CN101302378A - 水性墨、成套墨、成像方法和成像设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及水性墨、成套墨、成像方法和成像设备。本发明涉及一种与包含颜料和聚合物的颜料墨一起使用的水性墨,其中该水性墨包含用于使所述颜料分散状态去稳定的反应性组分,通过最大泡压法,所述水性墨在30毫秒寿命的动态表面张力为41mN/m以上,所述水性墨在500毫秒寿命的动态表面张力为28mN/m以上至38mN/m以下。本发明还涉及使用该水性墨的成套墨、成像方法和成像设备。
Description
技术领域
本发明涉及特别适用于喷墨记录法的水性墨,和使用该水性墨的成套墨(ink set)、成像方法和成像设备。
背景技术
由于具有能够以低噪声实施记录,和能够通过使用具有高密度多喷射口的记录头高速获得高分辨率图像的特征,喷墨记录法广泛应用于多种领域。
迄今为止,已将包含作为能够获得高图像浓度和优良坚牢性的记录制品着色材料的颜料的墨(颜料墨)用作为喷墨记录法中使用的墨。关于所述颜料墨,已经提出了包含分散剂如基于在墨中稳定分散颜料,改进图像的耐擦伤性和耐高亮性(highlighter resistance)和在记录介质上形成平滑膜目的的聚合物的墨(见日本专利申请特开第H08-239610)。
另一方面,所述颜料墨存在当通过施用该颜料墨和彩色墨以使其相互重叠形成图像时,图像浓度下降的问题。为解决该问题,已经提出了关于当通过施用颜料墨和彩色墨以使其相互重叠形成图像时,避免使用所述颜料墨形成的图像的图像浓度下降的方法的建议(见日本专利申请特开2001-150793、2001-152059、2002-154263和2004-115549)。具体地,已经提出了关于通过使用颜料墨和包含用于聚集颜料墨中颜料的组分的彩色墨,来提高图像浓度的建议。
本发明人已经进行了对此现有技术的研究,所述现有技术为通过施用包含分散剂的颜料墨和包含用于聚集颜料的组分的彩色墨以使其相互重叠而形成图像。结果,已经发现当使用记录介质,特别是普通纸张时,对于这类记录介质,使用所述颜料墨形成的图像的图像浓度不能充分获得。还已发现当特别地施用颜料墨以使其与彩色墨重叠时,明显导致了图像浓度下降。
本发明人认为未能充分获得图像浓度的原因如下。更具体地,所述颜料在包含分散剂的颜料墨中的分散状态相对稳定,从而颜料聚集的趋势相对低。因此,当所述彩色墨仅包含用于聚集所述颜料的组分时,与这类颜料一起使用的该彩色墨不能使聚集的颜料充分存在于记录介质上。从而认为由于一部分此时没有聚集的颜料渗透入记录介质内部(记录介质的厚度方向),因此未能充分获得图像浓度。
本发明人已经对这类问题进行了研究。结果,已经发现通过向彩色墨中过量添加用于聚集所述颜料的组分,可在一定程度上避免通过施用包含分散剂的颜料墨以重叠彩色墨导致的图像浓度下降。然而,已经发现当将通常用作用于聚集所述颜料的组分的多价金属盐过量地加入所述墨中时,有时所述墨从记录头的喷射稳定性会出现问题。
因此,通过使用包含多价金属盐至与在常规墨中多价金属盐含量相同程度的彩色墨,本发明人同样进行了基于防止图像浓度降低的观点的研究。结果,已经发现将所述彩色墨的表面张力(静态表面张力)设定为高于常规墨的表面张力,可避免图像浓度下降。然而,已经发现当使用包含所述分散剂的颜料墨和彩色墨以使其相互重叠时,由于这类彩色墨的表面张力较高,出现了使用该颜料墨形成的图像定影能力下降的问题,从而其进入所述记录介质的渗透性低。
发明内容
因此,本发明的一个目的在于提供一种水性墨,其提供耐擦伤性、耐高亮性和定影能力优良的图像而不降低墨的喷射稳定性,并能够获得高图像浓度。本发明的另一个目的在于提供使用该水性墨的成套墨、成像方法和成像设备。
上述目的可通过以下所述的本发明方法实现。更具体地,本发明所述的水性墨为一种与包含颜料和聚合物的颜料墨一起使用的水性墨,其中该水性墨包含用于使所述颜料的分散状态去稳定的反应性组分,通过使用最大泡压法测定该水性墨在30毫秒寿命的动态表面张力为41mN/m以上,该水性墨在500毫秒寿命的动态表面张力为28mN/m以上至38mN/m以下。
根据本发明另一个实施方案所述的成套墨为包含多种墨的成套墨,其中所述成套墨包含上述水性墨和上述颜料墨。
本发明的进一步实施方案所述的成像方法为使用包含颜料、聚合物的颜料墨和至少一种水性墨形成图像的成像方法,其中所述水性墨为上述水性墨,所述颜料墨为上述颜料墨,所述图像以由所述颜料墨形成的图像与由水性墨形成的图像在至少部分区域相互重叠的方式形成。
根据本发明再一个实施方案所述的成像设备为用于通过使用包含颜料和聚合物的颜料墨和至少一种水性墨形成图像的成像设备,其中所述水性墨为上述水性墨,所述颜料墨为上述颜料墨,所述设备包括用于将由颜料墨形成的图像与由水性墨形成的图像在至少部分区域相互重叠的方式成像的单元。
根据本发明,能提供一种水性墨,所述水性墨能供耐擦伤性、耐高亮度和定影能力优良的图像而不降低墨的喷射稳定性,并能获得高图像浓度。根据本发明的另一个实施方案,提供使用所述水性墨的成套墨、成像方法和成像设备。
参考附图通过以下示例性实施方案的描述,本发明的进一步特征将变得显而易见。
附图说明
图1示意性地示出示例性喷墨记录设备。
图2示意性地示出示例性记录头盒。
具体实施方案
以下将通过优选实施方案详细地描述本发明。
本发明人已经发现,当施涂包含分散剂的颜料墨和包含用于使颜料去稳定的组分的彩色墨以使其相互重叠时,上述现有技术中存在的问题能够通过提供具有动态表面张力性质的彩色墨解决,其将在以下描述。具体地,已经发现在使用颜料墨和彩色墨以使其相互重叠情况下导致图像浓度下降的问题能被显著抑制。结果,已经发现能实现高图像浓度,并能获得耐擦伤性、耐高亮性和定影能力优良的图像。本发明已经在这些发现的基础上作出,并具体地涉及具有以下组成的水性墨。
根据本发明所述的水性墨为与含颜料和聚合物的颜料墨一起使用的水性墨,其中该水性墨含有用于使所述颜料分散状态去稳定的反应性组分,通过使用最大泡压法测定的该水性墨在30毫秒寿命的动态表面张力为41mN/m以上,该水性墨在500毫秒寿命的动态表面张力为28mN/m以上至38mN/m以下。
顺便提及,在本发明的动态表面张力测量中使用的最大泡压法为下述方法。具体地,最大泡压法是这样一种方法:其中测量释放形成于浸入待测液体中的探针(毛细管)顶部的气泡所需要的最大压力,从该最大压力得出表面张力。所述寿命(表面时限)表示在所述最大泡压法中,在气泡从所述尖端释放后形成新气泡表面的时间点至在探测器尖端形成气泡时最大气泡压力的时间点(所述气泡的曲率半径等于探测器尖端半径时的时间点)间的时间。在本发明中所述动态表面张力为在25℃下测量的值。
在本发明中,将包含颜料和聚合物的墨称为“颜料墨”。将所述包含用于使颜料墨中的颜料分散状态去稳定的反应性组分的水性墨称为“反应性墨”。不包含用于使颜料墨中的颜料分散状态去稳定的反应性组分的墨称为“非反应性墨”。顺便提及,所述反应性墨和非反应性墨可以为彩色墨或黑色墨。然而,在本发明中特别优选彩色墨。
在本发明中,将所述各种墨施用在记录介质上的方法主要包括以下两个步骤。首先将反应性墨施涂在将施涂所述颜料墨的至少部分区域,然后将颜料墨施涂在已经施涂所述反应性墨的至少部分区域。或者,首先施涂颜料墨,然后将反应性墨施涂在已经施涂所述颜料墨的至少部分区域。上述两种方法可相互组合。在此情况下,对向记录介质上施涂各种墨的顺序没有特别限制。然而,由于可获得优良的效果,因此首先将反应性墨施涂在将施涂颜料墨的至少部分区域,然后将颜料墨施涂在已经施涂反应性墨的至少部分区域以形成图像的方法是特别优选的。
同时,使各种墨的施涂量是适宜的,以使得反应性墨的施涂量相对于颜料墨的施涂量为2/100-50/100。换言之,当颜料墨的量为100时,反应性墨的施涂量适宜地为2以上至50以下。各种墨的施涂量适宜地落在上述范围内的原因如下。如果相对于颜料墨的施涂量,反应性墨的施涂量过小,则本发明的效果有时不能充分实现。另一方面如果相对于颜料墨的施涂量,反应性墨的施涂量过大,则有时会出现新的模糊,降低图像质量。
当在本发明中以由反应性墨形成的图像与由颜料墨形成的图像在至少部分区域相互重叠的方式形成图像时,获得了足够的图像浓度,并可得到定影能力良好的图像。具体地,可抑制在以将由颜料墨形成的图像与由彩色墨形成的图像重叠的方式形成图像的情况下明显导致的图像浓度下降,并可获得定影能力良好的图像。得到这种效果的原因尚不清楚。然而,作为本发明人研究的结果,该原因被认为归因于以下机理。
[当使用在30毫秒寿命的动态表面张力为41mN/m以上的反应性墨时的成像机理]
首先,以下将描述定义反应性墨在30毫秒寿命的动态表面张力的意义。使用各种颜料墨和反应性墨作为适用于喷墨记录法的墨,本发明人已经对能够解决本发明问题的反应性墨的性质进行了研究。具体地,本发明人已经基于控制在10毫秒下和1000毫秒下墨的动态表面张力性质的观点进行了研究,迄今为止已经对其倾注了很多注意力。然而,已经发现基于解决本发明问题的观点,即使当使用迄今为止已经倾注了很多注意力的任意条件的表面张力时也没有获得任何效果。
从而,通过设定理想模型作为墨在记录介质上可选取条件,评估每墨滴的喷射体积例如为6皮升以下的此微小液滴的行为,本发明人已经进行了研究。结果,发现了以下事实。更具体地,已经发现无论记录头中喷嘴的结构和参数如喷射频率如何,所述颜料墨与反应性墨在记录介质上相互接触的时间差别极短,约为20毫秒-50毫秒。从而,本发明人已经对该时间差别进行了研究。结果,已经发现在记录制品上的图像浓度与反应性墨在30毫秒寿命的动态表面张力之间显示出最强的相关性,即该动态表面张力为主要因素。本发明人认为30毫秒寿命反应性墨的动态表面张力值与图像浓度间的强烈相关性暗示了以下事实。认为在将反应性墨施涂至记录介质30毫秒后,包括渗透入记录介质内的反应性墨的行为控制了所述反应性墨与颜料墨间的反应性平衡。认为该反应性平衡决定了通过层叠施涂这些墨形成的图像的图像浓度。
以下将详述使用具有如本发明中定义的30毫秒寿命动态表面张力性质的反应性墨或不具有该性质的反应性墨,与颜料墨组合成像。顺便提及,在以下描述中,假定使进入记录介质中的颜料墨的渗透性相对较小,以改进特性品质。换言之,假定使颜料墨和彩色墨的(静态)表面张力分别相对较大和较小。
(1)使用在30毫秒寿命具有41mN/m以上动态表面张力,并包含反应性组分的反应性墨和颜料墨的情况:
当首先将反应性墨施涂于记录介质上时,该反应性墨覆盖了所述记录介质。然后施涂颜料墨以与所述反应性墨重叠。同时,由于其高表面张力,所述在30毫秒寿命具有41mN/m以上动态表面张力的反应性墨没有立即渗入记录介质中,并以液态形式存在于所述记录介质表面上。使用这种方式,该反应性墨与处于液态的颜料墨在所述记录介质表面接触。因此,颜料墨与反应性墨在其之间的界面处迅速相互混合,以形成易于变得均匀的状态。通过与所述反应性墨中的反应性组分的作用,颜料迅速且均匀地进行聚集,以致所述颜料变得以均匀分布的形式存在于记录介质表面附近。结果,改进了图像的均匀性和图像浓度。
(2)使用在30毫秒寿命具有低于41mN/m动态表面张力,并包含反应性组分的反应性墨和颜料墨的情况:
当首先将反应性墨施涂于记录介质上时,该反应性墨覆盖了所述记录介质。然后施涂颜料墨以与所述反应性墨重叠。此时,由于其低表面张力,在将颜料墨施涂于记录介质前,所述在30毫秒寿命具有低于41mN/m动态表面张力的反应性墨开始渗入记录介质中。因此,在记录介质表面以液态形式相互接触的反应性墨与颜料墨的比例变得相对较低。一部分尚未聚集的颜料渗透入记录介质内部(记录介质的厚度方向),以致存在于记录介质表面附近的聚集颜料比例变得相对较低。结果,有时不能获得足够的图像浓度。
[当使用在500毫秒寿命具有28mN/m以上至38mN/m以下动态表面张力的反应性墨时的成像机理]
如上所述,在本发明中所述反应性墨包含用于使颜料的分散状态去稳定的反应性组分,和通过使用最大泡压法测定的反应性墨在30毫秒寿命的动态表面张力为41mN/m以上是必要的。此外,要求本发明所述的反应性墨具有在500毫秒寿命的动态表面张力的性质,基于改进图像定影能力和抑制所述墨透印记录介质至其背面(透印)的目的其将在以下描述。
首先,以下将描述定义在500毫秒寿命反应性墨动态表面张力的意义。使用各种颜料墨和反应性墨作为适用于喷墨记录法的墨,本发明人已经对能够解决本发明问题的反应性墨的性质进行了研究。结果,已经发现在特别地使用普通纸张作为记录介质的情况下,定影能力与反应性墨在500毫秒寿命的动态表面张力之间显示出最强的相关性,即该动态表面张力为主要因素。本发明人认为反应性墨在500毫秒寿命的动态表面张力与定影能力间的相关性暗示了以下事实。更具体地,由将反应性墨施涂至记录介质上的时间至将颜料墨施涂至记录介质上的时间,并通过使颜料墨与反应性墨在记录介质上相互接触得到混合液体完成渗入记录介质需要的时间周期为数百毫秒。此时,认为500毫秒寿命反应性墨的动态表面张力极大地影响了所述混合液体渗入记录介质的速率。认为所述混合液体渗入记录介质的渗透速率与颜料聚集间的平衡决定了通过重叠施涂这些墨形成的图像的定影能力。
(1)使用在500毫秒寿命具有大于38mN/m动态表面张力,并包含反应性组分的反应性墨和颜料墨的情况:
当首先将反应性墨施涂于记录介质时,该反应性墨覆盖了记录介质。然后施涂颜料墨以重叠所述反应性墨。此时,在所述施涂至记录介质的反应性墨的表面张力保持较高,即反应性墨在500毫秒寿命具有大于38mN/m的动态表面张力的情况下,进入所述记录介质的渗透性较小。因此,在施涂反应性墨后,甚至在施涂于记录介质的颜料墨与记录介质表面上的反应性墨混合后,所述墨中的液体组分保留在记录介质表面上。换言之,液体组分向记录介质的渗透没有以快速进行。然而,引起通过反应性墨中的反应性组分作用的颜料聚集,以致所述墨中的聚集颜料和的液体组分存在于记录介质表面上。结果,记录后,特别是刚刚记录后图像的定影能力有时可能下降。
(2)使用包含反应性组分的在500毫秒寿命具有28mN/m以上至38mN/m以下动态表面张力的反应性墨和颜料墨的情况:
当首先将反应性墨施涂于记录介质上时,反应性墨覆盖了记录介质。然后施涂颜料墨以使之与所述反应性墨重叠。此时,在500毫秒寿命具有28mN/m以上至38mN/m以下动态表面张力的反应性墨具有适中的渗入记录介质的渗透性。因此,施涂反应性墨后施涂于记录介质上的颜料墨与反应性墨在记录介质表面混合后,所述墨中的液体组分迅速渗入记录介质中。同时,通过反应性墨中反应性组分的作用引起颜料聚集,以致聚集颜料在已经改进的固-液分离的条件下存在于所述记录介质的表面上。结果,记录后,特别是刚刚记录后图像的定影能力得到改进。然而,如果反应性墨在500毫秒寿命的动态表面张力过低,特别是低于28mN/m,则这种墨渗入记录介质的渗透性变得过大。结果,在特别地使用普通纸张作为记录介质的情况下,墨容易地渗入记录介质内部(记录介质的厚度方向),以致所述墨可透印其背面,即有时可发生透印。从而反应性墨在500毫秒寿命的动态表面张力需要为28mN/m以上。
顺便提及,本发明的效果可与记录介质类型无关地获得,只要所述记录介质为具有渗透性的记录介质即可,例如蜡光纸、铜版纸或普通纸张。由于可获得优良的效果,因此具有极高渗透性的普通纸张特别适用。
[30毫秒寿命动态表面张力的上限]
如果反应性墨在30毫秒寿命的动态表面张力过高,特别是超过51mN/m,则所述墨将需要较长时间渗入记录介质中。从而,所述墨在记录介质表面扩散。使得有时用该反应性墨形成的特征品质下降。因此,反应性墨在30毫秒寿命的动态表面张力适宜地为51mN/m以下。
<墨>
关于本发明所述的各种墨,所述墨和组成该墨的各种组分的特征将在以下描述。
(反应性墨)
反应性墨需要包含用于使颜料墨中的颜料分散状态去稳定的反应性组分,并具有以下动态表面张力性质。所述反应性墨需要具有在30毫秒寿命41mN/m以上的动态表面张力,和在500毫秒寿命28mN/m以上至38mN/m以下的动态表面张力。如上所述,反应性墨在30毫秒寿命的动态表面张力适宜地为51mN/m以下。
在本发明中,将颜料墨中颜料的去稳定化定义为满足以下模式(1)或(2)。混合墨首先通过等体积混合反应性墨和颜料墨制备。同时,所述去稳定化定义为满足模式(1):在所述混合墨中的颜料发生聚集或沉淀,或模式(2):混合墨的粘度C满足以下关系:C>((A+B)/2)×1.2,其中A为反应性墨的粘度,B为颜料墨的粘度。顺便提及,所述粘度为在常温(25℃)下的测量值,其单位为mPa·s。具体地,所述模式(1)或(2)可例如为以下模式(A)、(B)、(C)或(D)。
模式(A):所述颜料墨中的颜料或分散剂具有阴离子基团,所述反应性墨包含作为反应性组分的阳离子组分。在此情况下,当将颜料墨与反应性墨混合时,反应性墨中的阳离子组分与颜料墨中颜料或分散剂的阴离子基团反应,以使得颜料的分散状态去稳定,以致颜料发生聚集或沉淀,或混合墨的粘度增加。
作为阳离子组分,可使用例如多价金属。在所述墨中包含多价金属的具体方式包括例如在所述墨中包含多价金属盐。顺便提及,所述多价金属盐作为多价金属离子和阴离子存在于所述墨中。然而,在本发明中,这种情况以在墨中包含多价金属表示。多价金属离子的具体适宜例子包括Mg2+、Ca2+、Cu2+、Co2+、Ni2+、Fe2+、La3+、Nd3+、Y3+和Al3+。阴离子的具体例子包括无机酸离子如NO3 -、SO4 2-和Cl-,和有机酸离子如CH3COO-。在本发明中,基于得到的反应性墨存储稳定性和构件(如构成喷墨记录设备的墨流动路径)的要求的观点,在上述多价金属离子中Mg2+是特别适用的,使用其与反应性墨接触,不被溶解。基于溶解性的观点,在上述阴离子中NO3 -、SO4 2-、Cl-和CH3COO-是特别适用的,尤其优选使用NO3-、SO4 2-和CH3COO-,因为这些阴离子在水中溶解性优良。在所述反应性墨中多价金属盐的含量(%质量)基于墨总质量,适宜地为0.01质量%以上至10.0质量%以下。当以多价金属盐形式包含时,多价金属盐在反应性墨中的含量(质量%)适宜地为0.1质量%以上至20.0质量%以下,更适宜地为0.2质量%以上至15.0质量%以下。
模式(B):颜料墨中的颜料或分散剂具有阳离子基团,反应性墨包含作为反应性组分的阴离子组分。在此情况下,当将颜料墨与反应性墨混合时,反应性墨中的阴离子组分与颜料或分散剂的阳离子基团反应,使得颜料的分散状态去稳定,以致颜料发生聚集或沉淀,或混合墨的粘度增加。
模式(C):将颜料墨中的颜料在pH为3-7下稳定分散,将反应性墨的pH控制在8-11。在此情况下,当将颜料墨与反应性墨混合时,提高了颜料墨的pH使得颜料的分散状态去稳定,以致颜料发生聚集或沉淀,或混合墨的粘度增加。
模式(D):将颜料墨中颜料在pH为7-11下稳定分散,将反应性墨的pH控制为3-6。在此情况下,当将颜料墨与反应性墨混合时,颜料墨的pH下降使得颜料的分散状态去稳定,以致颜料发生聚集或沉淀,或混合墨粘度增加。
(着色材料)
即使当所述反应性墨为不含着色材料的墨或含着色材料的墨时本发明的效果也均可实现。在包含着色材料的反应性墨情况下,所述反应性墨中的着色材料可适宜地选自公知着色材料或新合成的着色材料。反应性墨中着色材料的含量(质量%)基于所述墨的总质量适宜地为0.05质量%以上至15.0质量%以下。
可用于反应性墨的着色材料可提及以下调色剂。无需说明,本发明不限于这些着色材料。
(黄色着色材料)
C.I.直接黄:8、11、12、27、28、33、39、44、50、58、85、86、87、88、89、98、100、110、132和173;和C.I.酸性黄:1、3、7、11、17、23、25、29、36、38、40、42、44、76、98和99。
(品红着色材料)
C.I.直接红:2、4、9、11、20、23、24、31、39、46、62、75、79、80、83、89、95、197、201、218、220、224、225、226、227、228、229和230;C.I.酸性红:6、8、9、13、14、18、26、27、32、35、42、51、52、80、83、87、89、92、106、114、115、133、134、145、158、198、249、265和289;C.I.食用红:87、92和94;和C.I.直接紫:107。
(青色着色材料)
C.I.直接蓝:1、15、22、25、41、76、77、80、86、90、98、106、108、120、158、163、168、199、226和307;和C.I.酸性蓝:1、7、9、15、22、23、25、29、40、43、59、62、74、78、80、90、100、102、104、112、117、127、138、158、161、203、204、221和244。
(黑色着色材料)
C.I.直接黑:17、19、22、31、32、51、62、71、74、112、113、154、168和195;C.I.酸性黑:2、48、51、52、110、115和156;和C.I.食用黑:1和2。
(其他着色材料)
在本发明中,视需要可将所谓红色、绿色和蓝色特定彩色墨与上述色调的墨一起使用。以下提及在这些墨中可使用的着色材料具体例子。无需说明,本发明不仅限于这些着色材料。
C.I.酸性橙:7、8、10、12、24、33、56、67、74、88、94、116和142;C.I.酸性红:111、114、266和374;C.I.直接橙:26、29、34、39、57、102和118;C.I.食用橙:3;C.I.反应性橙:1、4、5、7、12、13、14、15、16、20、29、30、84和107;C.I.分散橙:1、3、11、13、20、25、29、30、31、32、47、55和56;C.I.酸性绿:1、3、5、6、9、12、15、16、19、21、25、28、81和84;C.I.直接绿:26、59和67;C.I.食用绿:3;C.I.反应性绿:5、6、12、19和21;C.I.分散绿:6和9;C.I.酸性蓝:62、80、83、90、104、112、113、142、203、204、221和244;C.I.反应性蓝:49;C.I.酸性紫:17、19、48、49、54和129;C.I.直接紫:9、35、47、51、66、93、95和99;C.I.反应性紫:1、2、4、5、6、8、9、22、34和36;和C.I.分散紫:1、4、8、23、26、28、31、33、35、38、48和56。
(表面活性剂)
所述反应性墨适宜地包含作为渗透剂的表面活性剂。制得的墨需要调节以具有上述动态表面张力的变化。作为这类表面活性剂,可使用例如以下表面活性剂。以下提及的表面活性剂可单独或以其任意组合使用。
(非离子表面活性剂)
聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯脂肪酸酯、聚氧乙烯烷基苯醚、聚氧乙烯/聚氧丙烯嵌段共聚物、脂肪酸二乙醇酰胺和乙炔二醇化合物。
(阴离子表面活性剂)
聚氧乙烯烷基醚硫酸盐、聚氧乙烯基烷基醚磺酸盐、聚氧乙烯烷基苯基醚硫酸盐、聚氧乙烯烷基苯基醚磺酸盐、α-硫代脂肪酸酯盐、烷基苯磺酸盐、烷基酚磺酸盐、烷基萘磺酸盐、烷基四氢化萘磺酸盐和二烷基硫代琥珀酸盐。
(阳离子表面活性剂)
烷基三甲铵盐和二烷基二甲基氯化铵。
(两性表面活性剂)
烷基羧酸三甲铵己内酯。
(其他表面活性剂)
含氟表面活性剂和硅酮表面活性剂。
在本发明中,反应性墨需要调节以具有上述动态表面张力性质。为调节所述反应性墨,以使其具有上述动态表面张力性质,可通过使用一种或多种上述表面活性剂调节所述墨的动态表面张力实现。
在本发明中,尤其优选使用非离子表面活性剂调节反应性墨的动态表面张力,在上述表面活性剂中优选聚氧乙烯烷基醚。在使用这类表面活性剂的情况下,所述反应性墨中表面活性剂的含量(质量%)适宜地为0.10质量%以上至3.0质量%以下,更适宜地为0.5质量%以上至2.0质量%以下,基于所述墨的总质量。如果含量低于0.10质量%,则构成喷墨记录设备中墨流动路径的构件润湿不能充分实现,使得有时喷射稳定性下降。如果含量超过3.0质量%,则当这类墨中的水在喷墨记录设备的喷射口附近蒸发时,表面活性剂的含量变得过高,以致有时所述墨的粘度局部增加,降低了墨的喷射稳定性。
在本发明中,所述聚氧乙烯烷基醚特别适宜地为选自由以下通式(1)表示的表面活性剂和以下通式(2)表示的表面活性剂中的至少一种。随着寿命的改变,包含这些表面活性剂的墨引起了较大的动态表面张力变化,以致这类墨对于获得良好的图像浓度和定影能力是特别优选的。
通式(1)
在通式(1)中,a、m和n相互独立地为1以上的整数,m+n为14-20的整数。
通式(2)
在通式(2)中,b、x和y各自独立地为1以上的整数,x+y为12-21的整数。
当使用通式(1)或通式(2)表示的表面活性剂时,所述表面活性剂的含量(质量%)适宜地为0.30质量%以上至2.0质量%以下,更适宜地为0.75质量%以上至1.5质量%以下,基于所述墨的总质量。将所述含量控制在上述范围内,从而可同时获得优良的图像浓度和定影能力,并能可获得优良的喷射稳定性。如果所述含量低于0.30质量%,则这类墨进入记录介质中的渗透变慢,以致有时所述墨可分散在记录介质表面,以降低其定影能力。另一方面,如果其含量超过2.0质量%,则这类墨进入记录介质中的渗透变快,使得有时不能获得足够的图像浓度。
在本发明中,通过Griffin法测定的表面活性剂的HLB值特别适宜地为9.0以上至16.5以下。所述Griffin法是一种按照以下方程(1)基于表面活性剂中亲水性基团的式量和表面活性剂的分子量计算HLB值的方法。
HLB=20×(表面活性剂中亲水性基团的式量)/(表面活性剂分子量)(1)
如果该HLB值小于9.0,则当存储墨时,由于其过低的亲水性,所述已经溶解在墨中的表面活性剂状态有时不能保持。另一方面,如果HLB值高于16.5,则由于该表面活性剂的亲水性过高,有时会难于降低得到的墨在500毫秒寿命的动态表面张力。
(水性介质)
所述反应性墨适宜地包含水性介质,其为水与水溶性有机化合物的混合溶剂。任意水溶性有机化合物均可用于根据本发明所述的墨中,只要将所述墨调节为具有上述动态表面张力性质即可。所述墨中水溶性有机化合物的含量(质量%)适宜地为1.0质量%以上至50.0质量%以下,更适宜地为3.0质量%以上至40.0质量%以下,基于所述墨的总质量。
作为所述水溶性有机化合物,例如可特别地使用以下化合物:
具有1-6个碳原子的醇,如乙醇、2-丙醇、正丁醇、异丁醇、戊醇和己醇;羧酸酰胺,如N,N-二甲基甲酰胺和N,N-二甲基乙酰胺;酮或酮醇,如丙酮、甲乙酮和2-甲基-2-羟基戊-4-酮;环醚,如四氢呋喃和二噁烷;烷撑二醇,如乙二醇、二甘醇、三甘醇、四甘醇、1,2-或1,3-丙二醇、1,2-或1,4-丁二醇和聚乙二醇;多元醇,如丙三醇、1,3-丁二醇、1,2-或1,5-戊二醇、1,2-或1,6-己二醇、2-甲基-1,3-丙二醇和1,2,6-己三醇;多元醇的烷基醚,如乙二醇单甲(或乙基)醚、二甘醇单甲(或乙基)醚和三甘醇单乙(或丁基)醚;杂环化合物,如2-吡咯烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮、1,3-二甲基-2-咪唑烷酮和N-甲基吗啉;和含硫化合物,如二甲基亚砜和硫代二甘醇。
这些化合物中,适宜地包含醇如乙醇、2-丙醇、1,2-戊二醇、1,5-戊二醇、1,2-己二醇和1,6-己二醇作为水溶性有机化合物。
作为水,适宜地使用去离子水(离子交换水)。基于提供作为具有用于稳定喷射并抑制在喷射口堵塞的粘度的墨的目的,所述反应性墨中水含量适宜地为50.0质量%以上至95.0质量%以下,基于所述墨的总质量。
(其他组分)
除上述组分外,基于维持所述墨保水性目的,所述反应性墨可包含保水化合物,如脲、脲的衍生物、三羟甲基丙烷或三羟甲基乙烷。在该反应性墨中保水化合物的含量(质量%)适宜地为0.1质量%以上至20质量%以下,更优选3.0质量%以上至10.0质量%以下,基于所述墨的总质量。除上述组分外,基于提供具有期望物理性质值的反应性墨的目的,该反应性墨可包含多种化合物。具体地,例如可包含各种添加剂,如pH调节剂、防锈剂、防腐剂、防霉剂、抗氧剂、抗还原剂、蒸发促进剂、螯合剂和水溶性聚合物。
(墨的物理性质)
在本发明中,反应性墨的静态表面张力适宜地为20mN/m以上至40mN/m以下,更适宜地为25mN/m以上至35mN/m以下。
[颜料墨]
(着色材料)
在本发明中,用于所述颜料墨的颜料需要为使用聚合物作为分散剂的聚合物分散颜料。在本发明中,所述聚合物分散颜料为通过聚合物(分散剂)分散的颜料。该包含聚合物分散颜料的颜料墨与上述反应性墨一起使用,从而可提供具有近年来要求的高水平的坚牢性的图像,所述高水平的坚牢性即为优良的耐擦伤性和耐高亮性。本发明人认为其原因如下。将具有上述动态表面张力性质的反应性墨和包含聚合物分散颜料的颜料墨组合使用,从而这些墨在液态下在记录介质表面相互接触,以导致均匀反应。同时,与所述颜料类似,聚合物也均匀分布存在于记录介质表面附近,从而获得优良的耐擦伤性和耐高亮性。
在所述颜料墨中,基于调色的目的,除所述颜料外对于该反应性墨还可使用作为着色材料提及的染料。在所述颜料墨中颜料的含量(质量%)适宜地为0.1质量%以上至15.0质量%以下,更适宜地为1.0质量%以上至10.0质量%以下,基于所述墨的总质量。
(炭黑)
作为在黑色颜料墨中使用的颜料,提及炭黑。可使用的炭黑例子包括炉黑、灯黑、乙炔黑和槽黑。具体地,例如可使用以下可商购获得的炭黑产品。这些颜料可单独或以其任意组合使用。无需说明,本发明并不仅限于这些产品。
Raven:7000、5750、5250、5000ULTRA、3500、2000、1500、1250、1200、1190ULTRA-II、1170和1255(其均为ColumbianCarbon Co.的产品);Black Pearls L,Regal:400R、300R和660R,Mogul L,Monarch:700、800、880、900、1000、1100、1300、1400和2000,以及Valcan XC-72R(其均为CAB OT CO.的产品);Color Black:FW1、FW2、FW2V、FW18、FW200、S150、S160和S170,Printex:35、U、V、140U和140V,以及SpecialBlack:6、5、4A和4(其均为Degussa AG的产品);以及No.25、No.33、No.40、No.47、No.52、No.900、No.2300、MCF-88、MA600、MA7、MA8和MA100(其均为MITSUBISHI CHEMICALCORPORATION的产品)。
还可使用为本发明新制备的炭黑。进一步地,还可使用磁性微粒如磁铁矿和铁氧体以及钛黑,而不仅限于炭黑。
(有机颜料)
用于彩色颜料墨中的颜料为有机颜料。作为该有机颜料,可使用以下颜料。这些颜料可单独或以其任意组合使用。无需说明,本发明不仅限于这些颜料。
非水溶性偶氮颜料,如甲苯胺红、甲苯胺栗棕、汉撒黄、联苯胺黄和吡唑啉酮红;水溶性偶氮颜料,如立索尔红、HelioBordeaux、颜料猩红和永固红2B;环原染料衍生物,如茜素、靛蒽醌和硫靛栗棕;酞菁颜料,如酞菁蓝和酞菁绿;喹吖酮颜料,如喹吖酮红和喹吖酮品红;二萘嵌苯颜料,如二萘嵌苯红和二萘嵌苯猩红;异吲哚啉酮颜料,如异吲哚啉酮黄和异吲哚啉酮橙;咪唑酮颜料,如苯并咪唑酮黄、苯并咪唑酮橙和苯并咪唑酮红;皮蒽酮颜料,如皮蒽酮红和皮蒽酮橙;靛颜料;浓缩的偶氮颜料;硫代靛颜料;和其他颜料,如黄烷士酮黄、酰胺黄、喹啉并酞酮黄、镍络偶氮黄、铜甲酰胺黄、吡啉酮橙、蒽酮橙、联蒽醌红和二噁嗪紫。
当有机颜料由COLOR INDEX(颜色索引)(C.I.)表示时,可具体地使用以下颜料。
C.I.颜料黄:12、13、14、17、20、24、74、83、86、93、109、110、117、120、125、128、137、138、147、148、151、153、154、166和168;C.I.颜料橙:16、36、43、51、55、59和61;C.I.颜料红:9、48、49、52、53、57、97、122、123、149、168、175、176、177、180、192、215、216、217、220、223、224、226、227、228、238和240;C.I.颜料紫:19、23、29、30、37、40和50;C.I.颜料蓝:15、15:3、15:1、15:4、15:6、22、60和64;C.I.颜料绿:7和36;以及C.I.颜料棕23、25和26。
(分散剂)
作为分散剂,可使用任意聚合物,只要该聚合物是水溶性的即可。在本发明中,特别适宜地使用能够在水性介质中通过亲水性基团作用分散所述颜料的聚合物分散剂。该分散剂适宜地具有1,000以上至30,000以下,更适宜地为3,000以上至15,000以下的重均分子量。在颜料墨中该分散剂的含量(质量%)适宜地为0.1质量%以上至10.0质量%以下,基于所述墨的总质量。在所述颜料墨中颜料含量与分散剂含量之比(P/B之比=颜料含量/分散剂含量)适宜地为0.02以上至150以下。
作为分散剂,可具体使用以下分散剂:苯乙烯-丙烯酸共聚物、苯乙烯-丙烯酸-丙烯酸烷基酯三元共聚物、苯乙烯-马来酸共聚物、苯乙烯-马来酸-丙烯酸烷基酯三元共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸-丙烯酸烷基酯三元共聚物、苯乙烯-马来酸半酯共聚物、乙烯基萘-丙烯酸共聚物、乙烯基萘-马来酸共聚物、苯乙烯-马来酸酐-马来酸半酯三元共聚物、甲基丙烯酸苄酯-甲基丙烯酸共聚物和这些共聚物或三元聚合物的盐。
(水性介质)
所述颜料墨适宜地包含水性介质,其为水与水溶性有机化合物的混合溶剂。作为水,适宜地使用去离子水(离子交换水)。在颜料墨中水含量适宜地为50.0质量%以上至95.0质量%以下,基于所述墨的总质量。
水溶性有机化合物特别适宜地为具有抑制所述墨干燥效果的化合物。在颜料墨中水溶性有机化合物的含量(质量%)适宜地为3.0质量%以上至50.0质量%以下,基于所述墨的总质量。例如可具体使用以下水溶性有机化合物。以下水溶性有机化合物可单独或以其任意组合使用:
具有1-6个碳原子的醇,如乙醇、2-丙醇、正丁醇、异丁醇、叔丁醇、戊醇和己醇;羧酸酰胺,如N,N-二甲基甲酰胺和N,N-二甲基乙酰胺;酮或酮醇,如丙酮、甲乙酮和2-甲基-2-羟基戊-4-酮;环醚,如四氢呋喃和二噁烷;多元醇,如丙三醇、乙二醇、二甘醇、三甘醇、四甘醇、1,2-或1,3-丙二醇、1,2-或1,4-丁二醇和聚乙二醇;多元醇,如1,3-丁二醇、1,2-或1,5-戊二醇、1,2-或1,6-己二醇、乙二硫醇、2-甲基-1,3-丙二醇、1,2,6-己三醇和三羟甲基丙烷;多元醇的烷基醚,例如乙二醇单甲基(或乙基)醚、二甘醇单甲基(或乙基)醚和三甘醇单甲基(或丁基)醚;杂环化合物,如2-吡咯烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮、1,3-二甲基-2-咪唑烷酮和N-甲基吗啉;和含硫化合物,如二甲基亚砜。
(其他组分)
除上述组分外,基于维持所述墨的保水性的目的,所述颜料墨可包含保水化合物,如脲、脲的衍生物、三羟甲基丙烷或三羟甲基乙烷。在颜料墨中保水化合物含量(质量%)适宜地为0.1质量%以上至20.0质量%以下,更优选3.0质量%以上至10.0质量%以下,基于所述墨的总质量。除上述组分外,根据需要基于提供具有期望物理性质值的颜料墨的目的,所述颜料墨可包含添加剂,如表面活性剂、pH调节剂、消泡剂、防锈剂、防腐剂、防霉剂、抗氧化剂、抗还原剂、蒸发促进剂和螯合剂。
(墨的物理性质)
在本发明中,所述颜料墨的静态表面张力适宜地为30mN/m以上至60mN/m以下,更适宜地为35mN/m以上至50mN/m以下。
[非反应性墨]
在本发明中,除上述反应性墨和颜料墨外,可组合使用其他墨。在本发明中所述其他墨包括不包含例如多价金属的墨,即不与所述颜料墨反应的墨(非反应性墨)。用于非反应性墨的着色材料可适宜的选用公知着色材料和新合成的着色材料。具体地,可使用适于用作用于反应性墨的着色材料的那些。所述非反应性墨中着色材料的含量(质量%)适宜地为0.05质量%以上至15.0质量%以下,基于所述墨的总质量。作为非反应性墨的水性介质和添加剂,可使用与上述反应性墨和颜料墨中使用的相同的介质和添加剂。
<成套墨>
本发明所述的成套墨具有多种墨,其中该成套墨具有上述水性墨和颜料墨。所述成套墨可进一步具有上述非反应性墨和任意其他墨的至少一种。本发明的成套墨包括以独立存储多种墨的墨盒形式,或以通过组合独立地存储多种墨的多种墨存储部分整体形成的墨盒形式。顺便提及,所述墨盒可具有额外整合记录头的结构。制作独立存储多种墨的墨盒的形式以使其可拆卸地安装在喷墨记录设备中,同样包括在本发明所述的成套墨中。无论怎样,对于本发明所述的成套墨,仅以可组合使用至少所述反应性墨和颜料墨的方式构成是必要的,从而该成套墨并不限于上述模式,其可以是任意模式。
<成像方法和成像设备>
根据本发明所述的成像方法是一种用于使用包含颜料和聚合物的颜料墨与至少一种水性墨形成图像的成像方法,其中使用上述颜料墨和上述水性墨作为所述颜料墨和水性墨,所述图像以使得由颜料墨形成的图像和由水性墨形成的图像在至少部分区域相互重叠的方式形成。
根据本发明所述的成像设备是一种用于使用包含颜料和聚合物的颜料墨与至少一种水性墨形成图像的成像设备,其中使用上述颜料墨和上述水性墨作为所述颜料墨和所述水性墨,该设备具有用于以使得由颜料墨形成的图像和由水性墨形成的图像在至少部分区域相互重叠的方式形成图像的单元。
作为适用于使用上述反应性墨和颜料墨进行记录的成像设备,将参考图1和图2描述能够进行双向记录的喷墨记录设备。
图1示意性地示出示例性喷墨记录设备。机壳1由多个具有预定硬度的板形金属构件构成,形成所述喷墨记录设备的骨架。在该机壳内,引入用于供给记录介质的供给部分2、用于将所述记录介质引导至预定记录位置和至排出部分3的传送部分4、用于在所述记录介质上进行预定记录的记录部分和用于进行对所述记录部分的恢复操作记录头的恢复部分5。所述记录部分具有沿支座轴6可扫描地支撑的支座7、通过记录头固定杆8可拆卸地安装在支座7上的记录头盒10和用于将该盒安装在预定位置的支座盖9。将接触柔性印刷线路(下文简写为“接触FPC”)的一端部分连接至与所述记录头盒10相对的支座7的另一接合部分。在所述接触FPC11的末端部分形成的接触部分(15)(见图2)与接触部分15电接触,以传输各种信息并将电力供应至记录头盒10,其中所述接触部分15为记录头盒10上的外部信号输入终端。
在图像形成时,支座7将记录头盒10布置在期望成像的位置,以基于由接触部分15获得的各种信息通过记录头喷射墨而在记录介质上进行记录,其中所述记录头盒10中结合有记录头。详细地说,主扫描和副扫描交替重复,从而在记录介质上形成图像,其中所述主扫描为支座7以行的方向沿支座轴6扫描,同时通过记录头进行记录,所述副扫描为传输部分4以列方向传输记录介质。同时,通过记录头在记录介质的单位区域内的一次主扫描的成像方法为单遍记录(one-pass recording),和将该单遍记录以主扫描的前向或后向实施的成像方法为单遍单向记录(one-pass one-direction recording)。通过记录头的n次扫描在记录介质的单位区域内形成图像的成像方法为n程记录(n为1以上)。所述单位区域是指一个像素或一条带,和该单位区域可根据需要的不同区域预先调整。这里,一个像素表示与分辨率对应的一个像素,和一条带表示通过记录头一次扫描形成的图像区域。基于获得本发明效果的观点,以包括所述单遍单向记录组成的成像方法和成像设备是特别适宜的。
图2示意地显示了一个示例性的记录头盒10。这里,以使用三色墨和颜料墨的情况作为例子给出描述。所述三色墨中的至少一种是本发明所述的反应性墨。基于通过接触部分15由记录设备主体收到的记录信号,记录头盒10使用用于颜料墨的记录头12由一排喷墨口14,和用于彩色墨的类似记录头13由多排喷墨口组喷墨。顺便提及,虽然以上描述了三种彩色墨,但是彩色墨的数量并不仅限于此,彩色墨的数量和墨的色调可预先适宜地设定,只要至少一种彩色墨为本发明所述的反应性墨即可。
作为记录头,提及Bubble-Jet(商标)体系的记录头,其通过热能作用在墨中引发膜沸腾以喷墨。关于该记录头的基本结构和原理,优选使用例如在美国专利4,723,129和4,740,796中公开的基本原理。该体系可应用于任何所谓按需型和连续型中的任一种。然而,按需型是有效的,因为将相应于记录信息并给出超过膜沸腾的快速升温的至少一种驱动信号施加于电热转化器,从而产生热能以在记录头的热作用表面引起膜沸腾,因此可以一对一的关系响应驱动信号在墨中形成气泡。所述墨通过气泡的胀缩经喷墨口喷射。当将该驱动信号以脉冲形式应用时,该气泡的胀缩适宜地立刻实施,从而可获得特别地响应性优良的喷墨。从而使用这种脉冲信号是更加适宜的。
除上述记录头外,还提及了通过机械能作用喷墨的体系的记录头。该体系的记录头装备有具有多个喷嘴的喷嘴形成基板,与所述喷嘴相对设置的压电材料,由导电材料组成的压力产生设备和在该压力产生设备周围填充的墨。在该结构中,所述压力产生设备通过施加电压驱动以喷墨。
所述喷墨记录设备可以为分别提供记录头和墨盒的设备,或可以为使这些构件不分离地整体形成的设备。该墨盒可为从记录头可分离地安装在支座上或不可分并与记录头一体化的类型,或设置在喷墨记录设备的固定位置并通过给墨组件如管将墨进给至记录头的类型。当在墨盒上提供用于向记录头施加适宜的负压的结构时,可适宜地使用以下结构。更具体地,其例子包括布置在所述墨盒的储墨部分中的吸收构件的结构,和具有柔性储墨袋和用于在使所述袋内体积膨胀的方向向该袋施加偏压力的弹性构件的结构。所述喷墨记录设备适于使用上述连续型记录体系,但也可使用行式打印机类型,在该类型中记录构件在对应于记录介质全部宽度的范围内排列。
[实施例]
下文中将通过以下实施例和比较例更具体地描述本发明。然而本发明并不限于这些实施例,除非超出了本发明的主旨。顺便提及,除非另外说明,否则以下使用的“%”基于质量。
<制备颜料分散溶液>
(制备颜料分散溶液A)
将10份具有210m2/g比表面积和74mL/100g DBP吸油值的炭黑、20份通过使用10质量%氢氧化钠水溶液中得到的酸值为200且重均分子量为10,000的苯乙烯-丙烯酸共聚物得到的聚合物和70份水混合。使该混合物通过砂磨实施分散处理1小时,然后离心处理除去粗粒,在压力下通过具有孔径3.0μm的微型过滤器(Fuji Photo Film Co.Ltd.的产品)过滤如此处理的混合物。根据上述工艺得到的其中使用分散剂(聚合物)分散炭黑的颜料分散溶液A。在上述得到的颜料分散溶液A中颜料浓度和分散剂(聚合物)浓度分别为10质量%和20质量%,颜料分散溶液A的pH为10.0,颜料的重均粒径为120nm。
(制备颜料分散溶液B)
将10份C.I.颜料蓝15:3(Fastgen Blue FGF,商标;DainipponInk&Chemicals,Incorporated的产品)、20份通过使用10质量%氢氧化钠水溶液中和得到的酸值为200且重均分子量为10,000的苯乙烯-丙烯酸共聚物得到的聚合物和70份水混合。使该混合物通过砂磨实施分散处理1小时,然后离心处理除去粗粒,在压力下通过具有孔径3.0μm的微型过滤器(Fuji Photo Film Co.Ltd.的产品)过滤如此处理的混合物。根据上述工艺得到的其中使用分散剂(聚合物)分散颜料的颜料分散溶液B。在上述得到的颜料分散溶液B中颜料浓度和分散剂(聚合物)浓度分别为8质量%和20质量%,颜料分散溶液B的pH为10.0,和颜料的重均粒径为107nm。
<表面活性剂的HLB值和结构>
确定表面活性剂的HLB值。具体地,各种表面活性剂中主要组分的HLB值根据Griffin法(以下通式(1))计算。结果示于表1中。
HLB=20×(表面活性剂中亲水性基团的式量)/(表面活性剂的分子量)(1)
在表1中,同时显示了每种表面活性剂的主要组分结构和当所述表面活性剂的结构对应于通式(1)时,m、n、a和m+n的值,或当所述表面活性剂的结构对应于通式(2)时,x、y、b和x+y的值。
在表1中,EMULMIN CC-100和EMULMIN C0-50均为SanyoChemical Industries,Ltd.生产的表面活性剂。EMALEX 1610、EMALEX 1615和EMALEX 1825均为Nihon Emulsion Co.,Ltd.生产的表面活性剂。NIKKOL BT-7和NIKKOL BT-12均为NikkoChemicals Co.Ltd.生产的表面活性剂。ACETYLENOL E100为Kawaken Fine Chemicals Co.,Ltd.生产的表面活性剂。
<制备墨>
将表2-5所示的组分混合并充分搅拌后,将得到的各种混合物在压力下通过微型过滤器过滤,从而制备墨,其中对于颜料墨使用孔径为3.0μm的微型过滤器(Fuji Photo Film Co.,Ltd.的产品),对于其他墨使用孔径为0.2μm的微型过滤器(Fuji PhotoFilm Co.,Ltd.的产品)。顺便提及,在表2-5中,EMULMINCC-100和EMULMIN C0-50均为Sanyo Chemical Industries,Ltd.生产的表面活性剂。EMALEX 1610、EMALEX 1615和EMALEX1825均为Nihon Emulsion Co.,Ltd.生产的表面活性剂。NIKKOLBT-7和NIKKOL BT-12均为Nikko Chemicals Co.Ltd.生产的表面活性剂。ACETYLENOL E100为Kawaken Fine Chemicals Co.,Ltd.生产的表面活性剂。
表2(单位:%)
表3(单位:%)
表4(单位:%)
表5(单位:%)
<反应性墨或非反应性墨与颜料墨的混合墨的反应性>
将表6所示的20g颜料墨和20g反应性墨或非反应性墨混合,并充分搅拌以制备混合墨,然后将该混合墨静置24小时。此后,视觉观察混合墨中沉淀物和/或聚集体的存在,以评价反应性。评价结果示于表6。
表6
(*1)反应性墨或非反应性墨。
由表6,应理解在所述颜料墨与反应性墨的组合中,反应性墨R-1~R-19为使颜料墨中颜料分散状态去稳定的墨。
<评价>
(测量动态表面张力)
对于上述得到的各种反应性墨和非反应性墨,测量墨(1)在30毫秒寿命,和(2)在500毫秒寿命的动态表面张力。在该测量中使用根据最大泡压法测量动态表面张力的设备(BubblePressure Tesiometer BP2;KRUSS制)。动态表面张力的评价结果示于表7。
表7
(图像浓度)
组合使用表8中所示的第一施涂墨和第二施涂墨,以通过将另一种墨施涂以重叠使用颜料墨施涂的区域的成像方法形成实心像。将通过改进喷墨记录设备BJF850(Canon Inc.制)得到的设备用作成像设备。使用三种普通纸作为记录介质,PPC PaperOffice Planner、EN100和深色显影普通纸Superwhite PaperSW101(均为Canon Inc.的产品)。顺便提及,可将所述墨施涂在每种记录介质上,以表8所示的第一施涂墨和第二施涂墨的顺序使其相互重叠。图像的形成使用单遍单向通过记录进行。墨的施涂量为1/600平方英寸,同时对于颜料墨控制为约28ng,对于另一种墨为约4.5ng。
将使用所述三种介质得到的各种图像静置保留1天后,测量其图像浓度以选取其平均值作为实心图像的图像浓度值。顺便提及,在所述图像浓度测量中使用分光光度计(Spectorolino;Gretag Macbeth制)。图像浓度的评价标准随图像为黑色实心图像(使用颜料墨P-1),和图像为青色实心图像(使用颜料墨P-2)变化,并为如下。评价结果示于表8中。
在黑色实心图像情况下的评价标准:
A:图像浓度为1.3以上;
B:图像浓度低于1.3。
在青色实心图像情况下的评价标准:
A:图像浓度为1.1以上;
B:图像浓度低于1.1。
(定影能力)
组合使用表8所示的第一施涂墨和第二施涂墨,以通过将另一种墨施涂以重叠使用颜料墨施涂的区域的成像方法形成实心像。将通过改进喷墨记录设备BJF850(Canon Inc.制)得到的设备用作成像设备。使用三种普通纸作为记录介质,PPC PaperOffice Planner、EN100和深色显影普通纸Superwhite PaperSW101(均为Canon Inc.的产品)。顺便提及,可将所述墨施涂在每种记录介质上,以表8所示的第一施涂墨和第二施涂墨的顺序使其相互重叠。图像的形成使用单遍单向通过记录进行。墨的施涂量为1/600平方英寸,同时对于颜料墨控制为约28ng,和对于另一种墨为约4.5ng。
使用所述三种记录介质形成各种实心图像10秒后,使用在其上施加40g/cm2重量的Silbon纸摩擦实心图像,以视觉观察未记录部分的污损度,从而使用其平均值对所述定影能力进行评价。定影能力的评价标准如下。评价结果示于表8中。
A:在记录介质未记录的部分几乎未观察到污损;B:在记录介质未记录的部分观察到污损,但其在可接受水平内;C:在记录介质未记录部分观察到明显污损。
表8
当通过其背面视觉观察使用比较例8的反应性墨(R-19)在记录介质上形成的彩色图像部分时,发现发生透印。另一方面,使用除该反应性墨(R-19)或非反应性墨外的反应性墨,在记录介质上形成的彩色图像部分,没有透印发生。
尽管本发明已经参考示例性实施方案进行了描述,但应理解本发明并不限于已公开的示例性实施方案。以下权利要求书的范围与最宽的解释一致,以致包括所有改进和等价结构与功能。
Claims (8)
1.一种与包含颜料和聚合物的颜料墨一起使用的水性墨,
该水性墨包含用于使所述颜料的分散状态去稳定的反应性组分,
其中,通过最大泡压法测定,所述水性墨在30毫秒寿命的动态表面张力为41mN/m以上,所述水性墨在500毫秒寿命的动态表面张力为28mN/m以上至38mN/m以下。
2.根据权利要求1所述的水性墨,其中通过所述最大泡压法测定的所述水性墨在30毫秒寿命的动态表面张力为51mN/m以下。
3.根据权利要求1所述的水性墨,其中所述水性墨包含聚氧乙烯烷基醚作为表面活性剂。
5.根据权利要求1所述的水性墨,其中所述反应性组分为多价金属。
6.一种包括多种墨的成套墨,其中所述成套墨包含根据权利要求1所述的水性墨和根据权利要求1所述的颜料墨。
7.一种使用包含颜料和聚合物的颜料墨与至少一种水性墨形成图像的成像方法,
其中所述水性墨为根据权利要求1所述的水性墨,所述颜料墨为根据权利要求1所述的颜料墨,
该成像方法以由所述颜料墨形成的图像与由所述水性墨形成的图像在至少部分区域相互重叠的方式形成图像。
8.一种用于通过使用包含颜料和聚合物的颜料墨与至少一种水性墨形成图像的成像设备,
其中所述水性墨为根据权利要求1所述的水性墨,所述颜料墨为根据权利要求1所述的颜料墨,
该设备包括用于以由所述颜料墨形成的图像与由所述水性墨形成的图像在至少部分区域相互重叠的方式形成图像的单元。
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