JP2008524399A - 多層顔料を含むインクジェットインキ - Google Patents
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Abstract
Description
PAHの結合:
100gのCab-O-Jet(登録商標)260Mマゼンタ色着色剤(Cabot Corporationから商業的に入手できるスルホン化マゼンタ色顔料の10%固形分水性分散液)を水で200gに希釈した。別の容器において、ポリアリルアミン塩酸塩(PAH,10g,MW60,000,Aldrich Chemical Companyから入手できる)を1Lの0.1M−NaNO3中に溶解した。上記の顔料分散液をこのポリマー溶液に、カウレス(cowles)ブレードを用いて、激しいかき混ぜ下で滴加した。凝集した又は沈殿した物質が、目視的に観察可能であった。流通型槽及び蠕動ポンプを備えたミックストロニックス(Mixtronix)音波処理装置を用いて、生じた物質を30分間音波処理した。ミクロトラック(Microtrac)UPA 150を用いて体積重みつき平均粒子サイズ(mv)を測定して、230nmであると分かった。この分散液をスペクトラム・メンブランズ(Spectrum Membranes)ミニ−クロス(Mini-Kross)膜を通じてのダイアフィルトレーションにより200mLに濃縮し、そして次いで1Lの蒸留水でもってダイアフィルトレーションにより精製して、PAHの結合層を有するマゼンタ色顔料の分散液が形成された。
ポリアクリル酸部分ナトリウム塩(PAA,10g,MW2000,Scientific Polymer Productsから入手できる)を1Lの0.1M−NaNO3中に溶解した。10%wt/wt水酸化ナトリウムでもって、pHをおおよそ中性に調整した。流通型槽及び蠕動ポンプを備えたミックストロニックス(Mixtronix)音波処理装置に、ポンプと音波槽の入口との間のホース中においてセプタムでキャップされた「T」継手を更に取り付けた。音波プローブを有効にして、針付き注射器を用いて、20mLの上記の高分子電解質の1つの層を有するマゼンタ色顔料分散液を流動流中に注入した。顔料のフロックが目に見えるようになった。10%水酸化ナトリウムでもってpHを10に調整し、そして生じた混合物を10分間音波処理した。ミクロトラック(Microtrac)UPA 150を用いて体積重みつき平均粒子サイズ(mv)を測定して、120nmであると分かった。pHが依然としておおよそ10であることを保証するためにpHを検査した後、第1工程からの分散液のすべてが消費されるまで(おおよそ30分)、高分子電解質の1つの層を有するマゼンタ色顔料分散液の添加を続行し、そして生じた混合物を更に20分間音波処理した。測定粒子サイズ(mv)は、90nmであると分かった。生じた分散液をスペクトラム・メンブランズ(Spectrum Membranes)ミニ−クロス(Mini-Kross)膜を通じてのダイアフィルトレーションにより200mLに濃縮し、そして次いで1Lの蒸留水でもってダイアフィルトレーションにより精製した。これにより、PAHの層及びPAAの層が結合されているマゼンタ色顔料(本発明の多層マゼンタ色顔料である)の分散液の形成がもたらされた。
PAHの結合:
ポリアリルアミン塩酸塩(10g,MW60,000,Scientific Polymer Productsから入手できる)を1Lの0.1M−NaNO3中に溶解した。流通型槽及び蠕動ポンプを備え且つポンプと音波槽の入口との間のホース中においてセプタムでキャップされた「T」継手が更に取り付けられたたミックストロニックス(Mixtronix)音波処理装置に、この溶液をポンプで通した。音波プローブを有効にして、針付き注射器を用いて、100mLのCab-O-Jet(登録商標)260Mマゼンタ色着色剤(Cabot Corporationから商業的に入手できる)をこの流動流中に注入した。音波処理を更に15分間続行した。ミクロトラック(Microtrac)UPA 150を用いて体積重みつき平均粒子サイズを測定して、297nmであると分かった。生じた分散液をスペクトラム・メンブランズ(Spectrum Membranes)ミニ−クロス(Mini-Kross)膜を通じてのダイアフィルトレーションにより300mLに濃縮し、そして次いで更に1.5Lの蒸留水でもっての交換により精製して、PAHの1つの層が結合されているマゼンタ色顔料の分散液200mLが形成された。
実施例1に記載された手順を用いて、このPAHの1つの層が結合されているマゼンタ色顔料にPAAの層を結合させて、PAHの層及びPAAの層が結合されている本発明の多層マゼンタ色顔料の分散液を形成させた。
上記に記載された手順を用いてこの多層顔料にPAHの第2層を結合させて、PAHの層、PAAの層及びPAHの層を有する顔料(本発明の多層マゼンタ色顔料である)の分散液を生じさせた。この分散液の粒子サイズは上記に記載されたように測定して、125nmであると分かった。
PAHの層、PAAの層及びPAHの層が結合されている多層マゼンタ色顔料の分散液を、実施例2に記載されたようにして製造した。次いで、PAAを結合させるために実施例2に記載された手順を用いてこの多層顔料にPAAの第2層を結合させて、PAHの層、PAAの層、PAHの層及びPAAの層を有する顔料(本発明の多層マゼンタ色顔料である)の分散液を生じさせた。この分散液の粒子サイズは上記に記載されたように測定して、118nmであると分かった。
Cab-O-Jet(商標)250Cシアン色着色剤(Cabot Corporationから商業的に入手できるスルホン化シアン色顔料の10%固形分水性分散液)を用いること以外は実施例1に記載された手順を用いて、PAHの層及びPAAの層が結合されている本発明の多層シアン色顔料の分散液を製造した。
Cab-O-Jet(商標)250Cシアン色着色剤(Cabot Corporationから商業的に入手できるスルホン化シアン色顔料の10%固形分水性分散液)を用いること以外は実施例2に記載された手順を用いて、PAHの層、PAAの層、PAHの層及びPAAの層が結合されている本発明の多層シアン色顔料の分散液を製造した。
次の組成を有するインクジェットインキを製造した。すなわち、5wt%トリエチレングリコールモノブチルエーテル、10wt%グリセリン、1%スルフィノール(Surfynol)465(Air Productsから入手できる)、4wt%顔料及び残余の水。この例について、顔料は実施例3の多層マゼンタ色顔料であった。このインクジェットインキ組成物を空のエプソン・ブラック(Epson Black)C82プリンターカートリッジ中に装填し、そしてエプソン・スタイラス(Epson Stylus)C82プリンターを用いてキャノン(Canon)PP101及びPR101(両方共、写真品質のインクジェット用媒体)上に印刷した。印刷画像を24時間乾燥させ、そして物理的摩擦に対する耐性(乾燥綿棒でこすることにより)、耐水性(画像を横断して水をしたたらすことにより)及び光沢(視覚外観)について試験した。出発顔料すなわちCab-O-Jet(登録商標)260Mマゼンタ色着色剤を用いて作製された印刷物と比較して、画像は物理的摩擦及び水(良好な耐水性)の両方に対して耐久性であることが分かり、また良好な光沢外観を有していた。
顔料が実施例4の多層シアン色顔料であること以外は実施例6に示された組成を有するインクジェットインキを製造した。印刷画像が実施例6に示されたようにして生成され、そして出発顔料すなわちCab-O-Jet(登録商標)260Cシアン色着色剤を用いて作製された画像と比較して、生じた印刷物は耐水性及び物理的摩擦に対する耐久性について高いことが分かった。加えて、この多層顔料を用いて作製された画像は、視覚的に改善彩度を有し且つブロンジング(印刷画像が斜めの角度にて観察される場合の赤みの外観)をほとんど又は全く有さないことが分かった。
PAHの結合:
20gのポリアリルアミン塩酸塩(PAH,MW70,000,Aldrich Chemical Companyから入手できる)を180gの100mM−NaNO3中に溶解した。回転子−固定子型混合機を用いて、この溶液をおおよそ4000rpmにてかき混ぜ、そしてこの混合中の溶液に267gのCab-O-Jet(登録商標)300(Cabot Corporationから商業的に入手できるカルボキシル化黒色顔料の15%固形分水性分散液)を30分かけて添加した。かき混ぜを更に30分間続行し、しかしてこの時点においてpHは3.78であった。生じた分散液を2容量の100mM−NaNO3でもってそして次いで9容量の水でもってのダイアフィルトレーションにより精製して、PAHの結合層を有する黒色顔料の分散液が形成された。ミクロトラック(Microtrac)UPA 150を用いて体積重みつき平均粒子サイズ(mv)を測定して、420nmであると分かった。また、顔料の揮発物含有率を燃焼分析により測定して、26pph揮発物であると分かった。
回転子−固定子型混合機を用いて、この高分子電解質の1つの層を有する黒色顔料分散液(205g分散液,20g固形分)をかき混ぜた。これに、100mM−NaNO3中のポリアクリル酸ナトリウム塩(PAA,分子量100,000,Aldrichから入手できる)の10%溶液20gを30分かけて添加した。かき混ぜを更に85分間続行した。ミクロトラック(Microtrac)UPA 150を用いて粒子サイズを測定して、585nmであると分かった(100mM−NaNO3中で測定)。生じた分散液を1容量の100mM−NaNO3でもってそして次いで9容量の水でもってのダイアフィルトレーションにより精製して、PAHの層及びPAAの層が結合されている黒色顔料の分散液が形成された。ミクロトラック(Microtrac)UPA 150を用いて体積重みつき平均粒子サイズ(mv)を測定して、582nmであると分かった(100mM−NaNO3中で測定)。また、顔料の揮発物含有率を燃焼分析により測定して、26pph揮発物であると分かった。
実施例8のPAHの層及びPAAの層が結合されている多層黒色顔料の分散液を加熱老化に付した。5wt%の顔料、20wt%の溶媒及び残部の水にて、サンプルを作製した。用いられた溶媒は、2−ピロリジノン、N−メチルピロリジノン、1,2−ヘキサンジオール、グリセロール及び0.5M−NaClであった。これらのサンプルを70℃に加熱し、そして粒子サイズの変化について6週間の期間にわたって評価した。水中の対照サンプルもまた老化させた。それらの結果は、図3に示されている。これらの結果が示しているように、本発明の多層顔料の分散液は、様々な溶媒中での加熱老化後安定であった。
PAHの結合第1層を有する黒色顔料の分散液から、実施例2の多層黒色顔料の分散液を製造した。267gのCab-O-Jet(登録商標)300(Cabot Corporationから商業的に入手できるカルボキシル化黒色顔料の15%固形分水性分散液)及び10gのポリアリルアミン塩酸塩(PAH,分子量15,000,Aldrich Chemical Companyから入手できる)を用いること以外は実施例2に記載されたのと同様の手順を用いて、黒色顔料の同様の分散液を製造した。生じた分散液を5容量の水を用いてのダイアフィルトレーションにより精製し、そして実施例2の第1層が結合されている黒色顔料の分散液と同じくらい純粋であると分かった(透過物の表面張力により測定)。これは、より少ないポリマーが用いられる場合に本方法のより容易な精製を実証している。
Claims (39)
- a)ビヒクル及びb)ポリマーの2以上の結合された層を有するコア顔料を含む多層顔料を含むインクジェットインキ組成物であって、
前記コア顔料は、正又は負電荷を有し且つ変性顔料又は分散剤安定化顔料であり、
前記コア顔料に隣接したポリマーの層は、前記コア顔料の電荷とは反対の電荷を有し、そして
ポリマーの各逐次層は、その前の隣接層の電荷とは反対の電荷を有する
インクジェットインキ組成物。 - 前記変性顔料が、少なくとも1個のイオン基、イオン化性基又はそれらの混合物が結合されている顔料を含む、請求項1に記載のインクジェットインキ組成物。
- 前記変性顔料が、少なくとも1個の有機基が結合されている顔料を含み、この有機基が少なくとも1個のイオン基、イオン化性基又はそれらの混合物を含む、請求項1に記載のインクジェットインキ組成物。
- 前記有機基がポリマーである、請求項3に記載のインクジェットインキ組成物。
- 前記分散剤安定化顔料が、顔料とこの顔料上に吸着された分散剤とを含む、請求項1に記載のインクジェットインキ組成物。
- 前記分散剤が、ポリマー分散剤である、請求項5に記載のインクジェットインキ組成物。
- ポリマーの少なくとも1つの層が、高分子電解質の層である、請求項1に記載のインクジェットインキ組成物。
- 前記多層顔料が、ポリマーの2〜10の層を含む、請求項1に記載のインクジェットインキ組成物。
- 前記多層顔料が、ポリマーの3〜6の層を含む、請求項1に記載のインクジェットインキ組成物。
- 前記多層顔料が、ポリマーの2つの層を含む、請求項1に記載のインクジェットインキ組成物。
- ポリマーの少なくとも1つの層が、架橋高分子電解質の層である、請求項1に記載のインクジェットインキ組成物。
- 前記架橋高分子電解質の層が、ポリマーの最終層である、請求項11に記載のインクジェットインキ組成物。
- ポリマーの少なくとも1つの層が、ポリマーの少なくとも1つの隣接層に架橋されている、請求項11に記載のインクジェットインキ組成物。
- 前記ビヒクルが、水性ビヒクルである、請求項1に記載のインクジェットインキ組成物。
- ポリマーの2以上の層が結合されているコア顔料を含む多層顔料であって、
前記コア顔料は、正又は負電荷を有し且つ変性顔料又は分散剤安定化顔料であり、
前記コア顔料に隣接したポリマーの層は、このコア顔料の電荷とは反対の電荷を有し、そして
ポリマーの各逐次層は、その前の隣接層の電荷とは反対の電荷を有する
多層顔料。 - 前記変性顔料が、少なくとも1個のイオン基、イオン化性基又はそれらの混合物が結合されている顔料を含む、請求項15に記載の多層顔料。
- 前記変性顔料が、少なくとも1個の有機基が結合されている顔料を含み、しかもこの有機基が少なくとも1個のイオン基、イオン化性基又はそれらの混合物を含む、請求項15に記載の多層顔料。
- 前記有機基がポリマーである、請求項17に記載の多層顔料。
- 前記分散剤安定化顔料が、顔料とこの顔料上に吸着された分散剤とを含む、請求項15に記載の多層顔料。
- 前記分散剤が、ポリマー分散剤である、請求項19に記載の多層顔料。
- ポリマーの少なくとも1つの層が、高分子電解質の層である、請求項15に記載の多層顔料。
- 前記多層顔料が、ポリマーの2〜10の層を含む、請求項15に記載の多層顔料。
- 前記多層顔料が、ポリマーの3〜6の層を含む、請求項15に記載の多層顔料。
- 前記多層顔料が、ポリマーの2つの層を含む、請求項15に記載の多層顔料。
- ポリマーの少なくとも1つの層が、架橋した高分子電解質の層である、請求項15に記載の多層顔料。
- 前記架橋した高分子電解質の層が、ポリマーの最終層である、請求項25に記載の多層顔料。
- 交互の電荷の高分子電解質の結合した2以上の層を有するコア顔料を含む多層顔料を製造する方法であって、次の工程すなわち
a)任意に高剪断混合条件下で、正又は負電荷を有するコア顔料とこのコア顔料の電荷とは反対の電荷を有する高分子電解質とを化合させて結合した高分子電解質の1つの層を有する顔料を形成させ、そして
b)任意に高剪断条件下で、工程a)において形成された顔料と1種以上の追加高分子電解質とを逐次に化合させて交互電荷の結合した高分子電解質の2つ又はそれ以上の層を有する顔料を形成させ、その際第1追加高分子電解質は工程a)において用いられた高分子電解質の電荷とは反対の電荷を有し且つ各逐次追加高分子電解質はその前の高分子電解質の電荷とは反対の電荷を有する
工程を含み、しかも前記コア顔料は変性顔料又は分散剤安定化顔料である方法。 - 1〜9種の追加高分子電解質を工程b)において用いる、請求項27に記載の方法。
- 1〜5種の追加高分子電解質を工程b)において用いる、請求項27に記載の方法。
- 工程a)後に遊離高分子電解質を実質的に除去する、工程b)における追加高分子電解質の各逐次化合の間において遊離高分子電解質を実質的に除去する、又はそれらの組合わせの工程を更に含む、請求項27に記載の方法。
- 工程a)における結合した高分子電解質の層を架橋させる、工程b)の結合した高分子電解質の少なくとも1つの追加層を架橋させる、又はそれらの組合わせの工程を更に含む、請求項27に記載の方法。
- 結合した高分子電解質の最後の追加層を架橋させる工程を更に含む、請求項27に記載の方法。
- 工程a)における結合した高分子電解質の層、工程b)の結合した高分子電解質の少なくとも1つの追加層又はそれらの組合わせを結合した高分子電解質の少なくとも1つの隣接層に架橋させる工程を更に含む、請求項27に記載の方法。
- 塩を工程a)において、工程b)において又はそれらの組合わせにて添加する、請求項27に記載の方法。
- 前記変性顔料が、少なくとも1個のイオン基、イオン化性基又はそれらの混合物が結合されている顔料を含む、請求項27に記載の方法。
- 前記変性顔料が、少なくとも1個の有機基が結合されている顔料を含み、しかもこの有機基が少なくとも1個のイオン基、イオン化性基又はそれらの混合物を含む、請求項27に記載の方法。
- 前記有機基がポリマーである、請求項36に記載の方法。
- 前記分散剤安定化顔料が、顔料とこの顔料上に吸着された分散剤とを含む、請求項27に記載の方法。
- 前記分散剤が、ポリマー分散剤である、請求項38に記載の方法。
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