JP2006257418A

JP2006257418A - 剪断安定ラテックス粒子

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Publication number: JP2006257418A
Application number: JP2006054380A
Authority: JP
Inventors: Sivapackia Ganapathiappan; シバパキア・ガナパシアパン
Original assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Current assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Priority date: 2005-03-01
Filing date: 2006-03-01
Publication date: 2006-09-28
Also published as: EP1698674A1; US20060199877A1

Abstract

【課題】インクジェット印刷条件下で剪断安定であるラテックス粒子、及び当該粒子を含んで成るインクジェットインクを提供する。
【解決手段】剪断安定なラテックス粒子は、疎水性モノマー及び酸性モノマーを架橋剤と混合してモノマー混合物を形成し、当該モノマー混合物を水及び界面活性剤と共に剪断混合してエマルションを形成し、そして前記エマルションを重合開始剤と接触させて配置することによって、前記疎水性モノマーを前記酸性モノマーと架橋結合させることで調製される。剪断安定なラテックス粒子を含むインクジェットインクの製造法、並びに得られるインクジェットインクもまた開示する。
【選択図】なし

Description

本発明は、概して、ラテックスポリマー含有インクを用いたインクジェット印刷に関する。より詳細には、本発明は、剪断安定ラテックスポリマーを含むインクジェットインクに関する。

市販の大多数のインクジェットインクは、水をベースとしている。従って、それらの構成成分は、一般に、水溶性（例えば、染料）であるか又は水分散性（例えば、顔料）である。さらに、インクジェットインクは、低粘度（典型的に、５ｃｐｓ以下）である。

多くのインクジェットインクシステムに生ずる典型的な褪色問題に加えて、インクジェット印刷物は、水や高湿度に曝された際に耐久性が不十分な場合もある。これは、水をベースとしたインク内に水溶性及び水分散性の着色剤を使用することに起因する。この問題に対し、耐水性、耐光性、スミア（擦り汚れ）耐性及びウェットスマッジ（湿り滲み汚れ）耐性などのインク耐久性特性を改善すべく、インクジェットインクに適合する微粒子形態のポリマーをインクジェットインク中に添加してきた。当該ラテックスは、水性インクジェットインク中にエマルションとして分散されるところの、高分子量のサブミクロンの疎水性高分子粒子から構成することができる。インクジェットインクの一部として印刷され、そしてインク中の水が蒸発もしくは吸収されると、インクのラテックス成分は、媒体表面上に疎水性の印刷膜を形成して、その疎水性印刷膜内に着色剤を捕捉し保護することができる。

種々のラテックス粒子が当分野で知られている。例えば、そのようなラテックス粒子の１つには、ラテックス粒子表面に反応性界面活性剤が共有結合したものが挙げられる。その他のラテックス粒子は、１つ以上の層のコアを有し、且つそのコアをシェルポリマーでカプセル封入しているラテックス粒子を生成すべく、シード重合処理を用いて形成される。

しかし、そのようなラテックス組成物は、ペンの信頼性に関わる問題を引き起こし得る。ラテックス成分を含むインクは、インクジェットペンのドロップ（液滴）射出周波数が一定の値を超えて高くなると、典型的に、ドロップ速度の低下を示す。この速度低下は、中位の周波数範囲における、印刷媒体上のドロップ配置精度に悪影響を及ぼす。より高い周波数では、速度低下は、ドロップ射出を完全に妨げ、プリンタノズル上でのインクのアグロメレーション（凝集）を引き起こす場合がある。例えば、在来のラテックスポリマーは、それらがサーマルインクジェットインクペンのノズルから射出される以前に過酷な熱応力を被る。これらのラテックスポリマーのほとんどは、これらの環境下では剪断安定ではない。従って、ノズルが閉塞する場合があり、それが印刷適性の不良及びノズルの比較的短い寿命を招来するのである。

以上に鑑み、当分野では、インクジェット印刷条件下で剪断安定であるラテックス粒子、並びに印刷媒体上での良好なドロップ配置精度及び高ドロップ周波数における安定なドロップ射出を示すところの高速インクジェットプリンタに用い得るインクが必要とされている。

一実施形態では、その粒子内において、酸性モノマーと架橋結合している疎水性モノマーを含むラテックス粒子を開示する。当該ラテックス粒子は、ラテックス粒子の寸法を測定し、ラテックス粒子を剪断し、そして剪断後のラテックス粒子の寸法を測定して行われる剪断試験によって判定する際に剪断安定である。

他の実施形態では、ラテックス粒子を製造する方法が提供される。当該方法は、疎水性モノマーと酸性モノマーを架橋剤とを混合してモノマー混合物を形成し、そして当該モノマー混合物を水及び界面活性剤と共に剪断してエマルションを形成するステップを包含する。次いで、そのエマルションを重合開始剤と接触させて配置し、疎水性モノマーを酸性モノマーと架橋結合させて、ラテックス粒子を形成する。そして、そのラテックス粒子を濾過する。

さらに別の実施形態において、インクジェットインク組成物を形成する方法が提供される。当該方法は、ラテックス粒子を作製し且つ濾過し、そしてその後、同一物を着色剤含有のインクビヒクルと混ぜ合わすステップを包含する。

別の実施形態では、インクジェットインクが提供される。当該インクジェットインクは、水性インクビヒクルと、当該インクビヒクルに混ぜ合わされた着色剤を含んで成る。インクジェットインクは、さらに、インクビヒクル中に分散しているラテックス粒子を含む。当該ラテックス粒子は、ラテックス粒子の寸法を測定し、ラテックス粒子を剪断し、そして剪断後のラテックス粒子の寸法を測定するステップを包含する剪断試験によって判定する際に剪断安定である。

本発明によれば、インクジェット印刷条件下で剪断安定であるラテックス粒子、並びに印刷媒体上での良好なドロップ配置精度及び高ドロップ周波数における安定なドロップ射出を示すところの高速インクジェットプリンタに用い得るインクを提供することができる。

種々の実施形態の各々において、本発明は、ラテックス粒子、当該ラテックス粒子を含むインクジェットインク、及びそれらの製造方法を対象とする。本発明は、さらに、ラテックス粒子内のポリマー粒子を架橋結合することにより得た熱剪断安定性を有するラテックス粒子に関し、さらに、そのようなラテックス粒子を含むインクジェットインクに関する。

本明細書で用いるとき、「液体ビヒクル」又は「インクビヒクル」は、インクジェットインクを形成すべく、着色剤及びラテックス粒子若しくはコロイドがその中に分散される液体を指す。適切な液体ビヒクル及びビヒクル成分には、限定はしないが、界面活性剤、共溶媒、緩衝剤、殺生物剤、金属イオン封鎖剤、粘度修正剤、及び水のような、様々な各種薬剤が含まれる。インクビヒクルとして有用であり且つそれに用い得る他の化合物としては、限定はしないが、有機溶媒、表面活性化剤、金属キレート化剤、及びそれらの任意の組合せが挙げられる。当業者に明らかであろうように、ここに記載するインクビヒクル及び種々の成分の相対量は、インクジェットプリンタの具体的ペン構造に応じて、変更することができる。

一実施形態において、水は、実質的に、本発明のインクビヒクル若しくはインク組成物全体のかなりの割合を構成することができる。例えば、特定の実施形態では、水として、インク組成物の約５１ｗｔ％〜約９０ｗｔ％の量の純水若しくは脱イオン水を含むことができる。

別の実施形態では、インク組成物に共溶媒を含有させることができる。用い得る共溶媒の種類としては、脂肪族アルコール、芳香族アルコール、ジオール、グリコールエーテル、ポリグリコールエーテル、カプロラクタム、ホルムアミド、アセトアミド、長鎖アルコール及びそれらの任意の組合せが挙げられる。前述の化合物の例としては、第一脂肪族アルコール、第二脂肪族アルコール、１，２−アルコール、１，３−アルコール、１，５−アルコール、エチレングリコールアルキルエーテル、プロピレングリコールアルキルエーテル、ポリエチレングリコールアルキルエーテルの高次の同族体、Ｎ−アルキルカプロラクタム、未置換カプロラクタム、置換及び未置換の両ホルムアミド、置換及び未置換の両アセトアミド、トリメチロールプロパン、２−ピロリジノン、１，５−ペンタンジオール等、及びそれらの任意の組合せが挙げられる。

さらに別の実施形態では、界面活性剤成分は、インク組成物の約１０ｗｔ％までの量にて添加することができる。当該界面活性剤は、約０．０１％〜約４％の量にて存在させることができる。その他の実施形態では、界面活性剤は、インク組成物の約２．２５ｗｔ％の量にて含まれ得る。上記の量は、単一の界面活性剤成分又は界面活性剤混合物を用いて得ることができる。

一般に、界面活性剤を用いることで、着色剤及び／又はラテックス粒子の分散安定性を高めたり、印刷媒体へのインクの浸透性を高めることができる。限定はしないが、カチオン、アニオン、両性イオン又はノニオン性界面活性剤をはじめとする、広範な種類の界面活性剤を用いることができる。界面活性剤の非限定例としては、アルキルポリエチレンオキシド、アルキルフェニルポリエチレンオキシド、ポリエチレンオキシドブロックコポリマー、アセチレンポリエチレンオキシド、ポリエチレンオキシド（ジ）エステル、ポリエチレンオキシドアミン、プロトン化ポリエチレンオキシドアミン、プロトン化ポリエチレンオキシドアミド、ジメチコンコポリオール、置換アミンオキシド、ノニルフェノールエトキシラート（例えば、Ｒｈｏｄａｆａｃ）ドデシル硫酸ナトリウム、ＴｒｉｔｏｎＮ及びＸ−シリーズ、及びそれらの任意の組合せが挙げられる。

別の実施形態では、当該インク組成物は、有害微生物の成長を阻害し得る殺生物剤、殺菌剤、及びその他の微生物剤を約５ｗｔ％まで含むことができる。当該殺生物剤としては、限定はしないが、ハルスアメリカ（ＨａｌｓＡｍｅｒｉｃａ）社（米国ニュージャージー州ピスキャタウェイ）から入手できるＮＵＯＳＥＰＴ９５、ゼネカ（Ｚｅｎｅｃａ）社（米国デラウェア州ウィルミントン）から入手可能なＰＲＯＸＥＬＧＸＬ、ユニオンカーバイド社（ＵｎｉｏｎＣａｒｂｉｄｅＣｏｍｐａｎｙ）（米国ニュージャージー州バウンドブルック）から商標ＵＣＡＲＣＩＤＥ２５０を付して市販されているグルタルアルデヒド、Ｒ．Ｔ．ヴァンダービルト社（Ｒ．Ｔ．ＶａｎｄｅｒｂｉｌｔＣｏ．）から入手可能なＶａｎｃｉｄｅ及びそれらの組合せを挙げることができる。

さらに他の実施形態では、当該インク組成物は緩衝剤を含むことができる。当該緩衝剤は、インク組成物の約５ｗｔ％までの量にて存在させ得る。インク組成物中の緩衝剤は、ｐＨを調節するのに用いることができる。当該緩衝剤は、有機系の生物学的緩衝剤又は無機緩衝剤とし得る。用い得る緩衝剤の非限定的な例としては、アルドリッチケミカル（ＡｌｄｒｉｃｈＣｈｅｍｉｃａｌ）社（米国ウィスコンシン州ミルウォーキー）から入手できるＴｒｉｚｍａＢａｓｅ、４−モルホリンエタンスルホン酸（ＭＥＳ）、４−モルホリンプロパンスルホン酸（ＭＯＰＳ）、及びそれらの任意の組合せが挙げられる。

他の実施形態では、インク組成物は金属イオン封鎖剤を含むことができる。金属イオン封鎖剤の一例は、インク組成物中に約２ｗｔ％までの量で存在する金属キレート化剤である。金属キレート化剤は、インク組成物中に存在し得る遷移金属陽イオンを結合するのに用いることができる。金属キレート化剤の非限定例には、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、ジエチレントリアミン五酢酸（ＤＴＰＡ）、トランス−１，２−ジアミノシクロヘキサン四酢酸（ＣＤＴＡ）、（エチレンジオキシ）ジエチレンジニトリロ四酢酸（ＥＧＴＡ）、遷移金属陽イオンを結合するその他のキレート化剤、及びそれらの任意の組合せが含まれる。

本明細書で用いるとき、「着色剤」は、染料、顔料、及び／又は本発明のラテックス粒子を含むインクビヒクルに適合し且つインクビヒクル中に懸濁させることのできる他の粒子を包含し得る。用い得る顔料には、限定はしないが、自己分散型顔料及びポリマー分散型顔料が包含される。自己分散型顔料は、電荷若しくは高分子基で化学的に表面修飾されたものが含まれ、前記電荷若しくは高分子基は、顔料を液体ビヒクル中に分散させ且つ／又は実質的に分散された状態に留まるのを支援し得る。当該顔料はまた、液体ビヒクル中に、及び／又は顔料を液体ビヒクル中に分散させ且つ／又は実質的に分散された状態に留まるのを支援する物理的コーティングを利用する顔料中に、分散剤(ポリマー、オリゴマー、又は界面活性剤とし得る)を利用するポリマー分散型顔料とし得る。用い得る他の粒子の例には、そのような粒子が色をもたらすか否かに関係なく、磁性粒子、アルミナ、シリカ、及び／又はその他のセラミック、金属、又は有機金属が含まれる。当該着色剤は、約０．５ｗｔ％〜１０ｗｔ％の量にて存在させ得る。

本明細書で用いるとき、「有効量」とは、所望の効果を達成するのに十分であるところの、物質又は薬剤の最小量を指す。本明細書では、量、濃度、及びその他の数値データを範囲形式で表現若しくは提示する場合がある。そのような範囲形式は、便宜上用いるものであり、従って、範囲の限界として明記した数値を含むだけでなく、各数値及び副範囲があたかも明記されているかのようにその範囲内に包含される個別の数値又は副範囲を全て包含するものと柔軟に解釈すべきことを理解されたい。

本明細書で用いるとき、「剪断安定性」とは、機械的及び／又は熱的な応力下で、ラテックス粒子がそれらの元の寸法及び／又は形状を維持する能力を指すのに用いられる。剪断安定性は、粒子を機械的及び／又は熱的な応力にかけて、その粒径及び／又は形状の変化を定量することによって測定することができる。

本発明のラテックス粒子に関しては、ラテックス粒子内のポリマー粒子が軽く架橋結合しているため、ラテックス分散物の剪断安定性が改善される。軽い架橋は、ポリマーの物理的諸性質に影響することはない。ラテックス粒子は、インクジェットインク中へ取り込まれて印刷される際に十分な室温膜形成特性を維持すると共に、インクジェットペン中での分散安定性及び剪断安定性をもたらすところの少なくとも１つのモノマーの乳化重合生成物から構成される。過酷な熱応力下で剪断または変形するアクリル酸、メタクリル酸、ビニル安息香酸又はモノメタクリロイルオキシエチルスクシナートと共に疎水性モノマーを用いて調製したポリマーのような在来のラテックス粒子とは異なり、本明細書に開示する二量体又は多官能性の重合性ビニル化合物によるラテックス粒子の軽い架橋結合は、当該ラテックス粒子の剪断安定性を改善する。

一実施形態では、インクジェットインクは、有効量のインクビヒクルと、インクビヒクルに混ぜ合わされた着色剤と、インクビヒクル中に分散しているラテックス粒子とから構成される。一実施形態では、ラテックス粒子は、剪断試験により判定する際に剪断安定であり、他の実施形態では、当該ラテックス粒子中のポリマーは、軽く架橋結合されている。

他の実施形態では、インクジェットインクは、有効量のインクビヒクルと、インクビヒクルに混ぜ合わされた着色剤と、インクビヒクル中に分散しているラテックス粒子とを含有する。ラテックス粒子は、剪断試験により判定する際に剪断安定であり、当該ラテックス粒子は、軽く架橋結合しているポリマーをその中に含むことができる。

さらに別の実施形態では、インクジェットインクは、或る液体密度を有する有効量のインクビヒクルと、インクビヒクルに混ぜ合わされた着色剤と、インクビヒクル中に分散しているラテックス粒子とを含有することができる。当該ラテックス粒子は、架橋剤の存在下で生成され、剪断試験により判定する際に剪断安定性である。

当該ラテックス粒子は、重合性の疎水性モノマーを、限定はしないが、アクリル酸、メタクリル酸、ビニル安息香酸、モノメタクリロイルオキシエチルスクシナート、及びそれらの任意の組合せをはじめとする酸性モノマーと軽く架橋結合して、約５０ｎｍ〜４００ｎｍの寸法を有するラテックス粒子を得ることによって製造し得る。架橋結合は、重合性の二官能性又は多官能性のエチレン性不飽和基を有するモノマーを付加することによって実施することができる。

一実施形態では、重合性の酸性モノマーを、例えば、エチレングリコールジメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、３−（アクリロイルオキシ）−２−ヒドロキシプロピルメタクリレート、エチレングリコールジメタクリルアミド、モノ−２−（メタクリロイルオキシエチル）マレアート、ジビニルベンゼン、重合性の二官能性又は多官能性基を含む他のモノマー、又はそれらの組合せなどの架橋剤を用いて架橋結合させる。架橋剤は、全組成物の０．０１ｗｔ％〜２０ｗｔ％の範囲で用いることができる。当該ラテックスポリマーを形成するには、当該モノマーを重合開始剤の存在下で重合させる。

他の実施形態では、その他の架橋剤の非限定例としては、エチレングリコールジメタクリレート、プロピレングリコールジメタクリレート、ジ（エチレングリコール）ジメタクリレート、トリ（エチレングリコール）ジメタクリレート、テトラ（エチレングリコール）ジメタクリレート、ペンタエリスリトールトリメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、分子量２５０〜２０００のポリエチレングリコールジメタクリレート、１，３−ブタンジオールジメタクリレート、１，４−ブタンジオールジメタクリレート、１，６−ヘキサンジオールジメタクリレート、グリセロールジメタクリレート、ジウレタンジメタクリレート、ビスフェノールＡジメタクリレート、ビスフェノールＡエトキシラートジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、１，３−ビス（３−メタクリロイルオキシプロピル）−１，１，３，３、−テトラメチルジロキサン、トリメチロールプロパン、トリメタクリレート、ジ（トリメチロールプロパン）テトラメタクリレート、及びトリシクロ［５．２．１．０（２，６）］デカンジメタノールジメタクリレートが挙げられる。上に挙げた化合物において、メタクリレート基は、対応するアクリレート基に変更することができる。

さらに他の実施形態では、架橋剤のその他の例は、ジアリルエーテル、ジ（エチレングリコール）ジビニルエーテル、トリ（エチレングリコール）ジビニルエーテル、テトラ（エチレングリコール）ジビニルエーテル、ポリ（エチレングリコール）ジビニルエーテル、トリメチロールプロパンジアリルエーテル、ジビニルベンゼン、ジアリルベンゼン、トリメチロールプロパンベンゾエートジアクリレート、トリメチロールプロパンプロポキシレートトリアクリレート、ペンタエリスリトールジアクリレートモノステアレート、ペンタエリスリトールプロポキシレートトリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアリルエーテル、ジ（プロピレングリコール）アリルエーテルメタクリレート、１，４−ビス（アクリロイル）ピペラジン、Ｎ，Ｎ’−エチレンビスアクリルアミド、Ｎ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミド及びＮ，Ｎ’−（１，２−ジヒドロキシエチレン）ビスアクリルアミド及びエチジウムブロミド−Ｎ，Ｎ’−ビスメタクリルアミドが挙げられる。

ラテックス粒子中の前述の架橋剤の量は、当該粒子の約０．０１ｗｔ％〜約２０ｗｔ％とし得る。一実施形態では、架橋剤は、約０．５％〜約２％の範囲にて存在し、他の実施形態では、架橋剤は、約０．８％〜約１．２％の範囲で存在する。他の実施形態では、架橋剤は、酸性官能基を有していてもよく、その結果、粒子に対しさらなる安定性が賦与される。そのような架橋剤の一例は、モノ−２−（メタクリロイルオキシエチル）マレアートである。

別の実施形態では、架橋剤は、約１ｗｔ％にて含まれる（即ち、最終生成物がラテックスポリマーに関して１％の架橋剤を含む）。架橋剤は１％存在すれば、ポリマーの物理的諸性質に過度に影響を与えることなく剪断安定性を高めるのに十分である。さらに他の実施形態では、低いガラス転移温度（例えば、２５℃未満）を有するポリマーは、比較的多量の架橋剤（例えば、約２ｗｔ％）を含むことができる。所望のガラス転移温度を得るのにどれだけの量の架橋剤を用いればよいかを決定するために、日常的な実験を用いることができることは、当業者には明らかであろう。

疎水性モノマーとしては、限定はしないが、メタクリル酸メチル、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸ブチル、アクリル酸ヘキシル、メタクリル酸ヘキシル、アクリル酸エチルヘキシル、メタクリル酸エチルヘキシル、スチレン、４−メチルスチレン、その他の既知の疎水性モノマー及びそれらの任意の組合せを挙げることができる。

当該ラテックスポリマーの分子量は、約５，０００〜約１０，０００，０００とし得る。一実施形態では、その分子量は、約１５，０００〜約２００，０００であり、別の実施形態では、その分子量は、約２０，０００〜約１００，０００である。当該ポリマーの分子量は、例えば、イソオクチルチオグリコラートのような、連鎖移動剤を用いて制御することができる。

ラテックス粒子を形成するにあたり、モノマーの重合法として、バルク重合法、連続又は半連続エマルション重合法、マイクロエマルション重合法及びミニエマルション重合法を用いることができる。さらに、重合開始剤としては、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウムのような過硫酸塩、又はレドックス型の開始剤を挙げることができ、また、過酸化ベンゾイル、過酸化ｔ−ブチル及びアゾビスイソブチロニトリルのようなモノマー可溶性重合開始剤も用いることができる。
（実施例）
以下の実施例において、本発明による、インクジェットプリンタのペンを用いて多孔質若しくは非多孔質、紙、プラスチック又は金属基板上にインクジェットインク組成物を印刷するための組成物、方法及びシステムの種々の実施形態を説明する。以下の実施例は、単なる例示であり、本発明の範囲を限定する意は何らない。

（実施例Ｉ）
疎水性モノマーとしてメタクリル酸メチル（８８．８ｇ）及びアクリル酸ヘキシル（８８．８ｇ）、酸性モノマーとしてモノメタクリロイルオキシエチルスクシナート（２０ｇ）、架橋剤としてエチレングリコールジメタクリレート（２．４ｇ）、及びイソオクチルチオグリコラート（１．０ｇ）を一緒に混合してモノマー混合物を形成した。水（６７．７ｇ）及び３０％のアニオン界面活性剤ＲｈｏｄａｆａｃＲＳ７１０（１６．６７ｇ）をそのモノマー混合物に加え、そしてエマルションを形成すべく静かに剪断混合（即ち、機械的撹拌）した。６００ｍｌの水を９０℃まで加熱した。重合開始剤として０．７％過硫酸カリウム溶液（１００ｍｌ）を調製し、加熱した水に２ｍｌ／分の速度にて滴下添加した。同時に、加熱した水に、エマルションを約４０分間かけて滴下添加して、ラテックスを形成した。当該エマルション／加熱水の混合物を約９０℃の温度に保持し、そして一時間後に冷却させた。エマルション／加熱水混合物の温度が約５５℃未満に達したときに、１７．５％水酸化カリウム２０ｇを加えて、そのエマルション／加熱水混合物のｐＨを７．０を上回るｐＨに調節した。当該ラテックスを２００メッシュフィルターで濾過して約２６０ｎｍの平均寸法を有する安定なポリマー粒子を得た。濾過された安定なポリマー粒子を４ｗｔ％の水で希釈し、約６０℃まで加熱し、剪断試験に付した。

（実施例ＩＩ）
疎水性モノマーとしてメタクリル酸メチル（８８．８ｇ）及びアクリル酸ヘキシル（８８．８ｇ）、酸性モノマーとしてモノメタクリロイルオキシエチルスクシナート（２０ｇ）、及びイソオクチルチオグリコラート（１．０ｇ）を一緒に混合してモノマー混合物を形成した。水（６７．７ｇ）及び３０％ＲｈｏｄａｆａｃＲＳ７１０（１６．６７ｇ）をそのモノマー混合物に加え、そしてエマルションを形成すべく静かに剪断混合（即ち、機械的撹拌）した。６００ｍｌの水を９０℃まで加熱した。０．７％過硫酸カリウム溶液（１００ｍｌ）を調製し、そして加熱した水に２ｍｌ／分の速度で滴下添加した。その加熱した水にエマルションを約４０分間かけて滴下添加してラテックスを形成した。そのエマルション／加熱水混合物を約９０℃に保持し、そして一時間後に冷却させた。エマルション／加熱水混合物の温度が約５５℃未満に達したときに、１７．５％水酸化カリウム２０ｇを加えて、そのエマルション／加熱水混合物のｐＨを７．０を上回るｐＨに調節した。そのラテックスを２００メッシュフィルターで濾過して約２６０ｎｍの平均サイズを有する安定なポリマー粒子を得た。濾過された安定なポリマー粒子を４ｗｔ％の水で希釈し、約６０℃まで加熱し、そして剪断試験に付した。

他の実施形態では、ラテックスポリマー粒子は、約５０ｎｍ〜４００ｎｍの寸法を有するように調合することができる。ラテックスポリマー粒子の寸法は、関連する分野の当業者に周知の、日常的な実験を用いて、アニオン界面活性剤の濃度を変えることによって制御することができる。

（実施例ＩＩＩ）
実施例Ｉ及びＩＩから得た希釈ラテックスを、ブレンダー中で５分間高速でブレンドし、そして剪断試験に付した。当該剪断試験は、希釈ラテックスをブレンダー中で５分間高速でブレンド（即ち、剪断）するステップを包含する。その粒径を剪断試験のブレンド前後で測定する。剪断試験後に沈殿物の分離が何ら無く、粒径の実質的な変化を示したり、粘性が増大したりしなかった粒子を剪断試験合格とみなした。実施例ＩＩＩの剪断試験結果を表１に示す。

表１は、実施例Ｉ記載のラテックス粒子における微量の架橋結合がラテックスポリマーの剪断安定性に顕著且つ予期せぬ影響を及ぼすことを示している。例えば、実施例Ｉのラテックス粒子は剪断試験を合格したが、実施例ＩＩのラテックス粒子は剪断試験を合格せず、これは、架橋剤の存在によって実施例Ｉのラテックス粒子が剪断安定性を呈したことを示している。

（実施例ＩＶ）
実施例Ｉのラテックス粒子を用いて、水性インクジェットインク調合物を調合する。代表的なインク調合物は、一般に、約４ｗｔ％のラテックス、約３ｗｔ％の自己分散型顔料、約６ｗｔ％の２−ピロリジノン、約４ｗｔ％の１，２ヘキサンジオール、約３ｗｔ％のＬＥＧ−１、約５ｗｔ％のグリセロール及び水に溶かした約２％の種々の分散剤及び湿潤剤を含む。

（実施例Ｖ）
酸性モノマーである３−ビニル安息香酸（２．５ｇ）を、疎水性モノマーであるスチレン（２２．２５ｇ）と架橋剤であるジビニルベンゼン（０．２５ｇ）に溶解した。このモノマー混合物を３０％ＲｈｏｄａｆａｃＲＳ７１０（２．１ｇ）を用いて水（１０ｇ）中で乳化させた。一方で、水（９０ｍｌ）を反応器中で９０℃まで加熱した。重合開始剤である過硫酸カリウム（０．１ｇ）、次いでエマルションを、熱水に５分間にわたって加えた。反応温度をさらに２時間の間９０℃に維持し、そして冷却した。得られたラテックスを１７．５％水酸化カリウム溶液を用いて中和させ、ｐＨ８．５にした。そのラテックスを２００メッシュフィルターを通して濾過して、約１７２ｎｍの粒径を有するラテックスを得た。

（実施例ＶＩ）
架橋剤ジビニルベンゼンを用いずに、同じ重量、同一条件にて実施例Ｖを繰返した。

（実施例ＶＩＩ）
酸性モノマーである３−ビニル安息香酸（１．９６ｇ）を、疎水性モノマーのスチレン（１０．３６ｇ）及び架橋剤のジビニルベンゼン（０．２８ｇ）に溶解した。このモノマー混合物を３０％ＲｈｏｄａｆａｃＲＳ７１０（２．３３ｇ）を用いて水（９．５ｇ）中で乳化させた。一方、水（９２．４ｍｌ）を反応器中で９０℃まで加熱した。重合開始剤の過硫酸カリウム（０．０９ｇ）、次いでエマルションを、熱水に７分間にわたって加えた。反応温度をさらに２時間の間９０℃に維持し、そして冷却した。得られたラテックスを１７．５％水酸化カリウム溶液を用いて中和させ、ｐＨ８．５にした。そのラテックスを２００メッシュフィルターを通して濾過して、粒径約１７３ｎｍのラテックスを得た。

（実施例ＶＩＩＩ）
架橋剤ジビニルベンゼンを用いずに、同じ重量、同一条件で実施例ＶＩＩを繰返した。

（実施例ＩＸ）
実施例Ｖ〜ＶＩＩＩで得た希釈ラテックスを、ブレンダー中で５分間高速でブレンドし、そして剪断試験した。当該剪断試験は、希釈ラテックスをブレンダー中で５分間高速でブレンド（即ち、剪断）するステップを包含する。その粒径を剪断試験のブレンド前後で測定する。剪断試験後に沈殿物の分離が何ら無く、粒径の実質的な変化を示したり、粘性が増大したりしなかった粒子を、剪断試験合格とみなした。実施例ＩＸの剪断試験結果を表２に示す。

（実施例Ｘ）
実施例Ｖ及びＶＩＩのラテックス粒子を用いて、水性インクジェットインク調合物を調合する。代表的なインク調合物は、一般に、約４ｗｔ％のラテックス、約３ｗｔ％の自己分散型顔料、約６ｗｔ％の２−ピロリジノン、約４ｗｔ％の１，２ヘキサンジオール、約３ｗｔ％のＬＥＧ−１、約５ｗｔ％のグリセロール及び水に溶かした約２％の種々の分散剤及び湿潤剤を含む。

種々の例示的な実施形態に関して本発明を示し且つ説明してきたが、本発明の属する分野における当業者には明白であろう様々な追加、削除、及び修正は、本明細書に提示又は詳細に記述せずとも、添付の特許請求の範囲に包含される本発明の範囲内にあるものと見なす。さらに、種々の実施形態の特徴的な要素は、組合せて用いることができる。

Claims

インクジェットインク組成物に用いられるラテックス粒子を製造する方法であって、
少なくとも１つの疎水性モノマー及び酸性モノマーを架橋剤と混合してモノマー混合物を形成し、
前記モノマー混合物を水及び界面活性剤と共に剪断混合してエマルションを形成し、
前記エマルションを重合開始剤と接触させて配置し、それによって、前記少なくとも１つの疎水性モノマーを前記酸性モノマーと架橋結合させてラテックス粒子を形成し、そして
前記ラテックス粒子を濾過して成る、方法。
濾過した前記ラテックス粒子を、着色剤がその中に混合されたインクビヒクルと混合するステップをさらに包含する、請求項１に記載の方法。
請求項１又は２に記載の方法によって製造された製品。
前記ラテックス粒子が、ラテックス粒子の寸法を測定し、ラテックス粒子を剪断し、そして剪断後のラテックス粒子の寸法を測定して成る剪断試験により判定する際に、剪断安定である、請求項３に記載の製品。
前記少なくとも１つの疎水性モノマーが、メタクリル酸メチル、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸ブチル、アクリル酸ヘキシル、メタクリル酸ヘキシル、アクリル酸エチルヘキシル、メタクリル酸エチルヘキシル、スチレン、４−メチルスチレン、及びそれらの任意の組合せから成る群から選択される、請求項１又は２に記載の方法、又は請求項３又は４に記載の製品。
前記酸性モノマーが、アクリル酸、メタクリル酸、ビニル安息香酸、モノメタクリロイルオキシエチルスクシナート、及びそれらの任意の組合せから成る群から選択される、請求項１又は２に記載の方法、又は請求項３〜５の何れか１項に記載の製品。
ラテックス粒子が約５０ｎｍ〜４００ｎｍの寸法を有する、請求項１又は２に記載の方法、又は請求項３〜６の何れか１項に記載の製品。
前記架橋剤が、エチレングリコールジメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、３−（アクリロイルオキシ）−２−ヒドロキシプロピルメタクリレート、エチレングリコールジメタクリルアミド、モノ−２−（メタクリロイルオキシエチル）マレアート、ジビニルベンゼン、プロピレングリコールジメタクリレート、ジ（エチレングリコール）ジメタクリレート、トリ（エチレングリコール）ジメタクリレート、テトラ（エチレングリコール）ジメタクリレート、ペンタエリスリトールトリメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、分子量２５０〜２０００のポリエチレングリコールジメタクリレート、１，３−ブタンジオールジメタクリレート、１，４−ブタンジオールジメタクリレート、１，６−ヘキサンジオールジメタクリレート、グリセロールジメタクリレート、ジウレタンジメタクリレート、ビスフェノールＡジメタクリレート、ビスフェノールＡエトキシラートジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、１，３−ビス（３−メタクリロイルオキシプロピル）−１，１，３，３、−テトラメチルジロキサン、トリメチロールプロパン、トリメタクリレート、ジ（トリメチロールプロパン）テトラメタクリレート、トリシクロ〔５．２．１．０（２，６）〕デカンジメタノールジメタクリレート、重合性の二官能性又は多官能性基を有する他のモノマー、及びそれらの任意の組合せから成る群から選択される、請求項１又は２に記載の方法、又は請求項３〜７の何れか１項に記載の製品。
前記界面活性剤が、アニオン界面活性剤を含む、請求項１又は２に記載の方法、又は請求項３〜８の何れか１項に記載の製品。
前記重合開始剤が、過硫酸カリウムを含む、請求項１又は２に記載の方法、又は請求項３〜９の何れか１項に記載の製品。