FR3058151A1 - Polymeres pour des encres pour imprimantes a jet d'encre - Google Patents

Polymeres pour des encres pour imprimantes a jet d'encre Download PDF

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Abstract

La présente invention concerne des polymères qui peuvent être incorporés dans des dispersions de pigment et des compositions d'encre pour jet d'encre, comprenant des monomères hydrophobes éthyléniquement insaturés et des seconds monomères choisis parmi l'anhydride maléique, l'acide maléique et des sels, esters, imides et amides de ceux-ci . Les polymères peuvent avoir une partie des seconds monomères fonctionnalisés avec au moins un groupe organique ayant une valeur d'indice de calcium supérieure ou égale à une valeur d'indice de calcium de l'acide phénylphosphonique. De manière supplémentaire et/ou alternativement, le au moins un polymère peut être réticulé via les seconds monomères. Des dispersions et des compositions d'encre pour jet d'encre comprenant de tels polymères peuvent également comprendre en outre au moins un pigment et un véhicule liquide. L'invention concerne également des procédés de fabrication de tels polymères.

Description

Titulaire(s) : CABOT CORPORATION SN.
Mandataire(s) : CABINET WEINSTEIN.
FR 3 058 151 - A1 (54) POLYMERES POUR DES ENCRES POUR IMPRIMANTES A JET D'ENCRE.
©) La présente invention concerne des polymères qui peuvent être incorporés dans des dispersions de pigment et des compositions d'encre pour jet d'encre, comprenant des monomères hydrophobes éthyléniquement insaturés et des seconds monomères choisis parmi l'anhydride maléique, l'acide maléique et des sels, esters, imides et amides de ceux-ci . Les polymères peuvent avoir une partie des seconds monomères fonctionnalisés avec au moins un groupe organique ayant une valeur d'indice de calcium supérieure ou égale à une valeur d'indice de calcium de l'acide phénylphosphonique. De manière supplémentaire et/ou alternativement, le au moins un polymère peut être réticulé via les seconds monomères. Des dispersions et des compositions d'encre pour jet d'encre comprenant de tels polymères peuvent également comprendre en outre au moins un pigment et un véhicule liquide. L'invention concerne également des procédés de fabrication de tels polymères.
i
DOMAINE DE L'INVENTION [1] La présente invention concerne des polymères comprenant des monomères hydrophobes éthyléniquement insaturés et des monomères d’anhydride maléique et/ou d’acide maléique (ou des sels, esters, imides et amides de ceux-ci), ainsi que des compositions comprenant de tels monomères, qui peuvent être utiles dans des applications d'encre pour jet d'encre.
ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE [2] Dans une impression à jet d'encre d'encres à base de pigment, des gouttelettes d'encre individuelles sont déposées sur un substrat dans le but de former rapidement des agrégats de pigment sur le substrat. Ce processus peut être difficile pour des papiers non-couchés et des papiers couchés, y compris ceux avec des sels faiblement solutés tels que des sels de calcium et de magnésium. Une agrégation de pigment lente peut conduire à une qualité d'image moyenne ou inférieure à la moyenne telle qu’indiquée par une faible densité optique, un mauvais voile, etc.
[3] D'autres défis incluent le maintien de la stabilité de ces dispersions à base de pigments. En conséquence, il existe un besoin de développer de nouvelles compositions d'encre pour jet d'encre à base de pigment pour répondre à ces défis.
RÉSUMÉ [4] Un mode de réalisation propose un polymère comprenant :
des premiers monomères choisis parmi des monomères hydrophobes éthyléniquement insaturés, et des seconds monomères choisis parmi l’anhydride maléique, l’acide maléique, et des sels, esters, imides et amides de ceux-ci, dans lequel au moins une partie des seconds monomères est fonctionnalisée avec au moins un groupe organique ayant une valeur d’indice de calcium supérieure à une valeur d’indice de calcium de l’acide phénylphosphonique.
[5] Un autre mode de réalisation propose une composition comprenant :
au moins un pigment ;
un véhicule liquide ; et au moins un polymère comprenant des premiers monomères choisis parmi des monomères hydrophobes éthyléniquement insaturés, et des seconds monomères choisis parmi l’anhydride maléique, l’acide maléique, et des sels, esters, imides et amides de ceux-ci, dans laquelle une partie des seconds monomères sont fonctionnalisés avec au moins un groupe organique ayant une valeur d’indice de calcium supérieure ou égale à une valeur d’indice de calcium de l’acide phénylphosphonique.
[6] Un autre mode de réalisation propose une composition comprenant :
au moins un pigment un véhicule liquide ; et au moins un polymère encapsulant le au moins un pigment, dans laquelle le au moins un polymère comprend des premiers monomères choisis parmi des monomères hydrophobes éthyléniquement insaturés, et des seconds monomères choisis parmi l’anhydride maléique, l’acide maléique, et des sels, esters, imides et amides de ceux-ci, dans laquelle les monomères éthyléniquement insaturés comprennent la formule CH2=CR1R2, où R1 et R2 sont choisis indépendamment parmi H, alkyle en C-i-C12, aryle en C5-C20, et alkaryle en C6-C20, et les atomes de carbone de R1 et R2 peuvent être facultativement substitués par au moins un hétéroatome choisi parmi O, N et S, et dans lequel le au moins un polymère est réticulé via les seconds monomères.
[7] Un autre mode de réalisation propose un procédé de fabrication d’un polymère (par exemple, un polymère capable de liaison avec un ion métallique divalent, tel qu’un polymère de liaison de calcium et/ou de magnésium) comprenant :
(a) la combinaison :
(i) d’au moins un polymère comprenant des premiers monomères choisis parmi des monomères hydrophobes éthyléniquement insaturés, et des seconds monomères choisis parmi l’anhydride maléique, l’acide maléique, et des sels, esters, imides et amides de ceux-ci, et (ii) d’au moins un réactif comprenant un groupe amino et au moins un groupe organique ayant une valeur d’indice de calcium supérieure à une valeur d’indice de calcium de l’acide phénylphosphonique ; et (b) la formation du polymère.
[8] Un autre mode de réalisation propose un procédé de fabrication d’un polymère comprenant, (a) la combinaison :
(i) d’au moins un polymère comprenant des premiers monomères choisis parmi des monomères hydrophobes éthyléniquement insaturés, et des seconds monomères choisis parmi l’anhydride maléique, l’acide maléique, et des sels, esters, imides et amides de ceux-ci, dans lequel les monomères éthyléniquement insaturés comprennent la formule CH2=CR1R2, où R1 et R2 sont choisis indépendamment parmi H, alkyle en Ci-Ci2, aryle en C5-C20, et alkaryle en C6-C2o, et les atomes de carbone de R1 et R2 peuvent être facultativement substitués par au moins un hétéroatome choisi parmi O, N et S, et (iii) d’au moins un agent de réticulation choisi parmi des composés contenant un époxy ; et (b) la formation du polymère.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE [9] Sont décrites ici des compositions comprenant :
au moins un pigment ;
un véhicule liquide ; et au moins un polymère qui est réticulé et/ou capable d’une liaison au calcium et/ou à d'autres métaux divalents.
[10] Dans un mode de réalisation, le au moins un polymère est capable d’une liaison au calcium et/ou à d'autres métaux divalents. Dans un mode de réalisation, le au moins un polymère comprend des premiers monomères choisis parmi des monomères hydrophobes éthyléniquement insaturés, et des seconds monomères choisis parmi l’anhydride maléique, l’acide maléique, et des sels, esters, imides et amides de ceux-ci, où une partie des seconds monomères est fonctionnalisée avec au moins un groupe organique ayant une valeur d’indice de calcium supérieure ou égale à une valeur d'indice de calcium de l’acide phénylphosphonique. Dans un mode de réalisation, le au moins un groupe organique a une valeur d’indice de calcium supérieure ou égale à une valeur d'indice de calcium de l’acide 1,2,3-benzène tricarboxylique.
[11] Un autre mode de réalisation propose une composition comprenant :
au moins un pigment ;
un véhicule liquide ; et au moins un polymère encapsulant le au moins un pigment, dans lequel le au moins un polymère comprend des premiers monomères choisis parmi des monomères hydrophobes éthyléniquement insaturés, et des seconds monomères choisis parmi l’anhydride maléique, l’acide maléique, et des sels, esters, imides et amides de ceux-ci, où les monomères éthyléniquement insaturés comprennent la formule CH2=CR1R2, où R1 et R2 sont choisis indépendamment parmi H, alkyle en Ci-Ci2, aryle en C5-C20, et alkaryle en C6-C20, et les atomes de carbone de R1 et R2 peuvent être facultativement substitués par au moins un hétéroatome choisi parmi O, N et S, et dans laquelle le au moins un polymère est réticulé via les seconds monomères.
[12] Dans un mode de réalisation, une composition comprenant le au moins un polymère encapsulant le pigment présente une stabilité améliorée par rapport à une composition comprenant un pigment auto-dispersé et/ou une composition comprenant un pigment et un dispersant polymère ayant les mêmes monomères, où le dispersant polymère n'est pas réticulé.
[13] Dans un mode de réalisation, un monomère « éthyléniquement insaturé » contient un groupe C=C polymérisable. Des monomères hydrophobes éthyléniquement insaturés en exemple comprennent des groupes acide acrylate et méthacrylate, des groupes vinyle et des groupes allyle. Dans un mode de réalisation, les monomères éthyléniquement insaturés comprennent la formule CH2=CR1R2, dans laquelle R1 et R2 sont choisis indépendamment parmi H, alkyle en CI-C20 (par exemple, alkyle en Ch-C^ ou Ci-C6), aryle en C5-C20 (par exemple, aryle en C5-Ci2, aryle en C6-C12, aryle en C5-C10, aryle en C6-C10), aralkyle en C6-C20 (alkyle substitué par aryle, par exemple aralkyle en C63058151
Ci2, aralkyle en C6-Cio), et alkaryle en C6-C20 (alkyle substitué par aryle, par exemple alkaryle en C6-C12, alkaryle en C6-C10). R1 et R2 peuvent être linéaires ou ramifiés. Dans un mode de réalisation, les atomes de carbone de R1 et R2 peuvent être facultativement substitués par au moins un hétéroatome choisi parmi O, N et S. Dans un mode de réalisation, R1 et R2 sont indépendamment choisis parmi H, alkyle en Ch-CU, aryle en C5C20, aralkyle en C6-C20, et alkaryle en C6-C20. Dans un autre mode de réalisation, R1 et R2 sont indépendamment choisis parmi H, alkyle en Ci-Ci2, aryle en C5-C2o, et alkaryle en C6C20. Dans encore un autre mode de réalisation, R1 et R2 sont indépendamment choisis parmi H, aryle en C5-C20, et alkaryle en C6-C20.
[14] Dans un mode de réalisation, les monomères hydrophobes éthyléniquement insaturés sont choisis parmi ceux contenant des groupes vinyle, par exemple des α-oléfines. Des monomères en exemple contenant des groupes vinyle comprennent éthylène, propylène, 1-butène, 1-pentène, 1-hexène, 1-heptène, 1-octène, 1nonène, 1-décène, 1-dodécène, 1-tétradécène, 1-hexadécène, 1-heptadécène, 1octadécène, 2-méthyl-1 -butène, 3,3-diméthyl-1-pentène, 2-méthyl-1-heptène, 4,4diméthyl-1-heptène, 3,3-diméthyl-1-hexène, 4-méthyl-1-pentène, isobutylène, diisobutylène, styrène, α-méthylstyrène et vinyltoluène, et des mélanges de ceux-ci.
[15] Dans un mode de réalisation, les monomères hydrophobes éthyléniquement insaturés sont choisis parmi des esters éthyléniquement insaturés, par exemple des esters éthyléniquement insaturés d'un acide aliphatique dans lequel le fragment acide a 3 à 8 atomes de carbone, par exemple 3 à 6 atomes de carbone, et le fragment ester a 1 à 8, par exemple 1 à 6 ou 1 à 4 atomes de carbone. Des exemples d'esters éthyléniquement insaturés comprennent l’acétate de vinyle, l’acétate d'allyle, le méthacrylate de méthyle, l’acrylate d’éthyle, l’acrylate de n-butyle, le méthacrylate de nbutyle, l’acrylate de n-octyle, l’acrylate de benzyle, l’acrylonitrile et l’acrylamide. Dans un mode de réalisation, les premiers monomères peuvent comporter deux monomères hydrophobes éthyléniquement insaturés différents ou plus.
[16] Dans un mode de réalisation, les monomères hydrophobes éthyléniquement insaturés sont choisis parmi le styrène, Ι’α-méthylstyrène, l'éthylène, le propylène, le 1-butylène, l'isobutylène, le butadiène, l'éther vinylique de méthyle. Dans un mode de réalisation, les monomères hydrophobes éthyléniquement insaturés sont choisis parmi le styrène et Γα-méthylstyrène.
[17] Dans un mode de réalisation, les seconds monomères sont choisis parmi l’anhydride maléique, l’acide maléique, et des sels, esters, imides et amides de ceux-ci. Par exemple, les seconds monomères peuvent comporter l'anhydride maléique, ou l'acide maléique, ou un mélange d’anhydride maléique et d’acide maléique (et/ou des sels, esters, imides et amides de ceux-ci). Les seconds monomères peuvent être non substitués (autre que la partie fonctionnalisée avec le au moins un groupe organique). En variante, les seconds monomères peuvent être substitués, par exemple avec au moins un groupe choisi parmi alkyle en C^Cg et halogénure. Des seconds monomères substitués en exemple comprennent l'anhydride méthylmaléique, l'anhydride diméthylmaléique, l'anhydride fluoromaléique et l'anhydride méthyléthylmaléique.
[18] Dans un mode de réalisation, les seconds monomères sont présents dans le au moins un polymère en une quantité dans la plage de 10 à 60 % en moles par rapport au au moins un polymère, par exemple une quantité dans la plage de 10 à 50 % en moles, de 10 à 40 % en moles, de 10 à 35 % en moles, de 20 à 60 % en moles, de 20 à 50 % en moles, de 20 à 40 % en moles, de 20% à 35 % en moles par rapport au au moins un polymère. Dans un mode de réalisation, le au moins un polymère comprend les premiers monomères en une quantité dans la plage de 40 à 90 % en moles, de 50 à 90 %en moles, 40 à 80 % en moles, ou de 50 à 80 % en moles. Dans un autre mode de réalisation, le au moins un polymère comprend les premiers monomères en une quantité dans la plage de 67 à 80 % en moles et les seconds monomères en une quantité dans la plage de 20 à 33 % en moles par rapport au au moins un polymère. Le au moins un polymère peut être un copolymère aléatoire ou un copolymère alternatif.
[19] Dans un mode de réalisation, les premiers monomères sont choisis parmi le styrène. Dans un mode de réalisation, le au moins un polymère est choisi parmi des polymères de styrène-anhydride maléique (SMA) dans lesquels une partie des monomères d'anhydride maléique sont fonctionnalisés avec le au moins un groupe organique. Dans un mode de réalisation, le polymère de styrène-anhydride maléique peut être préparé par la polymérisation du styrène ou d'un monomère styrénique et de l'anhydride maléique, ou de dérivés de ceux-ci. Par exemple, le polymère de styrèneanhydride maléique peut être un copolymère de styrène et d'anhydride maléique. Dans un mode de réalisation, tout ou partie des monomères d'anhydride maléique sont hydrolysés en acide maléique, en ayant pour résultat un polymère comprenant des monomères de styrène, d'anhydride maléique et d'acide maléique (et de sels de ceux-ci). Des monomères supplémentaires, tels que l’acrylate et les méthacrylates, peuvent également être présents. Dans un mode de réalisation, les monomères supplémentaires sont présents à des niveaux bas. Par exemple, les polymères de styrène-anhydride maléique peuvent être un polymère de styrène, d'anhydride maléique, et d'un monomère additionnel ayant un rapport en mole de styrène polymérisé et d'anhydride maléique sur un autre monomère polymérisé supérieur à 1/1, tel que supérieur à 5/1, supérieur à 10/1 et supérieur à 20/1. De tels polymères peuvent être préparés en utilisant n’importe quel procédé connu dans la technique, y compris une polymérisation en utilisant une alimentation en monomère continue ainsi qu’en utilisant un procédé de polymérisation de type one-pot. Dans un mode de réalisation, le polymère de styrène-anhydride maléique est préparé avec un procédé d’alimentation en monomère continue.
[20] D'autres exemples de polymères de styrène-anhydride maléique comprennent des polymères de styrène-anhydride maléique fonctionnalisés (en plus de la partie fonctionnalisée avec le au moins un groupe organique), qui sont des polymères préparés par polymérisation de monomères de styrène et d'anhydride maléique qui ont en outre été mis à réagir, par exemple, avec des alcools pour former des groupes ester ou avec des amines pour former des groupes amide ou imide. Des exemples spécifiques de polymères de styrène-anhydride maléique fonctionnalisés comprennent des polymères comprenant des monomères de styrène et des monomères du demi-ester ou d'amide d'anhydride maléique polymérisé (comprenant ainsi des monomères comprenant des formules telles que —(CH(COOH)—CH(COOR)— ou —(CH(COOH)—CH(CONR2)—, où R est choisi parmi des groupes alkyle en Ci-C20. aralkyle, alkaryle, et aryle, par exemple choisis parmi des groupes alkyle en Cg-Cis, aralkyle et aryle. Des polymères d'anhydride maléique-styrène partiellement fonctionnalisés peuvent également être utilisés, dans lesquels certains, mais pas tous, des monomères d'anhydride maléique polymérisés ont été fonctionnalisés. Des exemples de ces polymères comprennent des polymères de styrène-anhydride maléique-ester d'acide maléique et des polymères de styrène-anhydride maléique-amide d'acide maléique. En outre, des polymères comprenant des monomères de styrène polymérisé et des monomères de ['imide de l'anhydride maléique polymérisé peuvent également être utilisés.
[21] Dans un mode de réalisation, une partie des seconds monomères est fonctionnalisée avec au moins un groupe organique ayant une valeur d’indice de calcium supérieure ou égale à une valeur d’indice de calcium de l’acide phénylphosphonique. Dans un mode de réalisation, le au moins un groupe organique est capable d’une liaison au calcium et/ou à d’autres métaux divalents. Dans un mode de réalisation, la capacité de liaison des métaux divalents peut être quantifiée par l'intermédiaire des valeurs d’indice de calcium, comme décrit dans le brevet U.S. N° 8 858 695, qui est cité ici à titre de référence. « La valeur d’indice de calcium » fait référence à une mesure de la capacité d'un groupe organique à coordonner ou lier des ions calcium en solution. Plus la valeur d’indice de calcium est élevée^ plus le groupe peut coordonner des ions calcium fortement ou efficacement. Les valeurs d’indice de calcium peuvent également être utilisées pour indiquer la capacité de liaison d'autres ions métalliques divalents, par exemple le magnésium.
[22] Les valeurs d’indice de calcium peuvent être déterminées par tout procédé connu dans la technique. Par exemple, la valeur d’indice de calcium peut être mesurée avec un procédé dans lequel la quantité de calcium coordonnée par un composé dans une solution étalon contenant des ions calcium solubles et un indicateur de couleur est mesurée en utilisant la spectroscopie UV-Vis. En variante, pour des composés ayant une couleur forte, la valeur d’indice de calcium peut être mesurée en utilisant un procédé de RMN.
[23] Dans un mode de réalisation, « La valeur d’indice de calcium » est selon les procédés (décrits dans le brevet US N° 8 858 695, par exemple le procédé A ou 1er procédé B à la colonne 29, lignes 45, à colonne 31, ligne 37), qui sont cités ici à titre de référence. Pour l'un ou l'autre procédé utilisé, un composé a été choisi, qui correspond à un groupe organique souhaité à tester. Dans le composé d'essai, le au moins un groupe organique peut être lié à tout résidu aussi longtemps que les atomes responsables de la liaison des ions calcium sont séparés du résidu par au moins deux liaisons. Le résidu peut comprendre ou être constitué d'hydrogène, d'un alkyle en CrCw (substitué ou non substitué) ou d’un aryle en C4-C18 (substitué ou non substitué), par exemple, le composé à tester peut comprendre le groupe organique lié à de l'hydrogène, un alkyle en Ci-C10 (substitué ou non substitué) ou un aryle en C4-C18 (substitué ou non substitué). Par exemple, pour un groupe fonctionnel 3,4,5-tricarboxyphényle et des sels de celui-ci, l'acide
1,2,3-benzène tricarboxylique peut être choisi. Dans cet exemple, le résidu est de l'hydrogène et les atomes d'oxygène des acides carboxyliques sont séparés d'au moins deux liaisons du résidu d’hydrogène.
[24] Dans un mode de réalisation, la référence à la valeur d'indice de calcium signifie que la valeur est supérieure ou égale à celle d'un matériau de référence. Dans un mode de réalisation, la référence est l'acide phénylphosphonique. Ainsi, le au moins un groupe organique a une valeur d’indice de calcium supérieure ou égale à la valeur d’indice de calcium de l'acide phénylphosphonique. Dans un autre mode de réalisation, la référence est l’acide 1,2,3-benzène tricarboxylique. Dans un mode de réalisation, la valeur d’indice de calcium est supérieure ou égale à 2,53, par exemple supérieure ou égale à 2,8, supérieure ou égale à 3, ou supérieure ou égale à 3,2, telle que déterminée par spectroscopie UV-Vis (ou procédé A), comme décrit plus en détail ci-dessous.
[25] Procédé A. Pour ce procédé, une série de solutions ont été préparées à pH de 9 contenant de l’indicateur rouge Congo à 0,087 mM, du chlorure de césium à 5 mM, de l’éther méthylique polyéthylène glycol MW350 à 1 % en poids, et du chlorure de calcium dans des concentrations allant de 0 à 7 mM (0,2, 0,5, 1,2, 3, 4, 4,5, 5, 6 et 7 mM). Les spectres UV-Vis de ces solutions ont été enregistrés dans l'heure suivant leur préparation en utilisant un UV-2501PC. Ces spectres ont été utilisés pour créer une courbe d'étalonnage relative à l’absorbance à 520 nm par rapport à la concentration en calcium.
[26] Des solutions d'essai ont ensuite été préparées à pH de 9 contenant contenant de l’indicateur rouge Congo à 0,087 mM, de l’éther méthylique polyéthylène glycol MW350 à 1 % en poids, du chlorure de calcium à 5 mM et le sel de césium du composé d'intérêt de telle sorte que la concentration en ions au pH de 9 était de 5 mM. La concentration de calcium non complexé a été déterminée par comparaison avec la courbe d'étalonnage. La valeur d’indice de calcium a ensuite été calculée en tant que logio((0,005calcium non complexé)/((calcium non complexé)2)). Les mesures ont été faites en double et moyennées.
[27] Procédé B. Pour des composés qui développent un haut niveau de couleur et sont donc difficiles à utiliser dans le procédé A, un second procédé a été développé. Pour ce procédé, une solution aqueuse qui était à 0,01 M dans 43CaCI2, 0,01 M dans NaCI, D2O à 10 % et à un pH de 8 ou 9 a été préparée à partir de 43CaCO3, HCI/D2O, NaOH/D2O, D2O et d’eau. Le pH a été choisi pour ioniser le composé étudié et pour dissoudre le composé. Une partie de la solution pesant environ 0,65 g a été ajoutée à un tube RMN à 5 mm et pesée à 0,001 g près. Le déplacement chimique du 43Ca non lié a été mesuré en utilisant un spectromètre Bruker Avance II avec une fréquence de résonance des protons à 400,13 MHz. Une solution à 0,2-1,0M du composé (ligand) étudié a été ajoutée par incréments successifs. Après chaque ajout, le déplacement chimique du 43Ca a été mesuré, et δ, la différence entre le déplacement chimique de l'échantillon et celui du calcium non lié a été calculée. Les incréments successifs ont été planifiés de telle sorte que le rapport Lo/Ca0 était de 0,25, 0,5, 1, 2, 3, 4, 6 et 8 où Lo est la concentration totale d’anions complexés, protonés et libres à partir du ligand et Cao est la concentration totale de calcium dans toutes les espèces présentes. La valeur d’indice de calcium (RMN) a été calculée en tant que logio(X) où Xa été déterminé en ajustant les paramètres X et ëm dans l'équation :
<S { [l + (i0 /Ca0) + (l + 7/+ /Ka)KXCan)]-+ (i0 / Ca0 ) + (1 +7/ + / ^ )l(XCa0)]2 -4(£0 /Ca„)} de sorte que la différence RMS entre les données et les déplacements chimiques prévus à partir de l'équation soit minimisée lorsque :
δ est la différence dans le déplacement chimique de 43Ca de l’échantillon par rapport à celui de 43Ca2+ aqueux libre ;
ôm est la différence calculée du déplacement chimique de 43Ca à UCa infini par rapport à celui de 43Ca2+ libre ;
Lo est la concentration totale d’anions complexés, protonés et libres à partir du ligand ;
Ca0 est la concentration totale de calcium dans toutes les espèces présentes ;
X est un paramètre d’ajustement ; et
Ka est la constante de dissociation des protons pour le ligand LH.
[28] Sans vouloir être lié par une quelconque théorie, le dispersant polymère présentement revendiqué peut mener â une performance d'impression améliorée en raison d'une interaction ou liaison avec des sels de calcium et/ou d'autres sels métalliques divalents (par exemple, magnésium) présents dans ou sur le substrat. Les sels métalliques divalents peuvent être un revêtement sur le substrat ou ajoutés ultérieurement, comme par impression avec un fluide fixateur contenant des sels métalliques. Les dispersions initialement stables peuvent rapidement se déstabiliser lorsqu'elles sont en contact avec un substrat. En variante, ou en plus, une déstabilisation peut résulter d'un changement de pH au contact du substrat, ce qui peut être avantageux pour des dispersants polymères comprenant les groupes fonctionnels attachés décrits ci-dessus. Il est considéré que la déstabilisation rapide après impression, provoquée soit par un changement de pH, soit par une interaction avec le calcium et/ou d'autres sels métalliques divalents, ou des mélanges de ceux-ci, donne des images imprimées avec de bonnes propriétés globales, comme la densité optique, la netteté des bords et/ou un mélange des couleurs.
[29] Dans un mode de réalisation, la partie des seconds monomères fonctionnalisée avec le au moins un groupe organique est exprimée en % en moles de la quantité totale des seconds monomères (somme des seconds monomères fonctionnalisés et non fonctionnalisés. Dans un mode de réalisation, la partie des seconds monomères fonctionnalisés avec le au moins un groupe organique est d'au moins 3 % en moles, par exemple d'au moins 5 % en mole, d'au moins 7 % en mole ou d'au moins 10% en mole par rapport à la quantité totale de seconds monomères. Dans un mode de réalisation, la partie des seconds monomères fonctionnalisés avec le au moins un groupe organique est au plus de 75 % en moles des seconds monomères totaux, par exemple au plus de 60 % en moles, au plus de 50 % en moles ou au plus de 40 % en moles de la quantité totale de seconds monomères. Dans un mode de réalisation, la partie des seconds monomères fonctionnalisés avec le au moins un groupe organique est comprise entre 3 % et 75 % en moles, par exemple entre 5 % et 75 % en moles, 3 % et 60 % en moles, 5% en moles à 60 % en moles, 3 % en moles à 50 % en moles, 5 % à 50 % en moles, 3 % à 40 % en moles ou 5 % à 40 % en moles de la quantité totale de seconds monomères.
[30] Dans un mode de réalisation, une partie des seconds monomères sont fonctionnalisés avec au moins un groupe organique via plusieurs réactions connues dans la technique, par exemple des réactions avec des acides carboxyliques et/ou des anhydrides. Dans un mode de réalisation, des alcools ou amines contenant le au moins un groupe organique peuvent réagir avec l’anhydride ou l’acide maléique, facultativement en présente d’une base lorsque nécessaire. Dans un mode de réalisation, une amine primaire contenant le au moins un groupe organique peut réagir avec l’anhydride ou l’acide maléique en présence d’une base pour former un groupe amide qui lie le au moins un groupe organique au polymère.
[31] Dans un mode de réalisation, le au moins un groupe organique comporte au moins un groupe choisi parmi des acides carboxyliques, des acides sulfoniques, des acides phosphoniques, des hydroxyles, des amines et des esters, des amides et des sels, et des esters de ceux-ci.
[32] Dans un mode de réalisation, le au moins un groupe organique est choisi parmi un ou plusieurs parmi :
• au moins un groupe acide phosphonique (par exemple, au moins deux groupes acides phosphonique), des esters partiels de celui-ci et des sels de celui-ci, comme un groupe acide biphosphonique germinal, des esters partiels de celui-ci et des sels de celui-ci ;
• au moins un groupe hétérocyclique comprenant au moins un groupe OH (par exemple, au moins deux groupes OH), et des sels de celui-ci ;
• au moins un groupe acide phosphonique ou un sel de celui-ci et au moins un second groupe ionique, ionisable, ou basique vicinal ou géminal par rapport au groupe acide phosphonique, et des sels de ceux-ci ;
• au moins un groupe aryle ou alkyle polyacide comprenant au moins trois acides carboxyliques ;
• un groupe hétéroaryle comprenant au moins un groupe acide carboxylique, et des sels de celui-ci.
• un groupe aryle comprenant au moins un groupe nitroso et au moins un groupe OH, et des sels de ceux-ci ; et • un groupe azoarène comprenant au moins deux groupes OH, au moins deux groupes NH2, ou au moins un groupe OH et au moins un groupe NH2, et a la formule Ar1-N=N-Ar2, dans laquelle Ar1 et Ar2, qui peuvent être identiques ou différents, sont un groupe arylène ou un groupe aryle et au moins l'un de Ar1 ou Ar2 est un groupe arylène.
[33] Dans un mode de réalisation, le au moins un groupe organique comporte au moins deux groupes acide phosphonique, des esters de ceux-ci, ou des sels de ceuxci.
[34] Dans un mode de réalisation, le au moins un groupe organique peut comprendre au moins un groupe acide biphosponique géminal, des esters partiels de celui-ci, et des sels de celui-ci, c'est-à-dire que le au moins un groupe organique peut comprendre au moins deux groupes acide phosphonique, des esters partiels de ceux-ci, et des sels de ceux-ci qui sont directement liés au même atome de carbone. Un tel groupe peut être également désigné sous le nom de groupe acide 1,1-diphosphonique, un ester partiel de celui-ci, ou un sel de celui-ci. Ainsi, par exemple, le au moins un groupe organique peut comprendre un groupe comprenant la formule -CQ(PO3H2)2, des esters partiels de celui-ci, et des sels de celui-ci. Q est lié à la position géminale et peut être H, R, OR, SR, ou NR2, dans lequel R, qui peut être identique ou différent, est H, un groupe alkyle ramifié ou non ramifié saturé ou insaturé en Ci-C18, un groupe acyle ramifié ou non ramifié saturé ou insaturé en Ci-C18, un groupe aralkyle, un groupe alkaryle, ou un groupe aryle. Par exemple, Q peut être H, R, OR, SR, ou NR2, dans lequel R, qui peut être identique ou différent, est H, un groupe alkyle en Ci-C6, ou un groupe aryle. Dans un mode de réalisation, Q est H, OH, ou NH2. En outre, le au moins un groupe organique peut comprendre un groupe comprenant la formule -(CH2)n-CQ(PO3H2)2, des esters partiels de celui-ci, et des sels de celui-ci, dans lequel Q est tel que décrit ci-dessus et n est de 0 à 9, tel que 1 à 9, 0 à 3, ou 1 à 3. Dans un mode de réalisation, n est 0 ou 1. De même, le au moins un groupe organique peut comprendre un groupe comprenant la formule -Y-(CH2)nCQ(PO3H2)2, des esters partiels de celui-ci, et des sels de celui-ci, dans lequel Q et n sont tels que décrits ci-dessus et Y est un groupe arylène, hétéroarylène, alkylène, vinylidène, alkarylène, aralkylène, cyclique, ou hétérocyclique. Dans un mode de réalisation, Y est un groupe arylène, tel qu'un groupe phénylène, naphtalène, ou biphénylène, qui peut être en outre substitué avec n'importe quel groupe, tel qu'un ou plusieurs groupes alkyle ou groupes aryle. Quand Y est un groupe alkylène, les exemples incluent, mais ne sont pas limités à, des groupes alkylène substitués ou non substitués, qui peuvent être ramifiés ou non ramifiés et qui peuvent être substitués avec un ou plusieurs groupes, tels que des groupes aromatiques. Les exemples incluent, mais ne sont pas limités à, des groupes en CrC^ comme des groupes méthylène, éthylène, propylène, ou butylène.
[35] Y peut en outre être substitué avec un ou plusieurs groupes choisis parmi, mais non limités à, R', OR', COR', COOR', OCOR', des carboxylates, des halogènes, CN, NR’2, SO3H, des sulfonates, des sulfates, NR'(COR'), CONR’2, des imides, NO2, des phosphates, des phosphonates, N=NR', SOR', NR'SO2R', et SO2NR2', dans le(s)quel(s) R’, qui peut être identique ou différent, est indépendamment un hydrogène, des hydrocarbures saturés ou insaturés en Ci-C20 substitués ou non substitués, ramifiés ou non ramifiés, par exemple alkyle, alcényle, alcynyle, aryle substitué ou non substitué, hétéroaryle substitué ou non substitué, alkaryle substitué ou non substitué, ou aralkyle substitué ou non substitué.
[36] Dans un mode de réalisation, le au moins un groupe organique peut comprendre un groupe comprenant la formule -Y-Sp-(CH2)n-CQ(PO3H2)2, des esters partiels de celui-ci, ou un sel de celui-ci, dans lequel Y, Q, et n sont tels que décrits cidessus. Le SP est un groupe espaceur, qui, comme utilisé ci-dessus, est une liaison entre deux groupes. Le SP peut être une liaison ou un groupe chimique. Des exemples de groupes chimiques incluent, mais ne sont pas limités à, -CO2-, -O2C-, -CO-, -OSO^, SO3-, -SO2-,-SO2C2H4O-, -SO2C2H4S-, -SO2C2H4NR-, -O-, -S-, -NR-, —NRCO-, 3058151
CONR-, -NRCO2-, -O2CNR-, -NRCONR-, -N(COR)CO-, -CON(COR>-, -
N RCOCH(CH2CO2R)- et des imides cycliques à partir de ceux-ci, -
NRCOCH2CH(CO2R>- et des imides cycliques à partir de celui-ci,-
CH(CH2CO2R)CONR- et des imides cycliques à partir de celui-ci, -
CH(CO2R)CH2CONR et des imides cycliques à partir de celui-ci (y compris du phtalimide et des maléimides de ceux-ci), des groupes sulfonamide (y compris des groupes -SO2NR”et -NRSO2-), des groupes arylène, des groupes alkylène et similaires. R, qui peut être identique ou différent, représente l'hydrogène ou un groupe organique tel qu'un groupe aryle ou alkyle substitué ou non substitué. Comme montré par la structure ci-dessus, un groupe comprenant au moins deux groupes acide phosphonique et des sels de ceux-ci sont liés à Y à travers le groupe espaceur Sp. Dans un mode de réalisation, Sp est -CO2-, -O2C-, -O-, -NRCO-, ou -CONR-, -SO2NR-, -SO2CH2CH2NR-, -SO2CH2CH2O-, ou -SO2CH2CH2S-, où R est H ou un groupe alkyle en Ci-C6.
[37] De plus, le au moins un groupe organique peut comprendre au moins un groupe comprenant la formule -CR=C(PO3H2)2, des esters partiels de celui-ci, et des sels de celui-ci. R peut être H, un groupe alkyle en C-i-C18 saturé ou insaturé, ramifié ou non ramifié, un groupe acyle en Ci-Ci8 saturé ou insaturé, ramifié ou non ramifié, un groupe aralkyle, un groupe alkaryle ou un groupe aryle. Dans un mode de réalisation, R est H, un groupe alkyle en Cr-Ce, ou un groupe aryle.
[38] Dans un mode de réalisation, le au moins un groupe organique peut comprendre plus de deux groupes acide phosphonique, des esters partiels de ceux-ci, et des sels de ceux-ci, et peut par exemple comporter plus d'un type de groupe (tel que deux ou plus), dans lequel chaque type de groupe comprend au moins deux groupes acide phosphonique, des esters partiels de ceux-ci, et des sels de ceux-ci. Par exemple, le au moins un groupe organique peut comprendre un groupe comprenant la formule -Y[CQ(PO3H2)2]p, des esters partiels de celui-ci, ou un sel de celui-ci. Y et Q sont tels que décrit ci-dessus. Dans un mode de réalisation, Y est un groupe arylène, hétéroarylène, alkylène, alkarylène, ou un aralkylène. Dans cette formule, p est de 1 à 4, par exemple, p est de 2.
[39] Dans un mode de réalisation, le au moins un groupe organique peut comprendre au moins un groupe acide biphosponique vicinal, un ester partiel de celui-ci, et des sels de ceux-ci, signifiant que ces groupes sont l’un à côté de l'autre. Ainsi, le au moins un groupe organique peut comprendre deux groupes acide phosphonique, des esters partiels de ceux-ci, et des sels de ceux-ci liés à des atomes de carbone adjacents ou voisins. De tels groupes sont également parfois appelés groupes acide 1,2diphosphonique, des esters partiels de ceux-ci, et des sels de ceux-ci. Le groupe comprenant les deux groupes acides phosphoniques, des esters partiels de ceux-ci, et des sels de ceux-ci peut être un groupe aromatique ou un groupe alkyle, et par conséquent le groupe acide bisphosphonique vicinal peut être un groupe alkyle vicinal ou un groupe acide aryle diphosphonique vicinal, un ester partiel de ceux-ci, et des sels de ceux-ci. Par exemple, le au moins un groupe organique peut être un groupe comprenant la formule C6H3-(PO3H2)2, des esters partiels de celui-ci, et des sels de celui-ci, dans lequel les groupes acide, ester, ou sel sont en positions ortho les uns par rapport aux autres.
[40] Dans un mode de réalisation, le au moins un groupe organique comporte au moins un groupe acide phosphonique ou un sel de celui-ci et au moins un second groupe ionique, ionisable, ou un groupe basique vicinal ou géminal par rapport au groupe acide phosphonique, et des sels de celui-ci.
[41] Dans un mode de réalisation, le au moins un groupe organique est choisi parmi -C(OH)(PO3H2)2, -CH2C(OH)(PO3H2)2, -CH2CH2C(OH)(PO3H2)2,
CH2CH2CH2C(OH)(PO3H2)2, -CH(PO3H2)2, -CH2CH(PO3H2)2, des esters partiels de ceuxci, et des sels de ceux-ci.
[42] Dans un mode de réalisation, le au moins un groupe organique comporte au moins un groupe hétérocyclique (par exemple, un groupe hétéroaryle) comprenant au moins un groupe OH, par exemple, au moins deux groupes OH, et des sels de ceux-ci. Le groupe hétérocyclique peut être un groupe hétéroaryle contenant de l'azote, tel qu’un groupe pyridinyle ou un groupe quinolinyle, et le au moins un groupe organique est un groupe hydroxy-pyridinyle ou un groupe hydroxy-quinolinyle. Le groupe hydroxy peut être positionné sur le groupe hétéroaryle de tel sorte qu'il soit géométriquement proche de l'hétéroatome, comme ortho à l’hétéroatome Un tel groupe peut être sous la forme d’un sel. Par exemple, le au moins un groupe organique peut comprendre un groupe 2hydroxy-pyridinyle ou un groupe 2-hydroxy-quinolinyle, de même qu’un groupe 8-hydroxyquinolinyle et des sels de ceux-ci. D'autres isomères ou tautomères seront également connus de l’homme du métier. Dans un mode de réalisation, le au moins un groupe organique comporte un groupe 8-hydroxy-quinolinyle. De plus, le au moins un groupe organique peut en outre comprendre des groupes organiques additionnels, y compris ceux décrits ci-dessus pour Y. Par exemple, des groupes attracteurs d'électrons, tels que des groupes chloro ou nitro, peuvent être inclus afin d'abaisser le pKa du groupe OH. Dans un mode de réalisation, le groupe organique peut comporter au moins un groupe hétérocyclique (par exemple, un groupe hétéroaryle) comprenant au moins un groupe OH, et des sels de celui-ci.
[43] Dans un mode de réalisation, le au moins un groupe organique peut également comporter au moins un groupe hétéroaryle comprenant au moins deux groupes OH. Quand il y a deux groupes OH, les groupes OH peuvent être dans des positions ortho l’un par rapport à l'autre sur le groupe hétéroaryle. Quand il y a plus de deux groupes OH, au moins deux groupes OH sont dans des positions ortho l’un par rapport à l’autre sur le groupe hétéroaryle. Par exemple, le au moins un groupe organique peut être un groupe dihydroxy-pyridinyle, tel qu'un groupe 2,3-dihydroxy-pyridinyle (qui peut également être appelé groupe 3-hydroxy-2-pyridonyle), un groupe 3,4-dihydroxy-pyridinyle (qui peut également être appelé groupe 3-hydroxy-4-pyridonyle), un groupe 2,3-dihydroxyquinolinyle (qui peut également être appelé groupe 3-hydroxy-2-quinolonyle), ou un groupe 3,4-dihydroxy-quinolinyle (qui peut également être appelé groupe 3-hydroxy-4quinolonyle). D'autres isomères et tautomères seront également connus de l’homme du métier.
[44] Dans un mode de réalisation, le au moins un groupe organique comporte au moins un groupe acide phosphonique, un ester partiel de celui-ci, et des sels de celui-ci et au moins un second groupe ionique, groupe ionisable, ou un groupe de base. Le second groupe n'est pas un groupe acide phosphonique ou un sel de celui-ci. Dans un mode de réalisation, le second ionique ou groupe ionisable est un groupe d’acide carboxylique, un groupe acide sulfonique, ou un sel de celui-ci. Dans un mode de réalisation, le groupe de base est une base de Lewis, telle qu'un groupe OH (un groupe hydroxyle) ou un groupe amino. Dans un mode de réalisation, ces deux groupes sont géminaux l'un par rapport à l'autre, ce qui signifie qu'ils sont directement liés au même atome de carbone. Ainsi, par exemple, quand le second groupe ionique ou ionisable est un groupe acide carboxylique ou un sel de celui-ci, le au moins un groupe organique peut comprendre un groupe ayant la formule -ΟΟ(ΡΟ3Η2)(ΟΟ2Η) et des sels de celui-ci. Q, qui est lié à la position géminale, peut être l'un quelconque de ceux décrits ci-dessus. Dans un mode de réalisation, Q est H. De plus, le au moins un groupe organique peut comprendre un groupe ayant la formule -(CH2)n-CQ(PO3H2)(CO2H) et des sels de celui-ci, dans lequel n est de 0 à 9, par exemple de 0 à 3. En outre, le au moins un groupe organique peut comprendre un groupe ayant la formule -Y-(CH2)n-CQ(PO3H2)(CO2H) ou un sel de celui-ci, dans lequel Y est tel que décrit ci-dessus. Dans un mode de réalisation, Y est un groupe arylène. De même, le au moins un groupe organique peut comprendre un groupe ayant la formule -Y-Sp-(CH2)n-CQ(PO3H2)(CO2H) ou un sel de celui-ci, dans lequel Y et Sp, qui est un groupe espaceur, sont tels que décrits ci-dessus. Dans un mode de réalisation, Y est un groupe arylène.
[45] Dans un mode de réalisation, le au moins un groupe organique peut comprendre au moins un groupe acide phosphonique, un ester partiel de celui-ci, et des sels de celui-ci et au moins un groupe hydroxy ou un sel de celui-ci, tel qu’un groupe ayant la formule -Y-(PO3H2)(OH) et des sels de celui-ci, dans lequel Y est tel que décrit cidessus. Dans un mode de réalisation, Y est un groupe arylène et le groupe acide phosphonique et le groupe hydroxy sont en position ortho l'un par rapport à l'autre. Quand ces groupes sont géminaux, le au moins un groupe organique peut comprendre au moins un groupe ayant la formule -CR(PO3H2)(OH) et/ou des sels de ceux-ci, dans lequel R est H ou un groupe alkyle en Ci-C6. Dans un mode de réalisation, R est H. De même, le au moins un groupe organique peut comprendre au moins un groupe ayant la formule -(CH2)n-CR(PO3H2)(OH) et des sels de celui-ci, dans lequel n est de 0 à 9, par exemple de 0 à 3. En outre, le au moins un groupe organique peut comprendre un groupe ayant les formules -Y-(CH2)n-CR(PO3H2)(OH) et des sels de ceux-ci ou -Y-SP-(CH2)nCR(PO3H2)(OH) et des sels de ceux-ci, dans lequel Y et Sp sont tels que décrit ci-dessus.
[46] Dans un mode de réalisation, le au moins un groupe organique comporte au moins un groupe aryle ou alkyle polyacide ayant au moins trois acides carboxyliques. Dans un mode de réalisation, au moins deux des groupes acide carboxylique sont vicinaux, ce qui signifie qu'ils sont liés à des atomes adjacents (par exemple, des atomes de carbone adjacents). Par exemple, le au moins un groupe organique est un groupe aryle polyacide ayant au moins trois acides carboxyliques, comme un groupe acide 1,2,3- ou
1,2,4-tricarboyxlique, et un groupe acide 1,2,3,4-ou 1,2,4,5-tétracarboxylique.
[47] Dans un mode de réalisation, le au moins un groupe organique comporte un groupe hétéroaryle ayant au moins un groupe acide carboxylique ou un sel de celui-ci. Le groupe hétéroaryle peut être l’un quelconque de ceux connus dans la technique. Dans un mode de réalisation, le groupe hétéroaryle est un groupe hétéroaryle contenant de l'azote, tel qu'un groupe pyridinyle, un groupe pyrimidinyle, un groupe pyrrolylique, un groupe quinolinyle, ou un groupe pyrazinyle. Dans un mode de réalisation, le au moins un groupe organique comporte deux groupes acide carboxylique et des sels de ceux-ci. Ces groupes acide peuvent être n'importe où sur le cycle hétéroaryle. Dans un mode de réalisation, les groupes acide peuvent être soit ortho ou méta l’un par rapport à l’autre. En outre, quand le groupe hétéroaryle contient au moins un atome d'azote, les deux groupes acide peuvent être tous deux adjacents (c'est-à-dire, ortho) à l'atome d'azote. Ainsi, par exemple, le groupe hétéroaryle peut être un groupe acide 2,6-pyridinyle-dicarboxylique.
[48] Dans un mode de réalisation, le au moins un groupe organique comporte un groupe aryle ayant au moins un groupe nitroso et au moins un groupe OH, ou un sel de celui-ci. Les deux groupes peuvent être situés n'importe où sur le groupe aryle. Dans un mode de réalisation, le groupe aryle est un groupe phényle et les groupes nitroso et OH sont en position ortho l'un par rapport à l'autre. Le groupe aryle peut en outre comprendre d'autres substituants, tels que les groupes alkyle, halogène, éther et analogues, y compris des groupes attracteurs d’électrons, tels que des groupes chloro et nitro, capables d'abaisser le pKa du au moins un groupe organique, quelle que soit sa forme tautomérique. Par exemple, le au moins un groupe organique peut être un groupe nitrosophénolique, tel qu’un groupe ayant la formule -C6H3(OH)(NO) ou un groupe ayant la formule -C6H2Z(OH)(NO), dans lequel Z est un groupe attracteur d’électrons, tel que chloro ou nitro.
[49] Dans un mode de réalisation, le au moins un groupe organique comporte un groupe azoarène. Par exemple, le au moins un groupe organique peut comprendre un groupe ayant la formule Ar1-N=N-Ar2, dans lequel Ar1 et Ar2, qui peuvent être identiques ou différents, sont un groupe arylène, tel qu'un groupe phénylène ou naphthylène, ou un groupe aryle, tel qu'un groupe phényle ou naphtyle, et au moins l’un de Ar1 ou Ariest un groupe arylène. Pour ce mode de réalisation, le groupe azoarène a au moins un ou au moins deux groupes OH, au moins un ou au moins deux groupes NH2, ou au moins un groupe OH et au moins un groupe NH2. Ainsi, par exemple, le groupe azoarène peut avoir la formule -(HO)Ar1-N=N-Ar2(OH) (un groupe azoarène bis-hydroxy), -(H2N)Ar1-N=NAr2(NH2) (un groupe azoarène bis-amino), ou -(HO)Ar1-N=N-Ar2(NH2) ou -(H2N)Ar1-N=NAr^OH) (un groupe azoarène amino-hydroxy), D'autres combinaisons peuvent également être possibles. Dans un mode de réalisation, les groupes OH et/ou NH2 sont situés aux positions ortho au groupe azo (le groupe N=N). Par exemple, le au moins un groupe organique peut être un groupe ayant la structure -(HO)C6H3-N=N-C6H3(OH). En outre, des groupes attracteurs d’électrons, tels que des groupes chloro ou nitro, peuvent être inclus dans les groupes aryle et/ou arylène. Par exemple, le au moins un groupe organique est un groupe ayant la structure -(ΗΟ)Ο6Η3-Ν=Ν-Ο6Η3Ζ(ΟΗ), dans lequel Z est un groupe attracteur d’électrons tel que chloro ou nitro.
[50] Dans un mode de réalisation, au moins une partie des seconds monomères sont fonctionnalisés avec au moins un groupe organique (ou au moins une seconde partie des seconds monomères sont fonctionnalisés avec au moins un second groupe organique, pour des polymères contenant au moins un groupe organique ayant les valeurs d'indice de calcium souhaitées) comprenant la formule -A-N(R3)(R4), dans lequel R3 et R4 sont choisis indépendamment parmi H, alkyle en C-i-Cio, aryle en C4-C18, hétéoaryle en C4-C18, et hétérocycloalkyle en C3-C2o, et A est choisi parmi alkylène en ChC10, cycloalkylène en C3-C2o, hétérocycloalkylène en C3-C20 (dans lequel au moins un atome de cycle du cycloalkylène est un hétéroatome choisi parmi O, N, et S), arylène, hétéroarylène (dans lequel au moins un atome de cycle de l’hétéroarylene est un hétéroatome choisi parmi O, N, et S), et éther en C2-C20. Dans un autre mode de réalisation, au moins une partie des seconds monomères sont fonctionnalisés avec au moins un groupe organique (ou au moins une seconde partie des seconds monomères sont fonctionnalisés avec au moins un second groupe organique, pour des polymères contenant au moins un groupe organique ayant les valeurs d'indice de calcium souhaitées) comprenant la formule choisie parmi -CH2CH2-N(CH3)2, -CH2CH2CH2-N(CH3)2, CH(CH3)CH2-N(CH3)2, -CH2CH2CH2CH2-N(CH3)2, -CH2CH2-N(CH2CH3)2, -CH2CH2CH2N(CH2CH3)2i -CH2CH2CH2CH2-N(CH2CH3)2, -ch2ch2-nhch2ch2oh, -ch2ch2/“Λ —(CH2)3—n o
N(CH2CH2OH)2j et '—' . Dans encore un autre mode de réalisation, au moins une seconde partie des seconds monomères sont fonctionnalisés avec au moins un groupe organique (ou au moins une seconde partie des seconds monomères sont fonctionnalisés avec au moins un second groupe organique, pour des polymères contenant au moins un groupe organique ayant les valeurs d'indice de calcium souhaitées) comprenant la formule -A-I\T(R3)(R4)(R5), dans lequel R3, R4, et R5 sont indépendamment choisis parmi H, alkyle en Ci-Cio, aryle en C4-Ci8, hétéroaryle en C4-C18, et hétérocycloaklyle en C3-C20, et A est choisi parmi alkylène en Ci-C10, cycloalkylène en C3C20, hétérocycloalkylène en C3-C20, arylène, hétéroarylène, et éther en C2-C20. Dans l'un quelconque de ces modes de réalisation, le au moins un groupe organique est lié à cette partie des seconds monomères via des liaisons amide, imide et ester, par exemple via des liaison amide et ester.
[51] Dans un mode de réalisation, le au moins un polymère peut agir en tant que dispersant polymère pour disperser un pigment dans un milieu liquide (par exemple, un milieu aqueux). La dispersion peut être exécutée avec des procédés connus dans la technique, par exemple un mélange (par exemple, avec un mélangeur à cisaillement élevé), une sonication, un broyage (par exemple, avec un broyeur à milieux ou à billes), etc. Dans un mode de réalisation, une réticulation est effectuée en ajoutant des agents de réticulation au pigment polymère dispersé.
[52] Dans un mode de réalisation, la composition comporte un pigment qui est un pigment dispersé par polymère comprenant le au moins un polymère adsorbé à ou encapsulant le pigment (par exemple, un pigment encapsulé par polymère). Dans un autre mode de réalisation, le au moins un polymère est réticulé via les seconds monomères. Par exemple, des pigments encapsulés par polymère peuvent des pigments dispersés polymère dans lesquels le au moins un polymère est réticulé avec divers agents de réticulation. Le pigment peut être rïimporte quel pigment décrit ci-dessus, par exemple, un pigment non-modifié ou sinon non traité, ou un pigment (auto-dispersé) modifié.
[53] Dans un mode de réalisation, le au moins un polymère est réticulé par au moins une liaison choisie parmi des liaisons amide, ester, éther et thioéther. Par exemple, des agents de réticulation tels que des réactifs multifonctionnels (par exemple, difonctionnels, trifonctionnels, etc.) contenant deux ou plus de deux groupes époxy, thiol, et amine, et des mélanges de ceux-ci peuvent être utilisés pour former des liaisons. Dans un mode de réalisation, les seconds monomères (par exemple, comportant l'anhydride maléique, l'acide maléique, et des sels, esters, imides, et amides de ceux-ci, etc.) d’au moins deux polymères différents peuvent réagir avec les agents de réticulation. Dans un mode de réalisation, les agents de réticulation sont choisis parmi des composés contenant de l’époxy, par exemple des composés à base de di- ou tri-époxy, tels que l'éther polyglycidylique de triméthylolpropane. Dans un autre mode de réalisation, l’agent de réticulation est choisi parmi l’aminoéthanetiol.
[54] Dans un mode de réalisation, le au moins un polymère est réticulé à travers des groupes contenant un carboxylate du second monomère, par exemple des anhydrides, des acides carboxyliques et des sels, esters, imides, et amides de ceux-ci, ou des acides carboxyliques et sels de ceux-ci. Dans un mode de réalisation, le au moins un polymère, s’il contient des anhydrides, des acides carboxyliques et des sels, des esters, des imides, et des amides de ceux-ci, peut être hydrolysé pour produire de l'acide carboxylique ou du carboxylate, qui peuvent être mis à réagir avec l’agent de réticulation. L'hydrolyse peut être effectuée pour générer l'acide carboxylique ou le carboxylate soit avant soit en même temps que l’ajout de l’agent de réticulation.
[55] Dans un autre mode de réalisation, le au moins un polymère est réticulé à travers au moins 10 % des groupes contenant un carboxylate du second monomère, par exemple, 10% à 50%, 10 % à 40%, ou 10% à 30% des groupes contenant un carboxylate du second monomère. Dans un mode de réalisation, le nombre de groupes contenant un carboxylate ciblés pour une réticulation (« % de CO2 ciblé ») peut être déterminé par la quantité d’agent de réticulation ajoutée.
[56] Dans un mode de réalisation, le au moins un polymère, qui est réticulé, a un indice d’acide (« AN(xlink) ») inférieur à 325. Dans un mode de réalisation, l’indice d’acide du au moins un polymère est défini comme une valeur théorique par rapport à l’indice d’acide du polymère de départ (« AN(PS) ») et au pourcentage de groupe contenant un carboxylate ciblé pour une réticulation (« % de CO2 ciblé ») selon l'équation suivante :
AN(xlink) = AN(SP) - (% de CO2 ciblé) x AN(SP) [57] Dans un mode de réalisation, le au moins un polymère a un indice d’acide AN(xlink) inférieur à 300, inférieur à 275, inférieur à 250, ou inférieur à 200. Dans un autre mode de réalisation, le au moins un polymère AN(xlink) a un indice d’acide dans la plage de 50 à 325, par exemple un indice d’acide dans la plage de 50 à 300, de 50 à 275, de 50 à 250, de 50 à 225, de 50 à 200, de 75 à 325, de 75 à 300, de 75 à 275, de 75 à 250, de 75 à 225, de 75 à 200, de 90 à 325, de 90 à 300, de 90 à 275, de 90 à 250, de 90 à 225, ou de 90 à 200.
[58] Dans un mode de réalisation, le au moins un polymère est présent en une quantité dans la plage de 0,1 % à 25 % en poids, par exemple, de 0,1 % à 20 % en poids, de 0,2 % à 25 % en poids, de 0,2 % à 20 % en poids, de 0,5 % à 25 % en poids, ou de 0,5 % à 20 % en poids par rapport au poids total de la composition d'encre pour jet d'encre.
[59] Dans un mode de réalisation, le au moins un polymère a un poids moléculaire moyen en poids (Mw) d’au moins 1 000, par exemple, d’au moins 2 000 ou d’au moins 3 000 (pour le polymère non réticulé). Dans un autre mode de réalisation, le Mw est inférieur ou égal à 200 000, par exemple, moins de 150 000, moins de 100 000, ou moins de 70 000. Dans un mode de réalisation, le Mw est dans la plage de 1 000 à 200 000, par exemple, de 1 000 à 150 000, de 1 000 à 100 000, de 1 000 à 70 000, de 2 000 à 200 000, de 2 000 à 150 000, de 2 000 à 100 000, de 2 000 à 70 000, de 3 000 à 200 000, de 3 000 à 150 000, de 3 000 à 100 000, ou de 3 000 à 70 000.
[60] Un autre mode de réalisation fournit un procédé de fabrication d’un polymère (par exemple, un polymère capable de liaison avec un ion métallique divalent, tel qu'un polymère se liant au calcium et/ou au magnésium) comprenant :
(a) la combinaison :
(i) d’au moins un polymère comprenant des premiers monomères choisis parmi des monomères hydrophobes éthyléniquement insaturés, et des seconds monomères choisis parmi l’anhydride maléique, l’acide maléique, et des sels, esters, imides et amides de ceux-ci, et (ii) au moins un réactif constituant un groupe aminé et au moins un groupe organique ayant une valeur d'indice de calcium plus grande qu'une valeur d'indice de calcium d'acide phénylphosphonique ; et (b) la formation du polymère [61] Dans un mode de réalisation, la combinaison est effectuée en présence d’au moins une base choisie parmi NH4OH, NaOH, et KOH. Dans un mode de réalisation, le au moins un réactif comprend un groupe amino choisi parmi une amine primaire.
[62] Un autre mode de réalisation fournit un procédé de fabrication d’un polymère comprenant, (a) la combinaison :
(i) d’au moins un polymère comprenant des premiers monomères choisis parmi des monomères hydrophobes éthyléniquement insaturés, et des seconds monomères choisis parmi l’anhydride maléique, l’acide maléique, et des sels, esters, imides et amides de ceux-ci, dans lequel les monomères éthyléniquement insaturés comprennent la formule CH2=CR1R2, où R1 et R2 sont choisis indépendamment parmi H, alkyle en C^C^, aryle en C5-C20, et alkaryle en C6-C2o, et les atomes de carbone de R1 et R2 peuvent être facultativement substitués par au moins un hétéroatome choisi parmi O, N et S, et (ii) au moins un agent de réticulation choisi parmi des composés contenant un époxy ; et (b) la formation du polymère.
[63] Dans un mode de réalisation, l'un quelconque des procédés décrits ici comprend en outre la combinaison du polymère avec au moins un agent de réticulation, par exemple, choisi parmi des composés contenant un époxy tels que les composés à base de di- ou tri-époxy décrits ici. Dans un mode de réalisation, le procédé comprend la combinaison du polymère avec le au moins un agent de réticulation et de l'acide borique. Dans un mode de réalisation, dans lequel avant ou en même temps que la combinaison du au moins un polymère avec au moins un agent de réticulation, le procédé comprend en outre l’hydrolyse du au moins un polymère. L'hydrolyse peut être effectuée par tout procédé connu dans la technique. Dans un mode de réalisation, l'hydrolyse produit des groupes acide carboxylique ou carboxylate qui peuvent en outre être mis à réagir avec le au moins un agent de réticulation.
Pigments [64] Dans un mode de réalisation, la composition d’encre pour jet d'encre comporte au moins un pigment, qui peut être non modifié ou modifié. Les pigments sont des matériaux solides généralement sous la forme d’une substance particulaire ou sous une forme aisément formée en une substance particulaire, telle qu'un gâteau pressé. Dans un mode de réalisation, le pigment modifié a, fixés au niveau d’au moins une fraction, par exemple des groupes acide (et des sels partiels, des esters partiels, des sels, et des esters de ceux-ci), et des groupes organiques. Dans un autre mode de réalisation, le pigment modifié est un pigment oxydé, qui peut plus loin comporter des fractions jointes. Dans un mode de réalisation, le pigment modifié est auto-dispersable de sorte qu'un dispersant externe n'est pas nécessaire pour disperser le pigment (pigments autodispersés).
[65] Dans un mode de réalisation dans lequel le pigment n’est pas modifié, le au moins un polymère peut en outre fonctionner comme un dispersant. Dans un mode de réalisation dans lequel le pigment est modifié, le au moins un polymère peut en outre fonctionner comme additif. Dans chaque mode de réalisation, le polymère peut améliorer une ou plusieurs propriétés de performance d’impression, telles que O.D., marbrure, et durabilité.
[66] Le pigment non modifié peut être tout type de pigment conventionnellement utilisé par l’homme du métier, tels que des pigments noirs et d'autres pigments colorés comprenant des pigments bleus, noirs, bruns, cyan, verts, blancs, violets, magenta, rouges, oranges, ou jaunes. Des mélanges de différents pigments peuvent également être utilisés. Des exemples représentatifs de pigments noirs comprennent divers noirs de carbone (Pigment Black 7) tels que des noirs de canaux, des noirs de four, des noirs de gaz et des noirs de lampe, et comprennent, par exemple, des noirs de carbone vendus sous les noms commerciaux Regai®, Black Pearls®, Elftex®, Monarch®, Mogul®, et Vulcan®, des noirs de carbone disponibles auprès de Cabot Corporation (tels que Black Pearls® 2000, Black Pearls® 1400, Black Pearls® 1300, Black Pearls® 1100, Black Pearls® 1000, Black Pearls® 900, Black Pearls® 880, Black Pearls®800, Black Pearls® 700, Black Pearls® 570, Black Pearls® L, Elftex® 8, Monarch® 1400, Monarch® 1300, Monarch® 1100, Monarch® 1000, Monarch® 900, Monarch® 880, Monarch® 800, Monarch® 700, Regai® 660, Mogul® L, Regai® 330, Regai® 400, Vulcan® P). Des noirs de carbone disponibles d'autres fournisseurs peuvent être utilisés. Des classes appropriées de pigments colorés comprennent, par exemple, des anthraquinones, des bleus de phtalocyanine, des verts de phtalocyanine, des diazos, des monoazos, des pyranthrones, des pérylènes, des jaunes hétérocycliques, des quinacridones, des quinolonoquinolones, et des (thio)indigoïdes. De tels pigments sont disponibles dans le commerce sous la forme de poudre ou de tourteau provenant d'un certain nombre de sources comprenant, BASF Corporation, Engelhard Corporation, Sun Chemical Corporation, Clariant, et Dianippon Ink and Chemicals (DIC). Des exemples d’autres pigments colorés appropriés sont décrits dans Colour Index, 3ème édition (The society of Dyers et Colourists, 1982). Dans un mode de réalisation, le pigment est un pigment cyan, tel que le Pigment Blue 15, le Pigment Blue 15:3, le Pigment Blue 15:4, ou le Pigment Blue 60, un pigment magenta, tel que le Pigment Red 122, le Pigment Red 177, le Pigment Red 185, le Pigment Red 202, ou le Pigment Violet 19, un pigment jaune, tel que le Pigment Yellow 74, le Pigment Yellow 128, le Pigment Yellow 139, le Pigment Yellow 155, le Pigment Yellow 180, le Pigment Yellow 185, le Pigment Yellow 218, le Pigment Yellow 220, ou le Pigment Yellow 221, un pigment orange, tel que le Pigment Orange 168, un pigment vert, tel que le Pigment Green 7 ou le Pigment Green 36, ou le pigment noir, tel que le noir de carbone.
[67] Dans un mode de réalisation, le pigment est un noir de carbone à structure élevée, par exemple un noir de carbone ayant les propriétés suivantes :
OAN > 170 ml_/100 g ; et un rapport de STSA/BET dans la plage de 0,7 à 1.
[68] Dans un mode de réalisation, le rapport de STSA/BET est dans la plage de 0,8 à 1, par exemple de 0,9 à 1. Dans un mode de réalisation, le noir de carbone a une STSA dans la plage de 160 à 220 m2/g. Dans un autre mode de réalisation, le noir de carbone a une surface BET d’au moins 150 m2/g, par exemple d’au moins 170 m2/g, d’au moins 190 m2/g dans la plage de 190 à 275 m2/g. Dans un autre mode de réalisation, le noir de carbone a un OAN comprimé (COAN) d’au moins 120 mL/100 g, par exemple, un COAN d’au moins 130 mL/100 g. L’OAN et le COAN peuvent être déterminés selon ASTM-D2414. Des mesures de surface peuvent être déterminées selon ASTM-D6556. Des détails additionnels sur un tel noir de carbone peuvent être trouvés dans le brevet U.S. N°9 388 300, qui est cité ici à titre de référence.
[69] Dans un mode de réalisation, le pigment auto-dispersé est un noir de carbone oxydé. Dans un mode de réalisation, des « noirs de carbone oxydés » sont des pigments de noir de carbone ayant généralement un pH < 7,0 qui se caractérisent par des groupes ioniques ou ionisabies liés à la surface tels qu'un ou plusieurs parmi des alcools (phénols, naphtols), des lactones, des carbonyles, des carboxyles (par exemple, acides carboxyliques), des anhydrides, des éthers et des quinones, L'ampleur de l'oxydation du noir de carbone peut déterminer la concentration de surface de ces groupes. Dans un mode de réalisation, le noir de carbone oxydé est obtenu en oxydant un noir de carbone non modifié, par exemple des pigments choisis parmi des noirs de tunnel, des noirs de four, des noirs de gaz et des noirs de lampe. Des exemples de noirs de carbone non modifiés comprennent ceux disponibles dans le commerce auprès de Cabot Corporation Regai®, Black Pearls®, Elftex®, Monarch®, Mogul®, et Vulcan®, tel que Black Pearls® 1100, Black Pearls® 900, Black Pearis® 880, Black Pearls® 800, Black Pearls® 700, Black Pearls® 570, Elftex® 8, Monarch® 900, Monarch® 880, Monarch® 800, Monqrch® 700, Regai® 660, et Regai® 330. Des exemples d'agents oxydants pour les noirs comprennent de l’oxygène gazeux, de l'ozone, des peroxydes tels que le peroxyde d'hydrogène, des persulfates tels que le persulfate de sodium et de potassium, des hypohalogénites tels que l’hypochlorite de sodium, l'acide nitrique et des oxydants contenant un métal de transition tels que des sels de permanganate, du tétroxyde d'osmium, des oxydes de chrome, des nitrates d’ammonium et de cérium et des mélanges de ceux-ci (par exemple des mélanges d'oxydants gazeux tels que l'oxygéne et l'ozone).
[70] Dans un autre mode de réalisation, le noir de carbone oxydé est obtenu à partir de sources commerciales, telles que Black Pearls® 1400, Black Pearls® 1300, Black Pearls® 1000, Black Pearls® L, Monarch® 1000, Mogul® L, et Regai® 400, disponibles dans le commerce auprès de Cabot Corporation.
[71] Dans un mode de réalisation, le pigment a au moins un groupe organique attaché, où un groupe organique « attaché » peut être distingué d'un groupe adsorbé en ce sens qu'une extraction soxhlet pendant plusieurs heures (par exemple, au moins 4, 6, 8,12, ou 24 heures) n'éliminera pas le groupe attaché du pigment. Dans un autre mode de réalisation, le groupe organique est attaché au pigment si le groupe organique ne peut pas être éliminé après un lavage répété avec un solvant ou un mélange de solvants qui peut dissoudre le matériau de traitement organique de départ mais ne peut pas disperser le pigment traité. Dans encore un autre mode de réalisation, « attaché » fait référence à une liaison tel qu'une liaison covalente, par exemple un pigment lié ou lié de manière covalente à un groupe nucléophile ou organique.
[72] L'arylène, i’hétéroarylène et l'aikylène peuvent être non substitués ou substitué. Des exemples d’arylène comprennent le phénylène, le naphthylène et le biphénylène, et des exemples d’hétéroarylène comprennent lé phénylène, le naphthylène, et le biphénylène ayant un carbone cyclique substitué avec un ou plusieurs atomes d'oxygène ou d'azote. Dans un mode de réalisation, l'arylène est un arylène en C5-C20· Les hètéroarylènes peuvent être un arylène tel que défini ici ayant un ou plusieurs atomes de carbone de cycle remplacé(s) par un hétéroatome, par exemple, N, O, et S. L'hétéroatome peut être lié à d'autres groupes en plus d'être un atome de cycle. Les alkylènes peuvent être ramifiés ou non ramifiés. L'aikylène peut être un alkylène en Ci-C12 tel que le méthylène, l'éthylène, le propylène ou le butylène.
[73] Dans un mode de réalisation, le pigment (noir de carbone ou pigment coloré) est modifié avec au moins un groupe organique par via un traitement au diazonium tel que détaillé, par exemple, dans les brevets suivants: brevets U.S. N°5 554 739; 5 630 868 ; 5 672 198 ; 5 707 432 ; 5 851 280 ; 5 885 335 ; 5 895 522 ; 5 900 029 ;
922 118 ; 6 042 643 ; 6 506 245 ; 6 534 569 ; 6 641 653 ; 7 223 302 ; 6 398 858 et
494 943 (conditions de cisaillement élevée) 6 372820; 6 368 239; 6 350 519;
337 358; 6 103 380; 7 173 078; 7 056962 ; 6 942 724; 6 929 889 ; 6 911 073;
478 863; 6 472 471 ; WO 2011/143 533 ; et 8 858 695, qui sont cités ici à titre de référence. Dans un mode de réalisation, l'attache est fournie via une réaction de diazonium où le au moins un groupe organique a un substituant de sel de diazonium. Dans un autre mode de réalisation, l'attache directe peut être formée en utilisant les procédés de diazonium et de radicaux libres stables décrits, par exemple, dans les brevets U.S. N°6 068 688 ; 6 337 358 ; 6 368 239 ; 6 551 393 ; 6 852 158, qui sont cités ici à titre de référence, qui utilisent la réaction d’au moins un radical avec au moins une particule, dans lesquels un radical est généré à partir de l'interaction d’au moins un composé de métal de transition avec au moins un composé organo-halogénure en présence d’une ou plusieurs particules capables de capture radicalaire, et analogues. Dans encore un autre mode de réalisation, le pigment (noir de carbone ou pigment coloré) peut être modifié (par exemple pour attacher des groupes organiques) en utilisant les procédés des brevets U.S. N°5 83745; 6 660 075 et WO 2019/048 564 (réaction avec des composés organiques contenant une double liaison C-C ou une triple liaison activée par au moins un substituant) ou U.S. Pub. N°2004/0 171 725, 6 664 312; 6 831 194 (réaction avec le composant anhydride), 6 936 097, U.S. Pub. Nos 2001/0 036 994, 2003/0 101 901 (réaction avec des groupes organiques ayant un groupe -N=NN-), brevet canadien N°2 351 162, brevet européen N°1 394 221 et publication PCT N°WO 01/51 566 (réaction entre au moins un électrophile et au moins un nucléophile), WO 04/63 289, WO 2010/141 071 (réaction avec H2N-AY où A est un hétéroatome), et WO 99/23 174, qui sont cités ici à titre de référence.
[74] Dans un mode de réalisation, la dispersion peut être formulée pour fournir une quantité de pigment telle que la quantité finale dans la composition d’encre pour jet d’encre est efficace pour fournir la qualité d’image souhaitée (par exemple, densité optique) sans affecter de manière nuisible la performance de l'encre pour jet d'encre. Dans un mode de réalisation, le colorant (par exemple un pigment) est présent en une quantité dans la plage de 1 % à 15 % en poids, par exemple de 1 % à 10 % en poids, par rapport au poids total de la composition, par exemple en une quantité dans la plage de 2 % à 10 %, de 3 % à 10 % en poids, de 2 % à 7 % en poids, ou de 3 % à 7 % en poids, par rapport au poids total de la composition.
Dispersions et compositions d’encre pour jet d'encre [75] Dans un mode de réalisation, la dispersion est une dispersion aqueuse telle qu'une composition d'encre pour jet d'encre, par exemple, comportant un véhicule liquide. Dans un mode de réalisation, la composition d’encre de dispersion ou pour jet d'encre comporte au moins 40 % d’eau, par exemple au moins 45 % d’eau ou au moins 50 % d’eau.
[76] Dans un mode de réalisation, la dispersion ou la composition d’encre pour jet d'encre comprend au moins un solvant organique présent en une quantité dans la plage de 1 % à 50 % par rapport au poids total de ta composition d'encre pour jet d'encre, ou présent en d'autres quantités comme décrit ici. Dans un mode de réalisation, le solvant organique est soluble ou miscible dans l'eau. Dans un autre mode de réalisation, le solvant organique est chimiquement stable à des conditions d’hydrolyse aqueuse (par exemple réaction avec de l'eau dans des conditions de vieillissement thermique, comprenant, par exemple, l'hydrolyse d’esters et de lactones). Dans un mode de réalisation, le solvant organique a une constante diélectrique au-dessous de celle de l'eau, telle qu'une constante diélectrique dans la plage de 10 à environ 78 à 20°C. DES exemples de solvants organiques appropriés incluent des glycols de faible poids moléculaire (tels que l'éthylène glycol, le diéthylène glycol, le triéthylène glycol, le tétraéthylène glycol, le dipropylène glycol, l'éther monométhylique d'éthylène-glycol, l'éther mono-éthylique d'éthylène-glycol, l'éther monométhylique ou mono-éthylique de triéthylène glycol, l'éther monométhylique de diéthylène glycol, l'éther mono-éthylique de diéthylène glycol, l'éther monobutylique de diéthylène glycol, et l'éther monobutylique de tétraéthylène glycol) ; des alcools (tels que l'éthanol, le propanol, l'alcool isopropylique, l'alcool n-butylique, l'alcool sec-butylique, et l'alcool tert-butylique, le 2 propyn-1-ol (alcool propargylique), le 2 buten-1-ol, le 3 buten-2-ol, le 3-butyn-2-ol, et le cyclopropanol) ; des diols contenant d'environ 2 à environ 40 atomes de carbone (tels que 1,3-pentanediol, 1,4butanediol, 1,5-pentanediol, 1,4-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,5-hexanediol, 2,6hexanediol, néopentylglycol (2,2-diméthyl-1,3-propanediol), 1,3-propanediol, 1,4butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,2,6-hexanetriol, et poly(éthylène-Copropylène) glycol, de même que leurs produits de réaction avec des oxydes d'alkylène, y compris des oxydes d'éthylène, y compris l'oxyde d'éthylène et l'oxyde de propylène) ; triols contenant d’environ, 3 à environ 40 atomes de carbone (tels que la glycérine (le glycérol), le triméthyloléthane, le triméthylolpropane, le 1,3,5-pentanetriol, le 1,2,6hexanetriol et analogies, de même que leurs produits de réaction avec des oxydes d'alkylène, y compris l'oxyde d’éthylène, l'oxyde de propylène, et des mélanges de ceuxci) ; des polyols (tels que le pentaérythritol) ; des amides (telles que le diméthylformaldéhyde et le diméthylacétamide) ; des cétones ou des cétoalcools (tels que l'alcool d’acétone et de diacétone); des éthers (tels que le tétrahydrofurane et le dioxane) ; des lactames (tels que la 2-pyrrolidone, la N-méthyl-2-pyrrolidone, et le εcaprolactame) ; des urées ou des dérivés d’urée (tels que l’hydantoine de di-(2hydroxyethyl)-5,5,-diméthyle (dantacol) et la 1,3 diméthyl-2-imidazolidinone) ; des sels internes (tels que la bétaïne) ; etdes dérivés d’hydroxyamide (tels que l'acétyléthanolamine, l'acétylpropanolamine, le propylcarboxyéthanolamine et le propylcarboxypropanolamine, de même que leurs produits de réaction avec des oxydes d'alkylène). Les exemples additionnels incluent des saccharides (tels que le maltitol, le sorbitol, la gluconolactone et le maltose) ; des dérivés de sulfoxyde (symétriques et asymétriques) contenant d’environ 2 à environ 40 atomes de carbone (tels que le diméthylsulfoxyde, le méthyléthylsulfoxide, et les sulfoxydes d'alkylphényle) ; et des dérivés de sulfone (symétriques et asymétriques) contenant d’environ 2 à environ 40 atomes de carbone (tels que la diméthylsulfone, la méthyléthylsulfone, le sulfolane (tétraméthylènesulfone, une sulfone cyclique), des dialkylsulfones, des alkylphénylsulfones, la diméthylsulfone, la méthyléthylsulfone, la diéthylsulfone, l'éthylpropylsulfone, la méthylphénylsulfone, le méthylsulfolane, et le diméthylsulfolane). Le solvant organique peut comporter des mélanges de solvants organiques.
[77] La quantité du solvant peut varier en fonction d’une variété de facteurs, y compris les propriétés du solvant (solubilité et/ou constante diélectrique), le type de colorant, et la performance souhaitée de la composition d'encre pour jet d'encre résultante. Le solvant peut être utilisé en des quantités dans la plage de 1 % à 40 % en poids sur la base du poids total de la composition d'encre pour jet d'encre, y compris des quantités dans la plage de 1 % à 30 %, ou des quantités dans la plage de 1 % à 20 %. Dans un autre mode de réalisation, la quantité de solvant est supérieure ou égale à environ 2 % en poids sur la base du poids total de la dispersion aqueuse ou de la composition d'encre pour jet d'encre, y compris des quantités supérieures ou égales à environ 5 % et supérieures ou égales à environ 10 % en poids.
[78] Dans un mode de réalisation, une composition d’encre (par exemple une composition d’encre pour jet d'encre) comporte au moins un agent tensioactif, par exemple quand le pigment n'est pas auto-dispersible. Le au moins un agent tensioactif peut améliorer la stabilité colloïdale de la composition ou modifier l'interaction de l'encre avec le substrat d’impression, tel qu’un papier d'impression, ou avec la tête d’impression. Divers agents de dispersion anioniques, cationiques et non ioniques peuvent être utilisés conjointement avec la composition d'encre de la présente invention, et ceux-ci peuvent être utilisés purs ou sous la forme d’une solution aqueuse. Dans un mode de réalisation, l'agent tensioactif est présent dans une quantité dans la plage de 0,05 % à 5 %, par exemple une quantité dans la plage de 0,1 % à 5 %, ou de 0,5 % à 2 %, en poids par rapport au poids total de la composition d'encre pour jet d'encre.
[79] Des exemples représentatifs de dispersants ou d’agents tensioactifs anioniques incluent, mais ne sont pas limités à, des sels d'acide gras supérieurs, des alkyldicarboxylates supérieurs, des sels d'ester d'acide sulfurique d’alcools supérieurs, des alkylsulfonates supérieurs, des alkylbenzènesulfonates, des sulfonates d'alkylnaphtalène, des sulfonates de naphtalène (Na, K, Li, CA, etc.), des polycondensats de formaline, des condensais entre des acides gras supérieurs et des acides aminés, des sels d'ester d’acide dialkylsulfosuccinique, des alkylsulfosuccinates, des naphténates, des carboxylates d'alkyléther, des peptides acylés, des sulfonates d’a-oléfine, de la Nacrylméthyle taurine, des sulfonates d'alkyléther, des éthoxysulfates d'alcool secondaires supérieurs, des sulfates d'alkylphényléther de polyoxyéthylène, des monoglycylsulfates, des phosphates d'alkyléther et les phosphates d’alkyle, des phosphonates et bisphosphonates d’alkyle, y compris des dérivés hydroxylés ou aminés. Par exemple, des polymères et copolymères de sels de sulfonate de styrène, de sels de sulfonate de naphtalène non substitués et substitués (par exemple des dérivés de naphtalène substitués par un alkyle ou unalcoxy), des dérivés d’aldéhyde (tels que des dérivés d’alkylaldéhyde non substitués comprenant du formaldéhyde, de l'acétaldéhyde, du propylaldéhyde, et analogues), des sels d’acide maléique, et des mélanges de ceux-ci peuvent être utilisés comme auxiliaires de dispersion anioniques. Les sels incluent, par exemple, Na+, Li+, K+, Cs+, Rb+, et des cations d’ammonium substitués et non substitués. Des exemples représentatifs des agents tensioactifs cationiques incluent des amines aliphatiques, des sels d'ammonium quaternaire, des sels de sulfonium, des sels de phosponium, et analogues.
[80] Des exemples représentatifs de dispersants ou d’agents tensioactifs non ioniques qui peuvent être utilisés dans les encres pour jet d'encre de la présente invention comprennent des dérivés de fluor, des dérivés de silicone, des copolymères d’acide acrylique, un polyoxyéthylène alkyle éther, de l’alkylphényléther de polyoxyéthylène, de l’éther d'alcool secondaire de polyoxyéthylène, de l’éther de polyoxyéthylène-styrol, des diols acétyléniques éthoxylés, des dérivés de polyoxyéthylène-lanoline, des dérivés d'oxyde d'éthylène de condensais d’alkylphénol-formaline, des copolymères séquencés de polyoxyéthylène polyoxypropylène, des esters d'acide gras de composés de polyoxyéthylène-polyoxypropylène-alkyléther de polyoxyéthylène, des esters d'acide gras d’éthylène glycol de type à condensation d’oxyde de polyéthylène, des monoglycérides d'acide gras, des esters d'acide gras de polyglycérol, des esters d'acide gras de propylène glycol, des esters d'acide gras de sucre de canne, des alcanolamides d'acide gras, des amides d'acide gras de polyoxyéthylène et des oxydes polyoxyéthylène-alkilamine. Par exemple, des phénols de monoalkyle ou dialkyle éthoxylés peuvent être utilisés. Ces agents tensioactifs ou dispersants non ioniques peuvent être utilisés seuls ou en combinaison avec les dispersants anioniques et cationiques mentionnés ci-dessus.
[81] Dans un mode de réalisation, la composition d’encre pour jet d'encre comprend les polymères décrits ici en tant que premier polymère, et comprend en outre un second polymère qui est un dispersant polymère, par exemple un dispersant polymère naturel ou polymère synthétique. Des exemples spécifiques de dispersants polymères naturels comprennent des protéines telles que la colle, la gélatine, la caséine et l'albumine ; des caoutchoucs naturels tels que la gomme arabique et la gomme adragante ; des glucosides tels que la saponine ; de l’acide alginique, et des dérivés d'acide alginique tels que l'alginate de propylène glycol, l'alginate de triéthanolamine, et l'alginate d'ammonium ; et des dérivés de cellulose tels que la méthycellulose, la carboxyméthylcellulose, l’hydroxyéthylcellulose et l’éthylhydroxycellulose. Des exemples spécifiques de dispersants polymères, y compris des dispersants polymères synthétiques, comprennent des alcools polyvinyliques, des polyvinylpyrrolidones, des résines acryliques ou méthacryliques (souvent appelées « (méth) acryliques ») telles que l'acide poly(méth)acrylique, des copolymères d’acide acrylique-(méth)acrylonitrile, des copolymères de (méth)acrylate de potassium-(méth)acrylonitrile, des copolymères d'acétate de vinyle-(méth)acrylate et des copolymères d'acide (méth)acrylique-ester de (méth)acrylate ; des résines styrène-acryliques ou méthacryliques telles que des copolymères de styrène-acide (méth)acrylique, des copolymères de styrène-acide (méth) acrylique-ester de (méth)acrylate, des copolymères de styrène-a-méthylstyrène-acide (méth)acrylique, des copolymères de styrène-a-méthylstyrène-acide (méth)acrylique-ester de (méth)acrylate ; des copolymères de vinylnaphtalène-acide acrylique ou méthacrylique ; des copolymères de vinylnaphtalène-acide maléique ; et des copolymères d'acétate de vinyle tels qu'un copolymère d'acétate de vinyle-éthylène, des copolymères d'acétate de vinyle-acide gras-éthylène de vinyle, des copolymères d'acétate de vinyleester de maléate, un copolymère d'acétate de vinyle-acide crotonique et un copolymère d'acétate de vinyle-acide acrylique ; et des sels de ceux-ci.
[82] Dans un mode de réalisation, la composition d’encre pour jet d'encre a une viscosité dans la plage de 1 à 25 cP. Il est entendu que la viscosité peut être ajustée par divers procédés. Dans un mode de réalisation, des liants polymères peuvent être utilisés conjointement avec la composition d’encre pour jet d'encre décrite ici pour ajuster la viscosité de la composition et/ou fournir d'autres propriétés souhaitables, telles qu’une durabilité (par exemple au moins un polymère de durabilité). Des liants polymères appropriés comprennent, mais sans y être limités, des polymères et copolymères hydrosolubles tels que la gomme arabique, des sels de polyacrylate, des sels de polyméthacrylate, des alcools polyvinyliques. (alcool polyvinylique Elvanol® de DuPont, Selvol™ de Sekisui Specialty Chemicals), de l’hydroxypropylènecellulose, de l’hydroxyéthylcellulose, de la polyvinylpyrrolidinone (telle que la polyvinylpyrrolidinone
Luvitec® et la polyvinylpyrrolidinone Kollidon® de BASF), du polyvinyléther, de l'amidon, des polysaccharides, des polyéthylèneimines avec ou sans dérivatisation avec de l'oxyde d'éthylène et de l'oxyde de propylène ; les polyétheramines Jeffamine® (Hunstman) ; et analogues. Des exemples supplémentaires de composés polymères solubles dans l'eau comprennent divers dispersants ou agents tensioactifs décrits ci-dessus, y compris par exemple des copolymères de styrène-acide acrylique (comme les résines Joncryl® de BASF), des terpolymères de styrène-acide maléique-acrylate d’alkyle, des terpolymères de styrène-acide méthacrylique-acrylate d’alkyle, des copolymères de styrène- semi-ester d’acide maléique, des copolymères de naphtalène de vinyle-acide acrylique, de l'acide alginique, des acides polyacryliques ou leurs sels et leurs dérivés. De plus, le liant peut être ajouté ou présent sous forme de dispersion ou de latex. Par exemple, le liant polymère peut être un latex de copolymères d’acrylate ou de méthacrylate (tels que les résines NeoCryl® de Koninklijke DSM-NV, les polymères AC et AS d'Alberdingk-Boley) ou peut être un polyuréthanne dispersable dans l'eau (tel que les polymères ABU de Alberdingk-Boley) ou un polyester (tel que les polymères Eastman AQ™ d'Eastman Chemical). Des polymères, tels que ceux décrits ci-dessus, ainsi que des variantes et des matériaux pertinents qui peuvent être utilisés pour des liants dans des encres pour jet d'encre sont inclus dans les dispersants Ethacryl® de Lyondell Chemical Company, les résines Joncryl® de BASF, les résines NeoCryl® de Koninklijke DSM NV, et les polymères AC et AS d’Alberdingk-Boley.
[83] Dans un mode de réalisation, les liants polymères sont choisis parmi des polyuréthanes. Des exemples de polyuréthanes comprennent ceux qui comprennent au moins un polyéther et au moins un diisocyanate. Dans un mode de réalisation, le au moins un polyéther comprend un monomère ayant la formule (i) :
-O-R1-O- (I) où Ri peut être substitué ou non substitué et est choisi parmi un alkylène en C^Cw, un cycloalkylène en C3-C2o, un hétérocycloaikylène en C3-C20 (au moins un atome de cycle étant un hétéroatome choisi parmi O, N, et S), un arylène en C5-C2o, un hétéroarylène en C3-C20 (au moins un atome de cycle étant un hétéroatome choisi parmi O, N, et S), un alkylarylène en C6-C20, une fraction de polyéther et des combinaisons de ceux-ci. Dans un mode de réalisation, R! est non substitué. Dans un mode de réalisation, Rt est substitué avec au moins un substituant choisi parmi des groupes alkyle en C1-C10 et aryle en C5-C20. Dans un mode de réalisation, Ri est choisi parmi une fraction de polyéther, par exemple une fraction de polyéthylène glycol, une fraction de polypropylène glycol, une fraction de polytétraméthylèneoxyde, et des combinaisons de celles-ci. Dans un mode de réalisation, le au moins un polyéther est formé à partir d’un monomère diol, par exemple via une polymérisation de monomères diols. Des exemples de monomères diols comprennent des diols d’alkylène en Ci-C10 tels que le propylène glycol, un diol de polytétraméthylèneoxyde, du 1,6-hexanediol, du 1,5-pentanediol et du 2-butyl-2-éthylpropyldiol. Dans un autre mode de réalisation, le monomère diol comporte le monomère de la formule (I), par exemple le monomère diol est un polyalkylène glyocol en Ci-C10, un polyéther glycol, ou quelconque diol compatible avec la formule (I). Dans un mode de réalisation, le au moins un polyéther est un polypropylène glycol, tel que les polypropylène glycols ayant un poids moléculaire moyen en nombre dans la plage de 400 g/mole à 6 000 g/mole. Dans un mode de réalisation, le au moins un polyéther est présent en une quantité dans la plage de 30 % à 95 % en poids par rapport au polyuréthane.
[84] Dans un mode de réalisation, le au moins un diisocyanate a la formule (H):
OCN-Rz-NC (II) où R2 peut être substitué ou non substitué et est choisi parmi un alkylène en C^Cio, un cycloalkylène en C3-C2o, un hétérocycloalkylène en C3-C20 (au moins un atome de cycle étant un hétéroatome choisi parmi O, N, et S), un arylène en C5-C20, un hétéroarylène en C3-C20 (au moins un atome de cycle étant un hétéroatome choisi parmi O, N, et S), et des combinaisons de ceux-ci. Dans un mode de réalisation, R2 est non substitué. Dans un mode de réalisation, R2 est substitué avec au moins un substituant choisi parmi des groupes alkyle en C1-C10 et aryle en C5-C20. Par exemple, R2 peut être un hexaméthylène ou phénylène facultativement substitué par un méthyle, ou un cyclohexylène facultativement méthyle,
substitué par
[85] Dans un mode de réalisation, le au moins un diisocyanate est choisi parmi des diisocyanates de toluène tels que le 2,4-diisocyanate (2,4-TDI) de toluène et le 2,6-diisocyanate (2,6-TDI) de toluène, le diisocyanate d’hexaméthylène (HDI), le diisocyanate de 4,4'-diphénylméthylène (4,4-MDI), le diisocyanate de 2,4'3058151 diphénylméthylène (2,4-MDI), le diisocyanate de 2,2'- diphénylméthylène (2,2'-MDI), le bis(4-cyclohexyl diisocyanate) de méthylène (HDMI), le diisocyanate de mtétraméthylxylène (m-TMXDI) et le diisocyanate d'isophorone (IPDI). Dans un mode de réalisation, le diisocyanate est choisi parmi des diisocyanates de toluène (par exemple le
2,4-diisocyanate de toluène, le 2,6-diisocyanate de toluène), le diisocyanate d'isophorone et des combinaisons de ceux-ci. Dans un mode de réalisation, le au moins un diisocyanate est présent en une quantité dans la plage de 3 % à 50 % en poids par rapport au polyuréthane.
[86] Dans un mode de réalisation, en plus du au moins un polyéther et du au moins un diisocyanate, le au moins un polyuréthane comprend en outre un monomère contenant au moins un groupe hydrophile. Dans un mode de réalisation, le monomère contenant au moins un groupe hydrophile a la formule (iii) :
-O-R3-O- (III) où R3 comporte le au moins un groupe hydrophile lié à une fraction, qui peut être substitué ou non substitué, choisi parmi alkylène en C1-C10 cycloalkylène en C3-C2o, hétérocycloalkylène en C3-C20 (au moins un atome de cycle étant un hétéroatome choisi parmi O, N, et S), arylène en C5-C20, hétéroarylène en C3-C2o (au moins un atome de cycle étant un hétéroatome choisi parmi O, N, et S), et alkylarylène en C6-C20. Dans un mode de réalisation, « un groupe hydrophile » est capable d’une liaison hydrogène et l'eau. Dans un mode de réalisation, le au moins un groupe hydrophile est choisi parmi des hydroxyles, des acides carboxyliques, des acides sulfoniques, des acides phosphoniques, des polyéthers (par exemple, un polyéthylène glycol, un polypropylène glycol, etc.), et des sels et éthers de ceux-ci. Dans un mode de réalisation, le au moins un groupe hydrophile est choisi parmi des acides carboxyliques, et des sels et éthers de ceux-ci. Dans un mode de réalisation, la fraction R3fest non substituée. Dans un autre mode de réalisation, la fraction R3 est substituée avec au moins un substituant choisi parmi des groupes alkyle en Ci-C10 et aryle en C5-C20. Un exemple de monomères de formule (III) est l’acide diméthylolpropionique (DMPA).
[87] Dans un mode de réalisation, le rapport molaire entre le au moins un diisocyanate et un monomère à base de polyol ou diol dans le polyuréthane est dans la plage de 0,5:1 à 3:1. Dans un autre mode de réalisation, le au moins un polyuréthane est caractérisé par un rapport NCO/OH, qui est le rapport quantité molaire de groupes isocyanate/quantité molaire des groupes hydroxyle en provenance de tous les monomères diols, par exemple le au moins un polyéther seul, ou s’il y en a, la somme du au moins un polyéther et du monomère contenant au moins un groupe hydrophile. Dans un mode de réalisation, le rapport NCO/OH est dans la plage de 0,85 à 1,15, par exemple, de 0,85 à
1,1, de 0,9 à 1,15, ou de 0,9 à 1,1.
[88] Dans un mode de réalisation, le au moins un polyuréthane a un indice d’acide correspondant à la quantité de monomère contenant au moins un groupe hydrophile, par exemple un groupe acide carboxylique, ou tout groupe hydrophile décrit cidessus. Par exemple, l’indice d’acide (AN(PU)) du au moins un polyuréthane peut être calculé à partir de l'équation suivante :
AN(PU) = (nombre de moles de monomère contenant un groupe hydrophile x 56,1 mgKOHx 1 000) / (la masse total (g) des monomères) [89] Dans un mode de réalisation, le au moins un polyuréthane a un indice d'acidité dans la plage de 10 à 100 mg KOH/g de polyuréthane, par exemple de 10 à 80, de 10 à 70, de 10 à 60, de 10 à 50, de 10 à 40, de 10 à 35, de 15 à 100, de 15 à 80, de 15 à 70, de 15 à 60, de 15 à 50, de 15 à 40, de 15 à 35, de 20 à 100, de 20 à 80, de 20 à 70, de 20 à 60, de 20 à 50, de 20 à 40, ou dans la plage de 20 à 35 mg de KOH/g de polyuréthane.
[90] Dans un mode de réalisation, l’encre pour jet d’encre comprend en outre au moins un composé soluble dans l’eau ayant un indice d'hydroxyle d’au moins 80, où le au moins un composé soluble dans l’eau est choisi parmi des polyols en C3-C2o éthoxylés, tels que des triols éthoxylés, des tétraols éthoxylés, des pentaols éthoxylés et des hexaols éthoxylés. Dans un mode de réalisation, les polyols en C3-C20 éthoxylés sont choisis parmi du glycérol éthyoxylé, du pentaérythritol éthoxylé, du triméthylolpropane éthoxylé, du glucoside éthoxylé et du glucose éthoxylé. Dans un autre mode de réalisation, le au moins un composé soluble dans l’eau est choisi parmi des polyols ayant trois groupes hydroxyle ou plus (par exemple, xylitol et sorbitol), et des polyols de polyéther. Le au moins un composé soluble dans l’eau peut être présent en une quantité dans la plage de 0,1 % à 60 % en poids, par rapport au poids total de la composition d’encre pour jet d’encre.
[91] Des exemples d'additifs rhéologiques pour ajuster la viscosité d'une composition d'encre pour jet d'encre comprennent, mais sans y être limités, des émulsions épaississant en milieu alcalin (telles que l’additif de contrôle de rhéologie Rheovis® AS de BASF), des émulsions épaississant en milieu alcalin modifiées de manière hydrophobe (telles que l’additif de contrôle de rhéologie Rheovis® HS de BASF), des polyuréthanes modifiés de manière hydrophobe (tels que l’additif de contrôle de rhéologie Rheovis® PU de BASF), et des polyéthers modifiés de manière hydrophobe (tels que l’additif de contrôle de rhéologie Rheovis® PE de BASF).
[92] Dans un mode de réalisation, les compositions d’encre pour jet d'encre peuvent en outre comporter des pigments pour modifier l'équilibre des couleurs et pour ajuster la densité optique. Des exemples de colorants comprennent des colorants alimentaires, des colorants FD&C, des colorants acides, des colorants directs, des colorants réactifs, des dérivés d’acides sulfoniaues de phtalocyanine, y compris des dérivés de phtalocyanine de cuivre, des sels de sodium, des sels d'ammonium et des sels de lithium.
[93] Dans un mode de réalisation, la composition d’encre pour jet d'encre comporte un ou plusieurs polymères choisis parmi des dispersants polymères et des liants polymères, tels que décrits ici, en une quantité dans la plage de 0,1 % à 20 % en poids par rapport au poids total de la composition, par exemple une quantité dans la plage de 0,1 % à 10 %, de 0,1 % à 5 %, de 0,2 % à 20 %, de 0,2 % à 10 %, de 0,2 % à 5 %, de 0,5 % à 20 %, de 0,5 % à 10 %, ou de 0,5 % à 5 % en poids par rapport au poids total de la composition.
[94] Dans un mode de réalisation, en plus du tensioactif, les compositions d'encre pour jet d'encre peuvent en outre comprendre un ou plusieurs additifs appropriés pour conférer un certain nombre de propriétés souhaitées tout en maintenant la stabilité des compositions. D'autres additifs sont bien connus dans la technique et comprennent des agents humectants, des biocides et des fongicides, des agents de contrôle du pH, des accélérateurs de séchage, des pénétrants, et analogues. La quantité d'un additif particulier variera en fonction d’une variété de facteurs, mais il est généralement présent en une quantité dans la plage de 0,01 % à 40 % sur la base du poids de composition d'encre pour jet d'encre. Dans un mode de réalisation, le au moins un additif est présent en une quantité dans la plage de 0,05 % à 5 %, par exemple une quantité dans la plage de 0,1 % à 5 %, ou de 0,5 % à 2 % en poids par rapport au poids total de la composition d'encre pour jet d'encre.
[95] Les agents humectants et les composés organiques solubles dans l’eau autres que le au moins un solvant organique peuvent également être ajoutés à la composition d'encre pour jet d'encre de la présente invention, par exemple pour empêcher d’obstruer la buse de même que pour permettre des propriétés de pénétration de papier (pénétrants), de séchage amélioré (accélérateurs de séchage), et anti-froissage. Dans un mode de réalisation, l'agent humectant et/ou le composé soluble dans l’eau est présent en une quantité dans la plage de 0,1 % à 50 %, par exemple une quantité dans la plage de 1 % à 50 %, de 0,1 % à 30 %, de 1 % à 30 %, de 0,1 % à 10 %, ou de 1 % à 10 %.
[96] Des exemples spécifiques d'humectants et d'autres composés solubles dans l’eau qui peuvent être utilisés comprennent des glycols à faible poids moléculaire tels que l'éthylène glycol, le diéthylène glycol, le triéthylène glycol, le tétraéthylène glycol et le dipropylène glycol ; des diols contenant d’environ 2 à environ 40 atomes de carbone, tels que le 1,3-pentanediol, le 1,4-butanediol, le 1,5-pentanediol, le 1,4-pentanediol, le 1,6hexanediol, le 1,5-hexanediol, le 2,6-hexanediol, le (2,2-diméthyl-1,3-propanediol) de néopentylglycol, le 1,3-propanediol, le 1,4-butanediol, le 1,5-pentanediol, le 1,6hexanediol, le 1,2,6-hexanetriol, le poly(éthylène-co-propylène) glycol et analogues, ainsi que leurs produits de réaction avec des oxydes d'alkylène, y compris les oxydes d'éthylène, y compris de l'oxyde d’éthylène et de l'oxyde de propylène ; des dérivés de triol contenant d’environ 3 à environ 40 atomes de carbone, comprenant la glycérine, le triméthylolpropane, le 1,3,5-pentanetriol, le 1,2,6-hexanetriol, et analogues, ainsi que leurs produits de réaction avec des oxydes d'alkylène, y compris l'oxyde d'éthylène, l'oxyde de propylène et les mélanges de ceux-ci ; le (2,2-diméthyl-l, 3-propanediol) de néopentylglycol et analogues, ainsi que leurs produits de réaction avec des oxydes d'alkylène, y compris l'oxyde d'éthylène et l'oxyde de propylène dans n'importe quel rapport molaire souhaitable pour former des matériaux ayant une large plage de poids moléculaire ; du thiodiglycol ; du pentaérythritol et des alcools inférieurs tels que l'éthanol, le propanol, l'alcool iso-propylique, l'alcool n-butylique, l'alcool sec-butylique et l'alcool tertbutylique, le 2-propyn-1-ol (alcool propargylique), le 2-butène-1-ol, le 3-butène-2-ol, le 3butyn-2-ol et le cyclopropanol ; des amides tels que le diméthylformaldéhyde et le diméthylacétamide ; des cétones ou des céto-alcools tels que l'acétone et l’alcool de diacétone ; des éthers tels que le tétrahydrofurane et le dioxane ; des cellosolves tels que l'éther monométhylique d'éthylène glycol et l'éther monoéthylique d'éthylène glycol, l'éther monométhylique (ou monoéthylique) de triéthylène glycol ; des carbitols tels que l'éther monométhylique de diéthylène glycol, l'éther monoéthylique de diéthylène glycol et l'éther monobutylique de diéthylène glycol ; des lactames tels que la 2-pyrrolidone, la N-méthyl-2pyrrolidone et Ι’ε-caprolactame ; de l’urée et des dérivés d'urée ; des sels internes tels que la bétaïne et analogues ; des dérivés de thio (soufre) des matériaux mentionnés ci-dessus, y compris le 1-butanethiol ; le t-butanethiol-1-méthyl-1-propanethiol, le 2-méthyHpropanethiol ; Le 2-méthyl-2-propanethiol ; le thiocyclopropanol, le thioéthylène glycol, le thiodiéthylène glycol, le trithio- ou dithio-diéthylène glycol, et analogues ; des dérivés d’hydroxyamide, y compris l'acétyléthanolamine, l'acétylpropanolamine, la propylcarboxyéthanolamine, la propylcarboxypropanolamine, et analogues ; des produits de réaction des matériaux mentionnés ci-dessus avec des oxydes d'alkylène ; et des mélanges de ceux-ci. Des exemples supplémentaires comprennent des saccharides tels que le maltitol, le sorbitol, la gluconolactone et le maltose ; des alcools polyhydriques tels que le triméthylolpropane et le triméthyloiéthane ; de la N-méthyl-2-pyrrolidone ; de la 1,3diméthyl-2-imidazolidinone ; des dérivés de sulfoxyde contenant d’environ 2 à environ 40 atomes de carbone, y compris les sulfures de dialkyle (sulfoxydes symétriques et asymétriques) tels que le diméthylsulfoxyde, le méthyléthylsulfoxyde, les sulfoxydes d’alkylphényle, et analogues; et des dérivés de sulfone (sulfones symétriques et asymétriques) contenant d’environ 2 à environ 40 atomes de carbone, tels que la diméthylsulfone, la méthyléthylsuifone, le sulfolane (tétraméthylènesuifone, une sulfone cyclique), les dialkylsulfones, les alkylphénylsulfones, la diméthylsulfone, la méthyléthylsuifone, la diéthylsulfone, J’éthylpropylsulfone, la méthylphénylsulfone, le méthylsulfolane, le diméthylsulfolane et analogues. De tels matériaux peuvent être utilisés seuls ou en association.
[97] Des biocides et/ou fongicides peuvent également être ajoutés aux dispersions aqueuses ou à la composition d'encre pour jet d'encre décrite(s) ci-dessus.
Les biocides sont importants dans la prévention d’une croissance bactérienne, car les bactéries sont souvent plus grandes que des buses d'encre et peuvent ainsi une obstruction ainsi que d’autres problèmes d’impression. Des exemples de biocides utiles comprennent, mais ne sont pas limités à, des sels de benzoate ou de sorbate, et des isothîazolinones. Dans un mode de réalisation, les biocides et/ou les fongicides sont présents en une quantité dans la plage de 0,05 % à 5 % en poids, de 0,05 % à 2 % en poids, de 0,1 % à 5 % en poids, ou de 0,1 % à 2 % en poids, par rapport au poids total de la composition, [98] Le au moins un polymère peut être préparé en utilisant des techniques conventionnelles de polymérisation. Des copolymères d'aipha-oléfine et d’anhydride maléique, par exemple, peuvent être préparés par l'un quelconque d’un certain nombre de procédés de polymérisation classiques, y compris ceux décrits dans ie brevet U.S. redélivré N°Re. 28 475 et les brevets U.S. N°3 553 117, 3560455, 3 560 456, 3 560 457, 3 488 311, 4 522 992, 4 358 573, 4 871 823, 4 859 752 et 5 336 727, qui sont cités ici à titre de référence. Le au moins un polymère peut être préparé, par exemple, dans des alcènes ordonnés à 160°C ; dans des solvants tels que les hydrocarbures aromatiques qui dissolvent les monomères mais précipitent les polymères (polymérisation en précipitation ou polymérisation en suspension) ; ou dans des solvants tels que les cétones qui dissolvent à la fois les réactifs et les polymères (polymérisation en solution). Dans un mode de réalisation, la température pour la polymérisation en solution est comprise entre 60 et 80°C. Les initiateurs radicalaires sont habituellement ΓΑΙΒΝ ou le peroxyde de benzoyle.
EXEMPLES
Définitions
NaAL = alendronate de sodium.
NaOH = hydroxyde de sodium.
SMA 2000 = un copolymère de styrène-anhydride maléique à faible poids moléculaire avec un rapport molaire d’environ 2:1 entre le styrène et l'anhydride maléique (polymère SMA® 2000, de Total Petrochemicals & Refining USA, Inc.).
SMA 3000 = un copolymère de styrène-anhydride maléique à faible poids moléculaire 15 avec un rapport molaire d’environ 3:1 entre le styrène et l'anhydride maléique (polymère
SMA® 3000, de Total Petrochemicals & Refining USA, Inc.).
SMA EF40 = un copolymère de styrène-anhydride maléique à faible poids moléculaire avec un rapport molaire d’environ 4:1 entre le styrène et l'anhydride maléique (polymère SMA® EF40, de Total Petrochemicals & Refining USA, Inc.).
Joncryl 683 = une résine styrène-acrylique (résine Joncryl® 683 de BASF).
Résine échangeuse d’ions acide = Résine échangeuse d’ions Purolite® C107E (de Purolite).
TMPTGE = éther triglycidylique de triméthylolpropane de Sigma Aldrich.
SURFYNOL 465 = agent tensioactif SURFYNOL® 465, un agent tensioactif non ionique de 25 Air Products.
TEGMBE = éther monobutylique de triéthylène glycol.
La résine XIRAN® SZ25010 est un copolymère de styrène-anhydride maléique à faible poids moléculaire avec une teneur d’anhydrique maléique de 25 %, de Polyscope Polymers, BV.
La résine XIRAN® SZ15010 est un copolymère de styrène-anhydride maléique à faible poids moléculaire d'anhydride avec une teneur d’anhydrique maléique de 15%, de Polyscope Polymers, BV.
DMAPA = 3-(diméthylamino)-1-propylamine.
Exemples de polymère [99] Les exemples Polymère-A à Polymère-D décrivent la synthèse d'un polymère ayant des premiers monomères choisis parmi des monomères hydrophobes éthyléniquement insaturés, et des seconds monomères choisis parmi l’anhydride maléique, où une partie des seconds monomères sont fonctionnalisés avec au moins un groupe organique ayant une valeur d’indice de calcium supérieure ou égale à une valeur d’indice de calcium de l’acide phénylphosphonique. Les exemple Polymère-E et PolymèreG décrivent la synthèse d'un polymère comparatif ayant des premiers monomères choisis parmi des monomères hydrophobes éthyléniquement insaturés, et des seconds monomères choisis parmi l’anhydride maléique, où une partie des seconds monomères est fonctionnalisée avec au moins un groupe organique ayant une valeur d’indice de calcium supérieure ou égale à une valeur d’indice de calcium de l’acide phénylphosphonique. L'exemple Polymère-H décrit la synthèse d'un polymère comparatif ayant des monomères choisis parmi des monomères hydrophobes et hydrophiles éthyléniquement insaturés, où aucun des monomères n'est choisi parmi l’anhydride maléique, l’acide maléique, ou des sels, esters, imides et amides de ceux-ci.
Polymère-A [100] À un réacteur cylindrique de 1 litre équipé d'un dispositif de surveillance de température, d’un agitateur, et d’un condenseur, ont été ajoutés 100 g de poudre de polymère SMA EF40 et 320 g d’eau désionisée (DI). Une solution de NaAL a été préparée en dissolvant du trihydrate d'alendronate de sodium (31,6 g) dans le mélange de 122 g d’eau DI et de 58,4 g d’une solution de NaOh à 40 % en poids. La solution de NaAL a été ajoutée au réacteur sous agitation. Le mélange résultant a été chauffé à 90°C pendant 11 heures. Pendant ce temps, la suspension laiteuse initiale est devenue progressivement claire et homogène. Après refroidissement à température ambiante, la solution a été transférée dans un bêcher en acier inoxydable, où son pH a été ajusté en agitant la solution en présence d'une résine acide d'une valeur initiale de 11-12 jusqu'à ce que le pH soit de 8,5 à 10. Une filtration par aspiration à travers une fritte de verre pour éliminer les perles d'échange d’ions a donné un liquide limpide et incolore. Une 31P RMN a été utilisée pour déterminer la quantité de groupes bisphosphonate qui étaient attachés au polymère. Une solution finale de Polymère-A a été obtenue : 19,2 % de solides, pH = 9,60, et 13 % de NaAL initialement chargé ont été liés de manière covalente au polymère. Pour le Polymère-A, la portion des seconds monomères, qui ont été fonctionnalisés avec des groupes bisphosphonates (ayant une valeur d'indice de calcium supérieure à une valeur d'indice de calcium d”acide phénylphosphonique), est de 13% en moles des seconds monomères au total.
Polymère-B [101] À un réacteur cylindrique de 1 litre équipé d'un dispositif de surveillance de température, d’un agitateur et d’un condenseur ont été ajoutés 100 g de poudre de polymère SMA EF40 et 360 g d’eau DI. Une solution de NaAL a été préparée en dissolvant du trihydrate d'alendronate de sodium (56,9 g) dans le mélange de 126 g d’eau DI et de 74 g d’une solution de NaOh à 40 % en poids. La solution de NaAL a été ajoutée au réacteur sous agitation. Le mélange résultant a été chauffé à 90°C pendant 11 h. Pendant ce temps, la suspension laiteuse initiale est devenue progressivement claire et homogène. Après refroidissement à température ambiante, la solution a été transférée dans un bêcher en acier inoxydable, où son pH a été ajusté en agitant la solution en présence d'une résine acide d'une valeur initiale de 11-12 jusqu'à ce que le pH soit de 8,5 à 10. Une filtration par aspiration à travers une fritte de verre pour éliminer les perles d'échange d’ions a donné un liquide limpide et incolore. Une 31P RMN a été utilisée pour déterminer la quantité de groupes bisphosphonate qui étaient attachés au polymère. Une solution finale de Polymère-B a été obtenue : 17,6 % de solides, pH = 9,75, et 11 % de NaAL initialement chargé ont été liés de manière covalente au polymère. Pour le Polymère-B, la portion des seconds monomères, qui ont été fonctionnalisés avec des groupes bisphosphonate (ayant une valeur d'indice de calcium supérieure à une valeur d'indice de calcium de l’acide phénylphosphonique), est de 11 % en moles des seconds monomères au total.
Polymère-C [102] À un réacteur cylindrique de 1 litre équipé d’un dispositif de surveillance de température, d’un agitateur et d’un condenseur ont été ajouté 80 g de poudre de polymère SMA 3000 et 200 g d’eau DI. Une solution de NaAL a été préparée en dissolvant du trihydrate d'alendronate de sodium (31,7 g) dans le mélange de 122 g d’eau DI et de
29.3 g d’une solution de NaOh à 40 % en poids. La solution de NaAL a été ajoutée au réacteur sous agitation. Le mélange résultant a été chauffé à 80°C pendant 11 h. Pendant ce temps, la suspension laiteuse initiale est devenue progressivement claire et homogène. Après refroidissement à température ambiante, la solution a été transférée dans un bêcher en acier inoxydable, où son pH a été ajusté en agitant la solution en présence d'une résine acide d'une valeur initiale de 11-12 jusqu'à ce que le pH soit de 8,5 à 10. Une filtration par aspiration à travers une fritte de verre pour éliminer les perles d'échange d’ions a donné un liquide limpide et incolore. Un procédé d'analyse ICP a été utilisé pour déterminer la quantité de groupes bisphosphonate qui ont été attachés au polymère, où une petite partie de solution de polymère a d’abord été dialysée contre de l'eau désionisée en utilisant un tube de dialyse avec un poids moléculaire coupé approprié (à savoir, MWCO) (par exemple, Spectro/Por® Dialysis Membrane, MWCO 2kD). Une solution finale de Polymère-C a été obtenue : 12,7 % de solides, pH = 9,62, et 11 % de NaAL initialement chargé ont été liés de manière covalente au polymère. Pour le Polymère-C, la portion des seconds monomères, qui ont été fonctionnalisés avec des groupes bisphosphonate (ayant une valeur d'indice de calcium supérieure à une valeur d'indice de calcium de l’acide phénylphosphonique), est de 11 % en moles des seconds monomères au total.
Polymère-D [103] À un réacteur cylindrique de 1 litre équipé d'un dispositif de surveillance de la température, d’un agitateur et d’un condenseur ont été ajoutés 80 g de poudre de polymère SMA 2000 et 200 g d’eau Dl. Une solution de NaAL a été préparée en dissolvant du trihydrate d'alendronate de sodium (42,5 g) dans le mélange de 164 g d’eau Dl et de
78.4 g d’une solution de NaOh à 40 % en poids. La solution de NaAL a été ajoutée au réacteur sous agitation. Le mélange résultant a été chauffé à 80°C pendant 8 h. Pendant ce temps, la suspension laiteuse initiale est devenue progressivement claire et homogène. Après refroidissement à température ambiante, la solution a été transférée dans un bêcher en acier inoxydable, où son pH a été ajusté en agitant la solution en présence d'une résine acide d'une valeur initiale de 11-12 jusqu'à ce que le pH soit de 8,5 à 10. Une filtration par aspiration à travers une fritte de verre pour éliminer les perles d'échange d’ions a donné un liquide limpide et incolore. Un procédé d'analyse ICP a été utilisé pour déterminer la quantité de groupes bisphosphonate qui ont été attachés au polymère, où une petite partie de solution de polymère a d’abord été dialysée contre de l'eau désionisée en utilisant un tube de dialyse avec un poids moléculaire coupé approprié (à savoir, MWCO) (par exemple, Spectro/Por® Dialysis Membrane, MWCO 2kD). Une solution finale de Polymère-D a été obtenue : 14,7 % de solides, pH = 9,58, et 22 % de NaAL initialement chargé ont été liés de manière covalente au polymère. Pour le Polymère-D, la portion des seconds monomères, qui ont été fonctionnalisés avec des groupes bisphosphonate (ayant une valeur d'indice de calcium supérieure à une valeur d'indice de calcium de l’acide phénylphosphonique), est de 22 % en moles des seconds monomères au total.
Polymère-E [104] Le Polymère E était une solution aqueuse de sel de sodium de SMA 2000, qui peut être préparée via hydrolyse en présence de la solution de NaOh. Une solution finale de Polymère-E était : 28,7 % de solides, et pH de 9,83.
Polvmère-F [105] Le Polymère-F était une solution aqueuse de sel de sodium SMA 3000, qui peut être préparée via hydrolyse en présence de la solution de NaOh. Une solution finale de Polymère-F était : 17,2 % de solides, et pH de 9,75.
Polymère-G [106] Le Polymère-G était une solution aqueuse de sel de sodium SMA EF40, qui peut être préparé via hydrolyse en présence de la solution de NaOh et d’une petite quantité de Polymère-F (utilisé comme auxiliaire d'hydrolyse), où la quantité de SMA 3000 ajoutée était de 5,3 % en poids de SMA EF40. Une solution finale de Polymère-G était : 20,9 % de solides, et pH de 9,90.
Polvmère-H [107] Le Polymère-H était une solution aqueuse du sel de sodium de Joncryl 683, qui peut être préparée en neutralisant le polymère Joncryl 683 avec la solution de NaOh. Une solution finale de Polymère-H était : 22,6 % de solides, et pH de 8,84.
Polymère-I [108] À un réacteur cylindrique de 1 litre équipé d'un dispositif de surveillance de température, d’un agitateur en hauteur et d’un condenseur ont été ajoutés 285 g de poudre de résine XIRAN® SZ25010 (indice d’acide, AN(SP) = 285) et 1 044 g d’eau DI. À la suspension de mélange de polymère et d'eau, 137,5 g d’une solution de NaOh à 40 % en poids ont été ajoutés. Le mélange résultant a été chauffé à 95°C pendant 10 h.
Pendant ce temps, la suspension laiteuse initiale est devenue progressivement claire et homogène comme le polymère a été complètement hydrolysé, en ayant pour résultat une solution à 22,1 % de solides et d’un pH de 10,1.
Polymère-J [109] À un réacteur cylindrique de 1 litre équipé d'un dispositif de surveillance de température, d’un agitateur en hauteur et d’un condenseur ont été ajoutés 285 g de granules de résine XIRAN® SZ15010 (indice d’acide, AN(SP) = 156) et 1 169 g d’eau DI. À la suspension de mélange de polymère et d'eau, 75,3 g d’une solution de NaOh à 40 % en poids ont été ajoutés. Le mélange résultant a été chauffé à 95°C pendant 10 h. Pendant ce temps, la suspension laiteuse initiale est devenue progressivement claire et homogène comme le polymère a été complètement hydrolysé, en ayant pour résultat une solution à 19,8 % de solides et d’un pH de 10,4.
Polymère-K [110] À un réacteur cylindrique de 0,5 L équipé d'un dispositif de surveillance de température, d’un agitateur et d’un condenseur ont été ajoutés 30 g de poudre de polymère SMA 3000, 0,91 ml de 3-(diméthylamino)-1-propylamine (DMAPA) de Sigma Aldrich, et 180 g d’eau DI. Une solution de NaAL a été préparée en dissolvant du trihydrate d'alendronate de sodium (2,6 g) dans le mélange de 20 g d’eau DI et de 4,4 g d’une solution de NaOh à 40 % en poids. La solution de NaAL a été ajoutée au réacteur sous agitation. Le mélange résultant a été chauffé à 90°C pendant 2 h. Un supplément de
13,6 g d’une solution de NaOh à 40 % en poids a été ajouté, et le mélange a été chauffé à 90°C pendant 6 h. Pendant ce temps, la suspension laiteuse initiale est devenue progressivement claire et homogène. Une solution finale de Polymère-K a été obtenue : 15,8 % de solides, et pH = 8,59. Une 31P RMN a été utilisée pour déterminer la quantité de groupes diméthylamino qui étaient attachés au polymère, et une 1H RMN a été utilisée pour déterminer la quantité de groupes diméthylamino qui étaient attachés au polymère. Pour le Polymère-K, la portion des seconds monomères, qui ont été fonctionnalisés avec des groupes bisphosphonate (ayant une valeur d'indice de calcium supérieure à une valeur d'indice de calcium de l’acide phénylphosphonique), est de 3,3 % en moles des seconds monomères. La portion des seconds monomères, qui ont été fonctionnalisés avec des groupes diméthylamino (groupe organique ayant la formule -A-N(R3)(R4)), est
8,5 % en moles des seconds monomères au total.
Polymère-L [111] À un réacteur cylindrique de 0,5 L équipé d'un dispositif de surveillance de température, d’un agitateur et d’un condenseur ont été ajoutés 30 g de poudre de polymère SMA® EF40, 0,56 ml de 3-(diméthylamino)-1-propylamine (DMAPA) de Sigma Aldrich, et 130 g d’eau DI. Après mélange, 0,5 g d’une solution de NaOh à 40 % en poids a été ajouté, et le mélange résultant a été chauffé à 94°C pendant 2 h. Un supplément de
10,6 g d’une solution de NaOh à 40 % en poids a été ajouté, et le mélange a été chauffé à 94°C pendant 8 h. Pendant ce temps, la suspension laiteuse initiale est devenue progressivement claire et homogène. Une solution finale de Polymère-L a été obtenue : 14,1 % de solides, et pH = 8,59. Une 31P RMN a été utilisée pour déterminer la quantité de groupes diméthylamino qui étaient attachés au polymère. Pour le Polymère-L, la partie des seconds monomères, qui ont été fonctionnalisés avec des groupes diméthylamino (groupe organique ayant la formule -A-N(R3)(R4)), est de 8,4 % en moles des seconds monomères au total.
Exemples de dispersion de pigment [112] Des exemples de dispersion de pigment PigDisp-1 à 5 sont des dispersions aqueuses de pigment jaune, qui sont stabilisées par des polymères. Des exemples de dispersion de pigment PigDisp-6 à 9 sont des dispersions aqueuses de pigment cyan, qui sont stabilisées par des polymères. Des exemples de dispersion de pigment PigDisp-10 à 21 sont des dispersions aqueuses de pigment magenta, qui sont stabilisées par des polymères. Des exemples de dispersion de pigment PigDisp-22 à 24 sont des dispersions aqueuses de pigment noir, qui sont stabilisées par des polymères. Les dispersions de pigment sont préparées comme suit.
PiqDisp-1 et PiqDisp-2 [113] Du Polymère-G (560 g de solution, 20,9 % de solides dans de l'eau) a été combiné avec 724 g d'eau DI et 272 g de Pigment Yellow 74 (sous forme de poudre sèche). Ce mélange a ensuite été alors soniqué approximativement à 10°C avec un sonicateur à sonde Misonix® pendant environ 7 heures pour donner une dispersion jaune de faible viscosité. Une petite partie de cette dispersion (approximativement 50 g) a été centrifugée à 2 500G pendant 20 minutes, et ensuite décantée pour isoler le produit. Une solution finale du pigment jaune dispersé dans du Polymère-G, PigDisp-1, a été obtenue et avait 15,5 % de solides et une taille de particule moyenne de 198 nm (déterminée en utilisant un analyseur de taille de particule Microtrac®).
[114] À la dispersion restante (2 014 g de solution, teneur en solides de 18,2 %) ont été ajoutés 5,87 g de TMPTGE, 3,6 g d'acide borique, et 190 g d’eau DI. Le mélange résultant a été chauffé à 65°C pendant 4 h. Après refroidissement à température ambiante, la solution a été diluée à 10 % de solides, opération suivie d’une centrifugation à 2 500G pendant 20 minutes. Après cela, la solution a été purifiée et concentrée par diafiltration en utilisant une membrane de polysulfone de coupure de 3 000 MW pour obtenir PigDisp-2 : 16,5 % de solides, et une taille de particule moyenne de 162 nm (déterminée en utilisant un analyseur de taille de particule Microtrac®)
PiqDisp-3 [115] Du Polymère-A (829 g de solution, 19,2 % de solides dans de l'eau) a été combiné avec 917 g d’eau DI et 370 g de Pigment Yellow 74 (sous forme de poudre sèche). Ce mélange a ensuite été soniqué approximativement à 10°C avec un sonicateur à sonde Misonix® pendant environ 7 h pour donner une dispersion jaune de faible viscosité. La solution a ensuite été diluée à 10 % de solides, opération suivie d’une centrifugation à 2 500G pendant 20 minutes. Après cela, la solution a été purifiée et concentrée par diafiltration en utilisant une membrane de polysulfone de coupure de 3 000 MW pour obtenir PigDisp-3 : 18,5 % de solides, et une taille de particule moyenne de 170 nm (déterminée en utilisant un analyseur de taille de particule Microtrac®)
PigDisp-4 [116] Du Polymère-A (112 g de solution, 19,2 % de solides dans de l'eau) a été combiné avec 124 g d’eau DI et 50 g de pigment jaune 74 (sous forme de poudre sèche). Ce mélange a ensuite été soniqué approximativement à 10°C avec un sonicateur à sonde Misonix® pendant environ 1 h pour donner une dispersion jaune de faible viscosité. À la dispersion ont été ajoutés 1,21 g de TMPTGE (% de CO2ciblé =15 %), 0,74 g d'acide borique et 144 g d’eau DI. Le mélange résultant a été chauffé à 65°C pendant 4 h. Après refroidissement à température ambiante, la solution a été centrifugée à 2 500G pendant 20 minutes. Après centrifugation, la solution a été purifiée et concentrée par diafiltration en utilisant une membrane de polysulfone de coupure de 3 000 MW pour obtenir PigDisp-3 :
18,5 % de solides, et une taille de particule moyenne de 170 nm (déterminée en utilisant un analyseur de taille de particule Microtrac®)
PiqDisp-5 [117] PigDisp-5 est un colorant jaune Pro-Jet™ APD1000, une dispersion aqueuse de pigment jaune et disponible dans le commerce auprès de FUJIFILM Imaging Colorants, Inc. Cette dispersion a été stabilisée en utilisant des dispersants polyacrylates.
Évaluation de PigDisp 1 à 5 [118] Des exemples de dispersion de PigDisp-1 à 4 ont été évalué en effectuant des expériences de sédimentation, où ces dispersions ont été laissées tranquilles sur le banc pendant une période de temps à la température ambiante. Leur performance de décantation a été classée sur la base des critères suivants ;
Faible = La dispersion se sépare en deux couches en < 4 jours, où la couche supérieure contient peu ou pas de quantité de pigment, tandis que la concentration du pigment au niveau du fond est beaucoup plus élevée que sa concentration initiale ;
Bonne = la dispersion demeure uniforme (à savoir peu ou pas de séparation de couches) pendant 5 jours ou plus longtemps.
Tableau 1
Dispersion Polymère Réticulation Performance décantation de
PigDisp-1 Polymère-G Non Faible
PigDisp-2 Polymère-G Oui Faible
PigDisp-3 Polymère-A Non Bonne
PigDisp-4 Polymère-A Oui Bonne
[119] Le tableau 1 montre que pour des échantillons non réticulés et réticulés, les dispersions de pigment stabilisées par le Polymère-A ont montré une meilleure performance de décantation que les dispersions stabilisées par le Polymère-G. La principale différence entre le Polymère-A et Polymère-G est que le Polymère-A est un polymère SMA EF40 fonctionnalisé, où des groupes bisphosphonates sont fixés au polymère, tandis que le Polymère-G ne contient pas des tels groupes fonctionnels, La valeur d'indice de calcium de l'acide phénylphosphonique est de 2,53, qui a été mesurée en utilisant le procédé A tel que décrit dans le brevet U.S. N°8 858 695, de la colonne 29, ligne 45, à la colonne 30, ligne 44, comprenant une liste de valeurs d'indice de calcium pour divers composés dans le tableau 5A, qui est cité ici à titre de référence. Sur la base de la mesure précédente de -CH2(PO3 2‘)2 (tableau 5A du brevet US N°8 858 695), la valeur d'indice de calcium pour le groupe bisphosphonate a été déterminée comme étant d'environ 3,45.
[120] Pour tenir compte de la capacité du polymère à lier des ions métalliques polyvalents, par exemple du magnésium et du calcium, en tenant compte du groupe fonctionne! et de l'hydrophobicité, parmi d'autres facteurs, un test de sensibilité au magnésium a été développé. Le test de sensibilité au Mg a été effectué (1) en ajoutant une goutte (environ 0,05 g) des exemples de dispersion PigDisp-3 à 5 (en l’état) dans une série de 10 à 15 ml de solutions de MgCl2 avec des niveaux variés de concentrations molaires : 1,0 mM, 2,0 mM, 3,0 mM et 5,0 mM ; (2) en secouant les échantillons et en les laissant ensuite être tranquilles pendant une heure à température ambiante ; et (3) en enregistrant la plus faible concentration molaire de MgCI2 lorsque la précipitation complète de la dispersion de pigment (c'est-à-dire une séparation nette de l'eau et des précipités de pigment) a été observée. Après avoir testé tous ces exemples, leurs concentrations molaires de MgCI2, auxquelles les pigments ont complètement précipité, ont été résumées dans le tableau 2. Plus la concentration de MgCI2 requise pour la précipitation est faible, plus la sensibilité envers tes ions magnésium et/ou calcium est grande, ce qui peut indiquer une capacité de liaison au calcium et/ou magnésium.
Tableau 2
Dispersion Polymère Réticulation [MgCI2], mM
PigDisp-3 Polymère-A Non 2.0
PigDisp-4 Polymère-A Oui 2.0
PigDisp-5 polyacrylates Oui >5.0
[121] PigDisp-3 et PigDip-4, contenant le Polymère-A, un polymère SMA EF40 fonctionnalisé par un bisphosphonate, présentent une meilleure capacité de liaison au calcium et/ou au magnésium que PigDisp-5, une dispersion stabilisée par un polymère qui ne contient aucun monomère choisi parmi l’anhydride maléique, l’acide maléique, et des sels, esters, imides et amides de ceux-ci.
PigDisp-6 [122] Du Polymère-A (202 g de solution, 19,2 % de solides dans de l'eau) a été combiné avec 223 g d’eau DI et 90 g de Pigment Blue 15:4 (sous forme de poudre sèche).
Ce mélange a ensuite été soniqué approximativement à 10°C avec un sonicateur à sonde Misonix® pendant environ 1 h pour donner une dispersion cyan de faible viscosité. À la dispersion ont été ajoutés 4,37 g de TMPTGE (% de CO2 ciblé = 30 %), 2,68 g d'acide borique, et 257 g d’eau DI. Le mélange résultant a été chauffé à 65°C pendant 5 h. Après refroidissement à température ambiante, la solution a premièrement été diluée à 13 % de solides, opération suivie par une centrifugation à 2 500G pendant 20 minutes. Après centrifugation, la solution a été purifiée et concentrée par diafiltration en utilisant une membrane de polysulfone de coupure de 3 000 MW pour obtenir PigDisp-6 : 20,7 % de solides, et une taille de particule moyenne de 152 nm (déterminée en utilisant un analyseur de taille de particules Microtrac®)
PiqDisp-7 [123] Du Polymère-B (220 g de solution, 17,6 % de solides dans de l'eau) a été combiné avec 205 g d’eau DI et 90 g de Pigment Blue 15:4 (sous forme de poudre sèche). Ce mélange a été alors soniqué approximativement à 10°C avec un sonicateur à sonde Misonix ® pendant environ 1 h pour donner une dispersion cyan de faible viscosité. À la dispersion ont été ajoutés 4,37 g de TMPTGE (% de CO2 ciblé = 30 %), 2,68 g d'acide borique, et 257 g d’eau DI. Le mélange résultant a été chauffé à 65°C pendant 5 h. Après refroidissement à température ambiante, la solution a premièrement été diluée à 12 % de solides, opération suivie par une centrifugation à 2 500G pendant 20 minutes. Après centrifugation, la solution a été purifiée et concentrée par diafiltration en utilisant une membrane de polysulfone de coupure de 3 000 MW pour obtenir PigDisp-7: 20,4 % de solides, et une taille de particule moyenne de 157 nm (déterminée en utilisant un analyseur de taille de particule Microtrac®)
PigDisp-8 [124] Du Polymère-E (47 g de solution, 28,7 % de solides dans de l'eau) a été combiné avec 213 g d'eau DI et 40 g de Pigment Blue 15: 4 (sous la forme d'un tourteau dont la quantité a été déterminée par sa teneur en solides). Ce mélange a ensuite été soniqué approximativement à 10°C avec un sonicateur à sonde Misonix® pendant environ 1 h pour donner une dispersion cyan de faible viscosité. La solution résultante a été centrifugée à 2 500G pendant 20 minutes, puis décantée pour isoler le produit. Une solution finale de Polymère-E-pigment cyan dispersé, PigDisp-8, a été obtenue et avait
13,7 % de solides et une taille de particule moyenne de 163 nm (déterminée en utilisant un analyseur de taille de particule Microtrac®).
PiqDisp-9 [125] PigDisp-9 est un cyan Pro-Jet ™ APD1000, une dispersion aqueuse de pigment cyan et disponible dans le commerce auprès de FUJIFILM Imaging Colorants, Inc. Cette dispersion a été stabilisée en utilisant des dispersants polyacrylates.
Évaluation de PigDisp 6 à 9 [126] Pour ces dispersions cyan, leur test de sensibilité au Mg a été effectué (1 ) en ajoutant une goutte (environ 0,05 g) des exemples de dispersion PigDisp-6 à 9 (en l’état) dans une série de 10 à 15 ml de solution de MgCI2 avec des niveaux variés de concentrations molaires: 1,0 mM, 2,0 mM, 3,0 mM et 5,0 mM ; (2) en secouant les échantillons et en les laissant ensuite être tranquilles pendant une heure à température ambiante ; et (3) en enregistrant la plus faible concentration molaire de MgCI2 lorsque la précipitation complète de la dispersion de pigment (c'est-à-dire une séparation nette de l’eau et des précipités de pigment) a été observée. Après avoir testé tous ces exemples, leurs concentrations molaires en MgCI2, auxquelles les pigments ont complètement précipité, ont été résumées dans le tableau 3. Plus la concentration en MgCI2 requise pour la précipitation est faible, plus la sensibilité envers les ions magnésium et/ou calcium est grande, ce qui peut indiquer une capacité de liaison au calcium et/ou magnésium.
Tableau 3
Dispersion Polymère Réticulation [MgCI2], mM
PigDisp-6 Polymère-A Oui 2.0
PigDisp-7 Polymère-B Oui 2.0
PigDisp-8 Polymère-E Non 3.0
PigDisp-9 polyacrylates Oui 5.0
[127] PigDisp-6 et PigDip-7, contenant respectivement le Polymère-A et le Polymère-B, un polymère SMA EF40 fonctionnalisé par bisphosphonate, présentaient une meilleure capacité de liaison au calcium et/ou magnésium que PigDisp-8, une dispersion cyan dispersée de SMA 2000 non fonctionnalisée n'ayant aucun groupe fonctionnel ayant une valeur d'indice de calcium supérieure ou égale à une valeur d’indice de calcium d'acide phénylphosphonique, et PigDisp-5, une dispersion stabilisée par un polymère qui ne contient aucun monomère choisi parmi l’anhydride maléique, l’acide maléique, et des sels, esters, imides et amides de ceux-ci. Des quantités plus élevées de groupes bisphosphonate ont été attachées au polymère SMA EF40 dans le Polymère-B que dans le Polymère-A.
PigDisp-10 [128] Du Polymère-A (762 g de solution, 19,2 % de solides dans de l'eau) a été combiné avec 1 444 g d’eau DI et 340 g de Pigment Violet 19 (sous forme de poudre sèche). Ce mélange a ensuite été soniqué approximativement à 10°C avec un sonicateur à sonde Misonix ® pendant environ 7 h pour donner une dispersion magenta de faible viscosité. À la dispersion ont été ajoutés 10,7 g de TMPTGE, 6,53 g d'acide borique, et 273 g d’eau DI. Le mélange résultant a été chauffé à 65°C pendant 4 h. Après refroidissement à température ambiante, la solution a premièrement été diluée à 10 % de solides, opération suivie par une centrifugation à 2 500G pendant 20 minutes. Après centrifugation, la solution a été purifiée et concentrée par diafiltration en utilisant une membrane de polysulfone de coupure de 3 000 MW pour obtenir PigDisp-10 : 17,1 % de solides, et une taille de particule moyenne de 168 nm (déterminée en utilisant un analyseur de taille de particule Microtrac®)
PigDisp-11 [129] Du Polymère-G (617 g de solution, 20,9 % de solides dans de l'eau) a été combiné avec 1 228 g d’eau DI et 300 g de Pigment Violet 19 (sous forme de poudre sèche). Ce mélange a ensuite été soniqué approximativement à 10°C avec un sonicateur à sonde Misonix® pendant environ 6 h pour donner une dispersion magenta de faible viscosité. À la dispersion ont été ajoutés 9,14 g de TMPTGE, 5,61 g d'acide borique, et 222 g d’eau DI. Le mélange résultant a été chauffé à 65°C pendant 4 h. Après refroidissement à température ambiante, la solution a premièrement été diluée à 10 % de solides, opération suivie par une centrifugation à 2 500G pendant 20 minutes. Après centrifugation, la solution a été purifiée et concentrée par diafiltration en utilisant une membrane de polysulfone de coupure de 3 000 MW pour obtenir PigDisp-11 : 18,3 % de solides, et une taille de particule moyenne de 161 nm (déterminée en utilisant un analyseur de taille de particule Microtrac®)
PigDisp-12 [130] Du Polymère-H (59 g de solution, 22,6 % de solides dans de l'eau) a été combiné avec 215 g d'eau DI et 40 g de Pigment Red 122 (sous la forme d'un tourteau dont la quantité a été déterminée par sa teneur en solides). Ce mélange a ensuite été soniqué approximativement à 10°C avec un sonicateur à sonde Misonix ® pendant environ 30 minutes pour donner une dispersion cyan de faible viscosité. La solution résultante a été centrifugée à 2 500G pendant 20 minutes, puis décantée pour isoler le produit. Une solution finale de pigment magenta dispersé dans du Polymère-H, PigDisp-12, a été obtenue : 14,0 % de solides et une taille de particule moyenne de 106 nm (déterminée en utilisant un analyseur de taille de particule Microtrac®).
PigDisp-13 [131] PigDisp-13 est un magenta Pro-Jet ™ APD1000, une dispersion aqueuse de pigment magenta, et est disponible dans le commerce auprès de FUJIFILM Imaging Colorants, Inc. Cette dispersion est stabilisée en utilisant des dispersants de polyacrylates.
PigDisp-14-15 [132] Du Polymère-A (34 g de solution, 19,2 % de solides dans de l'eau) a été combiné avec 38 g d'eau DI et 15 g de Pigment Violet 19 (sous forme de poudre sèche). Ce mélange a ensuite été sonique approximativement à 10° C avec un sonicateur à sonde Misonix ® pendant environ 30 minutes pour donner une dispersion magenta de faible viscosité. A la dispersion ont été ajoutés 43 g d'eau DI pour obtenir PigDisp-14 : 16,6 % de solides, et une taille de particule moyenne de 184 nm (déterminée en utilisant un analyseur de taille de particule Microtrac®).
[133] A un réacteur séparé ont été ajoutés 35 g de PigDisp-14, 0,13 g de TMPTGE (% de CO2 ciblé = 20 %) et 0,08 g d'acide borique. Le mélange résultant a été chauffé à 65°C pendant 5 h. Après refroidissement à température ambiante, la solution finale de PigDisp-15 a été obtenue avec une taille de particule moyenne de 200 nm (déterminée en utilisant un analyseur de taille de particule Microtrac®).
PigDisp-16-17 [134] Du Polymère-B (37 g de solution, de 17,6 % de solides dans de l'eau) a été combiné avec 35 g d’eau DI et 15 g de Pigment Violet 19 (sous forme de poudre sèche). Ce mélange a ensuite été soniqué approximativement à 10°C avec un sonicateur à sonde Misonix® pendant environ 30 minutes pour donner une dispersion magenta de faible viscosité. A la dispersion ont été ajoutés43 g d'eau DI pour obtenir PigDisp-16 :
16,6 % de solides, et une taille de particule moyenne de 183 nm (déterminée en utilisant un analyseur de taille de particule Microtrac®).
[135] A un réacteur séparé ont été ajoutés 35 g de PigDisp-16, 0,13 g de TMPTGE (% de CO2 ciblé = 20 %) et 0,08 g d'acide borique. Le mélange résultant a été chauffé à 65°C pendant 5 h. Après refroidissement à température ambiante, la solution finale de PigDisp-17 a été obtenue avec une taille de particule moyenne de 205 nm (déterminée en utilisant un analyseur de taille de particule Microtrac®).
PiqDisp-18-19 [136] Du Polymère-D (44 g de solution, 14,7 % de solides dans de l'eau) a été combiné avec 27 g d’eau DI et 15 g de Pigment Violet 19 (sous forme de poudre sèche). Ce mélange a ensuite été soniqué approximativement à 10°C avec un sonicateur à sonde Misonix® pendant environ 30 minutes pour donner une dispersion magenta de faible viscosité. A la dispersion ont été ajouté 43 g d'eau DI pour obtenir PigDisp-18 :16,6 % de solides, et une taille de particule moyenne de 171 nm (déterminée en utilisant un analyseur de taille de particule Microtrac®).
[137] A un réacteur séparé ont été ajoutés 35 g de PigDisp-18, 0,19 g de TMPTGE (% de CO2 ciblé = 17 %) et 0,12 g d'acide borique. Le mélange résultant a été chauffé à 65°C pendant 5 h. Après refroidissement à température ambiante, la solution finale de PigDisp-19 a été obtenue avec une taille de particule moyenne de 220 nm (déterminée en utilisant un analyseur de taille de particule Microtrac®).
PigDisp-20-21 [138] Du Polymère-C (51 g de solution, 12,7 % de solides dans de l'eau) a été combiné avec 20 g d’eau DI et 15 g de Pigment Violet 19 (sous forme de poudre sèche). Ce mélange a ensuite été soniqué approximativement à 10°C avec un sonicateur à sonde Misonix® pendant environ 30 minutes pour donner une dispersion magenta de faible viscosité. A la dispersion ont été ajoutés 43 g d'eau DI pour obtenir PigDisp-20 : 16,6 % de solides, et une taille de particule moyenne de 166 nm (déterminée en utilisant un analyseur de taille de particule Microtrac®).
[139] A un réacteur séparé ont été ajoutés 35 g de PigDisp-20, 0,16 g de TMPTGE (% de CO2 ciblé = 18 %) et 0,10 g d'acide borique. Le mélange résultant a été chauffé à 65°C pendant 5 h. Après refroidissement à température ambiante, la solution finale de PigDisp-21 a été obtenue avec une taille de particule moyenne de 179 nm (déterminée en utilisant un analyseur de taille de particule Microtrac®).
Évaluation de PigDisp 10 à 21 [140] Pour ces dispersions de magenta, leur test de sensibilité au Mg a été effectué (1) en ajoutant une goutte (environ 0,05 g) des exemples de dispersion PigDisp3058151 à 21 (en l’état) dans une série de solutions de MgCI210 de 10 à 15 ml avec des niveaux variés de concentrations molaires: 1,0 mM, 2,0 mM, 3,0 mM et 5,0 mM ; (2) lors de l’agitation initiale, en laissant reposer le mélange sans qu’il soit dérangé pendant une heure à température ambiante ; et (3) en enregistrant la plus faible concentration molaire de MgCI2 lorsque la précipitation complète de la dispersion de pigment (c’est-à-dire une séparation nette de l’eau et des précipités de pigment) a été observée. Après avoir testé tous ces exemples, leurs concentrations molaires en MgCI2, auxquelles les pigments ont complètement précipité, ont été résumées dans le tableau 4. Plus la concentration en MgCI2 requise pour une précipitation est faible, plus la sensibilité envers les ions magnésium et/ou calcium est grande, ce qui peut indiquer une capacité de liaison au calcium et/ou magnésium.
Tableau 4
Dispersion Polymère Réticulation [MgCI2], mM
PigDisp-10 Polymère-A Oui 2.0
PigDisp-11 Polymère-G Oui 5.0
PigDisp-12 Polymère-H Non >5.0
PigDisp-13 polyacrylates Oui >5.0
PigDisp-14 Polymère-A Non 2.0
PigDisp-15 Polymère-A Oui 2.0
PigDisp-16 Polymère-B Non 2.0
PigDisp-17 Polymère-B Oui 2.0
PigDisp-18 Polymère-D Non 3.0
PigDisp-19 Polymère-D Oui 3.0
PigDisp-20 Polymère-C Non 3.0
PigDisp-21 Polymère-C Oui 3.0
[141] PigDisp-10 et PigDip-14 à 17, contenant respectivement du Polymère-A et du Polymère-B, un polymère SMA EF40 fonctionnalisé par des bisphosphonates, et
PigDisp-18-19, contenant du Polymère-D, un polymère SMA 2000 fonctionnalisé par des bisphosphonates, et PigDisp-20-21, contenant un Polymère-C, un polymère SMA 3000 fonctionnalisé par bisphosphonate, présentaient une meilleure capacité de liaison au calcium et/ou magnésium que PigDisp-11, une dispersion magenta stabilisée par SMA
EF40 non fonctionnalisée n'ayant aucun groupe fonctionnel ayant une valeur d'indice de calcium supérieure ou égale à une valeur d’indice de calcium d'acide phénylphosphonique, et PigDisp-12613, une dispersion stabilisée par un polymère qui ne contient aucun monomère choisi parmi l’anhydride maléique, l’acide maléique, et des sels, esters, imides et amides de ceux-ci. Une quantité plus élevée de groupes bisphosphonate sont attachés au polymère SMA EF40 dans le polymère-B par rapport au polymère-A.
[142] Pour ces dispersions magenta, un test de sensibilité au Ca a été effectué (1) en ajoutant une goutte (environ 0,05 g) des exemples de dispersion PigDisp-10 et PigDisp12 à 17 (en l’état) dans une série de solutions de CaCI2 de 10 à 15 ml de avec des niveaux variés de concentrations molaires : 1,0 mM, 2,0 mM, 3,0 mM et 5,0 mM ; (2) en secouant les échantillons et en les laissant ensuite reposer sans être dérangés pendant une heure à température ambiante ; et (3) en enregistrant la plus faible concentration molaire de CaCI2 lorsque la précipitation complète de la dispersion de pigment (c’est-à-dire une séparation nette de l’eau et des précipités de pigment) a été observée. Les concentrations molaires en CaCI2 de ces échantillons sont résumées dans le tableau 5.
Plus la concentration en CaCI2 requise pour la précipitation est faible, plus la sensibilité envers les ions magnésium et/ou calcium est grande, ce qui peut indiquer une capacité de liaison au calcium et/ou magnésium.
Tableau 5
Dispersion Polymère Réticulation [CaCI2], mM
PigDisp-10 Polymère-A Oui 2.0
PigDisp-12 Polymère-H Non >5.0
PigDisp-13 polyacrylates Oui >5.0
PigDisp-14 Polymère-A Non 2.0
PigDisp-15 Polymère-A Oui 2.0
PigDisp-16 Polymère-B Non 2.0
PigDisp-17 Polymère-B Oui 2.0
[143] Pour les dispersions magenta, le test de sensibilité au Ca a montré les mêmes résultats que ceux basés sur le test de sensibilité au Mg (Tableau 4). PigDisp-10 et PigDip-14 à 17, contenant respectivement du Polymère-A et du Polymère-B, un polymère SMA EF40 fonctionnalisé par des bisphosphonates, présentaient une meilleure capacité de liaison au calcium et / ou au magnésium que PigDisp-12-13, une dispersion stabilisée par un polymère qui ne contient aucun monomère choisi parmi l’anhydride maléique, l’acide maléique, et des sels, esters, imides et amides de ceux-ci.
PiqDisp-22 [144] Du Polymère-A (112 g de solution, 19,2 % de solides dans de l'eau) a été combiné avec 124 g d'eau désionisée et 50 g de Black Pearis 900 (de chez Cabot Corporation). Ce mélange a ensuite été soniqué approximativement à 10°C avec un sonicateur à sonde Misonix® pendant environ 10 min pour donner une dispersion noire de faible viscosité. À la dispersion ont été ajoutés 0,90 g de TMPTGE (% de CO2 ciblé = 15 %), 0,56 g d'acide borique, et 144 g d’eau DI. Le mélange résultant a été chauffé à 65°C pendant 5 h. Après refroidissement à température ambiante, la solution a premièrement été diluée à 13 % de solides, opération suivie par une centrifugation à 2 500G pendant 20 minutes. Après centrifugation, la solution a été purifiée et concentrée par diafiltration en utilisant une membrane de polysulfone de coupure de 3 000 MW pour obtenir PigDisp-22 : 20,6% de solides, et une taille de particule moyenne de 102 nm (déterminée en utilisant un analyseur de taille de particule Microtrac®)
PiqDisp-23 [145] Du Polymère-G (772 g de solution, 20,9 % de solides dans l'eau) a été combiné avec 999 g d'eau désionisée et 375 g de Black Pearls 900 (de Cabot Corporation). Ce mélange a ensuite été soniqué approximativement à 10°C avec un sonicateur à sonde Misonix® pendant environ 1 h pour donner une dispersion noire de faible viscosité. À la dispersion ont été ajoutés 8,1 g de TMPTGE, 4 967 g d'acide borique, et 750 g d’eau DI. Le mélange résultant a été chauffé à 65°C pendant 4 h. Après refroidissement à température ambiante, la solution a premièrement été diluée à 10 % de solides, opération suivie par une centrifugation à 2 500G pendant 20 minutes. Après centrifugation, la solution a été purifiée et concentrée par diafiltration en utilisant une membrane de polysulfone de coupure de 3 000 MW pour obtenir PigDisp-23 : 17,1 % de solides, et une taille de particule moyenne de 101 nm (déterminée en utilisant un analyseur de taille de particule Microtrac®)
PiqDisp-24 [146] PigDisp-24 est un noir Pro-Jet™ APD1000, une dispersion aqueuse de pigment noir, et est disponible dans le commerce auprès de FUJIFILM Imaging Colorants, Inc. Cette dispersion est stabilisée en utilisant des dispersants de polyacrylates.
Évaluation de PigDisp 22-24 [147] Pour ces dispersions de noir, leur test de sensibilité au Mg a été effectué en (1 ) ajouter une goutte (environ 0,05 g) des exemples de dispersion PigDisp-22 à 24 (tel quel) dans une série de solutions de MgCI210 de 10 à 15 ml avec des niveaux variés de concentrations molaires : 1,0 mM, 2,0 mM, 3,0 mM et 5,0 mM ; (2) secouer les échantillons et les laisser ensuite s'asseoir sans être dérangés pendant quatre heures à température ambiante ; et (3) l'enregistrer la plus faible concentration molaire de MgCI2 lorsque la précipitation complète de la dispersion de pigment (c’est-à-dire une séparation nette de l’eau et des précipités de pigment) a été observée. Après avoir testé tous ces exemples, leurs concentrations molaires MgCI2, au cours desquelles les pigments ont complètement précipité, ont été résumées dans le tableau 6. Plus la concentration MgCI2 requise pour la précipitation est faible, plus la sensibilité vers les ions magnésium et calcium est grande, ce qui peut indiquer une capacité de liaison au calcium et/ou magnésium.
Tableau 6
Dispersion Polymère Réticulation [MgCI2], mM
PigDisp-22 Polymère-A Oui 2.0
PigDisp-23 Polymère-G Oui 3.0
PigDisp-24 polyacrylates Oui 5.0
[148] PigDisp-22, contenant du Polymère-A, un polymère SMA EF40 fonctionnalisé par bisphosphonate, présentait une meilleure capacité de liaison au calcium et/ou magnésium que PigDisp-23, une dispersion magenta stabilisée par SMA EF40 non fonctionnalisée n'ayant aucun groupe fonctionnel ayant une valeur d'indice de calcium supérieure ou égale à une valeur d’indice de calcium d'acide phénylphosphonique, et PigDisp-24, une dispersion stabilisée par un polymère qui ne contient aucun monomère choisi parmi l’anhydride maléique, l’acide maléique, et des sels, esters, imides et amides de ceux-ci.
PigDisp-25 [149] Du Polymère-K (136 g de solution, 15,8 % de solides dans de l'eau) a été combiné avec 90 g d’eau DI et 50 g de Pigment Yellow 74 (sous forme de poudre sèche). Ce mélange a ensuite été soniqué approximativement à 10°C avec un sonicateur à sonde
Misonix® pendant environ 3 h pour donner une dispersion jaune de faible viscosité. À la dispersion (274 g de solution, 25,2 % de teneur en solides) ont été ajoutés 1,41 g de TMPTGE (% de CO2 ciblé = 14 %), 0,89 g d'acide borique, et 140 g d’eau DI. Le mélange résultant a été chauffé à 65°C pendant 4 h. Après refroidissement à température ambiante, la solution a été diluée à 10% de solides, opération suivie par une centrifugation à 2 500G pendant 20 minutes. Après cela, la solution a été purifiée et concentrée par diafiltration en utilisant une membrane de polysulfone de coupure de 3 000 MW pour obtenir une dispersion PigDisp-25 jaune : 19,34 % de solides, et une taille de particule moyenne de 158 nm (déterminée en utilisant un analyseur de taille de particule
Microtrac ®) Pour cette dispersion jaune, son test de sensibilité au Mg a été effectué comme décrit dans l'évaluation de PigDisp 1-5. PigDisp-25, contenant du Polymère-K, un polymère SMA 3000 fonctionnalisé par bisphosphonate, présentait une meilleure capacité de liaison au calcium et/ou au magnésium que PigDisp-5, une dispersion stabilisée par un polymère jaune qui ne contient aucun monomère choisi parmi l’anhydride maléique, l’acide maléique, et des sels, esters, imides et amides de ceux-ci.
PigDisp-26 à PiqDisp-34 [150] Des dispersions de PigDisp-26 à PigDisp-34 ont été préparées pour étudier l'effet de la stabilité sur la réticulation. La stabilité a été évaluée à l'aide d'un test de stabilité du solvant, qui a été effectué sur les dispersions selon le procédé suivant :
[151] Une goutte de solvant de 50 pL a été placée sur une lame de verre de microscope, puis une gouttelette de dispersion de 5 pL (à environ 18 à 20 % de charge solide) a été placée au-dessus de la goutte de solvant. Un couvercle de microscope a été utilisé pour aplatir la gouttelette, et l'aspect des particules de colorant a été enregistré. Lorsque la dispersion a une bonne compatibilité, les particules de pigment se mélangent et s'écoulent avec le liquide et colorent la zone liquide. Lorsque la dispersion présente une mauvaise compatibilité, les particules de pigment s'agglomèrent et ne s'étalent pas avec le liquide.
[152] Le tableau 7 ci-dessous liste l'indice d'acide et le pourcentage de CO2 ciblé (« % de CO2) pour les polymères de chaque dispersion.
Tableau 7
Dispersion AN(SP) AN (xlink) % de CO2 ciblé
PigDisp26 285 285 0
PigDisp27 285 285 0
PigDisp28 285 199 30
PigDisp29 285 285 0
PigDisp30 285 285 0
PigDisp31 285 199 30
PigDisp32 156 156 0
PigDisp33 156 156 0
PigDisp34 156 125 20
PigDisp-26 [153] Du Polymère-I (298 g de solution, 22,1 % de solides dans de l'eau) a été 5 combiné avec 424 g d'eau DI et 198 g de noir de carbone préparé selon le procédé décrit dans le brevet U.S. N°9 388 300 et ayant les propriétés suivantes : Surface BET = 265 m2/g, STSA = 197 m2/g, OAN = 175 mL/100 g, et COAN = 135 ml_/100 g. Ce mélange a ensuite été soniqué approximativement à 10° C avec un sonicateur à sonde Misonix® pendant environ 2 h pour obtenir une dispersion noire de faible viscosité à 25,8 % de solides.
PiqDisp-27 [154] Du PigDisp-26 (250 g) a été dilué à approximativement 12 % de solides, opération suivie par une centrifugation à 2 500G pendant 20 min. Après centrifugation, la solution a été purifiée et concentrée par diafiltration en utilisant une membrane de polysulfone de coupure de 3 000 MW pour obtenir la dispersion de PigDisp-27 de noir de carbone non réticulée : 20,8 % de solides, et une taille de particule moyenne de 162 nm (déterminée en utilisant un analyseur de taille de particule Microtrac®)
PiqDisp-28 [155] À une portion de 250 g de PigDisp-26 ont été ajoutés 2,8 g de TMPTGE, 2,58 g d'acide borique, et 115,16 g d’eau DI. Le mélange résultant a été chauffé à 65°C pendant 5 h. Après refroidissement à température ambiante, la solution a été diluée à 12 % de solides, opération suivie par une centrifugation à 2 500G pendant 20 minutes.
Après centrifugation, la solution a été purifiée et concentrée par diafiltration en utilisant une membrane de polysulfone de coupure de 3 000 MW pour obtenir une dispersion de noir de carbone réticulée: 18,10% de solides, et une taille de particule moyenne de 148 nm (déterminée en utilisant un analyseur de taille de particule Microtrac®)
Évaluation de PigDisp-27-28 [156] Le test de stabilité du solvant a été appliqué à PigDisp-27 (dispersion de noir de carbone non réticulée) et PigDisp-28 (dispersion de noir de carbone réticulée) avec différents solvants. Les résultats sont indiqués dans le tableau 8 ci-dessous.
Tableau 8
Solvant PigDisp-27 (non-réticulée) PigDisp-28 (réticulée)
dipropylène glycol Agglomérée bonne diffusion
2-pyrollidone Agglomérée bonne diffusion
éther monobutylique de triéthylène glycol Agglomérée bonne diffusion
1,2-hexanediol Agglomérée bonne propagation avec quelques agglomérats
2-méthyle-1,3-propanediol Agglomérée bonne propagation avec quelques agglomérats
1,4-butanediol Agglomérée bonne diffusion
tétraéthylène glycol Agglomérée bonne diffusion
[157] La dispersion non réticulée PigDisp-27 se déstabilise immédiatement lorsqu'elle est exposée aux solvants énumérés dans le tableau 8, comme en témoignent les grands agglomérats de particules de pigment s'écrasant sur la lame de microscope. En revanche, la dispersion réticulée PigDisp-28 est étalée et dispersée dans le solvant, indiquant sa stabilité lorsqu'elle est exposée aux solvants.
[158] Le contraste dans la stabilité du solvant est également montré sur les figures. 1A et 1B, qui sont des photographies de PigDisp-27 et PigDisp-28, respectivement, lors d'une exposition à du dipropylène glycol sur 1a lame microscopique. Il est possible de voir que la dispersion non réticulée PigDisp-27 de la figure 1A est agglomérée tandis que la dispersion réticulée PigDisp-28 sur la figure 1B est répartie uniformément sur la lame sans agglomération visible.
PigDisp-29 [159] Du Polymère-I (124 g de solution, 22,1 % de solides dans de l'eau) a été combiné avec 135,6 g d’eau DI et 118 g de tourteau de Pigment Green 7 (42,9% de solides). Ce mélange a ensuite été soniqué approximativement à 10°C avec un sonicateur à sonde Misonix® pendant environ 2 h pour obtenir une dispersion verte de faible viscosité à 25,2 % de solides.
PiqDisp-30 [160] Du PigDisp-29 (75 g) a été dilué à environ 15% de solides, opération suivie par une centrifugation à 2 500G pendant 10 min. Après centrifugation, la solution a été purifiée et concentrée par diafiltration en utilisant une membrane de polysulfone de coupure de 3 000 MW pour obtenir une dispersion de PigDisp-30 verte non réticulée : 19,10 % de solides et une taille de particule moyenne de 147 nm (déterminée en utilisant un analyseur de taille de particule Microtrac®)
PiqPisp-31 [161] À une portion de 150 g de PigDisp-29 ont été ajoutés 2,04 g de TMPTGE, 3,13 g d'acide borique, et 41 g d’eau DI. Le mélange résultant a été chauffé à 65°C pendant 5 h. Après refroidissement à température ambiante, la solution a été diluée à 15% de solides, opération suivie par une centrifugation à 2 500G pendant 10 minutes. Après centrifugation, la solution a été purifiée et concentrée par diafiltration en utilisant une membrane de polysulfone de coupure de 3 000 MW pour obtenir une dispersion de PigDisp-31 verte réticulée : 17,87 % de solides, et une taille de particule moyenne de 151 nm (déterminée en utilisant un analyseur de taille de particule Microtrac®)
Évaluation de PigDisp-30-31 [162] Le test de stabilité de solvant a été appliqué à PigDisp-30 (dispersion verte non réticulée) et PigDisp-31 (dispersion verte réticulée) avec différents solvants. Les résultats sont indiqués dans le tableau 9 ci-dessous.
Tableau 9
Solvant PigDisp-30 (non-réticulée) Pig-Disp-31 (réticulée)
dipropylène glycol agglomérée bonne diffusion
2-pyrollidone agglomérée bonne diffusion
éther monobutylique de triéthylène glycol agglomérée bonne diffusion
1,2-hexane diol Propagation avec quelques agglomérats bonne diffusion
2-méthyle-1,3-propanediol agglomérée bonne diffusion
1,4-butanediol agglomérée bonne diffusion
tétraéthylène glycol agglomérée bonne diffusion
[163] La dispersion non réticulée PigDisp-30 se déstabilise immédiatement lorsqu'elle est exposée aux solvants énumérés dans le tableau 9, comme en témoignent les grands agglomérats de particules de pigment s'écrasant sur la lame de microscope. En revanche, la dispersion réticulée PigDisp-31 se propage et est dispersée dans le solvant, ce qui indique sa stabilité lorsqu'elle est exposée aux solvants.
PigDisp-32 [164] Du Polymère-J (90 g de solution, 19,8 % de solides dans de l'eau) a été combiné avec 160 g d’eau Dl et 40 g de Pigment Violet 19 (sous forme de poudre sèche). Ce mélange a ensuite été soniqué approximativement à 10°C avec un sonicateur à sonde Misonix® pendant environ 2 heures pour obtenir une dispersion magenta de faible viscosité à 20,1 % de solides.
PigDisp-33 [165] Du PigDisp-32 (130 g) a premièrement été dilué à environ 15% de solides, opération suivie par une centrifugation à 2500G pendant 10 minutes. Après centrifugation, la solution a été purifiée et concentrée par diafiltration en utilisant une membrane de polysulfone de coupure de 3 000 MW pour obtenir une dispersion de PigDisp-33 magenta non réticulée : 22,9 % de solides, et une taille de particule moyenne de 162 nm (déterminée en utilisant un analyseur de taille de particule Microtrac®).
PigDisp-34 [166] 0,86 g de TMPTGE et 1,24 g d’acide borique ont été ajoutés à une portion de 130 g de PigDisp-32. Le mélange résultant a été chauffé à 65°C pendant 5 h. Après refroidissement à température ambiante, la solution a premièrement été diluée à 15 % de solides, opération suivie par une centrifugation à 2 500G pendant 10 minutes. Après centrifugation, la solution a été purifiée et concentrée par diafiltration en utilisant une membrane de polysulfone de coupure de 3 000 MW pour obtenir une dispersion de PigDîsp-34 magenta réticulée : 18,56 % de solides, et une taille de particule moyenne de 166 nm (déterminée en utilisant un analyseur de taille de particule Microtrac®)
Évaluation de PigDisp-33-34 [167] Le test de stabilité de solvant a été appliqué à PigDisp-33 (dispersion magenta non réticulée) et PigDisp-34 (dispersion magenta réticulée) avec différents solvants. Les résultats sont indiqués dans le tableau 10 ci-dessous.
Tableau 10
Solvant PigDisp-33 (non-réticulée) PigDisp-34 (réticulée)
dipropylène glycol agglomérée bonne diffusion
2-pyrollidone agglomérée bonne diffusion
éther monobutylique de triéthylène glycol agglomérée bonne diffusion
1,2-hexane diol agglomérée bonne diffusion
2-méthyle-1,3-propanediol agglomérée bonne diffusion
1,4-butanediol agglomérée bonne diffusion
Tétraéthylène glycol agglomérée bonne diffusion
[168] La dispersion non réticulée PigDisp-33 se déstabilise immédiatement lorsqu'elle est exposée aux solvants indiqués dans le tableau 10, comme en témoignent les grands agglomérats de particules de pigment s'écrasant sur la lame de microscope. En revanche, la dispersion réticulée PigDisp-34 se propage et est dispersée dans le solvant, ce qui indique sa stabilité lorsqu'elle est exposée aux solvants.
PiqDisp-35 [169] Du Polymère-L (152 g de solution, 14,1 % de solides dans de l'eau) a été combiné avec 72,5 g d’eau DI et 50 g de Pigment Yellow 74 (sous forme de poudre sèche). Ce mélange a ensuite été soniqué approximativement à 10°C avec un sonicateur à sonde Misonix® pendant environ 3 h pour donner une dispersion jaune de faible viscosité. À la dispersion (288 g de solution, 26 % de teneur en solides) ont été ajoutés 1,13 g de TMPTGE, 0,70 g d'acide borique, et 140 g d’eau DI. Le mélange résultant a été chauffé à 65°C pendant 4 h. Après refroidissement à température ambiante, la solution a été diluée à 10 % de solides, opération suivie par une centrifugation à 2 500G pendant 20 minutes. Après cela, la solution a été purifiée et concentrée par diafiltration en utilisant une membrane de polysulfone de coupure de 3 000 MW pour obtenir PigDisp-35 : 20,16 % de solides, et une taille de particule moyenne de 165 nm (déterminée en utilisant un analyseur de taille de particule Microtrac®) [170] L'utilisation des termes « un » et « une » et « le » doit être interprétée de manière à couvrir à la fois le singulier et le pluriel, sauf indication contraire dans le présent document ou contradiction évidente du fait du contexte. Les termes « comprenant », « ayant », « incluant » et « contenant » doivent être interprétés comme des termes à limite ouverte (c'est-à-dire signifiant « incluant, mais sans s'y limiter ») sauf indication contraire. L’énumération de plages de valeurs dans le présent document est simplement destinée à servir de procédé raccourci de référence individuelle à chaque valeur distincte tombant dans la plage, sauf indication contraire dans le présent document, et chaque valeur séparée est incorporée dans la spécification comme si elle était citée individuellement ici. Tous les procédés décrits ci-dessus peuvent être exécutés dans n'importe quel ordre approprié sauf indication contraire dans le présent document, ou contradiction évidente du fait du contexte. L'utilisation d’un quelconque et de tous les exemples, ou d’une terminologie en exemple (par exemple, « comme ») dans le présent document est prévue simplement pour mieux éclairer l'invention et ne limite en aucune manière la portée de l'invention, sauf indication contraire. Aucune terminologie dans les spécifications ne devrait être interprétée comme indiquant un quelconque élément non revendiqué étant essentiel à la mise en pratique de l’invention.

Claims (16)

  1. REVENDICATIONS
    1. Composition comprenant :
    au moins un pigment un véhicule liquide ; et au moins un polymère comprenant des premiers monomères choisis parmi des monomères hydrophobes éthyléniquement insaturés, et des seconds monomères choisis parmi l'anhydride maléique, l'acide maléique, et des sels, esters, imides et amides de ceux-ci, dans laquelle une partie des seconds monomères sont fonctionnalisés avec au moins un groupe organique ayant une valeur d’indice de calcium supérieure ou égale à une valeur d’indice de calcium d'acide phénylphosphonique.
  2. 2. Composition selon la revendication 1, dans laquelle le au moins un groupe organique comporte au moins un groupe acide bisphosphonique géminal, des esters de celui-ci ou des sels de celui-ci.
  3. 3. Composition selon la revendication 1, dans laquelle le au moins un groupe organique comporte au moins un groupe comprenant la formule -CQ(PO8H2)2 ou des sels de celui-ci, dans laquelle Q est H, R, OR, SR, ou NR2 ou R, qui peuvent être identiques ou différents, est choisi parmi H, alkyle en C1-C18, acyle en Ci-C18, aralkyle, alkaryle et aryle.
  4. 4. Composition selon la revendication 1, dans laquelle le au moins un groupe organique comporte au moins un groupe choisi parmi des acides carboxyliques, des acides sulfoniques, des acides phosphoniques, des hydroxyles, des amines et des esters, des amides et des sels, et des esters de ceux-ci.
  5. 5. Composition selon Tune quelconque des revendications 1 à 4, dans laquelle la partie des seconds monomères fonctionnalisés avec le au moins un groupe organique est d'au moins 3 % en moles de la quantité totale de seconds monomères.
  6. 6. Composition selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans laquelle les monomères hydrophobes éthyléniquement insaturés comprennent la formule CH2=CR1R2 dans laquelle R1 et R2 sont choisis indépendamment parmi H, alkyle en C,3058151
    C12, aryle en C5-C20, et alkaryle en C6-C20, et dans laquelle les atomes de carbone de R1 et R2 peuvent être facultativement substitués par au moins un hétéroatome choisi parmi O, N et S.
  7. 7. Composition selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans laquelle les monomères hydrophobes éthyléniquement insaturés sont choisis parmi le styrène, l’améthylstyrène, l'éthylène, le propylène, le 1-butylène, Fisobutylène, le butadiène, et l'éther méthylvinylique.
  8. 8. Composition selon l’une quelconque des revendications 1 â 7, dans laquelle les seconds monomères comprennent de l'anhydride maléique.
  9. 9. Composition selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans laquelle les seconds monomères comprennent de l'acide maléique et des sels, esters, imides et amides de celui-ci.
  10. 10. Composition selon i’une quelconque des revendications 1 â 7, dans laquelle les seconds monomères comprennent un mélange d’anhydride maléique et d'acide maléique, et des sels, esters, imides et amides de ceux-ci.
  11. 11. Composition selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, dans laquelle le au moins un polymère est réticulé.
  12. 12. Composition selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, dans laquelle le au moins un polymère est réticulé à travers des groupes carboxylate des seconds monomères.
  13. 13. Composition selon l’une quelconque des revendications 1 â 12, dans laquelle le au moins un polymère a un indice d’acide inférieur à 325.
  14. 14. Composition selon l’une quelconque des revendications 1 à 13, dans laquelle le au moins un polymère est présent en une quantité dans la plage de 0,1 % à 25 % en poids, par rapport au poids total de la composition d’encre pour jet d'encre.
  15. 15. Composition selon l’une quelconque des revendications 1 à 14, dans laquelle le véhicule liquide est aqueux.
  16. 16. Composition selon l’une quelconque des revendications 1 à 15, dans laquelle au moins une seconde partie des seconds monomères sont fonctionnalisés avec au moins un second groupe organique comprenant la formule -A-N(R3)(R4), dans laquelle
    R3 et R4 sont indépendamment choisis parmi H, alkyle en C1-C10, aryle en C4-C18, hétéroaryle C4-C18, et hétérocycloalkyle en C3-C2Q, et A est choisi parmi alkylène en CjCio, cycloalkylène en C3-C20, hétérocycloalkylène en C3-C20, arylène, hétéroarylène, et éther en C2-C2o.
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