喷墨记录油墨套组、墨盒、喷墨记录装置、喷墨记录方法和图像形成物的制作方法
【专利摘要】本发明提供喷墨记录油墨套组，其包含青色油墨、洋红色油墨、黄色油墨和黑色油墨，其中各油墨至少包含颜料、表面活性剂、水、水溶性有机溶剂和阴离子自乳化醚基聚氨酯，其中各油墨包含作为颜料的如下组合：（i）颜料分散液，其中颜料借助于表面活性剂分散在水中，和（ii）树脂聚合物涂覆的颜料分散液，其中颜料涂覆有树脂聚合物并分散在水中，并且其中（i）颜料分散液和（ii）树脂聚合物涂覆的颜料分散液满足下列公式：|A-B|≤30nm其中A是（i）颜料分散液中分散的颜料的平均粒径（D50），和B是（ii）颜料分散液中分散的树脂聚合物涂覆的颜料的平均粒径（D50）。
【专利说明】喷墨记录油墨套组、墨盒、喷墨记录装置、喷墨记录方法和图像形成物
【技术领域】[0001]本发明涉及提供高图像密度同时具有优异的喷射稳定性和优异的油墨液体储存稳定性的喷墨记录油墨套组。
【背景技术】
[0002]喷墨记录方法，由于过程比其他记录方法更加简单，在如下方面具有优势:易于形成全色图像，并且甚至在具有简单构造的设备中也可获得高分辨率图像。
[0003]通过将不同水溶性染料溶解在水或由水和有机溶剂组成的混合液体中获得的染料基油墨被用作喷墨油墨。染料基油墨可生成具有鲜明色调的图像，但另一方面耐光性差。
[0004]另一方面，其中分散有炭黑或不同有机颜料的颜料基油墨的耐光性优于染料基油墨，因此研究活跃。
[0005]但是，颜料基油墨比染料基油墨更可能导致嗔嘴堵塞。
[0006]通常通过如下制备颜料基油墨:将着色材料和分散剂首先分散在水性溶剂如水或醇中以制备分散材料，然后使分散体经历将分散材料用介质型分散机如砂磨机分散至预定程度的步骤，然后稀释分散体以得到预定浓度。
[0007]在颜料基水性油墨中，为使疏水性颜料分散，普遍的实践是应用表面活性剂或水溶性树脂。但是，形成图像的可靠性非常差。因此，已经公开了如下技术:其中具有膜形成特性的精细树脂颗粒被加入油墨液体，以提高图像质量。但是，难以长时间保持多种成分处于精细且稳定分散的状态。大量分散剂如表面活性剂用于稳定地分散精细颗粒不利地产生诸如气泡在油墨箱或油墨头中产生或图像质量退化的问题。进一步，出于分散性提高的目的，已经研究采用将颜料表面上的基团转化成亲水性基团的方法或使用含亲水性基团的树月旨。在这种技术中，当使用单个类型的颜料时，颜料可稳定地分散，但另一方面，当将多种类型的颜料混合在一起时，分散体不稳定，产生储存稳定性退化的问题。
[0008]已经给出关于如下的报道:可提供优异的印刷质量而且具有优异的喷射稳定性和储存稳定性的表面处理的颜料油墨(PTL1、PTL2和PTL3)，可保持稳定的油墨喷射的油墨套组(PTL4)，将水不溶性着色材料和尺寸小于着色材料的可带电假精细树脂颗粒掺入油墨以期获得高图像密度的方法(PTL5)，将具有有限DBP吸油性的可自分散颜料掺入的方法(PTL6)，以及包括表面改性炭黑、具有7至18的HLB值和包含具有乙炔骨架的非离子型表面活性剂的水性炭黑分散体(PTL7)。进一步,应用乙炔二醇(acetylene glycol)表面活性剂的水性油墨也被报道(PTL8 )。
[0009]进一步，已经公开了将其分子中具有羧基和非离子型亲水性基团的水分散性树脂分散在水中以稳定化分散液的方法(PTL9)，添加具有相同极性或其中一种是非离子型的水溶性聚合物和表面活性剂的方法(PTL10)，在水性记录液中应用亲水基团极性彼此相同的含可着色离子型基团的聚酯树脂和着色剂的方法(PTL11)，以及应用分散体极性彼此相同的颜料和精细树脂颗粒的方法(PTL12)。进一步，已经公开了利用双子(gemini)表面活性剂作为分散剂的印刷油墨(PTL13)。
[0010]进一步，已经提出了水性喷墨油墨组合物，其包含颜料分散体，该颜料分散体包含颜料颗粒，该颜料颗粒具有如下粒径分布:分散体中至少70%的颗粒被直径小于0.1 μ m的颗粒占据，并且分散体中的其他颗粒具有等于或小于0.1ym的直径；萘磺酸醛(aldehydenaphthalene sulfonate)分散剂；和/或至少一种砜溶剂(PTL14)。已经提出了包含颜料、聚合物分散剂和非离子型表面活性剂的记录液(PTL15)。已经提出了 AB或BAB嵌段共聚物作为颜料分散剂的应用(PTL16和PTL17)。进一步，已经提出了特定颜料、水溶性树脂和溶剂的应用(PTL18)。
[0011]另一方面，已经提出了不使用分散剂分散颜料的方法，即，含水增溶基团的取代基被引入炭黑的方法(PTL19)，水溶性单体或类似物聚合在炭黑表面上的方法(PTL20)，以及炭黑氧化的方法(PTL21)。进一步，已经提出了通过包含氧化炭黑和丙烯酸、苯乙烯和α -甲基苯乙烯的三元共聚物的油墨确保耐水性和喷射稳定性的方法(PTL22)。
[0012]进一步，已经提出了喷墨记录液，其包含体均粒径为30nm至200nm的分散颗粒(PTL23)。
[0013]关于提出的常规油墨液体，彩色颜料油墨可实现高图像密度。但是，黑色颜料油墨还不理想。
[0014]进一步，已经提出了在珠磨机分散体液体中应用直径为0.05mm至1.0mm的小珠(PTL24至PTL26)。这些提议的分散稳定性均不理想。
[0015]在PTL27中，阴离子表面活性剂被用作分散剂，并且分子量优选在1，000 ^ m ^ 30，000的范围内。这些没有提供理想的分散稳定性，并且在分散后对于分散过程中暴露的碰撞弱的颜料`种质缺少稳定性，产生例如油墨液体喷射稳定性的问题。
[0016]引用列表
[0017]专利文献
[0018]PTLl::日本专利申请公开(JP-A)第2007-186642号
[0019]PTL2:日本专利申请公开第2006-282781号
[0020]PTL3:日本专利申请公开第2005-105227号
[0021]PTL4:日本专利申请公开第2007-119551号
[0022]PTL5:日本专利申请公开第2006-8858号
[0023]PTL6:日本专利申请公开第2002-3767号
[0024]PTL7:日本专利申请公开第2006-219584号
[0025]PTL8:日本专利申请公开第2004-123904号
[0026]PTL9:日本专利申请公开第05-239392号
[0027]PTLlO:日本专利申请公开第08-283633号
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[0029]PTL12:日本专利申请公开第2001-81366号
[0030]PTL13:日本专利申请公开第2003-509571号
[0031]PTL14:日本专利申请公开第08-333531号
[0032]PTL15:日本专利申请公开第56-147871号
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[0035]PTL18:美国专利第 5，172，133 号
[0036]PTL19:美国专利第 5，571，311 号
[0037]PTL20:日本专利申请公开第08-81646号
[0038]PTL21:日本专利申请公开第08-3498号
[0039]PTL22:日本专利申请公开第09-194775号
[0040]PTL23:日本专利申请公开第2000-144028号
[0041]PTL24:日本专利申请公开第2005-281691号
[0042]PTL25:日本专利申请公开第2005-314528号
[0043]PTL26:日本专利申请公开第2006-188626号
[0044]PTL27:日本专利(JP-B )第 3625595 号
[0045]发明概述
[0046]技术问题
[0047]本发明旨在提供涉及如下的技术:喷墨记录油墨套组，其提供高图像密度，同时具有优异的喷射稳定性和液体稳定性；墨盒，其包括安置于其中的组成油墨套组的油墨；喷墨记录装直；以及嗔墨记录方法。
[0048]问题的解决方案
[0049]上述目的可通过下列手段实现。
[0050]喷墨记录油墨套组，其包含:
[0051]青色油墨；
[0052]洋红色油墨；
[0053]黄色油墨；和
[0054]黑色油墨，
[0055]其中青色油墨、洋红色油墨、黄色油墨和黑色油墨均至少包含颜料、表面活性剂、水、水溶性有机溶剂和阴离子自乳化醚基聚氨酯，
[0056]其中各油墨包含作为颜料的如下组合:(i)颜料分散液，其中颜料借助于表面活性剂分散在水中，和(ii )树脂聚合物涂覆的颜料分散液，其中颜料涂覆有树脂聚合物，并且树脂聚合物涂覆的颜料分散在水中，并且
[0057]其中(i )颜料分散液和(ii )树脂聚合物涂覆的颜料分散液满足下列公式:
[0058]IA-B I ≤ 30nm
[0059]其中A是(i )颜料分散液中分散的颜料的平均粒径(D50)，以及B是(ii )颜料分散液中分散的树脂聚合物涂覆的颜料的平均粒径(D50)。
[0060]发明的有利效果
[0061]本发明能够提供喷墨记录油墨套组，其提供高图像密度，同时具有优异的喷射稳定性和液体稳定性；墨盒，其包括安置于其中的组成油墨套组的油墨；喷墨记录装置；以及喷墨记录方法。
[0062]附图简述
[0063]图1是示例根据本发明所述的喷墨记录装置实例的示意图。
[0064]实施方式描述[0065](喷墨记录油墨套组)
[0066]根据本发明所述的喷墨记录油墨套组包含青色油墨、洋红色油墨、黄色油墨和黑色油墨，其中青色油墨、洋红色油墨、黄色油墨和黑色油墨均至少包含颜料、表面活性剂、水、水溶性有机溶剂，和阴离子自乳化醚基聚氨酯，其中各油墨包含作为颜料的如下组合:(i )颜料分散液，其中颜料借助于表面活性剂分散在水中，和(ii )树脂聚合物涂覆的颜料分散液，其中颜料涂覆有树脂聚合物，并且树脂聚合物涂覆的颜料分散在水中，并且其中(i)颜料分散液和(ii)树脂聚合物涂覆的颜料分散液满足下列公式:
[0067]IA-B I ≤ 30nm
[0068]其中A是(i)颜料分散液中分散的颜料的平均粒径(D50)，和B是(ii)颜料分散液中分散的树脂聚合物涂覆的颜料的平均粒径(D50)。
[0069]重要的是，IA-B I是30nm或更少，优选15nm或更少。
[0070]青色油墨、洋红色油墨、黄色油墨和黑色油墨均是其中包括分散颗粒的分散体，并且其分散颗粒的平均粒径(D50)优选为50nm至150nm，更优选75nm至125nm。
[0071]平均粒径(D50)可例如通过Microtrac UPA150 (由 NIKKIS0 C0., LTD.制造)测
定。
[0072]本发明人已经提出，图像密度、喷射稳定性和液体稳定性可通过混合其中树脂聚合物涂覆的颜料分散在水中的分散体和其中颜料借助于表面活性剂分散在水中的分散体而同时实现。但是，已经发现，由于所用分散液的粒径，同时满足图像密度、喷射稳定性和液体稳定性遇到困难。
[0073]通常，已经借助于表面活性剂分散至高分散程度的颜料不太可能沉降，因此，可防止颗粒沉降，但另一方面，发生纸中的渗透。高图像密度、喷射稳定性和液体稳定性可通过如下同时实现:添加树脂聚合物涂覆的颜料分散在水中的分散液，从而满足|A-B|为30nm或更少的要求。使粒径达到上述限定范围可实现优异的显色，并且在黑色中可以复合体(点画(dotting)青色、洋红色和黄色，以生成黑色)实现高黑度。
[0074]注意，在下文中，其中颜料借助于表面活性剂分散在水中的颜料分散液被称为(i)颜料分散液，而其中颜料已经涂覆有树脂聚合物并且树脂聚合物涂覆的颜料分散在水中的树脂聚合物涂覆的分散液被称为(ii )树脂聚合物涂覆的颜料分散液。
[0075](i )颜料分散液中分散的颜料的平均粒径A (D50)优选为50nm至200nm，更优选IOOnm 至 150nm。
[0076](ii)树脂聚合物涂覆的颜料分散液中分散的树脂聚合物涂覆的颜料的平均粒径B(D50)优选为 50nm 至 200nm,更优选 IOOnm 至 150nm。
[0077]当(i )颜料分散液的平均粒径A (D50)小于50nm时，分散稳定性可能恶化。但是，图像密度、喷射稳定性和液体稳定性可通过使用阴离子自乳化醚基聚氨酯作为树脂乳液的树脂和使用萘磺酸钠-福尔马林缩合物或由下列通式(I)表示的化合物作为表面活性剂而同时实现，而不牺牲分散稳定性。
[0078]
【权利要求】
1.喷墨记录油墨套组，包括: 青色油墨； 洋红色油墨； 黄色油墨和 黑色油墨， 其中所述青色油墨、洋红色油墨、黄色油墨和黑色油墨均至少包含颜料、表面活性剂、水、水溶性有机溶剂和阴离子自乳化醚基聚氨酯， 其中各油墨包含作为所述颜料的如下组合:(i)颜料分散液，其中所述颜料借助于表面活性剂分散在水中，和(ii)树脂聚合物涂覆的颜料分散液，其中所述颜料涂覆有树脂聚合物，并且所述树脂聚合物涂覆的颜料分散在水中，并且 其中所述(i)颜料分散液和(ii)树脂聚合物涂覆的颜料分散液满足下列公式:
A-B I ≤30nm 其中A是所述(i)颜料分散液中分散的所述颜料的平均粒径(D50)，和B是所述(ii)颜料分散液中分散的所述树脂聚合物涂覆的颜料的平均粒径(D50)。
2.根据权利要求1所述的喷墨记录油墨套组，其中所述青色油墨、洋红色油墨、黄色油墨和黑色油墨均是包括平均粒径(D50)为50nm至150nm的分散颗粒的分散液。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的喷墨记录油墨套组，其中所述黑色油墨中包含的所述表面活性剂是萘磺酸钠-福尔马林缩合物，其中萘磺酸的二聚体、三聚体和四聚体总量为按质量计20%至按质量计80%，并且其中所述(i)颜料分散液包含的表面活性剂量以重量计相对于I所述颜料为0.01至0.5。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的喷墨记录油墨套组，其中所述青色油墨、洋红色油墨和黄色油墨中每一种包含的所述表面活性剂是由下列通式(I)表示的化合物:
5.根据权利要求1至4中任一项所述的喷墨记录油墨套组，其中所述青色油墨、洋红色油墨和黄色油墨中每一种包含的所述表面活性剂是POE (η=40) β-萘基醚。
6.墨盒，包括: 墨盒壳体；和 组成权利要求1至5中任一项所述的喷墨记录油墨套组的油墨。
7.喷墨记录装置，包括:权利要求1至5中任一项所述的喷墨记录油墨套组；和记录头，其被配置以喷射组成所述油墨套组的油墨，从而进行记录。
8.喷墨记录方法，包括:通过权利要求7所述的喷墨记录装置喷射油墨。
9.图像形成物,包括:记录介质；通过权利要求8所述的喷墨记录方法在所述记录介质上形成的图像。
10.根据权利 要求9所述的图像形成物，其中所述记录介质是纸。
【文档编号】B41M5/52GK103459524SQ201280016366
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2012年4月2日 优先权日:2011年4月1日
【发明者】长谷川慎, 伏见宽之 申请人:株式会社理光