CN102248777A - 图像形成方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种图像形成方法,包括通过喷墨法将一油墨组合物涂敷到记录介质上,并将一含颗粒的液体涂敷到所述记录介质上。
Description
发明背景
技术领域
本发明涉及一种图像形成方法。
相关技术的描述
使用胶印等的商务打印机打印获得的打印物大量并高速地在排纸部上堆叠。然后,打印在一个打印物上的油墨(图像)与另一堆叠打印物粘合,并因此如果将粘合的打印物彼此分开的话,会发生油墨从一个打印物掉下并粘到另一打印物上(粘连)。为了抑制这种粘连,胶印时,在打印之后,将一粉末,例如淀粉,作为粘连抑制剂喷出并粘合到打印物表面,由此防止油墨之间粘合。例如,日本专利申请特开(JP-A)No.62-246730公开了一种将包含颗粒粉的气溶胶经雾室粘合在纸表面上以抑制粘连的方法。而JP-ANo.10-130621则建议胶印时将少量粉喷到打印物面上的方法。另一方面,喷墨技术作为记录彩色图像的图像记录方法已用于办公打印机、家用打印机等领域。最近,就可商购获得的打印机而言,喷墨技术在大量打印和高速打印方面有所改进。在这种商务打印时,由于打印物大量且高速地堆叠在排纸部,有时会发生粘连。而且,在喷墨打印时,会进行使用定影辊等的定影处理以改善耐磨性等,但是有时发生记录介质上的图像部分向定影辊转移的偏移(定影偏移,是定影时发生的偏移)。在这一点上,前述JP-A No.62-246730公开了,作为抑制这种粘连(多张堆叠打印物彼此粘合并且一个打印物的图像部分的油墨粘附到另一打印物的背面的现象)的技术,将含颗粒粉的液体粘附到纸面上。JP-A No.2004-50751公开了一种工艺,其中将含树脂颗粒的树脂液涂布到记录面上形成树脂涂膜,该涂膜形成包含涂布所述图像的树脂涂膜的保护层。JP-A No.2009-220299公开了涂敷含颗粒的液体并干燥以涂敷油墨。
发明概述
然而,JP-A Nos.62-246730、2004-50751和2009-220299都没有包括减少喷墨图像经过定影处理时发生的上述定影偏移的研究。而且,JP-A Nos.62-246730、2004-50751和2009-220299都没有包括改善形成的图像的光泽度的研究,尤其是在记录面上形成树脂涂膜的工艺,例如JP-A No.2004-50751公开的,仅仅获得抑制粘连和光泽度的不足效果。而且,JP-A Nos.62-246730和2004-50751都没有包括作为显示在第二面上的打印字母等的分辨率的指征的双面打印性能的研究,这种情况下,双面打印时,在第一面上已进行打印的打印记录介质的第二面上进行打印,就实际应用而言这是非常不足的。而且,JP-A Nos.62-246730和10-130621没有包括对定影偏移问题的足够研究。而且,在将JP-A No.10-130621的方法用于喷墨系统的情况下,诸如粉末粘附到喷墨喷嘴尖并堵塞喷嘴的问题容易发生。
根据本发明第一方面,提供了一种图像形成方法,其包括通过喷墨法将一油墨组合物涂敷到记录介质上,并将一含颗粒的液体涂敷到所述记录介质上。根据本发明第二方面,提供了如<1>所述的图像形成方法,它包括使用包含色料、具有成膜性能的第一聚合物颗粒、水溶性有机溶剂和水的油墨组合物通过喷墨法在记录介质上记录图像,将包含具有玻璃化温度的第二聚合物颗粒的液体涂敷到加热辊表面或所述图像表面上,并使所述加热辊与所述图像表面接触,其中所述第一聚合物颗粒和所述水溶性有机溶剂的混合物的最低成膜温度TA(以℃表示)、所述加热辊表面温度TB(以℃表示)、和所述第二聚合物颗粒的玻璃化温度TC(以℃表示)满足关系TA<TB<TC。根据本发明第三方面,提供如<1>所述的图像形成方法,它包括通过喷墨法将一油墨组合物涂敷到记录介质上,并将一分散液涂敷到已涂敷油墨组合物的所述记录介质上,所述分散液包括体积平均直径为1μm-30μm并且玻璃化温度Tg为100℃或更高的聚合物颗粒以及非挥发性溶剂。根据本发明第四方面,提供了如<1>所述的图像形成方法,它包括通过喷墨法将一油墨组合物涂敷到记录介质上,并将包括颗粒和非挥发性溶剂的含颗粒的液体涂敷到所述记录介质上,其中所述颗粒的体积平均粒径是涂敷到所述记录介质上的油墨组合物的干膜最大厚度的两倍或更大。
附图简述
图1是显示本发明的实施方式的定影过程中所用的设备的示意图。图2是显示本发明的实施方式的喷墨图像形成方法中所用设备的示意图。
发明详述
根据本发明第一方面,提供了一种图像形成方法,包括通过喷墨法将一油墨组合物涂敷到记录介质上并将一含颗粒的液体涂敷到所述记录介质上。根据本发明第一方面的图像形成方法的一个实施方式可以是一种图像形成方法,包括使用一包括色料、具有成膜性能的第一聚合物颗粒、水溶性有机溶剂和水的油墨组合物通过喷墨法在记录介质上记录一图像(记录过程)、将一包含具有玻璃化温度的第二聚合物颗粒的液体涂敷到加热辊表面或所述图像表面(涂敷过程),并使所述加热辊与所述图像表面接触(定影过程),其中所述第一聚合物颗粒和所述水溶性有机溶剂的混合物的最低成膜温度TA(以℃表示)、所述加热辊表面温度TB(以℃表示)、和所述第二聚合物颗粒的玻璃化温度TC(以℃表示)满足关系TA<TB<TC。下面,该实施方式的图像形成方法也称之为第一图像形成方法。根据本发明第一方面的图像形成方法的另一实施方式可以是一种图像形成方法,包括通过喷墨法将一油墨组合物涂敷到记录介质上(油墨涂敷过程),并将一分散液涂敷到已涂敷所述油墨组合物的所述记录介质上(分散液涂敷过程),所述分散液包括体积平均直径为1μm-30μm和玻璃化温度Tg为100℃或更高的聚合物颗粒和非挥发性溶剂。下面,将该实施方式的图像形成方法也称之为第二图像形成方法。根据本发明第一方面的图像形成方法的另一实施方式可以是一种图像形成方法,它包括通过喷墨法将一油墨组合物涂敷到记录介质上(第一过程),并将包括颗粒和非挥发性溶剂的含颗粒的液体涂敷到所述记录介质上(第二过程),其中所述颗粒的体积平均粒径是涂敷到记录介质上的油墨组合物的干膜最大厚度的两倍或更大。下面,将该实施方式的图像形成方法也称之为第三图像形成方法。使用术语“从...到...”定义的数值代表包含这些数值的范围,其中出现在“到”的左边和右边的数值分别作为最小值和最大值。
I.第一图像形成方法描述第一图像形成方法。而且,在“第一图像形成方法”这段中,第一图像形成方法有时可以简称为“本实施方式”。本发明人们经过深入研究,结果注意到下面关系:(1)包含在喷射油墨的油墨组合物内的聚合物颗粒和有机溶剂的关系(最低成膜温度);(2)为了防止粘连而在已喷射油墨的图像表面涂敷的树脂颗粒的玻璃化温度;和(3)与油墨和树脂颗粒接触的加热辊的温度。而且,他们还发现光泽度、粘连、定影偏移等可以通过控制这些因素的关系来影响,由此获得第一图像形成方法。
第一图像形成方法包括使用含有色料、具有成膜性能的第一聚合物颗粒、水溶性有机溶剂和水的油墨组合物通过喷墨法在记录介质上记录图像(记录过程);将含具有玻璃化温度的第二聚合物颗粒的液体涂敷到加热辊表面或所述图像表面(涂敷过程),并使所述加热辊与所述图像表面接触(定影过程),其中油墨组合物中含有的所述第一聚合物颗粒和所述水溶性有机溶剂的混合物的最低成膜温度TA℃、加热辊的表面温度TB℃、和所述第二聚合物颗粒的玻璃化温度TC℃满足关系TA<TB<TC。下面,详细描述每一过程。
1.记录过程本实施方式的记录过程是将含有色料、具有成膜性能的聚合物颗粒、水溶性有机溶剂和水的油墨组合物用于通过喷墨法在记录介质上记录图像的过程。(1)油墨组合物本实施方式的油墨组合物含有色料、至少具有成膜性能的聚合物颗粒、水溶性有机溶剂和水。
(色料)本实施方式的油墨组合物含有至少一种色料。作为色料,可以使用已知的染料、颜料等,没有特别的限制。它们中间,从油墨着色性能的角度,色料优选不溶于水或者在水中溶解性差。其具体实例包括各种颜料、分散染料、油溶性染料、形成J-聚集体的着色剂,等,更优选颜料。在本实施方式中,不溶于水的颜料本身或用分散剂经过表面处理的颜料可用作色料。
本实施方式中颜料的类型没有特别的限制,并且可以使用任意通常已知的有机颜料和无机颜料。颜料的实例包括多环颜料例如偶氮色淀、偶氮颜料、酞菁颜料、二萘嵌苯颜料、perynone颜料、蒽醌颜料、喹吖啶酮颜料、二嗪颜料、二酮基吡咯并吡咯颜料、硫靛颜料、异二氢吲哚酮颜料、喹啉并临羟甲基苯甲酸内酯(quinophthalone)颜料等,染料色淀例如碱性染料色淀、酸性染料色淀等,有机颜料例如硝基颜料、亚硝基颜料、苯胺黑、日光荧光颜料等,和无机颜料例如氧化钛、氧化铁基颜料、碳黑基颜料等。同样,可以使用能够分散在水相中的颜料,即使它们未描述在染料索引中。而且,可以使用通过用表面活性剂、聚合物分散剂等、接枝碳等对上述颜料进行表面处理获得的颜料。这些颜料中,优选实例包括偶氮颜料、酞菁颜料、蒽醌颜料、喹吖啶酮颜料和碳黑基颜料。
下面描述用于本实施方式的有机颜料的具体实例。橙色或黄色有机颜料的实例包括C.I.颜料橙31、C.I.颜料橙43、C.I.颜料黄12、C.I.颜料黄13、C.I.颜料黄14、C.I.颜料黄15、C.I.颜料黄17、C.I.颜料黄74、C.I.颜料黄93、C.I.颜料黄94、C.I.颜料黄128、C.I.颜料黄138、C.I.颜料黄151、C.I.颜料黄155、C.I.颜料黄180、C.I.颜料黄185等。
品红色或红色有机颜料的实例包括C.I.颜料红2、C.I.颜料红3、C.I.颜料红5、C.I.颜料红6、C.I.颜料红7、C.I.颜料红15、C.I.颜料红16、C.I.颜料红48:1、C.I.颜料红53:1、C.I.颜料红57:1、C.I.颜料红122、C.I.颜料红123、C.I.颜料红139、C.I.颜料红144、C.I.颜料红149、C.I.颜料红166、C.I.颜料红177、C.I.颜料红178、C.I.颜料红222、C.I.颜料紫19等。
绿色或青色有机颜料的实例包括C.I.颜料蓝15、C.I.颜料蓝15:2、C.I.颜料蓝15:3、C.I.颜料蓝15:4、C.I.颜料蓝16、C.I.颜料蓝60、C.I.颜料绿7、美国专利4311775中所述的与硅氧烷交联的铝酞菁颜料等。黑色有机颜料的实例包括C.I.颜料·黑1、C.I.颜料黑6、C.I.颜料黑7等。
-分散剂-当本实施方式的色料是颜料时,颜料优选经分散剂分散在含水溶剂中。分散剂可以是聚合物分散剂或低分子量表面活性剂型分散剂。聚合物分散剂可以是水溶性分散剂或不溶于水的分散剂。借助低分子量表面活性剂型分散剂(下面有时也称之为“低分子量分散剂”),可以将有机颜料稳定地分散在含水介质中,同时将油墨的粘度保持在低水平。低分子量分散剂是分子量为2000或更小的低分子量分散剂。低分子量分散剂的分子量优选是100-2000,更优选是200-2000。
低分子量分散剂具有含亲水基团和疏水基团的结构。一个分子中亲水基团的数量和疏水基团的数量各自可以独立地是一个或多个,并且低分子量分散剂可以具有多种亲水基团或多种疏水基团。低分子量分散剂可以任选具有连接亲水基团和疏水基团的连接基团。
亲水基团的实例包括阴离子基团、阳离子基团、非离子基团、具有上面基团的组合的甜菜碱型亲水基团等。阴离子基团没有特别的限制,只要该基团具有负电荷,但是阴离子基团优选是磷酸基团、膦酸基团、次膦酸基团、硫酸基团、磺酸基团、亚磺酸基团、或者羧酸基团,更优选磷酸基团、或者羧酸基团,尤其更优选羧酸基团。
阳离子基团没有特别的限制,只要该基团具有正电荷,但是阳离子基团优选是有机阳离子取代基,更优选含氮原子或磷原子的阳离子基团,尤其更优选含氮原子的阳离子基团。它们中间,阳离子基团特别优选是吡啶盐阳离子或铵阳离子。非离子基团没有特别的限制,只要该基团没有负电荷或正电荷。非离子基团的实例包括一部分聚环氧烷烃、聚甘油、或者糖单元。
在本实施方式中,从颜料的分散稳定性和聚集性能的角度,优选亲水基团或阴离子基团。而且,当低分子量分散剂具有阴离子亲水基团时,考虑到改善与酸性处理液接触时的聚集反应,其pKa优选是3或更大。本实施方式的低分子量分散剂的pKa是基于获得的滴定曲线实际确定的值,该滴定曲线是通过用酸或碱水溶液滴定溶解在四氢呋喃/水溶液(THF∶水=3∶2,V/V)中的低分子量分散剂的1mmol/L溶液获得的。理论上,如果低分子量分散剂的pKa是3或更大,那么当与pH为约3的处理液接触时阴离子基团中50%或更多处于非溶解状态。因此,低分子量分散剂的水溶解度明显降低,并且发生聚集反应,即聚集反应性提高。从这些角度,低分子量分散剂优选具有羧酸基团作为阴离子基团。
另一方面,疏水基团可以具有,例如,任意的烃基结构、碳氟化合物基结构、和硅酮基结构,特别优选烃基结构。而且,疏水基团可以具有直链结构或支链结构。同样,疏水基团可以具有单链结构或者具有两个或多个链的链结构,并且当疏水基团具有带两个或多个链的结构时,该结构可以具有多种疏水基团。
疏水基团优选是具有2-24个碳原子的烃基,更优选具有4-24个碳原子的烃基,尤其更优选具有6-20个碳原子的烃基。
在可用于本实施方式的聚合物分散剂中,作为水溶性分散剂,可以使用亲水聚合物化合物。亲水聚合物化合物的实例包括天然亲水聚合物化合物,并且天然亲水聚合物化合物的实例包括植物聚合物例如阿拉伯胶、黄芪胶、瓜尔胶、刺梧桐树胶、刺槐豆胶、阿拉伯半乳聚糖、果胶、温柏树籽淀粉等,海藻基聚合物例如海藻酸、卡拉胶、琼脂等,动物基聚合物例如明胶、酪蛋白、白蛋白、胶原等,微生物基聚合物例如黄原胶、葡聚糖等,及其它。
通过化学改性天然原料获得的亲水聚合物化合物的实例包括纤维素基聚合物例如甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、羧甲基纤维素等,淀粉基聚合物例如淀粉羟乙酸钠、淀粉磷酸酯钠等,海藻基聚合物例如海藻酸丙二醇酯等,及其它。
合成水溶性聚合物化合物的实例包括乙烯基聚合物例如聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯基甲基醚等;丙烯酸基树脂例如聚丙烯酰胺、聚丙烯酸及其碱金属盐、水溶性苯乙烯丙烯酸树脂等,水溶性苯乙烯马来酸树脂、水溶性乙烯基萘丙烯酸树脂、水溶性乙烯基萘马来酸树脂、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯醇、β-萘磺酸的福尔马林缩合物的碱金属盐、在侧链具有阳离子官能团盐如季铵基团、氨基基团等的聚合物化合物,及其它。
它们中间,从颜料的分散稳定性和聚集性能的角度优选含羧基的聚合物化合物。例如,特别优选含羧基的聚合物化合物例如丙烯酸树脂例如水溶性苯乙烯丙烯酸树脂、水溶性苯乙烯马来酸树脂、水溶性乙烯基萘丙烯酸树脂、和水溶性乙烯基萘马来酸树脂等。
这些聚合物分散剂中,作为不溶于水的分散剂,可以使用既有亲水部分又有疏水部分的聚合物。其实例包括苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物、苯乙烯-(甲基)丙烯酸-(甲基)丙烯酸酯共聚物、(甲基)丙烯酸酯-(甲基)丙烯酸共聚物、聚(甲基)丙烯酸乙二醇酯-(甲基)丙烯酸共聚物、苯乙烯-马来酸共聚物等。
聚合物分散剂的酸价优选是100mg KOH/g或更小。而且,从处理液与其接触时良好聚集性能的角度,酸价更优选是25mg KOH/g-100mgKOH/g,特别优选是30mg KOH/g-90mg KOH/g。
本实施方式中聚合物分散剂的重均分子量优选是3,000-200,000,更优选5,000-100,000,尤其更优选5,000-80,000,再尤其更优选10,000-60,000。
而且,颜料与分散剂的混合质量比(颜料∶分散剂)优选是在1∶0.06-1∶3的范围内,更优选在1∶0.125-1∶2的范围内,尤其更优选在1∶0.125-1∶1.5的范围内。
当使用染料作为本实施方式中的色料时,可以使用留在不溶于水的载体上的染料作为不溶于水的着色颗粒。作为该染料,可以使用已知的染料,没有特别的限制,并且也可以优选将例如,JP-A Nos.2001-115066、2001-335714、2002-249677等中所述的染料用于本实施方式。同样,作为载体,可以使用无机材料、有机材料、或者其复合材料,它不溶于水或者在水中的溶解度低,没有特别的限制。特别是,也可以优选将例如,JP-A Nos.2001-181549、2007-169418等中所述的载体用于本实施方式。承载染料(不溶于水的着色颗粒)的载体可以通过使用分散剂形成的含水分散液的形式使用。作为分散剂,可以优选使用上述分散剂。
本实施方式中的色料优选包括颜料和分散剂,更优选包括有机颜料和聚合物分散剂,并且从耐磨性和聚集性能的角度,尤其优选包括有机颜料和含羧基的聚合物分散剂。而且,色料优选覆盖有含羧基的聚合物分散剂,并且从聚集性能的角度是不溶于水的。在本实施方式中,从聚集性能的角度,优选后面所述的自分散聚合物的颗粒的酸价小于上述聚合物分散剂的酸价。
色料的平均粒径优选是10nm-200nm,更优选10nm-150nm,尤其更优选10nm-100nm。如果平均粒径是200nm或更小的话,当液滴经喷墨法喷射时颜色再现性优异和喷出特性优异,而如果平均粒径是10nm或更大的话,耐光性优异。色料的粒径分布没有特别的限制,并且可以是宽的粒径分布或单分散粒径分布。而且,可以使用具有单分散粒径分布的两种或多种色料的混合物。色料的平均粒径和粒径分布是通过动态光散射法,使用NANOTRAC粒径分布测定仪UPA-EX150(商品名,由NIKKISO Co.,Ltd.生产)测定体积平均粒径确定的。
色料可以单独使用或者可以两种或多种组合使用。从图像密度的角度,以油墨组合物为基础,色料在油墨组合物中的含量优选是1质量%-25质量%,更优选是2质量%-20质量%。
(具有成膜性能的聚合物颗粒)本实施方式的油墨组合物含有具有成膜性能的第一聚合物颗粒(下面也可以称之为“成膜聚合物颗粒”或“聚合物颗粒”)。在本发明中,“具有成膜性能”是指具有最低成膜温度并且能够通过加热所述聚合物颗粒形成膜。在本实施方式中,即使该薄膜不是仅用所述聚合物颗粒形成时,该薄膜可以在有后面所述油墨中所用的水溶性溶剂的存在下形成。
本实施方式中的成膜聚合物颗粒的实例包括具有阴离子基团的树脂颗粒,例如热塑性的、或者改性丙烯酸的、环氧基的、聚氨酯基的、聚醚基的、聚酰胺基的、不饱和聚酯基的、酚基的、硅酮基的或氟基的树脂、聚乙烯基的树脂例如氯乙烯、乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚乙烯基丁缩醛等,聚酯基树脂例如醇酸树脂、苯二甲酸树脂等,氨基材料例如蜜胺树脂、蜜胺-甲醛树脂、氨基醇酸树脂共缩合树脂、尿素树脂等,其共聚物或混合物等。它们中间,阴离子丙烯酸树脂例如可以通过在溶剂中聚合具有阴离子基团的丙烯酸单体(下面,称之为“含阴离子基团的丙烯酸单体”)和任选地,另一能够与含阴离子基团的丙烯酸单体共聚合的单体获得。含阴离子基团的丙烯酸单体的实例包括具有一个或多个选自羧基、磺酸基团和膦酸基团的阴离子基团的丙烯酸单体,并且它们中间,优选具有羧基的丙烯酸单体(例如,丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、乙基丙烯酸、丙基丙烯酸、异丙基丙烯酸、衣康酸、富马酸等),尤其优选丙烯酸或甲基丙烯酸。
作为本实施方式中的成膜聚合物颗粒,考虑到呈现良好的成膜性能和聚集性能,不受分散剂、乳化剂等的影响,优选自分散聚合物颗粒,更优选具有羧基的自分散聚合物颗粒。自分散聚合物颗粒是指在没有其它表面活性剂的情况下通过聚合物本身中含有的官能团(特别是,酸性基团或其盐)可以在含水介质中形成分散状态的不溶于水的聚合物的颗粒,其中不溶于水的聚合物颗粒不含自由乳化剂。
这里所用的术语“分散状态”包括不溶于水的聚合物以液态分散在含水介质中的乳化状态(乳液)和不溶于水的聚合物以固态分散在含水介质中的分散状态(悬液)。从其用于液态组合物中时的聚集速度和定影性能的角度,本实施方式中的不溶于水的聚合物优选是可以形成不溶于水的聚合物以固态分散的分散状态的不溶于水的聚合物。
本实施方式中的自分散聚合物颗粒的分散状态是指这样的状态,在将30g的不溶于水的聚合物溶解在70g的有机溶剂(例如,甲基乙基酮)、能够将不溶于水的聚合物的成盐基团中和至100%的中和剂(如果成盐基团是阴离子的话是氢氧化钠或者如果该基团是阳离子的话是醋酸)、和200g的水中的溶液混合并搅拌(设备:配备有搅拌叶片的搅拌器,转数:200rpm,30min,25℃),然后从液体混合物中除去有机溶剂之后,在25℃下可以肉眼证实稳定存在分散状态至少一周。
而且,不溶于水的聚合物是指当该聚合物在105℃下干燥2小时然后在100g的水中于25℃溶解时溶解量为10g或更小溶解的聚合物。溶解量优选是5g或更小,更优选1g或更小。所述溶解量是根据不溶于水的聚合物的成盐基团用氢氧化钠或醋酸中和至100%的聚合物的溶解量。
含水介质可以含有水并且可以任选含有水溶性有机溶剂。在本实施方式中,含水介质优选包括水和水溶性有机溶剂,相对水而言该水溶性有机溶剂的量为0.2质量%或更小,更优选含水介质由水组成。
本实施方式的所述聚合物颗粒中所用树脂的主链骨架没有特别的限制,并且例如,可以使用乙烯基聚合物或缩合型聚合物(环氧树脂、聚酯、聚氨酯、聚酰胺、纤维素、聚醚、聚脲、聚酰亚胺、聚碳酸酯等)。它们中间,尤其优选乙烯基聚合物,并且从所述聚合物颗粒的分散稳定性的角度,更优选(甲基)丙烯酸聚合物颗粒。而且,(甲基)丙烯酸树脂是指甲基丙烯酸树脂或丙烯酸树脂。
乙烯基聚合物和形成乙烯基聚合物所用的单体的优选实例包括JP-ANos.2001-181549和2002-88294中所述的那些。而且,也可以使用使用具有离解基团(或者可以加入到离解基团中的取代基)的链转移剂、聚合引发剂、或者引发-转移-终止剂通过乙烯基单体的游离基聚合反应或者通过使用具有离解基团(或者可以加入到离解基团中的取代基)的化合物对引发剂或终止剂的离子聚合反应将离解基团加入到聚合物链的末端的乙烯基聚合物。缩合型聚合物和用于形成缩合型聚合物的单体的优选实例包括JP-A No.2001-247787中所述的那些。
本实施方式中的自分散聚合物颗粒优选含有含亲水结构单元的不溶于水的聚合物,并且作为疏水结构单元,从自分散性、成膜温度等的角度,优选含有至少一种得自脂环族单体的结构单元。除此之外,不溶于水的聚合物还可以包括得自含芳香基团的单体的结构单元。“得自(特定)单体的(聚合物的)构成(或者结构)单元”这里是指聚合形成该聚合物时具有通过使用该(特定)单体就可以典型地加入到该聚合物中的结构的单元。
亲水结构单元没有特别的限制,只要它得自含亲水基团的单体,并且它可以是得自一种含亲水基团的单体的单元或者是得自两种或多种含亲水基团的单体的单元。亲水基团没有特别的限制并且它可以是离解基团或非离子亲水基团。从改善自分散性的角度和形成的乳化或分散状态的稳定性的角度,该亲水基团优选是离解基团,更优选阴离子离解基团。离解基团的实例包括羧基、磷酸基团、磺酸基团等,并且它们中间,从使用不溶于水的聚合物的油墨组合物的定影性能的角度,优选羧基。
含亲水基团的单体优选是含离解基团的单体,并且从自分散性和聚集性能的角度优选具有离解基团和烯属不饱和键的含离解基团的单体。含离解基团的单体的实例包括不饱和羧酸单体、不饱和磺酸单体、不饱和磷酸单体等。
不饱和羧酸单体的具体实例包括丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、衣康酸、马来酸、富马酸、柠康酸、2-甲基丙烯酰基氧基甲基琥珀酸等。不饱和磺酸单体的具体实例包括苯乙烯磺酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸、(甲基)丙烯酸3-磺基丙酯、双-(3-磺基丙基)-衣康酸酯等。不饱和磷酸单体的具体实例包括乙烯基膦酸、磷酸乙烯酯、磷酸双(甲基丙烯酰基氧基乙基)酯、磷酸联苯基-2-丙烯酰基氧基乙酯、磷酸联苯基-2-甲基丙烯酰基氧基乙酯、磷酸二丁基-2-丙烯酰基氧基乙酯等。在含离解基团的单体中,优选不饱和羧酸单体,并且从分散稳定性和喷射稳定性的角度,更优选丙烯酸和甲基丙烯酸中至少一种。
而且,具有非离子亲水基团的单体的实例包括含(聚)亚乙基氧基团或(聚)亚丙基氧基团的烯属不饱和单体,例如丙烯酸2-甲氧基乙酯、丙烯酸2-(2-甲氧基乙氧基)乙酯、甲基丙烯酸2-(2-甲氧基乙氧基)乙酯、甲基丙烯酸乙氧基三甘醇酯、甲氧基聚乙二醇(分子量为200-1000)单甲基丙烯酸酯、聚乙二醇(分子量为200-1000)单甲基丙烯酸酯等,和含羟基的烯属不饱和单体,例如(甲基)丙烯酸羟基甲酯、(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸4-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸羟基戊酯、(甲基)丙烯酸羟基己酯等。作为含非离子亲水基团的单体,从颗粒的稳定性和水溶性组分的含量的角度,在其末端具有烷基醚的烯属不饱和单体比在其末端具有羟基的烯属不饱和单体要优选。
至于亲水结构单元,自分散聚合物优选仅包括含有阴离子离解基团作为亲水结构单元的亲水单元,或者含阴离子离解基团的亲水结构单元和含非离子亲水基团的亲水结构单元都作为亲水结构单元。自分散聚合物可以优选包括两种或多种含阴离子离解基团的亲水单元、或者包括两种或多种含阴离子离解基团的亲水结构单元和含非离子亲水基团的亲水结构单元。
从油墨组合物经时的粘度和稳定性的角度,亲水结构单元在自分散聚合物中的含量优选是25质量%或更小,更优选1质量%-25质量%,尤其更优选2质量%-23质量%,特别优选是4质量%-20质量%。而且,当包含两种或多种亲水结构单元时,亲水结构单元的总含量优选是在上述范围内。
含阴离子离解基团的构成单元在自分散聚合物中的含量范围优选使得酸价在下面所述优选范围内。从喷射稳定性和经时稳定性的角度,具有非离子亲水基团的构成单元的含量优选是0质量%-25质量%,更优选0质量%-20质量%,特别优选是0质量%-15质量%。
从后面所述的使用处理液记录期间接触处理液时的自分散性和聚集速度的角度,自分散聚合物颗粒优选含有含羧基的聚合物,并且更优选含有含羧基且酸价(mgKOH/g)为25-100的的聚合物。而且,从接触处理液时的自分散性和聚集速度的角度,酸价更优选是25-80,特别优选是30-65。尤其是,如果酸价是25或更大,自分散性的稳定性有利,并且如果酸价是100或更小,聚集性能得到强化。
脂环族单体没有特别的限制,只要它是含有脂环族烃基和可聚合基团的化合物,但是从分散稳定性、成膜温度等的角度,脂环族单体优选是脂环族(甲基)丙烯酸酯。脂环族(甲基)丙烯酸酯具有得自(甲基)丙烯酸的结构部分和得自醇的结构部分,其中得自醇的结构部分含有至少一种不饱和或饱和的脂环族烃基。脂环族烃基可以是得自醇的结构部分本身或者可以与得自醇的结构部分经连接基团相连。而且,“脂环族(甲基)丙烯酸酯”是指具有脂环族烃基的甲基丙烯酸酯或丙烯酸酯。
脂环族烃基没有特别的限制,只要它含有环状非芳香烃基,并且其实例包括单环烃基、双环烃基、和三个或更多环的多环烃基。脂环族烃基的实例包括环烷基,例如环戊基、环己基等,环烯基、双环己基、冰片基、异冰片基、双环戊烷基、双环戊烯基、金刚石基、十氢萘基、全氢芴基、三环癸烷基、双环壬烷等。脂环族烃基还可以具有取代基。取代基的实例包括烷基、链烯基、芳基、芳烷基、烷氧基、羟基、伯氨基、仲氨基、叔氨基、烷基羰基、芳基羰基、氰基等。而且,脂环族烃基还可以形成稠合环。从粘度和溶解度的角度,本实施方式的脂环族烃基优选具有带5-20个碳原子的脂环族烃基部分。
将脂环族烃基与得自醇的结构部分相连的连接基团的实例包括亚烷基、亚烯基、亚炔基、芳基亚烷基、氧化亚烷基、单-或寡-亚乙基氧基、单-或寡-亚丙基氧基等,各自具有1-20个碳原子。
下面呈现脂环族(甲基)丙烯酸酯的具体实例,但是本发明并不限于此。这些化合物中的一种可以单独使用或者可以其两种或多种的混合物使用。单环(甲基)丙烯酸酯的实例包括具有带3-10个碳原子的环烷基的(甲基)丙烯酸环烷基酯,例如(甲基)丙烯酸环丙酯、(甲基)丙烯酸环丁酯、(甲基)丙烯酸环戊酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸环庚酯、(甲基)丙烯酸环辛酯、(甲基)丙烯酸环壬酯、(甲基)丙烯酸环癸酯等。双环(甲基)丙烯酸酯的实例包括(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸正冰片酯等。三环(甲基)丙烯酸酯的实例包括(甲基)丙烯酸金刚石酯、(甲基)丙烯酸双环戊烷酯、(甲基)丙烯酸双环戊烯基氧基乙酯等。上面的物质中,从自分散聚合物颗粒的分散稳定性、定影性能和粘连耐性的角度,优选双环(甲基)丙烯酸酯或三环或更高环的多环(甲基)丙烯酸酯中的至少一种,并且更优选选自(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸金刚石酯和(甲基)丙烯酸双环戊烷酯中的至少一种。
在本实施方式中,从自分散状态的稳定性、因脂环族烃基的疏水界面作用颗粒形状在含水介质中的稳定性、和因颗粒适当疏水导致的水溶性组分的量减少的角度,得自自分散聚合物颗粒中所含的脂环族(甲基)丙烯酸酯的构成单元的量优选是20质量%-90质量%,更优选是40质量%-90质量%。其含量特别优选是50质量%-80质量%。当得自脂环族(甲基)丙烯酸酯的构成单元的含量是20质量%或更大时,定影性能和粘连得到改善。当得自脂环族(甲基)丙烯酸酯的构成单元的含量是90质量%或更小时,聚合物颗粒的稳定性可以得到改善。
而且,当包含得自含芳香基团的单体的结构单元时,含芳香基团的单体没有特别的限制,只要它是含有芳香基团和可聚合基团的化合物。芳香基团可以是得自芳香烃的基团或者可以是得自芳香杂环的基团。在本实施方式中,从含水介质中颗粒形状稳定性的角度,芳香基团优选是得自芳香烃的芳香基团。可聚合基团可以是缩聚可聚合基团或加成聚合可聚合基团。从含水介质中颗粒形状稳定性的角度,可聚合基团优选是加成聚合可聚合基团,更优选含烯属不饱和键的基团。
含芳香基团的单体优选是含有得自芳香烃的芳香基团和烯属不饱和键的单体。可以单独使用一种含芳香基团的单体或者可以将两种或多种含芳香基团的单体混合使用。含芳香基团的单体的实例包括(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸苯酯、苯乙烯单体等。其中,从聚合物链的亲水性和疏水性之间的平衡和油墨定影性能的角度,优选含芳香基团的(甲基)丙烯酸酯单体,并且更优选选自由(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸苄酯和(甲基)丙烯酸苯酯组成的组中的至少一种,并且尤其更优选(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯和/或(甲基)丙烯酸苄酯。当使用苯乙烯单体作为含芳香基团的单体时,从使用该单体的自分散聚合物颗粒的稳定性的角度,得自苯乙烯单体的构成单元的含量优选是20质量%或更小,更优选10质量%或更小,尤其更优选5质量%或更小。优选自分散聚合物不含得自苯乙烯单体的构成单元。这里所用的苯乙烯单体是指苯乙烯、取代的苯乙烯(α-甲基苯乙烯、氯苯乙烯等)、或者具有苯乙烯结构单元的苯乙烯大单体。
自分散聚合物颗粒除了包括得自脂环族单体的结构单元之外,可以任选包括例如加成构成单元作为疏水结构单元以及得自含芳香基团的单体的结构单元。可用于形成加成构成单元的单体(下面也可以称之为“可加成共聚合的单体”)没有特别的限制,只要它是可与含亲水基团的单体共聚合的单体、含芳香基团的单体和脂环族单体。它们中间,从聚合物骨架的柔性或者控制玻璃化温度(Tg)的容易度的角度,优选含烷基的单体。含烷基的单体的实例包括(甲基)丙烯酸烷基酯例如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸乙基己酯等;具有羟基的烯属不饱和单体例如(甲基)丙烯酸羟基甲酯、(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸4-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸羟基戊酯、(甲基)丙烯酸羟基己酯等;(甲基)丙烯酸二烷基氨基烷基酯例如(甲基)丙烯酸二甲基氨基乙酯;(甲基)丙烯酰胺类、例如,N-羟基烷基(甲基)丙烯酰胺例如N-羟基甲基(甲基)丙烯酰胺、N-羟基乙基(甲基)丙烯酰胺、N-羟基丁基(甲基)丙烯酰胺等;N-烷氧基烷基(甲基)丙烯酰胺例如N-甲氧基甲基(甲基)丙烯酰胺、N-乙氧基甲基(甲基)丙烯酰胺、N-(正-、异)丁氧基甲基(甲基)丙烯酰胺、N-甲氧基乙基(甲基)丙烯酰胺、N-乙氧基乙基(甲基)丙烯酰胺、N-(正-、异)丁氧基乙基(甲基)丙烯酰胺等;等。
它们中间,从聚合物骨架的柔性或控制玻璃化温度(Tg)的容易度的角度和从自分散聚合物的分散稳定性的角度,优选含有具有1-8个碳原子的链烷基的(甲基)丙烯酸酯中的至少一种,更优选含有具有1-4个碳原子的链烷基的(甲基)丙烯酸酯,并且尤其优选(甲基)丙烯酸甲酯或(甲基)丙烯酸乙酯。本文所用的链烷基是指具有直链或支链的烷基。
可以单独使用一种可加成共聚合的单体或者可以两种或多种组合使用。当自分散聚合物颗粒含有加成构成单元时,其含量优选是10质量%-80质量%,更优选15质量%-75质量%,特别优选是20质量%-70质量%。当组合使用两种或多种单体形成加成构成单元时,其总含量优选在上述范围内。
从分散稳定性的角度,本实施方式的自分散聚合物也优选是通过聚合至少一种脂环族(甲基)丙烯酸酯、可加成共聚合的单体(其实例包括含芳香基团的(甲基)丙烯酸酯)、和含亲水基团的单体中至少三种物质获得的聚合物,更优选通过聚合至少一种脂环族(甲基)丙烯酸酯、含有具有1-8个碳原子的直链或支链烷基的(甲基)丙烯酸酯、和含亲水基团的单体中至少三种物质获得的聚合物。在本实施方式中,自分散聚合物优选是基本上不含带具有高疏水性的取代基例如得自具有带9或更多个碳原子的直链或支链烷基的(甲基)丙烯酸酯的构成单元、得自含芳香基团的大单体的构成单元等的自分散聚合物,并且从分散稳定性的角度,自分散聚合物更优选是不含这种构成单元的自分散聚合物。
自分散聚合物可以是各个构成单元不规则加入的无规共聚物或者是各个构成单元规则加入的嵌段共聚物。当为嵌段共聚物时,聚合物可以任意单体加入顺序合成,并且相同构成成分可以两次或更多次加入到聚合物中。考虑到多样性和加工性,优选无规共聚物。
以重均分子量计,自分散聚合物的分子量优选是3000-200,000,更优选5000-150,000,尤其更优选10,000-100,000。而且,自分散聚合物优选具有25-100的酸价(mg KOH/g)和3000-200,000的重均分子量,并自分散聚合物更优选具有25-95的酸价和5000-150,000的重均分子量。通过调整重均分子量至3000或更大,可以有效抑制水溶性成分的量。通过调整重均分子量至200,000或更小,可以增加自分散稳定性。重均分子量是通过凝胶渗透色谱法(GPC)测定的。在GPC中,使用HLC-8020GPC(商品名,由TosohCorporation生产),使用TSKgel Super HZM-H、TSK gel Super HZ4000和TSK gel Super HZ200(商品名,由Tosoh Corporation生产,4.6mm ID×15cm)作为柱,并使用THF(四氢呋喃)洗脱剂。
优选本实施方式的自分散聚合物含有得自脂环族(甲基)丙烯酸酯的构成单元(优选得自(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸金刚石酯、和(甲基)丙烯酸双环戊烷基酯中至少一种的结构单元),从控制聚合物的亲水和疏水性能的角度,其比例以共聚合比计为自分散聚合物颗粒的15质量%-80质量%,具有25-100的酸价(mg KOH/g),和3000-200,000的重均分子量。从控制聚合物的亲水和疏水性能的角度,也优选自分散聚合物含有以共聚合比计比例为15质量%-80质量%的得自脂环族(甲基)丙烯酸酯的构成单元(优选得自(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸金刚石酯、和(甲基)丙烯酸双环戊烷基酯中至少一种的结构单元)、得自含羧基的单体的构成单元、和得自含烷基的单体的构成单元(优选得自(甲基)丙烯酸的烷基酯的结构单元)。更优选自分散聚合物含有以共聚合比计比例为15质量%-80质量%的得自(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸金刚石酯、和(甲基)丙烯酸双环戊烷基酯中至少一种的结构单元、得自含羧基的单体的构成单元、和得自含烷基的单体的构成单元(优选得自(甲基)丙烯酸的具有1-4个碳原子的烷基酯的结构单元),具有25-95的酸价,并且具有5000-150,000的重均分子量。
从控制聚合物的亲水和疏水性能的角度,也优选本实施方式的自分散聚合物是含有以共聚合比计比例为20质量%-90质量%的得自脂环族(甲基)丙烯酸酯的结构(优选得自(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸金刚石酯、和(甲基)丙烯酸双环戊烷基酯中至少一种的结构单元)、得自含离解基团的单体的结构、得自含有带1-8个碳原子的链烷基的(甲基)丙烯酸酯的至少一种结构的乙烯基聚合物,具有20-120的酸价(mgKOH/g),具有25质量%或更小的亲水结构单元总含量,并具有3,000-200,000的重均分子量。更优选本实施方式的自分散聚合物是含有以共聚合比计比例为30质量%-90质量%的得自具有两个或更多环的多环(甲基)丙烯酸酯的结构(优选得自(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸金刚石酯、和(甲基)丙烯酸双环戊烷基酯中至少一种的结构单元)、以共聚合比计比例为10质量%-80质量%的得自含有带1-4个碳原子的链烷基的(甲基)丙烯酸酯的结构、和得自含羧基的单体的结构的乙烯基聚合物,其量使得酸价在25-100的范围内,具有25质量%或更小的亲水结构单元的总含量,并具有10,000-200,000的重均分子量。尤其优选本实施方式的自分散聚合物是含有以共聚合比计比例为40质量%-80质量%的得自具有两个或更多环的多环(甲基)丙烯酸酯的结构(优选得自(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸金刚石酯、和(甲基)丙烯酸双环戊烷基酯中至少一种的结构单元)、以共聚合比计比例为20质量%-70质量%的至少得自(甲基)丙烯酸甲酯或(甲基)丙烯酸乙酯的结构、和得自丙烯酸或甲基丙烯酸的结构的乙烯基聚合物,其量使得酸价在30-80的范围内,具有25质量%或更小的亲水结构单元的总含量,并具有30,000-150,000的重均分子量。
所述聚合物颗粒中所含的聚合物的实例包括如下含脂环族基团的聚合物,但是本发明并不限于此。括号中的比例代表共聚合成分的质量比。当玻璃化温度是“计算的Tg”时,玻璃化温度是按照后面所述的计算式(S)使用下面各个单体的均聚物的Tg值计算的值。甲基丙烯酸甲酯的Tg:105℃、甲基丙烯酸异冰片酯的Tg:156℃、甲基丙烯酸苄酯的Tg:54℃、甲基丙烯酸的Tg:130℃、甲基丙烯酸金刚石酯的Tg:140℃,和甲基丙烯酸双环戊烷基酯的Tg:128℃。
甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸异冰片酯/甲基丙烯酸共聚物(20/72/8)、Tg180℃甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸异冰片酯/甲基丙烯酸共聚物(30/62/8)、Tg170℃甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸异冰片酯/甲基丙烯酸共聚物(40/52/8)、Tg160℃甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸异冰片酯/甲基丙烯酸共聚物(50/42/8)、Tg150℃甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸异冰片酯/甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸共聚物(30/50/14/6)、Tg 123℃甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸双环戊烷基酯/甲基丙烯酸共聚物(40/50/10)、Tg 130℃甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸双环戊烷基酯/甲基丙烯酸苯氧基乙酯/甲基丙烯酸共聚物(30/50/14/6)、Tg 101℃甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸异冰片酯/甲基丙烯酸甲氧基聚乙二醇酯(n=2)/甲基丙烯酸共聚物(30/54/10/6)、Tg 110℃甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸双环戊烷基酯/甲基丙烯酸甲氧基聚乙二醇酯(n=2)/甲基丙烯酸共聚物(54/35/5/6)、Tg 100℃甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸金刚石酯/甲基丙烯酸甲氧基聚乙二醇酯(n=23)/甲基丙烯酸共聚物(30/50/15/5)、Tg 112℃甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸异冰片酯/甲基丙烯酸双环戊烷基酯/甲基丙烯酸共聚物(20/50/22/8)、Tg 139℃甲基丙烯酸乙酯/甲基丙烯酸环己酯/丙烯酸共聚物(50/45/5)、Tg 67℃甲基丙烯酸异丁酯/甲基丙烯酸环己酯/丙烯酸共聚物(40/50/10)、Tg 70℃甲基丙烯酸正丁酯/甲基丙烯酸环己酯/苯乙烯/丙烯酸共聚物(30/55/10/5)、Tg 86℃甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸双环戊烯基氧基乙酯/甲基丙烯酸共聚物(40/52/8)、Tg 78℃甲基丙烯酸月桂基酯/甲基丙烯酸双环戊烯基氧基乙酯/甲基丙烯酸共聚物(3/87/10)、Tg 53℃
本实施方式的自分散聚合物颗粒中所用的不溶于水的聚合物的制备方法没有特别的限制。不溶于水的聚合物的制备方法的实例包括一种在有可聚合表面活性剂的情况下进行乳液聚合由此共价键合所述表面活性剂和不溶于水的聚合物的方法,和一种通过已知的聚合方法例如溶液聚合方法、本体聚合方法等共聚合含有含亲水基团的单体和含芳香基团的单体的单体混合物的方法。上述聚合方法中,优选溶液聚合方法,并且从聚集速度和油墨组合物的液滴喷射稳定性的角度,更优选使用有机溶剂的溶液聚合方法。
从聚集速度的角度,优选本实施方式的自分散聚合物颗粒含有在有机溶剂中合成的聚合物,并且该聚合物具有羧基(酸价优选是20-100),其中聚合物的羧基部分或完全被中和,并且聚合物以聚合物分散液在连续水相中制得。即本实施方式的自分散聚合物颗粒的制备优选是通过包括在有机溶剂中合成聚合物的过程和其中至少部分聚合物的羧基被中和的形成含水分散液的分散过程的方法。
分散过程优选包括下面过程(1)和过程(2)。过程(1):搅拌含有聚合物(不溶于水的聚合物)、有机溶剂、中和剂和含水介质的混合物的过程。过程(2):从混合物中除去有机溶剂的过程。
过程(1)优选是包括首先在有机溶剂中溶解聚合物(不溶于水的聚合物)然后逐渐加入中和剂和含水介质,并混合和搅拌该混合物获得分散液的处理。同样,通过向溶解在有机溶剂中的不溶于水的聚合物的溶液中加入中和剂和含水介质,可以获得具有小粒径和较高贮藏稳定性的自分散聚合物颗粒,不需要强剪切力。搅拌混合物的方法没有特别的限制,并且可以使用常用的混合和搅拌设备,任选地,可以使用分散器例如超声分散器、高压均质器等。
有机溶剂的优选实例包括醇基溶剂、酮基溶剂和醚基溶剂。醇基溶剂的实例包括异丙醇、正丁醇、叔丁醇、乙醇等。酮基溶剂的实例包括丙酮、甲基乙基酮、二乙酮、甲基异丁基酮等。醚基溶剂的实例包括二丁醚、二烷等。这些溶剂中,优选酮基溶剂例如甲基乙基酮等,和醇基溶剂例如异丙醇等。而且,为了缓解从油系统到水系统的相转移时极性的变化,也优选组合使用异丙醇和甲基乙基酮。通过组合使用这些溶剂,可以获得具有小粒径和高分散稳定性且很少发生聚集沉降或颗粒彼此之间熔融的自分散聚合物颗粒。
使用中和剂部分或全部中和离解基团以使自分散聚合物可以在水中形成稳定的乳化或分散状态。当本实施方式的自分散聚合物具有阴离子离解基团(例如,羧基)作为离解基团时,所用中和剂的实例包括碱性化合物例如有机胺化合物、氨和碱金属氢氧化物。有机胺化合物的实例包括单甲胺、二甲胺、三甲胺、单乙胺、二乙胺、三乙胺、单丙胺、二丙胺、单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、N,N-二甲基-乙醇胺、N,N-二乙基-乙醇胺、2-二甲基氨基-2-甲基-1-丙醇、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、N-甲基二乙醇胺、N-乙基二乙醇胺、单异丙醇胺、二异丙醇胺、三异丙醇胺等。碱金属氢氧化物的实例包括氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾等。其中,从本实施方式的自分散聚合物颗粒在水中的分散稳定性的角度,优选氢氧化钠、氢氧化钾、三乙胺和三乙醇胺。
相对100%摩尔的离解基团,碱性化合物的用量优选为5%摩尔-120%摩尔,更优选10%摩尔-110%摩尔,尤其更优选15%摩尔e-100%摩尔。当碱性化合物的用量为15%摩尔或更大时,产生颗粒在水中的分散液稳定的效果,并且当碱性化合物的量是100%或更小时,获得水溶性成分降低的效果。
在过程(2)中,通过普通方法例如减压下蒸馏等从过程(1)获得的分散液中蒸馏掉有机溶剂进行向含水系统相转移可以获得自分散聚合物颗粒的含水分散液。在所得含水分散液中,有机溶剂基本上除去并且有机溶剂的量优选是0.2质量%或更小,更优选0.1质量%或更小。
成膜聚合物颗粒(特别是自分散聚合物颗粒)的平均粒径,以体积平均粒径计,优选在10nm-400nm的范围内,更优选在10nm-200nm的范围内,尤其更优选在10nm-100nm的范围内,并且尤其优选在10nm-50nm的范围内。当该体积平均粒径是10nm或更大时,生产适合性可以得到强化,并且当体积平均粒径是400nm或更小时,贮藏稳定性可以得到强化。而且,成膜聚合物颗粒的粒径分布没有特别的限制,并且可以使用具有宽粒径分布的任意的这些颗粒或具有单分散粒径分布的这些颗粒。可以混合物使用两种或多种不溶于水的颗粒。成膜聚合物颗粒的平均粒径和粒径分布是通过动态光散射法,使用NANOTRAC粒径分布测定仪UPA-EX150(商品名,由NIKKISO Co.,Ltd.生产)测定体积平均粒径确定的值。
从图像的光泽度等的角度,相对油墨组合物,以固体计成膜聚合物颗粒(特别是自分散聚合物颗粒)在油墨组合物中的含量优选是1质量%-20质量%,更优选是2质量%-10质量%。成膜聚合物颗粒(特别是自分散聚合物颗粒)可以单独使用或者可以其两种或多种的混合物使用。
(水溶性有机溶剂)在本实施方式中,油墨组合物含有至少一种水溶性有机溶剂以及水作为溶剂。通过包含水溶性有机溶剂以及成膜聚合物颗粒,可以降低油墨组合物中所述聚合物颗粒的最低成膜温度,并且可以更有效地获得定影效果,并因此可以有利地保持图像的光泽度、耐磨性等。
从可以优选将最低成膜温度控制在低于加热辊的表面温度的范围内的角度,作为油墨组合物中所用的水溶性有机溶剂,优选氧化亚烷基醇或氧化亚烷基烷基醚。而且,因为相同理由,油墨组合物优选含有两种或多种水溶性有机溶剂,并且当油墨组合物含有两种或多种水溶性有机溶剂时,优选其至少一种是氧化亚烷基醇。尤其优选油墨组合物包括两种或多种包含至少一种氧化亚烷基醇和至少一种氧化亚烷基烷基醚的水溶性有机溶剂。
氧化亚烷基醇的优选实例包括氧化亚丙基醇。氧化亚丙基醇的实例包括SANNIX GP250和SANNIX GP400(商品名,由Sanyo ChemicalIndustries,Ltd.生产)。
氧化亚烷基烷基醚的优选实例包括具有为1-4个碳原子的烷基部分的氧化亚乙基烷基醚、和具有为1-4个碳原子的烷基部分的氧化亚丙基烷基醚。氧化亚烷基烷基醚的实例包括乙二醇单甲基醚、乙二醇单乙基醚、乙二醇单丁基醚、二甘醇单甲基醚、二甘醇单丁基醚、丙二醇单甲基醚、丙二醇单丁基醚、二丙二醇单甲基醚、三甘醇单甲基醚、三丙二醇单乙基醚、乙二醇二乙酸酯、乙二醇单甲基醚乙酸酯、三甘醇单甲基醚、三甘醇单乙基醚、乙二醇单苯基醚等。
在本实施方式中,优选成膜聚合物颗粒是自分散聚合物颗粒,并且作为水溶性有机溶剂使用氧化亚丙基醇和氧化亚乙基烷基醚(具有为1-4个碳原子的烷基部分的)和/或氧化亚丙基烷基醚(具有为1-4个碳原子的烷基部分的)的情形。而且,也优选所述聚合物颗粒是包括含有亲水结构单元和得自含脂环族基团的单体的构成单元的不溶于水的聚合物的自分散聚合物颗粒,并且作为水溶性有机溶剂使用氧化亚丙基醇和氧化亚乙基烷基醚(具有为1-4个碳原子的烷基部分的)和/或氧化亚丙基烷基醚(具有为1-4个碳原子的烷基部分的)的情形。
而且,除了水溶性有机溶剂之外,任选地,为了促进防止干燥、强化渗透、改善粘度等,可以包含一种或多种其它有机溶剂。当使用有机溶剂作为干燥防止剂时,可以有效地防止通过喷墨法喷射油墨组合物记录图像的同时因油墨在油墨喷射口干燥可能引起的喷嘴堵塞。为了防止干燥,优选蒸汽压比水的低的水溶性有机溶剂。优选用于防止干燥的水溶性有机溶剂的具体实例包括多元醇,其典型实例包括乙二醇、丙二醇、二甘醇、聚乙二醇、硫二甘醇、二硫二甘醇、2-甲基-1,3-丙二醇、1,2,6-己三醇、乙炔二醇衍生物、甘油、三羟甲基丙烷等;杂环,其典型实例包括2-吡咯烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮、1,3-二甲基-2-咪唑烷酮、N-乙基吗啉等;含硫化合物,其典型实例包括环丁砜、二甲亚砜、3-环丁烯砜等;多功能化合物,其典型实例包括二丙酮醇、二乙醇胺等;脲衍生物等。它们中间,优选多元醇例如甘油、二甘醇等。为了强化渗透性,可以使用有机溶剂以促进油墨组合物渗透到记录介质中。为了强化渗透而优选的有机溶剂的具体实例包括醇例如乙醇、异丙醇、丁醇、1,2-己二醇等,月桂基硫酸钠、油酸钠、非离子表面活性剂等。可以使用水溶性有机溶剂调节粘度。可用于调节粘度的水溶性有机溶剂的具体实例包括醇(例如,甲醇、乙醇、丙醇等)、胺(例如,乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、乙二胺、二乙三胺等)和其它极性溶剂(例如,甲酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲亚砜、环丁砜、2-吡咯烷酮、乙腈、丙酮等)。水溶性有机溶剂在油墨组合物中的含量优选是1质量%-30质量%,更优选5质量%-25质量%,尤其更优选10质量%-20质量%。
(水)在本实施方式中,油墨组合物含有水,但是水的量没有特别的限制。水的优选含量是10质量%-99质量%,更优选30质量%-80质量%,尤其更优选50质量%-70质量%。
(最低成膜温度TA)本实施方式的油墨组合物的最低成膜温度(TA)是通过混合各自含在油墨组合物中的所述聚合物颗粒和水溶性有机溶剂获得的混合液的最低成膜温度。特别是,在本实施方式中,它是指这样的最低成膜温度(下面也称之为“MFT40%),其中相对水溶性有机溶剂为100质量份,油墨组合物中的成膜聚合物颗粒和水溶性有机溶剂的含量比使得成膜聚合物颗粒的含量是40质量份。
特别是,最低成膜温度是如下计算的值。制备25质量份的成膜聚合物颗粒、10质量份的水溶性有机溶剂和65质量份的水的水溶液。在一载体上用刀片在长50cm×宽3cm涂布由此制得的水溶液至涂膜厚度为300μm。然后从载体背面加热,并在20℃和22%RH的环境下以涂膜上从20℃到74℃的温度梯度将涂膜干燥4小时,并在之后测定产生白色粉末状沉淀而未形成薄膜的部分与形成透明薄膜的部分之间的边界,以计算最低成膜温度。在本实施方式中,最低成膜温度低于加热辊(后面所述)的表面温度。由此,对图像的光泽度、耐磨性等更有利。例如最低成膜温度优选是70℃或更低,更优选65℃或更低,尤其更优选60℃或更低。下限没有特别的限制,但是它可以是,例如,20℃或更高,更优选30℃或更高,尤其更优选40℃或更高。
在本实施方式中,考虑到最低成膜温度变化大,特别是取决于成膜聚合物颗粒的组成(例如,各个单体例如脂环族(甲基)丙烯酸酯等的含量比)、成膜聚合物颗粒和水溶性有机溶剂等的含量比,并因此,可以通过适当调节这些比例来调节最低成膜温度(MFT40%)等。
本实施方式焦点在于最低成膜温度(MFT40%),结果发现通过使用具有最低成膜温度的特定油墨组合物并用温度高于最低成膜温度的加热辊定影,可以有效地用成膜聚合物颗粒进行成膜,并因此也可以改进图像的光泽度和耐磨性等。
上面效果的原因推测如下。即通过喷墨法将油墨组合物喷射到记录介质上,并使油墨组合物中含有的一部分水溶性有机溶剂渗透到记录介质内部直到定影在加热辊上。结果在记录介质表面上形成的图像含有油墨固体和剩下的水溶性有机溶剂,并且其含量比是这样的比例,相对100质量份的前者,后者的含量是40质量份。而且,进行加热辊上的定影过程。定影过程期间,当定影温度高于具有一定浓度的油墨组合物的成膜温度时,图像足够经过成膜并呈现图像的光泽度和耐磨性改善的效果。
(其它添加剂)油墨组合物除了上述成分之外,可以任选含有一种或多种其它添加剂。这些添加剂的实例包括已知的添加剂例如蜡、紫外线吸收剂、防褪色剂、乳化稳定剂、渗透防止剂、防腐剂、防霉剂、pH调节剂、表面张力调节剂、消泡剂、粘度改进剂、分散剂、分散稳定剂、防蚀剂、螯合剂等。这些不同的添加剂可以在制备油墨组合物之后直接加入或者可以在制备油墨组合物期间加入。
作为蜡,例如,可以优选使用熔点为从40℃到低于100℃的蜡颗粒。通过包含蜡,可以改善图像的按压粘连耐性。
蜡颗粒的蜡的实例包括天然蜡和合成蜡。天然蜡的实例包括得自石油的蜡(石油基蜡)、得自植物的蜡(植物基蜡)、和得自动物/植物的蜡。得自石油的蜡的实例包括石蜡蜡、微晶蜡、汽油等,得自植物的蜡的实例包括巴西棕榈蜡、candelilla蜡、米蜡、木蜡蜡等,并且得自动物/植物的蜡的实例包括羊毛脂、蜂蜡等。合成蜡的实例包括合成烃基蜡、和改性蜡。合成烃基蜡的实例包括聚乙烯蜡、Fischer-Tropsch蜡等,并且改性蜡的实例包括石蜡蜡衍生物、褐煤蜡蜡衍生物、微晶蜡衍生物等。
本实施方式的蜡可以通过任意方法包含在油墨组合物中,例如,以蜡溶解在优选溶剂中的溶液形式、乳液分散形式、固体颗粒的分散形式等。特别优选乳化分散法,并优选加入优选平均粒径为0.01μm-10μm,优选0.05μm-5μm,更优选是0.1μm-2μm的颗粒。
从改善耐磨性、按压粘连耐性、和油墨喷射性能(喷射之后即刻、和经时)的角度,蜡在油墨组合物中优选具有0.001质量%-20质量%的蜡固体浓度,更优选0.01质量%-10质量%,尤其更优选0.1质量%-5质量%。
紫外线吸收剂可以改善图像保藏性。紫外线吸收剂的实例包括如JP-A Nos.58-185677、61-190537、2-782、5-197075、9-34057等中所述的苯并三唑-基化合物,如JP-A Nos.46-2784和5-194483、美国专利3,214,463等中所述的二苯甲酮-基化合物,如日本已审专利公报48-30492和56-21141、JP-A No.10-88106等中所述的肉桂酸-基化合物,如JP-A Nos.4-298503、8-53427、8-239368和10-182621、PCT日语翻译专利公报8-501291等中所述的三嗪-基化合物,Research Disclosure No.24239中所述的化合物,和能够吸收紫外线并发出荧光的化合物,所谓的荧光增白剂,其典型实例包括二苯乙烯-基化合物和苯并唑-基化合物。
防褪色剂可以改善图像的贮藏性能。作为防褪色剂,可以使用各种有机和金属络合物-基防褪色剂。有机防褪色剂的实例包括氢醌、烷氧基酚、二烷氧基酚、酚、苯胺、胺、茚满、色满、烷氧基苯胺和杂环,而金属络合物的实例包括镍络合物、锌络合物等。更特别地,Research Disclosure,No.17643,VII,Sections I-J、No.15162、No.18716,第650页左栏、No.36544,第527页、No.307105,第872页、和No.15162中引证的专利中所述的化合物,和JP-A No.62-215272第127-137页所述典型化合物和化合物实例的式包含的化合物。
防霉剂的实例包括脱氢乙酸钠、苯甲酸钠、吡啶硫酮-1-氧化钠、对-羟基苯甲酸乙酯、1,2-苯并异噻唑啉-3-酮、其盐等。它们在油墨组合物中的优选用量是0.02质量%-1.00质量%。
作为pH调节剂,可以使用中和剂(有机碱和无机碱)。pH调节剂优选这样加入,从改善油墨组合物的贮藏稳定性的角度,使得油墨组合物的pH为6-10,并且优选pH为7-10。
表面张力调节剂的实例包括非离子表面活性剂、阳离子-基表面活性剂、阴离子-基表面活性剂、甜菜碱-基表面活性剂等。为了通过喷墨法进行良好的喷射,表面张力调节剂的添加量优选是能够调节油墨组合物的表面张力至优选20mN/m-60mN/m,更优选20mN/m-45mN/m,尤其更优选25mN/m-40mN/m的量。另一方面,当油墨经除喷墨法之外的方法涂敷时,优选20mN/m-60mN/m的范围,更优选30mN/m-50mN/m的范围。
油墨组合物的表面张力是通过平板法,使用自动表面张力仪CBVP-Z(商品名,由Kyowa Interface Science Co.,Ltd.生产)在25℃的条件下测定的值。
表面活性剂的具体实例包括,就烃基表面活性剂而言,阴离子-基表面活性剂例如脂肪酸的盐、烷基硫酸酯盐、烷基苯磺酸盐、烷基萘磺酸盐、二烷基磺基琥珀酸盐、烷基磷酸酯盐、萘硫酸/福尔马林缩合物、聚氧乙烯烷基磺酸酯盐等,和非离子表面活性剂例如聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基芳基醚、聚氧乙烯脂肪酸酯、山梨聚糖脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨聚糖脂肪酸酯、聚氧乙烯烷基胺、甘油脂肪酸酯、氧化乙烯氧化丙烯嵌段共聚物等。进一步的优选实例包括SURFYNOLS(商品名,由Air Products &Chemicals生产),它是乙炔-基聚氧乙烯氧化物表面活性剂、和氧化胺类的两性表面活性剂例如N,N-二甲基-N-烷基氧化胺。还可以使用JP-A No.59-157636第(37)至(38)页和Research Disclosure No.308119(1989)中所述的表面活性剂。而且,也可以使用氟-基(烷基氟-基)表面活性剂、硅酮基的表面活性剂等,例如JP-A Nos.2003-322926、2004-325707和JP-A No.2004-309806中所述的,以改善耐磨性。也可以使用表面张力调节剂作为消泡剂,并且可以使用氟化物-基化合物、硅酮基化合物、螯合剂例如EDTA等作为消泡剂。
从用喷墨法经喷射涂敷时与酸性处理液接触时的喷射稳定性和聚集速度的角度,油墨组合物的粘度优选在1mPa·s-30mPa·s的范围内,更优选在1mPa·s-20mPa·s的范围内,尤其更优选在2mPa·s-15m Pa·s的范围内,并且尤其优选在2mPa·s-10mPa·s的范围内。而且,当经除喷墨法之外的方法涂敷油墨组合物时,粘度优选在1mPa·s-40mPa·s的范围内,更优选在5mPa·s-20mPa·s的范围内。油墨组合物的粘度可以通过用例如Brookfield粘度仪测定。
<油墨组合>除了本实施方式的上述油墨组合物之外,本实施方式的喷墨图像形成方法可以与通过与油墨组合物接触能够形成聚集体的处理液一起使用。在本实施方式中,油墨组合包括本实施方式的上述油墨组合物和处理液。
-处理液-本实施方式的处理液经构造通过与上述油墨组合物接触能够形成聚集体。特别是,处理液优选包括至少一种通过聚集分散在油墨组合物中的颗粒例如色料颗粒(例如,颜料)等能够形成聚集体的聚集成分,并且可以任选包括一种或多种其它成分。通过将处理液与油墨组合物一起使用,可以使喷墨记录速度提高,并且可以获得画画性能优异(例如,细线和细部分的再现性)且密度高和清晰度高的图像,即使进行高速记录。
(聚集成分)处理液可以含有至少一种与油墨组合物接触能够形成聚集体的聚集成分。通过将处理液与喷墨法喷射的油墨组合物混合,稳定分散在油墨组合物中的颜料等的凝聚得到改善。
处理液的实例包括通过改变油墨组合物的pH能够形成凝聚体的液体。这里,从油墨组合物的聚集速度的角度,处理液的pH(25℃)优选是1-6,更优选1.2-5,尤其更优选1.5-4。这种情况下,用于喷射过程的油墨组合物的pH(25℃)优选是7.5-9.5(更优选8.0-9.0)。它们中间,在本实施方式中,从图像密度、清晰度、和较高的喷墨记录的记录速度的角度,油墨组合物的pH(25℃)是7.5或更大,并且处理液的pH(25℃)优选是1.5-3。聚集成分可以单独使用或者可以其两种或多种的混合物使用。
处理液可以包括至少一种酸性化合物作为聚集成分。作为酸性化合物,可以使用具有磷酸基团、膦酸基团、次膦酸基团、硫酸基团、磺酸基团、亚磺酸、或者羧基的化合物、或其盐(例如,多元金属盐)。它们中间,从油墨组合物的聚集速度的角度,更优选具有磷酸基团或羧基的化合物,并且尤其更优选具有羧基的化合物。
具有羧基的化合物优选选自聚丙烯酸、醋酸、乙醇酸、丙二酸、苹果酸、马来酸、抗坏血酸、琥珀酸、戊二酸、富马酸、柠檬酸、酒石酸、乳酸、磺酸、正磷酸、吡咯烷酮羧酸、吡喃酮羧酸、吡咯羧酸、呋喃羧酸、吡啶羧酸、香豆酸、噻吩羧酸、烟酸、这些化合物的衍生物、其盐(例如,多价金属盐)等。这些化合物可以单独使用或者可以两种或多种组合使用。
除了酸性化合物等之外,本实施方式的处理液可以包括含水溶剂(例如,水)。从凝聚效果的角度,相对处理液的总质量,酸性化合物在处理液中的含量优选是5质量%-95质量%,更优选10质量%-80质量%,尤其更优选15质量%-50质量%。
处理液可以是例如,包括多价金属盐的处理液。当使用包括多价金属盐的处理液时,可以改善高速聚集性能。多价金属盐的实例包括属于周期表第II族的碱土金属(例如,镁和钙)、属于周期表第III族的过渡金属(例如,镧)、来自周期表的第XIII族(例如,铝)的阳离子、和镧系元素(例如,铌)的盐。作为金属盐,优选羧酸盐(甲酸盐、乙酸盐、苯甲酸盐等)、硝酸盐、氯化物、以及硫氰酸盐。它们中间,更优选羧酸的钙盐或镁盐(例如,甲酸盐、乙酸盐、苯甲酸盐等)、硝酸的钙盐或镁盐、氯化钙、氯化镁、和硫氰酸的钙盐或镁盐。
从凝聚效果的角度,金属盐在处理液中的含量优选在1质量%-10质量%的范围内,更优选1.5质量%-7质量%,尤其更优选2质量%-6质量%。
处理液可以包括至少一种阳离子有机化合物作为聚集成分。阳离子有机化合物的实例包括阳离子聚合物例如聚(乙烯基吡啶)盐、聚丙烯酸烷基氨基乙酯、聚甲基丙烯酸烷基氨基乙酯、聚(乙烯基咪唑)、聚乙亚胺、聚双胍、聚胍、或者聚烯丙基胺及其衍生物等。
考虑到处理液的粘度,阳离子聚合物的重均分子量优选小。当将处理液经喷墨法涂敷到记录介质上时,重均分子量优选在1,000-500,000的范围内,更优选1,500-200,000和尤其更优选2,000-100,000。从聚集速度的角度重均分子量为1000或更大是有益的,并且从喷射可靠性的角度重均分子量为500,000或更小是有益的。然而,这不适用于采用除喷墨之外的方法将处理液涂敷到记录介质上的情形。
阳离子有机化合物的优选实例包括伯、仲或叔胺盐类的化合物。胺盐类化合物的实例包括阳离子化合物包括化合物例如盐酸或乙酸盐(例如,月桂胺、棕榈胺、硬脂胺、松香胺等)、季铵盐类化合物(例如,月桂基三甲基氯化铵、鲸蜡基三甲基氯化铵、月桂基二甲基苄基氯化铵、苄基三丁基氯化铵、苯扎氯铵等)、吡啶盐类化合物(例如,鲸蜡基氯化吡啶、鲸蜡基溴化吡啶等)、咪唑啉类阳离子化合物(例如,2-十七碳烯基羟基乙基咪唑啉等)、高级烷基胺的环氧乙烷加成物(例如,二羟基乙基硬脂胺等)等,和在所需pH区呈现阳离子性能的两性表面活性剂,包括两性表面活性剂例如氨基酸类两性表面活性剂、羧酸酯类两性表面活性剂(例如,硬脂基二甲基甜菜碱、月桂基二羟基乙基甜菜碱等)、硫酸酯类、磺酸类或磷酸酯类的两性表面活性剂等。它们中间,优选二价或更高的阳离子有机化合物。
从凝聚效果的角度,阳离子有机化合物在处理液中的含量优选是1质量%-50质量%,更优选是2质量%-30质量%。
它们中间,作为聚集成分,考虑到图像的聚集性能和耐磨性,优选二价或更高的羧酸或二价或更高的阳离子有机化合物。
(其它成分)一般说来,本实施方式的处理液除了含有聚集成分之外,还可以含有水溶性有机溶剂。在不干扰本实施方式的效果的范围内,也可以使用一种或多种其它添加剂。水溶性有机溶剂的细节与上述油墨组合物的相同。
上面其它添加剂的实例包括那些已知的添加剂例如干燥防止剂(湿润剂)、防褪色剂、乳化稳定剂、渗透强化剂、紫外线吸收剂、防腐剂、防霉剂、pH调节剂、表面张力调节剂、消泡剂、粘度改进剂、分散剂、分散稳定剂、防锈剂、螯合剂等,并且上述油墨组合物中包含的作为其它添加剂的具体实例提及的那些可用于这里。
从油墨组合物的聚集速度的角度,处理液的粘度优选在1mPa·s-30mPa·s的范围内,更优选1mPa·s-20mPa·s,尤其更优选2mPa·s-15mPa·s,特别优选是2mPa·s-10mPa·s。粘度是在20℃的温度条件下使用粘度仪TV-22(商品名,由Toki SangyoCo.,Ltd.生产)测定的。
而且,从油墨组合物的聚集速度的角度,处理液的表面张力优选是20mN/m-60mN/m,更优选20mN/m-45mN/m,尤其更优选25mN/m-40mN/m。表面张力是在25℃的温度条件下使用自动表面张力计CBVP-Z(商品名,由Kyowa Interface Science Co.,Ltd.生产)测定的。
<记录过程>本实施方式的记录过程是通过喷墨法在记录介质上记录图像的过程以用本实施方式的上述油墨组合物记录图像。而且,任选地,可以提供将通过与油墨组合物接触能够形成聚集体的处理液涂敷到记录介质上的处理液涂敷过程。本实施方式的记录过程还可以任选包括一种或多种其它过程。
在本过程中,油墨组合物可以选择性地涂敷到记录介质上,这样可以形成所需的可视图像。油墨组合物的细节和本实施方式的油墨组合物中各成分的细节、优选模式等如上所述。
特别是,使用喷墨法记录图像可以通过施加能量将液体组合物喷射到所需记录介质上进行,并且记录介质可以是例如,普通纸张或涂布树脂的纸,例如喷墨记录专用纸、薄膜、既可用于喷墨记录又可用于电子照相记录的纸、布、玻璃、金属、陶瓷等,并且其实例包括JP-A Nos.8-169172、8-27693、2-276670、7-276789、9-323475、62-238783、10-153989、10-217473、10-235995、10-337947、10-217597、10-337947等中所述的那些。本实施方式优选的喷墨记录方法的优选实例还包括JP-A No.2003-306623的第[0093]至[0105]段中所述的方法。
喷墨法没有特别的限制并且可以是任意已知方法例如通过静电吸引力喷出油墨的电荷控制方法、使用压电元件的振动压力的按需滴落方法(压力脉冲方法)、用由电信号转变而来的声束照射油墨产生的辐照压力喷射油墨的声学喷墨方法、使用通过加热油墨引起的起泡而产生的压力喷射油墨的热喷墨方法(BUBBLEJET(注册商标)系统)等。尤其是,可以有效地使用JP-A No.54-59936中所述的喷墨法,在该喷墨法中,通过对油墨施加热量引起的油墨体积快速变化产生的作用力从喷嘴喷射油墨。而且,喷墨法的实例包括喷射大量小容积的浓度低的称作照相油墨的油墨液滴的方法、使用在不同浓度下色调基本上相同的油墨改善图像质量的方法、和使用清洁且无色油墨的方法。
而且,喷墨法中所用的喷墨头可以是按需类的头或连续类的头。而且,喷射系统的具体实例包括机电转导系统(如单腔系统、双腔系统、自动售货机系统(vendor system)、活塞系统、共用型系统(share-mode system)、共用壁系统等)、电热转换系统(如热喷墨系统、BUBBLEJET(注册商标)系统等)、静电抽吸系统(如电场控制系统、狭缝式喷射系统等)、放电系统(如火花-喷射系统等),并且任意这些喷射系统都是可用的。此外,通过喷墨法进行喷墨记录时所用的油墨喷嘴等没有特别的限制,并且可以根据用途适当选择。
下面呈现喷墨记录方法的具体实例。就喷墨记录方法而言,有(1)称作静电吸引系统的方法。它是在喷嘴和喷嘴前方放置的加速电极之间施加强电场,从喷嘴以液滴状将油墨连续地喷射,并在油墨滴在偏向电极之间通过的同时,对偏向电极给予印刷信息信号,由此将油墨滴送到记录介质上,并将油墨定影在记录介质上,由此记录图像的方法,或者是不使油墨偏向而与印刷信息信号对应地将油墨滴从喷嘴喷射到记录介质上,并将图像定影在记录介质上,由此记录图像的方法。而且,有(2)方法,是通过用小型泵对油墨液施加压力,同时用石英晶体振子等使喷墨喷嘴机械地振动,从而强制地从喷嘴喷射油墨滴的方法。使从喷嘴喷射的油墨滴在喷射的同时带电,由此在油墨滴通过偏向电极期间对偏向电极给予印刷信息信号并使油墨滴向记录介质涂敷,由此在记录介质上记录图像。接下来,有(3)方法,它是通过压电元件对油墨液同时施加压力和印刷信息信号,由此将油墨滴从喷嘴喷射到记录介质,由此在记录介质上记录图像(压电),和(4)方法,是使用微电极按照起泡用的印刷信息信号使油墨液受热,并且油墨液因起泡膨胀而从喷嘴向记录介质喷射,并在记录介质上记录图像(BUBBLEJET(注册商标))。
至于喷墨头,有梭系统,其中使用短串联头的同时进行记录,并且头以扫描方式在记录介质的宽度方向移动;和串行系统,其中使用相对记录介质一侧的全长排列具有记录设备的串行头。在该串行系统中,通过在与沿排列记录设备的方向垂直的方向扫描记录介质可以在整个记录介质的一面进行图像记录;从而不需要使用例如以扫描方式移动短头的滑架等传送系统。而且,由于不需要滑架(carriage)和记录介质移动的复杂的扫描-移动控制并且仅移动记录介质,因此与梭系统相比可以提高记录速度。本实施方式的喷墨记录方法对这两个系统都可以使用,但是将其中通常不进行哑喷射(dummy ejecting)的本发明的喷墨记录方法用于串行系统时喷射精确度和图像的耐擦性的改善效果更大。
而且,在本实施方式的记录过程中,当使用串行系统时,可以使用一种油墨组合物或者可以使用两种或多种油墨组合物在第一次(第n种颜色(n≥1),例如,第2种颜色)喷射的油墨组合物和接着(第n+1种颜色,例如,第3种颜色)的喷射的油墨组合物之间的1秒或更小的喷射间隙适当进行记录。在本实施方式中,当在串行系统中以1秒或更小的喷射间隙进行记录时,可以获得具有优异耐磨性的图像,并且可以抑制在不低于常规速度的高速度下记录时产生粘连,同时防止了油墨滴之间的干扰产生的模糊或色彩混合。而且,可以获得具有优异色彩和画画性能(例如,图像中细线和细小部分的再现性)的图像。
从获得高精度图像的角度,从喷墨头喷射的油墨液滴的量优选是0.5pl(picoliter)-6pl,更优选1pl-5pl,尤其更优选2pl-4pl。
-处理液涂敷过程-在本实施方式中,可以在记录过程之前或之后提供处理液涂敷过程。在处理液涂敷过程时,将能够通过与油墨组合物接触形成聚集体的处理液涂敷到记录介质上,使得所述处理液与油墨组合物接触形成图像。这种情况下,油墨组合物中的分散颗粒例如聚合物颗粒、色料(例如,颜料)等聚集以在记录介质上固定图像。处理液中各成分的细节和优选样式如上所述。
处理液的涂敷可以使用已知方法例如涂布法、喷墨法、浸渍法等进行。涂布法可以是使用棒涂器、挤出模涂器、气刀涂布器、刀片涂布器、杆涂器、刀涂器、挤压涂布器、逆转辊涂布器等的已知的涂布法。喷墨法的细节如上所述。
在本实施方式中,优选记录过程是在处理液涂敷过程中涂敷处理液之后进行的。即优选在将油墨组合物涂敷到记录介质上之前将聚集油墨组合物中的色料(优选,颜料)的处理液涂敷到记录介质上,然后涂敷油墨组合物以便与记录介质上提供的处理液接触,由此形成图像。结果,可以较高速度进行喷墨记录,并且可以获得具有高密度和高清晰度的图像,即使在高速度下进行记录。
待涂敷的处理液的量没有特别的限制,只要它在油墨组合物内可以形成聚集体,并以待涂敷的聚集成分(例如,二价或更高羧酸或阳离子有机化合物)的量计优选0.1g/m2或更大。待涂敷的聚集成分的量优选是0.1g/m2-1.0g/m2,更优选是0.2g/m2-0.8g/m2。当待涂敷的聚集成分的量是0.1g/m2或更大时,聚集反应进行得适当,而当待涂敷的聚集成分的量是1.0g/m2或更小时,光泽度不太可能变得太高,因此该量是优选的。
在本实施方式中,优选记录过程在处理液涂敷过程之后进行(换句话说,在将处理液涂敷到记录介质上之后将油墨组合物涂敷到记录介质上),并在处理液涂敷到记录介质之后和在将油墨组合物涂敷到记录介质上之前,进行热干燥过程,其中通过加热将记录介质上的处理液干燥。通过在记录过程之前加热预先将处理液干燥,可能有利于油墨着色性能例如防止模糊等,并且可以记录具有良好色彩密度和色调的可视图像。
热干燥可以通过已知加热装置例如加热器等,或者热风装置包括热风例如干燥器等,或者将这些方法组合的方法进行。加热方法的实例包括从与已涂敷处理液的表面相对的记录介质面用加热器等供热的方法、对已涂敷处理液的记录介质面吹温或热风的方法;使用红外线加热器等加热的方法,以及上面方法中两种或多种的组合。
2.涂敷过程本实施方式的涂敷过程是将包含具有玻璃化温度的树脂颗粒的液体涂敷到加热辊表面或图像上的过程。即它可以是将包含树脂颗粒(下面,也可以称之为“含树脂颗粒的液体”)的液体经涂敷到加热辊上,经过其面上涂敷有树脂颗粒的加热辊,将所述树脂颗粒涂敷到所述图像表面上的方法(第一模式)、或者是将含树脂颗粒的液体直接涂敷到所述图像表面上的方法(第二模式)。
(含树脂颗粒的液体)用于含树脂颗粒的液体的具有玻璃化温度的第二聚合物颗粒(下面也称之为“树脂颗粒”)是一种能够抑制粘连的颗粒,并且没有限制,只要它们是具有比加热辊的表面温度高的玻璃化温度的树脂颗粒。玻璃化温度的下限高于加热辊的表面温度。因此,在定影之后颗粒可以存在于图像上并且可以抑制图像之间的粘合,由此可以改善粘连耐性。例如,玻璃化温度可以是80℃或更高,优选90℃或更高,更优选100℃或更高。玻璃化温度的上限没有特别的限制。这里,作为本实施方式的玻璃化温度(Tg),使用通过实际测定获得的测定Tg。特别是,测定Tg是指在正常测定条件下使用差示扫描量热计(DSC)EXSTAR6220(SII Nano Technology Inc.生产的商品名)测定的值。
然而,当因树脂颗粒等分解而难以测定时,使用通过下面计算式(S)计算获得的值Tg。1/Tg=∑(Xi/Tgi)(S)这里,对于树脂颗粒作为计算目标,假设n种单体成分中i=1-n种共聚合。Xi是i-th单体的重量分数(∑Xi=1),Tgi是i-th树脂的均聚物的玻璃化温度(绝对温度)。∑是i=1-n之和。作为每一树脂的均聚物的玻璃化温度的值(Tgi),使用“Polymer Handbook”(第3版)(由J.Brandrup和E.H.Immergut编辑(Wiley-Interscience,1989))中所述的值,将其内容以援引的方式加入本文。
树脂颗粒可以是水溶性差的或者是不溶于水的,但是在本实施方式中,它们优选不溶于水。当树脂颗粒的水溶性差或者不溶于水时,优选不溶于水,当将树脂颗粒涂敷到记录图像上时,可以有效地抑制因树脂颗粒溶解或渗透到记录图像内部引起的粘连耐性的降低,并且也可以抑制记录图像面上发生的不匀度的产生。在本实施方式中,不溶于水的是指相对100质量份(25℃)的水溶解量是5.0质量份或更小。本实施方式的含树脂颗粒的液体优选处于分散状态,即树脂颗粒分散液。树脂颗粒的实例包括聚(甲基)丙烯酸甲酯颗粒、聚苯乙烯颗粒、聚酯颗粒等。它们中间,从粘连抑制等的角度,优选聚(甲基)丙烯酸甲酯颗粒。聚(甲基)丙烯酸甲酯是指聚丙烯酸甲酯和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)中至少一种。至于树脂颗粒,可以仅使用一种,或者可以将其两种或多种混合使用。
树脂颗粒的体积平均粒径通常是0.05μm-20.0μm,优选约2μm-约15μm,更优选是约4μm-约12μm。本实施方式的体积平均粒径是用NANOTRAC粒径分布测定仪UPA-EX150(商品名,由NIKKISO Co.,Ltd.生产)测定的值。该测定可以使用将10mL的离子交换水添加到100μl的20质量%的含水树脂颗粒分散液中制得的测定用样品液,并调整温度至25℃进行。
液体中所含的树脂颗粒的含量没有限制,但是相对含树脂颗粒的液体的总量,它可以是,例如,约1质量%-约50质量%,并且优选约5质量%-约40质量%。含树脂颗粒的液体可以包括任意液体(含树脂颗粒的液体中所用的液体在本实施方式中也可以称之为“第一液体”)没有限制,只要第一液体能够分散树脂颗粒。在本实施方式中,优选使用非挥发性溶剂。本实施方式的非挥发性溶剂是指在1atm下于150℃或更低不沸腾的溶剂。这种液体的实例包括硅油类或含氟油例如二甲基硅油、氟化油、氟硅油、氨基-改性硅油等;液体石蜡等。它们中间,从在加热辊的表面层上形成均匀脱模剂层并且树脂颗粒可以容易地转移到记录图像表面的角度,优选实例包括硅油类和含氟油类。
硅酮或含氟油的实例包括“KF-96-10CS”、“KF-96-20CS”、“KF-96-30CS”、“KF-96-50CS”、“KF-96-100CS”、“KF-96-200CS”、“KF-96-300CS”、“KF-96-500CS”、“KF-96-1000CS”、“KF-96-3000CS”、“KF-96-5000CS”和“KF-96-10000CS”(商品名)(分别由Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.生产),以及二甲基硅油例如“SH200-10CS”、“SH200-100CS”、“SH200-1000CS”、“SH200-10000CS”等,(商品名)(分别由Dow Corning Toray Co.,Ltd.生产);“KF-393”、“KF-859”、“KF-860”、“KF-861”、“KF-864”、“KF-865”、“KF-867”、“KF-868”、“KF-869”、“KF-6012”、“KF-880”、“KF-8002”、“KF-8004”、“KF-8005”、“KF-877”、“KF-8008”、“KF-8010”、“KF-8012”、“X-22-3820W”、“X-22-3939A”、“X-22-161A”、“X-22-161B”和“X-22-1660B-3”(商品名)(分别由Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.生产),和氨基-改性硅油例如“BY16-871”、“BY16-853U”、“FZ-3705”、“SF8417”、“BY16-849”、“FZ-3785”、“BY16-890”、“BY16-208”、“BY16-893”、“FZ-3789”、“BY16-878”、“BY16-891”等,(商品名)(分别由Dow CorningToray Co.,Ltd.生产);“FL-5”、“X22-821”、“X-22-822”、“FL-100-100CS”、“FL-100-450CS”、“FL-100-1000CS”和“FL-100-10000CS”(商品名)(分别由Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.生产),和氟硅油例如“FS1265-300CS”、“FS1265-1000CS”、“FS1265-10000CS”等,(商品名)(分别由DowCorning Toray Co.,Ltd.生产);等。至于第一液体,可以仅使用一种液体,或者可以将两种或多种混合使用。
本实施方式的含树脂颗粒的液体(特别是,树脂颗粒)是一种在涂敷到图像表面上时不形成薄膜或不聚合的物质。它特别优选是一种在定影过程中不形成薄膜的物质。例如,优选当树脂颗粒和水溶性有机溶剂的含量比是以100质量份的前者为基础后者为40质量份的比例时,含树脂颗粒的液体没有最低成膜温度。这样可以进一步改善定影偏移耐性并有效地抑制粘连。该最低成膜温度可以通过如上所述与获得最低成膜温度TA基本上相同的方法确定。在不干扰本申请效果的范围之内,含树脂颗粒的液体可以含有一种或多种已知的添加剂。
(加热辊)加热辊的表面温度(加热温度)高于最低成膜温度(MFT40%),并且低于树脂颗粒的玻璃化温度。因此,通过促进图像内成膜聚合物的薄膜形成同时使树脂颗粒以颗粒形式存在于图像上,光泽度可以得到强化,因此粘连耐性也可以得到改善。加热辊的表面温度可以是,例如,约40℃-约100℃,并且优选约50℃-约90℃。
加热方法没有特别的限制,但是其实例包括以非接触方式干燥的方法,例如用加热元件例如镍铬线加热器等干燥的方法、提供温热风或热风的方法、用卤灯、红外线灯等加热的方法。
加热辊可以是用金属制成的金属辊、或者具有用金属制成的核心金属和包含弹性元件的涂布层的辊,并任选地,在其周围提供有表面层(也称之为脱模层)。由金属制成的金属辊和核心金属例如可以由用铁、铝、SUS等制成的圆柱形元件形成。特别是,涂布层优选由硅酮树脂或具有脱模性的含氟树脂形成。而且,加热辊优选包括在其核心金属内部构建的加热元件。例如,当使用两个辊时,两个辊中其中一个可以具有在其核心金属内部构建的加热元件。记录介质可以通过使所述介质经过这两个辊之间同时施加加热处理和按压处理来受热。可以使用两个加热辊并且可以通过使记录介质经过这两个加热辊之间受热。作为加热元件,例如,优选卤灯加热器、陶瓷加热器、镍铬线等。
(在加热辊表面上的涂敷)本实施方式的第一模式的涂敷过程是将包含树脂颗粒的液体(含树脂颗粒的液体)涂敷到所述加热辊表面的过程。例如,将其中浸渍有含树脂颗粒的液体的织物材料与加热辊表面接触的方法、将含树脂颗粒的液体喷在加热辊表面上的方法、用辊涂器涂布所述加热辊表面的方法等。特别是,在不引起不均度的情况下从将适量含树脂颗粒的液体供应到辊表面的角度,可以优选将织物材料与加热辊接触的方法。这里所用的织物材料(webmember)可以是机织织物、非机织织物等中的任意一种,并且可以使用可商购获得的或已知的。然而,优选具有耐热性的织物材料,这是由于该材料与加热辊接触。其实例包括聚偏二氯乙烯、聚乙烯、芳族聚酰胺、聚酯、其混合物等。
参照图1描述第一模式的涂敷过程的一个实例。在加热辊(定影辊)1中,通过幅按压辊3,按压包含含树脂颗粒的液体的织物材料5。通过旋转输送辊2和卷绕辊4将织物材料5卷起以与加热辊1接触,由此将含树脂颗粒的液体连续供应到加热辊表面。6是按压辊。
(图像表面的涂敷)本实施方式的第二模式的涂敷过程是将含树脂颗粒的液体直接涂敷到其上已记录图像的记录介质上,而不是加热辊上的过程。第二模式的涂敷可以通过已知方法例如喷射法、涂布法、喷墨法、浸渍法等进行。涂布法可以是使用棒涂器、挤出模涂器、气刀涂布器、刀片涂布器、杆涂器、刀涂器、挤压涂布器、逆转辊涂布器等的已知的涂布法。喷墨法的细节如上所述。
3.定影过程定影过程是将加热辊与所述图像表面接触的过程。本实施方式的加热辊的表面温度满足式(1),即加热辊的表面温度高于最低成膜温度(MFT40%)并低于树脂颗粒的玻璃化温度。这样可以促进记录图像中所含的成膜聚合物形成薄膜以进行定影,同时,在保持颗粒状态的情况下在图像表面上有效供应树脂颗粒。因此,除了获得光泽度之外,还可以获得粘连防止特征。而且,也可以改善定影偏移耐性。
至于本实施方式的定影过程,例如,在第一模式中,将辊表面粘合有含树脂颗粒的液体的加热辊按压在其上已记录图像的记录介质(打印物)上,由此可以将树脂颗粒提供于打印物表面,并且也可以使图像定影。在第二模式中,在与加热辊接触之前预先使树脂颗粒呈现于打印物表面,并通过与加热辊接触,可以将图像与树脂颗粒一起定影。在本实施方式中,从树脂颗粒可以适量粘附到图像表面并且可以有效地抑制粘连的角度,优选第一模式。按压方法没有限制,但是其实例包括方法(i):也使用按压辊并使记录图像表面通过一对这些辊(加热辊和按压辊)之间以使记录图像表面与加热辊表面接触;方法(ii):使用两个加热辊,并使打印物通过一对这些加热辊之间;方法(iii):将于传送带上传送的打印物通过加热辊之间以使记录图像表面与加热辊表面接触;(iv)任意这些方法的组合等。
考虑到表面光滑度,按压压力优选在0.1MPa-3.0MPa的范围内,更优选在0.1MPa-1.0MPa的范围内,尤其更优选在0.1MPa-0.5MPa的范围内。
记录介质通过两个加热辊之间的优选钳夹时间优选是1毫秒-10秒,更优选2毫秒-1秒,尤其优选4毫秒-100毫秒。优选钳夹宽度是0.1mm-100mm,更优选0.5mm-50mm,尤其优选1mm-10mm。
而且,通过选择弹性元件例如具有张力的弹簧等,并将该弹性元件放置在辊如加热辊等的两端,以便根据辊距获得所需辊隙,由此可以达到该压力(钳口压力)。
传送记录介质的带基底(belt substrate)没有特别的限制,并且例如,可以优选无缝电熔镍基底。所述基底厚度优选是10μm-100μm。带基底材料的实例包括铝、铁、聚乙烯、镍等。当放置硅酮树脂或含氟树脂时,使用这种树脂形成的层的厚度优选是1μm-50μm,更优选是10μm-30μm。
记录介质的传送速度优选在200mm/sec-700mm/sec的范围内,更优选300mm/sec-650mm/sec,尤其优选400mm/sec-600mm/sec。涂敷到记录介质上的树脂颗粒的量没有限制,并且可以根据加热辊上的供应量、含树脂颗粒的液体的浓度等适当调整。而且,在使用其中浸渍有含树脂的液体的织物材料的方法中,该量可以根据织物材料上的浸渍量、织物材料的传输量等调整。在本实施方式的图像形成方法中,可以包括设备例如油墨干燥区等以在记录过程、涂敷过程、和定影过程之间,或者在涂敷过程之后进行干燥过程。
参照图2所示设备的示意图描述本实施方式的图像形成方法的一个优选实例。当通过设备中的传送带10等传送记录介质11时,首先用棒13涂敷处理液以在处理液涂布段12涂敷处理液,然后在加热干燥段14经加热器15干燥记录介质。之后,当记录介质11到达喷墨记录段16时,油墨从喷墨喷嘴17喷出至记录介质,由此在记录介质上形成图像。其上已记录图像的记录介质(打印物)经过加热干燥段14传送到定影段。定影段包括加热辊(定影辊)1和按压辊6。在加热辊上,部分在含树脂颗粒的液体中浸渍过的织物材料5经按压,结果使树脂颗粒粘附到辊表面。传送的打印物通过加热辊1和按压辊6之间。通过该路径,将记录介质上形成的图像定影,同时粘附在加热辊表面上的树脂颗粒转移到印刷面。之后,如果需要的话将记录介质剪切成预定大小,然后,从出纸口将记录介质排出使打印物堆叠在出纸盘(未显示)上。在图2中,提供处理液涂布段12并且首先将记录介质与处理液涂布棒接触,由此在记录介质表面上进行处理液涂敷过程(如后所述)。而且在图2中,分别在涂敷处理液的涂布段12和喷墨记录段16之后提供加热干燥段14以进行干燥过程。然而,本实施方式的图像形成方法可以是不包含处理液涂敷过程和加热过程的方法。
II.第二种图像形成方法描述第二种图像形成方法。下面,在该“II.第二种图像形成方法”段中,第二种图像形成方法可以简称为“本实施方式”。第二种图像形成方法包括通过喷墨法(油墨涂敷过程)将一油墨组合物涂敷到记录介质上,并将包含体积平均粒径为1μm-30μm且玻璃化温度Tg为100℃或更高的聚合物颗粒以及非挥发性溶剂的分散液(下面也简称为分散液)涂敷到已涂敷油墨组合物的记录介质上(分散液涂敷过程)。下面,描述本实施方式的细节。
-分散液-本实施方式的分散液包括非挥发性溶剂和体积平均粒径为1μm-30μm且Tg为100℃或更高的聚合物颗粒。(聚合物颗粒)本实施方式的分散液包括体积平均粒径为1μm-30μm且Tg为100℃或更高的聚合物颗粒。
本实施方式的所述聚合物颗粒的玻璃化温度(Tg)是100℃或更高,优选100℃-250℃,尤其更优选100℃-180℃,再更优选130℃-160℃。从改善双面打印性,包括抑制油墨粘附到聚合物颗粒的记录介质背面和抑制处理液或油墨的不匀度或收缩的角度,优选使用Tg为100℃或更高的聚合物颗粒。
这里,作为本实施方式的颗粒的玻璃化温度(Tg),使用通过实际测定获得的测定Tg。特别是,测定Tg是指如下测定的值,使用差示扫描量热计(DSC)EXSTAR6220(商品名,由SII Nano Technology,Inc.生产)。
玻璃化温度Tg测定如下。将聚合物颗粒固体放于铝盘中,密封。然后,在氮气环境下进行下面的步骤:步骤1)以50℃/min将温度从30℃降低至-50℃,步骤2)以20℃/min将温度从-50℃升高至140℃,步骤3)以50℃/min将温度从140℃降低至-50℃,和步骤4)以20℃/min将温度从-50℃升高至140℃。测定温度从-50℃升高至140℃的步骤4)中DSC的峰顶值并定义为Tg。
然而,当因聚合物等分解而难以测定时,使用下面计算式(S)获得的计算Tg。1/Tg=∑(Xi/Tgi) (S)这里,对于作为计算目标的聚合物,假设n种单体成分中i=1-n种共聚合。Xi是i-th单体的重量分数(∑Xi=1),Tgi是i-th单体的均聚物的玻璃化温度(绝对温度)。∑是i=1至n之和。作为每一单体的均聚物的玻璃化温度的值(Tgi),使用“Polymer Handbook”(第3版)(由J.Brandrup和E.H.Immergut编辑(Wiley-Interscience,1989))中所述的值。
本实施方式的所述聚合物颗粒没有限制,只要它们是体积平均粒径为1μm-30μm且Tg为100℃-250℃的聚合物颗粒,但是其实例包括丙烯腈-苯乙烯共聚物(Tg>100℃)、聚苯乙烯(Tg>100℃)、苯乙烯-二乙烯基苯共聚物(Tg>100℃)、聚(甲基)丙烯酸甲酯(Tg>100℃)、聚甲基丙烯酸异冰片酯(Tg>155℃)、聚丙烯腈(Tg>104℃)、聚碳酸酯(Tg>150℃)、聚四氟乙烯(Tg>125℃)等,其中,优选实例包括聚苯乙烯和聚(甲基)丙烯酸甲酯。聚(甲基)丙烯酸甲酯是指聚丙烯酸甲酯和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)中的至少一种。
当使用具有交联结构的交联聚合物颗粒作为本实施方式的所述聚合物颗粒时,在双面打印性方面可以获得较大效果。特别是,交联密度为0.01质量%-50质量%,更优选0.1质量%-40质量%,最优选1质量%-20质量%的所述聚合物颗粒。交联密度可以通过已知方法测定。
本实施方式的所述聚合物颗粒的体积平均粒径为1μm-30μm。体积平均粒径优选是2μm-15μm,更优选是4μm-12μm。通过将体积平均粒径调整至该范围,可以进一步抑制图像部分的定影偏移。本实施方式的体积平均粒径是用NANOTRAC粒径分布测定仪UPA-EX150(商品名,由NIKKISO Co.,Ltd.生产)测定的值。该测定是使用将10mL的离子交换水添加到100μl的20质量%的含水树脂颗粒分散液中制得的测定用样品液,并调整温度至25℃进行的。
作为所述聚合物颗粒,可以使用可商购获得的产品。当使用分散液形式可商购获得的产品时,可以在通过已知方法例如冷冻干燥等将其制成粉之后使用。可以仅使用一种聚合物颗粒,或者可以将其两种或多种组合使用。
(非挥发性溶剂)本实施方式的分散液包括非挥发性溶剂。本实施方式的非挥发性溶剂是指在1atm下于150℃或更低不沸腾的溶剂。这种液体的实例包括硅油类或含氟油例如二甲基硅油、氟化油、氟硅油、氨基-改性硅油等;液体石蜡等。
作为本实施方式的非挥发性溶剂,优选硅油或含氟油,更优选硅油。
本实施方式的非挥发性溶剂的实例包括“KF-96-10cs”、“KF-96-20cs、KF-96-30cs”、“KF-96-50cs”、“KF-96-100cs”、“KF-96-200cs”、“KF-96-300cs”、“KF-96-500cs”、“KF-96-1000cs”、“KF-96-3000cs”、“KF-96-5000cs”和“KF-96-10000cs”(商品名)(分别由Shin-Etsu ChemicalCo.,Ltd.生产)、二甲基硅油例如“SH200-10CS”、“SH200-100CS”、“SH200-1000CS”、“SH200-10000CS”等(商品名)(分别由Dow CorningToray Co.,Ltd.生产);“KF-393”、“KF-859”、“KF-860”、“KF-861”、“KF-864”、“KF-865”、“KF-867”、“KF-868”、“KF-869”、“KF-6012”、“KF-880”、“KF-8002”、“KF-8004”、“KF-8005”、“KF-877”、“KF-8008”、“KF-8010”、“KF-8012”、“X-22-3820W”、“X-22-3939A”、“X-22-161A”、“X-22-161B”和“X-22-1660B-3”(由Shin-EtsuChemical Co.,Ltd.生产)、氨基-改性硅油例如“BY16-871”、“BY16-853U”、“FZ-3705”、“SF8417”、“BY16-849”、“FZ-3785”、“BY16-890”、“BY16-208”、“BY16-893”、“FZ-3789”、“BY16-878”、“BY16-891”等(商品名)(分别由Dow Corning Toray Co.,Ltd.生产);“FL-5”、“X22-821”、“X-22-822”、“FL-100-100CS”、“FL-100-450CS”、“FL-100-1000CS”和“FL-100-10000CS”(由Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.生产),和氟硅油例如“FS1265-300CS”、“FS1265-1000CS”、“FS1265-10000CS”等(商品名)(分别由Dow Corning Toray Co.,Ltd.生产);等。可以仅使用一种非挥发性溶剂,或者可以将其两种或多种组合使用。
分散液中所含的所述聚合物颗粒的含量没有限制,但是从改善分散液的涂敷性的角度,相对分散液的总量,例如它是约1质量%-50质量%,优选约5质量%-40质量%,更优选是约10%-30%。
(其它添加剂)本实施方式的分散液除了上述成分之外还可以包括一种或多种其它添加剂。其它添加剂的实例包括已知的添加剂例如分散剂、乳化剂、干燥防止剂(湿润剂)、防褪色剂、乳化稳定剂、紫外线吸收剂、防腐剂、防霉剂、pH调节剂、表面张力调节剂、消泡剂、粘度调节剂、分散稳定剂、防蚀剂、螯合剂等。
本实施方式的分散液可以通过混合上述成分并使用已知的或可商购获得的分散设备将它们分散形成。例如,该分散液可以通过乳化设备将它们混合获得。
接下来,描述第二种图像形成方法包含的每一过程的细节。<油墨涂敷过程>本实施方式的油墨涂敷过程是通过喷墨法将油墨组合物涂敷到记录介质的油墨涂敷过程。
(喷墨法)喷墨法没有特别的限制并且可以是任意已知方法例如通过静电吸引力喷出油墨的电荷控制方法、使用压电元件的振动压力的按需滴落方法(压力脉冲方法)、用由电信号转变而来的声束照射油墨产生的辐照压力喷射油墨的声学喷墨方法、使用通过加热油墨引起的起泡而产生的压力喷射油墨的热喷墨方法(BUBBLEJET(注册商标)系统)等。而且,喷墨法的实例包括喷射大量具有低光学密度的油墨(称作照相油墨)的小体积液滴的方法、使用在不同密度下色调基本上相同的油墨来改善图像质量的方法、和使用澄清且无色的油墨的方法。
而且,喷墨法中所用的喷墨头可以是按需类的头或连续类的头。而且,喷射系统的实例包括机电转导系统(如单腔系统、双腔系统、卖主系统、活塞系统、共用型系统、共用壁系统等)、电热转换系统(如热喷墨系统、BUBBLEJET(注册商标)系统等)、静电抽吸系统(如电场控制系统、狭缝式喷射系统等)、放电系统(如火花-喷射系统等)等,并且任意这些喷射系统都是可用的。此外,通过喷墨法进行喷墨记录所用的油墨喷嘴等没有特别的限制,并且可以根据用途适当选择。
至于喷墨头,有梭系统,其中使用短串联头的同时进行记录,并且头以扫描方式在记录介质的宽度方向移动;和串行系统,其中使用相对记录介质一侧的全长排列具有记录设备的串行头(也称作“单程方式(singlepass method)”)。在该串行系统中,通过在与沿排列记录设备的方向垂直的方向扫描记录介质,可以在记录介质的整个面上进行图像记录;从而不需要使用例如以扫描方式移动短头的滑架等传送系统。而且,由于不需要滑架和记录介质移动的复杂的扫描-移动控制并且仅移动记录介质,因此与梭系统相比可以提高记录速度。本实施方式的喷墨记录方法对这两个系统都可以使用,但是将其中通常不进行哑喷射(dummy ejecting)的本发明的喷墨记录方法用于串行系统时喷射精确度和图像的耐擦性的改善效果更大。
从获得高精度图像的角度,从喷墨头喷射的油墨液滴的量优选是0.5pl(picoliters)-15pl,更优选1pl-12pl,尤其更优选2pl-10pl。
(记录介质)按照本实施方式的喷墨记录方法,将油墨组合物涂敷到记录介质上。记录介质没有特别的限制,但是可以使用纤维素-基常规印刷纸,例如高级纸、涂布纸或美术纸,它们都可用于常规胶印等。
作为记录介质,可以使用可商购获得的产品,并且其实例包括高级纸类(A)例如“OK PRINCE HIGH-QUALITY”(商品名)(由Oji Paper Co.,Ltd.生产)、SHIRAOI(商品名)(由Nippon Paper Industries Co.,Ltd.生产)、“NEWNPI HIGH-QUALITY”(商品名)(由Nippon Paper Industries Co.,Ltd.生产)等,高级涂布纸例如“OK EVER LIGHT KOTE”(商品名)(由Oji Paper Co.,Ltd.生产)、“AURORA S”(商品名)(由Nippon Paper Industries Co.,Ltd.生产)等,轻质涂布纸(A3)例如“OK KOTE L”(商品名)(由Oji Paper Co.,Ltd.生产)、“AURORA L”(商品名)(由Nippon Paper Industries Co.,Ltd.生产)等,涂布纸(A2、B2)例如“OK TOPKOTE+”(商品名)(由Oji Paper Co.,Ltd.生产)、“AURORA COAT”(商品名)(由Nippon Paper Industries Co.,Ltd.生产)等,N Silver Diamonds、美术纸(A1)例如“OK GOLDEN CASK+”(商品名)(由Oji Paper Co.,Ltd.生产)、“TOKUBISHI ART”(商品名)(由MitsubishiPaper Mills Ltd.生产)等。作为记录介质,也可以使用专用于照相用的各种喷墨-记录纸。
在记录介质中,优选常用于胶印等的所谓的涂布纸。涂布纸是在以纤维素为基础并且没有经过表面处理的高级纸、中性纸等的表面上涂布涂布材料提供有涂布层的纸。特别是,优选使用具有基纸和包含高岭土和/或碳酸氢钙的涂布层的涂布过的纸。更优选美术纸、涂布过的纸、轻质涂布过的纸、或者非常轻质涂布过的纸。
(油墨组合物)本实施方式所用的油墨组合物没有限制,只要它含有色料和水,并且可以使用已知的或可商购获得的。
(色料)作为色料,可以使用已知的染料、颜料等,没有特别的限制。它们中间,从油墨着色性能的角度,优选基本上不溶于水或者水溶性差的色料。其具体实例包括各种颜料、分散染料、油溶性染料、形成J聚集体的着色颗粒等,并且更优选颜料。在本实施方式中,不溶于水的颜料本身或者用分散剂经过表面处理的颜料可用作色料。
本实施方式的颜料类型没有特别的限制,并且可以使用任意的通常已知的有机颜料和无机颜料。颜料的实例包括多环颜料例如偶氮色淀、偶氮颜料、酞菁颜料、二萘嵌苯颜料、perynone颜料、蒽醌颜料、喹吖啶酮颜料、二嗪颜料、二酮基吡咯并吡咯颜料、硫靛颜料、异二氢吲哚酮颜料、喹啉并临羟甲基苯甲酸内酯颜料等,染料色淀例如碱性染料色淀、酸性染料色淀等,有机颜料例如硝基颜料、亚硝基颜料、苯胺黑、日光荧光颜料等,和无机颜料例如氧化钛、氧化铁基颜料、碳黑基颜料等。同样,可以使用能够分散在水相中的颜料,即使它们未描述在染料索引中。而且,可以使用通过用表面活性剂、聚合物分散剂等、接枝碳等对上述颜料经过表面处理获得的颜料。这些颜料中,优选实例包括偶氮颜料、酞菁颜料、蒽醌颜料、喹吖啶酮颜料和碳黑基颜料。
下面描述可用于本实施方式的有机颜料的具体实例。下面的色料可以单独使用或者可以两种或多种组合使用。橙色或黄色有机颜料的实例包括C.I.颜料橙31、C.I.颜料橙43、C.I.颜料黄12、C.I.颜料黄13、C.I.颜料黄14、C.I.颜料黄15、C.I.颜料黄17、C.I.颜料黄74、C.I.颜料黄93、C.I.颜料黄94、C.I.颜料黄128、C.I.颜料黄138、C.I.颜料黄151、C.I.颜料黄155、C.I.颜料黄180、C.I.颜料黄185等。
品红色或红色有机颜料的实例包括C.I.颜料红2、C.I.颜料红3、C.I.颜料红5、C.I.颜料红6、C.I.颜料红7、C.I.颜料红15、C.I.颜料红16、C.I.颜料红48:1、C.I.颜料红53:1、C.I.颜料红57:1、C.I.颜料红122、C.I.颜料红123、C.I.颜料红139、C.I.颜料红144、C.I.颜料红149、C.I.颜料红166、C.I.颜料红177、C.I.颜料红178、C.I.颜料红222C.I.颜料紫19等。
绿色或青色有机颜料的实例包括C.I.颜料蓝15、C.I.颜料蓝15:2、C.I.颜料蓝15:3、C.I.颜料蓝15:4、C.I.颜料蓝16、C.I.颜料蓝60、C.I.颜料绿7、如美国专利4,311,775中所述的与硅氧烷交联的铝酞菁颜料等。
黑色有机颜料的实例包括C.I.颜料黑1、C.I.颜料黑6、C.I.颜料黑7等。
如果本实施方式的色料是颜料,那么可以通过分散剂将颜料分散于含水溶剂中。分散剂可以是聚合物分散剂或低分子量表面活性剂型分散剂。聚合物分散剂可以是水溶性分散剂或不溶于水的分散剂。
在可用于本实施方式的聚合物分散剂中,作为水溶性分散剂,可以使用亲水聚合物化合物。亲水聚合物化合物的实例包括天然亲水聚合物化合物,并且天然亲水聚合物的实例包括植物聚合物例如阿拉伯胶、黄芪胶、瓜尔胶、刺梧桐树胶、刺槐豆胶、阿拉伯半乳聚糖、果胶、温柏树籽淀粉等,海藻基聚合物例如海藻酸、卡拉胶、琼脂等,动物基聚合物例如明胶、酪蛋白、白蛋白、胶原等,微生物聚合物例如黄原胶、葡聚糖等,及其它。
而且,通过化学改性天然原料获得的亲水聚合物化合物的实例包括纤维素基聚合物例如甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、羧甲基纤维素等,淀粉基聚合物例如淀粉羟乙酸钠、淀粉酯钠等,海藻基聚合物例如酯等,及其它。
此外,合成水溶性聚合物化合物的实例包括乙烯基聚合物例如聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯基甲基醚等;丙烯酸基树脂例如聚丙烯酰胺、聚丙烯酸或其碱金属盐、水溶性苯乙烯丙烯酸树脂等,水溶性苯乙烯马来酸树脂、水溶性乙烯基萘丙烯酸树脂、水溶性乙烯基萘马来酸树脂、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯醇、β-萘磺酸的福尔马林缩合物的碱金属盐、在侧链具有阳离子官能团盐如季铵基团、氨基基团等的聚合物化合物,及其它。
在聚合物分散剂中,作为不溶于水的分散剂、可以使用既有亲水部分又有疏水部分的聚合物。其实例包括苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物、苯乙烯-(甲基)丙烯酸-(甲基)丙烯酸酯共聚物、(甲基)丙烯酸酯-(甲基)丙烯酸共聚物、聚(甲基)丙烯酸乙二醇酯-(甲基)丙烯酸共聚物、苯乙烯-马来酸共聚物等。聚合物分散剂的酸价优选是100mg KOH/g或更小。而且,从当处理液与其接触时凝聚性能好的角度,酸价更优选是25mg KOH/g-100mgKOH/g,特别优选是30mg KOH/g-90mg KOH/g。
色料的平均粒径优选是10nm-200nm,更优选10nm-150nm,尤其更优选10nm-100nm。如果平均粒径是200nm或更小,颜色再现性可以是优异的并且通过喷墨法喷射液滴时喷出特性可以是优异的,而如果平均粒径是10nm或更大,那么耐光性可以是优异的。而且,色料的粒径分布没有特别的限制,并可以是宽的粒径分布或单分散粒径分布。可以使用具有单分散粒径分布的两种或多种色料的混合物。
从图像密度的角度,以油墨组合物为基础,油墨中色料的含量优选是1质量%-25质量%,更优选是2质量%-10质量%。
(聚合物颗粒)如果需要的话,本实施方式的油墨组合物可以优选含有聚合物颗粒,由此可以进一步改善图像的耐磨性等。
本实施方式的所述聚合物颗粒的实例包括具有阴离子基团的树脂颗粒,例如热塑性的、热固性的、或者改性丙烯酸的、环氧基的、聚氨酯基的、聚醚基的、聚酰胺基的、不饱和聚酯基的、酚的、硅酮基的或氟基的树脂、聚乙烯基基的树脂例如氯乙烯、乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚乙烯基丁缩醛等,聚酯基树脂例如醇酸树脂、苯二甲酸树脂等,氨基基材料例如蜜胺树脂、蜜胺-甲醛树脂、氨基醇酸树脂共缩合树脂、脲树脂等,其共聚物或混合物等。它们中间,阴离子丙烯酸树脂例如可以通过在溶剂中聚合具有阴离子基团的丙烯酸单体(下面,称之为“含阴离子基团的丙烯酸单体”)和任选地,另一能够与含阴离子基团的丙烯酸单体共聚合的单体获得。含阴离子基团的丙烯酸单体的实例包括具有一个或多个选自羧基、磺酸基团和膦酸基团的阴离子基团的丙烯酸单体,并且它们中间,更优选实例包括具有羧基的丙烯酸单体(例如,丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、乙基丙烯酸、丙基丙烯酸、异丙基丙烯酸、衣康酸、富马酸等),并且尤其更优选的实例包括丙烯酸和甲基丙烯酸。可以仅使用一种所述聚合物颗粒,或者可以将其两种或多种组合使用。
本实施方式的所述聚合物颗粒的重均分子量优选在3000-200,000的范围内,更优选是5000-150,000。重均分子量是通过凝胶渗透色谱法测定的(以聚苯乙烯为单位)。
以体积平均粒径计,树脂颗粒的平均粒径优选在10nm-400nm的范围内,更优选在10nm-200nm的范围内,尤其更优选在10nm-100nm的范围内,并且尤其优选在10nm-50nm的范围内。当体积平均粒径在该范围内时,制备容易度、贮藏稳定性等可以得到改善。所述聚合物颗粒的体积平均粒径是通过动态光散射法,使用NANOTRAC粒径分布测定仪UPA-EX150(商品名,由NIKKISO Co.,Ltd.生产)测定体积平均粒径确定的。
从图像的光泽度等的角度,以油墨组合物为基础,油墨组合物内所述聚合物颗粒的含量优选是1质量%-30质量%,更优选是2质量%-20质量%,再更优选3质量%-10质量%。
(水)油墨组合物含有水,但是水的量没有特别的限制。它们中间,水的优选含量是10质量%-99质量%,更优选30质量%-80质量%,尤其更优选50质量%-70质量%。(有机溶剂)油墨组合物除了含有上面的水之外,还可以任选含有水溶性有机溶剂。从喷射性的角度,水溶性有机溶剂优选是氧化亚烷基醇,或者油墨组合物尤其优选含有包含至少一种氧化亚烷基醇和至少一种氧化亚烷基烷基醚的两种或多种水溶性有机溶剂。
氧化亚烷基醇优选是氧化亚丙基醇。氧化亚丙基醇的实例包括SANNIX GP250和SANNIX GP400(商品名,由Sanyo Chemical Industries,Ltd.生产)。
氧化亚烷基烷基醚的优选实例包括具有带1-4个碳原子的烷基部分的氧化亚乙基烷基醚、和具有带1-4个碳原子的烷基部分的氧化亚丙基烷基醚。氧化亚烷基烷基醚包括三丙二醇单乙基醚、乙二醇单甲基醚、乙二醇单乙基醚、乙二醇单丁基醚、二甘醇单甲基醚、二甘醇单丁基醚、丙二醇单甲基醚、丙二醇单丁基醚、二丙二醇单甲基醚、三甘醇单甲基醚、乙二醇二乙酸酯、乙二醇单甲基醚乙酸酯、三甘醇单甲基醚、三甘醇单乙基醚、乙二醇单苯基醚等。油墨组合物除了含有上述水溶性有机溶剂之外,为了改善防干性能、防渗透性能、粘度改善等,油墨组合物还可以任选含有一种或多种其它有机溶剂。
(其它添加剂)油墨组合物除了含有上述成分之外,还可以任选含有一种或多种其它添加剂。其它添加剂的实例包括已知添加剂例如通过光化能束聚合的可聚合的化合物、聚合引发剂、防褪色剂、乳化稳定剂、渗透防止剂、紫外线吸收剂、防腐剂、防霉剂、pH调节剂、表面张力调节剂、消泡剂、粘度改进剂、蜡、分散稳定剂、防蚀剂、螯合剂等。这些各种添加剂可以在油墨制备之后直接加入或者可以在油墨制备期间加入。
<分散液涂敷过程>在本实施方式的分散液涂敷过程中,可以将包含体积平均粒径为1m-30m和Tg为100℃或更高的聚合物颗粒以及非挥发性溶剂的分散液涂敷到已涂敷一组合物的记录介质上。
在本实施方式的分散液涂敷过程中,优选将包含体积平均粒径为1μm-30μm和Tg为100℃或更高的聚合物颗粒以及非挥发性溶剂的分散液供应到加热辊表面上,并将所述聚合物颗粒经加热辊涂敷到记录介质上。
加热辊的表面温度(加热温度)优选是能够使油墨组合物内的所述聚合物颗粒形成薄膜的温度,例如,它是约30℃-约120℃,并且优选约50℃-约90℃。通过这样,图像的薄膜强度可以得到改善。
加热方法没有特别的限制,但是其实例包括以非接触方式干燥的方法,例如用加热元件例如镍铬线加热器等干燥的方法、提供温热风或热风的方法、用卤灯、红外线灯等加热的方法。
加热辊可以是用金属制成的金属辊、或者具有用金属制成的核心金属和包含弹性元件的涂布层的辊,并任选地,在其周围提供有表面层(也称之为脱模层)。由金属制成的金属辊和核心金属例如可以由用铁、铝、SUS等制成的圆柱形元件形成。特别是,涂布层优选由硅酮树脂或具有脱模性的含氟树脂形成。加热辊优选具有在其核心金属内部构建的加热元件。例如,当使用两个辊时,两个辊中其中一个可以具有在其核心金属内部构建的加热元件。记录介质可以通过使所述介质经过这两个辊之间同时施加加热处理和按压处理来受热。可以使用两个加热辊并且可以通过使记录介质经过这两个加热辊之间受热。作为加热元件,例如,优选卤灯加热器、陶瓷加热器、镍铬线等。
为了将所述聚合物颗粒涂敷到加热辊上,包含体积平均粒径为1μm-30μm且Tg为100℃或更高的聚合物颗粒和非挥发性溶剂的分散液可以直接粘合或者间接粘合。例如,可以使用将其中浸渍有含树脂颗粒的液体的织物材料与加热辊表面接触的方法、将液体喷在加热辊表面上的方法、或者用辊涂器涂布液体的方法等。特别是,在不引起不均度的情况下,从将适量分散液供应到辊表面的角度,可以优选将织物材料与加热辊接触的方法。这里所用的织物材料(web member)可以是机织织物、非机织织物等中的任意一种,并且可以使用可商购获得的或已知的。然而,当使用加热辊并将织物材料与加热辊接触时,优选具有耐热性的织物材料(web member)。其实例包括聚偏二氯乙烯、聚乙烯、芳族聚酰胺、聚酯等。
在本实施方式的分散液涂敷过程中,例如,通过在记录有图像的记录介质(打印物)上按压将所述聚合物颗粒粘附在辊表面上的加热辊,可以将所述聚合物颗粒涂敷到印刷面上。按压方法没有限制,但是其实例包括方法(i):也使用按压辊,并使记录介质通过一对这些辊(加热辊和按压辊)之间以使记录介质的记录图像表面与加热辊表面接触;方法(ii):使用两个按压辊,并使记录介质通过一对这些按压辊之间;方法(iii):以使记录介质的记录图像表面与按压辊表面接触的方式通过在传送带上传送的打印物(记录介质);(iv)任意这些方法的组合等。本实施方式中的分散液涂敷过程可以包括在加热辊之前和之后的图像记录用的定影过程。通常,在定影过程中,必需使用定影辊作为定影元件,但是在本实施方式中,加热辊除了作为涂敷所述聚合物颗粒的辊之外,可以用作定影辊,并因此,可以无需使用单独的定影辊就可以进行定影过程,并且可以同时固定图像记录和涂敷所述聚合物颗粒,并且还可以减少设备尺寸。使用另一定影元件如单独的定影辊作为定影元件的方法也包括在本实施方式的范围内。
按压压力没有特别的限制,但是压力优选在不使所述聚合物颗粒压碎的水平。压力优选例如在0.1MPa-3.0MPa的范围内,更优选在0.1MPa-1.0MPa的范围内,尤其更优选在0.1MPa-0.5MPa的范围内。
通过选择弹性元件例如具有张力的弹簧等并将该弹性元件放置在辊如加热辊等的两端以便根据辊距获得所需辊隙,由此可以达到该压力(钳口压力)。
记录介质通过加热辊的优选钳夹时间优选是1毫秒-10秒,更优选2毫秒-1秒,尤其优选4毫秒-100毫秒。优选钳夹宽度是0.1mm-100mm,更优选0.5mm-50mm,尤其优选1mm-10mm。
作为传送记录介质的带基底,没有限制,例如,优选无缝电熔镍基底。所述基底厚度优选是10μm-100μm。带基底材料可以使用铝、铁、聚乙烯等,以及镍。当放置硅酮树脂或含氟树脂时,使用这种树脂形成的层的厚度优选是1μm-50μm,更优选是10μm-30μm。
记录介质的传送速度优选在200mm/sec-700mm/sec的范围内,更优选300mm/sec-650mm/sec,尤其优选400mm/sec-600mm/sec。
涂敷到记录介质上的聚合物颗粒的量没有限制,并且待涂敷到记录介质上的聚合物颗粒的量可以是,例如,这样的量,使得分散液的量是1mg/m2-100mg/m2,并且涂敷到记录介质上的聚合物颗粒的量优选是5mg/m2-75mg/m2,更优选是10g/m2-50g/m2。该量可以根据加热辊上的供应量、所述聚合物颗粒分散液的浓度等适当调整。
而且,在使用其中浸渍有分散液的织物材料的方法中,该量可以根据织物材料上的浸渍量、织物材料的传输量等调整。在本实施方式的图像形成方法中,可以包括设备例如油墨干燥区,并且在油墨涂敷过程和分散液涂敷过程之间,或者在分散液涂敷过程之后进行干燥过程。
参照图1描述第一实施方式的分散液涂敷过程的一个实例。通过腹按压辊3,相对加热辊(定影辊)1按压其中浸渍有分散液的织物材料5。通过旋转输送辊2和卷绕辊4将织物材料5卷起以与加热辊1接触,由此将分散液连续供应到加热辊表面。
参照图2进一步描述本实施方式的图像形成方法的一个优选实例。当通过设备中的传送带10等传送记录介质11时,油墨从喷墨记录设备的喷嘴17喷出至记录介质,由此在记录介质上形成记录图像。其上已记录图像的记录介质(打印物)再经传送,然后通过加热辊1和按压辊6之间。通过该路径,将记录介质上形成的图像定影,同时粘附在加热辊表面上的聚合物颗粒转移到记录介质(打印物)的表面。之后,可以将记录介质任选剪切成预定大小,并从出纸口将记录介质排出使打印物堆叠在出纸盘(未显示)上。而且,在图2中,提供处理液涂布段12以在记录介质表面上进行处理液涂敷过程(如后所述),并在涂敷处理液的涂布段12之后和在喷墨记录段16之后分别提供加热干燥段14以进行干燥过程。在图2中,13代表涂敷处理液的棒,15代表加热器。
<处理液涂敷过程>本实施方式的图像形成方法可以包括在记录介质上涂敷通过与油墨组合物接触能够形成聚集体的处理液(处理液涂敷过程)。
处理液的涂敷可以使用已知的方法例如涂布法、喷墨法、浸渍法等进行。涂布法可以是使用挤出模涂器、气刀涂布器、刀片涂布器、杆涂器、刀涂器、挤压涂布器、逆转辊涂布器、棒涂器等的已知的涂布法。喷墨法的细节如上所述。
处理液涂敷过程可以在使用油墨组合物的油墨涂敷过程之前或之后进行。
在本实施方式中,优选在处理液涂敷过程中涂敷处理液之后提供油墨涂敷过程的实施方式。即优选这样一种方法,其中在涂敷油墨组合物之前将聚集油墨组合物中的色料(优选颜料)的处理液涂敷到记录介质上,然后涂敷油墨组合物以与记录介质上提供的处理液接触,由此形成图像。结果,可以较高速度进行喷墨记录,并且可以获得高密度和高清晰度的图像,即使以高速度进行记录。
处理液的涂敷量没有特别的限制,只要它与油墨组合物一起可以形成聚集体,并以涂敷的聚集成分(例如,二价或更高羧酸或阳离子有机化合物)的量计优选是0.1g/m2或更大。聚集成分的涂敷量优选是0.1g/m2-1.0g/m2,更优选是0.2g/m2-0.8g/m2。当聚集成分涂敷量是0.1g/m2或更大时,凝聚反应进行适当,并且考虑到光泽度,优选聚集成分的涂敷量是1.0g/m2或更小。
-处理液-本实施方式的处理液经设计能够与上述油墨组合物接触形成聚集体。特别是,处理液优选包括至少一种通过聚集油墨组合物中的分散颗粒例如色料颗粒(例如,颜料)等能够形成聚集体的聚集成分,并且可以任选包括一种或多种其它成分。通过将处理液与油墨组合物一起使用,可以提高喷墨记录的速度,并且可以获得密度高且清晰度高的画画性能(例如,细线和细小部分的再现性)优异的图像。
处理液可以含有至少一种与油墨组合物接触时能够形成聚集体的聚集成分。通过将处理液与经喷墨法喷射的油墨组合物混合,有利于稳定分散在油墨组合物中的颜料等的聚集。
处理液的实例包括通过改变油墨组合物的pH能够形成聚集体的液体。这里,从油墨组合物的聚集速度的角度,处理液的pH(25℃)优选是1-6,更优选1.2-5,尤其更优选1.5-4。这种情况下,喷射过程中所用的油墨组合物的pH(25℃)优选是7.5-9.5(更优选8.0-9.0)。它们中间,在本实施方式中,从图像密度、清晰度和喷墨记录的较高记录速度的角度,油墨组合物的pH(25℃)是7.5或更大,并且处理液的pH(25℃)优选是1.5-3。聚集成分可以单独使用或者可以其两种或多种的混合物使用。
处理液可以包括至少一种酸性化合物作为聚集成分。作为酸性化合物可以使用具有磷酸基团、膦酸基团、次膦酸基团、硫酸基团、磺酸基团、亚磺酸、或者羧基、或其盐(例如,多元金属盐)的化合物。它们中间,从油墨组合物的聚集速度的角度,更优选具有磷酸基团或羧基的化合物,并且尤其更优选具有羧基的化合物。
具有羧基的化合物优选选自聚丙烯酸、醋酸、乙醇酸、丙二酸、苹果酸、马来酸、抗坏血酸、琥珀酸、戊二酸、富马酸、柠檬酸、酒石酸、乳酸、磺酸、正磷酸、吡咯烷酮羧酸、吡喃酮羧酸、吡咯羧酸、呋喃羧酸、吡啶羧酸、香豆酸、噻吩羧酸、烟酸、这些化合物的衍生物、其盐(例如,多价金属盐)等。这些化合物可以单独使用或者可以两种或多种组合使用。
本实施方式的处理液除了酸性化合物等之外,还可以包括含水溶剂(例如,水)。从凝聚效果的角度,相对处理液的总质量,酸性化合物在处理液中的含量优选是5质量%-95质量%,更优选10质量%-80质量%,尤其更优选15质量%-50质量%。
处理液可以是例如,包括多价金属盐的处理液。当使用包括多价金属盐的处理液时,可以改善高速聚集性能。多价金属盐的实例包括属于周期表第II族的碱土金属(例如,镁和钙)、属于周期表第III族的过渡金属(例如,镧)、来自周期表的第XIII族(例如,铝)的阳离子、和镧系元素(例如,铌)的盐。作为金属盐,优选羧酸盐(甲酸盐、乙酸盐、苯甲酸盐等)、硝酸盐、氯化物、以及硫氰酸盐。它们中间,更优选羧酸的钙盐或镁盐(例如,甲酸盐、乙酸盐、苯甲酸盐等)、硝酸的钙盐或镁盐、氯化钙、氯化镁、和硫氰酸的钙盐或镁盐。
从凝聚效果的角度,金属盐在处理液中的含量优选在1质量%-10质量%的范围内,更优选1.5质量%-7质量%,尤其更优选2质量%-6质量%。
处理液可以包括至少一种阳离子有机化合物作为聚集成分。阳离子有机化合物的实例包括阳离子聚合物例如聚(乙烯基吡啶)盐、聚丙烯酸烷基氨基乙酯、聚甲基丙烯酸烷基氨基乙酯、聚(乙烯基咪唑)、聚乙亚胺、聚双胍、聚胍、或者聚烯丙基胺及其衍生物等。
考虑到处理液的粘度,阳离子聚合物的重均分子量优选小。当将处理液经喷墨法涂敷到记录介质上时,重均分子量优选在1,000-500,000的范围内,更优选1,500-200,000和尤其更优选2,000-100,000。从聚集速度的角度重均分子量为1000或更大是有益的,并且从喷射可靠性的角度重均分子量为500,000或更小是有益的。然而,这不适用于采用除喷墨之外的方法将处理液涂敷到记录介质上的情形。
阳离子有机化合物的优选实例包括伯、仲或叔胺盐类的化合物。胺盐类化合物的实例包括阳离子化合物包括化合物例如盐酸或乙酸盐(例如,月桂胺、棕榈胺、硬脂胺、松香胺等)、季铵盐类化合物(例如,月桂基三甲基氯化铵、鲸蜡基三甲基氯化铵、月桂基二甲基苄基氯化铵、苄基三丁基氯化铵、苯扎氯铵等)、吡啶盐类化合物(例如,鲸蜡基氯化吡啶、鲸蜡基溴化吡啶等)、咪唑啉类阳离子化合物(例如,2-十七碳烯基羟基乙基咪唑啉等)、高级烷基胺的环氧乙烷加成物(例如,二羟基乙基硬脂胺等)等,和在所需pH区呈现阳离子性能的两性表面活性剂,包括两性表面活性剂例如氨基酸类两性表面活性剂、羧酸酯类两性表面活性剂(例如,硬脂基二甲基甜菜碱、月桂基二羟基乙基甜菜碱等)、硫酸酯类、磺酸类或磷酸酯类的两性表面活性剂等。它们中间,优选二价或更高的阳离子有机化合物。
从凝聚效果的角度,阳离子有机化合物在处理液中的含量优选是1质量%-50质量%,更优选是2质量%-30质量%。
它们中间,作为聚集成分,考虑到图像的聚集性能和耐磨性,优选二价或更高的羧酸或二价或更高的阳离子有机化合物。
从油墨组合物的聚集速度的角度,处理液的粘度优选在1mPa·s-30mPa·s的范围内,更优选1mPa·s-20mPa·s,尤其更优选2mPa·s-15mPa·s,特别优选是2mPa·s-10mPa·s。粘度是在20℃的温度条件下使用粘度仪TV-22(商品名,由Toki SangyoCo.,Ltd.生产)测定的。
从油墨组合物的聚集速度的角度,处理液的表面张力优选是20mN/m-60mN/m,更优选20mN/m-45mN/m,尤其更优选25mN/m-40mN/m。表面张力是在25℃的温度条件下使用自动表面张力计CBVP-Z(商品名,由Kyowa Interface Science Co.,Ltd.生产)测定的。
一般说来,本实施方式的处理液除了含有聚集成分之外还可以含有水溶性有机溶剂。在不干扰本实施方式的效果的范围内,也可以将一种或多种其它添加剂用于处理液中。水溶性有机溶剂的细节与上述油墨组合物中的相同。
上面其它添加剂的实例包括那些已知的添加剂例如干燥防止剂(湿润剂)、防褪色剂、乳化稳定剂、渗透强化剂、紫外线吸收剂、防腐剂、防霉剂、pH调节剂、表面张力调节剂、消泡剂、粘度改进剂、分散剂、分散稳定剂、防锈剂、螯合剂等,并且上述油墨组合物中包含的其它添加剂的具体实例提及的那些可用于这里。
III.第三种图像形成方法描述第三种图像形成方法。下面,在“III.第三种图像形成方法”段中,第三种图像形成方法可以简称为“本实施方式”。下面,详细描述第三种图像形成方法(也可以称之为喷墨图像形成方法)。
<喷墨图像形成方法>第三种图像形成方法包括通过喷墨法将一油墨组合物涂敷到记录介质上(第一过程),并将包括颗粒和非挥发性溶剂的含颗粒的液体涂敷到记录介质上(第二过程),其中颗粒的体积平均粒径是涂敷到记录介质上的油墨组合物的干膜最大厚度的两倍或更大。下面,详细描述每一过程。
<第一过程>下面描述本实施方式的第一过程。在本实施方式中,第一过程没有限制,只要它包括通过喷墨法将一油墨组合物涂敷到记录介质上。
(油墨组合物)包括色料和水的任意油墨组合物都可用作油墨组合物,没有特别的限制。可以使用已知的或可商购获得的油墨组合物。
(色料)作为色料,可以使用已知的染料、颜料等,没有特别的限制。它们中间,从油墨着色性能的角度,优选实际上不溶于水或者水溶性差的色料。其具体实例包括各种颜料、分散染料、油溶性染料、形成J-聚集体的着色剂等,并且更优选颜料。在本实施方式中,不溶于水的颜料本身或用分散剂经过表面处理的颜料可用作色料。
本实施方式中颜料的类型没有特别的限制,并且可以使用任意通常已知的有机颜料和无机颜料。颜料的实例包括多环颜料例如偶氮色淀、偶氮颜料、酞菁颜料、二萘嵌苯颜料、perynone颜料、蒽醌颜料、喹吖啶酮颜料、二嗪颜料、二酮基吡咯并吡咯颜料、硫靛颜料、异二氢吲哚酮颜料、喹啉并临羟甲基苯甲酸内酯颜料等,染料色淀例如碱性染料色淀、酸性染料色淀等,有机颜料例如硝基颜料、亚硝基颜料、苯胺黑、日光荧光颜料等,和无机颜料例如氧化钛、氧化铁基颜料、碳黑基颜料等。同样,可以使用能够分散在水相中的颜料,即使它们未描述在染料索引中。而且,可以使用通过用表面活性剂、聚合物分散剂等、接枝碳等对上述颜料经过表面处理获得的颜料。这些颜料中,优选实例包括偶氮颜料、酞菁颜料、蒽醌颜料、喹吖啶酮颜料和碳黑基颜料。
下面描述用于本实施方式的有机颜料的具体实例。下面的色料可以单独使用或者可以两种或多种组合使用。橙色或黄色有机颜料的实例包括C.I.颜料橙31、C.I.颜料橙43、C.I.颜料黄12、C.I.颜料黄13、C.I.颜料黄14、C.I.颜料黄15、C.I.颜料黄17、C.I.颜料黄74、C.I.颜料黄93、C.I.颜料黄94、C.I.颜料黄128、C.I.颜料黄138、C.I.颜料黄151、C.I.颜料黄155、C.I.颜料黄180、C.I.颜料黄185等。
品红色或红色有机颜料的实例包括C.I.颜料红2、C.I.颜料红3、C.I.颜料红5、C.I.颜料红6、C.I.颜料红7、C.I.颜料红15、C.I.颜料红16、C.I.颜料红48:1、C.I.颜料红53:1、C.I.颜料红57:1、C.I.颜料红122、C.I.颜料红123、C.I.颜料红139、C.I.颜料红144、C.I.颜料红149、C.I.颜料红166、C.I.颜料红177、C.I.颜料红178、C.I.颜料红222、C.I.颜料紫19等。
绿色或青色有机颜料的实例包括C.I.颜料蓝15、C.I.颜料蓝15:2、C.I.颜料蓝15:3、C.I.颜料蓝15:4、C.I.颜料蓝16、C.I.颜料蓝60、C.I.颜料绿7、美国专利4,311,775中所述的与硅氧烷交联的铝酞菁颜料等。
黑色有机颜料的实例包括C.I.颜料黑1、C.I.颜料黑6、C.I.颜料黑7等。
(分散剂)如果本实施方式的色料是颜料,那么颜料可以经分散剂分散在含水溶剂中。分散剂可以是聚合物分散剂或低分子量表面活性剂型分散剂。聚合物分散剂可以是水溶性分散剂或不溶于水的分散剂。
在可用于本实施方式的聚合物分散剂中,作为水溶性分散剂,可以使用亲水聚合物化合物。亲水聚合物化合物的实例包括天然亲水聚合物化合物,并且天然亲水聚合物化合物的实例包括植物聚合物例如阿拉伯胶、黄芪胶、瓜尔胶、刺梧桐树胶、刺槐豆胶、阿拉伯半乳聚糖、果胶、温柏树籽淀粉等,海藻基聚合物例如海藻酸、卡拉胶、琼脂等,动物基聚合物例如明胶、酪蛋白、白蛋白、胶原等,微生物基聚合物例如黄原胶、葡聚糖等,及其它。
而且,通过化学改性天然原料获得的亲水聚合物化合物的实例包括纤维素基聚合物例如甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、羧甲基纤维素等,淀粉基聚合物例如淀粉羟乙酸钠、淀粉磷酸酯钠等,海藻基聚合物例如海藻酸丙二醇酯等,及其它。
此外,合成水溶性聚合物化合物的实例包括乙烯基聚合物例如聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯基甲基醚等;丙烯酸基树脂例如聚丙烯酰胺、聚丙烯酸及其碱金属盐、水溶性苯乙烯丙烯酸树脂等,水溶性苯乙烯马来酸树脂、水溶性乙烯基萘丙烯酸树脂、水溶性乙烯基萘马来酸树脂、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯醇、β-萘磺酸的福尔马林缩合物的碱金属盐、在侧链具有阳离子官能团盐如季铵基团、氨基基团等的聚合物化合物,及其它。
在聚合物分散剂中,作为不溶于水的分散剂,可以使用既有亲水部分又有疏水部分的聚合物。其实例包括苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物、苯乙烯-(甲基)丙烯酸-(甲基)丙烯酸酯共聚物、(甲基)丙烯酸酯-(甲基)丙烯酸共聚物、聚(甲基)丙烯酸乙二醇酯-(甲基)丙烯酸共聚物、苯乙烯-马来酸共聚物等。从处理液与其接触时良好聚集性能的角度,聚合物分散剂的酸价优选是100mg KOH/g或更小。而且,酸价更优选是25mg KOH/g-100mg KOH/g,特别优选是30mg KOH/g-90mg KOH/g。
色料的平均粒径优选是10nm-200nm,更优选10nm-150nm,尤其更优选10nm-100nm。如果平均粒径是200nm或更小的话,当液滴经喷墨法喷射时颜色再现性优异和喷出特性优异,而如果平均粒径是10nm或更大的话,耐光性优异。而且,色料的粒径分布没有特别的限制,并且可以是宽的粒径分布或单分散粒径分布。而且,可以使用具有单分散粒径分布的两种或多种色料的混合物。
从图像密度的角度,以油墨组合物为基础,色料在油墨组合物中的含量优选是1质量%-25质量%,更优选是2质量%-20质量%。
(聚合物颗粒)优选本实施方式的油墨组合物任选含有聚合物颗粒。这样可以进一步改善图像的耐磨性、定影性能等。
本实施方式的所述聚合物颗粒的实例包括具有阴离子基团的树脂颗粒,例如热塑性的、热固性的、或者改性丙烯酸的、环氧基的、聚氨酯基的、聚醚基的、聚酰胺基的、不饱和聚酯基的、酚基的、硅酮基的或氟基的树脂、聚乙烯基基的树脂例如氯乙烯、乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚乙烯基丁缩醛等,聚酯基树脂例如醇酸树脂、苯二甲酸树脂等,氨基基材料例如蜜胺树脂、蜜胺-甲醛树脂、氨基醇酸树脂共缩合树脂、脲树脂等,其共聚物或混合物等。它们中间,阴离子丙烯酸树脂例如可以通过在溶剂中聚合具有阴离子基团的丙烯酸单体(下面,称之为“含阴离子基团的丙烯酸单体”)和任选地,另一能够与含阴离子基团的丙烯酸单体共聚合的单体获得。含阴离子基团的丙烯酸单体的实例包括具有一个或多个选自羧基、磺酸基团和膦酸基团的阴离子基团的丙烯酸单体,并且它们中间,优选具有羧基的丙烯酸单体(例如,丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、乙基丙烯酸、丙基丙烯酸、异丙基丙烯酸、衣康酸、富马酸等),尤其优选丙烯酸或甲基丙烯酸。可以仅使用一种所述聚合物颗粒或者可以将其两种或多种混合使用。
本实施方式的所述聚合物颗粒的重均分子量优选是3000-200,000,更优选是5000-150,000,尤其优选10,000-100,000。重均分子量是通过凝胶渗透色谱法测定的(以聚苯乙烯为单位)。
分散的所述聚合物颗粒的体积平均粒径优选在10nm-400nm的范围内,更优选在10nm-200nm的范围内,尤其更优选在10nm-100nm的范围内,并且尤其优选在10nm-50nm的范围内。当该粒径在该范围内时,制备适合度、贮藏稳定性等可以得到改善。所述聚合物颗粒的体积平均粒径是通过动态光散射法,使用NANOTRAC粒径分布测定仪UPA-EX150(商品名,由NIKKISO Co.,Ltd.生产)测定体积平均粒径确定的。
从图像的光泽度等的角度,相对油墨组合物的质量,所述聚合物颗粒在液体组合物内的含量优选是1质量%-30质量%,更优选是3质量%-20质量%。
(水)油墨组合物含有水,但是水的量没有特别的限制。水的优选含量是10质量%-99质量%,更优选30质量%-80质量%,尤其更优选50质量%-70质量%。
(水溶性有机溶剂)本实施方式的油墨组合物除了含有上面的水之外,还可以任选含有水溶性有机溶剂。从喷射性的角度,水溶性有机溶剂优选是氧化亚烷基醇。油墨组合物尤其优选含有包含至少一种氧化亚烷基醇和至少一种氧化亚烷基烷基醚的两种或多种水溶性有机溶剂。
氧化亚烷基醇优选是氧化亚丙基醇。氧化亚丙基醇的实例包括SANNIX GP250和SANNIX GP400(商品名,由Sanyo Chemical Industries,Ltd.生产)。
氧化亚烷基烷基醚的优选实例包括具有带1-4个碳原子的烷基部分的氧化亚乙基烷基醚、和具有带1-4个碳原子的烷基部分的氧化亚丙基烷基醚。氧化亚烷基烷基醚的实例包括三丙二醇单乙基醚、乙二醇单甲基醚、乙二醇单乙基醚、乙二醇单丁基醚、二甘醇单甲基醚、二甘醇单丁基醚、丙二醇单甲基醚、丙二醇单丁基醚、二丙二醇单甲基醚、三甘醇单甲基醚、乙二醇二乙酸酯、乙二醇单甲基醚乙酸酯、三甘醇单甲基醚、三甘醇单乙基醚、乙二醇单苯基醚等。油墨组合物除了含有上述水溶性有机溶剂之外,为了改善防干性能、渗透强化、粘度改善等,油墨组合物还可以任选含有一种或多种其它有机溶剂。
(其它添加剂)油墨除了含有上述成分之外,还可以任选含有一种或多种其它添加剂。其它添加剂的实例包括已知添加剂例如通过光化能束聚合的可聚合的化合物、聚合引发剂、防褪色剂、乳化稳定剂、渗透强化剂、紫外线吸收剂、防腐剂、防霉剂、pH调节剂、表面张力调节剂、消泡剂、粘度改进剂、蜡、分散稳定剂、防蚀剂、螯合剂等。这些各种添加剂可以在油墨制备之后直接加入或者可以在油墨制备期间加入。
(喷墨法)本实施方式的喷墨法没有特别的限制并且可以是任意已知方法例如通过静电吸引力喷出油墨的电荷控制方法、使用压电元件的振动压力的按需滴落方法(压力脉冲方法)、用由电信号转变而来的声束照射油墨产生的辐照压力喷射油墨的声学喷墨方法、使用通过加热油墨引起的起泡而产生的压力喷射油墨的热喷墨方法(BUBBLEJET(注册商标)系统)等。而且,喷墨法的实例包括喷射大量具有低光学密度的油墨(称作照相油墨)的小体积液滴的方法、使用在不同浓度下色调基本上相同的油墨来改善图像质量的方法、和使用澄清且无色的油墨的方法。
喷墨法中所用的喷墨头可以是按需类的头或连续类的头。而且,喷射系统的实例包括机电转导系统(如单腔系统、双腔系统、卖主系统、活塞系统、共用型系统、共用壁系统等)、电热转换系统(如热喷墨系统、BUBBLEJET(注册商标)系统等)、静电抽吸系统(如电场控制系统、狭缝式喷射系统等)、放电系统(如火花-喷射系统等)等,并且任意这些喷射系统都是可用的。通过喷墨法进行喷墨记录所用的油墨喷嘴等没有特别的限制,并且可以根据用途适当选择。
至于喷墨头,有梭系统,其中使用短串联头的同时进行记录,并且头以扫描方式在记录介质的宽度方向移动;和串行系统,其中使用相对记录介质一侧的全长排列具有记录设备的串行头。在该串行系统中,通过在与沿排列记录设备的方向垂直的方向扫描记录介质可以在整个记录介质的一面进行图像记录;从而不需要使用例如以扫描方式移动短头的滑架等传送系统。而且,由于不需要滑架和记录介质移动的复杂的扫描-移动控制并且仅移动记录介质,因此与梭系统相比可以提高记录速度。本实施方式的喷墨记录方法对这两个系统都可以使用,但是将其中通常不进行哑喷射的本发明的喷墨记录方法用于串行系统时喷射精确度和图像的耐擦性的改善效果更大。
从获得高精度图像的角度,从喷墨头喷射的油墨液滴的量优选是0.5pl(picoliters)-15pl,更优选1pl-12pl,尤其更优选2pl-10pl。
(记录介质)在本实施方式的喷墨图像形成方法中,在记录介质上记录图像。记录介质没有特别的限制,但是可以使用纤维素-基常规印刷纸,例如高级纸、涂布纸或美术纸,它们都可用于常规胶印等。
作为记录介质,可以使用可商购获得的产品,并且其实例包括高级纸(A)例如“OK PRINCE HIGH-QUALITY”(商品名)(由Oji Paper Co.,Ltd.生产)、SHIRAOI(商品名)(由Nippon Paper Industries Co.,Ltd.生产)、“NEW NPIHIGH-QUALITY”(商品名)(由Nippon Paper Industries Co.,Ltd.生产)等,高级涂布纸例如“OK EVER LIGHT KOTE”(商品名)(由Oji Paper Co.,Ltd.生产)、“AURORA S”(商品名)(由Nippon Paper Industries Co.,Ltd.生产)等,轻质涂布纸(A3)例如“OK KOTE L”(商品名)(由Oji Paper Co.,Ltd.生产)、“AURORAL”(商品名)(由Nippon Paper Industries Co.,Ltd.生产)等,涂布纸(A2、B2)例如“OK TOPKOTE+”(商品名)(由Oji Paper Co.,Ltd.生产)、“AURORAKOTE”(商品名)(由Nippon Paper Industries Co.,Ltd.生产)等,美术纸(A1)例如“OK GOLDEN CASK+”(商品名)(由Oji Paper Co.,Ltd.生产)、“TOKUBISHI ART”(商品名)(由Mitsubishi Paper Mills Ltd.生产)等。同样,可以使用绒面纸例如“SILVER DIAMOND”(商品名)(由Nippon PaperIndustries Co.,Ltd.生产)。作为记录介质,也可以使用专用于照相用的各种喷墨-记录纸。
在记录介质中,优选常用于胶印等的所谓的涂布纸。涂布纸是在以纤维素为基础并且没有经过表面处理的高级纸、中性纸等的表面上涂布涂布材料提供有涂布层的纸。特别是,优选使用具有基纸和包含高岭土和/或碳酸氢钙的涂布层的涂布过的纸。涂布过的纸更优选是美术纸、涂布过的纸、轻质涂布过的纸、或者非常轻质涂布过的纸。
<第二过程>本实施方式的第二过程是将含有颗粒和非挥发性溶剂的含颗粒的液体涂敷到记录介质上的过程,并且颗粒的体积平均粒径是涂敷到记录介质上的油墨组合物的干燥薄膜的最大厚度的两倍或更大。在本实施方式中,优选将含颗粒的液体涂敷到涂敷在记录介质上的油墨组合物上。在本实施方式中,通过使用包含体积平均粒径是涂敷到记录介质上的油墨组合物的干燥薄膜的最大厚度的两倍或更大的颗粒的含颗粒的液体,可以抑制喷嘴尖堵塞并且也改善定影偏移耐性。通过本实施方式的方法抑制喷墨喷嘴尖的堵塞和还改善定影偏移耐性的原因还不清楚,但是本发明者们估计如下。在本实施方式中,认为通过使用含有带特定结构的颗粒的液体可以抑制颗粒的散射,结果喷墨喷嘴尖的粘连得到抑制。还认为通过使用体积平均粒径为涂敷到记录介质上的油墨组合物的干燥薄膜的最大厚度的两倍或更大的颗粒,定影元件和记录介质在定影过程中彼此过度接触的情形可以得到抑制,因此能够使得油墨组合物转移到定影元件上的问题(定影偏移)得到改善。
(含颗粒的液体)本实施方式的含颗粒的液体没有限制,只要它含有颗粒和非挥发性溶剂。含颗粒的液体可以任选含有一种或多种其它成分。含颗粒的液体可以通过将颗粒添加到非挥发性溶剂中获得并优选通过搅拌和混合制得。在本实施方式的含颗粒的液体中,优选将颗粒分散于非挥发性溶剂中。
从含颗粒的液体的操作性能的角度,相对100质量份的颗粒,本实施方式中非挥发性溶剂在含颗粒的液体中的含量优选是100质量份-5000质量份,更优选200质量份-2000质量份,再更优选300质量份-1000质量份。
以含颗粒的液体的总质量为基础,含颗粒的液体中所含的颗粒的含量优选是2质量%-50质量%,更优选是5质量%-30质量%。以含颗粒的液体的总质量为基础,含颗粒的液体中所含的非挥发性溶剂的含量优选是50质量%-98质量%,更优选是70质量%-95质量%。采用这些浓度,颗粒表面完全被非挥发性溶剂包围,因此,含颗粒的液体可以相对容易地涂敷到定影辊上。
(颗粒)第二过程所用的颗粒没有限制,只要它们的体积平均粒径是在第一过程中涂敷到记录介质上的油墨组合物的干燥薄膜的最大厚度的两倍或更大。可以使用体积平均粒径是涂敷到记录介质上的油墨组合物的干燥薄膜的最大厚度的两倍或更大的颗粒,该最大厚度是在第一过程中将油墨组合物涂敷到记录介质上之后,在本实施方式的第二过程中,测定油墨组合物的干燥薄膜厚度的最大厚度确定的。涂敷到记录介质上的油墨组合物的干燥薄膜的最大厚度是在第一过程中涂敷然后干燥的油墨组合物的厚度。油墨组合物的干燥薄膜的最大厚度测定如下。切割其上涂敷有油墨组合物的记录介质,在与记录介质表面垂直的方向上切油墨涂敷量最大的区域,并用电子显微镜观察其横截面。通过观察测定的厚度的最大值是油墨组合物的干燥薄膜的最大厚度。
颗粒的体积平均粒径是通过NANOTRAC粒径分布测定仪UPA-EX150(商品名,由NIKKISO Co.,Ltd.生产)使用动态光散射法测定的值。该测定可以使用将10mL的离子交换水添加到100μl的含20质量%的颗粒的离子交换水中制得的测定用样品液,并调整其温度至25℃进行。
颗粒的体积平均粒径优选是涂敷到记录介质上的油墨组合物的干燥薄膜的最大厚度的2-6倍,更优选是涂敷到记录介质上的油墨组合物的干燥薄膜厚度的2.5-5倍。如果颗粒的体积平均粒径是涂敷到记录介质上的油墨组合物的最大薄膜厚度的两倍或更大,那么可以改善定影偏移耐性。而且,可以防止油墨组合物之间接触并改善粘连抑制作用。如果颗粒的体积平均粒径是油墨组合物的最大薄膜厚度的6倍或更小,那么由于定影偏移的改善,可以抑制其它成分与已形成的图像表面接触时产生的颗粒的除去,并且可以防止因除去的颗粒引起的图像擦伤,因此是优选的。此外,如果颗粒的体积平均粒径是油墨组合物的最大薄膜厚度的6倍或更小,由于可以防止图像表面不平,因此也是优选的。
本实施方式的含颗粒的液体的体积平均粒径是涂敷到记录介质上的油墨组合物的干燥薄膜的最大厚度的两倍或更大,但是从防止因形成图像的表面之间接触引起的粘连或者防止每个表面中的擦伤的角度,优选4μm-15μm,更优选是6μm-12μm。
为了改善定影偏移耐性,颗粒的涂敷量(颗粒数)优选是1/mm2-10/mm2,更优选是2/mm2-5/mm2。
用于本实施方式的颗粒优选水溶性差或者不溶于水,更优选不溶于水。当使用水溶性差或者不溶于水,优选不溶于水的颗粒作为颗粒时,可以抑制定影偏移耐性的降低、颗粒溶解或者渗透到在本实施方式的第一过程中形成的图像中而产生的图像表面等的不匀度。在本实施方式中,不溶于水是指相对100质量份(25℃)的水,溶解量是1质量份或更小。本实施方式的颗粒的实例包括无机颗粒和有机颗粒。无机颗粒的实例包括氧化硅(二氧化硅)颗粒、氧化钛颗粒、氧化镁颗粒、氧化铝颗粒、碳酸钙颗粒等。有机颗粒的实例包括聚(甲基)丙烯酸甲酯颗粒、聚苯乙烯颗粒、聚酯颗粒等。它们中间,优选聚(甲基)丙烯酸甲酯颗粒。聚(甲基)丙烯酸甲酯是指聚丙烯酸甲酯和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)中的至少一种。至于颗粒,可以仅使用一种,或者可以将其两种或多种混合使用。
(非挥发性溶剂)本实施方式的非挥发性溶剂没有限制,只要它在1atm下于150℃或更高时沸腾。作为本实施方式的非挥发性溶剂,优选使用非挥发性有机溶剂。在本实施方式中,由于将含有颗粒和非挥发性溶剂的含颗粒的液体涂敷到记录介质上,因此可以抑制颗粒散落到附近。同样,在本实施方式中,由于使用非挥发性溶剂,因此可以抑制含颗粒的液体的浓度变化,将含颗粒的液体稳定地涂敷到记录介质上,并稳定地供应定影偏移耐性得到改善的打印物。而且,本实施方式的非挥发性溶剂没有可聚合基团。因此,在本实施方式的第二过程中涂敷到记录介质上的含颗粒的液体不会形成薄膜,所得图像的光泽度没有变化,并且光泽能够得到抑制。同样,由于本实施方式的非挥发性溶剂不含待涂布的聚合物等,并因此所得图像的光泽度没有变化并且光泽能够得到抑制,因此是优选的。
本实施方式中所用的非挥发性溶剂的实例包括硅油例如二甲基硅油、氟硅油、或者氨基-改性硅油;含氟油;液体石蜡等。其中,从适当涂敷到记录介质上因优异的脱模性能的角度,优选硅油类和含氟油类,更优选硅油。
本实施方式的非挥发性溶剂的实例包括“KF-96-10cs”、“KF-96-20cs”、“KF-96-30cs”、“KF-96-50cs”、“KF-96-100cs”、“KF-96-200cs”、“KF-96-300cs”、“KF-96-500cs”、“KF-96-1000cs”、“KF-96-3000cs”、“KF-96-5000cs”和“KF-96-10000cs”(商品名)(分别由Shin-Etsu ChemicalCo.,Ltd.生产)、二甲基硅油例如“SH200-10CS”、“SH200-100CS”、“SH200-1000CS”、“SH200-10000CS”等,(商品名)(分别由Dow CorningToray Co.,Ltd.生产);“KF-393”、“KF-859”、“KF-860”、“KF-861”、“KF-864”、“KF-865”、“KF-867”、“KF-868”、“KF-869”、“KF-6012”、“KF-880”、“KF-8002”、“KF-8004”、“KF-8005”、“KF-877”、“KF-8008”、“KF-8010”、“KF-8012”、“X-22-3820W”、“X-22-3939A”、“X-22-161A”、“X-22-161B”和“X-22-1660B-3”(商品名)(由Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.生产)、氨基-改性硅油例如“BY16-871”、“BY16-853U”、“FZ-3705”、“SF8417”、“BY16-849”、“FZ-3785”、“BY16-890”、“BY16-208”、“BY16-893”、“FZ-3789”、“BY16-878”、“BY16-891”等,(商品名)(分别由Dow Corning Toray Co.,Ltd.生产);“FL-5”、“X22-821”、“X-22-822”、“FL-100-100CS”、“FL-100-450CS”、“FL-100-1000CS”和“FL-100-10000CS”(商品名)(由Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.生产),和氟硅油例如“FS1265-300CS”、“FS1265-1000CS”、“FS1265-10000CS”等,(商品名)(分别由Dow Corning Toray Co.,Ltd.生产);等。至于非挥发性溶剂,可以仅使用一种,或者可以将其两种或多种混合使用。
(含颗粒的液体涂敷到记录介质上的过程)
在本实施方式的第二过程中,涂敷到记录介质上的含颗粒的液体的量优选是5mg/m2-100mg/m2,更优选是10mg/m2-50mg/m2。在该范围内,可以改善定影偏移,并抑制打印物表面因在记录介质存在的过量含颗粒的液体而粘连。
在本实施方式的第二过程中,将含有颗粒和非挥发性溶剂的含颗粒的液体涂敷到记录介质上。涂敷含颗粒的液体的方法没有限制,并且例如,可以通过使用已知方法例如转移法、喷射法、涂布法、喷墨法或浸渍法进行。涂布法可以是使用棒涂器、挤出模涂器、气刀涂布器、刀片涂布器、杆涂器、刀涂器、挤压涂布器、逆转辊涂布器等的已知的涂布法。喷墨法的细节如上所述。在本实施方式中,特别是,优选通过转移将含颗粒的液体涂敷到记录介质上。为了将含颗粒的液体转移到记录介质上,更优选使用其中浸渍有含颗粒的液体的织物材料。织物材料的实例包括非机织织物等。其中,作为织物材料,优选使用非机织织物。<定影过程>在本实施方式的喷墨图像形成方法中,除了第二过程之外,优选进行定影过程,其中将已涂敷油墨组合物的记录介质定影。该定影过程优选通过使定影元件与已涂敷有油墨组合物的记录介质接触进行,定影元件优选是辊类元件。
优选在第一过程之后将本发明的含颗粒的液体供应到定影元件,然后涂敷到记录介质上。将含颗粒的液体供应到定影元件的方法没有限制,只要含颗粒的液体可以直接或间接地与定影元件相接触。例如,将其中浸渍有含颗粒的液体的织物材料与定影元件表面接触的方法、将含颗粒的液体喷雾到定影元件表面的方法、用辊涂器涂布含颗粒的液体的方法等。特别是,从没有不匀度下将适量含颗粒的液体供应到定影元件表面的角度,优选使织物材料与定影元件表面接触的方法。织物材料可以是机织织物、非机织织物等中的任意一种,并且可以使用可商购获得的或者已知的。然而,当在定影过程中进行加热时优选具有耐热性的织物材料。其实例包括聚偏二氯乙烯、聚乙烯、芳族聚酰胺、聚酯等。
当使用如上所述的织物材料和定影元件进行本实施方式的含颗粒的液体的转移时,作为清洁定影元件的设备,优选使用具有织物材料清洁型定影辊清洁机构的设备。清洁设备的实例包括JP-A No.2003-233265或JP-ANo.2006-276295中公开的,但是本发明并不限于此。
定影过程的钳夹时间优选是1毫秒-10毫秒,更优选2毫秒-1秒,尤其更优选4毫秒-100毫秒。钳夹宽度优选是0.1mm-100mm,更优选0.5mm-50mm,尤其更优选1mm-10mm。
作为传送记录介质的带基底,没有限制,例如,优选无缝电熔镍基底,并且基底厚度优选是10μm-100μm。带基底材料可以使用铝、铁、聚乙烯等,以及镍。当放置硅酮树脂或含氟树脂时,使用这种树脂形成的层的厚度优选是1μm-50μm,更优选是10μm-30μm。
而且,通过选择弹性元件例如具有张力的弹簧等,并将该弹性元件放置在辊如加热辊等的两端,以便根据辊距获得所需钳口压力,由此可以达到该压力(钳口压力)。
记录介质的传送速度优选在200mm/sec-700mm/sec的范围内,更优选300mm/sec-650mm/sec,尤其优选400mm/sec-600mm/sec。涂敷到记录介质上的含颗粒的液体的量没有限制,并且可以根据供应到定影元件的量、含颗粒的液体等适当调整。而且,在使用其中浸渍有含颗粒的液体的织物材料的方法中,该量可以根据织物材料中的浸渍量、织物材料的递送量等加以调整。
定影过程优选例如通过加热和使用定影元件按压记录介质表面进行。此时的加热温度优选在40℃-150℃的范围内,更优选在50℃-100℃的范围内,尤其更优选在60℃-90℃的范围内。
加热同时的按压压力没有限制,但是优选其水平使得本实施方式所用的颗粒不被压碎。压力优选在0.1MPa-3.0MPa的范围内,更优选在0.1MPa-1.0MPa的范围内,尤其更优选在0.1MPa-0.5MPa的范围内。
加热方法没有特别的限制,但是其实例包括以非接触方式干燥的方法,例如用加热元件例如镍铬线加热器干燥的方法、提供温热风或热风的方法、用卤灯、红外线灯等加热的方法。
加热和按压辊可以是用金属制成的金属辊、或者具有用金属制成的核心金属和包含弹性元件的涂布层的辊,并任选地,在其周围提供有表面层(也称之为脱模层)。后一核心金属例如可以由用铁、铝、SUS等制成的圆柱形元件形成,并且核心金属的至少部分表面覆盖有涂布层。特别是,涂布层优选由硅酮树脂或具有脱模性的含氟树脂形成。加热和按压辊优选具有在其核心金属内部构建的加热元件。例如,当使用两个辊时,两个辊中其中一个可以具有在其核心金属内部构建的加热元件。记录介质可以通过使所述介质经过这两个辊之间同时施加加热处理和按压处理来受热。可以使用两个加热辊并且可以通过使介质经过这两个加热辊之间受热。作为加热元件,例如,优选卤灯加热器、陶瓷加热器、镍铬线等。
在本实施方式的图像形成方法中,可以包括设备如油墨干燥区等以在第一过程和第二过程之间、第二过程和定影过程之间、定影过程之后的各个过程等进行干燥过程。
(其它过程)在本实施方式中,除了通过喷墨法将油墨组合物涂敷到记录介质上的第一过程之外,优选包括将包含聚集油墨组合物中的成分用的聚集剂的处理液涂敷到记录介质上的处理液涂敷过程。处理液涂敷过程可以在本实施方式的第一过程之前或之后提供。
可用于本实施方式的处理液经构造能够通过与油墨组合物接触形成聚集体。特别是,处理液优选包括至少一种能够聚集油墨组合物中的分散颗粒例如色料颗粒(颜料等)等以形成聚集体的聚集剂。处理液还可以任选包括一种或多种其它成分。
-处理液-处理液可以含有至少一种通过与油墨组合物接触能够形成聚集体的聚集成分(也可以称之为“聚集剂”)。通过将该处理液与经喷墨法喷射的油墨组合物混合,促进了稳定分散在油墨组合物中的颜料等的聚集。
处理液的实例包括通过改变油墨组合物的pH能够形成聚集体的液体。这里,从油墨组合物的聚集速度的角度,处理液的pH(25℃)优选是0.5-6,更优选1.0-5,尤其更优选1.5-4。这种情况下,喷射过程中所用的油墨组合物的pH(25℃)优选是7.5-9.5(更优选8.0-9.0)。它们中间,在本实施方式中,从图像密度、清晰度和喷墨记录的较高记录速度的角度,油墨组合物的pH(25℃)是7.5或更大,并且处理液的pH(25℃)优选是1.0-3。聚集成分可以单独使用或者可以其两种或多种的混合物使用。
处理液可以包括至少一种酸性化合物作为聚集成分。作为酸性化合物,可以使用具有磷酸基团、膦酸基团、次膦酸基团、硫酸基团、磺酸基团、亚磺酸、或者羧基、或其盐(例如,多元金属盐)的化合物。它们中间,从油墨组合物的聚集速度的角度,更优选具有磷酸基团或羧基的化合物,并且尤其更优选具有羧基的化合物。
具有羧基的化合物优选选自聚丙烯酸、醋酸、乙醇酸、丙二酸、苹果酸、马来酸、抗坏血酸、琥珀酸、戊二酸、富马酸、柠檬酸、酒石酸、乳酸、磺酸、正磷酸、吡咯烷酮羧酸、吡喃酮羧酸、吡咯羧酸、呋喃羧酸、吡啶羧酸、香豆酸、噻吩羧酸、烟酸、这些化合物的衍生物、其盐(例如,多价金属盐)等。这些化合物可以单独使用或者可以两种或多种组合使用。
本实施方式的处理液除了含有酸性化合物等之外,还可以包括含水溶剂(例如,水)。从凝聚效果的角度,相对处理液的总质量,酸性化合物在处理液中的含量优选是5质量%-95质量%,更优选10质量%-80质量%,尤其更优选15质量%-50质量%。
处理液可以是例如,包括多价金属盐或聚烯丙基胺的处理液。当使用包括多价金属盐或聚烯丙基胺的处理液,高速聚集性能能够得到改善。多价金属盐和聚烯丙基胺的实例包括属于周期表第II族的碱土金属(例如,镁和钙)、属于周期表第III族的过渡金属(例如,镧)、来自周期表的第XIII族(例如,铝)的阳离子、和镧系元素(例如,铌)的盐、聚烯丙基胺和聚烯丙基胺衍生物。作为金属盐,优选羧酸盐(甲酸盐、乙酸盐、苯甲酸盐等)、硝酸盐、氯化物、以及硫氰酸盐。它们中间,更优选羧酸的钙盐或镁盐(例如,甲酸盐、乙酸盐、苯甲酸盐等)、硝酸的钙盐或镁盐、氯化钙、氯化镁、和硫氰酸的钙盐或镁盐。
从凝聚效果的角度,金属盐在处理液中的含量优选在1质量%-10质量%的范围内,更优选1.5质量%-7质量%,尤其更优选2质量%-6质量%。
处理液可以包括至少一种阳离子有机化合物作为聚集成分。阳离子有机化合物的实例包括阳离子聚合物例如聚(乙烯基吡啶)盐、聚丙烯酸烷基氨基乙酯、聚甲基丙烯酸烷基氨基乙酯、聚(乙烯基咪唑)、聚乙亚胺、聚双胍、聚胍、或者聚烯丙基胺及其衍生物等。
考虑到处理液的粘度,阳离子聚合物的重均分子量优选小。当将处理液经喷墨法涂敷到记录介质上时,重均分子量优选在1,000-500,000的范围内,更优选1,500-200,000和尤其更优选2,000-100,000。从聚集速度的角度重均分子量为1000或更大是有益的,并且从喷射可靠性的角度重均分子量为500,000或更小是有益的。然而,这不适用于采用除喷墨之外的方法将处理液涂敷到记录介质上的情形。
阳离子有机化合物的优选实例包括伯、仲或叔胺盐类的化合物。胺盐类化合物的实例包括阳离子化合物包括化合物例如盐酸或乙酸盐(例如,月桂胺、棕榈胺、硬脂胺、松香胺等)、季铵盐类化合物(例如,月桂基三甲基氯化铵、鲸蜡基三甲基氯化铵、月桂基二甲基苄基氯化铵、苄基三丁基氯化铵、苯扎氯铵等)、吡啶盐类化合物(例如,鲸蜡基氯化吡啶、鲸蜡基溴化吡啶等)、咪唑啉类阳离子化合物(例如,2-十七碳烯基羟基乙基咪唑啉等)、高级烷基胺的环氧乙烷加成物(例如,二羟基乙基硬脂胺等)等,和在所需pH区呈现阳离子性能的两性表面活性剂,包括两性表面活性剂例如氨基酸类两性表面活性剂、R-NH-CH2CH2-COOH类的化合物、羧酸酯类两性表面活性剂(例如,硬脂基二甲基甜菜碱、月桂基二羟基乙基甜菜碱等)、硫酸酯类、磺酸类或磷酸酯类的两性表面活性剂等。它们中间,优选二价或更高的阳离子有机化合物。
从凝聚效果的角度,阳离子有机化合物在处理液中的含量优选是1质量%-50质量%,更优选是2质量%-30质量%。
它们中间,作为聚集成分,考虑到图像的聚集性能和耐磨性,优选二价或更高的羧酸或二价或更高的阳离子有机化合物。
从油墨组合物的聚集速度的角度,处理液的粘度优选在1mPa·s-30mPa·s的范围内,更优选1mPa·s-20mPa·s,尤其更优选2mPa·s-15mPa·s,特别优选是2mPa·s-10mPa·s。粘度是在20℃的温度条件下使用粘度仪TV-22(商品名,由Toki SangyoCo.,Ltd.生产)测定的。
而且,从油墨组合物的聚集速度的角度,处理液的表面张力优选是20mN/m-60mN/m,更优选20mN/m-45mN/m,尤其更优选25mN/m-40mN/m。表面张力是在25℃的温度条件下使用自动表面张力计CBVP-Z(商品名,由Kyowa Interface Science Co.,Ltd.生产)测定的。
一般说来,本实施方式的处理液除了含有聚集成分之外还可以含有水溶性有机溶剂。在不干扰本实施方式的效果的范围内,也可以将一种或多种其它添加剂用于处理液中。水溶性有机溶剂的细节与上述油墨组合物中的相同。
上面其它添加剂的实例包括那些已知的添加剂例如干燥防止剂(湿润剂)、防褪色剂、乳化稳定剂、渗透强化剂、紫外线吸收剂、防腐剂、防霉剂、pH调节剂、表面张力调节剂、消泡剂、粘度改进剂、分散剂、分散稳定剂、防锈剂、螯合剂等,并且作为上述油墨组合物中包含的其它添加剂的具体实例提及的那些可用于这里。
实施例
下面,使用实施例详细描述本发明,但是在不背离其范围的情况下,本发明并不限于下面的实施例。同样,除非另有说明,“份”以质量计。
I.第一图像形成方法的实施例下面,使用实施例详细描述第一图像形成方法。重均分子量通过凝胶渗透色谱法(GPC)测定。在GPC中,使用HLC-8220GPC(商品名,由Tosoh Corporation生产),将TSKgel SuperHZM-H、TSKgel Super HZ4000和TSKgel Super HZ2000(商品名,由TosohCorporation生产)三个串联连接用作柱,并使用THF(四氢呋喃)作为洗脱剂。而且,条件包括样品浓度0.45质量%、流速0.35mL/min、注射的样品量10μl、测定温度40℃,并使用RI检测器。而且,校准曲线是用8个“STANDARD样品TSK标准聚苯乙烯”样品绘制的:“F-40”、“F-20”、“F-4”、“F-1”、“A-5000”、“A-2500”、”A-1000”(商品名)和“正丙基苯”,均是由TosohCorporation生产。
<油墨组合物的制备>(聚合物分散剂PD-1的合成)如下所述按照下面的方案合成聚合物分散剂PD-1。
在一1000mL配备有搅拌器和冷凝管的三颈烧瓶中,放置甲基乙基酮(88g),然后在氮气环境下于72℃下加热。将2,2’-偶氮二异丁酸二甲酯(0.85g)、甲基丙烯酸苄酯(60g)、甲基丙烯酸(10g)和甲基丙烯酸甲酯(30g)溶解在甲基乙基酮(50g)中获得的溶液在3小时内滴加到烧瓶中。滴加之后,使烧瓶的内容物再反应1小时,然后向其中加入将2,2’-偶氮二异丁酸二甲酯(0.42g)溶解在甲基乙基酮(2g)中获得的溶液。然后将所得物的温度升高至78℃并加热4小时。所得反应溶液在大大过量的己烷中浸泡2次,将沉淀树脂干燥,然后获得96g的聚合物分散剂PD-1。使用1H-NMR确认所得聚合物分散剂PD-1的组成,并且由GPC获得的重均分子量(Mw)是44,600。而且,使用JIS说明书(JIS K0070:1992)中公开的方法获得的酸价是65.2mgKOH/g。
(涂布树脂的颜料颗粒的分散液C的制备)将颜料蓝15:3(PHTHALOCYANINE BLUE A220(商品名),由Dainichiseika Color & Chemicals Mfg.Co.,Ltd.生产;青色颜料)10份、聚合物分散剂P-1(5份)、甲基乙基酮42份、1N NaOH水溶液5.5份和离子交换水87.2份彼此混合,使用0.1mmΦ氧化锆珠在球磨机中分散2-6小时。在减压下于55℃从所得分散液中除去甲基乙基酮,再除去一部分水。而且,使用高速离心冷却器7550(商品名,由Kubota Corporation生产)和一50mL的离心管,在8000rpm下进行离心处理30分钟,并收集除沉淀物之外的上清液。之后,由吸光度光谱确定颜料浓度,并获得颜料浓度为10.2质量%的涂布树脂的颜料颗粒(涂布有聚合物分散剂的颜料)的分散液C(青色分散液C)。
(涂布树脂的颜料颗粒的分散液M的制备)与涂布树脂的颜料颗粒的分散液C的制备相比,替换颜料蓝15:3(青色颜料),而使用颜料红122(CROMOPHTAL JET MAGENTA DMQ(商品名),由BASF生产;红紫色颜料),除此之外,基本上以与涂布树脂的颜料颗粒的分散液C的制备相同的方式制备涂布树脂的颜料颗粒(涂布有聚合物分散剂的颜料)的分散液M(红紫色分散液M)。
(涂布树脂的颜料颗粒的分散液Y的制备)与涂布树脂的颜料颗粒的分散液C的制备相比,替换颜料蓝15:3(青色颜料),而使用颜料黄74(IRGALITE YELLOW GS(商品名),由BASF生产;黄色颜料),除此之外,基本上以与涂布树脂的颜料颗粒的分散液C的制备相同的方式制备涂布树脂的颜料颗粒(涂布有聚合物分散剂的颜料)的分散液Y(黄色分散液Y)。
(涂布树脂的颜料颗粒的分散液K的制备)与涂布树脂的颜料颗粒的分散液C的制备相比,替换颜料蓝15:3(青色颜料),而使用碳黑(NIPEX160-IQ,商品名,由Evonik Degussa Corporation生产;黑色颜料),除此之外,基本上以与涂布树脂的颜料颗粒的分散液C的制备相同的方式制备涂布树脂的颜料颗粒(涂布有聚合物分散剂的颜料)的分散液K(黑色分散液K)。
(自分散聚合物颗粒的制备)-合成实施例1--聚合物颗粒B-1的含水分散液的制备-将甲基乙基酮540.0g放入一2L配备有机械搅拌器、温度计、回流冷凝管和氮气加入管的三颈烧瓶中,并将温度升高至75℃。在将反应容器中的温度保持在75℃的同时,将包含甲基丙烯酸甲酯108g、甲基丙烯酸异冰片酯388.8g、甲基丙烯酸43.2g、甲基乙基酮108g和引发剂(“V-601,”商品名,由Wako Pure Chemical Industries,Ltd.生产)2.16g的混合溶液以恒定速度滴加以在2小时内完成该滴加。滴加结束之后,向其中加入由“V-601”1.08g和甲基乙基酮15.0g形成的溶液,所得物在75℃下搅拌2小时,而且,向其中加入由“V-601”0.54g和甲基乙基酮15.0g形成的溶液,所得物在75℃下搅拌2小时。之后,将所得物的温度升高至85℃,然后再搅拌2小时,由此获得甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸异冰片酯/甲基丙烯酸(=20/72/8[质量比])共聚物的树脂溶液。所得共聚物的重均分子量(Mw)是61,000。使用JIS说明书(JIS K0070:1992;将其内容以援引的方式加入本文)公开的方法获得的酸价是52.1mgKOH/g。
接下来,称重588.2g的上面获得的树脂溶液,将异丙醇165g和120.8mL的1mole/L的氢氧化钠水溶液加入到树脂溶液中,并使反应容器中的温度升高至80℃。接下来,将蒸馏水718g以20mL/min的速度滴加用于含水分散。之后,在大气压下,为了蒸馏掉溶剂,将反应容器内的温度保持在80℃的温度下2小时,在85℃下保持2小时,并在90℃下保持2小时。而且,使反应容器内减压以蒸馏掉异丙醇、甲基乙基酮和蒸馏水,获得固体含量26.0质量%的自分散聚合物颗粒B-1(成膜聚合物颗粒)的含水分散液。
所述聚合物颗粒B-1的玻璃化温度的实际测定值(测定Tg)是180℃。测定Tg是用下面的方法测定的。以固体含量计0.5g的聚合物颗粒的含水分散液于减压下在50℃干燥4小时,然后获得聚合物固体。使用所得聚合物固体,通过SII NanotechnologyInc生产的差示扫描量热计(DSC)EXSTAR6220(商品名)测定测定Tg。测定条件如下。将5mg的样品放入密封铝盘中。在氮气环境下,进行测定并将下面温度设定下温度第二次升高时测定数据的DSC的峰顶值定义为测定Tg。30℃至-50℃(以50℃/min降温)-50℃至140℃(以20℃/min升温)140℃至-50℃(以50℃/min降温)-50℃至140℃(以20℃/min升温)
-蜡1的制备方法-将微晶蜡(HI-MIC1090,商品名,由Nippon Serio Co.,Ltd.生产,熔点88℃)60g和化合物WA-2(下面结构式)40g加入到一2L不锈钢分散设备中,并升温至100℃,使得蜡和化合物WA-2彼此混合至均匀,获得具有粘度的混合物。将95℃下的热水800g加入到该熔融混合物中,然后将所得混合物在HOMOGENIZER(商品名,由Nippon Seiki Co.,Ltd.生产;rpm10,000,10分钟)中高速分散。在连续搅拌的同时,使分散设备冷却以便使内部温度逐渐降下来,获得蜡1的固体状分散液。分散液的平均粒径是0.2μm。
-油墨组合物的制备-使用上面获得的涂布树脂的颜料颗粒的分散液(青色分散液C、红紫色分散M、黄色分散液Y和黑色分散液K)、和自分散聚合物颗粒(B-1)的分散液,将各自成分混合成下面各自油墨组合物,将每一混合物放入一次性塑料注射器中,并用孔径为5μm且由聚偏二氟乙烯(PVDF)制成的过滤器(MILLEX-SV,直径25mm,商品名,由Millipore Corporation生产)过滤,由此获得油墨组合物。
(青色油墨CI-1的组成)·青色颜料(颜料蓝15:3):4质量%·聚合物分散剂PD-1(固体内容物):2质量%·自分散聚合物颗粒B-1(固体成分):4质量%·SANNIX GP250(商品名,由Sanyo Chemical Industries,Ltd.生产,水溶性有机溶剂):8质量%·三丙二醇单乙基醚(TPGMME):(商品名,由Wako Pure Chemical Industries,Ltd.生产,水溶性有机溶剂)8质量%·OLFINE E1010(商品名,由Nissin Chemical Industry Co.,Ltd.生产,表面活性剂):1质量%·蜡1:2质量%将离子交换水加入到这些成分中达到100质量%制得青色油墨。
(红紫色油墨MI-1的组成)红紫色油墨具有与青色油墨CI-1相同的组成,只是青色油墨CI-1组成中的青色颜料替换为红紫色颜料(颜料红122)以具有相同量的该颜料。
(黄色油墨YI-1的组成)黄色油墨具有与青色油墨CI-1相同的组成,只是青色油墨CI-1组成中的青色颜料替换为黄色颜料(颜料黄74)以具有相同量的该颜料。
(黑色油墨KI-1的组成)黑色油墨具有与青色油墨CI-1相同的组成,只是青色油墨CI-1组成中的青色颜料替换为黑色颜料(碳黑)以具有相同量的该颜料。
(青色油墨CI-2的组成)·青色颜料(颜料蓝15:3):4质量%·聚合物分散剂PD-1(固体成分):2质量%·自分散聚合物颗粒B-1(固体成分):4质量%·SANNIX GP250(商品名,由Sanyo Chemical Industries,Ltd.生产,水溶性有机溶剂):16质量%·OLFINE E1010(商品名,由Nissin Chemical Industry Co.,Ltd.生产,表面活性剂):1质量%·蜡1:2质量%将离子交换水加入到这些成分中达到100质量%制得青色油墨。
(红紫色油墨MI-2的组成)红紫色油墨具有与青色油墨CI-2相同的组成,只是青色油墨CI-2组成中的青色颜料替换为红紫色颜料(颜料红122)以具有相同量的该颜料。
(黄色油墨YI-2的组成)黄色油墨具有与青色油墨CI-2相同的组成,只是青色油墨CI-2组成中的青色颜料替换为黄色颜料(颜料黄74)以具有相同量的该颜料。
(黑色油墨KI-2的组成)黑色油墨具有与青色油墨CI-2相同的组成,只是青色油墨CI-2组成中的青色颜料替换为黑色颜料(碳黑)以具有相同量的该颜料。
MFT40%的测定(TA:40质量%的亲水有机溶剂含量的MFT)制备包含自分散聚合物颗粒(B-01)25质量%(固体成分)、上面所述每一油墨中所用并且下面表1公开的溶剂(总量)10质量%、和水65质量%的水溶液,并使用由YOSHIMITSU SEIKI Co.,Ltd生产的MFT仪进行测定。特别是,使用刀片将每一所得水溶液以50cm长 x 3cm宽涂布到PET薄膜(64cm x 18cm)以使涂布薄膜的厚度为300μm,然后从PEC薄膜的背面对该涂布薄膜加热使得温度梯度为20℃-74℃,并在20℃、22%RH的条件下干燥4小时。此时,测定产生白色粉末沉淀的部分与形成透明薄膜的部分之间的边界的温度[℃],并定义为最低成膜温度。
[表1]
这里,溶剂C1和溶剂C2如下。溶剂C1:SANNIX GP250和TPGMME(商品名)的溶剂混合物(质量比1∶1)溶剂C2:SANNIX GP250(商品名)
<处理液的制备>如下制备处理液(1)。使用自动表面张力仪CBVP-Z(商品名,由KyowaInterface Science Co.,Ltd生产),在25℃通过Wilhelmy法使用铂板进行表面张力的测定。使用粘度仪TV-22(商品名,由TOKI SANGYO CO.,LTD.生产)在30℃进行粘度的测定。使用25℃的没有稀释的处理液用Dkk-Toa Corporation生产的pH仪WM-50EG(商品名)进行pH测定。
将各个成分混合以具有下面组成并制得处理液(1)。作为处理液(1)的物理特性值,粘度是2.6mPa·s,表面张力是37.3mN/m,pH是1.6。<处理液(1)的组成>·丙二酸(二价羧酸、由Wako Pure Chemical Industries,Ltd.生产)15质量%·二甘醇单甲基醚(商品名,由Wako Pure Chemical Industries,Ltd.生产)20.0质量%·N-油酰基-N-钠牛磺酸甲酯(表面活性剂)1.0质量%·离子交换水64.0质量%
-织物材料1-4的制备-·硅油(“KF-96-100CS,”商品名,由Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.生产)85.0质量%·树脂颗粒(下面所述的树脂颗粒1)15.0质量%将上面所述组成的液体(1L)使用由Silverson Machines,Inc.生产的乳化设备在8000rpm下混合10分钟,制得树脂颗粒分散液1。织物材料1是通过将树脂颗粒分散液1在非机织织物中浸渍使得树脂颗粒分散液的浸渍量为30g/m2制得的。非机织织物是由聚酰胺和聚酯的混合物制得的,并使用重30g/m2和厚度0.1mm的非机织织物。
织物材料2-4与织物材料1的制备方式基本上相同,只是将织物材料1的树脂颗粒1分别替换为树脂颗粒2-4。当使用分散型产品作为树脂颗粒时,通过冷冻干燥一次使其粉化,然后将其分散于硅油中。以与聚合物颗粒的Tg基本上相同的方式测定下面所述的树脂颗粒Tg。
·树脂颗粒1:交联聚甲基丙烯酸甲酯颗粒(商品名:MX-501,由SokenChemical & Engineering Co.,Ltd.生产)Tg>140℃·树脂颗粒2:交联聚苯乙烯颗粒(商品名:MX-800,由Soken Chemical& Engineering Co.,Ltd.生产)Tg>140℃·树脂颗粒3:交联丙烯酸酯颗粒(商品名:SX-500H,由SokenChemical & Engineering Co.,Ltd.生产)Tg=100℃·树脂颗粒4:乙烯-乙酸乙烯酯颗粒(商品名:CHEMIPEARLV200,由Mitsui Chemicals、Inc.生产)Tg=85℃在含40质量%的溶剂的状态下测定树脂颗粒1-4的MFT40%。该测定是以与上面所述的自分散聚合物颗粒(B-01)基本上相同的方式进行的,只是将“自分散聚合物颗粒(B-01)”替换为“树脂颗粒1-4”。
这里,溶剂C1和溶剂C2如上所述。
<图像形成和评价>如下所述,使用油墨C1/M1/Y1/K1记录图像,并进行下面的评价。评价结果示于下表3。
-耐磨性-制备GELJET GX5000(商品名)打印头(由RICOH Company,Ltd.生产的实线头),并且将与其相连的贮槽中的内容物替换为如上所述获得的青色油墨C1、红紫色油墨M1、黄色油墨Y1和黑色油墨K1。作为记录介质,将OKTOPKOTE+(商品名,由Oji paper Co.生产;基重104.7g/m2)固定在可以在预定直线方向以500mm/sec移动的台(传送带)上,使用金属丝棒涂器将如上所述获得的处理液涂布至厚度约1.5μm(相当于丙二酸0.34g/m2),并在涂布之后即刻于50℃下干燥2秒钟(图2)。之后,固定并安装GELJET GX5000(商品名)打印头(由RICOH Company,Ltd.生产的实线头)使得安装喷嘴的线头的方向(主扫描方向)相对与台的移动方向(副扫描方向)垂直的方向倾斜75.7°。记录介质在副扫描方向以恒定速度移动,并且油墨在串行系统中在油墨液滴量为2.4pl、喷射频率为24kHz和清晰度为1200dpi x 1200dpi的喷射条件下喷射。由此,通过打印固体图像获得评价样品。打印之后,将样品在60℃下干燥3秒钟。接下来,根据各自评价改变如图2中所示提供的织物材料(下表3),并且使得带有固体图像的记录介质通过一对辊,具有表3公开的温度的加热辊和按压辊,由此,在钳口压力为0.25MPa和钳夹宽度为4mm下进行定影过程,然后获得评价样品。作为图2的加热辊(定影辊),使用包含由SUS制成的圆柱形核心金属的辊,其表面涂布有硅树脂并且其内安装卤灯。未打印的OK TOPKOTE+(商品名),未经过打印,切成大小10mm x 50mm,卷在压纸器(重量是470,尺寸是15mm x 30mm x 120mm)中(未经打印的OK TOPKOTE+(商品名)和评价样品之间接触形成的面积是150mm2),并用带有未经打印的OP TOPKOTE+的压纸器对上面所述获得的评价样品来回摩擦3次(相应载荷为260kg/m2)。肉眼观察摩擦之后的打印表面,并根据下面评价标准进行评价。
<评价标准>A:一点也看不到打印表面的图像剥落。B:看到一点打印表面的图像剥落,但是处于实际上没有问题的水平。C:看到打印表面的图像剥落,并且处于实际上有问题的水平。
-粘连评价-以与耐磨性评价基本上相同的方式生产固体图像。将2片评价样品切成4cm x 4cm大小,并且彼此粘合使得记录表面彼此面对,用按压机施加压力2.0MPa持续30秒钟,并将评价样品彼此分离。肉眼观察此时的分离容易度和分离之后的颜色转移,并按照下面评价标准进行评价。
<评价标准>A:两个样品彼此自然分离并且观察不到彼此的颜色转移。B:发生粘连并且看到一些颜色转移。C:粘连强并且发生彼此的颜色转移。实际上存在问题
-光泽度评价-以与耐磨性评价基本上相同的图像形成方法生产70%点象。测定其样品的60度的光泽度并与未经过印刷的未印刷OK TOPKOTE(+)(商品名)(白色背景)的测定值进行对比,按照下面的评价标准进行评价。
<评价标准>A:光泽度大于白色背景的测定值并显示良好光泽度。B:光泽度低于白色背景的测定值,但是之差在5%之内。C:光泽度低于白色背景的测定值,之差大于5%,且光泽降低显著。
-定影偏移评价-通过与耐磨性评价基本上相同的打印方法,在从Y/M/C的每个头的油墨液滴为2.4pl、喷射频率为24kHz、并且清晰度为1200dpi x 1200dpi的喷射条件下进行固体打印,并打印三色混合的灰色固体图像。观察定影辊和打印之后的图像并按照下面的评价基准进行评价。
<评价标准>A:良好。既没有看到杂质粘附到定影辊上也没有看到图像剥落。B:看到一点杂质粘附到定影辊上,但是没有看到图像剥落。C:看到图像剥落。实际上存在问题。
II.第二种图像形成方法的实施例下面,使用实施例更详细地描述第二种图像形成方法。
重均分子量通过凝胶渗透色谱法(GPC)测定。在GPC中,使用HLC-8220GPC(商品名,由Tosoh Corporation生产),将TSKgel SuperHZM-H、TSKgel Super HZ4000和TSKgel Super HZ2000(商品名,由TosohCorporation生产)三个串联连接用作柱,并使用THF(四氢呋喃)作为洗脱剂。而且,条件包括样品浓度0.45质量%、流速0.35mL/min、注射的样品量10μl、测定温度40℃,并使用RI检测器。而且,校准曲线是用8个“STANDARD样品TSK标准聚苯乙烯”样品产生的:“F-40”、“F-20”、“F-4”、“F-1”、“A-5000”、“A-2500”、”A-1000”(商品名)和“正丙基苯”,均是由TosohCorporation生产。酸价是用JIS说明书(JIS K0070:1992)中公开的方法获得的。体积平均粒径是用NANOTRAC粒径分布测定仪UPA-EX150(商品名,由NIKKISO Co.,Ltd.生产)测定的。该测定可以使用将10mL的离子交换水添加到100μl的20质量%的含水聚合物颗粒分散液中制得的测定用样品液,并调整温度至25℃进行。
玻璃化温度Tg是使用聚合物颗粒以固体成分计0.5g,通过SIINanotechnology Inc生产的差示扫描量热计(DSC)EXSTAR6220(商品名)测定的。玻璃化温度Tg测定如下。将5mg的样品放入密封铝盘中。在氮气环境下进行测定,并将下面温度设定下温度第二次升高时测定数据的DSC的峰顶值定义为测定Tg。30℃至-50℃(以50℃/min降温)-50℃-140℃(以20℃/min升温)140℃至-50℃(以50℃/min降温)-50℃-140℃(以20℃/min升温)
(青色油墨(C)的组成)青色油墨C经制备以具有以下组成。·青色颜料(颜料蓝15:3):4质量%·丙烯酰基-基聚合物分散剂(酸价65.2mgKOH/g,重均分子量44600):2质量%·丙烯酰基基聚合物颗粒(重均分子量66,000):4质量%·SANNIX GP250:(商品名,由Sanyo Chemical Industries,Ltd.生产,有机溶剂)10质量%·三丙二醇单乙基醚(商品名,由Wako Pure Chemical Industries,Ltd.生产,有机溶剂):10质量%·OLFINE E1010(商品名,由Nissin Chemical Industry Co.,Ltd.生产,表面活性剂):1质量%·微晶蜡(HI-MIC1090,商品名,由Nippon Seiro Co.,Ltd.生产):2质量%将离子交换水加入到这些成分中达到100质量%制得青色油墨。
(红紫色油墨(M)的组成)红紫色油墨具有与青色油墨(C)相同的组成,只是将青色油墨(C)组成中的青色颜料替换为红紫色颜料(颜料红122)以具有相同量的该颜料。
(黄色油墨(Y)的组成)黄色油墨具有与青色油墨(C)相同的组成,只是将青色油墨(C)组成中的青色颜料替换为黄色颜料(颜料黄74)以具有相同量的该颜料。
(黑色油墨(K)的组成)黑色油墨具有与青色油墨(C)相同的组成,只是将青色油墨(C)组成中的青色颜料替换为黑色颜料(碳黑)以具有相同量的该颜料。
<处理液的制备>将各个成分混合以具有下面组成并制备处理液。·丙二酸(二价羧酸、由Wako Pure Chemical Industries,Ltd.生产):15质量%·二甘醇单甲基醚(商品名,由Wako Pure Chemical Industries,Ltd.生产):20.0质量%·N-油酰基-N-钠牛磺酸甲酯(表面活性剂):1.0质量%该处理液是将离子交换水加入到这些成分中达到100质量%制得的。
<织物材料的制备>(织物材料1的制备)·硅油KF-96-100CS(商品名):85.0质量%(商品名,由Shin-Etsu ChemicalCo.,Ltd.生产,非挥发性溶剂)·交联聚甲基丙烯酸甲酯颗粒(丙烯酰基基):15.0质量%(商品名:MX-501,由Soken Chemical & Engineering Co.,Ltd.生产,体积平均粒径5μm,Tg>140℃,聚合物颗粒)将上面所述组成的液体(1L)使用由Silverson Machines,Inc.生产的乳化设备在8000rpm下混合10分钟,制得聚合物颗粒分散液1。织物材料1是通过将聚合物颗粒分散液1在非机织织物中浸渍使得聚合物颗粒分散液的浸渍量为30g/m2制得的。非机织织物是由聚酰胺和聚酯的混合物制得的,并使用重30g/m2和厚度0.1mm的(织物材料2-5的非机织织物相同)。在140℃或更小下未观察到聚合物颗粒的Tg。
(织物材料2的制备)·硅油KF-96-100CS(商品名):(商品名,由Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.生产,非挥发性溶剂)85.0质量%·交联聚苯乙烯颗粒(体积平均粒径5μm,Tg>140℃,聚合物颗粒):15.0质量%将上面所述组成的液体(1L)使用由Silverson Machines,Inc.生产的乳化设备在8000rpm下混合10分钟,制备聚合物颗粒分散液2。织物材料2是通过将聚合物颗粒分散液2在非机织织物中浸渍使得聚合物颗粒分散液的浸渍量为30g/m2制得的。在140℃或更小下未观察到聚合物颗粒的Tg。交联聚苯乙烯颗粒可以通过已知合成方法合成。
(织物材料3的制备)·硅油KF-96-100cs:(商品名,由Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.生产,非挥发性溶剂)85.0质量%·交联丙烯酸酯颗粒(丙烯酰基基):(体积平均粒径5μm,Tg100℃,聚合物颗粒)15.0质量%将上面所述组成的液体(1L)使用由Silverson Machines,Inc.生产的乳化设备在8000rpm下混合10分钟,制得聚合物颗粒分散液3。织物材料3是通过将聚合物颗粒分散液3在非机织织物中浸渍使得树脂颗粒分散液的浸渍量为30g/m2制得的。交联丙烯酸酯颗粒可以通过已知方法合成。
(织物材料4的制备)·硅油KF-96-100CS:(商品名,由Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.生产,非挥发性溶剂)85.0质量%·乙烯-乙酸乙烯酯颗粒(商品名:CHEMIPEARL V200,由MitsuiChemicals、Inc.生产,体积平均粒径7μm,Tg85℃,聚合物颗粒)将上面所述组成的液体(1L)使用由Silverson Machines,Inc.生产的乳化设备在8000rpm下混合10分钟,制得聚合物颗粒分散液4。织物材料4是通过将聚合物颗粒分散液4在非机织织物中浸渍使得树脂颗粒分散液的浸渍量为30g/m2制得的。
(织物材料5的制备)·硅油KF-96-100CS:(商品名,由Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.生产,非挥发性溶剂)85.0质量%·交联尿烷颗粒:(商品名:C-800TRANSPARENT,由Negami ChemicalIndustrial Co.,Ltd.生产,体积平均粒径6μm,Tg-13℃,聚合物颗粒)15.0质量%将上面所述组成的液体(1L)使用由Silverson Machines,Inc.生产的乳化设备在8000rpm下混合10分钟,制得聚合物颗粒分散液5。织物材料5是通过将聚合物颗粒分散液5在非机织织物中浸渍使得树脂颗粒分散液的浸渍量为30g/m2制得的。
<图像记录和评价>如下所述,使用具有如上所述组成的油墨记录图像,并进行下面的评价。评价结果示于下表。
-双面印刷性-制备GELJET GX5000(商品名)打印头(由RICOH Company,Ltd.生产的实线头),并且将与其相连的贮槽中的内容物分别替换为如上所述获得的青色油墨(C)、红紫色油墨(M)、黄色油墨(Y)和黑色油墨(K)。作为记录介质,将N SILVER DIAMONDS(商品名,由Nippon Paper Industries Co.,Ltd.生产,基重为104g/m2)固定在可以在预定直线方向以500mm/sec移动的传送带上,使用金属丝棒涂器将如上所述获得的处理液涂布至厚度约1.5μm(相当于丙二酸0.34g/m2),并在涂布之后即刻于50℃下干燥2秒钟(图2)。
之后,固定并安装GELJET GX5000(商品名)打印头(由RICOHCompany,Ltd.生产的实线头)使得安装喷嘴的线头的方向(主扫描方向)相对与传送带的移动方向(副扫描方向)垂直的方向倾斜75.7°。记录介质在副扫描方向以恒定速度移动,并且青色油墨(C)和红紫色油墨(M)在串行系统中在油墨液滴量为3.5pl、喷射频率为24kHz和清晰度为1200dpi x 600dpi的喷射条件下喷射。通过打印蓝色固体图像获得评价样品。打印之后,将样品在60℃下干燥3秒钟。
接下来,使织物材料1-5分别与加热辊接触,以在加热辊上涂敷分散液。然后,使记录介质通过一对辊(在60℃下加热的加热辊和按压辊)之间,由此,在钳口压力为0.25MPa和钳夹宽度为4mm下进行定影过程,然后获得评价样品。分散液的涂敷量是25mg/m2。
按照下面的评价标准进行评价;使用织物材料1-3获得的评价样品指定为实施例5-7,并将使用织物材料4和5获得的评价样品指定为对比实施例3和4。作为图2的加热辊(定影辊),使用包含由SUS制成的圆柱形核心金属且其内安装有卤灯的辊,其表面涂布有硅树脂。
<评价标准>在100张纸上连续打印通过图像记录制得的蓝色固体图像。之后,将这100张纸以堆叠状态于室温静置6小时。在静置6小时的记录介质中,以与固体图像的形成基本上相同的方式将汉字“鹰”以8、9和10磅(points)打印在没有固体图像的面(即与有固体图像的表面相背对的面)上,肉眼观察汉字“鹰”的清晰度,并按照下面的评价标准进行评价。A:可以清楚地识别8磅的汉字“鹰”。B:可以清楚地识别9磅的汉字“鹰”。C:可以清楚地识别10磅的汉字“鹰”。*C是实际上有问题的水平。
-图像光泽度的评价-以与双面印刷性基本上相同的方式产生固体图像,并肉眼观察表面的光泽度,并按照下面的评价标准进行评价。<评价标准>A:相对纸的原始光泽没有不自然的印象。B:图像的光泽度高于纸的原始光泽并且有不自然印象。*B是实际上存在问题的水平。
-定影偏移耐性-以与双面印刷性基本上相同的方式制备红色固体图像,只是在油墨喷射条件中,在串行系统中喷射黄色油墨(Y)和红紫色油墨(M)替换青色油墨(C)和红紫色油墨(M)。肉眼观察固体图像转移到定影辊引起的剥落度,并按照下面的评价标准进行评价。<评价标准>A:在整个打印图像中都没有观察到图像转移或剥落。B:仅在整个打印图像的一部分观察到图像转移引起的图像缺失。C:在打印图像中观察到肉眼可以清楚地发现的图像缺失。*C是实际上存在问题的水平。
表4
织物材料 | 聚合物颗粒Tg(℃) | 双面印刷性 | 图像光泽度 | 定影偏移耐性 | |
实施例5 | 1 | 140℃< | A | A | A |
实施例6 | 2 | 140℃< | A | A | A |
实施例7 | 3 | 100 | A | A | B |
对比实施例3 | 4 | 85 | B | B | C |
对比实施例4 | 5 | -13 | C | B | C |
当采用本发明的第二种图像形成方法形成喷墨图像时,正如从表4可以看到的,可以形成具有良好双面印刷性、图像光泽度和定影偏移耐性的图像。
III.第三种图像形成方法的实施例下面,使用实施例更详细地描述第三种图像形成方法。重均分子量通过凝胶渗透色谱法(GPC)测定。在GPC中,使用HLC-8220GPC(商品名,由Tosoh Corporation生产),将TSKgel SuperHZM-H、TSKgel Super HZ4000和TSKgel Super HZ2000(商品名,由TosohCorporation生产)三个串联连接用作柱,并使用THF(四氢呋喃)作为洗脱剂。而且,条件包括样品浓度0.45质量%、流速0.35mL/min、注射的样品量10μl、测定温度40℃,并使用RI检测器。而且,校准曲线是用8个“STANDARD样品TSK标准聚苯乙烯”样品产生的:“F-40”、“F-20”、“F-4”、“F-1”、“A-5000”、“A-2500”、”A-1000”(商品名)和“正丙基苯”,均是由TosohCorporation生产。酸价是用JIS说明书(JIS K0070:1992)中公开的方法获得的。体积平均粒径是通过NANOTRAC粒径分布测定仪UPA-EX150(商品名,由NIKKISO Co.,Ltd.生产)测定的。
<实施例8>(自分散聚合物颗粒B-01的制备)将甲基乙基酮(560.0g)放入一2L配备有搅拌器、温度计、回流冷凝管和氮气加入管的三颈烧瓶中,并将温度升高至87℃。在将反应容器内保持回流状态(保持回流直到反应结束)的同时,将包含甲基丙烯酸甲酯220.4g、甲基丙烯酸异冰片酯301.6g、甲基丙烯酸58.0g、甲基乙基酮108g和“V-601”(商品名,由Wako Pure Chemical Industries,Ltd.生产)2.32g的混合溶液在2小时内以恒定速度滴加(在2小时内完成该滴加)。滴加结束之后,搅拌1小时,然后(1)向其中加入由“V-601”1.16g和甲基乙基酮6.4g,将该混合物搅拌2小时,并重复过程(1)4次,而且,向其中加入由“V-601”1.16g和甲基乙基酮6.4g形成的溶液,将所得物搅拌3小时。聚合反应之后,将溶液温度降低至65℃,向其中加入异丙醇163.0g并使混合物冷却。所得共聚物的重均分子量(Mw)是63,000,并且酸价是65.1(mgKOH/g)。
接下来,称重317.3g(固体浓度41.0%)的所得聚合物溶液,将异丙醇46.4g、20%马来酸酐水溶液1.65g(水溶性酸性化合物,相对于共聚物相当于马来酸0.3%)和2mol/L氢氧化钠水溶液40.77g加入其中,并使反应容器中的温度升高至70℃。接下来,以10mL/min的速度滴加蒸馏水380g,用于在水中分散所得物(分散过程)。之后,在减压下,为了蒸馏掉总量为287.0g的异丙醇、甲基乙基酮和蒸馏水(溶剂除去过程),将反应容器内的温度保持在70℃的温度下1.5小时,并加入PROXEL GXL(S)(商品名,由Arch Chemicals,Inc.生产)0.278g(相对于聚合物固体,苯并异噻唑啉-3-酮为440ppm)。之后,使用1μm的过滤器进行过滤,将过滤的液体回收,并获得固体浓度为26.5%的自分散聚合物颗粒B-01的含水分散液。所得自分散聚合物颗粒用离子交换水稀释并测定25.0%的液体的物理特性值为pH7.8、电导率461mS/m、粘度14.8mPa·s和体积平均粒径2.8nm。
(树脂分散剂P-1的合成)在一1000mL配备有搅拌器和冷凝管的三颈烧瓶中,放入甲基乙基酮88g,将其在72℃于氮气环境下加热。在3小时内向其中滴加通过将2,2’-偶氮二异丁酸二甲酯0.85g、甲基丙烯酸苯氧乙酯50g、甲基丙烯酸11g和甲基丙烯酸甲酯39g溶解在甲基乙基酮50g中获得的溶液。滴加之后,再使烧瓶的内容物反应1小时,然后向其中加入通过将2,2’-偶氮二异丁酸二甲酯0.42g溶解在甲基乙基酮(MEK)2g中获得的溶液。然后将所得物的温度升高至78℃并加热4小时。将MEK加入到所得反应溶液获得甲基丙烯酸苯氧乙酯/甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸(共聚比[质量%]=50/39/11)共聚物(树脂分散剂P-1)的MEK溶液36.8质量%。
使用1H-NMR确认所得树脂分散剂P-1的组成,并且由GPC获得的重均分子量(Mw)是49,400。而且,使用JIS说明书(JIS K0070:1992)公开的方法获得的聚合物的酸价是71.7mgKOH/g。
(树脂分散剂P-2的合成)在一1000mL配备有搅拌器和冷凝管的三颈烧瓶中,放入甲基乙基酮240g、N-(4-乙烯基苄基)-10H-吖啶-9-酮和N-(3-乙烯基苄基)-10H-吖啶-9-酮(1/1=wt/wt)的30g的混合物、甲基丙烯酸20g、甲基丙烯酸乙酯150g,并在氮气环境下于75℃加热,并向其中加入通过将2,2’-偶氮二异丁酸二甲酯2.44g溶解在甲基乙基酮16g中获得的溶液。
在相同温度下进行搅拌的同时,使烧瓶内容物再反应2小时。之后向其中加入通过将2,2’-偶氮二异丁酸二甲酯1.0g溶解在甲基乙基酮2g中获得的溶液,并使烧瓶内容物再反应2小时。然后,向其中加入通过将2,2’-偶氮二异丁酸二甲酯1.0g溶解在甲基乙基酮2g获得的溶液,并将所得物的温度升高至80℃和加热4小时。
将甲基乙基酮加入到所得反应溶液中获得树脂分散剂P-2(N-(4-乙烯基苄基)-10H-吖啶-9-酮和N-(3-乙烯基苄基)-10H-吖啶-9-酮(1/1=wt/wt)的混合物/甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸(共聚比[质量比]=15/75/10)共聚物)的MEK溶液。
将一部分所得溶液加热并在减压下干燥,获得的非挥发性量是36.8质量%。使用1H-NMR确认所得树脂分散剂P-2的组成,并且由GPC获得的重均分子量(Mw)是44,200。而且,聚合物的酸价是65.2mgKOH/g。
(青色颜料分散液C的制备)颜料蓝15:3(PHTHALOCYANINE BLUE A220湿饼(颜料固体成分33.5%)(商品名),由Dainichiseika Color & Chemicals Mfg.Co.,Ltd.生产)100g作为颜料固体成分、甲基丙烯酸苯氧乙酯/甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸共聚物(树脂分散剂P-1)45g为固体成分、甲基乙基酮140g、1mol/L氢氧化钠水溶液50.6g(相对甲基丙烯酸,中和度88%摩尔)作为pH调节剂、和离子交换水331g预先用分散器分散,再用microfluidic Chip Shop GmbH生产的分散器,MICROFLUIDIZER M-140K(商品名),150MPa)进行8道工序。
在56℃、减压下从所得分散液中除去甲基乙基酮,再除去一部分水。而且,使用高速离心冷却器7550(商品名,由Kubota Corporation生产)和一50mL的离心管,在8000rpm进行离心过程30分钟,收集除沉淀之外的上清液。
接下来,将所得分散液(上清液)在70℃加热4小时,加入下面化合物防腐剂使得浓度如下:2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮80ppm、5-氯-2-甲基异噻唑啉-3-酮40ppm、2-溴-2-硝基丙烷-110ppm、4,4-二甲基噁唑烷30ppm、1,2-苯并异噻唑啉-3-酮80ppm和2-n-辛基-4-异噻唑啉-3-酮30ppm。将由此获得的混合物过滤并收集滤液。
之后,由吸光度光谱确定颜料浓度,并获得颜料浓度为15%的涂布树脂的颜料颗粒的分散液(青色颜料分散液C)。就所得分散液而言,粒径是88nm,pH是8.5,粘度是2.9。
(黄色颜料分散液Y的制备)作为颜料,将颜料黄74(快黄FG,商品名,由Sanyo Color Works,LTD.生产)100g、甲基丙烯酸苯氧乙酯/甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸共聚物(树脂分散剂P-1)42g为固体成分、甲基乙基酮108g、1mol/L氢氧化钠水溶液47.2g(相对甲基丙烯酸,中和度88%摩尔)作为pH调节剂、和离子交换水369.5g预先用分散器分散,再用microfluidic Chip Shop GmbH生产的分散器,MICROFLUIDIZER M-140K(商品名),150MPa)进行8道工序。所得物用孔径为1μm的过滤器过滤,并收集滤液。
之后,通过与青色颜料分散液C基本上相同的方法,获得颜料浓度为15%的涂布树脂的颜料颗粒的分散液(黄色颜料分散液Y)。就所得分散液而言,粒径是91nm,pH是8.6,和粘度是3.2mPa·s。
(黑色颜料分散液K的制备)作为颜料,将碳黑(#2600,商品名,由Mitsubishi Chemical Corporation生产)100g、甲基丙烯酸苯氧乙酯/甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸共聚物(树脂分散剂P-1)57g为固体成分、甲基乙基酮155.8g、1mol/L氢氧化钠水溶液80.8g(相对甲基丙烯酸,中和度110%摩尔)作为pH调节剂、和离子交换水491g预先用分散器分散,再用带0.1mmΦ氧化锆珠的球磨分散器经过8道工序。所得物用孔径为1μm的过滤器过滤,并收集滤液。之后,通过与青色颜料分散液C基本上相同的方法,获得颜料浓度为15%的涂布树脂的颜料颗粒的分散液(黑色颜料分散液K)。就所得分散液而言,粒径是73nm,pH是8.4,和粘度是3.9mPa·s。
(红紫色颜料分散液M的制备)将颜料红122(CROMOPHTAL JET红紫色DMQ,商品名,由BASF生产;红紫色颜料)100g、树脂分散剂P-230g为固体成分、甲基乙基酮133g、1mol/L氢氧化钠水溶液27.2g(相对甲基丙烯酸,中和度78%摩尔)、和离子交换水424g混合并预先用分散器分散,再用分散器(MICROFLUIDIZER M-140K,商品名,150MPa)经过10道工序。
之后,通过与青色颜料分散液C基本上相同的方法,获得颜料浓度为15%的涂布树脂的颜料颗粒的分散液(红紫色颜料分散液M)。就所得分散液而言,粒径是76nm,pH是8.6,和粘度是2.8mPa·s。
(油墨组合物的制备)使用4种颜色的颜料分散液和自分散聚合物颗粒B-01、将各个成分混合以具有下面表5所示的组成。将每一组合物放入一次性塑料注射器内,并用孔径为5μm且由聚偏二氟乙烯(PVDF)制成的过滤器(MILLEX-SV(商品名),直径25mm,由Millipore Corporation生产)过滤,由此获得各个颜色的油墨组合物(Y1-Y3、M1-M3、C1-C3和K1-K3)。SANNIX GP250*1:商品名,由Sanyo Chemical Industries,Ltd.生产,亲水有机溶剂三丙二醇单甲基醚*2:由Nippon NyukazaiCo.,Ltd.生产,MFTG,亲水有机溶剂二丙二醇*3:由ADEKA corporation生产,DPG脲*4:由Nissan Chemical Industries,Ltd.生产,固体湿润剂NEWPOL PE-108*5:商品名,由Sanyo Chemical Industries,Ltd.生产,增稠剂OLFINE E1010*6:商品名,由Nissin Chemical Co.,Ltd.生产,表面活性剂固体巴西棕榈蜡*7:由CHUKYO YUSHI CO.,LTD.生产,CELLOSOL524(商品名)固体石蜡蜡*8:由CHUKYO YUSHI CO.,LTD.生产,TORASORUPF60(商品名)固体胶体二氧化硅*9:由Nissan Chemical Industries,Ltd.生产,SNOWTEX XS(商品名)
(含颗粒的液体1的制备)·二甲基硅油(非挥发性溶剂)(由Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.生产,KF-96-100CS,商品名)85.0质量%·聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)颗粒(EPOSTARMA1010,商品名,由NipponShokubai Co.,Ltd.生产,体积平均粒径10μm)15.0质量%
将上面所述组成的液体(1L)使用由Silverson Machines,Inc.生产的乳化设备在8000rpm下混合10分钟,制得含颗粒的液体1。
(含颗粒的液体2的制备)·二甲基硅油(非挥发性溶剂)(商品名,由Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.生产,KF-96-100CS,商品名)85.0质量%·聚甲基丙烯酸甲酯颗粒(由Soken Chemical & Engineering Co.,Ltd.生产,MX-800,商品名,体积平均粒径8μm)15.0质量%
将上面所述组成的液体(1L)使用由Silverson Machines,Inc.生产的乳化设备在8000rpm下混合10分钟,制得含颗粒的液体2。
(含颗粒的液体3的制备)·二甲基硅油(非挥发性溶剂)(由Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.生产,KF-96-100CS,商品名,)85.0质量%·聚甲基丙烯酸甲酯颗粒(商品名,由Soken Chemical & Engineering Co.,Ltd.生产,MX-501,商品名,体积平均粒径5μm)15.0质量%
将上面所述组成的液体(1L)使用由Silverson Machines,Inc.生产的乳化设备在8000rpm下混合10分钟,制得含颗粒的液体3。
(含颗粒的液体4的制备)·二甲基硅油(非挥发性溶剂)(商品名,由Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.生产,KF-96-100CS,商品名)85.0质量%·聚甲基丙烯酸甲酯颗粒(商品名,由Soken Chemical & Engineering Co.,Ltd.生产,MX-300,商品名体积平均粒径3μm)15.0质量%
将上面所述组成的液体(1L)使用由Silverson Machines,Inc.生产的乳化设备在8000rpm下混合10分钟,制得含颗粒的液体4。
(含颗粒的液体5的制备)·二甲基硅油(非挥发性溶剂)(商品名,由Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.生产,KF-96-100CS,商品名)85.0质量%·聚甲基丙烯酸甲酯颗粒(由Soken Chemical & Engineering Co.,Ltd.生产,MX-1500H,商品名,体积平均粒径15μm)15.0质量%
将上面所述组成的液体(1L)使用由Silverson Machines,Inc.生产的乳化设备在8000rpm下混合10分钟,制得含颗粒的液体5。
(含颗粒的液体6的制备)·二甲基硅油(非挥发性溶剂)(商品名,由Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.生产,KF-96-100CS,商品名)85.0质量%·聚甲基丙烯酸甲酯颗粒(由Soken Chemical & Engineering Co.,Ltd.生产,MX-3000,商品名,体积平均粒径32μm)15.0质量%
将上面所述组成的液体(1L)使用由Silverson Machines,Inc.生产的乳化设备在8000rpm下混合10分钟,制得含颗粒的液体6。
(含颗粒的液体7的制备)·二甲基硅油(非挥发性溶剂)(商品名,由Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.生产,KF-96-100CS,商品名)100.0质量%
(含颗粒的液体8的制备)使用JP-A No.2007-296637的实施例2中的涂布剂B2制备含颗粒的液体8。·乳液类树脂(JONCRYL 7600,商品名,由BASF生产)21质量%·聚乙烯蜡(由Mitsui Chemicals,Inc.和GifuShellac Manufacturing.Co.,Ltd.生产,平均粒径:2μm)9质量%·Leveler(非硅基表面活性剂,OLFINE PD-001,商品名,由Nisshin ChemicalCo.,Ltd.生产)10质量%·消泡剂(矿物油)(ADEKANATE B-940,商品名,由Adeka Corporation生产)1质量%·沉淀防止剂(改性聚丙烯酸钠)(SN THICKENER 618,由San NopcoLimited生产)5质量%·水54质量%
使用由Silverson Machines,Inc.生产的乳化设备在8000rpm下将上面所述组成的液体(1L)混合10分钟,制得含颗粒的液体8。
(含颗粒的液体9的制备)使用JP-A No.2007-296637的实施例2中的涂布剂E2制备含颗粒的液体9。·乳液类树脂(JONCRYL 7600,商品名,由BASF生产)21质量%·聚乙烯蜡(由Mitsui Chemicals,Inc.和GifuShellac Manufacturing.Co.,Ltd.生产,平均粒径:6μm)9质量%.拉平剂(非硅基表面活性剂,OLFINE PD-001,商品名,由Nissin ChemicalCo.,Ltd.生产)10质量%·消泡剂(矿物油)(ADEKANATE B-940,商品名由Adeka Corporation生产)1质量%·沉淀防止剂(改性聚丙烯酸钠)(SN THICKENER 618,商品名,由SanNopco Limited生产)5质量%·水54质量%
使用由Silverson Machines,Inc.生产的乳化设备在8000rpm下将上面所述组成的液体(1L)混合10分钟,制得含颗粒的液体9。
(含颗粒的液体10的制备)·异丙醇(非挥发性溶剂)(Wako Pure Chemical Industries,Ltd.)85.0质量%·聚甲基丙烯酸甲酯颗粒(EPOSTAR MA1010,商品名,由Nippon ShokubaiCo.,Ltd.生产,体积平均粒径10μm)15.0质量%
将上面所述组成的液体(1L)使用由Silverson Machines,Inc.生产的乳化设备在8000rpm下混合10分钟,制得含颗粒的液体10。
<图像形成和评价>如下所述,使用上面所述制得的油墨形成图像,并进行下面的评价。评价结果示于下表。
(定影偏移耐性的评价)制备GELJET GX5000(商品名)打印头(由RICOH Company,Ltd.生产的实线头),并且将与其相连的贮槽中的内容物再次替换为如上所述获得的青色油墨组合物C1、红紫色油墨组合物M1、黄色油墨组合物Y1和黑色油墨组合物K1。作为记录介质,将为绒面纸的SILVER DIAMOND(商品名,由Nippon Paper Industries Co.,Ltd.生产)固定在可以在预定直线方向以500mm/sec移动的台上,使用金属丝棒涂器将如上所述获得的处理液T-1涂布至1.7g/m2,并在涂布之后即刻于50℃下干燥2秒钟。之后,固定并安装GELJET GX5000(商品名)打印头(由RICOH Company,Ltd.生产的实线头)使得安装喷嘴的线头的方向(主扫描方向)相对与台的移动方向(副扫描方向)垂直的方向倾斜75.7°。记录介质在副扫描方向以恒定速度移动,并且油墨在串行系统中在M1油墨组合物液滴量为2.4pl、喷射频率为24kHz和清晰度为1200dpi x 1200dpi的喷射条件下喷射,由此打印固体图像。之后即刻,在油墨组合物M1上使用油墨组合物C1以与油墨组合物M1相同的方式打印固体图像,并在打印之后,将固体图像在60℃下干燥3秒钟获得固体图像打印样品1。接下来,将含颗粒的液体1涂敷到加热至60℃的定影辊上。至于获得的固体图像打印样品1,将定影辊与涂敷油墨组合物的记录介质的涂敷面的油墨组合物接触,然后在钳口压力为0.25MPa和钳夹宽度为4mm下进行定影过程,之后获得评价样品1,其中含颗粒的液体1涂敷到记录介质上。这里,涂敷到记录介质上的含颗粒的液体的量是30mg/m2。
以与生产评价样品1的方法基本上相同的方式制备评价样品2-7和10,只是将含颗粒的液体替换为下表所示的。
当将含颗粒的液体8和9以与制备评价样品1的方法相同的方式分别用于制备样品时,在将含颗粒的液体8或9涂敷到加热至60℃的定影辊上的过程中,在定影辊表面内,产生含颗粒的液体8或9附着且不分离的部分,因此不能将这些含颗粒的液体有效地涂敷到记录介质上。因此,在通过辊涂法在记录介质上提供含颗粒的液体8或9之后,将加热至60℃的定影辊与记录介质接触,并在钳口压力为0.25MPa和钳夹宽度为4mm下进行定影过程,由此获得评价样品8和9。即使使用这种方法,仍然观察到含颗粒的液体附着在定影辊上,但是可以将含颗粒的液体8和9涂敷到记录介质上。
这里,对评价样品2-10而言,使用与固体图像打印样品1相同的固体图像打印样品。
通过与评价样品3的基本上相同的制备方法制备评价样品11,只是油墨组合物液滴的涂敷量改为2.1pl。这里,使用评价样品11的固体图像打印样品定为固体图像打印样品11。
在与纸面垂直的方向将固体图像打印样品1的打印部分切开,用电子显微镜观察截面段,并测定油墨组合物的最大厚度。结果,油墨组合物的最大厚度是2.59μm。以相同方式,评价样品11中所用的固体图像打印样品11中油墨组合物的最大厚度是2.27μm。
肉眼观察评价样品制备之后即刻图像表面上图像向定影辊转移引起的剥落度,并按照下面的评价标准进行评价。
<评价标准>A:在整个打印图像一点都没有发现图像转移或剥落。B:仅在整个打印图像的小部分看到图像转移引起的图像缺失。实际上存在问题的水平。C:肉眼观察清楚地看到图像缺失。实际上存在问题。
-图像光泽的评价(表面光泽)-肉眼观察以与定影偏移耐性评价的评价相同的方式制得的评价样品的图像表面的表面光泽度,并按照下面的评价标准进行评价。
<评价标准>A:在打印图像的表面没有光泽,并且图像优选为无光泽表面。B:在打印图像表面可以观察到一点光泽。处于实际上可接受的限度水平。C:图像表面光泽,并且有不自然印象。实际上不能接受。
由该表所示的结果可见,当用本发明的第三种图像形成方法制备样品时,可以抑制喷墨喷嘴的堵塞,还可以获得定影偏移耐性优异的样品。此外,图像光泽良好。颗粒的体积平均粒径比油墨组合物的最大厚度的两倍大小小的样品(样品3和4)和记录介质上未涂敷颗粒的样品(样品7)实际上在定影偏移方面存在问题。而且,样品8和9在定影偏移和图像光泽方面实际上都存在问题。特别是,就图像光泽而言,认为由于含颗粒的液体中的成分形成薄膜,因此表面光泽非常高并且在图像质量方面造成不自然的印象。至于样品10,认为由于使用非挥发性溶剂,不能有效地进行含颗粒的液体的涂敷,因此定影偏移性能存在问题。
<实施例9>将用于实施例8的油墨组合物M1和C1(M1、C1)的组合变为如下,并以与实施例8基本上相同的方式制备样品,然后评价。结果,借助实施例8中的第三种图像形成方法可以获得良好结果。当将红紫色、青色和黄色三种颜色组合,在制备样品时,将实施例8中油墨组合物M1和C1的液滴总量分成三种颜色。
(M2、C2)(M3、C3)(M1、Y1)(M1、Y2)(M1、Y3)(M1、K1)(M1、K2)(M1、K3)(Y1、C1)(Y2、C1)(Y3、C1)(M1、C1、Y1)
<实施例10>以与实施例8基本上相同的方式制备评价样品,只是将实施例8中的处理液T-1替换为处理液T-2至T-7然后评价,结果,借助实施例8中的本发明的第三种图像形成方法获得良好结果。
<实施例11>以与实施例8基本上相同的方式制备评价样品,只是将实施例8中所用的记录介质变为OK TOPKOTE+,基重为104.7g/m2(商品名,由Oji paper Co.生产),然后评价,结果,在本发明的样品中,如实施例8,定影偏移耐性和表面光泽都良好。然而,当B/A比(含颗粒的液体中颗粒的体积平均粒径与涂敷到记录介质上的油墨组合物的薄膜最大厚度之比)超过6时,在表面上看到略微粗糙。在样品8和9中,含颗粒的液体中的成分形成薄膜,表面光泽变得非常高,这造成不自然的印象,因此在图像质量方面存在问题。
根据第一图像形成方法,当通过喷墨法在记录介质上记录图像时,打印物的光泽度可以达到良好水平,抑制打印物粘连,进一步改善定影偏移耐性。而且,也可以进一步改善记录图像的耐磨性。
根据第二种图像形成方法,当通过喷墨法在记录介质上记录图像时,图像的光泽度可以达到良好水平,抑制图像部分定影偏移,也改善双面印刷性。
根据第三种图像形成方法,可以提供定影偏移得到抑制同时喷墨的喷嘴堵塞的发生也得到抑制的喷墨打印物。
在本说明书中,术语“(甲基)丙烯酸酯”的定义包括“丙烯酸酯”和“甲基丙烯酸酯”,术语“(甲基)丙烯酰胺”的定义包括“丙烯酰胺”和“甲基丙烯酰胺”,并且术语“(甲基)丙烯酸”的定义包括“丙烯酸”和“甲基丙烯酸”。
本发明的例证实施方式包括,但不限于下面的这些实施方式。<1>一种图像形成方法,包括:使用喷墨设备将一油墨组合物涂敷到记录介质上,和将一含颗粒的液体涂敷到所述记录介质上。<2>如<1>所述的图像形成方法,其中:所述油墨组合物包括色料、具有成膜性能的第一聚合物颗粒、水溶性有机溶剂、和水;所述含颗粒的液体包括具有玻璃化温度的第二聚合物颗粒;和将所述含颗粒的液体涂敷到所述记录介质上包括:将所述含第二聚合物颗粒的液体涂敷到加热辊表面上或者涂敷到在所述记录介质上涂敷所述油墨组合物形成的图像上;和使所述加热辊与所述图像表面接触;和其中所述第一聚合物颗粒和所述水溶性有机溶剂的混合物的最低成膜温度TA(以℃表示)、所述加热辊表面温度TB(以℃表示)、和所述第二聚合物颗粒的玻璃化温度TC(以℃表示)满足关系TA<TB<TC。<3>如<2>所述的图像形成方法,其中将所述含第二聚合物颗粒的液体涂敷到所述加热辊表面或所述图像表面上包括:使含有所述含第二聚合物颗粒的液体的织物材料与所述加热辊接触。<4>如<2>或<3>所述的图像形成方法,其中所述第一聚合物颗粒包括自分散聚合物。<5>如<4>所述的图像形成方法,其中自分散聚合物包括亲水结构单元或得自脂环族单体的结构单元中的至少一种。<6>如<2>-<5>任一项所述的图像形成方法,其中所述含第二聚合物颗粒的液体包括非挥发性溶剂。<7>如<2>-<6>任一项所述的图像形成方法,其中所述第二聚合物颗粒是水不溶性的。<8>如<2>-<7>任一项所述的图像形成方法,其中所述第二聚合物颗粒包括聚(甲基)丙烯酸甲酯。<9>如<2>-<8>任一项所述的图像形成方法,其中满足至少一个下面的关系A-C:A.最低成膜温度TA是20℃-70℃;B.表面温度TB是40℃-100℃;C.玻璃化温度TC是80℃或更高。<10>如<1>所述的图像形成方法,其中所述含颗粒的液体是包括聚合物颗粒和非挥发性溶剂的分散液;所述聚合物颗粒具有1μm-30μm的体积平均直径和100℃或更高的玻璃化温度Tg,优选100℃-180℃;和在将所述含颗粒的液体涂敷到所述记录介质上时,将所述分散液涂敷到已涂敷油墨组合物的所述记录介质上。<11>如<10>所述的图像形成方法,其中所述聚合物颗粒是交联聚合物颗粒。<12>如<10>或<11>所述的图像形成方法,其中在将所述含颗粒的液体涂敷到所述记录介质上时,将所述分散液供应到加热辊表面,并用所述加热辊按压所述记录介质。<l3>如<10>-<12>任一项所述的图像形成方法,其中所述聚合物颗粒包括聚(甲基)丙烯酸甲酯或聚苯乙烯。<14>如<10>-<13>任一项所述的图像形成方法,其中传送所述记录介质的传送速度是200mm/s或更高。<15>如<10>-<14>任一项所述的图像形成方法,其中在将油墨组合物涂敷到记录介质时,采用单程方式(single pass method)进行油墨组合物的涂敷。<16>如<10>-<15>任一项所述的图像形成方法,其还包括向所述记录介质涂敷通过与油墨组合物接触能够形成聚集体的处理液。<17>如<1>所述的图像形成方法,其中所述含颗粒的液体进一步包括颗粒和非挥发性溶剂,和颗粒的体积平均粒径是涂敷到记录介质上的油墨组合物的干燥薄膜的最大厚度的2倍或更大,优选2倍-6倍,更优选是2.5倍-5倍。<18>如<17>所述的图像形成方法,其中非挥发性溶剂包括硅油或含氟油。<19>如<17>或<18>所述的图像形成方法,其中所述颗粒包括聚(甲基)丙烯酸甲酯。<20>如<17>-<19>任一项所述的图像形成方法,其中所述颗粒的体积平均粒径是4μm-15μm。
本说明书中涉及的所有出版物、专利文献和技术标准都以援引的方式加入本文,就如同每个出版物、专利申请或技术标准具体和单独地描述加入本文。
Claims (20)
1.一种图像形成方法,包括:
使用喷墨装置将一油墨组合物涂敷到记录介质上;和将一含颗粒的液体涂敷到所述记录介质上。
2.如权利要求1所述的图像形成方法,其中:
所述油墨组合物包括色料、具有成膜性能的第一聚合物颗粒、水溶性有机溶剂、和水;
所述含颗粒的液体包括具有玻璃化温度的第二聚合物颗粒;和
将所述含颗粒的液体涂敷到所述记录介质上包括:
将所述含第二聚合物颗粒的液体涂敷到加热辊表面上或者涂敷到在所述记录介质上涂敷所述油墨组合物形成的图像上;和
使所述加热辊与所述图像表面接触;且
其中所述第一聚合物颗粒和所述水溶性有机溶剂的混合物的以℃表示的最低成膜温度TA、以℃表示的所述加热辊表面温度TB、和所述第二聚合物颗粒的以℃表示的玻璃化温度TC满足关系TA<TB<TC。
3.如权利要求2所述的图像形成方法,其中将所述含第二聚合物颗粒的液体涂敷到所述加热辊表面或所述图像表面上包括:使含有所述含第二聚合物颗粒的液体的织物材料与所述加热辊接触。
4.如权利要求2所述的图像形成方法,其中所述第一聚合物颗粒包括自分散聚合物。
5.如权利要求4所述的图像形成方法,其中所述自分散聚合物包括亲水结构单元或得自脂环族单体的结构单元中的至少一种。
6.如权利要求2所述的图像形成方法,其中所述含第二聚合物颗粒的液体包括非挥发性溶剂。
7.如权利要求2所述的图像形成方法,其中所述第二聚合物颗粒是水不溶性的。
8.如权利要求2所述的图像形成方法,其中所述第二聚合物颗粒包括聚(甲基)丙烯酸甲酯。
9.如权利要求2所述的图像形成方法,其中满足至少一个下面的关系A-C:
A.最低成膜温度TA是20℃-70℃;
B.表面温度TB是40℃-100℃;
C.玻璃化温度TC是80℃或更高。
10.如权利要求1所述的图像形成方法,其中:
所述含颗粒的液体是包括聚合物颗粒和非挥发性溶剂的分散液;
所述聚合物颗粒具有1μm-30μm的体积平均直径和100℃或更高的玻璃化温度Tg;和
在将所述含颗粒的液体涂敷到所述记录介质上时,将所述分散液涂敷到已涂敷油墨组合物的所述记录介质上。
11.如权利要求10所述的图像形成方法,其中所述聚合物颗粒是交联聚合物颗粒。
12.如权利要求10所述的图像形成方法,其中在将所述含颗粒的液体涂敷到所述记录介质上时,将所述分散液供应到加热辊表面,并用所述加热辊按压所述记录介质。
13.如权利要求10所述的图像形成方法,其中所述聚合物颗粒包括聚(甲基)丙烯酸甲酯或聚苯乙烯。
14.如权利要求10所述的图像形成方法,其中传送所述记录介质的传送速度是200mm/s或更高。
15.如权利要求10所述的图像形成方法,其中在将油墨组合物涂敷到所述记录介质上时,以单程方式进行油墨组合物的涂敷。
16.如权利要求10所述的图像形成方法,其还包括向所述记录介质涂敷,通过与油墨组合物接触能够形成聚集体的处理液。
17.如权利要求1所述的图像形成方法,其中:
所述含颗粒的液体还包括非挥发性溶剂;和
这些颗粒的体积平均粒径是涂敷到所述记录介质上的油墨组合物的干燥薄膜的最大厚度的两倍或更大。
18.如权利要求17所述的图像形成方法,其中所述非挥发性溶剂包括硅油或含氟油。
19.如权利要求17所述的图像形成方法,其中所述颗粒包括聚(甲基)丙烯酸甲酯。
20.如权利要求17所述的图像形成方法,其中所述颗粒的体积平均粒径是4μm-15μm。
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