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CN108350298A - 水基颜料分散体 - Google Patents

水基颜料分散体 Download PDF

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CN108350298A CN201680063976.0A CN201680063976A CN108350298A CN 108350298 A CN108350298 A CN 108350298A CN 201680063976 A CN201680063976 A CN 201680063976A CN 108350298 A CN108350298 A CN 108350298A
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Abstract

本发明涉及一种水基颜料分散体，其不仅具有能够抑制颜料等在墨喷嘴中的固化的优异的储存稳定性，而且具有优异的喷射性质和固定性质，同时保持颜料分散体的良好的耐水性作为通过在其中使用颜料所获得的优点。即，本发明涉及一种包含颜料、聚合物分散剂和水性介质的水基颜料分散体，其中使用所述聚合物分散剂将所述颜料分散在所述水性介质中，所述聚合物分散剂是水不溶性聚合物，所述水不溶性聚合物包括至少部分被碱金属氢氧化物中和的羧基，并且具有通过使一部分所述羧基与水不溶性多官能环氧化合物反应而获得的交联结构，所述水基颜料分散体满足以下条件1和2：条件1：根据下式计算的值为32至130mgKOH/g：{[100‑(中和度)‑(交联度)]/100}x(含羧基的水不溶性聚合物的酸值)；以及条件2：根据下式计算的值为48至144mgKOH/g：[(中和度)/100]x(含羧基的水不溶性聚合物的酸值)。

Description

水基颜料分散体
发明领域
本发明涉及水基颜料分散体和用于制造水基墨的方法。
发明背景
在喷墨印刷法中，墨滴从微细的喷嘴中直接投射到记录介质上并且允许粘附于记录介质，以形成具有印刷在记录介质上的字符或图像的印刷材料等。由于各种优点诸如容易完全着色、低成本、使用普通纸作为记录介质的能力、不与记录介质上所印刷的字符或图像接触等，喷墨印刷法已经迅速传播开来。特别地，从所得印刷材料的良好的耐气候性和耐水性的观点出发，使用含有颜料作为着色剂的墨的喷墨印刷法已经占据主导地位。
使用聚合物分散剂将墨中使用的颜料分散在墨载体中。然而，由于与染料不同，颜料的分子不能均匀地溶于墨载体中，所以需要提高墨的储存稳定性以保持颜料在墨中的良好分散状态，并且抑制由于聚合物或颜料在喷墨嘴部分中的固化而产生的墨喷射性质的劣化，所述固化倾向于由长期储存或使用墨后颜料在墨中的不良分散状态引起。
例如，WO 1999/052966A(专利文献1)的目的在于获得耐水性、经时稳定性等优异的颜料分散体，并且公开了通过以特定比率将颜料用含有羧基的热塑性树脂分散并且然后使含羧基的热塑性树脂与交联剂交联而获得的水基颜料分散体，其中所述分散体中交联剂与含羧基的热塑性树脂的比率(交联剂/含羧基的热塑性树脂；按有效固体物质的重量比计)为1/100至50/100。在专利文献1中，进一步描述了热塑性树脂优选用沸点为至多200℃的有机胺中和，并且热塑性树脂的中和率优选为约100％至约150％。
另一方面，为了通过增强颜料在墨载体中的分散稳定性来解决上述问题，已知使用所谓的自分散颜料，在不使用任何聚合物分散剂的情况下能够允许颜料展现良好分散稳定性的化学结构直接形成于其表面上。在墨中使用这种自分散颜料的情况下，尽管可能抑制颜料在喷墨嘴部分中的固化，但是往往存在这样的问题，即所得墨遭受对其耐水性的损害，而耐水性是通过在墨中使用颜料所获得的优点。
发明概述
本发明涉及一种包括颜料、聚合物分散剂和水性介质的水基颜料分散体，其中使用所述聚合物分散剂将所述颜料分散在所述水性介质中，
所述聚合物分散剂是水不溶性聚合物，所述水不溶性聚合物含有至少部分被碱金属氢氧化物中和的羧基，并且具有通过使一部分所述羧基与水不溶性多官能环氧化合物反应而获得的交联结构，
所述水基颜料分散体满足以下条件1和2：
条件1：根据下式计算的值不小于32mgKOH/g且不大于130mgKOH/g：
{[100-(中和度)-(交联度)]/100}x(含羧基的水不溶性聚合物的酸值)；和
条件2：根据下式计算的值不小于48mgKOH/g且不大于144mgKOH/g：
[(中和度)/100]x(含羧基的水不溶性聚合物的酸值)。
发明详述
在专利文献1中描述的水基颜料分散体中，用于分散颜料的树脂分散剂通过含有能够与其分子中的羧基反应的多个官能团的交联剂与颜料三维地键合，以由此形成牢固的膜，并且因此可以在一定程度上确保墨在室温下的稳定性。然而，当在高温条件下长时间储存墨时，墨往往无法保证良好的稳定性，并且因此无法满足近来对墨的可靠性的日益增加的要求。
本发明涉及：一种水基颜料分散体，其不仅具有能够抑制颜料或聚合物在墨喷嘴中的固化的优异的储存稳定性，而且具有优异的喷射性质和固定性质，同时保持所得水基颜料分散体和水基墨的良好的耐水性作为通过在其中使用颜料所获得的优点：以及一种制造水基墨的方法。
用于提高水基墨的耐水性的最有效的方法是在使墨滴与记录介质接触之后，加强颜料颗粒之间的键合力或者颜料颗粒与记录介质之间的键合力的方法。为了实现上述改进，认为增加复合于水基墨中的聚合物分散剂的量以在记录介质上形成均匀致密的墨膜是有效的。然而，当复合于墨中的聚合物分散剂的量过大时，即使在喷墨嘴的部分中墨也倾向于具有不希望的粘附，这不利于抑制颜料或聚合物在喷墨嘴部分中的固化。
因此，本发明人已经对墨的性质进行了深入的研究，所述墨的性质不仅能够在其中墨载体仍然存在的环境条件下(诸如在喷墨嘴的部分中)保持墨的液体状态，而且还能够在其中失去墨载体的环境条件下(诸如在打印操作中与记录介质接触时)形成牢固的膜。结果，已经发现上述常规问题可以通过这种颜料分散体来解决，所述颜料分散体通过将颜料用其羧基至少部分地被碱金属氢氧化物中和的聚合物分散剂分散并且然后使所得分散体经历与水不溶性多官能环氧化合物的交联反应来制造。
换言之，本发明涉及以下方面[1]和[2]。
[1]一种包括颜料、聚合物分散剂和水性介质的水基颜料分散体，其中使用所述聚合物分散剂将所述颜料分散在所述水性介质中，
所述聚合物分散剂是水不溶性聚合物，所述水不溶性聚合物含有至少部分被碱金属氢氧化物中和的羧基，并且具有通过使一部分所述羧基与水不溶性多官能环氧化合物反应而获得的交联结构，
所述水基颜料分散体满足以下条件1和2(下文中也简称为“水基颜料分散体”)：
条件1：根据下式计算的值不小于32mgKOH/g且不大于130mgKOH/g：
{[100-(中和度)-(交联度)]/100}x(含羧基的水不溶性聚合物的酸值)；和
条件2：根据下式计算的值不小于48mgKOH/g且不大于144mgKOH/g：
[(中和度)/100]x(含羧基的水不溶性聚合物的酸值)，
其中所述中和度意指所述碱金属氢氧化物的摩尔当量数与所述水不溶性聚合物的羧基的摩尔当量数的比率[(碱金属氢氧化物的摩尔当量数)/(水不溶性聚合物的羧基的摩尔当量数)]，并且所述交联度意指所述水不溶性多官能环氧化合物的环氧基的摩尔当量数与所述水不溶性聚合物的羧基的摩尔当量数的比率[(水不溶性多官能环氧化合物的环氧基的摩尔当量数)/(水不溶性聚合物的羧基的摩尔当量数)]。
[2]一种制造水基墨的方法，所述方法包括以下步骤1至4：
步骤1：用碱金属氢氧化物中和含羧基的水不溶性聚合物；
步骤2：将所述步骤1中获得的中和的水不溶性聚合物与颜料在水性介质中混合并分散，以获得颜料水分散体A；
步骤3：用水不溶性多官能环氧化合物对所述步骤2中获得的所述颜料水分散体A进行交联处理以获得水基颜料分散体B，所述水基颜料分散体B包含交联的水不溶性聚合物；和
步骤4：将所述步骤3中获得的所述水基颜料分散体B与有机溶剂混合以获得所述水基墨，
所述水基墨满足以下条件1和2，所述条件1和2表示所述步骤1中的所述水不溶性聚合物的酸值和中和度与所述步骤3中的所述水不溶性聚合物的交联度之间的关系(下文中也简称为“水基墨”)：
条件1：根据下式计算的值不小于32mgKOH/g且不大于130mgKOH/g：
{[100-(中和度)-(交联度)]/100}x(含羧基的水不溶性聚合物的酸值)；和
条件2：根据下式计算的值不小于48mgKOH/g且不大于144mgKOH/g：
[(中和度)/100]x(含羧基的水不溶性聚合物的酸值)，
其中所述中和度和所述交联度意指如上定义的相同含义。
根据本发明，可以提供：一种水基颜料分散体，其不仅具有能够抑制颜料或聚合物在喷墨嘴中的固化的优异的储存稳定性，而且具有优异的喷射性质和固定性质，同时保持所得水基颜料分散体和水基墨的良好的耐水性作为通过在其中使用颜料所获得的优点：以及一种制造水基墨的方法。
[水基颜料分散体]
根据本发明的水基颜料分散体包含颜料、聚合物分散剂和水性介质，其中使用所述聚合物分散剂将所述颜料分散在所述水性介质中，
所述聚合物分散剂是水不溶性聚合物，所述水不溶性聚合物含有至少部分被碱金属氢氧化物中和的羧基，并且具有通过使一部分所述羧基与水不溶性多官能环氧化合物反应而获得的交联结构，
所述水基颜料分散体满足以下条件1和2：
条件1：根据下式计算的值不小于32mgKOH/g且不大于130mgKOH/g：
{[100-(中和度)-(交联度)]/100}x(含羧基的水不溶性聚合物的酸值)；和
条件2：根据下式计算的值不小于48mgKOH/g且不大于144mgKOH/g：
[(中和度)/100]x(含羧基的水不溶性聚合物的酸值)，
其中所述中和度意指所述碱金属氢氧化物的摩尔当量数与所述水不溶性聚合物的羧基的摩尔当量数的比率[(碱金属氢氧化物的摩尔当量数)/(水不溶性聚合物的羧基的摩尔当量数)]，并且所述交联度意指所述水不溶性多官能环氧化合物的环氧基的摩尔当量数与所述水不溶性聚合物的羧基的摩尔当量数的比率[(水不溶性多官能环氧化合物的环氧基的摩尔当量数)/(水不溶性聚合物的羧基的摩尔当量数)]。
同时，如本文所用的术语“水基”意指在用于将颜料分散在分散体中的全部分散介质中水具有最大含量。
根据本发明的水基颜料分散体能够获得良好的印刷字符或图像，所述印刷字符或图像具有优异的储存稳定性、固定性质和耐水性，并且根据本发明的水基颜料分散体能够适合用作用于胶版印刷的墨、用于凹版印刷的墨或用于喷墨印刷的墨的水基颜料分散体，特别是用作用于喷墨印刷的墨的水基颜料分散体。
另外，当用于喷墨印刷法时，包括根据本发明的水基颜料分散体的水基墨具有优异的连续喷射稳定性和固定性质，并且因此优选用作用于喷墨印刷的水基墨。
其中复合有根据本发明的水基颜料分散体的水基墨能够增强储存稳定性(所述储存稳定性能够抑制颜料或聚合物在喷墨嘴中的固化)，并且进一步提高喷射性质和固定性质。虽然没有明确确定，但是可以通过本发明获得这些优点的原因考虑如下。
即，在根据本发明的水基颜料分散体中，据估计水不溶性聚合物分散剂被吸附到颜料的表面上，并且这种颜料分散于水性体系中。另外，据估计，由于聚合物分散剂呈交联聚合物的形式，所以在聚合物与墨中复合的溶剂等的溶胀得以抑制的条件下水不溶性聚合物被吸附到颜料上。
条件1的值表示聚合物分散剂中游离羧基的量，所述游离羧基既不促成其中和也不促成其交联。在其中将包括水基颜料分散体的墨喷射到记录介质上以在其上形成印刷字符或图像的情况下，当条件1的值处于如上定义的范围内时，水不溶性聚合物能够形成牢固的膜，这归因于通过干燥除去墨载体时来源于羧基的氢键。因此，据估计，所得墨能够保持良好的耐水性作为通过在其中使用颜料所获得的优点，并且还具有优异的固定性质。
条件2的值表示聚合物分散剂中被中和的羧基的量。当条件2的值处于如上定义的范围内时，吸附到颜料上的聚合物分散剂和墨载体之间的亲和力保持在最佳状态。因此，据估计，所得墨水在储存稳定性和喷射性质上能够得以增强。
<颜料>
本发明中使用的颜料可以是无机颜料或有机颜料，并且还可以是色淀颜料(lakepigment)或荧光颜料的形式。另外，如有需要，颜料也可以与体质颜料组合使用。
无机颜料的具体实例包括碳黑、金属氧化物(诸如氧化钛、氧化铁、氧化铁红和氧化铬)和虹彩珠光颜料。特别地，炭黑优选地用于黑色墨。碳黑可以包括炉黑、热灯黑、乙炔黑和槽法炭黑。
有机颜料的具体实例包括偶氮颜料，诸如偶氮色淀颜料、不溶性单偶氮颜料、不溶性双偶氮颜料和螯合偶氮颜料；以及多环颜料，诸如酞菁颜料、苝(perylene)颜料、芘酮(perinone)颜料、蒽醌颜料、喹吖啶酮颜料、二嗪颜料、硫靛蓝(thioindigo)颜料、异吲哚啉酮颜料、喹酞酮颜料、二酮吡咯并吡咯颜料、苯并咪唑酮颜料和阴丹士林颜料。
本发明中使用的有机颜料的色彩没有特别限制，并且可以使用具有黄色、品红色、青色、蓝色、红色、橙色、绿色等的任何彩色颜料。
优选的有机颜料的具体实例包括选自由以下组成的组的一种或多种颜料：以商品名C.I.颜料黄、C.I.颜料红、C.I.颜料橙、C.I.颜料紫、C.I.颜料蓝和C.I.颜料绿等销售且具有多种产品数量的市售产品。
体质颜料的实例包括二氧化硅、碳酸钙和滑石。
上述颜料可以单独使用或者以其任何两种以上的混合物的形式使用。
在本发明中，颜料以用聚合物分散剂分散的颜料形式或以含颜料的聚合物分散剂(即含颜料的水不溶性聚合物颗粒)的形式包含于水基颜料分散体或水基墨中。
从保持所得墨的良好耐水性、抑制颜料在喷墨嘴中的固化和提高墨的储存稳定性、固定性质等的观点出发，优选的是颜料以含颜料的水不溶性聚合物颗粒(下文中也简称为“含颜料的聚合物颗粒”)的形式包含于水基颜料分散体或水基墨中。
<聚合物分散剂>
本发明中使用的聚合物分散剂由其羧基至少部分被碱金属氢氧化物中和的含羧基的水不溶性聚合物构成。
在本发明中，认为通过使用碱金属氢氧化物作为中和剂，水不溶性聚合物在被其中和后展现出大的电荷排斥，使得能够防止所得水基颜料分散体或水基墨在储存时遭受粘度的增加和颗粒聚集体的出现，并且能够进一步改善储存稳定性、固定性质等，以到达满足近来对其高可靠性的要求的程度。
此外，如下文所述，从不仅保持所得分散体或墨的良好耐水性的观点、而且确保分散体或墨的优异的储存稳定性、喷射性质和固定性质的观点出发，聚合物分散剂具有通过使一部分羧基与水不溶性多官能环氧化合物反应而获得的交联结构，并且能够满足上述条件1和2。
(水不溶性聚合物)
本发明中使用的含羧基的水不溶性聚合物(下文中也简称为“水不溶性聚合物”)不仅具有作为能够展现使颜料分散于其中的效果的颜料分散剂的功能，而且具有作为用于将颜料固定在记录介质上的固定剂的功能。
水不溶性聚合物不仅在非中和条件下保持水不溶性，而且在中和其一部分羧基后也保持水不溶性。如本文所用的术语“水不溶性”是指水不溶性聚合物的水分散体不变成透明的。另一方面，即使水不溶性聚合物的水分散体通过肉眼看起来是透明的，但是当在激光或普通光照射下进行观察时在水分散体中识别出丁铎尔现象(Tyndall phenomenon)的情况下，水不溶性聚合物也被认为是水不溶性的。
水不溶性聚合物的酸值归因于其中存在的羧基。水不溶性聚合物的酸值优选不小于200mgKOH/g且更优选不小于220mgKOH/g，并且还优选不大于320mgKOH/g，更优选不大于300mgKOH/g且甚至更优选不大于270mgKOH/g。当水不溶性聚合物的酸值处于上述范围内时，水不溶性聚合物中的羧基以及中和的羧基的量是足够的，并且因此可以确保所得分散体中颜料的良好分散稳定性。另外，从聚合物分散剂和水性介质之间的良好平衡亲和力以及聚合物分散剂和颜料之间的相互作用的观点出发，处于上述范围内的水不溶性聚合物的酸值是优选的。
聚合物的酸值可以由构成聚合物的单体之间的质量比计算。另外，聚合物的酸值也可以通过将聚合物溶解或溶胀于适当的有机溶剂(例如，MEK)中并且使所得溶液经历滴定的方法来测定。
存在于水基颜料分散体和水基墨中的水不溶性聚合物的构造的实例包括其中聚合物被吸附到颜料上的构造，其中颜料被包封(封装)在聚合物中的构造，以及其中聚合物未被吸附到颜料上的构造。在本发明中，从提高颜料的分散稳定性的观点出发，水不溶性聚合物优选以含颜料的聚合物颗粒的形式存在，并且更优选以颜料被包封(封装)在聚合物中的构造存在。
本发明中使用的水不溶性聚合物的实例包括选自由聚酯、聚氨酯和基于乙烯基的聚合物组成的组的至少一种聚合物。在这些聚合物中，从提高水基颜料分散体和水基墨的储存稳定性的观点出发，优选的是选自由基于乙烯基的聚合物组成的组的至少一种聚合物，所述基于乙烯基的聚合物通过加成聚合选自乙烯基化合物、1，1-亚乙烯基化合物、1，2-亚乙烯基化合物等的乙烯基单体获得。
作为在本发明中使用的聚合物分散剂的基于乙烯基的聚合物优选是通过使包括(a)含羧基的单体(下文中也简称为“组分(a)”)和(b)疏水性单体(下文中也简称为“组分(b)”)的单体混合物(这种混合物在下文中也简称为“单体混合物”)共聚而制得的基于乙烯基的聚合物。基于乙烯基的聚合物含有来源于组分(a)的结构单元和来源于组分(b)的结构单元。更优选的是，基于乙烯基的聚合物进一步含有来源于(c)大分子单体(下文中也简称为“组分(c)”)的结构单元和/或来源于(d)非离子性单体(下文中也简称为“组分(d)”)的结构单元。
[(a)含羧基的单体]
从提高含颜料的聚合物颗粒在水基颜料分散体和水基墨中的分散稳定性的观点出发，含羧基的单体(a)优选用作水不溶性聚合物的单体组分。作为含羧基的单体，可以使用羧酸单体。
羧酸单体的具体实例包括丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、衣康酸、马来酸、富马酸、柠康酸和2-甲基丙烯酰氧基甲基琥珀酸。在这些羧酸单体中，优选的是选自由丙烯酸和甲基丙烯酸组成的组的至少一种羧酸，并且更优选的是丙烯酸。
[(b)疏水性单体]
从提高含颜料的聚合物颗粒在水基颜料分散体和水基墨中的分散稳定性的观点出发，疏水性单体(b)优选用作水不溶性聚合物的单体组分。疏水性单体的实例包括(甲基)丙烯酸烷基酯和含芳香族基团的单体，其含有具有不小于1个且不多于22个碳原子的烷基或具有不小于6个且不多于22个碳原子的芳基。
优选的(甲基)丙烯酸烷基酯是含有具有1至22个碳原子且优选6至18个碳原子的烷基的那些(甲基)丙烯酸烷基酯。(甲基)丙烯酸烷基酯的实例包括(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)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸硬脂基酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸异戊酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸异癸酯、(甲基)丙烯酸异十二烷基酯和(甲基)丙烯酸异硬脂基酯。
同时，术语“(甲基)丙烯酸酯”意指选自由丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯组成的组的至少一种化合物，并且下文中所述的术语“(甲基)”具有与上述定义相同的含义。
含芳香族基团的单体优选为含有具有6至22个碳原子的芳香族基团的乙烯基单体，所述芳香族基团可以含有包含杂原子的取代基，并且更优选为苯乙烯基单体或含芳香族基团的(甲基)丙烯酸酯。
优选的苯乙烯基单体的具体实例包括苯乙烯、2-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯和二乙烯基苯。在这些苯乙烯基单体中，更优选的是苯乙烯和2-甲基苯乙烯。
优选的含芳香族基团的(甲基)丙烯酸酯的具体实例包括(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸苄酯和(甲基)丙烯酸苯氧乙基酯。在这些含芳香族基团的(甲基)丙烯酸酯中，更优选的是(甲基)丙烯酸苄酯。
作为疏水性单体(b)，可以使用任何两种以上的上述单体，并且也可以使用苯乙烯基单体和含芳香族基团的(甲基)丙烯酸酯的组合。
[(c)大分子单体]
大分子单体(c)呈在其一个末端含有可聚合官能团并且具有不小于500且不大于100,000的数均分子量的化合物的形式，并且从提高含颜料的聚合物颗粒在水基颜料分散体和水基墨中的分散稳定性的观点出发，优选用作水不溶性聚合物的单体组分。与大分子单体的一个末端键合的可聚合官能团优选是丙烯酰氧基或甲基丙烯酰氧基，并且更优选为甲基丙烯酰氧基。
大分子单体(c)优选具有不小于1,000且不大于10,000的数均分子量。同时，大分子单体(c)的数均分子量可以通过使用含有1mmol/L的十二烷基二甲基胺的氯仿作为溶剂并且使用聚苯乙烯作为参照标准物质的凝胶渗透色谱法进行测量。
作为大分子单体(c)，从提高含颜料的聚合物颗粒在水基颜料分散体和水基墨中的分散稳定性的观点出发，优选使用基于含芳香族基团的单体的大分子单体和基于硅氧烷的大分子单体。在这些大分子单体中，更优选的是基于含芳香族基团的单体的大分子单体。
构成基于含芳香族基团的单体的大分子单体的含芳香族基团的单体的实例包括如上文关于疏水性单体(b)所描述的那些含芳香族基团的单体。在这些含芳香族基团的单体中，优选的是苯乙烯和(甲基)丙烯酸苄酯，并且更优选的是苯乙烯。
苯乙烯基大分子单体的具体实例包括“AS-6(S)”、“AN-6(S)”和“HS-6(S)”(商品名)等，全部可从Toagosei Co.，Ltd.获得。
基于硅氧烷的大分子单体的实例包括含有与其一个末端键合的可聚合官能团的有机聚硅氧烷等。
[(d)非离子性单体]
从提高含颜料的聚合物颗粒在水基颜料分散体和水基墨中的分散稳定性的观点出发，优选的是水不溶性聚合物进一步含有(d)非离子性单体作为其单体组分。更特别地，水不溶性聚合物优选地还含有来源于非离子性单体(d)的结构单元。
非离子性单体(d)的实例包括(甲基)丙烯酸2-羟乙基酯，(甲基)丙烯酸3-羟丙基酯，聚亚烷基二醇(甲基)丙烯酸酯诸如聚丙二醇(n＝2至30，其中n表示氧基亚烷基的加成的平均摩尔数：下文中以相同方式定义)(甲基)丙烯酸酯和聚乙二醇(n＝2至30)(甲基)丙烯酸酯、烷氧基聚亚烷基二醇(甲基)丙烯酸酯诸如甲氧基聚乙二醇(n＝1至30)(甲基)丙烯酸酯和苯氧基(乙二醇/丙二醇共聚物)(n＝1至30，其中对于乙二醇，n为：1至29)(甲基)丙烯酸酯。在这些非离子性单体中，优选的是聚丙二醇(n＝2至30)(甲基)丙烯酸酯和苯氧基(乙二醇/丙二醇共聚物)(甲基)丙烯酸酯，更优选的是聚丙二醇(n＝2至30)(甲基)丙烯酸酯。
组分(d)的市售产品的具体实例包括：“NK ESTER M-20G”、“NK ESTER M-40G”、“NKESTER M-90G”和“NK ESTER M-230G”，全部可从Shin-Nakamura Chemical Co.，Ltd.获得；以及“BLEMMER PE-90”、“BLEMMER PE-200”、“BLEMMER PE-350”、“BLEMMER PME-100”、“BLEMMER PME-200”、“BLEMMER PME-400”、“BLEMMER PP-500”、“BLEMMER PP-800”、“BLEMMER PP-1000”、“BLEMMER AP-150”、“BLEMMER AP-400”、“BLEMMER AP-550”、“BLEMMER50PEP-300”、“BLEMMER 50POEP-800B”和“BLEMMER 43PAPE-600B”，全部可从NOFCorporation获得。
这些组分(a)至(d)分别可以单独使用或者以其任何两种以上的混合物的形式使用。
如上所述，本发明中使用的含羧基的水不溶性聚合物优选为含有以下的基于乙烯基的聚合物：来源于选自由丙烯酸和甲基丙烯酸组成的组的至少一种含羧基的单体(a)的结构单元以及来源于选自由丙烯酸酯单体、甲基丙烯酸酯单体和含芳香族基团的单体组成的组的至少一种疏水性单体(b)的结构单元，并且更优选地，基于乙烯基的聚合物进一步含有来源于大分子单体(c)的结构单元和来源于非离子性单体(d)的结构单元。
(单体混合物或聚合物中各个组分或结构单元的含量)
从提高含颜料的聚合物颗粒在所得水基墨中的分散稳定性的观点出发，在制造水不溶性聚合物时单体混合物中上述组分(a)和(b)的含量(非中和组分的含量；下文中以相同方式定义)或者水不溶性聚合物中来源于组分(a)和(b)的结构单元的含量如下。
组分(a)的含量优选不小于10质量％，更优选不小于20质量％并且甚至更优选不小于25质量％，并且还优选小于75质量％，更优选小于60质量％并且甚至更优选小于55质量％。
组分(b)的含量优选不小于35质量％，更优选不小于40质量％并且甚至更优选不小于45质量％，并且还优选小于90质量％，更优选小于80质量％并且甚至更优选小于75质量％。
在进一步包括组分(c)和/或组分(d)的情况下，从提高含颜料的聚合物颗粒在所得水基墨中的分散稳定性的观点出发，在制造水不溶性聚合物时单体混合物中上述组分(a)至(d)的含量或者水不溶性聚合物中来源于组分(a)至(d)的结构单元的含量如下。
组分(a)的含量优选不小于3质量％，更优选不小于5质量％并且甚至更优选不小于7质量％，并且还优选不大于30质量％，更优选不大于28质量％并且甚至更优选不大于25质量％。
组分(b)的含量优选不小于25质量％，更优选不小于30质量％并且甚至更优选不小于35质量％，并且还优选不大于60质量％，更优选不大于55质量％并且甚至更优选不大于50质量％。
在包括组分(c)的情况下，组分(c)的含量优选不小于3质量％，更优选不小于5质量％并且甚至更优选不小于8质量％，并且还优选不大于30质量％，更优选不大于25质量％并且甚至更优选不大于20质量％。
在包括组分(d)的情况下，组分(d)的含量优选不小于5质量％，更优选不小于10质量％并且甚至更优选不小于15质量％，并且还优选不大于40质量％，更优选不大于35质量％并且甚至更优选不大于30质量％。
组分(a)与组分(b)的质量比[组分(a)/组分(b)]优选不小于0.05，更优选不小于0.15并且甚至更优选不小于0.25，并且还优选不大于1.2，更优选不大于0.80并且甚至更优选不大于0.60。
另外，在包括组分(c)的情况下，组分(a)与组分(b)和组分(c)的总和的质量比[组分(a)/组分(b)+组分(c)]优选不小于0.01，更优选不小于0.05并且甚至更优选不小于0.10，并且还优选不大于1.0，更优选不大于0.80并且甚至更优选不大于0.60。
(水不溶性聚合物的制造)
水不溶性聚合物可以通过将单体混合物以已知的聚合方法(诸如本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合和乳液聚合)共聚来制造。在这些聚合方法中，优选的是溶液聚合法。
溶液聚合法中使用的有机溶剂没有特别限制，并且优选地是有机极性溶剂。与水混溶的有机极性溶剂可以以与水的混合物的形式使用。有机极性溶剂的实例包括具有1至3个碳原子的脂族醇；具有3至5个碳原子的酮；醚；和酯(诸如乙酸乙酯)。在这些有机极性溶剂中，优选的是甲醇、乙醇、丙酮、甲基乙基酮和这些化合物中的至少一种与水的混合溶剂，更优选的是甲基乙基酮与水的混合溶剂。
聚合可以在聚合引发剂或链转移剂的存在下进行。
聚合引发剂的实例包括常规已知的自由基聚合引发剂，例如偶氮化合物诸如2，2’-偶氮二异丁腈和2，2’-偶氮双(2，4-二甲基戊腈)，以及有机过氧化物诸如过氧辛酸叔丁酯和过氧化二苯甲酰。相对于1mol单体混合物，用于聚合的自由基聚合引发剂的量为优选0.001至5mol且更优选0.01至2mol。
链转移剂的实例包括常规已知的链转移剂，例如硫醇诸如辛硫醇和2-巯基乙醇，以及二硫化秋兰姆(thiuram disulfides)。
另外，聚合的单体的聚合链的类型没有特别限制，并且可以是无规型、嵌段型和接枝型等中的任一种。
优选的聚合条件可以根据使用的聚合引发剂、单体、溶剂等的种类而不同。通常，聚合温度为优选不低于30℃且更优选不低于50℃，并且还优选不高于95℃且更优选不高于80℃。聚合时间为优选不小于1小时且更优选不小于2小时，并且还优选不大于20小时且更优选不大于10小时。此外，聚合优选在氮气气氛或惰性气体如氩气的气氛中进行。
聚合反应结束后，生成的聚合物可以通过已知的方法(诸如再沉淀和通过蒸馏除去溶剂)从所获得的反应溶液中分离。另外，所得聚合物可以通过经由再沉淀、膜分离、色谱法、萃取等从反应溶液除去未反应的单体等进行纯化。
在本发明中，作为使用聚合物分散剂分散颜料的方法，可以使用任何任选的常规已知方法。然而，优选采用能够获得下述含颜料的聚合物颗粒的水分散体的方法。从提高含颜料的聚合物颗粒的水分散体的生产率的观点出发，所获得的水不溶性聚合物优选在不从中除去上述聚合反应中使用的溶剂的情况下以水不溶性聚合物溶液本身的形式使用，以便使用其中含有的有机溶剂作为在下述步骤I中使用的有机溶剂。
从增强含颜料的聚合物颗粒的水分散体的生产率的观点出发，水不溶性聚合物溶液的固体含量优选不小于30质量％且更优选不小于40质量％，并且还优选不大于70质量％且更优选不大于65质量％。
本发明中使用的水不溶性聚合物的数均分子量优选不小于2,000且更优选不小于5,000，并且还优选不大于20,000且更优选不大于18,000。本发明中使用的水不溶性聚合物的重均分子量优选不小于6,000且更优选不小于8,000，并且还优选不大于80,000且更优选不大于40,000。当本发明中使用的水不溶性聚合物的这些分子量处于上述范围内时，水不溶性聚合物对颜料具有足够的吸附性，并且所得分散体能够展现出良好的分散稳定性。
同时，数均分子量可以通过以下实施例中描述的方法进行测量。
[含颜料的聚合物颗粒的制造]
含有颜料的水不溶性聚合物颗粒(含颜料的聚合物颗粒)能够有效地通过包含以下步骤I和II的方法以其水分散体的形式制造。
步骤I：使包括水不溶性聚合物、有机溶剂、颜料和水的混合物(下文中也称为“颜料混合物”)经历分散处理以获得含颜料的聚合物颗粒的分散体；
步骤II：从所述步骤I中获得的分散体中除去有机溶剂以获得含颜料的聚合物颗粒的水分散体(下文中也简称为“颜料水分散体”)；和
步骤III：使所述步骤II中获得的颜料水分散体经历与水不溶性多官能环氧化合物的交联处理以获得水基颜料分散体，所述水基颜料分散体含有交联的水不溶性聚合物。
(步骤I)
在步骤I中，优选的是首先将水不溶性聚合物溶于有机溶剂中，然后将颜料和水连同中和剂、表面活性剂等(如有需要)添加并混合于所得有机溶剂溶液中以获得水包油型分散体。添加到水不溶性聚合物的有机溶剂溶液中的各个组分的添加顺序没有特别限制，并且优选的是将水、中和剂和颜料以该顺序连续地添加到有机溶剂溶液中。
水不溶性聚合物能够溶于其中的有机溶剂没有特别限制，并且优选地选自具有1至3个碳原子的脂族醇、酮、醚、酯等。在这些有机溶剂中，从提高对颜料的润湿性、水不溶性聚合物的溶解性和水不溶性聚合物在颜料上的吸附性的观点出发，更优选的是具有不小于4个且不大于8个碳原子的酮，甚至更优选的是甲基乙基酮和甲基异丁基酮，并且进一步甚至更优选的是甲基乙基酮。
当水不溶性聚合物通过溶液聚合法合成时，聚合方法中使用的溶剂本身可以直接地在步骤I中使用。
(中和)
可以使用中和剂将水不溶性聚合物中含有的羧基至少部分地中和。当中和水不溶性聚合物时，水不溶性聚合物的pH值优选被控制于不小于7且不大于11。
从提高所得水基颜料分散体和水基墨的耐水性、储存稳定性、固定性质等的观点出发，碱金属氢氧化物可以用作中和剂。碱金属氢氧化物的具体实例包括氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾和氢氧化铯。在这些碱金属氢氧化物中，优选的是氢氧化钠和氢氧化钾。此外，水不溶性聚合物可以预先被中和。
从充足且均匀地加速聚合物的羧基的中和的观点出发，中和剂优选以水性中和剂溶液的形式使用。从与上述相同的观点出发，水性中和剂溶液的浓度优选不小于3质量％，更优选不小于10质量％并且甚至更优选不小于15质量％，并且还优选不大于50质量％且更优选不大于25质量％。
从提高所得水基颜料分散体和水基墨的耐水性、储存稳定性、固定性质等的观点出发，水不溶性聚合物的羧基的中和程度优选不小于10摩尔％，更优选不小于15摩尔％，甚至更优选不小于20摩尔％并且进一步甚至更优选不小于25摩尔％，并且还优选不大于60摩尔％，更优选不大于55摩尔％，甚至更优选不大于50摩尔％并且进一步甚至更优选不大于45摩尔％。
如本文所用的中和度意指通过将碱金属氢氧化物的摩尔当量数除以水不溶性聚合物的羧基的摩尔当量数[(碱金属氢氧化物的摩尔当量数)/(水不溶性聚合物的羧基的摩尔当量数)]而计算出的值。中和度基本上从不超过100摩尔％。然而，由于本发明中定义的中和度由碱金属氢氧化物的摩尔当量数计算，所以如果碱金属氢氧化物以过大的量使用，则中和度将超过100摩尔％。
(颜料混合物中的各个组分的含量)
从提高所得水基颜料分散体的耐水性、储存稳定性、固定性质和喷射性质的观点出发以及从增强水基颜料分散体的生产率的观点出发，颜料混合物中的各个组分的含量如下。
步骤I中使用的颜料混合物中的颜料的含量优选不小于5质量％，更优选不小于10质量％并且甚至更优选不小于12.5质量％，并且还优选不大于30质量％，更优选不大于25质量％并且甚至更优选不大于20质量％。
颜料混合物中的水不溶性聚合物的含量优选不小于1.0质量％，更优选不小于2.0质量％并且甚至更优选不小于3.0质量％，并且还优选不大于8.0质量％，更优选不大于7.0质量％并且甚至更优选不大于6.0质量％。
颜料混合物中的有机溶剂的含量优选不小于5质量％，更优选不小于7质量％并且甚至更优选不小于10质量％，并且还优选不大于35质量％，更优选不大于30质量％并且甚至更优选不大于25质量％。
颜料混合物中的水的含量优选不小于40质量％，更优选不小于45质量％并且甚至更优选不小于50质量％，并且还优选不大于55质量％，更优选不大于80质量％并且甚至更优选不大于75质量％。
从提高所得水基颜料分散体的耐水性、储存稳定性、固定性质等的观点出发，颜料混合物中颜料与水不溶性聚合物的质量比[颜料/水不溶性聚合物]优选不小于30/70，更优选不小于40/60且甚至更优选不小于50/50，并且还优选不大于90/10，更优选不大于80/20且甚至更优选不大于70/25。
(颜料混合物的分散处理)
在步骤I中，使颜料混合物经历分散处理以获得含颜料的聚合物颗粒的分散体。用于获得上述分散体的分散方法没有特别限制。仅通过实质性分散处理，颜料颗粒可以被雾化为具有所需平均粒径的细小颗粒。然而，优选的是首先使颜料混合物经历初步分散处理，并且然后通过向其施加剪切应力进行实质性分散处理，以将获得的颜料颗粒的平均粒径控制在所需值。
步骤I中使用的温度，特别是步骤I中初步分散处理中使用的温度，优选不低于0℃，并且还优选不高于40℃，更优选不高于30℃且甚至更优选不高于25℃。分散时间优选不小于0.5小时且更优选不小于0.8小时，并且还优选不大于30小时，更优选不大于10小时且甚至更优选不大于5小时。
当使颜料混合物经历初步分散处理时，可以使用普通混合或搅拌装置，诸如锚式叶片和分散叶片。在这些装置中，优选的是高速搅拌混合器。
作为实质性分散处理中用于向颜料混合物施加剪切应力的手段，可以使用例如捏和机器(诸如辊轧机和捏合机)、高压均化器(诸如“MICROFLUIDIZER”，可购自Microfluidics Corporation)和介质型分散器(诸如油漆搅拌器和珠磨机)。市售的介质型分散器的实例包括可购自Kotobuki Industries Co.，Ltd.的“Ultra Apex Mill”和可购自Asada Iron Works Co.，Ltd.的“Pico Mill”。这些装置可以以其任意两种以上的组合进行使用。在这些装置中，从降低颜料的粒径的观点出发，优选使用高压均化器。
在使用高压均化器进行实质性分散处理的情况下，可以通过控制实质性分散处理中使用的处理压力或通过均化器的次数将颜料的粒径调节到所需值。
从增强生产率和成本效率的观点出发，实质性分散处理中使用的处理压力优选不小于60MPa，更优选不小于100MPa且甚至更优选不小于130MPa，并且还优选不大于200MPa且更优选不大于180Mpa。
此外，实质性分散处理中使用的通过均化器的次数优选不小于3次且更优选不小于10次，并且还优选不大于30次且更优选不大于25次。
(步骤II)
在步骤II中，通过经由已知方法从步骤I中获得的分散体中除去有机溶剂，可以获得含颜料的聚合物颗粒的水分散体(颜料水分散体)。有机溶剂优选地从由此获得的颜料水分散体中基本上完全地除去。然而，除非本发明的目的和效果受到残留有机溶剂的不利影响，否则残留有机溶剂可以存在于颜料水分散体中。颜料水分散体中的残留有机溶剂的含量优选不大于0.1质量％且更优选不大于0.01质量％。
另外，如有需要，在通过蒸馏从中除去有机溶剂之前，分散体可以经历加热和搅拌处理。
在由此获得的颜料水分散体中，含颜料的聚合物颗粒分散于含有水作为主要介质的介质中。对于颜料水分散体中的含颜料的聚合物颗粒的构造没有特别限定，并且含颜料的聚合物颗粒可以具有任何构造，只要颗粒至少由颜料和水不溶性聚合物形成。含颜料的聚合物颗粒的构造的实例包括：其中颜料被包封在水不溶性聚合物中的颗粒构造，其中颜料均匀地分散在水不溶性聚合物中的颗粒构造，和其中颜料暴露在各个水不溶性聚合物颗粒表面上的颗粒构造，以及这些颗粒构造的混合。
从提高颜料水分散体的分散稳定性的观点出发以及从便于制造水基墨的观点出发，所得颜料水分散体中非挥发性组分的浓度(固体含量)优选不小于10质量％且更优选不小于15质量％，并且还优选不大于30质量％且更优选不大于25质量％。
同时，颜料水分散体的固体含量可以通过以下实施例中描述的方法进行测量。
从抑制粗颗粒的形成和提高所得水基墨的喷射稳定性的观点出发，颜料水分散体中含颜料的聚合物颗粒的平均粒径优选不小于50nm，更优选不小于60nm且甚至更优选不小于70nm，并且还优选不大于200nm，更优选不大于160nm且甚至更优选不大于150nm。
同时，含颜料的聚合物颗粒的平均粒径可以通过以下实施例中描述的方法进行测量。
水基墨中的含颜料的聚合物颗粒的平均粒径与颜料水分散体中的颗粒的平均粒径相同，并且水基墨中的含颜料的聚合物颗粒的平均粒径的优选范围也与颜料水分散体中的颗粒的平均粒径的优选范围相同。
(步骤III)
在步骤III中，从提高所得水基颜料分散体和水基墨的耐水性、储存稳定性、喷射性质和固定性质的观点出发，使步骤II中获得的颜料水分散体经历与下述水不溶性多官能环氧化合物(交联剂)的交联处理，以获得含有交联的水不溶性聚合物的水基颜料分散体。在该步骤中，构成含颜料的聚合物颗粒的水不溶性聚合物所含有的一部分羧基经交联以在各个含颜料的聚合物颗粒的表面层上形成交联结构。结果，分散于颜料水分散体中的含颜料的聚合物颗粒中所含有的水不溶性聚合物与交联剂交联并且形成为交联的水不溶性聚合物。
在这种情况下，优选的是将上述步骤II中获得的颜料水分散体与水不溶性多官能环氧化合物混合以使颜料水分散体经历与环氧化合物的交联处理，由此获得根据本发明的水基颜料分散体。通过进行这种程序，根据本发明的水基颜料分散体以其中使用聚合物分散剂将颜料分散于水性介质中的水基颜料分散体的形式获得。
<水不溶性多官能环氧化合物>
从允许环氧化合物在含有水作为主要组分的介质中有效地与水不溶性聚合物中所含有的羧基反应的观点出发，本发明中使用的水不溶性多官能环氧化合物的水溶性，如通过在20℃将环氧化合物溶于100g的水所测量的，优选不大于50g，更优选不大于40g且甚至更优选不大于35g。
另外，从提高所得水基颜料分散体和水基墨的耐水性、储存稳定性、喷射性质和固定性质的观点出发，水不溶性多官能环氧化合物的水溶率(质量比)优选不大于50％，更优选不大于40％且甚至更优选不大于35％。如本文中所用的“水溶率(％；质量比)”意指如通过在室温(25℃)下将10质量份的环氧化合物溶于90质量份的水所测量的水不溶性多官能环氧化合物的溶解率(％)。更特别地，水溶率可以通过以下实施例中描述的方法进行测量。
水不溶性多官能环氧化合物优选是在其分子中含有两个以上环氧基的化合物，更优选含有缩水甘油醚基团的化合物，并且甚至更优选多元醇的缩水甘油醚化合物，所述多元醇含有具有不小于3个且不大于8个碳原子的烃基。
从便利的反应和所得交联聚合物的良好储存稳定性的观点出发，水不溶性多官能环氧化合物的分子量优选不小于120，更优选不小于150且甚至更优选不小于200，并且还优选不大于2,000，更优选不大于1,500且甚至更优选不大于1,000。
从允许环氧化合物有效地与水不溶性聚合物的羧基反应以增强含颜料的聚合物颗粒的储存稳定性等的观点出发，每一分子的水不溶性多官能环氧化合物所含有的环氧基的数量不小于2个且优选不小于3个，并且从良好的市场可得性的观点出发还优选不大于6个且更优选不大于4个。
水不溶性多官能环氧化合物的具体实例包括聚缩水甘油醚，诸如聚丙二醇二缩水甘油醚(水溶率：31％)、甘油聚缩水甘油醚、甘油聚缩水甘油醚、聚甘油聚缩水甘油醚、三羟甲基丙烷聚缩水甘油醚(水溶率：27％)、山梨糖醇聚缩水甘油醚、季戊四醇聚缩水甘油醚、间苯二酚二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚和氢化双酚A型二缩水甘油醚。
在这些水不溶性多官能环氧化合物中，优选的是选自由三羟甲基丙烷聚缩水甘油醚(水溶率：27％)和季戊四醇聚缩水甘油醚(水不溶性的)组成的组的至少一种化合物。
(交联反应)
在本发明中，作为聚合物分散剂的水不溶性聚合物中所含有的羧基被部分地中和以将颜料分散在水性介质中，由此获得颜料水分散体。此后，水不溶性聚合物所含有的羧基的一部分进一步与水不溶性多官能环氧化合物反应以在聚合物分散剂中形成交联结构，使得可以获得其中使用聚合物分散剂将颜料分散在水性介质中的水基颜料分散体。在这种情况下，从提高所得水基颜料分散体和水基墨的耐水性、储存稳定性、喷射性质和固定性质的观点出发，优选地满足以下条件1和2，并且更优选的是水不溶性多官能环氧化合物以能够满足以下条件3的量使用。
[条件1]
条件1是这样的要求：根据下式计算的值不小于32mgKOH/g且不大于130mgKOH/g：
{[100-(中和度)-(交联度)]/100}x(含羧基的水不溶性聚合物的酸值)。
条件1的值表示既未被中和又不与水不溶性多官能环氧化合物反应的羧基的量(残留酸值)，并且是基于在与水不溶性多官能环氧化合物反应之前的水不溶性聚合物计算的。
当条件1的值不小于32mgKOH/g、优选不小于35mgKOH/g、更优选不小于40mgKOH/g、甚至更优选不小于45mgKOH/g、进一步甚至更优选不小于48mgKOH/g、进一步甚至更优选不小于55mgKOH/g且仍进一步甚至更优选不小于65mgKOH/g时，所得水基颜料分散体或水基墨能够确保良好的稳定性，而不引起由于静电排斥所致的对其分散稳定性的任何损害。另一方面，当条件1的值不大于130mgKOH/g、优选不大于120mgKOH/g、更优选不大于100mgKOH/g且甚至更优选不大于90mgKOH/g时，避免了水不溶性聚合物遭受溶胀，以便所得水基颜料分散体或水基墨能够形成坚固的膜并确保优异的耐水性和固定性质。
[条件2]
条件2是这样的要求：根据下式计算的值不小于48mgKOH/g且不大于144mgKOH/g：
[(中和度)/100]x(含羧基的水不溶性聚合物的酸值)。
条件2的值表示水不溶性聚合物中所含有的羧基的中和量。
当条件2的值不小于48mgKOH/g、优选不小于60mgKOH/g、更优选不小于65mgKOH/g且甚至更优选不小于70mgKOH/g时，所得水基颜料分散体或水基墨能够确保良好的稳定性，而不引起由于静电排斥所致的对其分散稳定性的任何损害。另一方面，当水不溶性聚合物中所含有的羧基的中和量不大于144mgKOH/g、优选不大于120mgKOH/g且甚至更优选不大于110mgKOH/g时，所得水基颜料分散体或水基墨能够确保良好的稳定性，而不引起对水不溶性聚合物到颜料的吸附性的任何损害。
此外，从提高所得水基颜料分散体或水基墨在高温条件下的储存稳定性的观点出发，条件2的值进一步甚至更优选不小于80mgKOH/g，而从提高所得水基颜料分散体或水基墨的固定性质的观点出发，条件2的值甚至更优选不大于100mgKOH/g且进一步甚至更优选不大于90mgKOH/g。
[条件3]
条件3是这样的要求：根据下式计算的值优选不小于40mgKOH/g且不大于130mgKOH/g：
[(交联度)/100]x(含羧基的水不溶性聚合物的酸值)。
同时，交联度是通过将所使用的水不溶性多官能环氧化合物的环氧基的摩尔数除以水不溶性聚合物的羧基的摩尔数而计算出的值，并且根据每1g的用于分散颜料的水不溶性聚合物的酸值表示。
当条件3的值优选不小于40mgKOH/g、更优选不小于45mgKOH/g、甚至更优选不小于50mgKOH/g且进一步甚至更优选不小于55mgKOH/g时，所得水基颜料分散体或水基墨能够确保良好的稳定性，而不引起对水不溶性聚合物到颜料的吸附性的任何损害。另一方面，当条件3的值优选不大于130mgKOH/g、更优选不大于100mgKOH/g、甚至更优选不大于90mgKOH/g、进一步甚至更优选不大于80mgKOH/g且仍进一步甚至更优选不大于75mgKOH/g时，所得水基颜料分散体或水基墨能够通过抑制其膜的脆性来确保优异的耐水性和固定性质。
水不溶性多官能环氧化合物与聚合物分散剂的羧基之间的反应优选在使用聚合物分散剂将颜料分散在水性介质中之后进行。从反应完成和良好的成本效率的观点出发，反应时间优选不小于0.5小时，更优选不小于1小时，甚至更优选不小于1.5小时且进一步甚至更优选不小于3.0小时，并且还优选不大于12小时，更优选不大于10小时，甚至更优选不大于8.0小时且进一步甚至更优选不大于5小时。
另外，从与上述相同的观点出发，反应温度优选不低于40℃，更优选不低于50℃，甚至更优选不低于55℃，进一步甚至更优选不低于60℃且仍进一步甚至更优选不低于70℃，并且还优选不高于95℃且更优选不高于90℃。
交联的水不溶性聚合物的交联度优选不小于5摩尔％，更优选不小于10摩尔％且甚至更优选不小于15摩尔％，并且还优选不大于80摩尔％，更优选不大于70摩尔％且甚至更优选不大于60摩尔％。交联的水不溶性聚合物的交联度是由聚合物的酸值和交联剂的环氧基的当量计算出的表观交联度，即由水不溶性多官能环氧化合物的环氧基的摩尔当量数与水不溶性聚合物的羧基的摩尔当量数的比率[(水不溶性多官能环氧化合物的环氧基的摩尔当量数)/(水不溶性聚合物的羧基的摩尔当量数)]表示。
根据本发明的水基颜料分散体可以与1至10质量％的甘油、三甘醇等(其作为用于防止分散体干燥的保湿剂)混合。水基颜料分散体也可以与多种添加剂诸如防霉剂等混合。
上述添加剂可以在用水不溶性聚合物将颜料分散于其中时，或者在分散颜料或进行交联反应后，混合到分散体中。
[制造水基墨的方法]
根据本发明的制造水基墨的方法包括以下步骤1至4：
步骤1：用碱金属氢氧化物中和含羧基的水不溶性聚合物；
步骤2：将所述步骤1中获得的中和的水不溶性聚合物与颜料混合并分散在水性介质中以获得颜料水分散体A；
步骤3：用水不溶性多官能环氧化合物对所述步骤2中获得的所述颜料水分散体A进行交联处理以获得水基颜料分散体B，所述水基颜料分散体B含有交联的水不溶性聚合物；和
步骤4：将所述步骤3中获得的所述水基颜料分散体B与有机溶剂混合以获得所述水基墨，
所述水基墨满足以下条件1和2，所述条件1和2表示所述步骤1中的所述水不溶性聚合物的酸值和中和度与所述步骤3中的所述水不溶性聚合物的交联度之间的关系：
条件1：根据下式计算的值不小于32mgKOH/g且不大于130mgKOH/g：
{[100-(中和度)-(交联度)]/100}x(含羧基的水不溶性聚合物的酸值)；和
条件2：根据下式计算的值不小于48mgKOH/g且不大于144mgKOH/g：
[(中和度)/100]x(含羧基的水不溶性聚合物的酸值)，
其中所述中和度意指所述碱金属氢氧化物的摩尔当量数与所述水不溶性聚合物的羧基的摩尔当量数的比率[(碱金属氢氧化物的摩尔当量数)/(水不溶性聚合物的羧基的摩尔当量数)]，并且所述交联度意指所述水不溶性多官能环氧化合物的环氧基的摩尔当量数与所述水不溶性聚合物的羧基的摩尔当量数的比率[(水不溶性多官能环氧化合物的环氧基的摩尔当量数)/(水不溶性聚合物的羧基的摩尔当量数)]。
在步骤1中，将含羧基的水不溶性聚合物用碱金属氢氧化物中和，并且然后在步骤2中，将步骤1中获得的水不溶性聚合物与颜料混合并分散在水性介质中以获得颜料水分散体A。
步骤1至3的细节与上述段落[含颜料的聚合物颗粒的制造]中描述的步骤I、II和III的那些相同。同时，如本文所使用的术语“水性介质”意指用于将颜料分散于其中的介质，其中水在所述介质所含有的全部组分中具有最大量。
条件1和2的细节与上述那些相同。
在步骤4中，将步骤3中获得的水基颜料分散体B与有机溶剂混合以获得水基墨。用于混合水基颜料分散体B与有机溶剂的方法没有特别限制。
从提高水基墨的储存稳定性等的观点出发，使用有机溶剂。步骤4中使用的有机溶剂优选由一种或多种沸点为不低于90℃的有机溶剂构成，并且还优选的是有机溶剂的沸点的加权平均值不高于250℃。有机溶剂的沸点的加权平均值优选不低于150℃且更优选不低于180℃，并且还优选不高于240℃，更优选不高于220℃且甚至更优选不高于200℃。
步骤4中使用的有机溶剂的具体实例包括多元醇、多元醇烷基醚、含氮杂环化合物、酰胺、胺、含硫化合物等。在这些有机溶剂中，优选的是选自由多元醇和多元醇烷基醚组成的组的至少一种有机溶剂，更优选的是选自由乙二醇、丙二醇、二甘醇、三甘醇、聚乙二醇、甘油、三羟甲基丙烷和二乙二醇二乙基醚组成的组的至少一种有机溶剂，并且甚至更优选的是选自由甘油、三甘醇和三羟甲基丙烷组成的组的至少一种有机溶剂。
在根据本发明的制造水基墨的方法中，除上述组分之外，如有需要，可以向其添加可以通常在水基墨中使用的多种添加剂，诸如保湿剂、润湿剂、浸透剂、分散剂、表面活性剂、粘度调节剂、消泡剂、防腐剂、防霉剂和防锈剂。此外，水基墨可以经历使用过滤器等的过滤处理。
在通过本发明的制造方法获得的水基墨中各个组分的含量以及制造的水基墨的性质如下。
(颜料的含量)
从增强水基墨的光密度的观点出发，颜料在水基墨中的含量优选不小于1.0质量％，更优选不小于2.0质量％且甚至更优选不小于2.5质量％。此外，从在将溶剂从其中蒸发时降低墨的粘度以及提高水基墨的喷射稳定性和储存稳定性的观点出发，颜料在水基墨中的含量优选不大于15.0质量％，更优选不大于10.0质量％并且甚至更优选不大于7.0质量％。
(颜料和水不溶性聚合物的总含量)
颜料和水不溶性聚合物在水基墨中的总含量优选不小于2.0质量％，更优选不小于2.5质量％，甚至更优选不小于3.0质量％并且进一步甚至更优选不小于3.5质量％，并且还优选不大于17.0质量％，更优选不大于12.0质量％，甚至更优选不大于10.0质量％，进一步甚至更优选不大于8.0质量％并且仍进一步甚至更优选不大于6.0质量％。
[水基墨的性质]
从提高水基墨的储存稳定性的观点出发，如在32℃所测量的水基墨的粘度优选不小于2.0mPa·s，更优选不小于3.0mPa·s且甚至更优选不小于5.0mPa·s，并且还优选不大于12mPa·s，更优选不大于9.0mPa·s且甚至更优选不大于7.0mPa·s。
从提高水基墨的储存稳定性的观点出发，水基墨的pH值优选不小于7.0，更优选不小于7.2且甚至更优选不小于7.5，并且从提高部件对水基墨的耐受性和抑制皮肤刺激的观点出发，还优选不大于11.0，更优选不大于10.0且甚至更优选9.5。
同时，水基墨的pH值可以通过以下实施例中描述的方法进行测量。
[喷墨印刷法]
根据本发明的水基墨可以装载到常规已知的喷墨打印机中以将墨的液滴喷射到记录介质上，由此在记录介质上印刷和记录字符或图像等。
喷墨打印机可以是热式喷墨打印机或压电式喷墨打印机。根据本发明的水基墨优选用作用于使用压电式喷墨打印机的喷墨印刷的水基墨。
本发明中可用的记录介质的实例包括高吸水性的普通纸、低吸水性的涂布纸以及膜。涂布纸的具体实例包括通用光泽涂布纸、多色泡沫光泽涂布纸等。膜的具体实例包括聚酯膜、聚氯乙烯膜、聚丙烯膜、聚乙烯膜等。
关于上述实施方案，本发明进一步提供了与水基颜料分散体和制造水基墨的方法相关的以下方面。
<1>一种包括颜料、聚合物分散剂和水性介质的水基颜料分散体，其中使用所述聚合物分散剂将所述颜料分散在所述水性介质中，
所述聚合物分散剂是水不溶性聚合物，所述水不溶性聚合物含有至少部分被碱金属氢氧化物中和的羧基，并且具有通过使一部分所述羧基与水不溶性多官能环氧化合物反应而获得的交联结构，
所述水基颜料分散体满足以下条件1和2：
条件1：根据下式计算的值不小于32mgKOH/g且不大于130mgKOH/g：
{[100-(中和度)-(交联度)]/100}x(含羧基的水不溶性聚合物的酸值)；和
条件2：根据下式计算的值不小于48mgKOH/g且不大于144mgKOH/g：
[(中和度)/100]x(含羧基的水不溶性聚合物的酸值)，
其中所述中和度意指所述碱金属氢氧化物的摩尔当量数与所述水不溶性聚合物的羧基的摩尔当量数的比率[(碱金属氢氧化物的摩尔当量数)/(水不溶性聚合物的羧基的摩尔当量数)]，并且所述交联度意指所述水不溶性多官能环氧化合物的环氧基的摩尔当量数与所述水不溶性聚合物的羧基的摩尔当量数的比率[(水不溶性多官能环氧化合物的环氧基的摩尔当量数)/(水不溶性聚合物的羧基的摩尔当量数)]。
<2>根据上述方面<1>所述的水基颜料分散体，其中{[100-(中和度)-(交联度)]/100}x(含羧基的水不溶性聚合物的酸值)的值优选不小于35mgKOH/g，更优选不小于40mgKOH/g，甚至更优选不小于45mgKOH/g，进一步甚至更优选不小于48mgKOH/g，进一步甚至更优选不小于55mgKOH/g并且仍进一步甚至更优选不小于65mgKOH/g，并且还优选不大于120mgKOH/g，更优选不大于100mgKOH/g且甚至更优选不大于90mgKOH/g。
<3>根据上述方面<1>或<2>所述的水基颜料分散体，其中[(中和度)/100]x(含羧基的水不溶性聚合物的酸值)的值优选不小于60mgKOH/g，更优选不小于65mgKOH/g，甚至更优选不小于70mgKOH/g并且进一步甚至更优选不小于80mgKOH/g，并且还优选不大于120mgKOH/g，更优选不大于110mgKOH/g，甚至更优选不大于100mgKOH/g并且进一步甚至更优选不大于90mgKOH/g。
<4>根据上述方面<1>至<3>中任一项所述的水基颜料分散体，其中所述水基颜料分散体进一步满足以下条件3：
条件3：根据下式计算的值不小于40mgKOH/g且不大于130mgKOH/g：
[(交联度)/100]x(含羧基的水不溶性聚合物的酸值)。
<5>根据上述方面<4>所述的水基颜料分散体，其中[(交联度)/100]x(含羧基的水不溶性聚合物的酸值)的值优选不小于45mgKOH/g，更优选不小于50mgKOH/g且甚至更优选不小于55mgKOH/g，并且还优选不大于100mgKOH/g，更优选不大于90mgKOH/g，甚至更优选不大于80mgKOH/g并且进一步甚至更优选不大于75mgKOH/g。
<6>根据上述方面<1>至<5>中任一项所述的水基颜料分散体，其中所述含羧基的水不溶性聚合物的所述酸值优选不小于200mgKOH/g且更优选不小于220mgKOH/g，并且还优选不大于320mgKOH/g，更优选不大于300mgKOH/g且甚至更优选不大于270mgKOH/g。
<7>根据上述方面<1>至<6>中任一项所述的水基颜料分散体，其中所述含羧基的水不溶性聚合物是选自由聚酯、聚醚和基于乙烯基的聚合物组成的组的至少一种聚合物，并且更优选选自由基于乙烯基的聚合物组成的组的至少一种聚合物，所述基于乙烯基的聚合物通过将选自乙烯基化合物、1，1-亚乙烯基化合物、1，2-亚乙烯基化合物等的乙烯基单体加成聚合获得。
<8>根据上述方面<7>所述的水基颜料分散体，其中所述基于乙烯基的聚合物优选是含有来源于(a)含羧基的单体的结构单元和来源于(b)疏水性单体的结构单元的基于乙烯基的聚合物，并且更优选进一步含有来源于(c)大分子单体的结构单元的基于乙烯基的聚合物。
<9>根据上述方面<7>或<8>所述的水基颜料分散体，其中所述基于乙烯基的聚合物优选进一步含有来源于(d)非离子性单体的结构单元。
<10>根据上述方面<1>至<9>中任一项所述的水基颜料分散体，其中所述含羧基的水不溶性聚合物是基于乙烯基的聚合物，所述基于乙烯基的聚合物含有来源于选自由丙烯酸和甲基丙烯酸组成的组的至少一种含羧基的单体的结构单元，以及来源于选自由丙烯酸酯单体、甲基丙烯酸酯单体和含芳香族基团的单体组成的组的至少一种疏水性单体的结构单元，其含有具有不小于1个且不多于22个碳原子的烷基或具有不小于6个且不多于22个碳原子的芳基。
<11>根据上述方面<8>至<10>中任一项所述的水基颜料分散体，其中在所述水不溶性聚合物中来源于所述含羧基的单体(a)的所述结构单元的含量优选不小于10质量％，更优选不小于20质量％且甚至更优选不小于25质量％，并且还优选小于75质量％，更优选小于60质量％且甚至更优选小于55质量％。
<12>根据上述方面<8>至<11>中任一项所述的水基颜料分散体，其中在所述水不溶性聚合物中来源于所述疏水性单体(b)的所述结构单元的含量优选不小于35质量％，更优选不小于40质量％且甚至更优选不小于45质量％，并且还优选小于90质量％，更优选小于80质量％且甚至更优选小于75质量％。
<13>根据上述方面<8>至<12>中任一项所述的水基颜料分散体，其中在所述水不溶性聚合物进一步含有来源于所述大分子单体(c)的结构单元和/或来源于非离子性单体(d)的结构单元的情况下，在所述水不溶性聚合物中来源于所述含羧基的单体(a)的所述结构单元的含量优选不小于3质量％，更优选不小于5质量％且甚至更优选不小于7质量％，并且还优选不大于30质量％，更优选不大于28质量％且甚至更优选不大于25质量％。
<14>根据上述方面<8>至<13>中任一项所述的水基颜料分散体，其中在所述水不溶性聚合物进一步含有来源于所述大分子单体(c)的结构单元和/或来源于非离子性单体(d)的结构单元的情况下，在所述水不溶性聚合物中来源于所述疏水性单体(b)的所述结构单元的含量优选不小于25质量％，更优选不小于30质量％且甚至更优选不小于35质量％，并且还优选不大于60质量％，更优选不大于55质量％且甚至更优选不大于50质量％。
<15>根据上述方面<8>至<14>中任一项所述的水基颜料分散体，其中在所述水不溶性聚合物进一步含有来源于所述大分子单体(c)的结构单元的情况下，在所述水不溶性聚合物中来源于组分(c)的所述结构单元的含量优选不小于3质量％，更优选不小于5质量％且甚至更优选不小于8质量％，并且还优选不大于30质量％，更优选不大于25质量％且甚至更优选不大于20质量％。
<16>根据上述方面<9>至<15>中任一项所述的水基颜料分散体，其中在所述水不溶性聚合物进一步含有来源于所述非离子性单体(d)的所述结构单元的情况下，在所述水不溶性聚合物中来源于组分(d)的所述结构单元的含量优选不小于5质量％，更优选不小于10质量％且甚至更优选不小于15质量％，并且还优选不大于40质量％，更优选不大于35质量％且甚至更优选不大于30质量％。
<17>根据上述方面<1>至<16>中任一项所述的水基颜料分散体，其中所述水不溶性聚合物的数均分子量优选不小于2,000且更优选不小于5,000，并且还优选不大于20,000且更优选不大于18,000。
<18>根据上述方面<1>至<17>中任一项所述的水基颜料分散体，其中所述水不溶性聚合物的所述羧基的中和度优选不小于10摩尔％，更优选不小于15摩尔％，甚至更优选不小于20摩尔％并且进一步甚至更优选不小于25摩尔％，并且还优选不大于60摩尔％，更优选不大于55摩尔％，甚至更优选不大于50摩尔％并且进一步甚至更优选不大于45摩尔％。
<19>根据上述方面<1>至<18>中任一项所述的水基颜料分散体，其中所述水不溶性多官能环氧化合物优选是在其分子中含有两个以上环氧基的化合物，更优选含有缩水甘油醚基团的化合物，并且甚至更优选多元醇的缩水甘油醚化合物，所述多元醇含有具有不小于3个且不大于8个碳原子的烃基。
<20>根据上述方面<1>至<19>中任一项所述的水基颜料分散体，其中所述水不溶性多官能环氧化合物的分子量优选不小于120，更优选不小于150且甚至更优选不小于200，并且还优选不大于2,000，更优选不大于1,500且甚至更优选不大于1,000。
<21>根据上述方面<1>至<20>中任一项所述的水基颜料分散体，其中相对于所述水不溶性多官能环氧化合物的分子，所述水不溶性多官能环氧化合物的环氧基的量不小于2且优选不小于3，并且还优选不大于6且更优选不大于4。
<22>根据上述方面<1>至<21>中任一项所述的水基颜料分散体，其中所述水不溶性多官能环氧化合物优选是选自由聚缩水甘油醚组成的组的至少一种化合物，所述聚缩水甘油醚诸如聚丙二醇二缩水甘油醚、甘油聚缩水甘油醚、甘油聚缩水甘油醚、聚甘油聚缩水甘油醚、三羟甲基丙烷聚缩水甘油醚、山梨糖醇聚缩水甘油醚、季戊四醇聚缩水甘油醚、间苯二酚二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚和氢化双酚A型二缩水甘油醚，并且更优选选自由三羟甲基丙烷聚缩水甘油醚和季戊四醇聚缩水甘油醚组成的组的至少一种化合物。
<23>根据上述方面<1>至<22>中任一项所述的水基颜料分散体，其中交联的所述水不溶性聚合物的交联度优选不小于5摩尔％，更优选不小于10摩尔％且甚至更优选不小于15摩尔％，并且还优选不大于80摩尔％，更优选不大于70摩尔％且甚至更优选不大于60摩尔％。
<24>根据上述方面<1>至<23>中任一项所述的水基颜料分散体，其用于在喷墨印刷中使用。
<25>一种制造水基墨的方法，所述方法包括以下步骤1至4：
步骤1：用碱金属氢氧化物中和含羧基的水不溶性聚合物；
步骤2：将所述步骤1中获得的中和的水不溶性聚合物与颜料混合并分散在水性介质中以获得颜料水分散体A；
步骤3：用水不溶性多官能环氧化合物对所述步骤2中获得的所述颜料水分散体A进行交联处理以获得水基颜料分散体B，所述水基颜料分散体B包括交联的水不溶性聚合物；和
步骤4：将所述步骤3中获得的所述水基颜料分散体B与有机溶剂混合以获得所述水基墨，
所述水基墨满足以下条件1和2，所述条件1和2表示所述步骤1中的所述水不溶性聚合物的酸值和中和度与所述步骤3中的所述水不溶性聚合物的交联度之间的关系：
条件1：根据下式计算的值不小于32mgKOH/g且不大于130mgKOH/g：
{[100-(中和度)-(交联度)]/100}x(含羧基的水不溶性聚合物的酸值)；和
条件2：根据下式计算的值不小于48mgKOH/g且不大于144mgKOH/g：
[(中和度)/100]x(含羧基的水不溶性聚合物的酸值)，
其中所述中和度意指所述碱金属氢氧化物的摩尔当量数与所述水不溶性聚合物的羧基的摩尔当量数的比率[(碱金属氢氧化物的摩尔当量数)/(水不溶性聚合物的羧基的摩尔当量数)]，并且所述交联度意指所述水不溶性多官能环氧化合物的环氧基的摩尔当量数与所述水不溶性聚合物的羧基的摩尔当量数的比率[(水不溶性多官能环氧化合物的环氧基的摩尔当量数)/(水不溶性聚合物的羧基的摩尔当量数)]。
<26>根据上述方面<25>所述的制造水基墨的方法，其中{[100-(中和度)-(交联度)]/100}x(含羧基的水不溶性聚合物的酸值)的值优选不小于35mgKOH/g，更优选不小于40mgKOH/g，甚至更优选不小于45mgKOH/g，进一步甚至更优选不小于48mgKOH/g，进一步甚至更优选不小于55mgKOH/g并且仍进一步甚至更优选不小于65mgKOH/g，并且还不大于130mgKOH/g，优选不大于120mgKOH/g，更优选不大于100mgKOH/g且甚至更优选不大于90mgKOH/g。
<27>根据上述方面<25>或<26>所述的制造水基墨的方法，其中[(中和度)/100]x(含羧基的水不溶性聚合物的酸值)的值优选不小于60mgKOH/g，更优选不小于65mgKOH/g，甚至更优选不小于70mgKOH/g并且进一步甚至更优选不小于80mgKOH/g，并且还优选不大于120mgKOH/g，更优选不大于110mgKOH/g，甚至更优选不大于100mgKOH/g并且进一步甚至更优选不大于90mgKOH/g。
<28>根据上述方面<25>至<27>中任一项所述的制造水基墨的方法，其中所述水基墨进一步满足以下条件3：
条件3：根据下式计算的值不小于40mgKOH/g且不大于130mgKOH/g：
[(交联度)/100]x(含羧基的水不溶性聚合物的酸值)。
<29>根据上述方面<28>所述的制造水基墨的方法，其中[(交联度)/100]x(含羧基的水不溶性聚合物的酸值)的值优选不小于45mgKOH/g，更优选不小于50mgKOH/g且甚至更优选不小于55mgKOH/g，并且还优选不大于100mgKOH/g，更优选不大于90mgKOH/g，甚至更优选不大于80mgKOH/g并且进一步甚至更优选不大于75mgKOH/g。
<30>根据上述方面<25>至<29>中任一项所述的制造水基墨的方法，其中所述步骤1中的所述水不溶性聚合物的所述酸值优选不小于200mgKOH/g且更优选不小于220mgKOH/g，并且还优选不大于320mgKOH/g，更优选不大于300mgKOH/g且甚至更优选不大于270mgKOH/g。
<31>根据上述方面<25>至<30>中任一项所述的制造水基墨的方法，其中所述步骤1中的所述水不溶性聚合物的所述羧基的所述中和度优选不小于10摩尔％，更优选不小于15摩尔％，甚至更优选不小于20摩尔％并且进一步甚至更优选不小于25摩尔％，并且还优选不大于60摩尔％，更优选不大于55摩尔％，甚至更优选不大于50摩尔％并且进一步甚至更优选不大于45摩尔％。
<32>根据上述方面<25>至<31>中任一项所述的制造水基墨的方法，其中所述步骤3中的交联的所述水不溶性聚合物的所述交联度优选不小于5摩尔％，更优选不小于10摩尔％且甚至更优选不小于15摩尔％，并且还优选不大于80摩尔％，更优选不大于70摩尔％且甚至更优选不大于60摩尔％。
<33>根据上述方面<1>至<23>中任一项所述的水基颜料分散体用于水基墨的用途。
<34>根据上述方面<1>至<23>中任一项所述的水基颜料分散体用于喷墨印刷用水基墨的用途。
实施例
在以下制造例、实施例和比较例等中，除非另有说明，“份”和“％”分别表示“质量份”和“质量％”。
(1)水不溶性聚合物的数均分子量的测量
水不溶性聚合物的数均分子量通过凝胶色谱法[GPC装置：“HLC-8120GPC”，可购自Tosoh Corporation；柱：“TSK-GEL，α-M”x 2；可购自Tosoh Corporation；流速：1mL/min]使用可购自Wako Pure Chemical Industries，Ltd.的N，N-二甲基甲酰胺(用于高效液相色谱)进行测量，其中将可购自Wako Pure Chemical Industries，Ltd.的磷酸(保证试剂)和可购自Tokyo Chemical Industry Co.，Ltd.的溴化锂(试剂)分别以60mmol/L和50mmol/L的量溶解，作为洗脱液，并且使用具有已知分子量的单分散聚苯乙烯作为参考标准物质。
(2)水不溶性聚合物颗粒和含颜料的聚合物颗粒的平均粒径的测量
使用可购自Otsuka Electrics Co.，Ltd.的激光颗粒分析系统“ELS-8000”对颗粒进行累积量分析，以测量其平均粒径。在包括温度为25℃、入射光和检测器的角度为90°且累积次数为100次的条件下进行测量，并且将水的折射率(1.333)输入到分析系统作为分散介质的折射率。进一步，通过用水稀释分散体以将待测量的分散体的浓度调节至5x 10-3质量％(以其固体含量计)来进行测量。
(3)颜料水分散体的固体含量的测量
以10.0g的量称量在干燥器中干燥至恒重的硫酸钠并且将其装入30mL聚丙烯容器(φ：40mm；高度：30mm)中，并且将约1.0g的样品添加到容器。将容器的内容物混合并且然后准确地称量。将所得混合物在容器中在105℃下维持2小时以从其中除去挥发性组分，并且进一步将其在干燥器中放置15分钟以测量其质量。将在从其中除去挥发性组分后由此测量的样品的质量视为其中固体组分的质量。通过将固体组分的质量除以最初装入的样品的质量来计算样品的固体含量。
(4)环氧化合物的水溶率的测量
在室温(25℃)下将玻璃管(直径25mmφx高度250mm)装入90重量份的离子交换水和10重量份的交联剂。允许如此装好的玻璃管在控制于25℃的水温的恒温浴中放置1小时。接下来，将玻璃管的内容物剧烈振荡1分钟，并且将玻璃管再次放入恒温浴中，最后允许玻璃管在浴中放置10分钟。然后，测量玻璃管的内容物中的未溶解组分的质量，以计算作为交联剂的环氧化合物的水溶率(质量％)。
<聚合物分散剂的调制>
调制例1
将四十六(46)份的甲基丙烯酸(试剂)(可购自Wako Pure Chemical Industries，Ltd.)、94份的苯乙烯(试剂)(可购自Wako Pure Chemical Industries，Ltd.)、40份的苯乙烯大分子单体“AS-6S”(商品名；数均分子量：6,000；固体含量：50％；20份作为固体组分的量)(可购自Toagosei Co.，Ltd.)和40份的聚丙二醇单甲基丙烯酸酯“BLEMMER PP-800”(商品名；添加环氧丙烷的平均摩尔数：13；端基：羟基)(可购自NOF Corporation)进行混合，以制备单体混合物溶液。将二十(20)份的甲基乙基酮(MEK)和0.3份的作为链转移剂的2-巯基乙醇以及10％的上述制备的单体混合物溶液装入反应容器中并彼此混合，并且然后用氮气完全替换反应容器的内部气氛。
分开地，将通过混合剩余的90％的单体混合物溶液、0.27份的上述链转移剂、60份的MEK和2.2份的偶氮基自由基聚合引发剂“V-65”(商品名；2，2’-偶氮双(2，4-二甲基戊腈))(可购自Wako Pure Chemical Industries，Ltd.)而制备的混合溶液装入滴液漏斗中。在氮气气氛中，在搅拌的同时将反应容器中的混合溶液加热到65℃，并且然后将滴液漏斗中的混合溶液在3小时内逐滴地添加到其中。在将所得混合溶液保持在65℃的温度的同时，在完成逐滴添加后又经过2小时后，将通过将0.3份的上述聚合引发剂溶于5份的MEK中来制备的溶液添加到混合溶液中，并且将所得反应溶液进一步在65℃老化2小时并且然后在70℃老化2小时以由此获得含羧基的聚合物溶液(a)(聚合物的数均分子量：11,000)。
调制例2
将七十四(74)份的甲基丙烯酸(可购自Wako Pure Chemical Industries，Ltd.)、66份的苯乙烯(可购自Wako Pure Chemical Industries，Ltd.)、40份的上述苯乙烯大分子单体“AS-6S”(20份作为固体组分的量)和40份的上述聚丙二醇单甲基丙烯酸酯“BLEMMERPP-800”进行混合，以制备单体混合物溶液。将二十(20)份的MEK和0.3份的作为链转移剂的2-巯基乙醇以及10％的上述制备的单体混合物溶液装入反应容器中并彼此混合，并且然后用氮气完全替换反应容器的内部气氛。
分开地，将通过混合剩余的90％的单体混合物溶液、0.27份的上述链转移剂、60份的MEK和2.2份的偶氮基自由基聚合引发剂“V-65”而制备的混合溶液装入滴液漏斗中。以与调制例1中相同的方式进行后续程序，由此获得含羧基的聚合物溶液(b)(聚合物的数均分子量：12,000)。
调制例3
将一百一十四(114)份的甲基丙烯酸(可购自Wako Pure Chemical Industries，Ltd.)、26份的苯乙烯(可购自Wako Pure Chemical Industries，Ltd.)、40份的上述苯乙烯大分子单体“AS-6S”(20份作为固体组分的量)和40份的上述聚丙二醇单甲基丙烯酸酯“BLEMMER PP-800”进行混合，以制备单体混合物溶液。将二十(20)份的MEK和0.3份的作为链转移剂的2-巯基乙醇以及10％的上述制备的单体混合物溶液装入反应容器中并彼此混合，并且然后用氮气完全替换反应容器的内部气氛。
分开地，将通过混合剩余的90％的单体混合物溶液、0.27份的上述链转移剂、60份的MEK和2.2份的偶氮基自由基聚合引发剂“V-65”而制备的混合溶液装入滴液漏斗中。以与调制例1中相同的方式进行后续程序，由此获得含羧基的聚合物溶液(c)(聚合物的数均分子量：12,500)。
调制例4
将三十九(39)份的丙烯酸(试剂)(可购自Wako Pure Chemical Industries，Ltd.)、151份的苯乙烯(可购自Wako Pure Chemical Industries，Ltd.)和10份的α-甲基苯乙烯(试剂)(可购自Wako Pure Chemical Industries，Ltd.)进行混合，以制备单体混合物溶液。将二十(20)份的MEK和0.3份的作为链转移剂的2-巯基乙醇以及10％的上述制备的单体混合物溶液装入反应容器中并彼此混合，并且然后用氮气完全替换反应容器的内部气氛。
分开地，将通过混合剩余的90％的单体混合物溶液、0.27份的上述链转移剂、60份的MEK和2.2份的偶氮基自由基聚合引发剂“V-65”而制备的混合溶液装入滴液漏斗中。以与调制例1中相同的方式进行后续程序，由此获得含羧基的聚合物溶液(d)(聚合物的数均分子量：11,000)。
调制例5
将五十五(55)份的丙烯酸(可购自Wako Pure Chemical Industries，Ltd.)、136份的苯乙烯(可购自Wako Pure Chemical Industries，Ltd.)和9份的α-甲基苯乙烯(可购自Wako Pure Chemical Industries，Ltd.)进行混合，以制备单体混合物溶液。将二十(20)份的MEK和0.3份的作为链转移剂的2-巯基乙醇以及10％的上述制备的单体混合物溶液装入反应容器中并彼此混合，并且然后用氮气完全替换反应容器的内部气氛。
分开地，将通过混合剩余的90％的单体混合物溶液、0.27份的上述链转移剂、60份的MEK和2.2份的偶氮基自由基聚合引发剂“V-65”而制备的混合溶液装入滴液漏斗中。以与调制例1中相同的方式进行后续程序，由此获得含羧基的聚合物溶液(e)(聚合物的数均分子量：12,500)。
调制例6
将六十二(62)份的丙烯酸(可购自Wako Pure Chemical Industries，Ltd.)、129份的苯乙烯(可购自Wako Pure Chemical Industries，Ltd.)和9份的α-甲基苯乙烯(试剂)(可购自Wako Pure Chemical Industries，Ltd.)进行混合，以制备单体混合物溶液。将二十(20)份的MEK和0.3份的作为链转移剂的2-巯基乙醇以及10％的上述制备的单体混合物溶液装入反应容器中并彼此混合，并且然后用氮气完全替换反应容器的内部气氛。
分开地，将通过混合剩余的90％的单体混合物溶液、0.27份的上述链转移剂、60份的MEK和2.2份的偶氮基自由基聚合引发剂“V-65”而制备的混合溶液装入滴液漏斗中。以与调制例1中相同的方式进行后续程序，由此获得含羧基的聚合物溶液(f)(聚合物的数均分子量：12,500)。
调制例7
将七十七(77)份的丙烯酸(可购自Wako Pure Chemical Industries，Ltd.)、114份的苯乙烯(可购自Wako Pure Chemical Industries，Ltd.)和9份的α-甲基苯乙烯(试剂)(可购自Wako Pure Chemical Industries，Ltd.)进行混合，以制备单体混合物溶液。将二十(20)份的MEK和0.3份的作为链转移剂的2-巯基乙醇以及10％的上述制备的单体混合物溶液装入反应容器中并彼此混合，并且然后用氮气完全替换反应容器的内部气氛。
分开地，将通过混合剩余的90％的单体混合物溶液、0.27份的上述链转移剂、60份的MEK和2.2份的偶氮基自由基聚合引发剂“V-65”而制备的混合溶液装入滴液漏斗中。以与调制例1中相同的方式进行后续程序，由此获得含羧基的聚合物溶液(g)(聚合物的数均分子量：13,500)。
调制例8
将九十五(95)份的丙烯酸(可购自Wako Pure Chemical Industries，Ltd.)、96份的苯乙烯(可购自Wako Pure Chemical Industries，Ltd.)和9份的α-甲基苯乙烯(可购自Wako Pure Chemical Industries，Ltd.)进行混合，以制备单体混合物溶液。将二十(20)份的MEK和0.3份的作为链转移剂的2-巯基乙醇以及10％的上述制备的单体混合物溶液装入反应容器中并彼此混合，并且然后用氮气完全替换反应容器的内部气氛。
分开地，将通过混合剩余的90％的单体混合物溶液、0.27份的上述链转移剂、60份的MEK和2.2份的偶氮基自由基聚合引发剂“V-65”而制备的混合溶液装入滴液漏斗中。以与调制例1中相同的方式进行后续程序，由此获得含羧基的聚合物溶液(h)(聚合物的数均分子量：13,500)。
调制例9
将七十四(74)份的甲基丙烯酸(可购自Wako Pure Chemical Industries，Ltd.)、66份的甲基丙烯酸苄酯(试剂)(可购自Wako Pure Chemical Industries，Ltd.)、40份的上述苯乙烯大分子单体“AS-6S”(20份作为固体组分的量)和40份的上述聚丙二醇单甲基丙烯酸酯“BLEMMER PP-800”进行混合，以制备单体混合物溶液。将二十(20)份的MEK和0.3份的作为链转移剂的2-巯基乙醇以及10％的上述制备的单体混合物溶液装入反应容器中并彼此混合，并且然后用氮气完全替换反应容器的内部气氛。
分开地，将通过混合剩余的90％的单体混合物溶液、0.27份的上述链转移剂、60份的MEK和2.2份的偶氮基自由基聚合引发剂“V-65”而制备的混合溶液装入滴液漏斗中。以与调制例1中相同的方式进行后续程序，由此获得含羧基的聚合物溶液(i)(聚合物的数均分子量：13,500)。
调制例10
将一百一十四(114)份的甲基丙烯酸(可购自Wako Pure Chemical Industries，Ltd.)、26份的甲基丙烯酸苄酯(可购自Wako Pure Chemical Industries，Ltd.)、40份的上述苯乙烯大分子单体“AS-6S”(20份作为固体组分的量)和40份的上述聚丙二醇单甲基丙烯酸酯“BLEMMER PP-800”进行混合，以制备单体混合物溶液。将二十(20)份的MEK和0.3份的作为链转移剂的2-巯基乙醇以及10％的上述制备的单体混合物溶液装入反应容器中并彼此混合，并且然后用氮气完全替换反应容器的内部气氛。
分开地，将通过混合剩余的90％的单体混合物溶液、0.27份的上述链转移剂、60份的MEK和2.2份的偶氮基自由基聚合引发剂“V-65”而制备的混合溶液装入滴液漏斗中。以与调制例1中相同的方式进行后续程序，由此获得含羧基的聚合物溶液(j)(聚合物的数均分子量：14,500)。
<颜料水分散体的制造>
制造例1
将通过在减压下干燥调制例1中获得的聚合物溶液而制备的二十五(25)份的聚合物混合于78.6份的MEK。然后，将6.3份的5N氢氧化钠水溶液(氢氧化钠固体含量：16.9％；用于容量滴定)(可购自Wako Pure Chemical Industries，Ltd.)添加到所得混合溶液中以中和聚合物，使得氢氧化钠的摩尔数与聚合物的羧基的摩尔数的比率是40％(中和度：40％)。此外，将400份的离子交换水并且然后是100份的青色颜料“TGR-SD”(商品名；C.I.颜料蓝15：3)(可购自DIC Corporation)添加到所得混合物中。使用分散器“ULTRA DISPER”(商品名)(可购自Asada Iron Works Co.，Ltd.)同时以7000rpm的转速运转其分散叶片，将由此获得的混合物在20℃搅拌60分钟。
在200MPa的压力下，使用“Microfluidizer”(商品名)(可购自MicrofluidicsCorporation)通过使混合物经过装置10次，将所得混合物分散。将获得的分散体与250份的离子交换水混合并且一起搅拌，并且然后允许在减压下在60℃放置以从其中完全地除去MEK，随后从其中进一步除去一部分水。使用装有5μm过滤器(乙酰纤维素膜；外径：2.5cm)(可购自FUJIFILM Corporation)的25mL容量的无针注射器(可购自Terumo Corporation)使所得分散体经历过滤，以从其中除去粗颗粒，由此获得固体含量为20％的颜料水分散体1。
制造例2
重复与制造例1中相同的程序，除了使用25份的通过在减压下干燥调制例2中获得聚合物溶液(代替调制例1中获得的聚合物溶液)而制备的聚合物以及使用5.1份(中和度：20％)的5N氢氧化钠水溶液(氢氧化钠固体含量：16.9％；用于容量滴定)(可购自Wako PureChemical Industries，Ltd.)代替6.3份的5N氢氧化钠水溶液，由此获得颜料水分散体2。
制造例3和4
重复与制造例2中相同的程序，除了使用7.6份(中和度：30％)或10.1份(中和度：40％)的5N氢氧化钠水溶液代替5.1份的5N氢氧化钠水溶液，由此获得颜料水分散体3和4。
制造例5
重复与制造例4中相同的程序，除了使用10.1份(中和度：40％)的5N氢氧化钾水溶液(氢氧化钾固体含量：23.1％；用于容量滴定)(可购自Wako Pure Chemical Industries，Ltd.)代替10.1份的5N氢氧化钠水溶液，由此获得颜料水分散体5。
制造例6
重复与制造例2中相同的程序，除了使用4.3份(中和度：40％)的三乙胺代替5.1份的5N氢氧化钠水溶液，由此获得颜料水分散体6。
制造例7至9
重复与制造例2中相同的程序，除了使用12.7份(中和度：50％)、15.2份(中和度：60％)或25.4份(中和度：100％)的5N氢氧化钠水溶液代替5.1份的5N氢氧化钠水溶液，由此获得颜料水分散体7至9。
制造例10
重复与制造例6中相同的程序，除了使用10.8份(中和度：100％)的三乙胺代替4.3份的三乙胺，由此获得颜料水分散体10。
制造例11
重复与制造例1中相同的程序，除了使用25份的通过在减压下干燥调制例3中获得聚合物溶液(代替调制例1中获得的聚合物溶液)而制备的聚合物以及使用15，6份(中和度：40％)的5N氢氧化钠水溶液，由此获得颜料水分散体11。
制造例12
重复与制造例1中相同的程序，除了使用25份的通过在减压下干燥调制例4中获得聚合物溶液(代替调制例1中获得的聚合物溶液)而制备的聚合物，由此获得颜料水分散体12。
制造例13
重复与制造例12中相同的程序，除了使用25份的通过在减压下干燥调制例5中获得聚合物溶液(代替调制例4中获得的聚合物溶液)而制备的聚合物以及使用9.0份(中和度：40％)的5N氢氧化钠水溶液，由此获得颜料水分散体13。
制造例14
重复与制造例12中相同的程序，除了使用25份的通过在减压下干燥调制例6中获得聚合物溶液(代替调制例4中获得的聚合物溶液)而制备的聚合物以及使用10.1份(中和度：40％)的5N氢氧化钠水溶液，由此获得颜料水分散体14。
制造例15
重复与制造例12中相同的程序，除了使用25份的通过在减压下干燥调制例7中获得聚合物溶液(代替调制例4中获得的聚合物溶液)而制备的聚合物以及使用12.7份(中和度：40％)的5N氢氧化钠水溶液，由此获得颜料水分散体15。
制造例16
重复与制造例12中相同的程序，除了使用25份的通过在减压下干燥调制例8中获得聚合物溶液(代替调制例4中获得的聚合物溶液)而制备的聚合物以及使用15.6份(中和度：40％)的5N氢氧化钠水溶液，由此获得颜料水分散体16。
制造例17
重复与制造例1中相同的程序，除了使用25份的通过在减压下干燥调制例10中获得聚合物溶液(代替调制例1中获得的聚合物溶液)而制备的聚合物以及使用10.2份(中和度：40％)的5N氢氧化钾水溶液(用于容量滴定)(可购自Wako Pure Chemical Industries，Ltd.)代替6.3份的5N氢氧化钠水溶液，由此获得颜料水分散体17。
制造例18
重复与制造例1中相同的程序，除了使用100份(可购自Cabot SpecialtyChemicals Inc.)的炭黑颜料“Monarch 880”代替100份的青色颜料，由此获得颜料水分散体18。
<水基颜料分散体的制造>
实施例1
将一百(100)份的制造例2中获得的颜料水分散体2(固体含量：20％)填充到螺口玻璃瓶中，并且将0.72份的在其分子中含有三个环氧基的三羟甲基丙烷聚缩水甘油醚“DENACOL EX-321”(分子量：302；环氧值：140；水溶率：27％)(可购自Nagase ChemteXCorporation)作为交联剂添加到瓶中，随后用螺旋帽气密密封所述瓶。将所述瓶的内容物在70℃加热5小时，同时用搅拌器进行搅拌。在经过5小时后，将所述瓶的内容物冷却至室温，并且然后使用装有5μm过滤器(乙酰纤维素膜；外径：2.5cm)(可购自FUJIFILMCorporation)的25mL容量的无针注射器(可购自Terumo Corporation)进行过滤，由此获得水基颜料分散体1。
实施例2
将一百(100)份的制造例3中获得的颜料水分散体3(固体含量：20％)填充到螺口玻璃瓶中，并且将0.72份的上述“DENACOL EX-321”作为交联剂添加到瓶中，随后用螺旋帽气密密封所述瓶。将所述瓶的内容物在70℃加热5小时，同时用搅拌器进行搅拌。在经过5小时后，将所述瓶的内容物冷却至室温，并且然后以与实施例1中相同的方式进行过滤，由此获得水基颜料分散体2。
实施例3
重复与实施例2中相同的程序，除了使用0.96份的上述“DENACOL EX-321”作为交联剂代替0.72份的交联剂，由此获得水基颜料分散体3。
实施例4
重复与实施例2中相同的程序，除了使用1.20份的上述“DENACOL EX-321”作为交联剂代替0.72份的交联剂，由此获得水基颜料分散体4。
实施例5
将一百(100)份的制造例4中获得的颜料水分散体4(固体含量：20％)填充到螺口玻璃瓶中，并且将0.48份的上述“DENACOL EX-321”作为交联剂添加到瓶中，随后用螺旋帽气密密封所述瓶。将所述瓶的内容物在70℃加热5小时，同时用搅拌器进行搅拌。在经过5小时后，将所述瓶的内容物冷却至室温，并且然后以与实施例1中相同的方式进行过滤，由此获得水基颜料分散体5。
实施例6
重复与实施例5中相同的程序，除了使用0.60份的上述“DENACOL EX-321”代替0.48份的上述“DENACOL EX-321”，由此获得水基颜料分散体6。
实施例7
将一百(100)份的制造例5中获得的颜料水分散体5(固体含量：20％)填充到螺口玻璃瓶中，并且将0.6份的上述“DENACOL EX-321”添加到瓶中，随后用螺旋帽气密密封所述瓶。将所述瓶的内容物在70℃加热5小时，同时用搅拌器进行搅拌。在经过5小时后，将所述瓶的内容物冷却至室温，并且然后以与实施例1中相同的方式进行过滤，由此获得水基颜料分散体7。
实施例8
重复与实施例5中相同的程序，除了使用0.98份的季戊四醇四缩水甘油醚“DENACOL EX-411”(环氧值：229；水不溶性的)(可购自Nagase ChemteX Corporation)代替0.48份的上述“DENACOL EX-321”，由此获得水基颜料分散体8。
实施例9和10
重复与实施例5中相同的程序，除了使用0.84份或0.96份的上述“DENACOL EX-321”代替0.48份的上述“DENACOL EX-321”，由此获得水基颜料分散体9和10。
实施例11
将一百(100)份的制造例7中获得的颜料水分散体7(固体含量：20％)填充到螺口玻璃瓶中，并且将0.84份的上述“DENACOL EX-321”添加到瓶中，随后用螺旋帽气密密封所述瓶。将所述瓶的内容物在70℃加热5小时，同时用搅拌器进行搅拌。此后，将所述瓶的内容物以与实施例1中相同的方式进行过滤，由此获得水基颜料分散体11。
比较例1
将一百(100)份的制造例1中获得的颜料水分散体1(固体含量：20％)填充到螺口玻璃瓶中，并且将0.60份的上述“DENACOL EX-321”添加到瓶中，随后用螺旋帽气密密封所述瓶。将所述瓶的内容物在70℃加热5小时，同时用搅拌器进行搅拌。此后，将所述瓶的内容物以与实施例1中相同的方式进行过滤，由此获得比较的水基颜料分散体1。
比较例2
将一百(100)份的制造例4中获得的颜料水分散体4(固体含量：20％)填充到螺口玻璃瓶中，并且将0.78份的聚甘油聚缩水甘油醚“DENACOL EX-521”(环氧值：183；水溶率：100％)(可购自Nagase ChemteX Corporation)作为交联剂添加到瓶中，随后用螺旋帽气密密封所述瓶。将所述瓶的内容物在70℃加热5小时，同时用搅拌器进行搅拌。此后，将所述瓶的内容物以与实施例1中相同的方式进行过滤，由此获得比较的水基颜料分散体2。
比较例3
将一百(100)份的制造例6中获得的颜料水分散体6(固体含量：20％)填充到螺口玻璃瓶中，并且将0.60份的上述“DENACOL EX-321”添加到瓶中，随后用螺旋帽气密密封所述瓶。将所述瓶的内容物在70℃加热5小时，同时用搅拌器进行搅拌。此后，将所述瓶的内容物以与实施例1中相同的方式进行过滤，由此获得比较的水基颜料分散体3。
比较例4
将一百(100)份的制造例7中获得的颜料水分散体7(固体含量：20％)填充到螺口玻璃瓶中，并且将0.96份的上述“DENACOL EX-321”添加到瓶中，随后用螺旋帽气密密封所述瓶。将所述瓶的内容物在70℃加热5小时，同时用搅拌器进行搅拌。此后，将所述瓶的内容物以与实施例1中相同的方式进行过滤，由此获得比较的水基颜料分散体4。
比较例5
将一百(100)份的制造例8中获得的颜料水分散体8(固体含量：20％)填充到螺口玻璃瓶中，并且将0.72份的上述“DENACOL EX-321”添加到瓶中，随后用螺旋帽气密密封所述瓶。将所述瓶的内容物在70℃加热5小时，同时用搅拌器进行搅拌。此后，将所述瓶的内容物以与实施例1中相同的方式进行过滤，由此获得比较的水基颜料分散体5。
比较例6
将一百(100)份的制造例9中获得的颜料水分散体9(固体含量：20％)填充到螺口玻璃瓶中，并且将0.72份的上述“DENACOL EX-321”添加到瓶中，随后用螺旋帽气密密封所述瓶。将所述瓶的内容物在70℃加热5小时，同时用搅拌器进行搅拌。此后，将所述瓶的内容物以与实施例1中相同的方式进行过滤，由此获得比较的水基颜料分散体6。
比较例7
将一百(100)份的制造例10中获得的颜料水分散体10(固体含量：20％)填充到螺口玻璃瓶中，并且将0.72份的上述“DENACOL EX-321”添加到瓶中，随后用螺旋帽气密密封所述瓶。将所述瓶的内容物在70℃加热5小时，同时用搅拌器进行搅拌。此后，将所述瓶的内容物以与实施例1中相同的方式进行过滤，由此获得比较的水基颜料分散体7。
比较例8
将一百(100)份的制造例11中获得的颜料水分散体11(固体含量：20％)填充到螺口玻璃瓶中，并且将0.96份的上述“DENACOL EX-321”添加到瓶中，随后用螺旋帽气密密封所述瓶。将所述瓶的内容物在70℃加热5小时，同时用搅拌器进行搅拌。此后，将所述瓶的内容物以与实施例1中相同的方式进行过滤，由此获得比较的水基颜料分散体8。
比较例9
将一百(100)份的制造例12中获得的颜料水分散体12(固体含量：20％)填充到螺口玻璃瓶中，并且将0.45份的上述“DENACOL EX-321”添加到瓶中，随后用螺旋帽气密密封所述瓶。将所述瓶的内容物在70℃加热5小时，同时用搅拌器进行搅拌。此后，将所述瓶的内容物以与实施例1中相同的方式进行过滤，由此获得比较的水基颜料分散体9。
<水基墨的评价试验>
(水基墨的制备)
将实施例和比较例中获得的各个水基颜料分散体用于制备含有颜料、甘油(用于化妆品的浓缩甘油)(可购自Kao Corporation)、三甘醇(试剂)(可购自Wako PureChemical Industries，Ltd.)和“ACETYLENOL E100”(2，4，7，9-四甲基-5-癸炔-4，7-二醇与10摩尔的环氧乙烷的加合物)(可购自Kawaken Fine Chemical Co.，Ltd.)的混合物，其浓度基于待制备的水基墨的总量分别为5％、5％、7％和0.5％，并且将离子交换水进一步添加到其中以将所得分散体的总量调节到100％。在使用磁力搅拌器进行搅拌的同时将由此获得的分散体充分混合，并且然后使用装有1.2μm过滤器(乙酰纤维素膜；外径：2.5cm)(可购自FUJIFILM Corporation)的25mL容量的无针注射器进行过滤，由此获得水基墨。
使用由此获得的水基墨，进行以下实验1至4以评价水基墨的性质。结果显示于表1和2中。
实验1(喷射性质的评价)
将以上获得的水基墨装载到喷墨打印机“型号：EM-930C”(压电式)(可购自SeikoEpson Corporation)，以在100张普通纸上进行全面图像印刷(精细模式)。对第100张印张上的全面图像进行观察以对其上的白线(白条纹)的数量(对应于从中未喷射墨的喷嘴的数量)进行计数。接下来，在使喷嘴经历清洁操作之后，在另外的100张普通纸上进一步进行全面图像印刷，并且再次观察第100张印张上的全面图像以对每喷嘴宽度上出现的白线的数量进行计数。根据以下等级对水基墨的喷射性质进行评价。
(评价等级)
A：第100张印张和第200张印张二者上的全面图像均未出现白线。
B：第100张印张和第200张印张上的全面图像中出现2条以下白线。
C：第100张印张或第200张印张上的全面图像中出现3至5条白线。
D：第100张印张或第200张印张上的全面图像中出现6条以上白线。
实验2(储存稳定性的评价)
将各个水基墨填充到螺旋小瓶(可购自Maruemu Corporation)中，并且将由此填充的螺旋小瓶用螺旋帽气密密封并允许在各自设置为20℃和60℃的恒温室中放置一个星期。然后，对水基墨的平均粒径进行测量以根据下式计算其平均粒径的增大率。水基墨的平均粒径的增大率越小，则聚集的颗粒的量越少，并且因此水基墨的储存稳定性越优异。
平均粒径的增大率(％)＝[(储存后的墨的平均粒径)-(用于制备墨的水分散体的平均粒径)/(用于制备墨的水分散体的平均粒径)]x100
实验3(固定性质的评价)
将上述实验1(喷射性质的评价)中使用的印刷图案打印在一张代替普通纸的涂布纸“OK Topcoat”(可购自Oji Paper Co.，Ltd.)上，并且允许在23℃的温度和50％的湿度下放置24小时。然后，使所得印刷材料经历耐磨程度试验，其中使用耐摩牢度测定仪(“QC-621-A”，可购自Imoto Machinery Co.，Ltd.)将印刷材料上的墨图像用作为摩擦材料的涂布纸“OK Topcoat”(可购自Oji Paper Co.，Ltd.)摩擦5次(通过5次往复运动)。
在耐磨程度试验后，通过光学分光光度仪“SpectroEye”(可购自Sakata InxEngineering Co.，Ltd.)对转移到用作摩擦材料的涂布纸上的墨的光密度进行测量。
转移的墨的光密度越小，则转移的墨的量越少，并且因此墨的固定性质越优异。
实验4(耐水性的评价)
将上述实验1(喷射性质的评价)中使用的印刷图案打印在一张纸上，并且允许在23℃的温度和50％的湿度下放置24小时。然后，使所得印刷材料经历耐水性试验，其中将印刷材料的表面上的墨图像用浸渍有离子交换水的棉签(100％天然棉)(可购自Johnson&Johnson K.K.)摩擦10次(通过10次往复运动)。此后，对印刷材料的表面上的墨图像的光密度进行测量。随着光密度的值变小，墨的耐水性变差。根据以下等级对墨的耐水性进行评价。
(评价等级)
光密度差＝(摩擦后的印刷材料上的墨图像的光密度)-(摩擦前的印刷材料上的墨图像的光密度)
随着摩擦之前和之后的印刷材料上的墨图像之间的光密度差变得更接近于0，摩擦掉的墨的量变小，并且墨展现出更优异的耐水性。
实施例12
将一百(100)份的制造例13中获得的颜料水分散体13(固体含量：20％)填充到螺口玻璃瓶中，并且将0.75份的上述“DENACOL EX-321”作为交联剂添加到瓶中，随后用螺旋帽气密密封所述瓶。将所述瓶的内容物在70℃加热5小时，同时用搅拌器进行搅拌。此后，将所述瓶的内容物以与实施例1中相同的方式进行过滤，由此获得水基颜料分散体12。
使用所得水基颜料分散体，以如上所述的相同方式制备水基墨，并且然后进行上述实验1至4以评价水基墨的性质。结果显示于表3中。
实施例13
将一百(100)份的制造例14中获得的颜料水分散体14(固体含量：20％)填充到螺口玻璃瓶中，并且将0.60份的上述“DENACOL EX-321”添加到瓶中，随后用螺旋帽气密密封所述瓶。将所述瓶的内容物在70℃加热5小时，同时用搅拌器进行搅拌。此后，将所述瓶的内容物以与实施例1中相同的方式进行过滤，由此获得水基颜料分散体13。随后，进行与实施例12中相同的评价程序。结果显示于表3中。
实施例14
将一百(100)份的制造例15中获得的颜料水分散体15(固体含量：20％)填充到螺口玻璃瓶中，并且将0.9份的上述“DENACOL EX-321”添加到瓶中，随后用螺旋帽气密密封所述瓶。将所述瓶的内容物在70℃加热5小时，同时用搅拌器进行搅拌。此后，将所述瓶的内容物以与实施例1中相同的方式进行过滤，由此获得水基颜料分散体14。随后，进行与实施例12中相同的评价程序。结果显示于表3中。
比较例10
将一百(100)份的制造例16中获得的颜料水分散体16(固体含量：20％)填充到螺口玻璃瓶中，并且将0.96份的上述“DENACOL EX-321”添加到瓶中，随后用螺旋帽气密密封所述瓶。将所述瓶的内容物在70℃加热5小时，同时用搅拌器进行搅拌。此后，将所述瓶的内容物以与实施例1中相同的方式进行过滤，由此获得比较的水基颜料分散体10。随后，进行与实施例12中相同的评价程序。结果显示于表3中。
实施例15
将一百(100)份的制造例17中获得的颜料水分散体17(固体含量：20％)填充到螺口玻璃瓶中，并且将0.60份的上述“DENACOL EX-321”添加到瓶中，随后用螺旋帽气密密封所述瓶。将所述瓶的内容物在70℃加热5小时，同时用搅拌器进行搅拌。此后，将所述瓶的内容物以与实施例1中相同的方式进行过滤，由此获得水基颜料分散体15。随后，进行与实施例12中相同的评价程序。结果显示于表3中。
实施例16
将一百(100)份的制造例18中获得的颜料水分散体18(固体含量：20％)填充到螺口玻璃瓶中，并且将0.72份的上述“DENACOL EX-321”添加到瓶中，随后用螺旋帽气密密封所述瓶。将所述瓶的内容物在70℃加热5小时，同时用搅拌器进行搅拌。此后，将所述瓶的内容物以与实施例1中相同的方式进行过滤，由此获得水基颜料分散体16。随后，进行与实施例12中相同的评价程序。结果显示于表3中。
工业适用性
根据本发明，可以提供一种水基颜料分散体，其不仅具有能够抑制颜料或聚合物在喷墨嘴中的固化的优异的储存稳定性，而且具有优异的喷射性质和固定性质，同时保持所得水基颜料分散体和水基墨的良好的耐水性作为通过在其中使用颜料所获得的优点：以及一种制造水基墨的方法。

Claims (15)

1.一种包含颜料、聚合物分散剂和水性介质的水基颜料分散体，其中使用所述聚合物分散剂将所述颜料分散在所述水性介质中，
所述聚合物分散剂是水不溶性聚合物，所述水不溶性聚合物包含至少部分被碱金属氢氧化物中和的羧基，并且具有通过使一部分所述羧基与水不溶性多官能环氧化合物反应而获得的交联结构，
所述水基颜料分散体满足以下条件1和2：
条件1：根据下式计算的值不小于32mgKOH/g且不大于130mgKOH/g：
{[100-(中和度)-(交联度)]/100}x(含羧基的水不溶性聚合物的酸值)；和
条件2：根据下式计算的值不小于48mgKOH/g且不大于144mgKOH/g：
[(中和度)/100]x(含羧基的水不溶性聚合物的酸值)，
其中所述中和度意指所述碱金属氢氧化物的摩尔当量数与所述水不溶性聚合物的羧基的摩尔当量数的比率[(碱金属氢氧化物的摩尔当量数)/(水不溶性聚合物的羧基的摩尔当量数)]，并且所述交联度意指所述水不溶性多官能环氧化合物的环氧基的摩尔当量数与所述水不溶性聚合物的羧基的摩尔当量数的比率[(水不溶性多官能环氧化合物的环氧基的摩尔当量数)/(水不溶性聚合物的羧基的摩尔当量数)]。
2.根据权利要求1所述的水基颜料分散体，其中所述水基颜料分散体进一步满足以下条件3：
条件3：根据下式计算的值不小于40mgKOH/g且不大于130mgKOH/g：
[(交联度)/100]x(含羧基的水不溶性聚合物的酸值)。
3.根据权利要求1或2所述的水基颜料分散体，其中所述含羧基的水不溶性聚合物的所述酸值不小于200mgKOH/g且不大于320mgKOH/g。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的水基颜料分散体，其中所述水不溶性多官能环氧化合物是多元醇的缩水甘油醚化合物，所述多元醇含有具有不少于3个且不多于8个碳原子的烃基。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的水基颜料分散体，其中所述含羧基的水不溶性聚合物是基于乙烯基的聚合物，所述基于乙烯基的聚合物包含来源于选自由丙烯酸和甲基丙烯酸组成的组的至少一种含羧基的单体的结构单元，以及来源于选自由丙烯酸酯单体、甲基丙烯酸酯单体和含芳香族基团的单体组成的组的至少一种疏水性单体的结构单元，所述疏水性单体包含具有不少于1个且不多于22个碳原子的烷基或具有不少于6个且不多于22个碳原子的芳基。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的水基颜料分散体，其中所述水不溶性聚合物的数均分子量不小于2,000且不大于20,000。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的水基颜料分散体，其中所述水不溶性多官能环氧化合物的分子量不小于120且不大于2,000。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的水基颜料分散体，其中交联的水不溶性聚合物的交联度不小于5摩尔％且不大于80摩尔％。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的水基颜料分散体，所述水基颜料分散体用于在喷墨印刷中使用。
10.一种用于制造水基墨的方法，所述方法包括以下步骤1至4：
步骤1：用碱金属氢氧化物中和含羧基的水不溶性聚合物；
步骤2：将所述步骤1中获得的中和的水不溶性聚合物与颜料在水性介质中混合并分散，以获得颜料水分散体A；
步骤3：用水不溶性多官能环氧化合物对所述步骤2中获得的所述颜料水分散体A进行交联处理以获得水基颜料分散体B，所述水基颜料分散体B包含交联的水不溶性聚合物；和
步骤4：将所述步骤3中获得的所述水基颜料分散体B与有机溶剂混合以获得所述水基墨，
所述水基墨满足以下条件1和2，所述条件1和2表示所述步骤1中的所述水不溶性聚合物的酸值和中和度与所述步骤3中的所述水不溶性聚合物的交联度之间的关系：
条件1：根据下式计算的值不小于32mgKOH/g且不大于130mgKOH/g：
{[100-(中和度)-(交联度)]/100}x(含羧基的水不溶性聚合物的酸值)；和
条件2：根据下式计算的值不小于48mgKOH/g且不大于144mgKOH/g：
[(中和度)/100]x(含羧基的水不溶性聚合物的酸值)，
其中所述中和度意指所述碱金属氢氧化物的摩尔当量数与所述水不溶性聚合物的羧基的摩尔当量数的比率[(碱金属氢氧化物的摩尔当量数)/(水不溶性聚合物的羧基的摩尔当量数)]，并且所述交联度意指所述水不溶性多官能环氧化合物的环氧基的摩尔当量数与所述水不溶性聚合物的羧基的摩尔当量数的比率[(水不溶性多官能环氧化合物的环氧基的摩尔当量数)/(水不溶性聚合物的羧基的摩尔当量数)]。
11.根据权利要求10所述的用于制造水基墨的方法，其中所述水基墨进一步满足以下条件3：
条件3：根据下式计算的值不小于40mgKOH/g且不大于130mgKOH/g：
[(交联度)/100]x(含羧基的水不溶性聚合物的酸值)。
12.根据权利要求10或11所述的用于制造水基墨的方法，其中所述步骤1中的所述水不溶性聚合物的所述酸值不小于200mgKOH/g且不大于320mgKOH/g。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的用于制造水基墨的方法，其中所述步骤1中的所述水不溶性聚合物的所述羧基的中和度不小于10摩尔％且不大于60摩尔％。
14.根据权利要求10至13中任一项所述的用于制造水基墨的方法，其中所述步骤3中交联的所述水不溶性聚合物的所述交联度不小于5摩尔％且不大于80摩尔％。
15.根据权利要求1至8中任一项所述的水基颜料分散体用于水基墨的用途。
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