y−24)の如きアントラキノン系顔料、イソインドリノンイエロー3RLT(Y−110)の如きイソインドリノン顔料、キノフタロンイエロー(Y−138)の如きキノフタロン顔料、イソインドリンイエロー(Y−139)の如きイソインドリン顔料、C.I.ピグメントイエロー153(ニッケルニトロソイエロー等)の如きニトロソ顔料、C.I.ピグメントイエロー117(銅アゾメチンイエロー等)の如き金属錯塩アゾメチン顔料等が挙げられる。
きフタロシアニン顔料、C.I.ビグメントブルー24(ピーコックブルーレーキ等)の如き酸性染料レーキ顔料、C.I.ビグメントブルー1(ビクトリアピュアブルーBOレーキ等)の如き塩基性染料レーキ顔料、C.I.ビグメントブルー60(インダントロンブルー等)の如きアントラキノン系顔料、C.I.ビグメントブルー18(アルカリブルーV−5:1)の如きアルカリブルー顔料等が挙げられる。
本発明のインク組成物の第一の実施形態において、荷電調節剤は、下記一般式(Ia)及び(Ib)で示される繰返し単位を含む半マレイン酸アミド共重合体を少なくとも1種含有する。
、特公平6−19596号公報に開示されているように電子写真用液体現像剤の荷電調節剤として既に知られている。しかしながら、特公平6−19596号公報では、酢ビ粒子をニグロシン等で染色した液体現像剤の荷電制御について記述があるものの、本発明の如く荷電極性が種種異なるため荷電制御が困難な顔料からなる色材粒子の荷電制御については記載がない。また、特公平6−19596号公報の実施例1に開示されている電子写真用液体現像剤中の染色ラテックス粒子の粒子電導度は83ps/cmと小さく、このような粒子電導度の小さな粒子を静電型インクジェットプリンターに用いた場合には、インクの吐出電圧を高くしても吐出できず、静電型インクジェット用インクとして全く使用できないものであった。
一般式(Ia)においてX1は、好ましくは総炭素数10〜30個の置換されてもよいアルキル基(例えば、デシル基、ドデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基、オクタデシル基、ドコサニル基、10−メトキシカルボニルオクタメチレン基、10−ヘキシルオキシカルボニルオクタメチレン基等);総炭素数10〜32個の置換されてもよいアラルキル基(例えば、4−ブチルフェニルメチル基、4−メトキシカルボニルフェニルエチル基、4−ブトキシカルボニルフェニルメチル基等);総炭素数10〜32個の置換されてもよいシクロアルカン基(例えば、4−ブチルシクロヘキシル基、4−オクチルシクロヘキシル基、4−ドデシルシクロヘキシル基、3,5−ジブチルシクロヘキシル基、3−ヘキシルシクロオクチル基等);又は総炭素数10〜32個の置換されてもよいアリール基(例えば、4−ブチルフェニル基、4−オクチルフェニル基、4−ドデシルフェニル基、4−オクチルオキシフェニル基、4−オクチルオキシカルボニルフェニル基等)等を表わす。
R1及びR2は、同じでも異なってもよく、水素原子、総炭素数1〜28の置換されてもよいアルキル基(例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、2−エチルヘキシル基、デシル基、ドデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基、オクタデシル基、ドコサニル基、3−メトキシプロピル基、3−クロロプロピル基、2−シアノエチル基等)、総炭素数7〜32の置換されてもよいアラルキル基(例えばベンジル基、フエネチル基、4−クロロベンジル基、4−ブチルベンジル基、4−メトキシベンジル基など)、総炭素数2〜32の置換されてもよいアルケニル基(例えばアリル基、2−ペンテニル基、イソブテレニル基、2−デセニル基、オレイル基等)、総炭素数5〜32の置換されてもよい脂環式炭化水素基(例えばシクロペンチル基、シクロヘキシル基等)、総炭素数6〜32の置換されてもよいアリール基(例えばフェニル基、ナフチル基、2−クロロフェニル基、4−クロロフエニル基、4−メチルフェニル基、4−メトキシフェニル基、4−ブチルフェニル基、4−オクチルフェニル基、4−ブトキシフェニル基等)又は原子数5個以上の置換されてもよい複素環基(例えばフリル基等)を表わす。さらにR1とR2は炭素原子で閉環されてもよく又環内にヘテロ原子を含んでよい(例えばモルホリル基、ピペリジル基等)。
一般式(Ia)及び(Ib)で示される成分の組成比は、質量比で10:90〜99.5:0.5が好ましく、70:30−30:70がより好ましい。
上記一般式(IIa)及び(IIb)で示される繰り返し単位を含むマレイン酸無水物共重合体は、従来公知の方法に従って製造できる。例えば、小田良平編「近代工業化学、第16巻、高分子工業化学I上」第281頁(朝倉書店刊)、大津等、「Polymer Letters,2、973(1964)、M.M.Martin,J.Org.Chem.27、1201(1962)等に詳細に記載されている。下記にその具体例をいくつか列挙する。
ルアミン、テトラデシルアミン、ヘキサデシルアミン、オクタデシルアミン、ドコサニルアミン、2−エチルヘキシルアミン、3,3−ジメチルペンチルアミン、アリルアミン、ヘキセニルアミン、ドデセニルアミン、テトラデセニルアミン、ヘキサデセニルアミン、オクタデセニルアミン、2−ノニル・2−ブテニルアミン等が挙げられる。
即ち、カルボン酸無水物及びアミノ化合物と反応を生ずることなく、且つ下記反応温度において、両者を溶解しうる有機溶媒中〔例えば炭化水素類(例えばデカン、アイソパーG、アイソパーH、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン等)、ケトン類(メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等)、エーテル類(ジオキサン、T・H・F、アニソール等)、ハロゲン化炭化水素(クロロホルム、ジクロロエチレン、メチルクロロホルム等)、ジメチルホルムアミド又はジメチルスルホキサイド等が挙げられ、単独あるいは混合して使用する〕において、該化合物を混合し、温度20℃〜200℃、好ましくは25℃〜150℃で、1時間〜80時間、好ましくは3〜15時間反応させる。
又、本反応において有機塩基(例えば、トリエチルアミン、ジメチルアニリン、ピリジン、モルホリン等)あるいは無機又は有機酸(例えば硫酸、メタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸など)を触媒量用いると反応が促進されることは、低分子化合物の場合と同様である。
以下に本発明の第1の実施形態に係る共重合体化合物の具体例を挙げるが、これらに限定されるものではない。
一般式(Ia’)において、Lは好ましくは総炭素数10〜32の置換されてもよい直鎖もしくは分岐のアルキル基(例えば、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデジル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、エイコサニル基、ドコサニル基、10−クロロデシル基、10−(メトキシカルボニル)デシル基、7−クロロペンタデシル基、12−メトキシデシル基等でこれらは分岐してもよい)又は総炭素数10〜32の置換されてもよい直鎖もしくは分岐のアルケニル基(例えば、デセニル基、ウンデセニル基、ドデセニル基、トリデセニル基、テトラデセニル基、ペンタデセニル基、ヘキサデセニル基、オレイル基、リノレイル基、オクタデセニル基、エイコセニル基等でこれらは分岐してもよい)を表わす。
一般式(Ia’)及び(Ib)で示される成分の組成比は、質量比で10:90〜99.5:0.5が好ましく、70:30−30:70がより好ましい。
上記一般式(IIa')及び(IIb)で示される繰り返し単位を含むマレイン酸無水物共重合体もまた、従来公知の方法に従って製造できる。例えば、小田良平編「近代工業化学第16巻、高分子工業化学I上」第281頁(朝倉書店刊)、赤染義一等、高分子化学17(186)、618(1960)、土田英俊等、工業化学雑誌70(4)、566(1967)、J.Brandrup等「PolymerHandbook」2nd Edition等に詳細に記載されている。下記にその具体例をいくつか列挙する。
以下に本発明の化合物の具体例を挙げるが、これらに限定されるものではない。
として既に知られている。しかしながら、特公平6−23865号公報では、酢酸ビニル粒子をニグロシン等で染色した液体現像剤の荷電制御についての記述があるものの、本発明の如く荷電極性が種種異なるため荷電制御が困難な顔料からなる色材粒子の荷電制御については記載がない。また、特公平6−23865号公報の実施例1に開示されている電子写真用液体現像剤中の染色ラテックス粒子の粒子電導度は81ps/cmと小さく、このような粒子電導度の小さな粒子を静電型インクジェットプリンターに用いた場合には、インクの吐出電圧を高くしても吐出できず、静電型インクジェット用インクとして全く使用できないものであった。
これらの単量体と無水マレイン酸とを構成単位として有する共重合体について、更に具体的に例示するが、以下の化合物例に限定されるものではない。
アミノ化合物としては下記一般式(I)で示される1級アミノ化合物、又は下記一般式(I)で示される1級アミノ化合物及び下記一般式(II)で示される2級アミノ化合物が用
いられる。
一般式(I) R1NH2
一般式(II) R1R2NH
式中、R1及びR2は脂肪族基、脂環式炭化水素基、芳香族基又は複素環基を表わし、一般式(II)のR1及びR2は同じでも異なってもよい。好ましくは、炭素数1〜32の置換されてもよいアルキル基(例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基、オクタデシル基、ドコサニル基、クロロエチル基、シアノエチル基、4−ブトキシプロピル基、2−エチルヘキシル基、N,N−ブチルアミノプロピル基等)、炭素数3〜32の置換されてもよいアルケニル基(例えばアリル基、2−ペンテニル基、4−プロピル−2−ペンテニル基、デセニル基、オレイル基、リノレイル基等)、炭素数7〜36の置換されてもよいアラルキル基(例えばベンジル基、フエネチル基等)、炭素数5〜32の置換されてもよい脂環式炭化水素基(例えばシクロペンチル基、シクロヘキシル基、ビシクロ〔2,2,1〕−ヘプチル基、シクロヘキセニル基等)、炭素数6〜38の置換されてもよいアリール基(例えばフエニル基、トリル基、4−ブチルフエニル基、4−デシルフエニル基、4−ブトキシフエニル基、等)又は、原子数5以上の複素環基(例えば、フリル基、チエニル基等)を表わす。一般式(II)の場合、R1とR2は、炭素原子で閉環されてもよく又環内にヘテロ原子を含んでよい(例えばモルホリル基など)。
即ち、カルボン酸無水物及びアミノ化合物との反応を生ずることなく、且つ下記反応温度において両者を溶解しうる有機溶媒中〔例えば、炭化水素類(例えば、デカン、アイソパ−G、アイソパ−H、シエルゾル71、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン等)、ケトン類(例えばメチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等)、エーテル類(例えばジオキサン、テトラヒドロフラン、アニソール等)、ハロゲン化炭化水素(クロロホルム、ジクロロエチレン、メチルクロロホルム等)、ジメチルホルムアミド又はジメチルスルホキサイド等が挙げられ、単独あるいは混合して使用する〕において、該化合物を混合し、温度60℃〜200℃、好ましくは100℃〜180℃で、1時間〜80時間、好ましくは3〜15時間反応させる。又、本反応において、有機塩基(例えば、トリエチルアミン、ジメチルアニリン、ピリジン、モルホリン等)あるいは無機又は有機酸(例えば硫酸、メタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸など)を触媒量用いると反応が促進される。あるいは、通常の脱水剤(例えば、五酸化リン、ジシクロカルボキシジイミド等)を併用してもよい。
レインイミド体との含有量は質量比で10:90から90:10であり、好ましくは30:70から70:30である。また高分子化合物を構成する、非水溶媒に可溶な重合体を形成しうる単量体部分と無水マレイン酸部分とは質量比で10:90から99.5:0.5であり、好ましくは70:30から30:70である。高分子化合物の分子量は1000から50万であり、好ましくは5000から5万である。
キオレエート、ソルビタントリオレエート等)、ポリオキシエチレン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等)、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル(ポリオキシエチレングリコールモノステアレート、ポリエチレングリコールジイソステアレート等)、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル(ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル等)、脂肪族ジエタノールアミド系などのノニオン系界面活性剤、及び高分子系分散剤としては、分子量1000以上の高分子化合物が良く、例えば、スチレン−マレイン酸樹脂、スチレン−アクリル樹脂、ロジン、BYK−160、162、164、182(ビックケミー社製のウレタン系高分子化合物)、EFKA−47、LP−4050(EFKA社製のウレタン系分散剤)、ソルスパーズ24000(ゼネカ社製のポリエステル系高分子化合物)、ソルスパース17000(ゼネカ社の脂肪族ジエタノールアミド系)等が挙げられる。
好ましい顔料用分散剤としては、特開平3−188469号公報に開示されているグラフト共重合体等が挙げられる。
顔料分散剤の使用量は、顔料100質量部に対して、0.1〜300質量部が好ましい。顔料分散剤の添加量が上記範囲内であれば良好な顔料分散効果が得られる。
プロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコールなど);炭素数5〜18の脂環式ジオール(1,4−シクロヘキサンジメタノール、水素添加ビスフェノールAなど);炭素数12〜23のビスフェノール類(ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールSなど)の炭素数2〜18のアルキレンオキサイド(エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド、α−オレフィンオキサイドなど)付加物、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトール等のポリオール類;3価〜8価またはそれ以上のフェノール類(トリスフェノールPA、フェノールノボラック、クレゾールノボラックなど);上記3価以上のポリフェノール類の炭素数2〜18のアルキレンオキサイド付加物(付加モル数は2〜20)、上記多価アルコールのエーテル誘導体(ポリグリコールアルキルエーテル類、アルキルアリールポリグリコールエーテル等)、多価アルコールの脂肪酸エステル誘導体、多価アルコールのエーテルオレート誘導体(例えば、エチレングリコールモノエチルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルアセテート、プロピレングリコールモノブチルプロピオレート、ソルビタンモノメチルジオキサノレート等)、アルキルナフタレンスルホネート、アルキルアリールスルホネート等の化合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
各種添加剤の使用量は、インク組成物の表面張力が15〜60mN/m(25℃において)及び粘度が1.0〜40cPの範囲となるように調整して用いることが好ましい。
インク組成物中の、樹脂で被覆された色材粒子の平均粒径は、吐出性能と色材粒子の沈降防止との兼ね合いから、0.1〜4μm程度が好ましく、更に好ましくは0.3〜2μmの範囲である。
図1及び図2は吐出ヘッドの例を説明する概略図で、図1はライン走査型マルチチャンネルインクジェットヘッドの構成を示す図で、記録ドットに対応した吐出電極の断面を示している。同図においてインク100はポンプを含む循環機構111から、ヘッドブロック101に接続されたインク供給流路112を通して、ヘッド基板102と吐出電極基板103間に供給され、同じくヘッドブロック101に形成されたインク回収流路113を
通してインク循環機構111に回収される。この吐出電極基板103は、貫通孔107を有する絶縁性基板104と、この貫通孔107の周囲で記録媒体側に形成されている吐出電極109とから構成されている。一方ヘッド基板102上には凸状インクガイド108が前記貫通孔107の略中心位置に配置されている。この凸状インクガイド108はプラスチック樹脂、セラミックスなど絶縁性部材からなり、前記貫通孔107と中心が等しくなるように同じ列間隔、ピッチで配置され、所定の方法でヘッド基板102上に保持されている。各凸状インクガイド108は厚みが一定の平板の先端を三角形あるいは台形状に切り出した形状で、その先端部がインク滴飛翔位置110となる。各凸状インクガイド108はその先端部からスリット状の溝を形成しても良く、そのスリットの毛細管現象により、インク飛翔位置110へのインク供給がスムースに行われ、記録周波数を向上することが出来る。またインクガイドの任意の表面は必要に応じて導電性を有していても良く、その場合には導電部分は電気的に浮遊状態とする事によって、吐出電極への少ない電圧印加で有効にインク飛翔位置に電界を形成できる。各凸状インクガイド108は、それぞれの貫通孔からほぼ垂直に所定の距離だけインク滴飛翔方向に突きだしている。凸状インクガイド108の先端に対向して記録紙である記録媒体121が配置され、この記録媒体121のヘッド基板102と反対側の背面に、記録媒体121を案内するプラテンの役割を兼ねる対向電極122が配置されている。また、ヘッド基板102と吐出電極基板103間によって形成される空間の底部には泳動電極140が形成されており、これに所定の電圧を印加する事により、インクガイドの吐出位置方向にインク中の荷電粒子を電気泳動させ、吐出の応答性を上げることが出来る。
またこの際、泳動電極140は+1.8kVの電圧が印加されている。一方、記録媒体121の背面に設けられた対向電極122は、図のように接地電圧0Vに設定されている。場合によっては記録媒体121側を例えば−1.5kVに帯電させてバイアス電圧としても良い。この場合には、対向電極122表面に絶縁層を設け、記録媒体にコロナチャージャー、スコロトロンチャージャー、固体イオン発生器等により帯電を行い、かつ吐出電極109は例えば接地され、これに信号電圧源124からの画像信号に応じた信号電圧として例えばON時に+500Vのパルス電圧が吐出電極109に重畳される。またこの際、泳動電極140は+200Vの電圧が印加される。今、吐出電極109がON状態(500Vが印加された状態)となり、バイアスDC1.5kVに500Vのパルス電圧が重畳された合計2kVの電圧が加わると、凸状インクガイド108先端のインク滴飛翔位置110から、インク滴115が飛び出し、対向電極122方向に引っ張られて、該記録媒体121に向けて飛翔して画像を形成する。
〔含マレイン酸無水物共重合体(中間体)の合成〕
中間体製造例1:中間体例示化合物(1−2)
無水マレイン酸98g、1−ドデセン252g及びトルエン816gの混合物を、窒素雰囲気下撹拌しながら温度85℃に加温した。その温度で、開始剤:過酸化ベンゾイル6.0gを添加して3時間撹拌し更に過酸化ベンゾイル6.0gを添加して4時間撹拌した。得られたポリマー溶液の固形分は22.5%であった。
無水マレイン酸49g、1−ヘキサデセン152g、トルエン494gの混合物を窒素雰囲気下撹拌しながら温度90℃に加温した。その温度で、過酸化ベンゾイル3.50gを添加し3時間撹拌し、更に過酸化ベンゾイル3.5gを添加して4時間撹拌した。得られたポリマー溶液の固形分は24.8%であった。
中間体製造例3:中間体例示化合物(1−5)
無水マレイン酸98g、1−オクタデセン378g、及びトルエン1850gの混合物を、窒素雰囲気下撹拌しながら温度90℃に加温した。その温度で、過酸化ベンゾイル7.0gを添加して3時間撹拌し後過酸化ベンゾイル7.0gを添加して5時間撹拌した。得られたポリマー溶液の固形分は14.8%であった。
化合物製造例1:本発明例示化合物(1’−2)
中間体製造例1で得たポリマー溶液100g、n−オクタデシルアミン23.2g及びピリジン2gの混合物を温度70℃で8時間撹拌した。冷却後この反応液をメタノール800ml中に撹拌しながら15分間で加え、そのままさらに1時間撹拌した。沈殿した個体を濾集・減圧乾燥して淡白黄色固体37gを得た。高速液体クロマトグラフ法で測定した分子量は、11000であった。
中間体製造例2で得たポリマー溶液100g、N−メチル−n−オクタデシルアミン25g及びN,N−ジメチルアニリン1.8g及びトルエン25gの混合物を温度100℃で15時間撹拌した。冷却後、メタノール1L中に撹拌しながら15分間で加え、そのままさらに1時間撹拌した。析出した固体を濾集し減圧乾燥して、淡白黄色の固体35gを得た。高速液体クロマトグラフ法で測定した分子量は、11000であった。
中間体製造例3で得たポリマー溶液100g、n−ブチルアミン3.1g及びピリジン0,5gの混合物を温度50℃で50時間撹拌した。冷却後、この溶液をメタノール800ml中に撹拌しながら15分間で加え、そのままさらに1時間撹拌した。析出した固体を濾集し減圧乾燥して、淡白黄色の固体15gを得た。高速液体クロマトグラフ法で測定した分子量は7500であった。
化合物製造例4:本発明例示化合物(1’−10)
中間体製造例3で得たポリマー溶液100g、n−オクタデシルアミン10.2g及びピリジン2gの混合物を温度70℃で10時間撹拌した。冷却後、この溶液をメタノール1L中に撹拌しながら、15分間で加えそのまま1時間撹拌した。析出した固体を濾集し、減圧乾燥して淡白黄色の固体21gを得た。高速液体クロマトグラフ法で測定した分子量は7500であった。
<インク組成物(IJ−1)の作製>
青色顔料としてリオノールブルーFG−7350(Pigment Blue15:3東洋インキ社製)100質量部、樹脂としてスチレン/ビニルトルエン/ラウリルメタクリレート/トリメチルアンモニウムエチルメタクリレート(陰イオン、p−トルエンスルホン酸)共重合体(47/47/1/5モル比)200質量部をトリオブレンダーで予備粉砕しよく混合した後に、100℃に加熱した卓上型ニーダーPBV(入江商会社製)で溶融混練(120分)した。上記の顔料混練物をピンミルで粉砕した。次に顔料混練物20質量部、アイソパーG130質量部、下記構造の顔料分散剤D−1をアイソパーGに加熱溶解して調液した20wt%溶液を50質量部、及び3G−Xガラスビーズ400質量部とともにペイントシェイカー(東洋精機KK)で120分間混合した。分散液中の顔料樹脂粒子の体積平均粒径を、超遠心式自動粒度分布測定装置CAPA700(堀場製作所)にて測定した所、0.45μmであった。
インクジェット装置として、図1に示すヘッド構造の100dpi 64チャンネルの静電式インクジェットヘッドを使用し、インク組成物(IJ−1)をインクタンクに充填した。エアーポンプ吸引により記録媒体であるコート記録紙表面の埃除去を行った後、吐出ヘッドを描画位置までコート記録紙に近づけ、描画解像度600dpiでインクを吐出し描画した。この際、パルス電圧を調節してドット径15μmから60μmの範囲で16段階でドット面積を変化させながら描画した。描画画像は滲みのない均一なドットで安定に印字されていて、満足し得る濃度の良質の明瞭な画像を与えた。インクヘッドからの吐出安定性も良好で、詰まりを生じる事が無く、長期間の連続画像描画でも安定したドット形状の印字ができた。
更に、45℃、一週間の強制経時後のインク組成物を用いて同様に描画したところ、描画画像は滲みのない均一なドットで満足し得る濃度の良質の明瞭な画像を与え、また吐出安定性も良好で、長期間の連続画像描画でも安定したドット形状の印字ができた。
<比較用インク組成物(IJR−1)及び(IJR−2)の作製>
実施例1において、顔料樹脂粒子分散液をアイソパーGで顔料樹脂粒子成分が3.5%になる様に希釈し、荷電調節剤として本発明の例示化合物(1’−2)の代わりに、金属石鹸のナフテン酸ジルコニウム(日本化学産業(株)製)を金属含量が0.001wt%になる様に添加した他は、実施例1と全く同様にして比較用インク組成物(IJR−1)を調液した。また、金属石鹸のオクチル酸マンガンを0.004wt%になる様に添加した他は、実施例1と全く同様にして比較用インク組成物(IJR−2)を調液した。比較用インク組成物(IJR−1)、(IJR−2)の粘度はどちらも1.4cP、表面張力も23mN/mであった。比較用インク組成物(IJR−1)、(IJR−2)の全体比電導度はそれぞれ735pS/cm、667pS/cmを示し、青色樹脂粒子の粒子電導度はそれぞれ551pS/cm、501pS/cmを示した。45℃、一週間強制経時後の比較用インク組成物(IJR−1)、(IJR−2)の全体比電導度はそれぞれ445pS/cm、340pS/cmを示し、青色樹脂粒子の粒子電導度はそれぞれ309pS/cm、221pS/cmと初期の荷電量に比べ六割以下に低下し荷電量変化が大きい事が判った。
<インク組成物(IJ−2)〜(IJ−6)の作製>
実施例1において、顔料樹脂粒子分散液をアイソパーGで顔料樹脂粒子成分が3.5%になる様に希釈し、荷電調節剤として本発明の例示化合物(1’−2)の代わりに、表Aの化合物を添加した他は、実施例1と全く同様にしてインク組成物(IJ−2)〜(IJ−6)を調液した。
インク組成物(IJ−2)〜(IJ−6)の青色樹脂粒子の粒子電導度及びその印字評価を表Aに示す。また、45℃、一週間強制経時後のインク組成物(IJ−2)〜(IJ−6)の青色樹脂粒子それぞれの粒子電導度と印字評価を表Aに示す。
<インク組成物(IJ−7)の作製>
青色顔料としてリオノールブルーFG−7350(Pigment Blue15:3東洋インキ社製)100質量部、樹脂としてエチレン・メタクリル酸共重合体であるニユクレルN−699(三井・デュポンポリケミカル製)のオクタデシルエステル化体(エチレンユニット/オクタデシルメタクリレートユニット=96.4/3.6モル比)200質量部、アイソパーG300質量部の組成物を、TKロスダブルプラネタリーミキサー130LDM型(特殊機化(株)製)に仕込み95℃で1時間、50rpmの回転数で攪拌し混練した。 更にこの条件でアイソパーG600質量部を2時間にわたり分割添加し混練を継続させた。
次にこの混練物をステンレスバットに放出し、室温まで冷却し、スポンジ状の混練物を得た。
この混練物100質量部とアイソパーG600質量部を直径4mmのガラスビーズをメジアとするペイントシエーカー(東洋精機(株)製)に仕込み20分間予備分散を行った。 この予備混練物を直径約0.75〜1mmのガラスビーズをメジアとするダイノミルKDL型(シンマルエンタープライゼス(株)製)を用い3000rpmで6時間湿式分散し濃厚な分散物を得た。
得られたインク組成物(IJ−7)の粘度は1.4cP、表面張力は23mN/m、全体の比伝導度は620pS/cmで、青色樹脂粒子の比電導度が581pS/cmであった。インク組成物の荷電量の九割以上が顔料樹脂粒子についていて且つ明瞭な正荷電性を示した。
45℃、一週間強制経時後のインク組成物の比電導度及び顔料樹脂粒子の粒子電導度はそれぞれ593pS/cm、557pS/cmであり、荷電量の変化が殆ど無く極めて安定している事が判った。
<比較用インク組成物(IJR−3)の作製>
実施例1において、顔料樹脂粒子分散液をアイソパーGで顔料樹脂粒子成分が3.5%になる様に希釈し、荷電調節剤として本発明の例示化合物(1’−2)の代わりに、金属石鹸のナフテン酸ジルコニウム(日本化学産業(株)製)を金属含量が0.08wt%になる様に添加した他は、実施例1と全く同様にして比較用インク組成物(IJR−3)を調液した。比較用インク組成物(IJR−3)の粘度は1.4cP、表面張力は23dyne/cmであった。比較用インク組成物(IJR−3)のインク組成物全体の比電導度は718pS/cmを示し、青色樹脂粒子の粒子電導度は531pS/cmを示した。45℃、一週間強制経時後の比較用インク組成物(IJR−3)の全体比電導度、青色樹脂粒子の粒子電導度はそれぞれ435pS/cm、312pS/cmと初期の荷電量に比べ大きく低下し荷電量変化が大きい事が判った。
次に、比較用インク組成物(IJR−3)を用いて実施例1と同様に静電式インクジェット描画した所、描画画像は滲みのない満足し得る濃度の良質の明瞭な画像を与えた。しかしながら、45℃、一週間の強制経時後の比較用インク組成物(IJR−3)を用いて同様に描画したところ、いづれも描画画像は滲みがひどく画像濃度も低いものであった。また、吐出不良が発生したために、画像欠落が見られ満足する画像が得られなかった。
<インク組成物(IJ−8)〜(IJ−11)の作製>
実施例1において、顔料樹脂粒子分散液をアイソパーGで顔料樹脂粒子成分が3.5%になる様に希釈し、荷電調節剤として本発明の例示化合物(1’−2)の代わりに、表Bの化合物を添加した他は、実施例1と全く同様にしてインク組成物(IJ−8)〜(IJ−11)を調液した。
インク組成物物(IJ−8)〜(IJ−11)の青色樹脂粒子の粒子電導度及びその印字評価を表Bに示す。また、45℃、一週間強制経時後のインク組成物物(IJ−8)〜(IJ−11)の青色樹脂粒子それぞれの粒子電導度と印字評価を表Bに示す。
中間体製造例3:中間体例示化合物(2−3)
無水マレイン酸49g、ドデシルビニルエーテル117g及びメチルエチルケトン620gの混合物を窒素雰囲気下撹拌しながら温度70℃に加温した。2,2′−アゾビス(ブチロニトリル)1.5gを添加し、3時間撹拌した。その後、更に2,2′−アゾビス(ブチロニトリル)1.5gを添加し、温度80℃に上げて4時間撹拌した。冷却後アセトニトリル3.5L中にこの反応液を撹拌しながら15分間で加え、そのまま1時間撹拌した。析出した固体を集し減圧乾燥して白色固体132gを得た。
中間体製造例4:中間体例示化合物(2−6)
無水マレイン酸49g、オクタデシルビニルエーテル163g及びトルエン790gの混合物を窒素雰囲気下撹拌しながら温度70℃に加温した。2,2′−アゾビス(ブチロニトリル)2gを添加し3時間撹拌した。その後、更に2,2′−アゾビス(ブチロニトリル)2gを添加し温度80℃に上げて4時間撹拌した。冷却後アセトニトリル4.0L中に撹拌しながら15分間で加え、そのまま1時間撹拌した。析出した固体を集し減圧乾燥して白色固体177gを得た。
無水マレイン酸49g、ラウリン酸アリル144.2g及びジオキサン395gの混合物を窒素雰囲気下、撹拌しながら温度75℃に加温した。2,2′−アゾビス(ブチロニトリル)1.7gを添加し3時間撹拌した。その後、更に2,2′−アゾビス(ブチロニトリル)1.7gを添加し温度85℃に上げて4時間撹拌した。冷却後アセトニトリル2.8L中にこの反応液を撹拌しながら15分間で加え、そのまま1時間撹拌した。析出した固体を集し、減圧乾燥して白色固体140gを得た。
無水マレイン酸49g、ラウリン酸ビニル136g及びトルエン380gの混合物を、窒素雰囲気下撹拌しながら温度75℃に加温した。2,2′−アゾビス(ブチロニトリル)1.6gを添加し3時間撹拌した。その後、更に2,2′−アゾビス(ブチロニトリル)1.6gを添加し、温度85℃に上げて4時間撹拌した。冷却後アセトニトリル2.7L中にこの反応液を撹拌しながら15分間で加えそのまま1時間撹拌した。析出した固体を集し減圧乾燥して白色固体138gを得た。
無水マレイン酸49g、ステアリン酸ビニル170g及びトルエン480gの混合物を窒素雰囲気下、撹拌しながら温度80℃に加温し、過酸化ベンゾイル2.09gを添加し3時間撹拌した。その後、更に過酸化ベンゾイル2.09gを添加し温度90℃に上げて4時間撹拌した。冷却後、アセトニトリル3.2L中にこの反応液を撹拌しながら15分間で加えそのまま1時間撹拌した。析出した固体を集し減圧乾燥して白色固体184gを得た。
化合物製造例4:本発明例示化合物(2’−3)
中間体製造例4で得た白色固体31g、n−ヘキサデシルアミン24.1g、メチルエチルケトン130g及びピリジン1.0gの混合物を、温度70℃に加温し撹拌下10時間反応した。冷却後メタノール1.0L中にこの反応液を撹拌しながら15分間で加えさらに1時間撹拌した。析出した固体を集し、減圧乾燥して淡白黄色固体69gを得た。高速液体クロマトグラフ法による分子量は、15000であった。
中間体製造例4で得た白色固体31g、n−オクタデシルアミン27g、メチルエチルケトン130g及びピリジン1.0gの混合物を、温度70℃に加温し撹拌下10時間反応した。冷却後メタノール1.0L中にこの反応液を撹拌しながら15分間で加えさらに1時間撹拌した。析出した固体を集し、減圧乾燥して淡白黄色固体48gを得た。高速液体クロマトグラフ法による分子量は、15000であった。
中間体製造例4で得た白色固体31g、N−メチル−nオクタデシルアミン28.4g、メチルエチルケトン130g及びピリジン2.0gの混合物を、温度90℃に加温し撹拌下10時間反応した。冷却後メタノール1.0L中にこの反応液を撹拌しながら15分間で加えさらに1時間撹拌した。析出した固体を集し、減圧乾燥して淡白黄色固体45gを得た。高速液体クロマトグラフ法による分子量は、15000であった。
中間体製造例5で得た白色固体35g、ヘキサデシルアミン24g、メチルエチルケトン140g及びピリジン1.0gの混合物を、温度70℃に加温し撹拌下10時間反応した。冷却後メタノール1.2L中にこの反応を撹拌しながら15分間で加えさらに1時間撹拌した。析出した固体を集し、減圧乾燥して淡白黄色固体50gを得た。高速液体クロマトグラフ法による分子量は1,7000であった。
中間体製造例6で得た白色固体34g、n−ドデシルアミン18.6g、メチルエチルケトン120g及びピリジン1.0gの混合物を、温度70℃に加温し撹拌下10時間反応した。冷却後メタノール1.0L中にこの反応液を撹拌しながら15分間で加えさらに1時間撹拌した。析出した固体を集し、減圧乾燥して淡白黄色固体43gを得た。高速液体クロマトグラフ法による分子量は、1,2000であった。
中間体製造例8で得た白色固体20.4g、n−オクチルアミン6.4g、メチルエチルケトン80g及びピリジン0.8gの混合物を、温度70℃に加温し撹拌下10時間反応した。冷却後メタノール800ml中にこの反応液を撹拌しながら15分間で加えさらに1時間撹拌した。析出した固体を集し、減圧乾燥して淡白黄色固体28gを得た。高速液体クロマトグラフ法による分子量は、15000であった。
<インク組成物(IJ−12)の作製>
青色顔料としてリオノールブルーFG−7350(Pigment Blue15:3東洋インキ社製)100質量部、樹脂としてスチレン/ビニルトルエン/ラウリルメタクリレート/トリメチルアンモニウムエチルメタクリレート(陰イオン、p−トルエンスルホン酸)共重合体(47/47/1/5モル比)200質量部をトリオブレンダーで予備粉砕しよく混合した後に、100℃に加熱した卓上型ニーダーPBV(入江商会社製)で溶融混練(120分)した。上記の顔料混練物をピンミルで粉砕した。次に顔料混練物20質量部、アイソパーG130質量部、前記顔料分散剤D−1をアイソパーGに加熱溶解して調液した20wt%溶液を50質量部、及び3G−Xガラスビーズ400質量部とともにペイントシェイカー(東洋精機KK)で120分間混合した。分散液中の顔料樹脂粒子の体積平均粒径を、超遠心式自動粒度分布測定装置CAPA700(堀場製作所)にて測定した所、0.45μmであった。
インクジェット装置として、図1に示すヘッド構造の100dpi 64チャンネルの静電式インクジェットヘッドを使用し、インク組成物(IJ−12)をインクタンクに充填した。エアーポンプ吸引により記録媒体であるコート記録紙表面の埃除去を行った後、吐出ヘッドを描画位置までコート記録紙に近づけ、描画解像度600dpiでインクを吐出し描画した。この際、パルス電圧を調節してドット径15μmから60μmの範囲で16段階でドット面積を変化させながら描画した。描画画像は滲みのない均一なドットで安定に印字されていて、満足し得る濃度の良質の明瞭な画像を与えた。インクヘッドからの吐出安定性も良好で、詰まりを生じる事が無く、長期間の連続画像描画でも安定したドット形状の印字ができた。
更に、45℃、一週間の強制経時後のインク組成物を用いて同様に描画したところ、描画画像は滲みのない均一なドットで満足し得る濃度の良質の明瞭な画像を与え、また吐出安定性も良好で、長期間の連続画像描画でも安定したドット形状の印字ができた。
<比較用インク組成物(IJR−4)及び(IJR−5)の作製>
実施例12において、顔料樹脂粒子分散液をアイソパーGで顔料樹脂粒子成分が3.5%になる様に希釈し、荷電調節剤として本発明の例示化合物(2’−3)の代わりに、金属石鹸のナフテン酸ジルコニウム(日本化学産業(株)製)を金属含量が0.001wt%になる様に添加した他は、実施例12と全く同様にして比較用インク組成物(IJR−4)を調液した。また、金属石鹸のオクチル酸マンガンを0.004wt%になる様に添加した他は、実施例12と全く同様にして比較用インク組成物(IJR−5)を調液した。比較用インク組成物(IJR−4)、(IJR−5)の粘度はどちらも1.4cP、表面張力も23mN/mであった。比較用インク組成物(IJR−4)、(IJR−5)の全体比電導度はそれぞれ735pS/cm、667pS/cmを示し、青色樹脂粒子の粒子電導度はそれぞれ551pS/cm、501pS/cmを示した。45℃、一週間強制経時後の比較用インク組成物(IJR−4)、(IJR−5)の全体比電導度はそれぞれ445pS/cm、340pS/cmを示し、青色樹脂粒子の粒子電導度はそれぞれ309pS/cm、221pS/と初期の荷電量に比べ六割以下に低下し荷電量変化が大きい事が判った。
次に、比較用インク組成物(IJR−4)、(IJR−5)を用いて実施例12と同様に静電式インクジェット描画した所、描画画像は滲みのない満足し得る濃度の良質の明瞭な画像を与えた。しかしながら、45℃、一週間の強制経時後の比較用インク組成物(IJR−4)、(IJR−5)を用いて同様に描画したところ、いづれも描画画像は滲みがひどく画像濃度も低いものであった。また、吐出不良が発生したために、画像欠落が見られ満足する画像が得られなかった。
<インク組成物(IJ−13)〜(IJ−17)の作製>
実施例12において、顔料樹脂粒子分散液をアイソパーGで顔料樹脂粒子成分が3.5%になる様に希釈し、荷電調節剤として本発明の例示化合物(2’−3)の代わりに、表Cの化合物を添加した他は、実施例12と全く同様にしてインク組成物(IJ−13)〜(IJ−17)を調液した。
インク組成物(IJ−13)〜(IJ−17)の青色樹脂粒子の粒子電導度及びその印字評価を表Cに示す。また、45℃、一週間強制経時後のインク組成物(IJ−13)〜(IJ−17)の青色樹脂粒子それぞれの粒子電導度と印字評価を表Cに示す。
<インク組成物(IJ−18)の作製>
青色顔料としてリオノールブルーFG−7350 (Pigment Blue15:3東洋インキ社製)100質量部、樹脂としてエチレン・メタクリル酸共重合体であるニユクレルN−699(三井・デュポンポリケミカル製)のオクタデシルエステル化体(エチレンユニット/オクタデシルメタクリレートユニット=96.4/3.6モル比)200質量部、アイソパーG300質量部の組成物を、TKロスダブルプラネタリーミキサー130LDM型(特殊機化(株)製)に仕込み95℃で1時間、50rpmの回転数で攪拌し混練した。更にこの条件でアイソパーG600質量部を2時間にわたり分割添加し混練を継続させた。
次にこの混練物をステンレスバットに放出し、室温まで冷却し、スポンジ状の混練物を得た。
この混練物100質量部をアイソパーG600質量部を直径4mmのガラスビーズをメジアとするペイントシエーカー(東洋精機(株)製)に仕込み20分間予備分散を行った。この予備混練物を直径約0.75〜1mmのガラスビーズをメジアとするダイノミルKDL型(シンマルエンタープライゼス(株)製)を用い3000rpmで6時間湿式分散し濃厚な分散物を得た。
得られたインク組成物(IJ−18)の粘度は1.4cP、表面張力は23mN/cm、全体の粒子伝導度は682pS/cmで、青色樹脂粒子の粒子電導度が639pS/cmであった。インク組成物の荷電量の九割以上が顔料樹脂粒子についていて且つ明瞭な正荷電性を示した。
45℃、一週間強制経時後のインク組成物の粒子電導度及び顔料樹脂粒子の粒子電導度はそれぞれ652pS/cm、613pS/cmであり、荷電量の変化が殆ど無く極めて
安定している事が判った。
<比較用インク組成物(IJR−6)の作製>
実施例13において、顔料樹脂粒子分散液をアイソパーGで顔料樹脂粒子成分が3.5%になる様に希釈し、荷電調節剤として本発明の例示化合物(2’−2)の代わりに、金属石鹸のナフテン酸ジルコニウム(日本化学産業(株)製)を金属含量が0.08wt%になる様に添加した他は、実施例と全く同様にして比較用インク組成物(IJR−6)を調液した。比較用インク組成物(IJR−6)の粘度は1.4cP、表面張力は23dyne/cmであった。比較用インク組成物(IJR−6)のインク組成物全体の比電導度は718pS/cmを示し、青色樹脂粒子の粒子電導度は531pS/cmを示した。45℃、一週間強制経時後の比較用インク組成物(IJR−6)の全体比電導度、青色樹脂粒子の粒子電導度はそれぞれ435pS/cm、312pS/cmと初期の荷電量に比べ大きく低下し荷電量変化が大きい事が判った。
次に、比較用インク組成物(IJR−6)を用いて実施例12と同様に静電式インクジェット描画した所、描画画像は滲みのない満足し得る濃度の良質の明瞭な画像を与えた。しかしながら、45℃、一週間の強制経時後の比較用インク組成物(IJR−6)を用いて同様に描画したところ、いづれも描画画像は滲みがひどく画像濃度も低いものであった。また、吐出不良が発生したために、画像欠落が見られ満足する画像が得られなかった。
<インク組成物(IJ−19)〜(IJ−22)の作製>
実施例13において、顔料樹脂粒子分散液をアイソパーGで顔料樹脂粒子成分が3.5%になる様に希釈し、荷電調節剤として本発明の例示化合物(2’−2)の代わりに、表Dの化合物を添加した他は、実施例と全く同様にしてインク組成物(IJ−19)〜(IJ−22)を調液した。
インク組成物物(IJ−19)〜(IJ−221)の青色樹脂粒子の粒子電導度及びその印字評価を表Dに示す。また、45℃、一週間強制経時後のインク組成物物(IJ−19)〜(IJ−22)の青色樹脂粒子それぞれの粒子電導度と印字評価を表Dに示す。
無水マレイン酸98g、1−ドデセン252g及びトルエン816gの混合物を、窒素雰囲気下攪拌しながら温度85℃に加温した。その温度で、開始剤として過酸化ベンゾイル6.0gを添加して3時間攪拌し更に、過酸化ベンゾイル6.0gを添加して4時間攪拌した。得られたポリマー溶液の固形分は22.5%であった。
無水マレイン酸98g、1−オクタデセン378g及びトルエン1850gの混合物を、窒素雰囲気下攪拌しながら温度90℃に加温した。その温度で、開始剤:過酸化ベンゾイル7.0gを添加して3時間攪拌した後、過酸化ベンゾイル7.0gを添加して5時間攪拌した。得られたポリマー溶液の固形分は14.8%であった。
無水マレイン酸49g、ラウリン酸ビニル135g及びメチルイソブチルケトン430gの混合物を、窒素雰囲気下、攪拌しながら温度80℃に加温した。その温度で過酸化ベンゾイル2.4gを添加して3時間攪拌した後、更に過酸化ベンゾイル2.4gを添加して5時間攪拌した。冷却後、アセトニトリル3.0L中に攪拌しながら上記反応溶液を10分間にわたって加え、そのまま30分間攪拌した。沈殿した固体を収集・減圧乾燥して、白色固体185gを得た。
無水マレイン酸49g、ステアリン酸ビニル186g及びトルエン550gの混合物を、窒素雰囲気下、攪拌しながら温度85℃に加温した。その温度で過酸化ベンゾイル4.0gを添加して3時間攪拌した後、更に過酸化ベンゾイル4.0gを添加して4時間攪拌した。上記反応溶液を、冷却後、アセトニトリル3.0L中に攪拌しながら10分間にわたって加え、そのまま30分間攪拌した。沈殿した固体を収集・減圧乾燥して、白色固体165gを得た。
無水マレイン酸49g、n−オクタデシル・ビニルエーテル178g及びトルエン835gの混合物を、窒素雰囲気下、攪拌しながら温度70℃に加温した。その温度で、2,2′−アゾビス・イソブチロニトリル2.1gを添加して3時間攪拌した後、更に2,2′−アゾビス・イソブチロニトリル2.1gを添加し、温度85℃に上げて4時間攪拌した。冷却後この反応液を、アセトニトリル5.0L中に攪拌しながら10分間で加え、そ
のまま30分間攪拌した。沈殿した固体を収集・減圧乾燥して白色固体167gを得た。
中間体製造例8で得たポリマー容液100g、n−オクタデシルアミン23.2g及びピリジン2gの混合物を温度100℃で8時間攪拌した。冷却後この反応液をメタノール800mL中に攪拌しながら15分間で加え、そのままさらに1時間攪拌した。沈殿した固体を収集・減圧乾燥して淡黄白色固体37gを得た。高速液体クロマトグラフ法で測定した分子量は、11000であった。又、水酸化カリウムエタノール溶液で中和滴定した結果から、半マレイン酸アミド成分とマレインイミド成分の割合は6:4であった。
中間体製造例9で得たポリマー容液100g、n−ヘキサデシルアミン11.6g及びピリジン1.0gの混合物を、加熱して溶媒還流下6時間攪拌した。冷却後、この溶液をメタノール600mL中に、攪拌しながら15分間で加えそのまま攪拌した。沈殿した固体を収集・減圧乾燥後、淡白黄色の固体22.6gを得た。高速液体クロマトグラフ法で測定した分子量は7000であった。中和滴定の結果から半マレイン酸アミド成分とマレインイミド成分の割合は、5:5であった。
中間体製造例10で得たポリマー容液100g、N−メチル−オクタデシルアミン4.0g及びピリジン1.5gの混合物を温度100℃に加熱して10時間攪拌した。その後、n−ヘキシルアミン1.8gを添加し、同温度で8時間攪拌した。冷却後、この溶液をメタノール1.0L中に攪拌しながら15分間で加えそのまま1時間攪拌した。析出した固体を収集し減圧乾燥して、淡黄色の固体17.5gを得た。高速液体クロマトグラフ法で測定した分子量は7000であった。中和滴定の結果から、半マレイン酸アミド成分とマレインイミド成分の割合は7:3であった。
中間体製造例11で得た白色固体27g及びn−オクチルアミン13g、ピリジン0.8g及びジオキサン100gの混合物を温度110℃にて6時間攪拌した。冷却後、メタノール1.0L 中に15分間で、攪拌下加えそのままさらに1時間攪拌した。析出した固体を収集し減圧乾燥して、淡白黄色の固体34gを得た。高速液体クロマトグラフ法で測定した分子量は17,000であった。中和滴定の結果から、半マレイン酸アミド成分とマレインイミド成分の割合は、7:3であった。
中間体製造例12で得た固体39.4g、n−オクタデシルアミン26.9g、ピリジン2.3g及びキシレン100gの混合物を、温度120℃で5時間攪拌した。冷却後、メタノール1.0L中に、15分間で攪拌しながら投入しさらに、そのまま1時間攪拌した。沈殿した固体を収集・減圧乾燥し淡黄白色固体57gを得た。高速液体クロマトグラフ法で測定した分子量は19000であった。又、中和滴定の結果から、半マレイン酸アミド成分とマレインイミド成分の割合が4:6であった。
<インク組成物(IJ−23)の作製>
青色顔料としてリオノールブルーFG−7350 (Pigment Blue15:3東洋インキ社製)100質量部、樹脂としてスチレン/ビニルトルエン/ラウリルメタクリレート/トリメチルアンモニウムエチルメタクリレート(陰イオン、p−トルエンスルホン酸)共重合体(47/47/1/5モル比)200質量部をトリオブレンダーで予備粉砕しよく混合した後に、100℃に加熱した卓上型ニーダーPBV(入江商会社製)で溶融混練
(120分)した。上記の顔料混練物をピンミルで粉砕した。次に顔料混練物20質量部、アイソパーG130質量部、前記顔料分散剤D−1をアイソパーGに加熱溶解して調液した20wt%溶液を50質量部、及び3G−Xガラスビーズ400質量部とともにペイントシェイカー(東洋精機KK)で120分間混合した。分散液中の顔料樹脂粒子の
体積平均粒径を、超遠心式自動粒度分布測定装置CAPA700(堀場製作所)にて測定した所、0.45μmであった。
インクジェット装置として、図1に示すヘッド構造の100dpi 64チャンネルの静電式インクジェットヘッドを使用し、インク組成物(IJ−23)をインクタンクに充填した。エアーポンプ吸引により記録媒体であるコート記録紙表面の埃除去を行った後、吐出ヘッドを描画位置までコート記録紙に近づけ、描画解像度600dpiでインクを吐出し描画した。この際、パルス電圧を調節してドット径15μmから60μmの範囲で16段階でドット面積を変化させながら描画した。描画画像は滲みのない均一なドットで安定に印字されていて、満足し得る濃度の良質の明瞭な画像を与えた。インクヘッドからの吐出安定性も良好で、詰まりを生じる事が無く、長期間の連続画像描画でも安定したドット形状の印字ができた。
更に、45℃、一週間の強制経時後のインク組成物を用いて同様に描画したところ、描画画像は滲みのない均一なドットで満足し得る濃度の良質の明瞭な画像を与え、また吐出安定性も良好で、長期間の連続画像描画でも安定したドット形状の印字ができた。
<比較用インク組成物(IJR−7)及び(IJR−8)の作製>
実施例23において、顔料樹脂粒子分散液をアイソパーGで顔料樹脂粒子成分が3.5%になる様に希釈し、荷電調節剤として化合物具体例(1)の代わりに、金属石鹸のナフテン酸ジルコニウム(日本化学産業(株)製)を金属含量が0.001wt%になる様に添加した他は、実施例23と全く同様にして比較用インク組成物(IJR−7)を調液した。また、金属石鹸のオクチル酸マンガンを0.004wt%になる様に添加した他は、実施例23と全く同様にして比較用インク組成物(IJR−8)を調液した。比較用インク組成物(IJR−7)、(IJR−8)の粘度はどちらも1.4cP、表面張力も23mN/mであった。比較用インク組成物(IJR−7)、(IJR−8)の全体比電導度はそれぞれ735pS/cm、667pS/cmを示し、青色樹脂粒子の粒子電導度はそれぞれ551pS/cm、501pS/cmを示した。45℃、一週間強制経時後の比較用インク組成物(IJR−7)、(IJR−8)の全体比電導度はそれぞれ445pS/cm、340pS/cmを示し、青色樹脂粒子の粒子電導度はそれぞれ309pS/cm、221pS/と初期の荷電量に比べ六割以下に低下し荷電量変化が大きい事が判った。
次に、比較用インク組成物(IJR−7)、(IJR−8)を用いて実施例23と同様に静電式インクジェット描画した所、描画画像は滲みのない満足し得る濃度の良質の明瞭な画像を与えた。しかしながら、45℃、一週間の強制経時後の比較用インク組成物(IJR−7)、(IJR−8)を用いて同様に描画したところ、いづれも描画画像は滲みがひどく画像濃度も低いものであった。また、吐出不良が発生したために、画像欠落が見られ満足する画像が得られなかった。
<インク組成物(IJ−24)〜(IJ−27)の作製>
実施例23において、顔料樹脂粒子分散液をアイソパーGで顔料樹脂粒子成分が3.5%になる様に希釈し、荷電調節剤として化合物具体例(1)の代わりに、表Eの化合物を添加した他は、実施例23と全く同様にしてインク組成物(IJ−24)〜(IJ−27)を調液した。
インク組成物(IJ−24)〜(IJ−27)の青色樹脂粒子の粒子電導度及びその印字評価を表Eに示す。また、45℃、一週間強制経時後のインク組成物(IJ−24)〜(IJ−27)の青色樹脂粒子それぞれの粒子電導度と印字評価を表Eに示す。
<インク組成物(IJ−28)の作製>
青色顔料としてリオノールブルーFG−7350(Pigment Blue15:3東洋インキ社製)100質量部、樹脂としてエチレン・メタクリル酸共重合体であるニユクレルN−699(三井・デュポンポリケミカル製)のオクタデシルエステル化体(エチレンユニット/オクタデシルメタクリレートユニット=96.4/3.6モル比)200質量部、アイソパーG300質量部の組成物を、TKロスダブルプラネタリーミキサー130LDM型(特殊機化(株)製)に仕込み95℃で1時間、50rpmの回転数で攪拌し混練した。更にこの条件でアイソパーG600質量部を2時間にわたり分割添加し混練を継続させた。
次にこの混練物をステンレスバットに放出し、室温まで冷却し、スポンジ状の混練物を得た。
この混練物100質量部をアイソパーG600質量部を直径4mmのガラスビーズをメジアとするペイントシエーカー(東洋精機(株)製)に仕込み20分間予備分散を行った。この予備混練物を直径約0.75〜1mmのガラスビーズをメジアとするダイノミルKDL
型(シンマルエンタープライゼス(株)製)を用い3000rpmで6時間湿式分散し濃厚な分散物を得た。
得られたインク組成物(IJ−28)の粘度は1.4cP、表面張力は23mN/cm、全体の粒子伝導度は744pS/cmで、青色樹脂粒子の粒子電導度が697pS/cmであった。インク組成物の荷電量の九割以上が顔料樹脂粒子についていて且つ明瞭な正荷電性を示した。
45℃、一週間強制経時後のインク組成物の粒子電導度及び顔料樹脂粒子の粒子電導度はそれぞれ712pS/cm、668pS/cmであり、荷電量の変化が殆ど無く極めて安定している事が判った。
<比較用インク組成物(IJR−9)の作製>
実施例24において、顔料樹脂粒子分散液をアイソパーGで顔料樹脂粒子成分が3.5%になる様に希釈し、荷電調節剤として化合物具体例(1)の代わりに、金属石鹸のナフテン酸ジルコニウム(日本化学産業(株)製)を金属含量が0.08wt%になる様に添加した他は、実施例23と全く同様にして比較用インク組成物(IJR−9)を調液した。比較用インク組成物(IJR−9)の粘度は1.4cP、表面張力は23dyne/cmであった。比較用インク組成物(IJR−9)のインク組成物全体の比電導度は718pS/cmを示し、青色樹脂粒子の粒子電導度は531pS/cmを示した。45℃、一週間強制経時後の比較用インク組成物(IJR−9)の全体比電導度、青色樹脂粒子の粒子電導度はそれぞれ435pS/cm、312pS/cmと初期の荷電量に比べ大きく低下し荷電量変化が大きい事が判った。
次に、比較用インク組成物(IJR−9)を用いて実施例23と同様に静電式インクジェット描画した所、描画画像は滲みのない満足し得る濃度の良質の明瞭な画像を与えた。しかしながら、45℃、一週間の強制経時後の比較用インク組成物(IJR−9)を用いて同様に描画したところ、いづれも描画画像は滲みがひどく画像濃度も低いものであった。また、吐出不良が発生したために、画像欠落が見られ満足する画像が得られなかった。
<インク組成物(IJ−29)〜(IJ−32)の作製>
実施例24において、顔料樹脂粒子分散液をアイソパーGで顔料樹脂粒子成分が3.5%になる様に希釈し、荷電調節剤として化合物具体例(1)の代わりに、表Fの化合物を添加した他は、実施例と全く同様にしてインク組成物(IJ−29)〜(IJ−32)を調液した。
インク組成物物(IJ−29)〜(IJ−32)の青色樹脂粒子の粒子電導度及びその印字評価を表Fに示す。また、45℃、一週間強制経時後のインク組成物物(IJ−29)〜(IJ−32)の青色樹脂粒子それぞれの粒子電導度と印字評価を表Fに示す。
Claims (7)
- 比誘電率1.5〜20及び表面張力15〜60mN/m(25℃において)を有する非水溶媒と、前記非水溶媒に不溶な色材と、前記非水溶媒に可溶な荷電調節剤とを含有する静電型インクジェットインク組成物であって、前記荷電調節剤が下記一般式(Ia)及び(Ib)で示される繰返し単位を含む半マレイン酸アミド共重合体を含有することを特徴とする静電インクジェットインク組成物。
- 比誘電率1.5〜20及び表面張力15〜60mN/m(25℃において)を有する非水溶媒と、前記非水溶媒に不溶な色材と、前記非水溶媒に可溶な荷電調節剤とを含有する静電型インクジェットインク組成物であって、前記荷電調節剤が下記一般式(Ia’)及び(Ib)で示される繰返し単位を含む半マレイン酸アミド共重合体を含有することを特徴とする静電インクジェットインク組成物。
- 比誘電率1.5〜20及び表面張力15〜60mN/m(25℃において)を有する非
水溶媒と、前記非水溶媒に不溶な色材と、前記非水溶媒に可溶な荷電調節剤とを含有する静電インクジェットインク組成物であって、前記荷電調節剤が、非水溶媒に可溶となしうる少なくとも1種以上の単量体と無水マレイン酸とを構成単位として有する共重合体と、1級アミノ化合物または1級アミノ化合物および2級アミノ化合物との反応により得られる高分子化合物であり、かつ、半マレイン酸アミド成分とマレインイミド成分とを繰返し単位として有する高分子化合物を含有することを特徴とする静電インクジェットインク組成物。 - インク組成物の25℃における体積抵抗率が108Ω・cm以上であり、かつインク組成物中の色材粒子の粒子電導度が100pS/cm以上である事を特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の静電インクジェットインク組成物。
- 比誘電率1.5〜20及び表面張力15〜60mN/m(25℃において)を有する非水溶媒、前記非水溶媒に不溶な色材、および前記非水溶媒に可溶な下記一般式(Ia)及び(Ib)で示される繰返し単位を含む半マレイン酸アミド共重合体を含有する荷電調節剤を含有するインク組成物を、複数の記録電極が配置された記録ヘッドに導入し、前記記録電極に電圧を印加して、前記インクに静電力を作用させて色材粒子が濃縮された形でインク滴を飛翔させて、対向する様に配置された記録媒体上に印字ドットを形成し記録を行う静電インクジェット画像形成方法。
- 比誘電率1.5〜20及び表面張力15〜60mN/m(25℃において)を有する非水溶媒、前記非水溶媒に不溶な色材、および前記非水溶媒に可溶な下記一般式(Ia’)及び(Ib)で示される繰返し単位を含む半マレイン酸アミド共重合体を含有する荷電調節剤を含有するインク組成物を、複数の記録電極が配置された記録ヘッドに導入し、前記記録電極に電圧を印加して、前記インクに静電力を作用させて色材粒子が濃縮された形でインク滴を飛翔させて、対向する様に配置された記録媒体上に印字ドットを形成し記録を行う静電インクジェット画像形成方法。
- 比誘電率1.5〜20及び表面張力15〜60mN/m(25℃において)を有する非水溶媒、前記非水溶媒に不溶な色材、及び前記非水溶媒に可溶な荷電調節剤を有し、前記荷電調節剤が、非水溶媒に可溶となしうる少なくとも1種以上の単量体と無水マレイン酸とを構成単位として有する共重合体と、1級アミノ化合物または1級アミノ化合物および2級アミノ化合物との反応により得られる高分子化合物であり、かつ、半マレイン酸アミド成分とマレインイミド成分とを繰返し単位として有する高分子化合物を含有するインク組成物を、複数の記録電極が配置された記録ヘッドに導入し、前記記録電極に電圧を印加して、前記インクに静電力を作用させて色材粒子が濃縮された形でインク滴を飛翔させて、対向する様に配置された記録媒体上に印字ドットを形成し記録を行う静電インクジェット画像形成方法。
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JP2017124608A (ja) * | 2016-01-08 | 2017-07-20 | キヤノン株式会社 | 液体吐出装置および液体吐出ヘッド |
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- 2004-02-10 JP JP2004033074A patent/JP2004277713A/ja not_active Withdrawn
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