CN117534986A - 水性墨、墨盒和喷墨记录方法 - Google Patents

水性墨、墨盒和喷墨记录方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及水性墨、墨盒和喷墨记录方法。提供抑制引起雾并且贮存稳定性优异的水性墨。该水性墨为通过热能的作用从喷墨系统的记录头喷射的水性墨。水性墨包含第一表面活性剂和第二表面活性剂。第一表面活性剂包含由以下通式(1)表示的化合物(在通式(1)中，“m”和“n”各自独立地表示1以上的整数并且满足m+n≤10的关系，并且“a”表示10以上且20以下的整数)。第二表面活性剂包含乙炔二醇化合物。

Description

水性墨、墨盒和喷墨记录方法
技术领域
本发明涉及水性墨、墨盒和喷墨记录方法。
背景技术
近年来，喷墨记录方法使得能够记录通过卤化银摄影或胶版印刷实现的如此高清晰度的图像。此外，随着应用的多样化，例如照相印刷和图形艺术印刷，需要如光泽纸等包括涂层的记录介质的图像品质的改善。包括通过热能的作用从喷墨系统的记录头喷射墨的系统(热喷墨系统(thermal ink jet system))适合于图像品质的改善，因为该系统能够进行高密度记录。
近年来，需要喷墨记录方法来记录具有比以往任何时候都高的清晰度的图像。已经进行了改进如光泽纸等包括涂层的记录介质的图像品质的研究。例如，提出了一种能够记录图像的墨，其通过以下改善光泽性(日本专利申请特开No.2004-115649)：使用低分子量表面活性剂来降低墨的表面张力，以有效地改善墨在记录介质中的渗透性。此外，提出了一种能够记录图像的墨，其通过以下改善光泽性(日本专利申请特开No.2006-233083)：使用有机硅(聚有机硅氧烷)系表面活性剂来改善墨在记录介质中的润湿性。此外，提出了一种关于通过使用乙炔二醇系表面活性剂改善在记录介质中的润湿性和消泡性质的染料墨(日本专利申请特开No.2005-103457)。
本发明的发明人已经研究了一种记录方法，通过该方法，可以通过使用热喷墨系统来改善如光泽纸等包括涂层的记录介质的图像品质。参考上述日本专利申请特开No.2006-233083的描述，本发明人已经使用了用有机硅系表面活性剂的低表面张力墨作为墨。结果，本发明人揭示了通过有机硅系表面活性剂可以改善图像品质，但是发现存在以下问题。
首先，观察到以下现象：当墨长时间贮存时，由于有机硅系表面活性剂的分解，墨的表面张力随时间增大。在记录时使用通过长期贮存而表面张力增大的墨的情况下，与用贮存之前的墨进行记录的情况相比，观察到图像品质的显著降低。此外，当使用有机硅系表面活性剂时，可以改善墨的贮存稳定性，但是观察到以下现象：在图像记录期间，出现粘附到记录头或记录设备内部的微细液滴(下文中称为“雾(mist)”)。与用于记录图像的主墨滴相比，雾是极其微细的液滴。当在雾发生的状态下继续记录时，雾可能粘附至记录设备中的各种传感器，从而降低传感器各自的灵敏度或导致其故障。此外，雾对记录介质的粘附也对图像产生影响。也就是说，当试图通过使用热喷墨系统获得令人满意的图像品质时，雾的发生的抑制和墨的贮存稳定性的改善成为问题。因此，需要进一步的研究来解决这些问题。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种水性墨，其抑制雾的产生并且贮存稳定性优异。本发明的另一个目的是提供各自使用该水性墨的墨盒和喷墨记录方法。
上述目的通过下面描述的本发明来实现。也就是说，根据本发明，提供一种通过热能的作用从喷墨系统的记录头喷射的水性墨，该水性墨包括：颗粒状组分；第一表面活性剂；和第二表面活性剂，其中颗粒状组分包含选自由颜料和树脂颗粒组成的组中的至少一种，其中第一表面活性剂包含由以下通式(1)表示的化合物，并且其中第二表面活性剂包含乙炔二醇化合物：
在通式(1)中，“m”和“n”各自独立地表示1以上的整数并且满足m+n≤10的关系，并且“a”表示10以上且20以下的整数。
参考附图，从以下示例性实施方案的描述，本发明的进一步特征变得显而易见。
附图说明
图1是示意性地示出根据本发明的一个实施方案的墨盒的截面图。
图2A和图2B是用于示意性地示出本发明的喷墨记录方法中使用的喷墨记录设备的实例的视图，其中图2A是喷墨记录设备的主要部分的透视图，和图2B是头盒的透视图。
具体实施方式
下面通过示例性实施方案更详细地描述本发明。在本发明中，当墨包含盐时，盐在墨中以解离成离子的状态存在，但是为了方便起见，使用表述“包含盐”。此外，用于喷墨的水性墨有时简述为“墨”。除非另有说明，否则物理性质值是在常温(25℃)的值。
为了改善如光泽纸等包括涂层的记录介质的图像品质，本发明的发明人已经研究了低表面张力墨，其使用有机硅系表面活性剂作为引入水性墨中的表面活性剂。结果，本发明人观察到以下现象：当墨长时间贮存时，墨的表面张力随时间增大。该现象是由墨中有机硅系表面活性剂的分解引起的。在记录时使用通过长期贮存而表面张力增大的墨的情况下，与用贮存之前的墨进行记录的情况相比，观察到图像品质的显著降低。
水性墨中的有机硅系表面活性剂的分解的可能原因是充当有机硅系表面活性剂的疏水部的硅氧烷部容易水解的事实。此外，由于有机硅系表面活性剂的分解而导致墨的表面张力增大的可能原因是有机硅系表面活性剂的水解将表面活性剂的疏水部和亲水部彼此分开，导致其表面活性的损失的事实。
在喷墨用水性墨中，通常使用以下有机硅系表面活性剂：表面活性剂具有硅氧烷结构作为基本骨架，并且该结构用聚醚链改性。根据用聚醚链使硅氧烷结构(-Si-O-)改性的类型，这种类型的表面活性剂大致分为一末端改性型、两末端改性型、ABn型、侧链改性型和侧链两末端改性型。本发明的发明人已经对以下有机硅系表面活性剂的结构进行了各种研究：即使当使用有机硅系表面活性剂时，也可以抑制由于其长期贮存而导致的墨表面张力的增大。结果，本发明人发现，在有机硅系表面活性剂中，两末端改性型表面活性剂、ABn型表面活性剂(线性嵌段共聚物)和通过使侧链改性型表面活性剂的侧链的环氧乙烷(ethylene oxide)链末端烷基化获得的表面活性剂均可以改善墨的贮存稳定性。
两末端改性型和ABn型有机硅系表面活性剂可以抑制表面张力的增大的可能原因是以下事实：即使当表面活性剂各自的硅氧烷骨架通过水解而分开时，其表面活性也几乎不丧失，因为疏水部和亲水部存在于其分开的分子中。此外，通过使侧链改性型表面活性剂的侧链的环氧乙烷链末端烷基化获得的有机硅系表面活性剂可以抑制墨的表面张力增大的可能原因如下所述。墨中的氢氧根离子作为有机硅系表面活性剂的硅氧烷骨架的水解反应的一个原因而给出。由有机硅系表面活性剂的环氧乙烷链末端中羟基的氧化产生的羧酸离子也作为其原因之一给出。羧酸离子可以对分子内或分子间的硅氧烷骨架进行亲核攻击以促进水解。因此，推测表面张力的增大得到抑制，因为环氧乙烷链末端的烷基化抑制硅氧烷骨架的水解。
本发明的发明人已经研究了通过热喷墨系统的墨的喷射特性，该墨的喷射特性通过其有机硅系表面活性剂的选择而改善贮存稳定性。结果，本发明人已经发现，当使用上述每种可以各自改善墨的贮存稳定性的有机硅系表面活性剂时，特别地产生大量雾。产生大量雾的现象是当使用对墨的贮存稳定性具有低改善效果的有机硅系表面活性剂时或在除热喷墨系统之外的喷射系统中不发生的现象。
这里，描述喷墨系统中的雾。喷墨系统大致分为压电喷墨系统和热喷墨系统。压电喷墨系统是包括从具有压电元件的记录头的喷射孔喷射墨的系统。热喷墨系统是包括向墨施加热能以从记录头的喷射孔喷射墨的系统。在压电喷墨系统和热喷墨系统中的各自中，能量施加至记录头的喷射孔附近的液体，并且因此墨在液滴状态下从喷射孔喷射。
优选的是，当喷射能量施加至墨一次时，喷射一个液滴。然而，可以通过各种因素，例如墨的物理性质、喷射孔的形状和喷射能量的量将液滴分成多个液滴。在分开的液滴中，具有最大体积的液滴(主液滴)粘附至记录介质的预期位置。同时，具有小体积的液滴可能粘附至记录介质的非预期位置以降低介质上的图像的图像品质，或者可能漂浮在记录设备中而不粘附至记录介质，然后粘附至设备内部以造成污染或设备故障。将不粘附至记录介质的预期位置的分开的液滴称为“雾”。已知当墨的物理性质中的墨表面张力高时，墨分裂现象倾向于不发生，并且当墨的表面张力低时，该现象倾向于发生。本文使用的术语“表面张力”是指从记录头的喷射孔喷射墨液滴的时间尺度内的表面张力(动态表面张力)。雾的量与液滴在其喷射时似乎留下拖尾(trail)的状态建立的容易性有关系。已知的是，当墨的粘度高时，该量倾向于大，并且当墨的粘度低时，该量倾向于小。
例如，乙炔二醇系表面活性剂快速取向至气-液界面。当在墨中使用乙炔二醇系表面活性剂时，表面活性剂可以快速地取向至通过墨的喷射而形成的液滴的表面，以降低液滴的表面张力，从而促进液滴的分裂的发生。相对地，假设有机硅系表面活性剂向气-液界面的取向不太快，以至于降低通过喷射形成的液滴的表面张力，因此几乎不发生液滴的分裂。表面活性剂如下降低气-液界面的张力：表面活性剂的分子从液体中由表面活性剂形成的胶束解吸，并取向至气-液界面以降低张力。取向的速率取决于胶束缔合的强度。因此，假设在有机硅系表面活性剂的分子之间作用的强缔合力以抑制表面活性剂的分子从形成的胶束中解吸，从而减慢向气-液界面的取向，因此几乎不发生液滴的分裂。然而，与该假设相反，本发明的发明人已经发现，当通过热喷墨系统喷射使用可以改善墨的贮存稳定性的有机硅系表面活性剂的墨时，特别地产生雾的量增加的现象。本发明的发明人已推测产生大量雾的原因如下所述。
首先，假设当使用两末端改性型或ABn型有机硅系表面活性剂时雾的量增加的原因如下所述。由于表面活性剂的分子结构，包含两末端改性型或ABn型有机硅系表面活性剂的墨的粘度可能易于通过墨在记录头的喷射孔处的蒸发而增加。因此，建立墨的液滴在其喷射时似乎留下拖尾的状态，然后将液滴分成球形。可能由于上述原因，容易产生雾。
接下来，当使用通过使侧链改性型表面活性剂的侧链的环氧乙烷链末端烷基化获得的有机硅系表面活性剂时，雾的量增加的原因推测如下所述。预期环氧乙烷链末端的烷基化降低有机硅系表面活性剂的浊点。因此，基于热喷墨系统，通过加热使由有机硅系表面活性剂形成的胶束疏水化，并且疏水化的胶束立即移动至气-液界面以降低包含表面活性剂的墨的液滴的表面张力，从而分裂液滴。可能由于上述原因，容易产生雾。
基于上述推测，本发明的发明人对能够实现在使用热喷墨系统时的雾的抑制和墨的贮存稳定性二者的构成进行了进一步的研究。结果，本发明人发现，组合使用颗粒状组分(颜料或树脂颗粒)、稍后描述的由通式(1)表示的化合物和乙炔二醇化合物的墨的构成。通过使用具有这种构成的墨，即使当使用热喷墨系统时，也可以抑制雾的发生，并且此外，可以以高水平实现墨的贮存稳定性。在下文中，由通式(1)表示的化合物也称为“第一表面活性剂”，并且乙炔二醇化合物也称为“第二表面活性剂”。
本发明的发明人已经推测如下所述的将颗粒状组分、由通式(1)表示的化合物(第一表面活性剂)和乙炔二醇化合物(第二表面活性剂)引入墨中可以实现雾的抑制和墨的贮存稳定性二者的机理。首先，当墨包含颗粒状组分、第一表面活性剂和第二表面活性剂时，可以实现雾的抑制和墨的贮存稳定性。当组合使用除作为侧链改性型有机硅系表面活性剂的第一表面活性剂之外的两末端改性型或ABn型有机硅系表面活性剂和第二表面活性剂时，不能抑制喷射墨时雾的发生。此外，在以下每种情况下不能抑制喷射时雾的出现：使用第一表面活性剂和第二表面活性剂但不存在颗粒状组分的情况；使用染料代替用作颗粒状组分的颜料的情况；以及使用水溶性树脂代替用作颗粒状组分的树脂颗粒的情况。从前述内容推测，通过颗粒状组分、第一表面活性剂和第二表面活性剂的特定作用表现出实现雾的抑制和贮存稳定性的效果。
已知当多种非离子性表面活性剂共存于液体中时，可根据其结构与亲水亲油平衡(HLBs)之间的关系形成混合胶束。获得上述效果可能是因为：通过第一表面活性剂和第二表面活性剂形成混合胶束；和颗粒状组分的共存。
在形成混合胶束的情况下，即使当基于热喷墨系统的加热降低第一表面活性剂的浊点以使表面活性剂疏水化时，混合胶束的表面的疏水化也可以通过混合胶束中与第一表面活性剂相邻的第二表面活性剂的亲水部得到抑制。同时，混合胶束的内部处于疏水部和亲水部共存的状态，因为混合胶束不仅包含第二表面活性剂，而且包含通过基于热喷墨系统的加热而疏水化的状态的第一表面活性剂。从前述内容可以想到，尽管混合胶束的疏水性降低以抑制其移动至墨的液滴的气-液界面，但是疏水部存在于混合胶束的表面上，因此发生混合胶束移动至液滴的气-液界面的作用。用作颗粒状组分的颜料或树脂颗粒的颗粒表面具有疏水部，因此混合胶束的疏水部使混合胶束和颗粒状组分彼此有效地相互作用，以限制混合胶束向气-液界面的移动。可能作为上述结果，混合胶束几乎不存在于液滴的气-液界面处，因此液滴的表面张力的降低得到抑制，从而能够抑制雾的发生。此外，墨包括已经从混合胶束中解吸以在单分子状态下存在的第一表面活性剂。已经从混合胶束中解吸的第一表面活性剂可以通过基于热喷墨系统的加热而疏水化，以降低液滴的表面张力，从而促进雾的出现。然而，可以想到，雾的出现也能够通过吸附已经疏水化的第一表面活性剂的颗粒状组分的作用来抑制。
如上所述，通过使用染料或水溶性树脂代替颗粒状组分不能获得对雾的发生的抑制效果。前述的可能原因如下所述。与颜料或树脂颗粒不同，染料或水溶性树脂不含可以形成颗粒的疏水部。因此，染料或水溶性树脂与混合胶束之间的相互作用弱，因此不能抑制混合胶束向液滴的气-液界面的移动。可能由于上述原因，未获得对雾的发生的抑制效果。此外，当仅使用第二表面活性剂作为墨中的表面活性剂时，预期容易发生雾。相对地，本发明的墨的构成可以抑制雾的发生的可能原因是第一表面活性剂的强缔合力捕获第二表面活性剂以抑制其从混合胶束中解吸的事实。
此外，推测使用除第一表面活性剂之外的有机硅系表面活性剂的墨不提供对雾的发生的抑制效果的原因如下所述。除第一表面活性剂之外的有机硅系表面活性剂几乎不与第二表面活性剂形成混合胶束，因为表面活性剂的硅氧烷骨架的链长度及其亲水部和疏水部之间的平衡不同于第一表面活性剂的那些。因此，除第一表面活性剂之外的有机硅系表面活性剂几乎不与第二表面活性剂形成混合胶束，并且除第一表面活性剂之外的有机硅系表面活性剂的一部分作为单个分子存在或不形成混合胶束而是形成单个胶束。可能由于上述原因，不能抑制雾的发生。
此外，本发明人已经发现，采用上述构成改善墨的贮存稳定性。其可能的原因是作为有机硅系表面活性剂的水解的一个原因的氢氧根离子与混合胶束中的第二表面活性剂的羟基氢键合并被其捕获。除了上述之外，可以想到以下原因：混合胶束吸附至颗粒状组分以抑制对混合胶束中的硅氧烷骨架的亲核攻击。
<水性墨>
如上所述，墨是通过热能的作用从喷墨系统的记录头喷射的水性墨。墨包含颗粒状组分(颜料或树脂颗粒)和表面活性剂。表面活性剂包括第一表面活性剂和第二表面活性剂。本发明的墨不需要是所谓的“可固化墨”。因此，本发明的墨可以不含如可通过施加外部能量而聚合的可聚合单体的化合物。下面详细描述用于形成墨等的各个组分。
(颗粒状组分)
墨包含选自由颜料和树脂颗粒组成的组中的至少一种作为颗粒状组分。墨优选至少包含颜料作为颗粒状组分。墨中颗粒状组分的含量(质量％)相对于墨的总质量优选为0.10质量％以上且10.00质量％以下。在墨中，颗粒状组分的含量(质量％)与第一表面活性剂和第二表面活性剂的总含量(质量％)的质量比优选为0.01倍以上且10.00倍以下。特别地，该质量比更优选为0.10倍以上且5.00倍以下，还更优选为0.10倍以上且2.00倍以下。
[颜料]
当颜料用作颗粒状组分时，在墨中颜料的含量(质量％)相对于墨的总质量优选为0.10质量％以上且10.00质量％以下，更优选0.50质量％以上且6.00质量％以下。不含用作颗粒状组分的颜料的墨可用作例如不含着色材料的透明墨或包含染料作为其着色材料的染料墨。
颜料的具体实例可以包括：无机颜料，例如炭黑和氧化钛；和有机颜料，如偶氮、酞菁、喹吖啶酮、异吲哚啉酮、咪唑啉酮、二酮吡咯并吡咯和二噁嗪。
可以各自用作颜料的产品根据其分散体系分为例如使用树脂作为其分散剂的树脂分散颜料和具有与其颗粒表面键合的亲水性基团的自分散颜料。此外，例如，可以各自使用具有包含化学键合至颗粒表面的有机基团的树脂的树脂键合型颜料和颗粒表面覆盖有树脂等的微胶囊颜料。任何分散体系的颜料可用于墨中。此外，可以组合使用分散体系中彼此不同的颜料。其中，优选包括通过使其物理吸附至颜料颗粒表面的树脂分散剂(例如，包括具有酸基团的单元和不具有酸基团的单元的水溶性树脂)的作用来分散颜料的体系(树脂分散颜料)。可以使用选自与作为用于形成将在后面描述的树脂颗粒的单元的实例列出的那些相同的单元作为用于形成用作树脂分散剂的水溶性树脂的单元。
[树脂颗粒]
当树脂颗粒用作颗粒状组分时，具有任何结构的树脂可以用作用于形成树脂颗粒的树脂种类，只要该树脂可以用于水性墨中即可。其实例可以包括丙烯酸系树脂、聚氨酯树脂、聚酰胺树脂、聚酯树脂、聚乙烯醇树脂和聚烯烃树脂。可以将由一种或两种以上的这些树脂形成的树脂颗粒引入墨中。当树脂颗粒用作颗粒状组分时，墨中树脂颗粒的含量(质量％)相对于墨的总质量优选为0.10质量％以上且5.00质量％以下，更优选0.10质量％以上且3.00质量％以下。特别地，该含量还更优选为0.50质量％以上且2.00质量％以下。
术语“树脂颗粒”是指不溶解在用于形成墨的水系介质中的树脂，并且具体地是指在形成可以通过动态光散射法测量其粒径的颗粒的状态下可以存在于水系介质中的树脂。同时，术语“水溶性树脂”是指可以溶解在用于形成墨的水系介质中的树脂，并且具体地是指可以在不形成其粒径可以通过动态光散射法测量的颗粒的状态下存在于水系介质中的树脂。术语“树脂颗粒”可以用术语“水分散性树脂(水不溶性树脂)”代替。
树脂是否为“树脂颗粒”可以根据以下方法判断。首先，制备包含用与其酸值对应的碱(例如氢氧化钠或氢氧化钾)中和的树脂的液体(树脂固成分：10质量％)。接着，将所制备的液体用纯水稀释10倍(基于体积)以制备样品溶液。然后，通过动态光散射法测量样品溶液中树脂的粒径。在这种情况下，当观察到具有该粒径的颗粒时，可以判断该树脂为“树脂颗粒”(水分散性树脂)。同时，当没有观察到具有该粒径的颗粒时，可以判断树脂不是“树脂颗粒”(而是“水溶性树脂”)。作为基于动态光散射法的粒度分布测量设备，可以使用粒度分析仪(例如，以商品名“UPA-EX150”购自Nikkiso Co.,Ltd.的分析仪)等。此时的测量条件可以设定为例如如下：SetZero：30秒，测量次数：三次，测量时间：180秒，形状：真球形形状和折射率：1.59。所使用的粒度分布测量设备、和测量条件等当然不限于上述。由于以下目的，用中和的树脂测量粒径：即使当树脂充分中和以进入更难以形成颗粒的状态时，也识别颗粒的形成。即使在这种条件下也具有颗粒形状的树脂也以颗粒状态存在于水性墨中。
树脂颗粒优选为具有包括核部和覆盖核部的壳部的所谓核-壳结构的颗粒。在这些颗粒中，优选使用以下树脂颗粒：树脂颗粒包括仅由不具有酸基团的单元形成的核和形成为包含具有酸基团的单元的壳；并且树脂颗粒包含特定单元。具体地，用于形成核的单元和用于形成壳的单元中的至少之一优选包含源自(甲基)丙烯酸酯的单元。当使用具有这种核-壳结构的树脂颗粒时，树脂颗粒容易在墨的液滴中保持其形状。因此，可以有效地使第一表面活性剂和第二表面活性剂的混合胶束吸附至树脂颗粒，因此容易表现出对雾的发生的抑制效果。当核部仅包含不具有酸基团的单元时，换句话说，核部不包含任何具有酸基团的单元时，用于形成核部的树脂的亲水性降低，因此树脂颗粒容易在由热喷墨系统喷射的液滴中保持其形状。因此，可以改善对雾的发生的抑制效果。另外，在壳部由具有酸基团的单元形成的树脂的情况下，由于树脂颗粒的亲水性高于其壳部仅由不具有酸基团的单元形成的树脂颗粒，因此不容易发生树脂颗粒的聚集。因此，可以有效地使混合胶束吸附至树脂颗粒，从而可以改善对雾的发生的抑制效果。此外，当用于形成核的单元和用于形成壳的单元中的至少之一包含源自(甲基)丙烯酸酯的单元时，树脂颗粒在墨中的聚集容易得到抑制，因此墨的贮存稳定性可以得到进一步改善。
用于形成具有核-壳结构的树脂颗粒的树脂种类可以是例如通过丙烯酸系单体如(甲基)丙烯酸或(甲基)丙烯酸酯(共)聚合获得的丙烯酸系树脂。如本文所用的树脂的“单元”是指源自一种单体的重复单元。此外，描述“(甲基)丙烯酸”表示“丙烯酸或甲基丙烯酸”，并且描述“(甲基)丙烯酸酯”表示“丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯”。
通过聚合变成不具有酸基团的单元的不具有酸基团的单体的实例包括：各自具有羟基的单体，例如(甲基)丙烯酸2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸3-羟丙酯和(甲基)丙烯酸3-甲基-5-羟基戊酯；各自具有芳香族基团的单体，如苯乙烯、α-甲基苯乙烯和(甲基)丙烯酸苄酯；和(甲基)丙烯酸烷基酯类，如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯和(甲基)丙烯酸2-乙基己酯。不具有酸基团的单体可以单独使用或以其组合使用。
通过聚合变成具有酸基团的单元的具有酸基团的单体的实例包括：各自具有羧酸基团的单体，例如(甲基)丙烯酸、马来酸、衣康酸和富马酸；各自具有磺酸基团的单体，例如苯乙烯磺酸；各自具有膦酸酯基团的单体，如2-膦酸乙酯(甲基)丙烯酸酯；以及这些单体的酸酐和盐。盐的实例包括：碱金属盐，例如锂盐、钠盐和钾盐；铵盐；和有机铵盐。各自具有酸基团的单体可以单独使用或以其组合使用。
(表面活性剂)
墨包含第一表面活性剂，即由以下通式(1)表示的化合物。由通式(1)表示的化合物是具有通过将其末端甲基化的环氧乙烷链引入聚二甲基硅氧烷结构的侧链中而获得的结构的有机硅系表面活性剂。墨可以包含一种或两种以上的各自由通式(1)表示的化合物作为第一表面活性剂。
在通式(1)中，“m”和“n”各自独立地表示1以上的整数并且满足m+n≤10的关系，并且“a”表示10以上且20以下的整数。“m”和“n”各自独立地表示1以上且9以下的整数，优选1以上且8以下的整数，只要满足m+n≤10的关系。其中“m”表示1以上且8以下的整数并且“n”表示1或2的情况是更优选的。
由通式(1)表示的化合物的重均分子量(Mw)优选为800以上且12,000以下，更优选800以上且2,000以下，还更优选1,000以上且1,500以下。重均分子量(Mw)可以通过凝胶渗透色谱法(GPC)使用四氢呋喃(THF)作为移动相来测量。由通式(1)表示的化合物的Mw的测量方法具体如下所述。通过下面描述的优选测量方法测量稍后描述的实施例中使用的表面活性剂S1至S5和S8至S16各自的Mw。测量条件，例如过滤器、柱和标准聚苯乙烯样品及其分子量，不限于下面描述的那些。
由通式(I)表示的化合物的重均分子量(Mw)可以通过凝胶渗透色谱法(GPC)使用四氢呋喃(THF)作为移动相来测量。测量条件，例如过滤器、柱和标准聚苯乙烯样品及其分子量，不限于下面描述的那些。首先，将待进行测量的样品装入四氢呋喃(THF)中并静置几小时以溶解在其中。由此，制备溶液。之后，用孔径为0.2μm的耐溶剂膜过滤器过滤溶液以提供样品溶液。调节样品溶液中样品的浓度，使得有机硅系表面活性剂的含量可以为0.1质量％至0.3质量％。在GPC中使用折射率检测器(RI检测器)。此外，为了精确测量103至2×106的分子量范围，优选组合多个市售聚苯乙烯凝胶柱。例如，可以组合使用Shodex LF-804(由Showa Denko K.K.制造)的四个产品，或者可以使用与其对应的产品。使THF作为移动相以1mL/min的流速流过在40℃的热室中稳定的柱，并将约0.1mL的上述样品溶液注入柱中。样品的重均分子量用由标准聚苯乙烯样品产生的分子量校准曲线测定。分子量为约102至约107的样品(由例如Polymer Laboratories制造)用作标准聚苯乙烯样品。此外，使用至少约10种标准聚苯乙烯样品是合适的。
由通式(1)表示的化合物通过例如由以下通式(A)表示的化合物与由以下通式(B)表示的化合物之间的加成反应而获得。
在通式(A)中，“m”和“n”分别与通式(1)中的“m”和“n”的含义相同。
在通式(B)中，“a”与通式(1)中的“a”的含义相同。
由通式(A)表示的化合物是具有键合至通式(A)中的“n”个Si原子的“n”个氢原子的聚硅氧烷化合物。此外，由通式(B)表示的化合物是具有环氧乙烷单元、其一端具有烯丙氧基(CH2＝CH-CH2-O-)并且其另一端具有甲基(-CH3)的甲氧基-聚乙二醇-烯丙基醚。
墨中第一表面活性剂的含量(质量％)相对于墨的总质量优选为0.05质量％以上且4.00质量％以下。墨中第一表面活性剂的上述含量(质量％)优选为0.05质量％以上，更优选0.10质量％以上，并且更优选2.00质量％以下，还更优选1.00质量％以下。
墨包含第二表面活性剂，即乙炔二醇化合物。乙炔二醇化合物是具有被多个羟基取代的乙炔骨架的化合物，并且环氧乙烷链可以存在于乙炔骨架和各羟基之间。由以下通式(2)表示的化合物优选作为第二表面活性剂。墨可以包含一种或两种以上的乙炔二醇化合物，例如由通式(2)表示的化合物作为第二表面活性剂。
在通式(2)中，“b”和“c”各自独立地表示正整数。
通式(2)中的“b”和“c”各自表示用作亲水基团的环氧乙烷基团(-CH2CH2O-)的加成数，并且各自独立地表示正整数。“b”和“c”各自独立地优选表示1以上且50以下的整数，更优选1以上且20以下的整数。总和“b+c”优选为4以上，更优选为6以上。此外，总和“b+c”优选为50以下，更优选为20以下。
市售产品可用作乙炔二醇化合物(第二表面活性剂)。第二表面活性剂的具体实例可以包括以以下产品名称可获得的产品：ACETYLENOL E60和ACETYLENOL E100(其各自由Kawaken Fine Chemicals Co.,Ltd.制造)；以及SURFYNOL 104、SURFYNOL 465和SURFYNOL485(各自由Nissin Chemical Industry Co.,Ltd.制造)。
墨中第二表面活性剂的含量(质量％)相对于墨的总质量优选为0.10质量％以上且3.00质量％以下。墨中第二表面活性剂的上述含量(质量％)更优选为0.20质量％以上且3.00质量％以下，还更优选为0.50质量％以上且2.50质量％以下。
在墨中，第一表面活性剂的含量(质量％)与第二表面活性剂的含量(质量％)的质量比优选为0.05倍以上且3.00倍以下，特别优选0.05倍以上且2.00倍以下。当上述质量比为0.05倍以上时，容易抑制雾。这可能是因为在第一表面活性剂和第二表面活性剂的混合胶束中，充分地进行通过第一表面活性剂的强缔合力的第二表面活性剂的捕获。从更容易抑制雾的观点来看，上述质量比更优选为0.10倍以上。同时，当上述质量比为2.00倍以下时，容易抑制雾并且容易改善墨的贮存稳定性。这可能是因为防止第一表面活性剂单独形成胶束。
(其它树脂)
除了适用于分散用作颗粒状组分的颜料和用作颗粒状组分的树脂颗粒的树脂分散剂之外，可以将任何其它树脂(水溶性树脂)引入墨中。可以使用具有任何结构的树脂作为其它树脂，只要该树脂可以用于水性墨中即可。其实例可以包括丙烯酸系树脂、聚氨酯树脂、聚酰胺树脂、聚酯树脂、聚乙烯醇树脂和聚烯烃树脂。可以将这些树脂中的一种或两种以上引入墨中。
墨优选包含这些树脂中的聚氨酯树脂，且更优选包含具有源自多异氰酸酯的单元、源自不具有酸基团的多元醇的单元和源自具有酸基团的多元醇的单元的聚氨酯树脂。聚氨酯树脂中的氨基甲酸酯键或脲键引起与墨中的氢氧根离子的氢键相互作用，以减弱氢氧根离子的反应性。因此，可以想到由通式(1)表示的化合物的分解几乎不发生，因此墨的贮存稳定性得到进一步改善。聚氨酯树脂可以是水溶性聚氨酯树脂，其溶解在用于形成墨的水系介质中，或者可以是分散在用于形成墨的水系介质中的水分散性聚氨酯树脂。其中，优选水溶性聚氨酯树脂。
多异氰酸酯是在分子结构中具有2个以上的异氰酸酯基团的化合物。多异氰酸酯的实例可以包括脂肪族多异氰酸酯和芳香族多异氰酸酯。
脂肪族多异氰酸酯的实例可以包括：各自具有链结构的多异氰酸酯，如四亚甲基二异氰酸酯、十二亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、2,2,4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯、2,4,4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯、2-甲基戊烷-1,5-二异氰酸酯和3-甲基戊烷-1,5-二异氰酸酯；和各自具有环状结构的多异氰酸酯，如异佛尔酮二异氰酸酯、氢化亚二甲苯基二异氰酸酯、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯、1,4-环己烷二异氰酸酯、甲基亚环己基二异氰酸酯和1,3-双(异氰酸根合甲基)环己烷。
芳香族多异氰酸酯的实例可以包括甲苯二异氰酸酯、2,2'-二苯基甲烷二异氰酸酯、2,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯、4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯、4,4'-二苄基二异氰酸酯、1,5-亚萘基二异氰酸酯、苯二甲基二异氰酸酯、1,3-亚苯基二异氰酸酯、1,4-亚苯基二异氰酸酯、二烷基二苯基甲烷二异氰酸酯、四烷基二苯基甲烷二异氰酸酯和α,α,α',α'-四甲基苯二甲基二异氰酸酯。这些多异氰酸酯可以单独使用或以其组合使用。
不具有酸基团的多元醇的实例可以包括聚醚多元醇、聚酯多元醇和聚碳酸酯多元醇。不具有酸基团的多元醇可以单独使用或以其组合使用。不具有酸基团的多元醇的数均分子量优选为400以上且4,000以下。此外，不具有酸基团的多元醇优选为聚醚多元醇。
聚醚多元醇的实例可以包括聚亚烷基二醇和通过环氧烷和二元醇或三元以上的多元醇的加成聚合获得的产物。聚亚烷基二醇的实例可以包括聚乙二醇、聚丙二醇、聚四亚甲基二醇和乙二醇-丙二醇共聚物。环氧烷的实例可以包括环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷和氧化α-烯烃。二元醇的实例可以包括六亚甲基二醇、四亚甲基二醇、乙二醇、二甘醇、丙二醇、二丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、4,4-二羟基苯基丙烷和4,4-二羟基苯基甲烷。三元以上的多元醇的实例可以包括甘油、三羟甲基丙烷、1,2,5-己三醇、1,2,6-己三醇和季戊四醇。
具有酸基团的多元醇的实例可以包括各自具有酸基团如羧酸基团、磺酸基团、磷酸酯基团和膦酸酯基团的多元醇。酸基团优选为羧酸基团。具有羧酸基团的多元醇的实例可以包括二羟甲基乙酸、二羟甲基丙酸和二羟甲基丁酸。具有酸基团的多元醇的酸基团可以是盐型的。作为用于形成盐的阳离子，可以给出例如：如锂、钠和钾等碱金属的离子；铵离子；和如二甲胺等有机胺的阳离子。各自具有酸基团的多元醇可以单独使用或以其组合使用。
此外，更优选在聚氨酯树脂中，源自具有存在于分子末端的酸基团的多元醇的单元相对于源自具有酸基团的多元醇的全部单元的比例为30mol％以下。末端的酸基团比聚氨酯树脂的主链中的酸基团更容易接近由通式(1)表示的化合物。因此，当源自具有存在于分子末端的酸基团的多元醇的单元的上述比例降低至30mol％以下时，可以更容易地抑制由通式(1)表示的化合物被酸基团分解。因此，更容易改善墨的贮存稳定性。该比例优选为0mol％以上。
源自具有存在于聚氨酯树脂中的分子末端的酸基团的多元醇的单元相对于源自其中具有酸基团的多元醇的全部单元的比例可以通过以下方法验证。为制备墨而准备的聚氨酯树脂或从墨中适当除去的聚氨酯树脂可以用作待验证的聚氨酯树脂。首先，通过借助热解气相色谱法分析聚氨酯树脂，来鉴定多异氰酸酯、不具有酸基团的多元醇和具有酸基团的多元醇的种类。接下来，将多异氰酸酯和已鉴定的具有酸基团的多元醇的反应产物溶解在氘代二甲基亚砜(氘代DMSO)中，并通过碳核磁共振光谱(13C-NMR)分析溶液。因此，鉴定了源自具有存在于分子末端的酸基团的多元醇的单元中羰基碳的化学位移(在较低磁场中)。此外，鉴定源自具有存在于分子中酸基团的多元醇的单元中羰基碳的化学位移(在较高磁场中)。
接下来，计算源自具有存在于分子末端的酸基团的多元醇的单元中的羰基碳的峰积分值相对于源自具有酸基团的多元醇的单元中的羰基碳的峰积分值的总和的比例。由此，可以测定源自具有存在于聚氨酯树脂的分子末端的酸基团的多元醇的单元相对于源自其中具有酸基团的多元醇的全部单元的比例。例如，当使用二羟甲基丙酸(DMPA)时，在约176ppm处检测到源自具有存在于分子末端的酸基团的多元醇的单元中的羰基碳的峰，尽管根据测量条件发生一些偏差。此外，在约175ppm处检测到源自具有存在于分子中的酸基团的多元醇的单元中的羰基碳的峰。此外，当使用二羟甲基丁酸(DMBA)时，在约175ppm处检测到源自具有存在于分子末端的酸基团的多元醇的单元中的羰基碳的峰。此外，在约174ppm处检测到源自具有存在于分子中的酸基团的多元醇的单元中的羰基碳的峰。多元醇的数均分子量可以通过由上述13C-NMR分析测定源自多元醇的单元的重复数来计算。
双官能以上的扩链剂可以用于赋予聚氨酯树脂交联结构。扩链剂的实例可以包括三羟甲基三聚氰胺及其衍生物、二羟甲基脲及其衍生物、二羟甲基乙胺、二乙醇甲胺、二丙醇乙胺、二丁醇甲胺、乙二胺、丙二胺、二亚乙基三胺、己二胺、三亚乙基四胺、四亚乙基五胺、异佛尔酮二胺、苯二甲胺、二苯基甲烷二胺、氢化二苯基甲烷二胺、肼、聚酰胺多胺、聚乙烯聚亚胺、三羟甲基三聚氰胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺和四亚乙基五胺。这些扩链剂可以单独使用或以其组合使用。
墨中其它树脂的含量(质量％)相对于墨的总质量优选为0.10质量％以上且5.00质量％以下，更优选0.50质量％以上且5.00质量％以下。特别地，该含量还更优选为1.00质量％以上且4.00质量％以下。其中，墨中水溶性聚氨酯树脂的含量(质量％)相对于墨的总质量优选为0.40质量％以上且3.50质量％以下，更优选0.50质量％以上且3.00质量％以下。
(水系介质)
墨是至少包含水作为水系介质的水性墨。优选使用去离子水(离子交换水)作为水。墨中水的含量(质量％)相对于墨的总质量优选为10.00质量％以上且90.00质量％以下，更优选为50.00质量％以上且90.00质量％以下。
(水溶性有机溶剂)
水系介质可以进一步包含水溶性有机溶剂。作为水溶性有机溶剂，可以使用例如一元醇、多元醇、(聚)亚烷基二醇、二醇醚、含氮极性溶剂和含硫极性溶剂。可以使用一种或两种以上的水溶性有机溶剂。
在水溶性有机溶剂中，优选使用第一水溶性有机溶剂和第二水溶性有机溶剂，所述第一水溶性有机溶剂是相对介电常数为28.0以下并且在其烃链的两个末端都具有羟基的链烷二醇(alkanediol)，所述第二水溶性有机溶剂的相对介电常数为40.0以上。使用还包含上述第一水溶性有机溶剂和第二水溶性有机溶剂的墨进一步促进雾的发生的抑制。其原因推测如下所述。具有低相对介电常数的水溶性有机溶剂容易与第一表面活性剂的聚硅氧烷部位相互作用，和具有高相对介电常数的水溶性有机溶剂容易与第一表面活性剂的聚环氧乙烷部位相互作用。因此，推测各部位之间的相互作用减弱。此外，亲水性基团存在于其烷基链的两个末端的第一水溶性有机溶剂几乎不引起与第一表面活性剂的空间位阻，因此容易接近表面活性剂。因此，溶剂的主链的疏水部容易与聚硅氧烷部位相互作用。因此，第一表面活性剂的分子更难聚集在一起，因此容易顺利地形成第一表面活性剂和第二表面活性剂的混合胶束。可能作为上述结果，对雾的发生的抑制效果得到改善。
第一水溶性有机溶剂的实例可以包括1,5-戊二醇(27.0)、3-甲基-1,5-戊二醇(23.9)和1,6-己二醇(7.1)，其中括号中的数值表示25℃的相对介电常数。可以使用一种或两种以上的第一水溶性有机溶剂。第一水溶性有机溶剂的相对介电常数优选为3.0以上。另外，第二水溶性有机溶剂的实例可以包括甘油(42.3)和乙二醇(40.4)，其中括号中的数值表示25℃的相对介电常数。可以使用一种或两种以上的第二水溶性有机溶剂。第二水溶性有机溶剂的相对介电常数优选为120.0以下。
水溶性有机溶剂的相对介电常数可以各自用介电常数计(例如，由BrookhavenInstruments Corporation制造的以产品名称“BI-870”可获得的产品)在10kHz的频率条件下测量。在25℃为固体的水溶性有机溶剂的相对介电常数是在测量其50质量％水溶液的相对介电常数之后由以下等式(I)计算的值。尽管术语“水溶性有机溶剂”通常是指液体，但在本发明中，在25℃(常温)为固体的溶剂也包括在水溶性有机溶剂的范畴中。
εsol＝2ε50％-ε水……(I)
εsol：在25℃为固体的水溶性有机溶剂的相对介电常数
ε50％：在25℃为固体的水溶性有机溶剂的50质量％水溶液的相对介电常数
ε水：水的相对介电常数
通常用于水性墨中并且在25℃为固体的水溶性有机溶剂可以是例如1,6-己二醇、三羟甲基丙烷、亚乙基脲、脲或数均分子量为1,000的聚乙二醇。在此，在25℃为固体的水溶性有机溶剂的相对介电常数由其50质量％水溶液的相对介电常数测定的原因如下所述。在25℃各自为固体的水溶性有机溶剂中，可以各自用作水性墨的构成组分的一些溶剂各自具有以下困难：难以制备浓度高达大于50质量％的水溶液。同时，在浓度低至10质量％以下的水溶液中，水的相对介电常数变得占主导地位，从而妨碍水溶性有机溶剂各自的相对介电常数的可能(有效)值的获得。鉴于上述情况，本发明的发明人进行了研究。结果，本发明人已经揭示，在25℃各自为固体的水溶性有机溶剂中，可以各自用于墨中的大多数溶剂使得能够制备待进行测量的水溶液，并且待测定的它们的相对介电常数各自与本发明的效果一致。因此，本发明人决定使用50质量％的水溶液。在25℃为固体的水溶性有机溶剂的情况下，该溶剂在水中的溶解度如此低以至于不能制备其50质量％水溶液，为了方便起见，使用具有饱和浓度的水溶液，并且使用根据测定上述εsol的情况计算的其相对介电常数的值。
墨中水溶性有机溶剂的含量(质量％)相对于墨的总质量优选为50.00质量％以下，更优选3.00质量％以上且30.00质量％以下。墨中第一水溶性有机溶剂的含量(质量％)相对于墨的总质量还更优选为1.00质量％以上且10.00质量％以下。墨中第二水溶性有机溶剂的含量(质量％)相对于墨的总质量还更优选为2.00质量％以上且25.00质量％以下。
(其它添加剂)
除了上述组分之外，根据需要，墨可以包含各种添加剂，例如表面活性剂、pH调节剂、防锈剂、防腐剂、杀真菌剂、抗氧化剂、还原抑制剂、蒸发促进剂和螯合剂。
(由通式(3)表示的化合物)
墨优选包含由以下通式(3)表示的化合物：
在通式(3)中，“o”表示1以上且10以下的整数。
推测由通式(3)表示的化合物容易与由通式(1)表示的化合物的聚硅氧烷部位相互作用，以减轻由墨中的氢氧根离子引起的聚硅氧烷部位的分解。因此，墨的贮存稳定性可以得到进一步改善。特别地，其中通式(3)中的“o”表示1以上的情况是优选的，因为墨的贮存稳定性得到进一步改善。同时，其中通式(3)中的“o”表示10以下的情况是优选的，因为可以充分地获得对雾的发生的抑制效果。此外，在墨中，由通式(3)表示的化合物的含量(质量％)与第一表面活性剂的含量(质量％)的质量比为0.01倍以下的情况是更优选的，因为可以充分地获得对雾的发生的抑制效果。上述质量比优选为0.0005倍以上。
墨中由通式(3)表示的化合物的含量(质量％)相对于墨的总质量优选为0.040质量％以下。在墨中由通式(3)表示的化合物的上述含量(质量％)更优选为0.0001质量％以上且0.020质量％以下，还更优选0.0001质量％以上且0.010质量％以下。
(墨的物理性质)
墨在25℃的粘度优选为1.0mPa·s以上且10.0mPa·s以下，更优选1.0mPa·s以上且5.0mPa·s以下，特别优选1.0mPa·s以上且3.0mPa·s以下。墨在25℃的表面张力(静态表面张力)优选为10.0mN/m以上且60.0mN/m以下，更优选20.0mN/m以上且60.0mN/m以下，特别优选30.0mN/m以上且50.0mN/m以下。墨在25℃的pH优选为5.0以上且10.0以下，更优选7.0以上且9.5以下。
<墨盒>
本发明的墨盒包括墨和构造成贮存墨的墨贮存部。此外，贮存在墨贮存部中的墨是上述本发明的水性墨。图1是示意性地示出根据本发明的一个实施方案的墨盒的截面图。如图1所示，用于向记录头供给墨的墨供给口12布置在墨盒的底面上。墨盒的内部是用于贮存墨的墨贮存部。墨贮存部包括墨贮存室14和吸收剂贮存室16，并且这些室通过连通口18彼此连通。此外，吸收剂贮存室16与墨供给口12连通。在液体墨20贮存在墨贮存室14中的同时，各自构造成将墨保持在用其浸渍的状态的吸收剂22和24贮存在吸收剂贮存室16中。墨贮存部可以是不包含构造成贮存液体墨的墨贮存室并且构造成保持全部量的用吸收剂贮存的墨的形式。此外，墨贮存部可以是不包含吸收剂并且构造成以液体状态贮存全部量的墨的形式。此外，可以采用形成为包括墨贮存部和记录头的形式的墨盒。
<喷墨记录方法>
本发明的喷墨记录方法是包括从喷墨系统的记录头喷射上述本发明的水性墨以在记录介质上记录图像的方法。作为喷射墨的系统，利用涉及向墨施加热能的系统。除了使用本发明的墨之外，喷墨记录方法的步骤可以是已知的步骤。在本发明中，仅需要进行将墨施加至记录介质的步骤，并且可以不进行其它处理(例如，施加与墨反应的反应液的步骤、通过施加例如活性能量射线而使图像固化的步骤或加热图像的步骤)。
图2A和图2B是用于示意性地说明在本发明的喷墨记录方法中使用的喷墨记录设备的实例的视图，其中图2A是喷墨记录设备的主要部分的透视图，和图2B是头盒的透视图。在喷墨记录设备中布置有构造成输送记录介质32的输送单元(未示出)和滑架轴34。头盒36可以安装至滑架轴34。头盒36包括记录头38和40，并且形成为可以在其中设置墨盒42。在沿着滑架轴34在主扫描方向上输送头盒36的同时，墨(未示出)从记录头38和40朝向记录介质32喷射。然后，记录介质32由输送单元(未示出)在副扫描方向上输送。由此，图像记录在记录介质32上。
任何记录介质都可以用作在其上用本发明的墨进行记录的记录介质。然而，优选使用具有墨渗透性的记录介质，例如普通纸或包括涂层的记录介质(光泽纸或铜板纸)。其中，优选使用包括涂层的记录介质，因为可以使墨中的至少部分颜料颗粒存在于记录介质的表面或其附近。这样的记录介质可以根据例如其上记录有图像的记录产品的预期用途来选择。其实例包括：适于获得具有摄影图像品质的光泽感的图像的光泽纸；以及用于根据喜好表示例如图片、照片和图形图像的利用基材的纹理(例如，画图纸状纹理、帆布状纹理或日本纸状纹理)的铜版纸。其中，特别优选使用其中其涂层的表面具有光泽的所谓的光泽纸。
[实施例]
下面通过实施例和比较例更详细地描述本发明。然而，本发明决不限于下面的实施例，只要不超出其主旨即可。在各组分的量的描述中，除非另有说明，否则“份”和“％”均按质量计。
<树脂的分析条件>
树脂的酸值通过如下测量：将树脂溶解在四氢呋喃中；和用作为滴定试剂的氢氧化钾在乙醇中的0.5mol/L溶液和自动电位滴定仪(产品名：“AT-510”，由KyotoElectronics Manufacturing Co.,Ltd.制造)测量溶液的酸值。树脂的重均分子量(Mw)和数均分子量(Mn)用作为标准物质的聚苯乙烯、作为溶剂的四氢呋喃和包括差示折射率检测器的凝胶渗透色谱仪(产品名：“Alliance GPC 2695”，由Waters Corporation制造)测量。
<水溶性树脂的制备>
(丙烯酸系树脂1)
通过常规方法，将80.7份苯乙烯和19.3份丙烯酸共聚以合成丙烯酸系树脂1，该丙烯酸系树脂1为酸值为150mgKOH/g且重均分子量为8,000的水溶性树脂。通过添加其摩尔量等于酸值的氢氧化钾将所得丙烯酸系树脂1溶解在离子交换水中。由此，制备丙烯酸系树脂1的含量为20.0％的丙烯酸系树脂1的水溶液。
(丙烯酸系树脂2)
通过常规方法，将80.7份苯乙烯和19.3份丙烯酸共聚以合成丙烯酸系树脂2，该丙烯酸系树脂2为酸值为150mgKOH/g且数均分子量为1,600的水溶性树脂。通过添加其摩尔量等于酸值的氢氧化钾将所得丙烯酸系树脂2溶解在离子交换水中。由此，制备丙烯酸系树脂2的含量为20.0％的丙烯酸系树脂2的水溶液。
<颜料分散液的制备>
(颜料分散液1)
将15.0份炭黑(颜料)、丙烯酸系树脂1的水溶液30.0份、和55.0份水的混合物装入砂磨机中并进行分散处理1小时。然后，进行离心处理以除去粗颗粒，并在加压下用孔径为3.0μm的微滤器(由FUJIFILM Corporation制造)过滤残余物，然后添加适量的离子交换水。由此，获得颜料分散液1。颜料分散液1中颜料的含量为10.0％，且其中树脂的含量为3.0％。
(颜料分散液2)
除了将颜料的种类改变为C.I.颜料蓝15:3以外，通过与颜料分散液1的制备相同的步骤获得颜料分散液2。颜料分散液2中颜料的含量为10.0％，且其中树脂的含量为3.0％。
(颜料分散液3)
除了将颜料的种类改变为C.I.颜料红122以外，通过与颜料分散液1的制备相同的步骤获得颜料分散液3。颜料分散液3中颜料的含量为10.0％，且其中树脂的含量为3.0％。
(颜料分散液4)
除了将颜料的种类改变为C.I.颜料黄74以外，通过与颜料分散液1的制备相同的步骤获得颜料分散液4。颜料分散液4中颜料的含量为10.0％，且其中树脂的含量为3.0％。
(颜料分散液5)
使通过将2.5g浓盐酸溶解在5.5g水中而得到的溶液进入冷却至5℃的状态，然后在该状态下向其中添加0.7g 4-氨基邻苯二甲酸。将容纳有该溶液的容器装入冰浴中。在通过搅拌溶液将溶液的温度保持在10℃以下的同时，向其中添加通过将0.9g亚硝酸钠溶解在9.0g 5℃的离子交换水中获得的溶液。将混合物搅拌15分钟后，在搅拌下向其中添加10.0g炭黑(比表面积：220m2/g，DBP吸油量：105mL/100g)，并将其整体进一步搅拌15分钟，得到浆料。将所得浆料用滤纸(产品名称：“STANDARD FILTER PAPER No.2”，由AdvantecCorporation制造)过滤，并将其颗粒用水充分洗涤并在110℃的烘箱中干燥。然后，通过离子交换法用钾离子取代钠离子。由此，得到具有键合至炭黑的颗粒表面的-C6H3-(COOK)2基团的自分散颜料。添加适量的水以调节颜料的含量。由此，获得颜料含量为10.0％的颜料分散液5。
<树脂颗粒的合成>
(树脂颗粒1～5)
通过混合2.0份正十六烷、1.0份聚合引发剂(2,2’-偶氮双-(2-甲基丁腈))和表1中所示的核部单体(单位：份)并搅拌30分钟，提供混合物。单体缩写具有以下含义：nBA表示丙烯酸正丁酯；St表示苯乙烯；和AA表示丙烯酸。将所得混合物滴入到其中溶解有0.27份十二烷基硫酸钠的229.5份水中，然后将混合物搅拌30分钟以提供核部单体混合物。然后，用超声均化器(产品名：“S-150DDIGITAL SONIFIER”，由Branson Ultrasonics Corporation制造)在400W的输出、20kHz的频率和3小时的条件下向核部单体混合物施加超声波以分散各组分。然后，将分散的产物在氮气气氛下在80℃聚合4小时以合成树脂。由此，获得包含用作树脂颗粒的核部的丙烯酸系树脂的分散液。
接下来，将200.0份离子交换水、0.1份过硫酸钾、8.0份十二烷基硫酸钠和表1中所示的壳部单体(单位：份)乳化，以提供用于壳部的单体乳化产物。单体缩写具有以下含义：MMA表示甲基丙烯酸甲酯；nBA表示丙烯酸正丁酯；St表示苯乙烯；AA表示丙烯酸；和StSA表示苯乙烯磺酸。向240.0份预先获得的包含用作核部的树脂的分散液中添加0.1份过硫酸钾和600.0份离子交换水，并在氮气气氛下将混合物的温度升高至75℃。在3小时内向分散液中滴加350.0份用于壳部的单体乳化产物。之后，将混合物的温度升高至85℃，并将混合物搅拌2小时，使得单体聚合。由此，合成用作树脂颗粒的壳部的丙烯酸系树脂。之后，将树脂冷却至25℃，然后添加适量的离子交换水和摩尔量等于树脂的酸值的氢氧化钾。由此，获得pH为8.5并且树脂含量为10.0％的包含树脂颗粒1至5各自的液体。树脂颗粒1至5各自是包括核和壳的树脂颗粒。
表1：树脂颗粒1至5的合成条件及其特性
(树脂颗粒6)
将9.0份苯乙烯、1.5份丙烯酸、0.1份十二烷基硫酸钠和100.0份蒸馏水装入容量为300mL的四颈烧瓶中并混合，该烧瓶包括搅拌密封、搅拌机、回流冷凝器、隔片橡胶和氮气引入管。将烧瓶装入70℃的恒温器中。在以300rpm搅拌内容物的同时，将氮气引入烧瓶中以用氮气吹扫烧瓶的内部1小时。之后，用注射器将溶解在100.0份蒸馏水中的过硫酸钾注入烧瓶中以引发聚合。通过借助凝胶渗透色谱法监测所得聚合物的分子量来识别聚合的终止。在通过超滤纯化聚合物之后，添加适量的离子交换水和摩尔量等于聚合物的酸值的氢氧化钾，以提供pH为8.5并且树脂含量为10.0％的包含树脂颗粒6的液体。树脂颗粒6是包含丙烯酸系树脂的单层树脂颗粒。
(树脂颗粒7)
按照日本专利申请特开No.2017-019990的制备例10中的描述合成丙烯酸-有机硅聚合物细颗粒作为树脂颗粒7，并获得其中树脂颗粒7的含量为40.0％的液体。
<聚氨酯树脂的合成>
准备包括搅拌机、温度计、氮气引入管和回流管的四颈烧瓶。将多异氰酸酯、不具有酸基团的多元醇和一份(使用量“a”)二羟甲基丙酸(其种类和使用量如表2所示)和200.0份甲基乙基酮装入四颈烧瓶中。然后，使内容物在氮气气氛下在80℃彼此反应6小时。接着，向所得物中添加另一份(使用量“b”)二羟甲基丙酸、乙二胺(扩链剂)和甲醇(终止剂)(其种类和使用量如表2所示)，和100.0份甲基乙基酮。通过FT-IR鉴定异氰酸酯基团的残留比，并使内容物在80℃彼此反应直至获得所需的残留比。由此，获得反应液。将所得反应液冷却至40℃，然后向其中添加离子交换水。在用均质混合器以高速搅拌混合物的同时，向其中添加适量的离子交换水和摩尔量等于树脂的酸值的氢氧化钾以提供液体。通过在加热下减压从所得液体中蒸发甲基乙基酮。由此，获得包含水溶性聚氨酯树脂1至7各自的其中聚氨酯树脂含量各自为20.0％的液体。所得聚氨酯树脂1至7各自都是水溶性的。表2中的缩写具有以下含义：IPDI表示异佛尔酮二异氰酸酯；HDI表示六亚甲基二异氰酸酯；MDI表示二苯基甲烷二异氰酸酯；PPG表示数均分子量为2,000的聚丙二醇；和PTMG表示数均分子量为2,000的聚四亚甲基二醇。
向包含聚氨酯树脂的各液体中添加盐酸以使聚氨酯树脂沉淀。将树脂干燥并溶解在氘代DMSO中以制备测量样品。然后，通过13C-NMR(设备名称：“Avance 500”，由BRUKER BioSpin Corporation制造)分析所制备的样品。然后，计算源自具有存在于分子末端的酸基团的多元醇的单元中的羰基碳的峰积分值相对于源自具有酸基团的多元醇的单元中的羰基碳的峰积分值的总和的比例。如此计算的值(比例)定义为“源自具有存在于分子末端的酸基团的多元醇的单元的比例”。例如，当使用二羟甲基丙酸时，在约176ppm处检测到源自具有存在于分子末端的酸基团的多元醇的单元中的羰基碳的峰，尽管根据测量条件发生一些偏差。此外，在约175ppm处检测到源自具有存在于分子中的酸基团的多元醇的单元中的羰基碳的峰。结果各自在表2中作为“末端酸基团比例(mol％)”示出。
表2：聚氨酯树脂的合成条件及其特性
<表面活性剂的制备>
(表面活性剂S1至S5和S8至S16)
将聚硅氧烷化合物和聚氧乙烯化合物装入包括温度计和搅拌单元的玻璃制容器中。使化合物在铂催化剂的存在下进行加成反应以合成表面活性剂S1至S5和S8至S16的各自。作为上述聚硅氧烷化合物，各自使用各自由以下通式(A-1)表示的化合物，其中通式(A-1)中的“m”和“n”各自表示表3中所示的数字。此外，作为上述聚氧乙烯化合物，各自使用各自由以下通式(B-1)表示的化合物，并且其中通式(B-1)中的“a”、R1和R2各自表示表3中所示的数字或结构。通过上述合成获得的各表面活性剂是各自由以下通式(1-1)表示的化合物，并且其中通式(1-1)中的R3表示表3中所示的结构。通式(1-1)中的“m”、“n”、“a”和R2分别对应于表示合成中使用的各化合物的结构的通式(A-1)和(B-1)中的“m”、“n”、“a”和R2。所得相应表面活性剂的重均分子量也示于表3中。
表3：表面活性剂S1至S5和S8至S16的合成条件及其特性
(表面活性剂S6)
将由以下通式(C)表示的聚硅氧烷化合物和由以下通式(D)表示的聚氧乙烯化合物装入包括温度计和搅拌单元的玻璃制容器中。使化合物在铂催化剂的存在下进行加成反应以合成表面活性剂S6。表面活性剂S6具有由通式(4)表示的两末端改性型有机硅系化合物的结构。通式(4)中的“d”、“p”、“R6和R5分别对应于表示合成中使用的各化合物的结构的通式(C)和(D)中的“d”、“p”、R4和R5。“d”为10，“p”为5，R6表示亚丙基，R5表示甲基，R4表示丙基。
(表面活性剂S7)
将由以下通式(E)表示的聚硅氧烷化合物和由以下通式(F)表示的聚氧乙烯化合物装入包括温度计和搅拌单元的玻璃制容器中。使化合物在铂催化剂的存在下进行加成反应以合成表面活性剂S7。表面活性剂S7具有由通式(5)表示的ABn型有机硅系化合物的结构。通式(5)中的“e”、“q”、“R7和R9分别对应于表示合成中使用的各化合物的结构的通式(E)和(F)中的“e”、“q”、R7和R8。“e”为10，“q”为5，“r”为2，R7表示甲基，R9表示亚丙基，和R8表示丙基。
(表面活性剂F1)
准备并采用为氟系表面活性剂的以产品名称“MEGAFACE F-410”(由DICCorporation制造)可获得的产品作为表面活性剂F1。
(表面活性剂C1至C7)
准备为乙炔二醇化合物的表面活性剂C1至C6和为聚氧乙烯烷基醚的表面活性剂C7。表面活性剂C1至C3和C5各自为由通式(2)表示的乙炔二醇化合物。
·表面活性剂C1：产品名称：“ACETYLENOL E60”(在通式(2)中，b+c＝6，由KawakenFine Chemicals Co.,Ltd.制造)
·表面活性剂C2：产品名称：“ACETYLENOL E40”(在通式(2)中，b+c＝4，由KawakenFine Chemicals Co.,Ltd.制造)
·表面活性剂C3：产品名称：“ACETYLENOL E100”(在通式(2)中，b+c＝10，由Kawaken Fine Chemicals Co.,Ltd.制造)
·表面活性剂C4：产品名称：“SURFYNOL 104”(在通式(2)中，b＝c＝0，由NissinChemical Industry Co.,Ltd.制造)
·表面活性剂C5：产品名称：“OLFINE E1010”(在通式(2)中，b+c＝10，由NissinChemical Industry Co.,Ltd.制造)
·表面活性剂C6：2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4,7-二醇的乙氧基化形式(在通式(2)中，b+c＝50)
·表面活性剂C7：产品名称：“NIKKOL BC-20”(聚氧乙烯鲸蜡基醚，由NikkoChemicals Co.,Ltd.制造)
<化合物的准备>
通过常规方法合成硅氧烷化合物，得到各自由通式(3)表示的化合物1至6，并且其中通式(3)中的“o”各表示下表4中所示的数字。
表4：化合物的结构
化合物 通式(3)中的“o”
1 5
2 0
3 1
4 10
5 11
6 8
<墨的制备>
(墨1至67)
将表5(表5-1至5-10)中各自的中间段中所示的各组分(单位：％)混合并充分搅拌。之后，在加压下用孔径为3.0μm的微滤器(由FUJIFILM Corporation制造)过滤混合物以制备各种墨。其编号显示在表5各自的上段中的材料分别用作在表5各自的中间段中显示的“颜料分散液”、“包含树脂颗粒的液体”、“聚氨酯树脂的水溶液”、“表面活性剂S”、“表面活性剂C”和“化合物”。然而，表5的上段中的符号“-”表示未使用相应的材料。表5各自的中间段中依附于水溶性有机溶剂的括号中的数值各自表示在25℃的相对介电常数。将离子交换水的使用量设定为使得组分的总量变为100.00％的余量。各墨中颜料的含量P(％)、树脂颗粒的含量R(％)和颗粒状组分的含量C(％)作为墨的特性显示在表5中各自的下段中。类似地，示出了各墨中第一表面活性剂(表面活性剂S1至S5、S15和S16中的任一种)的含量S(％)、第二表面活性剂(表面活性剂C1至C6中的任一种)的含量A(％)和表面活性剂(表面活性剂S1至S16、F1和C1至C7中的任一种或两种)的含量T(％)。类似地，示出了各墨中由通式(3)表示的化合物(化合物1、3、4或6)的含量D(％)、比率“S/A”的值(倍)、比率“C/T”的值(倍)和比率“D/S”的值(倍)。
表5-1：墨的组成和特性
表5-2：墨的组成和特性
表5-3：墨的组成和特性
表5-4：墨的组成和特性
表5-5：墨的组成和特性
表5-6：墨的组成和特性
表5-7：墨的组成和特性
表5-8：墨的组成和特性
表5-9：墨的组成和特性
表5-10：墨的组成和特性
(墨68)
将以下各组分混合并充分搅拌，然后在加压下用孔径为3.0μm的微滤器(由FUJIFILM Corporation制造)过滤。由此，制备作为不含第二表面活性剂的墨的墨68。
·颜料分散液1：15.00％
·丙烯酸系树脂2的水溶液：32.00％
·二丙二醇：3.00％
·1,2-己二醇：0.50％
·1,2-辛二醇：1.00％
·表面活性剂S1：0.10％
·离子交换水：48.40％
(墨69)
将以下各组分混合并充分搅拌，然后在加压下用孔径为3.0μm的微滤器(由FUJIFILM Corporation制造)过滤。由此，制备作为不含第二表面活性剂的墨的墨69。
·颜料分散液1：15.00％
·包含树脂颗粒7的液体：8.75％
·3-乙基-3-羟甲基氧杂环丁烷(3-Ethyl-3-hydroxymethyloxetane)：30.00％
·丙二醇单甲醚：10.00％
·2-乙基-1,3-己二醇：2.00％
·2,4,7,9-四甲基癸烷-4,7-二醇：0.50％
·2-氨基-2-乙基-1,3-丙二醇：0.20％
·表面活性剂S15：2.00％
·离子交换水：31.55％
(墨70)
将以下各组分混合并充分搅拌，然后在加压下用孔径为3.0μm的微滤器(由FUJIFILM Corporation制造)过滤。由此，制备作为不含第一表面活性剂的墨的墨70。
·颜料分散液1：15.00％
·甘油：10.00％
·乙二醇：20.00％
·三甘醇单丁醚：15.00％
·表面活性剂C5：0.60％
·离子交换水：39.40％
(墨71)
将以下各组分混合并充分搅拌，然后在加压下用孔径为3.0μm的微滤器(由FUJIFILM Corporation制造)过滤。由此，制备作为不含第二表面活性剂的墨的墨71。KF-353A是侧链型硅油(产品名，Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制造)。
·颜料分散液1：15.00％
·甘油：20.00％
·1,2-己二醇：10.00％
·三乙醇胺：0.90％
·KF-353A：0.10％
·离子交换水：54.00％
(墨72)
将以下各组分混合并充分搅拌，然后在加压下用孔径为3.0μm的微滤器(由FUJIFILM Corporation制造)过滤。由此，制备作为不含颗粒状组分的墨的墨72。
·Cibafix直接黑19(由Ciba-Geigy Japan Ltd.制造)：5.00％
·甘油：15.00％
·丙二醇：0.05％
·聚乙二醇(数均分子量200)：10.00％
·表面活性剂S16：0.40％
·表面活性剂C6：0.50％
·化合物6：0.0025％
·离子交换水：69.0475％
<评价>
通过使用各制备的墨进行以下各评价。评价结果示于表6中。
(贮存稳定性)
测量前述获得的墨各自的表面张力(静态表面张力)。用Wilhelmy型表面张力计(产品名称：“Automatic Surface Tensiometer CBVP-Z”，由Kyowa Interface ScienceCo.,Ltd.制造)在25℃的条件下测量墨的表面张力。将墨各自装入密闭容器中并在70℃的烘箱中贮存1周。计算通过从贮存后墨的表面张力值中减去贮存前墨的表面张力值获得的值，并根据以下评价标准来评价墨的贮存稳定性。
A：表面张力之差为1.0mN/m以下。
B：表面张力之差大于1.0mN/m且2.0mN/m以下。
C：表面张力之差大于2.0mN/m。
(雾发生的抑制)
将上述分别制备的墨各自装入墨盒中，并放置在通过热能的作用从记录头喷射墨的喷墨记录设备中(产品名：“TM-300”，由Canon Inc.制造，在表6中的项目“喷射系统”中描述为“热”)。在本发明的实施例中，将在以下条件下记录的实心图像的记录任务定义为100％：将每个墨滴的质量为4.0ng±5％的四个墨滴施加至尺寸为1/600英寸乘1/600英寸的单位区域中。在参考例1和2的各自中，使用用压电元件(产品名：“SC-T5255”，由SeikoEpson Corporation制造；在表6的项目“喷射系统”中描述为“压电”)从记录头喷射墨的喷墨记录设备。用上述各喷墨记录设备将记录任务为30％的尺寸为36英寸×48英寸的实心图像记录在重量涂布纸(产品名：“Heavyweight Coated Paper HG”，由Canon Inc.制造)上，然后根据以下评价标准评价对雾发生的抑制效果。当在雾发生的状态下继续连续记录时，设备中的传感器检测到错误而停止记录。因此，可以正常进行记录的记录张数越多意味着对雾的发生的抑制效果越高。
AA：即使当记录张数大于50,000张时，也能正常地进行记录。
A：在记录张数为40,000张以上且小于50,000张的时间段期间停止记录。
B：在记录张数为30,000张以上且小于40,000张的时间段期间停止记录。
C：当记录张数小于30,000张时停止记录。
表6：评价条件和评价结果
根据本发明，可以提供抑制引起雾并且贮存稳定性优异的水性墨。此外，根据本发明，可以提供各自使用该水性墨的墨盒和喷墨记录方法。
虽然已经参考示例性实施方案描述了本发明，但是应当理解，本发明不限于所公开的示例性实施方案。所附权利要求的范围应赋予最宽泛的解释，以涵盖所有的此类修改以及等同的结构和功能。

Claims (11)

1.一种水性墨，其通过热能的作用从喷墨系统的记录头而喷射，其特征在于，所述水性墨包含：
颗粒状组分；
第一表面活性剂；和
第二表面活性剂，
其中所述颗粒状组分包含选自由颜料和树脂颗粒组成的组中的至少一种，
其中所述第一表面活性剂包含由以下通式(1)表示的化合物，并且
其中所述第二表面活性剂包含乙炔二醇化合物：
在通式(1)中，“m”和“n”各自独立地表示1以上的整数并且满足m+n≤10的关系，并且“a”表示10以上且20以下的整数。
2.根据权利要求1所述的水性墨，其中，在所述水性墨中，所述第一表面活性剂的以质量％计的含量与所述第二表面活性剂的以质量％计的含量的质量比为0.05倍以上且3.00倍以下。
3.根据权利要求1所述的水性墨，其中，在所述水性墨中，所述第一表面活性剂的以质量％计的含量与所述第二表面活性剂的以质量％计的含量的质量比为0.05倍以上且2.00倍以下。
4.根据权利要求1所述的水性墨，
其中所述水性墨进一步包含：
相对介电常数为28.0以下的第一水溶性有机溶剂；和
相对介电常数为40.0以上的第二水溶性有机溶剂，并且
其中所述第一水溶性有机溶剂为在烃链的两端具有羟基的链烷二醇。
5.根据权利要求1所述的水性墨，
其中所述水性墨进一步包含由以下通式(3)表示的化合物，和
其中，在所述水性墨中，由所述通式(3)表示的化合物的以质量％计的含量与所述第一表面活性剂的以质量％计的含量的质量比为0.01倍以下：
在所述通式(3)中，“o”表示1以上且10以下的整数。
6.根据权利要求1所述的水性墨，其中所述颗粒状组分包含颜料。
7.根据权利要求1所述的水性墨，其中所述颗粒状组分包含所述树脂颗粒，并且
其中所述树脂颗粒包括仅由不具有酸基团的单元形成的核和形成为包含具有酸基团的单元的壳，并且用于形成所述核的单元和用于形成所述壳的单元中的至少之一包含源自(甲基)丙烯酸酯的单元。
8.根据权利要求1所述的水性墨，
其中所述水性墨进一步包含聚氨酯树脂，和
其中所述聚氨酯树脂具有源自多异氰酸酯的单元、源自不具有酸基团的多元醇的单元和源自具有酸基团的多元醇的单元。
9.根据权利要求8所述的水性墨，其中在所述聚氨酯树脂中，源自具有存在于分子末端的酸基团的多元醇的单元相对于源自具有酸基团的多元醇的全部单元的比例为30mol％以下。
10.一种墨盒，其包括：
墨；和
构造成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所述的水性墨。
11.一种喷墨记录方法，其包括通过热能的作用从喷墨系统的记录头喷射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所述的水性墨。
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