專利名稱：噴墨記錄用水性油墨的制作方法
技術領域：
本發明涉及噴墨記錄用水性油墨。
背景技術：
噴墨記錄用水性油墨中，有時使用自分散型顏料。所述自分散型顏料不需要高分 子顏料分散劑，因此可以防止水性油墨的粘度升高，且噴出穩定性和保存穩定性優良。自分 散型顏料可以通過對顏料進行處理使其上結合有磷酸基、羧酸基或磺酸基等至少一種親水 基團或其鹽而得到。這些親水基團中，特別是經磷酸基處理的自分散型顏料(以下，有時稱 為“磷酸基修飾自分散型顏料”)，可以得到比經羧酸基或磺酸基處理的自分散型顏料高的 光學濃度(OD)值(日本特表2009-515007號公報)。另一方面，使用經磷酸基處理的自分散型顏料的水性油墨，存在再分散性不好的 問題。上述“再分散性”是指，例如水性油墨暫時蒸發干固而生成固體物質后，重新與水性油 墨接觸時的上述固體物質的溶解性和分散性。對于上述再分散性不好的水性油墨，當上述 水性油墨在噴墨頭的油墨流道或噴嘴附近蒸發干固時，噴出穩定性會出現問題。另外，使用 上述磷酸基修飾自分散型顏料的噴墨記錄用水性油墨，要求進一步提高光學濃度(OD)值。
發明內容
因此，本發明的目的在于提供一種噴墨記錄用水性油墨，含有上述磷酸基修飾自 分散型顏料，其再分散性優良，能夠得到高的光學濃度(OD)值。一種噴墨記錄用水性油墨，含有著色劑、水和水溶性有機溶劑，其特征在于，所述 著色劑含有由磷酸基修飾的自分散型顏料，所述水性油墨還含有選自由硼酸類、二醇酸類 和螯合劑組成的組中的至少一種。一種墨盒，其特征在于，包含上述噴墨記錄用水性油墨。上述墨盒的主體可以使用 例如現有公知的墨盒主體。一種噴墨記錄方法，其特征在于，通過將上述噴墨記錄用水性油墨以噴墨方式噴 出到記錄介質上來進行記錄。一種噴墨記錄裝置，包括油墨收容部和油墨噴出單元，通過所述油墨噴出單元將 收容在所述油墨收容部的油墨噴出，其特征在于，在所述油墨收容部中收容有上述噴墨記 錄用水性油墨。一種噴墨記錄用水性油墨的再分散性改善方法，所述噴墨記錄用水性油墨含有由 磷酸基修飾的自分散型顏料，所述方法的特征在于，在所述水性油墨中添加選自由硼酸類、 二醇酸類和螯合劑組成的組中的至少一種。一種記錄物的光學濃度改善方法，所述記錄物使用含有由磷酸基修飾的自分散型 顏料的噴墨記錄用水性油墨進行記錄，所述方法的特征在于，在所述水性油墨中添加選自 由硼酸類、二醇酸類和螯合劑組成的組中的至少一種。為了達到上述目的，本發明人反復進行了一系列的研究，結果發現，使用上述磷酸基修飾自分散型顏料作為著色劑時，并且還含有選自由硼酸類、二醇酸類和螯合劑組成的 組中的至少一種物質時，再分散性優良，能夠得到高的光學濃度(OD)值，從而想出了本發 明。
圖1是表示上述噴墨記錄裝置的一例的構成的示意立體圖。圖2是表示實施例中的再分散性評價基準的圖。
具體實施例方式對上述噴墨記錄用水性油墨(以下有時簡稱為“水性油墨”或“油墨”)進行說明。 上述水性油墨含有著色劑、水和水溶性有機溶劑。如前所述，上述著色劑含有上述磷酸基修 飾自分散型顏料。上述磷酸基修飾自分散型顏料可以使用例如通過日本特表2009-515007 號公報中記載的方法對顏料進行處理而得到的顏料。上述磷酸基修飾自分散型顏料例如可 以使用市售品。上述水性油墨可以含有高分子顏料分散劑，也可以不含有。上述水性油墨 含有高分子顏料分散劑的情況下，優選含量為不影響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顏料，因此不存在因高分子顏料分散劑引起的粘度上升的問 題，并且能夠得到噴出穩定性和保存穩定性優良的水性油墨。作為可以用作上述自分散型顏料的原料的顏料，可以列舉例如炭黑、無機顏料和 有機顏料等。作為上述炭黑，可以列舉例如爐黑、燈黑、乙炔黑、槽法炭黑等。作為上述無機 顏料，可以列舉例如氧化鈦、氧化鐵類無機顏料和炭黑類無機顏料等。作為上述有機顏料， 可以列舉例如偶氮色淀、不溶性偶氮顏料、縮合偶氮顏料、螯合偶氮顏料等偶氮顏料；酞 菁顏料、茈和紫環酮顏料、蒽醌顏料、喹吖啶酮顏料、二嗯嗪顏料、硫準靛顏料、異吲哚啉酮 顏料、喹酞酮顏料等多環式顏料；堿性染料型色淀顏料、酸性染料型色淀顏料等染料色淀顏 料；硝基顏料；亞硝基顏料；苯胺黑日光熒光顏料；等。另外，作為上述以外的顏料，還可以 列舉例如:C. I.顏料黑 1、6 和 7 ；C. I.顏料黃 1、2、3、12、13、14、15、16、17、55、78、150、151、 154、180、185 和 194 ；C. I.顏料橙 31 和 43 ；C. I.顏料紅 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.顏料紫 196 ；C. I.顏料藍 1、2、3、15、15:1、15:2、15:3、15:4、 16、22和60;C. I.顏料綠7和36等。特別是作為適合上述處理的顏料，可以列舉例如三菱
化學株式會社制造的“MA8，，和“MA100，，、r夕’寸公司制造的“力m ” FW200，，等炭
黑 O上述磷酸基修飾自分散型顏料相對于上述水性油墨總量的固體成分配合量(顏 料固體成分量)沒有特別限制，例如可以根據所需的光學濃度或色彩等適當確定。上述 顏料固體成分量例如為0. 1重量％ 20重量％，優選1重量％ 10重量％，更優選2重 量％ 8重量％。上述著色劑除上述磷酸基修飾自分散型顏料以外，可以還含有其它顏料和染料寸。上述水優選為離子交換水或純水。上述水相對于上述水性油墨總量的配合量(水 比例)例如為10重量％ 90重量％，優選40重量％ 80重量％。上述水比例例如也可以設為其它成分的余量。作為上述水溶性有機溶劑，可以列舉例如用于防止噴墨頭的噴嘴前端部的水性 油墨的干燥的潤濕劑和用于調節油墨在記錄介質上的干燥速度的滲透劑。上述潤濕劑沒有特別限制，可以列舉例如甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、仲 丁醇、叔丁醇等低級醇；二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺等酰胺；丙酮等酮；雙丙酮醇等酮醇； 四氫呋喃、二氧雜環己烷等醚；聚亞烷基二醇、亞烷基二醇、甘油、三羥甲基丙烷等多元醇； 2-吡咯烷酮；N-甲基-2-吡咯烷酮；1，3_ 二甲基-2-咪唑烷酮等。上述聚亞烷基二醇可以 列舉例如聚乙二醇、聚丙二醇等。上述亞烷基二醇可以列舉例如乙二醇、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。這些潤濕劑可以單獨使用 一種，也可以組合使用兩種以上。其中，優選亞烷基二醇、甘油等多元醇。上述潤濕劑相對于上述水性油墨總量的配合量例如為0重量％ 95重量％，優選 5重量％ 80重量％，更優選5重量％ 50重量％。上述滲透劑可以列舉例如二醇醚。上述二醇醚可以列舉例如乙二醇甲醚、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。上述滲透劑可以單獨使用一種，也可以組合使用兩種以上。上述滲透劑相對于上述水性油墨總量的配合量例如為0重量％ 20重量％，優選
0. 1重量％ 15重量％，更優選0.5重量％ 10重量％。如前所述，上述水性油墨還含有選自由硼酸類、二醇酸類和螯合劑組成的組中的 至少一種(以下，有時稱為“特定成分”)。通過含有上述特定成分，可以得到再分散性優良、 光學濃度(OD)值高的水性油墨。作為上述硼酸類，可以列舉例如原硼酸、偏硼酸、四硼酸等由氧化硼水化而生成 的含氧酸及它們的鹽(包括水合物)等。具體可以列舉例如硼酸銨(四硼酸銨四水合物、 五硼酸銨八水合物等)；硼酸鉀(四硼酸鉀四水合物等)；硼酸鋰(四硼酸鋰(無水)、四硼 酸鋰三水合物等)；硼酸；硼酸鈉(四硼酸二鈉(無水)、四硼酸二鈉十水合物、硼砂等)；硼 酸鋇；等。上述硼酸類優選為硼酸銨和硼酸鉀中的至少一種。但是，上述化合物只不過是 例示，硼原子數、硼酸鹽中的陰離子的種類和數量、水合物中的水分子的數量等并不限定于 此。上述硼酸類相對于上述水性油墨總量的配合量例如為0.01重量％ 10重量％，優選 0. 05重量％ 3重量％，更優選0. 1重量％ 1重量％。上述二醇酸類不僅表示二醇酸，而且表示兩個亞烷基羧酸的各亞烷基通過0、S、S0 或3仏結合而成的化合物或者它們的鹽。具體可以列舉例如二甘醇酸0，2’_氧二乙酸)、 硫代二甘醇酸(2，2’ -硫二乙酸)、3，3’ -氧二丙酸、3，3’ -硫二丙酸、4，4’ -氧二丁酸、4， 4’ -硫二丁酸、5，5’ -氧二戊酸、5，5’ -硫二戊酸、6，6’ -氧二己酸、6，6’ -硫二己酸、和它 們的鹽等。上述二醇酸類相對于上述水性油墨總量的配合量例如為0. 01重量％ 10重 量％，優選0. 05重量％ 5重量％，更優選0. 1重量％ 3重量％。上述螯合劑沒有特別限制，可以使用現有公知的螯合劑，可以列舉例如乙二胺四 乙酸、亞乙基二胺二乙酸、次氮基三乙酸、1，3-丙二胺四乙酸、二亞乙基三胺五乙酸、N-羥基乙基亞乙基二胺三乙酸、亞氨基二乙酸、2-氨基丙二酰脲二乙酸二乙酸、1，2-二氨基環 己烷-N，N，N’，N’ -四乙酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、馬來酸和它們的鹽(包括水合物)等。 上述螯合劑優選為選自由乙二胺四乙酸、乙二胺四乙酸鹽、次氮基三乙酸和次氮基三乙酸 鹽組成的組中的至少一種。上述螯合劑相對于上述水性油墨總量的配合量例如為0. 01重 量％ 10重量％，優選0. 05重量％ 5重量％，更優選0. 1重量％ 3重量％。上述水性油墨優選還含有鈣離子。通過含有鈣離子，可以得到光學濃度(OD)值更 高的水性油墨。對上述水性油墨添加上述鈣離子的方法沒有特別限制，例如，可以以由上述 鈣離子和與上述鈣離子結合的陰離子構成的鹽或其水溶液等的形式添加。作為上述陰離 子，沒有特別限制，可以列舉例如溴化物離子、氯化物離子、硝酸根離子、乙酸根離子、乳酸 根離子、硫酸根離子等。上述鈣離子相對于上述水性油墨總量的配合量(鈣離子比例)，在 例如上述特定成分為上述硼酸類或上述二醇酸類的情況下為Oppm 500ppm，優選5ppm 300ppm,更優選IOppm 150ppm，在例如上述特定成分為上述螯合劑的情況下為Oppm 800ppm,優選 5ppm 500ppm,更優選 IOppm 250ppmo上述水性油墨中，根據需要可以還含有現有公知的添加劑。作為上述添加劑，可以 列舉例如表面活性劑、pH調節劑、粘度調節劑、表面張力調節劑、防霉劑等。上述粘度調節 劑可以列舉例如聚乙烯醇、纖維素、水溶性樹脂等。上述水性油墨例如可以通過將著色劑、水、水溶性有機溶劑、上述特定成分和作為 任意成分的鈣離子與根據需要使用的其它添加成分用現有公知的方法均勻混合并用過濾 器等除去沉淀物來制備。使用上述水性油墨的上述噴墨記錄方法，例如可以使用上述噴墨記錄裝置來實 施。上述記錄包括印字、印畫、印刷等。如圖1所示，噴墨記錄裝置1包括四個墨盒2、油墨噴出單元(噴墨頭)3、印刷頭 單元( 〃 K-二 〃卜)4、托架5、驅動單元6、壓紙輥7和清潔裝置(^一 7裝置)8作為 主要的構成要素。上述四個墨盒2分別含有黃色、洋紅色、青色和黑色四色水性油墨中的一種顏色。 例如，上述水性黑色油墨為前述噴墨記錄用水性油墨。設置在上述印刷頭單元4中的上述 噴墨頭3，在記錄介質(例如記錄用紙)P上進行記錄。上述托架5上搭載有上述四個墨盒 2和上述印刷頭單元4。上述驅動單元6使上述托架5沿直線方向往返移動。作為上述驅 動單元6，例如可以使用現有公知的驅動單元(例如，參考日本特開2008-246821號公報)。 上述壓紙輥7沿上述托架5的往返方向延伸，與上述噴墨頭3相向配置。上述記錄介質P從設置于該噴墨記錄裝置1的側方或下方的送紙盒(未圖示)供 給。上述記錄介質P被導入上述噴墨頭3與上述壓紙輥7之間。在導入的上述記錄介質P 上通過從上述噴墨頭3噴出的油墨進行預定的記錄。由于上述水性油墨的再分散性優良， 因此即使在上述噴墨頭3處進行加熱，也不會發生噴出不良。記錄后的上述記錄介質P從上 述噴墨記錄裝置1中排出。上述記錄物使用包含上述特定成分的上述水性油墨進行記錄， 因此光學濃度(OD)值高。圖1中，省略了上述記錄介質P的送紙機構及排紙機構的圖示。上述清潔裝置8用于抽吸滯留在上述噴墨頭3內部的包含氣泡等的不良油墨。作 為上述清潔裝置8，例如可以使用現有公知的清潔裝置(例如，參考日本特開2008-246821 號公報)。
在上述清潔裝置8的上述壓紙輥7側，與上述清潔裝置8相鄰地配設有刮板構件 20。上述刮板構件20形成為刮片狀，隨著上述托架5的移動，擦拭上述噴墨頭3的噴嘴形 成面。圖1中，蓋子18是為了防止油墨的干燥而在記錄結束時覆蓋返回上述初始位置的上 述噴墨頭3的多個噴嘴的構件。上述噴墨記錄裝置中，上述四個墨盒可以搭載在多個托架上。另外，上述墨盒也可 以不搭載在上述托架上而配置、固定在噴墨記錄裝置內。該方式中，例如，上述墨盒與搭載
在上述托架上的上述印刷頭單元通過管等連接，從上述墨盒向上述印刷頭單元供給上述油墨。圖1所示的裝置中，采用了串行型噴墨頭，但上述噴墨記錄裝置也可以是采用線 型噴墨頭的裝置。在上述噴墨記錄方法、上述噴墨記錄用水性油墨的再分散性改善方法和上述記錄 物的光學濃度改善方法中，著色劑、上述特定成分、鈣離子等各種成分的種類、配合量和形 態等，可以與上述噴墨記錄用水性油墨一樣。實施例以下，對實施例和比較例一同進行說明。另外，本發明不限于下述的實施例和比較 例。[實施例1 25和比較例1 17]將水性油墨組成(表1和表幻中的、除自分散型炭黑的水分散體以外的成分均 勻地混合，得到油墨溶劑。然后，將上述油墨溶劑添加到自分散型炭黑的水分散體中并均 勻混合。之后，將所得的混合物用東洋濾紙株式會社制造的醋酸纖維素型膜濾器(孔徑 3. 00 μ m)過濾，由此得到實施例1 25和比較例1 17的噴墨記錄用水性油墨。對實施例和比較例的水性油墨，通過下述方法進行(a)再分散性評價和(b)光學 濃度(OD)值的測定。(a)再分散性評價在載玻片上滴加實施例和比較例的水性油墨12μ L。然后，將上述載玻片在100°C 的環境下靜置過夜，由此使上述水性油墨蒸發干固。然后，用吸管在上述蒸發干固后的固體 物質上滴加3滴水。用肉眼和50倍倍率的顯微鏡觀察如此制作的評價試樣，根據下述評價 基準目測評價再分散性。再分散件評價評價基準A 如圖2(a)所示，即使用顯微鏡觀察，上述固體物質也完全溶解、分散于水中。B+ 肉眼觀察到上述固體物質完全溶解、分散于水中，但是用顯微鏡觀察時觀察到 未完全溶解、分散于水中的上述固體物質的殘留部分。B 上述固體物質緩慢地溶解、分散于水中，即使用肉眼也觀察到未完全溶解、分散 于水中的上述固體物質的殘留部分，用顯微鏡觀察時為圖2(b)所示程度的狀態。B-:上述固體物質以稍使水著色的程度溶解、分散于水中，但還存在塊狀的上述固 體物質。C:如圖2(c)所示，即使用顯微鏡觀察，上述固體物質也未溶解、分散于水中，保持 塊狀的狀態。(b)光學濃度(OD)值的測定
使用兄弟業株式會社制造的搭載有噴墨打印機的數字復合機DCP-385C，用實施例 和比較例的水性油墨在普通紙上以600dpiX600dpi的分辨率記錄包含黑色單色色標(〃 y ”的圖像，制作評價試樣。利用X-Rite公司制造的分光測色儀SpectroEye(光源D50、 濃度基準ANSI T、白色基底Abs、內置濾色片NO(無))測定上述評價試樣的光學濃度(OD) 值。上述普通紙使用Hammer Mill公司制造的Laserfrint (普通紙1)、XEROX公司制造的 Business (普通紙幻和RecycledSupreme (普通紙幻。上述光學濃度(OD)值的測定對各 普通紙分別進行5次。實施例的水性油墨的油墨組成和評價結果如表1和表2所示。另外，比較例的水 性油墨的油墨組成和評價結果如表3和表4所示。另外，表2和表4中，各普通紙的光學濃 度(OD)值的測定結果為5次測定的平均值，“三種紙平均值”(最下行)為上述普通紙1 3各自的平均值(測定5次)之和除以3所得到的3種紙的測定結果的平均值。
權利要求
1.一種噴墨記錄用水性油墨，含有著色劑、水和水溶性有機溶劑，其特征在于，所述著色劑含有由磷酸基修飾的自分散型顏料，所述水性油墨還含有選自由硼酸類、二醇酸類和螯合劑組成的組中的至少一種。
2.如權利要求1所述的噴墨記錄用水性油墨，其特征在于，所述水性油墨還含有鈣離子。
3.如權利要求1所述的噴墨記錄用水性油墨，其特征在于，所述自分散型顏料為自分 散型炭黑。
4.如權利要求1所述的噴墨記錄用水性油墨，其特征在于，所述硼酸類為硼酸銨和硼 酸鉀中的至少一種。
5.如權利要求1所述的噴墨記錄用水性油墨，其特征在于，所述螯合劑為選自由乙二 胺四乙酸、乙二胺四乙酸鹽、次氮基三乙酸和次氮基三乙酸鹽組成的組中的至少一種。
6.如權利要求1所述的噴墨記錄用水性油墨，其特征在于，所述硼酸類相對于所述水 性油墨總量的配合量為0.01重量％ 10重量％。
7.如權利要求1所述的噴墨記錄用水性油墨，其特征在于，所述二醇酸類相對于所述 水性油墨總量的配合量為0. 01重量％ 10重量％。
8.如權利要求1所述的噴墨記錄用水性油墨，其特征在于，所述螯合劑相對于所述水 性油墨總量的配合量為0.01重量％ 10重量％。
9.如權利要求2所述的噴墨記錄用水性油墨，其特征在于，所述水性油墨含有所述 硼酸類和所述二醇酸類中的至少一種，所述鈣離子相對于所述水性油墨總量的配合量為 500ppm 以下。
10.如權利要求2所述的噴墨記錄用水性油墨，其特征在于，所述水性油墨含有螯合 齊U，所述鈣離子相對于所述水性油墨總量的配合量為SOOppm以下。
11.如權利要求1所述的噴墨記錄用水性油墨，其特征在于，所述硼酸類為四硼酸銨四 水合物和四硼酸鉀四水合物中的至少一種。
12.如權利要求1所述的噴墨記錄用水性油墨，其特征在于，所述二醇酸類為二醇酸和 硫代二醇酸中的至少一種。
13.如權利要求1所述的噴墨記錄用水性油墨，其特征在于，所述螯合劑為乙二胺四乙 酸二鈉和次氮基三乙酸三鈉一水合物中的至少一種。
14.一種墨盒，包含噴墨記錄用水性油墨，其特征在于，所述水性油墨為權利要求1所 述的噴墨記錄用水性油墨。
15.一種噴墨記錄方法，通過將噴墨記錄用水性油墨噴出到記錄介質上來進行記錄，其 特征在于，作為所述水性油墨，使用權利要求1所述的噴墨記錄用水性油墨。
16.一種噴墨記錄裝置，包括油墨收容部和油墨噴出單元，通過所述油墨噴出單元將收 容在所述油墨收容部的油墨噴出，其特征在于，在所述油墨收容部中收容有權利要求1所 述的噴墨記錄用水性油墨。
17.—種噴墨記錄用水性油墨的再分散性改善方法，所述噴墨記錄用水性油墨含有由 磷酸基修飾的自分散型顏料，所述方法的特征在于，在所述水性油墨中添加選自由硼酸類、 二醇酸類和螯合劑組成的組中的至少一種。
18.—種記錄物的光學濃度改善方法，所述記錄物使用含有由磷酸基修飾的自分散型顏料的噴墨記錄用水性油墨進行記錄，所述方法的特征在于，在所述水性油墨中添加選自 由硼酸類、二醇酸類和螯合劑組成的組中的至少一種。
全文摘要
一種噴墨記錄用水性油墨，含有著色劑、水和水溶性有機溶劑，其特征在于，所述著色劑含有由磷酸基修飾的自分散型顏料，所述水性油墨還含有選自由硼酸類、二醇酸類和螯合劑組成的組中的至少一種。
文檔編號B41J2/175GK102140270SQ201110033078
公開日2011年8月3日 申請日期2011年1月28日 優先權日2010年1月29日
發明者東山俊一, 古賀成美, 后藤數摩, 左合宏充, 津田政之, 谷口晶彥, 青山美千子 申請人:兄弟工業株式會社