CN102378795A - 颜料分散液、喷墨墨水、墨水盒、图像形成设备、记录方法、和图像形成物质 - Google Patents

颜料分散液、喷墨墨水、墨水盒、图像形成设备、记录方法、和图像形成物质 Download PDF

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成濑充
伏见宽之
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Abstract

本发明提供包括炭黑、分散剂和水的喷墨颜料分散液，并提供使用所述喷墨颜料分散液的喷墨墨水，其中所述喷墨颜料分散液中含有的粒径为0.5μm或更大粗颗粒的总数为1000000个/5μL或更少。

Description

颜料分散液、喷墨墨水、墨水盒、图像形成设备、记录方法、和图像形成物质
技术领域
本发明涉及颜料分散液、喷墨墨水、墨水盒、图像形成设备、记录方法、和图像形成物质。
背景技术
喷墨记录系统与其他记录系统相比能够实现简单的过程，并因此具有可容易打印全色图像的优点，并且即使使用结构简单的设备，也可获得高分辨率图像。
作为喷墨墨水，使用染料基墨水，在染料基墨水中，多种类型的水溶性染料溶解在含有水或含有水和有机溶剂的混合液中。尽管染料基墨水的色调清晰度优良，但是这种染料基墨水具有耐光性差的缺点。
同时，其中分散有炭黑和多种类型有机颜料的颜料基墨水，耐光性比染料基墨水优良，因此正在广泛进行颜料基墨水的研究。
然而，颜料基墨水与染料基墨水相比，易引起喷嘴堵塞。
颜料墨水通常如下制备。首先将着色材料和分散剂在水性溶剂中分散以制备分散物，然后，用介质分散装置将分散物分散至预定程度，再在预定浓度稀释。
基于颜料-水的水性墨水通常含有表面活性剂和水性树脂以分散其中的疏水性颜料，但是所获得图像的可靠性极低。因此，为了改进图像质量，在墨水液体中添加可成膜的树脂颗粒，然而，难以长时间以细微且稳定的分散状态分散众多成分。当大量使用分散剂如表面活性剂以稳定地分散这样的细颗粒时，不方便地产生问题，例如，在墨水罐和/或喷墨头内产生气泡，引起图像质量降低。进行了向颜料的表面引入亲水性官能团或使用含有亲水性官能团树脂的研究，尽管这些树脂单个使用时稳定，但是当众多这些树脂混合时，分散状态不稳定，从而引起储存稳定性下降。
许多技术已被提出以解决上述问题。
有如下技术，例如：通过使用含有特定细颗粒并设置有吸墨部分的记录介质获得可见度(visibility)优良的喷墨记录图像，在该吸墨部分中规定了白色部分和打印部分的光泽度值(例如，见PTL 1)；通过在具有表面粗糙度(Ra)值A的记录介质上使用每种具有表面粗糙度(Ra)值B的彩色墨水进行喷墨记录获得墨水记录物，该墨水记录物具有光泽度、平滑度和纹理均优良的图像(例如，见PTL 2)；通过使用含有水性介质中的树脂乳液的墨水在记录纸上打印，获得了具有高图像密度和较少光泽度减少的记录物，该记录物保持优良的分散稳定性，但没有引起喷嘴堵塞，该记录纸具有吸墨层并且具有特定的光泽度，该吸墨层含有二氧化硅细颗粒和/或氧化铝细颗粒(例如，见PTL 3和PTL4)；通过在记录介质上打印水性彩色墨水获得光泽度优良的墨水记录物，该记录介质的表面用涂布液处理，该涂布液含有氧化铝颗粒等(例如，见PTL5)；以及，通过在记录介质上使用含有聚合物细颗粒的墨水打印记录获得质量接近于相片的图像，在该图像中，可防止图像部分的光泽度减小，该记录介质具有多孔层作为最上表面层，该聚合物细颗粒含有水不溶或微溶于水的着色材料(例如，见PTL 6)，等等。
除了上述技术，也报道有下列技术：通过使用喷墨记录墨水获得具有改进光泽度的记录物，该喷墨记录墨水含有微胶囊化颜料的水性分散液，在该微胶囊化颜料中，颜料颗粒被聚合物覆盖(例如，见PTL7)；通过在记录介质上打印水性墨水获得具有均匀密排(solid)部分图像密度和优良质量的图像，该水性墨水具有25mN/m至45mN/m的表面张力，该记录介质具有特定的接触角(例如，见PTL 8)；为了达到获得高图像密度的目的，将水不溶性着色材料和比着色材料小的可充电准树脂细颗粒整合到墨水中(例如，见PTL 9)；将具有特定吸油量(DBP)的自分散颜料整合到墨水中(例如，见PTL 10)；使用水性炭黑分散液，该水性炭黑分散液由表面改性的炭黑组成，具有7至18的HLB值并含有具有乙炔骨架的非离子表面活性剂(例如，见PTL11)，等等。
进一步，为了达到获得高图像密度和高图像质量的目的，已报道有如下发明，如：其中规定了表面活性剂量的喷墨墨水，该表面活性剂具有等于或大于3并小于10的HLB(例如，见PTL 12)；由记录液和处理液组成的墨水组件，该记录液含有着色材料，处理液具有特定的等电点(例如，见PTL 13)，等等。
进一步，为了稳定墨水的可分散性，已报道有如下方法：在水中分散具有羧基和非离子亲水性基团的水分散性树脂的方法(例如，见PTL 14)；使水溶性聚合物的极性与所用表面活性剂的极性相同或将非离子表面活性剂添加到水溶性聚合物的方法(例如，见PTL 15)；在水性记录液中使有色离子聚酯树脂的极性与着色剂的亲水性基团的极性相同的方法(例如，见PTL 16)；使颜料的分散极性与树脂细颗粒的分散极性相同的方法(例如，见PTL 17)，等等。
与上相似，为了达到稳定墨水可分散性的目的，也提出了：水性喷墨墨水组合物，其中含有醛萘磺酸盐分散剂、颜料分散液和/或至少一种砜溶剂，该颜料分散液具有如下的粒度分布——至少70％的颜料颗粒的直径小于0.1μm并且其他颜料颗粒的直径等于或小于0.1μm(例如，见PTL 18)；由水性介质组成的记录液，该水性介质含有颜料、聚合物分散剂和非离子表面活性剂(例如，见PTL 19)；使用AB或BAB嵌段共聚物作为颜料的分散剂(例如，见PTL 20和PTL 21)。此外，也已提出使用特定颜料、水溶性树脂和溶剂(例如，见PTL 22)。
同时，作为分散颜料的方法，也提出了下列方法：将包含水溶性基团的取代基引入炭黑的方法(例如，见PTL 23)；将其中水溶性单体或类似物聚合到炭黑表面的方法(例如，见PTL 24)；以及对炭黑进行氧化处理的方法(例如，见PTL 25)。
PTL 26中也公开了通过使用含有三元聚合物的墨水确保抗水性和喷射稳定性的方法，该三元聚合物由氧化的炭黑、丙烯酸、苯乙烯和α-甲基苯乙烯组成。
另外，PTL 27公开了喷墨记录液，其特征在于，其中的分散颗粒的体积平均粒径为30nm至200nm。
然而，尽管有色颜料墨水可以满足高图像密度的需要，但是关于上述的常规墨水液体，黑色颜料墨水的高图像密度不足且不能满足需要。
PTL 28至PTL 30每一个都公开了使用珠粒的墨水液体实例，该珠粒具有约0.05mm至约1.0mm的珠粒直径，用于珠磨分散处理，并且PTL 31提出了使用阴离子表面活性剂作为分散剂的墨水液体，并讨论了阴离子表面活性剂的分子量优选在1000≤m≤30000范围内。然而，所提出的两种墨水液体的分散稳定性不足，并且在分散过程中由弱至强影响的颜料成分在分散后稳定性差，且这些墨水液体仍然具有喷射稳定性等方面的缺点。
同时，为了提供具有改进喷射稳定性的墨水，已提出了：其中限定了水分蒸发率、粘度增长率和粒径以改进墨水喷射稳定性的方法(例如，见PTL 32)；在喷嘴尖不造成堵塞的喷墨液体组合物，在该喷墨液体组合物中，限定了传导性、粘度和水溶性溶剂表面张力的值(例如，见PTL 33)；和其中含有有色细颗粒的墨水液体，该有色细颗粒在其表面具有季胺化(quaternalized)羧基并且直径为0.5μm或更小(例如，见PTL 34)。
在上述专利文献中，未提供下述的喷墨墨水和记录介质并因此需要进一步的改进：该喷墨墨水在图像部分和非图像部分之间的光泽度具有良好的平衡，该图像部分具有高图像密度并能给予优良的可见度和良好的纹理，并且该喷墨墨水的高图像密度和喷射稳定性优良，该记录介质具有上述特点。注意也已知本发明人做出的喷墨墨水发明(PTL 35至PTL 37)。
引用列表
专利文献
[PTL 1]日本专利申请公开(JP-A)号2005-254611
[PTL 2]日本专利申请公开(JP-A)号2005-161859
[PTL 3]日本专利申请公开(JP-A)号2004-026947
[PTL 4]日本专利申请公开(JP-A)号2004-027026
[PTL 5]日本专利申请公开(JP-A)号2007-253357
[PTL 6]日本专利申请公开(JP-A)号2006-082378
[PTL 7]日本专利申请公开(JP-A)号2005-097517
[PTL 8]日本专利申请公开(JP-A)号2005-074938
[PTL 9]日本专利申请公开(JP-A)号2006-008858
[PTL 10]日本专利申请公开(JP-A)号2002-003767
[PTL 11]日本专利申请公开(JP-A)号2006-219584
[PTL 12]日本专利申请公开(JP-A)号2001-106949
[PTL 13]日本专利申请公开(JP-A)号2004-299386
[PTL 14]日本专利申请公开(JP-A)号05-239392
[PTL 15]日本专利申请公开(JP-A)号08-283633
[PTL 16]日本专利申请公开(JP-A)号2000-63727
[PTL 17]日本专利申请公开(JP-A)号2001-81366
[PTL 18]日本专利申请公开(JP-A)号08-333531
[PTL 19]日本专利申请公开(JP-A)号56-147871
[PTL 20]美国专利号5085698
[PTL 21]美国专利号5221334
[PTL 22]美国专利号5172133
[PTL 23]美国专利号5571311
[PTL 24]日本专利申请公开(JP-A)号08-81646
[PTL 25]日本专利申请公开(JP-A)号08-3498
[PTL 26]日本专利申请公开(JP-A)号09-194775
[PTL 27]日本专利申请公开(JP-A)号2000-144028
[PTL 28]日本专利申请公开(JP-A)号2005-281691
[PTL 29]日本专利申请公开(JP-A)号2005-314528
[PTL 30]日本专利申请公开(JP-A)号2006-188626
[PTL 31]日本专利(JP-B)号3625595
[PTL 32]日本专利申请公开(JP-A)号2006-077232
[PTL 33]日本专利申请公开(JP-A)号2007-217472
[PTL 34]日本专利申请公开(JP-A)号2007-146167
[PTL 35]日本专利申请公开(JP-A)号2008-063546
[PTL 36]日本专利申请公开(JP-A)号2008-045023
[PTL 37]日本专利申请公开(JP-A)号2008-231182
发明内容
技术问题
本发明根据上述情况做出并且旨在提供颜料分散液、含有颜料分散液的喷墨墨水、墨水盒、图像形成设备、记录方法、和图像形成物质，该颜料分散液储存稳定性优良，该喷墨墨水在图像部分和非图像部分之间的光泽度具有良好的平衡，图像部分具有高图像密度并能给予优良的可见度和良好的纹理，且该喷墨墨水的喷射稳定性和储存稳定性优良，并且不引起喷头的堵塞。
作为企图解决前述问题而进行大规模研究和考查的结果，本发明人发现在根据记录信息提供墨水到记录介质表面上从而进行记录的喷墨记录方法中，当在记录介质上使用墨水记录图像时，记录介质上记录的图像的光泽度为其非图像部分光泽度的90％，该记录介质在75度光入射角具有小于80％的光泽度，该墨水包含颜料分散液，颜料分散液含有炭黑、分散剂和水，喷墨颜料分散液中含有的粒径为0.5μm或更大粗颗粒的总数为1000000个/5μL或更少，并且使用这种墨水和这种记录介质使得能够获得在记录介质的图像部分和非图像部分之间的光泽度具有良好平衡的图像，这导致本发明。
问题的解决方案
更具体地，本发明提供如下(1)至(15)：
(1)喷墨颜料分散液，其包括：
炭黑，
分散剂，和
水，
其中喷墨颜料分散液中粒径为0.5μm或更大粗颗粒的总数为1000000个/5μL或更少。
(2)根据(1)所述的喷墨颜料分散液，其中炭黑为气黑，炭黑的BET比表面积为100m2/g至400m2/g，并且炭黑的初级粒子平均粒径(D50)为20nm至180nm。
(3)根据(2)所述的喷墨颜料分散液，其中炭黑粒径的标准偏差为平均粒径(D50)的二分之一或更低。
(4)根据(1)至(3)任一项所述的喷墨颜料分散液，其中分散剂为萘磺酸钠-福尔马林缩合物。
(5)根据(4)所述的喷墨颜料分散液，其中萘磺酸钠-福尔马林缩合物包含萘磺酸的二聚体、三聚体和四聚体，并且萘磺酸钠-福尔马林缩合物总量中包含的萘磺酸二聚体、三聚体和四聚体的总量为20wt％至80wt％。
(6)根据(1)至(5)任一项所述的喷墨颜料分散液，其中喷墨颜料分散液以分散剂与炭黑的比率为以重量计0.01∶1至2∶1包含分散剂。
(7)喷墨墨水，其包括：
根据(1)至(6)任一项所述的喷墨颜料分散液，
润湿剂，
表面活性剂，
渗透剂，和
树脂成分，
其中喷墨墨水含有1wt％至20wt％量的炭黑、10wt％至50wt％量的润湿剂、0.01wt％至5wt％量的表面活性剂、0.05wt％至5wt％量的渗透剂和0.01wt％至7wt％量的树脂成分。
(8)根据(7)所述的喷墨墨水，其中润湿剂含有多元醇和三甲基甘氨酸，所述多元醇在20℃和60％相对湿度的条件下测量具有25wt％或更高的平衡含水量。
(9)根据(8)所述的喷墨墨水，其中三甲基甘氨酸的含量大于喷墨墨水总量的10wt％并等于或小于喷墨墨水总量的40wt％。
(10)根据(7)至(9)任一项所述的喷墨墨水，其中表面活性剂含有下面描述的结构式(1)代表的化合物：
Figure BPA00001445297300071
结构式(1)
其Rf表示含氟基团；m、n、和p每一个代表整数，条件是n和p不同时为零。
(11)墨水盒，
其中装有根据(7)至(10)任一项所述的喷墨墨水。
(12)图像形成设备，
其中安装有根据(7)至(10)任一项所述的喷墨墨水之一和根据(11)所述的墨水盒。
(13)记录方法，包括：
根据记录信息，使用根据权利要求12所述的图像形成设备，提供墨水到记录介质的表面，从而进行记录，
其中通过JIS Z8741测量，在75度光入射角，记录介质具有小于80％的白纸光泽度，并且在被记录时，记录介质图像部分的光泽度为其非图像部分光泽度的90％。
(14)根据(13)所述的记录方法，其中记录介质包括主要由木浆组成的原纸以及在原纸一个表面或两个表面上的含有高岭土和粘合剂的吸墨层，并且通过JIS Z8741测量，在75度光入射角，记录介质具有小于80％的白纸光泽度。
(15)图像形成物质，其包括：
根据(13)和(14)之一所述的记录方法形成的图像。
发明的有益效果
使用本发明颜料分散液的喷墨墨水和本发明记录介质的组合，能够提供喷墨记录墨水和记录方法，因为其在图像部分和非图像部分之间光泽度的良好平衡，所述喷墨记录墨水和记录方法能够在其图像部分产生具有高图像密度和可见度优良的图像，并且该喷墨记录墨水也有优良的墨水喷射稳定性和墨水储存稳定性。
附图说明
图1是用于说明喷墨记录装置的图，其装有根据本发明的喷墨墨水。
图2A是炭黑结构的电子显微照片。
图2B是炭黑结构的另一张电子显微照片。
图2C是说明炭黑结构的示意图。
图2D是说明炭黑结构的另一张示意图。
具体实施方式
下文将详细描述本发明。
<颜料分散液>
本发明的颜料分散液含有作为颜料颗粒的炭黑、分散剂和水，并可进一步含有其他成分。在颜料分散液中，颜料分散液含有的粒径为0.5μm或更大的粗颗粒的总量为1000000个/5μL(即200000个/μL)或更少。
(炭黑(黑色颜料))
对于作为黑色颜料用于本发明的喷墨颜料分散液中的炭黑，优选使用具有100m2/g至400m2/g的BET比表面积并含有具有10nm至30nm平均粒径(平均原生粒径)的初级粒子的气黑。
平均原始粒径可通过用电子显微获取颗粒图像并计算图像中颗粒的直径和数目来确定，BET比表面积可通过经由氮吸附的BET法测量。
喷墨墨水中颜料分散液中使用的作为颜料颗粒的炭黑优选具有20nm至180nm的初级粒子平均粒径D50(数目依赖性粒度分布的50％累加值)，更优选50nm至130nm。当平均粒径D50大于180nm时，不利地，喷射稳定性降低。相反，当D50小于20nm时，不利地，图像密度减小。此外，颜料的分散稳定性降低，这对于储存后的墨水的喷射稳定性具有不利影响。
用作颜料颗粒的炭黑的粒径的标准偏差优选为D50的二分之一或更低。当标准偏差大于D50的二分之一时，墨水的喷射稳定性降低，并且不利地，容易产生图像稀疏点(thin dot)。
干燥条件下，在溶剂残留率为60％时，当D50大于5μm或D90(数目粒度分布的90％累加值)大于10μm，优选地，图像密度提高。
更优选D50大于10μm并且D90大于20μm。
气黑的平均原始粒径(10nm至30nm)是炭黑的原始粒径并且是图2B中说明的通过电子显微照相获得的算术平均直径。
此外，炭黑的平均原始粒径(20nm至180nm)是通过用于测量墨水粒度的动态光散射获得的炭黑平均粒径。
通常，不像典型的有机颜料，炭黑采取图2A中说明的结构，并且墨水具有许多聚集结构(聚集物)。此处，测量了聚集结构或聚集物的平均粒度，并且所测得的粒度被认为是炭黑的原始粒度。
(分散剂)
作为用于本发明颜料分散液的分散剂，使用萘磺酸钠-福尔马林缩合物。
萘磺酸钠-福尔马林缩合物是萘磺酸钠和甲醛的缩合物，并且不被具体限制，只要它是由该缩合物的重复单元组成的化合物。
在萘磺酸钠-福尔马林缩合物中，萘磺酸钠-福尔马林缩合物总量中含有的萘磺酸二聚体、三聚体和四聚体的总量为20wt％至80wt％，并且更优选35wt％至65wt％。
当上述总量小于20wt％时，颜料分散液的可分散性降低，并且其储存稳定性及墨水劣化，从而容易引起喷嘴堵塞。相反，当总量大于80wt％时，颜料分散液的粘度提高，并且可能难以分散炭黑。
本发明使用的颜料分散液优选以分散剂与炭黑的比率按重量计为0.01∶1至2∶1包含分散剂，更优选，以0.25∶1至1∶1的比率。当分散剂含量比率小于0.01时，难以达到本发明的效果，颜料分散液和墨水的储存稳定性降低，容易引起喷嘴堵塞。当分散剂含量比率大于2时，由于颜料分散液和墨水过高的粘度，使用喷墨系统打印往往困难。
在本发明的颜料分散液中，其中包含的分散剂的量相对于颜料分散液的总质量优选为以质量计0.1％至以质量计38％的量，更优选以质量计1.0％至以质量计20％的量。
通过使用这种分散剂，能够使本发明分散液中的炭黑具有70nm至180nm的体积平均粒径(D50)，并能够将炭黑的粒度分布中的粒径标准偏差设定为体积平均粒径的二分之一或更低，因而使得能够提供具有高图像密度和优良的墨水液体喷射稳定性和储存稳定性的颜料分散液。
炭黑的体积平均原始粒径在23℃和55％相对湿度的条件下使用粒度分布计量器(UPA，NIKKISO公司制造)测量。注意炭黑的平均原始粒径(D50)是基于体积分布的粒径。
颜料分散液中的炭黑浓度相对于颜料分散液总量，优选为5wt％至50wt％，更优选10wt％至40wt％。当炭黑浓度小于5wt％时，生产率可能降低，并且当炭黑浓度大于50wt％时，由于颜料分散液过高的粘度，可能难以分散炭黑。
(水)
作为本发明颜料分散液中使用的水，可以使用净化水或超纯水，如离子交换水、超滤水、反渗透水、和蒸馏水。
此外，优选使用通过紫外线辐照或添加过氧化氢灭菌的水，因为这能够在长时间储存所得的墨水时防止真菌和细菌的产生。
(其他成分)
除了上述炭黑、分散剂和水，本发明的颜料分散液中可添加多种添加剂，如水溶性有机溶剂、非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性表面活性剂和杀菌剂。
水溶性有机溶剂不具体限定，并可根据预期用途合适地选择。其具体实例包括：醇，如：甲醇、乙醇、1-丙醇和2-丙醇；多元醇，如：乙二醇、二甘醇、三甘醇、丙二醇和丙三醇；吡咯烷酮衍生物，如：N-甲基吡咯烷酮和2-吡咯烷酮；酮，如丙酮和甲基乙基酮；以及烷醇胺，如：单乙醇胺、二甲醇胺和三乙醇胺。
本发明的颜料分散液可通过使用通常已知的分散装置分散炭黑、分散剂、水和根据需要选择的多种添加剂获得，所述分散装置如：砂磨机、球磨机、辊磨机、珠磨机、纳米超高压均质机(nanomizer)和均化器。在该阶段，这些成分优选通过珠磨机分散来分散。例如，通过使用珠磨机分散——其中使用珠粒直径为例如数十微米的珠粒，可将粗颗粒的数目调整到期望值或更低，并可获得尖锐的粒度分布，并因此使得能够提供具有高光泽度和高图像密度的喷墨墨水。
在该分散处理中，优选以上述的以重量计为0.1∶1至2∶1的分散剂与炭黑比率使用分散剂，并采用润湿型分散。润湿型分散是指将炭黑、分散剂、水和水溶性溶剂及根据需要选择的其他成分的混合物通过所谓的“润湿型分散”细微地粉碎以进行分散的分散处理。在本发明颜料分散液的制备中，可添加通过离心分离或使用细滤器的过滤方法。
所得的本发明颜料分散液可被合适地尤其用作颜料基喷墨墨水。
<喷墨墨水>
本发明的喷墨墨水含有上述的本发明颜料分散液、润湿剂、表面活性剂、渗透剂和树脂成分。
本发明的喷墨墨水，相对于喷墨墨水的总量，含有1wt％至20wt％量的作为颜料的炭黑、10wt％至50wt％量的润湿剂、0.01wt％至5wt％量的表面活性剂、0.05wt％至5wt％量的渗透剂和0.01wt％至7wt％量的树脂成分。
墨水中使用的润湿剂在20℃和60％相对湿度的条件下测量，具有25wt％或更高的平衡含水量。
(润湿剂)
作为润湿剂，倾向于形成氢键、自身显示出高粘度并具有高平衡含水量但是在水分存在时降低其粘度的润湿剂被合并到颜料分散液中，因而可获得本发明的喷墨墨水。
本发明喷墨墨水中使用的这种润湿剂期望地含有多元醇和三甲基甘氨酸，所述多元醇在20℃和60％相对湿度的条件下测量，具有25wt％或更高的平衡含水量，优选30wt％或更高、特别优选35wt％或更高。
为了同时满足喷射稳定性和图像密度，期望三甲基甘氨酸的含量相对于喷墨墨水的总量，大于10wt％并且等于或小于40wt％。也期望三甲基甘氨酸的含量相对于润湿剂的总量，大于10wt％并且等于或小于40wt％。
同时，作为多元醇的一种，举例为丙三醇，并且多元醇含量优选20wt％或更高，特别优选25wt％或更高至40wt％。
润湿剂中使用的多元醇的具体实例包括丙三醇、乙二醇、二甘醇、三甘醇、丙二醇、一缩二丙二醇、二缩三丙二醇、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、和1，2，6-丁三醇。具体地，丙三醇随着水分蒸发迅速提高其粘度，但是丙三醇可高度有效地抑制着色剂的聚集，以防止粒径增大。因此，添加相对于润湿剂总量20wt％或更高量的丙三醇是重要的。
作为与三甲基甘氨酸和/或丙三醇结合使用的润湿剂，1，3-丁二醇是期望的。1，3-丁二醇具有与三甲基甘氨酸和/或丙三醇相似的高平衡含水量、具有高可靠性，并且当墨水沉积在纸张上时，在均匀化像素的扩散上高度有效，而且进一步在使着色材料停留在纸张表面上高度有效。丙三醇也在改进可靠性上高度有效，但是如果大量添加，由于水分蒸发后粘度过度提高，图像质量降低并且喷射稳定性也可能降低。为此，1，3-丁二醇与丙三醇的混合比率为1∶5至5∶1。进一步，期望地，1，3-丁二醇与三甲基甘氨酸和/或丙三醇的混合比率(1，3-丁二醇∶三甲基甘氨酸和/或丙三醇)为1∶1至4∶1，更优选1∶1至3∶1，特别优选2∶1至3∶1。
墨水中润湿剂所占总量与墨水总量的比率为10wt％至50wt％在可获得本发明的效果的范围内，更优选在25wt％至35wt％的范围内。当润湿剂量小时，墨水的储存稳定性和喷射稳定性降低，从而容易引起喷嘴堵塞。当润湿剂量过大时，墨水的干燥特性降低，从而引起字符毛须和不同颜色之间的边界处洇色，导致图像质量降低。
(表面活性剂)
下列结构式(1)代表本发明喷墨墨水中使用的表面活性剂。
Figure BPA00001445297300131
结构式(1)
在结构式(1)中，Rf表示含氟基团；m、n、和p每一个代表整数。
更具体地，Rf代表由F-(CF2CF2)q(其中，q表示1至4的整数)表示的含氟基团；并且，m、n、和p每一个代表0至10的整数，条件是n和p不同时为零。
墨水组合物中表面活性剂的添加量为0.01wt％至5.0wt％，优选0.5wt％至3wt％。当添加量小于0.01wt％时，添加表面活性剂的效果难以获得，并且当添加量大于5.0wt％时，墨水向记录介质的渗透性升高超过需要，导致图像密度降低和发生透印的可能性。
更优选地，表面活性剂的添加量等于或大于0.5wt％并小于2.5wt％，特别优选等于或大于0.8wt％并小于2.0wt％。
(渗透剂)
期望地渗透剂含有至少一种在20℃水中溶解度等于或大于0.05wt％并小于5.0wt％的多元醇。
更优选地，溶解度等于或大于1.0wt％并小于5.0wt％，特别优选等于或大于1.0wt％并小于4.0wt％。
这些多元醇中，脂肪族二醇的具体实例包括2-乙基-2-甲基-1，3-丙二醇、3，3-二甲基-1，2-丁二醇、2，2-二甲基-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、和2-乙基-1，3-己二醇。
这些脂肪族二醇中，最期望的脂肪族二醇是2-乙基-1，3-己二醇和/或2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇。
作为可结合使用的除了上述外的渗透剂，举例有多元醇的烷基醚和芳基醚，如二甘醇单苯醚、乙二醇单苯醚、乙二醇单烯丙醚、二甘醇单苯醚、二甘醇单丁醚、丙二醇单丁醚、和四甘醇氯苯醚；低级醇，如乙醇，但是渗透剂不限于此，只要它们溶于墨水并可控制以具有期望的物理特性。
期望地，渗透剂添加量在0.05wt％至5.0wt％的范围内。当添加量小于0.05wt％时，不能获得快速干燥特性，导致模糊图像。相反，当添加量大于5.0wt％时，着色剂的分散稳定性被损害，容易引起喷嘴堵塞，并且墨水向记录介质的渗透性提高超过需要，导致图像密度降低和发生透印的可能性。
更优选地，渗透剂的添加量为0.5wt％至4.0wt％，特别优选1.0wt％至3.0wt％。
(树脂成分)
作为本发明喷墨墨水中使用的树脂成分，向颜料分散液中添加聚合物乳液如水性乳液。作为这种树脂成分，聚合物乳液中使用的树脂从颜料的定影和分散稳定性角度优选聚氨酯树脂，并且作为树脂，醚基树脂比聚醚基树脂和聚碳酸酯基树脂更优选。
在本发明的喷墨墨水中，因为分散性得到稳定，用作树脂成分的聚氨酯乳液优选具有50nm或更低的平均粒径。
用作树脂成分的聚氨酯乳液的添加量基于聚氨酯固体含量优选为0.01wt％至7wt％。当添加量小于0.01wt％时，由于少量聚氨酯成分吸附至颜料颗粒，其中的颜料颗粒相互吸附，导致分散液粘度增加的可能性。当聚氨酯乳液的添加量大于7wt％时，由于聚氨酯成分之间的粘附，颜料分散液可能不稳定。
与作为着色材料的炭黑结合使用这种含有聚合物细颗粒的聚氨酯乳液，在溶剂残留率为60％时，炭黑的平均粒径D50可大于5μm，并且炭黑的D90可大于10μm。此外，能够防止颜料从记录介质的表面脱落、适度抑制墨水向记录介质的渗透性和提高图像密度。
乳液分为两类，即：通过外部使用乳化剂，由相对亲水性的普通聚氨酯树脂的乳化作用获得的乳液；和通过共聚作用等向树脂中引入用作乳化剂的官能团的自乳化乳液。在与颜料和分散剂的多种结合中，优选使用阴离子自乳化聚氨酯基树脂乳液，其分散稳定性一直优良。
在颜料分散液的制备中，作为聚氨酯树脂，从颜料的定影和分散稳定性角度，醚基聚氨酯树脂比聚醚基和聚碳酸酯基聚氨酯树脂优选。如果自乳化聚氨酯不是阴离子的，颜料分散液可能不稳定。
此外，喷墨墨水中可加入例如消泡剂、杀菌剂/抗细菌剂、缓蚀剂、pH调节剂、特定的电阻调节剂(resistance adjuster)、抗氧化剂、紫外线吸收剂、吸氧剂、光稳定剂、粘度调节剂等。
生产喷墨墨水的方法不具体限定，并且喷墨墨水可通过任何已知的方法生产。例如，搅拌和混合本发明的颜料分散液、水、水性有机溶剂、表面活性剂等以制备混合物，使用过滤器、离心分离器等过滤混合物中的粗颗粒，并将所得的混合物按需要脱气以获得喷墨墨水。注意喷墨墨水中使用的水，使用与颜料分散液中使用的相似的水。
<墨水盒>
如此获得的喷墨墨水可被适当地装进墨水盒中。也可以通过进行记录(打印)以形成图像的图像记录设备，例如喷墨打印机，将本发明的喷墨墨水喷射到记录介质如纸张上以形成图像。
图像打印方法的实例包括连续喷射打印系统和按需打印系统。按需打印系统的实例包括，但不限于，压电打印系统、热打印系统、和静电打印系统。
在本发明中，作为记录介质，可举例具有用于胶印的涂布纸(coatpaper)纹理的喷墨记录介质，其包括主要由木浆组成的原纸以及在原纸一个表面或两个表面上的含有高岭土和粘合剂的吸墨层，并且通过JISZ8741测量，其在75度光入射角具有小于80％的白纸光泽度。下面描述记录介质。
<记录介质>
本发明中使用的记录介质包括主要由木浆组成的原纸及在原纸一个表面或两个表面上的含有高岭土和粘合剂的吸墨层，并且通过JISZ8741测量，在75度光入射角具有小于80％的白纸光泽度。
(原纸)
本发明的记录介质中使用的原纸主要由木浆组成。作为原始材料纸浆，举例有化学纸浆(漂白或未漂白的软木牛皮纸浆、漂白或未漂白的硬木牛皮纸浆等)、机械纸浆(磨木浆、热机械纸浆、化学热机械纸浆等)和脱墨纸浆。这些纸浆可单独使用或可按预定比例组合使用。
原纸造纸机的pH可为酸性、中性、或碱性。原纸中也可使用已知的填料，如水合二氧化硅、白炭、滑石、高岭土、粘土、碳酸钙、氧化钛和合成树脂填料。进一步，本发明使用的原纸中，可按需要加入助剂，如硫酸铝、施胶剂、纸张强度添加剂、助留剂、着色剂、染料、消泡剂和pH调节剂。注意原纸的定量不具体限定。
在本发明中，为了达到给予记录介质纸张强度和上胶特性的目的，在吸墨层被提供给原纸之前，可用施胶压榨液浸渍或涂布原纸，施胶压榨液从淀粉、PVA、施胶剂等制备。
进行浸渍或涂布的方法没有特别限定。然而，优选通过以浸池型施胶压榨和刮棒计量施胶压榨为代表的浸渍方法或以门辊式涂布机和刮刀涂布机为代表的涂布方法对原纸浸渍或涂布施胶压榨液。进一步，在用施胶压榨液浸渍或涂布原纸的过程中，可按需要，在不损害本发明效果的范围内，在施胶压榨液中混合入助剂，如荧光染料、传导性赋予剂、保水剂、防水添加剂、pH调节剂、消泡剂、润滑剂、防腐剂和表面活性剂。
(记录介质的吸墨层)
1.吸墨层的颜料
本发明的记录介质具有在其一个表面或两个表面上的吸墨层。用于形成吸墨层的颜料主要由高岭土组成。高岭土由粘土制成，含有至少一种或多种高岭土矿物如高岭石、埃洛石、迪开石和珍珠陶土。可以没有具体限定地使用用于胶印的典型涂布纸的已知高岭土。作为高岭土，在格鲁吉亚、巴西、中国等制造的那些是可用的，并且高岭土可分级为初级高岭土、二级高岭土、分层高岭土(delami kaolin)等。这些高岭土可单独使用，或者可从中选择两种或更多种高岭土以混合物的形式使用。
高岭土含量优选为每100重量份吸墨层中含有的所有无机颜料，60重量份或更多的高岭土。当高岭土含量小于60重量份时，由高岭土产生的光泽度几乎不在吸墨层上实现，并且对水性墨水的润湿性和涂布纸的纹理有损失，导致难以获得胶印物的纹理。高岭土的含量优选70重量份或更多，最优选100重量份(无机颜料由100％高岭土组成)。
除高岭土以外用于形成吸墨层的无机颜料可不受具体限定地使用，只要它们是用于胶印的典型涂布纸的已知颜料。作为该无机颜料，可从下列物质中适当地选择和使用一种或多种无机颜料，例如：重碳酸钙、沉淀轻质碳酸钙、硅石碳酸钙复合颜料、滑石、通过灼烧上述高岭土获得的灼烧高岭土、硫酸钙、硫酸钡、二氧化钛、氧化锌、氧化铝、碳酸镁、二氧化硅、硅酸钙、膨润土、沸石、绢云母、和蒙皂石。
2.吸墨层的粘合剂
作为用于形成吸墨层的粘合剂，可使用用于胶印的典型涂布纸的已知粘合剂而没有具体限定。作为粘合剂，可从下列物质中适当地选择和使用一种或多种粘合剂，例如：淀粉，如醚化淀粉粉末和酯化淀粉粉末；胶乳，如SB胶乳和NB胶乳；聚乙烯醇及其改性产物、酪蛋白、凝胶、羟甲基纤维素、聚氨酯；和如乙酸乙烯酯和不饱和聚酯树脂的粘合剂。然而，鉴于所制备的涂布液的流动性和涂布适用性，优选使用胶乳和/或淀粉或其混合物。
粘合剂的含量优选为每100重量份吸墨层中含有的所有无机颜料，等于或大于5重量份并小于15重量份。当粘合剂含量小于5重量份时，吸墨层强度不够。相反，当粘合剂含量大于15重量份时，吸墨层中存在的空隙被粘合剂填充，墨水吸收能力降低，并因此在使用具有高浓度/高粘度墨水的情形下，难以获得优良的打印质量。
(其他成分)
在吸墨层中，可按需要适当添加其他助剂，如：有机颜料(例如塑料颜料)、颜料分散剂、增稠剂、保水剂、润滑剂、消泡剂、抑泡剂、释放剂、发泡剂、有色染料、有色颜料、荧光染料、防腐剂、耐水剂、表面活性剂和pH调节剂。
注意，有机颜料含量优选为，每100重量份吸墨层中含有的所有无机颜料，20重量份或更低。
(涂布量)
吸墨层的涂布量(基本重量)不特别限定。然而，优选等于或大于2g/m2并小于40g/m2，特别优选等于或大于5g/m2并小于30g/m2。当吸墨层的涂布量小于2g/m2时，用作基底的原纸不能被吸墨层覆盖，并因此所形成的涂布纸具有粗糙表面和非涂布纸样纹理，导致难以获得具有预期胶印物纹理的墨水打印物。此外，由于吸墨层不充分的墨水吸收能力，往往产生打印缺陷，如毛须和洇色。相反，当吸墨层的涂布量大于40g/m2时，由于太大的干燥负荷，可加工性降低，导致高生产成本。
(涂布方法)
作为将吸墨层提供到原纸上的方法，可在机上或机外使用多种典型的涂布机，如：刮刀涂布机、辊式涂布机、气刀涂布机、刮棒涂布机、门辊式涂布机、帘式涂布机、凹版式涂布机、柔性凹板涂布机、喷涂机和施胶压榨。作为吸墨层，可形成一层或两层或多层。进一步，吸墨层形成后，该层也可使用压光机进行表面处理，如机器压光机、超级压光机、软压光机和鞋形压光机。
(白纸光泽度)
喷墨记录介质中吸墨层的表面，通过JIS Z8741测量，在75度光入射角，要求具有小于80％的白纸光泽度。因为白纸光泽度大于80％的吸墨层要经受非常强烈的压光处理，所以减少了吸墨层中存在的空隙，并因此不能获得优良的墨水吸收性能。当吸墨层的光泽度过低时，记录介质就胶印物的纹理而言受到损害。因此，白纸光泽度优选15％或更高，更优选等于或大于15％并小于75％。
(图像形成设备和记录方法)
本发明的图像形成设备至少包括配置来喷射本发明喷墨墨水以形成图像的喷射单元并按需要进一步包括其他单元。
本发明的记录方法至少包括喷射本发明喷墨墨水以形成图像并按需要进一步包括其他步骤。
打印(喷射)方法的实例包括连续喷射打印系统和按需打印系统。按需打印系统的实例包括，但不限于，压电打印系统、热打印系统和静电打印系统。
在压电打印系统中，压电元件被用作压力产生单元，其配置来向墨水流动通道中的墨水施加压力，从而使形成墨水流动通道的壁表面的振动板变形并改变墨水流动通道的内部容量，进而喷射墨水墨滴(见日本专利申请公开(JP-A)号02-51734)。
在热打印系统中，使用放热电阻元件以加热墨水流动通道内的墨水并产生气泡，进而喷射墨水墨滴(见日本专利申请公开(JP-A)号61-59911)。
在静电打印系统中，提供了振动板和形成墨水流动通道的壁表面的电极以面向彼此，在振动板和电极之间产生静电力以使振动板变形，进而喷射墨水墨滴(见日本专利申请公开(JP-A)号06-71882)。
在图1中，其中装有本发明喷墨墨水的墨水盒20被存放在滑座18内，在图1中，墨水盒20以多个提供，但无需提供大量的墨水盒20。在该状况下，喷墨墨水从墨水盒20被供应到安装在滑座18上的液滴喷头18a。注意在图1中，喷射喷嘴表面朝下，并因此使观察者不可见，并且从液滴喷头18a喷射喷墨墨水。
滑座18上安装的液滴喷头18a通过由主扫描电机24驱动同时由导轴21和22引导的同步带23移动。同时，特定的涂布纸(图像载体)被压板19放置在朝向液滴喷头18a的位置。注意，在图1中，喷墨记录设备1包括主体外罩2、齿轮机构16、辅扫描电机17、齿轮机构25和27、和主扫描电机26。在上述记录方法中，使用装有本发明喷墨墨水的图像记录设备，将图像记录在记录介质上，并且所记录图像的图像部分光泽度为记录介质非图像部分光泽度的90％。
(图像形成物质)
本发明的图像形成物质包括使用本发明喷墨墨水在记录介质上形成的图像。
当使用装有本发明喷墨墨水的喷墨记录设备在记录介质上形成图像时，可获得记录介质上按需打印有图像的图像形成物质。喷墨墨水的补充可通过更换墨水盒来进行。
实施例
下文，将参考实施例和对比实施例进一步详细描述本发明，然而，本发明不应被解释为仅限于这些公开的实施例。应注意，在下列实施例中，以“份”或“％”代表的数字均以重量计，即，“重量份”或“wt％(重量％)”，除了那些“光泽度比率”和“光泽度变化率”的数字以外。
1.原纸的生产
以70％∶30％的混合比率，混合漂白的硬木牛皮纸纸浆(水过滤度：480mL)和漂白的软木牛皮纸纸浆(水过滤度：500mL)。然后，向纸浆中加入相对于纸浆0.5％量的阳离子化淀粉、相对于纸浆0.05％量的烷基烯酮二聚体、相对于纸浆2％量的硫酸铝、和相对于纸浆10％量的碳酸钙，以制备纸淤浆。纸淤浆经由Fourdrinier造纸机进行纸加工以形成纸幅，并且然后纸幅经受三步润湿压榨工艺、干燥和机器压光，从而获得具有80g/m2定量的原纸。
2.记录介质的制备
(样品1)
混合高岭土(70份)(DB-KOTE：IMERYS生产)、二氧化硅(30份)、作为粘合剂的SB胶乳(8份)(玻璃化转变温度：15℃)、作为粘合剂的氧化淀粉(1份)(MERMAID 210：Shikishima Starch公司生产)、氢氧化钠(0.1份)、作为分散剂的聚丙烯酸苏打(0.2份)和稀释用水，以获得具有65％固体含量的涂布液。使用刮刀涂布机将涂布液涂在原纸的表面以便涂布量为12g/m2。涂布后，将原纸干燥至纸张的含水率变为5％。然后，将干燥后的原纸进行超级压光以便通过JIS Z8741测量，在75度光入射角，白纸光泽度为70％，从而获得喷墨记录介质。
(样品2)
样品2的记录介质以与样品1同样的方式生产，除了将高岭土(70份)和二氧化硅(30份)的量改为高岭土(100份)。
3.分散液的制备
分散液(A)：
预混合具有110m2/g BET比表面积和25nm平均粒径的气黑炭(200g)、作为分散剂的萘磺酸钠-福尔马林缩合物(10g)(A-45-PN，Takemoto Oil & Fat公司生产)(萘磺酸二聚体、三聚体和四聚体的总量：48％)和蒸馏水(790g)。预混合后，使用具有0.03mm直径的氧化锆珠(密度：6.03×10-5g/m2)的珠磨分散装置(UAM-015，KotobukiKogyo有限公司制造)在下列条件下分散预混合物：10m/s的圆周速度；32℃的液体温度，10分钟。此后，混合物分散体通过离心分离器(3600型，Kubota公司)进行离心分离以便过滤掉粗颗粒，再通过0.5μm平均孔径的膜滤器过滤，藉此获得分散液(A)。
分散液(B)：
分散液(B)以与分散液(A)制备中相同的方式获得，除了将分散液(A)中的气黑炭替换为使用具有260m2/g BET比表面积和15nm平均原始粒径的气黑炭，将分散剂的量改为12g，并且将蒸馏水的量改为788g。
分散液(C)：
分散液(C)以与分散液(A)制备中相同的方式获得，除了将分散液(A)中的气黑炭替换为使用具有320m2/g BET比表面积和13nm平均原始粒径的气黑炭，将分散剂的量改为15g，并且将蒸馏水的量改为785g。
分散液(D)：
分散液(D)以与分散液(A)制备中相同的方式获得，除了将分散剂的量改为20g。
分散液(E)：
分散液(E)以与分散液(A)制备中相同的方式获得，除了将分散剂的量改为80g。
分散液(F)：
分散液(F)以与分散液(A)制备中相同的方式获得，除了将分散剂的量改为50g并将蒸馏水的量改为750g。
分散液(G)：
分散液(G)以与分散液(A)制备中相同的方式获得，除了将分散剂的量改为150g并将蒸馏水的量改为650g。
分散液(H)：
分散液(H)以与分散液(A)制备中相同的方式获得，除了将分散液(A)中的气黑炭替换为使用具有460m2/g BET比表面积和13nm平均原始粒径的气黑炭。
分散液(I)：
分散液(I)以与分散液(A)制备中相同的方式获得，除了将分散液(A)中的气黑炭替换为使用具有90m2/g BET比表面积和29nm平均原始粒径的气黑炭。
分散液(J)：(表面处理的炭黑颜料分散液)
向2.5N硫酸钠溶液(3000mL)加入具有220m2/g BET比表面积和17nm平均原始粒径的炉炭(90g)，在60℃和300rpm搅拌，以氧化处理反应10小时。过滤反应液，将滤出的炭黑用氢氧化钠中和，再进行超滤。水洗得到的炭黑，干燥，并且然后在纯水中分散以便炭黑的量为20wt％，从而获得分散液(J)。
分散液(K)：
预混合具有220m2/g BET比表面积和17nm平均粒径的炉炭(200g)、作为分散剂的聚乙烯基吡咯烷酮(2g)(平均分子量：25000)、和蒸馏水(798g)。预混合后，使用0.03mm直径的氧化锆珠(密度：6.03×10-6g/m2)的珠磨分散装置(UAM-015，Kotobuki Kogyo有限公司制造)在下列条件下分散预混合物：10m/s的圆周速度；32℃的液体温度，10分钟。此后，用5μm平均孔径的膜滤器过滤混合物分散体，藉此获得分散液(K)。
分散液(L)：
分散液(L)以与分散液(K)制备中相同的方式获得，除了将分散剂改为PLYSURF A-219B(DAI-ICHI KOGYO SEIYAKU有限公司生产：聚氧乙烯烷基醚磷酸盐)。
分散液(M)：
分散液(M)以与分散液(K)制备中相同的方式获得，除了将分散剂改为HITENOL 18E(DAI-ICHI KOGYO SEIYAKU有限公司生产：阴离子表面活性剂)。
分散液(N)：
分散液(N)以与分散液(K)制备中相同的方式获得，除了将炉炭改为具有250m2/g BET比表面积和15nm平均原始粒径的炉炭，并将分散剂改为HITENOL 18E。
分散液(O)：
分散液(O)以与分散液(N)制备中相同的方式获得，除了将炉炭改为具有90m2/g BET比表面积和26nm平均原始粒径的炉炭。
分散液(P)：
分散液(P)以与分散液(A)制备中相同的方式获得，除了调整离心分离条件以便分散分散液的分散时间为8分钟。
分散液(Q)：
分散液(Q)以与分散液(A)制备中相同的方式获得，除了将分散剂改为HITENOL 18E(DAI-ICHI KOGYO SEIYAKU有限公司生产：阴离子表面活性剂)，并将分散时间改为18分钟。
分散液(R)：
分散液(R)以与分散液(A)制备中相同的方式获得，除了将萘磺酸钠-福尔马林缩合物中包含的萘磺酸二聚体、三聚体和四聚体的总量改为15％。注意，萘磺酸钠-福尔马林缩合物中包含的萘磺酸二聚体、三聚体和四聚体的总量通过GPC(液相色谱)由分子量测量来确定。
下文，将参考本发明的实施例和对比实施例进一步描述本发明，然而，下列实施例不应被解释为限制本发明。
制备具有下列配方的墨水组合物，并且用10％氢氧化锂溶液调节墨水组合物以具有pH 9。下文中，用平均孔径为0.5μm的膜滤器过滤墨水组合物，从而获得墨水组合物。
(实施例1)
●分散液(A)                        10.0％(按固体含量)
●3-甲基-1，3-丁二醇                   20.0％
●三甲基甘氨酸                         8.0％
●下列结构式(2)代表的表面活性剂        0.5％
PF-151N(OMNOVA Solutions公司生产的含氟化合物表面活性剂)
●2-乙基-1，3-己二醇                   2.0％
●TAKELAC W5025                        3.0％(按固体含量)
(水溶性聚氨酯，Mitsui Chemicals Polyurethane公司生产)
●其余为离子交换水
注意，描述“分散液(A)10.0％(按固体含量)”意思为当墨水组合物的量被当作100时，分散液(A)中含有的固体含量(颜料固体)为10；以及描述“TAKELAC W5025，3.0％(作为固体含量)”意思为当墨水组合物的量被当作100时，TAKELAC W5025中含有的固体含量为3。
Figure BPA00001445297300241
结构式(2)
在结构式(2)中，“～20”代表20或更小的整数；并且X是0至8的整数。
(实施例2)
●分散液(A)                            10.0％(按固体含量)
●1，6-己二醇                          17.0％
●三甲基甘氨酸                         10.0％
●上述结构式(2)代表的表面活性剂：PF-151N(OMNOVA Solutions公司生产的含氟化合物表面活性剂)            0.5％
●2-乙基-1，3-己二醇                   2.0％
●TAKELAC W5052                        3.0％(作为固体含量)
(水溶性聚氨酯，Mitsui Chemicals Polyurethane公司生产)
●其余为离子交换水
(实施例3)
●分散液(A)                            10.0％(按固体含量)
●1，5-戊二醇                          15.0％
●三甲基甘氨酸                         12.0％
●上述结构式(2)代表的表面活性剂：PF-151N(OMNOVA Solutions公司生产的含氟化合物表面活性剂)            0.5％
●2-乙基-1，3-己二醇                   2.0％
●TAKELAC W5052                        3.0％(作为固体含量)
(水溶性聚氨酯，Mitsui Chemicals Polyurethane公司生产)
●其余为离子交换水
(实施例4)
●分散液(A)                            10.0％(按固体含量)
●1，3-丁二醇                          15.0％
●三甲基甘氨酸                         15.0％
●上述结构式(2)代表的表面活性剂：PF-151N(OMNOVA Solutions公司生产的含氟化合物表面活性剂)            0.5％
●2-乙基-1，3-己二醇                   2.0％
●TAKELAC W5025                        3.0％(作为固体含量)
(水溶性聚氨酯，Mitsui Chemicals Polyurethane公司生产)
●其余为离子交换水
(实施例5)
●分散液B                              10.0％(按固体含量)
●3-甲基-1，3-丁二醇                   20.0％
●三甲基甘氨酸                         8.0％
●上述结构式(2)代表的表面活性剂：PF-151N(OMNOVA Solutions公司生产的含氟化合物表面活性剂)            0.5％
●2-乙基-1，3-己二醇                   2.0％
●TAKELAC W5025                        3.0％(作为固体含量)
(水溶性聚氨酯，Mitsui Chemicals Polyurethane公司生产)
●其余为离子交换水
(实施例6至12)
实施例6至12的墨水液体以与实施例1相同的方式获得，除了将实施例1中使用的分散液(A)按顺序改为每一种分散液(C)至(I)。
(实施例13至15)
实施例13至15的墨水液体以与实施例1相同的方式获得，除了将实施例1中的分散液(A)按顺序改为每一种分散液(P)至(R)。
(对比实施例1)
●分散液J                            10.0％(按固体含量)
●3-甲基-1，3-丁二醇                 20.0％
●丙三醇                             8.0％
●SURFYNOL 456                       0.5％
(基于乙炔的表面活性剂，Air Products and Chemicals公司生产)
●2-乙基-1，3-己二醇                 2.0％
●TAKELAC W5052                      3.0％(作为固体含量)
(水溶性聚氨酯，Mitsui Chemicals Polyurethane公司生产)
●其余为离子交换水
(对比实施例2至6)
对比实施例2至6的墨水液体以与对比实施例1相同的方式获得，除了将对比实施例1中使用的分散液(J)按顺序改为每一种分散液(K)至(O)。
打印质量评估
使用具有300dpi分辨率的384个喷嘴的按需喷墨打印机(测试生产打印机)以600dpi的图像分辨率，在每个记录介质样品1和2上进行打印。调整墨水粘附量以便最大滴大小为18pl(微微升)并且二级彩色墨水的总量为140％。打印密排图像和字符图像。当打印密排图像时，调整300点正方形内的墨水总量以便不大于15g/m2。评估生成图像的图像质量和图像可靠性。表1示出了评估结果。在评估结果中，级别“D”或“C”的那些不适合作为喷墨图像。
1.粗颗粒数的评估(0.5μm或更大的细颗粒数[颗粒数/5μL])
在粗颗粒的测量中，使用Particle Sizing Systems公司制造的ACCUSIZER 708A。
条件：测量液：0.08％水性溶液
测量系统条件：
数据收集时间：60秒
通道数：128
稀释剂流速：60mL/分钟
目标浓度：4000份/mL
样品数：3
样品间时间：1分钟
背景阈值：10份/秒
2.粒径的测量
在粒径的测量中，使用MICROTRACK UPA150并且测量墨水液体的体积平均粒径(中值直径：D50，单位：[nm])。
条件：测量液：0.1％水性溶液
测量系统条件：
部件折射指数：1.86
部件密度：1.86(gm/cm3)
流体折射指数：1.33
3.光泽度比率的评估
在光泽度的测量中，使用GLOSSMETER VG2000。具体地，使用记录介质(上述样品1和2)打印的图像形成物的图像部分和非图像部分的光泽度在75度光入射角测量。
用下列等式确定光泽度比率。
光泽度比率(％)＝(图像部分光泽度/非图像部分光泽度)×100
[评估标准]
●光泽度比率(％)
A：90％至100％
B：70％至89％
C：69％或更小
4.图像密度的评估
使用实施例和对比实施例的墨水液体形成的黑色密排图像部分的光学密度通过分光比色计(X-Rite 938)测量，并且基于下列标准评估图像部分。
[评估标准]
●图像密度
A：1.6或1.6以上
B：1.3或1.3以上
C：1.0或1.0以上
D：小于1.0
5.喷射稳定性的评估
根据下列方法评估喷射稳定性。
打印物被打印后，盖上打印头，在40℃将打印机放置不用一个月。依靠清洁操作数来确定打印机的喷射状态在不使用后是否从初始喷射状态恢复。
A：通过一次清洁操作恢复
B：通过两次清洁操作恢复
C：通过三次清洁操作恢复
D：即使通过四次清洁操作也不恢复
6.墨水液体储存稳定性的评估
每种墨水都被倒进聚乙烯瓶。紧密密封该瓶，然后在700℃储存三个星期。此后，测量每种墨水的粒径、表面张力和粘度。确定这些物理特性项目初始值和测试结果之间的变化率，并且如下评估结果。
A：在所有粒径、表面张力和粘度这些物理特性项目中，变化率小于5％。
B：在所有粒径、表面张力和粘度这些物理特性项目中，变化率小于10％。
C：在所有粒径、表面张力和粘度这些物理特性项目中，变化率小于30％。
D：在粒径、表面张力和粘度的至少一个物理特性项目中，变化率为30％或更大。
除了实施例3和4墨水以外的墨水，样品1(光泽度：55％)被用作记录介质。对于实施例3和4的墨水，使用样品2(光泽度：70％)。基于上述评估标准1至6评估实施例和对比实施例的每种墨水。表1和2集中示出评估结果。
表1
表2
Figure BPA00001445297300292
附图标记列表
1   喷墨记录设备
2   主体外罩
16  齿轮机构
17  辅扫描电机
18  滑座
18a 液滴喷头
19  压板
20  墨水盒
21  导轴
22  导轴
23  同步带
24  主扫描电机
25  齿轮机构
26  主扫描电机
27  齿轮机构

Claims (15)

1.喷墨颜料分散液，其包括：
炭黑，
分散剂，和
水，
其中所述喷墨颜料分散液中含有的粒径为0.5μm或更大的粗颗粒的总数为1000000个/5μL或更少。
2.根据权利要求1所述的喷墨颜料分散液，其中所述炭黑为气黑，所述炭黑的BET比表面积为100m2/g至400m2/g，并且所述炭黑的初级粒子具有20nm至180nm的平均粒径(D50)。
3.根据权利要求2所述的喷墨颜料分散液，其中所述炭黑的粒径的标准偏差为所述平均粒径(D50)的二分之一或更小。
4.根据权利要求1至3任一项所述的喷墨颜料分散液，其中所述分散剂为萘磺酸钠-福尔马林缩合物。
5.根据权利要求4所述的喷墨颜料分散液，其中所述萘磺酸钠-福尔马林缩合物含有萘磺酸的二聚体、三聚体和四聚体，并且所述萘磺酸钠-福尔马林缩合物总量中含有的萘磺酸的二聚体、三聚体和四聚体的总量为20wt％至80wt％。
6.根据权利要求1至5任一项所述的喷墨颜料分散液，其中所述喷墨颜料分散液以分散剂与炭黑的比率为以重量计0.01∶1至2∶1包含所述分散剂。
7.喷墨墨水，其包括：
根据权利要求1至6任一项所述的喷墨颜料分散液，
润湿剂，
表面活性剂，
渗透剂，和
树脂成分，
其中所述喷墨墨水含有1wt％至20wt％量的所述炭黑、10wt％至50wt％量的所述润湿剂、0.01wt％至5wt％量的所述表面活性剂、0.05wt％至5wt％量的所述渗透剂和0.01wt％至7wt％量的所述树脂成分。
8.根据权利要求7所述的喷墨墨水，其中所述润湿剂包含多元醇和三甲基甘氨酸，所述多元醇在20℃和60％相对湿度的条件下测量具有25wt％或更大的平衡含水量。
9.根据权利要求8所述的喷墨墨水，其中所述三甲基甘氨酸的含量相对于所述喷墨墨水的总量大于10wt％并且等于或小于40wt％。
10.根据权利要求7至9任一项所述的喷墨墨水，其中所述表面活性剂包含下述结构式(1)代表的化合物：
Figure FPA00001445297200021
结构式(1)
其Rf表示含氟基团；m、n、和p每一个表示整数，条件是n和p不同时为零。
11.墨水盒，
其中装有根据权利要求7至10任一项所述的喷墨墨水。
12.图像形成设备，
其中安装有根据权利要求7至10任一项所述的喷墨墨水和根据权利要求11所述的墨水盒中的一种。
13.记录方法，包括：
根据记录信息，使用根据权利要求12所述的图像形成设备，提供墨水至记录介质的表面，从而进行记录，
其中通过JIS Z8741测量，在75度光入射角，所述记录介质具有小于80％的白纸光泽度，并且当被记录时，所述记录介质的图像部分的光泽度为其非图像部分光泽度的90％。
14.根据权利要求13所述的记录方法，其中所述记录介质包括主要由木浆组成的原纸以及在所述原纸的一个表面或两个表面上的含有高岭土和粘合剂的吸墨层，并且通过JIS Z8741测量，在75度光入射角，所述记录介质具有小于80％的白纸光泽度。
15.图像形成物质，其包括：
通过根据权利要求13和14之一所述的记录方法形成的图像。
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