CN111849247A - 水性喷墨油墨组合物及喷墨记录方法 - Google Patents
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Abstract
提供一种得到优异的发色性的同时耐划线笔性优异的水性喷墨油墨组合物及喷墨记录方法。油墨组合物是含有颜料粒子、无机氧化物粒子、树脂粒子的水性喷墨油墨组合物,满足下面的式(1),且所述无机氧化物粒子的含量相对于所述油墨组合物的总质量为1.0质量%以上且10.0质量%以下。所述树脂粒子的体积平均粒径(D50)≤所述无机氧化物粒子的体积平均粒径(D50)≤所述颜料粒子的体积平均粒径(D50)……(1)。
Description
技术领域
本发明涉及水性喷墨油墨组合物及喷墨记录方法。
背景技术
喷墨记录方法是从喷墨头使油墨的小滴飞行并着落于纸等被记录介质而进行印刷的记录方法。由于近年的喷墨记录技术的革命性的进步,目前,照片、胶版印刷领域的高精细的图像记录(印刷)也逐渐使用喷墨记录方法。作为油墨组合物,提出了含有二氧化硅微粒及乳胶微粒等的油墨组合物(例如,专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特表2010-510357号公报。
为了提升印刷物的图像品质,要求提高油墨组合物的发色性。通过提高发色性,也能够使对于环境的影响停留在最小限度。这是因为少量的油墨附着量也具有高发色性,因而得到充分的光学浓度,其结果是能够减少油墨组合物的使用量。其中,明白了通过使用具有特定粒径关系的颜料和无机氧化物粒子,可得到发色性变高之类的结果。在专利文献1中虽然记载了在油墨组合物中含有二氧化硅粒子,但是其是假想在打印后的基板上以干燥膜的形状残留等作为该油墨组合物的用途,针对提高发色性的课题没进行任何研究。即从提升发色性的观点出发,引用文献1所记载的油墨组合物是具有课题的。
另一方面,本发明人等在对含有无机氧化物粒子的油墨组合物进行研究中,明白了在油墨组合物含有无机氧化物粒子的情况下,若利用划线笔对印刷于被记录介质的文字、图像进行标记,则在印刷物上产生浸渗。即,从固定性、特别是利用划线笔进行了涂擦时的耐受性(耐划线笔性)的观点出发,含有无机氧化物粒子的油墨组合物具有课题。
发明内容
本发明人等为了解决上述课题而进行了深入研究。其结果是,发现通过含有颜料粒子、无机氧化物粒子、树脂粒子,使它们各自的粒子的体积平均粒径(D50)满足后文中的式(1),无机氧化物粒子的含量在特定的范围,可得到在得到优异的发色性的同时耐划线笔性优异的油墨组合物,从而完成了本发明。
即,本发明涉及油墨组合物,其是含有颜料粒子、无机氧化物粒子、树脂粒子的水性喷墨油墨组合物,
上述油墨组合物满足下述式(1),且上述无机氧化物粒子的含量相对于上述油墨组合物的总质量为1.0质量%以上且10.0质量%以下,
上述树脂粒子的体积平均粒径(D50)≤上述无机氧化物粒子的体积平均粒径(D50)≤上述颜料粒子的体积平均粒径(D50)……(1)。
另外,本发明涉及喷墨记录方法,其包括油墨附着工序,将上述油墨组合物从喷墨头喷出并附着于被记录介质。该油墨附着工序中的油墨打入量优选为3.6mg/inch2以上。
无机氧化物粒子的体积平均粒径(D50)优选为11nm以上且100nm以下。无机氧化物粒子优选为二氧化硅粒子。树脂粒子的最低成膜温度优选为25℃以下。树脂粒子的平均粒径优选为10nm以上且140nm以下。树脂粒子的含量相对于油墨组合物的总质量优选为0.1质量%以上且5.0质量%以下。
具体实施方式
下面,针对本发明的实施的方式(下面称为“本实施方式”)进行详细说明,但本发明不限制于此,在不脱离其主旨的范围内可以有各种变形。
水性喷墨油墨组合物
本实施方式的水性喷墨油墨组合物(下面简称为“油墨组合物”)含有颜料粒子、无机氧化物粒子和树脂粒子。另外,本实施方式的油墨组合物满足下面的式(1),且无机氧化物粒子的含量相对于油墨组合物的总质量为1.0质量%以上且10.0质量%以下。
树脂粒子的体积平均粒径(D50)≤无机氧化物粒子的体积平均粒径(D50)≤颜料粒子的体积平均粒径(D50)……(1)
通过具有上面的构成,本实施方式的油墨组合物在得到优异的发色性的同时耐划线笔性优异。
针对本发明中的各种用语的定义进行说明。“水性喷墨油墨组合物”是指水的含量相对于油墨组合物的总质量为30质量%以上的油墨组合物。
式(1)
本实施方式的油墨组合物满足下面的式(1)。
树脂粒子的体积平均粒径(D50)≤无机氧化物粒子的体积平均粒径(D50)≤颜料粒子的体积平均粒径(D50)……(1)
本实施方式的油墨组合物通过满足上面的式(1),在得到优异的发色性的同时耐划线笔性优异。可认为油墨组合物通过含有无机氧化物粒子,在附着于被记录介质后,基于无机氧化物粒子的填埋(填孔)效果而能够将颜料粒子保留在被记录介质表面。由此,认为能够得到优异的发色性。并且,可发现在满足上面的式(1)条件下,油墨组合物通过含有树脂粒子,能够提高耐划线笔性。
本实施方式的油墨组合物优选为满足下面式(1H-1)的关系,更优选为满足下面式(1H-2)的关系,进一步优选为满足下面式(1H-3)的关系。通过满足该关系,油墨组合物示出更优异的耐划线笔性。
无机氧化物粒子的体积平均粒径(D50)≤颜料粒子的体积平均粒径(D50)×0.9……(1H-1)
无机氧化物粒子的体积平均粒径(D50)≤颜料粒子的体积平均粒径(D50)×0.8……(1H-2)
无机氧化物粒子的体积平均粒径(D50)≤颜料粒子的体积平均粒径(D50)×0.5……(1H-3)
若本实施方式的油墨组合物含有1.0质量%以上的无机氧化物粒子则示出优异的润湿摩擦性,但是为了进一步减小润湿摩擦性,优选满足下面式(2)的关系。通过满足该关系,利用油墨组合物得到的印刷物的润湿摩擦性减小,印刷后排出的印刷物在与其它印刷物的印刷面重合时,印刷物彼此的滑行良好并能够整洁地进行层叠。
颜料粒子的体积平均粒径(D50)×0.1≤无机氧化物粒子的体积平均粒径(D50)……(2)
体积平均粒径(D50)是指在由动态光散射法测定的粒子分布中从小粒径侧进行累积计算,粒子的量变为50体积%时的粒径。例如,制备由纯水以稀释倍数200倍进行稀释的试样,并通过ζ电位-粒径测定系统“ELSZ-1000ZS”(产品名,大塚电子株式会社制造)来测定体积平均粒径(D50)。
无机氧化物粒子
在本实施方式中,无机氧化物粒子的含量相对于油墨组合物的总质量为1.0质量%以上且10.0质量%以下。通过处于该含量范围,可得到在得到优异的发色性的同时印刷物的润湿摩擦性及耐划线笔性优异的油墨组合物。
无机氧化物粒子的含量相对于油墨组合物的总质量,优选为3.0质量%以上,更优选为5.0质量%以上,进一步优选为6.0质量%以上。通过处于该含量范围,油墨组合物示出更优异的发色性,进一步示出更优异的润湿摩擦性。另外,无机氧化物粒子的含量相对于油墨组合物的总质量优选为9.0质量%以下,更优选为8.5质量%以下,进一步优选为8.0质量%以下。通过处于该含量范围,油墨组合物示出更优异的阻塞恢复性。
作为无机氧化物粒子,不作特别限制,例如可列举:二氧化硅粒子、氧化铝粒子、氧化钛粒子、氧化锆粒子、氧化锑粒子、氧化锡粒子、氧化钽粒子、氧化锌粒子、氧化铈粒子、氧化铅粒子及氧化铟粒子。可以单独使用1种或者组合使用2种以上这些无机氧化物粒子。在它们之中,优选二氧化硅粒子或氧化铝粒子,更优选二氧化硅粒子。
作为无机氧化物粒子,不作特别限制,例如,可以将硅溶胶等无机氧化物溶胶添加于油墨组合物。作为硅溶胶的市售品,不作特别限制,可列举:“SI-550”、“SI-30P”、“SI-45P”、“SI-80P”(以上为产品名,日挥触媒化成株式会社制造)、“ST-CM”、“ST-ZL”、“ST-30L”、“MP-1040”(以上为产品名,日产化学工业株式会社制造)。
无机氧化物粒子的体积平均粒径(D50)优选为11nm以上且100nm以下。无机氧化物粒子的体积平均粒径(D50)优选为15nm以上,更优选为20nm以上,进一步优选为30nm以上。另外,无机氧化物粒子的体积平均粒径(D50)优选为100nm以下,更优选为90nm以下,进一步优选为80nm以下。通过处于上述范围,能够进一步提升印刷物的发色性。
颜料粒子
颜料粒子是包含颜料的粒子。颜料可以具有有色、黑色、白色、荧光色中的任一种。另外,颜料可以是无机颜料,也可以是有机颜料。作为本实施方式的颜料,不作特别限制,更具体而言可列举以下物质。
作为黑色油墨所使用的炭黑,不作特别限制,例如可列举:“No.2300”、“No.900”、“MCF88”、“No.33”、“No.40”、“No.45”、“No.52”、“MA7”、“MA8”、“MA100”、“No.2200B”(以上为三菱化学株式会社制造)、“Raven”系列的“5750”、“5250”、“5000”、“3500”、“1255”、“700”(以上为哥伦比亚碳素(Colombia Carbon)公司制造)、“Rega1”系列的“400R”、“330R”、“660R”(以上为卡博特公司制造)、“Mogul L”(以上为卡博特公司制造)、“Monarch”系列的“700”、“800”、“880”、“900”、“1000”、“1100”、“1300”、“1400”(以上为卡博特公司制造)、“色素黑”系列的“FW1”、“FW2”、“FW2V”、“FW18”、“FW200”、“S150”、“S160”、“S170”(以上为德固赛公司制造)、“Printex”系列的“35”、“U”、“V”、“140U”(以上为德固赛公司制造)、“特黑”系列的“6”、“5”、“4A”、“4”(以上为德固赛公司制造)。
作为白色油墨所使用的颜料,不作特别限制,例如,可列举:C.I.颜料白6、18、21、氧化钛、氧化锌、硫化锌、氧化锑、氧化锆、白色的中空树脂粒子及高分子粒子。
作为黄色油墨所使用的颜料,不作特别限制,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。
作为品红色油墨所使用的颜料,不作特别限制,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、48:2、48:5、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及C.I.颜料紫19、23、32、33、36、38、43、50。
作为青色油墨所使用的颜料,不作特别限制,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及C.I.还原蓝4、60。
另外,作为除上述以外的颜料,不作特别限制,例如,可列举:C.I.颜料绿7、10、C.I.颜料棕3、5、25、26、及C.I.颜料橙1、2、5、7、13、14、15、16、24、34、36、38、40、43、63。
本实施方式中的颜料也可以为自分散型颜料。自分散型颜料是指具有亲水基的颜料。作为亲水基,不作特别限制,例如,可列举:-OM、-COOM、-CO-、-SO3M、-SO2M、-SO2NH2、-RSO2M、-PO3HM、-PO3M2、-SO2NHCOR、-NH3及-NR3。需要指出,在这些式中,M各自独立地是氢原子、碱金属、氨基、可以具有取代基的苯基或有机铵基,R各自独立地是碳原子数1~12的烷基或可以具有取代基的萘基。
例如通过使在颜料上结合上述亲水基来制造自分散型颜料。作为使亲水基结合在颜料上的处理,不作特别限制,例如可列举:真空等离子体处理、臭氧氧化处理、磷酸处理、在液体中通过氧化剂进行氧化的湿式氧化处理、通过使对氨基苯甲酸结合在颜料表面上而使羧基经由苯基结合的处理。在它们之中,颜料优选为臭氧氧化处理或磷酸化处理后的炭黑,更优选为臭氧氧化处理后的炭黑。
作为自分散型颜料的市售品,例如,可列举“Aqua-Black 162”(产品名,东海碳素株式会社制造)、“MicroJet CW-1”(产品名,东方化学工业株式会社制造)、“CAB-O-JET(注册商标)200”、“CAB-O-JET(注册商标)300”、“CAB-O-JET(注册商标)450C”(以上为产品名,卡博特公司制造)。
需要指出,可以单独使用1种或者组合使用2种以上这些颜料粒子。
颜料粒子的体积平均粒径(D50)优选为10nm以上且300nm以下。通过处于该含量范围,油墨组合物示出更优异的印刷物的发色性、润湿摩擦性及阻塞恢复性。体积平均粒径(D50)优选为24nm以上,更优选为40nm以上,进一步优选为65nm以上。并且,颜料粒子的体积平均粒径(D50)优选为200nm以下,更优选为150nm以下,进一步优选为110nm以下。
颜料粒子的含量相对于油墨组合物的总质量优选为1.0质量%以上且20.0质量%以下。通过处于该含量范围,油墨组合物示出更优异的印刷物的发色性、润湿摩擦性及阻塞恢复性。颜料粒子的含量相对于油墨组合物的总质量优选为3.0质量%以上,更优选为5.0质量%以上。并且,颜料粒子的含量相对于油墨组合物的总质量优选为15.0质量%以下,更优选为10.0质量%以下。
树脂粒子
本实施方式的油墨组合物含有树脂粒子。通过在本实施方式的油墨组合物中含有树脂粒子,能够提升耐划线笔性。
作为树脂粒子所包含的树脂,不作特别限制,例如可列举聚氨酯树脂、丙烯酸树脂以及苯乙烯-丙烯酸树脂。
聚氨酯树脂是分子中具有氨基甲酸乙酯键的树脂。作为聚氨酯系树脂,不作特别限制,例如,可列举:除了氨基甲酸乙酯键之外,还在主链上包含醚键的聚醚型聚氨酯树脂、主链上包含酯键的聚酯型聚氨酯树脂、主链上包含碳酸酯键的聚碳酸酯型聚氨酯树脂。
树脂粒子所包含的树脂可以是自反应型聚氨酯系树脂或者自反应型丙烯酸系树脂。作为这类自反应型树脂,可列举:通过具有亲水性基的封端剂进行封端化的聚氨酯树脂、通过具有亲水性片段的封端剂进行封端化的聚氨酯树脂、将具有羧基、羟基、氨基、羟甲基等官能团的丙烯酸单体进行共聚而得到的丙烯酸系树脂。
作为聚氨酯树脂粒子的乳化液的市售品,不作特别限制,例如,可列举:“Suncure2710”(产品名,日本路博润株式会社制造)、“Permarin UA-150”(产品名,三洋化成工业株式会社制造)、“Superflex”系列的“150”、“420”、“460”、“470”、“610”、“700”(以上为产品名,第一工业制药株式会社制造)、“NeoRez”系列的“R-9660”、“R-9637”、“R-940”(以上为产品名,楠本化成株式会社制造)、“Adeka Bontighter”系列的“HUX-380”、“HUX-290K”(以上为产品名,株式会社ADEKA制)、“Tekelac”系列的“W-605”、“W-635”、“WS-6021”(以上为产品名,三井化学株式会社制造)。
作为丙烯酸树脂、苯乙烯-丙烯酸树脂的市售品,不作特别限制,例如可列举:“Mowinyl”系列的“966A”、“320”(以上为产品名,日本合成化学株式会社制造)、“Microgel”系列的“E-1002”、“E-5002”(以上为产品名,日本涂料株式会社(NIPPONPAINT Co.,Ltd.)制造)、“Voncoat”系列的“4001”、“5454”(以上为产品名,株式会社DIC制造)、“SAE1014”(以上为产品名,日本瑞翁株式会社制造)、“saivinol SK-200”(以上为产品名,赛登(Saiden)化学株式会社制造)、“Johncryl”系列的“7100”、“390”、“711”、“511”、“7001”、“632”、“741”、“450”、“840”、“74J”、“HRC-1645J”、“734”、“852”、“7600”、“775”、“537J”、“1535”、“PDX-7630A”、“352J”、“352D”、“PDX-7145”、“538J”、“7640”、“7641”、“631”、“790”、“780”、“7610”(以上为产品名,BASF公司制造)、“NK binder R-5HN”(产品名,新中村化学工业株式会社制造)、“Paraloid B60”(产品名,罗门哈斯公司制造)。
树脂粒子的体积平均粒径(D50)优选为10nm以上且140nm以下。通过使树脂粒子的体积平均粒径(D50)处于该含量范围,油墨组合物示出更优异的发色性、润湿摩擦性及耐划线笔性。树脂粒子的体积平均粒径(D50)优选为100nm以下,更优选为40nm以下。通过使树脂粒子的体积平均粒径(D50)为100nm以下,示出更优异的耐划线笔性。
树脂粒子的最低成膜温度(Minimum Film forming Temperature,下面也称为“MFT”)优选为45℃以下,更优选为30℃以下,进一步优选为25℃以下,更进一步优选为23℃以下,进一步更优选为20℃以下。通过使最低成膜温度处于该含量范围,容易将基于树脂粒子的被膜形成于印刷物的表面,因此油墨组合物示出更优异的耐划线笔性。该最低成膜温度不作特别限制,例如为0℃以上,优选为5℃以上。
最低成膜温度通过下述方式进行测定。首先,在温度梯度试验装置的不锈钢板上将树脂粒子的乳化液涂布成0.3mm厚度。涂布后,立即将放入有硅胶的筐载置于板上并利用透明塑料制造的盖进行覆盖。涂膜干燥后,读取一致的连续皮膜部分与白浊的部分的边界部的温度作为最低成膜温度。
树脂粒子的含量相对于油墨组合物的总质量优选为0.1质量%以上且20.0质量%以下。通过处于该含量范围,油墨组合物示出更优异的耐划线笔性。树脂粒子的含量相对于油墨组合物的总质量优选为0.5质量%以上,更优选为1.0质量%以上。而且,树脂粒子的含量相对于油墨组合物的总质量为优选为15.0质量%以下,更优选为10.0质量%以下,进一步优选为5.0质量%以下。
有机溶剂
本实施方式的油墨组合物也可以含有有机溶剂。作为有机溶剂,不作特别限制,例如可列举:非质子性极性溶剂、一元醇、烷基多元醇及二醇醚。
作为非质子性极性溶剂,不作特别限制,例如,可列举:N-甲基-2-吡咯烷酮、N-羟乙基-2-吡咯烷酮、2-吡咯烷酮、ε-己内酰胺、γ-丁内酯、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮、二甲基亚砜、咪唑、1-甲基咪唑、2-甲基咪唑及1,2-二甲基咪唑。
作为一元醇,不作特别限制,例如,可列举: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。
作为烷基多元醇,不作特别限制,例如,可列举:甘油、乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、丙二醇(1,2-丙二醇)、二丙二醇、1,3-丙二醇(1,3-丙烷二醇)、异丁二醇(2-甲基-1,2-丙烷二醇)、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、2-丁烯基-1,4-二醇、1,2-戊二醇、1,5-戊二醇、2-甲基-2,4-戊二醇、1,2-己二醇、1,6-己二醇、2-乙基-1,3-己二醇、1,7-庚二醇及1,8-辛二醇及三羟甲基丙烷。
作为二醇醚,不作特别限制,例如可列举:二乙二醇单正丙醚、乙二醇单异丙醚、二乙二醇单异丙醚、乙二醇单正丁醚、乙二醇单-叔丁醚、二乙二醇单正丁醚、三乙二醇单正丁醚、二乙二醇单-叔丁醚、丙二醇单甲基醚、丙二醇单乙基醚、丙二醇单-叔丁醚、丙二醇单正丙醚、丙二醇单异丙醚、丙二醇单正丁醚、二丙二醇单正丁醚、二丙二醇单正丙醚及二丙二醇单异丙醚。
可以单独使用1种或者组合使用2种以上这些有机溶剂。
有机溶剂的含量相对于油墨组合物的总质量优选为1.0质量%以上且70.0质量%以下。有机溶剂的含量更优选为5.0质量%以上,进一步优选为10.0质量%以上。另外,其它有机溶剂的含量更优选为50.0质量%以下,进一步优选为30.0质量%以下,更进一步优选为25.0质量%以下。
水
本实施方式的油墨组合物包含水。作为水,不作特别限制,例如,可列举:离子交换水、超滤水、反渗透水及蒸馏水等纯水以及超纯水这样极力除去离子性不纯物的水。另外,若使用通过紫外线照射或者添加过氧化氢等进行灭菌的水,则在长期保存油墨组合物的情况下能够防止霉菌、细菌的产生。由此,储存稳定性具有进一步提升的倾向。
水的含量相对于油墨组合物的总质量优选为10.0质量%以上且90.0质量%以下。水的含量更优选为40.0质量%以上,进一步优选为50.0质量%以上。另外,水的含量更优选为80.0质量%以下,进一步优选为70.0质量%以下。
表面活性剂
从能够以喷墨记录方式稳定地喷出油墨组合物,且能够适当地控制油墨组合物的浸透的观点出发,本实施方式的油墨组合物优选为进一步含有表面活性剂。作为表面活性剂,不作特别限制,例如,可列举:炔二醇系表面活性剂、氟系表面活性剂及有机硅系表面活性剂。
作为炔二醇系表面活性剂,不作特别限制,例如,可列举:2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4,7-二醇、2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4,7-二醇的环氧烷加成物、2,4-二甲基-5-癸炔-4-醇及2,4-二甲基-5-癸炔-4-醇的环氧烷加成物。可以单独使用它们的1种或者组合2种以上进行使用。
作为炔二醇系表面活性剂的市售品,不作特别限制,例如,可列举:“Olfine 104”、“Olfine E1010”(以上为产品名,日信化学工业株式会社制造)、“Surfynol”系列的“104”、“465”、“61”、“DF110D”(以上为产品名,Evonik Industries制造)。
作为氟系表面活性剂,不作特别限制,例如,可列举:全氟烷基磺酸盐、全氟烷基羧酸盐、全氟烷基磷酸酯、全氟烷基环氧乙烷加成物、全氟烷基甜菜碱、全氟烷基氧化胺化合物。可以单独使用它们的1种或者组合2种以上进行使用。
作为氟系表面活性剂的市售品,不作特别限制,例如,可列举:“Surflon”系列的“S144”、“S145”(以上为产品名、AGC清美化学株式会社制造)、“Fluorad FC-170C”、“Fluorad FC-430”、“Fluorad FC4430”(以上为产品名、住友3M株式会社制造)、“FSO”、“FSO-100”、“FSN”、“FSN-100”、“FS-300”(以上为产品名、杜邦公司制造)、“FT-250”、“FT-251”(以上为产品名、株式会社尼欧斯(Neos)制造)。可以单独使用它们的1种或者组合2种以上进行使用。
作为硅系表面活性剂,不作特别限制,例如,可列举:聚硅氧烷系化合物、聚醚改性有机硅氧烷。可以单独使用它们的1种或者组合2种以上进行使用。
作为硅系表面活性剂的市售品,不作特别限制,例如可列举:“BYK-306”、“BYK-307”、“BYK-333”、“BYK-341”、“BYK-345”、“BYK-346”、“BYK-347”、“BYK-348”、“BYK-349”(以上为产品名,BYK Additives&Instruments公司制造)、“KF-351A”、“KF-352A”、“KF-353”、“KF-354L”、“KF-355A”、“KF-615A”、“KF-945”、“KF-640”、“KF-642”、“KF-643”、“KF-6020”、“X-22-4515”、“KF-6011”、“KF-6012”、“KF-6015”、“KF-6017”(以上为产品名,信越化学株式会社制造)等。
可以单独使用1种或者组合使用2种以上这些表面活性剂。在这些表面活性剂中,优选炔二醇系表面活性剂。
在本实施方式的油墨组合物含有表面活性剂的情况下,其含量相对于油墨组合物的总量优选为0.1质量%以上且5.0质量%以下,更优选为0.2质量%以上且3.0质量%以下,进一步优选为0.2质量%以上且1.0质量%以下。
作为其它成分,本实施方式的油墨组合物可以含有pH调节剂(例如、氢氧化钾、三乙醇胺、异丙醇胺)、树脂粒子、助溶剂、粘度调节剂、抗氧化剂、防霉/防腐剂、防霉剂、防腐蚀剂、用于捕获对分散造成影响的金属离子的螯合剂(例如乙二胺四乙酸钠)等各种添加剂。
喷墨记录方法
本实施方式的喷墨记录方法包括将本实施方式的油墨组合物从喷墨头喷出并附着于被记录介质的油墨附着工序(下面也称为“油墨附着工序”)。通过具有以上构成,本实施方式的喷墨记录方法在可得到示出优异的发色性的印刷物的同时,印刷物的润湿摩擦性及耐划线笔性优异。
作为被记录介质,不作特别限制,例如可以是吸收性的被记录介质或者非吸收性的被记录介质中的任一种。虽然本实施方式的记录方法从水溶性的油墨组合物难以浸透的非吸收性被记录介质到水溶性的油墨组合物容易浸透的吸收性被记录介质,能够广泛适用于拥有各种吸收性能的被记录介质,但优选适用于吸收性被记录介质。
本说明书中的“吸收性被记录介质”是指具有吸收油墨组合物的性质的被记录介质。“非吸收性被记录介质”是指完全不吸收油墨组合物或者具有几乎不吸收油墨组合物的性质的被记录介质。从定量来看,“吸收性被记录介质”是在布里斯托(Bristow)法中,从接触开始到30msec1/2为止的水吸收量超10mL/m2的被记录介质。“非吸收性被记录介质”是该水吸收量为10mL/m2以下的被记录介质。该布里斯托法的详情记载于“JAPAN TAPPI纸浆试验方法2000年版”的标准No.51“纸及板纸-液体吸收性试验方法-布里斯托法”。
作为吸收性被记录介质,不作特别限制,例如可列举:油墨组合物的浸透性高的电子照片纸张等普通纸、喷墨纸(具备由二氧化硅粒子或氧化铝粒子构成的油墨吸收层或者由聚乙烯醇(PVA)或聚乙烯吡咯烷酮(PVP)等亲水性聚合物构成的油墨吸收层的喷墨专用纸)、油墨的浸透性较低的一般用于胶版印刷的美术纸、铜版纸及铸涂纸。
作为非吸收性被记录介质,不作特别限制,例如可列举:聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)等塑料类的膜及板、铁、银、铜、铝等金属类的板以及通过将这些各种金属气相沉积而制造的金属板或者塑料制的膜、不锈钢及黄铜等合金的板。
油墨附着工序中的油墨打入量优选为3.6mg/inch2以上。根据本实施方式的喷墨记录方法,通过使用本实施方式的油墨组合物,得到优异的发色性。其结果是,因为即使是该范围的油墨打入量也可得到充分的光学浓度,因此能够降低印刷所使用的油墨组合物的量,能够减轻环境负荷。另外,该油墨打入量优选为6.0mg/inch2以下,更优选为5.0mg/inch2以下,进一步优选为4.5mg/inch2以下,更进一步优选为4.0mg/inch2以下。通过使油墨打入量处于该含量范围,能够在得到充分的光学浓度的同时降低基于喷墨记录方法的油墨使用量。
为了促进油墨的干燥,本实施方式的喷墨记录方法也可以进一步包括在记录前、记录中、记录后的一部分或者全部中对被记录介质进行加热的加热工序。作为加热的单元,不作特别限制,优选为能够控制温度的装置,例如,可列举:辐射加热式的套式加热器、辐射加热式的红外线加热器、接触加热式的片状加热器及使用电磁波的加热装置。加热温度优选为使被记录介质的表面温度为40~80℃。进一步还可以包括基于风扇等的送风工序。
本实施方式的喷墨记录方法,除了上述各工序之外,还可以具备具有现有的喷墨记录方法的公知的工序。
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。本发明不受以下实施例的任何限制。
实施例1~15、比较例1~4(油墨组合物1~15、51~54的制造)
油墨组合物的制备
以下面表1所示出的组成,将各材料进行混合并充分地进行搅拌,得到各油墨组合物。具体而言,将各材料均匀地进行混合,利用孔径5μm的膜滤器除去不溶解物,从而制备出各油墨组合物。针对得到的油墨组合物,以后文中的评价方法进行评价。将其评价结果示于表1。
评价方法
发色性
将制造出的各油墨组合物填充于喷墨打印机“PX-S840”(产品名,精工爱普生株式会社制造)的墨盒。作为被记录介质,准备A4尺寸(210mm×297mm)的复印纸“Xerox P纸”(产品名,富士施乐株式会社制造,单位面积重量64g/m2、纸厚88μm)。在温度25℃、相对湿度50%的环境下,以印刷占有率(Duty)100%、油墨附着量4.5mg/inch2的条件,将印刷范围204mm×291mm的满版图案印刷于被记录介质。印刷后,使用测色机“Xrite i1”(产品名,Xrite公司制造)对光学浓度(下面也称为“OD值”)进行测定,根据下述评价标准对发色性进行评价。
此外,油墨组合物的附着量由下面的式子算出。
油墨附着量(mg/inch2)=(印刷后的被记录介质的质量(mg)-印刷前的被记录介质的质量(mg))/印刷面积[inch2]
(评价标准)
A:1.3以上的OD值
B:1.2以上且小于1.3的OD值
C:小于1.2的OD值
耐划线笔性
将制造出的各油墨组合物填充于喷墨打印机“PX-S840”(产品名,精工爱普生株式会社制造)的墨盒,在温度25℃、相对湿度50%的环境下,将文字图案印刷于被记录介质。作为被记录介质,使用A4尺寸(210mm×297mm)复印纸“XeroxP纸”(富士施乐株式会社制造,单位面积重量64g/m2,纸厚88μm)。在印刷1小时后,利用划线笔“OPTEX CARE”(斑马(Zebra)株式会社)对文字部分进行涂擦,根据下述标准对油墨的浸渗情况进行判定。
A:涂擦部分无浸渗
B:涂擦部分有浸渗,但不明显
C:涂擦部分有浸渗,且明显
润湿摩擦性
将具备由上述“发色性”试验印刷后的印刷范围204mm×291mm的满版图案的印刷物在印刷后立即固定于水平设置的平整表面,并在印刷后立即从其上方将未印刷的A4尺寸(210mm×297mm)的复印纸“XeroxP纸”与印刷物的印刷面进行重叠,并进一步载置50g的镇纸,将该平整表面进行倾斜并对该复印纸滑行出的倾斜角度进行测定,对润湿摩擦进行评价。滑行出的角度越小,润湿摩擦越小。
此外,评价标准如下所述。
(评价标准)
A:小于37°的倾斜
B:小于44°的倾斜
C:44°以上的倾斜
阻塞恢复性
将制造出的各油墨组合物填充于喷墨打印机“PX-S840”(产品名,精工爱普生株式会社制造)的墨盒,在取出头的盖的状态下,放置于40℃、相对湿度20%的环境中。放置后,实施喷嘴的清洁并计算使喷嘴完全恢复的清洁次数。
A:清洁次数小于6次
B:清洁次数6次以上且小于9次C:清洁次数9次以上
【表1-1】
*1示出固态组分的配合量。
【表1-2】
*1示出固态组分的配合量。
【表1-3】
*1示出固态组分的配合量。
【表1-4】
*1示出固态组分的配合量。
Aqua-Black:自分散型炭黑“Aqua-Black162”(产品名,东海碳素株式会社制造,体积平均粒径(D50):110nm)
炭黑“MA100”(产品名,三菱化学株式会社制造,体积平均粒径D50:24nm)
SI-30:硅溶胶“SI-30P”(产品名,日挥触媒化成株式会社制造,体积平均粒径(D50):12nm,固态组分浓度40质量%)
SI-45P:硅溶胶“SI-45P”(产品名,日挥触媒化成株式会社制造,体积平均粒径(D50):45nm,固态组分浓度40质量%)
ST-CM:硅溶胶“ST-CM”(产品名,日产化学株式会社,体积平均粒径(D50):20nm,固态组分浓度30质量%)
ST-30L:硅溶胶“ST-30L”(产品名,日产化学工业株式会社,体积平均粒径(D50):45nm,固态组分浓度30质量%)
ST-ZL:硅溶胶“ST-ZL”(产品名,日产化学株式会社,体积平均粒径(D50):80nm,固态组分浓度30质量%)
MP-1040:硅溶胶“MP-1040”(产品名,日产化学工业株式会社,体积平均粒径(D50):100nm,固态组分浓度40质量%)
Super flex420:聚氨酯树脂粒子“Super flex420”(产品名,第一工业制药株式会社制造,体积平均粒径(D50):10nm,MFT:20℃)
Super flex210:聚氨酯树脂粒子“Super flex210”(产品名,第一工业制药株式会社制造,体积平均粒径(D50):40nm,MFT:23℃)
Super flex500M:聚氨酯树脂粒子“Super flex500M”(产品名,第一工业制药株式会社制造,体积平均粒径(D50):140nm,MFT:5℃)
Super flex620:聚氨酯树脂粒子“Super flex620”(产品名,第一工业制药株式会社制造,体积平均粒径(D50):20nm,MFT:30℃)
X-436:苯乙烯丙烯酸树脂粒子“X-436”(产品名,星光PMC株式会社制造,体积平均粒径(D50):40nm,MFT:5℃以下)
QE-1042:苯乙烯丙烯酸树脂粒子“QE-1042”(产品名,星光PMC株式会社制造,体积平均粒径(D50):40nm,MFT:45℃)
2-P:2-吡咯烷酮
ε-C:ε-己内酰胺
TEGmBE:三乙二醇单丁醚
Olfine E1010:炔二醇系表面活性剂“Olfine E1010”(产品名,日信化学工业株式会社制造)
Surfynol 104:炔二醇系表面活性剂“Surfynol 104”(产品名,EvonikIndustries公司制造)
TIPA:三异丙醇胺
实施例16
使用由实施例1制造出的油墨组合物1,除改变油墨附着量以外,利用与上述“发色性”试验相同的方法印刷满版图案,在印刷后,使用测色机“Xrite i1”(产品名,Xrite公司制造)对光学浓度(下面也称为“OD值”)进行测定。OD值为1.2以上,测定了最低墨附着量,结果是3.6mg/inch2。
根据实施例及比较例的结果,发现本实施方式的油墨组合物及喷墨记录方法在得到优异的发色性的同时耐划线笔性优异。
根据实施例1与比较例1的结果的对比,可知本实施方式的油墨组合物及喷墨记录方法通过含有无机氧化物粒子并满足规定的条件,可得到优异的发色性,印刷物的润湿摩擦性提升。
根据实施例1与比较例2的结果的对比,可知本实施方式的油墨组合物及喷墨记录方法通过含有颜料粒子、无机氧化物粒子和树脂粒子并满足式(1)的条件,耐划线笔性提升。
根据实施例1与比较例3的结果的对比,可知本实施方式的油墨组合物及喷墨记录方法通过使无机氧化物粒子的含量相对于油墨组合物的总质量为1.0质量%以上,可得到优异的发色性,印刷物的润湿摩擦性提升。
根据实施例1与比较例4的结果的对比,可知本实施方式的油墨组合物及喷墨记录方法通过含有树脂粒子并满足规定的条件,耐划线笔性提升。
根据实施例1与实施例2的结果的对比,可知本实施方式的油墨组合物及喷墨记录方法即使使用不同种类的无机氧化物粒子,通过满足规定的条件,也在得到同等优异的发色性的同时,印刷物的润湿摩擦性及耐划线笔性优异。
根据实施例1、3、4、13及14的结果,可知本实施方式的油墨组合物及喷墨记录方法即使使用具有11nm以上且100nm以下体积平均粒径(D50)的无机氧化物粒子,通过满足规定的条件,也在得到同等优异的发色性的同时,印刷物的润湿摩擦性及耐划线笔性优异。
根据实施例1与实施例5的结果的对比,可知本实施方式的油墨组合物及喷墨记录方法即使使用具有比较的小的体积平均粒径(D50)的颜料粒子及无机氧化物粒子,通过满足规定的条件,也在得到同等优异的发色性的同时,印刷物的润湿摩擦性及耐划线笔性优异。
根据实施例1、6及7的结果,可知本实施方式的油墨组合物及喷墨记录方法即使使用各种种类的树脂粒子,通过满足规定的条件,也在得到同等优异的发色性的同时,印刷物的润湿摩擦性及耐划线笔性优异。
根据实施例1、8及9的结果,可知本实施方式的油墨组合物及喷墨记录方法通过使无机氧化物粒子的含量相对于油墨组合物的总质量为1.0质量%以上且10.0质量%以下并满足规定的条件,在得到优异的发色性的同时,印刷物的润湿摩擦性及耐划线笔性优异。
根据实施例1、10及11的结果,可知本实施方式的油墨组合物及喷墨记录方法通过使无机氧化物粒子的含量相对于油墨组合物的总质量为0.1质量%以上且5.0质量%以下并满足规定的条件,在得到优异的发色性的同时,印刷物的润湿摩擦性及耐划线笔性优异。
根据实施例1与实施例12的结果的对比,可知本实施方式的油墨组合物及喷墨记录方法通过使树脂粒子的最低成膜温度为25℃以下并满足规定的条件,能够显著地提升耐划线笔性。
Claims (8)
1.一种油墨组合物,其特征在于,所述油墨组合物是含有颜料粒子、无机氧化物粒子和树脂粒子的水性喷墨油墨组合物,
所述油墨组合物满足下面的式(1)且所述无机氧化物粒子的含量相对于所述油墨组合物的总质量为1.0质量%以上且10.0质量%以下,
所述树脂粒子的体积平均粒径D50≤所述无机氧化物粒子的体积平均粒径D50≤所述颜料粒子的体积平均粒径D50……(1)。
2.根据权利要求1所述的油墨组合物,其特征在于,
所述无机氧化物粒子的体积平均粒径D50为11nm以上且100nm以下。
3.根据权利要求1或2所述的油墨组合物,其特征在于,
所述无机氧化物粒子是二氧化硅粒子。
4.根据权利要求1所述的油墨组合物,其特征在于,
所述树脂粒子的最低成膜温度为25℃以下。
5.根据权利要求1所述的油墨组合物,其特征在于,
所述树脂粒子的体积平均粒径D50为10nm以上且140nm以下。
6.根据权利要求1所述的油墨组合物,其特征在于,
所述树脂粒子的含量相对于所述油墨组合物的总质量为0.1质量%以上且5.0质量%以下。
7.一种喷墨记录方法,其特征在于,包括:
油墨附着工序,将权利要求1至6中任一项所述的油墨组合物从喷墨头喷出并附着于被记录介质。
8.根据权利要求7所述的喷墨记录方法,其特征在于,
所述油墨附着工序中的油墨打入量为3.6mg/inch2以上。
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