CN101473001A - 喷墨用水性墨组合物 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种间歇喷出性能优异的喷墨用水性墨组合物。在该喷墨用水性墨组合物中，含有多于0.1质量％不到3.5质量％的、脂肪酸部位的碳数为14的聚甘油脂肪酸酯；以及0.2质量％以上10质量％以下的、环氧乙烷加成摩尔数为10摩尔以上的乙炔二醇。

Description

喷墨用水性墨组合物

技术领域

本发明涉及一种提供给进行记录的打印机的墨组合物，尤其涉及一种水性墨组合物。

背景技术

喷墨记录是通过各种操作原理使墨的微小液滴飞行并附着在纸等记录材料上，进行图像或文字等的记录，并且能够以低噪音进行高速打印的记录方法。作为喷墨记录中所用的喷墨打印机，已知有喷墨头在与记录材料传送方向交叉的方向上移动并扫描的串行喷头(serial head)方式、以及喷墨头固定设置在与记录材料传送方向交叉的方向上的行式喷头(line head)方式。

前一种串行喷头方式的喷墨打印机一边传送记录材料，一边使喷墨头在与记录材料传送方向垂直的方向上移动，进行图像的形成，其容易维护，但由于喷墨头被来回驱动，因此难以应对高速打印。

另一方面，后一种行式喷头方式的喷墨打印机是：使用在与记录材料传送方向垂直方向上并列设置了喷墨头的固定式记录头，并且仅通过将记录材料输送到传送方向上的副扫描来进行记录的方式，连续地进行从喷墨头喷出墨而一次性记录1行份儿的同时传送规定量的纸，在记录材料整体上记录图像的方法，因此，其适应高速打印，但另一方面，由于其喷墨头固定，因此存在有难以维护的问题。

在这种喷墨记录方式中，在使用以水作为主要溶剂的水系类型墨时，由于墨中的水分蒸发而导致喷嘴附近产生墨的增粘和着色剂析出的现象，因此存在有墨喷出降低，特别是间歇喷出性能降低的问题。

为了解决上述问题，从喷出墨的装置方面出发，例如在专利文献1和2中记载了如下的方法：以不喷出墨的程度驱动压电元件，并使弯液面(meniscus)振动，由此搅拌墨，抑制墨的增粘的方法。此外，在专利文献3中记载了如下的方法：在所谓串行方式的喷墨记录装置中，将喷头移动到维护位置等时使墨滴喷出进行打印操作来应付墨喷出降低的方法。进一步，在专利文献4中记载了如下装置：检查墨的粘度变化，根据需要进行增粘的液状材料的恢复处理，或者进行对应于其粘度的喷出驱动或印刷数据校正，由此应对喷出性能降低的装置。

但是，为了驱动专利文献1和2中所记载的压电元件，存在有需要消耗过量电力的问题。此外，如专利文献3所述频繁进行预备喷出时，存在有白白浪费墨的问题。此外，上述专利文献1～4中所述的方法，可以适用于串行喷头方式的喷墨打印机，但在行式喷头方式的喷墨打印机中，存在有例如难以设置预备喷出机构等难以适用的问题。

另一方面，为了抑制间歇喷出性能的降低，已知有对水系类型墨本身进行改良的墨，并且在专利文献5中已经提出了添加了乙炔二醇的水系类型墨，此外，在专利文献6中已经提出了添加了十甘油脂肪酸酯的水系类型墨。

专利文献1：日本特开2002-283546号公报

专利文献2：日本特开2004-202708号公报

专利文献3：日本特开平8-118674号公报

专利文献4：日本特开2004-299341号公报

专利文献5：日本特开昭54-5871号公报

专利文献6：日本特开平4-8777号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，上述专利文献5和6所记载的水系类型墨，无法将间歇喷出性能的降低抑制在令人满意的水平。特别是在维护困难的行式喷头方式的喷墨打印机中，喷出性能优异的水系类型墨的要求高。

本发明是鉴于上述情况而进行的，其目的在于提供间歇喷出性能优异的喷墨用水性墨组合物。

用于解决问题的方法

本发明的喷墨用水性墨组合物的特征在于，含有多于0.1质量％不到3.5质量％的、脂肪酸部位的碳数为14的聚甘油脂肪酸酯；以及0.2质量％以上10质量％以下的、环氧乙烷加成摩尔数为10摩尔以上的乙炔二醇(acetylene glycol)。

前述喷墨用水性墨组合物优选使用于行式喷头方式的喷墨打印机。

发明效果

本发明的喷墨用水性墨组合物，由于含有多于0.1质量％不到3.5质量％的、脂肪酸部位的碳数为14的聚甘油脂肪酸酯；以及0.2质量％以上10质量％以下的、环氧乙烷加成摩尔数为10摩尔以上的乙炔二醇，因此，即使在10分钟以上的喷出停歇后，也可以喷出墨，可以改善间歇喷出性能。因此，可以谋求喷出的稳定化，可以抑制画质降低。此外，由于可以减少装置的维护，因此可以缩短印刷所消耗的时间，减少运转成本，并进一步防止打印刚结束后的二次转印污染。

特别是，本发明的喷墨用水性墨组合物也可以在难以进行装置维护的行式喷头方式的喷墨打印机中使用，并且可谋求在以往的喷墨用水性墨组合物中无法实现的喷出稳定化。

附图说明

图1是表示间歇喷出性能评价方法的简要模式图。

图2是表示二次转印污染评价方法的简要模式图。

具体实施方式

本发明的喷墨用水性墨组合物的特征在于，含有多于0.1质量％不到3.5质量％的、脂肪酸部位的碳数为14的聚甘油脂肪酸酯；以及0.2质量％以上10质量％以下的、环氧乙烷加成摩尔数为10摩尔以上的乙炔二醇。

作为脂肪酸部位的碳数为14的聚甘油脂肪酸酯(以下，称作规定的聚甘油脂肪酸酯)，可以列举肉豆蔻酸六甘油酯、肉豆蔻酸十甘油酯等，并优选列举Decaglyn1-M、Hexaglyn1-M(均为ニツコ—ケミカルズ社制造)等。另外，所谓脂肪酸部位的碳数为14，并不限于脂肪酸的直链部分的碳数为14的情况，也可以是包括侧链部分的碳数在内为14。此外，聚甘油部位的聚合度为2～20，其可以单独使用，或作为混合物使用。

作为环氧乙烷加成摩尔数为10摩尔以上的乙炔二醇(以下，称作规定的乙炔二醇)，优选列举Surfynol 465(环氧乙烷加成摩尔数为10摩尔)、Surfynol 485(环氧乙烷加成摩尔数为30摩尔)(均为エア—プロダクツ社制造)等。规定的乙炔二醇希望以0.2质量％以上10质量％以下的比例含有，并优选以多于0.2质量％少于6质量％的比例含有。

当本发明中所用的规定的聚甘油脂肪酸酯的添加量为0.1质量％以下时，无法期待间歇喷出性能的改善，此外，由于规定的聚甘油脂肪酸酯在室温下为粘性液体，因此当其添加3.5质量％以上时，墨的粘度增加，喷出性反而变差。此外，当规定的乙炔二醇的添加量少于0.2质量％时，无法期待间歇喷出性能的改善，此外，对于记录物的渗透性变差，当规定的乙炔二醇的添加量多于10质量％时，规定的聚甘油脂肪酸酯的起泡性、泡的稳定性变高，因此喷出稳定性、初始墨填充性变差。

本发明的喷墨用水性墨组合物除上述规定的聚甘油脂肪酸酯和规定的乙炔二醇外，还可以含有通常喷墨用水性墨组合物中所含的水、颜料或染料、分散剂等构成要素。

作为颜料，不限于无机颜料、有机颜料，其可以使用印刷技术领域中通常使用的颜料。具体来说，没有特别限定，可以使用例如炭黑、镉红、钼红、铬黄、镉黄、钛黄、氧化铬、维利迪安颜料、钴绿、群蓝、普鲁士蓝、钴蓝、偶氮系颜料、酞菁系颜料、喹吖啶酮系颜料、异吲哚啉酮系颜料、二噁嗪系颜料、士林系颜料、二萘嵌苯系颜料、硫靛系颜料、喹酞酮系颜料、金属络合物颜料等以往公知的颜料。

作为分散剂，可以列举例如高级脂肪酸盐、烷基硫酸盐、烷基酯硫酸盐、烷基磺酸盐、磺基琥珀酸盐、萘基磺酸盐、烷基磷酸盐、聚氧亚烷基烷基醚磷酸盐、聚氧亚烷基烷基苯基醚、聚氧亚乙基聚氧亚丙基二醇、甘油酯、山梨醇酯、聚氧亚乙基脂肪酸酰胺、氧化胺等活性剂，或者由选自苯乙烯、苯乙烯衍生物、乙烯基萘衍生物、丙烯酸、丙烯酸衍生物、马来酸、马来酸衍生物、衣康酸、衣康酸衍生物、富马酸、富马酸衍生物中的2种以上单体所形成的嵌段共聚物、无规共聚物及其盐。

作为染料，优选水溶性染料，并且可以列举偶氮染料、次甲基染料、偶氮次甲基染料、呫吨染料、醌染料、酞菁染料、三苯基甲烷染料、二苯基甲烷染料等。

这些颜料或染料，可以单独使用，也可以适当组合使用，并且希望为相对于墨整体在0.01～20质量％的范围内含有。

作为优选使用的水溶性溶剂的例子，可以列举醇类(例如，甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇、仲丁醇、叔丁醇、戊醇、己醇、环己醇、苄醇等)、多元醇类(例如，乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、聚乙二醇、丙二醇、二丙二醇、聚丙二醇、丁二醇、己二醇、戊二醇、甘油、己三醇、硫二甘醇等)、多元醇醚类(例如，乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇单丁醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单丁醚、乙二醇单甲醚乙酸酯、三乙二醇单甲醚、三乙二醇单乙醚、三乙二醇单丁醚、乙二醇单苯醚、丙二醇单苯醚等)、胺类(例如，乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、N-乙基二乙醇胺、吗啉、N-乙基吗啉、乙二胺、二乙二胺、三乙四胺、四乙五胺、聚亚乙基亚胺、五甲基二乙三胺、四甲基丙二胺等)、酰胺类(例如，甲酰胺、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺等)、杂环类(例如，2-吡咯烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮、环己基吡咯烷酮、2-噁唑烷酮、1，3-二甲基-2-咪唑啉酮等)、亚砜类(例如，二甲基亚砜等)、砜类(例如，环丁砜等)、尿素、乙腈、丙酮等。

在本发明的墨中，除上述说明外，还可以根据需要，为了提高喷射稳定性、打印头或墨盒适应性、保存稳定性、图像保存性、以及其它各种性能，而适当选用公知的各种添加剂，例如粘度调节剂、比电阻调节剂、皮膜形成剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂、防退色剂、防锈剂等。

以下，通过实施例更详细地说明本发明的喷墨用水性墨组合物。

实施例

(实施例1～比较例12)

分别依次将表1和表2中所示的聚甘油脂肪酸酯、乙炔二醇、颜料、水溶性溶剂、精制水混合，然后用孔径(pore sizes)为0.8μm的过滤器进行过滤，制作墨。另外，表1和表2中所示的数值是“质量份”，表中的PG表示聚甘油部位的聚合度，C表示脂肪酸碳数，EO表示环氧乙烷加成摩尔数。

另外，使用的聚甘油脂肪酸酯由下述方法纯化得到。作为例子，举例为肉豆蔻酸十甘油酯的纯化方法。将30g肉豆蔻酸十甘油酯(ニツコ—ケミカルズ社制造，Decaglyn 1-M)溶解于100g异丁醇中，加热至80℃。接着，将其装入分液漏斗中，用100ml饱和食盐水进行洗涤。除去水层，再用100ml饱和食盐水进行洗涤。除去水层，并使用蒸发器从异丁醇溶液中除去溶剂，得到21g聚甘油脂肪酸酯。对于其它的聚甘油脂肪酸酯也用同样的方法纯化。

对于实施例1～11和比较例1～12中的各种墨，如下进行间歇喷出性能和二次转印污染的评价。

(间歇喷出性能评价)

评价是在温度为23℃、湿度为50％的恒温恒湿环境下进行。装置使用TO SHIBA TEC CORPORATION制造的喷墨打印机喷头CB1和纸张传送速度为0.41m/s的传送台。如图1所示，喷墨头CB1的喷嘴排列在相对于纸张传送方向为垂直方向上，并且在打印时喷嘴和纸张的间隔固定为1mm。所用纸张使用理想科学工业株式会社制造的RIS O HC亚光纸IJ A4尺寸。

将规定的墨填充至喷头中，以驱动频率为4.8kHz，每1个点的喷出体积量为42pL，打印10cm的满版图像，然后，停歇喷出动作，放置规定时间(5分钟和10分钟)后，再以驱动频率为4.8kHz，每1个点的喷出体积量为6pL，以30点间隔打印50条行图像。目视观察打印的行，数出产生喷出不良的行数。间歇喷出性能中，在停歇时间为5分钟后和10分钟后的打印中，将没有喷出不良并且从第1行就正常喷出的情况记为◎，将喷出不良仅在第1行中产生的情况记为○，将喷出不良在第2～3行中连续产生的情况记为△，将喷出不良产生4行以上的情况记为×。

(二次转印污染评价)

评价是在温度为23℃、湿度为50％的恒温恒湿环境下进行。装置使用纸张传送速度为0.41m/s、加紧压力(nip pressure)为5kPa的NBR橡胶制的传送辊，纸张使用理想科学工业株式会社制造的理想用纸薄口(产品名)A4尺寸。如图2所示，在纸张上部，以驱动频率为4.8kHz，每1个点的喷出体积量为42pL，打印10cm的满版图像，并在打印后3秒钟后使该纸张通过传送辊，通过后，目视评价白纸部分的污染，将没有二次转印污染的情况记为○，将产生二次转印污染的情况记为×。

结果示于表1和2。

(评价结果)

在停歇规定时间打印操作后，再次进行打印操作时，在打印初始的几行到十几行产生喷出不良(不喷出，浓度降低，或喷落位置混乱)，但本发明的将规定的聚甘油脂肪酸酯和规定的乙炔二醇组合起来的喷墨用水性墨组合物(实施例1～12)几乎未产生喷出不良，并且它与仅含有规定的聚甘油脂肪酸酯的喷墨用水性墨组合物(比较例1～3)、仅含有规定的乙炔二醇的喷墨用水性墨组合物(比较例4)、或含有其它聚甘油脂肪酸酯的喷墨用水性墨组合物(比较例5)相比，确认其显著改善间歇喷出性能的效果高。

此外，在将规定的聚甘油脂肪酸酯和其它乙炔二醇组合的喷墨用水性墨组合物(比较例6)、将其它聚甘油脂肪酸酯和规定的乙炔二醇组合的喷墨用水性墨组合物(比较例7～10)中，虽然未看到二次转印的污染，但存在有间歇喷出性能比上述仅含有规定的聚甘油脂肪酸酯的喷墨用水性墨组合物(比较例1～3)或仅含有规定的乙炔二醇的喷墨用水性墨组合物(比较例4)降低的倾向，可知通过使本发明规定的聚甘油脂肪酸酯和规定的乙炔二醇组合，方能改善间歇喷出性能。

进一步，即使是将规定的聚甘油脂肪酸酯和规定的乙炔二醇组合起来的喷墨用水性墨组合物，当规定的聚甘油脂肪酸酯的含量为0.1质量％以下时(比较例11)，或含有3.5质量％以上时(比较例12)，间歇喷出性能的改善不充分。

如上所述，由于本发明的喷墨用水性墨组合物含有多于0.1质量％不到3.5质量％的、脂肪酸部位的碳数为14的聚甘油脂肪酸酯；以及0.2质量％以上10质量％以下的、环氧乙烷加成摩尔数为10摩尔以上的乙炔二醇，因此即使在10分钟以上的喷出停歇后，也可以喷出，可以改善间歇喷出性能。此外，也可以防止印刷刚结束后的二次转印污染。

Claims (2)

1.一种喷墨用水性墨组合物，其特征在于，含有多于0.1质量％不到3.5质量％的、脂肪酸部位的碳数为14的聚甘油脂肪酸酯；以及0.2质量％以上10质量％以下的、环氧乙烷加成摩尔数为10摩尔以上的乙炔二醇。

2.根据权利要求1所述的喷墨用水性墨组合物，其特征在于，前述喷墨用水性墨组合物被使用于行式喷头方式的喷墨打印机。

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