本發明涉及一種噴墨記錄方法和噴墨記錄介質。
背景技術:
噴墨記錄方式是從非常微細的噴嘴中將噴墨墨液的液滴直接排出至記錄介質上并使之附著,從而得到文字或圖像的記錄方式。該方式由于具有容易全彩化且廉價、能夠使用普通紙作為記錄介質、不與被印字物接觸等許多優點,因此顯著普及。另外,在最近為了對印刷物賦予耐候性、耐水性而廣泛使用顏料作為噴墨墨液的著色劑。
另一方面,需要對使用了膠印涂布紙之類的低吸液性的涂布紙的面向商業印刷的記錄介質的高速印刷。已知:在利用噴墨記錄方法在該低吸收性記錄介質上進行印刷的情況下,由于液體成分的吸收慢,因此在干燥上耗費時間,印字初期的定影性差。另外已知:與顏料滲透至紙內的普通紙、非涂布紙不同,涂布紙等低吸收性記錄介質會使顏料粒子殘留在紙上并直接受到外力,因此干燥后的定影性也差。
為了解決這些課題,提出了同時改善了噴墨墨液和噴墨記錄介質的噴墨記錄方法。
例如在專利文獻1中公開了一種記錄方法,其使用具有高墨液吸液性能的噴墨專用紙,并且使用包含大量排出性優異的低揮發性的水溶性有機溶劑的顏料墨液。
在專利文獻2~5中公開了一種記錄方法,其對具有含有至少30重量%以上的折射率1.5以上的除氧化鋁水合物以外的無機顏料的特定墨液吸液層(=涂布層)的記錄介質,使用包含大量排出性優異的低揮發性的水溶性有機溶劑的顏料墨液。
在專利文獻6中公開了在對普通紙的印刷中得到高畫質的記錄方法。
現有技術文獻
專利文獻
專利文獻1:日本特開2004-203903號公報
專利文獻2:日本特開2008-069332號公報
專利文獻3:日本特開2008-095089號公報
專利文獻4:日本特開2009-126964號公報
專利文獻5:日本特開2009-220529號公報
專利文獻6:日本特開2007-185867號公報
技術實現要素:
發明要解決的課題
然而,專利文獻1記載的噴墨專用紙中使用的涂布層與膠印涂布紙中使用的涂布層大不相同,因此無法得到如膠印涂布印刷物那樣的手感。另外,專利文獻2~5記載的技術的前提在于使用含有一定量以上的低揮發性水溶性有機溶劑、即沸點高的水溶性有機溶劑的墨液作為排出性優異的顏料墨液,墨液的干燥性差,難以實現高速印刷。
在專利文獻6記載的技術中,由于使用不具有墨液接受層的普通紙,因此雖然墨液干燥性高,但是顯色性、光澤性低,并且無法得到膠印涂布紙印刷的手感。另外,作為墨液的顏料的分散劑而使用的水溶性高分子分散劑由于與水和水溶性有機溶劑的相互作用高,容易包夾水和水溶性有機溶劑,因此在應用于對具有墨液接受層的記錄介質的印刷時,墨液的干燥性差,定影性存在問題。
為此,本發明的目的在于提供在使用顏料墨液的印刷時具有高的墨液排出性,同時墨液的干燥性優異、具有高定影性和高印字濃度、高光澤性,并且具有膠版印刷型的手感的噴墨記錄方法和噴墨記錄介質。
用于解決課題的手段
本發明人等進行了深入研究,結果發現:在進行噴墨記錄的情況下,通過使用具有特定的墨液接受層的噴墨記錄介質和作為特定的水系顏料墨液的噴墨墨液,可以解決上述課題。尤其,在以頻率20khz以上的一次走紙印刷(相當于印刷速度50m/分鐘以上)進行噴墨記錄的情況下,墨液干燥負荷變高,因此可以更有效地適用本申請發明的噴墨記錄方法。
具體而言,由于噴墨記錄介質包含大量碳酸鈣作為墨液接受層中的無機顏料,因此得到膠版印刷型的手感。另一方面認為:通過包含選自自分散顏料和含有顏料的水不溶性聚合物粒子中的1種以上的顏料作為噴墨墨液,即使含有水溶性有機溶劑也抑制墨液的增粘,并且能夠以穩定的墨液的形式存在,墨液排出性提高,也不會阻礙水溶性有機溶劑在墨液接受層中的吸收。進一步認為:通過使噴墨墨液以規定的比例包含沸點230℃以下的水溶性有機溶劑,從而墨液粘度低,抑制墨液干燥時的增粘,因此在印刷(尤其高速印刷)中抑制噴嘴堵塞等問題。
另外,噴墨墨液中的沸點為230℃以下的水溶性有機溶劑與被墨液接受層中的淀粉和共聚膠乳粘結的碳酸鈣的相互作用高,被快速地吸收到墨液接受層中,因此墨液干燥性提高。另外認為:由于沸點為230℃以下的水溶性有機溶劑被快速地吸收到墨液接受層中,因此附著于噴墨記錄介質表面的噴墨墨液中的顏料濃度變高,與顏料粒子的相互作用變高,故定影性、印字濃度、光澤性提高。
即,本發明的噴墨記錄方法是利用作為水系顏料墨液的噴墨墨液對噴墨記錄介質進行印刷的噴墨記錄方法,上述噴墨記錄介質在基材的至少一個面上具有含有無機顏料、淀粉和共聚物膠乳的墨液接受層,該墨液接受層中含有以固體成分計10g/m2以上且35g/m2以下的上述無機顏料,上述無機顏料中碳酸鈣的含量為80質量%以上且100質量%以下、二氧化硅的含量為0質量%以上且10質量%以下,相對于上述無機顏料100質量份,上述淀粉為0.5質量份以上,上述共聚物膠乳為3.0質量份以上且9.0質量份以下,上述噴墨墨液含有選自自分散顏料和含有顏料的水不溶性聚合物粒子中的1種以上的顏料、沸點為230℃以下的水溶性有機溶劑a:10質量%以上且48質量%以下、沸點為280℃以上的水溶性有機溶劑b:0質量%以上且5.0質量%以下,以及水:42質量%以上且70質量%以下。
作為上述印刷,適宜用作為水系顏料墨液的噴墨墨液進行頻率20khz以上的一次走紙印刷。
每單位面積的上述墨液接受層所對應的上述碳酸鈣的含量:x(g/m2)與在利用上述噴墨墨液對上述噴墨記錄介質進行網點印刷時的每個該網點面積所對應的上述水溶性有機溶劑a的量:y(g/m2)的比率y/x優選滿足下式。
9×10-15≤y/x≤47×10-15
上述噴墨墨液優選還含有0.5質量%以上且3.0質量%以下的非離子性表面活性劑。
上述噴墨墨液的上述顏料優選含有水不溶性聚合物粒子。
上述碳酸鈣利用激光光散射法測定得到的體積50%平均粒徑(d50)優選為0.3~10.0μm。
上述共聚物膠乳優選包含丙烯腈-苯乙烯-丁二烯系共聚物。
本發明的噴墨記錄介質用于上述噴墨記錄方法,該噴墨記錄介質在基材的至少一個面上含有無機顏料、淀粉和共聚物膠乳,該墨液接受層中含有以固體成分計10g/m2以上且35g/m2以下的上述無機顏料,上述無機顏料中碳酸鈣的含量為80質量%以上且100質量%以下、二氧化硅的含量為0質量%以上且10質量%以下,相對于上述無機顏料100質量份,上述淀粉為0.5質量份以上,上述共聚物膠乳為3.0質量份以上且9.0質量份以下。
在本發明的噴墨記錄介質中,利用激光光散射法對上述碳酸鈣測定得到的體積50%平均粒徑(d50)優選為0.3~10.0μm。
上述體積50%平均粒徑(d50)優選為0.5~1.9μm。
上述共聚物膠乳優選為至少使(a)脂肪族共軛二烯系單體和(b)能夠(a)脂肪族共軛二烯系單體共聚的其他乙烯基系單體聚合而成的共聚物。
相對于上述無機顏料100質量份,上述淀粉的配合量優選為1.0質量份以上且3.0質量份以下。
相對于上述無機顏料100質量份,上述共聚物膠乳的配合量優選為5.0質量份以上且7.0質量份以下。
上述墨液接受層表面基于jisz8741得到的光入射角75度的白紙光澤度優選為10%以上且70%以下。
上述共聚物膠乳優選包含丙烯腈-苯乙烯-丁二烯系共聚物。
發明效果
根據本發明,可以進行在使用顏料墨液的印刷時具有高的墨液排出性,同時墨液的干燥性優異、具有高定影性和高印字濃度、高光澤性,并且具有膠版印刷型的手感的噴墨記錄。
具體實施方式
本發明的噴墨記錄方法用后述的噴墨墨液對后述的噴墨記錄介質進行印刷。尤其在進行墨液干燥負荷高的頻率20khz以上的一次走紙印刷的情況下,可以更有效地適用本發明。一次走紙印刷是指通過1次打印頭掃描對規定的印刷區域進行印刷的方式。一次走紙印刷能夠進行高速印刷,從提高印刷物的生產率的觀點出發,一次走紙印刷時的噴墨頭的驅動頻率優選為20khz以上(相當于印刷速度50m/分鐘以上),更優選為30khz以上(相當于印刷速度75m/分鐘以上)。另外,從所得的印刷圖像的精度的觀點出發,一次走紙印刷時的噴墨頭的驅動頻率優選為2000khz以下,更優選為500khz以下。
噴墨(記錄)頭的類型有連續方式和按需滴落(dropondemand)方式,并且,在按需滴落方式中有壓電方式和熱敏方式,只要為能夠使用以下的噴墨墨液的噴墨頭,則并無特別限定。從墨液組成的自由度的觀點出發,優選壓電型噴墨頭。
從提高印字濃度和膠版印刷型的手感的觀點出發,噴墨頭的分辨率優選為180×180dpi以上,更優選為360×360dpi以上,進一步優選為600×600dpi以上。另外,從提高排出性的觀點出發,優選為100000×100000dpi以下。
從提高墨液干燥性的觀點出發,從噴墨頭排出的墨液滴的尺寸優選為30pl以下,更優選為18pl以下,進一步優選為12pl以下。另外,從提高排出性的觀點出發,優選為0.0001pl以上。
<噴墨墨液>
本發明中使用的噴墨墨液為含有選自自分散顏料和含有顏料的水不溶性聚合物粒子中的1種以上的顏料、沸點為230℃以下的水溶性有機溶劑a:10質量%以上且48質量%以下、沸點為280℃以上的水溶性有機溶劑b:0質量%以上且5質量%以下和水:42質量%以上且70質量%以下的水系顏料墨液。需要說明的是,“質量份”和“質量%”只要沒有特別記載,就是以固體成分計的值。
[顏料]
本發明中使用的顏料的形態為選自自分散顏料和含有顏料的水不溶性聚合物粒子中的1種以上的顏料。從提高對噴墨記錄介質的定影強度的觀點出發,顏料的形態優選為含有顏料的水不溶性聚合物粒子(以下也稱作“含顏料聚合物粒子”)。另外,由于噴墨墨液包含水溶性有機溶劑,因此從提高墨液的排出穩定性和抑制墨液的干燥時的粘度上升的觀點出發,顏料的形態優選不包含用于將顏料分散到墨液中的水溶性分散劑(水溶性聚合物)。
本發明的噴墨墨液中使用的顏料的種類可以為無機顏料和有機顏料中的任意一種。
作為無機顏料,可列舉例如炭黑、金屬氧化物等,尤其在黑色墨液中,優選炭黑。作為炭黑,可列舉爐黑、熱燈黑、乙炔黑、槽法炭黑等。
作為有機顏料,可列舉例如偶氮顏料、重氮顏料、酞菁顏料、喹吖啶酮顏料、異吲哚啉酮顏料、二噁嗪顏料、苝顏料、紫環酮顏料、硫靛顏料、蒽醌顏料、喹酞酮顏料等。
色調并無特別限定,黃、洋紅、青、紅、藍、橙、綠等的彩色顏料均可使用。
〔自分散型顏料〕
在本發明中可以使用的自分散型顏料是指:通過將1種以上的親水性官能團(羧基、磺酸基等陰離子性親水基團、或者季銨基等陽離子性親水基團)直接或經由碳數1~12的烷二基等其他原子團結合于顏料表面,從而在不使用表面活性劑或樹脂的前提下能夠分散于水系介質的顏料。在使顏料成為自分散型顏料時,例如只要通過常規方法使所需量的親水性官能團化學鍵合至顏料表面即可。作為自分散型顏料的市售品,可列舉:cabotjapan株式會社制的cab-o-jet200、cab-o-jet300、cab-o-jet352k、cab-o-jet250a、cab-o-jet260m、cab-o-jet270y、cab-o-jet450a、cab-o-jet465m、cab-o-jet470y、cab-o-jet480v;orient化學工業株式會社制的bonjetcw-1、bonjetcw-2等;東海碳株式會社制的aqua-black162等;sensientindustrialcolors公司制的sensijetblacksdp100、sdp1000、sdp2000等。自分散型顏料優選以分散于水中的顏料水分散體的形式使用。
[含有顏料的水不溶性聚合物粒子(含顏料聚合物粒子)]
上述含顏料聚合物粒子為在顏料表面附著有水不溶性聚合物的粒子,可以利用水不溶性聚合物使顏料穩定地分散到水和墨液中。首先,對水不溶性聚合物進行說明。
(水不溶性聚合物)
水不溶性聚合物(相當于以下的(a-1)~(a-3)成分)是指在將于105℃干燥2小時并達到恒量的聚合物溶解于25℃的水100g時其溶解量為10g以下的聚合物,其溶解量優選為5g以下,更優選為1g以下。在陰離子性聚合物的情況下,溶解量為用氫氧化鈉100%中和了聚合物的陰離子性基團時的溶解量。
作為所使用的聚合物,可列舉聚酯、聚氨酯、乙烯基系聚合物等,從提高水系墨液的保存穩定性的觀點出發,優選利用乙烯基單體(乙烯基化合物、乙烯叉基化合物、亞乙烯基化合物)的加成聚合得到的乙烯基系聚合物。
作為乙烯基系聚合物,優選使包含(a-1)離子性單體(以下也稱作“(a-1)成分”)和(a-2)疏水性單體(以下也稱作“(a-2)成分”)的單體混合物(以下也簡稱為“單體混合物”)共聚而成的乙烯基系聚合物。該乙烯基系聚合物具有來自(a-1)成分的構成單元和來自(a-2)成分的構成單元。
〔(a-1)離子性單體〕
從提高含顏料聚合物粒子在墨液中的分散穩定性的觀點出發,(a-1)離子性單體優選作為水不溶性聚合物的單體成分使用。作為離子性單體,可列舉陰離子性單體和陽離子性單體,但優選陰離子性單體。
作為陰離子性單體,可列舉羧酸單體、磺酸單體、磷酸單體等。
作為羧酸單體,可列舉丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、衣康酸、馬來酸、富馬酸、檸康酸、2-甲基丙烯酰氧基甲基琥珀酸等。
在上述陰離子性單體中,從提高含顏料聚合物粒子在墨液中的分散穩定性的觀點出發,優選羧酸單體,更優選丙烯酸和甲基丙烯酸。
〔(a-2)疏水性單體〕
從提高含顏料聚合物粒子在墨液中的分散穩定性的觀點出發,(a-2)疏水性單體優選作為水不溶性聚合物的單體成分使用。作為疏水性單體,可列舉(甲基)丙烯酸烷基酯、含芳香族基單體、大分子單體等。
作為(甲基)丙烯酸烷基酯,優選為具有碳數1~22、優選碳數6~18的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯,可列舉例如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸(異)丙酯、(甲基)丙烯酸(異或叔)丁酯、(甲基)丙烯酸(異)戊酯、(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸-2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸(異)辛酯、(甲基)丙烯酸(異)癸酯、(甲基)丙烯酸(異)十二烷基酯、(甲基)丙烯酸(異)硬脂基酯等。
需要說明的是,“(異或叔)”和“(異)”是指存在這些基團的情況和不存在這些基團的情況兩者,在不存在這些基團的情況下,表示“正”。另外,“(甲基)丙烯酸酯”表示丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯。
作為含芳香族基單體,可以具有包含雜原子的取代基,優選具有碳數6~22的芳香族基的乙烯基單體,更優選苯乙烯系單體、含芳香族基的(甲基)丙烯酸酯。
作為苯乙烯系單體,優選苯乙烯、2-甲基苯乙烯和二乙烯基苯,更優選苯乙烯。
另外,作為含芳香族基的(甲基)丙烯酸酯,優選(甲基)丙烯酸芐酯、(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯等,更優選(甲基)丙烯酸芐酯。
大分子單體為在單個末端具有聚合性官能團的數均分子量500以上且100,000以下的化合物,從提高含顏料聚合物粒子在墨液中的分散穩定性的觀點出發,優選作為水不溶性聚合物的單體成分使用。作為在單個末端存在的聚合性官能團,優選丙烯酰氧基或甲基丙烯酰氧基,更優選甲基丙烯酰氧基。
大分子單體的數均分子量優選為1,000以上且10,000以下。需要說明的是,數均分子量通過使用含有1mmol/l的十二烷基二甲胺的氯仿作為溶劑的凝膠滲透色譜法并使用聚苯乙烯作為標準物質進行測定。
作為大分子單體,從提高含顏料聚合物粒子在墨液中的分散穩定性的觀點出發,優選含芳香族基單體類大分子單體和硅酮系大分子單體,更優選含芳香族基單體類大分子單體。
作為構成含芳香族基單體類大分子單體的含芳香族基單體,可列舉含上述芳香族基單體,優選苯乙烯和(甲基)丙烯酸芐酯,更優選苯乙烯。
作為苯乙烯系大分子單體的具體例,可列舉東亞合成株式會社制的as-6(s)、an-6(s)、hs-6(s)等。
作為硅酮系大分子單體,可列舉在單個末端具有聚合性官能團的有機聚硅氧烷等。
(a-2)疏水性單體可以使用2種以上的上述單體,也可以并用苯乙烯系單體、含芳香族基的(甲基)丙烯酸酯、大分子單體,特別優選大分子單體與其他疏水性單體的并用。
〔(a-3)非離子性單體〕
從提高含顏料聚合物粒子在墨液中的分散穩定性的觀點出發,優選在水不溶性聚合物中進一步使用(a-3)非離子性單體(以下也稱為“(a-3)成分”)作為單體成分。非離子性單體是指與水或水溶性有機溶劑的親和性高的單體,例如為包含羥基、聚亞烷基二醇的單體。
作為(a-3)成分,可列舉:(甲基)丙烯酸-2-羥基乙酯、(甲基)丙烯酸-3-羥基丙酯、聚丙二醇(n=2~30、n表示氧基亞烷基的平均加成摩爾數。以下相同)(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯(n=2~30)等聚亞烷基二醇(甲基)丙烯酸酯;甲氧基聚乙二醇(n=1~30)(甲基)丙烯酸酯等烷氧基聚亞烷基二醇(甲基)丙烯酸酯;苯氧基(乙二醇-丙二醇共聚)(n=1~30、其中的乙二醇:n=1~29)(甲基)丙烯酸酯等。
作為可以在商業上獲得的(a-3)成分的具體例,可列舉:新中村化學工業株式會社制的nkestertm-20g、nkestertm-40g、nkestertm-90g、nkestertm-230g等;日油株式會社制的blemmerpe-90、blemmerpe-200、blemmerpe-350、pme-100、pme-200、pme-400等,pp-500、pp-800、pp-1000等,ap-150、ap-400、ap-550等,50pep-300、50poep-800b、43pape-600b等。
上述(a-1)~(a-3)成分可以分別單獨使用或混合使用2種以上。
(單體混合物中或聚合物中的各成分或構成單元的含量)
從提高含顏料聚合物粒子在墨液中的分散穩定性的觀點出發,制造乙烯基系聚合物時的上述(a-1)~(a-3)成分在單體混合物中的含量(作為未中和量的含量。以下相同)或在水不溶性聚合物中的來自(a-1)~(a-3)成分的構成單元的含量如下。
(a-1)成分的含量優選為3質量%以上且40質量%以下,更優選為5質量%以上且30質量%以下,進一步優選為7質量%以上且20質量%以下。
(a-2)成分的含量優選為5質量%以上且86質量%以下,更優選為10質量%以上且80質量%以下,進一步優選為20質量%以上且60質量%以下。
(a-3)成分的含量優選為5質量%以上且60質量%以下,更優選為10質量%以上且55質量%以下,進一步優選為15質量%以上且40質量%以下。
另外,〔(a-1)成分/(a-2)成分〕的質量比優選為0.01~1,更優選為0.05~0.60,進一步優選為0.10~0.30。
需要說明的是,離子性單體(a-1)為利用了墨液中的電荷排斥的分散基,非離子單體(a-3)為利用了墨液中的空間排斥的分散基。通過向疏水性單體(a-2)、離子性單體(a-1)中添加非離子單體(a-3),含顏料聚合物粒子在墨液中的穩定性更進一步提高,結果墨液穩定性變高。
另外,在墨液干燥的情況下,最初大多情況下水會揮發,若在分散介質(水、水溶性有機溶劑a,b)中水(在分散介質中介電常數高且使分散體的電荷排斥最高的分散介質)減少,則分散體的電荷排斥性顯著降低,墨液穩定性降低,排出性變差。為此,通過在除了離子性單體之外,并用非離子單體(空間排斥基團的引入),從而即使在水揮發、分散介質的介電常數降低、電荷排斥基團難以起作用的條件下也能通過非離子基(空間排斥基團)來維持含顏料聚合物粒子的高穩定性的狀態。
(水不溶性聚合物的制造)
上述水不溶性聚合物通過利用公知的聚合法使單體混合物共聚來制造。作為聚合法,優選溶液聚合法。
對溶液聚合法中使用的溶劑并無限制,但優選碳數1~3的脂肪族醇、酮類、醚類、酯類等極性有機溶劑,具體而言,可列舉甲醇、乙醇、丙酮、甲乙酮,從溶劑對水不溶性聚合物的溶解性的觀點出發,優選甲乙酮。
在聚合時可以使用聚合引發劑、聚合鏈轉移劑,作為聚合引發劑,優選偶氮化合物,更優選2,2’-偶氮二(2,4-二甲基戊腈)。作為聚合鏈轉移劑,優選硫醇類,更優選2-巰基乙醇。
優選的聚合條件根據聚合引發劑的種類等而不同,但是從聚合引發劑的反應性的觀點出發,聚合溫度優選為50℃以上且90℃以下,聚合時間優選為1小時以上且20小時以下。另外,聚合氣氛優選為氮氣氣氛、氬氣等不活潑氣體氣氛。
可以在聚合反應結束后通過再沉淀、溶劑蒸餾除去等公知的方法從反應溶液分離所生成的聚合物。另外,所得的聚合物可以通過再沉淀、膜分離、層析法、萃取法等除去未反應的單體等。
從提高含顏料聚合物粒子的水分散體的生產率的觀點出發,水不溶性聚合物不除去在聚合反應中使用的溶劑而將所含有的有機溶劑用作后述的工序1中使用的有機溶劑,因此優選直接以聚合物溶液的形式使用水不溶性聚合物。
從提高含顏料聚合物粒子的水分散體的生產率的觀點出發,水不溶性聚合物溶液的固體成分濃度優選為30質量%以上,更優選為40質量%以上,并且優選為60質量%以下,更優選為50質量%以下。
從提高含顏料聚合物粒子在墨液中的分散穩定性的觀點和提高墨液對記錄介質的定影強度的觀點出發,本發明中使用的水不溶性聚合物的重均分子量優選為5,000以上且500,000以下,更優選為10,000以上且300,000以下,進一步優選為20,000以上且200,000以下。
需要說明的是,重均分子量的測定可以通過后述的實施例記載的方法來進行。
[含顏料聚合物粒子的制造]
可以通過具有下述的工序i和工序ii的方法有效率地制造以水分散體形式存在的含顏料聚合物粒子。
需要說明的是,在用具有工序i和ii的制法制造含顏料聚合物粒子時,顏料與聚合物未化學鍵合,但處于不可逆吸附的狀態,在墨液中顏料與聚合物經常吸附、即以含有顏料的聚合物粒子的形式存在。另一方面,可以如后述那樣使用“水不溶性聚合物粒子”作為墨液成分,與含顏料聚合物粒子為含有顏料的聚合物粒子(顏料與聚合物為不可逆吸附)相比,水不溶性聚合物粒子為不包含顏料的聚合物粒子這一點是不同的。
工序i:對含有水不溶性聚合物、有機溶劑、顏料和水的混合物(以下也稱為“顏料混合物”)進行分散處理從而得到含顏料聚合物粒子的分散體的工序
工序ii:從工序i所得的分散體中除去上述有機溶劑從而得到含顏料聚合物粒子的水分散體(以下也稱為“顏料水分散體”)的工序
另外,雖然是任意的工序,但是也可以進一步進行工序iii。
工序iii:將工序ii所得的水分散體與交聯劑混合并進行交聯處理從而得到水分散體的工序
(工序i)
工序i中,優選以下方法:首先,使水不溶性聚合物溶解于有機溶劑,接著,將顏料、水和根據需要的中和劑、表面活性劑等加入到所得的有機溶劑溶液中進行混合,得到水包油型的分散體。對于添加到水不溶性聚合物的有機溶劑溶液中的順序并無限制,優選以水、中和劑、顏料的順序進行添加。
對使水不溶性聚合物溶解的有機溶劑并無限制,但從除去工序ii中的有機溶劑的容易性的觀點出發,優選碳數1~3的脂肪族醇、酮類、醚類、酯類等,更優選酮類,進一步優選甲乙酮。在利用溶液聚合法合成水不溶性聚合物的情況下,可以直接使用在聚合中所用的溶劑。需要說明的是,由于在工序ii中進行脫有機溶劑處理,因此上述有機溶劑不包含在最終的含顏料聚合物粒子中。
在水不溶性聚合物為陰離子性聚合物的情況下,可以使用中和劑將水不溶性聚合物中的陰離子性基團中和。在使用中和劑的情況下,優選以使ph為7以上且11以下的方式進行中和。作為中和劑,可列舉氫氧化鋰、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氨、各種胺等堿。另外,也可以預先中和該水不溶性聚合物。
從提高含顏料聚合物粒子在墨液中和顏料水分散體中的分散穩定性的觀點出發,水不溶性聚合物的陰離子性基團的中和度相對于陰離子性基團1摩爾優選為0.3摩爾以上且3.0摩爾以下,更優選為0.4摩爾以上且2.0摩爾以下,進一步優選為0.5摩爾以上且1.5摩爾以下。
在此中和度是指中和劑的摩爾當量除以水不溶性聚合物的陰離子性基團的摩爾量所得的值。
(顏料混合物中的各成分的含量)
從提高含顏料聚合物粒子在噴墨墨液中和顏料水分散體中的分散穩定性的觀點和提高顏料水分散體的生產率的觀點出發,上述顏料混合物中的顏料的含量優選為10質量%以上且30質量%以下,更優選為12質量%以上且27質量%以下,進一步優選為14質量%以上且25質量%以下。
從提高顏料水分散體的分散穩定性和噴墨墨液的保存穩定性、排出性的觀點出發,上述顏料混合物中的水不溶性聚合物的含量優選為2.0質量%以上且15質量%以下,更優選為4.0質量%以上且12質量%以下,進一步優選為5.0質量%以上且10質量%以下。
從提高對顏料的潤濕性和水不溶性聚合物對顏料的吸附性的觀點出發,上述顏料混合物中的有機溶劑的含量優選為10質量%以上且35質量%以下,更優選為12質量%以上且30質量%以下,進一步優選為15質量%以上且25質量%以下。
從提高顏料水分散體的分散穩定性的觀點和提高顏料水分散體的生產率的觀點出發,上述顏料混合物中的水的含量優選為40質量%以上且75質量%以下,更優選為45質量%以上且70質量%以下,進一步優選為50質量%以上且65質量%以下。
從提高顏料水分散體的分散穩定性和噴墨墨液的保存穩定性、排出性的觀點出發,顏料相對于水不溶性聚合物的質量比〔顏料/水不溶性聚合物〕優選為30/70~90/10,更優選為40/60~85/15,進一步優選為50/50~75/25。
工序i中,進一步分散顏料混合物而得到分散處理物。對于得到分散處理物的分散方法并無特別限制。也可以僅通過本分散將顏料混合物微粒化至顏料粒子的平均粒徑達到所需粒徑,但優選在使顏料混合物預分散后進一步施加剪切應力進行本分散、并按照使顏料粒子的平均粒徑為所需粒徑的方式進行控制。
工序i的預分散的溫度優選為0℃以上,并且優選為40℃以下、更優選為30℃以下、進一步優選為20℃以下,分散時間優選為0.5小時以上且30小時以下,更優選為1小時以上且20小時以下,進一步優選為1小時以上且10小時以下。
在使顏料混合物預分散時,可以使用錨式葉片、分散機葉片等通常所用的混合攪拌裝置,其中,優選高速攪拌混合裝置。
作為賦予本分散的剪切應力的裝置,可列舉例如:輥磨機、捏合機等混煉機;微流化器(microfluidizer)(microfluidics公司制)等高壓均質機;涂料振蕩機、珠磨機等介質式分散機。作為市售的介質式分散機,可列舉ultraapexmill(壽工業株式會社制)、picomill(淺田鐵工株式會社制)等。這些裝置也可以組合多個。其中,從將顏料小粒徑化的觀點出發,優選使用高壓均質機。
在使用高壓均質機進行本分散的情況下,可以利用處理壓力、通過次數的控制以使顏料成為所需粒徑的方式進行控制。
從生產率和經濟性的觀點出發,處理壓力優選為60mpa以上且200mpa以下,更優選為100mpa以上且180mpa以下,進一步優選為130mpa以上且180mpa以下。
另外,通過次數優選為3次以上且30次以下,更優選為5次以上且25次以下。
(工序ii)
工序ii中,通過利用公知的方法從所得的分散體中除去有機溶劑,可以得到含顏料聚合物粒子的水分散體。所得的包含含顏料聚合物粒子的水分散體中的有機溶劑優選實質上被除去,但只要不損害本發明的目的,也可以有殘留。殘留有機溶劑的量優選為0.1質量%以下,更優選為0.01質量%以下。
另外,也可以根據需要在蒸餾除去有機溶劑之前對分散體進行加熱攪拌處理。
所得的含顏料聚合物粒子的水分散體為含有顏料的固體水不溶性聚合物粒子分散到以水為主介質的介質中的水分散體。在此,水不溶性聚合物粒子的形態并無特別限制,只要至少通過顏料和水不溶性聚合物形成粒子即可。例如包括在該水不溶性聚合物中內含顏料的粒子形態、在該水不溶性聚合物中均勻地分散有顏料的粒子形態、在該水不溶性聚合物粒子表面露出顏料的粒子形態等,也包括這些粒子形態的混合物。
(工序iii)
工序iii是任意的工序,是將工序ii所得的水分散體與交聯劑混合并進行交聯處理而得到水分散體的工序。
在此,在水不溶性聚合物為具有陰離子性基團的陰離子性水不溶性聚合物的情況下,交聯劑優選為具有與該陰離子性基團反應的官能團的化合物,更優選在分子中具有2個以上、優選2~6個該官能團的化合物。
作為交聯劑的適合例,可列舉在分子中具有2個以上環氧基的化合物、在分子中具有2個以上噁唑啉基的化合物、在分子中具有2個以上異氰酸酯基的化合物,其中,優選在分子中具有2個以上環氧基的化合物,更優選三羥甲基丙烷聚縮水甘油醚。
從提高顏料水分散體的分散穩定性的觀點和容易制備噴墨墨液的觀點出發,所得顏料水分散體的不揮發成分濃度(固體成分濃度)優選為10質量%以上且30質量%以下,更優選為15質量%以上且25質量%以下。
從減少粗大粒子、提高水系墨液的排出性的觀點出發,顏料水分散體中的含顏料聚合物粒子的平均粒徑優選為30nm以上且150nm以下,更優選為40nm以上且130nm以下,進一步優選為50nm以上且120nm以下。
需要說明的是,含顏料聚合物粒子的平均粒徑通過后述的實施例記載的方法來測定。
另外,噴墨墨液中的含顏料聚合物粒子的平均粒徑與顏料水分散體中的平均粒徑相同,優選的平均粒徑的形態與顏料水分散體中的平均粒徑的優選形態相同。
(噴墨墨液中的各成分的含量)
噴墨墨液中的顏料的含量優選為1.0質量%以上且15質量%以下,更優選為2.0質量%以上且12質量%以下,進一步優選為2.5質量%以上且10質量%以下。需要說明的是,若顏料的含量不足上述范圍的下限,則有時噴墨墨液的顯色性降低,若顏料的含量超過上限,則有時噴墨墨液的保存穩定性和排出性降低。
噴墨墨液中的含顏料聚合物粒子的含量優選為1.0質量%以上且20質量%以下,更優選為3.0質量%以上且15質量%以下,進一步優選為4.0質量%以上且10質量%以下。需要說明的是,若含顏料聚合物粒子的含量不足上述范圍的下限,則有時噴墨墨液的顯色性降低,若含顏料聚合物粒子的含量超過上限,則有時噴墨墨液的保存穩定性和排出性降低。
噴墨墨液的含顏料聚合物粒子中的水不溶性聚合物的含量優選為0.5質量%以上且10質量%以下,更優選為0.8質量%以上且7.5質量%以下,進一步優選為1.0質量%以上且5.0質量%以下。需要說明的是,若水不溶性聚合物的含量不足上述范圍的下限,則有時噴墨墨液的排出性和定影性降低,若水不溶性聚合物的含量超過上限,則有時噴墨墨液的保存穩定性和排出性降低。
[水溶性有機溶劑]
〔沸點為230℃以下的水溶性有機溶劑a〕
本發明中使用的水溶性有機溶劑a只要沸點為230℃以下,則并無特別限制,可以在常溫下為液體也可以為固體,可自由地使用。從墨液的排出性的觀點出發,水溶性有機溶劑a的沸點優選超過100℃。在此,沸點表示標準沸點(1個大氣壓下的沸點)。
作為水溶性有機溶劑a(沸點),可列舉:丙二醇(188℃)、二乙二醇二乙醚(189℃)、1,2-丁二醇(194℃)、乙二醇(198℃)、乙二醇單乙醚(202℃)、3-甲基-1,3-丁二醇(203℃)、1,2-戊二醇(210℃)、2-甲基-1,3-丙二醇(214℃)、1,2-己二醇(224℃)、二乙二醇單丁醚(230℃)、1,3-丙二醇(230℃)、二丙二醇(230℃)等。它們也可以并用2種以上。從墨液的干燥性的觀點出發,在水溶性有機溶劑a中優選含有丙二醇。
從提高水系墨液的排出性和干燥性的觀點出發,噴墨墨液中的水溶性有機溶劑a的含量必須為10質量%以上且48質量%以下,優選為10質量%以上且46質量%以下,更優選為10質量%以上且41質量%以下,進一步優選為10質量%以上且36質量%以下,更進一步優選為15質量%以上且36質量%以下,更進一步優選為20質量%以上且36質量%以下。
〔沸點高于230℃的水溶性有機溶劑〕
在本發明中,從提高排出性的觀點出發,可以使用沸點高于230℃的水溶性有機溶劑。從墨液的干燥性的觀點出發,沸點高于230℃的水溶性有機溶劑的沸點優選為300℃以下。本發明中使用的沸點高于230℃的水溶性有機溶劑(括號內為沸點)可列舉二丙二醇(232℃)、二乙二醇(244℃)、三乙二醇單丁醚(271℃)、三乙二醇(288℃)、甘油(288℃)等。它們也可以并用2種以上。
從提高噴墨墨液的干燥性的觀點出發,在噴墨墨液中,沸點高于230℃的水溶性有機溶劑的含量優選為35質量%以下、更優選為15質量%以下、進一步優選為10質量%以下。噴墨墨液中也可以不含沸點高于230℃的水溶性有機溶劑。尤其,沸點為280℃以上的水溶性有機溶劑b在噴墨墨液中的含量對附著于記錄介質的墨液的干燥性產生很大影響,因此必須為5.0質量%以下,優選為3.0質量%以下,在噴墨墨液中也可以不含水溶性有機溶劑b。
[水]
從提高印字于低吸水性的記錄介質時的網點直徑的廣度、干燥性、顯色性、定影性的觀點和提高墨液的排出性的觀點出發,噴墨墨液中的水的含量必須為42質量%以上且70質量%以下,優選為45質量%以上且70質量%以下,更優選為45質量%以上且65質量%以下,進一步優選為50質量%以上且65質量%以下。
[表面活性劑]
噴墨墨液可以包含表面活性劑,特別優選非離子系表面活性劑。作為非離子性表面活性劑,包括醇系、炔二醇系、氟系、硅酮系表面活性劑,它們也可以并用2種以上。
以下例示出表面活性劑。
(1)在碳數8~30的飽和或不飽和的直鏈或支鏈的高級醇、多元醇、或芳香族醇上加成環氧乙烷、環氧丙烷或環氧丁烷(以下統稱為環氧烷)而成的聚氧亞烷基的烷基醚、烯基醚、炔基醚或芳基醚,例如聚氧亞烷基烷基醚、聚氧亞烷基炔基醚、聚氧亞烷基芳基醚;(2)具有碳數8~30的飽和或不飽和的直鏈或支鏈的烴基的高級醇與多元脂肪酸的酯;(3)具有碳數8~30的直鏈或支鏈的烷基或烯基的聚氧亞烷基脂肪族胺;(4)碳數8~22的高級脂肪酸與多元醇的酯化合物或在該酯化合物上加成環氧烷而成的化合物,例如脂肪酸蔗糖酯、單脂肪酸甘油酯、脂肪酸山梨糖醇酐酯、聚甘油脂肪酸酯、聚氧亞烷基山梨糖醇酐脂肪酸酯、聚氧亞乙基山梨糖醇脂肪酸酯、聚氧亞烷基甘油基單脂肪酸酯、聚氧亞烷基脂肪酸酯等。
此外,還可列舉:碳數8~22的高級脂肪酸單乙醇酰胺或高級脂肪酸二乙醇酰胺或它們的乙氧基化物;聚氧乙烯氫化蓖麻油;具有碳數8~18的直鏈或支鏈的烷基、烯基或烷基苯基的烷基糖化物系表面活性劑;具有碳數8~22的直鏈或支鏈的烷基或烯基的烷基胺氧化物或烷基酰胺氧化胺;聚氧亞烷基脂肪酸酰胺、聚氧亞烷基烷基酰胺、聚氧基改性硅酮等硅酮系表面活性劑;pluronic型或tetranic型嵌段聚合物表面活性劑、聚氧亞烷基羊毛脂醇、聚乙烯亞胺衍生物等。
在具有羥基的碳數8~30的直鏈或支鏈的烷烴、烯烴或者亞烷基的二醇或三醇等中,羥基可以處于任意位置,可以加成亞乙氧基、亞丙氧基、亞丁氧基。
作為碳數8~30的烷烴、烯烴或亞烷基的二醇,優選在相互鄰接的碳原子上分別具有羥基。從排出性提高的觀點出發,總碳數優選為8~22,更優選為10~22,進一步優選為10~18。
作為在商業上能夠獲得的二醇系活性劑的市售品例,包括日信化學工業株式會社制和airproducts&chemicals公司制的surfynol104pg-50、104e、104h、104a等,作為環氧乙烷加成物型,可列舉surfynol420、465、acetylenoleh、olfinee1010等。作為高級醇的環氧乙烷加成物的市售品例,包括花王株式會社制的emulgen104p、108、109p、120、147、150、350、404、709等,作為脂肪族胺的環氧乙烷加成物的市售品例,可列舉amiet102、105、302、320等。
作為可以適合使用在噴墨墨液中的表面活性劑的市售品例,可列舉日信化學工業株式會社制的surfynol104pg50、花王株式會社制的emulgen120等。
從提高印字于低吸水性的記錄介質時的網點直徑的廣度、干燥性、顯色性、定影性的觀點和提高噴墨墨液的排出性的觀點出發,表面活性劑的含量在噴墨墨液中優選為0.5質量%以上且5.0質量%以下,更優選為1.0質量%以上且3.0質量%以下。
[噴墨墨液的任意成分]
可以進一步在噴墨墨液中添加不含有顏料的水不溶性聚合物粒子、粘度調整劑、消泡劑、防腐劑、防霉劑、防銹劑等各種添加劑。
在此,“不含有顏料的水不溶性聚合物粒子”為除上述的含顏料聚合物粒子外的聚合物粒子,其以提高定影性為目的進行添加。
〔水不溶性聚合物粒子〕
作為水不溶性聚合物粒子的成分,可列舉丙烯酸系樹脂、苯乙烯系樹脂、聚氨酯系樹脂、聚酯系樹脂、苯乙烯丙烯酸系樹脂、丁二烯系樹脂、苯乙烯-丁二烯系樹脂、氯乙烯系樹脂、乙酸乙烯酯系樹脂、丙烯酸硅酮系樹脂等。其中,從加快在紙面上的干燥性、提高印字于低吸水性的記錄介質的印字物的耐擦過性的觀點出發,優選丙烯酸系樹脂。
另外,從提高水系墨液的生產率的觀點出發,水不溶性聚合物粒子優選以包含水不溶性聚合物粒子的分散液的形式使用。水不溶性聚合物粒子可以使用適當合成的水不溶性聚合物粒子,也可以使用市售品。
作為市售的水不溶性聚合物粒子的分散體,可列舉例如:“neocryla1127”(dsmneoresins公司制、陰離子性自交聯水系丙烯酸類樹脂)、“joncryl390”(basfjapan株式會社制)等丙烯酸類樹脂;“wbr-2018”“wbr-2000u”(大成finechemiacl株式會社制)等聚氨酯樹脂;“sr-100”、“sr102”(以上為日本a&l株式會社制)等苯乙烯-丁二烯樹脂;“joncryl7100”、“joncryl734”、“joncryl538”(以上為basfjapan株式會社制)等苯乙烯-丙烯酸類樹脂;以及“vinibran701”(日信化學工業株式會社制)等氯乙烯系樹脂等。
作為水不溶性聚合物粒子的形態,可列舉分散于水中的分散體。水不溶性聚合物粒子的分散體使從噴墨噴嘴排出的墨液液滴定影于記錄介質,并提高定影性。
從水不溶性聚合物粒子的分散穩定性、墨液配合時的便利性的觀點出發,含有水不溶性聚合物粒子的分散體中的聚合物粒子的含量在噴墨墨液中優選為10質量%以上且70質量%以下,更優選為20質量%以上且60質量%以下,進一步優選為30質量%以上且55質量%以下。
需要說明的是,上述分散體是使水不溶性聚合物粒子(100%的固體)分散至分散介質(主成分為水)中的分散體,通過以分散體的形態進行處理,可以如上述那樣提高墨液的生產率。
從墨液的定影性的觀點出發,噴墨墨液中的水不溶性聚合物粒子的含量優選為0.1質量%以上且10質量%以下,更優選為1.0質量%以上且7.5質量%以下,進一步優選為1.0質量%以上且5.0質量%以下。需要說明的是,若水不溶性聚合物粒子的含量不足上述范圍的下限,則有時噴墨墨液的定影性降低,若水不溶性聚合物粒子的含量超過上限,則有時噴墨墨液的保存穩定性和排出性降低。
<噴墨記錄介質>
本發明中使用的噴墨記錄介質在基材的至少一個面上具有含有無機顏料、淀粉和共聚物膠乳的墨液接受層,在墨液接受層中含有以固體成分計10g/m2以上且35g/m2以下的無機顏料,無機顏料中碳酸鈣的含量為80質量%以上且100質量%以下、二氧化硅的含量為0質量%以上且10質量%以下,相對于無機顏料100質量份,淀粉為0.5質量份以上,共聚物膠乳為3.0質量份以上且9.0質量份以下。
需要說明的是,當在基材的雙面形成有墨液接受層時,對各面的墨液接受層,分別按照上述范圍規定無機顏料的含量。
(無機顏料)
作為墨液接受層所含有的無機顏料,碳酸鈣為必須,此外,還可例示二氧化硅、高嶺土、燒成高嶺土、粘土、硅酸鈣、硫酸鈣、氧化鋁(alumina)、氫氧化鋁、硅酸鋁、氧化鈦、氧化鋅、碳酸鎂、硅酸鎂、滑石、沸石等公知的顏料。另外,也可以根據要求品質將它們并用。
墨液接受層含有以固體成分計10g/m2以上且35g/m2以下的比例的上述無機顏料。若無機顏料的含量不足10g/m2,則難以充分覆蓋基材的表面,無法得到充分的印字濃度、膠版印刷型的手感。另一方面,若無機顏料的含量超過35g/m2,則墨液的干燥性降低。
墨液接受層優選含有以固體成分計12g/m2以上且30g/m2以下的無機顏料,更優選含有以固體成分計15g/m2以上且25g/m2以下的無機顏料。
從容易得到具有膠版印刷型的手感的噴墨記錄介質的方面出發,相對于墨液接受層所含有的上述無機顏料總量,碳酸鈣為80質量%以上且100質量%以下。另外,若相對于上述無機顏料總量而使碳酸鈣為80質量%以上,則在制備墨液接受層用涂布液時無機顏料的漿料、墨液接受層用涂布液的高濃度化變得容易,使涂布液干燥而形成墨液接受層時的干燥負荷變小,因此能夠高速制造噴墨記錄介質。進而,若碳酸鈣為80質量%以上,則不易引起墨液接受層用涂布液中的粘合劑滲透至基材的現象(遷移,migration),墨液接受層的涂布不均變小,因此尤其使用上述的水系顏料作為噴墨墨液進行噴墨記錄時的墨液的干燥性優異,墨液接受層的表面強度提高。
從提高墨液干燥性的觀點出發,優選相對于上述無機顏料總量碳酸鈣為90質量%以上,更優選上述無機顏料的總量為碳酸鈣。
(碳酸鈣的種類)
上述碳酸鈣可以為輕質碳酸鈣、重質碳酸鈣中的任一種。另外,其結晶型可以為方解石結晶型、霰石結晶型、球霰石結晶型中的任一種。進而,作為粒子形態,立方形、紡錘形、柱狀、針狀、球狀、不定形的塊狀、這些形態三維地相互纏繞成的形態等均可無特別限定地使用,但為了抑制墨液接受層用涂布液的高粘度化而進行高濃度化變得容易,優選不定形的塊狀的粒子。
本發明中的碳酸鈣的粒徑并無特別限定,優選使用通過激光光散射法測定得到的體積50%平均粒徑(d50)為0.01~20μm的碳酸鈣。尤其,若使用d50為0.3~10μm的碳酸鈣,則容易實現無機顏料的漿料和墨液接受層用涂布液的高濃度化,墨液接受層的涂布不均變小,涂布適性也優異,因此優選。更優選d50為0.3~3.0μm,進一步優選d50為0.5~1.9μm。
基于激光光散射法(激光衍射法)的粒度分布的測定是利用光的散射現象的測定,并根據米氏(mie)理論和fraunhofer近似式求得。但是,從散射光推算粒度分布的方法隨粒度測定機而不同,因此在本發明中使用通過激光法粒度測定機(malvern公司制mastersizers型,光源的紅色光為633nm(he-ne激光)、藍色光為466nm(led))測定的值。
(二氧化硅)
本發明中使用的二氧化硅可以是濕式法二氧化硅、干式法二氧化硅(氣相法二氧化硅)中的任一種。進而,就濕式法二氧化硅而言,凝膠法二氧化硅、沉降法二氧化硅等均能無特別限定地使用,與使硅酸鈉和無機酸的中和反應在堿性的ph區域進行的沉降法二氧化硅相比,使硅酸鈉與無機酸(通常為硫酸)的中和反應在酸性的ph區域進行、并在抑制一次粒子的生長的狀態下引起凝聚而得的凝膠法二氧化硅在凝聚后的反應時間更長,因此存在一次粒子間的結合強且細孔容積變大的傾向。在本發明中,若使用凝膠法二氧化硅,則與使用沉降法二氧化硅、干式法二氧化硅相比,顏料墨液的定影性、干燥性更優異,因此優選。
從提高膠版印刷型的手感的觀點出發,上述無機顏料中的二氧化硅的含量越少越優選,具體而言,為0質量%以上且10質量%以下,優選為5.0質量%以下,更優選為0質量%(不含有)。
(粘合劑)
墨液接受層含有粘合劑,墨液接受層中含有的粘合劑包括淀粉和共聚物膠乳。
(淀粉)
本發明中使用的淀粉能夠使用在一般的涂布紙中使用的公知的淀粉,并無特別限制,可例示酶改性淀粉、熱化學改性淀粉、氧化淀粉、酯化淀粉、羥乙基化淀粉等醚化淀粉、陽離子化淀粉等各種淀粉類。這些淀粉可以單獨使用或混合使用2種以上。
在本發明中,尤其為了使利用顏料墨液進行噴墨記錄時墨液的干燥性和定影性良好,淀粉的配合量相對于上述無機顏料100質量份為0.5質量份以上,優選為0.5質量份以上且5.0質量份以下,更優選為1.0質量份以上且5.0質量份以下,進一步優選為1.0質量份以上且3.0質量份以下。
若淀粉的配合量不足0.5質量份,則墨液接受層用涂布液的保水性不足,容易引起涂布液中的粘合劑滲透至基材的現象(遷移)。因此,墨液接受層的涂布不均變大,墨液接受層的涂布少的部分在噴墨記錄時會發生墨液的定影不良。另外,若淀粉的配合量超過5.0質量份,則存在墨液接受層用涂布液的保水性的提高效果飽和的傾向。
(共聚物膠乳)
作為本發明中使用的共聚物膠乳,可列舉:丙烯腈-丁二烯系共聚物、苯乙烯-丁二烯系共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯系共聚物等共軛二烯系共聚物膠乳;丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯的共聚物等丙烯酸系共聚物膠乳;乙烯-乙酸乙烯酯系共聚物、氯乙烯-乙酸乙烯酯系共聚物等乙烯基系共聚物膠乳等。其中,從利用顏料墨液進行噴墨記錄時墨液的干燥性良好且墨液充分展開的觀點出發,優選共軛二烯系共聚物膠乳,更優選丙烯腈-丁二烯系共聚物、苯乙烯-丁二烯系共聚物,特別優選丙烯腈-丁二烯系共聚物。
(丙烯腈丁二烯系共聚物)
本發明中使用的丙烯腈-丁二烯系共聚物優選含有(a)脂肪族共軛二烯系單體和(b)乙烯系不飽和羧酸單體作為共聚成分。優選進一步含有(c)能與這些單體共聚的其他乙烯基系單體作為共聚成分。
(a)脂肪族共軛二烯系單體、(b)乙烯系不飽和羧酸單體和(c)能夠與這些單體共聚的其他乙烯基系單體的含量在丙烯腈丁二烯系共聚物作為共聚成分所含有的全部單體100質量份中優選(a)為25~40質量份、(b)為50~74.5質量份、(c)為0.5~10質量份,更優選(a)為30~40質量份、(b)為55~69質量份、(c)為1~5質量份。
(脂肪族共軛二烯系單體)
作為(a)脂肪族共軛二烯系單體,可例示1,3-丁二烯、異戊二烯、2-氯-1,3-丁二烯、氯丁二烯、2,3-二甲基-1,3-丁二烯等,優選為1,3-丁二烯。這些脂肪族共軛二烯系單體可以單獨使用或混合使用2種以上。
(乙烯系不飽和羧酸單體)
作為(b)乙烯系不飽和羧酸單體,可例示:丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸等單羧酸類;馬來酸、富馬酸、衣康酸等二羧酸類;馬來酸甲酯、衣康酸甲酯、六氫鄰苯二甲酸單β-甲基丙烯酰氧基乙酯等半酯類等。這些乙烯系不飽和羧酸單體可以單獨使用或混合使用2種以上。
(能共聚的其他乙烯基系單體)
作為能夠與上述(a)和(b)共聚的其他乙烯基系單體(c),可例示芳香族乙烯基化合物、(甲基)丙烯酸烷基酯、氰化乙烯基化合物、乙酸乙烯酯、丙烯酰胺系化合物、n-羥甲基丙烯酰胺等。
作為芳香族乙烯基化合物,可例示苯乙烯、α-甲基苯乙烯、對甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、氯苯乙烯等。
另外,作為(甲基)丙烯酸烷基酯,可例示(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸-2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸芐酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸硬脂酯、(甲基)丙烯酸異冰片酯、(甲基)丙烯酸-2-氰基乙酯、(甲基)丙烯酸縮水甘油酯、(甲基)丙烯酸-2-羥基乙酯等。
另外,作為氰化乙烯基化合物,可例示丙烯腈、甲基丙烯腈等。
另外,作為丙烯酰胺系化合物,可例示丙烯酰胺、n,n-二甲基氨基丙基(甲基)丙烯酰胺等。
上述能夠共聚的其他乙烯基系單體可以單獨使用或混合使用2種以上。
在本發明中,尤其為了使利用顏料墨液進行噴墨記錄時墨液的干燥性和定影性良好,共聚物膠乳的配合量相對于上述無機顏料100質量份為3.0質量份以上且9.0質量份以下,優選為5.0質量份以上且7.0質量份以下。
若共聚物膠乳的配合量不足3.0質量份,則在噴墨記錄時墨液未充分展開,因此墨液過剩的部分發生定影不良。另外,在共聚物膠乳的配合量超過9.0質量份的情況下,墨液的展開過剩,同時墨液接受層中的空隙不足從而墨液的干燥性差。
(其他)
墨液接受層可以根據需要含有除上述的淀粉和共聚物膠乳以外的各種粘合劑。
作為除淀粉和共聚物膠乳以外的粘合劑,可以使用在通常的涂布紙中使用的公知的粘合劑,并無特別限制,可例示:完全皂化聚乙烯醇、部分皂化聚乙烯醇、乙酰乙酰基化聚乙烯醇、羧基改性聚乙烯醇、酰胺改性聚乙烯醇、磺酸改性聚乙烯醇、丁縮醛改性聚乙烯醇、烯烴改性聚乙烯醇、腈改性聚乙烯醇、吡咯烷酮改性聚乙烯醇、硅酮改性聚乙烯醇、硅醇改性聚乙烯醇、陽離子改性聚乙烯醇、末端烷基改性聚乙烯醇等聚乙烯醇類;羥乙基纖維素、甲基纖維素、乙基纖維素、羧甲基纖維素、乙酰基纖維素等纖維素醚及其衍生物;聚丙烯酰胺、陽離子性聚丙烯酰胺、陰離子性聚丙烯酰胺、兩性聚丙烯酰胺等聚丙烯酰胺類;聚酯聚氨酯系樹脂、聚醚聚氨酯系樹脂、聚氨酯系離聚物樹脂等聚氨酯系樹脂;不飽和聚酯樹脂、聚乙酸乙烯酯、聚氯乙烯、聚偏氯乙烯、聚丙烯酸酯、酪蛋白、明膠、阿拉伯橡膠、聚乙烯醇縮丁醛、聚苯乙烯、硅酮樹脂、石油樹脂、萜烯樹脂、酮樹脂、苯并呋喃樹脂等。這些粘合劑也可以并用。
在本發明中,在墨液接受層含有除淀粉和共聚物膠乳以外的粘合劑(即上述的各種粘合劑)的情況下,相對于墨液接受層所含有的全部粘合劑(淀粉和共聚物膠乳以及上述的各種粘合劑的合計)100質量份,淀粉和共聚物膠乳的合計配合量優選為50質量份以上且100質量份以下,更優選為75質量份以上且100質量份以下,進一步優選為90質量份以上且100質量份以下。特別優選墨液接受層所含有的全部粘合劑為淀粉和共聚物膠乳,最優選墨液接受層所含有的全部粘合劑為淀粉和丙烯腈-丁二烯系共聚物。
(其他成分)
在墨液接受層中還可以根據需要適當添加顏料分散劑、增稠劑、保水劑、潤滑劑、消泡劑、抑泡劑、脫模劑、施膠劑、印刷適應性提高劑(印適劑)、發泡劑、著色染料、著色顏料、熒光染料、防腐劑、耐水化劑、表面活性劑、ph調節劑、抗靜電劑、紫外線吸收劑、抗氧化劑等助劑。
(基材)
作為噴墨記錄介質的基材,只要是片狀的基材,則公知的基材均可使用,但是從價格、容易獲得的方面出發,優選使用以木材紙漿作為主成分的紙。作為木材紙漿,可以將化學紙漿(針葉樹的漂白或未漂白牛皮紙漿、闊葉樹的漂白或未漂白牛皮紙漿等)、機械紙漿(磨木漿、熱磨機械漿、化學熱磨機械漿等)、脫墨紙漿等紙漿單獨使用或以任意的比例混合使用。
若使基材含有填料,則基材的不透明度和平滑性提高,因此優選。作為填料,可例示水合硅酸、白炭黑、滑石、高嶺土、粘土、碳酸鈣、氧化鈦、合成樹脂填料等公知的填料。另外,也可以根據要求品質而并用這些填料。
在本發明中,若使基材中含有碳酸鈣作為填料,則容易得到膠版印刷型的手感,因此優選。
將基材進行抄紙時的ph可以是酸性、中性、堿性中的任一者,基材的單位面積重量并無特別限制。另外,在基材中可以在不損害本發明效果的范圍內根據需要含有硫酸鋁、施膠劑、紙力增強劑、成品率提高劑、著色劑、染料、消泡劑、ph調節劑等助劑。
以對基材增強紙力、賦予尺寸性為目的,可以浸滲或涂布含有淀粉、聚乙烯醇、施膠劑等的施膠液。另外,在施膠液中可以在不損害本發明效果的范圍內根據需要含有熒光染料、導電劑、保水劑、耐水化劑、ph調節劑、消泡劑、潤滑劑、防腐劑、表面活性劑等助劑。對施膠液的浸滲或涂布的方法并無特別限制,可例示:以磅(pound)式施膠壓制為代表的浸滲法;或者以棒式計量(rodmetering)施膠壓制、門輥涂布(gaterollcoater)、刮刀涂布為代表的涂布法。
(層構成)
墨液接受層可以僅設置在基材的單面,也可以設置在基材的雙面。另外,墨液接受層可以為1層,也可以為2層以上,但是,在本發明中即使為1層,也可得到充分的性能,因此從提高操作性、降低成本的方面出發,墨液接受層優選為1層。
進而,為了提高墨液接受層的平滑性,可以在墨液接受層與基材之間設置以上述顏料和粘合劑為主體的膠版印刷用介質的預涂層(底涂層)。在本發明中,在設置上述預涂層(底涂層)的情況下,噴墨記錄介質的最表層必須是墨液接受層。
(涂布量)
墨液接受層的涂布量只要按照含有以固體成分計10g/m2以上且35g/m2以下的上述無機顏料的方式進行調整即可。
(涂布方法)
在基材上涂布墨液接受層的方法并無特別限定,可以按照公知慣用技術進行涂布。另外,作為涂布裝置,可以在機或機外適當地使用一般的涂布裝置即刮刀涂布機、輥涂機、氣刀涂布機、棒涂機、門輥涂布機、簾式涂布機、凹版涂布機、柔性凹版涂布機、噴涂機、施膠壓制機等各種裝置。
(白紙光澤度)
墨液接受層表面的依據jis-z8741得到的光入射角60度的白紙光澤度并無特別限制,可以根據用途進行適當設定。例如,為了具有膠版印刷用無光涂布紙的手感,白紙光澤度優選為3%以上且不足40%。
在設置墨液接受層后,在機或機外適當地使用硬壓區壓光機、軟壓區壓光機、超級壓光機、鞋型壓光機等各種壓光機處理裝置,適當調整并選擇處理溫度、處理速度、處理線壓、處理段數和輥的直徑、材質等條件進行表面處理,由此可以調整白紙光澤度。需要說明的是,為了具有膠版印刷用無光涂布紙的手感,有時還通過不進行上述壓光處理而得到所需的白紙光澤度。
每單位面積的墨液接受層所對應的碳酸鈣的含量:x(g/m2)與利用噴墨墨液對噴墨記錄介質進行網點印刷時的每個該網點面積所對應的水溶性有機溶劑a的量:y(g/m2)的比率y/x優選滿足9×10-15≤y/x≤47×10-15,更優選滿足9×10-15≤y/x≤45×10-15,進一步優選滿足9×10-15≤y/x≤40×10-15。
若y/x為上述范圍內,則水溶性有機溶劑a被碳酸鈣快速吸收,由此更進一步提高墨液的干燥性。
需要說明的是,當在基材的雙面形成有墨液接受層時,分別對各面的墨液接受層規定y/x。
實施例
以下,利用實施例等對本發明進行更具體地說明。在以下的實施例等中,各物性通過以下的方法進行測定。需要說明的是,“份”和“%”只要沒有特別記載,就是“質量份”和“質量%”。
(1)水不溶性聚合物的重均分子量的測定
以在n,n-二甲基甲酰胺中分別按照60mmol/l和50mmol/l的濃度溶解有磷酸和溴化鋰的溶液作為洗脫液,利用凝膠滲透色譜法〔東曹株式會社制gpa裝置(hla-8120gpa),東曹株式會社制色譜柱(tsk-gel,α-m×2根)、流速:1ml/min〕測定了水不溶性聚合物的分子量。需要說明的是,作為標準物質,使用了分子量已知的單分散聚苯乙烯。
(2)含顏料聚合物粒子的水分散體的固體成分濃度的測定
在30ml的軟膏容器中量取在干燥器中恒量化的硫酸鈉10.0g,向其中添加含顏料聚合物粒子的水分散體約1.0g,使其混合后,進行準確稱重,在105℃維持2小時,除去揮發成分,再在干燥器內進一步放置15分鐘,測定了質量。除去揮發成分后的含顏料聚合物粒子的質量除以作為固體成分添加的樣品(水分散體=含顏料聚合物粒子+分散介質)的質量,作為固體成分濃度。
(3)含顏料聚合物粒子的平均粒徑的測定
使用激光粒子分析系統(大琢電子株式會社制,型號:els-8000,累積分析)進行了測定。為了使測定的含顏料聚合物粒子的濃度為約5×10-3質量%,使用了用水稀釋后的分散液。測定條件為溫度25℃、入射光與檢測器的角度90°、累計次數100次,作為分散溶劑的折射率,輸入水的折射率(1.333)。
(4)噴墨墨液的ph
采用使用了ph電極“6337-10d”(株式會社堀場制作所制)的臺式ph計“f-71”(株式會社堀場制作所制),測定了在25℃的墨液的ph。
<含顏料聚合物粒子的制備>
制造例i(水不溶性聚合物(a-1)溶液的制造)
在具備2個滴液漏斗1和2的反應容器內加入表1的“初期投入單體溶液”所示種類的單體、溶劑、聚合引發劑(2,2’-偶氮二(2,4-二甲基戊腈))(和光純藥工業株式會社制,商品名:v-65b)、聚合鏈轉移劑(2-巰基乙醇)(kishida化學株式會社制)并混合,進行氮氣置換,得到初期投入單體溶液。
接著,將表1的“滴加單體溶液1”所示的單體、溶劑、聚合引發劑、聚合鏈轉移劑混合而得到滴加單體溶液1,將其加入到滴液漏斗1內,進行氮氣置換。另外,將表1的“滴加單體溶液2”所示的單體、溶劑、聚合引發劑、聚合鏈轉移劑混合而得到滴加單體溶液2,將其加入到滴液漏斗2內,進行氮氣置換。
需要說明的是,各表中的苯乙烯系大分子單體為東亞合成株式會社制的商品名:as-6s、數均分子量6000的50質量%甲苯溶液。blemmerpp1000為日油株式會社制的聚丙二醇單甲基丙烯酸酯(環氧丙烷平均加成摩爾數=5,末端:氫原子)的商品名。聚合引發劑v-65b為和光純藥工業株式會社制的2,2’-偶氮二(2,4-二甲基戊腈)的商品名。nkestertm-40g為新中村化學工業株式會社制的甲氧基聚乙二醇單甲基丙烯酸酯(環氧乙烷平均加成摩爾數=4)的商品名。
另外,各表中的甲基丙烯酸、苯乙烯使用和光純藥工業株式會社制的試劑,甲基丙烯酸月桂酯使用東京化成工業株式會社制的試劑。
在氮氣氣氛下,邊攪拌反應容器內的初期投入單體溶液,邊維持在77℃,用3小時緩緩地向反應容器內滴加滴液漏斗1中的滴加單體溶液1。接著,用2小時緩緩地向反應容器內滴加滴液漏斗2中的滴加單體溶液2。滴加結束后,將反應容器內的混合溶液在77℃攪拌0.5小時。
接著,制備將上述的聚合引發劑(v-65b)1.1份溶解于甲乙酮47.3份(和光純藥工業株式會社制)的聚合引發劑溶液,并加入到該混合溶液中,在77℃攪拌0.5小時,進行熟化。再進行12次上述聚合引發劑溶液的制備、添加和熟化。接著,將反應容器內的反應溶液在80℃維持1小時,以使固體成分濃度為36.0%的方式添加甲乙酮8456份,得到水不溶性聚合物a-1溶液。水不溶性聚合物a-1的重均分子量為82,000。
需要說明的是,關于表1~表3的單體投入比,苯乙烯系大分子單體的情況為固體成分50%的值,其他單體為固體成分100%的值。另外,表1~表3的單體溶液的投入量為以溶液計的值。
【表1】
制造例ii(水不溶性聚合物a-2溶液的制造)
在上述制造例i的表1記載的“初期投入單體溶液”中,將blemmerpp1000置換為nkestertm-40g,除此以外,按照制造例i記載的制造方法,如表2所示那樣得到水不溶性聚合物(a-2)溶液(聚合物固體成分濃度36%)。水不溶性聚合物(a-2)的重均分子量為67,000。
【表2】
制造例iii(水不溶性聚合物a-3溶液的制造)
使用表3記載的初期投入單體溶液、滴加單體溶液1、滴加單體溶液2,按照制造例i記載的制造方法,得到水不溶性聚合物(a-3)溶液(聚合物固體成分濃度36%)。水不溶性聚合物(a-3)的重均分子量為53,000。
【表3】
制造例iv(含顏料聚合物粒子a的水分散體的制造)
將制造例i所得的水不溶性聚合物(a-1)溶液(固體成分濃度36.0%)178.7份與甲乙酮(mek)45份混合,得到水不溶性聚合物(a-1)的mek溶液。在具有分散機葉片的容積為2l的容器中投入該水不溶性聚合物(a-1)的mek溶液,邊在1400rpm的條件下攪拌,邊添加離子交換水511.4份、5n氫氧化鈉水溶液22.3份(和光純藥工業株式會社制)和25%氨水溶液1.7份(和光純藥工業株式會社制),按照使基于氫氧化鈉得到的中和度為78.8摩爾%、基于氨得到的中和度為21.2摩爾%的方式進行調整,邊用0℃的水浴進行冷卻,邊在1400rpm下攪拌15分鐘。
接著,加入炭黑(cabotjapan株式會社制、商品名:monarch880)214份,在6400rpm下攪拌1小時。將所得的顏料混合物使用microfluidizer“m-7115”(microfluidics公司制)在150mpa的壓力下進行9次分散處理,得到分散處理物(固體成分濃度25.0%)。
將上述工序所得的分散處理物324.5份加入到2l茄形燒瓶中,加入離子交換水216.3份(固體成分濃度15.0%),使用旋轉式蒸餾裝置“旋轉蒸發器”(n-1000s,東京理化器械株式會社制),在轉速50r/min下在調整為32℃的溫浴中以0.09mpa的壓力保持3小時,除去有機溶劑。再將溫浴調整為62℃,將壓力降低至0.07mpa,進行濃縮至固體成分濃度達到25%為止。
將所得的濃縮物投入500ml角度旋轉器中,使用高速冷卻離心機(himaaar22g,日立工機株式會社制,設定溫度20℃)在7000rpm下離心分離20分鐘后,將液層部分用1.2μm的過濾器(map-010xs,株式會社rokitechno社制)進行過濾。
在上述所得的濾液300份(57.7份顏料、17.3份水不溶性聚合物a-1)中添加proxellv(s)(lonzajapan株式會社制,防霉劑,有效分20%)0.68份,再按照使固體成分濃度為22.0%的方式添加離子交換水40.23份,在室溫攪拌1小時,得到含顏料聚合物粒子a的水分散體(顏料水分散體;平均粒徑105nm,ph9.0)。
將含顏料聚合物粒子a的水分散體稱為“水分散體a”。
制造例v(含顏料聚合物粒子b的水分散體的制造)
在水分散體a100份中添加環氧交聯劑(三羥甲基丙烷聚縮水甘油醚、nagasechemtex株式會社制、商品名:denacolex321l、環氧當量129)0.27份(相對于聚合物中甲基丙烯酸所含的成為交聯反應點的羧酸,相當于25mol%),再按照使固體成分濃度為22.0%的方式添加離子交換水0.95份。在70℃攪拌5小時,冷卻至室溫后,得到含顏料聚合物粒子b的水分散體(顏料水分散體;平均粒徑106nm,ph9.9)。
將含顏料聚合物粒子b的水分散體稱為“水分散體b”。
制造例vi(含顏料聚合物粒子c的水分散體的制造)
除了將上述水不溶性聚合物(a-1)置換為制造例ii記載的不溶性聚合物(a-2)以外,按照制造例iv記載的制造方法,得到含顏料聚合物粒子c的水分散體(顏料水分散體;平均粒徑95nm、ph9.0)。
將含顏料聚合物粒子c的水分散體稱為“水分散體c”。
制造例vii(含顏料聚合物粒子d的水分散體的制造)
除了將水不溶性聚合物(a-1)置換為制造例ii記載的不溶性聚合物(a-3)以外,按照制造例iv記載的制造方法,得到含顏料聚合物粒子d的水分散體(顏料水分散體;平均粒徑115nm,ph9.0)。
將含顏料聚合物粒子d的水分散體稱為“水分散體d”。
制造例viii(含顏料聚合物粒子f的水分散體的制造)
除了將炭黑置換為偶氮顏料(顏料黃74,山陽色素株式會社制,商品名:fastyellow7414)以外,按照制造例iv記載的制造方法,得到含顏料聚合物粒子f的水分散體(顏料水分散體;平均粒徑120nm,ph8.5)。
將含顏料聚合物粒子f的水分散體稱為“水分散體f”。
制造例ix(含顏料聚合物粒子g的水分散體的制造)
除了將炭黑置換為喹吖啶酮顏料(顏料紅122,dic株式會社制,商品名:fastgensupermagentargt)以外,按照制造例iv記載的制造方法,得到含顏料聚合物粒子g的水分散體(顏料水分散體;平均粒徑125nm,ph8.9)。
將含顏料聚合物粒子g的水分散體稱為“水分散體g”。
制造例x(含顏料聚合物粒子h的水分散體的制造)
除了將炭黑置換為銅酞菁顏料(顏料藍15:3,dic株式會社制,商品名:fastgenbluetgr-sd)以外,按照制造例iv記載的制造方法,得到含顏料聚合物粒子h的水分散體(顏料水分散體;平均粒徑100nm,ph9.0)。
將含顏料聚合物粒子h的水分散體稱為“水分散體h”。
<用水溶性聚合物分散的顏料的制備>
制造例xi(用水溶性聚合物分散的顏料i的水分散體的制造)
除了代替不溶性聚合物(a-1)而使用作為水溶性聚合物的苯乙烯-丙烯酸共聚物(商品名:joncryl68(basfjapan株式會社制)以外,按照制造例iv記載的制造方法,得到用水溶性聚合物分散的顏料i的水分散體(顏料水分散體;平均粒徑95nm,ph9.1)。
將顏料i的水分散體稱為“水分散體i”。
<噴墨墨液的制備>
制造例1(墨液1的制造)
在制造例iv記載的水分散體a41.3份(相當于墨液中的顏料濃度7%、固體成分濃度22%)中添加丙二醇35份(和光純藥工業株式會社制)、surfynol104pg500.3份(日信化學工業公司制,固體成分濃度50%,含有丙二醇50%)、emulgen1200.6份(花王株式會社制)、甘油5.0份(花王株式會社制)以及使墨液達到100份的水,在室溫下攪拌30分鐘。之后,用1.2μm的過濾器(map-010xs)進行過濾,得到墨液1。
制造例2(墨液2的制造)
除了將水溶性有機溶劑置換為丙二醇10份、二乙二醇(和工純藥工業株式會社制)15份、甘油5.0份以外,按照制造例1記載的制造方法,得到墨液2。
制造例3(墨液3的制造)
除了將水溶性有機溶劑置換為丙二醇35份、二乙二醇10份以外,按照制造例1記載的制造方法,得到墨液3。
制造例4(墨液4的制造)
除了將水溶性有機溶劑置換為丙二醇35份以外,按照制造例1記載的制造方法,得到墨液4。
制造例5(墨液5的制造)
除了將水溶性有機溶劑置換為丙二醇25份、甘油5.0份并且將表面活性劑置換為surfynol104pg501.0份、emulgen1201.0份以外,按照制造例1記載的制造方法,得到墨液5。
制造例6(墨液6的制造)
除了將水溶性有機溶劑置換為丙二醇25份并且將表面活性劑置換為surfynol104pg501.5份、emulgen1201.5份以外,按照制造例1記載的制造方法,得到墨液6。
制造例7(墨液7的制造)
除將水溶性有機溶劑置換為丙二醇20份、甘油5.0份并且添加水不溶性聚合物粒子neocryla11274.5份(相當于墨液中的水不溶性聚合物粒子2%,dsmneoresins公司制,固體成分44質量%,平均粒徑65nm,ph7.7)以外,按照制造例5記載的制造方法,得到墨液7。
制造例8(墨液8的制造)
除了將水分散體a置換為制造例v記載的水分散體b41.9份(相當于墨液中的顏料濃度7%)以外,按照制造例7記載的制造方法,得到墨液8。
制造例9(墨液9的制造)
除了將水分散體a置換為制造例vi記載的水分散體c以外,按照制造例7記載的制造方法,得到墨液9。
制造例10(墨液10的制造)
除了將水分散體a置換為制造例vii記載的水分散體d以外,按照制造例7記載的制造方法,得到墨液10。
制造例11(墨液11的制造)
除了將水分散體a41.3份置換為46.7份水分散體d(sensientindustrialcolors公司制的自分散型顏料(商品名sensijetblacksdp100),固體成分濃度15%)以外,按照制造例7記載的制造方法,得到墨液11。
制造例12(墨液12的制造)
除了將水溶性有機溶劑置換為1,2-丁二醇(東京化成工業株式會社制)35份以外,按照制造例4記載的制造方法,得到墨液12。
制造例13(墨液13的制造)
除了將水溶性有機溶劑置換為3-甲基-1,3-丁二醇(東京化成工業株式會社制)35份以外,按照制造例4記載的制造方法,得到墨液13。
制造例14(墨液14的制造)
除了將水溶性有機溶劑置換為1,2-戊二醇(東京化成工業株式會社制)35份以外,按照制造例4記載的制造方法,得到墨液14。
制造例15(墨液15的制造)
除了將水溶性有機溶劑置換為1,2-己二醇(東京化成工業株式會社制)35份以外,按照制造例4記載的制造方法,得到墨液15。
制造例16(墨液16的制造)
除了將水溶性有機溶劑置換為二乙二醇單丁醚(東京化成工業株式會社制)35份以外,按照制造例4記載的制造方法,得到墨液16。
制造例17(墨液17的制造)
除了將水溶性有機溶劑置換為丙二醇40份以外,按照制造例1記載的制造方法,得到墨液17。
制造例18(墨液18的制造)
除了將水溶性有機溶劑置換為丙二醇45份以外,按照制造例1記載的制造方法,得到墨液18。
制造例19(墨液19的制造)
除了將水溶性有機溶劑置換為丙二醇47份以外,按照制造例1記載的制造方法,得到墨液19。
制造例20(墨液20的制造)
除了將水分散體a置換為制造例viii記載的水分散體f以外,按照制造例7記載的制造方法,得到墨液20。
制造例21(墨液21的制造)
除了將水分散體a置換為制造例ix記載的水分散體g以外,按照制造例7記載的制造方法,得到墨液21。
制造例22(墨液22的制造)
除了將水分散體a置換為制造例x記載的水分散體h以外,按照制造例7記載的制造方法,得到墨液22。
制造例23(墨液23的制造)
除了將水溶性有機溶劑置換為二乙二醇40份以外,按照制造例1記載的制造方法,得到墨液23。
制造例24(墨液24的制造)
除了將水溶性有機溶劑置換為丙二醇20份、甘油10份以外,按照制造例1記載的制造方法,得到墨液24。
制造例25(墨液25的制造)
除了將水溶性有機溶劑置換為丙二醇10份、二乙二醇5份以外,按照制造例5記載的制造方法,得到墨液25。
制造例26(墨液26的制造)
除了將水溶性有機溶劑置換為甘油30份以外,按照制造例1記載的制造方法,得到墨液26。
制造例27(墨液27的制造)
除了將水分散體a置換為制造例xi記載的水分散體i并且將水溶性有機溶劑置換為丙二醇30份以外,按照制造例4記載的制造方法,得到墨液27。
制造例28(墨液28的制造)
除了將水溶性有機溶劑置換為丙二醇50份以外,按照制造例1記載的制造方法,得到墨液28。
在表4中示出噴墨墨液的組成(固體成分)。需要說明的是,在丙二醇中包含來自表面活性劑surfynol104pg50的物質。
【表4】
<噴墨記錄介質的制作>
在以下的噴墨記錄介質a~w的制作中,“份”和“%”只要沒有特別記載,就是以固體成分計的“質量份”和“質量%”。另外,涂布量為每單面所對應的固體成分。
<基材>
作為紙漿原料,使用csf390ml的闊葉樹漂白牛皮紙漿(lbkp)87份和csf480ml的針葉樹漂白牛皮紙漿(nbkp)13份,并將相對于紙漿100份配合了紙力增強劑(陽離子化淀粉)0.5份、硫酸鋁0.55份、碳酸鈣13份的紙料用長網抄造機進行抄造,得到單位面積重量80g/m2的基材。
<墨液接受層用涂布液>
將下述配合物按照表5所示的比例(質量份)與水:32.0份一起攪拌分散,制成墨液接受層用涂布液。
碳酸鈣(株式會社fimatec社制,制品名:fmt-90,d50:1.2μm)
淀粉(penfold公司制,制品名:pg295)
丙烯腈-丁二烯系共聚物膠乳(jsr株式會社制,制品名:np-150)
另外,在一部分的制造例中,作為其他顏料,還添加了粘土(huber公司制,制品名:hydragloss)或二氧化硅(tosohsilica株式會社制,制品名:nipgelay-200)。
另外,在制造例n、o、p、q中,代替上述碳酸鈣(株式會社fimatec社制,制品名:fmt-90,d50:1.2μm)而分別使用了100份碳酸鈣(オミヤコ一リア社制、制品名:hydrocarb90,d50:0.3μm)、碳酸鈣(株式會社fimatec社制,制品名:fmt-97,d50:1.0μm)、碳酸鈣(株式會社fimatec社制,制品名:fmt-65,d50:2.0μm)、碳酸鈣(三共精粉株式會社制,制品名:escalona,d50:10.0μm),除此以外,與制造例a同樣地制作噴墨記錄介質q。
碳酸鈣的d50值如表5所示。d50的測定如上述那樣利用激光法粒度測定機(malvern公司制mastersizers型,光源的紅色光為633nm(he-ne激光)、藍色光為466nm(led))進行了測定。另外,在測定時使用使碳酸鈣分散于水而成的分散液。
接著,使用刮刀涂布機將上述墨液接受層用涂布液涂布至上述基材的單面使得無機顏料的合計以每單面的固體成分計為表5的值后,進行干燥。接著,利用軟壓區壓光機(線壓:20kn/m、輥溫度:40℃)進行2次壓光處理,制作表5所示的各制造例的噴墨記錄介質。
【表5】
<基于噴墨記錄的印刷物的評價>
使用表4、表5中分別示出的噴墨墨液和噴墨記錄介質,進行噴墨記錄,并利用以下的方法制成印刷物,進行了評價。
<印刷物的作成>
在溫度23±1℃、相對濕度50±5%的環境下,將表4所示的噴墨墨液填充到裝備有噴墨頭“kj4b-qa06ntb-stdv”或“kj4b-yh06wst-stdv”(均為京瓷株式會社制)的一次走紙印刷的印刷評價裝置(株式會社try-tech制)中。
設定為打印頭電壓26v、打印頭溫度32℃、分辨率600dpi、排出前閃光次數200發、負壓-4.0kpa。需要說明的是,頻率(在kj4b-qa06ntb-stdv中于20、30khz下使用,在kj4b-yh06wst-stdv中于40khz下使用)和墨液排出時的液滴尺寸設為表6、表7記載的條件。
按照使噴墨記錄介質的長度方向與運送方向相同的方式,在減壓下將噴墨記錄介質固定在上述印刷評價裝置的運送臺上。
將印刷命令轉送到上述印刷評價裝置,將噴墨墨液在噴墨記錄介質的墨液接受層上印刷注入量100%的實地圖像(600×600dpi)和10%的圖像(網點直徑測定用),制成印刷物。
<評價1:每單位面積的噴墨記錄介質所對應的碳酸鈣的含量x(g/m2)與每個網點面積所對應的水溶性有機溶劑a的量y(g/m2)的比率y/x的測定>
首先,按照以下方式求得y(g/m2)。使用便攜式圖像評價系統pias(注冊商標)-ii(qea公司制,使用高分辨率光學模塊),以使每1個視野內包含10點以上印刷物(注入量10%的圖像)上的墨液網點的方式取得圖像,計算該圖像內的各網點的平均粒徑。將該作業進行5個視野的測定,并采用將各視野中的平均粒徑的平均值作為平均網點直徑。
需要說明的是,通過將圖像進行2值化處理而識別墨液部分(=網點)(區分記錄介質部分和墨液部分),并利用相當于墨液部分(網點)的面積的圓直徑求得各網點的平均粒徑。
平均粒徑(μm)=√(4a/π);a=網點的面積(μm2)
進而,計算具有平均網點直徑的正圓的面積,視為網點面積。接著,將噴墨墨液的比重視為1.05,根據墨液中的水溶性有機溶劑a的比率(%)×液滴尺寸(pl:皮升=×10-15m3)×墨液比重1.05(g/cm3),由噴墨墨液中的水溶性有機溶劑a的含量和液滴尺寸計算1個網點中的水溶性有機溶劑a的含量(g)。然后,求得y(g/m2)。
另一方面,根據表5,求出噴墨記錄介質的每單位面積的墨液接受層(被印刷的面)所對應的碳酸鈣的含量x(g/m2),并計算y/x。
<評價2.干燥性的評價>
在上述印刷物(實地圖像)各自印字5秒后、10秒后,將卷繞普通紙(商品名:xerox4200)的450g的重物在實地圖像上放置5秒,對卷繞于重物的紙的附著顏色的面(與實地圖像的接面)的印刷濃度進行了測定。印刷濃度使用光學濃度計“speatroeye”(gretagmacbeth公司制),在測定模式(ansi、pap、pol)下于紙的接面的10點位置進行測定,求得其平均值。值越小,表示干燥性越良好。
按照以下的基準進行了評價。若評價為○、δ,則實用上沒有問題。
(評價基準)
○:印字濃度0.1以下(印刷面大致干燥)
δ:印字濃度0.11~0.15(在印刷面的一部分干燥不充分)
×:印字濃度大于0.15(印刷面的干燥不充分)
<評價3.定影性的評價>
在上述印刷物(實地圖像)各自印字印字1分鐘后、5分鐘后,將卷繞普通紙(商品名:xerox4200)的450g的重物放置在實地圖像上,使其往復滑動10次。對卷繞于重物的紙的附著顏色的面(與實地圖像的接面)的印刷濃度進行了測定。測定與評價2同樣地進行,并在紙的接面的5點的位置進行測定,求得其平均值。值越小,表示定影性越良好。
按照以下的基準進行了評價。若評價為○、δ,則實用上沒有問題。
(評價基準)
○:印字濃度0.1以下(印刷面幾乎無剝離)
δ:印字濃度0.11~0.4(印刷面略微產生剝離)
×:印字濃度大于0.4(印刷面大幅產生剝離)
<評價4.印刷濃度的評價>
將上述印刷物(實地圖像)在溫度23±1℃、相對濕度50±5%的環境中放置1天后,使用光學濃度計speatroeye(gretagmacbeth公司制),測定實地圖像上的任意10個部位的印字濃度,求得平均值。數值越大,表示顯色性越高。
若數值為1.60以上,則為良好。
<評價5.光澤度的評價>
將上述印刷物(實地圖像)和未印刷的墨液接受層表面(白紙)分別在溫度23±1℃、相對濕度50±5%的環境中放置1天后,利用光澤計(日本電色工業株式會社制,商品名:handyglossmeter,型號:pg-1)測定5次基于jis-z8741的60°光澤度,求得平均值。數值越大,光澤性越高。
在膠版印刷用無光涂布紙中,若未印刷部的60°光澤度(白紙光澤度)為3%以上,則為良好,若印刷部的60°光澤度為10%以上,則為良好。
<評價6.膠版印刷的手感的評價>
將上述印刷物(實地圖像)在溫度23±1℃、相對濕度50±5%的環境中放置1天后,通過目視按照下述的基準評價了印刷有實地圖像的印刷面即墨液接受層表面和白紙的非印刷面即墨液接受層表面兩者的面感。
若評價為○、δ,則在實用上沒有問題。
(評價基準)
○:得到膠版印刷型的手感。
δ:得到接近膠版印刷型的手感。
×:未得到膠版印刷型的手感。
<評價7.排出性的評價>
分別使用各實施例的組合的噴墨墨液和噴墨記錄介質,利用上述印刷評價裝置進行印刷后,在不保護噴嘴面的情況下放置30分鐘,之后,對在雙面高品質普通紙<再生紙>(精工愛普生株式會社制,型號ka4250npdr)上印刷能夠判別是否從全部的噴嘴(2656噴嘴)排出的圖案時的噴嘴的噴嘴缺失(未正常排出的阻塞的噴嘴)數進行計數,并按照以下的評價基準評價了排出性。噴嘴缺失數越少,排出性越良好。
若評價為○、δ,則在實用上沒有問題。
(評價基準)
○:無噴嘴缺失
δ:噴嘴缺失1~5
×:噴嘴缺失6以上
所得的結果如表6~表8所示。
【表6】
【表7】
【表8】
由表6~表8可知:噴墨記錄介質的墨液接受層含有規定量的無機顏料、淀粉、共聚物膠乳和碳酸鈣,在噴墨墨液含有規定的顏料和規定量的水溶性有機溶劑a、b和水的各實施例的情況下,墨液的排出性、墨液的干燥性、定影性、印字濃度、光澤性均優異,并且得到了膠版印刷型的手感。
另一方面,在使用水溶性有機溶劑a的含量不足10質量%的噴墨墨液23、26的比較例1、4~8的情況下,墨液的干燥性降低。另外,在使用水溶性有機溶劑a的含量超過48質量%的噴墨墨液28的比較例10的情況下,墨液的定影性降低。
在使用水溶性有機溶劑b的含量超過5質量%的噴墨墨液24的比較例2的情況下,墨液的干燥性降低。
在使用水的含量超過70質量%的噴墨墨液25的比較例3的情況下,墨液定影性降低。另外,墨液干燥性過高,相應地在打印頭噴嘴表面墨液發生固化從而排出性降低。
在使用分散到水溶性分散劑中的顏料的比較例9的情況下,墨液穩定性本來就差,因此在打印頭噴嘴表面墨液干燥時產生大量凝聚物,干燥性和定影性降低。
在墨液接受層中的無機顏料中的碳酸鈣的含量不足80質量%的比較例11、12的情況下,墨液的干燥性和定影性中的至少任一者變差。需要說明的是,在比較例11中,由于無機顏料包含粘土,因此膠版印刷型的手感與各實施例同樣好,但是由于粘土與碳酸鈣相比對墨液的吸收性較差,因此墨液干燥性特別差。另外,在比較例12中,由于無機顏料包含二氧化硅,因此墨液干燥性良好,但是印字濃度降低,膠版印刷型的手感也差。
在相對于無機顏料100質量份淀粉的配合量不足0.5質量份的比較例13的情況下,由于墨液接受層用涂布液的保水性不足,因此墨液接受層的涂布不均較大,在墨液接受層少的部分中墨液的定影性差。
在相對于無機顏料100質量份共聚物膠乳的配合量不足3質量份的比較例14的情況下,在噴墨記錄時墨液未充分展開,在墨液過剩的部分中墨液的定影性差。
另一方面,在共聚物膠乳的配合量超過9質量份的比較例15的情況下,在墨液的展開過剩的同時,墨液接受層中的空隙不足,從而墨液的干燥性差。