噴墨記錄用墨、墨盒和噴墨記錄方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種噴墨記錄用墨，包括所述墨的墨盒和使用所述墨的噴墨記錄方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 最近，隨著圖像品質(zhì)的改善和記錄速度的增加，在商業(yè)印刷和辦公印刷的領(lǐng)域內(nèi)， 噴墨記錄設(shè)備的使用頻率已經(jīng)日益增加。要求用于這些領(lǐng)域的噴墨記錄用墨顯示高的性 能，例如墨的高貯存穩(wěn)定性和高排出穩(wěn)定性以及圖像的高耐磨損性。為了實現(xiàn)這些要求，已 經(jīng)研宄了含有樹脂顆粒的墨（PTL 1至4)。PTL 1記載了一種墨，其含有顏料和在反應(yīng)性表 面活性劑的存在下通過具有乙稀式不飽和鍵（ethylene unsaturated bond)的單體的乳液 聚合來制備的樹脂顆粒。PTL 2記載了一種墨，其含有著色劑和具有結(jié)合至表面的反應(yīng)性表 面活性劑并且交聯(lián)的樹脂顆粒。PTL 3記載了一種墨，其含有在反應(yīng)性表面活性劑的存在下 通過在各個分子中具有一個乙烯式不飽和鍵的單體和在各個分子中具有兩個乙烯式不飽 和鍵的單體的乳液聚合來制備的樹脂顆粒。PTL 4記載了一種墨，其含有核-殼型樹脂顆 粒。
[0003] 引用列表
[0004] 專利f獻
[0005] [PTL 1]日本專利特開No. 2006-188601
[0006] [PTL 2]PCT 日語翻譯的專利公開 No. 2006-520405
[0007] [PTL 3]日本專利特開No. 2009-242481
[0008] [PTL 4]日本專利特開 No. 2012-201692

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 發(fā)明要解決的問題
[0010] 本發(fā)明人的研宄結(jié)果表明：雖然在PTL 1至4中記載的含有樹脂顆粒的墨已經(jīng)改 善了墨的貯存穩(wěn)定性和排出穩(wěn)定性以及圖像的耐磨損性，但該改善不滿足近年來在商業(yè)印 刷和辦公印刷的領(lǐng)域內(nèi)需要的水平。
[0011] 本發(fā)明提供一種噴墨記錄用墨，其具有尚1C存穩(wěn)定性和尚排出穩(wěn)定性并且將尚耐 磨損性提供給所得圖像。本發(fā)明也提供含有本發(fā)明的噴墨記錄用墨的墨盒和使用所述墨的 噴墨記錄方法。
[0012]用于解決問題的方案
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的噴墨記錄用墨包括樹脂顆粒，所述樹脂顆粒從內(nèi)側(cè)至外側(cè)順次各自 具有第一層、第二層和第三層。所述第一層由未交聯(lián)的第一樹脂形成；所述第二層由具有離 子性基團的交聯(lián)的第二樹脂形成；和所述第三層由各自具有親水性部位和疏水性部位的單 元形成。
[0014] 發(fā)明的效果
[0015] 本發(fā)明的實施方案可以提供一種噴墨記錄用墨，其具有高貯存穩(wěn)定性和高排出穩(wěn) 定性并且將高耐磨損性提供給所得圖像。本發(fā)明的另一個實施方案可以提供含有所述噴墨 記錄用墨的墨盒和使用所述噴墨記錄用墨的噴墨記錄方法。
【附圖說明】
[0016] [圖1]圖1是噴墨記錄設(shè)備的機構(gòu)部的立體圖。
[0017] [圖2]圖2是表明要安裝在頭盒中的墨盒的狀態(tài)的立體圖。
【具體實施方式】
[0018] 現(xiàn)在將通過實施方案詳細地描述本發(fā)明。本發(fā)明人研宄了含有具有結(jié)合至表面的 反應(yīng)性表面活性劑的單層樹脂顆粒的噴墨記錄用墨（下文中，也僅稱為"墨"）不可以同時 實現(xiàn)墨的高貯存穩(wěn)定性和高排出穩(wěn)定性以及圖像的高耐磨損性的原因。以下示出細節(jié)。
[0019] 當結(jié)合至樹脂顆粒的表面的反應(yīng)性表面活性劑不交聯(lián)時，通過反應(yīng)性表面活性劑 的空間排斥，顆粒一定程度上穩(wěn)定地分散，并且即使在含有這樣的樹脂顆粒的墨通過噴墨 系統(tǒng)排出時，也可以抑制排出口的阻塞和樹脂顆粒對排出口的周邊的附著，導致墨的相對 高的排出穩(wěn)定性。這是由以下導致的：有助于分散的表面活性劑結(jié)合至樹脂顆粒的表面，因 此即使在排出期間剪切力施加至墨滴，其也難以分離。
[0020] 已知的是，作為構(gòu)成樹脂顆粒的單體，具有離子性基團、例如陰離子性基團或陽離 子性基團的離子性單體的使用可以進一步改善墨的排出穩(wěn)定性。因此，本發(fā)明人使用離子 性單體作為構(gòu)成具有結(jié)合至其表面的反應(yīng)性表面活性劑的樹脂顆粒的單體。結(jié)果，除了上 述反應(yīng)性表面活性劑的空間排斥以外，分散體進一步通過由于電荷引起的排斥來穩(wěn)定，并 且墨的排出穩(wěn)定性也得以改善。然而，在墨中的這樣的樹脂顆粒的分散穩(wěn)定性在貯存時經(jīng) 時降低，并且在一些墨中，墨的貯存穩(wěn)定性降低。該原因不明確，但本發(fā)明人推測如下。
[0021] 當貯存含有分散在水中的具有離子性基團的樹脂顆粒的墨時，親水性離子性基團 或具有離子性基團的樹脂分子趨向于從顆粒的表面經(jīng)時高度取向至外側(cè)。因此，取向的離 子性基團或具有離子性基團的樹脂分子在相鄰的樹脂顆粒之間彼此相互作用從而增加粘 度，導致墨的貯存穩(wěn)定性降低。
[0022] 基于以上發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明人已經(jīng)研宄了離子性基團的取向的抑制方法并且已經(jīng)得出 樹脂顆粒的交聯(lián)方法。因此，本發(fā)明人已經(jīng)研宄了樹脂顆粒，其具有離子性基團、交聯(lián)并且 進一步具有結(jié)合至其表面的反應(yīng)性表面活性劑。然而，墨的貯存穩(wěn)定性進一步降低，并且排 出穩(wěn)定性也降低。該結(jié)果的可想到的原因是：交聯(lián)抑制了離子性基團的取向，但降低了離子 性基團的自由度從而降低整個樹脂顆粒的雙電層的厚度，導致在樹脂顆粒之間的靜電排斥 降低。其它可想到的原因是在顆粒之間的交聯(lián)。
[0023] 另外，當將墨施涂至記錄介質(zhì)時，整個樹脂顆粒的交聯(lián)阻止樹脂顆粒的膜的形成， 從而與未交聯(lián)的情況相比，降低了所得圖像的耐磨損性。
[0024] 如上所述，在使用具有結(jié)合至其表面的反應(yīng)性表面活性劑的單層樹脂顆粒的情況 下，難以同時實現(xiàn)墨的高貯存穩(wěn)定性和排出穩(wěn)定性以及所得圖像的高耐磨損性。
[0025] 因此，本發(fā)明人已經(jīng)多方面地研宄，并且已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了：墨的高貯存穩(wěn)定性和排出穩(wěn) 定性以及所得圖像的高耐磨損性可以通過本發(fā)明的構(gòu)成同時實現(xiàn)。本發(fā)明人推測通過本發(fā) 明的構(gòu)成提供這些效果的機理如下。
[0026] 在本發(fā)明中，墨含有樹脂顆粒，所述樹脂顆粒各自具有由從內(nèi)側(cè)至外側(cè)的至少三 層，第一層、第二層和第三層構(gòu)成的結(jié)構(gòu)。結(jié)果，各層的功能協(xié)同作用從而同時實現(xiàn)墨的貯 存穩(wěn)定性和排出穩(wěn)定性以及所得圖像的耐磨損性。具體地，通過由于具有疏水性單元和親 水性單元的第三層的空間排斥并且當親水性單元具有離子性基團時進一步通過靜電排斥， 樹脂顆粒穩(wěn)定地分散。另外，第二層的交聯(lián)抑制了離子性基團取向并且使由于離子性基團 的靜電排斥起作用，導致進一步穩(wěn)定樹脂顆粒的分散并且改善墨的排出穩(wěn)定性。然而，因為 第一層不交聯(lián)，施涂至記錄介質(zhì)的樹脂顆?？梢匀菀椎匦纬赡ぁ＝Y(jié)果，可以實現(xiàn)所得圖像的 高耐磨損性。
[0027] 正如上述機理，本發(fā)明的效果可以通過構(gòu)成組件的協(xié)同效果來實現(xiàn)。
[0028][噴墨記錄用墨]
[0029] 本發(fā)明的噴墨記錄用墨含有樹脂顆粒并且可以進一步含有著色材料、水性溶劑和 其它組分。在本發(fā)明中，術(shù)語"墨"包括不含有任何著色材料的墨，即，透明墨?，F(xiàn)在將描述 可以包含于本發(fā)明的墨中的各個組分。注意的是，術(shù)語"（甲基）丙烯酸"和"（甲基）丙烯 酸酯"分別表示"丙烯酸和甲基丙烯酸"和"丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯"。
[0030][樹脂顆粒]
[0031] 在本發(fā)明中，術(shù)語"樹脂顆粒"是指以具有粒徑的狀態(tài)存在的樹脂。在本發(fā)明中， 樹脂顆?？梢砸灶w粒分散在墨中的狀態(tài)，即以樹脂乳液的狀態(tài)存在。在本發(fā)明中，樹脂顆粒 可以具有體積平均粒徑0> 5。）為25nm以上且600nm以下，特別地，50nm以上且300nm以下。 即使體積平均粒徑（D5CI)相對小，例如50nm以上且100nm以下，滿足本發(fā)明的構(gòu)成要求的 樹脂顆粒也可以實現(xiàn)本發(fā)明的效果。在本發(fā)明中，樹脂顆粒的體積平均粒徑使用含有樹脂 顆粒的純水使用nanotrac粒徑分析儀UPA-EX150 (Nikkiso Co.，Ltd.制造），在條件：歸零 (SetZero) :30s，測量次數(shù)：三次，測量時間：180秒，形狀：球狀，和折射率：1. 59下測量。
[0032] 在本發(fā)明中，樹脂顆?？梢跃哂型ㄟ^凝膠滲透色譜法（GPC)獲得的以聚苯乙烯換 算的重均分子量（Mw)為3000以上且1000000以下。
[0033] 在本發(fā)明中，樹脂顆粒的四氫呋喃不溶分率（THF不溶分率）可以是80%以下。如 果THF不溶分率大于80 %，則所得圖像的耐磨損性可能不會充分地得到改善。在本發(fā)明中， THF不溶分率如下計算：將干燥的樹脂顆粒以0. 5質(zhì)量％的固含量浸漬在THF中，隨后攪拌 24小時。測量殘留而沒有溶解的樹脂顆粒的量，并且將（殘留的樹脂顆粒的質(zhì)量V(浸漬 的樹脂顆粒的總質(zhì)量）的值計算為THF不溶分率。
[0034] 在本發(fā)明中，樹脂顆?？梢跃哂斜砻骐姾闪浚╯urface electric charge)為 1 y mol/m2以上且500 y mol/m 2以下，特別地，50 y mol/m 2以下。在本發(fā)明中，樹脂顆粒的 表面電荷量如下計算：將樹脂顆粒在具有pH為2的鹽酸溶液中攪拌24小時，然后將固體 通過離心分離來收集。粉碎固體，并且將其lg放入30g的0. lmol/L的碳酸氫鈉水溶液 中。攪拌混合物15小時，隨后離心分離。將lg的上清液使用純水稀釋至15g。將該稀釋 溶液用〇? lmol/L的鹽酸使用自動電位滴定儀，AT510 (Kyoto Electronics Manufacturing Co.，Ltd.制造）來滴定從而測定樹脂顆粒的電荷量。表面電荷量通過將電荷量除以從以上 測量的體積平均粒徑計算的表面積來測定。
[0035] 在本發(fā)明中，樹脂顆粒可以具有玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為0°C以上且200°C以下。特別 地，在使用含有本發(fā)明的樹脂顆粒的墨在圖像記錄時進行加熱定影步驟的情況下，玻璃化 轉(zhuǎn)變溫度應(yīng)該不高于加熱溫度。在加熱定影步驟中的加熱溫度可以是25°C以上且200°C以 下。玻璃化轉(zhuǎn)變溫度可以使用示差掃描量熱計OSC)來測量。具體地，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度如 下測量：將樹脂顆粒在60°C下干燥，并且將2mg的樹脂顆粒密封在鋁制容器中。將玻璃化轉(zhuǎn) 變溫度使用測量設(shè)備DSC Q1000(TA Instruments制造），在溫度程序（在將溫度以10°C/ 分鐘增加至200°C，然后以5°C /分鐘從200°C降低至-50°C，然后以10°C /分鐘從-50°C增 加至200°C的同時，進行熱分析）下測量。
[0036] 在本發(fā)明中，樹脂顆粒從內(nèi)側(cè)至外側(cè)順次包括第一層、第二層和第三層。樹脂顆粒 的第一層可以是核顆粒。在這樣的情況下，樹脂顆粒可以從核顆粒至外側(cè)順次具有第二層 和第三層?？蛇x擇地，樹脂顆?？梢詮暮祟w粒至外側(cè)順次具有第一層、第二層和第三層。在 本發(fā)明中，第三層通過化學鍵而結(jié)合至內(nèi)層，并且將通過物理吸附結(jié)合至內(nèi)層的層從第三 層的定義中排除。例如，在表面活性