CN104946020A - 墨、墨盒和喷墨记录方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及墨、墨盒和喷墨记录方法。一种喷墨用墨，其包含着色材料和水溶性有机溶剂。着色材料含有由以下通式(I)表示的化合物。水溶性有机溶剂含有由以下通式(II)表示的化合物和具有4-6个碳原子的直链两末端链烷二醇。由以下通式(II)表示的化合物基于墨的总质量的含量A(质量％)为4.0-12.0质量％，以及含量A(质量％)与链烷二醇基于墨的总质量的含量B(质量％)的质量比(A/B)为2.5-4.0倍：R4-[A]-R5…(II)。

Description

墨、墨盒和喷墨记录方法
技术领域
本发明涉及墨、墨盒和喷墨记录方法。
背景技术
喷墨记录方法为涉及将小墨滴施加至记录介质以形成图像的记录方法，并且与成本的降低和记录速度的增加有关，其普及已迅速发展。通常，与卤化银照片相比，通过喷墨记录方法获得的记录物的图像坚牢性差。特别地，当记录物长期暴露于光、湿度、热或空气中存在的环境气体如臭氧气体时，出现以下问题。记录物的着色材料劣化，因此易于发生其图像的色调变化或图像的褪色。
用含有黑色着色材料的墨(黑色墨)记录的图像的褪色通常涉及由于着色材料的劣化所导致的其色调的变化。此外，黑色墨用于单色图像和全色图像二者中，并且近年来，已要求墨不仅在使用光泽纸时而且在使用普通纸时都能够记录具有高的光学浓度的图像。
已广泛研究黑色着色材料的分子结构的聚氮化(Polyazotization)。例如，存在涉及具有两个萘环的三偶氮化合物和具有含氮杂环的三偶氮化合物的提案(参见日本专利申请特开No.2003-201412和国际专利WO2007/077931A)。此外，存在涉及具有吸电子基团的四偶氮化合物、具有三个萘环的四偶氮化合物和具有含氮杂环的四偶氮化合物的提案(参见国际专利WO2005/108502A、国际专利WO2005/097912A、国际专利WO2006/051850A和日本专利申请特开No.2013-072061)。
发明内容
然而，由本发明的发明人作出的研究发现，用含有日本专利申请特开No.2003-201412和国际专利WO2007/077931A中提出的任意一种三偶氮化合物的墨记录的图像不能充分地同时获得光学浓度和耐臭氧性。例如，日本专利申请特开No.2003-201412中提出的三偶氮化合物在其分子结构中具有两个萘环，因此其共轭体系延伸并且该化合物可以吸收较长波长区域中的光。因此，图像的光学浓度增加。然而，由于该化合物的分子中的电子离域，图像的耐臭氧性变得不充分，因此化合物易于氧化。
此外，由于将吸电子的含氮杂环引入化合物中，因此国际专利WO2007/077931A中提出的三偶氮化合物具有高的氧化电位。此外，由于化合物电子转移被抑制，因此该化合物难以氧化并且改进图像的耐臭氧性。然而，其共轭体系的延伸不充分，因此可以被该化合物吸收的光的长波长区域变窄并且图像的光学浓度变得不充分。
同时，发现与用含有三偶氮化合物的墨记录的图像相比，用含有四偶氮化合物的墨记录的图像的光学浓度增加，但是光学浓度可以根据四偶氮化合物的分子结构而变化。例如，国际专利WO2005/108502A中提出的四偶氮化合物具有三个萘环，因此该化合物具有很多π-电子并且其最大吸收波长移向较长波长区域。因此，用含有该化合物的墨记录的图像的光学浓度增加至一定程度。然而，由于化合物分子中的电子离域，图像的耐臭氧性变得不充分，因此化合物易于氧化。
此外，国际专利WO2005/097912A中提出的四偶氮化合物具有含氮杂环，因此用含有该化合物的墨记录的图像的耐臭氧性改进。此外，该化合物具有很多π-电子并且其最大吸收波长移向较长波长区域，因此图像的光学浓度也增加至小的程度。然而，即用使用国际专利WO2005/097912A中提出的四偶氮化合物的墨记录的图像的光学浓度也仍然不充分。
国际专利WO2006/051850A和日本专利申请特开No.2013-072061中提出的一些四偶氮化合物比三偶氮化合物具有更多的π-电子，并且此类化合物的最大吸收波长移向较长波长区域。因此，用含有此类化合物的墨记录的图像的光学浓度容易增加至一定程度。此外，当使用国际专利WO2006/051850A和日本专利申请特开No.2013-072061中提出的四偶氮化合物中具有吸电子基团的化合物时，也改进图像的耐臭氧性。然而，用使用国际专利WO2006/051850A和日本专利申请特开No.2013-072061中提出的任意一种四偶氮化合物的墨记录的图像的光学浓度存在改进的空间。
本发明的发明人对国际专利WO2006/051850A和日本专利申请特开No.2013-072061中提出的四偶氮化合物中具有吸电子基团的化合物作为容易改进耐臭氧性的化合物作出研究，并且在研究的过程中发现该化合物特有的问题。着色材料具有少的芳环数并且不含有任何含氮杂环。因此，此着色材料难以极化并且难以缔合。发明人发现，作为由前述所引起的问题，发生当将用含有该化合物的墨记录的图像贮存在高湿环境中时，其中在某些情况下由于水分所导致的着色材料渗出，即，图像的耐湿性降低的现象的事实。考虑到上述，发明人对改进耐湿性的方法作出研究，并且结果发现，该方法改进耐湿性但是在某些情况下降低墨的耐固着性。
因此，本发明的目的在于提供耐固着性优异并且能够记录具有高的光学浓度、并且耐臭氧性和耐湿性优异的图像的墨。本发明的另一目的在于提供使用该墨的墨盒和喷墨记录方法。
上述目的通过下述本发明来实现。即，根据本发明的实施方式，提供包含着色材料和水溶性有机溶剂的喷墨用墨，其中着色材料含有由以下通式(I)表示的化合物；水溶性有机溶剂含有由以下通式(II)表示的化合物和具有4-6个碳原子的直链两末端链烷二醇(alkanediol)；并且由以下通式(II)表示的化合物的含量A(质量％)基于墨的总质量为4.0质量％以上且12.0质量％以下，并且含量A(质量％)与链烷二醇基于墨的总质量的含量B(质量％)的质量比(A/B)为2.5倍以上且4.0倍以下。
(通式(I)中，R1和R3各自独立地表示氢原子、卤素原子、氰基、羟基、羧酸基、磺酸基、膦酸基、氨磺酰基、N-烷基氨基磺酰基、烷基磺酰基、硝基、酰基、脲基、烷基、烷氧基、酰氨基或烷基磺酰基氨基；R2表示氢原子或磺酸基；n表示0或1；以及M各自独立地表示氢原子、碱金属、铵或有机铵。)
R4-[A]-R5…(II)
(通式(II)中，-[A]-表示–S-或–S(＝O)2-，以及R4和R5各自独立地表示烷基或羟烷基。)
根据本发明的一个实施方式，可以提供耐固着性优异并且能够记录具有高的光学浓度、以及耐臭氧性和耐湿性优异的图像的墨。根据本发明的另一实施方式，可以提供使用该墨的墨盒和喷墨记录方法。
基于附图，本发明的进一步特征将从以下示例性实施方式的描述变得明显。
附图说明
图1为示意性地示出根据本发明的实施方式的墨盒的截面图。
图2A和2B示意性地示出根据本发明的喷墨记录方法中使用的示例性喷墨记录设备，其中图2A为示出喷墨记录设备的主要部分的立体图，以及图2B为示出头盒的立体图。
具体实施方式
下文中，通过优选的实施方式的方式来更详细地描述本发明。应注意本发明中，当化合物为盐时，为了方便，使用表述“含有盐”，尽管盐解离成离子时存在于墨中。此外，有时将喷墨用墨简单地描述为“墨”。此外，本发明中，即使当材料在常温(20-25℃)下为固体时，材料也包含在水溶性有机溶剂的类别中，只要在将材料溶解于水中以制备水溶液的情况下，材料可以用作用于溶解或分散组分如着色材料的溶剂即可。
黑色着色材料的分子结构和图像的光学浓度可以具有如下所述的此类关系。通常，对可见光区域(通常380-830nm)中的光具有低的反射率的图像容易识别为具有高的光学浓度。此外，如由国际照明委员会(CIE)规定的“标准光谱光视效率曲线”所表示的，人类感觉图像最亮，即，其光学浓度低的波长为555nm附近。即，为了增加图像的光学浓度，使用对特别地可见光区域中555nm附近的光具有低的反射率，即，在555nm附近具有高的吸收特性的黑色着色材料是重要的。国际专利WO2006/051850A和日本专利申请特开No.2013-072061中提出的具有吸电子基团的四偶氮化合物的最大吸收波长为570nm附近。另一方面，国际专利WO2005/108502A中提出的具有三个萘环的四偶氮化合物的最大吸收波长移至640附近。此外，国际专利WO2005/097912A中提出的具有含氮杂环的四偶氮化合物的最大吸收波长为600nm附近。因此，推测当使用由通式(I)表示的化合物(具有吸电子基团的四偶氮化合物)时，可以记录比在使用其它四偶氮化合物的情况下具有更高光学浓度的图像。
记录介质如普通纸中，着色材料(染料)难以留在记录介质的表面附近，因此图像的光学浓度易于看起来低。因此，为了增加记录在记录介质如普通纸上的图像的光学浓度，着色材料本身的显色性的改进是重要的。此外，在通常长期贮存记录的图像的记录介质如光泽纸中，图像的耐臭氧性的改进是重要的。耐臭氧性和光学浓度优异的图像可以通过使用含有由通式(I)表示的化合物作为黑色着色材料的墨来记录。然而，本发明的发明人对用含有由通式(I)表示的化合物的墨记录的图像和墨的可靠性作出研究，并且结果发现存在涉及如前所述的图像的耐湿性和墨的耐固着性的问题。
由通式(I)表示的化合物比作为常规的黑色着色材料的四偶氮化合物具有较少的芳环数，并且该化合物中未引入含氮杂环。这是因为为了可以记录具有高的光学浓度的图像，设计该化合物以显示其最大吸收波长为555nm附近的此吸收特性。由于此分子设计，由通式(I)表示的化合物难以极化。因此，由通式(I)表示的化合物难以吸附至记录介质的阳离子组分(如氧化铝及其水合物、阳离子树脂和填料)。此外，由通式(I)表示的化合物难以缔合。因此，当将用含有由通式(I)表示的化合物的墨记录的图像贮存在高湿环境中时，着色材料易于移动。结果，可能发生其中图像模糊的现象。
在此类情况下，本发明的发明人作出研究以改进用含有由通式(I)表示的化合物的墨记录的图像的耐湿性。首先，制备含有不同种类的水溶性有机溶剂的多种墨，用墨记录图像，并且将得到的各图像贮存在高湿环境中。然后，观察贮存之前和贮存之后图像的模糊。结果发现当具有4个以上碳原子的链烷二醇用作水溶性有机溶剂时，图像的模糊被抑制。本发明的发明人进一步研究，并且结果发现当使用具有4个以上碳原子并且在其直链烃链的两末端均具有羟基的链烷二醇时，能够记录耐湿性改进的图像而同时防止其光学浓度降低。本发明的发明人推测上述原因如下所述。
即使当具有4个以上碳原子的链烷二醇用于含有由通式(I)表示的化合物的墨中时，在墨中，其为具有低极性的水溶性有机溶剂的具有4个以上碳原子的链烷二醇，对由通式(I)表示的化合物很小程度地起作用。然而，在已经将图像记录在记录介质上之后，与液体组分如水的蒸发有关，由于疏水性相互作用，链烷二醇易于存在于由通式(I)表示的化合物的附近。因此，存在于由通式(I)表示的化合物附近的水合水的量降低，因此化合物不稳定并且化合物的分子聚集从而形成簇。由通式(I)表示的化合物形成的簇比由通式(I)表示的化合物具有更大的分子尺寸，因此簇难以在记录介质中移动。结果，可以改进图像的耐湿性。
另一方面，当具有小于4个碳原子的链烷二醇或链烷三醇用作水溶性有机溶剂时，链烷二醇的极性高，因此不能获得充分的疏水效果并且由通式(I)表示的化合物难以形成簇。因此，可能不能改进图像的耐湿性。此外，当使用在其烃链的两末端不存在羟基的此类链烷二醇或具有支链烃链的链烷二醇时，墨进入记录介质的渗透性增加，因此图像的光学浓度可能降低。
接着，本发明的发明人通过使用仅含有具有4个以上碳原子并且在其直链烃链的两末端均具有羟基的链烷二醇作为水溶性有机溶剂的墨来作出各种研究。具体地，发明人对在将制备的墨安装至喷墨记录设备并长期放置之后能够正常喷出所要求的恢复性作出研究。结果发现在某些情况下恢复性不是良好并且不能进行正常喷出。此外，当观察不能正常地喷出墨的记录头的喷出口时，尽管有进行喷出恢复操作的事实，但在喷出口附近仍观察到着色材料的析出。即，发现当仅从溶剂对图像的耐湿性具有改进的效果的观点，选择并使用水溶性有机溶剂时，墨的耐固着性显著地降低。
应注意本发明中的表述“墨的耐固着性优异”指避免由于例如，喷出口附近的着色材料的析出所导致的记录头的堵塞而需要的喷出恢复操作的次数少，析出在例如将墨在安装至设备从而能够正常喷出的状态下长期放置的情况下易于发生。因此，“耐固着性优异的墨”可以通过较少次数的恢复操作而正常地喷出。
考虑到以上，本发明的发明人对要与由通式(I)表示的化合物以及具有4个以上碳原子并且在其直链烃链的两末端均具有羟基的链烷二醇组合使用的水溶性有机溶剂作出研究。结果，发明人发现当制备含有由通式(I)表示的化合物的墨时，下述由通式(II)表示的化合物需要与链烷二醇组合使用。
含硫化合物如由通式(II)表示的化合物通常与具有π-电子的芳环显示强的相互作用。具体地，在由通式(II)表示的化合物的硫原子的d轨道和由通式(I)表示的化合物的π-电子之间发生强的相互作用。当含有由通式(I)表示的化合物和链烷二醇的墨以安装至设备的状态长期放置时，液体组分如水在喷出口附近蒸发，因此由通式(I)表示的化合物形成更大数目的簇。本文中，在墨进一步含有由通式(II)表示的化合物的情况下，当喷出口附近的液体组分如水的量微小时，由通式(I)表示的化合物可能吸附至簇。结果，簇的生长被抑制并且由通式(II)表示的化合物存在于形成的簇之间。因此，即使在由通式(I)表示的化合物析出的情况下，析出物的聚集性低，因此即使当发生堵塞时，也可以通过较少次数的恢复操作而正常地喷出墨。
此外，发明人对使用对由通式(I)表示的化合物具有高溶解性的水溶性有机溶剂如丙三醇、三甘醇、2-吡咯烷酮或尿素代替由通式(II)表示的化合物的情况作出研究。结果发现其对墨的耐固着性的改进效果比由通式(II)表示的化合物小。特别地，当大量使用具有高保湿性的水溶性有机溶剂如尿素时，耐固着性改进但是用墨记录的图像的耐湿性变得不充分。这是因为尿素在高湿环境中易于吸引水分，因此着色材料由于水分而易于移动。从以上可以发现，仅通过改进对由通式(I)表示的化合物的溶解性不能改进含有由通式(I)表示的化合物的墨的耐固着性。此外，发现使用能够通过与由通式(I)表示的化合物的强的相互作用来抑制簇的生长的水溶性有机溶剂是重要的。
本发明的发明人考虑到目前得到的结论而作出进一步的研究，并且结果发现以下构成是重要的。即，发明人发现图像的耐湿性和墨的耐固着性二者可以通过以适当的含量和适当的质量比组合使用由通式(II)表示的化合物和具有4-6个碳原子的直链两末端链烷二醇来获得。具体地，发明人发现由通式(II)表示的化合物的含量A(质量％)为4.0质量％以上且12.0质量％以下，以及含量A(质量％)与链烷二醇的含量B(质量％)的质量比(A/B)为2.5倍以上且4.0倍以下是充分的。
当由通式(II)表示的化合物的含量A(质量％)小于4.0质量％时，由通式(I)表示的化合物对簇的吸附变得不充分。因此，不能抑制簇的生长，因此墨的耐固着性变得不充分。另一方面，当由通式(II)表示的化合物的含量A(质量％)高于12.0质量％时，墨的耐固着性充分但是由通式(I)表示的化合物的成簇(clustering)被链烷二醇抑制。因此，图像的耐湿性变得不充分。
此外，当由通式(II)表示的化合物的含量A(质量％)与链烷二醇的含量B(质量％)的质量比(A/B)小于2.5倍时，不能抑制簇的生长，因此墨的耐固着性变得不充分。另一方面，当由通式(II)表示的化合物的含量A(质量％)与链烷二醇的含量B(质量％)的质量比(A/B)高于4.0倍时，由通式(I)表示的化合物的成簇被链烷二醇抑制。因此，图像的耐湿性变得不充分。
此外，当使用具有大于6个碳原子的直链两末端链烷二醇代替具有4-6个碳原子的直链两末端链烷二醇时，促进由通式(I)表示的化合物的簇的形成，因此墨的耐固着性变得不充分。
应注意发现即使当以适当的含量和适当的质量比使用由通式(II)表示的化合物和具有4-6个碳原子的直链两末端链烷二醇时，在使用日本专利申请特开No.2013-072061中提出的具有吸电子基团的四偶氮化合物的情况下，耐固着性不充分。这可能是因为由于四偶氮化合物的结构，簇的生长易于急剧增长。
墨
下文中详细描述本发明的墨的构成组分和墨的物理性质。
着色材料
由通式(I)表示的化合物
本发明的喷墨用墨包含含有由以下通式(I)表示的化合物的着色材料(染料)。墨中由通式(I)表示的化合物的含量C(质量％)基于墨的总质量优选为0.1质量％以上且10.0质量％以下，更优选为1.0质量％以上且6.0质量％以下，特别优选为3.6质量％以上且6.0质量％以下。
通式(I)中，R1和R3各自独立地表示氢原子、卤素原子、氰基、羟基、羧酸基、磺酸基、膦酸基、氨磺酰基、N-烷基氨基磺酰基、烷基磺酰基、硝基、酰基、脲基、烷基、烷氧基、酰氨基或烷基磺酰基氨基。
卤素原子的例子可以包括氟原子、氯原子、溴原子和碘原子。
N-烷基氨基磺酰基中的烷基优选具有1-4个碳原子。N-烷基氨基磺酰基的例子可以包括N-甲基氨基磺酰基、N-乙基氨基磺酰基、N-正丁基氨基磺酰基、N,N-二甲基氨基磺酰基和N,N-二(正丙基)氨基磺酰基。
取代的或未取代的烷基磺酰基包括在烷基磺酰基的类别中。烷基磺酰基中的烷基优选具有1-4个碳原子。此外，例如，可以提到羟基作为其取代基。烷基磺酰基的例子包括未取代的烷基磺酰基如甲基磺酰基、乙基磺酰基、丙基磺酰基和丁基磺酰基；以及取代的烷基磺酰基如羟乙基磺酰基和2-羟基丙基磺酰基。
脂肪族酰基包括在酰基的类别中。酰基中的烷基优选具有1-4个碳原子。酰基的例子可以包括乙酰基、丙酰基、丁酰基和异丁酰基。
取代的或未取代的烷基和直链或支链烷基包括在烷基的类别中。烷基优选具有1-4个碳原子。此外，例如，可以提到羟基或烷氧基(优选具有1-4个碳原子)作为其取代基。烷基的例子可以包括未取代的烷基如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基和叔丁基；以及取代的烷基如2-羟基乙基、2-羟基丙基、3-羟基丙基、甲氧基乙基、2-乙氧基乙基、正丙氧基乙基、异丙氧基乙基、正丁氧基乙基、甲氧基丙基、乙氧基丙基、正丙氧基丙基、异丙氧基丁基和正丙氧基丁基。
取代的或未取代的烷氧基包括在烷氧基的类别中。烷氧基优选具有1-4个碳原子。例如，可以提到羟基、磺酸基或羧酸基作为其取代基。烷氧基的例子可以包括未取代的烷氧基如甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、仲丁氧基和叔丁氧基；以及取代的烷氧基如2-羟基乙氧基、2-羟基丙氧基、3-羟基丙氧基、甲氧基乙氧基、乙氧基乙氧基、正丙氧基乙氧基、异丙氧基乙氧基、正丁氧基乙氧基、甲氧基丙氧基、乙氧基丙氧基、正丙氧基丙氧基、异丙氧基丁氧基、正丙氧基丁氧基、2-羟基乙氧基乙氧基、羧基甲氧基、2-羧基乙氧基、3-羧基丙氧基、3-磺基丙氧基和4-磺基丁氧基。
脂肪族酰氨基包括在酰氨基的类别中。酰氨基中的烷基优选具有1-4个碳原子。酰氨基的例子可以包括乙酰基氨基、丙酰基氨基、丁酰基氨基和异丁酰基氨基。
烷基磺酰基氨基优选具有1-4个碳原子。烷基磺酰基氨基的例子可以包括甲基磺酰基氨基、乙基磺酰基氨基和丙基磺酰基氨基。
通式(I)中，R2表示氢原子或磺酸基。
通式(I)中，n表示0或1。n表示0的情况指没有磺酸基键合在通式(I)中的相应位置，并且氢原子而非磺酸基键合在该位置。
通式(I)中，M各自独立地表示氢原子、碱金属、铵或有机铵。碱金属的例子可以包括锂、钠和钾。有机铵的例子可以包括具有1个以上且3个以下碳原子的烷基胺如甲基胺或乙基胺；以及具有1个以上且4个以下碳原子的单、二或三烷醇胺如单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、单异丙醇胺、二异丙醇胺或三异丙醇胺。本发明中，优选通式(I)中的所有M表示钠。
应注意羧酸基、磺酸基和膦酸基可以为游离酸形式(H形式)或者可以是盐形式。在羧酸基等为盐形式(形成盐)的情况下的抗衡离子可以为例如碱金属、铵或有机铵的阳离子。
由通式(I)表示的化合物优选为由以下通式(III)表示的化合物。由通式(I)表示的化合物中，由通式(III)表示的化合物具有高的溶解性。因此，由通式(III)表示的化合物可以进一步改进墨的耐固着性。
通式(III)中，M各自独立地表示氢原子、碱金属、铵或有机铵。以游离酸形式表示的、由通式(I)表示的化合物的适当的例子可以包括以下示出的示例性化合物1-7。不必说，本发明中，由通式(I)表示的化合物不局限于以下示例性化合物且任何其它化合物是可用的，只要化合物包括在通式(I)的结构及其定义中即可。本发明中，以下示例性化合物的示例性化合物1和3是优选的，并且示例性化合物1是更优选的。
由通式(I)表示的化合物基于墨的总质量的含量称为“含量C(质量％)”。此外，由通式(II)表示的化合物基于墨的总质量的含量称为“含量A(质量％)”。此外，特定的链烷二醇基于墨的总质量的含量称为“含量B(质量％)”。在这种情况下，含量C(质量％)与含量A(质量％)和含量B(质量％)之和的质量比(C/(A+B))优选为0.15倍以上且1.00倍以下。当比值C/(A+B)小于0.15倍时，由通式(I)表示的化合物不能充分地形成簇，因此对图像的耐湿性的改进效果在某些情况下变弱。另一方面，当比值C/(A+B)高于1.00倍时，不能完全地抑制簇的生长，因此墨的耐固着性在某些情况下降低。
其它着色材料
除了由通式(I)表示的化合物之外，本发明的墨可以含有其它着色材料。具有分类为例如青色、品红色、黄色、红色、蓝色、绿色和黑色色相的任意色相之一的着色材料可以用作此类着色材料。优选染料作为其它着色材料，此外，阴离子染料是特别优选的。当使用其它着色材料时，墨中由通式(I)表示的化合物的含量(质量％)相对于全部着色材料的比例优选为50.0质量％以上，更优选为72.0质量％以上。此外，该比例优选为95.0质量％以下，更优选为78.0质量％以下。采用此比例可以为黑色墨提供优选的中性色调。
此外，其它着色材料(染料)优选为由通式(IV)表示的化合物。由通式(IV)表示的化合物基于墨的总质量的含量(质量％)优选为0.1质量％以上且10.0质量％以下，更优选为1.0质量％以上且6.0质量％以下。此外，当由通式(I)表示的化合物和由通式(IV)表示的化合物用作着色材料时，各着色材料的含量优选如下述来设定。即，由通式(I)表示的化合物和由通式(IV)表示的化合物的总含量(质量％)基于墨的总质量优选为0.1质量％以上且10.0质量％以下，更优选为1.0质量％以上且6.0质量％以下。由通式(I)表示的化合物基于墨的总质量的含量C(质量％)与由通式(IV)表示的化合物基于墨的总质量的含量D(质量％)的质量比(C/D)优选为0.8倍以上且18.0倍以下，更优选为1.0倍以上且5.0倍以下，特别优选为1.5倍以上且3.5倍以下。
与仅将由通式(I)表示的化合物用作着色材料的情况相比，由通式(IV)表示的化合物的使用可以进一步改进墨的耐固着性。本发明的发明人推测上述原因如下所述。与液体组分如水从墨的蒸发有关，由通式(I)表示的化合物形成簇。此外，形成的簇彼此吸引，然后化合物析出。在这些过程中，推测具有与由通式(I)表示的化合物类似的骨架的、由通式(IV)表示的化合物朝向由通式(I)表示的化合物的簇。结果，即使当由通式(I)表示的化合物析出时，析出物也具有低的聚集性并且墨的喷出通过少的恢复操作而恢复至正常状态。
通式(IV)中，R6各自独立地表示氢原子或烷基。取代的或未取代的烷基，以及直链或支链烷基包括在烷基的类别中。烷基优选具有1-4个碳原子。此外，例如，可以提到羟基或烷氧基(优选具有1-4个碳原子)作为其取代基。烷基的例子可以包括未取代的烷基如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基和叔丁基；以及取代的烷基如2-羟基乙基、2-羟基丙基、3-羟基丙基、甲氧基乙基、2-乙氧基乙基、正丙氧基乙基、异丙氧基乙基、正丁氧基乙基、甲氧基丙基、乙氧基丙基、正丙氧基丙基、异丙氧基丁基和正丙氧基丁基。
通式(IV)中，R7表示具有羧酸基和磺酸基的至少之一的脂肪族胺残基。脂肪族胺残基的例子包括通过用羧酸基和磺酸基的至少之一取代其烷基具有1-5个碳原子的胺残基而获得的脂肪族胺残基。其中，单烷基胺残基或二烷基胺残基等是优选的。具有羧酸基和磺酸基的至少之一的脂肪族胺残基的例子可以包括具有1-5个碳原子的氨基-烷基羧酸、具有1-5个碳原子的二亚氨基-烷基羧酸、具有1-5个碳原子的氨基-烷基磺酸和具有1-5个碳原子的二亚氨基-烷基磺酸。
通式(IV)中，M各自独立地表示氢原子、碱金属、铵或有机铵。碱金属的例子可以包括锂、钠和钾。有机铵的例子可以包括具有1个以上且3个以下碳原子的烷基胺如甲基胺或乙基胺；以及具有1个以上且4个以下碳原子的单、二或三烷醇胺如单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、单异丙醇胺、二异丙醇胺或三异丙醇胺。
应注意羧酸基和磺酸基可以为游离酸形式(H形式)或者可以是盐形式。在任意此类基团形成盐的情况下的抗衡离子可以为例如碱金属、铵或有机铵的阳离子。
以游离酸形式表示的、由通式(IV)表示的化合物的适当的例子可以包括示例性化合物8-19，其中以下通式(IV')中的R7表示表1中示出的脂肪族胺残基。不必说，本发明中，由通式(IV)表示的化合物不局限于以下示例性化合物且任何其它化合物是可用的，只要化合物包括在通式(IV)的结构及其定义即可。本发明中，以下示例性化合物的示例性化合物8、12和16是优选的。
表1：由通式(IV)表示的化合物的示例性化合物
示例性化合物 R7
8 NH(CH2)2SO3H
9 N((CH2)2COOH)2
10 NH(CH2)2COOH
11 NH(CH2)5COOH
12 NHCH2SO3H
13 N(CH2SO3H)2
14 N((CH2)2SO3H)2
15 NHCH2COOH
16 N(CH2COOH)2
17 N((CH2)3COOH)2
18 NH(CH2)3SO3H
19 N((CH2)3SO3H)2
由通式(II)表示的化合物
本发明的墨含有包含由以下通式(II)表示的化合物的水溶性有机溶剂。由通式(II)表示的化合物的含量A(质量％)基于墨的总质量为4.0质量％以上且12.0质量％以下，优选为8.0质量％以上且12.0质量％以下。
R4-[A]-R5…(II)
通式(II)中，-[A]-表示-S-或-S(＝O)2-。此外，通式(II)中，R4和R5各自独立地表示烷基或羟基烷基。直链或支链烷基包括在烷基的类别中。烷基优选具有1-4个碳原子。烷基的例子可以包括甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基和叔丁基。此外，直链或支链羟烷基包括在羟基烷基的类别中。羟基烷基优选具有1-4个碳原子。羟基烷基的例子可以包括羟基甲基、羟基乙基、羟基丙基和羟基丁基。
由通式(II)表示的化合物的具体的例子可以包括二甲基砜、(2-羟基乙基)甲基砜、硫二甘醇、双(2-羟基乙基)亚砜和双(2-羟基乙基)砜。本发明中，双(2-羟基乙基)砜优选用作由通式(II)表示的化合物。双(2-羟基乙基)砜具有有特别高的吸电子性的磺酰基，因此在其中由通式(I)表示的化合物形成要析出的簇的过程中，双(2-羟基乙基)砜对簇具有特别高的吸附性。因此，即使当化合物析出时，析出物也具有低的聚集性，因此墨的喷出可以通过少的恢复操作恢复至正常的状态。
具有4-6个碳原子的直链两末端链烷二醇
除了由通式(II)表示的化合物之外，要引入本发明的墨中的水溶性有机溶剂含有具有4-6个碳原子的直链两末端链烷二醇(下文中有时写作“特定的链烷二醇”)。特定的链烷二醇的含量B(质量％)基于墨的总质量优选为1.0质量％以上且5.0质量％以下。
特定的链烷二醇的例子可以包括1,4-丁二醇、1,5-戊二醇和1,6-己二醇。其中，1,5-戊二醇是优选的。1,5-戊二醇的使用可以提供能够记录具有额外高的光学浓度的图像的墨。本发明的发明人推测前述的原因如下所述。
如前所述，与墨中液体组分如水的量的降低有关，特定的链烷二醇存在于由通式(I)表示的化合物的附近，以促进由通式(I)表示的化合物的簇的形成。随着链烷二醇的碳原子数增加及其疏水性变得更高，对由通式(I)表示的化合物的簇的形成的促进效果增大。然而，链烷二醇据推测吸附至由通式(I)表示的化合物，因此由通式(I)表示的化合物的亲水性增加。结果，当用此墨记录图像时，由通式(I)表示的化合物渗入记录介质，因此图像的光学浓度可能降低。另一方面，随着链烷二醇的碳原子数降低和疏水性变得更低，对由通式(I)表示的化合物的簇的形成的促进效果变得更小，因此图像的耐湿性趋向于降低。如前所述，特定的链烷二醇中的1,5-戊二醇相对于由通式(I)表示的化合物存在于适当的位置，因此1,5-戊二醇可能能够改进图像的耐湿性而不降低其光学浓度。
应注意在国际专利WO2005/108502A和国际专利WO2005/097912A中提出的任意一种三偶氮化合物用作着色材料的情况下，即使当组合使用1,5-戊二醇作为水溶性有机溶剂时，1,5-戊二醇也易于吸附此类着色材料，因此图像的光学浓度降低。即，当1,5-戊二醇与由通式(I)表示的化合物组合时，1,5-戊二醇表现出特别的效果。
水性介质
为水或水和水溶性有机溶剂的混合溶剂的水性介质可以用于本发明的墨中。本发明中，至少含有水作为水性介质的水性墨是优选的。去离子水(离子交换水)优选用作水。墨中的水含量A(质量％)基于墨的总质量优选为10.0质量％以上且90.0质量％以下。
对水溶性有机溶剂没有特别的限制，只要溶剂为水溶性即可，并且除了链烷二醇和由通式(II)表示的化合物之外，可以使用醇、多元醇、聚乙二醇、乙二醇醚、含氮极性溶剂或含硫极性溶剂等。墨中水溶性有机溶剂的含量基于墨的总质量优选为5.0质量％以上且90.0质量％以下，更优选为10.0质量％以上且50.0质量％以下。应注意水溶性有机溶剂的含量为包含由通式(II)表示的化合物和具有4-6个碳原子的直链两末端链烷二醇的含量的值。当水溶性有机溶剂的含量偏离该范围时，在某些情况下，不能充分地获得高水平的墨喷出稳定性。
其它添加剂
除了上述组分之外，根据要求，本发明的墨可以含有各种添加剂如表面活性剂、pH调节剂、防锈剂、防腐剂、防霉剂、抗氧化剂、还原抑制剂、蒸发促进剂、螯合剂和水溶性树脂。
其它墨
为了形成例如全色图像，可以组合使用本发明的墨和与本发明的墨具有不同色相的其它墨。此类其它墨可以为，例如选自由黑色墨、青色墨、品红色墨、黄色墨、红色墨、绿色墨和蓝色墨组成的组的至少一种墨。此外，可以进一步组合使用与此类墨具有基本相同的色相的所谓的浅色墨。此类其它墨或浅色墨中使用的着色材料可以为已知的染料或可以为新合成的染料。
墨的物理性质
本发明的墨在25℃下的表面张力优选为10mN/m以上且60mN/m以下，更优选为20mN/m以上且60mN/m以下，特别优选为30mN/m以上且40mN/m以下。将墨的表面张力设定在该范围内能够有效地抑制例如将墨施加至喷墨系统时、由于喷出口附近的润湿所导致的不规则喷出(墨应冲击的点的偏离)的发生。墨的表面张力可以通过适当的设定墨中例如表面活性剂或水溶性有机溶剂的含量来调整。此外，优选调整墨的粘度使得从喷墨系统的记录头的喷出口喷出墨时可以获得良好的喷出特性。本发明的墨在25℃下的粘度优选为1.0mPa·s以上且5.0mPa·s以下，更优选为1.0mPa·s以上且3.0mPa·s以下。
墨盒
根据本发明的墨盒设置有墨和贮存该墨的墨贮存部。墨贮存部中贮存的墨为根据本发明的上述墨。图1为示意性地示出根据本发明的实施方式的墨盒的截面图。如图1中所示，用于将墨供给至记录头的墨供给口12设置在墨盒的底部。墨盒的内部为贮存墨的墨贮存部。墨贮存部由墨贮存室14和吸收体贮存室16组成，并且这些室经连通口18彼此连通。吸收体贮存室16与墨供给口12连通。液体墨20贮存在墨贮存室14中，并且将墨保持在浸渍状态的吸收体22和24贮存在吸收体贮存室16中。也可以构造墨贮存部使得贮存的全部量的墨被吸收体保持而不设置墨贮存室。此外，也可以构造墨贮存部使得以液体状态贮存全部量的墨而不具有吸收体。此外，可以构造墨盒使得具有墨贮存部和记录头。
喷墨记录方法
根据本发明的喷墨记录方法为通过喷墨系统的记录头喷出根据本发明的上述墨以在记录介质上记录图像的方法。用于喷出墨的系统包括其中将机械能施加至墨的系统和其中将热能施加至墨的系统。本发明中，其中将热能施加至墨以喷出墨的系统是特别有利地采用的。除了使用根据本发明的墨以外，喷墨记录方法的步骤可以为公众已知的那些。
图2A和2B示意性地示出根据本发明的喷墨记录方法中使用的示例性喷墨记录设备，其中图2A为示出喷墨记录设备的主要部分的立体图，以及图2B为示出头盒的立体图。喷墨记录设备中，设置用于输送记录介质32的输送单元(未示出)和滑架轴34。可以将头盒36安装在滑架轴34上。头盒36设置有记录头38和40并且构造为固定墨盒42。在沿滑架轴34沿主扫描方向承载头盒36的同时，将墨(未示出)从记录头38和40朝记录介质32喷出。然后通过输送单元(未示出)沿次扫描方向输送记录介质32，从而将图像记录在记录介质32上。
实施例
接着，通过实施例和比较例的方式更详细地描述本发明。然而，本发明决不局限于以下实施例，并且而在不背离本发明的主旨的情况下各种修改是可以的。应注意，在组分的量的描述中，除非另有说明，否则“份”和“％”以质量计。
着色材料的合成
化合物A
参考国际专利WO2006/051850A的描述，将由以下结构式(1)表示的化合物合成为游离酸形式。之后，根据通常的方法进行离子交换以提供钠盐形式的化合物(该化合物写作“化合物A”)。
化合物B
参考国际专利WO2006/051850A的描述，将由以下结构式(2)表示的化合物合成为游离酸形式。之后，根据通常的方法进行离子交换以提供钠盐形式的化合物(该化合物写作“化合物B”)。
化合物C
参考国际专利WO2006/051850A的描述，将由以下结构式(3)表示的化合物合成为游离酸形式。之后，根据通常的方法进行离子交换以提供钠盐形式的化合物(该化合物写作“化合物C”)。
化合物D
参考国际专利WO2005/108502A的描述，将由以下结构式(4)表示的化合物合成为游离酸形式。之后，根据通常的方法进行离子交换以提供钠盐形式的化合物(该化合物写作“化合物D”)。
化合物E
参考国际专利WO2005/097912A的描述，将由以下结构式(5)表示的化合物合成为游离酸形式。之后，根据通常的方法进行离子交换以提供钠盐形式的化合物(该化合物写作“化合物E”)。
化合物F
参考日本专利申请特开No.2003-201412的描述，将由以下结构式(6)表示的化合物合成为游离酸形式。之后，根据通常的方法进行离子交换以提供钠盐形式的化合物(该化合物写作“化合物F”)。
化合物G
参考国际专利WO2007/077931A的描述，将由以下结构式(7)表示的化合物合成为游离酸形式。之后，根据通常的方法进行离子交换以提供钠盐形式的化合物(该化合物写作“化合物G”)。
化合物H
参考日本专利申请特开No.2013-072061的描述，将由以下结构式(8)表示的化合物合成为游离酸形式。之后，根据通常的方法进行离子交换以提供钠盐形式的化合物(该化合物写作“化合物H”)。
化合物I
参考国际专利WO2006/001274A的描述，将由以下结构式(9)表示的化合物合成为游离酸形式。之后，根据通常的方法进行离子交换以提供钠盐形式的化合物(该化合物写作“化合物I”)。
墨的制备
将表2的上部中示出的组分(单位：％)混合并充分地搅拌。之后，将混合物使用孔径为0.20μm的过滤器在压力下过滤以制备各墨。应注意表2中的“Acetylenol E100”(由Kawaken Fine Chemicals Co.,Ltd.制造)和“Surfynol105”(由Nisshin Chemical Industry Co.,Ltd.制造)为非离子性表面活性剂的商品名。此外，表2的下部示出墨中由通式(I)表示的化合物的含量C(％)、墨中由通式(II)表示的化合物的含量A(％)以及墨中具有4-6个碳原子的直链两末端链烷二醇(写作“特定的链烷二醇”)的含量B(％)。此外，表2的下部示出比值A/B的值和比值C/(A+B)的值。
评价
将前述获得的各墨充填至墨盒中，并将墨盒安装在构造为将墨从记录头经热能的作用而喷出墨的喷墨记录设备(商品名：“PIXUS iP8600”，由CanonInc.制造)。该实施例中，将通过施加2.5pL的墨至测量为1/2,400英寸×1/1,200英寸的单位区域而记录的实心图像定义为100％的记录任务。评价图像的光学浓度及其耐臭氧性时，使用分光光度计(商品名：“Spectrolino”，由GretagMacbeth制造)在D50的光源和视野为2°的条件下测量光学浓度。本发明中，如下定义用于以下各项的评价基准：基准“C”为不可接受的水平，以及基准“AA”、“A”和“B”为可接受的水平。表3示出评价的结果。
光学浓度
使用喷墨记录设备在温度为23℃和相对湿度为55％的环境下，将记录任务为100％的实心图像记录在记录介质(普通纸，商品名：“PB PAPER”，由Canon Inc.制造)上。测量得到的记录物的实心图像的光学浓度。根据以下评价基准评价得到的光学浓度的值。
AA： 光学浓度为1.30以上。
A：  光学浓度为1.25以上且小于1.30。
B：  光学浓度为1.15以上且小于1.25。
C：  光学浓度小于1.20。
耐臭氧性
使用喷墨记录设备在温度为23℃和相对湿度为55％的环境下，将记录任务为50％的实心图像记录在记录介质(光泽纸，商品名：“Canon PhotographicPaper-Gloss Gold”，由Canon Inc.制造)上。测量得到的记录物的实心图像的光学浓度(耐臭氧性试验之前的光学浓度)。将记录物放置在臭氧试验机(商品名：“OMS-H”，由Suga Test Instruments Co.,Ltd.制造)中，并且在槽内温度为23℃、相对湿度为50％、以及臭氧气体浓度为10ppm下在臭氧中暴露24小时。之后，测量记录物的实心图像的光学浓度(耐臭氧性试验之后的光学浓度)。通过使用耐臭氧性试验之前的光学浓度和耐臭氧性试验之后的光学浓度得到的值从表达式(耐臭氧性试验之后的光学浓度)/(耐臭氧性试验之前的光学浓度)×100％来计算光学浓度的残存率，并且根据以下评价基准评价耐臭氧性。应注意对使用分光光度计进行测量的各黑色组分、黄色组分、品红色组分和青色组分计算光学浓度的残存率，并且将最小值用于评价。
A：光学浓度的残存率为68％以上。
B：光学浓度的残存率为60％以上且小于68％。
C：光学浓度的残存率小于60％。
耐湿性
使用喷墨记录设备在温度为23℃和相对湿度为55％的环境下，将记录任务为100％的实心图像记录在记录介质(光泽纸，商品名：“Canon PhotographicPaper-Gloss Pro[Platinum Grade]”，由Canon Inc.制造)上。将得到的记录物在温度为23℃和相对湿度为55％的环境下干燥24小时，然后目视观察实心图像的模糊的状况(耐湿性试验之前的状况)。之后，将记录物在温度为25℃和相对湿度为85％的环境中放置1周，并且再在温度为23℃和相对湿度为55％的环境下放置24小时。之后，目视观察实心图像的模糊的状况(耐湿性试验之后的状况)。然后，比较耐湿性试验之前和之后的状况，并且根据以下评价基准来评价实心图像的耐湿性。
A：耐湿性试验之前和之后的实心图像的模糊的状况彼此相同。
B：耐湿性试验之后的实心图像比耐湿性试验之前的图像模糊至更大的程度，但是没有扰乱其轮廓。
C：耐湿性试验之后的实心图像比耐湿性试验之前的图像模糊至更大的程度，并且扰乱其轮廓。
耐固着性
将用各墨充填的墨盒安装至喷墨记录设备的头盒，并且用墨充填头盒使得墨到达其记录头的喷出口。之后，将头盒从喷墨记录设备去除，并且以其中喷出口暴露的状态在温度为35℃和相对湿度为10％的环境下放置2周。之后，再将头盒安装至喷墨记录设备。然后，在进行预订次数的恢复操作之后，检查墨的喷出状况，并且根据以下评价基准评价墨的耐固着性。应注意恢复操作指喷墨记录设备的“打印头的清洁”。
A：通过4次以下的恢复操作全部的喷出口都恢复至该口能够正常地喷出墨的此状态。
B：通过5次恢复操作全部的喷出口都恢复至该口能够正常地喷出墨的此状态。
C：即使在进行6次以上的恢复操作之后，一些喷出口也不能正常地喷出墨。
表3：评价结果
应注意实施例2和10的耐固着性比评级为A的其它实施例的那些低。
虽然已参考示例性实施方式描述本发明，但应理解本发明不局限于公开的示例性实施方式。以下权利要求的范围应符合最宽泛的解释，从而涵盖所有此类改造以及同等结构和功能。

Claims (8)

1.一种喷墨用墨，其包含着色材料和水溶性有机溶剂，
其特征在于，所述着色材料含有由以下通式(I)表示的化合物；
所述水溶性有机溶剂含有由以下通式(II)表示的化合物和具有4-6个碳原子的直链两末端链烷二醇；以及
所述由以下通式(II)表示的化合物基于所述墨的总质量的含量A为4.0质量％以上且12.0质量％以下，并且所述含量A与所述链烷二醇基于所述墨的总质量的含量B的质量比A/B为2.5倍以上且4.0倍以下，所述含量A和含量B均以质量％计：
通式(I)中：
R1和R3各自独立地表示氢原子、卤素原子、氰基、羟基、羧酸基、磺酸基、膦酸基、氨磺酰基、N-烷基氨基磺酰基、烷基磺酰基、硝基、酰基、脲基、烷基、烷氧基、酰氨基或烷基磺酰基氨基；
R2表示氢原子或磺酸基；
n表示0或1；以及
M各自独立地表示氢原子、碱金属、铵或有机铵：
R4-[A]-R5…(II)
通式(II)中，-[A]-表示–S-或–S(＝O)2-，以及R4和R5各自独立地表示烷基或羟基烷基。
2.根据权利要求1所述的墨，其中，所述由通式(I)表示的化合物包括由以下通式(III)表示的化合物：
通式(III)中，M各自独立地表示氢原子、碱金属、铵或有机铵。
3.根据权利要求1所述的墨，其中，所述由通式(I)表示的化合物基于所述墨的总质量的含量C与所述由通式(II)表示的化合物的含量A和所述链烷二醇的含量B之和的质量比C/(A+B)为0.15倍以上且1.00倍以下，所述含量A、含量B和含量C以质量％计。
4.根据权利要求1所述的墨，其中，所述由通式(II)表示的化合物包括双(2-羟基乙基)砜。
5.根据权利要求1所述的墨，其中，所述链烷二醇包括1,5-戊二醇。
6.根据权利要求1所述的墨，其中，所述着色材料进一步含有由以下通式(IV)表示的化合物：
通式(IV)中：R6各自独立地表示氢原子或烷基；
R7表示具有羧酸基和磺酸基的至少之一的脂肪族胺残基；以及
M各自独立地表示氢原子、碱金属、铵或有机铵。
7.一种墨盒，其包括墨和贮存所述墨的墨贮存部，其特征在于，所述墨包含根据权利要求1-6任意一项所述的墨。
8.一种喷墨记录方法，其包括从喷墨系统的记录头喷出墨以在记录介质上记录图像，其特征在于，所述墨包含根据权利要求1-6任意一项所述的墨。
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