JP5591659B2 - インク組成物、インクセットおよび画像形成方法 - Google Patents
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Description
このような紫外線硬化性の水系インクに適用可能な水溶性の重合性化合物として、二重結合を有する水溶性の光重合性物質及び色材を含有するインク、並びに反応促進剤組成物を用いた画像記録方法が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
また、記録した画像にテープを貼付し、剥離した際に生じるテープへの色移りを低減させること(耐テープ密着性)についても、未だ改良の余地がある。
項1. (成分a)エチレン性不飽和結合を有する重合性化合物、
(成分b)光重合開始剤、
(成分c)着色剤、
(成分d)水、及び
(成分e)次亜リン酸、ギ酸、亜硫酸、亜リン酸またはこれらの塩
を含有するインク組成物。
項3. 前記(成分a)が、(メタ)アクリルアミド基、マレイミド基、ビニルスルホン基、およびN−ビニルアミド基からなる群から選択される重合性基を有する、項1または項2に記載のインク組成物。
項4. 前記(成分a)が、少なくとも1つの(メタ)アクリルアミド基を有する、項1〜項3のいずれか1項に記載のインク組成物。
項5. 前記(成分a)エチレン性不飽和結合を有する重合性化合物の分子量(Me)を、1分子あたりのエチレン性不飽和結合の含有数(ne)で除した値(Me/ne)が175以下である、項1〜項4のいずれか1項に記載のインク組成物。
項6. 前記(成分a)エチレン性不飽和結合を有する重合性化合物の分子量(Me)を、1分子あたりのエチレン性不飽和結合の含有数(ne)で除した値(Me/ne)が84以上である項1〜項5のいずれか1項に記載のインク組成物。
項7. 前記(成分c)が顔料である、項1〜項6のいずれか1項に記載のインク組成物。
項8. 項1〜項7のいずれか1項に記載のインク組成物と、
該インク組成物と接触して凝集体を形成しうる凝集剤(成分f)を含有する処理液とを含むインクセット。
項9. 前記処理液が、更に前記(成分e)を含有する、項8に記載のインクセット。
項10. (成分a)エチレン性不飽和結合を有する重合性化合物、
(成分b)光重合開始剤、
(成分c)着色剤、及び
(成分d)水
を含有するインク組成物と、
(成分e)次亜リン酸、ギ酸、亜硫酸、亜リン酸またはこれらの塩、及び
(成分f)該インク組成物と接触して凝集体を形成しうる凝集剤
を含有する処理液とを含むインクセット。
項12. 項8〜項11のいずれか1項に記載のインクセットに含まれる処理液を、記録媒体上に付与する処理液付与工程と、
該インクセットに含まれるインク組成物を、記録媒体上に付与して画像を形成するインク付与工程と、を有する画像形成方法。
項13. 前記記録媒体が塗工紙である項12に記載の画像形成方法。
項14. 前記インク付与工程は、前記処理液付与工程において処理液が付与された記録媒体上に、前記インク組成物を付与する工程である、項12または項13に記載の画像形成方法。
項15. 前記インク付与工程は、インクジェット法により前記インク組成物を付与する工程である、項12〜項14のいずれか1項に記載の画像形成方法。
(成分a)エチレン性不飽和結合を有する重合性化合物、
(成分b)光重合開始剤、
(成分c)着色剤、
(成分d)水、及び
(成分e)一般式(I)で表される化合物またはその塩
を含有する、インク組成物である。
(成分a)エチレン性不飽和結合を有する重合性化合物、
(成分b)光重合開始剤、
(成分c)着色剤、及び
(成分d)水
を含有するインク組成物と、
(成分e)一般式(I)で表される化合物またはその塩、及び
(成分f)該インク組成物と接触して凝集体を形成しうる凝集剤
を含有する処理液とを含むインクセットである。
本発明の第一の態様は、
(成分a)エチレン性不飽和結合を有する重合性化合物、
(成分b)光重合開始剤、
(成分c)着色剤、
(成分d)水、及び
(成分e)一般式(I)で表される化合物またはその塩
を含有するインク組成物である。
本発明の第一の態様におけるインク組成物は、(成分a)エチレン性不飽和結合を有する重合性化合物、(成分b)光重合開始剤、(成分c)着色剤、(成分d)水、及び(成分e)一般式(I)で表される化合物またはその塩を含有し、必要に応じて、水溶性有機溶剤、その他の添加剤をさらに含んで構成される。
インク組成物中に、一般式(I)で表される化合物またはその塩及びエチレン性不飽和結合を有する重合性化合物を含み、例えば、記録媒体上にインク組成物を付与した後、活性エネルギー線を照射することで、本発明の効果を向上させることができる。
上記の各色調のインク組成物は、着色剤(例えば顔料)の色相を所望により変更することにより調製できる。
本発明の第一の態様におけるインク組成物は、下記一般式(I)で表される化合物またはその塩を含有する。
一般式(I)で表される化合物の塩としては、一般式(I)で表される化合物のアルカリ金属塩が好ましく、ナトリウム塩またはカリウム塩がさらに好ましく、ナトリウム塩が最も好ましい。
本発明のインク組成物は、エチレン性不飽和結合を有する重合性化合物の少なくとも1種を含有する。前記エチレン性不飽和結合を有する重合性化合物は、水不溶性の化合物であっても水溶性の化合物であってもよいが、水溶性のエチレン性不飽和結合を有する重合性化合物であることが好ましい。尚、ここでいう水溶性とは前記エチレン性不飽和結合を有する重合性化合物が、25℃において蒸留水に2質量%以上溶解することを意味するが、5質量%以上溶解することが好ましく、10質量%以上溶解することがより好ましく、20質量%以上溶解することがさらに好ましく、任意の割合で水と均一に混合することが特に好ましい。
エチレン性不飽和結合を有する重合性化合物は1種のみ用いてもよく、また目的とする特性を向上するために任意の比率で2種以上を併用してもよい。好ましくは2種以上併用して用いることが、反応性、物性などの性能を制御する上で好ましい。またインクの吐出安定性の観点から、水に対する溶解性が良く、且つ、インク組成物中に析出しにくい化合物を用いることが好ましい。
その他、アリルグリシジルエーテル、ジアリルフタレート、トリアリルトリメリテート等のアリル化合物の誘導体が挙げられる。
前記エチレン性不飽和結合を有する重合性化合物中に、前記「アミド基」は2つ以上存在することが好ましく、前記「アミド基」が2つ以上存在する場合、「アミド基」は同一であっても、互いに異なっていてもよい。
前記R3におけるアルキル基としては、炭素数1〜3のアルキル基が好ましい。R3で表されるアルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、およびイソプロピル基等が挙げられる。本発明においては、メチル基またはエチル基であることが好ましい。
また前記R3におけるアリール基としては、炭素数6〜10のアリール基が好ましい。R3で表されるアリール基の具体例としては、フェニル基、およびナフチル基等が挙げられる。本発明においては、フェニル基であることが好ましい。
さらにA値は、84以上175以下であることが好ましく、84以上165以下であることがより好ましい。
前記親水性基として具体的には、オキシアルキレン基およびそのオリゴマー、ヒドロキシル基、アミド基、糖アルコール残基、ウレア基、イミノ基、アミノ基、カルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基、チオール基、4級アンモニウム基等を挙げることができる。
本発明のインク組成物は、光重合開始剤の少なくとも1種を含有する。前記光重合開始剤としては、公知の光重合開始剤を特に制限なく使用することができる。
本発明で使用され得る好ましい光重合開始剤としては、(a)芳香族ケトン類、(b)アシルホスフィン化合物、(c)芳香族オニウム塩化合物、(d)有機過酸化物、(e)チオ化合物、(f)ヘキサアリールビイミダゾール化合物、(g)ケトオキシムエステル化合物、(h)ボレート化合物、(i)アジニウム化合物、(j)メタロセン化合物、(k)活性エステル化合物、(l)炭素ハロゲン結合を有する化合物、並びに(m)アルキルアミン化合物等が挙げられる。
光重合開始剤の具体例としては、例えば、加藤清視著「紫外線硬化システム」(株式会社総合技術センター発行:平成元年)の第65〜148頁に記載されている光重合開始剤などを挙げることができる。
光重合開始剤として具体的には、例えば、アセトフェノン、2,2−ジエトキシアセトフェノン、p−ジメチルアミノアセトフェン、p−ジメチルアミノプロピオフェノン、ベンゾフェノン、2−クロロベンゾフェノン、p,p’−ジクロロベンゾフェン、p,p’−ビスジエチルアミノベンゾフェノン、ミヒラーケトン、ベンジル、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインn−プロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾインn−ブチルエーテル、ベンジルジメチルケタール、テトラメチルチウラムモノサルファイド、チオキサントン、2−クロロチオキサントン、2−メチルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン(DETX)、2−イソプロピルチオキサントン(ITX)、アゾビスイソブチロニトリル、ベンゾインパーオキサイド、ジ−tert−ブチルパーオキサイド、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン(IRGACURE 651)、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(IRGACURE184)、1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン(IRGACURE2959)、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン-1−オン(DAROCUR 1173)、2−ヒドロキシ−1−{4−[4−(2−ヒドロキシ−2−メチル−プロピオニル)−ベンジル]フェニル}−2−メチル−プロパン−1−オン(IRGACURE 127)、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、2−メチル−1−(4−メチルチオフェニル)−2−モルホリノプロパン−1−オン(IRGACURE 907)、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)−ブタノン−1(IRGACURE369)、2−(ジメチルアミノ)−2−[(4−メチルフェニル)メチル]−1−[4−(4−モルホリニル)フェニル]−1−ブタノン(IRGACURE 379)、2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−ホスフィンオキサイド(DAROCUR TPO)、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルホスフィンオキサイド(IRGACURE819)、メチルベンゾイルフォーメートが挙げられる。尚、「IRGACURE」、「DAROCUR」はBASF・ジャパン社の登録商標である。 更に、例えばトリフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート等の、芳香族ジアゾニウム塩、芳香族ハロニウム塩、芳香族スルホニウム塩、メタロセン化合物等が挙げられる。
本発明のインク組成物における光重合開始剤の含有量は、固形分換算で0.1〜30質量%の範囲であることが好ましく、0.5〜20質量%の範囲であることがより好ましく、1〜15質量%の範囲であることがさらに好ましい。
また、本発明のインク組成物における光重合開始剤の含有量は、前記重合性化合物100質量部に対して、好ましくは0.01〜35質量部、より好ましくは0.1〜30質量部、さらに好ましくは0.5〜30質量部の範囲で含有されるのが適当である。
なお、ここで光重合開始剤の含有量とは、インク組成物における光重合開始剤の総含有量を意味し、重合性化合物の含有量とは、インク組成物における重合性化合物(エチレン性不飽和結合を有する重合性化合物および必要に応じて含まれるその他の重合性化合物)の総含有量を意味する。
本発明におけるインク組成物は、着色剤の少なくとも1種を含む。本発明における着色剤としては、公知の染料、顔料等を特に制限なく用いることができる。中でも、インク着色性の観点から、水に殆ど不溶であるか、又は難溶である着色剤であることが好ましい。具体的には例えば、各種顔料、分散染料、油溶性染料、J会合体を形成する色素等を挙げることができ、更に、耐光性の観点から顔料であることがより好ましい。
前記有機顔料としては、例えば、アゾ顔料、多環式顔料、染料キレート、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。これらの中でも、アゾ顔料、多環式顔料などがより好ましい。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、キノフタロン顔料、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。
染料を保持した担体(着色剤)はそのまま、あるいは必要に応じて分散剤を併用して用いることができる。分散剤としては後述する分散剤を好適に用いることができる。
着色剤(特に顔料)のインク組成物中における含有量としては、色濃度、粒状性、インク安定性、吐出信頼性の観点から、インク組成物の全質量に対して、1〜25質量%となる量が好ましく、1〜20質量%となる量がより好ましい。
本発明における着色剤が顔料である場合、分散剤によって水系溶媒に分散された着色粒子を構成していることが好ましい。前記分散剤としては、ポリマー分散剤でも低分子の界面活性剤型分散剤でもよい。また、ポリマー分散剤としては水溶性ポリマー分散剤でも水不溶性ポリマー分散剤の何れでもよい。
本発明においては、分散安定性とインクジェット方式に適用した場合の吐出性の観点から、水不溶性ポリマー分散剤であることが好ましい。
本発明における水不溶性ポリマー分散剤(以下、単に「分散剤」ということがある)としては、水不溶性のポリマーであって、顔料を分散可能であれば特に制限は無く、従来公知の水不溶性ポリマー分散剤を用いることができる。水不溶性ポリマー分散剤は、例えば、疎水性の構成単位と親水性の構成単位の両方を含んで構成することができる。
また前記親水性構成単位を構成するモノマーとしては、親水性基を含むモノマーであれば特に制限はない。前記親水性基としては、ノニオン性基、カルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基等を挙げることができる。尚、ノニオン性基としては、水酸基、(窒素原子が無置換の)アミド基、アルキレンオキシド重合体(例えば、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド等)に由来する基、糖アルコールに由来する基等が挙げられる。
本発明における親水性構成単位は、分散安定性の観点から、少なくともカルボキシル基を含むことが好ましく、ノニオン性基とカルボキシル基を共に含む形態であることもまた好ましい。
ここで「(メタ)アクリル酸」は、アクリル酸またはメタクリル酸を意味する。
前記着色粒子中の分散剤の含有量が、上記範囲であることにより、顔料が適量の分散剤で被覆され、粒径が小さく経時安定に優れた着色粒子を得やすい傾向となり好ましい。
工程(1):顔料、分散剤、および該分散剤を溶解または分散する有機溶剤と共に、塩基性物質を含み、水を主成分とする溶液を含有する混合物を分散処理する工程
工程(2):分散処理後の混合物から、前記有機溶剤の少なくとも一部を除去する工程
また、必要に応じて、縦型もしくは横型のサンドグラインダー、ピンミル、スリットミル、超音波分散機等を用い、0.01〜1mmの粒径のガラス、ジルコニア等でできたビーズを用いた微分散処理を行うことにより得ることができる。
また、着色剤(または着色粒子)の粒径分布に関しては、特に制限は無く、広い粒径分布又は単分散性の粒径分布のいずれであってもよい。また、単分散性の粒径分布を持つ着色剤を、2種以上混合して使用してもよい。
尚、着色剤(または着色粒子)の体積平均粒径および粒径分布は、例えば、光散乱法を用いて測定することができる。
本発明において、上記着色剤(または着色粒子)は1種単独で、また2種以上を組み合わせて使用してもよい。
本発明におけるインク組成物は水を含み、必要に応じて水溶性有機溶剤の少なくとも1種を含んで構成される。
本発明における水としては、イオン交換水、蒸留水などのイオン性不純物を含まない水を用いることが好ましい。また、インク組成物における水の含有率は、目的に応じて適宜選択されるが、通常、10〜95質量%であることが好ましく、30〜90質量%であることがより好ましい。
本発明におけるインク組成物は、水溶性有機溶剤の少なくとも1種を含むことができる。水溶性有機溶剤を含有することで、乾燥防止、湿潤あるいは浸透促進の効果を得ることができる。乾燥防止には、噴射ノズルのインク吐出口においてインクが付着乾燥して凝集体ができ、目詰まりするのを防止する乾燥防止剤として用いられ、乾燥防止や湿潤には、水より蒸気圧の低い水溶性有機溶剤が好ましい。また水溶性有機溶剤は、紙へのインク浸透性を高める浸透促進剤として用いることができる。
また水溶性有機溶剤のインク組成物中における含有量としては、1質量%以上60質量%以下が好ましく、より好ましくは1質量%以上40質量%以下である。
本発明におけるインク組成物は、樹脂粒子の少なくとも1種を含有することができる。樹脂粒子を含むことにより、インク組成物の記録媒体への定着性、画像の耐擦性、耐ブロッキング性を効果的に向上させることができる。
また樹脂粒子は、既述の処理液又はこれを乾燥させた記録媒体上の領域と接触した際に凝集、又は分散不安定化してインクを増粘させることにより、インク組成物、すなわち画像を固定化させる機能を有することが好ましい。このような樹脂粒子は、水および有機溶剤の少なくとも1種に分散されているものが好ましい。
また樹脂粒子はラテックスの形態で用いることもできる。
また樹脂粒子の体積平均粒径は、10nm〜1μmの範囲が好ましく、10〜200nmの範囲がより好ましく、20〜100nmの範囲が更に好ましく、20〜50nmの範囲が特に好ましい。
樹脂粒子のガラス転移温度Tgは30℃以上であることが好ましく、40℃以上がより好ましく、50℃以上がさらに好ましい。
また、樹脂微子の粒径分布に関しては、特に制限は無く、広い粒径分布を持つもの、又は単分散の粒径分布を持つもの、いずれでもよい。また、単分散の粒径分布を持つ樹脂粒子を、2種以上混合して使用してもよい。
本発明におけるインク組成物は、必要に応じて、界面活性剤の少なくとも1種を含むことができる。界面活性剤は、表面張力調整剤として用いることができる。
表面張力調整剤として、分子内に親水部と疎水部を合わせ持つ構造を有する化合物またはその等が有効に使用することができ、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、ベタイン系界面活性剤のいずれも使用することができる。更に、上記の分散剤(高分子分散剤)を界面活性剤としても用いてもよい。
本発明においては、インクの打滴干渉抑制の観点から、ノニオン性界面活性剤が好ましく、中でもアセチレングリコール誘導体がより好ましい。
界面活性剤のインク組成物中における界面活性剤の具体的な量としては、前記表面張力となる範囲が好ましいこと以外は特に制限はなく、1質量%以上が好ましく、より好ましくは1〜10質量%であり、更に好ましくは1〜3質量%である。
インク組成物は、上記の成分に加え、必要に応じて更にその他成分として各種の添加剤を含むことができる。
前記各種の添加剤としては、例えば、紫外線吸収剤、褪色防止剤、防黴剤、pH調整剤、防錆剤、酸化防止剤、乳化安定剤、防腐剤、消泡剤、粘度調整剤、分散安定剤、キレート剤、固体湿潤剤等の公知の添加剤が挙げられる。
防黴剤は、インク組成物中の含有量が0.02〜1.00質量%である範囲とするのが好ましい。
本発明におけるインク組成物の表面張力(25℃)としては、20mN/m以上60mN/m以下であることが好ましい。より好ましくは、20mN以上45mN/m以下であり、更に好ましくは、25mN/m以上40mN/m以下である。
表面張力は、Automatic Surface Tensiometer CBVP-Z(協和界面科学株式会社製)を用い、インク組成物を25℃の条件下で測定される。
粘度は、VISCOMETER TV−22(TOKI SANGYO CO.LTD製)を用い、インク組成物を25℃の条件下で測定される。
本発明のインクセットは、既述のインク組成物の少なくとも1種と、前記インク組成物と接触して凝集体を形成可能な凝集剤(成分f)を含有する処理液の少なくとも1種と、を含む。
(成分a)エチレン性不飽和結合を有する重合性化合物、(成分b)光重合開始剤、(成分c)着色剤、(成分d)水、及び(成分e)一般式(I)で表される化合物またはその塩を含むインク組成物と、(成分f)凝集剤を含む処理液とを用いて画像を形成することにより、耐ブロッキング性等に優れた画像が形成される。また、前記処理液に、前記一般式(I)で表される化合物またはその塩(成分e)を含むこともできる。
本発明のインクセットは、前記インク組成物と接触して凝集体を形成可能な凝集剤の少なくとも1種を含み、必要に応じてその他の成分を含んで構成される。
処理液が(成分f)凝集剤を含むことで、良好な画像品質で耐ブロッキング性に優れた画像を形成することができる。
本発明における処理液は、インク組成物中の成分を凝集させる凝集剤を含んでなる。本発明における凝集剤は、記録媒体上においてインク組成物と接触することにより、インク組成物を凝集(固定化)可能なものであり、固定化剤として機能する。例えば、処理液を記録媒体(好ましくは、塗工紙)に付与することにより記録媒体上に凝集剤が存在している状態で、インク組成物がさらに着滴して凝集剤に接触することにより、インク組成物中の成分が凝集し、インク組成物中の成分を記録媒体上に固定化することができる。
前記インク組成物中の成分を固定化させる成分としては、酸性化合物、多価金属塩、カチオン性ポリマー等を挙げることができる。これらは1種単独でも、2種以上を併用することもできる。
酸性化合物としては、例えば、硫酸、塩酸、硝酸、リン酸、ポリアクリル酸、酢酸、グリコール酸、マロン酸、リンゴ酸、マレイン酸、アスコルビン酸、コハク酸、グルタル酸、フマル酸、クエン酸、酒石酸、乳酸、スルホン酸、オルトリン酸、メタリン酸、ピロリドンカルボン酸、ピロンカルボン酸、ピロールカルボン酸、フランカルボン酸、ピリジンカルボン酸、クマリン酸、チオフェンカルボン酸、ニコチン酸、およびこれらの化合物の誘導体等が好適に挙げられ、これらの塩を含んでいてもよい。
酸性化合物は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
さらに酸性化合物の含有量は、前記処理液の全質量に対し、15質量%〜35質量%であることが好ましく、20質量%〜30質量%であることがより好ましい。
本発明における多価金属塩は、アルカリ土類金属、亜鉛族金属等の2価以上の金属を含む化合物であり、Ca2+、Cu2+、Al3+等の金属イオンの酢酸塩、酸化物等を挙げることができる。
本発明において、前記多価金属塩を含む処理液が付与された記録媒体(好ましくは、塗工紙)にインク組成物を吐出したときのインク組成物の凝集反応は、インク組成物中に分散した粒子、例えば、顔料に代表される着色剤や、樹脂粒子等の粒子の分散安定性を減じ、インク組成物全体の粘度を上昇させることで達成することができる。例えば、インク組成物中の顔料や、樹脂粒子などの粒子がカルボキシル基等の弱酸性の官能基を有するとき、当該粒子は前記弱酸性の官能基の働きにより分散安定化しているが、当該粒子の表面電荷を、多価金属塩と相互作用させることにより減じ、分散安定性を低下することができる。したがって、処理液に含まれる固定化剤としての多価金属塩は、凝集反応の観点で、価数が2価以上、すなわち多価であることが必要であり、凝集反応性の観点で、3価以上の多価金属イオンからなる多価金属塩であることが好ましい。
塩とは、上記のような多価金属イオンと、これらのイオンに結合する陰イオンとから構成される金属塩のことであるが、溶媒に可溶なものであることが好ましい。ここで、前記溶媒とは、多価金属塩とともに処理液を構成する媒質であり、例えば、水や後述する有機溶剤が挙げられる。
多価金属イオンと陰イオンとは、それぞれ単独種または複数種を用いて多価金属イオンと陰イオンとの塩を形成することができる。
また、陰イオンとしては、溶解性などの観点から、NO3 −が特に好ましい。
前記多価金属塩は、1種単独で又は2種以上を混合して用いることができる。
多価金属塩の含有量は、前記処理液の全質量に対し、15質量%〜35質量%であることが好ましく、20質量%〜30質量%であることがより好ましい。
カチオン性ポリマーとしては、ポリ(ビニルピリジン)塩、ポリアルキルアミノエチルアクリレート、ポリアルキルアミノエチルメタクリレート、ポリ(ビニルイミダゾール)、ポリエチレンイミン、ポリビグアニド、及びポリグアニドから選ばれる少なくとも1種のカチオン性ポリマーである。
カチオン性ポリマーは、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
上記カチオン性ポリマーの中でも、凝集速度の観点で有利な、ポリグアニド(好ましくは、ポリ(ヘキサメチレングアニジン)アセテート、ポリモノグアニド、ポリメリックビグアニド)、ポリエチレンイミン、ポリ(ビニルピリジン)が好ましい。
カチオン性ポリマーの塗工紙への付与量としては、インク組成物を安定化させるに足る量であれば特に制限はないが、インク組成物を固定化し易いとの観点から、0.5g/m2〜4.0g/m2であることが好ましく、0.9g/m2〜3.75g/m2であることがより好ましい。
本発明の第二の態様は、
(成分a)エチレン性不飽和結合を有する重合性化合物、
(成分b)光重合開始剤、
(成分c)着色剤、及び
(成分d)水
を含有するインク組成物と、
(成分e)一般式(I)で表される化合物またはその塩、及び
(成分f)該インク組成物と接触して凝集体を形成しうる凝集剤
を含有する処理液とを含むインクセットである。
第二の態様における処理液に対する、前記一般式(I)で表される化合物またはその塩の含有量は、0.5〜20質量%であることが好ましく、5〜20質量%であることがさらに好ましく、3〜15質量%であることが最も好ましい。
本発明の画像形成方法は、前記インクセットに含まれる処理液を、記録媒体上に付与する処理液付与工程と、前記インクセットに含まれるインク組成物を、記録媒体上に付与して画像を形成するインク付与工程と、を少なくとも含み、必要に応じてその他の工程をさらに含んで構成される。
処理液付与工程では、前記インクセットに含まれる処理液が記録媒体上に付与される。処理液の記録媒体への付与は、公知の液体付与方法を特に制限なく用いることができ、スプレー塗布、塗布ローラー等による塗布、インクジェット方式による付与、浸漬などの任意の方法を選択することができる。
本発明におけるインク付与工程では、前記インクセットに含まれるインク組成物が記録媒体上に付与される。インク組成物の付与方法としては、所望の画像様にインク組成物を付与可能な方法であれば、特に制限はなく公知のインク付与方法を用いることができる。例えば、インクジェット方式、謄写方式、捺転方式等の手段により、記録媒体上にインク組成物を付与する方法を挙げることができる。中でも、記録装置のコンパクト化と高速記録性の観点から、インク組成物をインクジェット方式によって付与する工程であることが好ましい。
インクジェット方式による画像形成では、エネルギーを供与することにより、記録媒体上にインク組成物を吐出し、着色画像を形成する。なお、本発明に好ましいインクジェット記録方法として、特開2003−306623号公報の段落番号0093〜0105に記載の方法が適用できる。
また、インクジェット方式で用い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。さらに前記インクジェット方式により記録を行う際に使用するインクノズル等についても特に制限はなく、目的に応じて、適宜選択することができる。
尚、前記インクジェット方式には、フォトインクと称する濃度の低いインクを小さい体積で多数射出する方式、実質的に同じ色相で濃度の異なる複数のインクを用いて画質を改良する方式や無色透明のインクを用いる方式が含まれる。
本発明の画像形成方法は、記録媒体上に付与されたインク組成物に活性エネルギー線を照射する工程を含むことが好ましい。活性エネルギー線を照射することでインク組成物に含まれる重合性化合物が重合して、着色剤を含む硬化膜を形成する。これにより画像の耐擦性、耐ブロッキング性がより効果的に向上する。
活性エネルギー線の出力としては、5000mJ/cm2以下であることが好ましく、10〜4000mJ/cm2であることがより好ましく、20〜3000mJ/cm2であることがさらに好ましい。
また、発光ダイオード(LED)およびレーザーダイオード(LD)を活性エネルギー線源として用いることが可能である。特に、紫外線源を要する場合、紫外LEDおよび紫外LDを使用することができる。例えば、日亜化学(株)は、主放出スペクトルが365nmと420nmとの間の波長を有する紫色LEDを上市している。
本発明で特に好ましい活性エネルギー線源は、UV−LEDであり、特に好ましくは、350〜420nmにピーク波長を有するUV−LEDである。
本発明の画像形成方法においては、必要に応じて、記録媒体上に付与されたインク組成物中のインク溶媒(例えば、水、水溶性有機溶剤等)を乾燥除去するインク乾燥工程を備えていてもよい。インク乾燥工程は、インク溶媒の少なくとも一部を除去できれば特に制限はなく、通常用いられる方法を適用することができる。
本発明の画像形成方法に用いる記録媒体には、特に制限はないが、一般のオフセット印刷などに用いられる、いわゆる上質紙、コート紙、アート紙などのセルロースを主体とする一般印刷用紙を用いることができる。セルロースを主体とする一般印刷用紙は、インクを用いた一般のインクジェット法による画像記録においては比較的インクの吸収、乾燥が遅く、打滴後に色材移動が起こりやすく、画像品質が低下しやすいが、本発明の画像形成方法によると、色材移動を抑制して色濃度、色相に優れた高品位の画像の記録が可能である。
攪拌機、冷却管を備えた1000mlの三口フラスコにメチルエチルケトン88gを加えて窒素雰囲気下で72℃に加熱し、ここにメチルエチルケトン50gにジメチル2,2’−アゾビスイソブチレート0.85g、ベンジルメタクリレート60g、メタクリル酸10g、及びメチルメタクリレート30gを溶解した溶液を3時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに1時間反応した後、メチルエチルケトン2gにジメチル2,2’−アゾビスイソブチレート0.42gを溶解した溶液を加え、78℃に昇温して4時間加熱した。得られた反応溶液は大過剰量のヘキサンに2回再沈殿し、析出した樹脂を乾燥し、ポリマー分散剤P−1を96g得た。
得られた樹脂の組成は、1H−NMRで確認し、GPCより求めた重量平均分子量(Mw)は44,600であった。さらに、JIS規格(JISK0070:1992)に記載の方法により酸価を求めたところ、65.2mgKOH/gであった。
−樹脂被覆シアン顔料分散物−
−重合性化合物2の合成−
攪拌機を備えた1Lの三口フラスコに4,7,10−トリオキサ−1,13−トリデカンジアミン40.0g(182mmol)、炭酸水素ナトリウム37.8g(450mmol)、水100g、テトラヒドロフラン300mLを加えて、氷浴下、アクリル酸クロリド35.2g(389mmol)を20分かけて滴下した。滴下後、室温で5時間攪拌した後、得られた反応混合物から減圧下でテトラヒドロフランを留去した。次に水層を酢酸エチル200mlで4回抽出し、得られた有機層を硫酸マグネシウムで乾燥後、ろ過を行い、減圧下溶媒留去することにより目的の重合性化合物2の白色固体を35.0g(107mmol、収率59%)得た。
攪拌子を備えた1Lの三口フラスコに1,2−ビス(2−アミノエトキシ)エタン40.0g(270mmol)、無水マレイン酸53.0g(540mmol)、酢酸200mLを加えて、130℃で5時間加熱攪拌した。得られた反応混合物を6N炭酸カリウム水溶液500mLへゆっくり注ぎ、食塩を加えてブタノール600mLで3回抽出した。得られた有機層を硫酸マグネシウムで乾燥後、ろ過を行い、減圧下溶媒留去することにより目的の重合性化合物4を41.6g(135mmol、収率50%)得た。
攪拌機を備えた1Lの三口フラスコに2−クロロエタンスルホニルクロリド32.6g(200mmol)、塩化メチレン200mLを加え、−78℃でトリエチルアミン20.2g(200mmol)を加えて1時間攪拌し、その後0℃で2時間攪拌した。その反応混合物へ1,2−ビス(2−アミノエトキシ)エタン14.8g(100mmol)、トリエチルアミン20.2g(200mmol)をゆっくり滴下し、室温で3時間攪拌して得られた反応混合物から減圧下塩化メチレンを留去した。次に0.01M塩酸水溶液200mLを加え、食塩をさらに加え、酢酸エチル400mlで4回抽出し、得られた有機層を重曹水で洗浄した後、硫酸マグネシウムで乾燥後、ろ過を行い、減圧下溶媒留去することにより目的の重合性化合物5を25.6g(78mmol、収率78%)得た。
攪拌機を備えた1Lの三口フラスコに1,2−ビス(2−アミノエトキシ)エタン40.0g(270mmol)、アセトアルデヒド26.2g(594mmol)、テトラヒドロフラン500mLを加え、室温で5時間攪拌した。その後、アセチルクロリド50.9g(648mmol)、トリエチルアミン70.8g(700mmol)をゆっくり加えて2時間攪拌した。その反応混合物へ重曹水500mLを加えて、酢酸エチル800mlで4回抽出し、得られた有機層を塩化アンモニウム水溶液で洗浄した後、硫酸マグネシウムで乾燥後、ろ過を行い、減圧下溶媒留去することにより目的の重合性化合物6を30.7g(108mmol、収率40%)得た。
以下のようにして、インク組成物C−1、および、処理液D−1をそれぞれ調製して、これらのインク組成物と処理液とからなるインクセットE−1を得た。
上記の樹脂被覆シアン顔料の分散物を用い、下記インク組成物C−1の処方となるように、各成分を混合し、その後、5μmメンブランフィルタでろ過してインク組成物C−1を調製した。
・樹脂被覆シアン顔料分散物(成分c) ・・・26.6%
・イルガキュア2959(成分b、入手先:BASF・ジャパン)
・・・3%
・重合性化合物2(成分a) ・・・10%
・ヒドロキシエチルアクリルアミド(成分a、東京化成工業株式会社製)
・・・ 10%
・オルフィンE1010 ・・・1%
(日信化学(株)製;界面活性剤)
・次亜リン酸ナトリウム(成分e、入手先:和光純薬) ・・・2%
・イオン交換水(成分d) ・・・全体で100%となるように添加。
以下の材料を混合して、処理液D−1を調製した。東亜DKK(株)製のpHメーターWM−50EGにて、処理液D−1のpH(25℃)を測定したところ、1.0であった。
・マロン酸(成分f、東京化成工業株式会社製) ・・・25.0%
・トリプロピレングリコールモノメチルエーテル(東京化成工業株式会社製)
・・・5.0%
・イオン交換水 ・・・全体で100%となるように添加。
実施例1において、次亜リン酸ナトリウムの代わりに、亜リン酸ナトリウム(太平化学産業株式会社製)、亜硫酸ナトリウム(和光純薬社製)、ギ酸ナトリウム(関東化学社製)をそれぞれ用いたこと以外は実施例1と同様にして、インク組成物C−2〜C−4をそれぞれ調製した。
ここで、インク組成物C−1および処理液D−1からインクセットE−1を構成したことと同様にして、インク組成物C−2〜C−4および処理液D−1を用いて、インクセットE−2〜インクセットE−4を調製した。
以下のようにして、インク組成物C−5、および、処理液D−2をそれぞれ調製して、これらのインク組成物と処理液からなるインクセットE−5を得た。
上記の樹脂被覆シアン顔料の分散物を用い、下記インク組成物C−5の処方となるように、各成分を混合し、その後、5μmメンブランフィルタでろ過してインク組成物C−5を調製した。
・樹脂被覆シアン顔料分散物(成分c) ・・・26.6%
・イルガキュア2959(成分b) ・・・3%
・重合性化合物2(成分a) ・・・10%
・ヒドロキシエチルアクリルアミド(成分a) ・・・10%
・オルフィンE1010 ・・・1%
・イオン交換水(成分d) ・・・ 全体で100%となるように添加。
以下の材料を混合して、処理液D−2を調製した。東亜DKK(株)製のpHメーターWM−50EGにて、処理液1のpH(25℃)を測定したところ、1.0であった。
・マロン酸(成分f) ・・・25.0%
・次亜リン酸ナトリウム(成分e) ・・・10%
・トリプロピレングリコールモノメチルエーテル ・・・5.0%
・イオン交換水 ・・・全体で100%となるように添加。
実施例5の処理液D−2の調製において、次亜リン酸ナトリウムの代わりに、亜リン酸ナトリウム、亜硫酸ナトリウム、ギ酸ナトリウムをそれぞれ用いたこと以外は同様にして、処理液D−3〜D−5をそれぞれ調製した。
ここで、インク組成物C−5および処理液D−2からインクセットE−5を構成したことと同様にして、インク組成物C−5および処理液D−3〜D−5を用いて、インクセットE−6〜E−8を調製した。
処理液D−1の代わりに、処理液D−4を用いた以外は、実施例1と同様にしてインクセットE−9を調製した。また、処理液D−1の代わりに、処理液D−5を用いた以外は、実施例2と同様にしてインクセットE−10を調製した。
実施例1のインク組成物C−1の調整において、重合性化合物2の代わりに、重合性化合物4、重合性化合物5、重合性化合物6をそれぞれ用いたこと以外は同様にして、インク組成物C−6〜C−8をそれぞれ調製した。
ここで、インク組成物C−1及び処理液D−1からインクセットE−1を構成したことと同様にして、インク組成物C−6〜C−8及び処理液D−1を用いて、インクセットE−11〜E−13を調製した。
処理液D−2の代わりに、処理液D−1を用いた以外は、実施例5と同様にしてインクセットEP−1を調製した。
特開2008−183820号公報(0072)〜(0073)に記載の方法に従って、光重合性物質PA−1と光開始剤TX−1を含むシアンインク組成物C−9、および硬化反応促進剤N−1を含む処理液D−6を調製し、インク組成物C−9及び処理液D−6を用いて、インクセットEP−2を調製した。
上記の如く調製した各インクセットについて、以下のようにして画像の耐ブロッキング性、及び耐テープ密着性試験を行った。結果を表1に示す。
上記で得られた処理液を、特菱アート両面N(三菱製紙(株)製)上に、ワイヤーバーコーターを用いて、約5μmの膜厚になるように塗布し乾燥させた。
処理液を付与した特菱アート両面Nを500mm/秒で稼動するステージ上に固定した。その後、上記で得られたインク組成物を、リコー社製GELJET GX5000のカートリッジに詰め替え、走査方向に対して斜めに配置して固定してあるリコー社製GELJET GX5000プリンターヘッドで解像度1200×600dpi、打滴量3.5pL、ライン方式でシアン色のベタ画像を印画した。
印画直後、60℃、3秒間乾燥させ、更に高圧水銀ランプを用いて400mJ/cm2の照射量で紫外線を照射して画像部を硬化させ、印画サンプルを作製した。
A … 抵抗なく剥がれた。
B … 剥がすときに抵抗があったが、印画サンプルからの色移りはなかった。
C … 剥がすときに抵抗があり、印画サンプルからの色移りが確認でき、実用上問題となるレベルであった。
上記の耐ブロッキング性の評価方法における印画サンプルの作製と同様にして、印画サンプルを作製した。セロハンテープ(ニチバン社製)及びメンディングテープ(3M社製)を、それぞれプリントサンプルにテープが全面に貼り付くように貼った後、直ちに剥がした。剥がしたテープへの色移りおよびテープ剥離部の紙面を観察し、下記評価基準に従って耐テープ密着性を評価した。
A … セロハンテープ及びメンディングテープ共、色移りが認められず、紙面の画像剥離もなかった。
B … セロハンテープ又はメンディングテープの少なくとも一方に、色移りがわずかに認められたが、紙面の画像剥離は視認できなかった。
C … セロハンテープまたはメンディングテープの少なくとも一方で色移りが認められ、紙面の画像剥離も視認できた。
Claims (15)
- (成分a)エチレン性不飽和結合を有する重合性化合物、
(成分b)光重合開始剤、
(成分c)着色剤、
(成分d)水、及び
(成分e)次亜リン酸、ギ酸、亜硫酸、亜リン酸またはこれらの塩
を含有するインク組成物。 - 前記(成分a)として、エチレン性不飽和結合を2つ以上有する重合性化合物を少なくとも1種含む、請求項1に記載のインク組成物。
- 前記(成分a)が、(メタ)アクリルアミド基、マレイミド基、ビニルスルホン基、およびN−ビニルアミド基からなる群から選択される重合性基を有する、請求項1または請求項2に記載のインク組成物。
- 前記(成分a)が、少なくとも1つの(メタ)アクリルアミド基を有する、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のインク組成物。
- 前記(成分a)エチレン性不飽和結合を有する重合性化合物の分子量(Me)を、1分子あたりのエチレン性不飽和結合の含有数(ne)で除した値(Me/ne)が175以下である、請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載のインク組成物。
- 前記(成分a)エチレン性不飽和結合を有する重合性化合物の分子量(Me)を、1分子あたりのエチレン性不飽和結合の含有数(ne)で除した値(Me/ne)が84以上である請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載のインク組成物。
- 前記(成分c)が顔料である、請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載のインク組成物。
- 請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載のインク組成物と、
該インク組成物と接触して凝集体を形成しうる凝集剤(成分f)を含有する処理液とを含むインクセット。 - 前記処理液が、更に前記(成分e)を含有する、請求項8に記載のインクセット。
- (成分a)エチレン性不飽和結合を有する重合性化合物、
(成分b)光重合開始剤、
(成分c)着色剤、及び
(成分d)水
を含有するインク組成物と、
(成分e)次亜リン酸、ギ酸、亜硫酸、亜リン酸またはこれらの塩、及び
(成分f)該インク組成物と接触して凝集体を形成しうる凝集剤
を含有する処理液とを含むインクセット。 - 前記処理液が、酸性化合物、多価金属塩、およびカチオン性ポリマーから選ばれる少なくとも1種を含む請求項8〜請求項10のいずれか1項に記載のインクセット。
- 請求項8〜請求項11のいずれか1項に記載のインクセットに含まれる処理液を、記録媒体上に付与する処理液付与工程と、
該インクセットに含まれるインク組成物を、記録媒体上に付与して画像を形成するインク付与工程と、を有する画像形成方法。 - 前記記録媒体が塗工紙である請求項12に記載の画像形成方法。
- 前記インク付与工程は、前記処理液付与工程において処理液が付与された記録媒体上に、前記インク組成物を付与する工程である、請求項12または請求項13に記載の画像形成方法。
- 前記インク付与工程は、インクジェット法により前記インク組成物を付与する工程である、請求項12〜請求項14のいずれか1項に記載の画像形成方法。
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