CN108454253A - 记录方法以及记录装置 - Google Patents

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Abstract

一种能够防止记录介质变形,并且画质及/或耐擦性优异的记录方法和记录装置。记录方法具备:油墨组合物附着工序;一次干燥工序,将油墨组合物对记录介质(1)附着时记录介质(1)表面温度加热至一次干燥温度;输送工序,将记录介质(1)向二次干燥装置(第二加热部)(80)输送;以及二次干燥工序,利用二次干燥装置(80)将记录介质(1)表面温度加热至二次干燥温度,在从完成油墨组合物对记录介质(1)的附着到完成二次干燥工序的过程中,记录介质(1)表面温度相对于一次干燥温度(℃)的最低温度变化为‑40%以上,最高温度变化为370%以下,记录介质(1)表面温度达到二次干燥温度为止的平均升温速度为7(℃/s)以下。

Description

记录方法以及记录装置
技术领域
本发明涉及记录方法以及记录装置。
背景技术
已知一种从喷墨记录装置的记录头的喷嘴吐出微小墨滴以在记录介质上记录图像的喷墨记录方法,本领域技术人员对其在符号印刷领域和高速标签印刷领域中的应用也正在研究。而且,在对油墨吸收性低的记录介质(例如,艺术纸或涂层纸)或油墨非吸收性记录介质(例如塑料膜)进行图像记录时,油墨组合物(以下,也称为“油墨”)除了使用非水系的溶剂型油墨组合物以外,从全球环境层面和对人体的安全性等角度出发,也在研究使用含有树脂乳液的水系油墨组合物。
在使用这些油墨进行印刷的情况下,为了提高油墨的定影性和干燥性,可以通过压板加热器在记录期间加热(一次干燥)记录介质,记录之后,在与压板加热器分开设置的干燥炉中进行记录介质的加热(二次干燥)。在此,当对记录介质上的油墨进行干燥时,已知一种通过基于所施加的油墨量控制温度,并控制压板加热器的温度,从而使得画质及/或耐擦性优异的记录方法(例如,专利文献1和2)。
然而,在上述技术中,记录后的记录介质进入干燥炉之前的温度不被控制,且温度在记录介质的输送路径中会急剧下降。而且,温度下降后的记录介质在干燥炉中被快速加热,记录介质会由于温度的急剧变化而变形。此外,有时介质表面会发生结露,导致记录图像的耐擦性差。尤其是,在粘合介质等由多层形成的记录介质的情况下,由于在各层之间产生体积膨胀的差异,因此变形量增加,记录介质有时会产生皱褶。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利申请公开第2015-205476号公报
专利文献2:日本专利申请公开第2013-28093号公报。
发明内容
因此,本发明涉及的几个方式通过解决上述问题的至少一部分而提供一种能够防止记录介质的变形,并且画质及/或耐擦性优异的记录方法。
本发明用于解决上述技术问题中的至少一部分问题而提出,可以通过如下方式或应用例来实现。
[应用例1]
本发明的记录方法的一个方式的特征在于,具备:油墨组合物附着工序,在记录介质上附着油墨组合物;一次干燥工序,将所述油墨组合物附着在所述记录介质上时的所述记录介质的表面温度加热至一次干燥温度;输送工序,将经过所述油墨组合物附着工序之后的记录介质向二次干燥装置输送;以及二次干燥工序,通过所述二次干燥装置,将所述记录介质的表面温度加热至二次干燥温度,从完成所述油墨组合物对所述记录介质的的附着到完成所述二次干燥工序,所述记录介质的表面温度相对于所述一次干燥温度(℃)的最低温度变化为-40%以上,最高温度变化为370%以下,从完成所述油墨组合物对所述记录介质的附着到所述记录介质的表面温度达到所述二次干燥温度为止,平均升温速度为7(℃/s)以下。
根据应用例1的记录方法,通过将油墨组合物附着工序后的记录介质的表面温度控制在指定的温度变化范围内,能够防止由于记录介质的热膨胀引起的尺寸变化。此外,由于通过将记录介质的表面温度控制在指定的温度变化之内,油墨在输送路径上充分地干燥,因此所得的画质和图像的耐擦性也会提高。进而,由于记录介质的表面温度相对于一次干燥温度(℃)的最低温度变化为-40%以上,最高温度变化为370%以下,因此不会浪费热量,并能够实现节能。
[应用例2]
在上述应用例中,所述记录介质的介质宽度可达350mm以上。
在本发明中,在记录介质的介质宽度为350mm以上的记录介质中,也能够获得上述那样的效果。
[应用例3]
在上述应用例中,所述最低温度变化可以在-35%以上。
根据应用例3,通过最低温度变化在-35%以上,能够提供一种不浪费热量,能够进一步防止记录介质变形,并且画质及/或耐擦性优异的记录方法。
[应用例4]
在上述应用例中,所述二次干燥温度可以在所述一次干燥温度以上。
根据应用例4,通过二次干燥温度在一次干燥温度以上,能够提供一种油墨变干燥,能够进一步防止记录介质变形,并且画质及/或耐擦性优异的记录方法。
[应用例5]
在上述应用例中,从完成对所述记录介质附着油墨组合物到达到所述二次干燥温度为止的时间可以在250秒以内。
根据应用例5,通过使从完成对记录介质附着油墨组合物到达到所述二次干燥温度为止的时间在250秒以内,能够提供一种能够进一步防止记录介质的变形,并且画质及/或耐擦性优异的记录方法。
[应用例6]
在上述应用例中,所述一次干燥温度可以在30℃以上60℃以下,所述二次干燥温度可以在50℃以上160℃以下。
根据应用例6,通过如上所述的干燥温度,能够抑制油墨的渗色,画质优异,且所得图像的耐擦性也优异。
[应用例7]
在上述应用例中,在上述输送工序中,可以在输送所述记录介质的输送路径上设置加热装置及保温装置中的至少一方。
根据应用例7,通过在输送路径上设置加热装置和保温装置中的至少一方,可以进行温度调节,使得记录介质的表面温度在输送路径中不降低。
[应用例8]
在上述应用例中,所述记录介质可以是带剥离纸的记录介质。
根据应用例8,即使在记录介质是带剥离纸的记录介质的情况下,也能够提供一种能够抑制在剥离纸和记录介质之间发生体积膨胀的差异,防止记录介质的变形,并且画质及/或耐擦性优异的记录方法。
[应用例9]
在上述应用例中,从完成对所述记录介质附着所述油墨组合物到所述记录介质被输送至所述二次干燥装置并达到所述二次干燥温度为止的时间可以在60秒以内。
根据应用例9,可以提供一种能够进一步防止记录介质变形,并且画质及/或耐擦性优异的记录方法。
[应用例10]
在上述应用例中,从完成对所述记录介质附着所述油墨组合物的地点到达到所述二次干燥温度为止的输送路径的长度在500mm以下。
根据应用例10,可以提供一种能够进一步防止记录介质变形,并且画质及/或耐擦性优异的记录方法。
[应用例11]
在上述应用例中,所述油墨组合物可以是含有色材、水、树脂和水溶性有机溶剂的水系油墨组合物,或含有色材和有机溶剂的溶剂型油墨组合物。
根据应用例11,可以在使用上述这种油墨组合物的记录方法中,提供一种能够防止记录介质变形,并且画质及/或耐擦性优异的记录方法。
[应用例12]
在上述应用例中,所述油墨组合物可以是包含标准沸点为150℃以上280℃以下的有机溶剂的水系油墨组合物,其中标准沸点超过280℃的有机溶剂的含量在3质量%以下。
根据应用例12,可以在使用上述这种油墨组合物的记录方法中,提供一种能够防止记录介质变形,并且画质及/或耐擦性优异的记录方法。
[应用例13]
在上述应用例中,所述油墨组合物附着工序可以通过从喷墨头吐出油墨组合物来进行。
根据应用例13,在油墨组合物附着工序通过从喷墨头吐出油墨组合物来进行的情况下,可以提供一种能够防止记录介质变形,并且画质及/或耐擦性优异的记录方法。
[应用例14]
在上述应用例中,可以对非吸收性和低吸收性中的任一种记录介质进行记录。
根据应用例14,即使在对非吸收性和低吸收性中的任一种记录介质进行记录的情况下,也可以提供一种能够防止记录介质变形,并且画质及/或耐擦性优异的记录方法。
[应用例15]
在上述应用例中,可以具备将含有用于使所述油墨组合物的组分絮凝的絮凝剂的反应液附着到记录介质上的工序。
根据应用例15,即使在使用反应液的记录方法中,也可以提供一种能够防止记录介质的变形,并且画质及/或耐擦性优异的记录方法。此外,通过絮凝剂的絮凝作用,能够形成更高画质的图像。
[应用例16]
在上述应用例中,所述油墨组合物对所述记录介质的附着区域的最大附着量可以为3mg/inch2以上。
根据应用例16,即使在油墨组合物的附着量为3mg/inch2以上的情况下,也可以提供一种能够防止记录介质的变形,并且画质及/或耐擦性优异的记录方法。
[应用例17]
在上述应用例中,所述一次干燥温度为40℃以下,所述最低温度变化为-10%以上。
根据应用例17,通过使一次干燥温度为40℃以下,最低温度变化为-10%以上,可以提供一种能够进一步防止记录介质的变形,并且画质及/或耐擦性优异的记录方法。
[应用例18]
本发明的记录装置的一个方式的特征在于,采用应用例1至应用例17中的任一例所述的记录方法进行记录。
根据应用例18,通过利用上述应用例所述的记录方法进行记录,可以提供一种能够防止记录介质的变形,并且画质及/或耐擦性优异的记录方法。
附图说明
图1是示意性地示出在本发明的实施方式的记录方法中使用的喷墨打印机的侧视图。
图2是示出在本发明的实施方式的记录方法中,记录介质的表面温度的变化的图。
符号说明
1卷筒纸(记录介质);10记录部;11记录头;12滑架;20输送部;21A、21B辊;30供给部;31输出轴;40卷取部;41卷取轴;50输送路(输送路径);60预热部;61预热单元;62介质支承部;70第一加热部(一次干燥装置);72压板;75壳体;80第二加热部(二次干燥装置);81加热单元;82介质支承部;90控制部;100打印机(记录装置);A最低温度变化;B最高温度变化;X输送方向。
具体实施方式
下面,对本发明的几种实施方式进行说明。以下描述的实施方式只是用于说明本发明的一个例子。本发明完全不受以下实施方式的限定,并包括在不改变本发明宗旨的范围内进行的各种变形方式。另外,以下说明的所有构成并非是本发明所必须的构成。
本实施方式的记录方法的特征在于,具备:油墨组合物附着工序,在记录介质上附着油墨组合物;一次干燥工序,将所述油墨组合物附着在所述记录介质上时的所述记录介质的表面温度加热至一次干燥温度;输送工序,将经过所述油墨组合物附着工序之后的记录介质向二次干燥装置输送;以及二次干燥工序,通过所述二次干燥装置,将所述记录介质的表面温度加热至二次干燥温度,在从完成所述油墨组合物在所述记录介质上的附着到所述二次干燥工序完成的过程中,所述记录介质的表面温度相对于所述一次干燥温度(℃)的最低温度变化为-40%以上,最高温度变化为370%以下,从完成所述油墨组合物在所述记录介质上的附着,直到所述记录介质的表面温度达到所述二次干燥温度为止的平均升温速度为7(℃/s)以下。
以下,对于本实施方式的记录方法,按照根据该记录方法进行记录的记录装置、油墨组合物(以下也称为“油墨”)、反应液、记录介质和记录方法的顺序来说明。
1.记录装置
参照附图对实施本实施方式的记录方法的记录装置的一个例子进行说明。另外,可用于本实施方式的记录方法的记录装置不限于以下方式。
另外,在以下各附图中,为使说明容易理解,有时会以与实际尺寸不同的尺寸进行说明,在图纸上的坐标中,Z轴方向为上下方向,+Z方向为上方,Y轴方向是前后方向,+Y方向是前方。另外,在下面的说明中,即使使用正交、平行和常数等原来理解成严格的表述,它们也并不仅意味着严格的正交、平行和常数,还包括表示在设备性能上允许程度的误差以及在制造设备时可能产生的误差。
作为本实施例中使用的记录装置,例如可以列举图1所示的喷墨打印机(以下简称为“打印机”)。
图1是示意性地示出作为本实施方式的“记录装置”的打印机100的侧视图。打印机100是能够并列地设置多个作为“记录介质”的以卷绕成卷状的状态供给的卷筒纸(记录介质)1,并且能够在多个卷筒纸1上记录(印刷)图像的多辊式喷墨打印机。
打印机100包括:记录部10、输送部20、供给部30、卷绕部40、输送路(输送路径)50、预热部60、第一加热部(一次干燥装置)70、第二加热部(二次干燥装置)80、控制部90等。形成打印机100的记录部10、预热部60和第一加热部70设置在壳体75中的构成,打印机100由控制部90控制整体的驱动。
卷筒纸1由供给部30供给,在记录的同时通过搬送路径50经由记录部10而容纳在卷绕部40中。作为卷筒纸1,如后所述,例如可以使用高级纸、铸涂纸、艺术纸、涂层纸、合成纸以及由PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PP(聚丙烯)等形成的膜等。此外,作为卷筒纸1,也可以使用在带状剥离纸(卷筒纸)上隔开间隔地贴有多个标签的标签纸。
记录部10由记录头11、滑架12、引导轴(图中未示出)等构成。记录头11是具备将墨滴、反应液滴以“液滴”吐出的多个喷嘴的喷墨头。并且,记录头11与卷筒纸1相对的区域是打印区域。
作为记录头11,可以使用现有公知的方式。作为公知方式的一个例子,可以列举例如利用压电元件的振动吐出液滴的记录头,即通过电致伸缩元件的机械变形而形成墨滴的头部。引导轴沿与卷筒纸1移动的输送方向X相交的扫描方向延伸。滑架12搭载记录头11,并通过由控制部90驱动和控制的滑架电动机(图中未示出)沿引导轴往复移动(扫描移动)。通过像这样使滑架12沿着扫描方向移动,同时交替地重复从记录头11吐出墨滴的操作和通过输送部20在输送方向X上移动卷筒纸1的输送操作,从而在卷筒纸1上形成(记录)期望的图像。
另外,在本实施方式中,记录部10由沿着扫描方向往复移动的串行头构成,但也可以是在能够设置卷筒纸1的范围内沿着与输送方向X相交叉的方向排列吐出油墨的喷嘴的线式头的构成。此外,也可以使用具有上述所谓的喷墨式记录头以外的记录部的打印机。
输送部20是使卷筒纸1在记录部10中的输送方向X上移动的输送机构,包括两组成对的辊21A、21B而构成。辊21A和21B构成为外周彼此接合而能够旋转。辊21A和21B通过来自由控制部90控制的电动机(图中未示出)的动力而旋转驱动。并且,通过在卷筒纸1夹在辊21A和21B之间的状态下旋转驱动辊21A和21B,沿输送路径50输送卷筒纸1。输送部20不限于由这些辊构成,例如,也可以由输送带等构成。
供给部30是容纳进行记录之前的卷筒纸1的容纳部,位于输送路径50中的记录部10的上游侧,具备输送轴31等。输送轴31通过被控制部90驱动和控制的输送电动机(图中未示出)而旋转,并将已设置的卷筒纸1朝向设置在供给部30的下游侧的记录部10输出。
卷绕部40是用于卷绕已完成记录的卷筒纸1,并以卷成卷状的状态容纳的容纳部,位于输送路径50中的记录部10的下游侧,具备卷绕轴41等。卷绕轴41是通过被控制部90驱动和控制的卷绕电动机(图中未示出)而旋转的旋转轴,并以旋转轴为轴心卷绕经由记录部10输送而来的卷筒纸1。
输送路径50是用于经由记录部10将卷筒纸1从供给部30输送到卷绕部40的输送路径,由在记录部10中支承卷筒纸1的介质支承部62、压板72和介质支承部82等构成。
预热部60是对进行记录之前(即施加墨滴之前)的卷筒纸1的表面预加热(预热)的部分,位于输送路径50上供给部30的下游侧且记录部10的上游侧。通过在吐出油墨组合物之前预热卷筒纸1,在尤其是作为记录介质的卷筒纸1是非吸收性和低吸收性记录介质的情况下,能够形成渗色少的高画质图像。这种情况下,预热温度优选为30℃至60℃。
预热部60具有用于加热或保温的预热单元61,预热单元61具有设置在与由介质支承部62支承并输送的卷筒纸1的表面相对的位置上的加热器。例如,该加热器可以使用发热电阻构成,另外,也可以是具备反射板的构成,该反射板用于有效地对卷筒纸1照射加热器射出的红外线。此外,介质支承部分62可以设置有加热器。另外,在图1中,预热单元61和介质支承部62在Y轴方向上具有相同的长度,由预热单元61加热的整个区域是预热区域。
第一加热部70是在施加墨滴时将卷筒纸1的表面温度加热至一次干燥温度的部分,位于输送路径50上预热部60的下游侧且卷绕部40的上游侧。第一加热部70可以是在与压板72的记录头11相对的位置处具有加热器(例如,压板加热器)的构成,或者是在记录头11中具有加热器(例如,IR加热器)的构成。优选这些加热器在对记录介质即卷筒纸1吐出油墨组合物时,卷筒纸1的表面温度(一次干燥温度)为30℃以上。由此,能够使附着到卷筒纸1上的油墨组合物更快干燥,并能够抑制渗色。
另外,压板加热器和IR加热器是在从记录头11吐出油墨组合物时,对记录介质即卷筒纸1的表面进行加热的加热器,IR加热器能够从记录头11一侧加热记录介质。通过这种方式,记录头11也可以易于被同时加热,但与压板加热器等从记录介质的背面加热的情况相比,能够提高温度而不受记录介质厚度的影响。另一方面,压板加热器能够从与记录头11一侧相反的一侧加热记录介质。由此,记录头11相对不容易被加热,从而使得记录头11的喷嘴不易发生堵塞等问题。而且,由压板加热器或IR加热器加热的整个区域成为一次加热区域。
第二加热部80是将已进行记录(即已施加墨滴)的卷筒纸1加热并进行干燥(二次加热)的部分,位于输送路径50上记录部10的下游侧且卷绕部40的上游侧。通过该二次加热,附着在记录有图像的记录介质的表面上的油墨组合物中所含的水分等会更快地蒸发飞散,从而由包含在油墨组合物中的树脂等形成被膜。以这种方式,可以将油墨干燥物牢固地定着(粘附)到记录介质上,从而在短时间内获得耐擦性优异的高画质图像。
第二加热部80具有用于加热或保温的加热单元81,加热单元81具有设置在与由介质支承部82支承并输送的卷筒纸1的施加有墨滴的表面相对的位置上的加热器。该加热器例如可以使用发热电阻构成,另外,也可以是具备反射板的构成,该反射板用于有效地对卷筒纸1照射加热器射出的红外线。此外,优选在此使用的加热器将记录介质的表面温度加热至比第一加热部70中的一次干燥温度更高的温度(二次干燥温度),更优选将记录介质加热至50℃以上160℃以下。另外,在图1中,加热单元81和介质支承部82在Y轴方向上具有相同的长度,通过加热单元81加热的整体区域成为二次加热区域。
上述的“加热记录介质”意味着将记录介质的表面温度升高到期望的温度,并且不限于直接加热记录介质。此外,记录介质的干燥温度是通过测量记录介质的表面温度而获得的温度。
另外,在打印机100中,优选进行设定,以使得从完成油墨组合物附着在记录介质即卷筒纸1上的地点起,到达到二次干燥温度为止,沿着输送路径50的长度为500mm以下。该长度更优选设定为400mm以下,进一步优选为300mm以下,特别优选为250mm以下。另外,下限没有限定,但优选为30mm以上,更优选为50mm以上,进一步优选为100mm以上,特别优选为150mm以上。通过如此地设定输送路径的长度,能够防止记录介质的变形,提供一种画质及/或耐擦性优异的记录方法。此外,从易于设计输送路径50的角度出发,也是优选的。
另外,虽然输送路径50的长度取决于卷筒纸1的输送速度(mm/s),但例如,可以将该长度设定为能够使得从油墨组合物对记录介质的附着完成起,到达到二次干燥温度为止的时间在250秒以内,优选在200秒以下,更优选为150秒以下,进一步优选为100秒以下,更进一步优选为60秒以下。
另外,在打印机100中,壳体75构成为不仅覆盖整个预热区域和一次加热区域,而且还覆盖一次加热区域和二次加热区域之间的空间。为此,作为保持温度的保温装置起作用,使得从一次加热区域向二次加热区域输送的卷筒纸1的表面温度不降低。进而,为了使从一次加热区域输送到二次加热区域的卷筒纸1的表面温度保持恒定,也可以采用下述构成:除了设置在上述各个加热部中的加热器之外,还具备用于在二次干燥之前对已进行油墨组合物附着工序的记录介质即卷筒纸1进行加热的加热装置。此外,可以将第二加热部80的加热单元81的长度设定得较长,以缩短一次加热区域和二次加热区域之间的距离,并且,可以采用在一次加热区域和二次加热区域之间设置遮罩的构成。
另外,在本实施方式,打印机100也可以采用例如在第二加热部80的下游另外再设置风扇(图中未示出)的构成。该风扇用于在通过加热器干燥油墨组合物之后,更有效地干燥附着在记录介质即卷筒纸1上的油墨组合物。此外,通过用风扇冷却油墨组合物,能够在记录介质即卷筒纸1上形成密合性良好的覆膜。
2.油墨组合物
在本实施方式的记录方法中使用的油墨组合物是含有色材、水、树脂和水溶性有机溶剂的水系油墨组合物,或是含有色材和有机溶剂的溶剂型油墨组合物。以下,对本实施方式的记录方法中使用的油墨组合物进行说明。
2.1.水系油墨组合物
在本实施方式的记录方法中用作油墨组合物的水系油墨组合物包括色材、水、树脂和水溶性有机溶剂。本实施方式的水系油墨组合物是以水为主要溶剂的组合物。
2.1.1.色材
作为本实施方式的水系油墨组合物中含有的色材,可以列举染料、颜料等,由于颜料具有难以因光、气体等而退色的性质,优选使用颜料。因此,通过使用颜料而在塑料等记录介质上形成的图像,其耐水性、耐气性、耐光性等优异,并且保存性良好。
在本实施方式中可以使用的颜料没有特别限定,可以列举无机颜料和有机颜料。作为无机颜料,除了氧化钛和氧化铁之外,可以使用通过接触法、炉法、热解法等公知方法制造的炭黑。另一方面,作为有机颜料可以使用偶氮颜料(包括偶氮色淀、不溶性偶氮颜料、缩合偶氮颜料、螯合偶氮颜料等)、多环颜料(例如酞菁颜料、苝颜料、紫环酮颜料、蒽醌颜料、喹酞酮颜料等)、硝基颜料、亚硝基颜料、苯胺黑等。
可以在本实施方式中使用的颜料的具体实例中,作为炭黑,可以列举炉黑、灯黑、乙炔黑或者槽法炭黑等(C.I.颜料黑7);作为市售品,可以列举No.2300、900、MCF88、No.20B、No.33、No.40、No.45、No.52、MA7、MA8、MA77、MA100、No.2200B等(以上均为商品名,三菱化学株式会社制造)、色素炭黑FW1、FW2、FW2V、FW18、FW200、S150、S160、S170、Printex35(原文应该是プリンテックス)、U、V、140U、特殊黑6、5、4A、4、250等(以上均为商品名,Degussa公司制造)、ConductexSC、Raven 1255、5750、5250、5000、3500、1255、700等(以上均为商品名,由哥伦比亚炭黑公司制造)、Regal 400R、330R、660R、Mogul L、Monarch700、800、880、900、1000、1100、1300、1400、Elf Techs 12等(以上均为商品名,由Cabot公司制造)。
作为黄色油墨中使用的颜料,可以列举例如:C.I.颜料黄1、2、3、12、13、14、16、17、73、74、75、83、93、95、97、98、109、110、114、120、128、129、138、150、151、154、155、180、185、213等。
作为用于品红色油墨的颜料,可以列举例如:C.I.颜料红5、7、12、48(Ca)、48(Mn)、57(Ca)、57:1、112、122、123、168、184、202、209;C.I.颜料紫19等。
作为用于青色油墨的颜料,可以列举例如:C.I.颜料蓝1、2、3、15:3、15:4、16、22、60等。
作为用于绿色油墨的颜料,可以列举例如:C.I.颜料绿7、8、36等。
作为用于橙色油墨的颜料,可以列举例如:C.I.颜料橙43、51、66等。
另外,作为用于上述以外颜色的油墨的颜料,例如绿色油墨和橙色油墨,可以举出现有公知的颜料。颜料既可以单独使用一种,也可以组合两种以上使用。
相对于油墨的总质量(100质量%),优选色材的含量为1.0质量%以上20质量%以下,更优选为1.5质量%以上10质量%以下,进一步优选为2质量%以上7质量%以下。
在使用颜料作为色材时,优选颜料能够在水中保持稳定地分散。作为这种方法,可以列举例如:使用水溶性树脂和/或水分散性树脂等树脂分散剂分散的方法(以下,有时将通过该方法处理的颜料称为“树脂分散颜料”);使用分散剂分散的方法(以下,有时将通过该方法处理的颜料称为“分散剂分散颜料”);以化学和物理方式将亲水官能团引入颜料粒子表面,并能够在没有上述树脂或分散剂的情况下使其分散和/或溶解在水中的方法(以下,有时将通过该方法处理的颜料称为“表面处理颜料”)等。
在本实施方式中,油墨组合物可以使用上述的树脂分散颜料、分散剂分散颜料和表面处理颜料中的任一种,并且可以根据需要以多种混合的形式使用,但优选含有树脂分散颜料。
作为在树脂分散颜料中使用的树脂分散剂,可以列举例如:聚乙烯醇类、聚丙烯酸、丙烯酸-丙烯腈共聚物、乙酸乙烯酯-丙烯酸酯共聚物、丙烯酸-丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸-丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-α-甲基苯乙烯-丙烯酸共聚物、苯乙烯-α-甲基苯乙烯-丙烯酸-丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-马来酸共聚物、苯乙烯-马来酸酐共聚物、乙烯基萘-丙烯酸共聚物、乙烯基萘-马来酸共聚物、乙酸乙烯酯-马来酸酯共聚物、乙酸乙烯酯-巴豆酸共聚物、乙酸乙烯酯-丙烯酸共聚物等及它们的盐。其中,优选具有疏水性官能团的单体和具有亲水性官能团的单体的共聚物、由兼具疏水官能团和亲水性官能团的单体构成的聚合物。作为共聚物的方式,可以使用无规共聚物、嵌段共聚物、交替共聚物和接枝共聚物中的任一方式。
所述上述盐,可以列举氨、乙胺、二乙胺、三乙胺、丙胺、异丙胺、二丙胺、丁胺、异丁胺、二乙醇胺、三乙醇胺、三异丙醇胺、氨基甲基丙醇、与吗啉等碱性化合物形成的盐。这些碱性化合物的添加量没有特别限制,只要大于上述树脂分散剂的中和当量即可。
上述树脂分散剂的分子量,优选重均分子量在1,000至100,000的范围内,更优选在3,000至10,000的范围内。当分子量在上述范围内时,着色剂在水中能够稳定分散,并且,在应用于油墨组合物时,容易进行粘度控制等。
上述树脂分散剂也可以使用市售品。详情可列举例如:Joncryl 67(重均分子量:12,500,酸值:213)、Joncryl 678(重均分子量:8,500,酸值:215)、Joncryl 586(重均分子量:4,600,酸值:108)、Joncryl 611(重均分子量:8,100,酸值:53)、Joncryl 680(重均分子量:4,900,酸值:215)、Joncryl 682(重均分子量:1,700,酸值:238)、Joncryl 683(重均分子量:8,000,酸值:160)、Joncryl 690(重均分子量:16,500,酸值:240)(以上均为商品名,由BASF Japan株式会社制造)等。
另外,作为表面活性剂分散颜料中使用的表面活性剂,可以列举例如:烷烃磺酸盐、α-烯烃磺酸盐、烷基苯磺酸盐、烷基萘磺酸盐、酰基甲基牛磺酸盐、二烷基磺基琥珀酸盐、烷基硫酸酯盐、硫酸化烯烃、聚氧乙烯烷基醚硫酸酯盐、烷基磷酸酯盐、聚氧乙烯烷基醚磷酸酯盐、单酸甘油酯磷酸酯盐等阴离子表面活性剂;烷基吡啶盐、烷基氨基酸盐、烷基二甲基甜菜碱等两性表面活性剂;聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基苯基醚、聚氧乙烯烷基酯、聚氧乙烯烷基酰胺、甘油烷基酯、山梨糖醇烷基酯等非离子表面活性剂。
对上述树脂分散剂或表面活性剂的颜料的添加量,相对于100质量份的颜料,优选为1质量份以上100质量份以下,更优选为5质量份以上50质量份以下。通过在该范围内,能够确保颜料在水中的分散稳定性。
另外,作为表面处理颜料,可以列举-OM、-COOM、-CO-、-SO3M、-SO2NH3、-RSO3M、-PO3HM、-PO3M3、-SO3NHCOR、-NH3、-NR3等亲水性官能团(在该式中,M表示氢原子、碱金属、铵或有机铵;R表示碳原子数1至12的烷基、可以具有取代基的苯基或可以具有取代基的萘基。)。这些官能团通过直接和/或经由其它基团以物理和/或化学方式在颜料粒子表面接枝而引入。多价基团可以列举具有1至12个碳原子的亚烷基、可以具有取代基的亚苯基或可以具有取代基的亚萘基等。
另外,作为所述表面处理颜料,优选以通过含硫处理剂在颜料粒子表面化学键合-SO3M和/或-RSO3M(M为离子对,表示氢离子、碱金属离子、铵离子或有机铵离子)的方式进行表面处理的颜料,即所述颜料优选以使颜料分散在不具有活性质子、与磺酸无反应性、颜料不溶或难溶的溶剂中,随后,利用硫酸酰胺或三氧化硫和叔胺的络合物,使-SO3M和/或-RSO3M在颜料粒子表面化学键合的方式被进行表面处理,从而能够分散及/或溶解在水中。
作为用于将官能团或其盐直接或经由多价基团接枝到颜料粒子的表面上的表面处理方法,可以应用各种公知的表面处理方法。可以列举例如:使臭氧或次氯酸钠溶液作用于市售的氧化炭黑,进一步对炭黑进行氧化处理,以使其表面更亲水的方法(例如,日本专利申请公开第平7-258578号公报、日本专利申请公开第平8-3498号公报、日本专利申请公开第平10-120958号公报、日本专利申请公开第平10-195331号公报、日本专利申请公开第平10-237349号公报);使用3-氨基-N-烷基取代的溴化吡啶处理炭黑的方法(例如,日本专利申请公开第平10-195360号公报、日本专利申请公开第平10-330665号公报);将有机颜料分散在不溶或难溶有机颜料的溶剂中,并且用磺化剂将磺基引入颜料粒子表面的方法(例如,日本专利申请公开第平8-283596号公报、日本专利申请公开第平10-110110号公报、日本专利申请公开第平10-110111号公报);将有机颜料分散在与三氧化硫形成络合物的碱性溶剂中,通过加入三氧化硫处理有机颜料的表面,并引入磺基或磺氨基的方法(例如,日本专利申请公开第平10-110114号公报)等,用于制备本发明中使用的表面处理颜料的方法不限于这些方法。
接枝到一种颜料粒子上的官能团既可以是一种也可以是多种。考虑到油墨中的分散稳定性、颜色密度、喷墨头前面的干燥性等,可以适当地确定待接枝的官能团的种类及其程度。
作为将上述树脂分散颜料、表面活性剂分散颜料和表面处理颜料分散在水中的方法,对于树脂分散颜料,使用颜料、水和树脂分散剂;对于表面活性剂分散颜料,使用颜料、水和表面活性剂;对于表面处理颜料,使用表面处理颜料和水,此外,如果需要,还可以分别添加水溶性有机溶剂和中和剂等,并且可以使用球磨机、砂磨机、超微磨碎机、辊磨机、搅拌磨机,亨舍尔混合机、胶体磨、超声波均质器、喷射磨、安格磨机(angmill)等一直以来使用的分散机进行。在这种情况下,作为颜料的粒径,优选分散颜料直到平均粒径在20nm至500nm的范围内,更优选在50nm至200nm的范围内,以确保颜料在水中的分散稳定性。
2.1.2.水
在本实施方式中,水系油墨组合物含有水。水是油墨组合物的主要介质,且是会通过干燥而蒸发飞散的成分。优选离子交换水、超滤水、反渗透水、蒸馏水等纯水或超纯水这样的尽可能地去除了离子性杂质后的水。另外,优选使用通过紫外线照射或加入过氧化氢等灭菌之后的水,因为在长期贮存水系油墨组合物时,可以抑制霉和细菌的产生。
相对于水系油墨组合物的总量,水的含量为40质量%以上,优选为50质量%以上,更优选为60质量%以上,进一步优选为70质量%以上。通过使水含量为40质量%以上,能够使水系油墨组合物具有较低的粘度。此外,相对于水系油墨组合物的总量,水的含量的上限优选为90质量%以下,更优选为85质量%以下,进一步优选为80质量%以下。
2.1.3.树脂
在本实施方式中,水系油墨组合物含有水溶性及/或非水溶性的树脂成分。该树脂组分使油墨固化,并且具有使油墨固化物进一步牢固地附着在记录介质上的作用。树脂可以是溶解在水系油墨组合物中的状态,或分散在水系油墨组合物中的状态中的任一种状态。作为溶解状态的树脂,可以使用上述分散本实施方式中使用的水系油墨组合物的颜料时所使用的树脂分散剂。此外,作为分散状态的树脂,可以使难溶或不溶的树脂分散成微粒状(即乳胶状态或悬浮状态)并使其包含在本实施方式中使用的油墨组合物的液体介质中。
上述树脂的实例,除了作为上述树脂分散剂使用的树脂以外,还可以列举例如:聚丙烯酸酯或其共聚物、聚甲基丙烯酸酯或其共聚物、聚丙烯腈或其共聚物、聚氰基丙烯酸酯、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚异丁烯、聚苯乙烯或它们的共聚物、石油树脂、色满·茚树脂、萜烯树脂、聚乙酸乙烯酯或其共聚物、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩醛、聚乙烯醚、聚氯乙烯或其共聚物、聚偏氯乙烯、氟树脂、氟橡胶、聚乙烯咔唑、聚乙烯基吡咯烷酮或其共聚物、聚乙烯吡啶、聚乙烯基咪唑、聚丁二烯或其共聚物,聚氯戊二烯、聚异戊二烯,天然树脂等。其中,特别优选分子结构中同时具有疏水性部分和亲水性部分的树脂。
要得到上述微粒状态的树脂可以通过以下方法,可以使用这些方法中的任一种,且可以根据需要组合多种方法。作为该方法可以列举将聚合催化剂(聚合引发剂)和分散剂混合在构成所需树脂的单体中并使其聚合(即乳化聚合)的方法;使具有亲水部分的树脂溶解在水溶性有机溶剂中,将该溶液混合在水中之后,通过蒸馏等除去水溶性有机溶剂而得的方法;使树脂溶解在非水溶性有机溶剂中,并将该溶液与分散剂混合在水溶液中而得的方法等。上述方法可以根据所使用的树脂的种类和特性适当选择。作为能够在分散树脂时使用的分散剂,没有特别限制,但可以列举例如:阴离子表面活性剂(例如,十二烷基苯磺酸钠盐、月桂基磷酸钠盐、聚氧乙烯烷基醚硫酸铵盐等)、非离子表面活性剂(例如,聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基酯、聚氧乙烯山梨醇酐脂肪酸酯、聚氧乙烯烷基苯基醚等),它们可以单独使用,或两种以上混合使用。
作为上述这样的树脂,当以微粒状态(乳液形态,悬浮液形态)使用时,可以使用通过公知的材料和方法获得的树脂。也可以使用例如,日本特公昭62-1426号公报、日本专利申请公开第平3-56573号公报、日本专利申请公开第平3-79678号公报、日本专利申请公开第平3-160068号公报、日本专利申请公开第平4-18462号公报等所记载的树脂。另外,也可以使用市售品,例如:微凝胶E-1002、微凝胶E-5002(以上均为商品名,日本PAINT株式会社制造)、BONCOAT4001、BONCOAT5454(以上均为商品名,大日本油墨化学工业株式会社制造)、SAE1014(商品名,日本ZEON株式会社制造)、CYBINOL SK-200(商品名,由SAIDEN化学株式会社制造)、JONCRYL7100、JONCRYL 390、JONCRYL711、JONCRYL511、JONCRYL7001、JONCRYL632、JONCRYL741、JONCRYL450、JONCRYL840、JONCRYL74J、JONCRYL HRC-1645J、JONCRYL734、JONCRYL852、JONCRYL7600、JONCRYL775、JONCRYL537J、JONCRYL1535、JONCRYL PDX-7630A、JONCRYL352J、JONCRYL352D、JONCRYLPDX-7145、JONCRYL538J、JONCRYL7640、JONCRYL7641、JONCRYL631、JONCRYL790、JONCRYL780、JONCRYL7610(以上均为商品名,BASF日本株式会社制造)等。
从确保油墨组合物的保存稳定性和吐出稳定性的观点出发,当以微粒状态使用树脂时,优选其平均粒径在5nm至400nm的范围内,更优选在50nm至200nm的范围内。
优选树脂的玻璃化转变温度(Tg)为例如-20℃以上100℃以下,更优选为-10℃以上80℃以下。
相对于油墨组合物的总量,优选树脂的含量以固体成分换算为0.1质量%以上15质量%以下,更优选为0.5质量%以上10质量%以下。通过控制在该范围内,即使在塑料介质上,也能够固化和附着本实施方式的喷墨记录方法中使用的油墨组合物。
2.1.4.水溶性有机溶剂
本实施方式的水系油墨组合物含有水溶性有机溶剂。水溶性有机溶剂具有提高油墨对非吸收性记录介质的密合性,抑制喷墨记录装置的头部的干燥等功能。
作为水溶性有机溶剂,没有特别限定,可列举例如:1,2-烷烃二醇类、多元醇类(1,2-烷烃二醇类除外)、吡咯烷酮衍生物、二醇醚类等。进而,作为水溶性有机溶剂可以列举烷烃二醇类、多元醇类。
1,2-烷烃二醇类可以列举例如:1,2-丙二醇、1,2-丁二醇、1,2-戊二醇、1,2-己二醇、1,2-辛二醇等。1,2-烷烃二醇类能够提高水系油墨组合物对记录介质的润湿性,具有优异的均匀润湿作用。在含有1,2-烷烃二醇类时,相对于水系油墨组合物的总质量,其含量可以为1质量%以上20质量%以下。
作为多元醇类(1,2-烷烃二醇类除外),可以列举例如:乙二醇、二甘醇、丙二醇、二丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、三羟甲基丙烷、甘油等。在含有多元醇类的情况下,相对于水系油墨组合物的总质量,其可以为1质量%以上20质量%以下。
作为吡咯烷酮衍生物,可以列举例如:N-甲基-2-吡咯烷酮、N-乙基-2-吡咯烷酮、N-乙烯基-2-吡咯烷酮、2-吡咯烷酮、N-丁基-2-吡咯烷酮、5-甲基-2-吡咯烷酮等。吡咯烷酮衍生物作为树脂的良好溶解剂而起作用。在含有吡咯烷酮衍生物时,相对于水系油墨组合物的总质量,其可以为1质量%以上30质量%以下。
作为二醇醚类,可以列举例如:乙二醇单异丁醚、乙二醇单己醚、乙二醇单异己基醚、二甘醇单己醚、三甘醇单己醚、二甘醇单异己基醚、三乙二醇单异己基醚、乙二醇单异庚基醚、二甘醇单异庚基醚、三乙二醇单异庚醚、乙二醇单辛醚、乙二醇单异辛醚、二甘醇单异辛醚、三甘醇单异辛醚、乙二醇单-2-乙基己基醚、二甘醇单-2-乙基己基醚、三甘醇单-2-乙基己基醚、二甘醇单-2-乙基戊基醚、乙二醇单-2-乙基戊基醚、乙二醇单-2-乙基己基醚、二甘醇单-2-乙基己基醚、乙二醇单-2-甲基戊基醚、二甘醇单-2-甲基戊基醚、丙二醇单丁醚、二丙二醇单丁醚、三丙二醇单丁醚、丙二醇单丙醚、二丙二醇单丙醚以及三丙二醇单甲醚等。这些可以单独使用一种,也可以混合使用两种以上。二醇醚类能够控制水系油墨组合物相对于记录介质的润湿性等。
作为烷烃二醇类,可以列举例如:具有5个以上碳原子的烷烃的二醇类,烷烃的碳原子数不受限制,但优选为10以下,更优选为9以下。作为烷烃二醇,例如可以举出上述1,2-烷烃二醇类等,但不限于1,2-取代产物。烷烃二醇类能够提高水系油墨组合物对记录介质的润湿性,具有优异的均匀润湿作用。在水系油墨组合物含有烷烃二醇类时,相对于水系油墨组合物的总质量,其含量可以为1质量%以上20质量%以下。
作为多元醇类,可以列举例如:具有4个以下碳原子的烷烃的二醇、具有4个以下碳原子的烷烃的二醇的缩合物、烷烃的三元以上的多元醇等。作为多元醇,例如可以举出上述多元醇类等,但可以含有1,2-烷烃二醇,且为碳原子数4以下的烷烃的二醇。多元醇类具有优异的防止喷嘴的油墨干燥的作用。在水系油墨组合物含有多元醇时,相对于水系油墨组合物的总质量,其可以为1质量%以上20质量%以下。
水溶性有机溶剂的含量没有特别限定,相对于水系油墨组合物的总质量,例如可以为1质量%以上40质量%以下,其下限值优选为3质量%以上,更优选为5质量%以上,进一步优选为10质量%以上,更进一步优选为20质量%以上,特别优选为25质量%以上,尤其优选为30质量%以上。另外,优选水溶性有机溶剂的含量的上限值为35质量%以下。
另外,水系油墨组合物优选含有作为水溶性有机溶剂的标准沸点为150℃以上280℃以下的水溶性有机溶剂。此外,优选标准沸点高于280℃的水溶性有机溶剂的含量为3质量%以下。这种情况下,由于水系油墨组合物的干燥性良好,在记录工序中得到的记录物的发粘会降低,从而所得的记录物耐擦性优异。
作为标准沸点为150℃以上280℃以下的水溶性有机溶剂,优选使用烷烃二醇和烷烃二醇单醚衍生物中的至少一种水溶性有机溶剂。另外,水溶性有机溶剂的标准沸点优选为250℃以下,更优选为230℃以下。另外,标准沸点为250℃以下的水溶性有机溶剂的含量更优选为20质量%以上,进一步优选为25质量%以上,尤其优选为30质量%以上。
标准沸点超过280℃的有机溶剂,有时会吸收油墨组合物的水分,使喷墨头附近的油墨组合物变粘稠。由此,有可能会降低喷墨头的吐出稳定性。
作为沸点高于280℃的水溶性有机溶剂,可举出甘油为例。当水系油墨组合物中加入甘油这样的吸湿性高的高沸点有机溶剂时,会引起头部堵塞或顶盖装置故障。此外,甘油的防腐性能差,容易导致霉或菌类繁殖,因此优选不将其包含在油墨组合物中。
因此,在本实施方式中,更优选水系油墨组合物中标准沸点高于280℃的水溶性有机溶剂的含量为2质量%以下,进一步优选为1质量%以下,更进一步优选为0.5质量%以下,特别优选为0.1质量%以下,更特别优选为0.05质量%以下。
2.1.5.表面活性剂
在本实施方式中,水系油墨组合物可以含有表面活性剂。表面活性剂具有通过降低油墨的表面张力来改善与记录介质的润湿性的功能。在表面活性剂中,可以优选使用例如炔二醇类表面活性剂、有机硅类表面活性剂、氟类表面活性剂等。
作为炔二醇类表面活性剂,没有特别限制,可以列举例如:SURFYNOL104、104E、104H、104A、104BC、104DPM、104PA、104PG-50、104S、420、440、465、485、SE、SE-F、504、61、DF37、CT111、CT121、CT131、CT136、TG、GA、DF110D;OLFINE B、Y、P、A、STG、SPC、E1004、E1010、PD-001、PD-002W、PD-003、PD-004、EXP.4001、EXP.4036、EXP.4051、AF-103、AF-104、AK-02、SK-14、AE-3(以上均为商品名,日信化学工业株式会社制造);ACETYRENOL E00、E00P、E40、E100(以上均为商品名,川研精细化工公司制造)。
作为有机硅类表面活性剂没有特别限定,但优选使用聚硅氧烷类化合物。该聚硅氧烷类化合物没有特别限定,例如可以列举聚醚改性有机硅氧烷。作为该聚醚改性有机硅氧烷的市售品,可以列举例如:BYK-306、BYK-307、BYK-333、BYK-341、BYK-345、BYK-346、BYK-348(以上均为商品名、BYK公司制造);KF-351A、KF-352A、KF-353、KF-354L、KF-355A、KF-615A、KF-945、KF-640、KF-642、KF-643、KF-6020、X-22-4515、KF-6011、KF-6012、KF-6015、KF-6017(以上均为商品名,由信越化学工业公司制造)。
作为氟类表面活性剂,优选使用氟改性聚合物,作为具体实例,可以举出BYK-340(BYK Japan公司制造)。
在含有表面活性剂的情况下,相对于水系油墨组合物的总质量,其含量可以设定为0.1质量%以上2.5质量%以下。
2.1.6.所含的其它成分
在本实施方式中,水系油墨组合物还可以含有pH调节剂、聚烯烃蜡、防腐剂/防霉剂、防锈剂、螯合剂等。添加这些材料能够进一步提高油墨组合物所具有的特性。
作为pH调节剂,可以列举例如:磷酸二氢钾、磷酸氢二钠、氢氧化钠、氢氧化锂、氢氧化钾、氨、二乙醇胺、三乙醇胺、三异丙醇胺、碳酸钾、碳酸钠、碳酸氢钠等。
作为聚烯烃蜡,可以列举例如:由乙烯、丙烯、丁烯等烯烃或其衍生物制备的蜡及其共聚物,具体而言,例如聚乙烯类蜡、聚丙烯类蜡、聚丁烯类蜡等。作为聚烯烃蜡,可以使用市售品,具体而言,可以使用NovecoatPEM 17(商品名,Sannopco株式会社制造)、Chemipearl W4005(商品名,三井化学株式会社制造)、AQUACER 515、AQUACER 593(以上均为商品名,BYK Japan株式会社制造)等。
当添加聚烯烃蜡时,能够改善在油墨非吸收性或低吸收性的记录介质上形成的图像的物理接触的滑动性,从能够提高图像的耐擦性这一点出发,优选添加聚烯烃蜡。相对于油墨组合物的总质量,优选聚烯烃蜡的含量为0.01质量%以上10质量%以下,更优选为0.05质量%以上1质量%以下。当聚烯烃蜡的含量在上述范围内,则能够充分发挥上述效果。
作为防腐剂/防霉剂,例如可以使用苯甲酸钠、五氯苯酚钠、2-吡啶硫醇-1-氧化钠、山梨酸钠、脱氢乙酸钠、1,2-二苯并异噻唑啉-3-酮等。市售品的实例包括:Proxel XL2、Proxel GXL(以上均为商品名,由Avecia公司制造)、Denicide CSA、NS-500W(以上均为商品名,NagaseChemtex株式会社制造)等。
防锈剂,可以举出苯并***等例子。
作为螯合剂,可以列举例如:乙二胺四乙酸及其盐类(乙二胺四乙酸二氢二钠盐等)等。
2.1.7.水系油墨组合物的物理性能
本实施方式中使用的水系油墨组合物,从图像质量与用于喷墨记录的油墨的可靠性之间的平衡的观点来看,优选20℃下的表面张力为20mN/m以上40mN/m以下,更优选为20mN/m以上35mN/m以下。另外,测量表面张力,可以通过例如使用自动表面张力计CBVP-Z(商品名,协和界面科学株式会社制造),在20℃的环境下确认用油墨润湿铂金板时的表面张力来测量。
另外,从同样的观点出发,优选本实施方式中使用的水系油墨组合物在20℃下的粘度为3mPa·s以上10mPa·s以下,更优选为3mPa·s以上8mPa·s以下。另外,粘度可以使用粘弹性试验机MCR-300(商品名,由Pysica公司制造)在例如20℃的环境下测定。
2.2.溶剂型油墨组合物
在本实施方式的记录方法中使用的溶剂型油墨组合物包括色材和有机溶剂。
另外,本实施方式中的溶剂型油墨组合物是使用有机溶剂等作为主要溶剂,而不以水为主要溶剂的组合物。组合物中的水的含量,相对于该组合物100质量%为5质量%以下,优选为3质量%以下,更优选为2质量%以下,进一步优选为1质量%以下,特别优选为0.5质量%以下。油墨组合物(100质量%)中的有机溶剂等的含量优选为50质量%以上,更优选为70质量%以上,进一步优选为80质量%以上,特别优选为90质量%以上。此外,尽管没有限制,但在组合物的制备中,当水分不可避免地作为杂质被包含,而非有意地添加水为主要溶剂成分时,也可以当成容许的组合物。
2.2.1.色材
本实施方式中使用的溶剂型油墨组合物含有色材。作为色材,可以单独使用或组合使用通常用于现有的溶剂型油墨的无机颜料或有机颜料等颜料或染料。作为有机颜料,可以列举例如:偶氮颜料(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)、多环颜料(酞菁颜料、苝和苝颜料、蒽醌颜料、喹吖啶酮颜料、二恶嗪颜料、硫靛蓝颜料、异吲哚啉酮颜料、喹酞酮颜料等)、色淀染料(例如碱性染料型色淀、酸性染料型色淀等)、硝基颜料、亚硝基颜料、苯胺黑、日光荧光颜料等。另外,作为无机颜料可以列举炭黑、二氧化钛、二氧化硅、氧化铝等。作为染料,可以使用例如:偶氮染料、金属络盐染料、萘酚染料、蒽醌染料、靛蓝染料、碳鎓染料、醌亚胺染料、黄嘌呤染料、花青染料、喹啉染料、硝基染料、亚硝基染料、苯醌染料、萘醌染料、酞菁染料或金属酞菁染料,特别优选油溶性染料。这些颜料或染料可以单独使用或组合使用两种以上,但从耐候性的观点出发,优选颜料。颜料一次粒子的体积平均粒径为50nm至500nm,优选为50nm至200nm。
色材的含量可以根据需要适当设定,并不受特别限定,通常,相对于油墨组合物的总质量,为0.1质量%以上10质量%以下,优选为0.5质量%以上8质量%以下,更优选为1质量%以上6质量%以下。当色材的含量在上述范围内时,着色性能优异,由该油墨组合物形成的图像具有良好的耐候性。
另外,使用颜料作为色材时,可以含有颜料分散剂,可以使用通常的溶剂型油墨,特别是可以使用能够用于喷墨记录的溶剂型油墨中的任何分散剂。
作为分散剂,优选使用在有机溶剂的溶解度参数为8至11时有效起作用的分散剂。可以使用市售品作为这种分散剂,具体例子可以列举例如:Hinoact KF1-M、T-6000、T-7000、T-8000、T-8350P、T8000E(以上均为商品名,武生精细化工株式会社制造)等聚酯系高分子化合物;Solsperse20000、24000、32000、32500、33500、34000、35200、37500(以上均为商品名,LUBRIZOL公司制造);Disperbyk-161、162、163、164、166、180、190、191、192、2091、2095(以上均为商品名,BYK Japan公司制);Floren DOPA-17、22、33、G-700(以上均为商品名,共荣社化学株式会社制造);AJISPER PB821、PB711(以上均为商品名,味之素株式会社制造);LP4010、LP4050、LP4055、POLYMER400、401、402、403、450、451、453(以上均为商品名,EFKA化学品公司制造)等。使用颜料分散剂时的含量可以根据所含颜料适当选择,优选相对于油墨组合物中的100质量份颜料含量为5质量份以上200质量份以下,更优选为30质量份以上120质量份以下。
2.2.2.有机溶剂
本实施方式中使用的溶剂型油墨组合物含有有机溶剂。有机溶剂没有特别限制,其实例包括亚烷基二醇单醚系溶剂、亚烷基二醇二醚系溶剂、内酯(环状酯)等。
<亚烷基二醇单醚系溶剂>
作为亚烷基二醇单醚系溶剂,优选含有由下述通式(1)表示的化合物的溶剂。
R1O-(R2O)m-OH......(1)
(通式(1)中,R1表示碳原子数1至4的烷基。R2表示碳原子数2以上4以下的亚烷基。m表示1至7的整数。)
其中,R1中的“碳原子数1个以上4个以下的烷基”可以是直链状或支链状的烷基,可以列举例如:甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基等。
另外,在上述通式(1)中,作为R2中的“碳原子数2个以上4个以下的亚烷基”,可以举出例如:亚乙基、正亚丙基、异亚丙基或亚丁基等。另外,在上述通式(1)中,R1的碳原子数和m越大,就越能够降低对部件的损伤,基于此,优选m为3至6的整数。
作为由上述通式(1)表示的化合物的溶剂的具体例子,可以列举例如:乙二醇单甲醚、乙二醇单***、乙二醇单异丙醚、乙二醇单丁醚、二甘醇单甲醚、二甘醇单***,二甘醇单丁醚、三甘醇单甲醚、三甘醇单***、三甘醇单丁醚、四甘醇单甲醚、四甘醇单***、四甘醇单丁醚、五甘醇单甲醚、五甘醇单***、五乙二醇单丁醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单***、二丙二醇单甲醚、二丙二醇单***等。这些化合物可以单独使用一种,也可以混合两种以上使用。
<亚烷基二醇二醚类溶剂>
作为亚烷基二醇二醚类溶剂,可以举出例如由下述通式(2)表示的化合物。
R3O-(R4O)n-R5......(2)
(在通式(2)中,R3和R5分别独立地表示碳原子数1个以上4个以下的烷基。R4表示碳原子数2个以上4个以下的亚烷基。n表示1至7的整数。)
其中,R3和R5中的“碳原子数1个以上4个以下的烷基”可以是直链状或支链状的烷基,其实例包括:甲基,乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基等。
另外,在上述通式(2)中,R4中的“碳原子数2个以上4个以下的亚烷基”的实例包括:亚乙基、正亚丙基、异亚丙基或亚丁基等。此外,在上述通式(2)中,R3和R5中的碳原子数和n越大,就越能够减小对部件的损伤,基于此,优选n为3至6的整数。
作为由上述通式(2)表示的化合物的溶剂的具体实例,可以列举例如:乙二醇二甲醚、乙二醇二***、乙二醇二丁醚、二甘醇二甲醚、二甘醇二***、二甘醇甲基***、二甘醇二丁基醚、二甘醇丁基甲基醚、三甘醇二甲醚、三甘醇二***、三甘醇二丁醚、三甘醇丁基甲醚、四乙二醇二甲醚、四乙二醇二***、四乙二醇二丁醚、丙二醇二甲醚、丙二醇二***、二丙二醇二甲醚、二丙二醇二***等。亚烷基二醇二醚可以单独使用,或两种以上混合使用。
上述亚烷基二醇醚系溶剂的含量,相对于溶剂型油墨组合物的总质量,优选为80质量%以下,更优选为30质量%以上且75质量%以下,进一步优选为40质量%以上70质量%以下。
<内酯(环状酯)>
本实施方式中使用的溶剂型油墨组合物可以含有作为有机溶剂的内酯(环状酯)。通过使溶剂型油墨组合物含有内酯,能够溶解记录介质的记录表面(例如,含有氯乙烯树脂的记录表面)的一部分并使油墨组合物渗透到记录介质的内部。当油墨以这种方式渗透到记录介质中时,可以提高记录在记录介质上的图像的耐擦性(耐擦坚牢性)。换句话说,由于内酯与氯乙烯树脂具有高亲和性,使得溶剂型油墨组合物的组分容易在记录表面上渗透(易于咬合浸润)。作为内酯具有这种作用的结果,可以认为含有内酯的油墨组合物即使在诸如户外环境等严苛的条件下,也能够形成耐擦性优异的图像。
内酯是在具有羟基和羧基的一个分子中,在该分子内具有由该羟基和该羧基脱水缩合而成的结构的化合物。环状酯是具有含有两个以上碳原子和一个氧原子的杂环的化合物,在其结构中设置有与形成该杂环的氧原子相邻的羰基。
在内酯中,具有简单结构的内酯可以列举例如:β-丙内酯、β-丁内酯、γ-丁内酯、γ-戊内酯、γ-己内酯、σ-戊内酯、ε-己内酯等。另外,内酯杂环的环个数的数量没有特别限定,例如也可以将任意的侧链键合于杂环的环上。可以单独使用一种内酯,也可以将两种以上的内酯混合使用。
从进一步提高由本实施方式中使用的溶剂型油墨组合物形成的图像的耐擦性的观点出发,在上述例举的内酯中,优选3元环以上7元环以下的内酯,更优选使用5元环或6元环的内酯,在任一种情况下,均更优选不具有侧链。这些内酯的具体实例包括:β-丁内酯、γ-丁内酯、γ-戊内酯。此外,由于这种内酯与聚氯乙烯的亲和力特别高,在使内酯附着在含有聚氯乙烯的记录介质上时,能够极其显著地获得提高耐擦性的效果。
在混合内酯的情况下,其对溶剂型油墨组合物的总量的含量(使用多种内酯时的总量)为5质量%以上50质量%以下,优选为7质量%以上30%以下,更优选为10质量%以上20质量%以下。
<其它有机溶剂>
在本实施方式中使用的油墨组合物除了上述例举的有机溶剂之外,还可以含有下列有机溶剂。
作为这样的有机溶剂,优选使用极性有机溶剂,例如醇类(甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、异丙醇、氟化醇等)、酮类(丙酮,甲基乙基酮,环己酮等)、羧酸酯类(乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯等)、醚类(二***、二丙醚、四氢呋喃、二恶烷等)、多元醇类(乙二醇、二甘醇、三甘醇、聚乙二醇、聚丙二醇、丙二醇、丁二醇、1,2,6-己三醇、巯基二醇、己二醇、甘油、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷等)等。
另外,有机溶剂可以含有(多元)醇类。作为(多元)醇类,可以列举例如:甘油、丙二醇、二丙二醇、1,2-丁二醇、1,2-戊二醇、1,2-己二醇、1,2-庚二醇、3-甲基-1,3-丁二醇、2-乙基-2-甲基-1,3-丙二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、2-甲基-2-丙基-1,3-丙二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇以及2-甲基戊烷-2,4-二醇等。
另外,可以在溶剂型油墨组合物中混合胺类,例如:三乙醇胺、三丙醇胺、三丁醇胺、N,N-二甲基-2-氨基乙醇、N,N-二乙基-2-氨基乙醇等羟基胺,可以使用一种或多种。
另外,作为有机溶剂,可以使用例如:月桂酸甲酯、十六烷酸异丙酯(棕榈酸异丙酯)、肉豆蔻酸异丙酯、油酸甲酯、油酸乙酯等高级脂肪酸酯;用碳原子数1至5的烷基对碳原子数2至8的脂肪族烃的二羧酸(除羧基的碳以外的碳原子数)进行二酯化而得到的二元酸二酯;以及将碳原子数为6至10的脂肪族烃的一元羧酸(除羧基的碳以外的碳原子数)酰胺化(取代酰胺氮原子的取代基各自独立地为氢原子、碳原子数1至4的烷基)而得到的烷基酰胺(N,N-二甲基癸酰胺等)。
其中例示的其它有机溶剂,可以将其一种或多种以适当的配合量加入到溶剂型油墨组合物中,使得溶剂的总含量相对于油墨组合物的总质量为80质量%以上。例如,相对于溶剂型油墨组合物的总质量,这些溶剂的含量优选为0.05质量%以上5质量%以下,更优选为0.1质量%以上3质量%以下。
其中例示的其它有机溶剂,可以将其一种或多种以适当的配合量加入到溶剂型油墨组合物中。
2.2.3.定影树脂
本实施方式中使用的溶剂型油墨组合物可以含有用于将上述色材固定在记录介质上的定影树脂。
作为定影树脂,可以列举例如:丙烯酸树脂,苯乙烯丙烯酸树脂、松香改性树脂、酚醛树脂、萜烯树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂、环氧树脂、乙酸乙烯酯树脂、氯乙烯树脂、乙酸丁酸纤维素灯纤维类树脂、乙烯基甲苯-α-甲基苯乙烯共聚物树脂等。其中,优选选自于由丙烯酸树脂和氯乙烯树脂组成的组中的至少一种树脂,更优选氯乙烯树脂。通过含有这些定影树脂,能够提高对记录介质的定影性,且还能够提高耐擦性。
在本实施方式中使用的溶剂型油墨组合物中的定着树脂的固形分含量,优选为0.05质量%以上15质量%以下,更优选为0.1质量%以上10质量%以下,进一步优选为1质量%以上5质量%以下。当定影树脂的含量在上述范围内时,可获得对记录介质优异的定影性。
<丙烯酸树脂>
作为丙烯酸树脂,可以列举例如:聚(甲基)丙烯酸、聚(甲基)丙烯酸甲酯、聚(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸-(甲基)丙烯酸酯共聚树脂、苯乙烯-(甲基)丙烯共聚树脂、乙烯-(甲基)丙烯酸共聚树脂、乙烯烷基(甲基)丙烯酸酯树脂、乙烯-(甲基)丙烯酸酯共聚树脂等(甲基)丙烯酸类单体,或其与其它单体的共聚物树脂。这些可以单独使用或多种组合使用。
作为上述丙烯酸树脂,可以使用市售品,例如:Acrypet MF(商品名,由三菱人造丝公司制造,丙烯酸树脂)、SUMIPEX LG(商品名,由住友化学公司制造,丙烯酸树脂)、Paraloid B系列(商品名,由Rohm and Haas公司制造,丙烯酸树脂)、Parapet G-1000P(商品名,由Kuraray公司制造,丙烯酸树脂)等。另外,在本发明中,“(甲基)丙烯酸”是指丙烯酸和甲基丙烯酸两者,“(甲基)丙烯酸酯”是指丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯两者。
<氯乙烯树脂>
氯乙烯树脂可以列举例如:氯乙烯和乙酸乙烯酯、偏二氯乙烯、丙烯酸、马来酸、乙烯醇等其它单体的共聚物,其中,优选包含来自于氯乙烯和乙酸乙烯酯的结构单元的共聚物(以下也称为“氯乙烯共聚物”),更优选玻璃化转变温度为60℃至80℃的氯乙烯共聚物。
氯乙烯共聚物可以通过常规方法获得,例如,可以通过悬浮聚合获得。具体而言,将水、分散剂和聚合引发剂加入到聚合容器中,脱气后,压入氯乙烯和乙酸乙烯酯进行悬浮聚合,或者将一部分氯乙烯和乙酸乙烯酯压入并使其反应,同时在反应期间压入剩余的氯乙烯进行悬浮聚合。
对于氯乙烯共聚物,作为其结构,优选含有70质量%至90质量%的氯乙烯单元。如果在上述范围内,其稳定地溶解在油墨组合物中,因此长期的保存稳定性优异。此外,它具有优异的吐出稳定性,能够获得对记录介质优异的定影性。
另外,氯乙烯共聚物可以根据需要与氯乙烯单元和乙酸乙烯酯单元一起具有其它结构单元,例如:羧酸单元、乙烯醇单元和丙烯酸羟烷基酯单元,其中,特别优选乙烯醇单元。可以通过使用与上述各单元对应的单体来获得。提供羧酸单元的单体的具体实例包括:马来酸、衣康酸、马来酸酐、衣康酸酐、丙烯酸、甲基丙烯酸。提供丙烯酸羟烷基酯单元的单体,可以列举例如:(甲基)丙烯酸羟乙酯、羟乙基乙烯基醚等。这些单体的含量不受限制,只要不损害本发明的效果即可,例如,可以使其在单体总量的15质量%以下的范围内共聚。
另外,氯乙烯共聚物可以使用市售品,例如:SOLBIN CN、SOLBIN CNL、SOLBIN C5R、SOLBIN TA5R、SOLBIN CL、SOLBINE CLL(以上均由日信化学工业株式会社制造)、KanevinylHM 515(由株式会社Kaneka制造)等。
这些树脂的平均聚合度没有特别限定,优选为150至1100,更优选为200至750。这些树脂的平均聚合度在上述范围内时,由于其稳定地溶解在本实施方式中使用的溶剂型油墨组合物中,因此长期的保存稳定性良好。此外,其吐出稳定性优异,可以获得对记录介质优异的定影性。另外,这些树脂的平均聚合度通过测量比粘度并据此计算而得,可以根据“JISK6720-2”中记载的平均聚合度计算方法而求出。
另外,这些树脂的数均分子量没有特别限定,优选10000至50000,更优选12000至42000。另外,数均分子量可以通过GPC测量,可以通过以聚苯乙烯换算的相对值而求出。
2.2.4.表面活性剂
从降低表面张力并提高与记录介质的润湿性的观点出发,本实施方式中使用的溶剂型油墨组合物可以添加有机硅类表面活性剂、氟类表面活性剂或作为非离子表面活性剂的聚氧乙烯衍生物。
作为有机硅类表面活性剂,优选使用聚酯改性硅或聚醚改性硅。具体实例包括:BYK-315、315N、347、348;BYK-UV3500、3510、3530、3570(以上均为商品名,由BYK Japan公司制造)。
作为氟类表面活性剂,优选使用氟改性聚合物,作为具体实例,可以举例如:BYK-340(BYK Japan公司制造)。
另外,作为聚氧乙烯衍生物,优选使用炔二醇类表面活性剂。具体实例包括:SURFYNOL 82、104、465、485、TG(以上均为商品名,由Air Products Japan公司制造);OLFINE STG、E1010(以上均为商品名,日信化学工业株式会社制造);Nissan Nonion A-10R、A-13R(以上均为商品名,由日油株式会社制造);FLOWLEN TG-740W、D-90(以上均为商品名,共荣社化学株式会社制造);Noigen CX-100(商品名,由第一工业制药株式会社制造)等。
本实施方式中使用的溶剂型油墨组合物中的表面活性剂的含量,优选为0.05质量%以上3质量%以下,更优选为0.5质量%以上2质量%以下,进一步优选为1质量%以上1.5质量%以下。
2.2.5.其它成分
对于本实施方式中使用的溶剂型油墨组合物,可以根据需要,添加pH调节剂、乙二胺四乙酸盐(EDTA)等螯合剂、防腐剂/防霉剂、防锈剂等用于赋予指定性能的物质。
2.2.6.溶剂型油墨组合物的制备方法
本实施方式中使用的溶剂型油墨组合物可以通过以任意的顺序混合上述组分,并根据需要,通过过滤等来除去杂质而获得。作为各组分的混合方法,优选使用将材料依次添加到具备机械搅拌器、磁力搅拌器等搅拌装置的容器中并搅拌混合的方法。作为过滤方法,可以根据需要进行离心过滤,过滤器过滤等。
2.2.7.溶剂型油墨组合物的物性
从记录质量与作为喷墨记录用油墨的可靠性之间的平衡的观点出发,本实施方式中使用的溶剂型油墨组合物优选在20℃下表面张力为20mN/m以上50mN/m以下,更优选为25mN/m以上40mN/m以下。另外,表面张力可以通过使用自动表面张力计CBVP-Z(由协和界面科学株式会社制造)确认在20℃的环境下将铂金板在油墨中润湿时的表面张力来测量。
另外,从相同的观点出发,优选溶剂型油墨组合物在20℃下的粘度为2mPa·s以上15mPa·s以下,更优选为2mPa·s以上10mPa·s以下。另外,粘度的测量可以通过使用粘弹性试验机MCR-300(由Pysica制造)在20℃的环境下将剪切速率提高到10至1000并读取剪切速率200时的粘度来进行。
3.反应液
接着,对可以在后述的记录工序中使用的反应液进行说明。本实施方式中使用的反应液含有使油墨组合物中特别是水系油墨组合物的成分絮凝的絮凝剂以及其它成分,通过絮凝剂的凝絮凝作用,能够形成更高画质的图像。
3.1.絮凝剂
本实施方式中使用的反应液含有用于絮凝油墨组合物的成分的絮凝剂。通过在反应液中含有絮凝剂,絮凝剂在后述的记录工序中迅速与包含在油墨组合物中的树脂反应。如此,油墨组合物中的色材和树脂的分散状态被破坏,色材和树脂寻那个。然后,由于该絮凝物抑制色材渗透到记录介质中,因此从提高记录图像的画质的观点出发,认为该絮凝剂是有益的。
作为絮凝剂,可以列举例如:多价金属盐、阳离子化合物(阳离子树脂、阳离子表面活性剂等)和有机酸。这些絮凝剂可以单独使用,或两种以上组合使用。在这些絮凝剂中,从与油墨组合物中所含的树脂的反应性优异的角度出发,优选使用选自多价金属盐和有机酸中的至少一种絮凝剂。
多价金属盐是一种由二价以上的多价金属离子和与这些多价金属离子结合的阴离子构成,并且可溶于水的化合物。多价金属离子的具体实例包括:Ca2+、Cu2+、Ni2+、Mg2+、Zn2 +、Ba2+等二价金属离子;以及Al3+、Fe3+和Cr3+等三价金属离子。阴离子的实例包括:Cl-、I-、Br-、SO42-、ClO3-、NO3-和HCOO-、CH3COO-等。在这些多价金属盐中,从反应溶液的稳定性和作为凝集剂的反应性的观点出发,优选钙盐和镁盐。
作为有机酸,适合使用例如:硫酸、盐酸、硝酸、磷酸、聚丙烯酸、乙酸、乙醇酸、丙二酸、苹果酸、马来酸、抗坏血酸、琥珀酸、戊二酸、富马酸、柠檬酸、酒石酸、乳酸、磺酸、正磷酸、吡咯烷酮羧酸、吡喃酮羧酸、吡咯羧酸、呋喃羧酸、吡啶羧酸、香豆酸、噻吩羧酸、烟酸或这些化合物的衍生物、或它们的盐等。有机酸可以单独使用,也可以使用两种以上。
作为阳离子树脂,可以列举例如:阳离子聚氨酯树脂、阳离子烯烃树脂、阳离子烯丙胺树脂等。
作为阳离子聚氨酯树脂,可以适当选择使用公知的聚氨酯树脂。阳离子聚氨酯树脂可以使用市售品,例如,HYDRAN CP-7010、CP-7020、CP-7030、CP-7040、CP-7050、CP-7060、CP-7610(以上均为商品名,由大日本油墨化学工业株式会社制造);Super flex 600、610、620、630、640、650(商品名,第一工业制药株式会社制造);聚氨酯乳液WBR-2120C、WBR-2122C(以上均为商品名,由大成精细化工株式会社制造)等。
阳离子烯烃树脂在其结构骨架中具有乙烯、丙烯等烯烃,可以适当选择使用公知的烯烃。此外,阳离子烯烃树脂可以是分散在含有水或有机溶剂等的溶剂中的乳液状态。作为阳离子烯烃树脂,可以使用市售品,例如Arrow Base CB-1200、CD-1200(商品名,Unitika株式会社制造)等。
作为阳离子烯丙胺树脂,可以适当选择和使用公知的烯丙胺树脂,可以列举例如:聚烯丙胺盐酸盐、聚烯丙胺酰胺硫酸盐、盐酸烯丙基胺盐·盐酸二烯丙基胺盐共聚物、乙酸烯丙基胺盐·二烯丙基胺乙酸盐共聚物、烯丙基胺盐酸盐·二甲基烯丙基胺盐酸盐共聚物、烯丙基胺·二甲基烯丙基胺共聚物、盐酸聚二烯丙基胺盐、聚甲基二烯丙基胺盐酸盐、聚甲基二烯丙基酰胺硫酸盐、聚甲基二烯丙基胺乙酸盐、聚二烯丙基二甲基氯化铵、乙酸二烯丙基胺盐·二氧化硫共聚物、二烯丙基甲基乙基乙基硫酸铵·二氧化硫共聚物、甲基二烯丙基胺盐酸盐·二氧化硫共聚物、二烯丙基二甲基氯化铵·二氧化硫共聚物、二烯丙基二甲基氯化铵·丙烯酰胺共聚物等。这样的阳离子烯丙基胺系树脂,可以使用市售品,例如可以使用:PAA-HCL-01、PAA-HCL-03、PAA-HCL-05、PAA-HCL-3L、PAA-HCL-10L、PAA-H-HCL、PAA-SA、PAA-01、PAA-03、PAA-05、PAA-08、PAA-15、PAA-15C、PAA-25、PAA-H-10C、PAA-D11-HCL、PAA-D41-HCL、PAA-D19-HCL、PAS-21CL、PAS-M-1L、PAS-M-1、PAS-22SA、PAS-M-1A、PAS-H-1L、PAS-H-5L、PAS-H-10L、PAS-92、PAS-92A、PAS-J-81L、PAS-J-81(商品名,NITTOBOMEDICAL公司制造);Hymo Neo-600、Haimorock Q-101、Q-311、Q-501、Hymax SC-505、SC-505(以上均为商品名,Hymo株式会社制造)等。
阳离子表面活性剂的实例包括:烷基胺盐、二烷基胺盐、脂肪族胺盐等伯胺、仲胺和叔胺盐型化合物、苯扎氯铵盐、其它的季烷基铵盐等季铵盐、烷基吡啶盐、锍盐、鏻盐、鎓盐、咪唑啉盐等。阳离子表面活性剂的具体实例包括:月桂胺、亚麻胺、松香胺等盐酸盐、乙酸盐等、月桂基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、苄基三丁基氯化铵、苯扎氯铵、二甲基乙基十二烷基硫酸乙铵盐、二甲基乙基辛基铵乙基硫酸盐、三甲基月桂基盐酸铵盐、氯化十六烷基吡啶鎓、溴化十六烷基吡啶鎓、二羟乙基月桂胺、癸基二甲基苄基氯化铵、十二烷基二甲基苄基氯化铵、十四烷基二甲基氯化铵、十六烷基二甲基氯化铵、十八烷基二甲基氯化铵等。
絮凝剂在水中的溶解度可以为600g/L以下。在本实施方式中,由于使用维护液进行喷墨头的维护,因此,即使在水中溶解度低且由于喷嘴面干燥而易于析出絮凝剂的情况下,也能够消除反应液导致的喷嘴面的吐出不良。另外,即使在水中的溶解度为500g/L以下,也可以得到本发明的效果,而且,即使在水中的溶解度为400g/L以下,进而在300g/L以下,也能够得到本发明的效果。
在1kg反应液中,反应液的絮凝剂的浓度可以为0.03mol/kg以上。此外,在1kg反应液中,可以为0.1mol/kg以上1.5mol/kg以下,还可以为0.2mol/kg以上0.9mol/kg以下。此外,絮凝剂的含量相对于反应液的总质量例如为0.1质量%以上25质量%以下,还可以为0.2质量%以上20质量%以下,还可以为0.3质量%以上10质量%以下。
另外,确认絮凝剂与油墨组合物中所含树脂的反应,可以例如通过“树脂的絮凝性试验”,根据树脂是否絮凝来进行。“树脂的絮凝性试验”通过例如将调整为规定浓度的絮凝剂溶液滴加到含有规定浓度的树脂的树脂溶液中,同时混合并搅拌,目测确认混合液中是否产生沉淀物来进行。
3.2.水
本实施方式中使用的反应液优选以水为主要溶剂。这种水是将反应液粘附到记录介质上之后通过干燥蒸发飞散的成分。优选离子交换水、超滤水、反渗透水、蒸馏水等纯水或超纯水这样的、尽可能除去离子性杂质之后的水。此外,优选使用通过紫外线照射或过氧化氢添加等灭菌的水,因为长时间储存反应液时能够防止霉和细菌的产生。相对于反应液的总质量,反应液中所含的水的含量例如可以为40质量%以上,优选为50质量%以上,更优选为55质量%以上,进一步优选为65质量%以上。
3.3.有机溶剂
可以向本实施方式中使用的反应液添加有机溶剂。通过添加有机溶剂,能够提高反应液对记录介质的润湿性。作为有机溶剂,可以使用与上述油墨组合物相同的有机溶剂。有机溶剂的含量没有特别限定,相对于反应液的总质量,例如可以为1质量%以上40质量%以下,优选为5质量%以上且30质量%以下。
另外,反应液中,有机溶剂优选含有标准沸点为280℃以下的水溶性有机溶剂,并且标准沸点高于280℃的水溶性有机溶剂的含量优选为3质量%以下,更优选1质量%以下,进一步优选为0.5质量%以下。在这种情况下,由于反应液的干燥性良好,反应液的干燥能够快速进行,此外,降低记录过程中得到的记录物的发粘、耐擦性优异。
作为标准沸点为280℃以下的水溶性有机溶剂,优选使用吡咯烷酮衍生物、烷烃二醇和亚烷基二醇单醚衍生物中的至少一种水溶性有机溶剂。另外,优选水溶性有机溶剂的标准沸点为250℃以下,更优选为230℃以下,进一步优选为210℃以下。另外,标准沸点为280℃以下的水溶性有机溶剂的含量更优选为5质量%以上,进一步优选为10质量%以上,更进一步优选为15质量%以上。
3.4.表面活性剂
可以在本实施方式中使用的反应液中添加表面活性剂。通过添加表面活性剂,能够降低反应液的表面张力,并提高其与记录介质的润湿性。在表面活性剂中,可以优选使用例如:乙炔二醇类表面活性剂、有机硅类表面活性剂、氟类表面活性剂。作为这些表面活性剂的具体实例,可以使用与上述油墨组合物中列举的相同的表面活性剂。表面活性剂的含量没有特别限制,相对于反应液的总质量,可以设定为0.1质量%以上1.5质量%以下。
3.5.其它成分
对于本实施方式中使用的反应液,可以根据需要添加pH调节剂、防腐剂和防霉剂、防锈剂、螯合剂等。
3.6.反应液的物性
当本实施方式中使用的反应液通过喷墨式记录头吐出时,优选20℃下的表面张力为20mN/m以上40mN/m以下,更优选为20mN/m以上35mN/m以下。另外,表面张力的测量通过例如使用自动表面张力计CBVP-Z(商品名,由协和界面科学株式会社制造),确认在20℃的环境中使用反应液润湿铂板之后的表面张力来进行。
另外,从同样的观点出发,优选本实施方式中使用的反应液在20℃下的粘度为3mPa·s以上10mPa·s以下,更优选为3mPa·s以上8mPa·s以下。粘度可以例如使用粘弹性试验机MCR-300(商品名,由Pysica公司制造)在20℃的环境下测量。
3.7.反应液的制备方法
本实施方式中使用的反应液可以通过适当的方法,对上述各成分进行分散和混合来制造。在充分搅拌上述各成分之后,进行过滤以除去导致堵塞的粗大粒子和杂质,由此能够得到目标反应液。
4.记录介质
在本实施方式中,待印刷的记录介质没有特别限制,但可以使用油墨低吸收性或非吸收性的记录介质。根据后述的本实施方式的记录方法,通过将油墨组合物附着工序后的记录介质的表面温度控制在指定的温度变化范围内,能够防止记录介质的热膨胀导致的尺寸变化,并且通过将记录介质的表面温度控制在指定的温度变化范围内,在输送路径中油墨的干燥能够充分进行,因而所得图像的画质和耐擦性也得以提高。
另外,本说明书中的“油墨低吸收性或非吸收性的记录介质”是指具有完全不吸收或基本上不吸收油墨组合物的性质的记录介质。从定量上而言,油墨低吸收性或非吸收性的记录介质,是指“Bristow法中从接触开始起至30msec1/2的吸水量小于10mL/m2的记录介质”。这种Bristow法是在短时间内用于测量液体吸收量的方法中最普及的方法,也被日本制浆造纸技术协会(JAPAN TAPPI)采用。有关测试方法的详细信息,请参阅“日本TAPPI纸浆测试方法2000年版”的标准No.51中的“纸和纸板-液体吸收性试验方法-Bristow法”。另一方面,油墨吸收性记录介质是指不符合油墨非吸收性或低吸收记录介质的记录介质。
作为油墨非吸收性记录介质,可以列举例如:无油墨吸收层的塑料膜、在纸等基材上涂布有塑料的介质或者粘合有塑料膜的介质等。其中所言的塑料,可以列举例如:聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯等。
作为油墨低吸收性的记录介质,可以举出一种表面设置有用于吸收油墨的涂层的记录介质,例如,在基材为纸的情况下,可以列举:艺术纸、涂层纸、亚光纸等打印底纸;在基材为塑料膜的情况下,可以列举:在聚偏氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯等的表面上涂布亲水性聚合物的介质;在涂布粘结剂的同时也涂布二氧化硅、钛等粒子的介质。这些记录介质也可以是透明的。
另外,带剥离纸的记录介质也可以用作记录介质。如后所述,在本实施方式中,由于通过将油墨组合物附着工序后的记录介质的表面温度控制在指定的温度变化范围内,能够防止记录介质的热膨胀导致的尺寸变化,因此,即使在记录介质是带剥离纸的记录介质的情况下,也能够抑制剥离纸和记录介质之间产生的体积膨胀差,以防止记录介质的变形,并提供画质及/或耐擦性优异的记录方法。
作为这种带剥离纸的记录介质,可以列举例如:经由粘合材料将作为树脂材料的一例的聚氯乙烯膜和作为纸张材料的一例的剥离纸层压后的记录介质。这样的记录介质被广泛用于在室内、室外发布的广告等广告用途。在这种情况下,在记录表面上进行各种类型的记录,其中由聚氯乙烯制成的膜侧作为记录表面,通过将层压在记录表面的背面上的剥离纸剥离,并将该膜粘贴到各种底层基材上,从而可以将该膜用作广告。
另外,作为带剥离纸的记录介质,可以举出其中在带状剥离纸(卷筒纸)上隔开间隔地粘贴有多个标签的标签纸。标签的背面是封条,标签可以沿着边框从剥离纸剥离。在这种带状剥离纸中,与标签相对应的区域是记录表面,且是能够印刷图像的区域。
另外,在本实施方式中使用的记录介质,其介质宽度可以为350mm以上。在后述的本实施方式的记录方法中,即使在记录介质的介质宽度为350mm以上的大型记录介质中,通过进行温度控制,也可以在无需设置大型炉等的情况下防止记录介质的变形,从而提供画质及/或耐擦性优异的记录方法。此外,介质宽度越大,记录介质的热膨胀和热变形就越大,伴随输送的记录介质的输送误差也趋于变大,或大量发生记录介质的皱褶,因此,在能够减少记录介质的变形量这一点上,本实施方式的记录方法特别有用。
在本实施方式中,记录介质的介质宽度的下限值没有限制,但优选为300mm以上,更优选为350mm以上,进一步优选为700mm以上,更进一步优选为1000mm以上,特别优选为1300mm以上。另外,虽然记录介质的介质宽度的上限值不受限制,但优选为4000mm以下,更优选为3000mm以下,进一步优选为2000mm以下。优选记录介质的介质宽度在上述范围内,因为这样就能够记录面积大的记录介质,并能够减小记录介质的变形量。
另外,优选本实施方式中使用的记录介质的线膨胀系数(10-5/℃)为5至30的范围,更优选为6至27的范围,进一步优选为7至25的范围。通过使得记录介质的线性膨胀系数在所述范围内,能够减小记录介质的变形量。另外,优选本实施方式中使用的记录介质的杨氏模量(GPa)为0.1至5的范围内,更优选为0.5至4的范围内,进一步优选为1至3的范围内。通过使得记录介质的杨氏模量在所述范围内,能够减小记录介质的变形量。
5.记录方法
本实施方式的记录方法使用上述记录装置,使用油墨在记录介质上进行记录,其特征在于,包括下述工序:油墨组合物附着工序,使油墨组合物附着到记录介质上;一次干燥工序,将所述油墨组合物附着到所述记录介质时的所述记录介质的表面温度加热至一次干燥温度;输送工序,将经过所述油墨组合物附着工序的记录介质输送到二次干燥装置;以及二次干燥工序,其通过所述二次干燥装置,将所述记录介质的表面温度加热到二次干燥温度,从所述油墨组合物对所述记录介质的附着完成起至所述二次干燥工序结束之前,所述记录介质的表面温度相对于所述一次干燥温度(℃)的最小温度变化为-40%以上,最高温度变化为370%以下,从所述油墨组合物对所述记录介质的附着完成开始,到所述记录介质的表面温度达到所述二次干燥温度为止的平均升温速度为7(℃/s)以下。下面,对每个工序进行说明。图2是表示在本发明的实施方式的记录方法中,记录介质的表面温度的变化的图。
5.1.油墨组合物附着工序
在本实施方式的记录方法中,油墨组合物附着工序是将油墨组合物附着到记录介质上的工序。也就是说,在图1中,是使油墨组合物从记录头11吐出并粘附到记录介质即卷筒纸1上的工序。由此,油墨组合物附着到记录介质即卷筒纸1上,并在打印区域形成图像。
在油墨组合物附着工序中,优选油墨组合物对记录介质的印刷区域的最大附着量的下限值为3mg/inch2以上,更优选为5mg/inch2以上,进一步优选为10mg/inch2以上。此外,优选油墨组合物对记录介质的印刷区域的最大附着量的上限值为20mg/inch2以下,更优选为15mg/inch2以下,进一步优选为13mg/inch2以下。当油墨组合物的附着量在上述范围内时,画质优异。此外,即使是油墨组合物的附着量在上述范围内这样的记录方法,通过下述温度管理,也能够提供一种能够防止记录介质变形,且画质及/或耐擦性优异的记录方法。
5.2.一次干燥工序
在本实施方式的记录方法中,一次干燥工序是在油墨组合物附着工序中,使用一次干燥装置(第一加热部)70,将油墨组合物附着在记录介质上时的记录介质的表面温度加热至一次干燥温度的工序。通过该工序,能够抑制附着在卷筒纸1上的油墨组合物的渗色。一次干燥工序中的一次干燥温度,优选加热至使得记录介质的表面温度的上限为60℃以下,更优选为50℃以下,进一步优选为45℃以下,更进一步优选为40℃以下,特别优选为38℃以下。此外,优选进行加热,使得记录介质的表面温度的下限为30℃以上,更优选为32℃以上,特别优选为35℃以上。通过使得记录介质的表面温度为60℃以下,能够抑制喷墨头的加热,抑制印刷时喷嘴的脱落,进一步提高连续吐出稳定性。此外,通过使得记录介质的表面温度为30℃以上,可进一步提高记录介质,尤其是氯乙烯这样的非吸收性记录介质上的油墨组合物的点填充性,使得画质进一步提高。其中,一次干燥温度(℃)是指油墨附着时的记录介质表面的最高温度。
5.3.输送工序
在本实施方式的记录方法中,输送工序是将经过油墨组合物附着工序的记录介质输送到二次干燥装置即第二加热部80的工序。由此,记录介质即卷筒纸1被输送到二次加热区域。输送过程中的输送速度(mm/s)是将PP-长度(mm)除以P-P时间(s)得到的值,所谓P-P长度(mm),是指从油墨对记录介质的附着完成起至达到二次干燥温度为止的距离,P-P时间(s)是指从完成油墨对记录介质的某一处的附着至达到二次干燥温度为止的时间。考虑到印刷生产率,优选该输送速度(mm/s)为1mm/s以上,更优选为5mm/s以上,进一步优选为10mm/s以上。
5.4.二次干燥工序
在本实施方式的记录方法中,二次干燥工序是通过二次干燥装置即第二加热部80,将已经过油墨组合物附着工序的记录介质的表面温度加热至二次干燥温度的工序。通过该工序,能够更快地干燥附着在卷筒纸1上的油墨组合物。优选二次干燥工序中的二次干燥温度高于一次干燥温度,更优选为比一次干燥温度高10℃以上,进一步优选为高20℃以上,更进一步优选为高30℃以上,进一步更优选为高40℃以上。另外,优选二次干燥温度比一次干燥温度高100℃以下。通过使二次干燥温度在所述范围内,能够提供一种能够防止记录介质变形,且画质及/或耐擦性优异的记录方法。
总之,关于二次干燥工序中的二次干燥温度,优选加热以使得记录介质的表面温度的上限为160℃以下,更优选为150℃以下,进一步优选为145℃以下,更进一步优选为140℃以下。另外,优选加热以使得记录介质的表面温度的下限为50℃以上,更优选为60℃以上,特别优选为70℃以上。在本实施方式中,由于分别设置记录装置的第一加热部70和第二加热部80,即分别设置一次加热区域和二次加热区域,因此,第一加热区域中的记录头11不易受第二加热部80的二次干燥温度的影响,几乎不影响吐出。
另外,在本实施方式的记录方法中,在从油墨组合物对记录介质的附着完成起直至二次干燥工序完成为止的过程中,优选记录介质的表面温度相对于一次干燥温度(℃)的最低温度变化为-40%以上,最高温度变化为370%以下,且从油墨组合物对记录介质的附着完成起直至记录介质的表面温度达到二次干燥温度为止的平均升温速度为7(℃/s)以下。在本实施方式中,通过将油墨组合物附着工序之后的记录介质的表面温度控制在这样的温度变化范围内,可以防止由于记录介质的热膨胀引起的尺寸变化。此外,通过将记录介质的表面温度控制在指定的温度变化之内,油墨的干燥在输送路径中充分进行,从而所得画质及/或图像的耐擦性也得以提高。此外,通过将记录介质的表面温度相对于一次干燥温度(℃)的最低温度变化设定为-40%以上,最高温度变化设定为370%以下,使得热量不会浪费,并实现节能。
其中,二次干燥温度(℃)是二次加热区域中的记录介质表面的最高温度,最低温度(℃)是指本实施方式的记录方法中的记录介质表面的最低温度。因此,最低温度变化(%)表示[(最低温度-一次干燥温度)/一次干燥温度]×100。另外,最高温度变化(%)是指[(二次干燥温度-一次干燥温度)/一次干燥温度]×100。此外,平均升温速度(℃/s)是指:[(二次干燥温度-一次干燥温度)/P-P时间]×100。另外,最低温度变化和最高温度变化使用对小数第一位数四舍五入之后的值,而平均升温速度使用对小数第三位数四舍五入之后的值。
在图2中,箭头A表示一次干燥工序后的记录介质的表面温度达到最低温度之前的温度变化,相对于该一次干燥温度的温度变化是最低温度变化。另外,箭头B表示一次干燥工序之后的记录介质的表面温度达到最高温度之前的温度变化,相对于该一次干燥温度的温度变化是最高温度变化。
在本实施方式的记录方法中,最低温度变化的下限值优选为-35%以上,更优选为-30%以上,进一步优选为-20%以上,更进一步优选为-10%以上,特别优选-7%以上。另一方面,最低温度变化的上限优选为0%以下,更优选为-3%以下,进一步优选为-5%以下,更进一步优选为-10%以下。从抑制尺寸变化的观点来看,最低温度变化越高越好。另一方面,从可以简化输送路径的加热装置、保温装置的观点来看,最低温度变化越低越好。在记录装置停止的状态下,最低温度变化时的记录介质表面温度优选高于将记录介质放置在输送路径上时的记录介质的表面温度。更具体而言,优选在一次干燥中加热的记录介质的最低温度,比在设置在输送路径中的加热机构停止的状态下经由输送路径时,或比在设置在输送路径中的保温机构被去除的状态下经由输送路径时的最低温度更高(温度下降小)。
另外,在本实施方式的记录方法中,优选最高温度变化的上限值为350%以下,更优选为300%以下,优选下限值为0%以上,更优选为20%以上,进一步优选为30%以上,还更优选为50%以上,更进一步优选为70%以上、100%以上、150%以上,甚至200%以上,最优选为250%以上。从尺寸变化的观点出发,优选最高温度变化较低,但就所得图像的耐擦性这点而言,最高温度变化优选高的为好。
此外,在本实施方式的记录方法中,优选平均升温速度的上限值为6(℃/s)以下,更优选为5(℃/s)以下,进一步优选为4(℃/s)以下。此外,优选平均升温速度的下限为0.2(℃/s)以上,更优选为1(℃/s)以上,进一步优选为2(℃/s)以上。通过使得平均升温速度在上述范围内,能够防止尺寸变化,并使所得画质和图像的耐擦性得以提高。
另外,优选从油墨组合物对记录介质的附着完成直至达到二次干燥温度的时间为250秒以下,更优选为100秒以下,进一步优选为80秒以下,最优选在60秒内。另外,尽管下限没有限制,但优选为5秒以上,更优选为10秒以上。通过将从油墨组合物对记录介质的附着完成直至达到二次干燥温度为止的时间设定为250秒以内,能够提供一种可以防止记录介质的变形,且画质及/或耐擦性优异的记录方法。另外,从容易设计记录装置的观点出发,也是优选的。
另外,从油墨组合物对记录介质的附着完成直至记录介质输送到二次干燥装置并达到二次干燥温度的时间可以与前一阶段的时间相同,但优选为60秒以下,更优选为50秒以下,进一步优选为40秒以下,最优选为30秒以下。通过使得从油墨组合物对记录介质的附着完成直至记录介质输送到二次干燥装置并达到二次干燥温度的时间为60秒以下,能够提供可进一步防止记录介质的变形,且画质及/或耐擦性优异的记录方法。
5.5.其它工序
<预热工序>
在本实施方式的记录方法中,优选在油墨组合物附着工序之前进行预热记录介质的预热工序。预热工序是在上述预热部60中对记录介质即卷筒纸1进行预热。由于通过该工序对记录介质的表面加热,因此能够提供一种油墨组合物附着工序中的温度变化减小,能够防止记录介质的变形,且画质和耐擦性优异的记录方法。预热工序中的预热温度优选与一次干燥工序中的一次干燥温度大致相同,例如,使记录介质的表面温度的上限优选为60℃以下,更优选为50℃以下,进一步优选为45℃以下,更进一步优选为40℃以下,特别优选为38℃以下而进行加热。此外,使记录介质的表面温度的下限优选为30℃以上,更优选为32℃以上,特别优选为35℃以上而进行加热。
<反应液附着工序>
在本实施方式的记录方法中,可以在油墨组合物附着工序之前,进行预先将反应液施加到记录介质上形成图像的区域的反应液附着工序。由于通过反应液附着工序,能够进一步提高画质,因此优选。
使反应液附着的方法,可以使用例如:旋涂、喷涂、凹版辊涂、逆辊涂布、棒涂、喷墨法等中任意的方法。其中,优选使用喷墨法(喷墨记录方法)。在使用喷墨方法时,使反应液的液滴从喷墨记录头的喷嘴吐出,并附着在记录介质上。由于上述反应液的表面张力可以通过上述反应液中含有的有机溶剂容易地设定为适合于喷墨记录方法的值,因此,从喷嘴吐出反应液时的吐出稳定性变得良好。
可以在反应液附着工序之后且油墨组合物附着工序之前具有使施加到记录介质上的反应液干燥的工序。这种情况下,进行干燥,直到例如当接触附着在记录介质上的反应液时,不会感觉到发粘的程度。尽管反应液的干燥工序可以通过自然干燥进行,但从提高干燥速度等观点出发,优选伴随加热进行干燥。
如上所述,在本实施方式的记录方法中,通过进行控制,使得油墨组合物附着工序之后的记录介质的表面温度在指定的温度变化范围内,能够防止由于记录介质的热膨胀导致的尺寸变化。尤其是,通过以不使一次加热区域的温度降低的方式进行控制,并控制使得从一次加热区域到二次加热区域之间的温度变化不会变大,从而能够防止由于记录介质的热膨胀引起的尺寸变化。此外,由于通过将记录介质的表面温度控制在指定的温度变化之内,油墨的干燥在输送路径中充分进行,从而使所得的画质和图像的耐擦性得以提高。进而,通过将记录介质的表面温度对一次干燥温度(℃)的最低温度变化设定为-40%以上,并且最高温度变化设定为370%以下,从而使热量不会浪费,并实现节能。
6.实施例及比较例
以下,通过实施例及比较例进一步对本发明的实施方式进行具体说明,本发明完全不受这些实施例的限定。
6.1.溶剂型油墨组合物的制备
在容器中,仅将对应于表1所述浓度的量的有机溶剂分别搅拌到每种油墨中,得到混合溶剂。分取所得的混合溶剂的一部分,加入指定量的Solsperse 37500(商品名,由LUBRIZOL公司制造)和颜料,使用均化器进行预分散之后,通过用填充有直径为0.3mm的氧化锆珠的珠磨机进行分散处理,得到颜料平均粒径为130nm的颜料分散体。然后,向分取了一部分混合溶剂的溶液中加入树脂,并搅拌使其溶解,从而得到树脂溶液。将混合溶剂的剩余部分、表面活性剂和上述树脂溶液混合并加入上述颜料分散体中,搅拌1小时,使用由PTFE制成的5μm膜过滤器过滤,得到了油墨1。另外,表1中的数值均表示质量%。
表1
另外,表1中使用的组分如下所示。
·PB-15:3(C.I.颜料蓝15:3、铜酞菁颜料)
·Solsperse 37500(商品名,由LUBRIZOL公司制造,树脂分散剂)
·γ-丁内酯(标准沸点204℃)
·DEGBME(二甘醇丁基甲基醚,标准沸点212℃)
·DEGMEE(二甘醇甲基***,标准沸点176℃)
·BYK 340(商品名,由BYK Japan株式会社制造,含氟表面活性剂)
·HM 515(商品名“Kanevinyl HM 515”,由株式会社Kaneka制造,氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物)
6.2.水系油墨组合物的制备
通过以表2的混合比混合搅拌各成分之后,用10μm膜过滤器过滤进行过滤,制备了油墨2、3。另外,表2中的数值均表示质量%,并添加离子交换水,使得水系油墨组合物的总质量为100质量%。
表2
另外,表2中使用的组分如下:
·BYK348(商品名,BYK Japan株式会社制造,有机硅类表面活性剂)
·DF110D(商品名“Surfynol DF 110D”,日信化学工业株式会社制,乙炔类表面活性剂)
·JONCRYL7610(商品名,由BASF Japan株式会社制造,苯乙烯丙烯酸树脂)
·AQUACER593(商品名,BYK Japan株式会社制造,聚丙烯类蜡)
·EDTA(乙二胺四乙酸钠)
6.3.反应液的制备
按照表3所示的混合比将各成分混合搅拌之后,用10μm的膜过滤器过滤,制备了各反应液。另外,表3中的数值均表示质量%,并添加离子交换水使得反应液的总质量为100质量%。
表3
反应液1
硫酸镁 5
1,3-丁二醇 10
2-吡咯烷酮 20
BYK348 0.4
DF110D 0.3
余量
合计 100
另外,表3中使用的表面活性剂(BYK348、DF110D)是与表2相同的成分。
6.4.评价方法
6.4.1.记录物的制作
(用于评价画质)
喷墨打印机:将记录介质输入到SC-S50650(由精工爱普生株式会社制造)的改良机中,并且以720dpi×1440dpi的分辨率和10mg/inch2的附着量喷涂填充在头部的一个喷嘴列中的彩色油墨。在使用反应液的情况下,在附着彩色油墨之前,以720dpi×720dpi的分辨率、1.0mg/inch2的附着量喷涂填充在交错设置在喷墨头的记录介质输送方向的上游侧的反应液头的一个喷嘴列中的反应液。另外,反应液附着过程中的记录介质温度与表4中油墨印刷过程中的温度相同。使二次干燥炉的位置可移动,从而能够调节到二次干燥炉为止的炉长并在输送路上安装罩盖。
具体而言,SC-S50650的改良机如下所述。改良印刷单元罩盖以覆盖到干燥炉,并以使得干燥炉长不同的方式设定各个实施例。对于每个实施例,调节罩盖释放的程度(释放角度)并调节最低温度变化。此外,通过在主扫描和副扫描之间设置间隔时间,调节输送速度和P-P时间。温度的测量,是将热电偶粘贴到记录介质的记录表面上,测量最高温度和最低温度以及各自的保持时间。另外,表4中所示的一次干燥温度25℃是在一次加热时关闭加热器,不进行一次加热情况下的温度,是在室温下进行记录的温度。
另外,表4中的各项目如下所示。
·一次干燥温度(℃):油墨附着时的记录介质表面的最高温度。
·输送速度(mm/s):将P-P长度(mm)除以P-P时间(s)得到的值。
·二次干燥温度(℃):二次干燥炉中的记录介质表面的最高温度。
·P-P时间(s):从完成油墨附着在记录介质的某一处直到达到二次干燥温度为止的时间。
·最低温度(℃):记录介质表面的最低温度。
·最低温度变化(%):[(最低温度-一次干燥温度)/一次干燥温度]×100
·最高温度变化(%):[(二次干燥温度-一次干燥温度)/一次干燥温度]×100
·平均升温速度(℃/s):[(二次干燥温度-一次干燥温度)/P-P时间]×100
·记录介质种类:记录介质1是聚氯乙烯片(由ORAFOL株式会社制造,商品编号为ORAJET 3164XG-010(1370mm)光泽PVC灰胶;宽1370mm)。记录介质2是宽度为300mm且被加工成使得记录介质1的宽度变窄的记录介质。
·P-P长度(mm):从记录介质上的油墨附着完成至达到二次干燥温度为止的距离。
另外,最低温度变化和最高温度变化使用对小数点第一位数进行四舍五入之后的值,平均升温速度使用对小数点第三位数进行四舍五入之后的值。
6.4.2.尺寸稳定性评价
对于记录介质1,制作1250mm×600mm(对记录介质2为270mm×600mm)的图像,测量在表4所示的条件下进行了干燥的记录介质与剥离纸在宽度方向上边缘的尺寸差,计算宽度方向上的变形量。其中,如果变形量小于1%,则为实际能够使用的范围。
6.4.3.画质的评价
如上所述,记录10mm×10mm的实地图案,目测观察有无印刷不均,基于以下标准进行了评价。
A:没有观察到图案中有油墨密度不均匀的情况。
B:目测没有观察到图案中有油墨密度不均匀的情况,但用放大镜能够观察到。
C:目测就能够观察到细微的不均匀。
D:目测就能够观察到大片不均匀,但是图案的轮廓清晰。
E:图案的轮廓有渗色,轮廓模糊。
6.4.4.耐擦性的评价
使用学振型摩擦坚牢度测试仪AB-301(商品名,由Tester产业公司制造),进行了耐擦性的评价。具体而言,用装有白色棉布(符合JIS L 0803)的摩擦块施以300g的载荷摩擦记录有图像的记录介质的表面,直到涂膜剥离,或者来回磨擦30次。然后目测观察记录介质表面上的图像(涂膜)的剥离程度。评价标准如下所示。
A:在20次以上往复运动29次以下往复运动之后,观察到涂膜剥离。
B:在10次以上往复运动19次以下往复运动之后,观察到涂膜剥离。
C:在9次往复运动以内,观察到涂膜剥离。
6.4.5.输送速度的评价
从印刷生产率的观点出发,根据以下标准评价是否优选。
A:输送速度为10mm/s以上。
B:输送速度为1mm/s以上并且小于10mm/s。
C:输送速度小于1mm/s。
6.4.6.吐出稳定性的评价
在上述“6.4.1.记录物的制备”的条件下连续进行1小时记录。记录完成后,确认油墨的喷嘴列(360个喷嘴)有无不吐出的情况,并根据以下标准进行了评价。
A:不存在不吐出的喷嘴。
B:存在1至3个不吐出的喷嘴。
C:存在4个以上不吐出的喷嘴。
6.4.7.尺寸稳定性(目测)评价
在与记录介质相距50cm处,目测观察在上述尺寸稳定性评价中使用的记录物的宽度方向端部,产生记录介质主体与剥离纸之间的尺寸差的部分,根据以下标准进行了评价。
A:没有观察到记录介质主体的边缘和剥离纸的边缘不一致。
B:可以观察到记录介质主体的边缘和剥离纸的边缘不一致。
6.5.评价结果
在实施例1至12中,与比较例相比,无论使用水系油墨和溶剂型油墨中的哪一种,其尺寸稳定性优异均优异、且耐擦性及/或画质也优异。相反,在每个比较例中,尺寸稳定性均较差,或耐擦性和画质较差。
详细而言,在实施例2和3中,油墨涂布量大于实施例1,但由于记录时使用反应液,所以即使油墨涂布量增加,画质也不会变差。然而,由于随着涂布的油墨量增多,渗透和溶胀记录介质的溶剂的量也增加,因此当平均升温速度加快时,记录介质有容易变形的倾向。在实施例4中,由于输送速度比实施例1慢,并且二次干燥温度升高,从而画质提高,但记录介质有容易变形的倾向。在实施例5中,由于升高一次干燥温度,降低输送速度,并降低二次干燥温度,结果导致记录介质比实施例1更容易变形,并且吐出稳定性差。在实施例6中,由于油墨含有甘油,结果导致画质差。在实施例7中,由于不使用反应液,结果画质比实施例1差。在实施例8和9中,由于一次干燥温度在优选范围内,因此与实施例1相比,画质得到改善,但尺寸稳定性略差。在实施例10中,使用溶剂型油墨,但与水系油墨同样得到了好效果。在实施例11中,由于平均升温速度快,结果导致画质和耐擦性略差。在实施例12中,由于反应液和油墨的涂布量比实施例1大,所以尺寸稳定性略差。
另一方面,在比较例1中,由于最低温度变化大,且升高了一次干燥温度,结果导致尺寸稳定性和吐出稳定性差。在比较例2中,由于未进行一次加热,结果最高温度变化增大,画质和尺寸稳定性差。在比较例3中,由于平均升温速度太高,结果导致尺寸稳定性差。在比较例4中,由于没有进行加热,因此尺寸没有变化,但画质和耐擦性差。在比较例5中,由于最低温度变化为-42%,因此尺寸变化较差。在比较例6中,由于最高温度变化太大,结果尺寸变化也差。
本发明不限于上述实施方式,可以进行各种修改。例如,本发明包括与实施方式中描述的构成实质上相同的构成(例如,功能、方法和结果相同的构成,或具有相同目的和效果的构成)。此外,本发明包括更换实施方式中描述的构成的非本质部分的构成。此外,本发明包括实现与实施方式中描述的构成相同的作用效果的构成,或可以实现相同目的的构成。此外,本发明包括在本实施方式中描述的构成中附加公知技术的构成。

Claims (18)

1.一种记录方法,其特征在于,具备:
油墨组合物附着工序,使油墨组合物附着在记录介质上;
一次干燥工序,将所述油墨组合物对所述记录介质附着时的所述记录介质的表面温度加热至一次干燥温度;
输送工序,将已经过所述油墨组合物附着工序的记录介质向二次干燥装置输送;以及
二次干燥工序,利用所述二次干燥装置将所述记录介质的表面温度加热至二次干燥温度,
在从完成所述油墨组合物对所述记录介质的附着到完成所述二次干燥工序的过程中,所述记录介质的表面温度相对于所述一次干燥温度℃的最低温度变化为-40%以上,最高温度变化为370%以下,
从完成所述油墨组合物对所述记录介质的附着到所述记录介质的表面温度达到所述二次干燥温度为止的平均升温速度为7℃/s以下。
2.根据权利要求1所述的记录方法,其特征在于,
所述记录介质的介质宽度为350mm以上。
3.根据权利要求1或2所述的记录方法,其特征在于,
所述最低温度变化为-35%以上。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的记录方法,其特征在于,
所述二次干燥温度在所述一次干燥温度以上。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的记录方法,其特征在于,
从完成所述油墨组合物对所述记录介质的附着到达到所述二次干燥温度为止的时间为250秒以内。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的记录方法,其特征在于,
所述一次干燥温度是30℃以上60℃以下,所述二次干燥温度是50℃以上160℃以下。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的记录方法,其特征在于,
在所述输送工序中,在输送所述记录介质的输送路径上具备加热装置和保温装置中的至少一方。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的记录方法,其特征在于,
所述记录介质是带剥离纸的记录介质。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的记录方法,其特征在于,
从完成所述油墨组合物对所述记录介质的附着到所述记录介质被输送至所述二次干燥装置并达到所述二次干燥温度的时间是60秒以下。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的记录方法,其特征在于,
从完成所述油墨组合物对所述记录介质的附着的地点到达到所述二次干燥温度为止的输送路径的长度是500mm以下。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的记录方法,其特征在于,
所述油墨组合物是含有色材、水、树脂和水溶性有机溶剂的水系油墨组合物,或是含有色材和有机溶剂的溶剂型油墨组合物。
12.根据权利要求1至10中任一项所述的记录方法,其特征在于,
所述油墨组合物是含有标准沸点是150℃以上280℃以下的有机溶剂的水系油墨组合物,其中,标准沸点超过280℃的有机溶剂的含量是3质量%以下。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的记录方法,其特征在于,
所述油墨组合物附着工序通过从喷墨头吐出油墨组合物来进行。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的记录方法,其特征在于,
在非吸收性及低吸收性中的任一记录介质上进行记录。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的记录方法,其特征在于,
所述记录方法具备使反应液附着在所述记录介质上的工序,所述反应液含有使油墨组合物的成分絮凝的絮凝剂。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的记录方法,其特征在于,
所述油墨组合物在所述记录介质的附着区域的最大附着量是3mg/inch2以上。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的记录方法,其特征在于,
所述一次干燥温度是40℃以下,所述最低温度变化是-10%以上。
18.一种记录装置,其特征在于,
采用权利要求1至17中任一项所述的记录方法进行记录。
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