喷墨记录用水性油墨的制作方法

喷墨记录用水性油墨的制作方法
【专利摘要】本发明涉及喷墨记录用水性油墨。一种喷墨记录用水性油墨，其含有颜料、表面活性剂和水，在温度25℃、寿命时间10ms的条件下测定的所述水性油墨的动态表面张力为35mN/m以上，在温度25℃、寿命时间50ms的条件下测定的所述水性油墨的动态表面张力为34.5mN/m以下。
【专利说明】
喷墨记录用水性油墨
技术领域
[0001] 本发明涉及喷墨记录用水性油墨、墨盒、喷墨记录装置及喷墨记录方法。
【背景技术】
[0002] 作为喷墨记录中使用的油墨，提出了含有颜料和水的水性颜料油墨（日本特开 2004-231711 号公报）。

【发明内容】

[0003] 发明所要解决的问题
[0004] 对于上述水性颜料油墨而言，为了能够进行稳定的喷出，重要的是抑制由干燥引 起的增粘和固化从而不产生出墨延迟（Delay in ink discharge)。另外，上述水性颜料油 墨还要求图像质量的提高。因此，本发明的目的在于提供由干燥引起的增粘和固化得到抑 制、不易广生出墨延迟且图像质量也提尚的喷墨记录用水性颜料油墨。
[0005] 用于解决问题的方法
[0006] 根据本发明的第一方式，提供一种喷墨记录用水性油墨，其含有颜料、表面活性剂 和水，在温度25°C、寿命时间10ms的条件下测定的上述水性油墨的动态表面张力为35mN/ m以上，在温度25 °C、寿命时间50ms的条件下测定的上述水性油墨的动态表面张力为 34. 5mN/m 以下。
[0007] 根据本发明的第二方式，提供一种墨盒，其包含第一方式的喷墨记录用水性油墨。
[0008] 根据本发明的第三方式，提供一种喷墨记录装置，其包含第一方式的喷墨记录用 水性油墨、收纳上述水性油墨的油墨收纳部和形成有多个喷嘴并从上述多个喷嘴喷出收纳 于上述油墨收纳部中的上述水性油墨的油墨喷出机构。
[0009] 根据本发明的第四方式，提供一种喷墨记录方法，其包括：准备喷墨记录用水性油 墨，所述喷墨记录用水性油墨含有颜料、表面活性剂和水，在温度25°C、寿命时间10ms的条 件下测定的动态表面张力为35mN/m以上，在温度25°C、寿命时间50ms的条件下测定的动态 表面张力为34. 5mN/m以下；以及通过喷墨方式将上述水性油墨喷出到记录介质上。
【附图说明】
[0010] 图1是表示本发明的喷墨记录装置的一例的构成的概略立体图。
【具体实施方式】
[0011] 对本发明的喷墨记录用水性油墨（以下，有时称为"水性油墨"或"油墨"）进彳丁说 明。本发明的水性油墨含有颜料、表面活性剂和水。
[0012] 上述颜料没有特别限定，可以列举例如炭黑、无机颜料和有机颜料等。上述炭黑没 有特别限定，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、氧化铁系无机颜料和炭黑系无机颜料等。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、茈和芘酮 颜料、蒽醌颜料、喹吖啶酮颜料、二嗪颜料、硫靛颜料、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，即使是除此以外的其他颜料，只要能够分散于水相 中则也可以使用。作为这些颜料的具体例，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、73、74、75、78、83、93、94、95、97、98、114、128、129、138、 150、151、154、180、185和194;(：.1.颜料橙31和43 ;(：.1.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、150、166、168、175、176、177、178、 184、185、190、202、221、222、224和 238;(：.1.颜料紫19和196;(：.1.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 ;以及这些颜料的固溶体等。本发明 的水性油墨可以为将上述颜料用分散剂分散于水中而得到的油墨。作为上述分散剂，可以 使用例如通常的高分子分散剂等。另外，本发明的水性油墨中，上述颜料可以为用高分子进 行了胶囊化的颜料。
[0013] 上述颜料可以为自分散型颜料。对于上述自分散型颜料而言，例如直接或经由其 他基团通过化学键合在颜料粒子中导入有羰基、羟基、羧酸基、磺酸基、磷酸基等亲水性基 团和它们的盐中的至少一种，由此，即使不使用分散剂也能够分散在水中。上述自分散型 颜料可以使用通过例如与美国专利第5609671号对应的日本特开平8-3498号公报、与美 国专利第5837045号对应的日本特表2000-513396号公报、与美国专利第2006/0201380 号对应的日本特表2008-524400号公报、与美国专利公开公报第2007/0100023号和 第2007/0100024号对应的日本特表2009-515007号公报、与美国专利公开公报第 2009/0229489号对应的日本特表2011-515535号公报等记载的方法对颜料进行处理而得 到的颜料。作为上述自分散型颜料的原料，无机颜料和有机颜料均可以使用。另外，作为 适于进行上述处理的颜料，可以列举例如三菱化学株式会社制造的"MA8"、"MA100"等炭黑 等。上述自分散型颜料可以使用例如市售品。作为上述市售品，可以列举例如：卡博特公司 制造的 "CAB-0-JET (注册商标）200"、"CAB-0-JET (注册商标）250C"、"CAB-0-JET (注册商 标）260M"、"CAB-0-JET (注册商标）270Y"、"CAB-0-JET (注册商标）300"、"CAB-0-JET (注 册商标）400"、"048-0-邛1'(注册商标）450(："、"048-0-邛1'(注册商标）4651"和 "CAB-0-JET (注册商标）470Y" ；东方化学工业株式会社制造的「B0NJET (注册商标）BLACK CW-2"和"B0NJET (注册商标）BLACK CW-3" ；东洋油墨制造株式会社制造的"LI0JET (注册 商标）WD BLACK 002C" 等。
[0014] 上述水性油墨总量中上述颜料的固体成分配合量（颜料固体成分量）没有特别 限定，可以根据例如期望的光学浓度或彩度等进行适当设定。上述颜料固体成分量例如为 0. 1重量％~20重量％，优选为6重量％~10重量％，更优选为7重量％~9重量％。上 述颜料固体成分量越多，则越能得到高光学浓度（0D值），但另一方面，还容易产生由干燥 引起的增粘和固化。根据本发明，不依赖于上述颜料固体成分量，能够抑制由干燥引起的增 粘和固化，不易产生出墨延迟。另外，上述颜料的平均粒径没有特别限制，可以根据目的适 当选择，例如为l〇〇nm~200nm，从提高图像质量（光学浓度）的观点出发，优选为140nm~ 170nm。关于上述平均粒径，例如，可以将上述颜料以使固体成分配合量为0.02重量％的方 式进行稀释，使用株式会社堀场制作所制造的动态散射式粒径分布测定装置LB-550,将散 射光强度作为粒径基准来计算。
[0015] 从防止出墨延迟且得到高光学浓度（0D值）的观点出发，上述颜料优选自分散型 颜料，更优选由羧基修饰的自分散型颜料。另外，上述水性油墨通过以例如7重量％~9重 量％这样的高配合量含有自分散型颜料、优选含有由羧基修饰的自分散型颜料，能够得到 更高的光学浓度（0D值）。上述水性油墨除了上述颜料以外，可以进一步含有染料等其他着 色剂，也可以不含有。
[0016] 上述表面活性剂没有特别限定，可以列举例如：日信化学工业株式会社制造的非 离子型表面活性剂"才;P 7 0(注册商标）"系列等；陶氏化学株式会社制造的非离子型 表面活性剂"TERGIT0L"系列等；花王株式会社制造的非离子型表面活性剂"EMULGEN(注 册商标）"系列、"RHE0D0L(注册商标）"系列、"EMAS0L(注册商标）"系列、"EXCEL(注册 商标）"系列、"ΕΜΑΝ0Ν(注册商标）"系列、"AMIET (注册商标）"系列和"ΑΜΙΝ0Ν(注册商 标）"系列等；东邦化学工业株式会社制造的非离子型表面活性剂" y少求 >(注册商标）" 系列；狮王株式会社制造的非离子型表面活性剂"D0BAN0X(注册商标）"系列、"LE0C0L(注 册商标）"系列、"LE0X (注册商标）"系列、"LAOL，LE0C0N(注册商标）"系列、"LI0N0L (注 册商标）"系列、"CADENAX(注册商标）"系列、"LI0N0N(注册商标）"系列和"LE0FAT (注 册商标）"系列等；花王株式会社制造的阴离子型表面活性剂"EMAL(注册商标）"系列、 " LATEMUL (注册商标）"系列、" VEN0L (注册商标）"系列、"NE0PELEX (注册商标）"系列、NS SOAP、KS SOAP、OS SOAP和"PELEX (注册商标）"系列等；狮王株式会社制造的阴离子型表 面活性剂"LIP0LAN(注册商标）"系列、"LIP0N(注册商标）"系列、"SUNN0L(注册商标）" 系列、"LIP0TAC(注册商标）TE，ENAGIC0L"系列、"LIPAL(注册商标）"系列和"L0TAT (注 册商标）"系列等；第一工业制药株式会社制造的阳离子型表面活性剂"力爹才一Υ >(注 册商标）ES-〇W"和"力于才一(注册商标）ES_L"等。上述表面活性剂可以单独使用一 种，也可以组合使用两种以上。上述水性油墨总量中上述表面活性剂的配合量例如为0. 1 重量％~10重量％，优选为〇. 1重量％~8重量％，更优选为0. 1重量％~5重量％。
[0017] 上述水性油墨中，优选上述表面活性剂包含非离子型表面活性剂，上述非离子型 表面活性剂的HLB为8~12。本发明人发现，非离子型表面活性剂的疏水性越强，即HLB越 低，则使在寿命时间50ms的条件下测定的上述水性油墨的动态表面张力降低、抑制白色条 状的不均（深浅道）的作用越强。因此，更优选非离子型表面活性剂的HLB为8~9。HLB 为8~12的上述非离子型表面活性剂优选为具有环氧乙烷基的非离子型表面活性剂，更优 选为式（1)所示的乙炔二醇系非离子型表面活性剂。
[0018]
[0019] 式⑴中，m和η可以相同也可以不同，为满足m+n = 1~15的数，优选为满足 m+n = 3~11的数，更优选为满足m+n = 1~6的数。式⑴中，R1、R2、R3和R4各自可以 相同也可以不同，为碳原子数1~5的直链状或支链状烷基。作为上述烷基，可以列举例如 甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基等，优选甲基或异丁基。
[0020] 作为式⑴所示的乙炔二醇系非离子型表面活性剂，可以列举例如日信化学工业 株式会社制造的"才少7 4 > (注册商标）1004"（HLB = 7~9)和"才少7 4 > (注册商 标）1006"（HLB = 11~12)等。使用式⑴所示的非离子型表面活性剂时，能够得到白色 条状的不均（深浅道）进一步得到抑制、图像质量提高的水性油墨。
[0021] 上述非离子型表面活性剂例如可以为具有式（2)所示的支链型结构的非离子型 表面活性剂。式（2)中，X为正的整数，优选为3~10,特别优选为6。作为式（2)所示的 非离子型表面活性剂，可以列举例如陶氏化学株式会社制造的"TERGITOL TMN-6"等。
[0022]
[0023] 上述水性油墨总量中上述非离子型表面活性剂的配合量优选为0. 2重量％~0. 6 重量％，更优选为〇. 3重量％~0. 4重量％。
[0024] 推测水性油墨中的非离子型表面活性剂具有使在寿命时间50ms的条件下测定的 上述水性油墨的动态表面张力降低、抑制白色条状的不均（深浅道）的作用。但认为，非离 子型表面活性剂的一部分吸附于颜料表面而无助于动态表面张力的降低。因此，为了将在 寿命时间50ms的条件下测定的上述水性油墨的动态表面张力调节至适当的范围，需要根 据水性油墨中的颜料的配合量来调节非离子型表面活性剂的配合量。例如，上述水性油墨 中，优选以满足下述条件（I)的方式配合有上述颜料和式（1)所示的非离子型表面活性剂。 满足下述条件（I)时，能够得到白色条状的不均（深浅道）进一步得到抑制、图像质量提高 的水性油墨。
[0025] 条件（I) : (Nl/P) X 100 彡 3. 3
[0026] N1 :上述水性油墨总量中式⑴所示的非离子型表面活性剂的配合量（重量％ )
[0027] P :上述水性油墨总量中上述颜料的配合量（重量％ )
[0028] 上述条件⑴下的（N1/P)X 100的上限值没有特别限定，优选为7.1以下。另外 推测，在使用高分子分散剂等将颜料分散的情况下，非离子型表面活性剂除吸附于颜料以 外还吸附于高分子分散剂。因此，使用不需要高分子分散剂等的自分散型颜料更能够以更 少的非离子型表面活性剂的配合量将动态表面张力调节至适当的范围。从该观点出发，本 发明的水性油墨更优选使用自分散型颜料作为颜料并满足上述条件（I)。
[0029] 上述水优选为离子交换水或纯水。上述水性油墨总量中上述水的配合量例如可以 设定为其他成分的余量。
[0030] 上述水性油墨可以还含有水溶性有机溶剂。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在记录介质上 的干燥速度的渗透剂。使用上述渗透剂时，能够得到渗出得到进一步抑制、图像质量提高的 水性油墨。
[0031] 上述润湿剂没有特别限定，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；二丙酮醇等酮醇； 四氢呋喃、二氧杂环己烷等醚；聚亚烷基二醇等聚醚；亚烷基二醇、甘油、三羟甲基丙烷、三 羟甲基乙烷、1，2-乙二醇、1，2-丙二醇、1，2- 丁二醇、1，2-戊二醇、1，2-己二醇、1，2, 4- 丁 三醇、1，2, 5-戊三醇、1，2, 6-己三醇等多元醇；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。
[0032] 上述水性油墨总量中上述润湿剂的配合量例如为0重量％~95重量％，优选为5 重量％~80重量％，更优选为5重量％~50重量％。
[0033] 在上述水性油墨含有甘油的情况下，上述水性油墨总量中上述甘油的配合量例如 为8重量％~30重量％，优选为10重量％~23重量％，更优选为11重量％~23重量％。 非离子型表面活性剂在水中的溶解度低，但甘油的配合量在该范围内时，能够促进非离子 型表面活性剂在水中的溶解，水性油墨的保存稳定性提高。此外，从促进非离子型表面活性 剂在水中的溶解的观点出发，水性油墨中，甘油的配合量（G)相对于上述式（1)所示的非离 子型表面活性剂的配合量（N1)的重量比（G/N1)例如为15~95,优选为20~90,更优选 为36~80。
[0034] 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。
[0035] 上述水性油墨总量中上述渗透剂的配合量例如为0重量％~20重量％，优选为0 重量％~15重量％，更优选为1重量％~4重量％。
[0036] 上述水性油墨根据需要可以还含有以往公知的添加剂。作为上述添加剂，可以列 举例如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。
[0037] 上述水性油墨例如可以通过将颜料、表面活性剂和水以及根据需要使用的其他添 加成分通过以往公知的方法均匀混合并利用过滤器等除去不溶物来制备。
[0038] 如前所述，在温度25°C、寿命时间10ms的条件下测定的上述水性油墨的动态表面 张力为35mN/m以上，且在温度25°C、寿命时间50ms的条件下测定的上述水性油墨的动态 表面张力为34. 5mN/m以下。通过使在寿命时间10ms和50ms的条件下测定的动态表面张 力分别在上述预定的范围内，水性油墨的由干燥引起的增粘和固化得到抑制，不易产生出 墨延迟，并且图像质量也提高。在寿命时间l〇ms的条件下测定的上述水性油墨的动态表面 张力假设为从喷墨头的喷嘴喷出时的水性油墨的动态表面张力。从喷嘴喷出时，水性油墨 的表面张力在一定程度上越高越优选。由此，水性油墨在喷嘴内能够形成稳定的弯液面， 能够进行稳定的喷出。本发明人发现，在温度25°C、寿命时间10ms的条件下测定的上述 水性油墨的动态表面张力为35mN/m以上时，能够进行稳定的喷出。另一方面，在寿命时间 50ms的条件下测定的上述水性油墨的动态表面张力假设为在记录时喷射到记录介质上时 的油墨的动态表面张力。喷射到记录介质上时，水性油墨的表面张力在一定程度上越低越 优选。由此，水性油墨能够在记录介质上扩散，抑制白色条状的不均（深浅道），图像质量提 高。本发明人发现，在温度25°C、寿命时间50ms的条件下测定的上述水性油墨的动态表面 张力为34. 5mN/m以下时，图像质量提高。需要说明的是，动态表面张力的测定条件的寿命 时间越长，则表面活性剂向油墨界面的取向越发展，动态表面张力减小，接近于静态表面张 力的值。因此，在寿命时间50ms的条件下测定的上述水性油墨的动态表面张力比在寿命时 间l〇ms的条件下测定的上述水性油墨的动态表面张力降低（减小）。
[0039] 上述水性油墨的动态表面张力例如可以通过改变上述水性油墨的各成分的配合 量来进行调节。具体而言，上述水性油墨的动态表面张力例如优选通过改变上述水性油墨 中含有的上述表面活性剂和上述渗透剂的种类和配合量等来进行调节。如前所述，上述水 性油墨中，上述表面活性剂和上述渗透剂可以单独使用一种，也可以组合使用两种以上。在 组合使用两种以上的上述表面活性剂的情况下，其中的至少一者优选为HLB为8~12的非 离子型表面活性剂。另外，在组合使用两种以上的上述表面活性剂的情况下，其中的至少一 者或两者优选为式（1)所示的乙炔二醇系非离子型表面活性剂和具有式（2)所示的支链型 结构的非离子型表面活性剂中的至少一者。在组合使用式（1)所示的乙炔二醇系非离子 型表面活性剂和具有式（2)所示的支链型结构的非离子型表面活性剂的情况下，水性油墨 中，式（2)所示的非离子型表面活性剂的配合量（N2)相对于式（1)所示的非离子型表面活 性剂的配合量（N1)的重量比（N2/N1)优选为0. 5~2. 0。此外，在组合使用两种以上的上 述表面活性剂的情况下，相对于表面活性剂总量，优选非离子型表面活性剂的配合量最多。 另外，在表面活性剂总量中，优选含有90重量％~100重量％的式（1)所不的非尚子型表 面活性剂和阴离子型表面活性剂。
[0040] 与非离子型表面活性剂组合使用的表面活性剂优选为阴离子型表面活性剂和其 他种类的非离子型表面活性剂，更优选为阴离子型表面活性剂。在将非离子型表面活性剂 (N)与阴离子型表面活性剂（A)组合使用的情况下，它们的配合量的重量比没有特别限定， 例如为N:A = 1:0. 28~0. 70。即，阴离子型表面活性剂的配合量（A)相对于非离子型表面 活性剂的配合量（N)的重量比（A/N)例如为0. 28~0. 70。非离子型表面活性剂在水中的 溶解度低，但通过相对于非离子型表面活性剂以该比率配合阴离子型表面活性剂，阴离子 型表面活性剂辅助非离子型表面活性剂在水中的溶解，水性油墨的保存稳定性提高。从促 进非离子型表面活性剂在水中的溶解的观点出发，阴离子型表面活性剂优选同时具有某种 程度大小的疏水基团和某种程度大小的亲水基团的结构。例如，阴离子型表面活性剂的疏 水基团优选为碳原子数10个~18个的烷基，更优选碳原子数12个~13个的烷基。亲水 基团优选含有环氧乙烷链，更优选含有环氧乙烷链和硫酸盐。
[0041] 在温度25°C、寿命时间10ms的条件下测定的上述水性油墨的动态表面张力优选 为35. 5mN/m~38mN/m。上述动态表面张力为35. 5mN/m~38mN/m时，能够得到由干燥引 起的增粘和固化进一步得到抑制、不易产生出墨延迟的水性油墨。在温度25°C、寿命时间 50ms的条件下测定的上述水性油墨的动态表面张力的下限值没有特别限定，例如为25mN/ m以上，优选为27mN/m以上，更优选为28mN/m以上。
[0042] 作为上述水性油墨的动态表面张力的测定方法，可以列举例如最大泡压法、振动 喷射法、弯液面法等。其中，优选最大泡压法。
[0043] 基于上述最大泡压法的动态表面张力的测定例如如下实施。即，从气体供给源将 气体送至探针（细管），将上述探针浸到上述水性油墨中，以使从上述探针前端产生气泡。 此时，通过改变气体流量来改变气体产生速度，测定此时的从上述水性油墨施加于气泡的 压力的变化，通过下式求出动态表面张力。
[0044] σ = (ΔΡΧγ)/2
[0045] 〇 :动态表面张力
[0046] ΔΡ :施加于气泡的压力的最大值与最小值之差
[0047] r :探针前端部分的半径
[0048] 上述施加于气泡的压力在气泡的曲率半径与探针前端部分的半径相等时达到最 大（最大泡压）。
[0049] 在此，动态表面张力的测定中的寿命时间（气泡的寿命）是指，从在最大泡压后使 气泡从探针脱离而在上述探针形成新的界面起至达到下一最大泡压为止的时间。
[0050] 利用上述最大泡压法的动态表面张力的测定例如可以使用协和界面科学株式会 社的动态表面张力计"BP-D4"来实施。
[0051] 从在寿命时间10ms的条件下测定的上述水性油墨的动态表面张力中减去在寿命 时间50ms的条件下测定的上述水性油墨的动态表面张力而得到的差例如为2. 0~5. 0,优 选为2. 3~4. 3,更优选为3. 0~4. 3。通过使上述动态表面张力的差在该范围内，能够进 一步抑制水性油墨的出墨延迟，也能够进一步提尚图像质量。
[0052] 从将喷墨头的喷嘴内的弯液面维持良好的观点出发，上述水性油墨的静态表面张 力优选为26mN/m~33mN/m。上述静态表面张力例如可以使用协和界面化学株式会社制造 的" CBVP-Z "来测定。上述静态表面张力的测定温度例如为25 °C。
[0053] 如以上所说明的那样，本发明的喷墨记录用水性油墨通过使在寿命时间10ms和 50ms的条件下测定的动态表面张力分别在上述预定的范围内，由干燥引起的增粘和固化得 到抑制，不易产生出墨延迟，并且图像质量也提高。
[0054] 接着，本发明的墨盒为含有喷墨记录用水性油墨的墨盒，其特征在于，上述水性油 墨为本发明的喷墨记录用水性油墨。作为上述墨盒的主体，可以使用例如以往公知的主体。
[0055] 接着，对本发明的喷墨记录装置和喷墨记录方法进行说明。
[0056] 本发明的喷墨记录装置是包含油墨收纳部和油墨喷出机构并利用上述油墨喷出 机构将收纳于上述油墨收纳部中的油墨喷出的喷墨记录装置，其特征在于，在上述油墨收 纳部中收纳有本发明的喷墨记录用水性油墨。
[0057] 本发明的喷墨记录方法是通过喷墨方式向记录介质上喷出水性油墨来进行记录 的喷墨记录方法，其特征在于，使用本发明的喷墨记录用水性油墨作为上述水性油墨。
[0058] 本发明的喷墨记录方法例如可以使用本发明的喷墨记录装置来实施。上述记录包 括印字、印图、印刷等。
[0059] 图1示出了本发明的喷墨记录装置的一例的构成。如图所示，该喷墨记录装置1 包含四个墨盒2、油墨喷出机构（喷墨头）3、喷头单元4、滑架5、驱动单元6、压印辊7和清 洁装置8作为主要构成元件。
[0060] 喷墨喷出机构（喷墨头）3优选为压电方式的喷墨头。特别是在颜料的配合量（颜 料固体成分量）高的水性油墨、例如含有7重量％~9重量％的颜料的水性油墨的情况下， 使用热方式的喷墨头喷出时，可能会发生烧焦等，但如果使用压电方式的喷墨头，则能够稳 定地喷出。另外，喷墨喷出机构（喷墨头）3上形成有从其中喷出水性油墨的多个喷嘴，上 述多个喷嘴的内径例如为10 μηι~30 μπι，优选为13 μπι~21 μπι。在具有该范围的内径的 喷嘴内，具有特定范围的动态表面张力的本发明的水性油墨在喷出时能够形成稳定的弯液 面。结果，能够进行稳定的水性油墨的喷出，能够抑制出墨延迟。
[0061] 四个墨盒2分别各包含黄色、品红色、青色和黑色这四种颜色的水性油墨中的一 种。上述四种颜色的水性油墨中的至少一种为本发明的喷墨记录用水性油墨。设置在喷头 单元4上的喷墨头3在记录介质（例如记录用纸）Ρ上进行记录。四个墨盒2和喷头单元 4搭载在滑架5上。驱动单元6使滑架5在直线方向上往复移动。作为驱动单元6,可以使 用例如以往公知的驱动单元（例如，参考与美国专利公开公报第2008/0241398号对应的日 本特开2008-246821号公报）。压印辊7在滑架5的往复方向上延伸，与喷墨头3相对地配 置。
[0062] 清洁装置8抽吸滞留在喷墨头3内部的含有气泡等的不良油墨。作为清洁装置8， 可以使用例如以往公知的清洁装置（例如，参考与美国专利公开公报第2008/0241398号对 应的日本特开2008-246821号公报）。
[0063] 在清洁装置8的压印辊7侧，与清洁装置8相邻地配设有刮墨构件20。刮墨构件 20形成为刮刀状，随着滑架5的移动而擦拭喷墨头3的喷嘴形成面。图1中，盖18为了防 止水性油墨的干燥而在记录完成时覆盖返回到复位位置的喷墨头3的多个喷嘴。
[0064] 本例的喷墨记录装置1中，四个墨盒2与喷头单元4 一起搭载在一个滑架5上。但 是，本发明不限于此。在喷墨记录装置1中，四个墨盒2中的各个盒可以搭载在与喷头单元 4不同的滑架上。另外，也可以将四个墨盒2中的各个盒配置并固定在喷墨记录装置1中而 不搭载在滑架5上。在这些方式中，例如，四个墨盒2中的各个盒与搭载在滑架5上的喷头 单元4利用管等连结，从四个墨盒2中的各个盒向喷头单元4供给上述水性油墨。
[0065] 使用该喷墨记录装置1的喷墨记录例如如下实施。首先，记录用纸Ρ由设置在喷 墨记录装置1的侧面或下方的供纸盒（未图示）进行供纸。记录用纸Ρ被导入到喷墨头3 与压印辊7之间。利用从喷墨头3喷出的水性油墨在导入的记录用纸Ρ上进行预定的记录。 本发明的水性油墨的由干燥引起的增粘和固化得到抑制，不易产生出墨延迟。记录后的记 录用纸Ρ从喷墨记录装置1中排出。根据本发明，能够得到图像质量提高的记录物。图1 中省略了记录用纸Ρ的送纸机构和排纸机构的图示。
[0066] 图1中所示的装置中采用串联式喷墨头，但本发明不限于此。上述喷墨记录装置 可以是采用行式喷墨头的装置。
[0067] [实施例]
[0068] 接下来，对于本发明的实施例，与比较例一并进行说明。需要说明的是，本发明不 受下述实施例和比较例的限定和限制。
[0069] [实施例1~18和比较例1~9]
[0070] 将水性油墨组成（表1)中的、除自分散型颜料以外的成分混合均匀，得到油墨溶 剂。接着，在分散于水中的自分散型颜料中加入上述油墨溶剂，混合均匀。然后，将所得到 的混合物用东洋滤纸株式会社制造的纤维素乙酸酯型膜滤器（孔径3. 00 μ m)过滤，由此得 到实施例1~18和比较例1~9的喷墨记录用水性油墨。另外，表1中，CAB-0-JET(注册 商标）300为羧基修饰自分散型炭黑分散体。
[0071] 对于实施例1~18和比较例1~9的水性油墨，通过下述方法实施（a)图像质量： 光学浓度（0D值）测定、（b)图像质量：白色条状的不均（深浅道）评价和（c)出墨延迟评 价。需要说明的是，（a)图像质量：光学浓度（0D值）测定和（b)图像质量：白色条状的不 均（深浅道）评价中使用的样品如下准备。
[0072] [评价样品的制作]
[0073] 使用兄弟工业株式会社制造的喷墨打印机MFC-J4510N，使用实施例和比较例的水 性油墨，在普通纸（XEROX公司制造的"4200"）上以600dpi X 300dpi的分辨率记录包含黑 色单色小块的图像，制作评价样品。
[0074] (a)图像质量：光学浓度（0D值）测定
[0075] 利用X-Rite公司制造的分光测色计SpectroEye测定上述评价样品中的5个部位 的光学浓度（0D值），求出平均值。
[0076] (b)图像质量：白色条状的不均（深浅道）评价
[0077] 观察上述评价样品，根据下述评价基准对白色条状的不均（深浅道）进行评价。
[0078] 白色条状的不抝（深浅道）评价评价基准
[0079] A :在倍率60倍的放大镜观察中未确认到白色条状的不均（深浅道）。
[0080] B:在目视观察中未确认到白色条状的不均（深浅道）。
[0081] C:在目视观察中确认到白色条状的不均（深浅道）。
[0082] (c)出墨延迟评价
[0083] 使用上述喷墨打印机，使用实施例和比较例的水性油墨，在专用纸（兄弟工业株 式会社制造的"BP60PA"）上以600dpiX300dpi的分辨率记录格线，制作评价样品。对上述 评价样品进行观察，根据下述评价基准评价出墨延迟。
[0084] 出墨延迟评价评价基准
[0085] A :在倍率50倍的显微镜观察中没有出墨延迟。
[0086] B :在目视观察中没有出墨延迟。
[0087] C:在目视观察有出墨延迟。
[0088] 将实施例和比较例的水性油墨的水性油墨组成、动态表面张力和测定/评价结果 示于表1中。另外，表1中，关于水性油墨的动态表面张力，使用协和界面科学株式会社制 造的动态表面张力计"BP-D4"，在25°C、寿命时间20ms~5000ms的条件下通过最大泡压法 进行测定，对于寿命时间l〇ms，由其测定结果以多项式近似进行外推来算出。另外，表1中 也一并示出了条件（I)的N1/PX 100的值。实施例15和比较例7不含有式⑴所示的非 离子型表面活性剂。实施例15和比较例7中，代替N1/PX 100的值，用括号记载N/PX 100 的值。在此，N为非离子型表面活性剂的配合量。
[0089]
[0090] 如表1所亦，实施例1~18中，图像质量和出墨延迟的评价结果为良好。特别是， 使用式（1)所示的非离子型表面活性剂且（Nl/P) X 100彡3. 3的实施例1~8、11~14和 17~18中，白色条状的不均（深浅道）的评价结果极其良好。另外，寿命时间10ms时的动 态表面张力为35. 5mN/m~38. OmN/m的实施例1~11、14~16和18中，出墨延迟的评价 结果极其良好。
[0091] 另一方面，寿命时间50ms时的动态表面张力大于34. 5mN/m的比较例1~3、5和6 中，白色条状的不均（深浅道）的评价结果差，比较例7中，白色条状的不均（深浅道）和 出墨延迟的评价结果差。另外，寿命时间10ms时的动态表面张力小于35mN/m的比较例4、 8和9中，出墨延迟的评价结果差。
[0092] 另外，对比较例3与比较例4进行比较时，比较例3的式⑴所示的非离子型表面 活性剂的配合量（N1)较少，为0. 10重量％，比较例4的式（1)所示的非离子型表面活性剂 (N1)的配合量较多，为0. 70重量％。比较例3中，寿命时间50ms时的动态表面张力高、白色 条状的不均（深浅道）的评价结果差，推测主要是由于式（1)所示的非离子型表面活性剂 的配合量少。比较例4中，寿命时间50ms时的动态表面张力低、出墨延迟的评价结果差，推 测主要是由于式（1)所示的非离子型表面活性剂的配合量多。另一方面，实施例1~18中， 水性油墨中的式（1)所示的非离子型表面活性剂的配合量为0.2重量％~0.6重量％。根 据以上的结果推测，水性油墨中的式（1)所示的非离子型表面活性剂的配合量优选为0.2 重量％~0. 6重量％。
[0093] 另外，比较例5和6中，尽管使用式（1)所示的非离子型表面活性剂并且（N1/ P) X 100多3. 3,但寿命时间50ms时的动态表面张力高、白色条状的不均（深浅道）的评价 结果差。推测这主要是由于，比较例5和6中使用的式（1)所示的非离子型表面活性剂的 HLB较高，为13~14。
[0094] 如上所述，本发明的水性油墨是由干燥引起的增粘和固化得到抑制、不易产生出 墨延迟并且图像质量也提高的水性油墨。本发明的水性油墨的用途没有特别限定，能够广 泛应用于各种喷墨记录。
【主权项】
1. 一种喷墨记录用水性油墨，其含有颜料、表面活性剂和水， 在温度25°C、寿命时间IOms的条件下测定的所述水性油墨的动态表面张力为35mN/m 以上， 在温度25°C、寿命时间50ms的条件下测定的所述水性油墨的动态表面张力为34. 5mN/ m以下。2. 如权利要求1所述的喷墨记录用水性油墨，其中，在温度25°C、寿命时间IOms的条 件下测定的所述水性油墨的动态表面张力为35. 5mN/m~38mN/m。3. 如权利要求1所述的喷墨记录用水性油墨，其中， 所述表面活性剂为非离子型表面活性剂， 所述非离子型表面活性剂的HLB为8~12。4. 如权利要求1所述的喷墨记录用水性油墨，其中， 所述表面活性剂为非离子型表面活性剂， 所述非离子型表面活性剂的HLB为8~9。5. 如权利要求1所述的喷墨记录用水性油墨，其中，所述表面活性剂为乙炔二醇系非 离子型表面活性剂。6. 如权利要求1所述的喷墨记录用水性油墨，其中，所述表面活性剂为式（1)所示的乙 炔二醇系非离子型表面活性剂，>：< >： ? ^ > 式（1)中，m和η可以相同也可以不同，为满足m+n = 1~15的数， R1U和R4各自可以相同也可以不同，为碳原子数1~5的直链状或支链状烷基。7. 如权利要求6所述的喷墨记录用水性油墨，其中，式（1)中，m+n = 1~6。8. 如权利要求6所述的喷墨记录用水性油墨，其中，在所述水性油墨中，以满足下述条 件（I)的方式配合有所述颜料和式（1)所示的乙炔二醇系非离子型表面活性剂， 条件⑴：(Nl/P) X 100 彡 3. 3 Nl :所述水性油墨总量中式⑴所示的乙炔二醇系非离子型表面活性剂的配合量（重 量％ ) P :所述水性油墨总量中所述颜料的配合量（重量％)。9. 如权利要求1所述的喷墨记录用水性油墨，其中，所述表面活性剂为式⑵所示的非 离子型表面活性剂，式⑵中，X为正的整数，为3~10。10. 如权利要求6所述的喷墨记录用水性油墨，其中，所述水性油墨中含有0. 2重 量％~0. 6重量％的式（1)所不的乙炔二醇系非呙子型表面活性剂。11. 如权利要求1所述的喷墨记录用水性油墨，其中， 所述表面活性剂包含非离子型表面活性剂和阴离子型表面活性剂， 所述阴离子型表面活性剂的配合量（A)相对于所述非离子型表面活性剂的配合量（N) 的重量比（A/N)为0. 28~0. 70。12. 如权利要求1所述的喷墨记录用水性油墨，其中，所述水性油墨还含有8重量％~ 30重量％的甘油。13. 如权利要求6所述的喷墨记录用水性油墨，其中， 所述水性油墨还含有甘油， 甘油的配合量（G)相对于式（1)所示的乙炔二醇系非离子型表面活性剂的配合量（NI) 的重量比（G/N1)为15~95。14. 如权利要求1所述的喷墨记录用水性油墨，其中，从在寿命时间IOms的条件下测定 的所述水性油墨的动态表面张力中减去在寿命时间50ms的条件下测定的所述水性油墨的 动态表面张力而得到的差为2. 0~5. 0。15. 如权利要求1~14中任一项所述的喷墨记录用水性油墨，其中，所述颜料为自分散 型颜料。16. 如权利要求1~14中任一项所述的喷墨记录用水性油墨，其中，所述水性油墨中含 有7重量％以上的所述颜料。
【文档编号】C09D11/322GK106009919SQ201510627936
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2015年9月28日
【发明人】奥村祐生, 前田光范
【申请人】兄弟工业株式会社