JP2016079392A - 間接的な印刷のためのフルオロ界面活性剤を含む低泡性インク組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】間接的な印刷方法のためのフルオロ界面活性剤で安定化されたポリマーラテックスで構成される低発泡性インク組成物を提供する。【解決手段】水と、共溶媒と、アニオン性リン酸エステル型のフルオロ界面活性剤、およびスチレン、アクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸、β−ＣＥＡ（アクリル酸β−カルボキシエチル）またはこれらの混合物の乳化重合から作られるポリマー粒子を含むラテックスエマルションより成るインク組成物。【選択図】なし

Description

本明細書に開示される実施形態は、一般的に、間接的な印刷方法のためのフルオロ界面活性剤で安定化されたラテックスで構成される低泡性インク組成物に関する。

間接的な印刷プロセスは、まず、インクジェット印刷ヘッドを用い、中間受け入れ部材（ドラム、ベルトなど）に対し、インクを画像の状態に塗布する２工程印刷プロセスである。このインクは、中間受け入れ部材を濡らし、広がり、一時的な画像を生成する。次いで、一時的な画像は、特性の変化を受け（例えば、部分的または完全な乾燥、熱または光による硬化、ゲル化など）、次いで、得られた一時的な画像が基材に転写される。

このような間接的な印刷プロセスに適したインクを、高速で高品質の印刷を可能にする異なるサブシステム（例えば、吐出、転写など）と適合するように設計し、最適化しなければならない。典型的には、良好な濡れ性を示すインクは、基材に転写されず、または逆に、基材に効果的に転写するインクは、中間受け入れ部材を濡らさない。今日まで、濡れ機能および転写機能の両方を可能にする市販インクは存在しないと思われる。良好な濡れ性を示すインクは、典型的には、基材に転写されないか、または逆に、中間受け入れ部材に濡れないが、基材に効率的に転写される。

間接的な印刷での使用のために用いられるラテックスは、特定の熱特徴および機械安定性、優れた膜形成性、十分な乾燥速度、転写性および画像堅牢性の観点での印刷耐久性、高剪断条件での粘度信頼性などの種々の特性を満たす必要がある。乳化重合された（ＥＰ）ビニル系および非ビニル系のラテックスは、インクジェットインクとして有利であることがわかっているが、インク組成物を通ると泡を生成するという問題がある。このような起泡の問題は、ＥＰラテックスをインクジェット印刷で使用するのに適切なものにするのを妨げる。

起泡を抑制するために、インク配合物に消泡剤および湿潤剤を含むことが必要であり、従って、今日までの市販のインク配合物はすべて、ある種の消泡剤および／または湿潤剤を含む。

その結果、間接的な印刷プロセスに適した低泡性インクを開発する必要性が存在し、特に、中間受け入れ部材の良好な濡れ性を示し、最終的な基材に効率的に転写することができるインクを開発する必要性が存在する。

本明細書に示される実施形態によれば、水と；共溶媒と；フルオロ界面活性剤で安定化されたポリマーラテックスとを含む、間接的な印刷プロセスで使用するためのインクが提供される。

特定の実施形態において、間接的な印刷プロセスで使用するための低泡性インクであって、水と；共溶媒と；フルオロ界面活性剤で安定化されたポリマーラテックスとを含み、フルオロ界面活性剤がアニオン性リン酸エステル型であり、さらに、インクは、吐出温度での表面張力が約１８〜約３５ｍＮ／ｍである、インクが提供される。

この実施形態のよりよい理解のために、添付の図面を参照してもよい。

図１は、間接的な印刷システムにおいて、２段階の転写および硬化プロセスを適用するための本発明の実施形態にかかる画像化部材の模式図である。

以下の記載において、他の実施形態を利用してもよく、本明細書で開示する実施形態の範囲から逸脱することなく構造上および操作上の変更がなされてもよいことを理解されたい。

以下の本明細書および特許請求の範囲において、その内容が他の意味であると明確に示されていない限り、「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」および「その（ｔｈｅ）」のような単数形が、複数の対象物を含む。本明細書に開示されるあらゆる範囲は、明確に示されていない限り、すべての終点および中間値を含む。それに加え、以下に定義される多くの用語を参照してもよい。

本明細書で使用する場合、「低泡性」という用語は、インク組成物が、ジャケット付き円筒形容器を備える単一速度のＷａｒｉｎｇ Ｂｌｅｎｄｅｒを用い、５５℃で試験した場合に、高剪断での気泡の高さが１．５センチメートル未満であることを示すようなインク組成物を意味する。

本明細書で使用する場合、「粘度」という用語は、サンプルに一定の剪断歪みを加えるか、または小さな振幅の正弦波変形を加えることが可能な機械的なレオメーターによって与えられる典型的な測定値である複素粘度を指す。この種の装置では、剪断歪みは、操作者によってモーターに加えられ、サンプルの変形（トルク）をトランスデューサによって測定する。このような装置の例は、Ｒｈｅｏｍｅｔｒｉｃｓ Ｆｌｕｉｄ Ｒｈｅｏｍｅｔｅｒ ＲＦＳ３またはＡＲＥＳ Ｇ２ ｒｈｅｏｍｅｔｅｒであり、両方ともＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓの一部門であるＲｈｅｏｍｅｔｒｉｃｓ製である。本発明は、間接的な印刷プロセス、または間接的な印刷インクジェット用途に適した硬化性水系ラテックスインクを開示する。

本開示は、低泡性ラテックスを提供し、このインクは、ラテックスを含み、このラテックスは、フッ素化界面活性剤（フルオロ界面活性剤とも呼ばれる）を含む。このインクは、間接的な印刷方法に使用するのに適している。

図１は、２段階の転写および硬化プロセスを適用するための本発明の実施形態にかかる画像化システムの模式図を開示し、ここで、本開示のインクは、その後の受け入れ基材への転写のために、中間転写体表面に印刷される。間接的な印刷プロセスの間、本実施形態のインクがインクジェット印刷ヘッド１を介して中間受け入れ部材５に吐出され、広がる。中間受け入れ部材５は、図１に示すように、ドラムの形態で与えられてもよいが、ウェブ、平板、ベルト、帯状物の形態、または任意の他の適切な設計で与えられてもよい。

図１を再び参照すると、中間受け入れ部材５は、加熱デバイス３によって加熱され、インク２のインク媒剤中の水含有量を（部分的または完全に）除去し、ポリマーおよび硬化性材料（例えば、モノマー／オリゴマー）を含む残ったインクによって膜形成を誘発してもよい。残ったインクは、場合により、インク画像８を転写する前の膜の分離を減らすために、ＵＶ照射源４によって部分的に硬化（前硬化）される。次いで、インク画像８は、中間受け入れ部材５から最終的な受け入れ基材１０に転写される。インク画像の転写は、一定の圧力下で、および／またはポリマーの軟化点付近で行われてもよい。次いで、転写された画像９は、さらに、ＵＶ照射６を受け、完全な架橋を誘発し、それによって、堅牢性の高い画像１１が得られる。画像の堅牢性は、特に、例えば、折りたたみ箱のような包装用途で重要である。

間接的な印刷プロセスに適したインクは、一時的な画像２を生成することができるように、中間受け入れ部材５を濡らすことができ、転写工程で中間受け入れ部材５から剥離することができるように、刺激によって誘発される特性の変化を受けなければならないことを注記することが重要である。

いくつかの実施形態において、本開示のインクは、水を含有する。典型的な水系インク（または水系インク）は、高い表面張力という欠点を有し、基材、特に、紙またはプラスチック包装を濡らすのが困難になる。界面活性剤は、インクの表面張力を下げ、容易に濡れるようにすることによって、この問題を解決するのに役立つが、残念なことに、界面活性剤も泡を発生する。驚くべきことに、本開示の低泡性インクは、典型的に水系インクでみられるような起泡の問題を生じず、吐出温度で必要な低い表面張力（例えば、＜５０ｍＮ／ｍ）、例えば、約１５ダイン／ｃｍ〜約５０ｍＮ／ｍ、例えば、約１８ｍＮ／ｍ〜約４０ｍＮ／ｍ、または約２０ｍＮ／ｍ〜約３０ｍＮ／ｍを示す。

本実施形態のインクも、インクジェット（例えば、圧電式）印刷ヘッドに使用するのに必要な粘度（３〜２０ｃｐの範囲）および粒径（＜６００ｎｍ）を有する。

いくつかの実施形態において、インクは、吐出温度での粘度が約２ｃｐ〜約２０ｃｐ、例えば、約３ｃｐ〜約１５ｃｐ、または約４ｃｐ〜約１２ｃｐである。具体的な実施形態において、インク組成物は、約７０℃未満の温度、例えば、約２５℃〜約７０℃、または約３０℃〜約５０℃、例えば、約３０℃〜約４０℃で吐出される。

いくつかの実施形態において、ラテックスインクは、平均顔料粒径が約６００ｎｍ未満、例えば、約２５ｎｍ〜約５００ｎｍ、または約５０ｎｍ〜約３００ｎｍである。

本開示のインクは、ポリマーラテックスを重合する乳化重合プロセス中、フルオロ界面活性剤を添加することによって調製することができ、フルオロ界面活性剤は、ポリマーラテックスを安定化するのに役立つ。得られたポリマーラテックスは、本明細書では、フルオロ界面活性剤で安定化されたポリマーラテックスと呼ばれる。フルオロ界面活性剤をポリマーラテックスに組み込むことによって、添加されたフルオロ界面活性剤は、表面張力を下げ、ラテックスおよびそのインクの起泡を最小限にするのに役立ち、さらに、インクのレベリング能および濡れ能を向上させるのに役立つだろう。本実施形態のフルオロ界面活性剤で安定化されたポリマーラテックスは、インク中のバインダーとして機能し、フルオロ界面活性剤は、インクの特定の特性を達成するのに役立つだろう。

いくつかの実施形態において、本開示のインクは、ほんの少量の消泡剤および／または湿潤剤、例えば、インクの合計重量を基準として約０．０１重量％〜約２重量％、約０．０５重量％〜約１．５重量％および約０．０５重量％〜約０．１重量％の消泡剤および／または湿潤剤を必要とする。いくつかの実施形態において、本開示のインクは、消泡剤および／または湿潤剤の存在を必要としない。

フルオロ界面活性剤は、ポリマーラテックスに共有結合しない。いくつかの実施形態において、フルオロ界面活性剤は、リン酸エステル型であってもよい。さらなる実施形態において、フルオロ界面活性剤は、アンモニアで中和されたリン酸エステル型、またはジエタノールアミンで中和されたリン酸エステル型であってもよい。一実施形態において、フルオロ界面活性剤は、アルキルスルホン酸ナトリウムに由来するペルフルオロテロマーを含有する。例えば、このようなアルキルスルホン酸ナトリウムに由来するペルフルオロテロマーは、式ＣＦ_３−（ＣＦ_２）_ｎ−ＳＯ_３を有していてもよく、ｎは、約１〜１１、約１〜約８、または約３〜約８である。いくつかの実施形態において、フルオロ界面活性剤は、水に可溶性である。いくつかの実施形態において、フルオロ界面活性剤は、非テロゲン性である。いくつかの実施形態において、フルオロ界面活性剤は、アニオン性である。いくつかの実施形態において、フルオロ界面活性剤は、アニオン性親水基と疎水性部分とを含む。

いくつかの実施形態において、フルオロ界面活性剤は、１〜１２個、または２〜１０個、または２〜８個の炭素原子を含む部分的または完全にフッ素化されたアルキル基を含む。いくつかの実施形態において、フルオロ界面活性剤は、ペルフルオロテロマーを含む。特定の実施形態において、フルオロ界面活性剤は、Ｃ−６ペルフルオロテロマーを含む。

これらのフルオロ界面活性剤は、連鎖移動を起こさず、望ましくない短い鎖長さのポリマーを生成しないため、分散のために重合助剤として使用されてもよい。適切なフルオロ界面活性剤の広範囲にわたるリストは、米国特許第２，５５９，７５２号に開示される。適切なフルオロ界面活性剤は、アンモニウムペルフルオロカルボキシレート、例えば、アンモニウムペルフルオロカプリレートまたはアンモニウムペルフルオロオクタノエートである。

一実施形態において、フルオロ界面活性剤としては、短鎖Ｃ−６ペルフルオロテロマーで構成されるリン酸エステル型のＶＯＣを含まない水系の短鎖アニオン性フルオロ界面活性剤であるＣｈｅｍｇｕａｒｄ Ｓ−７６４Ｐが挙げられる。これは、非常に低い濃度で、水中で１７ｍＮ／ｍ程度の低い表面張力を与える。さらに、優れた動的表面張力特性も有し、平衡状態の低い表面張力を迅速に得ることができ、５０〜１，０００パーツパーミリオン（０．００５〜０．１００％）程度の低い濃度で優れた熱安定性を有する。これらの低い表面張力に起因して、これらの界面活性剤は、Ｄｏｗｆａｘ ２Ａ１およびＴａｙｃａｐｏｗｅｒのような本願発明者らの標準的なアニオン性界面活性剤と比較して、非常に低泡性でもあると考えられる。

フルオロ界面活性剤は、インク中に、インクの合計重量を基準として約０．０００１重量％〜約０．１重量％、約０．００１重量％〜約０．０７５重量％、または約０．０３７５重量％〜約０．０５重量％の量で存在していてもよい。

界面活性剤
本実施形態のインクは、インクの特性を調節するために、第２の界面活性剤を必要としてもよく、または必要としなくてもよい。

一実施形態において、インクは、１種類の界面活性剤、すなわち、本明細書に記載するフルオロ界面活性剤のみを含む。

他の実施形態において、インクは、さらに、さらなる界面活性剤（または第２の界面活性剤）を含んでいてもよい。適切なさらなる界面活性剤の例としては、イオン形界面活性剤、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、非イオン系界面活性剤、両性イオン系界面活性剤など、およびこれらの混合物が挙げられる。適切な界面活性剤の例としては、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、アセチレン性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、ジメチコーンコポリオール、置換アミンオキシドなどが挙げられ、具体例としては、一級、二級および三級のアミン塩化合物、例えば、ラウリルアミン、ココナッツアミン、ステアリルアミン、ロジンアミンの塩酸塩、酢酸塩；四級アンモニウム塩型化合物、例えば、ラウリルトリメチルアンモニウムクロリド、セチルトリメチルアンモニウムクロリド、ベンジルトリブチルアンモニウムクロリド、ベンザルコニウムクロリドなど；ピリジニウム塩型化合物、例えば、セチルピリジニウムクロリド、セチルピリジニウムブロミドなど；非イオン系界面活性剤、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエステル、アセチレンアルコール、アセチレングリコール；および他の界面活性剤、例えば、２−ヘプタデセニル−ヒドロキシエチルイミダゾリン、ジヒドロキシエチルステアリルアミン、ステアリルジメチルベタインおよびラウリルジヒドロキシエチルベタイン；フルオロ界面活性剤など、およびこれらの混合物が挙げられる。非イオン系界面活性剤のさらなる例としては、ポリアクリル酸、メタロース、メチルセルロース、エチルセルロース、プロピルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ジアルキルフェノキシポリ（エチレンオキシ）エタノール；ＩＧＥＰＡＬ ＣＡ−２１０^ＴＭ、ＩＧＥＰＡＬ ＣＡ−５２０^ＴＭ、ＩＧＥＰＡＬ ＣＡ−７２０^ＴＭ、ＩＧＥＰＡＬ ＣＯ−８９０^ＴＭ、ＩＧＥＰＡＬ ＣＯ−７２０^ＴＭ、ＩＧＥＰＡＬ ＣＯ−２９０^ＴＭ、ＩＧＥＰＡＬ ＣＡ−２１Ｏ^ＴＭ、ＡＮＴＡＲＯＸ ８９０^ＴＭ、およびＡＮＴＡＲＯＸ ８９７^ＴＭを含むＲｈｏｎｅ−Ｐｏｕｌｅｎｃから入手可能な非イオン系界面活性剤が挙げられる。適切な非イオン系界面活性剤の他の例としては、ＳＹＮＰＥＲＯＮＩＣ ＰＥ／Ｆ（登録商標）から市販されるもの（例えば、ＳＹＮＰＥＲＯＮＩＣ ＰＥ／Ｆ １０８）を含む、ポリエチレンオキシドとポリプロピレンオキシドのブロックコポリマーが挙げられる。適切なアニオン系界面活性剤の他の例としては、サルフェートおよびスルホネート、ドデシル硫酸ナトリウム（ＳＤＳ）、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ドデシルナフタレン硫酸ナトリウム、ジアルキルベンゼンアルキルサルフェートおよびスルホネート、酸、例えば、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈから入手可能なアビエチン酸、第一工業製薬から入手可能なＮＥＯＧＥＮ Ｒ^ＴＭ、ＮＥＯＧＥＮ ＳＣ^ＴＭ、これらの組み合わせなどが挙げられる。適切なアニオン系界面活性剤の他の例としては、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ製のアルキルジフェニルオキシドジスルホネートＤＯＷＦＡＸ^ＴＭ ２Ａ１、および／またはＴａｙｃａ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（日本）製の分枝鎖ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムＴＡＹＣＡ ＰＯＷＥＲ ＢＮ２０６０が挙げられる。通常は正に帯電している適切なカチオン系界面活性剤の他の例としては、アルキルベンジルジメチルアンモニウムクロリド、ジアルキルベンゼンアルキルアンモニウムクロリド、ラウリルトリメチルアンモニウムクロリド、アルキルベンジルメチルアンモニウムクロリド、アルキルベンジルジメチルアンモニウムブロミド、ベンザルコニウムクロリド、セチルピリジニウムブロミド、Ｃ１２，Ｃ１５，Ｃ１７トリメチルアンモニウムブロミド、四級化ポリオキシエチルアルキルアミンのハロゲン化物塩、ドデシルベンジルトリエチルアンモニウムクロリド、Ａｌｋａｒｉｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なＭＩＲＡＰＯＬ^ＴＭおよびＡＬＫＡＱＵＡＴ^ＴＭ、Ｋａｏ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓから入手可能なＳＡＮＩＺＯＬ^ＴＭ（ベンザルコニウムクロリド）など、およびこれらの混合物が挙げられる。任意の２種類以上の界面活性剤の混合物を使用してもよい。

第２の界面活性剤は、任意の望ましい量または有効な量で存在していてもよい。いくつかの実施形態において、第２の界面活性剤は、インク組成物の合計重量を基準として、約０．０１〜約５重量％の量で存在する。界面活性剤が、ある場合には分散剤と呼ばれることも注記すべきである。

合計界面活性剤（すなわち、フルオロ界面活性剤＋第２の界面活性剤）は、インク中、インクの合計重量を基準として、約０．０００１重量％〜約５重量％、約０．００１重量％〜約３重量％、または約０．０３重量％〜約２重量％の量で存在していてもよい。

水および共溶媒
いくつかの実施形態において、インク組成物は、溶解度パラメータが約２７〜約３７ＭＰａ^１／２または約２７〜約３５ＭＰａ^１／２の範囲の少なくとも１つの共溶媒を含有する。いくつかの実施形態において、インク組成物は、溶解度パラメータが約２７〜約３７ＭＰＡ^１／２または約２７〜約３５ＭＰａ^１／２の範囲の単一の共溶媒、または混合物の溶解度パラメータが約２７〜約３７ＭＰＡ^１／２または約２７〜約３５ＭＰａ^１／２の共溶媒の混合物を含む。いくつかの実施形態において、このような共溶媒は、１，５−ペンタンジオールである。特定の実施形態において、共溶媒は、１，５−ペンタンジオール、２−ピロリドン、グリセロールおよびこれらの混合物からなる群から選択される。特定の実施形態において、共溶媒は、１，５−ペンタンジオールと、２−ピロリドン、グリセロールおよびこれらの混合物からなる群からのメンバーとである。

いくつかの実施形態において、インク組成物は、溶解度パラメータが約２７〜約３５ＭＰａ^１／２の範囲の少なくとも１つの共溶媒を含有する。いくつかの実施形態において、共溶媒は、１，５−ペンタンジオールと２−ピロリドンの混合物である。特定の実施形態において、共溶媒は、１，５−ペンタンジオールである。他の実施形態において、共溶媒は、２−ピロリドンである。

特定の実施形態において、共溶媒は、１，５−ペンタンジオール、２−ピロリドン、グリセロールおよびこれらの混合物からなる群から選択され、個々の共溶媒または共溶媒の混合物は、溶解度パラメータが約２７〜約３３ＭＰａ^１／２の範囲である。

ＳＩ Ｈｉｌｄｅｂｒａｎｄ溶解度パラメータは、メガパスパルで表現される。Ｈｉｌｄｅｂｒａｎｄ溶解度パラメータは、当業者には既知である。溶媒混合物のＨｉｌｄｅｂｒａｎｄ値は、当業者に知られているように、個々の溶媒のＨｉｌｄｅｂｒａｎｄ値を体積で平均することによって決定することができる。例えば、溶解度パラメータを測定するための目標範囲は、室温から吐出温度まで、いくつかの実施形態において、約２０〜約４０℃である。溶解度パラメータは、Ｎｏｒｇｗｙｎ Ｍｏｎｔｇｏｍｅｒｙ Ｓｏｆｔｗａｒｅ Ｉｎｃ．から入手可能なＭｏｌｅｃｕｌａｒ Ｍｏｄｅｌｉｎｇ Ｐｒｏ Ｐｌｕｓのようなモデリングソフトウエアを用いて決定することができる。いくつかの実施形態において、２５℃での１，５−ペンタンジオールの溶解度パラメータは２７．６であり、２５℃での２−ピロリドンの溶解度パラメータは２８．４であり、２５℃でのグリセロールの溶解度パラメータは３６．５である。

インクは、水のみからなっていてもよく、または、水と、共溶媒、保水剤などと呼ばれる水溶性または水混和性の有機成分（以下共溶媒）、例えば、アルコールおよびアルコール誘導体との混合物を含んでいてもよく、アルコールおよびアルコール誘導体は、例えば、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、長鎖アルコール、一級脂肪族アルコール、二級脂肪族アルコール、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、メトキシル化グリセロール、エトキシル化グリセロールを含む）、ポリエチレングリコールアルキルエーテルのもっと高級な同族体など（具体例として、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、グリセリン、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、トリメチロールプロパン、１，５−ペンタンジオール、２−メチル−１，３，−プロパンジオール、２−エチル−２−ヒドロキシメチル−１，３−プロパンジオール、３−メトキシブタノール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、２，４−ヘプタンジオールを含む）であり；さらに適切なのは、アミド、エーテル、尿素、置換尿素、例えば、チオ尿素、エチレン尿素、アルキル尿素、アルキルチオ尿素、ジアルキル尿素およびジアルキルチオ尿素、カルボン酸およびこれらの塩、例えば、２−メチルペンタン酸、２−エチル−３−プロピルアクリル酸、２−エチル−ヘキサン酸、３−エトキシプロピオン酸など、エステル、有機スルフィド、有機スルホキシド、スルホン（例えば、スルホラン）、カルビトール、ブチルカルビトール、セロソルブ、エーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、エーテル誘導体、ヒドロキシエーテル、アミノアルコール、ケトン、Ｎ−メチルピロリジノン、２−ピロリジノン、シクロヘキシルピロリドン、アミド、スルホキシド、ラクトン、高分子電解質、メチルスルホニルエタノール、イミダゾール、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、ベタイン、糖類、例えば、１−デオキシ−Ｄ−ガラクチトール、マンニトール、イノシトールなど、置換および非置換のホルムアミド、置換および非置換のアセトアミド、および他の水溶性または水混和性の材料、およびこれらの混合物である。いくつかの実施形態において、共溶媒は、エチレングリコール、Ｎ−メチルピロリドン、メトキシル化グリセロール、エトキシル化グリセロールおよびこれらの混合物からなる群から選択される。特定の実施形態において、共溶媒は、スルホラン、メチルエチルケトン、イソプロパノール、２−ピロリジノン、ポリエチレングリコールおよびこれらの混合物からなる群から選択される。

水と、水溶性または水混和性の有機液体との混合物が液体媒剤として選択される場合、水と有機物の比率は、任意の適切な比率または望ましい比率であってもよく、いくつかの実施形態において、約９７：３〜約３０：７０、または約９５：５〜約４０：６０、または約９０：１０〜約５１：４９であってもよい。液体媒剤の非水性成分は、一般的に、沸点が水（１００℃）より高い保水剤として働くか、または沸点が７０℃程度の低い共溶媒として働く。インク媒剤の有機成分は、インクの表面張力を変え、インクの粘度を変え、ラテックスを膨潤させ、および／または着色剤を分散させ、および／またはインクの乾燥特徴に影響を与えるのに役立たせることもできる。

液体媒剤の合計量は、任意の適切な量または望ましい量で与えられてもよい。いくつかの実施形態において、液体媒剤は、インク組成物中、インク組成物の合計重量を基準として約５５〜約９７％、または約６０〜約９０％、または約６５〜約９０％の量で存在する。

ラテックス
ラテックスは、一般的に、水系媒体中のポリマーマイクロ粒子の安定な分散物（またはエマルション）を含む。本実施形態のインクは、１つ以上のポリマーラテックスを含んでいてもよい。

いくつかの実施形態において、本実施形態のインクは、ポリマーラテックス、例えば、ポリスチレンコポリマーラテックスを含む。ポリスチレンコポリマーラテックスは、スチレンモノマーおよび１つ以上のコモノマー、例えば、アクリル酸アルキル、メタクリル酸アルキル、アクリル酸アルキル−アクリル酸、１，３−ジエン−アクリル酸、メタクリル酸アルキル−アクリル酸、メタクリル酸アルキル−アクリル酸アルキル、メタクリル酸アルキル−アクリル酸アリール、メタクリル酸アリール−アクリル酸アルキル、メタクリル酸アルキル−アクリル酸を含む（か、またはこれらから誘導されてもよい）。特定の実施形態において、コモノマーは、アクリレート、メタクリレートおよびこれらの混合物から選択される。特定の実施形態において、コポリマーは、スチレンモノマーおよびアクリル酸アルキルで構成される。一実施形態において、コポリマーは、スチレンモノマーおよびアクリル酸ブチル、例えば、アクリル酸 ｎ−ブチルで構成される。いくつかの実施形態において、コポリマーは、アクリル酸 β−カルボキシエチル（β−ＣＥＡ）を含む。

特定の実施形態において、ポリマーラテックスは、スチレン、アクリル酸 ｎ−ブチル、メタクリル酸、β−ＣＥＡ（アクリル酸 β−カルボキシエチル）、および／またはこれらの混合物の乳化重合から作られるポリマー粒子を含むラテックスエマルションを含む。

特定の実施形態において、ポリスチレンコポリマーラテックスとしては、１〜１８個の炭素原子、１〜６個の炭素原子、または１〜４個の炭素原子を含むアルキル基を有するアクリル酸アルキルから得られるアクリルエマルションラテックスが挙げられる。

ポリスチレンコポリマーラテックスは架橋していてもよい。この架橋は、１つ以上の架橋モノマーを含むことによって行われてもよい。架橋モノマーとしては、例えば、ジビニルベンゼンまたはジエチレングリコールメタクリレートが挙げられるだろう。架橋モノマーは、有効な量で、例えば、ポリマーの約０．０１〜約２０重量％の量で含まれていてもよい。このようにして架橋した樹脂は、例えば、架橋した樹脂またはゲル、例えば、約０．３〜約２０％の架橋を含む架橋した樹脂またはゲルと呼ばれる。

いくつかの実施形態において、スチレンモノマーとコモノマーの重量比は約１：０．１〜約１：１０であるが、この量は、これらの範囲からはずれていてもよい。さらなる実施形態において、この比は、約１：１〜約１：６、約１：１．２〜約１：５、または約１：５〜約１：３．５である。いくつかの実施形態において、スチレンモノマーは、インク組成物の合計重量の５５〜約９５重量％、または６５〜約８５重量％、または７５〜約８２重量％の量で存在するが、この量は、これらの範囲からはずれていてもよい。

本実施形態のポリスチレンコポリマーラテックスは、ガラス転移温度（Ｔｇ）が約４０℃〜約７０℃、約５０℃〜約６５℃、約５５℃〜約６３℃の範囲であってもよい。

本実施形態のポリスチレンコポリマーラテックスは、重量平均分子量（Ｍｗ）が約５，０００ｇ／ｍｏｌ〜約４０，０００ｇ／ｍｏｌ、いくつかの実施形態において、約１５，０００ｇ／ｍｏｌ〜約３０，０００ｇ／ｍｏｌ、または約１８，０００ｇ／ｍｏｌ〜約２５，０００ｇ／ｍｏｌであってもよい。

本実施形態のポリスチレンコポリマーラテックスは、平均粒径が約５０〜約６００ｎｍ、約５０〜約５００ｎｍ、または約５０〜約３００ｎｍであってもよい。

インク組成物に含まれるポリスチレンコポリマーラテックスの合計量は、例えば、インク組成物の約１重量％〜約２０重量％、例えば、約１重量％〜約１５重量％、または約１重量％〜約１０重量％であってもよい。

本発明のインク組成物は、単に水からなっていてもよく、または、水と、共溶媒、保水剤などと呼ばれる水溶性または水混和性の有機成分（以下共溶媒）、例えば、アルコールおよびアルコール誘導体との混合物を含んでいてもよく、アルコールおよびアルコール誘導体は、例えば、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、長鎖アルコール、一級脂肪族アルコール、二級脂肪族アルコール、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、メトキシル化グリセロール、エトキシル化グリセロールを含む）、ポリエチレングリコールアルキルエーテルのもっと高級な同族体など（具体例として、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、グリセリン、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、トリメチロールプロパン、１，５−ペンタンジオール、２−メチル−１，３，−プロパンジオール、２−エチル−２−ヒドロキシメチル−１，３−プロパンジオール、３−メトキシブタノール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、２，４−ヘプタンジオールを含む）であり；さらに適切なのは、アミド、エーテル、尿素、置換尿素、例えば、チオ尿素、エチレン尿素、アルキル尿素、アルキルチオ尿素、ジアルキル尿素およびジアルキルチオ尿素、カルボン酸およびこれらの塩、例えば、２−メチルペンタン酸、２−エチル−３−プロピルアクリル酸、２−エチル−ヘキサン酸、３−エトキシプロピオン酸など、エステル、有機スルフィド、有機スルホキシド、スルホン（例えば、スルホラン）、カルビトール、ブチルカルビトール、セロソルブ、エーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、エーテル誘導体、ヒドロキシエーテル、アミノアルコール、ケトン、Ｎ−メチルピロリジノン、２−ピロリジノン、シクロヘキシルピロリドン、アミド、スルホキシド、ラクトン、高分子電解質、メチルスルホニルエタノール、イミダゾール、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、ベタイン、糖類、例えば、１−デオキシ−Ｄ−ガラクチトール、マンニトール、イノシトールなど、置換および非置換のホルムアミド、置換および非置換のアセトアミド、および他の水溶性または水混和性の材料、およびこれらの混合物である。いくつかの実施形態において、共溶媒は、エチレングリコール、Ｎ−メチルピロリドン、メトキシル化グリセロール、エトキシル化グリセロールおよびこれらの混合物からなる群から選択される。水と、水溶製または水混和性の有機液体との混合物が液体媒剤として選択される場合、水と有機物の比率は、任意の適切な比率または望ましい比率であってもよく、いくつかの実施形態において、１００：０〜３０：７０、または９７：３〜４０：６０、または９５：５〜６０：４０であってもよい。液体媒剤の非水性成分は、一般的に、保水剤または共溶媒として働き、沸点は水の沸点（１００℃）より高い。インク媒剤の有機成分は、インクの表面張力を変え、インクの粘度を変え、着色剤を溶解または分散させ、および／またはインクの乾燥特徴に影響を与えるのに役立つこともある。

いくつかの実施形態において、共溶媒は、スルホラン、メチルエチルケトン、イソプロパノール、２−ピロリジノン、ポリエチレングリコールおよびこれらの混合物からなる群から選択される。

液体媒剤の合計量は、任意の適切な量または望ましい量で与えられてもよい。いくつかの実施形態において、液体媒剤は、硬化性水系ラテックスインク組成物中に、インクの合計重量を基準として約７５〜約９７重量％、または約８０〜約９５重量％、または約８５〜約９５重量％の量で存在する。

着色剤
いくつかの実施形態において、着色剤は、顔料、染料、これらの組み合わせ、ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー、レッド、グリーン、ブルー、ブラウン、これらの組み合わせを、インクに望ましい色を付与するのに十分な量で含んでいてもよい。

着色剤は、着色剤分散物の形態で与えられてもよい。いくつかの実施形態において、着色剤分散物は、平均粒径が、約２０〜約５００ナノメートル（ｎｍ）、または約２０〜約４００ｎｍ、または約３０〜約３００ｎｍである。いくつかの実施形態において、着色剤は、染料、顔料、およびこれらの組み合わせからなる群から選択され、場合により、着色剤は、着色剤、任意要素の界面活性剤および任意要素の分散剤を含む分散物である。

示されるように、本発明のいくつかの実施形態において、任意の適切な着色剤または望ましい着色剤が選択されてもよい。着色剤は、染料、顔料、またはこれらの混合物であってもよい。適切な染料の例としては、アニオン系染料、カチオン系染料、非イオン系染料、双性イオン性染料などが挙げられる。適切な染料の具体例としては、Ｆｏｏｄ染料、例えば、Ｆｏｏｄ Ｂｌａｃｋ Ｎｏ．１、Ｆｏｏｄ Ｂｌａｃｋ Ｎｏ．２、Ｆｏｏｄ Ｒｅｄ Ｎｏ．４０、Ｆｏｏｄ Ｂｌｕｅ Ｎｏ．１、Ｆｏｏｄ Ｙｅｌｌｏｗ Ｎｏ．７など、ＦＤ ＆ Ｃ染料、Ａｃｉｄ Ｂｌａｃｋ染料（Ｎｏ．１、７、９、２４、２６、４８、５２、５８、６０、６１、６３、９２、１０７、１０９、１１８、１１９、１３１、１４０、１５５、１５６、１７２、１９４など）、Ａｃｉｄ Ｒｅｄ染料（Ｎｏ．１、８、３２、３５、３７、５２、５７、９２、１１５、１１９、１５４、２４９、２５４、２５６など）、Ａｃｉｄ Ｂｌｕｅ染料（Ｎｏ．１、７、９、２５、４０、４５、６２、７８、８０、９２、１０２、１０４、１１３、１１７、１２７、１５８、１７５、１８３、１９３、２０９など）、Ａｃｉｄ Ｙｅｌｌｏｗ染料（Ｎｏ．３、７、１７、１９、２３、２５、２９、３８、４２、４９、５９、６１、７２、７３、１１４、１２８、１５１など）、Ｄｉｒｅｃｔ Ｂｌａｃｋ染料（Ｎｏ．４、１４、１７、２２、２７、３８、５１、１１２、１１７、１５４、１６８など）、Ｄｉｒｅｃｔ Ｂｌｕｅ染料（Ｎｏ．１、６、８、１４、１５、２５、７１、７６、７８、８０、８６、９０、１０６、１０８、１２３、１６３、１６５、１９９、２２６など）、Ｄｉｒｅｃｔ Ｒｅｄ染料（Ｎｏ．１、２、１６、２３、２４、２８、３９、６２、７２、２３６など）、Ｄｉｒｅｃｔ Ｙｅｌｌｏｗ染料（Ｎｏ．４、１１、１２、２７、２８、３３、３４、３９、５０、５８、８６、１００、１０６、１０７、１１８、１２７、１３２、１４２、１５７など）、Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｄｙｅ、例えば、Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｒｅｄ染料（Ｎｏ．４、３１、５６、１８０など）、Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｂｌａｃｋ染料（Ｎｏ．３１など）、Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｙｅｌｌｏｗ染料（Ｎｏ．３７など）；アントラキノン染料、モノアゾ染料、ジスアゾ染料、フタロシアニン誘導体（種々のフタロシアニンスルホネート塩を含む）、アザ（１８）アヌレン、ホルマザン銅錯体、トリフェノジオキサジンなど、およびこれらの混合物が挙げられる。

適切な顔料の例としては、黒色顔料、白色顔料、シアン顔料、マゼンタ顔料、イエロー顔料などが挙げられる。さらに、顔料は、有機粒子または無機粒子であってもよい。適切な無機顔料としては、カーボンブラックが挙げられる。しかし、例えば、酸化チタン、コバルトブルー（ＣｏＯ−Ａｌ_２Ｏ_３）、クロムイエロー（ＰｂＣｒＯ_４）および酸化鉄のような他の無機顔料も適しているだろう。適切な有機顔料としては、例えば、ジアゾ顔料およびモノアゾ顔料を含むアゾ顔料、多環状顔料（例えば、フタロシアニン顔料、例えば、フタロシアニンブルーおよびフタロシアニングリーン）、ペリレン顔料、ペリノン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサジン顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、ピラントロン顔料およびキノフタロン顔料）、不溶性染料キレート（例えば、塩基性染料型キレートおよび酸性染料型キレート）、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アンサントロン顔料、例えば、ＰＲ１６８などが挙げられる。フタロシアニンブルーおよびフタロシアニングリーンの例としては、銅フタロシアニンブルー、銅フタロシアニングリーン、およびこれらの誘導体（Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５、Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ ７およびＰｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ ３６）が挙げられる。キナクリドンの代表例としては、Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｏｒａｎｇｅ ４８、Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｏｒａｎｇｅ ４９、Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ １２２、Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ １９２、Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ ２０２、Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ ２０６、Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ ２０７、Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ ２０９、Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ １９およびＰｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ ４２が挙げられる。アントラキノンの代表例としては、Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ ４３、Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ １９４、Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ １７７、Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ ２１６およびＰｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ ２２６が挙げられる。ペリレンの代表例としては、Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ １２３、Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ １４９、Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ １７９、Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ １９０、Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ １８９およびＰｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ ２２４が挙げられる。チオインジゴイドの具体例としては、Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ ８６、Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ ８７、Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ ８８、Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ １８１、Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ １９８、Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ ３６およびＰｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ ３８が挙げられる。ヘテロ環イエローの代表例としては、Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １、Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ ３、Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １２、Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １３、Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １４、Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １７、Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ ６５、Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ ７３、Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ ７４、Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ ９０、Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １１０、Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １１７、Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １２０、Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １２８、Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １３８、Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １５０、Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １５１、Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １５５およびＰｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ ２１３が挙げられる。このような顔料は、ＢＡＳＦ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、Ｅｎｇｅｌｈａｒｄ ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎおよびＳｕｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎを含む多くの供給業者からの粉末または加圧ケーキの形態で市販されている。使用可能な黒色顔料の例としては、炭素顔料が挙げられる。炭素顔料は、許容範囲の光学密度および印刷特徴を与えるほとんどの市販される炭素顔料であってもよい。本システムおよび方法で使用するのに適した炭素顔料としては、限定されないが、カーボンブラック、グラファイト、ガラス状炭素、石炭、およびこれらの組み合わせが挙げられる。このような炭素顔料は、例えば、チャネル法、コンタクト法、ファーネス法、アセチレン法または加熱法を含む種々の既知の方法によって製造することができ、Ｃａｂｏｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、Ｃｏｌｕｍｂｉａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｅｖｏｎｉｋ、Ｅ．Ｉ．ＤｕＰｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙのような販売者から市販される。適切なカーボンブラック顔料としては、限定されないが、Ｃａｂｏｔ顔料、例えば、ＭＯＮＡＲＣＨ １４００、ＭＯＮＡＲＣＨ １３００、ＭＯＮＡＲＣＨ １１００、ＭＯＮＡＲＣＨ １０００、ＭＯＮＡＲＣＨ ９００、ＭＯＮＡＲＣＨ ８８０、ＭＯＮＡＲＣＨ ８００、ＭＯＮＡＲＣＨ ７００、ＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ ２００、ＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ ３００、ＲＥＧＡＬ、ＢＬＡＣＫ ＰＥＡＲＬＳ、ＥＬＦＴＥＸ、ＭＯＧＵＬおよびＶＵＬＣＡＮ顔料；Ｃｏｌｕｍｂｉａｎ顔料、例えば、ＲＡＶＥＮ ５０００およびＲＡＶＥＮ ３５００；Ｅｖｏｎｉｋ顔料、例えば、Ｃｏｌｏｒ Ｂｌａｃｋ ＦＷ ２００、ＦＷ ２、ＦＷ ２Ｖ、ＦＷ １、ＦＷ１８、ＦＷ Ｓ１６０、ＦＷ Ｓ１７０、Ｓｐｅｃｉａｌ Ｂｌａｃｋ ６、Ｓｐｅｃｉａｌ Ｂｌａｃｋ ５、Ｓｐｅｃｉａｌ Ｂｌａｃｋ ４Ａ、Ｓｐｅｃｉａｌ Ｂｌａｃｋ ４、ＰＲＩＮＴＥＸ Ｕ、ＰＲＩＮＴＥＸ １４０Ｕ、ＰＲＩＮＴＥＸ ＶおよびＰＲＩＮＴＥＸ １４０Ｖが挙げられる。上のリストの顔料としては、改質されていない顔料粒状物、低分子が接続した顔料粒状物、ポリマーが分散した顔料粒状物が挙げられる。他の顔料およびその混合物を選択することもできる。顔料の粒径は、液体媒剤中で粒子の安定なコロイド懸濁物を可能にし、サーマルインクジェットプリンタまたは圧電インクジェットプリンタでインクを用いるときにインクの経路が詰まるのを防ぐために、できる限り小さいことが望ましい。

いくつかの実施形態において、着色剤は、硬化性水系ラテックスインク中、例えば、硬化性水系ラテックスインクの重量の約０．１〜約３５重量％、または約１〜約１５重量％、または約３〜約１０重量％の量で含まれていてもよい。

インク組成物の調製および使用
インク組成物は、任意の適切なプロセスによって、例えば、成分を単純に混合することによって調製することができる。プロセスの１つは、すべてのインク成分を一緒に混合し、この混合物を濾過してインクを得ることを伴う。インクは、成分を混合し、所望な場合、加熱し、濾過し、その後、任意の望ましいさらなる添加剤を混合物に加え、均質な混合物が得られるまで（いくつかの実施形態において、約５〜約１０分）、中程度に振とうし、室温で混合することによって調製することができる。または、インク調製プロセス中、任意要素のインク添加剤を、他のインク成分と混合してもよく、この混合は、任意の望ましい手順に従って、例えば、すべての成分を混合し、所望な場合、加熱し、濾過することによって行われる。

具体的な実施形態において、インクは、以下のように調製される。（１）場合により界面活性剤で安定化されたラテックスの調製；（２）場合により界面活性剤で安定化された着色剤の分散物の調製；（３）ラテックスと着色剤分散物の混合；（４）場合により、混合物の濾過；（５）他の要素、例えば、水、共溶媒、モノマーおよび／またはオリゴマー、光開始剤および任意要素の添加剤の添加；および（６）場合により、組成物の濾過。

インク調製方法のさらなる例は、以下の実施例に記載される。

本明細書に記載するインク組成物を、約７０℃未満の温度、例えば、約２５℃〜約７０℃、または約３０℃〜約５０℃、または約３０℃〜約４０℃で吐出してもよい。従って、インク組成物は、理想的には、圧電式インクジェットデバイスで使用するのに適している。

インク組成物を間接的な（オフセット）印刷インクジェット用途で使用してもよく、水系硬化性ラテックスインクの液滴が、画像状のパターンになるように記録基材に放出され、この記録基材は、中間転写体であり、画像状のパターンになったインクは、その後、中間転写体から最終的な記録基材に転写される。

具体的な実施形態において、本発明のプロセスは、本明細書に開示するように調製されたインクをインクジェット印刷装置に組み込むことと、インク液滴を画像状のパターンになるように中間転写体に放出することと、この画像を加熱し、溶媒を部分的または完全に除去することと、場合により、画像状のパターンになったインクを部分的に硬化させ、このインクを中間転写体から最終的な記録基材に転写し、その後、完全に硬化させ、堅牢性の高い画像を作成することとを含む。具体的な実施形態において、中間転写体を、最終的な記録シートより高く、印刷装置内のインクの温度より低い温度まで加熱する。オフセット印刷プロセスまたは間接的な印刷プロセスは、例えば、米国特許第５，３８９，９５８号にも開示される。ある具体的な実施形態において、印刷装置は、インク液滴が、圧電振動要素の振動によって画像状のパターンになるように放出される圧電インクジェットプロセスを使用する。

中間転写体は、任意の適切な形態、例えば、ドラムまたはベルトの形態をしていてもよい。

中間転写体表面に吐出されたインク組成物は、中間転写体表面の上のインクを制限された状態で硬化させるように、制限された（すなわち、部分的に硬化する）程度までの照射を受けてもよい。この中間的な硬化は、インク組成物を完全な程度まで硬化させず、単に、分離を最低限にしつつ、画像受け入れ部材に転写し得るように、吐出されたインクの固定を補助し、転写前にインク液滴が特定の粘度を有することを必要とする。中間体の硬化が実施される場合、硬化度を制御するために、出願番号第１１／０３４，８５０号および第１１／００５，９９１号を参照する。この中間的な硬化工程は、中間状態がインク液滴に所望な粘度を付与するのに十分な実施形態では必須ではない。

中間転写体に吐出し、場合により、中間的な硬化の後、インク組成物をその後に画像受け入れ基材に転写する。基材は、任意の適切な材料、例えば、紙、非多孔性の柔軟な食品包装用基材、食品包装紙のための接着剤、箔が積層した布地、プラスチック、ガラス、金属などであってもよい。基材に転写した後に、次いで、基材の上の画像に照射することによって、インク組成物を硬化させる。例えば、適切な波長（主に、インク開始剤が光を吸収する波長）を有する光を使用してもよい。これにより、インク組成物の硬化反応が始まる。露光は、長い必要はなく、例えば、約０．０５〜約１０秒、例えば、約０．２〜約２秒で起こってもよい。これらの露光時間は、ＵＶランプの下を通過するインク組成物の基材速度として表現されることがかなり多い。例えば、マイクロ波でエネルギーを与えられ、ドープされたＵＶ Ｆｕｓｉｏｎから入手される水銀球を、楕円形の鏡集合体に幅１０ｃｍになるように配置し、複数のユニットを直列に配置してもよい。したがって、０．１ｍｓ−１のベルト速度では、画像の上の１点が、１個のユニットの下を通過するのに１秒が必要であろう。一方、４．０ｍｓ−１のベルト速度では、４個の球集合体を通過するのに０．２秒が必要であろう。組成物の放射線硬化性成分の架橋を開始するのに用いられるエネルギー源は、化学線、例えば、スペクトルの紫外線領域または可視光領域の波長を有する光、例えば、電子線照射、加熱、例えば、熱および赤外線照射の促進された粒子などであってもよい。いくつかの実施形態において、エネルギーは、化学線である。このようなエネルギーによって、架橋の開始および架橋速度の優れた制御を与えるからである。適切な化学線源としては、水銀ランプ、キセノンランプ、カーボンアークランプ、タングステンフィラメントランプ、レーザー、発光ダイオード、日光、電子線エミッターなどが挙げられる。所望な場合、または必要な場合、硬化する光をフィルタリングしてもよい。インク組成物の硬化性要素を反応させ、適切な硬度の硬化または架橋した網目構造を生成する。いくつかの実施形態において、硬化は、実質的に完成した状態から、完成した状態までである（すなわち、硬化性成分の少なくとも７５％が硬化している（反応および／または架橋している））。これにより、インク組成物が実質的に硬化し、それによって、もっと高い耐引っ掻き性を可能にする。

中間転写体から最終的な記録基材への転写は、任意の望ましい方法または適切な方法によって、例えば、中間転写体と背面部材（任意の望ましい構造または効果的な構造、例えば、ドラムまたはローラー、ベルトまたはウェブ、平坦な表面または平板などであってもよい）によって作られる爪によって最終的な記録基材を通過させることによって行うことができる。任意の望ましい爪圧または効果的な爪圧（例えば、約５ポンド／平方インチ〜約２，０００ポンド／平方インチ、例えば、約１０〜約２００ポンド／平方インチ）で転写が行われてもよい。転写表面は、硬質または軟質であってもよく、弾性であってもよい。転写に続き、基材の上の画像を硬化させる。インク組成物の光重合可能な成分の放射線硬化は、限定されないが、キセノンランプ、レーザー光、中圧水銀ランプ、Ｈ球として知られることが多い、マイクロ波で励起される水銀ランプ、Ｄ球またはＶ球と呼ばれることが多いドープされた水銀ランプ、ＬＥＤなどの種々の可能な技術によって与えられてもよい。種々の上に開示する特徴および機能またはその代替物、他の特徴および機能またはその代替物は、望ましくは、多くの他のシステムまたは用途と合わせてもよいことが理解されるだろう。さらに、種々の現時点で予測または予期される代替物、改変、変更、改良は、その後、当業者によってなされてもよく、以下の特許請求の範囲に包含されることも意図される。

上の記載は特定の実施形態を指すが、本発明の精神を逸脱することなく、多くの改変がなされてもよいことが理解されるだろう。添付の特許請求の範囲は、本発明の実施形態の真の範囲および精神に入るようなこのような改変を包含することを意図している。

従って、ここに開示した実施形態は、すべての観点で説明であり、限定的ではないと考えられ、実施形態の範囲は、上の記載ではなく、添付の特許請求の範囲によって示される。特許請求の範囲の等価物の意味および範囲に入るすべての変更は、本発明に包含されることが意図される。

実施例を本明細書で以下に記載し、実施例は、本実施形態を実施するときに使用可能な異なる組成物および異なる条件の説明である。すべての割合は、特に指示のない限り、重量基準である。しかし、本発明の実施形態は、多くの種類の組成物を用いて行うことができ、上の開示に従い、本明細書で以下に指摘するような多くの異なる用途を有していてもよいことは明らかであろう。

比較例１
１％のＤｏｗｆａｘ ２Ａ１ジフェニルオキシドジスルホネート界面活性剤を含有するラテックスの調製
スチレン、アクリル酸 ｎ−ブチル、アクリル酸 β−カルボキシエチル（βＣＥＡ）およびＤＯＷＦＡＸ^ＴＭ２Ａ１（Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ製のアルキルジフェニルオキシドジスルホネート界面活性剤）の乳化重合から作られるポリマー粒子で構成されるラテックスエマルションを以下のように調製した。

１．１５グラムのＤＯＷＦＡＸ^ＴＭ２Ａ１および２３９．４６グラムの脱イオン水の界面活性剤溶液を、ステンレス製の保持タンク中、１０分混合することによって調製した。次いで、反応器に移す前に、保持タンクに５分間窒素を流した。次いで、４５０ｒｐｍで攪拌しつつ、反応器に窒素を連続して流した。次いで、反応器を制御された速度で８０℃まで加熱し、その温度に保持した。別個に、４．０７グラムの過硫酸アンモニウム開始剤を３８．１９グラムの脱イオン水に溶解した。

別個に、モノマーエマルションを以下の様式で調製した。４．６２グラムのＤＯＷＦＡＸ^ＴＭ２Ａ１を１２８．２８グラムの脱イオン水にあらかじめ混合しておき、これに約１８９．９０グラムのスチレン、８１．３８グラムのアクリル酸ブチル、８．１４グラムのβ−ＣＥＡ、１．８５グラムの１−ドデカンチオール（ＤＤＴ）、０．９５グラムの１，１０−デカンジオールジアクリレート（ＡＤＯＤ）を加え、混合してエマルションを作成した。次いで、５％の上述のエマルション（２０．７６グラム）を、水性界面活性剤相が入った反応器に８０℃でゆっくりと滴下し、窒素を流しながら、「種物質」を作成した。次いで、開始剤溶液を反応器にゆっくりと入れた。このモノマーエマルションを二等分し、１８６．８１グラムのモノマーエマルションを、１．５１グラム／分で最初に反応器に供給した。第２の等分の１８８．８１グラムのモノマーエマルションを、２．００グラムのＤＤＴと混合し、２．１０グラム／分で反応器に加えた。すべてのモノマーエマルションを主要な反応器に投入したら、温度を８０℃にさらに３時間維持し、反応を完結させた。次いで、全力での冷却を適用し、反応器の温度を２５℃まで下げた。生成物を保持タンクに集め、２５μｍのふるいでふるい分けした。

次いで、粒径をＮａｎｏｔｒａｃ（登録商標）Ｕ２２７５Ｅ粒径分析機を用いて測定し、Ｄ５０が１３３．９ナノメートル、Ｄ９５が２０１．３ナノメートルであると決定された。

実施例１
乳化重合による、０．７５％のフッ素化界面活性剤を含有するラテックス（ラテックスＡ）の調製
スチレン、アクリル酸 ｎ−ブチル、β−ＣＥＡおよびＳ−７６４Ｐフルオロ界面活性剤の乳化重合から作られるポリマー粒子で構成されるラテックスエマルションを以下のように調製した。

１．４グラムのＳ−７６４Ｐ（アニオン性フルオロ界面活性剤；ＣｈｅｍＧｕａｒｄ）および２３７．４グラムの脱イオン水の界面活性剤溶液をステンレス保持タンク中、１０分間混合することによって調製した。次いで、反応器に移す前に、保持タンクに５分間窒素を流した。次いで、４５０ｒｐｍで攪拌しつつ、反応器に窒素を連続して流した。次いで、反応器を制御された速度で８０℃まで加熱し、その温度に保持した。別個に、４．１グラムの過硫酸アンモニウム開始剤を３７．９グラムの脱イオン水に溶解した。

以下の様式で、モノマーエマルションを別個に調製した。７．９ｇのＳ−７６４Ｐを１２７．２ｇの脱イオン水にあらかじめ混合しておき、これに、２１５ｇのスチレン、５６ｇのアクリル酸 ｎ−ブチル、８．１ｇのβ−カルボキシアクリル酸エチル（ｂＣＥＡ）、１．８ｇの１−ドデカンチオールおよび０．９５ｇの１，１０−デカンジオールジアクリレートを加え、得られた混合物を混合してエマルションを作成した。次いで、約１％の上述のエマルション（４．２ｇ）を、水性界面活性剤相が入った反応器に８０℃でゆっくりと滴下し、窒素を流しながら、「種物質」を作成した。次いで、開始剤溶液を反応器にゆっくりと入れた。モノマーエマルションを二等分し、２０４．３ｇのモノマーエマルションを、１．６５グラム／分で最初に反応器に供給し、０．７１ｇの１−ドデカンチオール（分子量を制御するために使用される連鎖移動剤）と混合した。第２の等分の２０６．６ｇのモノマーエマルションを、２．３９ｇの１−ドデカンチオールと混合し、これを２．３０ｇ／分で反応器に加えた。すべてのモノマーエマルションを主要な反応器に投入したら、温度を８０℃にさらに２時間維持し、反応を完結させた。次いで、全力での冷却を適用し、反応器の温度を２５℃まで下げた。得られた生成物を保持タンクに集め、２５μｍのふるいでふるい分けした。

次いで、ラテックス（ラテックスＶＦ７６３）の粒径をＮａｎｏｔｒａｃ（登録商標）Ｕ２２７５Ｅ粒径分析機によって、Ｄ５０が３９４ｎｍであると測定した。

実施例２
乳化重合による、１．００％のフッ素化界面活性剤を含有するラテックス（ラテックスＢ）の調製
ラテックスＢを実施例１に記載した手順に従って、但し、１．８５グラムのＳ−７６４Ｐ（アニオン性フルオロ界面活性剤；ＣｈｅｍＧｕａｒｄ）を初期の界面活性剤で使用し、１０．４７グラムのＳ−７６４Ｐを、モノマーエマルションをあらかじめ混合したものに使用して調製した。ラテックスＢの粒径は、Ｎａｎｏｔｒａｃ（登録商標）Ｕ２２７５Ｅ粒径分析機によって、Ｄ５０が５９２．０ｎｍであると測定された。

実施例３
乳化重合による、０．２０％のフッ素化界面活性剤を含有するラテックス（ラテックスＣ）の調製
ラテックスＣを、実施例１に記載した手順に従って、但し、０．３７グラムのＳ−７６４Ｐ（アニオン性フルオロ界面活性剤；ＣｈｅｍＧｕａｒｄ）を初期の界面活性剤溶液で使用し、２．０９グラムのＳ−７６４Ｐを、モノマーエマルションをあらかじめ混合したものに使用して調製した。ラテックスＣの粒径は、Ｎａｎｏｔｒａｃ（登録商標）Ｕ２２７５Ｅ粒径分析機によって、Ｄ５０が２９５．０ｎｍであると測定された。

以下の表１は、実施例１〜３のラテックスの調製で使用される重量％をまとめている。

実施例４
ラテックスの調製
１．起泡性の測定
この実施例では、実施例１から調製されるラテックスＡおよびいくつかのコントロールラテックスについて、気泡の高さを評価した。

約５ｇのラテックスサンプルを、外側の基材直径２５ｍｍ、高さ９８ｍｍの４０ｍＬのバイアルに移した。このバイアルを、３０００ｒｐｍに設定したＲｏｓｅ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｌｔｄ Ｋ−ＭＳ２ Ｖｏｒｔｅｘに１０分間置いた。参照としてバイアルの底を用いて生成した気泡の高さを２回測定し（Ｒｕｎ １およびＲｕｎ ２）、平均を以下の表２に記録した。

起泡性の測定は、本実施形態のフルオロ界面活性剤を用いて合成されたラテックス（例えば、ラテックスＡ）が、乳化中に界面活性剤を必要としない（すなわち、０％の）自己安定化するスルホン化ポリエステルであるＢＳＰＥ−１を含むコントロールラテックスよりも顕著に少ない気泡を発生することを示す。

２．表面張力の測定
この実施例では、実施例１から調製されたラテックスＡおよびいくつかのコントロールラテックスについて、表面張力を評価した。

Ｋｒｕｓｓ Ｋ−１００ Ｔｅｎｓｉｏｍｅｔｅｒを用い、Ｗｉｌｈｅｌｍｙプレート技術を用い、室温で表面張力を測定した。

ラテックスサンプルの表面張力を以下の表３に記録する。

実施例５
想定インク配合物
５０ｍＬの褐色ガラスバイアルに、水、ｐＨを調節したラテックス（ｐＨ＝６．８）を加え、これを３００ＲＰＭで２分間攪拌した。この攪拌した混合物にカーボンブラック分散物を加え、３００ＲＰＭでさらに２分間攪拌した。このプレインクに、共溶媒であるスルホランおよび１，５−ペンタンジオールを加え、この混合物を５００ＲＰＭでさらに１分以上攪拌した。界面活性剤ＦＳ８０５０およびＡ００８をこのインクに加え、混合物を５００ＲＰＭで４５分間攪拌した。次いで、インクを２０００ＲＰＭで５分間均質化し、試験前に０．４５ミクロンのフィルターによって濾過した。以下の表４は、コントロールインクＡの成分を示す。

以下の表５は、実験例インクＢの成分を示す。

実施例６
インクの特性決定
インクＡ（コントロール）およびインクＢ（本実施形態のフルオロ界面活性剤を含む）を、消泡剤を含まずに配合した。ラテックスの表面張力および気泡の高さを、実施例４に記載した手順に従って調製し、結果を以下の表６に示す。

インクＢは、顕著に起泡性が低い。比較の目的のために、典型的には、消泡剤を含まないインクは、振り混ぜ／回転させた後、約１．０〜約１．１ｃｍの高さの気泡を生成する。

以下のＡＳＴＭ手順を用い、インクの起泡性を評価した。

約５ｇのサンプルを、４０ｍＬのバイアル（Ｆｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ、部品番号：０３−３３９−１４Ａ−ＥＰＡ ＶＩＡＬ ＣＬＲ 外側の基材直径２５ｍｍ、高さ９８ｍｍ）に移した。このバイアルを、３０００ｒｐｍの最速設定でＲｏｓｅ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｌｔｄ Ｋ−ＭＳ２ Ｖｏｒｔｅｘを用いて１０秒間回転させた。生成した気泡の高さを、バイアルの底部を参照として測定した。５ｇのインクのおおよその高さは、約１ｃｍであった（気泡がない状態を表す）。

Claims (10)

1. 間接的な印刷プロセスで使用するためのインクであって、
   水と、
   共溶媒と、
   フルオロ界面活性剤で安定化されたポリマーラテックスとを含み、このラテックスがフルオロ界面活性剤を含む、インク。
2. 前記フルオロ界面活性剤が、アニオン性リン酸エステル型である、請求項１に記載のインク。
3. 前記フルオロ界面活性剤が、１〜１２個の炭素原子を有する部分的または完全にフッ素化されたアルキル基を含む、請求項１に記載のインク。
4. 前記フルオロ界面活性剤が、ペルフルオロテロマーを含む、請求項１に記載のインク。
5. 前記フルオロ界面活性剤が、インク中に約０．０００１％〜約０．１％の量で存在する、請求項１に記載のインク。
6. 前記共溶媒は、溶解度パラメータが約２７〜約３７ＭＰａ^１／２の範囲である、請求項１に記載のインク。
7. 前記ポリマーラテックスは、スチレン、アクリル酸 ｎ−ブチル、メタクリル酸、β−ＣＥＡ（アクリル酸 β−カルボキシエチル）またはこれらの混合物の乳化重合から作られるポリマー粒子を含むラテックスエマルションを含む、請求項１に記載のインク。
8. 間接的な印刷プロセスで使用するための低泡性インクであって、
   水と、
   共溶媒と、
   フルオロ界面活性剤で安定化されたポリマーラテックスとを含み、このラテックスが前記フルオロ界面活性剤を含み、フルオロ界面活性剤がアニオン性リン酸エステル型であり、
   前記インクは、吐出温度での表面張力が約１８〜約３５ｍＮ／ｍである、インク。
9. 前記フルオロ界面活性剤が、前記インク中に約０．０００１％〜約０．１％の量で存在する、請求項８に記載のインク。
10. 前記ポリマーラテックスは、スチレン、アクリル酸 ｎ−ブチル、メタクリル酸、β−ＣＥＡ（アクリル酸 β−カルボキシエチル）と、任意要素の界面活性剤またはこれらの混合物の乳化重合から作られるポリマー粒子を含むラテックスエマルションを含む、請求項８に記載のインク。

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