JP2015067717A - シアンインク、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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Abstract
【課題】耐ブロンズ性及び耐オゾン性に優れた画像を記録可能であるとともに、好ましいシアンの色相を有するシアンインクを提供する。【解決手段】銅フタロシアニン顔料及びイエロー顔料を含有するシアンインクである。銅フタロシアニン顔料は、透過率の最大透過波長が478nm未満に存在し、イエロー顔料の含有量(質量%)が、銅フタロシアニン顔料の含有量(質量%)に対する質量比率で、0.15倍以上0.57倍以下であり、色相角が、210?以上240?以下である。【選択図】なし
Description
本発明は、インクジェット用にも好適なシアンインク、前記シアン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に関する。
近年、インクジェット記録方法によって記録される画像について、耐光性、耐ガス性、及び耐水性に対する要求が高まっている。かかる要求に対応すべく、顔料を色材として用いたインクが精力的に検討されている。しかし、染料を用いたインクで記録した画像と比較すると、顔料を用いたインクで記録した画像は透明性が低く、色再現範囲が小さくなる傾向にある。このため、色再現範囲を拡大するために、より好ましい色相を有するインクが検討されている。
シアンインク用の色材としては、銅フタロシアニン顔料がよく用いられている。しかし、シアンインク用の色材として用いる銅フタロシアニン顔料はグリーン領域の発色性が低いものが多く、選択する色材によっては色再現範囲が狭くなる場合がある。より好ましい色相のシアンインクを得る方法として、他の色相を有する色材によって調色するといった検討がなされている。また、銅フタロシアニンにハロゲン原子を導入したグリーン顔料を含有するグリーンインクを、シアンインクとは別に用意するといった検討もなされている(特許文献1参照)。
また、顔料インクを用いた画像においては、顔料本来の色とは異なる正反射光の色が見られる、いわゆるブロンズ現象が生じる。ブロンズ現象は、特にフタロシアニン顔料を用いた場合に顕著になり、赤い正反射光が見られるようになる。記録した画像を見る角度によっては非常に違和感があるため、フタロシアニン顔料を含有するインクに対してはブロンズ現象の抑制が求められている。
さらに、銅フタロシアニン顔料を用いたインクで記録した画像は、染料を用いたインクで記録した画像に比べて耐オゾン性が高いものの、顔料インクの幅広い用途への展開を期待されるなかで、さらなる耐オゾン性向上が求められている。記録される画像の耐オゾン性を向上させるための方法としては、銅フタロシアニンにハロゲン原子を導入したグリーン顔料を用いる上述の方法がある(特許文献1参照)。
一方、銅フタロシアニン顔料とイエロー色材を用いて調色することにより、光に暴露した際の画像の色相変化を抑制する方法、及び清澄な緑色を得る方法が提案されている(特許文献2及び3参照)。
しかし、本発明者らの検討の結果、上記の従来技術を採用したインクは、好ましいシアンの色相を有するものではないことがわかった。さらに、上記の従来技術を採用したインクでは、耐ブロンズ性及び耐オゾン性を高いレベルで両立させた画像を記録することが困難であることがわかった。
特許文献1に記載の方法によれば、好ましいシアンの色相を有するインクを調製することはできたが、記録される画像のブロンズ現象を抑制することができなかった。特許文献2に記載のインクは、光に暴露した際の画像の色相変化に注目したものであり、好ましいシアンの色相を有するものではなく、また、ブロンズ現象を抑制することができなかった。特許文献3で提案された技術は、プラスチックの着色に関する。特許文献3に記載の顔料配合物を用いて調製したシアンインクを用いても、近年要求されるレベルの耐ブロンズ及び耐オゾン性に優れた画像を記録することは困難であった。また、好ましいシアンの色相を有するものではなかった。
したがって、本発明の目的は、耐ブロンズ性及び耐オゾン性に優れた画像を記録可能であるとともに、好ましいシアンの色相を有するシアンインクを提供することにある。また、本発明の別の目的は、前記シアン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、銅フタロシアニン顔料及びイエロー顔料を含有するシアンインクであって、前記銅フタロシアニン顔料は、透過率の最大透過波長が478nm未満に存在し、前記イエロー顔料の含有量(質量%)が、前記銅フタロシアニン顔料の含有量(質量%)に対する質量比率で、0.15倍以上0.57倍以下であり、色相角が、210°以上240°以下であることを特徴とするシアンインクが提供される。
本発明によれば、耐ブロンズ性及び耐オゾン性に優れた画像を記録可能であるとともに、好ましいシアンの色相を有するシアンインクを提供することができる。また、本発明によれば、このシアン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、好適な実施の形態を挙げて本発明を詳細に説明する。なお、本明細書の記載において、「C.I.」とは、「カラーインデックス」の略語を意味する。また、「最大透過波長(λmax)」とは、380nm以上730nm以下における吸収スペクトルのピークのうち、最も透過率が大きいピークの波長をいう。また、インクの色相角とは、インクの吸光度から求められる、CIE L*C*h表色系におけるa*b*平面での色相角(h)を意味し、以下の定義により算出される値である。
a*≧0、b*≧0(第一象現)では、h°=tan-1(b*/a*)
a*≦0、b*≧0(第二象現)では、h°=180+tan-1(b*/a*)
a*≦0、b*≦0(第三象現)では、h°=180+tan-1(b*/a*)
a*≧0、b*≦0(第四象現)では、h°=360+tan-1(b*/a*)
a*≧0、b*≧0(第一象現)では、h°=tan-1(b*/a*)
a*≦0、b*≧0(第二象現)では、h°=180+tan-1(b*/a*)
a*≦0、b*≦0(第三象現)では、h°=180+tan-1(b*/a*)
a*≧0、b*≦0(第四象現)では、h°=360+tan-1(b*/a*)
まず、インクの色相角について説明する。インク色の呼称についての一義的な定義はないが、各色のインクは一般的に以下に示すような範囲の色相角を有する。
・レッドインク:10°〜70°
・イエローインク:70°〜120°
・グリーンインク:120°〜180°
・シアンインク:180°〜250°
・ブルーインク:250°〜320°
・マゼンタインク:320°〜370°(10°)
・レッドインク:10°〜70°
・イエローインク:70°〜120°
・グリーンインク:120°〜180°
・シアンインク:180°〜250°
・ブルーインク:250°〜320°
・マゼンタインク:320°〜370°(10°)
カラー画像を記録する際に典型的に用いるインクジェット用インク(印刷用インク)としては、シアン、マゼンタ、及びイエローの3色のインクがある。これらの3色のインクを用いて表すことのできる色再現範囲を拡大させようとする場合、3色のインクの色相角は等間隔で、かつ離れていることが好ましい。印刷用インクとして一般的に用いられるイエローインクの色相角は約80°以上110°以下であり、マゼンタインクの色相角が約340°以上370°(10°)以下である。このことを考慮すると、シアンインクの色相角は210°以上240°以下であることが好ましく、210°以上230°以下であることがさらに好ましい。なお、着色力や耐光性に優れる銅フタロシアニン顔料を色材として単独で用いたインクの色相角は235°以上270°以下である。このため、用いる色材によっては、好ましい色相を得るために調色などを行う必要がある。
また、銅フタロシアニン顔料を色材として含有するインクを用いて光沢紙に画像を形成すると、前述の通り、赤味を帯びたブロンズ現象が顕著に現れる。このため、複数の色の顔料インクを用いて画像を記録した場合、シアンインクの色材が銅フタロシアニン顔料であると、シアンインクが付与された領域のみ強いブロンズ現象を生じるため、違和感が生ずる。
さらに、銅フタロシアニン顔料は、他の有機顔料と比較して耐オゾン性が低い。このため、記録した画像がオゾンにさらされた場合に、シアン成分の光学濃度の高い領域は、シアン成分の光学濃度の低い領域と比較して、明らかに退色の度合いが大きくなる。
本発明者らは、上記の銅フタロシアニン顔料を用いたインクの色相を好ましいシアンにするとともに、このインクを用いて記録される画像の耐ブロンズ性及び耐オゾン性を向上させるという課題を解決するために種々の検討を行った。その検討の過程で、本発明者らは、イエロー顔料をシアンインクに添加した場合に、十分なレベルではないが、ブロンズ現象がある程度抑制された点に着目した。具体的には、銅フタロシアニン顔料としてC.I.ピグメントブルー15:3を含有するシアンインクにC.I.ピグメントイエロー74を加えて調色したところ、わずかながらブロンズ現象が低減する傾向が認められた。そして、C.I.ピグメントブルー15:3を含有するシアンインクにC.I.ピグメントイエロー74を過剰に加えた場合、色相角が大きく緑味にずれる一方で、ブロンズ現象が顕著に抑制されることが判明した。すなわち、銅フタロシアニン顔料よりもブロンズ現象が生じにくいイエロー顔料を一定以上インクに加えることで、ブロンズ現象の抑制が可能であると考えた。この考えをもとに、本発明者らは種々のイエロー顔料を用いて、好ましいシアンの色相と、画像の耐ブロンズ性向上との両立について検討を行った。しかし、いずれの場合も十分な耐ブロンズ性を有する画像を記録することはできなかった。
一方、銅フタロシアニン顔料として最大透過波長λmaxが478nm未満の銅フタロシアニン顔料を含有するインクを用いることで、わずかではあるがブロンズ現象が抑制される現象が認められた。この現象について、本発明者らは以下のように考えている。検討の結果、本発明者らは、λmaxが478nm以上の銅フタロシアニン顔料と比較して、λmaxが478nm未満の銅フタロシアニン顔料は、600nm以上の長波長の光をより透過させやすいという実験結果を得た。長波長の光の透過が大きくなると、記録した画像の顔料層においても光の透過が増大する。それに伴い、顔料表面での長波長の光の反射量が減少し、赤い光であるブロンズ現象が抑制されたと考えられる。しかし、耐ブロンズ性のレベルは近年要求されるレベルには到達していなかった。また、長波長の光が多く透過したことによって、インクの色味が大きく赤味に偏るため、シアンインクとしての好ましいシアンの色相から外れてしまうことがわかった。
本発明者らがさらに検討した結果、λmaxが478nm未満の銅フタロシアニン顔料と、イエロー顔料とを併用して好ましいシアンの色相を有するインクを調製し、このインクを用いて画像を記録したところ、ブロンズ現象が抑制されることが判明した。また、記録された画像は、耐オゾン性も良好であることが判明した。この現象について、本発明者らは以下のように考えている。
λmaxが478nm未満の銅フタロシアニン顔料を色材として用いたインクは、前述の通り、好ましいシアンの色相よりも赤味に偏る。このインクを好ましいシアンの色相に調色するためには、λmaxが478nm以上の銅フタロシアニン顔料を用いた場合と比較して、多くのイエロー顔料を加える必要がある。イエロー顔料を多く含有するインクを用いると、記録される画像の顔料層の表面に存在するイエロー顔料の比率が増加する。逆に、銅フタロシアニン顔料の比率が相対的に減少するため、ブロンズ現象を抑制することが可能となる。本発明者らは、λmaxが478nm未満の銅フタロシアニン顔料を含有するインクを用いることでブロンズ現象がわずかに抑制されることと相まって、耐ブロンズ性が近年要求されるレベルに達したと考えている。
また、画像の耐オゾン性が向上する理由を本発明者らは次のように考えている。
本発明のシアンインクを用いて記録された画像を構成する顔料層内では銅フタロシアニン顔料とイエロー顔料が混在しており、これらの顔料は部分的に接触及び凝集していると考えられる。一般的に、イエロー顔料は、銅フタロシアニン顔料と比べて耐オゾン性に優れるため、オゾンガスに暴露された場合であっても壊れにくい。このため、銅フタロシアニン顔料とイエロー顔料との接触部分が多いほど、記録される画像の耐オゾン性が良好になると考えられる。
本発明のシアンインクを用いて記録された画像を構成する顔料層内では銅フタロシアニン顔料とイエロー顔料が混在しており、これらの顔料は部分的に接触及び凝集していると考えられる。一般的に、イエロー顔料は、銅フタロシアニン顔料と比べて耐オゾン性に優れるため、オゾンガスに暴露された場合であっても壊れにくい。このため、銅フタロシアニン顔料とイエロー顔料との接触部分が多いほど、記録される画像の耐オゾン性が良好になると考えられる。
なお、イエロー顔料に代えてイエロー染料を用いた場合であっても、好ましいシアンの色相を有するインクを得ることは可能ではある。しかし、イエロー染料が記録媒体に浸透するので、上記のメカニズムと対照的に、耐ブロンズ性及び耐オゾン性の向上効果は発揮されない。
<インク>
本発明のシアンインクは、特定の銅フタロシアニン顔料及びイエロー顔料を特定の質量比率で含有し、これらの顔料によって、インクが特定の色相角を有するものである。銅フタロシアニン顔料及びインクの吸収スペクトルの測定には、分光光度計を用いることができる。吸収スペクトルは、最大吸収波長における吸光度が1.00±0.05となるように純水で試料を希釈して測定する。なお、銅フタロシアニン顔料の吸収スペクトルの測定に際しては、通常、界面活性剤や樹脂は吸収スペクトルに実質的な影響を及ぼさないため、必要に応じて、界面活性剤や樹脂などの分散剤を併用してもよい。例えば、サンプリング間隔を1nmとし、しきい値0.01、感度1としてピークを検出する。シアンインクのL*C*h表色系における色相角(h)は、得られた吸収スペクトルから、光源D65、視野2°の条件で算出する。以下、本発明のシアンインクを構成する成分などについて詳細に説明する。
本発明のシアンインクは、特定の銅フタロシアニン顔料及びイエロー顔料を特定の質量比率で含有し、これらの顔料によって、インクが特定の色相角を有するものである。銅フタロシアニン顔料及びインクの吸収スペクトルの測定には、分光光度計を用いることができる。吸収スペクトルは、最大吸収波長における吸光度が1.00±0.05となるように純水で試料を希釈して測定する。なお、銅フタロシアニン顔料の吸収スペクトルの測定に際しては、通常、界面活性剤や樹脂は吸収スペクトルに実質的な影響を及ぼさないため、必要に応じて、界面活性剤や樹脂などの分散剤を併用してもよい。例えば、サンプリング間隔を1nmとし、しきい値0.01、感度1としてピークを検出する。シアンインクのL*C*h表色系における色相角(h)は、得られた吸収スペクトルから、光源D65、視野2°の条件で算出する。以下、本発明のシアンインクを構成する成分などについて詳細に説明する。
(色材)
本発明のシアンインクに用いる色材は、特定の銅フタロシアニン顔料及びイエロー顔料である。インク中の色材(顔料)の合計の含有量(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、0.1質量%以上5.0質量%以下であることがさらに好ましい。
本発明のシアンインクに用いる色材は、特定の銅フタロシアニン顔料及びイエロー顔料である。インク中の色材(顔料)の合計の含有量(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、0.1質量%以上5.0質量%以下であることがさらに好ましい。
シアンインク中においては、顔料はどのような状態で分散されていてもよい。具体的には、分散剤として樹脂を用いた樹脂分散顔料、界面活性剤により分散された顔料、顔料の表面の少なくとも一部を樹脂などで被覆したマイクロカプセル顔料などを挙げることができる。なかでも、分散剤である樹脂を顔料の表面に物理的に吸着させ、吸着した樹脂の作用により顔料を分散させる樹脂分散顔料とすることが好ましい。このような樹脂分散剤としては、アニオン性基やノニオン性基の作用によって顔料を水性媒体に分散させることができるものが好ましい。樹脂分散剤としては、インクジェット用のインクに使用可能な従来公知の共重合体やその塩を用いることができる。より好適な樹脂分散剤としては、以下に挙げるような親水性ユニット及び疎水性ユニットを有する共重合体を挙げることができる。親水性ユニットとしては、(メタ)アクリル酸などのカルボキシ基を有する単量体やその塩などの親水性単量体に由来するユニットを挙げることができる。また、疎水性ユニットとしては、スチレンやその誘導体;ベンジル(メタ)アクリレートなどの芳香環を有する単量体;(メタ)アクリル酸エステルなどの脂肪族基を有する単量体などの疎水性単量体に由来するユニットを挙げることができる。
(銅フタロシアニン顔料)
銅フタロシアニン顔料は、透過率の最大透過波長λmaxが478nm未満に存在するものであり、好ましくは474nm未満に存在するものである。λmaxが478nm以上に存在すると、銅フタロシアニン顔料そのものに起因する耐ブロンズ性が不十分になる。また、色相が緑味に偏りやすいため、好ましいシアンの色相に調色するために用いるイエロー顔料の量が少なくなり、高いレベルの耐ブロンズ性及び耐オゾン性を得ることができなくなる。そして、高いレベルの耐ブロンズ性及び耐オゾン性を得るにはイエロー顔料の使用量が増えるので、色味が緑味に偏りすぎてしまう。なお、銅フタロシアニン顔料の透過率の最大透過波長λmaxは、468nm以上に存在することが好ましい。
銅フタロシアニン顔料は、透過率の最大透過波長λmaxが478nm未満に存在するものであり、好ましくは474nm未満に存在するものである。λmaxが478nm以上に存在すると、銅フタロシアニン顔料そのものに起因する耐ブロンズ性が不十分になる。また、色相が緑味に偏りやすいため、好ましいシアンの色相に調色するために用いるイエロー顔料の量が少なくなり、高いレベルの耐ブロンズ性及び耐オゾン性を得ることができなくなる。そして、高いレベルの耐ブロンズ性及び耐オゾン性を得るにはイエロー顔料の使用量が増えるので、色味が緑味に偏りすぎてしまう。なお、銅フタロシアニン顔料の透過率の最大透過波長λmaxは、468nm以上に存在することが好ましい。
顔料種としては、例えば、C.I.ピグメントブルー:15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:5、15:6などを挙げることができる。シアンインク中の銅フタロシアニン顔料の含有量(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い。
(銅フタロシアニン顔料の調製)
本発明のシアンインクに用いる銅フタロシアニン顔料は、従来公知の汎用的な顔料の調製方法によって調製することができる。顔料の調製方法は、ブレークダウン法とビルドアップ法の2つに大別される。ブレークダウン法は、バルク原料や原料化合物と、分散剤及び溶媒の混合物を、ビーズミルなどの分散装置を用いて機械的に磨砕して顔料を得る方法である。また、ビルドアップ法は、溶媒に溶解させた原料化合物から、化学反応や析出などの工程を経て顔料を得る方法である。
本発明のシアンインクに用いる銅フタロシアニン顔料は、従来公知の汎用的な顔料の調製方法によって調製することができる。顔料の調製方法は、ブレークダウン法とビルドアップ法の2つに大別される。ブレークダウン法は、バルク原料や原料化合物と、分散剤及び溶媒の混合物を、ビーズミルなどの分散装置を用いて機械的に磨砕して顔料を得る方法である。また、ビルドアップ法は、溶媒に溶解させた原料化合物から、化学反応や析出などの工程を経て顔料を得る方法である。
ブレークダウン法において汎用的に使用される分散装置としては、メディア型分散機、超音波分散機、高圧衝突型分散機などを挙げることができる。また、分散装置を用いる前に、分散装置のノズルや経路内での目詰まりを防止するために、予め回転剪断型撹拌機などを使用して混合物の前処理を行うことも好ましい。
メディア型分散機としては、撹拌軸にディスク、ピン、又はリングが設けられたものや、ロータが回転するものなどを挙げることができる。なお、撹拌軸に設けられるディスクは穴開きディスクであってもよく、切り込みや溝が形成されたディスクであってもよい。このようなメディア型分散機の具体例としては、サンドミル;ダイノミル;ビーズミルなどの従来公知の装置を挙げることができる。
超音波分散機としては、以下商品名で「US−300T」、「US−1200TCVP」(以上、日本精機製);「Digital Sonifier 250D」(BRANSON製)など、従来公知のものを用いることができる。
高圧衝突型分散機としては、混合物を高圧フランジャーポンプで加圧して小径のノズルから放出させるチャンバーを備えた分散機;対向したノズルから処理液を高速高圧で噴霧させて混合物同士を対面衝突させるチャンバーを備えた分散機などがある。具体的には、ホモジナイザーなどのメディアレス分散機が好適である。高圧衝突型分散機を用いる際の加圧圧力は、100MPa以上とすることが好ましい。また、高圧衝突型分散機による処理回数は2回以上とすることが好ましい。
前処理に用いる回転剪断型撹拌機としては、混合物中の原料に対して剪断力を加えることができる撹拌機であればよく、従来公知のバッチ式の撹拌機を用いることができる。ここでいう「剪断力」には、ずり応力以外にも、衝撃力やキャビテーションなど、粉末や微粒子を分散させうる機械的エネルギーが含まれる。原料には可能なかぎり高い剪断力を加えることが好ましい。具体的には、ずり速度を104/秒以上とすることが好ましく、105/秒以上とすることがさらに好ましい。このように高い剪断力は、回転翼と固定部とを備え、この回転翼と固定部との間隙が小さく設定されており、高速回転可能な撹拌機を用いることにより加えることができる。このような撹拌機の具体例としては、以下商品名で「ウルトラタラックス」(IKA製);「T.K.ホモミクサー」、「T.K.フィルミックス」(以上、プライミクス製);「クレアミックス」(エム・テクニック製)などを挙げることができる。
一方、ビルドアップ法において汎用的に使用される分散装置としては、マイクロ化学プロセスなどで用いられる微小間隙式液体処理装置(マイクロリアクター)などを挙げることができる。マイクロリアクターの具体例としては、以下商品名で「マイクロミキサー」、「マイクロリアクター」(以上、IMM製);「マイクロリアクター」(CPCテクノロジー製);「ULREA SS−11」(エム・テクニック製)などを挙げることができる。
λmaxが478nm未満の範囲に存在する銅フタロシアニン顔料を調製するには、原料となる顔料の結晶構造に何らかの変化を生じさせることが好ましいと考えられる。ブレークダウン法により顔料の結晶構造を変化させることは可能ではある。ただし、ブレークダウン法により顔料を調製する場合には、磨砕により生じた顔料の表面が活性化しやすいので、活性な表面を核にして複数の顔料が凝集しやすく、粗大粒ができやすい。このため、顔料を含む液体(顔料分散液やインク)が増粘するなどの経時変化を起こしやすく、分散安定性がやや不十分になる場合がある。したがって、本発明のシアンインクに用いる銅フタロシアニン顔料を調製するには、ブレークダウン法よりもビルドアップ法を利用することが好ましい。
λmaxが478nm未満に存在する銅フタロシアニン顔料をビルドアップ法により調製するには、以下の手順とすることが好ましい。まず、前述のマイクロリアクターなどを用いて、原料(顔料粗体)を溶解した液体から顔料を微粒子として析出させて、顔料を含むウェットケーキを調製する。その後、樹脂分散剤などの存在下で後処理(顔料の分散)を行う。この後処理には、インクジェット用のインクの調製の際に一般的に利用される装置、例えば、前述のメディア型分散機、超音波分散機、高圧衝突型分散機、回転剪断型撹拌機などを使用することができる。ただし、後処理の際には、顔料のλmaxが変化しないようにすることが好ましい。このため、分散時間、周速、必要に応じて使用するメディアの種類や粒径などの分散条件は、先に述べたブレークダウン法により銅フタロシアニン顔料を得る際の分散条件と比べて、穏和な条件とすることが好ましい。また、前述のマイクロリアクターで、原料(顔料粗体)及び分散剤を含む混合物を処理して顔料を低濃度で含む顔料分散液を得た後、得られた顔料分散液を限外ろ過などの処理で濃縮するとともに、不純物を除去することも好ましい。
(イエロー顔料)
イエロー顔料としては、例えば、アゾ顔料、イソインドリノン顔料、イミダゾロン顔料などの有機顔料を用いることができる。イエロー顔料の中でも、オゾンにより退色した際の色相のずれが小さく、シアンインクとしての発色性を維持することができるため、緑味のイエローの色相を有するものを用いることが好ましい。また、耐オゾン性に優れたイエロー顔料を用いるのが好ましい。顔料種としては、例えば、C.I.ピグメントイエロー74、109、128、150、154、155、180、185、及び213からなる群より選択される少なくとも1種を使用することがより好ましい。
イエロー顔料としては、例えば、アゾ顔料、イソインドリノン顔料、イミダゾロン顔料などの有機顔料を用いることができる。イエロー顔料の中でも、オゾンにより退色した際の色相のずれが小さく、シアンインクとしての発色性を維持することができるため、緑味のイエローの色相を有するものを用いることが好ましい。また、耐オゾン性に優れたイエロー顔料を用いるのが好ましい。顔料種としては、例えば、C.I.ピグメントイエロー74、109、128、150、154、155、180、185、及び213からなる群より選択される少なくとも1種を使用することがより好ましい。
シアンインク中のイエロー顔料の含有量(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い。そして、シアンインク中のイエロー顔料の含有量(質量%)が、銅フタロシアニン顔料の含有量(質量%)に対する質量比率で、0.15倍以上0.57倍以下であることを要する。また、シアンインク中のイエロー顔料の含有量(質量%)が、銅フタロシアニン顔料の含有量(質量%)に対する質量比率で、0.20倍以上0.50倍以下であることが好ましい。イエロー顔料の含有量(質量%)が、銅フタロシアニン顔料の含有量(質量%)に対する質量比率で0.15倍未満であると、記録媒体に形成された顔料層中に存在するイエロー顔料が少なくなる。このため、画像の耐ブロンズ性及び耐オゾン性を向上する効果を得ることができない。一方、イエロー顔料の含有量(質量%)が、銅フタロシアニン顔料の含有量(質量%)に対する質量比率で0.57倍超であると、イエロー顔料が多くなるため、オゾンによるシアンの退色という観点では有利ではある。しかし、オゾンによって退色する際の色相角のずれが大きくなり、シアンインクとしての好ましい色相から外れてしまう。
(水性媒体)
本発明のシアンインクには、水、又は水と水溶性有機溶剤の混合溶媒である水性媒体を含有させることができる。水としては、脱イオン水を用いることが好ましい。シアン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、50.0質量%以上95.0質量%以下であることが好ましい。本発明のシアンインクは、水性媒体として少なくとも水を含む水性インクであることが好ましい。また、水溶性有機溶剤としては、アルコール類、グリコールエーテル類、含窒素化合物類などのインクジェット用のインクに使用可能なものをいずれも用いることができ、1種又は2種以上をシアンインクに含有させることができる。シアン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、3.0質量%以上50.0質量%以下であることが好ましい。
本発明のシアンインクには、水、又は水と水溶性有機溶剤の混合溶媒である水性媒体を含有させることができる。水としては、脱イオン水を用いることが好ましい。シアン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、50.0質量%以上95.0質量%以下であることが好ましい。本発明のシアンインクは、水性媒体として少なくとも水を含む水性インクであることが好ましい。また、水溶性有機溶剤としては、アルコール類、グリコールエーテル類、含窒素化合物類などのインクジェット用のインクに使用可能なものをいずれも用いることができ、1種又は2種以上をシアンインクに含有させることができる。シアン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、3.0質量%以上50.0質量%以下であることが好ましい。
(その他の成分)
本発明のシアンインクには、上記成分の他に、尿素、尿素誘導体、トリメチロールプロパン、及びトリメチロールエタンなどの常温で固体の水溶性有機化合物を含有させてもよい。シアンインク中の常温で固体の水溶性有機化合物の含有量(質量%)は、インク全質量を基準として、0.1質量%以上20.0質量%以下であることが好ましく、3.0質量%以上10.0質量%以下であることがさらに好ましい。また、必要に応じて、その他の界面活性剤、pH調整剤、消泡剤、防錆剤、防腐剤、防黴剤、酸化防止剤、還元防止剤、蒸発促進剤、キレート化剤などの種々の添加剤を含有してもよい。
本発明のシアンインクには、上記成分の他に、尿素、尿素誘導体、トリメチロールプロパン、及びトリメチロールエタンなどの常温で固体の水溶性有機化合物を含有させてもよい。シアンインク中の常温で固体の水溶性有機化合物の含有量(質量%)は、インク全質量を基準として、0.1質量%以上20.0質量%以下であることが好ましく、3.0質量%以上10.0質量%以下であることがさらに好ましい。また、必要に応じて、その他の界面活性剤、pH調整剤、消泡剤、防錆剤、防腐剤、防黴剤、酸化防止剤、還元防止剤、蒸発促進剤、キレート化剤などの種々の添加剤を含有してもよい。
<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、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シアンインクである。インクカートリッジの構造としては、インク収容部が、液体のインクを収容するインク収容室、及び負圧によりその内部にインクを保持する負圧発生部材を収容する負圧発生部材収容室で構成されるものなどを挙げることができる。また、液体のインクを収容するインク収容室を持たず、収容量のインクの全量を負圧発生部材により保持する構成のインク収容部を備えたインクカートリッジであってもよい。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であってもよい。
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、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シアンインクである。インクカートリッジの構造としては、インク収容部が、液体のインクを収容するインク収容室、及び負圧によりその内部にインクを保持する負圧発生部材を収容する負圧発生部材収容室で構成されるものなどを挙げることができる。また、液体のインクを収容するインク収容室を持たず、収容量のインクの全量を負圧発生部材により保持する構成のインク収容部を備えたインクカートリッジであってもよい。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であってもよい。
<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させ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などを挙げることができる。本発明においては、熱エネルギーを利用するインクジェット記録方法を採用することが特に好ましい。本発明のシアン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。記録媒体としてはどのようなものを用いてもよいが、普通紙や、コート層を有する記録媒体(光沢紙やアート紙)などの、浸透性を有する紙を用いることが好ましい。特に、インク中の顔料の少なくとも一部を記録媒体の表面やその近傍に存在させることができる、コート層を有する記録媒体を用いることが好ましい。このような記録媒体は、画像を記録した記録物の使用目的などに応じて選択することができる。例えば、写真画質の光沢感を有する画像を得るのに適している光沢紙や、絵画、写真、及びグラフィック画像などを好みに合わせて表現するために、基材の風合い(画用紙調、キャンバス地調、和紙調など)を生かしたアート紙などが挙げられる。
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させ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などを挙げることができる。本発明においては、熱エネルギーを利用するインクジェット記録方法を採用することが特に好ましい。本発明のシアン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。記録媒体としてはどのようなものを用いてもよいが、普通紙や、コート層を有する記録媒体(光沢紙やアート紙)などの、浸透性を有する紙を用いることが好ましい。特に、インク中の顔料の少なくとも一部を記録媒体の表面やその近傍に存在させることができる、コート層を有する記録媒体を用いることが好ましい。このような記録媒体は、画像を記録した記録物の使用目的などに応じて選択することができる。例えば、写真画質の光沢感を有する画像を得るのに適している光沢紙や、絵画、写真、及びグラフィック画像などを好みに合わせて表現するために、基材の風合い(画用紙調、キャンバス地調、和紙調など)を生かしたアート紙などが挙げられる。
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。
<顔料を含有するウェットケーキの調製>
(ウェットケーキ1)
A液として、純水12,000mLを準備した。また、B液として、C.I.ピグメントブルー15:3(商品名「PV FAST BLUE」、クラリアント製)3.0部を98%濃硫酸97.0部に溶解した溶液90mLを準備した。A液の温度を5℃、B液の温度を25℃にそれぞれ設定した。そして、A液の流量を400mL/分、B液の流量を3mL/分とし、マイクロリアクター(商品名「ULREA SS−11」、エム・テクニック製)を使用してビルドアップ法による処理を行った。処理後、ブフナー漏斗でろ過してペーストを得た。得られたペーストを、洗浄水のpHが5以上となるまで繰り返しイオン交換水で洗浄した後、適量のイオン交換水を加えて、顔料(固形分)の含有量が15.0%であるウェットケーキ1を調製した。
(ウェットケーキ1)
A液として、純水12,000mLを準備した。また、B液として、C.I.ピグメントブルー15:3(商品名「PV FAST BLUE」、クラリアント製)3.0部を98%濃硫酸97.0部に溶解した溶液90mLを準備した。A液の温度を5℃、B液の温度を25℃にそれぞれ設定した。そして、A液の流量を400mL/分、B液の流量を3mL/分とし、マイクロリアクター(商品名「ULREA SS−11」、エム・テクニック製)を使用してビルドアップ法による処理を行った。処理後、ブフナー漏斗でろ過してペーストを得た。得られたペーストを、洗浄水のpHが5以上となるまで繰り返しイオン交換水で洗浄した後、適量のイオン交換水を加えて、顔料(固形分)の含有量が15.0%であるウェットケーキ1を調製した。
(ウェットケーキ2)
A液をメタノールに変更したこと以外は、前述の「ウェットケーキ1」の場合と同様にして、顔料(固形分)の含有量が15.0%であるウェットケーキ2を調製した。
A液をメタノールに変更したこと以外は、前述の「ウェットケーキ1」の場合と同様にして、顔料(固形分)の含有量が15.0%であるウェットケーキ2を調製した。
(ウェットケーキ3)
A液の温度を80℃に変更したこと以外は、前述の「ウェットケーキ1」の場合と同様にして、顔料(固形分)の含有量が15.0%であるウェットケーキ3を調製した。
A液の温度を80℃に変更したこと以外は、前述の「ウェットケーキ1」の場合と同様にして、顔料(固形分)の含有量が15.0%であるウェットケーキ3を調製した。
(ウェットケーキ4)
B液の流量を0.3mL/分に変更したこと以外は、前述の「ウェットケーキ1」の場合と同様にして、顔料(固形分)の含有量が15.0%であるウェットケーキ4を調製した。
B液の流量を0.3mL/分に変更したこと以外は、前述の「ウェットケーキ1」の場合と同様にして、顔料(固形分)の含有量が15.0%であるウェットケーキ4を調製した。
<顔料分散液の調製>
(顔料分散液1)
ウェットケーキ1を70.0部、樹脂分散剤1の水溶液(樹脂(固形分)の含有量:25.0%)24.0部、及び水6.0部を混合した。なお、樹脂分散剤1は、スチレン−アクリル酸共重合体(商品名「ジョンクリル680」、BASF製、酸価215mgKOH/g、重量平均分子量4,900)を、中和当量0.85となるように水酸化カリウムで中和したものである。超音波分散機(商品名「US−300T」、日本精機製)を用い、出力300ワットで1時間分散処理を行った後、回転数5,000rpmで30分間遠心分離を行って凝集成分を除去した。イオン交換水で希釈して、最大透過波長(λmax)が471nmである顔料を含有し、顔料の含有量が10.0%である顔料分散液1を得た。
(顔料分散液1)
ウェットケーキ1を70.0部、樹脂分散剤1の水溶液(樹脂(固形分)の含有量:25.0%)24.0部、及び水6.0部を混合した。なお、樹脂分散剤1は、スチレン−アクリル酸共重合体(商品名「ジョンクリル680」、BASF製、酸価215mgKOH/g、重量平均分子量4,900)を、中和当量0.85となるように水酸化カリウムで中和したものである。超音波分散機(商品名「US−300T」、日本精機製)を用い、出力300ワットで1時間分散処理を行った後、回転数5,000rpmで30分間遠心分離を行って凝集成分を除去した。イオン交換水で希釈して、最大透過波長(λmax)が471nmである顔料を含有し、顔料の含有量が10.0%である顔料分散液1を得た。
(顔料分散液2)
ウェットケーキ1に代えてウェットケーキ2を用いたこと以外は、前述の「顔料分散液1」の場合と同様にして、最大透過波長(λmax)が469nmである顔料を含有し、顔料の含有量が10.0%である顔料分散液2を得た。
ウェットケーキ1に代えてウェットケーキ2を用いたこと以外は、前述の「顔料分散液1」の場合と同様にして、最大透過波長(λmax)が469nmである顔料を含有し、顔料の含有量が10.0%である顔料分散液2を得た。
(顔料分散液3)
ウェットケーキ1に代えてウェットケーキ3を用いたこと以外は、前述の「顔料分散液1」の場合と同様にして、最大透過波長(λmax)が473nmである顔料を含有し、顔料の含有量が10.0%である顔料分散液3を得た。
ウェットケーキ1に代えてウェットケーキ3を用いたこと以外は、前述の「顔料分散液1」の場合と同様にして、最大透過波長(λmax)が473nmである顔料を含有し、顔料の含有量が10.0%である顔料分散液3を得た。
(顔料分散液4)
ウェットケーキ1に代えてウェットケーキ4を用いたこと以外は、前述の「顔料分散液1」の場合と同様にして、最大透過波長(λmax)が477nmである顔料を含有し、顔料の含有量が10.0%である顔料分散液4を得た。
ウェットケーキ1に代えてウェットケーキ4を用いたこと以外は、前述の「顔料分散液1」の場合と同様にして、最大透過波長(λmax)が477nmである顔料を含有し、顔料の含有量が10.0%である顔料分散液4を得た。
(顔料分散液5)
C.I.ピグメントブルー15:3(商品名「PV FAST BLUE」、クラリアント製)10.5部、樹脂分散剤1の水溶液(樹脂(固形分)の含有量25.0%)24.0部、及び水65.5部を混合した。超音波分散機(商品名「US−300T」、日本精機製)を用い、出力300ワットで1時間分散処理を行った後、回転数5,000rpmで30分間遠心分離を行って凝集成分を除去した。イオン交換水で希釈して、最大透過波長(λmax)が487nmである顔料を含有し、顔料の含有量が10.0%である顔料分散液5を得た。
C.I.ピグメントブルー15:3(商品名「PV FAST BLUE」、クラリアント製)10.5部、樹脂分散剤1の水溶液(樹脂(固形分)の含有量25.0%)24.0部、及び水65.5部を混合した。超音波分散機(商品名「US−300T」、日本精機製)を用い、出力300ワットで1時間分散処理を行った後、回転数5,000rpmで30分間遠心分離を行って凝集成分を除去した。イオン交換水で希釈して、最大透過波長(λmax)が487nmである顔料を含有し、顔料の含有量が10.0%である顔料分散液5を得た。
(顔料分散液6〜18)
C.I.ピグメントブルー15:3に代えて表1に示す種類の顔料を用いたこと以外は、前述の「顔料分散液5」の場合と同様にして、顔料の含有量が10.0%である顔料分散液6〜18をそれぞれ得た。
C.I.ピグメントブルー15:3に代えて表1に示す種類の顔料を用いたこと以外は、前述の「顔料分散液5」の場合と同様にして、顔料の含有量が10.0%である顔料分散液6〜18をそれぞれ得た。
<インク(実施例1〜22、比較例1〜10)の調製>
表2−1〜2−3の上段に示す各成分(単位:%)を混合して十分撹拌した後、ポアサイズが1.2μmであるメンブレンフィルター(商品名「HDCIIフィルター」、ポール製)を用いて加圧ろ過し、各インクを調製した。表2−1〜2−3の下段には、銅フタロシアニン顔料の含有量a(%)、イエロー顔料の含有量b(%)、及びb/aの質量比率(倍)の値を示した。
表2−1〜2−3の上段に示す各成分(単位:%)を混合して十分撹拌した後、ポアサイズが1.2μmであるメンブレンフィルター(商品名「HDCIIフィルター」、ポール製)を用いて加圧ろ過し、各インクを調製した。表2−1〜2−3の下段には、銅フタロシアニン顔料の含有量a(%)、イエロー顔料の含有量b(%)、及びb/aの質量比率(倍)の値を示した。
<評価>
本発明においては、下記の各評価項目における評価基準で「C」が許容できないレベル、「B」が許容できるレベル、「A」が優れているレベル(及び「AA」が特に優れているレベル)とした。評価結果を表3に示す。
本発明においては、下記の各評価項目における評価基準で「C」が許容できないレベル、「B」が許容できるレベル、「A」が優れているレベル(及び「AA」が特に優れているレベル)とした。評価結果を表3に示す。
(色相角)
上記で得られた各インクを、最大吸収波長における吸光度が1.00±0.05となるように純水を用いて希釈したものについて、分光光度計(商品名「U−3310」、日立ハイテクノロジーズ製)を用いて吸収スペクトルを測定した。測定した吸収スペクトルから、光源D65、視野2°の条件で、L*C*h表色系における色相角(h)を算出し、以下の基準にしたがって色相角を評価した。
A:色相角が210°以上230°以下であった。
B:色相角が230°を超えて240°以下であった。
C:色相角が210°未満又は240°を超えていた。
上記で得られた各インクを、最大吸収波長における吸光度が1.00±0.05となるように純水を用いて希釈したものについて、分光光度計(商品名「U−3310」、日立ハイテクノロジーズ製)を用いて吸収スペクトルを測定した。測定した吸収スペクトルから、光源D65、視野2°の条件で、L*C*h表色系における色相角(h)を算出し、以下の基準にしたがって色相角を評価した。
A:色相角が210°以上230°以下であった。
B:色相角が230°を超えて240°以下であった。
C:色相角が210°未満又は240°を超えていた。
(耐ブロンズ性)
上記で得られた各インクを充填したインクカートリッジを、熱エネルギーによりインクを吐出する記録ヘッドを搭載したインクジェット記録装置(商品名「PIXUS Pro9500」、キヤノン製)にセットした。このインクジェット記録装置では、解像度が600dpi×600dpiで、1/600インチ×1/600インチの単位領域に3.5ナノグラムのインク滴を8滴付与する条件で記録した画像が「記録デューティが100%」であると定義される。そして、光沢紙(商品名「キヤノン写真用紙・光沢 ゴールド」、キヤノン製)に、記録デューティを10〜100%で10%刻みに変化させた、10種類のベタ画像を記録して記録物を得た。得られた記録物における10種類のベタ画像に、白色蛍光灯の光を反射させ、その反射光の色付きの状態を目視で観察して、以下の基準にしたがって耐ブロンズ性を評価した。なお、反射光には、蛍光灯の形状が鮮明に映る光の強度の高い部分と、その周囲で反射光の強度の低い部分が含まれる。
AA:反射光の全体にわたってブロンズ現象が生じていなかった。
A:反射光の強度の高い部分ではブロンズ現象が生じず白色に見えたが、反射光の強度の低い部分ではブロンズ現象が生じていた。
B:反射光の全体にわたってブロンズ現象がわずかに生じていた。
C:反射光の全体にわたってブロンズ現象が強く生じていた。
上記で得られた各インクを充填したインクカートリッジを、熱エネルギーによりインクを吐出する記録ヘッドを搭載したインクジェット記録装置(商品名「PIXUS Pro9500」、キヤノン製)にセットした。このインクジェット記録装置では、解像度が600dpi×600dpiで、1/600インチ×1/600インチの単位領域に3.5ナノグラムのインク滴を8滴付与する条件で記録した画像が「記録デューティが100%」であると定義される。そして、光沢紙(商品名「キヤノン写真用紙・光沢 ゴールド」、キヤノン製)に、記録デューティを10〜100%で10%刻みに変化させた、10種類のベタ画像を記録して記録物を得た。得られた記録物における10種類のベタ画像に、白色蛍光灯の光を反射させ、その反射光の色付きの状態を目視で観察して、以下の基準にしたがって耐ブロンズ性を評価した。なお、反射光には、蛍光灯の形状が鮮明に映る光の強度の高い部分と、その周囲で反射光の強度の低い部分が含まれる。
AA:反射光の全体にわたってブロンズ現象が生じていなかった。
A:反射光の強度の高い部分ではブロンズ現象が生じず白色に見えたが、反射光の強度の低い部分ではブロンズ現象が生じていた。
B:反射光の全体にわたってブロンズ現象がわずかに生じていた。
C:反射光の全体にわたってブロンズ現象が強く生じていた。
(耐オゾン性)
上記の「耐ブロンズ性」の評価の場合と同様の条件で得た記録物をオゾンフェードメーター(スガ試験機製)中に載置し、オゾン濃度5ppmの条件で300時間オゾン曝露を行った。曝露前後の記録物における記録デューティが50%のベタ画像について光学濃度の値を測定し、光学濃度の残存率(%)=(曝露後の光学濃度/曝露前の光学濃度)×100の値を算出した。また、曝露前後の記録物における記録デューティが50%のベタ画像について色相角(h)を測定した。このようにして得られた光学濃度の残存率及び色相角から、以下の基準にしたがって耐オゾン性を評価した。なお、画像の測色には、CIEL*a*b*表色系に基づく分光光度計(商品名「Spectrolino」、Gretag Macbeth製)を使用した。
A:光学濃度の残存率が70%以上であり、かつ、色相角の変化が±10°以内であった。
B:光学濃度の残存率が70%以上であり、かつ、色相角の変化が±10°を超えていた。
C:光学濃度の残存率が70%未満であった、又は、曝露後の色相角が180〜250°を外れていた。
上記の「耐ブロンズ性」の評価の場合と同様の条件で得た記録物をオゾンフェードメーター(スガ試験機製)中に載置し、オゾン濃度5ppmの条件で300時間オゾン曝露を行った。曝露前後の記録物における記録デューティが50%のベタ画像について光学濃度の値を測定し、光学濃度の残存率(%)=(曝露後の光学濃度/曝露前の光学濃度)×100の値を算出した。また、曝露前後の記録物における記録デューティが50%のベタ画像について色相角(h)を測定した。このようにして得られた光学濃度の残存率及び色相角から、以下の基準にしたがって耐オゾン性を評価した。なお、画像の測色には、CIEL*a*b*表色系に基づく分光光度計(商品名「Spectrolino」、Gretag Macbeth製)を使用した。
A:光学濃度の残存率が70%以上であり、かつ、色相角の変化が±10°以内であった。
B:光学濃度の残存率が70%以上であり、かつ、色相角の変化が±10°を超えていた。
C:光学濃度の残存率が70%未満であった、又は、曝露後の色相角が180〜250°を外れていた。
Claims (7)
- 銅フタロシアニン顔料及びイエロー顔料を含有するシアンインクであって、
前記銅フタロシアニン顔料は、透過率の最大透過波長が478nm未満に存在し、
前記イエロー顔料の含有量(質量%)が、前記銅フタロシアニン顔料の含有量(質量%)に対する質量比率で、0.15倍以上0.57倍以下であり、
色相角が、210°以上240°以下であることを特徴とするシアンインク。 - 前記色相角が、210°以上230°以下である請求項1に記載のシアンインク。
- 前記イエロー顔料の含有量(質量%)が、前記銅フタロシアニン顔料の含有量(質量%)に対する質量比率で、0.20倍以上0.50倍以下である請求項1又は2に記載のシアンインク。
- 前記イエロー顔料が、C.I.ピグメントイエロー74、109、128、150、154、155、180、185、及び213からなる群より選択される少なくとも1種である請求項1乃至3のいずれか1項に記載のシアンインク。
- インクジェット用である請求項1乃至4のいずれか1項に記載のシアンインク。
- 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5のいずれか1項に記載のシアン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5のいずれか1項に記載のシアン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。
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-
2013
- 2013-09-30 JP JP2013202970A patent/JP2015067717A/ja active Pending
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