CN101001927B - 记录油墨、喷墨记录方法和使用其的喷墨记录装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种包含着色剂、润湿剂、表面活性剂、渗透剂和水的记录油墨，其中当记录油墨的所述水分蒸发率低于30％时，记录油墨的所述粘度升高率是10或更低；当水分蒸发率是30％至50％时，存在粘度升高率超过500的点；并且当水分蒸发率低于30％时，记录油墨中的着色剂的平均粒径是在记录油墨的水分蒸发测试之前的着色剂的起始平均粒径的2倍或更低。

Description

记录油墨、喷墨记录方法和使用其的喷墨记录装置
技术领域
本发明涉及一种在用于即使配有加热单元的喷墨记录装置时具有有利的传输稳定性的记录油墨，并且涉及一种使用该记录油墨的可在普通纸上提供具有优异质量的图像和适用于高速印刷的喷墨记录方法和喷墨记录装置。
背景技术
喷墨记录装置广泛用于图像记录装置如打印机，传真机和复印机。这些喷墨记录装置通过将油墨从记录头传输至记录介质如纸而用于记录和具有各种优点：可在较高速度下记录高度细微的图像、运行成本较低、喷墨记录装置产生较少噪音和彩色图像的记录容易使用具有各种颜色的油墨而进行。
用于喷墨记录的这些油墨通常主要包含水，并且还含有着色剂、用于防止油墨堵塞的润湿剂如甘油、用于控制油墨进入记录纸的可渗透性的渗透剂和其它添加剂。
通常，已经开发出专用于喷墨印刷工艺的纸(以下称为＂喷墨纸＂)，其特性是具有改进的吸收性能、将着色组分固定到纸表面上的能力和保护着色组分以在基于含水油墨的喷墨记录中促进液体油墨浸润和固定到记录介质上的功能。但喷墨纸通过将在造纸之后得到的纸进行各种涂覆步骤而制成，因此其成本高并且喷墨纸包含各种处理剂，因此与普通纸相比它具有差的回收性能。因此最好可在普通纸上得到令人满意的图像质量。
因为普通纸的油墨吸收性能不如喷墨纸的，并且不能像喷墨纸那样辅助油墨的功能，使用普通纸产生的缺点如(1)造成油墨的羽化，(2)造成油墨的渗色，(3)降低油墨密度，(4)降低油墨的显影性能，(5)降低油墨的耐水性，(6)降低油墨的耐光性，(7)降低油墨的耐气体性，(8)降低油墨的固定性能，(9)造成旋塞环弯曲和(10)造成油墨的透印。
因此，解决这些缺点对于在普通纸上的喷墨记录是一个重要任务。
最近，颜料的分散性已得到改进且颜料的颗粒已被粉碎，因此这种颜料常用于喷墨油墨。例如，上述缺点(5)至(7)可通过使用颜料，如炭黑而改进。 但颜料的密度和显色性能不如染料和具有差的可靠性，如传输稳定性，长期储存稳定性和再分散性。因此，当颜料用作着色剂时，需要提高记录油墨的可靠性。
使用着色聚合物颗粒，尤其是聚酯或乙烯基聚合物颗粒的乳液的各种喷墨记录用油墨已被提及用于解决上述缺点(参见专利文献1至30)。这些专利文献公开了包含夹带着色剂的树脂分散体的油墨，其中着色剂被夹带在不溶于水的可分散树脂中。另外，如果颜色有机颜料用作着色剂，常规油墨组合物与使用水溶性分散剂的颜料油墨相比具有更优异的在普通纸上的图像密度和颜色再现性，但不如染料油墨。
作为不同于上述的处理的对喷墨油墨的处理，已经研究了改善可靠性和改善图像质量之间的兼容性。许多喷墨油墨被设计成使得因可能抑制油墨的粘度升高以防止头喷嘴的堵塞。例如，提出了一种油墨，其中通过将由原始油墨浓缩两倍的油墨的粘度抑制在原始油墨的10倍内或通过将由原始油墨浓缩两倍的油墨的粒径抑制在原始油墨的3倍内，凝聚的颜料可防止对油墨滋墨(spread)的抑制和可防止脱墨(参见专利文献31)。但利用所提出的这种油墨，具有高质量的图像难以在普通纸上形成。
另外，提出了一种油墨，其中液体是在油墨的挥发性组分蒸发之后的油墨的剩余组分并且液体的粘度在原始油墨的10倍内(参见专利文献32)。但该油墨是染料油墨，而且尽管该油墨具有高可靠性，使用该油墨在普通纸上形成的图像具有不好的质量。
此外，提出了一种油墨，其中油墨中的水在60℃下蒸发，油墨的粘度是原始油墨的600倍或更低(参见专利文献33)。但所提出的油墨也是一种染料油墨，而且尽管油墨的可靠性和图像质量的耐久性通过在油墨组合物中引入水溶性聚合物而平衡，该油墨在耐水性方面存在问题。
另外提出，具有高粘度(如5mPa·s至15mPa·s)的油墨对于确保高图像质量是必需的(参见专利文献34)。该提议中叙述，对确保油墨的可靠性有利的是，不仅控制油墨的起始蒸发率，而且将特定化合物作为用于控制油墨粘度的粘度控制剂引入油墨组合物，而且可以认为，该方案是一种在使用颜料的情况下解决上述缺点(3)和(4)的方法。但在该方案中，没有说明所用颜料的粒径的稳定性，而且仅说明了该油墨在放置24小时之后具有可靠性。但所述油墨组合物在放置更长时间之后具有不好的油墨可靠性，这取决于用于 传输该油墨的喷墨头的组成和喷嘴直径的尺寸。
如上所述，具有高粘度的油墨对于确保在高速下的高印刷质量是必需的。但难以确保具有高粘度的油墨的可靠性且这种油墨没有被充分利用。
另外，作为改进图像质量的方法，尝试了通过在不降低油墨附着量的情况下升高油墨的干燥速率的用于解决普通纸的上述缺点(1)、(2)和(8)至(10)的方法。
用于升高干燥速率的方法的例子包括(i)将挥发性组分引入油墨组合物的方法和(ii)打印机配有干燥单元的方法。
在方法(i)中，尽管油墨的干燥性能可容易改进，但喷墨头喷嘴的弯月面也容易被干燥并且油墨的粘度升高，因此油墨的稳定传输受到不利影响。另外，印刷环境受损，因为挥发性组分是有机化合物，因此含水油墨的使用丧失其优点。对于使用颜料的按需喷墨系统，在油墨可靠性方面存在各种缺点。
方法(ii)通过在成像装置中引入加热器而变得可行，但也存在装置变复杂的缺点。作为用于加热油墨以干燥油墨的具体方法，研究了一些方法，如将膜工作台加热和记录介质通过传热而加热的方法(参见专利文献35至39)，使用红外光加热油墨的方法(参见专利文献40)和这种固色装置用作使用加热辊的固色装置的方法(参见专利文献41和42)。
但在使用工作台的方法中，存在对记录介质的导热率不均匀的缺点，在使用红外光的方法中，产生需要大量电力的缺点，而在使用固色装置的方法中，产生该装置规模变大的缺点。另外，通过在印刷前后加热记录介质，不仅记录介质，而且记录头表面通过废热或辐射热而被加热。另外，通过加热记录头表面，促进了弯月面的干燥并且降低了油墨的传输稳定性。还提出，热的影响可通过使用记录头表面作为热反射表面而抑制(参见专利文献43)。
但该方案中没有关于油墨以及这样的事实的描述，由此可认为该方案不具有令人满意的可靠性。
因此，使用含水油墨和配有热固色单元的喷墨打印机具有复杂的机构并且在油墨可靠性方面存在缺点。但用于得到在高速印刷或双面印刷过程中提高图像质量的优点，市场上提供许多种类的喷墨打印机。但配有热固色单元的使用颜料油墨作为全色油墨的按需喷墨打印机仍在油墨可靠性方面存在各种问题，且其实际应用被延迟。
因此，尽管使用热固色工艺能够解决上述缺点(1)、(2)和(8)至(10)，但 油墨可靠性仍存在问题。另外，尽管染料油墨与具有高粘度的颜料油墨的结合使用能够解决普通纸的上述缺点(3)至(7)，但存在油墨的传输稳定性与使用仅包含染料的油墨的情形相比下降的缺点，并且打印机的可靠性明显下降。
专利文献1日本专利申请公开(JP-A)No.2000-191972
专利文献2JP-A No.2000-191968
专利文献3JPA No.2000-191967
专利文献4JP-A No.2000-53900
专利文献5JP-A No.2000-53899
专利文献6JP-A No.2000-53898
专利文献7JP-A No.2000-53897
专利文献8JP-A No.2000-44852
专利文献9JP-A No.2000-26775
专利文献10JP-A No.2000-7963
专利文献11JP A No.2000-7962
专利文献12JP-A No.9-241565
专利文献13JP-A No.9-217030
专利文献14JP-A No.9-183932
专利文献15JP-A No.9-183931
专利文献16JP-A No.9-286939
专利文献17JP-A No.9-157565
专利文献18JP-A No.10-46082
专利文献19JP-A No.10-46092
专利文献20JP-A No.10-60327
专利文献21JP-A No.10-273610
专利文献22JP-A No.10-279851
专利文献23JP-A No.10-98462
专利文献24JP-A No.10-298467
专利文献25JP-A No.11-217528
专利文献26JP-A No.10-338829
专利文献27JP-A No.10-316918
专利文献28JP-A No.11256083
专利文献29JP-A No.11-323226
专利文献30日本专利(JP-B)No.3065950
专利文献31JP-A No.2002-337449
专利文献32JP-A No.2000-095983
专利文献33JP-A No.9-111166
专利文献34JP-A No.2001-262025
专利文献35JP-A No.55-69464
专利文献36JP-A No.55-84670
专利文献37JP-A No.58-72460
专利文献38JP-A No.62-130863
专利文献39JP-A No.62-130864
专利文献40JP-A No.57-120447
专利文献41JP-A No.3-169644
专利文献42JP-A No.6-184478
专利文献43JP-A No.11-123828
发明内容
本发明的目的是提供一种即使在记录油墨与颜料和加热单元相结合时也具有较高可靠性的记录油墨，和提供一种优异地在普通纸上形成高质量图像和适用于高速印刷的使用该记录油墨的喷墨记录方法和喷墨记录装置。
本发明记录油墨包含着色剂、润湿剂、表面活性剂、渗透剂和水，其中当由以下公式1表示的记录油墨的水分蒸发率低于30％时，由以下公式2表示的记录油墨的粘度升高率是10或更低；当水分蒸发率是30％至50％时，存在粘度升高率超过500的点；并且当水分蒸发率低于30％时，记录油墨中的着色剂的平均粒径是在记录油墨的水分蒸发之前着色剂的起始平均粒径的2倍或更低。
<公式1>
水分蒸发率(％)＝[(WA-WB)/WA]×100
其中WA表示记录油墨在水分蒸发之前的起始质量(g)且WB表示记录油墨在水分蒸发之后的质量(g)。
<公式2>
粘度升高率＝VB/VA
其中VA表示记录油墨在水分蒸发之前的起始粘度(mPa·s)且VB表示记录油墨在水分蒸发之后的粘度(mPa·s)。
对于本发明记录油墨，优选的是：着色剂包含颜料细颗粒，着色剂包含在其表面上具有至少一个亲水基团的颜料细颗粒并且该着色剂在不存在分散剂的情况下具有水分散性和水溶解性中的至少一种性能，着色剂是其中聚合物细颗粒包含不溶于水和微溶于水中任何一种的颜料细颗粒的聚合物乳液，润湿剂是至少两种在温度20℃和相对湿度60％的气氛中具有平衡水含量25质量％或更高的多元醇，多元醇之一是甘油且甘油在润湿剂中的含量是基于润湿剂的总质量的50质量％或更低，渗透剂是在温度20℃的水中的具有0.2质量％至5.0质量％的溶解度的多元醇，记录油墨包含0.5质量％至15质量％着色剂、10质量％至50质量％润湿剂、0.01质量％至5质量％表面活性剂和0.1质量％至5质量％渗透剂，表面活性剂是非离子表面活性剂，和非离子表面活性剂是任何一种以下结构式表示的化合物：
Figure S05827062020070213D000061
其中R1表示碳数6至14的可被支化的碳链和碳数6至14的全氟烷基链中的任何一种，R2表示氢原子和碳数1至4的可被支化的碳链中的任何一种，并且“n”是5至20的整数；
Figure S05827062020070213D000062
其中R3表示碳数6至14的可被支化的碳链，R4表示氢原子和碳数1至4的可被支化的碳链中的任何一种，并且“n”是5至20的整数；
Figure S05827062020070213D000063
其中R表示碳数6至14的可被支化的碳链，并且“n”是5至20的整数；
Figure S05827062020070213D000064
其中R表示碳数6至14的可被支化的碳链，“m”是5至10的整数； “n”是5至20的整数，并且丙二醇链和乙二醇链可根据嵌段聚合反应或无规聚合反应而制成；
Figure S05827062020070213D000071
其中“m”和“n”分别是5至20的整数。
本发明喷墨记录方法包括，将本发明记录油墨从喷嘴传输和通过将记录油墨附着至记录介质的印刷区域或非印刷区域来记录，其中在记录油墨在喷嘴附近的水分蒸发率超过30％之前，记录油墨从喷嘴被传输。
在本发明喷墨记录方法中，优选的是记录通过至少一个以下步骤而进行：在记录油墨附着至记录介质上之后加热记录介质；在记录介质被加热之后将记录油墨附着至记录介质；和在加热记录介质的同时将记录油墨附着至记录介质上。
本发明喷墨记录装置包括具有将记录油墨传输至记录介质的喷嘴的记录头和配置成热记录介质的加热单元，其中该喷墨记录装置通过本发明喷墨记录方法在记录介质上进行记录。
本发明油墨墨盒包括被容纳在容器中的本发明记录油墨。
本发明的油墨记录物包括使用本发明记录油墨在记录介质上形成的图像。
附图说明
图1是表示根据本发明第一实施方案的喷墨记录装置的组成的实例的示意图。
图2是表示根据本发明第二实施方案的喷墨记录装置的组成的实例的示意图。
图3是表示根据本发明第三实施方案的喷墨记录装置的组成的实例的示意图。
图4是表示对比例中的水分蒸发率和平均粒径之间关系的图表。
图5是表示在实施例1和2中和在对比例1和2中水分蒸发率和平均粒径之间关系的图表。
图6是表示在实施例1和2中和在对比例1和2中水分蒸发率和粘度升高率之间关系的图表。
图7是表示在实施例1和2中和在对比例1和2中的印刷测试结果的示意图。
图8是表示在实施例3和4中水分蒸发率和平均粒径之间关系的图表。
图9是表示在实施例3和4中水分蒸发率和粘度升高率之间关系的图表。
实现本发明的最佳方式
(记录油墨)
本发明记录油墨是一种用于配有构造成加热记录介质的加热单元的喷墨记录装置的记录油墨，并且该油墨包含着色剂、润湿剂、表面活性剂、渗透剂、水和任选其它组分。
对于上述记录油墨，当由以下公式1表示的记录油墨的水分蒸发率低于30％时，由以下公式2表示的记录油墨的粘度升高率是10或更低；当水分蒸发率是30％至50％时，则存在记录油墨的粘度升高率超过500的点；并且当记录油墨的水分蒸发率低于30％时，着色剂的平均粒径是在记录油墨的水分蒸发之前着色剂的起始平均粒径的2倍或更低。
<公式1>
水分蒸发率(％)＝[(WA-WB)/WA]×100
其中WA表示记录油墨在水分蒸发之前的起始质量(g)且WB表示记录油墨在水分蒸发之后的质量(g)。
<公式2>
粘度升高率＝VB/VA
其中VA表示记录油墨在水分蒸发之前的起始粘度(mPa·s)且VB表示记录油墨在水分蒸发之后的粘度(mPa·s)。
当记录油墨的水分蒸发率低于30％时，记录油墨的粘度升高率优选为8或更低，更优选5或更低。
当水分蒸发率是30％至50％时，则存在记录油墨的粘度升高率优选超过1000的点，更优选超过2000的点。
当记录油墨的水分蒸发率低于30％时，着色剂的平均粒径优选为着色剂的起始平均粒径的1.8倍或更低，更优选1.5倍或更低。
用于评估记录油墨的记录油墨被保存在上密闭(closed-top)容器中，其中3个月的水分蒸发量基于记录油墨的起始质量低于1％，并且其中记录油墨粘度的一周改变速率和着色剂粒径的一周改变速率在-5％至5％的范围内。记录油墨优选在其生产之后的3个月内使用。
在本发明中，记录油墨的水分蒸发引起的记录油墨的粘度升高率极大地贡献于该记录油墨的干燥速率。对于当水分蒸发率是50％或更低时存在粘度升高率超过500的点的记录油墨，直至记录油墨变成干燥态之前的记录油墨的水分蒸发量低于不具有上述性能的记录油墨直至记录油墨变成干燥态之前的水分蒸发量，因此具有上述性能的记录油墨可通过在较低温度下加热而变得具有令人满意的干燥态。
对于即使具有上述性能的记录油墨，利用其中不仅当水分蒸发率是30％或更低时粘度升高率是10或更低，而且当水分蒸发率是30％或更低时记录油墨中的着色剂的平均粒径是着色剂的起始平均粒径的2倍或更低的记录油墨的组成，可确保记录油墨的传输可靠性。结果，即使该记录油墨组合物使用颜料，也可通过上述油墨组合物和加热单元的组合而得到令人满意的可靠性和令人满意的图像质量之间的兼容性。
在此，平均粒径是指在体积累积百分数50％处的平均粒径。在体积累积％50％处的平均粒径可根据动态光散射方法，即Doppler散射光分析而测定，该方法包括：通过将激光照射以“布朗运动”在记录油墨中运动的颗粒，来测定从颗粒返回的光的振动数或频率的变化，即辐射激光的振动数的背散射的变化；和由以上测定的变化得到粒径。
为了生产具有上述优选的性能的记录油墨，需要使用颜料细颗粒或聚合物乳液作为着色剂，其中通过将颜料细颗粒进行处理以使至少一种亲水基团被直接或通过另一基团键接至颜料细颗粒的表面上而使得颜料细颗粒在没有分散剂的情况下是水可分散的，并且聚合物乳液是其中不溶于水或微溶于水的着色剂被引入聚合物细颗粒中的聚合物乳液。当除上述着色剂之外的着色剂用作通过仅使用表面活性剂分散而制成的颜料或通过仅使用水溶性树 脂分散而制成的颜料时，由记录油墨的水分蒸发引起的着色剂的平均粒径的增加变得显著，因此存在损害记录油墨的传输可靠性的危险。
另外，因为对水分蒸发率的调节可导致记录油墨的传输可靠性的改进，优选的是，记录油墨包含质量10％至50质量％的润湿剂且该润湿剂包含至少两种类型的具有在温度20℃和相对湿度60％的气氛中测定的平衡水含量25质量％或更高的多元醇。平衡水含量更优选是30质量％或更高，更优选35质量％或更高。
上述多元醇之一优选为甘油且甘油的含量基于润湿剂的总质量优选为50质量％或更低，更优选20质量％至50质量％，进一步更优选25质量％至40质量％。
为了改进印刷图像的质量以及满足记录油墨组合物的条件，优选的是，记录油墨包含0.5质量％至15质量％的着色剂、0.01质量％至5质量％的表面活性剂和0.1质量％至5质量％的渗透剂。
记录油墨组合物的组分的例子包括着色剂、润湿剂、表面活性剂和渗透剂。组分的组合对于规定本发明记录油墨的组成是重要的。以下对这些组分进行解释。
考虑到记录油墨的抗自然老化性能(weathering property)，着色剂主要包含颜料并且可同时包含染料以控制记录油墨的色调，只要记录油墨的抗自然老化性能不受损害。颜料的例子包括无机颜料和有机颜料。
无机颜料的例子包括氧化钛、氧化铁、碳酸钙、硫酸钡、氢氧化铝、钡黄、镉红、铬黄和通过如接触法、炉法和热法的常规方法制成的炭黑。
有机颜料的例子包括偶氮颜料(如偶氮色淀、不溶偶氮颜料、缩合偶氮颜料和螯合物偶氮颜料)，多环颜料(如酞菁颜料、苝颜料、萘环酮(pyrenone)颜料、蒽醌颜料、喹吖啶酮颜料、二噁啶颜料、靛青颜料、硫靛颜料、异吲哚啉酮颜料和喹酞酮颜料)，染料螯合物(如碱性染料螯合物和酸性染料螯合物)，硝基颜料，亚硝基颜料和苯胺黑。在这些颜料中，最优选的是具有高亲水性的颜料。
黑色颜料的具体例子包括炭黑(C.I.颜料黑7)，如炉黑、灯黑、乙炔黑和槽法炭黑；金属和金属化合物，如铜，铁(C.I.颜料黑11)和氧化钛；和有机颜料，如苯胺黑(C.I.颜料黑1)。
彩色颜料的具体例子包括C.I.颜料黄1、3、12、13、14、17、24、34、 35、37、42(氧化铁黄)、53、55、74、81、83、95、97、98、100、101、104、108、109、110、117、120、128、138、150、151、153和183；C.I.颜料橙5、13、16、17、36、43和51；C.I颜料红1、2、3、5、17、22、23、31、38、48:1、48:2(永久红2B(Ca))、48:3、48:4、49:1、52:2、53:1、57:1(亮胭脂红6B)、60:1、63:1、63:2、64:1、81、83、88、101(氧化铁红)、104、105、106、108(镉红)、112、114、122(喹吖啶酮品红)、123、146、149、166、168、170、172、177、178、179、185、190、193、209和219；C.I.颜料紫1(若丹明色淀)、3、5:1、16、19、23和38；和C.I.颜料蓝1、2、15、15:1、15:2、15:3(酞菁蓝)、16、17:1、56、60和63；C.I.颜料绿1、4、7、8、10、17、18和36。其它合适的着色颜料的例子描述于文献“The Color Index，third edition(editedby The Society of Dyers and Colourists，1982)”。
颜料的一个优选方面是颜料细颗粒的表面被以如下方式改性，该方式使得至少一种类型的亲水基团直接或通过另一基团被键接至该表面上。这些颜料细颗粒可根据以下方法而制成：将特定官能团(如砜基团和羧基基团)化学键接至颜料细颗粒的表面上，或将颜料细颗粒使用次卤酸和/或其盐进行湿氧化处理。在颜料细颗粒的上述方面，最优选的是羧基基团被键接至颜料细颗粒的表面上并且颜料细颗粒被分散在水中，因为通过使得羧基基团被键接至颜料细颗粒的表面上的方式改性颜料细颗粒的表面，不仅颜料细颗粒的分散稳定性得到改进，而且可得到记录油墨的高印刷质量，且记录介质在印刷后的耐水性得到进一步改进。
另外，因为包含上述方面的颜料细颗粒的记录油墨具有优异的在记录油墨干燥之后的再分散性能，即使长期暂停印刷并且存在于喷墨头喷嘴附近的记录油墨中的水被蒸发，也不会造成喷嘴堵塞，而且在简单地清洁喷嘴之后，可容易地重新开始有利的印刷。另外，尤其当上述可自分散的颜料与下述表面活性剂和渗透剂结合使用时，可自分散的颜料具有巨大的协同作用，因此可得到具有较高可靠性和更高图像质量的图像。
除了上述方面的颜料细颗粒，也可使用颜料被引入聚合物细颗粒中的聚合物乳液。颜料被引入聚合物细颗粒中的聚合物乳液是指颜料被包封在聚合物细颗粒中的聚合物乳液和/或颜料被吸附至聚合物细颗粒的表面上的聚合物乳液。在上述聚合物乳液中，并不总是需要包封和/或吸附所有的颜料，而且只要本发明的效果不受损害，可将颜料分散在聚合物乳液中。
可形成上述聚合物乳液的聚合物的例子包括乙烯基聚合物、聚酯聚合物和聚氨酯聚合物。其中，乙烯基聚合物和聚酯聚合物是最优选的。这些聚合物详细描述于如JP-A No.2000-53897和2001-139849的专利文献。
作为着色剂，颜料不仅可单独地使用，而且也可与以下染料结合使用。
酸性染料和食品染料的具体例子包括C.I.酸性黄17、23、42、44、79和142；C.I.酸性红1、8、13、14、18、26、27、35、37、42、52、82、87、89、92、97、106、111、114、115、134、186、249、254和289；C.I.酸性蓝9、29、45、92和249；C.I.酸性黑1、2、7、24、26和94；C.I.食品黄2、3和4；C.I.食品红7、9和14；和C.I.食品黑1和2。
直接染料的具体例子包括C.I.直接黄1、12、24、26、33、44、50、86、120、132、142和144；C.I.直接红1、4、9、13、17、20、28、31、39、80、81、83、89、225和227；C.I.直接橙26、29、62和102；C.I.直接蓝1、2、6、15、22、25、71、76、79、86、87、90、98、163、165、199和202；和C.I.直接黑19、22、32、38、51、56、71、74、75、77、154、168和171。
碱性染料的具体例子包括C.I.碱性黄1、2、11、13、14、15、19、21、23、24、25、28、29、32、36、40、41、45、49、51、53、63、64、65、67、70、73、77、87和91；C.I.碱性红2、12、13、14、15、18、22、23、24、27、29、35、36、38、39、46、49、51、52、54、59、68、69、70、73、78、82、102、104、109和112；C.I.碱性蓝1、3、5、7、9、21、22、26、35、41、45、47、54、62、65、66、67、69、75、77、78、89、92、93、105、117、120、122、124、129、137、141、147和155；和C.I.碱性黑2和8。
活性染料的具体例子包括C.I.活性黑3、4、7、11、12和17；活性黄1、5、11、13、14、20、21、22、25、40、47、51、55、65和67；C.I.活性红1、14、17、25、26、32、37、44、46、55、60、66、74、79、96和97；和C.I.活性蓝1、2、7、14、15、23、32、35、38、41、63、80和95。
其中，酸性染料和直接染料是最优选的。
着色剂在记录油墨中的含量优选为0.5质量％至15质量％，更优选5质量％至12质量％。当着色剂的含量低于0.5质量％时，着色强度往往不足。另一方面，当该含量超过15质量％时，色相变化不利地变得显著，因此不能得到漂亮的颜色。
本发明记录油墨可通过在记录油墨组合物中引入润湿剂而得到，该润湿 剂容易被氢键键接和不仅作为单质具有高粘度，而且具有高平衡水含量，且其中它的粘度在水的存在下降低。
多元醇的例子包括甘油、乙二醇、二甘醇、三乙二醇、丙二醇、二丙二醇、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、四乙二醇、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-己三醇。其中，甘油以20质量％或更高的量被引入润湿剂中是重要的，因为甘油具有通过抑制着色剂凝聚而防止颗粒尺寸生长的高作用，同时其粘度伴随着水分蒸发而快速升高。另外考虑到平衡水含量，甘油也是优选的。
作为与甘油结合使用的润湿剂，1，3-丁二醇是优选的。1，3-丁二醇像甘油一样具有高平衡水含量，并且不仅具有高可靠性，而且对于在记录油墨附着至记录纸时均匀化图像元件的铺展和对于将着色剂保持在记录纸的表面上具有显著的作用。尽管甘油对于改善记录油墨的可靠性也具有显著的作用，但当大量使用甘油时，图像质量受损且已被蒸发掉水的记录油墨的粘度升高率变得太大，因此记录油墨的传输稳定性有时受损。因此，1，3-丁二醇和甘油之间的量比率(1，3-丁二醇:甘油)优选为1:5至5:1，更优选为1:1至4:1，进一步更优选为1:1至3:1，最优选为2:1至3:1。
润湿剂在记录油墨中的量优选为基于记录油墨的总质量的10质量％至50质量％，更优选为25质量％至35质量％。当润湿剂的量太小时，记录油墨的储存稳定性和传输稳定性受损，因此喷嘴容易发生堵塞。另一方面，当润湿剂的量太大时，记录油墨的干燥性能受损且在字母和纸之间的界面上或在色料之间的界面上造成记录油墨的滋墨(spread)，因此图像的质量受损。
表面活性剂的例子包括阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂。根据着色剂的种类或润湿剂和水溶性有机溶剂的组合，可选择不损害记录油墨的分散稳定性的表面活性剂。
阴离子表面活性剂的例子包括聚氧基亚乙基烷基醚乙酸盐、十二烷基苯磺酸盐、琥珀酸酯磺酸盐、月桂酸盐和聚氧基亚乙基烷基醚硫酸盐。
非离子表面活性剂的例子包括聚氧基亚乙基烷基醚、聚氧基亚乙基聚氧基亚丙基烷基醚、聚氧基亚乙基烷基酯、聚氧基亚乙基聚氧基亚丙基烷基酯、聚氧基亚乙基脱水山梨醇脂族酸酯、聚氧基亚乙基烷基苯基醚、聚氧基亚乙基烷基胺和聚氧基亚乙基烷基酰胺。
这些表面活性剂可容易地购自制造商，如Nikko Chemicals Co.，Ltd.、Nihon-Emulsion Co.，Ltd.、Nippon Shokubai Co.Ltd.、Toho Chemical IndustryCo.，Ltd.、KAO Corporation、Adeka Clean Aid Co.，Ltd.、Lion Corporation、Aoki Oil Industrial Co.，Ltd.和Sanyo Chemical Industries，Ltd.。
乙炔二醇表面活性剂优选用作表面活性剂。乙炔二醇表面活性剂的例子包括2，4，7，9-四甲基-5-癸炔-4，7-二醇、3，6-二甲基-4-辛炔-3，6-二醇、3，5-二甲基-1-己炔-3-醇。乙炔二醇表面活性剂的市售例子包括Surfynols104、82465、485和TG(商品名；Air Products and Chemicals，Inc.，U.S.A.)。其中，包含Surfynols465、104或TG的记录油墨尤其具有有利的印刷质量。
表面活性剂不限于以上例举的表面活性剂并且以上例举的表面活性剂可单独或组合使用。即使单独使用的表面活性剂不容易溶解在记录油墨中，通过使用组合以上例举的表面活性剂，也会使表面活性剂变得可溶于记录油墨并且可稳定地存在于记录油墨中。
在以上例举的表面活性剂中，最优选的是由以下结构式表示的非离子表面活性剂：
Figure S05827062020070213D000141
其中R1表示碳数6至14的可被支化的碳链和碳数6至14的全氟烷基链中的任何一种，R2表示氢原子和碳数1至4的可被支化的碳链中的任何一个，和“n”是5至20的整数；
其中R3表示碳数6至14的可被支化的碳链，R4表示氢原子和碳数1至4的可被支化的碳链中的任何一种和“n”是5至20的整数；
Figure S05827062020070213D000143
其中R表示碳数6至14的可被支化的碳链，和“n”是5至20的整数；
Figure S05827062020070213D000144
其中R表示碳数6至14的可被支化的碳链，“m”是5至10的整数，“n”是5至20的整数，并且丙二醇链和乙二醇链可根据嵌段聚合反应或无规聚合反应而制成；
Figure DEST_PATH_GAB00000000000171194800011
其中“m”和“n”分别是5至20的整数。
在上述结构式表示的非离子表面活性剂中，碳数6至14的碳链的例子包括己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基和十四烷基。
碳数1至4的碳链的例子包括甲基乙基丙基和丁基。
表面活性剂在记录油墨中的量优选为基于记录油墨的总质量的0.01质量％至5.0质量％，更优选0.5质量％至3质量％，进一步更优选0.5质量％至2.5质量％，最优选0.8质量％至2.0质量％。当表面活性剂的量低于0.01质量％时，引入记录油墨组合物的表面活性剂有时丧失其作用。另一方面，如果表面活性剂的量超过5.0质量％，记录油墨在记录介质上的渗透性能变得高于所需的渗透性能，因此往往出现图像密度下降或造成记录油墨的透印的缺点。
作为渗透剂，多元醇是优选的。多元醇20℃下在水中具有溶解度优选0.2质量％至5.0质量％，更优选1.0质量％至5.0质量％，进一步更优选1.0质量％至4.0质量％。
在上述多元醇中，脂族二醇的例子包括2-乙基-2-甲基-1，3-丙二醇、3，3-二甲基-1，2-丁二醇、2，2-二乙基-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-己烷二醇。
其中，2-乙基-1，3-己烷二醇和2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇是最优选的。
可与多元醇结合使用的渗透剂的例子包括多元醇的烷基和芳基醚，如二甘醇单苯基醚、乙二醇单苯基醚、乙二醇单烯丙基醚、二甘醇单苯基醚、二甘醇单丁基醚、丙二醇单丁基醚和四乙二醇氯苯基醚；和低级醇，如乙醇。 渗透剂不限于以上例举的化合物，只要渗透剂可溶解在记录油墨中并且可通过在记录油墨中引入渗透剂而将记录油墨的性能控制至所需性能。
渗透剂在记录油墨中的量优选为基于记录油墨的总质量的0.1质量％至5.0质量％，更优选0.5质量％至4.0质量％，进一步更优选1.0质量％至3.0质量％。当渗透剂的量低于质量0.1％时，不能得到记录油墨的快速干燥性能，因此有时形成有滋墨的图像。另一方面，当渗透剂的量超过5.0质量％时，着色剂的分散稳定性受损，因此喷嘴容易堵塞，或记录油墨在记录介质中的渗透性能变得高于所需的渗透性能，往往出现图像密度下降或造成记录油墨的透印的缺点。
被引入记录油墨组合物中的其它添加剂不受限制并且可根据应用适当地选择。其例子包括抗菌剂和抗真菌剂、pH控制剂、螯合剂和抗腐蚀剂。
抗菌剂和抗真菌剂的例子包括脱氢乙酸钠、山梨酸钠、2-吡啶硫醇-1-氧化钠、苯甲酸钠和五氯苯酚钠。
pH控制剂不受限制，只要pH控制剂可将记录油墨的pH值控制至所需值而不对所得记录油墨有不利影响。pH控制剂的例子包括：胺，如二乙醇胺和三乙醇胺；碱金属元素的氢氧化物，如氢氧化锂、氢氧化钠和氢氧化钾；氢氧化铵；季铵的氢氧化物；季磷鎓的氢氧化物；和碱金属的碳酸盐，如碳酸锂、碳酸钠和碳酸钾。
螯合剂的例子包括亚乙基二胺四乙酸钠、次氨基三乙酸钠、羟基乙基亚乙基二胺三乙酸钠、二亚乙基三胺五乙酸钠和胍基(uramyl)二乙酸钠。
抗腐蚀剂的例子包括酸性亚硫酸盐、硫代硫酸钠、硫代二羟乙酸铵、二异丙基亚硝酸铵、季戊四醇四硝酸酯、二环己基亚硝酸铵和苯并三唑。
用于喷墨的本发明记录油墨的生产方法可以是常规油墨生产方法并且包括，例如将润湿剂、渗透剂、表面活性剂和水混合；搅拌所得混合物以使混合物均匀地混合；将颜料和消泡剂加入所得混合物；和搅拌该混合物，从而得到分散体作为记录油墨。可选地，所得分散体可被过滤用于去除大体积的颗粒或外来物质。
在本发明记录油墨的生产方法中，需要从制得的本发明的记录油墨中去除杂质。杂质的例子包括(1)从制造设备浸入的污染物(如外来物质、灰尘、之前生产步骤后的残余材料和皂)和(2)包含在原料中的杂质(如残余单体和副产物)。
因此，在生产本发明的记录油墨过程中优选使用被充分清洗的生产容器用于防止不同于记录油墨组合物的组分的溶解或分散组分的污染，并且与记录油墨接触的容器的表面优选由不锈钢、玻璃或含氟树脂制成。尤其优选，用于生产记录油墨的容器和管道被充分清洁用于防止先前制成的记录油墨的残余产物的污染，并且用于清洁生产体系的清洁液体的残余组分被彻底清洗。所用的水优选为离子交换水或纯水，因为记录油墨容易被多价金属离子不利地影响。
用于生产记录油墨的原料优选包含少量在生产原料过程中产生的副产物或用于生产原料的残余材料。通过特别小心的产物控制而制成的化妆品级原料比包含发出异味的上述副产物的一般工业级原料更优选使用。另外，所得记录油墨优选进行过滤用于去除由用于生产记录油墨的原料衍生出的或在生产记录油墨过程中产生的大体积的颗粒。
考虑到生产效率和记录油墨的传输可靠性，用于过滤的过滤器的孔直径优选为0.5μm至10μm，更优选3μm至7μm。优选地，在记录油墨被脱气之后，将所得记录油墨填充在油墨墨盒中。优选地，记录油墨具有的溶解氧的浓度为5ppm或更低。
(喷墨记录方法和喷墨记录装置)
以下解释本发明喷墨记录方法和喷墨记录装置的第一方面。
在此，图1是表示本发明喷墨记录装置的主要部件的例子的示意图。喷墨记录装置10包括用于传输作为记录介质的记录纸7的压纸辊5、纸传输辊6、具有传输本发明喷墨记录油墨的喷嘴的记录头1、作为加热单元的工作台2和压纸辊4。
记录头1传输来自喷嘴的本发明记录油墨并且在记录纸7的印刷表面或非印刷表面上记录。记录头1包括，例如，多个压液空间、孔直径35μm或更低并与压液空间连通的喷嘴、油墨供料路径、振动板和用于驱动振动板的电力-机械力转变单元。记录头1优选设计成使得记录头1连续地传输多个墨滴，因此多个墨滴在附着至记录介质之前被合并，从而形成大油墨滴，这样，可确保甚至具有较高粘度的记录油墨的传输稳定性。
工作台2和压纸辊4是加热记录纸7的加热单元，在将记录纸7放在工作台2和压纸辊4之间时，工作台2的热使喷墨记录油墨附着至记录纸7上。在此，工作台2是具有中空圆柱形形状的辊并通过配制在工作台2内部的卤 素加热器3的热被加热。
压纸辊5和纸传输辊6是传输单元，该单元在将记录纸7放在压纸辊5和纸传输辊6之间时，通过纸传输辊6在排纸方向(图1中的箭头所示的方向)上的旋转驱动而传输记录纸7。
根据使用喷墨记录装置10的喷墨记录方法，使用本发明喷墨记录油墨的记录进行如下。
(S11)记录纸7通过压纸辊5和纸传输辊6被传输至记录头1。
(S12)本发明喷墨记录油墨从记录头1的喷嘴传输并附着至记录纸7的印刷区域或非印刷区域，从而进行记录(成像)。在此，在喷嘴附近的喷墨记录油墨的水分蒸发率变成超过30％之前，将记录油墨从喷嘴传输。因此，可稳定地形成具有高质量的图像。
(S13)将其上附着喷墨记录油墨的记录纸7传输至并放在工作台2和压纸辊4之间，并且通过工作台2加热，随后排出记录纸7。
在步骤(S12)中，本发明记录油墨在以下条件下使用，其中：油墨滴以3p1至40p1的尺寸和在6m/s至20m/s的速度下从喷嘴传输；频率是1kHz或更高；以及图像分辨率是300dpi或更高。
接下来，解释本发明喷墨记录方法和喷墨记录装置的第二方面。
在此，图2是表示本发明喷墨记录装置的主要部件的例子的示意图。喷墨记录装置20包括用于在加热作为记录介质的记录纸27的同时进行传输的工作台22、纸传输辊26、具有用于传输本发明喷墨记录油墨的喷嘴的记录头21和将记录纸27引导至排纸方向的压纸辊24a和24b。在此，记录头21具有与上述第一方面中的记录头1相同的组成。
工作台22和纸传输辊26即具有加热功能也具有传输功能，其中通过加热功能，记录纸27在其上附着记录油墨之前并且在将记录纸27放在工作台22和纸传输辊26之间时被工作台22的热加热；以及通过传输功能，记录纸27在排纸方向(图2中的箭头所示的方向)上被传输。在此，工作台22是具有中空圆柱形形状的辊并通过配制在工作台22内部的卤素加热器23的热被加热。
根据使用喷墨记录装置20的喷墨记录方法，使用本发明喷墨记录油墨的记录进行如下。
(S21)记录纸27在将记录纸27放在工作台22和纸传输辊26之间时被 加热并通过纸传输辊26的旋转驱动被传输至记录头21。
(S22)本发明喷墨记录油墨从记录头21的喷嘴被传送并附着至记录纸27的印刷区域或非印刷区域，从而进行记录(成像)。在此，记录油墨在喷嘴附近的喷墨记录油墨的水分蒸发率变得超过30％之前从喷嘴传输。因此，可稳定地形成具有高质量的图像。
(S23)其上附着喷墨记录油墨用于形成图像的记录纸27被传输至压纸辊24a和24b并被压纸辊24a和24b引导至排纸方向。
接下来，解释本发明喷墨记录方法和喷墨记录装置的第三方面。
在此，图3是表示本发明喷墨记录装置的主要部件的例子的示意图。喷墨记录装置30包括：用于传输作为记录介质的记录纸37的压纸辊35；纸传输辊36；具有用于传输本发明喷墨记录油墨的喷嘴的记录头31；工作台32，其被设置成用于在记录纸37的设置记录头31那侧的另一侧加热记录纸37；和用于将记录纸37引导至排纸方向的压纸辊34a和34b。在此，记录头31具有与上述第一方面的记录头1相同的组成并且压纸辊35和纸传输辊36分别具有具有与压纸辊5和纸传输辊6相同的组成。
工作台32是加热单元，该单元通过将工作台32与记录纸37的印刷表面相对的表面接触而在使用记录头31将喷墨记录油墨附着其上时加热记录纸37。在此，工作台32沿着记录纸37滑动并通过设置在工作台32附近的卤素灯33的热被加热。
根据使用喷墨记录装置30的喷墨记录方法，使用本发明喷墨记录油墨的记录进行如下。
(S31)记录纸37通过压纸辊35和纸传输辊36被传输至记录头31。
(S32)在工作台32沿着记录纸37滑动并加热记录纸37时，本发明喷墨记录油墨从记录头31的喷嘴被传输并附着至记录纸37的印刷区域或非印刷区域，从而进行记录(成像)。在此，记录油墨在喷嘴附近的喷墨记录油墨的水分蒸发率变得超过30％之前从喷嘴被传输。因此，可稳定地形成具有高质量的图像。
(S33)其上附着喷墨记录油墨用于形成图像的记录纸37被传输至压纸辊34a和34b并通过压纸辊34a和34b被引导至排纸方向。
在本发明中，提高了喷墨记录油墨的干燥速率并且记录油墨的羽化、渗色、旋塞环和透过可通过使用上述加热单元而防止。在此，“干燥”＂并不表 示水被完全蒸发的状态，而是表示记录油墨已在一定程度上失水并失去流动性，且记录油墨保留在记录纸(记录介质)中并且不移动和流动的状态。向记录纸施加一定量的热是重要的，因为记录纸被加热以加速记录油墨的水分蒸发率，并且是在印刷之前或是在印刷之后加热不太重要。因此，本发明的喷墨记录装置和喷墨记录方法可包括喷墨记录装置和喷墨记录方法的上述第一至第三方面的任何一个方面，或两种或多种上述第一至第三方面。
利用上述喷墨记录装置和喷墨记录方法，即使使用施加少量热的加热单元，也可形成具有高质量的图像，因此可抑制由于辐射热加热记录头和油墨而导致的记录油墨的可靠性的降低。因为加热单元施加少量热，可降低能量消耗，因此本发明喷墨记录装置和喷墨记录方法是环境友善的且可得到缩短加热单元的预热时间的效果。
(油墨墨盒)
本发明油墨墨盒包括被容纳在容器中的本发明记录油墨并任选包括适当选择的其它元件。
容器不受限制，且其形式、结构和尺寸可根据应用而适当选择。容器的优选例子包括至少具有使用铝层压膜或树脂膜制成的油墨袋的容器。
(油墨记录物)
通过本发明喷墨记录装置和喷墨记录方法记录的记录物是本发明油墨记录物。本发明油墨记录物包含使用本发明记录油墨在记录介质上形成的图像。
记录介质不受限制且可根据应用适当选择。记录介质的例子包括普通纸、光泽纸、专用纸、布、膜和OHP片材。这些记录介质可单独或结合使用。
上述记录物具有高质量图像和没有滋墨(spread)，具有优异的老化稳定性，因此可优选应用于各种场合，如其中记录各种印刷品和图像的文件。
根据本发明，通过规定喷墨记录油墨包含分散在水中的着色剂、润湿剂、表面活性剂、渗透剂和水，使得当水分蒸发率是30％至50％时记录油墨的粘度快速升高的或粘度升高率超过500，使用配有加热单元的喷墨记录装置，图像质量可通过向记录介质施加低量热而得到改进。另外，通过规定记录油墨使得当水分蒸发率低于30％时粘度升高率是10或更低且平均粒径的变化被抑制成较小，可短期或长期确保记录油墨的可靠性。
另外，因为具有高质量的图像可使用本发明记录油墨、喷墨记录方法和喷墨记录装置仅通过施加低量热而形成，可抑制记录油墨的可靠性的下降，其中记录油墨的可靠性通过用辐射热加热喷墨头或记录油墨而降低。能量消耗可被降低，因为加热单元施加低量热，因此本发明喷墨记录装置和喷墨记录方法是环境友善的且可得到缩短加热单元的预热时间的效果。
以下，根据实施例和对比例更详细描述本发明，但它们不应被理解为限制本发明的范围。
首先，为了作为本发明必要条件的喷墨记录油墨可靠性，颜料适应性的研究结果作为对比例给出。
(对比例1)
对比例1的喷墨记录油墨的组成和生产方法如下所示。
(1)组成
*颜料细颗粒(商品名：CAB-O-JET300；Cabot Co.制造；进行处理的炭黑，其中至少一个亲水基团直接或通过另一基团键接至炭黑的表面上)
50.0质量％
*润湿剂(二甘醇)                                     12.0质量％
*润湿剂(甘油)                                       24.0质量％
*渗透剂(二甘醇单丁基醚)                             2.0质量％
*表面活性剂(商品名：Dinol604；Shin-Etsu Chemical Industries Co.，Ltd.制造)                                                 1.0质量％
*消泡剂(商品名：硅氧烷KS508；Shin Etsu Chemical Ind ustries Co.，Ltd.制造)                                                 0.1质量％
*水(纯水)                                           10.9质量％
(2)生产方法
首先，将润湿剂、渗透剂、表面活性剂和水混合并将所得混合物搅拌1小时，从而均匀地混合该混合物。接下来，向该混合物中加入颜料和消泡剂并将所得混合物搅拌1小时。然后，将所得分散体使用具有平均孔直径0.8μm的乙酸纤维素膜过滤器进行压力过滤以去除大颗粒和外来物质，从而制得用于评估的记录油墨。
(对比例2)
对比例2的记录油墨按照与对比例1基本上相同的方式制成，除了颜料 细颗粒的种类和量、润湿剂二甘醇的量、润湿剂甘油的量和纯水的量分别被改变为包含颜料的聚合物细颗粒的下述分散体和45.0质量％、14.7质量％、29.3质量％和7.9质量％。
(聚合物溶液A的制备)
配有机械搅拌器、温度计、氮气引入管、回流管和滴液漏斗的1L烧瓶的内部用氮气充分清洗并向烧瓶中装入11.2g苯乙烯、2.8g丙烯酸、12.0g甲基丙烯酸月桂基酯、4.0g聚乙二醇甲基丙烯酸酯、4.0g苯乙烯大分子单体和0.4g巯基甲醇并混合，随后将烧瓶的温度升高至65℃。
接下来，将100.8g苯乙烯、25.2g丙烯酸、108.0g甲基丙烯酸月桂基酯、36.0g聚乙二醇甲基丙烯酸酯、60.0g甲基丙烯酸羟基乙酯、36.0g苯乙烯大分子单体、3.6g巯基乙醇、2.4g偶氮二甲基戊腈和18g甲基乙基酮的溶液混合物在2.5小时内滴入该烧瓶。在滴加结束之后，将0.8g偶氮二甲基戊腈和18g甲基乙基酮的溶液混合物在0.5小时内滴入该烧瓶。在65℃，将该烧瓶的内容物老化1小时并将0.8g偶氮二甲基戊腈加入该烧瓶，随后将该烧瓶的内容物老化1小时。在反应结束之后，将364g甲基乙基酮加入该烧瓶，从而制备树脂含量50％的800g聚合物溶液A。
(包含颜料的聚合物细颗粒的水分散体的制备)
将28g聚合物溶液A、26g C.I.颜料蓝15:3、13.6gl mol/L氢氧化钾水溶液、20g甲基乙基酮和13.6g离子交换水混合并充分搅拌，并将所得混合物使用辊磨机捏合，从而得到糊。将所得糊加入200g纯水中并将所得混合物充分搅拌，随后使用蒸发器从该混合物中蒸除甲基乙基酮和水，从而得到青色聚合物细颗粒的水分散体(包含颜料的聚合物细颗粒的分散体)。
(对比例3)
对比例3的记录油墨按照与对比例1基本上相同的方式制成，除了颜料细颗粒的种类和量、润湿剂二甘醇的量、润湿剂甘油的量、表面活性剂的种类和纯水的量分别改变为颜料树脂的下述分散体和38.7质量％、11.3质量％、22.7质量％、表面活性剂Softanol(Nippon Shokubai Co.，Ltd.)和24.2质量％。
(制备聚合物溶液B)
向配有机械搅拌器、温度计、氮气引入管和回流管的1L可拆烧瓶中装入49.6g富马酸、169g双酚A-二羟基乙基、31.7g邻苯二甲酸酐和0.7g对 甲苯磺酸并将所得混合物在氮气流中在150℃下进行缩合反应2小时并在175℃下进行3小时，从而合成出聚酯树脂。向包含聚酯树脂的反应混合物中加入678.8g水和22.8g28％氨水溶液并将所得混合物在65℃下搅拌2小时。接下来，向所得混合物中加入47.5g酸性亚硫酸钠并将所得混合物在95℃下搅拌6小时，从而制得树脂含量30％的1000g透明聚合物溶液。
(颜料树脂的分散体的制备)
将105g聚合物溶液B、100g乙二醇、10.5g四甲基亚砜、136.3g纯水和0.2g氢氧化钠充分混合并在搅拌该混合物时向所得混合物中混入155gC.I.颜料蓝15:2，随后使用珠磨机分散该混合物中的颜料2小时。向所得混合物中加入495g纯水并将所得混合物中的大颗粒使用超离心机去除，从而制得颜料含量15.5％的蓝色颜料树脂分散体。
(对比例4)
对比例4的记录油墨按照与对比例3基本上相同的方式制成，除了颜料细颗粒的种类和量、润湿剂二甘醇的量、润湿剂甘油的量和纯水的量分别被改变为下述颜料表面活性剂分散体和42.5质量％、15.3质量％、30.7质量％和8.4质量％。
(颜料表面活性剂分散体的制备)
将100g C.I.颜料蓝15:3、24.8g聚氧基亚乙基油基醚硫酸铵和175.2g纯水混合并将所得混合物使用湿砂磨机进行分散，然后向所得混合物中加入414.3g纯水并混合，随后将所得混合物进行离心以从混合物中去除大颗粒，从而制得青色颜料表面活性剂分散体。.
在对比例1至4中制成的记录油墨的组成在表1中给出。
表1
*1(商品名；CABOT CORPORATION；进行处理的炭黑，其中至少一个亲水基团直接或通过另一基团被键接至炭黑的表面上)
*2包含颜料的聚合物细颗粒
*3(商品名；Nippon Shokubai Co.，Ltd.制造)
*4(商品名；Shin-Etsu Chemical Industries Co.，Ltd.制造)
*5(商品名；Shin-Etsu Chemical Industries Co.，Ltd.制造)
为了评估用于记录油墨可靠性的颜料适用性，对于对比例1至4中制成的每种记录油墨，测定在水分蒸发之后粒径的变化。
<在水分蒸发之后的粒径变化的测量>
将一定量的在对比例1至4中制成的每种记录油墨在温度50℃和相对湿度10％的气氛中静置并在放置一定时间之后，测定此时记录油墨的质量和记录油墨的粒径的变化。粒径使用颗粒尺寸分布测量装置(商品名：UPA150；Micro Track Corp.制造)对被稀释500倍的稀释记录油墨测定。测量结果示于图4。
从图4所示的结果可以看出，当水分蒸发率是30％时，对比例1和2的记录油墨没有产生粒径的显著增大，因此当对比例1和2的记录油墨在水分蒸发率低于30％时被传输，记录油墨的传输可靠性得到确保。另一方面，对于对比例3和4的记录油墨，即使水分蒸发率低于30％，粒径也趋于增大，因此发现，当记录油墨的水分蒸发在弯月面部分由于记录油墨长期静置或由于加热单元对记录油墨干燥的促进而加速，即使水分蒸发率的值是低的，颜料的再分散性也会下降且颜料的粒径增大，因此记录油墨的传输可靠性下降。
(实施例1)
实施例1的喷墨记录油墨的组成和生产方法如下所示。
(1)组成
*颜料细颗粒(商品名：CAB-O-JET300；Cabot Co.制造；进行处理的炭黑，其中至少一个亲水基团直接或通过另一基团被键接至炭黑的表面上)
50.0质量％
*润湿剂(1，3-丁二醇)                                   23.3质量％
*润湿剂(甘油)                                          7.7质量％
*渗透剂(二甘醇单丁基醚)                                2.0质量％
*表面活性剂(商品名：Dinol604；Shin-Etsu Chemical Industries Co.，Ltd.制造)                                                     1.0质量％
*消泡剂(商品名：有机硅消泡剂KS508；Shin-Etsu Chemical IndustriesCo.，Ltd.制造)                                            0.1质量％
*水(纯水)                                              15.9质量％
(2)生产方法
首先，将润湿剂、渗透剂、表面活性剂和水混合并将所得混合物搅拌1小时，从而均匀混合该混合物。接下来，向混合物中加入颜料和消泡剂并将所得混合物搅拌1小时。然后，将所得分散体使用具有平均孔直径0.8μm的乙酸纤维素膜过滤器进行压力过滤以去除大颗粒和外来物质，从而制得用于评估的记录油墨。
(实施例2)
实施例2的记录油墨按照与实施例1基本上相同的方式制成，除了颜料细颗粒的种类和量、润湿剂1，3-丁二醇的量、润湿剂甘油的量和纯水的量被改变为在对比例2中制成的包含颜料的聚合物细颗粒的分散体和45.0质量％、29.3质量％、9.7质量％和12.9质量％。
在实施例1和2中制成的记录油墨的组成如表2所示。
表2
Figure DEST_PATH_GAB00000000000171194800021
*1(商品名；CABOT COPORATION；进行处理的炭黑，其中至少一个亲水基团被直接或通过另一基团键接至炭黑的表面上)
*2包含颜料的聚合物细颗粒
*4(商品名；Shin Etsu Chemical Industries Co.，Ltd.制造)
*5(商品名；Shin-Etsu Chemical Industries Co.，Ltd.制造)
对于在实施例1和2和对比例1和2中制成的每种记录油墨，粘度升高率和水分蒸发引起的粒径的变化测定如下。
<对粘度升高率和水分蒸发引起的粒径的变化的测量>
将一定量的在实施例和对比例中制成的每种记录油墨静置在温度50℃和相对湿度10％的气氛中并在放置一定时间之后，测定记录油墨的质量，以及粘度(在25℃下测定)和粒径的变化。粘度使用粘度计(商品名：RL500；TokiSangyo Co.，Ltd.制造)测定。测量结果示于图5和6。
从图5和6所示的结果可以看出，如果水分蒸发率是30％或更低，对于实施例1和2的记录油墨，如同对比例1和2的记录油墨，没有产生粒径的显著增大且粘度升高率是10或更低，因此实施例1和2的记录油墨的传输可靠性被确保至与对比例1和2的记录油墨相同的程度。但当水分蒸发率是30％或更高时，造成粘度快速升高。这种性能表明，当水分蒸发率是30％至50％时，记录油墨的粘度升高，因此可得到抑制如渗色的油墨移动的效果。另一方面，对于对比例1和2的记录油墨，没有产生粘度的升高，而且发现，为了得到上述效果，需要更多量的水分蒸发。
对于分别实施例1和2和对比例1和2的记录油墨，印刷质量评估如下。
<印刷质量的评估>
使用具有图1所示组成的喷墨记录装置，该装置通过将的喷墨打印机(商品名：EM-930C；Seiko Epson Co.制造)的排纸部件转变使得加热单元连接至该排纸部件上，其中卤素加热器被配置在通过将普通铝管的表面用硅氧烷橡胶涂覆而制成的工作台的内部，对实施例1和2和对比例1至4的每种记录油墨进行印刷测试并评估记录油墨的质量。加热温度使用辐射温度计测定作为印刷表面的温度。因为所用的喷墨打印机是系列打印机，加热器接触时间是不一致的并且纸表面的温度具有分散性。因此，纸表面的温度被测定为在没有印刷的情况下供纸过程中被加热器加热的纸表面的平均温度值。
使用精细模式(fine mode)进行印刷，由文字处理软件(Microspft Word2000)制成图表，其中通过附加至打印机上的驱动器选择“没有颜色校正”作为印刷模式。评估结果示于图7。
图7所示的印刷图像是被印刷成具有6点尺寸的字母并被转化成灰阶的图像的放大图。浓颜色对应于实施例1和对比例1的记录油墨并且淡颜色对应于实施例2和对比例2的记录油墨。
对于实施例1和2的记录油墨相组合的油墨组，在纸表面温度45℃下，渗色开始被抑制，因此字母的线宽度变得较小且字母变得清晰。另一方面，对于对比例1和2的记录油墨相组合的油墨组，即使在纸表面温度超过60 ℃时，图像质量也没有改进且没有观察到加热纸表面的作用。
(实施例3)
实施例3的记录油墨按照与实施例1基本上相同的方式制成，除了记录油墨的组成被改变为以下组成。
*颜料细颗粒(商品名：CABO-JET-300；Cabot Co.制造；进行处理的炭黑，其中至少一个亲水基团被直接或通过另一基团键接至表面炭黑的表面上)
50.0质量％
*润湿剂(3-甲基-1，3-丁二醇)                         21.0质量％
*润湿剂(甘油)                                       7.0质量％
*渗透剂(辛二醇)                                     2.0质量％
*表面活性剂(商品名：FINESURF TDP-0107；Aoki Oil Industrial Co.，Ltd.制造)                                                 1.0质量％
*消泡剂(商品名：有机硅KS508；Shin Etsu Chemical Industries Co.，Ltd.制造)                                                 0.1质量％
*水(纯水)                                     18.9质量％
(实施例4)
实施例4的记录油墨按照与实施例3基本上相同的方式制成，除了颜料细颗粒的种类、3-甲基-1，3丁二醇作为润湿剂的量、甘油作为润湿剂的量和纯水的量被分别改变为在对比例2中制成的包含颜料的聚合物细颗粒的分散体、50.0质量％、22.9质量％、7.6质量％和16.4质量％。
在实施例3和4中制成的记录油墨的组成示于表3。
表3
Figure S05827062020070213D000291
*1(商品名；Cabot Co.制造；进行处理的炭黑，其中至少一个亲水基团被直接或通过另一基团键接至炭黑的表面上)
*2包含颜料的聚合物细颗粒
*3(商品名；Aoki Oil Industrial Co.，Ltd.制造)
对于在实施例3和4中制成的每种记录油墨，粘度升高率和水分蒸发引起的粒径的变化按照与上述方法相同的方法测定。测量结果示于图8和9。对于在实施例3和4中制成的记录油墨，当水分蒸发率是30％或更低时，粘度升高率是10或更低，并且当水分蒸发率是30％至50％是，存在粘度升高率超过500的点。另外，如果水分蒸发率是30％或更低，记录油墨组合物中的着色剂的平均粒径是着色剂的起始平均粒径的2倍或更低。
对于在实施例3和4中制成的每种喷墨记录油墨，印刷质量根据与上述方法相同的方法评估，而且从评估结果可以看出，对于实施例3的记录油墨和实施例4的记录油墨相组合的油墨组，渗色也得到抑制并且可得到其中字母的线宽度变得较小和字母变得清晰的印刷结果。

Claims (14)

1.一种记录油墨，包含：
着色剂、
润湿剂、
表面活性剂、
渗透剂、和
水，
其中当以下公式1表示的记录油墨的水分蒸发率低于30％时，以下公式2表示的记录油墨的粘度升高率是10或更低；当水分蒸发率是30％至50％时，存在粘度升高率超过500的点；并且当水分蒸发率低于30％时，记录油墨中的着色剂的平均粒径是在记录油墨的水分蒸发之前的着色剂的起始平均粒径的2倍或更低，
<公式1>
水分蒸发率(％)＝[(WA-WB)/WA]×100
其中WA表示记录油墨在水分蒸发之前起始质量(g)且WB表示记录油墨在水分蒸发之后的质量(g)；
<公式2>
粘度升高率＝VB/VA
其中VA表示记录油墨在水分蒸发之前的起始粘度(mPa·s)且VB表示记录油墨在水分蒸发之后的粘度(mPa·s)，
其中着色剂包含分散在水中的颜料细颗粒以及颜料被引入聚合物细颗粒中的由乙烯基聚合物形成的聚合物乳液中的至少一种，其中羧基基团键接至所述颜料细颗粒的表面。
2.根据权利要求1的记录油墨，其中该着色剂包含在其表面上具有至少一种亲水基团的颜料细颗粒并且在不存在分散剂的情况下该着色剂具有水分散性和水溶解性中的至少一种性能。
3.根据权利要求1的记录油墨，其中着色剂是聚合物乳液，该聚合物乳液中的聚合物细颗粒包含不溶于水的着色剂和水溶性差的着色剂中的一种。
4.根据权利要求1的记录油墨，其中润湿剂是至少两种类型的在温度20℃和相对湿度60％的条件下平衡水含量为25质量％或更高的多元醇。
5.根据权利要求4的记录油墨，其中多元醇之一是甘油且甘油在润湿剂中的含量是50质量％或更低。
6.根据权利要求1的记录油墨，其中渗透剂是在温度20℃的水中溶解度为0.2质量％至5.0质量％的多元醇。
7.根据权利要求1的记录油墨，其中表面活性剂是非离子表面活性剂。
8.根据权利要求7的记录油墨，其中非离子表面活性剂是任何一种以下结构式表示的化合物：
Figure FSB00000467514600021
其中R1表示碳数6至14的可被支化的碳链和碳数6至14的全氟烷基链中的任何一种，R2表示氢原子和碳数1至4的可被支化的碳链中的任何一种，并且“n”是5至20的整数；
Figure FSB00000467514600022
其中R3表示碳数6至14的可被支化的碳链，R4表示氢原子和碳数1至4的可被支化的碳链中的任何一种，并且“n”是5至20的整数；
Figure FSB00000467514600023
其中R表示碳数6至14的可被支化的碳链，并且“n”是5至20的整数；
Figure FSB00000467514600024
其中R表示碳数6至14的可被支化的碳链，“m”是5至10的整数，“n”是整数5至20，并且丙二醇链和乙二醇链可根据嵌段聚合反应或无规聚合反应而制成；
Figure FSB00000467514600031
其中“m”和“n”分别是5至20的整数。
9.根据权利要求1的记录油墨，其中记录油墨包含0.5质量％至15质量％的着色剂、10质量％至50质量％的润湿剂、0.01质量％至5质量％的表面活性剂和0.1质量％至5质量％的渗透剂。
10.一种喷墨记录方法，包含：
传输来自喷嘴的记录油墨，和
通过将记录油墨附着至记录介质的印刷区域或非印刷区域上而记录图像，
其中在喷嘴附近的记录油墨的水分蒸发率变成超过30％之前，将记录油墨从喷嘴传输，并且
其中该记录油墨包含：
着色剂、
润湿剂、
表面活性剂、
渗透剂、和
水，
其中当以下公式1表示的记录油墨的水分蒸发率低于30％时，以下公式2表示的记录油墨的粘度升高率是10或更低；当水分蒸发率是30％至50％时，存在粘度升高率超过500的点；并且当水分蒸发率低于30％时，记录油墨中的着色剂的平均粒径是在记录油墨的水分蒸发之前的着色剂的起始平均粒径的2倍或更低；
 <公式1>
水分蒸发率(％)＝[(WA-WB)/WA]×100
其中WA表示记录油墨在水分蒸发之前起始质量(g)且WB表示记录油墨在水分蒸发之后的质量(g)；
<公式2>
粘度升高率＝VB/VA
其中VA表示记录油墨在水分蒸发之前的起始粘度(mPa·s)且VB表示记录油墨在水分蒸发之后的粘度(mPa·s)，
其中着色剂包含分散在水中的颜料细颗粒以及颜料被引入聚合物细颗粒中的由乙烯基聚合物形成的聚合物乳液中的至少一种，其中羧基基团键接至所述颜料细颗粒的表面。
11.根据权利要求10的喷墨记录方法，其中，记录通过至少一个以下步骤而进行：
在记录油墨附着至记录介质上之后加热记录介质，
在记录介质被加热之后将记录油墨附着至记录介质，和
在加热记录介质时将记录油墨附着至记录介质上。
12.一种喷墨记录装置，包括：
具有用于将记录油墨传输至记录介质的喷嘴的记录头，和
用于加热记录介质的加热单元，
其中喷墨记录装置通过喷墨记录方法而进行在记录介质上记录，所述喷墨记录方法包含：
传输来自喷嘴的记录油墨，和通过将记录油墨附着至记录介质的印刷区域或非印刷区域上而记录图像，
其中在喷嘴附近的记录油墨的水分蒸发率变成超过30％之前，将记录油墨从喷嘴传输，并且
其中该记录油墨包含：着色剂、润湿剂、表面活性剂、渗透剂和水，
其中当以下公式1表示的记录油墨的水分蒸发率低于30％时，以下公式2表示的记录油墨的粘度升高率是10或更低；当水分蒸发率是30％至50％时，存在粘度升高率超过500的点；并且当水分蒸发率低于30％时，记录油墨中的着色剂的平均粒径是在记录油墨的水分蒸发之前的着色剂的起始平均粒径的2倍或更低；
<公式1>
水分蒸发率(％)＝[(WA-WB)/WA]×100
其中WA表示记录油墨在水分蒸发之前起始质量(g)且WB表示记录油墨在水分蒸发之后的质量(g)；
<公式2>
粘度升高率＝VB/VA
其中VA表示记录油墨在水分蒸发之前的起始粘度(mPa·s)且VB表示记录油墨在水分蒸发之后的粘度(mPa·s)，
其中着色剂包含分散在水中的颜料细颗粒以及颜料被引入聚合物细颗粒中的由乙烯基聚合物形成的聚合物乳液中的至少一种，其中羧基基团键接至所述颜料细颗粒的表面。
13.一种油墨墨盒，包括：
容器，和
容纳在该容器中的记录油墨，
其中所述记录油墨包含：着色剂、润湿剂、表面活性剂、渗透剂和水，
其中当以下公式1表示的记录油墨的水分蒸发率低于30％时，以下公式2表示的记录油墨的粘度升高率是10或更低；当水分蒸发率是30％至50％时，存在粘度升高率超过500的点；并且当水分蒸发率低于30％时，记录油墨中的着色剂的平均粒径是在记录油墨的水分蒸发之前的着色剂的起始平均粒径的2倍或更低；
<公式1>
水分蒸发率(％)＝[(WA-WB)/WA]×100
其中WA表示记录油墨在水分蒸发之前起始质量(g)且WB表示记录油墨在水分蒸发之后的质量(g)；
<公式2>
粘度升高率＝VB/VA
其中VA表示记录油墨在水分蒸发之前的起始粘度(mPa·s)且VB表示记录油墨在水分蒸发之后的粘度(mPa·s)，
其中着色剂包含分散在水中的颜料细颗粒以及颜料被引入聚合物细颗粒中的由乙烯基聚合物形成的聚合物乳液中的至少一种，其中羧基基团键接至所述颜料细颗粒的表面。
14.一种油墨记录物，包括：
在记录介质上使用记录油墨形成的图像，
其中所述记录油墨包含：着色剂、润湿剂、表面活性剂、渗透剂和水，
其中当以下公式1表示的记录油墨的水分蒸发率低于30％时，以下公式2表示的记录油墨的粘度升高率是10或更低；当水分蒸发率是30％至50％时，存在粘度升高率超过500的点；并且当水分蒸发率低于30％时，记录油墨中的着色剂的平均粒径是在记录油墨的水分蒸发之前的着色剂的起始平均粒径的2倍或更低；
<公式1>
水分蒸发率(％)＝[(WA-WB)/WA]×100
其中WA表示记录油墨在水分蒸发之前起始质量(g)且WB表示记录油墨在水分蒸发之后的质量(g)；
<公式2>
粘度升高率＝VB/VA
其中VA表示记录油墨在水分蒸发之前的起始粘度(mPa·s)且VB表示记录油墨在水分蒸发之后的粘度(mPa·s)，
其中着色剂包含分散在水中的颜料细颗粒以及颜料被引入聚合物细颗粒中的由乙烯基聚合物形成的聚合物乳液中的至少一种，其中羧基基团键接至所述颜料细颗粒的表面。
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