JP2018513243A

JP2018513243A - インクジェット用インク組成物、インク被覆方法、および被覆物品

Info

Publication number: JP2018513243A
Application number: JP2017549260A
Authority: JP
Inventors: ホアン，ルエイ−ミン; ワン，ファン−ファン; ヤン，ヨンシォン
Original assignee: Corning Inc
Current assignee: Corning Inc
Priority date: 2015-03-20
Filing date: 2016-03-16
Publication date: 2018-05-24
Anticipated expiration: 2036-03-16
Also published as: KR20170129891A; WO2016153876A1; TWI714559B; US10435572B2; JP6813496B2; EP3271430A1; TW201641622A; US20160272826A1; CN107949612A

Abstract

インクジェット用インク組成物、インクジェット用インク被覆方法、および得られたインクジェット用インク被覆物品の全てが、粒子状顔料材料、無機樹脂成分、および溶媒組成物を含むインクジェット用インク組成物に基づく。未硬化樹脂組成物は、熱硬化の際に、以下に限られないが、ガラス基体、セラミック基体および金属酸化物基体などの基体に対する優れた付着力を有する硬化樹脂組成物を形成する。

Description

関連出願の説明

本出願は、その内容が依拠され、ここに全て引用される、２０１５年３月２０日に出願された米国仮特許出願第６２／１３５８６４号の米国法典第３５編第１１９条の下での優先権の恩恵を主張するものである。

本開示は、広く、インクジェット用インク組成物、インクジェット印刷物品、およびインクジェット印刷方法に関する。

インクジェット印刷プロセスのためのインクジェット用インク組成物は、大抵、供給紙基体などの多孔質基体上に正確かつ再現性のある画像を提供するよく知られた材料である。残念ながら、インク画像の付着力および不透明性は、ガラス基体などのそれほど多孔質ではない基体に施されたときに、しばしば損なわれる。例えば、ガラスのようなそれほど多孔質ではない基体に対するインクの付着力に関する問題により、特にカラーインクについて、色濃度および写像性が不十分になり得る。

したがって、向上したガラス基体付着性および向上した不透明性を与えるインクジェット用インク組成物および印刷方法が、当該技術分野において必要とされている。

本開示は、向上した基体付着性および向上した不透明性を与える独創性のあるインクジェット用インク組成物および印刷方法に関する。ここに記載されたか、または他に想定される実施の形態は、インクジェット用インク組成物であって、硬化したインクジェット用インク組成物に、基体表面に関して、特に、その基体表面が、ガラス表面、セラミック表面、金属酸化物表面、金属表面、高分子表面、または類似の表面を含む環境下で、向上した付着力および向上した不透明性を与える、顔料成分、樹脂組成物、および溶媒組成物を有するインクジェット用インク組成物に関する。同様に、ここに記載されたか、または他に想定される方法の実施の形態は、ガラス表面、セラミック表面、金属酸化物表面、金属表面、高分子表面、または類似の表面などの基体表面上に、顔料成分、樹脂組成物、および溶媒組成物を有するインク組成物をインクジェット印刷することに関する。

例えば、いくつかの実施の形態において、未硬化のインクジェット用インク組成物中の未硬化樹脂組成物は未硬化のシリコーン樹脂成分を含み、これは、下記のさらなる説明を踏まえて、代わりに、シルセスキオキサン材料成分と記載されることもある。さらに、ある実施の形態による未硬化のインクジェット用インク組成物中の溶媒組成物は、数ある他の成分の中でも、（１）プロピレン・グリコール・エーテル、および（２）ジエチレン・グリコール・ジメチル・エーテルを含み得る。

１つの態様において、インクジェット用インク組成物は、（ｉ）顔料材料、（ｉｉ）無機樹脂成分、並びに（ｉｉｉ）プロピレン・グリコール・エーテルおよびジエチレン・グリコール・ジメチル・エーテルを含む溶媒組成物を含む。

ある実施の形態によれば、前記溶媒は、プロピレン・グリコール・メチル・エーテル・アセテートをさらに含む。

ある実施の形態によれば、前記溶媒は、ポリプロピレン・グリコール・モノメチル・エーテル・アセテートをさらに含む。

ある実施の形態によれば、前記溶媒、ジエチレン・グリコール・ジエチル・エーテルをさらに含む。

ある実施の形態によれば、前記プロピレン・グリコール・エーテルは、プロピレン・グリコール・モノメチル・エーテルおよび／またはポリプロピレン・グリコール・メチル・エーテルである。

ある実施の形態によれば、インクジェット用インク組成物は分散剤および／または流動促進剤も含む。

ある実施の形態によれば、前記顔料は、数ある中でも、ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー、およびそれらの組合せである。

ある実施の形態によれば、前記無機樹脂成分は、ジビニル・ヘキサメチル・オクタシラ・シルセスキオキサンなどのシルセスキオキサンである。

ある実施の形態によれば、前記流動促進剤は、ポリエーテル変性メチルアルキルポリシロキサンおよび／または変性ポリエーテルポリジメチルシロキサンである。

ある実施の形態によれば、前記顔料材料は約０．５から５質量パーセントで存在し、前記分散剤は約０．５から４．０質量パーセントで存在し、前記無機樹脂成分は約２０から３５質量パーセントで存在し、前記溶媒組成物は、（ｉ）約１０から５５質量パーセントで存在するプロピレン・グリコール・エーテル、および（ｉｉ）約１０から２５質量パーセントで存在するジエチレン・グリコール・ジメチル・エーテルを含み、前記流動促進剤は約０．５から３．５質量パーセントで存在する。

ある実施の形態によれば、前記インクジェット用インク組成物は、約３質量パーセントまでで存在してよい、樹脂強化剤などの添加剤をさらに含む。

ある実施の形態によれば、前記インクジェット用インク組成物の粘度は、約２５℃で約４から約６センチポアズである。

１つの態様において、インク被覆方法は、（ｉ）顔料材料、（ｉｉ）無機樹脂成分、並びに（ｉｉｉ）プロピレン・グリコール・エーテルおよびジエチレン・グリコール・ジメチル・エーテルを有する溶媒組成物を含む未硬化のインクジェット用インク組成物を基体上に被覆する工程；およびその未硬化のインクジェット用インク組成物をその場で硬化させて、基体上に硬化インク組成物を形成する工程を有してなる。

前記方法のある実施の形態によれば、その未硬化のインクジェット用インク組成物は、分散剤および／または流動促進剤も含む。

前記方法のある実施の形態によれば、前記顔料材料は約０．５から５質量パーセントで存在し、前記分散剤は約０．５から４．０質量パーセントで存在し、前記無機樹脂成分は約２０から３５質量パーセントで存在し、前記溶媒組成物は、（ｉ）約４０から５５質量パーセントで存在するプロピレン・グリコール・エーテル、および（ｉｉ）約１０から５５質量パーセントで存在するジエチレン・グリコール・ジメチル・エーテルを含み、前記流動促進剤は約０．５から３．５質量パーセントで存在する。

ある実施の形態によれば、前記無機樹脂成分は、ジビニル・ヘキサメチル・オクタシラ・シルセスキオキサンである、またはそれを含む。

ある実施の形態によれば、前記流動促進剤は、ポリエーテル変性メチルアルキルポリシロキサンおよび／または変性ポリエーテルポリジメチルシロキサンである、またはそれを含む。

ある実施の形態によれば、前記基体は、ガラス基体、セラミック基体、金属酸化物基体、金属基体、および／または高分子基体である。

ある実施の形態によれば、前記未硬化のインク組成物は、約１分から約２０分の期間に亘り、約１６０から２５０℃の温度で熱硬化される。

１つの態様において、被覆物品は、基体、およびその基体上に位置する硬化コーティングを備え、その硬化コーティングは、（ｉ）顔料材料、（ｉｉ）無機樹脂成分、並びに（ｉｉｉ）プロピレン・グリコール・エーテルおよびジエチレン・グリコール・ジメチル・エーテルを有する溶媒組成物を含む。

ある実施の形態によれば、前記硬化コーティングは、分散剤および／または流動促進剤も含む。

ある実施の形態によれば、前記硬化コーティングの厚さは、約２から６マイクロメートルである。

本発明のこれらと他の態様は、以下に記載される実施の形態から明白であり、それに関して説明される。

それらの実施の形態の目的、特徴および利点は、下記に述べられているように、詳細な説明の文脈の中で理解される。詳細な説明は、添付図面の文脈の中で理解され、ここで、異なる図面を通じて、同様の参照文字は、概して、同じ部品を指す。また、図面は、必ずしも一定の縮尺で描かれておらず、本発明の原理を説明する際に、概して、代わりに強調が行われる。

ある実施の形態による、ジビニル・ヘキサメチル・オクタシラ・シルセスキオキサン樹脂成分の化学構造の概略図ある実施の形態による、ジビニル・ヘキサメチル・オクタシラ・シルセスキオキサン樹脂成分の熱脱離ガスクロマトグラム質量分光分析（ＧＣ／ＭＳ）スペクトルを示すチャート

ここに記載されたか、または他に想定される実施の形態は、向上した付着性および向上した不透明性を与える、独創性のあるインクジェット用インク組成物および印刷方法に関する。様々な実施の形態によれば、そのインクジェット用インク組成物は、硬化したインクジェット用インク組成物に、基体表面に関して、特に、その基体表面が、ガラス表面、セラミック表面、金属酸化物表面、金属表面、高分子表面、または類似の表面を含む状況下で、向上した付着力および向上した不透明性を与える、顔料材料、樹脂組成物、および溶媒組成物を含む。様々な実施の形態によれば、ここに記載されたインクジェット印刷方法は、ガラス表面、セラミック表面、金属酸化物表面、金属表面、高分子表面、または類似の表面などの基体表面上に、顔料成分、樹脂組成物、および溶媒組成物を含むインク組成物をインクジェットする一連の工程を利用する。

したがって、前記インクジェット用インク組成物は未硬化のシリコーン樹脂成分を含み、代わりに、これは、下記のさらなる説明を踏まえて、代わりに、シルセスキオキサン材料成分と記載されることがある。さらに、様々な実施の形態によれば、そのインクジェット用インク組成物は、（１）プロピレン・グリコール・エーテル、および（２）ジエチレン・グリコール・ジメチル・エーテルを含む溶媒組成物を含む。そのインクジェット用インク組成物は、顔料および流動促進剤添加剤をさらに含む。これらの成分に加え、そのインクジェット用インク組成物は、ここに記載されたか、または他に想定されるように、１種類以上の追加の要素をさらに含み得る。

インクジェット用インク組成物
ある実施の形態による未硬化のインクジェット用インク組成物の主成分の最初のものは、以下に限られないが、カーボンブラック粒子状顔料材料を含むことがある顔料材料である。このように、ブラックの未硬化のインクジェット用インク組成物に加え、様々な実施の形態は、一般に、特に、以下に限られないが、赤、緑、および青を含む群から選択される、あるいは、以下に限られないが、イエロー、シアン、およびマゼンタを含む群から選択される色を含む、着色された未硬化のインクジェット用インク組成物も検討する。一般に、様々な実施の形態による未硬化のインクジェット用インク組成物は、その色に関して区別なく、その色は、概して、未硬化のインクジェット用インク組成物内の顔料材料の色により制御される。

様々な実施の形態による未硬化のインクジェット用インク組成物の主成分の第２のものは、必ずしも以下に限られないが、未硬化のシリコーン樹脂成分を含む未硬化の樹脂組成物である。

様々な実施の形態による未硬化のインクジェット用インク組成物の主成分の第３のものは、必ずしも以下に限られないが、（１）プロピレン・グリコール・エーテル（プロピレン・グリコール・モノメチル・エーテルおよび／またはポリプロピレン・グリコール・メチル・エーテルなどの）および（２）ジエチレン・グリコール・ジメチル・エーテルを含む溶媒組成物である。この溶媒は、プロピレン・グリコール・メチル・エーテル・アセテートおよび／またはポリプロピレン・グリコール・モノメチル・エーテル・アセテートも含むことがある。その溶媒は、ジエチレン・グリコール・ジエチル・エーテルをさらに含んで差し支えない。

多くの他の成分の中でも、前記溶媒は、エタノール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、イソブチルアルコール、エチレングリコール、グリセロール、３−メトキシ−３−メチル−１−ブタノール、１，２−プロパンジオール、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、２−ブチル−２−エチル−１，３−プロパンジオール、２，２−ジメチルプロパン−１，３−ジオール、１，２−ブチレングリコール、１，３−ブチレングリコール、２，３−ブチレングリコール、２，２−ジメチル−１，３−プロパンジオール、１，５−ペンタンジオール、２−メチル−１，４−ペンタジエン、２，４−ジエチル−２，４−ペンタンジオール、２−ブテン−１，４−ジオール、２，５−ヘキサンジオール、２，５−ジメチルヘキサン−２，５−ジオール、２−エチル−１，３−ヘキサンジオール、エチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ジ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ジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコール第三ブチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコール第三ブチルエーテル、ジエチレングリコール第三ブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールメチルプロピレンエーテル、プロピレングリコールメチルブチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルブチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルプロピレンエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールメチルエーテルアセテート、および／またはエチレングリコールモノブチルエーテルアセテートを含む成分の１つ以上を含んでよい。

ある実施の形態によれば、前記未硬化のインクジェット用インク組成物は、ペーストおよび／またはその未硬化のインクジェット用インク組成物中に混合された後でさえも前記顔料成分粒子を均一に懸濁されたままにし、凝集または沈降を防ぐことを目的とした分散剤も含み得る。ある実施の形態によれば、分散剤材料は、高分子量ポリウレタンおよびポリ・メチル・メタクリレート共重合体材料を利用してもよい。ほんの一例として、ある実施の形態による未硬化樹脂成分および溶媒組成物との相溶性に適したポリウレタンおよび／またはポリメチル・メタクリレート共重合体分散剤が市販されている。他の実施の形態によれば、その分散剤は、以下に限られないが、数ある中で、顔料親和性基を有するアクリレート共重合体、顔料親和性基を有する高分子量ブロック共重合体、ポリアミンアミドのポリカルボン酸塩、酸性基を有する共重合体のアルキロールアンモニウム塩、顔料親和性を有する高分子量共重合体のリン酸エステル塩、および／または顔料親和性基を有するヒドロキシ官能性カルボン酸エステルを含む成分の１つ以上であってよい、またはそれを含んでよい。

さらに別の実施の形態によれば、前記未硬化のインクジェット用インク組成物は、基体上の未硬化のインクジェット用インク組成物の湿潤を改善し、それゆえ、その未硬化のインクジェット用インク組成物が、硬化前に基体からはじかれるのを防ぐ流動促進剤も含み得る。

別の実施の形態によれば、前記インクジェット用インク組成物は、以下に限られないが、数ある中で、ポリジメチルシロキサン溶液、ポリエーテルポリエステル変性有機シロキサン溶液、アルキル変性有機シロキサン溶液、アクリレート共重合体、ポリアクリレート溶液、ＯＨ溶液、および／またはＯＨ官能基を有するポリアクリレート共重合体溶液を含む表面調整剤も含み得る。脱ガス剤は、例えば、ポリジメチルシロキサンおよび／または変性ポリジメチルシロキサンであってよい。

記載されたおよび／または他に想定された様々な実施の形態による未硬化のインクジェット用インク組成物に関するさらなる詳細は、以下のとおりである。

カーボンブラック粒子状顔料材料などの顔料材料は、約１００から１５０ナノメートルの粒径を有し得、未硬化のインクジェット用インク組成物の約０．５から５質量パーセントで存在し得る。ある実施の形態による未硬化のインクジェット用インク組成物に適したカーボンブラック粒子状顔料材料は、広く市販されている。カーボンブラック粒子状顔料材料のいくつかの代わりの市販の供給源は、ある実施の形態により排除されない。

当業者により理解されるように、ナノメートルサイズの粒子状顔料材料は、一般に、より大きいサイズの粒子状顔料材料と比べて可視光の吸収速度が高く、それゆえ、硬化されたインクジェット用インク組成物の厚さを望ましく小さく維持しつつ、ある実施の形態による被覆され硬化されたインクジェット用インク組成物内の高い光学濃度に寄与するであろう。ナノメートルサイズのカーボンブラック粒子状顔料材料は、そのカーボンブラック粒子状顔料材料の表面からの可視光の抑制乱反射も有し、これにより、ある実施の形態による被覆され硬化されたインクジェット用インク組成物の黒さが増す。

以下に限られないが、シアン、マゼンタ、イエローを含む着色顔料材料、および／または他の粒子状顔料材料は、未硬化のインクジェット用インク組成物の約１から５質量パーセントで存在し得る。ある実施の形態による未硬化のインクジェット用インク組成物に適した着色顔料材料は、広く市販されている。着色粒子状顔料材料のいくつかの代わりの市販の供給源は、ある実施の形態により排除されない。

適切な顔料のいくつかの例としては、数ある中で、カーボンブラック、銅フタロシアニン、ピグメントイエロー１７、ピグメントイエロー８３、ピグメントイエロー９３、ピグメントイエロー１１０、ピグメントイエロー１５０、ピグメントイエロー１５１、ピグメントイエロー１８０、ピグメントレッド１４６、ピグメントレッド１８４、ピグメントレッド２０８、キナクリドンレッド１２２、キナクリドンレッド２０２、キナクリドンバイオレット１９、およびいずれかの組合せにおけるこれらのいずれかが挙げられる。

ある実施の形態による未硬化のインクジェット用インク組成物内の未硬化シリコーン樹脂成分は、シルセスキオキサン未硬化シリコーン樹脂成分、より好ましくは（以下に限られない）その化学構造が図１に示されているジビニル・ヘキサメチル・オクタシラ・シルセスキオキサン未硬化シリコーン樹脂成分（Ｖｉｎ₂Ｍｅ₆Ｓｉ₈）を含み、あるいは、そのように定義されることがある。同様に、図２は、そのジビニル・ヘキサメチル・オクタシラ・シルセスキオキサン未硬化シリコーン樹脂成分の熱脱離ガスクロマトグラフィー質量スペクトルである。

当業者により理解されるように、その化学構造が図１に示されているＶｉｎ₂Ｍｅ₆Ｓｉ₈シルセスキオキサン未硬化シリコーン樹脂成分は、ビニル三置換可能なシランの２分子およびメチル三置換可能なシランの６分子の縮合生成物である。先のビニルシラン分子およびメチルシラン分子の三置換可能な部分は、例えば、制限するものではなく、以下に限られないが、適切なハロゲン化物官能性および適切なアルコキシド官能性を含む置換可能な化学官能性を含むであろう。それゆえ、その化学構造が図１に示されているシルセスキオキサン未硬化シリコーン樹脂成分の調製に使用してよい適切なシラン出発材料としては、以下に限られないが、ビニル・トリエトキシ・シランおよびメチル・トリメトキシ・シランが挙げられるであろう。その化学構造が図１に示されているシルセスキオキサン未硬化シリコーン樹脂成分は、ある実施の形態による未硬化のインクジェット用インク組成物の約２０から３５質量パーセントで存在する。その化学構造が図１に示されているシルセスキオキサン未硬化シリコーン樹脂成分は、約３０％から約４５％の固形分、２５℃で約１０から約２０センチポアズの粘度、２３℃で約０．９から約１．０ｇ／ｃｍ³の密度、および約２６から約２９ｄｙｎｅ／ｃｍ（×１０^-3Ｎ／ｍ）の表面張力を有する透明粘性流体としてさらに特徴付けられる。

ある実施の形態による未硬化のインクジェット用インク組成物内の未硬化樹脂組成物内に使用するのに適した未硬化シリコーン樹脂成分（すなわち、以下に限られないが、その化学構造が図１に示されたＶｉｎ₂Ｍｅ₆Ｓｉ₈シルセスキオキサンを含む）は、適切に指定された未硬化シリコーン樹脂として、いくつかの商業的供給源のいずれかから入手できる。上述したように、その未硬化シリコーン樹脂成分は、代わりに、１：３の比率の適切なビニルシランおよび適切なメチルシランの反応からその場で調製してもよい。

ある実施の形態による未硬化のインクジェット用インク組成物の未硬化樹脂組成物は、基体（すなわち、特にガラス基体）に対する粒子状顔料材料成分（すなわち、特に、カーボンブラック粒子状顔料材料成分）の付着を確実にする。さらに、未硬化のインクジェット用インク組成物の未硬化樹脂組成物は、ある実施の形態によるインクジェット用インクが被覆され硬化された基体の特定の最終用途に関して一般的な環境信頼性テスト基準を満たすかそれを上回る文脈内で硬化したときに、役立つ。ある実施の形態による未硬化のインクジェット用インク組成物の未硬化樹脂組成物は、硬化したときに、以下に限られないが、耐溶剤性および耐薬品性、並びに所望の電気抵抗特性などの追加の機能的属性を確実にし、それを硬化されたインクジェット用インク被覆物品に与えるであろう。

さらに、ある実施の形態による未硬化のインクジェット用インク組成物の無機の未硬化シリコーン樹脂成分は、ガラス基体表面に対する適切な付着、硬化されたインクジェット用インクコーティングの適切な硬度、および高温焼成（約２５０〜２８０℃まで）後の適切な寸法安定性を提供するように選択されることが望ましい。このように、先のことにしたがって、未硬化のインクジェット用インク組成物の未硬化樹脂成分は、本来なら標準的なインクジェット用インク被覆装置を使用して、基体上に被覆し、次いで、望ましくは１０分超に亘り（すなわち、硬化が対流式オーブン内で行われると仮定する；赤外線加熱炉を使用した場合、より短い硬化時間が利用できるであろう）１５０〜２００℃で熱硬化することができる。

これを受けて、ナノメートルサイズの粒子状顔料材料は、より大きいサイズの粒子状顔料材料よりも導電性である傾向にある。したがって、ある実施の形態による未硬化のインクジェット用インク組成物内の未硬化樹脂成分は、硬化後に顔料材料の粒子を完全に包み込み、顔料材料の粒子の凝集およびある実施の形態による硬化したインクジェット用インク組成物内の電気抵抗率の結果としての損失を防ぐことができるのが望ましい。

ある実施の形態による未硬化のインクジェット用インク組成物内の溶媒組成物に関して、（１）プロピレン・グリコール・エーテルは、約１０から５５質量パーセントで存在し、（２）ジエチレン・グリコール・ジメチル・エーテルは、約１０から２５質量パーセントで存在する。先のグリコール溶媒は、追加の仕様を必要とせず、ある実施の形態による未硬化のインクジェット用インク組成物内に使用するのに適切な純度レベルでいくつかの供給業者のいずれかから容易に調達される一般に従来の溶媒と見なされる。さらに、ある実施の形態による未硬化のインクジェット用インク組成物内の溶媒組成物は、２００℃でのガスクロマトグラフィー分析を使用して特徴付けられるであろうと予測される。

一般に、ある実施の形態によれば、前記溶媒材料は、前記顔料材料の粒子の担体として働き、その顔料材料の粒子を、以下に限られないが、ガラス基体、セラミック基体、および／または金属酸化物基体などの非多孔質基体上に、インクジェットプリントヘッドから均一かつ滑らかに吐出できるように選択される。その上、先の３つの溶媒成分は、未硬化のインクジェット用インク組成物の乾燥特性、流体特性、および湿潤性も制御し、その未硬化のインクジェット用インク組成物の粘度および表面張力が温度により変わらず、それゆえ、安定な印刷性能（例えば、プリントヘッドノズルの目詰まりがめったに起こらない）を維持することを確実にする。

前記未硬化のインクジェット用インク組成物の分散剤成分は、ペーストおよび／またはその未硬化のインクジェット用インク組成物中に混合された後でさえも、前記顔料材料成分の粒子を均一に懸濁されたままにし、凝集または沈降を防ぐことを目的とする。凝集した顔料材料成分の粒子は、インクジェット用インクのノズルを目詰まりさせ、基体上に印刷されたときに点欠陥を生じ、硬化されたインクジェット用インク組成物の電気抵抗率を劇的に減少させるであろう。ナノメートルサイズの粒子状顔料材料成分の粒子は、より大きいサイズの粒子状顔料材料成分の粒子と比べて、例えば、より強力なファンデルワールス力のために、より凝集しやすい。

ある実施の形態によれば、特定の分散剤材料は、高分子量ポリウレタンおよびポリ・メチル・メタクリレート共重合体材料を使用する。このタイプの分散剤は、その共重合体分子中に、顔料材料の粒子表面に結合し、それゆえ、顔料材料の粒子を取り囲む多くのアンカー基を有するであろう。その分散剤材料の共重合体材料分子は、その未硬化のインクジェット用インク組成物中の未硬化樹脂成分および溶媒材料のための格子空間を提供する長い高分子鎖も有する。上述したような共重合体分散剤は、その分散剤が完全に溶解し、その分散剤の高分子鎖が完全に伸びていることを確実にするために、ある実施の形態による未硬化樹脂成分および溶媒組成物と相溶性でなければならない。分散剤の高分子鎖のそのような完全な伸びは、顔料材料の粒子を互いに結合させるファンデルワールス力に打ち勝ち、その顔料材料の粒子が、未硬化のインクジェット用インク組成物の溶液中にある間、または硬化したインクジェット用インク組成物のコーティングに硬化した後のいずれかで凝集しないことを確実にする。ほんの一例として、ある実施の形態による未硬化樹脂成分および溶媒組成物との相溶性に適したポリウレタンおよび／またはポリメチル・メタクリレート共重合体分散剤は、市販されている。

ある実施の形態によれば、前記分散剤材料は、前記顔料材料成分の粒子を、ペーストに混合された後に均一に懸濁されたままにすることを目的とする。それゆえ、ある実施の形態によれば、その分散剤材料は、顔料材料の製造時、またはその直後に、その顔料材料と混合され、このように、ある実施の形態による未硬化樹脂成分および溶媒組成物との相溶性に適した分散剤を含む顔料が、市販されている。

ある実施の形態によれば、前記分散剤材料は、１種類以上の顔料と混合され、その中に粉砕され、または他の様式で混ぜ合わされて、顔料ペーストを製造する。分散剤材料と予混合されたその顔料ペーストは、ある実施の形態によれば、市販され得る。その顔料ペーストは、樹脂成分および溶媒混合物と混合して、またはその樹脂と溶媒の予め混ぜ合わされた混合物と混合して、未硬化のインクジェット用インク組成物を形成しても差し支えない。

ある実施の形態による未硬化のインクジェット用インク組成物内の流動促進剤成分について、その流動促進剤は、特に、ガラス基板、セラミック基体、および／または金属酸化物基体上のその未硬化のインクジェット用インク組成物の湿潤性を改善し、それゆえ、その未硬化のインクジェット用インク組成物が、硬化前に基体からはじかれるのを防ぐ。ある実施の形態によれば、その流動促進剤成分は、ある実施の形態による未硬化のインクジェット用インク組成物の約０．５から３．５質量パーセントで存在する、ポリエーテル変性ポリ・ジメチル・シロキサン材料、および／またはポーエーテル変性メチルアルキルポリシロキサンを含む。ある実施の形態による未硬化のインクジェット用インク組成物の文脈内で使用してよい流動促進剤は、一般に市販されている。

いくつかの実施の形態による未硬化のシアンのインクジェット用インク組成物のバリエーションが、表１および２に与えられている。

いくつかの実施の形態による未硬化のマゼンタのインクジェット用インク組成物のバリエーションが、表３および４に与えられている。

いくつかの実施の形態による未硬化のイエローのインクジェット用インク組成物のバリエーションが、表５および６に与えられている。

いくつかの実施の形態による未硬化のカーボンブラックのインクジェット用インク組成物のバリエーションが、表７および８に与えられている。

顔料成分、樹脂成分、および溶媒組成物を含む先の成分に加え、ある実施の形態による未硬化のインクジェット用インク組成物は、未硬化のインクジェット用インク組成物の文脈内で他の点で従来のまたは従来ではないかもしれない他の添加剤を１種類以上さらに含んでもよい。そのような追加の添加剤としては、必ずしも以下に限られないが、約３パーセントまでで存在してよく、従来の組成物を構成することもある樹脂強化剤が挙げられるであろう。

ある実施の形態による未硬化のインクジェット用インク組成物は、未硬化のインクジェット用インク組成物の均一な懸濁液が得られるまで、先の成分を任意の順序で混合することによって、調製してよい。前記成分の全てを混合し、２５℃で約４から約６センチポアズの粘度を有する未硬化のインクジェット用インク組成物を提供するように適切に調節することが典型的であり、好ましい。

インクジェット用インク組成物の被覆方法
ある実施の形態によるインクジェット用インク被覆方法は、概して、先の記載によるインクジェット用インク組成物と同等である。それゆえ、未硬化のインクジェット用インク組成物を最初に基体上に被覆し、その未硬化のインクジェット用インク組成物は、（１）カーボンブラック、シアン、マゼンタ、イエロー、および／または他の着色顔料材料などの顔料材料、（２）シルセスキオキサン材料などの無機樹脂成分、および（３）プロピレン・グリコール・エーテル（プロピレン・グリコール・モノメチル・エーテルおよび／またはポリプロピレン・グリコール・メチル・エーテルなど）およびジエチレン・グリコール・ジメチル・エーテルを含む溶媒組成物を含む。その溶媒は、例えば、他の成分の中でも、プロピレン・グリコール・メチル・エーテル・アセテートおよび／またはポリプロピレン・グリコール・モノメチル・エーテル・アセテート、および／またはジエチレン・グリコール・ジエチル・エーテルも含んでよい。その未硬化のインクジェット用インク組成物は、分散剤成分および／またはポリエーテル変性シロキサン材料などの流動促進剤も含んでよい。次に、その未硬化のインクジェット用インク組成物を基体上でその場で硬化させて、その基体上に硬化したインクジェット用インク組成物コーティングを形成する。いくつかの実施の形態において、そのインクジェット用インク組成物は、基体の表面に直接施される（例えば、プライマーを先に施さずに）。他の実施の形態において、インクジェット用インク組成物を施す前に、基体の表面にプライマーを施して、その基体の表面に対するインクの付着を支援してもよい。

ある実施の形態によれば、前記被覆方法は、最初に、前記未硬化のインクジェット用インク組成物を配合する工程を含んでよい。その未硬化のインクジェット用インク組成物の生成または配合は、例えば、前記顔料材料、前記無機樹脂成分、および前記溶媒組成物を混ぜ合わせるまたは混合する工程を含んでよい。未硬化のインクジェット用インク組成物を生成または配合する工程は、分散剤を１種類以上の顔料と混合して、それらに粉砕して、または他の様式で混ぜ合わせて、顔料ペーストを製造する事前工程も含んでよい。分散剤材料が予混合された顔料ペーストは、ある実施の形態によれば市販され得る。その顔料ペーストは、樹脂成分および溶媒混合物と混合して、またはその樹脂と溶媒の予め混ぜ合わされた混合物と混合して、未硬化のインクジェット用インク組成物を形成しても差し支えない。

ある実施の形態内で、前記未硬化のインクジェット用インク組成物が熱硬化されて、硬化したインクジェット用インク組成物コーティングを形成することが好ましい。硬化したインクジェット用インク組成物コーティングを提供するための未硬化のインクジェット用インク組成物のそのような熱硬化は、典型的に、不活性雰囲気中において、約１６０から約２５０℃の温度で、約１から約２０分の期間に亘り行われる。そのような硬化条件は、対流式オーブンまたは赤外線加熱炉を使用するか否かに依存するであろう。

先に述べた実施の形態の態様と一貫して、ある実施の形態による未硬化のインクジェット用インク組成物を、以下に限られないが、数ある中で、ガラス基体、セラミック基体、および／または金属酸化物基体を含む群から選択される基体上に被覆し硬化させる。そのような基体の特定の最終製品用途は様々である。

先の基体の選択肢並びに未硬化のインクジェット用インク組成物被覆条件および熱加工硬化条件は、どの特定の機能的最終結果に関して実施の形態を制限する意図はない。そうではなく、実施の形態は、代わりの熱加工硬化条件を評価して、特別に熱硬化されたインクジェット用インク組成物被覆基体を実現してもよいことを意図し、期待する。

硬化したインクジェット用インク組成物被覆物品
先の未硬化のインクジェット用インク組成物および先のインクジェット用インク組成物を被覆して、硬化したインクジェット組成物被覆物品を提供するための方法から順に続くのは、硬化したインクジェット用インク組成物被覆物品自体である。そのような硬化したインクジェット用インク被覆物品は、基体、並びにその基体上に位置する硬化したインクジェット用インク組成物コーティングを備える。その硬化したコーティングは、顔料、並びに硬化した無機樹脂結合剤組成物を含む。ある実施の形態による被覆物品内で、その基体は、数ある中で、ガラス基体、セラミック基体、および／または金属酸化物基体からなる群より選択されることが望ましい。いくつかの実施の形態において、その被覆物品は、筐体またはカバーアセンブリの一部として電子機器に組み込まれることがある。いくつかの実施の形態において、その電子機器としては、以下に限られないが、携帯電話、ラップトップコンピュータ、またはタブレットが挙げられるであろう。

ある実施の形態によれば、前記硬化したコーティングの厚さは、約２から６マイクロメートル、または１．５から５マイクロメートルである。ある実施の形態によれば、その硬化したコーティングの光学濃度は、約３から５．５である。ある実施の形態によれば、その硬化したコーティング内で、顔料成分の粒子は規則的に配列されている。最後に、ある実施の形態による硬化した被覆物品内の硬化したインクジェット用インク樹脂組成物は、標準的方法論を使用して、化学的に特徴付けてもよい。

請求項の精神または範囲から逸脱せずに、様々な改変および変更を行えることが当業者に明白であろう。

以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。

実施形態１
インク組成物であって、
顔料材料、
無機樹脂成分、および
プロピレン・グリコール・エーテルおよびジエチレン・グリコール・ジメチル・エーテルを含む溶媒組成物、
を有してなるインク組成物。

実施形態２
前記溶媒組成物がプロピレン・グリコール・メチル・エーテル・アセテートをさらに含む、実施形態１に記載のインク組成物。

実施形態３
前記溶媒組成物がポリプロピレン・グリコール・モノメチル・エーテル・アセテートをさらに含む、実施形態１または２に記載のインク組成物。

実施形態４
前記溶媒組成物がジエチレン・グリコール・ジエチル・エーテルをさらに含む、実施形態１から３いずれか１つに記載のインク組成物。

実施形態５
前記プロピレン・グリコール・エーテルがプロピレン・グリコール・モノメチル・エーテルである、実施形態１から４いずれか１つに記載のインク組成物。

実施形態６
前記プロピレン・グリコール・エーテルがポリプロピレン・グリコール・メチル・エーテルである、実施形態１から４いずれか１つに記載のインク組成物。

実施形態７
分散剤、および
流動促進剤、
をさらに含む、実施形態１から６いずれか１つに記載のインク組成物。

実施形態８
前記顔料材料が、ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー、およびそれらの組合せからなる群より選択される、実施形態１から７いずれか１つに記載のインク組成物。

実施形態９
前記無機樹脂成分がシルセスキオキサンを含む、実施形態１から８いずれか１つに記載のインク組成物。

実施形態１０
前記シルセスキオキサンがジビニル・ヘキサメチル・オクタシラ・シルセスキオキサンである、実施形態９に記載のインク組成物。

実施形態１１
前記流動促進剤がポリエーテル変性メチルアルキルポリシロキサンを含む、実施形態７から１０いずれか１つに記載のインク組成物。

実施形態１２
前記流動促進剤が変性ポリエーテルポリジメチルシロキサンを含む、実施形態７から１０いずれか１つに記載のインク組成物。

実施形態１３
前記顔料材料が約０．５から５質量パーセントで存在し、
前記分散剤が約０．５から４．０質量パーセントで存在し、
前記無機樹脂成分が約２０から３５質量パーセントで存在し、
前記溶媒組成物が、約１０から５５質量パーセントで存在するプロピレン・グリコール・エーテル、および約１０から２５質量パーセントで存在するジエチレン・グリコール・ジメチル・エーテルを含み、
前記流動促進剤が約０．５から３．５質量パーセントで存在する、実施形態７から１２いずれか１つに記載のインク組成物。

実施形態１４
インク被覆方法であって、
基体上に、（ｉ）顔料材料、（ｉｉ）無機樹脂成分、並びに（ｉｉｉ）プロピレン・グリコール・エーテルおよびジエチレン・グリコール・ジメチル・エーテルを含む溶媒組成物を含む未硬化のインクジェット用インク組成物を被覆する工程；および
前記未硬化のインクジェット用インク組成物をその場で硬化させて、前記基体上に硬化インク組成物を形成する工程、
を有してなる方法。

実施形態１５
前記インク組成物の溶媒組成物がプロピレン・グリコール・メチル・エーテル・アセテートをさらに含む、実施形態１４に記載の方法。

実施形態１６
前記インク組成物の溶媒組成物がポリプロピレン・グリコール・モノメチル・エーテル・アセテートをさらに含む、実施形態１４または１５に記載の方法。

実施形態１７
前記溶媒組成物がジエチレン・グリコール・ジエチル・エーテルをさらに含む、実施形態１４から１６いずれか１つに記載の方法。

実施形態１８
前記プロピレン・グリコール・エーテルがプロピレン・グリコール・モノメチル・エーテルである、実施形態１４から１７いずれか１つに記載の方法。

実施形態１９
前記プロピレン・グリコール・エーテルがポリプロピレン・グリコール・メチル・エーテルである、実施形態１４から１８いずれか１つに記載の方法。

実施形態２０
前記未硬化のインクジェット用インク組成物が分散剤および流動促進剤をさらに含む、実施形態１４から１９いずれか１つに記載の方法。

実施形態２１
前記顔料材料が、ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー、およびそれらの組合せからなる群より選択される、実施形態１４から２０いずれか１つに記載の方法。

実施形態２２
前記無機樹脂成分がジビニル・ヘキサメチル・オクタシラ・シルセスキオキサンを含む、実施形態１４から２１いずれか１つに記載の方法。

実施形態２３
前記流動促進剤がポリエーテル変性メチルアルキルポリシロキサンを含む、実施形態２０から２２いずれか１つに記載の方法。

実施形態２４
前記流動促進剤が変性ポリエーテルポリジメチルシロキサンを含む、実施形態２０から２２いずれか１つに記載の方法。

実施形態２５
前記基体が、ガラス基体、セラミック基体、金属酸化物基体、金属基体、および高分子基体からなる群より選択される、実施形態１４から２４いずれか１つに記載の方法。

実施形態２６
前記未硬化のインクジェット用インク組成物を熱硬化させて、前記硬化インク組成物を形成する、実施形態１４から２５いずれか１つに記載の方法。

実施形態２７
被覆物品において、
基体、および
前記基体上に位置する硬化コーティングであって、（ｉ）顔料材料、（ｉｉ）無機樹脂成分、並びに（ｉｉｉ）プロピレン・グリコール・エーテルおよびジエチレン・グリコール・ジメチル・エーテルを含む溶媒組成物を含む硬化コーティング、
を備えた被覆物品。

実施形態２８
前記溶媒組成物がプロピレン・グリコール・メチル・エーテル・アセテートをさらに含む、実施形態２７に記載の被覆物品。

実施形態２９
前記溶媒組成物がポリプロピレン・グリコール・モノメチル・エーテル・アセテートをさらに含む、実施形態２７または２８に記載の被覆物品。

実施形態３０
前記溶媒組成物がジエチレン・グリコール・ジエチル・エーテルをさらに含む、実施形態２７から２９いずれか１つに記載の被覆物品。

実施形態３１
前記プロピレン・グリコール・エーテルがプロピレン・グリコール・モノメチル・エーテルである、実施形態２７から３０いずれか１つに記載の被覆物品。

実施形態３２
前記プロピレン・グリコール・エーテルがポリプロピレン・グリコール・メチル・エーテルである、実施形態２７から３０いずれか１つに記載の被覆物品。

実施形態３３
前記硬化コーティングが分散剤および流動促進剤をさらに含む、実施形態２７から３２いずれか１つに記載の被覆物品。

実施形態３４
前記顔料材料が、ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー、およびそれらの組合せからなる群より選択される、実施形態２７から３３いずれか１つに記載の被覆物品。

実施形態３５
前記硬化コーティングの厚さが約２から６マイクロメートルである、実施形態２７から３４いずれか１つに記載の被覆物品。

実施形態３６
実施形態２７から３５いずれか１つに記載の被覆物品を備えた電子機器。

Claims

インク組成物であって、
顔料材料、
無機樹脂成分、および
プロピレン・グリコール・エーテルおよびジエチレン・グリコール・ジメチル・エーテルを含む溶媒組成物、
を有してなるインク組成物。
前記溶媒組成物がプロピレン・グリコール・メチル・エーテル・アセテートをさらに含む、請求項１記載のインク組成物。
前記溶媒組成物がポリプロピレン・グリコール・モノメチル・エーテル・アセテートをさらに含む、請求項１または２記載のインク組成物。
前記溶媒組成物がジエチレン・グリコール・ジエチル・エーテルをさらに含む、請求項１から３いずれか１項記載のインク組成物。
前記プロピレン・グリコール・エーテルがプロピレン・グリコール・モノメチル・エーテルまたはポリプロピレン・グリコール・メチル・エーテルである、請求項１から４いずれか１項記載のインク組成物。
前記無機樹脂成分がシルセスキオキサンを含む、請求項１から５いずれか１項記載のインク組成物。
前記顔料材料が約０．５から５質量パーセントで存在し、
分散剤が約０．５から４．０質量パーセントで存在し、
前記無機樹脂成分が約２０から３５質量パーセントで存在し、
前記溶媒組成物が、約１０から５５質量パーセントで存在するプロピレン・グリコール・エーテル、および約１０から２５質量パーセントで存在するジエチレン・グリコール・ジメチル・エーテルを含み、
流動促進剤が約０．５から３．５質量パーセントで存在する、請求項１から６いずれか１項記載のインク組成物。
インク被覆方法であって、
基体上に、（ｉ）顔料材料、（ｉｉ）無機樹脂成分、並びに（ｉｉｉ）プロピレン・グリコール・エーテルおよびジエチレン・グリコール・ジメチル・エーテルを含む溶媒組成物を含む未硬化のインクジェット用インク組成物を被覆する工程；および
前記未硬化のインクジェット用インク組成物をその場で硬化させて、前記基体上に硬化インク組成物を形成する工程、
を有してなる方法。
前記インク組成物の溶媒組成物がプロピレン・グリコール・メチル・エーテル・アセテートをさらに含む、請求項８記載の方法。
前記インク組成物の溶媒組成物がポリプロピレン・グリコール・モノメチル・エーテル・アセテートをさらに含む、請求項８または９記載の方法。
前記溶媒組成物がジエチレン・グリコール・ジエチル・エーテルをさらに含む、請求項８から１０いずれか１項記載の方法。
前記プロピレン・グリコール・エーテルがプロピレン・グリコール・モノメチル・エーテルまたはポリプロピレン・グリコール・メチル・エーテルである、請求項８から１１いずれか１項記載の方法。
前記無機樹脂成分がジビニル・ヘキサメチル・オクタシラ・シルセスキオキサンを含む、請求項８から１２いずれか１項記載の方法。
前記基体が、ガラス基体、セラミック基体、金属酸化物基体、金属基体、および高分子基体からなる群より選択される、請求項８から１３いずれか１項記載の方法。
被覆物品において、
基体、および
前記基体上に位置する硬化コーティングであって、（ｉ）顔料材料、（ｉｉ）無機樹脂成分、並びに（ｉｉｉ）プロピレン・グリコール・エーテルおよびジエチレン・グリコール・ジメチル・エーテルを含む溶媒組成物を含む硬化コーティング、
を備えた被覆物品。
前記溶媒組成物がプロピレン・グリコール・メチル・エーテル・アセテートをさらに含む、請求項１５記載の被覆物品。
前記溶媒組成物がポリプロピレン・グリコール・モノメチル・エーテル・アセテートをさらに含む、請求項１５または１６記載の被覆物品。
前記溶媒組成物がジエチレン・グリコール・ジエチル・エーテルをさらに含む、請求項１５から１７いずれか１項記載の被覆物品。
前記プロピレン・グリコール・エーテルがプロピレン・グリコール・モノメチル・エーテルまたはポリプロピレン・グリコール・メチル・エーテルである、請求項１５から１８いずれか１項記載の被覆物品。
請求項１５から１９いずれか１項記載の被覆物品を備えた電子機器。