JP2017536457A - インクジェットインクおよびインクジェットインクプリンターを使用したセラミックタイルの着色のためのポリエステル分散剤 - Google Patents
インクジェットインクおよびインクジェットインクプリンターを使用したセラミックタイルの着色のためのポリエステル分散剤 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017536457A JP2017536457A JP2017527601A JP2017527601A JP2017536457A JP 2017536457 A JP2017536457 A JP 2017536457A JP 2017527601 A JP2017527601 A JP 2017527601A JP 2017527601 A JP2017527601 A JP 2017527601A JP 2017536457 A JP2017536457 A JP 2017536457A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- group
- medium
- metal oxide
- formula
- mixed metal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D11/00—Inks
- C09D11/30—Inkjet printing inks
- C09D11/32—Inkjet printing inks characterised by colouring agents
- C09D11/324—Inkjet printing inks characterised by colouring agents containing carbon black
- C09D11/326—Inkjet printing inks characterised by colouring agents containing carbon black characterised by the pigment dispersant
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D11/00—Inks
- C09D11/02—Printing inks
- C09D11/10—Printing inks based on artificial resins
- C09D11/102—Printing inks based on artificial resins containing macromolecular compounds obtained by reactions other than those only involving unsaturated carbon-to-carbon bonds
- C09D11/104—Polyesters
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D11/00—Inks
- C09D11/30—Inkjet printing inks
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D11/00—Inks
- C09D11/30—Inkjet printing inks
- C09D11/32—Inkjet printing inks characterised by colouring agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D11/00—Inks
- C09D11/30—Inkjet printing inks
- C09D11/32—Inkjet printing inks characterised by colouring agents
- C09D11/322—Pigment inks
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D143/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and containing boron, silicon, phosphorus, selenium, tellurium, or a metal; Coating compositions based on derivatives of such polymers
Abstract
本発明は、末端ヒドロキシル、第三級アミンまたは四級化アミン固定基および混合金属酸化物顔料を有するポリエステル分散剤を利用した、非水性媒体中の分散した無機混合金属酸化物顔料組成物を提供する。金属酸化物顔料は、セラミックまたはガラス物品を着色するために使用されるタイプのものである。ビーズを使用したミル処理プロセスはまた、混合金属酸化物の粒径を所望の範囲に低減させることが記載されている。ノズルを通して射出した分散体を使用した、混合金属酸化物分散体を使用してセラミックまたはガラス物品上に画像をデジタル印刷し、着色された物品を焼成する方法も記載する。
Description
本発明は、セラミック物品およびガラスの着色に有用なポリエステル分散剤および分散した顔料組成物を提供する。分散した顔料は、セラミック物品またはガラス上のコーティングの高温でのセラミック焼成の間にこれらの着色を発現するタイプのものである。分散した顔料は望ましくは、デジタル制御された印刷操作の間のノズルを通した射出に適している。
文明によって、種々のセラミック物品、例えば、調理および配膳用うつわ、水および他の液体容器、タイル、レンガなどが数千年間に亘り作製されてきた。これらは典型的には、金属酸化物タイプの顔料で着色または装飾されたが、金属酸化物タイプの顔料は顔料およびセラミック物品の高温焼成の間に色またはより強烈な色を発現してきた。金属酸化物タイプの着色顔料は、着色顔料と共に塗布されることがあるか、またはそれに続いて塗布されるセラミック組成物と、および/もしくはよりガラス状の組成物と、化学的に相互作用し、浸透し、高温にて色を発現すると考えられた。よりガラス状の組成物は、(セラミック物品が接触し得る環境材料からセラミック物品を保護するために)セラミック物品の外表面に不透過性またはバリヤー性を提供することが多かった。
ポリマー有機バインダー中に通常の有機顔料、および少量の無機顔料(例えば、TiO2、シリカ、およびタルク)を伴うことは、粒径および粒子の均一性は、一貫した強烈な着色を達成するのに非常に重要である。無機セラミックの着色において使用される無機混合金属酸化物顔料は一般に、有機顔料のように十分には理解されていない。顔料の粒径がポリマー有機コーティングおよびインクにおける使用のために制御される程度まで、無機金属酸化物顔料の粒径は一般に、研究および制御されてこなかった。より古い印刷技術、例えば、スクリーン印刷およびグラビア印刷からインクジェットノズル技術を使用したセラミック物品上のデジタル印刷への変換に対する関心に伴い、無機金属酸化物顔料の粒径を低減させ、インクジェットインク中の無機金属酸化物の粒子をコロイド状に安定化し、より濃い混合金属酸化物顔料の沈殿およびインクジェットノズルのつまりを回避することがまた必要とされている。
US3,778,287は、ポリ12−ヒドロキシステアリン酸(PHS)およびポリリシノール酸(PRA)の構造物、ならびに有機および無機顔料のための分散剤としての脂肪族/芳香族のインク/塗料系におけるこれらの使用を開示している。
US4,645,611は、ポリ(カルボニルアルキレンオキシ)鎖(PCAO)(ここでは、カルボニルアルキレンのアルキレン基は、8個までの炭素原子を含有する)を有するアミン、またはその酸性塩を含む分散剤を含有する有機液体中の磁性材料の微粉化した粒子を対象とする。分散体は、磁気記録媒体を調製するために有用である。
US4,861,380は、有機媒体中に、微粒子状の非磁性固体、および少なくとも2個のモノまたはポリ(カルボニル−C1〜7−アルキレンオキシ(alkyenoxy))基を有するポリ(C2〜4−アルキレンイミン)を含む分散剤を含む組成物を対象とする。
US5,700,395は、カプロラクトンおよび少なくとも1種の他の特定のラクトンまたはヒドロキシカルボン酸に由来するポリエステル鎖を有するポリエチレンイミン残基を含む分散剤を対象とする。
US6,787,600は、2つもしくはそれ超の異なるタイプのポリエステル鎖(例えば、C1〜8−アルキレン基を有するヒドロキシカルボン酸からの鎖、およびC8〜30−アルキレンを有するヒドロキシカルボン酸からの鎖)を有するポリアミン(例えば、ポリアリルアミンまたはポリエチレンイミン)を含む分散剤を対象とする。
WO2012/107379A1は、ポリ(オキシアルキレンカルボニル)可溶化鎖を有するアミン分散剤を対象とし、WO2012/116878A1は、ポリエチレンイミンと乳酸をベースとするホモポリマーまたはコポリマーとからの分散剤を利用したインクジェットプリンターのためのセラミックインクを対象とする。
WO2014/146992は、ポリエチレンイミンならびに12−ヒドロキシステアリン酸およびε−カプロラクトンのコポリエステルの反応生成物である分散化剤の存在下でセラミック無機顔料をミル処理することによって調製されるインクジェットプリンターのためのインクを対象とする。
WO2014/146992は、ポリエチレンイミンならびに12−ヒドロキシステアリン酸およびε−カプロラクトンのコポリエステルの反応生成物である分散化剤の存在下でセラミック無機顔料をミル処理することによって調製されるインクジェットプリンターのためのインクを対象とする。
特定の分散剤は、無機顔料(好ましくは、混合金属酸化物顔料)を分散させ、コロイド状に安定な非水性分散体、非水性インクジェットインク分散体、ならびにインクジェットインクプリンターを使用したセラミックタイルおよびガラスの着色のための最終非水性インクジェットインクを生じさせる優れた能力を示すことが見出された。このように、本発明によれば、微粒子状固体、中極性エステル媒体および/もしくは極性エーテル媒体、ならびに2つもしくはそれ超のヒドロキシアルキレンカルボン酸またはそのラクトンのポリエステル重合に由来する分散化剤を含む組成物であって、任意選択で、カルボン酸官能性末端は、低分子量ジアミンまたは第三級アミンもしくは四級化第三級アミンを含有するアルコールと反応させることによって、前記第三級アミンまたは四級化アミンに変換される、組成物を提供する。分散剤は、式(1)
RC(=O)−[A]m−[B]n−Z 式(1)
によって表すことができ、式1は、ランダムまたはブロックコポリマーでよく、
Rは、C1〜35ヒドロカルビル基であり、
Aは、ポリエステルのオキシ(C8〜20)アルキ(ケニ)レン(alk(en)ylene)カルボニル繰り返し単位であり、
Bは、ポリエステルの任意選択で置換されているオキシ(C2〜7)アルキレンカルボニル繰り返し単位であり、
mは、1〜6であり、nは、1〜10であり、m+nは、4〜16であり、
Zは、OHであるか、または酸素もしくは窒素原子を介してAもしくはBのカルボニル基に結合している基であり、一般に、式:
−N(T)−Q−Yまたは−O−Q−Y;
によって表すことができ、式中、Tは、水素、またはC1〜18ヒドロカルビルラジカル、またはQ−Yによって表される基であり、
Qは、2〜6個の炭素原子を含有するアルキレンまたはヒドロキシアルキレンラジカルであり、
Yは、式:
−N(R2)(R3)
によって表される第三級アミン基、または式:
−N+(R2)(R3)(R4)W−
によって表される第四級アンモニウム基であり、
式中、R2、R3およびR4は、それぞれ独立に、任意選択で置換されているアルキル、シクロアルキル、またはベンジル基であり、アルキルまたはシクロアルキル基は、1〜18個の炭素原子を有することができ、任意選択でヒドロキシルまたはハロゲン(例えば、Cl、Br、もしくはI)置換されており、R2およびR3は、Y基のNと一緒になって環状アミンを形成する単一の炭化水素基(飽和または不飽和、例えばアルキレン、または芳香族でよい)でよく、W−は、無色のアニオンである。
RC(=O)−[A]m−[B]n−Z 式(1)
によって表すことができ、式1は、ランダムまたはブロックコポリマーでよく、
Rは、C1〜35ヒドロカルビル基であり、
Aは、ポリエステルのオキシ(C8〜20)アルキ(ケニ)レン(alk(en)ylene)カルボニル繰り返し単位であり、
Bは、ポリエステルの任意選択で置換されているオキシ(C2〜7)アルキレンカルボニル繰り返し単位であり、
mは、1〜6であり、nは、1〜10であり、m+nは、4〜16であり、
Zは、OHであるか、または酸素もしくは窒素原子を介してAもしくはBのカルボニル基に結合している基であり、一般に、式:
−N(T)−Q−Yまたは−O−Q−Y;
によって表すことができ、式中、Tは、水素、またはC1〜18ヒドロカルビルラジカル、またはQ−Yによって表される基であり、
Qは、2〜6個の炭素原子を含有するアルキレンまたはヒドロキシアルキレンラジカルであり、
Yは、式:
−N(R2)(R3)
によって表される第三級アミン基、または式:
−N+(R2)(R3)(R4)W−
によって表される第四級アンモニウム基であり、
式中、R2、R3およびR4は、それぞれ独立に、任意選択で置換されているアルキル、シクロアルキル、またはベンジル基であり、アルキルまたはシクロアルキル基は、1〜18個の炭素原子を有することができ、任意選択でヒドロキシルまたはハロゲン(例えば、Cl、Br、もしくはI)置換されており、R2およびR3は、Y基のNと一緒になって環状アミンを形成する単一の炭化水素基(飽和または不飽和、例えばアルキレン、または芳香族でよい)でよく、W−は、無色のアニオンである。
本発明は、セラミックインクジェットインク配合物におけるあるクラスの分散剤の使用、このような分散剤を微粒子状固体(混合金属酸化物)ならびに有機媒体(脂肪酸エステルおよびグリコールエーテル/エステル)と一緒に含有する分散体、ならびに微粒子状固体、有機媒体および分散剤を含む組成物、ならびにセラミックインクジェットインクおよびミルベースにおけるこれらの使用に関する。多くの配合物、例えば、インク、塗料およびミルベースは、有機媒体中に微粒子状固体を均一に分配させるために有効な分散剤を必要とする。
分散剤の式は、
RC(=O)−[A]m−[B]n−Z 式(1)
であり、式中、式1は、AおよびB単位のランダムまたはブロックコポリマーでよく、
Rは、ヒドロキシルまたはハロゲンで任意選択で置換されているC1〜35ヒドロカルビル基であり、
Aは、オキシ(C8〜20)アルキ(ケニ)レンカルボニル繰り返し単位であり、
Bは、任意選択で置換されているオキシ(C2〜7)アルキレンカルボニル繰り返し単位であり、
オキシ(C8〜20)アルキ(ケニ)レンカルボニルは、アルキ(ケニ)レン基が8〜20個の炭素原子を有することを意味し、オキシ(C2〜7)アルキレンカルボニルは、アルキレン基が2〜7個の炭素原子を有することを意味する。
mは、1〜6であり、nは、1〜10であり、m+nは、4〜16であり、
Zは、OHであるか、または酸素もしくは窒素原子を介してAもしくはBのカルボニル基に結合している基であり、一般に、式:
−N(T)−Q−Yまたは−O−Q−Y;
によって表すことができ、式中、Tは、水素、またはC1〜18ヒドロカルビルラジカル、またはQ−Yによって表される基であり、
Qは、2〜6個の炭素原子を含有するアルキレンまたはヒドロキシアルキレンラジカルであり、
Yは、式:
−N(R2)(R3)
によって表される第三級アミン基、または式:
−N+(R2)(R3)(R4)W−
によって表される第四級アンモニウム基であり、
式中、R2、R3およびR4は、それぞれ独立に、任意選択で置換されているアルキル、シクロアルキル、またはベンジル基であり、アルキルまたはシクロアルキル基は、1〜18個の炭素原子を有することができ、任意選択でヒドロキシルまたはハロゲン(例えば、Cl、Br、もしくはI)置換されており、R2およびR3は、Y基のNと一緒になって環状アミンを形成する単一の炭化水素基(飽和または不飽和、例えばアルキレン、または芳香族でよい)でよく、
W−は、無色のアニオンであり、微粒子状固体は、高温にて焼成後その色の強さおよび色相を発現する混合金属酸化物顔料である。
分散剤の式は、
RC(=O)−[A]m−[B]n−Z 式(1)
であり、式中、式1は、AおよびB単位のランダムまたはブロックコポリマーでよく、
Rは、ヒドロキシルまたはハロゲンで任意選択で置換されているC1〜35ヒドロカルビル基であり、
Aは、オキシ(C8〜20)アルキ(ケニ)レンカルボニル繰り返し単位であり、
Bは、任意選択で置換されているオキシ(C2〜7)アルキレンカルボニル繰り返し単位であり、
オキシ(C8〜20)アルキ(ケニ)レンカルボニルは、アルキ(ケニ)レン基が8〜20個の炭素原子を有することを意味し、オキシ(C2〜7)アルキレンカルボニルは、アルキレン基が2〜7個の炭素原子を有することを意味する。
mは、1〜6であり、nは、1〜10であり、m+nは、4〜16であり、
Zは、OHであるか、または酸素もしくは窒素原子を介してAもしくはBのカルボニル基に結合している基であり、一般に、式:
−N(T)−Q−Yまたは−O−Q−Y;
によって表すことができ、式中、Tは、水素、またはC1〜18ヒドロカルビルラジカル、またはQ−Yによって表される基であり、
Qは、2〜6個の炭素原子を含有するアルキレンまたはヒドロキシアルキレンラジカルであり、
Yは、式:
−N(R2)(R3)
によって表される第三級アミン基、または式:
−N+(R2)(R3)(R4)W−
によって表される第四級アンモニウム基であり、
式中、R2、R3およびR4は、それぞれ独立に、任意選択で置換されているアルキル、シクロアルキル、またはベンジル基であり、アルキルまたはシクロアルキル基は、1〜18個の炭素原子を有することができ、任意選択でヒドロキシルまたはハロゲン(例えば、Cl、Br、もしくはI)置換されており、R2およびR3は、Y基のNと一緒になって環状アミンを形成する単一の炭化水素基(飽和または不飽和、例えばアルキレン、または芳香族でよい)でよく、
W−は、無色のアニオンであり、微粒子状固体は、高温にて焼成後その色の強さおよび色相を発現する混合金属酸化物顔料である。
一実施形態では、R−C(=O)−[A]m−[B]nまたは式1の分散剤の分子量は、600〜3000g/モルである。
一実施形態では、インクは、非水性媒体中の混合金属酸化物の分散体を含む。別の実施形態では、インクは、インクジェットインクの形態である。
別の実施形態では、インクは、混合金属酸化物顔料を含むインクを含有するチャンバーを含むインクジェットプリンターカートリッジ中にある。
別の実施形態では、インクは、プリントヘッドからインクを推進する圧電性、熱的、音響的および静電気的機序を含めた種類のインクジェットプリンターから印刷されるタイプのものである。好ましくは、これらのインクと共に利用されるプリンターは、圧電性または電気音響的ドロップオンデマンド型(DOD)タイプのものである。
別の実施形態では、インクは、セラミック物体、例えば、タイルもしくは物品、またはガラス基材、例えば、ペインもしくは物品を含む基材上に印刷される。
別の実施形態では、インクジェットインクは、シングルパスインラインによって基材、例えば、セラミックタイル上に、およびマルチパスオフラインDODプリンターによってガラス物品上に印刷される。
Aが導き出せるヒドロキシカルボン酸は、好ましくは、ヒドロキシ−C8〜20−アルケニレンカルボン酸および特に、ヒドロキシ−C8〜20アルキレンカルボン酸である。適切なヒドロキシカルボン酸の具体例は、リシノール酸、12−ヒドロキシステアリン酸、12−ヒドロキシドデカン酸、5−ヒドロキシドデカン酸、5−ヒドロキシデカン酸、4−ヒドロキシデカン酸および10−ヒドロキシウンデカン酸である。ポリエステル鎖を調製するために使用されるヒドロキシカルボン酸の多くは、ヒドロキシ基を含有しないカルボン酸を含有する混合物として市販されている。ヒドロキシ基を含有しないカルボン酸は、それによって、重合末端基として作用することができ、例えば、市販の12−ヒドロキシステアリン酸は、いくらかのステアリン酸を含有することが多い。
Bが導き出せるヒドロキシカルボン酸は好ましくは、ヒドロキシ−C2〜7−アルキレンカルボン酸、または3〜8個の炭素原子を有するラクトンである。適切なヒドロキシカルボン酸の具体例は、乳酸、5−ヒドロキシ吉草酸および6−ヒドロキシカプロン酸を含む。適切なラクトンの具体例は、カプロラクトン、バレロラクトン、アルキル置換カプロラクトンおよびバレロラクトン、例えば、7−メチルカプロラクトンおよびβ−メチル−δ−バレロラクトンを含む。
典型的には、式1のR−CO−基は、C1〜36脂肪酸(好ましくはC8〜20)、例えば、オレイン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、エルカ酸、ベヘン酸、ラウリン酸、2−エチルヘキサン酸、9,11−および9,12−リノール酸、9,12,15−リノレン酸、酢酸、アビエチン酸、グリコール酸、乳酸、カプロン酸、ラウリン酸、オレイン酸、ステアリン酸、メトキシ酢酸、リシノール酸、12−ヒドロキシステアリン酸、12−ヒドロキシドデカン酸、5−ヒドロキシドデカン酸、5−ヒドロキシデカン酸、4−ヒドロキシデカン酸、イソ酪酸、2−エチル酪酸、イソ吉草酸;2,2−ジメチル酪酸、2−メチル吉草酸、2−プロピルペンタン酸、2−エチルヘキサン酸およびCondeaからIsocarbsとして入手可能なC12〜24−分枝鎖脂肪族酸に由来する。重合末端基R−C(=O)−は好ましくは、アミノ基を含有せず、好ましくは、C1〜36−脂肪族カルボン酸(酸のOH基は、直接結合によって置き換えられている)に由来し、直鎖状または分枝状であり得、ヒドロキシ、C1〜4−アルコキシまたはハロゲン(例えば、Cl、Br、もしくはI)で任意選択で置換されている。残基Rは、飽和または不飽和でよく、好ましくは、35個以下の炭素原子、好ましくは、18個以下の炭素原子を含有する。
一実施形態では、ポリエステル鎖を適切なアミンまたはアミノアルコール(下記で記載するような)と反応させる前に、ポリエステル鎖を別々に調製することが好ましい。この場合、ヒドロキシカルボン酸またはそのラクトンまたはそのブレンドおよび重合末端化合物は、不活性雰囲気中で150〜200℃にて、好ましくは、エステル化触媒の存在下で一緒に反応する。次いで、アミン構成要素とのそれに続く反応(所望の場合)は、50℃〜190℃、特に、80℃〜180℃で、好ましくは、不活性溶媒中で行い得る。適切な不活性溶媒の例は、芳香族および脂肪族溶媒、例えば、キシレン、トルエンおよびSolvesso(商標)(ExxonMobil Chemicalから入手可能)、ケトン、例えば、アセトン、メチルエチルケトンおよびメチルイソブチルケトン、アルカノール、例えば、n−ブタノールおよびイソプロパノール、ならびにエステル、例えば、ジメチルアジペート、ジメチルスクシネートおよびジメチルグルタレートである。本開示の分散剤は、分散剤を構成する構成要素の反応性、および成長している分散剤分子へのモノマー/反応物の添加の順序を制御する任意の要望によって、ワンポットまたはマルチポット反応において調製し得る。
一実施形態では、式1の分散剤(式中、Zは、式−N(T)−Q−Yまたは−O−Q−Yによって表される)は、H−N(T)−Q−YまたはH−O−Q−Yによって表されるアミンの存在下で、好ましくは、エステル化触媒の存在下で、150°〜180℃の温度にて、不活性雰囲気、例えば、窒素下で、ヒドロキシアルキレンカルボン酸/ラクトンの重合によってワンポットにおいて調製することができる。
一実施形態では、式1によって表される分散剤は、混合物でよく、式中、Zは、−OH、−N(T)−Q−Yおよび−O−Q−Yの2つもしくはそれ超を含む混合物でよく、Yは、第三級アミンまたは四級化第三級アミン基の混合物でよい。
ポリエステルのカルボン酸基と反応して−N(T)−Q−Y基を形成することができるH−N(T)−Q−Yによって表される適切なアミンの例には、N,N−ジメチル−アミノプロピルアミン、N,N−ジエチル−アミノプロピルアミン、N,N−ジメチル−アミノエチルアミン、N,N−ジエチルアミノエチルアミン、1−アミノピペリジン、1−(2−アミノエチル)ピペリジン、1−(3−アミノプロピル)−2−ピペコリン、1−メチル−(4−メチルアミノ)ピペリジン、4−(1−ピロリジニル)ピペリジン、1−(2−アミノエチル)ピロリジン、2−(2−アミノエチル)−1−メチルピロリジン、3−アミノプロピルイミダゾール(aminoprylimidazole)、N,N−ジブチルエチレンジアミン、N,N,N’−トリメチルエチレンジアミン、N,N−ジメチル−N’−エチルエチレンジアミン、N,N−ジエチル−N’−メチルエチレンジアミン、N,N,N’−トリエチルエチレンジアミン、3−ジブチルアミノプロピルアミン、N,N,N’−トリメチル−1,3−プロパンジアミン、2−アミノ−5−ジエチルアミノペンタン、N,N,N’,N’−テトラエチルジエチレントリアミン、3,3’−ジアミノ−N−メチルジプロピルアミン、3,3’−イミノビス(N,N−ジメチルプロピルアミン)、4−(3−アミノプロピル)モルホリン、またはこれらの混合物が含まれる。
ポリエステルの末端カルボキシル基と反応して−O−Q−Yを形成することができる、H−O−Q−Y(式中、Qは、2〜6個の炭素原子を有し、Yは、式1で定義した通りである)によって表される適切なアミノアルコールの例には、ジメチルアミノエタノール、ジエチルアミノエタノール、ジブチルアミノエタノール、ジメチルアミノプロパノール、トリエタノールアミン、N,N−ジエチルアミノプロパノール、N,N−ジエチルアミノブタノール、トリイソプロパノールアミン、1−[2−ヒドロキシエチル]ピペリジン、2−[2−(ジメチルアミン)エトキシ]−エタノール、N−エチルジエタノールアミン、N−メチルジエタノールアミン、N−ブチルジエタノールアミン、2−ジメチルアミノ−2−メチル−1−プロパノール、またはこれらの混合物が含まれる。
Qによって表されるラジカルの例は、エチレン、プロピレン、テトラメチレン、ヘキサメチレンおよび2−ヒドロキシトリメチレンを含む。
R2、R3およびR4によって表されるラジカルの例には、アルキル、例えば、メチル、エチル、n−プロピル、n−ブチル、ヘキシル、オクチルおよびオクタデシル、ヒドロキシル低級アルキル、例えば、2−ヒドロキシエチル、ベンジル、ならびにシクロヘキシルが含まれる。
アミン基と塩を形成するか、またはアニオンW−を含有する酸の例は、任意の無機酸または無色の有機酸、例えば、塩酸、硫酸、酢酸、プロピオン酸、ギ酸、メタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸、安息香酸でよい。
一実施形態では、式1の化合物は、第四級アミン塩の形態である。置換アンモニウム基は、任意選択で置換されているアミンと四級化剤との反応によって調製することができる。四級化剤の例には、ジアルキルスルフェート、例えば、ジメチルスルフェート、スルトン、例えば、プロパンおよびブタンスルトン、N−オキシド、ハロゲン化アルキルまたはハロゲン化アラルキル(araalkyl)、例えば、塩化メチルおよび塩化エチルまたは塩化ベンジル、ならびに炭酸アルキル、例えば、炭酸ジメチルまたは炭酸ジエチルおよびシュウ酸ジメチルが含まれる。アンモニウム基は、部分的または完全に四級化されていてもよい。部分的に四級化されている場合、四級化の程度は、第三級アミンの5〜95モルパーセント、より望ましくは、約20〜80モルパーセント、好ましくは、30〜70モルパーセントで変化することができる。
微粒子状固体は、セラミックタイルの着色において使用される混合金属酸化物である。特定のハイライトは、金属不純物によってもたらされる縞(streak)および条線(striation)がないより均一な色の濃淡の度合い(shade)パターンを生じさせ、かつ非常により明るい濃淡の度合いを実現するための、着色された混合金属酸化物無機顔料内に存在する金属混入物質の分散を含む。
本発明は、セラミックインクジェットインク配合物におけるあるクラスの分散剤の使用、このような分散剤を微粒子状固体(混合金属酸化物)および有機媒体(脂肪酸エステルまたはグリコールエーテル)と一緒に含有する分散体、ならびに微粒子状固体、有機媒体および分散剤を含む組成物、ならびにセラミックインクジェットインクおよびミルベースにおけるこれらの使用に関する。多くの配合物、例えば、インク、塗料およびミルベースは、有機媒体中に微粒子状固体を均一に安定化させるための有効な分散剤を必要とする。
インクジェットインクによるセラミックタイルの着色は、急速に成長している技術であり、短いミル処理時間内で様々な中極性エステル媒体および/もしくは極性エーテル媒体中の700nm未満のD50粒径を有する混合金属酸化物の安定なインクジェットインク分散体を提供することは問題があった。
分散剤鎖としてポリエステルを使用することは、非常に低減したミル処理時間で小さな粒径を有する混合金属酸化物を含有する安定なインクジェットインク分散体、ミルベース収率の増加および廃棄物の低減をもたらす分散体のより良好な濾過性、非常により明るい濃淡の度合い、および混合金属酸化物中に見出される金属不純物のより良好な分散を実現した。これらはまた、現在の分散剤より低いコストである。
本発明によると、インクジェットインクプリンターを使用したセラミックタイルの着色のためのインクジェットインクとして使用されるか、または部分的に使用される、微粒子状固体、有機媒体(脂肪酸エステルおよびグリコールエーテル/エステル)、ならびに式1の分散化剤を含む組成物を提供する。
微粒子状固体は、混合金属酸化物またはこれらの混合物でよく、これらはミル処理プロセスからの混入物質および/または不純物として存在する望ましくない金属を含有し得る。
中極性エステル媒体は、脂肪酸エステルまたはこれらの組合せを含む。極性エーテル媒体は、グリコールエーテルを含む。
主張されている利点は、ミル処理時間の低減、均一に着色された濃淡の度合いをもたらす金属不純物および/または混入物質のより良好な分散、より明るい濃淡の度合い、貯蔵の間のより良好な粒径安定性、改善された濾過性、ならびに分散体/インク収率の増加、シネレシスおよび相分離の低減である。
好ましい微粒子状固体は、セラミックタイルおよびガラスの着色において使用される混合金属酸化物である。本発明の目的のために、混合金属酸化物は、同じまたは異なる酸化状態の少なくとも2種の異なる金属を含有する固体と解釈される。本開示の分散剤を使用することからの特定の改善は、ミル処理装置のアブレシブ摩耗に由来する金属混入物質の低減を含む。これは、特定の混合金属酸化物はミル処理するのが難しく、これらの顔料をミル処理するのにハードセラミックビーズを必要とするからである。本開示の分散剤は、望ましい粒径に合致するのに必要とされるミル処理時間を短くする傾向がある。ハードセラミックビーズを使用したビーズミル上の総ミル処理時間が低減するとき、ビーズおよびミルの内部構成要素の両方の上のアブレシブ摩耗の量は一般に低減される。アブレシブ摩耗を低減させることは、ミルの内部部分からのより少ない金属混入物質を意味し、ビーズはミル処理した生成物中に導入される。金属混入物質は通常、大部分の顔料バインダーをベースとするコーティング中で色が弱い一方、金属混入物質は、セラミック物品およびガラスを着色するために、600℃超で焼成された混合金属酸化物における色の濃淡の度合いおよび色の強さに徹底的に影響を与え得る。
本開示はまた、中極性エステル媒体および/もしくは極性エーテル媒体中で2ミクロンを超える最初の体積平均粒子直径を有する金属酸化物顔料を、700ナノメートル未満の平均粒径にミル処理する方法であって、前記プロセスが、
a)中極性エステル媒体および/もしくは極性エーテル媒体、2ミクロンを超える50%体積平均粒子直径を有する、ガラス質のグレーズ材料を任意選択で含む混合金属酸化物顔料、ならびに下式の分散化剤
RC(=O)−[A]m−[B]n−Z 式(1)
(式中、式1は、AおよびB単位のランダムまたはブロックコポリマーでよく、
Rは、ヒドロキシルまたはハロゲンで任意選択で置換されているC1〜35ヒドロカルビル基であり、
Aは、オキシ(C8〜20)アルキ(ケニ)レンカルボニル繰り返し単位であり、
Bは、任意選択で置換されているオキシ(C2〜7)アルキレンカルボニル繰り返し単位であり、
mは、1〜6であり、nは、1〜10であり、m+nは、4〜16であり、
Zは、OHであるか、または酸素もしくは窒素原子を介してAもしくはBのカルボニル基に結合している基であり、一般に、式:
−N(T)−Q−Yまたは−O−Q−Y;
によって表すことができ、式中、Tは、水素、またはC1〜18ヒドロカルビルラジカル、またはQ−Yによって表される基であり、
Qは、2〜6個の炭素原子を含有するアルキレンまたはヒドロキシアルキレンラジカルであり、
Yは、式:
−N(R2)(R3)
によって表される第三級アミン基、または式:
−N+(R2)(R3)(R4)W−
によって表される第四級アンモニウム基であり、
式中、R2、R3およびR4は、それぞれ独立に、任意選択で置換されているアルキル、シクロアルキル、またはベンジル基であり、アルキルまたはシクロアルキル基は、1〜18個の炭素原子を有することができ、任意選択でヒドロキシルまたはハロゲン(例えば、Cl、Br、もしくはI)置換されており、R2およびR3は、Y基のNと一緒になって環状アミンを形成する単一の炭化水素基(飽和または不飽和、例えばアルキレン、または芳香族でよい)でよく、
W−は、無色のアニオンである)をブレンドすることであって、微粒子状固体が、高温にて焼成後その色の強さおよび色相を発現する混合金属酸化物顔料であることと;
(b)例えば、1Kgの微粒子当たり0.4〜8Kワット/時間のミル処理速度でビーズミル、または5分〜60時間のミル処理時間を使用して、前記中極性エステル媒体および/もしくは極性エーテル媒体中の前記分散化剤と共に分散した前記混合金属酸化物顔料をミル処理することと;
(c)粒子の50%体積の平均粒子直径が、700ナノメートル未満であることを確認することと
を含む、方法を提供する。一実施形態では、微粒子状材料は、ミル処理プロセスの開始時に、2マイクロメートルを超える乾燥粉末体積平均粒子直径D50を有することができる。
本開示はまた、
a)下式の分散化剤
RC(=O)−[A]m−[B]n−Z 式(1)
(式中、式1は、AおよびB単位のランダムまたはブロックコポリマーでよく、
Rは、ヒドロキシルまたはハロゲンで任意選択で置換されているC1〜35ヒドロカルビル基であり、
Aは、オキシ(C8〜20)アルキ(ケニ)レンカルボニル繰り返し単位であり、
Bは、任意選択で置換されているオキシ(C2〜7)アルキレンカルボニル繰り返し単位であり、
mは、1〜6であり、nは、1〜10であり、m+nは、4〜16であり、
Zは、OHであるか、または酸素もしくは窒素原子を介してAもしくはBのカルボニル基に結合している基であり、一般に、式:
−N(T)−Q−Yまたは−O−Q−Y;
によって表すことができ、式中、Tは、水素、またはC1〜18ヒドロカルビルラジカル、またはQ−Yによって表される基であり、
Qは、2〜6個の炭素原子を含有するアルキレンまたはヒドロキシアルキレンラジカルであり、
Yは、式:
−N(R2)(R3)
によって表される第三級アミン基、または式:
−N+(R2)(R3)(R4)W−
によって表される第四級アンモニウム基であり、
式中、R2、R3およびR4は、それぞれ独立に、任意選択で置換されているアルキル、シクロアルキル、またはベンジル基であり、アルキルまたはシクロアルキル基は、1〜18個の炭素原子を有することができ、任意選択でヒドロキシルまたはハロゲン(例えば、Cl、Br、もしくはI)置換されており、R2およびR3は、Y基のNと一緒になって環状アミンを形成する単一の炭化水素基(飽和または不飽和、例えばアルキレン、または芳香族でよい)でよく、
W−は、無色のアニオンである)を有する中極性エステル媒体および/もしくは極性エーテル媒体に分散した混合金属酸化物顔料を用意することであって、微粒子状固体が、高温にて焼成後その色の強さおよび色相を発現する混合金属酸化物顔料であることと;
b)前記分散化剤を使用して、前記中極性エステル媒体および/もしくは極性エーテル媒体中に分散した前記混合金属酸化物をデジタル画像に従って射出し、焼成の間に基材上に(任意選択で、セラミック表面上のプレグレーズ層上に)前記セラミックまたはガラス物品上に色の強さを発現する画像を形成させることと;
c)任意選択で前記デジタル画像の上にグレーズを塗布することと;d)600℃超の温度にて前記セラミック物品を焼成するか、または400℃超の温度にて前記ガラス物品を焼き戻しもしくは焼き鈍しして、前記混合金属酸化物がその色を発現することをもたらすこととによって、ノズルを通して射出されたインクを使用して、セラミック物品またはガラス物品上にデジタル印刷するためのプロセスを提供する。プレグレーズ層は、伝統的な方法、例えば、カーテンコーターまたはスプレーコーターを使用して塗布することができる。代わりに、プレグレーズ層は、インクジェットプリンター技術を使用して塗布することができる。上記の前記プレグレーズ層は、単一のプレグレーズ層または複数のプレグレーズ層でよい。プレグレーズ層は通常塗布されて、セラミック基材の表面を滑らかにすることを助け、セラミックまたはグレーズの表面に構成要素を任意選択で加え、完成したセラミック物品の特性を最適化する。プレグレーズ層(複数可)は、着色剤を含むことができる。
a)中極性エステル媒体および/もしくは極性エーテル媒体、2ミクロンを超える50%体積平均粒子直径を有する、ガラス質のグレーズ材料を任意選択で含む混合金属酸化物顔料、ならびに下式の分散化剤
RC(=O)−[A]m−[B]n−Z 式(1)
(式中、式1は、AおよびB単位のランダムまたはブロックコポリマーでよく、
Rは、ヒドロキシルまたはハロゲンで任意選択で置換されているC1〜35ヒドロカルビル基であり、
Aは、オキシ(C8〜20)アルキ(ケニ)レンカルボニル繰り返し単位であり、
Bは、任意選択で置換されているオキシ(C2〜7)アルキレンカルボニル繰り返し単位であり、
mは、1〜6であり、nは、1〜10であり、m+nは、4〜16であり、
Zは、OHであるか、または酸素もしくは窒素原子を介してAもしくはBのカルボニル基に結合している基であり、一般に、式:
−N(T)−Q−Yまたは−O−Q−Y;
によって表すことができ、式中、Tは、水素、またはC1〜18ヒドロカルビルラジカル、またはQ−Yによって表される基であり、
Qは、2〜6個の炭素原子を含有するアルキレンまたはヒドロキシアルキレンラジカルであり、
Yは、式:
−N(R2)(R3)
によって表される第三級アミン基、または式:
−N+(R2)(R3)(R4)W−
によって表される第四級アンモニウム基であり、
式中、R2、R3およびR4は、それぞれ独立に、任意選択で置換されているアルキル、シクロアルキル、またはベンジル基であり、アルキルまたはシクロアルキル基は、1〜18個の炭素原子を有することができ、任意選択でヒドロキシルまたはハロゲン(例えば、Cl、Br、もしくはI)置換されており、R2およびR3は、Y基のNと一緒になって環状アミンを形成する単一の炭化水素基(飽和または不飽和、例えばアルキレン、または芳香族でよい)でよく、
W−は、無色のアニオンである)をブレンドすることであって、微粒子状固体が、高温にて焼成後その色の強さおよび色相を発現する混合金属酸化物顔料であることと;
(b)例えば、1Kgの微粒子当たり0.4〜8Kワット/時間のミル処理速度でビーズミル、または5分〜60時間のミル処理時間を使用して、前記中極性エステル媒体および/もしくは極性エーテル媒体中の前記分散化剤と共に分散した前記混合金属酸化物顔料をミル処理することと;
(c)粒子の50%体積の平均粒子直径が、700ナノメートル未満であることを確認することと
を含む、方法を提供する。一実施形態では、微粒子状材料は、ミル処理プロセスの開始時に、2マイクロメートルを超える乾燥粉末体積平均粒子直径D50を有することができる。
本開示はまた、
a)下式の分散化剤
RC(=O)−[A]m−[B]n−Z 式(1)
(式中、式1は、AおよびB単位のランダムまたはブロックコポリマーでよく、
Rは、ヒドロキシルまたはハロゲンで任意選択で置換されているC1〜35ヒドロカルビル基であり、
Aは、オキシ(C8〜20)アルキ(ケニ)レンカルボニル繰り返し単位であり、
Bは、任意選択で置換されているオキシ(C2〜7)アルキレンカルボニル繰り返し単位であり、
mは、1〜6であり、nは、1〜10であり、m+nは、4〜16であり、
Zは、OHであるか、または酸素もしくは窒素原子を介してAもしくはBのカルボニル基に結合している基であり、一般に、式:
−N(T)−Q−Yまたは−O−Q−Y;
によって表すことができ、式中、Tは、水素、またはC1〜18ヒドロカルビルラジカル、またはQ−Yによって表される基であり、
Qは、2〜6個の炭素原子を含有するアルキレンまたはヒドロキシアルキレンラジカルであり、
Yは、式:
−N(R2)(R3)
によって表される第三級アミン基、または式:
−N+(R2)(R3)(R4)W−
によって表される第四級アンモニウム基であり、
式中、R2、R3およびR4は、それぞれ独立に、任意選択で置換されているアルキル、シクロアルキル、またはベンジル基であり、アルキルまたはシクロアルキル基は、1〜18個の炭素原子を有することができ、任意選択でヒドロキシルまたはハロゲン(例えば、Cl、Br、もしくはI)置換されており、R2およびR3は、Y基のNと一緒になって環状アミンを形成する単一の炭化水素基(飽和または不飽和、例えばアルキレン、または芳香族でよい)でよく、
W−は、無色のアニオンである)を有する中極性エステル媒体および/もしくは極性エーテル媒体に分散した混合金属酸化物顔料を用意することであって、微粒子状固体が、高温にて焼成後その色の強さおよび色相を発現する混合金属酸化物顔料であることと;
b)前記分散化剤を使用して、前記中極性エステル媒体および/もしくは極性エーテル媒体中に分散した前記混合金属酸化物をデジタル画像に従って射出し、焼成の間に基材上に(任意選択で、セラミック表面上のプレグレーズ層上に)前記セラミックまたはガラス物品上に色の強さを発現する画像を形成させることと;
c)任意選択で前記デジタル画像の上にグレーズを塗布することと;d)600℃超の温度にて前記セラミック物品を焼成するか、または400℃超の温度にて前記ガラス物品を焼き戻しもしくは焼き鈍しして、前記混合金属酸化物がその色を発現することをもたらすこととによって、ノズルを通して射出されたインクを使用して、セラミック物品またはガラス物品上にデジタル印刷するためのプロセスを提供する。プレグレーズ層は、伝統的な方法、例えば、カーテンコーターまたはスプレーコーターを使用して塗布することができる。代わりに、プレグレーズ層は、インクジェットプリンター技術を使用して塗布することができる。上記の前記プレグレーズ層は、単一のプレグレーズ層または複数のプレグレーズ層でよい。プレグレーズ層は通常塗布されて、セラミック基材の表面を滑らかにすることを助け、セラミックまたはグレーズの表面に構成要素を任意選択で加え、完成したセラミック物品の特性を最適化する。プレグレーズ層(複数可)は、着色剤を含むことができる。
特定の分散剤は、無機顔料(特に、これらの混合金属酸化物)を分散させ、コロイド状に安定な非水性分散体、非水性インクジェットインク分散体、およびインクジェットインクプリンターを使用したセラミックタイルまたはガラスの着色のための最終非水性インクジェットインクを生じさせる優れた能力を示すことが見出された。このように、本発明によれば、混合金属酸化物微粒子状固体、中極性エステル媒体および/もしくは極性エーテル媒体、ならびに式1の分散化剤を含むインクジェットインク組成物を提供する。
工業的用途
工業的用途
インクジェットインク技術によるセラミックタイルの着色は、インクジェットインクを介してデジタル印刷に使用可能である画像の多様性および質によって急速に成長している用途である。セラミック物品およびタイルのためにより古い印刷プロセスにおいて使用された混合金属酸化物の粒径は大きすぎて、大部分のインクジェットプリンターのノズルを通して容易に通過しないことが多かった。短いミル処理時間以内で様々な中極性エステル媒体および/もしくは極性エーテル媒体中で700nm未満のD50粒径を有する混合金属酸化物のコロイド状に安定なインクジェットインク分散体を提供することは問題があった。
一実施形態では、式1の化合物は、セラミック物品、例えば、セラミックタイルまたはガラスを着色するために使用されるタイプの混合金属酸化物顔料のための分散剤であり、顔料は、600℃および600℃超にて焼成に曝露され、顔料を低い強さの色から強烈な永久色にさせる。
組成物中に存在する微粒子状固体は、任意の無機固体材料(例えば、有機媒体中で実質的に不溶性である顔料またはグレーズ形成化合物)であり得、高温での焼成の後に望ましい色を実現する。一実施形態では、微粒子状固体は、顔料である。別の実施形態では、微粒子状固体は、グレーズ化合物を形成させることを助けるアルミニウムもしくはシリカに富んだ化合物であるか、またはこれを含む。
一実施形態では、本発明のインク組成物は、混合金属酸化物顔料が、デジタル画像に従ってセラミック物品、例えば、セラミックタイル上、またはガラス上に射出される用途において、改善された射出効率、ノズルのつまりの低減、沈殿の低減、およびより一貫した射出を実現する。この用途において、本開示の分散剤の使用は、ミル処理装置およびビーズ/ボールからの低濃度の金属および金属酸化物摩耗混入物質をもたらす。一実施形態では、組成物は、より小さな顔料粒径、より良好なコロイド安定性、より少ない量の内部ミル表面およびビーズからの同伴金属を実現した。
セラミック物体またはガラスの着色のための好ましい顔料は、Pigment Yellow 159(Zr−Si−Pr、ジルコンプラセオジムイエローまたはプラセオジムイエロージルコン)、例えば、BASF Sicocer(登録商標)F Yellow 2200;Pigment Red 232(Zr−Si−Feジルコン)、例えば、BASF Sicocer(登録商標)F Coral 2300;Pigment Red 233(Ca−Sn−Si−Cr、クロムスズピンクスフェン);Pigment Brown 33(Zn−Fe−Cr、スピネル)、例えば、BASF Sicocer(登録商標)Brown 2700;Pigment Blue 72(Co−Al−Cr、コバルトスピネルブルー);Pigment Blue 28(Co−Alスピネル)、例えば、BASF Sicocer(登録商標)Blue 2501;Pigment Blue 36(Co−Alスピネル)、例えば、BASF Sicocer(登録商標)Cyan2500;Pigment Black 27(Co−Mn−Fe−Crスピネル)、例えば、BASF Sicocer(登録商標)Black 2900;およびPigment White 12(Zr−Si)、例えば、BASF Sicocer(登録商標)White EDT/AK−4409/2である。
本発明の有機液体は、中極性エステル媒体および/もしくは極性エーテル媒体であり得る。有機液体と関連する、用語「極性」とは、「A Three Dimensional Approach to Solubility」、Crowleyら、Journal of Paint Technology、第38巻、1966年、269頁という表題の論文において記載されているように、有機液体が中程度から強い結合を形成することができることを意味する。極性有機液体は一般に、上記の論文において定義したような5もしくはそれ超の誘電率を有する。非極性液体は典型的には、5未満の誘電率を有する。
このような中程度に強い水素結合液体の多数の具体例は、「Compatibility and Solubility」、Ibert Mellan(Noyes Development Corporationによって1968年に発行)という表題の書籍39〜40頁の表2.14において記載されており、これらの液体は全て、本明細書において使用する場合、極性有機液体という用語の範囲内に入る。
一実施形態では、式1の分散剤を有するセラミック混合金属酸化物の分散体中で使用される好ましい溶媒は、オクタン酸オクチル、2−エチルヘキシル−ステアレート、ジ−オクチルアジペート、ラウリン酸イソプロピル、ヤシ油脂肪酸エチルヘキシル、ジカプリル酸プロピレングリコール、トリプロピレングリコールメチルエーテル、ジプロピレングリコール(メチルエーテル)、ジプロピレングリコール(n−ブチルエーテル)、トリプロピレングリコール(n−ブチルエーテル)、イソプロピルビスフェノール、例えば、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3−イソプロピル−フェニル)プロパン、ミリスチン酸イソプロピル、パルミチン酸イソプロピル、ステアリン酸イソプロピル、ラウリン酸イソセチル、ステアリン酸イソセチル、パルミチン酸エチルヘキシル、またはこれらの混合物を含む。
有機液体は任意選択で、媒体中の分散体の重量に対して5重量%未満、より望ましくは、2重量%未満、好ましくは、1重量%未満の水をさらに含有する。一実施形態では、有機液体は、水を含有しない。
必要に応じて、組成物は、他の任意選択の成分、例えば、樹脂(これらが既に有機媒体を構成しない場合)、バインダー、流動化剤、沈降防止剤、可塑剤、界面活性剤、消泡剤、レオロジー変性剤、レベリング剤、光沢変性剤(gloss modifier)および保存剤を含有し得る。
組成物は典型的には、1〜85重量%の微粒子状固体を含有し、正確な量は、固体の性質および固体の相対密度、ならびに中極性エステル媒体および/もしくは極性エーテル媒体によって決まる。例えば、固体が無機材料、例えば、無機顔料、充填剤または増量剤である組成物は、一実施形態では、組成物の全重量に対して30〜90重量%の固体を含有する。
組成物は、600℃超で焼成されたセラミック物品の着色のため、または400℃超で焼き鈍しもしくは焼き戻しされたガラスのための分散体を調製するために公知である通常の方法のいずれかによって調製し得る。このように、固体、有機媒体および分散剤は、任意の順序で混合してもよく、次いで、混合物は機械的処理に供され、固体の粒子を、例えば、ボールミル処理、ビーズミル処理、砂利ミル処理またはプラスチックミル処理によって、分散体が形成されるまで、適当なサイズに低減させる。種々の粒径および分散化装置を逐次的に使用して、総ミル処理時間および出費を最小化することができることが予測され、大きな粒径の顔料は、分散剤を有する連続媒体に分散させ、最初に所望の粒径範囲へのプレ混合またはプレミル粉砕を行い、次いで、ビーズタイプミルに移し、微粒子状粒子をD50200〜700ナノメートル直径(体積平均粒径測定による)にさらに破壊することができる。
中極性エステル媒体および/もしくは極性エーテル媒体中で2ミクロンを超える体積平均粒子直径を有する混合金属酸化物顔料を、700ナノメートル未満の粒径へとミル処理するためのプロセスであって、前記プロセスが、
a)中極性エステル媒体および/もしくは極性エーテル媒体、2ミクロンを超える体積平均粒子直径を有する混合金属酸化物顔料、下式の分散化剤
RC(=O)−[A]m−[B]n−Z 式(1)
(式中、式1は、AおよびB単位のランダムまたはブロックコポリマーでよく、
Rは、ヒドロキシルまたはハロゲンで任意選択で置換されているC1〜35ヒドロカルビル基であり、
Aは、オキシ(C8〜20)アルキ(ケニ)レンカルボニル繰り返し単位であり、
Bは、任意選択で置換されているオキシ(C2〜7)アルキレンカルボニル繰り返し単位であり、
mは、1〜6であり、nは、1〜10であり、m+nは、4〜16であり、
Zは、OHであるか、または酸素もしくは窒素原子を介してAもしくはBのカルボニル基に結合している基であり、一般に、式:
−N(T)−Q−Yまたは−O−Q−Y;
によって表すことができ、式中、Tは、水素、またはC1〜18ヒドロカルビルラジカル、またはQ−Yによって表される基であり、
Qは、2〜6個の炭素原子を含有するアルキレンまたはヒドロキシアルキレンラジカルであり、
Yは、式:
−N(R2)(R3)
によって表される第三級アミン基、または式:
−N+(R2)(R3)(R4)W−
によって表される第四級アンモニウム基であり、
式中、R2、R3およびR4は、それぞれ独立に、任意選択で置換されているアルキル、シクロアルキル、またはベンジル基であり、アルキルまたはシクロアルキル基は、1〜18個の炭素原子を有することができ、任意選択でヒドロキシルまたはハロゲン(例えば、Cl、Br、もしくはI)置換されており、R2およびR3は、Y基のNと一緒になって環状アミンを形成する単一の炭化水素基(飽和または不飽和、例えばアルキレン、または芳香族でよい)でよく、
W−は、無色のアニオンである)をブレンドすることであって、微粒子状固体が、高温にて焼成後その色の強さおよび色相を発現する混合金属酸化物顔料であることと;
b)例えば、1Kgの微粒子当たり0.4〜8Kワット/時間のミル処理速度でビーズミル、または5分〜60時間のミル処理時間を使用して、前記中極性エステル媒体および/もしくは極性エーテル媒体中の前記分散化剤と共に分散している前記混合金属酸化物顔料をミル処理することと;
c)体積平均粒子直径D50が700ナノメートル未満であることを確認することと
を含む、プロセスで。
中極性エステル媒体および/もしくは極性エーテル媒体中で2ミクロンを超える体積平均粒子直径を有する混合金属酸化物顔料を、700ナノメートル未満の粒径へとミル処理するためのプロセスであって、前記プロセスが、
a)中極性エステル媒体および/もしくは極性エーテル媒体、2ミクロンを超える体積平均粒子直径を有する混合金属酸化物顔料、下式の分散化剤
RC(=O)−[A]m−[B]n−Z 式(1)
(式中、式1は、AおよびB単位のランダムまたはブロックコポリマーでよく、
Rは、ヒドロキシルまたはハロゲンで任意選択で置換されているC1〜35ヒドロカルビル基であり、
Aは、オキシ(C8〜20)アルキ(ケニ)レンカルボニル繰り返し単位であり、
Bは、任意選択で置換されているオキシ(C2〜7)アルキレンカルボニル繰り返し単位であり、
mは、1〜6であり、nは、1〜10であり、m+nは、4〜16であり、
Zは、OHであるか、または酸素もしくは窒素原子を介してAもしくはBのカルボニル基に結合している基であり、一般に、式:
−N(T)−Q−Yまたは−O−Q−Y;
によって表すことができ、式中、Tは、水素、またはC1〜18ヒドロカルビルラジカル、またはQ−Yによって表される基であり、
Qは、2〜6個の炭素原子を含有するアルキレンまたはヒドロキシアルキレンラジカルであり、
Yは、式:
−N(R2)(R3)
によって表される第三級アミン基、または式:
−N+(R2)(R3)(R4)W−
によって表される第四級アンモニウム基であり、
式中、R2、R3およびR4は、それぞれ独立に、任意選択で置換されているアルキル、シクロアルキル、またはベンジル基であり、アルキルまたはシクロアルキル基は、1〜18個の炭素原子を有することができ、任意選択でヒドロキシルまたはハロゲン(例えば、Cl、Br、もしくはI)置換されており、R2およびR3は、Y基のNと一緒になって環状アミンを形成する単一の炭化水素基(飽和または不飽和、例えばアルキレン、または芳香族でよい)でよく、
W−は、無色のアニオンである)をブレンドすることであって、微粒子状固体が、高温にて焼成後その色の強さおよび色相を発現する混合金属酸化物顔料であることと;
b)例えば、1Kgの微粒子当たり0.4〜8Kワット/時間のミル処理速度でビーズミル、または5分〜60時間のミル処理時間を使用して、前記中極性エステル媒体および/もしくは極性エーテル媒体中の前記分散化剤と共に分散している前記混合金属酸化物顔料をミル処理することと;
c)体積平均粒子直径D50が700ナノメートル未満であることを確認することと
を含む、プロセスで。
一実施形態では、混合金属酸化物顔料をミル処理するために使用されるビーズは、金属ビーズであるよりはむしろセラミックビーズである。セラミックビーズを使用したさらなる実施形態において、セラミックビーズは、二酸化ジルコニウム、イットリウム安定化ジルコニア、および/または炭化ケイ素であることが望ましい。ビーズは、直径が0.3〜0.4mmであることが多い。ミルは、水平ビーズミルであることが多く、ミルの一般的なサプライヤーは、Netzschである。ミル処理は、粒径分布の中央値を標的とすることが多く、300nmもしくはそれ未満のD50および500nmもしくはそれ未満のD90の体積平均粒子直径が達成される。300nmのD50は、粒径分布中に存在する粒子の50%が300nm超の直径を有し、50%が300nm未満の直径を有する値である。ミル処理時間は、約5分〜60時間であり、より望ましくは、約5分〜48時間である。一実施形態では、上記で開示された期間に亘るミルによって使用されるエネルギーは、生成される1Kgの微粒子当たり0.4〜8Kワット/時間の範囲であり、上記で開示された範囲におけるD50粒子が得られる。ミルは、いくつかの分類方法を使用して、より小さな粒子をより大きな粒子から分離し、次いで、異なるサイズの粒子を異なる程度までミル処理し得る。溶媒をミル処理の間に加えて、粘度、固体含量などを制御し得る。ミル処理が1グラムの顔料の表面積を増加させ、そのD50平均粒径を2ミクロン超から700ナノメートル未満、600ナノメートル未満、500ナノメートル未満、または300ナノメートル未満へと低減させるにつれ、分散剤をミル処理の間に逐次的または連続的に加え得る。
理論に束縛されることを望まないが、いくつかの分散剤は、ミル処理の間に新たに生じた表面に到達し、より大きな粒子への凝集に対して破砕された粒子の新たな表面を安定化するのにより有効であると仮定されている。いくつかの分散剤は、微粒子により良好に固定され、高エネルギー混合の間により大きなサイズの凝集体への集塊に対して粒子をより良好にコロイド状に安定化させる。
本発明の組成物は、液体分散体に特に適している。一実施形態では、このような分散体組成物は、
(a)0.5〜60部の微粒子状固体;
(b)0.5〜30部のRC(=O)−[A]m−[B]n−Zの化合物;および
(c)10〜99部の有機液体を含み、全ての部は重量により、量(a)+(b)+(c)=100である。
(a)0.5〜60部の微粒子状固体;
(b)0.5〜30部のRC(=O)−[A]m−[B]n−Zの化合物;および
(c)10〜99部の有機液体を含み、全ての部は重量により、量(a)+(b)+(c)=100である。
一実施形態では、式RC(=O)−[A]m−[B]n−Zの分散剤を使用して、セラミック物品を着色するための自己分散可能または再分散可能な顔料濃縮物を作製することができる。この実施形態では、蒸発するか、または遠心分離によって除去することができる連続媒体を使用して、ミル処理を行うことができ、次いで、その上に分散剤を有する顔料は、分散形態で必要とされるまで、濃縮、貯蔵、輸送などをすることができる。微粒子状固体、および乾燥形態の式RC(=O)−[A]m−[B]n−Zの分散剤を含む組成物が必要とされる場合、有機液体は典型的には揮発性であり、その結果、有機液体は単純な分離手段、例えば、蒸発によって微粒子状固体から容易に除去し得る。一実施形態では、組成物は、有機液体を含む。
本発明の組成物は、ミルベースを調製するのに適しており、微粒子状固体は、式RC(=O)−[A]m−[B]n−Zの化合物またはその塩の存在下で有機液体中でミル処理される。これらのミルベースは、正確な比で混合して、特定の色の強さおよび濃淡の度合いを有するセラミック物品のための着色剤を形成することができる。インクジェット技術による用途のための着色剤は、600℃もしくはそれ超での焼成の後に、インクは射出されて、セラミック物品上に種々の色、濃淡の度合い、強さなどを形成することができる少なくとも3種および12種までの異なる色を含むことが予測される。
典型的には、ミルベースは、ミルベースの全重量に対して20〜60重量%の微粒子状固体を含有する。一実施形態では、微粒子状固体は、ミルベースの10重量%以上または20重量%以上である。このようなミルベースは、ミル処理の前または後のいずれかに加えられるバインダーを任意選択で含有し得る。
ミルベース中の分散剤の量は、微粒子状固体の量によって決まるが、典型的には、ミルベースの0.5〜12重量%である。
本発明の組成物から作製される分散体およびミルベースは、セラミック物品、特にインクが非水性媒体から塗布されるもの、特に、600℃もしくはそれ超にて焼成されて顔料色の特徴を生じさせるインクジェット印刷されるセラミック物体、例えば壁およびフロアのタイルのための溶媒をベースとするインク中での使用のための顔料分散体として特に適している。
本開示はまた、
a)下式の分散化剤
RC(=O)−[A]m−[B]n−Z 式(1)
(式中、式1は、ランダムまたはブロックコポリマーでよく、
Rは、C1〜35ヒドロカルビル基であり、
Aは、ポリエステルのオキシ(C8〜20)アルキ(ケニ)レン繰り返し単位であり、
Bは、ポリエステルの任意選択で置換されているオキシ(C2〜7)アルキレンカルボニル繰り返し単位であり、
mは、1〜6であり、nは、1〜10であり、m+nは、4〜16であり、
Zは、OHであるか、または酸素もしくは窒素原子を介してAもしくはBのカルボニル基に結合している基であり、一般に、式:
−N(T)−Q−Yまたは−O−Q−Y;
によって表すことができ、式中、Tは、水素、またはC1〜18ヒドロカルビルラジカル、またはQ−Yによって表される基であり、
Qは、2〜6個の炭素原子を含有するアルキレンまたはヒドロキシアルキレンラジカルであり、
Yは、式:
−N(R2)(R3)
によって表される第三級アミン基、または式:
−N+(R2)(R3)(R4)W−
によって表される第四級アンモニウム基であり、
式中、R2、R3およびR4は、それぞれ独立に、任意選択で置換されているアルキル、シクロアルキル、またはベンジル基であり、アルキルまたはシクロアルキル基は、1〜18個の炭素原子を有することができ、任意選択でヒドロキシルまたはハロゲン(例えば、Cl、Br、もしくはI)置換されており、R2およびR3は、Y基のNと一緒になって環状アミンを形成する単一の炭化水素基(飽和または不飽和、例えばアルキレン、または芳香族でよい)でよく、
W−は、無色のアニオンである)を有する有機媒体(脂肪酸エステルおよびグリコールエーテル/エステル)に分散した混合金属酸化物顔料を用意することと、
b)前記分散化剤を使用して、前記中極性エステル媒体および/もしくは極性エーテル媒体中に分散した前記混合金属酸化物を、デジタル画像に従って射出し、焼成の間に前記セラミック物品またはガラス物品上に発現する画像を形成することと(前記セラミック物品は、前記デジタル画像を受ける前に、その上に1つまたは複数のプレグレーズ層(複数可)を任意選択で有する);
c)任意選択で前記デジタル画像上にグレーズを塗布することと;
d)温度を上げた状態で前記セラミック物品またはガラス物品を焼成し、前記混合金属酸化物がその色を発現することをもたらすことと
によってノズルを通して射出されたインクを使用して、セラミック物品またはガラス物品上にデジタル印刷するためのプロセスを含む。
a)下式の分散化剤
RC(=O)−[A]m−[B]n−Z 式(1)
(式中、式1は、ランダムまたはブロックコポリマーでよく、
Rは、C1〜35ヒドロカルビル基であり、
Aは、ポリエステルのオキシ(C8〜20)アルキ(ケニ)レン繰り返し単位であり、
Bは、ポリエステルの任意選択で置換されているオキシ(C2〜7)アルキレンカルボニル繰り返し単位であり、
mは、1〜6であり、nは、1〜10であり、m+nは、4〜16であり、
Zは、OHであるか、または酸素もしくは窒素原子を介してAもしくはBのカルボニル基に結合している基であり、一般に、式:
−N(T)−Q−Yまたは−O−Q−Y;
によって表すことができ、式中、Tは、水素、またはC1〜18ヒドロカルビルラジカル、またはQ−Yによって表される基であり、
Qは、2〜6個の炭素原子を含有するアルキレンまたはヒドロキシアルキレンラジカルであり、
Yは、式:
−N(R2)(R3)
によって表される第三級アミン基、または式:
−N+(R2)(R3)(R4)W−
によって表される第四級アンモニウム基であり、
式中、R2、R3およびR4は、それぞれ独立に、任意選択で置換されているアルキル、シクロアルキル、またはベンジル基であり、アルキルまたはシクロアルキル基は、1〜18個の炭素原子を有することができ、任意選択でヒドロキシルまたはハロゲン(例えば、Cl、Br、もしくはI)置換されており、R2およびR3は、Y基のNと一緒になって環状アミンを形成する単一の炭化水素基(飽和または不飽和、例えばアルキレン、または芳香族でよい)でよく、
W−は、無色のアニオンである)を有する有機媒体(脂肪酸エステルおよびグリコールエーテル/エステル)に分散した混合金属酸化物顔料を用意することと、
b)前記分散化剤を使用して、前記中極性エステル媒体および/もしくは極性エーテル媒体中に分散した前記混合金属酸化物を、デジタル画像に従って射出し、焼成の間に前記セラミック物品またはガラス物品上に発現する画像を形成することと(前記セラミック物品は、前記デジタル画像を受ける前に、その上に1つまたは複数のプレグレーズ層(複数可)を任意選択で有する);
c)任意選択で前記デジタル画像上にグレーズを塗布することと;
d)温度を上げた状態で前記セラミック物品またはガラス物品を焼成し、前記混合金属酸化物がその色を発現することをもたらすことと
によってノズルを通して射出されたインクを使用して、セラミック物品またはガラス物品上にデジタル印刷するためのプロセスを含む。
本明細書の混合金属酸化物分散体および分散剤から作製されたコーティングまたはインクは、2つのさらなる詳細において通常の有機バインダーをベースとするコーティングおよびインクと異なる。好ましい実施形態では、本明細書のコーティングおよびインク中のバインダー(もしあれば)は、有機材料よりむしろ、実質的に(例えば、乾燥し熱処理されたコーティングまたはインクに基づいて>90重量%、>95重量%、または>99重量%)無機材料である。第2の有意差は、本明細書の分散剤がかなり揮発するまたは燃える(例えば、熱処理の前に、分散剤の重量に対して分散剤の>80重量%、>90重量%、または>99重量%が、揮発または燃える)ことである。このように、有機バインダー系において、有機分散剤は、バインダーおよび微粒子状物質の間の界面として、最終インクまたはコーティング中に保持される。本明細書のインクおよびコーティングにおいて、物品を熱処理して、コーティングまたはインクが融解し、インクがセラミックまたはガラス基材に溶融するまで、分散剤は存在する。熱処理の後、分散剤は、実質的に燃えるか、または揮発し、その結果、コーティングまたはインクおよび微粒子(例えば、顔料(混合金属酸化物)またはグレーズのガラス質材料)は、微粒子およびセラミックまたはガラスの無機材料の間の界面において有機分散剤を実質的に含有しない。
セラミック物品は一般に、無機材料を溶融させ、さらなる機械的強度および液体に対する耐性を実現する、高温処理(例えば、約400〜約1200℃)からさらなる強度を生じさせる、粘土および磁器から形成された種々の有用なおよび装飾用品目を意味する。セラミック物品には、これらに限定されないが、様々なサイズおよび形状のタイル、カップ、ジャー、つぼ、他の貯蔵うつわ、ボウル、プレート、用具、宝飾品、レンガ、フロア、シーリング、および壁のタイルなどが含まれる。セラミック物品は、居住内の使用、またはエクステリア使用、例えば、建築構造物における使用を意図することができる。
ガラス物品は、機能的および装飾用ガラス物品を含む。ガラスは、セラミックが一般にせいぜい半透明であるという点でセラミックとは異なり、ガラス(強烈に着色されていない限り)は一般に、サイズ10タイプが通常の太陽光条件下でガラスペインを通して読むことができるように、約0.5mmの厚さにおいて透明である。本明細書の目的のために、ガラス物品は一般に、物品の全ガラス部分に基づいて少なくとも50重量%の高濃度のシリカ(例えば、SiO2)を有する。ガラス組成物の例は、59重量%のシリカ、2重量%のNa2O、25重量%のPbO、12重量%のK2O、0.4重量%のアルミナおよび1.5重量%のZnの酸化鉛ガラス;約81重量%のシリカ、12重量%のB2O3、4.5重量%のNa2O、および2重量%のAl2O3のホウケイ酸ナトリウムガラス;約72重量%のシリカ、14.2重量%のNa2O、25重量%のMgO、10重量%のCaO、および0.6重量%のAl2O3のソーダ石灰シリカ窓ガラス;ならびに95+重量%のシリカの溶融シリカガラスを含む。ガラス物品は一般に、これらに限定されないが、ガラスペイン(湾曲したおよび平坦でないペインを含めた)、チューブ、バイアル、ボトル、ビーカー、フラスコ、グラス、カップ、プレート、ボウル、パン、レンズ、うつわ、ジャー、球/ボールなどを含むことができる。過去において、スクリーン印刷は、無機インクに形成された混合金属酸化物タイプの顔料を有するいくつかのガラス容器および物品を装飾するために使用されてきた。これらはある程度、供給源、含量、または商標識別を伴う内容を持続的に同定することができる。
下記の実施例は、本発明の例示を提供する。これらの実施例は非包括的であり、本発明の範囲を制限することを意図するものではない。
下記の実施例は、本発明の例示を提供する。これらの実施例は非包括的であり、本発明の範囲を制限することを意図するものではない。
分散剤例1
分散剤の調製
(実施例1)
分散剤の調製
(実施例1)
カプロラクトン(29.3重量部)、リシノール酸(229.3部)およびジルコニウムブトキシド触媒(0.51部)を、500mlの丸底フラスコに窒素雰囲気下にて加える。混合物を172℃にて8時間撹拌する。35.4mg KOH/gの酸価を有する琥珀色の液体が得られる(241部)。これは、分散剤1である。
(実施例2)
(実施例2)
カプロラクトン(86.8部)およびリシノール酸(226.8部)を、三つ口RBフラスコに充填し、混合物を100℃にて窒素雰囲気下にて撹拌する。3−ジメチルアミノプロピルアミン(20.5部)を混合物に加え、これを1時間撹拌し、次いで、120℃に温める。ジルコニウムブチレート触媒(0.5部)を混合物に加え、これを180℃にて窒素雰囲気下にて16時間撹拌する。混合物を100℃に冷却し、次いで、ガラスジャー中に注ぎ、琥珀色の液体(300g)を得る。酸価=15.8mg KOH/g、塩基当量=1517。これは、分散剤2である。
比較例Aは、US5700395の分散剤例12について従前に開示されているように調製する。
比較上のミル処理試験
Pigment Brown 33分散体
Pigment Brown 33分散体
分散体は、分散剤(100%活性として27部)をDowanol TPM(Dow製)(243部)に溶解することによって調製する。Sicocer F Brown 2726顔料(BASF製)(180部)を各混合物に加え、それぞれを2000rpmで30分間鋸歯インペラーを使用して事前混合した。
次いで、各プレミックスを、500nm未満のD50および900nm未満のD90の粒径が達成されるまで、下記の条件下でNetzsch LAbStar/ミニミルおよび「ミニ」粉砕チャンバー(0.16リットル)を使用してミル処理した:4000rpmでの0.3〜0.4mmのYTZビーズの70%ビーズ充填、15rpmのポンプスピードおよび30〜40℃のミル温度。ミル処理分散体(0.04部)の試料を取り、トルエン(8部)中で希釈し、Nanotrac DLS粒径分析器で粒径を測定することによって粒子サイズを得た。
ラウリン酸イソプロピルおよびミリスチン酸イソプロピル混合物中のPigment Yellow 159分散体
分散体は、分散剤(100%活性として36.05部)をラウリン酸イソプロピル(sigma Aldrich製)(151.73部)およびミリスチン酸イソプロピル(sigma Aldrich製)(61.97部)に溶解することによって調製される。Sicocer Yellow F 2214顔料(BASF製)(200.25部)を各混合物に加え、それぞれを鋸歯インペラーを使用して2000rpmで30分間事前混合した。次いで、プレミックスを、下記の条件下でNetzsch LAbStar/ミニミルおよび「ミニ」粉砕チャンバー(0.16l)を使用して90分間ミル処理した:3000rpmでの0.3〜0.4mmのYTZ(登録商標)ビーズの87.5%ビーズ充填、15rpmのポンプスピードおよび20〜30℃のミル温度。YTZ(登録商標)は、ニッカトーの商標であり、粉砕媒体は、ニッカトーおよび日本の東京の東ソーの共同開発である。最終インクの最初の粒径および粘度測定を得て、インクを40℃にて3週間貯蔵した後、これらの測定を繰り返した。ミル処理分散体(0.04部)の試料を取り、トルエン(8部)中で希釈し、Nanotrac DLS粒径分析器で粒径を測定することによって粒子サイズを得た。最終セラミックインクの粘度測定を、TA Instruments円錐平板レオメーターで得た。最終インク(20ml)をシリンジ中に入れ、インクが通過しなくなるまで5ミクロンのフィルターを通過させた。フィルターを通過したインクの量を測定した。5ml超の量は、許容されるとみなした。
上記で言及した文献のそれぞれは、参照により本明細書中に組み込まれている。実施例を除いて、または他に明確に示される場合を除いて、本記載における材料の量、反応条件、分子量、炭素原子の数などを特定する全ての数量は、単語「約」によって修飾されると理解される。他に示さない限り、本明細書において言及するそれぞれの化学物質または組成物は、異性体、副生成物、誘導体、および商業グレード中に存在すると通常理解される他のこのような材料を含有し得る商業グレードの材料であると解釈すべきである。しかし、他に示さない限り、それぞれの化学構成要素の量は、市販の材料中に通例存在し得る任意の溶媒または希釈油を除いて提示される。本明細書において記載する量、範囲、および比の上限および下限は、独立に組み合わせ得ることを理解すべきである。同様に、本発明のそれぞれの要素についての範囲および量は、他の要素のいずれかについての範囲または量と一緒に使用し得る。
本発明をその好ましい実施形態と関連して説明してきた一方、本明細書を読めば、その様々な改変は当業者には明らかになることを理解すべきである。したがって、本明細書において開示されている本発明は、添付の特許請求の範囲内に入るものとしてこのような改変を網羅することが意図されることを理解すべきである。
Claims (27)
- 微粒子状固体、中極性エステル媒体および/もしくは極性エーテル媒体、ならびに式(1)の分散化剤
RC(=O)−[A]m−[B]n−Z 式(1)
を含む組成物
(式中、式1は、AおよびB単位のランダムまたはブロックコポリマーでよく、
Rは、ヒドロキシルまたはハロゲンで任意選択で置換されているC1〜35ヒドロカルビル基であり、
Aは、オキシ(C8〜20)アルキ(ケニ)レンカルボニル繰り返し単位であり、
Bは、任意選択で置換されているオキシ(C2〜7)アルキレンカルボニル繰り返し単位であり、
mは、1〜6であり、nは、1〜10であり、m+nは、4〜16であり、
Zは、OHであるか、または酸素もしくは窒素原子を介してAまたはBの前記カルボニル基に結合している基であり、一般に、式:
−N(T)−Q−Yまたは−O−Q−Y;
によって表すことができ、式中、Tは、水素、またはC1〜18ヒドロカルビルラジカル、またはQ−Yによって表される基であり、
Qは、2〜6個の炭素原子を含有するアルキレンまたはヒドロキシアルキレンラジカルであり、
Yは、式:
−N(R2)(R3)
によって表される第三級アミン基、または式:
−N+(R2)(R3)(R4)W−
によって表される第四級アンモニウム基であり、
式中、R2、R3およびR4は、それぞれ独立に、任意選択で置換されているアルキル、シクロアルキル、またはベンジル基であり、前記アルキルまたはシクロアルキル基は、1〜18個の炭素原子を有することができ、任意選択でヒドロキシルまたはハロゲン(例えば、Cl、Br、もしくはI)置換されており、R2およびR3は、Y基のNと一緒になって環状アミンを形成する単一の炭化水素基(飽和または不飽和、例えばアルキレン、または芳香族でよい)でよく、
W−は、無色のアニオンである)であって、前記微粒子状固体が、高温にて焼成後その色の強さおよび色相を発現する混合金属酸化物顔料である、組成物。 - Zが、ヒドロキシル基である、請求項1に記載の組成物。
- Zが、−N(T)−Q−Yまたは−O−Q−Yによって表される、請求項1に記載の組成物。
- Yが、第三級アミンである、請求項3に記載の組成物。
- Yが、四級化アミンである、請求項3に記載の組成物。
- Zが、−O−Q−Yによって表される、請求項1から3のいずれかに記載の組成物。
- Zが、−N(T)−Q−Yによって表される、請求項1から5のいずれかに記載の組成物。
- 前記微粒子状固体が、Al、Mg、Ca、Cd、Co、Cr、Fe、In、Mn、Ni、Pr、Sb、Se、Si、Sn、Ti、V、ZnおよびZrから選択される2つもしくはそれ超のカチオン形態の元素の組合せを含有(より望ましくは、Al、Ca、Co、Cr、Fe、Mn、Pr、Sb、Si、Sn、Ti、ZnおよびZrの2つもしくはそれ超のカチオン形態の元素の組合せを含有)する混合金属酸化物の少なくとも1種のセラミック顔料である、請求項1から7のいずれかに記載の組成物。
- 前記混合金属酸化物微粒子が、前記組成物の約20〜約60重量%で存在する、請求項1から8のいずれかに記載の組成物。
- 中極性エステル媒体および/もしくは極性エーテル媒体中で2ミクロンを超える乾燥粉末体積平均粒子直径D50を有する無機微粒子を、700ナノメートル未満のD50粒径へとミル処理するためのプロセスであって、前記プロセスが、
a)中極性エステル媒体および/もしくは極性エーテル媒体、2ミクロンを超える乾燥粉末体積平均粒子直径を有する、ガラス質のグレーズ材料を任意選択で含む混合金属酸化物顔料を含む前記無機微粒子状材料、ならびに下式の分散化剤
RC(=O)−[A]m−[B]n−Z 式(1)
(式中、式1の−[A]m−[B]n−は、AおよびB単位のランダムまたはブロックポリエステルコポリマーでよく、
Rは、ヒドロキシルまたはハロゲンで任意選択で置換されているC1〜35ヒドロカルビル基であり、
Aは、オキシ(C8〜20)アルキ(ケニ)レンカルボニル繰り返し単位であり、
Bは、任意選択で置換されているオキシ(C2〜7)アルキレンカルボニル繰り返し単位であり、
mは、1〜6であり、nは、1〜10であり、m+nは、4〜16であり、
Zは、OHであるか、またはZは、酸素もしくは窒素原子を介してAもしくはBの前記カルボニル基に結合している基であり、一般に、式:
−N(T)−Q−Yまたは−O−Q−Y;
によって表すことができ、式中、Tは、水素、またはC1〜18ヒドロカルビルラジカル、またはQ−Yによって表される基であり、
Qは、2〜6個の炭素原子を含有するアルキレンまたはヒドロキシアルキレンラジカルであり、
Yは、式:
−N(R2)(R3)
によって表される第三級アミン基、または式:
−N+(R2)(R3)(R4)W−
によって表される第四級アンモニウム基であり、
式中、R2、R3およびR4は、それぞれ独立に、任意選択で置換されているアルキル、シクロアルキル、またはベンジル基であり、前記アルキルまたはシクロアルキル基は、1〜18個の炭素原子を有することができ、任意選択でヒドロキシルまたはハロゲン(例えば、Cl、Br、もしくはI)置換されており、R2およびR3は、Y基のNと一緒になって環状アミンを形成する単一の炭化水素基(飽和または不飽和、例えばアルキレン、または芳香族でよい)でよく、
W−は、無色のアニオンである)をブレンドすることであって、前記微粒子状固体が、高温にて焼成後その色の強さおよび色相を発現する混合金属酸化物顔料であることと;
b)ビーズミルを使用して5分〜60時間、前記中極性エステル媒体および/もしくは極性エーテル媒体中の前記分散化剤と共に分散した前記混合金属酸化物顔料をミル処理することと;
c)前記体積平均粒子直径D50が700ナノメートル未満であることを確認することと
を含む、プロセス。 - 中極性エステル媒体および/もしくは極性エーテル媒体中で2ミクロンを超える乾燥粉末体積平均粒子直径D50を有する無機微粒子を、700ナノメートル未満のD50粒径へとミル処理するためのプロセスであって、前記プロセスが、
a)中極性エステル媒体および/もしくは極性エーテル媒体、2ミクロンを超える乾燥粉末体積平均粒子直径を有する、ガラス質のグレーズ材料を任意選択で含む混合金属酸化物顔料を含む前記無機微粒子状材料、ならびに下式の分散化剤
RC(=O)−[A]m−[B]n−Z 式(1)
(式中、式1は、AおよびB単位のランダムまたはブロックコポリマーでよく、
Rは、ヒドロキシルまたはハロゲンで任意選択で置換されているC1〜35ヒドロカルビル基であり、
Aは、オキシ(C8〜20)アルキ(ケニ)レンカルボニル繰り返し単位であり、
Bは、任意選択で置換されているオキシ(C2〜7)アルキレンカルボニル繰り返し単位であり、
mは、1〜6であり、nは、1〜10であり、m+nは、4〜16であり、
Zは、OHであるか、または酸素もしくは窒素原子を介してAまたはBのカルボニル基に結合している基であり、一般に、式:
−N(T)−Q−Yまたは−O−Q−Y;
によって表すことができ、式中、Tは、水素、またはC1〜18ヒドロカルビルラジカル、またはQ−Yによって表される基であり、
Qは、2〜6個の炭素原子を含有するアルキレンまたはヒドロキシアルキレンラジカルであり、
Yは、式:
−N(R2)(R3)
によって表される第三級アミン基、または式:
−N+(R2)(R3)(R4)W−
によって表される第四級アンモニウム基であり、
式中、R2、R3およびR4は、それぞれ独立に、任意選択で置換されているアルキル、シクロアルキル、またはベンジル基であり、前記アルキルまたはシクロアルキル基は、1〜18個の炭素原子を有することができ、任意選択でヒドロキシルまたはハロゲン(例えば、Cl、Br、もしくはI)置換されており、R2およびR3は、Y基のNと一緒になって環状アミンを形成する単一の炭化水素基(飽和または不飽和、例えばアルキレン、または芳香族でよい)でよく、
W−は、無色のアニオンである)をブレンドすることであって、前記微粒子状固体が、高温にて焼成後その色の強さおよび色相を発現する混合金属酸化物顔料であることと;
b)1Kgの微粒子当たり0.4〜8Kワット/時間のミル処理速度でビーズミルを使用して、前記中極性エステル媒体および/もしくは極性エーテル媒体中の前記分散化剤と共に分散した前記混合金属酸化物顔料をミル処理することと;
c)前記体積平均粒子直径D50が700ナノメートル未満であることを確認することと
を含む、プロセス。 - 前記混合金属酸化物顔料が、Al、Mg、Ca、Cd、Co、Cr、Fe、In、Mn、Ni、Pr、Sb、Se、Si、Sn、Ti、V、ZnおよびZrの群から選択される2つもしくはそれ超のカチオンの形態の異なる元素の組合せを含有(より望ましくは、Al、Ca、Co、Cr、Fe、Mn、Pr、Sb、Si、Sn、Ti、ZnおよびZrの群から選択される2つもしくはそれ超のカチオンの形態の元素の組合せを含有)する、請求項10または11に記載のプロセス。
- Zが、ヒドロキシル基である、請求項10、11、または12に記載のプロセス。
- Zが、−N(T)−Q−Yまたは−O−Q−Yによって表される、請求項10、11、または12に記載のプロセス。
- Zが、−O−Q−Yによって表される、請求項10、11、または12に記載のプロセス。
- Yが、第三級アミンである、請求項14または15に記載のプロセス。
- Yが、四級化第三級アミンである、請求項14または15に記載のプロセス。
- ノズルを通して射出されたインクを使用して、セラミック物品またはガラス物品基材上にデジタル印刷するためのプロセスであって、
a)下式の分散化剤
RC(=O)−[A]m−[B]n−Z 式(1)
(式中、式1は、AおよびB単位のランダムまたはブロックコポリマーでよく、
Rは、ヒドロキシルまたはハロゲンで任意選択で置換されているC1〜35ヒドロカルビル基であり、
Aは、オキシ(C8〜20)アルキ(ケニ)レンカルボニル繰り返し単位であり、
Bは、任意選択で置換されているオキシ(C2〜7)アルキレンカルボニル繰り返し単位であり、
mは、1〜6であり、nは、1〜10であり、m+nは、4〜16であり、
Zは、OHであるか、または酸素もしくは窒素原子を介してAまたはBの前記カルボニル基に結合している基であり、一般に、式:
−N(T)−Q−Yまたは−O−Q−Y;
によって表すことができ、式中、Tは、水素、またはC1〜18ヒドロカルビルラジカル、またはQ−Yによって表される基であり、
Qは、2〜6個の炭素原子を含有するアルキレンまたはヒドロキシアルキレンラジカルであり、
Yは、式:
−N(R2)(R3)
によって表される第三級アミン基、または式:
−N+(R2)(R3)(R4)W−
によって表される第四級アンモニウム基であり、
式中、R2、R3およびR4は、それぞれ独立に、任意選択で置換されているアルキル、シクロアルキル、またはベンジル基であり、前記アルキルまたはシクロアルキル基は、1〜18個の炭素原子を有することができ、任意選択でヒドロキシルまたはハロゲン(例えば、Cl、Br、もしくはI)置換されており、R2およびR3は、Y基のNと一緒になって環状アミンを形成する単一の炭化水素基(飽和または不飽和、例えばアルキレン、または芳香族でよい)でよく、
W−は、無色のアニオンである)を有する中極性エステル媒体および/もしくは極性エーテル媒体に分散した混合金属酸化物を用意することであって、前記微粒子状固体が、高温にて焼成後その色の強さおよび色相を発現する混合金属酸化物顔料であることと;
b)前記分散化剤を使用して、前記基材上へと前記中極性エステル媒体および/もしくは極性エーテル媒体中に分散した前記混合金属酸化物を射出し、顔料処理されたデジタル画像を(任意選択で、セラミック表面上のプレグレーズ層(複数可)上に)形成することであって、前記基材上の前記顔料処理されたデジタル画像は、前記セラミック基材を焼成するか、または前記ガラス基材を加熱することによって着色された画像へと展開して、焼き戻しもしくは焼き鈍しを実現することと;
c)前記デジタル画像上にグレーズを任意選択で塗布することと;
d)高温で前記セラミック物品を加熱するか、または前記ガラス物品を加熱して、これを焼き鈍しもしくは焼き戻しすることであって、混合金属酸化物からの前記画像は、その色への加熱によって最適な色の強さを発現することと
を含む、プロセス。 - 前記混合金属酸化物顔料が、セラミック基材について600℃もしくはそれ超、またはガラス基材について400℃もしくはそれ超での焼成後に、その色の強さおよび色相を発現する、請求項18に記載のプロセス。
- 前記混合金属酸化物が、Al、Mg、Ca、Cd、Co、Cr、Fe、In、Mn、Ni、Pr、Sb、Se、Si、Sn、Ti、V、ZnおよびZrの群から選択される2つもしくはそれ超のカチオン形態の元素の組合せを含有(より望ましくは、Al、Ca、Co、Cr、Fe、Mn、Pr、Sb、Si、Sn、Ti、ZnおよびZrの2つもしくはそれ超のカチオン形態の元素の組合せを含有)する混合金属酸化物の少なくとも1種のセラミック顔料である、請求項18または19に記載のプロセス。
- 前記混合金属酸化物が、中極性エステル媒体および/もしくは極性エーテル媒体中の混合金属酸化物の前記分散体中に約20〜約60重量%の濃度で存在する、請求項18、19、または20に記載のプロセス。
- Aが、1種もしくは複数のC10〜20ヒドロキシカルボン酸またはそのラクトンに由来する、請求項18、19、20、または21に記載のプロセス。
- Bが、1種もしくは複数のC5〜7ヒドロキシカルボン酸またはそのラクトンに由来する、請求項18、19、20、または21に記載のプロセス。
- Zが、ヒドロキシル基である、請求項18、19、20、または21に記載のプロセス。
- Zが、−N(T)−Q−Yまたは−O−Q−Yによって表される、請求項18、19、20、または21に記載のプロセス。
- Yが、第三級アミンである、請求項25に記載のプロセス。
- Yが、四級化第三級アミンである、請求項25に記載のプロセス。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201462083500P | 2014-11-24 | 2014-11-24 | |
US62/083,500 | 2014-11-24 | ||
PCT/US2015/060300 WO2016085663A1 (en) | 2014-11-24 | 2015-11-12 | Polyester dispersants for colouration of ceramic tiles using ink jet inks and ink jet ink printers |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017536457A true JP2017536457A (ja) | 2017-12-07 |
Family
ID=54784010
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017527601A Pending JP2017536457A (ja) | 2014-11-24 | 2015-11-12 | インクジェットインクおよびインクジェットインクプリンターを使用したセラミックタイルの着色のためのポリエステル分散剤 |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10584256B2 (ja) |
EP (1) | EP3224324B1 (ja) |
JP (1) | JP2017536457A (ja) |
KR (1) | KR102453747B1 (ja) |
CN (1) | CN107207889B (ja) |
ES (1) | ES2813435T3 (ja) |
TW (1) | TW201622806A (ja) |
WO (1) | WO2016085663A1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020529510A (ja) * | 2017-08-08 | 2020-10-08 | ベーイプシロンカー ヘミー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクター ハフトゥング | アミン官能性化合物 |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018107033A1 (en) * | 2016-12-09 | 2018-06-14 | Lubrizol Advanced Materials, Inc. | Aliphatic ceramic dispersant obtained by reaction of pibsa with non-polymeric amino ether/alcohol |
EP3820959A1 (en) | 2018-07-12 | 2021-05-19 | ChampionX USA Inc. | Alkyl lactone- derived corrosion inhibitors |
US11414588B2 (en) | 2018-07-12 | 2022-08-16 | Championx Usa Inc. | Alkyl lactone-derived hydroxyamides and alkyl lactone-derived hydroxyesters for the control of natural gas hydrates |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3778287A (en) | 1970-12-22 | 1973-12-11 | Ici Ltd | Pigment dispersions |
GB8402801D0 (en) | 1984-02-02 | 1984-03-07 | Ici Plc | Dispersion |
DE3582887D1 (de) | 1985-01-22 | 1991-06-20 | Ici Plc | Dispergiermittel enthaltende zusammensetzung. |
GB9306222D0 (en) * | 1993-03-25 | 1993-05-19 | Zeneca Ltd | Dispersants |
GB9809257D0 (en) * | 1998-04-30 | 1998-07-01 | Zeneca Ltd | Polyurethane dispersants |
GB9922039D0 (en) | 1999-09-18 | 1999-11-17 | Avecia Ltd | Polyester dispersants |
GB0304941D0 (en) * | 2003-03-05 | 2003-04-09 | Avecia Ltd | Use of dispersions in making electronic devices |
EP1827669B1 (en) * | 2004-12-23 | 2009-10-21 | Lubrizol Limited | Dispersants |
WO2006113258A2 (en) * | 2005-04-13 | 2006-10-26 | Lubrizol Advanced Materials, Inc. | Dispersants |
US9115259B2 (en) * | 2008-08-13 | 2015-08-25 | Lubrizol Advanced Materials, Inc. | Filled poly vinyl chloride composition |
IT1404805B1 (it) | 2011-02-10 | 2013-11-29 | Lamberti Spa | Disperdenti |
ITVA20110006A1 (it) * | 2011-03-03 | 2012-09-04 | Lamberti Spa | Inchiostri ceramici per stampanti inkjet |
ITVA20130019A1 (it) | 2013-03-20 | 2014-09-21 | Lamberti Spa | Inchiostri per stampanti inkjet |
-
2015
- 2015-11-11 TW TW104137149A patent/TW201622806A/zh unknown
- 2015-11-12 WO PCT/US2015/060300 patent/WO2016085663A1/en active Application Filing
- 2015-11-12 JP JP2017527601A patent/JP2017536457A/ja active Pending
- 2015-11-12 CN CN201580074130.2A patent/CN107207889B/zh active Active
- 2015-11-12 EP EP15805343.9A patent/EP3224324B1/en active Active
- 2015-11-12 ES ES15805343T patent/ES2813435T3/es active Active
- 2015-11-12 US US15/529,029 patent/US10584256B2/en active Active
- 2015-11-12 KR KR1020177017268A patent/KR102453747B1/ko active IP Right Grant
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020529510A (ja) * | 2017-08-08 | 2020-10-08 | ベーイプシロンカー ヘミー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクター ハフトゥング | アミン官能性化合物 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN107207889A (zh) | 2017-09-26 |
CN107207889B (zh) | 2020-11-03 |
US10584256B2 (en) | 2020-03-10 |
KR20170087494A (ko) | 2017-07-28 |
US20170260409A1 (en) | 2017-09-14 |
EP3224324B1 (en) | 2020-07-15 |
WO2016085663A1 (en) | 2016-06-02 |
KR102453747B1 (ko) | 2022-10-11 |
TW201622806A (zh) | 2016-07-01 |
EP3224324A1 (en) | 2017-10-04 |
ES2813435T3 (es) | 2021-03-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10675889B2 (en) | Dispersants for colouration of ceramic tiles using ink jet inks | |
KR102453747B1 (ko) | 잉크 젯 잉크 및 잉크 젯 잉크 프린터를 이용하여 세라믹 타일을 착색시키기 위한 폴리에스테르 분산제 | |
KR102249288B1 (ko) | 잉크 젯 잉크 조성물 | |
JP7416743B2 (ja) | 装飾セラミック市場用の修飾されたポリアクリレート分散剤 | |
US11661522B2 (en) | Aliphatic ceramics dispersant |