JP2005263834A - インクジェット記録方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 支持体上に空隙層を形成した記録媒体において、ビーディングやブリーディングが起きにくく、さらに普通紙において裏抜けを起こしにくいインクジェット記録方法を提供することである。
【解決手段】 支持体上に空隙層を有する記録媒体に、顔料を含有するインクを用いて記録するインクジェット記録方法において、前記インク中に含有される顔料の平均粒径が200nm以下であり、また、25℃における前記インクの表面張力をγ(mN/m)、普通紙に対する初期接触角をθとしたときに、γcosθの平方根が4〜6の範囲であって、かつ、前記インクは、前記インク20gを表面積50cm2の蓋のないガラス製の容器の中に入れ、40℃、2%RH条件下に1時間静置後に、インク質量が静置前の65%〜85%に減少するものであることを特徴とするインクジェット記録方法。
【選択図】 なし
【解決手段】 支持体上に空隙層を有する記録媒体に、顔料を含有するインクを用いて記録するインクジェット記録方法において、前記インク中に含有される顔料の平均粒径が200nm以下であり、また、25℃における前記インクの表面張力をγ(mN/m)、普通紙に対する初期接触角をθとしたときに、γcosθの平方根が4〜6の範囲であって、かつ、前記インクは、前記インク20gを表面積50cm2の蓋のないガラス製の容器の中に入れ、40℃、2%RH条件下に1時間静置後に、インク質量が静置前の65%〜85%に減少するものであることを特徴とするインクジェット記録方法。
【選択図】 なし
Description
本発明は、インクジェット記録方法に関する。
着色剤を含んだインク液滴を吐出オリフィスから飛翔させて記録を行うインクジェット記録方法が実用化されている。インクジェット記録に使用されるインクに関しては、インクジェット専用の記録媒体(インクジェット専用紙)や、普通紙(例えば、電子写真用紙等のPPC用紙、コンピューター等の連続用紙、一般事務用に汎用される記録紙等)に対して良好に印字できることが求められる。
インクジェット専用紙においては、べた印字部でのまだら模様の発生(ビーディング)や、色間での混ざり(ブリーディング)に関して問題を有している。特に画像保存性の高い顔料を色材として用いた顔料インクにおいては、染料インクに比べ、顔料が記録媒体表面の空隙をふさぐため、インクが記録媒体中に吸収される速度が遅くなり、吸収されずに記録媒体上に残っているインク液滴同士が合一して、ビーディングとよばれるまだらの発生がより顕著となり問題である。
ビーディングを改善する手段として、インク中に長鎖のアルコールを少量添加する方法が開示されている(特許文献1)が、このような長鎖アルコールの多くは水に非常に溶けにくいため、分離し、インク中で安定に存在しにくいという問題がある。
また、普通紙においてはインクが普通紙の裏側にまで深く染み込み(裏抜け)、十分な画像濃度が得られない、また、普通紙の両面印刷ができないという問題が起こる。
普通紙における裏抜けの改善のため、カチオン性物質を含む液体とアニオン性物質を含むインクを被記録媒体上で反応させる方法(特許文献2)や、ヒータを用いてインクの浸透を制御する方法(特許文献3)、転写体に画像を形成して、その画像を被記録媒体へと転写する方法(特許文献4)が報告されている。しかしこれらは、保存耐久性に問題がある、装置が大掛かりになる等の問題がある。
特開平10−219160号公報 (特許請求の範囲)
特開平8−216498号公報 (特許請求の範囲)
特開平11−129460号公報 (特許請求の範囲)
特開平5−255623号公報 (特許請求の範囲)
本発明の目的は、インクジェット専用紙等の支持体上に、空隙層を形成した記録媒体において、べた印字部でのまだら模様の発生(ビーディング)、色間での混ざり(ブリーディング)が起きにくく、さらにコピー用紙等の普通紙においてインクの紙裏側までへの深い染み込み(裏抜け)を起こしにくいインクジェット記録方法を提供することである。
本発明の上記目的は以下の構成によって達成された。
(請求項1)
支持体上に空隙層を有する記録媒体に、顔料を含有するインクを用いて記録するインクジェット記録方法において、前記インク中に含有される顔料の平均粒径が200nm以下であり、また、25℃における前記インクの表面張力をγ(mN/m)、普通紙に対する初期接触角をθとしたときに、γcosθの平方根が4〜6の範囲であって、かつ、前記インクは、前記インク20gを表面積50cm2の蓋のないガラス製の容器の中に入れ、40℃、2%RH条件下に1時間静置後に、インク質量が静置前の65%〜85%に減少するものであることを特徴とするインクジェット記録方法。
支持体上に空隙層を有する記録媒体に、顔料を含有するインクを用いて記録するインクジェット記録方法において、前記インク中に含有される顔料の平均粒径が200nm以下であり、また、25℃における前記インクの表面張力をγ(mN/m)、普通紙に対する初期接触角をθとしたときに、γcosθの平方根が4〜6の範囲であって、かつ、前記インクは、前記インク20gを表面積50cm2の蓋のないガラス製の容器の中に入れ、40℃、2%RH条件下に1時間静置後に、インク質量が静置前の65%〜85%に減少するものであることを特徴とするインクジェット記録方法。
(請求項2)
支持体上に空隙層を有する記録媒体または普通紙に、顔料を含有するインクを用いて記録するインクジェット記録方法において、前記インク中に含有される顔料の平均粒径が200nm以下であり、25℃における前記インクの表面張力をγ(mN/m)、普通紙に対する初期接触角をθとしたときに、γcosθの平方根の値が4〜6の範囲であり、また、前記インクは、インク20gを表面積50cm2の蓋のないガラス製の容器の中に入れ、40℃、2%RH条件下に1時間静置後に、インク質量が静置前の65%〜85%に減少するものであり、かつ、静置後のインクが、25℃において、表面張力をγ′、普通紙に対する初期接触角をθ′としたとき、γ′cosθ′の平方根が1〜3であることを特徴とするインクジェット記録方法。
支持体上に空隙層を有する記録媒体または普通紙に、顔料を含有するインクを用いて記録するインクジェット記録方法において、前記インク中に含有される顔料の平均粒径が200nm以下であり、25℃における前記インクの表面張力をγ(mN/m)、普通紙に対する初期接触角をθとしたときに、γcosθの平方根の値が4〜6の範囲であり、また、前記インクは、インク20gを表面積50cm2の蓋のないガラス製の容器の中に入れ、40℃、2%RH条件下に1時間静置後に、インク質量が静置前の65%〜85%に減少するものであり、かつ、静置後のインクが、25℃において、表面張力をγ′、普通紙に対する初期接触角をθ′としたとき、γ′cosθ′の平方根が1〜3であることを特徴とするインクジェット記録方法。
(請求項3)
前記インクが、複数色のインク全てを構成することを特徴とする請求項1または2に記載のインクジェット記録方法。
前記インクが、複数色のインク全てを構成することを特徴とする請求項1または2に記載のインクジェット記録方法。
(請求項4)
1ドットを形成するインク液滴体積が0.1pl〜10plであることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
1ドットを形成するインク液滴体積が0.1pl〜10plであることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
本発明により、インクジェット専用紙等の支持体において、ビーディングやブリーディングが起きにくく、さらに普通紙においても裏抜けを起こしにくいインクジェット記録方法がえられる。
次に本発明を実施するための最良の形態について説明するが、本発明はこれにより限定されるものではない。
先ず、本発明における、γcosθの平方根について説明する。
インクの紙への浸透はLucas−Washburnの式で表すことができる。
L/t1/2={(r・γ・cosθ)/(2η)}1/2
L:浸透距離
t:時間
r:紙の毛細管径
γ:液体の表面張力
θ:接触角
η:粘度
この式の左辺はインクの紙への浸透距離を時間の平方根で割ったものであり、この式はインクの浸透速度を示す。
L:浸透距離
t:時間
r:紙の毛細管径
γ:液体の表面張力
θ:接触角
η:粘度
この式の左辺はインクの紙への浸透距離を時間の平方根で割ったものであり、この式はインクの浸透速度を示す。
この式によれば、右辺の項であるγcosθの平方根は、インクの浸透速度に関わる。すなわち、γcosθが大きければ、インクの浸透速度は速く、γcosθが小さければ、インクの浸透速度は遅いことを示す。
本発明において、インクの表面張力γ(mN/m)は、自動表面張力計(協和界面科学社製CVBP−Zモデル)を用い白金板を用いて測定した。θの測定方法としては、自動接触角計(協和界面科学社製CA−VPモデル)を用い、1μLの液滴を、普通紙として、コピー用紙であるXerox4024(ゼロックス(株)製)を用い、これにインクを滴下し、滴下したときの画像を取り込み、θ/2法で接触角θを測定した。θは、インク液滴が針先から完全に離れて2.5ms後の値を3回測定し、平均したものとした。尚、測定温度は、25℃で行ったものである。
本発明に用いるインクは顔料の平均粒径が50〜200nmであり、γcosθの平方根が4〜6、かつインクを40℃、2%RH条件下に1時間静置した後、即ち、前記インク20gを表面積50cm2の蓋のないガラス製の容器の中に入れ、オープンの状態で、40℃、2%RH条件下に1時間静置した後に、インク質量が静置前と比較して質量が65%〜85%に減少するようなインクであると、支持体上に空隙を有する層を形成した記録媒体においてビーディングが起こりにくく好ましい。
ビーディングは記録媒体に浸透しきれなかった複数のインク液滴が合一することで、べた画像にまだら模様が生じる現象である。本発明のように、顔料の粒径を50〜200nmと小さくすることで、顔料が記録媒体の空隙を埋めにくくなり、インクの浸透速度が速まり、そして前記γcosθの平方根を4〜6と大きくすることで、インクの浸透速度をより速くすることができる。さらにインクが蒸発しやすいため記録媒体上に浸透しきれずに残るインク液滴の体積を小さくすることができ、これによりビーディングが改善されると思われる。
顔料の平均粒径は200nm以上であると、顔料が記録媒体の空隙を埋める割合が大きくなり、インクの吸収速度の低下が起き好ましくない。顔料の平均粒径の下限は特に定めないが、50nm未満であるとインクが増粘しやすく、インクの保存性が悪いため、50nm以上であることが好ましい。なお、顔料の平均粒径はマルバーン社製ゼータサイザ1000等の動的光散乱装置を用いて強度平均粒径として測定することができる。
γcosθの平方根が4未満である場合、紙へインクが浸透するのに時間がかかり、紙上でインク液滴同士が合一し、ビーディングを引き起こすため好ましくない。γcosθの平方根の上限は、6以下であるとインクジェットプリンタで吐出する際に液滴の着弾位置がずれにくく好ましい。
また、前記インクは、前記同様に、インク20gを表面積50cm2の蓋のないガラス製の容器の中に入れ、オープンの状態で、40℃、2%RH条件下に1時間静置したときに、インク質量が始めの65%〜85%に減少する程度に、蒸発しやすい特性を持つことがよい。インクを40℃、2%RH条件下に1時間静置した後のインク質量が静置前のインク質量の65%未満であると、インクジェットプリンタのノズル先端部においてインクが蒸発し、先端部に顔料が析出して安定な印刷ができなくなることがあるため好ましくない。また、85%を超えると本発明の効果が得られず好ましくない。
さらに、前記の様にインク20gを表面積50cm2の蓋のないガラス製の容器の中に入れ、オープンの状態で、40℃、2%RH条件下に1時間静置した後のインクについて、再度25℃におけるインク表面張力γ′、普通紙に対する初期接触角θ′を測定し、γ′cosθ′の平方根の値が1〜3であると、普通紙に印刷した際に裏抜けを起こさないため好ましい。このようなインクを作製する手段としては、例えば、表面張力が小さく、蒸発速度が速い溶媒を、インク中の他の溶媒組成に応じて、適量含有することがあげられる。
通常、前記γcosθの平方根の初期値が4〜6であるような浸透速度の速いインクは、インクジェット専用紙ではビーディングを起こしにくいためインクジェット専用紙のみに印刷をする場合には好ましく、なんら問題はないが、インクが通過しやすい普通紙にも印刷をする際には、普通紙において裏抜けが起こる可能性がある。上記のようにγ′cosθ′の平方根を1〜3とすることで、インクが普通紙に着弾し、溶媒が蒸発した後にインクの浸透速度が低下するため、インクが普通紙の裏側にまで到達しにくく、裏抜けを起こさない。これにより、インクジェット専用紙と普通紙の両方に良好に印刷できる。
インクに用いられる溶剤に求められる機能としては、色材の安定性を高めること(顔料分散性)、インクジェットで吐出するため、インクの粘度調整をおこなうこと、吐出時の安定性を確保するための吸・保湿性等、様々な項目が挙げられる。そのため、インクには、数種の、様々な特性を持つ溶媒を組み合わせて使うのが一般的である。
後述するが、これら様々な溶媒や添加剤、また、色材は、それぞれの添加量に応じ、インク全体のγcosθを変化させる。したがって、インク組成全体を加味した上で、上記の表面張力が小さく、蒸発速度が速い溶媒を、適量含有させ、γcosθの平方根が希望の値となるように調整しなければならない。
本発明に用いられるインク中に含有する溶媒としては、アルコール類(例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、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、トリ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エチルエーテル、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、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アジアミン等)、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−シクロへキシル−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)が挙げられる。
本発明で用いることのできる顔料としては、従来公知の有色有機あるいは有色無機顔料を用いることができる。例えば、アゾレーキ、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、キレートアゾ顔料等のアゾ顔料や、フタロシアニン顔料、ペリレン及びペリレン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサジン顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフタロニ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、カーボンブラック等の無機顔料が挙げられるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
マゼンタまたはレッド用の顔料は、例えば、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15、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123、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。
オレンジまたはイエロー用の顔料は、例えば、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74、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138等が挙げられる。
グリーンまたはシアン用の顔料は、例えば、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。
また、ブラック用の顔料として、例えば、カーボンブラック等が挙げられる。
また、インクには前記顔料及び溶媒だけではなく、界面活性剤を添加するのが一般的である。
本発明で用いるインクは、その表面張力を制御するためにさらに界面活性剤を添加することもできる。界面活性剤としては、例えば、アニオン系、カチオン系、両性、ノニオン系のものが使用され、代表的には、アニオン系の界面活性剤としては、脂肪酸塩、アルキル硫酸塩、アルキル硫酸エステル、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塩、ジアルキルスルホコハク酸塩、アルキルリン酸エステル塩、アルキルナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物、ポリオキシエチレンアルキル硫酸エステル塩等、カチオン系の界面活性剤としては、アミン塩、テトラアルキル4級アンモニウム塩、トリアルキル4級アンモニウム塩、アルキルピリジニウム塩、アルキルキノリニウム塩等、ノニオン系の界面活性剤としては、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アルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、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アルキルアミン、ポリプロピレングリコールのエチレンオキサイド付加物、アセチレングリコール、アセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物等が挙げられる。
これら界面活性剤の添加量は染料の種類、インク中に含まれる溶媒、その他添加剤の種類、量により決まるが、インク全質量に対して0.01〜5質量%が好ましい。
さらに、本発明で用いるインクには、防腐剤、防黴剤、pH調整剤等を添加できる。
防腐剤、防黴剤の好ましい具体例としては、例えば、安息香酸ナトリウム、ペンタクロロフェノールナトリウム、2−ピリジンチオール−1−オキサイドナトリウム、ソルビン酸ナトリウム、デヒドロ酢酸ナトリウム、1,2−ベンズイソチアゾリジン−3−オン(アビシア社のプロキセルCRL、プロキセルBD、プロキセルGXL、プロキセルTN、プロキセルXL−2等)、4−クロロ−3−メチルフェノール(バイエル社のプリベントールCMK等)が挙げられる。
pH調整剤の例としては、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、プロパノールアミン、モルホリン等のアミン類及びそれらの変性物、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム等の無機塩類、水酸化アンモニウム、4級アンモニウム水酸化物(テトラメチルアンモニウム等)、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸リチウム等の炭酸塩類その他リン酸塩等が挙げられる。
その他、吐出安定性、プリントヘッドやインクカートリッジへの適合性、保存安定性、その他諸特性向上を目的として、それぞれの目的に適合する、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、防錆剤、消泡剤、金属キレート剤等を添加することもできる。
本発明に用いられるインクは、顔料の含有量を0.1〜20質量%の範囲で選択することができ、インクジェット画像で写真画像を形成するには、顔料の含有量を各々変化させた、いわゆる濃淡インクを調製して用いるのが好ましい。また、必要に応じて、赤、緑、青等の特色インクを用いることも色再現上好ましい。
インクジェット記録方法としては、少なくともイエローのインク、マゼンタのインク、シアンのインク、ブラックのインクを有するインクセットを用い、いわゆるカラーのインクジェットプリントに用いることができる。
さらに、用いる複数のインクすべてに本発明のインクを用いると、ビーディングのみではなく、隣接する異なる色間での混ざり(ブリーディング)も抑制できるため好ましい。
本発明に用いられる記録媒体としては、高画質な画像を得るために支持体上に空隙を有する層を形成した記録媒体が好ましい。さらに、安価であるコピー紙等事務用紙に代表される普通紙を併用してもよい。
本発明に用いられる記録媒体は支持体上に空隙層を形成した記録媒体であると、ビーディング、色間での混ざりをより改善できるので好ましい。
本発明に用いられる記録媒体の空隙層は、主に微粒子と親水性バインダーから形成されるのが好ましい。
本発明で用いることのできる微粒子としては、無機微粒子や有機微粒子を用いることができるが、特には、高光沢で、かつ高発色濃度が得られ、さらに微粒子が容易に得やすいことから無機微粒子が好ましい。そのような無機微粒子としては、例えば、軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、カオリン、クレー、タルク、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、二酸化チタン、酸化亜鉛、水酸化亜鉛、硫化亜鉛、炭酸亜鉛、ハイドロタルサイト、珪酸アルミニウム、ケイソウ土、珪酸カルシウム、珪酸マグネシウム、合成非晶質シリカ、コロイダルシリカ、アルミナ、コロイダルアルミナ、擬ベーマイト、水酸化アルミニウム、リトポン、ゼオライト、水酸化マグネシウム等の白色無機顔料等を挙げることができる。上記微粒子は、一次粒子のまま用いても、また、二次凝集粒子を形成した状態で使用することもできる。
本発明においては、インクジェット記録媒体で高品位なプリントを得る観点から、無機微粒子として、アルミナ、擬ベーマイト、コロイダルシリカもしくは気相法により合成された微粒子シリカが好ましい。
このうち、擬ベーマイトのアルミナ水和物は高湿度環境下でのプリント画像の滲み防止の点で好ましい。この擬ベーマイトの代表例としては特開平7−89221号公報の実施例に記載されたアルミナ水和物Aが挙げられる。このアルミナ水和物Aは、まず米国特許明細第4,242,271号に記載された方法でアルミニウムアルコキサイドを製造し、米国特許明細第4,202,870号に記載された方法で前記アルミニウムアルコキサイドを加水分解して、オーブンで30℃、2時間熟成してアルミナのコロイダルゾルが得られる。このアルミナ水和物Aは無定形で、平板状であって、BET比表面積76g/m、BET細孔容積0.57ml/gである。
このような擬ベーマイトが高いインク受容性を有する理由は、その細孔半径と細孔径分布が、インク受容に非常に適した範囲にあるという事実にあると考えられる。擬ベーマイトの細孔分布は、2つ以上の極大を有する。比較的大きい細孔で、インク中の溶媒成分を吸収し、比較的小さい細孔でインク中の染料を吸着する。擬ベーマイトの細孔径分布の極大の一つは細孔半径10nm以下が好ましく、より好ましくは1〜6nmである。他の極大は細孔半径10〜20nmの範囲が好ましい。
そして、本発明において前記無機微粒子の中で最も好ましいのは、気相法で合成された微粒子シリカである。カラーブリード、光沢、画像濃度及びコストの点で好ましい。この気相法で合成されたシリカは、表面がAlで修飾されたものであっても良い。表面がAlで修飾された気相法シリカのAl含有率は、シリカに対して質量比で0.05〜5%のものが好ましい。
上記無機微粒子の粒径は、いかなる粒径のものも用いることができるが、平均粒径が1μm以下であることが好ましい。1μm以下であれば、光沢性や発色性がより良好であり、そのため、特には、0.2μm以下が好ましく、0.1μm以下が最も好ましい。粒径の下限は特には限定されないが、無機微粒子の製造上の観点から、概ね0.003μm以上、特に0.005μm以上が好ましい。
上記無機微粒子の平均粒径は、空隙層の断面や表面を電子顕微鏡で観察し、100個の任意の粒子の粒径を求めて、その単純平均値(個数平均)として求められる。ここで、個々の粒径は、その投影面積に等しい円を仮定した時の直径で表したものである。
また、微粒子の分散度は、光沢性や発色性の観点から0.5以下が好ましい。0.5以下であれば、光沢やプリント時の発色性がより良好である。特に、0.3以下が好ましい。ここで、微粒子の分散度とは、上記平均粒径を求めるのと同様に電子顕微鏡で空隙層の微粒子を観察し、その粒径に標準偏差を平均粒径で割った値で表す。
上記微粒子は、一次粒子のままで、あるいは二次粒子もしくはそれ以上の高次凝集粒子で空隙層皮膜中に存在していても良いが、上記の平均粒径は電子顕微鏡で観察したときに空隙層中で独立の粒子を形成しているものの粒径を言う。
上記微粒子の水溶性塗布液における含有量は、5〜40質量%であり、特に7〜30質量%が好ましい。
空隙層に含有される水溶性バインダーとしては、特に制限はなく、従来公知の水溶性バインダーを用いることができる。例えば、ゼラチン、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンオキシド、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール等を用いることができるが、ポリビニルアルコールが特に好ましい。
ポリビニルアルコールは無機微粒子との相互作用を有しており、無機微粒子に対する保持力が特に高く、更に、吸湿性の湿度依存性が比較的小さなポリマーであり、塗布乾燥時の収縮応力が比較的小さいため、塗布乾燥時のひび割れに対する適性が優れる。本発明で好ましく用いられるポリビニルアルコールとしては、ポリ酢酸ビニルを加水分解して得られる通常のポリビニルアルコールの他に、末端をカチオン変性したポリビニルアルコールやアニオン性基を有するアニオン変性ポリビニルアルコール等の変性ポリビニルアルコールも含まれる。
酢酸ビニルを加水分解して得られるポリビニルアルコールは、平均重合度が1000〜5000のものが好ましく用いられる。ケン化度は、70〜100%のものが好ましく、80〜99.5%のものが特に好ましい。
カチオン変性ポリビニルアルコールとしては、例えば、特開昭61−10483号に記載されているような、第1〜3級アミノ基や第4級アンモニウム基を上記ポリビニルアルコールの主鎖又は側鎖中に有するポリビニルアルコールであり、これらはカチオン性基を有するエチレン性不飽和単量体と酢酸ビニルとの共重合体をケン化することにより得られる。
カチオン性基を有するエチレン性不飽和単量体としては、例えば、トリメチル−(2−アクリルアミド−2,2−ジメチルエチル)アンモニウムクロライド、トリメチル−(3−アクリルアミド−3,3−ジメチルプロピル)アンモニウムクロライド、N−ビニルイミダゾール、N−ビニル−2−メチルイミダゾール、N−(3−ジメチルアミノプロピル)メタクリルアミド、ヒドロキシルエチルトリメチルアンモニウムクロライド、トリメチル−(メタクリルアミドプロピル)アンモニウムクロライド、N−(1,1−ジメチル−3−ジメチルアミノプロピル)アクリルアミド等が挙げられる。
カチオン変性ポリビニルアルコールのカチオン変性基含有単量体の比率は、酢酸ビニルに対して0.1〜10モル%、好ましくは、0.2〜5モル%である。
ポリビニルアルコールは、重合度や変性の種類違いなどの2種類以上を併用することもできる。特に、重合度が2000以上のポリビニルアルコールを使用する場合は、予め、無機微粒子分散液に重合度が1000以下のポリビニルアルコールを無機微粒子に対して0.05〜10質量%、好ましくは0.1〜5質量%添加してから、重合度が2000以上のポリビニルアルコールを添加すると、著しい粘度上昇が無く好ましい。
空隙層の水溶性バインダーに対する微粒子の比率は、質量比で2〜20倍であることが好ましい。質量比が2倍未満である場合には、空隙層の空隙率が低下し、十分な空隙容量が得にくくなるだけでなく、過剰の水溶性バインダーがインクジェット記録時に膨潤して空隙を塞ぎ、インク吸収速度を低下させる要因となる。一方、この比率が20倍を越える場合には、空隙層を厚膜で塗布した際に、ひび割れが生じやすくなり好ましくない。特に好ましい水溶性バインダーに対する微粒子の比率は、2.5〜12倍、最も好ましくは3〜10倍である。
上記の気相法シリカを用いた空隙層において、ジルコニウム原子やアルミニウム原子を分子内に含む化合物を添加すると、カラーブリードや滲みが向上する点で好ましい。
本発明で用いる記録媒体に用いることのできるジルコニウム原子を分子内に有する化合物としては、酸化ジルコニウム、二フッ化ジルコニウム、三フッ化ジルコニウム、四フッ化ジルコニウム、ヘキサフルオロジルコニウム酸塩(例えば、カリウム塩等)、ヘプタフルオロジルコニウム酸塩(例えば、ナトリウム塩、カリウム塩等)、ヘプタフルオロジルコニウム酸塩(例えば、ナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩等)、オクタフルオロジルコニウム酸塩(例えば、リチウム塩等)、フッ化酸化ジルコニウム、二塩化ジルコニウム、三塩化ジルコニウム、四塩化ジルコニウム、ヘキサクロロジルコニウム酸塩(例えば、ナトリウム塩、カリウム塩等)、塩酸化ジルコニウム(塩化ジルコニル)、二臭化ジルコニウム、三臭化ジルコニウム、四臭化ジルコニウム、臭化酸化ジルコニウム、三ヨウ化ジルコニウム、四ヨウ化ジルコニウム、過酸化ジルコニウム、水酸化ジルコニウム、硫酸ジルコニウム、p−トルエンスルホン酸ジルコニウム、硫酸ジルコニル、硫酸ジルコニルナトリウム、酸性硫酸ジルコニル三水和物、硫酸ジルコニル、硝酸ジルコニル、リン酸ジルコニル、炭酸ジルコニル、炭酸ジルコニルアンモニウム、酢酸ジルコニウム、酢酸ジルコニルアンモニウム、乳酸ジルコニル、クエン酸ジルコニル、ステアリン酸ジルコニル、リン酸ジルコニウム、リン酸ジルコニル、シュウ酸ジルコニウム、ジルコニウムイソプロピレート、ジルコニウムブチレート、ジルコニウムアセチルアセテート、ジルコニウムアセテート、ビス(アセチルアセトナート)ジクロロジルコニウム、トリス(アセチルアセトナート)クロロジルコニウム等が挙げられる。
これらの化合物の中でも、炭酸ジルコニル、炭酸ジルコニルアンモニウム、酢酸ジルコニル、硝酸ジルコニル、塩酸化ジルコニウム、乳酸ジルコニル、クエン酸ジルコニルが好ましく、特に炭酸ジルコニルアンモニウム、酢酸ジルコニルが最も好ましい。
本発明で用いることのできる分子内にアルミニウム原子を含む化合物としては、酸化アルミニウム、フッ化アルミニウム、ヘキサフルオロアルミン酸(例えば、カリウム塩)、塩化アルミニウム、塩基性塩化アルミニウム(例えば、ポリ塩化アルミニウム)、テトラクロロアルミン酸塩(例えば、ナトリウム塩等)、臭化アルミニウム、テトラブロモアルミン酸塩(例えば、カリウム塩等)、ヨウ化カリウム、アルミン酸塩(例えば、ナトリウム塩、カリウム塩、カルシウム塩等)、塩素酸アルミニウム、過塩素酸アルミニウム、チオシアン酸アルミニウム、硫酸アルミニウム、塩基性硫酸アルミニウム、硫酸アルミニウムカリウム(ミョウバン)、硫酸アンモニウムアルミニウム(アンモニウムミョウバン)、硫酸ナトリウムアルミニウム、燐酸アルミニウム、硝酸アルミニウム、燐酸水素アルミニウム、炭酸アルミニウム、ポリ硫酸珪酸アルミニウム、ギ酸アルミニウム、酢酸アルミニウム、乳酸アルミニウム、シュウ酸アルミニウム、アルミニウムイソプロピレート、アルミニウムブチレート、エチルアセテートアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムトリス(アセチルアセトネート)、アルミニウムトリス(エチルアセトアセテート)、アルミニウムモノアセチルアセトネートビス(エチルアセトアセトネート)等を挙げることができる。
これらの中でも、塩化アルミニウム、塩基性塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム、塩基性硫酸アルミニウム、塩基性硫酸珪酸アルミニウムが好ましく、塩基性塩化アルミニウム、塩基性硫酸アルミニウムが最も好ましい。
前記化合物は、記録媒体1m2当り、通常0.05〜25mmol、好ましくは0.25〜10mmol、特に好ましくは0.5〜5mmolの範囲で用いられる。
本発明に用いることのできる記録媒体に用いられる支持体としては、吸水性支持体(例えば、紙等)や非吸水性支持体を用いることができるが、より高品位なプリントが得られる観点から、非吸水性支持体が好ましい。
吸水性支持体では、単に高品位なプリントが得にくいだけでなく、オーバーコートした各添加剤成分が、塗布後に紙中に拡散して、添加剤本来の効果を損なう結果となる。
好ましく用いられる非吸収性支持体としては、例えば、ポリエステル系フィルム、ジアセテート系フィルム、トリアセテート系フィルム、ポリオレフィン系フィルム、アクリル系フィルム、ポリカーボネート系フィルム、ポリ塩化ビニル系フィルム、ポリイミド系フィルム、セロハン、セルロイド等の材料からなる透明又は不透明のフィルム、あるいは基紙の両面をポリオレフィン樹脂被覆層で被覆した樹脂被覆紙、いわゆるRCペーパー等が用いられる。
上記空隙層を形成する水性塗布液中には、各種の添加剤を添加することができる。そのような添加剤としては、例えば、カチオン性媒染剤、架橋剤、界面活性剤(カチオン、ノニオン、アニオン、両性)、白地色調調整剤、蛍光増白剤、防黴剤、粘度調整剤、低沸点有機溶剤、高沸点有機溶剤、ラテックスエマルジョン、褪色防止剤、紫外線吸収剤、多価金属化合物(水溶性もしくは非水溶性)、マット剤、シリコンオイル等が挙げられるが、中でもカチオン媒染剤は、印字後の耐水性や耐湿性を改良するために好ましい。
カチオン媒染剤としては、第1級〜第3級アミノ基及び第4級アンモニウム塩基を有するポリマー媒染剤が用いられるが、長期保存での変色や耐光性の劣化が少ないことなどから、第4級アンモニウム塩基を有するポリマー媒染剤が好ましい。
好ましいポリマー媒染剤は、上記第4級アンモニウム塩基を有するモノマーの単独重合体やその他のモノマーとの共重合体又は縮重合体として得られる。
また、水溶性バインダーの架橋剤を含有させることも特に好ましい。架橋剤により、空隙層の耐水性が改善され、また、インクジェット記録時に水溶性バインダーの膨潤が抑制されるためにインク吸収速度が向上する。
架橋剤としては、従来公知の架橋剤を使用することができ、無機系架橋剤(例えば、クロム化合物、アルミニウム化合物、ジルコニウム化合物、ホウ酸類等)や有機系架橋剤(例えば、エポキシ系架橋剤、イソシアネート系架橋剤、アルデヒド系架橋剤、N−メチロール系架橋剤、アクリロイル系架橋剤、ビニルスルホン系架橋剤、活性ハロゲン系架橋剤、カルボジイミド系架橋剤、エチレンイミノ系架橋剤等)等を使用することができる。
これらの架橋剤は、水溶性バインダーに対して、概ね1〜50質量%であり、好ましくは2〜40質量%である。
水溶性バインダーがポリビニルアルコール類であり、微粒子がシリカである場合、架橋剤としては、ホウ酸類やジルコニウム化合物等の無機系架橋剤及びエポキシ系架橋剤が、特に好ましい。
本発明に用いることができる記録媒体の作成において用いることのできる塗布方法は、公知の方法から適宜選択して行うことができ、例えば、グラビアコーティング法、ロールコーティング法、ロッドバーコーティング法、エアナイフコーティング法、スプレーコーティング法、押し出し塗布方法、カーテン塗布方法あるいは米国特許第2,681,294号公報に記載のホッパーを使用するエクストルージョンコート法が好ましく用いられる。
本発明に用いることができる記録媒体の空隙層は、単層であっても多層であっても良く、多層構成の場合には、全ての層を同時に塗布することが、製造コスト低減の観点から好ましい。
また、本発明で用いることができる普通紙とは、非塗工用紙、特殊印刷用紙及び情報用紙の一部に属す、80〜200μmの非コート紙が望ましい。本発明の普通紙としては、例えば、上級印刷紙、中級印刷紙、下級印刷紙、薄様印刷紙、微塗工印刷用紙、色上質紙等特殊印刷用紙、フォーム用紙、PPC用紙、その他情報用紙等があり、具体的には下記する用紙及びこれらを用いた各種の変性/加工用紙があるが、本発明は特にこれらに限定されるものではない。上質紙および色上質紙、再生紙、複写用紙・色もの、OCR用紙、ノーカーボン紙・色もの、ユポ60、80、110ミクロン、ユポコート70、90ミクロン等の合成紙、その他片面アート紙68kg、コート紙90kg、フォームマット紙70、90、110kg、発泡PET38ミクロン、みつおりくん(以上、小林記録紙)、OK上質紙、ニューOK上質紙、サンフラワー、フェニックス、OKロイヤルホワイト、輸出上質紙(NPP、NCP、NWP、ロイヤルホワイト)OK書籍用紙、OKクリーム書籍用紙、クリーム上質紙、OK地図用紙、OKいしかり、きゅうれい、OKフォーム、OKH、NIP−N(以上、新王子製紙)、金王、東光、輸出上質紙、特需上質紙、書籍用紙、書籍用紙L、淡クリーム書籍用紙、小理教科書用紙、連続伝票用紙、上質NIP用紙、銀環、金陽、金陽(W)、ブリッジ、キャピタル、銀環書籍、ハープ、ハープクリーム、SKカラー、証券用紙、オペラクリーム、オペラ、KYPカルテ、シルビアHN、エクセレントフォーム、NPIフォームDX(以上、日本製紙)、パール、金菱、ウスクリーム上質紙、特製書籍用紙、スーパー書籍用紙、書籍用紙、ダイヤフォーム、インクジェットフォーム(以上、三菱製紙)、金毯V、金毯SW、白象、高級出版用紙、クリーム金毯、クリーム白象、証券・金券用紙、書籍用紙、地図用紙、複写用紙、HNF(以上、北越製紙)しおらい、電話帳表紙、書籍用紙、クリームしおらい、クリームしおらい中ラフ、クリームしおらい大ラフ、DSK(以上、大昭和製紙)、せんだいMP上質紙、錦江、雷鳥上質、掛紙、色紙原紙、辞典用紙、クリーム書籍、白色書籍、クリーム上質紙、地図用紙、連続伝票用紙(以上、中越パルプ)、OP金桜(チューエツ)、金砂、参考書用紙、交換証用紙(白)、フォーム印刷用紙、KRF、白フォーム、カラーフォーム、(K)NIP、ファインPPC、紀州インクジェット用紙(以上紀州製紙製)、たいおう、ブライトフォーム、カント、カントホワイト、ダンテ、CM用紙、ダンテコミック、ハイネ、文庫本用紙、ハイネS、ニューAD用紙、ユトリロエクセル、エクセルスーパーA、カントエクセル、エクセルスーパーB、ダンテエクセル、ハイネエクセル、エクセルスーパーC、エクセルスーパーD、ADエクセル、エクセルスーパーE、ニューブライトフォーム、ニューブライトNIP(以上大王製紙製)、日輪、月輪、雲嶺、銀河、白雲、ワイス、月輪エース、白雲エース、雲岑エース(以上日本紙業製)、たいおう、ブライトフォーム、ブライトニップ(以上名古屋パルプ)、牡丹A、金鳩、特牡丹、白牡丹A、白牡丹C、銀鳩、スーパー白牡丹A、淡クリーム白牡丹、特中質紙、白鳩、スーパー中質紙、青鳩、赤鳩、金鳩Mスノービジョン、スノービジョン、金鳩スノービジョン、白鳩M、スーパーDX、はまなすO、赤鳩M、HKスーパー印刷紙(以上本州製紙製)、スターリンデン(A・AW)、スターエルム、スターメイプル、スターローレル、スターポプラ、MOP、スターチェリーI、チェリーIスーパー、チェリーIIスーパー、スターチェリーIII、スターチェリーIV、チェリーIIIスーパー、チェリーIVスーパー(以上丸住製紙製)、SHF(以上東洋パルプ製)、TRP(以上東海パルプ製)。また、PPC用紙である前記Xerox4024(ゼロックス(株)製)等が挙げられる。
記録媒体としては、例えば、上質紙および色上質紙、インクジェット普通紙および専用紙、再生紙および伝票用紙等があげられる。通常普通紙として広範に使用される膜厚80〜200μmの用紙が本発明の目的に特に好ましい。本発明の対象とする記録媒体としては、非コート紙が望ましく、例えば用紙の元素成分の比率で言えば、炭素元素100に対して、アルミニウム、けい素元素数が各々150、200以下であることが望ましい。
本発明のインクジェット記録方法としては、1ドットを形成するインク液滴体積が0.1pl以上10pl未満であることが好ましい。この範囲の液滴体積であると、インク液滴体積に対する表面積が大きく、インク中の溶媒の蒸発が促進されるため、さらにビーディングが起こりにくい。液滴体積の下限は特に定めないが、0.1pl以上であれば、飛翔時の安定性がよいため好ましい。
本発明のインクジェット記録方法は、電気・機械変換方式または電気・熱変換方式によりインクを吐出することで記録を行うオンデマンド方式のインクジェット記録方法が好ましい。電気・機械変換方式としては、例えば圧電素子を用いた電気・機械変換方式が挙げられる。圧電素子としては例えば、ピエゾ素子が挙げられる。電気・熱変換方式には、例えば、発熱素子を用いた電気・熱変換方式が挙げられる。
本発明の構成により、インクジェット専用紙等の支持体において、ビーディングやブリーディングが起きにくく、さらに普通紙においても裏抜けを起こしにくいインクジェット記録方法がえられる。
以下、本発明について実施例を挙げて説明するが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。
[記録媒体1の作製]
〔シリカ分散液D1、D2の調製〕
予め均一に分散されている1次粒子の平均粒径が約0.012μmの気相法シリカ(日本アエロジル社製:A200)を25%、水溶性蛍光増白剤UVITE XNFW LIQUID(チバスペシャリティーケミカルズ社製)を0.3%含むシリカ分散液B1(pH=2.3、エタノール1質量%含有)の400Lを、カチオン性ポリマーP−1を12%、n−プロパノールを10%及びエタノールを2%含有する水溶液C1(pH=2.5、サンノプコ社製の消泡剤SN381を2g含有)の110Lに、室温で3000rpmで攪拌しながら添加した。次いで、ホウ酸とホウ砂の1:1質量比の混合水溶液A1(各々3%の濃度)の54Lを攪拌しながら徐々に添加した。
〔シリカ分散液D1、D2の調製〕
予め均一に分散されている1次粒子の平均粒径が約0.012μmの気相法シリカ(日本アエロジル社製:A200)を25%、水溶性蛍光増白剤UVITE XNFW LIQUID(チバスペシャリティーケミカルズ社製)を0.3%含むシリカ分散液B1(pH=2.3、エタノール1質量%含有)の400Lを、カチオン性ポリマーP−1を12%、n−プロパノールを10%及びエタノールを2%含有する水溶液C1(pH=2.5、サンノプコ社製の消泡剤SN381を2g含有)の110Lに、室温で3000rpmで攪拌しながら添加した。次いで、ホウ酸とホウ砂の1:1質量比の混合水溶液A1(各々3%の濃度)の54Lを攪拌しながら徐々に添加した。
次いで、三和工業株式会社製の高圧ホモジナイザーで、3000N/cm2の圧力で分散し、全量を純水で630Lに仕上げて、ほぼ透明なシリカ分散液D1を得た。
一方、上記シリカ分散液B1の400Lを、カチオン性ポリマーP−2を12%、n−プロパノール10%及びエタノールを2%含有する水溶液C2(pH=2.5)の120Lに、室温で3000rpmで攪拌しながら添加し、次いで、上記混合液A1の52Lを攪拌しながら徐々に添加した。
次いで、三和工業株式会社製の高圧ホモジナイザーで3000N/cm2の圧力で分散し、全量を純水で630Lに仕上げて、ほぼ透明なシリカ分散液D2を得た。
上記シリカ分散液D1、D2を、30μmの濾過精度を有するアドバンテック東洋社製のTCP−30タイプのフィルターを用いて濾過を行った。
〔オイル分散液の調製〕
ジイソデシルフタレート20kgを酸化防止剤(AO−1)20kgとを45kgの酢酸エチルに加熱溶解し、酸処理ゼラチン8kg、カチオン性ポリマーP−1を2.9kg及びサポニン10.5kgとを含有するゼラチン水溶液210Lと55℃で混合し、高圧ホモジナイザーで乳化分散した後、全量を純水で300Lに仕上げて、オイル分散液を調整した。
ジイソデシルフタレート20kgを酸化防止剤(AO−1)20kgとを45kgの酢酸エチルに加熱溶解し、酸処理ゼラチン8kg、カチオン性ポリマーP−1を2.9kg及びサポニン10.5kgとを含有するゼラチン水溶液210Lと55℃で混合し、高圧ホモジナイザーで乳化分散した後、全量を純水で300Lに仕上げて、オイル分散液を調整した。
〔塗布液の調製〕
上記調製した各分散液を使用して、以下に記載の各添加剤を順次混合して、塗布液を調製した。なお、各添加量は塗布液1L当りの量で表示した。
上記調製した各分散液を使用して、以下に記載の各添加剤を順次混合して、塗布液を調製した。なお、各添加量は塗布液1L当りの量で表示した。
(第1層用塗布液:最下層)
シリカ分散液D1 580ml
ポリビニルアルコール(クラレ社製:PVA203)10%水溶液 5ml
ポリビニルアルコール(平均重合度:3800 ケン化度88%)6.5%水溶液
290ml
オイル分散液 30ml
ラッテクス分散液(昭和高分子社製 AE803) 42ml
エタノール 8.5ml
純水で全量を1000mlに仕上げる
(第2層用塗布液)
シリカ分散液D1 600ml
ポリビニルアルコール(クラレ社製:PVA203)10%水溶液 5ml
ポリビニルアルコール(平均重合度:3800 ケン化度88%)6.5%水溶液
270ml
オイル分散液 20ml
ラテックス分散液(昭和高分子社製:AE803) 22ml
エタノール 8ml
純水で全量を1000mlに仕上げる。
シリカ分散液D1 580ml
ポリビニルアルコール(クラレ社製:PVA203)10%水溶液 5ml
ポリビニルアルコール(平均重合度:3800 ケン化度88%)6.5%水溶液
290ml
オイル分散液 30ml
ラッテクス分散液(昭和高分子社製 AE803) 42ml
エタノール 8.5ml
純水で全量を1000mlに仕上げる
(第2層用塗布液)
シリカ分散液D1 600ml
ポリビニルアルコール(クラレ社製:PVA203)10%水溶液 5ml
ポリビニルアルコール(平均重合度:3800 ケン化度88%)6.5%水溶液
270ml
オイル分散液 20ml
ラテックス分散液(昭和高分子社製:AE803) 22ml
エタノール 8ml
純水で全量を1000mlに仕上げる。
(第3層用塗布液)
シリカ分散液D2 630ml
ポリビニルアルコール(クラレ社製:PVA203)10%水溶液 5ml
ポリビニルアルコール(平均重合度:3800 ケン化度88%)6.5%水溶液
270ml
オイル分散液 10ml
ラッテクス分散液(昭和高分子社製 AE803) 5ml
エタノール 3ml
純水で全量を1000mlに仕上げる。
シリカ分散液D2 630ml
ポリビニルアルコール(クラレ社製:PVA203)10%水溶液 5ml
ポリビニルアルコール(平均重合度:3800 ケン化度88%)6.5%水溶液
270ml
オイル分散液 10ml
ラッテクス分散液(昭和高分子社製 AE803) 5ml
エタノール 3ml
純水で全量を1000mlに仕上げる。
(第4層用塗布液)
シリカ分散液D2 660ml
ポリビニルアルコール(クラレ社製:PVA203)10%水溶液 5ml
ポリビニルアルコール(平均重合度:3800 ケン化度88%)6.5%水溶液
250ml
ベタイン型界面活性剤−1の4%水溶液 3ml
サポニンの25%水溶液 3ml
エタノール 3ml
純水で全量を1000mlに仕上げる。
シリカ分散液D2 660ml
ポリビニルアルコール(クラレ社製:PVA203)10%水溶液 5ml
ポリビニルアルコール(平均重合度:3800 ケン化度88%)6.5%水溶液
250ml
ベタイン型界面活性剤−1の4%水溶液 3ml
サポニンの25%水溶液 3ml
エタノール 3ml
純水で全量を1000mlに仕上げる。
上記の様にして調製した各塗布液を、20μmの濾過精度を持つアドバンテック東洋社製のTCPD−30フィルターで濾過した後、更にTCPD−10フィルターで濾過した。
〔記録媒体の塗布〕
次に、上記の各塗布液を下記に記載の湿潤膜厚となるよう、40℃で両面にポリエチレンを被覆した紙支持体上に、スライドホッパー型コーターを用いて4層同時塗布した。
次に、上記の各塗布液を下記に記載の湿潤膜厚となるよう、40℃で両面にポリエチレンを被覆した紙支持体上に、スライドホッパー型コーターを用いて4層同時塗布した。
〈湿潤膜厚〉
第1層:42μm
第2層:39μm
第3層:44μm
第4層:38μm
なお、上記紙支持体は、幅が1.5m、長さが4000mのロール状に巻かれた下記の支持体を用いた。
第1層:42μm
第2層:39μm
第3層:44μm
第4層:38μm
なお、上記紙支持体は、幅が1.5m、長さが4000mのロール状に巻かれた下記の支持体を用いた。
使用した紙支持体は、含水率が8%で、坪量が170gの写真用原紙表面を、アナターゼ型酸化チタンを6%含有するポリエチレンを厚さ35μmで押し出し溶融塗布し、裏面には厚さ40μmのポリエチレンを押し出し溶融塗布した。表面側は、コロナ放電した後、ポリビニルアルコール(クラレ社製 PVA235)を記録媒体1m2当り0.05gになるように下引き層を塗布し、裏面側にはコロナ放電加工した後、Tgが約80℃のスチレン・アクリル酸エステル系ラッテクスバインダー約0.4g、帯電防止剤(カチオン性ポリマー)0.1g及び平均粒径が約2μmのシリカ0.1gをマット剤として含有するバック層を塗布した。
インク受容層用塗布液の塗布後の乾燥は、5℃に保った冷却ゾーンを15秒間通過させて膜面の温度を13℃にまで低下させたあと、複数設けた乾燥ゾーンの温度を適宜設定して乾燥を行った後、ロール状に巻き取って記録媒体1を得た。
[記録媒体2の作成]
記録媒体1の作製において、第4層塗布液の代わりに、以下の塗布液を作製、使用した以外は記録媒体1の作製と同様にして記録媒体2を作製した。
記録媒体1の作製において、第4層塗布液の代わりに、以下の塗布液を作製、使用した以外は記録媒体1の作製と同様にして記録媒体2を作製した。
(記録媒体2の第4層用塗布液)
高速攪拌分散機を用いて、硝酸でpHを4に調整した1%エタノール水溶液700ml中に、気相法アルミナ(平均1次粒子径13nm、BET法により測定した比表面積100m2/g)200gを徐々に加えて分散した。その後、さらにサンドミルで分散液中のシリカ微粒子の平均二次粒子径が0.4μm以下になるまで分散し、最後に純水を加え1000gに仕上げた。この分散液を40℃で攪拌しながら、ポリビニルアルコール(平均重合度3800、ケン化度88%)の10%水溶液250gを攪拌しながら徐々に添加し、純水で1800gに仕上げて塗布液を得た。
高速攪拌分散機を用いて、硝酸でpHを4に調整した1%エタノール水溶液700ml中に、気相法アルミナ(平均1次粒子径13nm、BET法により測定した比表面積100m2/g)200gを徐々に加えて分散した。その後、さらにサンドミルで分散液中のシリカ微粒子の平均二次粒子径が0.4μm以下になるまで分散し、最後に純水を加え1000gに仕上げた。この分散液を40℃で攪拌しながら、ポリビニルアルコール(平均重合度3800、ケン化度88%)の10%水溶液250gを攪拌しながら徐々に添加し、純水で1800gに仕上げて塗布液を得た。
[記録媒体3の作成]
記録媒体1の作製において、第4層塗布液の代わりに、以下の塗布液を作製、使用した以外は記録媒体1の作製と同様にして記録媒体3を作製した。
記録媒体1の作製において、第4層塗布液の代わりに、以下の塗布液を作製、使用した以外は記録媒体1の作製と同様にして記録媒体3を作製した。
(記録媒体3の第4層用塗布液)
40℃の恒温槽中で、コロイダルシリカ(日産化学工業社製、スノーテックスAK−L、固形分量20%)80gに2.3%ホウ砂水溶液20.7gを添加し、攪拌した。さらに、8%ポリビニルアルコール(ケン化度88%、重合度4000)10gを添加し、攪拌し、水でコロイダルシリカの固形分が13.7%となるように調製し、塗布液を得た。
40℃の恒温槽中で、コロイダルシリカ(日産化学工業社製、スノーテックスAK−L、固形分量20%)80gに2.3%ホウ砂水溶液20.7gを添加し、攪拌した。さらに、8%ポリビニルアルコール(ケン化度88%、重合度4000)10gを添加し、攪拌し、水でコロイダルシリカの固形分が13.7%となるように調製し、塗布液を得た。
その他、普通紙として、NR−A80(コニカミノルタ(株)製)、Xerox4024(ゼロックス(株)製)を用意した。
[インク実施例1〜8、比較例1〜14の作成]
以下の方法で顔料分散液を得た。
以下の方法で顔料分散液を得た。
(Y顔料分散液)
C.I.ピグメントイエロー74 95g
デモールC(花王(株)製) 65g
エチレングリコール 100g
イオン交換水 120g
を混合し、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、Y顔料分散液1得た。得られた顔料分散物の平均粒径は185nmであった。尚、粒径測定はマルバーン社製ゼータサイザ1000により行った。
C.I.ピグメントイエロー74 95g
デモールC(花王(株)製) 65g
エチレングリコール 100g
イオン交換水 120g
を混合し、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、Y顔料分散液1得た。得られた顔料分散物の平均粒径は185nmであった。尚、粒径測定はマルバーン社製ゼータサイザ1000により行った。
同様に分散時間を適宜調整して、それぞれ平均粒径が70nm、250nmであるY顔料分散液2、3を得た。
(M顔料分散液)
C.I.ピグメントレッド122 105g
ジョンクリル61(アクリル−スチレン系樹脂、ジョンソン社製) 60g
グリセリン 100g
イオン交換水 130g
を混合し、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、M顔料分散液1を得た。得られた顔料分散物の平均粒径は90nmであった。
C.I.ピグメントレッド122 105g
ジョンクリル61(アクリル−スチレン系樹脂、ジョンソン社製) 60g
グリセリン 100g
イオン交換水 130g
を混合し、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、M顔料分散液1を得た。得られた顔料分散物の平均粒径は90nmであった。
同様に分散時間を適宜調整して、それぞれ平均粒径が120nm、220nmであるM顔料分散液2、3を得た。
(C顔料分散液)
C.I.ピグメントブルー15:3 100g
デモールC 68g
ジエチレングリコール 100g
イオン交換水 125g
を混合し、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、C顔料分散液1を得た。得られた顔料分散物の平均粒径は125nmであった。
C.I.ピグメントブルー15:3 100g
デモールC 68g
ジエチレングリコール 100g
イオン交換水 125g
を混合し、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、C顔料分散液1を得た。得られた顔料分散物の平均粒径は125nmであった。
同様に分散時間を適宜調整して、それぞれ平均粒径が55nm、225nmであるC顔料分散液2、3を得た。
(K顔料分散液)
カーボンブラック(NIPex90 デグサ(株)製) 20g
スチレン−アクリル酸共重合体(分子量7000、酸価150) 10g
グリセリン 10g
イオン交換水 60g
を混合し、0.3mmのジルコニアビーズを体積率で60%充填した横型ビーズミル(アシザワ社製 システムゼータミニ)を用いて分散し、K顔料分散液1を得た。得られた顔料分散物の平均粒径は65nmであった。
カーボンブラック(NIPex90 デグサ(株)製) 20g
スチレン−アクリル酸共重合体(分子量7000、酸価150) 10g
グリセリン 10g
イオン交換水 60g
を混合し、0.3mmのジルコニアビーズを体積率で60%充填した横型ビーズミル(アシザワ社製 システムゼータミニ)を用いて分散し、K顔料分散液1を得た。得られた顔料分散物の平均粒径は65nmであった。
同様に分散時間を適宜調整して、それぞれ平均粒径が160nm、215nmであるK顔料分散液2、3を得た。
続いて、上記の顔料分散液を用い、下記成分を混合、十分に攪拌した後、細孔径0.8μmメンブランフィルターを用いて濾過してインクNo.実施例1を作製した。
Y顔料分散液1 12%
2−ブタノール 20%
エチレングリコール 5%
グリセリン 5%
プロキセルXL−2 0.2%
トリエタノールアミン 1%
イオン交換水 56.8%
さらに表1に記載の組成を有するインクNo.実施例2〜8、比較例1〜14をインクNo.実施例1と同様に作製した。
2−ブタノール 20%
エチレングリコール 5%
グリセリン 5%
プロキセルXL−2 0.2%
トリエタノールアミン 1%
イオン交換水 56.8%
さらに表1に記載の組成を有するインクNo.実施例2〜8、比較例1〜14をインクNo.実施例1と同様に作製した。
1,4−BuD:1,4−ブタンジオール
2−BuOH:2−ブタノール
iso−BuOH:イソブタノール
t−BuOH:tert−ブタノール
DEG:ジエチレングリコール
DEGBE:ジエチレングリコールモノブチルエーテル
DPG:ジプロピレングリコール
EG:エチレングリコール
EtOH:エタノール
Gly:グリセリン
1,2−HD:1,2−ヘキサンジオール
1,5−PeD:1,5−ペンタンジオール
1,2−PD:1,2−ペンタンジオール
PG:プロピレングリコール
1,3−ProD:1,3−プロパンジオール
1−ProOH:1−プロパノール
2−ProOH:2−プロパノール
2−Pyr:2−ピロリドン
TeEG:テトラエチレングリコール
TEGBE:トリエチレングリコールモノブチルエーテル
TPG:トリプロピレングリコール
TriEG:トリエチレングリコール
S465:サーフィノール465(信越化学社製)
L−62:アデカプルロニックL62(旭電化工業社製)
CRLl:プロキセルCRL(アビシア社製)
GXL:プロキセルGXL(アビシア社製)
XL−2:プロキセルXL−2(アビシア社製)
EDTA:エチレンジアミン四酢酸ニナトリウム
TEA:トリエタノールアミン
得られたインクに関して、前記に記載の方法で、25℃において、γ(mN/m)およびθを測定し、γとcosθの積の平方根を計算した。
2−BuOH:2−ブタノール
iso−BuOH:イソブタノール
t−BuOH:tert−ブタノール
DEG:ジエチレングリコール
DEGBE:ジエチレングリコールモノブチルエーテル
DPG:ジプロピレングリコール
EG:エチレングリコール
EtOH:エタノール
Gly:グリセリン
1,2−HD:1,2−ヘキサンジオール
1,5−PeD:1,5−ペンタンジオール
1,2−PD:1,2−ペンタンジオール
PG:プロピレングリコール
1,3−ProD:1,3−プロパンジオール
1−ProOH:1−プロパノール
2−ProOH:2−プロパノール
2−Pyr:2−ピロリドン
TeEG:テトラエチレングリコール
TEGBE:トリエチレングリコールモノブチルエーテル
TPG:トリプロピレングリコール
TriEG:トリエチレングリコール
S465:サーフィノール465(信越化学社製)
L−62:アデカプルロニックL62(旭電化工業社製)
CRLl:プロキセルCRL(アビシア社製)
GXL:プロキセルGXL(アビシア社製)
XL−2:プロキセルXL−2(アビシア社製)
EDTA:エチレンジアミン四酢酸ニナトリウム
TEA:トリエタノールアミン
得られたインクに関して、前記に記載の方法で、25℃において、γ(mN/m)およびθを測定し、γとcosθの積の平方根を計算した。
続いて、インク20gを表面積50cm2の蓋のないガラス製の容器の中に入れ、40℃/2%RH条件下に1時間静置した。1時間静置した後のインクの質量を測定し、インクの始めの質量20gに対する割合を計算した。また、40℃において、1時間静置した後のインクの、25℃におけるγ、θを測定し、γcosθの平方根(γ’cosθ’の平方根)について前記の方法で求めた。結果を表2に示す。
[画像記録試料の作製]
ノズル直径10μm、駆動周波数10kHz、1色当りのノズル数128、同色ノズル密度90dpi(dpi:2.54cm当たりのドット数を表す)のピエゾ型ヘッドを搭載し、記録密度1440dpi×1440dpiのオンデマンド型インクジェットプリンタを用い、表1に記載のインクを用い、1滴あたりの液滴体積を表3に記載の値となるように設定し、表3に記載の記録媒体に10cm×10cmのべた画像を印字した。
ノズル直径10μm、駆動周波数10kHz、1色当りのノズル数128、同色ノズル密度90dpi(dpi:2.54cm当たりのドット数を表す)のピエゾ型ヘッドを搭載し、記録密度1440dpi×1440dpiのオンデマンド型インクジェットプリンタを用い、表1に記載のインクを用い、1滴あたりの液滴体積を表3に記載の値となるように設定し、表3に記載の記録媒体に10cm×10cmのべた画像を印字した。
これらの画像のビーディング、裏抜けを以下の方法で評価した。結果を表3に示す。
[画像の評価]
ビーディング
べた印字部内のまだら模様を、目視により4段階評価した。
ビーディング
べた印字部内のまだら模様を、目視により4段階評価した。
◎;まだらもようは見られない。
○;まだら模様が見られるが実用上問題ではない。
△;まだら模様が見られ、実用には不向きである。
×;まだら模様がひどく、実用できない。
裏抜け
得られた各画像記録資料において画像試料の表側(インクを吐出した側)及び裏側をくらべることにより、目視で4段階評価を行った。
得られた各画像記録資料において画像試料の表側(インクを吐出した側)及び裏側をくらべることにより、目視で4段階評価を行った。
◎;裏側は印刷前と変わらない白地を保っている。
○;裏側の数点にインクが到達しているが実用上問題はない。
△;裏側がインクによりうっすらと色がついて見える。
×;裏側が完全に染まる程度にインクが到達している。
[インクセットA〜D作成]
作成したインク実施例1〜8、インク比較例1〜14を表4に示すような組み合わせでインクセットA〜Dとした。
作成したインク実施例1〜8、インク比較例1〜14を表4に示すような組み合わせでインクセットA〜Dとした。
[画像記録試料の作成]
ノズル直径23μm、駆動周波数10kHz、1色当りのノズル数128、同色ノズル密度90dpiのピエゾ型ヘッドを搭載し、記録密度1440dpi×1440dpi、1滴あたりの液滴体積を表4に記載の値となるように設定したオンデマンド型インクジェットプリンタにインクセットA〜Dをセットし、さらに記録媒体として記録媒体1をセットして、各インクにより10cm×10cmのべた画像を、各インクによるべた画像が隣接するように印字した。印字は各色のインクが全て組み合わさるように隣接する位置を変えて行った。
ノズル直径23μm、駆動周波数10kHz、1色当りのノズル数128、同色ノズル密度90dpiのピエゾ型ヘッドを搭載し、記録密度1440dpi×1440dpi、1滴あたりの液滴体積を表4に記載の値となるように設定したオンデマンド型インクジェットプリンタにインクセットA〜Dをセットし、さらに記録媒体として記録媒体1をセットして、各インクにより10cm×10cmのべた画像を、各インクによるべた画像が隣接するように印字した。印字は各色のインクが全て組み合わさるように隣接する位置を変えて行った。
作製した画像記録試料について色間での混ざりの評価を行った。結果を表4に示す。
[画像の評価]
色間での混ざり評価
得られた各試料の色間の境界における色間での混ざりの有無を目視観察し、4段階評価した。
色間での混ざり評価
得られた各試料の色間の境界における色間での混ざりの有無を目視観察し、4段階評価した。
◎:全ての色の境界部で色間での混ざりの発生が認められない。
○:ブラックとカラーインクの境界の数カ所で、色間での混ざりが観察された
△:カラーインク同士においても境界の数カ所で、色間での混ざりが観察された
×:かなり激しい色間での混ざりが確認された
△:カラーインク同士においても境界の数カ所で、色間での混ざりが観察された
×:かなり激しい色間での混ざりが確認された
以上の様に本発明に係わるインクジェット記録方法は、支持体上に、空隙層を形成した記録媒体において、べた印字部でのまだら模様の発生(ビーディング)、また、色間での混ざり(ブリーディング)が起きにくく、さらにコピー用紙等の普通紙においても、インクの裏抜けを起こしにくいことがわかる。
Claims (4)
- 支持体上に空隙層を有する記録媒体に、顔料を含有するインクを用いて記録するインクジェット記録方法において、前記インク中に含有される顔料の平均粒径が200nm以下であり、また、25℃における前記インクの表面張力をγ(mN/m)、普通紙に対する初期接触角をθとしたときに、γcosθの平方根が4〜6の範囲であって、かつ、前記インクは、前記インク20gを表面積50cm2の蓋のないガラス製の容器の中に入れ、40℃、2%RH条件下に1時間静置後に、インク質量が静置前の65%〜85%に減少するものであることを特徴とするインクジェット記録方法。
- 支持体上に空隙層を有する記録媒体または普通紙に、顔料を含有するインクを用いて記録するインクジェット記録方法において、前記インク中に含有される顔料の平均粒径が200nm以下であり、25℃における前記インクの表面張力をγ(mN/m)、普通紙に対する初期接触角をθとしたときに、γcosθの平方根の値が4〜6の範囲であり、また、前記インクは、インク20gを表面積50cm2の蓋のないガラス製の容器の中に入れ、40℃、2%RH条件下に1時間静置後に、インク質量が静置前の65%〜85%に減少するものであり、かつ、静置後のインクが、25℃において、表面張力をγ′、普通紙に対する初期接触角をθ′としたとき、γ′cosθ′の平方根が1〜3であることを特徴とするインクジェット記録方法。
- 前記インクが、複数色のインク全てを構成することを特徴とする請求項1または2に記載のインクジェット記録方法。
- 1ドットを形成するインク液滴体積が0.1pl〜10plであることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004074050A JP2005263834A (ja) | 2004-03-16 | 2004-03-16 | インクジェット記録方法 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008265303A (ja) * | 2007-03-15 | 2008-11-06 | Seiko Epson Corp | インクジェット記録方法及び記録物 |
WO2010013581A1 (ja) * | 2008-07-30 | 2010-02-04 | 富士フイルム株式会社 | インクジェット記録方法 |
WO2010013582A1 (ja) * | 2008-07-30 | 2010-02-04 | 富士フイルム株式会社 | インクジェット記録方法 |
JP2010069870A (ja) * | 2008-08-19 | 2010-04-02 | Fujifilm Corp | インクジェット記録装置及びインクジェット記録方法 |
JP2012096511A (ja) * | 2010-11-05 | 2012-05-24 | Fuji Xerox Co Ltd | インクジェット記録方法、インクジェット記録装置、インクジェット記録用インク |
JP2018168211A (ja) * | 2017-03-29 | 2018-11-01 | 理想科学工業株式会社 | 水性インクジェットインクおよびインクジェット記録方法 |
-
2004
- 2004-03-16 JP JP2004074050A patent/JP2005263834A/ja active Pending
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