CN102575120A - 油性喷墨墨 - Google Patents

Abstract

本发明涉及能够抑制固形物堆积的油性喷墨墨。该油性喷墨墨至少包含颜料、分散剂、有机溶剂，该墨中的钙含量为8ppm以下，镁含量为3ppm以下。

Description

油性喷墨墨

技术领域

本发明涉及油性喷墨墨，具体而言涉及能够抑制固形物堆积的油性喷墨墨。

背景技术

喷墨记录方式是流动性高的喷墨墨以墨颗粒的形式从细头喷嘴喷射并将图像记录在与上述喷嘴对向放置的被印刷体上的方式，由于是低噪音且能够高速打印的记录方式，因而在近年迅速普及。作为用于这种喷墨记录方式的墨，提出了各种将颜料微分散于非水溶性溶剂中的所谓油性喷墨墨。

例如，本申请人在专利文献1中提出了将颜料分散于酯溶剂、高级醇溶剂、烃溶剂等非极性溶剂中的墨。该墨具有下述优点：机中稳定性优异，并且能够得到即使与利用PPC复印机或激光打印机印刷的印刷面重合时也不粘附的打印面。

然而，通常，长期使用油性喷墨墨时，固形物在喷墨头的喷嘴附近堆积，妨碍正常喷墨，有时发生图像不良。目前认为该墨堵塞的原因如下：在喷嘴内，由于墨变浓导致墨的粘度增加、颜料发生聚集；或者，分散时产生很多粗大颗粒，分散的颜料本身的稳定性差，因此随时间变化而产生聚集物等(例如，专利文献2)。

这种堵塞诱发墨滴的飞行弯曲、飞散等喷出缺陷，故不希望。因此，目前基于上述原因，研究有下述方法：通过选择溶剂、树脂等来抑制粘度上升的方法；通过控制颜料的平均粒径来分离除去聚集颗粒的方法；或者，使特定的分散剂吸附于颜料而抑制颜料聚集的方法等。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-126564号公报

专利文献2：日本特开2004-2666号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，本发明人等反复进行了深入研究，结果可知，在喷嘴附近聚集的固形物尽管主要原因是油性墨，但实际上是由水溶性的金属盐所导致的，原因是：墨原材料中微量含有(除颜料、树脂、溶剂外的其它添加剂)的溶解于水的成分由于水分的蒸发而在与墨接触的构件、即喷嘴附近以固形物的形式逐渐堆积。

本发明是鉴于上述情况而进行的，其目的在于提供能够抑制固形物在喷墨头的喷嘴附近堆积的油性喷墨墨。

用于解决问题的方案

本发明的油性喷墨墨为至少包含颜料、分散剂、有机溶剂的油性喷墨墨，其特征在于，该墨中的钙含量为8ppm以下，镁含量为3ppm以下。

所述颜料优选为铜酞菁。

发明的效果

如上所述，目前的油性墨中有如下用于解决喷嘴堵塞的方案：设计在墨制备阶段中能够抑制墨的粘度增加的配方的方案；研究用于抑制颜料的聚集的分散方法的方案；或者，使用特定的颜料分散剂的方案。它们并不是根据喷嘴附近的聚集固形物自身而定的方案，因此在墨制备后随时间变化发生新的聚集，尽管是可以抑制颜料聚集的墨，但有时还不能达到能充分满足从喷嘴喷出的喷出稳定性。

然而，本发明的油性喷墨墨，由于墨中的钙含量为8ppm以下、镁含量为3ppm以下，成为金属盐的钙含量和镁含量降低，因此能够抑制固形物在喷墨头的喷嘴附近堆积。另外，钙含量和镁含量降低了的油性喷墨墨是钙含量和镁含量并不随时间变化而增加的墨，从而可以长时间有效抑制喷嘴附近的固形物堆积。

具体实施方式

以下，详细说明本发明的油性喷墨墨。本发明的油性喷墨墨(以下简称为墨)的特征在于，该墨中的钙含量为8ppm以下，镁含量为3ppm以下，更优选该墨中的钙含量为7ppm以下，镁含量为1.4ppm以下。钙和镁(以下将它们统称为多价金属)在构成墨的成分中特别是颜料中含有较多。其原因在于在颜料的合成/制造工序中多使用工业用水，因而工业用水中多量含有的多价金属残留于颜料中。另外，在作为构成墨的其它成分的普通的高分子分散剂或有机溶剂中，也几乎全部可检测到多价金属。因此，在没有特别进行金属降低处理的情况下，墨中的钙含量通常高于8ppm，镁含量通常高于3ppm。

有各种使墨中的多价金属的含量降低的方法，例如，优选可列举出：用离子交换水将颜料等墨原材料洗涤的方法、使能够从墨中去除多价金属的物质与制备后的墨接触的方法等。作为前一方法，可列举出用离子交换水将颜料洗涤的方法。具体而言，根据墨的组成不同而异，但可以通过使颜料的钙含量为150ppm以下、更优选为100ppm以下，使镁含量为50ppm以下、更优选为30ppm以下，从而制备本发明的墨。另外，为了提高颜料的分散性，有时使用颜料衍生物(增效剂synergist)作为分散助剂，用离子交换水将该增效剂洗涤也有效，可以通过使增效剂的钙含量为100ppm以下、更优选为70ppm以下，镁的含量为30ppm以下、更优选为20ppm以下，从而制备本发明的墨。

另外，作为后一方法，可列举出使制备后的墨与离子交换树脂接触的方法。作为离子交换树脂，可以从目前已知的阳离子或者两性离子交换树脂中适当选择而使用。例如，可列举出Organo Corporation制的AMBERLITE IR120BNa、AMBERLITEIR124Na、AMBERLITE 200CTNa、AMBERLITE 252Na、AMBERJET 1020H、AMBERJET 1024H，东亚合成株式会社制的IXE-100、IXE-300、IXE-500、IXE-530、IXE-550、IXE-633、IXE-6107、IXE-6136等。其中，从处理效率或处理性的观点出发，更优选为粉末形态的IXE-6107、IXE-6136。使制备后的墨与离子交换树脂接触的方法不需要个别实施原材料的多价金属降低处理，因此与个别实施相比不但能够减少工序数，而且即使在颜料等原材料的批次导致多价金属含量有偏差的情况下，也能够稳定得到多价金属含量降低的墨。

上述的颜料或颜料衍生物等墨原材料中的钙和镁的含量、制备后的墨中的钙和镁的含量，是通过将颜料或颜料衍生物等墨原材料或者制备后的墨进行灰化并溶解于硝酸，利用ICP发光分析测定该溶液而求出的。

另外，也可以间接测定墨中的多价金属的含量，可以利用作为评价水性墨中的多价金属的浓度的方法而使用的离心分离法、离子色谱法、毛细管电泳法。其中，从测定精度高、样品消耗量少的角度考虑，优选为毛细管电泳法，但是该方法不能直接适用于电离度非常小的油性墨而测定。研究结果发现，在油性墨中混合水并只提取水，通过利用毛细管电泳法测定提取的水(墨水提取液)可以简便地测定多价金属含量。

该测定方法由于墨中的多价金属并未全部转移到提取液中，因此其定量低于墨的多价金属含量，但是通常在ICP发光分析时使油性墨灰化，将该灰化成分溶解于硝酸后进行测定，因此制备测定样品较耗时。另一方面，毛细管电泳法只要在油性墨中混合水并只提取水，则可容易制备测定样品，因此具有非常便于在生产线上进行检查的优点。

本发明所使用的有机溶剂没有特别限定，例如，可以使用烃溶剂、酯溶剂、醇溶剂、高级脂肪酸溶剂等非水溶性有机溶剂。它们可以单独使用也可以混合2种以上使用。在混合2种以上使用的情况下，混合液需要形成单一连续的相。

作为烃溶剂，可列举出脂肪族烃溶剂、脂环式烃系溶剂、芳香族烃系溶剂等。作为脂肪族烃溶剂以及脂环式烃系溶剂，可列举出新日本石油公司制“TECLEAN N-16、TECLEAN N-20、TECLEAN N-22、No.0 SOLVENT L、No.0 SOLVENT M、No.0SOLVENT H、AF-4、AF-5、AF-6、AF-7”(均为商品名)，新日本石油化学公司制“NISSEKI ISOSOL、NISSEKINAPHTESOL”(均为商品名)，Exxon Mobil公司制“Isopar G、Isopar H、Isopar L、Isopar M、Exxol D40、Exxol D80、ExxolD100、Exxol D140、Exxol D140”(均为商品名)等。

作为酯溶剂，可列举出月桂酸甲酯、月桂酸异丙酯、肉豆蔻酸异丙酯、棕榈酸异丙酯、棕榈酸异辛酯、异硬脂醇棕榈酸酯、油酸甲酯、油酸乙酯、油酸异丙酯、油酸丁酯、亚油酸甲酯、亚油酸异丁酯、亚油酸乙酯、异硬脂酸异丙酯、大豆油甲酯、大豆油异丁酯、妥尔油甲酯、妥尔油异丁酯、己二酸二异丙酯、癸二酸二异丙酯、癸二酸二乙酯、丙二醇单癸酸酯、三羟甲基丙烷三-2-乙基己酸酯、三-2-乙基己酸甘油酯等。

作为醇溶剂，可列举出异肉豆蔻醇、异棕榈醇、异硬脂醇、油醇等。

作为高级脂肪酸溶剂，可列举出异壬酸、异肉豆蔻酸、异棕榈酸、油酸、异硬脂酸等。

本发明所使用的有机溶剂的添加量期望为墨总量的60质量％以上，更优选为70～98质量％。

另外，本发明的油性喷墨墨中，除上述非水溶性有机溶剂以外，在与其相溶并能够形成单一连续的液相的范围内，还可以添加水溶性有机溶剂。作为该水溶性有机溶剂没有特别限定，可以使用低级醇等目前已知的溶剂。即使在该情况下，通过使制备后的墨与离子交换树脂接触，从而可得到本发明的油性喷墨墨，并能够抑制固形物在喷墨头的喷嘴附近堆积。

作为本发明所使用的颜料没有特别限定，可以使用目前已知的无机颜料和有机颜料。例如，作为无机颜料，可列举出二氧化钛、铁丹、钴蓝、群青、铁蓝、炭黑、碳酸钙、高岭土、粘土、硫酸钡、滑石粉、硅石等。作为有机颜料，可列举出不溶性偶氮颜料、偶氮色淀颜料、缩合偶氮颜料、缩合多环颜料、铜酞菁颜料等。这些颜料可以单独使用也可以适当组合使用。颜料的添加量优选相对于墨总量为0.5～20质量％。

作为颜料分散剂，只要能将使用的着色剂稳定分散于溶剂中就可以没有特别限定地使用。例如，可列举出Lubrizol Japan公司制“SOLSPERSE 5000(铜酞菁衍生物)、11200、13940(聚酯胺系)、17000、18000(脂肪族胺系)、22000、24000、28000”(均为商品名)；Efka CHEMICALS公司制“EFKA 400、401、402、403、450、451、453(改性聚丙烯酸酯)、46、47、48、49、4010、4050、4055(改性聚氨酯)”(均为商品名)；花王公司制“DEMOL P、EP”、“POIZ 520、521、530”、“HOMOGENOLL-18(多元羧酸型高分子表面活性剂)”(均为商品名)；楠本化成公司制“DISPARLON KS-860、KS-873N4(高分子聚酯的胺盐)”(均为商品名)；第一工业制药公司制“DISCOL 202、206、OA-202、OA-600(多链型高分子非离子系)”(均为商品名)等。

以下示出本发明的油性喷墨墨的实施例。

实施例

(铜酞菁(洗涤品)以及双偶氮黄(洗涤品)的准备)

分别以达到10质量％的方式将铜酞菁(Cyamine Bule KRG：山阳色素)、以及双偶氮黄(seikafast Yellow 2200：大日精化)混合于离子交换水中，搅拌并分散1小时后，过滤该分散液。反复进行三次该操作，使其干燥得到铜酞菁(KRG)和双偶氮黄的洗涤品。

(铜酞菁衍生物(洗涤品)的准备)

以达到10质量％的方式将铜酞菁衍生物(SOLSPERSE5000：日本Lubrizol)混合于离子交换水中，搅拌并分散1小时后，过滤该分散液。反复进行三次该操作，使其干燥得到铜酞菁衍生物(SOLSPERSE 5000)的洗涤品。

(颜料、分散剂中的Ca浓度以及Mg浓度的测定)

将上述准备的铜酞菁(洗涤处理前和洗涤处理后)、双偶氮黄(洗涤处理前和洗涤处理后)、洗涤处理前的铜酞菁(CyamineBule 4940：大日精化)以及铜酞菁衍生物(洗涤处理前和洗涤处理后)，在燃烧器内分别加热炭化后，利用电炉进行加热灰化。用硝酸将灰化物加热分解后，用稀硝酸溶解并定容。利用ICP发光分光分析法测定该溶液的钙浓度和镁浓度。测定结果示于表1中。

[表1]

由上述表1可知，在利用离子交换水洗涤的溶液中，钙和镁的含量均降低了。使用它们按照下述方式制备墨。

(墨的制备)

在实施例1～6和比较例1～3中，按照下述表1所示的配混(表1所示的数值为质量份)将原材料预混后，利用珠磨机使其分散约10分钟而制备墨。另外，实施例5中，按照表1所示的配混进行预混后，利用珠磨机使其分散约10分钟后，将该墨10kg在填充有无机离子交换树脂(东亚合成株式会社制IXE-6107)的柱中循环12小时来制备。对于制备后的墨分别测定并评价以下项目。

(墨中的C a浓度以及Mg浓度的测定--ICP发光分光分析法)

将制备后的上述各墨，在燃烧器内分别加热炭化后，利用电炉进行加热灰化。用硝酸将灰化物加热分解后，用稀硝酸溶解并定容。通过ICP发光分光分析法测定该溶液的钙浓度和镁浓度。

(喷出不良发生率)

将制备后的上述各墨导入喷墨打印机“ORPHIS-X9050”(商品名：理想科学工业公司制)，以约10小时/周的频率印刷6个月实心图像。确认6个月后的实心图像，并计测墨点的着墨位置发生偏移的喷嘴的个数，计测相对于全部喷嘴(100)发生偏移的喷嘴数，如下进行评价。结果和墨的组分示于表2中。

◎：低于5％

○：5％以上且低于20％

△：20％以上且低于50％

×：50％以上

[表2]

如表2所示，本发明的墨，由于该墨中的钙含量为8ppm以下、镁含量为3ppm以下，多价金属含量降低，因此喷嘴的喷出不良发生率降低。另外，在实施例1～5、比较例1和2中，作为颜料的一例，示出了多价金属含量降低的铜酞菁和未降低的铜酞菁，在实施例6和比较例3中，示出了多价金属含量降低的双偶氮黄和未降低的双偶氮黄，但是对于其它颜料或分散剂等，在其合成/制造工序中使用工业用水，工业用水中多量含有的多价金属残留于颜料等中。由此可以推测即使在使用其它颜料等的情况下，只要降低多价金属含量，则可以得到相同的结果。

Claims (2)

1.一种油性喷墨墨，其为至少包含颜料、分散剂、有机溶剂的油性喷墨墨，其特征在于，该墨中的钙含量为8ppm以下，镁含量为3ppm以下。

2.根据权利要求1所述的油性喷墨墨，其特征在于，所述颜料为铜酞菁。