CN101508858A - 墨水组合物、墨水组和图像形成方法 - Google Patents

墨水组合物、墨水组和图像形成方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种墨水组合物、墨水组和图像形成方法。所述墨水组合物包含：水溶性溶剂A；颜料；和水。所述水溶性溶剂A至少包含其量为90质量％以上、SP值为27.5以下的水溶性溶剂，以及由式(1)表示的化合物，其中所述由式(1)表示的化合物与所述SP值为27.5以下的水溶性溶剂相同或不同，在式(1)中，l、m和n各自独立地表示1以上的整数，l、m和n的总和为3至15，并且AO各自独立地表示亚乙基氧基或亚丙基氧基。

Description

墨水组合物、墨水组和图像形成方法
技术领域
本发明涉及一种墨水组合物、墨水组和图像形成方法。
背景技术
近来随着喷墨记录技术的发展，喷墨记录方法已经被用于记录用作照相或胶版印刷图像的高品质图像，因此，需要高品质的图像记录。
作为即使在再生纸上也能够印刷几乎没有墨水渗出的图像，并且在墨水喷嘴中不容易堵塞的墨水，已经公开了含有糖-烯化氧衍生物或其混合物的墨水(参见，例如日本专利申请公开(JP-A)2002-30092)。
此外，已经公开了一种喷墨墨水，该喷墨墨水含有其量相对于墨水总量为30质量％以上、SP值为16.5以上并且小于24.6的水溶性溶剂，其量相对于墨水总量为10质量％以上并且小于50质量％的水，以及用碱溶性聚合物分散剂分散的颜料(例如，参见JP-A 2007-145887)。
而且，已经公开了一种墨水组合物，该墨水组合物含有由着色树脂粒子和含炔键的表面活性剂的水分散体组成的墨水，所述着色树脂粒子由被覆成膜树脂的颜料粒子得到，所述成膜树脂具有其至少一部分被碱性基团中和的酸性基团(例如，参见JP-A 2001-302950)。
发明内容
然而，在JP-A 2002-30092中公开的技术中，尽管在某种程度上可以观察到墨水喷射性能的提高，但是仍然存在仅仅通过包含糖醇衍生物抑制不了记录介质的卷曲的问题。而且，尽管JP-A 2007-145887公开了对记录介质具有优异的卷曲抑制性能的喷墨墨水，但是存在的问题是墨水稳定性劣化，并且当将墨水与具有较低的墨水渗入速率的介质组合使用时，在所施加的墨滴之间趋向于出现干扰。而且，尽管JP-A 2001-302950包括关于改善墨水喷射性能的稳定性和高品质图像的形成的内容，但是仍然存在不能抑制记录介质的卷曲的问题。
考虑到上述问题，本发明提供一种墨水组合物，该墨水组合物具有优异的液体稳定性和喷射性能，在将墨水施加到介质上之后可以抑制记录介质的卷曲。
此外，本发明提供一种墨水组，所述墨水组包含多种具有彼此不同的颜色的墨水组合物，具有优异的液体稳定性和喷射性能，并且在将墨水施加到记录介质上之后可以抑制记录介质的卷曲。
而且，本发明提供一种使用所述墨水组合物或所述墨水组的图像形成方法，其中在将墨水施加到记录介质上之后可以抑制记录介质的卷曲。
本发明的第一方面提供一种墨水组合物，所述墨水组合物包含水溶性溶剂A、颜料和水，
所述水溶性溶剂A包含其量为90质量％以上、SP值为27.5以下的水溶性溶剂，以及由下式(1)表示的化合物，其中所述由式(1)表示的化合物与所述SP值为27.5以下的水溶性溶剂相同或不同：
Figure A200910007505D00051
        式(1)
在式(1)中，l、m和n各自独立地表示1以上的整数，并且l、m和n的总和为3至15。AO各自独立地表示亚乙基氧基或亚丙基氧基。
本发明的第二方面提供根据第一方面的墨水组合物，其中在所述由式(1)表示的化合物中的所述AO基团中的每一个为亚丙基氧基。
本发明的第三方面提供根据第一或第二方面的墨水组合物，其中相对于所述水溶性溶剂A的总量，所述由式(1)表示的化合物的含量为50质量％以上。
本发明的第四方面提供根据第一至第三方面中任一项的墨水组合物，其中l、m和n的总和为3至10。
本发明的第五方面提供根据第一至第四方面中任一项的墨水组合物，其中相对于所述墨水组合物的总量，所述水溶性溶剂A的量为10质量％至30质量％。
本发明的第六方面提供根据第一至第五方面中任一项的墨水组合物，其中所述颜料的粒子具有通过换相乳化形成的聚合物覆盖层。
本发明的第七方面提供根据第六方面的墨水组合物，其中
树脂(A)用作所述换相乳化中的分散剂，
所述树脂(A)含有疏水性结构单元(a)和亲水性结构单元(b)，
所述疏水性结构单元(a)包含其量为40质量％以上的疏水性结构单元(a1)，以及其量为15质量％以上的疏水性结构单元(a2)，所述疏水性结构单元(a1)含有不直接结合到属于树脂(A)的主链的原子上的芳环，所述疏水性结构单元(a2)衍生自含1至4个碳原子的烷基的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯，
所述亲水性结构单元(b)包含衍生自丙烯酸和/或甲基丙烯酸的亲水性结构单元(b1)，并且
相对于所述树脂(A)的总量，所述亲水性结构单元(b)的含量为15质量％以下。
本发明的第八方面提供根据第一至第七方面中任一项的墨水组合物，所述墨水组合物还包含胶乳。
本发明的第九方面提供一种墨水组，所述墨水组包含第一至第八方面中任一项所述的墨水组合物。
本发明的第十方面提供根据第九方面的墨水组，其中所述墨水组包含多种第一至第八方面中一项所述的墨水组合物，并且所述多种墨水组合物具有彼此不同的颜色。
本发明的第十一方面提供根据第九方面的墨水组，所述墨水组还包含另一种墨水组合物，所述另一种墨水组合物包含第一至第八方面中一项所述的墨水组合物中的所述颜料的聚集促进剂。
本发明的第十二方面提供根据第十一方面的墨水组，其中所述聚集促进剂是酸。
本发明的第十三方面提供一种图像形成方法，所述方法包括将第一至第八方面中任一项所述的墨水组合物施加到记录介质上。
本发明的第十四方面提供根据第十三方面所述的图像形成方法，其中将第九至第十二方面中任一项所述的墨水组用于所述墨水组合物的所述施加。
本发明的第十五方面提供根据第十三或第十四方面的图像形成方法，其中在所述墨水组合物的所述施加之后进行加热处理。
具体实施方式
墨水组合物
本发明的墨水组合物包含水溶性溶剂A、颜料和水。水溶性溶剂A包含(i)其量为90质量％以上、SP值为27.5以下的水溶性溶剂，以及(ii)由下式(1)表示的化合物，其中所述由式(1)表示的化合物与所述SP值为27.5以下的水溶性溶剂相同或不同。
这里，在本发明中的＂水溶性溶剂A＂是指在墨水组合物中包含的全部水溶性溶剂，而在本发明中的＂水溶性溶剂＂是指在100g水中可以溶解5g以上的溶剂。
具有上述组成的本发明的墨水组合物具有优异的液体稳定性和液体喷射稳定性，并且在将墨水用到记录介质上之后可以有效地抑制记录介质的卷曲。
本发明的墨水组合物(下面有时称为”墨水”)优选用作喷墨记录墨水。
墨水组合物可以用于全色图像形成。为了形成全色图像，优选将本发明的墨水组合物以品红色墨水、青色墨水或黄色墨水的形式使用。为了调节色调，本发明的墨水组合物可以以黑色墨水的形式使用。除黄色、品红色和青色墨水以外，本发明的墨水组合物还可以以红色墨水、绿色墨水、蓝色墨水、白色墨水或具有在印刷领域中使用的特殊颜色的墨水的形式使用。
当墨水用作喷墨记录墨水时，本发明的墨水组合物优选为水性墨水。特别是，优选使用水分散性颜料作为着色颜料。
下面将详细描述墨水组合物的结构组分。
水溶性溶剂A
墨水组合物包含可以用作防干燥剂、润湿剂或渗透促进剂的水溶性溶剂。
特别是，当本发明的墨水组合物用作喷墨记录系统用的水性墨水组合物时，将水溶性有机溶剂优选用作防干燥剂、润湿剂或渗透促进剂。
可以使用防干燥剂或润湿剂中的至少一种以防止由喷墨墨水的干燥所引起的喷墨喷嘴的堵塞。作为防干燥剂或润湿剂，优选蒸气压低于水的蒸气压的水溶性有机溶剂。
此外，考虑到促进墨水组合物(特别是当墨水组合物是喷墨墨水组合物时)渗入到纸中，优选使用水溶性有机溶剂作为渗透促进剂。
在本发明中，为了抑制记录介质的卷曲，水溶性溶剂A包含(i)其量为90质量％以上、SP值为27.5以下的水溶性溶剂，以及(ii)由下式(1)表示的化合物。
这里，“SP值为27.5以下的水溶性溶剂”可以与“由式(1)表示的化合物”相同或不同。
本发明中所用的水溶性溶剂的溶解度参数(SP值)是由分子的内聚能的平方根表示的值。SP值可以通过在R.F.Fedors，Polymer EngineeringScience，14，第147页(1967)中所述的方法进行计算。在本发明中使用的值通过这种方法进行计算。
Figure A200910007505D00081
  式(1)
在式(1)中，l、m和n各自独立地表示1以上的整数，并且l、m和n的总和为3至15。
当l、m和n的总和小于3时，防止记录介质的卷曲的能力变小，并且当l、m和n的总和超过15时，墨水喷射性能劣化。
特别是，l、m和n的总和优选为3至12，并且更优选为3至10。
在式(1)中，AO各自独立地表示亚乙基氧基或亚丙基氧基。特别是，优选亚丙基氧基。
在一个实施方案中，l表示1，或者l表示2以上的整数，并且在(AO)l中的多个AO彼此相同；m表示1，或者m表示2以上的整数，并且在(AO)m中的多个AO彼此相同；并且n表示1，或者n表示2以上的整数，并且在(AO)n中的多个AO彼此相同。在该具体实施方案中，在(AO)1中的AO可以与(AO)m中的AO相同或不同；在(AO)1中的AO可以与(AO)n中的AO相同或不同；并且在(AO)m中的AO可以与(AO)n中的AO相同或不同。
下面显示了SP值为27.5以下的水溶性溶剂和由式(1)表示的化合物的实例及其SP值(在圆括号内)。然而，本发明不限于此。
二甘醇单乙醚(22.4)；
二甘醇单丁醚(21.5)；
三甘醇单丁醚(21.1)；
二丙二醇单甲醚(21.3)；以及
二丙二醇(27.2)。
   l+m+n＝3(26.4)PO：亚丙基氧基
Figure A200910007505D00102
   l+m+n＝4(24.9)PO＝亚丙基氧基
Figure A200910007505D00103
    l+m+n＝5(23.9)PO＝亚丙基氧基
Figure A200910007505D00104
    l+m+n＝6(23.2)PO＝亚丙基氧基
Figure A200910007505D00105
   l+m+n＝7(22.6)PO＝亚丙基氧基
nC4H9O(AO)4-H(AO＝EO或PO(EO:PO的比率＝1:1))(20.1)；
nC4H9O(AO)10-H(AO＝EO或PO(EO:PO的比率＝1:1))(18.8)；
HO(A’O)40-H(A’O＝EO或PO(EO:PO的比率＝1:3))(18.7)；
HO(A”O)55-H(A”O＝EO或PO(EO:PO的比率＝5:6))(18.8)；
HO(PO)3-H(24.7)；
HO(PO)7-H(21.2)；以及
1，2-己二醇(27.4)
在本发明中，EO和PO分别表示亚乙基氧基和亚丙基氧基。
由式(1)表示的化合物在水溶性溶剂A中的比率(含量)优选为10质量％以上，更优选为30质量％以上，并且还更优选为50质量％以上。更高的含量不导致问题。
优选该含量在上述范围内，原因是可以抑制记录介质的卷曲，而不使墨水稳定性和墨水喷射性能劣化。
在本发明中，可以将至少一种其它附加溶剂与水溶性溶剂一起使用，只要SP值为27.5以下的水溶性溶剂的含量为90质量％以上即可。
附加的水溶性有机溶剂的实例包括：多元醇，包括甘油、1，2，6-己三醇、三羟甲基丙烷，以及烷烃二醇如乙二醇、丙二醇、二甘醇、三甘醇、四甘醇、五甘醇、二丙二醇、2-丁烯-1，4-二醇、2-乙基-1，3-己二醇、2-甲基-2，4-戊二醇、1，2-辛二醇、1，2-己二醇、1，2-戊二醇或4-甲基-1，2-戊二醇；糖类如葡萄糖、甘露糖、果糖、核糖、木糖、阿拉伯糖、半乳糖、醛糖酸、葡萄糖醇(山梨醇)、麦芽糖、纤维素二糖、乳糖、蔗糖、海藻糖或麦芽三糖；糖醇；透明质酸；所谓的固体润湿剂如脲类；含1至4个碳原子的烷基醇如乙醇、甲醇、丁醇、丙醇或异丙醇；二醇醚如乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、乙二醇单甲醚乙酸酯、二甘醇单甲醚、二甘醇单乙醚、二甘醇单正丙醚、乙二醇单异丙醚、二甘醇单异丙醚、乙二醇单正丁醚、乙二醇单叔丁醚、二甘醇单叔丁醚、1-甲基-1-甲氧基丁醇、丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、丙二醇单叔丁醚、丙二醇单正丙醚、丙二醇单异丙醚、二丙二醇单甲醚、二丙二醇单乙醚；二丙二醇单正丙醚或二丙二醇单异丙醚；2-吡咯烷酮、N-甲基2-吡咯烷酮、1，3-二甲-2-咪唑啉酮、甲酰胺、乙酰胺、二甲亚砜、山梨醇、脱水山梨醇、醋精、二醋精、三醋精和环丁砜。附加的水溶性有机溶剂可以单独或者以其两种以上的组合的形式使用。
当将附加的水溶性有机溶剂用于防干燥剂或润湿剂的目的时，附加的水溶性有机溶剂优选为多元醇，并且其实例包括甘油、乙二醇、二甘醇、三甘醇、丙二醇、二丙二醇、三丙二醇、1，3-丁二醇、2，3-丁二醇、1，4-丁二醇、3-甲基-1，3-丁二醇、1，5-戊二醇、四甘醇、1，6-己二醇、2-甲基-2，4-戊二醇、聚乙二醇、1，2，4-丁三醇，以及1，2，6-己三醇。作为防干燥剂或润湿剂的附加的水溶性有机溶剂可以单独或者以其两种以上的组合形式使用。
当将附加的水溶性有机溶剂用于渗透剂的目的时，附加的水溶性有机溶剂优选为多元醇化合物。多元醇化合物的实例包括脂族二醇如2-乙基-2-甲基-1，3-丙二醇、3，3-二甲基-1，2-丁二醇、2，2-二乙基-1，3-丙二醇、2-甲基-2-丙基-1，3-丙二醇、2，4-二甲基-2，4-戊二醇、2，5-二甲基-2，5-己二醇、5-己烯-1，2-二醇、2-乙基-1，3-己二醇或2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇。在这些化合物之中，优选2-乙基-1，3-己二醇和2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇。
在本发明中使用的水溶性溶剂可以单独使用，或者可以将它们的两种以上混合并且使用。
出于保持墨水的稳定性和喷射可靠性的观点，相对于墨水组合物的总量，水溶性溶剂A的含量优选为1质量％至60质量％，更优选为5质量％至40质量％，并且特别优选为10质量％至30质量％。
尽管用于本发明的水的添加量不受特别限制，但是出于保持墨水的稳定性和喷射可靠性的观点，相对于墨水组合物的总量，水的添加量优选为10质量％至99质量％，更优选为30质量％至80质量％，并且还更优选为50质量％至70质量％。
颜料
在本发明中使用的颜料不受特别限制，并且可以根据目的适当地选择。例如，颜料可以是有机颜料或无机颜料或者这两种颜料。
有机颜料的实例包括偶氮颜料、多环颜料、染料螯合物、硝基颜料、亚硝基颜料和苯胺黑。特别是，优选偶氮颜料和多环颜料。
偶氮颜料的实例包括偶氮色淀颜料、不溶性偶氮颜料、稠合的偶氮颜料和螯合物偶氮颜料。
多环颜料的实例包括酞菁颜料、苝颜料、perynone颜料、蒽醌颜料、喹吖啶酮颜料、二噁嗪颜料、靛颜料、硫靛颜料、异吲哚啉酮颜料以及quinofraron颜料。
染料螯合物的实例包括碱性染料螯合物颜料和酸性染料螯合物颜料。
无机颜料的实例包括二氧化钛、氧化铁、碳酸钙、硫酸钡、氢氧化铝、钡黄、镉红、铬黄和碳黑。在这些颜料之中，特别优选碳黑。碳黑可以是例如，通过已知的方法如接触法、炉法或热法制备的碳黑。
黑色颜料的实例包括碳黑如RAVEN 7000、RAVEN 5750、RAVEN5250、RAVEN 5000 ULTRAII、RAVEN 3500、RAVEN 2000、RAVEN 1500、RAVEN 1250、RAVEN 1200、RAVEN 1190 ULTRAII、RAVEN 1170、RAVEN1255、RAVEN 1080、RAVEN 1060或RAVEN700(商品名，由ColumbianChemicals Co.生产)；REGAL 400R、REGAL 330R、REGAL 660R、MOGULL、BLACK PEARLS L、MONARCH 700、MONARCH 800、MONARCH880、MONARCH 900、MONARCH 1000、MONARCH 1100、MONARCH1300或MONARCH 1400(商品名，由Cabot Corporation生产)；COLORBLACK FW1、COLOR BLACK FW2、COLOR BLACK FW2V、COLORBLACK 18、COLOR BLACK FW200、COLOR BLACK S150、COLORBLACK S160、COLOR BLACK S170、PRINTEX 35、PRINTEX U、PRINTEX V、PRINTEX 140U、PRINTEX 140V、SPECIAL BLACK 6、SPECIAL BLACK 5、SPECIAL BLACK 4A或SPECIAL BLACK 4(商品名，由Degussa生产)；No.25、No.33、No.40、No.45、No.47、No.52、No.900、No.2200B、No.2300、MCF-88、MA600、MA7、MA8或MA100(商品名，由Mitsubishi Chemical Corporation生产)。然而，在本发明中，黑色颜料不限于此。
可在本发明中使用的有机颜料包括黄色墨水颜料如C.I.颜料黄1，2，3，4，5，6，7，10，11，12，13，14，14C，16，17，24，34，35，37，42，53，55，65，73，74，75，81，83，93，95，97，98，100，101，104，108，109，110，114，117，120，128，129，138，150，151，153，154，155或180。
可用于本发明的有机颜料还包括品红色墨水颜料如C.I.颜料红1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12，13，14，15，16，17，18，19，21，22，23，30，31，32，37，38，39，40，48(Ca)，48(Mn)，48:2，48:3，48:4，49，49:1，50，51，52，52:2，53:1，53，55，57(Ca)，57:1，60，60:1，63:1，63:2，64，64:1，81，83，87，88，89，90，101(氧化铁红)，104，105，106，108(镉红)，112，114，122(喹吖啶酮品红)，123，146，149，163，166，168，170，172，177，178，179，184，185，190，193，202，209，219，269或C.I.颜料紫19。在这些颜料之中，特别优选C.I.颜料红122。
而且，可用于本发明的有机颜料还包括青色墨水颜料如C.I.颜料蓝1，2，3，15，15:1，15:2，15:3，15:34，16，17:1，22，25，56，60，C.I.BatBlue 4，60或63。在这些颜料之中，特别优选C.I.颜料蓝15:3。
颜料可以单独或以其两种以上的组合的形式使用，它们中的每一种可以选自上述类型的颜料，并且可以属于彼此相同的类型或彼此不同的类型。
出于液体稳定性和液体喷射稳定性的观点，在本发明中使用的颜料优选选自下列水分散性颜料(1)至(4)。
水分散性颜料
水分散性颜料的实例包括下列类型(1)至(4)：
(1)胶囊化颜料，即，通过将颜料结合到聚合物粒子中所形成的聚合物乳液；更具体而言，在聚合物乳液中，颜料粒子分散于水中，并且具有由亲水性的水不溶性树脂形成的树脂层，该亲水性的水不溶性树脂覆盖颜料粒子的表面并且对颜料粒子赋予亲水性；
(2)自分散性颜料，即，在其表面上具有至少一种亲水性基团并且在没有分散剂的情况下表现出水分散性或水溶解性中的至少一种的颜料；更具体而言，通过将颜料粒子(如碳黑粒子)的表面进行氧化处理以对颜料粒子赋予亲水性，并且使得颜料本身分散在水中，制备出颜料。
(3)树脂分散的颜料，即，使用重均分子量为50,000以下的水溶性聚合物化合物分散的颜料；以及
(4)表面活性剂分散的颜料，即，使用表面活性剂分散的颜料。
在这些颜料之中，优选(1)胶囊化颜料和(2)自分散性颜料，并且特别优选(1)胶囊化颜料。
下面，将详细描述胶囊化颜料。
在胶囊化颜料中使用的树脂不受特别限制，但是优选为可自分散或者溶解于水和水溶性有机溶剂的混合溶剂中并且具有阴离子(酸性)基团的聚合物化合物。通常，树脂的数均分子量优选在约1000至约100,000的范围内，并且特别优选在约3000至约50,000的范围内。树脂优选为可以溶解于有机溶剂中以形成溶液的树脂。当树脂的数均分子量在上述范围内时，树脂可以表现出在墨水组合物中作为颜料粒子上的覆盖层或者作为墨水组分上的涂层的足够功能。树脂优选以碱金属盐或有机胺盐的形式使用。
用于胶囊化颜料的树脂可以是例如，含有阴离子基团的材料，并且其实例包括下列树脂类型的热塑性、热固性或改性树脂：丙烯酸类树脂，环氧树脂，聚氨酯树脂，聚醚树脂，聚酰胺树脂，不饱和聚酯树脂，酚醛树脂，有机硅树脂，含氟聚合物化合物；聚乙烯基树脂如聚氯乙烯，聚乙酸乙烯酯，聚乙烯醇或聚乙烯醇缩丁醛；聚酯树脂如醇酸树脂或邻苯二甲酸树脂；氨基树脂如三聚氰胺树脂，三聚氰胺-甲醛树脂，氨基醇酸共缩合树脂，脲醛树脂，或尿素树脂；以及这些树脂的两种以上的共聚物和混合物。
在上述树脂之中，可以通过例如在溶剂中聚合含阴离子基团的丙烯酸类单体(以下称为含有阴离子基团的丙烯酸类单体)以及任选的一种以上可与含有阴离子基团的丙烯酸类单体共聚的其它单体，获得阴离子丙烯酸类树脂。含有阴离子基团的丙烯酸类单体的实例包括含有选自羧基、磺酸基和膦酸基中的一种以上阴离子基团的丙烯酸类单体。在这些单体之中，优选含羧基的丙烯酸类单体。
含羧基的丙烯酸类单体的实例包括丙烯酸，甲基丙烯酸，巴豆酸，乙基丙烯酸(ethacrylic acid)，丙基丙烯酸，异丙基丙烯酸，衣康酸和富马酸。在这些单体之中，优选丙烯酸和甲基丙烯酸。
胶囊化颜料可以通过使用上述组分由常规的物理和/或化学方法制备。根据本发明的一个优选实施方案，胶囊化颜料可以通过在JP-A 9-151342，10-140065，11-209672，11-172180，10-25440或11-43636中所述的方法制备。
在本发明中，自分散性颜料是优选颜料的一个实例。自分散性颜料是这样的颜料，其中许多亲水性官能团和/或其盐(以下称为自分散性赋予基团)直接或者间接(经由烷基、烷基醚基、芳基等)结合到颜料粒子的表面上，使得颜料粒子可以在没有分散剂的情况下分散于水性介质中。这里，术语＂在没有分散剂的情况下分散于水性介质中＂是指其中即使在不使用用于分散颜料的分散剂时，颜料粒子也可分散于水性介质中的情况。
含有自分散性颜料作为着色剂的墨水无需含有另外被包含以分散普通颜料的分散剂。因此，含有自分散性颜料的墨水没有由分散剂引起的消泡性能的降低，并且在含有自分散性颜料的墨水中几乎没有观察到泡沫的产生；因此，可以容易地制备具有优异的墨水喷射稳定性的墨水。
结合到自分散性颜料粒子的表面上的自分散性赋予基团的实例包括-COOH，-CO，-OH，-SO3H，-PO3H2和季铵，以及它们的盐。通过将作为原料的颜料进行物理或化学处理以将自分散性赋予基团或具有自分散性赋予基团的活性物种结合(接枝)到颜料粒子的表面上，可以制备出自分散性颜料。物理处理的实例包括真空等离子体处理。化学处理的实例包括其中在水中用氧化剂氧化的颜料粒子表面的湿氧化方法，以及其中将对-氨基苯甲酸结合到颜料粒子表面上，由此将羧基经由苯基连接到颜料粒子上的方法。
在本发明中，自分散性颜料的优选实例包括其表面已经用次卤酸和/或次卤酸盐(hypohalite)进行氧化处理的自分散性颜料，以及其表面已经用臭氧进行氧化处理的自分散性颜料。可商购的产品也可以用作自分散性颜料。其实例包括MICROJET CW-1(商品名，由Orient Chemical Industry生产)，以及CAB-O-JET200和CAB-O-JET300(商品名，由Cabot Corporation生产)。
在本发明中，考虑到着色性能，粒度，墨水稳定性和墨水喷射可靠性，相对于墨水组合物的总量，颜料的含量优选为0.1质量％至15质量％，更优选为0.5质量％至12质量％，并且特别优选为1质量％至10质量％。
分散剂
在本发明中，在胶囊化颜料或树脂分散的颜料中使用的分散剂可以选自非离子化合物、阴离子化合物、阳离子化合物或两性化合物。
分散剂是例如，由含有α，β-烯键式不饱和基团的单体形成的共聚物。含有α，β-烯键式不饱和基团的单体的实例包括乙烯，丙烯，丁烯，戊烯，己烯，乙酸乙烯酯，乙酸烯丙酯，丙烯酸，甲基丙烯酸，巴豆酸，巴豆酸酯，衣康酸，衣康酸单酯，马来酸，马来酸单酯，马来酸二酯，富马酸，富马酸单酯，乙烯基磺酸，苯乙烯磺酸，磺化乙烯基萘，乙烯醇，丙烯酰胺，甲基丙烯酰氧乙基磷酸酯，双甲基丙烯酰氧乙基磷酸酯，甲基丙烯酰氧乙基苯基酸式磷酸酯，乙二醇二甲基丙烯酸酯，二甘醇二甲基丙烯酸酯，苯乙烯，苯乙烯衍生物如α-甲基苯乙烯或乙烯基甲苯；乙烯基环己烷，乙烯基萘，乙烯基萘衍生物，可以具有芳族取代基的丙烯酸烷基酯，丙烯酸苯酯，可以具有芳族取代基的甲基丙烯酸烷基酯，甲基丙烯酸苯酯，甲基丙烯酸环烷基酯，巴豆酸烷基酯，衣康酸二烷基酯，马来酸二烷基酯，乙烯醇，以及上述化合物的衍生物。
通过一种含α，β-烯键式不饱和基团的单体(其可以选自上述单体)的聚合形成的均聚物，或者通过多种含α，β-烯键式不饱和基团的单体(其每种可以选自上述单体)的共聚形成的共聚物，可以用作聚合物分散剂。
分散剂的实例包括丙烯酸烷基酯-丙烯酸共聚物，甲基丙烯酸烷基酯-甲基丙烯酸共聚物，苯乙烯-丙烯酸烷基酯-丙烯酸共聚物，苯乙烯-甲基丙烯酸苯酯-甲基丙烯酸共聚物，苯乙烯-甲基丙烯酸环己酯-甲基丙烯酸共聚物，苯乙烯-苯乙烯磺酸共聚物，苯乙烯-马来酸共聚物，苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物，苯乙烯-丙烯酸共聚物，乙烯基萘-马来酸共聚物，乙烯基萘-甲基丙烯酸共聚物，乙烯基萘-丙烯酸共聚物，聚苯乙烯，聚酯，以及聚乙烯醇。
在这些分散剂之中，下列树脂(A)优选作为分散剂。
树脂(A)
树脂(A)用作将颜料分散于水性液体介质中的分散剂。
树脂(A)包含疏水性结构单元(a)和亲水性结构单元(b)。如果需要，树脂(A)可以包含与疏水性结构单元(a)和亲水性结构单元(b)两者均不相同的结构单元(c)。
尽管疏水性结构单元(a)和亲水性结构单元(b)的组成随着结构单元(b)的亲水程度或结构单元(a)的疏水程度而变化，但是相对于树脂(A)的总质量，疏水性结构单元(a)的含量优选超过80质量％，并且更优选为85质量％以上。即，亲水性结构单元(b)的含量优选少于20质量％，并且更优选为15质量％以下。当亲水性结构单元(b)的含量为20质量％以上时，独立地溶解于水性液体介质中而对颜料的分散没有贡献的组分的量增加，使得颜料的各种特性(如可分散性)劣化，从而导致喷墨记录墨水的墨水喷射性能的劣化。
疏水性结构单元(a)
在本发明的树脂(A)中，疏水性结构单元(a)至少包含具有芳环的疏水性结构单元(a1)，该芳环不直接结合到属于树脂(A)的主链的原子上。
这里，＂不直接结合＂是指其中芳环经由连接基团连接到属于树脂的主链结构的原子上的结构。因为这样的结构在树脂(A)中的疏水性芳环和亲水性结构单元之间保持足够的距离，因此提高了在树脂(A)和颜料之间的相互作用，由此树脂(A)牢固地吸附到颜料上，并且提高了颜料的可分散性。
具有芳环的疏水性结构单元(a1)
考虑到颜料的分散稳定性，喷射稳定性和可选性(washability)，相对于树脂(A)的总质量，具有不直接结合到属于树脂(A)的主链的原子上的芳环的疏水性结构单元(a1)的含量优选为40质量％以上并且小于75质量％，更优选为40质量％以上并且小于70质量％，并且特别优选为40质量％以上并且小于60质量％。
当包含芳环的疏水性结构单元(a1)的含量在上述范围内时，可以提高耐摩擦性，墨水稳定性和墨水喷射可靠性。
出于提高耐摩擦性的观点，相对于树脂(A)的总量，不直接结合到属于树脂(A)的主链的原子上的芳环的含量优选为15质量％至27质量％，更优选为15质量％至25质量％，并且特别优选为15质量％至20质量％。
当在单元(a1)中的芳环的含量在上述范围内时，可以提高耐摩擦性，墨水稳定性和墨水喷射可靠性。
在本发明中，优选通过采取由下式(2)表示的结构，在树脂(A)中包含在疏水性结构单元(a)中的含有芳环的疏水性结构单元(a1)；
Figure A200910007505D00191
  式(2)
在式(2)中，R1表示氢原子，甲基或卤素原子，L1表示-COO-，-OCO-，-CONR2-，-O-，或取代或未取代的亚苯基，其中在每一个结构中的左侧对应主链侧，并且R2表示氢原子或含1至10个碳原子的烷基。L2表示单键或含1至30个碳原子的二价连接基团。如果L2表示二价连接基团，则连接基团优选具有1至25个碳原子，并且特别优选具有1至20个碳原子。这里，取代基的实例包括但不限于，卤素原子，烷基，烷氧基，羟基和氰基。Ar1表示衍生自芳环的一价基团。
在式(2)中，优选这样的组合，其中R1表示氢原子或甲基，L1表示-COO-(化学式的左侧表示主链侧)，并且L2表示具有1至25个碳原子并且含有亚烷基氧基和/或亚烷基的二价连接基团。更优选这样的组合，其中R1表示氢原子或甲基，L1表示-COO-(化学式的左侧表示主链侧)，并且L2表示-(CH2-CH2-O)n-(其中n表示重复单元的平均数量，并且为1至6，化学式的左侧表示主链侧)。
在疏水性结构单元(a1)中含有的Ar1的芳环不受特别限制，并且其实例包括苯环，含8个以上的碳原子的稠合芳环，与芳环稠合的杂环，以及其中连接两个以上的苯环的连接苯环。
含8个以上的碳原子的稠合芳环是具有8个以上的碳原子，并且含有通过稠合两个以上苯环形成的芳环和/或由至少一种芳环和与芳环稠合的脂环烃形成的环的芳族化合物。其具体实例包括萘，蒽，芴，菲以及苊。
与芳环稠合的杂环是含有稠环的化合物，在所述稠环中，不含杂原子的芳族化合物(优选苯环)和含有杂原子的环状化合物相互稠合。这里，含有杂原子的环状化合物优选为5元环或6元环。作为杂原子，优选氮原子，氧原子或硫原子。含有杂原子的环状化合物可以含有多个杂原子。在这种情况下，杂原子可以彼此相同或者彼此不同。与芳环稠合的杂环的具体实例包括邻苯二甲酰亚胺，吖啶酮，咔唑，苯并噁唑以及苯并噻唑。
下面显示了可以形成含有衍生自苯环、含8个以上的碳原子的稠合芳环、与芳环稠合的杂环、或两个以上的连接苯环的一价基团的疏水性结构单元(a1)的单体的具体实例，但是本发明不限于下列实例。
Figure A200910007505D00211
在本发明中，考虑到分散稳定性，具有不直接结合到属于树脂(A)的主链的原子上的芳环的疏水性结构单元(a1)优选为由甲基丙烯酸苄酯，丙烯酸苯氧基乙酯或甲基丙烯酸苯氧基乙酯中的一种以上衍生的结构单元。
衍生自含1至4碳原子的烷基的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的疏水性结构单元(a2)
在树脂(A)中，优选以至少15质量％以上的量含有衍生自含1至4碳原子的烷基的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的疏水性结构单元(a2)。疏水性结构单元(a2)的量更优选为20质量％至60质量％，并且还更优选为20质量％至50质量％。
这样的(甲基)丙烯酸酯的具体实例包括(甲基)丙烯酸甲酯，(甲基)丙烯酸乙酯，(甲基)丙烯酸(异)丙酯以及(甲基)丙烯酸(异或叔)丁酯。
烷基的碳原子数优选为1至4，并且更优选为1至2。
亲水性结构单元(b)
下面将描述本发明中作为树脂(A)的组分的亲水性结构单元(b)。
相对于树脂(A)的总质量，亲水性结构单元(b)的含量为大于0质量％至15质量％，优选为2质量％至15质量％，更优选为5质量％至15质量％，并且还更优选为8质量％至12质量％。
作为亲水性结构单元(b)，树脂(A)至少包含衍生自丙烯酸和/或甲基丙烯酸的亲水性结构单元(b1)。此外，树脂(A)可以包括与衍生自丙烯酸和/或甲基丙烯酸的亲水性结构单元不同的亲水性结构单元(b2)。
亲水性结构单元(b1)
基于后述结构单元(b2)的含量，或基于疏水性结构单元(a)的量，或者基于上述两者，调节亲水性结构单元(b1)的含量。
在本发明中的树脂(A)包含其量大于80质量％的亲水性结构单元(a)，以及其量为15％以下的亲水性结构单元(b)。基于疏水性结构单元(a1)和(a2)，亲水性结构单元(b1)和(b2)以及结构单元(c)各自的含量，确定树脂(A)的组成。
例如，当树脂(A)仅由疏水性结构单元(a1)和(a2)以及亲水性结构单元(b1)和(b2)组成时，可以由下式获得衍生自丙烯酸和/或甲基丙烯酸的结构单元(b1)的含量：
结构单元(b1)的含量＝100-(疏水性结构单元(a1)和(a2)的质量％)-(结构单元(b2)的质量％)
在这种情况下，(b1)和(b2)之和为15质量％以下。
此外，当树脂(A)由疏水性结构单元(a1)和(a2)、亲水性结构单元(b1)和结构单元(c)组成时，可以由下式获得亲水性结构单元(b1)的含量：
结构单元(b1)的含量＝100-(疏水性结构单元(a1)和(a2)的质量％)-(结构单元(c)的质量％)
树脂(A)可以仅由疏水性结构单元(a1)、疏水性结构单元(a2)和亲水性结构单元(b1)组成。
可以通过使丙烯酸和/或甲基丙烯酸聚合获得亲水性结构单元(b1)。
丙烯酸或甲基丙烯酸可以单独使用，或者可以使用丙烯酸和甲基丙烯酸的混合物。
考虑到颜料可分散性和储存稳定性，本发明的树脂(A)的酸值优选为30mg KOH/g至100mg KOH/g，更优选为30mg KOH/g至小于85mgKOH/g，并且特别优选为50mg KOH/g至小于85mg KOH/g。
这里，酸值被定义为完全中和1g树脂(A)所需的KOH的重量(mg)，并且可以根据在JIS标准(JIS-K0070(1992)中所述的方法进行测量；该标准的内容通过引用结合在此。
结构单元(b2)
结构单元(b2)优选含有非离子亲水性基团。通过聚合含有与结构单元(b2)相应的单体的单体(单体组)，或者通过在经由聚合形成聚合物后将亲水性官能团引入到聚合物链中，可以将结构单元(b2)引入到树脂(A)中。
用于形成结构单元(b2)的单体不受特别限制，只要单体含有可以形成聚合物的官能团并且含有非离子亲水性官能团即可，并且可以使用任何已知的单体。考虑到可得性，处理性能和通用性，优选乙烯基单体。
乙烯基单体的实例包括(甲基)丙烯酸酯，(甲基)丙烯酰胺以及含亲水性官能团的乙烯基酯。
亲水性官能团的实例包括羟基，氨基，酰胺基(其中氮原子是未取代的)，环氧烷聚合物(将稍后描述)，如聚环氧乙烷或聚环氧丙烷。
在这些乙烯基单体之中，特别优选(甲基)丙烯酸羟乙酯，(甲基)丙烯酸羟丁酯，(甲基)丙烯酰胺，丙烯酸氨基乙酯，丙烯酸氨基丙酯，以及含有环氧烷聚合物的(甲基)丙烯酸酯。
优选结构单元(b2)包含具有环氧烷聚合物结构的亲水性结构单元。
考虑到亲水性，在环氧烷聚合物中的亚烷基优选为含1至6个碳原子，更优选2至6个碳原子，并且还更优选2至4个碳原子的亚烷基。
环氧烷聚合物的聚合度优选为1至120，更优选为1至60，并且特别优选为1至30。
还优选结构单元(b2)为含羟基的亲水性结构单元。
在结构单元(b2)中的羟基的数量不受特别限制，但是考虑到在聚合时树脂(A)的亲水性和与溶剂或其它单体的相容性，羟基数量优选为1至4，更优选为1至3，并且特别优选为1至2。
结构单元(c)
如上所述，本发明的树脂(A)可以含有与疏水性结构单元(a1)和(a2)以及亲水性结构单元(b)不同的结构单元(c)(以下有时简称为“结构单元(c)”)。
与疏水性结构单元(a1)和(a2)以及亲水性结构单元(b)不同的结构单元(c)是结构不同于上述结构单元(a1)、(a2)和(b)的所有结构的结构单元(c)。结构单元(c)优选为疏水性结构单元。
当结构单元(c)为疏水性结构单元时，结构单元(c)必须不同于疏水性结构单元(a1)和(a2)。
相对于树脂(A)的总质量，结构单元(c)的含量优选为35质量％以下，更优选为20质量％以下，并且还更优选为15质量％以下。
例如，通过聚合含有与结构单元(c)相应的单体的单体(单体组)，或者通过在经由聚合形成树脂后将疏水性官能团引入到聚合物链中，可以将结构单元(c)引入到树脂(A)中。
当结构单元(c)为疏水性结构单元时，可以不受限制地使用任何已知的单体，只要单体含有能够形成聚合物的官能团并且含有疏水性官能团即可。
考虑到可得性，处理性能和通用性，能够形成疏水性结构单元的单体优选选自乙烯基单体如(甲基)丙烯酰胺类，苯乙烯类或乙烯基酯类。
(甲基)丙烯酰胺类的实例包括N-环己基(甲基)丙烯酰胺，N-(2-甲氧基乙基)(甲基)丙烯酰胺，N，N-二烯丙基(甲基)丙烯酰胺和N-烯丙基(甲基)丙烯酰胺。
苯乙烯类的实例包括苯乙烯，甲基苯乙烯，二甲基苯乙烯，三甲基苯乙烯，乙基苯乙烯，异丙基苯乙烯，正丁基苯乙烯，叔丁基苯乙烯，甲氧基苯乙烯，丁氧基苯乙烯，乙氧基苯乙烯，氯苯乙烯，二氯苯乙烯，溴苯乙烯和氯甲基苯乙烯；由可以通过酸性材料去保护的基团(例如，叔丁氧羰基)保护的羟基苯乙烯；乙烯基苯甲酸甲酯，α-甲基苯乙烯，以及乙烯基萘。在它们之中，优选苯乙烯和α-甲基苯乙烯。
乙烯基酯类的实例包括乙烯基酯如乙酸乙烯酯，氯乙酸乙烯酯，丙酸乙烯酯，丁酸乙烯酯，甲氧基乙酸乙烯酯，以及苯甲酸乙烯酯。在它们之中，优选乙酸乙烯酯。
这些单体可以单独使用或者其两种以上的组合以混合物形式使用。
在本发明中的树脂(A)可以是其中无规地引入各个结构单元的无规共聚物或者其中有规律地引入各个结构单元的嵌段共聚物。当树脂(A)为嵌段共聚物时，在嵌段聚合物的合成过程中引入各个结构单元的顺序不受限制；此外，可以在嵌段共聚物的合成过程中将相同结构单元使用两次以上。考虑到通用性和可生产性，树脂(A)优选为无规共聚物。
以重均分子量(Mw)计，在本发明中使用的树脂(A)的分子量优选为30,000至150,000，更优选为30,000至100,000，并且还更优选为30,000至80,000。
当树脂(A)具有在上述范围内的分子量时，可以提高可以作为分散剂的树脂(A)的位阻排斥效应，并且由于位阻效应，可以缩短树脂(A)吸附到颜料上所需的时间，这是优选的。
此外，在本发明中使用的树脂(A)的分子量分布(重均分子量/数均分子量)优选为1至6，并且更优选为1至4。
考虑到墨水的分散稳定性和喷射稳定性，优选将分子量分布设定在上述范围内。在此所用的数均分子量和重均分子量的每一个是通过以下方法得到的分子量值：(i)使用TSKgel GMHxL，TSKgel G4000HxL和TSKgelG2000HxL(商品名，由Tosoh Corporation生产)的柱子，采用GPC分析仪测量分子量；以及(ii)使用聚苯乙烯作为对照材料换算测量值；用于GPC的溶剂是THF，并且通过差示折光计进行检测。
可以通过各种聚合方法，如溶液聚合，沉淀聚合，悬浮聚合，本体聚合或乳液聚合，合成在本发明中使用的树脂(A)。可以通过已知的操作如分批系统，半连续系统或连续系统进行聚合反应。
聚合引发方法可以是例如使用自由基引发剂的方法，或者辐照光或者辐射线的方法。在例如以下参考文献中描述了这些聚合方法和聚合引发方法：Teiji Tsuruta，Kobunshi Gousei Houhou(聚合物合成方法(PolymerSynthesis Method)，修订版(Nikkan Kogyo Shimbun(1971))以及TakayukiOtsu和Masayoshi Kinoshita，Koubunshi Gousei-no Jikken-ho(聚合物合成的实验方法(Experimental Method of Polymer Synthesis)，(Kagaku-Dojin(1972))，第124-154页。
在这些聚合方法之中，特别优选使用自由基引发剂的溶液聚合方法。在溶液聚合方法中使用的溶剂的实例包括乙酸乙酯，乙酸丁酯，丙酮，甲基乙基酮，甲基异丁基酮，环己酮，四氢呋喃，二噁烷，N，N-二甲基甲酰胺，N，N-二甲基乙酰胺，苯，甲苯，乙腈，二氯甲烷，氯仿，二氯乙烷，甲醇，乙醇，1-丙醇，2-丙醇和1-丁醇。
这些有机溶剂可以单独使用，或者可以以其两种以上的混合物的形式使用，或者可以与水混合并且用作混合溶剂。
应当考虑例如形成的聚合物的分子量以及引发剂种类而设定聚合温度。通常，聚合温度为约0℃至约100℃。优选在50℃至100℃的温度进行聚合。
反应压力可以适当地选择，并且通常为约1kg/cm2至约100kg/cm2，并且优选为约1kg/cm2至约30kg/cm2。反应时间可以是约5小时至约30小时。可以通过再沉淀等纯化所得到的树脂。
下面显示了本发明的树脂(A)的优选实例，但是本发明不限于此。
Figure A200910007505D00271
Figure A200910007505D00281
Figure A200910007505D00291
Figure A200910007505D00301
树脂分散剂(树脂(A))与颜料的比率
树脂分散剂(树脂(A))与颜料的比率(重量比)(树脂分散剂(树脂(A))/颜料)优选为25/100至140/100，并且更优选为25/100至50/100。当树脂分散剂的比率为25/100以上时，趋向于提高分散稳定性和耐摩擦性。当树脂分散剂的比率为140/100以下时，还趋向于提高分散稳定性。
本发明的树脂分散剂(树脂(A))的重均分子量优选为2,000至60,000。
聚合物胶乳
在本发明中，考虑到赋予固着性，耐摩擦性以及内聚性(其防止在所施加的墨滴之间的干扰)，优选墨水组合物含有树脂粒子的胶乳(以下有时称为聚合物胶乳)。
可用于本发明的聚合物胶乳包括下列的胶乳：丙烯酸类树脂，乙酸乙烯酯树脂，苯乙烯-丁二烯树脂，氯乙烯树脂，丙烯酰基-苯乙烯树脂，丁二烯树脂，苯乙烯树脂，交联的丙烯酸类树脂，交联的苯乙烯树脂，苯胍胺树脂，酚醛树脂，有机硅树脂，环氧树脂，聚氨酯树脂，石蜡树脂或氟树脂。在这些树脂之中，优选丙烯酸类树脂，丙烯酰基-苯乙烯树脂，苯乙烯树脂，交联的丙烯酸类树脂或交联的苯乙烯树脂的胶乳。
考虑到墨水组合物的稳定性，在聚合物胶乳中的树脂的重均分子量优选为10,000至200,000，并且更优选为100,000至200,000。
树脂粒子的平均粒子直径优选为10nm至1μm，更优选为10nm至200nm，还更优选为20nm至100nm，并且特别优选为20nm至50nm。
考虑到墨水组合物的固着性，耐摩擦性和粘度，相对于墨水组合物的总量，以固体含量计，聚合物胶乳的添加量优选为0.5质量％至20质量％，更优选为3质量％至20质量％，并且还更优选为5质量％至15质量％。
考虑到墨水组合物的保存稳定性，树脂粒子的玻璃化转变温度Tg优选为30℃以上，更优选为40℃以上，并且还更优选为50℃以上。
聚合物胶乳的粒度分布不受特别限制。因此，具有宽粒度分布的胶乳和具有单分散粒度分布的胶乳都是可用的。而且，可以将两种以上的各自具有单分散粒度分布的聚合物胶乳混合并且以混合物的形式使用。
表面活性剂
如果需要，可以将表面张力调节剂加入到本发明的墨水组合物。表面张力调节剂的实例包括非离子表面活性剂，阳离子表面活性剂，阴离子表面活性剂和甜菜碱表面活性剂。为了通过喷墨系统施加本发明的墨水，表面张力调节剂的添加量是使得将本发明的墨水的表面张力优选调节到20mN/m至60mN/m，更优选20mN/m至45mN/m，并且还更优选25mN/m至40mN/m的范围内这样的量。
作为本发明的表面活性剂，可以有效地使用具有其中在分子中包含亲水性部分和疏水性部分的结构的化合物。可以使用阴离子表面活性剂，阳离子表面活性剂，两性表面活性剂和非离子表面活性剂中的任何一种。而且，上述聚合物物质(聚合物分散剂)也可用作表面活性剂。
阴离子表面活性剂的实例包括十二烷基苯磺酸钠，月桂基硫酸钠，烷基二苯基醚二磺酸钠，烷基萘磺酸钠，二烷基磺基琥珀酸钠，硬脂酸钠，油酸钾，二辛基磺基琥珀酸钠，聚氧乙烯烷基醚硫酸钠，聚氧乙烯烷基苯基醚硫酸钠，二烷基磺基琥珀酸钠，硬脂酸钠，油酸钠和叔辛基苯氧基乙氧基-聚乙氧基乙基硫酸钠。阴离子表面活性剂可以单独或者以其两种以上的组合形式使用。
非离子表面活性剂的实例包括乙炔二醇衍生物如乙炔二醇环氧乙烷加合物，聚氧乙烯月桂基醚，聚氧乙烯辛基苯基醚，聚氧乙烯油基苯基醚，聚氧乙烯壬基苯基醚，氧化乙烯-氧化丙烯嵌段共聚物，叔辛基苯氧基乙基聚乙氧基乙醇以及壬基苯氧基乙基聚乙氧基乙醇。非离子表面活性剂可以单独或者以其两种以上的组合形式使用。
阳离子表面活性剂的实例包括四烷基铵盐，烷基胺盐，苄烷铵盐，烷基吡啶鎓盐，以及咪唑鎓盐。具体实例包括二羟乙基硬脂胺，2-十七碳烯基-羟乙基咪唑啉，氯化月桂基二甲基苄基铵，氯化十六烷基吡啶鎓，以及氯化硬脂酰胺甲基吡啶鎓。
考虑到防止施加的墨滴之间的干扰，优选非离子表面活性剂，特别是，优选乙炔二醇衍生物。
加入到本发明的墨水组合物中的表面活性剂的添加量不受特别限制，但是优选为0.1质量％以上，更优选为0.5质量％至10质量％，并且还更优选为1质量％至3质量％。
其它组分
本发明的墨水组合物可以含有其它添加剂。其它添加剂的实例包括已知的添加剂，如紫外线吸收剂、防褪色剂、抗菌剂、pH调节剂、防锈剂、抗氧化剂、乳化稳定剂、防腐剂、消泡剂、粘度调节剂、分散稳定剂或螯合剂。
紫外线吸收剂的实例包括二苯甲酮紫外线吸收剂，苯并三唑紫外线吸收剂，水杨酸酯紫外线吸收剂，氰基丙烯酸酯紫外线吸收剂以及镍配盐紫外线吸收剂。
作为防褪色剂，可以使用各种有机和金属配合物防褪色剂。有机防褪色剂包括包括氢醌类，烷氧基酚类，二烷氧基酚类，酚类，苯胺类，胺类，茚满类，色满类，烷氧基苯胺类和杂环。金属配合物的实例包括镍配合物和锌配合物。
抗菌剂的实例包括包括脱氢乙酸钠，苯甲酸钠，吡啶硫酮-1-氧化钠、对羟基苯甲酸乙酯、1，2-苯并异噻唑啉-3-酮、山梨酸钠和五氯苯酚钠。抗菌剂在墨水组合物中的含量优选为0.02至1.00质量％。
pH调节剂不受特别限制，只要pH调节剂可以将pH值调节为所需的值，而对其中加入pH调节剂的记录墨水没有负面影响即可。可以根据目的适当地选择pH调节剂。pH调节剂的实例包括醇胺如二乙醇胺，三乙醇胺或2-氨基-2-乙基-1，3-丙二醇；碱金属氢氧化物如氢氧化锂，氢氧化钠或氢氧化钾；氢氧化铵类如氢氧化铵或氢氧化季铵；氢氧化鏻；以及碱金属碳酸盐。
防锈剂的实例包括酸式亚硫酸盐，硫代硫酸钠，硫代二甘醇酸铵，亚硝酸二异丙基铵，季戊四醇四硝酸酯，以及亚硝酸二环己基铵。
抗氧化剂的实例包括酚类抗氧化剂(包括受阻酚抗氧化剂)，胺抗氧化剂，硫抗氧化剂以及磷抗氧化剂。
螯合剂的实例包括乙二胺四乙酸钠，次氨基三乙酸钠，羟乙基乙二胺三乙酸钠，二亚乙基三胺五乙酸钠，以及5-氨基巴比土酸二乙酸钠。
墨水组
本发明的墨水组包括至少一种作为本发明的墨水组合物的墨水组合物。
本发明的墨水组在使用墨水组合物的记录方法中使用，并且特别是优选用于喷墨记录方法。此外，本发明的墨水组可以以其中整体容纳各种墨水的墨水盒的形式使用，或者以其中单独容纳各种墨水的墨水盒组的形式使用；出于容易处理的观点，优选墨水盒或墨水盒组。包含墨水组的墨水盒或者含有墨水组的墨水盒组在本领域中是已知的，并且可以通过适当地使用已知方法制备。
优选本发明的墨水组的一个实施方案(第一实施方案)，其中本发明的墨水组包含多种分别具有不同的颜色的墨水组合物，并且所有的墨水组合物是根据本发明的墨水组合物。
此外，还优选本发明的墨水组的另一个实施方案(第二实施方案)，其中墨水组包含至少一种根据本发明的墨水组合物(以下有时称为“第一墨水组合物”)，以及第二墨水组合物，该第二墨水组合物包含用于促进所述至少一种墨水组合物中的一种或多种颜料聚集的聚集促进剂。
第一实施方案的墨水组可以用于形成全色图像，原因是该墨水组包含颜色分别不同的多种墨水组合物。此外，第一实施方案的墨水组可以具有良好的液体稳定性和墨水喷射性能，并且当使用墨水组时，可以抑制在施加墨水之后的喷墨记录介质的卷曲。
为了形成全色图像，分别具有不同的颜色的多种墨水组合物优选包括品红色墨水、青色墨水以及黄色墨水。多种墨水组合物任选地包括黑色墨水以控制色调。而且，多种墨水组合物任选地包括红色墨水、绿色墨水、蓝色墨水、白色墨水或具有在印刷领域中使用的特殊颜色的墨水中的至少一种，其不同于黄色、品红色以及青色墨水。
第二实施方案的墨水组在第二墨水组合物中包含颜料聚集促进剂；因此，当第一墨水组合物和第二墨水组合物在记录介质上混合时，促进了颜料的聚集，使得用在记录介质上的颜料可以留在记录介质的表面上，并且使得所形成的图像的颜色形成是优异的。
当使用第二实施方案的墨水组形成图像时，将第一墨水组合物和第二墨水组合物施加在记录介质上的方法不受特别限制。可以在将第一墨水组合物施加在记录介质上之后将第二墨水组合物施加在记录介质上，或者反之亦然。
除第二墨水组合物含有代替颜料的颜料聚集促进剂以外，第二墨水组合物的构成可以与本发明的墨水组合物(第一墨水组合物)的构成相同。
在第二墨水组合物中含有的聚集促进剂不受特别限制，只要它促进颜料的聚集即可。特别是，根据聚集速度优选酸。
所述酸可以是无机酸或有机酸。所述酸优选选自聚丙烯酸，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，吡咯烷酮甲酸，吡喃酮甲酸，吡咯甲酸，呋喃甲酸，吡啶甲酸，香豆酸(coumarin acid)，噻吩甲酸，烟酸，或者它们的衍生物或盐。这些化合物可以单独使用，或者它们的两种以上可以组合使用。
墨水组合物的物理性能
当在喷墨记录方法中使用墨水组合物时，考虑到墨水喷射稳定性，本发明的墨水组合物的表面张力优选为20mN/m至60mN/m。表面张力更优选为20mN/m至45mN/m，并且还更优选为25mN/m至40mN/m。
本发明的墨水组合物在20℃的粘度优选为1.2mPa·s至15.0mPa·s，更优选为2mPa·s至小于13mPa·s，并且还更优选为2.5mPa·s至小于10mPa·s。
图像形成方法
本发明的图像形成方法包含墨水施加方法，其中通过使用本发明的墨水组合物或墨水组将墨水组合物施加到记录介质上。
本发明的墨水组合物和墨水组可以用于普通的书写材料，记录器，笔式绘图仪等，但是特别优选用于喷墨记录方法。
在本发明中的一种优选喷墨记录方法中，对喷墨记录墨水(墨水组合物)供给能量以在已知的图像接受材料上形成图像，所述图像接受材料是例如普通纸，树脂涂布纸，喷墨纸如JP-A 8-169172，8-27693，2-276670，7-276789，9-323475，62-238783，10-153989，10-217473，10-235995，10-217597和10-337947中所述的那些，膜，电子照相普通纸，织物，玻璃，金属或陶瓷。另外，作为用于本发明的喷墨记录方法，优选在JP-A2003-306623的[0093]至[0105]段中所述的喷墨记录方法。
当形成图像时，可以一起使用聚合物胶乳化合物以赋予光泽性和耐水性或提高耐候性。将胶乳化合物施加到图像接受材料上的时间可以是在施加着色剂之前、之后或者同时。因此，可以将胶乳化合物加入到图像接受纸中或者加入到墨水中，或者可以用作聚合物胶乳的单独液体。更具体而言，可以优选使用在以下文献中所述的方法：JP-A 2002-166638(日本专利申请2000-363090)，JP-A 2002-121440(日本专利申请2000-315231)，JP-A2002-154201(日本专利申请2000-354380)，JP-A 2002-144696(日本专利申请2000-343944)和JP-A 2002-080759(日本专利申请2000-268952)。
根据本发明的图像形成方法的一个优选实例包括：
第一工序—在记录介质上施加墨水组合物的工序(墨水施加工序)；以及
第二工序—在施加墨水组合物之后加热并且固着所施加的墨水组合物(加热和固着工序)。
此外，可以在图像形成方法中增加至少一个其它的附加工序。附加工序不受特别限制，并且可以根据目的适当地选择。附加工序的一个实例是干燥和移除工序。
加热和固着工序不受特别限制，只要在该工序中，喷墨记录方法中所用的墨水中包含的胶乳粒子熔化并且固着即可，并且该工序可以根据目的适当地选择。
干燥和移除工序不受特别限制，只要通过该工序干燥并且移除被施加到记录介质上的墨水组合物中的墨水用溶剂即可，并且该工序可以根据目的适当地选择。
本发明中的记录介质不受特别限制，并且是例如，普通纸，高品质纸或者涂布纸。
使用本发明的墨水组合物或墨水组通过记录得到的记录品可以是其中抑制卷曲的图像记录品。
实施例
下面，将参考实施例更详细地描述本发明，但是本发明不限于所述实施例。此外，除非另有说明，否则“份”和“％”是指以质量计的量。
合成实施例
树脂分散剂P-1的合成
根据下列方案合成树脂分散剂P-1。
Figure A200910007505D00371
将甲基乙基酮(88g)投入配备有搅拌器和冷凝管的1000mk三颈烧瓶，并且在氮气气氛下加热至72℃。单独地，将0.85g二甲基-2，2′-偶氮二异丁酸酯，60g甲基丙烯酸苄酯，10g甲基丙烯酸以及30g甲基丙烯酸甲酯溶解在50g甲基乙基酮中以形成溶液。将所述溶液滴加到烧瓶中的液体中，历时3小时。在完成滴加之后，另外继续反应1小时。然后，将通过将0.42g二甲基2，2′-偶氮二异丁酸酯溶解在2g甲基乙基酮中得到的溶液加入到反应溶液中，并且将反应溶液加热至78℃并且在此温度加热4小时。将得到的反应溶液用过量的己烷再沉淀2次，并且干燥所沉淀的树脂，由此得到96g分散剂P-1。
随后，使用1H-NMR鉴定所得到的树脂的组成。通过GPC方法测定重均分子量(Mw)，并且发现重均分子量是44,600。而且，根据在JIS标准(JIS-K0070(1992)，其内容通过引用结合在此)中所述的方法得到聚合物的酸值，并且发现酸值为65.2mgKOH/g。
可以以类似的方式合成本发明中的其它树脂分散剂。
胶乳的制备
合成实施例1
将19.8g羧酸盐乳化剂(LATEMUL ASK(商品名)；由Kao Corporation生产)，6g氢氧化钠水溶液(5mok/k)以及0.3g 2，2’-偶氮二(2-脒基丙烷)二盐酸化物加入到120g水中，并且均匀地溶解。将溶液加热至70℃，并且在氮气流中将25.9g苯乙烯，26.3g丙烯酸丁酯以及5.1g丙烯酸的单体混合物加入到溶液中，历时2小时，之后，将所得到的混合物在70℃加热2小时，然后在80℃加热3小时。在将混合物冷却至室温之后，在搅拌的同时加入氢氧化钠水溶液(1mol/k)以达到约9的pH值，由此得到胶乳PL-01。所得到的胶乳的体积平均粒径为115nm。胶乳分散体的固含量为33质量％。
比较例1
含有颜料的树脂粒子的分散体
混合10质量份颜料蓝15:3(酞菁蓝A220(商品名)，由DainichiseikaCokor & Chemicals Mfg.Co.，Ltd.生产)，5质量份P-1树脂分散剂，42质量份甲基乙基酮，5.5份NaOH水溶液(1N)以及87.2份离子交换水，并且使用直径为
Figure A200910007505D0038150110QIETU
的氧化锆珠粒通过珠磨机将混合物分散2至6小时。
在减压下于55℃从所得到的分散体中移除甲基乙基酮，并且移除部分水，由此得到包含颜料浓度为10.2质量％的含有颜料的树脂粒子的分散体。
墨水组合物的制备
接着，使用所得到的含有颜料的树脂粒子的分散体制备具有下列组成的墨水组合物。
(1)含有颜料的树脂粒子的分散体         30份
(2)胶乳PL-01                         18.2份
(3)通过将3摩尔氧化乙烯基加到1摩尔山梨醇上得到的化合物(SP值：35.1)
                                     5份
(4)DPGmBE(SP值：20.5)                4份
(5)DEGmBE(SP值：23.7)                8份
(6)甘油(SP值：41.0)                  15份
(7)硫代二甘醇(SP值：31.2)            2份
(8)1，5-戊二醇(SP值：29.0)           1份
(9)OLFINE1010(商品名，由Nisshin Chemical Industry Co.Ltd.生产)
                              1份
(10)离子交换水                余量(将组合物总量设定为100份)
墨水组合物的评价
分散稳定性
当将墨水组合物在60℃的恒温烘箱中储存14天时，测量上面得到的墨水组合物的粒径和粘度，并且评价下列条件。结果示于表1中。
(1)粒径变化是否在初始粒径的10nm之内
(2)粘度变化是否在初始粘度的10％之内
评价标准
A：条件(1)和(2)均得到满足；
B：条件(1)或(2)得到满足；
C：条件(1)和(2)均未得到满足。
粒径的测量
使用NANOTRAC粒度分布测量装置UPA-EX150(商品名，由NikkisoCo.，Ltd.生产)，通过动态光散射方法测量所得到的颜料分散体的体积平均粒径。测量条件：通过将10cc离子交换水加入到10μk的水性墨水组合物中制备测试溶液，并且在25℃测量测试溶液。
粘度的测量
使用VISCOMETER TV-22(商品名，由Toki Sangyo Co.，Ltd.生产)在25℃测量水性墨水组合物的粘度。
使用作为喷墨记录设备的DIMATIX MATERIAL PRINTER DMP-2831(商品名，由Fuji Fikm Dimatix Inc.生产)，其配备有10pl喷射盒DMC-11610(商品名，由Fuji Fikm Dimatix Inc.生产)并且经改进以允许从外部供给液体。评价下列项目。作为记录介质，使用TOKUBISHI ART双面N(商品名，由Mitsubishi Paper Mikls，Ltd.生产)(纸张定量：84.9g/m2)。
卷曲
在喷墨记录介质上以5g/m2的墨水涂布量印刷实体图像，然后从喷墨记录介质中切割出尺寸为5mm×50mm的条使得所述条的长度方向在卷曲方向上，并且使该条在25℃的温度和50％的湿度保持24小时。然后，测量卷曲行为(卷曲值)。评价结果示于表1中。
评价标准
A：曲率C不超过20
B：曲率C超过20
测量曲率的方法
使用卷曲测量板测量尺寸为5mm×50mm，而50mm的长度在卷曲方向上的样品条，并且读取卷曲值(C)。将样品的卷曲视为半径为R的圆弧，并且根据方程C＝1/R(m)计算卷曲。
喷射稳定性
当使用喷墨记录设备进行印刷时，评价墨水喷射稳定性是否满足下列条件。在视觉上检查图像的不均匀性。
(1)在60分钟的连续墨水喷射试验之后，墨水喷射率为90％以上。
(2)在将墨水喷射1分钟，并且墨水喷射中止30分钟之后，墨水喷射率为90％以上。
(3)没有观察到图像不均匀性。
评价标准
A：上面三个条件均得到满足
B：上面条件中的两个得到满足
C：上面条件中的至少两个未得到满足
比较例2至7和实施例1至4
以与比较例1中相同的方式得到墨水组合物，不同之处在于使用表1中所述的溶剂代替比较例1的墨水组合物中的溶剂(3)至(8)。
Figure A200910007505D00411
下面说明在实施例和比较例中使用的材料的详情。
化合物1：由式(1)表示的化合物，其中AO的种类和l+m+n的值如表1中所示
DPGmBE：二丙二醇单丁醚
DEGmBE：二甘醇单丁醚
DPGmME：二丙二醇单甲醚
PGmBE：丙二醇单丁醚
从表1中清楚地看出，在比较例中，不是所有的评价项目(卷曲，分散稳定性和喷射稳定性)都是良好的，而在本发明的实施例中，所有评价项目都是优异的。
根据本发明，可以获得具有优异的液体稳定性和液体喷射性能的墨水组合物，使用该墨水组合物，可以抑制在将墨水施加到记录介质上之后记录介质的卷曲。
此外，根据本发明，提供了包含具有彼此不同的颜色的多种墨水组合物的墨水组，该墨水组具有优异的液体稳定性和液体喷射性能，并且使用该墨水组，可以抑制在将墨水施加到记录介质上之后记录介质的卷曲。
而且，根据本发明，提供了使用所述墨水组合物或所述墨水组的图像形成方法，其中可以抑制在将墨水施加到记录介质上之后记录介质的卷曲。

Claims (16)

1.一种墨水组合物，所述墨水组合物包含：
水溶性溶剂A；
颜料；和
水，
所述水溶性溶剂A包含其量为90质量％以上、SP值为27.5以下的水溶性溶剂，以及由下式(1)表示的化合物，其中所述由式(1)表示的化合物与所述SP值为27.5以下的水溶性溶剂相同或不同：
Figure A200910007505C00021
          式(1)
其中，在式(1)中，l、m和n各自独立地表示1以上的整数，l、m和n的总和为3至15，并且AO各自独立地表示亚乙基氧基或亚丙基氧基。
2.权利要求1所述的墨水组合物，其中在所述由式(1)表示的化合物中的所述AO基团中的每一个为亚丙基氧基。
3.权利要求1所述的墨水组合物，其中相对于所述水溶性溶剂A的总量，所述由式(1)表示的化合物的含量为50质量％以上。
4.权利要求1所述的墨水组合物，其中l、m和n的总和为3至10。
5.权利要求1所述的墨水组合物，其中相对于所述墨水组合物的总量，所述水溶性溶剂A的量为10质量％至30质量％。
6.权利要求1所述的墨水组合物，其中所述颜料的粒子具有通过换相乳化形成的聚合物覆盖层。
7.权利要求6所述的墨水组合物，其中树脂(A)用作所述换相乳化中的分散剂，并且所述树脂(A)包含疏水性结构单元(a)和亲水性结构单元(b)；
所述疏水性结构单元(a)包含其量为40质量％以上的疏水性结构单元(a1)，以及其量为15质量％以上的疏水性结构单元(a2)，所述疏水性结构单元(a1)含有不直接结合到属于所述树脂(A)的主链的原子上的芳环，所述疏水性结构单元(a2)衍生自含1至4个碳原子的烷基的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯；并且
所述亲水性结构单元(b)包含衍生自丙烯酸和/或甲基丙烯酸的亲水性结构单元(b1)，并且相对于所述树脂(A)的总量，以15质量％以下的量含有所述亲水性结构单元(b)。
8.权利要求1所述的墨水组合物，所述墨水组合物还包含胶乳。
9.一种墨水组，所述墨水组包含权利要求1所述的墨水组合物。
10.权利要求9所述的墨水组，其中所述墨水组包含多种权利要求1所述的墨水组合物，并且所述多种墨水组合物具有彼此不同的颜色。
11.权利要求9所述的墨水组，所述墨水组还包含另一种墨水组合物，所述另一种墨水组合物包含用于权利要求1所述的墨水组合物中的所述颜料的聚集促进剂。
12.权利要求11所述的墨水组，其中所述聚集促进剂是酸。
13.一种图像形成方法，所述方法包括将权利要求1所述的墨水组合物施加到记录介质上。
14.一种图像形成方法，所述方法包括使用权利要求9所述的墨水组，将所述墨水组合物施加到记录介质上。
15.权利要求13所述的图像形成方法，其中在所述墨水组合物的所述施加之后进行加热处理。
16.权利要求14所述的图像形成方法，其中在所述墨水组合物的所述施加之后进行加热处理。
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