CN102159653A - 水性喷墨墨 - Google Patents

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野村浩二
荒井彩弥子
石丸庆明
望月绫子
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    • C09D11/00—Inks
    • C09D11/30—Inkjet printing inks
    • C09D11/32—Inkjet printing inks characterised by colouring agents
    • C09D11/322—Pigment inks

Abstract

本发明提供一种喷墨墨，其以简单的方法提高了配合低极性的水溶性溶剂而降低含水量的水性喷墨墨中的颜料分散稳定性，且机中稳定性优异。一种水性喷墨墨，其特征在于，该水性喷墨墨至少包含水、低极性的水溶性有机溶剂、颜料和根据需要而添加的碱性物质，其中，所述水占墨总量的60质量％以下，所述水溶性有机溶剂占墨总量的15质量％以上，所述颜料包含自分散颜料，所述自分散颜料在表面具有阴离子性官能团、并且具有下述式(1)所示的季铵离子作为其抗衡离子。含有足以使墨的pH值为9～11的量的碱性物质。(式中，R1、R2、R3和R4分别独立地表示取代或非取代的烷基。)。

Description

水性喷墨墨
技术领域
本发明为适合在线型喷墨头型喷墨打印机中使用的水性喷墨墨，更具体而言，涉及颜料不易凝聚、机中稳定性优异的水性喷墨墨。
背景技术
喷墨墨有油性墨、水性墨、溶剂系墨、紫外线固化性墨等各种种类的墨。其中，水性墨由于透印少、文字重现性好，因此被广泛使用于家庭用、事务用、产业用中。但是，以往使用的水性墨含有大量的水，在使用普通纸作为印刷用纸进行印刷时，具有如下问题：墨中的水分使印刷用纸的纤维溶胀，使印刷用纸发生卷曲、起皱。
为了改良如上所述的以往的水性墨的缺点，日本特开2005-220296号公报和日本特开2007-144931号公报提出了一种水性墨，其通过使墨的含水量不足50％，并含有50质量％以上的聚亚烷基二醇烷基醚等低极性的水溶性有机溶剂，从而即使在印刷到普通纸上时，透印也少且不会发生卷曲和起皱。但是，所述水性墨由于使用颜料分散性低劣的低极性的水溶性有机溶剂，因此，在因水分的蒸发和吸湿、其他物质的混入等而使墨的组成发生变化时，具有如下问题：颜料的分散稳定性受损，发生颜料的凝聚、沉淀、固化。
例如，将上述水性墨填充到喷墨头后，放置在45℃、30％R.H.的环境下时，由于水分的蒸发而使颜料的分散稳定性受损，发生颜料凝聚；另外，放置在30℃、100％R.H.的环境下时，在喷嘴附近、废液管中发生颜料的凝聚，从而发生喷嘴闭塞、废液管堵塞，给喷墨头带来不可挽回的致命损伤，使打印机的机中稳定性受损。为了防止此类不良情况，还考虑给喷墨头附加防护帽、维护机构，但是，尤其是喷墨头数量多的线型喷墨打印机，打印机的成本大大增加。
另外，将上述水性墨填充到喷墨头后，放置在70℃的环境下时，由于水分的蒸发而使颜料的分散稳定性受损，发生颜料凝聚，输送时、保管时的环境限制加剧。
日本特开2007-91911号公报提出了如下方案：使用自分散颜料作为颜料，并且添加1，3-二甲基-2-咪唑啉酮等化合物，从而改良了上述公报记载的水性墨的颜料分散稳定性。但是，在使用1，3-二甲基-2-咪唑啉酮这样的化合物时，安全性低，且成本升高。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2005-220296号公报
专利文献2：日本特开2007-144931号公报
专利文献3：日本特开2007-91911号公报
发明内容
发明要解决的问题
本发明的目的在于提供一种喷墨墨，其以简单的方法提高配合低极性的水溶性溶剂而降低含水量的水性墨中的颜料分散稳定性，其机中稳定性优异；并且还提供贮藏稳定性也优异的喷墨墨。
用于解决问题的方案
基于上述目的，本发明人等进行了深入研究，结果发现，通过在配合低极性的水溶性有机溶剂而降低含水量以防止印刷用纸卷曲的水性墨中，使用具有特定抗衡离子的自分散颜料作为颜料，从而提高颜料的分散稳定性，并且能够改良墨的机中稳定性，从而完成了本发明。
此外，本发明人等发现，通过使碱性物质与上述墨共存而使该墨的pH值保持在碱性，从而进一步提高颜料的分散稳定性，并且能够改良墨的贮藏稳定性，从而完成了本发明。
即，本发明提供一种水性喷墨墨，其特征在于，该水性喷墨墨至少包含水、低极性的水溶性有机溶剂和颜料，其中，所述水占墨总量的60质量％以下，所述水溶性有机溶剂占墨总量的15质量％以上，所述颜料包含自分散颜料，所述自分散颜料在表面具有阴离子性官能团、并且具有下述式(1)所示的季铵离子作为其抗衡离子，根据需要，含有足以使墨的pH值为9～11的量的碱性物质。
Figure BPA00001330547600031
(式中，R1、R2、R3和R4分别独立地表示取代或非取代的烷基。)
发明的效果
本发明提供一种喷墨墨，其在配合低极性的水溶性有机溶剂而降低含水量的水性喷墨墨中，使用自分散颜料作为颜料，所述自分散颜料在表面具有阴离子性官能团、并且具有上述式(1)所示的季铵离子作为其抗衡离子，因此，即使在使用普通纸作为印刷用纸进行印刷时，也不仅能够抑制卷曲、起皱的发生，而且能够改良颜料的分散稳定性，在高温干燥环境下、多湿环境下也能够抑制喷墨头喷嘴的闭塞、废液管的堵塞的发生，且其喷出恢复性即机中稳定性优异。另外，还提供一种喷墨墨，其通过含有碱性物质而使墨的pH值维持在碱性，能够进一步改良颜料的分散稳定性，即使在保存于高温环境下时墨性状也不会发生变化，即，贮藏稳定性优异。
具体实施方式
以下进一步详细说明本发明。
本发明的水性喷墨墨至少由构成水性介质的水及低极性的水溶性有机溶剂和分散在该水性介质中的上述自分散颜料构成，根据需要可含有溶解在上述水性介质中的碱性物质。
本发明中使用的水性介质通过在水中配合水溶性有机溶剂而构成。水溶性有机溶剂是为了防止在印刷时印刷用纸发生卷曲而使用的。
作为本发明中可使用的低极性的水溶性有机溶剂，例如可列举出二醇醚类、二醇醚类的醋酸酯、甘油、聚甘油、咪唑啉酮系溶剂、3-甲基-2，4-戊二醇等。
作为二醇醚类，可列举出亚烷基二醇烷基醚及聚亚烷基二醇烷基醚(本说明书中将两者统称为(聚)亚烷基二醇烷基醚)，例如可列举下述式(2)所示的化合物。
R5-O(C2H4-O)n-R6  (2)
(式(2)中，R5和R6分别独立地为氢原子或碳原子数1～6优选4～6的烷基，R5和R6的至少之一为烷基，n为1～4的整数，优选为3～4，进一步优选为4。)
作为上述式(2)所示的(聚)亚烷基二醇烷基醚的具体例，例如可列举出乙二醇单丁醚、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇单丙醚、二乙二醇单丁醚、三乙二醇单甲醚、三乙二醇单乙醚、三乙二醇单丙醚、三乙二醇单丁醚、三乙二醇单己醚、四乙二醇单甲醚、四乙二醇单乙醚、四乙二醇单丙醚、四乙二醇单丁醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇二丁醚、三乙二醇二乙醚、三乙二醇二丁醚等。
作为其他的(聚)亚烷基二醇烷基醚的具体例，可列举出下述式(3)所示的化合物。
R5-O(C3H6-O)n-R6  (3)
(式(2)中，R5和R6分别独立地为氢原子或碳原子数1～6优选4～6的烷基，R5和R6的至少之一为烷基，n为1～4的整数，优选为3～4，进一步优选为4。)
作为上述式(3)所示的(聚)亚烷基二醇烷基醚的具体例，例如可列举出丙二醇单丁醚、二丙二醇单甲醚、二丙二醇单乙醚、二丙二醇单丙醚、二丙二醇单丁醚、三丙二醇单甲醚、三丙二醇单乙醚、三丙二醇单丙醚、三丙二醇单丁醚、四丙二醇单甲醚、二丙二醇二丁醚、三丙二醇二丁醚等。
在本发明中，为了有效地防止卷曲的发生，上述水溶性有机溶剂之中，优选使用α值65°以下的水溶性有机溶剂，更优选使用α值35～60°的水溶性有机溶剂。作为此类水溶性有机溶剂，可列举出四乙二醇单丁醚(α值＝55.2)、三乙二醇乙醚(α值＝59.3)、三乙二醇己醚(α值＝48.4)、2-乙基-1，3-己二醇(α值＝55.0)、己二醇(α值＝61.2)等。
另外，α值是指以tanα＝(无机性值/有机性值)所表示的α的值。这里，“有机性值”及“无机性值”是基于藤田穆提出的“有机概念图”中使用的概念，将有机化合物分“有机性”和“无机性”这2个因子、分别将其数值化的值，该值由各个化合物的结构等求得。其中，“有机性”起因于其碳区域的共价结合链；“无机性”由存在于取代基(官能团)中的静电性影响带来。因此，α值为定量地表示化合物的“有机性”和“无机性”的平衡的值。另外，有关于“有机概念图”的事项，在藤田穆著的“系统的有机定性分析(混合物编)”风间书房(1974)等中有详细叙述。
在本发明中，作为水溶性有机溶剂，并用上述α值65°以下的水溶性有机溶剂，并不妨碍使用其他的水溶性有机溶剂。作为所述其他的水溶性有机溶剂，可以使用上述列举的水溶性有机溶剂，此外，例如也可以使用甘油(α值＝78.7)、二甘油(α值＝74.2)、四甘油(α值＝70.0)、六甘油(α值＝68.2)、十甘油(α值＝66.5)、1，3-丙二醇(α值＝73.3)等。
根据本发明的优选实施方式，上述水溶性有机溶剂优选含有选自由甘油及聚甘油组成的组中的至少一种。作为聚甘油，可列举出含有2～10个甘油单元的聚甘油，优选使用二甘油。甘油和聚甘油作为保湿剂而发挥作用，因此，能够防止水分从墨中挥发而使墨组成发生变化，提高机中稳定性。所述保湿剂优选相对于墨总量含有5质量％以上，更优选含有5～30质量％。
在本发明的水性喷墨墨中，必要的是水占墨总量的60质量％以下，优选占墨总量的35～60质量％。本发明的水性喷墨墨含有碱性物质时，优选水占墨总量的55质量％以下，更优选占墨总量的25～55质量％，特别优选占墨总量的30～50质量％。墨落到纸上以后，迅速浸透到纸纤维中，另一方面，颜料的流动性丧失而停留在纸表面，因此有助于高画质化。因此，水是高画质化所需的成分。但是，水量过多时，不能适当防止印刷时印刷用纸发生卷曲、起皱。另外，水量过少时，墨粘度可能变得过高而使喷出变得不稳定，另外，画质也可能降低。
在本发明的水性喷墨墨中，必要的是上述水溶性有机溶剂占墨总量的15质量％以上，在不含有碱性物质时，优选占墨总量的35～60质量％。本发明的水性喷墨墨含有碱性物质时，必要的是上述水溶性有机溶剂占墨总量的15质量％以上，优选占墨总量的15～65质量％，更优选占墨总量的25～60质量％，更优选占墨总量的40～60质量％。上述水溶性有机溶剂的量过少时，不能防止印刷时印刷用纸发生卷曲、起皱。水溶性有机溶剂过多时，可能有损于颜料的分散稳定性。
在本发明中，为了有效地防止印刷时印刷用纸发生卷曲、起皱，优选以墨总量的20质量％以上的量含有α值65°以下的水溶性有机溶剂，进一步优选以25质量％以上的量含有α值65°以下的水溶性有机溶剂。在本发明中，由于使用下述自分散颜料作为颜料，因此，即使在含有所述低极性有机溶剂的情况下，也能够确保稳定的颜料分散性。
在本发明中，在使用(聚)亚烷基二醇烷基醚作为上述水溶性有机溶剂时，优选以墨总量的15～55质量％的量含有(聚)亚烷基二醇烷基醚，更优选以墨总量的15～50质量％的量含有(聚)亚烷基二醇烷基醚。另外，作为(聚)亚烷基二醇烷基醚，优选使用选自由四乙二醇单丁醚和三乙二醇己醚组成的组中的至少一种，优选以墨总量的20质量％以上的量含有这些溶剂，进一步优选以25质量％以上的量含有这些溶剂。此时，印刷时印刷用纸实质上不会发生卷曲、起皱，能够实现印刷时印刷用纸的高速搬送，能够得到具有稳定的颜料分散性和机中稳定性、以及贮藏稳定性的喷墨墨。
关于本发明的喷墨墨的构成水性介质的水和低极性的水溶性有机溶剂的使用比率(水/水溶性有机溶剂)，以质量比计，优选为0.5～5.5，更优选为0.75～2.5。
本发明中使用的自分散颜料是无需分散剂即可分散的颜料，是在表面具有阴离子性官能团、并且具有上述式(1)所示的季铵离子作为其抗衡离子的颜料颗粒。作为颜料，可以使用炭黑等黑色颜料、以及各种色彩的有机颜料。
本发明中使用的自分散颜料，可以是阴离子性官能团直接与颜料颗粒的表面结合的自分散颜料，也可以是阴离子性官能团介由其他原子团与颜料颗粒的表面结合的自分散颜料。
作为阴离子性官能团，例如可列举出羧酸基、磺酸基、磷酸基等阴离子性的极性基团，优选为羧酸基。
所述阴离子性官能团可以根据日本特表2003-513137号公报、WO97/48769号公报、日本特开平10-110129号公报、日本特开平11-246807号公报、日本特开平11-57458号公报、日本特开平11-189739号公报、日本特开平11-323232号公报、日本特开2000-265094号公报等记载的方法结合到颜料颗粒表面。
在本发明中，作为颜料，使用具有上述式(1)所示的季铵离子作为上述阴离子性官能团的抗衡离子的自分散颜料作为必须成分。作为上述式(1)所示的季铵离子，优选四甲基铵离子、四乙基铵离子、四丙基铵离子和四丁基铵离子，更优选四丙基铵离子和四丁基铵离子，特别优选四丁基铵离子。
在本发明中，认为由于使用具有季铵离子作为抗衡离子的自分散颜料，因此，在含有水和低极性的水溶性有机溶剂的水性介质中，在水中电离而发挥对水的亲和性，在低极性的水溶性有机溶剂中形成季铵盐而发挥对该有机溶剂的亲和性，在因水的蒸发等而使墨组成发生变化时，也能够确保颜料的分散稳定性。
表面具有阴离子性官能团的颜料，通常以钠盐、钾盐、胺盐、游离酸的形态来提供。此类自分散颜料由Cabot Corporation以商品名Cab-O-JET300、Cab-O-JET200、Cab-O-JET250、Cab-O-JET260、Cab-O-JET270进行销售。
关于游离酸形态的颜料，通过添加季铵离子，能够变换成具有季铵离子作为抗衡离子的上述自分散颜料，其能够直接配合到本发明的墨中。关于盐形态的颜料，可以通过离子交换树脂暂时变换成游离酸形态，然后通过添加季铵离子而变换成具有季铵离子作为抗衡离子的上述自分散颜料。另外，关于盐形态的颜料，也可以使用保持有季铵离子的离子交换树脂，直接变换成具有季铵离子作为抗衡离子的上述自分散颜料。
在本发明中，无需使自分散颜料的全部抗衡离子均由季铵离子构成，作为抗衡离子的季铵离子，只要以相对于自分散颜料的全部抗衡离子的当量比(所述季铵离子/全部抗衡离子)计，以相当于0.45～1的量存在即可，优选只要以相当于0.55～1的量存在即可。当该当量比不足0.45时，有时不能充分获得颜料的分散稳定性的改善效果。另外，季铵离子以外的抗衡离子没有特别的限制，可列举出锂离子、钠离子、钾离子、镁离子、钙离子等，其中，优选锂离子、钠离子和钾离子，更优选钠离子。
因此，作为本发明的自分散颜料，例如，可单独使用将盐形态的自分散颜料完全变换成季铵盐形态而得到的自分散颜料(自分散颜料X)，也可单独使用盐形态的自分散颜料的抗衡离子中的例如一半以上变换为季铵盐而得到的自分散颜料(自分散颜料Y)，此外还可以使用将上述自分散颜料X与盐形态的自分散颜料的抗衡离子为季铵离子以外的离子的自分散颜料(自分散颜料Z)混合而成的自分散颜料。
在本发明的水性喷墨墨中，颜料的含量没有特别的限制，相对于墨总量以固体成分换算优选为0.1质量％～15质量％的范围，更优选为1质量％～15质量％，特别优选为3～10质量％。在不足0.1质量％时，不能获得充分的图像浓度。在超过15质量％时，容易引起墨变质，容易发生喷嘴堵塞。
本发明中使用的碱性物质，只要是能够使墨的pH值为9～11的碱性物质，则没有特别的限制。作为碱性物质的具体例，可列举出碱金属或碱土金属的氢氧化物或胺类。作为碱金属或碱土金属的氢氧化物，可列举出氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化镁等。作为胺类，可列举出单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺等乙醇胺类，氨水(氢氧化铵)，以及具有与上述抗衡离子同样的铵离子的季铵盐等。其中，优选使用氢氧化钠、乙醇胺类、和与用作自分散颜料的抗衡离子的铵离子相同的铵离子的盐。氢氧化钠的添加量通常相对于墨总量为0.005～0.05质量％。乙醇胺类的添加量通常相对于墨总量为0.5～5质量％。铵离子的盐的添加量通常相对于墨总量为0.01～1质量％。墨的pH值不足9时，贮藏稳定性变得不充分，pH值超过11时，发生墨粘度升高，墨的喷出性降低。
在本发明的水性喷墨墨中，除上述成分以外，可以根据需要配合表面活性剂、抗氧化剂、防霉剂等各种添加剂。
作为表面活性剂，可以使用各种表面活性剂，但为了改善墨的喷出性，优选使用炔二醇(acetylene glycol)的环氧乙烷加成物。所述表面活性剂优选以相对于墨总量为0.5～5质量％的量配合。
本发明的水性喷墨墨例如可以如下调制：将所有成分一次性或分批投入到DISPER等公知的分散机中使其分散，并根据需要通过膜滤器等公知的过滤机，从而调制。具体而言，可以预先调制使一部分溶剂与全部量的颜料均匀混合而成的混合液，并用分散机使其分散，然后向该分散液中添加其余成分，通过过滤机，从而调制。
本发明的水性喷墨墨适用于利于多个喷嘴沿长度方向排列成一列的线型喷墨打印机进行的印刷中。在此类喷墨打印机中，只要使印刷用纸通过印刷机一次即可形成图像，可在100ppm以上的高速下进行印刷。为了用于线型喷墨打印机中，本发明的喷墨墨可以填充在专用于该打印机的容量500mL以上的墨容器中来提供。
线型喷墨打印机用的水性喷墨墨在23℃时的粘度，优选设定在适于从喷墨头喷嘴喷出的5～50mPa·s的范围，更优选设定在5～30mPa·s的范围，进而更优选设定在7～14mPa·s的范围。另外，为了使墨不因保存环境而发生冻结，优选使墨的凝固点为-5℃以下。所述粘度、凝固点，可以通过适当选择水、上述水溶性有机溶剂的种类、量等，或者根据需要配合添加剂，从而进行调整。
实施例
以下，通过实施例更详细地说明本发明，但本发明不受该实施例的限制。
实施例I-1～I-3
用吸附有四丁基铵离子的离子交换树脂(商品名：AMBERLITE，Sigma-Aldrich公司制造)对Cabot Corporation制造的自分散炭黑分散体(商品名：Cab-O-JET300，相当于表1中的自分散颜料分散体I-10)进行处理，从而将该分散体所含有的作为抗衡离子的钠离子变换成四丁基铵离子(变换后的分散体为表1中的自分散颜料分散体I-1、I-2及I-3)。
用钠离子浓度计测定变换后的分散体中含有的钠离子，将其与变换前的分散体中含有的钠离子的浓度差作为四丁基铵离子浓度，求得相对于抗衡离子总量的当量比。结果如表1所示。
另外，Cabot Corporation制造的自分散炭黑分散体(商品名：Cab-O-JET300，相当于表1中的自分散颜料分散体I-10)为表面结合有羧酸基(抗衡离子为钠离子，离子浓度为0.036mol/L)的炭黑颗粒的浓度为15质量％的水分散体。
将表1所示的各成分按照表1所示的比例混合后，用8μm乙酸纤维素膜滤器过滤，调制成喷墨墨。
对于上述实施例中分别获得的喷墨墨，按照以下的方法评价了墨的机中稳定性。它们的评价结果如表1所示。
·墨的喷出恢复性(机中稳定性)
将喷墨墨填充到TOSHIBA TEC CORPORATION制造的单个喷墨打印机喷墨头CB1(318喷嘴)中，在设定成温度45℃且湿度30％R.H.、温度45℃且湿度100％R.H.或温度23℃且湿度50％R.H.的恒温恒湿槽中放置7天。然后，在温度23℃且湿度50％R.H.的环境下，对墨施加10Kps的压力10秒钟，将打印机喷墨头的喷嘴表面的墨吸引除去，重复进行上述喷出恢复动作，按照下述的评价基准评价了喷出性。
○：经过3次以内的恢复动作使全部喷嘴恢复喷出。
△：经过10次以内的恢复动作使全部喷嘴恢复喷出。
×：有1个以上喷嘴经过10次恢复动作也不能恢复喷出。
实施例I-4～I-5
将抗衡离子变换成四乙基铵离子或四甲基铵离子，除此以外，通过与实施例I-1同样的方法制成喷墨墨并进行了评价。结果如表1所示。
实施例I-6～I-8
使用自分散颜料分散体I-6、I-7或I-8来代替上述自分散颜料分散体I-1，除此以外，通过与实施例I-1同样的方法制成喷墨墨并进行了评价。结果如表1所示。
自分散颜料分散体I-6是使用自分散青色颜料分散体(商品名：Cab-O-JET250，Cabot Corporation制造)来代替上述自分散炭黑分散体(商品名：Cab-O-JET300，Cabot Corporation制造)，并通过与实施例I-1同样的方法变换抗衡离子而得到的。该自分散青色颜料分散体(商品名：Cab-O-JET250)是表面结合有羧酸基(抗衡离子为钠离子，离子浓度为0.024mol/L)的酞菁蓝(PB15：4)颗粒的浓度为10质量％的水分散体。
自分散颜料分散体I-7是使用自分散品红颜料分散体(商品名：Cab-O-JET260，Cabot Corporation制造)来代替上述自分散炭黑分散体(商品名：Cab-O-JET300，Cabot Corporation制造)，并通过与实施例I-1同样的方法变换抗衡离子而得到的。该自分散品红颜料分散体(商品名：Cab-O-JET260)是表面结合有羧酸基(抗衡离子为钠离子，离子浓度为0.024mol/L)的二甲基喹吖啶酮(PR122)颗粒的浓度为10质量％的水分散体。
自分散颜料分散体I-8是使用自分散黄色颜料分散体(商品名：Cab-O-JET270，Cabot Corporation制造)来代替上述自分散炭黑分散体(商品名：Cab-O-JET300，Cabot Corporation制造)，并通过与实施例I-1同样的方法变换抗衡离子而得到的。该自分散黄色颜料分散体(商品名：Cab-O-JET270)是表面结合有羧酸基(抗衡离子为钠离子，离子浓度为0.024mol/L)的单偶氮黄色颜料(PY74)颗粒的浓度为10质量％的水分散体。
比较例I-1
将抗衡离子变换为锂离子，除此以外，通过与实施例I-1同样的方法制成喷墨墨并进行了评价。结果如表1所示。
比较例I-2
不变换抗衡离子，直接使用Cabot Corporation制造的自分散炭黑分散体(商品名：Cab-O-JET300，相当于表1中的自分散颜料分散体I-10)，除此以外，通过与实施例1同样的方法制成喷墨墨并进行了评价。结果如表1所示。
[表1]
Figure BPA00001330547600151
另外，表1记载的原材料的说明如以下所述。
Surfynol 465(商品名)：Air Products Japan，Inc.制造的炔二醇的环氧乙烷加成物(表面活性剂)
由表1的结果可知，属于本发明的实施例I-1～I-8的喷墨墨是在任一条件下喷出恢复性均优异、机中稳定性也优异的墨。可见，尤其是使用四丁基铵离子作为抗衡离子的实施例I-1～I-3及I-6～I-8的喷墨墨是在高温干燥下也能够维持良好的喷出恢复性的优异的墨。
与此相对，使用锂离子作为抗衡离子的比较例I-1的喷墨墨，虽然在常温下使用时并无问题，但在高温及高湿条件下其喷出恢复性受损，不适于在高温及高湿条件下使用。另外，使用钠离子作为抗衡离子的比较例I-2的喷墨墨，在任一条件下喷出恢复性均出现问题，机中稳定性低劣。
实施例II-1～II-7，比较例II-1～II-3
用吸附有四丁基铵离子的离子交换树脂(商品名：AMBERLITE，Sigma-Aldrich公司制造)对Cabot Corporation制造的自分散炭黑分散体(商品名：Cab-O-JET400，相当于表2中的自分散颜料分散体II-4)进行处理，从而将该分散体所含有的作为抗衡离子的钠离子变换成四丁基铵离子，得到自分散颜料分散体II-1。另外，抗衡离子的变换率为80％。
使用四乙基铵离子来代替四丁基铵离子，除此以外，通过与上述自分散颜料分散体II-1同样的方法变换抗衡离子，得到自分散颜料分散体II-2。另外，抗衡离子的变换率为80％。
使用四甲基铵离子来代替四丁基铵离子，除此以外，通过与上述自分散颜料分散体II-1同样的方法变换抗衡离子，得到自分散颜料分散体II-3。另外，抗衡离子的变换率为80％。
另外，Cabot Corporation制造的自分散炭黑分散体(商品名：Cab-O-JET400，相当于表2中的自分散颜料分散体II-4)是表面结合有磷酸基(抗衡离子为钠离子)的炭黑颗粒的浓度为15质量％的水分散体。
用吸附有四丁基铵离子的离子交换树脂(商品名：AMBERLITE，Sigma-Aldrich公司制造)对Cabot Corporation制造的自分散炭黑分散体(商品名：Cab-O-JET300，相当于表2中的自分散颜料分散体II-7)进行处理，从而将该分散体所含有的作为抗衡离子的钠离子变换成四丁基铵离子，得到自分散颜料分散体II-5。另外，抗衡离子的变换率为80％。
使用四乙基铵离子来代替四丁基铵离子，除此以外，通过与上述自分散颜料分散体II-5同样的方法变换抗衡离子，得到自分散颜料分散体II-6。另外，抗衡离子的变换率为80％。
另外，Cabot Corporation制造的自分散炭黑分散体(商品名：Cab-O-JET300，相当于表2中的自分散颜料分散体II-7)是表面结合有羧酸基(抗衡离子为钠离子)的炭黑颗粒的浓度为15质量％的水分散体。
将表2所示的各成分按照表2所示的比例混合后，用8μm过滤器过滤，调制成喷墨墨。
对于上述例中分别获得的喷墨墨，按照以下方法评价了墨的贮藏稳定性。它们的评价结果如表2所示。
·墨的粘度变化(贮藏稳定性)
测定了制成的墨的粘度(初期粘度)。然后，将该墨填充到20mL容量的玻璃瓶中，在70℃下放置7天后，测定了其粘度(放置后粘度)，按照下述式计算变化率。
变化率(％)＝((放置后粘度-初期粘度)/初期粘度)×100
使用HAAKE公司制造的流变仪ReoStress300，在23℃/剪切应力10pa的条件下测定粘度。评价按照下述的标准进行。
○：变化率的绝对值不足10％。
△：变化率的绝对值为10％以上且不足20％。
×：变化率的绝对值为20％以上。
另外，墨粘度超过50mPa时，即使通过升温来谋求墨粘度的降低，印刷也难以进行。
[表2]
Figure BPA00001330547600191
另外，表2记载的原材料的说明如以下所述。
Surfyno1465(商品名)：Air Products Japan，Inc.制造的炔二醇的环氧乙烷加成物(表面活性剂)
由表2的结果可知，属于本发明的实施例II-1～II-7的喷墨墨是粘度变化率低、贮藏稳定性优异的墨。
与此相对，作为抗衡离子使用钠离子而不含季铵离子的比较例II-1和II-2的喷墨墨，其粘度变化剧烈，贮藏稳定性低劣。另外，虽然使用季铵离子作为抗衡离子但并未配合碱性物质的比较例II-3，其粘度升高也剧烈，贮藏稳定性低劣。
产业上的可利用性
本发明的水性喷墨墨在印刷到普通纸上时可以防止卷曲、起皱的发生，因此可以在各种喷墨打印机中利用于在普通纸上进行印刷，而且，不仅在常温下，而且在高温及高湿条件下，其颜料的分散稳定性也优异，因此，即使在长期不使用打印机而放置后，也能够降低发生喷嘴闭塞、废液管堵塞的危险性，机中稳定性优异，另外，在高温下保存时颜料的分散稳定性也不会受损，对输送时、保存时的环境变化具有耐性，贮藏稳定性优异，因此，适合使用于具有大容量的墨容器的、喷墨头数量多的线型喷墨打印机中。

Claims (16)

1.一种水性喷墨墨，其特征在于，该水性喷墨墨至少包含水、低极性的水溶性有机溶剂和颜料，其中，所述水占墨总量的60质量％以下，所述水溶性有机溶剂占墨总量的15质量％以上，所述颜料包含自分散颜料，所述自分散颜料在表面具有阴离子性官能团、并且具有下述式(1)所示的季铵离子作为其抗衡离子；
式中，R1、R2、R3和R4分别独立地表示取代或非取代的烷基。
2.根据权利要求1所述的水性喷墨墨，其中，所述式(1)所示的季铵离子以相对于所述自分散颜料的全部抗衡离子的当量比即所述季铵离子/全部抗衡离子计以相当于0.45～1的量存在。
3.根据权利要求2所述的水性喷墨墨，其中，所述季铵离子的R1、R2、R3和R4为碳原子数1～4的烷基。
4.根据权利要求3所述的水性喷墨墨，其中，所述自分散颜料的阴离子性官能团为选自由羧酸基、磺酸基和磷酸基组成的组中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的水性喷墨墨，其中，所述水溶性有机溶剂包含α值65°以下的水溶性有机溶剂。
6.根据权利要求1所述的水性喷墨墨，其中，所述α值65°以下的水溶性有机溶剂占所述墨总量的20质量％以上。
7.根据权利要求5所述的水性喷墨墨，其中，所述水溶性有机溶剂包含(聚)亚烷基二醇烷基醚。
8.根据权利要求7所述的水性喷墨墨，其中，所述(聚)亚烷基二醇烷基醚占所述墨总量的15～55质量％。
9.根据权利要求8所述的水性喷墨墨，其中，所述(聚)亚烷基二醇烷基醚为选自由四乙二醇单丁醚和三乙二醇单己醚组成的组中的至少一种。
10.根据权利要求9所述的水性喷墨墨，其中，所述四乙二醇单丁醚占所述墨总量的20质量％以上。
11.根据权利要求6所述的水性喷墨墨，其中，所述水溶性有机溶剂还含有墨总量的5质量％以上的选自由甘油和聚甘油组成的组中的至少一种。
12.根据权利要求1～11中任一项所述的水性喷墨墨，其还含有足以使墨的pH值为9～11的量的碱性物质。
13.根据权利要求12所述的水性喷墨墨，其中，所述水占墨总量的55质量％以下。
14.根据权利要求12所述的水性喷墨墨，其中，所述碱性物质为碱金属或碱土金属的氢氧化物或胺类。
15.根据权利要求12所述的水性喷墨墨，其中，所述水占墨总量的25～55质量％，所述水溶性有机溶剂占墨总量的15～65质量％以上。
16.根据权利要求1所述的水性喷墨墨，其为线型喷墨头型喷墨打印机用的墨。
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