專利名稱：顏料墨、噴墨記錄方法、墨盒、記錄單元和噴墨記錄裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及適于噴墨記錄以及使用顏料作為色料的顏料墨，并且還涉及使用該顏料墨的噴墨記錄方法、墨盒、記錄單元和噴墨記錄裝置。
背景技術：
在用于噴墨記錄的墨中，包含顏料作為色料的顏料墨近年來廣泛地不但用于為辦公室工作和家用目的使用的小型打印機而且用于為打印海報和廣告目的使用的大型打印機。在用大型打印機打印的情況下，通常使用例如A0尺寸和A1尺寸的相當大的記錄介質，并且當將其上形成了圖像的記錄介質輸送時通常將它們卷成圓柱形。因此，可能產生下面所述的問題。
當將記錄介質卷起時，可能在邊緣部分如記錄介質的角摩擦到圖像。在這種場合下，會刮擦使用顏料墨形成的圖像并且刮掉色料。此種問題可能相當頻繁地產生。這樣的問題還可能在其他情形中產生。例如，存在其中當使用顏料墨形成的圖像作為海報張貼在戶外時該圖像被尖銳的東西如指甲強烈地刮擦的情形。同樣在這種情況下，如上所述，這種刮掉色料的問題也相當頻繁地發生。因此，在將顏料墨用作擬用于大型打印機的墨的情況下，以比平常顯著高的水平實現耐擦傷性是重要的課題，該耐擦傷性足夠高以致甚至當尖銳的東西接觸圖像時該圖像的色料也不被刮掉。
為了對付該問題，因為使用顏料墨形成的圖像的耐擦傷性迄今始終是課題，所以提出了各種方法來解決該課題。然而，這些提議中涉及的大多數研究始終針對為辦公室工作和家用目的使用的小型打印機。因此，通過單獨使用常規技術能夠產生的最佳效果是得到在接觸圖像時圖像不被刮擦的水平的耐擦傷性。即，即使現在，如上所述當用尖銳的東西接觸圖像時圖像的耐擦傷性的課題仍沒能得到解決。
當然，已經提出了一些建議以在更高水平下得到圖像的耐擦傷性以致能夠提供能夠甚至在上述那些情形下滿足耐擦傷性的圖像。例如，存在與改善圖像的耐擦傷性有關的建議，該圖像的耐擦傷性的改善通過將特定化合物施加到使用噴墨記錄用墨形成的圖像上以提供具有高光滑度的圖像來實現(參見日本專利申請公開No.2000-108495和No.2004-284362；下文中分別稱為“專利文獻1和2”)。存在另一個與改善圖像的耐擦傷性和耐磨性有關的建議，該改善通過使用包含特定聚合物和特定聚醚改性的有機硅氧烷的墨來實現(日本專利申請公開No.2003-192964；下文中稱作“專利文獻3”)。
然而，本發明人進行的研究已經揭示，當僅使用噴墨記錄用墨形成圖像時，即使使用上述任何常規技術，所形成的圖像不以本發明所要達到的顯著高的水平滿足上述耐擦傷性。即，在上述常規技術中，只要耐擦傷性達到當用指甲溫和地接觸時圖像不被刮擦的水平就可以得到令人滿意的圖像，但是比此更高水平的圖像耐擦傷性還沒能實現。特別地，當用尖銳的東西如指甲在施加強到以至在記錄介質的非記錄區域擦傷它的壓力下刮擦圖像時，發生其中刮掉色料的現象。
例如，如果在圖像已經形成之后通過使用其中用所謂的固體材料保護圖像的方法充分地保護圖像，例如，如專利文獻1和2中公開那樣用潤滑物質或光滑性化合物噴涂或覆蓋圖像，則本發明的目的可能是可實現的。當使用其中圖像用膜覆蓋的層合體系或類似體系時，可以如專利文獻1和2中公開那樣實現本發明的目的。然而，本發明人研究的結果，如專利文獻1中公開那樣，當使用包含潤滑物質的墨或將包含潤滑物質的水溶液施加到圖像上時，該潤滑物質與水性介質一起滲入記錄介質。結果，通過將此類液體施加到圖像上而達到改進耐擦傷性的效果已經發現很難得到。即，采用其中使用包含僅用以改進耐擦傷性的物質的墨或將包含所述物質的水溶液施加到圖像上的方法，不能實現本發明所要達到的耐擦傷性。當使用層合體系時，由于通過記錄裝置以外的另一機器進行層合處理，因此存在成本升高的問題。
如在專利文獻1和2的情況下那樣，專利文獻3中公開的方法也不能得到具有本發明所要達到的顯著高水平的耐擦傷性的圖像。更具體地說，根據專利文獻3，公開了使用包含特定聚合物和特定聚醚改性的有機硅氧烷的墨以既得到耐磨性又得到耐擦傷性。然而，在專利文獻3的實施例中，當在其中包含特定的聚醚改性的有機硅氧烷的實施例1與其中不包含該特定的聚醚改性的有機硅氧烷的比較例2之間進行對比時，它們的耐磨性彼此等同。即，在專利文獻3中公開的發明中，在墨已經施加到記錄介質上之后該墨中的聚醚改性的有機硅氧烷與水性介質一起滲入記錄介質，因此表明該有機硅氧烷與改進耐磨性的效果無關。換言之，可以說專利文獻3中公開的發明暗示耐磨性的改善僅取決于該聚合物。
另一方面，對于圖像的耐擦傷性，發現少許可歸因于聚醚改性的有機硅氧烷的效果。然而，考慮到在圖像已經形成之后當過去一段時間時耐擦傷性突然改進的事實，可以說該耐擦傷性的改進效果也主要取決于該聚合物。作為本發明人所作的研究的結果，僅在如噴墨記錄用墨中使用的那種水溶性聚合物的性能的情況下，記錄介質、聚合物和顏料之間的結合力僅取決于該聚合物的強度。因此，據發現無論該墨中包含多少該聚合物，僅可以當用指甲溫和地接觸時記錄介質上的圖像不被刮擦的水平得到耐擦傷性。尤其是當墨中的顏料固體物質的含量基于墨的總質量為1.2質量％或更低時，起填料作用的固體物質是如此少以致本發明所要達到的高耐擦傷性不能僅通過該聚合物實現。即，在專利文獻3所公開的發明中，其中僅依賴于聚合物的性能改進耐擦傷性，該耐擦傷性處于歸類為常規耐擦傷性的水平，并且根本沒有達到本發明所要達到的耐擦傷性水平。
此外，專利文獻3中公開的墨可以說不太適合噴墨記錄用墨。專利文獻3中描述的發明中使用的聚合物，其具有極低的酸值，在水性介質中的溶解度非常低。因此，當制備該墨時，此種聚合物必須在等于或大于100℃的相當高的溫度下溶解。對于常用的噴墨記錄方法中使用的墨，這是不實際的。此外，如專利文獻3中所公開的墨中那樣，當將在噴射之后其成膜性能隨時間流逝迅速得到改進的墨應用于噴墨方法時，當保持處于墨沒有被噴射的狀態下一段時間時該墨可能在噴嘴中干燥而引起故障噴射。此外，當通過熱型噴墨記錄方法噴射此種墨時，難以維持穩定的噴射性能，原因在于該聚合物具有過低的酸值。考慮到這些，可以說難以使用專利文獻3中公開的技術改進圖像的耐擦傷性。
發明內容
因此，本發明的目的是提供顏料墨，該顏料墨能夠滿足噴墨性能如抗粘性和墨可靠性如儲存穩定性以便也適用于噴墨記錄，并且同時可以形成具有耐擦傷性的圖像，該耐擦傷性處于現有技術還沒有達到的高水平。具體來說，本發明提供顏料墨，該顏料墨能夠形成其耐擦傷性處于以下高水平的圖像甚至當用指甲在施加強到以至在記錄介質的非記錄區域擦傷的壓力下刮擦圖像時幾乎不會刮掉色料。
本發明的另一個目的是提供使用具有該高水平耐擦傷性的顏料墨的噴墨記錄方法、墨盒、記錄單元和噴墨記錄裝置。
上述目的可以通過下述的本發明達到。即，根據本發明的顏料墨是至少包含顏料、改性的硅氧烷化合物和聚合物的顏料墨，其中該改性的硅氧烷化合物是選自下式(1)表示的改性的硅氧烷化合物、下式(2)表示的改性的硅氧烷化合物和下式(3)表示的改性的硅氧烷化合物中的至少一種，和該聚合物是選自聚合物A和聚合物B中的至少一種聚合物，該聚合物A具有90mgKOH/g-150mgKOH/g的酸值并且其中由構成該聚合物的單體的溶解度參數得到的該聚合物的氫鍵項(δh)為1.0cal0.5/cm1.5-3.7cal0.5/cm1.5，該聚合物B具有大于150mgKOH/g-200mgKOH/g的酸值并且其中由構成該聚合物的單體的溶解度參數得到的該聚合物的氫鍵項(δh)為1.0cal0.5/cm1.5-1.5cal0.5/cm1.5。
式(1)
其中式(1)表示的改性的硅氧烷化合物具有8,000-30,000的重均分子量；在式(1)中，R1是含1-20個碳原子的亞烷基，R2是氫原子或含1-20個碳原子的烷基，m是1-250，n是1-100，a是1-100，和b是0-100。
式(2)
其中式(2)表示的改性的硅氧烷化合物具有8,000-小于50,000的重均分子量；在式(2)中，R3各自獨立地是氫原子或含1-20個碳原子的烷基，R4各自獨立地是含1-20個碳原子的亞烷基，p是1-450，c是1-250，d是0-100。
式(3)
其中式(3)表示的改性的硅氧烷化合物具有8,000-小于50,000的重均分子量和1-小于7的HLB；在式(3)中，R5各自獨立地是氫原子或含1-20個碳原子的烷基，R6是含1-20個碳原子的亞烷基，q是1-100，r是1-100，e是1-100，f是0-100。
根據本發明另一實施方案的噴墨記錄方法是其中通過噴墨法而將墨噴射以在記錄介質上進行記錄的噴墨記錄方法，其特征在于將上述顏料墨用作所述墨。
根據本發明又一實施方案的墨盒是具有將墨儲存于其中的墨儲存部分的墨盒，其特征在于該墨儲存部分中儲存的墨是上述顏料墨。
根據本發明另一實施方案的記錄單元是具有將墨儲存于其中的墨儲存部分和從其噴射該墨的記錄頭的記錄單元，其特征在于該墨儲存部分中儲存的墨是上述顏料墨。
根據本發明又一實施方案的噴墨記錄裝置是具有將墨儲存于其中的墨儲存部分和從其噴射該墨的記錄頭的噴墨記錄裝置，其特征在于該墨儲存部分中儲存的墨是上述顏料墨。
根據本發明又一實施方案的顏料墨是至少包含顏料、改性的硅氧烷化合物和聚合物的顏料墨，其中該改性的硅氧烷化合物是選自上述式(1)所示的改性的硅氧烷化合物、上述式(2)所示的改性的硅氧烷化合物和上述式(3)所示的改性的硅氧烷化合物中的至少一種，并且使用該顏料墨形成的基準評價圖像的動摩擦系數等于或小于0.40。
根據本發明，提供顏料墨，其能夠滿足噴墨性能和儲存穩定性以便優選也可適用于噴墨記錄，并且能夠形成具有優異耐擦傷性的圖像，該耐擦傷性處于比現有技術所達到的耐擦傷性高得多的水平。具體來說，使用這種墨形成的圖像可以具有處于以下高水平的耐擦傷性甚至當用指甲在施加強到以至在記錄介質的非記錄區域擦傷的壓力下刮擦圖像時幾乎不會刮掉色料。
根據本發明的另一實施方案，提供噴墨記錄方法、墨盒、記錄單元和噴墨記錄裝置，它們能夠穩定地形成具有如上所述顯著高的耐擦傷性的圖像。
本發明的其他特征將由以下參照附圖的示例性實施方案的描述變得明顯。
圖1是表示耐擦傷性試驗的構思的示意圖。
圖2是記錄頭的縱向截面圖。
圖3是上述記錄頭的橫向截面圖。
圖4是其中設置了多個記錄頭的記錄頭的透視圖，該多個記錄頭中的每個是如圖2中所示的記錄頭。
圖5是表示噴墨記錄裝置的實例的透視圖。
圖6是墨盒的縱向截面圖。
圖7是表示記錄單元的實例的透視圖。
圖8是表示記錄頭的結構的實例的示意圖。
具體實施例方式
下面將通過給出優選的實施方案詳細地描述本發明。本發明的最大要點在于，由于如此構成以至包含下述的特定聚合物和特定改性的硅氧烷化合物的顏料墨(下文中有時簡稱“墨”)，使得使用這種墨形成的圖像的表面光滑。由于使圖像表面光滑，與使用任何常規墨形成的圖像相比，該圖像的耐擦傷性可以得到顯著地改進。即，不同于如常規技術中那樣通過僅使用形成圖像的聚合物的成膜性能來改進圖像的耐擦傷性的想法，本發明是基于還考慮圖像和與該圖像接觸的物質之間作用的摩擦力的新想法而作出的。因此，根據本發明，可以提供圖像，其中甚至當用指甲在施加強到以至在記錄介質的非記錄區域擦傷的壓力下刮擦圖像時不但圖像的色料不會被刮掉而且幾乎不保留劃痕。
作為本發明人作出的研究的結果，已經發現在圖像和與該圖像接觸的材料(例如指甲)之間作用的摩擦力，換言之，圖像表面的光滑度可以通過使用動摩擦系數作為指數來表示。動摩擦系數可以用下列方式通過使用耐擦傷性試驗器測定。圖1給出了說明耐擦傷性試驗的示意圖。
在該試驗中，使用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)球作為摩擦材料2-3，其產生處于接近于由指甲作出的刮擦的狀態的刮擦。然后，使用表面性能試驗器(商品名HEIDON TRIBOGEAR Type 14DR，由ShintoKagaku K.K.制造)按下述方式產生刮擦。具體來說，如圖1中所示，使保持載荷從上面施加于其上的PMMA球垂直地與圖像表面接觸，其中使放置在工作臺2-1上的樣品2-2以給定的速度移動以產生刮擦。
用平衡機構2-5以保持將用于緊固摩擦材料2-3的金屬配件(fitting)的質量除去。然后，通過施加到該圖像表面上的垂直載荷(重物2-4)評價圖像的耐擦傷性。當工作臺移動時作用在摩擦材料2-3上的水平方向力可以通過與該固定金屬配件相連的載荷傳感器2-6測定。圖像表面相對于摩擦材料的動摩擦系數可以由移動時水平方向力與垂直載荷力的比測定。
本發明人已經按上述的方式在各種圖像上進行了耐擦傷性試驗以進行詳細的研究。結果已經發現，當在具有涂層的記錄介質上形成圖像時，該圖像能夠滿足本發明所要達到的高水平耐擦傷性，只要圖像的動摩擦系數是0.40或更低，更優選小于0.35，和特別優選0.30或更低。動摩擦系數的下限是0.00或更高。
為了使得圖像具有0.40或更低的動摩擦系數，描述了通過其本發明人已提出本發明構成的過程，其中使用包含下述特定的聚合物和特定的改性的硅氧烷化合物的墨。為了達到本發明的上述目的，本發明人已經研究了包含數種改性的硅氧烷化合物的數種墨，該改性的硅氧烷化合物通常視為在改進涂膜表面的光滑度上有效。然而，作為在使用包含任何上述特定改性的硅氧烷化合物的墨形成的圖像的動摩擦系數和使用不含任何上述改性的硅氧烷化合物的墨形成的圖像的動摩擦系數之間進行對比的結果，已經發現動摩擦系數的值沒有差異。即，甚至當使用包含本發明人已經研究的任何改性的硅氧烷化合物的墨時，已經發現本發明所要達到的動摩擦系數根本不可達到并且不能充分地實現耐擦傷性。為什么即使使用包含改性的硅氧烷化合物的墨，在所形成的圖像上沒有產生動摩擦系數的變化還不清楚，該改性的硅氧烷化合物通常被視為在改進涂膜表面的光滑度上有效。然而，本發明人推測理由如下如前面所述，存在于該墨中的改性的硅氧烷化合物與存在于該墨中的水性介質一起滲入記錄介質，并且因此使所述記錄介質成為其表面上不存在改性的硅氧烷化合物的狀態。
因此，本發明人已經研究如何使墨中的大多數改性的硅氧烷化合物保留在記錄介質的表面上。然后，本發明人已首先考慮使用改性的硅氧烷化合物的性能和聚合物的性能的協同效應。結果，他們已經認為以下兩種構成之一最適合于達到本發明的目的，并已經繼續進行了它們的研究。一種構成是將具有在記錄介質上變得固定而形成薄膜的性能的聚合物引入墨中從而產生存在于墨接受層中的無數間隙以進行堵塞從而阻止改性的硅氧烷化合物滲入記錄介質。另一種構成使用疏水性高的改性的硅氧烷化合物的性能以致該改性的硅氧烷化合物被將要與聚合物一起存在于記錄介質上的顏料或聚合物吸附。
首先，本發明人已經對該聚合物進行了研究，該聚合物是上述兩種構成所共有的因素。在這種情況下，他們已經認為要求能夠達到本發明目的的聚合物具有在已經將墨施加到記錄介質上之后立即引起固液分離的性能，以與顏料一起在記錄介質上變得固定。因此，他們集中對具有這種性能的聚合物的選擇繼續進行了研究。結果，他們得出結論，作為能夠在記錄介質上變得固定而形成具有某種高強度的膜的聚合物，從具有以下性能的聚合物A和聚合物B中選擇的至少一種聚合物是最適合的。該聚合物A是具有90mgKOH/g-150mgKOH/g的酸值并且其中由構成該聚合物的單體的溶解度參數得到的該聚合物的氫鍵項(δh)至少是3.7cal0.5/cm1.5以下的聚合物。該聚合物B是具有大于150mgKOH/g-200mgKOH/g的酸值并且其中由構成該聚合物的單體的溶解度參數得到的該聚合物的氫鍵項(δh)至少是1.5cal0.5/cm1.5以下的聚合物。該氫鍵項(δh)是由構成該聚合物的單體所固有的溶解度參數得到的值。這將在后面進行描述。
可用作本發明墨的成分的聚合物決不限于如上所述的聚合物A和聚合物B。即，只要當引入墨以形成圖像時該聚合物能夠實現本發明所要達到的高水平耐擦傷性，則與特定的改性的硅氧烷化合物一起含于墨中的聚合物是足夠的。具體來說，該聚合物是在已經將墨施加到記錄介質上之后能夠立即產生固液分離的聚合物，從而與顏料一起固定在該記錄介質上。此外，本發明中使用的該聚合物是可以為基準評價圖像提供0.40或更低的動摩擦系數的聚合物，該基準評價圖像是使用同時包含該聚合物和后面詳述的特定改性的硅氧烷化合物的墨形成的。即，可以將任何聚合物用作本發明墨的成分，只要在已經將墨施加到記錄介質上之后其能夠保留在記錄介質上，以形成具有某種強度的膜。另外，特別優選用于本發明墨的聚合物是具有這種性能而且還具有吸附該特定改性的硅氧烷化合物的性能的聚合物，以改進后面詳述的并且對達到本發明目的所必要的圖像光滑度。本發明中所稱的“基準評價圖像”是指使用同時包含該聚合物和特定改性的硅氧烷化合物的墨在以下條件下記錄的圖像。即，該術語是指在以下條件下形成的圖像3ng-5ng/墨滴的噴射量，1,200dpi×1,200dpi的分辨率，8次雙向記錄和100％的記錄負荷(recording duty)。
本發明人接下來通過使用包含具有上述性能的聚合物和如上研究的改性的硅氧烷化合物的墨形成了圖像，以檢查所形成的圖像的耐擦傷性。結果已經發現該圖像的動摩擦系數是0.40或更低，并因此通過一起使用特定改性的硅氧烷化合物，可以得到耐擦傷性比使用僅包含具有上述性能的聚合物的墨形成的圖像的耐擦傷性高得多的圖像。
上述結果已經產生本發明的最佳構成，即該墨既包含選自各自具有上述性能的聚合物A和聚合物B中的至少一種聚合物又包含該特定改性的硅氧烷化合物。更具體地說，使用選自具有下述性能的聚合物A和聚合物B中的至少一種聚合物。該聚合物A是具有90mgKOH/g-150mgKOH/g的酸值并且其中由構成該聚合物的單體的溶解度參數得到的該聚合物的氫鍵項(δh)為1.0cal0.5/cm1.5-3.7cal0.5/cm1.5的聚合物。該聚合物B是具有大于150mgKOH/g-200mgKOH/g的酸值并且其中由構成該聚合物的單體的溶解度參數得到的該聚合物的氫鍵項(δh)為1.0cal0.5/cm1.5-1.5cal0.5/cm1.5的聚合物。使用如此構成的墨使改性的硅氧烷化合物能夠存在于記錄介質上，以致改性的硅氧烷化合物對改進涂膜表面光滑度的作用能夠完全發揮以實現優異的耐擦傷性。另外，對于聚合物A和聚合物B，將由構成聚合物的單體的溶解度參數得到的聚合物的氫鍵項(δh)的下限設定為1.0cal0.5/cm1.5的原因將在后面說明。
本發明人已經研究了各種改性的硅氧烷化合物。結果他們已經發現為了實現本發明所要達到的耐擦傷性，有必要使用下面所示的改性的硅氧烷化合物。具體來說，他們已經發現最適合的是選自由下式(1)表示的改性的硅氧烷化合物、由下式(2)表示的改性的硅氧烷化合物和由下式(3)表示的改性的硅氧烷化合物中的至少一種。這些改性的硅氧烷化合物是為基準評價圖像提供由上述試驗方法得到的0.40或更低的動摩擦系數的那些，其中使用進一步包含該聚合物的墨在例如具有涂層的記錄介質上形成圖像。另外，基準評價圖像的動摩擦系數是根據上述方法得到的值。
式(1)
其中由式(1)表示的改性的硅氧烷化合物具有8,000-30,000的重均分子量；在式(1)中，R1是含1-20個碳原子的亞烷基，R2是氫原子或含1-20個碳原子的烷基，m是1-250，n是1-100，a是1-100，和b是0-100。
式(2)
其中由式(2)表示的改性的硅氧烷化合物具有8,000-小于50,000的重均分子量；在式(2)中，R3各自獨立地是氫原子或含1-20個碳原子的烷基，R4各自獨立地是含1-20個碳原子的亞烷基，p是1-450，c是1-250，d是0-100。
式(3)
其中由式(3)表示的改性的硅氧烷化合物具有8,000-小于50,000的重均分子量和1-小于7的HLB；在式(3)中，R5各自獨立地是氫原子或含1-20個碳原子的烷基，R6是含1-20個碳原子的亞烷基，q是1-100，r是1-100，e是1-100，和f是0-100。
上述結果意味著本發明的最佳效果有時不一定能夠得到，甚至在具有改進涂膜表面光滑度的效果的改性的硅氧烷化合物的情況下。即，當使用例如包含重均分子量值在上述范圍之外的改性的硅氧烷化合物的墨形成圖像時，該改性的硅氧烷化合物最初具有的性能有時不能充分地得到。對于其原因還不清楚，但推測如下作為實現本發明目的的機理，認為該聚合物吸附該改性的硅氧烷化合物(或反之亦然)，如此前所述。然而，例如，當由上述式(1)表示的改性的硅氧烷化合物具有大于30,000的重均分子量時，認為該聚合物有時難以吸附該改性的硅氧烷化合物(或反之亦然)，原因在于空間位阻等的影響。例如，當由上述式(2)或(3)表示的改性的硅氧烷化合物具有50,000以上的重均分子量時，認為該聚合物有時難以吸附該改性的硅氧烷化合物(或反之亦然)，原因在于空間位阻等的影響。結果可推測該改性的硅氧烷化合物滲入記錄介質，以致圖像的動摩擦系數有時不能被降低。另一方面，當由上述式(1)、(2)和(3)中任一個表示的改性的硅氧烷化合物具有小于8,000的重均分子量時，可推測在圖像表面上提供的改性的硅氧烷化合物可以是如此少的量以致圖像的動摩擦系數有時不能被降低；或者當該改性的硅氧烷化合物具有小于8,000的重均分子量時，可推測該改性的硅氧烷化合物本身滲入記錄介質，以致圖像的耐擦傷性有時不能被降低。
以下，對用于本發明的“由構成聚合物的單體的溶解度參數得到的該聚合物的氫鍵項(δh)”進行解釋。首先，對溶解度參數進行解釋。溶解度參數受化合物的官能團種類的影響。溶解度參數是確定多種化合物的溶解度或化合物之間親合力的因素之一，并且當這些化合物的溶解度參數彼此類似時，它們之間的溶解度傾向于變高。將溶解度參數分為由電子分布的一次偏離產生的色散力項(δd)、由偶極矩產生的吸引或排斥力引起的極性項(δp)和由活性氫或孤對電子產生的氫鍵引起的氫鍵項(δh)。本發明中，將氫鍵項應用于聚合物，并且隨聚合物氫鍵項增大，聚合物與水的親合力變強。聚合物的氫鍵項(δh)可由構成聚合物的單體的溶解度參數確定。然后，由構成聚合物的單體的溶解度參數得到的聚合物的氫鍵項(δh)可以采用由Krevelen提出的原子團總和法確定，其中將有機分子作為原子團處理(參見Krevelen，聚合物的性能第2版，紐約，154(1976))。該方法如下所述。首先，由有機分子中每個原子團的每摩爾的色散力參數Fdi、每摩爾的極性力參數Fpi和每摩爾的氫鍵力參數Fhi確定溶解度參數的色散力項(δd)、極性項(δp)和氫鍵項(δh)。通過使用這些值可以如下述等式中所示確定溶解度參數(δ)
δd＝(∑Fdi)/V.
δp＝(∑Fpi)/V.
δh＝(∑Fhi)/V.
δ＝(δd2+δp2+δh2)1/2.
(V是原子團的摩爾體積之和)。
本發明人已經發現，對于包含在墨中的聚合物，可以考慮到對溶解度參數(δ)有貢獻的氫鍵項(δh)來判斷聚合物是否與水性介質一起滲入記錄介質或保留在記錄介質上而變得固定。對溶解度參數(δ)有貢獻的氫鍵項(δh)和聚合物滲入記錄介質的程度之間的關系還不清楚，但推測如下該氫鍵項(δh)來自氫鍵，并且存在聚合物和水之間的親合力隨聚合物的氫鍵項(δh)增加而增加的傾向。例如，如在噴墨記錄墨中那樣，主要包含水性介質的墨具有以下傾向隨氫鍵項(δh)的增加，該聚合物變得更加水合并且聚合物之間的聚集能變得更低。基于這一傾向，該聚合物越來越易于滲入記錄介質而不會在記錄介質上聚集，以致保留在記錄介質上的聚合物的比例傾向于降低。
根據本發明人作出的研究，優選將聚合物A和/或聚合物B用作墨的成分，該聚合物A和/或聚合物B具有由構成聚合物的單體的溶解度參數得到的該聚合物的氫鍵項(δh)值，該值可以根據該聚合物的酸值而在其優選的范圍中變化。更具體地說，在具有90mgKOH/g-150mgKOH/g的酸值的聚合物(聚合物A)和具有大于150mgKOH/g-200mgKOH/g的酸值的聚合物(聚合物B)之間，氫鍵項(δh)的優選范圍不同，如下所示。在酸值在上述范圍內的聚合物A的情況下，由構成該聚合物的單體的溶解度參數得到的聚合物的氫鍵項(δh)值優選為1.0cal0.5/cm1.5-3.7cal0.5/cm1.5。在聚合物B的情況下，由構成該聚合物的單體的溶解度參數得到的聚合物的氫鍵項(δh)值優選為1.0cal0.5/cm1.5-1.5cal0.5/cm1.5。因此，能夠實現本發明效果的聚合物可以精確地選擇。
-顏料墨-
構成本發明顏料墨的各組分描述如下。
改性的硅氧烷化合物
用于本發明墨的改性的硅氧烷化合物是選自由下式(1)表示的改性的硅氧烷化合物、由下式(2)表示的改性的硅氧烷化合物和由下式(3)表示的改性的硅氧烷化合物中的至少一種。
在由下式(1)、(2)和(3)表示的這些改性的硅氧烷化合物中，(C2H4O)和(C3H6O)分別表示環氧乙烷單元和環氧丙烷單元。在各改性的硅氧烷化合物中，在該化合物的結構中環氧乙烷單元和環氧丙烷單元可以以任何狀態例如無規形式或嵌段形式存在。本發明中，這些單元優選以無規形式或嵌段形式存在。這些單元以無規形式的狀態存在是指環氧乙烷單元和環氧丙烷單元不規則地排列。這些單元以嵌段形式的狀態存在是指各嵌段各自由一些單元構成并且如此構成的嵌段規則地排列。
由式(1)表示的改性的硅氧烷化合物
式(1)
其中由式(1)表示的改性的硅氧烷化合物具有8,000-30,000的重均分子量；在式(1)中，R1是含1-20個碳原子的亞烷基，R2是氫原子或含1-20個碳原子的烷基，m是1-250，n是1-100，a是1-100，和b是0-100。
R1優選是含1-10個碳原子的亞烷基，而且特別優選亞乙基、亞丙基或亞丁基。R2優選是含1-10個碳原子的烷基，而且特別優選乙基或丙基。字母符號m優選是1-250，更優選1-100，特別優選1-50。字母符號n優選是1-100，更優選1-50。字母符號a優選是1-100，更優選1-50。字母符號b優選是0-100，更優選1-50。
本發明中使用的由上式(1)表示的化合物通過由下式表示的兩種化合物的加成聚合而得到。即，該化合物通過具有鍵合到n單元Si的n單元氫原子的聚硅氧烷與具有(一個或多個)環氧乙烷單元和/或(一個或多個)環氧丙烷單元并且在化合物的末端具有烯基的結構的化合物的加成反應而得到。具體地說，該化合物通過聚硅氧烷的氫原子與烯基的加成而得到。在下式中，m為1-250，n為1-100，a為1-100，b為0-100和R為含1-20個碳原子的烯基。
R-O(C2H4O)a(C3H6O)bH
由式(2)表示的改性的硅氧烷化合物
式(2)
其中由式(2)表示的改性的硅氧烷化合物具有8,000-小于50,000的重均分子量；在式(2)中，R3各自獨立地是氫原子或含1-20個碳原子的烷基，R4各自獨立地是含1-20個碳原子的亞烷基，p是1-450，c是1-250，d是0-100。
R3各自優選是氫原子或含1-10個碳原子的烷基，更優選氫原子、乙基或丙基。R4各自優選是含1-10個碳原子的亞烷基，而且特別優選亞乙基、亞丙基或亞丁基。字母符號p優選是1-450，更優選1-100，特別優選1-50。
本發明中使用的由上式(2)表示的化合物通過由下式表示的兩種化合物的加成聚合而得到。即，該化合物通過兩端具有與Si鍵合的氫原子的聚硅氧烷與具有(一個或多個)環氧乙烷單元和/或(一個或多個)環氧丙烷單元并且在化合物的末端具有烯基的結構的化合物的加成反應而得到。具體地說，該化合物通過聚硅氧烷的氫原子與烯基的加成而得到。在下式中，p為1-450，c為1-250，d為0-100和R為含1-20個碳原子的烯基。
由式(3)表示的改性的硅氧烷化合物
式(3)
其中由式(3)表示的改性的硅氧烷化合物具有8,000-小于50,000的重均分子量和1-小于7的HLB；在式(3)中，R5各自獨立地是氫原子或含1-20個碳原子的烷基，R6是含1-20個碳原子的亞烷基，q是1-100，r是1-100，e是1-100，f是0-100。
R5各自優選是氫原子或含1-10個碳原子的烷基，更優選氫原子、乙基或丙基。R6各自優選是含1-10個碳原子的亞烷基，而且特別優選亞乙基、亞丙基或亞丁基。字母符號e優選是1-100，更優選1-50。字母符號f優選是1-100，更優選1-50。
本發明中使用的由上式(3)表示的化合物通過由下式表示的兩種化合物的加成聚合而得到。即，該化合物通過兩端具有與Si鍵合的氫原子的聚硅氧烷與具有(一個或多個)環氧乙烷單元和/或(一個或多個)環氧丙烷單元并且在化合物的兩端具有烯基的結構的化合物的加成反應而得到。具體地說，該化合物通過聚硅氧烷的氫原子與烯基的加成而得到。在下式中，q為1-100，r為1-100，e為1-100，f為0-100和R為含1-20個碳原子的烯基。
作為選自由上述式(1)、(2)和(3)表示的改性的硅氧烷化合物中的至少一種改性的硅氧烷化合物，可以使用任何化合物，只要可得到具有本發明所要達到的高水平耐擦傷性的圖像。然而，本發明人作出的研究已經揭示，特別優選使用具有以下重均分子量的改性的硅氧烷化合物。具體來說，在由上述式(1)表示的改性的硅氧烷化合物的情況下，其優選具有8,000-30,000的重均分子量(Mw)，而且特別優選8,500-30,000。在由上述式(2)或(3)表示的改性的硅氧烷化合物的情況下，其優選具有8,000-小于50,000的重均分子量(Mw)，而且特別優選8,500-30,000。在此，重均分子量(Mw)是由凝膠滲透色譜(GPC)測定的分子量分布中對于聚苯乙烯的重均分子量。另外，本發明中使用的改性的硅氧烷化合物如上所述合成，由于作為原料使用的具有(一個或多個)烯基的化合物以及聚硅氧烷是具有分子量范圍的混合物，因此該化合物的分子量以平均分子量得到。
本發明人作出的研究已經揭示，在由上述式(1)表示的改性的硅氧烷化合物中，優選使用具有特定HLB(親水親油平衡值；由Griffin法計算的值)的改性的硅氧烷化合物。更具體地說，由上述式(1)表示的改性的硅氧烷化合物可以優選具有1-11，更優選5-11的HLB。
將由上述式(1)表示的改性的硅氧烷化合物用于本發明的墨時，將其重均分子量和其HLB設定在上述范圍內，當將墨施加到記錄介質上時會減少改性的硅氧烷化合物滲入該記錄介質。結果，由上述式(1)表示的改性的硅氧烷化合物傾向于保留在記錄介質上。因此，甚至當由上述式(1)表示的改性的硅氧烷化合物以小含量在墨中時，圖像的動摩擦系數也能夠有效地降低。由上述式(1)表示的滿足上述條件并且可優選用于本發明中的該改性的硅氧烷化合物可以包括以下例如，FZ-2104、FZ-2130和FZ-2191(可購自Dow Corning ToraySilicone Co.，Ltd.)，KF-615A(可購自Shin-Etsu Chemical Co.，Ltd.)，TSF4452(可購自GE Toshiba Silicone Co.，Ltd.)。當然，在本發明中，實例決不限于這些。
將由上述式(2)表示的改性的硅氧烷化合物用于本發明的墨時，將其重均分子量設定在上述范圍內，當將墨施加到記錄介質上時會減少改性的硅氧烷化合物滲入該記錄介質。結果，由上述式(2)表示的改性的硅氧烷化合物傾向于保留在記錄介質上。因此，甚至當由上述式(2)表示的改性的硅氧烷化合物以小含量在墨中時，圖像的動摩擦系數也能夠有效地降低。由上述式(2)表示的滿足上述條件并且可優選用于本發明的該改性的硅氧烷化合物可以包括例如BYK333(可購自Byk Chemie Japan KK)。當然，在本發明中，實例決不限于此。
本發明人作出的研究已經揭示，在由上述式(3)表示的改性的硅氧烷化合物中，優選使用具有特定HLB(親水親油平衡值；由Griffin法計算的值)的改性的硅氧烷化合物。更具體地說，由上述式(3)表示的改性的硅氧烷化合物必須具有1-小于7的HLB。
將由上述式(3)表示的改性的硅氧烷化合物用于本發明的墨時，將其重均分子量和其HLB設定在上述范圍內，當將墨施加到記錄介質上時會使該改性的硅氧烷化合物更少滲入該記錄介質。結果由上述式(3)表示的改性的硅氧烷化合物傾向于保留在記錄介質上。因此，甚至當由上述式(3)表示的改性的硅氧烷化合物以小含量在墨中時，圖像的動摩擦系數也能夠有效地降低。由上述式(3)表示的滿足上述條件并且可優選用于本發明的該改性的硅氧烷化合物可以包括以下例如，FZ-2203、FZ-2207、FZ-2222和FZ-2231(可購自Dow CorningToray Silicone Co.，Ltd.)。當然，在本發明中，實例決不限于這些。
如此前所述，改性的硅氧烷化合物的重均分子量(Mw)可以通過凝膠滲透色譜(GPC)使用四氫呋喃作為流動相來測定。用于本發明的測定方法如下所示。測定條件例如過濾器、柱、標準聚苯乙烯樣品及其分子量決不限于以下。
首先，將用于測定的樣品放入四氫呋喃(THF)中并靜置數小時以溶解從而制備溶液。之后，用耐溶劑的孔尺寸為0.45μm的膜濾器(例如商品名TITAN 2 Syringe Fiiler，PTFE，0.45μm；可購自SUN-SRi)過濾該溶液。樣品在樣品溶液中的濃度如此控制以致該改性的硅氧烷化合物的含量為0.1質量％-0.5質量％。
在GPC中，使用RI檢測器(折光指數檢測器)。為了精確地測定在1,000-2,000,000范圍內的分子量，優選組合使用多個可商購的聚苯乙烯凝膠柱。例如，可以組合使用四根Shodex KF-806M(可購自Showa Denko K.K.)柱，或可以使用與其對應的東西。作為流動相的THF以1mL/min的流速流入已經在40.0℃加熱室中穩定化的柱中，并且以大約0.1mL的量注入上述樣品溶液。
通過使用已經使用標準聚苯乙烯樣品制備的分子量校正曲線來測定樣品的重均分子量。分子量為大約100-大約10,000,000的聚苯乙烯(例如，可購自Polymer Laboratories Inc.的聚苯乙烯)可以用作標準聚苯乙烯樣品，并且適合使用至少大約10種標準聚苯乙烯樣品。
基于墨的總質量，墨中改性的硅氧烷化合物的含量(質量％)優選為0.2質量％-5.0質量％，更優選0.5質量％-小于3.0質量％。特別地，當使用由上述式(2)表示的改性的硅氧烷化合物時，墨中改性的硅氧烷化合物的含量(質量％)優選為1.0質量％-小于3.0質量％。當該改性的硅氧烷化合物的含量為0.5質量％或更高時，該改性的硅氧烷化合物可以令人滿意地保留在記錄介質上以提供具有特別優異耐擦傷性的圖像。此外，當該改性的硅氧烷化合物的含量小于3.0質量％時，由于例如焦化(kogation)的故障噴射的產生可以優選地最小化。
聚合物
如前所述，在本發明的墨中，可以使用任何聚合物，只要它是在已經將墨施加到記錄介質上之后能夠保留在記錄介質上并且形成具有某種程度強度的膜的聚合物。然而，本發明人作出的研究已經揭示，為了抑制由于聚合物而引起的噴射孔潤濕現象，這當該墨用于噴墨記錄時尤其成為問題，使用各自具有此前所述性能的聚合物A和聚合物B中的至少一種是最適合的。
本發明中使用的“由構成聚合物的單體的溶解度參數得到的該聚合物的氫鍵項(δh)”是以下述方式得到的值。首先，構成聚合物的每種單體的氫鍵項(δh)由構成該聚合物的每種單體所固有的溶解度參數得到。然后，將上述得到的構成聚合物的每種單體的氫鍵項(δh)乘以構成該聚合物的每種單體的組成(質量)比例(當總計定義為1時的組成比例)以得到各值。其次將所得值相加而得到該聚合物的氫鍵項(δh)。
如果構成本發明墨的聚合物具有小于90mgKOH/g的酸值，則該聚合物可能不能溶于堿，或將該墨長時間儲存時該聚合物可能沉淀。此外，如果它具有小于90mgKOH/g的酸值，則當以大到足以實現本發明所要達到的耐擦傷性的量將墨與該聚合物混合并且利用熱型噴墨記錄系統噴射時，可能難以維持穩定的噴射性能。因此，優選該聚合物具有90mgKOH/g或更高的酸值。另一方面，如果該聚合物具有大于150mgKOH/g的酸值，則該聚合物可能傾向于與包含在該墨中的水性介質一起滲入記錄介質，以致有時不能得到本發明所要達到的高水平耐擦傷性。因此，當該聚合物具有大于150mgKOH/g的酸值時，優選由構成該聚合物的單體的溶解度參數得到的聚合物的氫鍵項(δh)是1.5cal0.5/cm1.5或更低。然而，當該聚合物具有大于200mgKOH/g的酸值時，即使以任何方式控制氫鍵項(δh)，在某些情形下該聚合物也不能以大到足以實現本發明所要達到的高水平耐擦傷性的量保留在記錄介質上。因此，優選該聚合物具有200mgKOH/g或更低的酸值。
此外，構成本發明墨的聚合物A或聚合物B可以顯著地引起歸因于該聚合物的噴射孔潤濕現象，如果由構成聚合物的單體的溶解度參數得到的聚合物的氫鍵項(δh)小于1.0cal0.5/cm1.5。結果，例如，可能發生墨滴的曲線飛行而引起噴射性能的惡化。因此，由構成該聚合物A或聚合物B的單體的溶解度參數得到的聚合物的氫鍵項(δh)優選是1.0cal0.5/cm1.5或更高。另一方面，當由構成該聚合物的單體的溶解度參數得到的聚合物的氫鍵項(δh)大于3.7cal0.5/cm1.5時，即使以任何方式控制該聚合物的酸值，該聚合物也可能易于與包含在該墨中的水性介質一起滲入記錄介質。因此，有時不能實現本發明所要達到的耐擦傷性。
綜上所述，從聚合物A和聚合物B中選出的構成本發明墨的至少一種聚合物具有下面規定的酸值和氫鍵項(δh)的組合的性能是最適合的。
該聚合物A具有90mgKOH/g-150mgKOH/g的酸值。在聚合物A中，除了上述酸值之外，由構成該聚合物的單體的溶解度參數得到的聚合物的氫鍵項(δh)是1.0cal0.5/cm1.5-3.7cal0.5/cm1.5。此外，在聚合物A中，由構成該聚合物的單體的溶解度參數得到的聚合物的氫鍵項(δh)更優選是1.0cal0.5/cm1.5-3.2cal0.5/cm1.5。特別地，在聚合物A中，由構成該聚合物的單體的溶解度參數得到的聚合物的氫鍵項(δh)更優選是1.2cal0.5/cm1.5-1.8cal0.5/cm1.5。
另一方面，該聚合物B具有大于150mgKOH/g-200mgKOH/g的酸值。在聚合物B中，除了上述酸值之外，由構成該聚合物的單體的溶解度參數得到的聚合物的氫鍵項(δh)是1.0cal0.5/cm1.5-1.5cal0.5/cm1.5。此外，在聚合物B中，由構成該聚合物的單體的溶解度參數得到的聚合物的氫鍵項(δh)更優選是1.2cal0.5/cm1.5-1.5cal0.5/cm1.5。
作為構成本發明墨中使用的聚合物的單體，可以使用任何單體，只要它能夠提供具有如上所述的酸值和由構成該聚合物的單體的溶解度參數得到的聚合物的氫鍵項(δh)的聚合物。具體來說，下面列舉的單體可以用作構成該聚合物的單體。
苯乙烯和α-甲基苯乙烯；丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸正己酯、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸芐酯；具有羧基的單體，例如丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、乙基丙烯酸、丙基丙烯酸、異丙基丙烯酸、衣康酸和富馬酸；具有磺酸基的單體，例如苯乙烯磺酸、磺酸-2-丙基丙烯酰胺、丙烯酸-2-磺酸乙酯、甲基丙烯酸-2-磺酸乙酯和丁基丙烯酰胺磺酸；和具有膦酸基的單體，例如甲基丙烯酸-2-膦酸乙酯和丙烯酸-2-膦酸乙酯。
在本發明中，在使用聚合物A的情況下，在上面列舉的單體之中，它可優選地包含至少一種選自苯乙烯、丙烯酸正丁酯和甲基丙烯酸芐酯的單體。此外，構成聚合物A的單體可以更優選地同時具有苯乙烯和丙烯酸正丁酯。在構成聚合物A的單體中，丙烯酸正丁酯與苯乙烯的質量比(丙烯酸正丁酯/苯乙烯)特別優選大于0.2-小于0.35。在使用聚合物B的情況下，在上面列舉的單體之中，它可優選地包含至少一種選自苯乙烯和α-甲基苯乙烯的單體。此外，構成聚合物B的單體可以更優選地同時具有苯乙烯和α-甲基苯乙烯。在構成聚合物B的單體中，α-甲基苯乙烯與苯乙烯的質量比(α-甲基苯乙烯/苯乙烯)特別優選是0.90或更低。在本發明中，不是非常希望使用具有非離子性基團的單體，例如氧化乙烯，原因在于可能減弱在記錄介質上形成的膜的強度。
該聚合物(選自聚合物A和聚合物B中的至少一種聚合物)可優選地具有5,000-15,000，和更優選6,000-9,000的重均分子量。具有上述范圍內的重均分子量的聚合物在已經將墨施加到記錄介質上之后能夠容易地保留在記錄介質上，并且還不會容易受到空間位阻影響。因此，該聚合物能夠容易地吸附改性的硅氧烷化合物，以致圖像的動摩擦系數能夠有效地降低。
基于墨的總質量，該墨中的該聚合物(選自聚合物A和聚合物B中的至少一種聚合物)的含量(質量％)優選為0.5質量％-5.0質量％，更優選2.5質量％-4.0質量％。如果該聚合物的含量在上述范圍內，該聚合物可以以使圖像的耐擦傷性能夠令人滿意地實現的量保留在記錄介質上。此外，如果該聚合物的含量在上述范圍內，歸因于該聚合物的噴射孔潤濕現象能夠得到抑制并且不容易產生噴射性能的惡化，例如墨滴的曲線飛行。
此外，當將本發明的墨施加到具有涂層的記錄介質上時，墨中的顏料以在記錄介質上形成聚集物的狀態存在，而不會滲入記錄介質。在這種情況下，該聚合物以大到足以包括該聚集物的量保留在記錄介質上，由此圖像的耐擦傷性可以有效地得到改進。因此，該聚合物(選自聚合物A和聚合物B中的至少一種聚合物)在墨中的含量(質量％)優選是顏料含量(質量％)的至少1.2倍(聚合物/顏料)。尤其是當墨中的顏料的含量(質量％)為0.1質量％或更高，或進一步為0.3質量％或更高至小于1.2質量％(基于墨的總質量)時，聚合物的含量特別優選是該顏料含量(質量％)的至少3.0倍。此外，墨中的聚合物的含量(質量％)優選是顏料含量(質量％)的10.0倍或更高(聚合物/顏料)。
如上所述的聚合物還可以用作分散劑(分散聚合物)。但是，在本發明中，優選用作分散劑的聚合物是除上述聚合物以外的一種聚合物。在這種情況下，可以使用任何分散劑，只要它可應用到通常可得到的噴墨記錄墨。構成分散劑的單體可以具體地包括以下，并且可以舉例各自由這些單體中的至少兩種組成的聚合物。至少一種單體優選是親水性單體。該單體可以包括苯乙烯，乙烯基萘，α，β-烯屬不飽和羧酸的脂肪醇酯，丙烯酸，馬來酸，衣康酸，富馬酸，乙酸乙烯酯，乙烯基吡咯烷酮，丙烯酰胺和它們的衍生物。該聚合物可以呈任何形成，包括嵌段共聚物、無規共聚物、接枝共聚物或它們中任一種的鹽。此外，天然聚合物，例如松香、蟲膠和淀粉是可用的。這些聚合物可溶于其中已經溶解了堿的水溶液，并且具有堿可溶性類型。
顏料
在本發明的墨中，可以使用以下顏料使用分散劑來分散顏料的聚合物分散型顏料(聚合物分散型顏料)，和其中親水基已經引入到顏料顆粒表面部分的自分散型顏料(自分散型顏料)。還可以使用以下顏料具有含與顏料顆粒表面化學鍵接的聚合物的有機基團的顏料(聚合物鍵接的自分散型顏料)，和微囊型顏料，其可分散性經改進以使在沒有使用任何分散劑的情況下是可分散的。當然，可以組合使用分散方式不同的這些顏料。基于墨的總質量，該墨中的顏料的含量(質量％)優選為0.1質量％-15.0質量％，更優選1.0質量％-10.0質量％。
優選使用炭黑例如法炭爐黑、燈黑、乙炔黑或槽法炭黑作為用于黑色墨的顏料。具體來說，可以使用以下可商購的產品，例如RAVEN1170，1190 ULTRA-II，1200，1250，1255，1500，2000，3500，5000ULTRA，5250，5750和700(上述可購自Columbian Carbon JapanLimited)；BLACK PEARLS L，REGAL330R，400R和660R，MOGUL L，MONARCH700，800，880，900，1000，1100，1300，1400和2000，和VALCAN XC-72(上述可購自Cabot Corp.)；COLOR BLACKFW1，FW2，FW2V，FW18，FW200，S150，S160和S170，PRINTEX35，U，V，140U和140V，SPECIAL BLACK6，5，4A和4(上述可購自Degussa Corp.)；和No.25，No.33，No.40，No.47，No.52，No.900，No.2300，MCF-88，MA600，MA7，MA8和MA100(上述可購自Mitsubishi Chemicals，Inc.)。
還可以使用新制備的炭黑。當然，在本發明中，實例決不限于這些，并且可以使用任何以往公知的炭黑。不限于炭黑，還可以使用磁鐵礦、鐵氧體或類似物的細磁性材料顆粒，和鈦黑作為所述顏料。
在彩色墨中，有機顏料可優選地用作顏料。具體來說，可以使用以下有機顏料，例如水不溶性偶氮顏料例如甲苯胺紅、甲苯胺紫紅、漢薩黃、聯苯胺黃和吡唑啉酮紅；水溶性偶氮顏料例如立索紅、日光紫紅、顏料猩紅和永久紅2B；還原染料的衍生物，例如茜素、陰丹酮和硫靛紫紅；酞菁類顏料例如酞菁藍和酞菁綠；喹吖啶酮類顏料例如喹吖啶紅和喹吖啶酮品紅；苝類顏料如苝紅和苝猩紅；異吲哚啉酮類顏料例如異吲哚啉酮黃和異吲哚啉酮橙；咪唑酮類顏料例如苯并咪唑酮黃、苯并咪唑酮橙和苯并咪唑酮紅；皮蒽酮類顏料例如皮蒽酮紅和皮蒽酮橙；和靛藍類顏料，縮合偶氮類顏料，硫靛類顏料，二酮基吡咯并吡咯類顏料，黃烷士酮黃，酰胺黃，奎酞酮黃，鎳偶氮黃，銅偶氮甲堿黃，perinone橙，蒽酮橙，聯蒽醌紅和二嗪紫。當然，在本發明中，實例決不限于這些。
當用色指數(C.I.)序號示出有機顏料時，可以使用以下有機顏料，例如C.I.顏料黃12，13，14，17，20，24，74，83，86，93，97，109，110，117，120，125，128，137，138，147，148，150，151，153，154，166，168，180，185等；C.I.顏料橙16，36，43，51，55，59，61，71等；C.I.顏料紅9，48，49，52，53，57，97，122，123，149，168，175，176，177，180，192，215，216，217，220，223，224，226，227，228，238，240，254，255，272等；C.I.顏料紫19，23，29，30，37，40，50等；C.I.顏料藍15，15:1，15:3，15:4，15:6，22，60，64等；C.I.顏料綠7，36等；和C.I.顏料棕23，25，26等。當然，在本發明中，實例決不限于這些。
水性介質
在本發明的墨中，可以使用水性介質，它是水或水和水溶性有機溶劑的混合溶劑。基于墨的總質量，墨中水溶性有機溶劑的含量(質量％)優選為3.0質量％-50.0質量％。
對該水溶性有機溶劑沒有特別限制，只要它是水溶性的。下面列舉的這些溶劑可以單獨地或組合使用。具體來說，可以使用以下水溶性有機溶劑，例如鏈烷二醇例如1，3-丁二醇、1，5-戊二醇、1，2-己二醇和1，6-己二醇；二醇醚例如二甘醇單甲基(或乙基)醚和三甘醇單乙基(或丁基)醚；含1-4個碳原子的烷醇，例如乙醇、異丙醇、正丁醇、異丁醇、仲丁醇和叔丁醇；羧酸酰胺例如N，N-二甲基甲酰胺和N，N-二甲基乙酰胺；酮或酮醇例如丙酮、甲基乙基酮和2-甲基-2-羥基戊-4-酮；環醚例如四氫呋喃和二烷；甘油；乙二醇類例如乙二醇、二甘醇、三甘醇和四甘醇；平均分子量為200-1,000的聚乙二醇，例如1，2-或1，3-丙二醇和1，2-或1，4-丁二醇；二醇例如硫二甘醇、1，2，6-己三醇和炔屬二醇衍生物；雜環例如2-吡咯烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮、1，3-二甲基-2-咪唑啉酮和N-甲基嗎啉；和含硫化合物例如二甲基亞砜。
作為水，優選使用去離子水(離子交換水)。基于墨的總質量，墨中水的含量(質量％)優選為50.0質量％-95.0質量％。
其他組分
除上述組分之外，本發明的墨還可以包含保濕性固體物質例如脲、脲衍生物、三羥甲基丙烷或三羥甲基乙烷。基于墨的總質量，該墨中保濕性固體物質的含量(質量％)優選為0.1質量％-20.0質量％，更優選3.0質量％-10.0質量％。
根據需要為了使墨具有所需的物理性能值，該墨可以進一步包含各種添加劑例如pH調節劑、防銹劑、防腐劑、防霉劑、抗氧化劑和防還原劑。
-墨組-
本發明的墨可以與其他(一種或多種)墨組合作為墨組使用。
-噴墨記錄方法-
本發明的墨特別優選用于噴墨記錄方法，其中該墨通過噴墨法噴射。該噴墨記錄方法包括，例如，其中使機械能作用于墨而噴射該墨的記錄方法，和其中使熱能作用于墨而噴射該墨的記錄方法。特別地，本發明的墨優選用于使用熱能的記錄方法。
-墨盒-
本發明的墨盒提供有其中儲存墨的墨儲存部分，并且其特征在于該墨儲存部分中儲存的墨是本發明的上述墨。
-記錄單元-
本發明的記錄單元提供有其中儲存墨的墨儲存部分和從其噴射該墨的記錄頭，并且其特征在于儲存在該墨儲存部中的墨是本發明的上述墨。特別地，優選其中通過使熱能作用于墨而使記錄頭從其噴射墨的記錄單元。
-噴墨記錄裝置-
本發明的噴墨記錄裝置提供有其中儲存墨的墨儲存部和從其噴射該墨的記錄頭，并且其特征在于儲存在該墨儲存部中的墨是本發明的上述墨。特別地，優選其中通過使熱能作用于墨而使記錄頭噴射墨的噴墨記錄裝置。
下面參照附圖描述噴墨記錄裝置的實例。首先，在圖2和3中示出了記錄頭的結構的實例，其為使用熱能的噴墨記錄裝置的主要部分。圖2是記錄頭13沿著其墨通道的截面圖，圖3是沿著圖2的線3-3所取的截面圖。記錄頭13由具有墨通道(噴嘴)14的部件，和加熱元件基板部件15組成。該加熱元件基板部件15由保護層16、電極17-1和17-2、加熱電阻器層18、蓄熱層19和基板20組成。
當將脈沖形電信號施加到記錄頭13的電極17-1和17-2時，在加熱元件基板部件15中的由n表示的區域突然產生熱，以致在與該區域的表面接觸的墨21中產生氣泡。然后，該氣泡的壓力推出彎月面23并且將墨21從噴嘴14的噴射孔22以墨滴24形式噴射而朝著記錄介質25飛行。
圖4說明其中設置了多個記錄頭的多頭的實例的外觀，該多個記錄頭中的每個是如圖2中所示的記錄頭。該多頭由具有多噴嘴26的玻璃板27和與圖2中所示的記錄頭相似的記錄頭組成。
圖5是顯示其中已經包括記錄頭的噴墨記錄裝置的實例的透視圖。葉片61是擦拭部件，其一端由葉片保持部件保持并且其呈懸臂形式。該葉片61提供在與其中記錄頭65進行記錄的區域相鄰的位置，并且保持呈那種突出到記錄頭65移動的路線中的形式。
附圖標記62表示記錄頭65的噴射孔面的蓋子，其配置在與葉片61相鄰的初始位置，并且經如此設置以致它按與記錄頭65的移動方向垂直的方向移動，并且和噴射孔面接觸以進行加蓋。附圖標記63表示與葉片61相鄰提供的墨吸收體，并且如該葉片61那樣，保持呈那種突出到記錄頭65移動的路線中的形式。噴射復原組件64由葉片61、蓋子62和墨吸收體63組成。葉片61和墨吸收體63從噴射孔面除去水和灰塵。
附圖標記65表示記錄頭，其具有噴射能量產生裝置并且將墨噴射到與提供有噴射孔的噴射孔面相對設置的記錄介質上，從而進行記錄。附圖標記66表示其上安裝了記錄頭65的滑架，以致該記錄頭65可以移動。該滑架66與導軸67滑動連接。該滑架66的一部分與被電機68驅動的皮帶69連接(未圖示)。因此，骨架66可以沿導軸67移動并因此該記錄頭65可以從記錄區域移動到與其相鄰的區域。
附圖標記51表示從其插入記錄介質的給紙部分，并且附圖標記52表示被電機(未圖示)驅動的給紙輥。采用此種構成，將記錄介質供給到與記錄頭65的噴射孔面相對的位置，并且隨著記錄的進行，排出到提供有排紙輥53的排紙部分。當在記錄完成之后記錄頭65返回到其初始位置時，噴射復原組件64的蓋子62從記錄頭65的移動路線退回，同時葉片61突出到移動路線中。因此，記錄頭65的噴射孔面被擦拭。
當該蓋子62和記錄頭65的噴射孔面接觸以進行加蓋時，該蓋子62以突出到該記錄頭的移動路線中的方式移動。當記錄頭65從其初始位置移動到記錄起始的位置時，蓋子62和葉片61存在于與其中噴射孔面被擦拭的上述位置相同的位置。結果，還在這種移動時擦拭記錄頭65的噴射孔面。記錄頭移動到其初始位置不但當記錄完成或噴射復原時進行，而且當記錄頭在記錄區域上為了記錄而移動時進行，在此期間記錄頭以給定間隔移到與每個記錄區域相鄰的初始位置，其中還與這種移動結合地擦拭該噴射孔面。
圖6是表示墨盒45的實例的圖，該墨盒儲存經由供墨部件例如管子供給到記錄頭的墨。在此，附圖標記40表示墨儲存部分，例如墨袋，其中儲存供給用墨。其頂部提供有由橡膠制成的塞子42。將針(未圖示)插入該塞子42中以致墨袋40中的墨可以供給到頭部。附圖標記44表示接受廢墨的吸收體。
本發明中，不限于其中記錄頭和墨盒分離的記錄單元，其中它們如圖7中所示整體形成的記錄單元也可優選使用。在圖7中，附圖標記70表示記錄單元，在該記錄單元內部容納有已經儲存了墨的墨儲存部分，例如墨吸收體，其中在該墨吸收體中的墨以墨滴形式從具有多個孔的記錄頭71噴射。代替墨吸收體，記錄單元可以如此設置以致墨儲存部分是內部提供有彈簧或類似物的墨袋。附圖標記72表示氣道開口，經由該開口該墨盒的內部與大氣連通。使用該記錄單元70代替圖5所示的記錄頭65，并且可拆卸地安裝到滑架66上。
其次，對使用機械能的噴墨記錄裝置進行說明。該裝置的特征在于具有記錄頭，該記錄頭提供有具有多個噴嘴的噴嘴形成基板；由壓電材料和導電材料組成的壓力產生器件；和墨，該壓力產生器件的周圍填充有該墨，并且其中壓力產生器件由于外加電壓而變形從而從噴嘴噴射墨滴。
圖8是表示此種記錄頭的結構的實例的示意圖。該記錄頭由以下部件組成與墨室(未圖示)連通的墨通道80，孔板81，使壓力直接作用于墨的振動板82，與該振動板82連接并且根據電信號而變形的壓電器件83，和用于支撐和固定該孔板81和振動板82的基板84。通過將脈沖電壓施加到壓電器件83而產生的變形應力使與該壓電器件83連接的振動板變形，從而將壓力施加到墨通道80內部的墨上，以致從孔板81的噴射孔85噴射墨滴。此種記錄頭可以按將它引入如圖5中所示的相同噴墨記錄裝置中的狀態使用。
實施例
下面將通過給出實施例、比較例和參考例更詳述地描述本發明。本發明決不受以下實施例限制，除非它超出本發明的主旨。以下，所謂的“份”或“％”按質量計，除非特別指出。
顏料分散體的制備
將10份顏料、5份由表1中所示的單體聚合而得到的聚合物1-28中的每種聚合物(每種聚合物的重均分子量在表1中示出)和85份離子交換水混合，接著通過間歇型立式砂磨機分散3小時以制備每種顏料分散體。使用C.I.顏料藍15:3作為顏料。用10質量％的氫氧化鉀水溶液中和每種聚合物并用作聚合物。用2.5μm孔尺寸的過濾器將所得的分散體各自加壓過濾(商品名HD CII，可購自NihonPall Ltd.)。向這些分散體中添加水以制備顏料分散體1-28，它們各自具有10質量％的顏料濃度和5質量％的聚合物濃度。表1中，單體的縮寫如下。
St苯乙烯 α-MStα-甲基苯乙烯 BZMA甲基丙烯酸芐酯 nBA丙烯酸正丁酯 MMA甲基丙烯酸甲酯 MA甲基丙烯酸酯 AA丙烯酸
表1
顏料分散體1-28的主要性能
由構成聚合物的單體的溶解度參數得到的聚合物的氫鍵項(δh)
由構成聚合物的單體的溶解度參數得到的聚合物的氫鍵項(δh)用下述方式得到。首先，通過構成該聚合物的每種單體所固有的溶解度參數得到構成目標聚合物的每種單體的氫鍵項(δh)。然后，將上述得到的構成聚合物的每種單體的氫鍵項(δh)乘以構成該聚合物的每種單體的組成(質量)比例(當將總計定義為1時的組成比例)以得到各自值。接下來，將結果值相加而得到由構成該聚合物的單體的溶解度參數得到的聚合物的氫鍵項(δh)。就用于制備顏料分散體的每種聚合物而言，由構成聚合物的每種單體所固有的溶解度參數得到的每種單體的氫鍵項(δh)在表2中示出。
以聚合物1為例，它是苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸(組成(質量)比例＝28∶58∶14)的共聚物，以下具體解釋如何得到由構成聚合物的單體的溶解度參數得到的聚合物的氫鍵項(δh)。從下表2可以看出，由構成聚合物1的苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸的溶解度參數得到的氫鍵項(單位是cal0.5/cm1.5)分別為0.00、3.93和5.81。因此，由構成聚合物1的單體的溶解度參數得到的聚合物1的氫鍵項(δh)如以下表達式所示得到。
“由構成聚合物的單體的溶解度參數得到的聚合物的氫鍵項(δh)”
＝0.00×0.28+3.93×0.58+5.81×0.14
＝3.09cal0.5/cm1.5。
表2
每種單體的氫鍵項 *1由每種單體所固有的溶解度參數得到的氫鍵項(δh)。
就預先制備的顏料分散體中的聚合物而言，由構成聚合物的單體的溶解度參數得到的聚合物的氫鍵項(δh)的值在表3中示出。每種聚合物的酸值和重均分子量的值也在表3中示出。此外，表3示出了各自具有苯乙烯和丙烯酸正丁酯、或苯乙烯和α-甲基苯乙烯作為單體的聚合物中丙烯酸正丁酯或α-甲基苯乙烯與苯乙烯的質量比的值。
表3
每種顏料分散體中聚合物的性質 *1由構成聚合物的單體的溶解度參數得到的聚合物的氫鍵項(δh)。
*2聚合物中丙烯酸正丁酯與苯乙烯的質量比。
*3聚合物中α-甲基苯乙烯與苯乙烯的質量比。
改性的硅氧烷化合物的合成
根據以下合成例合成改性的硅氧烷化合物，化合物1-12。
化合物1
使用由玻璃制成并配備有溫度計和攪拌裝置的容器，用下述方式合成化合物1。在該容器中，在鉑催化劑存在下使下式(A)表示的聚硅氧烷化合物和下式(B)表示的聚氧乙烯化合物作為主要組分進行加成反應以合成化合物1。這樣得到的化合物1對應于式(1)表示的改性的硅氧烷化合物，并且發現具有8,500的重均分子量，5的HLB(理論值)和1％或更低的在水中的溶解度。化合物1具有在式(1)中m＝73、n＝6、R1＝亞丙基、a＝8、b＝0和R2＝氫原子的結構。
式(A)
式(B) CH2＝CHCH2-O-(C2H4O)8-H
化合物2
使用由玻璃制成并配備有溫度計和攪拌裝置的容器，用下述方式合成化合物2。在該容器中，在鉑催化劑存在下使下式(C)表示的聚硅氧烷化合物和下式(D)表示的聚氧乙烯化合物作為主要組分進行加成反應以合成化合物2。這樣得到的化合物2對應于式(1)表示的改性的硅氧烷化合物，并且發現具有29,400的重均分子量，5的HLB(理論值)和1％或更低的在水中的溶解度。化合物2具有在式(1)中m＝245、n＝28、R1＝亞丙基、a＝6、b＝0和R2＝氫原子的結構。
式(C)
式(D) CH2＝CHCH2-O-(C2H4O)6-H
化合物3
使用由玻璃制成并配備有溫度計和攪拌裝置的容器，用下述方式合成化合物3。在該容器中，在鉑催化劑存在下使下式(E)表示的聚硅氧烷化合物和下式(B)表示的聚氧乙烯化合物作為主要組分進行加成反應以合成化合物3。這樣得到的化合物3是式(1)表示的改性的硅氧烷化合物的對比化合物，并且發現具有7,400的重均分子量，5的HLB(理論值)和1％或更低的在水中的溶解度。化合物3具有在式(1)中m＝65、n＝5、R1＝亞丙基、a＝8、b＝0和R2＝氫原子的結構。
式(E)
式(B) CH2＝CHCH2-O-(C2H4O)8-H
化合物4
使用由玻璃制成并配備有溫度計和攪拌裝置的容器，用下述方式合成化合物4。在該容器中，在鉑催化劑存在下使下式(F)表示的聚硅氧烷化合物和下式(G)表示的聚氧乙烯化合物作為主要組分進行加成反應以合成化合物4。這樣得到的化合物4對應于由式(2)表示的改性的硅氧烷化合物，并且發現具有47,000的重均分子量，9的HLB(理論值)和1％或更低的在水中的溶解度。化合物4具有在式(2)中p＝349、R3＝氫原子、R4＝亞丙基、c＝240和d＝0的結構。
式(F)
式(G)
化合物5
使用由玻璃制成并配備有溫度計和攪拌裝置的容器，用下述方式合成化合物5。在該容器中，在鉑催化劑存在下使下式(H)表示的聚硅氧烷化合物和下式(I)表示的聚氧乙烯化合物作為主要組分進行加成反應以合成化合物5。這樣得到的化合物5是由式(2)表示的改性的硅氧烷化合物的對比化合物，并且發現具有7,700的重均分子量，7的HLB(理論值)和1％或更低的在水中的溶解度。化合物5具有在式(2)中p＝64、R3＝氫原子、R4＝亞丙基、c＝30和d＝0的結構。
式(H)
式(I)
化合物6
使用由玻璃制成并配備有溫度計和攪拌裝置的容器，用下述方式合成化合物6。在該容器中，在鉑催化劑存下使下式(J)表示的聚硅氧烷化合物和下式(K)表示的聚氧乙烯化合物作為主要組分進行加成反應以合成化合物6。這樣得到的化合物6是由式(2)表示的改性的硅氧烷化合物的對比化合物，并且發現具有50,400的重均分子量，7的HLB(理論值)和1％或更低的在水中的溶解度。化合物6具有在式(2)中p＝439、R3＝氫原子、R4＝亞丙基、c＝200和d＝0的結構。
式(J)
式(K)
化合物7
使用由玻璃制成并配備有溫度計和攪拌裝置的容器，用下述方式合成化合物7。在該容器中，在鉑催化劑存下使下式(L)表示的聚硅氧烷化合物和下式(M)表示的聚氧乙烯化合物作為主要組分進行加成反應以合成化合物7。這樣得到的化合物7對應于由式(3)表示的改性的硅氧烷化合物，并且發現具有49,000的重均分子量，6的HLB(理論值)和1％或更低的在水中的溶解度。化合物7具有在式(3)中q＝7、R5＝亞丙基、R6＝亞丙基、e＝6、f＝0和r＝52的結構。
式(L)
式(M) CH2＝CHCH2-O-(C2H4O)6-CH2CH＝CH2
化合物8
使用由玻璃制成并配備有溫度計和攪拌裝置的容器，用下述方式合成化合物8。在該容器中，在鉑催化劑存下使下式(N)表示的聚硅氧烷化合物和下式(O)表示的聚氧乙烯化合物作為主要組分進行加成反應以合成化合物8。這樣得到的化合物8對應于由式(3)表示的改性的硅氧烷化合物，并且發現具有8,800的重均分子量，6的HLB(理論值)和1％或更低的在水中的溶解度。化合物8具有在式(3)中q＝23、R5＝亞丙基、R6＝亞丙基、e＝18、f＝0和r＝3的結構。
式(N)
式(O)
化合物9
使用由玻璃制成并配備有溫度計和攪拌裝置的容器，用下述方式合成化合物9。在該容器中，在鉑催化劑存下使下式(P)表示的聚硅氧烷化合物和下式(O)表示的聚氧乙烯化合物作為主要組分進行加成反應以合成化合物9。這樣得到的化合物9是由式(3)表示的改性的硅氧烷化合物的對比化合物，并且發現具有49,000的重均分子量，7的HLB(理論值)和1％或更低的在水中的溶解度。化合物9具有在式(3)中q＝18、R5＝亞丙基、R6＝亞丙基、e＝18、f＝0和r＝21的結構。
式(P)
式(O)
化合物10
使用由玻璃制成并配備有溫度計和攪拌裝置的容器，用下述方式合成化合物10。在該容器中，在鉑催化劑存下使下式(Q)表示的聚硅氧烷化合物和下式(O)表示的聚氧乙烯化合物作為主要組分進行加成反應以合成化合物10。這樣得到的化合物10是由式(3)表示的改性的硅氧烷化合物的對比化合物，并且發現具有55,000的重均分子量，6的HLB(理論值)和1％或更低的在水中的溶解度。化合物10具有在式(3)中q＝24、R5＝亞丙基、R6＝亞丙基、e＝18、f＝0和r＝20的結構。
式(Q)
式(O)
化合物11
使用由玻璃制成并配備有溫度計和攪拌裝置的容器，用下述方式合成化合物11。在該容器中，在鉑催化劑存下使下式(R)表示的聚硅氧烷化合物和下式(S)表示的聚氧乙烯化合物作為主要組分進行加成反應以合成化合物11。這樣得到的化合物11對應于由式(3)表示的改性的硅氧烷化合物，并且發現具有8,800的重均分子量，1的HLB(理論值)和1％或更低的在水中的溶解度。化合物11具有在式(3)中q＝16、R5＝亞丙基、R6＝亞丙基、e＝2、f＝0和r＝6的結構。
式(R)
式(S)
化合物12
使用由玻璃制成并配備有溫度計和攪拌裝置的容器，用下述方式合成化合物12。在該容器中，在鉑催化劑存在下使下式(T)表示的聚硅氧烷化合物和下式(U)表示的聚氧乙烯化合物作為主要組分進行加成反應以合成化合物12。這樣得到的化合物12是由式(3)表示的改性的硅氧烷化合物的對比化合物，并且發現具有7,800的重均分子量，6的HLB(理論值)和1％或更低的在水中的溶解度。化合物12具有在式(3)中q＝8、R5＝亞丙基、R6＝亞丙基、e＝7、f＝0和r＝7的結構。
式(T)
式(U)
如上得到的每種化合物的重均分子量用下述方式測定。將待測定的改性的硅氧烷化合物放入四氫呋喃(THF)中并且靜置數小時以溶解，從而制備溶液使得樣品的濃度為0.1質量％。之后，用孔尺寸為0.45μm的耐溶劑性膜濾器(商品名TITAN 2 Syringe Filter，PTFE，0.45μm；可購自SUN-SRi)過濾溶液。使用該樣品溶液，在以下條件下測定重均分子量。
裝置Alliance GPC 2695(由Waters Corporation制造)。
柱SHODEX KF-806M，四柱連接(可購自Showa DenkoK.K.)。
流動相四氫呋喃(特級)。
流速1.0mL/min。
烘箱溫度40.0℃。
注射的樣品溶液的量0.1mL。
檢測器RI(折射指數)檢測器。
聚苯乙烯標準樣品PS-1和PS-2(可購自PolymerLaboratories Inc.)；分子量7,500,000，2,560,000，841,700，377,400，320,000，210,500，148,000，96,000，59,500，50,400，28,500，20,650，10,850，5,460，2,930，1,300和580，十七種。
墨的制備
使用下表4-1至4-11的上部分中所示的組分，包括如上制備的顏料分散體、如上合成的改性的硅氧烷化合物或可商購的改性的硅氧烷化合物制備墨。具體來說，根據如每個表所示的配方將表4-1至4-11的上部分中所示的組分混合，并充分地攪拌，接著用2.5μm孔尺寸的過濾器(商品名HD CII，可購自Nihon Pall Ltd.)加壓過濾而制備墨。每種墨中的顏料含量和聚合物含量的值和聚合物含量與顏料含量的質量比(聚合物/顏料)在表4-1至4-11的下欄中示出。在表4-1至4-11中，“Mw”是指重均分子量。
表4-1
墨配方(上部分中的單位％) 表4-1(續)
表4-2
墨配方(上部分中的單位％) 表4-2(續)
表4-3
墨配方(上部分中的單位％)
表4-3(續)
表4-4
墨配方(上部分中的單位％)
表4-5
墨配方(上欄中的單位％) 表4-5(續)
表4-6
墨配方(上部分中的單位％)
表4-7
墨配方(上部分中的單位％) 表4-7(續)
表4-8
墨配方(上部分中的單位％) 表4-8(續)
表4-9
墨配方(上部分中的單位％) 表4-9(續)
表4-10
墨配方(上欄中的單位％) 表4-10(續)
表4-11
墨配方(上部分中的單位％)
評價
耐擦傷性
用如上得到的每種墨填充噴墨記錄裝置(商品名BJF900；由CANON INC.制造)的墨盒，并將該墨盒設置在該裝置的青色墨位置中。在Mitsubishi Photo Gloss Paper(可購自MitsubishiPaper Mills Limited)上，以4.5ng的噴射量和1,200dpi×1,200dpi的分辨率以8次雙向記錄形成具有100％的記錄負荷(duty)的圖像(基準評價圖像)。讓記錄的圖像在室溫下靜置一天，之后用指甲在施加強到以至在記錄介質的非記錄區域擦傷的壓力下刮擦該圖像。目視觀察如此刮擦的記錄圖像以評價它們的耐擦傷性。根據如下所示的評價標準評價耐擦傷性。結果在表5-1至5-4中示出。
A在圖像表面上沒有留下指甲痕跡。
B在圖像表面上留下指甲痕跡，但是沒有刮掉色料。
C在圖像表面上留下指甲痕跡，并且稍微刮掉色料。
D明顯地刮掉色料，但是記錄介質的表面沒有暴露。
E當溫和地接觸圖像時不存在問題，但是當在施加強到以至在記錄介質的非記錄區域刮擦它的壓力下刮擦該圖像時色料被刮掉到暴露記錄介質表面的程度。
動摩擦系數
用下述方式測定如上得到的記錄圖像的圖像區域中的動摩擦系數(基準評價圖像具有100％的記錄負荷，在4.5ng的噴射量和1,200dpi×1,200dpi的分辨率下以8次雙向記錄形成的圖像)。具體來說，在基準評價圖像的圖像區域中，采用表面性能試驗器(商品名HEIDON TRIBOGEAR Type 14DR，由Shinto Kagaku K.K.制造)測定圖像相對于聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)球的動摩擦系數。將施加到PMMA球上的垂直載荷設置在50g，和其移動速度在2mm/sec，通過載荷傳感器測量在PMMA球的移動方向作用的水平力，其中水平方向力與垂直載荷力的比計算為動摩擦系數。動摩擦系數的值在表5-1至5-4中示出。
儲存穩定性
將如上得到的每種墨裝入由TEFLON(商品名)制成的容器并在60℃的溫度下靜置一個月。在儲存前后采用激光ζ電位計(商品名ELS-8000，由Ohtsuka Denshi Kogyo K.K.制造)測量每種墨中的顏料的顆粒直徑以評價儲存穩定性。根據如下所示的評價標準評價儲存穩定性。結果在表5-1至5-4中示出。
A儲存后顏料的顆粒直徑小于儲存前顏料的顆粒直徑的1.1倍。
B盡管儲存后無聚集產生，但儲存后顏料的顆粒直徑是儲存前顏料的顆粒直徑的1.1倍或更高。
C儲存后，產生顏料的聚集。
噴射性能
(孔面的狀態和噴射穩定性)
用如上得到的每種墨填充噴墨記錄裝置(商品名PIXUS850i；由CANON INC.制造)的墨盒，并將該墨盒設置在上述裝置的改進裝置的青色墨位置處。然后，在三張Office Planner(可以購自從CANON INC.)上，按默認模式記錄50％記錄負荷和18cm×24cm尺寸的圖像。在這一記錄中，對于在一張上的每次記錄通過使用PIXUS 850i的刮片進行一次記錄頭的清潔。之后，記錄PIXUS 850i的噴嘴檢測圖案，其中目視檢查記錄頭表面的狀態以評價孔面的狀態。根據如下所示的評價標準評價孔面的狀態。結果在表5-1至5-4中示出。也目視檢查噴嘴檢測圖案以評價噴射穩定性。根據如下所示的評價標準評價噴射穩定性。結果在表5-1至5-4中示出。
(孔面的狀態)
A在噴射孔周圍幾乎不存在墨。
B噴射孔周圍存在少許墨。
C噴射孔周圍存在帶形的墨液膜。
(噴射穩定性)
A記錄可正常地進行，在噴嘴檢測圖案中沒有破壞。
B在噴嘴檢測圖案中看到少許破壞，但沒有看到故障噴射。
C在噴嘴檢測圖案中看到明顯的故障噴射和破壞，并且不可進行正常記錄。
表5-1
評價結果 表5-1(續)
噴射穩定性的評價結果在實施例8和9中都是“B”。然而，噴嘴檢測圖案的破壞狀態在實施例8中比在實施例9中略少。在這種情況下，在光學顯微鏡上觀察在記錄頭加熱器下墨的焦化狀態而發現焦化的出現在實施例8中比在實施例9中少。
表5-2
評價結果
噴射穩定性的評價結果在實施例29和30中都是“B”。然而，噴嘴檢測圖案的破壞狀態在實施例29中比在實施例30中略少。在這種情況下，采用光學顯微鏡觀察在記錄頭加熱器上墨的任何焦化狀態而發現焦化的出現在實施例29中比在實施例30中少。
表5-3
評價結果 表5-3(續)
噴射穩定性的評價結果在實施例54和55中都是“B”。然而，噴嘴檢測圖案的破壞狀態在實施例54中比在實施例55中略少。在這種情況下，采用光學顯微鏡觀察在記錄頭加熱器上墨的任何焦化狀態而發現焦化的出現在實施例54中比在實施例55中少。
表5-4
評價結果
雖然已參照示例性實施方案描述了本發明，但應該理解本發明不限于所公開的示例性實施方案。以下權利要求書的范圍應作最寬范圍的解釋從而涵蓋所有的這些改變和等同的結構和功能。
權利要求
1.顏料墨，其至少包含顏料、改性的硅氧烷化合物和聚合物，其中
該改性的硅氧烷化合物是選自由下式(1)表示的改性的硅氧烷化合物、由下式(2)表示的改性的硅氧烷化合物和由下式(3)表示的改性的硅氧烷化合物中的至少一種，和
該聚合物是選自聚合物A和聚合物B中的至少一種，該聚合物A具有90mgKOH/g-150mgKOH/g的酸值并且其中由構成該聚合物的單體的溶解度參數得到的該聚合物的氫鍵項(δh)為1.0cal0.5/cm1.5-3.7cal0.5/cm1.5，該聚合物B具有大于150mgKOH/g-200mgKOH/g的酸值并且其中由構成該聚合物的單體的溶解度參數得到的該聚合物的氫鍵項(δh)為1.0cal0.5/cm1.5-1.5cal0.5/cm1.5
式(1)
其中由式(1)表示的改性的硅氧烷化合物具有8,000-30,000的重均分子量；在式(1)中，R1是含1-20個碳原子的亞烷基，R2是氫原子或含1-20個碳原子的烷基，m是1-250，n是1-100，a是1-100，和b是0-100；
式(2)
其中由式(2)表示的改性的硅氧烷化合物具有8,000-小于50,000的重均分子量；在式(2)中，R3各自獨立地是氫原子或含1-20個碳原子的烷基，R4各自獨立地是含1-20個碳原子的亞烷基，p是1-450，c是1-250，d是0-100；和
式(3)
其中由式(3)表示的改性的硅氧烷化合物具有8,000-小于50,000的重均分子量和1-小于7的HLB；在式(3)中，R5各自獨立地是氫原子或含1-20個碳原子的烷基，R6是含1-20個碳原子的亞烷基，q是1-100，r是1-100，e是1-100，f是0-100。
2.根據權利要求1的顏料墨，其中由式(1)表示的改性的硅氧烷化合物具有5-11的HLB。
3.根據權利要求1的顏料墨，其中該聚合物A包括至少一種選自苯乙烯、丙烯酸正丁酯和甲基丙烯酸芐酯的單體。
4.根據權利要求1的顏料墨，其中該聚合物B包括至少一種選自苯乙烯和α-甲基苯乙烯的單體。
5.根據權利要求1的顏料墨，其中基于墨的總質量，該墨中的聚合物的含量(質量％)為2.5質量％-4.0質量％。
6.根據權利要求1的顏料墨，其中基于墨總質量的該聚合物的含量(質量％)是基于墨總質量的該顏料的含量(質量％)的至少1.2倍。
7.噴墨記錄方法，包括通過噴墨法噴射墨而在記錄介質上進行記錄，其中使用根據權利要求1的顏料墨作為該墨。
8.墨盒，包括其中儲存墨的墨儲存部分，其中儲存在該墨儲存部分中的墨是根據權利要求1的顏料墨。
9.記錄單元，包括其中儲存墨的墨儲存部分和從其噴射該墨的記錄頭，其中儲存在該墨儲存部分中的墨是根據權利要求1的顏料墨。
10.噴墨記錄裝置，包括其中儲存墨的墨儲存部分和從其噴射該墨的記錄頭，其中儲存在該墨儲存部分中的墨是根據權利要求1的顏料墨。
11.顏料墨，其至少包含顏料、改性的硅氧烷化合物和聚合物，其中該改性的硅氧烷化合物是選自由下式(1)表示的改性的硅氧烷化合物、由下式(2)表示的改性的硅氧烷化合物和由下式(3)表示的改性的硅氧烷化合物中的至少一種，和使用該顏料墨形成的基準評價圖像的動摩擦系數為0.40或更低
式(1)
其中由式(1)表示的改性的硅氧烷化合物具有8,000-30,000的重均分子量；在式(1)中，R1是含1-20個碳原子的亞烷基，R2是氫原子或含1-20個碳原子的烷基，m是1-250，n是1-100，a是1-100，和b是0-100；
式(2)
其中由式(2)表示的改性的硅氧烷化合物具有8,000-小于50,000的重均分子量；在式(2)中，R3各自獨立地是氫原子或含1-20個碳原子的烷基，R4各自獨立地是含1-20個碳原子的亞烷基，p是1-450，c是1-250，d是0-100；和
式(3)
其中由式(3)表示的改性的硅氧烷化合物具有8,000-小于50,000的重均分子量和1-小于7的HLB；在式(3)中，R5各自獨立地是氫原子或含1-20個碳原子的烷基，R6是含1-20個碳原子的亞烷基，q是1-100，r是1-100，e是1-100，f是0-100。
全文摘要
提供顏料墨，該顏料墨具有良好的墨可靠性和儲存穩定性并且能夠以如下水平實現圖像的優異的耐擦傷性，即甚至當用指甲在施加強到以至在記錄介質的非記錄區域擦傷它的壓力下刮擦圖像時也幾乎不會刮掉色料。該顏料墨包含顏料、具有特定結構的改性的硅氧烷化合物、和規定了酸值和氫鍵項(δh)的聚合物。
文檔編號C09D11/10GK101240132SQ200810074220
公開日2008年8月13日 申請日期2008年2月13日 優先權日2007年2月9日
發明者齋藤貴史, 城田勝浩, 袴田慎一, 辻村政史, 迎文彥, 鈴木克彥 申請人:佳能株式會社