專利名稱：墨、噴墨記錄方法和墨盒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及能夠有利地用于噴墨的墨、噴墨記錄方法和墨盒。
背景技術(shù)：
在用含有顏料的噴墨用墨在記錄介質(zhì)的表面上進(jìn)行記錄的情況下，取決于使用的 記錄介質(zhì)，產(chǎn)生在記錄介質(zhì)的表面上存在大量的顏料和用作分散劑的聚合物的狀態(tài)。因此， 存在容易產(chǎn)生圖像的光澤降低的問(wèn)題。例如，關(guān)于溶脹型記錄介質(zhì)，其為常常用于噴墨記錄 方法的記錄介質(zhì)的一種，在墨接受層不存在孔。關(guān)于空隙型記錄介質(zhì)，在墨接受層存在孔， 盡管顏料顆粒的平均顆粒直徑大于孔直徑。因此，施加的顏料顆粒的大部分沒有滲透到記 錄介質(zhì)的墨接受層中并且通過(guò)沉積存在于記錄介質(zhì)的表面上。結(jié)果，由墨形成的圖像成為 如下狀態(tài)，其中已由記錄介質(zhì)的表面上沉積的顏料形成新表面。此外，在將含有聚合物的墨 施加于記錄介質(zhì)，然后通過(guò)水等的蒸發(fā)聚合物的濃度相對(duì)增加的情況下，聚合物的附聚進(jìn) 行，以致更多的聚合物殘留在記錄介質(zhì)的表面上。取決于通過(guò)沉積在記錄介質(zhì)的表面上存 在的顏料和聚合物的狀態(tài)，可能產(chǎn)生圖像表面的平滑性的降低和圖像的光澤的降低，該狀 態(tài)如上所述產(chǎn)生?？紤]到上述問(wèn)題，提出了將具有低級(jí)結(jié)構(gòu)的炭黑顆粒用作黑墨的著色材料，將 該炭黑比較平滑地沉積在記錄介質(zhì)的表面上，由此改善圖像的光澤(參照日本專利公 開No. 2002-097390)。但是，具有低級(jí)結(jié)構(gòu)，即顯示小的DBP吸油量的炭黑顆粒具有非 常小的顆粒直徑。因此，存在另一問(wèn)題，即難以穩(wěn)定地分散在水性介質(zhì)中并且墨的存儲(chǔ) 穩(wěn)定性不足。考慮到這個(gè)問(wèn)題，提出了在墨中進(jìn)一步含有具有低酸值的聚氨酯聚合物， 以致使墨的存儲(chǔ)穩(wěn)定性改善，此外，還使得到的圖像的耐水性改善(參照日本專利公開 No. 2004-285344)。此外，提出了使聚合物和水溶性官能團(tuán)中的至少一者結(jié)合到炭黑顆粒的 表面(參照PCT日文翻譯專利公開No. 2010-516860和日本專利公開No. 2000-095987)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的方面提供同時(shí)具有優(yōu)異的圖像的光澤和耐水性并且充分滿足墨的耐水 性的墨。本發(fā)明的方面提供噴墨記錄方法和墨盒，其通過(guò)使用上述優(yōu)異的墨能夠形成同時(shí) 具有優(yōu)異的光澤和耐水性的圖像。本發(fā)明的方面提供墨，其含有多種聚合物和炭黑，其中上述多種聚合物包括酸值 為 200mgK0H/g-300mgK0H/g 的聚合物 A 和酸值為 80mgK0H/g-180mgK0H/g 的聚合物 B，上 述聚合物A的重均分子量大于上述聚合物B的重均分子量，上述炭黑具有75ml/100g以下 的DBP吸油量和200m2/g以上的比表面積并且作為官能團(tuán)的-Ph-(CH2)n-NH2和-Ph-(CH2) n-NH-R均與炭黑顆粒的表面結(jié)合(bond)，其中這些式中，Ph表示亞苯基，η表示0_2的整數(shù)， 和R表示上述聚合物A。根據(jù)本發(fā)明的方面，能夠提供同時(shí)具有優(yōu)異的圖像的光澤和耐水性并且充分滿足 墨的耐水性的墨。根據(jù)本發(fā)明的方面，提供噴墨記錄方法和墨盒，其通過(guò)使用上述優(yōu)異的墨能夠形成同時(shí)具有優(yōu)異的光澤和耐水性的圖像。由以下對(duì)示例性實(shí)施方案的說(shuō)明，本發(fā)明進(jìn)一步的特征將變得清楚。
具體實(shí)施例方式以下參照實(shí)施方案對(duì)本發(fā)明的方面詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明的一個(gè)方面是墨的構(gòu)成為含 有如后所述的具有改性表面的特定炭黑和具有規(guī)定的酸值和平均分子量的關(guān)系的多種聚 合物，由此獲得以下效果。在墨具有這樣的構(gòu)成的情況下，圖像形成中，能夠通過(guò)利用離子 相互作用在記錄介質(zhì)的表面上用聚合物使炭黑顆粒之間粘結(jié)。結(jié)果，與通過(guò)使用相關(guān)技術(shù) 的墨形成的圖像相比，能夠顯著改善圖像的耐水性。即，本發(fā)明的方面不同于相關(guān)技術(shù)的觀 念(其中通過(guò)利用聚合物的成膜性來(lái)改善圖像的耐水性)并且已基于如下新想法完成炭 黑顆粒表面與聚合物之間的離子相互作用已受到關(guān)注。根據(jù)本發(fā)明人的考察，即使應(yīng)用日本專利公開No. 2002-097390或日本專利公 開No. 2004485344中記載的發(fā)明時(shí)，存在如下所述的各種問(wèn)題。首先，在使用顯示小 DBP吸油量的炭黑顆粒的情況下，存在墨的存儲(chǔ)穩(wěn)定性不足的問(wèn)題。關(guān)于得到的圖像的 耐水性，公開了無(wú)論存在或不存在聚氨酯聚合物該性能相同。因此，指出在日本專利公開 No. 2002-097390和日本專利公開No. 2004-285344中記載的發(fā)明中，墨中的聚氨酯聚合物 對(duì)圖像的耐水性的改善沒有施加影響。此外，在PCT日文翻譯專利公開No. 2010-516860和 日本專利公開No. 2000-095987中沒有關(guān)注得到的圖像的耐水性。即，由上述相關(guān)技術(shù)的任 一個(gè)得到的圖像不同時(shí)具有近年來(lái)已要求的高水平的光澤和耐水性，也不充分滿足存儲(chǔ)穩(wěn) 定性。在此，對(duì)直至本發(fā)明的開發(fā)進(jìn)行說(shuō)明。本發(fā)明人相信炭黑顆粒在記錄介質(zhì)的表面 上的平滑沉積在改善圖像的光澤上重要，關(guān)注顆粒之間的熔合(fusion)程度和顆粒直徑 并且進(jìn)行了考察。結(jié)果得到如下結(jié)論在多種炭黑中，DBP吸油量為75mL/100g以下且比表 面積為200m2/g以上的炭黑對(duì)于改善圖像的光澤有效，原因在于顆粒之間的熔合程度低并 且顆粒直徑小。然后，通過(guò)使用含有具有上述特性的炭黑的墨，對(duì)圖像的光澤和耐水性以及墨的 存儲(chǔ)穩(wěn)定性進(jìn)行了評(píng)價(jià)。結(jié)果，用該墨記錄的圖像顯示出高光澤，但不能說(shuō)圖像的耐水性和 墨的存儲(chǔ)穩(wěn)定性在充分的水平上。為了研究上述結(jié)果的原因，本發(fā)明人進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì) 的考察。結(jié)果，弄清了以下內(nèi)容。根據(jù)對(duì)通過(guò)使用上述墨記錄的圖像的觀察，使炭黑顆粒平 滑地沉積在記錄介質(zhì)的表面上。因此，如最初預(yù)期那樣，認(rèn)為圖像的光澤得到改善，原因是 圖像表面變得平滑。但是，作為對(duì)圖像進(jìn)一步詳細(xì)觀察的結(jié)果，弄清在沉積的炭黑顆粒之間 沒有存在太多的聚合物。這表明在墨中含有上述具有低水平的顆粒之間的熔合以及小顆粒 直徑的炭黑的情況下，能夠改善圖像的光澤，但聚合物分散劑不容易被炭黑顆粒吸附，原因 在于顆粒直徑小。認(rèn)為關(guān)于含有具有上述特性的炭黑顆粒的墨，由于上述原因，圖像的耐水 性和墨的存儲(chǔ)穩(wěn)定性沒有達(dá)到充分的水平。即，認(rèn)為在墨中，被炭黑顆粒吸附的聚合物分散 劑的量不足，炭黑的分散穩(wěn)定性低，并且沒有獲得墨的存儲(chǔ)穩(wěn)定性。此外，認(rèn)為由于被炭黑 顆粒吸附的聚合物分散劑的量小，記錄介質(zhì)的表面上炭黑顆粒之間存在的聚合物的量小， 由此圖像的耐水性低。本發(fā)明人進(jìn)行了進(jìn)一步考察以解決將具有上述特性并且能夠提供顯示高光澤的圖像的炭黑用作墨的著色材料的情況下產(chǎn)生的兩個(gè)問(wèn)題，即圖像的耐水性的下降和墨的存 儲(chǔ)穩(wěn)定性的下降。首先，為了改善分散穩(wěn)定性，對(duì)炭黑的分散體系進(jìn)行了考察。結(jié)果，發(fā)現(xiàn) 通過(guò)利用其中使部分聚合物與炭黑顆粒的表面結(jié)合的分散形式而不是利用聚合物分散劑 的物理吸附，炭黑顆粒吸附足夠量的聚合物，分散穩(wěn)定性得到改善，并且顯示出優(yōu)異的墨的 存儲(chǔ)穩(wěn)定性。但是，在通過(guò)使用含有上述炭黑的墨評(píng)價(jià)圖像的耐水性和墨的存儲(chǔ)穩(wěn)定性的 情況下，盡管墨的存儲(chǔ)穩(wěn)定性得到改善，但幾乎沒有改善圖像的耐水性。本發(fā)明人估計(jì)其原 因如下所述。觀察通過(guò)使用上述墨記錄的圖像時(shí)，確認(rèn)由于使聚合物與炭黑結(jié)合，因此在記 錄介質(zhì)的表面上沉積的炭黑顆粒之間某種程度上存在聚合物。但是，為了與炭黑顆粒結(jié)合， 必須使用具有200mgK0H/g以上的較高酸值的聚合物。因此，認(rèn)為關(guān)于上述構(gòu)成，能夠用聚 合物將炭黑顆粒之間填充，但聚合物的酸值高，因此圖像與水接觸時(shí)聚合物容易再溶解并 且因此無(wú)助于圖像的耐水性的改善。為了以高水平確保墨的存儲(chǔ)穩(wěn)定性和圖像的耐水性之間的相容性，本發(fā)明人從各 個(gè)觀點(diǎn)，例如聚合物的種類以及聚合物與炭黑之間的關(guān)系，進(jìn)行了考察。結(jié)果得到如下結(jié) 論上述性能之間的相容性能夠通過(guò)根據(jù)本發(fā)明方面的含有上述特定的炭黑和多種陰離子 聚合物(將后述官能團(tuán)的結(jié)構(gòu)中含有的聚合物設(shè)為聚合物A，并且將添加的聚合物設(shè)為聚 合物B)的墨構(gòu)成確保。首先，本發(fā)明方面中使用的炭黑為如下形式，其中使兩種官能團(tuán)，即 具有特定結(jié)構(gòu)的氨基基團(tuán)和結(jié)構(gòu)中包括聚合物A的官能團(tuán)與炭黑顆粒的表面結(jié)合。具體 地，使用的炭黑中，將用作官能團(tuán)的-Ph- (CH2) n-NH2和-Ph- (CH2) n_NH_R (這些式中，Ph表示 亞苯基，η表示0-2的整數(shù)，和R表示聚合物A)均與炭黑顆粒的表面結(jié)合。此外，根據(jù)本發(fā) 明方面的墨具有滿足以下關(guān)系的構(gòu)成聚合物A的酸值和重均分子量大于聚合物B的酸值 和重均分子量。只有當(dāng)滿足這些構(gòu)成后，墨的存儲(chǔ)穩(wěn)定性得以滿足，此外，圖像的耐水性得 到改善。本發(fā)明人估計(jì)圖像的耐水性的改善原因如下所述。關(guān)于一些噴墨用記錄介質(zhì)，在添加劑例如施膠劑的影響下記錄介質(zhì)的表面的ρΗ 低。將含有與具有上述特定結(jié)構(gòu)的上述氨基基團(tuán)(-Ph-(CH2)n-NH2)結(jié)合的炭黑顆粒的墨施 加于上述記錄介質(zhì)的情況下，氨基基團(tuán)中-NH2的位點(diǎn)容易帶電以變?yōu)殛?yáng)離子。另一方面， 關(guān)于含有聚合物A的官能團(tuán)(-Ph- (CH2) n-NH-R)中-NH與聚合物A的共價(jià)鍵位點(diǎn)，記錄介質(zhì) 表面的PH低，因此將墨施加于記錄介質(zhì)時(shí)，與氮原子鍵合的氫原子容易極化為δ+。g卩，可 以說(shuō)在記錄介質(zhì)表面上上述炭黑顆粒的表面帶正電。另一方面，添加到墨中的聚合物B具 有陰離子基團(tuán)。因此，如上所述炭黑顆粒的表面成為帶正電的狀態(tài)的情況下，產(chǎn)生離子相互 作用，聚合物B接近炭黑顆粒的表面以將炭黑顆粒之間粘結(jié)(bind)。此外，將聚合物A的酸 值規(guī)定為大于聚合物B的酸值的情況下，不容易發(fā)生炭黑顆粒之間粘結(jié)的聚合物B的再溶 解。此外，將聚合物A的重均分子量規(guī)定為大于聚合物B的重均分子量的情況下，具有比聚 合物A小的重均分子量的聚合物B容易接近炭黑顆粒的表面。作為它們的結(jié)果，認(rèn)為圖像 的耐水性特別地得到改善。墨以下對(duì)構(gòu)成根據(jù)本發(fā)明方面的墨的組分進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。炭黑根據(jù)本發(fā)明方面的墨含有DBP吸油量為75ml/100g以下且比表面積為200m2/g以 上的炭黑。根據(jù)本發(fā)明人的考察，在DBP吸油量為75ml/100g以下的情況下，使炭黑顆粒之間的熔合程度降低，使炭黑顆粒更致密地沉積，結(jié)果圖像的光澤得以改善。因此，如果DBP 吸油量超過(guò)75ml/100g，無(wú)法獲得圖像的光澤。DBP吸油量?jī)?yōu)選為40ml/100g以上。如果炭 黑的DBP吸油量小于40ml/100g，在一些情況下炭黑的分散略有困難，以致可能無(wú)法充分獲 得墨的存儲(chǔ)穩(wěn)定性。根據(jù)本發(fā)明人的考察，在炭黑的比表面積為200m2/g以上的情況下，其初級(jí)粒子直 徑足夠小，使炭黑顆粒致密地沉積，結(jié)果圖像的光澤得到改善。因此，如果炭黑的比表面積 小于200m2/g，無(wú)法獲得圖像的高光澤。另一方面，炭黑的比表面積優(yōu)選為300m2/g以下。 如果炭黑的比表面積超過(guò)300m2/g，其初級(jí)粒子直徑變得太小，由此在一些情況下炭黑的分 散略有困難，以致可能無(wú)法充分獲得墨的存儲(chǔ)穩(wěn)定性。具有上述特性的炭黑在墨中的含量 (質(zhì)量％ )優(yōu)選為0. 1質(zhì)量％ -3. 0質(zhì)量％，相對(duì)于墨的總質(zhì)量。在本發(fā)明方面中使用的具有特性，即DBP吸油量為75ml/100g以下且比表面積為 200m2/g以上的炭黑的實(shí)例可包括爐法炭黑、燈法炭黑、乙炔黑和槽法炭黑。具體地，可使用 如下所述的可商購(gòu)的炭黑。其實(shí)例包括Raven 1500 (由Columbian Chemicals Company生 產(chǎn))，Monarch :800,900 和 1100 (這些產(chǎn)品由 Cabot Corporation 生產(chǎn))，Printex :85,95( 些產(chǎn)品由 Degussa 生產(chǎn))和 No. +900、No. 1000、No. 2200B、No. 2300、No. 2350、No. 2400R 和 MCF-88 (這些產(chǎn)品由MITSUBISHI CHEMICAL CORPORATION生產(chǎn))。當(dāng)然，也可使用對(duì)于本發(fā) 明的方面新生產(chǎn)的炭黑。炭黑的比表面積和DBP吸油量的確定根據(jù)本發(fā)明的方面，可通過(guò)如下所述的、與墨中的炭黑的簡(jiǎn)單分離相伴的技術(shù)來(lái) 確定炭黑的比表面積和DBP吸油量。在這方面，比表面積是指表示炭黑顆粒的每單位質(zhì)量 的表面積的值。此外，DBP吸油量是指表示炭黑顆粒的疏松性和結(jié)構(gòu)的值，并且隨著該值變 大，顆粒變膨松。以下參照用于對(duì)含有聚合物B和與含有聚合物A的官能團(tuán)結(jié)合的炭黑的墨進(jìn)行分 析的方法進(jìn)行解釋。首先，在第一階段，將待確定的炭黑和墨中含有的水溶性組分分離。隨 后，在第二階段，確定在第一階段得到的沉淀物中含有的炭黑的分散體系。此外，在第三階 段，將與炭黑顆粒的表面結(jié)合的聚合物組分分離，對(duì)于作為沉淀物的炭黑，測(cè)定比表面積和 DBP吸油量。在除聚合物A和聚合物B以外，含有其他聚合物，例如聚合物乳液的情況下，在 適當(dāng)引入在適當(dāng)?shù)碾A段將其他聚合物分離的方法的同時(shí)可進(jìn)行分析。更具體地，例如，可使用以下條件和方法。首先，取20g含有炭黑的墨并且按如下 方式調(diào)節(jié)總固體的含量變?yōu)榧s10質(zhì)量％，并且在12，OOOrpm和60分鐘的條件下用離心分 離機(jī)進(jìn)行離心分離(第一階段)。隨后，將含有水溶性組分，例如水溶性有機(jī)溶劑和水溶性 聚合物的液體層與下層(沉淀物)分離。對(duì)于上述沉淀物，通過(guò)使用有機(jī)溶劑，例如四氫呋 喃進(jìn)行Soxhlet萃取(第二階段)。在Soxhlet萃取中，根據(jù)需要可用酸進(jìn)行沉淀。此外，可 適當(dāng)改變有機(jī)溶劑的種類。然后，對(duì)通過(guò)Soxhlet萃取得到的固體層進(jìn)行熱重分析(TGA)。 然后，在比約800°C的炭黑分解溫度低的溫度(100°C-20(rC)側(cè)觀察到重量減少的情況下， 認(rèn)為聚合物的分解已發(fā)生，并且認(rèn)為含有與含有聚合物的官能團(tuán)結(jié)合的炭黑。另一方面，在 低溫側(cè)沒有觀察到重量減少的情況下，認(rèn)為炭黑沒有與含有聚合物的官能團(tuán)結(jié)合。確定含 有與含有聚合物的官能團(tuán)結(jié)合的炭黑的情況下，如下所述進(jìn)行第三階段的處理。對(duì)于進(jìn)行 了 Soxhlet萃取的固體層，用堿，例如10%氫氧化鉀水溶液使炭黑顆粒的表面與聚合物的
6結(jié)合部水解。然后，投入能夠溶解聚合物的溶劑，例如甲苯或丙酮。因此，與炭黑顆粒的表 面結(jié)合的聚合物成為溶解于液體層中的狀態(tài)，并且炭黑成為沉淀的狀態(tài)。將通過(guò)上述方法 分離的炭黑取出，干燥，然后用作用于測(cè)定比表面積和DBP吸油量的樣品。通過(guò)上述三階段的處理得到的炭黑只是被其吸附并與其結(jié)合的聚合物已被除去 的炭黑，因此具有與離心分離前墨中存在的炭黑相同的特性?？赏ㄟ^(guò)基于氮吸附比表面積 (N2SA) (m2/g) =ASTM D-3037 (30733)方法C的測(cè)定確定比表面積?？赏ㄟ^(guò)基于DBP (鄰苯二 甲酸二丁酯)吸油量(mL/100g) =ASTM D-M14方法的測(cè)定確定DBP吸油量。在這方面，通 過(guò)上述第一和第三階段的分離取得的液體層分別含有聚合物B和聚合物A。對(duì)這些聚合物 進(jìn)行分析，由此能夠獲知其性質(zhì)和與炭黑顆粒的表面結(jié)合的聚合物的種類。后面對(duì)其方法 進(jìn)行說(shuō)明。官能團(tuán)關(guān)于構(gòu)成根據(jù)本發(fā)明方面的墨的炭黑，用作官能團(tuán)的-Ph-(CH2)n-NH2*-Ph-(CH2) n-NH-R均與炭黑顆粒的表面結(jié)合。這些式中，Wi表示亞苯基，η表示0-2的整數(shù)，和 R表示聚合物Α。在這方面，η表示0的情況下，-NH2或-NH-R直接與亞苯基鍵合。此 外，-Ph- (CH2) n-NH-R基團(tuán)是通過(guò)使后述的聚合物A與-Ph- (CH2) n_NH_結(jié)構(gòu)的末端鍵合而形 成的官能團(tuán)。根據(jù)本發(fā)明的方面，將與炭黑顆粒的表面鍵合的位置設(shè)為1位時(shí)，-Ph-(CH2) -冊(cè)2或-Ph-(CH2)n-NH-R可與亞苯基的間位或?qū)ξ绘I合。此外，優(yōu)選上述兩種官能團(tuán)中 的-Ph- (CH2)n-具有相同的結(jié)構(gòu)。與炭黑顆粒的表面結(jié)合的-Ph- (CH2) n-NH2基團(tuán)和_Ph_ (CH2) n_NH_R基團(tuán)的總密 度(官能團(tuán)密度)優(yōu)選為0.5 4!1101/1112-3.(^11101/1112。在這方面，官能團(tuán)密度的單位表示 官能團(tuán)的摩爾數(shù)/單位面積炭黑。根據(jù)本發(fā)明的方面，-Ph-(CH2)n-NH-R基團(tuán)的密度可高 于-Ph-(CH2)n-NH2基團(tuán)的密度。此外，基于摩爾比，優(yōu)選-Ph-(CH2)n-NH2的密度為上述官能 團(tuán)密度的0. 20倍-0. 45倍。關(guān)于這些官能團(tuán)，容易使-NH2帶電以成為陽(yáng)離子，并且容易使與-NH-R中的氮原 子鍵合的氫原子極化，以致墨中的聚合物B(后面對(duì)所述的聚合物B進(jìn)行說(shuō)明)容易接近炭 黑顆粒的表面。因此，聚合物B能夠在多個(gè)炭黑顆粒之間粘結(jié)，以致能夠改善圖像的耐水 性。但是，根據(jù)本發(fā)明人的考察，在-Ph-(CH2)n-NH-R基團(tuán)的亞苯基與-NH之間插入碳數(shù)3 以上的亞烷基的情況下，-NH-R(R表示后述的聚合物A)與炭黑顆粒的表面分離。因此，在這 種情況下變得難以高效地用聚合物B將炭黑顆粒之間粘結(jié)，并且無(wú)法獲得圖像的耐水性。用于將本發(fā)明方面中規(guī)定的上述官能團(tuán)引入炭黑顆粒的表面的方法的實(shí)例包括 如下方法，其中由具有兩個(gè)氨基基團(tuán)(它們中的一個(gè)可以為烷基氨基基團(tuán))的芳族化合物 生成重氮鹽，并且使其與顆粒表面反應(yīng)。根據(jù)上述方法，能夠得到如下炭黑，其中由直接鍵 合或用其間的亞甲基或亞乙基鍵合的氨基基團(tuán)和亞苯基組成的官能團(tuán)與顆粒表面結(jié)合。進(jìn) 行進(jìn)一步使后述的聚合物A與這樣結(jié)合的-Ph-(CH2)n-NH2基團(tuán)加成的反應(yīng)，由此能夠得到 使-Ph-(CH2)n-NH-R基團(tuán)(R表示聚合物A)與顆粒表面結(jié)合的炭黑。具體地，通過(guò)-Ph-(CH2) n-NH2基團(tuán)的末端與聚合物A的末端處的羧基的脫水縮合形成的酰胺鍵能夠?qū)?Ph-(CH2) n-NH2基團(tuán)與聚合物A鍵合。當(dāng)然，只要滿足根據(jù)本發(fā)明方面的要求，方法并不限于該制造 方法。聚合物
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如上所述，在與炭黑顆粒的表面結(jié)合的官能團(tuán)中含有聚合物A(-Ph-(CH2)n-NH_R 基團(tuán)中的R)，此外，必須滿足以下要求。即，要求聚合物A具有200mgK0H/g-300mgK0H/g的 酸值和大于后述聚合物B的重均分子量。如果聚合物A的酸值小于200mgK0H/g，由于聚合 物A與官能團(tuán)的鍵合而使聚合物A中的部分陰離子基團(tuán)失去。因此，使由上述陰離子基團(tuán)產(chǎn) 生的靜電排斥減小，由此使炭黑的分散穩(wěn)定性降低。結(jié)果，無(wú)法獲得墨的存儲(chǔ)穩(wěn)定性。另一 方面，如果聚合物A的酸值超過(guò)300mgK0H/g，聚合物A中的陰離子基團(tuán)增加，由此無(wú)法獲得 得到的圖像的耐水性。聚合物A的重均分子量?jī)?yōu)選為15，500-20，000。如果意在聚合物A 的重均分子量小于15，500的情況下滿足上述酸值，則使聚合物中的陰離子基團(tuán)相對(duì)減少， 由此在一些情況下使炭黑的分散穩(wěn)定性降低，并且無(wú)法獲得墨的存儲(chǔ)穩(wěn)定性。另一方面，如 果聚合物A的重均分子量超過(guò)20，000，墨的粘度容易增加，并且炭黑的分散狀態(tài)容易變得 不穩(wěn)定，以致在一些情況下無(wú)法充分地獲得墨的存儲(chǔ)穩(wěn)定性。聚合物B用作添加到墨中的聚合物分散劑，并且必須使酸值為SOmgKOH/ g-180mgK0H/g,且重均分子量小于上述聚合物A的重均分子量。如果聚合物B的酸值小 于80mgK0H/g，親水性低，在墨的長(zhǎng)期存儲(chǔ)中聚合物B容易沉淀，顏料的顆粒直徑容易增 加，并且無(wú)法獲得墨的存儲(chǔ)穩(wěn)定性。另一方面，如果聚合物B的酸值超過(guò)180mgK0H/g，親 水性高，聚合物容易與墨中的水性介質(zhì)一起滲透到記錄介質(zhì)中。因此，變得難以用聚合物 B在多個(gè)炭黑顆粒之間粘結(jié)，并且無(wú)法獲得圖像的耐水性。聚合物B的重均分子量?jī)?yōu)選為 5，000-14，500。如果聚合物B的重均分子量小于5，000，在一些情況下聚合物B的成膜性 降低，并且無(wú)法充分獲得得到的圖像的耐水性。另一方面，如果聚合物B的重均分子量超過(guò) 14，500，在一些情況下在記錄介質(zhì)的表面上聚合物B的附聚過(guò)度地進(jìn)行，圖像表面無(wú)法變 得足夠平滑，并且無(wú)法充分地獲得圖像的光澤。根據(jù)本發(fā)明的方面，必須使聚合物A的重均分子量大于聚合物B的重均分子量。在 規(guī)定聚合物A和聚合物B的重均分子量以滿足上述關(guān)系的情況下，使聚合物A的位阻的影 響減小，聚合物B容易接近炭黑顆粒的表面，聚合物B在多個(gè)炭黑顆粒之間粘結(jié)，以致能夠 改善得到的圖像的耐水性。同時(shí)，根據(jù)本發(fā)明人的考察，在聚合物A和聚合物B的重均分子 量相同或者聚合物A的重均分子量小于聚合物B的重均分子量的情況下，無(wú)法獲得圖像的 耐水性。此外，關(guān)于聚合物A和聚合物B的每一種，可使用分子量分布Mw/Mn (Mw表示重均 分子量和Mn表示數(shù)均分子量)為3以下的聚合物。根據(jù)本發(fā)明的方面，墨中聚合物A和聚合物B的含量?jī)?yōu)選在以下范圍內(nèi)。即，墨中 聚合物A和聚合物B的含量(質(zhì)量％ )各自優(yōu)選為0. 1質(zhì)量％ -5. 0質(zhì)量％，相對(duì)于墨的總 質(zhì)量。在這方面，盡管使聚合物A與炭黑結(jié)合，但根據(jù)本發(fā)明的方面，聚合物自身的含量稱 為“聚合物A的含量”。此外，優(yōu)選聚合物A相對(duì)于墨的總質(zhì)量的含量(質(zhì)量％)與聚合物 B相對(duì)于墨的總質(zhì)量的含量(質(zhì)量％)之和為0.8質(zhì)量％-4.7質(zhì)量％。如果聚合物A的含 量(質(zhì)量％ )與聚合物B的含量(質(zhì)量％ )之和(以下可稱為聚合物含量之和)小于0. 8 質(zhì)量％，相對(duì)于墨的總質(zhì)量，在一些情況下在炭黑顆粒之間粘結(jié)的聚合物的量不足并且無(wú) 法充分地獲得耐水性。另一方面，如果聚合物含量之和超過(guò)4. 7質(zhì)量％，在記錄介質(zhì)的表面 上聚合物過(guò)量地存在，以致在一些情況下?lián)p害圖像表面的平滑性并且無(wú)法充分地獲得圖像 的光澤。此外，聚合物含量(質(zhì)量％)之和與炭黑的含量(質(zhì)量％)的質(zhì)量比優(yōu)選為0.7倍-11.0倍。即，優(yōu)選聚合物含量之和/炭黑的含量=0.7-11.0。如果上述的質(zhì)量比小于 0. 7倍，在一些情況下炭黑的分散狀態(tài)容易變得不穩(wěn)定，以致無(wú)法充分地獲得墨的存儲(chǔ)穩(wěn)定 性。另一方面，如果上述質(zhì)量比超過(guò)11.0倍，在一些情況下墨的粘度容易增加，并且炭黑的 分散狀態(tài)容易變得不穩(wěn)定，以致無(wú)法充分地獲得墨的存儲(chǔ)穩(wěn)定性。此外，從進(jìn)一步改善炭黑 的分散穩(wěn)定性和以高水平滿足墨的存儲(chǔ)穩(wěn)定性的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選如下所述規(guī)定聚合物A與 炭黑的比。優(yōu)選與炭黑結(jié)合的聚合物A與炭黑的質(zhì)量比為0.3倍以上，S卩，聚合物A的含量 /炭黑的含量=0. 3以上。在這方面，可通過(guò)聚合物和在后述第三階段通過(guò)水解得到的炭黑 的每一個(gè)的量來(lái)確定上述質(zhì)量比。關(guān)于構(gòu)成根據(jù)本發(fā)明方面的墨的聚合物A和聚合物B的每一種，只要酸值和重均 分子量滿足上述范圍，可使用多種聚合物。此外，只要使用聚合物A和聚合物B，在不損害 根據(jù)本發(fā)明方面的效果的范圍內(nèi)，可將它們以外的聚合物組合使用。但是，為了高效地獲得 根據(jù)本發(fā)明方面的效果，聚合物A和聚合物B的總含量在墨中的聚合物的總含量中所占的 比例優(yōu)選為90. 0質(zhì)量％以上，進(jìn)而為95. 0質(zhì)量％以上。特別地，墨中含有的全部聚合物能 夠滿足對(duì)于上述聚合物A或聚合物B的要求。在本發(fā)明的一個(gè)方面中，聚合物A和聚合物 B可為水溶性聚合物，該水溶性聚合物用與酸值當(dāng)量的堿中和時(shí)不具有顆粒直徑。關(guān)于構(gòu)成根據(jù)本發(fā)明方面的墨中含有的聚合物A和聚合物B的每一種的單元，只 要聚合物具有上述范圍內(nèi)的酸值和重均分子量并且具有調(diào)節(jié)酸值的必要的陰離子單元數(shù)， 可使用任何聚合物。具體地，該聚合物可以是具有選自下述各組的疏水單元和親水單元的 共聚物。在以下說(shuō)明中，術(shù)語(yǔ)“(甲基)丙烯酸”表示丙烯酸和甲基丙烯酸并且術(shù)語(yǔ)“(甲 基)丙烯酸酯”表示丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯。通過(guò)聚合成為構(gòu)成聚合物的疏水單元的單體的實(shí)例包括疏水單體，例如，具有芳 族基團(tuán)的單體，例如苯乙烯、α -甲基苯乙烯和(甲基)丙烯酸芐酯；和(甲基)丙烯酸烷 基酯類單體，例如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯和(甲 基)丙烯酸正己酯。通過(guò)聚合成為構(gòu)成聚合物的親水單元的單體的實(shí)例包括具有羧基的陰離子單體， 例如，(甲基)丙烯酸、巴豆酸、乙基丙烯酸、(異)丙基(甲基)丙烯酸、衣康酸和富馬酸； 具有磺酸基的陰離子單體，例如，苯乙烯磺酸、磺酸-2-丙基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯 酸-2-乙基磺酸酯和丁基(甲基)丙烯酰胺磺酸；具有膦酸基的陰離子單體，例如(甲基) 丙烯酸-2-乙基膦酸酯；具有羥基的非離子單體，例如，(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯；非離 子單體，例如，二甘醇單(甲基)丙烯酸酯和甲氧基二甘醇單(甲基)丙烯酸酯；乙烯基醚 類單體，例如，2-羥基乙基乙烯基醚和二甘醇單乙烯基醚；和具有聚硅氧烷結(jié)構(gòu)的單體，例 如，由下式(1)表示的單體。式(1)
權(quán)利要求
1.墨，包括多種聚合物；和炭黑，其中該多種聚合物包括酸值為200mgK0H/g-300mgK0H/g的聚合物A和酸值為80mgK0H/ g-180mgK0H/g的聚合物B，該聚合物A的重均分子量大于該聚合物B的重均分子量，和該炭黑具有75mL/100g以下的DBP吸油量和200m2/g以上的比表面積，并且作為官能 團(tuán)的-Ph-(CH2)n-NH2和-Ph-(CH2)n-NH-R均與炭黑顆粒的表面結(jié)合，其中Wi表示亞苯基，η 表示0-2的整數(shù)，和R表示該聚合物Α。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的墨，其中該聚合物A的重均分子量為15，500-20，000。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的墨，其中該聚合物B的重均分子量為5，000-14,500。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的墨，其中該聚合物A的含量(質(zhì)量％)和該聚合物B的含量(質(zhì) 量％ )之和在0.8質(zhì)量％ -4. 7質(zhì)量％的范圍內(nèi)，相對(duì)于該墨的總質(zhì)量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的墨，其中該聚合物A的含量(質(zhì)量％)和該聚合物B的含量(質(zhì) 量％)之和與該炭黑的含量(質(zhì)量％)的質(zhì)量比在0.7倍-11.0倍的范圍內(nèi)，相對(duì)于該墨 的總質(zhì)量。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的墨，其還包括平均分子量為600-2，000的聚乙二醇。
7.噴墨記錄方法，包括通過(guò)從噴墨記錄頭噴射墨從而將該墨施加于記錄介質(zhì)以進(jìn)行記 錄的步驟，其中使用根據(jù)權(quán)利要求1的墨。
8.墨盒，包括存儲(chǔ)墨的墨存儲(chǔ)部，其中將根據(jù)權(quán)利要求1的墨存儲(chǔ)在該墨存儲(chǔ)部中。
全文摘要
含有多種聚合物和炭黑的墨，其中該多種聚合物包括酸值為200mgKOH/g-300mgKOH/g的聚合物A和酸值為80mgKOH/g-180mgKOH/g的聚合物B，該聚合物A的重均分子量大于該聚合物B的重均分子量，該炭黑具有75mL/100g以下的DBP吸油量和200m2/g以上的比表面積，并且作為官能團(tuán)的-Ph-(CH2)n-NH2和-Ph-(CH2)n-NH-R均與炭黑顆粒的表面結(jié)合，其中這些式中，Ph表示亞苯基，n表示0-2的整數(shù)，和R表示該聚合物A。
文檔編號(hào)C09D11/10GK102127340SQ201110025128
公開日2011年7月20日 申請(qǐng)日期2011年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月20日
發(fā)明者岸宏光, 齋藤貴史, 藤岡文章 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社