专利名称：喷墨记录用水性油墨的制作方法
技术领域：
本发明涉及喷墨记录用水性油墨。
背景技术：
喷墨记录用水性油墨中，有时使用自分散型颜料。所述自分散型颜料不需要高分 子颜料分散剂，因此可以防止水性油墨的粘度升高，且喷出稳定性和保存稳定性优良。自分 散型颜料可以通过对颜料进行处理使其上结合有磷酸基、羧酸基或磺酸基等至少一种亲水 基团或其盐而得到。这些亲水基团中，特别是经磷酸基处理的自分散型颜料(以下，有时称 为“磷酸基修饰自分散型颜料”)，可以得到比经羧酸基或磺酸基处理的自分散型颜料相比 高的光学浓度(OD)值(日本特表2009-515007号公报)。另一方面，使用经磷酸基处理的自分散型颜料的水性油墨，存在再分散性不好的 问题。上述“再分散性”是指，例如水性油墨暂时蒸发干固而生成固体物质后，重新与水性油 墨接触时的上述固体物质的溶解性和分散性。对于上述再分散性不好的水性油墨，当上述 水性油墨在喷墨头的油墨流道或喷嘴附近蒸发干固时，喷出稳定性会出现问题。另外，使用 上述磷酸基修饰自分散型颜料的喷墨记录用水性油墨，要求进一步提高光学浓度(OD)值。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种喷墨记录用水性油墨，含有上述磷酸基修饰自 分散型颜料，其再分散性优良，能够得到高的光学浓度(OD)值。一种喷墨记录用水性油墨，含有着色剂、水和水溶性有机溶剂，其特征在于，所述 着色剂含有由磷酸基修饰的自分散型颜料，所述水性油墨还含有还原糖和糖醇中的至少一 种以及钙离子。一种墨盒，其特征在于，包含上述喷墨记录用水性油墨。上述墨盒的主体可以使用 例如现有公知的墨盒主体。一种喷墨记录方法，其特征在于，通过将上述喷墨记录用水性油墨以喷墨方式喷 出到记录介质上来进行记录。一种喷墨记录装置，包括油墨收容部和油墨喷出单元，通过所述油墨喷出单元将 收容在所述油墨收容部的油墨喷出，其特征在于，在所述油墨收容部中收容有上述喷墨记 录用水性油墨。一种喷墨记录用水性油墨的再分散性改善方法，所述喷墨记录用水性油墨含有由 磷酸基修饰的自分散型颜料，所述方法的特征在于，在所述水性油墨中添加还原糖和糖醇 中的至少一种以及钙离子。一种记录物的光学浓度改善方法，所述记录物使用含有由磷酸基修饰的自分散型 颜料的喷墨记录用水性油墨进行记录，所述方法的特征在于，在所述水性油墨中添加还原 糖和糖醇中的至少一种以及钙离子。为了达到上述目的，本发明人反复进行了一系列的研究，结果发现，使用上述磷酸基修饰自分散型颜料作为着色剂时，并且还含有还原糖和糖醇中的至少一种以及钙离子 时，再分散性优良，能够得到高的光学浓度(OD)值，从而想出了本发明。
图1是表示上述喷墨记录装置的一例的构成的示意立体图。图2是表示实施例中的再分散性评价基准的图。
具体实施例方式对上述喷墨记录用水性油墨(以下有时简称为“水性油墨”或“油墨”)进行说明。 上述水性油墨含有着色剂、水和水溶性有机溶剂。如前所述，上述着色剂含有上述磷酸基修 饰自分散型颜料。上述磷酸基修饰自分散型颜料可以使用例如通过日本特表2009-515007 号公报中记载的方法对颜料进行处理而得到的颜料。上述磷酸基修饰自分散型颜料例如可 以使用市售品。上述水性油墨可以含有高分子颜料分散剂，也可以不含有。上述水性油墨 含有高分子颜料分散剂的情况下，优选含量为不影响上述水性油墨的粘度的程度的量。由 于上述水性油墨使用自分散型颜料，因此不存在因高分子颜料分散剂引起的粘度上升的问 题，并且能够得到喷出稳定性和保存稳定性优良的水性油墨。作为可以用作上述自分散型颜料的原料的颜料，可以列举例如炭黑、无机颜料和 有机颜料等。作为上述炭黑，可以列举例如炉黑、灯黑、乙炔黑、槽法炭黑等。作为上述无 机颜料，可以列举例如氧化钛、氧化铁类无机颜料和炭黑类无机颜料等。作为上述有机颜 料，可以列举例如偶氮色淀、不溶性偶氮颜料、缩合偶氮颜料、螯合偶氮颜料等偶氮颜料； 酞菁颜料、茈和紫环酮颜料、蒽醌颜料、喹吖啶酮颜料、二 嗪颜料、硫准靛颜料、异吲哚啉 酮颜料、喹酞酮颜料等多环式颜料；碱性染料型色淀颜料、酸性染料型色淀颜料等染料色淀 颜料；硝基颜料；亚硝基颜料；苯胺黑日光荧光颜料等。另外，作为上述以外的颜料，还可以 列举例如:C. I.颜料黑 1、6 和 7 ；C. I.颜料黄 1、2、3、12、13、14、15、16、17、55、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、166、168、175、176、177、178、184、185、 190、202、221、222、224 和 238 ;C. I.颜料紫 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等。特别是作为适合上述处理的颜料，可 以列举例如三菱化学株式会社制造的“MA8”和“MA100”、r夕’寸公司制造的“力，一义，夕 夕FW200，，等炭黑。上述磷酸基修饰自分散型颜料相对于上述水性油墨总量的固体成分配合量(颜 料固体成分量)没有特别限制，例如可以根据所需的光学浓度或色彩等适当确定。上述 颜料固体成分量例如为0. 1重量％ 20重量％，优选1重量％ 10重量％，更优选2重 量％ 8重量％。上述着色剂除上述磷酸基修饰自分散型颜料以外，可以还含有其它颜料和染料寸。上述水优选为离子交换水或纯水。上述水相对于上述水性油墨总量的配合量(水 比例)例如为10重量％ 90重量％，优选40重量％ 80重量％。上述水比例例如也可 以设为其它成分的余量。
作为上述水溶性有机溶剂，可以列举例如用于防止喷墨头的喷嘴前端部的水性 油墨的干燥的润湿剂和用于调节油墨在记录介质上的干燥速度的渗透剂。上述润湿剂没有特别限制，可以列举例如甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、仲 丁醇、叔丁醇等低级醇；二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺等酰胺；丙酮等酮；双丙酮醇等酮醇； 四氢呋喃、二氧杂环己烷等醚；聚亚烷基二醇、亚烷基二醇、甘油、三羟甲基丙烷等多元醇； 2-吡咯烷酮；N-甲基-2-吡咯烷酮；1，3_ 二甲基-2-咪唑烷酮等。上述聚亚烷基二醇可以 列举例如聚乙二醇、聚丙二醇等。上述亚烷基二醇可以列举例如乙二醇、丙二醇、丁二醇、 二乙二醇、三乙二醇、二丙二醇、三丙二醇、硫二甘醇、己二醇等。这些润湿剂可以单独使用 一种，也可以组合使用两种以上。其中，优选亚烷基二醇、甘油等多元醇。上述润湿剂相对于上述水性油墨总量的配合量例如为0重量％ 95重量％，优选 5重量％ 80重量％，更优选5重量％ 50重量％。上述渗透剂可以列举例如二醇醚。上述二醇醚可以列举例如乙二醇甲醚、乙二醇
乙醚、乙二醇正丙醚、二乙二醇甲醚、二乙二醇乙醚、二乙二醇正丙醚、二乙二醇正丁醚、二 乙二醇正己醚、三乙二醇甲醚、三乙二醇乙醚、三乙二醇正丙醚、三乙二醇正丁醚、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、三丙二醇正丙醚和三丙二醇正丁醚 等。上述渗透剂可以单独使用一种，也可以组合使用两种以上。上述渗透剂相对于上述水性油墨总量的配合量例如为0重量％ 20重量％，优选
0. 1重量％ 15重量％，更优选0.5重量％ 10重量％。如前所述，上述水性油墨还含有还原糖和糖醇中的至少一种(以下，有时称为“特 定糖成分”)以及钙离子。通过含有上述特定糖成分和钙离子，可以得到再分散性优良、光 学浓度(OD)值高的水性油墨。作为上述还原糖，可以列举例如葡萄糖、甘露糖、半乳糖、果糖、阿拉伯糖、核糖、 木糖、赤藓糖、甘油醛、乳糖、麦芽糖、二羟基丙酮、赤藓酮糖、木酮糖、核糖、阿洛酮糖、山梨 糖、塔格糖、景天庚酮糖、马桑糖、苏糖、来苏糖、阿洛糖、塔罗糖、古洛糖、阿卓糖、艾杜糖等。 上述还原糖优选为葡萄糖和木糖中的至少一种。上述还原糖存在D异构体和L异构体两者 时，可以使用任意一种，也可以使用两者的混合物。同样地，上述还原糖存在d异构体(右 旋性、(+))和1异构体(左旋性、(_))两者时，可以使用任意一种，也可以使用两者的混合 物。上述还原糖相对于上述水性油墨总量的配合量例如为0. 01重量％ 30重量％，优选 0. 05重量％ 20重量％，更优选0. 2重量％ 10重量％。作为上述糖醇，可以列举例如山梨糖醇(别名山梨醇)、甘露糖醇、艾杜糖醇、塔 罗糖醇、半乳糖醇(别名卫矛醇)、蒜糖醇(别名阿洛醇)、木糖醇、核糖醇(别名侧金 盏花醇)、阿拉伯糖醇、内消旋赤藓糖醇、苏糖醇、异麦芽糖醇、乳糖醇、麦芽糖醇、庚七醇、鳄 梨糖醇等，这些物质中，从溶解性和容易获得性的观点考虑，优选山梨糖醇、甘露糖醇、木糖 醇。上述糖醇更优选为山梨糖醇和甘露糖醇中的至少一种。上述糖醇存在D异构体和L异 构体两者时，可以使用任意一种，也可以使用两者的混合物。上述糖醇相对于上述水性油墨 总量的配合量例如为0. 01重量％ 20重量％，优选0. 05重量％ 12重量％，更优选0. 2 重量％ 8重量％。对上述水性油墨添加上述钙离子的方法没有特别限制，例如，可以以由上述钙离子和与上述钙离子结合的阴离子构成的盐或其水溶液等的形式添加。作为上述阴离子， 没有特别限制，可以列举例如溴化物离子、氯化物离子、硝酸根离子、乙酸根离子、乳酸根离 子、硫酸根离子等。上述钙离子相对于上述水性油墨总量的配合量(钙离子比例)，例如为 超过Oppm且为500ppm以下，优选5ppm 300ppm，更优选IOppm 150ppm。上述水性油墨中，根据需要可以还含有现有公知的添加剂。作为上述添加剂，可以 列举例如表面活性剂、pH调节剂、粘度调节剂、表面张力调节剂、防霉剂等。上述粘度调节 剂可以列举例如聚乙烯醇、纤维素、水溶性树脂等。上述水性油墨例如可以通过将着色剂、水、水溶性有机溶剂、上述特定糖成分和钙 离子与根据需要使用的其它添加成分用现有公知的方法均勻混合并用过滤器等除去沉淀 物来制备。使用上述水性油墨的上述喷墨记录方法，例如可以使用上述喷墨记录装置来实 施。上述记录包括印字、印画、印刷等。如图1所示，喷墨记录装置1包括四个墨盒2、油墨喷出单元(喷墨头)3、印刷头 单元( 7 K-二y卜)4、托架5、驱动单元6、压纸辊7和清洁装置(^一 7装置)8作为 主要的构成要素。上述四个墨盒2分别含有黄色、洋红色、青色和黑色四色水性油墨中的一种颜色。 例如，上述水性黑色油墨为前述喷墨记录用水性油墨。设置在上述印刷头单元4中的上述 喷墨头3，在记录介质(例如记录用纸)P上进行记录。上述托架5上搭载有上述四个墨盒 2和上述印刷头单元4。上述驱动单元6使上述托架5沿直线方向往返移动。作为上述驱 动单元6，例如可以使用现有公知的驱动单元(例如，参考日本特开2008-246821号公报)。 上述压纸辊7沿上述托架5的往返方向延伸，与上述喷墨头3相向配置。上述记录介质P从设置于该喷墨记录装置1的侧方或下方的送纸盒(未图示)供 给。上述记录介质P被导入上述喷墨头3与上述压纸辊7之间。在导入的上述记录介质P 上通过从上述喷墨头3喷出的油墨进行预定的记录。由于上述水性油墨的再分散性优良， 因此即使在上述喷墨头3处进行加热，也不会发生喷出不良。记录后的上述记录介质P从 上述喷墨记录装置1中排出。上述记录物使用包含上述特定糖成分的上述水性油墨进行记 录，因此光学浓度(OD)值高。图1中，省略了上述记录介质P的送纸机构及排纸机构的图
7J\ ο上述清洁装置8用于抽吸滞留在上述喷墨头3内部的包含气泡等的不良油墨。作 为上述清洁装置8，例如可以使用现有公知的清洁装置(例如，参考日本特开2008-246821 号公报)。在上述清洁装置8的上述压纸辊7侧，与上述清洁装置8相邻地配设有刮板构件 20。上述刮板构件20形成为刮片状，随着上述托架5的移动，擦拭上述喷墨头3的喷嘴形 成面。图1中，盖子18是为了防止油墨的干燥而在记录结束时覆盖返回上述初始位置的上 述喷墨头3的多个喷嘴的构件。上述喷墨记录装置中，上述四个墨盒可以搭载在多个托架上。另外，上述墨盒也可 以不搭载在上述托架上而配置、固定在喷墨记录装置内。该方式中，例如，上述墨盒与搭载
在上述托架上的上述印刷头单元通过管等连接，从上述墨盒向上述印刷头单元供给上述油
m
蛮O
图1所示的装置中，采用了串行型喷墨头，但上述喷墨记录装置也可以是采用线 型喷墨头的装置。在上述喷墨记录方法、上述喷墨记录用水性油墨的再分散性改善方法和上述记录 物的光学浓度改善方法中，着色剂、上述特定糖成分、钙离子等各种成分的种类、配合量和 形态等，可以与上述喷墨记录用水性油墨一样。实施例以下，对实施例和比较例一同进行说明。另外，本发明不限于下述的实施例和比较 例。[实施例1 8和比较例1 23]将水性油墨组成(表1和表幻中的、除自分散型炭黑的水分散体以外的成分均 勻地混合，得到油墨溶剂。然后，将上述油墨溶剂添加到自分散型炭黑的水分散体中并均 勻混合。之后，将所得的混合物用东洋滤纸株式会社制造的醋酸纤维素型膜滤器(孔径 3. 00 μ m)过滤，由此得到实施例1 8和比较例1 23的喷墨记录用水性油墨。对实施例和比较例的水性油墨，通过下述方法进行(a)再分散性评价和(b)光学 浓度(OD)值的测定。(a)再分散性评价在载玻片上滴加实施例和比较例的水性油墨12μ L。然后，将上述载玻片在100°C 的环境下静置过夜，由此使上述水性油墨蒸发干固。然后，用吸管在上述蒸发干固后的固体 物质上滴加3滴水。用肉眼和倍率50倍的显微镜观察如此制作的评价试样，根据下述评价 基准目测评价再分散性。再分散件评价评价基准A 如图2(a)所示，即使用显微镜观察，上述固体物质也完全溶解、分散于水中。B+ 肉眼观察到上述固体物质完全溶解、分散于水中，但是用显微镜观察时观察到 未完全溶解、分散于水中的上述固体物质的残留部分。B 上述固体物质缓慢地溶解、分散于水中，即使用肉眼也观察到未完全溶解、分散 于水中的上述固体物质的残留部分，用显微镜观察时为图2(b)所示程度的状态。B-:上述固体物质以稍使水着色的程度溶解、分散于水中，但还存在块状的上述固 体物质。C:如图2(c)所示，即使用显微镜观察，上述固体物质也未溶解、分散于水中，保持 块状的状态。(b)光学浓度(OD)值的测定使用兄弟工业株式会社制造的搭载有喷墨打印机的数字复合机DCP-385C，用实 施例和比较例的水性油墨在普通纸上以600dpiX600dpi的分辨率记录包含黑色单色色标 ('义,千)的图像，制作评价试样。利用X-Rite公司制造的分光测色仪SpectroEye (光源 D5tl、浓度基准ANSI Τ、白色基底Abs、内置滤色片NO(无))测定上述评价试样的光学浓度 (OD)值。上述普通纸使用Hammer Mill公司制造的Laserfrint (普通纸1) ,XEROX公司制 造的Business (普通纸2)和RecycledSupreme (普通纸3)。上述光学浓度(OD)值的测定 对各普通纸分别进行5次。实施例的水性油墨的油墨组成和评价结果如表1所示。另外，比较例的水性油墨的油墨组成和评价结果如表2所示。另外，表1和表2中，各普通纸的光学浓度(OD)值的 测定结果为5次测定的平均值，“三种纸平均值”(最下行)为上述普通纸1 3各自的平 均值(测定5次)之和除以3所得到的3种纸的测定结果的平均值。
表 1
实施例12345678由磷酸基修饰的自分散型炭黑的水分散体(*1)4.04.04.04.04.04.04.04.0甘油10.010.010.0-10.010.010.0-三羟甲基丙烷5.05.05.0-5.05.05.0-二乙二醇---10.0---10.02-吡咯烷酮---5.0---5.0油墨组成τ-fe y i^y 一少 E40 (*4)---0.15---0.15Tir U U/一/P ElOO (*5)0.30.30.3-0.30.30.3-(重量％)D(+)-葡萄糖5.00.210.0D(+)-木糖---3.0----D-山梨糖醇----5.00.2-3.0D-甘露糖醇8.0-5.89重量％硝酸钙四水合物水溶液1.51.51.00.11.51.51.00.1水余量余里余量余量余量余量余量余量钙离子比例(ppm)1501501001015015010010再分散性ABAB+B+B-AB光学浓度(OD)值评价普通纸1 (*6)1.381.461.291.411.381.481.331.40普通纸2 (*7)1.331.411.251.311.321.411.251.30普通纸3 (*8)1.431.471.291.411.401.541.331.43三种纸平均值1.381.451.281.381.371.481.301.38
权利要求
1.一种喷墨记录用水性油墨，含有着色剂、水和水溶性有机溶剂，其特征在于，所述着色剂含有由磷酸基修饰的自分散型颜料，所述水性油墨还含有还原糖和糖醇中的至少一种以及钙离子。
2.如权利要求1所述的喷墨记录用水性油墨，其特征在于，所述自分散型颜料为自分 散型炭黑。
3.如权利要求1所述的喷墨记录用水性油墨，其特征在于，所述还原糖为葡萄糖和木 糖中的至少一种。
4.如权利要求1所述的喷墨记录用水性油墨，其特征在于，所述糖醇为山梨糖醇和甘 露糖醇中的至少一种。
5.如权利要求1所述的喷墨记录用水性油墨，其特征在于，所述还原糖相对于所述水 性油墨总量的配合量为0.01重量％ 30重量％。
6.如权利要求1所述的喷墨记录用水性油墨，其特征在于，所述还原糖为D(+)-葡萄糖 和D(+)_木糖中的至少一种。
7.如权利要求1所述的喷墨记录用水性油墨，其特征在于，所述糖醇相对于所述水性 油墨总量的配合量为0.01重量％ 20重量％。
8.如权利要求1所述的喷墨记录用水性油墨，其特征在于，所述糖醇为D-山梨糖醇和 D-甘露糖醇中的至少一种。
9.如权利要求1所述的喷墨记录用水性油墨，其特征在于，所述钙离子相对于所述水 性油墨总量的配合量为500ppm以下。
10.一种墨盒，含有喷墨记录用水性油墨，其特征在于，所述水性油墨为权利要求1所 述的喷墨记录用水性油墨。
11.一种喷墨记录方法，通过将喷墨记录用水性油墨喷出到记录介质上来进行记录，其 特征在于，作为所述水性油墨，使用权利要求1所述的喷墨记录用水性油墨。
12.—种喷墨记录装置，包括油墨收容部和油墨喷出单元，通过所述油墨喷出单元将收 容在所述油墨收容部的油墨喷出，其特征在于，在所述油墨收容部中收容有权利要求1所 述的喷墨记录用水性油墨。
13.—种喷墨记录用水性油墨的再分散性改善方法，所述喷墨记录用水性油墨含有由 磷酸基修饰的自分散型颜料，所述方法的特征在于，在所述水性油墨中添加还原糖和糖醇 中的至少一种以及钙离子。
14.一种记录物的光学浓度改善方法，所述记录物使用含有由磷酸基修饰的自分散型 颜料的喷墨记录用水性油墨进行记录，所述方法的特征在于，在所述水性油墨中添加还原 糖和糖醇中的至少一种以及钙离子。
全文摘要
一种喷墨记录用水性油墨，含有着色剂、水和水溶性有机溶剂，其特征在于，所述着色剂含有由磷酸基修饰的自分散型颜料，所述水性油墨还含有还原糖和糖醇中的至少一种以及钙离子。
文档编号C09D11/02GK102140271SQ20111003433
公开日2011年8月3日 申请日期2011年1月28日 优先权日2010年1月29日
发明者东山俊一, 古贺成美, 后藤数摩, 左合宏充, 津田政之, 谷口晶彦, 青山美千子 申请人:兄弟工业株式会社