JP2018002935A - インク、収容容器、画像形成方法及び画像形成装置 - Google Patents

インク、収容容器、画像形成方法及び画像形成装置 Download PDF

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【課題】本発明は、粗大粒子が少なく、吐出安定性と保存安定性に優れたインクを提供することを目的とする。【解決手段】水、色材、及び下記一般式(1)(但し、一般式(1)中、mは2〜16の整数、nは1〜5の整数、pは化合物の重量平均分子量が5,000〜25,000となる整数である。)で表される化合物を含有するインク。インクが特定の構造単位を有する共重合体を更に含有することにより、普通紙に記録した場合でも高い画像濃度が得られ、高速印字においてもビーディング(まだら)が発生しないという効果を奏する。【選択図】なし

Description

本発明は、インク、収容容器、画像形成方法及び画像形成装置に関する。
インクジェット記録方式は、他の記録方式に比べてプロセスが簡単で、かつフルカラー化が容易であり、簡略な構成の装置であっても高解像度の画像が得られることから普及し、パーソナルからオフィス用途、商業印刷や工業印刷の分野へと広がりつつある。
このようなインクジェット記録方式では、色材として水溶性染料を用いた水系インク組成物が主に使用されているが、耐水性及び耐光性に劣るという欠点があるため、水溶性染料に代わる水不溶性の顔料を用いた顔料インクの開発が進められている。
前記顔料インクを普通紙に印字した場合、顔料は紙表面に留まることなく紙中へ浸透するため、紙表面の顔料密度が低くなり、画像濃度が低下する。インク中の顔料濃度を高くすれば画像濃度は高くなるが、インクの粘度が増大し、吐出安定性が低下するという問題がある。
前記問題を解決するため、例えば、液体ビヒクル、着色剤、及び特定のカルシウム指数値を有する少なくとも1つの官能基を有するポリマーを含有するインクジェットインクが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
また、種々の記録媒体に、特に、コート紙やアート紙などの難浸透性の媒体や非浸透性フィルムに、解像度と鮮明度の優れた画像を高速に形成する場合、ビーディング(まだら)が発生し易くなるという問題がある。
前記問題を解決するため、例えば、側鎖に配置された複数の親水性セグメントと、pHの値により親疎水が変わる複数のpH応答性セグメントとを有するpH応答性ポリマーを用いて、pHの変化によりインクのレオロジーを変化させる方法が提案されている(例えば、特許文献2参照)。
さらに、前記インクジェット記録方式及び筆記具に使用する水性顔料インクは、染料を水に溶解して調製する水性染料インクと異なり、水に溶解しない顔料を水中に長期間安定的に分散させる必要がある。このため、種々の顔料分散剤が開発されている。
例えば、顔料分散剤として、側鎖に芳香環を含むグラフトポリマーが提案されている(例えば、特許文献3参照)。
また、特許文献4にはナフチル構造を有する共重合体を用いる方法が提案されており、この方法によれば、インクの保存安定性、画像濃度及び耐ビーディング性に優れたインクが提供される。
従来技術では、インク中に存在する粗大粒子が、吐出安定性に影響を及ぼし、遠心分離等による粗大粒子の除去が必要となる。
本発明は、上記従来技術の現状に鑑みてなされたものであり、粗大粒子が少なく、吐出安定性と保存安定性に優れたインクを提供することを目的とする。
前記課題を解決するための手段としての本発明のインクは、水、色材、及び下記一般式(1)で表される化合物を含有することを特徴とする。
Figure 2018002935
(上記一般式(1)中、mは2〜16の整数、nは1〜5の整数、pは化合物の重量平均分子量が5,000〜25,000となる整数である。)
本発明のインクは、粗大粒子が少なく、吐出安定性と保存安定性に優れるという効果を奏する。
図1は、本発明のインク収容容器の一例を示す概略図である。 図2は、図1のインク収容容器のケースも含めた概略図である。 図3は、液体を吐出する装置の一例を示す概略図である。 図4は、図3の装置の本体内の構成の一例を示す概略図である。 図5は、実施例1で得られた化合物1のIRスペクトルを示すチャートである。
本発明は下記(1)に記載のインクに係るものであるが、下記(2)〜(9)を発明の実施形態として含むのでこれらの実施形態についても合わせて説明する。
(1)水、色材、及び下記一般式(1)で表される化合物を含有するインク。
Figure 2018002935
(一般式(1)中、mは2〜16の整数、nは1〜5の整数、pは化合物の重量平均分子量が5,000〜25,000となる整数である。)
(2)下記一般式(3)で表される構造単位を有する共重合体を含有する上記(1)に記載のインク。
Figure 2018002935
(一般式(3)中、R2は水素原子又はメチル基であり、Lは炭素数が2〜18のアルキレン基である。)
(3)前記共重合体が、更に、下記一般式(2)で表される構造単位を有することを特徴とする上記(2)に記載のインク。
Figure 2018002935
(上記一般式(2)中、R1は水素原子又はメチル基であり、Xは水素原子又は陽イオンである。)
(4)前記一般式(1)のmが6〜16の整数であることを特徴とする上記(1)乃至(3)のいずれかに記載のインク。
(5)前記色材が、顔料であることを特徴とする上記(1)乃至(4)のいずれかに記載のインク。
(6)少なくとも1種の界面活性剤を含有することを特徴とする上記(5)に記載のインク。
(7)上記(1)乃至(6)のいずれかに記載のインクを容器中に収容したことを特徴とする収容容器。
(8)上記(1)乃至(7)のいずれかに記載のインクを熱、圧力、及び振動から選択される少なくとも1種の刺激で印加し、該記録用インクを飛翔させて画像を記録するインク飛翔工程を少なくとも含むことを特徴とする画像形成方法。
(9)上記(1)乃至(7)のいずれかに記載のインクを熱、圧力、及び振動から選択される少なくとも1種の刺激で印加し、該記録用インクを飛翔させて画像を記録するインク飛翔手段を少なくとも有することを特徴とする画像形成装置。
(インク)
本発明のインクは、水、色材、及び下記一般式(1)で表される化合物を含んでいる。
Figure 2018002935
(上記一般式(1)中、mは2〜16の整数、nは1〜5の整数、pは化合物の重量平均分子量が5,000〜25,000となる整数である。)
<一般式(1)で表される化合物>
本発明のインクを構成する上記一般式(1)で表される化合物は、片末端に顔料表面との吸着性に優れた疎水性のナフチル基を有すると共に、もう片末端に長鎖の親水性ポリエチレングリコール基を有するため、ノニオン性の顔料分散剤として作用する。その親水性ポリエチレングリコール鎖は顔料表面から放射状に存在し、顔料粒子同士の凝集を防止し、顔料の粒子化を防止する。前記一般式(1)のmは2〜16である。このmは大きい程疎水部と親水部とが離れ、その効果が高くなるためmは6〜16であることが好ましい。
上記一般式(1)で表される化合物は以下の方法で得られる。
まず、ナフタレンカルボニルクロリド(P−1)と過剰量のジオール化合物(P−2)を、アミン又はピリジンなどの酸受容剤の存在下で縮合反応させて、ナフタレンカルボン酸ヒドロキシアルキルエステル(P−3)を得る。次いで、カルボキシル基を有するポリエチレングリコール(P−4)を縮合剤の存在下でナフタレンカルボン酸ヒドロキシアルキルエステル(P−3)と反応させることによって、一般式(1)で表される化合物(P−5)が得られる。
Figure 2018002935
Figure 2018002935
一般式(1)で表される化合物として、下記の構造式で表される化合物などが挙げられる。
Figure 2018002935
<共重合体>
また、本発明のインクは、下記一般式(3)で表される構造単位を有する共重合体を含有することが好ましい。
Figure 2018002935
(一般式(3)中、R2は水素原子又はメチル基であり、Lは炭素数が2〜18のアルキレン基である。)
また、前記共重合体は更に下記一般式(2)で表される構造単位を有することがより好ましい。
Figure 2018002935
(上記一般式(2)中、R1は水素原子又はメチル基であり、Xは水素原子又は陽イオンである。)
前記一般式(2)で表される構造単位及び一般式(3)で表される構造単位を有する共重合体は、カチオン系の分散剤として作用し、上記一般式(1)で表される化合物と併用することにより、さらにインク中の粗大粒子数を減らすことができ、吐出安定性の向上に効果的である。
さらに、上記一般式(1)で表される化合物は、一般式(2)で表される構造単位、及び一般式(3)で表される構造単位を有する共重合体と併用することにより、インクの保存安定性が高くなると共に、高い画像濃度を得ることができ、かつ、ビーディング防止に有効的に作用する。
上記一般式(1)で表される化合物は、一般式(2)で表される構造単位及び一般式(3)で表される構造単位を有する共重合体に対して、質量基準で1/99〜20/80であり、好ましくは質量基準で3/97〜10/90である。
Figure 2018002935
Figure 2018002935
(上記一般式(2)及び(3)中、R1及びR2は水素原子又はメチル基であり、Xは水素原子又は陽イオンであり、Lは炭素数が2〜18のアルキレン基である。)
前記Xが、陽イオンの場合、陽イオンに隣接する酸素は酸素イオンとして存在する。
前記陽イオンとしては、例えば、ナトリウムイオン、カリウムイオン、リチウムイオン、テトラメチルアンモニウムイオン、テトラエチルアンモニウムイオン、テトラプロピルアンモニウムイオン、テトラブチルアンモニウムイオン、テトラペンチルアンモニウムイオン、テトラヘキシルアンモニウムイオン、トリエチルメチルアンモニウムイオン、トリブチルメチルアンモニウムイオン、トリオクチルメチルアンモニウムイオン、2−ヒドロキシエチルトリメチルアンモニウムイオン、トリス(2−ヒドロキシエチル)メチルアンモニウムイオン、プロピルトリメチルアンモニウムイオン、ヘキシルトリメチルアンモニウムイオン、オクチルトリメチルアンモニウムイオン、ノニルトリメチルアンモニウムイオン、デシルトリメチルアンモニウムイオン、ドデシルトリメチルアンモニウムイオン、テトラデシルトリメチルアンモニウムイオン、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムイオン、オクタデシルトリメチルアンモニウムイオンジドデシルジメチルアンモニウムイオン、ジテトラデシルジメチルアンモニウムイオン、ジヘキサデシルジメチルアンモニウムイオン、ジオクタデシルジメチルアンモニウムイオン、エチルヘキサデシルジメチルアンモニウムイオン、アンモニウムイオン、ジメチルアンモニウムイオン、トリメチルアンモニウムイオン、モノエチルアンモニウムイオン、ジエチルアンモニウムイオン、トリエチルアンモニウムイオン、モノエタノールアンモニウムイオン、ジエタノールアンモニウムイオン、トリエタノールアンモニウムイオン、メチルエタノールアンモニウムイオン、メチルジエタノールアンモニウムイオン、ジメチルエタノールアンモニウムイオン、モノプロパノールアンモニウムイオン、ジプロパノールアンモニウムイオン、トリプロパノールアンモニウムイオン、イソプロパノールアンモニウムイオン、モルホリニウムイオン、N−メチルモルホリニウムイオン、N−メチル−2−ピロリドニウムイオン、2−ピロリドニウムイオンなどが挙げられる。これらの中でも、テトラエチルアンモニウムイオンが好ましい。
前記一般式(3)中のLとしては、炭素数が2以上18以下のアルキレン基であり、炭素数が2以上16以下のアルキレン基が好ましく、炭素数が2以上12以下のアルキレン基がより好ましい。
前記アルキレン基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基、ヘプチレン基、オクチレン基、ドデカチレン基、ヘキサデカチレン基などが挙げられる。
前記一般式(3)中のLを介して末端に存在するナフチル基は、インク中の色材である顔料とのπ−πスタッキングにより、優れた顔料吸着力を有するため、印刷時に記録媒体上で顔料と接触させることにより、記録媒体表面で顔料が速やかに凝集し、ビーディング(まだら)を防止することができる。
上記の記載から理解されるように、前記一般式(2)で表される構造単位、及び前記一般式(3)で表される構造単位を有する共重合体は、典型的にはLを介して垂下する末端ナフチル基や側鎖カルボキシル基のようなペンダント基を有する共重合体の主鎖であってよい。しかし、当然、一部が側鎖に含まれる場合を除外するものではない。
例えば、分枝構造を生成する副次的ラジカル重合反応を完全に排除するのが困難であることはよく知られている事実である。
また、顔料を水に分散した色材分散体を調製する際に、本発明の共重合体を用いると、共重合体の側鎖の末端にナフチル基が存在するため、顔料表面に吸着し易く、顔料との吸着力が高いため、分散性の高い長期間安定な分散体が得られる。
前記一般式(2)で表される構造単位のモル数(M1)と、前記一般式(3)で表される構造単位のモル数(M2)とのモル数比(M1/M2)としては、顔料を吸着する能力の点から、0.1/1以上10/1以下が好ましく、0.3/1以上5/1以下がより好ましく、1/1以上3/1以下が特に好ましい。
前記一般式(2)で表される構造単位の含有量(質量%)と、前記一般式(3)で表される構造単位の含有量(質量%)との質量比(一般式(2)で表される構造単位/一般式(3)で表される構造単位)としては、37/63以上98/2以下が好ましく、54/46以上95/5以下がより好ましく、66/34以上92/8以下が特に好ましい。
本発明の共重合体の数平均分子量、及び重量平均分子量は、それぞれポリスチレン換算で、500以上20,000以下、及び1,500以上30,000以下が好ましい。前記数平均分子量、及び重量平均分子量は、GPC(Gel Permeation Chromatography)により以下の条件で測定することができる。
・装置:GPC−8020(東ソー株式会社製)
・カラム:TSK G2000HXL及びG4000HXL(東ソー株式会社製)
・温度:40℃
・溶媒:THF(テトラヒドロフラン)
・流速:1.0mL/分間
濃度0.5質量%の共重合体を1mL注入し、上記の条件で測定した共重合体の分子量分布から単分散ポリスチレン標準試料により作成した分子量校正曲線を使用して算出することができる。
前記共重合体は、前記一般式(2)で表される構造単位及び前記一般式(3)で表される構造単位以外に、その他の重合性モノマーに由来する構造単位を有することができる。
前記その他の重合性モノマーとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、重合性の疎水性モノマー、重合性の親水性モノマー、重合性界面活性剤などが挙げられる。
前記重合性の疎水性モノマーとしては、例えば、α−メチルスチレン、4−t−ブチルスチレン、4−クロロメチルスチレン等の芳香族環を有する不飽和エチレンモノマー;(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸−n−ブチル、マレイン酸ジメチル、イタコン酸ジメチル、フマル酸ジメチル、(メタ)アクリル酸ラウリル(炭素数:12)、(メタ)アクリル酸トリデシル(炭素数:13)、(メタ)アクリル酸テトラデシル(炭素数:14)、(メタ)アクリル酸ペンタデシル(炭素数:15)、(メタ)アクリル酸ヘキサデシル(炭素数:16)、(メタ)アクリル酸ヘプタデシル(炭素数:17)、(メタ)アクリル酸ノナデシル(炭素数:19)、(メタ)アクリル酸エイコシル(炭素数:20)、(メタ)アクリル酸ヘンイコシル(炭素数:21)、(メタ)アクリル酸ドコシル(炭素数:22)等の(メタ)アクリル酸アルキル;1−ヘプテン、3,3−ジメチル−1−ペンテン、4,4−ジメチル−1−ペンテン、3−メチル−1−ヘキセン、4−メチル−1−ヘキセン、5−メチル−1−ヘキセン、1−オクテン、3,3−ジメチル−1−ヘキセン、3,4−ジメチル−1−ヘキセン、4,4−ジメチル−1−ヘキセン、1−ノネン、3,5,5−トリメチル−1−ヘキセン、1−デセン、1−ウンデセン、1−ドデセン、1−トリデセン、1−テトラデセン、1−ペンタデセン、1−ヘキサデセン、1−ヘプタデセン、1−オクタデセン、1−ノナデセン、1−エイコセン、1−ドコセン等のアルキル基を持つ不飽和エチレンモノマーなどが挙げられる。これらは、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記重合性の親水性モノマーとしては、例えば、マレイン酸又はその塩、マレイン酸モノメチル、イタコン酸、イタコン酸モノメチル、フマル酸、4−スチレンスルホン酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、或いはリン酸、ホスホン酸、アレンドロン酸又はエチドロン酸を含有した不飽和エチレンモノマー等のアニオン性不飽和エチレンモノマー;(メタ)アクリル酸−2−ヒドロキシエチル、ジエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、(メタ)アクリルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、N−ビニルホルムアミド、N−ビニルアセトアミド、N−ビニルピロリドン、アクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N−t−ブチルアクリルアミド、N−オクチルアクリルアミド、N−t−オクチルアクリルアミド等の非イオン性不飽和エチレンモノマーなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記重合性の疎水性モノマーと重合性の親水性モノマーとは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよく、前記一般式(1)で表される構造単位、及び前記一般式(2)で表される構造単位を形成するモノマーの合計量に対して、5質量%以上100質量%以下使用すればよい。
前記重合性界面活性剤としては、ラジカル重合可能な不飽和二重結合性基を分子内に少なくとも1つ以上有するアニオン性界面活性剤又は非イオン性の界面活性剤である。
前記アニオン性界面活性剤としては、例えば、硫酸アンモニウム塩基(−SO NH )等の硫酸塩基とアリル基(−CH−CH=CH)とを有する炭化水素化合物、硫酸アンモニウム塩基(−SO NH )等の硫酸塩基とメタクリル基〔−CO−C(CH)=CH〕とを有する炭化水素化合物、又は硫酸アンモニウム塩基(−SO NH )等の硫酸塩基と1−プロペニル基(−CH=CHCH)とを有する芳香族炭化水素化合物などが挙げられる。
前記重合性界面活性剤としては、市販品を用いることができ、前記市販品としては、例えば、三洋化成工業株式会社製のエレミノールJS−20、RS−300、第一工業製薬株式会社製のアクアロンKH−10、アクアロンKH−1025、アクアロンKH−05、アクアロンHS−10、アクアロンHS−1025、アクアロンBC−0515、アクアロンBC−10、アクアロンBC−1025、アクアロンBC−20、アクアロンBC−2020などが挙げられる。これらは、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記非イオン性界面活性剤としては、例えば、1−プロペニル基(−CH=CHCH)とポリオキシエチレン基〔−(CO)−H〕とを有する炭化水素化合物又は芳香族炭化水素化合物などが挙げられる。
前記非イオン性界面活性剤としては、市販品を用いることができ、前記市販品としては、例えば、第一工業製薬株式会社製のアクアロンRN−20、アクアロンRN−2025、アクアロンRN−30、アクアロンRN−50、花王株式会社製のラテムルPD−104、ラテムルPD−420、ラテムルPD−430、ラテムルPD−450などが挙げられる。これらは、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記重合性界面活性剤の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、モノマー全量に対して、0.1質量%以上10質量%以下が好ましい。
前記一般式(2)で表される化合物としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸などが挙げられる。
前記一般式(3)で表される化合物としては、例えば、下記構造式で表される化合物などが挙げられる。
Figure 2018002935
前記共重合体は、下記の反応式に示すように、まず、ナフタレンカルボニルクロリド(A−1)と過剰量のジオール化合物(下記反応式中のLはアルキレン基を示す。)を、アミン又はピリジンなどの酸受容剤の存在下で縮合反応させて、ナフタレンカルボン酸ヒドロキシアルキルエステル(A−2)を得る。次いで、イソシアネート化合物(A−3)と前記(A−2)とを反応さて、モノマー(A−4)を得た後、ラジカル重合開始剤の存在下で(メタ)アクリル酸モノマー(A−5)(下記反応式中のRは水素原子又はメチル基を表し、Xは、水素原子又は陽イオンを表す。)と共重合させれば、本発明の共重合体(A−6)が得られる。
重合法としては、例えば、溶液重合法、エマルジョン重合法などが挙げられる。
Figure 2018002935
前記ラジカル重合開始剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、パーオキシケタール、ハイドロパーオキサイド、ジアルキルパーオキサイド、ジアシルパーオキサイド、パーオキシジカーボネート、パーオキシエステル、シアノ系のアゾビスイソブチロニトリル、アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、アゾビス(2,2’−イソバレロニトリル)、非シアノ系のジメチル−2,2’−アゾビスイソブチレートなどが挙げられる。これらの中でも、分子量の制御がしやすく分解温度が低い点から、有機過酸化物、アゾ系化合物が好ましく、アゾ系化合物が特に好ましい。
前記ラジカル重合開始剤の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、重合性モノマー全量に対して、1質量%以上10質量%以下が好ましい。
前記ポリマーの分子量を調整するために、連鎖移動剤を適量添加してもよい。
前記連鎖移動剤としては、例えば、メルカプト酢酸、メルカプトプロピオン酸、2−プロパンチオール、2−メルカプトエタノール、チオフェノール、ドデシルメルカプタン、1−ドデカンチオール、チオグリセロールなどが挙げられる。
重合温度としては、特に制限はなく目的に応じて適宜選択することができるが、50℃以上150℃以下が好ましく、60℃以上100℃以下がより好ましい。
重合時間としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、3時間以上48時間以下が好ましい。
<色材>
前記色材としては、顔料や染料を用いることができる。前記共重合体の色材への吸着能は染料よりも顔料の方が優れている点や、耐水性と耐光性の点から顔料が好ましい。
前記顔料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、黒色用或いはカラー用の無機顔料や有機顔料などが挙げられる。これらは、1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
前記無機顔料としては、例えば、酸化チタン、酸化鉄、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、バリウムイエロー、カドミウムレッド、クロムイエローに加え、コンタクト法、ファーネス法、サーマル法などの公知の方法によって製造されたカーボンブラックを用いることができる。
黒色用の顔料としては、例えば、ファーネスブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック等のカーボンブラック(C.I.ピグメントブラック7)類、銅、鉄(C.I.ピグメントブラック11)等の金属類、酸化チタン等の金属酸化物類、アニリンブラック(C.I.ピグメントブラック1)等の有機顔料などが挙げられる。
前記カーボンブラックとしては、ファーネス法、チャネル法で製造されたカーボンブラックで、一次粒径が15nm以上40nm以下、BET法による比表面積が50m/g以上300m/g以下、DBP吸油量が40mL/100g以上150mL/100g以下、揮発分が0.5%以上10%以下、pHが2以上9以下を有するものが好ましい。
前記有機顔料としては、例えば、アゾ顔料(アゾレーキ、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、キレートアゾ顔料などを含む)、多環式顔料(例えば、フタロシアニン顔料、ぺリレン顔料、ぺリノン顔料、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、インジゴ顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフラロン顔料等)、染料キレート(例えば、塩基性染料型キレート、酸性染料型キレートなど)、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラックなどが挙げられる。これらの顔料の中でも、水と親和性のよいものが好ましい。
前記アゾ顔料としては、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、などが挙げられる。
前記多環式顔料としては、例えば、フタロシアニン顔料、ぺリレン顔料、ぺリノン顔料、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、インジゴ顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフラロン顔料、ローダミンBレーキ顔料などが挙げられる。
前記染料キレートとしては、例えば、塩基性染料型キレート、酸性染料型キレートなどが挙げられる。
イエロー用の顔料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、C.I.ピグメントイエロー1、C.I.ピグメントイエロー2、C.I.ピグメントイエロー3、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16、C.I.ピグメントイエロー17、C.I.ピグメントイエロー73、C.I.ピグメントイエロー74、C.I.ピグメントイエロー75、C.I.ピグメントイエロー83、C.I.ピグメントイエロー93、C.I.ピグメントイエロー95、C.I.ピグメントイエロー97、C.I.ピグメントイエロー98、C.I.ピグメントイエロー114、C.I.ピグメントイエロー120、C.I.ピグメントイエロー128、C.I.ピグメントイエロー129、C.I.ピグメントイエロー138、C.I.ピグメントイエロー150、C.I.ピグメントイエロー151、C.I.ピグメントイエロー154、C.I.ピグメントイエロー155、C.I.ピグメントイエロー174、C.I.ピグメントイエロー180などが挙げられる。
マゼンタ用の顔料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、C.I.ピグメントレッド5、C.I.ピグメントレッド7、C.I.ピグメントレッド12、C.I.ピグメントレッド48(Ca)、C.I.ピグメントレッド48(Mn)、C.I.ピグメントレッド57(Ca)、C.I.ピグメントレッド57:1、C.I.ピグメントレッド112、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146、C.I.ピグメントレッド168、C.I.ピグメントレッド176、C.I.ピグメントレッド184、C.I.ピグメントレッド185、C.I.ピグメントレッド202、ピグメントバイオレット19などが挙げられる。
シアン用の顔料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、C.I.ピグメントブルー1、C.I.ピグメントブルー2、C.I.ピグメントブルー3、C.I.ピグメントブルー15、C.I.ピグメントブルー15:3、C.I.ピグメントブルー15:4、C.I.ピグメントブルー15:34、C.I.ピグメントブルー16、C.I.ピグメントブルー22、C.I.ピグメントブルー60、C.I.ピグメントブルー63、C.I.ピグメントブルー66;C.I.バットブルー4、C.I.バットブルー60などが挙げられる。
なお、イエロー顔料としてC.I.ピグメントイエロー74、マゼンタ顔料としてC.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントバイオレッド19、シアン顔料としてC.I.ピグメントブルー15:3を用いることにより、色調、耐光性が優れ、バランスの取れたインクを得ることができる。
また、本発明のインクには、本発明のために新たに製造された色材も使用可能である。
また、得られる画像の発色性の点から、自己分散顔料を用いてもよく、アニオン性自己分散顔料が好ましい。アニオン性自己分散顔料とは、顔料表面に直接又は他の原子団を介してアニオン性官能基を導入することにより分散安定化させた顔料をいう。
分散安定化させる前の顔料としては、例えば、国際公開第2009/014242号公報に列挙されているような、従来公知の様々な顔料を用いることができる。
なお、前記アニオン性官能基とは、pH7.0において半数以上の水素イオンが解離する官能基をいう。
前記アニオン性官能基としては、例えば、カルボキシル基、スルホ基、ホスホン酸基などが挙げられる。これらの中でも、得られる画像の光学濃度を高める点から、カルボキシル基又はホスホン酸基が好ましい。
前記顔料の表面にアニオン性官能基を導入する方法としては、例えば、カーボンブラックを酸化処理する方法などが挙げられる。
前記酸化処理する方法としては、例えば、次亜塩素酸塩、オゾン水、過酸化水素、亜塩素酸塩、又は硝酸等により処理する方法、特許第3808504号公報、特表2009−515007号公報、特表2009−506196号公報に記載されているようなジアゾニウム塩を用いる表面処理方法などが挙げられる。
また、表面に親水性の官能基が導入された市販の顔料としては、例えば、CW−1、CW−2、CW−3(以上、オリヱント化学工業株式会社製);CAB−O−JET200、CAB−O−JET300、CAB−O−JET400(キャボット社製)などが挙げられる。
前記染料としては、例えば、カラーインデックスにおいて酸性染料、直接性染料、塩基性染料、反応性染料、食用染料に分類される染料などが挙げられる。
前記酸性染料及び前記食用染料としては、例えば、C.I.アシッドブラツク1、2、7、24、26、94、C.I.アシッドイエロー17、23、42、44、79、142、C.I.アシッドブルー9、29、45、92、249、C.I.アシッドレッド1、8、13、14、18、26、27、35、37、42、52、82、87、89、92、97、106、111、114、115、134、186、249、254、289、C.I.フードブラック1、2、C.I.フードイエロー3、4、C.I.フードレッド7、9、14などが挙げられる。
前記直接性染料としては、例えば、C.I.ダイレクトブラック19、22、32、38、51、56、71、74、75、77、154、(168)、171、C.I.ダイレクトイエロー1、12、24、26、33、44、50、86、120、132、142、144、C.I.ダイレクトブルー1、2、6、15、22、25、71、76、79、86、87、90、98、163、165、199、202、C.I.ダイレクトレッド1、4、9、13、17、20、28、31、39、80、81、83、89、225、227、C.I.ダイレクトオレンジ26、29、62、102などが挙げられる。
前記塩基性染料としては、例えば、C.I.ベーシックブラック2、8、C.I.ベーシックイエロー1、2、11、13、14、15、19、21、23、24、25、28、29、32、36、40、41、45、49、51、53、63、64、65、67、70、73、77、87、91、C.I.ベーシックブルー1、3、5、7、9、21、22、26、35、41、45、47、54、62、65、66、67、69、75、77、78、89、92、93、105、117、120、122、124、129、137、141、147、155、C.I.ベーシックレッド2、12、13、14、15、18、22、23、24、27、29、35、36、38、39、46、49、51、52、54、59、68、69、70、73、78、82、102、104、109、112などが挙げられる。
前記反応性染料としては、例えば、C.I.リアクティブブラック3、4、7、11、12、17、C.I.リアクティブイエロー1、5、11、13、14、20、21、22、25、40、47、51、55、65、67、C.I.リアクティブブルー1、2、7、14、15、23、32、35、38、41、63、80、95、C.I.リアクティブレッド1、14、17、25、26、32、37、44、46、55、60、66、74、79、96、97などが挙げられる。
前記色材の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、色材分散体全量に対して、0.5質量%以上20質量%以下が好ましく、1質量%以上10質量%以下がより好ましい。
<色材分散体>
前記色材は水を分散媒とする色材分散体の形でインクの成分としては用いることが好ましい。
また、前記色材分散体を調製する際に前記共重合体を配合すると、共重合体の側鎖の末端のナフチル基が顔料表面に吸着するため、分散性の高い長期間安定な分散体が得られる。
なお、色材分散体は必要に応じて、その他の成分を含有することができる。
<水>
前記水としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、イオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、蒸留水等の純水、超純水などが挙げられる。
前記水の含有量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、色材分散体全量に対して、20質量%以上60質量%以下が好ましい。
本発明のインクは、有機溶剤、界面活性剤を含有することが好ましく、更に必要に応じて、その他の成分を含有してなる。
以下では、有機溶剤、界面活性剤及びその他の成分について述べる。
<有機溶剤>
本発明のインクは、普通紙やコート紙などへの浸透性を高めて、更に、ビーディングの発生を抑制するために、また、湿潤効果を利用してインクの乾燥を防止するために、有機溶剤を使用することが好ましい。
前記有機溶剤としては、特に制限はなく、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、テトラ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、1,3−ブタンジオール、3−メチル−1,3−ブタンジオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ヘキシレングリコール、グリセリン、1,2,3−ブタントリオール、1,2,4−ブタントリオール、1,2,6−ヘキサントリオール、イソプロピリデングリセロール、ペトリオール等の多価アルコール類;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、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、テトラエチ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等の多価アルコールアルキルエーテル類;エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノベンジルエーテル等の多価アルコールアリールエーテル類;2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、N−ヒドロキシエチル−2−ピロリドン、1,3−ジメチルイミイダゾリジノン、ε−カプロラクタム、γ−ブチロラクトン等の含窒素複素環化合物;ホルムアミド、N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、3−メトキシ−N,N−ジメチルプロピオンアミド、3−ブトキシ−N,N−ジメチルプロピオンアミド等のアミド類;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、モノエチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン等のアミン類;ジメチルスルホキシド、スルホラン、チオジエタノール等の含硫黄化合物類;3−エチル−3−ヒドロキシメチルオキセタン、プロピレンカーボネート、炭酸エチレンなどが挙げられる。これらは1種を単独で使用しても、2種以上を併用してもよい。
これらの中でも、普通紙におけるカール防止の点から、3−エチル−3−ヒドロキシメチルオキセタン、イソプロピリデングリセロール、N,N−ジメチル−β−メトキシプロピオンアミド、N,N−ジメチル−β−ブトキシプロピオンアミドが好ましい。
また、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,3−ブタンジオール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、グリセリンが、水分蒸発による吐出不良を防止する上で優れている。
上記以外の有機溶剤としては、脂肪族ジオールとして、2−エチル−2−メチル−1,3−プロパンジオール、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオール、2−メチル−2−プロピル−1,3−プロパンジオール、3,3−ジメチル−1,2−ブタンジオール、2,4−ジメチル−2,4−ペンタンジオール、2,5−ジメチル−2,5−ヘキサンジオール、5−ヘキセン−1,2−ジオールなどを用いることができる。
また、上記有機溶剤と併用できる有機溶剤として、例えば、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、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フェニルエーテル、ジエチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノアリルエーテル、テトラエチレングリコールクロロフェニルエーテル等の多価アルコールのアルキル及びアリールエーテル類、エタノール等の低級アルコール類などを、目的に応じて適宜選択して使用することができる。
本発明のインクは、普通紙やコート紙などへの浸透性と濡れ性を高め、更にビーディングの発生を抑制するために、界面活性剤を使用することが好ましい。
<界面活性剤>
界面活性剤としては、シリコーン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、両性界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤のいずれも使用可能である。
シリコーン系界面活性剤には特に制限はなく目的に応じて適宜選択することができる。中でも高pHでも分解しないものが好ましく、例えば、側鎖変性ポリジメチルシロキサン、両末端変性ポリジメチルシロキサン、片末端変性ポリジメチルシロキサン、側鎖両末端変性ポリジメチルシロキサン等が挙げられ、変性基としてポリオキシエチレン基、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン基を有するものが、水系界面活性剤として良好な性質を示すので特に好ましい。また、前記シリコーン系界面活性剤として、ポリエーテル変性シリコーン系界面活性剤を用いることもでき、例えば、ポリアルキレンオキシド構造をジメチルシロキサンのSi部側鎖に導入した化合物等が挙げられる。
フッ素系界面活性剤としては、例えば、パーフルオロアルキルスルホン酸化合物、パーフルオロアルキルカルボン酸化合物、パーフルオロアルキルリン酸エステル化合物、パーフルオロアルキルエチレンオキサイド付加物及びパーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー化合物が、起泡性が小さいので特に好ましい。前記パーフルオロアルキルスルホン酸化合物としては、例えば、パーフルオロアルキルスルホン酸、パーフルオロアルキルスルホン酸塩等が挙げられる。前記パーフルオロアルキルカルボン酸化合物としては、例えば、パーフルオロアルキルカルボン酸、パーフルオロアルキルカルボン酸塩等が挙げられる。前記パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー化合物としては、パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマーの硫酸エステル塩、パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマーの塩等が挙げられる。これらフッ素系界面活性剤における塩の対イオンとしては、Li、Na、K、NH、NHCHCHOH、NH(CHCHOH)、NH(CHCHOH)等が挙げられる。
両性界面活性剤としては、例えばラウリルアミノプロピオン酸塩、ラウリルジメチルベタイン、ステアリルジメチルベタイン、ラウリルジヒドロキシエチルベタインなどが挙げられる。
ノニオン系界面活性剤としては、例えば、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アルキルエステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミド、ポリオキシエチレンプロピレンブロックポリマー、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、アセチレンアルコールのエチレンオキサイド付加物などが挙げられる。
アニオン系界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸塩、ドデシルベンゼンスルホン酸塩、ラウリル酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルサルフェートの塩、などが挙げられる。
これらは、1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
前記シリコーン系界面活性剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、側鎖変性ポリジメチルシロキサン、両末端変性ポリジメチルシロキサン、片末端変性ポリジメチルシロキサン、側鎖両末端変性ポリジメチルシロキサンなどが挙げられ、変性基としてポリオキシエチレン基、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン基を有するポリエーテル変性シリコーン系界面活性剤が水系界面活性剤として良好な性質を示すので特に好ましい。
このような界面活性剤としては、適宜合成したものを使用してもよいし、市販品を使用してもよい。市販品としては、例えば、ビックケミー株式会社、信越化学工業株式会社、東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社、日本エマルジョン株式会社、共栄社化学などから入手できる。
上記のポリエーテル変性シリコーン系界面活性剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、一般式(S-1)式で表わされる、ポリアルキレンオキシド構造をジメチルポリシロキサンのSi部側鎖に導入したものなどが挙げられる。
Figure 2018002935
(但し、一般式(S−1)式中、m、n、a、及びbは、それぞれ独立に、整数を表わし、Rは、アルキレン基を表し、R’は、アルキル基を表す。)
上記のポリエーテル変性シリコーン系界面活性剤としては、市販品を用いることができ、例えば、KF−618、KF−642、KF−643(信越化学工業株式会社)、EMALEX−SS−5602、SS−1906EX(日本エマルジョン株式会社)、FZ−2105、FZ−2118、FZ−2154、FZ−2161、FZ−2162、FZ−2163、FZ−2164(東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社)、BYK−33、BYK−387(ビックケミー株式会社)、TSF4440、TSF4452、TSF4453(東芝シリコン株式会社)などが挙げられる。
前記フッ素系界面活性剤としては、フッ素置換した炭素数が2〜16の化合物が好ましく、フッ素置換した炭素数が4〜16である化合物がより好ましい。
フッ素系界面活性剤としては、パーフルオロアルキルリン酸エステル化合物、パーフルオロアルキルエチレンオキサイド付加物、及びパーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー化合物などが挙げられる。 これらの中でも、パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー化合物は起泡性が少ないため好ましく、特に一般式(F−1)及び一般式(F−2)で表わされるフッ素系界面活性剤が好ましい。
Figure 2018002935
上記一般式(F−1)で表される化合物において、水溶性を付与するためにmは0〜10の整数が好ましく、nは0〜40の整数が好ましい。
一般式(F−2)
2n+1−CH2CH(OH)CH2−O−(CH2CH2O)−Y
上記一般式(F−2)で表される化合物において、YはH、又はCnF2n+1でnは1〜6の整数、又はCHCH(OH)CH−CnF2n+1でnは4〜6の整数、又はCpH2p+1でpは1〜19の整数である。aは4〜14の整数である。
上記のフッ素系界面活性剤としては市販品を使用してもよい。 この市販品としては、例えば、サーフロンS−111、S−112、S−113、S−121、S−131、S−132、S−141、S−145(いずれも、旭硝子株式会社製);フルラードFC−93、FC−95、FC−98、FC−129、FC−135、FC−170C、FC−430、FC−431(いずれも、住友スリーエム株式会社製);メガファックF−470、F−1405、F−474(いずれも、大日本インキ化学工業株式会社製);ゾニール(Zonyl)TBS、FSP、FSA、FSN−100、FSN、FSO−100、FSO、FS−300、UR、キャプストーンFS−30、FS−31、FS−3100、FS−34、FS−35(いずれも、Chemours社製);FT−110、FT−250、FT−251、FT−400S、FT−150、FT−400SW(いずれも、株式会社ネオス社製)、ポリフォックスPF−136A,PF−156A、PF−151N、PF−154、PF−159(オムノバ社製)、ユニダインDSN-403N(ダイキン工業株式会社製)などが挙げられ、これらの中でも、良好な印字品質、特に発色性、紙に対する浸透性、濡れ性、均染性が著しく向上する点から、Chemours社製のFS−3100、FS−34、FS−300、株式会社ネオス製のFT−110、FT−250、FT−251、FT−400S、FT−150、FT−400SW、オムノバ社製のポリフォックスPF−151N及びダイキン工業株式会社製のユニダインDSN-403Nが特に好ましい。
インク中における界面活性剤の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、濡れ性、吐出安定性に優れ、画像品質が向上する点から、0.001質量%以上5質量%以下が好ましく、0.05質量%以上5質量%以下がより好ましい。
<水>
前記水としては、色材分散体と同様のものを用いることができる。
<その他の成分>
前記その他の成分としては、例えば、消泡剤、防腐防黴剤、防錆剤、pH調整剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、酸素吸収剤、及び光安定化剤などが挙げられる。
<消泡剤>
消泡剤としては、特に制限はなく、例えば、シリコーン系消泡剤、ポリエーテル系消泡剤、脂肪酸エステル系消泡剤などが挙げられる。これらは、1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、破泡効果に優れる点から、シリコーン系消泡剤が好ましい。
<防腐防黴剤>
防腐防黴剤としては、特に制限はなく、例えば、1,2−ベンズイソチアゾリン−3−オンなどが挙げられる。
<防錆剤>
防錆剤としては、特に制限はなく、例えば、酸性亜硫酸塩、チオ硫酸ナトリウムなどが挙げられる。
<pH調整剤>
pH調整剤としては、pHを7以上に調整することが可能であれば、特に制限はなく、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアミンなどが挙げられる。
<酸化防止剤>
前記酸化防止剤としては、例えば、フェノール系酸化防止剤(ヒンダードフェノール系酸化防止剤を含む)、アミン系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤、リン系酸化防止剤などが挙げられる。
<紫外線吸収剤>
前記紫外線吸収剤としては、例えば、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、サリチレート系紫外線吸収剤、シアノアクリレート系紫外線吸収剤、ニッケル錯塩系紫外線吸収剤などが挙げられる。
[インクの製造方法]
本発明のインクは、例えば、前記水、前記有機溶剤、前記色材、前記共重合体、及び必要に応じて前記その他の成分を水性媒体中に分散又は溶解し、撹拌混合して製造することができる。また、前記共重合体は、色材分散体作製の際の色材分散樹脂として用いてもよい。
前記分散としては、例えば、サンドミル、ホモジナイザー、ボールミル、ペイントシャイカー、超音波分散機などにより行うことができ、撹拌混合は、通常の撹拌羽を用いた撹拌機、マグネチックスターラー、高速の分散機などにより行うことができる。
製造に際しては、必要に応じて、フィルター、遠心分離装置などにより粗大粒子をろ過し、脱気することが好ましい。
インクの物性としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、粘度、表面張力、pH等が以下の範囲であることが好ましい。
インクの25℃での粘度は、印字濃度や文字品位が向上し、また、良好な吐出性が得られる点から、5mPa・s以上30mPa・s以下が好ましく、5mPa・s以上25mPa・s以下がより好ましい。ここで、粘度は、例えば回転式粘度計(東機産業社製RE−80L)を使用することができる。測定条件としては、25℃で、標準コーンローター(1°34’×R24)、サンプル液量1.2mL、回転数50rpm、3分間で測定可能である。
インクの表面張力としては、記録媒体上で好適にインクがレベリングされ、インクの乾燥時間が短縮される点から、25℃で、35mN/m以下が好ましく、32mN/m以下がより好ましい。
インクのpHとしては、接液する金属部材の腐食防止の観点から、7〜12が好ましく、8〜11がより好ましい。
(インク収容容器)
本発明のインク収容容器は、前記インクを容器中に収容し、更に必要に応じて適宜選択したその他の部材を有する。
前記容器には特に制限はなく、目的に応じてその形状、構造、大きさ、材質等を適宜選択することができ、例えば、アルミニウムラミネートフィルム、樹脂フィルム等で形成されたインク袋などを少なくとも有するものなどが好適である。
本発明のインク収容容器について、図1及び図2を参照して説明する。
図1は、インク収容容器の一例を示す図であり、図2は、図1のインク収容容器のケース(外装)も含めた図である。インク収容容器200は、インクをインク注入口242からインク袋241内に充填し、排気した後、該インク注入口242を融着により閉じる。
使用時には、ゴム部材からなるインク排出口243に装置本体の針を刺して装置に供給する。インク袋241は、透気性のないアルミニウムラミネートフィルム等の包装部材により形成されている。このインク袋241は、図2に示すように、通常、プラスチック製のカートリッジケース244内に収容され、各種液体を吐出する装置に着脱可能に装着して用いられるようになっている。
(液体を吐出する方法、及び液体を吐出する装置)
前記液体を吐出する方法は、液体飛翔工程を含み、更に必要に応じて、加熱工程、その他の工程を含む。
本発明の液体を吐出する装置は、液体飛翔手段を有し、更に必要に応じて、加熱手段、その他の手段を有する。
本発明の液体を吐出する方法は、本発明の液体を吐出する装置により好適に実施することができ、前記液体飛翔工程は、前記液体飛翔手段により好適に行うことができる。また、前記加熱工程は、加熱手段により好適に行うことができ、前記その他の工程は、前記その他の手段により好適に行うことができる。
−液体飛翔工程及び液体飛翔手段−
前記液体飛翔工程は、本発明のインクに、刺激(エネルギー)を印加し、インク吐出用の各種のノズルからインクを飛翔させて、記録媒体に画像を記録する工程である。
前記液体飛翔手段は、本発明のインクに、刺激(エネルギー)を印加し、インク吐出用の各種のノズルからインクを飛翔させて、記録媒体にインクを飛翔する手段である。
前記刺激としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、熱(温度)、圧力、振動、光、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、熱、圧力が好適に挙げられる。
前記インクの飛翔の態様としては、例えば、インク流路内の前記インクを加圧する圧力発生手段として圧電素子を用いてインク流路の壁面を形成する振動板を変形させてインク流路内容積を変化させてインク滴を吐出させる、いわゆるピエゾ方式(例えば、特公平2−51734号公報参照)、発熱抵抗体を用いてインク流路内でインクを加熱して気泡を発生させる、いわゆるサーマル方式(例えば、特公昭61−59911号公報参照)、インク流路の壁面を形成する振動板と電極とを対向配置し、前記振動板と前記電極との間に発生させる静電力によって前記振動板を変形させることで、インク流路内容積を変化させてインク滴を吐出させる静電方式(例えば、特開平6−71882号公報参照)などが挙げられる。
前記飛翔させる前記インクの液滴は、その大きさとしては、例えば、3pL以上40pL以下が好ましく、その吐出噴射の速さとしては、5m/s以上20m/s以下が好ましく、その駆動周波数としては、1kHz以上が好ましく、その解像度としては、300dpi以上が好ましい。
−加熱工程及び加熱手段−
前記加熱手段は、画像を記録した前記記録媒体を加熱する手段である。
前記液体を吐出する方法及び前記液体を吐出する装置としては、前記非浸透性記録媒体に高画像品質な記録ができるが、より一層高画質で耐擦性、及び密着性の高い画像の形成、並びに高速の記録条件にも対応できるようにするために、記録後に前記非浸透性記録媒体を加熱することが好ましい。記録後に加熱工程を有すると、インク中に含有される樹脂の造膜が促進されるため、記録物の画像硬度を向上させることができる。
前記加熱工程に用いる装置としては、多くの既知の装置を使用することができ、例えば、強制空気加熱、輻射加熱、伝導加熱、高周波乾燥、マイクロ波乾燥等の装置などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
前記加熱温度としては、インク中に含まれる有機溶媒の種類や量、及び添加する樹脂エマルジョンの最低造膜温度に応じて変更することができ、さらに印刷する記録媒体の種類に応じても変更することができる。
前記加熱温度としては、乾燥性、及び造膜温度の点から、高いことが好ましく、40℃以上120℃以下が好ましく、40℃以上100℃以下がより好ましく、50℃以上90℃以下が特に好ましい。
ここで、前記インクを用いて記録を行うことができる液体を吐出する装置について、図面を参照しながら説明する。前記液体を吐出する装置には、キャリッジが走査するシリアル型(シャトル型)、ライン型ヘッドを備えたライン型などがあるが、図3は、本発明の実施形態におけるシリアル型液体を吐出する装置の一例を示す概略図である。図4は、図3の装置の本体内の構成を示す概略図である。
図3に示すように、前記液体を吐出する装置は、装置本体101と、装置本体101に装着した給紙トレイ102と、排紙トレイ103と、インク収容容器装填部104とを有する。インク収容容器装填部104の上面には、操作キーや表示器などの操作部105が配置されている。インク収容容器装填部104は、インク収容容器201の脱着を行うための開閉可能な前カバー115を有している。111は上カバー、112は前カバーの前面である。
装置本体101内には、図4に示すように、左右の側板に横架したガイド部材であるガイドロッド131とステー132とで、キャリッジ133を主走査方向に摺動自在に保持し、主走査モータによって移動走査する。
キャリッジ133には、イエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(Bk)の各色のインク滴を吐出する4個のインクジェット液体吐出用ヘッドからなる液体吐出ヘッド134の複数のインク吐出口を、主走査方向と交叉する方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。
液体吐出ヘッド134を構成するインクジェット液体吐出用ヘッドとしては、圧電素子などの圧電アクチュエータ、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いて液体の膜沸騰による相変化を利用するサーマルアクチュエータ、温度変化による金属相変化を用いる形状記憶合金アクチュエータ、静電力を用いる静電アクチュエータなどを、インクを吐出するためのエネルギー発生手段として備えたものなどが使用できる。
また、キャリッジ133には、液体吐出ヘッド134に各色のインクを供給するための各色のサブタンク135)を搭載している。サブタンク135には、インク供給チューブを介して、インク収容容器装填部104に装填された本発明のインク収容容器201から、前記インクが供給されて補充される。
一方、給紙トレイ102の記録媒体積載部(圧板)141上に積載した記録媒体142を給紙するための給紙部として、記録媒体積載部141から記録媒体142を1枚ずつ分離給送する半月コロ(給紙コロ143)、及び給紙コロ143に対向し、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド144を備え、前記分離パッド144は給紙コロ143側に付勢されている。
前記給紙部から給紙された記録媒体142を液体吐出ヘッド134の下方側で搬送するための搬送部として、記録媒体142を静電吸着して搬送するための搬送ベルト151と、給紙部からガイド145を介して送られる記録媒体142を搬送ベルト151との間で挟んで搬送するためのカウンタローラ152と、略鉛直上方に送られる記録媒体142を略90°方向転換させて搬送ベルト151上に倣わせるための搬送ガイド153と、押さえ部材154で搬送ベルト151側に付勢された先端加圧コロ155とが備えられ、また、搬送ベルト151表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ156が備えられている。
搬送ベルト151は無端状ベルトであり、加熱ヒーター式搬送ローラ157とテンションローラ158との間に張架されて、ベルト搬送方向に周回可能である。この搬送ベルト151は、例えば、抵抗制御を行っていない厚さ40μm程度の樹脂材、例えば、テトラフルオロエチレンとエチレンの共重合体(ETFE)で形成した記録媒体吸着面となる表層と、この表層と同材質でカーボンによる抵抗制御を行った裏層(中抵抗層、アース層)とを有している。搬送ベルト151の裏側には、液体吐出ヘッド134による印写領域に対応して加熱ヒーター式ガイド部材161が配置されている。なお、液体吐出ヘッド134で記録された記録媒体142を排紙するための排紙部として、搬送ベルト151から記録媒体142を分離するための分離爪171と、排紙ローラ172及び排紙コロ173とが備えられており、記録媒体142はファンヒータにより熱風乾燥された後、排紙ローラ172の下方の、排紙トレイ103に出力される。
装置本体101の背面部には、両面給紙ユニット181が着脱可能に装着されている。両面給紙ユニット181は、搬送ベルト151の逆方向回転で戻される記録媒体142を取り込んで反転させて再度、カウンタローラ152と搬送ベルト151との間に給紙する。なお、両面給紙ユニット181の上面には手差し給紙部182が設けられている。
前記液体を吐出する装置においては、給紙部から記録媒体142が1枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された記録媒体142は、ガイド145で案内され、搬送ベルト151とカウンタローラ152との間に挟まれて搬送される。更に先端を搬送ガイド153で案内されて先端加圧コロ155で搬送ベルト151に押し付けられ、略90°搬送方向を転換される。このとき、帯電ローラ156によって搬送ベルト151が帯電されており、記録媒体142は、搬送ベルト151に静電吸着されて搬送される。
そこで、キャリッジ133を移動させながら画像信号に応じて液体吐出ヘッド134を駆動することにより、停止している記録媒体142にインク滴を吐出して1行分を記録し、記録媒体142を所定量搬送後、次の行の記録を行う。記録終了信号又は記録媒体142の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、記録媒体142を、排紙トレイ103に排紙する。
(記録物)
本発明の記録物は、記録媒体上に、前記インクにより記録された画像を有する。
前記記録媒体としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、普通紙、光沢紙、特殊紙、布、非透過性記録媒体などが挙げられる。
以下、実施例を示して本発明を更に具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例により限定されるものではない。なお、例中の「部」及び「%」は、特に断りのない限り、「質量部」及び「質量%」である。
<化合物の分子量測定>
GPC(Gel Permeation Chromatography)により以下の条件で測定した。
・装置:GPC−8020(東ソー社製)
・カラム:TSK G2000HXL及びG4000HXL(東ソー社製)
・温度:40℃
・溶媒:THF(テトラヒドロフラン)
・流速:1.0mL/分
濃度0.5質量%の共重合体を1mL注入し、上記の条件で測定した共重合体の分子量分布から単分散ポリスチレン標準試料により作成した分子量校正曲線を使用して化合物の重量平均分子量Mwを算出した。
[化合物1の合成]
48.8g(787mmol)のエチレングリコール(東京化成工業株式会社製)を200mLの塩化メチレンに溶解し、21.8g(275mmol)のピリジンを加えた。
この溶液に、50.0g(262mmol)の2−ナフタレンカルボニルクロリド(東京化成工業株式会社製)を100mLの塩化メチレンに溶解した溶液を、30分間かけて撹拌しながら滴下した後、室温で6時間撹拌した。得られた反応溶液を水洗した後、有機相を単離し、硫酸マグネシウムで乾燥し、溶媒を留去した。残留物を、溶離液として塩化メチレン/メタノール(体積比99/1)混合溶媒を用いて、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、72.6gの2−ナフトエ酸−2−ヒドロキシエチルエステルを得た。
10.00gのMethoxy PEG Carbonyl,Mw5000(JenKem Technology USA社製)、0.645gの2−ナフトエ酸−2−ヒドロキシエチルエステル、及び0.024gの4−ジメチルアミノピリジン(東京化成社製)を20mLの超脱水ジクロロメタン(和光純薬社製)に溶解し、0.376gのN,N−ジイソプロピルカルボジイミドを5mLの超脱水ジクロロメタン(和光純薬社製)に溶解した溶液をアルゴン気流下で滴下した。室温で12時間撹拌した後、溶媒を留去し、残留物に30mLのヘキサン(和光純薬社製)を加え、1時間撹拌した。ろ過し、得られたろ物を減圧乾燥して、化合物1(一般式(1)中のmは2、nは1、pは化合物1の重量平均分子量Mwが5200となる整数である)を得た。
図5に上記で得られた化合物1のIRスペクトルを示す。
[化合物2の合成]
62.0g(525mmol)の1,6−ヘキサンジオール(東京化成社製)を700mLの塩化メチレンに溶解し、20.7g(262mmol)のピリジンを加えた。
この溶液に、50.0g(262mmol)の2−ナフタレンカルボニルクロリド(東京化成社製)を100mLの塩化メチレンに溶解した溶液を、2時間かけて攪拌しながら滴下した後、室温で6時間攪拌した。得られた反応溶液を水洗した後、有機相を単離し、硫酸マグネシウムで乾燥し、溶媒を留去した。残留物を、溶離液として塩化メチレン/メタノール(体積比98/2)混合溶媒を用いて、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、52.5gの2−ナフトエ酸−6−ヒドロキシヘキシルエステルを得た。
10.00gのMethoxy PEG Carbonyl,Mw5000(JenKem Technology USA社製)、0.813gの2−ナフトエ酸−6−ヒドロキシヘキシルエステル、及び0.024gの4−ジメチルアミノピリジン(東京化成社製)を20mLの超脱水ジクロロメタン(和光純薬社製)に溶解し、0.376gのN,N−ジイソプロピルカルボジイミドを5mLの超脱水ジクロロメタン(和光純薬社製)に溶解した溶液をアルゴン気流下で滴下した。室温で12時間撹拌した後、溶媒を留去し、残留物に30mLのヘキサン(和光純薬社製)を加え、1時間撹拌した。ろ過し、得られたろ物を減圧乾燥して、化合物2(一般式(1)中のmは6、nは1、pは化合物2の重量平均分子量Mwが5300となる整数である)を得た。
[化合物3の合成]
75.9g(294mmol)の1,16−ヘキサデカンジオール(東京化成工業株式会社製)を200mLのテトラヒドロフランに溶解し、12.2g(154mmol)のピリジンを加えた。この溶液に、28.0g(147mmol)の2−ナフタレンカルボニルクロリド(東京化成工業株式会社製)を100mLのテトラヒドロフランに溶解した溶液を、30分間かけて撹拌しながら滴下した後、室温(25℃)で6時間撹拌した。得られた反応溶液を濃縮し、得られた白色残留物にメタノールを加えて30分間撹拌した後、ろ過した。得られた白色固体を水及びメタノールの順に洗浄した後、減圧乾燥し、溶離液として塩化メチレン/メタノール(体積比98/2)混合溶媒を用いて、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、43.3gの2−ナフトエ酸−16−ヒドロキシヘキサデカンエステルを得た。
10.00gのMethoxy PEG Carbonyl,Mw5000(JenKem Technology USA社製)、1.232gの2−ナフトエ酸−16−ヒドロキシヘキサデカンエステル、及び0.024gの4−ジメチルアミノピリジン(東京化成社製)を20mLの超脱水ジクロロメタン(和光純薬社製)に溶解し、0.376gのN,N−ジイソプロピルカルボジイミドを5mLの超脱水ジクロロメタン(和光純薬社製)に溶解した溶液をアルゴン気流下で滴下した。室温で12時間撹拌した後、溶媒を留去し、残留物に30mLのヘキサン(和光純薬社製)を加え、1時間撹拌した。ろ過し、得られたろ物を減圧乾燥して、化合物3(一般式(1)中のmは16、nは1、pは化合物3の重量平均分子量Mwが5400となる整数である)を得た。
[化合物4の合成]
10.00gのMethoxy PEG Carbonyl,Mw20K(JenKem Technology USA社製)、0.162gの2−ナフトエ酸−2−ヒドロキシエチルエステル、及び0.006gの4−ジメチルアミノピリジン(東京化成社製)を20mLの超脱水ジクロロメタン(和光純薬社製)に溶解し、0.094gのN,N−ジイソプロピルカルボジイミドを5mLの超脱水ジクロロメタン(和光純薬社製)に溶解した溶液をアルゴン気流下で滴下した。室温で12時間撹拌した後、溶媒を留去し、残留物に30mLのヘキサン(和光純薬社製)を加え、1時間撹拌した。ろ過し、得られたろ物を減圧乾燥して、化合物4(一般式(1)中のmは2、nは1、pは化合物4の重量平均分子量Mwが20,200となる整数である)を得た。
[化合物5の合成]
10.00gのMethoxy PEG Carbonyl,Mw20K(JenKem Technology USA社製)、0.204gの2−ナフトエ酸−6−ヒドロキシヘキシルエステル、及び0.006gの4−ジメチルアミノピリジン(東京化成社製)を20mLの超脱水ジクロロメタン(和光純薬社製)に溶解し、0.094gのN,N−ジイソプロピルカルボジイミドを5mLの超脱水ジクロロメタン(和光純薬社製)に溶解した溶液をアルゴン気流下で滴下した。室温で12時間撹拌した後、溶媒を留去し、残留物に30mLのヘキサン(和光純薬社製)を加え、1時間撹拌した。ろ過し、得られたろ物を減圧乾燥して、化合物5(一般式(1)中のmは6、nは1、pは化合物5の重量平均分子量Mwが20,300となる整数である)を得た。
[化合物6の合成]
10.00gのMethoxy PEG Carbonyl,Mw20K(JenKem Technology USA社製)、0.309gの2−ナフトエ酸−16−ヒドロキシヘキサデカンエステル、及び0.006gの4−ジメチルアミノピリジン(東京化成社製)を20mLの超脱水ジクロロメタン(和光純薬社製)に溶解し、0.094gのN,N−ジイソプロピルカルボジイミドを5mLの超脱水ジクロロメタン(和光純薬社製)に溶解した溶液をアルゴン気流下で滴下した。室温で12時間撹拌した後、溶媒を留去し、残留物に30mLのヘキサン(和光純薬社製)を加え、1時間撹拌した。ろ過し、得られたろ物を減圧乾燥して、化合物6(一般式(1)中のmは16、nは1、pは化合物6の重量平均分子量Mwが20,400となる整数である)を得た。
[化合物7の合成]
10.00gのMethoxy PEG Hexanoic Acid,Mw5000(JenKem Technology USA社製)、0.645gの2−ナフトエ酸−2−ヒドロキシエチルエステル、及び0.024gの4−ジメチルアミノピリジン(東京化成社製)を20mLの超脱水ジクロロメタン(和光純薬社製)に溶解し、0.376gのN,N−ジイソプロピルカルボジイミドを5mLの超脱水ジクロロメタン(和光純薬社製)に溶解した溶液をアルゴン気流下で滴下した。室温で12時間撹拌した後、溶媒を留去し、残留物に30mLのヘキサン(和光純薬社製)を加え、1時間撹拌した。ろ過し、得られたろ物を減圧乾燥して、化合物7(一般式(1)中のmは2、nは5、pは化合物7の重量平均分子量Mwが,5300となる整数である)を得た。
[化合物8の合成]
10.00gのMethoxy PEG Hexanoic Acid,Mw5000(JenKem Technology USA社製)、0.813gの2−ナフトエ酸−6−ヒドロキシヘキシルエステル、及び0.024gの4−ジメチルアミノピリジン(東京化成社製)を20mLの超脱水ジクロロメタン(和光純薬社製)に溶解し、0.376gのN,N−ジイソプロピルカルボジイミドを5mLの超脱水ジクロロメタン(和光純薬社製)に溶解した溶液をアルゴン気流下で滴下した。室温で12時間撹拌した後、溶媒を留去し、残留物に30mLのヘキサン(和光純薬社製)を加え、1時間撹拌した。ろ過し、得られたろ物を減圧乾燥して、化合物8(一般式(1)中のmは6、nは5、pは化合物8の重量平均分子量Mwが5,400となる整数である)を得た。
[化合物9の合成]
10.00gのMethoxy PEG Hexanoic Acid,Mw5000(JenKem Technology USA社製)、1.232gの2−ナフトエ酸−16−ヒドロキシヘキサデカンエステル、及び0.024gの4−ジメチルアミノピリジン(東京化成社製)を20mLの超脱水ジクロロメタン(和光純薬社製)に溶解し、0.376gのN,N−ジイソプロピルカルボジイミドを5mLの超脱水ジクロロメタン(和光純薬社製)に溶解した溶液をアルゴン気流下で滴下した。室温で12時間撹拌した後、溶媒を留去し、残留物に30mLのヘキサン(和光純薬社製)を加え、1時間撹拌した。ろ過し、得られたろ物を減圧乾燥して、化合物9(一般式(1)中のmは16、nは5、pは化合物9の重量平均分子量Mwが5,500となる整数である)を得た。
[化合物10の合成]
10.00gのMethoxy PEG Hexanoic Acid,Mw20K(JenKem Technology USA社製)、0.162gの2−ナフトエ酸−2−ヒドロキシエチルエステル、及び0.006gの4−ジメチルアミノピリジン(東京化成社製)を20mLの超脱水ジクロロメタン(和光純薬社製)に溶解し、0.094gのN,N−ジイソプロピルカルボジイミドを5mLの超脱水ジクロロメタン(和光純薬社製)に溶解した溶液をアルゴン気流下で滴下した。室温で12時間撹拌した後、溶媒を留去し、残留物に30mLのヘキサン(和光純薬社製)を加え、1時間撹拌した。ろ過し、得られたろ物を減圧乾燥して、化合物10(一般式(1)中のmは2、nは5、pは化合物10の重量平均分子量Mwが20,300となる整数である)を得た。
[化合物11の合成]
10.00gのMethoxy PEG Hexanoic Acid,Mw20K(JenKem Technology USA社製)、0.204gの2−ナフトエ酸−6−ヒドロキシヘキシルエステル、及び0.006gの4−ジメチルアミノピリジン(東京化成社製)を20mLの超脱水ジクロロメタン(和光純薬社製)に溶解し、0.094gのN,N−ジイソプロピルカルボジイミドを5mLの超脱水ジクロロメタン(和光純薬社製)に溶解した溶液をアルゴン気流下で滴下した。室温で12時間撹拌した後、溶媒を留去し、残留物に30mLのヘキサン(和光純薬社製)を加え、1時間撹拌した。ろ過し、得られたろ物を減圧乾燥して、化合物11(一般式(1)中のmは6、nは5、pは化合物11の重量平均分子量Mwが20,400となる整数である)を得た。
[化合物12の合成]
10.00gのMethoxy PEG Hexanoic Acid,Mw20K(JenKem Technology USA社製)、0.309gの2−ナフトエ酸−16−ヒドロキシヘキサデカンエステル、及び0.006gの4−ジメチルアミノピリジン(東京化成社製)を20mLの超脱水ジクロロメタン(和光純薬社製)に溶解し、0.094gのN,N−ジイソプロピルカルボジイミドを5mLの超脱水ジクロロメタン(和光純薬社製)に溶解した溶液をアルゴン気流下で滴下した。室温で12時間撹拌した後、溶媒を留去し、残留物に30mLのヘキサン(和光純薬社製)を加え、1時間撹拌した。ろ過し、得られたろ物を減圧乾燥して、化合物12(一般式(1)中のmは16、nは5、pは「化合物12の重量平均分子量Mwが20,500となる整数である)を得た。
表1に合成した化合物1〜12の特徴をまとめた。
Figure 2018002935
[共重合体1の合成]
42.1g(155mmol)の2−ナフトエ酸−2−ヒドロキシヘキシルエステルを80mLの超脱水ジクロロメタン(和光純薬社製)に溶解した。この溶液に、24.0g(155mmol)の2−メタクリロイルオキシエチルイソシアネート(昭和電工社製、カレンズMOI)を1時間かけて攪拌しながら滴下した後、40℃で12時間攪拌した。溶媒を留去し,残留物を溶離液として塩化メチレン/メタノール(体積比99/1)混合溶媒を用いて、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、57.0gの下記構造式(1)で表される構造を有するモノマーM−1を得た。
Figure 2018002935
次いで、3.20g(44.4mmol)のアクリル酸(アルドリッチ社製)、及び15.82g(37.0mmol)のモノマーM−1、及び0.668g(4.07mmol)の2,2’−アゾイソ(ブチロニトリル)(東京化成社製)を128mLのメチルエチルケトン(関東化学社製)に溶解して、モノマー溶液を調製した。反応容器に32mLのメチルエチルケトン(関東化学社製)を加え、アルゴン気流下で75℃まで加熱した後、モノマー溶液を1時間かけて滴下し還流下で5時間撹拌した。室温まで冷却し、得られた反応溶液をヘキサンに投下した。析出物した共重合体をろ別し、減圧乾燥して、19.92gの共重合体1(重量平均分子量(Mw):20,100、数平均分子量(Mn)9800)を得た。
[共重合体2の合成]
14.20g(50.0mmol)のメトキシポルエチレングリコールメタクリレート(日油社製)、及び21.37g(50.0mmol)のモノマーM−1を1750mLのメチルエチルケトン(関東化学社製)に溶解してモノマー溶液を調製した。モノマー溶液の10%をアルゴン気流下で75℃まで加熱した後、残りのモノマー溶液に0.821g(5.00mmol)の2,2’−アゾイソ(ブチロニトリル)(東京化成社製)を溶解した溶液を2時間かけて滴下し、75℃で4時間撹拌した。室温まで冷却し、得られた反応溶液をヘキサンに投下した。析出物した共重合体をろ別し、減圧乾燥して、34.50gの共重合体2(重量平均分子量(Mw):24,200、数平均分子量(Mn)9800)を得た。
[実施例1]
得られた0.20部の化合物1と1.80部の共重合体1とを混合し、その混合物の濃度が2.38%、且つpHが8.0となるように、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド水溶液に溶解して、顔料分散用水溶液1を調製した。
84.0部の顔料分散用水溶液1にピグメントレッド122(クラリアントジャパン株式会社製、トナーマゼンタEO02、マゼンタ顔料)を加えて12時間撹拌した。得られた混合物をディスクタイプのビーズミル(シンマルエンタープライゼス社製、KDL型、メディア:直径0.1mmのジルコニアボール使用)を用いて、周速10m/sで1時間循環分散した後、平均孔径5.0μmのメンブレンフィルター(商品名:Minisart(登録商標)、sartorius stedim社製)でろ過し、調整量のイオン交換水を加えて、95.0部の色材分散体1(顔料固形分濃度:20%)を得た。
45.0部の色材分散体1、10.0部の1,3−ブタンジオール、10.0部のグリセリン、10.0部の3−メトキシ−N,N−ジメチルプロピオンアミド、1.0部のゾニールFS−300(Du Pont社製、フッ素系界面活性剤、固形分濃度40質量%)、及び24.0部のイオン交換水を混合し、1時間撹拌した後、平均孔径0.8μmのメンブレンフィルター(商品名:DISMIC(登録商標)−25cs Cellulose Acetate 0.80μm、東洋濾紙株式会社製)でろ過して、インク1を得た。
[実施例2〜12]
実施例1で用いた化合物1の代わりに化合物2〜化合物12を用いる以外は実施例1と同様に顔料分散用水溶液2〜顔料分散用水溶液12を調製した。
実施例1で用いた顔料分散用水溶液1の代わりに顔料分散用水溶液2〜顔料分散用水溶液12を用いる以外は実施例1と同様に色材分散体2〜色材分散体12を調製した。
実施例1で用いた色材分散体1の代わりに色材分散体2〜色材分散体12を用いる以外は実施例1と同様にインク2〜インク12を得た。
[実施例13]
実施例2の色材分散体の調製において、ピグメントレッド122をピグメントブルー15:3(大日精化工業株式会社製、クロモファインブルー、シアン顔料)に変更した以外は、色材分散体2の調製と同様にして、色材分散体13を調製した。
実施例2で用いた色材分散体2を色材分散体13に変更した以外は実施例2と同様にしてインク13を得た。
[実施例14]
実施例2の色材分散体の調製において、ピグメントレッド122をピグメントイエロー(大日精化工業株式会社製、ファーストイエロー531、イエロー顔料)に変更した以外は、色材分散体2の調製と同様にして、色材分散体14を調製した。
実施例2で用いた色材分散体2を色材分散体14に変更した以外は実施例2と同様にしてインク14を得た。
[実施例15]
実施例2の色材分散体の調製において、ピグメントレッド12、色材固形分濃度16%をカーボンブラック(NIPEX150、デグサ社製)、固形分濃度16.0%に変更した以外は、色材分散体2の調製と同様にして、色材分散体15を調製した。
実施例2で用いた色材分散体2を色材分散体15に変更した以外は実施例2と同様にしてインクGJ−15を得た。
[実施例16]
実施例5の色材分散体の調製において、ピグメントレッド122をピグメントブルー15:3(大日精化工業株式会社製、クロモファインブルー、シアン顔料)に変更した以外は、色材分散体5の調製と同様にして、色材分散体16を調製した。
実施例5で用いた色材分散体5を色材分散体16に変更した以外は実施例5と同様にしてインク16を得た。
[実施例17]
実施例5の色材分散体の調製において、ピグメントレッド122をピグメントイエロー(大日精化工業株式会社製、ファーストイエロー531、イエロー顔料)に変更した以外は、色材分散体5の調製と同様にして、色材分散体17を調製した。
実施例5で用いた色材分散体5を色材分散体17に変更した以外は実施例5と同様にしてインク17を得た。
[実施例18]
実施例5の色材分散体の調製において、ピグメントレッド12、色材固形分濃度16%をカーボンブラック(NIPEX150、デグサ社製)、固形分濃度16.0%に変更した以外は、色材分散体5の調製と同様にして、色材分散体18を調製した。
実施例5で用いた色材分散体5を色材分散体18に変更した以外は実施例5と同様にしてインク18を得た。
[比較例1]
実施例1の顔料分散水溶液の調製において、0.20部の化合物1と1.80部の共重合体1の混合物を2.00部の共重合体1に変更する以外は実施例1と同様に顔料分散水溶液R1を調製した。
実施例1で用いた顔料分散用水溶液1を比較用顔料分散用水溶液R1に変更する以外は実施例1と同様に比較用色材分散体R1を調製した。
実施例1で用いた色材分散体1を比較用色材分散体R1に変更する以外は実施例1と同様に比較用インクR1を得た。
[比較例2]
実施例13の顔料分散水溶液の調製において、0.20部の化合物2と1.80部の共重合体1の混合物を2.00部の共重合体1に変更する以外は実施例13と同様に比較用顔料分散水溶液R2を調製した。
実施例13で用いた顔料分散用水溶液13を比較用顔料分散用水溶液R2に変更する以外は実施例13と同様に比較用色材分散体R2を調製した。
実施例13で用いた色材分散体13を比較用色材分散体R2に変更する以外は実施例13と同様に比較用インクR2を得た。
[比較例3]
実施例14の顔料分散水溶液の調製において、0.20部の化合物2と1.80部の共重合体1の混合物を2.00部の共重合体1に変更する以外は実施例14と同様に比較用顔料分散水溶液R3を調製した。
実施例14で用いた顔料分散用水溶液14を比較用顔料分散用水溶液R3に変更する以外は実施例14と同様に比較用色材分散体R3を調製した。
実施例14で用いた色材分散体14を比較用色材分散体R3に変更する以外は実施例14と同様に比較用インクR3を得た。
[比較例4]
実施例15の顔料分散水溶液の調製において、0.20部の化合物2と1.80部の共重合体1の混合物を2.00部の共重合体1に変更する以外は実施例15と同様に比較用顔料分散水溶液R4を調製した。
実施例15で用いた顔料分散用水溶液15を比較用顔料分散用水溶液R4に変更する以外は実施例15と同様に比較用色材分散体R4を調製した。
実施例15で用いた色材分散体15を比較用色材分散体R4に変更する以外は実施例15と同様に比較用インクR4を得た。
上記実施例及び比較例で作製したインクの特性を下記の方法により評価した。結果をまとめて表2に示す。
<粗大粒子数>
AccuSizer780(Particle Sizing Systems社製)により、インク5μL中に存在する粒子径0.5μm以上の粗大粒子数及び1.0μm以上の粗大粒子数の測定を行った。
<インクの保存安定性>
各インクをインク収容容器に充填して70℃で1週間保存し、保存前の粘度に対する保存後の粘度の変化率を下記式から求め、下記の基準で評価した。
Figure 2018002935
粘度の測定には、粘度計(RE80L、東機産業社製)を使用し、25℃における粘度を、50回転で測定した。
[評価基準]
A:粘度の変化率が±5%以内
B:粘度の変化率が±5%を超え、±8%以内
C:粘度の変化率が±8%を超え、±10%以内
D:粘度の変化率が±10%を超え、±30%以内
E:粘度の変化率が±30%を超える(ゲル化して評価不能)
<画像濃度>
23℃、50%RH環境下で、インクジェットプリンター(株式会社リコー製、IPSiO GX5000)に各インクを充填し、Microsoft Word2000(Microsoft社製)で作成した64pointのJIS X 0208(1997),2223の一般記号が記載されているチャートを、普通紙1(XEROX4200、XEROX社製)、及び普通紙2(MyPaper、株式会社リコー製)に打ち出し、印字面の前記記号部を、X−Rite938(エックスライト社製)により測色し、下記の評価基準で評価した。
なお、印字モードは、プリンタ添付のドライバで普通紙のユーザー設定より「普通紙−標準はやい」モードを「色補正なし」に改変したモードを使用した。
なお、上記JIS X 0208(1997),2223は、外形が正四方形であって、記号全面がインクにより塗りつぶされている記号である。
[評価基準]
A:1.25以上
B:1.20以上1.25未満
C:1.10以上1.20未満
D:1.10未満
E:顔料がゲル化してインク中に分散できず、印字できない。
<ビーディング>
記録媒体として、印刷用紙LumiArt Gloss 90GSM(登録商標)(Stora Enso社製)を用い、印字モードを「光沢紙−はやい」モードとした以外は、前記画像濃度評価の場合と同様にしてJIS X 0208(1997),2223の一般記号を印字し、下記の評価基準で評価した。
[評価基準]
A:ビーディングが全く発生しないか、又は画像全体の10面積%未満にビーディングが発生する。
B:画像全体の10面積%以上20面積%未満にビーディングが発生する。
C:画像全体の20面積%以上40面積%未満にビーディングが発生する。
D:画像全体の40面積%以上90面積%未満にビーディングが発生する。
E:画像全体の90面積%以上にビーディングが発生する。
F:顔料がゲル化してインク中に分散できず印字できない。
Figure 2018002935
[実施例21]
前記化合物1の2.20部を81.80部のイオン交換水に溶解し、ピグメントレッド122(クラリアントジャパン株式会社製、トナーマゼンタEO02、マゼンタ顔料)を加えて12時間撹拌した。得られた混合物をディスクタイプのビーズミル(シンマルエンタープライゼス社製、KDL型、メディア:直径0.1mmのジルコニアボール使用)を用いて、周速10m/sで1時間循環分散した後、平均孔径5.0μmのメンブレンフィルター(商品名:Minisart(登録商標)、sartorius stedim社製)でろ過し、調整量のイオン交換水を加えて、95.0部の色材分散体21(顔料固形分濃度:20%)を得た。
45.0部の色材分散体21、10.0部の1,3−ブタンジオール、10.0部のグリセリン、10.0部の3−メトキシ−N,N−ジメチルプロピオンアミド、1.0部のゾニールFS−300(Du Pont社製、フッ素系界面活性剤、固形分濃度40質量%)、及び24.0部のイオン交換水を混合し、1時間撹拌した後、平均孔径0.8μmのメンブレンフィルター(商品名:DISMIC(登録商標)−25cs Cellulose Acetate 0.80μm、東洋濾紙株式会社製)でろ過して、インク21を得た。
[実施例22〜32]
実施例21で用いた化合物1の代わりに化合物2〜化合物12を用いる以外は実施例21と同様に色材分散体22〜色材分散体32を調製した。
実施例21で用いた色材分散体21の代わりに色材分散体22〜色材分散体32を用いる以外は実施例21と同様にインク22〜インク32を得た。
[実施例33]
実施例25の色材分散体の調製において、ピグメントレッド122をピグメントブルー15:3(大日精化工業株式会社製、クロモファインブルー、シアン顔料)に変更した以外は、色材分散体25の調製と同様にして、色材分散体33を調製した。
実施例25で用いた色材分散体25を色材分散体33に変更した以外は実施例25と同様にしてインク33を得た。
[実施例34]
実施例25の色材分散体の調製において、ピグメントレッド122をピグメントイエロー(大日精化工業株式会社製、ファーストイエロー531、イエロー顔料)に変更した以外は、色材分散体25の調製と同様にして、色材分散体34を調製した。
実施例25で用いた色材分散体25を色材分散体34に変更した以外は実施例25と同様にしてインク34を得た。
[実施例35]
実施例25の色材分散体の調製において、ピグメントレッド12、色材固形分濃度16%をカーボンブラック(NIPEX150、デグサ社製)、固形分濃度16.0%に変更した以外は、色材分散体25の調製と同様にして、色材分散体35を調製した。
実施例25で用いた色材分散体25を色材分散体35に変更した以外は実施例25と同様にしてインク35を得た。
実施例21〜35のインクについて実施例1と同様にして「粗大粒子数」の測定を行った。その結果を表3に示す。
Figure 2018002935
[実施例41]
実施例1で用いた共重合体1の代わりに共重合体2を用いる以外は実施例1と同様に顔料分散用水溶液41を調製した。
実施例1で用いた顔料分散用水溶液1の代わりに顔料分散用水溶液41を用いる以外は実施例1と同様に色材分散体41を調製した。
実施例1で用いた色材分散体1の代わりに色材分散体41を用いる以外は実施例1と同様にインク41を得た。
[実施例42〜52]
実施例41で用いた化合物1の代わりに化合物2〜化合物12を用いる以外は実施例41と同様に顔料分散用水溶液42〜顔料分散用水溶液55を調製した。
実施例41で用いた顔料分散用水溶液41の代わりに顔料分散用水溶液42〜顔料分散用水溶液55を用いる以外は実施例41と同様に色材分散体42〜色材分散体55を調製した。
実施例41で用いた色材分散体41の代わりに色材分散体42〜色材分散体55を用いる以外は実施例41と同様にインク42〜インク55を得た。
[比較例5]
実施例41において、化合物1を用いない以外は実施例41と同様にして顔料分散水溶液R5を調製した。実施例41で用いた顔料分散用水溶液41を比較用顔料分散用水溶液R5に変更する以外は実施例41と同様に比較用色材分散体R5を調製した。
実施例41で用いた色材分散体41を比較用色材分散体R5に変更する以外は実施例41と同様にして比較用インクR5を得た。
[比較例6〜8]
比較例5においてマゼンタ顔料をシアン顔料、イエロー顔料及びカーボンブラック顔料にそれぞれ変更した以外は比較例5と同様にして、比較用インクR6〜R8を得た。
実施例41〜55、比較例5〜8のインクについて実施例1と同様にして「粗大粒子数」の測定を行った。その結果を表4に示す。
Figure 2018002935
200 インク収容容器
241 インク収容部
242 インク注入口
243 インク排出口
244 ケース(外装)
400 画像形成装置
401 画像形成装置の外装
401c 装置本体のカバー
404 カートリッジホルダ
410 メインタンク
410k、410c、410m、410y ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の各色用のメインタンク
411 インク収容部
413 インク排出口
414 収容容器ケース
420 機構部
434 吐出ヘッド
436 供給チューブ
特許第5001291号公報 特開2012−52027号公報 特開2011−105866号公報 特願2015−136081号

Claims (9)

  1. 水、色材、及び下記一般式(1)で表される化合物を含有するインク。
    Figure 2018002935
    (一般式(1)中、mは2〜16の整数、nは1〜5の整数、pは化合物の重量平均分子量が5,000〜25,000となる整数である。)
  2. 下記一般式(3)で表される構造単位を有する共重合体を含有する請求項1に記載のインク。
    Figure 2018002935
    (一般式(3)中、R2は水素原子又はメチル基であり、Lは炭素数が2〜18のアルキレン基である。)
  3. 前記共重合体が、更に、下記一般式(2)で表される構造単位を有することを特徴とする請求項2に記載のインク。
    Figure 2018002935
    (上記一般式(2)中、R1は水素原子又はメチル基であり、Xは水素原子又は陽イオンである。)
  4. 前記一般式(1)のmが6〜16の整数であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のインク。
  5. 前記色材が、顔料であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のインク。
  6. 少なくとも1種の界面活性剤を含有することを特徴とする請求項5に記載のインク。
  7. 請求項1乃至6のいずれかに記載のインクを容器中に収容したことを特徴とする収容容器。
  8. 請求項1乃至7のいずれかに記載のインクを熱、圧力、及び振動から選択される少なくとも1種の刺激で印加し、該記録用インクを飛翔させて画像を記録するインク飛翔工程を少なくとも含むことを特徴とする画像形成方法。
  9. 請求項1乃至7いずれかに記載のインクを熱、圧力、及び振動から選択される少なくとも1種の刺激で印加し、該記録用インクを飛翔させて画像を記録するインク飛翔手段を少なくとも有することを特徴とする画像形成装置。
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