JP2016527379A - セルロースと相互作用する成分を有する水性顔料分散体 - Google Patents

Abstract

セルロースと相互作用することが可能なポリマー分散剤中にモノマーを有する水性顔料分散体が記載される。これらのモノマーは、式（Ｉ）：【化１】（式中、Ｗは、ＯまたはＮＨであり、Ｒ１は、Ｃ１〜Ｃ８アルキルであり、かつＲ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５およびＲ６は、独立して、ＨまたはＣ１〜Ｃ５アルキルである）の構造を有するものを含む。

Description

関連出願の相互参照
本出願は、米国特許法第１１９条の下、２０１３年８月６日出願の米国仮特許出願第６１／８６２５５６号明細書からの優先権を主張する。

本開示は、セルロースと相互作用することが可能な官能基を有するポリマー分散剤をベースとする水性顔料分散体に関する。これらの分散体は、水性インクジェットインク、ペイントなどを調製するために使用されてもよい。

分散方法は、粒子を分散するために一般に使用される。粒子を分散するためのポリマー分散剤の使用に関して、様々な分散プロセスが記載されている。しばしば、ポリマー分散剤に使用されるモノマーは、顔料分散体の有用性を最適化することよりも、顔料分散体の安定性を最適化することのために選択される。

あるいは、ポリマー分散剤は、これらの分散剤によって分散される顔料の性能を改善するために最適化されることができる。例えば、モノマーは、ポリマー分散剤が着色ペイント性能を改善するために選択されてもよい。重合的に分散された顔料によるインクジェットインクに関して、モノマーは、インクジェットインクの印刷性能を最適化するために選択されてもよい。

米国特許出願公開第２００８０２６４２９８号明細書および同第２００７０１０００２３号明細書は、多くの種類の紙に存在するカルシウム成分と相互作用することが可能な分散剤を開示する。

当該技術において、インクジェット印刷からの像の彩度を改善することに向けられた努力がなされてきた。インクジェット産業が、ページ−ワイドアレイ印刷（ｐａｇｅ−ｗｉｄｅ ａｒｒａｙ ｐｒｉｎｔｉｎｇ）に移行すると、繰り返し噴射サイクルの必要条件は、従来のスモールオフィス／ホームオフィス（Ｓｍａｌｌ Ｏｆｆｉｃｅ／Ｈｏｍｅ Ｏｆｆｉｃｅ）市場より数桁の範囲で高くなり得る。これらおよび他の出現する要求は、改善された彩度を有するインクを必要とする。本開示は、セルロースと相互作用することが可能な官能基を有するポリマー分散剤をベースとする顔料分散体を提供することによって、この要求を満たす。

一実施形態は、顔料と、水性担体と、上記顔料を分散させるためのポリマー分散剤とを含んでなる水性顔料分散体であって、上記ポリマー分散剤が、ランダムまたは構造化ポリマーであり、かつ少なくとも３種のモノマーＡ、ＢおよびＣを含んでなり、モノマーＡが疎水性アクリレートモノマーであり、モノマーＢが親水性アクリルモノマーであり、かつモノマーＣが、式（Ｉ）：

（式中、Ｗは、ＯまたはＮＨであり、
Ｒ^１は、Ｃ_１〜Ｃ_８アルキルであり、かつ
Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４、Ｒ^５およびＲ^６は、独立して、ＨまたはＣ_１〜Ｃ_５アルキルである）の構造を有するアクリレートモノマーである、水性顔料分散体を提供する。

別の実施形態は、モノマーＡが、ベンジルメタクリレート、ブチルメタクリレート、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、ヘキシルメタクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート、オクチルメタクリレート、ラウリルエタクリレート、ステアリルメタクリレート、フェニルメタクリレート、フェノキシエチルメタクリレート、メチルアクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、ブチルアクリレート、ヘキシルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、オクチルアクリレート、ラウリルアクリレート、ステアリルアクリレート、ベンジルアクリレート、フェニルアクリレート、フェノキシエチルアクリレートおよびスチレンからなる群から選択されるものを提供する。

別の実施形態は、モノマーＢが、メタクリル酸、アクリル酸、マレイン酸、マレイン酸モノエステル、イタコン酸、イタコン酸モノエステル、クロトン酸、クロトン酸モノエステル、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルメタクリレート、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノエチルメタクリレート、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリレート、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノエチルアクリレート、ｔ−ブチルアミノエチルメタクリレート、ｔ−ブチルアミノエチルアクリレート、ビニルピリジン、Ｎ−ビニルピリジンおよび２−アクリルアミド−２−プロパンスルホン酸からなる群から選択されるものを提供する。

別の実施形態は、ＷがＯであるものを提供する。

別の実施形態は、Ｒ^１がＣＨ_２ＣＨ_２（ＣＨ_３）であるものを提供する。

別の実施形態は、Ｒ^２およびＲ^３がＨであるものを提供する。

別の実施形態は、Ｒ^２およびＲ^３がＣ_１〜Ｃ_５アルキルであるものを提供する。

別の実施形態は、Ｒ^１がＣ_２Ｈ_４であるものを提供する。

別の実施形態は、Ｒ^１がＣＨ_２であるものを提供する。

さらに別の実施形態は、ＷがＮＨであるものを提供する。

本実施形態のこれらおよび他の特徴および効果は、以下の詳細な説明の読むことによって、当業者により容易に理解されるであろう。開示された実施形態のある種の特徴は、明確にするため、上記および下記において別々の実施形態で記載されるが、これは単一の実施形態で組み合わせて提供されてもよい。逆にまた、単一の実施形態に関して記載される開示された実施形態の様々な特徴は、別々に、またはいずれかの部分的組み合わせで提供されてもよい。

明示または定義されない限り、本明細書で使用される全ての技術的および科学的な用語は、本開示が関する技術の当業者によって一般に理解される意味を有する。

明示されない限り、全てのパーセント、部、比率などは重量による。

量、濃度または他の値またはパラメーターが、範囲、好ましい範囲、または上位の好ましい値および下位の好ましい値の記載として与えられる場合、いずれかの上位範囲限界または好ましい値およびいずれかの下位範囲限界または好ましい値のいずれかの対から形成される全ての範囲を特に開示するものとして理解される。数値的な値の範囲が本明細書に列挙される場合、特に明記されない限り、この範囲は、それらの終点、ならびに範囲内の全ての整数および分数を含むものとして意図される。

他に明示されるか、文脈から明らかでない限り、インクジェットインクの特性または成分を検討する場合、用語「インクジェットインク」は、インクジェットインクセットを含むものとして理解されてもよい。

範囲の値または終点を記載する際に、用語「約」が使用される場合、本開示は、参照される特定の値または終点を含むものとして理解されなければならない。

本明細書で使用される場合、「含んでなる」とは、明示された特徴、整数、ステップまたは成分の存在を参照されるように特定化するが、１つまたはそれ以上である特徴、整数、ステップまたは成分、あるいはそれらの群の存在または追加を排除しないものとして解釈される。追加的に、用語「含んでなる」は、用語「から本質的になる」および「からなる」によって包含される実施例を含むように意図される。同様に、用語「から本質的になる」は、用語「からなる」によって包含される実施例を含むように意図される。

本明細書で使用される場合、用語「分散体」は、１つの相が、バルク物質を通して分配される微細粒子（しばしばコロイド径範囲）からなり、粒子が分散または内部相であり、かつバルク物質が連続的または外部相である、２つの相系を意味する。バルク系は、しばしば水性系である。

本明細書で使用される場合、用語「顔料粒子の分散体」は、インクおよびペイントで通常使用されるポリマー分散顔料の安定性分散体である。

本明細書で使用される場合、用語「水性顔料分散体」は、ポリマー分散剤を使用する顔料の水性分散体である。

本明細書で使用される場合、用語「紙」は、セルロースファイバーの化学的処理によって製造される半合成製品を意味する。紙という用語は、コピー用紙、写真紙、新聞紙、パンフレット紙などの印刷において使用される様々な紙も指す。

本明細書で使用される場合、用語「溶解パラメーター」は、材料間の相互作用の程度の数値的な予想を提供し、かつ特に多くのポリマーなどの非極性材料の溶解性の良好な指標となることができる。

本明細書で使用される場合、用語「分散剤」は、しばしばコロイド径の極めて微細な固体粒子の均一および最大分離を促進するために懸濁媒体に添加される表面活性剤を意味する。顔料に関して、分散剤は、ほとんどポリマー分散剤であり、通常、分散剤および顔料は分散装置を使用して組み合わせられる。

本明細書で使用される場合、用語「構造化ポリマー」は、互いに組成が異なるセグメントから構成されるポリマーを意味する。例としては、ジブロック、トリブロック、グラフトおよび星型ポリマーが含まれる。

本明細書で使用される場合、用語「ランダムポリマー」は、初期モノマー組成物においてほぼ同モル比のモノマーで、ポリマー中にランダムな様式で分配されるモノマーから構成されるポリマーを意味する。

本明細書に使用される場合、用語「イオン安定化分散体」（「ＩＳＤ」）は、安定化が立体的安定化よりもイオン安定化によるものである、重合的に安定させられた分散体である。

本明細書で使用される場合、用語「分散可能な粒子」は、ポリマー分散剤を含む分散剤によって分散することができるそれらの粒子である。

本明細書で使用される場合、用語「安定性分散体」は、分散体が少なくとも１週間、室温で貯蔵される時に、粒径成長が１０％未満の粒径成長であり、かつ凝集がない粒子の分散体を意味する。

本明細書で使用される場合、用語「顔料」は、別の物質または混合物に色を与える、通常粉末の形態のいずれの物質も意味する。分散染料、ホワイト顔料およびブラック顔料は、この定義に含まれる。

本明細書で使用される場合、用語「Ｐ／Ｄ」は、初期分散体調製物における顔料対分散剤の重量比を意味する。

本明細書で使用される場合、用語「周囲条件」は、しばしば、約１気圧の圧力、約５０％の相対湿度および約２５℃である周囲条件を指す。

本明細書で使用される場合、用語「架橋」は、少なくとも２つの異なる化学物質の反応基間での化学反応を意味し、ここで、化学物質の一方は少なくとも二置換である。

本明細書で使用される場合、用語「複素環」は、環中に炭素原子および少なくとも１個のＮ、ＯまたはＳからなり、かつ環中に全４〜７個の原子を含有する環式化合物を意味する。環上の炭素原子は、カルボニル基を任意に形成してもよい。

本明細書で使用される場合、用語「結合剤」は、インクジェットインク中のフィルム形成成分を意味する。この結合剤は通常、インクが調製される時に添加される。

本明細書で使用される場合、用語「ＨＳＤ」は、高速分散を意味する。

本明細書で使用される場合、用語「ＯＤ」は、光学密度を意味する。

本明細書で使用される場合、用語「彩度」は、ＣＩＥＬＡＢ色空間の明度Ｌ^＊によって正規化された彩度として定義され、すなわち、

である。ＣＩＥは、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ ｏｎ Ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎである。

本明細書で使用される場合、用語「光沢」は、印刷表面からの反射光の観察を意味し、通常、印刷基材は光沢紙である。

本明細書で使用される場合、用語「ＳＤＰ」は、「自己分散可能」、「自己分散」または「自己分散された」顔料を意味する。

本明細書で使用される場合、用語「水性媒体」は、水、または水と少なくとも１種の水溶性有機溶媒（補助溶媒）との混合物を参照する。

本明細書で使用される場合、用語「イオン化可能な基」は、潜在的イオン基を意味する。

本明細書で使用される場合、用語「実質的に」は、かなりの程度、ほとんど全てであることを意味する。

本明細書で使用される場合、用語「Ｍｎ」は、通常ダルトンで報告される数平均分子量を意味する。

本明細書で使用される場合、用語「Ｍｗ」は、通常ダルトンで報告される重量平均分子量を意味する。

本明細書で使用される場合、用語「Ｐｄ」は、数平均分子量によって割られた重量平均分子量である、多分散を意味する。

本明細書で使用される場合、用語「Ｄ５０」は、粒子の５０％がより小さい粒径を意味する、「Ｄ９５」は、粒子の９５％がより小さい粒径を意味する。

本明細書で使用される場合、用語「ｃＰ」は、センチポアズの粘度単位を意味する。

本明細書で使用される場合、用語「導電率」は、電気を伝達する能力を記載する物質または混合物の特性を意味し、ｍＳ／ｃｍとして報告される。

本明細書で使用される場合、用語「プレポリマー」は、重合プロセスの中間体であるポリマーを意味し、ポリマーと考えられることもできる。

本明細書で使用される場合、用語「ＡＮ」は、固体ポリマーの酸価、ｍｇ ＫＯＨ／グラムを意味する。

本明細書で使用される場合、用語「中和剤」は、イオン化可能な基を、より親水性のイオン（塩）基に変換するために有用である全ての種類の薬剤を包含するように意味する。

本明細書で使用される場合、用語「ＰＵＤ」は、本明細書に記載されるポリウレタン分散体を意味する。

本明細書で使用される場合、用語「ＧＰＣ」は、ゲル透過クロマトグラフィーを意味する。

本明細書で使用される場合、用語「ＴＨＦ」は、テトラヒドロフランを意味する。

本明細書で使用される場合、用語「ＩＭＥＭＡ」は、イミダゾリルエチルメタクリレート、ＢＡＳＦからのモノマーを指す。

本明細書で使用される場合、用語「ＤＭＰＡ」は、ジメチロールプロピオン酸を意味する。

本明細書で使用される場合、用語「ＴＭＸＤＩ」は、テトラメチルキシリレンジイソシアネートを意味する。

本明細書で使用される場合、Ｅｔｅｒｎａｃｏｌｌ（商標）ＵＨ−５０は、宇部興産株式会社（日本、東京）からのポリカーボネートジオールである。

Ｄｅｎａｃｏｌ（登録商標）３２１は、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、ナガセケミカル株式会社（日本、大阪）からの架橋剤である。

本明細書で使用される場合、用語「ＤＥＡ」は、ジエタノールアミンを意味する。

本明細書で使用される場合、用語「ＰＲＯＸＥＬ（商標）殺生物剤」は、Ａｒｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｎｏｒｗａｌｋ，ＣＴから得られる殺生物剤を指す。

本明細書で使用される場合、用語「Ｓｕｒｆｙｎｏｌ ４６５」は、Ａｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ（Ａｌｌｅｎｔｏｗｎ，ＰＡ ＵＳＡ）からの界面活性剤を指す。

本明細書で使用される場合、用語「グリセレス−２６」は、グリセリンの２６モルエチレンオキシド付加物を指す。

本明細書で使用される場合、用語「２−Ｐ（９５／５）」は、５％水混合物として供給される２−ピロリドンを意味する。

本明細書で使用される場合、用語「ＨＰＣＡ」は、ヒドロキシプロピルカルバメートアクリレートを意味する。

特に明記されない限り、上記の化学製品は、Ａｌｄｒｉｃｈ（Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ）または他の同様の実験室化学製品の供給元から得られた。

ポリマー分散剤
有機ポリマー分散剤を利用して、安定な分散体を製造する科学および技術は、広範囲に研究および開発されている。様々な種類の分散剤は、認められた安定化機構に基づき特徴づけられる。さらにまた、分散剤は、分散された粒子の最終特性を最適化するために利用されてもよい。インクジェットインクの場合、分散剤のある種の変性によって、インクジェットインクの安定性を損失することなく、より良好な印刷性能を導くことができる。

インクジェットインクにおける顔料の有効利用のモデルは、顔料が基材の表面上へ保持され、高い光学濃度および他の望ましい印刷特性が得られるということである。表面上へ顔料を「保持すること」の例には、それが基材上へ噴射される時に、顔料を反応させるか、または生じさせる固定化剤を使用すること、自己分散顔料を使用すること、米国特許出願公開第２００８０２６４２９８号明細書および米国特許出願公開第２０００７０１０００２３号明細書などで示唆されるように、カルシウムと相互作用するようにデザインされた分散剤を使用することが含まれる。炭酸カルシウムは、しばしば、紙、特にインクジェット印刷に使用されるコピー用紙および同様の紙の成分である。

高いＯＤを得て、そしてインクジェットインクからの高飽和印刷像を達成するためのより新しい方法を求めたところ、一連のモノマーが、紙の支配的成分であるセルロースと相互作用することが可能であるものとして識別された。これらのモノマーは、それらのハンセン溶解パラメーターをセルロースのものと適合させることによって選択された。これらのモノマーを重合プロセスに含むことによって、本開示のポリマー分散剤が提供される。理論によって束縛されないが、分散剤がセルロースと相互作用することができるモノマーを含有する場合、得られるインクジェットインクが異なって機能すると結論される。紙に噴射すると、即座に分散剤は紙と相互作用し、印刷光学濃度および彩度を最適化するために紙の上部またはその付近で固定された顔料を残すことができる。

したがって、セルロースと相互作用することが可能な複素環置換基を有するポリマー分散剤が調製された。ポリマー分散剤は、少なくとも３種のモノマーＡ、ＢおよびＣを含んでなり、モノマーＡは疎水性アクリレートモノマーであり、モノマーＢは親水性アクリルモノマーであり、かつモノマーＣは、式（Ｉ）：

（式中、Ｗは、ＯまたはＮＨであり、
Ｒ^１は、Ｃ_１〜Ｃ_８アルキルであり、
Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４、Ｒ^５およびＲ^６は、独立して、ＨまたはＣ_１〜Ｃ_５アルキルである）の構造を有するアクリレートモノマーである。

モノマーの量は、１０〜８０％のモノマーＡ、５〜５０％のモノマーＢおよび５〜５０％のモノマーＣである。

本開示のポリマー分散剤は、２０００〜３００００ダルトンの数平均分子量を有する。

親水性アクリルモノマーは、イオン含有量をポリマー分散剤に提供する。酸含有量は、酸価（ＡＮ、固体ポリマー１グラムあたりのＫＯＨのｍｇ）として測定されてもよい。酸価の下限は約１０であり、かつ酸価の上限は約２５０である。

ポリマー分散剤は、ランダムまたは構造化ポリマーであってもよい。ポリマー分散剤は、疎水性（モノマーＡ）、親水性（モノマーＢ）モノマーおよび複素環含有アクリレートモノマーＣのコポリマーであることができる。

構造化ポリマー分散剤は、水溶性であってもよく、２５℃において少なくともポリマー１０グラム／水１００グラムの溶解性を有してもよい。溶解性は、その中和された形態で測定される。

ランダムおよび構造化ポリマー分散剤の部分集合は、分散剤による安定化が立体的な安定化によるものではなく、イオンによるものである、イオンによって安定化した分散剤である。これらのイオンポリマー分散剤は、米国特許出願公開第２００５００９０５９９号明細書に記載された。

用語「ランダムポリマー」は、各モノマーの分子が、ポリマー骨格鎖中に無作為に配置されるポリマーを意味する。適切なランダムポリマー分散剤の参照のために、米国特許第４，５９７，７９４号明細書を参照のこと。「構造化ポリマー」は、ブロック、分枝鎖、グラフトまたは星型構造を有するポリマーを意味する。構造化ポリマーの例には、米国特許第５，０８５，６９８号明細書に開示されるものなどのＡＢまたはＢＡＢブロックコポリマー、欧州特許第０５５６６４９号明細書に開示されるものなどのＡＢＣブロックコポリマー、および米国特許第５，２３１，１３１号明細書に開示されるものなどのグラフトポリマーが含まれる。使用可能な他のポリマー分散剤は、例えば、米国特許第６，１１７，９２１号明細書、米国特許第６，２６２，１５２号明細書、米国特許第６，３０６，９９４号明細書および米国特許第６，４３３，１１７号明細書に記載される。

本発明のために適切なポリマー分散剤は、上記の複素環によって置換された疎水性、親水性モノマーおよびモノマーを一般に含んでなる。ランダムポリマーで使用される疎水性モノマーのいくつかの例は、メチルメタクリレート、ｎ−ブチルメタクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、２−フェニルエチルメタクリレートおよび相当するアクリレートである。親水性モノマーの例は、メタクリル酸、アクリル酸、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレートおよびそれらの塩である。ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレートの第４級塩も利用されてよい。

一般的に、疎水性領域は、吸収セグメントを含有する部分であって、これは、顔料表面と相互作用する分散剤の、分散をもたらすセグメントまたは官能基である。親水性セグメントは、安定化を提供するための溶解混合物における相互作用によって、分散体の安定性を提供するセグメントである。この安定化は、立体安定化またはイオン安定化として特徴づけられる。これらの現象は、Ｈ．Ｓｐｉｎｅｌｌｉによって、Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ，１９９８，１０，ｎｏ．１５，第１２１５〜１２１８ページに記載された。上記のイオンによって安定化したポリマー分散剤には、立体的な安定化がほとんど、または全くない。

ポリマー分散剤を、分散体プロセスの開始前に中和することができる。すなわち、溶媒ブレンドとポリマー分散剤の初期の混合物は、中和剤の適切な量を有する。あるいは、中和剤は、分散プロセスの間に極性溶媒によって添加されてもよい。追加的な選択は、初期の混合物で部分的に中和されたポリマー分散剤を有して、極性溶媒中で追加的な中和剤を添加することである。最終混合物のポリマー分散剤の中和の量は、約１００％までの中和、好ましくは約９０％までの中和である。

中和剤は、アルカリ金属のヒドロキシド、アミンなどであることができる。中和剤の例には、モノ−、ジ−、トリメチルアミン、モルホリン、ｎ−メチルモルホリンなどの有機塩基；ジメチルエタノールアミン（ＤＭＥＡ）、メチルジエタノールアミン、モノ−、ジ−およびトリエタノールアミンなどのアルコールアミン；ピリジン；水酸化アンモニウム；テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシドなどのテトラアルキルアンモニウム塩；リチウム、ナトリウムおよびカリウムなどのアルカリ金属が含まれる。好ましい中和剤としては、ジメチルエタノールアミンならびに水酸化ナトリウムおよびカリウムが含まれ、水酸化カリウムは、サーマルインクジェット印刷機で使用されるインクに関して特に好ましい。

顔料
本発明における使用のために適切な顔料は、水性インクジェットインク用に当該技術で一般に周知のものである。代表的な市販の乾燥顔料は、米国特許第５，０８５，６９８号明細書に記載される。分散染料は、本明細書に使用される水性インクにおいて不溶性であるため、顔料と考えられる。

インクを製造するために、多種多様な有機および無機顔料は、単独で、または組み合わせて選択されてもよい。用語「顔料」は、本明細書で使用される場合、インクジェットインクにおいて不溶性であるため、分散染料を含む不溶性着色剤を意味する。顔料粒子は、インクジェット印刷装置を通って、特に噴射ノズルでのインクの自由な流れを可能にするために十分小さく、通常、約１０ミクロン〜約５０ミクロンの直径を有する。粒径は、インクの寿命を通して重要な、顔料分散体安定性に対する影響も有する。微粒子のブラウン（Ｂｒｏｗｎｉａｎ）運動は、粒子が凝集することを防ぐために有用である。最大色強度および光沢のためにも、小さな粒子を使用することが望ましい。有用な粒径の範囲は、典型的に、約０．００５ミクロン〜約１５ミクロンであり、実施形態において、顔料粒径は約０．００５〜約５ミクロンの範囲であり、実施形態において、約０．００５〜約１ミクロンの範囲である。動的光散乱によって測定された平均粒径は、好ましくは約５００ｎｍ未満、より好ましくは約３００ｎｍ未満である。

選択された顔料は、乾燥または湿潤形態で使用されてもよい。例えば、顔料は、通常水性媒体で製造され、そして得られた顔料は、水湿潤プレスケーキとして得られる。プレスケーキ形態において、それが乾燥形態である範囲まで、顔料は凝塊形成されない。したがって、水湿潤プレスケーキの形態の顔料は、インクの調製プロセスにおいて、乾燥形態の顔料ほど多くの解膠を必要としない。

分散顔料は、分散体プロセスの後、濾過、限外ろ過または分散顔料の精製のために使用される他のプロセスによって精製されてもよい。

顔料粒子の分散体
重合的に分散された顔料のための分散ステップは、超音波装置、メディアミル、水平ミニミル、アトライターにおいて、または少なくとも５，０００ｐｓｉの液体圧力で液体ジェット相互作用チャンバー中で複数のノズルを通して混合物を通過させ、水性キャリア媒体中で顔料粒子の均一な分散体を製造することによって達成されてもよい（マイクロ流動化装置）。メディアミル用の媒体は、ジルコニア、ＹＴＺおよびナイロンを含む一般に入手可能な媒体から選択される。媒体は約０．１ミクロン程度の小ささであることができるが、０．のミクロンより大きい粒子が一般に使用される。これらの様々な分散体プロセスは、米国特許第５，０２２，５９２号明細書、米国特許第５，０２６，４２７号明細書、米国特許第５，８９１，２３１号明細書、米国特許第５，６７９，１３８号明細書、米国特許第５，９７６，２３２号明細書および米国特許出願公開第２００３００８９２７７明細書によって例示されるように、当該技術において周知の一般的な意味である。メディアミルが好ましく、そして少なくとも５，０００ｐｓｉの液体圧力で液体ジェット相互作用チャンバー内の複数のノズルに混合物を通過させることである。プロセスの間に必要とされる混合強度は、より少ない混合プロセスの乱暴な混合ではなく、分散体プロセスと通常関連する混合である。

分散装置の組み合わせが使用されてもよい。高速分散装置（ＨＳＤ）で溶媒混合物、粒子およびポリマー分散剤を混合し、それに続いて、メディアミルまたはマイクロ流動化装置で製粉することが、より都合がよい。極性溶媒の添加は、プロセスのＨＳＤ部分の間に生じてもよく、次いで、メディアミルにおいて製粉が継続される。

粒子分散体の最終使用は、溶媒が粒子分散体混合物から除去されることを必要としてもよい。溶媒は、蒸留処理、限外ろ過または他の都合のよい手段によって除去されてもよい。これらの溶媒除去方法のいずれも、プロセスに組み込まれてもよい。分散装置および溶媒除去は連結していてもよく、そして溶媒は、分散プロセスの間、および極性溶媒の追加の間に除去されてもよい。

分散プロセスの進行を監視する１つの方法は、粒径を測定し、混合物の最終Ｄ５０のターゲット値を設定することである。インクジェットインクに使用される典型的な顔料に関して、Ｄ５０のターゲット値は、１２５ｎｍ以下、好ましくは１００ｎｍ未満である。また、Ｄ９５および２０４ｎｍ未満の粒子も、顔料分散体の試験基準として使用することができる。

多種多様な有機および無機顔料は、単独で、または組み合わせて、このプロセスによる分散のために選択されてもよい。分散された顔料は、ペイント、インク、特にインクジェットインクで使用されてもよい。用語「顔料」は、本明細書で使用される場合、不溶性着色剤を意味し、本出願において、分散染料を含む。顔料粒子は、インクジェット印刷装置を通って、特に噴射ノズルでのインクの自由な流れを可能にするために十分小さく、通常、約１０ミクロン〜約５０ミクロンの直径を有する。粒径は、インクの寿命を通して重要な、顔料分散体安定性に対する影響も有する。微粒子のブラウン（Ｂｒｏｗｎｉａｎ）運動は、粒子が凝集することを防ぐために有用である。最大色強度および光沢のためにも、小さな粒子を使用することが望ましい。

分散顔料は、分散プロセスの後、分散顔料の精製のために使用される濾過、限外ろ過または他のプロセスによって精製されてもよい。

架橋されたポリマー分散剤
顔料分散体が調製された後、ポリマー分散剤は架橋されてもよい。

アセトアセトキシ、酸、アミン、エポキシ、ヒドロキシル、ブロック化イソシアネートおよび混合物を含む架橋性部分で置換されたポリマー分散剤では、架橋が可能である。典型的に、架橋剤は、架橋を実行するために添加される。典型的な架橋剤は、アセトアセトキシ、酸、アミン、無水物、エポキシ、ヒドロキシル、イソシアネート、ブロック化イソシアネート、およびそれらの混合物を含む。典型的に、顔料が分散された後にポリマー分散剤の架橋が実行される。架橋ステップの後、過剰量のポリマー分散剤は、限外ろ過などの精製プロセスによって除去することができる。

架橋部分／架橋剤の対の特定の例は、ヒドロキシル／イソシアネートおよび酸／エポキシである。

この架橋プロセスによって、安定な分散顔料が製造される。この安定な顔料分散体は、分散体が少なくとも１週間、室温で貯蔵される場合に１０％未満の粒径成長を有し、凝集しないものである。１週間またはそれ以上の試料の加熱による促進試験を伴うより厳密な試験を、粒子分散体の安定性を決定するために使用することもできる。最適な粒子分散体安定性は、分散体の特徴および／または最終使用次第である。安定な分散粒子の別の基準は、通常の分散プロセス条件で、ゲルに変化することなく、または他の不都合な特性を有することなく、加工することができるということである。

成分の量／比率
インクジェットインクに関して、顔料対ポリマー分散剤の質量比は、０．３３〜４００の範囲であることができる。この比率は、顔料の質量および分散体に添加されるポリマー分散剤の質量に基づく。有機顔料に関して、比率は０．３３〜１２、任意に０．５〜１０である。無機顔料に関して、比率は３〜４００、任意に５〜２００である。

有機顔料の場合、インクジェットインクは、インクの全インク重量に基づき、約３０重量％、任意に０．１１〜２５重量％、さらに０．２５〜１５重量％の顔料を含有してもよい。無機顔料が選択される場合、一般に無機顔料は有機顔料より高い密度を有するため、インクは、有機顔料を利用する相当するインクよりも、より高い重量パーセントの顔料を含有する傾向があり、そして場合によっては、インクは７５重量％程度の高さであってもよい。無機顔料の例は、二酸化チタン、酸化鉄などが含まれる。

水性キャリア媒体
上記のカプセル化された顔料を利用するインクジェットインクのための水性キャリア媒体（水性媒体）は、水、または水と少なくとも１種の水混和性有機溶媒との混合物である。適切な混合物の選択は、所望の表面張力および粘度などの特定の用途の必要条件、選択された顔料、着色インクジェットインクの乾燥時間、そしてインクが印刷される紙の種類次第である。選択されてもよい水溶性有機溶媒の代表的な例には、（１）アルコール、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、ｓｅｃ−ブチルアルコール、ｔ−ブチルアルコール、イソブチルアルコール、フルフリルアルコールおよびテトラヒドロフルフリルアルコール；（２）ケトンまたはケトアルコール、例えば、アセトン、メチルエチルケトンおよびジアセトンアルコール；（３）エーテル、例えば、テトラヒドロフランおよびジオキサン；（４）エステル、例えば、酢酸エチル、乳酸エチル、炭酸エチレンおよび炭酸プロピレン；（５）多価アルコール、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、グリセロール、２−メチル−２，４−ペンタンジオール１，２，６−ヘキサントリオールおよびチオジグリコール；（６）アルキレングリコールから誘導された低級アルキルモノ−またはジエーテル、例えば、エチレングリコールモノ−メチル（または−エチル）エーテル、ジエチレングリコールモノ−メチル（または−エチル）エーテル、プロピレングリコールモノ−メチル（または−エチル）エーテル、トリエチレングリコールモノ−メチル（または−エチル）エーテルおよびジエチレングリコールジメチル（または−エチル）エーテル；（７）窒素含有環状化合物、例えばピロリドン、Ｎメチル−２−ピロリドンおよび１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン；ならびに（８）硫黄含有化合物、例えば、ジメチルスルホキシドおよびテトラメチレンスルホンが含まれる。

水とジエチレングリコールなどの多価アルコールとの混合物は、水性キャリア媒体として好ましい。水とジエチレングリコールとの混合物の場合、水性キャリア媒体は、通常、３０％の水／７０％のジエチレングリコール〜９５％の水／５％のジエチレングリコールを含有する。好ましい比率は、約６０％の水／４０％のジエチレングリコール〜約９５％の水／５％のジエチレングリコールである。パーセントは、水性キャリア媒体の全重量に基づく。水とブチルカルビトールとの混合物も有効な水性キャリア媒体である。

インク中の水性キャリア媒体の量は、インクの全重量に基づき、典型的に７０％〜９９．８％、好ましくは８０％〜９９．８％の範囲にある。

水性キャリア媒体は、グリコールエーテルおよび１，２−アルカンジオールなどの界面活性剤または浸透剤を含むことによって、急速に浸透（急速に乾燥）するように製造することができる。グリコールエーテルには、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノ−ｎ−プロピルエーテル、エチレングリコールモノ−イソプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノ−イソプロピルエーテル、エチレングリコールモノ−ｎ−ブチルエーテル、エチレングリコールモノ−ｔ−ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノ−ｎ−ブチルエーテル、トリエチレングリコールモノ−ｎ−ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノ−ｔ−ブチルエーテル、１−メチル−１−メトキシブタノール、プロピレングリコールモノ−ｔ−ブチルエーテル、プロピレングリコールモノ−ｎ−プロピルエーテル、プロピレングリコールモノ−イソプロピルエーテル、プロピレングリコールモノ−ｎ−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノ−ｎ−プロピルエーテル、およびジプロピレングリコールモノ−イソプロピルエーテルが含まれる。１，２−アルカンジオールは、好ましくは１，２−Ｃ４〜６アルカンジオール、最も好ましくは１，２−ヘキサンジオールである。適切な界面活性剤には、エトキシル化アセチレンジオール（例えば、Ａｉｒ ＰｒｏｄｕｃｔｓからのＳｕｒｆｙｎｏｌｓ（登録商標）シリーズ）、エトキシル化第１級（例えば、ＳｈｅｌｌからのＮｅｏｄｏｌ（登録商標）シリーズ）および第２級（例えば、Ｕｎｉｏｎ ＣａｒｂｉｄｅからのＴｅｒｇｉｔｏｌ（登録商標）シリーズ）アルコール、スルホサクシネート（例えば、ＣｙｔｅｃからのＡｅｒｏｓｏｌ（登録商標）シリーズ）、有機シリコーン（例えば、ＷｉｔｃｏからのＳｉｌｗｅｔ（登録商標）シリーズ）そして、フルオロ界面活性剤（例えば、ＤｕＰｏｎｔからのＺｏｎｙｌ（登録商標）シリーズ）が含まれる。

添加されるグリコールエーテルおよび１，２−アルカンジオールの量は、適切に決定されなければならないが、典型的に、インクの全重量に基づき、１〜１５重量％、より典型的に２〜１０重量％の範囲である。界面活性剤は、インクの全重量に基づき、典型的に０．０１〜５％、好ましくは０．２〜４％の量で使用されてもよい。

他の添加剤
他の成分、添加剤は、そのような他の成分がインクジェットインクの安定性および噴射性に干渉しない範囲で、インクジェットインクに調製されてもよい。当業者は、これを通常の実験によって容易に決定し得る。

界面活性剤は、一般に表面張力および湿潤特性を調節するためにインクに添加される。適切な界面活性剤には、上記の媒体の項目で開示されるものが含まれる。界面活性剤は、インクの全重量に基づき、典型的に約５％まで、より典型的に２重量％までの量で使用される。

エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、イミノ二酢酸（ＩＤＡ）、エチレンジアミン−ジ（ｏ−ヒドロキシフェニル酢酸）（ＥＤＤＨＡ）、ニトリロ三酢酸（ＮＴＡ）、ジヒドロキシエチルグリシン（ＤＨＥＧ）、トランス−１，２−シクロヘキサンジアミン四酢酸（ＣｙＤＴＡ）、ジエチレントリアミン−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’，Ｎ’’−五酢酸（ＤＴＰＡ）およびグリコールエーテルジアミン−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−四酢酸（ＧＥＤＴＡ）およびそれらの塩などの金属イオン封鎖（またはキレート）剤を含有することは、例えば、重金属不純物の悪影響を排除するために有利となり得る。

耐久性または他の特性を改善するために、ポリマーがインクに添加されてもよい。ポリマーは、媒体中で可能性であることができるか、または分散された形態であることができ、かつイオン性または非イオン性であることができる。可溶性ポリマーは、直鎖ホモポリマーおよびコポリマー、またはブロックポリマーを含む。それらは、グラフトまたは分枝鎖ポリマー、星型およびデンドリマーを含む構造化ポリマーであることも可能である。分散ポリマーは、例えば、ラテックスおよびヒドロゾルを含んでもよい。ポリマーは、限定されないが、フリーラジカル、基移動、イオン性、縮合および他の種類の重合を含み得る製造プロセスによって製造されてよい。それらは、溶液、エマルジョンまたは懸濁重合プロセスによって製造されてもよい。ポリマー添加剤の典型的な種類には、アニオン性アクリル、スチレン−アクリルおよびポリウレタンポリマーが含まれる。

ポリマーが存在する場合、その量は、インクの全重量に基づき、典型的に約０．０１％〜約３重量％である。上限は、インク粘度または他の物理的限界によって指定される。

インクセット
用語は「インクセット」は、インクジェット印刷機が噴射のために備える全ての個々のインクまたは他の流体を指す。インクセットは、典型的に、少なくとも３つの異なる色のインクを含んでなる。たとえば、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）およびイエロー（Ｙ）インクは、ＣＭＹインクセットを形成する。より典型的に、インクセットは少なくとも４つの異なる色のインクを含み、例えば、ＣＭＹインクセットにブラック（Ｋ）インクを添加することによって、ＣＭＹＫインクセットが形成される。インクセットのマゼンタ、イエローおよびシアンインクは、典型的に水性インクであって、着色剤として、染料、顔料またはそれらの組合せを含有してもよい。そのような他のインクは、一般的な意味で当業者に周知である。

典型的なＣＭＹＫインクに加えて、インクセットは、オレンジインク、グリーンインク、レッドインクおよび／またはブルーインクなどの異なる色のインク、ならびに全強度および淡強度インク、例えば、淡シアンおよび淡マゼンタの組み合わせを含む、１つまたはそれ以上の「色域を拡張する」インクをさらに含んでもよい。そのような他のインクは、一般的な意味で当業者に既知である。

典型的なインクセットは、マゼンタ、イエロー、シアンおよびブラックインクを含んでなり、ブラックインクは、水性媒体および自己分散カーボンブラック顔料を含んでなる本開示によるインクである。特に、マゼンタ、イエローおよびシアンインクのそれぞれの中の着色剤は、染料である。

インク特性
噴射速度、液滴の分離長さ、液滴径および流れ安定性は、インクの表面張力および粘度に非常に影響を受ける。着色インクジェットインクは、典型的に、２５℃で約２０ダイン／ｃｍ〜約７０ダイン／ｃｍの範囲の表面張力を有する。粘度は、２５℃で３０ｃＰ程度の高さであることができるが、典型的にいくらかより低い。インクは、広範囲にわたる噴射条件、すなわち、ピエゾ素子の駆動周波数、またはドロップオンデマンドデバイスもしくは連続デバイスのサーマルヘッドの噴射条件、ならびにノズルの形状および径と適合可能な物理的特性を有する。インクは、インクジェット装置中で有意な範囲で詰まらせないために、長期間の優れた貯蔵安定性を有さなければならない。さらにまた、インクは、それが接触するインクジェット印刷装置の部品を腐食してはならず、かつ、それは本質的に無臭および非中毒性でなければならない。

いずれかの特定の粘度範囲またはプリントヘッドに制限されないが、本発明のインクセットは、特に、サーマルプリントヘッドにおいて必要とされるものなどの、より低粘度の用途に適切である。したがって、２５℃における本発明のインクの粘度は、約７ｃＰ未満、典型的に約５ｃＰ未満、より典型的に約３．５ｃＰ未満であることができる。サーマルインクジェットアクチュエータは、インク液滴を噴射するために、瞬間的な加熱／気泡形成に依存し、そして液滴形成のこの機構は、一般により低粘度のインクを必要とする。

基材
本実施形態は、特に、普通紙、例えば、一般的な電子写真コピー紙および写真紙、光沢紙およびインクジェット印刷機で使用される同様の紙などにおける印刷のために有利である。

以下の実施例は、本開示の様々な実施形態を、限定することなく例示する。ここで記載される試験は、試験顔料分散体およびインクジェットインクに一般に使用されるものである。

顔料分散体およびインクの粒径は、Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ／Ｍｉｃｒｏｔｒａｃ（Ｍｏｎｔｇｏｍｅｒｙｖｉｌｌｅ ＰＡ）からのＭＩＣＲＯＴＲＡＣ ＵＰＡ １５０分析器を使用して、動的光散乱によって決定した。

この技術は、粒子の速度分布および粒径の関係に基づく。レーザ生成光は各粒子から散乱して、粒子のブラウン運動によってドップラーシフトする。シフトした光およびシフトしていない光の周波数差異を増幅して、デジタル化し、分析して粒径分布を回収する。結果は、Ｄ５０およびＤ９５、ならびに２０４ｎｍ未満の粒子として報告される。

色測定
光学密度、飽和度、彩度および色調は、Ｇｒｅｙｔａｇ−Ｍａｃｂｅｔｈ Ｓｐｅｃｔｒｏｌｉｎｏ分光計を使用して測定された。色調（ｈ_ａｂ）および彩度（Ｃ^＊ _ａｂ）値は、ＣＩＥＬＡＢ色空間Ｌ^＊、ａ^＊およびｂ^＊に基づき、色調、ｈ_ａｂおよび彩度（Ｃ^＊ _ａｂ）に関する以下の方程式：ｈ_ａｂ＝ｔａｎ^−１（ｂ^＊／ａ^＊）に従う。角度が適切なコドラントに調節される場合、Ｃ^＊ _ａｂ＝（ａ^＊２＋ｂ^＊２）^１／２である。飽和は、Ｌ^＊明度値に対する彩度の比率：Ｃ^＊ _ａｂ／Ｌ^＊である。

測定および定義は、当該技術において周知であり、例えば、ＡＳＴＭ Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｅ３０８およびＰｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ｏｆ Ｃｏｌｏｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｉｌｌｍｅｙｅｒ ａｎｄ Ｓａｌｔｚｍａｎ，第３版，Ｒｏｙ Ｂｅｒｎｓ編，Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ ＆ Ｓｏｎｓ，Ｉｎｃ．（２０００）を参照のこと。

ポリマー分散剤のＭＷ特徴決定
予測された分子量および分子量分布を確認するために、ゲル透過クロマトグラフィーまたはＧＰＣを使用した。ＧＰＣシステムは、４０℃に設定されたＷａｔｅｒｓ Ｃｏｌｕｍｎ Ｈｅａｔｅｒセットと連続して、Ｗａｔｅｒｓ １５１５ Ｉｓｏｃｒａｔｉｃ ＨＰＬＣ Ｐｕｍｐ、Ｗａｔｅｒｓ ２４１４ Ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ Ｉｎｄｅｘ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ、７１７ ｐｌｕｓ Ｗａｔｅｒｓ Ａｕｔｏｓａｍｐｌｅｒ、Ｆｏｕｒ Ｓｔｙｒｅｇｅｌ Ｃｏｌｕｍｎｓ（ＨＲ０．５、ＨＲ１、ＨＲ２およびＨＲ４）を含んだ。試料を、１ｍＬ／分の流速でテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）に溶離した。幅が狭い分子量、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）標準から校正曲線を作成して、Ｂｒｅｅｚｅ ３．３０ Ｓｏｆｔｗａｒｅを使用して試料を分析した。Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ Ｌｔｄ．からの光散乱データに基づき、ＰＭＭＡ標準の公称ピーク分子量は、３０００００、１５００００、６００００、３００００、１３０００、６０００、２０００および１０００であった。

ＥｐｓｏｎおよびＨＰ印刷機を用いて様々な基材に印刷することによってインクを試験した。普通紙、光沢紙およびパンフレット紙を試験した。

光学密度は、Ｇｒｅｙｔａｇ−Ｍａｃｂｅｔｈ ＳｐｅｃｔｒｏＥｙｅ（商標）機器（Ｇｒｅｙｔａｇ−Ｍａｃｂｅｔｈ ＡＧ，Ｒｅｇｅｎｓｄｏｒｆ，Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ）を使用して測定した。

蛍光マーカーの汚れに対する像の耐久性は、印刷された像を印刷後、１時間乾燥させた後、Ｆａｂｅｒ−Ｃａｓｔｅｌ蛍光マーカーペンを使用して実行した。像は２回マークされ、第１のマークは、蛍光マーカーによる１回通過であり、そして第２のマークは、蛍光マーカーによる２回通過であった。これらの蛍光マーカーによるマークは、印刷された像に隣接する汚れの領域で光学密度を測定することによって試験した。光学密度は、印刷された像を渡って描かれない蛍光マーカーに対して校正される。すなわち、蛍光マーカーが印刷されたマークを渡って描かれた後、印刷されたマークに隣接するイエロー強調領域でＯＤを測定する。この領域は、蛍光マーカーおよび転写された顔料である。測定された光学密度の量は、印刷された像がどの程度塗布されたかを示す指標であり、そしてより高い数は、より不良な結果を実証する。この汚れは、ミリＯＤ単位で報告される。

分散剤１：２０ＨＰＣＡ／６０ＢｚＭＡ／２０ＭＡＡ
機械式撹拌器、水冷凝縮器および窒素パージを備えた２Ｌ丸底反応器に、１２８．７ｇの２−ピロリドン（９５％／５％の水）および２５．８ｇのイソプロパノールを添加した。混合物を１２３〜１２６℃で２０分間還流した。モノマー（２２２．４ｇのベンジルメタクリレート、７４．２ｇのメタクリル酸、および１０５．６ｇのヒドロキシプロピルカルバメートアクリレート、ＢＡＳＦからのエタノール中７０％のＨＰＣＡ）を混合し、５００ｍＬ滴下漏斗で添加した。開始剤（１４．８７ｇのＷａｋｏ Ｖ−５０１、４，４’−アゾビス（４−シアノ吉草酸）を、２−ピロリドン（３７０．６ｇ）と混合し、そして一旦透明溶液が得られたら、第２の５００ｍＬ滴下漏斗で添加した。反応器へのモノマーの最初の１０％の添加後、わずかな還流、１２５〜１２８℃を維持しながら、開始剤およびモノマー供給を４時間にわたって同時に供給した。還流反応時間の追加後、第２の開始剤混合物（２．２３ｇのＷａｋｏ Ｖ−５０１および５５．６ｇの２−ピロリドン）１時間かけて添加し、続いて、さらに４０分間還流させ、反応を終了させた。溶液をさらに１３０〜１３２℃で加熱し、備え付けられたディーントラップによって、ＩＰＡおよび他の揮発性物質を除去した。ＨＰＬＣによる残留モノマーは、０．２％のＭＡＡ、０．９％のＢｚＭＡおよび０．２％のＨＰＣＡであった。最終アクリル溶液は、４０．２０％の固体含有量、１５６．３５ｍｇのＫＯＨ／ｇ固体の酸価、ならびにＭｎ ７５９２のＧＰＣによる分子量、およびＰＤ ２．０２を有した。

分散剤２：２０ＨＰＣＡ／６０ＢＭＡ／２０ＭＡＡ
機械式撹拌器、水冷凝縮器および窒素パージを備えた２Ｌ丸底反応器に、１２８．８ｇの２−ピロリドン（９５％／５％の水）および２５．７ｇのイソプロパノールを添加した。混合物を１１６〜１１８℃で２５分間還流した。モノマー（２２２．４ｇのブチルメタクリレート、７４．１ｇのメタクリル酸、および１０５．９ｇのヒドロキシプロピルカルバメートアクリレート、ＢＡＳＦからのエタノール中７０％のＨＰＣＡ）を混合し、５００ｍＬ滴下漏斗で添加した。開始剤（１４．８３ｇのＷａｋｏ Ｖ−５０１、４，４’−アゾビス（４−シアノ吉草酸）を、２−ピロリドン（３７０．６ｇ）と混合し、そして一旦透明溶液が得られたら、第２の５００ｍＬ滴下漏斗で添加した。反応器へのモノマーの最初の１０％の添加後、わずかな還流、１１６〜１２０℃を維持しながら、開始剤およびモノマー供給を４時間にわたって同時に供給した。還流反応時間の追加後、第２の開始剤混合物（２．２３ｇのＷａｋｏ Ｖ−５０１および５５．６ｇの２−ピロリドン）１時間かけて添加し、続いて、さらに１時間還流させ、反応を終了させた。溶液をさらに１３１℃で加熱し、備え付けられたディーントラップによって、ＩＰＡおよび他の揮発性物質を除去した。ＨＰＬＣによる残留モノマーは、０．１％のＭＡＡ、０．１％のＢＭＡおよび０．２％のＨＰＣＡであった。最終アクリル溶液は、４０．２８％の固体含有量、１６２．８３ｍｇのＫＯＨ／ｇ固体の酸価、ならびにＭｎ ９５７０、Ｍｗ １８１０３のＧＰＣによる分子量、およびＰＤ １．８９を有した。

分散剤３：２０ＨＰＣＡ／７０ＢＭＡ／１０ＭＡＡ
機械式撹拌器、水冷凝縮器および窒素パージを備えた２Ｌ丸底反応器に、１２８．７ｇの２−ピロリドン（９５％／５％の水）および２５．８ｇのイソプロパノールを添加した。混合物を１１０℃で２５分間還流した。モノマー（２６０．０ｇのブチルメタクリレート、３７．１ｇのメタクリル酸、および１０６．０ｇのヒドロキシプロピルカルバメートアクリレート、ＢＡＳＦからのエタノール中７０％のＨＰＣＡ）を混合し、５００ｍＬ滴下漏斗で添加した。開始剤（１４．８３ｇのＷａｋｏ Ｖ−５０１、４，４’−アゾビス（４−シアノ吉草酸）を、２−ピロリドン（３７０．６ｇ）と混合し、そして一旦透明溶液が得られたら、第２の５００ｍＬ滴下漏斗で添加した。反応器へのモノマーの最初の１０％の添加後、わずかな還流、１１０〜１２５℃を維持しながら、開始剤およびモノマー供給を４時間にわたって同時に供給した。還流反応時間の追加後、第２の開始剤混合物（２．２２ｇのＷａｋｏ Ｖ−５０１および５５．６ｇの２−ピロリドン）１時間かけて添加し、続いて、さらに１時間還流させ、反応を終了させた。溶液をさらに１３１℃で加熱し、備え付けられたディーントラップによって、ＩＰＡおよび他の揮発性物質を除去した。最終アクリル溶液は、３８．４１％の固体含有量、９７．７６ｍｇのＫＯＨ／ｇ固体の酸価、ならびにＭｎ ９３７８、Ｍｗ ２９２３１のＧＰＣによる分子量、およびＰＤ ３．１２を有した。

分散剤１〜３の特性を下記の表１に記載する。

インク添加剤１〜３を、滴定値で９０％塩基性までＫＯＨ水で中和し、そしてポリマー固体含有量が１７〜２０％に達するまで、水中で分散した。次いで、それらを使用して、下記の表２に記載されるシアン、マゼンタおよびイエロー顔料の１３の分散体を調製した。アイガーミルを利用した。

分散剤１〜１３の特性を下記の表３に記載する。

インク１〜１２は、分散体１〜１２および典型的なインクジェット媒体を使用して調製された。インクは、「Ｔｅｘｔ ａｎｄ Ｉｍａｇ」モード（単一通過）で、Ｅｓｐｏｎ Ｂ３１０印刷機を使用して印刷された。基材は、Ｘｅｒｏｘ ４２００紙、ＨＰ−ＭＰ（ｍｕｌｔｉｐｕｒｐｏｓｅ）、ＨＰ Ｂｒｉｇｈｔ Ｗｈｉｔｅ（ＨＰＢＷ）、ＨＰ Ｂｒｏｃｈｕｒｅ（ＨＰＢ）およびＨＰ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｂｏｎｄ（ＨＰＵＢ）紙であった。インク１〜１２の光学飽和およびノズルヘルス特性を下記の表４に記載する。

Claims (20)

1. 顔料と、水性担体と、前記顔料を分散させるためのポリマー分散剤とを含んでなる水性顔料分散体であって、前記ポリマー分散剤が、ランダムまたは構造化ポリマーであり、かつ少なくとも３種のモノマーＡ、ＢおよびＣを含んでなり、モノマーＡが疎水性アクリレートモノマーであり、モノマーＢが親水性アクリルモノマーであり、かつモノマーＣが、式（Ｉ）：
   

   

   （式中、Ｗは、ＯまたはＮＨであり、
   Ｒ^１は、Ｃ_１〜Ｃ_８アルキルであり、かつ
   Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４、Ｒ^５およびＲ^６は、独立して、ＨまたはＣ_１〜Ｃ_５アルキルである）の構造を有するアクリレートモノマーである、水性顔料分散体。
2. 前記モノマーＡが、ベンジルメタクリレート、ブチルメタクリレート、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、ヘキシルメタクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート、オクチルメタクリレート、ラウリルエタクリレート、ステアリルメタクリレート、フェニルメタクリレート、フェノキシエチルメタクリレート、メチルアクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、ブチルアクリレート、ヘキシルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、オクチルアクリレート、ラウリルアクリレート、ステアリルアクリレート、ベンジルアクリレート、フェニルアクリレート、フェノキシエチルアクリレートおよびスチレンからなる群から選択される、請求項１に記載の顔料分散体。
3. 前記モノマーＢが、メタクリル酸、アクリル酸、マレイン酸、マレイン酸モノエステル、イタコン酸、イタコン酸モノエステル、クロトン酸、クロトン酸モノエステル、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルメタクリレート、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノエチルメタクリレート、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリレート、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノエチルアクリレート、ｔ−ブチルアミノエチルメタクリレート、ｔ−ブチルアミノエチルアクリレート、ビニルピリジン、Ｎ−ビニルピリジンおよび２−アクリルアミド−２−プロパンスルホン酸からなる群から選択される、請求項２に記載の顔料分散体。
4. ＷがＯである、請求項３に記載の顔料分散体。
5. Ｒ^１がＣＨ_２ＣＨ_２（ＣＨ_３）である、請求項４に記載の顔料分散体。
6. Ｒ^２およびＲ^３がＨである、請求項５に記載の顔料分散体。
7. Ｒ^２およびＲ^３がＣ_１〜Ｃ_５アルキルである、請求項５に記載の顔料分散体。
8. Ｒ^１がＣ_２Ｈ_４である、請求項４に記載の顔料分散体。
9. Ｒ^２およびＲ^３がＨである、請求項８に記載の顔料分散体。
10. Ｒ^２およびＲ^３がＣ_１〜Ｃ_５アルキルである、請求項８に記載の顔料分散体。
11. Ｒ^１がＣＨ_２である、請求項４に記載の顔料分散体。
12. Ｒ^２およびＲ^３がＨである、請求項１１に記載の顔料分散体。
13. Ｒ^２およびＲ^３がＣ_１〜Ｃ_５アルキルである、請求項１１に記載の顔料分散体。
14. ＷがＮＨである、請求項３に記載の顔料分散体。
15. Ｒ^１がＣＨ_２である、請求項１４に記載の顔料分散体。
16. Ｒ^２およびＲ^３がＨである、請求項１５に記載の顔料分散体。
17. Ｒ^２およびＲ^３がＣ_１〜Ｃ_５アルキルである、請求項１５に記載の顔料分散体。
18. Ｒ^１がＣ_２Ｈ_４である、請求項１４に記載の顔料分散体。
19. Ｒ^２およびＲ^３がＨである、請求項１８に記載の顔料分散体。
20. Ｒ^２およびＲ^３がＣ_１〜Ｃ_５アルキルである、請求項１８に記載の顔料分散体。