CN113316520A - 油墨、油墨组、油墨容器、记录方法和记录设备 - Google Patents
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Abstract
提供了活性能量射线可固化油墨,其包括至少表面张力改性剂并包括表面张力为39mN/m或更大、量为20质量%或更大但60质量%或更小的单体。优选地,油墨包括表面张力为43mN/m或更大、量为5质量%或更大但10质量%或更小的单体。
Description
技术领域
本公开涉及油墨、油墨组、油墨容器、记录方法和记录设备。
背景技术
已知喷墨记录方法作为在记录介质诸如纸张上形成图像的方法。喷墨记录方法具有高油墨消耗效率和优异的资源节约效率,并且可以节省每单位记录的油墨成本。
尤其是,活性能量射线可固化油墨作为具有优异的快干性、可在非吸收性记录介质上记录且不易渗出的系统最近受到关注。能量射线可固化油墨可广泛应用于各种记录介质,并且例如用于标牌和建筑材料。
为了满足客户的各种需求,不仅需要控制彩色油墨的显色性,还需要控制油墨的光泽度。然而,因为喷墨记录方法在控制墨滴落在记录介质上的量的同时形成图像,所以喷墨记录方法不能容易地控制光泽,例如,取决于图像密度在油墨膜中伴随发生膜厚度变化。
迄今为止已经探索了控制光泽的方法。例如,PTL 1描述了一种通过加热记录介质并调节油墨的润湿性/铺展性来控制光泽的方法。
PTL 2描述了使用用于多层形成物的油墨组以在图像形成层上形成透明油墨层的喷墨记录方法。该喷墨记录方法通过在透明油墨落在由彩色油墨形成的图像形成层上之后即在透明油墨润湿和扩散之前立刻用钉扎光(pinning light)固化含有表面活性剂的透明油墨来实现无光泽涂布。同时,图像形成油墨不含表面活性剂,并且喷墨记录方法通过优化透明油墨中聚合引发剂的量和提高透明油墨在图像形成层上的润湿性/铺展性,同时实现了光泽涂布。
引用列表
专利文献
PTL 1:日本未审查专利申请号2015-083647
PTL 2:日本专利号5425241
发明内容
技术问题
PTL 1的方法具有成本效率方面的问题。PTL 2的方法具有产率方面的问题,并且无光泽涂布可劣化涂布膜均匀性。
本公开的目的为提供能够在不损害涂布膜均匀性的情况下控制低光泽度外观的活性能量射线可固化油墨。
解决方案
根据本公开的一个方面,油墨如以下(1)中所描述。
(1)活性能量射线可固化油墨,其包括至少表面张力改性剂,并且包括表面张力为39mN/m或更大、量为20质量%或更大但60质量%或更小的单体。
本发明的有益效果
本公开可提供能够在不损害涂布膜均匀性的情况下控制低光泽度外观的活性能量射线可固化油墨。
附图说明
[图1]图1是图解本公开的实例的示意图。
[图2A]图2A是图解使用本公开的油墨组的记录方法的视图。
[图2B]图2B是图解使用本公开的油墨组的记录方法的视图。
具体实施方式
本公开涉及以下(1)中描述的油墨。然而,本公开包括如以下本公开的实施方式所描述的(2)至(17)。因此,将同时描述这些实施方式。
(1)活性能量射线可固化油墨,其包括至少表面张力改性剂,并且包括表面张力为39mN/m或更大、量为20质量%或更大但60质量%或更小的单体。
(2)根据(1)的油墨,其中在油墨的固化的涂布膜和液态的油墨之间的界面处的界面自由能γSL为30.0mJ/m2或更高。
(3)根据(1)或(2)的油墨,其包括量为0.01质量%或更大但0.5质量%或更小的所述表面张力改性剂。
(4)根据(1)至(3)中任一项的油墨,其包括表面张力为39mN/m或更大、量为30质量%或更大但48质量%或更小的所述单体。
(5)根据(1)至(4)中任一项的油墨,其包括表面张力为43mN/m或更大、量为5质量%或更大但10质量%或更小的单体。
(6)用于形成多层的油墨组,所述油墨组包括包含油墨A和油墨B的油墨的组合,所述油墨A是根据(1)至(5)中任一项的油墨,和所述油墨B是不含表面张力改性剂的活性能量射线可固化油墨。
(7)根据(6)的油墨组,其中所述油墨A是透明油墨和所述油墨B是彩色油墨。
(8)根据(6)或(7)的油墨组,其中所述油墨B的固化的涂布膜和液态的所述油墨B之间的界面处的界面自由能γSL为20.0mJ/m2或更低。
(9)根据(6)至(8)中任一项的油墨组,其中所述油墨B包括表面张力为34mN/m或更小、量为15质量%或更大但50质量%或更小的单体。
(10)根据(6)至(9)中任一项的油墨组,其中所述油墨B包括表面张力为34mN/m或更小、量为18质量%或更大但40质量%或更小的单体。
(11)根据(6)至(10)中任一项的油墨组,其中所述油墨B包括量为1质量%或更大但10质量%或更小的低聚物。
(12)使用根据(6)至(11)中任一项的油墨组的记录方法,所述记录方法包括:施加油墨B;和施加油墨A。
(13)根据(12)的记录方法,包括:首先进行所述油墨B的排放并用活性能量射线进行照射;和其次进行所述油墨A的排放并用活性能量射线进行照射。
(14)根据(13)的记录方法,其中所述记录方法在同一图像区上向前和向后重复所述排放和用活性能量射线进行照射八次或更多次。
(15)油墨容器,其包括:
根据(1)至(5)中任一项的油墨;和容器,其中所述油墨包含在所述容器中。
(16)记录设备,其包括配置为排放油墨的单元;和根据(1)至(5)中任一项的油墨。
(17)记录设备,其包括配置为排放油墨的单元;和根据(6)至(11)中任一项的油墨组。
<<油墨>>
本公开的油墨是活性能量射线可固化油墨并且包含至少表面张力改性剂,并且包含表面张力为39mN/m或更大、量为20质量%或更大但60质量%或更小的单体。油墨可以进一步根据需要包含聚合引发剂、着色剂、有机溶剂、和其他成分。在以下描述中,“油墨”还可以被称为“组合物”,并且“活性能量射线可固化油墨”还可以被称为“活性能量射线可固化组合物”。
<<油墨组>>
本公开的油墨可以构成油墨组,其包括用于形成下层的另一种油墨和用于形成覆层的本公开的油墨。油墨组用于形成由多个层形成的图像。
优选的油墨组是作为透明油墨的本公开的油墨和作为彩色油墨的另一种油墨的组合,作为彩色油墨的另一种油墨包括黄色油墨、品红色油墨、青色油墨和黑色油墨。使用该油墨组,首先用彩色油墨形成下层(图像层),然后用透明油墨形成覆层(透明油墨层)。
在以下描述中,本公开的油墨当旨在形成覆层时可以称为“油墨A”,和用于形成下层的油墨可以称为“油墨B”。
<表面张力改性剂>
作为在本公开中用作表面张力改性剂的化合物,除了所谓的“颜料分散剂”,任何通常用于改变表面张力的已知化合物均可安全使用。
表面张力改性剂不被特别地限制。表面张力改性剂的实例包括离子表面活性剂、非离子表面活性剂、改性有机硅表面活性剂和有机氟化合物。
本公开的油墨需要包含表面张力改性剂。通过被面向图像的表面,表面张力改性剂可以是有效的,即使少量添加。因此,表面张力改性剂的含量优选为0.01质量%或更大,并且为了确保可排放性,优选为0.5质量%或更少。
离子表面活性剂的实例包括十八烷基乙酸铵和十二烷基三甲基氯化铵。
非离子表面活性剂的实例包括聚氧乙烯山梨聚糖十六烷酸酯和聚氧乙烯辛基苯基醚。
改性有机硅表面活性剂的实例包括聚醚改性有机硅表面活性剂和烯烃改性有机硅表面活性剂。
有机氟化合物的实例包括氟表面活性剂和氟化合物树脂。
本公开中指定的表面张力值是通过使用可从Kyowa Interface Science,Inc.获得的自动表面张力计DY-300根据Wilhelmy方法(平板法)以下述方式测量获得的值。
将单体的温度调节到25摄氏度,使用红热洗涤过的铂板测量单体的表面张力。重复评估直到两次连续测量之间的差变为±0.2mN/m。两次测量的平均值用作表面张力值。
<单体>
本公开的活性能量射线可固化油墨包含单体(可聚合化合物)。单体需要包括表面张力为39mN/m或更大的单体。单体不被特别地限制。单体的实例包括丙烯酰吗啉(44.6mN/m)、N-乙烯基己内酰胺(39.1mN/m)、丙烯酸苯氧乙酯(39.3mN/m)、和乙氧基化(3)三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(41.8mN/m)。
为了获得降低光泽度的效果,单体的含量需要为20质量%或更大。为了确保涂布膜均匀性,单体的含量需要为60质量%或更少。单体的含量优选为30质量%或更大但48质量%或更少。
为了进一步降低光泽度,更优选地,活性能量可固化油墨包含表面张力为43mN/m或更大、量为5质量%或更大的单体。此外,优选地,活性能量可固化油墨包含表面张力为43mN/m或更大、量为10质量%或更少的所述单体,因为这通过防止油墨的表面张力太高以至于油墨被排斥来确保涂步膜的均匀性。
表面张力为43mN/m或更大的单体不被特别地限制。表面张力为43mN/m或更大的单体的实例包括聚乙二醇(600)二丙烯酸酯(43.7mN/m)、丙烯酰吗啉(44.6mN/m)、和二季戊四醇六丙烯酸酯(43.0mN/m)。
优选地,本公开的油墨组的油墨B包含表面张力为34mN/m或更小的单体,从而具有与油墨A不同的更大表面自由能,并更好地抑制油墨的润湿性/铺展性。该单体不被特别地限制。该单体的实例包括二环戊烷氧基乙基丙烯酸酯、环状三羟甲基丙烷缩甲醛丙烯酸酯和丙烯酸异冰片酯。
优选地,油墨B中表面张力为34mN/m或更小的单体的含量为15质量%或更大,从而抑制油墨A的润湿性/铺展性,并且为50质量%或更少,从而确保油墨可排放性。此外,优选地,单体的含量为20质量%或更大,从而更好地抑制润湿性/铺展性,并且为40质量%或更少,从而确保油墨可排放性。
<低聚物>
优选地,本公开的活性能量射线可固化油墨B包含量为1质量%或更大但10质量%或更少的低聚物,从而通过增加与基底材料的接触点来增加光泽度。低聚物意思是重均分子量为1,000或更大但30,000或更小的聚合物。重均分子量可以通过例如凝胶渗透色谱法(GPC)进行测量。
低聚物的表面张力不影响涂布膜的光泽度。低聚物的实例包括芳香族氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物、脂肪族氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物、环氧丙烯酸酯低聚物、聚酯丙烯酸酯低聚物和其他特殊低聚物。这些种类的低聚物中的一种可以单独使用,或者这些种类的低聚物中的两种或多种可以组合使用。
可商购的产品可以用作低聚物。可商购的产品的实例包括:可获得自NipponGohsei Kagaku Kogyo KK.的UV-2000B、UV-2750B、UV-3000B、UV-3010B、UV-3200B、UV-3300B、UV-3700B、UV-6640B、UV-8630B、UV-7000B、UV-7610B、UV-1700B、UV-7630B、UV-6300B、UV-6640B、UV-7550B、UV-7600B、UV-7605B、UV-7610B、UV-7630B、UV-7640B、UV-7650B、UT-5449、和UT-5454;可获得自Sartomer Inc.的CN902、CN902J75、CN929、CN940、CN944、CN944B85、CN959、CN961E75、CN961H81、CN962、CN963、CN963A80、CN963B80、CN963E75、CN963E80、CN963J85、CN964、CN965、CN965A80、CN966、CN966A80、CN966B85、CN966H90、CN966J75、CN968、CN969、CN970、CN970A60、CN970E60、CN971、CN971A80、CN971J75、CN972、CN973、CN973A80、CN973H85、CN973J75、CN975、CN977、CN977C70、CN978、CN980、CN981、CN981A75、CN981B88、CN982、CN982A75、CN982B88、CN982E75、CN983、CN984、CN985、CN985B88、CN986、CN989、CN991、CN992、CN994、CN996、CN997、CN999、CN9001、CN9002、CN9004、CN9005、CN9006、CN9007、CN9008、CN9009、CN9010、CN9011、CN9013、CN9018、CN9019、CN9024、CN9025、CN9026、CN9028、CN9029、CN9030、CN9060、CN9165、CN9167、CN9178、CN9290、CN9782、CN9783、CN9788、和CN9893;和可获得自Daicel-Cytec Co.,Ltd的EBECRYL210、EBECRYL220、EBECRYL230、EBECRYL270、KRM8200、EBECRYL5129、EBECRYL8210、EBECRYL8301、EBECRYL8804、EBECRYL8807、EBECRYL9260、KRM7735、KRM8296、KRM8452、EBECRYL4858、EBECRYL8402、EBECRYL9270、EBECRYL8311、和EBECRYL8701。
<固化方法>
固化本公开的可固化组合物的方法的实例包括通过加热进行固化和通过活性能量射线进行固化。这些方法中,通过活性能量射线进行固化是优选的。
用于固化本公开的活性能量射线可固化组合物的活性能量射线不被特别限制,只要它们能够给予组合物中可聚合成分的聚合反应进行所需的能量即可。除了紫外线之外,活性能量射线的实例还包括电子束、α-射线、β-射线、γ-射线和X-射线。
当使用具有特别高能量的光源时,可以在没有聚合引发剂的情况下允许聚合反应进行。
另外,在用紫外线照射的情况下,就保护环境方面,优选无汞。因此,从工业和环境的角度来看,优选使用基于GaN的半导体紫外发光器件替代。
此外,优选紫外发光二极管(UV-LED)和紫外激光二极管(UV-LD)作为紫外光源。小尺寸、长工作寿命、高效率和高性价比使这种照射源是期望的。
<聚合引发剂>
本公开的活性能量射线可固化组合物任选地包含聚合引发剂。
聚合引发剂通过施加活性能量射线的能量产生活性种类,诸如自由基或阳离子,并引发可聚合化合物(单体或低聚物)的聚合。
作为聚合引发剂,适合使用已知的自由基聚合引发剂、阳离子聚合引发剂、产碱剂或其组合。其中,自由基聚合引发剂是优选的。此外,聚合引发剂优选占组合物总含量(100重量%)的5重量%至20重量%以获得足够的固化速度。
自由基聚合引发剂的具体实例包括但不限于芳香族酮、酰基氧化膦化合物、芳香族氯化物鎓盐、有机过氧化物、硫代化合物(噻吨酮化合物、含噻吩基的化合物等)、六芳基联咪唑化合物、酮肟酯化合物、硼酸盐化合物、吖嗪化合物、茂金属化合物、活性酯化合物、具有碳卤键的化合物和烷基胺化合物。
此外,聚合促进剂(敏化剂)任选地与聚合引发剂一起使用。聚合促进剂不被特别地限制。其优选实例包括但不限于胺类,例如三甲胺、甲基二甲醇胺、三乙醇胺、对二乙基氨基苯乙酮、对二甲基氨基苯甲酸乙酯、对二甲基氨基苯甲酸酯-2-乙基己基、N,N-二甲基苄胺和4,4'-双(二乙基氨基)二苯甲酮。其含量取决于聚合引发剂的成分(类型)及其含量。
<着色剂>
油墨A可以包含着色剂。包含着色剂的油墨B是更优选的。作为着色剂,可以使用赋予黑色、白色、品红色、青色、黄色、绿色、橙色和光泽颜色诸如金色和银色的各种颜料和染料,这取决于预期目的和所需性能。组合物中着色剂的含量不被特别地限制,并且可以考虑例如组合物中着色剂的期望的彩色密度和分散性适当确定。但是,相对于组合物的总质量(100质量%),优选为0.1质量%至30质量%。
颜料可以是无机的或有机的,并且可以组合使用两种或更多种颜料。
无机颜料的具体实例包括但不限于炭黑(C.I.颜料黑7)如炉黑、灯黑、乙炔黑和槽法炭黑、氧化铁和氧化钛。
有机颜料的具体实例包括但不限于偶氮颜料(诸如不溶性偶氮颜料、缩合偶氮颜料、偶氮色淀和螯合物偶氮颜料)、多环颜料(诸如酞菁颜料、苝颜料、苝酮颜料、蒽醌颜料、喹吖啶酮颜料、二噁烷颜料、硫靛蓝颜料、异吲哚酮颜料和喹呋喃酮(quinofuranone)颜料)、染料螯合物(如,碱性染料螯合物和酸性染料螯合物)、染料色淀(如碱性染料色淀、酸性染料色淀)、硝基颜料、亚硝基颜料、苯胺黑、和日光荧光颜料。
此外,任选地加入分散剂以增强颜料的分散性。
分散剂没有特别限制并且可以是例如常规用于制备颜料分散体(材料)的聚合物分散剂。
染料包括例如酸性染料、直接染料、反应性染料、碱性染料及其组合。
<有机溶剂>
本公开的活性能量射线可固化组合物任选地包含有机溶剂,虽然最好不要使用它。
不含有机溶剂,特别是挥发性有机化合物(VOC)的可固化组合物是优选的,因为它增强了加工组合物的安全性并且使其能够防止环境污染。顺便提及,有机溶剂代表常规的非反应性有机溶剂,例如醚、酮、二甲苯、乙酸乙酯、环己酮和甲苯,它们明显区别于反应性单体。此外,“不含”有机溶剂是指基本上不包含有机溶剂。其含量优选小于0.1质量%。
<其他成分>
本公开的活性能量射线可固化组合物任选地包含其他已知成分。
其他已知成分不被别限制。其具体实例包括但不限于已知制品,诸如聚合抑制剂、消泡剂、荧光增白剂、渗透增强剂、润湿剂(湿润剂)、定影剂、粘度稳定剂、杀菌剂、防腐剂、抗氧化剂、紫外吸收剂、螯合剂、pH调整剂(调节剂)和增稠剂。
<活性能量射线可固化组合物的制备>
通过使用上述成分可以制备本公开的活性能量射线可固化组合物。制备装置和条件不被特别限制。例如,可通过混合可聚合单体、引发剂、聚合抑制剂和表面活性剂来制备可固化组合物。当使用着色剂时,可通过使用分散机例如球磨机、凯蒂磨机、圆盘磨机、销磨机、和DYNO-MILL对可聚合单体、颜料、分散剂等进行分散加工以制备颜料分散液,并进一步使颜料分散液与可聚合单体、引发剂、聚合抑制剂和表面活性剂混合来制备可固化组合物。
<粘度>
本公开的活性能量射线可固化组合物的粘度没有特别限制,因为其可以根据目的和施加装置进行调整。例如,如果使用从喷嘴喷射组合物的喷射装置,在20摄氏度至65摄氏度的范围内,优选在25摄氏度下,其粘度优选范围为3mPa·s至40mPa·s,更优选为5mPa·s至15mPa·s,和特别优选为6mPa·s至12mPa·s。另外,特别优选的是,通过不含上述有机溶剂的组合物满足该粘度范围。顺便提及,可以通过锥板旋转粘度计(VISCOMETER TVE-22L,由TOKI SANGYO CO.,LTD.制造)使用锥转子(1°34'×R24)以50rpm的转数测量粘度,将温热循环水(hemathermal circulating water)的温度设置在20摄氏度至65摄氏度的范围内。VISCOMATE VM-150III可用于循环水的温度调整。
<界面自由能>
在本公开中,作为界面自由能的定义,活性能量射线可固化组合物的固化的涂布膜的表面自由能被表达为γS,液态的活性能量射线可固化组合物的表面张力被表达为γL,和活性能量射线可固化组合物的固化的涂布膜的表面和液态的活性能量射线可固化组合物之间的界面处的界面自由能被表达为γSL。固体的表面自由能γS、液体的表面张力γL和固体/液体界面处的界面自由能γSL之间的关系可以使用杨氏方程:γSL=γS-γLCOSθ表达。
作为认真研究的结果,本发明人发现了图像的光泽度与界面自由能之间的相关性。即,已经发现,界面自由能越高,油墨的接触角越大,使得润湿性更低和图像的光泽度更低,以及界面自由能越低,油墨的接触角更小,使润湿性更高和图像的光泽度和颜色显影性更高。
当期望控制具有高光泽度和良好颜色显影性的彩色油墨的光泽度时,组合具有高界面自由能(具体地γSL为30.0mJ/m2或更高)的透明油墨和具有低界面自由能(具体地为20.0mJ/m2或更低)的彩色油墨使得能够凭借透明油墨具有对光泽度的控制减少。
通过上述单体的混合比例的控制和界面自由能的控制,本公开的活性能量射线可固化组合物可以对图像的光泽度具有更明确的控制。
<应用领域>
本公开的活性能量射线可固化组合物的应用领域不被特别地限制。其可应用于任何使用活性能量射线可固化组合物的领域。例如,可固化组合物根据特定用途进行选择,并用于加工用树脂、涂料、粘合剂、绝缘材料、脱模剂、涂布材料、密封材料、各种抗蚀剂、和各种光学材料。
此外,本公开的活性能量射线可固化组合物可用作油墨,以在各种基底上形成二维文本、图像、和设计涂布膜,以及另外作为固体物体形成材料,以形成三维物体。该三维物体形成材料还可以用作粘结剂,该粘结剂用于在通过重复固化和层形成粉末层来形成三维物体的粉末层层压方法中使用的粉末颗粒。
通过本公开的活性能量射线可固化组合物制作三维物体的设备不被特别地限制,并且可以是已知的设备。例如,设备包括可固化组合物的容纳装置、供给装置和排放装置,以及活性能量射线照射器。
另外,本公开包括通过固化活性能量射线可固化组合物获得的固化的材料以及通过在基底上加工具有固化的材料的结构获得的加工的产品。例如,加工的产品通过例如热拉伸和冲压具有片状形式或膜状形式的固化的材料或结构来制造。其实例是需要通过装饰后加工进行制造的产品,诸如车辆、办公机器、电气和电子机器和照相机的仪表或操作面板。
基底不被特别地限制。其可以被适当地选择用于特定的应用。其实例包括纸、线、纤维、织物、皮革、金属、塑料、玻璃、木材、陶瓷或其复合材料。其中,就加工性而言,优选塑料基底。
<组合物储存容器>
本公开的组合物储存容器包含活性能量射线可固化组合物,并且适用于上述应用。例如,如果本公开的活性能量射线可固化组合物用于油墨,则储存油墨的容器可用作墨盒或墨瓶。因此,用户可以避免在诸如油墨的转移或更换等操作中直接接触油墨,从而防止手指和衣服受到污染。此外,可以防止油墨中包括诸如灰尘等异物。另外,容器可以是任何尺寸、任何形式和任何材料。例如,容器可以设计用于特定应用。优选使用遮光材料来遮挡光线或用遮光片等覆盖容器。
<成像方法和成像设备>
为了使用活性能量射线固化本公开的可固化组合物,本公开的成像方法包括用活性能量射线照射本公开的可固化组合物的照射步骤。本公开的成像设备至少包括使用活性能量射线照射本公开的可固化组合物的照射器和包含本公开的活性能量射线可固化物组合物的储存部。储存部可包括上述容器。此外,该方法和该设备可以分别包括排放步骤和排放装置以排放活性能量射线可固化组合物。排放可固化组合物的方法不被特别地限制,并且其实例包括连续喷射法和按需法。按需法包括压电法、热法、静电法等。
图1是图解配备有喷墨排放装置的记录设备(成像设备)的图。分别具有用于黄色、品红色、青色和黑色活性能量射线可固化油墨的墨盒和排放头的打印单元23a、23b、23c和23d将油墨排放到由供给辊21进给的记录介质22上。之后,配置为固化油墨的光源24a、24b、24c和24d向油墨发射活性能量射线,从而固化油墨以形成彩色图像。之后,记录介质22被传送到加工单元25和打印物卷取辊26。打印单元23a、23b、23c和23d中的每一个可以具有加热机构以在油墨排放部分使油墨液化。此外,在本公开的另一实施方式中,可以任选地包括以接触或非接触方式将记录介质冷却至室温附近的机构。为了使用包括油墨A和油墨B的油墨组形成多层,可以包括用于排放透明油墨并固化油墨的光源。下面将详细描述多层形成。此外,喷墨记录方法可以是串行方法或直线方法中的任一种。串行方法包括通过移动头而将油墨排放到记录介质上,同时记录介质根据排放头的宽度间歇地移动。直线方法包括在记录介质连续移动的同时从保持在固定位置的排放头将油墨排放到记录介质上。
记录介质22不被特别地限制。其具体实例包括但不限于纸、薄膜、陶瓷、玻璃、金属或其复合材料。记录介质22采用片状形式但不限于此。成像设备可以具有单面打印构造和/或双面打印构造。不仅是通常使用的记录介质,还可以适当使用纸板、诸如墙纸和地板等的建材、混凝土、T恤等衣服用布料、纺织品、和皮革等。
任选地,可以在没有来自光源24a、24b和24c的活性能量射线或利用来自光源24a、24b和24c的弱活性能量射线的情况下打印多种颜色,然后利用来自光源24d的活性能量射线照射。由此,可以节省能量和成本。
<<多层形成物>>
图2A和图2B是图解使用本公开的油墨组在记录介质上施加油墨以记录多个图像层的方法的图。
在第一步骤中,如图2A所示,油墨B(44)从喷墨头41排放到记录介质45,并用来自活性能量射线源42和43的活性能量射线进行照射。接下来,在第二步骤中,如图2B所示,将油墨A(56)从喷墨头51排放到油墨B上,并用来自活性能量射线源52和53的活性能量射线进行照射。这样,优选包括排放油墨B和用活性能量射线照射油墨B的第一步骤和排放油墨A和用活性能量射线照射油墨A的第二步骤,因为这降低了光泽度。图2A和图2B中的箭头表示主扫描方向的前向路径和后向路径。为了进一步降低光泽度,更优选地在主扫描方向上向前和向后在正在形成的图像的相同区域上重复步骤八次或更多次。为了不降低生产率,优选将向前和向后步骤重复十四次或更少。可以使用图2A中的活性能量射线源42和43或图2B中的活性能量射线源52和53中的两者或其中之一。活性能量射线源可以仅安装在喷墨头的一侧。
实施例
下面将通过实施例描述本公开。本公开不应被解释为限于这些实施例。
实施例1至20和比较例1至3涉及油墨A。实施例21至41和比较例4涉及包括油墨A和油墨B的油墨组。
在实施例和比较例中使用的材料的缩写、制造商名称和产品名称列于表1中。缩写a至d表示所涉及的材料是以下分类的组分。
(a1)表面张力为39mN/m或更大的单体
(a2)表面张力为34mN/m或更小的单体
(a3)表面张力为34mN/m或更大但39mN/m或更小的单体
(a4)低聚物
(b)表面张力改性剂
(c)着色剂
(d)光聚合引发剂
[表1]
<实施例1至20和比较例1至3>
(油墨A的制备)
将上述材料(a)至(d)按以下表2-1-1和2-1-2以及表2-2-1和2-2-2所示的掺混比(数值的单位是质量份)进行混合,以获得实施例1至20和比较例1至3的油墨A-1至A-23。
<实施例21至41和比较例4>
(油墨B的制备B)
将上述材料(a)至(d)按以下表3-1-1和3-1-2、表3-2-1和3-2-2以及表3-3-1和3-3-2所示的掺混比(数值的单位是质量份)进行混合,以获得油墨B-1至B-18。
(油墨组)
如以下表3-1-1和3-1-2、表3-2-1和3-2-2以及表3-3-1和3-3-2所示组合实施例和比较例的油墨A和上述制备的油墨B,获得实施例21至41和比较例4的油墨组。
(评价)
使用上述获得的油墨和油墨组,以下述方式形成图像,并评价图像。
<成像>
使用安装有MH5420头(可从Ricoh Company,Ltd获得)的喷墨排放设备,以每滴15pL的液滴大小,1,200dpi×1,200dpi的分辨率,和420毫米/秒的打印速度,排放获得的实施例1至20和比较例1至3的油墨A-1至A-23中的每种。油墨通过利用紫外光源的光照射进行固化,紫外光源是用于喷墨打印机的UV-LED装置(装置名称:UV-LED MODULE,单路径水冷,可从Ushio Inc.获得)。头与光源之间的距离为200mm。
在固化中,用UVA区内的波长,以1W/cm2以及利用3J/cm2的光量固化油墨。使用UVPOWER PUCK(注册商标)II(可从EIT获得)在UVA区内测量光量。
使用聚碳酸酯基底材料(产品名称:IUPILON NF-2000,可从Mitsubishi GasChemical Company,Inc.获得,厚度为0.5mm)作为记录介质。
大小为4cm×4cm如上所述进行固化的固体涂布膜被用作图像进行评价。用于实施例21至41和比较例4的油墨组的进行评价的图像通过以上述方式形成油墨B-1至B-18的下层涂布膜并随后以相同方式形成油墨A的覆层涂布膜获得。
<光泽度>
使用微型三光泽度计(可以从Byk-Gardner GmbH获得)测量和评价光泽度。
在五个位置处评价以600×400dpi绘制的图像,以获得五个位置的平均光泽度。
根据以下描述的标准评价60°光泽度值。
评价:60°光泽度
7:小于4
6:4或更大但小于5
5:5或更大但小于7.5
4:7.5或更大但小于10
3:10或更大但小于12.5
2:12.5或更大但小于15
1:15或更大
<涂布膜均匀性>
根据下述标准目测评价是否发生油墨排斥。
评价:涂步膜条件
B:没有油墨排斥发生并且形成均匀涂布膜。
C:全部形成涂布膜,但是在一些部分中膜厚度稍不均匀。
D:不均匀性程度显著。
<可排放性>
使用可从Ricoh Company,Ltd.获得的MH2620头,评估以20kHz的频率以7±1m/s的油墨排放速度连续排放1分钟而变得无法排放的喷嘴的数量。根据以下描述的标准评价变得无法排放的喷嘴的数量。
评价:变得无法排放的喷嘴的数量
B:0至3个喷嘴
C:4至10个喷嘴
D:11个喷嘴或更多
<界面自由能>
根据以下描述的程序(1)至(10)计算界面自由能γSL,并根据以下描述的标准进行评价。
VH:35.0mJ/cm2或更高
H:30.0mJ/cm2或更高但低于35.0mJ/cm2
M:高于20.0mJ/cm2但低于30.0mJ/cm2
L:20.0mJ/cm2或更低
(1)通过使用可从Kyowa Interface Science,Inc.获得的自动表面张力计DY-30.0根据Wilhelmy方法(平板法)在以下描述的程序中的测量获得的值被用作油墨的表面张力γL。随着油墨的温度调节至25摄氏度,使用红-热洗涤的铂平板测量油墨的表面张力。重复评价,直到两次连续测量之间的差变为±0.2mN/m。两次测量的平均值被用作表面张力值。
(2)使用线棒,以油墨具有约10微米的膜厚度的方式将油墨涂布在聚碳酸酯的平坦光滑平板上。
(3)使用可从Phoseon Technology获得的FIREJET 240(其中心波长为395nm),以1,000mW/cm2的照明度,利用3,000mJ/cm2的集成能量体积照射(2)中生产的油墨膜。
(4)将(3)中生产的固化的油墨膜设置在接触角测量仪上。
(5)使用玻璃注射器,将油墨滴落至(4)中设置的油墨膜上。
(6)从滴落油墨开始47秒时获得接触角值,作为油墨在固化的油墨膜上的接触角θ。
(7)使用玻璃注射器,分别将二碘甲烷、α-溴萘、纯水、甲酰胺、和乙二醇滴落至(4)中设置的油墨膜上。
(8)从滴落这些样品开始47秒时获得接触角值,作为样品在固化的油墨膜上的接触角值。
(9)使用二碘甲烷、α-溴萘、纯水、甲酰胺、和乙二醇的接触角值,使用由以下式(1)表示的Kitazaki和Hata理论式计算固化的油墨膜的表面自由能γS,其中γS a表示表面自由能的非极性分量,γS b表示表面自由能的极性分量,γS c表示表面自由能的氢结合分量,γL aγL a表示表面张力的非极性分量,γL b表示表面张力的极化分量,γL c表示表面张力的氢结合分量,和γS=γS a+γS b+γS c。
式(1):
γL(1+COSθ)=2(γL aγS a)1/2+2(γL bγS b)1/2+2(γL cγS c)1/2
(10)根据杨氏方程:γSL=γS-γLCOSθ,计算界面自由能γSL。
<彩色油墨的显色性>
使用X-RITE939测量使用喷墨排放设备,以600×1,200dpi,通过8次并以1.7mg/cm2的油墨施加量打印的彩色油墨的图像的饱和度,并根据以下描述的标准进行评价。
<<对于青色>>
B:55或更高
C:45或更高但小于55
D:小于45
<<对于品红色>>
B:70或更高
C:60或更高但小于70
D:小于60
<<对于黄色>>
B:90或更高
C:80或更高但小于90
D:小于80
<总体评价>
A:光泽度评价为6或7并且所有其他评价为B。
B:光泽度评价为4或5,并且其他评价中一个或更少为C(关于实施例21至41的可排放性,当油墨A和油墨B中任一个被评价为C时以及油墨A和油墨B都被评价为C时,C评价的数值计为1)。
C:光泽度评价为3。
D:一个或多个评价为D,或光泽度评价为2或更低。
[表2-1-1]
[表2-1-2]
[表2-2-1]
[表2-2-2]
[表3-1-1]
[表3-1-2]
[表3-2-1]
[表3-2-2]
[表3-3-1]
[表3-3-2]
附图标记列表
21:供给辊
22:记录介质
23a、23b、23c、23d:每种颜色的打印单元
24a、24b、24c、24d:光源
25:加工单元
26:打印物卷取辊
41:喷墨头
42、43:活性能量射线源
44、54:油墨B
45、55:记录介质
51:喷墨头
52、53:活性能量射线源
56:油墨A
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种喷墨油墨,其包括:
表面张力改性剂,和
表面张力为39mN/m或更大、量为20质量%或更大但60质量%或更小的单体,所述表面张力根据Wilhelmy方法测量。
2.根据权利要求1所述的喷墨油墨,
其中在所述喷墨油墨的固化的涂布膜和液态的所述喷墨油墨之间的界面处的界面自由能γSL为30.0mJ/m2或更高,并且
其中所述界面自由能γSL根据下面(a)至(f)计算,
(a)以喷墨油墨具有约10微米的膜厚度的方式将所述喷墨油墨涂布在光滑基底材料上,
(b)使用中心波长为395nm的LED,以1,000mW/cm2的照明度,利用3,000mJ/cm2的集成能量体积照射(a)中生产的油墨膜,
(c)测量液态的所述喷墨油墨在(b)中产生的固化的油墨膜上的接触角θ,
(d)以与(c)中相同的方式测量二碘甲烷、α-溴萘、纯水、甲酰胺、和乙二醇在固化的油墨膜上的接触角θ,
(e)使用二碘甲烷、α-溴萘、纯水、甲酰胺、和乙二醇的接触角θ,用下面式(1)表示的Kitazaki和Hata的理论式计算所述固化的油墨膜的表面自由能γS,
式(1):
γL(1+COSθ)=2(γL aγS a)1/2+2(γL bγS b)1/2+2(γL cγS c)1/2,
(f)使用上面获得的γS、γL和所述喷墨油墨的接触角θ根据下面式(2)表示的杨氏方程计算界面自由能γSL,
式(2):
γSL=γS-γLCOSθ。
3.根据权利要求1或2所述的喷墨油墨,其包括
量为0.01质量%或更大但0.5质量%或更小的所述表面张力改性剂。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的喷墨油墨,其包括
表面张力为39mN/m或更大、量为30质量%或更大但48质量%或更小的所述单体,所述表面张力根据Wilhelmy方法测量。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的喷墨油墨,其包括
表面张力为43mN/m或更大、量为5质量%或更大但10质量%或更小的单体,所述表面张力根据Wilhelmy方法测量。
6.用于形成多层的油墨组,所述油墨组包括:
油墨的组合,所述油墨包括:油墨A,其是根据权利要求中1至5任一项所述的活性能量射线可固化油墨;和油墨B,其是不含所述表面张力改性剂的活性能量射线可固化油墨。
7.根据权利要求6所述的油墨组,
其中所述油墨A包括透明油墨和所述油墨B包括彩色油墨。
8.根据权利要求6或7所述的油墨组,
其中所述油墨B的固化的涂布膜和液态的所述油墨B之间的界面处的界面自由能γSL为20.0mJ/m2或更低。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的油墨组,
其中所述油墨B包括表面张力为34mN/m或更小、量为15质量%或更大但50质量%或更小的单体。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的油墨组,
其中所述油墨B包括表面张力为34mN/m或更小、量为18质量%或更大但40质量%或更小的单体。
11.根据权利要求6至10中任一项所述的油墨组,
其中所述油墨B包括量为1质量%或更大但10质量%或更小的低聚物。
12.使用根据权利要求6至11中任一项所述的油墨组的喷墨记录方法,所述喷墨记录方法包括:
施加所述油墨B;
施加所述油墨A;
首先进行所述油墨B的排放并用活性能量射线进行照射;和
其次进行所述油墨A的排放并用活性能量射线进行照射。
13.根据权利要求12所述的喷墨记录方法,
其中所述记录方法在同一图像区上向前和向后重复所述排放和用活性能量射线进行照射八次或更多次。
14.一种油墨容器,其包括:
根据权利要求1至5中任一项所述的喷墨油墨;和
容器,
其中所述喷墨油墨包含在所述容器中。
15.一种喷墨记录设备,其包括:
配置为排放油墨的单元;和
根据权利要求1至5中任一项所述的喷墨油墨。
16.一种喷墨记录设备,其包括:
配置为排放油墨的单元;和
根据权利要求6至11中任一项所述的油墨组。
Claims (17)
1.一种活性能量射线可固化油墨,其包括:
表面张力改性剂,和
表面张力为39mN/m或更大、量为20质量%或更大但60质量%或更小的单体。
2.根据权利要求1所述的活性能量射线可固化油墨,
其中在所述活性能量射线可固化油墨的固化的涂布膜和液态的所述活性能量射线可固化油墨之间的界面处的界面自由能γSL为30.0mJ/m2或更高。
3.根据权利要求1或2所述的活性能量射线可固化油墨,其包括
量为0.01质量%或更大但0.5质量%或更小的所述表面张力改性剂。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的活性能量射线可固化油墨,其包括
表面张力为39mN/m或更大、量为30质量%或更大但48质量%或更小的所述单体。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的活性能量射线可固化油墨,其包括
表面张力为43mN/m或更大、量为5质量%或更大但10质量%或更小的单体。
6.用于形成多层的油墨组,所述油墨组包括:
油墨的组合,所述油墨包括:油墨A,其是根据权利要求中1至5任一项所述的活性能量射线可固化油墨;和油墨B,其是不含所述表面张力改性剂的活性能量射线可固化油墨。
7.根据权利要求6所述的油墨组,
其中所述油墨A包括透明油墨和所述油墨B包括彩色油墨。
8.根据权利要求6或7所述的油墨组,
其中所述油墨B的固化的涂布膜和液态的所述油墨B之间的界面处的界面自由能γSL为20.0mJ/m2或更低。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的油墨组,
其中所述油墨B包括表面张力为34mN/m或更小、量为15质量%或更大但50质量%或更小的单体。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的油墨组,
其中所述油墨B包括表面张力为34mN/m或更小、量为18质量%或更大但40质量%或更小的单体。
11.根据权利要求6至10中任一项所述的油墨组,
其中所述油墨B包括量为1质量%或更大但10质量%或更小的低聚物。
12.使用根据权利要求6至11中任一项所述的油墨的记录方法,所述记录方法包括:
施加所述油墨B;和
施加所述油墨A。
13.根据权利要求12所述的记录方法,其包括:
首先进行所述油墨B的排放并用活性能量射线进行照射;和
其次进行所述油墨A的排放并用活性能量射线进行照射。
14.根据权利要求13所述的记录方法,
其中所述记录方法在同一图像区上向前和向后重复所述排放和用活性能量射线进行照射八次或更多次。
15.一种油墨容器,其包括:
根据权利要求1至5中任一项所述的活性能量射线可固化油墨;和
容器,
其中所述活性能量射线可固化油墨包含在所述容器中。
16.一种记录设备,其包括:
配置为排放油墨的单元;和
根据权利要求1至5中任一项所述的活性能量射线可固化油墨。
17.一种记录设备,其包括:
配置为排放油墨的单元;和
根据权利要求6至11中任一项所述的油墨组。
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