CN101443422B - 品红墨液组合物、组合墨液、墨盒、喷墨记录方法及记录物 - Google Patents
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Abstract
Description
技术领域
本发明涉及一种印刷质量出色,同时可以得到耐湿性、耐臭氧性、耐光性出色的记录物,进而可以抑制起泡性的具有稳定的喷出可靠性的适于喷墨记录的品红墨液组合物(包括深品红墨液组合物和浅品红墨液组合物二者)、使用其的组合墨液及墨盒,及使用它们的喷墨记录方法以及记录物。
背景技术
喷墨记录方法是从细喷嘴以小滴喷出墨液组合物,使其附着于记录介质表面,从而记录文字或图像的公知的方法。作为已被实用化的喷墨记录方法,包括(i)使用电致伸缩元件,将电信号转换成机械信号,利用该机械信号,使存于喷嘴头部分的墨液组合物断续地从喷嘴头喷出,使墨液组合物附着于记录介质表面,从而记录文字或图像的方法;(ii)快速地加热离喷嘴头的喷出部极近的一部分,使存于喷嘴头部分的墨液组合物中产生气泡,利用该气泡的体积膨胀,从喷嘴头断续地喷出墨液组合物,使墨液组合物附着于记录介质表面,从而记录文字或图像的方法等。
最近正在进行的是准备多个彩色墨液组合物,利用喷墨记录形成彩色图像。通常彩色图像的形成是利用黄墨液组合物、品红墨液组合物以及青墨液组合物的三色,另外根据情况不同而加入的黑墨液组合物的四色进行。也有时通过在这些四色中再加入浅青墨液组合物及浅品红墨液组合物的六色或再加入暗黄墨液组合物的七色,来形成彩色图像。这样的组合2种以上墨液组合物的情况为组合墨液,通常以收容该组合墨液的墨盒的形式安装于打印机上使用。
在喷墨记录方法中使用的墨液组合物通常为将各种染料溶解于水或有机溶剂或者它们的混合液中而成的溶液,对这样的彩色图像的形成中使用的墨液组合物,除了要求其自身具有良好的显色性以外,在与多个墨液 组合物组合时,还要显出良好的中间色,在保存印刷物时不发生经时变退色等。
另外,近年来,随着喷头、墨液组合物、记录方法以及介质的各自的持续改良,利用彩色喷墨打印机的照片图像的印刷达到不逊色于银盐照片的水平,在图像质量方面变得与照片一样。另一方面,即使在得到的图像的保存性方面,通过墨液组合物及介质的改良也实现了特性的提高。尤其在耐光性方面,正在进行直至实用上没有问题的水平的特性改良(参照专利文献1、2)。但是,还不至于与银盐照片并驾齐驱的水平。关于耐光性能力的评价,标准的作法是将Y(黄)、M(品红)、C(青)的各自的纯色图案(光学浓度为1.0附近)的退色率作为指标进行判断。关于安装于当前市场上市售的打印机上的墨液组合物的耐光性能力,在使用所述评价方法进行判断时,品红墨液组合物的能力最低,大多成为组合墨液的耐光性寿命的瓶颈限制。因而,改良品红墨液组合物的耐光性对照片图像的耐光性提高以及组合墨液的耐光性寿命的延长是有效的。
但是,使用这样的墨液组合物作成的印刷物当然会被设置在室内,有时还被设置于室外,所以被暴露于以太阳光为主的各种光或外气(臭氧、氮氧化物、硫氧化物等),正在进行耐光性、耐气体性出色的墨液组合物的开发。耐光性、耐气体性的特性会极大地受到墨液的色材的影响,而除了这些特性,进而还需要进行耐湿性也出色的品红墨液组合物的开发。
在所述特性中,作为耐光性及耐气体性出色的着色剂,提出了在专利文献3中记载的化合物(偶氮系色素)以及在专利文献4中记载的化合物(蒽吡啶酮系色素)。另外,还提出了组合使用两种着色剂的耐光性及耐气体性出色的品红墨液组合物(参照专利文献5)。
另外,在配备所述浅品红墨液的组合墨液中,通过配备色浓度不同的两种品红墨液组合物,可以得到没有粒状感的图像。关于以照片图像的印刷为主要目的的配备该色浓度不同的两种墨液组合物的组合墨液,在形成照片图像时,大多为了缓和·消除粒状感而一律使用色浓度低的墨液组合物。另外,关于所述的耐光性的评价,以色浓度低的墨液组合物形成光学浓度接近1.0的图案。因而,浅品红墨液组合物的耐光性的改良也会引起照片图像的耐光性提高及组合墨液的耐光性寿命的延长。与色浓度深的墨 液组合物相比,对于色浓度低的墨液组合物没有要求那么高的显色性,而耐光性等其他图像的要求变得很重要。
如上所述,在喷墨记录方法中使用的墨液组合物以将各种染料溶解于水或有机溶剂或者它们的混合液中而成的溶液为主体,为了提高墨液的特性、提高印刷质量或印刷物的保存性,在其中添加各种表面活性剂或添加剂。但是,在这些表面活性剂或添加剂中,存在尽管墨液组合物的特性改良效果大但起泡性高的物质,因而还提出了组合有特定的消泡剂等的墨液组合物(参照专利文献6)。
专利文献1:日本专利特开2000-290559号公报
专利文献2:日本专利特开2001-288392号公报
专利文献3:日本专利特开2002-371079号公报
专利文献4:日本专利特开2002-332419号公报
专利文献5:日本专利特开2005-105136号公报
专利文献6:日本专利特开2004-315739号公报
发明内容
本发明为了解决所述问题点而提供一种印刷质量出色,着色剂向记录物的定影性良好,可以得到耐湿性、耐臭氧性、耐光性出色的记录物,还可以抑制起泡性具有稳定的喷出可靠性的适于喷墨记录的品红墨液组合物(包括深品红墨液组合物和浅品红墨液组合物二者)、使用其的组合墨液及墨盒及使用它们的喷墨记录方法以及记录物。
本发明人等对喷墨记录用墨液的着色剂及使该着色剂的特性进一步提高的添加剂进行了详细研究,结果发现通过组合使用特定结构的着色剂,可以得到具有出色的耐光性和耐臭氧性、耐湿性也良好的墨液组合物,另外,通过添加特定的表面活性剂,可以得到耐湿性进一步提高、着色剂向记录物的定影性进一步提高等效果,通过采用下述构成可以解决所述课题。
(1)一种品红墨液组合物,其特征在于,作为着色剂,含有下式(I)表示的化合物的至少一种和下式(II)表示的化合物的至少一种。
(所述式(I)中,A表示5元杂环重氮成分A-NH2的残基;B1及B2分别表示-CR1=、-CR2=或者任一方为氮原子,而另一方为-CR1=或-CR2=。R5、R6分别独立地表示氢原子、脂肪族基、芳香族基、杂环基、酰基、烷氧羰基、芳氧羰基、氨基甲酰基、烷基磺酰基、芳基磺酰基或氨磺酰基。各基团也可以还具有取代基。G、R1、R2分别独立地表示氢原子、卤原子、脂肪族基、芳香族基、杂环基、氰基、羧基、氨基甲酰基、烷氧羰基、芳氧羰基、酰基、羟基、烷氧基、芳氧基、甲硅氧基、酰氧基、氨基甲酰氧基、杂环氧基、烷氧羰氧基、芳氧羰氧基、被烷基或芳基或杂环基取代的氨基、酰胺基、脲基、氨磺酰氨基、烷氧羰氨基、芳氧羰氨基、烷基及芳基磺酰氨基、芳氧羰氨基、硝基、烷基及芳硫基、烷基及芳基磺酰基、烷基及芳基亚硫酰基、氨磺酰基、磺基、或杂环硫基。各基团也可以进一步被取代。另外,R1与R5也可以结合形成5~6元环)
(所述式(II)中,M表示氢原子、铵基或碱金属原子,X表示二氨基亚烷基,n为1或2)
(2)根据(1)所述的品红墨液组合物,其特征在于,
所述式(I)表示的化合物为下式(III)表示的化合物。
(所述式(III)中,R1~R5表示氢原子、烷基、磺基或其盐;R1及R5分别独立地同时为烷基时构成该烷基的碳原子数的总和为3以上,其中也可以具有取代基)
(3)根据(2)所述的品红墨液组合物,其特征在于,
所述式(III)表示的化合物为下式(IV)表示的化合物。
(所述式(IV)中,R1~R10表示氢原子、烷基、磺基或其盐;就(R1,R5)及(R6,R10)而言,分别独立地同时构成烷基的碳原子数的总和为3以上,其中也可以具有取代基。另外,M表示氢原子或碱金属原子)
(4)根据(1)~(3)中任一项所述的品红墨液组合物,其特征在于,
所述式(II)中的所述n为2。
(5)根据(1)~(4)中任一项所述的品红墨液组合物,其特征在于,
相对墨液组合物的总重量,含有0.2~2.5wt%所述式(I)表示的化合物的至少1种,而且含有0.4~7.0wt%所述式(II)表示的化合物的至少1种。
(6)根据(1)~(5)中任一项所述的品红墨液组合物,其特征在于,
相对墨液组合物的总重量,着色剂固体成分的总量为0.6~8.0wt%。
(7)根据(1)~(6)中任一项所述的品红墨液组合物,其特征在于,
所述式(I)表示的化合物与所述式(II)表示的化合物的含有比率以重量比计在2:1~1:8的范围。
(8)根据(1)~(7)中任一项所述的品红墨液组合物,其特征在于,
在所述墨液组合物中含有下式(V)表示的甜菜碱系表面活性剂。
(R)P—N—[L—(COOM)q]r(V)
(所述式(V)中,R表示氢原子、烷基、芳基或杂环基。L表示2价以上的连结基。M表示氢原子、碱金属原子、铵基、质子化的有机胺或含氮杂环基、季铵离子基,当成为由式(V)中的N原子所构成的铵离子的平衡离子时,表示不作为阳离子存在的基团。q表示1以上的整数,r表示1以上4以下的整数。p表示0以上4以下的整数,p+r为3或4。p+r为4的情况下,N成为构成季铵的氮原子。p为2以上时,R可以相同也可以不同。
q为2以上时,COOM相同或不同。r为2以上时,L-(COOM)q可以相同也可以不同)
(9)根据(8)所述的品红墨液组合物,其特征在于,
所述式(V)表示的甜菜碱系表面活性剂为下式(VI)表示的化合物。
(所述式(VI)中,R1~R3表示碳原子数1~20的烷基,X表示2价的连结基)
(10)根据(9)所述的品红墨液组合物,其特征在于,
所述式(VI)表示的化合物为下式(VII)表示的化合物。
(11)根据(8)~(10)中任一项所述的品红墨液组合物,其特征在于,
所述式(I)表示的化合物与所述式(V)表示的甜菜碱系表面活性剂的含有比率以重量比计在1:3~3:1的范围。
(12)根据(8)~(12)中任一项所述的品红墨液组合物,其特征在于,
所述墨液组合物中含有消泡剂。
(13)根据(12)所述的品红墨液组合物,其特征在于,
所述消泡剂是碳原子数为4~6、羟值为1~2的脂肪族二醇化合物。
(14)根据(13)所述的品红墨液组合物,其特征在于,
所述消泡剂为联乙炔四醇系化合物。
(15)根据(12)~(14)中任一项所述的品红墨液组合物,其特征在于,
所述消泡剂与所述式(V)表示的甜菜碱系表面活性剂的含有量比率以重量比计在1:10~4:1的范围。
(16)根据(1)~(15)中任一项所述的品红墨液组合物,其特征在于,
在所述墨液组合物中含有至少1种具有羧基的芳香族化合物及其盐。
(17)根据(16)所述的品红墨液组合物,其特征在于,
所述具有羧基的芳香族化合物及其盐为具有萘骨架的化合物及其盐。
(18)根据(16)或(17)所述的品红墨液组合物,其特征在于,
所述式(I)表示的化合物与所述具有羧基的芳香族化合物及其盐的含有比率以重量比计在5:1~1:3的范围。
(19)根据(1)~(18)中任一项所述的品红墨液组合物,其特征在于,
在所述墨液组合物中含有尿素衍生物。
(20)根据(19)所述的品红墨液组合物,其特征在于,
所述尿素衍生物为选自尿素、烯丙基脲、二羟甲基脲、丙二酰脲、氨基甲酰脲、正丁脲、二丁基脲、N,N-二甲脲、1,3-二甲脲、N-甲脲、羟脲、乙脲、甲脲、肌酸酐、亚乙基脲、苄脲、(R)-(+)-1-苯基乙脲、苯脲、3- 羟基苯脲、1-苯氨基脲、4-苯氨基脲、N-苯甲酰脲、N,N’-O-亚苯基脲的1种或2种以上的混合物。
(21)根据(19)或(20)所述的品红墨液组合物,其特征在于,
相对墨液组合物的总重量,含有0.5~20wt%所述尿素衍生物。
(22)根据(19)~(21)中任一项所述的品红墨液组合物,其特征在于,
以重量比计,所述式(I)表示的化合物和所述式(II)表示的化合物的总量与所述尿素衍生物的含有比率在5:1~1:10的范围。
(23)根据(1)~(22)中任一项所述的品红墨液组合物,其特征在于,
所述墨液组合物中含有非离子系表面活性剂。
(24)根据(23)所述的品红墨液组合物,其特征在于,
所述非离子系表面活性剂为乙炔二醇系表面活性剂。
(25)根据(23)或(24)所述的品红墨液组合物,其特征在于,
相对墨液组合物的总重量,含有0.1~5.0wt%所述非离子系表面活性剂。
(26)根据(1)~(25)中任一项所述的品红墨液组合物,其特征在于,
所述墨液组合物中含有渗透促进剂。
(27)根据(26)所述的品红墨液组合物,其特征在于,
所述渗透促进剂为乙二醇醚类。
(28)一种组合墨液,它是在喷墨记录方法中使用的组合墨液,其特征在于,
作为构成成分至少含有(1)~(27)中任一项所述的品红墨液组合物。
(29)一种墨盒,其特征在于,
一体或独立地收容(28)所述的组合墨液。
(30)一种喷墨记录方法,它是喷出墨液组合物的液滴,使该液滴附着于记录介质,从而进行记录的喷墨记录方法,其特征在于,
用(28)所述的组合墨液或(29)所述的墨盒进行记录。
(31)一种记录物,其特征在于,
由(30)所述的喷墨记录方法进行印刷而成。
组合有所述式(I)及式(II)的着色剂的本发明的墨液组合物是与以往的品红系墨液组合物相比,具有耐光性及耐气体性(耐臭氧性)特别优良、耐 湿性也出色的平衡良好的特性的墨液组合物,如果利用使用其的本发明的组合墨液、墨盒及使用这些的记录方法以及记录物,就可以提供耐湿性出色、能够长期保持清晰图像的记录物。除此以外,本发明的墨液组合物很少发生堵塞,可以保证充分的显色浓度,作为墨液的贮存稳定性也优良。
通过与必要时的消泡剂一起添加式(V)表示的甜菜碱系表面活性剂,可以不破坏喷出可靠性(气泡特性)而提高耐湿性,使着色剂向记录物的定影性飞跃提高,具有可以得到耐久性更出色的记录物的效果。
具体实施方式
本发明的墨液组合物是在水或者由水与水溶性有机溶剂构成的水性介质中含有所述式(I)表示的化合物的至少1种和所述式(II)表示的化合物的至少1种作为着色剂,根据需要含有保湿剂、表面活性剂、渗透促进剂、粘度调节剂、pH调节剂或其他添加剂的组合物。通过并用所述式(I)表示的化合物和所述式(II)表示的化合物,可以提供一种具有出色的耐光性、耐气体性及耐湿性,具有良好平衡的特性的墨液组合物。
作为本发明的墨液组合物的优选方式,包括通过分别单独或组合两种以上添加后述的所述式(V)~(VII)表示的甜菜碱系表面活性剂、消泡剂、具有羧基的芳香族化合物、尿素衍生物、非离子系表面活性剂、渗透促进剂,进一步提高着色剂向记录物的定影性、耐湿性、耐光性、耐气体性等特性的墨液组合物。
在本发明中使用的所述式(I)表示的化合物(品红系染料)可以单独使用一种,也可以混合使用多种。
所述式(1)中,A表示5元杂环重氮成分A-NH2的残基。B1及B2分别表示—CR1=、—CR2=或者任一方为氮原子而另一方为—CR1=或—CR2=。R5、R6分别独立地表示氢原子、脂肪族基、芳香族基、杂环基、酰基、烷氧羰基、芳氧羰基、氨基甲酰基、烷基磺酰基、芳基磺酰基或氨磺酰基。各基团也可以还具有取代基。G、R1、R2分别独立地表示氢原子、卤原子、脂肪族基、芳香族基、杂环基、氰基、羧基、氨基甲酰基、烷氧羰基、芳氧羰基、酰基、羟基、烷氧基、芳氧基、甲硅氧基、酰氧基、氨基甲酰氧基、杂环氧基、烷氧羰氧基、芳氧羰氧基、被烷基或芳基或杂环基取代的氨基、酰胺基、脲基、氨磺酰氨基、烷氧羰氨基、芳氧羰氨基、烷基及芳基磺酰氨基、芳氧羰氨基、硝基、烷基及芳硫基、烷基及芳基磺酰基、烷基及芳基亚硫酰基、氨磺酰基、磺基、或杂环硫基。各基团也可以进一步被取代。另外,R1与R5也可以结合形成5~6元环。
在所述式(I)表示的化合物中,优选所述式(III)表示的化合物。在式(III)中,R1~R5表示氢原子、烷基、磺基或其盐。
式(III)中,R1、R5分别独立地同时为烷基时构成该烷基的碳原子数的总和为3以上,其中也可以具有取代基。另外,在R1~R5中含有磺基的情况下,成为-SO3M的形式。这种情况下,作为M,优选碱金属原子,更优选Li或Na。
在所述式(III)表示的化合物中,从具有出色的耐光性和耐气体性,提高与后述的甜菜碱系表面活性剂的耐湿性的观点出发,特别优选下式(IV)表示的化合物。
(所述式IV中,R1~R10表示氢原子、烷基、磺基或其盐,就(R1,R5)及(R6,R10)而言,分别独立地同时构成烷基的碳原子数的总和为3以上,其中也可以具有取代基。另外,M表示氢原子或碱金属原子)
在本发明的墨液组合物中,作为着色剂,除了所述式(I)表示的化合物以外,还并用所述式(II)表示的化合物(品红系染料)。
在通式(II)中,M表示氢原子、形成盐的铵基或碱金属原子,X表示二氨基亚烷基,n为1或2。
通式(II)表示的化合物的添加尤其具有耐湿性的改善效果。通式(II)表示的化合物可以单独使用1种,也可以并用数种。在通式(II)表示的化合物中,具有n为2的结构的化合物具有良好的耐湿性,特别优选。
另外,为了调整色调等,在不较大地破坏以耐光性为主的各特性的范围内,也可以在本发明的品红墨液组合物中并用其他品红系染料。
作为式(I)及式(II)表示的化合物以外的品红系染料,例如可以举出C.I.直接红2、4、9、23、26、31、39、62、63、72、75、76、79、80、81、83、84、89、92、95、111、173、184、207、211、212、214、218、221、223、224、225、226、227、232、233、240、241、242、243、247,C.I.直接紫7、9、47、48、51、66、90、93、94、95、98、100、101,C.I.酸性红35、42、52、57、62、80、82、111、114、118、119、127、128、131、143、151、154、158、249、254、257、261、263、266、289、299、310、305、336、337、361、396、397,C.I.酸性紫5、34、43、47、48、90、103、126,C.I.活性红3、13、17、19、21、22、23、24、29、35、37、40、41、43、45、49、55,C.I.活性紫1、3、4、5、6、7、8、9、16、17、22、23、24、26、27、33、34,C.I.碱性红12、13、14、15、18、22、23、24、25、27、29、35、36、38、39、45、46,C.I.碱性紫1、2、3、7、10、15、16、20、21、25、27、28、35、37、39、40、48等。
在本发明的墨液组合物中,相对墨液组合物的总重量,所述式(I)表示的化合物的含量作为总重量优选为0.2~2.5wt%,更优选为0.3~2.0wt%。通过在0.2wt%以上,可以提高耐光性及耐气体性,通过在2.5wt%以下,可以防止耐湿性的降低。
另外,相对墨液组合物的总重量,所述式(II)表示的化合物的含量作为总重量优选为0.4~7.0wt%,更优选为0.6~6wt%。通过在0.4wt%以上,可以提高耐湿性,通过在7.0wt%以下,可以防止耐光性的降低。
另外,在本发明的墨液组合物中,以重量比计,所述式(I)表示的化合物与所述式(II)表示的化合物的含有比率优选为2:1~1:8,更优选在1:1~1:6的范围。通过在这样的比率内含有两种化合物,可以高维满足耐光性、耐气体性及耐湿性。
此外,在本发明的墨液组合物中,染料固体成分的总和相对墨液组合物的总重量优选在0.6~8.0wt%的范围内。通过在0.6wt%以上,可以得到必要的显色性(最高浓度),通过在8.0wt%以下,可以防止用于组合墨液等时的堵塞。
在含有所述式(I)表示的化合物和所述式(II)表示的化合物作为着色剂的本发明的墨液组合物中,通过添加所述式(V)表示的甜菜碱系表面活性剂,可以明显地提高着色剂向记录介质的定影性,提高耐湿性,同时还可以改善耐光性、耐气体性,具有可以得到能够长期维持稳定的图像的记录物的效果。
在所述式(V)中,R表示氢原子、烷基、芳基或杂环基。L表示2价以上的连结基。M表示氢原子、碱金属原子、铵基、质子化的有机胺或含氮杂环基、季铵离子基,当成为式(V)中的由N原子构成的铵离子的平衡离子时,表示不作为阳离子存在的基团。q表示1以上的整数,r表示1以上4以下的整数。p表示0以上4以下的整数,p+r为3或4。p+r为4的情况下,N成为构成季铵的氮原子。p为2以上时,R相同或不同。
q为2以上时,COOM相同或不同。r为2以上时,L-(COOM)q相同或不同。
在所述式(V)表示的甜菜碱系表面活性剂中,从提高墨液组合物向记录介质的定影性的观点出发,优选所述式(VI)表示的甜菜碱系表面活性剂。式(VI)中,R1~R3表示碳原子数1~20的烷基,X表示2价的连结基。所述式(VII)表示的甜菜碱系表面活性剂对墨液组合物向记录介质的定影性的提高效果大,特别优选。所述式(V)表示的甜菜碱系表面活性剂可以单独使用一种,也可以混合使用数种。
所述式(V)表示的甜菜碱系表面活性剂的添加效果主要是抑制所述式(I)表示的化合物导致的耐湿性的降低,提高着色剂向记录介质的定影性,以重量比计,所述式(I)表示的化合物与所述式(V)表示的甜菜碱系表面活性剂的含有比率优选在1:3~3:1的范围,更优选为1:2~2:1的范围。通过使式(I)表示的化合物与甜菜碱系表面活性剂的含有比率在该范围内,可以得到着色剂向记录介质的定影性的显著改善效果。
如上所述,所述式(V)表示的甜菜碱系表面活性剂的墨液组合物的特性改善效果、尤其是定影性的改善效果大,但起泡性大,由于添加量或与其他添加剂组合,有时墨液组合物的起泡性变高,对墨液系统的负荷变大,系统构建变得昂贵。
所以,在添加所述结构的甜菜碱系表面活性剂的情况下,优选添加特 定的消泡剂。
在本发明的墨液组合物中,作为与所述甜菜碱系表面活性剂并用的消泡剂,优选碳原子数为4~6、羟值为1~2的脂肪族二醇化合物或联乙炔四醇系化合物。
作为所述碳原子数为4~6、羟值为1~2的脂肪族二醇化合物,可以例示1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,2-己二醇、1,6-己二醇等,其中,优选1,2-己二醇。另外,作为联乙炔四醇系化合物,可以举出作为市售品可以获得的例如空气化工产品公司的Surfynol MD20等。
所述消泡剂的配合量如果过少,则墨液组合物的消泡效果变得不充分,如果过多,则会破坏印刷质量或贮存稳定性。所以,本发明中,在墨液组合物中优选以0.05~10.0wt%的范围含有,更优选为0.1~5.0wt%。
另外,通过使所述消泡剂与所述式(V)表示的甜菜碱系表面活性剂的含有量比率以重量比计在1:10~4:1的范围,作为墨液组合物整体,可以得到起泡抑制及消泡效果出色,而且印刷稳定性出色的平衡良好的墨液组合物。
在本发明中,为了提高耐湿性、着色剂向记录介质的定影性,也可以使用选自具有羧基的芳香族化合物及其盐的至少1种。只要是在分子结构中至少具有1个羧基的芳香族化合物或其盐即可,优选羧基为1个,另外,优选具有萘骨架。另外,更优选在2位具有羧基、具有萘骨架的化合物或其盐,再更优选在2位具有羧基、具有萘骨架的化合物的碱金属盐。在2位具有羧基、具有萘骨架的化合物的碱金属盐中,从耐堵塞性的观点出发,优选锂盐。
作为具有羧基的芳香族化合物或其盐,具体可以举出2-羟基-1-萘甲酸、1-羟基-2-萘甲酸、1-萘甲酸、2-萘甲酸、3-羟基-2-萘甲酸、6-羟基-2-萘甲酸、3-甲氧基-2-萘甲酸、6-甲氧基-2-萘甲酸、6-乙氧基-2-萘甲酸、6-丙氧基-2-萘甲酸、4-羟基苯甲酸、2,6-萘二甲酸等以及它们的盐(特别是锂盐)。
具有羧基的芳香族化合物的盐可以以盐的形式添加,使其在墨液中含有,另外,也可以分别添加具有羧基的芳香族化合物和碱,使其在墨液中含有。
选自这些具有羧基的芳香族化合物及其盐中的至少1种的含量由具有羧基的芳香族化合物及/或其盐的种类、着色剂的种类、溶剂成分的种类、其他添加剂等来决定,相对墨液组合物的总重量,优选在0.1~10wt%、更优选0.5~5wt%的范围。
另外,以重量比计,所述式(I)表示的化合物与选自具有羧基的芳香族化合物及其盐的至少1种的含有比率优选在5:1~1:3的范围,更优选在3:1~1:2的范围。通过使所述含有比率高于5:1,可以充分得到耐湿性的改善效果。另外,通过使其低于1:3,可容易保证耐堵塞性(堵塞可靠性)等。
通过在本发明的墨液组合物中添加尿素衍生物,具有提高耐光性的效果。
作为在本发明中使用的尿素衍生物,可以举出尿素、烯丙基脲、二羟甲基脲、丙二酰脲、氨基甲酰脲、正丁脲、二丁基脲、N,N-二甲脲、1,3-二甲脲、N-甲脲、羟脲、乙脲、甲脲、肌酸酐、亚乙基脲、苄脲、(R)-(+)-1-苯基乙脲、苯脲、3-羟基苯脲、1-苯氨基脲、4-苯氨基脲、N-苯甲酰脲、N,N’-O-亚苯基脲等,它们可以单独或组合两种以上使用。
所述尿素衍生物的含量相对墨液组合物的总重量优选在0.5~20wt%的范围,更优选为1~16wt%,再更优选在2~12wt%的范围。通过使含量为0.5wt%以上,因添加尿素衍生物来提高耐光性的效果变得明确,通过使含量在20wt%以下,可以良好地保持堵塞性等可靠性。
在本发明的墨液组合物中,以重量比计,所述式(I)及(II)表示的化合物与所述尿素衍生物的含有比率在5:1~1:10的范围,更优选为4:1~1:8的范围,更优选3:1~1:5的范围。
通过使二者的比率在该范围内,可以高维提高耐光性和保证可靠性方面的特性。
为了使所述着色剂或甜菜碱系表面活性剂、具有羧基的芳香族化合物、尿素衍生物等稳定地溶解,优选墨液组合物的pH(20℃)为8.0以上。另外,如果考虑与墨液组合物接触的各种构件的耐材料性,墨液组合物的pH优选为10.5以下。为了更好地兼顾这些事项,更优选将墨液组合物的pH调整至8.5~10.0。
本发明的品红墨液组合物优选使用水或水与水溶性有机溶剂的混合液作为主要溶剂。
作为水,可以使用离子交换水、超滤水、逆渗透水、蒸馏水等。
另外,从长期保存的观点出发,优选实施了紫外线照射或过氧化氢添加等各种化学灭菌处理。
在本发明的品红墨液组合物中,用作主要溶剂时的水的含有量,相对墨液组合物的总重量优选为40~90wt%,更优选为50~80wt%。
本发明的品红墨液组合物还可以含有选自蒸气压小于纯水的水溶性有机溶剂及糖类的至少1种保湿剂。
通过含有保湿剂,在喷墨记录方式中,可以抑制水分的蒸发,保湿墨液。另外,只要是水溶性有机溶剂,就可以提高喷出稳定性或者不改变墨液特性而容易地使粘度变化。
水溶性有机溶剂是指具有溶解溶质的能力的介质,从有机性、蒸气压小于水的水溶性的溶剂中选择。具体而言,优选乙二醇、丙二醇、甘油、1,2,6-己三醇、二甘醇、三甘醇、双丙甘醇等多元醇类,丙酮基丙酮等酮类,γ-丁内酯、磷酸三乙酯等酯类,糠醇,四氢糠醇,硫二甘醇等。
另外,糖类优选麦芽糖醇、山梨糖醇、葡糖酸内酯、麦芽糖等。
保湿剂相对墨液组合物全量,优选以5~50wt%、更优选5~30wt%、再更优选5~20wt%的范围内添加。如果在5wt%以上,则可以得到保湿性,另外,如果在50wt%以下,则容易调整到喷墨记录中使用的粘度。
另外,优选在本发明的品红墨液组合物中含有含氮系有机溶剂作为溶剂。作为含氮系有机溶剂,可以举出1,3-二甲基-2-咪唑啉酮、2-吡咯烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮、ε-己内酰胺等,其中,优选使用2-吡咯烷酮。它们可以单独或并用两种以上使用。
其含量相对墨液组合物的总量,优选为0.5~10wt%,更优选为1~5wt%。通过使其含量在0.5wt%以上,可以实现通过添加而提高各成分的溶解性,通过使其在10wt%以下,不会使与墨液组合物接触的各种构件的耐材料性变差。
另外,作为得到墨液的快速定影(渗透性)并同时有效地保持1点的圆度的添加剂,优选在本发明的品红墨液组合物中含有非离子系表面活性 剂。
作为在本发明中使用的非离子系表面活性剂,例如可以举出乙炔二醇系表面活性剂。作为乙炔二醇系表面活性剂,具体而言,可以举出Surfynol465、Surfynol104(以上为空气化工产品公司制,商品名)、Olfine STG、Olfine E1010(以上为日信化学工业株式会社制,商品名)等。其添加量相对墨液组合物优选为0.1~5wt%,更优选为0.5~2wt%。通过使添加量在0.1wt%以上,可以得到充分的渗透性,另外,通过在5wt%以下,容易防止图像的渗润的发生。
另外,除了非离子系表面活性剂以外,通过添加乙二醇醚类作为渗透促进剂,可以进一步增加渗透性,并减少进行彩色印刷时相邻的彩色墨液的边界的渗色,可以得到非常清晰的图像。
作为可以在本发明中使用的乙二醇醚类,可以举出乙二醇一丁醚、二甘醇一丁醚、三甘醇一乙醚、丙二醇一甲醚、双丙甘醇一乙醚、丙二醇一丁醚、双丙甘醇一丁醚、三甘醇一丁醚等。其添加量相对墨液组合物总量,优选为3~30wt%,更优选为5~15wt%。通过使添加量在3wt%以上,可以得到充分的渗色防止效果,另外,通过在30wt%以下,容易防止图像的渗润,容易保证墨液的贮存稳定性。
另外,根据需要也可以在本发明的墨液组合物中添加三乙醇胺或碱金属的氢氧化物等pH调节剂、水溶助长剂、褐藻酸钠等水溶性聚合物、水溶性树脂、氟系表面活性剂、防腐剂、防霉剂、防锈剂等。
作为防腐剂或防霉剂的例子,可以举出苯甲酸钠、五氯苯酚钠、2-巯基吡啶-1-氧化物钠、山梨酸钠、脱氢醋酸钠、1,2-苯并异噻唑酮(阿维西亚(AVECIA)制Proxel CRL、Proxel BDN、Proxel GXL、Proxel XL-2、ProxelTN)等。
作为pH调节剂、溶解助剂或抗氧化剂的例子,可以举出二乙醇胺、三乙醇胺、丙醇胺、吗啉等胺类以及它们的改性物,氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化锂等金属氢氧化物,氢氧化铵、季铵氢氧化物(四甲基铵等)等铵盐,碳酸钾、碳酸钠、碳酸锂等碳酸盐类,其他磷酸盐类等,或者N-甲基-2-吡咯烷酮、2-吡咯烷酮等吡咯烷酮类,脲基甲酸酯、脲基甲酸甲酯等脲基甲酸酯类,双缩脲、二甲基双缩脲、四甲基双缩脲等双缩脲类等,L-抗坏 血酸及其盐类,
在本发明的墨液组合物中,所述任意成分可以单独使用或在各组内和各组间选择数种混合使用。
另外,在本发明的品红墨液组合物中,优选选择墨液组合物的全部成分的量以使墨液组合物的粘度在20℃为2~10mPa·s的范围。
另外,本发明的品红墨液组合物的表面张力优选在20℃时为45mN/m以下,更优选在25~45mN/m的范围。
作为本发明的品红墨液组合物的制备方法,例如包括充分地混合溶解各成分,用孔径为0.8μm左右的膜滤器加压过滤之后用真空泵脱气处理配制而成的方法等。
接着,对使用所述墨液组合物的本发明的记录方法进行说明。本发明的记录方法尤其优选使用从微细孔以液滴喷出墨液组合物,使该液滴附着于记录介质进行记录的喷墨记录方式,当然也可以用于通常的笔记工具用、记录针、笔式绘图仪等用途中。
作为喷墨记录方式,可以使用以往公知的任意一种方式,特别是在利用压电元件的振动使液滴喷出的方法(使用利用电致伸缩元件的机械变形来形成墨液滴的喷墨头的记录方法)或利用热能量的方法中,可以进行出色的图像记录。
实施例
以下利用实施例及比较例,对本发明进行更具体地说明。其中,本发明完全不受下述实施例中记述的材料、组成以及制作方法限制。
[实施例1~32及比较例1~12]
作为着色剂,至少使用作为所述式(I)表示的化合物之一的下式(VIII)表示的化合物A、作为所述式(IV)表示的化合物之一的下式(IX)表示的化合物B以及作为所述式(II)表示的化合物之一的下式(X)表示的化合物C,还包括在其中添加了所述式(VII)表示的化合物(甜菜碱系表面活性剂)的墨液组合物,分别以表1、2(实施例)及表3(比较例1)所示的配合比例混合各成分,使其溶解,利用孔径为1μm的膜滤器加压过滤,配制各墨液组合物。其中,实施例8、12、24及28示例了在墨液组合物中含有具有羧基的芳香族化合物的例子。
在此,实施例及比较例中的着色剂固体成分的总和与在表1~3中着色剂成分的比例的总和相等。
(M=NH4或Na)
<记录物的印刷>
使用喷墨打印机PM-A700(精工爱普生株式会社制),在该打印机的专用墨盒(品红室)中填充实施例1~16、比较例1~6的各墨液组合物,在喷墨专用记录介质(照片用纸Crispia<高光泽>:精工爱普生株式会社制,型号:KA420SCK)上印刷,进行各评价试验。
<耐光性试验>
使用填充了所述墨液组合物的墨盒,调整印刷职责(Duty),使OD(光密度(Optical Density))值在0.9~1.1的范围,进行印刷。在不直射光照的常温常湿环境下,将所得印刷物放置1日后,以以下的条件评价耐光性。
使用氙弧耐候试验机XL-75(斯卡(SUGA)试验机株式会社制),在24℃、相对湿度60%RH的条件下,以70000lux的照射量,将印刷物各5个样品,照射5天、9天、14天、21天、28天。
暴露后,用反射浓度计“Spectrolino”(葛瑞塔格(Gretag)公司制),测定各印刷物的OD,利用下式求得光学浓度残存率(ROD)。
[数1]
ROD(%)=(D/D0)×100
D:暴露试验后的OD
D0:暴露试验前的OD
(其中,测定条件为:过滤器:绿,光源:D50,视角:2度)
接着,通过将暴露期间(天数)设为横轴、将得到的ROD设为纵轴进行绘图,对各印刷物求得退色的近似曲线。从得到的近似式求得ROD减少至70%的时间,利用下述判断标准评价耐光性。结果如表2所示。
[判断标准]
评价A:直至经过30天,ROD也没有减少至70%。
评价B:ROD减少至70%耗时超过25日、30日以下。
评价C:ROD减少至70%耗时超过20日、25日以下。
评价D:ROD减少至70%耗时超过15日、20日以下。
评价E:ROD减少至70%耗时超过10日、15日以下。
评价F:ROD减少至70%耗时10日以下。
<耐气体性(耐臭氧性)评价试验>
使用填充了所述墨液组合物的墨盒,调整印刷职责,使OD(光密度)值在0.9~1.1的范围,进行印刷。在不直射光照的常温常湿环境下,将得到的印刷物放置1日,然后以以下的条件评价耐臭氧性。
使用臭氧耐候试验机(Ozone Weather Meter)OMS-H(商品名,斯卡试验机株式会社制),在24℃、相对湿度60%RH、臭氧浓度40ppm的条件下,将印刷物各5个样品暴露8小时、12小时、16小时、20小时及24小时。
暴露后,用反射浓度计“Spectrolino”(葛瑞塔格公司制),测定各印刷物的OD,利用下式求得光学浓度残存率(ROD)。
[数2]
ROD(%)=(D/D0)×100
D:暴露试验后的OD
D0:暴露试验前的OD
(其中,测定条件为:过滤器:绿,光源:D50,视角:2度)
接着,通过将暴露时间设为横轴、将得到的ROD设为纵轴进行绘图,对各印刷物求得退色的近似曲线。从得到的近似式求得ROD减少至70%的时间,利用下述判断标准评价耐气体性(耐臭氧性)。结果如表4及表5所示。
[判断标准]
评价A:直至经过24小时,ROD也没有减少至70%。
评价B:ROD减少至70%耗时超过20小时、24小时以下。
评价C:ROD减少至70%耗时超过16小时、20小时以下。
评价D:ROD减少至70%耗时超过12小时、16小时以下。
评价E:ROD减少至70%耗时超过8小时、12小时以下。
评价F:ROD减少至70%耗时8小时以下。
<耐湿性评价试验>
使用填充了所述墨液组合物的墨盒,在每1平方英寸1.5~2.2mg的打入量的喷出条件下,印刷文字及拔白文字。对各墨液组合物各准备2张得到的印字物的样品,在25℃、相对湿度40%RH的条件下,使其干燥24小时,然后在40℃、相对湿度85%RH的环境下,放置4天及7天,肉眼观察着色剂的渗出(拔白文字的破坏),以下述判断标准评价。结果如 表4及表5所示。
[判断标准]
评价A:几乎没有观察到着色剂的渗出。
评价B:有若干着色剂的渗出,文字的轮廓略微破坏。
评价C:观察到着色剂的渗出,文字的轮廓破坏。
评价D:观察到着色剂的渗出,出现文字变粗,拔白文字整体被染。
评价E:明显观察到着色剂的渗出,文字及拔白文字辨别不清。
<气泡特性评价试验>
利用下述试验方法肉眼观察起泡性及消泡性以及经时观察气泡高度,从而评价各墨液组合物的气泡特性。
即,在23~24℃的室温下,将实施例1~32及比较例1~12的墨液组合物的各10g封入直径2cm×高10cm的圆筒状玻璃容器中,用手振动混合50次,测定此时从产生的气泡与液体之间的界面到气泡的最高高度的高度(H),评价起泡性,然后直接静置,测定从测定该高度(H)时开始到此高度(H)成为0.5H(1/2高度)所需要的时间,评价消泡性。
[判断标准]
起泡性的评价标准
评价A:气泡高度不到2cm
评价B:气泡高度为2cm以上、不到4cm
评价C:气泡高度为4cm以上、不到6cm
评价D:气泡高度为6cm以上、不到8cm
评价E:气泡高度为8cm以上
消泡性的评价标准
评价A:时间不到5分钟
评价B:时间为5分钟以上、不到10分钟
评价C:时间为10分钟以上、不到15分钟
评价D:时间为15分钟以上、不到20分钟
评价E:时间为20分钟以上、不到25分钟
评价F:时间为25分钟以上
从表2可知,本发明的墨液组合物(实施例1~32的墨液组合物)相对以往的墨液组合物(比较例1~12的墨液组合物),在各评价项目中,可以平衡良好地保证特性。
Claims (30)
1.一种品红墨液组合物,其特征在于,作为着色剂,含有下式(I)表示的化合物中的至少1种和下式(II)表示的化合物中的至少1种,
所述式(I)中,A表示5元杂环重氮成分A-NH2的残基;B1及B2分别表示-CR1=、-CR2=或者任一方为氮原子而另一方为-CR1=或-CR2=;R5、R6分别独立地表示氢原子、脂肪族基、芳香族基、杂环基、酰基、烷氧羰基、芳氧羰基、氨基甲酰基、烷基磺酰基、芳基磺酰基或氨磺酰基;各基团也可以还具有取代基;G、R1、R2分别独立地表示氢原子、卤原子、脂肪族基、芳香族基、杂环基、氰基、羧基、氨基甲酰基、烷氧羰基、芳氧羰基、酰基、羟基、烷氧基、芳氧基、甲硅氧基、酰氧基、氨基甲酰氧基、杂环氧基、烷氧羰氧基、芳氧羰氧基、被烷基或芳基或杂环基取代的氨基、酰胺基、脲基、氨磺酰氨基、烷氧羰氨基、芳氧羰氨基、烷基及芳基磺酰氨基、硝基、烷基及芳硫基、烷基及芳基磺酰基、烷基及芳基亚硫酰基、氨磺酰基、磺基、或杂环硫基;各基团也可以进一步被取代;另外,R1与R5也可以结合形成5~6元环;
所述式(II)中,M表示氢原子、铵基或碱金属原子,X表示二氨基亚烷基,n为1或2。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的品红墨液组合物,其特征在于,
所述式(II)中的所述n为2。
5.根据权利要求1~3中任一项所述的品红墨液组合物,其特征在于,
相对墨液组合物的总重量,含有0.2~2.5wt%所述式(I)表示的化合物的至少1种,而且含有0.4~7.0wt%所述式(II)表示的化合物的至少1种。
6.根据权利要求1~3中任一项所述的品红墨液组合物,其特征在于,
相对墨液组合物的总重量,着色剂固体成分的总量为0.6~8.0wt%。
7.根据权利要求1~3中任一项所述的品红墨液组合物,其特征在于,
以重量比计,所述式(I)表示的化合物与所述式(II)表示的化合物的含有比率在2∶1~1∶8的范围。
8.根据权利要求1~3中任一项所述的品红墨液组合物,其特征在于,
在所述墨液组合物中含有下式(V)表示的甜菜碱系表面活性剂,
(R)p-N-[L-(COOM)q]r (V)
所述式(V)中,R表示氢原子、烷基、芳基或杂环基;L表示2价以上的连结基;M表示氢原子、碱金属原子、铵基、质子化的有机胺或含氮杂环基、季铵离子基,当成为由式(V)中的N原子所构成的铵离子的平衡离子时,表示不作为阳离子存在的基团;q表示1以上的整数,r表示1以上4以下的整数;p表示0以上4以下的整数,p+r为3或4;p+r为4时,N成为构成季铵的氮原子;p为2以上时,R可以相同也可以不同;
q为2以上时,COOM可以相同也可以不同;r为2以上时,L-(COOM)q可以相同也可以不同。
11.根据权利要求8所述的品红墨液组合物,其特征在于,
以重量比计,所述式(I)表示的化合物与所述式(V)表示的甜菜碱系表面活性剂的含有比率在1∶3~3∶1的范围。
12.根据权利要求8所述的品红墨液组合物,其特征在于,
所述墨液组合物中含有消泡剂。
13.根据权利要求12所述的品红墨液组合物,其特征在于,
所述消泡剂是碳原子数为4~6、羟值为1~2的脂肪族二醇化合物。
14.根据权利要求13所述的品红墨液组合物,其特征在于,
所述消泡剂为联乙炔四醇系化合物。
15.根据权利要求12所述的品红墨液组合物,其特征在于,
以重量比计,所述消泡剂与所述式(V)表示的甜菜碱系表面活性剂的含有量比率在1∶10~4∶1的范围。
16.根据权利要求1~3中任一项所述的品红墨液组合物,其特征在于,
在所述墨液组合物中含有至少1种具有羧基的芳香族化合物及其盐。
17.根据权利要求16所述的品红墨液组合物,其特征在于,
所述具有羧基的芳香族化合物及其盐为具有萘骨架的化合物及其盐。
18.根据权利要求16所述的品红墨液组合物,其特征在于,
以重量比计,所述式(I)表示的化合物与所述具有羧基的芳香族化合物及其盐的含有比率在5∶1~1∶3的范围。
19.根据权利要求1~3中任一项所述的品红墨液组合物,其特征在于,
在所述墨液组合物中含有尿素衍生物。
20.根据权利要求19所述的品红墨液组合物,其特征在于,
所述尿素衍生物为选自尿素、烯丙基脲、二羟甲基脲、丙二酰脲、氨基甲酰脲、正丁脲、二丁基脲、N,N-二甲脲、1,3-二甲脲、N-甲脲、羟脲、乙脲、甲脲、肌酸酐、亚乙基脲、苄脲、(R)-(+)-1-苯基乙脲、苯脲、3-羟基苯脲、1-苯氨基脲、4-苯氨基脲、N-苯甲酰脲、N,N’-O-亚苯基脲的1种或2种以上的混合物。
21.根据权利要求19所述的品红墨液组合物,其特征在于,
相对墨液组合物的总重量,含有0.5~20wt%所述尿素衍生物。
22.根据权利要求19所述的品红墨液组合物,其特征在于,
以重量比计,所述式(I)表示的化合物和所述式(II)表示的化合物的总量与所述尿素衍生物的含有比率在5∶1~1∶10的范围。
23.根据权利要求1~3中任一项所述的品红墨液组合物,其特征在于,
所述墨液组合物中含有非离子系表面活性剂。
24.根据权利要求23所述的品红墨液组合物,其特征在于,
所述非离子系表面活性剂为乙炔二醇系表面活性剂。
25.根据权利要求23所述的品红墨液组合物,其特征在于,
相对墨液组合物的总重量,含有0.1~5.0wt%所述非离子系表面活性剂。
26.根据权利要求1~3中任一项所述的品红墨液组合物,其特征在于,
所述墨液组合物中含有渗透促进剂。
27.根据权利要求26所述的品红墨液组合物,其特征在于,
所述渗透促进剂为乙二醇醚类。
28.一种组合墨液,它是在喷墨记录方法中使用的组合墨液,其特征在于,
作为构成成分至少含有权利要求1~27中任一项所述的品红墨液组合物。
29.一种喷墨记录方法,它是喷出墨液组合物的液滴,使该液滴附着于记录介质,从而进行记录的喷墨记录方法,其特征在于,
用权利要求28所述的组合墨液进行记录。
30.一种记录物,其特征在于,
由权利要求29所述的喷墨记录方法进行印刷而得。
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