專利名稱：噴墨乳液油墨及噴墨打印方法
技術領域：
本發明主要涉及一種噴墨乳液油墨。
背景技術：
近年來，提出了一種含有水性成分和油性成分的乳液型噴墨油墨。該種油墨是為 了能夠兼具水性油墨和油性油墨兩者的優點。對適于在紙介質上進行記錄的噴墨乳液油墨的要求在不斷提高。即，要求更優異 的干燥性和滲透性，并要求能夠在紙介質上形成更高質量的圖像。
發明內容
鑒于上述問題，本發明提供了一種干燥性和滲透性優異且能夠在紙介質上形成更 高質量的圖像的噴墨乳液油墨及噴墨打印方法。本發明的噴墨乳液油墨含有顏料、水性液體、油性液體以及聚氧乙烯氫化蓖麻油。 上述聚氧乙烯氫化蓖麻油用于乳化上述水性液體和上述油性液體。上述油性液體的至少一 部分為碳原子數6 9的脂肪族一元醇。本發明的噴墨打印方法包括從噴墨頭向紙介質噴射至少一種油墨組合物以形成 圖像，上述油墨組合物為上述噴墨乳液油墨。
圖1示出了噴墨記錄裝置的一個例子。
具體實施例方式下面，對實施方式進行具體說明。在附圖所示的噴墨記錄裝置中，紙盒100和101容納有不同尺寸的紙張P。供紙輥 102或103從紙盒100或101中取出與所選擇的紙張尺寸對應的紙張P，并將該紙張P輸送 到輸送輥對104、105和對齊輥對106。輸送帶107由驅動輥108和兩個從動輥109施加張力。在輸送帶107的表面上以 規定的間隔設置有孔，在輸送帶107的內側設置有與風扇110連接的負壓室111，以將紙張 P吸附在輸送帶107上。在輸送帶107的紙張輸送方向下游設置有輸送輥對112、113、114。在輸送帶107的上方排列了四列根據圖像數據向紙張噴出油墨的噴墨頭。從上游 起依次為噴出青色(C)油墨的噴墨頭115C、噴出品紅色(M)油墨的噴墨頭115M、噴出黃色 (Y)油墨的噴墨頭115Y、噴出黑色(Bk)油墨的噴墨頭115Bk。另外，在噴墨頭115C、115M、115Y和115Bk上設置有容納了相應油墨的青色(C)墨盒116C、品紅色(M)墨盒116M、黃色 (Y)墨盒116Y和黑色(Bk)墨盒116Bk。墨盒分別由管117C、117M、117Y和117Bk連接至噴
墨頭ο下面對這種結構的噴墨記錄裝置的圖像形成動作進行描述。首先，由圖像處理單元(圖中未示出)開始用于記錄的圖像處理，用于記錄的圖像 數據被轉送到各噴墨頭115C、115M、115Y和115Bk。并且，由供紙輥102或103從紙盒100或 101逐張地取出所選紙張尺寸的紙張P，并將其輸送到輸送輥對104、105和對齊輥對106。 對齊輥對106校正紙張P的歪斜，并以規定的定時輸送紙張P。由于負壓室111通過輸送帶107上的孔吸入了空氣，因而紙張P在吸附到輸送帶 107上的狀態下在各噴墨頭115(、11511、115￥和11581^的下側進行輸送。由此，噴墨頭115C、 115MU15Y和115Bk與紙張P可以保持一定的間隔。與從對齊輥對106輸送紙張P的定時 同步，使各種顏色的油墨從各噴墨頭115C、115M、115Y和115Bk噴出。這樣，可以在紙張P的 所需位置上形成彩色圖像。形成了圖像的紙張P由輸送輥對112、113和114向排紙盤118 排出。各墨盒中容納了一實施方式所涉及的噴墨乳液油墨。本實施方式所涉及的噴墨乳液油墨含有水性液體、油性液體、聚氧乙烯氫化蓖麻 油以及顏料。油性液體就是所謂的非水溶性液體。顏料分散于被聚氧乙烯氫化蓖麻油乳化 了的水性液體和油性液體的乳化液中。由于將該乳化液用作分散介質，因而本實施方式涉及的噴墨乳液油墨具有水性油 墨和油性油墨兩者的特性。即，本實施方式的油墨干燥性和滲透性優異，能夠在紙介質上形 成高質量的圖像。而且，由于顏料在油墨中的分散穩定性優異，因而能夠從打印頭的噴嘴穩 定地噴出。在本說明書中，所謂的紙介質一般是指以印刷為目的而使用的紙制介質。其大致 可以劃分為涂布紙和非涂布紙，涂布紙為涂布了用于提高印刷特性的材料的銅版紙或涂料 紙等，非涂布紙是有效利用紙張自身特性的紙。紙介質用于書籍、圖書、報紙、包裝以及打印 機用紙等各種用途中。并且，瓦楞紙板、紙制容器和硬紙板等厚紙也包括在紙介質中。例如， 辦公室或家庭用的復印機、打印機所使用的復印紙等所謂普通紙就是代表性的紙介質。如上所述，在一種實施方式中，水性液體和油性液體由聚氧乙烯氫化蓖麻油乳化， 并且在該乳化液中分散顏料。顏料沒有特別限制，可以使用無機顏料和有機顏料中的任何一種。無機顏料例如 可以列舉氧化鈦和氧化鐵。另外，還可以使用通過接觸法、爐法或熱法等公知的方法制造的碳黑。作為有機顏料，例如可以使用偶氮顏料(包括偶氮色淀顏料、不溶性偶氮顏料、偶 氮縮合顏料、偶氮螯合顏料等)、多環顏料(例如酞菁顏料、茈系顏料、紫環酮顏料、蒽醌顏 料、喹吖啶酮顏料、二噁嗪顏料、硫靛顏料、異吲哚啉酮顏料、喹酞酮顏料等)、染料螯合物 (例如堿性染料型螯合物、酸性染料型螯合物等)、硝基顏料、亞硝基顏料以及苯胺黑等。用作黑色油墨的碳黑具體可以列舉:No. 2300、No. 900、MCF88、No. 33、No. 40、 No. 45、No. 52、MA7、MA8、MA 100、No 2200B 等(三菱化學生產)；Raven 5750、Raven 5250, Raven 5000、Raven 3500, Ravenl255, Raven 700 等(哥倫比亞化學公司生產)；Regal 400R、Regal 330R、Regal 660R、MogulL、Monarch 700、Monarch 800、Monarch 880、 Monarch900、Monarch 1000> Monarch 1100> Monarch 1300> Monarch 1400 等(卡博特公司 生產)；Color Black FffUColor Black Fff 2, Co lor Black Fff 2 V, Co lor Black FW18,Color Black Fff 200、Color Black S 150、Color BlackS160、Color Black S170、Printex35、 Printex U、Prinrex V、Printex 140U、Special Black 6、Special Black 5、Special Black 4A以及Special Black 4等(德固賽公司生產)。黃色油墨中所使用的顏料具體可以列舉C. I. Pigment Yellow 1、C. I. Pigment Yellow 2、C. I.Pigment Yellow 3、C. I.Pigment Yellow 12、C. I.Pigment Yellow 13. C. I. Pigment Yellow 14C> C. I. Pigment Yellow 16、C. I. Pigment Yellow 17、 C. I. Pigment Yellow 73、C. I. Pigment Yellow 74、C. I. Pigment Yellow 75、C. I. Pigment Yellow 83、 C. I.Pigment 93> C.I.PigmentYellow 95、 C.I.Pigment Yellow 97、 C. I. Pigment Yellow 98、C. I. PigmentYellow 109、C. I. Pigment Yellow 110、C. I. Pigment Yellow 114、C. I.PigmentYellow 128、C. I.Pigment Yellow 129、C. I.Pigment Yellow 138、C.I.PigmentYellow 150、C.I.Pigment 151、C.I.Pigment Yellow 154、C. I.Pigment Yellowl55、C. I. Pigment Yellow 180 以及 C. I. Pigment Yellow 185 等。品紅色油墨中所使用的顏料具體可以列舉C. I. Pigment Red 5、C. I. Pigment Red 7> C. I. Pigment Red 12、 C. I. Pigment Red 48 (Ca) > C. I. PigmentRed 48 (Mn) > C. I. Pigment Red 57 (Ca) > C. I. Pigment Red 57:1、C. I. Pigment Red 112、C. I. Pigment Red 122、C. I. Pigment Red 123、C. I. PigmentRed 168、C. I. Pigment Red 184、C. I. Pigment Red 202 以及 C. I. PigmentViolet 19 等。青色油墨中所使用的顏料具體可以列舉C. I.Pigment Blue 1、C. I. Pigment Blue 2、C. I. Pigment Blue 3、C. I. Pigment Blue 15 : 3、C. I. PigmentBlue 15:4、 C. I. Pigment Blue 15:34>C. I. Pigment Blue 16>C. I. PigmentBlue 22>C. I. Pigment Blue 60、C. I. Vat Blue 4 以及 C. I. Vat Blue 60。由于是噴墨油墨，因而顏料的平均粒徑優選在10 300nm左右的范圍內。并且， 顏料的平均粒徑更優選在10 200nm左右的范圍內。顏料的平均粒徑可以使用動態光散射式粒度分布測試儀進行測定。作為粒度分布 測試儀，例如可以列舉HPPS (馬爾文儀器公司)。顏料可以以顏料分散體的狀態進行使用。顏料分散體例如可以通過分散劑使顏料 分散于水或醇等中進行制備。分散劑例如可以列舉表面活性劑、水溶性樹脂和非水溶性樹 脂等。或者，也可以以不使用分散劑就能夠分散于水等中的自分散顏料的形式來使用。所 謂自分散顏料是對顏料實施表面處理以使羰基、羧基、羥基和磺酸基中的至少一種官能團 或其鹽與其表面結合的顏料。作為表面處理，例如可以列舉真空等離子處理、重氮偶合處理 和氧化處理等。通過這樣的表面處理使官能團或者含有官能團的分子接枝在顏料的表面， 可以得到自分散顏料。顏料在油墨中的含量優選以重量計在油墨總量的2% 20%的范圍內。只要顏料 含量在該范圍內，就能夠在不會對油墨的保存性和噴出性能帶來不利影響的情況下形成具 有所需要的圖像濃度的印刷物。顏料在油墨中的含量更優選以重量計在2% 10%的范圍 內。
通過混合顏料分散體和由規定的混合液組成的分散介質，可以得到本實施方式涉 及的噴墨乳液油墨。分散介質包含水性液體以及油性液體和作為乳化劑的聚氧乙烯氫化蓖 麻油。分散介質為水性液體與油性液體的乳化液。由于使用了這樣的分散介質，因而本實 施方式的油墨具有水性油墨的優點和油性油墨的優點。即，油墨向紙介質的滲透能夠快于 水性油墨而接近于油性油墨的水平。油墨在紙介質上的干燥也同樣能夠快于水性油墨而接 近于油性油墨的水平。而且，所形成的圖像的質量與水性油墨一樣高。在本實施方式的噴墨乳液油墨中，水性液體的含量優選以重量計為油墨總量的 60% 75%的范圍內。如果水性液體的含量過少，則油性液體的作用就會過大，因而將難以 抑制油墨向紙介質的滲透。而如果水性液體的含量過多，則所得到的圖像質量雖然可以提 高，但是無法充分地確保所要求的滲透力。油墨滲透所引起的干燥也會變慢。水性液體的 含量更優選以重量計為油墨總量的65% 70%。優選地，以重量計水性液體的至少60%為水。如果水性液體全部為水，則對顏料分
散穩定性的影響將變得更小，因而可以提高油墨保存穩定性。水性液體可以含有水溶性化合物。這種情況下可以調整油墨的粘度，提高保存穩 定性、保濕性。油墨的噴出穩定性也可以進一步地提高。水溶性化合物可以為固體和液體 中的任何一種。作為水溶性化合物，例如可以列舉出丙三醇、一縮二丙三醇、聚丙三醇、乙二醇、 二乙二醇、三乙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇、1，5-戊二醇、1，6-己二醇、1，2，6-己三醇、1，2， 4- 丁三醇、1，2，3_ 丁三醇、3-甲基-1，3，5-戊三醇、山梨醇、甘露醇以及麥芽糖醇等。水性液體可以含有水溶性樹脂。通過混合水溶性樹脂，能夠將本實施方式的噴墨 乳液油墨的粘度調整到所期望的范圍內。并且，水溶性樹脂還具有提高所得到的印刷物的 耐摩擦性的作用。作為水溶性樹脂，例如可以列舉出聚乙烯醇、羥丙基纖維素、羧甲基纖維 素、羥乙基纖維素、甲基纖維素、水溶性壓克力樹脂、聚乙烯吡咯烷酮、阿拉伯樹膠、糊精、酪 蛋白以及果膠等。尤其優選水溶性壓克力樹脂。含有水溶性壓克力樹脂的油墨在紙等記錄 介質上的定影性得到提高。而且，顏料在油墨中的分散性也不會受到任何損害。在本實施方式的噴墨乳液油墨中，油性液體的含量以重量計優選為油墨總量的 10% 30%的范圍內。如果油性液體的含量過多，則所得到的圖像的質量有可能劣化。另 一方面，如果油性液體的含量過少，則水性液體的作用變大，導致干燥性下降。并且，紙介質 也易于發生變形。油性液體的含量更優選以重量計為油墨總量的15% 20%。油性液體的至少一部分為碳原子數6 9的脂肪族一元醇。所謂一元醇是指含有 一個羥基(0H基)的醇。碳原子數6 9的脂肪族醇在滲透性方面很優異。S卩，含有碳原 子數6 9的脂肪族醇的油墨易于滲入紙中。但是，碳原子數6 9的脂肪族醇難以制備 穩定的乳化液。本發明人找到了用于得到碳原子數6 9的脂肪族一元醇與水性液體的乳 化液的最合適的乳化劑。即為聚氧乙烯氫化蓖麻油。該乳化劑將在后面說明。在碳原子數6 9的脂肪族一元醇中，優選正己醇、正庚醇以及正壬醇。優選地，脂肪族一元醇以重量計占油性液體的至少80%。在油性液體殘留在紙中 時，因產生洇色或光澤感而使印刷質量下降。由于上述的脂肪族一元醇不容易殘留在紙中， 因而在油性液體全部為上述脂肪族一元醇時，能夠提高印刷質量。油性液體可以含有下述的非水溶性有機溶劑。例如，石蠟類油、環烷類油、錠子油以及機械油等礦物油；亞麻仁油、蓖麻油、大豆油以及桐油等植物油等。只要含量以重量計在油性液體的20%以下，則即使含有這種非水溶性有機溶劑， 所得到的油墨的特性也不會受到任何損害。例如，在環烷類油以重量計占油性液體的10% 左右時，可以得到干燥性由于滲透進一步改善的效果。本實施方式的噴墨乳液油墨含有聚氧乙烯氫化蓖麻油。該聚氧乙烯氫化蓖麻油用 作乳化劑。聚氧乙烯氫化蓖麻油的具體例子列舉如下例如，EMANON CH-25,EMANON CH-40、 EMANON CH-60 (K)以及 EMANON CH-80 (皆為花王公司生產)；NIKKOL HC0-5、NIKK0LHC0_10、 NIKKOL HC0-20、NIKKOL HC0-30、NIKKOL HC0-40、NIKKOL HC0-50、NIKKOL HC0-60、NIKKOL HC0-80 以及 NIKK0LHC0-100(皆為日光化學公司生產)；EMALEX HC-10、EMALEX HC-20、 EMALEX HC-30,EMALEX HC-40,EMALEX HC-50,EMALEX HC-60 (皆為日本乳化公司生產)等。特別是優選由下述通式(A)表示的化合物
權利要求
1.一種噴墨乳液油墨，包含 顏料；水性液體；油性液體，所述油性液體的至少一部分為碳原子數是6 9的脂肪族一元醇；以及 聚氧乙烯氫化蓖麻油，用于乳化所述水性液體和所述油性液體。
2.根據權利要求1所述的噴墨乳液油墨，其中，所述脂肪族一元醇選自由正己醇、正庚 醇以及正壬醇組成的組。
3.根據權利要求1所述的噴墨乳液油墨，其中，所述油性液體以重量計占所述噴墨乳 液油墨的10% 30%。
4.根據權利要求1所述的噴墨乳液油墨，其中，所述脂肪族一元醇以重量計占所述油 性液體的至少80%。
5.根據權利要求1所述的噴墨乳液油墨，其中，所述水性液體以重量計占所述噴墨乳 液油墨的60% 75%。
6.根據權利要求1所述的噴墨乳液油墨，其中，以重量計，所述水性液體的至少60%為水。
7.根據權利要求1所述的噴墨乳液油墨，其中，所述聚氧乙烯氫化蓖麻油由下述通式A 表不CH2O(C2H4O) aCO (CH2)10CH (CH2)5CH3IO(C2H4O)xHCHO(C2H4O)bCO(CH2) 10CH (CH2) 5CH3O(C2H4O)yH CH2O(C2H4O)cC〇(CH2 )10CH(CH2)5CH3O(C2H4O)zH(A)其中，η = a+b+c+x+y+z，并滿足10彡η彡60。
8.根據權利要求7所述的噴墨乳液油墨，其中，在所述通式A中，η= 25。
9.根據權利要求7所述的噴墨乳液油墨，其中，在所述通式A中，η= 40。
10.根據權利要求1所述的噴墨乳液油墨，其中，所述聚氧乙烯氫化蓖麻油以重量計占 所述噴墨乳液油墨的5% 20%。
11.根據權利要求1所述的噴墨乳液油墨，其中，所述顏料以重量計占所述噴墨乳液油 墨的2% 10%。
12.根據權利要求1所述的噴墨乳液油墨，其中，所述顏料具有IOnm 300nm的平均粒徑。
13.根據權利要求1所述的噴墨乳液油墨，其中，所述顏料的表面具有官能團或所述官 能團的鹽。
14.根據權利要求13所述的噴墨乳液油墨，其中，所述官能團選自由羰基、羧基、羥基 和磺酸基組成的組。
15.根據權利要求1所述的噴墨乳液油墨，其中，所述油墨在25°C下的粘度為3 50mPa · s。
16.一種噴墨打印方法，包括從噴墨頭向紙介質噴射至少一種油墨組合物以形成圖像，所述油墨組合物為權利要求 1所述的噴墨乳液油墨。
17.根據權利要求16所述的噴墨打印方法，其中，所述圖像的形成使用一種油墨組合 物進行。
18.根據權利要求16所述的噴墨打印方法，其中，所述圖像的形成使用不同顏色的兩 種以上的油墨組合物進行。
全文摘要
本發明提供了一種干燥性和滲透性優異且能夠在紙介質上形成更高質量的圖像的噴墨乳液油墨及噴墨打印方法。本發明的噴墨乳液油墨含有顏料、水性液體、油性液體以及聚氧乙烯氫化蓖麻油。上述聚氧乙烯氫化蓖麻油用于乳化上述水性液體和上述油性液體。上述油性液體的至少一部分為碳原子數為6～9的脂肪族一元醇。
文檔編號B41J2/01GK102101950SQ20101059289
公開日2011年6月22日 申請日期2010年12月16日 優先權日2009年12月21日
發明者原譽史, 吉田麻衣子, 秋山良造 申請人:東芝泰格有限公司, 株式會社東芝