专利名称：水溶性墨水的制作方法
技术领域：
本发明涉及水溶性墨水，其具有低的分散粘度和优良的储存稳定性。
背景技术：
用于水性圆珠笔和喷墨记录的水溶性墨水的基本组成为分散剂，其包括具有特定结构或类似结构的聚合物；水性介质；颜料；等等。在这样的分散剂中，关键是聚合物具有表面活性剂的功能，既有憎水性又有亲水性。具体地，已知有接枝共聚物，其包括憎水性大分子单体和亲水性单体，该憎水性大分子单体含作为组成单元的芳族单体，例如苯乙烯或乙烯基甲苯或(甲基)丙烯酸酯；也已知有接枝共聚物，其包括亲水性大分子单体和憎水性单体，该亲水性大分子单体含单体例如(甲基)丙烯酸、马来酸、或(甲基)丙烯酸羟烷基酯(例如，JP-A-6-100810等)。
类似地，已公开一种含丙烯酸接枝共聚物的颜料分散剂，该丙烯酸接枝共聚物具有含憎水性(甲基)丙烯酸单体的主链，和与主链连接的阴离子和非离子的亲水性侧链(JP-A-2002-179978)；还公开一种含接枝共聚物的水溶性墨水，该接枝共聚物含作为主链的从阳离子单体或阴离子单体得到的聚合物，和作为侧链的(甲基)丙烯酸大分子单体(JP-A-2001-247796)。
但是，就使用上述接枝共聚物的水溶性墨水而言，其着色剂的分散稳定性不够。将炭黑稳定分散到水性介质中尤其困难。此外，对于JP-A-2002-179978和JP-A-2001-247796中描述的分散剂，为使接枝共聚物溶于水，有必要引入大量亲水性侧链，因此出现的问题是该分散剂不能以工业规模廉价地生产。另外，对于JP-A-6-100810中描述的接枝共聚物，当将大量憎水成分引入到侧链中以提供充分的分散稳定性时，问题在于侧链变得难以和憎水性主链共聚。而且，引入大量憎水成分后，还出现的问题是溶液变得浑浊，并且接枝共聚物溶于水性介质后，溶液粘度增加，从而不能显示充分的分散稳定性。
另一方面，已公开作为水垢抑制剂的交联聚合物，其中用交联剂、可交联单体或类似物连接聚合物主链(例如，JP-T-2000-502394等)。此外，已公开作为分散剂的交联两性聚合物，其包括两性单体，该两性单体通过(甲基)丙烯酸与氨基烷基胺或类似物以及可交联单体反应得到(JP-A-58-13609)。
就聚合物的主链相互连接的交联聚合物而言，当所用交联剂或可交联单体的比率过大时，所形成的聚合物具有更高的分子量和增加的粘度，而且，聚合物的溶解度变差。从而，该聚合物不再具有分散剂的作用。因此，有必要制备低粘度和高分散效果的低分子量交联聚合物，例如，通过限制所用交联剂或可交联单体的量来制备。
发明内容
本发明人已发现，作为水溶性墨水，含有限量可交联单体并有交联结构的低分子量交联聚合物具有优良的颜料分散性，并可在水性介质中长时间稳定保持分散态，从而解决了上述问题。因此，它们完成了本发明。即，本发明涉及水溶性墨水，其包括作为分散剂的交联共聚物、着色剂和水性介质，该交联共聚物含作为基本组成成分的可交联单体、含芳基单体和离子单体。
实施本发明的最佳方式本发明涉及水溶性墨水，其包括分散剂、着色剂和水性介质。所述分散剂由交联共聚物组成，该交联共聚物含作为基本组成成分的(A)可交联单体，(B)含芳基单体，和(C)离子单体。
就此而论，“(甲基)丙烯酰基”在本文中指甲基丙烯酰基或丙烯酰基。
1.分散剂用于本发明水溶性墨水的分散剂由交联共聚物组成，该交联共聚物含作为基本组成成分的(A)可交联单体，(B)含芳基单体，和(C)离子单体。
1.1基本成分(A)可交联单体对于组成本发明交联共聚物的可交联单体(A)，可以采用在一个分子中有两个或多个乙烯基的化合物，可提及例如，亚甲基双丙烯酰胺、亚甲基双甲基丙烯酰胺、二(甲基)丙烯酸丁二醇酯、二(甲基)丙烯酸乙二醇酯、二(甲基)丙烯酸丙二醇酯、聚二(甲基)丙烯酸乙二醇酯、聚二(甲基)丙烯酸丙二醇酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇聚(甲基)丙烯酸酯、磷酸二(甲基)丙烯酰氧基乙酯、氰脲酸三烯丙酯、异氰脲酸三烯丙酯、二乙烯基苯、马来酸二烯丙酯、聚烯丙基蔗糖，等等。就此而论，可使用上述可交联单体的一种或两种或多种。
(B)含芳基单体对于组成本发明交联共聚物的含芳基单体(B)，可提及基于苯乙烯的单体、含苯基的(甲基)丙烯酸酯、含苯基的马来酰亚胺，等等。
基于苯乙烯的单体的具体例子包括苯乙烯、α-甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、乙烯基甲苯，等等。
含苯基的(甲基)丙烯酸酯的具体例子包括(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸苯酯、2-羟基-3-苯氧基丙基(甲基)丙烯酸酯、苯氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、苯氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、壬基苯基环氧乙烷加成物(甲基)丙烯酸酯，等等。
含苯基的马来酰亚胺的具体例子包括N-苯基马来酰亚胺、N-(2-氯苯基)马来酰亚胺，等等。
就此而论，可使用上述含芳基单体的一种或两种或多种。
(C)离子单体对于组成本发明交联共聚物的离子单体(C)，可提及阴离子单体和阳离子单体。
阴离子单体的代表性例子包括不饱和羧酸单体、不饱和磺酸单体、不饱和磷酸单体，等等。不饱和羧酸单体的具体例子包括丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、富马酸、巴豆酸、衣康酸、柠康酸，等等，或它们的酸酐和盐。
不饱和磺酸单体的具体例子包括苯乙烯磺酸、2-丙烯酰氨基-2-甲基丙烷磺酸、3-硫丙基(甲基)丙烯酸酯、双-(3-硫丙基)衣康酸酯等以及它们的盐、2-羟乙基(甲基)丙烯酸酯的硫酸单酯以及它们的盐，等等。不饱和磷酸单体的具体例子包括乙烯基磷酸、双(甲基丙烯酰氧乙基)磷酸酯、二苯基-2-丙烯酰氧乙基磷酸酯、二苯基-2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸酯、二丁基-2-丙烯酰氧乙基磷酸酯、二丁基-2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸酯，等等。
阳离子单体的具体例子包括含叔胺的不饱和单体、含铵盐的不饱和单体，等等。对于含叔胺的不饱和单体，可提及单乙烯基嘧啶，例如乙烯基嘧啶、2-甲基-5-乙烯基嘧啶和2-乙基-5-乙烯基嘧啶；含二烷基氨基的苯乙烯，例如N，N-二甲基氨基苯乙烯和N，N-二甲基氨基甲基苯乙烯；含二烷基氨基的(甲基)丙烯酸酯，例如N，N-二甲基氨基甲基(甲基)丙烯酸酯、N，N-二甲基氨基乙基(甲基)丙烯酸酯、N，N-二乙基氨基甲基(甲基)丙烯酸酯、N，N-二乙基氨基乙基(甲基)丙烯酸酯、N，N-二甲基氨基丙基(甲基)丙烯酸酯和N，N-二乙基氨基丙基(甲基)丙烯酸酯；含二烷基氨基的乙烯基酯，例如2-二甲基氨基乙基乙烯基酯；含二烷基氨基的(甲基)丙烯酰胺，例如N-(N’，N’-二甲基氨基乙基)丙烯酰胺、N-(N’，N’-二甲基氨基乙基)甲基丙烯酰胺、N-(N’，N’-二乙基氨基乙基)丙烯酰胺、N-(N’，N’-二乙基氨基乙基)甲基丙烯酰胺、N-(N’，N’-二甲基氨基丙基)丙烯酰胺、N-(N’，N’-二甲基氨基丙基)甲基丙烯酰胺、N-(N’，N’-二乙基氨基丙基)丙烯酰胺和N-(N’，N’-二乙基氨基丙基)甲基丙烯酰胺，等等。对于含铵盐的不饱和单体，可提及上述含叔胺的不饱和单体与季铵化剂起季铵化反应而得到的那些单体，所述季铵化剂例如烷基卤(烷基Cl到C18，卤素原子氯原子、溴原子或碘原子)；苄基卤例如苄基氯和苄基溴；烷基磺酸(烷基C1到C18)的酯，例如甲磺酸；芳基磺酸的烷基酯(烷基C1到C18)，例如苯磺酸和甲苯磺酸；二烷基硫酸盐(烷基C1到C4)；等等。
1.2其它成分本发明的交联聚合物含作为基本组成成分的(A)可交联单体，(B)含芳基单体，和(C)离子单体。但是，除了上面的成分(A)到成分(C)外，根据需要该聚合物还可含有其它单体。对于其它单体，可提及烷基(甲基)丙烯酸酯，例如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸己酯和(甲基)丙烯酸环己酯；羟烷基(甲基)丙烯酸酯，例如(甲基)丙烯酸羟乙酯和(甲基)丙烯酸羟丙酯；(甲基)丙烯酰胺、乙酸乙烯酯、N-乙烯基吡咯烷酮、(甲基)丙烯腈，等等。就此而论，可使用所述其它单体的一种或两种或多种。
1.3每种成分的组成比率关于在本发明交联共聚物的组成中上述成分(A)到成分(C)的每种单体的比率，以全部单体的总摩尔数为基准，可交联单体(A)的比率范围优选为0.01mol％至5mol％，更优选为0.02mol％至5mol％。当比率低于0.01mol％时，所形成的交联共聚物没有充分的分散效果。当比率高于5mol％时，所形成的交联共聚物在水中不溶或不膨胀，因而不能起到分散剂的作用。
含芳基单体(B)的比率范围优选为30mol％至90mol％，更优选为40mol％至80mol％。当比率低于30mol％时，憎水性降低，从而待分散的物质如着色剂变得不能混溶，因此分散稳定性不够。当比率高于90mol％时，交联共聚物的水溶性不充分，因此用所得分散剂制备的分散产物粘度增加，或其粘度在某些情况下倾向于随时间而变化。
离子单体(C)的比率范围优选为5mol％至65mol％，更优选为10mol％至60mol％。当比率低于5mol％时，交联共聚物的水溶性不充分，因此用所得分散剂制备的分散产物粘度增加，或其粘度在某些情况下倾向于随时间而变化。当比率高于65mol％时，因为含芳基单体(B)的量减少，憎水性降低，从而待分散的物质如着色剂变得不能混溶，因此分散稳定性不够。
1.4聚合物的制备方法为合成交联共聚物，优选方法是使用自由基聚合引发剂，因为易于控制聚合操作和分子量。而且，因为含芳基单体难溶于水，更优选溶液聚合方法，其中在有机溶剂中进行聚合。
对于在溶液聚合的自由基聚合中的优选溶剂，可提及酮溶剂，例如丙酮、甲基·乙基酮和甲基·异丁基酮；乙酸酯溶剂，例如乙酸乙酯和乙酸丁酯；芳烃溶剂，例如苯、甲苯和二甲苯；异丙醇、乙醇、环己烷、四氢呋喃、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、六甲基磷酰胺，等等。更优选酮溶剂、乙酸酯溶剂和醇溶剂。
对于自由基聚合引发剂，可使用任何常用的自由基聚合引发剂，具体地，可提及过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾、过氧缩酮、氢过氧化物、二烷基过氧化物、二酰基过氧化物、过氧化二碳酸酯类、过氧化酯类、基于氰基的偶氮二异丁腈、偶氮二(2-甲基丁腈)、偶氮二(2-脒基丙烷)盐酸、基于非氰基的二甲基-2，2’-偶氮二异丁酯，等等。优选有机过氧化物和偶氮化合物，它们可容易地控制分子量并且分解温度低，特别地，更优选为偶氮化合物。
以可聚合单体的总量为基准，聚合引发剂的用量优选为0.01％至10％质量，更优选为0.1％至5％质量。
此外，为控制交联共聚物的分子量，可向聚合体系中加入适量的链转移剂，例如巯基乙酸、巯基丙酸、2-丙硫醇、2-巯基乙醇、苯硫酚、十二烷硫醇或硫代甘油。
优选聚合温度是50℃至150℃，更优选为60℃至100℃。优选聚合时间通常为5小时至25小时。以用聚苯乙烯为标准物质通过凝胶渗透色谱法(GPC)得到的重均分子量为准，本发明的交联共聚物的分子量优选为1,000至100,000，从适当的分散性和适当的溶液粘度的角度而言，更优选为1,000至50,000。重均分子量低于1,000的聚合物导致不充分的分散效果。而当重均分子量超过100,000时，粘度增加导致不溶以及块状的物质形态，因此共聚物不能起到分散剂的作用。
2.水溶性墨水除了在上述1中描述的分散剂外，本发明的水溶性墨水还含有作为基本成分的着色剂和水性介质。
2.1着色剂用于本发明水溶性墨水的着色剂是不溶于水溶剂的染料，或是不溶于水溶剂的颜料。
染料分为水溶性染料和憎水染料，但从耐水性角度而言，优选憎水染料。因此，对于着色剂，优选不溶于水的憎水染料或颜料。而且，从耐风化的角度而言，更优选颜料。
对于憎水染料，可提及油性染料、分散性染料，等等。它们既可通过与聚合物颗粒结合而适当应用于聚合物颗粒的水分散体中，也可利用分散剂分散在水中而适当应用于水分散体中。油性染料的具体例子包括C.I.溶剂黑、C.I.溶剂黄、C.I.溶剂红、C.I.溶剂紫、C.I.溶剂蓝、C.I.溶剂绿、C.I.溶剂橙，等等。对于分散性染料，可提及C.I.分散黄、C.I.分散橙、C.I.分散红、C.I.分散紫、C.I.分散绿，等等。
颜料可以是无机颜料，或是有机颜料。根据所需，它们可单独使用，或联合使用。
颜料粒度要足够地小，以使墨水自由流过喷墨打印装置，特别是在直径范围通常为10μm至50μm的注射喷嘴中。在染料稳定时间内，粒度影响颜料分散体的稳定性。另外，为将色密度增加到最大，适合采用较小的粒度。
可用颜料的粒度范围是约0.005μm至15μm，优选为0.005μm至5μm，最优选为0.01μm至1μm。
对于无机颜料，可提及炭黑、金属氧化物、金属硫化物、金属氯化物，等等。在这些中，特别是在黑色水溶性墨水中，优选炭黑。
对于炭黑，可提及炉黑、热灯黑(thermal lump black)、乙炔黑、槽法炭黑，等等。特别地，优选的炭黑通过炉法或槽法生产，其原始粒度为15μm至40μm，比表面积根据BET方法为50m2/g至300m2/g，DBP吸油量为40ml/100g至150ml/100g，挥发物含量为0.5％至10％，pH值的范围为2至9。具体的，可提及2300号、900号、MCF88、33号、40号、45号、52号、MA7、MA8、2200B号(均由Mitsubishi ChemicalCorporation生产)；RAVEN1255(由Columbia生产)；REGAL400R、REGAL330R、REGAL660R、MOGUL L(均由Cabot生产)；Color BlackFW1、Color Black FW18、Color Black S170、Color Black S150、Printex35、Printex U(均由Degussa生产)；等等。
对于有机颜料，可提及偶氮颜料、重氮颜料、酞菁颜料、喹吖啶酮颜料、异吲哚啉酮颜料、二噁嗪颜料、苝系颜料、perynone颜料、硫靛颜料、蒽醌颜料、喹酞酮颜料，等等。
有机颜料的具体例子包括C.I.颜料黄1、C.I.颜料黄2、C.I.颜料黄3、C.I.颜料黄13、C.I.颜料黄16、C.I.颜料黄83、C.I.颜料红5、C.I.颜料红7、C.I.颜料红12、C.I.颜料红48(Ca)、C.I.颜料红48(Mn)、C.I.颜料红57(Ca)、C.I.颜料红112、C.I.颜料红122、C.I.颜料蓝1、C.I.颜料蓝2、C.I.颜料蓝3、C.I.颜料蓝15:3、C.I.颜料蓝16、C.I.颜料蓝22、C.I.颜料还原蓝4、C.I.颜料还原蓝6，等等。
2.2水性介质对于水性介质，水和水溶性有机溶剂的混合溶剂是适合的。水优选为离子交换水(去离子水)或蒸馏水。对于水溶性有机溶剂，可提及含1到4个碳原子的烷基醇，例如甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、仲丁醇和叔丁醇；酰胺例如二甲基甲酰胺和二甲基乙酰胺；酮或酮醇例如丙酮和双丙酮醇；醚例如四氢呋喃和二氧杂环己烷；聚烷撑二醇，例如聚乙二醇和聚丙二醇；烷撑二醇，其中亚烷基含2到6个碳原子，例如乙二醇、丙二醇、丁二醇、三甘醇、1，2-己二醇、1，2，6-己三醇、硫二甘醇、己二醇和二甘醇；丙三醇；多元醇的低烷基醚，例如乙二醇单甲醚(或乙二醇单乙醚)、二甘醇甲醚(或二甘醇乙醚)和三甘醇单甲醚(或三甘醇单乙醚)；N-甲基-2-吡咯烷酮、2-吡咯烷酮、1，3-二甲基-2-咪唑烷，等等。在这些水溶性有机溶剂中，优选多元醇如乙二醇，和多元醇的低烷基醚如三甘醇单甲醚(或三甘醇单丁醚)。
就此而论，根据需要，上述水溶性有机溶剂可单独使用，或它们中的两种或多种联合使用。
2.3其它成分除了上面的分散剂、着色剂和水性介质外，还可向本发明的水溶性墨水中添加各种已知的通常作为成分加入到水溶性墨水中的常规添加剂。对于这些添加剂，可提及表面活性剂、消泡剂、消毒剂、沉淀抑制剂、螯合剂、增稠剂、抗腐蚀剂、抗氧化剂，等等。对于表面活性剂，可提及阴离子表面活性剂，例如脂肪酸盐、高级醇硫酸酯盐、液体脂肪油硫酸酯盐和烷基芳基磺酸盐；非离子表面活性剂，例如聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐烷基酯、乙炔醇和乙炔二醇。
2.4水溶性墨水的制备以墨水的总质量为基准，本发明的水溶性墨水所含的上述分散剂的量优选为0.1％至30％质量，更优选为1％至15％质量。此外，本发明的水溶性墨水所含的着色剂的量优选为1％至30％质量，更优选为2％至15％质量。
本发明的水溶性墨水所含的上述分散剂和着色剂的比率范围优选为1∶1至1∶30(质量比)，更优选为1∶2至1∶15。
以水溶性墨水的总质量为基准，水溶性墨水所含的水溶性有机溶剂的量优选为3％至50％质量比，更优选为3％至40％质量比。此外，本发明的水溶性墨水所含的水的量优选为10％至90％质量，更优选为30％至80％质量。
另外，水溶性墨水的pH范围优选为7至10。通过控制pH在这个范围内，可提高含上述交联共聚物的分散剂的溶解度，并增强分散剂的储存稳定性。此外，可抑制对应用水溶性墨水的装置(例如，喷墨记录装置)组件的腐蚀。
为控制水溶性墨水的pH，可使用无机碱性试剂作为pH控制剂，例如碱金属氢氧化物，包括氢氧化钠和氢氧化钾；有机胺，例如二乙醇胺和三乙醇胺；有机酸，例如柠檬酸和酒石酸；无机酸，例如盐酸和磷酸；等等。
通过混合并分散上述各成分，得到本发明的水溶性墨水。通过稀释成分，根据需要添加或不添加干燥抑制剂及其它添加剂，可将上述各成分用于喷墨的水溶性墨水，和书写工具如水性圆珠笔和标记笔的水溶性墨水。在这种情况下，为防止喷墨喷嘴或笔尖因为干燥而阻塞，适合向上述水溶性有机溶剂中加入低挥发性或不挥发性溶剂。此外，为增强向记录媒介的渗透能力，适合加入挥发性溶剂。特别地，当墨水用于喷墨记录的水溶性墨水时，还优选加入表面活性剂，以赋予墨水适当的表面张力。
对于用于分散的分散设备，可提及球磨机、辊轧机、砂磨机，等等。在这些中，优选高速砂磨机，其例子包括Supper mill、Sand grinder、Bead mill、Agitator mill、Grain mill、Dinomill、Pearl mill、Cobol mill(所有这些都是商品名)，等等。
下面描述本发明的优点。
通过本发明的分散剂，可将着色剂特别是炭黑稳定分散于水性介质中。原因如下向主链结构中引入憎水部分(含芳基单体单元)和亲水部分(含离子基单体单元)，并在主链间部分形成交联结构，可使聚合物本身在水中的分散稳定，同时通过引入含芳基单体，增加了对着色剂如炭黑的亲和力。
实施例下面将结合实施例和比较例详细描述本发明。
应当指出，下面实施例中的“％”和“份”分别指“质量百分比”和“质量份”。
实施例1[分散剂的合成]向装配有搅拌子、滴液漏斗、氮气进口管和温度计的玻璃烧瓶中充入2g(0.013mol)亚甲基双丙烯酰胺、58g(0.558mol)苯乙烯、40g(0.465mol)甲基丙烯酸和900g甲基·乙基酮。在氮气流中，保持反应器的内部温度在78℃，加入4.0g偶氮二异丁腈(AIBN)，然后聚合4小时。之后，又加入2.0g AIBN，将全部反应物在78℃加热3小时，以得到共聚物的甲基·乙基酮溶液(10％固体物质)。用四氢呋喃溶剂通过GPC方法测量共聚物的分子量，就聚苯乙烯而言重均分子量(下文缩写为Mw)为7,100。随后，向上述共聚物的甲基·乙基酮溶液中加入离子交换水和与共聚物所含羧基等摩尔量的二乙醇胺，以中和所述溶液。然后，将甲基·乙基酮减压去除以除去溶剂，从而得到共聚物的水溶液(30％固体物质)。
将7.0份上述共聚物的水溶液(30％固体物质)、15.0份炭黑(由Degussa生产的S160)和78.0份离子交换水混合并进行预混10分钟，然后在下列条件下进行分散处理。
分散机器Sand grinder(Igarashi Kikai制造)粉碎媒介锆珠(直径1mm)粉碎媒介的填充速率50％(体积)粉碎时间3小时经过上述分散处理后，进行离心处理(12,000RPM，20分钟)以除去粗糙颗粒，将40份的所得分散体与5份丙三醇、15份二甘醇、2份2-吡咯烷酮和38份离子交换水混合。然后，用二乙醇胺将混合物的pH控制为8到10，用孔径5.0μm的膜过滤器过滤所得混合物，得到目标产物水溶性墨水。
实施例2在实施例1中，将用于共聚物合成的单体改变成1g(0.005mol)乙二醇二甲基丙烯酸酯、60g(0.577mol)苯乙烯、30g(0.417mol)丙烯酸和9g(0.063mol)甲基丙烯酸丁酯。测量所得共聚物的分子量，Mw为5,800。除了上述之外，进行与实施例1相同的操作，以制备水溶性墨水。
实施例3在实施例1中，将用于共聚物合成的单体改变成0.5g(0.003mol)亚甲基双丙烯酰胺、55g(0.529mol)苯乙烯、44.5g(0.283mol)甲基丙烯酸二甲氨基乙酯。然后，共聚物所含的氨基与氯代甲烷反应以实现季铵化。测量所得共聚物的分子量，Mw为9,500。除了上述之外，进行与实施例1相同的操作，以制备水溶性墨水。
比较例1在实施例1中，将用于共聚物合成的单体变为仅用60g(0.577mol)苯乙烯和40g(0.465mol)甲基丙烯酸，不使用可交联单体。测量所得共聚物的分子量，Mw为6,800。除了上述之外，进行与实施例1相同的操作，以制备水溶性墨水。
水溶性墨水的评价根据下条(a)到条(d)，对上述实施例1到实施例3和比较例1得到的水溶性墨水进行评价，结果见表1。
(a)水溶性墨水的粒度用水将所得水分散体稀释100倍，然后用“Microtrack UPA250”(Nikkiso Co.，Ltd.生产)测量水溶性墨水的体积平均粒度。
(b)水分散体的分散稳定性将所得水溶性墨水在密闭状态在60℃放置6个月，然后评价水溶性墨水，“×”代表发生颜料颗粒聚集和稠化，“○”代表没有发生颜料颗粒聚集和稠化。
(c)打印密度使用micro-bubble-jet打印机(Canon Inc.制造的BJ-10VL型号)，在PPC回收纸(Nihon Kako Seishi生产)上进行立体打印(solidprinting)。在室温中自然干燥24小时后，用Macbeth densitometer RD918(Macbeth制造)测量印刷物的光密度。
此处，micro-bubble-jet打印机是Canon Inc.的注册商标。
(d)图像质量特性关于出现不均匀图像密度和在黑色立体图像打印中出现白线，“○”代表没有出现上述情况，“”代表轻微出现上述情况，“×”代表明显出现上述情况。
表1
如表1所示，与比较例的水溶性墨水相比，实施例的水溶性墨水得到了满意的结果。可认为原因是每个实施例所用分散剂(交联共聚物)的分散稳定性与比较例相比分散稳定性要好。
工业应用本发明的水溶性墨水即使长时间放置后也不出现聚集或墨水粘度增加的情况，并具有实用的储存稳定性，同时也使打印物品具有优良的耐光性和图像质量特性，因此该墨水对于喷墨记录非常有用。
权利要求
1.一种水溶性墨水，其包括分散剂、着色剂和水性介质；其中所述分散剂是交联共聚物，该交联共聚物含有作为基本成分的(A)可交联单体，(B)含芳基单体，和(C)离子单体。
2.如权利要求1所述的水溶性墨水，其中上述分散剂是交联共聚物，该共聚物的重均分子量为1,000至100,000，并包括0.01mol％至5mol％的可交联单体(A)，30mol％至90mol％的含芳基单体(B)，和5mol％至65mol％的离子单体(C)。
3.如权利要求1或2所述的水溶性墨水，其中作为上述分散剂组成成分的离子单体(C)是阴离子单体。
4.如权利要求1或2所述的水溶性墨水，其中作为上述分散剂组成成分的离子单体(C)是阳离子单体
5.如权利要求1至4中任一项所述的水溶性墨水，其中上述分散剂和所含着色剂的比率是1∶1至1∶30(质量比)。
6.如权利要求1至5中任一项所述的水溶性墨水，其中着色剂是颜料。
7.如权利要求1至5中任一项所述的水溶性墨水，其中着色剂是炭黑。
全文摘要
本发明公开了一种水溶性墨水，其含有由交联共聚物组成的分散剂，该交联共聚物对着色剂如颜料具有良好的分散性，并能在水性介质中长时间稳定保持分散体的分散态。具体地，该水溶性墨水包括着色剂、水性介质和由交联共聚物组成的分散剂，该交联共聚物主要含有(A)可交联单体，(B)含芳基单体，和(C)离子单体。
文档编号C09D11/16GK1826395SQ200480021258
公开日2006年8月30日 申请日期2004年7月22日 优先权日2003年7月23日
发明者林克洋, 前田佳治, 后藤彭宏, 森嘉男 申请人:东亚合成株式会社