JP2002530461A - 架橋性水分散性アクリルポリマーに基づく組成物、方法及び用途 - Google Patents
架橋性水分散性アクリルポリマーに基づく組成物、方法及び用途Info
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Abstract
Description
された基質(substrate)(例えばカラーフィルター)を製造するためのその用
途;及びこの方法によって製造されるパターン化された基質に関する。
クの液滴を用いて、上記ノズルを上記基質に接触させることなく基質上にイメー
ジを印刷する非衝撃性印刷技術を含む。
及び熱に対して高い耐性(堅牢性)を有する能力は、例えばエレクトロニクス及
び印刷産業のような多くの分野において重要である。IJPは、このようなパタ
ーンを正確且つ迅速な方法で製造するために都合のよい方法である。この方法に
おいて、架橋性アクリルポリマーの前駆体を含むインクを基質上に塗布して連続
薄膜を製造し、次に、薄膜中で架橋反応を行うために基質を処理して、要求され
る堅牢性を有する被覆を得る。しかしながらIJP、特にサーマルIJPの使用
は、このようなパターンを製造するために使用される前駆体に重大な要求を課す
。なぜなら、低粘度で高安定性のインクを製造することが可能であり、しかも一
旦基質上に塗布したときに要求される高い堅牢性を得るために十分に反応性であ
るように前駆体を選択する必要があるためである。
がある。例えばこれらは、所望により、良好な耐水堅牢性、耐光堅牢性及び光学
密度を有する鮮明なイメージを提供することができる。インクは、基質に塗布さ
れたときにすみやかに乾燥することが要求されることが多いが、プリンタの作動
を停止させるため、インクジェットのノズルの先端に固まりを形成させるべきで
はない。また、インクは、分解、又は細いノズルを閉塞させるような沈殿物の形
成のないように、安定に保存できなければならない。最も一般的なインクジェッ
トプリンタは、サーマル及び圧電式インクジェットプリンタである。インクは、
サーマル及び圧電式インクジェットプリンタの両者に適しており、基質上に印刷
された場合に、高い色強度を有し、且つ高い耐光堅牢性及び耐水堅牢性を有する
イメージを作り出す必要性がある。
えば小型テレビ受像機又は携帯コンピュータに用いられているような平面スクリ
ーンディスプレーとして使用されるカラー液晶ディスプレー(LCD)の構成部
品である。典型的には、白色の背面光が液晶層更にカラーフィルターを通して照
射され、透過光によって所望の色のイメージを作り出す。LCD層は、アドレス
可能な画素の配列を含む。いずれの画素における光線も、液晶薄膜に電圧を加え
て偏光液晶の方向性を変化させ、背面光を遮蔽することによって、スイッチを入
れたり切ったりすることができる。画素は、カラーフィルター素子の3色配列と
見当が合っており、イメージを表示可能な全色スクリーンを作り出す。ある種の
LCDディスプレーは、反射光によって見るように構成されているが、それでも
やはり全色イメージを作り出すにはカラーフィルターが必要である。カラーフィ
ルターは、プラズマディスプレー板、陰極線管及びエレクトロルミネッセンスデ
ィスプレー、並びにソリッドステートのイメージ装置の部品のような、他のディ
スプレー工業技術に対しても同等に有用である。カラーフィルターの着色素子が
、IJPのような印刷法で形成されることは好都合である。他の方法(例えばエ
ッチング又は写真平板印刷法)と比較して、着色料の消耗が非常に少なく、且つ
製造工程が減少し、より簡便で安価な方法となる。
薄膜の品質を向上させ、且つ操作工程数を最小にすることが重要である。これは
、インクの粘度を低く維持しながら達成しなくてはならない。インクが充分に高
い固体配合量を達成できることが特に好ましい。それによって、基質上に充分な
材料を沈積させることが可能となり、単一パスでインクジェット用ヘッドの所望
の特性を得ることができる。カラーフィルターが、溶媒、水、熱及び光に耐性で
あることも重要である。このような耐性は、熱架橋反応を用いた架橋性ポリマー
成分によって達成することができる。サーマルIJP法が使用される場合、用い
る架橋反応が、印刷ヘッドで起こらないことがきわめて重要である。
ターの製造に使用していたが、これは先に記載したように、不経済且つ複雑な方
法である。基質に塗布した着色料の多くは、その後の加工工程で除去される。こ
れらの感光性アクリル樹脂は、IJPでは塗布されず、このような方法、特にサ
ーマルインクジェット印刷用ヘッドで経験するような要求の厳しい条件には適し
ていない。
290号)は、ポリマーの前駆体及び樹脂反応性染料をインクジェット印刷し、
染料が基質表面の架橋性ポリマーマトリックスと電子対を共有して結合すること
によってカラーフィルターを製造するための方法を開示している。この参考文献
に開示されているポリマーインクは、サーマルインクジェット印刷用ヘッドで噴
射されるために特に最適化されているわけではないが、本発明に用いるアクリル
ポリマーはサーマルインクジェット可能なように最適化されている。従って例え
ばWO95−034024号に開示されたある種のインクは、多すぎるメラミン
−ホルムアルデヒド樹脂架橋剤を含んでいるために、サーマルインクジェット印
刷用ヘッドから噴射することができないかもしれない(本明細書中の比較例Aを
参照されたい)。本発明は、架橋性ポリマーと化学的に結合する樹脂反応性着色
料の使用を必要としない。従って本発明は、WO95−034024号に記載さ
れたものとは相容れない着色料を用いることができ、従って上記文献は、本発明
と関係のないことを教示している。ポリマーに共有結合しない染料を使用できる
ことは、用いる着色料の選択の自由度を大幅に拡大させる。
用インクの顔料分散剤としてのアルカリ可溶性スチレン−アクリル酸共重合体の
使用を記載している。このインクは、エタノールアミンを塩基として用いている
が、これは特に有効な架橋剤ではない。この明細書は、樹脂の架橋又は連続薄膜
の形成を試みたことを示唆していないが、両者はカラーフィルターを製造する場
合に重要なことである。
ット用ヘッドで良好な操作性を有し、且つポリ(エチレン−コ−アクリル酸)の
ようなポリマーを含むカルボン酸を含有するインクを記載している。ポリマーは
、染料の耐水性を改良するために存在すると考えられる。先のキャノンの参考文
献と同様に、この明細書は、アクリルポリマーを架橋すること又は連続薄膜を形
成することを教示していない。
して、アクリルポリマーをインクジェット印刷することによってカラーフィルタ
ーを製造する方法を記載している。これはポリマー及び着色料を二つの別の段階
で塗布することを必要とするが、本発明においては、1回のみの操作工程が、着
色料及びポリマーの両者を塗布するために必要とされる。
ル酸ポリマー及びメラミン−ホルムアルデヒド樹脂を含み、IJP法を用いてカ
ラーフィルターを形成するためのインクを開示している。本出願人は、メラミン
−ホルムアルデヒド樹脂がサーマルインクジェット用ヘッドに不十分な操作性を
与えることを知見している。更に本発明に記載されているインクは、着色料とし
て染料を用いることが可能であり、特に良好なスペクトル特性を有するフィルタ
ーを与えることができる。
ラーフィルターを製造するための樹脂及び顔料インクの使用を記載しているが、
インクはコロイド状シリカ及び水分散性樹脂の混合物を含んでおり、これは、耐
久性のあるカラーフィルターを単一パスで製造するために必要な高い塗付量で、
サーマル印刷用ヘッドを通して効率的に噴射されることはないであろう。
特許と同様であるが、UVによって架橋され、且つスチレンスルホン酸コモノマ
ーによって可溶化されたポリマーを用いている。これらのインクは、連続薄膜を
形成するために使用されているのではなく、且つ熱硬化しない。熱硬化は、非ラ
ジカル的な方法であり得、一般的に染料に対してより害が少ないために、UV硬
化のような他の方法と比較して有用である。
使用される「熱可逆性増粘ポリマー」を記載している。このポリマーは、乾燥す
ることによって架橋し、耐水性薄膜を与えることが記載されている。実施例から
、これは、環の−NH基を求核分子とし、且つエポキシドを求電子分子とする、
求核分子/求電子分子の化学的性質を含んでいるように見受けられる。示された
実施例では、200,000のMWを有し、これは本発明中で使用されるポリマー
前駆体の好ましいMW値よりもはるかに大きい。このポリマーは、わずか3%の
全樹脂配合量で使用されており、従って効果的なカラーフィルターは形成されな
いであろう。このようなポリマー系は、単一パス操作でカラーフィルターを形成
するためのインクに必要とされる高い固体配合量で、サーマルインクジェット可
能ではあり得ない。
板を製造するために使用される組成物を記載しており、ポリオールを無水ポリカ
ルボン酸(例えばポリ(スチレン−コ−無水マレイン酸))及びPVAと反応さ
せることによって形成される架橋性ポリマー系をインクジェットすることを含む
。全ての実施例は、インクの全樹脂配合量が約3%以下であり、これは、一般的
に高い樹脂配合量を必要とする(しばしば10%より高い)カラーフィルターの
ための単一パス方法とは相容れない。MANの組成物は別個の着色料を含まない
。MANで使用される全ての架橋剤は、重合性であり、本出願人は、これらが容
易にサーマルインクジェットされないために、本発明の方法には好ましくないこ
とを知見した。
く;特にサーマルインクジェットプリンタにおいて、確実にインクジェット可能
ではなく;及び/又は特に単一パスのIJP法で耐久性のある架橋性アクリルポ
リマーの薄膜被覆を製造することが不可能である。従来技術には、場合によりサ
ーマルIJPであるインクジェット印刷法によって、パターン化される基質上に
、場合により単一パスで確実に且つ経済的に塗布して、硬化後、場合により熱硬
化後、耐性があり、パターン化され、着色された架橋性アクリルポリマーの薄膜
被覆、場合によりカラーフィルターを製造することができるような良好な操作性
を有する、場合によりポリマーインクであるインクに関する開示はない。
膜被覆を形成するための改良された方法を提供することである。 驚くべきことに、本出願人は、架橋性アクリルポリマーの1つ以上の前駆体、
架橋剤、及び着色料を含むインクが、場合によりIJPである印刷法で、特にサ
ーマルIJPで、カラーフィルターを製造する際に特に適していることを知見し
た。これらのインクは、サーマルインクジェット用ヘッドで使用する場合に特に
有用であるが、これらは圧電式IJPでの使用にも適しており、このテクノロジ
ーの従来技術に対して向上した信頼性を提供する。
膜被覆を基質上に製造するための方法が提供され、この方法は: a)混合物をインクジェット印刷法によって、場合により単一パスで、上記基質
上に塗布し、この混合物は: i)1つ以上の架橋性アクリルポリマーの1つ以上のサーマルインクジェット
可能な架橋性水分散性前駆体; ii)上記アクリルポリマーの上記前駆体を架橋可能な1つ以上の架橋剤;及び iii)1つ以上の着色料、 を含む;そして b)その後、上記混合物をその場で硬化させて、上記パターン化された架橋性ア
クリルポリマーの薄膜被覆を上記基質上に形成する、 ことを含む。
る量で上記混合物中に存在する。
るほど充分に高く、しかも混合物が、IJP(好ましくはサーマルIJP)を用
いてなお充分容易に印刷可能であるほど充分に低い全固体含有量を含む。混合物
の全固体含有量は、約4ないし約50重量%であることが好都合である。固体含
有物は、実質的に上記前駆体(重合性であってもよい)から成っていてもよい。
る。 好ましくは上記架橋剤は、10,000以下の重量平均分子量(MW)を有し、
更に好ましくは非重合性である。
タノールアミン、エポキシ及び/又はメラミン−ホルムアルデヒド樹脂以外であ
る。
ッドにおいて良好な操作性、有効性及び/又は信頼性を有する。
合物の殆んど(更に好ましくは実質的に全て)を用い、即ちこの方法は材料を過
度に消耗しない。
を含み、更に好ましくは実質的にこれを含まない。 上記薄膜被覆は、透明な基質上の着色された架橋性アクリルポリマーの薄膜被
覆を含むカラーフィルター;又は基質上の透明な着色された架橋性アクリルポリ
マーの薄膜被覆のいずれかである。
単一パスで基質上に塗布され、そして好ましくは熱硬化されて、高い透過性並び
に非常に良好な溶媒、水、熱及び光に対する耐性を有するカラーフィルターマト
リックスを与える。カラーフィルターは、場合により赤、緑及び青のフィルター
素子を含む。得られる薄膜の各色成分(例えば3原色及び黒)を形成するために
使用される各カラーインクは、各々の色について単一パスで基質上に塗布するこ
とができる。場合により、最終的な着色薄膜を形成するために使用される全ての
インクを、多重ヘッドIJプリンタ(異なったパターンでもよい)によって基質
上に同時に塗布することもでき、耐久性、耐性を有する全色薄膜を単一パスで基
質上に形成することができる。
合量であっても、インクジェット用ヘッド(特にサーマルインクジェット用ヘッ
ド)で良好な操作性を有する。従来技術において、ポリマーを、特に分散剤とし
て及び湿潤堅牢性の向上した添加剤としてサーマルインクジェット用インクに用
いることが開示されているが、従来技術は、架橋性アクリルポリマーの前駆体を
、架橋剤とともに高い固体配合量でサーマルIJインクに用いることは開示して
いない。本発明に使用されるインクは、高い耐性を有する薄膜被覆を与える。前
駆体はそれ自体が重合性であり、1つ以上のポリマー、好ましくは1つ以上のア
クリルポリマーを含むことができる。
するいずれの塗付にも同等に適用することができ、且つ着色料を省略することが
できるため、着色薄膜の製造には限定されない。これは、印刷回路基板やオフセ
ット印刷版の製造及び他の同様な方法のための写真平板印刷の代替テクノロジー
として参照される可能性がある。本発明の着色薄膜を塗布する方法についての他
の可能な用途としては、乗物(例えば自動車)を被覆するための方法が挙げられ
る。
くは水分散性基を有する1つ以上のオレフィン性不飽和モノマーの重合によって
、場合により水分散性基を含まない1つ以上のオレフィン性不飽和モノマーの存
在下で得られたものである。好ましくは水分散性前駆体は、親水性である。
リル酸)及び/又は1つ以上のオレフィン性不飽和水分散性モノマーから誘導可
能な1つ以上のポリマー含むことができ、このようなモノマー及び/又はポリマ
ーは、好ましくは前駆体の約20ないし約100重量%の量で存在する。
(Mn)は、約20,000以下であり、更に好ましくは約200ないし約20,
000;最も好ましくは約200ないし約10,000;特に約350ないし約
2,000である。このような前駆体のMnは、ゲル浸透クロマトグラフィー(G
PC)によって測定することができる。
性ポリスチレン/ジビニルベンゼンが充填されたクロマトグラフィーカラムにか
け、テトラヒドロフランを用いて40℃の温度でカラムから溶出し、既知のMn
を有する標準ポリスチレンのMn値と比較してポリマーのMnを評価することを含
む。適当な架橋性ポリスチレン/ジビニルベンゼンのクロマトグラフィーカラム
は、Polymer Laboratoriesから市販されている。
ば、ポリマーがGPCカラムと予想外の相互作用を起こして非現実的な結果を与
えるような場合、Mnは別の方法を用いて、例えば蒸気相浸透圧法によって測定
することができる。
100ないし850mgKOH/gの酸価を有する。 分子量及び酸含有率の最適化は、サーマルIJヘッド内の前駆体の操作性を達
成するために重要である。
存在するのを減少させるために、上記前駆体が異なったポリマーの混合物を含ん
でいてもよい。
ェット可能で水分散性であり、重合してアクリルポリマーを形成可能ないずれか
の部分を含む。上記前駆体は、それ自体、単量体性、低重合性及び/又は重合性
成分及び/又はその混合物を含むことができる。上記前駆体は、単一成分又は混
合物であることができる。好ましくは上記前駆体は、ヒドロカルビル鎖及び/又
はヘテロカルビル鎖(好ましくはC2〜C150アルキル)を含み、これらは、好ま
しくはカルボキシ、カルボキシ置換アルキル及びカルボキシ置換アリールから選
択される1つ以上の酸官能基によって置換されている。このような基は、鎖の側
鎖基及び/又は末端基であることができる。架橋性アクリルポリマーの上記前駆
体は、場合によりそれ自体が、1つ以上のアクリルポリマー、好ましくは低分子
量(例えばMnが約20,000以下)のアクリルポリマーを含む。
ロトン酸、イタコン酸、マレイン酸、シトラコン酸、フマル酸又は2,4−ペン
タジエン酸の単独重合体;これらのモノマー同士の共重合体又は他のモノマー(
例えば[メタ]アクリル酸アルキル及びスチレンから選択される1つ以上)との
共重合体;及び単量体性多価カルボン酸(例えばブタン1,2,3,4−テトラ
カルボン酸)から選択される。
ルコール)、アミン又はチオールを含む。更に好ましくは上記架橋剤は、1つ以
上のジオール;3つ以上のヒドロキシ基を含むポリオール(例えばPrimid
XL552の商標でEMS Chemieから市販されているもの);トリメチロールプ
ロパン;及びトリエタノールアミンから選択される。あまり好ましくない架橋剤
には、ポリ(ビニルアルコール)[PVA]が含まれる。これは、良好な堅牢特
性を有するポリマーを与えるが、過度に架橋する傾向があり、得られたポリマー
マトリックスと親和性のある染料を見出すことが困難である。ポリアミンも架橋
剤として使用できるが、これらも堅牢特性に乏しい薄膜を与える傾向があるため
、あまり好ましくない。
/又は放射性の材料を意味する。ここで使用される「知覚性の材料」という用語
は、全ての染料及び/又は顔料を含み、且つ赤外(IR);可視及び/又は紫外
(UV)領域、好ましくは放射波長[λ]が約200nmないし約800nmの
領域、更に好ましくは正常なヒトの肉眼で検知可能な可視領域を含む電磁(EM
)スペクトルの該当部分の放射を実質的に吸収する材料を意味する。ここで使用
される「放射性の材料」という用語は、放射、好ましくはEM放射、更に好まし
くはEMスペクトルのIR、可視及び/又はUV領域の放射を発することが可能
な材料を意味する。放射性の材料の例としては、蛍光性材料、燐光性材料及び/
又は放射性材料を含む。
し自己分散性及び溶解性の便宜を与える。分散性基は、イオン性、非イオン性、
又はイオン性及び非イオン性の分散性基の混合物であることができる。好ましい
イオン性の分散性基としては、カチオン性第四級アンモニウム基及び酸基、例え
ばホスホン酸基、スルホン酸基及びカルボン酸基が挙げられる。
入することができる。水分散性でない前駆体を、前駆体を水分散性にするモノマ
ー又はオリゴマーと反応させることもできる。
得ることができる。酸分散性基が非イオン性分散性基との組み合わせで使用され
る場合、中和は必要ないかもしれない。いかなる遊離の酸基も、前駆体を製造す
る際に及び/又は前駆体からインクを製造する際に、対応する塩への転換を行う
ことができる。
モニア、アミン又は無機塩基である。適当なアミンは、第3級アミン、例えばト
リエチルアミン又はトリエタノールアミンである。適当な無機塩基としては、ア
ルカリ性水酸化物及び炭酸塩、例えば水酸化リチウム、水酸化ナトリウム又は水
酸化カリウムが挙げられる。水酸化第四級アンモニウム、例えばN+(CH3)4
OH-を用いることもできる。一般的に、アクリルポリマーから製造されるイン
クにとって望ましい、必要な対イオンを与える塩基が使用される。例えば、適当
な対イオンとしては、Li+、Na+、K+、NH4 +及び置換アンモニウム塩が挙
げられる。
ましくは非イオン性の分散性基は、側鎖ポリオキシアルキレン基、更に好ましく
はポリオキシエチレン基である。非イオン性基は、前駆体(それ自体がアクリル
ポリマーであってもよい)に、非イオン性の分散性基及び少なくとも1つ(好ま
しくは1つのみであるが)の共重合可能なオレフィン性不飽和基を含む化合物の
形で導入することができる。
乳濁液又は懸濁液のいずれが形成されるかに影響を与える。 アクリルポリマーの前駆体の分散性基含有率は、広い範囲で変化することがで
きるが、好ましくは水及び水性媒体中で、前駆体を安定なIJPインクにするた
めに充分な量である。上記前駆体は、水に可溶であることが好ましいが、前駆体
の少量は水に不溶で、水性媒体又は水と混合した場合に散逸粒子として存在して
いてもよい。
体の全重量に対して、50重量%以下であり、好ましくは40重量%以下であり
、最も好ましくは30重量%以下である。不溶性前駆体微粒子がインクに散逸し
た場合のサイズは、好ましくは100nm以下であり、更に好ましくは60nm
以下である。
であり、更に好ましくは1つ以上のアクリルポリマーを含む。 重合性の前駆体は、 (a)分散性基を与えるオレフィン性不飽和モノマーを、 (b)分散性基を含まないオレフィン性不飽和モノマーの存在下で、 重合することによって製造することができる。 (b)の量は、(a)+(b)の重量に対して、0ないし95重量%、更に好ま
しくは2ないし90重量%であることが好ましい。
又は分散性基を含まないオレフィン性不飽和モノマーの存在下で重合することに
よって、慣用的な方法で製造することができる。20℃ないし180℃の温度が
好ましい。重合は、モノマー間の反応が完結するまで継続することができる。
のオレフィン性不飽和末端基を有するアクリルオリゴマーを、水分散性基を含ま
ない1つ以上のオレフィン性不飽和モノマー及び/又は水分散性基を有するオレ
フィン性不飽和モノマーの存在下で重合することによって製造することができる
。別の方法として、水分散性基を含まないアクリルオリゴマーを、水分散性基を
有する1つ以上のオレフィン性不飽和モノマーの存在下で重合することができる
。
合が挙げられるが、このような一般的な方法は、当技術分野においては周知の方
法である。
らの前駆体の形成を補助するために、開始剤を用いることができる。適当な開始
剤は、ラジカル発生剤である。触媒の例としては、アゾビス化合物、過酸化物、
ヒドロペルオキシド、レドックス触媒等、例えば過硫酸カリウム、過硫酸アンモ
ニウム、過オクタン酸tert−ブチル、過酸化ベンゾイル、過炭酸イソプロピ
ル、過酸化2,4−ジクロロベンゾイル、過酸化メチルエチルケトン、クメンヒ
ドロペルオキシド、過酸化ジクミル、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビス(
2−アミジノ−プロパン)ヒドロクロリド等が挙げられる。
用される。好ましくは重合は、乳化剤の存在下で行われる。 重合性である前駆体のMnは、連鎖移動剤の添加及び/又は重合進行中の開始
剤濃度に対するモノマー濃度の比の調節によって制御することができる。典型的
な連鎖移動剤は、チオール、ハロカーボン及びコバルトマクロ環である。
ル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、ペンタジエン酸、イ
タコン酸モノアルキル(例えば、マレイン酸モノメチル、マレイン酸モノエチル
、マレイン酸モノブチル及びマレイン酸モノオクチル)、シトラコン酸、スチレ
ンスルホン酸、ビニルベンジルスルホン酸、ビニルスルホン酸、アクリロイルオ
キシアルキルスルホン酸(例えば、アクリロイルオキシメチルスルホン酸、アク
リロイルオキシエチルスルホン酸、アクリロイルオキシプロピルスルホン酸及び
アクリロイルオキシブチルスルホン酸)、メタクリロイルオキシアルキルスルホ
ン酸(例えば、メタクリロイルオキシメチルスルホン酸、メタクリロイルオキシ
エチルスルホン酸、メタクリロイルオキシプロピルスルホン酸及びメタクリロイ
ルオキシブチルスルホン酸)、2−アクリルアミド−2−アルキルアルカンスル
ホン酸(例えば、2−アクリルアミド−2−メチルエタンスルホン酸、2−アク
リルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸及び2−アクリルアミド−2−メチ
ルブタンスルホン酸)、2−メタクリルアミド−2−アルキルアルカンスルホン
酸(例えば、2−メタクリルアミド−2−メチルエタンスルホン酸、2−メタク
リルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸及び2−メタクリルアミド−2−メ
チルブタンスルホン酸)、リン酸モノ(アクリロイルオキシアルキル)(例えば
、リン酸モノ(アクリロイルオキシエチル)及びリン酸モノ(3−アクリロイル
オキシプロピル))及びリン酸モノ(メタクリロイルオキシアルキル)(例えば
、リン酸モノ(メタクリロイルオキシエチル)及びリン酸モノ(3−メタクリロ
イルオキシプロピル))が含まれる。
タ)アクリル酸アルコキシポリエチレングリコールが含まれ、好ましくは350
ないし2000の数平均分子量(Mn)を有する。市販のこのようなモノマーの
例としては、アクリル酸ω−メトキシポリエチレングリコール(ポリエチレング
リコールの平均重合度は約9である)及びジエチレングリコールビニルエーテル
が挙げられる。
リル酸アルキル、場合により置換されているスチレン、メタクリルアミド、アリ
ル化合物、ビニルエーテル、ビニルケトン、ハロゲン化ビニル、オレフィン及び
不飽和ニトリルが含まれる。
しては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−プロピル、アク
リル酸イソプロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル
酸sec−ブチル、アクリル酸アミル、アクリル酸ヘキシル、アクリル酸2−エ
チルヘキシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸tert−オクチル、アクリル
酸2−フェノキシエチル、アクリル酸2−クロロエチル、アクリル酸2−ブロモ
エチル、アクリル酸4−クロロブチル、アクリル酸シアノエチル、アクリル酸2
−アセトキシエチル、アクリル酸ジメチルアミノエチル、アクリル酸ベンジル、
アクリル酸メトキシベンジル、アクリル酸2−クロロシクロヘキシル、アクリル
酸塩、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸フルフリル、アクリル酸テトラヒ
ドロフルフリル、アクリル酸フェニル、アクリル酸5−ヒドロキシペンチル、ア
クリル酸2,2−ジメチル−3−ヒドロキシプロピル、アクリル酸2−メトキシ
エチル、アクリル酸3−メトキシブチル、アクリル酸2−エトキシエチル、アク
リル酸2−イソプロポキシエチル、アクリル酸2−ブトキシエチル、アクリル酸
2−(2−メトキシエトキシ)エチル、アクリル酸2−(2−ブトキシエトキシ
)エチル、アクリル酸1−ブロモ−2−メトキシエチル、アクリル酸1,1−ジ
クロロ−2−エトキシエチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタ
クリル酸n−プロピル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸n−ブチル、
メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸sec−ブチル、メタクリル酸アミル、
メタクリル酸ヘキシル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸ベンジル、
メタクリル酸フルフリル、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル、メタクリル酸ク
ロロベンジル、メタクリル酸オクチル、メタクリル酸N−エチル−N−フェニル
アミノエチル、メタクリル酸2−(3−フェニルプロピルオキシ)エチル、メタ
クリル酸ジメチルアミノフェノキシエチルが挙げられる。
、ジメチルスチレン、トリメチルスチレン、エチルスチレン、ジエチルスチレン
、イソプロピルスチレン、ブチルスチレン、ヘキシルスチレン、シクロヘキシル
スチレン、デシルスチレン、クロロメチルスチレン、トリフルオロメチルスチレ
ン、エトキシメチルスチレン、アセトキシメチルスチレン、メトキシスチレン、
4−メトキシ−3−メチルスチレン、ジメトキシスチレン、クロロスチレン、ジ
クロロスチレン、トリクロロスチレン、テトラクロロスチレン、ペンタクロロス
チレン、ブロモスチレン、ジブロモスチレン、ヨードスチレン、トリフルオロス
チレン及び2−ブロモ−4−トリフルオロメチルスチレンが含まれる。
は、メチルメタクリルアミド、tert−ブチルメタクリルアミド、tert−
オクチルメタクリルアミド、ベンジルメタクリルアミド、シクロヘキシルメタク
リルアミド、フェニルメタクリルアミド、ジメチルメタクリルアミド、ジプロピ
ルメタクリルアミド、ヒドロキシエチル−N−メチルメタクリルアミド、N−メ
チルフェニルメタクリルアミド、N−エチル−N−フェニルメタクリルアミド、
メタクリルヒドラジン及びメチロールメタクリルアミドが挙げられる。
ル、ラウリン酸アリル、パルミチン酸アリル、ステアリン酸アリル、安息香酸ア
リル、アセト酢酸アリル、乳酸アリル、アリルオキシエタノール、アリルブチル
エーテル及びアリルフェニルエーテルが含まれる。
ルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、ヘキシルビニルエーテル、オクチル
ビニルエーテル、デシルビニルエーテル、エチルヘキシルビニルエーテル、メト
キシエチルビニルエーテル、エトキシエチルビニルエーテル、クロロエチルビニ
ルエーテル、1−メチル−2,2−ジメチルプロピルビニルエーテル、2−エチ
ルブチルビニルエーテル、ヒドロキシエチルビニルエーテル及びジメチルアミノ
エチルビニルエーテルが挙げられる。
ビニルケトン、フェニルビニルケトン及びメトキシエチルビニルケトンが挙げら
れる。
フルオロエチレンが含まれる。 好ましいオレフィンは、20個以下の炭素原子を有する不飽和炭化水素を含む
。例としては、ジシクロペンタジエン、エチレン、プロピレン、1−ブテン、1
−ペンテン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ペンテン、1−ヘプテン、1−オ
クテン、1−デセン、5−メチル−1−ノネン、5,5−ジメチル−1−オクテ
ン、4−メチル−1−ヘキセン、4,4−ジメチル−1−ペンテン、5−メチル
−1−ヘキセン、4−メチル−1−ヘプテン、5−メチル−1−ヘプテン、4,
4−ジメチル−1−ヘキセン、5,5,6−トリメチル−1−ヘプテン、1−ド
デセン及び1−オクタデセンが挙げられる。
まれる。 分散性基を含まない好ましいオレフィン性不飽和モノマーは、20個以下の炭
素原子を含む(メタ)アクリル酸アルキルであり、特に明確に先に記載したもの
である。
色料のための通常の方法で精製することができる。例えば前駆体及び水の混合物
は、イオン交換、濾過、逆浸透、透析、凍結乾燥、限外濾過又はこれらの組み合
わせによって精製することができる。この方法によって、重合に使用された補助
溶媒、低分子量塩、不純物及び遊離のモノマーを除去することができる。
でき、すなわち前駆体又は架橋剤のいずれの基とも、又はこれらと結合するいず
れの基とも共有結合を形成可能である。着色料は、これが、着色料の複素環部分
の1つ以上の複素環のNH基を介して、或いは着色料に結合している置換基を介
して前駆体及び/又は架橋剤と電子対を共有して結合できる場合、樹脂反応性で
ある。「電子対を共有して結合する」とは、着色料と前駆体及び/又は架橋剤と
の間の直接的な共有結合、並びに場合により置換されているアルキル基又はアリ
ール基を介するような間接的な結合の両者を含むことは理解されるであろう。従
って、好ましい樹脂反応性着色料は、いずれかの複素環のNH基、又は−OH;
−NH2;−NHアルキル;−SH;−COOH;−COOアルキル;エポキシ
;−NHCOアルケニル;及び−COアルケニルから選択される置換基と共有結
合を形成可能ないずれかの置換基を含む。複素環のNH基という用語は、窒素原
子が複素環の一部を形成しており、アクリルポリマーと共有結合を形成可能なN
H基を意味する。パターン化された基質において、樹脂反応性着色料は、架橋性
ポリマーマトリックス内で化学的に結合しているであろう。
橋剤と共有結合を形成することができない。パターン化された基質において、樹
脂不活性着色料は、架橋性ポリマーマトリックス内部の空間内に物理的に捕捉さ
れているであろう。従って樹脂不活性着色料は、先に記載した樹脂反応性着色料
以外のものであり、他の点では本発明の方法における使用に有効な全ての着色料
を含む。好ましい樹脂不活性着色料は、先に記載した好ましい樹脂反応性着色料
の特性も示さない着色料を含むであろう。
、即ち、得られる硬化薄膜が高度な透過性を有する。好ましくは着色料は、有機
溶媒に不溶で、水に可溶であり、例えば着色料はスルホ基又はカルボキシ基を含
むことができる。
着色料の混合物でもよい。異なる着色料の混合物を用いることによって、インク
の色により大きな融通性を達成することができる。カラーフィルターを製造する
ために、着色料を単独又は混合物で用いて、黄、マゼンタ及びシアンインクを得
ることが好ましく、赤、青及び緑インクを得ることが更に好ましい。
顔料の場合よりも少ない量の染料が通常必要とされ、費用のかかる微粉砕は不要
であり、染料を含むインクは静置時に沈殿が起こりにくく、非常に多様な色調が
利用可能であり、且つ得られる薄膜は良好な色度及び透過性を有するという点で
顔料に対して有用である。
に不溶な染料を含む(例えば分散物として存在する、即ち分散染料)。更に好ま
しくは染料は、操作性を向上させるために水に可溶である。
、これは、例えば水平式震盪機において、水中で、ガラス又は金属ビーズ及び分
散剤の存在下で染料を粉砕することによって製造する。適当な分散剤は、アニオ
ン性(例えばリグノスルホン酸塩及び他のスルホン化芳香族種)又は非イオン性
(例えばアルキレンオキシド付加物)を含むことができる。
ニン、ピロリン、チオフェンジオキシド、トリフェノジオキサジン、メチン、ベ
ンゾフラノン、ベンゾジフラノン、クマリン、インドアニリン、ベンゼノイド、
キサンテン、トリフェニルメタン、ニトロ、ニトロソナフトール、フェナジン、
溶媒可溶性硫化染料、キノフタロン、ピリドン、アミノピラゾール、ピロリジン
、ピロール、スチリリック、マレイミド、トリフェナゾナフチルアミン、スチリ
ル、ジチエン、アゾメチン、シアニン、ピロリン及びアゾイックが含まれる。
料及び反応染料のような適当な水溶性染料を記載している。酸性染料の更なる例
は、カラーインデックス、第3版、第1巻、第1003〜1561ページに記載
されており、直接染料の更なる例は、第2巻、第2005〜2478ページに記
載されており、塩基性染料の更なる例は、第1巻、第1611〜1688ページ
に記載されており、反応染料の更なる例は、第3巻、第3391〜3560ペー
ジに記載されている。これらの染料は、本明細書中に援用される。好ましい染料
は、モノアゾ、ジスアゾ、金属化アゾ、フタロシアニン、キサンテン、トリフェ
ニルメタン、アントラキノン、トリフェンジオキサジン、キノフタロン、マレイ
ミド、ニトロソナフトール染料の種類から選択される。好ましい染料としては、
酸性青9、酸性赤1、酸性赤37、酸性赤52、酸性赤289、酸性黄3、酸性
黄23、直接青86、直接青87、直接青199、直接黄86、反応青14、反
応青15及び反応赤4が挙げられる。
の染料の溶解性を補助する置換基を有するもの、又は最終的な架橋性ポリマーマ
トリックスへの染料の溶解性を補助するものであることを条件とする。
吸収又は融合する。適当な透明基質には、ガラス;ポリビニルアルコール、ポリ
エステル、ポリ塩化ビニル、ポリフッ化ビニル、ポリカーボネート、ポリスチレ
ン、ポリアミド又はポリイミドなどのプラスチック薄膜又は板が含まれる。基質
は、軟質でもよく又は平板パネル(例えば多くのLCDディスプレーで使用され
ているような)でもよい。好ましい基質は、ガラスである。
又は展開を向上させることができる。適当な前処理には、基質を酸素雰囲気下に
置いて放電に付すプラズマエッチング、又はシランのような付着促進剤の塗布が
含まれる。
学的又は光化学的に開始することができるが、熱的な開始が好ましい。 架橋性アクリルポリマーの前駆体、架橋剤及び着色料の混合物は、一般的にパ
ターン化された透明な薄膜及び被覆を、透明でない基質を含めた基質上に得るた
めに用いることができる。従って本発明は、一般的にカラーフィルターだけでな
く基質のためのポリマー薄膜被覆を製造する方法を含む。
ができる。 光化学的開始は、開始剤、例えばアジド、アセトフェノン又はベンゾフェノン
のようなケトン、ベンジルジメチルケタールのようなケタール、過酸化ベンゾイ
ルのような過酸化物、テトラフルオロリン酸ジフェニル−(4−フェニルチオ)
−フェニルスルホニウムのようなアリールスルホニウム塩の添加後、UV又は可
視光線の照射によって達成することができる。
120℃ないし240℃、特に150℃ないし230℃の温度で行われる。薄膜
は、1ないし60分間、好ましくは5ないし45分間硬化される。
光化学的開始よりも簡便であるために好ましい。 本発明の更なる特徴によれば、架橋性アクリルポリマーの1つ以上のサーマル
インクジェット可能な架橋性水分散性前駆体;前駆体を架橋可能な1つ以上の架
橋剤;及び1つ以上の着色料を含む混合物を包含する組成物が提供される。前駆
体、架橋剤及び着色料は、先に定義した通りである。場合により着色料は、樹脂
不活性である。
上の配合剤を含むことができ、例えば1つ以上の液体、保湿剤及び/又は界面活
性剤を混合物に添加して、前駆体への着色料の溶解性、及びその逆の溶解性を向
上させ、混合物の流動性及び取扱い適性を向上させることができる。液体は、水
性でも有機性(例えば以下に記載するように)でもよい。
燥によって乾燥し、被覆が硬化する前又は硬化中に液体を蒸発させることができ
る。
このような顔料は、色調の目的で染料と組み合わせて用いることができる。染料
が有意に着色されていない場合、即ち先に記載したようなIR又はUV吸収剤で
ある場合、顔料が唯一の着色料であってもよい。
恐らく、フレクソ印刷、オフセット平板印刷、グラビア印刷、凹版印刷、インク
ジェット、染料拡散熱転移及びスクリーン印刷法のような、IJP以外のいずれ
の印刷方法も本方法に用いることができる。好ましくは使用される印刷方法はサ
ーマルIJPである。本発明に使用される前駆体はサーマルインクジェット可能
であるが、これは、前駆体にとって印刷条件がサーマルインクジェットよりも煩
わしくない非サーマルIJP法(圧電式IJPのような)における使用、又はい
ずれの適当な非IJP印刷方法(上記したものなど)における使用さえも排除す
るものではないことは認識されるであろう。インクジェット印刷の原理及び方法
は、文献、例えばHigh Technology Application of Organic Colorants、P. Gre
gory、第9章、ISBN 0−306−43637−Xに記載されている。
きる。 第1の工程は、架橋性アクリルポリマーの1つ以上のサーマルインクジェット
可能な架橋性水分散性前駆体、前駆体を架橋可能な1つ以上の架橋剤、1つ以上
の着色料、1つ以上の溶媒及び場合により他の配合剤を含有するインクを、当技
術分野において公知のいずれかの方法で製造することを含む。
て適当な)ラジカル源又は光重合開始剤のいずれかを添加することを含む。所望
の色の1つ、典型的には赤、緑及び青の加色混合3原色で着色されたインクを製
造することができる。
個のフィルター領域(画素)から成る所望のパターンを、単一パスのインクジェ
ット印刷操作によって形成することを含む。場合により透明な基質は、当技術分
野において公知のいずれかの方法(例えば写真平板印刷による黒色マトリックス
の形成)によって、あらかじめ別個の画素領域に分割されている。
橋剤との反応をひき起こし、それによって光学フィルターの各画素で連続着色薄
膜を形成する硬化工程(例えば加熱、UV放射による照射)を含む。
発性種を除去する。これは、第4の工程の硬化方法が加熱以外の方法である場合
に特に適用される。
、最終的にフィルター構造が、透明な基質、及び異なって着色された画素の単一
層を含むようにすることができる。上記画素は、3色のグループ又はいずれかの
所望のグループに調製され、各々が異なって着色された所定数の画素から成る。
ましい。更に好ましくは、IJP法を用いて、3つの着色された前駆体/着色料
混合物のために適当に設計された吹出し口を有する印刷用ヘッドを用いることに
よって、3色のグループ又はいずれかの所望のグループの画素を形成する。3原
色は、加色混合の原色(赤、緑及び青など[RGB])又は減色混合の原色(シ
アン、マゼンタ及び黄など[YMC])であることができる。どちらの型のカラ
ーフィルターも可能である。YMC型のカラーフィルターは、RGB型カラーフ
ィルターよりも明るいイメージを与えるが、色再現性は良好ではない。これらは
、反射型液晶ディスプレーのような最大の光利用が重要な装置において有用であ
る。
ンクが提供され、このインクは流体媒体、架橋性アクリルポリマーの1つ以上の
架橋性水分散性前駆体;前駆体を架橋可能な1つ以上の架橋剤;及び場合により
1つ以上の着色料又は他の活性剤(好ましくは染料)を含む。前駆体;架橋剤及
び着色料は、先に定義した通りである。
ないし約99.5部、更に好ましくは約75ないし約99部の流体媒体;並びに
約60ないし約0.4部、好ましくは約30ないし約0.5部、更に好ましくは
約25ないし約1部の前駆体、架橋剤及び着色料を含み;ここで全ての部は重量
部であり、部の合計は100である。
剤を含むインク]中の全固体濃度は、混合物の全重量に対して約4%ないし約5
0%、更に好ましくは約8%ないし約30%、最も好ましくは約10%ないし約
25%であり、従って混合物は、サーマルIJPヘッドを用いて容易に印刷可能
であり、一方単一パスIJPで薄膜被覆を形成することも可能である。固体含有
物は、ポリマー単独で又はポリマーを主として(例えば前駆体を含むポリマー)
含むことができる。
り、更に好ましくはこれらは20℃の液体媒体に対して少なくとも10%の溶解
度を有する。これは濃縮物の製造を可能にし、濃縮物は希釈したインクの製造に
用いることができ、そして貯蔵中に液体媒体の蒸発が起こった場合、前駆体、架
橋剤及び/又は着色剤が沈殿する機会を減少させる。
水及び有機溶媒の混合物を含む場合、水と有機溶媒の重量比は、好ましくは約9
9:1ないし約1:99、更に好ましくは約99:1ないし約50:50、特に
約95:5ないし約80:20である。有機溶媒は好ましくは水混和性である。
有機溶媒を含むことができる。 好ましい水混和性有機溶媒は、1つ以上の:C1〜6アルカノール(メタノール
、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、sec
−ブタノール、tert−ブタノール、イソブタノール、n−ペンタノール、シ
クロペンタノール、シクロヘキサノール及び/又はテトラヒドロフルフリルアル
コールなど); アミド、例えば直鎖アミド(ジメチルホルムアミド及び/又はジメチルアセトア
ミドなど)又は環状アミド(場合により置換されているピロリドン[例えば2−
ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、N−エチル−2−ピロリドン]、カ
プロラクタム及び/又は1,3−ジメチルイミダゾリドンなど); ケトン及び/又はケトンアルコール(アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘ
キサノン及び/又はジアセトンアルコールなど); 水混和性エーテル、例えばC2〜4エーテル(テトラヒドロフラン及び/又はジオ
キサンなど); アルキレングリコール及び/又はチオグリコール、例えばC2〜C6アルキレン基
を含むもの[例えばC2〜12ジオールのようなジオール(ペンタン−1,5−ジ
オール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、ペ
ンチレングリコール、ヘキシレングリコール及び/又はチオジグリコールなど)
]; オリゴ−及び/又はポリ−(アルキレングリコール及び/又はチオグリコール)
、例えばジエチレングリコール、チオジグリコール、トリエチレングリコール、
ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール及び/又は(ポリオール及
びトリオール)(グリセロール及び/又は1,2,6−ヘキサントリオール);
低級アルキルグリコール及び/又はポリグリコールエーテル、例えばジオールの
C1〜4アルキルエーテル例えばC2〜12ジオールのモノC1〜4アルキルエーテル
:[2−メトキシエタノール;2−(2−メトキシエトキシ)エタノール;2−
(2−エトキシエトキシ)−エタノール;2−(2−ブトキシエトキシ)エタノ
ール;3−ブトキシプロパン−1−オール;2−[2−(2−メトキシエトキシ
)エトキシ]エタノール;2−[2−(2−エトキシエトキシ)エトキシ]エタ
ノール及び/又はエチレングリコールモノアリルエーテルなど]; 環状エステル(カプロラクトンなど);及び スルホキシド(ジメチルスルホキシド及び/又はスルホランなど)、 から選択することができる。
チルピロリドン及びN−エチルピロリドン);ジオール(例えば1,5−ペンタ
ンジオール、エチレングリコール、チオジグリコール、ジエチレングリコール及
びトリエチレングリコール);C2〜6−アルキレングリコールのC1〜6−アルキ
ルモノエーテル;ジオールのC1〜4−アルキルエーテル(例えば2−メトキシ−
2−エトキシ−2−エトキシエタノール);ポリ(C2〜6−アルキレングリコー
ル)のC1〜6−アルキルモノエーテル;及びこれらの混合物から選択される。
性有機溶媒をいずれかの順序で混合することによって製造することができる。適
当な混合技術は当技術分野において周知であり、例えば成分の急撹拌、超音波処
理又は撹拌である。前駆体は、IJPに適したいずれかの形態、例えば分散、乳
化、懸濁、溶液又はこれらを組み合わせた形態でインク中に存在することができ
る。好ましくは前駆体は、溶液として存在する。
有する。 水及び1つ以上の有機溶媒の混合物を含む本発明のインクのための、IJPに
更に効果的な媒体の例は、米国特許第4,963,189号、米国特許第4,70
3,113号、米国特許第4,626,284号及び欧州特許出願公開EP042
5150−Aに記載されている。
調の深さ及び基質に要求される特性によって変化するであろう。しかしながら典
型的には、このようなインクは、以下の成分を含むことができる(ここで、部で
示される全ての量は、各成分のその重量による相対的な比である): (a)約0.2ないし約50部、更に好ましくは約0.5ないし約30部、最も
好ましくは約2ないし約25部、特に約5ないし約20部;例えば約8ないし約
15部の重合性である水分散性前駆体(好ましくは約20,000以下の数平均
分子量を有する); (b)約0.1ないし約30部、更に好ましくは約0.5ないし約25部、最も
好ましくは約0.5ないし約15部、特に約0.5ないし約10部;例えば約2
ないし約8部の着色料; (c)約0.1ないし約30部、更に好ましくは約0.5ないし約15部の架橋
剤; (d)約40ないし約90部、更に好ましくは約50ないし約90部の水;及び
(e)約0ないし約60部、更に好ましくは約0ないし約40部、最も好ましく
は約0ないし約25部、特に約0ないし約20部の水混和性有機溶媒。
媒は、各々有機溶媒の混合物(1つ以上の先に記載した有機溶媒など)を含むこ
とができる。
00重量%の水混和性溶媒を含み、前記溶媒は: (1)環状エステル及び/又は環状アミド、更に好ましくは場合により置換され
ているピロリドン、[2−ピロリドン、ジメチルピロリドン、N−メチル−2−
ピロリドン、N−エチル−2−ピロリドン、N−(2−ヒドロキシエチル)−2
−ピロリドン及び/又はこれらの混合物など]; (2)水混和性のC2〜6−アルキレングリコールのC1〜6−アルキルモノエーテ
ル及び/又はポリ(C2〜6−アルキレングリコール)のC1〜6−アルキルモノエ
ーテル;及び/又は (3)(1)及び(2)のいずれかの混合物、 を含む。
して計算される。例えば20%固体アクリルポリマー50gは、10gのアクリ
ルポリマーとみなす。
むこともできる。従って例えばインクは、1つ以上の:レオロジー薬剤[粘度調
製剤及び/又は界面活性剤など、例えばワックス(例えば蜜蝋)及び/又は粘土
(例えばベントナイト)];腐食防止剤、殺生物剤(Zeneca LimitedからPro
xel GXLの商標で市販されているもの、又はRohm and HaasからKatho
nの商標で市販されているものなど);殺真菌剤;コゲーション(kogation)減
少用添加剤;IR吸収剤(Zeneca LimitedからProjet 900NPの商標
で市販されているものなど);蛍光増白剤、(C.I.蛍光増白剤179など)
;及び界面活性剤(イオン性又は非イオン性であり、McCutcheon、Emulsifiers
and Detergents、1996年、International Edition又はSurfactants Europa
、第3版、1996年に記載されているような界面活性剤、湿潤剤及び/又は乳
化剤を含む。上記文献はそれぞれ本明細書中に援用される。)を含むことができ
る。
ある。選択されるpHは、着色料の所望のカチオン及びインクジェットプリンタ
ヘッドを構成するために使用される物質にある程度依存する。所望のpHは、酸
、塩基又はpH緩衝液のようなpH調節剤の添加によって得ることができる。使
用されるpH調節剤の量は、所望するインクのpHによって変化するが、典型的
には塩基は30%までの量で存在することができる。塩基を使用する場合、この
塩基は、好ましくはアクリルポリマーの製造中にアニオン性分散性基の中和に使
用されたものと同じ塩基である。好ましい塩基には、2−アミノ−2−メチルプ
ロパン−1−オール及びアンモニアが含まれる。
インク及び得られるカラーフィルターの光及び熱堅牢性を向上させることができ
る。このような添加剤の例としては:2−ヒドロキシ−4−メトキシ−5−スル
ホベンゾフェノン;ヒドロキシフェニルベンゾトリアゾール;4−ヒドロキシ−
TEMPO及び遷移金属錯塩(チオカルバミド酸のニッケル錯塩など)が挙げら
れる。これらの添加剤は、典型的には着色料の30ないし60重量%の量で使用
され、「The Effect of Additives on the Photostability of Dyed Polymers」
、Dyes and Pigments、1997年、第33(3)巻,第173〜196頁及び
特開平04−240603号(日本化薬)に記載されている。
ましくは15cp以下であり、特に10cp以下である。 本発明のインクは、圧電式インクジェットプリンタに向上した操作性を提供す
るのみならず、サーマルインクジェットプリンタのノズルを閉塞する傾向が低い
ために、サーマルインクジェットプリンタにおける使用にも適しているという点
で有益である。ポリマーを含むインクにとって、これは達成することが特に困難
なことである。水分散性ポリマーを含む従来技術のインクは、サーマルインクジ
ェットプリンタにおいて、良好に使用できないか又は全く使用できないことさえ
ある。
によるインクを基質に塗布することを含む、基質上にイメージを印刷する方法を
提供する。
る液滴の形でインクを基質に塗布する。好ましいインクジェットプリンタは、圧
電式インクジェットプリンタ及びサーマルインクジェットプリンタである。サー
マルインクジェットプリンタにおいては、プログラムされた熱パルスを容器内の
インクに加え(例えばノズルに隣接した抵抗器によって)、それによって基質と
ノズルの間の相対的な動きの中で、インクを微細な液滴の形で基質に向かって噴
射させる。圧電式インクジェットプリンタにおいては、小さい結晶の振動がノズ
ルからインクを噴射させる。インクジェットプリンタという用語は、イメージを
作り出すためにIJP技術を用いることができるいずれかの装置を意味する。
質及び/又は本明細書中で定義された本発明の方法によって製造された基質を提
供する。
更に好ましくはガラスを含む。好ましくは本発明のインクは、印刷法によって、
更に好ましくは本明細書中で定義された本発明の方法によって、基質に塗布され
ている。
タ及びシアンのフィルター素子を含み、本発明中に記載された方法によって製造
された透明な基質上の着色された架橋性ポリマー被覆を含むカラーフィルターが
提供される。
スプレーを包含する。 本発明の更なる特徴は、本発明によるインクを含むインクジェットプリンタで
用いるために適したカートリッジである。更に本発明によるインクを含むインク
ジェットプリンタが提供される。
に明示されない限り重量で表す。実施例(及び先の記載)において、CI番号を
参照して示される化合物は、カラーインデックス・インターナショナル、第3版
、第3改訂版にこれらの番号によって規定される染料である。以下の各実施例に
おいて、インクを試験し、結果を表に示した。
に記載された処理を受けた後のL*.a*.b*座標系の変化の測定値(ミノルタ
CR−221彩度計で測定された)であり,小さい数字は高い堅牢性を有する実
施例のものを示す。
実施例のものを、Atlas Ci35Aウェザロメーターを用いて以下の設定
でキセノンランプに100時間にわたって暴露した後に得られたものであること
を示す:ランプ電力420nmで0.8Wm-2、ブラックパネル63℃、及び湿
球温度降下16℃。
対して以下のように試験された。インクをキャノンBC−21eヘッドに充填し
、10cm×2cmのべた色の区画をキャノン BJC 4300プリンタを用い
て印刷した。各々の例示したインクを用いて、印刷品質に何の劣化もなく20区
画を連続的に印刷することができた。
ル酸及び30重量%のメタクリル酸メチルを含む共重合体であって、GPCによ
る測定でMW=1401(Mn=588)を有するポリマーである。 2.Primid XL552は、ポリオール架橋剤である。 3.染料1は、以下の構造を有する。
3で合成されている。 4.染料2は、以下の構造を有する。
、特開昭60−208365号(日本化薬)に記載の方法と類似の方法で、過剰
のアンモニアと70℃で縮合させることによって合成した。
1 K−バー(RK Print-Coat Instruments Ltd.)を用いて被覆し、スライドを
200℃で15分間硬化した。得られた薄膜は、約1.5μmの厚みを有してい
た。
膜を以下の堅牢性試験に付した。
K−バー(RK Print-Coat Instruments Ltd.)を用いて被覆し、スライドを20
0℃で15分間硬化した。得られた薄膜は、約1.5μmの厚みを有していた。
明るい黄色の薄膜を与えた。薄膜を以下の試験に付した。
K−バー(RK Print-Coat Instruments Ltd.)を用いて被覆し、スライドを20
0℃で15分間硬化した。得られた薄膜は、約1.5μmの厚みを有していた。
%の透過率を有する非常に明るい赤色の薄膜を与えた。薄膜を以下の堅牢性試験
に付した。
のと同様の方法で、以下の配合で製造した(全て重量部である): Neocryl XK69/Cymel 327 基幹ポリマー前駆体5 50部 エチレングリコール 20部 蒸留水 23部 アンモニア溶液(比重0.88、S.G.) 2部 酸性黄23 3部 酸性赤52 2部 符号の説明(比較例A) 5.基幹ポリマー前駆体は、EP−A−0764290の実施例3に記載されて
いるように製造し、ここでNeocryl XK69は、スチリル−(メタ)アクリル酸共重
合体であり、Cymel 327は、架橋剤として含まれるメラミン−ホルムアルデヒド縮
合体である。
ク(合計で約5重量%のメラミン−ホルムアルデヒド樹脂を含む)は、1区画の
色を印刷できなかった。
クリル酸及び53.6重量%のメタクリル酸メチルを含む共重合体であって、G
PCによる測定でMW=1607(Mn=670)を有するポリマーである。
K−バー(RK Print-Coat Instruments Ltd.)を用いて被覆し、スライドを20
0℃で15分間硬化した。得られた薄膜は、約1.5μmの厚みを有していた。
過率を有する非常に明るい赤色の薄膜を与えた。薄膜を以下の試験に付した。
配合で製造することができ、ここで数字は、配合中の各成分の重量部を示す。使
用される染料は、その遊離の酸の形態及び/又はいずれかのIJPに効果的な塩
の形態でよい。以下の略語も表中で用いる: DB199=直接青199 DB86=直接青86 DB87=直接青87 AB9=酸性青9 RB15=反応青15 AR1=酸性赤1 AR52=酸性赤52 AR289=酸性赤289 RR4=反応赤4 AY23=酸性黄23 DY86=直接黄86 Dye 1=実施例1の染料1 A=実施例1のポリマーA B=実施例4のポリマーB PAA=MW2000のポリ(アクリル酸) X=Primid XL552 TEA=トリエタノールアミン TMP=トリメチロールプロパン W=水 NMP=N−メチル−2−ピロリドン 2P=2−ピロリドン BE=ブトキシエタノール DEG=ジエチレングリコール GBL=γ−ブチロラクトン ADBS=ドデシルベンゼンスルホン酸アンモニウム SDBS=ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム SURF=Sulfynol 465(Air Productsから入手可能な非イオン性界面活性剤)
AMP=2−アミノ−2−メチル−1−プロパノール AM=アンモニア(0.88 S.G.) HT=4−ヒドロキシ−TEMPO;及び HMBS=2−ヒドロキシ−4−メトキシ−5−スルホベンゾフェノン
Claims (30)
- 【請求項1】 パターン化された架橋性アクリルポリマーの薄膜被覆を基質上に製造するため
の方法であって、該方法は: a)混合物をインクジェット印刷法によって該基質に塗布し、該混合物は: i)1つ以上の架橋性アクリルポリマーの1つ以上のサーマルインクジェット
可能な架橋性水分散性前駆体; ii)該アクリルポリマーの該前駆体を架橋可能な1つ以上の架橋剤;及び iii)1つ以上の着色料、 を含む;そして b)その後、該混合物をその場で硬化させて、該パターン化された架橋性アクリ
ルポリマーの薄膜被覆を該基質上に形成する、 ことを含む方法。 - 【請求項2】 該インクジェット印刷法がサーマルインクジェット印刷法である、請求項1に
記載の方法。 - 【請求項3】 該混合物が該印刷方法によって単一パスで塗布される、請求項1又は2のいず
れか1項に記載の方法。 - 【請求項4】 該前駆体が、約20,000以下の数平均分子量(Mn)を有する1つ以上のポ
リマーを含む、請求項1ないし3のいずれか1項に記載の方法。 - 【請求項5】 該前駆体のMnが、約200ないし約20,000である、請求項4に記載の方
法。 - 【請求項6】 該前駆体のMnが、約200ないし約10,000である、請求項5に記載の方
法。 - 【請求項7】 該前駆体のMnが、約350ないし約2,000である、請求項6に記載の方法
。 - 【請求項8】 印刷される該混合物中の全固体濃度が、約4ないし約50重量%である、請求
項1ないし7のいずれか1項に記載の方法。 - 【請求項9】 該アクリルポリマーの該前駆体が、1つ以上のポリマーを含み、場合により1
つ以上のアクリルポリマーを含む、請求項1ないし8のいずれか1項に記載の方
法。 - 【請求項10】 該サーマルインクジェット可能な前駆体が、1つ以上のオレフィン性不飽和水
分散性モノマー及び/又は1つ以上のオレフィン性不飽和水分散性モノマーから
誘導可能な1つ以上のポリマーを含み、該モノマー及び/又はポリマーは、場合
により該前駆体の約20ないし約100重量%の量で存在する、請求項1ないし
9のいずれか1項に記載の方法。 - 【請求項11】 該前駆体が、1つ以上の: (a)(メタ)アクリル酸、ビニル酢酸、クロトン酸、イタコン酸、マレイン酸
、シトラコン酸、フマル酸及び/又はペンタジエン酸の単独重合体及び/又は共
重合体; (b)(a)に記載のモノマーと、場合により1つ以上の(メタ)アクリル酸ア
ルキル、スチレン及び(メタ)アクリルアミドから選択される他のモノマーとの
共重合体;及び/又は (c)場合によりブタン1,2,3,4−テトラカルボン酸である単量体性多価
カルボン酸、 を含む、請求項1ないし10のいずれか1項に記載の方法。 - 【請求項12】 前駆体及び架橋剤の該混合物が熱硬化性である、請求項1ないし11のいずれ
か1項に記載の方法。 - 【請求項13】 該架橋剤が、1つ以上の:多価求核性に官能化された化合物、アミン及び/又
はチオールを含む、請求項1ないし12のいずれか1項に記載の方法。 - 【請求項14】 該架橋剤が、1つ以上の:ジオール、3つ以上のヒドロキシ基を有するポリオ
ール、トリメチロールプロパン、及び/又はトリエタノールアミンを含む、請求
項1ないし13のいずれか1項に記載の方法。 - 【請求項15】 該着色料が、樹脂不活性であり、且つ該前駆体及び/又は架橋剤のいずれの基
とも、又はこれらに結合しているいずれの基とも共有結合を形成不可能な、請求
項1ないし14のいずれか1項に記載の方法。 - 【請求項16】 該着色料が、1つ以上の以下の種類:アゾ(金属化アゾを含む)、アントラキ
ノン、フタロシアニン、ピロリン、チオフェンジオキシド、トリフェノジオキサ
ジン、メチン、ベンゾフラノン、ベンゾジフラノン、クマリン、インドアニリン
、ベンゼノイド、キサンテン、トリフェニルメタン、ニトロ、ニトロソナフトー
ル、フェナジン、溶媒可溶性硫化染料、キノフタロン、ピリドン、アミノピラゾ
ール、ピロリジン、ピロール、スチリリック、マレイミド、トリフェナゾナフチ
ルアミン、スチリル、ジチエン、アゾメチン、シアニン、ピロリン及びアゾイッ
クから選択される、請求項1ないし15のいずれか1項に記載の方法。 - 【請求項17】 請求項1ないし16のいずれか1項に記載の方法に使用可能な組成物であって
、該組成物は、1つ以上の架橋性アクリルポリマーの1つ以上のサーマルインク
ジェット可能な架橋性水分散性前駆体;該前駆体を架橋可能な1つ以上の架橋剤
;及び1つ以上の着色料を含む組成物。 - 【請求項18】 該前駆体、架橋剤及び/又は着色料が、請求項1ないし16のいずれか1項に
記載された通りである、請求項17に記載の組成物。 - 【請求項19】 請求項1ないし16のいずれか1項に記載のインクジェット印刷法における使
用に有効なインクであって、流体媒体及び請求項17又は18のいずれか1項に
記載の組成物を含む、該インク。 - 【請求項20】 (a)約0.2ないし約50重量部の、該1つ以上の架橋性アクリルポリマー
の該サーマルインクジェット可能な架橋性水分散性前駆体; (b)約0.1ないし約30重量部の該着色料; (c)約0.1ないし約30重量部の、該前駆体を架橋可能な該架橋剤; (d)約40ないし約90重量部の水;及び (e)約0ないし約60重量部の水混和性有機溶媒; を含む、請求項19に記載のインク。 - 【請求項21】 (a)約0.5ないし約30重量部の該前駆体; (b)約0.5ないし約25重量部の該着色料; (c)約0.5ないし約15重量部の該架橋剤; (d)約50ないし約90重量部の水;及び/又は (e)約0ないし約40重量部の該有機溶媒; を含む、請求項20に記載のインク。
- 【請求項22】 請求項1ないし16のいずれか1項に記載の方法によって得ることが可能な基
質であって、請求項17又は18のいずれか1項に記載の組成物を用いて被覆さ
れた、及び/又は請求項19ないし21のいずれか1項に記載のインクを用いて
被覆された、該基質。 - 【請求項23】 透明な基質上の着色された架橋性アクリルポリマーの被覆を含むカラーフィル
ター、及び/又は基質上の透明で着色された架橋性アクリルポリマーの被覆を含
含する、請求項22に記載の基質。 - 【請求項24】 カラーディスプレーの構成部品としての有用性を有する、請求項22又は23
のいずれか1項に記載の基質。 - 【請求項25】 着色された3色の素子の配列を含み、該3色は:赤、緑及び青の3色;並びに
シアン、マゼンタ及び黄の3色から選択される、請求項22ないし24のいずれ
か1項に記載の基質。 - 【請求項26】 請求項22ないし25のいずれか1項に記載の基質を含むディスプレー。
- 【請求項27】 液晶ディスプレーを含む、請求項26に記載のディスプレー。
- 【請求項28】 請求項17又は18のいずれか1項に記載の組成物、請求項19ないし21の
いずれか1項に記載のインク、請求項22ないし25のいずれか1項に記載の基
質、及び/又は請求項26若しくは27のいずれか1項に記載のディスプレーを
含む、インクジェットプリンタ、該プリンタの構成部品及び/又は該プリンタに
使用される消耗品。 - 【請求項29】 インクジェットプリンタ用カートリッジ及び/又は交換可能なインクジェット
印刷用ヘッドを含む、請求項28に記載のインクジェットプリンタ、構成部品及
び/又は消耗品。 - 【請求項30】 実質的に実施例を参照して本明細書中に記載した通りである方法、組成物、イ
ンク、基質、ディスプレー、インクジェットプリンタ、該プリンタの構成部品及
び/又は該プリンタに使用される消耗品。
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