反应液和墨的组以及成像方法

专利名称：反应液和墨的组以及成像方法
技术领域：
本发明涉及反应液和墨的组(set)以及成像方法。
背景技术：
过去，为了改善图像性能，已提出了各种成像方法，该成像方法通过除了含有着色 材料的墨以外准备所谓反应液，并且例如在施加墨之前将该反应液施加到记录介质上来形 成图像。例如，日本专利申请公开No. 2001-1386 提出了成像方法，其中通过使反应液 和墨附着于记录介质来进行记录，该反应液包括与颜料墨接触时生成聚集体的反应剂， 该墨包括具有20°C以下的最小成膜温度的聚合物乳液颗粒。此外，日本专利申请公开 No. 2001-1386 记载了反应剂的实例包括多价金属盐和聚烯丙胺或聚烯丙胺衍生物。日本 专利申请公开No. 2000-263921提出了喷墨记录方法，其中通过使墨和包括阳离子型水溶 性聚合物的反应液附着于记录介质来进行记录。此外，日本专利申请公开No. 2007-84607 提出了喷墨墨组，其由含有阴离子型聚合物分散剂和酸性透明处理液的颜料墨形成，该酸 性透明处理液不包括着色材料并且具有3. 5-5. 0的pH。该酸性透明处理液包括pH缓冲剂， 该PH缓冲剂具有pKa为3. 7-6. 5的一个羧基，将其10质量％以上溶解在水中，并且具有在 20 V和常压下基本上不挥发的性质。为了提供典型地具有耐水性、耐划伤性和耐标记性(highlighter resistance)的 形成图像，将水溶性聚合物共混到墨中。或者，另一通常方法是通过使用所谓聚合物分散颜 料将水溶性聚合物引入墨中，在该聚合物分散颜料中用水溶性聚合物使水不溶性着色材料 例如颜料稳定。例如，日本专利申请公开No. 2004-306403提出了墨组，该墨组使用将水溶 性聚合物直接或经由其他原子团与颜料结合的墨。但是，如果如现有技术中那样将水溶性聚合物引入墨中，例如，将普通纸等用作 记录介质时，尽管能够将耐水性、耐划伤性和耐标记性赋予图像，但产生图像的光学密度 (optical density)劣化的另一问题。因此，本发明人认识到重要的是开发即使将各种水溶 性聚合引入墨中时也能够用于得到具有高光学密度的图像的反应液。因此，本发明的目的是提供反应液和墨的组，其能够得到具有高光学密度的图像， 同时赋予图像耐水性、耐划伤性和耐标记性。此外，本发明的另一目的是提供使用反应液和 墨的组的成像方法，其能够得到具有上述优异性能的图像。

发明内容
上述目的通过以下的本发明实现。具体地，本发明提供反应液和墨的组，该反应液 对于PH变化具有缓冲作用并且显示3. 5-5. 5的pH，该墨具有比该反应液高的pH，其中该墨 包括颜料，在该反应液的PH下形成阳离子形式的碱性基团与颜料颗粒的表面结合，和其中 该颜料不具有PKa等于或小于该反应液的PH的酸性基团，和其中该颜料被水溶性聚合物分 散，该水溶性聚合物具有PKa等于或大于该反应液的pH且等于或小于该墨的pH的酸性基
3团。根据本发明，提供能够得到具有耐水性、耐划伤性和耐标记性的图像的反应液和 墨的组，并且该图像具有高光学密度，现有技术中由具有耐水性、耐划伤性和耐标记性引起 的光学密度劣化的问题得到解决。此外，根据本发明，能够提供使用反应液和墨的组的成像 方法，其能够获得具有上述优异性能的图像。由以下对示例性实施方案的说明，本发明进一步的特征将变得清楚。
具体实施例方式以下对本发明的优选实施方案详细说明。以下参照用于进行本发明的实施方案更详细地对本发明进行说明。本发明中的各 种物理性能例如粘度、表面张力、PH和PKa为25°C下的值。此外，本发明中，反应液具有“对 于PH变化的缓冲作用”的特征具体意味着将等量的在组中使用的反应液和墨彼此混合形成 的混合物的PH基本上没有由反应液的PH变化。更具体地，该表述意味着反应液的PH与通 过将等量的墨和反应液混合而形成的混合物的PH之间的差在0. 1以内。此外，本发明中规 定的术语“pKa”是用于定量地表示酸的强度的指数，并且也称为“酸离解常数”或“酸度常 数”。考虑氢离子从酸解离的离解反应，用负的常用对数表示pKa。pKa越小，酸越强。为了解决现有技术中的问题，本发明人进行了研究以发现即使与包括各种水溶性 聚合物的墨使用时能够用以得到具有高光学密度的图像的反应液的组成。结果，首先，本发 明人发现为了在不引起构成记录装置的部件的酸腐蚀的情况下得到具有较高光学密度的 图像，最好使用显示3. 5-5. 5的pH并且对于pH变化具有缓冲作用的反应液。其次，为了发现使用显示3. 5-5. 5的pH并且对于pH变化具有缓冲作用的反应液 时作为与这样的反应液组合的墨的构成组分优选的水溶性聚合物和着色材料，本发明人对 于各种水溶性聚合物和各种着色材料进行了研究。结果，本发明人发现，取决于水溶性聚合 物和着色材料的种类，能够满足通常存在折衷的图像的耐水性、耐划伤性和耐标记性与图 像的光学密度之间的关系。另一方面，本发明人发现取决于水溶性聚合物的种类和着色材 料的种类，得到的图像的光学密度显著不同。因此，本发明人对于得到具有高光学密度的图 像所需的条件进行了更详细的研究。因此，得到的图像的光学密度取决于如何有效地将着色材料保持在记录介质的表 面附近。换言之，为了增加光学密度，应将大量的着色材料保持在记录介质的表面附近。为 了实现这样的状态，不使用水溶性着色材料例如染料而使用作为水不溶性着色材料的颜料 是有效的。因此，本发明中，使用颜料。此外，为了将较大量的颜料保持在记录介质的表面附近，优选进行设计以致在墨 中处于分散状态的颜料通过在记录介质上与反应液接触而迅速地变为尽可能大的聚集体。 为了实现这点，必须用反应液降低墨的PH，其起到触发的作用以使颜料的分散状态不稳定。 此外，必须使已这样使分散状态不稳定的颜料颗粒反复地彼此碰撞并且成长为大的聚集 体。因此，为了通过使反应液与墨接触来更有效地使颜料的分散状态不稳定，必须通过降低 墨的PH来尽可能消除分散状态过程中由于颜料的位阻和电荷产生的排斥。为此，优选进行 控制以致有助于颜料的分散的官能团在墨的状态下为解离形式即阴离子形式并且在PH降 低的状态下为游离形式即非离子形式。以下考虑优选的颜料的分散状态。
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首先，颜料的分散状态能够大致分为两种形式。一种是称为自分散颜料的形式，其 中亲水性基团结合于颜料颗粒的表面并且由此因该基团的亲水性而使颜料分散。另一种是 称为聚合物分散颜料的形式，其中使具有亲水性基团的水溶性聚合物通过疏水性相互作用 而物理附着或者化学结合于颜料颗粒的表面并且由此因聚合物的水溶性而使颜料分散。为 了进行控制以致如上所述使有助于颜料的分散的官能团的离子性变化以通过使颜料的分 散状态不稳定而使颜料成长为大的聚集体，更优选使用聚合物分散颜料。其原因在于，对于自分散颜料，除了为了分散颜料而结合于颗粒表面的亲水性基 团以外，用作原料的颜料可具有在颜料颗粒的表面上存在的有助于分散的亲水性基团。具 体地，对于这样的自分散颜料，由于需要对墨状态和PH降低状态下有助于分散的、颜料颗 粒的表面上存在的各种官能团的离子性进行最佳控制，控制变得更加困难。与其相比，对于 聚合物分散颜料，由于颜料颗粒的表面被聚合物分散剂覆盖，用作原料的颜料的亲水性基 团暴露于颜料颗粒的表面的可能性非常小。因此，被聚合物分散的颜料的有助于分散的官 能团实质上限制于聚合物分散剂具有的官能团。这使得对于墨状态和PH降低状态进行最 佳离子性控制更容易。基于上述原因，结论是在通过用反应液使墨的PH降低而使颜料的分 散状态不稳定的反应体系中，与自分散颜料相比，更优选使用聚合物分散颜料。其次，基于本发明的构成，对获得本发明的有利效果的机理进行说明。对于根据本 发明的组，必须使墨中包括的颜料具有在反应液的PH下形成阳离子形式且与颜料颗粒的 表面结合的碱性基团(以下有时称为“与颜料颗粒的表面结合的碱性基团”)。此外，颜料必 须用水溶性聚合物分散，该水溶性聚合物不具有PKa等于或小于反应液的PH的酸性基团并 且具有pKa等于或大于反应液的pH且等于或小于墨的pH的酸性基团(以下有时称为“聚 合物酸性基团”)。在下述中，与在反应液的PH下形成阳离子形式的碱性基团结合的颜料可 简称为颜料。此外，形成本发明中使用的墨并且用于分散颜料的水溶性聚合物可简称为聚 合物分散剂。其中，通过聚合物分散剂(水溶性聚合物)将颜料在墨中分散的状况是指以下状 态。具体地，这是如下状态，其中在墨中使聚合物分散剂物理附着或化学结合于颜料颗粒的 表面并且由此因聚合物的水溶性而使颜料稳定地分散于水性介质例如水中。是否通过聚合 物分散剂使颜料分散在墨中可通过例如对墨进行离心分离并且从生成的沉淀物回收由颜 料和物理附着或化学结合于颜料的物质形成的分散产物按以下方式验证。更具体地，可通 过确定在通过离心分离回收的组分中颜料以外的物质中含量最高的物质是否为符合上述 条件的聚合物分散剂来进行验证。当满足上述对本发明规定的要求时，墨状态下的由聚合物分散剂分散的颜料在记 录介质上与反应液接触后的状态如下所述。首先，在墨状态下，聚合物酸性基团的PKa等于 或小于墨的pH。因此，颜料为溶解状态，主要为解离形式，具体为阴离子形式，在颜料颗粒的 周围形成聚合物层。因此，通过阴离子电荷的排斥和由聚合物分散剂的位阻产生的排斥两 者使颜料的分散状态稳定。相反，如果聚合物酸性基团的PKa高于墨的pH，在墨状态下，颜 料主要为游离形式，即非离子形式。因此，溶解性显著降低，因此不能维持墨的分散稳定性， 这不适合本发明。如果与颜料颗粒的表面结合的碱性基团的pKb(碱离解常数)等于或小于墨的 p0H(= 14-墨pH)，可认为该碱性基团为阳离子形式。但是，对于本发明中使用的聚合物分散颜料，由于颜料形成被聚合物分散剂稳定分散的状态，可认为碱性基团的阳离子量与聚 合物酸性基团的阴离子量相比足够低。这样的墨在记录介质上与反应液接触时，由于反应 液对于PH变化的缓冲作用，得到的混合体系的pH与反应液的pH大致相同。因此，聚合物 酸性基团的PKa等于或大于该混合体系的pH。因此，颜料主要为游离形式，即非离子形式， 因此失去由电荷引起的大量排斥。此外，由于聚合物分散剂的溶解性的降低，聚合物分散剂 在颜料颗粒的表面附近酸沉淀，因此由聚合物分散剂的位阻引起的排斥也减弱。由于这些 状态变化，迅速使颜料的分散状态不稳定。为了更有效地保持墨状态下的分散稳定性并且与反应液接触后更有效地失稳，优 选水溶性聚合物(聚合物分散剂)具有的全部亲水性基团具有等于或大于反应液的PH并 且等于或小于墨的PH的pKa。更具体地，对于酸性基团，从用作原料的单体的通用性和聚合 性的观点出发，优选选择羧基。另一方面，对于水溶性聚合物(聚合物分散剂)的亲水性基 团，如果包括具有不满足等于或大于反应液的PH且等于或小于墨的pH的条件的pKa的酸 性基团，更难以得到较高水平光学密度。基于聚合物酸性基团的pKa与反应液的pH之间的差来确定聚合物酸性基团全体 中残存的离解形式即阴离子形式的聚合物酸性基团的比例。如果阴离子形式的聚合物酸性 基团在颜料颗粒的表面附近残存，尽管使颜料的分散状态不稳定，但一定水平的电荷排斥 残存。以下对两种用于减少在颜料颗粒的表面附近残存的阴离子形式的聚合物酸性基 团的数目的常规方法进行说明。一种方法是加大聚合物酸性基团的PKa与反应液的pH之 间的差。另一方法是减少聚合物酸性基团的数目。在前者的方法中，必须增加聚合物酸性基团的pKa或者减小反应液的pH。增加聚 合物酸性基团的PKa的方法是在通用聚合物分散剂酸性基团中使用具有较高pKa的酸性基 团。这样的酸性基团的实例包括羧基。但是，聚合物分散剂具有的羧基的PKa为5. 0-5. 5左 右，这意味着不能获得大的与反应液的PH的差。通用且具有更高pKa的酸性基团的种类数 目实际上非常少。尽管显示非离子性(pKa约为16.0)的羟基能够作为这样的实例给出，但 羟基并不非常适合本发明。这是因为如果使用只具有羟基作为酸性基团的聚合物分散剂， 为了稳定地分散颜料，分散处理需要长时间，因此能效差。此外，作为降低反应液的PH的方 法，例如，如果将羧基用作聚合物酸性基团，为了使基本上全部、更具体地99%以上的聚合 物酸性基团为非离子形式，(pKa-pH)值必须为2. 0以上。因此，这种情况下反应液的pH必 须为约3. 0-3.5。这超出了根据本发明的组的前提条件使反应液的pH为3. 5-5. 5。因此， 前者的方法并不适合本发明。另一方面，在后者的方法中，通过降低墨状态下分散颜料的聚合物分散剂的酸值 或者减少相对于颜料的量的聚合物分散剂的量，能够减少聚合物酸性基团的数目，因此能 够减少残存的阴离子形式的聚合物酸性基团的数目。但是，残存的阴离子形式的聚合物酸 性基团在全部聚合物酸性基团中的比例取决于聚合物酸性基团的PKa和反应液的pH。因 此，不能完全地将残存的阴离子形式的聚合物酸性基团去除。因此，本发明中，本发明人通过使特定的碱性基团，具体地，在反应液的pH下形成 阳离子形式的碱性基团与颜料颗粒的表面结合，已成功地获得具有现有技术中无法实现的 高光学密度的图像。更具体地，本发明中使用的与颜料颗粒的表面结合的碱性基团在反应液的PH下形成阳离子形式。因此，当反应液在记录介质上与墨接触时，产生如下状态，其中 来源于该碱性基团的阳离子存在于颜料颗粒的表面上。因此，通过离子性相互作用能够抵 消在颜料颗粒的表面附近残存的阴离子形式的聚合物酸性基团的电荷，因此显著地使颜料 的分散状态不稳定。但是，如果其上结合了碱性基团的颜料具有另外的PKa等于或小于反 应液的PH的酸性基团，反应液在记录介质上与墨接触后，产生了如下状态，其中在颜料颗 粒的表面上存在来源于该酸性基团的阴离子。由于这种情况下在颜料颗粒的表面上存在的 阴离子在墨和反应液的混合物中不能像聚合物分散剂中存在的阴离子那样运动，阴离子与 颜料颗粒的表面上存在的阳离子接触的概率非常低，这使离子性相互作用难以显现。因此， 这有助于颜料的分散状态的稳定。因此，后者的方法不适合本发明。例如，将日本专利申请公开No. 2004-306403中记载的颜料分散体1中包括的颜料 如下分散。首先，使氨基苯基-2-硫酸盐(sulfate)乙基-砜(APSEQ与炭黑(颜料)的 表面结合。然后，使五亚乙基六胺(PEHA)结合，然后使苯乙烯-丙烯酸聚合物结合。尽管 得到的颜料可认为适合，原因在于其具有在颜料颗粒的表面上存在的来源于PEHA的胺，因 此能够阳离子带电，但由于来源于APSES的磺酸基也同时存在，因此颜料有助于颜料分散。 因此，用日本专利申请公开No. 2004-306403中记载的颜料不能获得本发明的有利效果。根据本发明人进行的研究，优选地，反应液在记录介质上与墨接触后在颜料颗粒 的表面附近残存的来源于酸性基团的阴离子量和来源于与颜料颗粒的表面结合的碱性基 团的阳离子量相同。这是因为通过以这种方式设定，能够最有效地获得本发明的有利效果。 通过基于聚合物分散剂的酸值以及颜料和聚合物分散剂的质量比计算酸性基团的总量，然 后计算能够基于聚合物酸性基团的PKa与反应液的pH之间的差估算的酸性基团的离解率， 并且将这两个计算值相乘，从而计算上述阴离子量。但是，即使阴离子量与阳离子量不相 同，由于与没有结合碱性基团的情况相比使表面上残存的电荷显著减少，因此仍能够获得 本发明的有利效果。以下对使在反应液的pH下形成阳离子形式的碱性基团与颜料颗粒的表面化学结 合的重要性进行说明。根据本发明人进行的研究，对于没有使在反应液的PH下形成阳离子 形式的碱性基团与颜料颗粒的表面结合而将具有上述碱性基团的化合物添加到墨中的体 系，不能获得由本发明实现的高光学密度。更具体地，在这种情况下，墨的状态和在记录介 质上与反应液接触后的碱性基团的状态以与使碱性基团与颜料颗粒的表面结合的情形中 相同的方式变化。但是，由于没有使碱性基团与颜料颗粒的表面结合，具有碱性基团的化合 物存在的区域扩展遍及整个墨。因此，在颜料颗粒的表面附近残存的阴离子形式的聚合物 酸性基团附近存在将形成上述阳离子形式的化合物的概率显著降低，因此使分散状态颜料 的电荷产生的排斥的消除减小到极低水平。因此，必须使碱性基团与颜料颗粒的表面结合 的原因在于在记录介质上与反应液接触后有效地使与颜料颗粒的表面结合的碱性基团的 电荷和聚合物酸性基团的电荷两者抵消。能够以如下方式确认是否在反应液的pH下形成阳离子形式的碱性基团与颜料颗 粒的表面结合。首先，对墨进行离心分离，并且将沉淀物回收。通过Soxhlet提取将沉淀物 中颜料颗粒的表面附着的物质洗掉。然后，例如，通过X射线光电子能谱对官能团进行分析 以确定是否颜料颗粒具有碱性基团。此外，例如，通过电位滴定等确定pKa。如果确认在颜 料颗粒的表面上存在碱性基团并且碱性基团的PKa等于或大于反应液的pH，可推测在反应液的PH下形成阳离子形式的碱性基团与颜料颗粒的表面结合。或者，更简单地，这可通过 将附着于颜料颗粒的表面的物质洗掉，然后通过ζ电位测定确定是否颜料阳离子带电而 确认。为了改善图像的耐水性、耐划伤性和耐标记性，可在墨中包括另外的水溶性聚合 物。在这种情况下，如果水溶性聚合物是即使在图像形成过程中与反应液接触后还保持溶 解状态的聚合物，溶液的粘度增加，这使得分散状态的颜料间的碰撞频率降低。因此，阻碍 颜料形成大聚集体。由于上述原因，必须使墨中包括的上述另外的水溶性聚合物在图像形 成过程中与反应液接触后迅速不可溶。因此，类似于聚合物酸性基团的条件，优选地，墨中 包括的另外的水溶性聚合物的PKa也等于或小于墨的ρΗ并且等于或大于反应液的ρΗ。<反应液和墨的组>以下对形成根据本发明的组的反应液和墨均更详细地说明。反应液 以下对形成本发明中使用的反应液的每个组分进行说明。由于本发明中使用的反 应液在图像形成过程中与墨一起使用，优选反应液为不包括着色材料，并且考虑影响图像 而在可见光谱中不显示吸收的无色反应液。但是，即使反应液在可见光谱中显示吸收，只要 该吸收处于不影响实际图像的水平，反应液可具有在可见光谱中显示吸收的淡色。此外， 通过使反应液与墨接触并因此使形成墨的组分的至少一部分由于混合液的PH而经历酸沉 淀，从而引起本发明中反应液与墨之间的反应。更具体地，通过设定反应液和墨中的组分并 且设定PH以致在墨的ρΗ下使形成墨的组分稳定地分散并且在混合液的ρΗ下形成墨的组 分的分散状态不稳定，从而实现该反应。反应液对于ρΗ变化的缓冲作用形成根据本发明的组的反应液必须显示3. 5-5. 5的ρΗ和对于ρΗ变化的缓冲作 用。如上所述，本发明中的表述“对于PH变化的缓冲作用，，具体意味着将等量的在组中使 用的反应液和墨彼此混合形成的混合物的PH基本上没有由反应液的ρΗ变化。更具体地， 该表述意味着反应液的PH与通过将等量的墨和反应液混合而形成的混合物的ρΗ之间的差 在0. 1以内。为了使反应液具有缓冲作用，优选包括如以下这样的缓冲剂。缓冲剂的实例包括 一元羧酸例如甲酸、乙酸、丙酸和丁酸的盐；二元羧酸例如邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯 二甲酸、草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、马来酸、富马酸、衣康酸、癸二酸、二聚酸、均 苯四甲酸和偏苯三酸的盐或氢盐；羟基羧酸例如苹果酸和酒石酸的盐；和各种盐例如磷酸 盐、磷酸氢盐、碳酸盐和碳酸氢盐。形成盐的阳离子的实例包括锂、钠、钾等的碱金属离子。 本发明中能够使用的其他实例包括任何已知的对于PH变化能够具有缓冲作用的化合物， 只要该化合物是通过其添加能够将反应液的PH保持在上述优选的ρΗ范围内的物质。本发 明中，作为缓冲剂，优选使用乙酸盐、或多元羧酸例如柠檬酸和戊二酸的盐或氢盐。反应液 中缓冲剂的含量(质量％)可任意设定，只要该反应液具有本发明中规定的缓冲作用。例 如，基于反应液的总质量，缓冲剂含量优选为1.0质量％-15.0质量％。此外，为了对其进 行调节以使反应液具有3. 5-5. 5的ρΗ，例如，优选包括ρΗ调节剂例如有机酸如乙酸和甲磺 酸、无机酸如硫酸和硝酸、或者碱如碱金属的氢氧化物。(多价金属离子)
可进一步将 多价金属离子引入形成根据本发明的组的反应液中。对于这样的组 成，除了在记录介质上反应液与墨接触时由于酸沉淀产生的颜料的分散状态的不稳定化 夕卜，也能够获得由于多价金属离子产生的盐沉淀效果，这使得能够获得具有更高光学密度 的图像。多价金属离子的实例包括多价金属离子例如二价和三价金属离子。为了将这样的 多价金属离子引入反应液，使用多价金属的盐。尽管该盐是由例如上述的多价金属离子和 与该离子结合的阴离子形成的金属盐，但该盐必须可溶于水。基于反应液的总质量，以多价 金属的含量计，优选反应液中多价金属离子的含量(质量％)为1.0质量％-30.0质量％。水性介质优选地，形成根据本发明的组的反应液包括水或者水和水溶性有机溶剂的混合溶 剂作为水性介质。作为水，优选使用去离子水或离子交换水。优选地，基于反应液的总质量， 反应液中水的含量(质量％)为25.0质量％-95.0质量％。此外，作为水溶性有机溶剂， 可使用通常在喷墨或辊涂布用反应液中使用的任何已知的有机溶剂。此外，可使用一种或 两种以上水溶性有机溶剂。其具体实例包括一元醇或多元醇、具有包含约1-4个碳原子的 亚烷基的亚烷基二醇、平均分子量约200-2，000的聚乙二醇、二元醇醚和含氮化合物。优选 地，基于反应液的总质量，反应液中水溶性有机溶剂的含量(质量％)为3.0质量％-70.0 质量％。其他组分除了上述组分以外，形成根据本发明的组的反应液可任选地包括在常温下为固体 的有机化合物，例如三羟甲基乙烷和三羟甲基丙烷，和含氮化合物，例如脲和亚乙基脲。此 夕卜，除了上述组分以外，反应液可任选地进一步包括各种添加剂，例如表面活性剂、高分子 化合物、消泡剂、腐蚀抑制剂、防腐剂、抗真菌剂、抗氧化剂、抗还原剂、蒸发促进剂和螯合 齐U。尽管表面活性剂的含量(质量％)取决于因素例如任选添加到反应液中的高分子化合 物的种类，但基于反应液的总质量，该含量优选为0.01质量％ -10. 0质量％。此外，通过在反应液中包括高分子化合物例如聚合物，高分子化合物作为墨中颜 料的粘结剂发挥作用，能够使形成的图像的耐划伤性改善。基于反应液的总质量，反应液中 高分子化合物的含量(质量％ )优选为0. 01质量％ -20. 0质量％，原因在于反应液的粘度 能够在适当的范围内并且能够充分改善图像的耐划伤性和定影性。优选地，本发明中使用 的反应液中使用的高分子化合物是不直接参与组分例如墨中的颜料与反应液中的多价金 属离子之间的反应的非离子水溶性聚合物。但是，在保持反应液的基本性能的范围内，也可 包括阴离子或阳离子单元。此外，尽管高分子化合物可以是分散体例如胶乳或乳液，特别优 选高分子化合物为水溶性。墨以下对形成本发明中使用的墨的每一种组分进行说明。颜料形成本发明中使用的墨的着色材料是颜料，其中在反应液的pH下形成阳离子形 式的碱性基团必须与颜料颗粒的表面结合。此外，该颜料必须由具有满足上述PKa条件的 酸性基团的聚合物分散剂分散。基于墨的总质量，墨中颜料的含量(质量％ )优选为0. 1 质量％ -15. 0质量％，并且更优选0. 2质量％ -10. 0质量％。对能够在本发明中使用的颜 料的种类并无特别限制。尽管可以使用任何已知的无机颜料或有机颜料，本发明中优选使用无机颜料，并且特别优选使用炭黑。与颜料颗粒的表面结合的碱性基团形成本发明中使用的墨的颜料必须具有在反应液的pH下形成阳离子形式的碱性 基团并且与颜料颗粒的表面结合。此外，该颜料必须由具有PKa等于或大于反应液的pH并 且等于或小于墨的PH的酸性基团的水溶性聚合物分散。因此，本发明中，对于与颜料颗粒 的表面结合的上述碱性基团，不能期待作为通过亲水性基团与颗粒表面的结合而提供有自 分散能力的自分散颜料中亲水性基团的作用。将在反应液的pH下形成阳离子形式的碱性基团与颜料颗粒的表面化学结合的方 法的实例包括以下方法。具体地，选择具有在反应液的PH下形成阳离子形式的碱性基团的 颜料，或者选择任意的颜料并且通过常规方法使在反应液的PH下形成阳离子形式的碱性 基团与其结合。本发明中，特别地，优选使用通过方法例如重氮偶合法使优选的碱性基团与 任意的颜料结合的具有改性的颗粒表面的颜料。碱性基团直接或经由其他原子团与颜料颗粒的表面结合。以阳离子形式表示时， 碱性基团的实例包括具有由下式(1)_(4)表示的结构的基团。
权利要求
1.反应液和墨的组，该反应液对于PH变化具有缓冲作用并且显示3.5-5. 5的pH，该墨 具有比该反应液高的PH，其中该墨包含颜料，在该反应液的PH下形成阳离子形式的碱性基团与颜料颗粒的表 面结合，其中该颜料不具有PKa等于或小于该反应液的pH的酸性基团，和其中该颜料被水溶性聚合物分散，该水溶性聚合物具有PKa等于或大于该反应液的pH 且等于或小于该墨的PH的酸性基团。
2.根据权利要求1的反应液和墨的组，其中该水溶性聚合物的全部亲水性基团均为 PKa等于或大于该反应液的pH且等于或小于该墨的pH的酸性基团。
3.根据权利要求1的反应液和墨的组，其中该水溶性聚合物的酸性基团为羧基。
4.根据权利要求1的反应液和墨的组，其中以质量比表示，该墨中该水溶性聚合物的 含量(质量％ )为该颜料的含量(质量％ )的0. 20倍-0. 60倍。
5.根据权利要求1的反应液和墨的组，其中该水溶性聚合物具有SOmgKOH/ g-160mgK0H/g 的酸值。
6.根据权利要求1的反应液和墨的组，其中基于Ig颜料，与该颜料颗粒的表面结合的 碱性基团的量为0. 01mmol/g-0. lmmol/g。
7.根据权利要求1的反应液和墨的组，其中该碱性基团为伯胺。
8.成像方法，包括通过从喷墨系统的记录头喷射墨而将该墨施加到记录介质上和将 反应液施加到该记录介质上，其中通过使该墨和该反应液在记录介质上彼此接触而形成图 像，其中将根据权利要求1的反应液和墨的组用于该反应液和该墨。
全文摘要
本发明提供反应液和墨的组，该反应液对于pH变化具有缓冲作用并且显示3.5-5.5的pH，该墨具有比该反应液高的pH。该墨包含颜料，在该反应液的pH下形成阳离子形式的碱性基团与颜料颗粒的表面结合。该颜料不具有酸性基团，该酸性基团具有等于或小于该反应液的pH的pKa。该颜料被水溶性聚合物分散，该水溶性聚合物具有酸性基团，该酸性基团具有等于或大于该反应液的pH且等于或小于该墨的pH的pKa。
文档编号B41J2/01GK102093772SQ2010105888
公开日2011年6月15日 申请日期2010年12月10日 优先权日2009年12月11日
发明者森部镰志, 森靖仁, 真田干雄, 酒井淳一 申请人:佳能株式会社