JP4543635B2 - アントラピリドン化合物、インクジェット記録液、及びインクジェット記録方法 - Google Patents

アントラピリドン化合物、インクジェット記録液、及びインクジェット記録方法 Download PDF

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Description

本発明は、新規なアントラピリドン化合物に関し、更には該化合物を含有するインクジェット記録液、及びインクジェット記録方法に関する。
アントラキノン系色素は、従来、繊維等の染色の分野において、あるいは画像形成用の色素及び染料として広く用いられてきた。一方、近年はインクジェット記録方法、感熱転写方式、カラー電子写真、印刷インク、記録ペン等の新しいカラー画像形成方法が実用に供されている。
インクジェット記録方式は、ピエゾ素子の電気−機械変換により液滴を圧力吐出させる方式、電気−熱変換により気泡を発生させて液滴を圧力吐出させる方式、静電力により液滴を吸引吐出させる方式等が通常、用いられている。
インクジェット記録液(以下、インクジェット用インク、または単に、インクともいう)においては、上記から選択される記録方式に適合すること、高い記録画像濃度を有し色調が良好であること、耐光性や耐熱性および耐水性といった色画像堅牢性に優れること、被記録媒体に対して定着が速く記録後に滲まないこと、インクとしての保存性に優れていること、毒性や引火性といった安全性に問題がないこと、安価であること等が要求される。
このような観点から、種々のインクジェット記録液が提案、検討されているが、要求の多くを同時に満足するようなインクジェット記録液はきわめて限られている。
イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックを用いたカラー画像記録においては、たとえばC.I.インデックスに記載されている従来から公知のC.I.ナンバーを有する染料、顔料が広く検討されてきた。例えば水溶性染料を用いたマゼンタのインクにおいては、C.I.アシッドレッド52のようなキサンテン系、C.I.ダイレクトレッド20のようなアゾ系の水溶性染料を使用したものが知られているが、これらはプリンターでの目詰まり対する高い信頼性を有しているが、その反面、耐光性のような堅牢性および耐水性に問題を有していた。一方、C.I.ピグメントレッド122のようなキナクリドン系の顔料を使用したものが知られているが、これらは高い堅牢性を有するものの、印字濃度が上がらない、またはブロンジング等の色再現性の問題を起こしやすかった。このように従来からよく知られている染料や顔料では、インクジェット用インクに要求される色相と堅牢性とを両立させることは困難であった。
この問題点を解決すべく、色調と耐光性の両立を目的とした特定のアントラピリドン化合物およびその水性インク組成物(例えば、特許文献1〜4参照)が示されているが、日進月歩の当業界においては、そのレベルは十分ではなく、さらなる改良が望まれていた。
一方、近年、水溶性染料を用いた水性インクの耐水性、耐光堅牢性が低いという問題を解決するために油溶性色素ないし、疎水性色素により水分散性樹脂を着色する提案がインクジェット記録用インクとしてなされている。油溶性色素を疎水性高沸点有機溶媒に溶解し、水性媒体中に分散してなるインク(例えば、特許文献5参照)が、また、油溶性色素によって染色された乳化重合粒子又は分散した重合粒子を用いたインク(例えば、特許文献6参照)が提案されている。
しかし、上記に記載の油溶性色素を用いたインクは粒子同士の凝集、沈降が起こり易くインクの安定性に劣っていた。また、印字した場合の色相に難点があり、印字濃度も低いという欠点を有しており、さらなる改良が望まれていた。
特開昭57−195775号公報 (特許請求の範囲、実施例3) 特開昭59−74173号公報 (特許請求の範囲、実施例1) 特開平2−16171号公報 (特許請求の範囲、実施例1) 特開平10−306221号公報 (特許請求の範囲、実施例1) 特開2001−262018号公報 (特許請求の範囲、実施例1) 特開2001−240763号公報 (特許請求の範囲、実施例1)
本発明の第1の目的は、新規化合物からなる色再現性に優れた良好な耐光性を示し、色再現性に優れたインクジェット記録液を提供することであり、第2の目的は、第1の目的に加えてインクの保存安定性に優れたインクジェット記録液を提供することであり、第3の目的は、該インクジェット記録液を用いたインクジェット記録方法の提供である。
本発明者らは、上記の問題点を種々検討した結果、色素として優れた性能を示す新規化合物(アントラピリドン化合物)、該化合物を含有してなるインクジェット記録液、該インクジェット記録液を用いて記録を行うインクジェット記録方法を用いることにより上記の問題点が解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
本発明の上記目的は、以下の構成により達成することができる。
(請求項1)
下記一般式(1)で表されることを特徴とする化合物。
Figure 0004543635
〔式中、Rはアルキル基、アリール基、シクロアルキル基、ピリジル基、チアゾリル基、オキサゾリル基、イミダゾリル基、アミノ基、又はアルコキシ基のいずれかを表し、Rはハロゲン原子、アルコキシ基、アリールオキシ基、スルホン酸基、スルホン酸の塩、アニリノ基、アルキルアミノ基、アシルアミノ基、スルホンアミド基、カルボキシル基又はカルボキシル基の塩のいずれかを表し、Rは水素原子、アルキル基、アリール基、ピリジル基、チアゾリル基、オキサゾリル基、又はイミダゾリル基のいずれかを表し、n1は0〜2の整数を表す。n1が2のとき、2つのRは互いに同じでも異なっていても良い。Qは−N−C=N−部と共に含窒素6員複素環を形成するのに必要な非金属原子群を表す。〕
(請求項2)
前記一般式(1)で表される化合物が、下記一般式(2)で表されることを特徴とする請求項1記載の化合物。
Figure 0004543635
〔式中、R、R、R、n1は前記一般式(1)と同義であり、Qは−C(R11)=C(R12)−Z−で表される基を表し、Zは−SO−または−CO−を表す。R11、R12は互いに結合して−C=C−部とともに5〜7員環を形成する基、もしくはそれぞれ独立に水素原子またはアルキル基を表す。〕
(請求項3)
前記一般式(2)で表される化合物が、下記一般式(3)で表されることを特徴とする請求項2記載の化合物。
Figure 0004543635
〔式中、R、R、R 、n1は前記一般式(1)と同義であり、Rハロゲン原子、アルキルスルホニル基、アミノ基、カルボキシル基又はスルファモイル基のいずれかを表し、n3は0〜2の整数を表し、n3が2のとき、2つのRは互いに同じでも異なっていても良い。Zは−SO−または−CO−を表す。〕
(請求項4)
前記一般式(3)で表される化合物が、下記一般式(4)で表されることを特徴とする請求項3記載の化合物。
Figure 0004543635
〔式中、R21はアルキル基またはアリール基を表し、R22は水素原子、アルキル基、アリール基、ピリジル基、チアゾリル基、オキサゾリル基、またはイミダゾリル基のいずれかを表し、R15はアルキルスルホニル基、ハロゲン原子またはアミノ基のいずれかを表し、n13は0または1の整数を表し、Rはアリールオキシ基、アルコキシ基またはスルホン酸基のいずれかを表し、Rはアルキル基、アリール基、シクロアルキル基、アルキルスルホニル基、ピリジル基、チアゾリル基、オキサゾリル基、またはイミダゾリル基のいずれかを表し、n4は0または1の整数を表す。〕
(請求項5)
請求項1記載の一般式(1)で表される化合物の少なくとも1種を含有することを特徴とするインクジェット記録液。
(請求項6)
請求項2記載の一般式(2)で表される化合物の少なくとも1種を含有することを特徴とするインクジェット記録液。
(請求項7)
請求項3記載の一般式(3)で表される化合物の少なくとも1種を含有することを特徴とするインクジェット記録液。
(請求項8)
請求項4記載の一般式(4)で表される化合物の少なくとも1種を含有することを特徴とするインクジェット記録液。
(請求項9)
請求項1〜4のいずれか1項記載の化合物が、微粒子分散物として含有されることを特徴とするインクジェット記録液。
(請求項10)
前記微粒子分散物が油溶性ポリマーを含むことを特徴とする請求項9記載のインクジェット記録液。
(請求項11)
請求項5〜10のいずれか1項記載のインクジェット記録液を用いて記録を行うことを特徴とするインクジェット記録方法。
本発明により得られた色素画像は良好な耐光性を示し、色再現性に優れたインクジェット記録液を提供し、且つ、インクの保存安定性に優れた水系インクジェット記録液を提供することが出来た。
本発明を更に詳しく説明する。本発明に係る前記一般式(1)〜(4)で表される化合物(以下単に、色素ともいう)について、詳細に説明する。
一般式(1)〜(3)において、Rはアルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基等)、アリール基(例えば、フェニ基、ナフチル基等)、シクロアルキル基(例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等)、ヘテロ環基(例えば、ピリジル基、チアゾリル基、オキサゾリル基、イミダゾリル基等)、アミノ基(例えば、アミノ基、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ブチルアミノ基、シクロペンチルアミノ基、2−エチルヘキシルアミノ基、ドデシルアミノ基等)またはアルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基等)のいずれかを表す。
一般式(4)において、R はアルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基等)、アリール基(例えば、フェニ基、ナフチル基等)またはアリール基(例えば、フェニ基、ナフチル基等)を表す。
としては、上記の中でも、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基及び複素環基が好ましく、アルキル基が最も好ましい。
一般式(1)〜(3)において、R は水素原子、アルキル基、アリール基又はヘテロ環基のいずれかを表す。一般式(4)において、R 22 は水素原子、アルキル基、アリール基又はヘテロ環基のいずれかを表す。
またはR 22 としては、水素原子、アルキル基及びアリール基が好ましく、水素原子、アルキル基がさらに好ましく、水素原子及びメチル基が最も好ましい。
としては、ハロゲン原子、アルコキシ基、アリールオキシ基、アニリノ基が好ましい。
としては、アルコキシ基及びアリールオキシ基が好ましい。
7としては、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、複素環基、アシル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基が好ましく、アリール基がさらに好ましく、フェニル基が最も好ましい。
一般式(1)〜(4)において、n1は0〜の整数を表し、n1が2のとき、2つのRは互いに同じでも異なっていても良い。n1は1〜2が好ましい。
n3及びn13は0〜の整数を表し、n3及びn132のとき、2つのR 又はR 15 は互いに同じでも異なっていても良い。n3及びn13、0が最も好ましい。n4は0または1の整数を表し1が最も好ましい。
一般式(1)において、Q1は−N−C=N−部と共に含窒素6員複素環を形成するのに必要な非金属原子群を表す。具体的には、環骨格の構成原子または基が、炭素原子、酸素原子、イオウ原子、窒素原子、カルボニル基、スルホニル基、ホスホニル基から選択されて構成された、6員環骨格を形成する非金属原子群を表す。好ましいQ1は、環の骨格の構成原子または基が、炭素原子、窒素原子、カルボニル基、スルホニル基から選択されて構成された6員環骨格を形成する非金属原子群である。より好ましくは、少なくとも一つのカルボニル基またはスルホニル基を6員環骨格の構成原子として含むものであり、更に好ましくは、−N−の窒素原子と結合するQ1末端部がカルボニル基またはスルホニル基である、6員環骨格を形成する非金属原子群である。これらは前述の置換基を有してもよく、また他の環と縮環してもよい。ベンゼン環と縮環するのが最も好ましい。
一般式(2)において、Qは−C(R11)=C(R12)−Z−で表される基を表す(本発明において、この基の表記はこの式で表される基の結合の向きを制限するものではない。)。Zは−SO−または−CO−を表す。R11、R12は互いに結合して−C=C−部とともに5〜7員環を形成する基、もしくはそれぞれ独立に水素原子またはアルキル基を表す。R11、R12が結合して形成される5員〜7員の環は飽和または不飽和環であり、該環は脂環、芳香環、ヘテロ環であってもよく、例えば、ベンゼン環、フラン環、チオフェン環、シクロペンタン環、シクロヘキサン環が挙げられる。
一般式(3)において、Z2は−SO2−または−CO−を表す。
以下に、一般式(1)〜(4)で表される化合物の具体例を示すが、本発明はこれらに限定されない。尚、構造式中のMはスルホン酸の対イオンであり、水素原子、アルカリ金属、1/2アルカリ土類金属、アンモニウムまたは有機アンモニウム等を表す。
Figure 0004543635
Figure 0004543635
Figure 0004543635
Figure 0004543635
Figure 0004543635
Figure 0004543635
Figure 0004543635
Figure 0004543635
Figure 0004543635
Figure 0004543635
前記一般式(1)〜(4)で表される色素は水溶性、油溶性のいずれであっても良いが、油溶性である場合、水性媒体に分散されてなるものが好ましい。前記水性媒体としては、少なくとも水を含有していればよく、具体的には、水又は水と水混和性有機溶剤との混合物に、必要に応じて、界面活性剤、乾燥防止剤(湿潤剤)、安定剤、防腐剤などの添加剤を添加したものが好適に挙げられる。
本発明に係る着色組成物とは、前記一般式(1)〜(4)で表される化合物から選ばれる少なくとも1種を含有するものであり、更に他の任意の色素を含有してもよく、好ましい色素の選択は当業者にとっては容易である。
前記一般式(1)〜(4)で表される化合物の、インクジェット記録液の含有量は、0.1質量%〜25質量%の範囲が好ましく、更に好ましくは、0.5質量%〜10質量%の範囲である。
前記一般式(1)〜(4)の化合物を有する、本発明のインクジェット記録液は、水系溶媒、油系溶媒、固体(相変化)溶媒等の種々の溶媒系を用いることができるが、本発明に記載の効果を好ましく得る観点からは、特に下記に記載のような水系溶媒を用いることが好ましい。
《水系溶媒》
水系溶媒としては、水(例えば、イオン交換水が好ましい)と水溶性有機溶媒との混合系が好ましく用いられる。
水溶性有機溶媒の例としては、アルコール類(例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、セカンダリーブタノール、ターシャリーブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、シクロヘキサノール、ベンジルアルコール等)、多価アルコール類(例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、ブチレングリコール、ヘキサンジオール、ペンタンジオール、グリセリン、ヘキサントリオール、チオジグリコール等)、多価アルコールエーテル類(例えば、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、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メチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、プロピレングリコールモノフェニルエーテル等)、アミン類(例えば、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、N−メチルジエタノールアミン、N−エチルジエタノールアミン、モルホリン、N−エチルモルホリン、エチレンジアミン、ジエチレンジアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ポリエチレンイミン、ペンタメチルジエチレントリアミン、テトラメチルプロピレンジアミン等)、アミド類(例えば、ホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド等)、ヘテロ環類(例えば、2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、シクロヘキシルピロリドン、2−オキサゾリドン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン等)、スルホキシド類(例えば、ジメチルスルホキシド等)、スルホン類(例えば、スルホラン等)、尿素、アセトニトリル、アセトン等が挙げられる。
上記の水溶性有機溶媒の中でも、特に好ましく用いられるのは、多価アルコール類である。
水系溶媒は、前記一般式(1)〜(4)で表される化合物が、溶媒系に可溶であればそのまま溶解して用いることができる。この場合、前記一般式(1)〜(4)で表される化合物の水系溶媒への溶解性が重要であり、前記化合物の構造上の特徴としては、スルホ基または、その塩(例えば、ナトリウム塩、カリウム塩等のアルカリ金属塩、1/2カルシウム塩、アンモニウム塩等)を少なくとも1つ有することが好ましく、更に好ましくは、少なくとも2つ以上有することである。
《微粒子分散物(着色粒子分散物ともいう)》
本発明に係る、前記一般式(1)〜(4)で表される化合物の微粒子分散物について説明する。
前記一般式(1)〜(4)で表される化合物が、上記の水系溶媒に、化合物単独の状態では実質的に不溶(ここで、実質的に不溶とは、水系溶媒中への溶解性が0.1質量%以下であるような場合を示す)の固体である場合、前記化合物を種々の分散機(例えば、ボールミル、サンドミル、アトライター、ロールミル、アジテーターミル、ヘンシェルミキサー、コロイドミル、超音波ホモジナイザー、パールミル、ジェットミル、オングミル等)を用いて微粒子化するか、あるいは前記化合物が可溶な有機溶媒に溶解した後に、高分子分散剤や界面活性剤とともに、化合物単独の状態では不溶の溶媒系に分散させることができる。
または、前記化合物を樹脂(ポリマーともいう)と混練し、その後水系で分散し、前記化合物が樹脂被覆された状態の着色微粒子分散物を作製する方法、樹脂を有機溶剤に溶解した溶液を前記化合物の分散液に加えた後、減圧で溶剤を除去し樹脂被覆して、着色微粒子分散物を作製する方法等が挙げられる。
更に、溶媒系が室温などでは固体状の媒体または半溶融状物等(後述するワックスのような材料の場合)である場合、前記固体状のまま、前記半溶融状物のままか、または、それらが可溶である有機溶媒に溶解して、高分子分散剤や界面活性剤とともにその溶媒系に分散させることができる。
本発明に係る微粒子分散物は、少なくとも前記一般式(1)〜(4)で表される化合物の1種と樹脂とを構成成分として含む微粒子を含有しているが、微粒子分散物が、コア/シェル構造を有する微粒子を含むことが好ましい。
本発明において好ましい着色微粒子分散物とは、詳細は後述するが、着色微粒子の水分散物としての安定性を向上し、且つ、色材の堅牢性や色調の向上効果を好ましく得る観点から、微粒子表面〜表面層には、比較的親水性を有する樹脂で構成することが好ましい。
また、更に長期に亘って該着色微粒子分散物の凝集を防止し、微粒子のインクサスペンションとしての安定性を向上させ、メディアに印画したときの画像の色調や光沢、更に耐光性等、画像に堅牢性を付与するためには、着色微粒子(色素を含む樹脂分散粒子)をコア部として、更に有機ポリマー(油溶性を有し、且つ、水分散型のポリマー)からなるシェル部を形成するのが好ましい。
(コア/シェル構造を有する着色微粒子)
本発明に係る微粒子分散物を構成する微粒子がコア/シェル構造を形成する場合、コア部とシェル部の構成としては下記のような組み合わせがある。
コア部 シェル部
(1) 色素 樹脂
(2) 色素+樹脂 樹脂
上記の組み合わせの中でも、コア/シェル粒子の分散安定性向上の観点から、コア部が樹脂や色材を含み、シェル部が樹脂により構成されている組み合わせ(2)が好ましい。
(コア/シェルを形成する樹脂の割合)
コアシェル構造の安定性向上(コアの一部が粒子表面に現れるのを防止し、また、コア部の色素保護性を向上させる)の観点から、シェルに用いられる樹脂量が総樹脂量の5質量%〜95質量%の範囲であることが好ましく、更に好ましくは、10質量%〜90質量%である。
(色素と樹脂の比率)
インク吐出後の画像濃度を適性に保ちながら、且つ、色素に対する樹脂の保護能を十分に機能させる観点から、色素の質量は総樹脂量に対して20質量%〜1000質量%の範囲であることが好ましい。
(微粒子の粒径)
本発明において、前記一般式(1)〜(4)で表される化合物(色素ともいう)が水系溶媒系に不溶であり、微粒子状に分散させる場合、前記微粒子分散物中の微粒子(着色微粒子)の粒径としては、平均粒径が150nm以下になるように分散されていることがさらに好ましい。
また、前記一般式(1)〜(4)で表される化合物(色素ともいう)の少なくとも1種をコアシェル樹脂中に確実に封入し、また、得られた微粒子分散物がインクとして用いられた時のヘッドへの詰まりやすさを低減し、インクジェット記録液中での微粒子分散物の沈降を防止し、且つ、インクジェット記録液の保存安定性(停滞安定性、経時安定性等ともいう)を向上させる観点から、コア/シェル微粒子の体積平均粒子径は、1nm〜200nmの範囲に調整することが好ましく、更に好ましくは、3nm〜100nmの範囲である。
(体積平均粒子径)
ここで、微粒子の体積平均粒子径は、透過型電子顕微鏡(TEM)写真の投影面積(少なくとも100粒子以上に対して求める)の平均値から得られた円換算平均粒径を、球形換算して求められる。体積平均粒子径とその標準偏差を求め、標準偏差を体積平均粒子径で割ることで変動係数を求められる。或いは、動的光散乱法を利用して変動係数を求めることも出来る。例えば、大塚電子製レーザ粒径解析システムや、マルバーン社製ゼータサイザを用いて求めることが出来る。
(粒子径の変動係数)
粒子径の変動係数は、粒子径の標準偏差を粒子径で割った値であるが、この値が大きいほど粒子径の分布が広いことを意味する。
コアシェルの厚みの均一性を高め、粒子間の表面物性を均一化して粒子の凝集を低減させ、インクジェットヘッドの詰まりを防止する効果、メディア上での色材の不用な光散乱を防止して画質の低下を抑制する効果を共に得る観点から、粒子径の変動係数は、80%未満が好ましく、更に好ましくは、50%以下であり、特に好ましくは、30%以下である。
(コアシェル構造の形成方法)
本発明に係るコア/シェル構造を有する微粒子は、最初に、本発明に係る色素を含有する樹脂コアを作製した後、樹脂シェルを設ける方法と、コア及びシェルを同時に設ける手法等が挙げられる。
(a)微粒子コア作製後にシェルを設ける方法
コアとなる色素含有(色素を含むともいう)樹脂は、各種の手法で調製することができる。例えば、色素と樹脂とを混練し、その後、水系で分散し樹脂被覆色素を作製する手法などがある。それに樹脂シェルを設ける手法としては、コアとなる樹脂の水系サスペンションに水溶性の樹脂分散剤を添加し吸着させる手法、モノマーを徐々に滴下し、重合と同時にコア表面に沈着させる方法、あるいは、有機溶剤に溶解した樹脂を徐々に滴下し、析出と同時にコア表面に吸着させる方法などがある。
本発明においては、コアとなる樹脂の水系サスペンションにモノマーを徐々に滴下し、重合と同時にコア表面に沈着させる方法が特に好ましい。
(b)微粒子形成時にコアとシェルを同時に設ける方法
コアとなる樹脂と色材(色素)を、重合後にシェルとなるモノマーに溶解または分散し、水中で懸濁後重合する手法や、その液を活性剤ミセルを含有する水中に徐々に滴下しながら乳化重合していく手法などもある。モノマーがコア、樹脂がシェルとなってもよい。あるいは、重合後にコアとなりうるモノマーとシェルとなりうるモノマー混合液に色素を溶解または分散し、懸濁重合あるいは乳化重合する手法もある。
(コアシェル構造の評価方法)
着色微粒子が実際にコアシェル化されているかを評価することは重要である。本発明では後述するように、着色微粒子の個々の粒子径が200nm以下と非常に微小であるため、分析手法は分解能の観点から限られたものとなる。
このような目的に沿う分析手法としては、TEM(透過型電子顕微鏡)やTOF−SIMS(飛行時間型二次イオン質量分析)などが適用できる。TEMによりコアシェル化した微粒子を観察する場合、カーボン支持膜上に分散液を塗布、乾燥させ観察することができる。TEMの観察像は、有機物である樹脂の種類のみではコントラスト差が小さい場合があるため、コアシェル化されているかどうかを評価するために、微粒子を、4酸化オスミウム、4酸化ルテニウム、クロロスルホン酸/酢酸ウラニル、硫化銀等を用いて染色することが好ましい。
コアだけの微粒子を染色し、そのTEM観察を行い、シェルを設けたものと比較する。更に、シェルを設けた微粒子と設けていない微粒子を混合後、染色し、染色度合いの異なる微粒子の割合がシェルの有無に一致するかを確認する。
TOF−SIMSのような質量分析装置では、粒子表面にシェルを設けることで表面近傍の色材量がコアだけの時よりも減少していることを確認する。色材にコアシェルの樹脂に含有されていない元素がある場合、その元素をプローブとして色材含有量の少ないシェルが設けられたかを確認することができる。
即ち、色材含有率(濃度)は、TOF−SIMSを用いて、個々の微粒子表面について、先ず質量数1〜1,000の範囲におけるイオンの総量を測定し、その中で色素に含有されるコアシェルの樹脂に含有されていない元素に由来するイオンの総量との比を算出する。次いで、この方法をシェルとコア/シェル化を行っていないコア、各々の色材含有率とを比較することにより各々の色素含有率(濃度)を測定できる。
TOF−SIMSでは、表面から深さ方向に数nmの元素分析ができるため、コア/シェル微粒子の分析が可能である。
上記のような特定元素がない場合でも、適当な染色剤を用いてシェル中の色材含有量をシェルを設けていないもの粒子と比較、検討することができる。
また、コアシェル粒子をエポキシ樹脂内に埋胞し、ミクロトームで超薄切片を作製、染色を行うことでコアシェル化をより明瞭に観察できる。上記のように、樹脂や、色材にプローブとなりうる元素がある場合、TOF−SIMSやTEMによってコアシェルの組成、色材のコアとシェルへの分布量を見積もることもできる。
(着色微粒子分散物の形成用樹脂の好ましい物性)
着色微粒子分散物の形成用樹脂に求められる物性とは、前記一般式(1)〜(4)のいずれか1種の化合物(色素)との相溶性、親和性が高いことは勿論のこと、色調、保存性を良くするための相互作用が強いこと、分散系を保つために適度な疎水性を有し、且つ、分散安定性を向上するための適度な親水性を同時に有し、更に、耐光性を上げるためにはガラス転移点(Tg)が高いことなど(但し分散安定性を上げるためには低Tgである方がよい)多様な性質が要求される。
従来、染料や色素という色材と共に用いられてきた複合樹脂粒子においては、例えば、染料、色素に対して相溶性または親和性の高い樹脂を用いることが色調のよい着色微粒子を得る上では好ましい。用いられる樹脂は、その数平均分子量が500〜100,000の範囲であることが好ましく、特に好ましくは、1,000〜30,000である。
該樹脂のTgは、各種用いることが可能であるが、用いる樹脂のうち、少なくとも1種以上はTgが10℃以上であるものを用いる方が好ましい。
本発明においては、一般に知られているすべての樹脂を使用可能であるが、特に好ましい樹脂は、主な官能基としてアセタール基を含有する樹脂、炭酸エステル基を含有する樹脂、水酸基を含有する樹脂およびエステル基を有する樹脂である。上記の樹脂は、置換基を有していてもよく、その置換基は直鎖状、分岐、あるいは環状構造をとっていてもよい。また、上記の官能基を有する樹脂は、各種のものが市販されているが、常法によって合成することもできる。また、これらの共重合体は、例えば1つの樹脂分子中にエポキシ基を導入しておき、後に他の樹脂と縮重合させたり、光や放射線を用いてグラフト重合を行っても得られる。
本発明に係る着色微粒子分散物においては、樹脂コアは、主として色材を包含し、その堅牢性や色調を保持するのに寄与するが、一方樹脂シェルは色材を包含した微粒子のインクサスペンションとしての安定性を増すことに寄与し、さらにメディア上での色材の定着を促進、凝集を防止し、画質の向上に寄与する。また、色材の堅牢性、色調の保持にも貢献する。
色素含有率(濃度)は、前述のようにTOF−SIMSのような質量分析装置で測定することができ、TOF−SIMSでは、個々の微粒子表面について、先ず質量数1〜1000のイオンの総量を測定し、その中で染料に起因するイオンの総量から、色材含有率を求めることができる。シェルとコア/シェル化を行っていないコア、各々の色材含有率を比較する。TOF−SIMSでは、表面から深さ方向に数nmの元素分析ができるため本発明の様なコア/シェル微粒子の分析が可能である。
本発明に係る、コア/シェルの形態を有する微粒子においては、色材の保護能が適切であり、サスペンションインクとしての保守安定性の向上、インクジェットノズル先端部でのインク蒸発に伴うインクの増粘防止、サスペンションの凝集によるプリンタヘッドの目詰まり防止の観点から、樹脂量として本発明の水系インク中に0.5質量%〜50質量%配合されることが好ましく、更に好ましくは、0.5質量%〜30質量%配合されることである。
《油溶性ポリマー(親油性ポリマーともいう)》
本発明のインクジェット記録液は、微粒子分散物(着色粒子分散物)の水系媒体を用いるインク中での経時安定性を向上させる観点から、前記微粒子分散物が、前記化合物と油溶性ポリマー(親油性ポリマー)とを含む態様が好ましい。
ここで、油溶性ポリマー(親油性ポリマー)とは、室温下(大気圧条件下)で、純水への溶解度が10質量%以下であることが好ましい。
油溶性ポリマーを用いて微粒子分散物を調製するにあたり、前記油溶性ポリマーの使用形態としては、下記(c)、(d)のような形態が挙げられる。
(c)本発明に係る微粒子分散物が、樹脂(ポリマー)中に前記化合物が含浸された状態で調製される場合
(d)本発明に係る微粒子分散物が、コア領域(樹脂と色素とを含む)と前記コア領域を被覆するように形成されたシェル領域(樹脂を含む)からなるコアシェル粒子の分散物として調製される場合
前記(c)の態様の好ましい一例としては、前記一般式(1)〜(4)で表される化合物(単に色素ともいう)を、可溶である有機溶媒(親油性溶媒ともいう)に溶解した後、油溶性ポリマー(親油性ポリマーともいう)と共に、微粒子分散物を調製し、水系溶媒に分散させる等が挙げられる。
次に、前記(d)の態様の好ましい一例としては、前記一般式(1)〜(4)で表される化合物(単に色素ともいう)を、可溶である有機溶媒(親油性溶媒ともいう)に溶解した後、油溶性ポリマー(親油性ポリマーともいう)と共に分散してコア粒子(油溶性ポリマーと色素を構成成分として含む)を作製し、更に前記コア粒子を油溶性ポリマーで被覆してシェル領域を形成するなどが挙げられる。
また、前記(c)、(d)のどちらの態様の微粒子分散物の調製においても、微粒子の水系溶媒への分散方法としては、例えば特開平5−148436号公報、同5−295312号公報、同7−97541号公報、同7−82515号公報、同7−118584号公報等に記載の方法を参照することができる。
本発明に係る油溶性ポリマーとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、従来公知の水不溶性型、水分散(自己乳化)型、水溶性型のいずれのポリマーを用いることができるが、中でも、前記(c)の態様の微粒子分散物の調製、前記(d)の態様の微粒子分散物の調製に用いられるシェル領域を形成する油溶性ポリマーとしては、着色微粒子の製造容易性、分散安定性等の点で以下に示す水分散型のポリマーが好ましく用いられる。
《水分散型のポリマー》
該水分散型のポリマーとしては、イオン解離型のもの、非イオン性分散性基含有型のもの、あるいはこれらの混合型のもののいずれでもよい。前記イオン解離型のポリマーとしては、三級アミノ基などのカチオン性の解離性基を含有するポリマーや、カルボン酸、スルホン酸などのアニオン性の解離性基を含有するポリマーが挙げられる。前記非イオン性分散性基含有型のポリマーとしては、ポリエチレンオキシ鎖などの非イオン性分散性基を含有するポリマーが挙げられる。
これらの中でも、着色微粒子の分散安定性の点で、アニオン性の解離性基を含有するイオン解離型のポリマー、非イオン性分散性基含有型のポリマー、混合型のポリマーが好ましい。
本発明に係る水分散型のポリマーの形成に用いられるモノマー(単量体ともいう)としては、例えば、以下のものが挙げられる。
即ち、アクリル酸エステル類、具体的には、メチルアクリレート、エチルアクリレート、n−プロピルアクリレート、イソプロピルアクリレート、n−ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、sec−ブチルアクリレート、tert−ブチルアクリレート、アミルアクリレート、ヘキシルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、オクチルアクリレート、tert−オクチルアクリレート、2−クロロエチルアクリレート、2−ブロモエチルアクリレート、4−クロロブチルアクリレート、シアノエチルアクリレート、2−アセトキシエチルアクリレート、ベンジルアクリレート、メトキシベンジルアクリレート、2−クロロシクロヘキシルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、フルフリルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、フェニルアクリレート、5−ヒドロキシペンチルアクリレート、2,2−ジメチル−3−ヒドロキシプロピルアクリレート、2−メトキシエチルアクリレート、3−メトキシブチルアクリレート、2−エトキシエチルアクリレート、2−ブトキシエチルアクリレート、2−(2−メトキシエトキシ)エチルアクリレート、2−(2−ブトキシエトキシ)エチルアクリレート、グリシジルアクリレート、1−ブロモ−2−メトキシエチルアクリレート、1,1−ジクロロ−2−エトキシエチルアクリレート、2,2,2−テトラフルオロエチルアクリレート、1H,1H,2H,2H−パーフルオロデシルアクリレート等;
メタクリル酸エステル類、具体的には、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、n−プロピルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、n−ブチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、sec−ブチルメタクリレート、tert−ブチルメタクリレート、アミルメタクリレート、ヘキシルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、クロロベンジルメタクリレート、オクチルメタクリレート、ステアリルメタクリレート、2−(3−フェニルプロピルオキシ)エチルメタクリレート、フルフリルメタクリレート、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、フェニルメタクリレート、クレジルメタクリレート、ナフチルメタクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、4−ヒドロキシブチルメタクリレート、トリエチレングリコールモノメタクリレート、ジプロピレングリコールモノメタクリレート、2−メトキシエチルメタクリレート、3−メトキシブチルメタクリレート、2−エトキシエチルメタクリレート、2−iso−プロポキシエチルメタクリレート、2−ブトキシエチルメタクリレート、2−(2−メトキシエトキシ)エチルメタクリレート、2−(2−エトキシエトキシ)エチルメタクリレート、2−(2−ブトキシエトキシ)エチルメタクリレート、2−アセトキシエチルメタクリレート、2−アセトアセトキシエチルメタクリレート、アリルメタクリレート、グリシジルメタクリレート、2,2,2−テトラフルオロエチルメタクリレート、1H,1H,2H,2H−パーフルオロデシルメタクリレート等;
ビニルエステル類、具体的には、ビニルアセテート、ビニルプロピオネート、ビニルブチレート、ビニルイソブチレート、ビニルカプロエート、ビニルクロロアセテート、ビニルメトキシアセテート、ビニルフェニルアセテート、安息香酸ビニル、サリチル酸ビニル等;
アクリルアミド類、具体的には、アクリルアミド、メチルアクリルアミド、エチルアクリルアミド、プロピルアクリルアミド、ブチルアクリルアミド、tert−ブチルアクリルアミド、tert−オクチルアクリルアミド、シクロヘキシルアクリルアミド、ベンジルアクリルアミド、ヒドロキシメチルアクリルアミド、メトキシメチルアクリルアミド、ブトキシメチルアクリルアミド、メトキシエチルアクリルアミド、フェニルアクリルアミド、ジメチルアクリルアミド、ジエチルアクリルアミド、β−シアノエチルアクリルアミド、N−(2−アセトアセトキシエチル)アクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド等;
メタクリルアミド類、具体的には、メタクリルアミド、メチルメタクリルアミド、エチルメタクリルアミド、プロピルメタクリルアミド、ブチルメタクリルアミド、tert−ブチルメタクリルアミド、シクロヘキシルメタクリルアミド、ベンジルメタクリルアミド、ヒドロキシメチルメタクリルアミド、メトキシエチルメタクリルアミド、フェニルメタクリルアミド、ジメチルメタクリルアミド、β−シアノエチルメタクリルアミド、N−(2−アセトアセトキシエチル)メタクリルアミド等;
オレフィン類、具体的には、ジシクロペンタジエン、エチレン、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、塩化ビニル、塩化ビニリデン、イソプレン、クロロプレン、ブタジエン、2,3−ジメチルブタジエン等、スチレン類、例えば、スチレン、メチルスチレン、ジメチルスチレン、トリメチルスチレン、エチルスチレン、イソプロピルスチレン、クロルメチルスチレン、メトキシスチレン、アセトキシスチレン、クロルスチレン、ジクロルスチレン、ブロムスチレン、ビニル安息香酸メチルエステル等;
ビニルエーテル類、具体的には、メチルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、ヘキシルビニルエーテル、メトキシエチルビニルエーテル等;
その他のモノマーとして、クロトン酸ブチル、クロトン酸ヘキシル、イタコン酸ジメチル、イタコン酸ジブチル、マレイン酸ジエチル、マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジブチル、フマル酸ジエチル、フマル酸ジメチル、フマル酸ジブチル、メチルビニルケトン、フェニルビニルケトン、メトキシエチルビニルケトン、N−ビニルオキサゾリドン、N−ビニルピロリドン、ビニリデンクロライド、メチレンマロンニトリル、ビニリデン、ジフェニル−2−アクリロイルオキシエチルホスフェート、ジフェニル−2−メタクリロイルオキシエチルホスフェート、ジブチル−2−アクリロイルオキシエチルホスフェート、ジオクチル−2−メタクリロイルオキシエチルホスフェート等;が挙げられる。
また、解離性基を有するモノマーとしては、アニオン性の解離性基を有するモノマー、カチオン性の解離性基を有するモノマーが挙げられる。
前記アニオン性の解離性基を有するモノマーとしては、例えば、カルボン酸モノマー、スルホン酸モノマー、リン酸モノマー等が挙げられる。
カルボン酸モノマーとしては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、クロトン酸、イタコン酸モノアルキルエステル(例えば、イタコン酸モノメチル、イタコン酸モノエチル、イタコン酸モノブチルなど)、マレイン酸モノアルキルエステル(例えば、マレイン酸モノメチル、マレイン酸モノエチル、マレイン酸モノブチルなど)などが挙げられる。
スルホン酸モノマーとしては、例えば、スチレンスルホン酸、ビニルスルホン酸、アクリロイルオキシアルキルスルホン酸(例えば、アクリロイルオキシメチルスルホン酸、アクリロイルオキシエチルスルホン酸、アクリロイルオキシプロピルスルホン酸など)、メタクリロイルオキシアルキルスルホン酸(例えば、メタクリロイルオキシメチルスルホン酸、メタクリロイルオキシエチルスルホン酸、メタクリロイルオキシプロピルスルホン酸など)、アクリルアミドアルキルスルホン酸(例えば、2−アクリルアミド−2−メチルエタンスルホン酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、2−アクリルアミド−2−メチルブタンスルホン酸など)、メタクリルアミドアルキルスルホン酸(例えば、2−メタクルリアミド−2−メチルエタンスルホン酸、2−メタクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、2−メタクリルアミド−2−メチルブタンスルホン酸など)などが挙げられる。
リン酸モノマーとしては、例えば、ビニルホスホン酸、メタクリロイルオキシエチルホスホン酸などが挙げられる。
これらの中でも、アクリル酸、メタクリル酸、スチレンスルホン酸、ビニルスルホン酸、アクリルアミドアルキルスルホン酸、メタクリルアミドアルキルスルホン酸が好ましく、更に好ましくは、アクリル酸、メタクリル酸、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、2−アクリルアミド−2−メチルブタンスルホン酸等が挙げられる。
前記カチオン性の解離性基を有するモノマーとしては、例えば、ジアルキルアミノエチルメタクリレート、ジアルキルアミノエチルアタクリレートなどの3級アミノ基を有するモノマーが挙げられる。
また、非イオン性分散性基を含有するモノマーとしては、例えば、ポリエチレングリコールモノアルキルエーテルとカルボン酸モノマーとのエステル、ポリエチレングリコールモノアルキルエーテルとスルホン酸モノマーとのエステル、ポリエチレングリコールモノアルキルエーテルとリン酸モノマーとのエステル、ポリエチレングリコールモノアルキルエーテルとイソシアネート基含有モノマーから形成されるビニル基含有ウレタン、ポリビニルアルコール構造を含有するマクロモノマーなどが挙げられる。前記ポリエチレングリコールモノアルキルエーテルのエチレンオキシ部の繰り返し数としては、8〜50が好ましく、10〜30がより好ましい。前記ポリエチレングリコールモノアルキルエーテルのアルキル基の炭素原子数としては、1〜20が好ましく、1〜12がより好ましい。
これらのモノマーは、1種単独で使用されてポリマーが形成されていてもよいし、2種以上が併用されてポリマーが形成されていてもよく、前記ポリマーの目的(Tg調節、溶解性改良、分散物安定性等)に応じて適宜選択することができる。
《従来公知のポリマー》
また、本発明では樹脂として、従来公知のポリマー(樹脂)が使用可能であるが、好ましいポリマーとしては、主な官能基としてアセタール基を含有するポリマー、炭酸エステル基を含有するポリマー、水酸基を含有するポリマーおよびエステル基を有するポリマーなどであり、特にアセタール基を含有するポリマー、中でもポリビニルブチラール等が挙げられる。
上記のポリマーは、置換基を有していてもよく、その置換基は直鎖状、分岐、あるいは環状構造をとっていてもよい。また、上記の官能基を有するポリマーは、各種のものが市販されているが、常法によって合成することもできる。また、これらの共重合体は、例えば1つのポリマー分子中にエポキシ基を導入しておき、後に他のポリマーと縮重合させたり、光や放射線を用いてグラフト重合を行っても得られる。
また、重合性エチレン性不飽和二重結合を有するビニルモノマーのラジカル重合によって得られたポリマーも好ましく用いられる。エチレン、プロピレン、ブタジエン、塩化ビニル、塩化ビニリデン、酢酸ビニル、スチレン、(メタ)アクリル酸エステル類、アクリル酸、メタクリル酸、アクリルアミド類等のラジカル重合によって得られるポリマー、例えば、スチレン/アクリル酸エチル、或いはアクリル酸ブチル等の共重合体ポリマー、また、スチレン/メタクリル酸エチルヘキシル等の共重合体ポリマー、更にはスチレン/メタクリル酸エチルヘキシル/ヒドロキシエチルアクリレート等の共重合体ポリマー等が例としてあげられる。
本発明に係るコアシェル型の着色微粒子の作製において、特に好ましいポリマーとしてはアセタール基を含有するポリマー(ポリビニルアセタール)が挙げられるが、中でも特にポリビニルブチラールが色素等の色材に対する溶解性や親和性等の相互作用の点で好ましく、コア部の形成に用いられる複数の樹脂のうちの1つはポリビニルブチラールであることが好ましく、これらに加えて前記のポリマーのうち1つ以上をポリビニルブチラールとは異なった樹脂成分として混合して用いることが好ましい。また、同種のポリビニルブチラール樹脂同士であっても、平均重合度の異なるものや分子量分布の異なるもの等を組み合わせてもよい。
(樹脂の分子量)
本発明において用いられるこれらの樹脂(ポリマー)としてはその数平均分子量が500〜100,000、特に1,000〜30,000であることが、印刷後の製膜性、その耐久性及びサスペンションの形成性の点から好ましい。
(樹脂のガラス転移点(Tg))
樹脂のガラス転移点(Tg)としては、各種用いることが可能であるが、用いるポリマーのうち、少なくとも1種以上はTgが10℃以上であるものを用いる方が好ましい。
《親油性溶媒》
本発明に係る微粒子分散物の調製に用いられる有機溶媒(親油性溶媒)について説明する。
本発明において親油性とは、上記のLogP値が0以上である溶媒を示す。
本発明に使用される親油性溶媒(疎水性溶媒ともいう)としては、具体的には、アルコール類(例えば、ペンタノール、ヘプタノール、オクタノール、フェニルエチルアルコール、フェニルプロピルアルコール、フルフリルアルコール、アニルアルコール、セチルアルコール、オレイルアルコール、オクタデシルアルコール等)、エステル類(エチレングリコールジアセテート、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールジアセテート、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、酢酸アミル、酢酸ベンジル、酢酸フェニルエチル、酢酸フェノキシエチル、フェニル酢酸エチル、プロピオン酸ベンジル、安息香酸エチル、安息香酸ブチル、ラウリン酸ブチル、ミリスチン酸イソプロピル、リン酸トリエチル、リン酸トリブチル、リン酸トリ(2−エチルヘキシル)、リン酸トリフェニル、リン酸トリクレジル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジブチル、フタル酸ジウンデシル、マロン酸ジエチル、マロン酸ジプロピル、ジエチルマロン酸ジエチル、コハク酸ジエチル、コハク酸ジブチル、グルタル酸ジエチル、アジピン酸ジエチル、アジピン酸ジプロピル、アジピン酸ジブチル、アジピン酸ジ(2−メトキシエチル)、セバシン酸ジエチル、マレイン酸ジエチル、マレイン酸ジブチル、マレイン酸ジオクチル、フマル酸ジエチル、フマル酸ジオクチル、ケイ皮酸−3−ヘキセニル、クエン酸トリブチル等)、エーテル類(例えば、ブチルフェニルエーテル、ベンジルエチルエーテル、ヘキシルエーテル等)、ケトン類(例えば、ベンジルメチルケトン、ベンジルアセトン、ジアセトンアルコール、シクロヘキサノン等)、炭化水素類(例えば、石油エーテル、石油ベンジル、テトラリン、デカリン、ターシャリーアミルベンゼン、ジメチルナフタリン等)、アミド類(例えば、N,N−ジエチルドデカンアミド、N,N−ジブチルドデカンアミド等)が挙げられる。
本発明において、沸点150℃以上の高沸点有機溶媒を含有した場合、色調又は分散安定性の点で好ましい態様の一つである。
高沸点有機溶媒は、前記油溶性色素の1〜1000質量%、好ましくは10〜400質量%が好ましい。高沸点有機溶媒は、一種単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。
高沸点有機溶媒の沸点としては、150℃以上であることが必要であり、170℃以上が好ましい。前記高沸点有機溶媒の誘電率としては、3〜12であることが必要であり、4〜10が好ましい。ここでいう誘電率とは、25℃における真空中に対する比誘電率を表す。
高沸点有機溶媒は、油溶性色素を、水性媒体中に分散した前記の如き色素分散物において用いることもできる。即ち、前記色素分散物を、高沸点有機溶媒に溶解した前記油溶性色素を水性媒体中に分散してなる形態としてもよい。
前記高沸点有機溶媒としては、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、米国特許第2,322,027号等に記載の化合物が挙げられ、リン酸エステル類、脂肪酸エステル類、フタル酸エステル類、安息香酸エステル類、フェノール類、アミド系類の高沸点有機溶媒が好ましい。
前記高沸点有機溶媒を用いることで色素のポリマーへの溶解性が向上し色調がより良好となり、分散安定性改良効果も得られる。
これらの高沸点有機溶媒は、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、例えば、トリクレジルホスフェートとジブチルフタレートとの併用、トリオクチルホスフェートとジ(2−エチルヘキシル)セバケートとの併用、ジブチルフタレートとポリ(N−t−ブチルアクリルアミド)との併用、などが挙げられる。
本発明においては、前記高沸点有機溶媒と共に低沸点有機溶媒(常圧で沸点150℃以下(通常、約30℃以上)の有機溶媒)を併用することができる。
上記のような親油性溶媒(高沸点有機溶媒、低沸点有機溶媒)は、前記一般式(1)〜(4)で表される化合物をそのまま溶解させて用いることができ、また、樹脂状分散剤や結合剤を併用して分散または溶解させて用いることもできる。
このようなインクジェット記録液に使用される油系溶媒の具体的調製法については、特開平3−231975号公報、特表平5−508883号公報に記載の方法を参照することができる。
《固体溶媒(相変化溶媒ともいう)》
本発明に使用される固体(相変化)溶媒は、溶媒として室温で固体であり、且つ、インクジェット記録液の加熱噴射時には溶融した液体状である相変化溶媒を使用する。
このような相変化溶媒としては、天然ワックス(例えば、密ロウ、カルナウバワックス、ライスワックス、木ロウ、ホホバ油、鯨ロウ、カンデリラワックス、ラノリン、モンタンワックス、オゾケライト、セレシン、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ペトロラクタム等)、ポリエチレンワックス誘導体、塩素化炭化水素、有機酸(例えば、パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘン酸、チグリン酸、2−アセトナフトンベヘン酸、12−ヒドロキシステアリン酸、ジヒドロキシステアリン酸等)、有機酸エステル(例えば、上記した有機酸のグリセリン、ジエチレングリコール、エチレングリコール等のアルコールとのエステル等)、アルコール(例えば、ドデカノール、テトラデカノール、ヘキサデカノール、エイコサノール、ドコサノール、テトラコサノール、ヘキサコサノール、オクタコサノール、ドデセノール、ミリシルアルコール、テトラセノール、ヘキサデセノール、エイコセノール、ドコセノール、ピネングリコール、ヒノキオール、ブチンジオール、ノナンジオール、イソフタリルアルコール、メシセリン、テレアフタリルアルコール、ヘキサンジオール、デカンジオール、ドデカンジオール、テトラデカンジオール、ヘキサデカンジオール、ドコサンジオール、テトラコサンジオール、テレビネオール、フェニルグリセリン、エイコサンジオール、オクタンジオール、フェニルプロピレングリコール、ビスフェノールA、パラアルファクミルフェノール等)、ケトン(例えば、ベンゾイルアセトン、ジアセトベンゼン、ベンゾフェノン、トリコサノン、ヘプタコサノン、ヘプタトリアコンタノン、ヘントリアコンタノン、ヘプタトリアコンタノン、ステアロン、ラウロン、ジアニソール等)、アミド(例えば、オレイン酸アミド、ラウリル酸アミド、ステアリン酸アミド、リシノール酸アミド、パルミチン酸アミド、テトラヒドロフラン酸アミド、エルカ酸アミド、ミリスチン酸アミド、12−ヒドロキシステアリン酸アミド、N−ステアリルエルカ酸アミド、N−オレイルステアリン酸アミド、N,N′−エチレンビスラウリン酸アミド、N,N′−エチレンビスステアリン酸アミド、N,N′−エチレンビスオレイン酸アミド、N,N′−メチレンビスステアリン酸アミド、N,N′−エチレンビスベヘン酸アミド、N,N′−キシリレンビスステアリン酸アミド、N,N′−ブチレンビスステアリン酸アミド、N,N′−ジオレイルアジピン酸アミド、N,N′−ジステアリルアジピン酸アミド、N,N′−ジオレイルセバシン酸アミド、N,N′−システアリルセバシン酸アミド、N,N′−ジステアリルテレフタル酸アミド、N,N′−ジステアリルイソフタル酸アミド、フェナセチン、トルアミド、アセトアミド、オレイン酸2量体/エチレンジアミン/ステアリン酸(1:2:2のモル比)のような2量体酸とジアミンと脂肪酸の反応生成物テトラアミド等)、スルホンアミド(例えば、パラトルエンスルホンアミド、エチルベンゼンスルホンアミド、ブチルベンゼンスルホンアミド等)、シリコーン類(例えば、シリコーンSH6018(東レシリコーン)、シリコーンKR215、216、220(信越シリコーン)等)、クマロン類(例えば、エスクロンG−90(新日鐵化学)等)、コレステロール脂肪酸エステル(例えば、ステアリン酸コレステロール、パルミチン酸コレステロール、ミリスチン酸コレステロール、ベヘン酸コレステロール、ラウリン酸コレステロール、メリシン酸コレステロール等)、糖類脂肪酸エステル(ステアリン酸サッカロース、パルミチン酸サッカロース、ベヘン酸サッカロース、ラウリン酸サッカロース、メリシン酸サッカロース、ステアリン酸ラクトース、パルミチン酸ラクトース、ミリスチン酸ラクトース、ベヘン酸ラクトース、ラウリン酸ラクトース、メリシン酸ラクトース等)が挙げられる。
固体(相変化)溶媒の固体−液体相変化における相変化温度は、60℃〜200℃であることが好ましく、80℃〜150℃であることがより好ましい。
上記のような固体(相変化)溶媒は、加熱した溶融状態の溶媒に本発明の色素をそのまま溶解させて用いることができ、また樹脂状分散剤や結合剤を併用して分散または溶解させて用いることもできる。
このような相変化溶媒の具体的調製法については、特開平5−186723号公報、同7−70490号公報に記載の方法を参照できる。
上記したような水系、油系、固体(相変化)溶媒を使用し本発明の色素を溶解した本発明のインクジェット記録液は、その飛翔時の粘度として40×10-3Pa・s以下が好ましく、30×10-3Pa・s以下であることがより好ましい。
また、本発明のインクジェット記録液は、その飛翔時の表面張力として20×10-5N/cm〜100×10-5N/cmが好ましく、30×10-5N/cm〜80×10-5N/cmであることがより好ましい。
本発明に使用される樹脂型分散剤としては、分子量1,000〜1,000,000の高分子化合物が好ましく、これらは使用される場合にはインクジェット記録液中に0.1質量%〜50質量%含有されることが好ましい。
本発明のインクジェット記録液には、吐出安定性、プリントヘッドやインクカートリッジ適合性、保存安定性、画像保存性、その他の諸性能向上の目的に応じて、粘度調整剤、表面張力調整剤、比抵抗調整剤、皮膜形成剤、分散剤、界面活性剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、退色防止剤、防ばい剤、防錆剤等を添加することもできる。
《インクジェット記録方法》
本発明に用いられるインクジェット記録方法について説明する。
本発明のインクジェット記録液は、その使用する記録方式に関して特に制約はないが、特にオンデマンド方式のインクジェットプリンタ用のインクジェット記録液として好ましく使用することができる。オンデマンド型方式としては、電気−機械変換方式(例えば、シングルキャビティー型、ダブルキャビティー型、ベンダー型、ピストン型、シェアーモード型、シェアードウォール型等)、電気−熱変換方式(例えば、サーマルインクジェット型、バブルジェット(R)型等)、静電吸引方式(例えば、電界制御型、スリットジェット型等)、放電方式(例えば、スパークジェット型等)などを具体的な例として挙げることができる。
以下、実施例により本発明を説明するが、本発明はこれらに限定されない。
実施例1
(例示化合物1−1の合成)
Figure 0004543635
オルトジクロロベンゼン50mlに、4.63gの化合物A、7.81gの化合物Bおよび0.1gの炭酸ナトリウムを加え、約170℃に加熱し、生成するエタノールと水を留去しながら3時間反応させた。反応終了後、減圧下でオルトジクロロベンゼンを取り除いた後、得られた残渣をカラムクロマトグラフィー(シリカゲル、展開溶媒:酢酸エチル/トルエン)により精製し、赤色の固体7.26gを得た。
得られた固体の1H−NMRによる分析結果は以下の通りであり、例示化合物1−1であることが確認された。
1H−NMR(400MHz,重水素化ジメチルスルホキシド,δ(ppm)):0.90(t,3H),1.34(s,9H),1.32(m,32H),1.70(s,2H),3.89(m,2H),6.81(s,1H),7.10〜7.35(m,10H),7.49(d,2H),7.67〜7.78(m,3H),8.01(dd,1H),8.54(dd,1H),10.85(s,1H)
得られた例示化合物1−1を0.2g、リン酸トリクレジル2.0g、及びドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ0.16gを、酢酸エチル1.3gに溶解した。次に該溶液を、石灰処理ゼラチン15%水溶液6.8g及び水5.5gを40℃で均一に混合した中に添加し、ホモジナイザーを使用して、40℃、10000rpmにて10分間乳化分散した。得られた乳化分散物において、例示化合物1−1の濃度が0.25mmol/m2となるように加水し、これを印画紙用支持体上に、ワイヤーバーを用いて塗布した。塗布後に形成された膜は、良好なマゼンタ色を呈した。
実施例2
(例示化合物1−6の合成)
Figure 0004543635
オルトジクロロベンゼン50mlに、5.19gの化合物C、6.02gの化合物Dおよび0.1gの炭酸ナトリウムを加え、約170℃に加熱し、生成するエタノールと水を留去しながら3時間反応させた。反応終了後、減圧下でオルトジクロロベンゼンを取り除いた後、得られた残渣をカラムクロマトグラフィー(シリカゲル、展開溶媒:酢酸エチル/トルエン)により精製し、赤色の固体6.24gを得た。
得られた固体の1H−NMRによる分析結果は以下の通りであり、例示化合物1−6であることが確認された。
1H−NMR(400MHz,重水素化ジメチルスルホキシド,δ(ppm)):0.62(s,9H),0.92(t,3H),1.34(s,6H),1.35(m,18H),1.56(m,2H),1.72(s,2H),3.88(m,2H),6.81(s,1H),7.10〜7.34(m,10H),7.49(d,2H),7.66(m,1H),7.71〜7.78(m,2H),7.91(dd,1H),8.54(dd,1H),10.83(s,1H)
得られた例示化合物1−6を0.2g、リン酸トリクレジル2.0g、及びドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ0.16gを、酢酸エチル1.3gに溶解した。次に該溶液を、石灰処理ゼラチン15%水溶液6.8g及び水5.5gを40℃で均一に混合した中に添加し、ホモジナイザーを使用して、40℃、10000rpmにて10分間乳化分散した。得られた乳化分散物において、例示化合物1−6の濃度が0.25mmol/m2となるように加水し、これを印画紙用支持体上に、ワイヤーバーを用いて塗布した。塗布後に形成された膜は、良好なマゼンタ色を呈した。
実施例3
《インクジェット記録液1〜6の作製:水系インク》
表1に記載の化合物の仕上がりインク中の含有量が、2質量%になるように秤量し、これに、エチレングリコール15質量%、グリセリン15質量%、サーフィノール465(日信化学工業社製)0.3質量%、残りが純水になるように調整して純水を加え、混合分散し、2μmのメンブランフィルターによって濾過し、ゴミ及び粗大粒子を除去して、表1に示すようなインクジェット記録液1〜6を得た。用いた比較化合物の構造式を下記に示す。
Figure 0004543635
《画像試料の作製および評価》
上記で得たインクジェット記録液1〜6の各々のインクを市販のエプソン製インクジェットプリンター(PM−800)を用いてコニカフォトジェットペーパー Photolike QP 光沢紙(コニカ株式会社製)にプリントし、得られた画像試料1〜6について、下記のように画像の耐光性、画像の色調およびインクの保存性の評価を行った。
《画像の耐光性評価》
得られた試料にキセノンフェードメーターで48時間光照射を行い、各画像の色素残存率で耐光性を評価した。尚、色素残存率(%)は、光照射前の濃度をD0、光照射後の濃度をDとして、
耐光性(%)=D/D0×100(%)
で表す。尚、濃度はコニカ株式会社製PDA−65濃度計を用い測定した。
《画像の色調評価》
画像試料の390nm〜730nm領域のインターバル10nmによる反射スペクトルを測定し、これをCIE L***色空間系に基づいて、a*、b*を算出した。
マゼンタとして好ましい色調を下記のように定義し、下記3段階の評価基準によりランク評価した。尚、本発明では、好ましい数値としては、a*は76以上、b*は、−30〜0の範囲である。
○:a*、b*ともに好ましい領域
△:a*、b*の一方のみ好ましい領域
×:a*、b*のいずれも好ましい領域外
《インクの保存性評価》
インクジェット記録液1〜6を80℃で1週間、密閉ガラス容器中に保存後、上記画像試料の作製の場合と同様にして画像を作製し、500時間の連続吐出における吐出異常の有無を観察した。また該画像について色調の評価を上記と同様にして行って、保存性を下記の評価基準により評価した。
○:連続吐出に異常がなく、未保存インクからの色調変化がa*、b*ともに±10未満である
×:連続吐出に異常が認められる、未保存インクからの色調変化がa*またはb*の少なくとも一方に、絶対値で10以上認められる
得られた結果を表1に示す。
Figure 0004543635
表1から、本発明の画像試料は、比較の画像試料に比べて、画像の耐光性、色調共に良好であり、また、本発明のインクは、インクの保存性も良好であることが明らかである。
実施例4
《微粒子分散物の調製》
表2に記載の化合物を10g、メチルエチルケトン20g、グリセリン5g、共重合ポリマー(スチレン/アクリル酸/2−ヒドロキシエチルメタクリレート=80/5/15の共重合比である、中和済み樹脂)を6g、イオン交換水40gの混合液に、平均粒子径が0.5mmのジルコニアビーズ250gを加え、メディア分散機(システムゼータ;(株)アシザワ製)を用いて4時間分散を行った。分散終了後、ジルコニアビーズを濾別して分散液を得た。この分散液に水40mlを加えて希釈した後、減圧留去によりメチルエチルケトンを除去し微粒子分散物を得た。
《インクジェット記録液7〜12の作製:水系インクの作製》
表2に記載の化合物の含有量がインクジェット記録液の仕上がり量に対して3質量%になるように、上記微粒子分散物を秤量し、エチレングリコール15質量%、グリセリン15質量%、トリエチレングリコールモノブチルエーテル3質量%、サーフィノール465を0.3質量%、残りが純水になるように調整し、混合分散し、次いで、2μmのメンブランフィルターによって濾過し、ゴミ及び粗大粒子を除去して表2に示すようにインクジェット記録液7〜12を得た。
《インクジェット記録液7〜12の保存性評価:粒子径変化率、濾過性》
インクジェット記録液7〜12について、60℃で7日間保存した際の平均粒子径変化率、保存後のインクの濾過性を下記のように評価した。
(インクの平均粒子径変化率)
インクジェット記録液7〜12を、各々60℃で7日間保管し、大塚電子製レーザ粒径解析システムを用いて保存後のインクの平均(体積平均)粒子径を求め、同様にして求めた未保存の場合のインクの平均粒子径との平均粒子径変化率を下式にて求め、下記基準によりランク評価した。
平均粒子径変化率(%)={(保存後のインクの平均粒子径−未保存のインクの平均粒子径)/(未保存のインクの平均粒子径)}×100
×:10%以上(実用不可レベル)
○:5%〜10%未満(実用許容レベル)
◎:粒子径変化率が5%未満
(インクの濾過性評価)
インクジェット記録液7〜12を60℃で7日間保管した後に、5ml採取し、0.8μmのセルロースアセテートメンブランフィルターで濾過を行い、下記のようにランク評価した。
◎:全量濾過できたもの
○:半量以上濾過できたもの(実用可)
×:半量未満しか濾過ができなかったもの(不可レベル)
本発明では、◎、○が実用可のレベルである。
《画像試料の作製と色調評価》
インクジェット記録液7〜12の各々のインクを用いて実施例3と同様に画像試料7〜12を作製し、画像の色調を評価した。
結果を表2に示す。
Figure 0004543635
Figure 0004543635
表2から、本発明のインクは、比較のインクに比して、保存後のインクの平均粒子径変化率、インクの濾過性(即ち、インクの保存安定性)が優れていることがわかり、且つ、インクの経時保存後においても、本発明のインクを用いて作製した画像試料は、画像の色調の面でも優れていることがわかる。
実施例5
《微粒子分散物の作製》:コアシェル構造粒子
表3に示す化合物を5g、5gのポリビニルブチラール(積水化学製BL−S、平均重合度350)及び50gの酢酸エチルをセパラブルフラスコに入れ、フラスコ内をN2ガスで置換後、攪拌して上記ポリビニルブチラール及び化合物を完全溶解させた。
ラウリル硫酸ナトリウム2gを含む水溶液100gを滴下後、超音波分散機(UH−150型、株式会社エスエムテー製)を用いて、300秒間乳化した。その後、減圧下で酢酸エチルを除去し、上記化合物が上記ポリビニルブチラール中に含浸されたコア微粒子分散物(コア微粒子分散液ともいう)を得た。
得られたコア微粒子分散物に0.15gの過硫酸カリウムを加えて溶解し、ヒーターを付して70℃に加温後、更に2gのスチレン及び1gの2−ヒドロキシエチルメタクリレートの混合液を滴下しながら7時間反応させて、コア微粒子上にシェルポリマー層を形成し、コアシェル型の着色微粒子分散物を得た。
《インクジェット記録液14〜18の作製:水系インク》
色素の含有量がインクの仕上がり量に対して2質量%になる量の上記着色微粒子分散物を秤量し、これに、エチレングリコール15質量%、グリセリン15質量%、トリエチレングリコールモノブチルエーテル3質量%、サーフィノール465を0.3質量%、残りが純水になるように調整して純水を加え混合分散し、更に2μmのメンブランフィルターによって濾過し、ゴミ及び粗大粒子を除去して表3に示すようにインクジェット記録液14〜18を得た。
《インクジェット記録液14〜18の保存性評価:粒子径変化率、濾過性》
インクジェット記録液14〜18について、60℃で7日間保存した際の平均粒子径変化率、保存後のインクの濾過性を実施例4と同様に評価した。
《画像試料の作製と色調、耐光性評価》
インクジェット記録液14〜18の各々のインクを用いて実施例3と同様に画像試料14〜18を作製し、画像の色調、画像の耐光性を評価した。
得られた結果を表3に示す。
Figure 0004543635
表3から、本発明のインクは、比較のインクに比してインクの保存後のインクの平均粒子径変化率が少なく、インクの濾過性(即ち、インクの保存安定性)が良好であり、且つ、本発明のインクを用いて作製した画像試料は、画像の色調、耐光性共に優れていることが明らかである。

Claims (11)

  1. 下記一般式(1)で表されることを特徴とする化合物。
    Figure 0004543635
    〔式中、Rはアルキル基、アリール基、シクロアルキル基、ピリジル基、チアゾリル基、オキサゾリル基、イミダゾリル基、アミノ基、又はアルコキシ基のいずれかを表し、Rはハロゲン原子、アルコキシ基、アリールオキシ基、スルホン酸基、スルホン酸の塩、アニリノ基、アルキルアミノ基、アシルアミノ基、スルホンアミド基、カルボキシル基又はカルボキシル基の塩のいずれかを表し、Rは水素原子、アルキル基、アリール基、ピリジル基、チアゾリル基、オキサゾリル基、又はイミダゾリル基のいずれかを表し、n1は0〜2の整数を表す。n1が2のとき、2つのRは互いに同じでも異なっていても良い。Qは−N−C=N−部と共に含窒素6員複素環を形成するのに必要な非金属原子群を表す。〕
  2. 前記一般式(1)で表される化合物が、下記一般式(2)で表されることを特徴とする請求項1記載の化合物。
    Figure 0004543635
    〔式中、R、R、R、n1は前記一般式(1)と同義であり、Qは−C(R11)=C(R12)−Z−で表される基を表し、Zは−SO−または−CO−を表す。R11、R12は互いに結合して−C=C−部とともに5〜7員環を形成する基、もしくはそれぞれ独立に水素原子またはアルキル基を表す。〕
  3. 前記一般式(2)で表される化合物が、下記一般式(3)で表されることを特徴とする請求項2記載の化合物。
    Figure 0004543635
    〔式中、R、R、R、n1は前記一般式(1)と同義であり、Rはハロゲン原子、アルキルスルホニル基、アミノ基、カルボキシル基又はスルファモイル基のいずれかを表し、n3は0〜2の整数を表し、n3が2のとき、2つのRは互いに同じでも異なっていても良い。Zは−SO−または−CO−を表す。〕
  4. 前記一般式(3)で表される化合物が、下記一般式(4)で表されることを特徴とする請求項3記載の化合物。
    Figure 0004543635
    〔式中、R21はアルキル基またはアリール基を表し、R22は水素原子、アルキル基、アリール基、ピリジル基、チアゾリル基、オキサゾリル基、またはイミダゾリル基のいずれかを表し、R15はアルキルスルホニル基、ハロゲン原子またはアミノ基のいずれかを表し、n13は0または1の整数を表し、Rはアリールオキシ基、アルコキシ基またはスルホン酸基のいずれかを表し、Rはアルキル基、アリール基、シクロアルキル基、アルキルスルホニル基、ピリジル基、チアゾリル基、オキサゾリル基、またはイミダゾリル基のいずれかを表し、n4は0または1の整数を表す。〕
  5. 請求項1記載の一般式(1)で表される化合物の少なくとも1種を含有することを特徴とするインクジェット記録液。
  6. 請求項2記載の一般式(2)で表される化合物の少なくとも1種を含有することを特徴とするインクジェット記録液。
  7. 請求項3記載の一般式(3)で表される化合物の少なくとも1種を含有することを特徴とするインクジェット記録液。
  8. 請求項4記載の一般式(4)で表される化合物の少なくとも1種を含有することを特徴とするインクジェット記録液。
  9. 請求項1〜4のいずれか1項記載の化合物が、微粒子分散物として含有されることを特徴とするインクジェット記録液。
  10. 前記微粒子分散物が油溶性ポリマーを含むことを特徴とする請求項9記載のインクジェット記録液。
  11. 請求項5〜10のいずれか1項記載のインクジェット記録液を用いて記録を行うことを特徴とするインクジェット記録方法。
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