CN113631392A - 红外线吸收图像形成用喷墨油墨、红外线吸收图像形成方法及图像形成方法 - Google Patents

红外线吸收图像形成用喷墨油墨、红外线吸收图像形成方法及图像形成方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种红外线吸收图像形成用喷墨油墨及其应用,所述红外线吸收图像形成用喷墨油墨含有由式(A)表示的红外线吸收材料、水溶性有机溶剂及水,其中水溶性有机溶剂的含量为5质量%~45质量%,SP值27.5MPa1/2以上的溶剂种类X在水溶性有机溶剂中所占的比例为50质量%以上。Z1及Z2分别独立地表示形成含氮杂环的非金属原子组,R1及R2分别独立地表示取代基,L1表示由奇数个次甲基组成的次甲基链,a及b分别独立地表示0或1。X1表示阴离子或阳离子,c表示用于取得电荷平衡所需的数量,但Cy的电荷被中和时,X2不存在。

Description

红外线吸收图像形成用喷墨油墨、红外线吸收图像形成方法 及图像形成方法
技术领域
本发明涉及一种红外线吸收图像形成用喷墨油墨、红外线吸收图像形成方法及图像形成方法。
背景技术
近年来,进行与吸收红外线的图像有关的研究。
例如,在专利文献1中,作为分光特性优异的近红外吸收图像形成用组合物,公开了一种含有包含由7个次甲基组成的次甲基链的特定色素的近红外吸收图像形成用组合物及由该近红外吸收图像形成用组合物组成的油墨。
并且,在专利文献2中,作为能够用作图像形成要素上的印刷油墨的稳定的红外色素组合物,公开了一种胶乳组合物,其包含水作为连续相且包含组合了苯二胺部分共价键合的红外聚次甲基色素的疏水性聚合物粒子作为分散相而成。
专利文献1:日本特开2008-255323号公报
专利文献2:日本特开2004-169035号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
为了提高在红外区域具有吸收的红外线吸收图像的红外线吸收性,有时在该红外线吸收图像中含有的红外线吸收材料的所有分子中,优选形成缔合的分子比例大。
在本发明中,将在红外线吸收图像中含有的红外线吸收材料的所有分子中,形成缔合的分子比例大的情况称为红外线吸收图像中含有的红外线吸收材料的缔合形成性优异。
本发明的课题在于提供一种能够形成红外线吸收材料的缔合形成性优异的红外线吸收图像的红外线吸收图像形成用喷墨油墨及红外线吸收图像形成方法、以及通过对上述红外线吸收图像照射红外线而能够形成耐磨性优异的图像的图像形成方法。
用于解决技术课题的手段
用于解决上述课题的方法中包括以下方式。
<1>一种红外线吸收图像形成用喷墨油墨,其含有由下述式(A)表示的红外线吸收材料、水溶性有机溶剂及水,其中,
相对于红外线吸收图像形成用喷墨油墨总量的水溶性有机溶剂的含量为5质量%~45质量%,
SP值27.5MPa1/2以上的溶剂种类X在水溶性有机溶剂中所占的比例为50质量%以上。
[化学式1]
Figure BDA0003283879540000021
式(A)中,Z1及Z2分别独立地表示形成可以稠合的5元或6元含氮杂环的非金属原子组,R1及R2分别独立地表示可以具有取代基的脂肪族基团或可以具有取代基的芳香族基团,L1表示由奇数个次甲基组成的次甲基链,a及b分别独立地表示0或1。
式(A)中的由Cy表示的部位为阳离子部时,X1表示阴离子,c表示用于取得电荷平衡所需的数量,
式(A)中的由Cy表示的部位为阴离子部时,X1表示阳离子,c表示用于取得电荷平衡所需的数量,
式(A)中的由Cy表示的部位的电荷在分子内被中和时,X1不存在。
<2>根据<1>所述的红外线吸收图像形成用喷墨油墨,其中,
由式(A)表示的红外线吸收材料为由下述式(1A)表示的红外线吸收材料。
[化学式2]
Figure BDA0003283879540000031
式(1A)中,R1A及R2A分别独立地表示可以具有取代基的烷基、可以具有取代基的烯基、可以具有取代基的炔基、可以具有取代基的芳烷基或可以具有取代基的芳基,
L1A表示由奇数个次甲基组成的次甲基链,
B1及B2分别独立地表示用于形成可以具有取代基的芳香族烃环所需的原子组或用于形成可以具有取代基的芳香族杂环所需的原子组。
Y1及Y2分别独立地表示-S-、-O-、-NRX1-或CRX2RX3-,RX1、RX2及RX3分别独立地表示氢原子或烷基。
V1A及V2A分别独立地表示卤原子、氰基、硝基、烷基、烯基、炔基、芳烷基、芳基、杂环基、-OR10、-COR11、-COOR12、-OCOR13、-NR14R15、-NHCOR16、-CONR17R18、-NHCONR19R20、-NHCOOR21、-SR22、-S02R23、-SO2OR24、-NHSO2R25或SO2NR26R27,R10~R27分别独立地表示氢原子、烷基、烯基、炔基、芳烷基、芳基或杂环基。在-COOR12的R12为氢原子的情况及SO2OR24的R24为氢原子的情况下,氢原子分别可以解离,也可以是盐的状态。
m1及m2分别独立地表示0~4的整数。
m1为2~4的整数时,多个V1A可以彼此键合而形成环,m2为2~4的整数时,多个V2A可以彼此键合而形成环。
式(1A)中的由Cy表示的部位为阳离子部时,X2表示阴离子,c表示用于取得电荷平衡所需的数量,
式(1A)中的由Cy表示的部位为阴离子部时,X2表示阳离子,c表示用于取得电荷平衡所需的数量,
式(1A)中的由Cy表示的部位的电荷在分子内被中和时,X2不存在。
<3>根据<2>所述的红外线吸收图像形成用喷墨油墨,其中,
由式(1A)表示的红外线吸收材料的至少1种为由下述式(1B)表示的红外线吸收材料。
[化学式3]
Figure BDA0003283879540000041
式(1B)中,R1B及R2B分别独立地表示作为取代基具有磺酸酯基的烷基,
L1B表示由7个次甲基组成的次甲基链,
X3表示阳离子,c表示用于取得电荷平衡所需的数量。
<4>根据<1>至<3>中任一项所述的红外线吸收图像形成用喷墨油墨,其中,
相对于红外线吸收图像形成用喷墨油墨总量的水溶性有机溶剂的含量为5质量%~30质量%。
<5>根据<1>至<4>中任一项所述的红外线吸收图像形成用喷墨油墨,其进一步含有树脂粒子。
<6>根据<1>至<5>中任一项所述的红外线吸收图像形成用喷墨油墨,其进一步含有着色剂。
<7>根据<1>至<6>中任一项所述的红外线吸收图像形成用喷墨油墨,其进一步含有水溶性高分子化合物。
<8>根据<1>至<7>中任一项所述的红外线吸收图像形成用喷墨油墨,其进一步含有明胶。
<9>一种红外线吸收图像形成方法,其包括如下工序:
通过喷墨法在基材上赋予<1>至<8>中任一项所述的红外线吸收图像形成用喷墨油墨来形成红外线吸收图像。
<10>根据<9>所述的图像形成方法,其中,
在形成红外线吸收图像的工序之前包括在基材上赋予含有凝聚剂的处理液的工序,
在形成红外线吸收图像的工序中,通过喷墨法在基材上的赋予了处理液的区域上的至少一部分赋予红外线吸收图像形成用喷墨油墨来形成红外线吸收图像。
<11>一种图像形成方法,其包括:
通过<9>或<10>所述的红外线吸收图像形成方法在基材上形成红外线吸收图像的工序;及
对红外线吸收图像照射红外线而获得图像的工序。
<12>根据<11>所述的图像形成方法,其中,
红外线在700nm~1500nm的波长区域具有极大发光波长。
发明效果
根据本发明,提供一种能够形成红外线吸收材料的缔合形成性优异的红外线吸收图像的红外线吸收图像形成用喷墨油墨及红外线吸收图像形成方法、以及通过对上述红外线吸收图像照射红外线而能够形成耐磨性优异的图像的图像形成方法。
附图说明
图1是表示在实施例12的图像形成中,由喷墨头赋予油墨而形成红外线吸收图像之后,对所形成的红外线吸收图像实施红外线照射及吹送暖风为止的状态的示意图。
具体实施方式
本发明中,“~”是以将记载于其前后的数值作为下限值及上限值而包含的含义使用。
在本发明中阶段性记载的数值范围内,在某一数值范围内记载的上限值或下限值可以被其他阶段性记载的数值范围的上限值或下限值替代。并且,在本发明中记载的数值范围内,在某一数值范围内记载的上限值或下限值可以被实施例所示的值替代。
本发明中,关于组合物中的各成分的量,当组合物中存在多种对应于各成分的物质时,只要没有特别指定,则指存在于组合物中的上述多种物质的合计量。
并且,在本发明中,优选方式的组合为更优选的方式。
在本发明中,关于“工序”这一用语,不仅包括独立工序,即使是在无法与其他工序明确区分的情况下,只要可以实现工序预期的目的,则也包括在本用语中。
并且,在本发明中,2个以上的优选方式的组合为更优选的方式。
在本发明中的基团(原子团)的标记中,未标有经取代及未经取代的标记不仅包括不具有取代基的基团,而且还包括具有取代基的基团。例如,“烷基”不仅包括不具有取代基的烷基(未经取代的烷基),还包括具有取代基的烷基(取代的烷基)。
本发明中的化学结构式有时也利用省略了氢原子的简略结构式来记载。
在本发明中,“(甲基)丙烯酸酯”表示丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯,“(甲基)丙烯酸”表示丙烯酸及甲基丙烯酸,“(甲基)丙烯酰基”表示丙烯酰基及甲基丙烯酰基。
〔红外线吸收图像形成用喷墨油墨〕
本发明的红外线吸收图像形成用喷墨油墨(以下,还简称为“油墨”)含有由下述式(A)表示的红外线吸收材料(以下,还称为“特定红外线吸收材料”)、水溶性有机溶剂及水,其中,
相对于红外线吸收图像形成用喷墨油墨总量的上述水溶性有机溶剂的含量为5质量%~45质量%,
SP值27.5MPa1/2以上的溶剂种类X在上述水溶性有机溶剂中所占的比例为50质量%以上。
[化学式4]
Figure BDA0003283879540000061
式(A)中的各符号的含义将在下面进行说明。
根据本发明的油墨,能够形成所含有的红外线吸收材料的缔合形成性优异的红外线吸收图像。
在本发明中,“所含有的红外线吸收材料的缔合形成性优异的红外线吸收图像”是指,在红外线吸收图像中含有的红外线吸收材料的所有分子中形成缔合的分子比例大的红外线吸收图像。
此处提及的缔合优选为J缔合。
关于J缔合及J缔合物将在下面进行说明。
在本发明中,针对红外线吸收图像,求出在900nm以上的波长区域内的最低反射率α与在600nm以上且850nm以下的波长区域内的最低反射率β之比(以下,还称为α/β比),并判断为α/β比越小,红外线吸收图像中含有的红外线吸收材料的缔合形成性越优异。
如下确认α/β比。
在基材上赋予油墨并使其干燥,由此形成厚度2μm的膜。
针对所形成的膜,分别测定在900nm以上的波长区域内的最低反射率α及在600nm以上且850nm以下的波长区域内的最低反射率β。根据所测定的结果,求出反射率α与反射率β的比率(α/β比)。
α/β比优选为小于1.2,更优选为小于1.0,进一步优选为小于0.8。
如下推测通过本发明的油墨起到上述效果的理由。
认为在本发明的油墨中,通过水溶性有机溶剂的含量为5质量%~45质量%且SP值27.5MPa1/2以上的溶剂种类X在水溶性有机溶剂中所占的比例为50质量%以上,在赋予到基材之前的油墨阶段,特定红外线吸收材料的缔合进行到了一定程度。其结果,认为形成于基材上的红外线吸收图像中的特定红外线吸收材料的缔合形成性提高。
更具体而言,认为通过将水溶性有机溶剂的含量限制在45质量%以下,特定红外线吸收材料彼此的分子间相互作用不易受到阻碍,因此油墨中的特定红外线吸收材料会进行缔合。
而且,认为通过SP值27.5MPa1/2以上的溶剂种类X在水溶性有机溶剂中所占的比例为50质量%以上,能够保持油墨中的液体的高极性,因此油墨中的特定红外线吸收材料会进行缔合。
在本发明中,“红外线吸收图像”是指具有红外线吸收性的图像。
关于“红外线吸收图像”的优选分光特性(极大吸收波长、最大吸收波长等),在后述“红外线吸收图像形成方法”一项中进行说明。
本发明中的红外线吸收图像可以是具有红外线吸收性的不可见图像(即,不易视觉辨认的图像),也可以是具有红外线吸收性的可见图像(例如,着色图像)。
不可见图像方式的红外线吸收图像例如可用作以商品防伪等为目的的不可见图像(例如,不可见编码图案)。关于不可见图像的详细内容,例如,能够参考上述专利文献1(日本特开2008-255323号公报)。
根据本发明的油墨,可获得特定红外线吸收材料的缔合形成性优异(换言之,红外线吸收性优异)的红外线吸收图像。因此,将本发明的油墨用于形成不可见图像方式的红外线吸收图像时,能够形成基于红外线的读取性优异的不可见图像(例如,编码图案)。
并且,着色图像(可见图像)方式的红外线吸收图像可用作通过红外线照射获得着色图像的前体。
如上所述,根据本发明的油墨,可获得特定红外线吸收材料的缔合形成性优异(换言之,红外线吸收性优异)的红外线吸收图像。因此,对通过本发明的油墨形成的着色图像方式的红外线吸收图像(前体)照射红外线时,上述红外线吸收图像(前体)吸收红外线而产生热。通过该热,有效加热上述红外线吸收图像(前体)自身,其结果,可获得耐磨性优异的着色图像。
关于有关着色图像形成的详细内容,例如,能够参考后述“图像形成方法”一项。
以下,对本发明的油墨中可含有的各成分进行说明。
<特定红外线吸收材料>
本发明的油墨含有至少1种特定红外线吸收材料,即由式(A)表示的红外线吸收材料。
[化学式5]
Figure BDA0003283879540000091
式(A)中,Z1及Z2分别独立地表示形成可以稠合的5元或6元含氮杂环的非金属原子组,R1及R2分别独立地表示可以具有取代基的脂肪族基团或可以具有取代基的芳香族基团,L1表示由奇数个次甲基组成的次甲基链,a及b分别独立地表示0或1。
式(A)中的由Cy表示的部位为阳离子部时,X1表示阴离子,c表示用于取得电荷平衡所需的数量,
式(A)中的由Cy表示的部位为阴离子部时,X1表示阳离子,c表示用于取得电荷平衡所需的数量,
式(A)中的由Cy表示的部位的电荷在分子内被中和时,X1不存在。
式(A)中,Z1及Z2分别独立地表示形成可以稠合的5元或6元含氮杂环的非金属原子组。
可以在含氮杂环上稠合其他杂环、芳香族环或脂肪族环。
含氮杂环优选为5元环。更优选在5元含氮杂环上稠合苯环或萘环。
作为含氮杂环的具体例,可举出噁唑环、异噁唑环、苯并噁唑环、萘并噁唑环、噁唑并咔唑环、噁唑并二苯并呋喃环、噻唑环、苯并噻唑环、萘并噻唑环、假吲哚环、苯并假吲哚环、咪唑环、苯并咪唑环、萘并咪唑环、喹啉环、吡啶环、吡咯并吡啶环、呋喃并吡咯环、吲嗪环、咪唑并喹喔啉环、喹喔啉环等,优选喹啉环、假吲哚环、苯并假吲哚环、苯并噁唑环、苯并噻唑环、苯并咪唑环,尤其优选假吲哚环、苯并假吲哚环、苯并噻唑环、苯并咪唑环。
含氮杂环及在含氮杂环上稠合的环可以具有取代基。
作为取代基,可举出卤原子、氰基、硝基、脂肪族基团、芳香族基团、杂环基、-OR10、-COR11、-COOR12、-OCOR13、-NR14R15、-NHCOR16、-CONR17R18、-NHCONR19R20、-NHCOOR21、-SR22、-SO2R23、-SO2OR24、-NHSO2R25或SO2NR26R27。R10~R27分别独立地表示氢原子、脂肪族基团、芳香族基团或杂环基。另外,-COOR12的R12为氢的情况(即羧基)下,氢原子可以解离(即羧酸酯基),也可以是盐的状态。并且,-SO2OR24的R24为氢原子的情况(即磺基)下,氢原子可以解离(即磺酸酯基),也可以是盐的状态。
作为卤原子,可举出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子。
作为脂肪族基团,可举出烷基、烯基、炔基及芳烷基。这些基团可以具有取代基。作为取代基,可举出卤原子、羟基、羧基、磺基、烷氧基、氨基等,优选羧基及磺基,尤其优选磺基。羧基及磺基中,氢原子可以解离,也可以是盐的状态。
烷基可以是环状,也可以是链状。链状烷基可以具有支链。烷基的碳原子数优选1~20,进一步优选1~12,最优选1~8。烷基的例子可举出甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、环丙基、环己基及2-乙基己基。具有取代基的烷基的例子可举出2-羟乙基、2-羧基乙基、2-甲氧基乙基、2-二乙基氨基乙基、2-磺基乙基、3-磺基丙基、3-磺基丁基及4-磺基丁基等。
烯基可以是环状,也可以是链状。链状烯基可以具有支链。烯基的碳原子数优选2~20,进一步优选2~12,最优选2~8。烯基的例子可举出乙烯基、烯丙基、1-丙烯基、2-丁烯基、2-戊烯基及2-己烯基等。
炔基可以是环状,也可以是链状。链状炔基可以具有支链。炔基的碳原子数优选2~20,进一步优选2~12,最优选2~8。炔基的例子可举出乙炔基及2-丙炔基。
芳烷基的烷基部分与上述烷基相同。芳烷基的芳基部分与后述芳基相同。芳烷基的例子可举出苄基及苯乙基。
在本发明中,芳香族基团可举出芳基。芳基可以具有取代基。作为取代基,可举出上述脂肪族基团可具有的取代基,优选范围也相同。
芳基的碳原子数优选6~25,进一步优选6~15,最优选6~10。作为芳基的例子,可举出苯基及萘基。作为具有取代基的芳基,可举出4-羧基苯基、4-乙酰胺苯基、3-甲磺酰胺苯基、4-甲氧基苯基、3-羧基苯基、3,5-二羧基苯基、4-甲磺酰胺苯基及4-丁磺酰胺苯基。
在本发明中,杂环基可以具有取代基。作为取代基,可举出上述脂肪族基团可具有的取代基,优选范围也相同。
杂环基的杂环优选为5或6元环。杂环可以是单环,也可以是稠环。杂环的例子可举出吡啶环、哌啶环、呋喃(furan)环、呋喃(furfuran)环、噻吩环、吡咯环、喹啉环、吗啉环、吲哚环、咪唑环、吡唑环、咔唑环、吩噻嗪环、吩噁嗪环、吲哚啉环、噻唑环、吡嗪环、噻二嗪环、苯并喹啉环及噻二唑环。
式(A)中,R1及R2分别独立地表示可以具有取代基的脂肪族基团或可以具有取代基的芳香族基团。
作为脂肪族基团,可举出烷基、烯基、炔基、芳烷基。
作为芳香族基团,可举出芳基。
作为烷基、烯基、炔基、芳烷基及芳基,分别可举出在上述取代基中说明的基团,优选范围也相同。
烷基、烯基、炔基、芳烷基及芳基可以具有取代基,也可以未经取代。作为取代基,可举出卤原子、羟基、羧基、磺基、烷氧基、氨基等,优选羧基及磺基,尤其优选磺基。羧基及磺基中,氢原子可以解离,也可以是盐的状态。
式(A)中,L1表示由奇数个次甲基组成的次甲基链。L1优选由3、5或7个次甲基组成的次甲基链。
次甲基可以具有取代基。具有取代基的次甲基优选为中央的(中位的)次甲基。作为取代基的具体例,与Z1及Z2的含氮杂环可以具有的取代基相同。并且,也可以是次甲基链的2个取代基键合而形成5或6元环。
式(A)中,a及b分别独立地为0或1。优选a及b均为0。另外,a及b均为0时,如下表示式(A)。
[化学式6]
Figure BDA0003283879540000111
式(A)中,式中的由Cy表示的部位为阳离子部时,X1表示阴离子,c表示用于取得电荷平衡所需的数量。作为阴离子的例子,可举出卤化物离子(Cl-、Br-、I-)、对甲苯磺酸根离子、乙基硫酸根离子、PF6 -、BF4 -或ClO4 -、三(卤代烷基磺酰基)甲基化物阴离子(例如,(CF3SO2)3C-)、二(卤代烷基磺酰基)酰亚胺阴离子(例如(CF3SO2)2N-)、四氰基硼酸根阴离子等。
式(A)中,式中的由Cy表示的部位为阴离子部时,X1表示阳离子,c表示用于取得电荷平衡所需的数量。作为阳离子,可举出碱金属离子(Li+、Na+、K+等)、碱土类金属离子(Mg2+、Ca2+、Ba2+、Sr2+等)、过渡金属离子(Ag+、Fe2+、Co2+、Ni2+、Cu2+、Zn2+等)、其他金属离子(Al3+等)、铵离子、三乙铵离子、三丁铵离子、吡啶鎓离子、四丁铵离子、胍鎓离子、四丁基胍鎓离子、二氮杂双环十一碳鎓等。作为阳离子,优选Na+、K+、Mg2+、Ca2+、Zn2+、二氮杂双环十一碳鎓。
式(A)中,式中的由Cy表示的部位的电荷在分子内被中和时,X1不存在。
由式(A)表示的化合物更优选为由下述式(1A)表示的化合物。
[化学式7]
Figure BDA0003283879540000121
式(1A)中,R1A及R2A分别独立地表示可以具有取代基的烷基、可以具有取代基的烯基、可以具有取代基的炔基、可以具有取代基的芳烷基或可以具有取代基的芳基,
L1A表示由奇数个次甲基组成的次甲基链,
B1及B2分别独立地表示用于形成可以具有取代基的芳香族烃环所需的原子组或用于形成可以具有取代基的芳香族杂环所需的原子组,
Y1及Y2分别独立地表示-S-、-O-、-NRX1-或CRX2RX3-,RX1、RX2及RX3分别独立地表示氢原子或烷基,
V1A及V2A分别独立地表示卤原子、氰基、硝基、烷基、烯基、炔基、芳烷基、芳基、杂环基、-OR10、-COR11、-COOR12、-OCOR13、-NR14R15、-NHCOR16、-CONR17R18、-NHCONR19R20、-NHCOOR21、-SR22、-SO2R23、-SO2OR24、-NHSO2R25或SO2NR26R27,R10~R27分别独立地表示氢原子、烷基、烯基、炔基、芳烷基、芳基或杂环基,在-COOR12的R12为氢原子的情况及SO2OR24的R24为氢原子的情况下,氢原子可以解离,也可以是盐的状态,
m1及m2分别独立地表示0~4的整数,
m1为2~4的整数时,多个V1A可以彼此键合而形成环,m2为2~4的整数时,多个V2A可以彼此键合而形成环,
式(1A)中的由Cy表示的部位为阳离子部时,X2表示阴离子,c表示用于取得电荷平衡所需的数量,
式(1A)中的由Cy表示的部位为阴离子部时,X2表示阳离子,c表示用于取得电荷平衡所需的数量,
式(1A)中的由Cy表示的部位的电荷在分子内被中和时,X2不存在。
式(1A)中,作为由R1A及R2A的各自表示的可以具有取代基的烷基、可以具有取代基的烯基、可以具有取代基的炔基、可以具有取代基的芳烷基、可以具有取代基的芳基及可以具有取代基的杂环基的各自的取代基,可举出卤原子(例如,氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等)、羟基、羧基、磺基、烷氧基、氨基等,优选羧基或磺基,尤其优选磺基。羧基(-COOH基)及磺基(-SO3H基)中,氢原子可以解离(即,分别可以为羧酸酯基(-COO-基)及磺酸酯基(-SO3 -基)的形态)、也可以是盐的形态(例如,-COOK基、-SO3K基的形态)。
在本发明中,特定红外线吸收材料中的羧基为盐的形态时,盐形态的羧基可以由羧酸酯基(-COO-基)和由X2表示的阳离子形成。
在本发明中,特定红外线吸收材料中的磺基为盐的形态时,盐的形态的磺基可以由磺酸酯基(-SO3 -基)和由X2表示的阳离子形成。
由R1A及R2A的各自表示的可以具有取代基的烷基可以是环状,也可以是链状。链状烷基可以具有支链。烷基的碳原子数(具有取代基时,除取代基以外的部分的碳原子数)优选1~20,进一步优选1~12,进一步优选1~8。烷基的例子可举出甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、环丙基、环己基及2-乙基己基。具有取代基的烷基的例子可举出2-羟乙基、2-羧基乙基、2-甲氧基乙基、2-二乙基氨基乙基、2-磺基乙基、3-磺基丙基、3-磺基丁基及4-磺基丁基等。
由R1A及R2A的各自表示的可以具有取代基的烯基可以是环状,也可以是链状。链状烯基可以具有支链。烯基的碳原子数(具有取代基时,除取代基以外的部分的碳原子数)优选2~20,进一步优选2~12,进一步优选2~8。烯基的例子可举出乙烯基、烯丙基、1-丙烯基、2-丁烯基、2-戊烯基及2-己烯基等。
由R1A及R2A的各自表示的可以具有取代基的炔基可以是环状,也可以是链状。链状炔基可以具有支链。炔基的碳原子数(具有取代基时,除取代基以外的部分的碳原子数)优选2~20,进一步优选2~12,进一步优选2~8。炔基的例子可举出乙炔基及2-丙炔基。
由R1A及R2A的各自表示的可以具有取代基的芳烷基的烷基部分与上述烷基相同。芳烷基的芳基部分与后述芳基相同。作为芳烷基的例,可举出苄基及苯乙基。
由R1A及R2A的各自表示的可以具有取代基的芳基的碳原子数(具有取代基时,除取代基以外的部分的碳原子数)优选6~25,进一步优选6~15,进一步优选6~10。作为芳基的例子,可举出苯基及萘基。
作为具有取代基的芳基,可举出4-羧基苯基、4-乙酰胺苯基、3-甲磺酰胺苯基、4-甲氧基苯基、3-羧基苯基、3,5-二羧基苯基、4-甲磺酰胺苯基及4-丁磺酰胺苯基。
L1A表示由奇数个次甲基组成的次甲基链。
L1A优选由3个、5个或7个次甲基组成的次甲基链,更优选由5个或7个次甲基组成的次甲基链,进一步优选由7个次甲基组成的次甲基链。
次甲基可以具有取代基。具有取代基的次甲基优选为中央的(中位的)次甲基。并且,次甲基链的2个取代基可以键合而形成5或6元环。
作为次甲基可以具有的取代基,可举出卤原子(例如,氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等)、氰基、硝基、脂肪族基团、芳基、杂环基、-OR10、-COR11、-COOR12、-OCOR13、-NR14R15、-NHCOR16、-CONR17R18、-NHCONR19R20、-NHCOOR21、-SR22、-SO2R23、-SO2OR24、-NHSO2R25或SO2NR26R27。R10~R27分别独立地表示氢原子、脂肪族基团、芳基或杂环基。另外,-COOR12的R12为氢原子的情况(即羧基)下,氢原子可以解离(即可以为羧酸酯基(-COO-基)),也可以是盐(例如,-COOK基)的状态。并且,-SO2OR24的R24为氢原子的情况(即磺基)下,氢原子可以解离(即磺酸酯基),也可以是盐的状态。
在次甲基可以具有的取代基中,作为脂肪族基团,可举出烷基、烯基、炔基及芳烷基。
在次甲基可以具有的取代基的中,脂肪族基团的优选方式与由R1A及R2A的各自表示的可以具有取代基的烷基、可以具有取代基的烯基、可以具有取代基的炔基及可以具有取代基的芳烷基的各自的优选方式相同。
由R10~R27的各自表示的脂肪族基团的优选方式也相同。
在次甲基可以具有的取代基中,芳基的优选方式与由R1A及R2A的各自表示的可以具有取代基的芳基的优选方式相同。
由R10~R27的各自表示的芳基的优选方式也相同。
在次甲基可以具有的取代基中,杂环基中的杂环优选为5元环或6元环。杂环可以是单环,也可以是稠环。作为杂环的例子,可举出吡啶环、哌啶环、呋喃(furan)环、呋喃(furfuran)环、噻吩环、吡咯环、喹啉环、吗啉环、吲哚环、咪唑环、吡唑环、咔唑环、吩噻嗪环、吩噁嗪环、吲哚啉环、噻唑环、吡嗪环、噻二嗪环、苯并喹啉环及噻二唑环。
由R10~R27的各自表示的杂环基的例子也相同。
以下,示出由L1A表示的次甲基链的具体例,但由L1A表示的次甲基链并不限定于以下具体例。
以下具体例中,*表示键合位置。
[化学式8]
Figure BDA0003283879540000161
在这些具体例中,
从更有效地发挥基于本发明的油墨的效果的观点考虑,
优选基团L1-6~基团L1-28,
更优选基团L1-12~基团L1-28,
进一步优选基团L1-12、基团L1-15、基团L1-16、基团L1-21或基团L1-27。
式(1A)中,B1及B2分别独立地表示用于形成可以具有取代基的芳香族烃环所需的原子组或用于形成可以具有取代基的芳香族杂环所需的原子组。由B1及B2的各自形成的环可以具有取代基。
由B1及B2的各自形成的可以具有取代基的芳香族烃环上的取代基的例子与由R1A或R2A的各自表示的可以具有取代基的烷基等中的取代基的例子相同。
作为由B1及B2的各自形成的芳香族烃环,能够举出苯环、萘环。
作为由B1及B2的各自形成的芳香族杂环,优选在环构成原子中具有至少1个氮原子、氧原子或硫原子的芳香族杂环。由B1及B2的各自形成的芳香族杂环可以在其他环(脂环、芳香环或杂环)上稠合。
作为由B1及B2的各自形成的芳香族杂环,优选5~10元环。
作为由B1及B2的各自形成的芳香族杂环,作为上述芳香族杂环,能够举出吡啶环、二苯并呋喃环、咔唑环等。
式(1A)中,优选B1及B2分别独立地表示用于形成可以具有取代基的芳香族烃环(优选为苯环)所需的原子组(例如,后述式(1B)的方式)。
式(1A)中,Y1及Y2分别独立地表示-S-、-O-、-NRX1-或CRX2RX3-,RX1及RX2分别独立地表示氢原子或烷基。
作为Y1及Y2,优选-NRX1-或-CRX2RX3-。
RX1、RX2及RX3各自独立地表示氢原子或烷基,优选烷基。烷基的碳原子数优选1~10,更优选1~5,进一步优选1~3。烷基可以为直链、支链、环状中的任一种,优选直链或支链,尤其优选直链。作为烷基,优选甲基或乙基,尤其优选甲基。
V1A及V2A分别独立地表示卤原子(例如,氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等)、氰基、硝基、烷基、烯基、炔基、芳烷基、芳基、杂环基、-OR10、-COR11、-COOR12、-OCOR13、-NR14R15、-NHCOR16、-CONR17R18、-NHCONR19R20、-NHCOOR21、-SR22、-SO2R23、-S02OR24、-NHSO2R25或SO2NR26R27,R10~R27分别独立地表示氢原子、烷基、烯基、炔基、芳烷基、芳基或杂环基。-COOR12的R12为氢原子的情况及SO2OR24的R24为氢原子的情况下,氢原子可以解离(即,分别可以为-COO-基及-SO3 -基),也可以是盐的状态(例如,分别可以为-COOK及-SO3K基的状态)。
m1及m2分别独立地表示0~4的整数。
m1为2~4的整数时,多个V1A可以彼此键合而形成环,m2为2~4的整数时,多个V2A可以彼此键合而形成环。
V1A及V2A的各自的优选方式与次甲基可以具有的取代基的优选方式相同。
并且,作为式(1A)的优选方式,还可以举出m1及m2分别为2,2个V1A彼此键合而形成可以具有取代基的苯环,2个V1B彼此键合而形成可以具有取代基的苯环(例如,后述式(1B)的方式)的方式。
式(1A)的进一步优选的方式是m1及m2分别为2,2个V1A彼此键合而形成具有取代基(优选为羧酸酯基、羧基的盐、磺酸酯基或磺基的盐,尤其优选为磺酸酯基或磺基的盐)的苯环的方式(后述式(1B)的方式)。
式(1A)中的由Cy表示的部位为阳离子部时,X2表示阴离子,c表示用于取得电荷平衡所需的数量,
式(1A)中的由Cy表示的部位为阴离子部时,X2表示阳离子,c表示用于取得电荷平衡所需的数量,
式(1A)中的由Cy表示的部位的电荷在分子内被中和时,X2不存在。
作为由X2表示的阴离子,可举出卤化物离子(Cl-、Br-、I-)、对甲苯磺酸根离子、乙基硫酸根离子、PF6 -、BF4 -或ClO4 -、三(卤代烷基磺酰基)甲基化物阴离子(例如,(CF3SO2)3C-)、二(卤代烷基磺酰基)酰亚胺阴离子(例如(CF3SO2)2N-)、四氰基硼酸根阴离子等。
作为由X2表示的阴离子,可举出卤化物离子(Cl-、Br-、I-)、对甲苯磺酸根离子、乙基硫酸根离子、PF6 -、BF4 -或ClO4 -、三(卤代烷基磺酰基)甲基化物阴离子(例如,(CF3SO2)3C-)、二(卤代烷基磺酰基)酰亚胺阴离子(例如(CF3SO2)2N-)、四氰基硼酸根阴离子等。
作为由X2表示的阳离子,可举出碱金属离子(Li+、Na+、K+等)、碱土类金属离子(Mg2 +、Ca2+、Ba2+、Sr2+等)、过渡金属离子(Ag+、Fe2+、Co2+、Ni2+、Cu2+、Zn2+等)、其他金属离子(Al3+等)、铵离子、三乙铵离子、三丁铵离子、吡啶鎓离子、四丁铵离子、胍鎓离子、四丁基胍鎓离子、二氮杂双环十一碳鎓等。作为由X2表示的阳离子,优选Na+、K+、Mg2+、Ca2+、Zn2+、二氮杂双环十一碳鎓。
c只要为用于取得电荷平衡所需的数量,则并没有特别限定。式(1A)中的由Cy表示的部位的电荷在分子内被中和时,X2不存在。
在本发明中,“用于取得电荷平衡所需的数量”是指用于中和化合物整体的电荷所需的数量。
作为c,例如,可举出0、1/2、3/2、3等。
从更有效地获得基于本发明的油墨的效果的观点考虑,优选特定红外线吸收材料(即,由式(1A)表示的红外线吸收材料)的至少1种为由下述式(1B)表示的红外线吸收材料。
此时,由式(1B)表示的红外线吸收材料在特定红外线吸收材料中所占的比例优选为50质量%~100质量%,更优选为60质量%~100质量%,进一步优选为80质量%~100质量%。
[化学式9]
Figure BDA0003283879540000191
式(1B)中,R1B及R2B分别独立地表示作为取代基具有磺酸酯基的烷基,
L1B表示由7个次甲基组成的次甲基链,
X3表示阳离子,c表示用于取得电荷平衡所需的数量。
式(1B)中,作为R1B及R2B的各自的、具有磺酸酯基作为取代基的烷基的优选方式除了取代基限定于磺酸酯基以外,与式(1A)中的由R1A及R2A的各自表示的可以具有取代基的烷基的优选方式相同。
作为R1B及R2B的各自的、具有磺酸酯基作为取代基的烷基可以与由X3表示的阳离子一同形成磺基的盐。
并且,式(1B)中的被苯环取代的2个磺酸酯基(-SO3 -基)可以分别与由X3表示的阳离子一同形成磺基的盐。
式(1B)中,由L1B表示的由7个次甲基组成的次甲基链的优选方式除了次甲基数限定于7个以外,与式(1A)中的由L1A表示的次甲基链相同。
作为L1B
更优选上述具体例中的基团L1-12~基团L1-28,
进一步优选基团L1-12、基团L1-15、基团L1-16、基团L1-21或基团L1-27。
式(1B)中,c表示用于取得电荷平衡所需的数量。
作为c,优选为3/2或3。
式(1B)中,由X3表示的阳离子的例子及优选方式与由式(1A)中的X2表示的阳离子的例子及优选方式相同。
作为由X3表示的阳离子,进一步优选为Na+、K+、Mg2+、Ca2+、Zn2+,进一步优选为K+或Mg2+
以下,示出特定红外线吸收材料(即,由式(A)表示的红外线吸收材料)的具体例(化合物C-1~C-69),特定红外线吸收材料并不限定于以下具体例。
下述具体例中,Me、Et、Ph、PRS、BUS分别表示甲基、乙基、苯基、C3H6SO3-基、C4H9SO 3-基。
[化学式10]
Figure BDA0003283879540000201
[化学式11]
Figure BDA0003283879540000211
Figure BDA0003283879540000212
[化学式12]
Figure BDA0003283879540000221
Figure BDA0003283879540000222
[化学式13]
Figure BDA0003283879540000231
[化学式14]
Figure BDA0003283879540000241
[化学式15]
Figure BDA0003283879540000251
[化学式16]
Figure BDA0003283879540000261
[化学式17]
Figure BDA0003283879540000271
上述特定红外线吸收材料的具体例中,从更有效地发挥基于本发明的油墨的效果的观点考虑,尤其优选的化合物为化合物C-36、化合物C-43、化合物C-46、化合物C-49、化合物C-50~C-69。
其中,尤其优选的化合物为化合物C-51~C-69,
其中,尤其优选的化合物为化合物C-55~C-59及C-66~C-69。
上述特定红外线吸收材料的含量相对于油墨的总量优选为0.01质量%~5质量%,更优选为0.05质量%~2质量%,进一步优选为0.1质量%~1质量%。
<水溶性有机溶剂>
本发明的油墨含有至少1种水溶性有机溶剂。
作为水溶性有机溶剂,并没有特别限制,能够使用在喷墨油墨领域中公知的水溶性有机溶剂。
在本发明中,“水溶性”是指在25℃的水100g中溶解1g以上的性质。
作为本发明中的“水溶性”,优选在25℃的水100g中溶解5g以上(更优选为10g以上)的性质。
相对于本发明的油墨总量的水溶性有机溶剂的含量为5质量%~45质量%。
水溶性有机溶剂的含量为5质量%以上的情况有助于提高油墨的喷出性。水溶性有机溶剂的含量优选为10质量%以上,更优选为15质量%以上。
水溶性有机溶剂的含量为45质量%以下的情况有助于提高油墨中的特定红外线吸收材料的缔合形成性,其结果,有助于提高红外线吸收图像中的特定红外线吸收材料的缔合形成性。
从进一步提高特定红外线吸收材料在油墨中及红外线吸收图像中的缔合形成性的观点考虑,水溶性有机溶剂的含量更优选为5质量%~30质量%。
(溶剂种类X)
SP值27.5MPa1/2以上的溶剂种类X在上述水溶性有机溶剂中所占(即,本发明的油墨中含有的所有水溶性有机溶剂中所占)的比例为50质量%以上。
由此,提高油墨中的特定红外线吸收材料的缔合形成性,其结果,提高红外线吸收图像中的特定红外线吸收材料的缔合形成性。该理由尚不明确,但认为这是因为油墨中的溶剂的极性高则不会妨碍分子间相互作用。
溶剂种类X在上述水溶性有机溶剂中所占的比例优选为70质量%以上,更优选为80质量%以上。
溶剂种类X在上述水溶性有机溶剂中所占的比例可以为100质量%。
溶剂种类X是SP值为27.5MPa1/2以上的水溶性有机溶剂。
在本发明中,SP值(溶解度参数/单位:MPa1/2)是指由分子凝聚能量的平方根表示的值且通过R.F.Fedors,Polymer Engineering Science,14,p147~154(1974)中记载的方法计算的值。
以下,示出溶剂种类X的具体例,溶剂种类X并不限定于以下具体例。下述具体例后面括号内的数值为SP值(单位:MPa1/2)。
作为溶剂种类X,可举出丙二醇(27.5)、乙二醇(30.34)、二乙二醇(30.62)、三乙二醇(27.79)、2-甲基-1,3-丁二醇(28.27)、1,2-戊二醇(28.64)、1,5-戊二醇(28.96)、1,6-己二醇(27.66)、丙三醇(33.52)、二甲基甲酰胺(30.62)、甲醇(28.17)、异丙醇(28.69)、三乙醇胺(32.27)等。
(其他溶剂种类)
本发明的油墨可以含有除溶剂种类X以外的水溶性有机溶剂(以下,溶剂种类Y)。
溶剂种类Y是SP值小于27.5MPa1/2的水溶性有机溶剂。
以下,示出溶剂种类Y的具体例,但溶剂种类Y并不限定于以下具体例。下述具体例后面括号内的数值为SP值(单位:MPa1/2)。
作为溶剂种类Y,可举出二丙二醇(27.1)、乙二醇单乙醚(23.47)、乙二醇单丁醚(22.12)、二乙二醇单甲醚(22.98)、二乙二醇单乙醚(22.4)、二乙二醇单丙醚(21.9)、二乙二醇单丁醚(21.5)、三乙二醇单甲醚(22.1)、三乙二醇单乙醚(21.7)、三乙二醇单丁醚(21.1)、丙二醇单甲醚(23.05)、丙二醇单乙醚(22.34)、丙二醇单丙醚(21.79)、丙二醇单丁醚(21.35)、二丙二醇单甲醚(21.3)、二丙二醇单丙醚(20.69)、二丙二醇单丁醚(20.45)、二丙二醇叔丁醚(19.98)、三丙二醇单甲醚(20.4)、二乙二醇单己醚(20.91)、乙二醇单-2-乙基己基醚(20.46)、二乙二醇单-2-乙基己基醚(20.26)、nC4H9(OR2)4-OH(R2=乙烯基或丙烯基;比率为乙烯基∶丙烯基=1∶1)(20.1)等。
<水>
本发明的油墨含有水。
作为水的含量,相对于油墨的总量,优选为50质量%以上,更优选为60质量%以上。
上述水的含量的上限并没有特别限定,根据其他成分的含量确定即可,优选为99质量%以下,更优选为98质量%以下,进一步优选为95质量%以下。
<树脂粒子>
本发明的油墨优选含有至少1种树脂粒子。
由此,图像的耐磨性进一步提高。而且,推测图像中的特定红外线吸收材料的缔合物的稳定性提高,并认为特定红外线吸收材料的缔合形成性进一步提高。
作为树脂粒子,只要是包含树脂的粒子,则并没有特别限定,优选为由树脂组成的粒子。
树脂粒子的形状并没有特别限定,可以为不规则形状、多面体状、中空形状的粒子,从喷墨法中的喷出性的观点考虑,优选为球形状粒子。
作为树脂粒子,例如,可举出热塑性、热固性或改性丙烯酸系、环氧系、聚氨酯系、聚醚系、聚酰胺系、不饱和聚酯系、酚系、硅酮系或氟系树脂、氯乙烯、乙酸乙烯、聚乙烯醇或聚乙烯醇缩丁醛等聚乙烯系树脂、醇酸树脂、邻苯二甲酸树脂等聚酯系树脂、三聚氰胺树脂、三聚氰胺甲醛树脂、氨基醇酸缩聚树脂、尿素树脂、脲醛树脂等氨基系材料、或者这些的共聚物或混合物等具有阴离子性基团的树脂的粒子。
这些树脂中,例如,阴离子性丙烯酸系树脂如下获得:将具有阴离子性基团的丙烯酸单体(含有阴离子性基团的丙烯酸单体)及根据需要能够与含有阴离子性基团的丙烯酸单体共聚的其他单体在溶剂中聚合。
作为含有阴离子性基团的丙烯酸单体,例如,可举出具有选自包括羧基、磺酸基及膦酸基的组中的1种以上的丙烯酸单体,其中优选具有羧基的丙烯酸单体(例如,丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、乙基丙烯酸、丙基丙烯酸、异丙基丙烯酸、衣康酸、富马酸等),尤其优选丙烯酸或甲基丙烯酸。
作为树脂粒子,从耐磨性及点形状的观点考虑,优选丙烯酸系树脂、乙酸乙烯系树脂、苯乙烯-丁二烯系树脂、氯乙烯系树脂、氨基甲酸酯系树脂、丙烯酸-苯乙烯系树脂、丁二烯系树脂、苯乙烯系树脂、经交联的丙烯酸树脂、经交联的苯乙烯系树脂、聚乙烯系树脂等的粒子,更优选选自包括丙烯酸系树脂粒子、氨基甲酸酯系树脂粒子、聚乙烯系树脂粒子及苯乙烯-丙烯酸树脂粒子的组中的至少1种,进一步优选丙烯酸系树脂粒子。
从油墨的稳定性(尤其分散稳定性)的观点考虑,树脂粒子优选为自分散性树脂的粒子(自分散性树脂粒子)。
其中,自分散性树脂是指,在不存在表面活性剂的情况下,通过转相乳化法成为分散状态时,通过聚合物自身所具有的官能团(尤其酸性基或其盐),能够在水性介质中成为分散状态的水不溶性聚合物。
其中,分散状态是指包括水不溶性聚合物在水性介质中以液体状态分散的乳化状态(乳液)及水不溶性聚合物在水性介质中以固体状态分散的分散状态(悬浮)这两种状态。
在本发明中,水不溶性聚合物中的“水不溶性”是指在25℃的水中混合树脂时,溶解于水中的树脂的量相对于所混合的树脂的总量,以质量比计为10质量%以下。
作为自分散性树脂的粒子,例如,可举出日本特开2016-188345号公报的0062~0076段、国际公开第2013/180074号的0109~0140段等中记载的自分散性聚合物粒子。
作为树脂粒子中的树脂,
更优选为包含选自包括(甲基)丙烯酸苄酯单元、(甲基)丙烯酸苯氧乙酯单元及含有环状脂肪族基团的(甲基)丙烯酸酯单元的组中的至少1种和(甲基)丙烯酸单元的丙烯酸树脂,
进一步优选为包含选自包括(甲基)丙烯酸苄酯单元、(甲基)丙烯酸苯氧乙酯单元及含有环状脂肪族基团的(甲基)丙烯酸酯单元的组中的至少1种、(甲基)丙烯酸单元及含有碳原子数1~4的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯单元的丙烯酸树脂。
其中,(甲基)丙烯酸苄酯单元是指源自(甲基)丙烯酸苄酯的结构单元,即通过(甲基)丙烯酸苄酯的聚合而形成的结构单元。关于其他“单元”,也相同。
作为含有环状脂肪族基团的(甲基)丙烯酸酯,优选选自包括具有碳原子数3~10的环烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯(例如,(甲基)丙烯酸环己基酯)、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸金刚烷基酯及(甲基)丙烯酸二环戊酯的组中的至少1种,
更优选选自包括(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸金刚烷基酯及(甲基)丙烯酸二环戊酯的组中的至少1种。
在树脂粒子中的树脂中,(甲基)丙烯酸苄酯单元、(甲基)丙烯酸苯氧乙酯单元及含有环状脂肪族基团的(甲基)丙烯酸酯单元的总含量相对于树脂分散剂的总量,优选为20质量%~80质量%,优选为30质量%~75质量%。
在树脂粒子中的树脂中,(甲基)丙烯酸苄酯单元、(甲基)丙烯酸苯氧乙酯单元、含有环状脂肪族基团的(甲基)丙烯酸酯单元及包含碳原子数1~4的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯单元的总含量相对于树脂分散剂的总量,优选为80质量%~98质量%,优选为85质量%~97质量%,进一步优选为90质量%~95质量%。
在树脂粒子中的树脂中,(甲基)丙烯酸单元的含量相对于树脂分散剂的总量,优选为2质量%~20质量%,优选为3质量%~15质量%,进一步优选为5质量%~10质量%。
树脂粒子中的树脂优选包含被中和的酸基。
由包含被中和的酸基的树脂组成的树脂粒子例如通过合成具有酸基的共聚物,并对所获得的共聚物中的酸基的至少一部分进行中和而获得。
作为中和前的酸基,可举出羧基,作为被中和的酸基,可举出羧基的盐。
关于中和,例如,能够在树脂粒子的水分散物的制造过程中使用氢氧化钠、氢氧化钾等碱来进行。
作为树脂粒子中的树脂的具体例,可举出丙烯酸苯氧乙酯/甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸共聚物(50/45/5)、丙烯酸苯氧乙酯/甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸异丁酯/甲基丙烯酸共聚物(30/35/29/6)、甲基丙烯酸苯氧乙酯/甲基丙烯酸异丁酯/甲基丙烯酸共聚物(50/44/6)、丙烯酸苯氧乙酯/甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸乙酯/丙烯酸共聚物(30/55/10/5)、甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸异丁酯/甲基丙烯酸共聚物(35/59/6)、苯乙烯/丙烯酸苯氧乙酯/甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸共聚物(10/50/35/5)、丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸共聚物(55/40/5)、甲基丙烯酸苯氧乙酯/丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸共聚物(45/47/8)、苯乙烯/丙烯酸苯氧乙酯/甲基丙烯酸丁酯/丙烯酸共聚物(5/48/40/7)、甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸异丁酯/甲基丙烯酸环己酯/甲基丙烯酸共聚物(35/30/30/5)、丙烯酸苯氧乙酯/甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸丁酯/甲基丙烯酸共聚物(12/50/30/8)、丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸异丁酯/丙烯酸共聚物(93/2/5)、甲基丙烯酸甲酯/甲氧基丙烯酸乙酯/甲基丙烯酸苄酯/丙烯酸共聚物(44/15/35/6)、苯乙烯/丙烯酸丁酯/丙烯酸共聚物(62/35/3)、甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸苯氧乙酯/丙烯酸共聚物(45/51/4)、甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸异冰片酯/甲基丙烯酸共聚物(20/72/8)、甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸异冰片酯/甲基丙烯酸共聚物(40/52/8)、甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸异冰片酯/甲基丙烯酸共聚物(48/42/10)、甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸异冰片酯/甲基丙烯酸二环戊酯/甲基丙烯酸共聚物(20/62/10/8)、甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸二环戊酯/甲基丙烯酸共聚物(20/72/8)等。
另外,括号内表示共聚成分的质量比。
并且,作为树脂粒子中的树脂的具体例,还可举出在上述各共聚物中羧基的至少一部分被中和的树脂。
(酸值)
作为树脂粒子中的树脂的酸值,从分散稳定性、图像记录时的凝聚性等观点考虑,优选为25mgKOH/g~100mgKOH/g,更优选为30mgKOH/g~90mgKOH/g,进一步优选为35mgKOH/g~80mgKOH/g。
酸值能够利用JIS规格(JISK0070:1992)中记载的方法来测定。
(体积平均粒径)
作为树脂粒子的体积平均粒径,从提高油墨的喷出性的观点考虑,优选为1μm以下,更优选为125nm以下,进一步优选为100nm以下。
并且,作为树脂粒子的体积平均粒径,从油墨的稳定性的观点考虑,优选为5nm以上,更优选为10nm以上。
关于树脂粒子的体积平均粒径及粒径分布,能够使用NANOTRAC粒度分布测定装置并通过动态光散射法来进行测定。
作为NANOTRAC粒度分布测定装置,例如,能够使用Nikkiso Co.,Ltd.的UPA-EX150。
并且,关于树脂粒子的粒径分布,并没有特别限制,可以是具有广粒径分布的树脂粒子或具有单分散的粒径分布的树脂粒子中的任一种。并且,可以混合使用2种以上的树脂粒子。
(重均分子量)
作为树脂粒子中的树脂的重均分子量,优选为5000以上,更优选为10000以上。
并且,树脂粒子中的树脂的重均分子量优选为300000以下,更优选为100000以下。
在本发明中,数均分子量及重均分子量是通过凝胶渗透色谱法(GPC:GelPermeation Chromatography)测定的值。
具体而言,作为测定装置,使用HLC-8220GPC(Tosoh Corporation制),作为管柱,使用TSKgel、Super Multipore HZ-H(4.6mmID×15cm,Tosoh Corporation)这3根,作为洗脱液,使用THF(四氢呋喃)来进行GPC。并且,作为测定条件,将试样浓度设为0.45质量%、流速设为0.35ml/min,将样品注入量设为10μl,将测定温度设为40℃,使用示差折射率(RI)检测器。并且,校准曲线由Tosoh Corporation的“标准试样TSK标准,聚苯乙烯”:“F-40”、“F-20”、“F-4”、“F-1”、“A-5000”、“A-2500”、“A-1000”及“正丙苯”这8个样品来制作。
(玻璃化转变温度)
从耐磨性及油墨的稳定性的观点考虑,树脂粒子中的树脂的玻璃化转变温度(Tg)优选为30℃~230℃,更优选70℃~230℃。
Tg是利用差示扫描量热计(DSC)EXSTAR6220(SII NanoTechnology Inc.制),在常规测定条件下测定的值。
然而,在很难通过树脂的分解等来测定时,适用通过下述计算式算出的计算Tg。计算Tg通过下述数式(a)计算。
1/Tg=∑(Xi/Tgi)……数式(a)
其中,将成为计算对象的聚合物设为i=1至n的n种单体成分共聚。Xi是第i个单体的质量分率(∑Xi=1),Tgi是第i个单体的均聚物的玻璃化转变温度(绝对温度)。然而,∑取i=1至n之和。另外,各单体的均聚物玻璃化转变温度的值(Tgi)采用Polymer Handbook(第三版)(J.Brandrup,E.H.Immergut著(Wiley-Interscience,1989))的值。
(含量)
本发明的油墨可以单独含有1种树脂粒子,也可以含有2种以上。
从提高耐磨性、油墨的稳定性及油墨的喷出性的观点考虑,相对于本发明的油墨总量的树脂粒子的含量优选为1质量%以上且20质量%以下,更优选为2质量%以上且12质量%以下,优选为3质量%以上且10质量%以下。
并且,从提高耐光性的观点考虑,相对于特定红外线吸收材料与树脂粒子的合计含量的树脂粒子的含量优选为60质量%以上且96质量%以下。
<着色剂>
本发明的油墨可以含有至少1种着色剂(例如,颜料、染料等)。作为着色剂,并没有特别限制,能够使用在喷墨油墨领域中公知的着色剂。
本发明的油墨含有着色剂时,通过本发明的油墨,能够形成具有可见性(即,能够视觉辨认)的着色图像。
相关方式的油墨由于在加热赋予到基材上的油墨而形成上述着色图像时,能够通过红外线照射而有效加热,因此具有耐磨性优异的优点。
作为着色剂,可举出颜料及染料,但从耐候性、颜色再现性等观点考虑,优选颜料,更优选有机颜料或无机颜料。
作为有机颜料,例如可举出偶氮颜料、多环式颜料、染料螯合物、硝基颜料、亚硝基颜料、苯胺黑等。其中,更优选偶氮颜料、多环式颜料等。
作为无机颜料,例如可举出氧化钛、氧化铁、碳酸钙、硫酸钡、氢氧化铝、钡黄、镉红、铬黄、炭黑等。
作为着色剂,可以优选举出日本特开2009-241586号公报的0096~0100段中记载的着色剂。
本发明的油墨为着色图像形成用油墨时,着色剂的含量相对于油墨的总量,优选为1质量%~20质量%,更优选为1质量%~15质量%,进一步优选为1质量%~10质量%。
另一方面,本发明的油墨为用于形成具有不可见性(即,不易视觉辨认的性质)的红外线吸收图像的油墨时,从红外线吸收图像的不可见性的观点考虑,优选本发明的油墨实质上不含有着色剂。
此时,具体而言,本发明的油墨不含有着色剂,或含有着色剂时,着色剂的含量相对于油墨的总量,优选小于0.1质量%(更优选为0.05质量%以下)。
(分散剂)
本发明的油墨含有着色剂时,本发明的油墨可以进一步含有用于分散上述着色剂的分散剂。
作为分散剂,可以是聚合物分散剂或低分子的表面活性剂型分散剂中的任一种。并且,聚合物分散剂可以是水溶性分散剂或非水溶性分散剂中的任一种。
作为分散剂,例如可以优选举出日本特开2016-145312号公报的0080~0096段中记载的分散剂。
作为着色剂(p)与分散剂(s)的混合质量比(p∶s),优选1∶0.06~1∶3的范围,更优选1∶0.125~1∶2的范围,进一步优选1∶0.125~1∶1.5。
<水溶性高分子化合物>
从进一步提高油墨中及红外线吸收图像中的特定红外线吸收材料的缔合形成性的观点考虑,本发明的油墨可以含有至少1种水溶性高分子化合物。
作为水溶性高分子化合物,并没有特别限定,可举出日本特开2010-188661号公报的0021~0022段中记载的天然亲水性高分子化合物、合成系亲水性高分子化合物。
作为水溶性高分子化合物,能够使用聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯甲基醚等乙烯基系高分子、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸或其碱金属盐、水溶性苯乙烯丙烯酸树脂等丙烯酸系树脂、水溶性苯乙烯马来酸树脂、水溶性乙烯基萘丙烯酸树脂、水溶性乙烯基萘马来酸树脂、聚乙烯吡咯烷酮/聚乙烯醇/β-萘磺酸福尔马林缩合物的碱金属盐、在侧链上具有季铵或氨基等阳离子性官能团的盐的高分子化合物;作为后述两性化合物的水溶性高分子化合物(尤其优选为明胶);等。
其中,优选聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、羟丙基甲基纤维素等公知的水溶性高分子化合物等。
并且,还优选作为后述两性化合物的水溶性高分子化合物(尤其优选为明胶)。
水溶性高分子化合物的重均分子量并没有特别限定,例如能够设为5000~100000,优选为10000~80000,更优选为10000~50000。
本发明的油墨含有水溶性高分子化合物时,水溶性高分子化合物的含量相对于油墨的总量,优选0.1质量%~10质量%,更优选0.1质量%~4质量%,进一步优选0.1质量%~2质量%,进一步优选0.1质量%~1质量%。
<表面活性剂>
从进一步提高油墨中及红外线吸收图像中的特定红外线吸收材料的缔合形成性的观点考虑,本发明的油墨可以含有至少1种表面活性剂。
作为表面活性剂,能够有效地使用具有在分子内兼具亲水部和疏水部的结构的化合物,能够使用阴离子性表面活性剂、阳离子性表面活性剂、两性表面活性剂、非离子性表面活性剂及甜菜碱系表面活性剂中的任一个。
作为表面活性剂,从油墨的喷射干扰抑制的观点考虑,优选阴离子性表面活性剂或非离子性表面活性剂,更优选非离子性表面活性剂,其中更优选乙炔二醇衍生物(乙炔二醇系表面活性剂)。
作为乙炔二醇系表面活性剂,例如能够举出2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4,7-二醇及2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4,7-二醇的环氧烷加成物等,优选为从这些中选择的至少1种。
作为乙炔二醇系表面活性剂的市售品,能够举出Nissin Chemical IndustryCO.,Ltd.制Surfynol 104PG等Surfynol系列、Nissin Chemical Industry CO.,Ltd.制OLFINE E1010等E系列。
作为除了乙炔二醇系表面活性剂以外的表面活性剂,优选氟系表面活性剂。作为氟系表面活性剂,可举出阴离子系表面活性剂、非离子系表面活性剂及甜菜碱系表面活性剂,其中更优选阴离子系表面活性剂。作为阴离子系表面活性剂的例子,可举出CapstoneFS-63、Capstone FS-61(Dupont公司制)、Ftergent 100、Ftergent 110、Ftergent 150(Neos公司制)、CHEMGUARD S-760P(Chemguard Inc.制)等。
<水溶性有机化合物X1>
从进一步提高油墨中及红外线吸收图像中的特定红外线吸收材料的缔合形成性的观点考虑,本发明的油墨可以含有至少1种熔点为50℃以上且分子量小于3000的水溶性有机化合物X1。
水溶性有机化合物X1的熔点为50℃以上。
水溶性有机化合物X1在这方面有别于上述水溶性有机溶剂。
水溶性有机化合物X1由于具有水溶性,因此在油墨中被溶解。由此,能够将油墨的粘度调整为适于喷头的范围,或者帮助抑制喷嘴附近的干燥固化而改善喷出性。
水溶性有机化合物X1的分子量小于3000。
水溶性有机化合物X1具有分子量分布时,上述分子量是指数均分子量。数均分子量是指通过GPC测定的值。GPC的详细条件如上所述。
水溶性有机化合物X1的分子量小于3000有助于提高油墨的喷出性。并且,通过水溶性有机化合物X1的分子量小于3000,油墨中的J缔合物形成或分散性不易受到阻碍。因此,水溶性有机化合物X1的分子量小于3000还有助于提高图像的红外线吸收性。
水溶性有机化合物X1的分子量优选为400以下,更优选为200以下,进一步优选为100以下。
水溶性有机化合物X1的分子量的下限例如为50。
作为水溶性有机化合物X1,只要为满足具有水溶性、熔点为50℃以上及分子量小于3000的化合物,则其他并没有特别限制。
作为水溶性有机化合物X1,例如,可举出熔点为50℃以上的多元醇、脲、脲衍生物、糖类、糖类的衍生物、透明质酸类等。
作为熔点50℃以上的多元醇,可举出三羟甲基丙烷、木糖醇、山梨糖醇等。
作为脲衍生物,可举出通过取代基取代脲的结构中的直接与氮原子键合的氢原子的化合物、硫脲、通过取代基取代脲的结构中的直接与氮原子键合的氢原子的化合物等。
作为脲衍生物的具体例,可举出N,N-二甲基脲、硫脲、亚乙基脲、羟乙基脲、羟丁基脲、亚乙基硫脲、二乙基硫脲、苯基脲、苄基脲、N-乙基-N’-苯基脲、乙氧基苯基脲、N,N’-二苯基脲、N,N-二苯基脲、四苯基脲、N苯甲酰基脲等。
作为糖类,可举出单糖类、二糖类、低聚糖类(包括三糖类及四糖类)及多糖类。
作为糖类,具体而言,可举出葡萄糖、甘露糖、果糖、核糖、木糖、阿拉伯糖、半乳糖、醛糖酸、葡萄糖醇(山梨糖醇)、麦芽糖、纤维二糖、乳糖、蔗糖、海藻糖、麦芽三糖等。
其中,多糖类是指广义上的糖,包括藻酸、α-环糊精、纤维素等在自然界广泛存在的物质。
作为糖类的衍生物,可举出糖类的还原糖(例如,糖醇)、氧化糖(例如,醛糖酸、糖醛酸、氨基酸、硫糖等)。
作为糖醇,可举出麦芽糖醇、山梨糖醇、木糖醇等。
作为透明质酸类,可举出透明质酸盐。
在油墨中含有透明质酸盐时,作为原材料,可以使用透明质酸钠1%水溶液(分子量350000)的市售品。
水溶性有机化合物X1优选包含脲及三羟甲基丙烷中的至少一种。由此,红外线吸收材料的耐磨性及红外线吸收性进一步提高。
水溶性有机化合物X1包含脲及三羟甲基丙烷中的至少一种时,脲及三羟甲基丙烷的总含量相对于油墨中含有的所有水溶性有机化合物X1的总含量,优选为30质量%~100质量%,更优选为50质量%~100质量%,进一步优选为60质量%~100质量%,进一步优选为80质量%~100质量%。
相对于油墨的总量的水溶性有机化合物X1的含量(含有2种以上时为总含量)优选为1质量%以上且8质量%以下。
水溶性有机化合物X1的含量为1质量%以上时,发挥基于水溶性有机化合物X1的效果(即,提高油墨的喷出性)。水溶性有机化合物X1的含量优选为2质量%以上,更优选为3质量%以上。
水溶性有机化合物X1的含量为8质量%以下时,能够保持油墨的溶剂的高极性,因此有利于在油墨中形成J缔合物。因此,水溶性有机化合物X1的含量为8质量%以下有助于提高图像的红外线吸收性。水溶性有机化合物X1的含量优选为6质量%以下。
<其他成分>
作为油墨中的其他成分,可举出防褪色剂、乳化稳定剂、渗透促进剂、紫外线吸收剂、防腐剂、防霉剂、pH调节剂、表面张力调节剂、消泡剂、粘度调节剂、分散剂、分散稳定剂、防锈剂、螯合剂等添加剂。关于上述各成分,能够使用日本特开2008-144004号公报的0044~0050段中记载的化合物。
<油墨的表面张力>
关于本发明的油墨,作为油墨在25℃下的表面张力,优选为60mN/m以下,更优选为20mN/m~50mN/m,进一步优选为25mN/m~45mN/m。若油墨的表面张力在范围内,则可以抑制基材中的卷曲的发生而有利。表面张力利用Automatic Surface Tensiometer CBVP-Z(Kyowa Interface Science Co.,Ltd.制),通过平板法测定。
本发明的油墨在25℃下的表面张力是指使用表面张力测定装置(例如,AutomaticSurface Tensiometer CBVP-Z(Kyowa Interface Science Co.,Ltd.制)),在25℃的条件下,通过平板法测定的值。
<粘度>
作为本发明的油墨的粘度,优选0.5mPa·s~30mPa·s,更优选2mPa·s~20mPa·s,优选为2mPa·s~15mPa·s,进一步优选为2mPa·s~10mPa·s。
上述粘度利用粘度计(例如,VISCOMETER TV-22(TOKI SANGYO CO.LTD制)),在30℃的条件下测定。
<极大吸收波长>
本发明的油墨在作为干燥物时的极大吸收波长优选存在于700nm~1200nm范围内。
从所获得的记录物的不可见性的观点考虑,上述极大吸收波长更优选存在于710nm~1200nm的范围内,进一步优选存在于760nm~1200nm的范围内,尤其优选存在于800nm~1200nm的范围内。
通过作为干燥物时的极大吸收波长存在于700nm~1200nm范围内,所获得的红外线吸收图像的不可见性及基于使用红外光的检测器的读取性更优异。
在本发明中,油墨的干燥物如下获得:将油墨在OK涂布纸(Oji Paper Co.,Ltd.制)上,在7~10pL、600dpi的条件下,以1~100%的网点百分比印相,并用100℃的暖风进行了1分钟加热干燥。
通过利用具备150mmφ大型积分球附属装置LISR-3100(Shimadzu Corporation制)的分光光度计UV-3100PC(Shimadzu Corporation制)测定反射光谱来求出作为干燥物时的极大吸收波长。
从所获得红外线吸收图像的不可见性及读取性的观点考虑,优选本发明的油墨在作为干燥物时的400nm~1200nm范围内的最大吸收波长存在于700nm~1200nm范围内。
通过与上述作为干燥物时的极大吸收波长的测定相同的方法,在400nm~1200nm范围内测定光学浓度,由此能够测定上述最大吸收波长的值。
通过使用具备150mmφ大型积分球附属装置LISR-3100(Shimadzu Corporation制)的分光光度计UV-3100PC(Shimadzu Corporation制)进行光学浓度的测定。
<J缔合物>
从所获得的红外线吸收图像的不可见性的观点考虑,本发明的油墨优选在干燥物中,由式(1)表示的红外线吸收材料的至少一部分形成J缔合物。
通常,将在特定的空间配置中化合物彼此通过共价键、配位键合、分子间力(例如,氢键、范德华力、库仑力等)等键合力而被固定的状态称为缔合(或凝聚)状态。从缔合物的吸收波长的观点考虑,相对于单体吸收,将吸收转向短波长的缔合物称为H缔合物(尤其将二聚体称为dimer),转向长波长的缔合物称为J缔合物。
处于J缔合状态的特定红外线吸收材料由于形成所谓的J波段,因此显示出锐利的吸收光谱峰。关于特定红外线吸收材料的缔合和J波段,在文献(例如,PhotographicScience and Engineering Vol 18,No 323-335(1974))中有详细记载。
J缔合状态的特定红外线吸收材料的极大吸收波长比溶液状态的特定红外线吸收材料的极大吸收波长更向长波侧移动。因此,特定红外线吸收材料是J缔合状态还是非缔合状态,能够通过测定400nm~1200nm处的极大吸收波长来判定。
在本发明中,上述作为干燥物时的700nm~1200nm范围内的极大吸收波长与将油墨中包含的特定红外线吸收材料溶解于N,N-二甲基甲酰胺(DMF)的溶解液的极大吸收波长之差为30nm以上时,判定为干燥物中的特定红外线吸收材料形成有J缔合物。
从提高所获得的红外线吸收图像的不可见性的观点考虑,上述差优选为50nm以上,更优选为70nm以上,进一步优选为100nm以上。
并且,特定红外线吸收材料可以在油墨中形成J缔合物,也可以在成为液滴到达基材上的过程中或到达基材上之后,在红外线吸收图像中形成J缔合物而不在油墨中形成J缔合物。
而且,无需所有特定红外线吸收材料均在基材上形成J缔合物,形成J缔合物的特定红外线吸收材料和分子分散状态的特定红外线吸收材料也可以混合存在。
如上所述,本发明的油墨中的特定红外线吸收材料的至少一部分优选形成J缔合物。由此,红外线吸收图像中的特定红外线吸收材料的缔合形成性进一步提高。
特定红外线吸收材料优选仅在溶解于水中时形成缔合物,但为了促进油墨中或红外线吸收图像中的缔合物的形成,可以在油墨中含有两性化合物(也包括在上述水溶性高分子化合物范围的明胶、低分子胶原蛋白、寡肽、聚丙烯酸(TOAGOSEI CO.,LTD.制JURYMERET410等)等高分子化合物或氨基酸等);
盐(例如,氯化钡、氯化锶、氯化钙、氯化镁等碱土类金属盐、氯化钾、氯化钠等碱金属盐、氯化镁等13族金属盐、乙酸铵等有机盐、甜菜碱等包含有机分子内盐、有机聚阳离子或聚阴离子的盐);
酸(盐酸、硫酸等无机酸、乙酸、对甲苯磺酸、柠檬酸等有机酸);
碳酸钾、氢氧化钠等无机碱;
三烷基胺、吡啶等有机碱;等。
这些成分可以仅含有1种,也可以含有2种以上。
在上述成分中,优选两性化合物,更优选明胶。
上述两性化合物的含量相对于油墨的总量,优选10ppm~50000ppm(5质量%),更优选30ppm~20000ppm(2质量%)。
上述盐的含量相对于油墨的总量,优选10ppm~50000ppm(5质量%),更优选30ppm~20000ppm(2质量%)。
上述酸及碱的各自的含量相对于油墨的总量,优选10ppm~50000ppm(5质量%),更优选30ppm~20000ppm(2质量%)。
在本发明中,ppm是指质量基准的ppm(即,质量ppm)。
<2价碱金属元素及3价13族金属元素>
本发明的油墨中,相对于油墨的总量,优选含有10ppm~50000ppm含量的2价碱土类金属元素及3价13族金属元素的中的至少1种。
作为2价碱土类金属,可举出镁、钙、锶、钡、镭。
作为3价13族金属元素,可举出铝、镓、铟、铊。
上述2价碱土类金属元素或上述3价13族金属元素分别优选为源自上述碱土类金属盐或上述13族金属盐的元素。
从油墨的分散稳定性及喷出性的观点考虑,上述2价碱金属元素及上述3价13族金属元素的含量相对于油墨的总量,优选10ppm~50000ppm(5质量%),更优选10ppm~10000ppm(1质量%),进一步优选10ppm~1000ppm(0.1质量%),尤其优选10ppm~100ppm(0.01质量%)。
并且,作为与特定红外线吸收材料的摩尔比,上述2价碱金属元素或上述3价13族金属元素的含量优选0.01当量以上且1当量以下,更优选0.1当量以上且0.8当量以下,更进一步优选0.15当量以上且0.6当量以下。
上述2价碱金属元素或上述3价13族金属元素的含量与特定红外线吸收材料的摩尔比为0.01当量是指2价碱金属元素或上述3价13族金属元素的摩尔量/特定红外线吸收材料的摩尔量为0.01。
上述2价碱金属元素及上述3价13族金属元素可以单独含有1种,也可以含有2种以上。
含有2种以上的2价碱金属元素及上述3价13族金属元素时,上述含量为2种以上的合计含量。
利用等离子体发光分光发生装置(OPTIMA 7300DV Perkin Elmer公司制)对用N-甲基吡咯烷酮稀释油墨且使特定红外线吸收材料完全溶解的溶液进行分析,由此定量上述含量。
推测若2价碱金属元素及上述3价13族金属元素的含量在上述范围内,则通过2价或3价金属离子与带负电荷的多个特定红外线吸收材料键合并在特定红外线吸收材料之间局部形成桥接结构,由此油墨的分散稳定性进一步提高。
并且,推测若2价碱金属元素及上述3价13族金属元素的含量在上述范围内,则上述桥接结构的形成量变得适当,可抑制特定红外线吸收材料彼此过度凝聚,因此油墨的喷出性得到维持。
<油墨的制造方法>
作为本发明的油墨的制造方法,并没有特别限定,能够通过公知的油墨的制造方法(制备方法)制造(制备)。
例如,能够通过日本特开平5-148436号、日本特开平5-295312号、日本特开平7-97541号、日本特开平7-82515号、日本特开平7-118584号、日本特开平11-286637号或日本特开平11-286637号的各公报中记载的油墨的制造方法来制造。
并且,本发明的油墨的制造方法的优选方式是包括将特定红外线吸收材料分散或溶解于水中而获得包含特定红外线吸收材料及水的组合物的工序及将所获得的组合物与油墨的其他成分混合的工序的方式。
-获得组合物的工序-
获得组合物的工序是将特定红外线吸收材料分散或溶解于水中而获得包含特定红外线吸收材料及水的组合物的工序。
上述组合物中的特定红外线吸收材料的含量相对于组合物的总质量,优选为0.1质量%~10质量%,更优选为0.1质量%~5质量%。
并且,在制备上述组合物时,为了提高分散性、缔合形成,可以进一步含有成为表面活性剂、分散剂的水溶性高分子化合物、以上述两性化合物为首的离子性化合物。
作为表面活性剂,可举出上述油墨中含有的表面活性剂。
上述水分散物中的表面活性剂、分散剂、离子性化合物的含量相对于水分散物的总质量优选为0.1质量%~5质量%。
作为分散或溶解方法,能够没有特别限制地使用公知的分散、混合方法,作为一例,可举出基于Three-one-motor搅拌器或溶解器的搅拌或使用珠子等介质的介质分散、利用超声波的分散方法等。
-混合工序-
混合工序是将在获得上述组合物的工序中获得的组合物与油墨的其他成分(例如,水、分散剂、树脂粒子、表面活性剂、分散剂等)混合的工序。
通过混合工序,可获得本发明的油墨。
可以在混合工序之后,对所获得的混合后的液体进行过滤器过滤,由此作为本发明的油墨。
在混合工序中,相对于油墨的总量,优选将上述特定红外线吸收材料的含量设为0.1质量%~5质量%,进一步优选设为0.2质量%~3质量%。
作为混合工序中的混合方法,能够没有特别限制地使用公知的混合方法,作为一例,可举出将各成分在容器中搅拌的方法。
〔红外线吸收图像形成方法〕
本发明的红外线吸收图像形成方法包括通过喷墨法在基材上赋予上述本发明的油墨而形成红外线吸收图像的工序(以下,还称为“红外线吸收图像形成工序”)。
本发明的红外线吸收图像形成方法也可以根据需要包括其他工序。
<基材>
作为形成红外线吸收图像的基材,只要是能够形成红外线吸收图像的基材,则并没有特别限制,可举出纸、布、木材、金属板、塑料膜等。
作为纸,并没有特别限制,能够没有特别限制地使用用于一般的胶版印刷等的所谓优质纸、涂布纸、铜板纸等以纤维素为主体的一般印刷用纸或喷墨记录用纸等。
并且,作为基材,还能够使用非渗透性基材。将非渗透性基材用作基材时,从图像形成性的观点考虑,优选包括后述将处理液赋予到基材的工序。
在本发明中使用的非渗透性基材的“非渗透性”是指油墨中包含的水的吸收少或不吸收,具体而言,是指水的吸收量为10.0g/m2以下的性质。
作为在本发明中使用的非渗透性基材,并没有特别限定,可举出片状基材、膜状基材等。
从印刷物的生产性的观点考虑,在本发明中使用的非渗透性基材优选为通过卷取片状或膜状非渗透性基材而能够形成卷的非渗透性基材。
作为非渗透性基材,例如,可举出金属(例如,铝箔等)、塑料膜(例如,聚氯乙烯树脂、二乙酸纤维素、三乙酸纤维素、丙酸纤维素、丁酸纤维素、乙酸丁酸纤维素、硝酸纤维素、聚对苯二甲酸乙二酯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚乙烯醇缩醛等)、塑料、玻璃等。
其中,优选包含聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚丙烯等热塑性树脂的基材。
非渗透性基材可以实施有表面处理。
作为表面处理,可举出电晕处理等离子体处理、火焰处理、热处理、磨损处理、光照射处理(UV处理)、火焰处理等,但并不限定于这些。例如,若在赋予油墨记录图像之前,预先对非渗透性基材的表面实施电晕处理,则非渗透性基材的表面能增大,并促进非渗透性基材的表面的润湿及油墨对非渗透性基材的粘附。电晕处理例如能够使用Corona Master(Shinko Electric&Instrumentation Co.,Ltd.制造,PS-10S)等来进行。电晕处理的条件根据非渗透性基材的种类、油墨的组成等情况适当选择即可。例如,可以设为下述处理条件。
·处理电压:10~15.6kV
·处理速度:30~100mm/s
并且,在上述基材上,可以通过喷墨法或其他公知的方法形成有可见图像。
上述可见图像可以是在后述形成可见图像的工序中形成的可见图像,也可以使用在本发明的红外线吸收图像形成方法中形成了可见图像的基材。
<红外线吸收图像形成工序>
红外线吸收图像形成工序是通过喷墨法在基材上赋予上述本发明的油墨而形成红外线吸收图像的工序。
根据本工序,能够在基材上选择性地赋予油墨,由此能够形成预期的红外线吸收图像。
(红外线吸收图像)
作为本工序中形成的红外线吸收图像,并没有特别限制,可以是由单一的图案(例如,点图案、线图案、实心图案等)组成的红外线吸收图像,优选由多个要素图案(例如,点图案、线图案等)组成的红外线吸收图像换言之作为多个要素图案的集合的红外线吸收图像。
点图案的直径优选25μm~70μm,更优选30μm~60μm。
红外线吸收图像的极大吸收波长优选存在于700nm~1200nm范围内,更优选存在于710hm~1200nm范围内,进一步优选存在于760nm~1200nm范围内,尤其优选存在于800nm~1200nm范围内。
上述极大吸收波长通过与测定本发明的油墨在作为干燥物时的极大吸收波长的方法相同的方法测定。
并且,从红外线吸收图像的不可见性及基于红外线的读取性的观点考虑,在红外线吸收图像中,在400nm~1200nm范围内的最大吸收波长优选存在于700nm~1200nm范围内。
上述最大吸收波长通过与测定将本发明的油墨作为干燥物时的最大吸收波长的方法相同的方法测定。
从红外线吸收图像的不可见性的观点考虑,在本发明的记录物中的红外线吸收图像中,450nm处的光学浓度(OD)优选为极大吸收波长处的光学浓度的1/7以下。上述光学浓度更优选为极大吸收波长处的光学浓度的1/8以下,更优选为极大吸收波长处的光学浓度的1/9以下。
并且,从读取性的观点考虑,上述红外线吸收图像的极大吸收波长处的光学浓度优选为0.1以上,更优选为0.3以上,进一步优选为0.5以上。
上述光学浓度通过与测定将本发明的油墨作为干燥物时的光学浓度的方法相同的方法测定。
在红外线吸收图像中,特定红外线吸收材料的每单位面积的含量优选为0.0001g/m2~1.0g/m2,更优选为0.0001g/m2~0.5g/m2
红外线吸收图像形成工序中的喷墨法的方式并没有特别限定,例如可以为利用静电诱导力使油墨喷出的电荷控制方式、利用压电元件的振动压力的按需喷墨方式(压力脉冲方式)、将电信号变更为声束来照射油墨,并利用放射压来使油墨喷出的声学喷墨方式及对油墨进行加热而形成气泡,并利用所产生的压力的热喷墨(Bubble Jet(注册商标))方式等任一公知的方式。
作为喷墨法,尤其能够有效地利用如下喷墨法:利用日本特开昭54-59936号公报中记载的方法,使受到热能量作用的油墨产生急剧的体积变化,通过由该状态变化而产生的作用力从喷嘴喷出油墨。
并且,关于喷墨法,还能够参考日本特开2003-306623号公报的0093~0105段中记载的方法。
作为用于喷墨法的喷墨头,可举出使用短小的列式喷头,使喷头向基材的宽度方向扫描的同时进行记录的往复方式和使用在对应于基材一边的整个区域排列有记录元件的行式喷头的行方式。
在行方式中,通过在与记录元件的排列方向交叉的方向上扫描基材,能够在基材的整个面进行图案形成,不需要扫描短小喷头的滑架等传送系统。
并且,不需要对滑架的移动和基材进行复杂的扫描控制,仅基材移动,因此与往复方式相比能够实现记录速度的高速化。
本实施方式的图像形成方法能够适用于这些中的任一种,优选行方式。
作为从喷墨头喷出的油墨的液滴量,从获得高精细的图案的观点来看,优选1pL(皮升,以下相同。)~20pL,更优选1.5pL~10pL。
在本工序中形成的红外线吸收图像中的、特定红外线吸收材料的每单位面积的赋予量优选为0.0001g/m2~1.0g/m2,更优选为0.0001g/m2~0.5g/m2
本工序(红外线吸收图像形成工序)可以包括加热在基材上赋予的油墨的工序。
即,红外线吸收图像形成工序可以为如下工序:通过喷墨法在基材上赋予本发明的油墨并加热所赋予的油墨,由此形成红外线吸收图像。
认为红外线吸收图像形成工序包括上述加热工序时,在红外线吸收图像中,更有效地形成基于树脂粒子的覆膜。由此,红外线吸收图像的耐磨性进一步提高。
作为用于对基材上的油墨进行加热的机构,可举出加热器等公知的加热机构、干燥器等公知的送风机构及将这些组合而成的机构。
作为用于进行油墨的加热的方法,例如,可举出用加热器等,从基材的与图像形成面相反的一侧加热的方法、对基材的图像形成面吹送暖风或热风的方法、用红外线加热器,从基材的图像形成面或与图像形成面相反的一侧加热的方法及将这些中的多个组合而成的方法等。
加热基材上的油墨时的加热温度优选60℃以上,更优选65℃以上,尤其优选70℃以上。
加热温度的上限并没有特别限制,作为上限,例如优选150℃以下。
加热基材上的油墨时的加热时间并没有特别限制,优选1秒~300秒,更优选1秒~30秒。
<将处理液赋予到基材的工序(处理液赋予工序)>
本发明的红外线吸收图像形成方法可以在红外线吸收图像形成工序之前包括在基材上赋予含有凝聚剂的处理液的工序(以下,还称为“处理液赋予工序”)。
处理液的优选方式将在下面进行说明。
本发明的红外线吸收图像形成方法包括处理液赋予工序时,在上述红外线吸收图像形成工序中,在基材上的赋予了处理液的区域上的至少一部分赋予油墨而形成红外线吸收图像。
本发明的红外线吸收图像形成方法包括处理液赋予工序时,在红外线吸收图像形成工序中,能够使油墨中的成分凝聚,因此能够形成画质更优异的红外线吸收图像。
在将非渗透性基材用作基材时的本发明的红外线吸收图像形成方法包括处理液赋予工序时,能够进一步抑制红外线吸收图像的渗色。
并且,本发明的红外线吸收图像形成方法包括处理液赋予工序在提高红外线吸收图像中的特定红外线吸收材料的缔合形成性方面也有利。
对基材的处理液的赋予,能够适用涂布法、喷墨法、浸渍法等公知的方法进行。
作为涂布法,可举出使用棒涂布机(例如线棒涂布机)、挤出模涂布机、气刀涂布机、刮刀涂布机、棒式涂布机、刮刀式涂布机、挤压涂布机、反转辊式涂布机、凹板涂布机、柔版涂布机等的公知的涂布法。
关于喷墨法的详细内容,与可适用于上述红外线吸收图像形成工序的喷墨法相同。
在处理液赋予工序中,优选通过喷墨法在基材上,以图案图像状赋予处理液。
并且,在处理液赋予工序中,可以在赋予处理液之前加热基材。
作为加热温度,基材的温度优选设为20℃~50℃,更优选设为25℃~40℃。
在处理液赋予工序中,可以在赋予处理液之后且在上述红外线吸收图像形成工序之前加热干燥处理液。
作为用于进行处理液的加热干燥的机构,可举出加热器等公知的加热机构、干燥器等公知的送风机构及将这些组合而成的机构。
作为用于进行处理液的加热干燥的方法,例如,可举出用加热器等,从基材的与赋予了处理液的一面相反的一侧加热的方法、对基材的赋予了处理液的一面吹送暖风或热风的方法、用红外线加热器,从基材的赋予了处理液的一面或与赋予了处理液的一面相反的一侧加热的方法及将这些中的多个组合而成的方法等。
处理液的加热干燥时的加热温度优选35℃以上,更优选40℃以上。
加热温度的上限并没有特别限制,作为上限,优选100℃,更优选90℃,进一步优选70℃。
加热干燥的时间并没有特别限制,优选0.5秒~60秒,更优选0.5秒~20秒,尤其优选0.5秒~10秒。
(处理液)
-凝聚剂-
处理液含有凝聚剂。
凝聚剂优选为选自包括多价金属盐、有机酸、无机酸、阳离子性化合物及金属络合物的组中的至少1种。
关于各成分的详细内容将在下面进行说明。
通过处理液包含凝聚剂,油墨凝聚而容易获得画质优异的图像。
-有机酸-
作为有机酸,可举出具有酸性基的有机化合物。
作为酸性基,能够举出磷酸基、膦酸基、次膦酸基、硫酸基、磺酸基、亚磺酸基及羧基等。从油墨的凝聚速度的观点考虑,上述酸性基优选为磷酸基或羧基,更优选为羧基。
另外,上述酸性基的至少一部分优选在处理液中解离。
具有羧基的有机化合物优选聚丙烯酸、乙酸、乙醇酸、丙二酸、苹果酸(优选DL-苹果酸)、马来酸、抗坏血酸、琥珀酸、戊二酸、富马酸、柠檬酸、酒石酸、邻苯二甲酸、4-甲基邻苯二甲酸、乳酸、磺酸、正磷酸、吡咯烷酮羧酸、吡喃酮羧酸、吡咯羧酸、呋喃羧酸、吡啶羧酸、香豆酸、噻吩羧酸、烟酸或这些化合物的衍生物或这些的盐等。这些化合物可以使用1种,也可以同时使用2种以上。
作为具有羧基的有机化合物,从油墨的凝聚速度的观点考虑,优选2价以上的羧酸(以下,也称为多元羧酸。)。
作为多元羧酸,更优选丙二酸、苹果酸、马来酸、琥珀酸、戊二酸、富马酸、酒石酸、4-甲基邻苯二甲酸或柠檬酸,优选丙二酸、苹果酸、戊二酸、酒石酸或柠檬酸。
优选有机酸的pKa低(例如,1.0~5.0)。
由此,通过与pKa更低的有机酸性化合物接触而减少通过羧基等弱酸性官能团而分散稳定的油墨中的颜料、聚合物粒子等粒子的表面电荷,并能够降低分散稳定性。
优选处理液中包含的有机酸的pKa低,在水中的溶解度高且价数为2价以上,更优选为在pKa低于使油墨中的粒子分散稳定的官能团(例如,羧基等)的pH区域具有高缓冲能力的2价或3价酸性物质。
将有机酸用作凝聚剂时,有机酸的含量相对于处理液的总量,优选为1质量%~20质量%,更优选为2质量%~15质量%,进一步优选为5质量%~10质量%。
-无机酸-
作为无机酸,能够包含硫酸、盐酸、硝酸、磷酸等化合物。
将无机酸用作凝聚剂时,无机酸的含量相对于处理液的总量,优选为1质量%~40质量%,更优选为2质量%~30质量%,进一步优选为5质量%~20质量%。
-多价金属盐-
多价金属盐由2价以上的多价金属离子及与多价金属离子键合的阴离子构成。并且,多价金属盐优选为水溶性。
作为多价金属离子的具体例,可举出Ca2+、Cu2+、Ni2+、Mg2+、Zn2+、Ba2+等2价金属离子,Al3+、Fe3+、Cr3+等3价金属离子。作为阴离子,可举出Cl-、NO3 -、I-、Br-、ClO3 -、SO4 2-、羧酸根离子等。
作为多价金属盐,从所获得的红外线吸收图像的画质的观点考虑,优选构成为包含Ca2+或Mg2+的盐。
并且,作为多价金属盐,优选硫酸根离子(SO4 2-)、硝酸根离子(NO3 -)或羧酸根离子(RCOO-,R为碳原子数1以上的烷基)的盐。
其中,羧酸根离子优选衍生自碳原子数1~6的饱和脂肪族一元羧酸或碳原子数7~11的碳环式一元羧酸。作为碳原子数1~6的饱和脂肪族一元羧酸的优选例,可举出甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、异丁酸、戊酸、异戊酸、新戊酸、己烷酸等。尤其优选甲酸、乙酸。
将多价金属盐用作凝聚剂时,多价金属盐的含量相对于本发明的处理液的总量,优选为1质量%~40质量%,更优选为2质量%~25质量%,进一步优选为5质量%~20质量%。
-阳离子性化合物-
作为阳离子性化合物,例如,优选伯胺盐型化合物、仲胺盐型化合物或叔胺盐型化合物。作为该胺盐型化合物的例子,能够举出盐酸盐或乙酸盐等化合物(例如,月桂胺、椰子胺、硬脂胺、松脂胺等)、季铵盐型化合物(例如,月桂基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、月桂基二甲基苄基氯化铵、苄基三丁基氯化铵、苯扎氯铵等)、吡啶鎓盐型化合物(例如,氯化十六烷基吡啶鎓、溴化十六烷基吡啶鎓等)、咪唑啉型阳离子性化合物(例如,2-十七烷基-羟乙基咪唑啉等)、高级烷基胺的环氧乙烷加成物(例如,二羟基苯乙基硬脂胺等)。并且,也可以使用聚烯丙基胺类。
作为聚烯丙基胺或聚烯丙基胺衍生物,并没有特别限定,能够适当选择使用公知的物质,例如,能够举出聚烯丙基胺盐酸盐、聚烯丙基胺酰胺硫酸盐、烯丙基胺盐酸盐/二烯丙基胺盐酸盐共聚物、烯丙基胺乙酸盐/二烯丙基胺乙酸盐共聚物、烯丙基胺乙酸盐/二烯丙基胺乙酸盐共聚物、烯丙基胺盐酸盐/二甲基烯丙基胺盐酸盐共聚物、烯丙基胺/二甲基烯丙基胺共聚物、聚二烯丙基胺盐酸盐、聚甲基二烯丙基胺盐酸盐、聚甲基二烯丙基胺酰胺硫酸盐、聚甲基二烯丙基胺乙酸盐、聚二烯丙基二甲基氯化铵、二烯丙基胺乙酸盐/二氧化硫共聚物、二烯丙基甲基乙基铵乙基硫磺酸盐/二氧化硫共聚物、甲基二烯丙基胺盐酸盐/二氧化硫共聚物、二烯丙基二甲基氯化铵/二氧化硫共聚物、二烯丙基二甲基氯化铵/丙烯酰胺共聚物等。
阳离子性化合物为聚合物时,优选为水溶性聚合物。
作为此类聚烯丙基胺或聚烯丙基胺衍生物,能够使用市售品,例如,能够使用“PAA-HCL-01”、“PAA-HCL-03”、“PAA-HCL-05”、“PAA-HCL-3L”、“PAA-HCL-10L”、“PAA-H-HCL”、“PAA-SA”、“PAA-01”、“PAA-03”、“PAA-05”、“PAA-08”、“PAA-15”、“PAA-15C”、“PAA-25”、“PAA-H-10C”、“PAA-D11-HCL”、“PAA-D41-HCL”、“PAA-D19-HCL”、“PAS-21CL”、“PAS-M-1L”、“PAS-M-1”、“PAS-22SA”、“PAS-M-1A”、“PAS-H-1L”、“PAS-H-5L”、“PAS-H-10L”、“PAS-92”、“PAS-92A”、“PAS-J-81L”、“PAS-J-81”(商品名,NITTOBO MEDICAL CO.,LTD.)、“HimoNeo-600”、“Himoloc Q-101”、“Himoloc Q-311”、“Himoloc Q-501”、“Himax SC-505”、“Himax SC-505”(商品名,HYMO CORPORATION)等。
将阳离子性化合物用作凝聚剂时,阳离子性化合物的含量相对于处理液的总量,优选为1质量%~40质量%,更优选为2质量%~25质量%,进一步优选为5质量%~20质量%。
-金属络合物-
金属络合物是指配体在锆离子、钛离子、铝离子等金属离子上配位的化合物。
作为金属络合物,可以使用市售的各种金属络合物。
并且,能够形成各种有机配体,尤其金属螯合催化剂的各种多齿配体也有市售。因此,作为金属络合物,可以使用组合市售的有机配体与金属而制备的金属络合物。
作为金属络合物,例如,可举出四乙酰丙酮锆(例如,Matsumoto Fine ChemicalCo.,Ltd.的“ORGATIX ZC-150”)、单乙酰丙酮锆(例如,Matsumoto Fine Chemical Co.,Ltd.的“ORGATIX ZC-540”)、双乙酰丙酮锆(例如,Matsumoto Fine Chemical Co.,Ltd.的“ORGATIX ZC-550”)、单乙基乙酰乙酸锆(例如,Matsumoto Fine Chemical Co.,Ltd.的“ORGATIX ZC-560”)、乙酸锆(例如,Matsumoto Fine Chemical Co.,Ltd.的“ORGATIX ZC-115”)、二异丙氧基双(乙酰丙酮)钛(例如,Matsumoto Fine Chemical Co.,Ltd.的“ORGATIX TC-100”)、四乙酰丙酮钛(例如,Matsumoto Fine Chemical Co.,Ltd.的“ORGATIX TC-401”)、二辛氧基双(辛烯乙醇酸)钛(例如,Matsumoto Fine Chemical Co.,Ltd.的“ORGATIX TC-200”)、二异丙氧基双(乙基乙酰乙酸)钛(例如,Matsumoto FineChemical Co.,Ltd.的“ORGATIX TC-750”)、四乙酰丙酮锆(例如,Matsumoto FineChemical Co.,Ltd.的“ORGATIX ZC-700”)、三丁氧基单乙酰丙酮锆(例如,Matsumoto FineChemical Co.,Ltd.的“ORGATIX ZC-540”)、单丁氧基乙酰丙酮双(乙基乙酰乙酸盐)锆(例如,Matsumoto Fine Chemical Co.,Ltd.的“ORGATIX ZC-570”))、二丁氧基双(乙基乙酰乙酸盐)锆(例如,Matsumoto Fine Chemical Co.,Ltd.的“ORGATIX ZC-580”)、三乙酰丙酮铝(例如,Matsumoto Fine Chemical Co.,Ltd.的“ORGATIX AL-80”)、乳酸钛铵盐(MatsumotoFine Chemical Co.,Ltd.的“ORGATIX TC-300”)、乳酸钛(Matsumoto Fine Chemical Co.,Ltd.的“ORGATIX TC-310、315”)、三乙醇胺钛(Matsumoto Fine Chemical Co.,Ltd.的“ORGATIX TC-400”)、氯化二锆化合物(Matsumoto Fine Chemical Co.,Ltd.的“ORGATIXZC-126”)。
其中,优选乳酸钛铵盐(Matsumoto Fine Chemical Co.,Ltd.的“ORGATIX TC-300”)、乳酸钛(Matsumoto Fine Chemical Co.,Ltd.“ORGATIX TC-310、315”)、三乙醇胺钛(Matsumoto Fine Chemical Co.,Ltd.的“ORGATIX TC-400”)、氯化二锆化合物(MatsumotoFine Chemical Co.,Ltd.的“ORGATIX ZC-126”)。
-水-
处理液优选含有水。
水的含量相对于处理液的总量,优选为50质量%以上,更优选为60质量%以上,进一步优选为70质量%以上。
相对于处理液的总量的水的含量的上限根据凝聚剂等其他成分的量而适当确定。相对于处理液的总量的水的含量的上限优选为95质量%以下,更优选为90质量%以下,进一步优选为85质量%以下。
-水溶性有机溶剂-
处理液可以包含至少1种水溶性有机溶剂。
作为水溶性有机溶剂,能够没有特别限制地使用公知的水溶性有机溶剂。
作为水溶性有机溶剂,例如可举出甘油、1,2,6-己三醇、三羟甲基丙烷、乙二醇、丙二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、戊乙二醇、二丙二醇等二醇类;2-丁烯-1,4-二醇、2-乙基-1,3-己二醇、2-甲基-2,4-戊二醇、1,2-辛二醇、1,2-己二醇、1,2-戊二醇、4-甲基-1,2-戊二醇等链烷二醇等多元醇类;日本特开2011-42150号公报的0116段中记载的糖类或糖醇类、透明质酸类、碳原子数1~4的烷基醇类、二醇醚类、2-吡咯烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮等。
其中,从抑制图像的剥离的观点考虑,优选为聚亚烷基二醇或其衍生物,更优选为选自二乙二醇单烷基醚、三乙二醇单烷基醚、二丙二醇、三丙二醇单烷基醚、聚氧丙烯甘油醚及聚氧乙烯聚氧丙烯二醇中的至少1种。
处理液包含水溶性有机溶剂时,从涂布性等观点考虑,水溶性有机溶剂的含量相对于处理液的总量,优选为3质量%~20质量%,更优选为5质量%~15质量%。
-表面活性剂-
处理液可以包含至少1种表面活性剂。
表面活性剂能够用作表面张力调节剂或消泡剂。
作为表面张力调节剂或消泡剂,可举出非离子性表面活性剂、阳离子性表面活性剂、阴离子性表面活性剂、甜菜碱表面活性剂等。其中,从油墨的凝聚速度的观点考虑,优选阴离子性表面活性剂。
作为阴离子性表面活性剂,能够适当选自公知的阴离子性表面活性剂,例如,可举出硫酸酯盐、磺酸盐、磷酸盐、脂肪酸盐、福尔马林缩合物等。作为形成盐的阳离子,例如,可举出铵离子、三乙醇胺离子、金属阳离子等。这些阳离子中,更优选1价金属阳离子,尤其优选钠离子或钾离子。
作为表面活性剂,还可举出在日本特开昭59-157636号公报的第37~38页及Research Disclosure No.308119(1989年)中作为表面活性剂而举出的化合物。并且,还可举出日本特开2003-322926号、日本特开2004-325707号、日本特开2004-309806号的各公报中记载的氟(氟化烷基系)系表面活性剂或硅酮系表面活性剂等。
表面活性剂的含量只要适当调整为处理液的表面张力在后述范围内即可。
-其他添加剂-
处理液可根据需要包含除上述以外的其他成分。
作为能够在处理液中含有的其他成分,可举出固体润湿剂、胶体二氧化硅、无机盐、防褪色剂、乳化稳定剂、渗透促进剂、紫外线吸收剂、防腐剂、防霉剂、pH调节剂、粘度调节剂、防锈剂、螯合剂等公知的添加剂。
-处理液的物性-
从油墨的凝聚速度的观点考虑,优选处理液在25℃下的pH为0.1~3.5。
若处理液的pH为0.1以上,则可进一步降低基材的粗糙度,并进一步提高图像部的密合性。
若处理液的pH为3.5以下,则凝聚速度进一步提高,可进一步抑制基材上的由油墨引起的点(油墨点)的聚结,由此可进一步降低图像的粗糙度。
处理液的pH(25℃)更优选0.2~2.0。
从油墨的凝聚速度的观点考虑,作为处理液的粘度,优选0.5mPa·s~30mPa·s的范围,优选1mPa·s~20mPa·s的范围,进一步优选2mPa·s~15mPa·s的范围,更优选2mPa·s~10mPa·s的范围。
处理液的粘度利用VISCOMETER TV-22(TOKI SANGYO CO.,LTD.),在25℃的条件下测定。
作为处理液在25℃下的表面张力,优选为60mN/m以下,更优选为20mN/m~50mN/m,进一步优选为30mN/m~45mN/m。
若处理液的表面张力在范围内,则基材与处理液之间的密合性提高。
处理液的表面张力利用Automatic Surface Tensiometer CBVP-Z(KyowaInterface Science Co.,Ltd.),通过平板法测定。
<形成可见图像的工序>
本发明的红外线吸收图像形成方法可以进一步具有形成可见图像的工序。
在本发明中,可见图像是指可用肉眼辨认到的图像,优选为用除本发明的油墨以外的油墨(例如,含有着色剂的着色油墨)形成的图像。
形成可见图像的工序并没有特别限定,可举出通过基于喷墨方式的印刷、丝网印刷、凹版印刷、柔板印刷等公知的印刷方法形成图像的工序。
在本发明的红外线吸收图像形成方法中,形成可见图像的工序可以包括在形成红外线吸收图像的工序之前,也可以包括在形成红外线吸收图像的工序之后。
<形成外涂层的工序>
本发明的红外线吸收图像形成方法可以在形成红外线吸收图像的工序之后,进一步包括形成外涂层的工序。
作为形成外涂层的方法,例如,可举出将包含与本发明的油墨中包含的树脂粒子相同的树脂粒子的外涂用组合物赋予到在形成红外线吸收图像的工序中形成的图像上并加热的方法。
(外涂用组合物)
外涂用组合物优选包含与本发明的油墨中包含的树脂粒子相同的树脂粒子和/或除本发明的油墨中包含的树脂粒子以外的高分子化合物。
并且,外涂用组合物优选包含与本发明的油墨中包含的树脂粒子相同的水溶性有机溶剂、表面活性剂及水。而且,外涂用组合物优选包含防褪色剂、乳化稳定剂、渗透促进剂、紫外线吸收剂、防腐剂、防霉剂、pH调节剂、表面张力调节剂、消泡剂、粘度调节剂、分散剂、分散稳定剂、防锈剂、螯合剂等添加剂作为其他成分。
外涂用组合物中包含的这些成分的含义与本发明的油墨中包含的这些成分相同,优选方式也相同。
(外涂用组合物的赋予方法)
作为外涂用组合物的赋予方法,并没有特别限制,可举出喷雾涂布、基于涂布辊等的涂布、基于喷墨法的赋予、浸渍等方法,优选喷墨法。
基于喷墨法的外涂用组合物的赋予能够通过与上述形成红外线吸收图像的工序中的喷墨法相同的方法进行。
(加热方法)
通过加热形成于红外线吸收图像上的外涂用组合物,例如,形成基于外涂用组合物中的树脂粒子的覆膜,由此形成外涂层。在加热时,可以进行干燥。
另外,关于形成外涂层的工序中的加热方法,能够通过与对上述油墨的加热方法相同的方法进行。
<形成保护膜的工序>
本发明的红外线吸收图像形成方法可以在形成红外线吸收图像的工序之后,进一步包括形成保护膜的方法。
作为保护膜,并没有特别限定,优选为在波长700nm~波长1200nm处的红外线吸收图像的极大吸收波长处的透射率为50%以上的保护膜。
作为保护膜的材料,可举出树脂、玻璃等。
作为保护膜的形成方法,并没有特别限定,可举出将保护膜配置于红外线吸收图像上的方法、通过公知的粘附方法粘附保护膜的方法等。作为上述公知的粘附方法,例如,可举出使用粘附剂的方法、层压法等。
〔图像形成方法〕
本发明的图像形成方法包括通过上述本发明的红外线吸收图像形成方法在基材上形成红外线吸收图像的工序(以下,还称为“红外线吸收图像形成工序”)及对红外线吸收图像照射红外线而获得图像的工序(以下,还称为“红外线照射工序”)。
本发明的图像形成方法可根据需要包括其他工序。
本发明的图像形成方法中,在红外线吸收图像形成工序中形成的红外线吸收图像的特定红外线吸收材料的缔合形成性优异(换言之红外线吸收性优异)。
在本发明的图像形成方法中,将上述红外线吸收性优异的红外线吸收图像作为前体,在红外线照射工序中,对该前体照射红外线而获得图像。通过该红外线的照射,红外线吸收图像(前体)吸收红外线而产生热,通过该热,有效加热前体自身,因此可获得耐磨性优异的图像。
本发明的图像形成方法适于形成可见图像(例如着色图像)。
通过本发明的图像形成方法获得着色图像时,优选使用含有着色剂的方式的油墨作为本发明的油墨,在红外线吸收图像形成工序中形成着色图像方式的红外线吸收图像。
在红外线照射工序中,对着色图像方式的红外线吸收图像照射红外线,由此有效地加热着色图像方式的红外线吸收图像。因此,可获得耐磨性优异的着色图像。
在所获得的着色图像中,可以残留红外线吸收性(即,特定红外线吸收材料的缔合),也可以不残留红外线吸收性(即,特定红外线吸收材料的缔合)。
<红外线吸收图像形成工序>
红外线吸收图像形成工序是通过上述本发明的红外线吸收图像形成方法在基材上形成红外线吸收图像(前体)的工序。
关于红外线吸收图像形成工序,能够参考上述本发明的红外线吸收图像形成方法一项。
然而,在红外线吸收图像形成工序中,可以省略在基材上赋予油墨后的油墨的加热。
<红外线照射工序>
红外线照射工序是对红外线吸收图像(前体)照射红外线而获得图像的工序。
在本工序中,通过对红外线吸收图像(前体)照射红外线,红外线吸收图像(前体)吸收红外线,产生热。通过所产生的热,有效加热红外线吸收图像(前体)自身。
在吸收了红外线之后的前体中,可以残留红外线吸收性,也可以不残留红外线吸收性。
作为红外线,优选在700nm~1500nm的波长区域具有极大发光波长的红外线,更优选在780nm~1500nm的波长区域具有极大发光波长的红外线,进一步优选在800nm~1500nm的波长区域具有极大发光波长的红外线。
在红外线照射工序中,可以如下获得图像:不仅对红外线吸收图像(前体)照射红外线,还通过加热机构积极加热红外线吸收图像(前体)。
作为此时的加热条件,能够适用上述本发明的红外线吸收图像形成方法一项中的加热优选条件。
<其他工序>
本发明的图像形成方法可以包括其他工序。
关于其他工序,本发明的红外线吸收图像形成方法中的其他工序(形成可见图像的工序、形成外涂层的工序、形成保护膜的工序等)也能够在本发明的图像形成方法中适用。
实施例
以下,示出本发明的实施例,但本发明并不限定于以下实施例。
以下中,若没有特别说明,则“份”及“%”分别表示“质量份”及“质量%”。
以下,作为水,使用了超纯水。
〔实施例1-1〕
<油墨的制备>
将作为特定红外线吸收材料的化合物C-36添加到水中,并用珠磨机分散3小时之后,对其添加作为水溶性有机溶剂(溶剂种类X)的丙二醇及下述表面活性剂并搅拌了60分钟。用孔径5μm的过滤器对所获得的组合物进行过滤,由此获得了具有下述组成的油墨。
-油墨的组成-
·化合物C-36〔特定红外线吸收材料〕……0.5质量%
·丙二醇(FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation制)〔水溶性有机溶剂;溶剂种类X〕……20质量%
·OLFINE E1010(Nissin Chemical Industry C0.,Ltd.制)〔乙炔系表面活性剂〕……0.5质量%
·水……整体成为100质量%的剩余量
<评价>
使用上述油墨,进行了以下评价。
将结果示于表1。
(红外线吸收图像中的特定红外线吸收材料的缔合形成性)
将上述油墨填充于喷墨记录装置(FUJIFILM DMP-2831)附带的油墨墨盒中,并在600dpi×600dpi(dots per inch:每英寸点数)、滴加量为10pL的条件下,以100%的网点百分比,以实心图像状赋予到涂布纸(OK TopKote)上之后,用100℃的暖风干燥了1分钟。由此,在涂布纸上形成了红外线吸收图像(实心图像)。
针对所获得的膜,利用JASCO Corporation制的紫外可见近红外分光光度计“V-570”的积分球单元,分别测定了900nm以上的波长区域内的最低反射率α及600nm以上且小于850nm的波长区域内的最低反射率β。
求出反射率α与反射率β的比率(以下,还称为α/β比),根据所获得的α/β比,按照下述评价基准,评价了红外线吸收图像中的特定红外线吸收材料的缔合形成性。
在下述评价基准中,红外线吸收图像中的特定红外线吸收材料的缔合形成性最优异的等级为“A”。
-红外线吸收图像中的特定红外线吸收材料的缔合形成性的评价基准-
A:α/β比小于0.8。
B:α/β比为0.8以上且小于1.1。
C:α/β比为1.1以上且小于1.5。
D:α/β比为1.5以上且小于2.0。
E:αIβ比为2.0以上。
〔实施例1-2~8-7、比较例1-1~7-3〕
如表1~表3所示,变更油墨的组成,除此以外,进行了与实施例1-1相同的操作。
将结果示于表1~表3。
-表1~表3的说明-
示于各成分一栏的数值表示相对于油墨的总量的含量(质量%)。
空栏表示不含有相应的成分。
SP值的单位为MPa1/2
作为水的量的“剩余量”是指用于使油墨整体成为100质量%的剩余量。
表1~表3中的缩写及成分的详细内容如下。
·PG……丙二醇(FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation制)〔溶剂种类X〕
·DPG……二丙二醇(FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation制)
·DEGmBE……二乙二醇单丁醚(FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation制)
·E1010……OLFINE E1010(Nissin Chemical Industry CO.,Ltd.制)
〔乙炔系表面活性剂〕
·明胶……Nitta Gelatin Inc.制的明胶
Figure BDA0003283879540000631
Figure BDA0003283879540000641
Figure BDA0003283879540000651
如表1~表3所示,在使用了含有特定红外线吸收材料、水溶性有机溶剂及水且水溶性有机溶剂的含量为5质量%~45质量%,SP值27.5MPa1/2以上的溶剂种类X在水溶性有机溶剂中所占的比例为50质量%以上的油墨的各实施例(例如实施例1-1)中,红外线吸收图像中的特定红外线吸收材料的缔合形成性优异。
相对于此,在溶剂种类X在水溶性有机溶剂中所占的比例小于50质量%的各比较例(例如比较例1-1)及水溶性有机溶剂的含量超过45质量%的各比较例(例如比较例1-3)中,红外线吸收图像中的特定红外线吸收材料的缔合形成性降低。
例如,根据实施例1-1及1-2的对比可知,水溶性有机溶剂的含量为5质量%~30质量%时(实施例1-1),红外线吸收图像中的特定红外线吸收材料的缔合形成性进一步提高。
〔实施例9-1〕
<油墨的准备>
准备了实施例7-1的油墨。
<处理液的制备>
混合下述组成中的各成分,获得了具有下述组成的处理液。
-处理液的组成-
·二乙二醇单乙醚……4质量%
·三丙二醇单甲醚……4质量%
·1,2,3-丙烷三羧酸……2.6质量%
·丙二酸……7.3质量%
·苹果酸……7.3质量%
·磷酸……4.3质量%
·下述水溶性聚合物1……2.5质量%
·苯并三唑……1质量%
·阴离子性表面活性剂(十二烷基苯磺酸钠)……0.5质量%
·硅酮乳液(固体成分为15质量%)……0.1质量%
·水……整体成为100质量%的剩余量
[化学式18]
Figure BDA0003283879540000671
水溶性聚合物1
(Mw=45000)
水溶性聚合物1中的上述各结构单元的比率(各结构单元的右下的数字)为质量比。
如下合成了水溶性聚合物1。
向具备搅拌机、温度计、回流冷却管及氮气导入管的200ml三口烧瓶添加异丙醇30.0g,在氮气环境下升温至65℃。
接着,将甲基丙烯酸甲酯30.0g、丙烯酸乙酯6.5g、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸13.5g、异丙醇30g、水15g及“V-601”(FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation制聚合引发剂)2.97g((0.0129摩尔);相对于单体的总摩尔数(0.430摩尔)为3摩尔%),以等速经2小时结束了滴加。
滴加结束后搅拌2小时,之后添加“V-601”1.48g(相对于单体的总摩尔数为1.5摩尔%)及异丙醇3.0g,并进行了2小时搅拌。
用与上述2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸相等摩尔数的氢氧化钠的水溶液中和所获得的聚合物溶液,通过减压浓缩而蒸除异丙醇,并添加水直至聚合物溶液的总量成为310g,由此获得了包含16质量%水溶性聚合物1的聚合物水溶液。
所获得的水溶性聚合物的重均分子量(Mw)为45000。
<评价>
使用上述油墨及上述处理液,进行了以下评价。
(图像的不可见性的评价)
在作为基材的涂布纸(Oji Paper Co.,Ltd.制OKTopKote)上,用#0棒(MATSUOSANGYO Co.,Ltd.制)涂布了上述处理液。
将上述油墨填充于喷墨记录装置(FUJIFILM DMP-2831)附带的油墨墨盒中,并在600dpi×600dpi(dots per inch:每英寸点数)、滴加量10pL的条件下,以5%网点百分比赋予到涂布有上述处理液的涂布纸的涂布了上述处理液的面上。用100℃的暖风,对所赋予的油墨干燥1分钟,由此获得了红外线吸收图像。
目视观察所获得的红外线吸收图像,按照下述评价基准,评价了红外线吸收图像的不可见性。
其结果,不可见性的评价结果为“A”(即,图像的不可见性优异)。
-图像的不可见性的评价基准-
A:红外线吸收图像的点几乎无法视觉辨认的程度,图像的不可见性优异。
B:若注视红外线吸收图像的点,则为能够目视检测到的水平,图像的不可见性在实际应用的容许范围内。
C:能够容易检测到红外线吸收图像的点的水平,图像的不可见性差。
〔实施例9-2〕
将实施例7-1的油墨变更为实施例7-2的油墨,除此以外,进行了与实施例9-1相同的操作。
其结果,不可见性的评价结果为“A”(即,图像的不可见性优异)。
〔实施例9-3〕
未涂布处理液,使用实施例7-1的油墨在基材上直接形成点图像,除此以外,进行了与实施例9-1相同的评价。
其结果,不可见性的评价结果为“B”。
〔实施例9-4〕
未涂布处理液,使用实施例7-2的油墨在基材上直接形成点图像,除此以外,进行了与实施例9-2相同的评价。
其结果,不可见性的评价结果为“B”。
〔实施例10-1~10-7〕
对实施例1-1、2-1、3-1、4-1、5-1、6-1及7-1的各油墨添加下述树脂粒子A-1(丙烯酸系树脂粒子)的水性分散物,以使相对于油墨总量的树脂粒子A-1(固体成分)的含量成为3质量%,由此分别制作了10-1~10-7的油墨。此时,各油墨中,将除了树脂粒子A-1及水的含量以外的成分的含量调整为不变。
(树脂粒子A-1的制备)
向具备机械式搅拌机、温度计、回流冷却管及氮气导入管的2L三口烧瓶添加甲基乙基酮(540.0g),并升温至75℃。将反应容器内的温度保持在75℃的同时,将由甲基丙烯酸甲酯(108g)、甲基丙烯酸异冰片酯(388.8g)、甲基丙烯酸(43.2g)、甲基乙基酮(108g)及“V-601”(FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation制)(2.1g)组成的混合溶液,以等速经2小时结束了滴加。滴加结束后,添加由“V-601”(1.15g)和甲基乙基酮(15.0g)组成的溶液,并在75℃下搅拌了2小时。而且,添加由“V-601”(0.54g)和甲基乙基酮(15.0g)组成的溶液,并在75℃下搅拌了2小时。之后,升温至85℃,进而继续搅拌2小时,由此获得了甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸异冰片酯/甲基丙烯酸(=20/72/8[质量比])共聚物的树脂溶液。
所获得的共聚物的重均分子量(MW)为60000,酸值为54.2mgKOH/g,玻璃化转变温度为124℃。
接着,称量上述树脂溶液(588.2g),添加异丙醇(165g)和1摩尔/L的氢氧化钠水溶液(120.8ml),并将反应容器内的温度升温至80℃。接着,以20ml/min的速度滴加蒸馏水(718g),进行了水分散。之后,在大气压下,在反应容器内的温度80℃下保持2小时、在85℃下保持2小时、在90℃下保持2小时,蒸除了溶剂。而且,对反应容器内进行减压,蒸除异丙醇、甲基乙基酮及蒸馏水,由此获得了树脂粒子A-1的水性分散物(固体成分为25.0质量%)。
(图像的耐磨性)
使用上述各油墨,分别如下评价了图像的耐磨性。
将油墨填充于喷墨记录装置(FUJIFILM DMP-2831)附带的油墨墨盒中,在600dpi(dots per inch:每英寸点数)、1点10pl的条件下,在涂布纸(OK TopKote)上赋予100%网点百分比的图像之后,用100℃的暖风干燥了1分钟。
对形成于涂布纸上的图像,实施了通过缠绕涂布纸的镇纸,以55g/cm2加重,缓慢来回摩擦2次的摩擦操作,对摩擦操作后的图像进行了目视观察及IR显微镜(具有测色功能的手持式数码显微镜,HandyScope,Spectra Co-op.制,IR光源的波长为783nm)观察。根据观察结果,按照下述评价基准,评价了红外线吸收图像的耐磨性。
-图像的耐磨性的评价基准-
A:摩擦操作后,图像的表面几乎没有划痕。
B:摩擦操作后,图像的表面有些许划痕,图像被刮除而看得到基底的部位是小于整体30%的区域。
C:摩擦操作后,存在图像被刮除而看得到基底的区域,该区域相对于图像整体为30%以上。
使用了实施例10-1~10-7的油墨(含有树脂粒子)的图像的耐磨性的评价结果均为“B”。
使用实施例1-1、2-1、3-1、4-1、5-1、6-1及7-1的各油墨(不含有树脂粒子)来代替实施例10-1~10-7的油墨(含有树脂粒子),除此以外,进行了与上述相同的图像耐磨性的评价。
其结果,图像的耐磨性的评价均为“C”。
由此确认到,通过在油墨中含有树脂粒子,图像的耐磨性提高。
〔实施例11〕
对实施例6-1的油墨添加品红色颜料(C.I.颜料红122;以下,还称为“PR122”)的水分散物(下述品红色颜料分散液M1),以使相对于油墨总量的PR122的含量成为3质量%,由此制备了实施例11的油墨。此时,油墨中,将除了PR122、树脂分散剂及水的含量以外的成分的含量调整为不变。
(品红色颜料分散液M1的准备)
-水溶性聚合物分散剂Q-1的合成-
通过混合甲基丙烯酸(172.0质量份)、甲基丙烯酸苄酯(828.0质量份)及异丙醇(375.0质量份),制备了单体供应组合物。并且,通过混合2,2-偶氮双(2-甲基丁腈)(22.1质量份)及异丙醇(187.5质量份),制备了引发剂供应组合物。接着,在氮气环境下加温至80℃的异丙醇(187.5质量份)中,经2小时滴加了上述单体供应组合物及上述引发剂供应组合物的混合物。滴加结束后,进一步在80℃下保持4小时之后,冷却至25℃、冷却后,减压去除溶剂,由此获得了重均分子量为约30,000、酸值为112mgKOH/g的水溶性聚合物分散剂Q-1(水溶性聚合物)。
-品红色颜料分散液M1的制备-
将以上获得的水溶性聚合物分散剂Q-1(150.0质量份)中的甲基丙烯酸量的0.8当量用氢氧化钾水溶液进行中和之后,进一步添加离子交换水,进行调整直至水溶性聚合物分散剂浓度成为25.0质量%,由此获得了水溶性聚合物分散剂水溶液。
将该水溶性聚合物分散剂水溶液(216.0质量份)、PR122(120.0质量份)及纯水(464.0质量份)混合,用珠磨机(珠径:0.1mmφ,氧化锆珠)进行分散直至获得所期望的体积平均粒径,由此获得了颜料浓度15.0质量%的聚合物包覆品红色颜料粒子的分散液(未交联分散液DM1)。
对上述未交联分散液DM1(136.0质量份)添加Denacol EX-521(Nagase ChemteXCorporation制交联剂)(0.3质量份)及硼酸水溶液(硼酸浓度:4.0质量%)(13.7质量份),使其在70℃反应6小时之后,冷却至25℃,由此获得了交联分散液。
接着,使所获得的交联分散液在25℃的环境温度下,以600ml的流量流过安装于超滤装置(交叉流动型UF,Sartorius公司制)的聚醚砜(PESU)膜(微细孔的尺寸:0.1μm)1分钟,由此进行了超滤。将所添加的液体的体积倍率的1倍作为1次,进行了10次该超滤。之后,对超滤后的交联分散液添加纯水直至颜料浓度成为12.0质量%,由此获得了品红色颜料分散液M1。
品红色颜料分散液M1含有具有品红色颜料(PR122)的表面被通过交联剂交联的水溶性聚合物分散剂Q-1(交联聚合物)包覆的结构的聚合物包覆颜料(胶囊化颜料)。
(图像的浓度)
使用上述实施例11的油墨,如下评价了图像的浓度。
将油墨填充于喷墨记录装置(FUJIFILM DMP-2831)附带的油墨墨盒中,在600dpi×600dpi(dots per inch:每英寸点数)、滴加量为10pL的条件下,以5%的网点百分比在涂布纸(OK TopKote)上印刷点之后,用100℃的暖风干燥了1分钟。
用具有测色功能的手持式数码显微镜Handy Scope(Spectra Co-op.制)观察图像(点)的结果,不影响品红色色调,在近红外区域获得了能够判别的足够的浓度。
〔实施例12〕
实施了包括处理液赋予工序、红外线吸收图像形成工序及红外线照射工序的图像形成方法。
通过与日本特开2016-190900号的0216~0219段中记载的方法相同的方法,实施了该图像形成方法。
作为处理液,使用实施例9-1中的处理液,作为油墨,使用了实施例10-1~10-7的各油墨。
以下,示出详细内容。
<处理液赋予工序及红外线吸收图像形成工序>
将切成150mm见方的纸片(记录用纸)固定在能够以500mm/秒,沿规定的直线方向移动的载置台上,载置台温度保持在30℃。在该保持的记录用纸上,用棒涂机涂布上述实施例9-1中制备的处理液直至成为1.2μm的厚度(1.5g/m2),涂布后立即在50℃下干燥2秒(处理液赋予工序)。
接着,一边使涂布有处理液的记录用纸以恒速移动,一边在该记录用纸的涂布有处理液的区域上,将实施例10-1~10-7中的任一种油墨从喷墨头的喷嘴喷出而赋予,由此形成了实心状的红外线吸收图像(图像前体)(红外线吸收图像形成工序)。
将油墨喷出条件设为油墨液滴量5.0pL、喷出频率25.5kHz及解析度1200dpi×1200dpi。
<红外线照射工序>
一边使形成有上述红外线吸收图像的记录用纸以恒速移动,一边通过配置于喷墨头下游侧的红外线加热器及暖风机,对上述红外线吸收图像实施了红外线照射及暖风吹送(红外线照射工序)。
图1是表示在实施例12的图像形成中,由喷墨头赋予油墨而形成红外线吸收图像之后,对所形成的红外线吸收图像实施红外线照射及吹送暖风为止的状态的示意图。在该图1中,关于在记录用纸上赋予处理液为止的部分,省略了图示。
如图1所示,在喷墨头(head1)的下游侧依次配置有红外线加热器IR1、暖风机HA1、红外线加热器IR2、暖风机HA2、红外线加热器IR3及暖风机HA3。
在本实施例中,依次实施了3次通过红外线加热器IR1、暖风机HA1、红外线加热器IR2、暖风机HA2、红外线加热器IR3及暖风机HA3,对红外线吸收图像进行红外线照射及暖风吹送。
作为红外线加热器IR1、红外线加热器IR2及红外线加热器IR3,分别使用了Heraeus K.K.制的短波长红外线加热器ZKG2400/340G(使用最大能量波长为1.3μm,输出2400W,发光长度340mm的卤素灯)。
作为暖风机HA1、暖风机HA2及暖风机HA3,使用了在风温60℃、风速5m/s条件下吹送暖风的送风机。
(图像的耐磨性)
针对进行红外线照射及暖风吹送后的实心图像,按照与实施例10-1中的耐磨性相同的评价方法及评价基准,评价了耐磨性。
其结果,使用了实施例10-1~10-7中的任一种油墨的情况下,图像的耐磨性均为“A”。
接着,关于对红外线吸收图像仅实施暖风吹送而不实施红外线照射的图像,以与上述相同的方法评价了耐磨性。
其结果,在使用了实施例10-1~10-7中的任一种油墨的情况下,图像的耐磨性均为“B”。
关于2019年3月29日申请的日本专利申请2019-068257号的发明,将其整体通过参考引入本说明书中。
本说明书中所记载的所有文献、专利申请及技术标准与具体且分别记载通过参考而被引入的各个文献、专利申请及技术标准的情况相同程度地,通过参考引入本说明书中。

Claims (12)

1.一种红外线吸收图像形成用喷墨油墨,其含有由下述式(A)表示的红外线吸收材料、水溶性有机溶剂及水,
相对于红外线吸收图像形成用喷墨油墨总量的所述水溶性有机溶剂的含量为5质量%~45质量%,
SP值27.5MPa1/2以上的溶剂种类X在所述水溶性有机溶剂中所占的比例为50质量%以上,
Figure FDA0003283879530000011
式(A)中,Z1及Z2分别独立地表示形成可以稠合的5元或6元含氮杂环的非金属原子组,R1及R2分别独立地表示可以具有取代基的脂肪族基团或可以具有取代基的芳香族基团,L1表示由奇数个次甲基组成的次甲基链,a及b分别独立地表示0或1,
式(A)中的由Cy表示的部位为阳离子部时,X1表示阴离子,c表示用于取得电荷平衡所需的数量,
式(A)中的由Cy表示的部位为阴离子部时,X1表示阳离子,c表示用于取得电荷平衡所需的数量,
式(A)中的由Cy表示的部位的电荷在分子内被中和时,X1不存在。
2.根据权利要求1所述的红外线吸收图像形成用喷墨油墨,其中,
所述由式(A)表示的红外线吸收材料为由下述式(1A)表示的红外线吸收材料,
Figure FDA0003283879530000021
式(1A)中,R1A及R2A分别独立地表示可以具有取代基的烷基、可以具有取代基的烯基、可以具有取代基的炔基、可以具有取代基的芳烷基或可以具有取代基的芳基,
L1A表示由奇数个次甲基组成的次甲基链,
B1及B2分别独立地表示用于形成可以具有取代基的芳香族烃环所需的原子组或用于形成可以具有取代基的芳香族杂环所需的原子组,
Y1及Y2分别独立地表示-S-、-O-、-NRX1-或CRX2RX3-,RX1、RX2及RX3分别独立地表示氢原子或烷基,
V1A及V2A分别独立地表示卤原子、氰基、硝基、烷基、烯基、炔基、芳烷基、芳基、杂环基、-OR10、-COR11、-COOR12、-OCOR13、-NR14R15、-NHCOR16、-CONR17R18、-NHCONR19R20、-NHCOOR21、-SR22、-SO2R23、-SO2OR24、-NHSO2R25或SO2NR26R27,R10~R27分别独立地表示氢原子、烷基、烯基、炔基、芳烷基、芳基或杂环基,在-COOR12的R12为氢原子的情况及SO2OR24的R24为氢原子的情况下,氢原子分别可以解离,也可以是盐的状态,
m1及m2分别独立地表示0~4的整数,
m1为2~4的整数时,多个V1A可以彼此键合而形成环,m2为2~4的整数时,多个V2A可以彼此键合而形成环,
式(1A)中的由Cy表示的部位为阳离子部时,X2表示阴离子,c表示用于取得电荷平衡所需的数量,
式(1A)中的由Cy表示的部位为阴离子部时,X2表示阳离子,c表示用于取得电荷平衡所需的数量,
式(1A)中的由Cy表示的部位的电荷在分子内被中和时,X2不存在。
3.根据权利要求2所述的红外线吸收图像形成用喷墨油墨,其中,
所述由式(1A)表示的红外线吸收材料的至少1种为由下述式(1B)表示的红外线吸收材料,
Figure FDA0003283879530000031
式(1B)中,R1B及R2B分别独立地表示作为取代基具有磺酸酯基的烷基,
L1B表示由7个次甲基组成的次甲基链,
X3表示阳离子,c表示用于取得电荷平衡所需的数量。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的红外线吸收图像形成用喷墨油墨,其中,
相对于红外线吸收图像形成用喷墨油墨总量的所述水溶性有机溶剂的含量为5质量%~30质量%。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的红外线吸收图像形成用喷墨油墨,其进一步含有树脂粒子。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的红外线吸收图像形成用喷墨油墨,其进一步含有着色剂。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的红外线吸收图像形成用喷墨油墨,其进一步含有水溶性高分子化合物。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的红外线吸收图像形成用喷墨油墨,其进一步含有明胶。
9.一种红外线吸收图像形成方法,其包括如下工序:
通过喷墨法在基材上赋予权利要求1至8中任一项所述的红外线吸收图像形成用喷墨油墨来形成红外线吸收图像。
10.根据权利要求9所述的红外线吸收图像形成方法,其中,
在形成所述红外线吸收图像的工序之前包括在所述基材上赋予含有凝聚剂的处理液的工序,
在形成所述红外线吸收图像的工序中,通过喷墨法在基材上的赋予了所述处理液的区域上的至少一部分上赋予所述红外线吸收图像形成用喷墨油墨来形成所述红外线吸收图像。
11.一种图像形成方法,其包括:
通过权利要求9或权利要求10所述的红外线吸收图像形成方法形成红外线吸收图像的工序;及
对所述红外线吸收图像照射红外线而获得图像的工序。
12.根据权利要求11所述的图像形成方法,其中,
所述红外线在700nm~1500nm的波长区域具有极大发光波长。
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