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用于喷墨记录的水性油墨和喷墨记录设备的制作方法

时间:2022-02-18 阅读: 作者:专利查询

用于喷墨记录的水性油墨和喷墨记录设备的制作方法

1.本发明涉及一种用于喷墨记录的水性油墨和喷墨记录设备。


背景技术:

2.提出了一种含有氯乙烯-丙烯酸系共聚物的水性油墨,作为对涂料纸等具有优异的定影性的喷墨记录用水性油墨(专利文献1)。
3.引文列表
4.专利文献
5.专利文献1:日本专利申请公开号2014-19811


技术实现要素:

6.技术问题
7.然而,需要一种用于喷墨记录的新型水性油墨,其对于具有疏水性的记录介质如涂料纸、塑料、薄膜等具有令人满意的润湿性,其中墨滴散布在疏水性记录介质的表面上,并且能够用少量的水性油墨填充疏水性记录介质的预定区域。
8.鉴于上述情况,本发明的一个目的是提供一种用于喷墨记录的新型水性油墨,其对于具有疏水性的记录介质具有令人满意的润湿性,其中墨滴散布在疏水性记录介质的表面上,并且能够用少量的水性油墨填充疏水性记录介质的预定区域。
9.问题的解决方案
10.根据本发明的第一方面,提供了一种用于喷墨记录的水性油墨,包括:
11.水溶性有机溶剂;
12.水;和
13.表面活性剂,该表面活性剂在20℃下在水中的溶解度为0.05~0.2质量%,该表面活性剂在水性油墨总量中的含量为1质量%以上。
14.根据本发明的第二方面,提供了一种喷墨记录设备,包括:
15.储墨部,其储存第一方面的用于喷墨记录的水性油墨;和
16.油墨喷出机构,其被设置为喷出储存在储墨部中的油墨。
17.发明的有益效果
18.由于本发明的用于喷墨记录的水性油墨包含不少于1质量%的疏水性表面活性剂,该疏水性表面活性剂在20℃下在水中的溶解度为0.05质量%至0.2质量%并且其几乎不溶于水,本发明的水性油墨对于具有疏水性的记录介质具有令人满意的润湿性,其中墨滴在疏水性记录介质的表面上铺展,并且能够用少量的水性油墨填充疏水性记录介质的预定区域。
附图说明
19.图1是描绘本发明的喷墨记录设备的实例的构造的示意图。
具体实施方式
20.在本发明中,“表面活性剂在20℃下在水中的溶解度为x质量%”等表述是指表面活性剂在20℃下在(100-x)g水中的最大溶解量为xg。例如,“表面活性剂在20℃下在水中的溶解度为0.2质量%”等表述是指表面活性剂在20℃下在99.8g水中的最大溶解量为0.2g。
21.本发明的用于喷墨记录的水性油墨(在某些情况下,下文中也称为“水性油墨”或“油墨”)可适用于喷墨记录到具有疏水性的记录介质上,例如涂料纸、塑料、薄膜、ohp片材等,但不限于此用途或受此用途限制。本发明的喷墨记录用水性油墨也可用于例如喷墨记录到不同于疏水性记录介质的记录介质上,该记录介质包括例如常规纸(普通纸)、光面纸、粗面纸等。在本发明中,术语“涂料纸”是指例如通过用涂布剂涂布以纸浆为主要成分的普通纸而获得的纸,如高档打印纸和中档打印纸。涂布剂应用于普通纸,以提高其平滑度、白度、亮度等。涂料纸有高档涂料纸、中档涂料纸等。
22.对本发明的水性油墨进行说明。本发明的水性油墨含有表面活性剂、水溶性有机溶剂和水。
23.表面活性剂为疏水性表面活性剂,在20℃时在水中的溶解度为0.05~0.2质量%,几乎不溶于水。表面活性剂可以例如包括乙炔二醇系表面活性剂和聚氧乙烯系表面活性剂中的至少一种。市售产品可以用作表面活性剂。市售品例如有:日信化学工业株式会社生产的“olfine(商品名)e1004”(乙炔二醇系)和“surfynol(商品名)440”(乙炔二醇系);花王株式会社生产的“emulgen(商品名)106”(聚氧乙烯月桂基醚)和“emulgen(商品名)705”(聚氧乙烯烷基醚);日油株式会社生产的“nonionp-210”(聚氧乙烯十六烷基醚);川研精细化学株式会社制造的“acetylenol(商品名)e40”(乙炔二醇系)等。表面活性剂在20℃下在水中的溶解度可以为例如在0.05质量%至0.1质量%的范围内。在本发明中,术语“乙炔二醇系表面活性剂”是指具有聚氧乙烯链或不具有聚氧乙烯链的乙炔二醇系化合物的表面活性剂。术语“聚氧乙烯系表面活性剂”是指不是乙炔二醇系化合物但具有聚氧乙烯链的表面活性剂。
24.水性油墨总量中疏水性表面活性剂的含量不小于1质量%。通过含有不少于1质量%的疏水性表面活性剂,水性油墨对疏水性记录介质具有令人满意的润湿性,水性油墨的墨滴在疏水性记录介质的表面上铺展,并且少量的水性油墨能够填充疏水性记录介质中的预定区域。疏水性表面活性剂的含量上限没有特别限制。由于疏水性表面活性剂需要溶解在水性油墨中,因此上限例如在约4质量%至约5质量%的范围内,尽管取决于其它组分的混合量,如上述水溶性有机溶剂等。即,水性油墨总量中疏水性表面活性剂的含量可以为5质量%以下,或4质量%以下。因此,水性油墨总量中的疏水性表面活性剂的含量可以在例如1质量%至5质量%的范围内,在1质量%至4质量%的范围内,在1.2质量%至2.7质量%的范围内,或在1.3质量%至2.5质量%的范围内。
25.可以允许在水性油墨中仅包含疏水性表面活性剂作为其表面活性剂。或者,除了疏水性表面活性剂之外,水性油墨还可以包含不同于疏水性表面活性剂的另一种表面活性剂。
26.水溶性有机溶剂可包括选自由以下组成的组中的至少一种:丙二醇、1,3-丁二醇、三丙二醇(下文中,在某些情况下称为“tpg”)和二甘醇(以下在某些情况下称为“deg”)。上面列出的水溶性有机溶剂可以起到例如保湿剂的作用从而防止水性油墨在喷墨头中的喷
嘴末端变干。水性油墨总量中水溶性有机溶剂的含量可以为例如不小于10质量%。水溶性有机溶剂的含量的上限没有特别限定,例如可以为50质量%以下。另外,从使疏水性表面活性剂溶解的角度考虑,水溶性有机溶剂在水性油墨总量中的含量可以为例如20质量%以上,或者在20质量%至40质量%的范围内。
27.水性油墨中包含的水溶性有机溶剂可以仅为选自由以下各项组成的组中的至少一种:丙二醇、1,3-丁二醇、tpg和deg。即,允许水溶性有机溶剂不包括任何不同于丙二醇、1,3-丁二醇、tpg和deg的水溶性有机溶剂。或者,水溶性有机溶剂可进一步包含不同于丙二醇、1,3-丁二醇、tpg和deg的保湿剂。不同于丙二醇、1,3-丁二醇、tpg和deg的保湿剂没有特别限制,可以列举例如:低级醇,如甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、仲丁醇、叔丁醇等;酰胺类,如二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺等;酮类,如丙酮等;酮醇类(酮醇),如双丙酮醇等;醚类,如四氢呋喃、二恶烷等;聚醚,如聚亚烷基二醇等;多元醇,如不同于丙二醇、1,3-丁二醇、tpg和deg的亚烷基二醇、甘油、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷等;2-吡咯烷酮;n-甲基-2-吡咯烷酮;1,3-二甲基-2-咪唑烷酮等等。聚亚烷基二醇的例子如聚乙二醇、聚丙二醇等。不同于丙二醇、1,3-丁二醇、tpg和deg的亚烷基二醇的例子有乙二醇、三甘醇、二丙二醇、硫二甘醇、己二醇等。可以单独使用一种上述的湿润剂,也可以将两种以上的湿润剂组合使用。
28.水溶性有机溶剂可以进一步含有渗透剂。例如,渗透剂调节水性油墨在记录介质上的干燥速度。
29.渗透剂的例子是例如乙二醇醚。乙二醇醚的例子有乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇正丙醚、二甘醇甲醚、二甘醇乙醚、二甘醇正丙醚、二甘醇正丁醚、二甘醇正己醚、三甘醇甲基醚、三甘醇乙醚、三甘醇正丙醚、三甘醇正丁醚、丙二醇甲醚、丙二醇乙醚、丙二醇正丙醚、丙二醇正丁醚、二丙二醇甲醚、二丙二醇乙醚、二丙二醇正丙醚、二丙二醇正丁醚、三丙二醇甲醚、三丙二醇乙醚、三丙二醇正丙醚、三丙二醇正丁醚等。另外,作为渗透剂,也可以使用乙醇、正丙醇、异丙醇等低级醇、少量的丙酮等,作为保湿剂的例子。这些物质可以起到上述湿润剂和渗透剂的作用。渗透剂可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。
30.渗透剂在水性油墨总量中的含量例如为0质量%~20质量%、0质量%~15质量%、或1质量%至6质量%。
31.水优选为离子交换水或纯水(纯化水)。水性油墨总量中的水含量为,例如在10质量%至90质量%的范围内,或在20质量%至80质量%的范围内。水的含量可以是比如其他成分的余量。
32.水性油墨还可以含有树脂微小颗粒(树脂微粒)。树脂微粒的玻璃化转变温度(tg)为,例如在-60℃~150℃、20℃~100℃、或75℃以下。树脂微粒可以是比如包含在树脂乳液中的树脂微粒。术语“树脂乳液”是指由比如树脂微粒和分散介质(例如水等)组成的树脂乳液;在树脂乳液中,树脂微粒以特定粒径(尺寸)分散在分散介质中,而不是以溶解状态分散在分散介质中。在本说明书中,包含在树脂乳液中的树脂微粒被定义为“乳液微粒”。构成树脂微粒的树脂可举例例如丙烯酸系树脂、马来酸酯系树脂、乙酸乙烯酯系树脂、碳酸酯系树脂、苯乙烯系树脂、乙烯系树脂、丙烯系树脂、聚氨酯系树脂,以及它们的共聚树脂。可以仅单独使用一种上述树脂微粒,或者可以组合使用两种以上的上述树脂微粒。在上述树脂微粒中,优选由丙烯酸系树脂构成的树脂微粒。
33.作为树脂乳液,例如可以使用市售产品。作为市售产品,例如由日本涂料树脂公司
制造的“mowinyl(商品名)6969d”(丙烯酸树脂乳液)(tg:71℃)、“mowinyl(商品名)5450”(tg:53℃)、“mowinyl(商品名)dm772”(tg:22℃);日本昭和电工制造的“polysol(商品名)ap-3770(苯乙烯-丙烯酸树脂乳液)”;dks株式会社(日本第一工业制药公司)制造的“superflex(商品名)150”(聚氨酯树脂乳液)(tg:40℃)等。
34.树脂微粒的平均(平均数)粒径(尺寸)例如在5nm至500nm的范围内、在20nm至300nm的范围内或在30nm至200nm的范围内。平均粒径可以例如通过使用由日本崛场公司生产的动态光散射粒径分布测量设备“lb-550”(产品名称)测量为算术平均直径。平均粒径可以是基于强度的粒径分布(基于光散射强度的粒径分布)计算的平均粒径(强度平均粒径)。
35.强度平均粒径。
36.树脂微粒在水性油墨总量中的含量例如在0.1质量%~30质量%的范围内、在0.5质量%~20质量%的范围内,或在1质量%至10质量%的范围内。可以单独使用一种上述树脂微粒,或者可以组合使用两种以上的上述树脂微粒。
37.水性油墨可以是含有着色剂的彩色油墨,也可以是不含着色剂的无色(无色彩)油墨。在彩色油墨中,着色剂可以是颜料和染料中的任一种。此外,作为着色剂,可以将颜料和染料混合并用作着色剂。
38.颜料没有特别限制,并且可以例如为炭黑、无机颜料、有机颜料等。炭黑的例子有炉黑、灯黑、乙炔黑、槽法炭黑等。无机颜料的例子例如氧化钛、氧化铁基无机颜料、炭黑基无机颜料。有机颜料的例子例如偶氮颜料,如偶氮色淀、不溶性偶氮颜料、缩合偶氮颜料、螯合偶氮颜料;多环颜料,如酞菁颜料、苝和苝颜料、蒽醌颜料、喹吖啶酮颜料、二恶烷颜料、硫靛颜料、异吲哚啉酮颜料、喹酞酮颜料等;染料色淀颜料,如碱性染料型色淀颜料、酸性染料型色淀颜料等;硝基颜料;亚硝基颜料;苯胺黑日光荧光颜料;等等。此外,还允许使用与上面所列那些不同但可分散在水相中的任何颜料作为颜料。这些颜料的具体实例包括,例如,c.i.颜料黑1、6和7;c.i.颜料黄1、2、3、12、13、14、15、16、17、55、74、78、150、151、154、180、185和194;c.i.颜料橙31和43;c.i.颜料红2、3、5、6、7、12、15、16、48、48:1、53:1、57、57:1、112、122、123、139、144、146、149、150、166、168、175、176、177、178、184、185、190、202、209、221、222、224和238;c.i.颜料紫19和196;c.i.颜料蓝1、2、3、15、15:1、15:2、15:3、15:4、16、22和60;c.i.颜料绿7和36;以及上述颜料的固溶体。本发明的水性油墨可以通过用分散剂将颜料分散在水中来制备。作为分散剂,例如可以使用一般的高分子分散剂(用于分散颜料的树脂或树脂分散颜料、树脂分散剂)等,也可以自行调制。或者,在本发明的水性油墨中,也可以对颜料进行聚合物包封。
39.颜料可以是自分散颜料。自分散颜料可在不使用任何分散剂的情况下分散在水中,例如,由于至少一种亲水性官能团及其盐,包括例如羰基、羟基、羧酸基、磺基(磺酸基)、磷酸基团(磷酸基)等通过化学键引入到颜料颗粒的表面(直接引入或其间具有任何基团)。可以使用通过任何一种方法进行表面处理的自分散颜料,例如,日本专利申请公开号hei8-3498(对应于美国专利号5,609,671),专利申请第2000-513396号的pct国际公开的日文译文(对应美国专利第5,837,045号),专利申请第2008-524400号的pct国际公开的日文译文(对应美国专利us2006/0201380a1),专利申请第2009-515007号的pct国际公开的日文译文(对应于美国专利us2007/0100023a1和us2007/0100024a1),专利申请第2011-515535号的pct国际公开的日文译文(对应美国专利us2009/0229489a1)等。作为自分散颜料的材料,可
以使用无机颜料和有机颜料中的任一种。此外,适合于上述处理的颜料包括例如炭黑如由三菱化学株式会社生产的“ma8”和“ma100”等。作为自分散颜料,可以例如使用市售产品。市售产品包括例如由卡博特特种化学品生产的“cab-o-jet(商品名)200”、“cab-o-jet(商品名)250c”、“cab-o-jet(商品名)260m”、“cab-o-jet(商品名)270y”、“cab-o-jet(商品名)300”、“cab-o-jet(商品名)400”、“cab-o-jet(商品名)450c”、“cab-o-jet(商品名)465m”和“cab-o-jet(商品名)470y”;东方化工有限公司生产的“bonjet(商品名)black cw-2”和“bonjet(商品名)black cw-3”;东洋油墨公司生产的“liojet(商品名)wd black002c”;等。
40.水性油墨总量中的颜料的固体成分量(颜料固体成分量)没有特别限定,例如可以根据所期望的光密度、色度等适当决定。颜料固体成分量例如在0.1质量%至20质量%的范围内,在1质量%至15质量%的范围内,或在2质量%至10质量%的范围内.
41.染料没有特别限制,例如可以举出直接染料、酸性染料、碱性染料、活性染料、食用染料等。染料的具体实例包括例如c.i.直接黑、c.i.直接蓝、c.i.直接红、c.i.直接黄、c.i.直接橙、c.i.直接紫、c.i.直接棕、c.i.直接绿;c.i.酸性黑、c.i.酸性蓝、c.i.酸性红、c.i.酸性黄、c.i.酸性橙、c.i.酸性紫;c.i.碱性黑、c.i.碱性蓝、c.i.碱性红、c.i.碱性紫;c.i.反应蓝、c.i.反应红、c.i.反应黄;c.i.食用黑、c.i.食用红、c.i.食用黄;等。上述c.i.直接黑例如c.i.直接黑17、19、22、31、32、51、62、71、74、108、112、113、146、154、168、195等。上述c.i.直接蓝的例子有c.i.直接蓝1、6、15、22、25、41、71、76、77、80、86、90、98、106、108、120、158、163、168、199、226等。上述c.i.直接红的例子如c.i.直接红1、2、4、9、11、17、20、23、24、28、31、39、46、62、75、79、80、83、89、95、197、201、218、220、224、225、226、227、228、229、230等。上述c.i.直接黄的例子如c.i.直接黄8、11、12、24、26、27、28、33、39、44、50、58、85、86、87、88、89、98、100、110、132、142、173等。上述c.i.直接橙的例子如c.i.直接橙34、39、44、46、60等。上述c.i.直接紫的例子如c.i.直接紫47、48等。上述c.i.直接棕的例子如c.i.直接棕109等。上述c.i.直接绿的例子如c.i.直接绿59等。上述c.i.酸性黑的例子如c.i.酸性黑2、7、24、26、31、48、51、52、63、110、112、115、118、156等。上述c.i.酸性蓝的例子如c.i.酸性蓝1、7、9、15、22、23、25、29、40、43、59、62、74、78、80、90、93、100、102、104、117、120、127、138、158、161、167、220、234等。上述c.i.酸性红的例子如c.i.酸性红1、6、8、9、13、14、18、26、27、32、35、37、42、51、52、80、83、85、87、89、92、94、106、114、115、133、134、145、158、180、198、249、256、265、289、315、317等。上述c.i.酸性黄的例子如c.i.酸性黄1、3、7、11、17、23、25、29、36、38、40、42、44、61、71、76、98、99等。上述c.i.酸性橙的例子如c.i.酸性橙7、19等。上述c.i.酸性紫的例子如c.i.酸性紫49等。c.i.碱性黑的例子如c.i.碱性黑2等。c.i.碱性蓝的例子如c.i.碱性蓝1、3、5、7、9、24、25、26、28、29、等等。c.i.碱性红的例子如c.i.碱性红1、2、9、12、13、14、37等。c.i.碱性紫的例子如c.i.碱性紫7、14、27等。上述c.i.反应蓝的例子如c.i.反应蓝4、5、7、13、14、15、18、19、21、26、27、29、32、38、40、44、100等。上述c.i.反应红的例子如c.i.反应红7、12、13、15、17、20、23、24、31、42、45、46、59等。上述c.i.反应黄的例子如c.i.反应黄2、3、17、25、37、42等。上述c.i.食用黑的例子如c.i.食用黑1、2等。上述c.i.食用红的例子如c.i.食用红87、92、94等。上述c.i.食用黄的例子如c.i.食用黄3等。
42.上述染料可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。染料在水性油墨总量中的含量例如在0.1质量%至20质量%的范围内,在1质量%至15质量%的范围内,或2质量%至10质量%的范围内。
43.根据需要,水性油墨还可以包括常规已知的添加剂。添加剂的例子如ph调节剂、粘度调节剂、表面张力调节剂、杀菌剂等。粘度调节剂的例子有聚乙烯醇、纤维素、水溶性树脂等。
44.水性油墨可以例如如下制备:将表面活性剂、水溶性有机溶剂、水和根据需要任选的其它添加剂通过常规已知方法均匀混合,然后用过滤器等去除任何不溶解的物质。
45.接下来,将说明本发明的喷墨记录设备和喷墨记录方法。
46.本发明的喷墨记录设备是喷墨记录设备,其特征在于包括:储墨部和油墨喷出机构;并且被设置为通过油墨喷出机构喷出储存在储存部中的油墨;其中,本发明的用于喷墨记录的水性油墨储存在储墨部中。如稍后将描述的,本发明的喷墨记录设备还可以包括干燥机构,该干燥机构被配置为干燥通过使用油墨记录的记录部件或记录部分。
47.本发明的喷墨记录方法的特征在于,包括:根据喷墨系统通过向记录介质喷射(喷出)水性油墨进行记录的记录步骤;其中,本发明的用于喷墨记录的水性油墨用作记录步骤中的水性油墨。本发明的喷墨记录方法还可以包括通过使用被设置为干燥记录介质的记录部分的干燥机构将水性油墨固定到记录介质的固定步骤。
48.本发明的喷墨记录方法例如可以使用本发明的喷墨记录设备进行。记录包括打印文字(文本)、打印图像、印刷等。
49.图1示意性地描绘了本发明的喷墨记录设备的示例性构造。如图1所示,喷墨记录设备100包括给料盘101、诸如滚轴的传送机构(未绘出)、记录机构102a和102b、压板103、干燥机构104、出料盘105,以及储墨部(未绘出),例如墨盒或油墨罐。给料盘101可以支撑堆叠在其上的多张记录介质p(例如,多张涂料纸)。
50.记录机构包括滑架102a和喷墨头(喷墨机构)102b。滑架102a由相对于记录介质p的传送方向垂直延伸的两个导轨(未绘出)支撑。这两个导轨由喷墨记录设备100的外壳(未绘出)支撑。滑架102a连接到设置在两个导轨中的众所周知的传带机构(未绘出)。传带机构由滑架电机(未绘出)驱动。驱动滑架电机从而使连接到传带机构的滑架102a在与记录介质p的传送方向正交的正交方向上往复运动(往复移动)。
51.此外,连接储墨部与喷墨头102b的四根墨管(未绘出),以及电性连接控制板(未绘出)与喷墨头102b的软排线(未绘出)从滑架102a延伸。储存在储墨部中的四种颜色(黄色、品红色、青色和黑色)的水性油墨经由四个墨管供应到喷墨头102b。四种水性油墨中的至少一种是本发明的用于喷墨记录的水性油墨。控制板输出的控制信号通过软排线传送至喷墨头102b。
52.如图1所示,滑架102a具有安装或安装在其中的喷墨头102b。喷嘴102c形成在喷墨头102b的下表面中。每个喷嘴102c的前端从滑架102a和喷墨头102b的下表面露出。喷墨头102b包括致动器(未绘出),该致动器施加用于将从储墨部供应的水性油墨经由墨管喷射到喷墨头102b的力。致动器可以是任何系统的致动器,例如压电元件系统、热喷墨系统、静电吸引系统等。在滑架102a在与记录介质p的传送方向正交的方向上往复运动的过程中,喷墨头102b以细的或微小的墨滴形式从喷嘴102c喷射或喷出水性油墨。由此,图像被记录在记录介质p上。压板103被布置成面向记录机构,并且支撑从给料盘101传送来的记录介质p。
53.干燥机构104加热并干燥记录介质p的记录部分。干燥过程中的干燥温度可以通过改变干燥机构104的设置来适当调整。具体地,干燥温度例如可以在20℃至200℃的范围内
或在50℃至100℃的范围内。也可以通过改变干燥机构104的设置来适当地调整干燥时间。例如,干燥时间可以在超过0秒至不超过300秒的范围内,在0.1秒到60秒的范围内,或在1秒到60秒的范围内。能够干燥记录部分的任何干燥机构都可以用作干燥机构104。干燥机构104的示例包括加热机构,例如市售干燥机、ir加热器、烘箱、传送带式烘箱、熨斗、热压机等。优选使用非接触式干燥机构,例如干燥器、ir加热器、烘箱、传送带式烘箱等,其在不与记录部分接触的情况下干燥记录介质p的记录部分。
54.记录和干燥后的记录介质p被传送到出料盘105。
55.实施例
56.接着,与比较例一起说明本发明的实施例。注意,本发明不限于以下描述的实施例和比较例。
57.《树脂分散剂的制备》
58.将135g的terathane(商品名)650(由英威达公司(威奇塔,ks)生产的聚醚二醇)、54g的2,2'-二羟甲基丙酸(dmpa)、132g的环丁砜和0.06g的二月桂酸二丁基锡(dbtdl)在氮气气氛下加入装有滴液漏斗、冷凝器和搅拌器(搅拌装置)的烧瓶中,边混合边加热至60℃,充分混合,由此获得了混合物。用滴液漏斗向得到的混合物中加入164g间四亚甲基苯二甲基二异氰酸酯(tmxdi),滴液漏斗中剩余的tmxdi用15g环丁砜冲洗到烧瓶中。升温至100℃,保持在100℃直至异氰酸酯的含量达到1.3质量%以下。接着,将温度降至60℃,然后用滴液漏斗在5(五)分钟内向混合物中加入12.9g二乙醇胺(dea),并保持温度在60℃直至用5g环丁砜将滴液漏斗中剩余的dea冲洗到烧瓶中。再将温度保持在60℃一小时,然后用滴液漏斗在10(十)分钟内向混合物中加入376g的3质量%氢氧化钾水溶液,然后再加入570g去离子水到混合物。然后在60℃保温1小时,冷却至室温。由此,获得固体含量为24质量%的树脂分散剂。
59.《颜料分散液a的制备》
60.树脂分散剂用氢氧化钾和胺中的任一种中和,以增加在水中的溶解度并使树脂分散剂易溶于水。然后,使用高压压缩空气系统的微流化器(型号名称:m-110y,微流体技术国际公司(牛顿,马萨诸塞州)生产)以制备混合物,其中炭黑的含量约为27质量%,炭黑的含量(p)与树脂分散剂的含量(d)的质量比(p/d)为p/d=3。然后,向混合物中加入去离子水,使炭黑的含量为约24质量%以适合于中磨研磨条件;并将混合物研磨(粉碎)4(四)小时。研磨后,加入去离子水,充分混合混合物。然后,过滤除去杂质后,用去离子水稀释,使炭黑的含量为15质量%;由此得到颜料分散液a。
61.《颜料分散液b的制备》
62.颜料分散液b类似于上述颜料分散液a的制备,除了使用eiger minimill(型号名称:m250,由vse exp,eiger machinery inc(芝加哥,伊利诺伊州)生产)代替高压压缩空气系统的微流化器的使用,并且使用酞菁颜料代替使用炭黑。
63.《实施例1~6、8~11、比较例1~6》
64.将水性油墨组合物(表1或表2)中除树脂微粒(树脂乳液)和颜料分散液a、b以外的成分或组分均匀混合,从而得到油墨溶剂。接着,将树脂乳液加入油墨溶剂中,混合均匀,再将颜料分散液a或b加入已混合树脂乳液的油墨溶剂中,混合均匀,由此得到混合物。之后,将得到的混合物通过东洋滤纸株式会社生产的醋酸纤维素膜过滤器(孔径3.00μm)过滤,从
而得到实施例1至6和8至11中的每一个的用于喷墨记录的水性油墨,如表1所示,并且得到比较例1~6,如表2所示。
65.《实施例7》
66.将水性油墨组合物(表1)中除树脂微粒(树脂乳液)和c.i.酸性红(偶氮染料)以外的组分混合均一或混合均匀;从而得到油墨溶剂。随后,将树脂乳液加入到油墨溶剂中,然后混合均匀,然后向混合有树脂乳液的油墨溶剂中加入c.i.酸性红52,混合均匀,得到混合物。之后,将得到的混合物通过东洋滤纸株式会社生产的醋酸纤维素膜过滤器(孔径3.00μm)过滤,从而得到如表1所示的实施例7的用于喷墨记录的水性油墨。实施例7的水性油墨是使用染料作为着色剂的油墨。
67.《实施例12》
68.将水性油墨组合物(表1)中除树脂微粒(树脂乳液)以外的成分或组分均匀混合。从而得到油墨溶剂。随后,将树脂乳液加入到油墨溶剂中,随后均匀混合,从而获得混合物。之后,将得到的混合物通过东洋滤纸株式会社生产的醋酸纤维素膜过滤器(孔径3.00μm)过滤,从而得到如表1所示的实施例12的用于喷墨记录的水性油墨。实施例12的水性油墨是不含任何着色剂的无彩色或非彩色油墨(纯色油墨)。
69.对于实施例1~12和比较例1~6的水性油墨,(a)表面活性剂溶解评价,(b)墨滴铺展评价,(c)对纸张的定影性评价,以及(d)对薄膜的定影性的评价通过以下方法进行。
70.(a)表面活性剂溶解的评价
71.目视观察制备实施例1~12和比较例1~6的水性油墨后的过滤器,根据以下评价基准进行评价。
72.《表面活性剂溶解的评价:评价标准》
73.g:不存在任何未溶解物质和/或聚集体的残留物。
74.ng:存在未溶解物质和/或聚集体的残留物。
75.(b)墨滴铺展的评价
76.使用兄弟工业株式会社生产的喷墨打印机mfc-j4225n,将实施例1至12和比较例1至6中的每种水性油墨以600dpi记录图像在涂料纸上(产品名称:ok top coat plus,由王子制纸株式会社生产),同时改变每1(一)个点的油墨量(8pl~10pl/点或12pl~14pl/点)。目视观察图像,并基于以下评价标准进行评价。
77.《墨滴铺展的评价:评价标准》
78.aa:以8pl至10pl/点记录的图像中的点之间没有任何间隙。
79.a:虽然以8pl至10pl/点记录的图像中的点之间存在间隙,但以12pl至14pl/点记录的图像中的点之间没有任何间隙。
80.b:以12pl至14pl/点记录的图像中的点之间存在间隙。
81.(c)对纸张的定影性评价
82.使用上述喷墨打印机mfc-j4225n,使用实施例1至12和比较例1至6中的每种水性油墨,在涂料纸(商品名:ok top coat plus,王子制纸株式会社制造)上以600dpi记录图像,墨量为8pl至10pl/点,从而获得记录物。之后,将记录物在100℃的气氛下干燥1(一)分钟,然后冷却至室温(约20℃)。冷却后,用施加了0.2mpa或0.1mpa压力的棉签以大约50mm/秒的速度在图像表面上移动。目视观察水性油墨对纸的定影性,并基于以下评价标准进行
评价。
83.《对纸张的定影性评价:评价标准》
84.aa:即使在0.2mpa的压力下,水性油墨也没有附着在棉签上,而是固定在纸张上。
85.a:在0.2mpa的压力下,棉签上有少量水性油墨附着。然而,在0.1mpa的压力下,水性油墨没有附着在棉签上,而是固定在纸张上。
86.b:在0.1mpa的压力下,少量水性油墨附着在棉签上。
87.(d)对薄膜的定影性评价
88.以与上述(c)对纸张的定影性的评价相似的方式目视观察对薄膜的定影性,不同之处在于使用市售的pet(聚对苯二甲酸乙二醇酯)薄膜代替涂料纸(ok top coat plus,由王子制纸株式会社生产);基于以下评价标准进行评价。
89.《对薄膜的定影性评价:评价标准》
90.aa:即使在0.2mpa的压力下,水性油墨也没有附着在棉签上,而是固定在薄膜上。
91.a:在0.2mpa的压力下,棉签上有少量水性油墨附着。然而,在0.1mpa的压力下,水性油墨没有粘附在棉签上,而是固定在薄膜上。
92.b:在0.1mpa的压力下,少量水性油墨附着在棉签上。
93.实施例1~12和比较例1~6中的水性油墨组合物和上述评价(a)~(d)的评价结果如下表1和表2所示。
94.表1(如下)-图例
95.*1:在20℃下在水中的溶解度为0.05~0.2质量%的表面活性剂;由日信化学工业株式会社生产;表1中数字表示有效成分量;
96.*2:在20℃下在水中的溶解度为0.05~0.2质量%的表面活性剂;由日信化学工业株式会社生产;表1中数字表示有效成分量;
97.*3:在20℃下在水中的溶解度为0.05~0.2质量%的表面活性剂;花王株式会社生产;表1中数字表示有效成分量;
98.*4:在20℃下在水中的溶解度为0.05~0.2质量%的表面活性剂;花王株式会社生产;表1中数字表示有效成分量;
99.*5:在20℃下在水中的溶解度为0.05~0.2质量%的表面活性剂;由日油株式会社生产;表1中数字表示有效成分量;
100.*6:在20℃下在水中的溶解度为0.05~0.2质量%的表面活性剂;由川研精细化学株式会社生产;表1中数字表示有效成分量;
101.*7:日本涂料树脂公司生产的树脂乳液;表1中数字表示有效成分量(固体成分量);
102.*8:日本昭和电工生产的树脂乳液;表1中数字表示有效成分量(固体成分量);
103.*9:炭黑分散液;上列数字表示颜料固体成分量,下列数字表示树脂分散剂的掺混量。
104.和
105.*10:酞菁颜料分散液;上列数字表示颜料固体成分量,下列数字表示树脂分散剂的掺混量。
106.表1
[0107][0108]
表1(续表)
[0109][0110]
表1(续表)
[0111][0112]
表2(如下)-图例
[0113]
*1:在20℃下在水中的溶解度为0.05~0.2质量%的表面活性剂;由日信化学工业株式会社生产;表2中数字表示有效成分量;
[0114]
*3:在20℃下在水中的溶解度为0.05~0.2质量%的表面活性剂;花王株式会社生产;表2中数字表示有效成分量;
[0115]
*11:在20℃下在水中溶解度超过0.2质量%的表面活性剂;由日信化学工业株式会社生产;表2中数字表示有效成分量;
[0116]
*12:在20℃下在水中溶解度超过0.2质量%的表面活性剂;花王株式会社生产;表2中数字表示有效成分量;
[0117]
*13:在20℃下在水中溶解度小于0.05质量%的表面活性剂;花王株式会社生产;
表2中数字表示有效成分量;
[0118]
*7:日本涂料树脂公司生产的树脂乳液;表2中数字表示有效成分量(固体成分量);
[0119]
*8:日本昭和电工生产的树脂乳液;表2中数字表示有效成分量(固体成分量);
[0120]
*9:炭黑分散液;上列数字表示颜料固体成分量,下列数字表示树脂分散剂的掺混量。
[0121]

[0122]
*10:酞菁颜料分散液;上列数字表示颜料固体成分量,下列数字表示树脂分散剂的掺混量。
[0123]
请注意,在表2中,“n/a”表示“不适用”。
[0124]
表2
[0125][0126]
表2(续表)
[0127][0128]
如表1所示,在实施例1~12中,关于(a)表面活性剂溶解评价、(b)墨滴铺展评价、(c)对纸张的定影性评价(d)对薄膜的定影性评价的所有评价结果都令人满意。特别是,在实施例1~8、11、12中,水性油墨总量中疏水性表面活性剂的含量为1.3~2.5质量%的范围,关于(b)墨滴铺展评价和(c)对纸张的定影性评价的评价结果特别令人满意。
[0129]
另一方面,如表2所示,比较例1~3分别使用在20℃下在水中溶解度超过0.2质量%的表面活性剂代替在20℃下在水中溶解度在0.05质量%至0.2质量%范围内的表面活性剂,在(b)墨滴铺展评价、(c)对纸张的定影性评价和(d)对薄膜的定影性评价中的任一项中具有令人不满意的结果。此外,如表2所示,比较例4使用在20℃下在水中的溶解度小于0.05质量%的表面活性剂代替在20℃下在水中的溶解度在0.05质量%至0.2质量%范围内的表面活性剂,在(a)表面活性剂溶解评价中具有令人不满意的结果,不能进行记录,因此不能进行(b)墨滴铺展评价,(c)对纸张的定影性评价和(d)对薄膜的定影性评价。此外,如表2所示,比较例5和6中,在20℃下在水中的溶解度为0.05~0.2质量%的表面活性剂,其含量均小于1质量%,在(b)墨滴铺展评价和(d)对薄膜的定影性评价中具有令人不满意的结
果。
[0130]
上述实施方案和实施例的部分或全部还可以在以下附录中进行描述。然而,本发明不限于以下附录。
[0131]
(附录1)用于喷墨记录的水性油墨,包括:
[0132]
水溶性有机溶剂;
[0133]
水;和
[0134]
表面活性剂,所述表面活性剂在20℃下在水中的溶解度为0.05~0.2质量%,所述表面活性剂在水性油墨总量中的含量不小于1质量%。
[0135]
(附录2)用于喷墨记录的水性油墨,包括:
[0136]
水;
[0137]
树脂微粒;
[0138]
水溶性有机溶剂,所述水溶性有机溶剂包括丙二醇,所述水溶性有机溶剂在水性油墨总量中的含量不低于20质量%。和
[0139]
表面活性剂,所述表面活性剂包括乙炔二醇系表面活性剂,所述表面活性剂在20℃下在水中的溶解度为0.05~0.2质量%,所述表面活性剂在水性油墨总量中的含量不低于1质量%。
[0140]
(附录3)用于喷墨记录的水性油墨,包括:
[0141]
水;
[0142]
树脂微粒;
[0143]
水溶性有机溶剂,所述水溶性有机溶剂包括1,3-丁二醇,所述水溶性有机溶剂在水性油墨总量中的含量不低于20质量%;和
[0144]
表面活性剂,所述表面活性剂包括乙炔二醇系表面活性剂,所述表面活性剂在20℃下在水中的溶解度为0.05~0.2质量%,所述表面活性剂在水性油墨总量中的含量不低于1质量%。
[0145]
(附录4)用于喷墨记录的水性油墨,包括:
[0146]
水;
[0147]
树脂微粒;
[0148]
水溶性有机溶剂,所述水溶性有机溶剂包括丙二醇,所述水溶性有机溶剂在水性油墨总量中的含量不低于20质量%。和
[0149]
表面活性剂,所述表面活性剂包括聚氧乙烯系表面活性剂,所述表面活性剂在20℃下在水中的溶解度为0.05~0.2质量%,所述表面活性剂在水性油墨总量中的含量不小于1质量%。
[0150]
(附录5)用于喷墨记录的水性油墨,包括:
[0151]
水;
[0152]
树脂微粒;
[0153]
水溶性有机溶剂,所述水溶性有机溶剂包括1,3-丁二醇,所述表面活性剂在水性油墨总量中的含量不低于20质量%;和
[0154]
表面活性剂,所述表面活性剂包括聚氧乙烯系表面活性剂,所述表面活性剂在20℃下在水中的溶解度为0.05~0.2质量%,所述表面活性剂在水性油墨总量中的含量不小
于1质量%。
[0155]
(附录6)喷墨记录设备,包括:
[0156]
储墨部,所述储墨部储存如附录1至5中任一项所述的用于喷墨记录的水性油墨;和
[0157]
油墨喷出机构,所述油墨喷出机构被设置为喷出储存在储墨部中的油墨。
[0158]
(附录7)根据附录6所述的喷墨记录设备,其中,所述喷墨记录设备还包括干燥机构,该干燥机构被配置为干燥由所述油墨记录的记录部分。
[0159]
(附录8)喷墨记录方法,包括通过喷墨系统将如附录1至5中任一项所述的水性油墨喷出到记录介质上。
[0160]
(附录9)根据附录8所述的喷墨记录方法,其中,所述喷墨记录方法还包括通过使用被配置为干燥记录介质的记录部分的干燥机构将水性油墨固定到记录介质。
[0161]
工业适用性
[0162]
如上所述,本发明的水性油墨对疏水性记录介质具有令人满意的润湿性,水性油墨的墨滴在疏水性记录介质的表面上铺展,并且少量的水性油墨能够填充疏水性记录介质的预定区域。本发明所涉及的水性油墨的用途并不特别限定于在涂料纸等疏水性记录介质上进行喷墨记录,可广泛适用于各种记录介质的喷墨记录,例如常规纸(普通纸)、光面纸、粗面纸等。
[0163]
参考符号列表
[0164]
100 喷墨记录设备
[0165]
101 给料盘
[0166]
102a 滑架
[0167]
102b 喷墨头(油墨喷出机构)
[0168]
102c 喷嘴
[0169]
103 压板
[0170]
104 干燥机构
[0171]
105 出料盘