CN114058213A - 白色油墨组合物及喷墨记录方法 - Google Patents
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Abstract
提供一种能够得到层压强度、抗粘连性及耐摩擦性优异的记录物的白色油墨组合物及喷墨记录方法。一种作为水系的喷墨油墨的白色油墨组合物,用于向低吸收记录介质或非吸收记录介质进行记录,含有白色颜料和定影树脂,所述定影树脂含有溶解时间为2小时的THF可溶成分为90质量%以上且玻璃化转变温度为20~50℃的尿烷树脂。
Description
技术领域
本发明涉及一种白色油墨组合物及喷墨记录方法。
背景技术
喷墨记录方法可以通过较为简单的装置记录高精细图像,在各个方面取得了快速发展。其中,针对获得更高质量的记录物等课题进行了各种探讨。例如,专利文献1中,为了提供一种在非吸收性记录介质等之上重叠记录多种油墨的情况下,能够防止油墨之间的渗色,抑制油墨的凝聚不均,且喷嘴中不易产生堵塞的记录方法,公开了一种在记录介质上依次重叠附着包含预定的凝聚剂的第一反应液、包含色料的第一油墨、包含预定的凝聚剂的第二反应液、和包含色料的第二油墨的记录方法。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2015-147405号公报。
此外,在透明的记录介质等上进行记录的情况下,通过将白色油墨作为彩色油墨的背景图像进行记录来提高彩色油墨的可视性。例如,对记录介质重叠附着彩色油墨和作为其背景图像的白色油墨,再粘贴层压膜。然而,在使用白色油墨的情况下,存在层压强度降低而导致层压膜容易剥落,或者容易产生粘连等问题。
发明内容
本发明为一种作为水系的喷墨油墨的白色油墨组合物,用于向低吸收记录介质或非吸收记录介质进行记录,含有白色颜料和定影树脂,所述定影树脂含有溶解时间为2小时的THF可溶成分为90质量%以上且玻璃化转变温度为20~50℃的尿烷树脂。
另外,本发明为一种喷墨记录方法,具备:白色油墨附着工序,通过喷墨法喷出上述白色油墨组合物,并使其附着于低吸收记录介质或非吸收记录介质。
附图说明
图1是示出本实施方式中使用的记录装置的一例的示意剖视图。
符号说明
1、记录装置;10、供应部;20、输送部;30、记录部;31、32、喷墨头;40、干燥部;41、预热器;42、压板加热器;43、后加热器。
具体实施方式
以下,根据需要参考附图对本发明的实施方式(以下,称为“本实施方式”。)进行详细地说明,但本发明不限于此,可以在不脱离其主旨的范围内进行各种变形。需要指出,附图中,对相同要素赋予相同符号,省略重复说明。另外,只要没有特别说明,则上下左右等位置关系基于附图所示的位置关系。此外,附图的尺寸比率不限于图示的比率。
1.白色油墨组合物
本实施方式的白色油墨组合物为一种作为水系的喷墨油墨的白色油墨组合物,用于向低吸收记录介质或非吸收记录介质进行记录,含有白色颜料和定影树脂,定影树脂含有溶解时间为2小时的THF可溶成分为90质量%以上且玻璃化转变温度为20~50℃的尿烷树脂。喷墨油墨是用于通过喷墨法进行记录的油墨。
白色油墨组合物用于在向低吸收记录介质或非吸收记录介质进行记录时形成例如背景图像。为了获得背景图像的遮盖性,有时较多附着使用白色颜料或使油墨中含有较多白色颜料。故而,记录面难以变平滑,在记录面上粘贴层压膜的情况下,其层压强度容易降低而导致剥落。另外,记录物有时会在通过例如行式打印机等进行印刷之后且粘贴层压膜之前暂且卷绕为卷状,但在卷内记录面可能与记录介质的被记录面接触而产生粘附(粘连)。在撕开粘连后的记录介质时,还会产生油墨层剥落等二次问题。进一步,在为形成基底图像而附着的油墨的耐摩擦性容易降低,进而导致耐摩擦性较差的情况下,粘贴层压膜时可能会产生擦伤等。另外,有时先在透明的记录介质上附着非白色油墨以形成非白色图像,再在其上附着白色油墨以形成背景图像。在该情况下,白色油墨层存在于记录面的上方。在该情况下,耐摩擦性等尤其成为课题。
与此相对,在本实施方式中,使用具有预定的THF可溶成分和玻璃化转变温度的尿烷树脂作为定影树脂。由此,能够得到层压强度、抗粘连性及耐摩擦性优异的记录物。以下,对各个构成进行详细叙述。
本实施方式的白色油墨组合物含有白色颜料和定影树脂,还可以根据需要包括水、水溶性有机溶剂、蜡、表面活性剂、pH调节剂等。
1.1.白色颜料
白色颜料不受特别限制,可列举例如:C.I.颜料白6、18、21、二氧化钛、氧化锌、硫化锌、三氧化二锑、氧化锆、白色的空心树脂粒子及高分子粒子。白色颜料可以单独使用一种,也可以并用两种以上。
白色颜料的含量相对于油墨组合物的总量较优选为5.0~20质量%,更优选为7.5~18质量%,进一步优选为10~17质量%。进一步优选为12~17质量%。通过使白色颜料的含量为5.0质量%以上,白色颜料对于记录介质的附着量提高,故而特别优选本发明。另外,通过使白色颜料的含量为20质量%以下,具有喷出稳定性提高的趋势。白色颜料多是平均粒径较大的,在提高图像的遮盖性方面是较优选的,但却存在图像的表面的平滑性特别差的趋势,本发明特别有用。白色颜料的体积平均粒径较优选例如100~400nm。这是通过动态光散射法求得的D50值。
1.2.定影树脂
定影树脂包括预定的尿烷树脂,还可以根据需要包括丙烯酸类树脂、芴类树脂、聚烯烃类树脂、松香改性树脂、松烯类树脂、聚酯类树脂、聚酰胺类树脂、环氧类树脂、氯乙烯类树脂、乙烯-醋酸乙烯酯类树脂等其它树脂。定影树脂可以单独使用一种,也可以并用两种以上。
通过包括定影树脂,油墨组合物对于记录介质的紧贴性及耐摩擦性更为提高。特别是,在本实施方式中,通过包括预定的尿烷树脂,层压强度更为提高,且,抗粘连性更为提高。
尿烷树脂等定影树脂较优选为树脂粒子。通过采用树脂粒子,具有分散稳定性更为提高的趋势。另外,定影树脂的树脂粒子较优选作为与颜料粒子不同的粒子包括于油墨。
定影树脂的含量相对于油墨组合物的总量较优选为1.0~15质量%,更优选为3.0~12质量%,进一步优选为5.0~10质量%。通过使定影树脂的含量为1.0质量%以上,具有层压强度及耐摩擦性更为提高的趋势。另外,通过使定影树脂的含量为15质量%以下,具有抗粘连性更为提高的趋势。
尿烷树脂的含量相对于油墨组合物的总量较优选为1.0~15质量%,更优选为3.0~12质量%,进一步优选为5.0~10质量%。通过使尿烷树脂的含量为1.0质量%以上,具有层压强度及耐摩擦性更为提高的趋势。另外,通过使尿烷树脂的含量为15质量%以下,具有抗粘连性更为提高的趋势。
1.2.1.尿烷树脂
作为尿烷树脂,只要其为溶解时间为2小时的THF可溶成分为90质量%以上且玻璃化转变温度为20~50℃的树脂,则不受特别限制。以下,对尿烷树脂的物性及构成进行详细叙述。
1.2.1.1.THF可溶成分
尿烷树脂的溶解时间为2小时的THF可溶成分为90质量%以上,较优选为92~100质量%,更优选为94~99质量%。进一步地,较优选95质量%以上,更优选98质量%以上。溶解时间为2小时的THF可溶成分为90质量%以上表示尿烷树脂比较多地含有可以在2小时内溶解于THF的成分。推测例如因尿烷树脂的结构而容易溶解于THF。由此,一般认为尿烷树脂是对层压膜的紧贴性提升,且层压强度更加容易提高的树脂。另外,通过使溶解时间为2小时的THF可溶成分为100质量%以下,具有抗粘连性及耐摩擦性更为提高的趋势。
另外,尿烷树脂的溶解时间为15分钟的THF可溶成分较优选为40质量%以上。或较优选为100质量%以下。进一步地,较优选为50~100质量%,进一步优选为60~90质量%,更进一步优选为65~80质量%。通过使溶解时间为15分钟的THF可溶成分为40质量%以上,具有层压强度更为提高的趋势。另外,通过使溶解时间为15分钟的THF可溶成分为100质量%以下,具有抗粘连性及耐摩擦性更为提高的趋势。
测定溶解时间为2小时的THF可溶成分和溶解时间为15分钟的THF可溶成分时,测定尿烷树脂的干燥质量,向1g树脂中混合100g四氢呋喃,制备混合液。然后,在17000rpm下将混合后的混合液快速离心分离。离心分离2小时或15分钟,将容器中残留的凝胶(固体成分)分离作为不溶性成分。上述各流程在25℃下进行。最后,将去除凝胶后的混合液干燥,并将溶解于THF的尿烷树脂干燥,测定其干燥质量。干燥尿烷树脂及去除凝胶后的混合液时,只要将其充分干燥至不残留溶剂成分的程度,并采用适合测定THF可溶成分的干燥条件即可。例如在110℃下干燥2小时等,没有限制。
通过下述式子,算得溶解时间为2小时的THF可溶成分和溶解时间为15分钟的THF可溶成分。
THF可溶成分(%)=(溶解于THF后的尿烷树脂的干燥重量)/最初的尿烷树脂的干燥重量×100
溶解时间为2小时的THF可溶成分能够通过改变尿烷树脂的结构来调节。不受特别限制,例如,能够通过尿烷树脂的交联结构进行调节。具体而言,通过减少交联结构,能够增加THF可溶成分,通过增加交联结构,能够减少THF可溶成分。为了使尿烷树脂具有这样的交联结构,只要使用例如三官能以上的多元醇成分、多异氰酸酯成分、多胺成分等即可。
此外,也可以通过使尿烷树脂的SP(溶解度参数)值接近THF的SP值等而使其容易溶解于THF以进行调节。
另外,溶解时间为2小时的THF可溶成分和溶解时间为15分钟的THF可溶成分与尿烷树脂对THF的溶解速度有关。在溶解速度较快的情况下,溶解时间为2小时的THF可溶成分和溶解时间为15分钟的THF可溶成分的值接近,在溶解速度较慢的情况下,溶解时间为2小时的THF可溶成分和溶解时间为15分钟的THF可溶成分的值远离。
溶解时间为15分钟的THF可溶成分的调节不受特别限制,例如能够通过改变构成尿烷树脂的多异氰酸酯成分或多元醇成分的骨架部分的结构来进行调节。例如,若骨架部分中具有芳香环结构或脂环结构,则溶解性提高,溶解速度加快,故而,具有溶解时间为15分钟的THF可溶成分增加的趋势。另外,若骨架部分中具有脂肪族结构,则溶解性降低,溶解速度降低,故而,具有溶解时间为15分钟的THF可溶成分降低的趋势。
需要指出,虽然不受特别限制,但是溶解时间为2小时的THF可溶成分表示充分溶解而得到的饱和状态的THF溶解度,溶解时间为15分钟的THF可溶成分表示溶解未达到饱和程度的短时间内的THF溶解度,其为表示是否快速溶解的值。例如,即使在溶解时间为2小时的THF可溶成分为100%的情况下,如果对于THF的溶解较慢,则溶解时间为15分钟的THF可溶成分也可能低于100%。在通过例如使尿烷树脂具有交联结构而将溶解时间为2小时的THF可溶成分调节为较低水平的情况下,耐粘连等因交联成分而提高,但具有层压强度降低的趋势。另一方面,通过使溶解时间为15分钟的THF可溶成分较低,能够保持层压强度,同时提高耐粘连等,故较优选。
进一步,在芳香环结构及脂环结构中,例如,包括在芳香环或脂环与异氰酸酯基之间具有亚烷基这种的结构的尿烷树脂具有溶解性较低的趋势,而在包括芳香环或脂环与异氰酸酯基之间不具有亚烷基这种的结构的尿烷树脂则具有溶解性较高的趋势。在容易调节溶解性方面,亚烷基较优选碳原子数1~6,更优选1~3。
1.2.1.2.玻璃化转变温度
玻璃化转变温度为20~50℃,较优选为23~47℃,更优选为26~45℃。进一步地,较优选30~45℃,更优选35~43℃。通过使玻璃化转变温度为20℃以上,抗粘连性及耐摩擦性更为提高。另外,通过使玻璃化转变温度在50℃以下,层压强度更为提高。能够通过尿烷树脂的结构来进行调节。需要指出,玻璃化转变温度能够通过使用差示扫描量热分析(DSC)等的固定方法来确认。
尿烷树脂的玻璃化转变温度可以通过改变用于后述的尿烷树脂的制备的成分来进行调节。例如,能够通过改变多元醇成分或多异氰酸酯成分的骨架部分的碳原子数、结构来调节玻璃化转变温度。更具体而言,通过加长多元醇成分或多异氰酸酯成分的骨架部分的碳原子数,玻璃化转变温度具有降低的趋势。
另外,此外通过改变多异氰酸酯成分与多元醇成分的质量比,也能够调节玻璃化转变温度。例如,在多异氰酸酯成分具有脂环结构或芳香环结构的情况下,具有玻璃化转变温度升高的趋势,在多元醇成分具有烷基结构的情况下,具有玻璃化转变温度降低的趋势。故而,通过增多多异氰酸酯成分,能够将玻璃化转变温度调节为较高,通过增多多元醇成分,能够将玻璃化转变温度调节为较低。此外,玻璃化转变温度有时也会因有无尿烷树脂的交联而受到影响。
1.2.1.3.酸值
尿烷树脂的酸值较优选为40mgKOH/g以上。或较优选100mgKOH/g以下。进一步地,更优选为50~100mgKOH/g,进一步优选为65~90mgKOH/g,更进一步优选为70~85mgKOH/g。进一步较优选75~83gKOH/g。通过使尿烷树脂的酸值为50mgKOH/g以上,具有尿烷树脂的分散稳定性更为提高,层压强度更为提高的趋势。另外,通过使尿烷树脂的酸值为100mgKOH/g以下,具有抗粘连性更为提高的趋势。
尿烷树脂的酸值能够通过滴定法来测定。酸值使用京都电子工业公司(KyotoElectronics Manufacturing Co.Ltd.)制的AT610(产品名)来测定,并将数值应用于以下的数学式(1)中而算得。并且,能够通过利用电位差的胶体滴定而针对溶解于四氢呋喃的高分子测定其酸值。作为此时的滴定试剂,能够使用氢氧化钠的乙醇溶液。
酸值(mg/g)=(EP1-BL1)×FA1×C1×K1/SIZE(1)
(上述的数学式中,EP1表示滴定量(mL),BL1表示空白值(0.0mL),FA1表示滴定液的因子(1.00),C1表示浓度换算值(5.611mg/mL)(0.1mo1/L KOH 1mL的氢氧化钾当量),K1表示系数(1),SIZE表示样品采集量(g)。)
尿烷树脂的酸值能够通过调节向尿烷树脂导入酸基(酸性基)的量来进行调节。作为酸基,可列举:羧基、磺基等。例如,能够通过调节来自含羧基的二醇(二羟甲基丙酸等含酸基多元醇)的骨架的含量来改变酸值。
1.2.1.4.树脂组成
尿烷树脂为包含选自多异氰酸酯的异氰酸酯基和多元醇的羟基反应而成的尿烷键(尿烷基)、及通过多异氰酸酯的异氰酸酯基和多胺的氨基的反应所产生的脲键(尿素键)(脲基)中的一种以上的基团的高分子,可以为直链状,也可以为支链状。另外,尿烷树脂也可以为根据需要而使用作为交联剂及扩链剂的多元醇或多胺聚合而成的树脂。
另外,位于多异氰酸酯的异氰酸酯基之间的分子链和位于多元醇的羟基之间的分子链、及位于多胺的氨基之间的分子链是形成聚氨酯后的尿烷键或脲键以外的部分。本说明书中,有时将形成聚氨酯后的尿烷键或脲键以外的部分中的全部或一部分称为骨架。骨架可以为直链状、支链状。
本实施方式的尿烷树脂较优选为在骨架上具有脂环结构及芳香环结构中的任意一种的树脂。在该情况下,耐摩擦性等更为优异,故较优选。脂环结构及芳香环结构可以为来自多异氰酸酯的结构,也可以为来自多元醇的结构。本实施方式的尿烷树脂较优选包含脂肪族结构、和脂环结构或芳香环结构,更优选在脂环结构或芳香环结构与尿烷基之间具有亚烷基的结构。通过具有这样的结构,能够控制溶解时间为2小时的THF可溶成分和溶解时间为15分钟的THF可溶成分。特别是,容易将溶解时间为15分钟的THF可溶成分调节至上述较优选的范围。
尿烷树脂可以具有通过交联成分交联后的结构。具有这种交联结构的尿烷树脂的成分形成不溶于THF的成分。通过调节交联结构的程度,能够控制THF可溶成分。
另外,尿烷树脂还可以包含尿烷键及脲键以外的键,作为这样的键,可列举:通过多个异氰酸酯键与水的反应所产生的脲键、通过脲键与异氰酸酯基的反应而产生的缩二脲键、通过尿烷键与异氰酸酯基的反应而产生的脲基甲酸酯键、通过异氰酸酯基的二聚化所产生的脲二酮键、及通过异氰酸酯基的三聚化所产生的异氰脲酸酯键等。能够通过反应温度等积极地产生或不产生这些键。通过具有这样的基团,具有对记录介质的紧贴性增大,膜强度提高,耐摩擦性更为提高的趋势。
1.2.1.4.1.多异氰酸酯
多异氰酸酯不受特别限制,可列举例如:具有2~3个以上异氰酸酯基的碳原子数8~26的芳香族多异氰酸酯、碳原子数4~22的脂肪族多异氰酸酯、碳原子数8~18的脂环式多异氰酸酯、碳原子数10~18的芳香脂肪族多异氰酸酯、及这些多异氰酸酯的改性物等。多异氰酸酯可以单独使用一种,也可以并用两种以上。
上述芳香族多异氰酸酯不受特别限制,可列举例如:1,3-或1,4-苯二异氰酸酯、2,4-或2,6-甲苯二异氰酸酯(以下将甲苯二异氰酸酯简称为TDI)、粗制TDI、4,4'-或2,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(以下将二苯基甲烷二异氰酸酯简称为MDI)、粗制MDI、聚芳基多异氰酸酯、4,4'-二异氰酸基联苯、3,3'-二甲基-4,4'-二异氰酸基联苯、3,3'-二甲基-4,4'-二异氰酸基二苯基甲烷、1,5-萘二异氰酸酯、4,4',4"-三苯基甲烷三异氰酸酯及间或对异氰酸基苯基磺酰基异氰酸酯。
上述脂肪族多异氰酸酯不受特别限制,可列举例如:乙烯二异氰酸酯、四亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯(以下简称为HDI)、十二亚甲基二异氰酸酯、1,6,11-十一烷三异氰酸酯、2,2,4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯、2,4,4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯、2,6-二异氰酸基甲基己酸酯、双(2-异氰酸基乙基)富马酸酯、双(2-异氰酸基乙基)碳酸酯、2-异氰酸基乙基-2,6-二异氰酸基己酸酯、2-甲基戊烷-1,5-二异氰酸酯及3-甲基-1,5-戊烷二异氰酸酯。
上述脂环式多异氰酸酯不受特别限制,可列举例如:异佛尔酮二异氰酸酯(以下也简称为IPDI)、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯(以下也简称为氢化MDI)、环己烷-1,2-二基双(亚甲基)二异氰酸酯(以下也简称为氢化XDI)、环己撑二异氰酸酯、甲基环己撑二异氰酸酯、双(2-异氰酸基乙基)-4-环己烯-1,2-二羧酸酯、1,4-环己烷二异氰酸酯及2,5-或2,6-降冰片烷二异氰酸酯。
上述芳香脂肪族多异氰酸酯不受特别限制,可列举例如:间或对苯二甲基二异氰酸酯及α,α,α',α'-四甲基苯二甲基二异氰酸酯。
作为上述改性物,可列举:上述多异氰酸酯的改性物(含有尿烷基、碳二亚胺基、脲基甲酸酯基、脲基、缩二脲基、脲二酮基、脲酮亚胺基(ureto-imine)、异氰脲酸酯基或噁唑烷酮基的改性物等;遊离异氰酸酯基的含量为8~33质量%,较优选为10~30质量%,特别为12~29质量%的物质),例如改性MDI(尿烷改性MDI、碳二亚胺改性MDI及磷酸三烃基酯改性MDI等)、尿烷改性TDI、缩二脲改性HDI、异氰脲酸酯改性HDI及异氰脲酸酯改性IPDI等多异氰酸酯的改性物。
上述改性物中包含由上述多异氰酸酯的任意的组合的二聚体以上构成的多官能异氰酸酯。多官能多异氰酸酯为具有由两个分子以上的多异氰酸酯构成的结构,且为了与多元醇及多胺等的OH基或NH2基进行反应而在分子的末端具有两个以上异氰酸酯基的化合物。这些多官能多异氰酸酯中可以包含选自由脲基甲酸酯结构、脲二酮结构、异氰脲酸酯结构及缩二脲结构构成的组中的至少一种。
多异氰酸酯中,较优选脂肪族多异氰酸酯及脂环式多异氰酸酯,更优选六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、环己烷-1,2-二基双(亚甲基)二异氰酸酯。通过使用这些多异氰酸酯,能够降低玻璃化转变温度,另外,还能够提高尿烷树脂的柔软性。故而,能够更为提高抗粘连性及层压强度。
1.2.1.4.1.多元醇
多元醇不受特别限制,可列举例如:聚醚多元醇、亚烷基二醇、聚酯多元醇、聚碳酸酯二醇等。
聚醚多元醇不受特别限制,可列举例如:聚乙二醇(聚氧乙二醇)、聚丙二醇(聚氧丙二醇)、聚四亚甲基二醇(聚氧四亚甲基二醇)、聚氧乙烯/丙烯多元醇、聚氧丙三醇等脂肪族聚醚多元醇;双酚A的EO加成物及双酚A的PO加成物等具有双酚骨架的多元醇、间苯二酚的EO或PO加成物等芳香族聚醚多元醇。
聚醚多元醇的重均分子量较优选为250~5000,更优选为500~4000。通过使聚醚多元醇的重均分子量在上述范围内,油墨涂膜的强度与柔软性的平衡变得良好,故而,具有抗粘连性及层压强度更为提高的趋势。
聚醚多元醇的含量相对于所使用的多元醇总量较优选为50质量%以上。通过使聚醚多元醇的含量在上述范围内,具有抗粘连性及层压强度更为提高的趋势。
作为亚烷基二醇,能够使用以下的物质。可列举:乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、聚乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙烷二醇、三丙二醇、聚丙二醇、(聚)四亚甲基二醇、六亚甲基二醇、四亚甲基二醇、新戊二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,2-戊二醇、1,5-戊二醇、1,2-己二醇、1,6-己二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、1,2-环己二醇、1,4-环己二醇、1,4-环己烷二甲醇、4,4-二羟基苯基丙烷、4,4-二羟基苯基甲烷、甘油、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、1,2,5-己三醇、1,2,6-己三醇、季戊四醇、三羟甲基三聚氰胺、聚氧丙三醇、二甲基-1,3-戊二醇、二乙基-1,3-戊二醇、二丙基-1,3-戊二醇、二丁基-1,3-戊二醇、2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇等。其中,较优选1,4-环己二醇、1,4-环己烷二甲醇、4,4-二羟基苯基丙烷、4,4-二羟基苯基甲烷、二甲基-1,3-戊二醇、二乙基-1,3-戊二醇、二丙基-1,3-戊二醇、二丁基-1,3-戊二醇、2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇。
若使用亚烷基二醇作为尿烷树脂的原料,则有时分子量较小的亚烷基二醇会进入尿烷树脂中所形成的三维网状结构而与异氰酸酯进行反应形成尿烷键,由此得到更加牢固的皮膜。由此,皮膜(图像)的强度可能变得牢固,进而使印刷物的抗粘连性及层压强度进一步提高。但是,它们的添加量较优选10%以下。更优选为5%以下。
亚烷基二醇自身的分子量较小,因此,若其的羟基与异氰酸酯基进行反应,则尿烷基可能变得过多,进而失去柔软性,导致抗粘连性及层压强度容易降低。因此,它们基本上形成作为尿烷树脂的硬段的尿烷基或脲基甲酸酯基。需要指出,亚烷基二醇也能够用作与多官能多异氰酸酯进行反应的成分、扩链剂、交联剂等,还能够用于控制尿烷树脂的物性。
另外,在使用多元醇作为尿烷树脂的原料的情况下,其重均分子量均较优选为500以上且3000以下。如果重均分子量为500以上,则不会使尿烷树脂中的尿烷键密度过高,能够抑制由多元醇带来的分子链的刚性。由此,尿烷树脂的柔软性提高,印刷物的抗粘连性及层压强度变得良好。另外,如果与多异氰酸酯反应的多元醇的重均分子量为3000以下,则尿烷树脂中的尿烷键的密度不会变得过小,来由多元醇带来的分子链的伸展性不会过度增大,能够抑制尿烷树脂的柔软性,故而不易产生粘性,从而能够确保印刷物的抗粘连性及层压强度。因此,通过使多元醇的重均分子量为500以上且3000以下,由尿烷树脂形成的膜(图像)的强度和柔软性的平衡变得良好,故而,能够使印刷物的抗粘连性及层压强度良好。
作为聚酯多元醇,可列举酸酯等。作为构成酸酯的酸成分,可列举:丙二酸、琥珀酸、酒石酸、草酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、烷基琥珀酸、亚麻酸、马来酸、马酸、中康酸、柠康酸、衣康酸等脂肪族二羧酸、邻苯二甲酸、萘二羧酸、联苯二羧酸、四氢邻苯二甲酸、芳香族的氢化物等脂环族二羧酸等。这些酸成分的酐、盐、烷基酯、酸卤化物等也能够用作酸成分。另外,作为构成酸酯的醇成分,能够示例上述的二醇化合物,不受特别限制,较优选对水的溶解度低的物质。
聚碳酸酯二醇包含具有两个羟基和碳酸酯键的分子链。作为本实施方式中能够用作多元醇的一部分的聚碳酸酯二醇的例子,可列举:使碳酸亚烷酯、碳酸二芳酯、碳酸二烷酯等碳酸酯成分、光气及脂肪族多元醇成分进行反应而得到的聚碳酸酯二醇,进一步还可列举聚六亚甲基碳酸酯二醇等烷烃二醇类聚碳酸酯二醇。通过在尿烷树脂中使用聚碳酸酯二醇作为起始物质,具有所生成的尿烷树脂的耐热性及耐水解性变得良好的趋势。
通过使用聚碳酸酯二醇作为多元醇,尿烷树脂形成具有来自聚碳酸酯二醇的骨架的树脂,故而,能够使得到的印刷物的抗粘连性及层压强度更加良好。
适合作为本实施方式的尿烷树脂的原料的聚碳酸酯二醇一般在分子中具有两个羟基,能够通过二醇化合物与碳酸酯的酯交换反应来获得。作为该二醇化合物,可列举例如:1,4-丁二醇、1,3-丁二醇、1,2-丁二醇、1,5-戊二醇、1,2-戊二醇、1,6-己二醇、1,5-己二醇、1,2-己二醇、1,7-庚二醇、1,8-辛二醇、1,2-辛二醇、1,9-壬二醇、1,10-癸二醇、新戊二醇、4-甲基-1,5-戊二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、2-甲基-1,8-辛二醇、2-异丙基-1,4-丁二醇、2-乙基-1,6-己二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、2,4-二甲基-1,5-戊二醇、2,4-二乙基-1,5-戊二醇、1,3-丁二醇、2-乙基-1,3-己二醇、2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇、1,4-环己烷二甲醇、1,3-环己二醇、1,4-环己二醇等。这些可以使用一种,或并用两种以上。另外,在上述的二醇中,更优选不易产生晶析的新戊二醇、4-甲基-1,5-戊二醇、2-甲基1,3-丙二醇、2-甲基-1,8-辛二醇、2-异丙基-1,4-丁二醇、2-乙基-1,6-己二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、2,4-二甲基-1,5-戊二醇、2,4-二乙基-1,5-戊二醇。
作为能够用于制造聚碳酸酯二醇的碳酸酯,只要不会损害本发明的效果,则不受限制,可列举:碳酸二烷酯、碳酸二芳酯或碳酸亚烷酯。其中,从反应性的观点出发,优选碳酸二芳酯。作为碳酸酯化合物的具体例,可列举:碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丁酯、碳酸二苯酯、碳酸乙烯酯等,更优选碳酸二苯酯。
更优选构成尿烷树脂的多元醇的分子中存在酸基。在该情况下,能够容易地使酸值为40~100mgKOH/g。另外,还能够使所形成的图像对于记录介质的定影性更加良好,因此抗粘连性及层压强度优异。
作为含酸基的二醇,可列举:二羟甲基乙酸、二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、二羟甲基酪酸等。作为酸基,可列举这样的有机酸基,特别是可列举羧基。进一步地,其中,进一步优选为二羟甲基丙酸及二羟甲基丁酸。在本实施方式的白色油墨组合物为水系的情况下,尿烷树脂更优选将这些含酸基二醇作为原料而聚合。在该情况下,能够特别容易地使酸值为40~100mgKOH/g。另外,能够使所形成的图像对于记录介质的定影性进一步良好,因此抗粘连性及层压强度优异。
使用这样的成分聚合而成的尿烷树脂主要由硬段和软段这两种链段构成。硬段由多异氰酸酯、短链的多元醇、多胺及交联剂、扩链剂等构成,主要有助于尿烷树脂的强度。另一方面,软段由长链多元醇等构成,主要有助于树脂的柔软性。并且,白色油墨组合物附着于记录介质,由该尿烷树脂形成的皮膜因这些硬段及软段采用微相分离结构而兼备强度和柔软性,并具有高弹性。这样的皮膜的特性有助于提高印刷物的抗粘连性及层压强度。
1.2.1.4.2.多胺
尿烷树脂的原料中还可以包括多胺。作为多胺,只要其为具有二官能以上的氨基的化合物,则不受特别限制,优选疏水性高的物质。通过原料包括多胺,尿烷树脂具有脲基。
作为多胺,可以使用脂肪族二胺及/或芳香族二胺。即,尿烷树脂可以含有选自来自脂肪族二胺的骨架及来自芳香族二胺的骨架中的一种以上的骨架。根据这样的白色油墨组合物,白色油墨组合物的固化物的柔软性变得更为良好,进而能够使印刷物的抗粘连性及层压强度进一步良好。
另外,作为多胺,尿烷树脂还可以使用碳原子数1以上且10以下的多胺。即,尿烷树脂可以含有来自碳原子数1以上且10以下的多胺的骨架。根据这样的白色油墨组合物,白色油墨组合物的固化物的柔软性变得更为良好,进而能够使印刷物的抗粘连性及层压强度进一步良好。
作为多胺,可列举:乙二胺、丙二胺、2,2-二甲基-1,3-丙烷二胺、2-甲基-1,5-戊烷二胺、三甲基己烷二胺、2-丁基-2-乙基-1,5-戊烷二胺、1,8-辛烷二胺、1,9-壬烷二胺、1,10-癸烷二胺、异佛尔酮二胺、双环庚烷二甲烷胺等脂肪族二胺、二乙烯三胺、己撑二胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、苯二甲基二胺、二苯基甲烷二胺、氢化二苯基甲烷二胺、肼、聚酰胺多胺、聚乙烯聚亚胺、1-氨基-3-氨基甲基-3,5,5-三甲基环己烷、二环己基甲烷二胺、双环庚烷二甲烷胺、薄荷烯二胺、二氨基二环己基甲烷、异丙撑环己基-4,4'-二胺、1,4-二氨基环己烷、1,3-双氨基甲基环己烷等。
其中,较优选碳原子数1~10的多胺,较优选2,2-二甲基-1,3-丙烷二胺、2-甲基-1,5-戊烷二胺、三甲基己烷二胺、2-丁基-2-乙基-1,5-戊烷二胺、1,8-辛烷二胺、1,9-壬烷二胺、1,10-癸烷二胺、异佛尔酮二胺、双环庚烷二甲烷胺等脂肪族二胺,进一步地,特别优选异佛尔酮二胺、双环庚烷二甲烷胺。
需要指出,作为多胺通用的化合物多具有与短链多元醇相同程度的分子量,基本上形成作为尿烷树脂的硬段的脲基或缩二脲基。
需要指出,多胺也能够用作与多官能多异氰酸酯进行反应的成分、扩链剂、交联剂等,若使异氰酸酯基与氨基进行反应,则形成脲键。因此,在使用多胺的情况下,也能够以使尿烷树脂中的脲基/尿烷基的比率达到所需的比率的方式来确定其的使用量,进而控制尿烷树脂的物性。
作为在尿烷树脂中调节脲基/尿烷基的比率的方法,具有:考虑到合成尿烷树脂时的胺化合物(多胺)的氨基的当量而调节使用量的方法、及将尿烷树脂相转化为水时调节未反应的异氰酸酯基的残存率的方法等。
在调节合成尿烷树脂时的多胺的使用量的方法中,控制通过多胺与异氰酸酯基的反应所产生的脲键的量。首先,使多胺的使用量不同而合成多种尿烷树脂,算得脲基/尿烷基的比率。根据得到的摩尔比率调查多胺的使用量与摩尔比率的关系,并制作校正曲线,利用该校正曲线确定合成具有所需的摩尔比率的尿烷树脂所需的多胺的使用量。需要指出,预先制作校正曲线是因为,即使使用了相同种类的多胺,若其它成分不同,反应率等也可能会产生变动,故而不能得到相同的摩尔比率。
另外,作为在使尿烷树脂相转化为水时调节未反应的异氰酸酯基的残存率的方法,首先,在尿烷树脂的合成反应的中途,通过傅立叶变换红外分光光度计(FT-IR)确认异氰酸酯基相对于多异氰酸酯的使用量的残存率。异氰酸酯基的残存率能够通过改变反应时间及多异氰酸酯的使用量等来进行调节。
1.2.1.4.3.交联剂及扩链剂
本实施方式的尿烷树脂可以包括交联剂及/或扩链剂。交联剂用于预聚物合成时,扩链剂用于合成预聚物之后进行扩链反应时。作为交联剂及扩链剂,能够根据交联及扩链等用途从上述的多异氰酸酯、多元醇、多胺等中适当选择使用。
扩链剂为例如与上述的多异氰酸酯中未形成尿烷键者的异氰酸酯基进行反应的化合物。作为能够用作扩链剂的化合物,可列举上述的多元醇及多胺等。另外,作为扩链剂,也可以使用能够使尿烷树脂进行交联的物质。作为能够用作扩链剂的化合物,可列举数平均分子量低于500的低分子量多元醇类及多胺类等。
另外,作为交联剂,可列举多异氰酸酯、多元醇、多胺中三官能以上的物质。作为三官能以上的多官能多异氰酸酯,可列举:具有异氰脲酸酯结构的多异氰酸酯、具有脲基甲酸酯或缩二脲结构的多异氰酸酯。作为多元醇,能够使用甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇、聚氧丙三醇等。作为三官能以上的多胺,可列举:三乙醇胺、三异丙醇胺等三醇胺、二乙三胺、四乙五胺等具有三官能以上的氨基的胺类等。
需要指出,利用具有交联结构的尿烷树脂不会溶解于溶剂而是产生溶胀的现象来计算凝胶成分与溶胶成分的比率,能够通过所算得的凝胶分数来判断有无尿烷树脂的交联。凝胶分数为由固化后的尿烷树脂的溶解性所测定的交联度的指标,具有交联度越高,凝胶分数越高的趋势。
一般而言,连续印字稳定性的降低主要是由于从喷墨头的嘴蒸发掉水而产生的。为了提高连续印字稳定性,其要素之一在于,即使存在于喷墨头的嘴附近的油墨组合物中蒸发掉部分水,尿烷树脂与颜料的相互作用增强时,颜料及树脂也不会凝聚而是稳定地保持分散后的状态。本实施方式的尿烷树脂虽然酸值较低,但通过包含由上述的多异氰酸酯构成的结构而具有立体复杂地交缠的结构,故而即使水不断蒸发,尿烷树脂和颜料之间也容易因静电作用或排斥力等而产生排斥,从而容易得到稳定的分散结构。
本说明书中,尿烷树脂的骨架是指官能基之间的分子链。因此,本实施方式的尿烷树脂具有来自多异氰酸酯、多元醇、多胺等原料的分子链的骨架。其它的骨架不受特别限制,例如取代或非取代的饱和、不饱和或者芳香族系的链,该链中可以具有碳酸酯键、酯键、酰胺键等。另外,该骨架中的取代基的种类及数量不受特别限制,可以包括烷基、羟基、羧基、氨基、磺酰基、膦酰基等。
1.2.1.5.尿烷树脂的合成
用于本实施方式的白色油墨组合物的尿烷树脂能够利用已知的方法作为尿烷树脂的聚合方法来合成。以下,举例进行说明。使多异氰酸酯及与其进行反应的化合物(多元醇、及根据需要使用的多胺等)按照使异氰酸酯基较多的使用量进行反应,从而使分子的末端具有异氰酸酯基的预聚物进行聚合。此时,较优选在有机溶剂中进行反应。另外,此时,可以根据需要使用甲基乙基酮、丙酮、四氢呋喃等沸点为100℃以下的有机溶剂。这一般被称为预聚物法。
在使用含酸基的二醇作为原料的情况下,使用N,N-二甲基乙醇胺、N,N-二乙基乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、三异丙醇胺、三甲基胺、三乙基胺等有机碱、氢氧化钠、氢氧化钾、氨等无机碱等中和剂来中和预聚物的酸基。通过较优选地使用包括氢氧化钠、氢氧化钾等碱金属的中和剂,尿烷树脂的分散稳定性得到提高。这些中和剂相对于预聚物所具有的酸性基1摩尔较优选为使用0.5~1.0摩尔,更优选为使用0.8~1.0摩尔,由此,粘度不易升高,作业性提高。
然后,向包含扩链剂及交联剂的液体中添加预聚物,并进行扩链反应及交联反应。随后,在使用了有机溶剂的情况下,使用蒸发器等去除有机溶剂,得到尿烷树脂的分散体。进行扩链反应及交联反应时,较优选在水中(水性溶剂中)进行。水性溶剂为至少以水为主要溶剂的液体。
作为用于尿烷树脂的聚合反应的催化剂,钛催化剂、铝催化剂、锆催化剂、锑催化剂、锗催化剂、铋催化剂及金属络合物类催化剂是良好的。特别是钛催化剂,具体较优选钛酸四丁酯、钛酸四甲酯等钛酸四烷酯、草酸钛钾等草酸金属盐等。另外,作为其它催化剂,只要其为公知的催化剂,则不受特别限制,可列举:二丁基氧化锡、二月桂酸二丁基锡等锡化合物等。作为非重金属催化剂,钛、铁、铜、锆、镍、钴、锰等过渡金属的乙酰丙酮络合物具有尿烷化活性是一直以来所熟知的。近年来,由于环境意识提高,期待能够代替重金属催化剂的低毒性催化剂,其中,钛/锆化合物的高尿烷化活性备受关注。
本实施方式的尿烷树脂较优选通过下述方法得到:在有机溶剂中进行异氰酸酯、聚四亚甲基二醇及含酸基多元醇的反应,并利用多胺在水性溶剂中对得到的预聚物进行扩链。
由此,能够容易且稳定地制造尿烷树脂,进而能够制造可以容易地形成使用白色油墨组合物得到的印刷物的抗粘连性及层压强度优异的图像的白色油墨组合物。
1.2.1.6.尿烷树脂的分析
尿烷树脂的组成、多异氰酸酯的结构及尿烷树脂的酸值分别能够通过以下的方法来分析。
首先,对从含有尿烷树脂的油墨中提取尿烷树脂的方法进行说明。在白色油墨组合物中包括颜料的情况下,能够使用不溶解颜料但溶解尿烷树脂的有机溶剂(丙酮、甲基乙基酮等)从白色油墨组合物中提取尿烷树脂。另外,通过超离心法分离白色油墨组合物,并使用酸对其上清液进行酸析,由此也能够提取尿烷树脂。
(A)尿烷树脂的组成
将尿烷树脂溶解于氘代二甲基亚砜(DMSO-d6)制成样本,通过质子核磁共振法(1H-NMR)或碳13核磁共振法(13C-NMR)进行分析,根据由此得到的峰的位置能够确认多异氰酸酯、多元醇、多胺等的种类。此外,根据各成分的化学位移的峰的累积值的比还能够算得组成比。另外,即使通过热解气相色谱(GC-MS)分析尿烷树脂,也能够确认多异氰酸酯、多元醇、多胺等的种类。另外,若通过碳13核磁共振分光法(13C-NMR)进行分析,则还能够求得长链多元醇的单元的重复,进而算得数均分子量。
(B)多异氰酸酯的结构
通过傅立叶变换红外光谱分析(FT-IR)对尿烷树脂进行分析,根据由此得到的红外吸收光谱能够确认多异氰酸酯的结构。主要的吸收如下所述。脲基甲酸酯结构在3300cm-1处存在NH伸缩振动吸收,在1750~1710cm-1及1708~1653cm-1处存在2条C=O伸缩振动吸收。脲二酮结构在1780~1755cm-1处存在C=O伸缩振动吸收,在1420~1400cm-1处存在基于脲二酮环的吸收。异氰脲酸酯结构在1720~1690cm-1处存在C=O伸缩振动吸收,在1428~1406cm-1处存在基于异氰脲酸酯环的吸收。缩二脲结构在1720~1690cm-1处存在C=O伸缩振动吸收。
1.3.水
水的含量相对于油墨组合物的总量较优选为30质量%以上。更优选为30~95质量%。进一步地,较优选为30~70质量%,更优选为35~65质量%,进一步优选为40~60质量%。需要指出,本实施方式中,“水系”是指水的含量在上述范围以上。
1.4.水溶性有机溶剂
本实施方式的白色油墨组合物可以包括水溶性有机溶剂。通过包括水溶性有机溶剂,使油墨组合物利用喷墨法的喷出稳定性优异,并且能够有效地抑制长期放置时水分从记录头蒸发。另外,油墨的渗透性等变得良好,进而能够得到画质、耐摩擦性、紧贴性等优异的图像。
水溶性有机溶剂不受特别限制,可列举例如:二醇醚类有机溶剂、含氮有机溶剂、多元醇类、非环状酯类、环状酯类等。其中,较优选含氮有机溶剂、二醇醚类有机溶剂、多元醇类。特别优选含氮有机溶剂、二醇醚类有机溶剂。水溶性有机溶剂可以单独使用一种或也可以并用两种以上。
水溶性有机溶剂较优选包括标准沸点为160~280℃的溶剂。该溶剂的标准沸点较优选为170~280℃,更优选为180~270℃,进一步优选为170~270℃,更进一步优选为190~270℃,进一步更优选为200~250℃。通过使标准沸点在上述范围内,具有耐摩擦性及抗粘连性更为提高的趋势。
另外,作为标准沸点超过280.0℃的有机溶剂,较优选相对于白色油墨组合物的总量含有不超过1.0质量%(含量为1.0质量%以下),更优选为0.5质量%以下,进一步优选为0.3质量%以下。此外,还可以不含有,即为0.0质量%。由此,具有附着于记录介质的白色油墨组合物的干燥性变得良好,进而耐摩擦性及抗粘连性更为提高的趋势。
需要指出,作为标准沸点超过280.0℃的有机溶剂,可列举例如:甘油、聚乙二醇单甲基醚等。
上述二醇醚类有机溶剂的树脂溶解性及渗透性优异,具有得到的涂膜的耐摩擦性及层压强度更为提高的趋势。二醇醚类有机溶剂为亚烷基二醇或聚亚烷基二醇的单醚或二醚。作为亚烷基二醇,较优选碳原子数4以下的亚烷基二醇,聚亚烷基二醇较优选它们的羟基彼此进行分子间缩合而成的缩合物。在缩合物的情况下,缩合数较优选2~4。另外,作为醚,可列举:烷基醚、芳香族醚等,其中,较优选烷基醚。烷基醚的烷基较优选碳原子数1~4。进一步优选单醚。
这样的二醇醚类有机溶剂不受特别限制,可列举例如:乙二醇单甲基醚、乙二醇单乙基醚、乙二醇单丙基醚、乙二醇单丁基醚、乙二醇单甲基醚乙酸酯、二乙二醇单甲基醚、二乙二醇单乙基醚、二乙二醇单丙基醚、二乙二醇单丁基醚、二乙二醇单叔丁基醚、三乙二醇单丁基醚、1-甲基-1-甲氧基丁醇、丙二醇单甲基醚、丙二醇单乙基醚、丙二醇单丙基醚、丙二醇单丁基醚、二丙二醇单甲基醚、二丙二醇单乙基醚、二丙二醇单丙基醚、丙二醇单丁基醚、二丙二醇单丁基醚、3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇、乙二醇二甲基醚、乙二醇二乙基醚、乙二醇二丁基醚、二乙二醇二甲基醚、二乙二醇二乙基醚等。
二醇醚类有机溶剂的碳原子数较优选为12以下,更优选为8以下,进一步优选为4~8。由此,具有得到的油墨涂膜的耐摩擦性及层压强度更为提高的趋势。碳原子数为二醇醚类有机溶剂的分子中的总碳原子数。
二醇醚类有机溶剂的含量相对于白色油墨组合物的总量较优选为1~40质量%,更优选为2~30质量%,进一步优选为5~10质量%。
上述含氮有机溶剂只要为分子中包括氮原子的溶剂即可。含氮有机溶剂用作树脂的良好的溶解剂,具有得到的涂膜的耐摩擦性及层压强度更为提高的趋势。作为含氮有机溶剂,可列举例如:环状酰胺类、非环状酰胺类等。其中,在层压强度等方面,优选环状酰胺类。另外,在抗粘连性等方面,更优选非环状酰胺类。
作为环状酰胺类,只要其为具有环状结构的酰胺,则不受特别限制,可列举例如:2-吡咯烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮、N-乙基-2-吡咯烷酮、N-乙烯基-2-吡咯烷酮、2-吡咯烷酮、N-丁基-2-吡咯烷酮、5-甲基-2-吡咯烷酮等吡咯烷酮类。
作为非环状酰胺类,只要其为具有非环状结构的酰胺,则不受特别限制,可列举例如: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、3-叔丁氧基-N,N-甲基乙基丙酰胺等。
含氮有机溶剂的含量相对于白色油墨组合物的总量较优选为1~40质量%,更优选为2~30质量%,进一步优选为3~20质量%,特别优选为5~10质量%。
含氮有机溶剂的含量相对于白色油墨组合物的总量较优选为1~40质量%,更优选为2~30质量%,进一步优选为5~10质量%。
上述多元醇类为分子中具有两个以上羟基的化合物。多元醇类的油墨的保湿性及作为针对记录介质的渗透溶剂的作用优异,使油墨组合物对于记录介质的湿润性更为提高。
上述多元醇类中,可较优选列举:具有两个以上羟基的烷烃多元醇、该烷烃多元醇的羟基彼此分子间缩合而成的缩合物等。缩合物的缩合数较优选2~4。多元醇类的羟基数较优选2~5,更优选2~3。上述的缩合物或不是缩合物时烷烃多元醇较优选碳原子数4以下。在该情况下,保湿性更为优异,故较优选。
另一方面,多元醇类中,碳原子数5以上的烷烃二醇作为针对记录介质的渗透溶剂的作用更为优异,故较优选。烷烃二醇较优选碳原子数5~10。特别优选1,2-烷烃二醇。
这样的多元醇类不受特别限制,可列举例如:乙二醇、丙二醇、1,2-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、二乙二醇、三乙二醇、二丙二醇、三羟甲基丙烷、甘油、1,2-戊二醇、1,2-己二醇、1,2-辛二醇、1,6-己二醇、2-甲基-2,4-戊二醇、2-乙基-2-甲基-1,3-丙二醇、2-甲基-2-丙基-1,3-丙二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇、3-甲基-1,3-丁二醇、2-乙基-1,3-己二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、2-甲基戊烷-2,4-二醇等。
多元醇类的含量相对于白色油墨组合物的总量较优选为1~40质量%,更优选为2~30质量%,进一步优选为5~25质量%。
碳原子数5以上的烷烃二醇的含量相对于白色油墨组合物的总量较优选为1~40质量%,更优选为2~30质量%,进一步优选为5~10质量%。
在油墨包括二醇醚类有机溶剂、碳原子数5以上的烷烃二醇中的任意一种的情况下,对于记录介质的渗透性优异,故较优选。
上述非环状酯类不受特别限制,可列举例如:乙二醇单甲基醚乙酸酯、乙二醇单乙基醚乙酸酯、乙二醇单丁基醚乙酸酯、二乙二醇单甲基醚乙酸酯、二乙二醇单乙基醚乙酸酯、二乙二醇单丁基醚乙酸酯、丙二醇单甲基醚乙酸酯、二丙二醇单甲基醚乙酸酯、甲氧基丁基乙酸酯等二醇单乙酸酯类;乙二醇二乙酸酯、二乙二醇二乙酸酯、丙二醇二乙酸酯、二丙二醇二乙酸酯、乙二醇乙酸酯丙酸酯、乙二醇乙酸酯丁酸酯、二乙二醇乙酸酯丁酸酯、二乙二醇乙酸酯丙酸酯、二乙二醇乙酸酯丁酸酯、丙二醇乙酸酯丙酸酯、丙二醇乙酸酯丁酸酯、二丙二醇乙酸酯丁酸酯、二丙二醇乙酸酯丙酸酯等二醇二酯类。
作为上述环状酯类,能够列举:β-丙内酯、γ-丁内酯、δ-戊内酯、ε-己内酯、β-丁内酯、β-戊内酯、γ-戊内酯、β-己内酯、γ-己内酯、δ-己内酯、β-庚内酯、γ-庚内酯、δ-庚内酯、ε-庚内酯、γ-辛内酯、δ-辛内酯、ε-辛内酯、δ-壬内酯、ε-壬内酯、ε-癸内酯等环状酯类(内酯类)、以及它们的与羰基相邻的亚甲基的氢被碳原子数1~4的烷基取代而成的化合物。
水溶性有机溶剂的含量相对于油墨组合物的总量较优选为1~50质量%,进一步优选为15~40质量%,更优选为20~35质量%,进一步优选为25~30质量%。通过使水溶性有机溶剂的含量在上述范围,具有耐摩擦性、紧贴性、保湿性、渗透性等更为提高的趋势。
1.5.蜡
蜡不受特别限制,可列举例如使烯烃与二烯共聚而得到的物质。其中,较优选聚烯烃蜡乳液。通过包括这样的聚烯烃蜡,具有耐摩擦性及抗粘连性更为提高的趋势。
作为构成聚烯烃蜡的烯烃,可列举乙烯及碳原子数3~12的α-烯烃。作为碳原子数3~12的α-烯烃,可列举例如:丙烯、1-丁烯、1-戊烯、3-甲基-1-丁烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯、3-甲基-1-戊烯、1-辛烯、1-癸烯、1-十二烯等。其中,较优选为碳原子数3~10的α-烯烃,更优选为碳原子数3~8的α-烯烃,特别优选为丙烯、1-丁烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯。
另外,作为二烯,可列举:丁二烯、异戊二烯、4-甲基-1,3-戊二烯、1,3-戊二烯、1,4-戊二烯、1,5-己二烯、1,4-己二烯、1,3-己二烯、1,3-辛二烯、1,4-辛二烯、1,5-辛二烯、1,6-辛二烯、1,7-辛二烯、乙叉降冰片烯、乙烯基降冰片烯(5-乙烯基双环[2.2.1]庚-2-烯)、二环戊二烯、2-甲基-1,4-己二烯、2-甲基-1,6-辛二烯、7-甲基-1,6-辛二烯、4-乙叉-8-甲基-1,7-壬二烯、5、9-二甲基-1,4,8-癸三烯等。其中,较优选乙烯基降冰片烯、乙叉降冰片烯、二环戊二烯、1,4-己二烯、丁二烯、异戊二烯、2-甲基-1,4-己二烯或2-甲基-1,6-辛二烯。
另外,聚烯烃蜡可以为通过公知的方法使聚烯烃蜡氧化而成的氧化聚烯烃蜡。氧化聚烯烃蜡例如能够通过利用热分解或化学分解等将高分子量的聚烯烃类树脂调节为所需的分子量,同时向分子内导入氧原子等来制造。导入分子内的氧原子构成例如具有极性的羧基等。本发明中,从可以容易在水性溶剂中乳化方面出发,较优选使用氧化聚烯烃蜡。
蜡的含量相对于油墨组合物的总量较优选为0.2~5.0质量%,更优选为0.3~3.0质量%,进一步优选为0.5~1.5质量%。通过使蜡的含量在上述范围内,具有耐摩擦性及抗粘连性更为提高的趋势。
1.6.表面活性剂
表面活性剂不受特别限制,可列举例如:炔二醇类表面活性剂、有机硅类表面活性剂及氟类表面活性剂。表面活性剂可以单独使用一种,也可以并用两种以上。
炔二醇类表面活性剂不受特别限制,可列举例如:Surfynol 104、104E、104H、104A、104BC、104DPM、104PA、104PG-50、104S、420、440、465、485、SE、SE-F、504、61、DF37、CT111、CT121、CT131、CT136、TG、GA、DF110D(以上均为商品名,Air Products&Chemicals,Inc.制)、Olfine B、Y、P、A、STG、SPC、E1004、E1010、PD-001、PD-002W、PD-003、PD-004、EXP.4001、EXP.4036、EXP.4051、AF-103、AF-104、AK-02、SK-14、AE-3(以上均为商品名,日信化学工业公司制)、Acetyrenol E00、E00P、E40、E100(以上均为商品名,川研精细化工公司制)。
有机硅类表面活性剂不受特别限制,可较优选列举:聚硅氧烷类化合物。该聚硅氧烷类化合物不受特别限制,可列举例如聚醚改性有机硅氧烷。作为该聚醚改性有机硅氧烷的市售品,可列举例如:BYK-306、BYK-307、BYK-333、BYK-341、BYK-345、BYK-346、BYK-348(以上为商品名,BYK-Chemie Japan公司制)、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(以上为商品名,信越化学工业公司制)。
作为氟类表面活性剂,较优选使用氟改性聚合物,作为具体例,可列举:BYK-3440(BYK-Chemie Japan公司制)、Surflon S-241、S-242、S-243(以上为商品名,AGC SEIMICHEMICAL公司制)、Ftergent 215M(Neos公司制)等。
表面活性剂的含量相对于油墨组合物的总量较优选为0.1~2.0质量%,更优选为0.2~1.5质量%,进一步优选为0.3~1.0质量%。
1.7.pH调节剂
pH调节剂不受特别限制,可列举例如:尿素类、胺类、吗啉类、哌嗪类、三乙醇胺等氨基醇类。作为尿素类,可列举:尿素、乙烯尿素、四甲基尿素、硫脲、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮等及甜菜碱类(三甲基甘氨酸、三乙基甘氨酸、三丙基甘氨酸、三异丙基甘氨酸、N,N,N-三甲基丙氨酸、N,N,N-三乙基丙氨酸、N,N,N-三异丙基丙氨酸、N,N,N-三甲基甲基丙氨酸、肉碱、乙酰肉碱等)等。作为胺类,可列举:二乙醇胺、三乙醇胺、三异丙醇胺等。
油墨组
本实施方式也可以制成具备上述的白色油墨组合物和非白色油墨组合物的油墨组。
非白色油墨组合物是含有非白色色料,用于向记录介质进行非白色的颜色的着色的油墨组合物。作为非白色色料,优选非白色颜料等,可列举:青色、黄色、品红色、黑色等的色料。
非白色油墨组合物可以含有前述的白色油墨组合物任选含有的定影树脂。作为定影树脂,可以包括前述的溶解时间为2小时的THF可溶成分为90质量%以上且玻璃化转变温度为20~50℃的尿烷树脂、此外的尿烷树脂、或尿烷树脂以外的树脂等。
非白色油墨组合物的色料、定影树脂以外的成分能够与白色油墨组合物相同。非白色油墨组合物只要具备一种以上即可,也可以具备两种以上。
2.喷墨记录方法
本实施方式的喷墨记录方法具备:白色油墨附着工序,通过喷墨法喷出上述白色油墨组合物,并使其附着于低吸收记录介质或非吸收记录介质。
另外,本实施方式的喷墨记录方法还可以根据需要具备:非白色油墨附着工序,通过喷墨法喷出作为含有非白色色料的喷墨油墨的非白色油墨组合物,并使其附着于低吸收记录介质或非吸收记录介质。在该情况下,使白色油墨组合物和非白色油墨组合物重叠附着于低吸收记录介质或非吸收记录介质。
白色油墨组合物与非白色油墨组合物的附着顺序不受特别限制,可以由非白色油墨组合物在低吸收记录介质或非吸收记录介质上形成非白色油墨层,由白色油墨组合物在所形成的该非白色油墨层上重叠形成白色油墨层,也可以由白色油墨组合物在低吸收记录介质或非吸收记录介质上形成白色油墨层,由非白色油墨组合物在所形成的该白色油墨层上重叠形成非白色油墨层。
其中,若由白色油墨组合物在非白色油墨层上重叠形成白色油墨层,则白色油墨层出现在记录物的表面,容易产生层压强度、抗粘连性及耐摩擦性的问题,故而本发明特别有用。
2.1.记录介质
用于本实施方式的记录方法的记录介质不受特别限制,其为低吸收性记录介质或非吸收性记录介质。低吸收性记录介质或非吸收性记录介质是指具有完全不吸收油墨或几乎不吸收油墨的性质的记录介质。定量而言,本实施方式中使用的记录介质是指在“布里斯托(Bristow)法中从接触开始至30msec1/2之间的水吸收量为10mL/m2以下的记录介质”。试验方法的细节记载于“JAPAN TAPPI纸浆试验方法2000年版”的标准No.51“纸和纸板-液体吸收性试验方法-布里斯托法”中。作为具备这样的非吸收性的性质的记录介质,可列举:记录面上不具备具有油墨吸收性的油墨接收层的记录介质、及记录面上具备油墨吸收性较小的涂布层的记录介质。
非吸收性记录介质不受特别限制,可列举例如:不具有油墨吸收层的塑料膜、在纸等基材上涂覆有塑料的物品或粘接有塑料膜的物品。作为这里所说的塑料,可列举:聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯等聚酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚氨酯、聚乙烯及聚丙烯等聚烯烃等树脂。可列举这些树脂的树脂膜等。
低吸收性记录介质不受特别限制,可列举例如表面设有用于接收油性油墨的涂布层的铜版纸。铜版纸不受特别限制,可列举例如:美术纸、铜板纸、哑光纸等印刷用纸。
如果使用本实施方式的白色油墨组合物,则即使对于这样的记录介质,也能够记录层压强度及抗粘连性优异的记录物。另外,还能够更容易地形成定影性良好且耐摩擦性良好的预定的图像。
其中,本实施方式的白色油墨组合物优选用于向聚氯乙烯树脂、聚酯树脂、聚烯烃树脂的膜进行记录。这样的膜的抗粘连性、层压强度及耐摩擦性容易降低,故而本发明特别有用。特别是聚酯树脂、聚烯烃树脂很有用,聚烯烃树脂而更加有用。
另外,通过记录得到的记录物较优选对记录面施加层压处理后使用。施加层压处理时,会产生层压强度的问题,故而本发明特别有用。
层压处理
例如对附着有油墨的记录介质的记录面粘贴膜以层叠保护膜,从而进行层压处理。另外,可以使公知的粘接剂附着于记录物的记录面,并在上粘贴膜,也可以将附着有粘接剂的膜粘贴于记录物的记录面,不受特别限制。此外,也能够使用膜熔融而成的熔融树脂,向记录物的记录面挤压熔融树脂,从而在记录物的记录面上成膜。作为用于层压的膜等的材料,能够使用例如树脂制的膜。通过层压记录物,使记录物的耐摩擦性优异,向记录物抵押固体物等操作方式过于激进时保护性优异,在这方面是较优选的。另外,较优选将记录物与膜贴合之后,进一步进行加热或常温按压,以使其充分紧贴。
2.2.白色油墨附着工序
白色油墨附着工序是使白色油墨组合物附着于记录介质的工序。更具体而言,驱动压力产生装置,使填充在喷墨头的压力产生室内的白色油墨组合物从嘴喷出。也将这样的喷出方法称为喷墨法。
2.3.非白色油墨附着工序
非白色油墨附着工序是使非白色油墨组合物附着于记录介质的工序。更具体而言,驱动压力产生装置,使填充在喷墨头的压力产生室内的非白色油墨组合物从嘴喷出。
白色油墨组合物的附着量较优选4~15mg/inch2,更优选7~12mg/inch2。非白色油墨组合物的附着量较优选2~12mg/inch2,更优选5~10mg/inch2。油墨的附着量是指在使白色油墨组合物和非白色油墨组合物重叠附着的情况下所重叠附着的区域内每单位面积的附着量。另外,油墨的附着量还指白色油墨组合物的附着量最多的区域内的白色油墨组合物的附着量、非白色油墨组合物的附着量最多的区域内的非白色油墨组合物的附着量。若白色油墨组合物的附着量比白色油墨组合物的附着量更多,则背景图像的遮盖性更为优异,故优选。较优选多1mg/inch2以上,较优选多2~10mg/inch2。
非白色油墨不受特别限制,能够使用包括任意成分的油墨。
作为白色油墨附着工序及非白色油墨附着工序中所使用的喷墨头,可列举:通过行式方式进行记录的行式头、和通过串行方式进行记录的串行头。
在使用行式头的行式方式中,例如将具有大于等于记录介质的记录宽度的宽度的喷墨头固定于喷墨装置。接着,使记录介质沿着副扫描方向(记录介质的纵向、输送方向)移动,通过与该移动连动使油墨滴从喷墨头的嘴中喷出,从而在记录介质上记录图像。
在使用串行头的串行方式中,例如在可沿记录介质的宽度方向移动的托架上搭载喷墨头。接着,使托架沿着主扫描方向(记录介质的横向、宽度方向)移动,通过与该移动连动使油墨滴从头的嘴开口中喷出,由此能够在记录介质上记录图像。进行多次这样的主扫描,以进行记录。
喷墨记录方法可以具备一次加热工序、二次加热工序。
一次加热工序是向加热后的状态的记录介质上附着油墨、或将附着油墨后的记录介质立即加热,以尽早加热附着于记录介质的油墨以促进干燥的工序。具备一次加热工序时接受一次加热工序的部分的记录介质的表面温度、或不具备一次加热工序时油墨所附着的部分的记录介质的表面温度较优选50℃以下或25℃以上,更优选28~45℃,进一步优选32~40℃,特别优选35~38℃。
二次加热工序是将油墨的附着完成后的记录介质充分加热至油墨中所含的定影树脂平坦化的程度的工序。具备二次加热工序时接受二次加热工序的部分的记录介质的表面温度较优选50~120℃,更优选60~100℃。
4.记录装置
图1中示出本实施方式的记录方法中使用的记录装置的一例。如图1所示,记录装置1具备记录介质的供应部10、输送部20、记录部30、干燥部40和排出部50。
供应部10将作为记录介质的一例的辊卷状的记录介质向输送方向F供应。输送部20经由记录部30、干燥部40将从供应部10送来的记录介质向排出部50输送。
记录部30通过向记录介质喷出并附着各油墨组合物来进行记录。记录部30具备多个喷墨头,也可以喷出多种油墨。图1所示的喷墨头为具有大于等于记录介质的宽度方向X(在图1中未示出)上的记录宽度的长度的行式喷墨头。记录期间,进行通过进行一次扫描来记录的单程记录方法(行式记录方法),即,喷墨头不移动,沿Y(在图1中未示出)方向输送记录介质,同时从各附着部喷出处理液及油墨组合物,并使其附着于记录介质。
需要指出,记录装置1也可以为串行打印机,串行打印机进行如下扫描(主扫描):喷墨式的喷墨头沿着图1的前后方向、即记录介质的宽度方向X移动,同时喷出油墨组合物及处理液,并使其附着于喷墨头所对着的记录介质。
图1中具备三个喷墨头,即具有:上游和下游所具备的用于喷出白色油墨组合物W的两个喷墨头31、和中间所具备的用于喷出非白色油墨组合物C的喷墨头32。由此,例如,能够使白色油墨组合物W附着于记录介质,并在其上附着非白色油墨组合物C,或者使非白色油墨组合物C附着于记录介质,并在其上附着白色油墨组合物W。喷墨头的数量不限于图中的数量,根据用于记录的油墨的数量具备即可。
干燥部40具有:加热供给记录部前的记录介质的预热器41、设于与记录部相对的部分的压板加热器42、及设于记录部下游的后加热器43。
排出部50进一步将记录介质向输送方向F运送,并向喷墨记录装置1的外部排出。具体而言,排出部50也可以为卷绕所排出的记录介质的辊。
实施例
下面,使用实施例及比较例对本发明进行更具体说明。本发明丝毫不受以下的实施例限制。
1.油墨组合物
1.1.尿烷树脂的制备
制造例1:树脂1
反应容器具备滴加装置、温度计、水冷式回流冷凝器、氮导入管、搅拌机及温度调节器,向该反应容器中加入聚醚多元醇(聚氧丙二醇,Mw1500)70份、异佛尔酮二异氰酸酯26份、2,2-二羟甲基丙酸23份、甲基乙基酮76份,在75℃下用时3小时进行聚合。然后,加入预先另外准备好的由甲基乙基酮14份、四乙二醇4份、氢氧化钠1.2份构成的盐溶液,再于75℃下聚合2小时。将该尿烷预聚物溶液冷却至30℃,滴加三羟甲基丙烷3份溶解于水260份中而得到的水溶液,通过相转化乳化进行交联反应。搅拌1小时之后,在50℃、减压下馏去部分甲基乙基酮及水,得到聚氨酯水分散体。用5.0μm的过滤器过滤该聚氨酯水分散体,从而制备尿烷树脂的水分散液。向其中加入水以调节浓度,制成固体成分浓度40%的乳液。
上述那样得到的尿烷树脂利用DSC法测得的Tg测定值为41℃。另外,溶解时间为2小时的THF可溶成分测定值为96%,溶解时间为15分钟的THF可溶成分测定值为96%。酸值的测定值为79mgKOH/g。
制造例2~5:树脂2~5
上述制造例1中,将聚氧丙二醇的一部分替换为聚四亚甲基二醇(Mw2000)或聚氧乙二醇(Mw1000),进一步调节多异氰酸酯成分与多元醇成分的质量比,除此之外,通过制造例1的方法制备尿烷树脂的水分散液。
制造例6~8:树脂6~8
上述制造例1中,改变三羟甲基丙烷的滴加量,除此之外,通过制造例1的方法制备尿烷树脂的水分散液。需要指出,树脂7的制造例7中,不滴加三羟甲基丙烷,不进行交联反应。由此,得到调节溶解时间为2小时及15分钟的THF可溶成分后的树脂6~8。
制造例9:树脂9
上述制造例1中,将异佛尔酮二异氰酸酯26份变为氢化XDI(环己烷-1,2-二基双(亚甲基)二异氰酸酯)26份,除此之外,通过制造例1的方法制备尿烷树脂的水分散液。
制造例10:树脂10
上述制造例1中,将异佛尔酮二异氰酸酯26份变为六亚甲基二异氰酸酯26份,除此之外,通过制造例1的方法制备尿烷树脂的水分散液。
制造例11~12:树脂11~12
树脂2的制造例2中,改变2,2-二羟甲基丙酸的添加量,除此之外,通过制造例2的方法制备尿烷树脂的水分散液。由此,得到调节酸值后的树脂11~12。需要指出,树脂11的酸值为55mgKOH/g,树脂12的酸值为42mgKOH/g。
制造例13:树脂13
树脂7的制造例7中,将异佛尔酮二异氰酸酯26份变为氢化XDI(环己烷-1,2-二基双(亚甲基)二异氰酸酯)26份,除此之外,通过制造例7的方法制备尿烷树脂的水分散液。
制造例14:树脂14
树脂7的制造例7中,将异佛尔酮二异氰酸酯26份变为氢化XDI(环己烷-1,2-二基双(亚甲基)二异氰酸酯)13份和六亚甲基二异氰酸酯13份,除此之外,通过制造例7的方法制备尿烷树脂的水分散液。
制造例15:树脂15
树脂7的制造例7中,将异佛尔酮二异氰酸酯26份变为六亚甲基二异氰酸酯26份,除此之外,通过制造例7的方法制备尿烷树脂的水分散液。
需要指出,作为使上述的多异氰酸酯成分的种类不同的例子,根据需要,也可以进一步调节多异氰酸酯成分与多元醇成分的质量比,以使Tg达到表中的值,从而进行制备。
1.2.THF可溶成分的测定
测定溶解时间为2小时的THF可溶成分和溶解时间为15分钟的THF可溶成分时,测定尿烷树脂的干燥质量,制备向1g树脂中混合100g四氢呋喃而成的混合液。接着,混合后快速开始离心分离,在25℃下将混合液以17000rpm离心分离2小时或15分钟,分离容器中残留的凝胶(固体成分)。最后,使去除凝胶后的混合液干燥,使溶解于THF的尿烷树脂干燥,并测定其干燥质量。通过下述式子算得溶解时间为2小时的THF可溶成分和溶解时间为15分钟的THF可溶成分。
THF可溶成分(%)=(溶解于THF后的尿烷树脂的干燥重量)/最初的尿烷树脂的干燥重量×100
1.3.玻璃化转变温度(Tg)的测定
使用差示扫描量热仪(日立Hightech Science DSC7000),通过DCS法测定如上述那样制备的尿烷树脂的Tg。
1.4.酸值的测定
尿烷树脂的酸值使用京都电子工业公司(Kyoto Electronics ManufacturingCo.Ltd.)制的AT610(产品名)进行测定,并通过以下的数学式(1)算得。接着,能够通过利用电位差的胶体滴定,针对溶解于四氢呋喃的高分子测定酸值。作为此时的滴定试剂,使用氢氧化钠的乙醇溶液。
酸值(mg/g)=(EP1-BL1)×FA1×C1×K1/SIZE(1)
(上述的数学式中,EP1表示滴定量(mL),BL1表示空白值(0.0mL),FA1表示滴定液的因子(1.00),C1表示浓度换算值(5.611mg/mL)(0.1mo1/L KOH 1mL的氢氧化钾当量),K1表示系数(1),SIZE表示样品采集量(g)。)
1.4.油墨组合物的制备
将下述表1所示的成分充分搅拌,制备白色油墨组合物及非白色油墨组合物。只要没有特别说明,则下述表1中记载的数值表示质量%。需要指出,“W”表示为白色油墨,“C”表示为彩色油墨。作为颜料,预先与表中未记载的作为水溶性树脂的分散剂按照颜料:分散剂的1:0.3质量%混合在水中并搅拌,制备颜料分散液后使用。表中,颜料、树脂等各成分为它们的固体成分的质量。
·白色颜料:C.I.颜料白6
·非白色颜料:C.I.颜料蓝15:3
·AQUACER515:聚烯烃蜡的水性乳液(固体成分浓度35重量%)[BYK公司制]
·BYK348:有机硅类表面活性剂[BYK公司制]
2.评价
2.1.记录物
评价试验中,作为喷墨记录方式的打印机,使用由喷墨打印机L-4533AW(精工爱普生株式会社制)改装成的如图1所示那样构成有预热器、下方加热器及后加热器的行式打印机改装机。
接着,将表1中记载的白色油墨及非白色油墨分别填充在打印机的墨盒中。接着,使用上述喷墨打印机对A4尺寸的记录介质进行图像的印刷及干燥。
2.1.1.记录条件
具体而言,实施例1~20及比较例1~3中,在分辨率600×600dpi、附着量10mg/inch2的印刷条件下喷出白色油墨,并使其附着于记录介质,从而形成满版图案。
另外,实施例21、23、24中,首先,在分辨率600×600dpi、附着量7mg/inch2的印刷条件下喷出非白色油墨,随后,在分辨率600×600dpi、附着量10mg/inch2的印刷条件下喷出白色油墨,使这些油墨重叠附着于记录介质。由此,形成在非白色油墨上附着有白色油墨的满版图案图像。表2的“C→W”表示上述印刷顺序。
此外,实施例22中,首先,在分辨率600×600dpi、附着量10mg/inch2的印刷条件喷出白色油墨,随后,在分辨率600×600dpi、附着量7mg/inch2的印刷条件下喷出非白色油墨,将这些油墨重叠附着于记录介质。由此,形成在白色油墨上附着有非白色油墨的满版图案图像。表2的“W→C”表示上述印刷顺序。
参考例1~4中,在分辨率600×600dpi、附着量7mg/inch2的印刷条件下喷出非白色油墨,并使其附着于记录介质,从而形成满版图案。
2.1.2.记录介质
作为记录介质,使用以下物品。
M1:表面处理聚丙烯膜(OPP)[东洋纺株式会社制“Pylen P-2161”]
M2:表面处理聚酯膜(PET)[东洋纺株式会社制“Espet E-5102”]
M3:Scotchcal graphics film IJ8150(3M公司制)氯乙烯膜。
2.1.3.加热条件
对于记录介质,作为一次加热,通过设于打印机的预热器及下方加热器进行加热以使表面温度达到35℃,作为二次加热,通过后加热器进行加热以使表面温度在M1中达到65℃。需要指出,在使用记录介质M2及M3的情况下,使二次加热温度为90℃。
2.2.层压强度的评价
使用棒涂机在如上述那样记录的记录物的图像部上涂布干式层压用粘接剂(主剂TM-329/固化剂CAT-8B,东洋MORTON株式会社制),贴合未拉伸聚丙烯膜(CPP)膜(商品名:Pylen P1128,东洋纺株式会社制)之后,在40℃下老化48小时。
将如上那样得到的层叠物切割为15mm宽,通过T型剥离试验(试验机:(A&D制Tensilon万能试验机RTG-1250A)测定层压强度作为剥离强度,并基于下述的评价标准评价“层压强度”。
评价标准
A:层压强度为5N/15mm以上;
B:层压强度为3N/15mm以上且低于5N/15mm;
C:层压强度为1N/15mm以上且低于3N/15mm;
D:层压强度低于1N/15mm。
2.3.抗粘连性的评价
准备两张如上述那样记录后的记录物,在一张的图像部上叠合另一张膜的非印刷面,使Blocking tester(TESTER产业株式会社CO-201永久应变测试仪)施加5kgf/cm2负荷,并在40℃下放置24小时。
放置后,根据撕开膜时的图像的转印程度,基于下述的评价标准评价“粘连性”。
评价标准
A:非印刷面上未转印图像,没有发粘感;
B:非印刷面上未转印图像,但存在一些发粘感;
C:非印刷面上转印低于50面积%的图像;
D:非印刷面上转印50面积%以上的图像。
2.4.耐摩擦性(干燥)的评价
通过学振型摩擦色牢度试验机(TESTER产业株式会社AB-301),向干燥状态的摩擦用白棉布上施加200g的负荷,按照每分30次往复的速度,对如上述那样记录后的记录物的图像部往复摩擦100次。通过目测观察摩擦过程的图像部,基于下述的评价标准评价“耐摩擦性”。
评价标准
A:即使摩擦100次以上,图像也不会变化;
B:在摩擦100次后的阶段,残留一些伤痕,但不影响图像;
C:51次以上且99次以下时,图像产生变化;
D:50次以下时,图像产生变化。
3.评价结果
可知使用了含有溶解时间为2小时的THF可溶成分为90质量%以上且玻璃化转变温度为20~50℃的尿烷树脂的白色油墨组合物的实施例均得到了层压强度和抗粘连性优异的记录物。
与此相对,使用了含有上述的尿烷树脂之外的尿烷树脂的白色油墨组合物的比较例均层压强度与抗粘连性中的任意一项较差。
由实施例1、4、5可知,尿烷树脂的2小时的THF可溶成分较高时,层压强度更为优异,较低时,抗粘连性及耐摩擦性更为优异。
由实施例1~3可知,尿烷树脂的玻璃化转变温度较低时,层压强度更为优异,较高时,抗粘连性及耐摩擦性更为优异。
由实施例1、4可知,尿烷树脂的2小时的THF可溶成分较高时,具有层压强度更为优异的趋势,但也具有抗粘连性略差的趋势,而由实施例10~12可知,通过降低15分钟的THF可溶成分,层压强度与抗粘连性均更为优异。
由实施例2、8、9可知,尿烷树脂的酸值较高时,层压强度更为优异。
由实施例1、19、20可知,在记录介质为聚烯烃树脂、聚酯树脂的情况下,特别是在聚烯烃树脂的情况下,特别容易产生层压强度及抗粘连性等课题。
由实施例21、22可知,在首先附着非白色油墨,再在其上附着白色油墨的情况下,特别容易产生抗粘连性及耐摩擦性的课题。
在使用玻璃化转变温度低于20℃的尿烷树脂的比较例1中,抗粘连性差。
在使用玻璃化转变温度高于50℃的尿烷树脂的比较例2中,结果导致层压强度及耐摩擦性差。
在使用THF可溶成分低于90质量%的尿烷树脂的比较例3中,结果导致抗粘连性差。
此外,在未使用白色油墨的参考例1~4中,层压强度、抗粘连性及耐摩擦性不会产生问题,由此确认,层压强度、抗粘连性及耐摩擦性的课题是由于使用白色油墨所产生的问题。
Claims (14)
1.一种白色油墨组合物,其特征在于,是水系的喷墨油墨,
所述白色油墨组合物用于向低吸收记录介质或非吸收记录介质进行记录,
所述白色油墨组合物含有白色颜料和定影树脂,
所述定影树脂含有溶解时间为2小时的THF可溶成分为90质量%以上且玻璃化转变温度为20℃~50℃的尿烷树脂。
2.根据权利要求1所述的白色油墨组合物,其特征在于,
所述尿烷树脂的溶解时间为15分钟的THF可溶成分为40质量%以上。
3.根据权利要求1或2所述的白色油墨组合物,其特征在于,
所述尿烷树脂的含量相对于所述白色油墨组合物的总量为1.0质量%~15质量%。
4.根据权利要求1所述的白色油墨组合物,其特征在于,
所述白色颜料的含量相对于所述白色油墨组合物的总量为5.0质量%~20质量%。
5.根据权利要求1所述的白色油墨组合物,其特征在于,
所述尿烷树脂为树脂粒子。
6.根据权利要求1所述的白色油墨组合物,其特征在于,
所述尿烷树脂的酸值为40mgKOH/g~100mgKOH/g。
7.根据权利要求1所述的白色油墨组合物,其特征在于,
所述白色油墨组合物含有含氮有机溶剂。
8.根据权利要求1所述的白色油墨组合物,其特征在于,
所述白色油墨组合物含有碳原子数8以下的二醇醚类有机溶剂。
9.根据权利要求1所述的白色油墨组合物,其特征在于,
所述白色油墨组合物用于向作为聚烯烃树脂膜的记录介质进行记录。
10.根据权利要求1所述的白色油墨组合物,其特征在于,
通过所述记录得到的记录物在对记录面施加层压处理后使用。
11.根据权利要求1所述的白色油墨组合物,其特征在于,
所述尿烷树脂具有脂环结构及芳香环结构中的任意一种。
12.一种喷墨记录方法,其特征在于,具备:
白色油墨附着工序,通过喷墨法喷出权利要求1~11中任一项所述的白色油墨组合物,并使其附着于低吸收记录介质或非吸收记录介质。
13.根据权利要求12所述的喷墨记录方法,其特征在于,还具备:
非白色油墨附着工序,通过喷墨法喷出作为含有非白色色料的水系的喷墨油墨的非白色油墨组合物,并使其附着于所述低吸收记录介质或所述非吸收记录介质,
其中使所述白色油墨组合物和所述非白色油墨组合物重叠附着于所述低吸收记录介质或所述非吸收记录介质。
14.根据权利要求13所述的喷墨记录方法,其特征在于,
由所述非白色油墨组合物在所述低吸收记录介质或所述非吸收记录介质上形成所述非白色油墨层,由所述白色油墨组合物在所形成的该非白色油墨层上重叠形成白色油墨层。
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