CN110358365A - 喷墨记录方法 - Google Patents

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CN201910226296.1A
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奥田一平
松崎明子
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Abstract

本发明提供一种喷墨记录方法,其使用白色油墨,即使一次的扫描时间长时,也能够一面维持使用白色油墨记录的图像的画质、白度,一面提高耐堵塞性。本实施方式的喷墨记录方法具备:加热工序,加热记录介质;以及油墨附着工序,从喷墨头向在加热工序中加热后的记录介质喷出白色水性油墨组合物,并使白色水性油墨组合物附着于记录介质,通过进行多次一边向扫描方向改变喷墨头与记录介质的相对位置,一边喷出油墨组合物的扫描,来进行油墨附着工序,一次扫描的最大时间为0.8秒以上,所述白色水性油墨组合物含有第一粒子和第二粒子,第一粒子为白色颜料,第二粒子为与所述第一粒子不同种类的粒子、且为无机微粒。

Description

喷墨记录方法
技术领域
本发明涉及喷墨记录方法。
背景技术
喷墨记录方法是从细微的喷嘴喷出油墨的小滴,并使其附着于记录介质而进行记录的方法。该方法的特征在于能够利用较为廉价的装置来高速地记录高分辨率且高品质的图像。
近年来,针对薄膜等记录介质,探讨了通过喷墨记录方法直接记录(印刷)商品的标签等。在这样的用途中,要求很高的安全性,因此,优选地,在上述印刷中使用水性油墨。当使用水性油墨时,有时在印刷后,进一步进行加热干燥工艺。
另外,薄膜的被记录面由例如聚烯烃、尼龙、聚酯等塑料材料构成,因此多为透明或半透明。因此,在进行喷墨记录时,有时会在遮蔽背景的被称为基底层的由白色系油墨所形成的层上用彩色油墨形成规定的图像(例如,参见专利文献1)。
专利文献1:日本特开2015-232141号公报
在向宽度大的记录介质进行记录时,会出现特别容易产生白色油墨的堵塞的问题。推测这是因为,由于一次扫描时间变长,从而喷嘴中的油墨容易干燥。
另外,当使用包含使白色水性油墨组合物的成分凝聚的凝聚剂的处理液时,虽然能够提高彩色画质,但却产生了开裂的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种使用白色油墨的喷墨记录方法(第一发明),即使当一次的扫描时间较长时,该喷墨记录方法也能够一面维持使用白色油墨所记录的图像的画质、白度,一面提高耐堵塞性。
另外,另一本发明的目的在于提供一种使用处理液及白色油墨的喷墨记录方法(第二发明),该喷墨记录方法能够提高耐开裂性及白度。
本发明人为了解决上述技术问题而进行了潜心探讨。结果发现,通过向包含白色颜料的白色油墨中加入无机微粒,能够进行使用白色油墨所记录的图像的画质及白度优异、且耐堵塞性也优异的记录(第一发明)。
另外,本发明人还发现,通过向包含白色颜料的白色油墨中加入无机微粒,能够记录白度优异且开裂较少的图像(第二发明)。
第一发明的一方面如下所述。
[1]一种喷墨记录方法,具备:加热工序,加热记录介质;以及油墨附着工序,从喷墨头向在加热工序中加热后的所述记录介质喷出白色水性油墨组合物,并使所述白色水性油墨组合物附着于所述记录介质,通过进行多次一边向扫描方向改变所述喷墨头与所述记录介质的相对位置,一边喷出油墨组合物的扫描,来进行所述油墨附着工序,一次扫描的最大时间为0.8秒以上,所述白色水性油墨组合物含有第一粒子和第二粒子,所述第一粒子为白色颜料,所述第二粒子为与所述第一粒子不同种类的粒子、且为无机微粒。
[2]根据[1]所述的喷墨记录方法,具备以下工序:
使包含凝聚剂的处理液附着于所述记录介质,所述凝聚剂使所述白色水性油墨组合物的成分凝聚。
[3]根据[1]或[2]所述的喷墨记录方法,其中,
所述第一粒子的体积平均粒径为150nm以上,所述第二粒子的体积平均粒径为100nm以下。
[4]根据[1]~[3]中任一项所述的喷墨记录方法,其中,
所述第一粒子为由无机氧化物构成的白色颜料,所述第二粒子为无机氧化物的粒子。
[5]根据[1]~[4]中任一项所述的喷墨记录方法,其中,所述白色水性油墨组合物中包含7~15质量%的所述第一粒子。
[6]根据[1]~[5]中任一项所述的喷墨记录方法,其中,
相对于100质量份的所述第一粒子,所述白色水性油墨组合物包含1~20质量份的所述第二粒子。
[7]根据[1]~[6]中任一项所述的喷墨记录方法,其中,油墨附着时的所述记录介质的表面温度为30~45℃。
[8]根据[2]所述的喷墨记录方法,其中,
所述白色水性油墨组合物与所述处理液混合后的粘度的增加率为2.5倍以下。
[9]根据[1]~[8]中任一项所述的喷墨记录方法,其中,
所述记录介质在扫描方向上的宽度为50cm以上。
[10]根据[2]所述的喷墨记录方法,其中,
具有所述处理液的附着量为所述白色水性油墨组合物的附着量的5~20质量%的附着区域。
[11]根据[2]所述的喷墨记录方法,其中,
所述处理液中包含的所述凝聚剂为多价金属盐、阳离子聚合物、有机酸中的一种以上。
[12]根据[1]~[11]中任一项所述的喷墨记录方法,其中,
所述第二粒子的透射率比所述第一粒子的透射率高。
第二发明的一方面为一种喷墨记录方法,具备:使包含凝聚剂的处理液附着于记录介质的工序,所述凝聚剂使白色水性油墨组合物的成分凝聚;以及油墨附着工序,从喷墨头向记录介质喷出白色水性油墨组合物,并使所述白色水性油墨组合物附着于记录介质,白色水性油墨组合物含有第一粒子和第二粒子,第一粒子为白色颜料,第二粒子为与所述第一粒子不同种类的无机微粒。
进一步地,上述第二发明的一方面的喷墨记录方法,具备上述第一的[1]~[12]中任一项以上的方面。
附图说明
图1为用于本实施方式的喷墨记录方法的喷墨装置的示意图。
图2为用于本实施方式的喷墨记录方法的喷墨装置的框图。
图3为用于本实施方式的喷墨记录方法的喷墨装置的一例的滑架周围的示意图。
附图标记说明
1…记录介质、2…滑架、3…喷墨头、4…压板、4a…压板加热器、5…后加热器、5a…冷却风扇、7…预加热器、8…IR加热器、8a…通气风扇、10…控制器、11…接口部、12…CPU、13…存储器、14…单元控制电路、20…输送单元、30…滑架单元、40…头单元、50…干燥单元、60…检测器组、90…计算机、100…喷墨装置。
具体实施方式
以下,根据需要一边参照附图一边详细地说明本发明的实施方式(以下称为“本实施方式”。),但本发明不限于此,能够在不脱离其宗旨的范围内进行各种变形。此外,对附图中的同一要素标注同一附图标记,并省略重复的说明。另外,除非特别指出,上下左右等位置关系设为基于附图所示的位置关系。而且,附图的尺寸比率不限于图示的比率。
第一发明的喷墨记录方法的一实施方式具备:加热工序,加热记录介质;以及油墨附着工序,从喷墨头向已在加热工序中加热后的记录介质喷出白色水性油墨组合物(下面,简称为白色油墨组合物。)并使其附着于记录介质。通过进行多次一边向扫描方向改变喷墨头与记录介质的相对位置、一边喷出油墨组合物的扫描,来进行该油墨附着工序,当一次扫描的最大时间为0.8秒以上时,使用含有第一粒子和第二粒子的白色水性油墨组合物,其中,第一粒子为白色颜料,第二粒子为与第一粒子不同种类的无机微粒。
为了实现白色油墨组合物所需的画质(遮盖性、白度)优异且耐堵塞性也优异的记录,本申请发明人潜心探讨之后,得出了采用上述构成的喷墨记录方法。为了防止白色油墨组合物堵塞喷嘴,考虑有下述应对措施:即、每次扫描都冲洗全部喷嘴并使该扫描过程中未使用的喷嘴也排出油墨进行清洁、尽可能降低加热温度而减少喷嘴的油墨干燥,但是,当记录介质的宽度较大时,一次扫描的时间较长,认为根据图像的设计而未使用的喷嘴在1扫描的期间产生喷嘴干燥,即使冲洗也难以恢复。在使用加热记录工艺时,白色油墨组合物呈现出喷嘴的油墨被加热而进行干燥时的堵塞特别显著地容易发生的趋势。推测这是因为,油墨在喷嘴中干燥而固体成分增加时,容易增粘,从而难以从喷嘴中喷出。推测是为了表现出白度、遮盖性而多会大量加入白色颜料,从而容易在喷嘴中干燥、堵塞。因此,通过向包含白色颜料的白色油墨组合物中加入无机微粒,能够对宽度较大的记录介质进行白色油墨所需的画质(白色画质、白度)优异且耐堵塞性也优异的记录,能够制作对于标牌等有用的记录物。下面,对白色油墨组合物的成分进行说明。
[白色油墨组合物]
在本实施方式的喷墨记录方法中,使用含有第一粒子和第二粒子的白色水性油墨组合物(下面,简称为白色油墨组合物。),其中,第一粒子为白色颜料,第二粒子为与第一粒子种类不同的无机微粒。水性是指将水作为组合物的主要溶剂成分之一的组合物,优选地,水在组合物中的含量为40质量%以上。
需要说明的是,当简称为第一粒子、第二粒子时,是将这些粒子区别称呼这种程度的意思,并不是限制这些粒子的成分、特性的意思。
白色油墨组合物是指能够记录传统观念上被称之为“白色”的颜色的油墨,也包含微量着色的情况。或者,油墨包括以“白(色)油墨、白墨水”等名称进行呼称、销售的油墨。进而,例如油墨还包括当以充分覆盖透明薄膜制的记录介质的记录介质表面的量进行记录时,在使用遵守CIELAB的分光光度计对记录物的亮度(L*)及色度(a*、b*)进行了测色的情况下,显示出60≤L*≤100、-4.5≤a*≤2、-10≤b*≤2.5的范围的油墨。作为透明薄膜制的记录介质,例如可列举LAG Jet E-1000ZC(LINTEC公司制造)。作为遵守CIELAB的分光光度计,例如可列举Spectrolino(商品名、Gretag Macbeth公司制造),将测定条件设为D50光源、观测视野设为2°、浓度设为DIN NB、白色基准设为Abs、滤波器设为No、测定模式设为Reflectance来进行计测。
(第一粒子)
第一粒子为白色颜料。白色颜料是指白色油墨组合物中所含的颜料,是通过在油墨中包含该白色颜料而使油墨成为白色油墨组合物这样的颜料。另外,将与上述白色油墨组合物同样地使以固体成分10质量%包含颜料的颜料的水分散液附着于记录介质并同样地进行了测色时的测色值满足白色油墨组合物这样的颜料作为白色颜料。
白色颜料的体积平均粒径优选为150nm以上,更优选为200nm以上,进一步优选为250nm以上。另外,白色颜料的体积平均粒径优选为400nm以下,更优选为350nm以下。由此,形成遮盖性、白度优异的白色油墨。
能够通过以激光衍射散射法为测定原理的粒度分布测定装置,以D50值来测定白色颜料的体积平均粒径。作为粒度分布测定装置,例如可列举以动态光散射法为测定原理的粒度分布计(例如“Microtrack UPA”日机装株式会社制造)。能够使用白色颜料的水分散液进行测定即可。
白色颜料的材料没有特别限定,例如优选使用氧化钛、氧化锌、硫化锌、氧化锑、氧化镁及氧化锆的无机氧化物。另外,也可以为由除无机氧化物以外的金属化合物构成的颜料、由半金属化合物构成的颜料、由树脂构成的颜料。
在白色油墨组合物中,优选包含5~20质量%白色颜料,更优选包含7~15质量%白色颜料,进一步优选包含8~13质量%白色颜料,更进一步优选包含9~12质量%白色颜料。
(第二粒子)
第二粒子是与第一粒子不同种类的粒子。种类不同是指粒子的大小不同或材质不同。粒子的大小不同是指前述体积平均粒径不同。材质不同是指粒子的材料不同。例如是指氧化镁与氧化锆那样的关系。
当第二粒子的粒子大小与第一粒子不同时,优选第一粒子的体积平均粒径比第二粒子大,优选大70nm以上,更优选大100nm以上,进一步更优选大150nm以上,特别优选大200nm以上。另外,优选大300nm以下,但不限定于此。
优选第二粒子的材质与第一粒子不同,更优选材质不同且粒子的大小不同。
第二粒子为无机微粒。无机微粒既可以为相当于前述白色颜料的物质,也可以为白色颜料以外的物质。其材料没有特别限定,既可以为是前述白色颜料的材料的无机微粒,也可以为除此之外的无机微粒。作为无机微粒,例如优选使用:胶体二氧化硅等二氧化硅、氧化钛、氧化锌、硫化锌、氧化锑、氧化镁、氧化铝及氧化锆等无机氧化物。其中,进一步优选使用氧化铝、二氧化硅、氧化锆,更优选二氧化硅。
在这些情况下,在能够使透射率更高这一点、通过进入第一粒子的间隙而能更佳地防止第一粒子所导致的耐堵塞下降这一点上是优选的。
白色颜料以外的无机微粒是指将无机微粒制成固体成分为10质量%的水分散液,与上述白色油墨组合物同样地使其附着于记录介质并同样地进行了测色时的测色值不满足白色油墨组合物那样的无机微粒。
无论哪一种情况,第二粒子均优选将无机微粒制成固体成分为10质量%的水分散液,与上述白色油墨组合物同样地使其附着于记录介质并同样地进行了测色时的测色值满足-4.5≤a*≤2、-10≤b*≤2.5的范围。由于是用于白色油墨组合物,因此第二粒子优选为无彩色。将该测色值满足-4.5≤a*≤2、-10≤b*≤2.5的范围设为无彩色。
而且,如下所述,优选第二粒子的透射率比第一粒子的透射率高。即,优选是无色透明或接近无色透明。
第二粒子的体积平均粒径优选比第一粒子小,优选为100nm以下,更优选为95nm以下,进一步优选为90nm以下。由此,能够提高白色油墨组合物的耐堵塞性。下限没有限制,优选为10nm以上,更优选为30nm以上,进一步优选为50nm以上。当在上述范围时,第二粒子的后述透射率更高、耐堵塞更为优异,在这些方面优选。第二粒子的体积平均粒径通过与第一粒子的体积平均粒径相同的方法进行测定。
优选地,第二粒子的透射率比第一粒子高。在此,透射率是指分别制备2质量%的水分散液并测定了可见光波长区域的透射率时的透射率。具体而言,能够设为380~480nm的波长范围内的平均透射率。通过将这样的无机微粒与白色颜料并用,能够一面维持白色油墨所需的画质(遮盖性、白度),一面提高耐堵塞性。
通过使油墨包含这样的作为无机微粒的第二粒子,能够提高白色油墨组合物的耐堵塞性。作为耐堵塞性优异的原因,推测如下。在油墨附着工序时,喷嘴受到热的影响,油墨在喷嘴中干燥,白色颜料固化,从而导致喷出不良,但此时由于第二粒子的存在,第二粒子进入第一粒子的间隙,防止第一粒子固化,通过冲洗能够恢复喷出。但是,这仅为推测,原因不限定于此。
另外,通过使油墨包含这样的作为无机微粒的第二粒子,从而耐开裂性优异。作为其原因,推测如下。当进行使用处理液的记录方法时,若重叠记录非白色油墨和白色油墨,则可能在后加热工序后的温度降低时产生开裂。推测这是因为,油墨层被后加热工序加热,随后被冷却,此时,白色油墨的层和非白色油墨的层之间的收缩率不同等。若使用处理液,则油墨的成分因处理液而凝聚并急剧固化,形成油墨层,这样的油墨层更容易产生开裂。推测是,通过在油墨层中第二粒子进入第一粒子的间隙,由此抑制第一粒子产生开裂。但是,这仅为推测,原因不限定于此。
相对于100质量份白色颜料,第二粒子的含量优选为1~20质量份,更优选为3~10质量份,进一步优选为5~7质量份。另外,相对于白色油墨组合物的总量,第一粒子和第二粒子的合计含量优选为3~20质量%。由此,能够兼顾白色油墨所需的画质(遮盖性、白度)和耐堵塞性。
另外,相对于100质量%油墨组合物,第二粒子的含量优选为0.1~5质量%,更优选为0.5~3质量%,进一步优选为0.5~2质量%。
(树脂粒子)
白色油墨组合物还可以包含树脂粒子。由此,能够提高图像的定影性及耐擦性。树脂粒子能够以树脂乳液等形态使用。
树脂的种类没有特别限定,例如可列举:(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸酯、丙烯腈、氰基丙烯酸酯、丙烯酰胺(将以上作为丙烯酸类单体)、烯烃、苯乙烯、乙酸乙烯酯、氯乙烯、乙烯醇、乙烯醚、乙烯基吡咯烷酮、乙烯基吡啶、乙烯基咔唑、乙烯基咪唑及偏二氯乙烯的均聚物或共聚物、氟树脂、天然树脂、聚氨酯树脂、聚酯树脂等。
将至少使用丙烯酸类单体作为构成树脂的成分(用于树脂聚合的单体成分)的物质作为丙烯酸类树脂。丙烯酸类树脂也可以为丙烯酸类单体和除丙烯酸类单体以外的单体的共聚物。其为至少使用了丙烯酸类单体的均聚物或共聚物。其中,优选使用了丙烯酸类单体和乙烯基类单体的乙烯基-丙烯酸共聚物,更优选乙烯基类单体中使用了苯乙烯的苯乙烯-丙烯酸共聚物,进一步优选至少使用了苯乙烯和(甲基)丙烯酸的共聚物树脂。
在树脂中,优选丙烯酸类树脂、聚氨酯树脂、聚酯树脂,更优选丙烯酸类树脂。
需要说明的是,上述共聚物可以为无规共聚物、嵌段共聚物、交替共聚物及接枝共聚物中任一形态。
上述树脂没有特别限定,例如可以按照下面示出的调制方法得到,根据需要还可以组合多种方法。作为该调制方法,可以例举如下方法:在构成期望树脂的成分的单体中混合聚合催化剂(聚合引发剂)和分散剂进行聚合(乳化聚合)的方法、将具有亲水性部分的树脂溶解于水溶性有机溶剂中得到的溶液混合在水中后通过蒸馏等去除水溶性有机溶剂的方法以及将树脂溶解于非水溶性有机溶剂中得到的溶液与分散剂一起混合于水溶液中的方法。
树脂的含量优选为1质量%以上且15质量%以下,更优选为2质量%以上且10质量%以下,进一步优选为3质量%以上且7质量%以下。通过将树脂的含量设置在上述范围内,能够一面提高耐擦性,一面能够稳定地溶解树脂,提高喷出稳定性。
(蜡)
白色油墨组合物还可以包含蜡。当对记录用头进行了加热时,树脂粒子随着水分的蒸发而凝聚固着,可能会引起记录用头的喷嘴堵塞,妨碍稳定的喷出。与此相对,若并用蜡,则抑制水分蒸发时的聚合物粒子的凝聚。由此,能够抑制因树脂粒子固着于记录用头的喷嘴而导致的喷出不良、堵塞,进而形成记录稳定性优异的油墨组合物。另外,高温记录时,蜡抑制树脂粒子的皮膜变得过脆。因此,形成即使进行高温记录耐擦性也不易劣化的油墨组合物。
蜡的熔点为70℃以上且低于110℃,更优选为80℃以上且110℃以下。通过使熔点在上述范围内,能够获得记录稳定性更优异、且即使高温记录时耐擦性也更不易劣化的记录物。需要说明的是,熔点能够通过差示扫描量热仪(DSC)来测定。另外,蜡的熔点能够通过例如调整构成该蜡的多种构成单位的比率来控制。
蜡优选包括聚乙烯蜡。作为具有70℃以上且低于110℃的熔点的聚乙烯蜡,没有特别限定,例如可列举:AQUACER515聚烯烃蜡(BYK公司制造)、Nopcote PEM-17(圣诺普科公司制造)、PolylonL787、PolylonL788(以上为中京油脂公司制造)、Chemipearl W4005(三井化学公司制造)。具有70℃以上且低于110℃的熔点的聚乙烯蜡也可以通过常用方法合成。
蜡既可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。
作为向油墨组合物中添加蜡的量,以油墨组合物的总质量为基准,优选0.1~5.0质量%,更优选0.5~3.5质量%。通过使添加量在上述范围内,记录稳定性更优异,即使高温记录时,耐擦性也更不易劣化。
(有机溶剂)
白色油墨组合物优选包含有机溶剂,更优选包含标准沸点180~250℃的有机溶剂。由此,能够防止头内的油墨组合物中所含的有机溶剂挥发,从而防止喷嘴的堵塞。另外,能够使有机溶剂在记录介质上与油墨组合物混合时迅速挥发,能够在记录介质上得到充分的画质。
作为上述有机溶剂,也可以包含含氮溶剂。由此,能够使油墨组合物中的树脂稳定地溶解。此外,含氮溶剂具有促进包含在油墨组合物中的树脂粒子的软化的效果,呈现出即使加热温度较低时也提高紧贴性的趋势。
作为含氮溶剂,不加以特别限定,可以例举吡咯烷酮类、咪唑啉酮类、酰胺醚类、吡啶类、吡嗪类、吡啶酮类。优选是吡咯烷酮类,例如可列举2-吡咯烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮、N-乙基-2-吡咯烷酮。可以单独使用一种含氮溶剂,还可以并用两种以上。在含氮溶剂中,优选酰胺类溶剂。酰胺类溶剂可列举环状酰胺类、非环状酰胺类。作为环状酰胺类,可列举吡咯烷酮类等。作为非环状酰胺类,可列举为非环状结构的酰胺醚类等。
作为酰胺醚类,例如可列举也被称为烷氧基烷基酰胺的物质,例如,可列举:3-甲氧基-N,N-二甲基丙酰胺、3-甲氧基-N,N-二乙基丙酰胺、3-甲氧基-N,N-甲基乙基丙酰胺、3-乙氧基-N,N-二甲基丙酰胺、3-乙氧基-N,N-二乙基丙酰胺、3-乙氧基-N,N-甲基乙基丙酰胺、3-正丁氧基-N,N-二甲基丙酰胺、3-正丁氧基-N,N-二乙基丙酰胺、3-正丁氧基-N,N-甲基乙基丙酰胺、3-正丙氧基-N,N-二甲基丙酰胺、3-正丙氧基-N,N-二乙基丙酰胺、3-正丙氧基-N,N-甲基乙基丙酰胺、3-异丙氧基-N,N-二甲基丙酰胺、3-异丙氧基-N,N-二乙基丙酰胺、3-异丙氧基-N,N-甲基乙基丙酰胺、3-叔丁氧基-N,N-二甲基丙酰胺、3-叔丁氧基-N,N-二乙基丙酰胺等。
作为上述有机溶剂,还可以进一步包括除含氮溶剂以外的其它有机溶剂。这样的有机溶剂优选列举:多元醇化合物、链烷二醇化合物、乙二醇醚化合物。
作为多元醇化合物,可列举碳原子数为4以下的链烷的多元醇、碳原子数为4以下的链烷的多元醇的氢氧基彼此的分子间缩合物。优选该碳原子数为3以下。分子间缩合物的缩合分子数优选为2~4。
作为链烷二醇化合物,可列举碳原子数为5以上的链烷的二醇化合物。该碳原子数优选为5以上,优选为10以下,更优选为7以下。
作为乙二醇醚化合物,可列举链烷二醇的一个或两个氢氧基醚化而成的物质,作为醚,可列举烷基醚或芳基醚,优选前者。
作为上述有机溶剂或其它有机溶剂的例子,没有特别限定,具体而言,可列举:乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、丙二醇、二丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,2-戊二醇、1,2-己二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、3-甲基1,3-己二醇、二乙二醇单丙醚、乙二醇单异丙醚、二乙二醇单异丙醚、乙二醇单正丁基醚、乙二醇单叔丁基醚、二乙二醇单正丁基醚、三乙二醇单丁醚、二乙二醇单叔丁基醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、丙二醇单叔丁基醚、丙二醇单正丙醚、丙二醇单异丙醚、丙二醇单正丁基醚、二丙二醇单正丁基醚、二丙二醇单正丙醚、二丙二醇单异丙醚、甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、2-丁醇、叔丁醇、异丁醇、正戊醇、2-戊醇、3-戊醇及叔戊醇等醇类或二醇类。其它溶剂可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。
相对于油墨组合物的总量,有机溶剂的含量优选为3.0质量%以上,更优选为5.0质量%以上且35质量%以下,进一步优选为10质量%以上且35质量%以下,进一步优选为15质量%以上且30质量%以下。由此,能够使有机溶剂在记录介质上迅速挥发,能够在记录介质上得到充分的画质。
相对于油墨组合物的总量,含氮溶剂的含量优选为3.0质量%以上,更优选为5.0质量%以上且30质量%以下,进一步优选为7质量%以上且25质量%以下,更进一步优选为10质量%以上且20质量%以下。
作为白色油墨组合物,标准沸点超过280℃的多元醇化合物的有机溶剂的含量优选为5质量%以下,优选2质量%以下,更优选1质量%以下,进一步优选0.5质量%以下,特别优选0.1质量%以下,越发优选0.05质量%以下。该含量的下限为0质量%。若油墨组合物的该有机溶剂的含量在上述范围内,则记录介质上的油墨的干燥性不会大幅降低,其结果是,在各种记录介质、特别是油墨非吸收性或低吸收性的记录介质上,能够降低图像的浓淡不均,油墨的定影性优异。
而且,油墨组合物中标准沸点超过280℃的有机溶剂(不限于多元醇化合物)的含量优选相对于油墨组合物的总质量在上述范围内,抑制使用了油墨组合物的记录物的耐擦性因标准沸点超过280℃的有机溶剂而降低,能够得到耐擦性更为优异的记录物。
(表面活性剂)
优选地,白色油墨组合物包含表面活性剂。作为表面活性剂,没有特别限定,例如可列举:炔二醇类表面活性剂、氟类表面活性剂及有机硅类表面活性剂。其中,优选炔二醇类表面活性剂、有机硅类表面活性剂。
相对于100质量%油墨组合物,表面活性剂的含量优选为0.1~2.0质量%,更优选为0.1~1.7质量%,进一步优选为0.1~1.5质量%。通过使表面活性剂的含量为2.0质量%以下,具有耐擦性更为提高的趋势。另外,通过使表面活性剂的含量为0.1质量%以上,具有得到的记录物的着墨性更为提高、且喷出稳定性更为提高的趋势。
(水)
白色油墨组合物包含水。作为水,例如可列举尽可能去除了离子性杂质后的水,例如离子交换水、超滤水、反渗透水及蒸馏水等纯水、以及超纯水。另外,若使用通过照射紫外线或添加过氧化氢等而杀菌后的水,当长期保存颜料分散液及使用其的油墨时,能够防止产生霉菌、细菌。
水的含量没有特别限制,在本发明中,优选水的含量大于有机溶剂。另外,油墨被称为所谓的“水性油墨”,作为油墨中所含的溶剂成分,至少以水为主要成分。相对于100质量%水性油墨组合物,水的含量优选为40~95质量%,更优选为45~90质量%,进一步优选为50~80质量%。
(其它成分)
本实施方式中所使用的油墨为了保持其良好的保存稳定性及从头喷出时的稳定性,为了改善堵塞或为了防止油墨的劣化,也能够适当添加各种添加剂,例如助溶剂、粘度调节剂、pH调节剂、抗氧化剂、防腐剂、防霉剂、缓蚀剂及用于捕获会对分散产生影响的金属离子的螯合剂等。
[非白色油墨组合物]
在本实施方式的喷墨记录方法中,除白色油墨组合物以外,也可以使用除白色油墨组合物以外的非白色水性油墨组合物。非白色水性油墨组合物优选白色油墨组成以外的着色油墨组合物。着色油墨组合物为对记录介质着色而使用的油墨组合物。
下面,虽然称为彩色油墨组合物,但也可以为黑色油墨组合物,指的是非白色的着色油墨组合物。彩色油墨组合物也优选为水性,水在组合物中的含量优选为40质量%以上。
(色材)
彩色油墨组合物包括非白色色材。非白色色材是指除白色色材以外的色材。作为非白色色材,能够使用颜料或染料,优选使用颜料。作为颜料,没有特别限定,例如可列举下面的物质。
作为黑色颜料,不加以特别限定,可以例举例如No.2300、No.900、MCF88、No.33、No.40、No.45、No.52、MA7、MA8、MA100、No.2200B等(以上由三菱化学公司(MitsubishiChemical Corporation)制造)、Raven5750、Raven 5250、Raven 5000、Raven 3500、Raven1255、Raven 700等(以上由哥伦比亚碳素(Carbon Columbia)公司制造)、Rega1 400R、Rega1 330R、Rega1 660R、Mogul L、Monarch 700、Monarch 800、Monarch 880、Monarch900、Monarch 1000、Monarch 1100、Monarch 1300、Monarch 1400等(卡博特公司(CABOTJAPAN K.K.)制造)、色素碳黑FW1、色素碳黑FW2、色素碳黑FW2V、色素碳黑FW18、色素碳黑FW200、色素碳黑S150、色素碳黑S160、色素碳黑S170、Printex 35、Printex U、Printex V、Printex 140U、特黑6、特黑5、特黑4A、特黑4(以上由德固赛(Degussa)公司制造)。
作为黄色颜料,没有特别限定,例如可列举:C.I.颜料黄1、2、3、4、5、6、7、10、11、12、13、14、16、17、24、34、35、37、53、55、65、73、74、75、81、83、93、94、95、97、98、99、108、109、110、113、114、117、120、124、128、129、133、138、139、147、151、153、154、167、172、180。
作为品红色颜料,没有特别限定,例如可列举:C.I.颜料红1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、14、15、16、17、18、19、21、22、23、30、31、32、37、38、40、41、42、48(Ca)、48(Mn)、57(Ca)、57:1、88、112、114、122、123、144、146、149、150、166、168、170、171、175、176、177、178、179、184、185、187、202、209、219、224、245或C.I.颜料紫19、23、32、33、36、38、43、50。
作为青色颜料,没有特别限定,例如可列举:C.I.颜料蓝1、2、3、15、15:1、15:2、15:3、15:34、15:4、16、18、22、25、60、65、66、C.I.还原蓝4、60。
另外,作为品红色、青色及黄色以外的用于彩色油墨的颜料,没有特别限定,例如可列举:C.I.颜料绿7、10、C.I.颜料棕3、5、25、26、C.I.颜料橙1、2、5、7、13、14、15、16、24、34、36、38、40、43、63。
作为珠光颜料,没有特别限定,例如可列举二氧化钛涂层云母、鱼鳞箔、氯氧化铋等具有珍珠光泽、干涉光泽的颜料。
作为金属颜料,没有特别限定,例如可列举由铝、银、金、铂、镍、铬、锡、锌、铟、钛、铜等单质或者合金构成的粒子。
相对于100质量%油墨组合物,颜料的含量优选为0.4~12质量%,更优选为1~8质量%,进一步优选为2~5质量%。
与白色油墨组合物同样地,彩色油墨组合物优选包含树脂粒子、蜡、有机溶剂、表面活性剂。关于它们的成分,如在白色油墨组合物的项目中所说明的。也可以根据油墨组合物的种类适当变更构成各成分的材料、添加量。此外,也可以适当添加各种添加剂,例如助溶剂、粘度调节剂、pH调节剂、抗氧化剂、防腐剂、防霉剂、缓蚀剂及用于捕捉会对分散产生影响的金属离子的螯合剂等。
〔处理液〕
本实施方式的喷墨记录方法优选具备使包含凝聚剂的处理液附着于记录介质的工序,所述凝聚剂使油墨组合物的成分凝聚。优选地,处理液是以水为组合物的主要溶剂成分之一的水性组合物,优选水在组合物中的含量为40质量%以上。处理液还可以含有有机溶剂。通过使用处理液,能够使油墨组合物的画质等优异。另一方面,图像的光泽有时会下降。推测其原因在于,油墨的成分因处理液而凝聚,导致油墨膜难以变平滑。优选在使油墨组合物附着之前使处理液附着于记录介质。通过预先将处理液涂布于记录介质,与使油墨组合物直接附着于记录介质时相比,能够提高画质。下面,对处理液中的成分进行说明。使成分凝聚的油墨组合物既可以为白色油墨组合物,也可以为非白色油墨组合物。
(凝聚剂)
凝聚剂具有与油墨组合物中所含的任一成分、优选色材和树脂中任一反应而使色材与油墨组合物中所含的树脂一起凝聚的功能。由此,能够在滴落后使墨滴的色材凝聚并增粘,抑制墨滴之间的干扰,能够形成不存在浓度不均的图像。
作为凝聚剂,优选多价金属盐、有机酸、阳离子聚合物中的一种以上,更优选多价金属盐、阳离子聚合物中任一种,进一步优选前一个。处理液中所含的凝聚剂的含量优选0.5~20质量%,更优选1~15质量%,进一步优选2~10质量%。由此,能够使油墨组合物的成分凝聚,提高画质。
多价金属化合物是由二价以上的多价金属离子和阴离子构成的化合物。作为二价以上的多价金属离子,例如可列举Ca2+、Mg2+、Cu2+、Ni2+、Zn2+、Ba2+等。作为阴离子,例如可列举Cl-、NO3 -、CH3COO-、I-、Br-、ClO3 -等。在这些之中,从进一步提高上述凝聚效果的角度出发,能够优选使用镁盐、钙盐及铝盐。
作为有机酸,例如可列举琥珀酸、醋酸、丙酸及乳酸,但不限定于此。
作为阳离子聚合物,例如可优选列举胺类聚合物等,但不限定于此。胺类聚合物为结构中具有氨基的树脂,可列举多胺树脂、聚酰胺树脂、聚烯丙基胺树脂等。
多胺树脂为树脂的主骨架中具有氨基的树脂,可列举由环氧卤丙烷和胺化合物生成的树脂等。聚烯丙基胺树脂也可以为聚烯丙基胺的季盐等。聚酰胺树脂为树脂的主骨架中具有酰胺基的树脂。其为能够溶于水且在水中带正电荷的阳离子聚合物。
处理液中的凝聚剂的含量优选为0.5~15质量%,更优选为1~10质量%,进一步优选为2~5质量%。若以摩尔浓度换算,处理液中的凝聚剂的含量优选0.1~1.5mol/kg。处理液中的凝聚剂的含量的下限更优选为0.2mol/kg以上。处理液中的凝聚剂的含量的上限更优选为1.0mol/kg以下,进一步优选为0.6mol/kg以下。由此,能够一面提高画质,一面实现与耐擦性等其它特性的平衡。
(有机溶剂)
处理液优选包含有机溶剂,进一步优选包含标准沸点180~250℃的有机溶剂。由此,能够防止头内的处理液中所含的有机溶剂挥发,防止喷嘴堵塞。另外,能够使有机溶剂在记录介质上与油墨组合物混合时快速挥发,能够在记录介质上获得充分的画质。
作为上述有机溶剂,也可以包含含氮溶剂。由此,能够使油墨组合物中的树脂稳定地溶解,能够与油墨组合物相混合。另外,含氮溶剂具有促进油墨组合物中所含的树脂粒子软化的效果,即使在加热温度较低时,也具有提高贴紧性的趋势。作为含氮溶剂及其它有机溶剂,能够使用与在油墨组合物中说明的溶剂相同的溶剂。
相对于处理液的总量,有机溶剂的含量优选为3.0质量%以上,更优选为5.0质量%以上且45质量%以下,进一步优选为10质量%以上且40质量%以下,进一步优选为15质量%以上且35质量%以下。由此,油墨组合物和处理液混合时,油墨组合物的成分的凝聚程度适当。另外,能够使有机溶剂在记录介质上与油墨组合物混合时迅速挥发,能够在油墨非吸收性或低吸收性的记录介质上获得充分的画质。
处理液优选标准沸点超过280℃的有机溶剂的含量为2质量%以下。作为标准沸点超过280℃的有机溶剂,例如具有多元醇化合物。若处理液的该有机溶剂的含量在上述范围,则记录介质上的处理液的干燥性不会大幅下降,故优选。其结果是,在各种记录介质、特别是油墨非吸收性或低吸收性的记录介质中,在减少图像渗色、耐擦性优异方面是优选的。
相对于油墨组合物的总质量,处理液中标准沸点超过280℃的有机溶剂的含量更优选1质量%以下,进一步更优选0.5质量%以下,特别优选0.1质量%以下,尤为优选0.05质量%以下。该含量的下限为0质量%。通过使含量在上述范围内,从而抑制记录物的耐擦性因标准沸点超过280℃的有机溶剂而下降,能够获得耐擦性更为优异的记录物。
处理液除此之外还可以含有表面活性剂、树脂、施胶剂(例如淀粉物质、纤维素类物质、多糖类、蛋白质、水溶性高分子等)、pH调节剂、防腐剂/防霉剂等成分。
在此,当使用处理液时,白色油墨组合物优选与处理液混合后的粘度的增加率(凝聚增粘率)为2.5倍以下。以10:1的质量比混合油墨和处理液并搅拌1分钟之后,在25℃下测定粘度,由混合后的混合液的粘度相对于混合前的油墨的粘度的升高来定义该凝聚增粘率。这是因为,白色油墨组合物低至不会消耗处理液中的凝聚剂的一方较优选。增加率更优选为2倍以下,进一步优选为1.5倍以下。另外,白色油墨组合物自身由于固体成分较多,容易干燥增粘,因此,也可以为不与凝聚剂进行反应的物质,还可以为粘度不会因混合而变化的物质,例如可以为0.8倍以上。
通过使用更容易凝聚的成分作为因油墨中所含的凝聚剂而凝聚的成分,能够提高油墨的粘度的增加率,通过使用更难以凝聚的成分作为因油墨中所含的凝聚剂而凝聚的成分,能够降低油墨的粘度的增加率。作为这样的成分,可列举颜料、树脂。
彩色油墨组合物优选上述凝聚增粘率超过2.5倍。通过使彩色油墨组合物的凝聚增粘率大于白色油墨组合物,能够提高彩色画质。虽然白色油墨组合物与彩色油墨组合物的凝聚增粘率之差更大时,具有更容易产生开裂的趋势,但通过向白色油墨组合物中添加无机微粒,能够降低该开裂。
〔记录装置〕
本实施方式的记录装置是指以本实施方式的记录方法进行记录的记录装置。下面,对本实施方式的记录装置的一例构成进行说明。
在图1中示出在本实施方式的喷墨记录方法中使用的记录装置(喷墨装置)的一个例子的概略剖视图。如图1所示,喷墨装置100具备滑架2、喷墨头3、压板4、压板加热器4a、后加热器5、冷却风扇5a、预加热器7、IR加热器8以及通气风扇8a。需要注意的是,可以根据需要使用或省略冷却风扇5a、预加热器7、IR加热器8以及通气风扇8a。
喷墨头3搭载于滑架2,并具备喷出油墨组合物的多个喷嘴列。各喷嘴列是多个喷嘴孔排列而成的。喷墨记录装置1是所谓的串行型的喷墨记录装置。串行型的喷墨记录装置是指,在向预定的方向移动的滑架2上搭载有喷墨头3,喷墨头3随着滑架2向主扫描方向的移动而移动,由此向记录介质上喷出液滴。滑架2进行边向附图的跟前-里侧方向即主扫描方向移动、边从搭载于滑架2的喷墨头3喷出油墨并使其附着于记录介质上的主扫描。喷墨头3也可以具备:喷出第一油墨组合物的头;以及配置于第一头的下游并喷出第二油墨组合物的头。或者,喷墨头3也可以为具备喷出第一油墨组合物的喷嘴列和喷出第二油墨组合物的喷嘴列的一个头。
另外,优选地,喷墨头3构成为也喷出处理液。在该情况下,喷墨头3在喷出第一油墨组合物的头的上游具备喷出处理液的头即可。或者,喷墨头3也可以在喷出第一油墨组合物的喷嘴列的上游侧具备喷出处理液的喷嘴。
另外,优选地,喷墨头3在喷嘴或到达喷嘴的流路中具备白色油墨组合物的循环机构,但图中未示出。不过,即使设置这样的循环机构,也不能进行喷嘴前端的油墨的循环,不能避免喷嘴前端的油墨干燥所引起的堵塞。由此,即使在这样的情况下,本实施方式中所规定的白色油墨组合物的构成也是有效的。
压板加热器4a是在油墨组合物的附着工序中加热记录介质时使用的。当使用压板加热器4a时,能够从与喷墨头3侧相反的一侧加热记录介质。由此,喷墨头3比较不易被加热。
后加热器5使记录到记录介质1的油墨组合物二次干燥以及固化。后加热器5通过加热记录有图像的记录介质1而使油墨组合物中所包含的水分等更快速地蒸发飞散,通过油墨组合物中所包含的聚合物粒子而形成皮膜。这样,能够使油墨干燥物牢固地定影(粘接)在记录介质上,在短时间内得到耐擦性优异的高画质的图像。
冷却风扇5a是为了在用后加热器5干燥记录介质后通过冷却记录介质上的油墨组合物而在记录介质上贴紧性良好地形成覆膜而使用的。
预加热器7在对记录介质喷出油墨组合物之前预先加热(预加热)记录介质。
IR加热器8根据需要进行使用,是为了在油墨组合物的附着工序中从喷墨头3侧加热记录介质而使用的。由此,虽然喷墨头3也容易同时被加热,但与从压板加热器4a等记录介质的背面加热的情况相比,能够不受记录介质的厚度的影响地升温。通气风扇8a是为了使附着于记录介质1的油墨组合物更高效地干燥而使用的。
图2为喷墨记录装置100的功能框图。
控制器10是用于进行喷墨记录装置100的控制的控制单元。接口部11(I/F)用于在计算机90与喷墨记录装置100之间进行数据的发送接收。CPU12是用于进行喷墨记录装置100整体的控制的运算处理装置。存储器13是用于保存CPU12的程序的区域或用于确保作业区域等的存储器。CPU12通过单元控制电路14来控制各单元。需要注意的是,检测器组60监视喷墨记录装置内的情况,控制器10基于该检测结果来控制各单元。
输送单元20控制喷墨记录的副扫描(输送),具体而言,控制记录介质1的输送方向和输送速度。具体而言,通过控制由电机驱动的输送辊的旋转方向和旋转速度来控制记录介质1的输送方向和输送速度。
滑架单元30控制喷墨记录的主扫描(道次),具体而言,使喷墨头3在主扫描方向上往复移动。滑架单元30具备搭载喷墨头3的滑架2和用于使滑架往复移动的滑架移动机构。
头单元40控制来自喷墨头的喷嘴的处理液或油墨组合物的喷出量。例如,在喷墨头的喷嘴通过压电元件驱动的情况下,控制各喷嘴中的压电元件的动作。在处理液附着后直至油墨附着为止的时间内,通过头单元40控制处理液点大小。另外,通过滑架单元30和头单元40的控制的组合来控制每一扫描的处理液附着量。
干燥单元50控制IR加热器、预加热器、压板加热器、后加热器等各种加热器的温度。
上述喷墨记录装置100交替地重复使搭载喷墨头3的滑架2在主扫描方向上移动的动作和输送动作(副扫描)。此时,在进行各道次时,控制器10控制滑架单元30而使喷墨头3在主扫描方向上移动,并且控制头单元40而使处理液或油墨组合物的液滴从喷墨头3的预定的喷嘴孔喷出,使油墨组合物的液滴附着在记录介质1上。另外,控制器10控制输送单元50在进行输送动作时按照预定的输送量使记录介质1在输送方向上输送。
通过重复进行道次和输送动作,逐渐输送使多个液滴(点)附着后的记录区域。然后,通过后加热器5使附着于记录介质的液滴干燥而完成图像。之后,完成的记录物也可以由卷绕机构(未图示)卷绕为卷筒状,或者通过平头机构(未图示)输送。
图3为表示图1的记录装置的滑架周围的一例构成的立体图。其为串行型喷墨记录装置的一例构成的一部分。滑架周围的构成100a具有:滑架2;搭载于滑架2的喷墨头3;部件3a,为喷墨头3的一部分,包括喷出油墨的喷嘴;油墨容器(省略图示);以及油墨供应管等油墨供应通道(省略图示),从油墨容器向喷墨头3提供油墨。油墨容器既可以设于滑架4以外的场所,也可以设于滑架。另外,还具备:压板4,配设于滑架2的下方,向该压板4输送记录介质P;滑架移动机构2a,使滑架2相对于记录介质P相对移动;输送单元20a,该输送单元20a为辊,用于沿副扫描方向(输送方向)输送记录介质P;以及控制部CONT,控制滑架2等的动作。S1-S2的方向为主扫描方向,T1→T2的方向为副扫描方向。需要说明的是,在一次主扫描中,沿主扫描方向(装置的左右方向)中的任一方向进行主扫描。
另一方面,也可以使用行式的喷墨记录装置作为记录装置。例如,在图1的记录装置中,喷墨头3构成为沿记录介质的宽度方向(图1的里侧-跟前方向)延伸、并且喷墨头的宽度方向的长度为记录介质的宽度方向的记录区域的长度以上的长度的行式头。在记录过程中,行式头的位置固定。通过进行一次边输送记录介质边从行式头喷出油墨而使其附着于记录介质的扫描来进行记录。其为行式记录方法。通过从记录介质的输送方向的上游侧向下游侧配置多个行式头,并使每个行式头喷出不同的组合物,从而也能够使用多种组合物进行记录。当将行式的喷墨记录装置作为记录装置时,除喷墨头的构成、记录的方法以外的记录装置的构成能够使其与图1相同。
〔记录介质〕
在本实施方式中,优选使用非吸收性或低吸收性的记录介质作为记录介质1。非吸收性记录介质或低吸收性记录介质越是低吸收甚至不吸收,由水性油墨组合物的弹力引起的着墨性越容易降低。因此,针对这种记录介质,使用本实施方式的喷墨记录方法是有利的。非吸收性记录介质或低吸收性记录介质具有记录介质本身的耐水性、耐久性,能够将记录物应用于各种用途,是实用的。
在此,“低吸收性记录介质”或“非吸收性记录介质”是指在布里斯托(Bristow)法中开始接触起到30msec为止的水吸收量在10mL/m2以下的记录介质。该布里斯托法作为在短时间内测量液体吸收量的方法是最普及的方法,日本制浆造纸技术协会(JAPAN TAPPI)也在采用这一方法。“JAPAN TAPPI制浆造纸试验方法2000年版”的规格No.51“纸和纸板-液体吸收性测试方法-布里斯托法”中说明了详细的试验方法。
此外,还可以按照记录面对于水的润湿性对非吸收性记录介质或低吸收性记录介质进行分类。例如,向记录介质的记录面滴下0.5μL的水滴,测量接触角的降低率(滴落后0.5毫秒内的接触角与5秒内的接触角的对比),从而能够使记录介质带有特征。更具体地,作为记录介质的性质,“非吸收性记录介质”的非吸收性是指上述的降低率低于1%,“低吸收性记录介质”的低吸收性是指上述的降低率在1%以上且低于5%。并且,吸收性是指上述的降低率在5%以上。需要注意的是,能够使用便携式接触角测量仪PCA-1(协和界面科学株式会社制造)等来测量接触角。
作为低吸收性记录介质,没有特别限定,可以举出例如表面设有用于接受油性油墨的涂布层的涂布纸。作为涂布纸,没有特别限定,可以举出例如铜版纸、涂布纸、哑光纸等记录纸。
作为非吸收性记录介质,没有特别限定,可以举出例如不具有吸墨层的塑料薄膜、在纸张等基材上涂覆塑料或粘贴塑料膜的介质等。作为在此提到的塑料,可以举出聚氯乙烯、聚乙烯对苯二甲酸、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯等。
而且,除了上述的记录介质之外,还能够使用铁、银、铜、铝等金属类板材、玻璃等油墨非吸收性或低吸收性的记录介质。
记录介质在主扫描方向上的宽度优选在50cm以上,更优选在80~500cm,进一步优选在90~350cm,进一步优选在100~350cm,特别优选在130~300cm。在记录介质的主扫描方向的宽度在上述范围内的情况下,能够记录显示用等有用的记录物,另一方面,虽然易于产生扫描过程中的干燥,但根据本实施方式,能够抑制喷嘴的堵塞。
〔喷墨记录方法〕
本实施方式的喷墨记录方法具有使上述白色油墨组合物附着于加热后的记录介质的油墨附着工序。下面,按顺序对记录方法进行说明。
(记录介质加热工序)
本实施方式的喷墨记录方法在油墨附着工序之前或油墨附着工序时具备加热记录介质1的工序。该记录介质1的加热例如使用压板加热器4a来进行。不过,加热记录介质的装置不限于压板加热器,也可以为对记录介质吹送具有热的空气的鼓风装置、向记录介质照射产生热的射线的装置。
(处理液附着工序)
优选地,本实施方式的喷墨记录方法具备使上述处理液附着于记录介质的工序。处理液附着工序是使包含使油墨组合物凝聚的凝聚剂的处理液附着于记录介质的工序。凝聚剂具有与油墨组合物中所含的颜料、可包含于油墨组合物中的颜料分散树脂等进行反应而使颜料凝聚的功能。由此,能够抑制使用油墨组合物记录的图像产生渗色等,可获得画质优异的图像。相反,具有容易产生开裂的趋势,但根据本发明,能够降低开裂,是优选的。
在本实施方式中,对于通过主扫描而附着有油墨组合物的记录介质,优选在该主扫描之前、或通过该主扫描对其附着处理液,更优选前者。需要说明的是,处理液的附着时期不限于上述方式。
优选地,在记录介质上形成处理液的附着量为后述油墨组合物附着工序中的白色油墨组合物的附着量的5~20质量%的附着区域。由此,能够使白色油墨组合物、甚至彩色油墨组合物的成分凝聚,提高白色画质及彩色画质。
(油墨组合物附着工序)
油墨组合物附着工序是从喷墨头喷出包含白色油墨组合物和彩色油墨组合物的油墨组并使其附着于低吸收性或非吸收性的记录介质1的工序。喷出白色油墨组合物及彩色油墨组合物的顺序没有限定。此外,优选在记录介质上将白色油墨组合物的图像和彩色油墨组合物的图像记录为重叠。
在使用串行型的记录方法进行时的本实施方式中,通过交替地反复进行一边使具备油墨组的喷墨头和记录介质的相对位置向扫描方向变化、一边喷出油墨组合物的扫描和记录介质的输送即副扫描来进行油墨组合物附着工序。通过这样进行多次扫描来进行。这就是所谓的串行型记录方法。在本实施方式中,一次扫描的最大时间为0.8秒以上。
“一次扫描的最大时间”是指,在一次扫描中,假设从记录介质的扫描方向的端部至端部进行了记录时,喷墨头的一点与记录介质相对着的时间。需要说明的是,进行记录方法时,也可以根据要记录的图像,进行比上述一次扫描的最大时间更短时间的扫描。一次扫描的最大时间更优选为0.8~5秒以下,更优选为0.8秒以上且4秒以下,进一步优选为1秒以上且3秒以下,特别优选为1.5~2.5秒。也将1扫描称为1道次。
通过使一次扫描的最大时间在上述范围以上,能够制作记录介质的宽度大的对于显示用等有用的记录物,是优选的。相反,如果扫描的最大时间较长,则在扫描过程中喷嘴的油墨容易产生干燥,容易发生堵塞,但根据本实施方式,耐堵塞性优异,故优选。需要说明的是,扫描中的平均扫描速度优选为60~100cm/秒。
附着油墨组合物时的记录介质的表面温度优选27~45℃,更优选28~43℃,进一步优选30~40℃,特别优选32~38℃。该温度是附着工序中记录介质的记录面接收油墨附着的部分的表面温度,当长时间进行记录时,该温度是记录过程中的平均温度。当表面温度在上述范围内时,画质、耐擦性、降低堵塞、高光泽方面更为优异,故优选。另外,当表面温度在上述范围内时,虽然扫描过程中容易产生干燥,但根据本实施方式,能够减少油墨的位置偏移,在这一方面是优选的。
(扫描数)
也将扫描数称为道次数。在串行方式的记录方法的情况下,将用于记录某组合物的喷嘴组与记录介质的进行记录的某位置相对地通过该位置的扫描的次数称为该组合物的扫描数。扫描数按每种组合物而确定。例如,当向喷嘴列中填充某油墨并将该喷嘴列用于记录时,若一次副扫描的距离为该喷嘴列在副扫描方向的长度的二分之一的距离,则该油墨的扫描数为2。扫描数更多时,能够使所附着的组合物的合计附着量更多,能够分多次扫描使组合物附着,在这些方面优选。另一方面,当扫描数少时,记录速度快,在这一方面优选。可以通过缩短一次副扫描的距离来增加扫描数,可以通过增大该距离来减少扫描数。
(后加热工序)
优选地,本实施方式的喷墨记录方法在油墨附着工序后还包括加热记录介质的后加热工序。该后加热工序通过例如后加热器5来进行。由此,能使记录介质上的油墨组合物干燥,并且油墨组合物中所含的树脂熔融,能够形成着墨性良好的记录物。后加热工序中的记录介质的加热温度优选为60℃以上,更优选为60~150℃,进一步更优选为70℃以上且120℃以下,更进一步优选为80℃以上且110℃以下。通过使加热温度在上述范围内,具有耐擦性更为提高的趋势。
根据本实施方式的喷墨记录方法,能够进行遮盖性、白度优异且耐堵塞性也优异的记录。其结果,也能够实现彩色画质的提高。
[第二发明的喷墨记录方法的实施方式]
上面,说明了第一发明的实施方式,下面对第二发明的实施方式进行说明。
第二发明的喷墨记录方法的一方面具备:将包含使白色水性油墨组合物的成分凝聚的凝聚剂的处理液附着于记录介质的工序;以及从喷墨头向记录介质喷出白色水性油墨组合物并使其附着于记录介质的油墨附着工序。此外,在具备上述工序的喷墨记录中,使用含有第一粒子和第二粒子的白色水性油墨组合物,第一粒子为白色颜料,第二粒子为与第一粒子种类不同的粒子,且第二粒子为无机微粒。
第二发明的技术问题在于,当在白色油墨上重叠记录非白色油墨时,提高非白色油墨的画质、耐开裂性及白度。对于提高非白色油墨的画质这一问题,通过使用处理液而能改善,对于因使用处理液而导致的开裂的发生,通过使用包含第二粒子的油墨组合物而能够使耐开裂性优异。
需要说明的是,在第二发明中,不一定必须向在加热工序中加热后的记录介质附着油墨。
如上所述,当在白色图像上重叠记录非白色图像时,具有产生开裂的趋势。推测原因在于,白色图像和彩色图像加热干燥后的收缩率不同。
补充进行说明,有时用于白色水性油墨组合物的白色颜料的平均粒径较大、含量较多,油墨层的收缩率有时会与非白色油墨不同。推测通过使无机微粒进入白色颜料之间,能够使白色图像的收缩率接近非白色图像的收缩率,或者能够通过缓和收缩时的应力而降低开裂。若使用处理液,则存在因非白色油墨组合物凝聚而导致涂膜的耐开裂性恶化的趋势。本发明人发现,无机微粒对于使用该处理液时的耐开裂性有效。
除上述方面以外,第二发明能够使用前述第一发明的构成。第二发明的喷墨记录方法的各工序的说明、用于该工序的组合物及处理液的说明如第一发明的实施方式中所述。
(实施例)
下面,使用实施例及比较例对本发明进行更具体的说明。本发明丝毫不受下面的实施例限定。需要说明的是,在下面的例子中,冠有实施例的名称的例子是符合第一发明的例子,在第二发明中冠有参考例的名称的例子相当于比较例。
(处理液及油墨组合物的制备)
按照下述表1所示的组成(质量%)混合各材料,并充分搅拌,准备各种处理液及白色油墨组合物。颜料、树脂、蜡是各自的固体成分在油墨等中的含量。在实施例中,作为第一油墨组合物,准备了白色油墨组合物,作为第二油墨组合物,准备了非白色油墨组合物,具体而言,准备了青色油墨组合物。
颜料预先按照颜料:分散剂树脂为6:1的质量比与分散剂树脂(苯乙烯丙烯酸类的水溶性树脂)在水中混合,并利用珠磨机搅拌,制备颜料分散液,将其用于油墨的制备。当使用多价金属盐的水合物作为凝聚剂时,固体成分为除水合物的水以外的固体成分。
表1所示的油墨材料如下所述。
凝聚剂A:多价金属盐“硫酸镁·七水合物”
凝聚剂B:阳离子聚合物“Catiomaster-PD-7、多胺树脂(环氧氯丙烷-胺衍生物树脂)”
树脂:苯乙烯丙烯酸类“JONCRYL62”
蜡:聚乙烯类“AQ515”
表面活性剂:硅类“BYK348”
作为二氧化钛、胶体二氧化硅(二氧化硅粒子),获得市售的二氧化钛颜料、胶体二氧化硅,并根据需要将其分级,制备成表中的平均粒径(体积平均粒径)后使用。
表1所示的油墨成分的平均粒径(体积平均粒径)是使用“Microtrack UPA”日机装株式会社制造)而测得的体积平均粒径D50。
如表2~3所示,改变用于喷墨记录方法的处理液及油墨组合物的组合以及各种条件进行记录,并进行了各种评价。下面,对记录方法的条件及各评价试验的详细内容进行说明。
(记录试验)
制造爱普生制SC-S40650改造机。在记录介质的输送方向上的上游侧和其下游侧以及再下游侧配置三个头。从上游开始设为第一头、第二头、第三头。向第一头的1喷嘴列填充处理液,向第二头的1喷嘴列填充白色油墨,向第三头的1喷嘴列填充非白色油墨组合物(彩色油墨组合物)。作为彩色油墨组合物,制备青色油墨,该青色油墨包含3质量%的颜料蓝15:3,以代替“白色A油墨”的组成中的白色颜料和无机氧化物微粒。用白色油墨组合物在记录介质上进行记录。在表3中记载有处理液的例子中,在记录处理液之后,重叠记录白色油墨。根据试验需要,在白色油墨组合物上进一步用彩色油墨组合物进行重叠记录。需要说明的是,每1扫描(道次)都通过压板旁边的冲洗箱冲洗全部喷嘴。在与三个头相对的公共压板上设有压板加热器。利用比头更靠下游的后加热器(二次干燥炉)进行二次干燥。控制压板加热器,使附着工序时的记录介质的表面温度为表中的值。不过,在25℃的例子中,关闭压板加热器。在80℃下进行二次干燥。
按每种处理液及油墨,设最高1440×1440dpi的分辨率,以使附着量达到下述值来调节点的油墨量、点密度。
白色油墨:14mg/inch2
彩色油墨:12mg/inch2
处理液:相对于油墨的合计附着量的在表中的附着量。使用彩色时,相对于白色油墨及彩色油墨的合计附着量的在表中的附着量。
按每种处理液、油墨,使扫描数为8。即,使一次副扫描的距离为一个头的喷嘴列的副扫描方向上的长度的八分之一的距离。
(记录介质)
作为记录介质,使用LAG Jet E-1000ZC(琳得科制造、透明氯乙烯薄膜)。将其切断或粘贴,使记录介质的宽度为表中的值。由于记录介质的宽度的原因,1扫描(道次)时间为表中的值。
(凝聚增粘率)
表中所述的凝聚增粘率是指以10:1的质量比混合油墨和处理液并搅拌一分钟之后在25℃下测定粘度时混合后的混合液的粘度相对于混合前的油墨的粘度的倍率。
对如上所述进行记录之后的形成于记录介质的记录图案进行评价。下面,示出各评价试验的内容。
<白色画质>
通过目测,评价以白色油墨组合物进行记录的测试图案。
A实地面内无浓淡的不均、凹陷的油墨坑。
B实地面内无浓淡的不均,但存在若干凹陷的油墨坑。
C实地面内存在浓淡的不均以及凹陷的油墨坑两者。
<白度>
使用在与白色画质相同的条件下记录的测试图案,通过分光测色计GretagMacbeth Spectrolino(产品名、X-RITE公司制造)测定图像的白度(L*)。测定时,将OD值为2.1的黑色衬纸用作基底。
A L*值为75以上。
B L*值为70以上且低于75。
C L*值低于70。
<遮盖性>
使用在与白色画质相同的条件下记录的测试图案,根据照着荧光灯看该测试图案部时荧光灯的外观的视觉质量进行评价。
A几乎看不见。
B模糊可见。
C清晰可见。
<耐堵塞性>
在与白色画质相同的条件下,在整个介质上沿纵横方向并排记录3×3cm的四边形的测试图案,且每个测试图案之间以3cm的间隔隔开进行记录。连续记录两小时。记录之后,检查白色喷嘴列(360个喷嘴)。在记录过程中由于不使用偏离测试图案的喷嘴,因此成为间歇印刷,喷嘴产生干燥。需要说明的是,在实施例1的记录条件下,使用青色油墨,在白色油墨的图案上重叠记录青色油墨的图案,同样地连续印刷两小时之后,青色油墨的耐堵塞性为A。
A无不喷出喷嘴。
B不喷出喷嘴为2%以下。
C不喷出喷嘴超过2%但为5%以下。
D不喷出喷嘴超过5%。
<耐擦性>
使用在与白色画质相同的条件下记录的测试图案,如下所述评价耐擦性。不过,记录介质使用GIY43R5(LINTEC Sign System公司制造的透明聚氯乙烯)。二次干燥在80℃环境下干燥10分钟。
A在学振耐擦试验中,以500g的载荷擦10次,未产生剥落。
B在学振耐擦试验中,以500g的载荷擦10次,产生了剥落,但该剥落相对于评价面积在10%以内。
C在学振耐擦试验中,以500g的载荷擦10次,产生10%以上的剥落。
<彩色画质>
使用彩色油墨组合物在白色图像之上记录彩色图像,并目视观察彩色图像。
A图像中无浓淡不均。
B图像中可见细微的浓淡不均。
C图像中可见较大的浓淡不均。
<耐开裂性>
使用彩色油墨组合物在白色图像之上记录彩色图像,并目视观察彩色图像。不过,彩色油墨分别以3mg/inch2和12mg/inch2进行记录,并目视观察白色图像之上的彩色图像。
A在彩色油墨12mg/inch2下,图像中无开裂。目视及放大镜均未见开裂。
B在彩色油墨12mg/inch2下,目视未见开裂,但放大镜下可见开裂。
C在彩色油墨12mg/inch2下,目视即可见开裂。
D在彩色油墨3mg/inch2下,目视即可见开裂。
由实施例及比较例的结果可得到下述见解。
在使用包含第一粒子和第二粒子的白色油墨向加热后的记录介质附着油墨、且1扫描的最大时间为0.8秒以上的实施例中,均白色画质优异,且白度和耐堵塞性优异。与此相对,并非如此的比较例则均白度和耐堵塞性中任一项产生了劣化。下面说明详情。
由实施例12、13和1的比较、及25和15的比较可知,附着油墨时的记录介质温度更高时,白色图像更为优异,但耐堵塞性降低。
由实施例5和9的比较、10、11和1的比较、及26和15的比较可知,具有1扫描的最大时间越长,耐堵塞性越发降低的趋势,但有白色画质变好的趋势。推测是1扫描的最大时间越长,至下次扫描的时间越长,从而油墨逐渐干燥,白色画质提高。
在比较例1、2、6中,油墨不包含第二粒子,耐堵塞性变差。
在比较例3~5、7~9中,油墨不包含第一粒子,白度变差。
在参考例1、2中,1扫描的最大时间低于0.8秒,不能记录对于显示用等有用的记录物。另外,推测这是因为,虽然白色画质变差,但1扫描的最大时间短,在下次扫描之前,油墨不能干燥。
在参考例3~5中,不是向加热后的记录介质附着油墨,因此白色画质变差。需要说明的是,在参考例5中,虽然油墨不包含第二粒子,但耐堵塞性较好。
另外,作为第二发明来看,在实施例中,使用包含第一粒子和第二粒子的白色油墨及处理液的实施例14~26以及参考例4的白度、彩色画质及耐开裂性均优异。与此相对,并非如此的实施例1~13、比较例则均白度、彩色画质及耐开裂性中任一项差。下面说明详情。
由实施例22、23和14的比较可知,处理液的附着量多时,耐开裂性更为降低。
由实施例25和15的比较可知,附着油墨时的记录介质温度高时,彩色画质更为优异。
由实施例26和15的比较可知,具有1扫描的最大时间越长,彩色画质越发提高的趋势。推测是1扫描的最大时间越长,至下次扫描的时间越长,油墨逐渐干燥,彩色画质提高。
在比较例6、参考例5中,油墨不包含第二粒子,耐堵塞性差。
在比较例3~5、7~9中,油墨不包含第一粒子,白度差。
在实施例1~13、比较例1、2、参考例1~3中,不使用处理液,彩色画质差。

Claims (12)

1.一种喷墨记录方法,其特征在于,具备:
加热工序,加热记录介质;以及
油墨附着工序,从喷墨头向在加热工序中加热后的所述记录介质喷出白色水性油墨组合物,并使所述白色水性油墨组合物附着于所述记录介质,
通过进行多次一边向扫描方向改变所述喷墨头与所述记录介质的相对位置、一边喷出油墨组合物的扫描,来进行所述油墨附着工序,一次扫描的最大时间为0.8秒以上,
所述白色水性油墨组合物含有第一粒子和第二粒子,所述第一粒子为白色颜料,所述第二粒子为与所述第一粒子不同种类的粒子、且为无机微粒。
2.根据权利要求1所述的喷墨记录方法,其特征在于,所述喷墨记录方法具备以下工序:
使包含凝聚剂的处理液附着于所述记录介质,所述凝聚剂使所述白色水性油墨组合物的成分凝聚。
3.根据权利要求1或2所述的喷墨记录方法,其特征在于,
所述第一粒子的体积平均粒径为150nm以上,所述第二粒子的体积平均粒径为100nm以下。
4.根据权利要求1所述的喷墨记录方法,其特征在于,
所述第一粒子为由无机氧化物构成的白色颜料,所述第二粒子为无机氧化物的粒子。
5.根据权利要求1所述的喷墨记录方法,其特征在于,
所述白色水性油墨组合物中包含7~15质量%的所述第一粒子。
6.根据权利要求1所述的喷墨记录方法,其特征在于,
相对于100质量份的所述第一粒子,所述白色水性油墨组合物包含1~20质量份的所述第二粒子。
7.根据权利要求1所述的喷墨记录方法,其特征在于,
油墨附着时的所述记录介质的表面温度为30~45℃。
8.根据权利要求2所述的喷墨记录方法,其特征在于,
所述白色水性油墨组合物与所述处理液混合后的粘度的增加率为2.5倍以下。
9.根据权利要求1所述的喷墨记录方法,其特征在于,
所述记录介质在扫描方向上的宽度为50cm以上。
10.根据权利要求2所述的喷墨记录方法,其特征在于,
在所述记录介质上具有所述处理液的附着量为所述白色水性油墨组合物的附着量的5~20质量%的附着区域。
11.根据权利要求2所述的喷墨记录方法,其特征在于,
所述处理液中包含的所述凝聚剂为多价金属盐、阳离子聚合物、有机酸中的一种以上。
12.根据权利要求1所述的喷墨记录方法,其特征在于,
所述第二粒子的透射率比所述第一粒子的透射率高。
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