图像形成方法
【专利摘要】本发明提供一种图像形成方法，所述方法包括从在其喷射表面上具有防液体膜的喷墨头喷出油墨组合物的油墨喷射步骤，所述油墨组合物包括：具有25nm或更小的平均初级粒径并且在其表面上具有5原子%或更多的氧量的经氧化处理的炭黑颜料；水溶性非离子化合物，其包括选自乙烯氧基链和丙烯氧基链中的至少一种并且其中乙烯氧基链和丙烯氧基链的总数为3-25；和水。
【专利说明】图像形成方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种图像形成方法。
【背景技术】
[0002]喷墨技术已知为用于记录彩色图像的图像记录方法。喷墨技术已被应用于办公室打印机、家用打印机等领域，并且最近开始被应用于商业印刷。
含颜料的油墨(颜料油墨)被广泛用作喷墨技术中使用的油墨(油墨组合物)。
[0003]在颜料油墨中已经尝试通过各种方法改性颜料的表面和控制颜料的物理性质。例如，公开了:在包括炭黑、聚合物分散剂、水溶性溶剂和水作为主要成分的水性颜料油墨中，通过将炭黑中的挥发性成分的含量调整至9-25重量％，改善了水性颜料油墨在高温下的长期储存稳定性，并且当使用水性颜料油墨作为用于喷墨记录的油墨时防止了羽化(feathering)从而改善印刷品质。(例如日本专利申请公开(JP-A)第H10-60328号)。
[0004]对各种图像形成方法进行了研究，以在从喷墨头喷出喷墨油墨时使油墨的喷射性质稳定。例如，已知在喷墨头的表面上设置防水膜以改善油墨的喷射性质。然而，存在这样的情况:取决于油墨的使用条件，防水膜有时可被损坏并且不能保持油墨的喷射稳定性。
相反地，为了获得优良的印刷密度并且甚至当将配有具有防水膜(其在油墨喷射孔表面上包括氟树脂)的记录头的喷墨记录装置用于印刷时也不降低油墨喷射孔表面的防水性，公开了(I)用于喷墨记录的包括具有120-180mL/100g的DBP吸油量的含有交联聚合物颗粒的槽法炭黑的水性油墨，其中水性油墨用于配有具有防水膜(其在油墨喷射孔表面上包括氟树脂层)的记录头的喷墨记录装置，和(2)使用该水性油墨的喷墨记录。(例如日本专利申请公开(JP-A)第2010-126602号)。
【发明内容】
鉴于上述情况作出本发明并且提供了一种图像形成方法。
根据本发明的第一方面，提供了一种图像形成方法，其包括从在其喷射表面上具有防液体膜的喷墨头喷出油墨组合物的油墨喷射步骤，所述油墨组合物包括:具有25nm或更小的平均初级粒径并且在其表面上具有5原子％或更多的氧量的经氧化处理的炭黑颜料；水溶性非离子化合物，其包括选自乙烯氧基链和丙烯氧基链中的至少一种并且其中乙烯氧基链和丙烯氧基链的总数为3-25 ;和水。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是显示喷墨头的内部结构的一个实例的示意性截面图。
图2是显示喷嘴板的喷射孔布置的一个实例的示意图。
【具体实施方式】
[0015]〈〈图像形成方法》本发明的图像形成方法包括从在其喷射表面上具有防液体膜的喷墨头喷出油墨组合物的油墨喷射步骤，所述油墨组合物包括:具有25nm或更小的平均初级粒径并且在其表面上具有5原子％或更多的氧量的经氧化处理的炭黑颜料(以下称为“特定氧化处理的颜料”)；水溶性非离子化合物(以下称为“特定化合物”)，其包括选自乙烯氧基链和丙烯氧基链中的至少一种并且其中乙烯氧基链和丙烯氧基链的总数为3-25 ;和水。
如果有必要，本发明的图像形成方法可包括额外的步骤，如移除附着于所述防液体膜的所述油墨组合物或源自所述油墨组合物的油墨沉积物的维护步骤。
在其中使用炭黑颜料作为颜料的情况中，当炭黑颜料是特定氧化处理的颜料并且所述油墨组合物包括所述特定氧化处理的颜料、特定化合物和水时，可防止喷墨头表面上的防液体膜的劣化。
[0016]JP-A第2010-126602号描述了通过使用槽法炭黑，在其上附着油墨的喷墨头的防液体膜的擦拭处理操作时，即使当应力集中在油墨中的颗粒上时，聚集体被破坏以降低应力，从而防水膜不容易磨损。(JP-A第2010-126602号，第[0011]段)。
然而，发现即使聚集体被破坏以降低应力时，当炭黑直接接触防水膜时，难以有效地防止防水膜不受磨损。
[0017]通过炭黑颜料表面的氧化处理，与没有经氧化处理的炭黑颜料相比，可降低炭黑颜料的磨损性。然而，当炭黑直接接触防水膜时，存在其中防水膜仍然损坏至恶化的情况。
另外，有时用树脂涂覆颜料的表面以获得在油墨组合物中良好的分散稳定性。当用树脂涂覆炭黑颜料时，存在一种情况:树脂的存在防止了炭黑颜料与防液体膜的直接接触。
[0018]但是，考虑到炭黑颜料通常存在于油墨组合物中使得炭黑颜料的初级粒子聚集成二次颗粒。考虑到用于涂覆颜料的树脂通常吸附到炭黑颜料的二次颗粒的表面上。在这样的条件下，当从喷墨头中喷出的油墨组合物附着到喷墨头的喷射孔附近的区域时，当移除附着到防液体膜的油墨组合物时，炭黑颜料的二次颗粒可能破碎。考虑到当二次颗粒破碎时，未被树脂涂覆的炭黑颜料的初级粒子趋于暴露。考虑到由于即使使其表面经受氧化处理，未用树脂涂覆的炭黑颜料具有磨损性，因而喷墨头表面上的防液体膜也可能被磨损。
[0019]相反地，本发明中的油墨组合物中所包括的炭黑颜料具有25nm或更小的平均初级粒径，即磨损性质低。由于本发明中的炭黑颜料在其表面上是经氧化处理的并且具有5原子％或更多的氧量，因而认为抑制了磨损性。另外，本发明中的油墨组合物包含特定化合物。
所述特定化合物是水溶性非离子化合物，其包括选自乙烯氧基链和丙烯氧基链中的至少一种，并且其中乙烯氧基链和丙烯氧基链的总数为3-25。如上所述，特定氧化处理的颜料是在其表面上经氧化处理的颜料，在其表面上具有5原子％或更多的氧量，并且在颜料表面上具有氧原子。认为所述特定化合物所具有的选自乙烯氧基链和丙烯氧基链中的至少一种吸附到特定氧化处理的颜料的氧原子上。
[0020]在这里，特定化合物中的“乙烯氧基链”由“-CH2CH2O-”表示，并且在下文中还可由“E0”表示。“丙烯氧基链”由“-C3H6O-”表示，并且在下文中还可由“PO”表示。
在特定化合物中的术语“乙烯氧基链和丙烯氧基链的总数为3-25”意味着由“m”表示的EO的数目和由“η”表示的PO的数目的总和“m+n”为“3≤m+n≤25”。
当水溶性非离子化合物包括以3 ( m+n的量的选自乙烯氧基链和丙烯氧基链中的至少一种时，改善了特定氧化处理的颜料对特定化合物的吸附。此外，认为在m+n ( 25的情况中，由于特定化合物是快速且自由移动的低分子化合物，因而特定化合物在油墨组合物中快速移动，由此特定化合物可快速吸附到特定氧化处理的颜料。
因此，认为用特定化合物至少覆盖了油墨组合物中特定氧化处理的颜料，从而特定氧化处理的颜料不太可能暴露。
此外，认为当涂覆有树脂的特定氧化处理的颜料的二次颗粒受外部载荷例如防液体膜的擦拭等而破裂时，特定化合物立即被吸附，从而未被树脂覆盖的特定氧化处理的颜料不太可能暴露。
因此，认为当本发明中的油墨组合物从在其喷射表面上具有防液体膜的喷墨头喷出时，可防止由炭黑颜料所致的防液体膜的劣化。
[0021]近年来，为了改善印刷图像的质量并提高图像形成的效率，使用喷墨记录装置进行图像形成，在该装置中喷墨头设置有喷嘴板，在喷嘴板上二维排列多个喷射孔并且在喷嘴板的喷射表面上形成防液体膜。
与穿梭系统(其中使喷墨头在记录介质的宽度方向上以扫描方式移动来进行记录)中使用的短串行头相比，喷嘴板具有更大的防液体膜形成面积。因此，当油墨组合物中的炭黑颜料具有磨损性时，防液体膜的劣化可能会更加严重。
然而，当根据本发明的图像形成方法喷射油墨组合物时，即使在使用喷嘴板的喷墨记录中，也可防止防液体膜的劣化。
[0022]此外，通常在使用上述喷嘴板的图像形成中(特别地，在通过单通道系统的图像形成中)，作为增加图像形成的速率的结果，在其上形成图像的记录介质彼此层叠的速度趋于增加。当在其上形成图像的记录介质彼此层叠的速度增加时，记录介质上形成的图像附着到在其上层叠的其它记录介质，并且其中图像受损的现象趋于发生。这种现象被称为粘连(blocking)。
[0023]当油墨喷射的精度较差(即发生墨点在图像中的意料外的重叠以局部形成具有较大量的喷射油墨的区域的情况中)时，粘连趋于发生。特别地，当使用其中防液体膜被维护而劣化的喷墨头时，粘连趋于发生，因为油墨喷射的精度趋于降低。
[0024]相反地，在本发明的图像形成方法中，通过使用包括颜料分散体的油墨组合物可防止粘连，该组合物可以降低被维护所劣化的防液体膜的劣化水平(即增加耐粘连性)。
尽管可防止粘连的原因尚不清楚，猜测通过使用油墨组合物改善了油墨喷射的精度从而防止意料外的墨点重叠，所述油墨组合物包括:具有25nm或更小的平均初级粒径并且在其表面上具有5原子％或更多的氧量的经氧化处理的炭黑颜料(特定氧化处理的颜料)；水溶性非离子化合物(特定化合物)，其包括选自乙烯氧基链和丙烯氧基链中的至少一种，并且其中乙烯氧基链和丙烯氧基链的总数为3-25 ;和水。
在下文中，详细描述了本发明的图像形成方法。
[0025]<油墨喷射步骤>
在本发明中，油墨喷射步骤是从在其喷射表面上具有防液体膜的喷墨头喷出根据本发明的油墨组合物的过程。
首先，详细描述了本发明的油墨组合物。
[0026][油墨组合物]本发明的图像形成方法中使用的油墨组合物包括具有25nm或更小的平均初级粒径并且在其表面上具有5原子％或更多的氧量的经氧化处理的炭黑颜料；水溶性非离子化合物，其包括选自乙烯氧基链和丙烯氧基链中的至少一种，并且其中乙烯氧基链和丙烯氧基链的总数为3-25 ;和水。如果有必要，油墨组合物还可包括可聚合化合物、聚合引发剂等。另外，油墨组合物被简称为“油墨”。
[0027](特定化合物)
本发明中的油墨组合物包括至少一种类型的水溶性非离子化合物(特定化合物)，所述水溶性非离子化合物包括选自乙烯氧基链和丙烯氧基链中的至少一种，其中乙烯氧基链和丙烯氧基链的总数为3-25。
如上所述，术语“乙烯氧基链和丙烯氧基链的总数为3-25”意味着由“m”表示的EO的数目和由“η”表示的PO的数目的总和“m+n”为“3≤m+n≤25”。
在本发明中，丙烯氧基链(PO)可为线性链或枝化链。当配置丙烯氧基链为具有多个PO时，多个PO还可以彼此相同或不同。
从对特定氧化处理的颜料的吸附性的角度来看，乙烯氧基链和丙烯氧基链的总数(m+n)优选为3-22，并且更优选为3_16。
[0028]在特定化合物中，术语“水溶性”意味着特定化合物在水中25°C下的溶解度为5质
量％或更多。
[0029]只要EO和PO的总数为3-25并且特定化合物在水中可溶，特定化合物没有特别的限制，可以使用各种化合物。例如，特定化合物可以是用作表面活性剂的化合物、可聚合化合物等。在下面描述的(甲基)丙烯酸酯化合物和(甲基)丙烯酰胺化合物中，可使用具有EO和PO总数为3-25的化合物作为特定化合物。当用作表面活性剂的特定化合物被吸附至特定氧化处理的颜料时，特定化合物充当用于特定氧化处理的颜料的润滑剂，从而特定氧化处理的颜料的磨损性趋于降低。
在下面描述的(甲基)丙烯酸酯化合物和(甲基)丙烯酰胺化合物中，具有EO和PO总数为3-25的(甲基)丙烯酸酯化合物和(甲基)丙烯酰胺化合物的实例包括(甲基)丙烯酸酯化合物2、(甲基)丙烯酸酯化合物4-6、可聚合化合物2、可聚合化合物21-23，和可聚合化合物25-31，作为(甲基)丙烯酰胺化合物的具体实例。
[0030]下面描述的除了(甲基)丙烯酸酯化合物和(甲基)丙烯酰胺化合物之外的化合物的实例包括具有EO和PO总数为3-25的乙炔二醇基表面活性剂，并且其具体实例包括2，4，7，9-四甲基-5-癸炔-4，7- 二醇的氧化烯加合物、单辛醚的EO和PO加成物、单癸醚的EO和PO加成物、单月桂醚的EO和PO加成物、十六烷醚的EO和PO加成物、甘油醚的EO和PO加成物、二甘油醚的EO和PO加成物、和具有1-4个碳原子的烷基醚的EO和PO加成物。特别地，其实例还包括PEG (6.5)单癸醚。
[0031 ] 特定化合物可为可商购的产品。
例如，可商购的产品实例包括来自Nisshin Chemical Industry C0., Ltd.的OLFINE E系列如 OLFINE E1010 和 OLFINE E1020。
在OLFINE E1010中，EO和PO的总数为10，而在OLFINE E1020中，EO和PO的总数为20。
[0032]油墨组合物可仅包括一种类型的特定化合物或包括两种类型或更多种类型的特定化合物的组合。
油墨组合物中特定化合物的含量比没有特别的限制，但从特定化合物对特定氧化处理的颜料的吸附性的角度来看，相对于油墨组合物的总质量该含量比优选为0.1质量％-10质量％，并且更优选为0.3质量％-3质量％。
[0033](炭黑颜料)
油墨组合物包括至少一种类型的特定氧化处理的颜料。
特定氧化处理的颜料是具有25nm或更小的平均初级粒径并且在其表面上具有5原子％或更多的氧量的经氧化处理的炭黑颜料。
当炭黑颜料是特定氧化处理的颜料(其中平均初级粒径为25nm或更小并且其表面经受氧化处理以在其表面上具有5原子％或更多的氧量)时，可防止在喷墨头表面上设置的防液体膜的磨损。
在下文中，表面上的氧的量也可被称为“表面氧量”。
[0034]以颗粒直径的算术平均值计算特定氧化处理的颜料的平均初级粒径，所述颗粒直径的算术平均值通过从使用由JEOL Ltd制造的透射电子显微镜TEM2010(加速电压:200kV)所捕获的图像中随机选择的1，000个初级粒子的颗粒直径(等效圆直径)取平均所确定。
特定氧化处理的颜料的平均初级粒径优选为25nm或更小，并且更优选为20nm或更小。特定氧化处理的颜料的平均初级粒径优选为12nm或更大。当特定氧化处理的颜料的初级粒径为12nm或更大时，趋于保持颜料的分散适宜性。
[0035]在特定氧化处理的颜料中，术语“表面上5原子％或更多的氧量”是指炭黑颜料颗粒表面(包括通过X-射线光电子能谱可检测的颗粒内部部分，通常，通过X-射线光电子能谱可检测的分析深度为3-5nm)上存在的氧原子数(O)与碳原子数(C)的比例(原子数比例:(0/C) X 100%)。在本发明中，使用X-射线光电子能谱(XPS)或ESCA(也称为用于化学分析的电子能谱)基于碳原子确定氧量。
[0036]特定氧化处理的颜料表面上的氧量优选为7原子％或更多，并且更优选为10原子％或更多。从特定氧化处理的颜料的分散适宜性的角度来看，氧量优选为15原子％或更少，并且更优选为13原子％或更少。
[0037]炭黑颜料的氧化处理方法可为使具有小于5原子％的氧量的炭黑颜料与氧化剂接触。具有小于5原子％的氧量的炭黑颜料包括具有O原子％的氧量并且其表面没有经受氧化处理的未处理的炭黑颜料。
氧化剂的实例包括臭氧、过氧化氢、硝酸和次氯酸，并且优选具有少量残余杂质的臭氧，和硝酸。当用臭氧氧化具有小于5原子％的氧量的炭黑颜料时，在室温下使具有小于5原子％的氧量的炭黑颜料接触含臭氧的气体是足够的。
还存在使用次卤酸盐湿法氧化具有小于5原子％的氧量的炭黑颜料的方法。次卤酸盐的具体实例包括次氯酸钠和次氯酸钾，并且就反应性而言特别优选次氯酸钠。
[0038]具有小于5原子％的氧量的炭黑的实例包括通过公知方法如接触法、炉法或热法制造的炭黑。
其具体实例包括 Raven7000、Raven5750、Raven5250、Raven5000ULTRAI1、Raven3500、Raven2000λ Raven1500λ Raven1250λ Raven1200λ Raven1190ULTRAII λ Raven1170λ Raven1255λRavenl080> Ravenl060 和 Raven700(全部由 Columbian Chemicals Company 制造)、Regal400R> Regal330R、Regal660R、Mogul L、Black Pearls L、Monarch700> Monarch800>Monarch880、Monarch900、MonarchlOOO、Monarchl 100、Monarchl300 和 Monarchl400 (全部由 Cabot Corporation 制造)、Color Black Fffl> Color Black FW2> Color Black FW2V>Color Blackl8、Color Black S150、Color Black S160、Color Black S170、Printex35>Printex U、Printex V、Printexl40U、Printexl40V、NIPEX180-1Q、NIPEX170-1Q (全部由Evonik Degussa Corporation 制造)、N0.25、N0.33、N0.40、N0.45、N0.47、N0.52、N0.900、N0.2200Β、Νο.2300,N0.990,N0.980,N0.970,N0.960,N0.950,N0.850、MCF_88、MA600、MA7、MA8和MAlOO (全部由Mitsubishi Chemical Corporation制造)。然而，炭黑并不限于这些。
可以仅使用一种类型的具有小于5原子％的氧量的炭黑颜料或组合使用其两种或更多种类型。
[0039]从可分散性的角度来看，特定氧化处理的颜料的pH优选为约酸性至约中性的范围，更优选为ρΗ2.0-ρΗ8.5，并且特别优选为ρΗ2.5_ρΗ8.0。
以特定氧化处理的颜料的水性分散液的pH(25°C )确定特定氧化处理的颜料的pH。
[0040]特定氧化处理的颜料的DBP吸附值没有特别的限制，但从色调和印刷图像密度的角度来看，该DBP吸附值优选为30mL/100g-200ml/100g，并且更优选50mL/100g-150mL/100g。
根据JIS K6621A方法确定DBP吸附值。
[0041]特定氧化处理的颜料的BET比表面积没有特别的限制，但从印刷图像密度和储存稳定性的角度来看，该BET比表面积优选为30m2/g-450m2/g，更优选为200m2/g-400m2/g。
[0042]特定氧化处理的颜料可为可商购的产品。
其具体实例包括:Special Black6(表面氧量:11 原子 ％, Orion Engineered CarbonsC0.,Ltd)、Colour Black FW200 (表面氧量:12 原子 ％, Orion Engineered CarbonsC0., Ltd) > Fuji Jet Black(表面氧量:12 原子 ％,由 Fuji Pigment C0., Ltd.制造)和Colour Black FW182 (表面氧量:12 原子 ％, Orion Engineered Carbons C0.，Ltd)。
另外，将在其表面上具有小于5原子％的氧量的可商购的产品如Nipexl60 (表面氧量:2 原子 ％, Orion Engineered Carbons C0.，Ltd)和 Nipexl70 (表面氧量:3 原子 ％, OrionEngineered Carbons C0., Ltd)进一步氧化处理以获得具有5原子％或更多的表面氧量的炭黑颜料并且用作特定氧化处理的颜料。
[0043]油墨组合物可仅包括一种类型的特定氧化处理的颜料，或包括两种类型或更多种类型的组合。
油墨组合物中特定氧化处理的颜料的含量比没有特别的限制，但从防止防液体膜的劣化、图像的耐擦性和印刷图像密度的角度来看，相对于油墨组合物的总质量，该含量比优选为0.5质量％-4质量％，并且更优选为0.8质量％-2质量％。
[0044]彩色颜料
除了特定氧化处理的颜料以外，油墨组合物还可包括选自品红色颜料、青色颜料和黄色颜料中的至少一种颜料。
[0045]品红色颜料的实例包括C.1.Pigment Redl22、C.1.Pigment Red202、C.1.PigmentRed209 和 C.1.Pigment Violetl9。
青色颜料的实例包括 C.1.Pigment Bluel5:3、C.1.Pigment Bluel5:4 和 C.1.PigmentBluel6。
黄色颜料的实例包括 C.1.Pigment Yellow74> C.1.Pigment Yellowl55,和C.1.Pigment Yellowl85。
[0046]在本发明中，彩色颜料与特定氧化处理的颜料和彩色颜料的总量的含量比(彩色颜料/ (特定氧化处理的颜料+彩色颜料))没有特别的限制，但从图像的耐擦性和油墨喷射性质的角度来看,该含量比优选为5质量％-60质量％，并且更优选为10质量％-50质量％。
[0047](分散剂)
优选用分散剂将特定氧化处理的颜料分散在水性介质中(当还包括彩色颜料时，在下文中特定氧化处理的颜料和彩色颜料都称为“颜料”)。分散剂可为聚合物分散剂或低分子量表面活性剂型分散剂。此外，聚合物分散剂可为水溶性分散剂或非水溶性分散剂。
作为低分子量表面活性剂型分散剂，可以使用常用的低分子量表面活性剂，而没有特别的限制。
[0048]在聚合物分散剂中，水溶性分散剂的实例包括亲水性高分子化合物。天然亲水性高分子化合物的实例包括植物基聚合物如阿拉伯树胶、黄蓍胶、瓜尔胶、刺梧桐胶、刺槐豆胶、阿拉伯糖-半乳糖胶、果胶和榲梓籽淀粉；海藻基聚合物如藻酸、角叉菜胶和琼脂；动物基聚合物如明胶、酪蛋白、白蛋白和胶原蛋白；和微生物基聚合物如黄原胶和葡聚糖。
[0049]将作为原料的天然产物改性的亲水性高分子化合物的实例包括纤维素基聚合物如甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素和羧甲基纤维素，淀粉基聚合物如淀粉羟乙酸钠和淀粉磷酸钠，和海藻基聚合物如藻酸钠和藻酸丙二醇酯。
[0050]此外，合成的亲水性高分子化合物的实例包括乙烯基聚合物如聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮和聚乙烯基甲基醚；丙烯酸基树脂如非交联的聚丙烯酰胺、聚丙烯酸及其碱金属盐、和水溶性苯乙烯-丙烯酸树脂；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、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯醇；在侧链上具有阳离子官能团的盐如萘磺酸-甲醛缩合物的碱金属盐、季铵盐或氨基的高分子化合物；和天然高分子化合物如虫胶。
[0051]其中，优选在其中引入羧基基团的水溶性分散剂如丙烯酸、甲基丙烯酸、苯乙烯-丙烯酸等的均聚物；与其它具有亲水性基团的单体的共聚物等作为亲水性高分子化合物。
[0052]在聚合物分散剂中，具有疏水性结构单元和亲水性结构单元的水不溶性树脂可以用作非水溶性分散剂。作为亲水性结构单元，优选具有酸性基团的结构单元，并且更优选具有羧酸基团的结构单元。
水不溶性树脂的实例包括苯乙烯_(甲基)丙烯酸共聚物、苯乙烯_(甲基)丙烯酸_(甲基)丙烯酸酯共聚物、(甲基)丙烯酸酯_(甲基)丙烯酸共聚物、聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯_(甲基)丙烯酸共聚物、乙酸乙烯酯-马来酸共聚物和苯乙烯-马来酸共聚物。
更具体地，在本发明中可优选使用例如JP-A第2005-41994号、JP-A第2006-273891号、JP-A第2009-084494号和JP-A第2009-191134号中描述的水不溶性树脂。
[0053]在本发明中，“(甲基)丙烯酸”表示丙烯酸或甲基丙烯酸，并且“(甲基)丙烯酸酯”(“(甲基)丙烯酸酯”)表示丙烯酸酯(丙烯酸酯)或甲基丙烯酸酯(甲基丙烯酸酯)。
[0054]聚合物分散剂的重均分子量优选为3，000-100，000，更优选为5，000-50，000，进一步优选为5，000-40, 000,并且特别优选为10，000-40, 000。
[0055]从可自分散性和凝结速率的角度来看，当接触下面描述的处理液时，聚合物分散剂优选包括具有羧基基团的水不溶性树脂，优选包括具有羧基基团和IOOmg KOH/g或更少的酸值的水不溶性树脂，并且更优选包括具有25-100mg KOH/g的酸值的水不溶性树脂。特别地，当油墨组合物与处理液(下面描述细节)结合使用时，处理液凝集了油墨组合物中的组分，具有羧基基团和25-100mg KOH/g的酸值的聚合物分散剂是有效的。
[0056]颜料(P)与分散剂(S)的混合质量比(p:s)优选为1:0.06至1:3,更优选为1:0.125至1:1，并且进一步优选为1:0.125至1:0.7。
[0057]在本发明中，从耐光性和图像质量的角度来看，优选由颜料和分散剂形成着色颗粒，并且更优选着色颗粒包括颜料和具有酸性基团的水不溶性树脂，并且特别优选着色颗粒包括颜料和具有羧基基团的水不溶性树脂。
[0058]另外从凝结性质的角度来看，特定氧化处理的颜料和至少一种彩色颜料优选为涂覆有树脂的颜料，在该颜料中用具有酸性基团的水不溶性树脂(聚合物分散剂)涂覆颜料。水不溶性树脂是指在105°C下干燥树脂2小时后，在25°C下的100g水中具有IOg或更少的溶解量的树脂，并且该溶解量优选为5g或更少，更优选为Ig或更少。溶解量是取决于水不溶性树脂的形成盐的基团的类型，用氢氧化钠或乙酸100%中和树脂时的树脂溶解量。
[0059]具体而言,可通过例如如下方法制造涂覆有树脂的颜料,包括: (i)混合和分散颜料、水溶性树脂(分散剂)、含有碱性物质的水溶液和能够溶解或分散水溶性树脂的有机溶剂的步骤(混合和水合步骤)；和(?)移除至少一部分有机溶剂的步骤(溶剂移除步骤)。
例如通过在步骤(i)和步骤(ii)之间还包括如下的方法可制造交联的涂覆有树脂的颜料:
(iii)将交联剂添加至在分散处理中获得的分散体然后加热以使水溶性树脂交联的步骤(交联步骤)；和
(iv)在交联后纯化分散体以移除杂质的步骤(纯化步骤)。
通过步骤(i)至步骤(iv)，将颜料微细地分散，从而可制造具有优异储存稳定性的颜料分散体。
特别地，可通过例如JP-A第2009-190379号中描述的方法来制造在其中用水不溶性树脂涂覆至少一部分颜料表面的颜料分散体。
[0060]处于分散状态的着色颗粒的平均颗粒直径优选为10-200nm，更优选为10_150nm，并且进一步优选为40-150nm。当平均颗粒直径为200nm或更小时，色彩再现性良好并且在通过喷墨记录方法喷射时的喷射性质良好，当平均颗粒直径为IOnm或更大时，耐光性良好。另外，着色颗粒的颗粒尺寸分布没有特别的限制，并且颗粒尺寸分布可为宽泛的分布或单分散的分布。可以混合并且使用两种类型或更多种类型的具有单分散的颗粒尺寸分布的着色颗粒。
这里，处于分散状态的着色颗粒的平均颗粒直径表示处于形成的油墨状态的着色颗粒的平均颗粒直径，但也适用于形成油墨之前的阶段的所谓浓缩的油墨分散体。[0061]通过使用NANOTRACK颗粒尺寸分布测量装置UPA-EX150 (由NIKKIS0 C0.，Ltd.制造)经由动态光散射法计算体积平均颗粒直径，确定处于分散状态的着色颗粒的平均颗粒直径和颗粒尺寸分布。
[0062]例如可通过以下方法获得涂覆有具有酸性基团(优选羧基基团)的水不溶性树脂的颜料:使用分散机分散处理包括颜料和水不溶性树脂(分散剂)以及如果有必要，溶剂(优选有机溶剂)的混合物。
[0063]具体而言，例如通过如下制造方法可制造在其中用水不溶性树脂涂覆至少一部分的颜料表面的颜料分散体，该制造方法包括:将含有碱性物质的水溶液添加至颜料、水不溶性树脂(分散剂)和能够溶解或分散水不溶性树脂以进行分散处理的混合物的步骤(混合和水合步骤)；和移除至少一部分有机溶剂的步骤(溶剂移除步骤)。通过该方法，将颜料微细地分散，从而可制备具有优异储存稳定性的颜料分散体。
更具体地，例如通过在JP-A第H10-140065号中描述的颜料分散体的制造方法可制造在其中用水不溶性树脂涂覆至少一部分的颜料表面的颜料分散体。
[0064]或者，作为获得“在其中用水不溶性树脂涂覆至少一部分的颜料表面的颜料分散体”的方法，还优选在使用水溶性或非水溶性分散剂分散颜料后，通过使用交联剂使分散剂交联而使水溶性分散剂水不溶解化来制备颜料分散体的方法。从降低防液体膜的磨损的角度来看，该方法也是优选的，因为通过交联，用分散剂树脂稳固地涂覆了颜料的二次颗粒的表面。
分散剂的实例包括:聚乙烯基类、聚氨酯类；和聚酯类，但在其中优选聚乙烯基类。
分散剂必须在其分子中具有与交联剂可交联的官能团。可交联的官能团没有特别的限制，并且其实例包括羧基基团或其盐、异氰酸酯基团和环氧基团，但从改善分散性的角度来看，分散剂优选具有羧基基团或其盐。
[0065]作为分散剂，优选使用含羧基基团的单体作为共聚成分获得的共聚物。含羧基基团的单体的实例包括(甲基)丙烯酸、羧乙基丙烯酸酯、富马酸、衣康酸、马来酸和巴豆酸，并且其中从交联性质和分散稳定性的角度来看，优选(甲基)丙烯酸和羧乙基丙烯酸酯。在这里，(甲基)丙烯酸意指丙烯酸和甲基丙烯酸中的至少任一种。
共聚成分优选包含至少一种类型的疏水性单体。疏水性单体的实例包括具有1-20个碳原子的(甲基)丙烯酸烷基酯、具有芳香环基团的(甲基)丙烯酸酯如(甲基)丙烯酸节基酷或(甲基)丙稀酸苯氧基乙基酷、和苯乙稀及其衍生物。
[0066]分散剂优选为使用含羧基基团的单体与具有1-20个碳原子的(甲基)丙烯酸烷基酯和具有芳香环基团的(甲基)丙烯酸酯中的至少一种作为共聚成分获得的共聚物。
作为分散剂的共聚物的合成方法没有特别的限制，但就分散稳定性而言优选乙烯基单体的无规聚合。
[0067]从颜料的可分散性的角度来看，交联之前，分散剂的酸值优选为60_250mg KOH/g,并且更优选为65-150mg KOH/g。
从油墨的稳定性和凝结性质的角度来看，交联之后，分散剂的酸值优选为25-100mgKOH/gο
交联之前分散剂的重均分子量没有特别的限制，但从颜料的可分散性的角度来看优选为 3，000-100，000，更优选为 5，000-60，000，并且进一步优选为 10，000-50，000。[0068]交联剂没有特别的限制，只要交联剂为具有与分散剂反应的两个或更多个位点的化合物，但优选具有两个或更多个环氧基团的化合物(两个或更多个环氧官能的化合物)，因为具有两个或更多个环氧基团的化合物具有与羧基基团优异的反应性。
其具体实例包括乙二醇二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、1，6-己二醇二缩水甘油醚、二乙二醇二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、二丙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚和三羟甲基丙烷三缩水甘油醚，并且优选聚乙二醇二缩水甘油醚、二乙二醇二缩水甘油醚和三羟甲基丙烷三缩水甘油醚。
[0069]作为交联剂，可使用可商购的产品。
可以使用的可商购的产品的实例包括:Denacol EX-32 K ΕΧ-821、ΕΧ-830、ΕΧ-850和ΕΧ-851 (全部由 Nagase ChemteX Corporation 制造)。
[0070]从交联速度和交联之后分散液的稳定性的角度来看，交联剂的交联位点和与交联剂的交联位点可交联的分散剂的位点的摩尔比优选为1:1.1至1:10、更优选为1:1.1至1:5、并且最优选为1:1.1至1:3。
[0071]在本发明中，至少使用特定氧化处理的颜料作为颜料，如果有必要，则使用至少一种彩色颜料。当油墨组合物还包括彩色颜料时，特定氧化处理的颜料和彩色颜料可以以混合状态经受分散处理或使特定氧化处理的颜料和彩色颜料各自单独经受分散处理。
[0072](水)
本发明中的油墨组合物包括水。
作为本发明中的水，优选使用不包含离子杂质的水如离子交换水和蒸馏水。
取决于目的，适当地选择油墨组合物中水的含量，但从油墨组合物的稳定性和保证喷射可靠性的角度来看，相对于油墨组合物的总质量该水含量优选为10质量％-99质量％，更优选为30质量％-80质量％，进一步优选为50质量％-70质量％。
[0073](可聚合化合物)
从改善在图像形成中获得的图像的耐擦性的角度来看，油墨组合物优选包括至少一种类型的可聚合化合物。
当油墨组合物包括可聚合化合物时，通过用活化能量射线的辐照(例如辐射、光束或电子束)使油墨组合物聚合并固化。
另外，由于本发明的图像形成方法中使用的油墨组合物包括水作为溶剂，可聚合化合物优选为水溶性的。
[0074]在这里，术语“可聚合化合物为水溶性的”是指在25°C下可聚合化合物在水中的溶解度为5质量％或更多，并且在25°C下可聚合化合物在水中的溶解度优选为10质量％或更多。优选还可将可聚合化合物(优选均匀地)溶解在水性油墨组合物中。可聚合化合物可为这样的化合物:其中通过添加下面描述的水溶性有机溶剂提高其溶解度，使得该化合物可(优选均匀地)溶解在油墨组合物中。
[0075]可聚合化合物优选包括选自(甲基)丙烯酸酯化合物和(甲基)丙烯酰胺化合物中的至少一种，并且更优选包括至少一种(甲基)丙烯酰胺化合物。
[0076]_(甲基)丙烯酸酯化合物-
(甲基)丙烯酸酯化合物没有特别的限制，只要(甲基)丙烯酸酯化合物是水溶性的并且在其分子中具有(甲基)丙烯酸酯基团的可聚合化合物。(甲基)丙烯酸酯化合物优选为由下式(M-1)表示的化合物。
[0077]
【权利要求】
1.图像形成方法，所述方法包括从在其喷射表面上具有防液体膜的喷墨头喷出油墨组合物的油墨喷射步骤，所述油墨组合物包括:具有25nm或更小的平均初级粒径并且在其表面上具有5原子％或更多的氧量的经氧化处理的炭黑颜料；水溶性非离子化合物，其包括选自乙烯氧基链和丙烯氧基链中的至少一种并且其中乙烯氧基链和丙烯氧基链的总数为3-25 ;和水。
2.根据权利要求1的图像形成方法，其中所述油墨组合物还包括可聚合化合物。
3.根据权利要求1的图像形成方法，其中所述喷墨头设置有喷嘴板，在所述喷嘴板上二维排列有多个喷射孔并且在所述喷嘴板的喷射表面上形成所述防液体膜。
4.根据权利要求1的图像形成方法，其中所述防液体膜至少包含氟碳化合物。
5.根据权利要求4的图像形成方法，其中所述氟碳化合物包含氧原子。
6.根据权利要求2的图像形成方法，其中所述喷墨头设置有喷嘴板，在所述喷嘴板上二维排列有多个喷射孔并且在所述喷嘴板的喷射表面上形成所述防液体膜。
7.根据权利要求2的图像形成方法，其中所述喷墨头设置有喷嘴板，在所述喷嘴板上二维排列有多个喷射孔并且在所述喷嘴板的喷射表面上形成所述防液体膜，并且所述防液体膜至少包含氟碳化合物。
8.根据权利要求2的图像形成方法，其中所述喷墨头设置有喷嘴板，在所述喷嘴板上二维排列有多个喷射孔并且在所述喷嘴板的喷射表面上形成所述防液体膜，所述防液体膜至少包含氟碳化合物，并且所述氟碳化合物包含氧原子。
9.根据权利要求1-8中任一项的图像形成方法，其还包括在喷射所述油墨组合物后，移除附着于所述防液体膜的所述油墨组合物或者源自所述油墨组合物的油墨沉积物的维护步骤。
【文档编号】B41M5/00GK103707668SQ201310439324
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年9月24日 优先权日:2012年9月28日
【发明者】井腰刚生, 津野慎治, 新津千代美 申请人:富士胶片株式会社