JP2002179966A - インクジェット用水性インク組成物 - Google Patents

インクジェット用水性インク組成物

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JP2002179966A
JP2002179966A JP2000382681A JP2000382681A JP2002179966A JP 2002179966 A JP2002179966 A JP 2002179966A JP 2000382681 A JP2000382681 A JP 2000382681A JP 2000382681 A JP2000382681 A JP 2000382681A JP 2002179966 A JP2002179966 A JP 2002179966A
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ink
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soluble organic
compound
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JP2000382681A
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English (en)
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Minoru Wagi
稔 和木
Sumiyo Shimizu
澄代 清水
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Mikuni Color Ltd
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Mikuni Color Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】印字物のかすれを防止し、高OD値を維持しつ
つ乾燥性を向上させ、しかも、吐出性良好で且つ経時安
定性に優れたインクジェット用水性インク組成物を提供
する。 【解決手段】少なくとも、顔料、顔料分散剤、沸点が1
50℃以上の水溶性有機化合物、水および下記一般式
(I)で表される化合物を含有して成るインクジェット
用水性インク組成物であって、当該水性インク組成物中
における上記水溶性有機化合物の濃度が5〜30重量%
であり、上記化合物の濃度が1〜20重量%であり、か
つ、上記水溶性有機化合物と上記化合物との比率が2
0:1〜1:3の範囲である。 【化1】

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット用
水性インク組成物に関し、詳しくは、インクジェットプ
リンターのノズルよりインク滴を吐出させて、被記録体
に印字する際に使用するインクジェット用水性インク組
成物(水性インク)に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、インクジェット用水性インク組
成物は、顔料、顔料分散剤、水溶性有機化合物および水
を含有して構成される。水溶性有機化合物は、ノズルの
目詰まりや印字物のかすれを防止すると共にインクの吐
出性の安定化のために使用される成分であるが、その効
果は十分ではない。なお、印字物のかすれとは、例えば
吐出性不良により印字が正しく行われずに一部欠落した
状態を言う。
【0003】ところで、特開平5−214282号公報
には、湿潤剤の一つとして、次の一般式(II)で表され
る化合物を含有することにより蒸発速度の低減された水
性インク組成物が提案されている。
【0004】
【化2】
【0005】しかしながら、上記の提案によっても、水
性インクの吐出性は不十分であり、印字物のかすれにつ
いても未だ解決すべき余地がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記実情に
鑑みなされたものであり、その目的は、印字物のかすれ
を防止し、高OD値を維持しつつ乾燥性を向上させ、し
かも、吐出性良好で且つ経時安定性に優れたインクジェ
ット用水性インク組成物を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意検討
を重ねた結果、沸点が150℃以上の水溶性有機化合物
と特定の化合物とを特定の割合で使用することにより、
上記の目的を容易に達成し得るとの知見を得、本発明の
完成に至った。
【0008】すなわち、本発明の要旨は、少なくとも、
顔料、顔料分散剤、沸点が150℃以上の水溶性有機化
合物、水および下記一般式(I)で表される化合物を含
有して成るインクジェット用水性インク組成物であっ
て、当該水性インク組成物中における上記水溶性有機化
合物の濃度が5〜30重量%であり、上記化合物の濃度
が1〜20重量%であり、かつ、上記水溶性有機化合物
と上記化合物との比率が20:1〜1:3の範囲である
ことを特徴とするインクジェット用水性インク組成物に
存する。
【0009】
【化3】
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のインクジェット用水性インク組成物は、少なく
とも、顔料、顔料分散剤、沸点が150℃以上の水溶性
有機化合物(以下、高沸点水溶性有機化合物という)、
水および前記一般式(I)で表される化合物を含有す
る。
【0011】本発明において、顔料としては、特に制限
されず、任意の有機顔料および無機顔料を使用すること
が出来る。
【0012】有機顔料としては、例えば、アゾレーキ、
不溶性モノアゾ顔料、不溶性ジスアゾ顔料、縮合アゾ顔
料、キレートアゾ顔料などのアゾ顔料;フタロシアニン
顔料、ペリレン顔料、ペリノン顔料、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、チオインジ
ゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフタロン顔料など
の多環式顔料;塩基性染料型キレート、酸性染料型キレ
ート等の染料キレート;ニトロ顔料;ニトロソ顔料など
が挙げられる。無機顔料としては、例えば、酸化チタ
ン、酸化鉄、べんがら、酸化クロム、紺青、群青、モリ
ブデン赤、鉄黒、黄鉛、カーボンブラック等が挙げられ
る。これらの顔料は単独で又は2種以上を混合して使用
することが出来る。また、顔料は、予め次の分散樹脂に
て水性媒体中に分散させて顔料分散液として使用するこ
とが好ましい。
【0013】本発明において、顔料分散剤としては、ア
ルカリ可溶性樹脂または界面活性剤を使用することが出
来る。
【0014】上記のアルカリ可溶性樹脂は、アルカリで
中和して水可溶性となるため、カルボキシル基、スルホ
ン酸基などの親水基を分子中に有しており、その酸価
は、通常50〜300、好ましくは75〜250であ
る。
【0015】上記の様なアルカリ可溶性樹脂としては、
例えば、スチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−メ
チルスチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−アクリ
ル酸−(メタ)アクリル酸エステル(C1〜C4程度の
低級アルキルエステル、以下同様)共重合体、メタクリ
ル酸−(メタ)アクリル酸エステル、アクリル酸−(メ
タ)アクリル酸エステル、スチレン−メタクリル酸共重
合体、スチレン−メタクリル酸−(メタ)アクリル酸エ
ステル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチ
レン−メチルスチレン−マレイン酸共重合体、スチレン
−(メタ)アクリル酸エステル−マレイン酸共重合体、
スチレン−(メタ)アクリル酸エステル−マレイン酸共
重合体、スチレン−(メタ)アクリル酸エステル−スチ
レンスルホン酸共重合体、スチレン−メタクリルスルホ
ン酸共重合体、スチレン−(メタ)アクリル酸エステル
−アリルスルホン酸共重合体などのアクリル樹脂が挙げ
られる。また、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエス
テル樹脂などにカルボキシル基、スルホン酸基などの親
水基を導入して使用することも出来る。アルカリ可溶性
樹脂は、ナトリウム、カリウム、アンモニウム等の塩と
して使用される。
【0016】上記の界面活性剤としては、アニオン系、
ノニオン系、カチオン系、両性イオン系の何れであって
もよい。斯かる界面活性剤の具体例としては、アルキル
ベンゼンスルホン酸塩、高級アルコール硫酸エステル
塩、高級脂肪酸塩、高級アルキルジカルボン酸塩、アル
キルナフタレンスルホン酸塩、アルキルスルホコハク酸
塩、ナフタレン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エーテル硫酸塩、ポリオキシエチ
レンアルキルリン酸エステル等のアニオン系界面活性
剤;ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシ
エチレンアルキルフェニルエーテル、脂肪酸モノグリセ
リド、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,ポリオキシエチレン脂肪酸
エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシ
エチレン付加アセチレングリコール等のノニオン系界面
活性剤;脂肪族アミン塩、脂肪族ホスホニウム塩、脂肪
族スルホニウム塩などのカチオン系界面活性剤が挙げら
れる。
【0017】本発明で使用する高沸点水溶性有機化合物
の具体例としては、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、ブチレングリ
コール、1,6−ヘキサンジオール、1,2,6−ヘキ
サントリオ−ル、ヘキシレングリコール、グリセリン、
ジグリセリン、2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロ
リドン、1,5−ペンタンジオ−ル、1,3−ジメチル
−2−イミダゾリジノン等が挙げられる。沸点が150
℃未満の水溶性有機化合物では、前記一般式(I)で表
される化合物との併用による本発明の効果が発現されな
い。なお、本発明で使用する高沸点水溶性有機化合物
は、上記の様にポリマーをも包含し、常温での沸点の上
限はないに等しい。
【0018】本発明で使用する前記一般式(I)で表さ
れる化合物は、既に市販されており、例えば、坂本薬品
工業株式会社の「SY−DP」シリース゛(「DP
4」、「DP9」、「DP14」、「DP18」、「D
P20」、「DP24」等)として入手することが出来
る。前記一般式(I)において、整数m、n、o及びp
は、通常、等しいか又は近似する値である。
【0019】本発明のインクジェット用水性インク組成
物(水性インク)は、少なくとも前記の各成分と水とを
含有し、必要に応じ、他の成分を含有する。そして、前
記の各成分の使用量は次の通りである。
【0020】顔料の使用量は、水性インク中の濃度とし
て、通常0.5〜25重量%、好ましくは2〜10重量
%、アルカリ可溶性樹脂の使用量は、顔料に対する割合
として、通常10〜100重量%、好ましくは15〜8
0重量%、界面活性剤の使用量は、顔料に対する割合と
して、通常10〜50重量%、好ましくは15〜40重
量%である。
【0021】そして、高沸点水溶性有機化合物の使用量
は、水性インク中の濃度として5〜30重量%(好まし
くは6〜25重量%)、前記一般式(I)で表される化
合物の使用量は、水性インク中の濃度として1〜20重
量%(好ましくは2〜18重量%)であり、上記水溶性
有機化合物と上記化合物との比率は20:1〜1:3
(好ましくは15:1〜1:2.5)の範囲である。
【0022】水溶性有機化合物の使用量が上記の範囲未
満の場合は、水性インクの乾燥速度が速くなって吐出性
が低下し、上記の範囲を超える場合は、水性インクが高
粘度となり、安定性や吐出性が低下し、また、紙へのに
じみが大きく、しかも乾燥速度が遅くなる。上記化合物
化合物の使用量が上記の範囲未満の場合は、印字物のか
すれが大きくなり、上記の範囲を超える場合は、OD値
が低下する。また、上記水溶性有機化合物と上記化合物
との比率が上記の範囲未満の場合は、ノズルの目詰まり
や印字物のかすれが発生し、上記の範囲を超える場合
は、水性インクの安定性が悪化し、また、紙へのにじみ
が大きくなる。なお、本発明のインクジェット用水性イ
ンク組成物の粘度は20mPa・s以下となる様に調整
するのが好ましい。
【0023】本発明においては、任意成分として、糖お
よびその誘導体、高沸点水溶性有機化合物以外の水溶性
有機化合物(沸点が150℃未満の水溶性有機化合
物)、防腐剤、防カビ剤、消泡剤、防錆剤などの添加剤
を適宜配合することが出来る。
【0024】上記の糖としては、単糖類、二糖類、多糖
類が挙げられ、その具体例としては、グルコース、ガラ
クトース、マンノース、グロース、タロース、アロー
ス、アルトロース、イドース、フラクトース、ソルボー
ス、タガトース、プシコース、シュクロース、マルトー
ス、ラクトース、マルトトリオース、イソマルトース、
マルトテトラオース、イソマルトトリオース、イソマル
トテトラオース、パノース、ニゲロース、コウジビオー
ス、ラクチェロース、パラチノース、ケストース、ニス
トース、フラクトシルニストース、イヌロビオース、イ
ヌロトリオース、イヌロテトラオース、イソマルチェロ
ース、マルトシルシュクロース、マルトトリオシルシュ
クロース、マルトペンタオース、マルトヘキサオース、
マルトヘプタオース等が挙げられる。糖の誘導体として
は、上記の糖の還元または酸化によって得られる誘導体
が好ましく、その具体例としては、マルチトール、ソル
ビット等が挙げられる。糖およびその誘導体は、印字物
のかすれを防止し、吐出性を安定化させる作用がある。
糖およびその誘導体の使用量は、水性インク中の濃度と
して、通常1〜20重量%、好ましくは1.5〜18重
量%である。
【0025】高沸点水溶性有機化合物以外の水溶性有機
化合物(沸点が150℃未満の水溶性有機化合物)とし
ては、例えば、メタノール、エタノール、n−プロパノ
ール、iso−プロパノール、n−ブタノール、iso
−ブタノール、t−ブタノール、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メチルエー
テル等が挙げられる。また、防腐剤としてはベンズイソ
チアゾリン等が挙げられる。
【0026】本発明のインクジェット用水性インク組成
物は例えば次の様な方法で調製することが出来る。すな
わち、先ず、顔料と顔料分散剤とを混合攪拌した後、水
中に分散させる。分散機としては、例えば、ロールミ
ル、ボールミル、サンドミル、ジェットミル等を使用す
ることが出来る。斯かる分散処理により、顔料分散液の
安定化が図られる。次いで、顔料分散液に含まれている
粗大粒子を遠心分離処理して除去した後、高沸点水溶性
有機化合物および前記一般式(I)で表される化合物を
添加し、濃度調整を行って水性インクとする。また、得
られた水性インクについて、フィルター処理やイオン交
換樹脂処理を行うことにより、品質の一層の向上を図る
ことも出来る。
【0027】
【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明す
る。以下の諸例において「部」は全て重量部を示し、
「%」は全て重量%を示す。また、使用した評価方法は
次の通りである。なお、一般式(I)で表される化合物
における整数m、n、o及びpは平均値である。
【0028】(1)経時安定性試験:インクを20℃の
恒温室内に1か月間静置した後、顔料の分離、水浮き及
び沈降の有無を確認した。顔料の分離、水浮き及び沈降
が少しでも生じた状態を異常と評価した。異常なしの場
合を○、異常ありの場合を×として表した。
【0029】(2)吐出性試験:カートリッジにインク
を充填し、プリンター(ヒューレット・パッカード社製
「Deskjet970cxi」)を使用し、エコモー
ドで200枚印字試験を行った。紙は、「XEROX4
024」を使用した。ノズルの目詰まりや印字物のかす
れが少しでも発生した状態を異常と評価した。異常なし
の場合を○、異常ありの場合を×で表した。
【0030】(3)OD値:上記の(2)の吐出性試験
において印字した紙をマクベス濃度計を使用し、OD値
を測定した。
【0031】(4)乾燥速度:上記の(2)の吐出性試
験において、印字してから乾燥までの時間を秒単位で測
定した。なお、乾燥とは印字した紙を重ねても裏写りし
ない状態をいう。
【0032】実施例1 以下に示す成分を配合し、プロペラ攪拌機にて室温で1
時間攪拌した。
【0033】
【表1】
【0034】次いで、得られた混合物に対し、0.7m
m径ガラスビーズを80%充填したサンドミルにて3パ
ス処理を行った。この分散液をモノエタノールアミンで
PH8.5に調整し、25000Gで5分間遠心処理し
て粗大粒子を除去し、固形分濃度が20重量%となる様
に調整した。その後、以下の配合にて30分攪拌を行っ
てインクを作成した。そして、得られたインクの経時安
定性、吐出性、OD値、乾燥速度の評価結果を表16に
示す。
【0035】
【表2】
【0036】比較例1 実施例1において、インク化の際に一般式(I)で表さ
れる化合物を添加しない以外は同様に行ってインクを作
成した。得られたインクの評価結果を表17に示す。
【0037】実施例2 以下に示す成分を配合し、プロペラ攪拌機にて室温で1
時間攪拌した。
【0038】
【表3】
【0039】次いで、得られた混合物に対し、0.5m
m径ジルコニアビーズを80%充填したサンドミルにて
3パス処理を行った。この分散液をアンモニア水でPH
9.0に調整し、25000Gで5分間遠心処理して粗
大粒子を除去し、固形分濃度が20重量%となる様に調
整した。その後、以下の配合にて30分攪拌を行ってイ
ンクを作成した。そして、得られたインクの評価結果を
表16に示す。
【0040】
【表4】
【0041】比較例2 実施例2において、インク化の際に一般式(I)で表さ
れる化合物を添加しない以外は同様に行ってインクを作
成した。得られたインクの評価結果を表17に示す。
【0042】実施例3 以下に示す成分を配合し、プロペラ攪拌機にて室温で1
時間攪拌した。
【0043】
【表5】
【0044】次いで、得られた混合物に対し、0.5m
m径ガラスビーズを80%充填したサンドミルにて5パ
ス処理を行った。この分散液をモノエタノールアミンで
PH9.0に調整し、25000Gで5分間遠心処理し
て粗大粒子を除去し、固形分濃度が20重量%となる様
に調整した。その後、以下の配合にて30分攪拌を行っ
てインクを作成した。そして、得られたインクの評価結
果を表16に示す。
【0045】
【表6】
【0046】比較例3 実施例3において、インク化の際、ポリエチレングリコ
ール(分子量400)の量を25.0重量部に、イオン
交換水の量を36.9重量部に変更した以外は、同様に
行ってインクを作成した。得られたインクの評価結果を
表17に示す。
【0047】実施例4 以下に示す成分を配合し、プロペラ攪拌機にて室温で1
時間攪拌した。
【0048】
【表7】
【0049】次いで、得られた混合物に対し、0.5m
m径ジルコニアビーズを80%充填したサンドミルにて
3パス処理を行った。この分散液をモノエタノールアミ
ンでPH8.0に調整し、25000Gで5分間遠心処
理して粗大粒子を除去し、固形分濃度が20重量%とな
る様に調整した。その後、以下の配合にて30分攪拌を
行ってインクを作成した。そして、得られたインクの評
価結果を表16に示す。
【0050】
【表8】
【0051】比較例4 実施例4において、インク化の際、一般式(I)で表さ
れる化合物の量を25重量部に、イオン交換水の量を3
6.9重量部に変更した以外は、同様に行ってインクを
作成した。得られたインクの評価結果を表17に示す。
【0052】実施例5 以下に示す成分を配合し、プロペラ攪拌機にて室温で1
時間攪拌した。
【0053】
【表9】
【0054】次いで、得られた混合物に対し、0.5m
m径ガラスビーズを80%充填したサンドミルにて3パ
ス処理を行った。この分散液をトリエタノールアミンで
PH8.0に調整し、25000Gで5分間遠心処理し
て粗大粒子を除去し、固形分濃度が20重量%となる様
に調整した。その後、以下の配合にて30分攪拌を行っ
てインクを作成した。そして、得られたインクの評価結
果を表16に示す。
【0055】
【表10】
【0056】比較例5 実施例5において、インク化の際、2−ピロリドンの量
を3重量部に、イオン交換水の量を59.4重量部に変
更した以外は、同様に行ってインクを作成した。得られ
たインクの評価結果を表17に示す。
【0057】実施例6 実施例1と同様にして、分散液(固形分濃度20重量
%)を調製した。その後、以下の配合にて30分攪拌を
行ってインクを作成した。そして、得られたインクの経
時安定性、吐出性、OD値、乾燥速度の評価結果を表1
6に示す。
【0058】
【表11】
【0059】比較例6 実施例6において、インク化の際に一般式(I)で表さ
れる化合物を添加しない以外は同様に行ってインクを作
成した。得られたインクの評価結果を表17に示す。
【0060】実施例7 実施例2と同様にして、分散液(固形分濃度20重量
%)を調製した。その後、以下の配合にて30分攪拌を
行ってインクを作成した。そして、得られたインクの経
時安定性、吐出性、OD値、乾燥速度の評価結果を表1
6に示す。
【0061】
【表12】
【0062】比較例7 実施例7において、インク化の際に一般式(I)で表さ
れる化合物を添加しない以外は同様に行ってインクを作
成した。得られたインクの評価結果を表17に示す。
【0063】実施例8 実施例3と同様にして、分散液(固形分濃度20重量
%)を調製した。その後、以下の配合にて30分攪拌を
行ってインクを作成した。そして、得られたインクの経
時安定性、吐出性、OD値、乾燥速度の評価結果を表1
6に示す。
【0064】
【表13】
【0065】比較例8 実施例8において、インク化の際、トリエチレングリコ
ールの量を1.0重量部に、一般式(I)で表される化
合物の量を19.0重量部に、イオン交換水の量を4
6.9重量部に変更した以外は、同様にインクを作成し
た。得られたインクの評価結果を表17に示す。
【0066】実施例9 実施例4と同様にして、分散液(固形分濃度20重量
%)を調製した。その後、以下の配合にて30分攪拌を
行ってインクを作成した。そして、得られたインクの経
時安定性、吐出性、OD値、乾燥速度の評価結果を表1
6に示す。
【0067】
【表14】
【0068】比較例9 実施例9において、インク化の際、一般式(I)で表さ
れる化合物の量を25重量部に、イオン交換水の量を2
4.9重量部に変更した以外は、同様にインクを作成し
た。得られたインクの評価結果を表17に示す。
【0069】実施例10 実施例5と同様にして、分散液(固形分濃度20重量
%)を調製した。その後、以下の配合にて30分攪拌を
行ってインクを作成した。そして、得られたインクの経
時安定性、吐出性、OD値、乾燥速度の評価結果を表1
6に示す。
【0070】
【表15】
【0071】比較例10 実施例10において、インク化の際、2−ピロリドンの
量を3重量部に、イオン交換水の量を59.4重量部に
変更した以外は、同様にインクを作成した。そして、得
られたインクの経時安定性、吐出性、OD値、乾燥速度
の評価結果を表17に示す。
【0072】比較例11 実施例10において、インク化の際、2−ピロリドン及
び一般式(I)で表される化合物を添加せず、前記一般
式(II)で表される特開平5−214282号公報に記
載された化合物(但し、一般式(II)中、R1〜R3は水
素原子であり、x=y=z=8)10.0重量部添加
し、イオン交換水の量を62.9重量部に変更した以外
は、同様にインクを作成した。そして、得られたインク
の経時安定性、吐出性、OD値、乾燥速度の評価結果を
表17に示す。
【0073】
【表16】
【0074】
【表17】
【0075】
【発明の効果】以上説明した本発明によれば、印字物の
かすれを防止し、高OD値を維持しつつ乾燥性を向上さ
せ、しかも、吐出性良好で且つ経時安定性に優れたイン
クジェット用水性インク組成物が提供される。
フロントページの続き Fターム(参考) 2C056 EA04 FC01 FC02 2H086 BA52 BA53 BA55 BA59 BA60 BA62 4J039 AB01 AD03 AD09 AE04 AE05 AE06 BC07 BC09 BC10 BC11 BC12 BC16 BC50 BC51 BC54 BC75 BC79 BE01 BE22 CA03 EA01 EA42 EA44 EA46 GA24

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも、顔料、顔料分散剤、沸点が
    150℃以上の水溶性有機化合物、水および下記一般式
    (I)で表される化合物を含有して成るインクジェット
    用水性インク組成物であって、当該水性インク組成物中
    における上記水溶性有機化合物の濃度が5〜30重量%
    であり、上記化合物の濃度が1〜20重量%であり、か
    つ、上記水溶性有機化合物と上記化合物との比率が2
    0:1〜1:3の範囲であることを特徴とするインクジ
    ェット用水性インク組成物。 【化1】
  2. 【請求項2】 水性インク組成物中の濃度として1〜2
    0重量%の糖を含有して成る請求項1記載のインクジェ
    ット用水性インク組成物。
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