CN117584617A - 处理液、记录方法和油墨组 - Google Patents
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Abstract
本发明提供在保存时或引入到喷墨记录装置中时不易产生异物的处理液、记录方法和油墨组。一种水性处理液,为与喷墨油墨一起用于记录的处理液,所述喷墨油墨为水性油墨组合物,所述处理液含有多价金属盐、选自丙烯酸类树脂和马来酸类树脂的树脂、以及选自有机酸和有机胺的化合物,相对于所述处理液的总质量,所述树脂的含量为1质量%以下,所述处理液的pH为5.5以上且7.5以下。
Description
技术领域
本发明涉及处理液、记录方法和油墨组。
背景技术
已知通过使用包含使油墨成分凝集的凝集剂的反应液(处理液)将附着在记录介质上的油墨早期固定(使流动性降低)而抑制渗出斑点的记录方法。例如,在专利文献1中提出了使用了包含与喷墨油墨的成分反应的羧酸或羧酸盐、即反应剂的反应液的喷墨记录方法。
专利文献1:日本特开2015-217591号公报
发明内容
但是,在使用处理液得到优异的画质的情况下,在保存处理液时或将处理液引入喷墨记录装置中时,有时在处理液中生成异物。当生成这样的异物时,担心处理液的保存稳定性,另外,存在引起喷出处理液的喷墨头的喷出不良的问题。
本发明的处理液的一个方式为与喷墨油墨一起用于记录的处理液,其中,
所述喷墨油墨为水性油墨组合物,
所述处理液含有多价金属盐、选自丙烯酸类树脂和马来酸类树脂的树脂、以及选自有机酸和有机胺的化合物,
相对于所述处理液的总质量,所述树脂的含量为1质量%以下,所述处理液的pH为5.5以上且7.5以下,并且
所述处理液为水性处理液。
本发明的记录方法的一个方式为使用上述处理液和喷墨油墨进行的记录方法,其中,
所述记录方法包含以下步骤:
使所述处理液附着到记录介质上的处理液附着步骤、和
从喷墨头喷出所述喷墨油墨并使其附着到记录介质上的油墨附着步骤。
本发明的油墨组的一个方式包含上述处理液和喷墨油墨。
附图说明
图1是喷墨记录装置的一例的示意图。
图2是喷墨记录装置的一例的滑架周边的示意图。
图3是喷墨记录装置的一例的框图。
图4是容纳处理液的容器的一例的示意图。
附图标记
1:喷墨记录装置、2:记录头、3:IR加热器、4:板式加热器、5:加热器、6:冷却风扇、7:预热器、8:换气扇、9:滑架、11:台板、12:墨盒、13:滑架移动机构、14:运送手段、101:接口部、102:CPU、103:存储器、104:单元控制电路、111:运送单元、112:滑架单元、113:记录头单元、114:干燥单元、121:检测器组、130:计算机、CONT:控制部、MS:主扫描方向、SS:副扫描方向、M:记录介质
具体实施方式
以下对本发明的实施方式进行说明。以下说明的实施方式对本发明的例子进行说明。本发明不受以下实施方式任何限制,也包含在不改变本发明的主旨的范围内实施的各种变形方式。需要说明的是,以下所说明的构成未必全都是本发明的必要构成。
1.处理液
本实施方式的处理液为与喷墨油墨一起用于记录的处理液。与处理液一起用于记录的喷墨油墨为水性油墨组合物。而且,本实施方式的处理液为水性处理液,含有多价金属盐、选自丙烯酸类树脂和马来酸类树脂的树脂、以及选自有机酸和有机胺的化合物,相对于处理液的总质量,所述树脂的含量为1质量%以下,并且所述处理液的pH为5.5以上且7.5以下。
1.1.多价金属盐
处理液包含多价金属盐。作为多价金属盐,可列举由二价以上的多价金属离子和与多价金属离子键合的阴离子构成且可溶于水的化合物。作为多价金属离子的具体例子,可列举:Ca2+、Cu2+、Ni2+、Mg2+、Zn2+、Ba2+等二价金属离子;Al3+、Fe3+、Cr3+等三价金属离子。作为阴离子,可列举:Cl-、I-、Br-、SO4 2-、ClO3-、NO3-、HCOO-、CH3COO-等。这些多价金属盐中,从处理液的稳定性、作为凝集剂的反应性的观点考虑,优选钙盐和镁盐。
更具体而言,可列举:氯化镁、溴化镁、乙酸镁、甲酸镁、乳酸镁、硝酸镁、硫酸镁、硫代硫酸镁等镁盐;甲酸钙、乳酸钙、碳酸氢钙、乙酸钙、丙酸钙、苯甲酸钙、磷酸二氢钙、硝酸钙、氯化钙等钙盐;硝酸铝、氯化铝、硫酸铝、硫酸铝铵、硫酸铝钾、甲酸铝、乙酸铝、乳酸铝等铝盐。多价金属盐可以单独使用一种,也可以并用两种以上。另外,无水物和水合物均能够使用。
在多价金属盐为钙盐的情况下,油墨中所含的成分的凝集能力良好,所得到的画质更优异,因此是优选的。另外,从潮解性低的方面考虑,优选多价金属盐为有机酸多价金属盐,特别是有机酸的钙盐的潮解性低,因此能够使所得到的记录物的耐水性、耐湿耐刮擦性更优异,从这一点考虑是更优选的。然而,另一方面,在多价金属盐为钙盐的情况下,具有在处理液中特别容易产生异物的倾向,但是本实施方式的处理液中,通过含有后述的选自丙烯酸类树脂和马来酸类树脂的树脂,即使多价金属盐为钙盐,也能抑制异物的产生。
相对于处理液的总质量,处理液中的多价金属盐的含量优选为0.5质量%以上且10质量%以下。而且,优选为1质量%以上且10质量%以下,更优选为1.5质量%以上且8质量%以下,进一步优选为2质量%以上且7质量%以下。如果多价金属盐的含量为这样的范围,则能够使利用喷墨油墨形成的图像的画质更良好。
1.2.树脂
处理液含有选自丙烯酸类树脂和马来酸类树脂的树脂。
丙烯酸类树脂为至少使用丙烯酸类单体进行聚合而得到的树脂。丙烯酸类单体为(甲基)丙烯酸类单体,包含丙烯酸类单体和甲基丙烯酸类单体。可以为丙烯酸类单体与其它单体的共聚物,作为其它单体,可列举例如乙烯基单体等。将为后述的马来酸类树脂的树脂作为马来酸类树脂。
作为丙烯酸类树脂,能够列举例如:苯乙烯-丙烯酸共聚物、苯乙烯-丙烯酸-丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物和苯乙烯-甲基丙烯酸-丙烯酸酯共聚物等。
马来酸类树脂为至少使用马来酸、马来酸衍生物进行聚合而得到的树脂。作为马来酸衍生物,可列举例如马来酸酐、马来酸酯等。可以为马来酸或马来酸衍生物与其它单体的共聚物,是优选的。作为其它单体,可列举例如乙烯基单体等。
作为马来酸类树脂,能够列举例如:苯乙烯-马来酸共聚物、丙烯酸酯-马来酸共聚物和苯乙烯-丙烯酸酯-马来酸共聚物等。
这些树脂可以构成了盐。需要说明的是,本项中,即使是在马来酸类树脂中在其构成单体中含有丙烯酸和丙烯酸酯的情况下,将它们也作为马来酸类树脂。
部分酯化的马来酸类树脂具有与金属盐反应的倾向,因此更优选不选择这样的树脂或者少量使用。
相对于处理液的总质量,处理液中的上述树脂的合计含量为1质量%以下。另外,相对于处理液的总质量,处理液中的树脂的合计含量优选为0.01质量%以上且1质量%以下,更优选为0.05质量%以上且0.9质量%以下,进一步优选为0.05质量%以上且0.6质量%以下,更进一步优选为0.1质量%以上且0.6质量%以下。
通过处理液中的树脂的合计含量为这样的范围,即使处理液接触的构件含有润滑剂,也能够充分地抑制处理液中的异物产生。认为这样的效果的原因在于,利用树脂抑制从构件中的润滑剂的析出、利用树脂使析出的润滑剂的分散稳定等。
另一方面,出于担心由树脂的凝集引起的异物产生,本实施方式的处理液中,由于含有后述的选自有机酸和有机胺的化合物,它们作为pH调节剂起作用,由此将处理液的pH调节为5.5以上且7.5以下,结果也抑制了树脂的凝集、异物化,兼具抑制由构件引起的异物产生和抑制树脂的异物化。
树脂可以为像乳液一样在水性介质中分散的性质的树脂,也可以为水溶性树脂。但是,树脂更优选为水溶性树脂。当选择水溶性树脂时,更容易抑制异物的产生。
关于水溶性树脂,可列举例如下述树脂:对于树脂的固体成分1g,利用水稀释100倍,在利用动态光散射式粒度分布计测定体积平均粒径(D50)时,未检测出粒径峰的树脂。作为动态光散射式粒度分布计,可列举例如:Nanotrac Wave II-EX150等。
此外,关于树脂,更优选选择不与甲酸钙水溶液反应的树脂。如果选择这样的树脂,则即使处理液接触的构件含有润滑剂,也能够使得更不易产生异物。
1.3.选自有机酸和有机胺的化合物
本实施方式的处理液含有选自有机酸和有机胺的化合物。
作为有机酸,可列举羧酸等。关于羧酸,可列举:一元羧酸、二元羧酸、三元以上的羧酸,优选二元羧酸。有机酸也可以为羟基酸。羟基酸为在分子内具有羟基的有机酸,可以为一元羧酸、二元羧酸、三元以上的羧酸。
作为有机酸,可列举例如:甲酸、乙酸、丙酸、乙醇酸、丙酮酸、吡咯烷酮甲酸、吡咯甲酸、呋喃甲酸、吡啶甲酸、香豆酸、噻吩甲酸、烟酸等一元羧酸;草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、马来酸、富马酸、吡喃酮甲酸等二元羧酸;苹果酸、抗坏血酸、柠檬酸、酒石酸、乳酸等羟基羧酸等;或者这些化合物的衍生物或它们的盐。
作为有机胺,可列举在烷烃骨架中具有氨基的化合物。特别是,可列举在烷烃骨架中具有羟基和氨基的烷醇胺。作为有机胺,更优选烷醇胺。烷醇胺的分子中的羟基的数量为1以上,优选为1以上且5以下,更优选为2以上且3以下。有机胺的分子中的碳原子数优选为1以上且20以下,更优选为2以上且10以下,进一步优选为6以上且9以下。烷烃骨架的每个烷烃骨架的碳原子数优选为1以上且6以下,更优选为2以上4且以下。有机胺的分子中的氨基的数量为1以上,优选为1以上且5以下,更优选为1以上且2以下。
作为有机胺,没有特别限制,可列举例如:乙醇胺、N-甲基乙醇胺、N,N-二甲基乙醇胺、N-乙基乙醇胺、N-丁基乙醇胺、N,N-二乙基乙醇胺、二乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、N-乙基二乙醇胺、N-丁基二乙醇胺、N-叔丁基二乙醇胺、三乙醇胺、异丙醇胺、N,N-二甲基异丙醇胺、N,N-二乙基异丙醇胺、二异丙醇胺、三丙醇胺、三异丙醇胺(TIPA)、N,N-二甲基丙醇胺、2-氨基-1-丙醇、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、5-氨基-1-戊醇、2-氨基-2-甲基-1,3-丙二醇、2-氨基-2-羟基甲基-1,3-丙二醇、3-氨基-1,2-丙二醇、3-甲基氨基-1,2-丙二醇、三丙醇胺和三丁醇胺、或者这些化合物的衍生物等。其中,优选三乙醇胺和三异丙醇胺,更优选三异丙醇胺。有机胺类可以单独使用一种,也可以并用两种以上。
有机酸和有机胺可以单独使用一种,也可以并用两种以上。需要说明的是,将有机酸的盐中也为多价金属盐的物质作为包含在多价金属盐中的物质。
相对于处理液的总质量,选自有机酸和有机胺的化合物的合计量优选为1质量%以下,更优选为0.0001质量%以上且0.8质量%以下,进一步优选为0.0005~0.7质量%,进一步优选为0.001质量%以上且0.5质量%以下,更进一步优选为0.002质量%以上且0.2质量%以下。而且,优选为0.01~0.1质量%,优选为0.02~0.05质量%。或者优选为0.01质量%以下,更优选为0.005质量%以下。
当选自有机酸和有机胺的化合物的合计量为这样的范围时,容易将处理液的pH调节为5.5以上且7.5以下。另外,当选自有机酸和有机胺的化合物的合计量为这样的范围时,容易使pH稳定在5.5以上且7.5以下。从这些方面考虑,比使用无机酸、无机碱的情况更优异。
另外,选自有机酸和有机胺的化合物更优选选自有机酸。而且,在该情况下,有机酸进一步优选为二元羧酸化合物。如果这样的话,则能够使利用喷墨油墨形成的图像的显色性、耐刮擦性更良好。
需要说明的是,根据多价金属盐的种类,有时即使不含有机酸、有机胺,pH也在规定范围内,但是在不含有机酸、有机胺的情况下,在保存中pH容易变动。另外,本实施方式的处理液中,由于与树脂共存,因此pH更容易变动,在产生由测定误差等引起的微小的含量的差异的情况下,有时pH大幅偏离。本实施方式的处理液中,通过使用有机酸、有机胺,容易将pH调节为规定范围,并且即使在与树脂共存的情况下,保存中的pH稳定性也优异。
需要说明的是,当使用无机酸、无机碱等调节pH时,具有pH大幅增加或减小从而难以调节为规定的pH、或者pH容易发生变动的倾向,担心由树脂引起的异物产生。在未使用有机酸、有机胺进行pH调节的情况下,特别是在高温保存等情况下,具有处理液的pH升高或降低的倾向,担心碳酸钙等异物的生成、或者树脂发生异物化。
1.4.处理液的pH
处理液的pH为5.5以上且7.5以下。通过处理液的pH为该范围,即使处理液接触的构件中含有润滑剂,也难以产生异物。处理液的pH更优选为5.7以上且7.4以下,进一步优选为6.0以上且7.0以下,更进一步优选为6.3以上且7.0以下。
当处理液的pH高于上述范围时,担心多价金属盐与空气中的CO2反应等而生成碳酸盐并形成异物。特别是,在多价金属盐为钙盐的情况下,容易生成碳酸钙,有可能产生异物。另一方面,当处理液的pH低于上述范围时,树脂容易凝集,有时树脂形成异物,处理液的保存稳定性、喷墨喷出时的稳定性降低。需要说明的是,在处理液的pH高于上述范围的情况下,有时树脂的分散或溶解的状态变得不稳定。
处理液的pH与后述的喷墨油墨的pH之间存在更优选的范围。即,处理液的pH与喷墨油墨的pH之差优选为3以下。而且,处理液的pH与喷墨油墨的pH之差,更优选为2.5以下,进一步优选为2.0以下,更进一步优选为1.5以下。差的下限为0以上。另外,处理液的pH优选为油墨的pH以下。
需要说明的是,处理液与喷墨油墨的pH之差是指pH较高的值减去pH较低的值而得到的pH的值。
通过将处理液与喷墨油墨的pH之差设定为上述范围,从而喷墨油墨的pH不会变得过高,能够更充分地得到喷墨油墨的成分的凝集性(反应性),能够使所形成的图像的耐刮擦性和画质更良好。
另外,通过将pH之差设定为上述范围,从而处理液的pH不会变得过低,处理液的保存稳定性更优异。
1.5.水
处理液为水性处理液,并且含有水。作为水,可列举例如:离子交换水、超滤水、反渗透水和蒸馏水等纯水;以及超纯水等尽可能除去了离子杂质的水。另外,当使用通过紫外线照射或添加过氧化氢等而进行了杀菌的水时,在长期保存喷墨油墨的情况下能够抑制细菌、真菌的产生。
相对于处理液的总质量,水的含量优选为40质量%以上,进一步优选为45质量%以上,更优选为50质量%以上,特别优选为60质量%以上。另外,对水的含量的上限没有特别限制,例如相对于处理液的总质量,优选为98质量%以下,另外为90质量%以下,更优选为85质量%以下,进一步优选为80质量%以下。
1.6.其它成分
处理液可以含有以下成分。
1.6.1.水溶性低分子化合物
处理液可以含有水溶性低分子化合物。本项的水溶性低分子化合物中不包括色料、多价金属盐、有机酸、有机胺。水溶性低分子化合物主要为有机溶剂、固体化合物。
“水溶性”是指在20℃的100g水中的溶解度大于10g。作为水溶性低分子化合物,可列举:在常温下为液体的化合物、在常温下为固体的化合物。通过处理液含有水溶性低分子化合物,能够使处理液的堵塞恢复性、保存稳定性、画质等更良好。
作为水溶性低分子化合物的溶解度的判定方法,如下所述。首先,在20℃的环境下,向100g水中混合规定量的水溶性低分子化合物,并搅拌30分钟。在搅拌后,对于在常温下为液体的化合物,在未发生相分离或未成为海岛结构的情况下,判断为溶解。另外,对于在常温下为固体的化合物,在没有溶解残留的情况下,判断为溶解。
将像这样向100g水中混合规定量的化合物时判断为溶解的情况下的规定量中的最多的规定量作为溶解度。将溶解度大于10g的化合物作为水溶性低分子化合物。需要说明的是,水溶性低分子化合物能够为与水完全混合的化合物或者与水混合的化合物。
在本说明书中,“与水完全混合”是指:水与化合物相互溶解的情况,即在20℃的100g水中的该化合物的溶解度无限大的情况。另外,“与水混合”是指:水与化合物具有有限的溶解度的情况,即至少在20℃的100g水中的该化合物的溶解度大于10g的情况。需要说明的是,水溶性低分子化合物的溶解度大于10g,但是上限没有限制,可以为无限大。溶解度优选为11g以上,更优选为50g以上。
水溶性低分子化合物的分子量以重均分子量计优选为500以下。而且,更优选为400以下,进一步优选为300以下。另外,处理液优选包含标准沸点为150℃以上且350℃以下、优选150℃以上且300℃以下的化合物作为水溶性低分子化合物。另外,关于水溶性低分子化合物,优选包含熔点为90℃以下的化合物。而且,优选包含熔点为80℃以下的化合物。另外,熔点优选为-70℃以上。
作为在20℃的100g水中的溶解度大于10g的水溶性低分子化合物,可列举例如:树脂溶解物质、多元醇类、二醇醚类等。作为树脂溶解物质,可列举:酰胺类,含硫溶剂、环状醚类等。其中,优选树脂溶解物质、多元醇类、二醇醚类。
作为水溶性低分子化合物,进一步优选能够列举:标准沸点为150℃以上且300℃以下的酰胺类、含硫溶剂、环状醚类中的任一种化合物;以及标准沸点为150℃以上且250℃以下的多元醇类、二醇醚类中的任一种化合物。
相对于处理液d的总质量,优选含有40质量%以下的水溶性低分子化合物,更优选含有1质量%以上的水溶性低分子化合物,进一步优选含有5质量%以上且30质量%以下的水溶性低分子化合物,更进一步优选含有10质量%以上且25质量%以下的水溶性低分子化合物。
<树脂溶解物质>
作为在20℃的100g水中的溶解度大于10g的水溶性低分子化合物,可列举:作为酰胺类、含硫溶剂、环状醚类中的任一种的树脂溶解物质。其中,优选含有作为标准沸点为150℃以上且300℃以下的酰胺类、含硫溶剂、环状醚类中的任一种的树脂溶解物质。需要说明的是,树脂溶解物质是指具有溶解树脂并提高耐刮擦性的功能的有机化合物,但不限于该功能。
作为上述酰胺类,可列举:2-吡咯烷酮(2P)、2-哌啶酮、ε-己内酰胺(CPL)、N-甲基-ε-己内酰胺、N-环己基-2-吡咯烷酮、N-甲基吡咯烷酮、N-乙基吡咯烷酮、N-丁基吡咯烷酮、5-甲基-2-吡咯烷酮、β-丙内酰胺、ω-庚内酰胺等环状酰胺(内酰胺);N,N-二甲基乙酰基乙酰胺、N,N-二乙基乙酰基乙酰胺、N-甲基乙酰基乙酰胺、N,N-二甲基异丁酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二乙基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二乙基乙酰胺、N,N-二甲基丙酰胺、3-甲氧基-N,N-二甲基丙酰胺(DMPA)、3-n-丁氧基-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-n-丁氧基-N,N-二乙基丙酰胺、3-n-丁氧基-N,N-甲基乙基丙酰胺、3-n-丙氧基-N,N-二甲基丙酰胺、3-n-丙氧基-N,N-二乙基丙酰胺、3-n-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-甲基乙基丙酰胺等链状酰胺。其中,更优选2-吡咯烷酮(2P)、ε-己内酰胺(CPL)、3-甲氧基-N,N-二甲基丙酰胺(DMPA)中的任一种,具有能够使油墨的保存稳定性更优异的倾向。
作为上述含硫溶剂,可列举:3-甲基环丁砜、环丁砜、乙基异丙基砜、乙基甲基砜、二甲基砜、二甲基亚砜(DMSO)、二乙基亚砜、四亚甲基亚砜、甲基苯基亚砜等。其中,更优选二甲基亚砜(DMSO),具有能够使油墨的保存稳定性更优异的倾向。
作为上述环状醚类,可列举:异山梨醇二甲醚、3-甲基-3-氧杂环丁烷甲醇、3-乙基-3-氧杂环丁烷甲醇(DMHD)、2-羟基甲基氧杂环丁烷、四氢糠醇、丙酮缩甘油、甘油缩甲醛、1,4-二氧杂环己烷-2,3-二醇、二氢左旋葡萄糖酮等。其中,更优选3-乙基-3-氧杂环丁烷甲醇(DMHD),具有能够使油墨的保存稳定性更优异的倾向。
其中,标准沸点为150℃以上且300℃以下且为酰胺类的树脂溶解物质具有保存稳定性更优异的倾向,因此优选。另外,树脂溶解物质优选为熔点为80℃以下的化合物。当熔点在上述范围内时,具有堵塞恢复性优异的倾向。
相对于处理液的总质量,处理液优选含有20质量%以下的酰胺类、含硫溶剂、环状醚类中的任一种的树脂溶解物质作为水溶性低分子化合物,更优选含有15质量%以下,进一步优选含有10质量%以下,特别优选含有5质量%以下。另外,下限值为0质量%以上,优选含有1质量%以上,更优选含有2质量%以上,进一步优选含有3质量%以上。
另外,可以将标准沸点为150℃以上且300℃以下且为酰胺类、含硫溶剂、环状醚类中的任一种的树脂溶解物质的含量设定为上述范围。当这些树脂溶解物质的含量在上述范围内时,在处理液中的树脂的溶解性变得良好,具有保存稳定性、耐刮擦性更优异的倾向。另一方面,在这些树脂溶解物质的含量超出上述范围的情况下,有时保存稳定性降低。推定这是因为,由于处理液中的水的含量相对减少,从而树脂变得不易溶解。
<多元醇类、二醇醚类>
处理液可以含有多元醇类、二醇醚类中的任一种化合物作为除上述树脂溶解物质以外的水溶性低分子化合物。特别是,优选含有标准沸点为150℃以上且250℃以下的多元醇类、二醇醚类中的任一种化合物。
(多元醇类)
多元醇类优选为二醇或二醇以羟基彼此进行分子间缩合而得到的化合物。在此情况下,其为具有2个羟基的化合物。或者,作为多元醇类,可列举:二醇或二醇以羟基彼此进行分子间缩合而得到的化合物所具有的氢原子被羟基取代的化合物。在此情况下,其为具有3个以上羟基的化合物。
构成多元醇类的二醇或二醇以羟基彼此进行分子间缩合而得到的化合物中的二醇单元的碳原子数优选为2以上且10以下,更优选为3以上且8以下。另外,多元醇类的分子中的碳原子数优选为2以上且15以下,更优选为3以上且10以下。另外,多元醇类的标准沸点优选为150℃以上且250℃以下。
作为上述标准沸点为150℃以上且250℃以下的多元醇类,可列举例如:乙二醇(标准沸点198℃,与水混合)、二乙二醇(标准沸点244℃,与水完全混合)、1,2-丙二醇(丙二醇)(标准沸点188℃,与水完全混合)、二丙二醇(标准沸点227℃,与水完全混合)、1,2-丁二醇(标准沸点193℃,与水混合)、1,2-戊二醇(标准沸点210℃,与水混合)、1,2-己二醇(标准沸点224℃,与水完全混合)、1,3-丙二醇(标准沸点214℃,与水完全混合)、1,4-丁二醇(标准沸点228℃,与水完全混合)、2,3-丁二醇(标准沸点177℃,与水混合)、1,3-丁二醇(标准沸点207℃,与水完全混合)、3-甲基-1,3-丁二醇(标准沸点203℃,与水完全混合)、2-甲基-1,3-丙二醇(标准沸点214℃,与水完全混合)、2,2-二甲基-1,3-丙二醇(标准沸点208℃,溶解度83[g/水100g])、2-甲基戊烷-2,4-二醇(标准沸点197℃,与水完全混合)、2,5-二甲基-2,5-己二醇(标准沸点218℃,溶解度14[g/水100g])、1,5-戊二醇(标准沸点242℃,与水混合)、3-甲基-1,5-戊二醇(标准沸点250℃,与水完全混合)、1,6-己二醇(标准沸点250℃,与水混合)等。作为多元醇类,更优选碳原子数为10以下的多元醇类。
多元醇类中,更优选为标准沸点为150℃以上且250℃以下并且碳原子数为10以下的烷二醇类,进一步优选为标准沸点为150℃以上且250℃以下并且碳原子数为6以下的烷二醇类。作为这样的烷二醇类,可列举例如:作为1,2-烷二醇类的乙二醇、丙二醇、1,2-丙二醇、1,2-丁二醇、1,2-戊二醇、1,2-己二醇等;1,3-丙二醇、1,3-丁二醇等。
相对于处理液的总质量,处理液优选含有1质量%~5质量%以下的标准沸点为150℃以上且250℃以下并且碳原子数为6以下的烷二醇类作为水溶性低分子化合物。
(二醇醚类)
二醇醚类为将二醇的一个以上的羟基进行醚化而得到的化合物。作为上述二醇醚类,优选亚烷基二醇的单醚或二醚。作为上述醚化的醚,优选烷基醚。构成二醇醚类的亚烷基二醇的亚烷基或烷基醚的烷基独立地碳原子数优选为1以上且5以下,更优选为2以上且4以下。二醇醚类也更优选标准沸点为150℃以上且250℃以下。
作为二醇醚类,可列举例如:乙二醇单甲醚(与水完全混合)、乙二醇单乙醚(与水混合)、乙二醇单异丙醚(溶解度100[g/水100g])、乙二醇单丙醚(与水混合)、乙二醇单异丁醚(溶解度75.5[g/水100g])、乙二醇单叔丁醚(与水混合)、乙二醇单丁醚(溶解度100[g/水100g])、二乙二醇单甲醚(与水完全混合)、二乙二醇单乙醚(与水完全混合)、二乙二醇单异丙醚(与水混合)、二乙二醇单异丁醚(与水完全混合)、二乙二醇单丁醚(与水完全混合)、三乙二醇单甲醚(与水完全混合)、三乙二醇单乙醚(与水完全混合)、三乙二醇单丁醚(与水混合)、四乙二醇单甲醚(与水混合)、丙二醇单甲醚(与水混合)、丙二醇单乙醚(与水完全混合)、丙二醇单丙醚(与水混合)、二丙二醇单甲醚(与水完全混合)、二丙二醇单丙醚(溶解度19[g/水100g])、三丙二醇单甲醚(与水完全混合)、1,3-丙二醇单甲醚(3-甲氧基-1-丙醇)(与水完全混合)、1,3-丁二醇-3-单甲醚(3-甲氧基-1-丁醇)(与水混合)等亚烷基二醇单烷基醚类;和乙二醇二甲醚(与水完全混合)、二乙二醇二甲醚(与水完全混合)、二乙二醇甲乙醚(与水完全混合)、二乙二醇二乙醚(与水完全混合)、三乙二醇二甲醚(与水完全混合)、四乙二醇二甲醚(与水完全混合)、二丙二醇二甲醚(溶解度52.6[g/水100g])、三丙二醇二甲醚(溶解度23.6[g/水100g])等亚烷基二醇二烷基醚类(glyme)。
另外,上述二醇醚类中,与单醚相比,二醚具有容易使处理液中的树脂溶解或溶胀的倾向,在提高所形成的图像的耐刮擦性方面是更优选的。另一方面,在处理液的润湿铺展性优异的方面,优选单醚。
相对于处理液的总质量,处理液优选含有30质量%以下的多元醇类、二醇醚类中的任一种作为水溶性低分子化合物,更优选含有25质量%以下。另外,作为下限,相对于处理液的总质量为0质量%以上,优选含有10质量%以上,更优选含有15质量%以上。
另外,优选将标准沸点为150~250℃的多元醇类、二醇醚类中的任一种的含量设定为上述范围。
在上述范围内含有这些水溶性低分子化合物的情况下,具有树脂的溶解性变得更良好、保存稳定性更优异的倾向。
<其它化合物>
处理液可以根据需要含有其它物质。
1.6.2.表面活性剂
处理液可以含有表面活性剂。作为表面活性剂,没有特别限制,可列举例如:炔二醇类表面活性剂、含氟型表面活性剂和有机硅类表面活性剂。
作为炔二醇类表面活性剂,没有特别限制,可列举例如:Sufynol 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(以上全部为商品名,Air Products日本株式会社制造);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(以上全部为商品名,日信化学工业株式会社制造);ACETYLENOL E00、E00P、E40、E100(以上全部为商品名,川研精细化工株式会社制造)。
作为含氟型表面活性剂,优选使用氟改性聚合物,作为具体例,可列举:BYK-340(商品名,毕克化学日本株式会社制造)。
作为有机硅类表面活性剂,没有特别限制,优选可列举聚硅氧烷类化合物。作为该聚硅氧烷类化合物,没有特别限制,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,毕克化学日本株式会社制造);KF-351A、KF-352A、KF-353、KF-354L、KF-355A、KF-615A、KF-945、KF-640、KF-642、KF-643、KF-6020、X-22-4515、KF-6011、KF-6012、KF-6015、KF-6017(以上为商品名,信越化学工业株式会社制造);SILFACESAG503A、SILFACE SAG014(以上为商品名,日信化学工业株式会社制造)等。
上述表面活性剂可以单独使用一种,也可以并用两种以上。
在含有表面活性剂的情况下,相对于处理液的总质量,表面活性剂的含量优选设定为0.1质量%以上且1.5质量%以下。
另外,优选也可以将上述表面活性剂中的有机硅类表面活性剂或含氟型表面活性剂的含量设定为上述范围。进一步优选也可以将上述表面活性剂中的有机硅类表面活性剂的含量定为上述范围。
通常,通过使处理液中含有有机硅类表面活性剂,具有画质进一步提高的倾向,但是耐刮擦性、消泡性容易变差。但是,在本实施方式的处理液中,即使是上述范围内的少量的添加量,画质也优异,同时能够在耐刮擦性方面也良好。
1.6.3.其它添加剂
处理液可以根据需要含有螯合剂、防锈剂、防霉剂、抗氧化剂、抗还原剂、蒸发促进剂等各种添加剂。
(关于标准沸点高于280℃的元醇类)
处理液优选不含有相对于处理液的总质量超过3质量%的标准沸点高于280℃的多元醇类作为水溶性低分子化合物。而且,更优选不含有超过1质量%的标准沸点高于280℃的多元醇类,进一步优选不含有超过0.5质量%的标准沸点高于280℃的多元醇类。
在此情况下,在处理液中可以含有也可以不含有标准沸点高于280℃的多元醇类,在含有标准沸点高于280℃的多元醇类的情况下也为上述含量以下。当标准沸点高于280℃的多元醇类的含量在上述范围内时,能够使处理液的干燥性不大幅降低,其结果是,具有即使对低吸收或不吸收的记录介质进行记录,也能够抑制图像的固色性降低的倾向。另外,即使使进行加热干燥时的记录介质的温度较低,也能够进行充分的干燥。作为这样的标准沸点高于280℃的多元醇类,可列举例如甘油(标准沸点290℃),不包括三异丙醇胺等烷醇胺类。
1.7.处理液的制备和物性
处理液通过将上述成分以任意顺序混合并根据需要进行过滤等除去杂质而得到。作为各成分的混合方法,优选使用将材料依次添加到具备机械搅拌器、磁力搅拌器等搅拌装置的容器中并进行搅拌混合的方法。作为过滤方法,能够根据需要进行离心过滤、过滤器过滤等。
从进一步提高喷墨油墨的图像品质的观点出发,处理液的20℃下的表面张力(静态表面张力)优选为18mN/m以上且40mN/m,更优选为20mN/m以上且35mN/m以下,进一步优选为22mN/m以上且33mN/m以下。需要说明的是,关于表面张力的测定,例如能够通过使用自动表面张力计CBVP-Z(商品名,协和界面科学株式会社制造)确认在20℃的环境下利用处理液润湿铂板时的表面张力而测定。
从同样的观点出发,处理液的20℃下的粘度优选为3mPa·s以上且10mPa·s以下,更优选为3mPa·s以上且8mPa·s以下。需要说明的是,关于粘度的测定,例如能够使用粘弹性试验仪MCR-300(商品名,Pysica公司制造)测定在20℃的环境下的粘度。
1.8.处理液的用途和油墨组
处理液与喷墨油墨一起被用于记录。处理液可以预先附着到要附着喷墨油墨的介质上使用。另外,处理液与喷墨油墨一样可以从喷墨头喷出而用于记录。如果这样的话,能够抑制处理液的使用量。
另外,处理液能够与喷墨油墨一起构成油墨组。即,油墨组包含处理液和喷墨油墨。油墨组为以套件的形式用于记录的油墨、处理液的组。
根据该油墨组,即使在处理液接触的构件中含有润滑剂,也不易产生异物。而且,能够使由喷墨油墨形成的图像的画质更良好。
2.记录方法
以下,对使用了处理液和喷墨油墨的记录方法进行说明。本实施方式的记录方法为使用上述处理液和后述的喷墨油墨进行的记录方法,其中,所述记录方法包含:使处理液附着到记录介质上的处理液附着步骤、和将喷墨油墨从喷墨头喷出并使其附着到记录介质上的油墨附着步骤。
2.1.喷墨油墨
与处理液一起使用的喷墨油墨为水性油墨组合物。喷墨油墨能够含有以下成分。
2.1.1.色料
喷墨油墨可以含有色料。色料能够使用颜料和染料中的至少一者。
<颜料>
颜料能够使用无机颜料和有机颜料中的任一种。通过使用颜料作为色料,有时能够提高喷墨油墨的耐光性,是优选的。
作为无机颜料,能够使用炉黑、灯黑、乙炔黑、槽法炭黑等炭黑(C.I.颜料黑7)类;氧化铁、氧化钛。
作为有机颜料,可列举:不溶性偶氮颜料、缩合偶氮颜料、偶氮色淀、螯合偶氮颜料等偶氮颜料;酞菁颜料、苝和紫环酮颜料、蒽醌颜料、喹吖啶酮颜料、二噁烷颜料、硫靛颜料、异吲哚啉酮颜料、喹酞酮颜料等多环式颜料;染料螯合物(例如碱性染料型螯合物、酸性染料型螯合物等);色淀(碱性染料型色淀、酸性染料型色淀);硝基颜料、亚硝基颜料、苯胺黑、日光荧光颜料。
更详细而言,作为用作黑色油墨的炭黑,可列举:No.2300、No.900、MCF88、No.33、No.40、No.45、No.52、MA7、MA8、MA100、No.2200B等(以上为三菱化学公司(MitsubishiChemical Corporation)制造)、Raven5750、Raven 5250、Raven 5000、Raven 3500、Raven1255、Raven 700等(以上为哥伦比亚碳素(Carbon Columbia)公司制造)等。
作为用作白色油墨的颜料,可列举:C.I.颜料白6、18、21。
作为用作黄色油墨的颜料,可列举:C.I.颜料黄1、C.I.颜料黄2、C.I.颜料黄3、C.I.颜料黄4、C.I.颜料黄5、C.I.颜料黄6、C.I.颜料黄7、C.I.颜料黄10、C.I.颜料黄11、C.I.颜料黄12、C.I.颜料黄13、C.I.颜料黄14、C.I.颜料黄16、C.I.颜料黄17、C.I.颜料黄24、C.I.颜料黄34、C.I.颜料黄35、C.I.颜料黄37、C.I.颜料黄53、C.I.颜料黄55、C.I.颜料黄65、C.I.颜料黄73、C.I.颜料黄74、C.I.颜料黄75、C.I.颜料黄81、C.I.颜料黄83、C.I.颜料黄93、C.I.颜料黄94、C.I.颜料黄95、C.I.颜料黄97、C.I.颜料黄98、C.I.颜料黄99、C.I.颜料黄108、C.I.颜料黄109、C.I.颜料黄110、C.I.颜料黄113、C.I.颜料黄114、C.I.颜料黄117、C.I.颜料黄120、C.I.颜料黄124、C.I.颜料黄128、C.I.颜料黄129、C.I.颜料黄133、C.I.颜料黄138、C.I.颜料黄139、C.I.颜料黄147、C.I.颜料黄151、C.I.颜料黄153、C.I.颜料黄154、C.I.颜料黄155、C.I.颜料黄167、C.I.颜料黄172、C.I.颜料黄180。
作为用作品红色油墨的颜料,可列举:C.I.颜料红1、C.I.颜料红2、C.I.颜料红3、C.I.颜料红4、C.I.颜料红5、C.I.颜料红6、C.I.颜料红7、C.I.颜料红8、C.I.颜料红9、C.I.颜料红10、C.I.颜料红11、C.I.颜料红12、C.I.颜料红14、C.I.颜料红15、C.I.颜料红16、C.I.颜料红17、C.I.颜料红18、C.I.颜料红19、C.I.颜料红21、C.I.颜料红22、C.I.颜料红23、C.I.颜料红30、C.I.颜料红31、C.I.颜料红32、C.I.颜料红37、C.I.颜料红38、C.I.颜料红40、C.I.颜料红41、C.I.颜料红42、C.I.颜料红48(Ca)、C.I.颜料红48(Mn)、C.I.颜料红57(Ca)、C.I.颜料红57:1、C.I.颜料红88、C.I.颜料红112、C.I.颜料红114、C.I.颜料红122、C.I.颜料红123、C.I.颜料红144、C.I.颜料红146、C.I.颜料红149、C.I.颜料红150、C.I.颜料红166、C.I.颜料红168、C.I.颜料红170、C.I.颜料红171、C.I.颜料红175、C.I.颜料红176、C.I.颜料红177、C.I.颜料红178、C.I.颜料红179、C.I.颜料红184、C.I.颜料红185、C.I.颜料红187、C.I.颜料红202、C.I.颜料红209、C.I.颜料红219、C.I.颜料红224、C.I.颜料红245、或者C.I.颜料紫19、C.I.颜料紫23、C.I.颜料紫32、C.I.颜料紫33、C.I.颜料紫36、C.I.颜料紫38、C.I.颜料紫43、C.I.颜料紫50。也可以上述多种颜料的固溶体。
作为用作青色油墨的颜料,可列举:C.I.颜料蓝1、C.I.颜料蓝2、C.I.颜料蓝3、C.I.颜料蓝15、C.I.颜料蓝15:1、C.I.颜料蓝15:2、C.I.颜料蓝15:3、C.I.颜料蓝15:4、C.I.颜料蓝16、C.I.颜料蓝18、C.I.颜料蓝22、C.I.颜料蓝25、C.I.颜料蓝60、C.I.颜料蓝65、C.I.颜料蓝66、C.I.还原蓝4、C.I.还原蓝60。
另外,作为除品红色、青色和黄色以外的颜料,可列举例如:C.I.颜料绿7、C.I.颜料绿10、C.I.颜料棕3、C.I.颜料棕5、C.I.颜料棕25、C.I.颜料棕26、C.I.颜料橙1、C.I.颜料橙2、C.I.颜料橙5、C.I.颜料橙7、C.I.颜料橙13、C.I.颜料橙14、C.I.颜料橙15、C.I.颜料橙16、C.I.颜料橙24、C.I.颜料橙34、C.I.颜料橙36、C.I.颜料橙38、C.I.颜料橙40、C.I.颜料橙43、C.I.颜料橙63。
上述颜料可以单独使用一种,也可以并用两种以上。
在喷墨油墨中使用颜料的情况下,其平均粒径优选为300nm以下,更优选为50~200nm。当平均粒径在上述范围内时,具有喷墨油墨的喷出稳定性、分散稳定性等可靠性更优异,并且能够形成画质优异的图像的倾向。在此,本说明书中的平均粒径通过动态光散射法进行测定。
[颜料分散体]
上述颜料可以以在喷墨油墨中分散的状态、即颜料分散体的形式存在。在此,本说明书中的颜料分散体为包含颜料分散液和颜料浆料(低粘度水性分散体)的含义。
作为颜料分散体,可列举例如:自分散型顔料、聚合物分散型顔料、被聚合物包覆的顔料等,但不限于此。
(自分散型顔料)
自分散型顔料是指能够在没有分散剂的情况下分散或溶解在水性介质中的颜料。在此,“在没有分散剂的情况下分散或溶解在水性介质中”是指即使不使用用于使颜料分散的分散剂,利用颜料表面的亲水基团,也稳定地存在于水性介质中的状态。因此,几乎没有由因分散剂引起的消泡性降低导致的发泡,容易制备喷出稳定性优异的油墨。另外,由于抑制由分散剂引起的粘度大幅升高,因此能够含有更多的颜料、能够充分提高印字浓度等,容易操作。
上述亲水基团优选为选自由-OM、-COOM、-CO-、-SO3M、-SO2M、-SO2NH2、-RSO2M、-PO3HM、-PO3M2、-SO2NHCOR、-NH3、和-NR3构成的组中的一种以上亲水基团。
需要说明的是,这些化学式中,M表示氢原子、碱金属、铵、可以具有取代基的苯基或有机铵,R表示碳原子数为1~12的烷基或可以具有取代基的萘基。另外,上述M和R各自相互独立地选择。
自分散型顔料例如通过对颜料实施物理处理或化学处理而在颜料表面上键合(接枝)上述亲水基团而制造。作为该物理处理,能够例示例如真空等离子体处理等。另外,作为该化学处理,能够例示例如:在水中利用氧化剂进行氧化的湿式氧化法、通过使对氨基苯甲酸键合在颜料表面上而通过苯基使羧基键合的方法等。
(聚合物分散型顔料)
聚合物分散型顔料为能够通过聚合物分散进行分散的颜料。作为用于聚合物分散型顔料的聚合物,不限于以下聚合物,例如用于颜料分散的分散聚合物的玻璃化转变温度(Tg)优选为80℃以下,更优选为75℃以下。当该Tg为80℃以下时,有时能够使油墨的固色性良好。
另外,上述聚合物的利用凝胶渗透色谱(GPC)测定的重均分子量优选为10000以上且200000以下。由此,有时油墨的保存稳定性更良好。在此,本说明书中的重均分子量(Mw)能够使用日立制作所公司(Hitachi,Ltd.)制造的L7100系统的凝胶渗透色谱(GPC)按聚苯乙烯换算的重均分子量进行测定。
作为上述聚合物,优选由其构成成分中的70质量%以上为(甲基)丙烯酸酯和(甲基)丙烯酸的共聚而得到的聚合物,这是因为具有油墨的固色性和光泽性更优异的倾向。优选为由(甲基)丙烯酸碳原子数1~24的烷基酯和(甲基)丙烯酸碳原子数为3~24的环状烷基酯中的至少一者为70质量%以上的单体成分聚合而得到的聚合物。作为该单体成分的具体例,不限于以下物质,可列举:(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸壬酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸叔丁基环己酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸鲸蜡酯、(甲基)丙烯酸硬脂酯、(甲基)丙烯酸异硬脂酯、(甲基)丙烯酸四甲基哌啶酯、(甲基)丙烯酸四氢二聚环戊二烯基酯、(甲基)丙烯酸二氢二聚环戊二烯基酯、(甲基)丙烯酸二氢二聚环戊二烯基氧基酯和(甲基)丙烯酸山嵛酯。另外,也能够使用(甲基)丙烯酸羟基乙酯、(甲基)丙烯酸羟基丙酯和二乙二醇(甲基)丙烯酸酯等具有羟基的羟基(甲基)丙烯酸酯、氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯和环氧(甲基)丙烯酸酯作为其它聚合用单体成分。
需要说明的是,在本说明书中,(甲基)丙烯酸的表述是指丙烯酸和甲基丙烯酸中的至少一者。(甲基)丙烯酸酯的表述是指丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯中的至少一者。
(被聚合物包覆的顔料)
另外,在上述聚合物分散型颜料中,优选使用被聚合物包覆的顔料、即微胶囊化颜料,这是因为具有油墨的固色性、光泽性和颜色再现性优异的倾向。
该被聚合物包覆的顔料通过转相乳化法得到。即,使上述聚合物溶解在甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、丙酮、甲乙酮和二丁醚等有机溶剂中。在所得到的溶液中添加颜料,接着添加中和剂和水并进行混炼和分散处理,由此制备水中油型的分散体。然后,从所得到的分散体中除去有机溶剂,由此能够得到作为水分散体的被聚合物包覆的顔料。混炼和分散处理能够使用例如球磨机、辊磨机、珠磨机、高压均质机和和高速搅拌型分散机等。
作为中和剂,优选乙胺、三甲胺等叔胺、氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾和氨等。所得到的水分散体的pH优选为6~10。
作为包覆颜料的聚合物,从使颜料稳定地分散的方面考虑,优选利用GPC测定的重均分子量为约10000~150000的聚合物。
<染料>
作为染料,没有特别限制,能够使用酸性染料、直接染料、活性染料和碱性染料。作为上述染料,可列举例如:C.I.酸性黄17、23、42、44、79、142;C.I.酸性红52、80、82、249、254、289;C.I.酸性蓝9、45、249;C.I.酸性黑1、2、24、94;C.I.食品黑1、2;C.I.直接黄1、12、24、33、50、55、58、86、132、142、144、173;C.I.直接红1、4、9、80、81、225、227;C.I.直接蓝1、2、15、71、86、87、98、165、199、202;C.I.直接黑19、38、51、71、154、168、171、195;C.I.活性红14、32、55、79、141、249;C.I.活性黑3、4、35。
上述染料可以单独使用,也可以并用两种以上。
相对于喷墨油墨的总质量,色料(固形物)的含量例如优选为1质量%以上,更优选为2质量%以上,进一步优选为3质量%以上。另外,相对于喷墨油墨的总质量,色料(固形物)的含量优选为10质量%以下,更优选为8质量%以下,进一步优选为6质量%以下。或者优选为5质量%以上。当色料的含量在上述范围内时,有时保存稳定性更优异。
2.1.2.水
喷墨油墨为水性喷墨油墨(水性油墨),并且含有水。“水性”组合物是指以水作为主要溶剂之一的组合物。关于水,与在上述处理液一项中所描述的一样,因此省略说明。
2.1.3.其它成分
(水溶性低分子化合物)
喷墨油墨可以含有水溶性低分子化合物。通过喷墨油墨含有水溶性低分子化合物,容易使油墨的堵塞恢复性、保存稳定性、画质等优异。水溶性低分子化合物的具体例与在上述处理液一项中所描述的一样,因此省略说明。水溶性低分子化合物的含量在油墨中优选为0.5质量%以上且40质量%以下,更优选为1质量%以上~30质量%以下,进一步优选为5质量%以上且20质量%以下。
(表面活性剂)
喷墨油墨可以含有表面活性剂。表面活性剂的具体例与在上述处理液一项中所描述的一样,因此省略说明。
(树脂)
喷墨油墨可以含有树脂。关于树脂,能够以水溶性树脂或树脂粒子的乳液的形式配合。这样的树脂有时作为提高附着到记录介质上的颜料油墨的成分的粘附性、耐刮擦性的所谓的固色树脂起作用。作为树脂,优选树脂粒子的乳液。
作为树脂,可列举例如包含聚氨酯类树脂、丙烯酸类树脂、芴类树脂、聚烯烃类树脂、松香改性树脂、萜烯类树脂、聚酯类树脂、聚酰胺类树脂、环氧类树脂、氯乙烯类树脂、乙烯-乙酸乙烯酯类树脂、乙酸乙烯酯树脂、丁二烯树脂、苯乙烯树脂、交联丙烯酸类树脂、交联苯乙烯树脂、苯基胍胺树脂、酚树脂、有机硅树脂、环氧树脂、石蜡树脂、含氟树脂等的树脂。这些树脂多数情况下以乳液的形态进行操作,但是也可以为粉体的性状。另外,树脂能够单独使用一种或者组合使用两种以上。
聚氨酯类树脂为具有氨基甲酸酯键的树脂的统称。作为聚氨酯类树脂,可以使用除了氨基甲酸酯键以外、在主链中含有醚键的聚醚型聚氨酯树脂、在主链中含有酯键的聚酯型聚氨酯树脂、在主链中含有碳酸酯键的聚碳酸酯型聚氨酯树脂等。作为聚氨酯类树脂,可以使用市售品,可以从例如:Superflex 210、460、460s、840、E-4000(商品名、第一工业制药株式会社制造)、RESAMINE D-1060、D-2020、D-4080、D-4200、D-6300、D-6455(商品名、大日精化工业株式会社制造)、TAKELAC WS-6020、WS-6021、W-512-A-6(商品名、三井化学聚氨酯株式会社制造)、Sancure2710(商品名、LUBRIZOL公司制造)、PERMARIN UA-150(商品名、三洋化成工业公司制造)等市售品中选择使用。
丙烯酸类树脂为至少将(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸酯等丙烯酸类单体作为一种成分进行聚合而得到的聚合物的统称,可列举例如:由丙烯酸类单体得到的树脂、丙烯酸类单体与除其以外的单体的共聚物等。可列举例如:作为丙烯酸类单体与乙烯基类单体的共聚物的丙烯酸类-乙烯基类树脂等。此外,可列举例如:与苯乙烯等乙烯基类单体的共聚物。作为丙烯酸类单体,也能够使用丙烯酰胺、丙烯腈等。
作为以丙烯酸类树脂作为原料的树脂乳液,可以使用市售品,可以从例如:FK-854(商品名,中央理科工业公司制造);Mowinyl 952B、718A(商品名,日本合成化学工业公司制造);Nipol LX852、LX874(商品名,日本瑞翁公司制造);POLYSOL AT860(昭和电工株式会社制造);VONCOAT AN-1190S、YG-651、AC-501、AN-1170、4001(商品名,DIC公司制造,丙烯酸类树脂乳液)等中选择使用。
需要说明的是,丙烯酸类树脂如上所述可以为苯乙烯-丙烯酸类树脂。另外,在本说明书中,(甲基)丙烯酸的表述是指丙烯酸和甲基丙烯酸中的至少一者。
苯乙烯-丙烯酸类树脂为由苯乙烯单体和丙烯酸类单体得到的共聚物,可列举:苯乙烯-丙烯酸共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸-丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-α-甲基苯乙烯-丙烯酸共聚物、苯乙烯-α-甲基苯乙烯-丙烯酸-丙烯酸酯共聚物等。作为苯乙烯-丙烯酸类树脂,可以使用市售品,可列举例如:Joncryl 62J、7100、390、711、511、7001、631、632、741、450、840、74J、HRC-1645J、734、852、7600、775、537J、1535、PDX-7630A、352J、352D、PDX-7145、538J、7640、7641、631、790、780、7610(商品名,BASF公司制造);Mowinyl 966A、975N(商品名,日本合成化学工业公司制造)等。
氯乙烯类树脂可以为氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物。
聚烯烃类树脂为在结构骨架中具有乙烯、丙烯、丁烯等烯烃的树脂,能够适当选择使用公知的聚烯烃类树脂。作为聚烯烃树脂,能够使用市售品,可以从例如Arrowbase CB-1200、CD-1200(商品名、Unitika株式会社制造)等中选择使用。
另外,树脂可以以乳液的形态供给,作为这样的树脂乳液的市售品的例子,可以从下述市售品中选择使用:Microgel E-1002、E-5002(日本涂料公司制造,商品名,苯乙烯-丙烯酸类树脂乳液);VONCOAT AN-1190S、YG-651、AC-501、AN-1170、4001、5454(DIC公司制造,商品名,苯乙烯-丙烯酸类树脂乳液);POLYSOL AM-710、AM-920、AM-2300、AP-4735、AT-860、PSASE-4210E(丙烯酸类树脂乳液);POLYSOL AP-7020(苯乙烯-丙烯酸类树脂乳液);POLYSOL SH-502(乙酸乙烯酯树脂乳液);POLYSOL AD-13、AD-2、AD-10、AD-96、AD-17、AD-70(乙烯-乙酸乙烯酯树脂乳液);POLYSOL PSASE-6010(乙烯-乙酸乙烯酯树脂乳液)(昭和电工公司制造,商品名);POLYSOL SAE1014(商品名,苯乙烯-丙烯酸类树脂乳液,日本瑞翁公司制造);SAIVINOL SK-200(商品名,丙烯酸类树脂乳液,SAIDEN化学公司制造);AE-120A(JSR公司制造,商品名,丙烯酸类树脂乳液);AE373D(E-TEC公司制造,商品名,羧基改性苯乙烯-丙烯酸类树脂乳液);SEIKADYNE 1900W(大日精化工业公司制造,商品名,乙烯-乙酸乙烯酯树脂乳液);Vinyblan 2682(丙烯酸类树脂乳液)、Vinyblan 2886(乙酸乙烯酯-丙烯酸类树脂乳液)、Vinyblan 5202(乙酸-丙烯酸类树脂乳液)(日信化学工业公司制造,商品名);Vinyblan700、2586(日信化学工业公司制造);Elitel KA-5071S、KT-8803、KT-9204、KT-8701、KT-8904、KT-0507(Unitika公司制造,商品名,聚酯树脂乳液);HI-TEC SN-2002(东邦化学公司制造,商品名,聚酯树脂乳液);TAKELAC W-6020、W-635、W-6061、W-605、W-635、W-6021(三井化学聚氨酯公司制造,商品名,聚氨酯类树脂乳液);Superflex 870、800、150、420、460、470、610、620、700(第一工业制药公司制造,商品名,聚氨酯类树脂乳液);PERMARIN UA-150(三洋化成工业株式会社制造,聚氨酯类树脂乳液);Sancure 2710(日本LUBRIZOL公司制造,聚氨酯类树脂乳液);NeoRez R-9660、R-9637、R-940(楠本化成株式会社制造,聚氨酯类树脂乳液);ADEKA BONTIGHTER HUX-380、290K(株式会社ADEKA制造,聚氨酯类树脂乳液);Mowinyl 966A、Mowinyl 7320(日本合成化学株式会社制造);Joncryl7100、390、711、511、7001、631、632、741、450、840、74J、HRC-1645J、734、852、7600、775、537J、1535、PDX-7630A、352J、352D、PDX-7145、538J、7640、7641、631、790、780、7610(以上为BASF公司制造);NK Binder R-5HN(新中村化学工业株式会社制造);HYDRAN WLS-210(非交联性聚氨酯:DIC株式会社制造);Joncryl7610(BASF公司制造)等。
在这些树脂中,优选丙烯酸类树脂,更优选苯乙烯-丙烯酸类树脂。当为这样的树脂时,具有耐刮擦性更优异的倾向。
另外,树脂的玻璃化转变温度(Tg)优选为60℃以上,更优选为70℃以上,进一步优选为80℃以上,特别优选为90℃以上。另一方面,优选为120℃以下,更优选为115℃以下,进一步优选为110℃以下,特别优选为105℃以下。当树脂的玻璃化转变温度(Tg)在上述范围内时,有时能够进一步减少深浅条纹,能够使耐刮擦性更优异。
需要说明的是,树脂的玻璃化转变温度(Tg)能够通过使用差示扫描量热法(DSC)等的常规方法确认。
相对于喷墨油墨的总质量,树脂的含量以固形物计优选为0.1质量%以上且20质量%以下,更优选为1.0质量%以上且15.0质量%以下,进一步优选为2.0质量%以上且10.0质量%以下,特别优选为3.0质量%以上且8.0质量%以下。
(蜡)
喷墨油墨可以含有蜡。作为蜡,可列举:在油墨中溶剂的蜡、或者以乳液等微粒的形态分散的蜡。通过使用这样的蜡,具有得到耐刮擦性更优异的记录物的倾向。特别是,具有有助于通过不均匀地分布在记录介质上的油墨涂膜的表面上、即空气与油墨涂膜的界面处而提高耐刮擦性的倾向。
作为这样的蜡,没有特别限制,可列举例如:高级脂肪酸与高级一元醇或二元醇的酯蜡、石蜡、微晶蜡或聚烯烃蜡或者它们的混合物。
作为聚烯烃蜡,可列举例如:由乙烯、丙烯、丁烯等烯烃或其衍生物制造的蜡或其共聚物,具体而言,聚乙烯类蜡、聚丙烯类蜡、聚丁烯类蜡等。作为聚烯烃蜡,能够利用市售品,具体而言,能够使用:Nopcote PEM17(商品名,San Nopco株式会社制造)、ChemipearlW4005(商品名,三井化学株式会社制造)、AQUACER515、AQUACER593(以上为商品名,毕克化学日本株式会社制造)、HI-TEC E-6500(东邦化学工业公司制造,聚乙烯蜡)等。
在含有蜡的情况下的含量相对于喷墨油墨的总质量优选为0.1质量%以上且5质量%以下,更优选为0.2质量%以上且4质量%以下,进一步优选为0.3质量%以上且3质量%以下。当蜡的含量在上述范围内时,具有耐刮擦性提高、保持低油墨粘度、喷出稳定性和堵塞恢复性优异的倾向,因此是优选的。
(其它物质)
喷墨油墨可以根据需要含有螯合剂、防锈剂、防霉剂、抗氧化剂、抗还原剂、蒸发促进剂等各种添加剂。
2.1.4.喷墨油墨的制备和物性
喷墨油墨通过将上述成分以任意顺序混合并根据需要进行过滤等除去杂质而得到。作为各成分的混合方法,优选使用向具有机械搅拌器、磁力搅拌器等搅拌装置的容器内依次添加材料并进行搅拌混合的方法。作为过滤方法,能够根据需要进行离心过滤、过滤器过滤等。
从图像品质与作为喷墨记录用油墨的可靠性的平衡的观点考虑,喷墨油墨的20℃下的表面张力(静态表面张力)优选为18mN/m以上且40mN/m以下,更优选为20mN/m以上且35mN/m以下,进一步优选为22mN/m以上且33mN/m以下。需要说明的是,关于表面张力的测定,例如能够通过使用自动表面张力计CBVP-Z(商品名,协和界面科学株式会社制造)确认在20℃的环境下利用油墨润湿铂板时的表面张力而测定。
从同样的观点考虑,油墨的20℃下的粘度优选为3mPa·s以上且10mPa·s以下,更优选为3mPa·s以上且8mPa·s以下。需要说明的是,关于粘度的测定,例如能够使用粘弹性试验仪MCR-300(商品名,Pysica公司制造)测定在20℃的环境下的粘度。
2.2.记录方法
记录方法为使用上述处理液和喷墨油墨进行记录的记录方法。记录方法包含:使处理液附着到记录介质上的处理液附着步骤、和从喷墨头喷出喷墨油墨并使其附着到记录介质上的油墨附着步骤。
2.2.1.记录介质
记录介质可以为具有吸收油墨的记录面的记录介质,也可以为不具有吸收油墨的记录面的记录介质。因此,作为记录介质,没有特别限制,可列举例如:纸、膜、布等液体吸收性介质;印刷用纸等液体低吸收性记录介质;金属、玻璃、高分子等液体不吸收性记录介质等。
液体低吸收性或液体不吸收性的记录介质是指具有完全不吸收或几乎不吸收油墨的性质的记录介质。定量而言,液体不吸收性或液体低吸收性的记录介质是指在布里斯托(Bristow)法中从接触开始到30msec1/2为止的水吸收量为10mL/m2以下的记录介质”。该布里斯托法是作为在短时间内的液体吸收量的测定方法最常见的方法,也被日本纸浆技术协会(JAPAN TAPPI)采用。在“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”中记载了试验方法的详细内容。与此相对,液体吸收性的记录介质是指不属于液体不吸收性和液体低吸收性的记录介质。需要说明的是,在本说明书中,有时将液体低吸收性和液体不吸收性简称为低吸收性和不吸收性。
作为液体不吸收性的记录介质,可列举例如:在纸等基材上涂布有塑料的记录介质、在纸等基材上胶粘有塑料膜的记录介质、不具有吸收层(收容层)的塑料膜等。作为在此所说的塑料,可列举:聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯等。
另外,作为液体低吸收性的记录介质,可列举例如:在表面上设置有液体低吸收性的涂层的记录介质。例如被称为涂布纸的记录介质。例如,作为基材为纸的低吸收性记录介质,可列举:美术纸、铜版纸、亚光纸等印刷用纸;在基材为塑料膜的情况下,可列举:在聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯等的表面上涂布有聚合物等的记录介质;涂布有二氧化硅、二氧化钛等的粒子和粘结剂的记录介质。
作为记录介质,也能够使用液体吸收性的记录介质。液体吸收性的记录介质是指上述的“在布里斯托(Bristow)法中从接触开始到30msec1/2为止的水吸收量大于10mL/m2的记录介质”。
作为液体吸收性的记录介质,可列举:通过在记录介质的表面上设置吸收液体的收容层而成为液体吸收性记录介质的记录介质。可列举例如:喷墨用纸(喷墨专用纸)等。作为吸收液体的收容层,可列举:由液体吸收性树脂、液体吸收性无机微粒等构成的层。
作为液体吸收性的记录介质,还可列举:记录介质的基材本身为液体吸收性的记录介质。可列举例如:包含纤维的布、以纸浆作为成分的纸等。作为纸,可列举:普通纸、厚纸、衬纸等。作为衬纸,可列举:由牛皮纸浆、废纸等纸构成的衬纸。
本实施方式的记录方法在应用于低吸收性记录介质或不吸收性记录介质时,更显著地表现出由喷墨油墨形成的图像呈现良好的耐刮擦性和良好的画质的效果。
2.2.2.处理液附着步骤
本实施方式的记录方法中的处理液附着步骤为使上述处理液附着到记录介质上的步骤。
处理液附着步骤能够与后述的油墨附着步骤同时进行,或者能够在后述的油墨附着步骤之前或之后进行。
作为处理液的附着方法,可列举例如:使记录介质浸渍在处理液中的浸渍涂布;使用刷毛、辊、刮刀、辊涂机等使处理液附着的辊涂;利用喷雾装置等喷射处理液的喷涂;利用喷墨法使处理液附着的喷墨涂布等。其中,优选利用喷墨法。
相对于在油墨附着步骤中附着的喷墨油墨的附着量,处理液附着步骤中的记录介质的使油墨和处理液重叠附着的区域的处理液的附着量优选为5质量%以上,更优选为7质量%以上,特别优选为9质量%以上。另一方面,相对于在油墨附着步骤中附着的喷墨油墨的附着量,处理液的附着量优选为25质量%以下,更优选为21质量%以下,进一步优选为17质量%以下,特别优选为13质量%以下。在处理液的附着量在上述范围内的情况下,具有能够优选地兼具画质和耐刮擦性的倾向。
另外,记录介质的使油墨和处理液重叠附着的区域的处理液的附着量优选为0.1mg/inch2以上且5mg/inch2以下。另外,优选可以将记录介质的使油墨和处理液重叠附着的区域中的油墨的附着量最大的区域的处理液的附着量设定为上述范围。
2.2.3.油墨附着步骤
本实施方式的记录方法中的油墨附着步骤为将上述喷墨油墨利用喷墨法喷出并使其附着到记录介质上的步骤。
油墨附着步骤中的记录介质的使油墨附着的区域的每单位面积记录介质的油墨组合物的附着量优选为3mg/inch2以上,更优选为5mg/inch2以上,进一步优选为10mg/inch2以上。每单位面积记录介质的油墨组合物的附着量优选为20mg/inch2以下,更优选为18mg/inch2以下,进一步优选为16mg/inch2以下。优选可以将记录介质的使油墨附着的区域中的油墨附着量最大的区域的每单位面积记录介质的油墨组合物的附着量、即油墨的最大附着量设定为上述范围。
2.2.4.串行式记录方法
本实施方式的记录方法优选为通过多次主扫描进行记录、在同一扫描区域中进行多次主扫描的串行式记录。即,优选以串行式记录方法进行处理液附着步骤和油墨附着步骤。
例如,处理液附着步骤和油墨附着步骤能够使用如后述的图1和图2所示的具有串行式记录头(记录头2)的喷墨记录装置以串行式记录方法实施。在这样的串行式记录方法中,通过在将沿主扫描方向MS改变记录头2和记录介质M的相对位置的同时使油墨组合物和处理液附着到记录介质M的同一扫描区域中的多次主扫描和沿与主扫描方向MS正交的副扫描方向SS改变滑架9和记录介质M的相对位置的多次副扫描而进行处理液附着步骤和油墨附着步骤。主扫描的次数优选为2~20,更优选为3~15,进一步优选为4~10。
在此情况下,在记录头2的喷嘴面(未图示)沿主扫描方向MS具有多个喷嘴列,其中多个喷嘴沿副扫描方向SS排列,多个喷嘴列优选以沿主扫描方向MS投影时至少一部分重叠的方式配置,并且各喷嘴列能够喷出处理液、油墨组合物。由此,容易将处理液、油墨组合物在同一主扫描中喷出并附着到记录介质的副扫描方向的相同位置。
本实施方式的记录方法通过多次主扫描进行记录,在同一扫描区域中进行多次主扫描的情况下,通过一次主扫描而附着的墨滴量少。在这种情况下,墨滴离散地附着在记录介质上,因此与相邻墨滴接触的机会少。如果这样的话,在记录介质上油墨的填补性差,更容易产生在所记录的图像中观察到青筋状条纹的深浅条纹。即,串行式记录方法具有更容易产生深浅条纹的课题。但是,根据本实施方式的记录方法,由于使用上述的处理液,因此即使在这样的串行式记录方法中,也具有能够良好地减少深浅条纹、并且处理液的保存稳定性优异的倾向。
需要说明的是,在同一扫描区域中进行多次主扫描的情况是指在进行了一次扫描后的区域中再次进行扫描。例如,在一次副扫描的距离比喷出油墨的喷嘴列的副扫描方向的长度短的情况下,在一次主扫描的扫描区域中再次进行扫描。例如,如果一次副扫描的距离为喷出油墨的喷嘴列的副扫描方向的长度的四分之一,则在同一扫描区域中进行四次主扫描。在此情况下,称为主扫描的次数为4。
需要说明的是,本实施方式的记录方法也可以以使用行式记录头通过一次扫描而进行记录的行式记录方法进行。也就是说,即使是行式记录方法,也能够充分得到本实施方式的处理液、油墨组、记录方法的效果。在此情况下,有时沿扫描方向产生筋状条纹,根据本实施方式,能够减少青筋状条纹。
2.2.5.一次加热步骤
本实施方式的记录方法可以具有对附着在记录介质上的喷墨油墨进行加热的一次加热步骤。
一次加热步骤为对附着在记录介质上的油墨在早期阶段进行加热而使其干燥的步骤。一次加热步骤为用于对附着在记录介质上的油墨使油墨的溶剂成分的至少一部分干燥至至少减少油墨的流动的程度的加热步骤。一次加热步骤可以以使油墨附着到被加热后的记录介质上的方式进行,也可以以在附着后的早期阶段进行加热的方式进行。一次加热步骤中,优选对落到记录介质上的墨滴在从该墨滴落下后0.5秒以内开始加热。另外,可以与油墨一样对所附着的处理液也实施一次加热步骤。
一次加热步骤优选为IR加热器、微波辐射、板式加热器、利用风扇向记录介质吹送热风。
一次加热步骤的加热可以在上述处理液附着步骤和油墨附着步骤之前、与附着同时、在附着后的早期阶段中的至少任一阶段进行,优选同时进行。能够采用这样的加热顺序进行处理液附着步骤和油墨附着步骤。
在使油墨附着到被加热后的记录介质上的情况下,一次加热步骤的加热温度为油墨附着时的记录介质的表面温度,在油墨附着后的早期阶段进行加热的情况下,一次加热步骤的加热温度为进行加热时的记录介质的表面温度。另外,一次加热步骤的加热温度为加热中的一次加热步骤的最大温度。
一次加热步骤的加热温度以被加热后的记录介质的记录面的表面温度计优选为28℃以上,更优选为30℃以上,进一步优选为32℃以上,特别优选为34℃以上。另外,一次加热步骤的加热温度以被加热后的记录介质的记录面的表面温度计优选为50℃以下,更优选为45℃以下,进一步优选为40℃以下。当一次加热步骤的加热温度在上述范围内时,具有能够良好地减少深浅条纹、而且能够得到良好的画质(凝集条纹)、良好的堵塞恢复性的倾向。
2.2.6.后加热步骤
本实施方式的记录方法在上述处理液附着步骤和油墨附着步骤之后可以具有对记录介质进行加热的后加热步骤。
后加热步骤为充分加热至完成记录且能够使用记录物的程度的加热步骤。后加热步骤为用于使油墨或处理液的溶剂成分充分干燥、和对油墨中含有的树脂等进行加热而使油墨的涂膜平坦化的加热步骤。后加热步骤优选在油墨和处理液附着到记录介质上之后超过0.5秒时开始。例如优选在完全完成在记录介质的某一记录区域中油墨和处理液的附着之后超过0.5秒时对该区域开始加热。另外,优选上述一次加热步骤中优选的温度与后加热步骤中优选的温度不同。
例如在使用喷墨记录装置的情况下,后加热步骤中的记录介质的加热能够使用适当的加热手段进行。另外,不限于喷墨记录装置所具有的加热手段,也能够通过适当的加热手段进行。另外,在此情况下的记录介质的表面温度优选为60℃以上,更优选为70℃以上,进一步优选为80℃以上,特别优选为85℃以上。另外,在后加热步骤中被加热后的记录介质的表面温度优选为120℃以下,更优选为110℃以下,进一步优选为100℃以下,特别优选为95℃以下。根据本实施方式的记录方法,具有即使是上述范围内的记录介质的表面温度,也能够使油墨充分干燥、得到耐刮擦性优异的记录物的倾向。
2.3.喷墨记录装置
参照附图对能够适合用于实施本实施方式的记录方法中的各步骤的喷墨记录装置的一例进行说明。
<装置构成的概要>
图1为示意性地示出喷墨记录装置的剖视示意图。图2为示出图1的喷墨记录装置1的滑架周边的构成的一例的立体图。如图1、图2所示,喷墨记录装置1具有:记录头2、IR加热器3、板式加热器4、加热器5、冷却风扇6、预热器7、换气扇8、滑架9、台板11、滑架移动机构13、运送手段14和控制部CONT。喷墨记录装置1通过图2所示的控制部CONT控制喷墨记录装置1整体的操作。
<记录头的构成>
记录头2为通过将喷墨油墨从记录头2的喷嘴喷出并使其附着而在记录介质M上进行记录的构成。对于处理液,也能够同样地操作。图1和图2中所示的记录头2为串行式记录头,通过与记录介质M相对地沿主扫描方向扫描多次而使油墨或处理液附着到记录介质M上。记录头2被搭载在图2所示的滑架9上。记录头2通过使滑架9沿记录介质M的介质宽度方向移动的滑架移动机构13的操作而与记录介质M相对地沿主扫描方向扫描多次。介质宽度方向为记录头2的主扫描方向。将沿主扫描方向的扫描也称为主扫描。
另外,在此,主扫描方向为搭载记录头2的滑架9移动的方向。在图1中,主扫描方向为与作为由箭头SS所示的记录介质M的运送方向的副扫描方向正交的方向。在图2中,记录介质M的宽度方向、即由S1-S2表示的方向为主扫描方向MS,由T1→T2表示的方向为副扫描方向SS。需要说明的是,在一次扫描中,沿主扫描方向、即箭头S1或箭头S2中的任一方向进行扫描。而且,通过重复进行多次记录头2的主扫描和作为记录介质M的运送的副扫描而对记录介质M进行记录。
向记录头2供给油墨或处理液的墨盒12包含独立的多个墨盒。墨盒12可拆卸地安装在搭载记录头2的滑架9上。能够在多个墨盒中分别填充不同种类的喷墨油墨或处理液,并从墨盒12将喷墨油墨或处理液供给至各喷嘴。需要说明的是,图1和图2中,示出了将墨盒12安装在滑架9上的例子,但是不限于此,也可以是设置在除滑架9以外的部位并通过未图示的供给管供给至各喷嘴的形态。
记录头2的喷出能够使用以往公知的方式。在此,使用利用压电元件的振动而喷出液滴的方式、即通过压电元件的机械变形而形成墨滴等的喷出方式。
<一次加热机构>
喷墨记录装置1能够具有在从记录头2喷出油墨或处理液并使其附着到记录介质上时对记录介质M进行加热的一次加热机构。一次加热机构能够使用传导式、送风式、辐射式等。传导式将热量从与记录介质接触的构件传导至记录介质。可列举例如板式加热器等。送风式通过向记录介质吹送常温风或热风而使油墨等干燥。可列举例如鼓风机。辐射式通过向记录介质辐射产生热的放射线而对记录介质进行加热。可列举例如IR辐射。另外,虽然未图示,但是在板式加热器4的SS方向的下游侧可以设置有与板式加热器一样的加热器。这些一次加热机构可以单独使用,也可以组合使用。例如具有IR加热器3和板式加热器4作为一次加热机构。
需要说明的是,当使用IR加热器3时,能够从记录头2侧利用红外线的辐射以辐射式对记录介质M进行加热。由此,记录头2也容易同时被加热,但是与板式加热器4等从记录介质M的背面进行加热的情况相比,能够在不受记录介质M的厚度的影响的情况下升温。需要说明的是,可以具有使热风或温度与环境相同的风与记录介质M接触而使记录介质M上的油墨干燥的各种风扇(例如换气扇8)。
板式加热器4能够在与记录头2相对的位置隔着台板11对记录介质M进行加热。板式加热器4能够通过传导式对记录介质M进行加热,在喷墨记录方法中根据需要使用。
另外,喷墨记录装置1可以具有在向记录介质M上附着油墨或处理液之前预先对记录介质M进行加热的预热器7。
<后加热机构>
可以具有在处理液附着步骤和油墨附着步骤后对记录介质进行加热而使油墨等干燥并固定的后加热机构。
用于后加热机构的加热器5使附着在记录介质M上的油墨等干燥和固化。加热器5通过对记录有图像的记录介质M进行加热而使油墨或处理液中所含的水分等更快速地蒸发分散,由油墨中所含的树脂形成油墨膜。如此,在记录介质M上油墨膜牢固地固定或胶粘,成膜性优异,能够在短时间内得到优异的高画质图像。
<其它构成>
喷墨记录装置1可以具有冷却风扇6。在将记录在记录介质M上的油墨等干燥后,利用冷却风扇6对记录介质M上的油墨进行冷却,由此能够在记录介质M上形成粘附性良好的油墨涂膜。
在滑架9的下方具有支撑记录介质M的台板11、使滑架9与记录介质M相对地移动的滑架移动机构13、和作为沿副扫描方向运送记录介质M的辊的运送手段14。滑架移动机构13和运送手段14的操作由控制部CONT控制。
<电气控制>
图3为喷墨记录装置1的功能框图。控制部CONT为用于进行喷墨记录装置1的控制的控制单元。接口部101(I/F)为用于在计算机130(COMP)与喷墨记录装置1之间进行数据的接收/发送的单元。CPU102为用于进行喷墨记录装置1整体的控制的运算处理装置。存储器103(MEM)为用于确保CPU102的保存程序的区域、作业区域等的单元。CPU102通过单元控制电路104(UCTRL)来控制各单元。需要说明的是,检测器组121(DS)监测喷墨记录装置1内的状况,基于其检测结果,控制部CONT控制各单元。
运送单元111(CONVU)为控制喷墨记录的副扫描(运送)的单元,具体而言,控制记录介质M的运送方向和运送速度。更具体而言,通过控制由马达驱动的运送辊的旋转方向和旋转速度来控制记录介质M的运送方向和运送速度。
滑架单元112(CARU)为控制喷墨记录的主扫描(道次)的单元,具体而言,其为使记录头2沿主扫描方向往复移动的单元。滑架单元112具有搭载记录头2的滑架9和用于使滑架9往复移动的滑架移动机构13。
记录头单元113(HU)为控制从记录头2的喷嘴喷出的油墨或处理液的喷出量的单元。例如,在记录头2的喷嘴为利用压电元件驱动的喷嘴的情况下,控制各喷嘴的压电元件的操作。通过记录头单元113来控制各油墨和处理液的附着的时机、油墨或处理液的墨点尺寸等。另外,通过滑架单元112和记录头单元113的控制的结合来控制每一次扫描的油墨或处理液的附着量。
干燥单元114(DU)控制IR加热器3、预热器7、板式加热器4、加热器5等各种加热器的温度。
上述喷墨记录装置1交替重复进行使搭载记录头2的滑架9沿主扫描方向移动的操作和运送操作(副扫描)。此时,控制部CONT在进行各道次时,在控制滑架单元112而使记录头2沿主扫描方向移动的同时,控制记录头单元113而从记录头2的规定的喷嘴孔喷出油墨或处理液的液滴,并使油墨或处理液的液滴附着到记录介质M上。另外,控制部CONT控制运送单元111而在运送操作时以规定的运送量(移送量)使记录介质M沿运送方向运送。
喷墨记录装置1中,通过重复进行主扫描(道次)和副扫描(运送操作)而缓慢运送附着有大量液滴的记录区域。而且,利用加热器5使附着在记录介质M上的液滴干燥,从而完成图像。然后,可以将完成的记录物利用卷绕机构卷绕成卷筒状或者利用平带机构运送。
在记录方法中使用的记录装置的与处理液接触的构件可以含有润滑剂。作为润滑剂,可列举例如:脂肪酸类润滑剂、烃类润滑剂、高级醇类润滑剂等。
关于脂肪酸类润滑剂,可列举:脂肪酸、脂肪酸盐、脂肪酸衍生物等。关于脂肪酸衍生物,可列举:脂肪酸酰胺、脂肪酸酯等。
关于记录装置的与处理液接触的构件,可列举例如:构成容纳处理液的油墨包的包装膜、墨盒的内表面、油墨供给管、喷墨头内的流通处理液的流路等的构件。这些构件(构成构件的材质)含有润滑剂。在含有润滑剂的情况下,能够赋予构件润滑性,构件的强度、耐刮擦性等优异,成型出构件时的脱模性优异,是优选的。
另一方面,在含有润滑剂的情况下,有时由于润滑剂而在处理液中产生异物。即使在这样的情况下,在使用本实施方式的处理液的情况下,也不易产生异物,异物抑制效果变得更显著。
图4为容纳处理液的容器的一例的墨盒。油墨包70容纳处理液。油墨包70与墨盒外壳72一起构成墨盒40,该墨盒外壳72包含将油墨包70收入内部而保护的主体外壳76和盖部78。油墨包具有油墨供给口74,主体外壳具有钩部84、缺口部80和按压部82。油墨包70包含包装膜。包装膜例如由聚烯烃、尼龙、其它塑料等塑料构成。在包装膜含有上述润滑剂的情况下,有时在容纳在油墨包中的处理液的保存中在处理液中产生异物。即使在这样的情况下,当使用本实施方式的处理液时,也能够抑制异物产生,是优选的。
3.实施例和比较例
以下,通过实施例对本发明具体地进行说明,但本发明不限于这些实施例。以下,除非另有说明,“份”、“%”为质量基准。需要说明的是,除非另有说明,评价在温度为25.0℃、相对湿度为40.0%的环境下进行。
3.1.处理液的制备
将各成分加入容器中以成为表1~表3的组成,利用磁力搅拌器混合和搅拌2小时,然后利用孔径为5μm的膜滤器进行过滤,由此得到了实施例和比较例中使用的处理液A~V。需要说明的是,树脂的表中的数值表示固形物的量。
[表1]
[表2]
[表3]
对表1~表3中所示的简称、产品名补充说明。
·PG:丙二醇
·1,2-HD:1,2-己二醇
·CPL:ε-己内酰胺
·TIPA:三异丙醇胺
·DISPERBYK-190:苯乙烯-马来酸类水溶性树脂(毕克化学日本株式会社制造)(非反应性树脂)
·DISPERBYK-2010:苯乙烯-马来酸类树脂乳液(毕克化学日本株式会社制造)(非反应性树脂)
·SN DISPERSANT 5033:丙烯酸类水溶性树脂(San Nopco株式会社制造)(非反应性树脂)
·SN DISPERSANT 5029:苯乙烯-马来酸类水溶性树脂(San Nopco株式会社制造)(反应性树脂)
·PITZCOL K-17:非离子型水溶性树脂,聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)(第一工业制药株式会社制造)(非反应性树脂)
·BYK-349:有机硅类表面活性剂(毕克化学日本株式会社制造)
·Sufynol DF110D:炔二醇类表面活性剂(日信化学工业株式会社制造)
需要说明的是,“非反应性树脂”表示其为不与甲酸钙水溶液反应的树脂,“反应性树脂”表示其为与甲酸钙水溶液反应的树脂。其判定方法如下所述。
将树脂加入样品瓶中以使得树脂固形物的量为0.1g。加入水以使得合计为8g,然后加入甲酸钙的3质量%水溶液0.5g并进行搅拌,目视确认此时的状态(在25℃的环境下评价)。而且,将产生沉淀物的情况判定为“反应性”,将未产生沉淀物的情况判定为“非反应性”。
3.2.喷墨油墨的制备
将各成分加入容器中以成为表4的组成,利用磁力搅拌器混合和搅拌2小时,然后利用填充有直径0.3mm的氧化锆珠的珠磨机进行分散处理,由此充分混合。在搅拌1小时后,使用5.0μm的PTFE制膜滤器进行过滤,由此得到了喷墨油墨(A、B)。使用纯水作为水,添加水以使得各油墨的质量分别达到100质量%。颜料、分散剂树脂如下制备分散液并使用该分散液。
向具有滴液漏斗、氮气导入管、回流冷凝管、温度计和搅拌装置的烧瓶中加入甲乙酮(MEK)50g,在进行氮气鼓泡的同时升温至75℃。利用滴液漏斗用3小时向其中滴加甲基丙烯酸丁酯80g、甲基丙烯酸甲酯50g、苯乙烯15g、甲基丙烯酸20g的单体、MEK50g、聚合引发剂(偶氮二异丁腈/AIBN)500mg的混合物。在滴加后再加热回流6小时,在自然冷却后加入挥发了的量的MEK,从而得到了树脂溶液(树脂固形物为50质量%、酸值为79mg/KOH、Tg为65℃)。向该溶液20g中加入规定量的作为中和剂的20质量%氢氧化钠水溶液而中和100%的成盐基团,向其中在搅拌的同时一点点加入颜料(C.I.颜料蓝15:3)50g,然后利用珠磨机混炼2小时。向所得到的混炼物中加入离子交换水200g并搅拌,然后在减压下加热而蒸馏出MEK。然后,利用离子交换水调节浓度,从而得到了颜料分散液(颜料固形物为20质量%、树脂固形物为5重量%)。
[表4]
对表4中的简称、产品名补充说明。
·Joncryl 631:苯乙烯丙烯酸类树脂乳液(BASF日本株式会社制造)·HI-TEC E-6500:聚烯烃类蜡乳液(东邦化学工业株式会社制造)关于其它物质,与表1~表3一样。表中的青色颜料为颜料固形物。
3.3.评价方法
3.3.1.印字试验
在以下的条件下进行了印字试验。
印刷机:SC-R5050(精工爱普生株式会社制造)改装机分辨率:1200×1200dpi
印字图案:满版图案(青色)
扫描次数:9次、将处理液和油墨同时附着。
台板部纸面温度:35℃
二次干燥温度:80℃
记录介质:Orajet 3165G-010(ORAFOL日本公司制造,氯乙烯膜)
台板间隙:1.7mm
3.3.2.保存稳定性的评价
将各处理液50g以不混入气泡的方式封入铝袋(尼龙/铝/聚乙烯的三层层压袋,聚乙烯为内侧且使用硬脂酰胺作为润滑剂)中,然后在60℃恒温槽中放置5天和14天。取出并自然冷却,然后使处理液10g通过的过滤器(通液面积为1cm2),并对异物数进行计数。按照以下的标准进行评价,将结果记入表1~表3中。
A:在60℃、14天的条件下异物数少于50个
B:在60℃、14天的条件下异物数为50个以上,在60℃、5天的条件下异物数少于50个
C:在60℃、5天的条件下异物数为50个以上
3.3.3.耐刮擦性的评价
在SC-R5050(精工爱普生株式会社制造,喷墨打印机)中分别填充在表5中记载的处理液和喷墨油墨的组,在记录介质上印刷满版图案(彩色油墨附着量为12mg/inch2、处理液附着量为1mg/inch2)。在室温下放置30分钟后,将油墨附着部切成30×150mm的矩形,使用利用水润湿的平织布在学振式耐刮擦试验仪(载荷500g)中摩擦100次,目视评价此时的油墨剥离程度。按照以下的标准进行评价,将结果记入表5中。
AA:没有剥离
A:相对于评价面积小于1/5的面积发生剥离
B:相对于评价面积小于1/2的面积发生剥离
C:相对于评价面积1/2以上的面积发生剥离
3.3.4.满版画质的评价
在SC-R5050(精工爱普生株式会社制造,喷墨打印机)中分别填充在表5中记载的处理液和喷墨油墨的组,在记录介质上印刷满版图案(彩色油墨附着量为12mg/inch2、处理液附着量为1mg/inch2),目视观察印刷物。按照以下的标准进行评价,将结果记入表5中。
AA:未观察到沿主扫描方向延伸的条纹状的浓度不均(深浅条纹)
A:存在少量深浅条纹,但浓度差小,不明显
B:存在深浅条纹,并且浓度差大,但能够容许
C:存在深浅条纹,并且浓度差大,明显
[表5]
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3.4.评价结果
在表5中示出了评价结果。在表5中记载了在各例中使用的处理液、彩色油墨和和两者的pH之差。由表可知,在使用了含有多价金属盐、选自丙烯酸类树脂和马来酸类树脂的树脂、以及选自有机酸和有机胺的化合物、树脂的含量相对于总质量为1质量%以下、并且pH为5.5以上且7.5以下的处理液的各实施例中,处理液的保存稳定性和画质均良好。
本发明包含与在实施方式中所说明的构成实质上相同的构成,例如功能、方法和结果相同的构成或者目的和效果相同的构成。另外,本发明包含替换在实施方式中所说明的构成的非本质的部分后的构成。另外,本发明包含能够取得与在实施方式中所说明的构成相同的作用效果的构成或者能够实现相同目的的构成。另外,本发明包含在实施方式中所说明的构成中增加公知技术后的构成。
根据上述的实施方式和变形例,推导出以下的内容。
一种处理液,其为与喷墨油墨一起用于记录的处理液,其中,
所述喷墨油墨为水性油墨组合物,
所述处理液含有多价金属盐、选自丙烯酸类树脂和马来酸类树脂的树脂、以及选自有机酸和有机胺的化合物,
相对于所述处理液的总质量,所述树脂的含量为1质量%以下,
所述处理液的pH为5.5以上且7.5以下。
根据该处理液,通过含有树脂,即使在处理液接触的构件中含有润滑剂,也不易产生异物。而且,通过以1质量%以下的量含有树脂,能够使由喷墨油墨形成的图像的耐刮擦性和画质良好。
对于上述处理液而言,进行所述记录的记录装置的与所述处理液接触的构件可以含有脂肪酸类润滑剂。
根据该处理液,即使在构件含有更容易产生异物的润滑剂的情况下,也不易产生异物,异物抑制效果更显著。
对于上述处理液而言,可以从喷墨头喷出而用于所述记录。
根据该处理液,能够抑制处理液的使用量。
对于上述处理液而言,所述处理液的pH与所述喷墨油墨的pH之差可以为3以下。
根据该处理液,抑制使喷墨油墨的pH过高,能够使由喷墨油墨形成的图像的耐刮擦性和画质更良好。
在上述处理液中,所述树脂可以为水溶性树脂。
根据该处理液,能够进一步抑制异物的产生。
在上述处理液中,相对于所述处理液的总质量,所述树脂的含量可以为0.05质量%以上且0.6质量%以下。
根据该处理液,能够使由喷墨油墨形成的图像的耐刮擦性更良好。
在上述处理液中,相对于所述处理液的总质量,所述多价金属盐的含量可以为0.5质量%以上且10质量%以下。
根据该处理液,能够使由喷墨油墨形成的图像的画质更良好。
在上述处理液中,相对于所述处理液的总质量,所述选自有机酸和有机胺的化合物的合计量可以为1质量%以下。
根据该处理液,容易将处理液的pH调节为5.5以上且7.5以下。
在上述处理液中,可以含有所述有机酸,并且所述有机酸可以为二元羧酸化合物。
根据该处理液,能够使由喷墨油墨形成的图像的耐刮擦性更良好。
在上述处理液中,所述多价金属盐可以为有机酸多价金属盐。
根据该处理液,由于使用潮解性低的有机酸多价金属盐,因此能够使记录物的耐水性、耐湿耐刮擦性更优异。
在上述处理液中,所述树脂可以为不与甲酸钙水溶液反应的树脂。
根据该处理液,即使在处理液接触的构件中含有润滑剂,也更不易产生异物。
在上述处理液中,可以含有水溶性低分子有机化合物。
对于上述处理液而言,可以用于向低吸收性记录介质或不吸收性记录介质上的记录。
一种记录方法,为使用上述处理液和喷墨油墨进行的记录方法,包含以下步骤:
使所述处理液附着到记录介质上的处理液附着步骤、和
从喷墨头喷出所述喷墨油墨并使其附着到记录介质上的油墨附着步骤。
根据该记录方法,即使在处理液接触的构件中含有润滑剂,也不易产生异物。而且,能够使由喷墨油墨形成的图像的耐刮擦性和画质更良好。
一种油墨组,包含上述处理液和喷墨油墨。
根据该油墨组,即使在处理液接触的构件中含有润滑剂,也不易产生异物。而且,能够使由喷墨油墨形成的图像的耐刮擦性和画质良好。
Claims (15)
1.一种水性处理液,其特征在于,为与喷墨油墨一起用于记录的处理液,
所述喷墨油墨为水性油墨组合物,
所述处理液含有多价金属盐、选自丙烯酸类树脂和马来酸类树脂的树脂、以及选自有机酸和有机胺的化合物,
相对于所述处理液的总质量,所述树脂的含量为1质量%以下,所述处理液的pH为5.5以上且7.5以下。
2.根据权利要求1所述的处理液,其中,
进行所述记录的记录装置的与所述处理液接触的构件含有脂肪酸类润滑剂。
3.根据权利要求1所述的处理液,其中,
所述处理液从喷墨头喷出而用于所述记录。
4.根据权利要求1所述的处理液,其中,
所述处理液的pH与所述喷墨油墨的pH之差为3以下。
5.根据权利要求1所述的处理液,其中,
所述树脂为水溶性树脂。
6.根据权利要求1所述的处理液,其中,
相对于所述处理液的总质量,所述树脂的含量为0.05质量%以上且0.6质量%以下。
7.根据权利要求1所述的处理液,其中,
相对于所述处理液的总质量,所述多价金属盐的含量为0.5质量%以上且10质量%以下。
8.根据权利要求1所述的处理液,其中,
相对于所述处理液的总质量,所述选自有机酸和有机胺的化合物的合计量为1质量%以下。
9.根据权利要求1所述的处理液,其中,
所述处理液含有所述有机酸,并且所述有机酸为二元羧酸化合物。
10.根据权利要求1所述的处理液,其中,
所述多价金属盐为有机酸多价金属盐。
11.根据权利要求1所述的处理液,其中,
所述树脂为不与甲酸钙水溶液反应的树脂。
12.根据权利要求1所述的处理液,其中,
所述处理液含有水溶性低分子有机化合物。
13.根据权利要求1所述的处理液,其中,
所述处理液用于向低吸收性记录介质或不吸收性记录介质上的记录。
14.一种记录方法,其特征在于,为使用权利要求1所述的处理液和喷墨油墨进行的记录方法,
所述记录方法包含以下步骤:
使所述处理液附着到记录介质上的处理液附着步骤、和
从喷墨头喷出所述喷墨油墨并使其附着到记录介质上的油墨附着步骤。
15.一种油墨组,其特征在于,
包含权利要求1所述的处理液和喷墨油墨。
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