JP5076393B2 - インクジェット記録方法 - Google Patents

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Description

本発明は、新規の非水系インクジェット記録方法に関するものである。
近年、インクジェット記録方式は、簡便かつ安価に画像を作成できるため、写真、各種印刷、マーキング、カラーフィルター等の特殊印刷など、様々な印刷分野に応用されてきている。
この様なインクジェット記録方式で用いられるインクジェットインクとしては、水を主溶媒とする水系インク、不揮発性の溶媒を主溶媒とする油系インクなど、水以外の溶媒を主溶媒とする非水系インク、室温では固体のインクを加熱溶融して印字するホットメルトインク、印字後、光等の活性光線により硬化する活性光線硬化性インク等、複数のインクがあり、用途に応じて使い分けられている。
一方、長期の耐候性が求められる屋外掲示物や曲面を有する物体への密着性が求められる印字物等、広い用途で軟質ポリ塩化ビニル製の記録媒体が使用されている。軟質ポリ塩化ビニルに印刷する方法は複数あるが、版を作製する必要がなく、仕上がりまでの時間が短く、少量多品種の生産に適する方法として、インクジェット記録方法がある。
軟質ポリ塩化ビニルに対してインクジェット記録を行う際、用いるインクジェットインクとしては、従来、シクロヘキサノン等を多く含有する非水系インクが用いられていた。例えば、シクロヘキサノンを含有したインクジェットインクが開示されている(例えば、特許文献1参照)。シクロヘキサノンは、軟質ポリ塩化ビニルに対する溶解能が高く、インクジェットインク中の顔料が軟質ポリ塩化ビニル中に入り込むため、良好な耐擦過性、光沢性が得られるためである。しかし、シクロヘキサノンは臭気が強いため、シクロヘキサノンを含有するインクジェットインクを取り扱う際には、局所排気装置が必要となる等の課題を抱えている。
これに対し、シクロヘキサノンを含まないことを特徴とする非水系インクジェットインクが開発、販売されている。例えば、ポリ塩化ビニルを溶解する溶媒として、上記のような課題を抱えているシクロヘキサノンに代えて、第2種有機溶剤に該当しないN−メチルピロリドン、アミド等の溶媒を含有する非水系インクジェットインクが開示されている(例えば、特許文献2、3参照)。また、耐擦過性等の画像堅牢性を向上させる目的で、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体やアクリルなどの樹脂を添加した非水系インクが開示されている(例えば、特許文献4、5参照)。これらのインクジェットインクにより、臭気はある程度抑制でき、ポリ塩化ビニルに対する優れた耐擦過性を示すインクジェットインクを得ることができたが、これらのインクジェットインクを長期間にわたり使用した場合、インクジェットヘッドの異常を引き起こし、次第に正常な画像形成ができなくなるという新たな課題があることが判明した。
従って、安全性や臭気の問題が無く、ポリ塩化ビニルに印刷した際に十分な適性を示し、長期に渡って安定に使用できる非水系インクジェットインクは、未だ得られていないのが現状である。
ところで、電気的エネルギーをインク射出の機械的エネルギーに変換するPZT等の圧電性材料のせん断モードを利用して、インクジェットインクを射出するインクジェットヘッドは、インクの加熱により気泡を発生させ、これを射出時のエネルギーとして利用する方式のインクジェットヘッドと比べて、射出するインク液の自由度が高く、油系インクや溶剤系インクといった非水系インクが射出可能となることが大きな特徴である。
しかしながら、前述の非水系インクジェットインクには、インクジェットヘッドを構成する樹脂部材を膨潤や変形させたり、あるいは溶解したりする等の侵食性を有するものがあり、インクジェットヘッドのインク流路部分の接着組み立てに用いられる接着剤の選択が、非水系インクジェットインクに対する耐性の観点で重要となる。
非水系インクジェットインクに対する耐性を向上させる技術として、接着剤の組成や配合を規定した技術が開示されている(例えば、特許文献6〜8参照)。一方、非水系インクジェットインクに関する技術として、インク溶剤の比率を規定した技術がある(例えば、特許文献9、10参照)。
しかし、これら開示されている特許文献では、プリント後の性能や、印字中ノズル欠の割合の評価は行っているが、インクジェットヘッドにインクが長期間にわたり滞留した場合のインクジェットヘッドやプリント性能への影響は何ら言及あるいは示唆していない。この様な観点より、プリント性能とヘッド部材耐性との両立を果たしたインクジェットインク組成の開発が切望されている。
特表2002−526631号公報 特開2005−15672号公報 特開2005−60716号公報 特開2005−36199号公報 国際特許第2004/007626号パンフレット 特開2005−364691号公報 特開2005−347811号公報 特開2005−364969号公報 特許第3701957号公報 特開2005−15671号公報
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、その目的は、ポリ塩化ビニルに対する濃度ムラが少なく、光沢性及びブロッキング耐性に優れ、長期間の使用においてもインクジェットヘッドの異常を引き起こすことがなく、安定に使用が可能である非水系インクジェット記録方法を提供することにある。
本発明の上記目的は、以下の構成により達成される。
1.少なくとも溶媒(A)として1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノンと共に、下記一般式(1)及び一般式(2)で表される化合物群から選ばれる1種類以上の化合物からなる溶媒(B)を含有する非水系インクジェットインクと、
電気的エネルギーをインク射出の機械的エネルギーに変換する圧電性材料を含むアクチュエーターと、該アクチュエーターに対してインクを供給するためのインク供給流路を構成するマニフォールド部材との接着剤としてエポキシ系化合物を含む接着剤を使用したインクジェットヘッドを用いて、
画像形成することを特徴とするインクジェット記録方法。
一般式(1)
−(OX −O−R
〔式中、R はメチル基またはエチル基を表し、R はメチル基またはエチル基を表し、OX はオキシエチレン基またはオキシプロピレン基を表す〕
Figure 0005076393
〔式中、R はメチル基またはエチル基を表し、R はメチル基またはエチル基を表し、OX はオキシエチレン基またはオキシプロピレン基を表す〕
.前記一般式(1)で表される化合物が、ジエチレングリコールジエチルエーテルであることを特徴とする前記に記載のインクジェット記録方法。
.前記一般式(2)で表される化合物が、エチレングリコールジアセテートであることを特徴とする前記に記載のインクジェット記録方法。
の活性光線硬化型インクジェットインク。
.前記非水系インクジェットインクの25℃における粘度が、5mPa・s以上、15mPa・s以下であることを特徴とする前記1〜のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
.前記非水系インクジェットインクを用いて、記録媒体としてポリ塩化ビニル上に画像記録することを特徴とする前記1〜のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
本発明により、ポリ塩化ビニルに対する濃度ムラが少なく、光沢性及びブロッキング耐性に優れ、長期間にわたる使用においてもインクジェットヘッドの異常を引き起こすことがなく、安定に使用が可能である非水系インクジェット記録方法を提供することができた。
以下、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。
本発明者は、上記課題に鑑み鋭意検討を行った結果、少なくとも溶媒(A)として1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノンを含有する非水系インクジェットインクと、電気的エネルギーをインク射出の機械的エネルギーに変換する圧電性材料を含むアクチュエーターと、該アクチュエーターに対してインクを供給するためのインク供給流路を構成するマニフォールド部材との接着剤としてエポキシ系化合物を含む接着剤を使用したインクジェットヘッドを用いて、画像形成することを特徴とするインクジェット記録方法によって、ポリ塩化ビニルに対する濃度ムラが少なく、光沢性及びブロッキング耐性に優れ、長期間にわたる使用においてもインクジェットヘッドの異常を引き起こすことがなく、安定に使用が可能である非水系インクジェット記録方法を実現できることを見出し、本発明に至った次第である。
以下、本発明の詳細について説明する。
本発明に係るインクジェットプリンタに用いられるインクジェットヘッドは、圧電性材料のせん断モードを利用してインクジェットインクを射出する構成を有する。インク室の三方の壁となる多数の溝が並設された圧電性材料からなる基板、その基板と接着されインク室の上方を塞ぐ壁となる蓋部材、基板の各溝と蓋部材とで形成されるインク室であり、圧電性材料からなる基板、蓋部材及びこれらによって形成されるインク室によってアクチュエーターが構成される。ノズププレートは、アクチュエーターの前面に接着されており、アクチュエーターの各インク室に対応してインク滴を吐出させるインク吐出口を有している。
インクジェットインクの種類によっては、インクジェットヘッドを構成する樹脂部材を膨潤や変形させたり、あるいは溶解したりする等の侵食性をもつものがあり、これによってインク出射の安定性が損なわれ、印字性能にも悪影響を及ぼすことがある。このためインクジェットヘッドのインク流路部分の接着組み立てに用いられる接着剤の選択が、重要となる。
これらの接合に用いられる接着剤としては、例えば、エポキシ系接着剤、フェノール系接着剤、ポリウレタン・イソシアネート系接着剤、アクリル酸エステル系接着剤等が挙げられる。そのうち、エポキシ系接着剤は、エポキシ樹脂(主剤)と硬化剤との組合せからなる。主剤としては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、トリアジン骨格エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂等が挙げられる。また、硬化剤としては、アミン系硬化剤、ポリアミノアミド系硬化剤、酸無水物系硬化剤、ジシアンジアミド系硬化剤、ポリメルカプタン系硬化剤、イミダゾール系硬化剤等が挙げられる。なお、これらの材料の詳細は、新保正樹編「新エポキシ樹脂ハンドブックI」日刊工業新聞社に詳細に記載され、広く用いられている。
しかしながら、本発明者は、非水系インクジェットインクについて様々な検討を重ねた結果、N−メチルピロリドン、γ−ブチルラクトン等の溶媒を含有する従来公知の非水系インクジェットインクでは、ポリ塩化ビニルに対して良好な印字適性を示すものの、これらのインクジェットインクを長期間にわたって使用した場合、インクジェットヘッドの異常を引き起こし、次第に正常な画像形成ができなくなることが判明した。この原因として、長期間にわたる使用におけるインクジェットヘッドの異常は、上記溶媒がインクジェットヘッドの構成部材や接着剤を膨潤、溶解させることにより生じるものと考えた。インクジェットインクにおける溶媒の種類や含有量を制御することで、ある程度抑制はできるものの、インクジェットヘッドの長期にわたる出射安定性と、印字性能を両立することが難しいことが判明した。
本発明者らは、様々な溶媒とその組み合わせについて検討を行った結果、少なくとも溶媒(A)として1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノンを含有する非水系インクジェットインクと、電気的エネルギーをインク射出の機械的エネルギーに変換する圧電性材料を含むアクチュエーターと、該アクチュエーターに対してインクを供給するためのインク供給流路を構成するマニフォールド部材との接着剤としてエポキシ系化合物を含む接着剤を使用したインクジェットヘッドを用いて、画像形成することを特徴とするインクジェット記録方法によって、本発明の目的効果を達成することができた。
本発明に係る非水系インクジェットインク(以下、インクジェットインクあるいはインクともいう)においては、溶媒(A)として、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノンを含有することを特徴とする。本発明に係るインクにおける溶媒(A)の好ましい含有量は、3質量%以上、20質量%以下、更に好ましくは5質量%以上、10質量%以下である。
次に、溶媒(B)について説明する。
本発明に係るインクにおいては、本発明に係る溶媒(A)である1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノンと共に、溶媒(B)を含有することが好ましい。
本発明に係る溶媒(B)は、前記一般式(1)及び(2)で表される化合物から選ばれる1種類以上の化合物である。本発明に係るインクにおける溶媒(B)の含有量は、50質量%以上、90質量%以下含有することが好ましく、この条件とすることにより、より高い耐擦過性が得られる。
前記一般式(1)において、R1はメチル基またはエチル基を表し、R2はメチル基またはエチル基を表し、OX1はオキシエチレン基またはオキシプロピレン基を表す。
また、前記一般式(2)において、R1はメチル基またはエチル基を表し、R2はメチル基またはエチル基を表し、OX1はオキシエチレン基またはオキシプロピレン基を表す。
本発明に係る一般式(1)、(2)で表される具体的な化合物としては、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジアセテート、プロピレングリコールジアセテート等が挙げられる。
溶媒(B)の成分としては、少なくとも一般式(1)で表される化合物を含有することが好ましく、ポリ塩化ビニルに印字した時のインクの速乾性をより向上させることができる。また、溶媒(B)の成分として、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジアセテート及びプロピレングリコールジアセテートから選ばれる少なくとも1種を含有することが、出射安定性の点から好ましい。
本発明に係る一般式(1)で表される具体的な化合物としては、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジアセテート、プロピレングリコールジアセテート等が挙げられる。
また、溶媒(B)の成分として、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジアセテート及びプロピレングリコールジアセテートから選ばれる少なくとも1種を含有することが出射安定性の点から好ましい。
更には、溶媒(B)として、ジエチレングリコールジエチルエーテルとエチレングリコールジアセテートを少なくとも含有することが好ましく、その含有比は1:1〜10:1であることがより好ましい。このような構成にすることにより、ポリ塩化ビニル印字時の速乾性、出射安定性が良好となるのに加え、インクの臭気をより少ないものとすることができる。
本発明のインクジェットインクにおいては、前記溶媒(A)、溶媒(B)以外の溶媒を本発明の目的効果を損なわない範囲で含有しても良く、そのような溶媒としては、例えば、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル等のアルキレングリコールモノアルキルエーテル類、エチレングリコールジブチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル等のアルキレングリコールジアルキルエーテル類、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート等のアルキレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類が挙げられる。
また、本発明に係るインクジェットインクは、25℃における粘度が、5mPa・s以上、15mPa・s以下であることが好ましい。インク粘度が5mPa・s以上であれば、着弾後のインクドットの濡れ広がりが促進され、かつ、出射安定性が特に良好である。一方、インク粘度が15mPa・s以下であれば、着弾したドットが、着弾した後、均一に濡れ広がり、画像均一性の点において特に良好である。
次に、本発明に係るインクに含有することができる樹脂について説明する。
本発明に係るインクジェットインクでは、ポリ塩化ビニルに記録した際の定着性を向上させるために、様々な樹脂を添加することができる。添加する樹脂としては、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合樹脂等が挙げられる。これらの樹脂はインクに溶解した状態で用いても、微粒子として用いても良い。樹脂粒子として用いる場合、その平均粒径は10nm以上、300nm以下が好ましい。
本発明に係るインクに適用可能な樹脂の具体例としては、例えば、ジョンクリル(ジョンソンポリマー社製)、エスレックP(積水化学社製)等のアクリル系樹脂、エリーテル(ユニチカ社製)、バイロン(東洋紡社製)等のポリエステル系樹脂、バイロンUR(東洋紡社製)、NT−ハイラミック(大日精化社製)、クリスボン(大日本インキ化学工業社製)、ニッポラン(日本ポリウレタン社製)等のポリウレタン樹脂、SOLBIN(日信化学工業社製)、ビニブラン(日信化学工業社製)、サランラテックス(旭化成ケミカルズ社製)、スミエリート(住友化学社製)、セキスイPVC(積水化学社製)、UCAR(ダウケミカル社製)等の塩化ビニル系樹脂が挙げられる。
更に、印字後の定着性を向上させるためには、塩化ビニル系の樹脂を用いることが好ましい。これは、印字される側である記録媒体の塩化ビニルとの相溶性が塩ビ系樹脂が高いためと推定できる。組成としては、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合物、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸共重合物、塩化ビニル−酢酸ビニル−ビニルアルコール共重合物及び塩化ビニル−酢酸ビニル−ヒドロキシアルキルアクリレート共重合物から選択される少なくとも1種を含有することが好ましい。特に好ましい樹脂組成としては、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸共重合物であり、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合物と塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸共重合物を混合して用いることも好ましい。
本発明に係るインクに適用可能な樹脂の合成法としては、懸濁重合法、乳化重合法、溶液重合法など特に制約はなく適用することができるが、溶液重合法が特に好ましい。溶液重合法により合成された樹脂においては、比較的高分子量であっても溶解性が高く、耐擦過性とブロンジング耐性を両立しやすい。溶液重合法とは、ビニル基をもつモノマーのラジカル重合を行う際に用いられる方法の一つで、生成するポリマーが可溶な溶媒にモノマーおよび開始剤を溶解させて、加熱して重合を行う方法である。本発明において特に好ましい樹脂は、溶液重合法により合成された塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸共重合物であり、該樹脂のより好ましい数平均分子量は12000〜20000の範囲である。
本発明に係るインクにおいて、樹脂の含有量は、1〜10質量%であることが好ましい。含有量を1質量%以上とすることで、ポリ塩化ビニル上に画像記録した際の画像耐候性が向上し、また、10質量%以下とすることでインクジェットヘッドからのインク吐出性が安定しやすくなる。より好ましい含有量の範囲は3〜7質量%である。
本発明に係るインクは色材を含有するが、色材としては顔料であることが好ましく、本発明に使用できる顔料としては、従来公知のものを特に制限なく使用でき、例えば、不溶性顔料、レーキ顔料等の有機顔料及び、カーボンブラック等の無機顔料を好ましく用いることができる。
不溶性顔料としては、特に限定するものではないが、例えば、アゾ、アゾメチン、メチン、ジフェニルメタン、トリフェニルメタン、キナクリドン、アントラキノン、ペリレン、インジゴ、キノフタロン、イソインドリノン、イソインドリン、アジン、オキサジン、チアジン、ジオキサジン、チアゾール、フタロシアニン、ジケトピロロピロール等が好ましい。
好ましく用いることのできる具体的顔料としては、以下の顔料が挙げられる。
マゼンタまたはレッド用の顔料としては、例えば、C.I.ピグメントレッド2、C.I.ピグメントレッド3、C.I.ピグメントレッド5、C.I.ピグメントレッド6、C.I.ピグメントレッド7、C.I.ピグメントレッド12、C.I.ピグメントレッド15、C.I.ピグメントレッド16、C.I.ピグメントレッド48(Ca)、C.I.ピグメントレッド48(Mn)、C.I.ピグメントレッド48:1、C.I.ピグメントレッド53:1、C.I.ピグメントレッド57(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139、C.I.ピグメントレッド144、C.I.ピグメントレッド149、C.I.ピグメントレッド166、C.I.ピグメントレッド168、C.I.ピグメントレッド177、C.I.ピグメントレッド178、C.I.ピグメントレッド184、C.I.ピグメントレッド202、C.I.ピグメントレッド209、C.I.ピグメントレッド222、C.I.ピグメントレッド254、C.I.ピグメントバイオレット19等が挙げられる。
オレンジまたはイエロー用の顔料としては、例えば、C.I.ピグメントオレンジ31、C.I.ピグメントオレンジ43、C.I.ピグメントイエロー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15、C.I.ピグメントイエロー15:3、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109、C.I.ピグメントイエロー110、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130、C.I.ピグメントイエロー138、C.I.ピグメントイエロー147、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180、C.I.ピグメントイエロー185、C.I.ピグメントイエロー213、C.I.ピグメントイエロー214等が挙げられる。
グリーンまたはシアン用の顔料としては、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15:2、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.ピグメントグリーン7等が挙げられる。
以上の他に、レッド、グリーン、ブルー、中間色が必要とされる場合には、以下の顔料を単独あるいは併用して用いることが好ましく、例えば
C.I.Pigment Red209、224、177、194、
C.I.Pigment Orange43、
C.I.Vat Violet3、
C.I.Pigment Violet19、23、37、
C.I.Pigment Green7、36、
C.I.Pigment Blue15:6、
等が用いられる。
また、ブラック用の顔料としては、例えば、C.I.ピグメントブラック1、C.I.ピグメントブラック6、C.I.ピグメントブラック7等が挙げられる。
本発明に係るインクにおけるこれら顔料の含有量は、2〜10質量%とすることが好ましい。また、画像粒状感を低減するため淡色インクを用いることがあるが、その際は、濃色インクに対して顔料の含有量を1/5〜1/2とすることが好ましい。
本発明に係るインクに含有する顔料は、分散剤及びその他所望する諸目的に応じて必要な添加物と共に分散機により分散して用いることが好ましい。分散機としては、従来公知の分散機、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、ヘンシェルミキサ、コロイドミル、超音波ホモジナイザー、パールミル、湿式ジェットミル、ペイントシェーカー等を用いることができる。
本発明に係るインクにおいて、顔料分散体の平均粒径は、10nm以上、200nm以下であることが好ましく、50nm以上、150nm以下がより好ましい。平均粒径を10nm以上とすることにより顔料粒子同士の凝集が生じにくくなり、平均粒径を200nm以下とすることによって、長期間にわたり保存した際に顔料が沈降する現象を抑制しやすくなるため、平均粒径を前記の範囲とすることで保存安定性が良好なインクを得られやすくなる。
顔料分散体の粒径測定は、光散乱法、電気泳動法、レーザードップラー法等を用いた市販の粒径測定機器により求めることができる。また、透過型電子顕微鏡による粒子像撮影を少なくとも100粒子以上に対して行い、この像をImage−Pro(メディアサイバネティクス製)等の画像解析ソフトを用いて統計的処理を行うことによっても求めることが可能である。
顔料分散剤としては、界面活性剤、高分子分散剤等が用いられるが、高分子分散剤が好ましい。高分子分散剤としては、(メタ)アクリル系樹脂、スチレン−(メタ)アクリル系樹脂、水酸基含有カルボン酸エステル、長鎖ポリアミノアマイドと高分子量酸エステルの塩、高分子量ポリカルボン酸の塩、長鎖ポリアミノアマイドと極性酸エステルの塩、高分子量不飽和酸エステル、変性ポリウレタン、変性ポリアクリレート、ポリエーテルエステル型アニオン系活性剤、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物塩、芳香族スルホン酸ホルマリン縮合物塩、ポリオキシエチレンアルキルリン酸エステル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ステアリルアミンアセテート、顔料誘導体等を挙げることができる。
具体的には、ジョンクリル(ジョンソンポリマー社製)、Anti−Terra−U(BYK Chemie社製)、Disperbyk(BYK Chemie社製)、Efka(Efka CHEMICALS社製)、フローレン(共栄社化学社製)、ディスパロン(楠本化成社製)、アジスパー(味の素ファインテクノ社製)、デモール(花王社製)、ホモゲノール、エマルゲン(以上、花王社製)、ソルスパーズ(アビシア社製)、ニッコール(日光ケミカル社製)等が挙げられる。
本発明に係るインクジェットインクにおける分散剤の含有量は、顔料に対して10〜200質量%であることが好ましい。10質量%以上とすることで顔料分散の安定性が高められ、200質量%以下とすることでインクジェットヘッドからのインク吐出性が安定しやすくなる。
本発明に係るインクジェットインクでは、上記説明した以外に、必要に応じて、出射安定性、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、公知の各種添加剤、例えば、粘度調整剤、比抵抗調整剤、皮膜形成剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、退色防止剤、防ばい剤、防錆剤等を適宜選択して用いることができる。
本発明に係るインクジェットインクを吐出して画像形成を行う際に使用するインクジェットヘッドは、オンデマンド方式でもコンティニュアス方式でも構わない。また、吐出方式としては、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(登録商標)型等)等など何れの吐出方式を用いても構わない。
本発明のインクジェットインクを用いたインクジェット記録方法においては、例えば、インクジェットインクを装填したプリンター等により、デジタル信号に基づきインクジェットヘッドよりインクを吐出し記録媒体に付着させることで、インクジェット記録画像が得られる。記録媒体に付着させたインクを素早く確実に乾燥させるため、記録媒体の表面温度を高めて画像形成する方法が好ましい。表面温度は記録媒体の耐久性や、用いるインクの乾燥性に応じて調節するが、好ましくは40〜100℃である。特に、記録媒体としてポリ塩化ビニルを用いる場合、表面温度を高めることにより記録媒体表面に対するインクの濡れ性が向上するため、表面温度を高めて記録することはより好ましい。ポリ塩化ビニル製の記録媒体の銘柄によっても濡れ性やインク乾燥性に違いが生じることがあるので、各媒体の特性に応じて表面温度を調節しても良い。
記録媒体の表面温度を高めて記録を行う場合、インクジェット記録装置にヒーターを搭載させることが好ましく、記録媒体の搬送前、もしくは搬送時に加熱を行うことにより、インクジェット記録装置単体で記録媒体の表面温度を調節することが可能である。
本発明のインクジェット記録方法で用いる記録媒体としては、ポリ塩化ビニルを用いることが、本発明の効果をいかんなく発揮できる観点から好ましい。ポリ塩化ビニルからなる記録媒体の具体例としては、SOL−371G、SOL−373M、SOL−4701(以上、ビッグテクノス株式会社製)、光沢塩ビ(株式会社システムグラフィ社製)、KSM−VS、KSM−VST、KSM−VT(以上、株式会社きもと製)、J−CAL−HGX、J−CAL−YHG、J−CAL−WWWG(以上、株式会社共ショウ大阪製)、BUS MARK V400 F vinyl、LITEcal V−600F vinyl(以上、Flexcon社製)、FR2(Hanwha社製)LLBAU13713、LLSP20133(以上、桜井株式会社製)、P−370B、P−400M(以上、カンボウプラス株式会社製)、S02P、S12P、S13P、S14P、S22P、S24P、S34P、S27P(以上、Grafityp社製)、P−223RW、P−224RW、P−249ZW、P−284ZC(以上、リンテック株式会社製)、LKG−19、LPA−70、LPE−248、LPM−45、LTG−11、LTG−21(以上、株式会社新星社製)、MPI3023(株式会社トーヨーコーポレーション社製)、ナポレオングロス 光沢塩ビ(株式会社二樹エレクトロニクス社製)、JV−610、Y−114(以上、アイケーシー株式会社製)、NIJ−CAPVC、NIJ−SPVCGT(以上、ニチエ株式会社製)、3101/H12/P4、3104/H12/P4、3104/H12/P4S、9800/H12/P4、3100/H12/R2、3101/H12/R2、3104/H12/R2、1445/H14/P3、1438/One Way Vision(以上、Inetrcoat社製)、JT5129PM、JT5728P、JT5822P、JT5829P、JT5829R、JT5829PM、JT5829RM、JT5929PM(以上、Mactac社製)、MPI1005、MPI1900、MPI2000、MPI2001、MPI2002、MPI3000、MPI3021、MPI3500、MPI3501(以上、Avery社製)、AM−101G、AM−501G(以上、銀一株式会社製)、FR2(ハンファ・ジャパン株式会社製)、AY−15P、AY−60P、AY−80P、DBSP137GGH、DBSP137GGL(以上、株式会社インサイト社製)、SJT−V200F、SJT−V400F−1(以上、平岡織染株式会社製)、SPS−98、SPSM−98、SPSH−98、SVGL−137、SVGS−137、MD3−200、MD3−301M、MD5−100、MD5−101M、MD5−105(以上、Metamark社製)、640M、641G、641M、3105M、3105SG、3162G、3164G、3164M、3164XG、3164XM、3165G、3165SG、3165M、3169M、3451SG、3551G、3551M、3631、3641M、3651G、3651M、3651SG、3951G、3641M(以上、Orafol社製)、SVTL−HQ130(株式会社ラミーコーポレーション製)、SP300 GWF、SPCLEARAD vinyl(以上、Catalina社製)、RM−SJR(菱洋商事株式会社製)、Hi Lucky、New LuckyPVC(以上、LG社製)、SIY−110、SIY−310、SIY−320(以上、積水化学工業株式会社製)、PRINT MI Frontlit、PRINT XL Light weight banner(以上、Endutex社製)、RIJET 100、RIJET 145、RIJET165(以上、Ritrama社製)、NM−SG、NM−SM(日栄化工株式会社製)、LTO3GS(株式会社ルキオ社製)、イージープリント80、パフォーマンスプリント80(以上、ジェットグラフ株式会社製)、DSE 550、DSB 550、DSE 800G、DSE 802/137、V250WG、V300WG、V350WG(以上、Hexis社製)、Digital White 6005PE、6010PE(以上、Multifix社製)等が挙げられる。
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例において「部」あるいは「%」の表示を用いるが、特に断りがない限り「質量部」あるいは「質量%」を表す。
また、以下に記載の顔料分散剤、樹脂は、減圧蒸留にて低沸点溶媒を留去し、固形分が20質量%となるように分散で用いる有機溶媒で希釈して使用した。実施例において、顔料分散剤、樹脂の使用量は、固形分換算値を表す。
《樹脂Aの合成》
特開平6−340715号公報の実施例に記載の方法に準じて、塩化ビニル81%、酢酸ビニル17%、無水マレイン酸2%のモノマー組成で、数平均分子量が19,000である塩酢酸ビニル樹脂を合成した。
具体的には、上記各モノマーを酢酸エチルに混合、溶解した液を、攪拌タンク反応器に連続供給した。次に、ジイソプロピルぺルオキシカーボネートのアセトン溶液を一定転化率を維持するように調整した流量で供給し、生成溶液を反応器から連続的に取り出した。この時、反応器中の温度は50〜60℃に、圧力は620〜690kPaに維持した。生成溶液から未反応単量体を除いた重合体を、イソプロパノール−水混合物により沈降させて、溶液から回収、ろ過し乾燥機中で乾燥して、樹脂Aを得た。なお、重合体の分子量は、ジイソプロピルぺルオキシカーボネートのアセトン溶液の量と反応速度を変化させて調整した。
《インクジェットインクの調製》
〔顔料分散体の調製〕
〈顔料分散体1の調製〉
C.I.ピグメントブルー15:3を12部、顔料分散剤であるソルスパーズ24000(アイ・シー・アイ・ジャパン社製)を5部、N−メチル−2−ピロリドンを5部、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテートを68部、トリエチレングリコールモノメチルエーテルアセテートを10部混合し、直径0.5mmのジルコニアビーズを体積率で60%充填した横型ビーズミル(アシザワ社製 システムゼータミニ)を用いて分散し、その後ジルコニアビーズを除去して顔料分散体1を得た。
〈顔料分散体2の調製〉
C.I.ピグメントブルー15:3を12部、顔料分散剤であるソルスパーズ24000(アイ・シー・アイ・ジャパン社製)を5部、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノンを5部、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテートを68部、トリエチレングリコールモノメチルエーテルアセテートを10部混合し、直径0.5mmのジルコニアビーズを体積率で60%充填した横型ビーズミル(アシザワ社製 システムゼータミニ)を用いて分散し、その後ジルコニアビーズを除去して顔料分散体2を得た。
〈顔料分散体3の調製〉
C.I.ピグメントブルー15:3を12部、顔料分散剤であるソルスパーズ24000(アイ・シー・アイ・ジャパン社製)を5部、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノンを5部、ジプロピレングリコールジエチルエーテルを68部、プロピレングリコールジアセテートを10部混合し、直径0.5mmのジルコニアビーズを体積率で60%充填した横型ビーズミル(アシザワ社製 システムゼータミニ)を用いて分散し、その後ジルコニアビーズを除去して顔料分散体3を得た。
〈顔料分散体4の調製〉
C.I.ピグメントブルー15:3を12部、顔料分散剤であるソルスパーズ24000(アイ・シー・アイ・ジャパン社製)を5部、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノンを5部、ジエチレングリコールジエチルエーテルを68部、エチレングリコールジアセテートを10部混合し、直径0.5mmのジルコニアビーズを体積率で60%充填した横型ビーズミル(アシザワ社製 システムゼータミニ)を用いて分散し、その後ジルコニアビーズを除去して顔料分散体4を得た。
〈顔料分散体5の調製〉
C.I.ピグメントブルー15:3を12部、顔料分散剤であるソルスパーズ24000(アイ・シー・アイ・ジャパン社製)を5部、N−メチル−2−ピロリドンを5部、ジエチレングリコールジエチルエーテルを68部、エチレングリコールジアセテートを10部混合し、直径0.5mmのジルコニアビーズを体積率で60%充填した横型ビーズミル(アシザワ社製 システムゼータミニ)を用いて分散し、その後ジルコニアビーズを除去して顔料分散体5を得た。
〔インクの調製〕
(インク1の調製)
エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート(EGBEAc)を52部、トリエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート(TEGMEAc)6.7部、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)3.3部と、上記調製した樹脂Aの5部を溶解して樹脂溶液1を調製した。次に、上記顔料分散体1の33部に、攪拌しながら樹脂溶液1を全量添加し、次いで0.8μmのフィルターによりろ過して、インク1を得た。
(インク2の調製)
エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート(EGBEAc)を52部、トリエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート(TEGMEAc)6.7部、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン(DMI)3.3部と、上記調製した樹脂Aの5部を溶解して、樹脂溶液2を調製した。次に、上記顔料分散体2の33部に、攪拌しながら樹脂溶液2を全量添加し、次いで0.8μmのフィルターによりろ過して、インク2を得た。
(インク3の調製)
ジプロピレングリコールジエチルエーテル(DPGDEE)を52部、プロピレングリコールジアセテート(PGDAc)6.7部、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン(DMI)3.3部と、上記調製した樹脂Aの5部を溶解して、樹脂溶液3を調製した。次に、上記顔料分散体3の33部に、攪拌しながら樹脂溶液3を全量添加し、次いで0.8μmのフィルターによりろ過して、インク3を得た。
(インク4の調製)
ジプロピレングリコールジエチルエーテル(DPGDEE)を32部、プロピレングリコールジアセテート(PGDAc)26.7部、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン(DMI)3.3部と、上記調製した樹脂Aの5部を溶解して、樹脂溶液4を調製した。次に、上記顔料分散体3の33部に、攪拌しながら樹脂溶液4を全量添加し、次いで0.8μmのフィルターによりろ過して、インク4を得た。
(インク5の調製)
ジプロピレングリコールジエチルエーテル(DPGDEE)を58.7部、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン(DMI)3.3部と、上記調製した樹脂Aの5部を溶解して、樹脂溶液5を調製した。次に、上記顔料分散体3の33部に、攪拌しながら樹脂溶液5を全量添加し、次いで0.8μmのフィルターによりろ過して、インク5を得た。
(インク6の調製)
ジエチレングリコールジエチルエーテル(DEGDEE)を52部、エチレングリコールジアセテート(EGDAc)6.7部、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン(DMI)3.3部と、上記調製した樹脂Aの5部を溶解して、樹脂溶液6を調製した。次に、上記顔料分散体4の33部に、攪拌しながら樹脂溶液6を全量添加し、次いで0.8μmのフィルターによりろ過して、インク6を得た。
(インク7の調製)
ジエチレングリコールジエチルエーテル(DEGDEE)を52部、エチレングリコールジアセテート(EGDAc)6.7部、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)3.3部と、上記調製した樹脂Aの5部を溶解して、樹脂溶液7を調製した。次に、上記顔料分散体5の33部に、攪拌しながら樹脂溶液7を全量添加し、次いで0.8μmのフィルターによりろ過して、インク7を得た。
(インク8の調製)
ジエチレングリコールジエチルエーテル(DEGDEE)を60.7部、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン(DMI)3.3部と、上記調製した樹脂Aの3部を溶解して、樹脂溶液8を調製した。次に、上記顔料分散体4の33部に、攪拌しながら樹脂溶液8を全量添加し、次いで0.8μmのフィルターによりろ過して、インク8を得た。
(インク9の調製)
ジエチレングリコールジエチルエーテル(DEGDEE)を32部、エチレングリコールジアセテート(EGDAc)26.7部、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン(DMI)3.3部と、上記調製した樹脂Aの5部を溶解して、樹脂溶液9を調製した。次に、上記顔料分散体4の33部に、攪拌しながら樹脂溶液9を全量添加し、次いで0.8μmのフィルターによりろ過して、インク9を得た。
なお、表1に略称で記載の各溶媒の詳細は、以下の通りである。
〈溶媒A〉
DMI:1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン
NMP:N−メチル−2−ピロリドン
〈溶媒B−1〉
EGBEAc:エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート
DPGDEE:ジプロピレングリコールジエチルエーテル
DEGDEE:ジエチレングリコールジエチルエーテル
〈溶媒B−2〉
TEGME:トリエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート
PGDAc:プロピレングリコールジアセテート
EGDAc:エチレングリコールジアセテート
《ヘッドの作製》
次に、評価に用いるヘッドA、Bを、以下の様にして作製した。
(ヘッドA)
ポリエチレンイミド製のマニフォールド部材を圧電性素材を含むアクチュエーターと接合するために、以下のエポキシ系接着剤を用いて、接着時の加熱温度を45℃、加熱時間13時間で接着させて、ヘッドAを作製した。
エピコート807(ビスフェノールF:エポキシ当量165、ジャパンエポキシレジン株式会社製) 100質量部
1−ベンジル−2−メチルイミダゾール 10質量部
(ヘッドB)
ポリエチレンイミド製のマニフォールド部材を圧電性素材を含むアクチュエーターと接合するために、以下のアクリレート系接着剤を用いて、接着時の加熱温度を45℃、加熱時間16時間で接着させて、ヘッドBを作製した。
ブチルアクリレート 90質量部
2−ヒドロキシエチルアクリレート 10質量部
これらをトルエンと酢酸ブチル混合溶剤(1:1)中で、ベンゾインパーオキシドを触媒として85℃で8時間溶液重合した。
上記ヘッドA、Bは、いずれもノズル口径28μm、ノズル数512、最小液適量14pl、ノズル密度180dpi(なお、dpiは2.54cm当たりのドット数を表す)であるピエゾ型ヘッドを作製した(なお、エポキシのSP値は10.9)。
《インクの評価》
上記調製した各インクと、各ヘッドを表1に記載の組み合わせで用いて、下記の方法に従って記録方法101〜110で各画像作成と各評価を行った。
(出射安定性の評価)
表1に記載のヘッドより、特開2002−363469号公報の図2に記載のストロボ発光方式のインク飛翔観察装置を用いて、吐出周期と発光周期を同期させCCDカメラにより、各インクの飛翔状態をモニターし、出射安定性を1日1回、6ヶ月にわたって毎日評価し、下記の基準に従って出射安定性を評価した。
◎:インク液滴は正常に射出されており、斜め出射や速度のバラつきは見られない
○:インク液滴はほぼ正常に射出されており、若干の斜め出射や速度ばらつきはみられるが許容範囲内である
△:インク液滴は射出されているが、サテライトの発生や、速度のバラつきが生じている
×:インク液滴は正常に射出されず、液滴速度の低下や欠が発生しているノズルが見られる
(画像均一性の評価)
上記の出射安定性の評価を1日1回、6ヶ月にわたって毎日評価した後のヘッドを、オンデマンド型インクジェットプリンタに装填し、ポリ塩化ビニル製の記録媒体であるJT5929PM(Mactac社製)に、各インクを出射し、10cm×10cmのベタ画像を作成し、形成した印字画像を目視観察し、下記の基準に従って画像均一性を評価した。
◎:印字部の画像不均一性が認められず、極めて均一性に優れた画像である
○:印字部の画像不均一性が僅かに認められるが、ほぼ均一性に優れた画像である
△:ヘッドのノズルの一部に、出射不良に起因するバンディングが発生し、画像の不均一が認められる
×:著しい出射不良に伴う大幅な画像劣化が認められる
(光沢性の評価)
出射安定性の評価を1日1回、6ヶ月にわたって毎日評価した後の最大記録密度が1440×1440dpiであるピエゾ型の各ヘッドを搭載したオンデマンド型インクジェットプリンタに各インクを装填し、ポリ塩化ビニル製の記録媒体であるJT5929PM(Mactac社製)に出射し、10cm×10cmのベタ画像を作成し、形成した各画像部と未印字部の光沢差を目視観察し、下記の基準に従って光沢性を評価した。
◎:印字部と未印字部との光沢差が全くなく、光沢性に優れる
○:印字部と未印字部との光沢差が若干みられるが、画像品質に問題はない
△:印字部と未印字部との光沢差が認識でき、画像品質は許容できない
×:印字部と未印字部との光沢差が大きく、著しい画質低下がみられる。
(ブロッキング耐性の評価)
出射安定性の評価を1日1回、6ヶ月にわたって毎日評価した後の最大記録密度が1440×1440dpiであるピエゾ型の各ヘッドを搭載したオンデマンド型インクジェットプリンタに、各インクを装填し、ポリ塩化ビニル製の記録媒体であるJT5929PM(Mactac社製)に出射し、10cm×10cmのベタ画像を2枚作成した。これを24時間室温で乾燥させた後に、印字面同士を重ね合わせ水平面に置き、上から試料全面に均一の荷重がかかるように200gのおもりを置き、40℃、80%RHの環境下で7日間放置したのち、印字面を剥離し、印字部の状態を目視観察し、下記の基準に従ってブロッキング耐性を評価した。
5:印字部に、剥離による劣化がまったくみられない
4:印字部に、剥離起因の光沢ムラが若干みられるが、画像品質に問題はない
3:印字部に、剥離起因の光沢ムラがややみられるが、画像品質上は許容される範囲にある
2:印字部に、剥離起因の光沢及び濃度ムラがみられ、品質上問題がある
1:印字部同志が接着しており、剥離することができない
Figure 0005076393
表1に記載の結果より明らかなように、記録方法101では、本発明に係るヘッドAを用いても、出射安定性及び画像均一性の点で劣り、ブロッキング耐性においてもやや劣る結果となっている。
これに対し、本発明で規定するインクとヘッドを用いた本発明の記録方法は、比較例に対し、出射安定性、画像均一性、光沢性及びブロッキング耐性に優れていることが分かる。更に、本発明として好ましい溶媒(B)を用いた本発明の記録方法106は、本発明の記録方法102よりも、出射安定性及び画像均一性がより優れていることが分かる。また、本発明において、溶剤(B)としてジエチレングリコールジエチルエーテル及びエチレングリコールジアセテートを用いることにより、より優れた効果が得られていることが分かる。
一方、本発明で規定する構成からなるインクであっても、ヘッドBにより画像形成した記録方法103、107は、出射安定性、画像均一性が劣っており、ヘッドAの優位性が分かる。また、記録方法108はヘッドAでありながらも、1つの溶媒としてNMPを用いており、出射安定性、画像均一性が他の本発明に比較し劣化しており、ヘッドの接着剤と溶媒の選択が本発明の効果を得るためには重要であることが分かる。

Claims (5)

  1. 少なくとも溶媒(A)として1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノンと共に、下記一般式(1)及び一般式(2)で表される化合物群から選ばれる1種類以上の化合物からなる溶媒(B)を含有する非水系インクジェットインクと、
    電気的エネルギーをインク射出の機械的エネルギーに変換する圧電性材料を含むアクチュエーターと、該アクチュエーターに対してインクを供給するためのインク供給流路を構成するマニフォールド部材との接着剤としてエポキシ系化合物を含む接着剤を使用したインクジェットヘッドを用いて、
    画像形成することを特徴とするインクジェット記録方法。
    一般式(1)
    −(OX −O−R
    〔式中、R はメチル基またはエチル基を表し、R はメチル基またはエチル基を表し、OX はオキシエチレン基またはオキシプロピレン基を表す〕
    Figure 0005076393
    〔式中、R はメチル基またはエチル基を表し、R はメチル基またはエチル基を表し、OX はオキシエチレン基またはオキシプロピレン基を表す〕
  2. 前記一般式(1)で表される化合物が、ジエチレングリコールジエチルエーテルであることを特徴とする請求項に記載のインクジェット記録方法。
  3. 前記一般式(2)で表される化合物が、エチレングリコールジアセテートであることを特徴とする請求項に記載のインクジェット記録方法。
  4. 前記非水系インクジェットインクの25℃における粘度が、5mPa・s以上、15mPa・s以下であることを特徴とする請求項1〜のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
  5. 前記非水系インクジェットインクを用いて、記録媒体としてポリ塩化ビニル上に画像記録することを特徴とする請求項1〜のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
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