CN102101951A - 喷墨乳液油墨及喷墨打印方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种喷墨乳液油墨及喷墨打印方法。该喷墨乳液油墨含有水性液体、分散在该水性液体中的彩色颜料、油性液体、分散在该水性液体中的白色颜料以及聚乙烯醇。上述水性液体在上述喷墨乳液油墨中的含量是WAQ，上述油性液体在上述喷墨乳液油墨中的含量是WOL。上述彩色颜料是选自由品红色颜料、青色颜料、黄色颜料以及黑色颜料组成的组中的至少一种。上述油性液体的至少一部分是由下述通式A表示的芳香醇。上述聚乙烯醇由下述通式B表示。
Ra是碳原子数为1～5的脂肪烃基，Rb是-O-或-CH2O-，k是0或1。
n、m满足0.4≤n/(n+m)≤0.73。
Description
相关申请的交叉参考
本申请基于并要求2009年12月21日提交的美国临时申请No.61/288,450的优先权权益，其全部内容结合于此作为参考。
技术领域
本发明主要涉及喷墨乳液油墨及喷墨打印方法。
背景技术
近年来提出了含有水性成分和油性成分的乳液型喷墨油墨的方案。这是因为该油墨可兼具水性油墨和油性油墨双方的优点。
但是，还未得到适合在纸介质上进行记录的、干燥性和渗透性好且即使在双面印刷时也可以在纸介质上形成高质量图像的喷墨乳液油墨。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供一种喷墨乳液油墨，包括：水性液体，在所述喷墨乳液油墨中的含量是WAQ；彩色颜料，分散在所述水性液体中，且所述彩色颜料选自由品红色颜料、青色颜料、黄色颜料及黑色颜料组成的组中的至少一种；油性液体，至少一部分是由下述通式A表示的芳香醇，且所述油性液体在所述喷墨乳液油墨中的含量是WOL；白色颜料，分散在所述油性液体中；以及聚乙烯醇，由下述通式B表示，
其中，Ra是碳原子数为1～5的脂肪烃基，Rb是-O-或-CH2O-，k是0或1，
其中，n、m满足0.4≤n/(n+m)≤0.73。
根据本发明的另一方面，提供一种喷墨打印方法，包括：从喷墨头向纸介质喷吐至少一种油墨组合物，从而形成图像的步骤，其中，所述油墨组成物是第一方面所述的喷墨乳液油墨。
附图说明
图1是表示喷墨记录装置的一个例子的示意图。
图2是表示具有油墨循环机构的喷墨头的一个例子的示意图。
具体实施方式
以下就实施方式进行详细说明。
在图1所示的喷墨记录装置上，纸盒100和101收容不同尺寸的纸张P。供纸辊102或103从纸盒100或101中取出与所选的纸张大小对应的纸张P，输送到输送辊对104、输送辊对105和对位辊对106。
输送带107通过驱动辊108和两根从动辊109被付与张力。在输送带107的表面以规定间隔设置孔，在输送带107的内侧设置有与风扇110连接的负压室111，用于将纸张P吸附在输送带107上。在输送带107的纸张输送方向下游设置输送辊对112、输送辊对113和输送辊对114。
在输送带107的上方，将根据图像数据向纸张喷吐油墨的喷墨头排列成四列。从上游起依次是喷吐青色(C)油墨的喷墨头115C、喷吐品红色(M)油墨的喷墨头115M、喷吐黄色(Y)油墨的喷墨头115Y以及喷吐黑色(Bk)油墨的喷墨头115Bk。而且，在喷墨头115C、115M、115Y以及115Bk上设置有收容了对应的油墨的青色(C)墨盒116C、品红色(M)墨盒116M、黄色(Y)墨盒116Y以及黑色(Bk)墨盒116Bk。墨盒通过各管117C、117M、117Y以及117Bk与喷墨头连接。
就这样构成的喷墨记录装置的图像形成动作进行说明。
首先，利用图像处理单元(未图示)开始进行用于记录的图像处理，向各喷墨头115C、115M、115Y以及115Bk传送用于记录的图像数据。并且，供纸辊102或103从纸盒100或101逐张取出所选纸张大小的纸张P，输送到输送辊对104、105和对位辊对106。对位辊对106修正纸张P的倾斜，以规定计时(timing)进行输送。
负压室111通过输送带107的孔吸入空气，因此纸张P以被吸附在输送带107上的状态在喷墨头115C、115M、115Y以及115Bk的下侧输送。这样可在喷墨头115C、115M、115Y以及115Bk与纸张P之间保持一定的间隔。与从对位辊对106输送纸张P的定时同步地从喷墨头115C、115M、115Y以及115Bk喷吐各种颜色的油墨。通过这样在纸张P的所需位置形成了彩色图像。形成了图像的纸张P通过输送辊对112、113和114向排纸托盘118排出。
各墨盒中收容一实施方式涉及的喷墨乳液油墨。
本实施方式涉及的喷墨乳液油墨含有水性液体、油性液体以及对水性液体和油性液体进行乳化的乳化剂，白色颜料分散在油性液体中。众所周知，喷墨乳液油墨中的白色颜料容易沉淀。因此，一般情况下含有白色颜料的乳液油墨容易促进油相和水相分离。本实施方式的喷墨乳液油墨也有这种趋势，容易促进水性液体组成的水相和油性液体组成的油相分离。
在喷墨乳液油墨中，一旦水相和油相分离，则破坏了从打印头的喷嘴喷吐的稳定性。并且导致所形成的图像质量下降。使用具有油墨循环机构的喷墨头，即使油墨中水相和油相有些分离，也能够重新均匀地进行乳化。结果可得到更稳定的喷吐性能。
因此，使用本实施方式涉及的喷墨乳液油墨形成图像的喷墨记录装置优选使用具有油墨循环机构的喷墨头。
图2表示具有油墨循环机构的喷墨头的一个例子。
图2所示的具有油墨循环机构的喷墨头系统11具有向纸等记录介质喷吐液滴的喷墨头12、向喷墨头12供给油墨的墨罐(tank)13以及使液体在喷墨头12和墨罐13之间循环的循环机构14。本实施方式的喷墨油墨存储在墨罐13的内部。在墨罐13上设置有大气开放阀15。打开该大气开放阀15就可使墨罐13的内部压力变为大气压。另外，通过关闭大气开放阀15可使墨罐13的内部压力不同于大气压。
循环机构14具有环状的循环流路16，在该环形流路16的中间依次设置泵17和过滤部件18。设置在上游侧的泵17使喷墨油墨在循环流路16内沿箭头所示的方向循环。设置在泵17的下游的过滤部件18回收混入油墨中的异物。
喷墨头12的内部收容有吸收液体并保持油墨的多孔部件39。
如上所述，本实施方式的油墨是含有水性液体和油性液体的乳液油墨。由于含有油性液体，因此本实施方式的油墨如后所述渗透性和干燥性良好。在本实施方式的油墨中，水性液体中含有彩色颜料，油性液体中包含白色颜料。彩色颜料选择由品红色颜料、青色颜料、黄色颜料及黑色颜料组成的组。
油性液体向纸介质的渗透性大，而水性液体向纸介质的渗透性小。在本实施方式的油墨中，由于彩色颜料包含在水性液体中，因此容易残留在纸介质的表层。结果可提高表面的图像浓度。本实施方式的喷墨乳液油墨中，油性液体的渗透性，因此干燥性也高。
以下就油墨的干燥性进行说明。一般来说，油墨的干燥性与油墨的渗透性有关，干燥性良好的油墨渗透力高。即，如果油墨中的液体迅速向纸介质渗透而残留在表面的液体量减少，则促进了油墨的干燥。因此，可进行满足高速印字的印刷。目前，高速印刷所使用的渗透性高的油墨主要限于油性油墨或溶剂油墨。即，非水性油墨。
但是，在向普通纸等纸介质记录时使用了非水性油墨的情况下，所得到的图像质量下降。尤其是很难减少背面渗墨、降低背面的图像浓度。由于既含有油性液体又含有水性液体，因此通过本实施方式，得到了不破坏干燥性和渗透性就可维持纸介质两面的图像质量的油墨。
并且，在本实施方式的油墨中，含有白色颜料的油性液体容易向纸介质渗透。由于到达纸介质背面的颜料是白色的，因此与使用只含有彩色颜料的油墨的情况相比，纸介质背面的图像浓度低。这样，通过本实施方式，除了渗透性和干燥性以外，还可提高进行双面印刷时的图像浓度。
在本说明书中，纸介质一般是指以被印刷为目的而使用的纸制介质。大致分成涂敷了用于提高印刷特性的材料的铜版纸或涂料纸等涂覆纸张(····)和发挥纸张本身特性的非涂覆纸张。纸介质被用于书籍、图书、报纸、包装以及打印纸等各种用途。并且，纸介质也包括瓦楞纸、纸制容器以及纸板等厚纸。例如，办公室或家用复印机、打印机使用的复印纸等所谓的普通纸是典型的纸介质。在这样的纸介质中，本实施方式的油墨对于普通纸和瓦楞纸等非涂料纸张容易发挥效果。在涂料纸张中，尤其是对上有黑色等颜色的纸张容易发挥作用。
在本实施方式的喷墨乳液油墨中，水性液体中含有彩色颜料。
彩色颜料选自品红色颜料、青色颜料、黄色颜料以及黑色颜料，可作为通过自分散型颜料分散在水中而成的分散体加以使用。自分散型颜料是实施表面处理而使表面结合有羰基、羧基、羟基和磺酸基中的至少一种官能团或其盐的颜料。表面处理例如是真空等离子处理、重氮偶合处理以及氧化处理等。通过这样的表面处理，使官能团或含有官能团的分子接枝到规定彩色颜料的表面，从而得到自分散型彩色颜料。
自分散型彩色颜料在水中的分散稳定性非常高，因此，即使油墨中的油性液体比例大，也可维持彩色颜料的分散稳定性。少产生凝聚物，也不会堵塞喷墨头中的喷嘴。并且，自分散颜料在水中的分散稳定性好且向纸介质的吸附力强。
因此，可以推测，只要油墨中含有的颜料是自分散的彩色颜料，则可以得到喷吐稳定性好的油墨。喷吐稳定性好的油墨可形成高质量的图像。
对颜料分散体中的颜料没有特别限制，可使用无机颜料和有机颜料的任意一种。无机颜料例如是铁的氧化物。而且，可使用通过接触法、炉法(furnace method)、热法(thermal method)等公知方法制造的碳黑。
有机颜料例如可使用偶氮颜料(包括偶氮色淀颜料、不溶性偶氮颜料、浓缩偶氮颜料、偶氮螯合颜料等)、多环颜料(例如酞菁颜料、苝颜料(·······)、紫环酮(······)颜料、蒽醌颜料、喹吖酮颜料、双恶嗪颜料、硫靛颜料、异吲哚满酮(イソインドリノン)颜料和奎酞酮颜料等)、染料螯合物(如碱性染料型螯合物、酸性染料型螯合物等)、硝基颜料，亚硝基颜料，苯胺黑等。
作为黑色油墨使用的碳黑，具体有No.2300、No.900、MCF88、No.33、No.40、No.45、No.52、MA7、MA8、MA100、No2200B等(三菱化学生产)、Raven5750、Raven5250、Raven5000、Raven3500、Raven1255、Raven700、等(哥伦比亚公司生产)、Regal 400R、Regal 330R、Regal 660R、Mogul L、Monarch 700、Monarch 800、Monarch 880、Monarch 900、Monarch 1000、Monarch 1100、Monarch 1300、Monarch 1400等(卡博特公司生产)、Color Black FW1、Color Black FW2、Color Black FW2V、Color Black FW18、Color Black FW200、Color Black S150、Color Black S160、Color Black S170、Printex 35、Printex U、Printex V、Printex 140U、Special Black 6、Special Black 5、Special Black 4A以及Special Black 4等(德固赛公司生产)。
作为黄色油墨使用的颜料，具体是C.I.Pigment Yellow 1、C.I.Pigment Yellow 2、C.I.Pigment Yellow 3、C.I.Pigment Yellow 12、C.I.Pigment Yellow13、C.I.Pigment Yellow 14C、C.I.Pigment Yellow 16、C.I.Pigment Yellow 17、C.I.Pigment Yellow 73、C.I.Pigment Yellow 74、C.I.Pigment Yellow 75、C.I.Pigment Yellow 83、C.I.Pigment Yellow 93、C.I.Pigment Yellow 95、C.I.Pigment Yellow 97、C.I.Pigment Yellow 98、C.I.Pigment Yellow 109、C.I.Pigment Yellow 110、C.I.Pigment Yellow 114、C.I.Pigment Yellow 128、C.I.Pigment Yellow 129、C.I.Pigment Yellow 138、C.I.Pigment Yellow 150、C.I.Pigment Yellow 151、C.I.Pigment Yellow 154、C.I.Pigment Yellow 155、C.I.Pigment Yellow 180以及C.I.Pigment Yellow 185等。
作为品红色油墨使用的颜料，具体是C.I.Pigment Red 5、C.I.Pigment Red 7、C.I.Pigment Red 12、C.I.Pigment Red 48(Ca)、C.I.Pigment Red48(Mn)、C.I.Pigment Red 57(Ca)、C.I.Pigment Red 57:1、C.I.Pigment Red112、C.I.Pigment Red 122、C.I.Pigment Red 123、C.I.Pigment Red 168、C.I.Pigment Red 184、C.I.Pigment Red 202以及C.I.Pigment Violet 19等。
作为青色油墨使用的颜料，具体是C.I.Pigment Blue 1、C.I.Pigment Blue 2、C.I.Pigment Blue 3、C.I.Pigment Blue 15:3、C.I.Pigment Blue 15:4、C.I.Pigment Blue 15:34、C.I.Pigment Blue 16、C.I.Pigment Blue 22、C.I.Pigment Blue 60、C.I.Pigment Blue 4以及C.I.Pigment Blue 60等。
由于是喷墨油墨，因此颜料的平均粒径优选在10nm～300nm左右的范围内。颜料的平均粒径进一步优选在10nm～200nm左右的范围内。
可利用使用了动态光散射法的粒度分布计测量颜料的平均粒径。粒度分布计例如是HPPS(马尔文公司)。
对油墨中彩色颜料的含有量没有特别限制，但从着色性和颜料的分散稳定性来看，优选为2wt％～20wt％左右，进一步优选为2wt％～6wt％左右。
在本实施方式的油墨中，如果水性液体过少，则油性液体的作用将过大，很难抑制油墨向纸介质的渗透。并且不能充分确保水性液体中的彩色颜料的粒子间距离。由于不能充分得到彩色颜料的分散稳定性，因此发生彩色颜料凝集，油墨的喷吐稳定性恐会降低。而如果水性液体过多，则不能确保所需要的渗透力。油墨的干燥有变缓慢的趋势，也成为纸介质变形的原因。
本实施方式的水性液体在油墨中的含有量WAQ如果是油墨总量的15wt％～40wt％，则可避免这些问题。水性液体的含有量WAQ优选为油墨总量的25wt％～30wt％。
水性液体最好至少50wt％是水。如果水性液体全部是水，则对彩色颜料的分散稳定性的影响更小，因此可提高油墨的保存稳定性。
水性液体能够含有水溶性化合物。这种情况下，能够调整油墨的粘度，提高保存性、保湿性以及脱泡性。也可进一步提高油墨的喷吐稳定性。水溶性化合物可以是固体或液体。
水溶性化合物例如可使用甘油、二甘油、聚甘油、乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、聚乙二醇、三丙二醇、聚丙二醇、1，2，6-己三醇、1，2，4-丁三醇、1，2，3-丁三醇、3-甲基-1，3，5-戊烷三醇、山梨醇、甘露醇以及麦芽糖醇(マルチト一ル)等。并且也可使用这些化合物的衍生物。
本实施方式的油墨在油性液体中含有白色颜料。白色颜料例如可以选择由氧化钛、氧化锌、铅白、硫化锌以及硫酸钡组成的组中的至少一种。白色颜料的特性是白度和遮盖力。由于白色颜料几乎不吸收可视光线，因此可得到强的遮盖性。由于油性液体中含有的白色颜料到达纸介质的背面，因此可得到抑制背面渗墨的效果。
与彩色颜料一样，白色颜料的平均粒径优选在10nm～300nm左右的范围内。而且颜料的平均粒径优选在10nm～200nm左右的范围内。可与上述同样地求出白色颜料的平均粒径。
虽然对油墨中白色颜料的含有量没有特别限制，但如果是2wt％～20wt％左右则可得到所需要的效果，更加优选2wt％～6wt％左右。
在本实施方式的油墨中，如果油性液体过多，则所得到的图像质量有可能下降。而如果油性液体过少，则水性液体的作用增大，有可能破坏干燥性。如果油性液体的含有量WOL是油墨总量的60wt％～85wt％则可避免这样的问题。油性液体的含有量优选为油墨总量的65wt％～75wt％。
油性液体的至少一部分是以下通式(A)表示的芳香醇。该芳香醇的水中溶解性在25℃时不足10wt％，沸点为180℃(1013hPa)以上。从这点上来看适合于喷墨记录。
其中，Ra是碳数为1～5的脂肪烃基，Rb是-O-或-CH2O-，k是0或1。
烃基Ra具体例如是-CH2-、-(CH2)2-、-(CH2)3-、-(CH2)4-、-CH(CH3)CH2-以及-CH2CH(CH3)-等。
更具体是，通式(A)所示的化合物例如是苯甲醇(Cas.100-51-6)、2-苯乙醇(Cas.60-12-8)、3-苯基-1-丙醇(Cas.122-97-4)、4-苯基-1-丁醇(Cas3360-41-6)、2-苯基-1-丙醇(Cas.1123-85-9)、1-苯基-2-丙醇(Cas.14898-87-4)、苯氧基乙醇(Cas.122-99-6)、苯氧基丙醇(Cas.770-35-4、Cas.4169-04-4)、苯二乙二醇(Cas.104-68-7)以及苄乙二醇(Cas.622-08-2)等。这些芳香醇化合物可单独使用或两种以上混合使用。
如果考虑油墨的保存稳定性和喷吐性能，则特别优选苯甲醇(Ra：-CH2-、k＝0)、苯乙二醇(Ra：-(CH2)2-、Rb：-O-)、苯氧基丙醇(Ra：-CH(CH3)CH2-、Rb：-O-)、苯丙二醇(Ra：-CH2CH(CH3)-、Rb：-O-)以及苄乙二醇(Ra：-(CH2)2-、Rb：-CH2O-)。
上述芳香醇优选至少占油性液体的50wt％。如果油性液体残留在纸中，则产生渗出或光泽，印刷质量降低。由于上述芳香醇不容易残留在纸中，因此，如果油性液体全部是上述芳香醇则可提高印刷质量。
油性液体也可含有以下的非水溶性有机溶媒。例如，己基乙二醇、2-乙基己基乙二醇、2-乙基己基二乙二醇、二丁基二乙二醇、正壬醇、正己醇、正庚醇、己二酸二乙酯、棕榈酸乙基己基酯、肉豆蔻酸异鲸蜡酯(ミリスチン酸イソセチル)以及丙酸苄酯等。例如还有石蜡油、环烷油、锭子油、机油等矿物油；亚麻子油、蓖麻油、大豆油和桐油等植物油；碳数为30以下的烃等。
水性液体的含有量WAQ与上述油性液体的含有量WOL之比(WAQ/WOL)优选在以下范围内。
0.14＜(WAQ/WOL)＜0.7
如果在该范围内，则可得到向纸介质适度渗透的油墨，因此可在纸介质上形成高质量的图像。并且不会发生任何卷曲等纸介质变形等。
比(WAQ/WOL)更加优选在以下范围内。
0.2＜(WAQ/WOL)＜0.5
上述水性液体和油性液体通过乳化剂进行乳化。本实施方式的乳化剂是以下通式B表示的聚乙烯醇(以下称为PVA)。
这里的n、m满足0.4≤n/(n+m)≤0.73。
如果油墨中的PVA过少，则乳化稳定性可能不充分。而如果PVA过多，油墨的粘度有可能上升。油墨中的PVA含有量如果是油墨总量的0.1wt％～3wt％，则可避免这样的问题。油墨中的PVA含有量更加优选为0.5wt％～2wt％，最优选为1wt％～2wt％。
为了确保喷墨头的喷吐稳定性，本实施方式中用的PVA优选4wt％水溶液在20℃时的粘度小于10mPa·s。如果是通式B中的(n+m)小于1000的PVA，则可确保这样的粘度。PVA的4wt％水溶液在20℃时的粘度更加优选小于8mPa·s。
PVA的亲水性非常强，可溶于温水。这种性质是合成高分子的特征，被广泛用于粘接剂等粘合剂。而且，由于可控制亲水性和亲油性的平衡，因此PVA也广泛用作乳化剂。
本发明者们着眼于PVA的皂化值。皂化值使用上述通式B中的n、m，用100×n/(n+m)(mol％)表示。通过组合皂化值在大于等于40mol％小于等于73mol％范围内的PVA和分散有彩色颜料的水性液体与分散有白色颜料的油性液体，可得到适合于双面印刷的良好的乳液油墨。
在本实施方式的油墨中，乳化液中包含水性液体和油性液体。水性液体和油性液向纸介质的渗透速度不同。具体是，水性液体的渗透速度慢，油性液体比水性液体的渗透速度快。一旦油墨渗透到纸介质，则水性液体和油性液体则开始分离。
油墨中含有的颜料在水性液体与油性液体已乳化状态下的乳化液中可稳定地分散。一旦水性液体与油性液体分离，油墨中的颜料的分散稳定性则降低。水性液体和油性液体的相溶性破坏，颜料自然而然地凝集。
在本实施方式的喷墨乳液油墨中，水性液体中含有彩色颜料，油性液体中含有白色颜料。由于水性液体中含有的彩色颜料停留在纸张表面附近，因此，使用本实施方式的油墨得到的图像浓度比使用油性油墨时高。而油性液体中含有的白色颜料随着油性液体的渗透而渗透到纸张中，到达纸张的背面。因此可使背面的图像浓度降低、提高印刷质量。
在制备本实施方式的喷墨乳液油墨时，首先向水性溶液中加入定量的PVA，利用热搅拌器等加热到大约80℃～90℃，制造PVA溶液。将所得到的溶液放置在常温下，冷却到室温后加入规定的彩色颜料。利用磁力搅拌器等使彩色颜料分散在含有PVA的水性液体中，得到彩色颜料的分散液。
另一方面，向油性液体中加入白色颜料，利用热搅拌器等一面加热到大约90℃～100℃一面进行搅拌。这样使白色颜料分散在油性液体中，得到白色颜料的分散液。
然后，利用磁力搅拌器等将白色颜料的分散液搅拌1000rpm～1500rpm左右。利用管泵等将彩色颜料的分散液逐滴滴入其中。将彩色颜料的分散液全部滴下后，继续搅拌1至2个小时左右，得到本实施方式的喷墨乳液油墨。
本实施方式的油墨由于用于喷墨记录，因此必须具有适合从喷墨打印机的喷墨头的喷嘴喷吐的粘度。具体是，优选25℃时的粘度为5mPa·s～50mPa·s。进一步优选粘度为5mPa·s～30mPa·s。如果低于30mPa·s，则可将在进行喷吐动作时的喷头控制温度设定得比较低。
为了将油墨的喷吐性能或渗透性等调整为最佳的特性条件，也可混合表面活性剂。
表面活性剂例如是聚氧乙烯烷基醚、聚氧烯基烷基醚(ポリオキシアルキレンアルキルエ一テル)、聚氧乙烯多环苯基醚，聚氧烯基多环苯基醚(ポリオキシアルキレン多環フェニルエ一テル)、脂肪酸甘油酯以及二羟甲基庚烷EO加成物等。
也可使用炔二醇(acetylene glycol)表面活性剂或氟表面活性剂。炔二醇表面活性剂例如有2，4，7，9-四甲基-5-癸炔-4，7-二醇、3，6-二甲基-4-辛炔-3，6-二醇以及3，5-二甲基-1-己炔-3-醇等。具体是Surfynol 104、82、465、485或TG等(Air Products Japan，Inc生产)
氟表面活性剂例如有全氟烷基环氧乙烷加成物，全氟烷基胺氧化物，全氟烷基羧酸盐，全氟烷基磺酸等。具体有Megafac(メガファツク)F-443、F-444、F-470、F-494(大日本油墨化学工业公司)、NOVEC(ノベツク)FC-430、FC-4430(3M公司)、SURFLON(サ一フロン)S-141、S-145、S-111N、S-113(清美化学公司)。
表面活性剂的重量如果是占油墨总量的1.0wt％左右以下，则可没有任何问题地发挥作用。
可根据需要混合pH值调节剂，防腐剂、防霉剂等添加剂。pH值调节剂例如是磷酸二氢钾、磷酸氢二钠和氢氧化钠等。
防腐剂、防霉剂例如是苯甲酸钠、五氯苯酚钠、2-巯基吡啶1-氧化钠、山梨酸钠、脱氢醋酸钠(············)以及1，2-苯并异噻唑啉-3-酮(·····················)(ICI公司的PROXEL(············)CRL、PROXEL BDN、PROXEL GXL、PROXEL XL-2、PROXEL TN)等。
通过混合这样的添加剂，可进一步提高印字图像质量和保存稳定性。
以下示出喷墨乳液油墨的具体示例。
准备以下表1所示的水性液体和以下表2所示的油性液体。
表1
| 简称 | 化合物名称 |
| W1 | 水 |
| W2 | 甘油 |
表2
OL1、OL2和OL3都是由下述通式A中表示的芳香醇。
乳化剂准备了以下表3所示的E1～E4。
表3
| 乳化剂 | 化合物名称(生产厂家) | n/(n+m) |
| E1 | Gohsenol KP-08R(日本合成化学工业) | 0.72 |
| E2 | Gohsenol NK-05R(日本合成化学工业) | 0.73 |
| E3 | Gohsenol GL-05(日本合成化学工业) | 0.88 |
| E4 | LM-25(日本可乐丽(kuraray)) | 0.38 |
在以上表3中，E1、E2、E3和E4都是下述通式B所示的PVA。在上述表3中也用使用了通式B中的m、n的n/(n+m)的值来表示。E1和E2是n/(n+m)的值大于等于0.4小于等于0.73，而E3是n/(n+m)的值大到0.88，E4是n/(n+m)的值小到0.38。
按照以下表4所示的配方混合各成分，制作No.1～21的油墨样品。在以下表4中，就水性液体、油性液体和乳化剂的数值表示油墨中的wt％。
作为彩色颜料，准备了以下的自分散型颜料。
D1：Cab-O-JET-465M(卡伯特公司生产)
D2：Cab-O-JET-470Y(卡伯特公司生产)
D3：Cab-O-JET-450C(卡伯特公司生产)
其中，表面具有官能团的颜料分散在水中。该分散体中的水量包含在下表中的水性液体量中。以下的表4示出固体成分(彩色颜料)的含量。
作为白色颜料准备了Renol White T-HW30(科莱恩公司生产)。只有No.16的油墨未添加白色颜料。其余的油墨都添加占油墨总量的3wt％的白色颜料。
在制作油墨样品时，首先向水性液体中加入规定量的PVA，利用热搅拌器加热到大约80℃，制成了含PVA的水性液体。将所得到的溶液在常温下放置，冷却到室温后加入规定的彩色颜料。利用磁力搅拌器等将彩色颜料分散在含有PVA的水性液体中，得到彩色颜料的分散液。
另一方面，向油性液体中加入白色颜料，利用热搅拌器加热到大约100℃。利用磁力搅拌器等将白色颜料分散在油性液体中，得到白色颜料的分散液。
利用磁力搅拌器将白色颜料的分散液搅拌1500rpm左右。利用管泵等将彩色颜料的分散液逐滴滴入其中。将彩色颜料的分散液全部滴下后，继续搅拌1小时，得到No.1～15、17～21的油墨样品。
另外，No.16的油墨样品是向经同样搅拌后的油性液体中同样滴下彩色颜料的分散液而制成的。
表4
在以下的表5中汇总了水性液体的含有量(WAQ)和油性液体的含有量(WOL)之比(WAQ/WOL)。
表5
| No. | WAQ/WOL |
| 1 | 0.43 |
| 2 | 0.43 |
| 3 | 0.43 |
| 4 | 0.43 |
| 5 | 0.43 |
| 6 | 0.43 |
| 7 | 0.43 |
| 8 | 0.43 |
| 9 | 0.36 |
| 10 | 0.81 |
| 11 | 0.39 |
| 12 | 0.43 |
| 13 | 0.49 |
| 14 | 0.20 |
| 15 | 0.18 |
| 16 | 0.48 |
| 17 | 0.38 |
| 18 | 0.40 |
| 19 | 0.38 |
| 20 | 0.38 |
| 21 | 0.13 |
针对所得到的油墨样品，研究保存稳定性。
将油墨保存在65℃的恒温槽中。一个星期后研究油墨是否有分离以及粘度增加率。目视确认是否有分离。根据100((V7-V0)/V0)计算粘度增加率。V7是一周后的粘度，V0是初期粘度。利用锥板粘度计VISCOMETER TV-22(东机产业公司生产)测量粘度。
综合油墨分离的有否和粘度增加率，按照以下标准评价了保存稳定性。具体而言，如果发生了分离，则为“不好”，如果粘度增加率为±10％以上时，也为“不好”。如果粘度增加率不足±10％，则即使发生了通过搅拌可消失程度的分离也为“良好”。
然后，作为普通纸准备东芝复印纸进行印刷，研究干燥性和印刷质量。所使用的安装在记录装置上的喷墨头(head)是CB-1(东芝泰格生产)。
在评价干燥性时，首先在普通纸的10mm×10mm的区域用100％占空比(duty)进行实地印刷(ベタ印刷，solid printing)。放置规定时间后，在印刷部分层叠新的相同的普通纸，并放置了300g的重物。10秒钟后剥离层积的普通纸，确认是否附着有油墨样品。
使从实地印刷后到层叠新的普通纸的时间为5秒后、10秒后以及30秒后三种。目视研究每张上的油墨附着，按照以下的标准进行评价。
A：5秒钟后无附着
B：5秒钟时有附着，10秒钟后无附着
C：10秒钟时有附着，30秒钟后无附着
在评价印刷质量时，首先，进行在上述普通纸上文字印刷和实地图像印刷。通过目视印刷后的文字，来判断渗出或羽状化。并且，利用X-Rite图像浓度测定仪研究实地印字图像浓度，研究正面的图像浓度和背面的图像浓度。
并且，利用(圆周长)2/(4π×面积)计算印字图像的点(dot)的形状系数。形状系数是量化了渗出程度而得到的评价值。通过点分析仪的图像分析求出圆周长和面积。如果点形状的不规则性小，则接近1。综合正面的图像浓度、背面的图像浓度以及形状系数，按照以下表6所示的标准进行了评价。
表6
在以下表7中汇总了各油墨的保存稳定性、干燥性以及印刷质量。
表7
| 油墨No. | 保存稳定性 | 干燥性 | 打印质量(正面) | 打印质量(反面) |
| 1 | 良好 | B | B | A |
| 2 | 良好 | B | B | A |
| 3 | 良好 | B | B | A |
| 4 | 良好 | B | B | A |
| 5 | 良好 | B | B | A |
| 6 | 不好 | B | C | B |
| 7 | 不好 | B | C | B |
| 8 | 不好 | B | C | B |
| 9 | 良好 | B | B | B |
| 10 | 良好 | C | B | B |
| 11 | 良好 | B | B | B |
| 12 | 不好 | C | D | C |
| 13 | 不好 | C | C | C |
| 14 | 良好 | B | B | A |
| 15 | 良好 | A | B | A |
| 16 | 良好 | B | C | D |
| 17 | 良好 | C | B | C |
| 18 | 良好 | C | B | C |
| 19 | 良好 | B | B | A |
| 20 | 良好 | B | B | A |
| 21 | 良好 | B | C | B |
保存稳定性不好的样品为NG。任何一个评价为“D”的样品也是NG。
如上述表7所示，No.6～8的油墨的保存稳定性都不好。如上述表4所示，No.6～8的油墨含有的PVA是E3，上述表3所示，该PVA的n/(n+m)的值大于0.73。即使包含规定的芳香醇和白色颜料的同时含有规定的PVA，但如果n/(n+m)的值大于0.73，也不能得到乳化稳定性，因此不能确保所要求的保存稳定性。并且，对于No.6～8的油墨，正面的印刷质量也比较差。
No.12的油墨的保存稳定性差。如上述表4所示，No.12的油墨所含有的油性液体是OL4。上述表2显示该OL4不是通式A表示的芳香醇，而是矿物油。即使含有规定的PVA和白色颜料，如果不含有规定的芳香醇，也不能提高油墨的保存稳定性。并且，纸介质的正面的印刷质量也非常差。背面的印刷质量和干燥性也比较差。
No.13的油墨的保存稳定性差。如上述表4所示，No.13的油墨所含有的PVA是E4，上述表3显示该PVA的n/(n+m)的值小于0.4。即使含有规定的芳香醇和白色颜料的同时含有规定的PVA，但如果n/(n+m)的值小于0.4，则不能得到乳化稳定性。因此，不能确保所要求的保存稳定性。并且，对于No.13的油墨，正面和背面的印刷质量比较差。干燥性也比较差。
对于No.16的油墨，背面的印刷质量非常差。即使含有规定的芳香醇和规定的PVA，由于不含有白色颜料，所以背面的印刷质量降低。即，背面的图像浓度较高，明显确认有所谓的背面渗墨。正面的印刷质量也比较差。
No.1～5、9～11、14、15、17～21的油墨中含有的油性液体都是通式A表示的芳香醇。并且这些油墨中含有白色颜料和规定的PVA。PVA由通式B表示，且n/(n+m)的值为0.4以上0.73以下。
由于具备了这样的条件，因此可得到干燥性和渗透性好的喷墨乳液油墨。并且，该油墨可在纸介质上形成高质量的图像。尤其是在进行双面印刷时，几乎不影响背面图像。
众所周知一般来说含有白色颜料的油墨很难提高分散稳定性。如上所述，本实施方式的油墨由于含有白色颜料，因此具有一旦放置一定时间后油性液体和水性液体发生分离的趋势。由于该分离是通过搅拌可以消失的程度，因此，如果使用具有油墨循环机构的喷墨头则可使颜料重新分散。
因此，使用本实施方式的油墨形成图像时，优选与具有油墨循环机构的喷墨头组合。这样可得到稳定的喷吐性能。
No.17～20的油墨除了PVA的含有量不同以外基本上是相同的组成。根据PVA的含有量，水性液体或油性液体的含有量也变化。上述表7所示的No.19、20在干燥性和背面的印刷质量方面得到优于No.17、18的结果。因此，明确可知，No.19的组成比No.17的组成优选，No.20的组成比No.18的组成优选。即，在本实施方式的油墨中，PVA的含有量优选0.1wt％～3wt％。
如果比较No.1和No.10，在干燥性方面No.1更好。如果比较No.1和No.21，在印刷质量方面No.1更好。
在No.1中，水性液体和油性液体的含有量分别为28wt％和65wt％，水性液体的含有量(WAQ)与油性液体的含有量(WOL)之比(WAQ/WOL)为0.43。
在No.10中，水性液体和油性液体的含有量分别为42wt％和52wt％，(WAQ/WOL)为0.81。在No.21中，水性液体和油性液体的含有量分别为11wt％和82wt％，(WAQ/WOL)为0.13。
通过这样的结果明确了在本实施方式的喷墨乳液油墨中，水性液体的含有量优选在15wt％～40wt％的范围，油性液体的含有量优选在60wt％～85wt％的范围。而且，可看出(WAQ/WOL)也具有优选范围。
对于本实施方式的喷墨乳液油墨，在喷吐到纸介质时干燥性和渗透性良好，即使在进行双面印刷时也能够在纸介质上形成高质量的图像。
并且，通过本实施方式的喷墨记录方法，使用喷吐到纸介质时的干燥性和渗透性良好的喷墨乳液油墨，即使在进行双面印刷时也能够在纸介质上形成高质量的图像。
虽然上述说明了本发明的某些实施方式，但是，这些实施方式仅是对本发明进行例示性说明，而不是旨在限制本发明的范围。实际上，在本文中所说明的各种崭新的方法和系统可以体现在其他各种形式中。并且，在不脱离本发明的精神的前提下，可以对本文所说明的一些方法和系统的形式作各种省略、替换和改变。实际上，只要这些形式和修改在本发明的范围和精神内，所附权利要求项和其等同形式应该涵盖这些形式和修改。
Claims (20)
1.一种喷墨乳液油墨，包括：
水性液体，在所述喷墨乳液油墨中的含量是WAQ；
彩色颜料，分散在所述水性液体中，且所述彩色颜料选自由品红色颜料、青色颜料、黄色颜料及黑色颜料组成的组中的至少一种；
油性液体，至少一部分是由下述通式A表示的芳香醇，且所述油性液体在所述喷墨乳液油墨中的含量是WOL；
白色颜料，分散在所述油性液体中；以及
聚乙烯醇，由下述通式B表示，
其中，Ra是碳原子数为1～5的脂肪烃基，Rb是-O-或-CH2O-，k是0或1，
其中，n、m满足0.4≤n/(n+m)≤0.73。
2.根据权利要求1所述的喷墨乳液油墨，其中，
所述水性液体的所述WAQ为15wt％～40wt％。
3.根据权利要求1所述的喷墨乳液油墨，其中，
所述油性液体的所述WOL为60wt％～85wt％。
4.根据权利要求1所述的喷墨乳液油墨，其中，
所述聚乙烯醇占所述喷墨乳液油墨的0.1wt％～3wt％。
5.根据权利要求1所述的喷墨乳液油墨，其中，
所述WAQ和所述WOL满足0.14＜(WAQ/WOL)＜0.7。
6.根据权利要求2所述的喷墨乳液油墨，其中，
所述WAQ和所述WOL满足0.2＜(WAQ/WOL)＜0.5。
7.根据权利要求1所述的喷墨乳液油墨，其中，
所述水性液体的至少50wt％是水。
8.根据权利要求1所述的喷墨乳液油墨，其中，
所述油性液体的至少50wt％是所述芳香醇。
9.根据权利要求1所述的喷墨乳液油墨，其中，
在所述通式A中，脂肪烃基Ra选自由-CH2-、-(CH2)2-、-(CH2)3-、-(CH2)4-、-CH(CH3)CH2-及-CH2CH(CH3)-组成的组。
10.根据权利要求1所述的喷墨乳液油墨，其中，
所述聚乙烯醇的4wt％水溶液20℃时的粘度小于8mPa·s。
11.根据权利要求1所述的喷墨乳液油墨，其中，
所述聚乙烯醇占所述喷墨乳液油墨的0.5wt％～2wt％。
12.根据权利要求1所述的喷墨乳液油墨，其中，
所述彩色颜料的表面具有官能团或其盐。
13.根据权利要求12所述的喷墨乳液油墨，其中，
所述官能团选自由羰基、羧基、羟基和磺酸基组成的组。
14.根据权利要求1所述的喷墨乳液油墨，其中，
所述喷墨乳液油墨25℃时的粘度为5mPa·s～30mPa·s。
15.根据权利要求1所述的喷墨乳液油墨，其中，
所述喷墨乳液油墨还包括表面活性剂。
16.根据权利要求1所述的喷墨乳液油墨，其中，
所述水性液体含有水溶性化合物。
17.一种喷墨打印方法，包括：从喷墨头向纸介质喷吐至少一种油墨组合物，从而形成图像，其中，所述油墨组成物是权利要求1所述的喷墨乳液油墨。
18.根据权利要求17所述的喷墨打印方法，其中，
使用一种油墨组成物形成所述图像。
19.根据权利要求17所述的喷墨打印方法，其中，
使用不同颜色的两种以上油墨组成物形成所述图像。
20.根据权利要求17所述的喷墨打印方法，其中，
所述喷墨头具有油墨循环机构。
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