墨、墨盒和圖像記錄方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及墨、含有墨的墨盒和其中使用墨的圖像記錄方法。
【背景技術】
[0002] 已知的圖像記錄方法中，使用含有作為著色材料的用樹脂分散劑分散的顏料 (下文中稱為"樹脂分散顏料"）的墨以改進圖像的耐擦拭性。盡管含有樹脂分散顏料的 墨可以產生具有相對高的耐擦拭性的圖像，但是圖像具有低的光學濃度。日本專利特開 No. 2003-226827中提出可以通過降低含有樹脂分散顏料的墨的水含量以促進水蒸發并由 此促進顏料在記錄紙上的聚集來改進圖像光學濃度。日本專利特開No. 2003-226827描述 含有樹脂分散顏料和如濕潤劑和滲透劑等各種有機溶劑的墨。
【發明內容】
[0003] 根據本發明的一個方面的墨含有用樹脂分散劑分散的顏料、樹脂顆粒、表面活性 劑、水溶性有機溶劑和水，其中樹脂顆粒表面上的陰離子性官能團的量為〇. 2mmol/g以下， 表面活性劑含有由以下通式（1)表示且通過格里菲法求得的親水親油平衡（HLB)值為11 以下的氟系表面活性劑，
[0004] R1 (CR2R3) nCH2CH2 (OCH2CH2) n0H (I)
[0005] 其中R1表示氟原子或氫原子，R2和R3獨立地表示氟原子或氫原子，以及R 2和R3的 至少之一表示氟原子，η為1以上且30以下，以及m為1以上且60以下，以及
[0006] 水溶性有機溶劑含有選自以下組A的至少一種水溶性有機溶劑：
[0007] 甘油、乙二醇、二甘醇、重均分子量為10,000以下的聚（乙二醇）、1，3-丙二醇、 1，4_ 丁二醇和雙甘油。
[0008] 參照附圖，本發明的進一步特征將從以下示例性實施方案的描述變得明顯。
【附圖說明】
[0009] 圖1為根據本發明實施方案的圖像記錄方法中使用的圖像記錄設備的示意圖。
[0010] 圖2為從中求得記錄介質的吸收系數Ka的吸收曲線的圖。
【具體實施方式】
[0011] 本發明人發現，盡管日本專利特開No. 2003-226827中描述的墨產生具有一定程 度改進的光學濃度的圖像，但是這些光學濃度仍然低于期望的水平。本發明人還發現，為了 降低墨的水含量引入的大量的如濕潤劑和滲透劑等有機溶劑降低圖像的光學濃度和耐擦 拭性。
[0012] 本發明提供含有樹脂分散顏料并且產生具有高的光學濃度和耐擦拭性的圖像的 墨。本發明也提供含有根據本發明的實施方案的墨的墨盒和使用根據本發明的實施方案的 墨的圖像記錄方法。
[0013] 將使用實施方案進一步描述本發明。
[0014] 作為對使用含有樹脂分散顏料的墨獲得圖像的高光學濃度和耐擦拭性的方法的 深入研究的結果，本發明人得到了本發明的一個實施方案，即，將在表面上具有特定量的陰 離子性官能團的樹脂顆粒與特定的表面活性劑和特定的水溶性有機溶劑組合使用的方法。 以下為通過此方法通過其可以獲得本發明的優勢的可能的機理。
[0015] 作為深入研究的結果，本發明人發現與其它表面活性劑的使用相比，墨中特定的 氟系表面活性劑的使用可以改進圖像的光學濃度和耐擦拭性。這可能是因為與其它表面活 性劑相比，特定的氟系表面活性劑減小記錄介質上墨的接觸角。特定的氟系表面活性劑的 使用減小記錄介質上墨的接觸角并且使墨鋪展（spread)在記錄介質的表面上。這使得樹 脂分散顏料更容易地殘留在記錄介質表面附近的區域中并改進圖像的光學濃度和耐擦拭 性。本發明人的研究表明，并非所有的氟系表面活性劑都具有此作用，由以下通式⑴表示 且通過格里菲法求得的親水親油平衡（HLB)值為11以下的氟系表面活性劑特別有效。
[0016] R1(CR2R3)nCH2CH 2(OCH2CH2)nOH (1)
[0017] 通式（1)中，R1表示氟原子或氫原子，R2和R 3獨立地表示氟原子或氫原子，以及R2和R3的至少之一表示氟原子，η為1以上且30以下，以及m為1以上且60以下。
[0018] 然而，此類特定的氟系表面活性劑的使用不能充分地改進某些記錄介質上圖像的 光學濃度和耐擦拭性。例如，如普通紙等具有高的墨吸收性的記錄介質的使用有時導致記 錄介質表面附近的區域中殘留的樹脂分散顏料的不充分的量和圖像的低的光學濃度和耐 擦拭性。
[0019] 本發明人進一步研究水溶性有機溶劑的種類。結果，本發明人發現，墨中特定的水 溶性有機溶劑與特定的氟系表面活性劑的組合使用使得樹脂分散顏料殘留在如普通紙等 甚至具有高的墨吸收性的記錄介質的表面附近的區域中。特定的水溶性有機溶劑為選自甘 油、乙二醇、二甘醇、重均分子量為10, 000以下的聚（乙二醇）、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇和 雙甘油的至少一種水溶性有機溶劑。本發明人從各種實驗發現，此類水溶性有機溶劑和此 類氟系表面活性劑的組合使用可以改進圖像的光學濃度和耐擦拭性。盡管關于由于此類特 定的氟系表面活性劑和此類特定的水溶性有機溶劑的組合使用所導致的圖像的改進的光 學濃度和耐擦拭性的原因不清楚，但本發明人認為圖像的改進的光學濃度和耐擦拭性由特 定的水溶性有機溶劑的分子結構中兩個以上的羥基、鍵合至分子結構的兩末端碳原子的羥 基和分子結構的高對稱性所產生。
[0020] 作為進一步研究的結果，本發明人發現，當墨進一步含有在表面上具有0. 2mmol/g 以下的陰離子性官能團的樹脂顆粒時，墨具有圖像的光學濃度和耐擦拭性的增強的改進效 果。在表面上具有越少量的陰離子性官能團的樹脂顆粒可以越容易地在記錄介質上聚集， 并且樹脂顆粒與樹脂分散顏料一起，越容易地殘留在記錄介質表面附近的區域中并且進一 步提高圖像的光學濃度。殘留在記錄介質表面附近的區域中并且保護樹脂分散顏料的樹脂 顆粒可以改進耐擦拭性。
[0021] 如上所述，當墨含有樹脂分散顏料、在表面上具有特定量的陰離子性官能團的樹 脂顆粒、特定的氟系表面活性劑和特定的水溶性有機溶劑時，樹脂分散顏料和樹脂顆粒可 以殘留在任意的記錄介質表面附近的區域中。由此，由于這些構成的協同效果，可以獲得本 發明的優勢，即，圖像的高的光學濃度和耐擦拭性。
[0022] [墨]
[0023] 根據本發明實施方案的墨含有樹脂分散顏料、在表面上具有0. 2mmol/g以下的陰 離子性官能團的樹脂顆粒、由通式（1)表示且HLB值為11以下的氟系表面活性劑（下文中 也簡稱為"由通式（1)表示的表面活性劑"）、水溶性有機溶劑和水。以下將描述根據本發 明實施方案的墨中使用的組分。
[0024] 〈樹脂分散顏料〉
[0025] 根據本發明實施方案的墨含有用樹脂分散劑分散的顏料（樹脂分散顏料）。
[0026] MM
[0027] 根據本發明實施方案的墨中使用的顏料的例子包括，但不局限于，如炭黑等無機 顏料、有機顏料和用于噴墨墨的已知顏料。根據本發明實施方案的墨的顏料含量（質量％ ) 優選為〇. 1質量％以上且15.0質量％以下，更優選1.0質量％以上且8.0質量％以下。小 于I. 0質量％的顏料含量可以導致圖像的不充分的光學濃度。大于8. 0質量％的顏料含量 可以導致如低的耐固著性等不良的噴墨特性。
[0028] 用樹脂分散劑分散的顏料的判宙方法
[0029] 用樹脂分散劑分散的顏料可以通過以下方法來判定。將濃縮或稀釋至固組分為約 10質量％的墨在12, OOOrpm下離心分離1小時。在將水溶性有機溶劑和無助于顏料分散的 樹脂轉移至液相之后，收集包含顏料的沉降組分。如果包含顏料的沉降組分包括樹脂，則可 以認為顏料為樹脂分散顏料。包含顏料的沉降組分中作為主組分含有的樹脂有助于顏料的 分散（樹脂分散劑），以及液相中含有的樹脂無助于顏料的分散。
[0030] 樹脂分散劑
[0031] 根據本發明實施方案的墨中使用的樹脂分散劑可以為用于噴墨墨中的任意已知 的樹脂分散劑。樹脂分散劑可以是水溶性的。因此，用樹脂分散劑分散的顏料可以為用水溶 性樹脂分散的顏料。作為本文中所使用的句子"樹脂是水溶性的"，指當用等于樹脂的酸值 的量的堿中和樹脂時，樹脂不具有粒徑。因此，水溶性樹脂不同于以下描述的樹脂顆粒（具 有粒徑）。用于制備此類樹脂分散劑的單體的例子包括，但不局限于，以下單體。可以由這 些單體的至少兩種合成樹脂分散劑。至少一種單體可以為親水性單體。單體的例子包括，但 不局限于，苯乙烯、乙烯基萘、α，β-烯屬不飽和羧酸的脂肪族醇酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、 馬來酸、衣康酸、富馬酸、乙酸乙烯酯、乙烯基吡咯烷酮、丙烯酰胺、及它們的衍生物。親水性 單體可以為丙烯酸或甲基丙烯酸。特別地，根據本發明實施方案的墨中使用的樹脂分散劑 可以為包括源于丙烯酸的單元和源于（甲基）丙烯酸的單元的共聚物。樹脂分散劑可以為 嵌段共聚物、無規共聚物、接枝共聚物或其鹽。樹脂分散劑也可以為如松香、紫膠或淀粉等 天然樹脂。
[0032] 樹脂分散劑優選具有1，000以上且30, 000以下，更優選3, 000以上且15, 000以 下的通過凝膠滲透色譜（GPC)測得的聚苯乙烯換算的重均分子量。樹脂分散劑優選具有 50mgK0H/g以上且350mgK0H/g以下，更優選80mgK0H/g以上且250mgK0H/g以下的酸值。具 有在此范圍內的酸值的樹脂分散劑可以改進顏料分散穩定性和墨噴射穩定性。樹脂的酸值 可以通過電位滴定來測量。根據本發明實施方案的墨的樹脂分散劑含量（質量％)優選為 0. 1質量％以上且5. 0質量％以下，更優選0. 5質量％以上且3. 0質量％以下。根據本發明 實施方案的墨的顏料含量（質量％ )與樹脂含量（質量％ )之比優選為〇· 3以上且5. 0以 下，更優選0.5以上且2. O以下。本發明的實施方案中，用于計算質量比的組分含量基于墨 的質量。
[0033] 根據本發明實施方案的墨的顏料含量與樹脂分散劑含量基于質量的比率大于3， 優選3. 3以上，更優選4以上且10以下。
[0034] 含量
[0035] 根據本發明實施方案的墨的樹脂分散顏料含量（顏料和樹脂分散劑含量）優選為 〇. 1質量％以上且5. 0質量％以下，更優選I. 0質量％以上且4. 0質量％以下。小于I. 0質 量％的樹脂分散顏料含量可以導致圖像光學濃度的不充分的改進效果。大于4.0質量％的 樹脂分散顏料含量可以導致不充分的耐固著性。
[0036] 根據本發明實施方案的墨的樹脂分散顏料含量（顏料和樹脂分散劑含量）和樹脂 顆粒含量的總和優選為12質量％以