噴墨記錄用水性油墨的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及噴墨記錄用水性油墨。一種噴墨記錄用水性油墨，其含有顏料、表面活性劑和水，在溫度25℃、壽命時間10ms的條件下測定的所述水性油墨的動態(tài)表面張力為35mN/m以上，在溫度25℃、壽命時間50ms的條件下測定的所述水性油墨的動態(tài)表面張力為34.5mN/m以下。
【專利說明】
噴墨記錄用水性油墨
技術領域
[0001] 本發(fā)明涉及噴墨記錄用水性油墨、墨盒、噴墨記錄裝置及噴墨記錄方法。
【背景技術】
[0002] 作為噴墨記錄中使用的油墨，提出了含有顏料和水的水性顏料油墨（日本特開 2004-231711 號公報）。

【發(fā)明內容】

[0003] 發(fā)明所要解決的問題
[0004] 對于上述水性顏料油墨而言，為了能夠進行穩(wěn)定的噴出，重要的是抑制由干燥引 起的增粘和固化從而不產生出墨延遲（Delay in ink discharge)。另外，上述水性顏料油 墨還要求圖像質量的提高。因此，本發(fā)明的目的在于提供由干燥引起的增粘和固化得到抑 制、不易廣生出墨延遲且圖像質量也提尚的噴墨記錄用水性顏料油墨。
[0005] 用于解決問題的方法
[0006] 根據本發(fā)明的第一方式，提供一種噴墨記錄用水性油墨，其含有顏料、表面活性劑 和水，在溫度25°C、壽命時間10ms的條件下測定的上述水性油墨的動態(tài)表面張力為35mN/ m以上，在溫度25 °C、壽命時間50ms的條件下測定的上述水性油墨的動態(tài)表面張力為 34. 5mN/m 以下。
[0007] 根據本發(fā)明的第二方式，提供一種墨盒，其包含第一方式的噴墨記錄用水性油墨。
[0008] 根據本發(fā)明的第三方式，提供一種噴墨記錄裝置，其包含第一方式的噴墨記錄用 水性油墨、收納上述水性油墨的油墨收納部和形成有多個噴嘴并從上述多個噴嘴噴出收納 于上述油墨收納部中的上述水性油墨的油墨噴出機構。
[0009] 根據本發(fā)明的第四方式，提供一種噴墨記錄方法，其包括：準備噴墨記錄用水性油 墨，所述噴墨記錄用水性油墨含有顏料、表面活性劑和水，在溫度25°C、壽命時間10ms的條 件下測定的動態(tài)表面張力為35mN/m以上，在溫度25°C、壽命時間50ms的條件下測定的動態(tài) 表面張力為34. 5mN/m以下；以及通過噴墨方式將上述水性油墨噴出到記錄介質上。
【附圖說明】
[0010] 圖1是表示本發(fā)明的噴墨記錄裝置的一例的構成的概略立體圖。
【具體實施方式】
[0011] 對本發(fā)明的噴墨記錄用水性油墨（以下，有時稱為"水性油墨"或"油墨"）進彳丁說 明。本發(fā)明的水性油墨含有顏料、表面活性劑和水。
[0012] 上述顏料沒有特別限定，可以列舉例如炭黑、無機顏料和有機顏料等。上述炭黑沒 有特別限定，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、氧化鐵系無機顏料和炭黑系無機顏料等。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、茈和芘酮 顏料、蒽醌顏料、喹吖啶酮顏料、二嗪顏料、硫靛顏料、異吲哚啉酮顏料、喹酞酮顏料等多 環(huán)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，即使是除此以外的其他顏料，只要能夠分散于水相 中則也可以使用。作為這些顏料的具體例，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、73、74、75、78、83、93、94、95、97、98、114、128、129、138、 150、151、154、180、185和194;(：.1.顏料橙31和43 ;(：.1.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、150、166、168、175、176、177、178、 184、185、190、202、221、222、224和 238;(：.1.顏料紫19和196;(：.1.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 ;以及這些顏料的固溶體等。本發(fā)明 的水性油墨可以為將上述顏料用分散劑分散于水中而得到的油墨。作為上述分散劑，可以 使用例如通常的高分子分散劑等。另外，本發(fā)明的水性油墨中，上述顏料可以為用高分子進 行了膠囊化的顏料。
[0013] 上述顏料可以為自分散型顏料。對于上述自分散型顏料而言，例如直接或經由其 他基團通過化學鍵合在顏料粒子中導入有羰基、羥基、羧酸基、磺酸基、磷酸基等親水性基 團和它們的鹽中的至少一種，由此，即使不使用分散劑也能夠分散在水中。上述自分散型 顏料可以使用通過例如與美國專利第5609671號對應的日本特開平8-3498號公報、與美 國專利第5837045號對應的日本特表2000-513396號公報、與美國專利第2006/0201380 號對應的日本特表2008-524400號公報、與美國專利公開公報第2007/0100023號和 第2007/0100024號對應的日本特表2009-515007號公報、與美國專利公開公報第 2009/0229489號對應的日本特表2011-515535號公報等記載的方法對顏料進行處理而得 到的顏料。作為上述自分散型顏料的原料，無機顏料和有機顏料均可以使用。另外，作為 適于進行上述處理的顏料，可以列舉例如三菱化學株式會社制造的"MA8"、"MA100"等炭黑 等。上述自分散型顏料可以使用例如市售品。作為上述市售品，可以列舉例如：卡博特公司 制造的 "CAB-0-JET (注冊商標）200"、"CAB-0-JET (注冊商標）250C"、"CAB-0-JET (注冊商 標）260M"、"CAB-0-JET (注冊商標）270Y"、"CAB-0-JET (注冊商標）300"、"CAB-0-JET (注 冊商標）400"、"048-0-邛1'(注冊商標）450(："、"048-0-邛1'(注冊商標）4651"和 "CAB-0-JET (注冊商標）470Y" ；東方化學工業(yè)株式會社制造的「B0NJET (注冊商標）BLACK CW-2"和"B0NJET (注冊商標）BLACK CW-3" ；東洋油墨制造株式會社制造的"LI0JET (注冊 商標）WD BLACK 002C" 等。
[0014] 上述水性油墨總量中上述顏料的固體成分配合量（顏料固體成分量）沒有特別 限定，可以根據例如期望的光學濃度或彩度等進行適當設定。上述顏料固體成分量例如為 0. 1重量％~20重量％，優(yōu)選為6重量％~10重量％，更優(yōu)選為7重量％~9重量％。上 述顏料固體成分量越多，則越能得到高光學濃度（0D值），但另一方面，還容易產生由干燥 引起的增粘和固化。根據本發(fā)明，不依賴于上述顏料固體成分量，能夠抑制由干燥引起的增 粘和固化，不易產生出墨延遲。另外，上述顏料的平均粒徑沒有特別限制，可以根據目的適 當選擇，例如為l〇〇nm~200nm，從提高圖像質量（光學濃度）的觀點出發(fā)，優(yōu)選為140nm~ 170nm。關于上述平均粒徑，例如，可以將上述顏料以使固體成分配合量為0.02重量％的方 式進行稀釋，使用株式會社堀場制作所制造的動態(tài)散射式粒徑分布測定裝置LB-550,將散 射光強度作為粒徑基準來計算。
[0015] 從防止出墨延遲且得到高光學濃度（0D值）的觀點出發(fā)，上述顏料優(yōu)選自分散型 顏料，更優(yōu)選由羧基修飾的自分散型顏料。另外，上述水性油墨通過以例如7重量％~9重 量％這樣的高配合量含有自分散型顏料、優(yōu)選含有由羧基修飾的自分散型顏料，能夠得到 更高的光學濃度（0D值）。上述水性油墨除了上述顏料以外，可以進一步含有染料等其他著 色劑，也可以不含有。
[0016] 上述表面活性劑沒有特別限定，可以列舉例如：日信化學工業(yè)株式會社制造的非 離子型表面活性劑"才;P 7 0(注冊商標）"系列等；陶氏化學株式會社制造的非離子型 表面活性劑"TERGIT0L"系列等；花王株式會社制造的非離子型表面活性劑"EMULGEN(注 冊商標）"系列、"RHE0D0L(注冊商標）"系列、"EMAS0L(注冊商標）"系列、"EXCEL(注冊 商標）"系列、"ΕΜΑΝ0Ν(注冊商標）"系列、"AMIET (注冊商標）"系列和"ΑΜΙΝ0Ν(注冊商 標）"系列等；東邦化學工業(yè)株式會社制造的非離子型表面活性劑" y少求 >(注冊商標）" 系列；獅王株式會社制造的非離子型表面活性劑"D0BAN0X(注冊商標）"系列、"LE0C0L(注 冊商標）"系列、"LE0X (注冊商標）"系列、"LAOL，LE0C0N(注冊商標）"系列、"LI0N0L (注 冊商標）"系列、"CADENAX(注冊商標）"系列、"LI0N0N(注冊商標）"系列和"LE0FAT (注 冊商標）"系列等；花王株式會社制造的陰離子型表面活性劑"EMAL(注冊商標）"系列、 " LATEMUL (注冊商標）"系列、" VEN0L (注冊商標）"系列、"NE0PELEX (注冊商標）"系列、NS SOAP、KS SOAP、OS SOAP和"PELEX (注冊商標）"系列等；獅王株式會社制造的陰離子型表 面活性劑"LIP0LAN(注冊商標）"系列、"LIP0N(注冊商標）"系列、"SUNN0L(注冊商標）" 系列、"LIP0TAC(注冊商標）TE，ENAGIC0L"系列、"LIPAL(注冊商標）"系列和"L0TAT (注 冊商標）"系列等；第一工業(yè)制藥株式會社制造的陽離子型表面活性劑"力爹才一Υ >(注 冊商標）ES-〇W"和"力于才一(注冊商標）ES_L"等。上述表面活性劑可以單獨使用一 種，也可以組合使用兩種以上。上述水性油墨總量中上述表面活性劑的配合量例如為0. 1 重量％~10重量％，優(yōu)選為〇. 1重量％~8重量％，更優(yōu)選為0. 1重量％~5重量％。
[0017] 上述水性油墨中，優(yōu)選上述表面活性劑包含非離子型表面活性劑，上述非離子型 表面活性劑的HLB為8~12。本發(fā)明人發(fā)現，非離子型表面活性劑的疏水性越強，即HLB越 低，則使在壽命時間50ms的條件下測定的上述水性油墨的動態(tài)表面張力降低、抑制白色條 狀的不均（深淺道）的作用越強。因此，更優(yōu)選非離子型表面活性劑的HLB為8~9。HLB 為8~12的上述非離子型表面活性劑優(yōu)選為具有環(huán)氧乙烷基的非離子型表面活性劑，更優(yōu) 選為式（1)所示的乙炔二醇系非離子型表面活性劑。
[0018]
[0019] 式⑴中，m和η可以相同也可以不同，為滿足m+n = 1~15的數，優(yōu)選為滿足 m+n = 3~11的數，更優(yōu)選為滿足m+n = 1~6的數。式⑴中，R1、R2、R3和R4各自可以 相同也可以不同，為碳原子數1~5的直鏈狀或支鏈狀烷基。作為上述烷基，可以列舉例如 甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基等，優(yōu)選甲基或異丁基。
[0020] 作為式⑴所示的乙炔二醇系非離子型表面活性劑，可以列舉例如日信化學工業(yè) 株式會社制造的"才少7 4 > (注冊商標）1004"（HLB = 7~9)和"才少7 4 > (注冊商 標）1006"（HLB = 11~12)等。使用式⑴所示的非離子型表面活性劑時，能夠得到白色 條狀的不均（深淺道）進一步得到抑制、圖像質量提高的水性油墨。
[0021] 上述非離子型表面活性劑例如可以為具有式（2)所示的支鏈型結構的非離子型 表面活性劑。式（2)中，X為正的整數，優(yōu)選為3~10,特別優(yōu)選為6。作為式（2)所示的 非離子型表面活性劑，可以列舉例如陶氏化學株式會社制造的"TERGITOL TMN-6"等。
[0022]
[0023] 上述水性油墨總量中上述非離子型表面活性劑的配合量優(yōu)選為0. 2重量％~0. 6 重量％，更優(yōu)選為〇. 3重量％~0. 4重量％。
[0024] 推測水性油墨中的非離子型表面活性劑具有使在壽命時間50ms的條件下測定的 上述水性油墨的動態(tài)表面張力降低、抑制白色條狀的不均（深淺道）的作用。但認為，非離 子型表面活性劑的一部分吸附于顏料表面而無助于動態(tài)表面張力的降低。因此，為了將在 壽命時間50ms的條件下測定的上述水性油墨的動態(tài)表面張力調節(jié)至適當的范圍，需要根 據水性油墨中的顏料的配合量來調節(jié)非離子型表面活性劑的配合量。例如，上述水性油墨 中，優(yōu)選以滿足下述條件（I)的方式配合有上述顏料和式（1)所示的非離子型表面活性劑。 滿足下述條件（I)時，能夠得到白色條狀的不均（深淺道）進一步得到抑制、圖像質量提高 的水性油墨。
[0025] 條件（I) : (Nl/P) X 100 彡 3. 3
[0026] N1 :上述水性油墨總量中式⑴所示的非離子型表面活性劑的配合量（重量％ )
[0027] P :上述水性油墨總量中上述顏料的配合量（重量％ )
[0028] 上述條件⑴下的（N1/P)X 100的上限值沒有特別限定，優(yōu)選為7.1以下。另外 推測，在使用高分子分散劑等將顏料分散的情況下，非離子型表面活性劑除吸附于顏料以 外還吸附于高分子分散劑。因此，使用不需要高分子分散劑等的自分散型顏料更能夠以更 少的非離子型表面活性劑的配合量將動態(tài)表面張力調節(jié)至適當的范圍。從該觀點出發(fā)，本 發(fā)明的水性油墨更優(yōu)選使用自分散型顏料作為顏料并滿足上述條件（I)。
[0029] 上述水優(yōu)選為離子交換水或純水。上述水性油墨總量中上述水的配合量例如可以 設定為其他成分的余量。
[0030] 上述水性油墨可以還含有水溶性有機溶劑。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(jié)在記錄介質上 的干燥速度的滲透劑。使用上述滲透劑時，能夠得到滲出得到進一步抑制、圖像質量提高的 水性油墨。
[0031] 上述潤濕劑沒有特別限定，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；二丙酮醇等酮醇； 四氫呋喃、二氧雜環(huán)己烷等醚；聚亞烷基二醇等聚醚；亞烷基二醇、甘油、三羥甲基丙烷、三 羥甲基乙烷、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(yōu) 選亞烷基二醇、甘油等多元醇。
[0032] 上述水性油墨總量中上述潤濕劑的配合量例如為0重量％~95重量％，優(yōu)選為5 重量％~80重量％，更優(yōu)選為5重量％~50重量％。
[0033] 在上述水性油墨含有甘油的情況下，上述水性油墨總量中上述甘油的配合量例如 為8重量％~30重量％，優(yōu)選為10重量％~23重量％，更優(yōu)選為11重量％~23重量％。 非離子型表面活性劑在水中的溶解度低，但甘油的配合量在該范圍內時，能夠促進非離子 型表面活性劑在水中的溶解，水性油墨的保存穩(wěn)定性提高。此外，從促進非離子型表面活性 劑在水中的溶解的觀點出發(fā)，水性油墨中，甘油的配合量（G)相對于上述式（1)所示的非離 子型表面活性劑的配合量（N1)的重量比（G/N1)例如為15~95,優(yōu)選為20~90,更優(yōu)選 為36~80。
[0034] 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。
[0035] 上述水性油墨總量中上述滲透劑的配合量例如為0重量％~20重量％，優(yōu)選為0 重量％~15重量％，更優(yōu)選為1重量％~4重量％。
[0036] 上述水性油墨根據需要可以還含有以往公知的添加劑。作為上述添加劑，可以列 舉例如pH調節(jié)劑、粘度調節(jié)劑、表面張力調節(jié)劑、防霉劑等。上述粘度調節(jié)劑可以列舉例如 聚乙烯醇、纖維素、水溶性樹脂等。
[0037] 上述水性油墨例如可以通過將顏料、表面活性劑和水以及根據需要使用的其他添 加成分通過以往公知的方法均勻混合并利用過濾器等除去不溶物來制備。
[0038] 如前所述，在溫度25°C、壽命時間10ms的條件下測定的上述水性油墨的動態(tài)表面 張力為35mN/m以上，且在溫度25°C、壽命時間50ms的條件下測定的上述水性油墨的動態(tài) 表面張力為34. 5mN/m以下。通過使在壽命時間10ms和50ms的條件下測定的動態(tài)表面張 力分別在上述預定的范圍內，水性油墨的由干燥引起的增粘和固化得到抑制，不易產生出 墨延遲，并且圖像質量也提高。在壽命時間l〇ms的條件下測定的上述水性油墨的動態(tài)表面 張力假設為從噴墨頭的噴嘴噴出時的水性油墨的動態(tài)表面張力。從噴嘴噴出時，水性油墨 的表面張力在一定程度上越高越優(yōu)選。由此，水性油墨在噴嘴內能夠形成穩(wěn)定的彎液面， 能夠進行穩(wěn)定的噴出。本發(fā)明人發(fā)現，在溫度25°C、壽命時間10ms的條件下測定的上述 水性油墨的動態(tài)表面張力為35mN/m以上時，能夠進行穩(wěn)定的噴出。另一方面，在壽命時間 50ms的條件下測定的上述水性油墨的動態(tài)表面張力假設為在記錄時噴射到記錄介質上時 的油墨的動態(tài)表面張力。噴射到記錄介質上時，水性油墨的表面張力在一定程度上越低越 優(yōu)選。由此，水性油墨能夠在記錄介質上擴散，抑制白色條狀的不均（深淺道），圖像質量提 高。本發(fā)明人發(fā)現，在溫度25°C、壽命時間50ms的條件下測定的上述水性油墨的動態(tài)表面 張力為34. 5mN/m以下時，圖像質量提高。需要說明的是，動態(tài)表面張力的測定條件的壽命 時間越長，則表面活性劑向油墨界面的取向越發(fā)展，動態(tài)表面張力減小，接近于靜態(tài)表面張 力的值。因此，在壽命時間50ms的條件下測定的上述水性油墨的動態(tài)表面張力比在壽命時 間l〇ms的條件下測定的上述水性油墨的動態(tài)表面張力降低（減?。?。
[0039] 上述水性油墨的動態(tài)表面張力例如可以通過改變上述水性油墨的各成分的配合 量來進行調節(jié)。具體而言，上述水性油墨的動態(tài)表面張力例如優(yōu)選通過改變上述水性油墨 中含有的上述表面活性劑和上述滲透劑的種類和配合量等來進行調節(jié)。如前所述，上述水 性油墨中，上述表面活性劑和上述滲透劑可以單獨使用一種，也可以組合使用兩種以上。在 組合使用兩種以上的上述表面活性劑的情況下，其中的至少一者優(yōu)選為HLB為8~12的非 離子型表面活性劑。另外，在組合使用兩種以上的上述表面活性劑的情況下，其中的至少一 者或兩者優(yōu)選為式（1)所示的乙炔二醇系非離子型表面活性劑和具有式（2)所示的支鏈型 結構的非離子型表面活性劑中的至少一者。在組合使用式（1)所示的乙炔二醇系非離子 型表面活性劑和具有式（2)所示的支鏈型結構的非離子型表面活性劑的情況下，水性油墨 中，式（2)所示的非離子型表面活性劑的配合量（N2)相對于式（1)所示的非離子型表面活 性劑的配合量（N1)的重量比（N2/N1)優(yōu)選為0. 5~2. 0。此外，在組合使用兩種以上的上 述表面活性劑的情況下，相對于表面活性劑總量，優(yōu)選非離子型表面活性劑的配合量最多。 另外，在表面活性劑總量中，優(yōu)選含有90重量％~100重量％的式（1)所不的非尚子型表 面活性劑和陰離子型表面活性劑。
[0040] 與非離子型表面活性劑組合使用的表面活性劑優(yōu)選為陰離子型表面活性劑和其 他種類的非離子型表面活性劑，更優(yōu)選為陰離子型表面活性劑。在將非離子型表面活性劑 (N)與陰離子型表面活性劑（A)組合使用的情況下，它們的配合量的重量比沒有特別限定， 例如為N:A = 1:0. 28~0. 70。即，陰離子型表面活性劑的配合量（A)相對于非離子型表面 活性劑的配合量（N)的重量比（A/N)例如為0. 28~0. 70。非離子型表面活性劑在水中的 溶解度低，但通過相對于非離子型表面活性劑以該比率配合陰離子型表面活性劑，陰離子 型表面活性劑輔助非離子型表面活性劑在水中的溶解，水性油墨的保存穩(wěn)定性提高。從促 進非離子型表面活性劑在水中的溶解的觀點出發(fā)，陰離子型表面活性劑優(yōu)選同時具有某種 程度大小的疏水基團和某種程度大小的親水基團的結構。例如，陰離子型表面活性劑的疏 水基團優(yōu)選為碳原子數10個~18個的烷基，更優(yōu)選碳原子數12個~13個的烷基。親水 基團優(yōu)選含有環(huán)氧乙烷鏈，更優(yōu)選含有環(huán)氧乙烷鏈和硫酸鹽。
[0041] 在溫度25°C、壽命時間10ms的條件下測定的上述水性油墨的動態(tài)表面張力優(yōu)選 為35. 5mN/m~38mN/m。上述動態(tài)表面張力為35. 5mN/m~38mN/m時，能夠得到由干燥引 起的增粘和固化進一步得到抑制、不易產生出墨延遲的水性油墨。在溫度25°C、壽命時間 50ms的條件下測定的上述水性油墨的動態(tài)表面張力的下限值沒有特別限定，例如為25mN/ m以上，優(yōu)選為27mN/m以上，更優(yōu)選為28mN/m以上。
[0042] 作為上述水性油墨的動態(tài)表面張力的測定方法，可以列舉例如最大泡壓法、振動 噴射法、彎液面法等。其中，優(yōu)選最大泡壓法。
[0043] 基于上述最大泡壓法的動態(tài)表面張力的測定例如如下實施。即，從氣體供給源將 氣體送至探針（細管），將上述探針浸到上述水性油墨中，以使從上述探針前端產生氣泡。 此時，通過改變氣體流量來改變氣體產生速度，測定此時的從上述水性油墨施加于氣泡的 壓力的變化，通過下式求出動態(tài)表面張力。
[0044] σ = (ΔΡΧγ)/2
[0045] 〇 :動態(tài)表面張力
[0046] ΔΡ :施加于氣泡的壓力的最大值與最小值之差
[0047] r :探針前端部分的半徑
[0048] 上述施加于氣泡的壓力在氣泡的曲率半徑與探針前端部分的半徑相等時達到最 大（最大泡壓）。
[0049] 在此，動態(tài)表面張力的測定中的壽命時間（氣泡的壽命）是指，從在最大泡壓后使 氣泡從探針脫離而在上述探針形成新的界面起至達到下一最大泡壓為止的時間。
[0050] 利用上述最大泡壓法的動態(tài)表面張力的測定例如可以使用協(xié)和界面科學株式會 社的動態(tài)表面張力計"BP-D4"來實施。
[0051] 從在壽命時間10ms的條件下測定的上述水性油墨的動態(tài)表面張力中減去在壽命 時間50ms的條件下測定的上述水性油墨的動態(tài)表面張力而得到的差例如為2. 0~5. 0,優(yōu) 選為2. 3~4. 3,更優(yōu)選為3. 0~4. 3。通過使上述動態(tài)表面張力的差在該范圍內，能夠進 一步抑制水性油墨的出墨延遲，也能夠進一步提尚圖像質量。
[0052] 從將噴墨頭的噴嘴內的彎液面維持良好的觀點出發(fā)，上述水性油墨的靜態(tài)表面張 力優(yōu)選為26mN/m~33mN/m。上述靜態(tài)表面張力例如可以使用協(xié)和界面化學株式會社制造 的" CBVP-Z "來測定。上述靜態(tài)表面張力的測定溫度例如為25 °C。
[0053] 如以上所說明的那樣，本發(fā)明的噴墨記錄用水性油墨通過使在壽命時間10ms和 50ms的條件下測定的動態(tài)表面張力分別在上述預定的范圍內，由干燥引起的增粘和固化得 到抑制，不易產生出墨延遲，并且圖像質量也提高。
[0054] 接著，本發(fā)明的墨盒為含有噴墨記錄用水性油墨的墨盒，其特征在于，上述水性油 墨為本發(fā)明的噴墨記錄用水性油墨。作為上述墨盒的主體，可以使用例如以往公知的主體。
[0055] 接著，對本發(fā)明的噴墨記錄裝置和噴墨記錄方法進行說明。
[0056] 本發(fā)明的噴墨記錄裝置是包含油墨收納部和油墨噴出機構并利用上述油墨噴出 機構將收納于上述油墨收納部中的油墨噴出的噴墨記錄裝置，其特征在于，在上述油墨收 納部中收納有本發(fā)明的噴墨記錄用水性油墨。
[0057] 本發(fā)明的噴墨記錄方法是通過噴墨方式向記錄介質上噴出水性油墨來進行記錄 的噴墨記錄方法，其特征在于，使用本發(fā)明的噴墨記錄用水性油墨作為上述水性油墨。
[0058] 本發(fā)明的噴墨記錄方法例如可以使用本發(fā)明的噴墨記錄裝置來實施。上述記錄包 括印字、印圖、印刷等。
[0059] 圖1示出了本發(fā)明的噴墨記錄裝置的一例的構成。如圖所示，該噴墨記錄裝置1 包含四個墨盒2、油墨噴出機構（噴墨頭）3、噴頭單元4、滑架5、驅動單元6、壓印輥7和清 潔裝置8作為主要構成元件。
[0060] 噴墨噴出機構（噴墨頭）3優(yōu)選為壓電方式的噴墨頭。特別是在顏料的配合量（顏 料固體成分量）高的水性油墨、例如含有7重量％~9重量％的顏料的水性油墨的情況下， 使用熱方式的噴墨頭噴出時，可能會發(fā)生燒焦等，但如果使用壓電方式的噴墨頭，則能夠穩(wěn) 定地噴出。另外，噴墨噴出機構（噴墨頭）3上形成有從其中噴出水性油墨的多個噴嘴，上 述多個噴嘴的內徑例如為10 μηι~30 μπι，優(yōu)選為13 μπι~21 μπι。在具有該范圍的內徑的 噴嘴內，具有特定范圍的動態(tài)表面張力的本發(fā)明的水性油墨在噴出時能夠形成穩(wěn)定的彎液 面。結果，能夠進行穩(wěn)定的水性油墨的噴出，能夠抑制出墨延遲。
[0061] 四個墨盒2分別各包含黃色、品紅色、青色和黑色這四種顏色的水性油墨中的一 種。上述四種顏色的水性油墨中的至少一種為本發(fā)明的噴墨記錄用水性油墨。設置在噴頭 單元4上的噴墨頭3在記錄介質（例如記錄用紙）Ρ上進行記錄。四個墨盒2和噴頭單元 4搭載在滑架5上。驅動單元6使滑架5在直線方向上往復移動。作為驅動單元6,可以使 用例如以往公知的驅動單元（例如，參考與美國專利公開公報第2008/0241398號對應的日 本特開2008-246821號公報）。壓印輥7在滑架5的往復方向上延伸，與噴墨頭3相對地配 置。
[0062] 清潔裝置8抽吸滯留在噴墨頭3內部的含有氣泡等的不良油墨。作為清潔裝置8， 可以使用例如以往公知的清潔裝置（例如，參考與美國專利公開公報第2008/0241398號對 應的日本特開2008-246821號公報）。
[0063] 在清潔裝置8的壓印輥7側，與清潔裝置8相鄰地配設有刮墨構件20。刮墨構件 20形成為刮刀狀，隨著滑架5的移動而擦拭噴墨頭3的噴嘴形成面。圖1中，蓋18為了防 止水性油墨的干燥而在記錄完成時覆蓋返回到復位位置的噴墨頭3的多個噴嘴。
[0064] 本例的噴墨記錄裝置1中，四個墨盒2與噴頭單元4 一起搭載在一個滑架5上。但 是，本發(fā)明不限于此。在噴墨記錄裝置1中，四個墨盒2中的各個盒可以搭載在與噴頭單元 4不同的滑架上。另外，也可以將四個墨盒2中的各個盒配置并固定在噴墨記錄裝置1中而 不搭載在滑架5上。在這些方式中，例如，四個墨盒2中的各個盒與搭載在滑架5上的噴頭 單元4利用管等連結，從四個墨盒2中的各個盒向噴頭單元4供給上述水性油墨。
[0065] 使用該噴墨記錄裝置1的噴墨記錄例如如下實施。首先，記錄用紙Ρ由設置在噴 墨記錄裝置1的側面或下方的供紙盒（未圖示）進行供紙。記錄用紙Ρ被導入到噴墨頭3 與壓印輥7之間。利用從噴墨頭3噴出的水性油墨在導入的記錄用紙Ρ上進行預定的記錄。 本發(fā)明的水性油墨的由干燥引起的增粘和固化得到抑制，不易產生出墨延遲。記錄后的記 錄用紙Ρ從噴墨記錄裝置1中排出。根據本發(fā)明，能夠得到圖像質量提高的記錄物。圖1 中省略了記錄用紙Ρ的送紙機構和排紙機構的圖示。
[0066] 圖1中所示的裝置中采用串聯(lián)式噴墨頭，但本發(fā)明不限于此。上述噴墨記錄裝置 可以是采用行式噴墨頭的裝置。
[0067] [實施例]
[0068] 接下來，對于本發(fā)明的實施例，與比較例一并進行說明。需要說明的是，本發(fā)明不 受下述實施例和比較例的限定和限制。
[0069] [實施例1~18和比較例1~9]
[0070] 將水性油墨組成（表1)中的、除自分散型顏料以外的成分混合均勻，得到油墨溶 劑。接著，在分散于水中的自分散型顏料中加入上述油墨溶劑，混合均勻。然后，將所得到 的混合物用東洋濾紙株式會社制造的纖維素乙酸酯型膜濾器（孔徑3. 00 μ m)過濾，由此得 到實施例1~18和比較例1~9的噴墨記錄用水性油墨。另外，表1中，CAB-0-JET(注冊 商標）300為羧基修飾自分散型炭黑分散體。
[0071] 對于實施例1~18和比較例1~9的水性油墨，通過下述方法實施（a)圖像質量： 光學濃度（0D值）測定、（b)圖像質量：白色條狀的不均（深淺道）評價和（c)出墨延遲評 價。需要說明的是，（a)圖像質量：光學濃度（0D值）測定和（b)圖像質量：白色條狀的不 均（深淺道）評價中使用的樣品如下準備。
[0072] [評價樣品的制作]
[0073] 使用兄弟工業(yè)株式會社制造的噴墨打印機MFC-J4510N，使用實施例和比較例的水 性油墨，在普通紙（XEROX公司制造的"4200"）上以600dpi X 300dpi的分辨率記錄包含黑 色單色小塊的圖像，制作評價樣品。
[0074] (a)圖像質量：光學濃度（0D值）測定
[0075] 利用X-Rite公司制造的分光測色計SpectroEye測定上述評價樣品中的5個部位 的光學濃度（0D值），求出平均值。
[0076] (b)圖像質量：白色條狀的不均（深淺道）評價
[0077] 觀察上述評價樣品，根據下述評價基準對白色條狀的不均（深淺道）進行評價。
[0078] 白色條狀的不抝（深淺道）評價評價基準
[0079] A :在倍率60倍的放大鏡觀察中未確認到白色條狀的不均（深淺道）。
[0080] B:在目視觀察中未確認到白色條狀的不均（深淺道）。
[0081] C:在目視觀察中確認到白色條狀的不均（深淺道）。
[0082] (c)出墨延遲評價
[0083] 使用上述噴墨打印機，使用實施例和比較例的水性油墨，在專用紙（兄弟工業(yè)株 式會社制造的"BP60PA"）上以600dpiX300dpi的分辨率記錄格線，制作評價樣品。對上述 評價樣品進行觀察，根據下述評價基準評價出墨延遲。
[0084] 出墨延遲評價評價基準
[0085] A :在倍率50倍的顯微鏡觀察中沒有出墨延遲。
[0086] B :在目視觀察中沒有出墨延遲。
[0087] C:在目視觀察有出墨延遲。
[0088] 將實施例和比較例的水性油墨的水性油墨組成、動態(tài)表面張力和測定/評價結果 示于表1中。另外，表1中，關于水性油墨的動態(tài)表面張力，使用協(xié)和界面科學株式會社制 造的動態(tài)表面張力計"BP-D4"，在25°C、壽命時間20ms~5000ms的條件下通過最大泡壓法 進行測定，對于壽命時間l〇ms，由其測定結果以多項式近似進行外推來算出。另外，表1中 也一并示出了條件（I)的N1/PX 100的值。實施例15和比較例7不含有式⑴所示的非 離子型表面活性劑。實施例15和比較例7中，代替N1/PX 100的值，用括號記載N/PX 100 的值。在此，N為非離子型表面活性劑的配合量。
[0089]
[0090] 如表1所亦，實施例1~18中，圖像質量和出墨延遲的評價結果為良好。特別是， 使用式（1)所示的非離子型表面活性劑且（Nl/P) X 100彡3. 3的實施例1~8、11~14和 17~18中，白色條狀的不均（深淺道）的評價結果極其良好。另外，壽命時間10ms時的動 態(tài)表面張力為35. 5mN/m~38. OmN/m的實施例1~11、14~16和18中，出墨延遲的評價 結果極其良好。
[0091] 另一方面，壽命時間50ms時的動態(tài)表面張力大于34. 5mN/m的比較例1~3、5和6 中，白色條狀的不均（深淺道）的評價結果差，比較例7中，白色條狀的不均（深淺道）和 出墨延遲的評價結果差。另外，壽命時間10ms時的動態(tài)表面張力小于35mN/m的比較例4、 8和9中，出墨延遲的評價結果差。
[0092] 另外，對比較例3與比較例4進行比較時，比較例3的式⑴所示的非離子型表面 活性劑的配合量（N1)較少，為0. 10重量％，比較例4的式（1)所示的非離子型表面活性劑 (N1)的配合量較多，為0. 70重量％。比較例3中，壽命時間50ms時的動態(tài)表面張力高、白色 條狀的不均（深淺道）的評價結果差，推測主要是由于式（1)所示的非離子型表面活性劑 的配合量少。比較例4中，壽命時間50ms時的動態(tài)表面張力低、出墨延遲的評價結果差，推 測主要是由于式（1)所示的非離子型表面活性劑的配合量多。另一方面，實施例1~18中， 水性油墨中的式（1)所示的非離子型表面活性劑的配合量為0.2重量％~0.6重量％。根 據以上的結果推測，水性油墨中的式（1)所示的非離子型表面活性劑的配合量優(yōu)選為0.2 重量％~0. 6重量％。
[0093] 另外，比較例5和6中，盡管使用式（1)所示的非離子型表面活性劑并且（N1/ P) X 100多3. 3,但壽命時間50ms時的動態(tài)表面張力高、白色條狀的不均（深淺道）的評價 結果差。推測這主要是由于，比較例5和6中使用的式（1)所示的非離子型表面活性劑的 HLB較高，為13~14。
[0094] 如上所述，本發(fā)明的水性油墨是由干燥引起的增粘和固化得到抑制、不易產生出 墨延遲并且圖像質量也提高的水性油墨。本發(fā)明的水性油墨的用途沒有特別限定，能夠廣 泛應用于各種噴墨記錄。
【主權項】
1. 一種噴墨記錄用水性油墨，其含有顏料、表面活性劑和水， 在溫度25°C、壽命時間IOms的條件下測定的所述水性油墨的動態(tài)表面張力為35mN/m 以上， 在溫度25°C、壽命時間50ms的條件下測定的所述水性油墨的動態(tài)表面張力為34. 5mN/ m以下。2. 如權利要求1所述的噴墨記錄用水性油墨，其中，在溫度25°C、壽命時間IOms的條 件下測定的所述水性油墨的動態(tài)表面張力為35. 5mN/m~38mN/m。3. 如權利要求1所述的噴墨記錄用水性油墨，其中， 所述表面活性劑為非離子型表面活性劑， 所述非離子型表面活性劑的HLB為8~12。4. 如權利要求1所述的噴墨記錄用水性油墨，其中， 所述表面活性劑為非離子型表面活性劑， 所述非離子型表面活性劑的HLB為8~9。5. 如權利要求1所述的噴墨記錄用水性油墨，其中，所述表面活性劑為乙炔二醇系非 離子型表面活性劑。6. 如權利要求1所述的噴墨記錄用水性油墨，其中，所述表面活性劑為式（1)所示的乙 炔二醇系非離子型表面活性劑，>：< >： ? ^ > 式（1)中，m和η可以相同也可以不同，為滿足m+n = 1~15的數， R1U和R4各自可以相同也可以不同，為碳原子數1~5的直鏈狀或支鏈狀烷基。7. 如權利要求6所述的噴墨記錄用水性油墨，其中，式（1)中，m+n = 1~6。8. 如權利要求6所述的噴墨記錄用水性油墨，其中，在所述水性油墨中，以滿足下述條 件（I)的方式配合有所述顏料和式（1)所示的乙炔二醇系非離子型表面活性劑， 條件⑴：(Nl/P) X 100 彡 3. 3 Nl :所述水性油墨總量中式⑴所示的乙炔二醇系非離子型表面活性劑的配合量（重 量％ ) P :所述水性油墨總量中所述顏料的配合量（重量％)。9. 如權利要求1所述的噴墨記錄用水性油墨，其中，所述表面活性劑為式⑵所示的非 離子型表面活性劑，式⑵中，X為正的整數，為3~10。10. 如權利要求6所述的噴墨記錄用水性油墨，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咼子型表面活性劑。11. 如權利要求1所述的噴墨記錄用水性油墨，其中， 所述表面活性劑包含非離子型表面活性劑和陰離子型表面活性劑， 所述陰離子型表面活性劑的配合量（A)相對于所述非離子型表面活性劑的配合量（N) 的重量比（A/N)為0. 28~0. 70。12. 如權利要求1所述的噴墨記錄用水性油墨，其中，所述水性油墨還含有8重量％~ 30重量％的甘油。13. 如權利要求6所述的噴墨記錄用水性油墨，其中， 所述水性油墨還含有甘油， 甘油的配合量（G)相對于式（1)所示的乙炔二醇系非離子型表面活性劑的配合量（NI) 的重量比（G/N1)為15~95。14. 如權利要求1所述的噴墨記錄用水性油墨，其中，從在壽命時間IOms的條件下測定 的所述水性油墨的動態(tài)表面張力中減去在壽命時間50ms的條件下測定的所述水性油墨的 動態(tài)表面張力而得到的差為2. 0~5. 0。15. 如權利要求1~14中任一項所述的噴墨記錄用水性油墨，其中，所述顏料為自分散 型顏料。16. 如權利要求1~14中任一項所述的噴墨記錄用水性油墨，其中，所述水性油墨中含 有7重量％以上的所述顏料。
【文檔編號】C09D11/322GK106009919SQ201510627936
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2015年9月28日
【發(fā)明人】奧村祐生, 前田光范
【申請人】兄弟工業(yè)株式會社