JP2022507624A - 屋外用耐久性インクジェットインク - Google Patents

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Abstract

インクジェットプリンターを用いて耐久性のある屋外画像を印刷するためのインクジェットインクであり、インクジェットインクは、水、可溶性塩基、および少なくとも１つの水溶性有機溶剤を含む塩基性ｐＨ水性インク溶媒と、顔料分散剤と、溶媒に固溶し、溶媒中に固溶され、０～１５０℃のガラス転移温度および５０～１０００ｍｇＫＯＨ／ｇの酸価を持つ塩基中和カルボン酸基を含むポリマーとを含み、カルボン酸基は塩基中和されており、ポリマー上の中和されたカルボン酸基を架橋することができるポリ求電子性官能化化合物をさらに含み、官能化化合物上のポリ求電子性基とポリマー上のカルボン酸基との比は、当量基準で１：１以下であり、インクは６０℃で６週間安定した粘度および顔料の粒度分布を維持し、インクが印刷された後までインク中の水が架橋反応を抑制し、水は乾燥により実質的にインクから除去される。

Description

優先権情報
本出願は、米国特許法１１９条（ｅ）に基づいて、２０１８年１１月１７日に出願された米国仮特許出願番号６２／７６８，８８３の優先権を主張する。２０１８年１１月１７日に出願された米国仮特許出願番号６２／７６８，８８３の全内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
背景
デジタルインクジェット印刷は急速にグラフィック画像、情報サイネージ、写真のアナログ印刷に取って代わりつつある。アナログからデジタルへの移行は、屋内印刷用途で始まったが、現在、多くの屋外印刷用途に成長している。水性インクジェットインクは、このような屋内印刷用途に広く使用されている一方で、溶剤およびＵＶ硬化型インクジェットインクは耐久性が高いため、屋内と屋外との両方のグラフィック印刷に使用されている。溶剤およびＵＶ硬化型インクジェットインクの優れた屋外耐久性に加えて、溶剤およびＵＶ硬化型インクジェットインクは、インク受容層を必要とせずに、さまざまな屋外の耐久性基材に直接印刷できる。
可溶性樹脂バインダーで調整した顔料水性インクジェットインクは、多種多様な基材への印刷に使用される。これらのインクに使用されている顔料系着色剤は、染料系着色剤よりも退色しにくいため、直射日光に当たることを必要とする用途に適している。しかし、これらのインクの水溶性樹脂バインダーは湿気にさらされると再溶解する可能性があるため、これらのインクは多くの屋外ディスプレイ用途、特に被覆されていない基材には適していない。インク受容層のない屋外の耐久性基材に顔料水性インクジェットインクを印刷すると、画像基材は濡れた状態でプリンターから排出され、簡単に損傷する。
水性、顔料、ラテックスインクジェットインク技術は、インクジェットプリントの耐久性を改善するために利用され始めた。たとえば米国特許第６，０１９，８１８号および６，１７７，４９８号を参照。
印刷インクでラテックスポリマー粒子を使用することはよく知られている。欧州特許第００６８９０３号は、インクジェットインクにおいてラテックス粒子を含む染料を使用することを開示している。インクジェットインクにおけるポリマーラテックス粒子は、日本特許公開第２，８６７，４９１号および米国特許第５，２８４，８９４号にも開示されている。米国特許第５，１１２，３９９号は、インクジェットインクにおいてスチレン－アクリレートエマルションおよびスチレン－ブタジエンラテックスを使用することを開示している。
米国特許第５，２８４，８９４号は次のことを開示している。「高分子電解質樹脂を溶液中に維持するために、揮発性塩基またはアルカリ性物質が強化ラテックス中に必要である。好ましくは、この塩基はアンモニアである。なぜならばアンモニアは揮発性があり、比較的安価であるためである。アンモニアがすぐに蒸発するため、乾燥が速くなり、ほとんどのインクが印刷後に獲得しなければならない耐水性の迅速な開発が保証される。他の揮発性塩基には、メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、およびトリエチルアミンなどの低沸点アミンのいずれかが含まれる。モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、およびモルホリンを使用して、プレスでの再分散性を向上させたり、乾燥を遅らせたりすることもできる。水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、その他の無機塩基は、特別な用途に役立つ場合がある。使用される揮発性塩基の量は、樹脂高分子電解質から沈降することなく、インクの溶解性と均一性を維持するのに十分でなければならない。８．０～８．５のｐＨが好ましい範囲であることが分かった。
国際特許出願ＷＯ１９９９０２３１８２Ａは、ラテックスバインダーを溶液ポリマーではなく「粒子」として開示している。米国特許第８，１１４，９２３号は、「ラテックス」または「ラテックス分散剤」という用語は、ラテックス粒子と、ラテックス粒子が分散する水性溶媒との両方を含むことを開示している。
ラテックスという用語は、液体溶媒中のポリマー粒子の分散剤または懸濁液を指すために広く使用されている。ラテックスという用語の使用は、液体インク中のポリマーの状態を区別する。液体に可溶なポリマーが液体に溶解すると液体状態になると考えられるのに対し、ラテックスポリマーは液体中に浮遊する不溶性粒子であるため、明らかに固体状態である。
エマルションおよびラテックスという用語は、しばしば交換される。米国特許第５，９９０，２０２号、第６，０１９，８２８号、第６，４９８，２０２号、第６，４１７，２４９号、第６，８５８，３０１号、第７，０３０，１７５号、第７，３７１，２７３号、第８，２６７，５０５号、第８，２６８，９１０号、第８，３１４，１６３号、第８，４８７，０３６号、第８，５７３，７６１号、および第８，９３９，５６８号は、液体インクジェットインクに分散されたポリマーを使用することを開示している。米国特許第５，９９０，２０２号、第６，０１９，８２８号、第６，４９８，２０２号、第６，４１７，２４９号、第６，８５８，３０１号、第７，０３０，１７５号、第７，３７１，２７３号、第８，２６７，５０５号、第８，２６８，９１０号、第８，３１４，１６３号、第８，４８７，０３６号、第８，５７３，７６１号、および第８，９３９，５６８号は、参照によりここに組み込まれる。
これらの特許は、そのような分散ポリマーを説明するためにさまざまな用語を使用しており、たとえば、ラテックスバインダー、コア／シェル高分子バインダー、ポリマー粒子、ラテックス粒子、ラテックス微粒子、ポリマーラテックスバインダー、ラテックス分散剤、立体安定化ラテックス微粒子、自己分散ラテックス微粒子、噴射可能な溶媒に分散されたポリマー、ハイブリッドラテックス、コアシェルポリマーなどと呼ばれている。液体インクジェットインクに分散されたポリマー粒子のこれらすべての説明は、この文書の目的上、ラテックスポリマーと見なされる。
ラテックスバインダーを使用した顔料水性インクジェットインクは、多くの屋外ディスプレイ用途で十分な耐久性を実現している。米国特許第７，０３０，１７５号は、多くのインクジェットインクシステムで発生する典型的な色および一般的な画像の退色の問題に加えて、インクジェット印刷が水または高湿度にさらされた場合の耐久性の低下についても知られていることを開示している。これは、水性インク内に水溶性および水分散性の着色剤を使用することで起きる。この問題に対応して、インクジェットインクと互換性のあるラテックスポリマーがインクに組み込まれた。ラテックスは、水性インクジェットインクに分散された、高分子量の数ミクロンまたはサブミクロンの疎水性ポリマー粒子で構成することができる。インクジェットインクの一部として印刷する場合、インクのラテックス成分は、疎水性印刷膜内の着色剤を乾燥、閉じ込め、および保護した後、溶媒表面に膜を形成することができる。
米国特許第６，４１７，２４９号は、水性顔料インクジェットインクを開示しており、この水性顔料インクジェットインクは、ホモポリマーとして重合すると低ガラス転移温度ポリマーを形成するモノマーから構成されるコアシェルラテックスバインダーを利用する。これらのバインダーは、乾燥したインクジェットインクの膜形成を改善し、耐久性の改善に役立つ。この特許は、約－２５から＋１１０℃の範囲のガラス転移温度を持つコアシェルバインダーをクレームしている。この特許は、コアシェルバインダー中のモノマーがコアとシェルとの間でどのように分配されるかを開示していない。しかしながら、良好な膜形成特性を持つこれらのバインダーは、シェル中に濃縮されたより低Ｔｇモノマーを有することが予想され、なぜならばこれは、粒子合体および膜形成において最大の役割を果たすと予想されるラテックス粒子の部分であるためである。
インクジェットプリンターに高温乾燥機能を追加することで、インクジェットインクを含むラテックスを被覆されていない屋外の耐久性基材に直接印刷して乾燥し、耐湿性の高い印刷画像を形成することができる。しかし、このようなインクに必要な乾燥温度が高すぎると、屋外でのグラフィック印刷に使用される多くの高分子膜基材との互換性が失われる。このようなインクの乾燥時間が長すぎると、プリンターの生産性が低下する。したがって、このようなインクに使用されるラテックスポリマーは、通常、膜形成温度が低く、妥当な温度での速乾性を促進する。
低いガラス転移温度（Ｔｇ）を持つラテックスポリマーは、膜形成温度も低いことは当業者によってよく知られている。このようなポリマーの乾燥膜は、より高いＴｇポリマーよりも本質的に柔らかく、よりエラストマーになる傾向がある。低い膜形成温度を持つラテックスバインダーは、より高いＴｇバインダーよりも迅速に合体して柔らかい膜になる。このようなインクジェットインクを含むラテックスで印刷された画像の耐引っかき性および耐摩耗性は、かなり劣る可能性がある。
米国特許第１０，０７２，１６６号は、印刷後の膜形成が容易に達成されるように、熱インクジェットインクにおけるラテックスバインダーの最低膜形成温度（ＭＦＦＴ）が低く（＜１００℃）なければならないことを開示している。ＭＦＥＴが低いほど、成膜が容易になる。その結果、ラテックス粒子の定着のエネルギーコストを節約し、印刷速度を向上させる。米国特許第１０，０７２，１６８号の全内容は、参照によりここに組み込まれる。
顔料水性インクジェットインクの屋外耐久性は、本来の状態では水溶性が低いが、高ｐＨの水性溶媒では可溶化できる樹脂バインダーを選択することによって改善される可能性がある。好ましくは、そのようなポリマーは、５０（ｍｇＫＯＨ／ｇ）を超える酸価を有する。
塩基性ｐＨ水性溶媒に可溶化できる樹脂バインダーは、乾燥プロセスで水性溶媒を除去する際に膜が形成されるという利点を有する。可溶化された樹脂バインダーを含むインクは、周囲条件（ａｍｂｉｅｎｔ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ）下で乾燥させ、強靭な耐摩耗性膜を形成してもよい。しかし、印刷されたインクを熱風および／または放射赤外線または近赤外線放射にさらすことによって、乾燥プロセスを大幅に加速させてもよい。
可溶性ポリマーバインダーで作製した顔料水性インクジェットインクの屋外耐久性は、インクに架橋剤を導入することで改善されてもよい。インクの印刷および乾燥後にポリマーバインダーと反応できる架橋剤は、当業者によって知られており、たとえば米国特許第９，７７１，４８８号を参照されたい。米国特許第９，７７１，４８８号は、印刷されたインクの乾燥方法が、たとえば、「熱源（たとえば熱プレス）または熱源から吹き付けられる熱風（たとえばＩＲヒーター、ヘアドライヤー、オーブンなど）」を含むことができることを開示している。米国特許第９，７７１，４８８号の全内容は、参照によりここに組み込まれる。水溶性ポリマーの架橋は、非常に高い分子量の３次元ポリマーネットワークを形成することにより、そのようなポリマーの水溶性を大幅に低下させる。架橋ポリマーネットワークで構成された印刷および乾燥されたインクジェットインクは、水やその他の溶剤に対する耐久性が高く、傷や摩耗に対する耐久性が良好である。
ここで使用される場合、「架橋剤」という語句は、分子間共有結合、イオン結合、疎水性結合、またはポリマー鎖間の結合の他の形態、を促進または調節し、それらを結合して、より弾力性があり／または堅い構造をもたらす鎖のネットワークを形成する物質を指す。架橋剤は、インク組成物のポリマーバインダー中に存在するそれぞれの基と相互作用できる少なくとも２つの反応基を含む。
日本特許出願公開第２００２１２１４４７Ａ号は、水溶性バインダーと架橋剤とを含む水性顔料インクジェットインクを開示している。乾燥後、これらの架橋剤は、架橋剤を含まない類似のインクと比較して、そのようなインクの耐久性および耐水性を改善することが期待される。ただし、この特許出願は、高温にさらされたときのそのようなインクの安定性をテストしていない。インクは、良好な商品価値を得るために、４０℃～６０℃まで上昇する可能性のある商業輸送温度に耐える必要がある。このような高温条件下では、この特許出願に開示されているインクは不安定であると予想される。
改良された耐久性のために、インクジェットインクの架橋に多くの研究が行われてきた。たとえば米国特許第４，２８５，６９０号を参照。しかし、そのようなインクの安定性および生の在庫保管については、あまり注意が払われてこなかった。米国特許第４，２８５，６９０号の全内容は、参照によりここに組み込まれる。
高温硬化中に活性化される架橋剤は、インクジェットインクに開示されている。たとえば米国特許第９，６１１，４０１号を参照。しかし、そのような架橋剤は通常、屋外耐久性のグラフィックスに使用される多くの基材にとって高すぎる温度である８０℃を超えてアクティブにする必要がある。米国特許第９，６１１，４０１号の全内容は、参照によりここに組み込まれる。
米国特許第９，７７１，４８８号は、カルボキシル化ポリマーと反応する架橋剤の使用を開示している。このような架橋剤としては、カルボジイミド、オキサゾリン、メラミンホルムアルデヒド樹脂、および炭酸ジルコニウム塩などが挙げられる。このような架橋剤と可溶性ポリマーバインダーとを含むインクジェットインクには、インクの安定性と、熱インクジェットプリントヘッドとの互換性という２つの主要な課題がある。インクの安定性の観点から、架橋剤とポリマーとの反応は、濃度および温度の両方に依存する。このような反応は、低速ではあるが、周囲条件下の液体インク中で進行する可能性がある。しかし、液体インクのわずかな反応でもインクの粘度は変化し、印刷性能が低下する可能性がある。液体インクにおけるこのような架橋反応を緩和するために、’４８８特許は、液体インクにおける抑制剤の使用を開示している。これらの抑制剤は、架橋反応を妨げ、インクが液体状態で安定した粘度を維持するのに役立つ。印刷後、インクが乾燥するにつれて抑制剤はインクから除去され、架橋反応が進行可能となる。米国特許第９，７７１，４８８号は、カルボキシル含有ポリマーバインダーと架橋剤との架橋反応の抑制剤として第三アミンを開示している。米国特許第９，７７１，４８８号の全内容は、参照によりここに組み込まれる。
インクジェットプリントヘッドの観点から、米国特許第９，７７１，４８８号に開示されている架橋剤は、インクに第三級アミン安定剤が含まれていても、熱インクジェットプリントヘッドと互換性がない。熱インクジェットプリンターでこのようなインクを使用すると、熱プリントヘッドがインクをヘッドから噴射する能力が急速に低下する。さらに、インクジェットインクに添加された第三級アミン安定剤は、カルボキシル化ポリマーバインダーと架橋剤との間の架橋反応を実際に触媒する可能性がある。
特定の理論に拘束されることを望むものではないが、そのような架橋剤を含むインクが熱プリントヘッドの加熱要素と接触すると、インク内に不溶性物質が形成され、プリントヘッドの内面に堆積し、ヒーターにアクセスできるインクの量を減らし、ヒーターからインクへの熱の流れを妨げると考えられる。
ピエゾタイプのプリントヘッドを利用したインクジェットプリンターを使用したインクジェットインク印刷では、カルボキシル化ポリマーに反応する架橋剤の干渉が大幅に減少する。しかしながら、反応性架橋剤およびバインダーを含むインクジェットインクが十分なインク安定性を有することは依然として重要である。
米国特許第６，６３９，００６号は、アクリルポリマー用の水分散性前駆体を含むインクジェットインクの架橋剤として多求核性官能化化合物の使用を開示している。米国特許第６，６３９，００６号のインクジェットインクは、安定性が高く、添加量要件が低いため、着色剤として染料を含むことが好ましい。米国特許第６，６３９，００６号は、好ましくは熱インクジェット印刷プロセスを呼びかけている（ｃａｌｌ ｏｕｔ）が、ピエゾおよびその他の非熱印刷プロセスの使用を排除していない。
実際、米国特許第６，６３９，００６号は、熱インクジェット印刷プロセスが他の非熱インクジェット印刷プロセスよりも前駆体に負担がかかる可能性があることを認めている。実際、米国特許第６，６３９，００６号は、開示されたインクは熱インクジェットプリンターのノズルを塞ぐ傾向が低いと述べており、これらのインクがプリントヘッドのノズルを塞ぐ傾向が依然としてあることを示している。米国特許第６，６３９，００６号は、好ましくは１００～１０００ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲の酸価を持つポリマー前駆体を開示している。米国特許第６，６３９，００６号も、水分散性ポリマーが熱インクジェットプリンターであまり機能しないことが知られていることを認めている。実際、当業者は、ポリマーの酸価が高くなるにつれて、ポリマーはより親水性になり、それらが溶解している水性ベースの溶媒の粘度が高くなることを理解するだろう。陰イオン的に安定化された顔料分散剤との適合性のために、そのような酸性ポリマーはかなり中和されている。このようなポリマーの酸価が増加すると、ポリマーを中和するために使用されるイオンの濃度もインク溶媒で増加し、熱インクの噴射性が妨げられる。米国特許第６，６３９，００６号の全内容は、参照によりここに組み込まれる。
プリンターの互換性の観点から、多くの開示は、低酸価ポリマーで構成されるインクの互換性を支持している。米国特許第１０，００５，８７６号は、低酸価（１０ｍｇ／ｇ～約５０ｍｇ／ｇ）のポリマーバインダーを含むインクジェットインクが、インクジェットインクのデキャップ性能および印刷信頼性を改善すると信じられていることを開示している。しかしながら、酸価が減少すると、そのようなポリマーを塩基性ｐＨ水性溶媒に溶解することは困難である。実際、この‘８７６特許に記載されているポリマーは、溶液ポリマーではなく分散剤である。この文書で先に述べたように、ラテックスまたは分散タイプの樹脂を含むインクジェットインクは、ラテックスまたは分散ポリマーが膜を形成するのに十分な温度で乾燥する必要がある。膜形成温度が低いラテックスまたは分散ポリマーは、耐久性が低く、特に引っかきや摩耗に対する耐久性が低いことがよくある。膜形成温度が高いラテックスまたは分散ポリマーは、より大きな耐久性を提供するが、一部の屋外の耐久性基材で使用するには膜形成温度が高すぎる。米国特許番号１０，００５，８７６号の全内容は、参照によりここに組み込まれる。
米国特許第７，８３８，５７４号は、１３０～２００ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲の低い酸価を有するアクリルポリマーを開示している。米国特許第７，８３８，５７４号の全内容は、参照によりここに組み込まれる。
欧州特許第２，３４１，１１０号は、このようにして得られたカルボキシル基含有ポリウレタンは、２０～７０ｍｇＫＯＨ／ｇの酸価を有することが好ましく、調製したインクジェット用水性インクの吐出安定性が良好であることを開示している。欧州特許第２，３４１，１１０は、使用されるカルボキシル基含有ポリウレタンから調製される水性ポリマーが水性分散剤を形成することを開示している。水性分散剤の粒子サイズは、好ましくは５０ｎｍ未満である。粒子径が５０ｎｍ以上であると、水性分散剤の分散安定性が不十分となり、また、長時間インクを吐出した際に、カルボキシル基含有ポリウレタンがインクから析出し、コゲーションが発生する場合がある。欧州特許第２，３４１，１１０号の全内容は、参照によりここに組み込まれる。
米国特許第８，１９８，３９１号は、インクのカルボキシル基含有ポリウレタンバインダーの酸価が２０～７０ｍｇＫＯＨ／ｇである場合に、インクジェット用水性インクの吐出安定性が優れていることを開示している。米国特許第８，１９８，３９１号は、本発明で使用されるカルボキシル基含有ポリウレタンから調製された水性ポリマーが、水性分散剤を形成することを開示している。米国特許第８，１９８，３９１号の全内容は、参照によりここに組み込まれる。
米国特許第８，４７４，９６３号は、１００ｍｇＫＯＨ／ｇを超える酸価を持つポリウレタンおよびポリスチレンアクリレートポリマーバインダーがインクジェットインクに使用されると、インクの粘度が過度に高くなり、排出性能が低下するなどの問題が発生することを開示している。米国特許第８，４７４，９６３号に記載されている樹脂は、インク溶媒に分散しており、溶解していない。米国特許第８，４７４，９６３号の全内容は、参照によりここに組み込まれる。
米国特許出願公開第２００７／０２５９９８９号は、水性顔料インクジェットインクにおけるβ－ヒドロキシアルキルアミドイル架橋剤および酸性樹脂バインダーの使用を開示している。β-ヒドロキシアルキルアミドイルのヒドロキシルの当量数と、インク中のポリマーバインダーおよびポリマー分散剤の酸基および酸性塩の当量数との比は、一般に、約１／０．０１から約１／１であった。バインダーおよび分散剤からのカルボキシルおよび塩の当量に対するヒドロキシルの当量の過剰が好ましかった。
そのような高レベルの架橋剤は、熱プリントヘッドと適合性がなく、インクがプリントヘッドを通して印刷されるときに噴射効率の低下を引き起こす。さらに、このような高レベルの架橋剤は、インクの安定性を大幅に低下させる。
実際、米国特許出願公開第２００７／０２５９９８９号は、インクを７０℃で７日間加熱することによってインクの安定性が試験され、顔料分散剤の粒子サイズおよびインク粘度などの重要な特性が２０％以上変化しなかった場合に、インクは安定していると見なされた。安定性について試験された例は、そのような貯蔵条件にさらされた後、実際に粘度および顔料粒子サイズが変化し、これらの特性のそのような変化が実現された。そのような物理的特性の２０％以下の変化は、そのようなインクの印刷性能に悪影響を与える可能性がある。米国特許出願公開第２００７／０２５９９８９号の全内容は、参照によりここに組み込まれる。
したがって、様々基材にインクジェットが印刷され乾燥された場合に、ラテックスベースのインクジェットインクの低い引っかき傷および耐摩耗性を改善しつつ、架橋剤含有インクの安定性およびインクジェットプリントヘッド互換性を改善する屋外耐久性画像を形成する、顔料水性インクジェットインクを提供することが望ましい。
図面の簡単な説明
図面は、様々な実施形態を説明することのみを目的としており、限定するものとして解釈されるべきではない。
実施例インクの表である。 実施例インクの表である。 図１および図２の実施例インクのいくつかの摩擦耐久性を示す表である。 図１および図２の実施例インクのいくつかの摩擦耐久性を示す表である。 図１および図２の実施例インクのいくつかの摩擦耐久性を示す表である。 図１の実施例インクのいくつかの乾式摩擦に対する耐久性を示す表である。 図１の実施例インクのいくつかの水摩擦に対する耐久性を示す表である。 図１の実施例インクのいくつかのウィンドウクリーナー摩擦に対する耐久性を示す表である。 図１の実施例のいくつかのイソプロピルアルコール摩擦に対する耐久性を示す表である。 図１の実施例インクの保管安定性を示す表である。 図１の実施例インクの保管安定性を示す表である。 図１の実施例インクの粒子サイズ分布を示す表である。 図１の実施例インクの粒子サイズ分布を示す表である。 実施例インクの表である。 図１４の実施例インクの摩擦耐久性を示す表である。 実施例インクの表である。 図１６の実施例インクのインク保持安定性を示す表である。 図１６の実施例インクの粒子サイズを示す表である。 実施例インクの表である。 図１９の実施例インクの粒子サイズおよび粘度安定性を示す表である。
詳細な説明
以下は水性顔料インクジェットインクの詳細な説明であり、この水性顔料インクジェットインクは、水溶性高分子バインダーおよび架橋剤を含み、高温で優れたインク安定性を有し、被覆されていない基材上にインクジェット印刷され乾燥され、耐水および耐摩耗画像を形成することができるものである。
ポリマーは、ここに開示される水安定化求電子架橋剤と反応する任意のカルボキシル基含有ポリマーを含んでいてもよい。求電子性架橋剤のカルボキシル化ポリマーに対する反応性は、インク中の水の濃度に敏感である。乾燥プロセスでインクから水が除去されると、カルボキシル化ポリマーに対する架橋剤の濃度が増加し、平衡が架橋反応にシフトする。
逆に、インクが水で希釈されると、平衡はポリマーと架橋剤との間の相互作用が少なくなる方向にシフトする。予期せぬことに、この化学反応平衡の影響は、これらのインクの顔料分散剤の粒度分布（ＰＳＤ）で観察されており、特に反応性の高い求電子性架橋剤で観察されている。
特定の理論に従わずに、インク中の求電子性架橋剤とカルボキシル基含有ポリマーの間の反応は、顔料分散剤を不安定化する高分子を生成し、顔料粒子の凝集を引き起こす。
求電子性架橋剤が存在しないインクは、モノモーダル（ｍｏｎｏ－ｍｏｄａｌ）のＰＳＤを有する。求電子性架橋剤の反応性、インク中の濃度、およびインクの温度に応じて、そのような架橋剤がカルボキシル基含有ポリマーおよび顔料分散剤を含むインクジェットインクに導入されると、バイモーダルまたはトリモーダル顔料粒子のモーダルＰＳＤが発生し、顔料分散剤の元のＰＳＤとより大きなＰＳＤとにピークを持つ。インクが水で希釈されると、より大きなＰＳＤモードが元のＰＳＤに向かって回帰することが観察される。
インクジェットポリマーは、スチレン－アクリルコポリマー、スチレン－メタクリル酸コポリマー、マレイン樹脂、無水マレイン酸修飾ポリマー、カルボキシル化ポリウレタン、カルボキシル化スチレン－ブタジエンブロックコポリマー、カルボキシル化スチレン－ブタジエン-スチレンブロックコポリマー、カルボキシル化スチレン－イソプレン－スチレンブロックコポリマー、カルボキシル化ポリオレフィン、およびそれらの組み合わせを含み得るが、これらに限定されない。市販のポリマーの例は、Bond PolymersのBondthane（商標）シリーズ、Royal DSM NVのNeoRez（商標）およびNeoCryl（商標）シリーズ、Hydrite Chemical CompanyのLuciden（商標）シリーズ、SynthomerのPlextol（商標）R 123、DiamondのDispertex（商標）シリーズ、Mitsui Chemicals America, Inc.のTakelac（商標）シリーズ、Alberdingk Boley, IncのACおよびUシリーズ、Essential PolymersのRシリーズ、Scott Bader, LtdのTexicryl（商標）シリーズ、ClariantのAppretan（商標）シリーズ、Lubrizol CorporationのHycar（登録商標）、Hystretch（登録商標）、Permax（登録商標）、およびSancure（登録商標）シリーズ、Arkema, Inc.のEncor（登録商標）シリーズ、ReichholdのArolon（登録商標）シリーズ、Rudolf-DuranerのRUCO-COAT（登録商標）、RUCO-PUR（登録商標）、およびRUCO-BOND（登録商標）シリーズ、LANXESSのWitcobond（登録商標）シリーズ、Joncryl（登録商標）（BASFから入手可能）、ISOBAM（登録商標）（クラレ株式会社から入手可能）、SUPERCHLON（登録商標）（日本製紙ケミカルから入手可能）、Auroren（登録商標）（日本製紙ケミカルから入手可能）、Erkamar（登録商標）（Robert Kraemer GmbH & Co. KGから入手可能）、SMA（登録商標）（Cray Valley USA LLCから入手可能）、XIRAN（登録商標）（Polyscope Polymers BVから入手可能）、WorleeSin（登録商標）（Worlee-Chemie GmbHから入手可能）、CRAYVALLAC（登録商標）（Cray Valley USA LLCから入手可能）、MICHEM（登録商標）（Michelmanから入手可能）、SBLatex（登録商標）（旭化成ケミカルズから入手可能）、HITEX（登録商標）（Hansol Chemicalから入手可能）、RL（登録商標）（RLA Polymers PTY LTDから入手可能）、UNIBOND（登録商標）（Unichem, Inc.から入手可能）、Hybridur（登録商標）（Air Productsから入手可能）、Alberdingk（登録商標）（Alberdingk Boleyから入手可能）、Bayhydrol（登録商標）（Bayer Material Scienceから入手可能）、Ecrylic（登録商標）（Ecronova Polymerから入手可能）、Acropol（登録商標）（Kros Linkから入手可能）、Jonrez（登録商標）（Meadwestvacoから入手可能）、Liocryl（登録商標）（Synthopolから入手可能）、WorleeCryl（登録商標）（Worleeから入手可能）、Cydrothane（登録商標）（Cytecから入手可能）、Hauthane（登録商標）（Hauthawayから入手可能）、Urotuf（登録商標）（Reichholdから入手可能）、Picassian（登録商標）（Picassian Polymersから入手可能）、およびIncorez（登録商標）（Incorez Ltdから入手可能）を含むが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、ポリマーは、顔料の分散剤として機能し得る。
いくつかの実施形態では、インクジェットインク中のポリマーの量（重量）は、約０．１％から約２．０％の間であり得る。
水溶性ポリマー結合は、アミンまたは塩基が溶解された水性溶液に溶解するもののいずれかであってもよい。それは、好ましくは、１，０００から２００，０００の範囲の、より好ましくは３，０００から５０，０００の範囲の重量平均分子量を有するものであってもよい。それは、２種類以上の組み合わせで使用することもできる。具体的には、それは、ポリマー、アクリルコポリマー、スチレン／アクリル酸コポリマー、スチレン／アクリル酸／アクリル酸アルキルコポリマー、スチレン／マレイン酸コポリマー、スチレン／マレイン酸／アクリル酸アルキルコポリマー、スチレン／メタクリル酸コポリマー、スチレン／メタクリル酸／アクリル酸アルキルコポリマー、スチレン/α-メチルスチレン／アクリル酸コポリマー、スチレン/α-メチルスチレン／アクリル酸／アクリル酸アルキルコポリマー、スチレン／マレイン酸ハーフエステルコポリマー、ビニルナフタレン／アクリル酸コポリマーおよびビニルナフタレン／マレイン酸コポリマー、またはこれらの塩、およびポリウレタンを含み得る。
水溶性スチレン－アクリレートバインダーは、ラテックスインクが開発される前はインクジェットインクで使用されていた。米国特許第５，１７２，１３３号は、顔料インクジェットインク組成物におけるスチレン／アクリル酸／アクリル酸エチルコポリマーバインダーを使用することを開示した。米国特許番号５，１７２，１３３の全内容は、参照によりここに組み込まれる。
好ましくは、ポリスチレン－コアクリレートコポリマー樹脂バインダーは、０℃～１５０℃のガラス転移温度、２０，０００未満の分子量、ガラス転移温度、および５０～４００ｍｇＫＯＨ／ｇの酸価を有する。
バインダーは、ポリマーにインク溶媒の陰イオン電荷を与えるカルボン酸基を含む。バインダーはカチオン性ではなく、カチオン性基を含まない。バインダーは、液体インク溶媒に溶解すると、透明で粘性のある溶液を形成する。バインダーがインク溶媒に溶解するとき、それは分散剤、ラテックス、コアシェル粒子などを形成しない。
特定の理論に拘束されることを望まないが、ポリマーバインダーは完全に溶液に溶解し、それぞれ単一のポリマー分子の小さな膨らんだ溶媒である「ゲルコイル」を形成すると考えられ、そのサイズは５～２５ｎｍの範囲と見積もられる。
水性顔料インクは、１つまたは複数の水溶性コポリマーバインダーを含む。コポリマーバインダーは、いくらか異なるコポリマー組成および／または異なる平均分子量で調製されてもよいことが知られているが、「構造的に関連するポリマー」と見なすことができる。
例として、コポリマーストランドが重合された場合、コポリマー組成および分子量（鎖長）が互いにわずかに異なるポリマー分子の混合物が形成され、そのようなコポリマー分子はすべて同じ集団の一部である。分子のそのような同族混合物は、コポリマーにとって正常であり、別個の重合プロセスで形成され、次に一緒に組み合わされて混合物を形成し得る、異なるが「構造的に関連するポリマー」の異種混合物と混同されるべきではない。
米国特許第９，７７１，４８８号は、カルボキシル基含有ポリマーと架橋反応を起こすことができるものとして、以下の架橋剤を開示している。「カルボジイミド試薬、カルボジイミド基を含む水分散性ポリマー、オキサゾリン試薬、オキサゾリン基を含む水分散性ポリマー、メチル化メラミン-ホルムアルデヒド樹脂、または炭酸ジルコニウムアンモニウムおよび炭酸ジルコニウムカリウムなどの炭酸ジルコニウム塩。市販の架橋剤の例は、Zirmel（登録商標）（MEL Chemicalsから入手可能）、Berset（登録商標）（Bercenから入手可能）、Cymel（登録商標）（Cytecから入手可能）、WorleeMin（登録商標）（Worleeから入手可能）、Luwipal（登録商標）（BASFから入手可能）、Zoldine（登録商標）（Dow Chemicalから入手可能）、Solucote（登録商標）（DSM NeoResinsから入手可能）、Carbodilite（商標）（Nisshinbo Chemical Inc.から入手可能）、Resimene（登録商標）＆Maprenal（登録商標）（INEOSから入手可能）、RODALink（登録商標）（TFLUSAから入手可能）、Aerotex（登録商標）（Union Inkから入手可能）、Epocros（登録商標）（日本触媒株式会社から入手可能）、およびPermutex（登録商標）（Stahl USA Inc.から入手可能）を含むが、これらに限定されるものではない」。
米国特許第５，１７２，１３３号は、水性インクジェットインク中の顔料の分散剤およびバインダーとしての２つ以上のポリマーの使用を開示している。米国特許第５，１７２，１３３号は構造的に関連するポリマーという用語を使用していないが、米国特許第５，１７２，１３３号は、構造的に関連するポリマー、たとえばスチレン／アクリル酸コポリマーおよびスチレン／アクリル酸／アクリル酸アルキルコポリマーを開示している。
インクジェットインクに有用な様々な界面活性剤および分散剤は、米国特許公開第２０１８／０１１８９６３号に開示されている。米国特許公開第２０１８／０１１８９６３号の全内容は、参照によりここに組み込まれる。
界面活性剤および分散剤は、水性顔料インクに含まれていてもよい。界面活性剤は、組成物の濡れ性を高めたり、インクと、膜などの印刷基材またはインクジェットプリントヘッドとの相互作用を変化させることができる。様々なアニオン性、カチオン性、および非イオン性分散剤を、インクの様々なインク相と組み合わせて使用することができ、これらは、ニートまたは水溶液として使用することができる。
一実施形態では、インクジェットインク組成物の総重量に対する総界面活性剤濃度は、０．０５重量％から５重量％の範囲であり、たとえば０．１重量％から５重量％の範囲の量、または０．５重量％から２重量％の範囲である。
陰イオン性分散剤または界面活性剤の代表的な例は、高級脂肪酸塩、高級アルキジカルボン酸塩、高級アルコールの硫酸エステル塩、高級アルキルスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、ナフタレンスルホン酸塩（Ｎａ、Ｋ、Ｌｉ、Ｃａなど）、ホルマリン重縮合物、高級脂肪酸とアミノ酸との間の縮合物、ジアルキルスルホコハク酸エステル塩、アルキルスルホコハク酸塩、ナフテン酸塩、アルキルエーテルカルボキシレート、アシル化ペプチド、α-オレフィンスルホン酸塩、Ｎ－アクリルメチルタウリン、アルキルエーテルスルホン酸塩、第二級高級アルコールエトキシ硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルサルフェート、モノグリシルサルフェート、アルキルエーテルホスフェートおよびアルキルホスフェートを含むが、これに限定されるものではなく、アルキルホスホネートおよびビスホスホネートには、ヒドロキシル化またはアミノ化誘導体が含まれる。
たとえば、スチレンスルホン酸塩、非置換および置換ナフタレンスルホン酸塩（たとえばアルキルまたはアルコキシ置換ナフタレン誘導体）、アルデヒド誘導体（ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピルアルデヒドなどを含む非置換アルキルアルデヒド誘導体など）、マレイン酸塩のポリマーおよびコポリマー、およびそれらの混合物は、陰イオン性分散助剤として使用することができる。
塩は、たとえばＮａ＋、Ｌｉ＋、Ｋ＋、および置換および非置換のアンモニウムカチオンを含む。カチオン性界面活性剤の代表的な例は、脂肪族アミン、第四級アンモニウム塩、スルホニウム塩、ホスホニウム塩などを含む。
米国特許第５，１３３，８０３号および第５，２２１，３３４号は、水性顔料インクジェットインクにおけるアセチレンジオール界面活性剤の使用を開示している。米国特許第５，１３３，８０３号および第５，２２１，３３４号の全内容は、参照によりここに組み込まれる。
米国特許第８，０５２，２６９号は、エトキシル化非イオン性フッ素系界面活性剤、非イオン性アルコールエトキシレート界面活性剤、およびアニオン性リン酸フッ素系界面活性剤の少なくとも２つを含む界面活性剤の組み合わせを開示しているが、界面活性剤の組み合わせが、１００分未満というインクジェットインクの発泡半減期をもたらす。米国特許第８，０５２，２６９号の全内容は、参照によりここに組み込まれる。
米国特許第６，４３６，１８０号は、水性インクジェットインクにおけるアルコキシル化フッ素系界面活性剤の使用を開示している。米国特許第６，４３６，１８０号の全内容は、参照によりここに組み込まれる。
米国特許第９，４８７，６６６号は、Capstone e FS-3100の組成が、ｘが常に６でありｙが７～１７および２５～３５の範囲にあるフッ素系界面活性剤の混合物であったことを開示している。米国特許第９，４８７，６６６号の全内容は参照によりここに組み込まれる。
米国特許第５，８５２，０７５号は、このクラスのフッ素化界面活性剤の構造範囲およびインクジェットインクにおけるそれらの使用法を記載している。米国特許第５，８５２，０７５号の全内容は、参照によりここに組み込まれる。
米国特許第６，４４４，０１７および第９，７８３，６９２号は、水性インクジェットインクにおけるフッ素系界面活性剤の使用を開示している。米国特許第６，４４４，０１７および第９，７８３，６９２号の全内容は、参照によりここに組み込まれる。
米国特許第９，７８３，６９２号は、より長いフルオロカーボン鎖の界面活性剤のCapstone e FS-3100代替品の限られた有用性を説明している。米国特許第９，７８３，６９２号に開示されているように、低表面エネルギーの媒体を効果的に濡らし、色から色へのブリードやエリアフィル斑点などの画質の欠陥を制御するために、さまざまな界面活性剤添加剤が以前に使用されてきた。これらの添加剤は、望ましい濡れ特性を提供し、高速の熱またはピエゾプリントヘッドで良好に機能するように使用される。使用されている材料は、Ｃ８以上の過フッ素化鎖を持つ非イオン性フッ素系界面活性剤を含むが、これらの材料は、スチュワードシップの懸念（Ｃ６以下）のために短鎖類似体にますます置き換えられている。短鎖材料の欠点の１つは、疎水性が低いと、通常、従来の長鎖ペルフルオロ材料よりもインクジェット印刷の濡れ性および画質制御性が低下し、これによって最終的に高速インクジェット印刷のスループットが制限されることである。
インクジェットインクに使用できる非イオン性分散剤または界面活性剤の代表的な例は、フッ素誘導体、シリコーン誘導体、アクリル酸コポリマー、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フェニルエーテル、ポリオキシエチレン第二級アルコールエーテル、ポリオキシエチレンスチロールエーテル、エトキシル化アセチレンジオール、ポリオキシエチレンラノリン誘導体、アルキルフェノールホルマリン縮合物のエチレンオキシド誘導体、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマー、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテルポリオキシエチレン化合物の脂肪酸エステル、ポリエチレンオキシド縮合型のエチレングリコール脂肪酸エステル、脂肪酸モノグリセリド、ポリグリセロールの脂肪酸エステル、プロピレングリコールの脂肪酸エステル、サトウキビ糖脂肪酸エステル、脂肪酸アルカノールアミドｅｓ、ポリオキシエチレン脂肪酸アミドｅｓ、およびポリオキシエチレンアルキルアミンオキシドを含む。
インクは、水と水溶性有機溶剤の混合物である水性溶媒で構成されている。水は、好ましくはイオン交換水（脱イオン水）である。
水溶性有機溶媒は、通常、インクの総重量の３重量％～５０重量％、好ましくは３重量％～４０重量％の範囲の量でインクに含まれてもよい。水は、インクの総重量の１０重量％～９０重量％、好ましくは３０重量％～８０重量％の範囲の量で使用されてもよい。
インクは、水、２－ピロリドンからなることが好ましい。共溶媒は、浸透剤、緩衝剤、および安定剤として水性インクジェットインクで広く使用されており、他のさまざまな成分の溶解性を改善し、乾燥速度に影響を与え、プリントヘッド内のインクの乾燥を防ぐ保湿剤として機能する。
インクジェットインクの共溶媒としてのピロリドンの使用はよく知られている。たとえば、米国特許第３，８４６，１４１号は、水溶性染料または複数の染料が水性溶媒中の溶液中に確実に残るようにするために、ジェット印刷インク組成物が可溶化剤を含むように配合されることを開示している。可溶化剤はＮ－メチル－Ｚ－ピロリドンであるが、たとえばｆｉ,／３－ジヒドロキシエチルスルフィド（Kramefax-Union Carbide）、Ｎ－ビニルピロリドン（沸点１４８℃）、置換ピロリドン（Solvofen HM-GAF）、４メトキシ－４－メチル－ペンタノン－２およびテトラヒドロフルフリルアルコールを含む他の様々なよく知られた同等の可溶化剤も存在する。米国特許第３，８４６，１４１号の全内容は、参照によりここに組み込まれる。
日本特許第Ｈ０６６６８４号、第２７１４４８２号、第２５１６２１８号、および第３１４７９４８号、ならびに米国特許第４，６９４，３０２号、第５，１８８，６６４号、および第５，７００，３１７号は、非置換ピロリドンおよび他の共溶媒の使用を開示している。米国特許第４，６９４，３０２号、第５，１８８，６６４号、および第５，７００，３１７号の全内容は、参照によりここに組み込まれる。
液体溶媒は、水と、インクジェットインク組成物の総重量に対して１％から５０％の範囲の量で存在する少なくとも１つの有機溶媒とを含む。溶媒の量は、溶媒の特性（溶解度および／または誘電率）、着色剤のタイプ、および得られるインクジェットインク組成物の所望の性能を含む様々な要因に応じて変えることができる。使用される好ましい溶媒は、インクジェットインク組成物の総重量に基づいて１重量％から４０重量％の範囲であり、より好ましくは１重量％から３０重量％の範囲である。
適切な有機溶媒の例は、低分子量グリコール（エチレングリコール（沸点１８０℃）、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ジプロピレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルまたはモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、およびテトラエチレングリコールモノブチルエーテルなど）、アルコール（エタノール、プロパノール、イソプロピルアルコール、ｎ－ブチルアルコール（沸点１１８℃）、ｓｅｃ－ブチルアルコール、ｔｅｒｔ－ブチルアルコール、２－プロピン－１－オール（プロパルギルアルコール）、２－ブテン－１－オール、３－ブテン－２－オール、３－ブチン－２－オール、およびシクロプロパノールなど）、約２から約４０の炭素原子を含むジオール（１，３－ペンタンジオール、１，４－ブタンジオール、１，５－ペンタンジオール、１，４－ペンタンジオール、１，６－ヘキサンジオール、２，６－ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール（２，２－ジメチル－１，３－プロパンジオール）、１，３－プロパンジオール、１，４－ブタンジオール、１，５－ペンタンジオール、１，６－ヘキサンジオール、１，２，６－ヘキサントリオール、およびポリ（エチレン－コ－プロピレン）グリコール、ならびにそれらとエチレンオキシドおよびプロピレンオキシドを含むアルキレンオキシドとの反応生成物など）、約３から約４０個の炭素原子を含むトリオール（グリセリン（グリセロール）、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、１，３，５－ペンタントリオール、および１，２，６－ヘキサントリオールなど、ならびにそれらとエチレンオキシド、プロピレンオキシド、およびそれらの混合物を含むアルキレンオキシドとの反応生成物など）、ポリオール（ペンタエリスリトールなど）、アミドes（ジメチルホルムアルデヒドおよびジメチルアセトアミドeなど）、ケトンまたはケトアルコール（アセトンおよびジアセトンアルコールなど）、エーテル（テトラヒドロフランおよびジオキサンなど）、ラクタム（２－ピロリドン、Ｎ－メチル－２－ピロリドン、およびε－カプロラクタムなど）、尿素または尿素誘導体（ジ－（２－ヒドロキシエチル）－５，５，－ジメチルヒダントイン（ダンタコール）および１，３－ジメチル－２－イミダゾリジノンなど）、内部塩（ベタインなど）、およびヒドロキシアミドｅ誘導体（アセチルエタノールアミン、アセチルプロパノールアミン、プロピルカルボキシエタノールアミン、およびプロピルカルボキシプロパノールアミンなど、ならびにそれらのアルキレンオキシドとの反応生成物）を含む。追加の例は、糖類（マルチトール、ソルビトール、グルコノラクトン、およびマルトースなど）、約２から約４０個の炭素原子を含むスルホキシド誘導体（対称および非対称）（ジメチルスルホキシド、メチルエチルスルホキシド、およびアルキルフェニルスルホキシドなど）。約２～約４０個の炭素原子を含むスルホン誘導体（対称および非対称）（ジメチルスルホン、メチルエチルスルホン、スルホラン（テトラメチレンスルホン、環状スルホン）、ジアルキルスルホン、アルキルフェニルスルホン、ジメチルスルホン、メチルエチルスルホン、ジエチルスルホン、エチルプロピルスルホン、メチルフェニルスルホン、メチルスルホラン、およびジメチルスルホラン）を含む。有機溶媒は、有機溶媒の混合物を含むことができる。
上記の成分に加えて、保湿剤を任意選択でインクに添加して、所望の物理的特性の値をインクに与えてもよい。
インクジェットインクで有用な様々な着色剤は、米国特許第８，２８７，１１２号に開示されている。米国特許第８，２８７，１１２号の全内容は、参照によりここに組み込まれる。
インクジェットインクで使用される着色剤は、顔料、染料、またはそれらの組み合わせであってもよい。
ここで使用される「染料」という用語は、それが適用される分散相において、関連する周囲条件下で１０ｍｇ／Ｌ以上の溶解度を有する親油性着色剤を意味する。
顔料は、インクジェットインクに使用することができる。インクジェットインクは、好ましくは、着色剤として有機および／または無機顔料を含む。着色剤が自己分散性顔料でない場合、インクジェットインクは、好ましくは分散剤、より好ましくはポリマー分散剤も含む。
顔料は、ポリマー分散剤または界面活性剤などの分散剤によって水性溶媒に分散させてもよい。さらに、顔料の表面を改変して、いわゆる「自己分散可能な」または「自己分散性の」顔料、すなわち、分散剤なしで分散媒体に分散可能である顔料を得ることができる。
水性インクジェットインク中の顔料は、黒、白、シアン、マゼンタ、黄色、赤、オレンジ、紫、青、緑、茶色、それらの混合物などであってもよい。カラー顔料は、HERBST, Willy, et al. Industrial Organic Pigments, Production, Properties, and Applications. 3rd edition. Wiley－VCH, 2004. ISBN 3527305769.に開示されたものから選択することができる。
好ましい顔料は、C.I. Pigment Yellow 1, 3, 10, 12, 13, 14, 17, 55, 65, 73, 74, 75, 83, 93, 97, 109, 111, 120, 128, 138, 139, 150, 151, 154, 155, 180, 185 および 213である。より好ましくは、黄色の顔料は、C.I. Pigment Yellow 74, 128, 139, 150 155 および 213である。好ましい顔料は、C.I. Pigment Red 17, 22, 23, 41, 48:1, 48:2, 49:1, 49:2, 52:1, 57:1, 81:1, 81:3, 88, 112, 122, 144, 146, 149, 169, 170, 175, 176, 184, 185, 188, 202, 206, 207, 210, 216, 221, 248, 251, 254, 255, 264, 270 および 272である。好ましい顔料は、C.I. Pigment Violet 1, 2, 19, 23, 32, 37, および 39である。好ましい顔料は、C.I. Pigment Blue 15:1, 15:2, 15:3, 15:4, 15:6, 16, 56, 61, および（ブリッジした）アルミニウムフタロシアニン顔料である。好ましい顔料は、C.I. Pigment Orange 5, 13, 16, 34, 40, 43, 59, 66, 67, 69, 71, および 73である。
好ましい顔料は、C.I. Pigment Green 7 および 36である。好ましい顔料は、C.I. Pigment Brown 6 および 7である。適切な顔料は、上記の特定の好ましい顔料の混晶を含む。市販の例は、Ciba Specialty ChemicalsのCinquasia Magenta RT-355-Dである。
黒インクジェットインクの顔料としては、カーボンブラックが好ましい。適切な黒色顔料材料は、Pigment Black 7 (たとえば、MITSUBISHI CHEMICALのCarbon Black MA80、 CABOT CoのREGAL（登録商標）400R、MOGUL（登録商標）L、ELFTEX（登録商標）320、またはDEGUSSAのCarbon Black FW18、Special Black 250、Special Black 350、Special Black 550、PRINTEX（登録商標）25、 PRINTEX（登録商標）36、 PRINTEX（登録商標）55、PRINTEX（登録商標）90、PRINTEX（登録商標）150Tなどを含む。
適切な顔料の追加の例は、米国特許第５，３８９，１３３号に開示されている。特に好ましい顔料は、C.I. Pigment White 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 10, 11, 12, 14, 17, 18, 19, 21, 24, 25, 27, 28, および 32である。米国特許第５，３８９，１３３号の全内容は、参照によりここに組み込まれる。
カラーインクジェットインクの顔料の混合物を作ることも可能である。いくつかの用途では、ニュートラルブラックインクジェットインクが好ましく、たとえばブラック顔料とシアン顔料とをインク中で混合することによって得ることができる。また、非有機顔料がカラーインクジェットインク中に存在してもよい。特に好ましい無機顔料の例示的な例は、赤色酸化鉄（ＩＩＩ）、カドミウムレッド、ウルトラマリンブルー、プルシアンブルー、酸化クロムグリーン、コバルトグリーン、アンバー、チタンブラック、および合成鉄ブラックを含む。
市販の顔料分散剤の具体例は、Fujifilm Imaging Colorants, Inc.のPro-Jet Cyan APD1000、Pro-Jet Magenta APD1000、Pro-Jet Yellow APD1000、Pro-Jet Yellow(LF) APD1000、Pro-Jet Black APD1000、Cabot CorporationのCab-O-Jet 200 black、Cab-O-Jet 250C cyan、Cab-O-Jet 260M magenta、Cab-O-Jet 265M magenta、Cab-O-Jet 270 yellow、Cab-O-Jet 300 black、Cab-O-Jet 352 black、Cab-O-Jet 400 black、Cab-O-Jet 450C cyan、Cab-O-Jet 465M magenta、Cab-O-Jet 470Y yellow、Cab-O-Jet 480V violet、Cab-O-Jet 554B blue、Cab-O-Jet 740Y yellow、Eastman Kodak（商標） CompanyのSpecialty Cyan Dispersion Type A1、Specialty Cyan Dispersion Type A1、Specialty Cyan Dispersion Type A1、Specialty Cyan Dispersion Type P1、Specialty Cyan Dispersion Type P2、Specialty Magenta Dispersion Type A1、Specialty Magenta Dispersion Type A2、Specialty Magenta Dispersion Type A3、Specialty Magenta Dispersion Type P1、Specialty Magenta Dispersion Type P3、Specialty Yellow Dispersion Type A1、Specialty Yellow Dispersion Type A2、Specialty Yellow Dispersion Type P1、Specialty Yellow Dispersion Type P2、Specialty Black Dispersion Type A1、Specialty Black Dispersion Type P2、Specialty Black Dispersion Type P4、Specialty Black Dispersion Type SD2、Specialty Black Dispersion Type SD4、Specialty Red Dispersion Type P1、Specialty Green Dispersion Type P1、Specialty Green Dispersion Type P2、Specialty Green Dispersion Type P3、Specialty Green Dispersion Type P4、Specialty Orange Dispersion Type P1、Specialty Violet Dispersion Type P1、Specialty White Dispersion Type P1、E. I. du Pont de Nemours and CompanyのMega Cyan、Mega Magenta、Mega Yellow 2、Mega Black、DU 1010 cyan、DU 1020 magenta、DU 1030 yellow、DU 1031 yellow、DU 1040 black、DU 1041 black、Lever Colors, Inc.のCylcojet Blue 15:3 Liquid、Cylcojet Blue 15:3 Liquid、Cylcojet Blue 15:3 Liquid、Cylcojet Blue 15:0 & 15:4 Liquid、Cylcojet Blue 60 Liquid、Cylcojet Brown 25 Liquid、Cylcojet Red 122 Liquid Blue Shade、Cylcojet Red 122 Liquid Yellow Shade、Cylcojet Black 7 Liquid、Cylcojet Violet 19 Liquid Blue Shade、Cylcojet Violet 19 Liquid Yellow Shade、Cylcojet Yellow 74 & 155 Liquid、Cylcojet Orange 34 & 43、Cylcojet White 6 Liquid、Clariant International, Ltd.のHostajet Yellow 4G-PT VP2669、Hostajet Red D3G-PT VP 5152、Hostajet Magenta E5B-PT VP3565、Hostajet Magenta E7B-PT VP 5122、Hostajet Magenta E-PT、Hostajet Cyan BG-PT、Hostajet Green 8G-PT VP 5154、Hostajet Black O-PTを含む。
インクジェットインク中の顔料粒子は、インクジェット印刷装置を介して、特に噴射ノズルでインクが自由に流れることができるように、十分に小さくする必要がある。最大の色強度のために、そして沈降を遅くするために小さな粒子を使用することも望ましい。
Horiba LA-950などのレーザー回折粒子サイジング装置で測定した場合、分散した非白色顔料の体積平均粒度は、好ましくは０．０２０～１μｍであり、より好ましくは０．０４０～０．２００μｍであり、特に好ましくは０．０５０～０．１５０μｍである。最も好ましくは、顔料の数値平均粒子サイズは、０．１００μｍ以下である。Horiba LA-950などのレーザー回折粒子サイジング装置で測定した場合の白色顔料分散剤の場合、白色顔料の体積平均粒度は、好ましくは５０～５００ｎｍであり、より好ましくは１５０～４００ｎｍであり、最も好ましくは２００～３５０ｎｍである。平均径が５０ｎｍ未満では十分な隠蔽力が得られず、平均径が５００ｎｍを超えるとインクの貯蔵能力や噴射適性が低下する傾向がある。
顔料は、好ましくは、インクジェットインクを調製するために使用される顔料分散剤中において、顔料分散剤の総重量に基づいて、１０～４０重量％の量で使用され、好ましくは１２～３０重量％の量で使用される。インクジェットインクでは、顔料は、インクジェットインクの総重量に基づいて、好ましくは０．１～２０重量％の量で使用され、好ましくは０．５～１０重量％の量で使用される。
インク組成物は、任意選択で、緩衝剤／中和剤、接着促進剤、殺菌剤、殺菌剤、殺藻剤、封鎖剤、軟化剤、増粘剤、消泡剤、コゲーション抑制剤、腐食抑制剤、光安定剤、カール防止剤、増粘剤、非反応性剤、軟化剤／可塑剤、特殊な分散剤、特殊な界面活性剤、導電性剤（イオン化可能な材料）、および／または関連技術でよく知られている他の添加剤および補助剤などの成分のうち１つまたは複数の他の成分を含む。
ｐＨ調整剤は、無機および有機の水溶性酸、無機および水可溶性塩基、ならびに両性化合物を含む。限定的ではない例は、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化アンモニウム、トリエタノールアミン（ＴＥＡ）、トリエチアミン、ジメチルエタノールアミン（沸点１３４℃）、２－２－アミノ－２－メチル－１－プロパノールなどの第一級、第二級、および第三級アミン、トリス（ヒドロキシメチルアミノメタン）などのアミノ酸、塩酸、硫酸、リン酸、硝酸、酢酸、プロピオン酸などを含む。ｐＨ調整剤は、インク溶媒の共溶媒としても機能してもよい。
消泡剤（減泡剤）の非限定的な例は、BYK 024、BYK 012：BYK 31（Byk-Chemieから入手可能）、FOAMEX 810、AIREX 901、AIREX 902（Evonik Tego Chemie GmbH、エッセン、ドイツから入手可能）、SURFYNOL DF 37、SURFYNOL DF 210、SURFYNOL DF 75（Air Products Ltd.から入手可能）などを含む。
インクジェットインクは、バクテリア、酵母、および真菌による腐敗からこれらのインクを保護するための広域スペクトル殺生物剤であるProxelGXLが含まれている。プロキシルＧＸＬは、１，２－ベンズイソチアゾリン－３－オンであり、熱インクジェットインクの効果的な防腐剤として当業者によく知られている。たとえば米国特許第５，１８８，６６４号を参照。
熱インクジェットインクの場合、長鎖リン酸エステルが、コゲーション抑制添加剤としてインクに組み込まれてもよい。米国特許第５，０６２，８９２号は、熱インクジェットプリントヘッドのヒーター（抵抗器）上のインク成分の蓄積としてのコゲーションと、そのような蓄積の影響を緩和するためのリン酸塩の使用とを開示している。米国特許第５，０６２，８９２号の全内容は、参照によりここに組み込まれる。
特定の理論に同意せず、コゲーション効果は、抵抗器表面への染料の吸着および／またはインクの分解生成物によるものと思われる。吸着された染料または分解生成物の出現および増加は、明らかに、吐出されるインクの量を減少させる。添加剤は、吸着プロセスを排除または低減すると考えられている。
米国特許第５，０６２，８９２号はさらに、最も効果的なコゲーション抑制添加剤がリン酸塩であり、二塩基性（ＨＰＯ４ ２－）、一塩基性（Ｈ２ＰＯ４－）、二リン酸（Ｐ２Ｏ７ ４－）などのポリリン酸、またはリン酸エステルのいずれかとして添加される。
長鎖リン酸エステルの使用は、欧州特許第０８４８０４５号および米国特許第６，６１０，１２９号に開示されている。米国特許第６，６１０，１２９号の全内容は、参照によりここに組み込まれる。
米国特許第９，５８７，１３０号は、インクジェットインクにおいてオレト－３リン酸エステルを使用することを開示している。米国特許第９，５８７，１３０号の全内容は、参照によりここに組み込まれる。
インクジェットインクは、求電子性架橋剤からなる。求電子性架橋剤の例は、β－ヒドロキシアルキルアミドイル架橋剤および他の関連化合物を含む。
米国特許第６，３４１，８５６号は、活性水素と反応することができるいくつかの求電子性架橋基を開示している。そのような反応性基は、イソシアネート、エポキシ、カルボン酸および誘導体、チタン、アルミニウム、亜鉛、ジルコン、またはクロムの有機キレートなどの有機金属架橋剤、およびシランカップリング剤を含む。米国特許第６，３４１，８５６号の全内容は、参照によりここに組み込まれる。
欧州特許第１，８５３，４３１号は、いくつかの求電子性架橋剤を開示しており、求電子性架橋剤は、カルボジイミドおよびポリカルボジイミド、メトキシメチルメラミン架橋剤などのトリアジンおよびアミノトリアジン、アジリジンおよび多官能性アズリジン、ポリアクリルアミドｅ、アセトアセトキシ官能性ポリマー架橋剤、トリメトキシメチルメラミン（ＴＭＭＭ）、ヘキサメトキシメチルメラミン（ＨＭＭＭ）などのメラミン樹脂、またはアクリル化メラミン、ベンゾグアナミン、尿素架橋樹脂、反応性シランなどの他の修正メラミン樹脂などを含む。欧州特許第１，８５３，４３１号の全内容は、参照によりここに組み込まれる。
脱プロトン化アクリル酸ポリマーおよびそれらの塩は、求電子性架橋剤との反応において好中球として作用する。たとえば、ヒドラジドなどの好中性架橋剤は、そのような好中性ポリマーとの反応性が低い。
実施例
以下の実施例は、現在知られている本発明のいくつかの実施形態を示している。しかしながら、以下は、本発明の原理の適用の例示的または例示的なものにすぎないことを理解されたい。本発明の精神および範囲から逸脱することなく、多数の修正および代替の組成物、方法、およびシステムを当業者によって考案することができる。添付の特許請求の範囲は、そのような変更および取り決めをカバーすることを意図している。したがって、本発明は特に上で説明されてきたが、以下の実施例は、現在許容可能な実施形態であるとみなされるものに関連してさらに詳細を提供する。
例示的な水性インクジェットインクは、少なくとも１つの水溶性有機溶剤を持つ水性インク溶媒と、顔料分散剤と、溶媒に溶解したカルボン酸基を含むコポリマーとを含み、カルボン酸基は塩基中和されており、水安定化ポリ求電子性官能化化合物は、コポリマー上の中和されたカルボン酸基を架橋することができるように調整される。
次の実施例のいくつかは、HP（商標）Officejet Pro8000（商標）などの熱インクジェットプリンターでの操作性について試験された。各インク２０ｇがインクカートリッジに充填された。次に、充填されたカートリッジがHP（商標）Officejet Pro 8000（商標）に挿入され、６０ページを無地のブロックで印刷して、プリンターのラインおよびプリントヘッドから以前のインクが取り除かれた。例示されたインクのそれぞれで、ノズルの著しい損失が認められるまで、ブロックが連続的に印刷された。
次の実施例のいくつかは、Epson Stylus C88+（商標）などのピエゾインクジェットプリンターでの操作性についてテストされた。各インク２０ｇがインクカートリッジに充填された。次に、充填されたカートリッジがEpson Stylus C88+（商標）に挿入され、複数のページが印刷された。例示されたインクのそれぞれで、ノズルの著しい損失が認められるまで、ブロックが連続的に印刷された。
一部のインク試料は、ｐＨ、粘度、動的表面張力、静的表面張力、および／または粒子サイズについて測定された。試料の安定性を評価するために、試料の測定は、新鮮な状態と、密閉容器内で６０℃で最大６週間エージングした後とで行われた。
基材上の乾燥されたインク試料の摩耗および化学的損傷に対する耐久性を評価するために、以下の実施例の摩擦耐久性性能が評価された。インク実施例は、光沢のあるビニール基材（HP（商標）Permanent Gloss Adhesive Vinyl(J3H62A)に描かれ、６０℃で最大９６時間乾燥された。乾燥したインクのドローダウンが、水、スプレークリーナー（SCJohnson（商標）によるWindex（商標）Ammonia Free）、およびイソプロパノール（１００％）を使用した湿式摩擦耐久性と、乾式摩擦耐久性とについて測定された。
Taber（商標）クロックメーターを使用して実施例に対して摩擦耐久性試験が行われた。乾式摩擦試験では、乾燥したインクのドローダウンの実施例が、クロック布で覆われた先端（Ｃｒｏｃｋ－ｃｌｏｔｈ ｃｏｖｅｒｅｄ ｔｉｐ）を持つクロックメーターに配置された。クロックメーターのアーム重量は１，４２８ｇと測定され、さらに９２８ｇの錘が先端の真上のアームに配置された。クロックメーターがオンされ、クロック布の先端が１００サイクルだけ前後に直線運動した。試料が取り出され、摩耗による損傷について０～１０のスケールで視覚的にランク付けされた。摩擦されていないサンプルと比較して、視覚的損傷がほとんどまたはまったくない実施例の摩擦抵抗は、優れた（■）と評価され、８～１０のランク付けがされた。わずかな視覚的損傷があった実施例は非常に良い（□）と評価され、６～８のランク付けがされた。視覚的損傷があった実施例は良い（●）と評価され、４～６のランク付けがされた。普通の視覚的損傷があった実施例は普通（○）と評価され、２～４のランク付けがされた。重度の視覚的損傷があった実施例は不良（×）と評価され、０～２のランク付けがされた。
試料に対して湿式摩擦耐久性試験も同様の方法で行われた。湿式水摩擦耐久性の場合、０．５ｃｃの水が試料上に配置され、クロック布で覆われた先端が水中に配置された。次に、クロックメーターが１００サイクルだけオンされた。
湿式ウィンドウクリーナー摩擦耐久性の場合、０．５ｃｃのＷｉｎｄｅｘ（商標）が試料上に配置され、クロック布で覆われた先端が液体中に配置された。次に、クロックメーターが３０サイクルだけオンされた。
湿式イソプロパノール摩擦耐久性の場合、０．５ｃｃのイソプロパノール（１００％）が試料上に配置され、クロック布で覆われた先端が液体中に配置された。次に、クロックメーターが３０サイクルだけオンされた。
新鮮な状態と、密閉されたガラス容器内で６０℃で最大６週間インクをエージングした後とで、インク実施例の粘度が測定された。粘度測定は、２０℃に制御されたウォーターバスでBrookfield DV-E粘度計を使用して行われた。
いくつかのインクの実施例では、Horiba LA-950 V2レーザー散乱粒子サイズ分布アナライザーを使用して粒子サイズ分布（ＰＳＤ）が測定された。この装置は、MieおよびFraunhoferの散乱理論の原理を使用して、液体に懸濁した粒子のサイズおよび分布を計算する。LA950V2の場合、測定された粒子サイズの範囲は０．０１～３０００μｍである。この方法の顔料水性インクジェットインクへの応用は、フローセル法を使用して開発された。
この方法では、インクの実施例に含まれる顔料分散剤の屈折率が機器に入力され、Vortex Genieに（逆浸透および脱イオンされた）ＲＯＤＩ水を３０秒間循環させることで測定のためのフローセルが準備され、装置内に残留物が無いようにされた。次に、１８０ｍＬのＤＩ水が機器に追加され、ブランク試料として分析された。
使い捨てマイクロピペットを使用して、機器の光透過率が６０％に低下するまで、VortexGenieおよびフローセル内の１８０ｍｌのＲＯＤＩ水中へ十分なインクを投与することにより、実施例のインクがＰＳＤで特徴付けられた。これには通常、約３２０μＬのインクが必要であった。ＰＳＤ測定値は、特定の粒子サイズ（μｍ）未満の５０パーセンタイル分数（Ｄ５０）として報告された。
インク実施例１～１４が図１の表１に示され、インク実施例１５～２８が図２の表２に示される。これらの実施例は次の方法で調整された。
塩基性ｐＨ溶液中のカルボキシル化スチレン－アクリレートコポリマー樹脂（Joncryl 683）のストック溶液が調製された。使用したＪｏｎｃｒｙｌ６８３樹脂のＴｇは７５℃、酸価は１６５ｍｇＫＯＨ／ｇであった。まず、４ｇのＫＯＨが７６ｇのＲＯＤＩ水に溶解された。固体樹脂２０ｇが塩基性溶液に加えられ、溶液に完全に溶解するまで周囲条件下で約１２時間撹拌された。
各実施例で必要なメイクアップＲＯＤＩ水、通常は約５９ｇを１００ｃｃのパイレックスビーカーに追加することによって、各インクの５０ｇの実施例が調整された。磁気撹拌棒がビーカーに加えられ、適度に攪拌しながら水が攪拌された。ＲＯＤＩ水に、各実施例で必要な殺生物剤、保湿剤、および界面活性剤の量と種類が追加された。次に、１０ｇの樹脂ストック溶液がインクに完全に混合された。次に、架橋剤がインクに加えられ、３０分間撹拌された。最後に、１２ｇのSpecialty Black A1顔料分散剤（Eastman Kodak（商標）Co.から供給）がインクに完全に混合された。次に、１ミクロンのディスクフィルターでインクがろ過された。
図１の表１のインク実施例１～１４は、グリセロールと２－ピロリドンの水混和性溶媒（保湿剤）と、と、Surffinol 440（Evonikから提供）およびCapstone e FS-31（Chempointから提供）を含む界面活性剤とを使用して調製された。Proxel GXL（Lonzaから提供）は殺生物剤であった。以下の求電子性架橋剤が利用された。Estron Chemicaが提供するPrimid XL-552ベータヒドロキシアミド架橋剤、NIPPON SHOKUBAI CO. LTDが提供するEpocros WS-700オキサゾリン官能化反応性コポリマー架橋剤、Allnex USA Inc.が提供するCymel 303 LF高度にメチル化したモノマーメラミン架橋剤、Nisshinbo Chemical Inc.が提供するCarbodolite V-02-L2およびCarbodolite V-04ポリカルボジイミド架橋剤、Nagase and Co.LTD.が提供するDenacolEX-321多機能型脂肪族エポキシ架橋剤、DSM Coating Resins, LLCが提供するCX-100多官能性アジリジン液体架橋剤、EMTech CL-100（Target Coatings. Inc.が提供）、Sigma-Aldrichが提供する炭酸アンモニウムジルコニウム（IV）溶液架橋剤、Dorf Ketal Chemicals、LLCが提供するTyzor LA有機チタン架橋剤、Angus Chemical Co.が提供するZoldine XL-29SEポリマーカルボジイミド架橋剤、Innovative Chemical Technologies, Inc.が提供するFlexipol MKO-20ブロックイソシアナート架橋剤。以下の求核性架橋剤が利用された。アジピン酸ジヒドラジド（Sigma-Aldrichから供給）。
たとえば、図１の表１のインク３の実施例は、１２ｇのKodak（商標）Specialty Black A1分散液、１０ｇのJoncryl 683樹脂ストック溶液、６ｇのグリセロール、１２ｇの２－ピロリドン、０．３ｇのSurfynol 440、０．３ｇのCapstone FS-31、０．２ｇのProxel GXL、および３．０３ｇのEpocros WS-700を組み合わせて調製された。
図２の表２のインク実施例１５～２８は、エチレングリコールがグリセロールの代わりに使用されたことを除いて、実施例１～１４と同等の方法で調製された。
たとえば、図２の表２のインク実施例１７は、１２ｇのKodak（商標）Specialty Black A1分散液、１０ｇのJoncryl 683樹脂ストック溶液、６ｇの２－ピロリドン、１２ｇのエチレングリコール、０．３ｇのSurfynol 440、０．３ｇのCapstone FS-31、０．２ｇのProxel GXL、および３．０３ｇのEpocros WS-700を組み合わせて調製された。
図３～図５の表３、４、および５にそれぞれ示されるように、実施例インク３、４、６、１７、１８、および２０の乾式摩擦耐久性が、対照例インク１～１５と比較された。実施例インク１、３、４、および６は、これらのインクの実施例をゆっくり乾燥させ、硬化させ、耐久性を発揮させる高沸点湿潤剤を含むインク溶媒１中で調製された。実施例インク１５、１７、１８、および２０は、これらのインクをより速く乾燥させ、硬化させ、および耐久性を発揮させる低沸点保湿剤を含むインク溶媒２中で調製された。図３～図５の表３、４、および５にそれぞれ示されるように、対照例１および１５は、それぞれ求電子性架橋剤を含まないため、９６時間で８０℃の後であっても乾式摩擦耐久性を発揮しない。
たとえば、図３の表３に示すように、３．３％の求電子性架橋剤Epocros WS-700を含むインク溶媒１で調製された実施例インク３の乾燥摩耗耐久性が、６０℃の乾燥時間の関数として評価された。トリエタノールアミン（ＴＥＡ）を添加しないため、実施例インク３は、２４時間の乾燥後は不良（×）と評価され、４８時間の乾燥後は普通（○）と評価され、７２時間の乾燥後は非常に良い（□）と評価され、９６時間後は優れた（■）と評価された。
実施例インク３および１７は、Epocros WS-700架橋剤を使用して調製され、インク溶媒に応じて、６０℃で４２～７８時間後に良い乾式摩擦耐久性を発揮した。しかし、これらのインクに第三級アミン安定剤（０．５～２％トリエタノールアミン）を添加した場合、これらのインクは優れたレベルの耐久性を発揮することはなく、特に乾燥の遅い溶媒１では、良好なレベルの耐久性を発揮するのにはるかに時間を要した。
実施例インク４および１８は、Cymel 303 LF架橋剤を使用して調製され、インク溶媒に応じて、６０℃で４２～７８時間後に良い乾式摩擦耐久性を発揮した。しかし、これらのインクに第三級アミン安定剤（０．５～２％トリエタノールアミン）を添加した場合、これらのインク実施例は、普通のレベルの耐久性しか発揮しなかった。
実施例インク６および２０は、Carbodolite V-04架橋剤を使用して調製され、インク溶媒に応じて、６０℃で４２～７８時間後に良い乾式摩擦耐久性を発揮した。しかし、これらのインクに第三級アミン安定剤（０．５～２％トリエタノールアミン）を添加した場合、これらのインクは良好なレベルの耐久性を発揮するのに時間を要し、いくつかの例では優れたレベルの耐久性を発揮しなかった。
実施例インク２～１４および１６～２８の湿式および乾式摩擦耐久性は、６０℃で７８時間乾燥した後、良い～優れたであった。
図６～図９の表６、７、８、および９にそれぞれ示されるように、実施例インク２～１４の乾式および湿式化学摩擦耐久性が、対照例インク１と比較される。図６～９の表６、７、８、および９にそれぞれ示されているように、すべての実施例インクは、６０℃で９６時間乾燥および硬化された後、水、ウィドウクリーナー、およびイソプロパノールに対して普通～優れた湿式摩擦化学的耐久性を発揮する。
たとえば、実施例インク５は、光沢のあるビニール基材上にドローダウンされ、６０℃で７２時間乾燥された後で、摩擦耐久性が評価された。実施例インク５は、乾式摩擦（図６の表６）で良い（●）、湿式（水）摩擦（図７の表７）で非常に良い（□）、ウィンドウクリーナー摩擦（図８の表８）で良い（●）、およびイソプロピルアルコール摩擦（図９の表９）で不良（×）と評価された。
求核性架橋剤アジピン酸ジヒドラジドを含む実施例インク８は、他の求電子性架橋剤と比較して、全体的に最低レベルの耐久性を示している。
上記のように、実施例インク２～１４の湿式イソプロパノール摩擦化学耐久性が、図９の表９に示すように、対照実施例インク１と比較される。表９に示すように、すべての実施例インクは、６０℃で７２時間乾燥および硬化された後で、イソプロパノールに対して普通の湿式摩擦化学耐久性を発揮する。インクに第三級アミンを添加された場合、トリエタノールアミンまたはトリエチルアミンのどちらが１％レベルで添加されたか否かに関係なく、イソプロパノール摩擦に対する耐久性は一般に低下する。
たとえば、実施例インク１０は、光沢のあるビニール基材上にドローダウンされ、６０℃で７２時間乾燥された後、イソプロピルアルコール摩擦耐久性について評価された。第三級アミンを添加しない場合、実施例インク１０は、イソプロピルアルコール摩擦耐久性について優れた（■）と評価され、１％トリエタノールアミンを使用した場合、実施例１０は非常に良い（□）と評価され、１％トリエチルアミンを使用した場合、実施例１０は良い（●）と評価された。
図１０の表１０に示すように、実施例インク１～１４は、粘度の変化を測定することにより、安定性が評価された。新鮮に調製されたインク実施例が、密封されたガラス容器内で６０℃で６週間エージングされた実施例と比較された。新鮮なインク実施例の粘度は、２．５ｃＰから３．５ｃＰまで変化した。保管期間中の粘度の変化は、０．０６ｃＰ未満である場合には優れたと判断され、０．０６～０．１５ｃＰの場合には非常に良いと判断され、０．１５～０．３ｃＰの場合には良いと判断され、０．３～０．６ｃＰの場合には普通と判断され、０．６ｃＰを超える場合には不良と判断された。
たとえば、実施例インク４は、インク試料を６０℃で８週間調整した後の粘度の変化について評価された。トリエタノールアミン（ＴＥＡ）を０％添加した場合、調整後にインクの粘度が０．０３ｃＰだけ上昇するため、インクの安定性は優れた（＜０．０６ｃＰ）と評価された。ＴＥＡを０．５％添加した場合、調整後にインクの粘度が０．１７ｃＰだけ上昇するため、インクの安定性は良い（０．１５～０．３０ｃＰ）と評価された。また、ＴＥＡを２．０％添加した場合、調整後にインクの粘度が０．３５ｃＰだけ上昇するため、インクの安定性は普通（０．３０～０．６０ｃＰ）と評価された。
実施例インク６、１３、および１４は、保管期間中にゲル化または固化した。予期せぬことに、第三級アミン安定剤を添加しても、保管状態の間、実施例インクは架橋に対して安定化されなかった。実際、インク実施例に対して０．５％から２％のトリエタノールアミンを添加すると、いくつかの実施例のインクの安定性が実際に低下した。
特定の理論に拘束されることを望まないので、第三級アミンは実際に求電子性架橋剤とカルボキシ含有ポリマーとの間の反応を触媒する可能性がある。
図１１の表１１に示すように、実施例インク１～１４は、顔料分散剤の粒子サイズの変化を測定することにより、安定性が評価された。新鮮に調製したインク実施例が、密閉されたガラス容器内で６０℃で６週間エージングした実施例と比較された。新鮮なインクの実施例の顔料分散剤の粒子サイズは、５６～８３ｎｍの範囲で変化した。
保持期間中の顔料分散剤の粒子サイズの増加は、１０ｎｍ未満の場合には優れたと判断され、１０～２０ｎｍの場合には非常に良いと判断され、２０～５０ｎｍの場合には良いと判断され、５０～１００ｎｍの場合には普通と判断され、１００ｎｍを超える場合には不良と判断された。
たとえば、実施例インク４は、６０℃で８週間調整した後でＰＳＤについて測定された。トリエタノールアミン（ＴＥＡ）を０％添加した場合、平均ＰＳＤが８ｎｍ増加したため、インクの安定性は優れた（＜１０ｎｍ）と判断された。０．５％のＴＥＡの場合、平均ＰＳＤが２２ｎｍ増加したため、インクの安定性は良い（２０～５０ｎｍ）と判断された。また、２％のＴＥＡを添加した場合、平均ＰＳＤが６６ｎｍ増加したため、インクの安定性は普通（５０～２００ｎｍ）と判断された。ゲル化（固化）実施例は、ＰＳＤの変化を測定できなかった。
実施例インク６、１３、および１４は、保管期間中にゲル化または固化した。予期せぬことに、第三級アミン安定剤を添加しても、保管状態の間、実施例インクは架橋に対して安定化されなかった。実際、インク実施例に対して０．５％から２％のトリエタノールアミンを添加すると、実施例インク３および９の安定性が実際に低下した。
特定の理論に拘束されることを望まないので、第三級アミンは実際に求電子性架橋剤とカルボキシ含有ポリマーとの間の反応を触媒する可能性がある。
表１１の実施例インク９、１１、および１２は、インクを６０℃で８週間保持すると、顔料のＰＳＤが大幅に増加することを示している。このようなＰＳＤ測定を行う過程で、バイモーダルまたはトリモーダルの粒子サイズ分布が存在することがわかった。ＰＳＤの測定は高度に希釈された状態で行われ、分布のより大きな粒子サイズのピークが元の（新鮮な）モノモーダルＰＳＤに戻ることが観察された。
図１２の表１２は、２％トリエタノールアミンを添加した場合と添加しない場合との、８週間／６０℃でエージングした実施例インク１１および１２の時間の関数としてのＰＳＤデータを示している。図１３の表１３は、２％トリエタノールアミンを添加した場合と添加しない場合との、８週間／６０℃でエージングした実施例インク１３および７の時間の関数としてのＰＳＤデータを示している。
たとえば、表１２は、トリエタノールアミン（ＴＥＡ）が０％添加された実施例インク１１が、６０℃で８週間調整した後にＰＳＤについて測定されたことを示している。時間０で、大きなＰＳＤピークが６．２ミクロンで観察され、これは、ＰＳＤ全体の散乱粒子の５５％を占めていた。
エージングしていない状態では、実施例１１は、７２ｎｍ（０ＴＥＡ）および７５ｎｍ（２％ＴＥＡ）の平均ＰＳＤを有していた。実施例１１のインクを８週間／６０℃でエージングした後、顔料分散剤の５５％が６．５ミクロンのＰＳＤモード（０％ＴＥＡ）に凝集し、１９％が３ミクロンのＰＳＤモード（２％ＴＥＡ）に凝集した。
しかし、表１２に示すように、より大きなＰＳＤモードは、時間とともに分解され、元の（エージングされていない）ＰＳＤに戻る。より大きなＰＳＤモードのサイズと、分解の速度とはいずれも、実施例インク１１および１２におけるトリエタノールアミンの存在によって影響を受けた。
予期せぬことに、表１２および１３のデータは、本発明のインクにおける求電子性架橋剤とカルボキシル化ポリマーとの反応に対する水の安定化の影響を示している。インクの公称水分濃度では、一部の求電子性架橋剤の反応性は、カルボキシル化されたバインダーに対して十分に高く、８週間／６０℃でエージングすると粘度を高め、顔料分散剤を凝集させる高分子を形成する。粒子サイズアナライザーのセルで５６２倍に希釈した後、水分濃度が大幅に増加するため、エージングしたインクの平衡は顔料分散液の元のＰＳＤに戻る。
この実施例では、第三級アミンの存在が架橋剤とカルボキシル化ポリマーとの反応を安定化させないことが観察された。
特定の理論に縛られることを望まないので、第三級アミンは水安定化架橋反応の触媒として機能する。
求電子性架橋剤およびカルボキシル化ポリマーを含む顔料インクのこの予想外の水安定化により、長期保管安定性、優れたインクジェットプリントヘッドの互換性、ならびに印刷および乾燥後の良好な屋外耐久性を持つインクが生まれる。架橋メカニズムは平衡に基づいており、反応物と水との濃度とに依存するため、このような架橋反応は抑制剤の添加を必要としない。
インクの水（または他の非プロトン性溶媒）の含有量が高いと、反応の平衡が架橋反応から離れるようにシフトする。インクを媒体に印刷して乾燥させた後、水（または他の非プロトン性溶媒）の濃度が大幅に低下し、それによって架橋剤とカルボキシル化ポリマーとの反応の方に平衡がシフトし、その結果、顔料粒子をカプセル化し基材の表面に結合する、高分子量の架橋樹脂が形成される。
印刷および乾燥されたインクのポリマー鎖間の架橋基は、加水分解によって可逆的である可能性があり、驚くべきことに、印刷および乾燥されたそのようなインクは耐水性に優れていることが見出された。
特定の理論に拘束されることを望まないが、そのような架橋ポリマーの疎水性部分は、印刷および乾燥されたインクの表面に集中し、水の浸透に対する障壁を作り出すと考えられている。
反応性の低い求電子性架橋剤を選択することで、６０℃までの温度で６週間保管した後でも、安定した粘度と分散したＰＳＤを備えたインクを配合できるだろう。印刷および乾燥後、これらのインクから水が除去され、架橋反応が進行可能となり、カルボキシル化ポリマーが架橋して高い耐水性を発揮することが可能になり、それによってインクの保管寿命を損なうことなく、印刷された画像にさらなる耐久性が提供される。
さらに、水で安定化されたインクを含むこのような求電子性架橋剤は、熱インクジェットプリントヘッドとの良好な適合性を示す。
実施例インク２９～３７を図１４の表１４に示す。これらのインク実施例は、水酸化カリウム中和カルボキシル化スチレンアクリレートポリマーであるJoncryl 683がいくつかのアンモニア中和カルボキシル化ポリマーで置き換えられたことを除いて、実施例インク１５～２８と同等の方法で調製された。
実施例インク２９～３７の各カルボキシル化コポリマー樹脂のストック溶液は、周囲条件下で各固体樹脂を溶解するために水に添加された水酸化カリウムが、アンモニアで置き換えられたことを除いて、実施例インク１～２８で調製されたストック溶液と同等の方法で調整された。
各樹脂ストック溶液のｐＨは８．９であった。カルボキシル化樹脂が水およびアンモニアの塩基性溶液に供給されたので、実施例インク３１には追加の水酸化アンモニウムは必要なかった。
たとえば、実施例インク２９は、１２ｇのKodak（商標）Specialty Black A1分散液と、１０ｇの樹脂ストック溶液（２ｇのJoncryl683、０．７３ｇのアンモニア、および残りの水を含む）とを、６ｇの２－ピロリドン、１２ｇのエチレングリコール、０．３ｇのSurfynol 440、０．３ｇのCapstone FS-31、０．２ｇのProxel GXL、および３．０３ｇのEpocros WS-700と組み合わせて調製された。
実施例インク２９～３５の耐久性評価は、図１５の表１５に要約されている。摩擦耐久性試験は、実施例インクに対してテーバークロックメーターを使用して実施された。
湿式（Ｈ２Ｏ）および乾式摩擦試験では、乾燥されたインクドローダウン実施例が、クロック布で覆われた先端を持つクロックメーターに配置された。クロックメーターのアーム重量は１，４２８ｇと測定された。追加の２０１０ｇの重りが先端の真上のアームに配置された。クロックメーターがオンされ、クロック布の先端が１６００サイクルだけ前後に直線運動した。
ウィンドウクリーナー摩擦試験では、クロックメーターのアームの重量は１，４２８ｇと測定された。追加の９２０ｇの重りが先端の真上のアームに配置された。クロックメーターがオンされ、クロック布の先端が８００サイクルだけ前後に直線運動した。
イソプロパノール摩擦試験では、乾燥されたインクドローダウン実施例が、クロック布で覆われた先端を持つクロックメーターに配置された。クロックメーターのアーム重量は１，４２８ｇと測定された。追加の９２０ｇの重りが先端の真上のアームに配置された。クロックメーターがオンされ、クロック布先端が１２００サイクルだけ前後に直線運動した。
試料が取り出され、摩耗による損傷について０～１０のスケールで視覚的にランク付けされた。摩擦されていない試料と比較して、ほとんど視覚的な損傷がない実施例の摩擦抵抗は優れた（■）と評価され、８～１０とランク付けされた。わずかな視覚的損傷があった実施例は非常に良い（□）と評価され、６～８とランク付けされた。視覚的損傷がある実施例は良い（●）と評価され、４～６とランク付けされた。中程度の視覚的損傷がある実施例は普通（○）と評価され、２～４とランク付けされた。重度の視覚的損傷がある実施例は不良（×）と評価され、０～２とランク付けされた。
たとえば、実施例インク２９が摩擦耐久性について評価された。この実施例は、乾燥および水摩擦耐久性が優れたであり、ウィンドウクリーナーおよびイソプロピルアルコール摩擦耐久性が非常に良いであった。
データは、さまざまなＴｇ、酸価、および分子量のカルボキシル化樹脂を使用して、乾燥し印刷した後に良好なレベルの耐久性を達成できることを示している。
インク実施例３８～４９は、図１６の表１６に示されている。これらのインク実施例は、実施例インク１５～２８と同等の方法で調製された。
たとえば、実施例インク３９は、１０ｇのJoncryl 683ストック溶液を、６ｇのグリセロール、１２ｇの２－ピロリドン、０．３ｇのSurfynol 440、０．３ｇのCapstone FS-31、３ｇのProxel GXL、および１３ｇのPrimid XL-552と組み合わせることによって調製された。
実施例インク３８～４９のインク安定性は、図１７の表１７に示されている。より具体的には、図１７の表１７は、１：１の当量比での様々な求電子性架橋剤のカルボキシル含有ポリマーに対する安定性を示す。これらの実施例は、顔料分散剤が含まれていないことを除いて、実施例１～１４と同様の方法で調整された。これらの実施例から顔料分散剤を除外することにより、光散乱測定を使用して、架橋剤とカルボキシル化樹脂との相互作用を直接調べることができた。高い当量比では、特定の架橋剤の水安定性よりも架橋反応が優先される場合がある。周囲条件下では、これらのインク実施例のいくつかで小さな粒子が発生することが観察されている。
高い当量比の求電子性架橋剤とカルボキシル化ポリマーとでは、架橋反応が有利になり、得られた実施例は、保管期間中に溶液中でゲル化または固化した。高温で加速された保管中のインクのこのゲル化および凝固の挙動は、表１２の実施例インク４３で観察された。
これらの実施例に見られるような濃度のそのような架橋剤の場合、水の安定化は、反応物間に安定した平衡を作り出すのに十分ではなかった。実施例インク４３は、これらの実施例の樹脂中でカルボキシル化された１当量ごとに０．２当量の架橋剤を使用した。個々の求電子性架橋剤の濃度は、架橋反応の水安定化が長期のインク安定性を維持するために好ましいままであることを保証するために調整されなければならない。
図１８の表１８に示すように、実施例インク３８～４９では、粒子サイズの変化を測定することにより、安定性が評価された。たとえば、実施例インク３９の粒子サイズ分布（ＰＳＤ）が周囲保管で３日後に測定され、観察された最大のＰＳＤピークは、１８４ミクロンの平均粒子サイズを有している。
これらのインク実施例は、使い捨てマイクロピペットを使用して、機器の光透過率が６０％に低下するまで、VortexGenieおよびフローセル内の１８０ｍｌのＲＯＤＩ水に十分なインクを滴下することによって、ＰＳＤが特徴付けられた。これには通常、約３ｍｌの非顔料インクが必要であった。ＰＳＤ測定値は、特定の粒子サイズ（μｍ）未満の５０パーセンタイル分数（Ｄ５０）として報告される。新鮮なサンプルは光散乱を示さず、すべてのインク成分がインク溶媒に溶解したことを示している。３日間の周囲保持後、実施例インク４５を除くすべてにおいて、粒子（３～１８４μｍ）が形成されることが観察された。実施例インク４５は、求核性架橋剤を含む。
樹脂中の求核性カルボン酸基に対する有機求電子性架橋剤の当量は、好ましくは１００％未満、より好ましくは５０％未満、最も好ましくは２５％未満である。
実施例インク５０～５９を図１９の表１９に示す。実施例インク５０～５８は、カルボキシル化ポリマーをさまざまな基で中和し、良好なインク保管安定性を維持できることを示すために調整された。実施例インク５０～５２は、水酸化アンモニウムで中和されたJoncryl 683で調製された。実施例インク５３～５５は、トリエタノールアミン（ＴＥＡ）で中和されたJoncryl 683で調製された。実施例インク５６～５８は、ジメチルエタノールアミン（ＤＭＥＡ）で中和されたJoncryl 863で調製された。比較のポイントとして、実施例インク例１、３、および４（図１）は、水酸化カリウムで中和されたJoncryl 683を使用して調製された。
たとえば、実施例インク５１は、１０ｇのアンモニウム中和Joncryl 683ストック溶液（２０％固形分）を、６ｇのグリセロール、１２ｇの２－ピロリドン、０．３ｇのSurfynol 440、０．３ｇのCapstone FS-3と、０．０２ｇのProxel GXL、０．１３ｇのEpocrosWS-700と組み合わせることによって調製された。
図２０の表２０に示すように、実施例インク５０～５９は、粒子サイズおよび粘度の安定性が評価された。
たとえば、実施例インク５４は、粒子サイズおよび粘度安定性について評価された。初期の平均粒子サイズは６０ｎｍであったが、６０℃で４週間後に５６ｎｍに減少し、８週間後に５７ｎｍに減少した。実施例インク５４の初期の粘度は２．４５ｃＰであった。これは、６０℃で４週間後に２．４７ｃＰに変化し、８週間後に２．４４ｃＰに変化した。実施例インク５４は、優れた安定性を有すると判断された。
実施例インク５０～５４および５６は、優れた粘度安定性を有していた。実施例インク５５は、普通の粘度安定性を有していた。実施例インク５７は、非常に良い粘度安定性を有し、実施例インク５８は、６０℃で８週間調整した後、不良な粘度安定性を有した（図２０の表２０）。実施例インク５０～５８は、６０℃で８週間調整した後、優れた粒子安定性を示した（図２０の表２０）。
実施例インク５９が調整され、Epson Stylus piezoインクジェットプリンターにセットされ、２４ｇのインクを使用して８つのフルブリードページが問題なく印刷された。
インクは、１２％の黒色の顔料分散剤が９．５％のKodak（商標）Specialty Cyan P2顔料分散剤に置き換えられ、２－ピロリドンが１２％から２５％に増加され、６％のグリセロールが８％の２－メチル－１，３－プロパンジオールおよび０．６のトリエタノールアミンに置き換えられ、０．３％のCapstone FS-31が0.32％のCapstone 3100に置き換えられ、０．１％のCrodafos O3Aコゲーション抑制剤が追加され、逆浸透脱イオン水が４８．９８％に減少したことを除いて、実施例インク２と同様の方法で調製された。このインクは、HP（商標） Officejet Pro8000熱インクジェットプリンターを使用した印刷プロセスで、問題なく使用された。
屋外耐久性のある画像をインクジェットプリンターで印刷するためのインクジェットインクは、塩基性ｐＨ水性インク溶媒と、可溶性塩基と、２００℃以上の沸点を持つ少なくとも１つの水溶性有機溶剤と、顔料分散剤と、溶媒中に固溶され、６０℃を超えるガラス転移温度および５０～４００ｍｇＫＯＨ／ｇの酸価を持つカルボン酸基を含むコポリマーとを含み、カルボン酸基は塩基中和されており、コポリマー上のカルボン酸酸性基を架橋することができポリ求電子性官能化化合物をさらに含み、官能化化合物上のポリ求電子性基とコポリマー上のカルボン酸基との比は当量基準で１：０．５以下であり、インクは６０℃で最低４週間安定した粘度を維持し、インクが印刷された後までインク中の水が架橋反応を抑制し、水は乾燥により実質的にインクから除去される。
インクジェットプリンターで画像を印刷するためのインクジェットインクは、水、可溶性塩基、および少なくとも１つの水溶性有機溶剤とを含む塩基性ｐＨ水性インク溶媒と、顔料分散剤と、溶媒に固溶され、０℃～１５０℃のガラス転移温度および５０～１０００ｍｇＫＯＨ／ｇの酸価を持つ塩基中和カルボン酸基を含むポリマーとを含み、カルボン酸基は塩基中和されており、ポリマー上の中和されたカルボン酸基を架橋することができるポリ求電子性官能化化合物をさらに備え、官能化化合物上のポリ求電子性基とポリマー上のカルボン酸基との比は、当量基準で１：１以下であり、インクは６０℃で６週間安定した粘度および顔料の粒度分布を維持し、インクが印刷された後までインク中の水が架橋反応を抑制し、水は乾燥により実質的にインクから除去され、インクは第三級アミンを含まない。
ポリマーは、ポリスチレン－コ－アクリレートポリマー樹脂バインダーであってもよい。
ポリ求電子性官能化化合物は、ベータヒドロキシアミド架橋剤、オキサゾリン官能化反応性ポリマー架橋剤、高度にメチル化されたモノマーメラミン架橋剤、イソシアナート架橋剤、多機能型脂肪族エポキシ架橋剤、多官能性アジリジン液体架橋剤、ポリマーカルボジイミド架橋剤、有機チチン酸塩架橋剤、オルガノシラン架橋剤、またはグリシジルエーテル架橋剤であってもよい。
少なくとも１つの水溶性有機溶剤は、保湿剤であってもよい。インクジェットインクは、界面活性剤、静的表面張力を変更するための第１の界面活性剤、動的表面張力を変更するための第２の界面活性剤、および／または殺生物剤をさらに含んでいてもよい。
可溶性塩基は、不揮発性の塩基であってもよい。塩基性ｐＨ水性インク溶媒のｐＨは、７～１０であってもよい。可溶性塩基は、アンモニアであってもよい。
ポリマーは、可溶性コポリマーであってもよい。ポリマーは分散ポリマーではなくてもよい。ポリマーはラテックスではなくてもよい。
ポリ求電子性官能化化合物は、少なくとも３つの反応性基を含んでいてもよい。ポリマーは、インクの１０重量％未満であってもよい。ポリマーは、５０，０００未満の分子量を有していてもい。酸価は５０～４００であってもよい。
水溶性有機溶剤は、インクの５０重量％未満であってもよい。水溶性有機溶剤は、インクの３０重量％未満であってもよい。
顔料分散剤中の顔料の平均粒子サイズは、ミクロン未満であってもよい。顔料分散剤は、インクの２０重量％未満であってもよい。顔料分散剤は、インクの１０重量％未満であってもよい。
粘度は６０℃で６週間後に２０％未満しか変化しなくてもよい。粘度は６０℃で６週間後に１０％未満しか変化しなくてもよい。顔料の粒度分布は６０℃で６週間後に２００ｎｍ未満しか変化しなくてもよい。顔料の粒度分布は、６０℃で６週間後に５０ｎｍ未満しか変化しなくてもよい。
官能化化合物のポリ求電子性基とポリマーのカルボン酸基との比は、当量基準で０．５：１以下であってもよい。インクジェットインクは、被覆されていない表面に画像を印刷するためのものであってもよい。
熱インクジェットプリンターで画像を印刷するためのインクジェットインクは、水、可溶性塩基、および少なくとも１つの水溶性有機溶剤を含む塩基性ｐＨ水性インク溶媒と、バッファと、顔料分散剤と、溶媒に固溶され、０℃～１５０℃のガラス転移温度および５０～１０００ｍｇＫＯＨ／ｇの酸価を持つ塩基中和カルボン酸基を含むポリマーとを含み、カルボン酸基は塩基中和されており、ポリマー上の中和されたカルボン酸基を架橋することができるポリ求電子性官能化化合物をさらに備え、官能化化合物上のポリ求電子性基とポリマー上のカルボン酸基との比は、当量基準で１：１以下であり、インクは６０℃で６週間安定した粘度および顔料の粒度分布を維持し、インクが印刷された後までインク中の水が架橋反応を抑制し、水は乾燥により実質的にインクから除去される。
ポリマーは、ポリスチレン－コ－アクリレートポリマー樹脂バインダーであってもよい。
ポリ求電子性官能化化合物は、ベータヒドロキシアミド架橋剤、オキサゾリン官能化反応性ポリマー架橋剤、高度にメチル化されたモノマーメラミン架橋剤、多機能型脂肪族エポキシ架橋剤、ポリマーカルボジイミド架橋剤、オルガノシラン架橋剤、またはグリシジルエーテル架橋剤であってもよい。
少なくとも１つの水溶性有機溶剤は、保湿剤であってもよい。インクジェットインクは、界面活性剤、静的表面張力を変更するための第１の界面活性剤、および動的表面張力を変更するための第２の界面活性剤、および／または殺生物剤をさらに含んでいてもよい。
可溶性塩基は、不揮発性の塩基であってもよい。塩基性ｐＨ水性インク溶媒のｐＨは、７～１０であってもよい。可溶性塩基は、アンモニアであってもよい。
ポリマーは、可溶性コポリマーであってもよい。ポリマーは分散ポリマーでなくてもよい。ポリマーはラテックスでなくてもよい。
ポリ求電子性官能化化合物は、少なくとも３つの反応性基を含んでいてもよい。ポリマーは、インクの１０重量％未満であってもよい。ポリマーは、５０，０００未満の分子量を有していてもよい。酸価は５０～４００であってもよい。
水溶性有機溶剤は、インクの５０重量％未満であってもよい。水溶性有機溶剤は、インクの３０重量％未満であってもよい。
顔料分散剤中の顔料の平均粒子サイズは、ミクロン未満であってもよい。顔料分散剤は、インクの２０重量％未満であってもよい。顔料分散剤は、インクの１０重量％未満であってもよい。
粘度は、６０℃で６週間後に２０％未満しか変化しなくてもよい。粘度は６０℃で６週間後に１０％未満しか変化しなくてもよい。顔料の粒度分布は、６０℃で６週間後に２００ｎｍ未満しか変化しなくてもよい。顔料の粒度分布は、６０℃で６週間後に５０ｎｍ未満しか変化しなくてもよい。
官能化化合物上のポリ求電子性基とポリマー上のカルボン酸基との比は、当量基準で０．５：１以下であってもよい。インクジェットインクは、被覆されていない表面に画像を印刷するためのものであってもよい。
インクジェットインクは、コゲーション抑制剤をさらに含んでいてもよい。
インクジェットプリンターを用いて耐久性のある屋外画像を印刷するためのインクジェットインクは、本質的に、水、可溶性塩基、および少なくとも１つの水溶性有機溶剤とを含む塩基性ｐＨ水性インク溶媒と、静的表面張力界面活性剤と、動的表面張力界面活性剤と、殺生物剤と、顔料分散剤と、溶媒中に固溶され、０℃～１５０℃のガラス転移温度および５０～１０００ｍｇＫＯＨ／ｇの酸価を持つ塩基中和カルボン酸基を含むポリマーであって、カルボン酸基は塩基中和されているポリマーと、ポリマー上の中和されたカルボン酸基を架橋することができるポリ求電子性官能化化合物とよりなり、官能化化合物上のポリ求電子性基とポリマー上のカルボン酸基との比は、当量基準で１：１以下であり、インクは６０℃で６週間安定した粘度および顔料の粒度分布を維持し、インクが印刷された後までインク中の水が架橋反応を抑制し、水は乾燥により実質的にインクから除去される。
ポリマーは、ポリスチレン－コ－アクリレートポリマー樹脂バインダーであってもよい。
ポリ求電子性官能化化合物は、ベータヒドロキシアミド架橋剤、オキサゾリン官能化反応性ポリマー架橋剤、高度にメチル化されたモノマーメラミン架橋剤、イソシアナート架橋剤、多機能型脂肪族エポキシ架橋剤、多官能性アジリジン液体架橋剤、ポリマーカルボジイミド架橋剤、有機チチン酸塩架橋剤、オルガノシラン架橋剤、またはグリシジルエーテル架橋剤であってもよい。
少なくとも１つの水溶性有機溶剤は、保湿剤であってもよい。可溶性塩基は、不揮発性塩基であってもよい。塩基性ｐＨ水性インク溶媒のｐＨは、７～１０であってもよい。可溶性塩基は、アンモニアであってもよい。
ポリマーは、可溶性コポリマーであってもよい。ポリマーは分散ポリマーでなくてもよい。ポリマーはラテックスでなくてもよい。
ポリ求電子性官能化化合物は、少なくとも３つの反応性基を含んでいてもよい。ポリマーは、インクの１０重量％未満であってもよい。ポリマーは、５０，０００未満の分子量を有していてもよい。酸価は５０～４００であってもよい。
水溶性有機溶剤は、インクの５０重量％未満であってもよい。水溶性有機溶剤は、インクの３０重量％未満であってもよい。
顔料分散剤中の顔料の平均粒子サイズは、ミクロン未満であってもよい。顔料分散剤は、インクの２０重量％未満であってもよい。顔料分散剤は、インクの１０重量％未満であってもよい。
粘度は、６０℃で６週間後に２０％未満しか変化しなくてもよい。粘度は６０℃で６週間後に１０％未満しか変化しなくてもよい。顔料の粒度分布は、６０℃で６週間後に２００ｎｍ未満しか変化しなくてもよい。顔料の粒度分布は、６０℃で６週間後に５０ｎｍ未満しか変化しなくてもよい。
官能化化合物上のポリ求電子性基とポリマー上のカルボン酸基との比は、当量基準で０．５：１以下であってもよい。インクジェットインクは、被覆されていない表面に画像を印刷するためのものであってもよい。
上記に開示された実施形態、および他の特徴および機能、またはそれらの代替物は、望ましくは、他の多くの異なる組み合わせに組み合わせることができることが理解されよう。また、その中の様々な現在予期しないまたは予期しない代替、修正、変形、または改善が、当業者によってその後行われることがあり、これもまた、上記の説明および以下の特許請求の範囲に含まれることが意図される。

Claims (106)

  1. インクジェットプリンターで画像を印刷するためのインクジェットインクであって、
    水、可溶性塩基、および少なくとも１つの水溶性有機溶剤とを含む塩基性ｐＨ水性インク溶媒と、
    顔料分散剤と、
    溶媒に固溶され、０℃～１５０℃のガラス転移温度および５０～１０００ｍｇＫＯＨ／ｇの酸価を持つ塩基中和カルボン酸基を含むポリマーとを備え、カルボン酸基は塩基中和されており、
    ポリマー上の中和されたカルボン酸基を架橋することができるポリ求電子性官能化化合物をさらに備え、官能化化合物上のポリ求電子性基とポリマー上のカルボン酸基との比は、当量基準で１：１以下であり、インクは６０℃で６週間安定した粘度および顔料の粒度分布を維持し、
    インクが印刷された後までインク中の水が架橋反応を抑制し、水は乾燥により実質的にインクから除去され、
    インクは第三級アミンを含まない、インクジェットインク。
  2. 前記ポリマーは、ポリスチレン－コ－アクリレートポリマー樹脂バインダーである、請求項１に記載のインクジェットインク。
  3. 前記ポリ求電子性官能化化合物は、ベータヒドロキシアミド架橋剤である、請求項１に記載のインクジェットインク。
  4. 前記ポリ求電子性官能化化合物は、オキサゾリン官能化反応性ポリマー架橋剤である、請求項１に記載のインクジェットインク。
  5. 前記ポリ求電子性官能化化合物は、高度にメチル化されたモノマーメラミン架橋剤である、請求項１に記載のインクジェットインク。
  6. 前記ポリ求電子性官能化化合物は、イソシアナート架橋剤である、請求項１に記載のインクジェットインク。
  7. 前記ポリ求電子性官能化化合物は、多機能型脂肪族エポキシ架橋剤である、請求項１に記載のインクジェットインク。
  8. 前記ポリ求電子性官能化化合物は、多官能性アジリジン液体架橋剤である、請求項１に記載のインクジェットインク。
  9. 前記ポリ求電子性官能化化合物は、ポリマーカルボジイミド架橋剤である、請求項１に記載のインクジェットインク。
  10. 前記ポリ求電子性官能化化合物は、有機チチン酸塩架橋剤である、請求項１に記載のインクジェットインク。
  11. 前記ポリ求電子性官能化化合物は、オルガノシラン架橋剤である、請求項１に記載のインクジェットインク。
  12. 前記ポリ求電子性官能化化合物は、グリシジルエーテル架橋剤である、請求項１に記載のインクジェットインク。
  13. 少なくとも１つの水溶性有機溶剤は、保湿剤である、請求項１に記載のインクジェットインク。
  14. 界面活性剤をさらに備えた、請求項１に記載のインクジェットインク。
  15. 静的表面張力を変更するための第１の界面活性剤と、動的表面張力を変更するための第２の界面活性剤とをさらに備えた、請求項１に記載のインクジェットインク。
  16. 殺生物剤をさらに備えた、請求項１に記載のインクジェットインク。
  17. 前記可溶性塩基は、不揮発性の塩基である、請求項１に記載のインクジェットインク。
  18. 前記塩基性ｐＨ水性インク溶媒のｐＨは、７～１０である、請求項１に記載のインクジェットインク。
  19. 前記ポリマーは、可用性コポリマーである、請求項１に記載のインクジェットインク。
  20. 前記ポリマーは、分散ポリマーではない、請求項１に記載のインクジェットインク。
  21. 前記ポリマーは、ラテックスではない、請求項１に記載のインクジェットインク。
  22. 前記ポリ求電子性官能化化合物は、少なくとも３つの反応性基を含む、請求項１に記載のインクジェットインク。
  23. 前記ポリマーは、インクの１０重量％未満である、請求項１に記載のインクジェットインク。
  24. 前記ポリマーは、５０，０００未満の分子量を有する、請求項１に記載のインクジェットインク。
  25. 前記酸価は５０～４００である、請求項１に記載のインクジェットインク。
  26. 前記水溶性有機溶剤は、インクの５０重量％未満である、請求項１に記載のインクジェットインク。
  27. 前記水溶性有機溶剤は、インクの３０重量％未満である、請求項１に記載のインクジェットインク。
  28. 前記顔料分散剤中の顔料の平均粒子サイズは、ミクロン未満である、請求項１に記載のインクジェットインク。
  29. 前記顔料分散剤は、インクの２０重量％未満である、請求項１に記載のインクジェットインク。
  30. 前記顔料分散剤は、インクの１０重量％未満である、請求項１に記載のインクジェットインク。
  31. 粘度は６０℃で６週間後に２０％未満しか変化しない、請求項１に記載のインクジェットインク。
  32. 顔料の粒度分布は６０℃で６週間後に２００ｎｍ未満しか変化しない、請求項１に記載のインクジェットインク。
  33. 顔料の粒度分布は、６０℃で６週間後に５０ｎｍ未満しか変化しない、請求項１に記載のインクジェットインク。
  34. 官能化化合物のポリ求電子性基とポリマーのカルボン酸基との比は、当量基準で０．５：１以下である、請求項１に記載のインクジェットインク。
  35. インクジェットインクは、被覆されていない表面に画像を印刷するためのものである、請求項１に記載のインクジェットインク。
  36. 熱インクジェットプリンターで画像を印刷するためのインクジェットインクであって、
    水、可溶性塩基、および少なくとも１つの水溶性有機溶剤を含む塩基性ｐＨ水性インク溶媒と、
    バッファと、
    顔料分散剤と、
    溶媒に固溶され、０℃～１５０℃のガラス転移温度および５０～１０００ｍｇＫＯＨ／ｇの酸価を持つ塩基中和カルボン酸基を含むポリマーとを備え、カルボン酸基は塩基中和されており、
    ポリマー上の中和されたカルボン酸基を架橋することができるポリ求電子性官能化化合物をさらに備え、官能化化合物上のポリ求電子性基とポリマー上のカルボン酸基との比は、当量基準で１：１以下であり、インクは６０℃で６週間安定した粘度および顔料の粒度分布を維持し、
    インクが印刷された後までインク中の水が架橋反応を抑制し、水は乾燥により実質的にインクから除去される、インクジェットインク。
  37. 前記ポリマーは、ポリスチレン－コ－アクリレートポリマー樹脂バインダーである、請求項３６に記載のインクジェットインク。
  38. 前記ポリ求電子性官能化化合物は、ベータヒドロキシアミド架橋剤である、請求項３６に記載のインクジェットインク。
  39. 前記ポリ求電子性官能化化合物は、オキサゾリン官能化反応性ポリマー架橋剤である、請求項３６に記載のインクジェットインク。
  40. 前記ポリ求電子性官能化化合物は、高度にメチル化されたモノマーメラミン架橋剤である、請求項３６に記載のインクジェットインク。
  41. 前記ポリ求電子性官能化化合物は、多機能型脂肪族エポキシ架橋剤である、請求項３６に記載のインクジェットインク。
  42. 前記ポリ求電子性官能化化合物は、ポリマーカルボジイミド架橋剤である、請求項３６に記載のインクジェットインク。
  43. 前記ポリ求電子性官能化化合物は、オルガノシラン架橋剤である、請求項３６に記載のインクジェットインク。
  44. 前記ポリ求電子性官能化化合物は、グリシジルエーテル架橋剤である、請求項３６に記載のインクジェットインク。
  45. 少なくとも１つの水溶性有機溶剤は、保湿剤である、請求項３６に記載のインクジェットインク。
  46. 界面活性剤をさらに備えた、請求項３６に記載のインクジェットインク。
  47. 静的表面張力を変更するための第１の界面活性剤と、動的表面張力を変更するための第２の界面活性剤とをさらに備えた、請求項３６に記載のインクジェットインク。
  48. 殺生物剤をさらに備えた、請求項３６に記載のインクジェットインク。
  49. 前記可溶性塩基は、不揮発性の塩基である、請求項３６に記載のインクジェットインク。
  50. 前記塩基性ｐＨ水性インク溶媒のｐＨは、７～１０である、請求項３６に記載のインクジェットインク。
  51. 前記ポリマーは、可溶性コポリマーである、請求項３６に記載のインクジェットインク。
  52. 前記ポリマーは、分散ポリマーでない、請求項３６に記載のインクジェットインク。
  53. 前記ポリマーは、ラテックスでない、請求項３６に記載のインクジェットインク。
  54. 前記ポリ求電子性官能化化合物は、少なくとも３つの反応性基を含む、請求項３６に記載のインクジェットインク。
  55. 前記ポリマーは、インクの１０重量％未満である、請求項３６に記載のインクジェットインク。
  56. 前記ポリマーは、５０，０００未満の分子量を有する、請求項３６に記載のインクジェットインク。
  57. 前記酸価は５０～４００である、請求項３６に記載のインクジェットインク。
  58. 前記水溶性有機溶剤は、インクの５０重量％未満である、請求項３６に記載のインクジェットインク。
  59. 前記水溶性有機溶剤は、インクの３０重量％未満である、請求項３６に記載のインクジェットインク。
  60. 前記顔料分散剤中の顔料の平均粒子サイズは、ミクロン未満である、請求項３６に記載のインクジェットインク。
  61. 前記顔料分散剤は、インクの２０重量％未満である、請求項３６に記載のインクジェットインク。
  62. 前記顔料分散剤は、インクの１０重量％未満である、請求項３６に記載のインクジェットインク。
  63. 粘度は、６０℃で６週間後に２０％未満しか変化しない、請求項３６に記載のインクジェットインク。
  64. 顔料の粒度分布は、６０℃で６週間後に２００ｎｍ未満しか変化しない、請求項３６に記載のインクジェットインク。
  65. 顔料の粒度分布は、６０℃で６週間後に５０ｎｍ未満しか変化しない、請求項３６に記載のインクジェットインク。
  66. 官能化化合物上のポリ求電子性基とポリマー上のカルボン酸基との比は、当量基準で０．５：１以下である、請求項３６に記載のインクジェットインク。
  67. インクジェットインクは、被覆されていない表面に画像を印刷するためのものである、請求項３６に記載のインクジェットインク。
  68. インクジェットプリンターを用いて耐久性のある屋外画像を印刷するためのインクジェットインクであって、本質的に、
    水、可溶性塩基、および少なくとも１つの水溶性有機溶剤とを含む塩基性ｐＨ水性インク溶媒と、
    静的表面張力界面活性剤と、
    動的表面張力界面活性剤と、
    殺生物剤と、
    顔料分散剤と、
    溶媒中に固溶され、０℃～１５０℃のガラス転移温度および５０～１０００ｍｇＫＯＨ／ｇの酸価を持つ塩基中和カルボン酸基を含むポリマーであって、カルボン酸基は塩基中和されているポリマーと、
    ポリマー上の中和されたカルボン酸基を架橋することができるポリ求電子性官能化化合物とよりなり、官能化化合物上のポリ求電子性基とポリマー上のカルボン酸基との比は、当量基準で１：１以下であり、インクは６０℃で６週間安定した粘度および顔料の粒度分布を維持し、
    インクが印刷された後までインク中の水が架橋反応を抑制し、水は乾燥により実質的にインクから除去される、インクジェットインク。
  69. 前記ポリマーは、ポリスチレン－コ－アクリレートポリマー樹脂バインダーである、請求項６８に記載のインクジェットインク。
  70. 前記ポリ求電子性官能化化合物は、ベータヒドロキシアミド架橋剤である、請求項６８に記載のインクジェットインク。
  71. 前記ポリ求電子性官能化化合物は、オキサゾリン官能化反応性ポリマー架橋剤である、請求項６８に記載のインクジェットインク。
  72. 前記ポリ求電子性官能化化合物は、高度にメチル化されたモノマーメラミン架橋剤である、請求項６８に記載のインクジェットインク。
  73. 前記ポリ求電子性官能化化合物は、イソシアナート架橋剤である、請求項６８に記載のインクジェットインク。
  74. 前記ポリ求電子性官能化化合物は、多機能型脂肪族エポキシ架橋剤である、請求項６８に記載のインクジェットインク。
  75. 前記ポリ求電子性官能化化合物は、多官能性アジリジン液体架橋剤である、請求項６８に記載のインクジェットインク。
  76. 前記ポリ求電子性官能化化合物は、ポリマーカルボジイミド架橋剤である、請求項６８に記載のインクジェットインク。
  77. 前記ポリ求電子性官能化化合物は、有機チチン酸塩架橋剤である、請求項６８に記載のインクジェットインク。
  78. 前記ポリ求電子性官能化化合物は、オルガノシラン架橋剤である、請求項６８に記載のインクジェットインク。
  79. 前記ポリ求電子性官能化化合物は、グリシジルエーテル架橋剤である、請求項６８に記載のインクジェットインク。
  80. 少なくとも１つの水溶性有機溶剤は、保湿剤である、請求項６８に記載のインクジェットインク。
  81. 前記可溶性塩基は、不揮発性塩基である、請求項６８に記載のインクジェットインク。
  82. 前記塩基性ｐＨ水性インク溶媒のｐＨは、７～１０である、請求項６８に記載のインクジェットインク。
  83. 前記ポリマーは、可溶性コポリマーである、請求項６８に記載のインクジェットインク。
  84. 前記ポリマーは、分散ポリマーでない、請求項６８に記載のインクジェットインク。
  85. 前記ポリマーは、ラテックスでない、請求項６８に記載のインクジェットインク。
  86. 前記ポリ求電子性官能化化合物は、少なくとも３つの反応性基を含む、請求項６８に記載のインクジェットインク。
  87. 前記ポリマーは、インクの１０重量％未満である、
  88. 前記ポリマーは、５０，０００未満の分子量を有する、請求項６８に記載のインクジェットインク。
  89. 前記酸価は５０～４００である、請求項６８に記載のインクジェットインク。
  90. 前記水溶性有機溶剤は、インクの５０重量％未満である、請求項６８に記載のインクジェットインク。
  91. 前記水溶性有機溶剤は、インクの３０重量％未満である、請求項６８に記載のインクジェットインク。
  92. 前記顔料分散剤中の顔料の平均粒子サイズは、ミクロン未満である、請求項６８に記載のインクジェットインク。
  93. 前記顔料分散剤は、インクの２０重量％未満である、請求項６８に記載のインクジェットインク。
  94. 前記顔料分散剤は、インクの１０重量％未満である、請求項６８に記載のインクジェットインク。
  95. 粘度は、６０℃で６週間後に２０％未満しか変化しない、請求項６８に記載のインクジェットインク。
  96. 顔料の粒度分布は、６０℃で６週間後に２００ｎｍ未満しか変化しない、請求項６８に記載のインクジェットインク。
  97. 顔料の粒度分布は、６０℃で６週間後に５０ｎｍ未満しか変化しない、請求項６８に記載のインクジェットインク。
  98. 官能化化合物上のポリ求電子性基とポリマー上のカルボン酸基との比は、当量基準で０．５：１以下である、請求項６８に記載のインクジェットインク。
  99. インクジェットインクは、被覆されていない表面に画像を印刷するためのものである、請求項６８に記載のインクジェットインク。
  100. 粘度は、６０℃で６週間後に１０％未満しか変化しない、請求項１に記載のインクジェットインク。
  101. 粘度は、６０℃で６週間後に１０％未満しか変化しない、請求項３６に記載のインクジェットインク。
  102. 粘度は、６０℃で６週間後に１０％未満しか変化しない、請求項６８に記載のインクジェットインク。
  103. コゲーション抑制剤をさらに備えた、請求項３６に記載のインクジェットインク。
  104. 前記可溶性塩基は、アンモニアである、請求項１に記載のインクジェットインク。
  105. 前記可溶性塩基は、アンモニアである、請求項３６に記載のインクジェットインク。
  106. 前記可溶性塩基は、アンモニアである、請求項６８に記載のインクジェットインク。
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