JP2014034644A - インク、インクカートリッジ、及びインクジェット記録方法 - Google Patents
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Description
本発明は、インク、インクカートリッジ、及びインクジェット記録方法に関する。
インクジェット記録方法は、インク小滴を普通紙などの記録媒体に付与して画像を形成する記録方法であり、その低価格化、記録速度の向上により、急速に普及が進んでいる。一方、インクジェット記録方法の問題点として、得られた記録物の画像保存性に劣ることが挙げられる。一般に、インクジェット記録方法で得られた記録物は、銀塩写真と比較してその画像保存性が低い。特に、記録物が、光、湿度、熱、空気中に存在するオゾンガスなどの環境ガスに長時間さらされた際に、記録物の色材が劣化し、画像の色調変化や褪色が発生しやすいといった問題がある。
また、インクジェット記録方法では、所望とする色調を有する画像を記録するために、記録媒体に複数のインクを重ねて付与する。しかし、重ねて付与される別のインクに含まれる水溶性有機溶剤が色材に影響を及ぼし、画像の色調に変化が生じることがある。このため、所望とする色調を有する画像を記録することができない場合があった。
水溶性有機溶剤の種類などの周辺環境の違いに起因するインク中の色材の色調変化に関して、従来から検討されている。例えば、ジメチルホルムアミドやアセトンの存在/非存在下における色材の最大吸収波長の違いに着目したインクが提案されている(特許文献1及び2参照)。また、pHの違いや添加剤の有無によって色材の最大吸収波長がシフトすることに着目したインクが提案されている(特許文献3及び4参照)。さらに、特定構造の色材を1種又は2種含有するインクが提案されている(特許文献5〜8参照)。
しかし、特許文献1〜4においては、様々な水溶性有機溶剤の影響を受けた色材の色調を考慮し、その色調変化を抑制するという思想は開示されていない。また、特許文献3にも、色調変化を抑制する観点に基づいて色材を組み合わせることについての着想はない。前述のように、インクジェット記録方法では、所望とする画像を記録するには複数のインクを重ねて付与する必要があるため、色材は、種々の水溶性有機溶剤が存在する環境下におかれることになる。しかし、特許文献1〜4に記載されたいずれのインクであっても、種々の水溶性有機溶剤が存在する環境下における色調変化を抑制することはできていない。
また、特許文献5〜8にも、種々の水溶性有機溶剤が存在する環境下における色調変化を抑制することについての着想はない。さらに、本発明者らの検討の結果、特許文献5及び6に記載の色材、並びに特許文献7に記載の色材の組み合わせであっても、種々の水溶性有機溶剤が存在する環境下における色材の色調変化を抑制できないことが判明している。
したがって、本発明の目的は、様々な水溶性有機溶剤が存在する環境下における色調変化が抑制され、より均一な色調を有する画像を記録可能なインクを提供することにある。また、本発明の別の目的は、前記インクを用いたインクカートリッジ、及びインクジェット記録方法を提供することにある。
上記の目的は以下の本発明によって達成される。すなわち、本発明によれば、第1の色材及び第2の色材を含有するインクであって、前記第1の色材が、下記一般式(I)で表される化合物であり、前記第2の色材が、下記一般式(II)で表される化合物であることを特徴とするインクが提供される。
(前記一般式(I)中、R1は1価の基を表し、R2は−OR3又は−NHR4を表し(R3及びR4は水素原子又は1価の基を表す)、R5はアルキル基、アリール基、又は1価のトリアジン環基を表し、R6はアリーレン基又は2価のヘテロ環基を表し、R7は鎖状の2価の連結基を表し、mは0又は1を表す)
本発明によれば、様々な水溶性有機溶剤が存在する環境下における色調変化が抑制され、より均一な色調を有する画像を記録可能なインクを提供することができる。また、本発明によれば、このインクを用いたインクカートリッジ、及びインクジェット記録方法を提供することができる。
以下に、好ましい実施の形態を挙げて、さらに本発明を詳細に説明する。なお、本発明においては、化合物が塩である場合は、インク中では塩はイオンに解離して存在しているが、便宜上、「塩を含有する」と表現する。
本発明者らは、一般式(I)で表される化合物(第1の色材)と、一般式(II)で表される化合物(第2の色材)とを併用したインクにより、様々な水溶性有機溶剤が存在する環境下においても、色調変化が抑制された画像を記録可能になることを見出した。このように色調変化が抑制された画像を記録可能となる理由を、本発明者らは以下のように推測している。
極性が異なる環境下、すなわち、誘電率の異なる水溶性有機溶剤がそれぞれ存在する環境下においては、前記各色材のUV−Vis吸収スペクトルにおける最大吸収波長がシフトする現象が生じる。この現象はソルバトクロミズムと呼ばれ、周辺に存在する水溶性有機溶剤の誘電率が異なるため、インクの極性が異なる場合に、色材の基底状態(HOMO)と励起状態(LUMO)におけるエネルギー位置に変化が生じるため、色材のλmaxがシフトする。色材のUV−Vis吸収スペクトルにおける可視領域(380〜750nm)の最大吸収波長を、以下、「λmax」とも記す。
本発明のインクに用いる第1の色材(一般式(I)で表される化合物)と第2の色材(一般式(II)で表される化合物)とでは、ソルバトクロミズムによりλmaxがシフトする方向が逆の関係である。例えば、第1の色材と第2の色材を用い、同一の組成で色材の種類のみが異なる2種類のインクを用意する。そして、これらのインクと、これらのインクと極性が異なる別のインクとをそれぞれ組み合わせ、2次色の画像を記録した場合を想定する。なお、水溶性有機溶剤の種類を変更すれば、その誘電率が異なるので、インクの極性をコントロールすることができる。この場合、第1の色材のλmaxと第2の色材のλmaxとが逆方向にシフトし、記録された画像の色調にそれぞれ変化が生ずる。しかし、第1の色材と第2の色材をインク中で共存させると、他のインクと組み合わせて種々の水溶性有機溶剤が存在する環境下となった場合であっても、λmaxのシフトが相殺される。これにより、第1の色材と第2の色材をそれぞれ単独で用いた場合よりも、均一な色調を保った画像を記録することが可能となる。
第1の色材のλmaxと第2の色材のλmaxとが相互に逆方向にシフトする理由を、本発明者らは以下のように考えている。まず、第1の色材は、基底状態において分子内に電荷の偏りが存在しており、+−に電荷がやや分離していると考えられる。具体的には、アゾ結合を挟んで存在する、ピラゾールと、R6に含まれるベンゼン環やヘテロ環との間に電荷の偏りが生じている。ヘテロ環は、ベンゼン環に比べて窒素原子や硫黄原子の影響により電気陰性度が高く、電荷が相対的に高い。また、ヘテロ環においても、環を構成する元素によってその電荷が異なる。このため、第1の色材は分子内において電荷の偏りが生じやすい。このような分子は、低極性環境下(=低誘電率)では、高極性環境下(=高誘電率)の場合に比して基底状態(HOMO)がより不安定になる。ここで、励起状態(LUMO)のエネルギーが、基底状態(HOMO)ほど不安定化しない(励起状態分子はδ+δ−程度の分離に留まる)と仮定すると、低極性の水溶性有機溶剤が存在するときの方が、より基底状態と励起状態の間における距離が近くなる。このため、結果として吸収波長エネルギーは低下し、λmaxは長波長側へとシフトすることになる。
一方、第2の色材の電荷の偏りは、第1の色材ほど大きくない。その理由は、トリアジン環に直結しているスルホン酸基を有する脂肪族アミン残基、及びトリアジン環を挟んでいるベンゼン環の対称骨格による、色材同士の会合性によるものと推測している。通常、ベンゼン環とトリアジン環の間で電荷の偏りが発生するところを、スルホン酸基を有する脂肪族アミン残基に含まれるスルホン酸基が、トリアジン環の両側にある―NH−のHを引き抜く。これにより、−N+−を立たせることで、トリアジン環に偏っている電荷を打ち消している。さらに、トリアジン環を挟んでベンゼン環が対称に存在することで色材同士の会合が進み、結果として同じ骨格の別分子にも作用が及んでいると考えられる。この場合、第2の色材は基底状態(HOMO)の誘電率差による影響を受けにくい一方、励起状態(LUMO)はδ+δ−程度の分離にある。このため、エネルギーは不安定化し、結果としてHOMO−LUMO間の距離が広がって吸収波長エネルギーが上昇し、λmaxは短波長側へとシフトすることになる。
また、第2の色材については、色材同士の会合が重要な意味を有していると考えられる。例えば、トリアジン環の片方のみにベンゼン環を有する構造では十分に会合しにくく、上述の効果を得ることは困難である。また、第1の色材の骨格が、第2の色材の会合を阻害しうる構造であっても、上述の効果を得ることは困難である。例えば、一般式(I)で表される化合物のR7に芳香環や複素環が含まれる場合が挙げられる。この場合、第1の色材が3つの環状構造を連結した構造を有し、第2の色材の会合が阻害されるため、上述の効果が得られない。
<インク>
本発明のインクは、第1の色材及び第2の色材を含有する。そして、第1の色材が一般式(I)で表される化合物であり、第2の色材が一般式(II)で表される化合物である。以下、本発明のインクを構成する各成分について詳細に説明する。
本発明のインクは、第1の色材及び第2の色材を含有する。そして、第1の色材が一般式(I)で表される化合物であり、第2の色材が一般式(II)で表される化合物である。以下、本発明のインクを構成する各成分について詳細に説明する。
(第1の色材)
本発明のインクは、下記一般式(I)で表される化合物を第1の色材として含有する。
本発明のインクは、下記一般式(I)で表される化合物を第1の色材として含有する。
一般式(I)中のR1は、1価の基を表す。1価の基としては、ハロゲン原子、アルキル基、シクロアルキル基、アラルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロ環基、シアノ基、ヒドロキシ基、ニトロ基、カルボキシ基(塩型でもよい)、アルコキシ基、アリールオキシ基、シリルオキシ基、ヘテロ環オキシ基、アシルオキシ基、カルバモイルオキシ基、アルコキシカルボニルオキシ基、アリールオキシカルボニルオキシ基、アミノ基、アルキルアミノ基、アニリノ基、アシルアミノ基、アミノカルボニルアミノ基、アルコキシカルボニルアミノ基、アリールオキシカルボニルアミノ基、スルファモイルアミノ基、アルキルスルホニルアミノ基、アリールスルホニルアミノ基、メルカプト基、アルキルチオ基、アリールチオ基、ヘテロ環チオ基、スルファモイル基、スルホン酸基(塩型でもよい)、アルキルスルフィニル基、アリールスルフィニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、アシル基、アリールオキシカルボニル基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基、イミド基、ホスフィノ基、ホスフィニル基、ホスフィニルオキシ基、ホスフィニルアミノ基、シリル基を挙げることができる。
ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子などを挙げることができる。
アルキル基には、置換又は無置換のアルキル基が含まれる。置換又は無置換のアルキル基としては、炭素数1乃至30のアルキル基が好ましい。置換基としては、前述の1価の基の具体例として挙げたものと同様のものを挙げることができる。それらの中でも、ヒドロキシ基、アルコキシ基、シアノ基、ハロゲン原子、スルホン酸基(塩型でもよい)、カルボキシ基(塩型でもよい)が好ましい。アルキル基としては、メチル、エチル、ブチル、t−ブチル、n−オクチル、エイコシル、2−クロロエチル、ヒドロキシエチル、シアノエチル、4−スルホブチル、4−カルボキシブチルなどを挙げることができる。
シクロアルキル基には、置換又は無置換のシクロアルキル基が含まれる。置換又は無置換のシクロアルキル基としては、炭素数5乃至30のシクロアルキル基が好ましい。シクロアルキル基としては、シクロヘキシル、シクロペンチル、4−n−ドデシルシクロヘキシルなどを挙げることができる。
アラルキル基には、置換又は無置換のアラルキル基が含まれる。置換又は無置換のアラルキル基としては、炭素数7乃至30のアラルキル基が好ましい。アラルキル基としては、ベンジル、2−フェネチルなどを挙げることができる。
アルケニル基には、直鎖、分岐、又は環状の、置換又は無置換のアルケニル基が含まれる。置換又は無置換のアルケニル基としては、炭素数2乃至30のアルケニル基が好ましい。アルケニル基としては、ビニル、アリル、プレニル、ゲラニル、オレイル、2−シクロペンテン−1−イル、2−シクロヘキセン−1−イルなどを挙げることができる。
アルキニル基には、置換又は無置換のアルキニル基が含まれる。置換又は無置換のアルキニル基としては、炭素数2乃至30のアルキニル基が好ましい。アルキニル基としては、エチニル、プロパルギルなどを挙げることができる。
アリール基には、置換又は無置換のアリール基が含まれる。置換又は無置換のアリール基としては、炭素数6乃至30のアリール基が好ましい。アリール基としては、フェニル、p−トリル、ナフチル、m−クロロフェニル、o−ヘキサデカノイルアミノフェニルなどを挙げることができる。
ヘテロ環基には、置換又は無置換の、芳香族又は非芳香族のヘテロ環化合物から1個の水素原子を取り除いた1価の基が含まれる。置換又は無置換のヘテロ環基としては、炭素数3乃至30の、5員又は6員の芳香族ヘテロ環基が好ましい。このような芳香族ヘテロ環基としては、2−フリル、2−チエニル、2−ピリミジニル、2−ベンゾチアゾリルなどを挙げることができる。
アルコキシ基には、置換又は無置換のアルコキシ基が含まれる。置換又は無置換のアルコキシ基としては、炭素数1乃至30のアルコキシ基が好ましい。アルコキシ基としては、メトキシ、エトキシ、イソプロポキシ、n−オクチルオキシ、メトキシエトキシ、ヒドロキシエトキシ、3−カルボキシプロポキシなどを挙げることができる。
アリールオキシ基には、置換又は無置換のアリールオキシ基が含まれる。置換又は無置換のアリールオキシ基としては、炭素数6乃至30のアリールオキシ基が好ましい。アリールオキシ基としては、フェノキシ、2−メチルフェノキシ、4−t−ブチルフェノキシ、3−ニトロフェノキシ、2−テトラデカノイルアミノフェノキシなどを挙げることができる。
シリルオキシ基としては、炭素数3乃至20のシリルオキシ基が好ましい。シリルオキシ基としては、トリメチルシリルオキシ、t−ブチルジメチルシリルオキシなどを挙げることができる。
ヘテロ環オキシ基には、置換又は無置換のヘテロ環オキシ基が含まれる。置換又は無置換のヘテロ環オキシ基としては、炭素数2乃至30のヘテロ環オキシ基が好ましい。ヘテロ環オキシ基としては、1−フェニルテトラゾール−5−オキシ、2−テトラヒドロピラニルオキシなどを挙げることができる。
アシルオキシ基としては、ホルミルオキシ基、炭素数2乃至30の置換又は無置換のアルキルカルボニルオキシ基、炭素数6乃至30の置換又は無置換のアリールカルボニルオキシ基が好ましい。アシルオキシ基としては、ホルミルオキシ、アセチルオキシ、ピバロイルオキシ、ステアロイルオキシ、ベンゾイルオキシ、p−メトキシフェニルカルボニルオキシなどを挙げることができる。
カルバモイルオキシ基には、置換又は無置換のカルバモイルオキシ基が含まれる。置換又は無置換のカルバモイルオキシ基としては、炭素数1乃至30のカルバモイルオキシ基が好ましい。カルバモイルオキシ基としては、N,N−ジメチルカルバモイルオキシ、N,N−ジエチルカルバモイルオキシ、モルホリノカルボニルオキシ、N,N−ジ−n−オクチルアミノカルボニルオキシ、N−n−オクチルカルバモイルオキシなどを挙げることができる。
アルコキシカルボニルオキシ基には、置換又は無置換のアルコキシカルボニルオキシ基が含まれる。置換又は無置換のアルコキシカルボニルオキシ基としては、炭素数2乃至30のアルコキシカルボニルオキシ基が好ましい。アルコキシカルボニルオキシ基としては、メトキシカルボニルオキシ、エトキシカルボニルオキシ、t−ブトキシカルボニルオキシ、n−オクチルカルボニルオキシなどを挙げることができる。
アリールオキシカルボニルオキシ基には、置換又は無置換のアリールオキシカルボニルオキシ基が含まれる。置換又は無置換のアリールオキシカルボニルオキシ基としては、炭素数7乃至30のアリールオキシカルボニルオキシ基が好ましい。アリールオキシカルボニルオキシ基としては、フェノキシカルボニルオキシ、p−メトキシフェノキシカルボニルオキシ、p−(n−ヘキサデシルオキシ)フェノキシカルボニルオキシなどを挙げることができる。
アルキルアミノ基には、置換又は無置換のアルキルアミノ基が含まれる。置換又は無置換のアルキルアミノ基としては、炭素数1乃至30のアルキルアミノ基が好ましい。アルキルアミノ基としては、メチルアミノ、ジメチルアミノなどを挙げることができる。
アニリノ基には、置換又は無置換のアニリノ基が含まれる。置換又は無置換のアニリノ基としては、炭素数6乃至30のアニリノ基が好ましい。アニリノ基としては、アニリノ、N−メチルアニリノ、ジフェニルアミノなどを挙げることができる。
アシルアミノ基としては、ホルミルアミノ基、炭素数1乃至30の置換又は無置換のアルキルカルボニルアミノ基、炭素数6乃至30の置換又は無置換のアリールカルボニルアミノ基が好ましい。アシルアミノ基としては、ホルミルアミノ、アセチルアミノ、ピバロイルアミノ、ラウロイルアミノ、ベンゾイルアミノ、3,4,5−トリ−n−オクチルオキシフェニルカルボニルアミノなどを挙げることができる。
アミノカルボニルアミノ基には、置換又は無置換のアミノカルボニルアミノ基が含まれる。置換又は無置換のアミノカルボニルアミノ基としては、炭素数1乃至30のアミノカルボニルアミノ基が好ましい。アミノカルボニルアミノ基としては、カルバモイルアミノ、N,N−ジメチルアミノカルボニルアミノ、N,N−ジエチルアミノカルボニルアミノ、モルホリノカルボニルアミノなどを挙げることができる。
アルコキシカルボニルアミノ基には、置換又は無置換のアルコキシカルボニルアミノ基が含まれる。置換又は無置換のアルコキシカルボニルアミノ基としては、炭素数2乃至30のアルコキシカルボニルアミノ基が好ましい。アルコキシカルボニルアミノ基としては、メトキシカルボニルアミノ、エトキシカルボニルアミノ、t−ブトキシカルボニルアミノ、n−オクタデシルオキシカルボニルアミノ、N−メチル−メトキシカルボニルアミノなどを挙げることができる。
アリールオキシカルボニルアミノ基には、置換又は無置換のアリールオキシカルボニルアミノ基が含まれる。置換又は無置換のアリールオキシカルボニルアミノ基としては、炭素数7乃至30のアリールオキシカルボニルアミノ基が好ましい。アリールオキシカルボニルアミノ基としては、フェノキシカルボニルアミノ、p−クロロフェノキシカルボニルアミノ、m−(n−オクチルオキシ)フェノキシカルボニルアミノなどを挙げることができる。
スルファモイルアミノ基には、置換又は無置換のスルファモイルアミノ基が含まれる。置換又は無置換のスルファモイルアミノ基としては、炭素数0乃至30のスルファモイルアミノ基が好ましい。スルファモイルアミノ基としては、スルファモイルアミノ、N,N−ジメチルアミノスルホニルアミノ、N,N−オクチルアミノスルホニルアミノなどを挙げることができる。
アルキルスルホニルアミノ基には、置換又は無置換のアルキルスルホニルアミノ基が含まれる。置換又は無置換のアルキルスルホニルアミノ基としては、炭素数1乃至30のアルキルスルホニルアミノ基が好ましい。アルキルスルホニルアミノ基としては、メチルスルホニルアミノ、ブチルスルホニルアミノなどを挙げることができる。
アリールスルホニルアミノ基には、炭素数6乃至30の置換又は無置換のアリールスルホニルアミノ基が含まれる。置換又は無置換のアリールスルホニルアミノ基としては、炭素数6乃至30のアリールスルホニルアミノ基が好ましい。アリールスルホニルアミノ基としては、フェニルスルホニルアミノ、2,3,5−トリクロロフェニルスルホニルアミノ、p−メチルフェニルスルホニルアミノなどを挙げることができる。
アルキルチオ基には、置換又は無置換のアルキルチオ基が含まれる。置換又は無置換のアルキルチオ基としては、炭素数1乃至30のアルキルチオ基が好ましい。アルキルチオ基としては、メチルチオ、エチルチオ、n−ヘキサデシルチオなどを挙げることができる。
アリールチオ基には、置換又は無置換のアリールチオ基が含まれる。置換又は無置換のアリールチオ基としては、炭素数6乃至30のアリールチオ基が好ましい。アリールチオ基としては、フェニルチオ、p−クロロフェニルチオ、m−メトキシフェニルチオなどを挙げることができる。
ヘテロ環チオ基には、置換又は無置換のヘテロ環チオ基が含まれる。置換又は無置換のヘテロ環チオ基としては、炭素数2乃至30のヘテロ環チオ基が好ましい。ヘテロ環チオ基としては、2−ベンゾチアゾリルチオ、1−フェニルテトラゾール−5−イルチオなどを挙げることができる。
スルファモイル基には、置換又は無置換のスルファモイル基が含まれる。置換又は無置換のスルファモイル基としては、炭素数0乃至30のスルファモイル基が好ましい。スルファモイル基としては、N−エチルスルファモイル、N−(3−ドデシルオキシプロピル)スルファモイル、N,N−ジメチルスルファモイル、N−アセチルスルファモイル、N−ベンゾイルスルファモイル、N−(N’−フェニルカルバモイル)スルファモイル)などを挙げることができる。
アルキルスルフィニル基には、置換又は無置換のアルキルスルフィニル基が含まれる。置換又は無置換のアルキルスルフィニル基としては、炭素数1乃至30のアルキルスルフィニル基が好ましい。アルキルスルフィニル基としては、メチルスルフィニル、エチルスルフィニルなどを挙げることができる。
アリールスルフィニル基には、置換又は無置換のアリールスルフィニル基が含まれる。置換又は無置換のアリールスルフィニル基としては、炭素数6乃至30のアリールスルフィニル基が好ましい。アリールスルフィニル基としては、フェニルスルフィニル、p−メチルフェニルスルフィニルなどを挙げることができる。
アルキルスルホニル基には、置換又は無置換のアルキルスルホニル基が含まれる。置換又は無置換のアルキルスルホニル基としては、炭素数1乃至30のアルキルスルホニル基が好ましい。アルキルスルホニル基としては、メチルスルホニル、エチルスルホニルなどを挙げることができる。
アリールスルホニル基には、置換又は無置換のアリールスルホニル基が含まれる。置換又は無置換のアリールスルホニル基としては、炭素数6乃至30のアリールスルホニル基が好ましい。アリールスルホニル基としては、フェニルスルホニル、p−メチルフェニルスルホニルなどを挙げることができる。
アシル基としては、ホルミル基、炭素数2乃至30の置換又は無置換のアルキルカルボニル基、炭素数7乃至30の置換又は無置換のアリールカルボニル基、炭素数4乃至30の置換又は無置換の、炭素原子でカルボニル基と結合しているヘテロ環カルボニル基が好ましい。アシル基としては、アセチル、ピバロイル、2−クロロアセチル、ステアロイル、ベンゾイル、p−(n−オクチルオキシ)フェニルカルボニル、2―ピリジルカルボニル、2―フリルカルボニルなどを挙げることができる。
アリールオキシカルボニル基には、置換又は無置換のアリールオキシカルボニル基が含まれる。置換又は無置換のアリールオキシカルボニル基としては、炭素数7乃至30のアリールオキシカルボニル基が好ましい。アリールオキシカルボニル基としては、フェノキシカルボニル、o−クロロフェノキシカルボニル、m−ニトロフェノキシカルボニル、p−(t−ブチル)フェノキシカルボニルなどを挙げることができる。
アルコキシカルボニル基には、置換又は無置換のアルコキシカルボニル基が含まれる。置換又は無置換のアルコキシカルボニル基としては、炭素数2乃至30のアルコキシカルボニル基が好ましい。アルコキシカルボニル基としては、メトキシカルボニル、エトキシカルボニル、t−ブトキシカルボニル、n−オクタデシルオキシカルボニルなどを挙げることができる。
カルバモイル基には、置換又は無置換のカルバモイル基が含まれる。置換又は無置換のカルバモイル基としては、炭素数1乃至30のカルバモイル基が好ましい。カルバモイル基としては、カルバモイル、N−メチルカルバモイル、N,N−ジメチルカルバモイル、N,N−ジ−n−オクチルカルバモイル、N−(メチルスルホニル)カルバモイルなどを挙げることができる。
イミド基には、置換又は無置換のイミド基が含まれる。置換又は無置換のイミド基としては、炭素数4乃至30のイミド基が好ましい。イミド基としては、スクシンイミド、フタルイミド、グルタルイミド、ヘキサンイミドなどを挙げることができる。
ホスフィノ基には、置換又は無置換のホスフィノ基が含まれる。置換又は無置換のホスフィノ基としては、炭素数2乃至30のホスフィノ基が好ましい。ホスフィノ基としては、ジメチルホスフィノ、ジフェニルホスフィノ、メチルフェノキシホスフィノなどを挙げることができる。
ホスフィニル基には、置換又は無置換のホスフィニル基が含まれる。置換又は無置換のホスフィニル基としては、炭素数2乃至30のホスフィニル基が好ましい。ホスフィニル基としては、ホスフィニル、ジオクチルオキシホスフィニル、ジエトキシホスフィニルなどを挙げることができる。
ホスフィニルオキシ基には、置換又は無置換のホスフィニルオキシ基が含まれる。置換又は無置換のホスフィニルオキシ基としては、炭素数2乃至30のホスフィニルオキシ基が好ましい。ホスフィニルオキシ基としては、ジフェノキシホスフィニルオキシ、ジオクチルオキシホスフィニルオキシなどを挙げることができる。
ホスフィニルアミノ基には、置換又は無置換のホスフィニルアミノ基が含まれる。置換又は無置換のホスフィニルアミノ基としては、炭素数2乃至30のホスフィニルアミノ基が好ましい。ホスフィニルアミノ基としては、ジメトキシホスフィニルアミノ、ジメチルアミノホスフィニルアミノなどを挙げることができる。
シリル基には、置換又は無置換のシリル基が含まれる。置換又は無置換のシリル基としては、炭素数3乃至30のシリル基の好ましい。シリル基としては、トリメチルシリル、t−ブチルジメチルシリル、フェニルジメチルシリルなどを挙げることができる。
上述の1価の基の中で水素原子を有するものは、この水素原子が前述の1価の基で置換されていてもよい。そのような置換基としては、アルキルカルボニルアミノスルホニル基、アリールカルボニルアミノスルホニル基、アルキルスルホニルアミノカルボニル基、アリールスルホニルアミノカルボニル基などが挙げられる。その具体例としては、メチルスルホニルアミノカルボニル、p−メチルフェニルスルホニルアミノカルボニル、アセチルアミノスルホニル、ベンゾイルアミノスルホニル基などを挙げることができる。
一般式(I)中のR2は、−OR3又は−NHR4を表す。また、R3及びR4は水素原子又は1価の基を表す。この1価の基としては、前述のR1で表される1価の基について例示したものと、好ましいものを含めて同様のものを挙げることができる。R2としては、−OH又は−NH2が好ましく、−NH2がさらに好ましい。
一般式(I)中のR5は、アルキル基、アリール基、又は1価のトリアジン環基を表す。R5で表されるアルキル基には、置換又は無置換のアルキル基が含まれる。R5で表されるアルキル基としては、前述のR1で表される1価の基のうちのアルキル基について例示したものと、好ましいものを含めて同様のものを挙げることができる。R5で表されるアリール基には、置換又は無置換のアリール基が含まれる。R5で表されるアリール基としては、前述のR1で表される1価の基のうちのアリール基について例示したものと、好ましいものを含めて同様のものを挙げることができる。R5で表される1価のトリアジン環基には、置換又は無置換のトリアジン環基が含まれる。なお、R5の各基が置換基を有する場合、置換基としては、前述のR1で表される1価の基について例示したものと、好ましいものを含めて同様のものを挙げることができる。
一般式(I)中のR6は、アリーレン基又は2価のヘテロ環基を表す。R6で表されるアリーレン基には、置換又は無置換のアリーレン基が含まれる。置換若しくは無置換のアリーレン基としては、炭素数6乃至30のアリーレン基が好ましい。置換基の例としては、前述のR1で表される1価の基について例示したものと同様のものを挙げることができる。前記アリーレン基としては、フェニレン、ナフチレンなどを挙げることができる。
R6で表される2価のヘテロ環基は5員環又は6員環であることが好ましい。これらの2価のヘテロ環はさらに縮環していてもよく、芳香族ヘテロ環であっても、非芳香族ヘテロ環であってもよい。一般的に、ヘテロ環基はI型とII型に分類することができる。I型のヘテロ環基は、酸性核として知られている。I型のヘテロ環基としては、5−ピラゾロン環、5−アミノピラゾール環、オキサゾロン環、バルビツール酸環、ピリドン環、ローダニン環、ピラゾリジンジオン環、ピラゾロピリドン環、メルドラム酸環などを挙げることができる。なかでも、5−ピラゾロン環、及び5−アミノピラゾール環が好ましい。II型のヘテロ環基は、塩基性核として知られている。II型のヘテロ環基としては、ピリジン、ピラジン、ピリミジン、ピリダジン、トリアジン、キノリン、イソキノリン、キナゾリン、シンノリン、フタラジン、キノキサリン、ピロール、インドール、フラン、ベンゾフラン、チオフェン、ベンゾチオフェン、ピラゾール、イミダゾール、ベンズイミダゾール、トリアゾール、オキサゾール、ベンズオキサゾール、チアゾール、ベンゾチアゾール、イソチアゾール、ベンズイソチアゾール、チアジアゾール、イソオキサゾール、ベンズイソオキサゾール、ピロリジン、ピペリジン、ピペラジン、イミダゾリジン、チアゾリンなどを挙げることができる。なかでも、芳香族ヘテロ環基が好ましく、ピリジン、ピラジン、ピリミジン、ピリダジン、トリアジン、ピラゾール、イミダゾール、ベンズイミダゾール、トリアゾール、チアゾール、ベンゾチアゾール、イソチアゾール、ベンズイソチアゾール、チアジアゾールがさらに好ましく、耐光性の観点からチアジアゾールが特に好ましい。2価のヘテロ環基は置換基を有していてもよい。置換基の例としては、前述のR1で表される1価の基について例示したものと同様のものを挙げることができる。
一般式(I)中のR7は、鎖状の2価の連結基を表し、mは0又は1を表す。mが0である場合、2つのR6が互いに結合した構造であることを意味する。
R7で表される鎖状の2価の連結基としては、メチレン、エチレン、プロピレン、ブチレン、ペンチレンなどのアルキレン基;エテニレン、プロぺニレンなどのアルケニレン基;エチニレン、プロピニレンなどのアルキニレン基;−O−;−CO−;−NR9−(R9は水素原子又はアルキル基);−S−;−SO2−;−SO−;及びこれらの組み合わせなどを挙げることができる。
アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、及びR9で表されるアルキル基は、いずれも置換基を有していてもよい。置換基としては、前述のR1で表される1価の基について例示したものと同様のものを挙げることができる。R9で表されるアルキル基としては、前述のR1で表される1価の基のうちのアルキル基について例示したものと、好ましいものを含めて同様のものを挙げることができる。
一般式(I)中のR7は、炭素数10以下のアルキレン基、炭素数10以下のアルケニレン基、炭素数10以下のアルキニレン基、−O−、−S−、又はこれらの組み合わせであることがさらに好ましい。これらのなかでも、−S−とアルキレン基との組み合わせであることが特に好ましい。
R7で表される鎖状の2価の連結基の総炭素数は、0乃至50であることが好ましく、0乃至30であることがさらに好ましく、0乃至10であることが特に好ましい。
一般式(I)で表される化合物のなかでも、下記一般式(III)で表される化合物が好ましい。
一般式(III)中、R1は1価の基を表し、R2は−OR3又は−NHR4を表す(R3及びR4は水素原子又は1価の基を表す)。R6はアリーレン基又は2価のヘテロ環基を表し、R7は鎖状の2価の連結基を表し、mは0又は1を表す。R8はイオン性基を表し、nは1又は2を表す。
一般式(III)中のR1乃至R4、R6、及びR7は、前記一般式(I)中のR1乃至R4、R6、及びR7と同義であり、好ましい基及びその組み合わせも、前記一般式(I)中のR1乃至R4、R6、及びR7と同様である。一般式(III)中、R8で表されるイオン性基は塩型であってもよい。イオン性基としては、カルボキシ基、スルホン酸基、リン酸基、ホスホン酸基などを挙げることができる。塩を形成する場合のカウンターイオンとしては、アルカリ金属;アンモニア(NH3);有機アンモニウムなどのカチオンを挙げることができる。アルカリ金属としては、リチウム、ナトリウム、カリウムなどを挙げることができる。有機アンモニウムとしては、メチルアミン、エチルアミンなどの炭素数1以上3以下のアルキルアミン類;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、モノイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミンなどの炭素数1以上4以下のモノ、ジ又はトリアルカノールアミン類などの有機アンモニウムなどを挙げることができる。なお、一般式(I)で表される化合物が、1価の基や置換基としてイオン性基を有する場合にも、R8と同様に塩型であってもよく、この場合のカウンターイオンとしては、上述のカチオンと同様のものを挙げることができる。
本発明においては、一般式(I)で表される化合物が、以下の構造を有するものであることが特に好ましい。R2はアミノ基であることが好ましい。R6はヘテロ環基であることが好ましく、チアジアゾールであることがさらに好ましい。また、R7はアルキレン基又はヘテロ原子を含むアルキレン基であることが好ましく、ヘテロ原子を含むアルキレン基であることがさらに好ましい。
一般式(I)で表される化合物の好適例を遊離酸型で表すと、以下に示す例示化合物1〜30を挙げることができる。勿論、本発明においては、一般式(I)の構造及びその定義に包含されるものであれば、以下に示す例示化合物に限定されない。本発明においては、以下に示す例示化合物のなかでも、例示化合物7〜24、26、27が好ましく、例示化合物8がさらに好ましい。
(第2の色材)
第1の色材とともに用いられる第2の色材は、下記一般式(II)で表される化合物である。
第1の色材とともに用いられる第2の色材は、下記一般式(II)で表される化合物である。
一般式(II)中のR10は、スルホン酸基を有する脂肪族アミン残基を表す。脂肪族アミン残基としては、スルホン酸基を有する、モノ−炭素数1乃至5のアルキルアミン残基又はジ−炭素数1乃至5のアルキルアミン残基が好ましい。スルホン酸基を有する脂肪族アミン残基としては、アミノ−炭素数1乃至5のアルキルスルホン酸、ジイミノ−炭素数1乃至5のアルキルスルホン酸、アミノ−炭素数1乃至5のアルキルカルボン酸、ジイミノ−炭素数1乃至5のアルキルカルボン酸などを挙げることができる。脂肪族アミンの炭素数は1又は2であることが好ましい。スルホン酸基を有する脂肪族アミン残基としては、スルホエチルアミノ基が特に好ましい。
一般式(II)中のR11は、それぞれ独立に水素原子、ヒドロキシ基、カルボキシ基、炭素数1乃至4のアルキル基、炭素数1乃至4のアルコキシ基、炭素数1乃至4のアルキルアミノ基、カルボキシ−炭素数1乃至5のアルキルアミノ基、ビス−〔カルボキシ−炭素数1乃至5のアルキル〕アミノ基、炭素数1乃至4のアルカノイルアミノ基、フェニルアミノ基、スルホン酸基、ハロゲン原子、又はウレイド基を表す。
炭素数1乃至4のアルキル基には、置換又は無置換のアルキル基が含まれる。置換基としては、ヒドロキシ基、炭素数1乃至4のアルコキシ基を挙げることができる。炭素数1乃至4のアルキル基としては、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、メトキシエチル、エトキシエチル、n−プロポキシエチル、イソプロポキシエチル。n−ブトキシエチル、sec−ブトキシエチル、tert−ブトキシエチル、及び2−ヒドロキシエチルなどを挙げることができる。
炭素数1乃至4のアルコキシ基には、置換又は無置換のアルコキシ基が含まれる。置換基としては、ヒドロキシ基、炭素数1乃至4のアルコキシ基を挙げることができる。炭素数1乃至4のアルコキシ基としては、メトキシ、エトキシ、n−プロポキシ、イソプロポキシ、n−ブトキシ、sec−ブトキシ、tert−ブトキシ、2−ヒドロキシエトキシ、2−ヒドロキシプロポキシ、3−ヒドロキシプロポキシ、メトキシエトキシ、エトキシエトキシ、n−プロポキシエトキシ、イソプロポキシエトキシ、n−ブトキシエトキシ、メトキシプロポキシ、エトキシプロポキシ、n−プロポキシプロポキシ、イソプロポキシブトキシ、n−プロポキシブトキシ、及び2−ヒドロキシエトキシエトキシなどを挙げることができる。
炭素数1乃至4のアルキルアミノ基には、置換又は無置換のアルキルアミノ基が含まれる。置換基としては、ヒドロキシ基、炭素数1乃至4のアルコキシ基を挙げることができる。炭素数1乃至4のアルキルアミノ基としては、メチルアミノ、エチルアミノ、n−プロピルアミノ、イソプロピルアミノ、n−ブチルアミノ、イソブチルアミノ、N,N−ジメチルアミノ、N,N−ジエチルアミノ、N,N−ジ(n−プロピル)アミノ、N,N−ジ(イソプロピル)アミノ、ヒドロキシエチルアミノ、2−ヒドロキシプロピルアミノ、3−ヒドロキシプロピルアミノ、ビス(ヒドロキシエチル)アミノ、メトキシエチルアミノ、エトキシエチルアミノ、ビス(メトキシエチル)アミノ、ビス(2−エトキシエチル)アミノなどを挙げることができる。
カルボキシ−炭素数1乃至5のアルキルアミノ基としては、カルボキシメチルアミノ、カルボキシエチルアミノ、カルボキシプロピルアミノ、カルボキシ−n−ブチルアミノ、及びカルボキシ−n−ペンチルアミノなどを挙げることができる。
ビス−〔カルボキシ−炭素数1乃至5のアルキル〕アミノ基としては、ビス−(カルボキシメチル)アミノ基、ビス−(カルボキシエチル)アミノ基、及びビス−(カルボキシプロピル)アミノ基などを挙げることができる。
炭素数1乃至4のアルカノイルアミノ基には、置換又は無置換のアルカノイルアミノ基が含まれる。置換基の例としては、ヒドロキシ基、炭素数1乃至4のアルコキシ基を挙げることができる。炭素数1乃至4のアルカノイルアミノ基としては、アセチルアミノ、n−プロピオニルアミノ、イソプロピオニルアミノ、ヒドロキシアセチルアミノ、2−ヒドロキシ−n−プロピオニルアミノ、3−ヒドロキシ−n−プロピオニルアミノ、2−メトキシ−n−プロピオニルアミノ、3−メトキシ−n−プロピオニルアミノ、2−ヒドロキシ−n−ブチリルアミノ、3−ヒドロキシ−n−ブチリルアミノ、2−メトキシ−n−ブチリルアミノ、及び3−メトキシ−n−ブチリルアミノなどを挙げることができる。
フェニルアミノ基には、置換又は無置換のフェニルアミノ基が含まれる。置換基としては、カルボキシ基、スルホン酸基、アミノ基を挙げることができる。フェニルアミノ基としては、フェニルアミノ、スルホフェニルアミノ、カルボキシフェニルアミノ、ビスカルボキシフェニルアミノ、アミノフェニルアミノ、ジアミノフェニルアミノ、及びジアミノスルホフェニルアミノなどを挙げることができる。
ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、及びヨウ素原子などを挙げることができる。なかでも、塩素原子又は臭素原子が好ましく、塩素原子が特に好ましい。
ウレイド基としては、3−メチルウレイド基、3,3−ジメチルウレイド基、及び3−フェニルウレイド基などを挙げることができる。
一般式(II)中のMは、それぞれ独立に水素原子、アルカリ金属、アンモニウム、又は有機アンモニウムを表す。アルカリ金属としては、リチウム、ナトリウム、カリウムなどを挙げることができる。有機アンモニウムとしては、メチルアミン、エチルアミンなどの炭素数1以上3以下のアルキルアミン類;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、モノイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミンなどの炭素数1以上4以下のモノ、ジ又はトリアルカノールアミン類などの有機アンモニウムを挙げることができる。
一般式(II)で表される化合物のなかでも、下記一般式(IV)で表される化合物が好ましい。
一般式(IV)中、R11は、それぞれ独立に水素原子、ヒドロキシ基、カルボキシ基、炭素数1乃至4のアルキル基、炭素数1乃至4のアルコキシ基、炭素数1乃至4のアルキルアミノ基、カルボキシ−炭素数1乃至5のアルキルアミノ基、ビス−〔カルボキシ−炭素数1乃至5のアルキル〕アミノ基、炭素数1乃至4のアルカノイルアミノ基、フェニルアミノ基、スルホン酸基、ハロゲン原子、又はウレイド基を表す。Mは、それぞれ独立に水素原子、アルカリ金属、アンモニウム、又は有機アンモニウムを表す。
一般式(IV)中のR11及びMは、前記一般式(II)中のR11及びMと同義であり、好ましい基及びその組み合わせも、前記一般式(II)中のR11及びMと同様である。
本発明においては、一般式(II)で表される化合物が、以下の構造を有するものであることが特に好ましい。一般式(II)中、R11が炭素数1乃至4のアルキル基であることが好ましく、メチル基であることがさらに好ましい。また、一般式(II)中、R11が結合した2つのベンゼン環においては、それぞれのベンゼン環にR11が1つずつ結合していることが好ましい。さらに、一般式(II)中、スルホン酸基が結合した4つのベンゼン環においては、それぞれのベンゼン環にスルホン酸基が1つずつ結合していることが好ましい。
一般式(II)で表される化合物の好適例を遊離酸型で表すと、以下に示す例示化合物31乃至41を挙げることができる。勿論、本発明においては、一般式(II)の構造及びその定義に包含されるものであれば、以下に示す例示化合物に限定されない。本発明においては、以下に示す例示化合物のなかでも、例示化合物33及び37が好ましく、例示化合物33がさらに好ましい。
(第1の色材及び第2の色材の組み合わせ)
本発明においては、第1の色材が前記一般式(III)で表される化合物であるとともに、第2の色材が前記一般式(IV)で表される化合物である組み合わせが好ましい。特に、第1の色材が例示化合物8であるとともに、第2の色材が例示化合物33である組み合わせが好ましい。
本発明においては、第1の色材が前記一般式(III)で表される化合物であるとともに、第2の色材が前記一般式(IV)で表される化合物である組み合わせが好ましい。特に、第1の色材が例示化合物8であるとともに、第2の色材が例示化合物33である組み合わせが好ましい。
(色材の含有量)
インク中の第1の色材の含有量(質量%)は、インク全質量を基準として、0.1質量%以上10.0質量%以下であることが好ましく、1.0質量%以上5.0質量%以下であることがさらに好ましい。また、インク中の第2の色材の含有量(質量%)は、インク全質量を基準として、0.1質量%以上10.0質量%以下であることが好ましく、1.0質量%以上5.0質量%以下であることがさらに好ましい。また、本発明のインクには、第1の色材及び第2の色材以外の色材が含有されていてもよい。インク中の色材の合計の含有量(質量%)は、吐出特性などのインクジェット用のインクとして信頼性を満たす範囲であれば特に限定されないが、0.1質量%以上10.0質量%以下であることが好ましい。
インク中の第1の色材の含有量(質量%)は、インク全質量を基準として、0.1質量%以上10.0質量%以下であることが好ましく、1.0質量%以上5.0質量%以下であることがさらに好ましい。また、インク中の第2の色材の含有量(質量%)は、インク全質量を基準として、0.1質量%以上10.0質量%以下であることが好ましく、1.0質量%以上5.0質量%以下であることがさらに好ましい。また、本発明のインクには、第1の色材及び第2の色材以外の色材が含有されていてもよい。インク中の色材の合計の含有量(質量%)は、吐出特性などのインクジェット用のインクとして信頼性を満たす範囲であれば特に限定されないが、0.1質量%以上10.0質量%以下であることが好ましい。
また、本発明においては、インク全質量を基準とした、第1の色材の含有量(質量%)が、第2の色材の含有量(質量%)に対する質量比率で0.2倍以上5.0倍以下であることが好ましい。すなわち、「第1の色材の含有量(質量%)」/「第2の色材の含有量(質量%)」=0.2以上5.0以下であることが好ましい。第2の色材の含有量(質量%)に対する、第1の色材の含有量(質量%)の質量比率を上記範囲とすることで、前述の効果をさらに向上させることができる。
(色材の検証方法)
本発明で用いる色材が各インク中に含まれているか否かを検証するには、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)を用いた下記(1)〜(3)の検証方法を適用することができる。
(1)ピークの保持時間
(2)(1)のピークについての極大吸収波長
(3)(1)のピークについてのマススペクトルのM/Z(posi)、M/Z(nega)
本発明で用いる色材が各インク中に含まれているか否かを検証するには、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)を用いた下記(1)〜(3)の検証方法を適用することができる。
(1)ピークの保持時間
(2)(1)のピークについての極大吸収波長
(3)(1)のピークについてのマススペクトルのM/Z(posi)、M/Z(nega)
高速液体クロマトグラフィーの分析条件は、以下に示す通りである。純水で約1,000倍に希釈した液体(インク)を測定用サンプルとする。そして、下記の条件で高速液体クロマトグラフィーでの分析を行い、ピークの保持時間(retention time)、及びピークの極大吸収波長を測定する。
・カラム:SunFire C18(日本ウォーターズ製)2.1mm×150mm
・カラム温度:40℃
・流速:0.2mL/min
・PDA:200nm〜700nm
・移動相及びグラジエント条件:表1
・カラム:SunFire C18(日本ウォーターズ製)2.1mm×150mm
・カラム温度:40℃
・流速:0.2mL/min
・PDA:200nm〜700nm
・移動相及びグラジエント条件:表1
また、マススペクトルの分析条件は以下に示す通りである。得られたピークについて、下記の条件でマススペクトルを測定し、最も強く検出されたM/Zをposi及びnegaのそれぞれに対して測定する。
・イオン化法:ESI
・キャピラリ電圧:3.5kV
・脱溶媒ガス:300℃
・イオン源温度:120℃
・検出器:
posi;40V 200〜1500amu/0.9sec
nega;40V 200〜1500amu/0.9sec
・イオン化法:ESI
・キャピラリ電圧:3.5kV
・脱溶媒ガス:300℃
・イオン源温度:120℃
・検出器:
posi;40V 200〜1500amu/0.9sec
nega;40V 200〜1500amu/0.9sec
上記した方法及び条件下で、一般式(I)で表される化合物の具体例である例示化合物8について測定を行った。さらに、同一の方法及び条件下で、一般式(II)で表される化合物の具体例である例示化合物33について測定を行った。その結果、得られた保持時間、極大吸収波長、M/Z(posi)、及びM/Z(nega)の値を表2に示す。未知のインクについて、上記と同様の方法及び条件下で測定を行って、得られた測定値が表2に示す値に該当する場合、本発明のインクに用いる化合物を含有すると判断することができる。
(水性媒体)
本発明のインクには、水、又は水及び水溶性有機溶剤の混合溶媒である水性媒体を用いることができる。水は、脱イオン水(イオン交換水)を用いることが好ましい。インク中の水の含有量(質量%)は、インク全質量を基準として、10.0質量%以上90.0質量%以下であることが好ましい。
本発明のインクには、水、又は水及び水溶性有機溶剤の混合溶媒である水性媒体を用いることができる。水は、脱イオン水(イオン交換水)を用いることが好ましい。インク中の水の含有量(質量%)は、インク全質量を基準として、10.0質量%以上90.0質量%以下であることが好ましい。
水溶性有機溶剤は、水溶性であれば特に制限はなく、アルコール、多価アルコール、ポリグリコール、グリコールエーテル、含窒素極性溶媒、含硫黄極性溶媒などを用いることができる。インク中の水溶性有機溶剤の含有量(質量%)は、インク全質量を基準として、5.0質量%以上90.0質量%以下、さらには10.0質量%以上50.0質量%以下であることが好ましい。水溶性有機溶剤の含有量が上記した範囲より少ないと、インクをインクジェット記録装置に用いる場合に吐出安定性などの信頼性が得られない場合がある。また、水溶性有機溶剤の含有量が上記した範囲より多いと、インクの粘度が上昇して、インクの供給不良が起きる場合がある。
(その他の添加剤)
本発明のインクは、上記した成分以外にも必要に応じて、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタンなどの多価アルコール類や、尿素、エチレン尿素などの尿素誘導体などの、常温で固体の水溶性有機化合物を含有してもよい。さらに、本発明のインクは、必要に応じて、界面活性剤、pH調整剤、防錆剤、防腐剤、防黴剤、酸化防止剤、還元防止剤、蒸発促進剤、キレート化剤、及び水溶性樹脂など、種々の添加剤を含有してもよい。
本発明のインクは、上記した成分以外にも必要に応じて、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタンなどの多価アルコール類や、尿素、エチレン尿素などの尿素誘導体などの、常温で固体の水溶性有機化合物を含有してもよい。さらに、本発明のインクは、必要に応じて、界面活性剤、pH調整剤、防錆剤、防腐剤、防黴剤、酸化防止剤、還元防止剤、蒸発促進剤、キレート化剤、及び水溶性樹脂など、種々の添加剤を含有してもよい。
(その他のインク)
また、フルカラーの画像などを形成するために、本発明のインクと、本発明のインクとは別の色相を有するその他のインクとを組み合わせて用いることができる。その他のインクとしては、例えば、ブラックインク、シアンインク、マゼンタインク、イエローインク、レッドインク、グリーンインク、及びブルーインクからなる群より選択される少なくとも一種のインクを挙げることができる。また、これらのインクと実質的に同一の色相を有する、いわゆる淡インクをさらに組み合わせて用いることもできる。その他のインクや淡インクに用いられる色材は、公知の染料であっても、新規に合成された染料であってもよい。
また、フルカラーの画像などを形成するために、本発明のインクと、本発明のインクとは別の色相を有するその他のインクとを組み合わせて用いることができる。その他のインクとしては、例えば、ブラックインク、シアンインク、マゼンタインク、イエローインク、レッドインク、グリーンインク、及びブルーインクからなる群より選択される少なくとも一種のインクを挙げることができる。また、これらのインクと実質的に同一の色相を有する、いわゆる淡インクをさらに組み合わせて用いることもできる。その他のインクや淡インクに用いられる色材は、公知の染料であっても、新規に合成された染料であってもよい。
<インクカートリッジ>
本発明のインクカートリッジは、インクと、このインクを収容するインク収容部とを備える。そして、このインク収容部に収容されているインクが、上記で説明した本発明のインクである。図1は、本発明のインクカートリッジの一実施形態を模式的に示す断面図である。図1に示すように、インクカートリッジの底面には、記録ヘッドにインクを供給するためのインク供給口12が設けられている。インクカートリッジの内部はインクを収容するためのインク収容部となっている。インク収容部は、インク収容室14と、吸収体収容室16とで構成されており、これらは連通口18を介して連通している。また、吸収体収容室16はインク供給口12に連通している。インク収容室14には液体のインク20が収容されており、吸収体収容室16には、インクを含浸状態で保持する吸収体22,24が収容されている。インク収容部は、液体のインクを収容するインク収容室を持たず、収容されるインク全量を吸収体により保持する形態であってもよい。また、インク収容部は、吸収体を持たず、インクの全量を液体の状態で収容する形態であってもよい。さらには、インク収容部と記録ヘッドとを有するように構成された形態のインクカートリッジとしてもよい。
本発明のインクカートリッジは、インクと、このインクを収容するインク収容部とを備える。そして、このインク収容部に収容されているインクが、上記で説明した本発明のインクである。図1は、本発明のインクカートリッジの一実施形態を模式的に示す断面図である。図1に示すように、インクカートリッジの底面には、記録ヘッドにインクを供給するためのインク供給口12が設けられている。インクカートリッジの内部はインクを収容するためのインク収容部となっている。インク収容部は、インク収容室14と、吸収体収容室16とで構成されており、これらは連通口18を介して連通している。また、吸収体収容室16はインク供給口12に連通している。インク収容室14には液体のインク20が収容されており、吸収体収容室16には、インクを含浸状態で保持する吸収体22,24が収容されている。インク収容部は、液体のインクを収容するインク収容室を持たず、収容されるインク全量を吸収体により保持する形態であってもよい。また、インク収容部は、吸収体を持たず、インクの全量を液体の状態で収容する形態であってもよい。さらには、インク収容部と記録ヘッドとを有するように構成された形態のインクカートリッジとしてもよい。
<インクジェット記録方法>
本発明のインクジェット記録方法は、上記で説明した本発明のインクをインクジェット方式の記録ヘッドから吐出して記録媒体に画像を記録する方法である。インクを吐出する方式としては、インクに力学的エネルギーを付与する方式や、インクに熱エネルギーを付与する方式が挙げられる。本発明においては、インクに熱エネルギーを付与してインクを吐出する方式を採用することが特に好ましい。本発明のインクを用いること以外、インクジェット記録方法の工程は公知のものとすればよい。
本発明のインクジェット記録方法は、上記で説明した本発明のインクをインクジェット方式の記録ヘッドから吐出して記録媒体に画像を記録する方法である。インクを吐出する方式としては、インクに力学的エネルギーを付与する方式や、インクに熱エネルギーを付与する方式が挙げられる。本発明においては、インクに熱エネルギーを付与してインクを吐出する方式を採用することが特に好ましい。本発明のインクを用いること以外、インクジェット記録方法の工程は公知のものとすればよい。
図2は、本発明のインクジェット記録方法に用いられるインクジェット記録装置の一例を模式的に示す図であり、(a)はインクジェット記録装置の主要部の斜視図、(b)はヘッドカートリッジの斜視図である。インクジェット記録装置には、記録媒体32を搬送する搬送手段(不図示)、及びキャリッジシャフト34が設けられている。キャリッジシャフト34にはヘッドカートリッジ36が搭載可能となっている。ヘッドカートリッジ36は記録ヘッド38及び40を具備しており、インクカートリッジ42がセットされるように構成されている。ヘッドカートリッジ36がキャリッジシャフト34に沿って主走査方向に搬送される間に、記録ヘッド38及び40から記録媒体32に向かってインク(不図示)が吐出される。そして、記録媒体32が搬送手段(不図示)により副走査方向に搬送されることによって、記録媒体32に画像が記録される。
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限り、下記の実施例によって何ら限定されるものではない。なお、成分量に関して「部」及び「%」と記載しているものは特に断らない限り質量基準である。
<色材の準備>
(化合物A)
(a)
下記式(1)で表される化合物13.3gをメタノール100mLに溶解させて得た溶液に、水酸化カリウム4.5gを水に溶解させて得た水溶液20mLと、1,2−ジブロムエタン10.0gとを加えた。2時間還流した後、析出した結晶をろ過して下記式(2)で表される化合物13.0gを得た。
(化合物A)
(a)
下記式(1)で表される化合物13.3gをメタノール100mLに溶解させて得た溶液に、水酸化カリウム4.5gを水に溶解させて得た水溶液20mLと、1,2−ジブロムエタン10.0gとを加えた。2時間還流した後、析出した結晶をろ過して下記式(2)で表される化合物13.0gを得た。
(b)
下記式(3)で表される化合物59.8g、ピバロイルアセトニトリル32.0g、炭酸水素ナトリウム65.0g、水340mL、及びエタノール340mLの混合液を2時間加熱した後、塩酸60mLを加えた。さらに2時間加温した後、析出した結晶をろ過して下記式(4)で表される化合物61.0gを得た。
下記式(3)で表される化合物59.8g、ピバロイルアセトニトリル32.0g、炭酸水素ナトリウム65.0g、水340mL、及びエタノール340mLの混合液を2時間加熱した後、塩酸60mLを加えた。さらに2時間加温した後、析出した結晶をろ過して下記式(4)で表される化合物61.0gを得た。
(c)
前記手順(b)で得た式(4)で表される化合物6.0g、メタノール80mL、及び酢酸ソーダ30gの混合液を10℃以下に冷却した。また、前記手順(a)で得た式(2)で表される化合物3.0g及び亜硝酸ナトリウムを混合してジアゾ液を得た。このジアゾ液を10℃以下で混合液に加え、室温で2時間撹拌した。析出した結晶をろ過した後、セファデックス(商品名)を用いたカラムクロマトグラフィーにより精製し、さらに塩酸を添加してpHを1.0以下に調整して、遊離酸型として下記式(5)で表される化合物A 4.3gを得た。
前記手順(b)で得た式(4)で表される化合物6.0g、メタノール80mL、及び酢酸ソーダ30gの混合液を10℃以下に冷却した。また、前記手順(a)で得た式(2)で表される化合物3.0g及び亜硝酸ナトリウムを混合してジアゾ液を得た。このジアゾ液を10℃以下で混合液に加え、室温で2時間撹拌した。析出した結晶をろ過した後、セファデックス(商品名)を用いたカラムクロマトグラフィーにより精製し、さらに塩酸を添加してpHを1.0以下に調整して、遊離酸型として下記式(5)で表される化合物A 4.3gを得た。
(d)
前記手順(c)で得た遊離酸型の化合物Aに水酸化カリウム水溶液を添加してpHを8.0に調整し、カリウム塩型の化合物Aを得た。
前記手順(c)で得た遊離酸型の化合物Aに水酸化カリウム水溶液を添加してpHを8.0に調整し、カリウム塩型の化合物Aを得た。
(化合物B)
特許文献7の記載を参考にして、下記式(6)で表される化合物Bを合成した。
特許文献7の記載を参考にして、下記式(6)で表される化合物Bを合成した。
(化合物C)
特許文献7の記載を参考にして、下記式(7)で表される化合物Cを合成した。
特許文献7の記載を参考にして、下記式(7)で表される化合物Cを合成した。
(化合物D)
(e)
下記式(8)で表される化合物14.3部を水600.0部に添加し、液体苛性ソーダを用いてpHを6.0〜7.0に調整した。10〜20℃で塩化シアヌル6.1部を添加した後、炭酸ナトリウムを用いてpHを6.0〜7.0に保ちながら2時間撹拌し、下記式(9)で表される化合物を含む液体を得た。
(e)
下記式(8)で表される化合物14.3部を水600.0部に添加し、液体苛性ソーダを用いてpHを6.0〜7.0に調整した。10〜20℃で塩化シアヌル6.1部を添加した後、炭酸ナトリウムを用いてpHを6.0〜7.0に保ちながら2時間撹拌し、下記式(9)で表される化合物を含む液体を得た。
(f)
前記手順(e)で得た液体を30〜40℃に昇温させ、前記式(8)で表される化合物17.1部を添加した。その後、炭酸ナトリウムを用いてpHを7.0〜8.5に保ちながら3時間撹拌し、下記式(10)で表される化合物を含む液体を得た。
前記手順(e)で得た液体を30〜40℃に昇温させ、前記式(8)で表される化合物17.1部を添加した。その後、炭酸ナトリウムを用いてpHを7.0〜8.5に保ちながら3時間撹拌し、下記式(10)で表される化合物を含む液体を得た。
(g)
前記手順(f)で得た液体を80〜95℃に昇温させ、タウリン5.0部を添加した。その後、炭酸ナトリウムを用いてpHを9.0〜10.0に保ちながら6時間撹拌した。その後、塩化ナトリウムを用いて塩析を行い、析出した結晶をろ過して分取した。分取した結晶を水300.0部に溶解させ、2−プロパノール600.0部を用いて晶析させて脱塩した。その後、乾燥させて、遊離酸型として下記式(11)で表される化合物D 30.1部を得た。
前記手順(f)で得た液体を80〜95℃に昇温させ、タウリン5.0部を添加した。その後、炭酸ナトリウムを用いてpHを9.0〜10.0に保ちながら6時間撹拌した。その後、塩化ナトリウムを用いて塩析を行い、析出した結晶をろ過して分取した。分取した結晶を水300.0部に溶解させ、2−プロパノール600.0部を用いて晶析させて脱塩した。その後、乾燥させて、遊離酸型として下記式(11)で表される化合物D 30.1部を得た。
(h)
前記手順(g)で得た遊離酸型の化合物Dに水酸化ナトリウム水溶液を添加してpHを8.0に調整し、ナトリウム塩型の化合物Dを得た。
前記手順(g)で得た遊離酸型の化合物Dに水酸化ナトリウム水溶液を添加してpHを8.0に調整し、ナトリウム塩型の化合物Dを得た。
(化合物E)
特表平10−504856号公報の記載を参考にして、下記式(12)で表される化合物Eを合成した。
特表平10−504856号公報の記載を参考にして、下記式(12)で表される化合物Eを合成した。
(その他の色材)
下記式(13)で表されるC.I.ダイレクトイエロー132、及び下記式(14)で表されるC.I.ダイレクトイエロー86を使用した。
下記式(13)で表されるC.I.ダイレクトイエロー132、及び下記式(14)で表されるC.I.ダイレクトイエロー86を使用した。
<Δλmaxの測定>
各色材の水中(H)及び1,2−ヘキサンジオール20.0%水溶液中(H)におけるλmax(H)及びλmax(L)を、UV−Vis吸収スペクトルを測定して確認した。なお、各色材の含有量は、それぞれ0.005%とした。そして、Δλmax=λmax(L)−λmax(H)を算出した。結果を表3に示す。表3に示す結果から、化合物Aに対して、化合物DのΔλmaxが逆方向にシフトしていることが確認できる。なお、UV−Vis吸収スペクトルの測定条件は以下の通りである。
・分光光度計:自記分光光度計(商品名「U−3300」、日立製作所製)
・測定セル:1cm 石英セル
・サンプリング間隔:0.1nm
・スキャン速度:30nm/min
各色材の水中(H)及び1,2−ヘキサンジオール20.0%水溶液中(H)におけるλmax(H)及びλmax(L)を、UV−Vis吸収スペクトルを測定して確認した。なお、各色材の含有量は、それぞれ0.005%とした。そして、Δλmax=λmax(L)−λmax(H)を算出した。結果を表3に示す。表3に示す結果から、化合物Aに対して、化合物DのΔλmaxが逆方向にシフトしていることが確認できる。なお、UV−Vis吸収スペクトルの測定条件は以下の通りである。
・分光光度計:自記分光光度計(商品名「U−3300」、日立製作所製)
・測定セル:1cm 石英セル
・サンプリング間隔:0.1nm
・スキャン速度:30nm/min
<インクの調製>
表4−1及び4−2に示す各成分(単位:%)を混合し、十分に撹拌した後、ポアサイズ0.20μmのフィルターで加圧ろ過して各インクを調製した。表4−1及び4−2中の「アセチレノールE100」は、ノニオン性界面活性剤(川研ファインケミカル製)の商品名である。インクの極性は、低誘電率の水溶性有機溶剤である1,2−ヘキサンジオールの有無により異ならせた。具体的には、1,2−ヘキサンジオールを使用しない組成(H)とすることでインクの極性を相対的に高くし、1,2−ヘキサンジオールを使用する組成(L)とすることでインクの極性を相対的に低くした。
表4−1及び4−2に示す各成分(単位:%)を混合し、十分に撹拌した後、ポアサイズ0.20μmのフィルターで加圧ろ過して各インクを調製した。表4−1及び4−2中の「アセチレノールE100」は、ノニオン性界面活性剤(川研ファインケミカル製)の商品名である。インクの極性は、低誘電率の水溶性有機溶剤である1,2−ヘキサンジオールの有無により異ならせた。具体的には、1,2−ヘキサンジオールを使用しない組成(H)とすることでインクの極性を相対的に高くし、1,2−ヘキサンジオールを使用する組成(L)とすることでインクの極性を相対的に低くした。
<評価>
上記で得られた各インクをそれぞれインクカートリッジに充填し、熱エネルギーの作用により記録ヘッドからインクを吐出するインクジェット記録装置(商品名「PIXUS iP8600」、キヤノン製)に搭載した。本実施例においては、1/600インチ×1/600インチの単位領域に22ngのインクを付与して記録したベタ画像を「記録デューティが100%である」と定義する。このインクジェット記録装置を用いて、温度23℃、相対湿度55%の環境で、記録媒体(商品名「キヤノン写真用紙・光沢ゴールドGL−101」、キヤノン製)に、記録デューティが100%であるベタ画像を記録した記録物を作製した。得られた記録物を、温度23℃、相対湿度55%の環境で24時間乾燥させた。記録物におけるベタ画像について、分光光度計(商品名「Spectorolino」、Gretag Macbeth製)を用いて、光源:D50、視野:2°の条件で、L、a、bを測定した。なお、L、a、bは、CIE(国際照明委員会)により規定されたL*a*b*表示系におけるL*、a*、及びb*である。組成Hでの各値をL1、a1、b1とし、組成Lでの各値をL2、a2、b2とした。得られたLab値から、ΔE={(L1−L2)2+(a1−a2)2+(b1−b2)2}1/2を算出した。本評価では、他のインクと重ね合わせて画像を記録することを想定して、組成H及び組成Lの各インクで記録したそれぞれの画像から色差(ΔE)を求めた。ΔEが小さい場合、インクの極性が異なる場合であっても、画像の色調の差が小さく、色調変化が抑制されていることを意味する。結果を表5に示す。
上記で得られた各インクをそれぞれインクカートリッジに充填し、熱エネルギーの作用により記録ヘッドからインクを吐出するインクジェット記録装置(商品名「PIXUS iP8600」、キヤノン製)に搭載した。本実施例においては、1/600インチ×1/600インチの単位領域に22ngのインクを付与して記録したベタ画像を「記録デューティが100%である」と定義する。このインクジェット記録装置を用いて、温度23℃、相対湿度55%の環境で、記録媒体(商品名「キヤノン写真用紙・光沢ゴールドGL−101」、キヤノン製)に、記録デューティが100%であるベタ画像を記録した記録物を作製した。得られた記録物を、温度23℃、相対湿度55%の環境で24時間乾燥させた。記録物におけるベタ画像について、分光光度計(商品名「Spectorolino」、Gretag Macbeth製)を用いて、光源:D50、視野:2°の条件で、L、a、bを測定した。なお、L、a、bは、CIE(国際照明委員会)により規定されたL*a*b*表示系におけるL*、a*、及びb*である。組成Hでの各値をL1、a1、b1とし、組成Lでの各値をL2、a2、b2とした。得られたLab値から、ΔE={(L1−L2)2+(a1−a2)2+(b1−b2)2}1/2を算出した。本評価では、他のインクと重ね合わせて画像を記録することを想定して、組成H及び組成Lの各インクで記録したそれぞれの画像から色差(ΔE)を求めた。ΔEが小さい場合、インクの極性が異なる場合であっても、画像の色調の差が小さく、色調変化が抑制されていることを意味する。結果を表5に示す。
実施例の色材の組み合わせを使用した場合、組成H及び組成Lの各インクで記録した画像のΔEは1.00未満であったのに対して、比較例ではΔEは1.50以上であった。この結果から、実施例ではインクの極性が異なっていても色調の差が小さく、他のインクに含まれる水溶性有機溶剤による色調変化が生じにくく、より均一な色調を有する画像を記録可能であることがわかる。
Claims (5)
- 第1の色材及び第2の色材を含有するインクであって、
前記第1の色材が、下記一般式(I)で表される化合物であり、
前記第2の色材が、下記一般式(II)で表される化合物であることを特徴とするインク。
(前記一般式(I)中、R1は1価の基を表し、R2は−OR3又は−NHR4を表し(R3及びR4は水素原子又は1価の基を表す)、R5はアルキル基、アリール基、又は1価のトリアジン環基を表し、R6はアリーレン基又は2価のヘテロ環基を表し、R7は鎖状の2価の連結基を表し、mは0又は1を表す)
(前記一般式(II)中、R10はスルホン酸基を有する脂肪族アミン残基を表し、R11は、それぞれ独立に水素原子、ヒドロキシ基、カルボキシ基、炭素数1乃至4のアルキル基、炭素数1乃至4のアルコキシ基、炭素数1乃至4のアルキルアミノ基、カルボキシ−炭素数1乃至5のアルキルアミノ基、ビス−〔カルボキシ−炭素数1乃至5のアルキル〕アミノ基、炭素数1乃至4のアルカノイルアミノ基、フェニルアミノ基、スルホン酸基、ハロゲン原子、又はウレイド基を表し、Mは、それぞれ独立に水素原子、アルカリ金属、アンモニウム、又は有機アンモニウムを表す) - インクと、前記インクを収容するインク収容部とを備えたインクカートリッジであって、
前記インクが、請求項1乃至3のいずれか1項に記載のインクであることを特徴とするインクカートリッジ。 - インクをインクジェット方式の記録ヘッドから吐出して記録媒体に画像を記録するインクジェット記録方法であって、
前記インクが、請求項1乃至3のいずれか1項に記載のインクであることを特徴とするインクジェット記録方法。
Priority Applications (1)
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JP2012176884A JP2014034644A (ja) | 2012-08-09 | 2012-08-09 | インク、インクカートリッジ、及びインクジェット記録方法 |
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