CN104789040A - 图像形成装置和图像形成方法 - Google Patents

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Abstract

本发明名称为图像形成装置和图像形成方法。提供了图像形成装置，包括：预处理单元，其被配置为使记录介质的表面与等离子体接触；和图像形成单元，其被配置为将油墨喷射到记录介质上，从而形成图像；其中油墨包含颜料、水、水溶性有机溶剂和树脂颗粒，其中水溶性有机溶剂为具有1.1到2.0的无机/有机值(I/O值)的酰胺化合物，并且其中树脂颗粒为醚系聚氨酯树脂颗粒并且具有2.0meq/g或更多的酸性基团量。

Description

图像形成装置和图像形成方法
技术领域
本发明涉及图像形成装置和图像形成方法。
背景技术
包括主要由纤维素纤维制成的支架和施加在支架的至少一个表面上的涂层的用于平版印刷的记录介质(下文称为平版涂层纸)比用于喷墨印刷的记录介质廉价。因此，要求平版涂层纸被应用于喷墨图像形成技术。
然而，在用于喷墨印刷的常规水性油墨被施加在一张平版涂层纸上的情况下，油墨不被吸入纸张中并且遍布于纸张的表面，导致称为成串(beading)的故障。成串是其中必须断续的相邻点聚结在一起的现象。
为了改善成串，已经存在已知的通过记录介质的等离子体预处理提高其亲水性的技术，以便从而提高油墨的渗透性(日本专利申请特开(JP-A)号2009-279796)。
同时，为了提高油墨质量，包含阴离子自乳化聚氨酯树脂颗粒的油墨已经知晓(日本专利申请特开号2009-173805(日本专利(JP-B)号5196235))。
日本专利申请特开号2013-139524公开了包含选自甲氧基丙酰胺、丁氧基丙酰胺、二氧戊环醇和氧杂环丁烷醇的化合物的油墨。
日本专利申请特开号2012-107210提出了包含由酰胺化合物组成的水溶性有机溶剂的油墨。
发明内容
本发明的目标是提供即使当执行低能等离子体预处理时不引起成串的图像形成装置。
用于解决以上问题的方式如下。
图像形成装置，其包括：
预处理单元，其被配置为使记录介质的表面与等离子体接触；和
图像形成单元，其被配置为将油墨喷射到记录介质上，从而形成图像；
其中油墨包含颜料、水、水溶性有机溶剂和树脂颗粒，
其中水溶性有机溶剂为具有1.1到2.0的无机/有机值(I/O值)的酰胺化合物，并且
其中树脂颗粒为醚系聚氨酯树脂颗粒，并且具有2.0meq/g或更多的酸性基团量。
即使当执行低能等离子体预处理时，本发明可以提供不引起成串的图像形成装置。
附图简述
图1为图解本发明的图像形成装置(印刷设备，印刷系统1)和图像形成方法的一个示例性图。
图2为图解图像形成装置中的等离子体处理单元(处理设备)和等离子体处理步骤的一个示例性图。
图3图解了显示pH改变对实施例中使用的聚氨酯树脂乳液a和聚氨酯树脂乳液b所添加的HCl的量的滴定曲线。
图4图解了图3微分化的滴定曲线。
图5为图解使用本发明的等离子体处理单元(处理设备)通过在空气中使用等离子体照射处理对象(记录介质)，从而使聚合物在处理对象的表面上反应来形成亲水性官能团的图。
图6是图解等离子体预处理之前，本发明范围之外的参考油墨Ref和根据本发明的实施方式的油墨A的墨滴行为的图。
图7是图解等离子体预处理之后，本发明范围之外的参考油墨Ref和根据本发明的实施方式的油墨A的墨滴行为的图。
具体实施方式
(图像形成装置和图像形成方法)
本发明的图像形成装置包括预处理单元——其被配置为使记录介质的表面与等离子体接触；图像形成单元，其被配置为在记录介质上喷射油墨，从而形成图像；以及，如果必要的话，进一步包括其它单元。
本发明的图像形成方法包括使记录介质的表面与等离子体接触的预处理步骤；将油墨喷射到记录介质上，从而形成图像的图像形成步骤；以及，如果必要的话，进一步包括其它步骤。
在本发明中，油墨至少包含颜料、水、水溶性有机溶剂和树脂颗粒，水溶性有机溶剂为具有1.1到2.0的无机/有机值(I/O值)的酰胺化合物，并且树脂颗粒是醚系聚氨酯树脂颗粒，并且具有2.0meq/g或更多的酸性基团量。
如上所述，当不仅使用比如普通纸的记录介质，而且使用其表面用树脂材料涂覆的比如平版涂层纸的记录介质时，使用根据本发明的喷墨油墨防止成串并且实现优越的印刷适性。此外，适当地实现对等离子体预处理的响应，使得可以减少用于预处理的能量。预处理具有改善油墨的显色并减少油墨沉积量的效果。
即，等离子体预处理具有以下效果：(1)通过分子在记录介质的表层(例如，包含在记录介质上的涂层中的树脂)上的反应产生的亲水性官能团(-OH、-CHO、-COOH)使介质的表面亲水；(2)等离子体物理地使介质的表面粗糙，从而改善溶剂的渗透性；和(3)通过重复的处理产生的官能团-COOH减小介质表面的pH值(酸化)，在此期间产生H+，从而使油墨中的带电颗粒附聚。
本发明中使用的预处理单元可以使记录介质的表面与等离子体接触从而减小表面的pH值。
(i)本发明的油墨包含具有2.0meq/g或更多的酸性基团量的醚系聚氨酯树脂颗粒。这种醚系聚氨酯树脂颗粒高度亲水，并且因此与溶剂组分具有良好的分离性。高度亲水的树脂组分可能与渗透涂层的内部并且保留在介质的表面上的溶剂分离。
(ii)此外，本发明的油墨包含水溶性有机溶剂，其为具有1.1到2.0的I/O值的酰胺化合物。这种酰胺化合物高度亲脂，同时是水溶性的。因此，酰胺化合物有可能渗透记录介质的树脂材料层，记录介质的表面用树脂材料涂覆(例如，平版涂层纸)。介质表面的粗化进一步加速溶剂的渗透。
(iii)本发明中使用的预处理单元可以使记录介质的表面与等离子体接触从而减小表面的pH值。在记录介质的表面上形成的酸性官能团使记录介质表面上的颜料和树脂组分附聚，这促进其与溶剂组分的分离。
根据本发明的油墨可以提高等离子体预处理的效果，使得用于预处理的能量可被降低。
[图像形成装置(印刷设备，印刷系统)]
图1为图解本发明的图像形成装置(印刷设备，印刷系统1)和图像形成方法的示例性图。
印刷设备(系统1)包括输入部分30——其被配置为沿着传送路径D1输入(运送)处理对象20(卷筒纸)；等离子体处理单元(设备)100——其被配置为用等离子体处理携带的处理对象20作为预处理；和图像形成部分40——其被配置为在已经用等离子体处理的处理对象20的表面上形成图像。缓冲部分80设置在等离子体处理设备100和喷墨记录设备(图像形成单元)170之间并且被配置为调节已经经过预处理(例如，等离子体处理)的处理对象20至喷墨记录设备170的进纸量。图像形成部分40包括喷墨记录设备170——其被配置为通过已经经过等离子体处理的处理对象20上的喷墨记录过程来形成图像。图像形成部分40还可以包括后处理部分70——其被配置为对其上形成图像的处理对象20执行后处理。
请注意，印刷设备(系统1)可以包括干燥部分50——其被配置为干燥已经经过后处理的处理对象20；和输出部分60——其被配置为输出在其上形成图像的处理对象20(在一些情况下，其也已经经过后处理)。除等离子体处理设备100之外，印刷设备(系统1)可以进一步包括，作为预处理部分，其被配置为对处理对象20进行预处理；底漆处理部分(没有显示)，其被配置为将称为底漆并且包含聚合物材料的处理液体施加到处理对象20的表面上。
pH检测部分180可被进一步设置在等离子体处理设备100和图像形成部分40之间，并且被配置为检测处理对象20的表面上的pH值，其中处理对象20已经通过等离子体处理设备100经过预处理。
而且，印刷设备(系统1)包括被配置为控制每个部分的操作的控制部分(没有显示)。该控制部分可连接至印刷控制设备——其被配置为从例如印刷对象的图像数据生成光栅数据。该印刷控制设备可被设置在印刷设备(系统)1的内部或通过互联网或LAN(局域网)在外部设置。
根据此实施方式，在图1中图解的印刷设备(系统)1中，如上所述，处理对象的表面在喷墨记录过程之前提前被处理。使用介电阻挡放电的大气压力非平衡等离子体处理可作为处理使用。
使用大气压力非平衡等离子体的处理对于处理对象——比如记录介质——是一种优选的等离子体处理方法，因为电子温度极其高并且气体温度接近于普通温度。
为了在宽范围内稳定地生成大气压力非平衡等离子体，优选以流光电介质击穿方式使用介电阻挡放电执行大气压力非平衡等离子体处理。以流光电介质击穿方式的介电阻挡放电可通过例如，在覆盖有电介体的电极之间施加交替的高压来实现。
请注意，除了以流光电介质击穿方式的上述介电阻挡放电之外可以使用各种方法来生成大气压力非平衡等离子体。例如，可以使用介电阻挡放电，其中绝缘体(例如，电介体)被插在电极之间；电晕放电，其中高度非均匀的电场形成在例如细金属线上；或脉冲放电，其中施加短脉冲电压。此外，可以结合以上方法的两种或更多。
[等离子体处理单元(设备)]
印刷设备(系统1)包括等离子体处理设备100——其被配置为用等离子体处理处理对象20的表面；pH检测部分180——其被配置为测量处理对象20的表面的pH值；喷墨记录设备170——其被配置为通过在处理对象20上喷墨印刷形成图像；和控制部分160——其被配置为完整地控制印刷设备(系统)1。印刷设备(系统)1进一步包括传送辊190——其被配置为沿着传送路径D1传送处理对象20。传送辊190被配置为根据控制部分160的控制被旋转地驱动，从而沿着传送路径D1传送处理对象20。
等离子体处理设备100包括放电电极100、对电极141、高频率高电压电源150以及夹在电极之间的电介质带121。然而，在图2中，放电电极110由5个放电电极111到115组成，并且对电极141被设置遍及跨过电介质带121与放电电极111到115相对的区域。高频率高电压电源150由对应于放电电极111到115的数量的5个高频率高电压电源151到155组成。
电介质带121可以优选为环形带以便还可以作为处理对象20的传送路径。因此，等离子体处理设备100进一步包括旋转辊122——其被配置为使电介质带121旋转，从而传送处理对象20。旋转辊122根据来自控制部分160的命令被旋转地驱动，从而使电介质带121旋转。
因此，处理对象20沿着传送路径D1被传送。
控制部分160可以单独地打开和关闭高频率高电压电源151到155。控制部分160也可以调节从高频率高电压电源151到155供应至放电电极111到115的高频率高电压脉冲的脉冲强度。例如，控制部分基于印刷速度信息选择将被驱动的高频率高电压电源151到155的数量，或者调节待被施加至放电电极111至115每个的脉冲电压的等离子体能量强度。可选地，控制部分160可以依据处理对象20的类型(例如，涂层纸或PET膜)调节待被驱动的高频率高电压电源151到155的数量和/或施加至放电电极111到151每个的等离子体能量。
在等离子体处理设备100中等离子体生成期间，处理对象20通过穿过放电电极110和电介质带121之间经过等离子体处理。因此，处理对象20的表面上的粘合剂树脂的链断裂，并且气相中的氧自由基或臭氧与聚合物再结合。结果，极性官能团在处理对象20的表面上形成。因此，处理对象20的表面被亲水化和酸化。请注意，在这种情况下，在空气中执行等离子体处理，但是可以在比如氮气或稀有气体的气体氛围中执行等离子体处理。
包括多个放电电极111到115对于均匀地酸化处理对象20的表面也是有效的。特别地，在相同的传送速度(印刷速度)下，相对于使用单一放电电极酸化，使用多个放电电极的酸化可以延长处理对象20穿过等离子体空间的时间段，使得有可能更加均匀地亲水化和酸化处理对象20的表面。
喷墨记录设备170包括喷墨头。例如，为了加快印刷速度的目的，喷墨头包括相同颜色的多个打印头(在这种情况下，4种颜色×4个打印头)。为了以高速形成具有高分辨率(例如，1,200dpi)的图像，每种颜色的打印头的油墨喷射喷嘴与彼此置换，以便更正喷嘴之间的空隙。而且，可以用多个驱动频率驱动喷墨头，以便从每个喷嘴喷射的墨点(滴)相当于大液滴、中等液滴和小液滴的三种不同的大小。
喷墨记录设备170的喷墨头可以包括相同颜色的多个打印头(4种颜色×4个打印头)。具有这样的构造，可以加速喷墨记录过程。例如，为了以高速实现1,200dpi的分辨率，喷墨头中每个颜色的打印头与彼此置换以更正用于喷射油墨的喷嘴之间的空隙。而且，具有各种驱动频率的驱动脉冲被输入至每种颜色的打印头，以便从喷嘴喷射的墨点可以相当于大液滴、中等液滴和小液滴的三种不同的大小。
喷墨头设置在处理对象20的传送路径中的等离子体处理设备100的下游。喷墨记录设备170通过在处理对象20上喷射油墨形成图像，处理对象20已经在控制部分160的控制下通过等离子体处理设备100进行了预处理(酸化)。
获得执行对处理对象20的表面必要的和充足的等离子体处理所需的等离子体能量的一种方法可以是延长等离子体处理的时间段。这可以通过例如降低处理对象20的传送速度来实现。然而，在以高速在处理对象20上记录图像的情况下，缩短等离子体处理的时间段是期望的。如上面所提及的，缩短等离子体处理的时间段的方法的实例包括但不限于此方法，其中设置多个放电电极111到115的方法，并且依据印刷速度驱动必要数量的放电电极111到115；或者这样的方法，其中设置有多个放电电极，并且施加至放电电极111到115每个的等离子体能量强度依据必要的等离子体能量而增加。然而，这些方法可以通过结合以上方法或通过应用其它方法被适当地改变。
例如，基于印刷速度信息，可以选择将被驱动的高频率高电压电源151到155的数量，或者可以调节将从高频率高电压电源151到155供应至放电电极111到115的高频率高电压脉冲的脉冲强度。这些可以结合执行。请注意，印刷速度信息可以是关于喷射记录设备170的印刷模式(例如，彩色印刷或单色印刷、和分辨率)的信息，或关于源自于此的传送辊190的旋转速度和生产量的信息。脉冲强度对应于等离子体能量，并且可以是高频率高电压脉冲的频率或电压值(振幅)，或者源自于以上描述的参数的控制值。
不管传送速度，为了获得取决于传送速度的必要的和充分的预处理效果，需要大的等离子体能量。在通过改进设备执行要求的情况下，要求设备具有较大尺寸的电源和电极。可以通过提高油墨对预处理的响应能力实现设备和降低的电力消耗量。现在将描述本发明中使用的油墨。
[油墨]
本发明使用的油墨包含颜料、水、水溶性有机溶剂和树脂颗粒；优选包含表面活性剂；并且，如有必要，进一步包含其他组分。
<水溶性有机溶剂>
水溶性有机溶剂包含由以下通式(I)表示的酰胺化合物的至少一种：
…通式(I)
在通式(I)中，R表示具有1到6个碳原子的烷基，优选具有1到4个碳原子的烷基。
由通式(I)表示的酰胺化合物的实例包括以下化合物：
…结构式(2)
…结构式(3)
酰胺化合物可以选自具有1到6个碳原子并且具有落入1.1到2.0的范围内的I/O值的烷基。I/O值的意思是在化合物中无机值I与有机值O的比例，并且源自化合物中碳原子和各种官能团(例如，羰基或氨基)的数量。
例如，在由结构式(2)表示的酰胺化合物的情况下，总的有机值是130，其为以下有机值的总和：(i)6个碳原子，每个具有20的有机值，(ii)一个取代基[-CH2CH2-O-]，其具有-10的有机值，和(iii)一个取代基-NC，其具有20的有机值；以及总的无机值为255，其为以下无机值的总和：(i)一个醚基-O-，其具有20的无机值，(ii)一个羰基>C＝O，其具有65的无机值，(iii)一个氨基-N<，其具有70的无机值，(iv)一个取代基[-CH2CH2-O-]，其具有60的无机值，和(v)一个取代基-NC，其具有40的无机值。结果，酰胺化合物的I/O值被确定为255/130，即I/O值为1.96。
由结构式(3)表示的酰胺化合物的I/O值以同样的方式计算。其总的有机值为190，其为以下有机值的总和：(i)9个碳原子，每个具有20的有机值，(ii)一个取代基[-CH2CH2-O-]，其具有-10的有机值，和(iii)一个取代基-NC，其具有20的有机值；并且总的无机值为255，其与由式(2)表示的酰胺化合物的无机值相同。结果，酰胺化合物的I/O值确定为255/190，即I/O值为1.34。
使用由Yoshio Honma创建的"EXCEL spread sheet for organicconceptual diagram"计算I/O值，Yoshio Honma是"New Edition OrganicConceptual Diagram Foundation and Application"的作者，其由SANKYOPUBLISHING Co.,Ltd.,2008通过Yoshio Koda,Shiro Sato,and YoshioHonma出版。一般而言，无机值I越高，亲水程度越高；并且有机值O越高，亲脂程度越高。
具有落入1.1到2.0的范围内的I/O值的酰胺化合物是可溶于水的并且也高度亲脂，因为许多疏水性官能团与其结合。同时，由于大的酸性基团量，树脂颗粒是高度亲水的。因此，水溶性有机溶剂与树脂颗粒具有良好的分离性。通过利用等离子体预处理增加记录介质表面的亲水性进一步增加分离性。结果，树脂组分和固体颜料组分保留在记录介质的表面上，并且，另一方面，溶剂组分渗透涂层。同时，通过用等离子体预处理使记录介质的表面变粗糙，以便加速液体组分的渗透。水溶性有机溶剂是高度亲脂的并且具有低表面张力，以便粗糙化记录介质的表面进一步加速溶剂的渗透。此外，分离溶剂与树脂组分和固体颜料组分的程度得到显著提高。对于使用等离子体的预处理过程有效的油墨的使用显著改善了由记录介质的表面上的液体组分的洇色造成的成串。因此，可以用较低的预处理能量实现与常规的相等效果。
由通式(I)表示的酰胺化合物的R中包含的碳原子的数量优选为1到6，更优选1到4。酰胺化合物的I/O值优选为1.1到2.0，更优选1.3到2.0。
油墨中包含的酰胺化合物的量优选为按质量计1％到按质量计40％，更优选按质量计2％到按质量计30％。在该量落入以上描述的范围内的情况下，可以获得具有优越的分离性和渗透性的油墨，这使得有可能降低预处理能量。此外，可以提供具有优越的储存稳定性和喷射稳定性的油墨。
而且，可以使用烷基烷二醇作为具有辅助效果的水溶性有机溶剂。烷基烷二醇可以是任何一个，只要其具有烷二醇和烷基，该烷二醇具有3到5个碳原子作为主链，该烷基具有1到2个碳原子作为侧链。以上描述的烷基烷二醇是可溶于水的，并且在亲水基团-亲脂基团平衡方面富含亲脂基团，以便在使用已经用等离子体预处理的介质的情况下，它与树脂颗粒和固体颜料组分具有更好的分离性，并且具有更好的进入记录介质的粗糙化表面的渗透性。
辅助水溶性有机溶剂的实例包括3-甲基-1,5-戊二醇和3-甲基-1,3-丁二醇。
油墨中包含的烷二醇的量优选为按质量计2％到按质量计40％，更优选按质量计5％到按质量计30％。在该量落入以上描述的范围内的情况下，可以获得具有优越的分离性和渗透性的油墨，使得有可能降低预处理能量。此外，可以提供具有优越的储存稳定性和喷射稳定性的油墨。
<其它水溶性有机溶剂>
可以加入其它水溶性有机溶剂以提高油墨的水分保留性能、喷墨头中喷嘴的延迟干燥，从而确保喷射稳定性，并且防止废墨附着以维护设备。可以与两种或多种具有不同性能的溶剂组合使用其它水溶性有机溶剂。
在正常压力下具有高于250℃的沸点的水溶性有机溶剂的实例包括1,2,3-丁三醇(bp:175℃/33hPa，按质量计38％)、1,2,4-丁三醇(bp:190℃到191℃/24hPa，按质量计41％)、甘油(bp:290℃，按质量计49％)、双甘油(bp:270℃/20hPa，按质量计38％)、三甘醇(bp:285℃，按质量计39％)和四甘醇(bp:324℃到330℃，按质量计37％)。
具有140℃到250℃的沸点的水溶性有机溶剂的实例包括二甘醇(bp:245℃，按质量计43％)和1,3-丁二醇(bp:203℃到204℃，按质量计35％)。
其它水溶性有机溶剂的实例包括多元醇、多元醇烷基醚、多元醇芳基醚、含氮杂环化合物、酰胺、胺、含硫化合物、碳酸丙烯酯和碳酸亚乙酯。
多元醇的实例包括二丙二醇(bp:232℃)、1,5-戊二醇(bp:242℃)、丙二醇(bp:187℃)、2-甲基-2,4-戊二醇(bp:197℃)、乙二醇(bp:196℃到198℃)、三丙二醇(bp:267℃)、己二醇(bp:197℃)、聚乙二醇(粘性液体到固体)、聚丙二醇(bp:187℃)、1,6-己二醇(bp:253℃到260℃)、1,2,6-己三醇(bp:178℃)、三羟甲基乙烷(固体，mp:199℃到201℃)和三羟甲基丙烷(固体，mp:61℃)。
多元醇烷基醚的实例包括乙二醇单乙醚(bp:135℃)、乙二醇单丁醚(bp:171℃)、二甘醇单甲醚(bp:194℃)、二甘醇单乙醚(bp:197℃)、二甘醇单丁醚(bp:231℃)、乙二醇单-2-乙基己基醚(bp:229℃)和丙二醇单乙醚(bp:132℃)。
多元醇芳基醚的实例包括乙二醇单苯醚(bp:237℃)和乙二醇单苄基醚。
含氮杂环化合物的实例包括2-吡咯烷酮(bp:250℃，mp:25.5℃，按质量计47％到按质量计48％)、N-甲基-2-吡咯烷酮(bp:202℃)、1,3-二甲基-2-咪唑烷酮(bp:226℃)、ε-己内酰胺(bp:270℃)和γ-丁内酯(bp:204℃到205℃)。
酰胺的实例包括甲酰胺(bp:210℃)、N-甲基甲酰胺(bp:199℃到201℃)、N,N-二甲基甲酰胺(bp:153℃)和N,N-二乙基甲酰胺(bp:176℃到177℃)。
胺的实例包括单乙醇胺(bp:170℃)、二乙醇胺(bp:268℃)、三乙醇胺(bp:360℃)、N,N-二甲基单乙醇胺(bp:139℃)、N-甲基二乙醇胺(bp:243℃)、N-甲基乙醇胺(bp:159℃)、N-苯基乙醇胺(bp:282℃到287℃)和3-氨基丙基二乙胺(bp:169℃)。
含硫化合物的实例包括二甲基亚砜(bp:139℃)、环丁砜(bp:285℃)和硫二甘醇(bp:282℃)。
<树脂乳液及其制备方法>
本发明的油墨包含醚系聚氨酯树脂颗粒。
当制备油墨时，醚系聚氨酯树脂颗粒优选作为醚系聚氨酯树脂乳液添加。
合成聚氨酯树脂乳液的方法没有特别被限制，并且可以根据预期的目的适当地选择。例如，可使用如下方法。
(1)使多官能团异氰酸酯化合物以具有过量的异氰酸酯基的当量比以及存在或不存在有机溶剂的条件下与下列化合物反应：具有两个或多个能够与异氰酸酯基反应的活性氢基团的化合物、具有能够与异氰酸酯基反应的活性氢基团并且在其分子中具有羧基和磺酰基的化合物，或其二者；和具有能够与异氰酸酯基反应的活性氢基团并且在其分子中具有阳离子基团的化合物，从而产生具有端异氰酸酯基的氨基甲酸乙酯预聚物。氨基甲酸乙酯预聚物中的羧基、磺酰基或其二者用中和剂中和。然后，这样中和的氨基甲酸乙酯预聚物被加入到包含增链剂的水溶液中，接着通过乳化并经受链延伸反应。其后，在反应系统中包含有机溶剂的情况下，去除有机溶剂从而获得水性聚氨酯树脂。
(2)将(1)的方法中未中和的氨基甲酸乙酯预聚物加入到包含中和剂和增链剂的水溶液中，随后乳化和经受链延伸反应，从而获得水性聚氨酯树脂。
(3)将增链剂和水加入(1)的方法中的中和的氨基甲酸乙酯预聚物，从而获得水性聚氨酯树脂。
(4)将中和剂、增链剂和水加入(1)的方法中未中和的氨基甲酸乙酯预聚物，从而获得水性聚氨酯树脂。
(5)将(1)的方法中的中和的氨基甲酸乙酯预聚物加入水中，随后向其中加入乳化剂和增链剂，从而获得水性聚氨酯树脂。
(6)将(1)的方法中未中和的氨基甲酸乙酯预聚物加入至包含中和剂的水溶液中，随后向其中加入增链剂，从而得到水性聚氨酯树脂。
(7)将水加入(1)的方法中的中和的氨基甲酸乙酯预聚物，并且然后加入增链剂，从而获得水性聚氨酯树脂。
(8)将包含中和剂的水溶液加入(1)的方法中未中和的氨基甲酸乙酯预聚物，并且然后加入增链剂，从而获得水性聚氨酯树脂。
在本发明中，亲水基团(例如，羧酸)和作为乳化剂的官能团通过例如，聚氨酯树脂的合成过程中的共聚作用引入，这产生聚氨酯树脂乳液。
被引入的羧酸的量影响树脂的酸性基团量。在本发明中，依据JP-ANo.2007-3454中描述的用于测量树脂的酸性基团量的方法，使用以下方法来测量酸性基团量。
首先，称量5g样品加入至200mL烧杯中，向其中加入25mL 0.2N的NaOH。
将离子交换水加入样品中以便得到50mL的总体积。
在磁力搅拌器上用搅拌棒搅拌样品。
将pH计的电极放置在样品中，用搅拌器搅拌的同时向其中逐滴加入0.2N HCl。
记录HCl的加入量和pH改变。从达到第一当量点和第二当量点所需要的HCl的所得添加量计算酸性基团量。
图3图解了显示pH改变对实施例中使用的聚氨酯树脂乳液a和聚氨酯树脂乳液b所添加的HCl的量的滴定曲线。
图4图解了图3微分化的滴定曲线。
图3图解显示pH改变对HCl的加入量的滴定曲线。在该图中，虚线表示聚氨酯树脂乳液a并且实线表示聚氨酯树脂乳液b。在图3中，由交替的长和段虚线包围的区域p表示聚氨酯树脂乳液a和聚氨酯树脂乳液b的第一当量点，并且区域q表示第二当量点。在由(1)表示的范围中，NaOH被中和；并且在(2)表示的范围中，-COOH基团被中和。图4图解了被微分化的图3的滴定曲线，目的是确定拐点。由交替的长和短虚线表示的聚氨酯树脂乳液a具有第一当量点pa和第二当量点qa。由实线表示的聚氨酯树脂乳液b具有第一当量点pb和第二当量点qb。在图4中，可以由从第一当量点达到第二当量点所需要的HCl的添加量计算-COOH基团的量。
考虑可溶于水的树脂中的活性组分比率，计算-COOH基团的量。在图4的基础上，发现聚氨酯树脂乳液a的酸性基团量为2.07meq/g，并且发现聚氨酯树脂乳液b的酸性基团量为0.30meq/g。
油墨中包含的树脂颗粒的量优选为按质量计1％到按质量计10％，更优选按质量计2％到按质量计8％。在该量落入以上描述的范围内的情况下，可以适当地实现保留记录介质表面上的固体组分(例如，颜料)的能力。此外，可以提供具有优越的储存稳定性和喷射稳定性的油墨。
使用由具有落入1.1到2.0的范围内的I/O值的酰胺化合物组成的水溶性有机溶剂与具有大的酸性基团量的树脂颗粒的组合使得有可能提高溶剂与树脂的分离性。通过增加使用等离子体预处理的记录介质的表面的亲水性进一步增加分离性。结果，树脂组分和固体颜料组分保留在记录介质的表面上，并且，另一方面，溶剂组分渗透涂层。同时，记录介质的表面通过使用等离子体预处理而被粗糙化，以便加速液体组分的渗透。水溶性有机溶剂是高度亲脂的并且具有低表面张力，以便使记录介质表面粗糙化进一步加速溶剂的渗透。此外，溶剂与树脂组分和固体颜料组分分离的程度显著提高。保留在记录介质表面上的树脂组分和颜料组分被分散在水溶液中，该组分带负电荷，并且用由通过用等离子体预处理的介质生成的阳离子组分(例如，H+)中和从而附聚在一起。通过与树脂组分分离加速溶剂组分的渗透和记录介质表面上的树脂和颜料组分附聚的组合可以大大地改善成串。对于使用等离子体的预处理过程有效的油墨的使用显著改善了由记录介质的表面上的液体组分的洇色造成的成串。因此，可以用较低的预处理能量实现与常规的相等效果。
<颜料>
可以在本发明的优选方面中使用的颜料包括羟基改性的颜料——其包含含羟基的聚合物颗粒和不溶于水的或难溶于水的着色材料(color material)，例如羟基改性的聚合物乳液。
其它颜料的实例包括有机颜料和无机颜料。用于单色印刷的颜料的实例包括炭黑(C.I.颜料黑7)(例如，炉黑、灯黑、乙炔黑和槽法炭黑)；金属(例如，铜、铁(C.I.颜料黑11)和氧化钛)；和有机颜料(例如，苯胺黑(C.I.颜料黑1))。
用于彩色印刷的颜料的实例包括，但不限于此：C.I.颜料黄1(坚牢黄G)、3、12(双偶氮黄AAA)、13、14、17、24、34、35、37、42(铁黄)、53、55、81、83(双偶氮黄HR)、95、97、98、100、101、104、108、109、110、117、120、138和153；C.I.颜料橙5、13、16、17、36、43和51；C.I.颜料红1、2、3、5、17、22(亮坚牢猩红色)、23、31、38、48:2(永久红B(Ba))、48:2(永久红2B(Ca))、48:3(永久红2B(Sr))、48:4(永久红2B(Mn))、49:1、52:2、53:1、57:1(亮洋红6B)、60:1、63:1、63:2、64:1、81(若丹明6G色淀)、83、88、101(紫红漆)、104、105、106、108(镉红)、112、114、122(喹吖啶酮洋红)、123、146、149、166、168、170、172、177、178、179、185、190、193、209和219；C.I.颜料紫1(若丹明色淀)、3、5:1、16、19(喹吖啶酮红)、23和38；C.I.颜料蓝1、2、15(酞菁油墨R)、15:1、15:2、15:3(酞菁油墨G)、15:4、15:6(酞菁油墨E)、16、17:127(普鲁士蓝)、28(钴蓝)、29(群青)、56、60和63；以及C.I.颜料绿1、4、7、8、10、17、18和36。这些可单独或组合使用。
颜料的量优选为按质量计1％到按质量计50％。优选地，以按质量计1％到按质量计40％，更优选地按质量计5％到按质量计35％的量包含羟基改性的颜料。
<水>
关于水，可使用纯水(例如，离子交换水、超滤水、Milli-Q水和蒸馏水)或超纯水。油墨中包含的水的量没有特别地限制，并且可以根据预期目的适当地选择。
<表面活性剂>
不管着色剂的类型或水溶性有机溶剂的组合如何，优选表面活性剂没有损害分散稳定性并且具有低表面张力、高渗透性和高均化能力。合适的表面活性剂选自阴离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂、硅氧烷系表面活性剂和含氟表面活性剂。
阴离子型表面活性剂的实例包括选自以下的表面活性剂：烷基磺酸盐、烷基苯磺酸盐、烷基萘磺酸盐、萘磺酸钠-甲醛缩合物、烷烃-或烯烃-磺酸盐、烷基硫酸酯、聚氧乙烯烷基-或烷基芳基醚-硫酸酯盐、烷基磷酸盐、烷基二苯基醚二磺酸钠、醚羧酸盐、烷基磺基丁二酸盐、α-磺基脂肪酸酯和脂肪酸盐；高级脂肪酸与氨基酸的缩合物；和环烷酸盐。
通过将磺酸基引入芳香族化合物，随后用碱性化合物中和产生芳香族磺酸盐。芳香族磺酸盐的实例包括以下那些，其中苯磺酸、对甲苯磺酸、萘磺酸或烷基萘磺酸用烷基胺(例如丁胺和三乙胺)、烷醇胺(例如，单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺和三异丙醇胺)、吗啉、氨水、氢氧化钠、氢氧化锂、氢氧化钾、氨基甲基丙二醇、氨基乙基丙二醇或胆碱中和。可选地，可以使用缓冲液(例如，三羟甲基氨基甲烷和Good's缓冲液)作为碱性化合物。
非离子型表面活性剂的实例包括聚氧乙烯烷基醚(例如，聚氧乙烯十二烷基醚、聚氧乙烯十四烷基醚、聚氧乙烯十六烷基醚、聚氧乙烯十八烷基醚和聚氧乙烯油基醚)、聚氧乙烯烷基苯基醚(例如，聚氧乙烯辛基苯基醚和聚氧乙烯壬基苯基醚)、聚氧乙烯-α-萘基醚、聚氧乙烯-β-萘基醚、聚氧乙烯单苯乙烯基苯基醚、聚氧乙烯二苯乙烯基苯基醚、聚氧乙烯烷基萘基醚、聚氧乙烯单苯乙烯基苯基醚、聚氧乙烯二苯乙烯萘基醚和聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物。
含氟表面活性剂优选为其中2到16个碳原子用氟取代的那些，更优选其中4到16个碳原子用氟取代的那些。当用氟取代的碳原子的数目小于2时，可获得氟化作用。当用氟取代的碳原子的数目大于16时，例如可引起关于油墨的储存稳定性的问题。
含氟表面活性剂的实例包括全氟烷基磺酸化合物、全氟烷基羧酸化合物、全氟烷基磷酸酯化合物、全氟烷基环氧乙烷加合物和在其侧链中具有全氟烷基醚基团的聚氧化烯醚聚合物。在它们之中，从低起泡性能的观点出发，在其侧链中具有全氟烷基醚基团的聚氧化烯醚聚合物是优选的。
全氟烷基磺酸化合物的实例包括全氟烷基磺酸和全氟烷基磺酸盐。
全氟烷基羧酸化合物的实例包括全氟烷基羧酸和全氟烷基羧酸盐。
全氟烷基磷酸酯化合物的实例包括全氟烷基磷酸酯和全氟烷基磷酸酯盐。
在其侧链具有全氟烷基醚基团的聚氧化烯醚聚合物化合物的实例包括在其侧链具有全氟烷基醚基团的聚氧化烯醚聚合物、在其侧链具有全氟烷基醚基团的聚氧化烯醚聚合物的硫酸酯盐和在其侧链具有全氟烷基醚基团的聚氧化烯醚聚合物的盐。
这些含氟表面活性剂中的盐的抗衡(counter)离子的实例包括Li、Na、K、NH4、NH3CH2CH2OH、NH2(CH2CH2OH)2和NH(CH2CH2OH)3。
含氟表面活性剂可以适当地合成或者是商业可得的产品。
其商业产品的实例包括SURFLON S-111、S-112、S-113、S-121、S-131、S-132、S-141和S-145(全部由ASAHI GLASS CO.,LTD.制造)；FLOURAD FC-93、FC-95、FC-98、FC-129、FC-135、FC-170C、FC-430和FC-431(全部由Sumitomo 3M Limited制造)；MEGAFACE F-470、F-1405和F-474(全部由DIC CORPORATION制造)；ZONYL TBS、FSP、FSA、FSN-100、FSN、FSO-100、FSO、FS-300和UR(全部由E.I.duPont de Nemours and Company制造)；FT-110、FT-250、FT-251、FT-400S、FT-150和FT-400SW(全部由NEOS COMPANY LIMITED制造)；和POLYFOX PF-151N(全部由Omnova Solutions,Inc.制造)。在它们之中，从优异的印刷质量和，特别地显色和纸上匀染性的改善的观点出发，特别优选FS-300(由E.I.du Pont de Nemours and Company制造)、FT-110、FT-250、FT-251、FT-400S、FT-150和FT-400SW(全部由NEOSCOMPANY LIMITED制造)，以及POLYFOX PF-151N(由OmnovaSolutions,Inc.制造)。
硅氧烷系表面活性剂没有特别地限制并且可以根据预期目的适当地选择，但是优选即使在高pH下没有被分解的那些。其实例包括侧链改性的聚二甲基硅氧烷、两端改性的聚二甲基硅氧烷、一端改性的聚二甲基硅氧烷和侧链与两端改性的聚二甲基硅氧烷。从优异的作为水性表面活性剂的特性的观点出发，特别优选为聚醚改性的硅氧烷系表面活性剂——其包含聚氧乙烯基团或聚氧乙烯聚氧丙烯基团作为改性基团。
硅氧烷系表面活性剂可以被适当地合成或者为商业可得的产品。
商业可得的产品是可得的，例如，来自BYK Japan K.K.、Shin-EtsuChemical Co.,Ltd.和Dow Corning Toray Co.,Ltd.。
聚醚改性的硅氧烷系表面活性剂没有特别地限制并且可以根据预期目的适当地选择。其实例包括聚氧乙烯烷基醚醋酸酯、十二烷基苯磺酸盐、月桂酸酯和聚氧乙烯烷基醚磺酸盐。
油墨中包含的表面活性剂的量优选为按质量计0.01％到按质量计3.0％，更优选按质量计0.5％到按质量计2％。当该量小于按质量计0.01％时，添加表面活性剂可能没有效果。当该量大于按质量计3.0％时，用等离子体预处理可能没有防止成串的效果。
<其它组分>
其它组分没有特别地限制并且可以根据预期目的适当地选择。其实例包括pH调节剂和防腐剂-抗真菌剂。
pH调节剂没有特别地限制并且可以根据预期目的适当地选择，只要它对于要制备的油墨没有不利的影响，并且可以调节油墨的pH为7到11。其实例包括乙醇胺、碱金属元素的氢氧化物、铵的氢氧化物、氢氧化和碱金属的碳酸盐。当pH小于7或大于11时，喷墨头或油墨供给单元可能被大量的腐蚀掉，这潜在地导致故障，比如所得油墨的劣化、泄露和喷射故障。
乙醇胺的实例包括二乙醇胺、三乙醇胺和2-氨基-2-乙基-1,3-丙二醇。
碱金属元素的氢氧化物的实例包括氢氧化锂、氢氧化钠和氢氧化钾。
铵的氢氧化物的实例包括氢氧化铵、氢氧化季铵和氢氧化季
碱金属的碳酸盐的实例包括碳酸锂、碳酸钠和碳酸钾。
防腐剂-抗真菌剂的实例包括脱氢乙酸钠、山梨酸钠、2-巯基吡啶-1-氧化钠、苯甲酸钠和五氯酚钠。
<油墨的制备和物理性质>
通过将颜料、水、水溶性有机溶剂、树脂颗粒和水；并且任选地颜料分散剂、表面活性剂和其它组分，分散或溶解至水介质，任选地随后搅拌和混合生产油墨。可以通过例如，砂磨机、均化机、球磨机、油漆搅拌器或超声分散器进行分散。搅拌和混合可以通过使用典型的搅拌刀片、磁力搅拌器或高速分散器的搅拌器进行。
油墨的物理性质没有特别地限制并且可以根据预期目的适当地选择。例如，其粘度、表面张力和pH优选地落入以下范围之内。
在25℃的油墨的粘度优选为5mPa·s到25mPa·s。当油墨的粘度为5mPa·s或更大时，可以取得提高印刷密度和印刷字符质量的效果。当油墨的粘度为25mPa·s或更小时，可以确保优异的喷射稳定性。
例如，在25℃可以通过粘度计(RE-550L，由Toki Sangyo Co.,Ltd.制造)测量粘度。
在25℃油墨的表面张力优选为35mN/m或更低，更优选32mN/m或更低。当表面张力落入以上范围内时，可以优选地缩短干燥时间。
从与其接触的金属构件的防腐蚀的观点来看，油墨的pH优选为7到12，更优选8到11。
<记录介质>
涂层纸被示例为本发明的实例中的记录介质，以便于理解，但是本发明不限于此。例如，记录介质可是表面用纤维素涂覆的普通纸；和在其上可以用油墨形成图像以及其表面用树脂材料涂覆的那些(例如，用于喷墨印刷的特种纸、层压纸、OHP纸张和合成树脂膜)。当然，记录介质优选具有通过图像形成装置的纸供给能力和装置中的传送能力。这些记录介质将不被具体地描述。
现有的用于印刷的涂布纸是指用于商业印刷的涂布纸，比如所谓的涂料纸(A0、A1)、A2涂层纸、A3涂层纸、B2涂层纸、轻质涂层纸和超轻重量的涂布纸；以及用于平板印刷和凹版印刷的涂布纸。
已经频繁地在物品中发现的用于商业印刷的所谓的通用纸的涂层的配方，其相对于100份按质量计的无机颜料(例如，高岭土或碳酸钙)包含按质量计大约10份到按质量计大约15份的粘合剂(例如，树脂、乳液或淀粉)。
涂料纸的商业可得的产品的具体实例包括OK KANEFUJI N、SAKANEFUJI N、SATIN KANEFUJI N、ULTRASATIN KANEFUJI N、ULTRA OK KANEFUJI N和KANEFUJI ONE SIDE(全部由Oji PaperCo.,Ltd.制造)；NPI SPECIAL ART、NPI SUPER ART、NPI SUPERDULL和NPI DULL ART(全部由Nippon Paper Industries Co.,Ltd.制造)；UTRILLO SUPER ART、UTRILLO SUPER DULL和UTRILLOPREMIUM(全部由Daio Paper Corporation制造)；HIGH-QUALITYART、TOKUHISHI ART、SUPER MAT ART A和HIGH-QUALITY DULLART A(全部由Mitsubishi Paper Mills Ltd.制造)；和RAICHO SUPERART N、RAICHO SPECIAL ART、和RAICHO DULL ART N(全部由Chuetsu Pulp&Paper Co.,Ltd.制造)。
A2涂层纸的商业可得的产品的具体实例包括OK TOP COAT+(PLUS)、OK CASABLANCA、OK TRINITY、NEW AGE、OK TOP COATMAT N、OK ROYAL COAT、OK TOP COAT DULL、Z COAT、OKKASAHIME、OK KASAO、OK KASAO SATIN、OK TOP COAT+、OKNON-WRINKLE、OK COAT V、OK COAT N GREEN 100、OK MATCOAT GREEN 100、NEW AGE GREEN 100和Z COAT GREEN 100(全部由Oji Paper Co.,Ltd.制造)；AURORA COAT、SHIRAOI MAT、IMPERIAL MAT、SILVER DIAMOND、RECYCLE COAT 100和CYCLEMAT 100(全部由Nippon Paper Industries Co.,Ltd.制造)；MU COAT、MU WHITE、MU MAT和WHITE MU MAT(全部由Hokuetsu PaperMills Ltd.制造)；RAICHO COAT N、REGINA RAICHO COAT 100、RAICHO MAT COAT N和REGINA RAICHO MAT 100(全部由ChuetsuPulp&Paper Co.,Ltd.制造)；PEARL COAT、WHITE PEARL COAT N、NEW V MAT、WHITE NEW V MAT、PEARL COAT REW、WHITEPEARL COAT NREW、NEW V MAT REW和WHITE NEW V MATREW(全部由Mitsubishi Paper Mills Ltd.制造)。
A3涂层(轻质涂层)纸的商业可得的产品的具体实例包括OKCOAT L、ROYAL COAT L、OK COAT LR、OK WHITE L、OK ROYALCOAT LR、OK COAT L GREEN 100和OK MAT COAT L GREEN 100(全部由Oji Paper Co.,Ltd.制造)；EASTER DX、RECYCLE COAT L100、AURORA L、RECYCLE MAT L100和<SSS>ENERGY WHITE(全部由Nippon Paper Industries Co.,Ltd.制造)；UTRILLO COAT L和MATISSECOAT(全部由Daio Paper Corporation制造)；HI ALPHA、ALPHA MAT、(N)KINMARI L和KINMARI HIL(全部由Hokuetsu Paper Mills Ltd.制造)；N PEARL COAT L、N PEARL COAT LREW和SWING MAT REW(全部由Mitsubishi Paper Mills Ltd.制造)；SUPER EMINE、EMINE和CHATON(全部由Chuetsu Pulp&Paper Co.,Ltd.制造)。
B2涂层(中等质量涂层)纸的商业可得的产品的具体实例包括OK MEDIUM QUALITY COAT、(F)MCOP、OK ASTRO GLOSS、OKASTRO DULL和OK ASTRO MAT(全部由Oji Paper Co.,Ltd.制造)；和KING O(由Nippon Paper Industries Co.,Ltd.制造)。
超轻重量的涂布纸的商业可得的产品的具体实例包括OK ROYALLIGHT S GREEN 100、OK EVER LIGHT COAT、OK ULTRA LIGHTWEIGHT COATED SUPER ECO G、OK ULTRA LIGHT WEIGHTCOATED MAT ECO G100、OK STAR LIGHT COAT、OK SOFTROYAL、OK BRIGHT、CLEAN HIT G、YAMAYURI BRIGHT、YAMAYURI BRIGHT G、OK AQUA LIGHT COAT、OK BRIGHT(ROUGH,GLOSS)、SNOW MAT DX、OK KASAHIME和OKKASAYURI(全部由Oji Paper Co.,Ltd.制造)；PYRENE DX、PEGASUSHYPER 8、AURORA S、SUPER ANDES DX、SPACE DX、SEINE DX、SPECIAL GRAVURE DX、PEGASUS、SILVER PEGASUS、SUPERGREENLAND DX100、<SSS>ENERGY SOFT、<SSS>ENERGYLIGHT和EE HENRY(全部由Nippon Paper Industries Co.,Ltd.制造)；KANT EXCEL、EXCEL SUPER B、EXCEL SUPER C、UTRILLOEXCEL和HEINE EXCEL(全部由Daio Paper Corporation制造)；COSMO ACE(全部由Nippon Daishowa Paperboard Co.,Ltd.制造)；HIBETA、HI GAMMA、SHIROMARI L、WHITE HAMMING和SEMI-JO(全部由Hokuetsu Paper Mills Ltd.制造)；RUBY LIGHT HREW、PEARLSOFT和RUBY LIGHT H(全部由Mitsubishi Paper Mills Ltd.制造)；CHATON、ARISO和SMASH(全部由Chuetsu Pulp&Paper Co.,Ltd.制造)；和STAR CHERRY和CHERRY SUPER(全部由Marusumi PaperCo.,Ltd.制造)。
<油墨和等离子体预处理对平版涂层纸的影响>
在作为酸化处理方式(过程)的等离子体处理中，在空气中用等离子体照射处理对象从而允许处理对象表面上的聚合物反应。结果，形成亲水官能团。
具体而言，如图5中图解的，由放电电极发出的电子在电场中加速并且在空气中引起原子和分子的激发和离子化。所得的电离的原子和分子也发射电子，以便高能量电子的数量增加，从而产生流光放电(等离子体)。
在流光放电期间产生的高能量电子分解在处理对象20(例如，涂层纸)表面上的聚合物内的键合(涂层纸的涂层21用碳酸钙和作为粘合剂的淀粉固化，并且该淀粉具有聚合物结构)，这导致所得的分解产物与气相中的氧自由基O*或臭氧O3重新结合。因此，极性官能团(例如，羟基或羧基)在处理对象20表面上形成。所以，处理对象20表面被亲水化和酸化。涂层21中的聚合物结构用等离子体分解，导致其表面的粗糙化。
参考图6和7，将描述等离子体预处理之前和之后根据本发明的实施方式的油墨A和本发明的范围之外的参考油墨Ref的墨滴的行为。
图6是当参考油墨Ref和根据本发明的油墨A滴至没有用等离子体预处理的平版涂层纸20的纸张上时墨滴的示意图。每种油墨由颜料P、树脂R和载液(vehicle)V组成，其中载液V是包含水溶性有机溶剂的液体组分。
在图6中，参考油墨Ref具有进入涂层21的低渗透性，使得高比例的墨滴保留在纸的表面上。另一方面，油墨A包含具有优越渗透性的载液，使得保留在表面上的载液的比例比参考油墨Ref的低。在高比例的载液保留在纸的表面上的情况下，其需要相对长的时间来干燥墨滴。而且，当另一相邻的墨滴在该墨滴充分干燥之前形成时，相邻的墨滴的影响使墨滴集聚在一起，从而使得载液和颜料在墨滴之间移动。结果，由于图像设计中非故意的色彩混合，可能发生颜色不均匀或成串。
图7是当参考油墨Ref和根据本发明的油墨A滴在已经用等离子体预处理的平版涂层纸20上时墨滴的示意图。平版涂层纸20的涂层表面21'上的聚合物结构已经通过使用等离子体预处理而被破坏，从而被物理地粗糙化。当油墨滴在表面上时，载液和涂层之间的接触面积由于粗糙化而增加，以便加速载液渗透进入涂层内部。接触区域由于粗糙化仅略有增加。然而，油墨A包含相当亲脂性溶剂并且具有低表面张力，以便它在渗透性上比包含常规溶剂的油墨在甚至进入略微粗糙化的表面方面更优越。此外，表面层21'具有附聚颜料P和树脂R的作用，因为它已经用等离子体预处理进行酸化。其中较少液体组分保留在纸的表面上的油墨A的墨滴通过附聚以比参考油墨Ref更大的程度变厚。即使当相邻的墨滴被影响时，载液和颜料不在墨滴之间移动。结果，与参考油墨Ref相比，油墨A可以有效地阻止故障，比如成串。
与传统油墨相比，油墨A的使用可以实现改善的防止成串效果。改善的防止成串效果使得有可能实现与甚至用较少能量的等离子体处理的常规油墨的相等的效果。即，油墨A的使用可以有助于节约电力消耗量和设备的小型化。由于颜料被分离从而保留在纸的表面上，等离子体处理改善油墨的显色并且减小油墨沉积量。
实施例
现在，参考实施例将特别详细地描述本发明。然而，实施例是用于促进本发明的理解，并且本发明不限于此。如实施例中所使用的，“份”和“％”分别表示“按质量计份(一份或多份)”和“按质量计％”，除非另有说明。
(制备实施例1)
[羟基改性的颜料(包含含羟基的聚合物颗粒和不溶于水或难溶于水的着色材料的聚合物乳液)的制备]
(a)包含酞菁颜料的聚合物颗粒的分散系的制备：聚合物颗粒的蓝色分散系根据JP-A No.2001-139849的制备实施例3获得。发现得到的聚合物颗粒具有通过MICRO TRACK UPA(由NIKKISO CO.,LTD.制造)测量的93nm的平均颗粒直径(D50％)。
(制备实施例2)
(b)包含二甲基喹吖啶酮颜料的聚合物颗粒的分散系的制备：聚合物颗粒的红紫色分散系以与(a)中相同的方式获得，不同的是使用颜料红122代替酞菁颜料。发现得到的聚合物颗粒具有通过MICRO TRACKUPA(由NIKKISO CO.,LTD.制造)测量的127nm的平均颗粒直径(D50％)。
(制备实施例3)
(c)包含单偶氮黄颜料的聚合物颗粒的分散系的制备：聚合物颗粒的黄色分散系以与制备实施例1中相同的方式获得，不同的是使用颜料黄74代替(a)中的酞菁颜料。发现得到的聚合物颗粒具有通过MICROTRACK UPA(由NIKKISO CO.,LTD.制造)测量的76nm的平均颗粒直径(D50％)。
(制备实施例4)
(d)包含炭黑的聚合物颗粒的分散系的制备：聚合物颗粒的黑色分散系以与制备实施例1中相同的方式获得，不同的是使用炭黑(FW100，由Evonik Industries AG制造)代替(a)中的酞菁颜料。发现得到的聚合物颗粒具有通过MICRO TRACK UPA(由NIKKISO CO.,LTD.制造)测量的104nm的平均颗粒直径(D50％)。
[水溶性有机溶剂1的生产实施例]
由以下结构式(3)表示的化合物根据JP-A No.2012-107210中的生产实施例1获得。
…结构式(3)
[水溶性有机溶剂2的生产实施例]
向配备有搅拌器、热电偶和氮气引入管道的200mL三颈瓶中加入49.5g(0.5mol)N,N-二甲基丙烯酰胺和20g(0.63mol)甲醇。然后，将10mL含有0.5g(0.009mol)甲醇钠的甲醇溶液在室温下逐滴缓慢地加入其中，同时搅拌并将氮气引入其中，同时溶液的温度被调节至30℃到40℃。反应4小时后，将生成物用乙酸中和，将来自生成物的未反应的物质蒸馏出，从而得到产物。基于来自核磁共振光谱(1H-NMR和13C-NMR)的分析结果，发现产物为由以下结构式(2)表示的化合物并且具有57.6g(收率:88％)的产量。
…结构式(2)
[油墨的生产]
(i)颜料…羟基改性的颜料(包含含羟基的聚合物颗粒和不溶于水或难溶于水的着色材料的聚合物乳液)
(ii)表面活性剂(FS-30，由E.I.du Pont de Nemours and Company制造，聚氧化烯-2-全氟烷基乙基醚)
(iii)上面描述的水溶性有机溶剂
(iv)上面描述的树脂乳液
(v)纯水
(vi)pH调节剂(由Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.制造，2-氨基-2-乙基-1,3丙二醇)
(vii)防腐剂(PROXEL GXL，由Avecia Inc制造，防腐剂主要包含1,2-苯并噻唑啉-3-酮)
(viii)消泡剂(KM72F，由Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制造，自乳化硅氧烷消泡剂)
将以上描述的(v)纯水、(iii)水溶性有机溶剂、(iv)树脂乳液、(vi)pH调节剂、(vii)防腐剂和(viii)消泡剂置于溶解装置(DISPERMAT-FE)中，随后分散并搅拌从而产生树脂分散液。将(i)颜料和(ii)表面活性剂以适当的量加入所得的树脂分散液中，随后用溶解装置(DISPERMAT-FE)分散并搅拌，从而产生颜料分散液。所得的颜料分散液通过具有3μm的平均孔径的过滤器过滤，其被用作用于喷墨记录的油墨。
[生产实施例1]
制备实施例1的包含青色颜料的分散液被用作颜料。将由结构式(2)表示的并且具有1.96的I/O值的酰胺化合物、具有2.0meq/g的酸性基团量的聚氨酯树脂乳液(聚氨酯树脂乳液"W5661"(由Mitsui Chemicals,Inc.制造)——其酸性基团量通过改变在以上“树脂乳液及其制备方法”中描述的的合成过程期间引入的亲水性集团(例如，羧酸)的量被调节为规定的值)、纯水、pH调节剂、防腐剂和表1中描述的定量配比的消泡剂加入至水溶性有机溶剂，从而获得生产实施例1的油墨。
[生产实施例2]
以与生产实施例1中相同的方式获得生产实施例2的油墨，不同的是水溶性有机溶剂被改变为由结构式(3)表示的并且具有1.34的I/O值的酰胺化合物。
[生产实施例3]
以与生产实施例1中相同的方式获得生产实施例3的油墨，不同的是树脂乳液改变为具有2.5meq/g的酸性基团量(其酸性基团量以与“聚氨酯树脂乳液a”中相同的方式调节为规定的值)的聚氨酯树脂乳液b。
[生产实施例4]
以与生产实施例2中相同的方式获得生产实施例4的油墨，不同的是树脂乳液改变为具有2.5meq/g的酸性基团量的聚氨酯树脂乳液b。
[生产实施例5]
以与生产实施例1中相同的方式获得生产实施例5的油墨，不同的是颜料分散系改变为含品红的分散液。
[生产实施例6]
以与生产实施例1中相同的方式获得生产实施例6的油墨，不同的是颜料分散系改变为含黄色的分散液。
[生产实施例7]
以与生产实施例1中相同的方式获得生产实施例7的油墨，不同的是颜料分散系改变为含黑色的分散液。
[比较生产实施例1]
以与生产实施例1中相同的方式获得比较生产实施例1的油墨，不同的是水溶性有机溶剂改变为具有2.19的I/O值的酰胺化合物N,N-二甲基甲酰胺。
[比较生产实施例2]
以与生产实施例1中相同的方式获得比较生产实施例2的油墨，不同的是水溶性有机溶剂改变为脂肪醇3-甲基-1,3-丁二醇。
[比较生产实施例3]
以与生产实施例1中相同的方式获得比较生产实施例3的油墨，不同的是树脂乳液改变为具有1.5meq/g的酸性基团量(将其酸性基团量以与“聚氨酯树脂乳液a”中相同的方式调节为规定的值)的聚氨酯树脂乳液c。
[比较生产实施例4]
以与生产实施例1中相同的方式获得比较生产实施例4的油墨，不同的是树脂乳液改变为具有0.30meq/g的酸性基团量(将其酸性基团量以与“聚氨酯树脂乳液a”中相同的方式调节为规定的值)的聚氨酯树脂乳液d。
[比较生产实施例5]
以与生产实施例1中相同的方式获得比较生产实施例5的油墨，不同的是树脂乳液改变为具有0.25meq/g的酸性基团量的丙烯酸树脂乳液(由TOYOCHEM CO.,LTD.制造，由JP-A No.2011-231219中描述的减少粗颗粒的方法生产的那些)。
这些油墨的配方概括在下面的表1和2中。
表1
表2
(实施例1到7和比较实施例1到12)
[图像形成(印刷)]
在23℃±0.5℃和50±5％RH的受控制的环境条件下，使用喷墨打印机(IPSIO GXE-5500，由Ricoh Company,Ltd.制造)在记录介质(OK TOP COAT+，由Oji Paper Co.,Ltd.制造)上形成图像，同时改变压电驱动电压使得油墨喷射量对于每一种油墨是相同的。如下评估成串。结果显示在表3-1到3-3中。
请注意，如表3-1到3-3中所示，记录介质的表面在用于等离子体处理的0kJ/m2(未处理)、7kJ/m2或14kJ/m2的能量处通过等离子体处理设备与等离子体接触，从而降低记录介质的表面上的pH值。紧随其后，已经用等离子体处理的记录介质被供给至喷墨打印机(IPSIOGXE-5500，由Ricoh Company,Ltd.制造)，从而形成图像。
[成串评估]
使用21pl的墨滴以100能率(duty)印刷2平方厘米的实心图像，其用于评估成串。结果显示在表3-1至3-3中。
[成串评估标准]
A：没有观察到成串。
B：观察到轻微的成串。
C：观察到成串并且形成不均匀的图像
D：观察到显著的成串，其是不可接受的。
表3-1
表3-2
表3-3
请注意，当使用涂布纸LUMIART GLOSS 90gsm(由Stora EnsoOyj制造)作为记录介质代替"OK TOP COAT+，由Oji Paper Co.,Ltd.制造"，并且以与以上相同的方式评估成串时，根据成串评估标准A到D获得相等的结果，虽然成串的程度仅仅略差于"OK TOP COAT+，由Oji Paper Co.,Ltd.制造"的成串程度。
本发明的实施方式如下。
<1>图像形成装置，包括：
预处理单元，其被配制为使记录介质的表面与等离子体接触；和
图像形成单元，其被配制为将油墨喷射至记录介质上，从而形成图像；
其中油墨包含颜料、水、水溶性有机溶剂和树脂颗粒，
其中水溶性有机溶剂为具有1.1到2.0的无机/有机值(I/O值)的酰胺化合物，并且
其中树脂颗粒为醚系聚氨酯树脂颗粒并且具有2.0meq/g或更多的酸性基团量。
<2>根据<1>的图像形成装置，其中水溶性有机溶剂为由以下通式(I)表示的酰胺化合物：
…通式(I)
其中R表示具有1到6个碳原子的烷基。
<3>根据<1>或<2>的图像形成装置，其中油墨中包含的酰胺化合物的量为按质量计1％到按质量计40％。
<4>根据<1>至<3>中的任一项的图像形成装置，其中颜料为羟基改性的颜料，其包含含羟基的聚合物颗粒和不溶于水或难溶于水的着色材料。
<5>根据<1>至<4>中的任一项的图像形成装置，其中记录介质为平版涂层纸，其包括支架和支架的至少一个表面上的涂层。
<6>根据<1>至<5>中的任一项的图像形成装置，其中预处理单元是配置为使记录介质的表面与等离子体接触从而减小表面的pH值的单元。
<7>图像形成方法，包括：
通过使表面与等离子体接触预处理记录介质的表面；和
将油墨喷射至记录介质上，从而形成图像；
其中油墨包含颜料、水、水溶性有机溶剂和树脂颗粒，
其中水溶性有机溶剂为具有1.1到2.0的无机/有机值(I/O值)的酰胺化合物，并且
其中树脂颗粒为醚系聚氨酯树脂颗粒并且具有2.0meq/g或更多的酸性基团量。
<8>根据<7>的图像形成方法，其中水溶性有机溶剂为由以下通式(I)表示的酰胺化合物：
…通式(I)
其中R表示具有1到6个碳原子的烷基。
<9>根据<7>或<8>的图像形成方法，其中油墨中包含的酰胺化合物的量为按质量计1％到按质量计40％。
<10>根据<7>至<9>中的任一项的图像形成方法，其中颜料为羟基改性的颜料，其包含含羟基的聚合物颗粒和不溶于水或难溶于水的着色材料。
<11>根据<7>至<10>中的任一项的图像形成方法，其中记录介质为平版涂层纸，其包括支架和支架的至少一个表面上的涂层。
<12>根据<7>至<11>中的任一项的图像形成装置，其中预处理是使记录介质的表面与等离子体接触从而减小表面的pH值。

Claims (12)

1.图像形成装置，包括：
预处理单元，其被配制为使记录介质的表面与等离子体接触；和
图像形成单元，其被配制为将油墨喷射到所述记录介质上，从而形成图像；
其中所述油墨包含颜料、水、水溶性有机溶剂和树脂颗粒，
其中所述水溶性有机溶剂为具有1.1到2.0的无机/有机值(I/O值)的酰胺化合物，并且
其中所述树脂颗粒为醚系聚氨酯树脂颗粒并且具有2.0meq/g或更多的酸性基团量。
2.根据权利要求1所述的图像形成装置，其中所述水溶性有机溶剂为由以下通式(I)表示的酰胺化合物：
其中R表示具有1到6个碳原子的烷基基团。
3.根据权利要求1或2所述的图像形成装置，其中所述油墨中包含的所述酰胺化合物的量为按质量计1％到按质量计40％。
4.根据权利要求1至3的任一项所述的图像形成装置，其中所述颜料为羟基改性的颜料，其包含含有羟基的聚合物颗粒和不溶于水或难溶于水的着色材料。
5.根据权利要求1至4的任一项所述的图像形成装置，其中所述记录介质为平版涂层纸，其包括支架和所述支架的至少一个表面上的涂层。
6.根据权利要求1至5的任一项所述的图像形成装置，其中所述预处理单元为配置为使所述记录介质的表面与等离子体接触从而减小所述表面的pH值的单元。
7.图像形成方法，包括：
通过使表面与等离子体接触预处理记录介质的所述表面；和
将油墨喷射到所述记录介质上，从而形成图像；
其中所述油墨包含颜料、水、水溶性有机溶剂和树脂颗粒，
其中所述水溶性有机溶剂为具有1.1到2.0的无机/有机值(I/O值)的酰胺化合物，并且
其中所述树脂颗粒为醚系聚氨酯树脂颗粒，并且具有2.0meq/g或更多的酸性基团量。
8.根据权利要求7所述的图像形成方法，其中所述水溶性有机溶剂为由以下通式(I)表示的酰胺化合物：
其中R表示具有1到6个碳原子的烷基基团。
9.根据权利要求7或8所述的图像形成方法，其中所述油墨中包含的所述酰胺化合物的量为按质量计1％到按质量计40％。
10.根据权利要求7至9的任一项所述的图像形成方法，其中所述颜料为羟基改性的颜料，其包含含有羟基的聚合物颗粒和不溶于水或难溶于水的着色材料。
11.根据权利要求7至10的任一项所述的图像形成方法，其中所述记录介质为平版涂层纸，其包括支架和所述支架的至少一个表面上的涂层。
12.根据权利要求7至11的任一项所述的图像形成装置，其中所述预处理是使所述记录介质的表面与等离子体接触从而减小所述表面的pH值。
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