CN106009923A - 喷墨记录用水性油墨 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及喷墨记录用水性油墨。一种喷墨记录用水性油墨，其含有颜料、表面活性剂和水，蒸发率0％时的所述水性油墨的斜率值为15％/小时以下，蒸发率30％时的所述水性油墨的所述斜率值为9％/小时以上，所述水性油墨的斜率值通过离心透射沉降法求出。

Description

喷墨记录用水性油墨
技术领域
本发明涉及喷墨记录用水性油墨、墨盒、喷墨记录装置、喷墨记录方法及喷墨记录用水性油墨的评价方法。
背景技术
作为喷墨记录中使用的油墨，提出了含有颜料和水的水性颜料油墨(日本特开2004-231711号公报)。
发明内容
发明所要解决的问题
对于上述水性颜料油墨而言，要提高保存稳定性时，光学浓度(OD值)有时会降低。因此，本发明的目的在于提供能够兼顾高的光学浓度(OD值)和保存稳定性的喷墨记录用水性颜料油墨。
用于解决问题的方法
根据本发明的第一方式，提供一种喷墨记录用水性油墨，其含有颜料、表面活性剂和水，蒸发率0％时的上述水性油墨的斜率(slope)值为15％/小时以下，蒸发率30％时的上述水性油墨的斜率值为9％/小时以上，所述水性油墨的斜率值通过离心透射沉降法求出。
根据本发明的第二方式，提供一种墨盒，其包含第一方式的喷墨记录用水性油墨。
根据本发明的第三方式，提供一种喷墨记录装置，其包含第一方式的喷墨记录用水性油墨、收纳上述水性油墨的油墨收纳部和将收纳于上述油墨收纳部中的上述水性油墨喷出的油墨喷出机构。
根据本发明的第四方式，提供一种喷墨记录方法，其通过喷墨方式将第一方式的喷墨记录用水性油墨喷出到记录介质上。
根据本发明的第五方式，提供一种喷墨记录用水性油墨的评价方法，其中，上述水性油墨含有颜料、表面活性剂和水，所述评价方法包括：进行通过离心透射沉降法求出蒸发率0％时的上述水性油墨的斜率值的第一凝聚性评价；以及进行通过离心透射沉降法求出蒸发率30％时的上述水性油墨的斜率值的第二凝聚性评价。
附图说明
图1是表示本发明的喷墨记录装置的一例的构成的概略立体图。
具体实施方式
对本发明的喷墨记录用水性油墨(以下，有时称为“水性油墨”或“油墨”)进行说明。本发明的喷墨记录用水性油墨含有颜料、表面活性剂和水。
上述颜料没有特别限定，可以列举例如炭黑、无机颜料和有机颜料等。上述炭黑没有特别限定，可以列举例如炉黑、灯黑、乙炔黑、槽法炭黑等。作为上述无机颜料，可以列举例如氧化钛、氧化铁系无机颜料和炭黑系无机颜料等。作为上述有机颜料，可以列举例如：偶氮色淀、不溶性偶氮颜料、缩合偶氮颜料、螯合偶氮颜料等偶氮颜料；酞菁颜料、苝和芘酮颜料、蒽醌颜料、喹吖啶酮颜料、二嗪颜料、硫靛颜料、异吲哚啉酮颜料、喹酞酮颜料等多环式颜料；碱性染料型色淀颜料、酸性染料型色淀颜料等染料色淀颜料；硝基颜料；亚硝基颜料；苯胺黑日光荧光颜料；等。另外，即使是除此以外的其他颜料，只要能够分散于水相中则也可以使用。作为这些颜料的具体例，可以列举例如：C.I.颜料黑1、6和7；C.I.颜料黄1、2、3、12、13、14、15、16、17、55、73、74、75、78、83、93、94、95、97、98、114、128、129、138、150、151、154、180、185和194；C.I.颜料橙31和43；C.I.颜料红2、3、5、6、7、12、15、16、48、48：1、53：1、57、57：1、112、122、123、139、144、146、149、150、166、168、175、176、177、178、184、185、190、202、221、222、224和238；C.I.颜料紫19和196；C.I.颜料蓝1、2、3、15、15：1、15：2、15：3、15：4、16、22和60；C.I.颜料绿7和36；以及这些颜料的固溶体等。本发明的水性油墨可以为将上述颜料用分散剂分散于水中而得到的油墨。作为上述分散剂，可以使用例如通常的高分子分散剂等。另外，本发明的水性油墨中，上述颜料可以为用高分子进行了胶囊化的颜料。
上述颜料可以为自分散型颜料。对于上述自分散型颜料而言，例如直接或经由其他基团通过化学键合在颜料粒子中导入有羰基、羟基、羧酸基、磺酸基、磷酸基等亲水性基团和它们的盐中的至少一种，由此，即使不使用分散剂也能够分散在水中。上述自分散型颜料可以使用通过例如与美国专利第5609671号对应的日本特开平8-3498号公报、与美国专利第5837045号对应的日本特表2000-513396号公报、与美国专利公开公报第2006/0201380号对应的日本特表2008-524400号公报、与美国专利公开公报第2007/0100023号和第2007/0100024号对应的日本特表2009-515007号公报、与美国专利公开公报第2009/0229489号对应的日本特表2011-515535号公报等记载的方法对颜料进行处理而得到的颜料。作为上述自分散型颜料的原料，无机颜料和有机颜料均可以使用。另外，作为适于进行上述处理的颜料，可以列举例如三菱化学株式会社制造的“MA8”、“MA100”和“#2650”等炭黑。上述自分散型颜料可以使用例如市售品。作为上述市售品，可以列举例如卡博特公司制造的“CAB-O-JET(注册商标)200”、“CAB-O-JET(注册商标)250C”、“CAB-O-JET(注册商标)260M”、“CAB-O-JET(注册商标)270Y”、“CAB-O-JET(注册商标)300”、“CAB-O-JET(注册商标)400”、“CAB-O-JET(注册商标)450C”、“CAB-O-JET(注册商标)465M”和“CAB-O-JET(注册商标)470Y”；东方化学工业株式会社制造的“BONJET(注册商标)BLACK CW-2”和“BONJET(注册商标)BLACK CW-3”；东洋油墨制造株式会社制造的“LIOJET(注册商标)WD BLACK 002C”等。
上述水性油墨总量中上述颜料的固体成分配合量(以下，有时记载为“颜料的配合量”)例如为0.1重量％以上，优选为1重量％以上，更优选为4重量％以上。使上述固体成分配合量为4重量％以上时，能够得到光学浓度(OD值)更高的水性油墨。上述固体成分配合量进一步优选为6重量％以上，更进一步优选为8重量％以上。上述固体成分配合量的上限值没有特别限定，例如为20重量％以下，优选为15重量％以下，更优选为10重量％以下。
上述颜料的平均粒径例如为60nm～200nm，优选为100nm～180nm，更优选为140nm～160nm。使上述平均粒径为140nm～160nm时，能够得到光学浓度(OD值)更高的水性油墨。关于上述平均粒径，例如，可以将上述颜料以使固体成分配合量为0.02重量％的方式进行稀释，使用株式会社堀场制作所制造的动态散射式粒径分布测定装置LB-550，将散射光强度作为粒径基准来计算。
从提高光学浓度(OD值)的观点出发，上述颜料优选平均粒径140nm～160nm的炭黑，更优选自分散型的炭黑，进一步优选由羧基修饰的自分散型的炭黑。上述水性油墨除了上述炭黑以外，可以进一步含有染料等其他着色剂，也可以不含有。
上述表面活性剂没有特别限定，可以列举例如：日信化学工业株式会社制造的非离子型表面活性剂“オルフィン(注册商标)”系列；花王株式会社制造的非离子型表面活性剂“EMULGEN(注册商标)”系列、“RHEODOL(注册商标)”系列、“EMASOL(注册商标)”系列、“EXCEL(注册商标)”系列、“EMANON(注册商标)”系列、“AMIET(注册商标)”系列和“AMINON(注册商标)”系列等；东邦化学工业株式会社制造的非离子型表面活性剂“ソルボン(注册商标)”系列；狮王株式会社制造的非离子型表面活性剂“DOBANOX(注册商标)”系列、“LEOCOL(注册商标)”系列、“LEOX(注册商标)”系列、“LAOL,LEOCON(注册商标)”系列、“LIONOL(注册商标)”系列、“CADENAX(注册商标)”系列、“LIONON(注册商标)”系列和“LEOFAT(注册商标)”系列等；花王株式会社制造的阴离子型表面活性剂“EMAL(注册商标)”系列、“LATEMUL(注册商标)”系列、“VENOL(注册商标)”系列、“NEOPELEX(注册商标)”系列、NSSOAP、KS SOAP、OS SOAP和“PELEX(注册商标)”系列；狮王株式会社制造的阴离子型表面活性剂“LIPOLAN(注册商标)”系列、“LIPON(注册商标)”系列、“SUNNOL(注册商标)”系列、“LIPOTAC(注册商标)TE,ENAGICOL”系列、“LIPAL(注册商标)”系列和“LOTAT(注册商标)”系列等；第一工业制药株式会社制造的阳离子型表面活性剂“カチオーゲン(注册商标)ES-OW”和“カチオーゲン(注册商标)ES-L”等。上述表面活性剂可以单独使用一种，也可以组合使用两种以上。上述水性油墨总量中上述表面活性剂的配合量例如为0.1重量％～10重量％，优选为0.1重量％～8重量％，更优选为0.1重量％～5重量％。
上述水性油墨中，上述表面活性剂优选包含非离子型表面活性剂，且上述非离子型表面活性剂的HLB为8～12。HLB为8～12的上述非离子型表面活性剂优选具有环氧乙烷基的非离子型表面活性剂，更优选为式(1)所示的乙炔二醇系非离子型表面活性剂。式(1)所示的乙炔二醇系非离子型表面活性剂在非离子型表面活性剂中，在记录介质上横向扩散的性质特别强，可以得到光学浓度(OD值)更高的水性油墨。
式(1)中，m和n可以相同也可以不同，为满足m+n＝1～15的数，优选为满足m+n＝3～11的数，更优选为满足m+n＝1～6的数。式(1)中，R1、R2、R3和R4各自可以相同也可以不同，为碳原子数1～5的直链状或支链状烷基。作为R1、R2、R3和R4，可以列举例如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基。R1、R2、R3和R4各自优选为甲基或异丁基。。
作为式(1)所示的乙炔二醇系非离子型表面活性剂，可以列举例如日信化学工业株式会社制造的“オルフィン(注册商标)E1004(m+n＝4)”、“オルフィン(注册商标)E1010(m+n＝10)”等。
上述水性油墨总量中上述非离子型表面活性剂的配合量(非离子型表面活性剂比例)例如为0.01重量％～10重量％，优选为0.05重量％～5重量％。含有0.05重量％以上的具有在记录介质上横向扩散的性质的非离子型表面活性剂时，能够得到光学浓度(OD值)更高的水性油墨。另外，非离子型表面活性剂在水中的溶解度有时较低，大量含有时，水性油墨的保存稳定性可能会降低。因此，使水性油墨中的配合量为5重量％以下时，能够得到保存稳定性高的油墨。上述非离子型表面活性剂比例更优选为0.1重量％～2重量％，进一步优选为0.1重量％～0.5重量％，特别优选为0.2重量％～0.5重量％。使上述炭黑的平均粒径为140nm～160nm且使上述非离子型表面活性剂比例为0.1重量％～0.5重量％时，能够得到保存稳定性更优良的水性油墨。此外，使上述炭黑的平均粒径为140nm～160nm且使上述非离子型表面活性剂比例为0.2重量％～0.5重量％时，能够得到光学浓度(OD值)更高的水性油墨。
另外，水性油墨中，式(1)所示的乙炔二醇系非离子型表面活性剂的配合量(N)相对于颜料的配合量(P)的重量比(N/P)例如为0.1/100～20/100，优选为0.5/100～10/100，更优选为1.2/100～8.4/100。通过使重量比(N/P)在该范围内，能够进一步提高水性油墨的光学浓度(OD值)和保存稳定性。
另外，在上述水性油墨含有式(1)所示的乙炔二醇系非离子型表面活性剂的情况下，优选进一步含有阴离子型表面活性剂。式(1)所示的乙炔二醇系非离子型表面活性剂在水中的溶解度低。阴离子型表面活性剂辅助非离子型表面活性剂在水中的溶解，从而提高水性油墨的保存稳定性。上述水性油墨总量中上述阴离子型表面活性剂的配合量例如为0.01重量％～5重量％，优选为0.02重量％～1重量％，更优选为0.08重量％～0.42重量％。另外，水性油墨中，阴离子型表面活性剂的配合量(A)相对于式(1)所示的乙炔二醇系非离子型表面活性剂的配合量(N)的重量比(A/N)例如为0.1～2.0，优选为0.2～1.0，更优选为0.2～0.8。
上述水性油墨中含有的表面活性剂可以仅由式(1)所示的乙炔二醇系非离子型表面活性剂和阴离子型表面活性剂构成。即，可以不含有式(1)所示的乙炔二醇系非离子型表面活性剂以外的非离子型表面活性剂、阳离子型表面活性剂。通过使上述水性油墨仅含有式(1)所示的乙炔二醇系非离子型表面活性剂和阴离子型表面活性剂作为表面活性剂，容易兼顾高的光学浓度(OD值)和保存稳定性。
上述水优选为离子交换水或纯水。上述水相对于上述水性油墨总量的配合量(水比例)例如为30重量％～90重量％，优选为40重量％～80重量％。上述水性油墨总量中上述水的配合量例如可以设定为其他成分的余量。
上述水性油墨可以还含有水溶性有机溶剂。作为上述水溶性有机溶剂，可以列举例如：用于防止喷墨头的喷嘴前端部的水性油墨的干燥的润湿剂和用于调节在记录介质上的干燥速度的渗透剂。
上述润湿剂没有特别限定，可以列举例如：甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、仲丁醇、叔丁醇等低级醇；二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺等酰胺；丙酮等酮；二丙酮醇等酮醇；四氢呋喃、二氧杂环己烷等醚；聚亚烷基二醇等聚醚；亚烷基二醇、甘油、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷等多元醇；2-吡咯烷酮；N-甲基-2-吡咯烷酮；1,3-二甲基-2-咪唑烷酮等。上述聚亚烷基二醇可以列举例如聚乙二醇、聚丙二醇等。上述亚烷基二醇可以列举例如：乙二醇、丙二醇、丁二醇、二乙二醇、三乙二醇、二丙二醇、三丙二醇、硫二甘醇、己二醇等。这些润湿剂可以单独使用一种，也可以组合使用两种以上。其中，优选亚烷基二醇、甘油等多元醇。
上述水性油墨总量中上述润湿剂的配合量例如为0重量％～95重量％，优选为5重量％～80重量％，更优选为5重量％～50重量％。
在上述水性油墨含有甘油的情况下，上述水性油墨总量中上述甘油的配合量例如为10重量％～30重量％，优选为15重量％～25重量％，更优选为15重量％～25重量％。作为不挥发性溶剂的甘油的配合量对水性油墨的蒸发带来较大影响。详细情况如后所述，但为了得到高光学浓度(OD值)，优选上述水性油墨在记录时喷射到记录介质上时水性油墨中含有的成分的约30重量％蒸发。通过使水性油墨中的甘油的配合量为上述范围，容易将记录时的水性油墨的蒸发量控制为适当的量。另外，水性油墨中，甘油的配合量(G)相对于颜料的配合量(P)的重量比(G/P)例如为0.5～7.0，优选为1.0～5.0，更优选为1.0～4.0。通过使重量比(G/P)在该范围内，容易兼顾水性油墨的高的光学浓度(OD值)和保存稳定性。
上述渗透剂可以列举例如二醇醚。上述二醇醚可以列举例如：乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇正丙醚、二乙二醇甲醚、二乙二醇乙醚、二乙二醇正丙醚、二乙二醇正丁醚、二乙二醇正己醚、三乙二醇甲醚、三乙二醇乙醚、三乙二醇正丙醚、三乙二醇正丁醚、丙二醇甲醚、丙二醇乙醚、丙二醇正丙醚、丙二醇正丁醚、二丙二醇甲醚、二丙二醇乙醚、二丙二醇正丙醚、二丙二醇正丁醚、三丙二醇甲醚、三丙二醇乙醚、三丙二醇正丙醚和三丙二醇正丁醚等。上述渗透剂可以单独使用一种，也可以组合使用两种以上。
上述水性油墨总量中上述渗透剂的配合量例如为0重量％～20重量％，优选为0重量％～15重量％，更优选为1重量％～4重量％。
上述水性油墨根据需要可以还含有以往公知的添加剂。作为上述添加剂，可以列举例如pH调节剂、粘度调节剂、表面张力调节剂、防霉剂等。上述粘度调节剂可以列举例如聚乙烯醇、纤维素、水溶性树脂等。
上述水性油墨例如可以通过将颜料、表面活性剂和水以及根据需要使用的其他添加成分通过以往公知的方法均匀混合并利用过滤器等除去不溶物来制备。
如前所述，上述水性油墨通过离心透射沉降法评价的蒸发率0％时的上述水性油墨的斜率值为15％/小时以下，并且蒸发率30％时的上述水性油墨的斜率值为9％/小时以上。在此，“蒸发率0％时的上述水性油墨”是指水性油墨中含有的成分未蒸发的状态的上述水性油墨，“蒸发率30％时的水性油墨”是指水性油墨中含有的成分蒸发了30重量％的状态的上述水性油墨。记录前的保存状态的水性油墨没有任何含有成分蒸发，因此为“蒸发率0％时的水性油墨”。另一方面，从喷墨头喷出的油墨中，水等溶剂蒸发，喷射到记录介质上时含有成分的约30重量％蒸发，推测是接近“蒸发率30％时的水性油墨”的状态。即，“蒸发率30％时的水性油墨”假定成在记录时喷射到记录介质上时的油墨。另外，通过离心透射沉降法求出的“斜率值”是指通过离心透射沉降法评价水性油墨的分散稳定性时的每单位时间的水性油墨的透射率的变化(上升)。一般而言，斜率值越小，则判断为水性油墨的分散稳定性越高。需要说明的是，从水性油墨蒸发的成分为油墨的溶剂，推测挥发成分的70重量％～100重量％为水。
通过使蒸发率0％时和蒸发率30％时的水性油墨的上述斜率值分别在上述预定的范围内，上述水性油墨能够兼顾高的光学浓度(OD值)和保存稳定性。得到该效果的机制例如推定如下。即，蒸发率0％时的上述斜率值为15％/小时以下的水性油墨在记录前的保存状态下上述颜料的分散稳定性高，保存稳定性优良。另外，蒸发率30％时的上述斜率值为9％/小时以上的水性油墨在记录时上述颜料发生凝聚，能够得到高的光学浓度(OD值)。但是，该机制只不过是推定，本发明不限于此。
蒸发时0％时的上述斜率值的下限值没有特别限定，例如为1％/小时以上，优选为3％/小时以上，更优选为5％/小时以上。另外，蒸发时30％时的上述斜率值的上限值没有特别限定，例如为25％/小时以下，优选为20％/小时以下，更优选为18％/小时以下。
另外，记录前的保存状态的水性油墨的分散稳定性优良，另一方面，记录时的水性油墨优选为颜料容易发生凝聚的状态，因此，优选蒸发率0％时的上述斜率值小于蒸发率30％时的上述斜率值。此外，从蒸发率30％时的上述斜率值中减去蒸发时0％时的上述斜率值而得到的差例如为0.2～10，优选为2.0～6.0，更优选为4.0～6.0。通过使蒸发率30％时的上述斜率值与蒸发时0％时的上述斜率值之差在上述范围内，能够进一步提高水性油墨的光学浓度(OD值)，能够进一步提高保存稳定性。
上述水性油墨的蒸发率0％时和蒸发率30％时的斜率值例如可以通过改变上述水性油墨的各成分的配合量来进行调节。特别是在使用炭黑作为上述颜料的情况下，通过在水性油墨中含有6重量％～10重量％、优选8重量％～10重量％的平均粒径140nm～160nm的炭黑，容易将水性油墨的蒸发率0％时和蒸发率30％时的斜率值调节至上述范围内。另外，在上述水性油墨含有甘油的情况下，通过使甘油的配合量(G)相对于颜料的配合量(P)的重量比(G/P)为1.0～4.0，也容易将水性油墨的蒸发率0％时和蒸发率30％时的斜率值调节至上述范围内。
通过上述离心透射沉降法评价的斜率值例如以下述方式求出。使用LUM公司制造的分散稳定性分析装置“LUMiFuge”，将稀释至1000倍的上述水性油墨0.36mL封入到2×50mm的测定池中，以转速3000rpm离心沉降2小时。随着颜料的离心沉降进行，水性油墨的透明度升高。在进行离心沉降的2小时的期间，使用CCD在线传感器测定水性油墨的波长865nm的光的透射率的变化(上升)并进行平均，算出每单位时间的透射率的变化即斜率值(％/小时)。
如以上所说明的那样，本发明的喷墨记录用水性油墨通过使蒸发率0％时和蒸发率30％时的上述斜率值分别在上述预定的范围内，能够兼顾高的光学浓度(OD值)和保存稳定性。
接着，本发明的墨盒为含有喷墨记录用水性油墨的墨盒，其特征在于，上述水性油墨为本发明的喷墨记录用水性油墨。作为上述墨盒的主体，可以使用例如以往公知的主体。
接着，对本发明的喷墨记录装置和喷墨记录方法进行说明。
本发明的喷墨记录装置是包含油墨收纳部和油墨喷出机构并利用上述油墨喷出机构将收纳于上述油墨收纳部中的油墨喷出的喷墨记录装置，其特征在于，在上述油墨收纳部中收纳有本发明的喷墨记录用水性油墨。
本发明的喷墨记录方法是通过喷墨方式向记录介质上喷出水性油墨来进行记录的喷墨记录方法，其特征在于，使用本发明的喷墨记录用水性油墨作为上述水性油墨。
本发明的喷墨记录方法例如可以使用本发明的喷墨记录装置来实施。上述记录包括印字、印图、印刷等。
图1示出了本发明的喷墨记录装置的一例的构成。如图所示，该喷墨记录装置1包含四个墨盒2、油墨喷出机构(喷墨头)3、喷头单元4、滑架5、驱动单元6、压印辊7和清洁装置8作为主要构成元件。喷墨喷出机构(喷墨头)3优选为压电方式的喷墨头。特别是在颜料的配合量(颜料固体成分量)高的水性油墨、例如含有6重量％～10重量％、优选8重量％～10重量％的颜料的水性油墨的情况下，使用热方式的喷墨头喷出时，可能会发生烧焦等，但如果使用压电方式的喷墨头，则能够稳定地喷出。
四个墨盒2分别各包含黄色、品红色、青色和黑色这四种颜色的水性油墨中的一种。上述四种颜色的水性油墨中的至少一种为本发明的喷墨记录用水性油墨。设置在喷头单元4上的喷墨头3在记录介质(例如记录用纸)P上进行记录。四个墨盒2和喷头单元4搭载在滑架5上。驱动单元6使滑架5在直线方向上往复移动。作为驱动单元6，可以使用例如以往公知的驱动单元(例如，参考与美国专利公开公报第2008/0241398号对应的日本特开2008-246821号公报)。压印辊7在滑架5的往复方向上延伸，与喷墨头3相对地配置。
清洁装置8抽吸滞留在喷墨头3内部的含有气泡等的不良油墨。作为清洁装置8，可以使用例如以往公知的清洁装置(例如，参考与美国专利公开公报第2008/0241398号对应的日本特开2008-246821号公报)。
在清洁装置8的压印辊7侧，与清洁装置8相邻地配设有刮墨构件20。刮墨构件20形成为刮刀状，随着滑架5的移动而擦拭喷墨头3的喷嘴形成面。图1中，盖18为了防止水性油墨的干燥而在记录完成时覆盖返回到复位位置的喷墨头3的多个喷嘴。
本例的喷墨记录装置1中，四个墨盒2与喷头单元4一起搭载在一个滑架5上。但是，本发明不限于此。在喷墨记录装置1中，四个墨盒2中的各个盒可以搭载在与喷头单元4不同的滑架上。另外，也可以将四个墨盒2中的各个盒配置并固定在喷墨记录装置1中而不搭载在滑架5上。在这些方式中，例如，四个墨盒2中的各个盒与搭载在滑架5上的喷头单元4利用管等连结，从四个墨盒2中的各个盒向喷头单元4供给上述水性油墨。
使用该喷墨记录装置1的喷墨记录例如如下实施。首先，记录用纸P由设置在喷墨记录装置1的侧面或下方的供纸盒(未图示)进行供纸。记录用纸P被导入到喷墨头3与压印辊7之间。利用从喷墨头3喷出的水性油墨在导入的记录用纸P上进行预定的记录。本发明的水性油墨的保存稳定性优良，因此，能够从喷墨头3稳定地喷出。记录后的记录用纸P从喷墨记录装置1中排出。根据本发明，能够得到光学浓度(OD值)高的记录物。图1中省略了记录用纸P的送纸机构和排纸机构的图示。
图1中所示的装置中采用串联式喷墨头，但本发明不限于此。上述喷墨记录装置可以是采用行式喷墨头的装置。
接着，对本发明的喷墨记录用水性油墨的评价方法进行说明。本发明的评价方法为含有颜料例如炭黑、表面活性剂和水的喷墨记录用水性油墨的评价方法，其特征在于，包含基于离心透射沉降法的颜料的凝聚性评价，上述凝聚性评价包括对蒸发率0％时的上述水性油墨的斜率值进行评价的第一凝聚性评价和对蒸发率30％时的上述水性油墨的斜率值进行评价的第二凝聚性评价，通过上述第一凝聚性评价对记录前的上述颜料的分散稳定性进行评价，通过上述第二凝聚性评价对记录时的上述颜料的凝聚性进行评价。以往，水性油墨中的颜料的分散稳定性和凝聚性通常通过进行保存稳定性试验、记录试验来进行评价。根据本发明的评价方法，通过离心透射沉降法这样的简便的方法，能够对记录前的颜料的分散稳定性和记录时的颜料的凝聚性这两者进行评价。即，根据本发明的评价方法，在上述第一凝聚性评价中，能够将斜率值低的水性油墨判定为不会产生由颜料的凝聚引起的不喷出的水性油墨。另外，根据本发明的评价方法，在上述第二凝聚性评价中，能够将斜率值高的水性油墨判定为光学浓度(OD值)高的水性油墨。这样通过离心透射沉降法能够对光学浓度(OD值)高的水性油墨进行评价这一点是本发明首次发现的。本发明的评价方法中，优选选择上述第一凝聚性评价中斜率值为15％/小时以下且上述第二凝聚性评价中斜率值为9％/小时以上的油墨作为目标水性油墨。
接着，对本发明的喷墨记录用水性油墨的制造方法进行说明。本发明的制造方法为含有颜料例如炭黑、表面活性剂和水的喷墨记录用水性油墨的制造方法，其特征在于，包含利用本发明的喷墨记录用水性油墨的评价方法的评价工序。本发明的评价方法和制造方法中的其他条件与本发明的水性油墨同样。
[实施例]
接下来，对于本发明的实施例，与比较例一并进行说明。需要说明的是，本发明不受下述实施例和比较例的限定和限制。
[炭黑水分散液A的制备]
将三菱化学株式会社制造的炭黑“#2650”40g混合到离子交换水200g中，利用珠磨机进行粉砕。在其中添加羧基化剂，进行加热搅拌，进行氧化处理。接着，将所得到的液体用溶剂洗涤数次后，注入到水中，再次反复进行水洗后，利用过滤器进行过滤处理，制备炭黑水分散液A。使用株式会社堀场制作所制造的“LB-550”对该炭黑水分散液A的炭黑的平均粒径进行了测定，结果为156nm。
[实施例1～8和比较例1～3]
将水性油墨组成(表1)中的、除炭黑水分散液A或自分散型炭黑以外的成分混合均匀，得到油墨溶剂。接着，在炭黑水分散液A或分散于水中的自分散型炭黑中加入上述油墨溶剂，混合均匀。然后，将所得到的混合物用东洋滤纸株式会社制造的纤维素乙酸酯型膜滤器(孔径3.00μm)过滤，由此得到实施例1～8和比较例1～3的喷墨记录用水性油墨。另外，表1中，CAB-O-JET(注册商标)200为磺酸基修饰自分散型炭黑分散体、CAB-O-JET(注册商标)300为羧基修饰自分散型炭黑分散体。
对于实施例和比较例的水性油墨，实施蒸发率0％时的斜率值评价、蒸发率30％时的斜率值评价、光学浓度(OD值)测定和保存稳定性评价。需要说明的是，蒸发率0％时和30％时的斜率值评价、光学浓度(OD值)测定和保存稳定性评价通过下述方法来实施。
[蒸发率0％时和30％时的斜率值评价]
(1)蒸发率0％时的斜率值
使用LUM公司制造的分散稳定性分析装置“LUMiFuge”，将稀释至1000倍的实施例和比较例的水性油墨0.36mL封入到2×50mm的测定池中，以转速3000rpm离心沉降2小时。在进行离心沉降的2小时的期间，使用CCD在线传感器测定水性油墨的波长865nm的光的透射率的变化(上升)并进行平均，算出每单位时间的透射率的变化即斜率值(％/小时)。
(2)蒸发率30％时的斜率值
在40℃下加热直到实施例和比较例的水性油墨的重量减少30％为止。加热所需的时间为约12小时。使用加热后的水性油墨，通过与求算蒸发率0％时的斜率值的方法同样的方法，计算出蒸发率30％时的斜率值(％/小时)。
[光学浓度(OD值)测定]
使用兄弟工业株式会社制造的喷墨记录装置MFC-J4510N，使用实施例和比较例的水性油墨，在普通纸上在分辨率600dpi×300dpi、Duty100％、液滴量35pL的条件下记录包含单色小块的图像，制作评价样品。利用X-Rite公司制造的分光测色计SpectroEye(光源：D50，视角：2°，ANSI-T)测定上述评价样品中的3个部位的光学浓度(OD值)，求出平均值。
[保存稳定性评价]
将测定了粘度的刚制备后的实施例和比较例的水性油墨装入到密闭容器中，在60℃的环境下保存2周。对这样制作的评价样品的粘度进行测定，根据下述评价基准评价保存稳定性。上述粘度使用粘度计(东机产业株式会社制造的TVE-25型)在25℃下进行测定。
保存稳定性评价评价基准
A：上述评价样品没有观察到自刚制备后起的粘度上升。
B：上述评价样品自刚制备后起的粘度上升率小于3％。
C：上述评价样品自刚制备后起的粘度上升率为3％以上。
将实施例和比较例的水性油墨的水性油墨组成和测定、评价结果示于表1中。
[表1]
*1：平均粒径156nm；表中的数值表示固体成分配合量
*2：自分散型炭黑：卡博特公司制造；平均粒径130nm；
表中的数值表示固体成分配合量
*3：自分散型炭黑：卡博特公司制造；平均粒径123nm；
表中的数值表示固体成分配合量
*4：自分散型炭黑：卡博特公司制造；平均粒径130nm；
表中的数值表示固体成分配合量
*5：阴离子型表面活性剂；花王株式会社制造；有效成分16重量％
*6：阴离子型表面活性剂；狮王株式会社制造；有效成分28重量％
*7：非离子型表面活性剂；日信化学工业株式会社制造；有效成分100重量％
*8：非离子型表面活性剂；日信化学工业株式会社制造；有效成分100重量％
如表1所示，实施例1～8中，能够兼顾高的光学浓度(OD值)和保存稳定性。炭黑的平均粒径为140nm～160nm且上述非离子型表面活性剂比例为0.1重量％～0.5重量％的实施例1、4和7中，保存稳定性的评价结果特别优良。此外，炭黑的平均粒径为140nm～160nm且上述非离子型表面活性剂比例为0.2重量％～0.5重量％的实施例1和4中，光学浓度(OD值)为1.27以上，极高。另外，实施例1～8中，颜料的配合量为6重量％～10重量％，甘油的配合量(G)相对于颜料的配合量(P)的重量比(G/P)为1.0～4.0。
另外，实施例1、7和8的水性油墨以相同的配合量使用平均粒径140nm～160nm的炭黑，非离子型表面活性剂比例分别为0.30重量％、0.10重量％和0.60重量％。将实施例1、7和8进行比较可知，蒸发率30％时的斜率值大致相同，但非离子型表面活性剂比例越高，则光学浓度(OD值)越升高。蒸发率30％时的斜率值为9％/小时以上时，能够得到高的光学浓度(OD值)，但通过添加具有在记录介质上横向扩散的性质的非离子型表面活性剂，能够进一步提高光学浓度(OD值)。另外，实施例1、7和8中，非离子型表面活性剂比例少于0.2重量％的实施例7(0.10重量％)的光学浓度(OD值)低，非离子型表面活性剂比例多于0.5重量％的实施例8(0.60重量％)的保存稳定性的结果差(评价结果：B)。推测非离子型表面活性剂在水中的溶解性低，因此，配合量增加时，对保存稳定性产生影响。由实施例1、7和8的比较可知，通过使上述非离子型表面活性剂比例为0.2重量％～0.5重量％，能够同时进一步提高光学浓度(OD值)和保存稳定性。
另一方面，蒸发率30％时的上述斜率值小于9％/小时的比较例1和2中，光学浓度(OD值)低，蒸发率0％时的上述斜率值超过15％/小时的比较例3中，保存稳定性的评价结果差。
比较例1和3使用平均粒径140nm～160nm的炭黑，其配合量分别为4.0重量％、11.0重量％。推测在比较例1中，颜料的配合量少于6重量％，因此，即使是蒸发率30％时的油墨也难以发生凝聚，因此光学浓度(OD值)低。即推测，比较例1中，颜料的配合量少是导致蒸发率30％时的上述斜率值小于9％/小时的一个原因。另一方面推测，比较例4中，颜料的配合量多于10重量％，因此，即使是蒸发率0％也会简单地发生凝聚，保存稳定性差。即推测，比较例3中，颜料的配合量多是导致蒸发率0％时的上述斜率值超过15％/小时的一个原因。由比较例1和3的结果可推测，为了兼顾高的光学浓度(OD值)和保存稳定性，水性油墨优选含有6重量％～10重量％的平均粒径140nm～160nm的炭黑，更优选含有8重量％～10重量％。
另外，比较例1中，甘油的配合量(G)相对于颜料的配合量(P)的重量比(G/P)为30/4＝7.5，大于4.0。因此推测，比较例1中，即使在蒸发率30％时的油墨中，颜料的分散也良好，难以发生凝聚，光学浓度(OD值)低。即推测，比较例1中，重量比(G/P)大也是导致蒸发率30％时的上述斜率值小于9％/小时的一个原因。另一方面，比较例3中，重量比(G/P)为10/11＝0.91，小于1.0。因此推测，即使在蒸发率0％的油墨中，颜料的分散状态也不良，保存稳定性差。即推测，比较例3中，重量比(G/P)小也是导致蒸发率0％时的上述斜率值超过15％/小时的一个原因。由比较例1和3的结果可推测，为了兼顾高的光学浓度(OD值)和保存稳定性，优选使甘油的配合量(G)相对于颜料的配合量(P)的重量比(G/P)为1.0～4.0。
比较例2的炭黑的配合量为6重量％，但其平均粒径小于140nm。推测比较例2中，炭黑的平均粒径小，因此，即使在蒸发率30％时的油墨中，颜料的分散也良好，难以发生凝聚，光学浓度(OD值)低。即推测，比较例2中，炭黑的平均粒径小是导致蒸发率30％时的上述斜率值小于9％/小时的一个原因。另一方面，实施例4中，使用与比较例2不同的油墨分散体，但颜料的种类为与比较例2同样的羧酸修饰自分散型炭黑，其配合量为6重量％。但是，实施例4的炭黑的平均粒径为140nm～160nm，大于比较例2。实施例4的蒸发率30％时的上述斜率值为9％/小时以上，推测蒸发率30％时的油墨能够充分发生凝聚的一大原因是炭黑的平均粒径大。
如上所述，本发明的水性油墨能够兼顾高的光学浓度(OD值)和保存稳定性。本发明的水性油墨的用途没有特别限定，能够广泛应用于各种喷墨记录。

Claims (16)

1.一种喷墨记录用水性油墨，其含有颜料、表面活性剂和水，
蒸发率0％时的所述水性油墨的斜率值为15％/小时以下，
蒸发率30％时的所述水性油墨的斜率值为9％/小时以上，
所述水性油墨的斜率值通过离心透射沉降法求出。
2.如权利要求1所述的喷墨记录用水性油墨，其中，所述颜料为自分散型炭黑。
3.如权利要求1所述的喷墨记录用水性油墨，其中，所述颜料为由羧基修饰的自分散型炭黑。
4.如权利要求1～3中任一项所述的喷墨记录用水性油墨，其中，所述水性油墨中含有8重量％以上的所述颜料。
5.如权利要求4所述的喷墨记录用水性油墨，其中，所述水性油墨中含有8重量％～10重量％的所述颜料。
6.如权利要求1～3中任一项所述的喷墨记录用水性油墨，其中，所述颜料为平均粒径140nm～160nm的炭黑，在所述水性油墨中含有8重量％～10重量％的所述颜料。
7.如权利要求1～3中任一项所述的喷墨记录用水性油墨，其中，
所述表面活性剂为非离子型表面活性剂，
所述水性油墨中含有0.1重量％～0.5重量％的所述非离子型表面活性剂。
8.如权利要求7所述的喷墨记录用水性油墨，其中，
所述表面活性剂为非离子型表面活性剂，
所述水性油墨中含有0.2重量％～0.5重量％的所述非离子型表面活性剂。
9.如权利要求1～3中任一项所述的喷墨记录用水性油墨，其中，所述表面活性剂为式(1)所示的乙炔二醇系非离子型表面活性剂，
式(1)中，m和n可以相同也可以不同，为满足m+n＝1～15的数，
R1、R2、R3和R4各自可以相同也可以不同，为碳原子数1～5的直链状或支链状烷基。
10.如权利要求9所述的喷墨记录用水性油墨，其中，式(1)中，m+n＝1～6。
11.如权利要求9所述的喷墨记录用水性油墨，其中，
所述表面活性剂包含式(1)所示的乙炔二醇系非离子型表面活性剂和阴离子型表面活性剂，
在所述水性油墨中，阴离子型表面活性剂的配合量(A)相对于式(1)所示的乙炔二醇系非离子型表面活性剂的配合量(N)的重量比(A/N)为0.2～0.8。
12.如权利要求9所述的喷墨记录用水性油墨，其中，在所述水性油墨中，乙炔二醇系非离子型表面活性剂的配合量(N)相对于所述颜料的配合量(P)的重量比(N/P)为1.2/100～8.4/100。
13.如权利要求9所述的喷墨记录用水性油墨，其中，所述非离子型表面活性剂的HLB为8～12。
14.如权利要求1～3中任一项所述的喷墨记录用水性油墨，其中，所述水性油墨还含有15重量％～25重量％的甘油。
15.如权利要求14所述的喷墨记录用水性油墨，其中，
所述水性油墨还含有甘油，
所述水性油墨中，甘油的配合量(G)相对于所述颜料的配合量(P)的重量比(G/P)为1.0～4.0。
16.如权利要求1～3中任一项所述的喷墨记录用水性油墨，其中，
蒸发率0％时的所述水性油墨的斜率值为5％/小时～15％/小时，
蒸发率30％时的所述水性油墨的所述斜率值为9％/小时～18％/小时。
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