JP2022541237A - インクジェットおよび液体電子写真印刷のためのプライマーコーティング - Google Patents
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Abstract
電子写真印刷およびインクジェット印刷に適した水性プライマー組成物は各々の印刷技術のためのコーティングされた基材が別々に備蓄される必要があるように、しばしば互いに不適合である。電子写真印刷およびインクジェット印刷の両方を容易にし、互いに適合性を保つ成分を含有する水性プライマー組成物は水性流体中に分散された多価金属塩、および水性流体中にエマルジョンとして分散されたアミン官能化コポリマーを含み得、ここで、アミン官能化コポリマーは約１０～約１８０mg KOH/ gコポリマーのアミン価および約０℃～約５０℃のガラス転移温度を有する。好適なアミン官能化コポリマーは、アミン基を欠く１つ以上の第１のエチレン性不飽和モノマーと、少なくとも１つのアミン基を有する１つ以上の第２のエチレン性不飽和モノマーとの乳化重合反応によって形成することができる。【選択図】なし
Description
関連出願の参照
本出願は、令和１年７月１８日に出願され、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、ルクセンブルグ特許出願１０１３１９による３５ Ｕ．Ｓ．Ｃ． §１１９に基づく優先権の利益を主張する。
本出願は、令和１年７月１８日に出願され、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、ルクセンブルグ特許出願１０１３１９による３５ Ｕ．Ｓ．Ｃ． §１１９に基づく優先権の利益を主張する。
背景
液体電子写真システムに基づくオンデマンドディジタル印刷機は、現代のレーザ印刷およびコピー機システムで広く使用されている。電子写真システムは感光ドラム上に潜像を形成し、次いで、ドラム上の潜像に液体トナーを適用して、その後の転写のための物理的画像を形成する。エチレン／アクリル共重合体組成物であるHP ELECTROINKは、一般的に使用される液体トナー系の一例である。トナー露光に続いて、画像は次いで、紙またはポリマーフィルム基材などの繊維基材に印刷するために、中間転写ブランケットまたはベルト上に電気的に転写される。液体電子写真印刷では高画質を達成することができるが、転写された画像は通常、基材が適切な下塗りコーティングで予め処理されていない限り、繊維基材に良好に付着しない。プライマーコーティングは、通常、トナー中の相補的有機官能基との化学的相互作用を促進して、基材の表面へのトナーの強力な化学的接着を促進するのに適した官能基を含むように選択される。適切な基材接着はまた、プライマーコーティングの重要な要素である。
液体電子写真印刷中のトナー付着不良は、多くの理由で起こり得る。一例では、基材の表面上でのトナー粒子の不完全な融合が接着不良につながり得る。さらに一般的には、転写された画像内のトナー粒子が基材またはその上のプライマーコーティングと弱くしか相互作用せず、その結果、表面接着性が悪くなる。トナー粒子とプライマーコーティングとの間の化学的相互作用が制限されている場合、トナー付着性が悪くなることがある。したがって、プライマーコーティング内に存在する官能基は、トナー内の相補的官能基との強力な化学的相互作用、例えば水素結合または塩架橋形成を促進するように選択することができる。カルボキシレート、アミン、およびアルコールのような官能基はこれらのタイプの官能基が水素結合を供与し、かつ受け取ることができるので、この点において特に好適であり得る。水素結合を供与または受容することができる過剰な官能基の存在のために、プライマーコーティングが過度に親水性である場合、プライマーコーティングは、水に対する耐性が乏しい場合がある。それらの乏しい耐水性に加えて、過剰量のアミン官能基を有するいくつかのポリマーは、穏やかに腐食性であり得、および／または経時的に変色（特に黄変）を受け得、それによって、多くの場合、良好なトナー接着性を提供するにもかかわらず、それらの適用性を制限する。
インクジェット印刷は、基材上に画像を形成するための別の一般的に使用される技術である。インクジェット印刷技術は非常に複雑なパターンを有することがある画像を形成するために、正確な堆積位置においてインク液滴を基体上に推進させることを特徴とする。液体電子写真印刷と同様に、基材へのインク接着を促進するように適合されたプライマーコーティングが、インクジェット印刷中に一般に使用される。プライマーコーティングを使用しないと、基材上のインク付着性、画像ブリード、および色むらが一般に観察され得る。
基材は、液体電子写真印刷またはインクジェット印刷のいずれかでの使用に適合された、プレコートされたプライマーコーティングを用いて得ることができる。残念ながら、液体電子写真印刷において画像付着を促進するのに適した下塗りコーティングは、インクジェットインクおよび液体電子写真トナーの非常に異なる特性を考慮すると、通常、インクジェット付着および印刷品質を促進するのに適しておらず、逆もまた同様である。したがって、現在利用可能な普遍的に適用可能なプライマーコーティングがないので、製造業者は各タイプの印刷技術に適合したプレコートされた基材を提供するために、別々の製品ラインを維持しなければならない。別々の製品ラインの必要性は、消費者のためのコストを押し上げ、両方の印刷技術を用いたこれらの印刷のための在庫管理問題を作り出すことがある。多くの場合、現在使用されている各印刷技術用のプライマー組成物は、一旦一緒に混合されると安定なエマルジョンを形成せず、および／または活性成分間の好ましくない相互作用が基材表面上で起こり得るので、両方の印刷技術に適合したプライマーコーティングを堆積することは現在不可能である。
液体電子写真システムに基づくオンデマンドディジタル印刷機は、現代のレーザ印刷およびコピー機システムで広く使用されている。電子写真システムは感光ドラム上に潜像を形成し、次いで、ドラム上の潜像に液体トナーを適用して、その後の転写のための物理的画像を形成する。エチレン／アクリル共重合体組成物であるHP ELECTROINKは、一般的に使用される液体トナー系の一例である。トナー露光に続いて、画像は次いで、紙またはポリマーフィルム基材などの繊維基材に印刷するために、中間転写ブランケットまたはベルト上に電気的に転写される。液体電子写真印刷では高画質を達成することができるが、転写された画像は通常、基材が適切な下塗りコーティングで予め処理されていない限り、繊維基材に良好に付着しない。プライマーコーティングは、通常、トナー中の相補的有機官能基との化学的相互作用を促進して、基材の表面へのトナーの強力な化学的接着を促進するのに適した官能基を含むように選択される。適切な基材接着はまた、プライマーコーティングの重要な要素である。
液体電子写真印刷中のトナー付着不良は、多くの理由で起こり得る。一例では、基材の表面上でのトナー粒子の不完全な融合が接着不良につながり得る。さらに一般的には、転写された画像内のトナー粒子が基材またはその上のプライマーコーティングと弱くしか相互作用せず、その結果、表面接着性が悪くなる。トナー粒子とプライマーコーティングとの間の化学的相互作用が制限されている場合、トナー付着性が悪くなることがある。したがって、プライマーコーティング内に存在する官能基は、トナー内の相補的官能基との強力な化学的相互作用、例えば水素結合または塩架橋形成を促進するように選択することができる。カルボキシレート、アミン、およびアルコールのような官能基はこれらのタイプの官能基が水素結合を供与し、かつ受け取ることができるので、この点において特に好適であり得る。水素結合を供与または受容することができる過剰な官能基の存在のために、プライマーコーティングが過度に親水性である場合、プライマーコーティングは、水に対する耐性が乏しい場合がある。それらの乏しい耐水性に加えて、過剰量のアミン官能基を有するいくつかのポリマーは、穏やかに腐食性であり得、および／または経時的に変色（特に黄変）を受け得、それによって、多くの場合、良好なトナー接着性を提供するにもかかわらず、それらの適用性を制限する。
インクジェット印刷は、基材上に画像を形成するための別の一般的に使用される技術である。インクジェット印刷技術は非常に複雑なパターンを有することがある画像を形成するために、正確な堆積位置においてインク液滴を基体上に推進させることを特徴とする。液体電子写真印刷と同様に、基材へのインク接着を促進するように適合されたプライマーコーティングが、インクジェット印刷中に一般に使用される。プライマーコーティングを使用しないと、基材上のインク付着性、画像ブリード、および色むらが一般に観察され得る。
基材は、液体電子写真印刷またはインクジェット印刷のいずれかでの使用に適合された、プレコートされたプライマーコーティングを用いて得ることができる。残念ながら、液体電子写真印刷において画像付着を促進するのに適した下塗りコーティングは、インクジェットインクおよび液体電子写真トナーの非常に異なる特性を考慮すると、通常、インクジェット付着および印刷品質を促進するのに適しておらず、逆もまた同様である。したがって、現在利用可能な普遍的に適用可能なプライマーコーティングがないので、製造業者は各タイプの印刷技術に適合したプレコートされた基材を提供するために、別々の製品ラインを維持しなければならない。別々の製品ラインの必要性は、消費者のためのコストを押し上げ、両方の印刷技術を用いたこれらの印刷のための在庫管理問題を作り出すことがある。多くの場合、現在使用されている各印刷技術用のプライマー組成物は、一旦一緒に混合されると安定なエマルジョンを形成せず、および／または活性成分間の好ましくない相互作用が基材表面上で起こり得るので、両方の印刷技術に適合したプライマーコーティングを堆積することは現在不可能である。
詳細な説明
本開示は一般に、インクジェット印刷および液体電子写真印刷の両方に適したプライマー組成物に関し、より具体的には、多価金属塩および特定のアミン含量を有するポリマーを特徴とするプライマー組成物およびプライマー被覆基材、ならびにそれらの製造方法に関する。
上述したように、液体電子写真印刷およびインクジェット印刷は、非常に強力な画像形成技術である。特定の基材上への電子写真画像の転写は、基材の表面への不十分な画像接着のために問題となり得る。プライマーコーティングは基材への電子写真画像接着性を改善するために使用され得るが、いくつかのプライマーコーティングは限定された耐水性を示すか、または経時的に変色し、それによってそれらの実用的な使用を制限し得る。プライマーコーティングは同様に、インクジェット印刷の間に、画像接着を促進し、基材表面上のカラーブリードおよびカラー不規則性を制限するために利用され得る。残念ながら、インクジェット印刷および液体電子写真印刷には、通常、著しく異なるタイプの下塗りコーティングが使用され、各タイプの印刷技術に適した下塗りコーティングはしばしば、互いに不適合である。
本開示は一般に、インクジェット印刷および液体電子写真印刷の両方に適したプライマー組成物に関し、より具体的には、多価金属塩および特定のアミン含量を有するポリマーを特徴とするプライマー組成物およびプライマー被覆基材、ならびにそれらの製造方法に関する。
上述したように、液体電子写真印刷およびインクジェット印刷は、非常に強力な画像形成技術である。特定の基材上への電子写真画像の転写は、基材の表面への不十分な画像接着のために問題となり得る。プライマーコーティングは基材への電子写真画像接着性を改善するために使用され得るが、いくつかのプライマーコーティングは限定された耐水性を示すか、または経時的に変色し、それによってそれらの実用的な使用を制限し得る。プライマーコーティングは同様に、インクジェット印刷の間に、画像接着を促進し、基材表面上のカラーブリードおよびカラー不規則性を制限するために利用され得る。残念ながら、インクジェット印刷および液体電子写真印刷には、通常、著しく異なるタイプの下塗りコーティングが使用され、各タイプの印刷技術に適した下塗りコーティングはしばしば、互いに不適合である。
本開示は、ポリマー基材および紙基材を含む種々の基材上にプライマーコーティングを形成するために使用され得るプライマー組成物を記載する。本明細書に開示されるプライマー組成物はインクジェット接着を促進するための酢酸カルシウムおよび他の金属カルボキシレートなどの多価金属塩、ならびに、液体電子写真印刷、特にHP ELECTROINKトナー中のトナー接着を促進するために側鎖上に十分な数のアミン基を有するアミン官能化コポリマーを特徴とし、一方で、コーティングの堅牢性（過剰な水溶性による）または変色が経時的に問題となる充填量以下でアミン基の量を制限する。特に、本明細書に開示されるプライマー組成物は、約１０～約１８０mg KOH/gコポリマーのアミン価を有するアミン官能化コポリマーを特徴とする。アミン官能化コポリマーは２つ以上のエチレン性不飽和モノマーのコポリマーであってもよく、ここで、エチレン性不飽和は重合を受けて、各モノマーから誘導される飽和ポリマー骨格を生成し得、モノマーの少なくとも１つはアミン含有側鎖を有する。アミン数は以下に特定されるように、実験的に計算または決定され得る。
驚くべきことに、多くのインクジェットプライマー組成物および液体電子写真プライマー組成物とは異なり、インクジェット印刷を容易にするのに適した多価金属塩および液体電子写真印刷を容易にするのに適したアミン含有ポリマーは、基材堆積のための十分に安定なエマルジョンを形成することができる。また、異なるプライマー組成物の成分は基材上に一旦堆積されると、互いに適合性を保ち、それによって、単一のコーティングされた基材を、いずれかのタイプの印刷プロセスでの使用に「普遍的に」適したものにする。特に、本明細書に開示されるプライマー組成物は電子写真印刷トナーおよび水性インクジェットインクの堆積を容易にすることができ、その例は当業者によく知られている。
本明細書の開示において、「アミン数」はアミン官能化コポリマー中のアミン含有モノマーの重量分率をとり、アミン含有モノマーの分子量で割り、ＫＯＨの分子量で乗算し、最後に結果に１０００を乗算することによって決定され得る。実験的アミン価は、例えば電位差滴定を行うことによって実験的に検証することもできる。アミン数の計算において、アミン含有モノマーの重量分率は、全てのアミンが遊離アミンとして存在するわけではないとしても、計算目的のために修正され得る。用語「遊離アミン」はアミンがプロトン化または四級化されておらず、正の充電を有するように、結合していない孤立電子対が存在する任意の第一級、第二級または第三級アミンを指す。すなわち、「遊離アミン」はその塩基性を維持する。遊離アミンの量が前述の範囲にアミン番号を配置するのに十分なままであるならば、遊離アミンに加えて本明細書に開示されるプライマー組成物中にプロトン化、四元化、及び／又は同様に官能化されたアミン基が存在してもよいことが理解されるべきである。アミンプロトン化は以下でさらに論じるように、外部から添加された酸から、および／または酸性側鎖を有するオレフィン性不飽和モノマーの存在から生じ得る。同様に、アミン数の減少における酸または四方化グループの効果は出現するアミン酸または四方化グループの分子数を計算し、出現するアミン含有モノマーの分子数から差し引いて、上記のようにアミン数を計算することによって決定される。もはや塩基性ではないアミドのようなアミン誘導体は同様に、本明細書の開示においてアミン価に寄与しない。
非限定的な例として、約１０mg KOH/gポリマー～約１８０mg KOH/gポリマーのアミン価は、アミン基のいずれもプロトン化されていない（例えば、外部から添加された酸および／または酸性側鎖を有するモノマーによって）という条件において、アミン含有モノマージメチルアミノエチルメタクリレートを有するアミン官能化コポリマーについては、約３重量％～約５２重量％までの負荷に対応する。アミン基の塩基性度を排除する酸性側鎖および／または官能化を有するモノマーが存在しない場合、アミン基が実質的に脱プロトン化されたままであるためにｐＨが十分に高いという条件で、アミン数と存在するアミン含有モノマーの重量パーセンテージとの間に直接的な相関が存在し得る。アミン基の一部が７未満のｐＨを有する水相中でプロトン化される場合、それに応じてアミン価を低下させることができる。
カルボン酸またはスルホン酸などの酸性側鎖を有するモノマーはアミン官能化コポリマー中に存在してもよいが、ただし、そのような酸性モノマーの量はアミン数が前述の範囲内に留まるように（すなわち、十分に少数のアミン基が酸性基によって内部的にプロトン化されるように）十分に少ない。酸性モノマーの量が存在するアミン基の数に対して多すぎる場合、アミン数は、プライマーコーティングへの不十分なトナー付着が生じる程度まで減少し得る。アミン官能化コポリマーに制限された量のカルボン酸基を組み込んで、例えば、紙基材などの特定のタイプの基材へのプライマーコーティング自体の接着を促進することが望ましい場合がある。カルボン酸基はまた、印刷産業で従来使用されている添加剤との相溶性を改善することができる。同様に、変色および過剰な親水性を避けるために、アミン官能化コポリマー中のアミン基の総数を制限することが望ましい場合がある。したがって、基材接着とトナー接着との間のバランスをとることは、本明細書中の開示に提供されるように、適切なアミン価がどのように達成されるかを慎重に考慮することによって達成され得る。
非常に異なるプライマー化学物質間の適合性を提供することに加えて、本明細書に開示されるプライマー組成物は液体電子写真印刷中に、HP INDIGOトナーを含む、トナー付着を促進するためにプライマーコーティング内で以前に使用されてきたポリエチレンイミンを含有するものと比較して、いくつかの利点を提供し得る。本明細書に開示されるアミン官能化コポリマーはポリエチレンイミンよりもかなり少ないアミン基を有するように配合することができ、それによって、水分解および／または時間の経過に伴う変色に対するプライマーコーティングの感受性を低下させる。さもなければ、アミン数が前述の範囲内にとどまるならば、本明細書に開示されるアミン官能化コポリマーにはかなりの構造許容性がある。
インクジェット印刷に関しては、多価金属塩がインクジェット印刷品質および堅牢性を促進することが見出されているので、本明細書に開示されるプライマー組成物は有利であり得る。さらにより有利かつ驚くべきことに、本開示の多価金属塩およびアミン含有コポリマーを組み合わせて、基材への適用のために十分に安定なままであるエマルジョンを形成することができる。一旦、本開示のプライマー組成物が基材上に堆積されてプライマーコーティングを形成すると、基材は、インクジェット印刷技術および液体電子写真印刷技術の両方を介して画像形成に対して受容性であり得る。したがって、所与のタイプの基材（例えば、紙、ポリマーなど）について、本開示は所与の基材について複数のプライマーコーティングタイプを製造し、供給する必要性を有益に軽減することができる。したがって、本明細書の開示による「ユニバーサルプライマーコーティング」でコーティングされた基材は、異なるタイプの印刷装置を使用する基材製造業者および消費者の両方に利益を提供することができる。さらなる利点として、本明細書中に開示されるプライマーコーティングは、基材上の種々のプレコーティング上に堆積され得、そして依然として、両方の型の印刷プロセスを容易にするそれらの能力を維持する。すなわち、本開示のプライマーコーティングは、基材上に直接、または基材上に位置するプレコーティング上に（間接的に）堆積されてもよい。
本明細書中に記載されるプライマー組成物は、アミン基を欠く１つ以上の第１のエチレン性不飽和モノマーと、少なくとも１つのアミン基を含む１つ以上の第２のエチレン性不飽和モノマーとを組み合わせることによって、乳化重合技術によって容易に調製され得る。各タイプの単一のモノマーまたは各タイプの複数のモノマーは、本明細書の開示において重合を受けることができる。第１のエチレン性不飽和モノマーと第２のエチレン性不飽和モノマーとの間の比（モル比または重量比）は、非限定的な例として、プライマー組成物中で得られるコポリマーのアミン数および／または疎水性を調整するために容易に変えることができる。コポリマー中の親水性モノマーおよび疎水性モノマーの両方の存在は、非限定的な例において、トナー付着および耐薬品性を促進するのに役立ち得る。乳化重合以外の重合技術を使用して、本開示のコポリマーを調製してもよいが、製造したままのコポリマーエマルジョンは所望の基材上にプライマーコーティングを形成するために直接堆積されてもよく、場合によってはインクジェット印刷を容易にするために多価金属塩を組み合わせた後に、有利であり得る。コポリマーエマルジョンはまた、非限定的な例として、紙基材上へのプライマーコーティングの堆積を促進するために、種々のタイプのデンプンと適合性である。
本開示のアミン官能化コポリマーを含むプライマー組成物は現在入手可能な多くの他のタイプのプライマー組成物とは対照的に、HP INDIGOトナーの異なる色間の非常に限定された接着可変性を実証し得る。すなわち、本開示のプライマーコーティングは、黒色トナーと着色トナーとの間に匹敵する接着性を与えることができる。液体電子写真印刷用の他のタイプの下塗りコーティングでは、両方のタイプのトナーでテープ引張り試験に合格することが困難である場合がある。
アミン官能化コポリマーを含むエマルジョンが形成されたら、多価金属塩および他の任意成分をそれと組み合わせて、本開示のプライマー組成物を形成することができる。任意に、多価金属塩は、アミン官能化コポリマーを含むエマルジョンと組み合わされる、溶解状態または懸濁状態のいずれかで、別個の水性媒体中に存在してもよい。さらに任意に、多価金属塩は、アミン官能化コポリマーを含むエマルジョンを形成する場合に存在してもよい。いずれにしても、十分なエマルジョン安定性を有し、インクジェット印刷および液体電子写真印刷の両方に使用するのに適したプライマー組成物を実現することができる。
本明細書に記載されるプライマー組成物およびそれから形成されるプライマーコーティングは特に水性インクジェットインクを使用する場合に、液体電子写真印刷中のHP INDIGOトナーの付着を促進するため、およびインクジェット印刷品質を促進するために特に有効であり得る。すなわち、トナー付着は本明細書でさらに特定されるように、アミン官能化コポリマーによって促進されてもよく、インクジェット印刷品質は金属カルボン酸塩（例えば、酢酸カルシウム）などの多価金属塩を用いて向上されてもよい。各タイプの印刷を容易にするための活性成分は互いに実質的に干渉せず、その結果、本明細書で特定されるように、両方のタイプの印刷が、単一のプライマーコーティングされた基材を用いて容易にされ得る。電子写真印刷中の接着はASTM F２２５２／Ｆ２２５２Ｍに明記されており、本明細書中で改変された形態でさらに記載されているようなテープ引っ張り試験を用いて、相対的にアッセイすることができる。インクジェット印刷品質はループ拡大鏡を使用し、例えば、ブリード、合体、および色域などの変数を分類することによって定性的にアッセイすることができる。色域とは、インクジェット画像において得られる色の鮮やかさをいう。任意選択で、印刷画像はさらなる視覚的または電子的分析を受ける前に、電子的に取り込まれてもよい。
したがって、本開示の水性プライマー組成物は、水性流体中に分散された多価金属塩、および水性流体中にエマルジョンとして分散されたエマルジョン重合アミン官能化コポリマーを含み得る。アミン官能化コポリマーは少なくとも１つのアミン基がアミン官能化コポリマーの側鎖を含むように、アミン基を欠く１つ以上の第１のエチレン性不飽和モノマーと、少なくとも１つのアミン基を有する１つ以上の第２のエチレン性不飽和モノマーとの重合反応生成物を含む。アミン官能化コポリマーはさらに、約１０～約１８０mg KOH/gコポリマー、または約３０～約１６０mg KOH/gコポリマー、または約５０～約６０mg KOH/gコポリマー、または約６０～約８０mg KOH/gコポリマー、または約８０～約１００mg KOH/gコポリマー、または約１００～約１１５mg KOH/gコポリマー、または約１１５～約１３０mg KOH/gコポリマー、または約１３０～約１５０mg KOH/gコポリマーのアミン価を有する。このようなアミン官能化コポリマーの他の例は、約７０～約１４０mg KOH/gコポリマーのアミン価を有し得る。アミン官能化コポリマーは、本明細書中に特定される条件下で測定して、約０℃～約５０℃のガラス転移温度（Ｔｇ）を有し得る。アミン価の範囲はその範囲の下限で液体電子写真印刷中に特に有効なトナーおよび基材接着を提供する一方で、その範囲の上限で過度に親水性のアミン官能化コポリマーを提供しない（すなわち、過度の水溶性に向かう傾向がある）ことの妥協を表す。
ガラス転換温度（Ｔ g）はＤＳＣ ３＋ 装置（メトラー・トレド）を使用した差分スキャンカロリーメトリにより決定でき、最初の冷却から２０℃／分のランプでの－６０℃までの冷却、この温度での安定化期間５ 分、２０ ℃／分のランプでの１２０℃／分の温度までの加熱、この温度での２ 番目の安定化期間５ 分で構成されるスキャンサイクルを使用できる。
本明細書で使用される「分散された」という用語は、溶解、懸濁、または乳化された状態を指す。
多価金属塩は、水性流体中に溶解されてもよく、またはプライマー組成物を含む水性流体中に懸濁されてもよい。
アミン官能化コポリマーは、水性流体中に溶解されてもよく、または水性流体中にエマルジョンとして分散されてもよい。本質的に有機媒体中で調製されるエマルジョン（例えば、油中水型エマルジョン）もまた、本開示の範囲内にある。有利には、アミン官能化コポリマーが乳化重合反応混合物として直接液体電子写真印刷に適したプライマー組成物を形成するために、以下でさらに詳細に議論される乳化重合を使用して容易に調製され得る。本明細書の開示における使用に適した他の重合技術には、例えば、バルク重合または溶液重合が含まれる。任意の重合技術において、重合は適切なラジカル開始剤を用いて開始され得、その例示的な例は以下に提供される。乳化重合以外の重合技術を使用する場合、アミン官能化コポリマーの乳化は、重合が完了した後であって、本明細書に開示される水性プライマー組成物を配合する前に行うことができる。
適切なアミン官能化コポリマーを含むエマルジョンが形成されたら、多価金属塩をそこに導入することができる。多価金属塩はアミン官能化コポリマーを含むエマルジョンと組み合わされる溶解状態または懸濁状態のいずれかで水性媒体中に存在してもよく、または多価金属塩はアミン官能化コポリマーを含むエマルジョンと固体として組み合わされてもよく、続いてブレンドされて、本開示のプライマー組成物を生成してもよい。さらに、多価金属塩は、アミン官能化コポリマーを含むエマルジョンを形成する場合に存在してもよい。
本開示での使用に適した水性流体は、アルコールまたはグリコールなどの水混和性有機溶媒と混合された水または水を含むことができる。
いくつかの実施形態では、本開示における水性流体がアミン官能化コポリマーのアミン価を前述の範囲内に維持するために、非酸性ｐＨを有する可能性がある。すなわち、いくつかの実施形態では、水性流体が本開示において約７以上のｐＨを有する可能性がある。より具体的な例では、水性流体が約７～約１０、約７．５～約１０、約８～約１０、約８．５～約１０、約９～約１０、約９．５～約１０、約７．５～約９．５、約７．５～約９、約７．５～約８．５、約７．５～約８、約８～約９．５、約８～約９、約８～約８．５、約８．５～約９．５、または約８．５～約９の範囲のｐＨを有する可能性がある。前述のｐＨ値では、アミン官能化コポリマー中のアミン基が完全に脱プロトン化されてもよく、それぞれアミン数に寄与する。他の実施形態では、適切なｐＨ値が約５．５から約７．５、または約５．５～約６、または約６～約６．５、または約６．５～約７、または約７～約７．５、または約６．５～約７．５の範囲のｐＨ値など、わずかに酸性からわずかに塩基性であってもよい。本開示におけるｐＨ値は、使用前にｐＨ ４、ｐＨ ７およびｐＨ １０標準を使用して較正された１M KCl電解質溶液を使用するガラス電極を用いて室温で測定することができる。ＨａｃｈのSENSION+ PH３装置を使用した。
７未満のｐＨ値では、アミン基の一部がプロトン化され、存在するアミン基の総数に基づいて理論的に可能な数未満にアミン数を減少させることができる。アミン価が上記で特定された範囲内に留まるならば、７未満のｐＨ値は、本明細書中の開示において許容され得る。また、以下に特定されるように、酸性基を有するエチレン性不飽和モノマーもまた、限定された量で存在し得、そして同様に、少なくとも１つのアミン基を有するエチレン性不飽和モノマー中に存在するアミン基の総数に基づいて理論的に可能な数未満にアミン数を減少させる。
少なくとも１つのアミン基を含むエチレン性不飽和モノマーは、第一級アミン、第二級アミンまたは第三級アミンのいずれか１つ以上を適切に含み得る。少なくとも１つのアミン基はアミン基を欠くエチレン性不飽和モノマーとの一旦共重合が起こると、少なくとも１つのアミンがアミン官能化コポリマーの側鎖として組み込まれるように、エチレン性不飽和モノマーに付加されてもよい。本明細書中の開示における使用に適切であり得るエチレン性不飽和モノマーの特定の例は例えば、２－（ジメチルアミノ）エチルメタクリレート、3-(ジメチルアミノ)プロピル メタクリレート、２－（ジエチルアミノ）エチルメタクリレート、3-(ジエチルアミノ)プロピル メタクリレート、２－（エチルアミノ）エチルメタクリレート、3-(エチルアミノ)プロピル メタクリレート、2-(メチルアミノ)エチル メタクリレート、３－（メチルアミノ）プロピルメタクリレート、２－（ｔｅｒｔ－ブチルアミノ）エチルメタクリレート、３－（ｔｅｒｔ－ブチルアミノ）プロピルメタクリレート、２－（ジメチルアミノ）エチルメタクリルアミド、３－（ジメチルアミノ）プロピルメタクリルアミド、2-(ジエチルアミノ)エチル メタクリルアミド、３－（ジメチルアミノ）プロピルメタクリルアミド、２－（メチルアミノ）エチルメタクリルアミド、３－（メチルアミノ）プロピルメタクリルアミド、２－（エチルアミノ）エチルメタクリルアミド、３－（エチルアミノ）プロピルメタクリルアミド、2-(tert-ブチルアミノ)エチル メタクリルアミド, 3-(tert-ブチルアミノ)プロピル メタクリルアミドビニルアミン、アリルアミン およびそれらの任意の組み合わせを含む。対応するアシルアミド系モノマー、特に２－（ジメチルアミノ）エチルアクリレートもまた、特定の状況において適切であり得る。したがって、本開示の任意の実施形態において、少なくとも１つのアミン基を有する１つ以上の第２のエチレン性不飽和モノマーは、少なくとも１つのアミン基を有するアクリルアミドまたはメタクリルアミドモノマーを含み得る。特定の例において、１つ以上の第２のエチレン性不飽和モノマーの全ては、アミン基を有するアクリレートまたはメタクリレートモノマーであり得る。
アミン基を欠くエチレン性不飽和モノマーの好適な例は、特に限定されるとは考えられない。特定の例としては、例えば、アクリル酸またはメタクリル酸のエステル、例えば、ｎ－ブチル（メタ）アクリレート、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、２－エチルヘキシル（メタ）アクリレート、シクロアルキル（メタ）アクリレート、例えば、イソボルニル（メタ）アクリレートおよびシクロヘキシル（メタ）アクリレート；スチレンまたはそれらの置換変異体；ジエン、例えば、１，３－ブタジエンまたはイソプレン；ビニルエステル、例えば、酢酸ビニル、ビニルアルカノエートまたはそれらの誘導体；ニトリル、例えば、（メタ）アクリロニトリル；アクリルアミドまたはメタクリルアミド；オレフィン性不飽和ハロゲン化物、例えば、塩化ビニル；αオレフィン；またはそれらの任意の組み合わせを挙げることができる。アミン官能化コポリマー中に存在し得るアミン基を欠く適切なエチレン性不飽和モノマーのさらに他の例は例えば、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレートまたはヒドロキシルプロピル（メタ）アクリレートなどのヒドロキシ官能化モノマー；Ｎ－メチロール（メタ）アクリルアミドおよびジアセトンアクリルアミドなどの（メタ）アクリルアミド誘導体；アリルメタクリレート、ジビニルベンゼン、および種々のアルキレングリコールジ（メタ）アクリレートなどのポリビニルモノマーを含む。
存在する場合、アミン官能化コポリマーに組み込まれ得る適切なαオレフィンとしてはエチレン、プロピレン、イソブチレン、１－ブテン、１－ペンテン、１－ヘキセン、４－メチル－１－ペンテン、１－オクテン、１－デセン、１－ドデセン、１－テトラデセン、またはそれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。偶数個の炭素原子を有する直鎖アルファオレフィンはそれらの容易な商業的入手可能性のために、特に適切であり得る。
アミン官能化コポリマーの特に適切な例は、少なくとも１つのアミン基を含むオレフィン性不飽和モノマーを約１重量％～約６０重量％含有し得る。より具体的な例では、少なくとも１つのアミン基を含むオレフィン性不飽和モノマーの約５重量％～約４５重量％、または約１０重量％～約４０重量％、または約１０重量％～約２５重量％、または約２５重量％～約４０重量％が存在してもよい。
好適なアミン官能化コポリマーのさらにより具体的な例は、約６０重量％～約１００重量％のアクリレートまたはメタクリレートモノマー、およびアクリレートまたはメタクリレートモノマーではない約４０重量％以下のエチレン性不飽和モノマーを含み得る。本開示のいくつかのアミン官能化コポリマーは全てのアクリレートまたはメタクリレートモノマーを含んでもよく、その場合、アクリレートまたはメタクリレートモノマーの第１の部分は少なくとも１つのアミン基を含有してもよく、アクリレートまたはメタクリレートモノマーの第２の部分はアミン基を欠いていてもよい。必要に応じて、アクリレートまたはメタクリレートモノマーの第３の部分は以下に特定されるように、すべてのアクリレートまたはメタクリレートモノマーを含むアミン官能化コポリマー中に側鎖カルボン酸またはスルホン酸を有し得る。
上述のように、アミン官能化コポリマーは側鎖カルボン酸またはスルホン酸を有する少なくとも１つのモノマー単位をさらに含み得るが、但し、このような酸含有モノマー単位の量は上記に開示された範囲でアミン価を残すことを条件とする。適切な酸含有モノマーは存在する場合、エチレン性不飽和を含み、前述の第１および第２のエチレン性不飽和モノマーと共重合可能である。例示的な例としてはアクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、マレイン酸水素メチル、マレイン酸水素エチル、イタコン酸、フマル酸、クロトン酸およびシトラコン酸が挙げられ得るが、これらに限定されない。スルホン酸基を含有する適当なモノマーは例えば、ビニル基で誘導体化されたスチレンスルホン酸または２－アミノメチルプロパンスルホン酸を含むことができる。加水分解性モノマーは、アミン官能化コポリマーに側鎖カルボン酸基を導入するために同様の様式で使用され得ることが理解されるべきである。適切な加水分解性モノマーは例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メチルメタクリレート、メタクリル酸エチル、アクリル酸イソブチル、メタクリル酸イソブチル、フマル酸メチル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香酸ビニル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、アクリルアミド、アクリロニトリル、メタクリルアミド、メタクリロニトリル、フマロニトリルなどを含み得る。ポリマーのカルボン酸またはスルホン酸官能化は所望であれば、または合成的に実現可能であれば、重合に続くポリマー側鎖の合成変換を通して起こり得ることも理解されるべきである。
存在する場合、エチレン性不飽和を有する酸含有モノマーはアミン官能化コポリマー中に１０重量％未満の量、例えば、約０．１重量％～約１重量％、または約１重量％～約５重量％、または約５重量％～約１０重量％などので存在し得る。いくつかの例では、アクリル酸、メタクリル酸、またはそれらの任意の誘導体である酸含有モノマーを、すべてアクリレートまたはメタクリレートである他のモノマーと共重合させることができる。他の例では、アクリレートまたはメタクリレートではない酸含有モノマーを、全てアクリレートまたはメタクリレートである他のモノマーと共重合させることができる。さらに他の例ではアクリレートまたはメタクリレートではない酸含有モノマーを、すべてのアクリレートまたはメタクリレートではないが、好ましくは他のモノマーの少なくとも一部がアクリレートまたはメタクリレートである他のモノマーと共重合させることができる。
本開示において使用するのに好適な多価金属塩は、２価カチオン、３価カチオン、４価カチオン、またはより高い原子価カチオン、および充電バランス量の好適なアニオンを含み得る。従って、特に適切な多価金属塩は、二価金属塩、三価金属塩、四価金属塩、五価金属塩などを含むことができる。所与の多価金属塩中の陽イオンに関連する充電を平衡させるために、任意の陰イオンが存在してもよい。アニオンは、多価金属塩が水性流体に可溶または不溶であるように選択することができる。好ましくは、カルボン酸塩などの有機アニオンが多価金属塩中に存在するアニオンを含み得る。
二価金属塩は、本明細書中に開示されるプライマー組成物およびプライマーコーティングにおいて使用するための特に適切な多価金属塩であり得る。適切な二価金属塩としてはアルカリ土類金属塩、遷移金属塩、および主族金属塩が挙げられ得るが、これらに限定されない。アルカリ土類金属塩はそれらの合理的に低いコストのために、本明細書の開示において使用するために特に望ましい多価金属塩であり得る。さらに、アルカリ土類金属塩は、それらのアニオン形態に依存して、水性流体に可溶性または不溶性にされ得る。二価金属塩および高価金属塩に好適なアニオン形成としてはハロゲン化物、硫酸塩、リン酸塩、炭酸塩、重炭酸塩、硝酸塩、カルボン酸塩（例えば、ギ酸塩、酢酸塩、プロピオン酸塩、乳酸塩、クエン酸塩など）が挙げられ得るが、これらに限定されない。所与の二価金属塩または高価金属塩のアニオン形態は、塩が水性流体に可溶性または不溶性であるように選択することができる。アルカリ土類金属酢酸塩などのアルカリ土類金属カルボキシレートはそれらの容易な溶解度のために、本明細書の開示において特に望ましい場合がある。
多価金属塩は、 全組成に基づいて約２５重量％までの濃度でプライマー組成物中に存在し得る。より特定の例では、多価金属塩の量が全組成物を基準として約５重量％～約２０重量％の範囲であり得る。
多価金属塩およびアミン官能化コポリマーは、重量：重量で存在してもよい。約１：５～約５：１、または約１：４～約４：１、または約１：４～約２：１、または約１：２～約４：１、または約１：２～約２：１の範囲の比。
本開示のプライマー組成物は、界面活性剤または別の適切な湿潤剤をさらに含み得る。適切な界面活性剤としては、例えば、中性界面活性剤（双性イオン界面活性剤および非荷電界面活性剤を含む）、カチオン界面活性剤、アニオン界面活性剤、またはそれらの任意の組み合わせが挙げられ得る。カチオン性界面活性剤は酸性ｐＨ値を有する水性流体に特に適してもよく、アニオン性界面活性剤は塩基性ｐＨ値を有する水性流体に適した粒子状であってもよい。中性界面活性剤は、ｐＨ値のいずれかの範囲にわたって適切に使用され得る。カチオン性界面活性剤はエマルジョン重合中に合成的に困難であることが証明され得るが、エマルジョン重合が起こった後にプライマー組成物に適切に導入され得る。有利には、多価金属塩およびアミン官能化コポリマーが本明細書中に開示されるプライマー組成物中の界面活性剤と適合性であり得る。
適切な中性界面活性剤には、例えば、アルキルアリールポリエーテルアルコール、アルキルフェノールエトキシレート、アルキルエトキシレート、ポリエチレンソルビタン脂肪酸エステル、およびそれらの混合物が含まれ得る。存在する場合、これらのタイプの中性界面活性剤は本開示のプライマー組成物中に、全モノマーを基準にして約０．５重量％～約２．０重量％の範囲の量で存在し得る。本明細書中に開示されるプライマー組成物において使用するための他の適切な中性界面活性剤としては、例えば、ポロキサマー、脂肪酸エステル、脂肪酸グリセロールエステル、脂肪酸ソルビトールエステルなどが挙げられる。他の中性界面活性剤としては、例えば、乳化剤（例えば、レシチンまたはグリセロールエステル）、またはポリマーコロイド（例えば、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ヒドロキシエチルセルロース、他のセルロース誘導体など）が挙げられ得る。本明細書中の開示における使用に適切であり得る双性イオン界面活性剤は例えば、ベタインおよびスルタインを含む。
本明細書の開示において使用するのに好適なアニオン性界面活性剤は例えば、アルキルエトキシレートスルフェートおよびスルホネート、アルキルフェノールエトキシレートスルフェートおよびスルホネート、アルキルスルフェート、アルキルスルホネート、アルキルアリールスルホネート、スルホコハク酸塩、およびそれらの混合物を含み得る。存在する場合、これらの型のアニオン性界面活性剤は本開示のプライマー組成物中に、全モノマーを基準にして約０．０２重量％～約０．５重量％の範囲の量で存在し得る。本明細書中に開示されるプライマー組成物中での使用に適した他の陰イオン界面活性剤としては、例えば、ドデカン酸、ステアリン酸、オレイン酸、パルミチン酸などの長鎖脂肪酸のカルボン酸塩、または長鎖アルコールのリン酸エステルが挙げられる。
本明細書中の開示において使用するための適切なカチオン性界面活性剤は例えば、アルキル、ジアルキルまたはトリアルキルアンモニウム塩、第四級アンモニウム塩、およびそれらの混合物を含み得る。存在する場合、これらのタイプのカチオン性界面活性剤は本開示のプライマー組成物中に、全モノマーを基準にして約０．０２重量％～約０．５重量％の範囲の量で存在し得る。
本開示のプライマー組成物はデンプンと適合性であり、デンプンは必要に応じて、紙基材へのトナー結合を促進するために、プライマー組成物に含まれてもよい。適切なデンプンは例えば、イオン性デンプン、酸化デンプン、エトキシル化デンプン、ヒドロキシルアルキル化デンプン、カルボキシル化デンプン、アミノ化デンプンなどのような変性デンプン、またはそれらの任意の組み合わせを含み得る。デンプンは、酸化、酸薄化、または官能化によって化学的に修飾されてもよく、または酵素的に修飾されてもよい。デンプンは、トウモロコシ、ジャガイモ、サツマイモ、コムギ、コメ、サゴ、タピオカ、蝋質トウモロコシ、モロコシ、高アミロースコーンなどを含む任意の植物源に由来し得る。存在する場合、デンプンは、アミン官能化コポリマーよりも多量にプライマー組成物中に含まれ得る。例示的な実施例において、デンプンは、プライマー組成物中の全固形分の約５０重量％～約９５重量％の範囲の量でプライマー組成物中に存在し得る。特定のデンプンの選択は、プライマー組成物自体と無関係であってもよく、印刷プロセスに関連する他の変数によって決定されてもよい。特定のデンプンを選択するための考察は、当業者によく知られている。デンプンは、プライマー組成物中に一旦混合されると、水性流体中に可溶性であり得る。
アミン官能化コポリマーとは異なる他の接着促進剤もまた、本明細書中に開示されるプライマー組成物中に適切に存在し得る。デンプンに加えて、他の適切な接着促進剤は例えば、ポリビニルアルコール、スチレン－ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ポリエチレンイミン、ポリウレタン、ポリビニルピロリドン、カルボキシメチルセルロース、グアー、天然ゴム、セルロースエーテル、尿素、ステアリン酸塩、水素化炭化水素ロジンまたはロジンエステル、アクリルポリマー分散液など、およびそれらの任意の組み合わせを含み得る。接着促進剤は、固形分基準で約１０重量％～約９０重量％の範囲の量で存在することができる。存在する場合、接着促進剤は、接着促進剤：アミン官能化コポリマー比が約１：５～５：１、または約１：１～５：１、または約１：５～１：１の範囲であるような量で存在し得る。理論に束縛されるものではないが、接着促進剤は基材へのプライマーコーティングの接着を促進すること、および／または液体電子写真印刷中のプライマーコーティングへのトナーの接着を促進することを助けることができる。
本明細書中に開示されるプライマー組成物中に存在し得るさらに他の添加剤としては、例えば、顔料、色素、蛍光増白剤、架橋剤、消泡剤、帯電防止剤、分散剤、増粘剤、ワックス、充填剤、殺生物剤、レオロジー調整剤、防腐剤およびそれらの任意の組み合わせが挙げられる。
アミン数が上記の範囲内に留まるならば、アミン基はプロトン化および非プロトン化アミンの両方を含むことができ、および／またはアミンの少なくとも一部を官能化して、もはや孤立対または電子を有さない四級化アミン基またはアミン誘導体（例えば、アミド、尿素、ウレタンなど）を形成することができる。特定の例では、アミン官能化コポリマーがプロトン化されているアミン基の第１の部分およびプロトン化されていないアミン基の第２の部分を含み得る。他の例では、アミン官能化コポリマーが四級化または官能化されたアミン基の第１の部分と、四級化されていないかまたは官能化されていないアミン基の第２の部分とを含むことができる。アミン基の総数は、ポリエチレンイミンのようなアミンリッチポリマーで一般的に生じる問題で水溶性および変色を避けるために制限され得る。
四元化アミン基を形成するための適切な試薬は例えば、ハロゲン化アルキルまたはスルホン酸アルキルなどのエポキシドおよび求電子剤を含んでもよい。いくつかの例において、適切なエポキシドは、グリシジルメタクリレート、アリルグリシジルエーテル、およびアミン官能化コポリマーのさらなる架橋が起こることを可能にし得る類似の化合物などの二官能性化合物であり得る。例えば、グリシジルメタクリレートは、堆積したプライマーコーティングが放射線によって硬化可能であることをもたらし得る。さらに、四極化アミングループを形成する試薬は、特定の状況において、基質接着を改善する余裕がある。
本開示のアミン官能化コポリマーは特定のコーティング用途に合わせた特性を有することができ、調整は、重合を受けるモノマーおよびその量を変化させることによって実現することができる。変化させることができる特性には、例えば、疎水性／疎水性、分子量、ガラス転移温度などが含まれる。本開示の特に望ましいアミン官能化コポリマーは、約０℃～約５０℃の範囲のガラス転移温度を有し得る。この範囲のガラス転移温度は、非限定的な例では良好なフィルム形成特性をもたらすことができる。ガラス転移温度が低すぎると、過剰な粘着性が生じることがある。ガラス転移温度は、上記の条件下で示差走査熱量測定（ＤＳＣ）によって測定することができる。
また、本開示における、約１ｘ１０4～約１ｘ１０7または約２ｘ１０4～約１ｘ１０6、または約１ｘ１０5～約１ｘ１０6までのいずれかである。架橋が起こる場合、さらに高い分子量が実現され得る。前述の範囲外のポリマー分子量もまた、本明細書の開示における使用に適切であり得ることが理解されるべきである。本開示におけるポリマー分子量は重量平均分子量（Ｍｗ）であり、屈折率（ＲＩ）検出を使用するゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）によって決定され得る。本明細書のＧＰＣ分析はポリマーエマルジョンを乾燥させ、ポリマーをＴＨＦに再溶解し、０．４５μｍフィルターを通して濾過した後、３カラムを直列に含むShimadzu LC－２０AD GPC装置(STYRAGEL HR２、STYRAGEL HR４、およびSTYRAGEL HR６、Ｗａｔｅｒｓ）および屈折率検出器（Ｗａｔｅｒｓ ２４１０）に注入することによって行った。ＴＨＦ流速１ｍＬ／分で３５℃でクロマトグラムを得、ポリスチレン標準に対して分子量を計算した。
本開示のプライマー組成物から形成されるプライマーコーティングでコーティングされた基材もまた、本明細書に提供される。そのようなコーティングされた基板は、ベース基板、およびベース基板の表面上に配置されたプライマーコーティングを含み得る。プライマーコーティングは、多価金属塩およびアミン官能化コポリマーを含む。アミン官能化コポリマーは、約１０～約１８０mg KOH/gコポリマー、または約７０～約１４０mg KOH/gコポリマー、または約３０～約１６０mg KOH/gコポリマー、または約５０～約６０mg KOH/gコポリマー、または約６０～約８０mg KOH/gコポリマー、または約８０～約１００mg KOH/gコポリマー、または約１００～約１１５mg KOH/gコポリマー、または約１１５～約１３０mg KOH/gコポリマー、または約１３０～約１５０mg KOH/gコポリマーのアミン価を有する。ここで、アミン官能化コポリマーは、アミン基を欠く１つ以上の第１のエチレン性不飽和モノマーと、少なくとも１つのアミン基を有する１つ以上の第２のエチレン性不飽和モノマーとの重合反応生成物を含む。少なくとも１つのアミン基は、アミン官能化コポリマーの側鎖を含む。上に特定されるアミン官能化コポリマーのいずれも、本明細書に記載されるプライマーコーティングおよびコーティングされた基材を形成する際に使用され得る。
プライマー組成物が適切な基板の表面上に堆積されたら、水性流体を除去して、表面上に適切な重量または厚さで配置されたアミン官能化コポリマーを含むプライマーコーティングを残すことができる。プライマー組成物の任意の不揮発性成分もまた、プライマーコーティング内に残り得る。堆積後にプライマーコーティング内に残存し得る他の成分の非限定的な例としては、例えば、界面活性剤、デンプン、または上記に列挙した他の添加剤のいずれかが挙げられる。
非限定的な例ではプライマーコーティングが本開示のコーティング組成物をベース基板上に（直接的に、またはプレコーティング上に間接的に）堆積させること、具体的には水性流体内にエマルジョンとして分散されたアミン官能化コポリマーを含むコーティング組成物を、ベース基板上に配置すること、および水性流体を蒸発させて、ベース基板上に配置されたプライマーコーティングを残すことを含むプロセスによって、適切なベース基板上に配置され得る。場合によっては、水性流体の除去を促進するために、加熱および／または真空の適用が行われてもよい。
本明細書中に開示されるプライマーコーティングでコーティングされ得る適当な塩基材は、特に限定されないと考えられる。適切にコーティングされ得る例示的なベースは例えば、ポリマーベース、不織ベースおよび紙ベースを含む。適当な塩基材の特定の例としては紙（例えば、美術紙、コート紙、板紙、プリンタ紙、厚紙など）、フィルム（ポリマーフィルムを含む）、非織材料などが挙げられ得るが、これらに限定されない。本明細書中で使用される場合、用語「フィルム」は例えば、ビスコース、アセテート、ポリエチレン、ポリプロピレン、二軸延伸ポリプロピレン（ＢＯＰＰ）ポリ（塩化ビニル）、ポリスチレン、ポリアミド、ポリカーボネート、またはポリエステル、例えば、ポリ（エチレンテレフタレート）もしくはポリ（ブチレンテレフタレート）などの有機ポリマー材料から作製される基板を指す。本明細書中で使用される場合、用語「非織」は、個々の繊維が少なくとも部分的に一緒に融合されている、木材セルロース、綿、レーヨン、ポリ（エチレンテレフタレート）、ポリ（ブチレンテレフタレート）、ポリアクリロニトリル、ポリプロピレンなどの繊維材料から作製される基材を指す。
当業者によって理解され得るように、ＢＯＰＰおよび他のポリオレフィン基材は低表面エネルギー材料であり、これは、それらを湿潤させることを困難にする。このような基材のコロナ処理は、プライマーコーティングの接着を促進するのに適した官能基を導入するためにしばしば行われる。本明細書中に開示されるプライマーコーティングは親水性モノマーと親油性モノマーとの間のバランスのために、このようなコロナ処理された基材に対して良好な接着性を示し得る。
基材表面上に堆積される場合、プライマーコーティングは、約０．０５ｇ／ｍ2～約０．７ｇ／ｍ2、または約０．１ｇ／ｍ2～約０．６ｇ／ｍ2、または約０．１ｇ／ｍ2～約０．２ｇ／ｍ2、または約０．２ｇ／ｍ2～約０．３ｇ／ｍ2、または約０．３ｇ／ｍ2～約０．４ｇ／ｍ2、または約０．４ｇ／ｍ2～約０．５ｇ／ｍ2、または約０．５ｇ／ｍ2～約０．６ｇ／ｍ2、または約０．６ｇ／ｍ2～約０．７ｇ／ｍ2の範囲のコーティング重量を有し得る。デンプンがプライマー組成物中に存在する場合、プライマーコーティングは、１．５ｇ／ｍ2までのさらに高いコーティング重量を有し得る。したがって、デンプン含有コーティング重量は、約０．０５ｇ／ｍ2～約１．５ｇ／ｍ2、約０．１ｇ／ｍ2～約０．５ｇ／ｍ、約０．５ｇ／ｍ2～約０．９ｇ／ｍ2、約０．９ｇ／ｍ2～約１．２ｇ／ｍ2、約１．２ｇ／ｍ2～約１．５ｇ／ｍ2の範囲であってもよい。デンプンを欠くプライマーコーティングもまた、これらのより高いコーティング重量で存在し得る。いずれかのタイプのコーティング厚さは、約０．１ミクロン～約５ミクロン、または約０．３ミクロン～約３ミクロン、または約０．５ミクロン～約２ミクロンの範囲であり得る。
本開示のコーティングされた基材は、例えば電子写真画像の形成でプライマーコーティング上に堆積されたHP INDIGOなどのトナーをさらに含んでもよい。プライマーコーティング上に形成され得る電子写真画像はテキスト、イラストレーション、写真画像などを含むが、これらに限定されない。トナーを含むコーティングされた基材は、非限定的な例では液体電子写真印刷によって形成されてもよい。
本開示の他のコーティングされた基材は、インクジェット画像の形成のような、プライマーコーティング上に堆積されたインクをさらに含んでもよい。水性インクジェットインクは、この点で特に好適であり得る。プライマーコーティング上に形成され得るインクジェット画像はテキスト、イラスト、写真画像などを含むが、これらに限定されない。非限定的な例では、インクを含むコーティングされた基材がインクジェット印刷によって形成することができる。
本開示のプライマー組成物を形成するための方法もまた、本明細書中で企図される。プライマー組成物を形成するための適切な方法は、特定のプロセス構成において乳化重合技術を特徴とし得る。本方法は、以下を含むことができる：アミン基を欠く１つ以上の第１のエチレン性不飽和モノマーを、水性流体中に少なくとも１つのアミン基を有する１つ以上の第２のエチレン性不飽和モノマーと組み合わせること；および、アミン官能化コポリマーは、水性流体中で行われる１つ以上の第１のエチレン性不飽和モノマーと１つ以上の第２のエチレン性不飽和モノマーとの乳化重合反応において、約１０～約１８０mg KOH/gコポリマー、または、ＫＯＨに対するアミン価が約７０～約１４０mg KOH/gコポリマーである、または約３０～約１６０mg KOH/gコポリマー、または約５０～約６０mg KOH/gコポリマー、または約６０～約８０mg KOH/gコポリマー、または約８０～約１００mg KOH/gコポリマー、または約１００～約１１５mg KOH/gコポリマー、または約１１５～約１３０mg KOH/gコポリマー、または約１３０～約１５０mg KOH/gコポリマーのアミン価を有するアミン官能化コポリマーを形成すること。それによって、水性流体中にエマルジョンとして分散されたアミン官能化コポリマーを含むコーティング組成物を提供する。次いで、多価金属塩を水性流体中に分散させることができる。アニオン性、カチオン性または中性界面活性剤は水性流体中に存在し得、中性界面活性剤はプライマー組成物が使用され得る潜在的基質の範囲を延長する。界面活性剤は、アミン官能化ポリマーがエマルジョンとして製造される場合に存在してもよく、または多価金属塩が乳化形態でアミン官能化ポリマーと組み合わされた後にプライマー組成物に添加されてもよい。
乳化重合に使用することができるラジカル開始剤には、例えば、過硫酸アルカリ、過硫酸アンモニウム、４，４’－アゾビス－シアノ吉草酸またはＡＩＢＮなどのアゾ開始剤、およびｔ－ブチルヒドロ過酸化水素などの有機（ヒドロ）過酸化水素が含まれる。アゾ開始剤は、アミン含有モノマーとの酸化還元反応に関与することなく重合を開始するそれらの能力のために特に望ましいことがある。ラジカルは、反応混合物を加熱することによって、またはとりわけアスコルビン酸またはホルムアルデヒドスルホキシル酸ナトリウムなどの還元剤を使用することによって形成することができる。重合反応は、約２０℃～約９０℃の範囲の温度で起こり得る。調節剤としても知られる有機連鎖移動剤、例えば、とりわけ、２－メルカプトエタノール、ｔｅｒｔ－ドデシルメルカプタンはまた、その調製中にコポリマーの分子量を制御するために実施され得る。
下地基材上へのプライマー組成物の堆積は、下地基材の少なくとも１つの表面にプライマー組成物を適用すること、またはその上にプレコーティングすること、および水性流体を除去するために乾燥することによって実現され得る。ベース基材へのプライマー組成物の適用は例えば、浸漬、噴霧、ロッドまたはローラーのような種々の方法のいずれかを使用して、またはサイズプレス、ウォーターボックス、ブレードコーター、キャストコーター、ロッドコーター、エアナイフコーター、カーテンコーター、フィルムプレスコーター、フレキソコーターなどのような装置を使用して達成され得る。プライマー組成物は印刷プロセス中にインラインで、またはオフラインで適用され得、コーティングされた基材はオフライン構成で印刷プロセスに続いて供給される。
本明細書に開示される実施形態には以下が含まれる：
Ａ. 約７０～約１４０mg KOH/gのアミン価を有するプライマー組成物。プライマー組成物は以下を含む：水性流体中にエマルジョンとして分散されたエマルジョン重合アミン官能化コポリマー。アミン官能化コポリマーは、約７０～約１４０mg KOH/gコポリマーのアミン価および約０℃～約５０℃のガラス転移温度を有する。ここで、アミン官能化コポリマーは、以下の重合反応生成物を含む：アミン基を欠く１つ以上の第１のエチレン性不飽和モノマー；および、少なくとも１つのアミン基を有する１つ以上の第２のエチレン性不飽和モノマー、ここで、少なくとも１つのアミン基は、アミン官能化コポリマーの側鎖を含む。
Ｂ. 約１０～約１８０mg KOH/gのアミン価を有するプライマー組成物。プライマー組成物は流体と、流体中に分散されたアミン官能化コポリマーであって、約１０～約１８０mg KOH/gコポリマーのアミン価を有するアミン官能化コポリマーとを含み、アミン官能化コポリマーはアミン基を欠く１つ以上の第１のエチレン性不飽和モノマーと、少なくとも１つのアミン基を有する１つ以上の第２のエチレン性不飽和モノマーとの重合反応生成物を含み、少なくとも１つのアミン基はアミン官能化コポリマーの側鎖を含む、プライマー組成物。
Ｃ. コーティングされた基材。コーティングされた基材は以下を含む：ベース基板；および、ベース基板の表面上に配置されたプライマーコーティング；ここで、プライマーコーティングは、約１０～約１８０mg KOH/gコポリマーのアミン価を有するアミン官能化コポリマーを含む；ここで、アミン官能化コポリマーはアミン基を欠く１つ以上の第１のエチレン性不飽和モノマーと、少なくとも１つのアミン基を有する１つ以上の第２のエチレン性不飽和モノマーとの重合反応生成物を含み、少なくとも１つのアミン基は、アミン官能化コポリマーの側鎖を含む。
Ｄ. プライマー組成物の製造方法。この方法は以下を含む：アミン基を欠く１つ以上の第１のエチレン性不飽和モノマーを、水性流体中に少なくとも１つのアミン基を有する１つ以上の第２のエチレン性不飽和モノマーと組み合わせること；および、水性流体中で行われる１つ以上の第１のエチレン性不飽和モノマーと１つ以上の第２のエチレン性不飽和モノマーとの乳化重合反応において、約１０～約１８０mg KOH/gコポリマーのアミン価を有するアミン官能化コポリマーを形成すること、それによって、水性流体中にエマルジョンとして分散されたアミン官能化コポリマーを含むコーティング組成物を提供すること。
実施形態Ａ～Ｄの各々は、任意の組み合わせで、以下の追加の要素のうちの１つ以上を有する可能性がある：
要素１：水性流体が約７以上のｐＨを有する。
要素２：プライマー組成物が、水性流体中に分散された中性界面活性剤または陰イオン界面活性剤をさらに含む。
要素３：プライマー組成物が、水性流体中に分散されたデンプンをさらに含む。
要素４：プライマー組成物が、水性流体中に分散されたアミン官能化コポリマーとは異なる接着促進剤をさらに含む。
要素５：プライマー組成物が、流体中に分散されたアミン官能化コポリマーとは異なる接着促進剤をさらに含む。
要素６：アミン官能化コポリマーが、側鎖カルボン酸を有する少なくとも１つのモノマー単位をさらに含む。
元素７：ここで、アミン価は、約７０～約１４０mg KOH/gコポリマーの範囲である。
要素８：アミン官能化コポリマーがエマルジョンとして流体中に分散されている。
要素９：プライマー組成物が、流体中に分散された中性界面活性剤または陰イオン界面活性剤をさらに含む。
要素１０：１つ以上の第１のエチレン性不飽和モノマーが、以下からなる群から選択される少なくとも１つのモノマーを含む：アルキルまたはシクロアルキル（メタ）アクリレート、ｎ－ブチル（メタ）アクリレート、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、２－エチルヘキシル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、スチレン、置換スチレン、ジエン、１，３－ブタジエン、イソプレン、ビニルエステル、酢酸ビニル、ニトリル、（メタ）アクリロニトリル、オレフィン系不飽和ハロゲン化物、塩化ビニル、臭化ビニル、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシルプロピル（メタ）アクリレート；（メタ）アクリルアミド、置換（メタ）アクリルアミド、Ｎ－メチロール（メタ）アクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、アリルメタクリレート、ジビニルベンゼン、アルキレングリコールジ（メタ）アクリレート、およびそれらの任意の組み合わせ。
要素１１：１つ以上の第２のエチレン性不飽和モノマーが、２－（ジメチルアミノ）エチルメタクリレート、２－（ジメチルアミノ）エチルメタクリレート、２－（ｔｅｒｔ－ブチルアミノ）エチルメタクリレート、およびそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つのモノマーを含む。
要素１２：アミン官能化コポリマーが、プロトン化されているアミン基の第１の部分およびプロトン化されていないアミン基の第２の部分を含む。
要素１３：プライマー組成物が、流体中に分散されたデンプンをさらに含む。
要素１４：アミン官能化コポリマーが約０℃～約５０℃のガラス転移温度を有する。
要素１５：流体が水性流体を含む。
要素１６：ベース基板がポリマー基板を含む。
要素１７：ベース基材が紙基材を含む。
要素１８：プライマーコーティングがデンプンをさらに含む。
要素１９：下塗りコーティングは、約０．０５ｇ／ｍ2～約１．５ｇ／ｍ2の範囲のコーティング量を有する。
要素２０：プライマーコーティングが、中性界面活性剤または陰イオン界面活性剤をさらに含む。
要素２１：コーティングされた基材が、プライマーコーティング上に堆積されたトナーをさらに含む。
要素２２：前記プライマーコーティングがコーティング組成物を前記ベース基板上に堆積させることを含み、前記コーティング組成物が、前記水性流体中にエマルジョンとして分散された前記アミン官能化コポリマーを含むプロセスによって、前記ベース基板上に配置され；前記水性流体を蒸発させて、前記ベース基板上に配置された前記プライマーコーティングを残すことを含むプロセスによって、前記ベース基板上に配置される、要素。
要素２３：この方法はさらに、コーティング組成物をベース基板上に配置すること；および水性流体を蒸発させて、ベース基板上にプライマーコーティングとして配置されたアミン官能化コポリマーを残すことを含む。
非限定的な例として、Ａに適用可能な例示的な組み合わせは１と２；１と３；１と４；２と３；２と４；３と４；１－３；１－４；および２－４を含むが、これらに限定されない。さらなる非限定的な例として、Ｂに適用可能な例示的な組み合わせは以下を含むが、これらに限定されない：５と６；５と７；５と８；５と９；５と１０；５と１１；５と１２；５と１３；５と１４；５と１５；６と７；６と８；６と９；６と１０；６と１１；６と１２；６と１３；６と１４；６と１５；７と８；７と９；７と１０；７と１１；７と１２；７と１３；７と１４；７と１５；８と９；８と１０；８と１１；８と１２；８と１３；８と１４；８と１５；９と１０；９と１１；９と１２；９と１３；９と１４；９と１５；１０と１１；１０と１２；１０と１３；１０と１４；１０と１５；１１と１２；１１と１３；１１と１４；１１と１５；１２と１３；１２と１４；１２と１５；１３と１４；１３と１５；１４と１５。Ｃに適用可能なさらに非限定的な例示的な組み合わせには以下のものが含まれるが、これらに限定されない：１６と１９；１６と２０；１６と２１；１６と２２；１４と１６；１７と１８；１７－１９;１７と１９；１７と２０；１７と２１；１７と２２；１４と１７；１８と１９；１８と２０；１８、２１；１８と２２；１４と１８；１９と２０；１９と２１；１９と２２；１４、１９；２０と２１；２０と２２；１４と２０；２１と２２；１４と２１；１４と２２。Ｄに適用可能なさらに非限定的な例示的な組み合わせには以下のものが含まれるが、これらに限定されない：６と２３；７と２３；９と２３；１０と２３；１１と２３；１２と２３；１４と２３；６と７；６と９；６と１０；６と１１；６と１２；６と１４；７と９；７と１０；７と１１；７と１２；７と１４；９と１０；９と１１；９と１２；９と１４；１０と１１；１０と１２；１０と１４；１１と１２；１１と１４；および１２と１４。
本明細書に開示された追加の実施形態は以下を含む：
Ａ’．水性プライマー組成物。水性プライマー組成物は以下を含む：水性流体中に分散された多価金属塩；および水性流体中にエマルジョンとして分散されたエマルジョン重合アミン官能化コポリマーであって、約１０～約１８０mg KOH/gコポリマーのアミン価および約０℃～約５０℃のガラス転移温度を有するアミン官能化コポリマー；ここで、アミン官能化コポリマーはアミン基を欠く１つ以上の第１のエチレン性不飽和モノマーと、少なくとも１つのアミン基を有する１つ以上の第２のエチレン性不飽和モノマーとの重合反応生成物を含み、少なくとも１つのアミン基は、アミン官能化コポリマーの側鎖を含む。
Ｂ’．インクジェット印刷および電子写真印刷に適したコーティングされた基材。コーティングされた基材は以下を含む：ベース基板；および、ベース基板の表面上に配置されたプライマーコーティング；ここで、プライマーコーティングは、多価金属塩と、約１０～約１８０mg KOH/gコポリマーのアミン価および約０℃～約５０℃のガラス転移温度を有するアミン官能化コポリマーとを含み、ここで、アミン官能化コポリマーはアミン基を欠く１つ以上の第１のエチレン性不飽和モノマーと、少なくとも１つのアミン基を有する１つ以上の第２のエチレン性不飽和モノマーとの重合反応生成物を含み、少なくとも１つのアミン基は、アミン官能化コポリマーの側鎖を含む。
Ｃ’．印刷前に基材を下塗りするためのコーティングプロセス。コーティングプロセスは以下を含む：ベース基材上にコーティング組成物を堆積させること、ここで、コーティング組成物は水性流体中に分散された多価金属塩と、水性流体中にエマルジョンとして分散されたアミン官能化コポリマーとを含み、アミン官能化コポリマーは、約１０～約１８０mg KOH/gコポリマーのアミン価および約０℃～約５０℃のガラス転移温度を有する；ここで、アミン官能化コポリマーは、アミン基を欠く１つ以上の第１のエチレン性不飽和モノマー、および少なくとも１つのアミン基を有し、少なくとも１つのアミン基がアミン官能化コポリマーの側鎖を含む、１つ以上の第２のエチレン性不飽和モノマーの重合反応生成物を含む；および、水性流体を蒸発させて、ベース基材上に配置されたプライマーコーティングを残すこと。
Ｄ’：インクジェットプライマーと組み合わせるのに適したプライマー組成物。プライマー組成物は以下を含む：水性流体中にエマルジョンとして分散されたエマルジョン重合アミン官能化コポリマーであって、約７０～約１４０mg KOH/gコポリマーのアミン価および約０℃～約５０℃のガラス転移温度を有するアミン官能化コポリマー；ここで、アミン官能化コポリマーはアミン基を欠く１つ以上の第１のエチレン性不飽和モノマーと、少なくとも１つのアミン基を有する１つ以上の第２のエチレン性不飽和モノマーとの重合反応生成物を含み、少なくとも１つのアミン基は、アミン官能化コポリマーの側鎖を含む。
実施形態Ａ’～Ｃ’またはＤ’の各々は、任意の組み合わせで、以下の追加の要素のうちの１つ以上を有する可能性がある：
要素１’：水性流体が約５．５～約７．５のｐＨを有する。
要素２’：プライマー組成物が、水性流体中に分散された界面活性剤をさらに含む。
要素３’：界面活性剤が、カチオン性界面活性剤、中性界面活性剤、またはそれらの任意の組み合わせを含む。
要素４’：多価金属塩が水性流体に溶解される。
要素５’：多価金属塩が水性流体中に懸濁されている。
要素６’：プライマー組成物が、水性流体に溶解したデンプンをさらに含む。
要素７’：プライマー組成物が、水性流体中に分散されたアミン官能化コポリマーとは異なる接着促進剤をさらに含む。
元素８’：多価金属塩が二価金属塩を含む。
元素９’：二価金属塩がアルカリ土類金属塩を含む。
元素１０’：アルカリ土類金属塩がアルカリ土類金属カルボン酸塩を含む。
元素１１’：ここで、アミン価は、約７０～約１４０mg KOH/gコポリマーの範囲である。
要素１２’：アミン官能化コポリマーが、側鎖カルボン酸を有する少なくとも１つのモノマー単位をさらに含む。
要素１３’：アミン官能化コポリマーが、プロトン化されたアミン基の第１の部分と、プロトン化されていないアミン基の第２の部分とを含む。
要素１４’：ここで、１つ以上の第１のエチレン性不飽和モノマーは、以下からなる群から選択される少なくとも１つのモノマーを含む：アルキルまたはシクロアルキル（メタ）アクリレート、ｎ－ブチル（メタ）アクリレート、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、２－エチルヘキシル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、スチレン、置換スチレン、ジエン、１，３－ブタジエン、イソプレン、ビニルエステル、酢酸ビニル、ニトリル、（メタ）アクリロニトリル、オレフィン系不飽和ハロゲン化物、塩化ビニル、臭化ビニル、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシルプロピル（メタ）アクリレート；（メタ）アクリルアミド、置換（メタ）アクリルアミド、Ｎ－メチロール（メタ）アクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、アリルメタクリレート、ジビニルベンゼン、アルキレングリコールジ（メタ）アクリレート、およびそれらの任意の組み合わせ。
要素１５’：１つ以上の第２のエチレン性不飽和モノマーが、２－（ジメチルアミノ）エチルメタクリレート、２－（ジメチルアミノ）エチルメタクリレート、２－（ｔｅｒｔ－ブチルアミノ）エチルメタクリレート、およびそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つのモノマーを含む。
要素１６’：ベース基板がポリマー基板を含む。
要素１７’：ベース基材が紙基材を含む。
要素１８’：プライマーコーティングがデンプンをさらに含む。
要素１９’：プライマーコーティングが界面活性剤をさらに含む。
要素２０’：界面活性剤が、中性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、またはそれらの任意の組み合わせを含む。
要素２１’：プライマーコーティングは、アミン官能化コポリマーとは異なる接着促進剤をさらに含む。
要素２２’：下塗りコーティングは、約０．０５ｇ／ｍ2～約１．５ｇ／ｍ2の範囲のコーティング量を有する。
要素２３’：ここで、アミン価は、約７０～約１４０mg KOH/gコポリマーの範囲である。
元素２４’：多価金属塩が二価金属塩を含む。
元素２５’：二価金属塩がアルカリ土類金属塩を含む。
元素２６’：アルカリ土類金属塩がアルカリ土類金属カルボン酸塩を含む。
要素２７’：アミン官能化コポリマーが、側鎖カルボン酸を有する少なくとも１つのモノマー単位をさらに含む。
要素２８’：アミン官能化コポリマーが、プロトン化されたアミン基の第１の部分と、プロトン化されていないアミン基の第２の部分とを含む。
要素２９’：ここで、１つ以上の第１のエチレン性不飽和モノマーは、以下からなる群から選択される少なくとも１つのモノマーを含む：アルキルまたはシクロアルキル（メタ）アクリレート、ｎ－ブチル（メタ）アクリレート、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、２－エチルヘキシル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、スチレン、置換スチレン、ジエン、１，３－ブタジエン、イソプレン、ビニルエステル、酢酸ビニル、ニトリル、（メタ）アクリロニトリル、オレフィン系不飽和ハロゲン化物、塩化ビニル、臭化ビニル、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシルプロピル（メタ）アクリレート；（メタ）アクリルアミド、置換（メタ）アクリルアミド、Ｎ－メチロール（メタ）アクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、アリルメタクリレート、ジビニルベンゼン、アルキレングリコールジ（メタ）アクリレート、およびそれらの任意の組み合わせ。
要素３０’：１つ以上の第２のエチレン性不飽和モノマーが、２－（ジメチルアミノ）エチルメタクリレート、２－（ジメチルアミノ）エチルメタクリレート、２－（ｔｅｒｔ－ブチルアミノ）エチルメタクリレート、およびそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つのモノマーを含む。
要素３１’：水性流体中に分散された多価金属塩および水性流体中にエマルジョンとして分散されたアミン官能化コポリマーを含むコーティング組成物をベース基板上に堆積させること；およびベース基板上に配置されたプライマーコーティングを残すために水性流体を蒸発させることを含むコーティングプロセスによって、プライマーコーティングがベース基板上に配置される。
非限定的な例として、Ａ’に適用可能な例示的な組み合わせは以下を含むが、これらに限定されない：１’と２’；１’と３’；１’と４’または５’；１’と６’；１’、４’または５’、および６’；１’と７’；１’と８’；１’、８’と９’；１’と８’－１０’；１’と１１’；１’と１２’；１’と１３’；１’と１４’；１’と１５’；２’と３’；２’と４’または５’；２’と６’；２’、４’ または５’、と６’；２’と７’；２’と８’；２’, ８’と９’；２’と８’－１０’；２’と１１’；２’と１２’；２’と１３’；２’と１４’；２’と１５’；３’と４’または５’；３’と６’；３’, ４’ または５’、と６’；３’と７’；３’と８’；３’、８’と９’；３’と８’－１０’；３’と１１’；３’と１２’；３’と１３’；３’と１４’；３’と１５’；４’ または５’、と６’；４’ または５’、と７’；４’ または５’、と８’；４’ または５’、８’と９’；４’ または５’、と８’－１０’；４’ または５’、と１１’；４’ または５’、と１２’；４’ または５’、と１３’；４’ または５’、と１４’；４’ または５’、と１５’；６’と７’；６’と８’；６’、８’と９’；６’と８’－１０’；６’と１１’；６’と１２’；６’と１３’；６’と１４’；６’と１５’；７’と８’；７’, ８’と９’；７’と８’－１０’；７’と１１’；７’と１２’；７’と１３’；７’と１４’；７’と１５’；８’と９’、または８’－１０’、と１１’；８’と９’、または８’－１０’、と１２’；８’と９’、または８’－１０’、と１３’；８’と９’、または８’－１０’、と１４’；８’と９’、または８’－１０’、１５’；１１’と１２’；１１’と１３’；１１’と１４’；１１’と１５’；１２’と１３’；１２’と１４’；１２’と１５’；１３’と１４’；１３’と１５’；および１４’と１５’である。
非限定的な例として、Ｂ’に適用可能な例示的な組み合わせには以下のものが含まれるが、これらに限定されない：１６’ または１７’、と１８’；１６’ または１７’、と１９’；１６’ または１７’、と２０’；１６’ または１７’、と２１’；１６’ または１７’、と２２’；１６’ または１７’、と２３’；１６’ または１７’、と２４’；１６’ または１７’、と２４’と２５’；１６’ または１７’、と２４’－２６’；１６’ または１７’、と２７’；１６’ または１７’、と２８’；１６’ または１７’、と２９’；１６’ または１７’、と３０’；１６’ または１７’、と３１’；１８’と１９’；１８’と２０’；１８’と２１’；１８’と２２’；１８’と２３’；１８’と２４’；１８’, ２４’と２５’；１８’と２４’－２６’；１８’と２７’；１８’と２８’；１８’と２９’；１８’と３０’；１８’と３１’；１９’と２０’；１９’と２１’；１９’と２２’；１９’と２３’；１９’と２４’；１９’、２４’と２５’；１９’と２４’－２６’；１９’と２７’；１９’と２８’；１９’と２９’；１９’と３０’；１９’と３１’；２０’と２１’；２０’と２２’；２０’と２３’；２０’と２４’；２０’、２４’と２５’；２０’と２４’－２６’；２０’と２７’；２０’と２８’；２０’と２９’；２０’と３０’；２０’と３１’；２１’と２２’；２１’と２３’；２１’と２４’；２１’、２４’と２５’；２１’と２４’－２６’；２１’と２７’；２１’と２８’；２１’と２９’；２１’と３０’；２１’と３１’；２２’と２３’；２２’と２４’；２２’, ２４’と２５’；２２’と２４’－２６’；２２’と２７’；２２’と２８’；２２’と２９’；２２’と３０’；２２’と３１’；２３’と２４’；２３’、２４’と２５’；２３’と２４’－２６’；２３’と２７’；２３’と２８’；２３’と２９’；２３’と３０’；２３’と３１’；２４’と２５’；２４’－２６’；２４’, ２４’と２５’、または２４’－２６’、と２７’；２４’、２４’と２５’、または２４’－２６’と２８’；２４’、２４’と２５’、または２４’－２６’と２９’；２４’、２４’と２５’、または２４’－２６’と３０’；２４’、２４’と２５’、または２４’－２６’と３１’；２７’と２８’；２７’と２９’；２７’と３０’；２７’と３１’；２８’と２９’；２８’と３０’；２８’と３１’；２９’と３０’；２９’と３１’；および３０’と３１’である。
Ａ’およびＢ’に適用可能な非限定的な例示的な組み合わせのいずれも、Ｃ’またはＤ’に適用可能であり得る。
本明細書の開示のより良い理解を容易にするために、様々な代表的な実施形態の以下の例が与えられる。決して、以下の実施例は本開示の範囲を限定するために、または定義するために読まれるべきではない。
驚くべきことに、多くのインクジェットプライマー組成物および液体電子写真プライマー組成物とは異なり、インクジェット印刷を容易にするのに適した多価金属塩および液体電子写真印刷を容易にするのに適したアミン含有ポリマーは、基材堆積のための十分に安定なエマルジョンを形成することができる。また、異なるプライマー組成物の成分は基材上に一旦堆積されると、互いに適合性を保ち、それによって、単一のコーティングされた基材を、いずれかのタイプの印刷プロセスでの使用に「普遍的に」適したものにする。特に、本明細書に開示されるプライマー組成物は電子写真印刷トナーおよび水性インクジェットインクの堆積を容易にすることができ、その例は当業者によく知られている。
本明細書の開示において、「アミン数」はアミン官能化コポリマー中のアミン含有モノマーの重量分率をとり、アミン含有モノマーの分子量で割り、ＫＯＨの分子量で乗算し、最後に結果に１０００を乗算することによって決定され得る。実験的アミン価は、例えば電位差滴定を行うことによって実験的に検証することもできる。アミン数の計算において、アミン含有モノマーの重量分率は、全てのアミンが遊離アミンとして存在するわけではないとしても、計算目的のために修正され得る。用語「遊離アミン」はアミンがプロトン化または四級化されておらず、正の充電を有するように、結合していない孤立電子対が存在する任意の第一級、第二級または第三級アミンを指す。すなわち、「遊離アミン」はその塩基性を維持する。遊離アミンの量が前述の範囲にアミン番号を配置するのに十分なままであるならば、遊離アミンに加えて本明細書に開示されるプライマー組成物中にプロトン化、四元化、及び／又は同様に官能化されたアミン基が存在してもよいことが理解されるべきである。アミンプロトン化は以下でさらに論じるように、外部から添加された酸から、および／または酸性側鎖を有するオレフィン性不飽和モノマーの存在から生じ得る。同様に、アミン数の減少における酸または四方化グループの効果は出現するアミン酸または四方化グループの分子数を計算し、出現するアミン含有モノマーの分子数から差し引いて、上記のようにアミン数を計算することによって決定される。もはや塩基性ではないアミドのようなアミン誘導体は同様に、本明細書の開示においてアミン価に寄与しない。
非限定的な例として、約１０mg KOH/gポリマー～約１８０mg KOH/gポリマーのアミン価は、アミン基のいずれもプロトン化されていない（例えば、外部から添加された酸および／または酸性側鎖を有するモノマーによって）という条件において、アミン含有モノマージメチルアミノエチルメタクリレートを有するアミン官能化コポリマーについては、約３重量％～約５２重量％までの負荷に対応する。アミン基の塩基性度を排除する酸性側鎖および／または官能化を有するモノマーが存在しない場合、アミン基が実質的に脱プロトン化されたままであるためにｐＨが十分に高いという条件で、アミン数と存在するアミン含有モノマーの重量パーセンテージとの間に直接的な相関が存在し得る。アミン基の一部が７未満のｐＨを有する水相中でプロトン化される場合、それに応じてアミン価を低下させることができる。
カルボン酸またはスルホン酸などの酸性側鎖を有するモノマーはアミン官能化コポリマー中に存在してもよいが、ただし、そのような酸性モノマーの量はアミン数が前述の範囲内に留まるように（すなわち、十分に少数のアミン基が酸性基によって内部的にプロトン化されるように）十分に少ない。酸性モノマーの量が存在するアミン基の数に対して多すぎる場合、アミン数は、プライマーコーティングへの不十分なトナー付着が生じる程度まで減少し得る。アミン官能化コポリマーに制限された量のカルボン酸基を組み込んで、例えば、紙基材などの特定のタイプの基材へのプライマーコーティング自体の接着を促進することが望ましい場合がある。カルボン酸基はまた、印刷産業で従来使用されている添加剤との相溶性を改善することができる。同様に、変色および過剰な親水性を避けるために、アミン官能化コポリマー中のアミン基の総数を制限することが望ましい場合がある。したがって、基材接着とトナー接着との間のバランスをとることは、本明細書中の開示に提供されるように、適切なアミン価がどのように達成されるかを慎重に考慮することによって達成され得る。
非常に異なるプライマー化学物質間の適合性を提供することに加えて、本明細書に開示されるプライマー組成物は液体電子写真印刷中に、HP INDIGOトナーを含む、トナー付着を促進するためにプライマーコーティング内で以前に使用されてきたポリエチレンイミンを含有するものと比較して、いくつかの利点を提供し得る。本明細書に開示されるアミン官能化コポリマーはポリエチレンイミンよりもかなり少ないアミン基を有するように配合することができ、それによって、水分解および／または時間の経過に伴う変色に対するプライマーコーティングの感受性を低下させる。さもなければ、アミン数が前述の範囲内にとどまるならば、本明細書に開示されるアミン官能化コポリマーにはかなりの構造許容性がある。
インクジェット印刷に関しては、多価金属塩がインクジェット印刷品質および堅牢性を促進することが見出されているので、本明細書に開示されるプライマー組成物は有利であり得る。さらにより有利かつ驚くべきことに、本開示の多価金属塩およびアミン含有コポリマーを組み合わせて、基材への適用のために十分に安定なままであるエマルジョンを形成することができる。一旦、本開示のプライマー組成物が基材上に堆積されてプライマーコーティングを形成すると、基材は、インクジェット印刷技術および液体電子写真印刷技術の両方を介して画像形成に対して受容性であり得る。したがって、所与のタイプの基材（例えば、紙、ポリマーなど）について、本開示は所与の基材について複数のプライマーコーティングタイプを製造し、供給する必要性を有益に軽減することができる。したがって、本明細書の開示による「ユニバーサルプライマーコーティング」でコーティングされた基材は、異なるタイプの印刷装置を使用する基材製造業者および消費者の両方に利益を提供することができる。さらなる利点として、本明細書中に開示されるプライマーコーティングは、基材上の種々のプレコーティング上に堆積され得、そして依然として、両方の型の印刷プロセスを容易にするそれらの能力を維持する。すなわち、本開示のプライマーコーティングは、基材上に直接、または基材上に位置するプレコーティング上に（間接的に）堆積されてもよい。
本明細書中に記載されるプライマー組成物は、アミン基を欠く１つ以上の第１のエチレン性不飽和モノマーと、少なくとも１つのアミン基を含む１つ以上の第２のエチレン性不飽和モノマーとを組み合わせることによって、乳化重合技術によって容易に調製され得る。各タイプの単一のモノマーまたは各タイプの複数のモノマーは、本明細書の開示において重合を受けることができる。第１のエチレン性不飽和モノマーと第２のエチレン性不飽和モノマーとの間の比（モル比または重量比）は、非限定的な例として、プライマー組成物中で得られるコポリマーのアミン数および／または疎水性を調整するために容易に変えることができる。コポリマー中の親水性モノマーおよび疎水性モノマーの両方の存在は、非限定的な例において、トナー付着および耐薬品性を促進するのに役立ち得る。乳化重合以外の重合技術を使用して、本開示のコポリマーを調製してもよいが、製造したままのコポリマーエマルジョンは所望の基材上にプライマーコーティングを形成するために直接堆積されてもよく、場合によってはインクジェット印刷を容易にするために多価金属塩を組み合わせた後に、有利であり得る。コポリマーエマルジョンはまた、非限定的な例として、紙基材上へのプライマーコーティングの堆積を促進するために、種々のタイプのデンプンと適合性である。
本開示のアミン官能化コポリマーを含むプライマー組成物は現在入手可能な多くの他のタイプのプライマー組成物とは対照的に、HP INDIGOトナーの異なる色間の非常に限定された接着可変性を実証し得る。すなわち、本開示のプライマーコーティングは、黒色トナーと着色トナーとの間に匹敵する接着性を与えることができる。液体電子写真印刷用の他のタイプの下塗りコーティングでは、両方のタイプのトナーでテープ引張り試験に合格することが困難である場合がある。
アミン官能化コポリマーを含むエマルジョンが形成されたら、多価金属塩および他の任意成分をそれと組み合わせて、本開示のプライマー組成物を形成することができる。任意に、多価金属塩は、アミン官能化コポリマーを含むエマルジョンと組み合わされる、溶解状態または懸濁状態のいずれかで、別個の水性媒体中に存在してもよい。さらに任意に、多価金属塩は、アミン官能化コポリマーを含むエマルジョンを形成する場合に存在してもよい。いずれにしても、十分なエマルジョン安定性を有し、インクジェット印刷および液体電子写真印刷の両方に使用するのに適したプライマー組成物を実現することができる。
本明細書に記載されるプライマー組成物およびそれから形成されるプライマーコーティングは特に水性インクジェットインクを使用する場合に、液体電子写真印刷中のHP INDIGOトナーの付着を促進するため、およびインクジェット印刷品質を促進するために特に有効であり得る。すなわち、トナー付着は本明細書でさらに特定されるように、アミン官能化コポリマーによって促進されてもよく、インクジェット印刷品質は金属カルボン酸塩（例えば、酢酸カルシウム）などの多価金属塩を用いて向上されてもよい。各タイプの印刷を容易にするための活性成分は互いに実質的に干渉せず、その結果、本明細書で特定されるように、両方のタイプの印刷が、単一のプライマーコーティングされた基材を用いて容易にされ得る。電子写真印刷中の接着はASTM F２２５２／Ｆ２２５２Ｍに明記されており、本明細書中で改変された形態でさらに記載されているようなテープ引っ張り試験を用いて、相対的にアッセイすることができる。インクジェット印刷品質はループ拡大鏡を使用し、例えば、ブリード、合体、および色域などの変数を分類することによって定性的にアッセイすることができる。色域とは、インクジェット画像において得られる色の鮮やかさをいう。任意選択で、印刷画像はさらなる視覚的または電子的分析を受ける前に、電子的に取り込まれてもよい。
したがって、本開示の水性プライマー組成物は、水性流体中に分散された多価金属塩、および水性流体中にエマルジョンとして分散されたエマルジョン重合アミン官能化コポリマーを含み得る。アミン官能化コポリマーは少なくとも１つのアミン基がアミン官能化コポリマーの側鎖を含むように、アミン基を欠く１つ以上の第１のエチレン性不飽和モノマーと、少なくとも１つのアミン基を有する１つ以上の第２のエチレン性不飽和モノマーとの重合反応生成物を含む。アミン官能化コポリマーはさらに、約１０～約１８０mg KOH/gコポリマー、または約３０～約１６０mg KOH/gコポリマー、または約５０～約６０mg KOH/gコポリマー、または約６０～約８０mg KOH/gコポリマー、または約８０～約１００mg KOH/gコポリマー、または約１００～約１１５mg KOH/gコポリマー、または約１１５～約１３０mg KOH/gコポリマー、または約１３０～約１５０mg KOH/gコポリマーのアミン価を有する。このようなアミン官能化コポリマーの他の例は、約７０～約１４０mg KOH/gコポリマーのアミン価を有し得る。アミン官能化コポリマーは、本明細書中に特定される条件下で測定して、約０℃～約５０℃のガラス転移温度（Ｔｇ）を有し得る。アミン価の範囲はその範囲の下限で液体電子写真印刷中に特に有効なトナーおよび基材接着を提供する一方で、その範囲の上限で過度に親水性のアミン官能化コポリマーを提供しない（すなわち、過度の水溶性に向かう傾向がある）ことの妥協を表す。
ガラス転換温度（Ｔ g）はＤＳＣ ３＋ 装置（メトラー・トレド）を使用した差分スキャンカロリーメトリにより決定でき、最初の冷却から２０℃／分のランプでの－６０℃までの冷却、この温度での安定化期間５ 分、２０ ℃／分のランプでの１２０℃／分の温度までの加熱、この温度での２ 番目の安定化期間５ 分で構成されるスキャンサイクルを使用できる。
本明細書で使用される「分散された」という用語は、溶解、懸濁、または乳化された状態を指す。
多価金属塩は、水性流体中に溶解されてもよく、またはプライマー組成物を含む水性流体中に懸濁されてもよい。
アミン官能化コポリマーは、水性流体中に溶解されてもよく、または水性流体中にエマルジョンとして分散されてもよい。本質的に有機媒体中で調製されるエマルジョン（例えば、油中水型エマルジョン）もまた、本開示の範囲内にある。有利には、アミン官能化コポリマーが乳化重合反応混合物として直接液体電子写真印刷に適したプライマー組成物を形成するために、以下でさらに詳細に議論される乳化重合を使用して容易に調製され得る。本明細書の開示における使用に適した他の重合技術には、例えば、バルク重合または溶液重合が含まれる。任意の重合技術において、重合は適切なラジカル開始剤を用いて開始され得、その例示的な例は以下に提供される。乳化重合以外の重合技術を使用する場合、アミン官能化コポリマーの乳化は、重合が完了した後であって、本明細書に開示される水性プライマー組成物を配合する前に行うことができる。
適切なアミン官能化コポリマーを含むエマルジョンが形成されたら、多価金属塩をそこに導入することができる。多価金属塩はアミン官能化コポリマーを含むエマルジョンと組み合わされる溶解状態または懸濁状態のいずれかで水性媒体中に存在してもよく、または多価金属塩はアミン官能化コポリマーを含むエマルジョンと固体として組み合わされてもよく、続いてブレンドされて、本開示のプライマー組成物を生成してもよい。さらに、多価金属塩は、アミン官能化コポリマーを含むエマルジョンを形成する場合に存在してもよい。
本開示での使用に適した水性流体は、アルコールまたはグリコールなどの水混和性有機溶媒と混合された水または水を含むことができる。
いくつかの実施形態では、本開示における水性流体がアミン官能化コポリマーのアミン価を前述の範囲内に維持するために、非酸性ｐＨを有する可能性がある。すなわち、いくつかの実施形態では、水性流体が本開示において約７以上のｐＨを有する可能性がある。より具体的な例では、水性流体が約７～約１０、約７．５～約１０、約８～約１０、約８．５～約１０、約９～約１０、約９．５～約１０、約７．５～約９．５、約７．５～約９、約７．５～約８．５、約７．５～約８、約８～約９．５、約８～約９、約８～約８．５、約８．５～約９．５、または約８．５～約９の範囲のｐＨを有する可能性がある。前述のｐＨ値では、アミン官能化コポリマー中のアミン基が完全に脱プロトン化されてもよく、それぞれアミン数に寄与する。他の実施形態では、適切なｐＨ値が約５．５から約７．５、または約５．５～約６、または約６～約６．５、または約６．５～約７、または約７～約７．５、または約６．５～約７．５の範囲のｐＨ値など、わずかに酸性からわずかに塩基性であってもよい。本開示におけるｐＨ値は、使用前にｐＨ ４、ｐＨ ７およびｐＨ １０標準を使用して較正された１M KCl電解質溶液を使用するガラス電極を用いて室温で測定することができる。ＨａｃｈのSENSION+ PH３装置を使用した。
７未満のｐＨ値では、アミン基の一部がプロトン化され、存在するアミン基の総数に基づいて理論的に可能な数未満にアミン数を減少させることができる。アミン価が上記で特定された範囲内に留まるならば、７未満のｐＨ値は、本明細書中の開示において許容され得る。また、以下に特定されるように、酸性基を有するエチレン性不飽和モノマーもまた、限定された量で存在し得、そして同様に、少なくとも１つのアミン基を有するエチレン性不飽和モノマー中に存在するアミン基の総数に基づいて理論的に可能な数未満にアミン数を減少させる。
少なくとも１つのアミン基を含むエチレン性不飽和モノマーは、第一級アミン、第二級アミンまたは第三級アミンのいずれか１つ以上を適切に含み得る。少なくとも１つのアミン基はアミン基を欠くエチレン性不飽和モノマーとの一旦共重合が起こると、少なくとも１つのアミンがアミン官能化コポリマーの側鎖として組み込まれるように、エチレン性不飽和モノマーに付加されてもよい。本明細書中の開示における使用に適切であり得るエチレン性不飽和モノマーの特定の例は例えば、２－（ジメチルアミノ）エチルメタクリレート、3-(ジメチルアミノ)プロピル メタクリレート、２－（ジエチルアミノ）エチルメタクリレート、3-(ジエチルアミノ)プロピル メタクリレート、２－（エチルアミノ）エチルメタクリレート、3-(エチルアミノ)プロピル メタクリレート、2-(メチルアミノ)エチル メタクリレート、３－（メチルアミノ）プロピルメタクリレート、２－（ｔｅｒｔ－ブチルアミノ）エチルメタクリレート、３－（ｔｅｒｔ－ブチルアミノ）プロピルメタクリレート、２－（ジメチルアミノ）エチルメタクリルアミド、３－（ジメチルアミノ）プロピルメタクリルアミド、2-(ジエチルアミノ)エチル メタクリルアミド、３－（ジメチルアミノ）プロピルメタクリルアミド、２－（メチルアミノ）エチルメタクリルアミド、３－（メチルアミノ）プロピルメタクリルアミド、２－（エチルアミノ）エチルメタクリルアミド、３－（エチルアミノ）プロピルメタクリルアミド、2-(tert-ブチルアミノ)エチル メタクリルアミド, 3-(tert-ブチルアミノ)プロピル メタクリルアミドビニルアミン、アリルアミン およびそれらの任意の組み合わせを含む。対応するアシルアミド系モノマー、特に２－（ジメチルアミノ）エチルアクリレートもまた、特定の状況において適切であり得る。したがって、本開示の任意の実施形態において、少なくとも１つのアミン基を有する１つ以上の第２のエチレン性不飽和モノマーは、少なくとも１つのアミン基を有するアクリルアミドまたはメタクリルアミドモノマーを含み得る。特定の例において、１つ以上の第２のエチレン性不飽和モノマーの全ては、アミン基を有するアクリレートまたはメタクリレートモノマーであり得る。
アミン基を欠くエチレン性不飽和モノマーの好適な例は、特に限定されるとは考えられない。特定の例としては、例えば、アクリル酸またはメタクリル酸のエステル、例えば、ｎ－ブチル（メタ）アクリレート、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、２－エチルヘキシル（メタ）アクリレート、シクロアルキル（メタ）アクリレート、例えば、イソボルニル（メタ）アクリレートおよびシクロヘキシル（メタ）アクリレート；スチレンまたはそれらの置換変異体；ジエン、例えば、１，３－ブタジエンまたはイソプレン；ビニルエステル、例えば、酢酸ビニル、ビニルアルカノエートまたはそれらの誘導体；ニトリル、例えば、（メタ）アクリロニトリル；アクリルアミドまたはメタクリルアミド；オレフィン性不飽和ハロゲン化物、例えば、塩化ビニル；αオレフィン；またはそれらの任意の組み合わせを挙げることができる。アミン官能化コポリマー中に存在し得るアミン基を欠く適切なエチレン性不飽和モノマーのさらに他の例は例えば、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレートまたはヒドロキシルプロピル（メタ）アクリレートなどのヒドロキシ官能化モノマー；Ｎ－メチロール（メタ）アクリルアミドおよびジアセトンアクリルアミドなどの（メタ）アクリルアミド誘導体；アリルメタクリレート、ジビニルベンゼン、および種々のアルキレングリコールジ（メタ）アクリレートなどのポリビニルモノマーを含む。
存在する場合、アミン官能化コポリマーに組み込まれ得る適切なαオレフィンとしてはエチレン、プロピレン、イソブチレン、１－ブテン、１－ペンテン、１－ヘキセン、４－メチル－１－ペンテン、１－オクテン、１－デセン、１－ドデセン、１－テトラデセン、またはそれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。偶数個の炭素原子を有する直鎖アルファオレフィンはそれらの容易な商業的入手可能性のために、特に適切であり得る。
アミン官能化コポリマーの特に適切な例は、少なくとも１つのアミン基を含むオレフィン性不飽和モノマーを約１重量％～約６０重量％含有し得る。より具体的な例では、少なくとも１つのアミン基を含むオレフィン性不飽和モノマーの約５重量％～約４５重量％、または約１０重量％～約４０重量％、または約１０重量％～約２５重量％、または約２５重量％～約４０重量％が存在してもよい。
好適なアミン官能化コポリマーのさらにより具体的な例は、約６０重量％～約１００重量％のアクリレートまたはメタクリレートモノマー、およびアクリレートまたはメタクリレートモノマーではない約４０重量％以下のエチレン性不飽和モノマーを含み得る。本開示のいくつかのアミン官能化コポリマーは全てのアクリレートまたはメタクリレートモノマーを含んでもよく、その場合、アクリレートまたはメタクリレートモノマーの第１の部分は少なくとも１つのアミン基を含有してもよく、アクリレートまたはメタクリレートモノマーの第２の部分はアミン基を欠いていてもよい。必要に応じて、アクリレートまたはメタクリレートモノマーの第３の部分は以下に特定されるように、すべてのアクリレートまたはメタクリレートモノマーを含むアミン官能化コポリマー中に側鎖カルボン酸またはスルホン酸を有し得る。
上述のように、アミン官能化コポリマーは側鎖カルボン酸またはスルホン酸を有する少なくとも１つのモノマー単位をさらに含み得るが、但し、このような酸含有モノマー単位の量は上記に開示された範囲でアミン価を残すことを条件とする。適切な酸含有モノマーは存在する場合、エチレン性不飽和を含み、前述の第１および第２のエチレン性不飽和モノマーと共重合可能である。例示的な例としてはアクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、マレイン酸水素メチル、マレイン酸水素エチル、イタコン酸、フマル酸、クロトン酸およびシトラコン酸が挙げられ得るが、これらに限定されない。スルホン酸基を含有する適当なモノマーは例えば、ビニル基で誘導体化されたスチレンスルホン酸または２－アミノメチルプロパンスルホン酸を含むことができる。加水分解性モノマーは、アミン官能化コポリマーに側鎖カルボン酸基を導入するために同様の様式で使用され得ることが理解されるべきである。適切な加水分解性モノマーは例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メチルメタクリレート、メタクリル酸エチル、アクリル酸イソブチル、メタクリル酸イソブチル、フマル酸メチル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香酸ビニル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、アクリルアミド、アクリロニトリル、メタクリルアミド、メタクリロニトリル、フマロニトリルなどを含み得る。ポリマーのカルボン酸またはスルホン酸官能化は所望であれば、または合成的に実現可能であれば、重合に続くポリマー側鎖の合成変換を通して起こり得ることも理解されるべきである。
存在する場合、エチレン性不飽和を有する酸含有モノマーはアミン官能化コポリマー中に１０重量％未満の量、例えば、約０．１重量％～約１重量％、または約１重量％～約５重量％、または約５重量％～約１０重量％などので存在し得る。いくつかの例では、アクリル酸、メタクリル酸、またはそれらの任意の誘導体である酸含有モノマーを、すべてアクリレートまたはメタクリレートである他のモノマーと共重合させることができる。他の例では、アクリレートまたはメタクリレートではない酸含有モノマーを、全てアクリレートまたはメタクリレートである他のモノマーと共重合させることができる。さらに他の例ではアクリレートまたはメタクリレートではない酸含有モノマーを、すべてのアクリレートまたはメタクリレートではないが、好ましくは他のモノマーの少なくとも一部がアクリレートまたはメタクリレートである他のモノマーと共重合させることができる。
本開示において使用するのに好適な多価金属塩は、２価カチオン、３価カチオン、４価カチオン、またはより高い原子価カチオン、および充電バランス量の好適なアニオンを含み得る。従って、特に適切な多価金属塩は、二価金属塩、三価金属塩、四価金属塩、五価金属塩などを含むことができる。所与の多価金属塩中の陽イオンに関連する充電を平衡させるために、任意の陰イオンが存在してもよい。アニオンは、多価金属塩が水性流体に可溶または不溶であるように選択することができる。好ましくは、カルボン酸塩などの有機アニオンが多価金属塩中に存在するアニオンを含み得る。
二価金属塩は、本明細書中に開示されるプライマー組成物およびプライマーコーティングにおいて使用するための特に適切な多価金属塩であり得る。適切な二価金属塩としてはアルカリ土類金属塩、遷移金属塩、および主族金属塩が挙げられ得るが、これらに限定されない。アルカリ土類金属塩はそれらの合理的に低いコストのために、本明細書の開示において使用するために特に望ましい多価金属塩であり得る。さらに、アルカリ土類金属塩は、それらのアニオン形態に依存して、水性流体に可溶性または不溶性にされ得る。二価金属塩および高価金属塩に好適なアニオン形成としてはハロゲン化物、硫酸塩、リン酸塩、炭酸塩、重炭酸塩、硝酸塩、カルボン酸塩（例えば、ギ酸塩、酢酸塩、プロピオン酸塩、乳酸塩、クエン酸塩など）が挙げられ得るが、これらに限定されない。所与の二価金属塩または高価金属塩のアニオン形態は、塩が水性流体に可溶性または不溶性であるように選択することができる。アルカリ土類金属酢酸塩などのアルカリ土類金属カルボキシレートはそれらの容易な溶解度のために、本明細書の開示において特に望ましい場合がある。
多価金属塩は、 全組成に基づいて約２５重量％までの濃度でプライマー組成物中に存在し得る。より特定の例では、多価金属塩の量が全組成物を基準として約５重量％～約２０重量％の範囲であり得る。
多価金属塩およびアミン官能化コポリマーは、重量：重量で存在してもよい。約１：５～約５：１、または約１：４～約４：１、または約１：４～約２：１、または約１：２～約４：１、または約１：２～約２：１の範囲の比。
本開示のプライマー組成物は、界面活性剤または別の適切な湿潤剤をさらに含み得る。適切な界面活性剤としては、例えば、中性界面活性剤（双性イオン界面活性剤および非荷電界面活性剤を含む）、カチオン界面活性剤、アニオン界面活性剤、またはそれらの任意の組み合わせが挙げられ得る。カチオン性界面活性剤は酸性ｐＨ値を有する水性流体に特に適してもよく、アニオン性界面活性剤は塩基性ｐＨ値を有する水性流体に適した粒子状であってもよい。中性界面活性剤は、ｐＨ値のいずれかの範囲にわたって適切に使用され得る。カチオン性界面活性剤はエマルジョン重合中に合成的に困難であることが証明され得るが、エマルジョン重合が起こった後にプライマー組成物に適切に導入され得る。有利には、多価金属塩およびアミン官能化コポリマーが本明細書中に開示されるプライマー組成物中の界面活性剤と適合性であり得る。
適切な中性界面活性剤には、例えば、アルキルアリールポリエーテルアルコール、アルキルフェノールエトキシレート、アルキルエトキシレート、ポリエチレンソルビタン脂肪酸エステル、およびそれらの混合物が含まれ得る。存在する場合、これらのタイプの中性界面活性剤は本開示のプライマー組成物中に、全モノマーを基準にして約０．５重量％～約２．０重量％の範囲の量で存在し得る。本明細書中に開示されるプライマー組成物において使用するための他の適切な中性界面活性剤としては、例えば、ポロキサマー、脂肪酸エステル、脂肪酸グリセロールエステル、脂肪酸ソルビトールエステルなどが挙げられる。他の中性界面活性剤としては、例えば、乳化剤（例えば、レシチンまたはグリセロールエステル）、またはポリマーコロイド（例えば、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ヒドロキシエチルセルロース、他のセルロース誘導体など）が挙げられ得る。本明細書中の開示における使用に適切であり得る双性イオン界面活性剤は例えば、ベタインおよびスルタインを含む。
本明細書の開示において使用するのに好適なアニオン性界面活性剤は例えば、アルキルエトキシレートスルフェートおよびスルホネート、アルキルフェノールエトキシレートスルフェートおよびスルホネート、アルキルスルフェート、アルキルスルホネート、アルキルアリールスルホネート、スルホコハク酸塩、およびそれらの混合物を含み得る。存在する場合、これらの型のアニオン性界面活性剤は本開示のプライマー組成物中に、全モノマーを基準にして約０．０２重量％～約０．５重量％の範囲の量で存在し得る。本明細書中に開示されるプライマー組成物中での使用に適した他の陰イオン界面活性剤としては、例えば、ドデカン酸、ステアリン酸、オレイン酸、パルミチン酸などの長鎖脂肪酸のカルボン酸塩、または長鎖アルコールのリン酸エステルが挙げられる。
本明細書中の開示において使用するための適切なカチオン性界面活性剤は例えば、アルキル、ジアルキルまたはトリアルキルアンモニウム塩、第四級アンモニウム塩、およびそれらの混合物を含み得る。存在する場合、これらのタイプのカチオン性界面活性剤は本開示のプライマー組成物中に、全モノマーを基準にして約０．０２重量％～約０．５重量％の範囲の量で存在し得る。
本開示のプライマー組成物はデンプンと適合性であり、デンプンは必要に応じて、紙基材へのトナー結合を促進するために、プライマー組成物に含まれてもよい。適切なデンプンは例えば、イオン性デンプン、酸化デンプン、エトキシル化デンプン、ヒドロキシルアルキル化デンプン、カルボキシル化デンプン、アミノ化デンプンなどのような変性デンプン、またはそれらの任意の組み合わせを含み得る。デンプンは、酸化、酸薄化、または官能化によって化学的に修飾されてもよく、または酵素的に修飾されてもよい。デンプンは、トウモロコシ、ジャガイモ、サツマイモ、コムギ、コメ、サゴ、タピオカ、蝋質トウモロコシ、モロコシ、高アミロースコーンなどを含む任意の植物源に由来し得る。存在する場合、デンプンは、アミン官能化コポリマーよりも多量にプライマー組成物中に含まれ得る。例示的な実施例において、デンプンは、プライマー組成物中の全固形分の約５０重量％～約９５重量％の範囲の量でプライマー組成物中に存在し得る。特定のデンプンの選択は、プライマー組成物自体と無関係であってもよく、印刷プロセスに関連する他の変数によって決定されてもよい。特定のデンプンを選択するための考察は、当業者によく知られている。デンプンは、プライマー組成物中に一旦混合されると、水性流体中に可溶性であり得る。
アミン官能化コポリマーとは異なる他の接着促進剤もまた、本明細書中に開示されるプライマー組成物中に適切に存在し得る。デンプンに加えて、他の適切な接着促進剤は例えば、ポリビニルアルコール、スチレン－ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ポリエチレンイミン、ポリウレタン、ポリビニルピロリドン、カルボキシメチルセルロース、グアー、天然ゴム、セルロースエーテル、尿素、ステアリン酸塩、水素化炭化水素ロジンまたはロジンエステル、アクリルポリマー分散液など、およびそれらの任意の組み合わせを含み得る。接着促進剤は、固形分基準で約１０重量％～約９０重量％の範囲の量で存在することができる。存在する場合、接着促進剤は、接着促進剤：アミン官能化コポリマー比が約１：５～５：１、または約１：１～５：１、または約１：５～１：１の範囲であるような量で存在し得る。理論に束縛されるものではないが、接着促進剤は基材へのプライマーコーティングの接着を促進すること、および／または液体電子写真印刷中のプライマーコーティングへのトナーの接着を促進することを助けることができる。
本明細書中に開示されるプライマー組成物中に存在し得るさらに他の添加剤としては、例えば、顔料、色素、蛍光増白剤、架橋剤、消泡剤、帯電防止剤、分散剤、増粘剤、ワックス、充填剤、殺生物剤、レオロジー調整剤、防腐剤およびそれらの任意の組み合わせが挙げられる。
アミン数が上記の範囲内に留まるならば、アミン基はプロトン化および非プロトン化アミンの両方を含むことができ、および／またはアミンの少なくとも一部を官能化して、もはや孤立対または電子を有さない四級化アミン基またはアミン誘導体（例えば、アミド、尿素、ウレタンなど）を形成することができる。特定の例では、アミン官能化コポリマーがプロトン化されているアミン基の第１の部分およびプロトン化されていないアミン基の第２の部分を含み得る。他の例では、アミン官能化コポリマーが四級化または官能化されたアミン基の第１の部分と、四級化されていないかまたは官能化されていないアミン基の第２の部分とを含むことができる。アミン基の総数は、ポリエチレンイミンのようなアミンリッチポリマーで一般的に生じる問題で水溶性および変色を避けるために制限され得る。
四元化アミン基を形成するための適切な試薬は例えば、ハロゲン化アルキルまたはスルホン酸アルキルなどのエポキシドおよび求電子剤を含んでもよい。いくつかの例において、適切なエポキシドは、グリシジルメタクリレート、アリルグリシジルエーテル、およびアミン官能化コポリマーのさらなる架橋が起こることを可能にし得る類似の化合物などの二官能性化合物であり得る。例えば、グリシジルメタクリレートは、堆積したプライマーコーティングが放射線によって硬化可能であることをもたらし得る。さらに、四極化アミングループを形成する試薬は、特定の状況において、基質接着を改善する余裕がある。
本開示のアミン官能化コポリマーは特定のコーティング用途に合わせた特性を有することができ、調整は、重合を受けるモノマーおよびその量を変化させることによって実現することができる。変化させることができる特性には、例えば、疎水性／疎水性、分子量、ガラス転移温度などが含まれる。本開示の特に望ましいアミン官能化コポリマーは、約０℃～約５０℃の範囲のガラス転移温度を有し得る。この範囲のガラス転移温度は、非限定的な例では良好なフィルム形成特性をもたらすことができる。ガラス転移温度が低すぎると、過剰な粘着性が生じることがある。ガラス転移温度は、上記の条件下で示差走査熱量測定（ＤＳＣ）によって測定することができる。
また、本開示における、約１ｘ１０4～約１ｘ１０7または約２ｘ１０4～約１ｘ１０6、または約１ｘ１０5～約１ｘ１０6までのいずれかである。架橋が起こる場合、さらに高い分子量が実現され得る。前述の範囲外のポリマー分子量もまた、本明細書の開示における使用に適切であり得ることが理解されるべきである。本開示におけるポリマー分子量は重量平均分子量（Ｍｗ）であり、屈折率（ＲＩ）検出を使用するゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）によって決定され得る。本明細書のＧＰＣ分析はポリマーエマルジョンを乾燥させ、ポリマーをＴＨＦに再溶解し、０．４５μｍフィルターを通して濾過した後、３カラムを直列に含むShimadzu LC－２０AD GPC装置(STYRAGEL HR２、STYRAGEL HR４、およびSTYRAGEL HR６、Ｗａｔｅｒｓ）および屈折率検出器（Ｗａｔｅｒｓ ２４１０）に注入することによって行った。ＴＨＦ流速１ｍＬ／分で３５℃でクロマトグラムを得、ポリスチレン標準に対して分子量を計算した。
本開示のプライマー組成物から形成されるプライマーコーティングでコーティングされた基材もまた、本明細書に提供される。そのようなコーティングされた基板は、ベース基板、およびベース基板の表面上に配置されたプライマーコーティングを含み得る。プライマーコーティングは、多価金属塩およびアミン官能化コポリマーを含む。アミン官能化コポリマーは、約１０～約１８０mg KOH/gコポリマー、または約７０～約１４０mg KOH/gコポリマー、または約３０～約１６０mg KOH/gコポリマー、または約５０～約６０mg KOH/gコポリマー、または約６０～約８０mg KOH/gコポリマー、または約８０～約１００mg KOH/gコポリマー、または約１００～約１１５mg KOH/gコポリマー、または約１１５～約１３０mg KOH/gコポリマー、または約１３０～約１５０mg KOH/gコポリマーのアミン価を有する。ここで、アミン官能化コポリマーは、アミン基を欠く１つ以上の第１のエチレン性不飽和モノマーと、少なくとも１つのアミン基を有する１つ以上の第２のエチレン性不飽和モノマーとの重合反応生成物を含む。少なくとも１つのアミン基は、アミン官能化コポリマーの側鎖を含む。上に特定されるアミン官能化コポリマーのいずれも、本明細書に記載されるプライマーコーティングおよびコーティングされた基材を形成する際に使用され得る。
プライマー組成物が適切な基板の表面上に堆積されたら、水性流体を除去して、表面上に適切な重量または厚さで配置されたアミン官能化コポリマーを含むプライマーコーティングを残すことができる。プライマー組成物の任意の不揮発性成分もまた、プライマーコーティング内に残り得る。堆積後にプライマーコーティング内に残存し得る他の成分の非限定的な例としては、例えば、界面活性剤、デンプン、または上記に列挙した他の添加剤のいずれかが挙げられる。
非限定的な例ではプライマーコーティングが本開示のコーティング組成物をベース基板上に（直接的に、またはプレコーティング上に間接的に）堆積させること、具体的には水性流体内にエマルジョンとして分散されたアミン官能化コポリマーを含むコーティング組成物を、ベース基板上に配置すること、および水性流体を蒸発させて、ベース基板上に配置されたプライマーコーティングを残すことを含むプロセスによって、適切なベース基板上に配置され得る。場合によっては、水性流体の除去を促進するために、加熱および／または真空の適用が行われてもよい。
本明細書中に開示されるプライマーコーティングでコーティングされ得る適当な塩基材は、特に限定されないと考えられる。適切にコーティングされ得る例示的なベースは例えば、ポリマーベース、不織ベースおよび紙ベースを含む。適当な塩基材の特定の例としては紙（例えば、美術紙、コート紙、板紙、プリンタ紙、厚紙など）、フィルム（ポリマーフィルムを含む）、非織材料などが挙げられ得るが、これらに限定されない。本明細書中で使用される場合、用語「フィルム」は例えば、ビスコース、アセテート、ポリエチレン、ポリプロピレン、二軸延伸ポリプロピレン（ＢＯＰＰ）ポリ（塩化ビニル）、ポリスチレン、ポリアミド、ポリカーボネート、またはポリエステル、例えば、ポリ（エチレンテレフタレート）もしくはポリ（ブチレンテレフタレート）などの有機ポリマー材料から作製される基板を指す。本明細書中で使用される場合、用語「非織」は、個々の繊維が少なくとも部分的に一緒に融合されている、木材セルロース、綿、レーヨン、ポリ（エチレンテレフタレート）、ポリ（ブチレンテレフタレート）、ポリアクリロニトリル、ポリプロピレンなどの繊維材料から作製される基材を指す。
当業者によって理解され得るように、ＢＯＰＰおよび他のポリオレフィン基材は低表面エネルギー材料であり、これは、それらを湿潤させることを困難にする。このような基材のコロナ処理は、プライマーコーティングの接着を促進するのに適した官能基を導入するためにしばしば行われる。本明細書中に開示されるプライマーコーティングは親水性モノマーと親油性モノマーとの間のバランスのために、このようなコロナ処理された基材に対して良好な接着性を示し得る。
基材表面上に堆積される場合、プライマーコーティングは、約０．０５ｇ／ｍ2～約０．７ｇ／ｍ2、または約０．１ｇ／ｍ2～約０．６ｇ／ｍ2、または約０．１ｇ／ｍ2～約０．２ｇ／ｍ2、または約０．２ｇ／ｍ2～約０．３ｇ／ｍ2、または約０．３ｇ／ｍ2～約０．４ｇ／ｍ2、または約０．４ｇ／ｍ2～約０．５ｇ／ｍ2、または約０．５ｇ／ｍ2～約０．６ｇ／ｍ2、または約０．６ｇ／ｍ2～約０．７ｇ／ｍ2の範囲のコーティング重量を有し得る。デンプンがプライマー組成物中に存在する場合、プライマーコーティングは、１．５ｇ／ｍ2までのさらに高いコーティング重量を有し得る。したがって、デンプン含有コーティング重量は、約０．０５ｇ／ｍ2～約１．５ｇ／ｍ2、約０．１ｇ／ｍ2～約０．５ｇ／ｍ、約０．５ｇ／ｍ2～約０．９ｇ／ｍ2、約０．９ｇ／ｍ2～約１．２ｇ／ｍ2、約１．２ｇ／ｍ2～約１．５ｇ／ｍ2の範囲であってもよい。デンプンを欠くプライマーコーティングもまた、これらのより高いコーティング重量で存在し得る。いずれかのタイプのコーティング厚さは、約０．１ミクロン～約５ミクロン、または約０．３ミクロン～約３ミクロン、または約０．５ミクロン～約２ミクロンの範囲であり得る。
本開示のコーティングされた基材は、例えば電子写真画像の形成でプライマーコーティング上に堆積されたHP INDIGOなどのトナーをさらに含んでもよい。プライマーコーティング上に形成され得る電子写真画像はテキスト、イラストレーション、写真画像などを含むが、これらに限定されない。トナーを含むコーティングされた基材は、非限定的な例では液体電子写真印刷によって形成されてもよい。
本開示の他のコーティングされた基材は、インクジェット画像の形成のような、プライマーコーティング上に堆積されたインクをさらに含んでもよい。水性インクジェットインクは、この点で特に好適であり得る。プライマーコーティング上に形成され得るインクジェット画像はテキスト、イラスト、写真画像などを含むが、これらに限定されない。非限定的な例では、インクを含むコーティングされた基材がインクジェット印刷によって形成することができる。
本開示のプライマー組成物を形成するための方法もまた、本明細書中で企図される。プライマー組成物を形成するための適切な方法は、特定のプロセス構成において乳化重合技術を特徴とし得る。本方法は、以下を含むことができる：アミン基を欠く１つ以上の第１のエチレン性不飽和モノマーを、水性流体中に少なくとも１つのアミン基を有する１つ以上の第２のエチレン性不飽和モノマーと組み合わせること；および、アミン官能化コポリマーは、水性流体中で行われる１つ以上の第１のエチレン性不飽和モノマーと１つ以上の第２のエチレン性不飽和モノマーとの乳化重合反応において、約１０～約１８０mg KOH/gコポリマー、または、ＫＯＨに対するアミン価が約７０～約１４０mg KOH/gコポリマーである、または約３０～約１６０mg KOH/gコポリマー、または約５０～約６０mg KOH/gコポリマー、または約６０～約８０mg KOH/gコポリマー、または約８０～約１００mg KOH/gコポリマー、または約１００～約１１５mg KOH/gコポリマー、または約１１５～約１３０mg KOH/gコポリマー、または約１３０～約１５０mg KOH/gコポリマーのアミン価を有するアミン官能化コポリマーを形成すること。それによって、水性流体中にエマルジョンとして分散されたアミン官能化コポリマーを含むコーティング組成物を提供する。次いで、多価金属塩を水性流体中に分散させることができる。アニオン性、カチオン性または中性界面活性剤は水性流体中に存在し得、中性界面活性剤はプライマー組成物が使用され得る潜在的基質の範囲を延長する。界面活性剤は、アミン官能化ポリマーがエマルジョンとして製造される場合に存在してもよく、または多価金属塩が乳化形態でアミン官能化ポリマーと組み合わされた後にプライマー組成物に添加されてもよい。
乳化重合に使用することができるラジカル開始剤には、例えば、過硫酸アルカリ、過硫酸アンモニウム、４，４’－アゾビス－シアノ吉草酸またはＡＩＢＮなどのアゾ開始剤、およびｔ－ブチルヒドロ過酸化水素などの有機（ヒドロ）過酸化水素が含まれる。アゾ開始剤は、アミン含有モノマーとの酸化還元反応に関与することなく重合を開始するそれらの能力のために特に望ましいことがある。ラジカルは、反応混合物を加熱することによって、またはとりわけアスコルビン酸またはホルムアルデヒドスルホキシル酸ナトリウムなどの還元剤を使用することによって形成することができる。重合反応は、約２０℃～約９０℃の範囲の温度で起こり得る。調節剤としても知られる有機連鎖移動剤、例えば、とりわけ、２－メルカプトエタノール、ｔｅｒｔ－ドデシルメルカプタンはまた、その調製中にコポリマーの分子量を制御するために実施され得る。
下地基材上へのプライマー組成物の堆積は、下地基材の少なくとも１つの表面にプライマー組成物を適用すること、またはその上にプレコーティングすること、および水性流体を除去するために乾燥することによって実現され得る。ベース基材へのプライマー組成物の適用は例えば、浸漬、噴霧、ロッドまたはローラーのような種々の方法のいずれかを使用して、またはサイズプレス、ウォーターボックス、ブレードコーター、キャストコーター、ロッドコーター、エアナイフコーター、カーテンコーター、フィルムプレスコーター、フレキソコーターなどのような装置を使用して達成され得る。プライマー組成物は印刷プロセス中にインラインで、またはオフラインで適用され得、コーティングされた基材はオフライン構成で印刷プロセスに続いて供給される。
本明細書に開示される実施形態には以下が含まれる：
Ａ. 約７０～約１４０mg KOH/gのアミン価を有するプライマー組成物。プライマー組成物は以下を含む：水性流体中にエマルジョンとして分散されたエマルジョン重合アミン官能化コポリマー。アミン官能化コポリマーは、約７０～約１４０mg KOH/gコポリマーのアミン価および約０℃～約５０℃のガラス転移温度を有する。ここで、アミン官能化コポリマーは、以下の重合反応生成物を含む：アミン基を欠く１つ以上の第１のエチレン性不飽和モノマー；および、少なくとも１つのアミン基を有する１つ以上の第２のエチレン性不飽和モノマー、ここで、少なくとも１つのアミン基は、アミン官能化コポリマーの側鎖を含む。
Ｂ. 約１０～約１８０mg KOH/gのアミン価を有するプライマー組成物。プライマー組成物は流体と、流体中に分散されたアミン官能化コポリマーであって、約１０～約１８０mg KOH/gコポリマーのアミン価を有するアミン官能化コポリマーとを含み、アミン官能化コポリマーはアミン基を欠く１つ以上の第１のエチレン性不飽和モノマーと、少なくとも１つのアミン基を有する１つ以上の第２のエチレン性不飽和モノマーとの重合反応生成物を含み、少なくとも１つのアミン基はアミン官能化コポリマーの側鎖を含む、プライマー組成物。
Ｃ. コーティングされた基材。コーティングされた基材は以下を含む：ベース基板；および、ベース基板の表面上に配置されたプライマーコーティング；ここで、プライマーコーティングは、約１０～約１８０mg KOH/gコポリマーのアミン価を有するアミン官能化コポリマーを含む；ここで、アミン官能化コポリマーはアミン基を欠く１つ以上の第１のエチレン性不飽和モノマーと、少なくとも１つのアミン基を有する１つ以上の第２のエチレン性不飽和モノマーとの重合反応生成物を含み、少なくとも１つのアミン基は、アミン官能化コポリマーの側鎖を含む。
Ｄ. プライマー組成物の製造方法。この方法は以下を含む：アミン基を欠く１つ以上の第１のエチレン性不飽和モノマーを、水性流体中に少なくとも１つのアミン基を有する１つ以上の第２のエチレン性不飽和モノマーと組み合わせること；および、水性流体中で行われる１つ以上の第１のエチレン性不飽和モノマーと１つ以上の第２のエチレン性不飽和モノマーとの乳化重合反応において、約１０～約１８０mg KOH/gコポリマーのアミン価を有するアミン官能化コポリマーを形成すること、それによって、水性流体中にエマルジョンとして分散されたアミン官能化コポリマーを含むコーティング組成物を提供すること。
実施形態Ａ～Ｄの各々は、任意の組み合わせで、以下の追加の要素のうちの１つ以上を有する可能性がある：
要素１：水性流体が約７以上のｐＨを有する。
要素２：プライマー組成物が、水性流体中に分散された中性界面活性剤または陰イオン界面活性剤をさらに含む。
要素３：プライマー組成物が、水性流体中に分散されたデンプンをさらに含む。
要素４：プライマー組成物が、水性流体中に分散されたアミン官能化コポリマーとは異なる接着促進剤をさらに含む。
要素５：プライマー組成物が、流体中に分散されたアミン官能化コポリマーとは異なる接着促進剤をさらに含む。
要素６：アミン官能化コポリマーが、側鎖カルボン酸を有する少なくとも１つのモノマー単位をさらに含む。
元素７：ここで、アミン価は、約７０～約１４０mg KOH/gコポリマーの範囲である。
要素８：アミン官能化コポリマーがエマルジョンとして流体中に分散されている。
要素９：プライマー組成物が、流体中に分散された中性界面活性剤または陰イオン界面活性剤をさらに含む。
要素１０：１つ以上の第１のエチレン性不飽和モノマーが、以下からなる群から選択される少なくとも１つのモノマーを含む：アルキルまたはシクロアルキル（メタ）アクリレート、ｎ－ブチル（メタ）アクリレート、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、２－エチルヘキシル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、スチレン、置換スチレン、ジエン、１，３－ブタジエン、イソプレン、ビニルエステル、酢酸ビニル、ニトリル、（メタ）アクリロニトリル、オレフィン系不飽和ハロゲン化物、塩化ビニル、臭化ビニル、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシルプロピル（メタ）アクリレート；（メタ）アクリルアミド、置換（メタ）アクリルアミド、Ｎ－メチロール（メタ）アクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、アリルメタクリレート、ジビニルベンゼン、アルキレングリコールジ（メタ）アクリレート、およびそれらの任意の組み合わせ。
要素１１：１つ以上の第２のエチレン性不飽和モノマーが、２－（ジメチルアミノ）エチルメタクリレート、２－（ジメチルアミノ）エチルメタクリレート、２－（ｔｅｒｔ－ブチルアミノ）エチルメタクリレート、およびそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つのモノマーを含む。
要素１２：アミン官能化コポリマーが、プロトン化されているアミン基の第１の部分およびプロトン化されていないアミン基の第２の部分を含む。
要素１３：プライマー組成物が、流体中に分散されたデンプンをさらに含む。
要素１４：アミン官能化コポリマーが約０℃～約５０℃のガラス転移温度を有する。
要素１５：流体が水性流体を含む。
要素１６：ベース基板がポリマー基板を含む。
要素１７：ベース基材が紙基材を含む。
要素１８：プライマーコーティングがデンプンをさらに含む。
要素１９：下塗りコーティングは、約０．０５ｇ／ｍ2～約１．５ｇ／ｍ2の範囲のコーティング量を有する。
要素２０：プライマーコーティングが、中性界面活性剤または陰イオン界面活性剤をさらに含む。
要素２１：コーティングされた基材が、プライマーコーティング上に堆積されたトナーをさらに含む。
要素２２：前記プライマーコーティングがコーティング組成物を前記ベース基板上に堆積させることを含み、前記コーティング組成物が、前記水性流体中にエマルジョンとして分散された前記アミン官能化コポリマーを含むプロセスによって、前記ベース基板上に配置され；前記水性流体を蒸発させて、前記ベース基板上に配置された前記プライマーコーティングを残すことを含むプロセスによって、前記ベース基板上に配置される、要素。
要素２３：この方法はさらに、コーティング組成物をベース基板上に配置すること；および水性流体を蒸発させて、ベース基板上にプライマーコーティングとして配置されたアミン官能化コポリマーを残すことを含む。
非限定的な例として、Ａに適用可能な例示的な組み合わせは１と２；１と３；１と４；２と３；２と４；３と４；１－３；１－４；および２－４を含むが、これらに限定されない。さらなる非限定的な例として、Ｂに適用可能な例示的な組み合わせは以下を含むが、これらに限定されない：５と６；５と７；５と８；５と９；５と１０；５と１１；５と１２；５と１３；５と１４；５と１５；６と７；６と８；６と９；６と１０；６と１１；６と１２；６と１３；６と１４；６と１５；７と８；７と９；７と１０；７と１１；７と１２；７と１３；７と１４；７と１５；８と９；８と１０；８と１１；８と１２；８と１３；８と１４；８と１５；９と１０；９と１１；９と１２；９と１３；９と１４；９と１５；１０と１１；１０と１２；１０と１３；１０と１４；１０と１５；１１と１２；１１と１３；１１と１４；１１と１５；１２と１３；１２と１４；１２と１５；１３と１４；１３と１５；１４と１５。Ｃに適用可能なさらに非限定的な例示的な組み合わせには以下のものが含まれるが、これらに限定されない：１６と１９；１６と２０；１６と２１；１６と２２；１４と１６；１７と１８；１７－１９;１７と１９；１７と２０；１７と２１；１７と２２；１４と１７；１８と１９；１８と２０；１８、２１；１８と２２；１４と１８；１９と２０；１９と２１；１９と２２；１４、１９；２０と２１；２０と２２；１４と２０；２１と２２；１４と２１；１４と２２。Ｄに適用可能なさらに非限定的な例示的な組み合わせには以下のものが含まれるが、これらに限定されない：６と２３；７と２３；９と２３；１０と２３；１１と２３；１２と２３；１４と２３；６と７；６と９；６と１０；６と１１；６と１２；６と１４；７と９；７と１０；７と１１；７と１２；７と１４；９と１０；９と１１；９と１２；９と１４；１０と１１；１０と１２；１０と１４；１１と１２；１１と１４；および１２と１４。
本明細書に開示された追加の実施形態は以下を含む：
Ａ’．水性プライマー組成物。水性プライマー組成物は以下を含む：水性流体中に分散された多価金属塩；および水性流体中にエマルジョンとして分散されたエマルジョン重合アミン官能化コポリマーであって、約１０～約１８０mg KOH/gコポリマーのアミン価および約０℃～約５０℃のガラス転移温度を有するアミン官能化コポリマー；ここで、アミン官能化コポリマーはアミン基を欠く１つ以上の第１のエチレン性不飽和モノマーと、少なくとも１つのアミン基を有する１つ以上の第２のエチレン性不飽和モノマーとの重合反応生成物を含み、少なくとも１つのアミン基は、アミン官能化コポリマーの側鎖を含む。
Ｂ’．インクジェット印刷および電子写真印刷に適したコーティングされた基材。コーティングされた基材は以下を含む：ベース基板；および、ベース基板の表面上に配置されたプライマーコーティング；ここで、プライマーコーティングは、多価金属塩と、約１０～約１８０mg KOH/gコポリマーのアミン価および約０℃～約５０℃のガラス転移温度を有するアミン官能化コポリマーとを含み、ここで、アミン官能化コポリマーはアミン基を欠く１つ以上の第１のエチレン性不飽和モノマーと、少なくとも１つのアミン基を有する１つ以上の第２のエチレン性不飽和モノマーとの重合反応生成物を含み、少なくとも１つのアミン基は、アミン官能化コポリマーの側鎖を含む。
Ｃ’．印刷前に基材を下塗りするためのコーティングプロセス。コーティングプロセスは以下を含む：ベース基材上にコーティング組成物を堆積させること、ここで、コーティング組成物は水性流体中に分散された多価金属塩と、水性流体中にエマルジョンとして分散されたアミン官能化コポリマーとを含み、アミン官能化コポリマーは、約１０～約１８０mg KOH/gコポリマーのアミン価および約０℃～約５０℃のガラス転移温度を有する；ここで、アミン官能化コポリマーは、アミン基を欠く１つ以上の第１のエチレン性不飽和モノマー、および少なくとも１つのアミン基を有し、少なくとも１つのアミン基がアミン官能化コポリマーの側鎖を含む、１つ以上の第２のエチレン性不飽和モノマーの重合反応生成物を含む；および、水性流体を蒸発させて、ベース基材上に配置されたプライマーコーティングを残すこと。
Ｄ’：インクジェットプライマーと組み合わせるのに適したプライマー組成物。プライマー組成物は以下を含む：水性流体中にエマルジョンとして分散されたエマルジョン重合アミン官能化コポリマーであって、約７０～約１４０mg KOH/gコポリマーのアミン価および約０℃～約５０℃のガラス転移温度を有するアミン官能化コポリマー；ここで、アミン官能化コポリマーはアミン基を欠く１つ以上の第１のエチレン性不飽和モノマーと、少なくとも１つのアミン基を有する１つ以上の第２のエチレン性不飽和モノマーとの重合反応生成物を含み、少なくとも１つのアミン基は、アミン官能化コポリマーの側鎖を含む。
実施形態Ａ’～Ｃ’またはＤ’の各々は、任意の組み合わせで、以下の追加の要素のうちの１つ以上を有する可能性がある：
要素１’：水性流体が約５．５～約７．５のｐＨを有する。
要素２’：プライマー組成物が、水性流体中に分散された界面活性剤をさらに含む。
要素３’：界面活性剤が、カチオン性界面活性剤、中性界面活性剤、またはそれらの任意の組み合わせを含む。
要素４’：多価金属塩が水性流体に溶解される。
要素５’：多価金属塩が水性流体中に懸濁されている。
要素６’：プライマー組成物が、水性流体に溶解したデンプンをさらに含む。
要素７’：プライマー組成物が、水性流体中に分散されたアミン官能化コポリマーとは異なる接着促進剤をさらに含む。
元素８’：多価金属塩が二価金属塩を含む。
元素９’：二価金属塩がアルカリ土類金属塩を含む。
元素１０’：アルカリ土類金属塩がアルカリ土類金属カルボン酸塩を含む。
元素１１’：ここで、アミン価は、約７０～約１４０mg KOH/gコポリマーの範囲である。
要素１２’：アミン官能化コポリマーが、側鎖カルボン酸を有する少なくとも１つのモノマー単位をさらに含む。
要素１３’：アミン官能化コポリマーが、プロトン化されたアミン基の第１の部分と、プロトン化されていないアミン基の第２の部分とを含む。
要素１４’：ここで、１つ以上の第１のエチレン性不飽和モノマーは、以下からなる群から選択される少なくとも１つのモノマーを含む：アルキルまたはシクロアルキル（メタ）アクリレート、ｎ－ブチル（メタ）アクリレート、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、２－エチルヘキシル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、スチレン、置換スチレン、ジエン、１，３－ブタジエン、イソプレン、ビニルエステル、酢酸ビニル、ニトリル、（メタ）アクリロニトリル、オレフィン系不飽和ハロゲン化物、塩化ビニル、臭化ビニル、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシルプロピル（メタ）アクリレート；（メタ）アクリルアミド、置換（メタ）アクリルアミド、Ｎ－メチロール（メタ）アクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、アリルメタクリレート、ジビニルベンゼン、アルキレングリコールジ（メタ）アクリレート、およびそれらの任意の組み合わせ。
要素１５’：１つ以上の第２のエチレン性不飽和モノマーが、２－（ジメチルアミノ）エチルメタクリレート、２－（ジメチルアミノ）エチルメタクリレート、２－（ｔｅｒｔ－ブチルアミノ）エチルメタクリレート、およびそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つのモノマーを含む。
要素１６’：ベース基板がポリマー基板を含む。
要素１７’：ベース基材が紙基材を含む。
要素１８’：プライマーコーティングがデンプンをさらに含む。
要素１９’：プライマーコーティングが界面活性剤をさらに含む。
要素２０’：界面活性剤が、中性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、またはそれらの任意の組み合わせを含む。
要素２１’：プライマーコーティングは、アミン官能化コポリマーとは異なる接着促進剤をさらに含む。
要素２２’：下塗りコーティングは、約０．０５ｇ／ｍ2～約１．５ｇ／ｍ2の範囲のコーティング量を有する。
要素２３’：ここで、アミン価は、約７０～約１４０mg KOH/gコポリマーの範囲である。
元素２４’：多価金属塩が二価金属塩を含む。
元素２５’：二価金属塩がアルカリ土類金属塩を含む。
元素２６’：アルカリ土類金属塩がアルカリ土類金属カルボン酸塩を含む。
要素２７’：アミン官能化コポリマーが、側鎖カルボン酸を有する少なくとも１つのモノマー単位をさらに含む。
要素２８’：アミン官能化コポリマーが、プロトン化されたアミン基の第１の部分と、プロトン化されていないアミン基の第２の部分とを含む。
要素２９’：ここで、１つ以上の第１のエチレン性不飽和モノマーは、以下からなる群から選択される少なくとも１つのモノマーを含む：アルキルまたはシクロアルキル（メタ）アクリレート、ｎ－ブチル（メタ）アクリレート、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、２－エチルヘキシル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、スチレン、置換スチレン、ジエン、１，３－ブタジエン、イソプレン、ビニルエステル、酢酸ビニル、ニトリル、（メタ）アクリロニトリル、オレフィン系不飽和ハロゲン化物、塩化ビニル、臭化ビニル、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシルプロピル（メタ）アクリレート；（メタ）アクリルアミド、置換（メタ）アクリルアミド、Ｎ－メチロール（メタ）アクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、アリルメタクリレート、ジビニルベンゼン、アルキレングリコールジ（メタ）アクリレート、およびそれらの任意の組み合わせ。
要素３０’：１つ以上の第２のエチレン性不飽和モノマーが、２－（ジメチルアミノ）エチルメタクリレート、２－（ジメチルアミノ）エチルメタクリレート、２－（ｔｅｒｔ－ブチルアミノ）エチルメタクリレート、およびそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つのモノマーを含む。
要素３１’：水性流体中に分散された多価金属塩および水性流体中にエマルジョンとして分散されたアミン官能化コポリマーを含むコーティング組成物をベース基板上に堆積させること；およびベース基板上に配置されたプライマーコーティングを残すために水性流体を蒸発させることを含むコーティングプロセスによって、プライマーコーティングがベース基板上に配置される。
非限定的な例として、Ａ’に適用可能な例示的な組み合わせは以下を含むが、これらに限定されない：１’と２’；１’と３’；１’と４’または５’；１’と６’；１’、４’または５’、および６’；１’と７’；１’と８’；１’、８’と９’；１’と８’－１０’；１’と１１’；１’と１２’；１’と１３’；１’と１４’；１’と１５’；２’と３’；２’と４’または５’；２’と６’；２’、４’ または５’、と６’；２’と７’；２’と８’；２’, ８’と９’；２’と８’－１０’；２’と１１’；２’と１２’；２’と１３’；２’と１４’；２’と１５’；３’と４’または５’；３’と６’；３’, ４’ または５’、と６’；３’と７’；３’と８’；３’、８’と９’；３’と８’－１０’；３’と１１’；３’と１２’；３’と１３’；３’と１４’；３’と１５’；４’ または５’、と６’；４’ または５’、と７’；４’ または５’、と８’；４’ または５’、８’と９’；４’ または５’、と８’－１０’；４’ または５’、と１１’；４’ または５’、と１２’；４’ または５’、と１３’；４’ または５’、と１４’；４’ または５’、と１５’；６’と７’；６’と８’；６’、８’と９’；６’と８’－１０’；６’と１１’；６’と１２’；６’と１３’；６’と１４’；６’と１５’；７’と８’；７’, ８’と９’；７’と８’－１０’；７’と１１’；７’と１２’；７’と１３’；７’と１４’；７’と１５’；８’と９’、または８’－１０’、と１１’；８’と９’、または８’－１０’、と１２’；８’と９’、または８’－１０’、と１３’；８’と９’、または８’－１０’、と１４’；８’と９’、または８’－１０’、１５’；１１’と１２’；１１’と１３’；１１’と１４’；１１’と１５’；１２’と１３’；１２’と１４’；１２’と１５’；１３’と１４’；１３’と１５’；および１４’と１５’である。
非限定的な例として、Ｂ’に適用可能な例示的な組み合わせには以下のものが含まれるが、これらに限定されない：１６’ または１７’、と１８’；１６’ または１７’、と１９’；１６’ または１７’、と２０’；１６’ または１７’、と２１’；１６’ または１７’、と２２’；１６’ または１７’、と２３’；１６’ または１７’、と２４’；１６’ または１７’、と２４’と２５’；１６’ または１７’、と２４’－２６’；１６’ または１７’、と２７’；１６’ または１７’、と２８’；１６’ または１７’、と２９’；１６’ または１７’、と３０’；１６’ または１７’、と３１’；１８’と１９’；１８’と２０’；１８’と２１’；１８’と２２’；１８’と２３’；１８’と２４’；１８’, ２４’と２５’；１８’と２４’－２６’；１８’と２７’；１８’と２８’；１８’と２９’；１８’と３０’；１８’と３１’；１９’と２０’；１９’と２１’；１９’と２２’；１９’と２３’；１９’と２４’；１９’、２４’と２５’；１９’と２４’－２６’；１９’と２７’；１９’と２８’；１９’と２９’；１９’と３０’；１９’と３１’；２０’と２１’；２０’と２２’；２０’と２３’；２０’と２４’；２０’、２４’と２５’；２０’と２４’－２６’；２０’と２７’；２０’と２８’；２０’と２９’；２０’と３０’；２０’と３１’；２１’と２２’；２１’と２３’；２１’と２４’；２１’、２４’と２５’；２１’と２４’－２６’；２１’と２７’；２１’と２８’；２１’と２９’；２１’と３０’；２１’と３１’；２２’と２３’；２２’と２４’；２２’, ２４’と２５’；２２’と２４’－２６’；２２’と２７’；２２’と２８’；２２’と２９’；２２’と３０’；２２’と３１’；２３’と２４’；２３’、２４’と２５’；２３’と２４’－２６’；２３’と２７’；２３’と２８’；２３’と２９’；２３’と３０’；２３’と３１’；２４’と２５’；２４’－２６’；２４’, ２４’と２５’、または２４’－２６’、と２７’；２４’、２４’と２５’、または２４’－２６’と２８’；２４’、２４’と２５’、または２４’－２６’と２９’；２４’、２４’と２５’、または２４’－２６’と３０’；２４’、２４’と２５’、または２４’－２６’と３１’；２７’と２８’；２７’と２９’；２７’と３０’；２７’と３１’；２８’と２９’；２８’と３０’；２８’と３１’；２９’と３０’；２９’と３１’；および３０’と３１’である。
Ａ’およびＢ’に適用可能な非限定的な例示的な組み合わせのいずれも、Ｃ’またはＤ’に適用可能であり得る。
本明細書の開示のより良い理解を容易にするために、様々な代表的な実施形態の以下の例が与えられる。決して、以下の実施例は本開示の範囲を限定するために、または定義するために読まれるべきではない。
実施例１：例示的なアミン官能化ポリマー合成およびエマルジョン調製手順。モノマー混合物の乳化重合によって生成物１ｋｇを調製した。エマルジョン重合は、オーバーヘッド冷却器、撹拌機および窒素入口（２０ｍＬ／分Ｎ 2流）を取り付けた温度調節二重壁ガラス反応器中で実施した。２１１ｇの脱塩水中のＤＯＷＦＡＸ ２Ａ１(Dow Chemical)乳化剤の７ｍＭ溶液を反応器に添加し、８５℃に加熱した。別の容器中で、２２８ｇのｎ－ブチルアクリレート、１４６ｇのスチレンおよび９４ｇの２－（ジメチルアミノ）エチルメタクリレートを含むモノマー混合物を、１４ｇのDISPONIL A ３０６５（ＢＡＳＦ）乳化剤の存在下、２４７ｇの水中で乳化した。アンモニアで１．５回中和した１０重量％の４，４’－アゾビス（４－シアノ吉草酸）の水溶液５ｇを反応器に添加し、その後５分間、先に調製したモノマーエマルジョン２５ｇを添加した。反応混合物を２０分間重合させ、その後、残りのモノマーエマルジョンを４時間にわたって一定速度で反応混合物に供給した。この間、アンモニアで１．５回中和した４重量％の４，４’－アゾビス（４－シアノ吉草酸）水溶液２４ｇの平行した一定速度での供給も反応混合物に加えた。両方の供給物の添加が完了した後、反応器内容物を、撹拌条件下で８５℃でさらに６０分間維持した。重合条件下で８０％を超える高いモノマー転化率が得られた。
得られたポリマー分散液を５０℃に冷却し、４重量％のｔ－ブチルヒドロペルオキシドの水溶液１４ｇおよび６重量％のＢＲＵＧＧＯＬＩＴＥ（登録商標）ＦＦ６Ｍ還元剤（Ｂｒuggemann GmbH & Co)の水溶液１４ｇ、０．２重量％の硫酸鉄（ＩＩ）七水和物および０．５重量％のエチレンジアミン四酢酸四ナトリウムを２時間にわたって並行して反応器に供給した。その後、反応混合物を５０℃で３０分間維持し、次いで室温に冷却した。室温に達したら、０．０５ｇのＢＹＫ－０１６（ＢＹＫ－Ｃｈｅｍｉｅ）消泡剤を、高速撹拌下で反応混合物にゆっくりと添加した。得られたエマルジョンを、以下に特定するようにさらに改質しない限り、さらなる改質なしにコーティング用途に直接使用した。
上記のようにして製造されたポリマーエマルジョンは、下記の表２の項目１７に相当する。以下の実施例における他のポリマーエマルジョンは、モノマー混合物中のエチレン性不飽和モノマーの特定の比率を置換することによって同様に調製した。特定の製剤を以下の表に示す。
実施例２：ポリマー基材上のコーティングおよび接着試験。実施例１と同様に調製したポリマーエマルジョンを、１０５℃で１分間乾燥させた後、層重が０．５ｇ／ｍ2となるように４８ ｇａのＰＥＴポリエステル基材上にコーティングした。以下の表１のデータについては、ホットニップラミネーターを使用して、未処理のＢＯＰＰ基材から、上記のように下塗りされたＰＥＴ基材にＨＰカラーブロックを転写した。この場合、下塗り組成物を基材表面上に送達するために、Ｍｅｙｅｒロッドを用いてハンドドローダウンを行い、その後、ホットニップラミネーションを行った。以下の表２のデータについてはプライマーコーティングをHP INDIGO ６０００印刷機を用いて塗布し、印刷は標準的な印刷条件下でHP INDIGO ELECTROINKを用いて印刷装置を用いて行った。特に、印刷は、乾燥温度８０℃、プライミングユニット上のコロナ出力強度８００ Ｗで、４ショットモードで動作するHP INDIGO ６０００プレスを用いて行った。
印刷直後にＳＣＯＴＣＨ（登録商標）８１０（３Ｍ）テープを印刷表面に適用し、１５分後にテープを除去することによって、プライマーコーティングへのインク接着性を評価した。試験手順はＳＣＯＴＣＨ（登録商標）６１０テープの代わりにＳＣＯＴＣＨ（登録商標）８１０テープを使用し、２ｋｇローラーを４回通過させてテープをコーティングされた基材上に押圧することを除いて、ＡＳＴＭ ２２５２／２２５２Ｍに記載されているものと同様であった。印刷された画像の除去率を視覚的に評価した。
接着試験結果および選択された物理特性データを以下の表１および２に要約する。「なし」または０％の値は印刷された画像が完全に除去されたことを示し、１００％の値は、画像除去が明らかでなかったことを示す。非アミン官能基を有し、同様の条件下で堆積されたポリマーの対照データを表１に示す。種々の量のアミン官能基を有するポリマーのデータを表２に示す。モノマーパーセンテージは、モノマーの総重量に対する個々のモノマーの重量による。ガラス転移温度（Ｔg）は、ＤＳＣ３＋装置（メトラートレド(Mettler Toledo))を用いた示差走査熱量測定によって測定した。スキャニングサイクルは２０℃／分ランプで－６０℃に最初に冷まし、続いてこの温度で５分間の安定化時間からなった。次に、試料を２０℃／分の傾斜で１２０℃／分の温度まで加熱し、続いてこの温度で５分間の第２の安定化時間を行った。前述のサイクルのうちの２つは、それぞれのサンプルについて実行され、第１のサイクルはサンプルの熱履歴を除去し、第２のサイクルはＴgを決定するために使用された。
得られたポリマー分散液を５０℃に冷却し、４重量％のｔ－ブチルヒドロペルオキシドの水溶液１４ｇおよび６重量％のＢＲＵＧＧＯＬＩＴＥ（登録商標）ＦＦ６Ｍ還元剤（Ｂｒuggemann GmbH & Co)の水溶液１４ｇ、０．２重量％の硫酸鉄（ＩＩ）七水和物および０．５重量％のエチレンジアミン四酢酸四ナトリウムを２時間にわたって並行して反応器に供給した。その後、反応混合物を５０℃で３０分間維持し、次いで室温に冷却した。室温に達したら、０．０５ｇのＢＹＫ－０１６（ＢＹＫ－Ｃｈｅｍｉｅ）消泡剤を、高速撹拌下で反応混合物にゆっくりと添加した。得られたエマルジョンを、以下に特定するようにさらに改質しない限り、さらなる改質なしにコーティング用途に直接使用した。
上記のようにして製造されたポリマーエマルジョンは、下記の表２の項目１７に相当する。以下の実施例における他のポリマーエマルジョンは、モノマー混合物中のエチレン性不飽和モノマーの特定の比率を置換することによって同様に調製した。特定の製剤を以下の表に示す。
実施例２：ポリマー基材上のコーティングおよび接着試験。実施例１と同様に調製したポリマーエマルジョンを、１０５℃で１分間乾燥させた後、層重が０．５ｇ／ｍ2となるように４８ ｇａのＰＥＴポリエステル基材上にコーティングした。以下の表１のデータについては、ホットニップラミネーターを使用して、未処理のＢＯＰＰ基材から、上記のように下塗りされたＰＥＴ基材にＨＰカラーブロックを転写した。この場合、下塗り組成物を基材表面上に送達するために、Ｍｅｙｅｒロッドを用いてハンドドローダウンを行い、その後、ホットニップラミネーションを行った。以下の表２のデータについてはプライマーコーティングをHP INDIGO ６０００印刷機を用いて塗布し、印刷は標準的な印刷条件下でHP INDIGO ELECTROINKを用いて印刷装置を用いて行った。特に、印刷は、乾燥温度８０℃、プライミングユニット上のコロナ出力強度８００ Ｗで、４ショットモードで動作するHP INDIGO ６０００プレスを用いて行った。
印刷直後にＳＣＯＴＣＨ（登録商標）８１０（３Ｍ）テープを印刷表面に適用し、１５分後にテープを除去することによって、プライマーコーティングへのインク接着性を評価した。試験手順はＳＣＯＴＣＨ（登録商標）６１０テープの代わりにＳＣＯＴＣＨ（登録商標）８１０テープを使用し、２ｋｇローラーを４回通過させてテープをコーティングされた基材上に押圧することを除いて、ＡＳＴＭ ２２５２／２２５２Ｍに記載されているものと同様であった。印刷された画像の除去率を視覚的に評価した。
接着試験結果および選択された物理特性データを以下の表１および２に要約する。「なし」または０％の値は印刷された画像が完全に除去されたことを示し、１００％の値は、画像除去が明らかでなかったことを示す。非アミン官能基を有し、同様の条件下で堆積されたポリマーの対照データを表１に示す。種々の量のアミン官能基を有するポリマーのデータを表２に示す。モノマーパーセンテージは、モノマーの総重量に対する個々のモノマーの重量による。ガラス転移温度（Ｔg）は、ＤＳＣ３＋装置（メトラートレド(Mettler Toledo))を用いた示差走査熱量測定によって測定した。スキャニングサイクルは２０℃／分ランプで－６０℃に最初に冷まし、続いてこの温度で５分間の安定化時間からなった。次に、試料を２０℃／分の傾斜で１２０℃／分の温度まで加熱し、続いてこの温度で５分間の第２の安定化時間を行った。前述のサイクルのうちの２つは、それぞれのサンプルについて実行され、第１のサイクルはサンプルの熱履歴を除去し、第２のサイクルはＴgを決定するために使用された。
表１に示すように、カルボキシル、エポキシド、またはヒドロキシル官能基を含有する種々のコポリマーを用いて配合されたコーティングは積層後にインク転写を与えたが、テープ引張試験によって測定したところ、画像接着を促進しなかった。アミドまたは尿素官能基を含有するコポリマーはテープ引張試験によって測定されるように、おそらく、これらの官能基とトナー中のカルボキシル官能基との間のＮ－Ｈ水素結合または部分的な酸－塩基相互作用の形成に起因して、限られた量の画像接着を与えた。
表２に示すように、複数のアミン含有コポリマーはテープ引張試験によって測定されるように、良好な画像転写および強力な接着の両方を与えた。ほとんどの場合、接着パーセントは８０％を超えた。強い接着性を示すがアミン含有モノマーを欠くものと同様の組成を有するコポリマー（項目１３）は、テープ引張試験によって測定可能な接着性を示さなかった。２つの異なるタイプのアミン含有モノマーを有するコポリマー（項目３３および３４）は、単一タイプのアミン含有モノマーのみを有するものと同様の接着パーセント値を示した。
アミングループを内生化できるモノマーを含む共重合体を有するプライマーコーティング、または重合後にアミングループを完全または部分的にまたはプロトメーション化した共重合体は、アミン改変の閾値レベルに到達した後、より低いパーセントの接着を示した。閾値レベルを超えるカルボン酸基の取り込みは、画像接着を完全に遮断したが（項目３６）、一方、より少ない量のカルボン酸官能基が存在する場合（項目３５）、有意な画像接着がなお実現された。項目３５のコポリマーについて観察された接着性は同様の量の他のモノマーを有するが、カルボン酸含有モノマーを欠くコポリマーについて観察された接着性と同様であるか、またはほんのわずかに低かった（項目１５および１７）。過剰のカルボン酸官能基の組み込みと同様に、無機酸での合成後の酸性化は画像接着を促進するコポリマーの能力を完全に破壊したが（項目３７）、非酸性化コポリマーは非常に良好な画像接着を示した（項目１５）。アミン基の部分エポキシド官能化は、良好な画像接着性を維持し（項目３８）、非官能化対応コポリマー（項目２２）と比較して最小限の減少しか観察されなかった。
実施例３：プラスチック基材上のコーティングのための追加の接着試験データ。実施例１のように調製したポリマーエマルジョンを、４８ ｇａのＰＥＴポリエステル基材または８０ ｇａのＢＯＰＰ(二軸延伸ポリプロピレン）基材上にコーティングした。コーティングは、HP INDIGO ６０００プレスを用いて実施例２と同様に行った。この実施例においても、コーティング重量を変化させた。接着試験結果および選択された物理特性データを以下の表３に要約する。
表２に示すように、複数のアミン含有コポリマーはテープ引張試験によって測定されるように、良好な画像転写および強力な接着の両方を与えた。ほとんどの場合、接着パーセントは８０％を超えた。強い接着性を示すがアミン含有モノマーを欠くものと同様の組成を有するコポリマー（項目１３）は、テープ引張試験によって測定可能な接着性を示さなかった。２つの異なるタイプのアミン含有モノマーを有するコポリマー（項目３３および３４）は、単一タイプのアミン含有モノマーのみを有するものと同様の接着パーセント値を示した。
アミングループを内生化できるモノマーを含む共重合体を有するプライマーコーティング、または重合後にアミングループを完全または部分的にまたはプロトメーション化した共重合体は、アミン改変の閾値レベルに到達した後、より低いパーセントの接着を示した。閾値レベルを超えるカルボン酸基の取り込みは、画像接着を完全に遮断したが（項目３６）、一方、より少ない量のカルボン酸官能基が存在する場合（項目３５）、有意な画像接着がなお実現された。項目３５のコポリマーについて観察された接着性は同様の量の他のモノマーを有するが、カルボン酸含有モノマーを欠くコポリマーについて観察された接着性と同様であるか、またはほんのわずかに低かった（項目１５および１７）。過剰のカルボン酸官能基の組み込みと同様に、無機酸での合成後の酸性化は画像接着を促進するコポリマーの能力を完全に破壊したが（項目３７）、非酸性化コポリマーは非常に良好な画像接着を示した（項目１５）。アミン基の部分エポキシド官能化は、良好な画像接着性を維持し（項目３８）、非官能化対応コポリマー（項目２２）と比較して最小限の減少しか観察されなかった。
実施例３：プラスチック基材上のコーティングのための追加の接着試験データ。実施例１のように調製したポリマーエマルジョンを、４８ ｇａのＰＥＴポリエステル基材または８０ ｇａのＢＯＰＰ(二軸延伸ポリプロピレン）基材上にコーティングした。コーティングは、HP INDIGO ６０００プレスを用いて実施例２と同様に行った。この実施例においても、コーティング重量を変化させた。接着試験結果および選択された物理特性データを以下の表３に要約する。
示されるように、さらなる接着促進剤としてのポリエチレンイミンまたはポリウレタンのコーティングへの組み込みは、観察された画像接着に有意な影響を与えなかった（項目４６～５３）。ポリエチレンイミンまたはポリウレタンを添加して、ＢＯＰＰ基板への接着を促進した。
項目４４および４６からのコーティングの耐水性を、コーティングされたＰＥＴ基材を３０分間、１時間、３時間および２４時間にわたって浸漬することによって試験した。コーティングされた基材を水から除去した後、毎回テープ引張試験を行った。比較的親水性のコポリマーコーティング（項目４６）は水浸漬のちょうど３０分後にかなりの層間剥離を示したが、より疎水性のコポリマー（項目４４）は試験期間にわたって有意な層間剥離を経験しなかった。
実施例４：紙基材上のコーティングのための接着試験データ ８重量％デンプン水溶液を、溶液を少なくとも２５分間９０℃に保つことによって調製し、その後、１重量％水酸化カリウム溶液を使用して溶液のｐＨを８．５に調整した。各デンプン溶液を、固体に基づいて、７５％デンプンおよび２５％コポリマーのブレンド比で、実施例１のように調製したポリマーエマルジョンとブレンドした。ブレンドを６０℃で１時間保持した後、約１５０ｇ／ｍ2のベース質量を有する市販のスターブリート不透明選択スムース１００Ｔペーパー(Verity, Caliper ７．４, Brightness ９６ and Opacity ９７）上に塗布した。コーティングはマイヤーロッド＃４を使用し、２ｇ／ｍ2の乾燥物質のコーティング量を目標として行った。ブレンドされたコーティングエマルジョンのコロイド安定性を決定するために、製剤化直後および６０℃での２４時間の貯蔵後に、ブルックフィールド粘度を決定した。
塗工紙シートは４ショットモードで作動するHP INDIGOプレスＷＳ ５５００シリーズ３を用い、標準スクリーニング手順に従い、ブランケットおよび印象ドラム温度をそれぞれ１１０℃および４２℃として調製した。ＨＰ１００％ブラック液体トナーおよびＨＰ２９０％フォトブラックトナー（５２％イエロー、６６％マゼンタ、７２％シアンおよび１００％ブラック）をコート紙シート上に印刷した。１０分後にＳＣＯＴＣＨ（登録商標）２３４（３Ｍ）テープを用いてテープ引張試験を実施することによって、インク接着性を評価した。フラットベッドスキャナを用いて接着パーセントを評価し、走査画像を処理してテープによって除去された領域を決定した。コーティングされていない紙へのHP ELECTROINK接着性は、１００％黒トナーで６５％、２９０％フォトブラックトナーで３９％であることが分かった。表４～７は、アミン含有コポリマーエマルジョンと、ヒドロキシエチル化トウモロコシデンプン（ＩＮＧＲＥＤＩＯＮＰＥＮ－ＣＯＴＥ（登録商標））、酸化トウモロコシデンプン（Ｄｏｕｇｌａｓ ３０４０）、ヒドロキシエチル化タピオカデンプン（ＥＸＣＥＬＳＩＺＥ ２２）、およびヒドロキシエチル化ジャガイモデンプン（ＷＥＳＣＯＴＥ ３０７０）とのブレンドについて得られた接着結果をそれぞれ示す。アミン含有コポリマーは試験したデンプンでコロイド状に安定であり、粘度は、観察期間にわたって感知できるほど変化しなかった。
項目４４および４６からのコーティングの耐水性を、コーティングされたＰＥＴ基材を３０分間、１時間、３時間および２４時間にわたって浸漬することによって試験した。コーティングされた基材を水から除去した後、毎回テープ引張試験を行った。比較的親水性のコポリマーコーティング（項目４６）は水浸漬のちょうど３０分後にかなりの層間剥離を示したが、より疎水性のコポリマー（項目４４）は試験期間にわたって有意な層間剥離を経験しなかった。
実施例４：紙基材上のコーティングのための接着試験データ ８重量％デンプン水溶液を、溶液を少なくとも２５分間９０℃に保つことによって調製し、その後、１重量％水酸化カリウム溶液を使用して溶液のｐＨを８．５に調整した。各デンプン溶液を、固体に基づいて、７５％デンプンおよび２５％コポリマーのブレンド比で、実施例１のように調製したポリマーエマルジョンとブレンドした。ブレンドを６０℃で１時間保持した後、約１５０ｇ／ｍ2のベース質量を有する市販のスターブリート不透明選択スムース１００Ｔペーパー(Verity, Caliper ７．４, Brightness ９６ and Opacity ９７）上に塗布した。コーティングはマイヤーロッド＃４を使用し、２ｇ／ｍ2の乾燥物質のコーティング量を目標として行った。ブレンドされたコーティングエマルジョンのコロイド安定性を決定するために、製剤化直後および６０℃での２４時間の貯蔵後に、ブルックフィールド粘度を決定した。
塗工紙シートは４ショットモードで作動するHP INDIGOプレスＷＳ ５５００シリーズ３を用い、標準スクリーニング手順に従い、ブランケットおよび印象ドラム温度をそれぞれ１１０℃および４２℃として調製した。ＨＰ１００％ブラック液体トナーおよびＨＰ２９０％フォトブラックトナー（５２％イエロー、６６％マゼンタ、７２％シアンおよび１００％ブラック）をコート紙シート上に印刷した。１０分後にＳＣＯＴＣＨ（登録商標）２３４（３Ｍ）テープを用いてテープ引張試験を実施することによって、インク接着性を評価した。フラットベッドスキャナを用いて接着パーセントを評価し、走査画像を処理してテープによって除去された領域を決定した。コーティングされていない紙へのHP ELECTROINK接着性は、１００％黒トナーで６５％、２９０％フォトブラックトナーで３９％であることが分かった。表４～７は、アミン含有コポリマーエマルジョンと、ヒドロキシエチル化トウモロコシデンプン（ＩＮＧＲＥＤＩＯＮＰＥＮ－ＣＯＴＥ（登録商標））、酸化トウモロコシデンプン（Ｄｏｕｇｌａｓ ３０４０）、ヒドロキシエチル化タピオカデンプン（ＥＸＣＥＬＳＩＺＥ ２２）、およびヒドロキシエチル化ジャガイモデンプン（ＷＥＳＣＯＴＥ ３０７０）とのブレンドについて得られた接着結果をそれぞれ示す。アミン含有コポリマーは試験したデンプンでコロイド状に安定であり、粘度は、観察期間にわたって感知できるほど変化しなかった。
表４～７に示すように、アミン含有コポリマーへの画像接着は、アミン官能基を欠くコポリマーよりも有意に大きかった（項目５４、６０、６６および７２）。さらに、アミン含有コポリマーは、１００％ブラックおよび２９０％フォトブラックトナーの両方について非常に高い接着性を与えた。対照的に、アミン官能性を欠くコポリマーは、２９０％フォトブラックトナーについてかなり低い画像接着性を与えた。
実施例５：インクジェットおよび電子写真印刷のための製剤。以下のストック試薬を、以下の表８に特定されるように、溶液、分散液、またはエマルジョンとして調製した。デンプンエマルジョン（エマルジョンＣおよびＤ）は乾燥デンプン粉末を水に添加し、９０℃で２５分間調理することによって調製した。ＳＵＲＦＹＮＯＬ ４６５（Ｅｖｏｎｉｋ）およびＤＹＮＯＬ３６０は、非イオン性界面活性剤である。
実施例５：インクジェットおよび電子写真印刷のための製剤。以下のストック試薬を、以下の表８に特定されるように、溶液、分散液、またはエマルジョンとして調製した。デンプンエマルジョン（エマルジョンＣおよびＤ）は乾燥デンプン粉末を水に添加し、９０℃で２５分間調理することによって調製した。ＳＵＲＦＹＮＯＬ ４６５（Ｅｖｏｎｉｋ）およびＤＹＮＯＬ３６０は、非イオン性界面活性剤である。
プライマー組成物を、以下の表９に特定されるように、溶液ＡおよびエマルジョンＢ１、Ｂ２、ＣおよびＤから処方した。製剤１～５（項目７８～８２）は成分を一緒に混合し、３０分間ブレンドすることによって調製した。
製剤１～５（項目７８～８２）は成分を一緒に混合し、３０分間ブレンドすることによって調製した。製剤６および７（項目８３および８４）は、エマルジョンＢ２および水を１０分間混合することによって調製した。次いで、酢酸カルシウムを粉末形態で添加し、混合を３０分間続けた。酢酸カルシウムの完全な溶解をチェックした後（スライドガラス観察）、ＤＹＮＯＬ３６０を添加し、混合をさらに１０分間続けた。製剤８および９（項目８５および８６）は、エマルジョンＣを製剤３または製剤４と合わせ、３０分間混合することによって調製した。製剤１０および１１（項目８７および８８）は、エマルジョンＤを製剤３または製剤４と合わせ、３０分間混合することによって調製した。他の製剤もこれらと同様に調製した。
製剤１～２６（項目７８～１０３）は全て「合格」コンシステンシーを有し、３０分間混合した後、実質的に凝集または沈殿を示さなかった。
溶液Ａ（４８重量％）から安定な配合物を形成する試み、およびエチレンアクリル酸ポリマーエマルジョン組成物（５２重量％）を含む市販の電子写真印刷プライマーは、一旦成分が一緒にブレンドされると、凝集および極端な沈殿のために失敗した。同様に、溶液Ａ（５０重量％）から安定な配合物を形成する試み、およびポリウレタンエマルジョン組成物（５０重量％）を含む市販の電子写真印刷プライマーも、一旦成分が一緒に混合されると、凝集および沈殿のために失敗した。
実施例６：ハイブリッドプライマーコーティングを用いたインクジェット印刷。実施例５からの製剤を、以下に特定されるように、２つの異なるコーティング技術を用いて基材に適用した場合のインクジェット印刷品質について試験した。コーティングされた基材上への印刷は、HP Pagewide ４７７ＤＷインクジェットプリンターを用いて行った。印刷物のブリード、合体、および色域を、ループ拡大鏡を用いて視覚的に分析した。全体的な印刷品質は主観的に、貧しい、良好な、または優れたランキングシステムによって分類された。コーティングされていない基材に加えて、MICHEM FLEX P１８５２(Michelman, Inc., extrusion coating PRIMER)およびIN-LINE primer ０３０(Michelman, Inc., HP INDIGO電子写真プライマー）を対照として実行した。
ローラーコーティング：３．２５ ＢＣＭ(１０億立方ミクロン）アニロックスローラーを有するＣｏｍｃｏプレスを使用して、製剤を紙基材に塗布した。印刷のためにプライマーコーティングを適用する前に、基材を粘土ベースのコーティングでプレコートした。連続基材供給を２００ ｆｐｍ(フィート／分）の速度でプレスに通し、その後、約６秒の滞留時間にわたって２５０°Ｆで乾燥を行った。試験結果を以下の表１０に要約する。
製剤１～２６（項目７８～１０３）は全て「合格」コンシステンシーを有し、３０分間混合した後、実質的に凝集または沈殿を示さなかった。
溶液Ａ（４８重量％）から安定な配合物を形成する試み、およびエチレンアクリル酸ポリマーエマルジョン組成物（５２重量％）を含む市販の電子写真印刷プライマーは、一旦成分が一緒にブレンドされると、凝集および極端な沈殿のために失敗した。同様に、溶液Ａ（５０重量％）から安定な配合物を形成する試み、およびポリウレタンエマルジョン組成物（５０重量％）を含む市販の電子写真印刷プライマーも、一旦成分が一緒に混合されると、凝集および沈殿のために失敗した。
実施例６：ハイブリッドプライマーコーティングを用いたインクジェット印刷。実施例５からの製剤を、以下に特定されるように、２つの異なるコーティング技術を用いて基材に適用した場合のインクジェット印刷品質について試験した。コーティングされた基材上への印刷は、HP Pagewide ４７７ＤＷインクジェットプリンターを用いて行った。印刷物のブリード、合体、および色域を、ループ拡大鏡を用いて視覚的に分析した。全体的な印刷品質は主観的に、貧しい、良好な、または優れたランキングシステムによって分類された。コーティングされていない基材に加えて、MICHEM FLEX P１８５２(Michelman, Inc., extrusion coating PRIMER)およびIN-LINE primer ０３０(Michelman, Inc., HP INDIGO電子写真プライマー）を対照として実行した。
ローラーコーティング：３．２５ ＢＣＭ(１０億立方ミクロン）アニロックスローラーを有するＣｏｍｃｏプレスを使用して、製剤を紙基材に塗布した。印刷のためにプライマーコーティングを適用する前に、基材を粘土ベースのコーティングでプレコートした。連続基材供給を２００ ｆｐｍ(フィート／分）の速度でプレスに通し、その後、約６秒の滞留時間にわたって２５０°Ｆで乾燥を行った。試験結果を以下の表１０に要約する。
サイズプレス：製剤のサイズプレス適用は個々のシート：７０＃および１００＃重量からなる２つの異なる紙基材上に、Ｍｅｙｅｒロッド＃４を用いて行った。プライマー配合物は紙繊維上に直接適用され、プレコーティングは存在しなかった。コーティング後、基材を１０５℃で１分間乾燥させた後、印刷した。試験結果を以下の表１１に要約する。
表１０および１１に示すように、コーティングされていない基材（項目１０４および１１８）およびアミン官能化コポリマー単独（項目１１９）の両方で、劣ったインクジェット印刷品質が実現された。アミン官能化コポリマーおよびデンプン（項目１２５～１２８）を用いてコーティングを行った場合にも、インクジェット印刷品質が低下した。対照的に、酢酸カルシウムおよびデンプンを含むコーティングは、優れたインクジェット印刷品質を提供した（項目１３４）。酢酸カルシウムおよびアミン官能化コポリマーの両方を含むコーティングは優れた～優れたインクジェット印刷品質を提供し（項目１０７～１１０、１２０～１２４、および１２９～１３３）、したがって、アミン官能化コポリマーは二価金属塩（酢酸カルシウム）がインク接着を促進する能力を妨害しないことを示した。別の塩形態も良好なインクジェット印刷品質を与えた（項目１１１～１１７）。
実施例７：ハイブリッドプライマーコーティングを用いた電子写真印刷。実施例５からの製剤を、以下に特定されるように、２つの異なるコーティング技術によって基材に適用した場合の接着性について試験した。コーティングされた基材上への印刷は、HP INDIGO WS ４５００ロールツーロール印刷システムを用いて、５０フィート／分（ローラーコーティング）のフィード速度で、またはＨＤＩ－１７５設定（サイズプレスコーティング）を用いた標準スクリーニング手順に従い４ショットモードで作動するHP INDIGO ７８００シリーズ３システムを用いて、ブランケットおよびドラム印象温度がそれぞれ１３０℃および１２０℃で行った。接着性試験は、接着性を測定するために匹敵する性能を有する異なるテープを使用することを除いて、上記に特定されたテープ引張試験（実施例２）を使用して実施した。接着品質は、それぞれ＞２０％のインク除去、＜２０％のインク除去、および＜５％のインク除去に大まかに対応する、不良、良好、または優れたランキングシステムによって主観的に分類された。コーティングされていない基材に加えて、MICHEM FLEX P１８５２(Michelman, Inc., extrusion coating PRIMER)、IN-LINE primer ０３０(Michelman, Inc., HP INDIGO電子写真プライマー）、ＤＩＧＩＰＲＩＭＥ１６００(Michelman, Inc., HP INDIGO電子写真プライマー）、およびＤＩＧＩＰＲＩＭＥ１５００LA(Michelman, Inc., HP INDIGO電子写真プライマー）を対照として実行した。
ローラーコーティング：３．２５ ＢＣＭアニロックスローラーを有するＣｏｍｃｏプレスを使用して、製剤を紙基材に塗布した。印刷のためにプライマーコーティングを適用する前に、基材を粘土ベースのコーティングでプレコートした。連続基材供給を２００ ｆｐｍ(フィート／分）の速度でプレスに通し、その後、約６秒の滞留時間にわたって２５０°Ｆで乾燥を行った。試験結果を以下の表１２に要約する。
実施例７：ハイブリッドプライマーコーティングを用いた電子写真印刷。実施例５からの製剤を、以下に特定されるように、２つの異なるコーティング技術によって基材に適用した場合の接着性について試験した。コーティングされた基材上への印刷は、HP INDIGO WS ４５００ロールツーロール印刷システムを用いて、５０フィート／分（ローラーコーティング）のフィード速度で、またはＨＤＩ－１７５設定（サイズプレスコーティング）を用いた標準スクリーニング手順に従い４ショットモードで作動するHP INDIGO ７８００シリーズ３システムを用いて、ブランケットおよびドラム印象温度がそれぞれ１３０℃および１２０℃で行った。接着性試験は、接着性を測定するために匹敵する性能を有する異なるテープを使用することを除いて、上記に特定されたテープ引張試験（実施例２）を使用して実施した。接着品質は、それぞれ＞２０％のインク除去、＜２０％のインク除去、および＜５％のインク除去に大まかに対応する、不良、良好、または優れたランキングシステムによって主観的に分類された。コーティングされていない基材に加えて、MICHEM FLEX P１８５２(Michelman, Inc., extrusion coating PRIMER)、IN-LINE primer ０３０(Michelman, Inc., HP INDIGO電子写真プライマー）、ＤＩＧＩＰＲＩＭＥ１６００(Michelman, Inc., HP INDIGO電子写真プライマー）、およびＤＩＧＩＰＲＩＭＥ１５００LA(Michelman, Inc., HP INDIGO電子写真プライマー）を対照として実行した。
ローラーコーティング：３．２５ ＢＣＭアニロックスローラーを有するＣｏｍｃｏプレスを使用して、製剤を紙基材に塗布した。印刷のためにプライマーコーティングを適用する前に、基材を粘土ベースのコーティングでプレコートした。連続基材供給を２００ ｆｐｍ(フィート／分）の速度でプレスに通し、その後、約６秒の滞留時間にわたって２５０°Ｆで乾燥を行った。試験結果を以下の表１２に要約する。
サイズプレス：製剤のサイズプレス適用を、個々のシートからなる７０＃紙基材上にＭｅｙｅｒロッド＃４を用いて行った。プライマー配合物は紙繊維上に直接適用され、プレコーティングは存在しなかった。コーティング後、基材を１０５℃で１分間乾燥させた後、印刷した。試験結果を以下の表１３に要約する。
表１２および１３に示されるように、コーティングされていない基材（項目１３５および１４１）への接着性は不十分であったが、対照は良好から優れた接着性を与えた（項目１３６、１３７、１４２および１４３）。アミン官能化コポリマーおよびデンプンを含むコーティングを用いて、良好な接着が再び実現された（項目１４４～１４７）。一例を除いて、酢酸カルシウムおよびアミン官能化コポリマーの両方を含むコーティングは優れた～優れたインクジェット印刷品質を提供し（項目１３８～１４０および１４８～１５１）、したがって、二価金属塩（酢酸カルシウム）はアミン官能化コポリマーがインク接着を促進する能力を有意に妨害しないことを示した。
本明細書に記載された全ての文書は本文と矛盾しない範囲で、優先文書及び／又は試験手順を含む、そのような実施が許可される全ての管轄区域の目的のために、参照により本明細書に組み込まれる。前述の一般的な説明および特定の実施形態から明らかであるように、開示の形態を図示し、説明したが、本開示の精神および範囲から逸脱することなく、様々な修正を行うことができる。したがって、本開示がそれによって限定されることは意図されていない。例えば、本明細書に記載の組成物は、本明細書に明示的に列挙または開示されていない任意の成分または組成物を含まなくてもよい。任意の方法は、本明細書に列挙または開示されていない任意のステップを欠いていてもよい。同様に、用語「含む」は用語「含む」と同義であると考えられる。方法、組成、要素、または要素群の前に、遷移句「含む」が先行する場合はいつでも、組成、要素、または要素の列挙の前に、遷移句「本質的に含む」、「からなる」、「からなる群から選択される」、または「からなる」を有する同じ組成または要素群も意図し、その逆もまた同様であることが理解される。
特に明記しない限り、本明細書および関連する特許請求の範囲で使用される成分の量、分子量、反応条件などの特性を表すすべての数字はすべての場合において「約」という用語によって修飾されるものとして理解されるべきであり、したがって、反対に示されない限り、以下の明細書および添付の特許請求の範囲に記載される数値パラメータは、本発明の実施形態によって得ることが求められる所望の特性に応じて変化し得る近似である。最低限でも、請求項の範囲への均等論の適用を限定する試みとしてではなく、各数値パラメータは、少なくとも、報告された有効数字の数を考慮して、通常の丸め技術を適用することによって解釈されるべきである。
下限および上限を有する数値範囲が開示されている場合はいつでも、その範囲内に入る任意の数および任意の含まれる範囲が具体的に開示されている。特に、本明細書に開示される（「約ａ～約ｂ」、または同等に「約ａ～ｂ」、または同等に「約ａ～ｂ」の形態の）すべての値の範囲は、より広い範囲の値内に包含されるすべての数および範囲を示すものと理解されるべきである。また、クレーム中の用語は特許権者によって明示的かつ明確に定義されていない限り、その平易で通常の意味を有する。さらに、特許請求の範囲で使用される不定冠詞「ａ」または「ａｎ」は、本明細書ではそれが導入する要素のうちの１つまたは複数を意味するように定義される。
本明細書では、１つまたは複数の例示的な実施形態を提示する。物理的実装のすべての特徴が明確にするために、本出願に記載または示されているわけではない。本開示の物理的な実施形態の開発において、システム関連、ビジネス関連、政府関連、および他の制約（これらは、実装によって、および時々変化する）の遵守など、現像剤の目標を達成するために、多数の実装固有の決定がなされなければならないことが理解される。現像剤の努力は時間がかかるかもしれないが、そのような努力はそれにもかかわらず、当業者にとって日常的な仕事であり、本開示の恩恵を受けるのであろう。
したがって、本開示は、記載された目的および利点、ならびにそこに固有のものを達成するように十分に適合される。本開示は当業者には明らかであり、本明細書の教示の恩恵を受ける、異なるが同等の方法で修正および実施することができるので、上記で開示された特定の実施形態は例示にすぎない。さらに、請求の範囲に記載された以外に、本明細書に示された構造又はデザインの詳細に限定する意図はない。したがって、上記で開示された特定の例示的な実施形態は変更、組み合わせ、または修正されてもよく、そのようなすべての変形は本開示の範囲および精神内にあると考えられることが明らかである。本明細書に例示的に開示された実施形態は、本明細書に具体的に開示されていない任意の要素および／または本明細書に開示された任意の要素の不在下で適切に実施することができる。
本明細書に記載された全ての文書は本文と矛盾しない範囲で、優先文書及び／又は試験手順を含む、そのような実施が許可される全ての管轄区域の目的のために、参照により本明細書に組み込まれる。前述の一般的な説明および特定の実施形態から明らかであるように、開示の形態を図示し、説明したが、本開示の精神および範囲から逸脱することなく、様々な修正を行うことができる。したがって、本開示がそれによって限定されることは意図されていない。例えば、本明細書に記載の組成物は、本明細書に明示的に列挙または開示されていない任意の成分または組成物を含まなくてもよい。任意の方法は、本明細書に列挙または開示されていない任意のステップを欠いていてもよい。同様に、用語「含む」は用語「含む」と同義であると考えられる。方法、組成、要素、または要素群の前に、遷移句「含む」が先行する場合はいつでも、組成、要素、または要素の列挙の前に、遷移句「本質的に含む」、「からなる」、「からなる群から選択される」、または「からなる」を有する同じ組成または要素群も意図し、その逆もまた同様であることが理解される。
特に明記しない限り、本明細書および関連する特許請求の範囲で使用される成分の量、分子量、反応条件などの特性を表すすべての数字はすべての場合において「約」という用語によって修飾されるものとして理解されるべきであり、したがって、反対に示されない限り、以下の明細書および添付の特許請求の範囲に記載される数値パラメータは、本発明の実施形態によって得ることが求められる所望の特性に応じて変化し得る近似である。最低限でも、請求項の範囲への均等論の適用を限定する試みとしてではなく、各数値パラメータは、少なくとも、報告された有効数字の数を考慮して、通常の丸め技術を適用することによって解釈されるべきである。
下限および上限を有する数値範囲が開示されている場合はいつでも、その範囲内に入る任意の数および任意の含まれる範囲が具体的に開示されている。特に、本明細書に開示される（「約ａ～約ｂ」、または同等に「約ａ～ｂ」、または同等に「約ａ～ｂ」の形態の）すべての値の範囲は、より広い範囲の値内に包含されるすべての数および範囲を示すものと理解されるべきである。また、クレーム中の用語は特許権者によって明示的かつ明確に定義されていない限り、その平易で通常の意味を有する。さらに、特許請求の範囲で使用される不定冠詞「ａ」または「ａｎ」は、本明細書ではそれが導入する要素のうちの１つまたは複数を意味するように定義される。
本明細書では、１つまたは複数の例示的な実施形態を提示する。物理的実装のすべての特徴が明確にするために、本出願に記載または示されているわけではない。本開示の物理的な実施形態の開発において、システム関連、ビジネス関連、政府関連、および他の制約（これらは、実装によって、および時々変化する）の遵守など、現像剤の目標を達成するために、多数の実装固有の決定がなされなければならないことが理解される。現像剤の努力は時間がかかるかもしれないが、そのような努力はそれにもかかわらず、当業者にとって日常的な仕事であり、本開示の恩恵を受けるのであろう。
したがって、本開示は、記載された目的および利点、ならびにそこに固有のものを達成するように十分に適合される。本開示は当業者には明らかであり、本明細書の教示の恩恵を受ける、異なるが同等の方法で修正および実施することができるので、上記で開示された特定の実施形態は例示にすぎない。さらに、請求の範囲に記載された以外に、本明細書に示された構造又はデザインの詳細に限定する意図はない。したがって、上記で開示された特定の例示的な実施形態は変更、組み合わせ、または修正されてもよく、そのようなすべての変形は本開示の範囲および精神内にあると考えられることが明らかである。本明細書に例示的に開示された実施形態は、本明細書に具体的に開示されていない任意の要素および／または本明細書に開示された任意の要素の不在下で適切に実施することができる。
関連出願の相互参照
[0001]本出願は、米国特許法第１１９条の下で、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、２０１９年７月１８日に出願されたルクセンブルク特許出願第１１０１３１９号からの優先権の利益を主張する。
[0001]本出願は、米国特許法第１１９条の下で、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、２０１９年７月１８日に出願されたルクセンブルク特許出願第１１０１３１９号からの優先権の利益を主張する。
[0002]液体電子写真システムに基づくオンデマンドデジタル印刷機は、現代のレーザー印刷およびコピー機システムにおいて広く使用されている。電子写真システムは感光ドラム上で潜像を形成し、その後、液体トナーがドラム上の潜像に適用されて次の転写について物理的画像を形成する。エチレン／アクリルコポリマー組成物であるＨＰ ＥＬＥＣＴＲＯＩＮＫは、共用の液体トナーシステムの一例である。トナー露光の後、画像は、紙またはポリマーフィルム基材などの繊維基材に印刷するために、中間の転写ブランケットまたはベルトに電気的に転写される。液体電子写真印刷で高品質の画像を達成することができるが、基材が事前に適切なプライマーコーティングで処理されていない限り、転写された画像は通常、繊維基材に良好に接着しない。プライマーコーティングは、通常、基材の表面にトナーの強力な化学的接着を促進するために、トナーにおいて、相補的有機官能基と化学相互作用を促進するのに適した官能基を含むように選択される。適切な基材の接着もプライマーコーティングの重要な要素である。
[0003]任意の数の理由で、液体電子写真印刷の間のトナーの接着不良が生じる場合がある。一例において、基材の表面に対するトナー粒子の不完全な融合は、不十分な接着を導く場合がある。さらにより一般的には、転写画像内部のトナー粒子が基材またはその上のプライマーコーティングと弱くにしか相互作用することができず、それによって不十分な表面接着になる。トナー粒子とプライマーコーティングとの間の化学的相互作用が限定的である場合、トナーの接着が不十分になる場合がある。したがって、プライマーコーティング内部に存在する官能基は、トナー内部の相補的官能基と、例えば、水素結合または塩架橋形成などの強力な化学的相互作用を促進するように選択される場合がある。カルボン酸、アミンおよびアルコールなどの官能基は、このことに関して特に適している場合があり、これはこれら種類の官能基が水素結合の寄与と受け取りの両方をなすことができるためである。プライマーコーティングは、水素結合を寄与しまたは受け取ることのできる過剰な官能基の存在に起因して過度に親水性である場合、プライマーコーティングは、弱い耐水性を有する場合がある。弱い耐水性に加えて、過剰な量のアミン官能基を有するいくつかのポリマーは、経時的に穏やかに腐食する場合がある、および／または変色（特に黄色化）に供する場合があり、それによって、多くの場合において良好なトナーの接着を提供するにもかかわらず、これらのポリマーの適用性を限定的なものにする。
[0004]インクジェット印刷は、基材上の画像形成にとって別の一般的に使用されている技術である。インクジェット印刷技術は、正確な付着位置において、基材にインク液滴を推進して、非常に複雑なパターンを有する場合がある画像を形成することを特徴とする。液体電子写真印刷と同様に、基材に対するインクの接着の促進に適したプライマーコーティングは、インクジェット印刷中に一般的に使用されている。プライマーコーティングを使用しない場合、基材に対する不十分なインクの接着、画像のブリードおよび色むらが一般的に観察される場合がある。
[0005]液体電子写真印刷またはインクジェット印刷のいずれかにおける使用に適したプレコートプライマーコーティングを有する基材を得ることができる。残念ながら、インクジェットのインクおよび液体電子写真トナーの性質が大きく異なる場合、液体電子写真印刷における画像の接着を促進するのに適したプライマーコーティングは、通常、インクジェットの接着および印刷品質を促進するのに適しておらず、逆もまた同様である。このように、製造者は、汎用的に適用可能な現在入手可能なプライマーコーティングが存在しないため、各種の印刷技術に適したプレコート基材を提供するために、別々の製造ラインを維持しなければならない。別々の製造ラインの必要性から、消費者にとってはコストが吊り上がり、両方の印刷技術で印刷する者にとっては在庫管理の課題が生じる場合がある。多くの例において、各印刷技術に現在使用されているプライマー組成物は、一緒に混合すると、安定した乳剤を形成しない、および／または基材表面において活性成分間で好ましくない相互作用が発生する場合があるため、現在、両方の印刷技術に適したプライマーコーティングを付着させることは可能ではない。
[0006]本開示は、概して、インクジェット印刷および液体電子写真印刷の両方に適したプライマー組成物に関し、より詳細には、多価金属塩および特定のアミン含有量を特徴とするポリマーを含むプライマー組成物およびプライマー被覆基材ならびにこれらの製造方法に関する。
[0007]前述で検討したように、液体電子写真印刷およびインクジェット印刷は、非常に強力な画像形成技術である。電子写真画像をある特定の基材に転写することは、基材の表面に画像が不十分に接着することに起因して問題となる場合がある。プライマーコーティングは、電子写真画像の基材への接着を改善するために使用され得るが、いくつかのプライマーコーティングは、限定的な耐水性を示す、または経時的に変色を起こす場合があり、それによってこれらの実際の使用を制限している。プライマーコーティングは、基材表面において、画像の接着を促進し、カラーブリードおよび色むらを制限するために、インクジェット印刷の間に同様に使用することができる。残念ながら、著しく異なる種類のプライマーコーティングが、通常、インクジェット印刷および液体電子写真印刷に使用されており、各種の印刷技術に適したプライマーコーティングは互いに適合しないことが多い。
[0008]本開示は、ポリマー基材および紙基材を含む様々な基材上にプライマーコーティングを形成するために使用することができるプライマー組成物を記載する。本明細書に開示のプライマー組成物は、コーティングの堅牢性（過剰な水溶性に起因する）または変色が経時的に問題となる場合、負荷量または負荷量未満にアミン基の量を制限しながら、インクジェットの接着を促進する酢酸カルシウムおよび他の金属カルボン酸塩などの多価金属塩を特徴とし、液体電子写真印刷の間にトナー、特にＨＰ ＥＬＥＣＴＲＯＩＮＫトナーの接着を促進するために、側鎖上に十分な数のアミン基を有するアミン官能化コポリマーを特徴とする。特に、本明細書に開示のプライマー組成物は、約１０～約１８０ｍｇ ＫＯＨ／ｇコポリマーのアミン価を有するアミン官能化コポリマーを特徴とする。アミン官能化コポリマーは、２つ以上のエチレン性不飽和モノマーのコポリマーであってもよく、エチレン性不飽和は重合を経て、各モノマーから生じた飽和重合体骨格を生成することができ、モノマーの少なくとも１つはアミン含有側鎖を有する。アミン価は、以下に特定されるように、計算または実験的に決定することができる。
[0009]意外なことに、多くのインクジェットプライマー組成物および液体電子写真プライマー組成物と異なり、インクジェット印刷の促進に適した多価金属塩および液体電子写真印刷の促進に適したアミン含有ポリマーは、基材の付着のために十分に安定した乳剤を形成することができる。異なるプライマー組成物の成分は、また、基材に付着すると、互いに互換性を維持し、それによって、単一の被覆基材をいずれかの種類の印刷プロセスにおける使用に「汎用的に」適したものにする。特に、本明細書に開示のプライマー組成物は、当業者が慣れ親しんでいる例である、電子写真印刷トナーおよび水性インクジェットインクの付着を促進することができる。
[0010]本明細書の開示において、「アミン価」は、アミン官能化コポリマーにおけるアミン含有モノマーの重量分率を取り、アミン含有モノマーの分子量で除算し、ＫＯＨの分子量を乗算し、最後にその結果を１０００で乗算することによって決定することができる。経験的なアミン価は、例えば、電位差滴定を実施することによって、実験的に検証することもできる。アミン価を計算する際、アミン含有モノマーの重量分率は、全てのアミンが遊離アミンとして存在するわけではない場合、計算のために、修正することができる。本明細書で使用する場合、「遊離アミン」は、アミン塩ではないが、「アミン価」に寄与する。「遊離アミン」という用語は、電子の非結合の孤立電子対が存在する任意の第一級、第二級または第三級アミンを指し、アミンはプロトン化されず、または四級化され、正電荷を有する。すなわち、「遊離アミン」はその塩基性を維持する。但し、遊離アミンの量が前述の範囲のアミン価を指定するのに十分であり続けるならば、遊離アミンに加えて、プロトン化、四級化および／または同様に官能化されたアミン基が本明細書に開示のプライマー組成物に存在し得ることが理解される。アミンのプロトン化は、外部より添加された酸から、および／または以下にさらに検討されるように、酸性側鎖を有するオレフィン性不飽和モノマーの存在から生じてもよい。アミン価を低くする際の酸基または四級化基の効果は、存在する酸基または四級化基のモル数を計算し、存在するアミン含有モノマーのモル数から減算し、その後、上述のようにアミン価を計算することによって、同様に決定することができる。アミドなどのアミン誘導体は、同様にもはや塩基性ではなく、本明細書に開示のアミン価に寄与しない。
[0011]非限定的な例として、いずれのアミン基も（例えば、外部より添加された酸および／または酸性側鎖を有するモノマーから）プロトン化されないならば、約１０ｍｇ ＫＯＨ／ｇポリマー～約１８０ｍｇ ＫＯＨ／ｇポリマーのアミン価は、アミン含有モノマージメチルアミノエチルメタクリレートを有するアミン官能化コポリマーについて、約３ｗｔ．％～約５２ｗｔ．％の負荷量に対応する。酸性側鎖を有するモノマーおよび／またはアミノ基の塩基性を除去する官能化が存在しない場合、ｐＨがアミン基について十分に高いために実質的にプロトンされないままであるならば、存在するアミン含有モノマーのアミン価と重量パーセンテージとの間に直接的な相関性が存在し得る。アミン基の部分が７未満のｐＨを有する水相にプロトン化される場合、それに応じてアミン価は低くなり得る。
[0012]カルボン酸またはスルホン酸などの酸性側鎖を有するモノマーは、このような酸性モノマーの量が十分に少なく、アミン価が前述の範囲にあり続けるならば（すなわち、十分に少ない数のアミン基が酸性基によって内部的にプロトン化されるように）、アミン官能化コポリマーに存在することができる。酸性モノマーの量が存在するアミン基の数について多すぎる場合、アミン価は、プライマーコーティングに対して不十分なトナーの接着が生じるほどの程度にまで減少する場合がある。例えば、紙基材などの特定の種類の基材に対してプライマーコーティングそのものの接着を促進するように、制限された量のカルボン酸基をアミン官能化コポリマーに組み込むことが望ましい場合がある。カルボン酸基は、印刷業界において通常、慣習的に使用されている添加物との適合性も改善することができる。同様に、変色および過剰な親水性を回避するために、アミン官能化コポリマーのアミン基の全体数を制限することが望ましい場合がある。したがって、基材の接着とトナーの接着との間で調和を見出すことは、本明細書の開示において提供されるように、いかにして適したアミン価を達成するかを賢明に考慮することによって達成することができる。
[0013]大きく異なるプライマー化学物質との間で適合性を与えることに加えて、本明細書に開示のプライマー組成物は、液体電子写真印刷の間に、ＨＰ ＩＮＤＩＧＯトナーを含むトナーの接着を促進するために、プライマーコーティング内に以前から使用されているポリエチレンイミンを含有するプライマー組成物に比べて、いくつかの利点を提供することができる。本明細書に開示のアミン官能化コポリマーは、ポリエチレンイミンを有するよりもかなり少ないアミン基を有するように配合することができ、それによって、プライマーコーティングの水劣化および／または経時的な変色の感受性が減少する。他に、但し、アミン価が前述の範囲にあり続けるならば、かなりの構造的耐性が本明細書に開示のアミン官能化コポリマーに存在する。
[0014]インクジェット印刷に関して、多価金属塩がインクジェット印刷の品質および堅牢性を促進することが判明しているため、本明細書に開示のプライマー組成物は有利な場合がある。さらに有利で意外なこととして、本開示の多価金属塩およびアミン含有コポリマーは、組み合わされて基材に対する適用に十分に安定し続ける乳剤を形成することができる。本開示のプライマー組成物が基材に付着してプライマーコーティングを形成すると、基材は、インクジェット技術と液体電子写真印刷技術の両方による画像形成に受容的になることができる。したがって、所与の種類の基材（例えば、紙、ポリマーなど）について、本開示は所与の基材のために複数の種類のプライマーコーティングを製造し、供給する必要性を有益に軽減することができる。したがって、本明細書の開示に従って「汎用プライマーコーティング」で被覆された基材は、基材の製造者と異なる種類の印刷機器を使用する消費者の両者にとって利益を提供することができる。さらに有利なこととして、本明細書に開示のプライマーコーティングは、基材上の様々なプレコーティングに付着することができ、両方のタイプの印刷プロセスを促進する能力を依然として維持し続けることができる。すなわち、本開示のプライマーコーティングは、基材に直接的に付着させることができるか、または基材上に配置されたプレコーティングに（間接的に）付着させることができる。
[0015]本明細書に記載のプライマー組成物は、アミン基を欠く１つまたは複数の第１のエチレン性不飽和モノマーを、少なくとも１つのアミン基を含む１つまたは複数の第２のエチレン性不飽和モノマーと合わせることによる乳化重合技術によって容易に調製することができる。各種の単一のモノマーまたは各種の複数のモノマーは、本明細書の開示において重合を経ることができる。第１のエチレン性不飽和モノマーと第２のエチレン性不飽和モノマーとの間の比（モルまたは重量比）は、非限定的な例として、プライマー組成物において得られたコポリマーのアミン価および／または疎水性に適合させて容易に変えることができる。コポリマーにおける親水性モノマーと疎水性モノマーの両方の存在は、非限定的な例において、トナーの接着および耐薬品性を促進するのを補助することができる。乳化重合以外の重合技術を使用して本開示のコポリマーを調製することができるが、同じように製造されたコポリマー乳剤は、任意選択的にインクジェット印刷を促進するために多価金属塩を合わせた後に、所望の基材に直接的に付着してプライマーコーティングを形成することができるため、有利な場合がある。コポリマー乳剤は、また、非限定的な例として、紙基材上のプライマーコーティングの付着を促進するために、様々な種類のデンプンと適合性がある。
[0016]本開示のアミン官能化コポリマーを含むプライマー組成物は、現在入手可能な多くの他の種類のプライマー組成物とは対照的に、異なる色のＨＰ ＩＮＤＩＧＯトナー間で、かなり制限された接着の可変性を実証することができる。主に、本開示のプライマーコーティングは、黒色のトナーとカラートナーとの間で同等の接着を与えることができる。液体電子写真印刷のための他の種類のプライマーコーティングについては、両方の種類のトナーによるテープ引張り試験に合格することが困難な場合がある。
[0017]アミン官能化コポリマーを含む乳剤が形成されると、多価金属塩および他の任意選択の成分は、この乳剤と合わせられて本開示のプライマー組成物を形成することができる。任意選択的に、多価金属塩は、溶解した状態または懸濁した状態のいずれかで、別々の水性媒体に存在することができ、アミン官能化コポリマーを含む乳剤と合わせられる。さらに任意選択的に、アミン官能化コポリマーを含む乳剤を形成する場合、多価金属塩は存在していてもよい。いずれかの場合において、インクジェット印刷と液体電子写真印刷都の両方に使用するために十分な乳剤の安定性および適合性を有するプライマー組成物を実現することができる。
[0018]本明細書に記載のプライマー組成物およびそれから形成されるプライマーコーティングは、特に、液体電子写真印刷の間にＨＰ ＩＮＤＩＧＯトナーの接着を促進するのに効果的であり得、特に水性インクジェットインクを使用する場合、インクジェット印刷品質を促進するのに効果的であり得る。主に、トナーの接着は、本明細書にさらに指定されるように、アミン官能化コポリマーによって促進させることができ、インクジェット印刷品質は金属カルボン酸塩（例えば、酢酸カルシウム）などの多価金属塩で増加させることができる。各種の印刷を促進するための活性成分は、実質的に互いを干渉しないため、本明細書に特定されるように、単一のプライマー被覆基材で両方の種類の印刷を促進することができる。電子写真印刷の間の接着は、ＡＳＴＭ Ｆ２２５２／Ｆ２２５２Ｍに指定されており、さらに本明細書において改変された形態で記載されるテープ引張り試験を使用して相対的にアッセイすることができる。インクジェット印刷品質は、ループ拡大鏡を使用して、例えば、ブリード、凝集性および色域などの変数を分類して定量的にアッセイすることができる。ガモットはインクジェット画像において得られる色の鮮明さを指す。任意選択的に、印刷画像は、電子工学的にキャプチャーし、その後、さらなる視覚的または電気工学的分析を受けることができる。
[0019]したがって、本開示の水性プライマー組成物は、水性流体に分散された多価金属塩および水性流体に乳剤（emulsion）として分散された乳剤重合アミン官能化コポリマーを含んでいてもよい。アミン官能化コポリマーは、少なくとも１つのアミン基がアミン官能化コポリマーの側鎖を構成する（comprise）ように、アミン基を欠く１つまたは複数の第１のエチレン性不飽和モノマーと、少なくとも１つのアミン基を有する１つまたは複数の第２のエチレン性不飽和モノマーとの重合反応生成物を含む。アミン官能化コポリマーは、約１０～約１８０ｍｇ ＫＯＨ／ｇコポリマー、または約３０～約１６０ｍｇ ＫＯＨ／ｇコポリマー、または約５０～約６０ｍｇ ＫＯＨ／ｇコポリマー、または約６０～約８０ｍｇ ＫＯＨ／ｇコポリマー、または約８０～約１００ｍｇ ＫＯＨ／ｇコポリマー、または約１００～約１１５ｍｇ ＫＯＨ／ｇコポリマー、または約１１５～約１３０ｍｇ ＫＯＨ／ｇコポリマー、または約１３０～約１５０ｍｇ ＫＯＨ／ｇコポリマーのアミン価をさらに有する。このようなアミン官能化コポリマーの他の例は、約７０～約１４０ｍｇ ＫＯＨ／ｇコポリマーのアミン価を有してもよい。アミン官能化コポリマーは、本明細書に指定された条件下で測定した場合、約０℃～約５０℃のガラス転移温度（Ｔｇ）を有してもよい。アミン価の範囲は、この範囲の下端において液体電子写真印刷の間の特に効果的なトナーおよび基材の接着を提供することと、この範囲の上端において過度に親水性の（すなわち、過剰な水溶性になる傾向の）アミン官能化コポリマーを提供しないこととの間の折衷案を示す。
[0020]ガラス転移温度（Ｔｇ）は、ＤＳＣ３＋機器（Ｍｅｔｔｌｅｒ Ｔｏｌｅｄｏ）を使用し、２０℃／分勾配における－６０℃に初期冷却、この温度における５分間の安定期間、２０℃／分勾配における１２０℃／分の温度までの加熱、およびこの温度における第２の５分間の安定期間から構成される走査周期を使用した示差走査熱量測定によって決定することができる。
[0021]本明細書で使用する場合、「分散された」という用語は、溶解されている、懸濁されているまたは乳化されている状態を指す。
[0022]多価金属塩は、水性流体に溶解することができるか、またはプライマー組成物を含む水性流体に懸濁することができる。
[0022]多価金属塩は、水性流体に溶解することができるか、またはプライマー組成物を含む水性流体に懸濁することができる。
[0023]アミン官能化コポリマーは、水性流体に溶解することができるか、または水性流体における乳剤として分散することができる。本質的に有機媒体（例えば、油中水型乳剤）に調製された乳剤も本開示の範囲にある。有利なこととして、アミン官能化コポリマーは、以下にさらに詳細に検討されるように、乳化重合を使用して容易に調製して、乳化重合反応混合物として液体電子写真印刷に適したプライマー組成物を直接的に形成することができる。本明細書の開示における使用に適した他の重合技術として、例えば、バルク重合または溶液重合が挙げられる。任意の重合技術において、重合は、本明細書の以下に提供される例示的な例である、適切なラジカル開始剤で開始することができる。乳化重合以外の重合技術を使用する場合、重合が完了した後、および本明細書に開示の水性プライマー組成物を配合する前に、アミン官能化コポリマーの乳化を行ってもよい。
[0024]適切なアミン官能化コポリマーを含む乳剤が形成されると、多価金属塩をそこに導入してもよい。多価金属塩は、溶解状態または懸濁状態のいずれかで水性媒体に存在していてもよく、アミン官能化コポリマーを含む乳剤と合わせられるか、または多価金属塩はアミン官能化コポリマーを含む乳剤と固体として合わせ、次にブレンドして本開示のプライマー組成物を製造することができる。さらに代替的に、アミン官能化コポリマーを含む乳剤を形成する場合、多価金属塩は存在していてもよい。
[0025]本開示における使用に適した水性流体は、水またはアルコールもしくはグリコールなどの水混和性有機溶剤と混合された水を含んでもよい。
[0026]いくつかの実施形態において、本開示における水性流体は、前述の範囲内でアミン官能化コポリマーのアミン価を保持するために、非酸性ｐＨを有してもよい。すなわち、いくつかの実施形態において、水性流体は、本開示において約７以上のｐＨを有してもよい。より詳細な例において、水性流体は、約７～約１０、または約７．５～約１０、または約８～約１０、または約８．５～約１０、または約９～約１０、または約９．５～約１０、または約７．５～約９．５、または約７．５～約９、または約７．５～約８．５、または約７．５～約８、または約８～約９．５、または約８～約９、または約８～約８．５、または約８．５～約９．５、または約８．５～約９の範囲のｐＨを有してもよい。前述のｐＨ値において、アミン官能化コポリマーにおけるアミン基は、全くプロトン化されていなくてもよく、それぞれがアミン価に寄与する。他の実施形態において、適切なｐＨ値は、約５．５～約７．５、または約５．５～約６、または約６～約６．５、または約６．５～約７、または約７～約７．５、または約６．５～約７．５の範囲のｐＨ値などの僅かに酸性から僅かに塩基性であってもよい。本開示におけるｐＨ値は、使用前にｐＨ４、ｐＨ７およびｐＨ１０標準に較正された、１ＭのＫＣｌ電解質溶液を使用してガラス電極を用いて室温で測定することができる。Ｈａｃｈ製のＳＥＮＳＩＯＮ＋ ＰＨ３機器を使用した。
[0026]いくつかの実施形態において、本開示における水性流体は、前述の範囲内でアミン官能化コポリマーのアミン価を保持するために、非酸性ｐＨを有してもよい。すなわち、いくつかの実施形態において、水性流体は、本開示において約７以上のｐＨを有してもよい。より詳細な例において、水性流体は、約７～約１０、または約７．５～約１０、または約８～約１０、または約８．５～約１０、または約９～約１０、または約９．５～約１０、または約７．５～約９．５、または約７．５～約９、または約７．５～約８．５、または約７．５～約８、または約８～約９．５、または約８～約９、または約８～約８．５、または約８．５～約９．５、または約８．５～約９の範囲のｐＨを有してもよい。前述のｐＨ値において、アミン官能化コポリマーにおけるアミン基は、全くプロトン化されていなくてもよく、それぞれがアミン価に寄与する。他の実施形態において、適切なｐＨ値は、約５．５～約７．５、または約５．５～約６、または約６～約６．５、または約６．５～約７、または約７～約７．５、または約６．５～約７．５の範囲のｐＨ値などの僅かに酸性から僅かに塩基性であってもよい。本開示におけるｐＨ値は、使用前にｐＨ４、ｐＨ７およびｐＨ１０標準に較正された、１ＭのＫＣｌ電解質溶液を使用してガラス電極を用いて室温で測定することができる。Ｈａｃｈ製のＳＥＮＳＩＯＮ＋ ＰＨ３機器を使用した。
[0027]７未満のｐＨ値において、アミン基の部分は、プロトン化され、存在するアミン基の総数に基づいて理論上可能な価未満のアミン価に減少し得る。但し、アミン価が上述で指定した範囲内にあり続けるならば、７未満のｐＨ値は、本明細書の開示において許容することができる。また以下に指定されるように、酸性基を有するエチレン性不飽和モノマーは限定された量で存在することもでき、同様に、少なくとも１つのアミン基を有するエチレン性不飽和モノマーに存在するアミン基の総数に基づいて理論上可能な価未満のアミン価に減少し得る。
[0028]少なくとも１つのアミン基を含むエチレン性不飽和モノマーは、第一級アミン、第二級アミンまたは第三級アミンの任意の１つまたは複数を適宜含んでいてもよい。アミン基を欠くエチレン性不飽和モノマーとの重合がなされると、少なくとも１つのアミンがアミン官能化コポリマーの側鎖として組み込まれるように、少なくとも１つのアミン基がエチレン性不飽和モノマーに付加されてもよい。本明細書の開示において使用に適し得る少なくとも１つのアミン基を含むエチレン性不飽和モノマーの特定の例として、例えば、２－（ジメチルアミノ）エチルメタクリレート、３－（ジメチルアミノ）プロピルメタクリレート、２－（ジエチルアミノ）エチルメタクリレート、３－（ジエチルアミノ）プロピルメタクリレート、２－（エチルアミノ）エチルメタクリレート、３－（エチルアミノ）プロピルメタクリレート、２－（メチルアミノ）エチルメタクリレート、３－（メチルアミノ）プロピルメタクリレート、２－（ｔｅｒｔ－ブチルアミノ）エチルメタクリレート、３－（ｔｅｒｔ－ブチルアミノ）プロピルメタクリレート、２－（ジメチルアミノ）エチルメタクリルアミド、３－（ジメチルアミノ）プロピルメタクリルアミド、２－（ジエチルアミノ）エチルメタクリルアミド、３－（ジメチルアミノ）プロピルメタクリルアミド、２－（メチルアミノ）エチルメタクリルアミド、３－（メチルアミノ）プロピルメタクリルアミド、２－（エチルアミノ）エチルメタクリルアミド、３－（エチルアミノ）プロピルメタクリルアミド、２－（ｔｅｒｔ－ブチルアミノ）エチルメタクリルアミド、３－（ｔｅｒｔ－ブチルアミノ）プロピルメタクリルアミド、ビニルアミン、アリルアミンおよびこれらの任意の組合せが挙げられる。対応するアクリルアミドベースのモノマーも、ある特定の状況において、特に２－（ジメチルアミノ）エチルアクリレートにおいて、適切な場合がある。したがって、本開示の任意の実施形態において、少なくとも１つのアミン基を有する１つまたは複数の第２のエチレン性不飽和モノマーは、少なくとも１つのアミン基を有するアクリルアミドまたはメタクリルアミドモノマーを含んでいてもよい。特定の例において、１つまたは複数の第２のエチレン性不飽和モノマーの全ては、アミン基を有するアクリレートまたはメタクリレートモノマーであってもよい。
[0029]アミン基を欠くエチレン性不飽和モノマーの適切な例は特に限定されるとは考えられない。特定の例として、例えば、ｎ－ブチル（メタ）アクリレートなどのアクリルまたはメタクリル酸のエステル、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、２－エチルヘキシル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレートおよびシクロヘキシル（メタ）アクリレートなどのシクロアルキル（メタ）アクリレート；スチレンまたはその置換バリアント；１，３－ブタジエンまたはイソプレンなどのジエン；酢酸ビニル、ビニルアルカノエートまたはこれらの誘導体などのビニルエステル；（メタ）アクリロニトリルなどのニトリル；アクリルアミドまたはメタクリルアミド；塩化ビニルなどのオレフィン性不飽和ハロゲン化物；アルファオレフィン；またはこれらの任意の組合せが挙げられ得る。アミン官能化コポリマーに存在し得る適切なアミン基を欠くエチレン性不飽和モノマーのさらにその他の例として、例えば、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレートまたはヒドロキシプロピル（メタ）アクリレートなどのヒドロキシ官能化モノマー；Ｎ－メチロール（メタ）アクリルアミドおよびジアセトンアクリルアミドなどの（メタ）アクリルアミド誘導体；アリルメタクリレート、ジビニルベンゼンおよび様々なアルキレングリコールジ（メタ）アクリレートなどのポリビニルモノマーが挙げられる。
[0030]存在する場合、アミン官能化コポリマーに組み込むことができる適切なアルファオレフィンとして、限定されないが、エチレン、プロピレン、イソブチレン、１－ブテン、１－ペンテン、１－ヘキセン、４－メチル－１－ペンテン、１－オクテン、１－デセン、１－ドデセン、１－テトラデセンまたはこれらの組合せが挙げられる。偶数の炭素原子を有する線形アルファオレフィンは、特に、それらが直ぐに入手可能なため適している。
[0031]アミン官能化コポリマーの特に適した例は、約１ｗｔ．％～約６０ｗｔ．％の少なくとも１つのアミン基を含むオレフィン性不飽和モノマーを含有することができる。より特定の例において、約５ｗｔ．％～約４５ｗｔ．％、または約１０ｗｔ．％～約４０ｗｔ．％、または約１０ｗｔ．％～約２５ｗｔ．％、または約２５ｗｔ．％～約４０ｗｔ．％の少なくとも１つのアミン基を含むオレフィン性不飽和モノマーが存在することができる。
[0032]適切なアミン官能化コポリマーのさらにより特定の例は、約６０ｗｔ．％～約１００ｗｔ．％のアクリレートまたはメタクリレートモノマーおよび約４０ｗｔ．％以下の、アクリレートまたはメタクリレートモノマーではないエチレン性不飽和モノマーを含むことができる。本開示のいくつかのアミン官能化コポリマーは、全てのアクリレートまたはメタクリレートモノマーを含んでいてもよく、この場合においてアクリレートまたはメタクリレートモノマーの第１の部分は、少なくとも１つのアミン基を含有していてもよく、アクリレートまたはメタクリレートモノマーの第２の部分はアミン基を欠いていてもよい。任意選択的に、アクリレートまたはメタクリレートモノマーの第３の部分は、以下に指定されるように、全てのアクリレートまたはメタクリレートモノマーを含むアミン官能化コポリマーに側鎖カルボン酸またはスルホン酸を有してもよい。
[0033]上述のように、アミン官能化コポリマーは側鎖カルボン酸またはスルホン酸を有する少なくとも１つのモノマー単位をさらに含んでいてもよく、但しこのような酸含有モノマー単位の量は、前述に開示された範囲のアミン価を残していることを条件とする。適切な酸含有モノマーは、存在する場合、エチレン不飽和を含み、前述で検討した第１および第２のエチレン性不飽和モノマーと共重合する。例示的な例として、限定されないが、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、マレイン酸水素メチル、マレイン酸水素エチル、イタコン酸、フマル酸、クロトン酸およびシトラコン酸が挙げられ得る。スルホン酸基を含む適切なモノマーとして、例えば、スチレンスルホン酸またはビニル基で誘導体化された２－アミノメチルプロパンスルホン酸が挙げられ得る。加水分解性モノマーを同様に使用して側鎖カルボン酸基をアミン官能化コポリマーに導入してもよいことを認識されたい。適切な加水分解性モノマーとして、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸イソブチル、メタクリル酸イソブチル、フマル酸メチル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香酸ビニル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、アクリルアミド、アクリロニトリル、メタクリロアミド、メタクリロニトリル、フマロニトリルなどが挙げられ得る。ポリマーのカルボン酸またはスルホン酸官能化は、望ましい場合または合成的に適している場合、ポリマー側鎖の合成形質転換、次に重合によって行うことができることが理解される。
[0034]存在する場合、エチレン不飽和を有する酸含有モノマーは、１０ｗｔ．％以下の量、例えば、約０．１ｗｔ．％～約１ｗｔ．％、または約１ｗｔ．％～約５ｗｔ．％、または約５ｗｔ．％～約１０ｗｔ．％の量でアミン官能化コポリマーに存在することができる。アクリル酸、メタクリル酸またはこれらの任意の誘導体である酸含有モノマーは、いくつかの例において、全てアクリレートまたはメタクリレートであるその他のモノマーと共重合することができる。他の例において、アクリレートまたはメタクリレートではない酸含有モノマーは、全てアクリレートまたはメタクリレートであるその他のモノマーと共重合することができる。さらに他の例において、アクリレートまたはメタクリレートではない酸含有モノマーは、全てアクリレートまたはメタクリレートではない他のモノマーと共重合することができるが、好ましくは、他のモノマーの少なくとも一部分はアクリレートまたはメタクリレートである。
[0035]本開示において使用される適切な多価金属塩は、二価カチオン、三価カチオン、四価カチオンまたはより高価のカチオンおよび電荷の均衡の取れた量の適切なアニオンを含んでいてもよい。したがって、特に適した多価金属塩として、二価金属塩、三価金属塩、四価金属塩、五価金属塩などを挙げることができる。任意のアニオンは、所与の多価金属塩におけるカチオンに関連する電荷の均衡を取るために存在してもよい。アニオンは、多価金属塩が水性流体に可溶性または不溶性であるように選択されてもよい。好ましくは、カルボン酸イオンなどの有機アニオンが多価金属塩に存在するアニオンを含んでいてもよい。
[0036]二価金属塩は、本明細書に開示のプライマー組成物およびプライマーコーティングに使用される特に適した多価金属塩であり得る。適切な二価金属塩として、限定されないが、アルカリ土類金属塩、遷移金属塩および主族金属塩を挙げることができる。アルカリ土類金属塩は、そのリーズナブルな低価格によって本明細書に開示に使用される特に望ましい多価金属塩であり得る。さらに、アルカリ土類金属塩は、そのアニオン形態に依存して水性流体に可溶性になるか、または不溶性になることができる。二価金属塩およびより高価な金属塩について適切なアニオン形態として、限定されないが、ハロゲン化物イオン、硫酸イオン、リン酸イオン、炭酸イオン、重炭酸イオン、硝酸イオン、カルボン酸イオン（例えば、ギ酸イオン、酢酸イオン、プロピオン酸イオン、乳酸イオン、クエン酸イオンなど）を挙げることができる。所与の二価金属塩またはより高価な金属塩についてアニオン形態は、塩が水性流体に可溶性または不溶性であるように選択されてもよい。アルカリ土類金属酢酸塩などのアルカリ土類金属カルボン酸塩は、その易可溶性のために本明細書の開示に特に望ましい場合がある。
[0037]多価金属塩は、総組成物に対して約２５ｗｔ．％までの濃度でプライマー組成物に存在することができる。より特定の例において、多価金属塩の量は、総組成物に対して約５ｗｔ．％～約２０ｗｔ．％の範囲であってもよい。
[0038]多価金属塩およびアミン官能化コポリマーは、約１：５～約５：１、または約１：４～約４：１、または約１：４～約２：１、または約１：２～約４：１、または約１：２～約２：１の範囲の重量：重量比で存在してもよい。
[0039]本開示のプライマー組成物は、界面活性剤または別の適切な湿潤剤をさらに含んでいてもよい。適切な界面活性剤として、例えば、中性界面活性剤（双性イオン界面活性剤および無電荷界面活性剤を含む）、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤またはこれらの任意の組合せを挙げることができる。カチオン性界面活性剤は酸性ｐＨ値を有する水性流体に特に適する場合があり、アニオン性界面活性剤は塩基性ｐＨ値を有する水性流体に特に適する場合がある。中性界面活性剤は、どちらのｐＨ値の範囲にわたっても適切に使用することができる。カチオン性界面活性剤は、乳化重合の間に合成的に困難があることが判明される場合があるが、乳化重合を実施した後にプライマー組成物に適切に導入することができる。有利なこととして、多価金属塩およびアミン官能化コポリマーは、本明細書の開示のプライマー組成物における界面活性剤に適合することができる。
[0040]適切な中性界面活性剤として、例えば、アルキルアリールポリエーテルアルコール、アルキルフェノールエトキシレート、アルキルエトキシレート、ポリエチレンソルビタン脂肪酸エステルおよびこれらの混合物を挙げることができる。存在する場合、これらの種類の中性界面活性剤は、総モノマーに対して約０．５ｗｔ．％～約２．０ｗｔ．％の範囲の量で本開示のプライマー組成物に存在することができる。本明細書に開示されるプライマー組成物に使用されるその他の適切な中性界面活性剤として、例えば、ポロキサマー、脂肪酸エステル、脂肪酸グリセロールエステル、脂肪酸ソルビトールエステルなどが挙げられる。その他の中性界面活性剤として、例えば、レシチンもしくはグリセロールエステルなどの乳化剤、またはポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ヒドロキシエチルセルロース、他のセルロース誘導体などのポリマーコロイドを挙げることができる。本明細書の開示に使用される適切となり得る双性イオン界面活性剤として、例えば、べタインおよびスルタインが挙げられる。
[0041]本明細書の開示に使用される適切なアニオン性界面活性剤として、例えば、アルキルエトキシレート硫酸塩およびスルホン酸塩、アルキルフェノールエトキシレート硫酸塩およびスルホン酸塩、アルキル硫酸塩、アルキルスルホン酸塩、アルキルアリールスルホン酸塩、スルホコハク酸塩ならびにこれらの混合物を挙げることができる。存在する場合、これらの種類のアニオン性界面活性剤は、総モノマーに対して約０．０２ｗｔ．％～約０．５ｗｔ．％の範囲の量で本開示のプライマー組成物に存在することができる。本明細書に開示されるプライマー組成物に使用されるのに適したその他のアニオン性界面活性剤として、例えば、長鎖脂肪酸例えば、ドデカン酸、ステアリン酸、オレイン酸、パルミチン酸などのカルボン酸塩、または長鎖アルコールのリン酸エステルが挙げられる。
[0042]本明細書の開示に使用されるのに適切なカチオン性界面活性剤として、例えば、アルキル、ジアルキルまたはトリアルキルアンモニウム塩、第四級アンモニウム塩およびこれらの混合物を挙げることができる。存在する場合、これらの種類のカチオン性界面活性剤は、総モノマーに対して約０．０２ｗｔ．％～約０．５ｗｔ．％の範囲の量で本開示のプライマー組成物に存在することができる。
[0043]本開示のプライマー組成物はデンプンと適合性があり、デンプンは、望ましい場合、トナーの紙基材に対する結合を促進するために、プライマー組成物に含まれてもよい。適切なデンプンとして、例えば、加工デンプン、例えば、イオン性デンプン、酸化デンプン、エトキシル化デンプン、ヒドロキシアルキル化デンプン、カルボキシル化デンプン、アミノ化デンプンなどまたはこれらの任意の混合物を挙げることができる。デンプンは、酸化、酸性薄化または官能化もしくは酵素変性によって化学的に変性することができる。デンプンは、トウモロコシ、ジャガイモ、サツマイモ、コムギ、コメ、サゴ、タピオカ、モチトウモロコシ、ソルガム、ハイアミロースコーンなどを含む任意の植物源に由来し得る。存在する場合、デンプンは、アミン官能化コポリマーに含まれる重量よりも多くの重量でプライマー組成物に含まれ得る。例示的な例において、デンプンは、プライマー組成物の総固形物の約５０ｗｔ．％～約９５ｗｔ．％の範囲の量でプライマー組成物に存在することができる。特定のデンプンの選択は、プライマー組成物そのものには関係しなくてもよく、印刷プロセスに関連するその他の変数によって指定されてもよい。特定のデンプンを選択するための考慮は当業者に馴染みがある。デンプンは、プライマー組成物と合わせられると、水性流体に可溶性になることができる。
[0044]アミン官能化コポリマーと異なるその他の接着促進剤も本明細書に開示されるプライマー組成物に適切に存在することができる。デンプンに加えて、その他の適切な接着促進剤として、例えば、ポリビニルアルコール、スチレン－ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ポリエチレンイミン、ポリウレタン、ポリビニルピロリドン、カルボキシメチルセルロース、グアーゴム、天然ゴム、セルロースエーテル、尿素、ステアレート、水添炭化水素ロジンまたはロジンエステル、アクリルポリマー分散液など、およびこれらの任意の組合せを挙げることができる。接着促進剤は、固形物に対して約１０ｗｔ．％～約９０ｗｔ．％の範囲の量で存在することができる。存在する場合、接着促進剤は、接着促進剤：アミン官能化コポリマーの比が約１：５～５：１、または約１：１～５：１、または約１：５～１：１の範囲にあるように存在することができる。理論に縛られないが、接着促進剤は、液体電子写真印刷の間、基材に対してプライマーコーティングの接着を促進する、および／またはプライマーコーティングに対してトナーの接着を促進することを助けることができる。
[0045]本明細書に開示されるプライマー組成物に存在することができるさらに他の添加物として、例えば、顔料、染料、蛍光染料、架橋剤、消泡剤、帯電防止剤、分散剤、増粘剤、ワックス、充填材、殺生物剤、レオロジー改質剤、保存剤およびこれらの任意の組合せが挙げられる。
[0046]但し、アミン価が前述の範囲にあり続けるならば、アミン基はプロトン化されたアミンとプロトン化されていないアミンの両方を含み得、および／またはアミンの少なくとも一部分は、官能化されて四級化アミン基または孤立対もしくは電子をもはや有していないアミン誘導体（例えば、アミド、尿素、ウレタンなど）を形成することができる。特定の例において、アミン官能化コポリマーは、プロトン化されたアミン基の第１の部分およびプロトン化されていないアミン基の第２の部分を含んでいてもよい。その他の例において、アミン官能化コポリマーは、四級化または官能化されたアミン基の第１の部分および四級化されていないまたは官能化されていないアミン基の第２の部分を含んでいてもよい。アミン基の総数は、水溶性および変色、ポリエチレンイミンなどのアミンが豊富なポリマーで一般的に生じる問題を回避するために限定することができる。
[0047]第四級アミン基を形成するのに適した試薬として、例えば、ハロゲン化アルキルまたはスルホン酸アルキルなどのエポキシドおよび求電子試薬を含んでいてもよい。いくつかの例において、適切なエポキシドは、メタクリル酸グリシジル、アリルグリシジルエーテルおよびアミン官能化コポリマーの架橋をさらに起こすことができる同様の化合物などの二官能化合物であってもよい。メタクリル酸グリシジルは、例えば、付着されたプライマーコーティングを放射によって硬化させることができる。さらに、第四級アミン基を形成するための試薬は、ある特定の条件において基材の接着を改善することができる。
[0048]本開示のアミン官能化コポリマーは、特定のコーティングの適用に適合させた特性を有することができ、この適合はモノマーおよび重合を行うモノマーの量を変化させることによって実現することができる。変化させることができる特性として、例えば、疎水性／親水性、分子量、ガラス転移温度などが挙げられる。本開示の特定の望ましいアミン官能化コポリマーは、約０℃～約５０℃の範囲のガラス転移温度を有してもよい。この範囲におけるガラス転移温度は、非限定的な例において、良好な膜形成特性を有することができる。ガラス転移温度が低すぎる場合、過剰な粘着性が生じる場合がある。ガラス転移温度は、上述に指定した条件下で示差走査熱量測定（ＤＳＣ）によって決定することができる。
[0049]重合条件およびその他の要因に依存して、本開示のポリマー分子量は、約１×１０４～約１×１０７、または約２×１０４～約１×１０６、または約１×１０５～約１×１０６の範囲にあってもよい。架橋を発生させた場合、さらに高い分子量を実現することができる。前述の範囲外のポリマー分子量も本明細書の開示における使用に適する場合があることを理解されたい。本開示のポリマー分子量は、重量平均分子量（Ｍｗ）であり、屈折率（ＲＩ）検出を使用したゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）によって決定することができる。本明細書におけるＧＰＣ分析は、ポリマー乳剤を乾燥させ、ＴＨＦ中にポリマーを再溶解し、０．４５μｍのフィルターを通して濾過し、その後、連続した３つのカラム（ＳＴＹＲＡＧＥＬ ＨＲ２、ＳＴＹＲＡＧＥＬ ＨＲ４およびＳＴＹＲＡＧＥＬ
ＨＲ６、Ｗａｔｅｒｓ）を含むＳｈｉｍａｄｚｕ ＬＣ－２０ＡＤ ＧＰＣ機器および屈折率検出器（Ｗａｔｅｒｓ ２４１０）に注入することによって実施した。クロマトグラムは、１ｍＬ／分のＴＨＦ流速において３５℃で得、分子量はポリスチレン標準に対して計算した。
ＨＲ６、Ｗａｔｅｒｓ）を含むＳｈｉｍａｄｚｕ ＬＣ－２０ＡＤ ＧＰＣ機器および屈折率検出器（Ｗａｔｅｒｓ ２４１０）に注入することによって実施した。クロマトグラムは、１ｍＬ／分のＴＨＦ流速において３５℃で得、分子量はポリスチレン標準に対して計算した。
[0050]本開示のプライマー組成物から形成されたプライマーコーティングで被覆された基材も本明細書に提供される。このような被覆基材は、ベース基材およびベース基材の表面に配置されたプライマーコーティングを含んでいてもよい。プライマーコーティングは、多価金属塩および約１０～１８０ｍｇ ＫＯＨ／ｇコポリマー、または約７０～１４０ｍｇ ＫＯＨ／ｇコポリマー、または約３０～１６０ｍｇ ＫＯＨ／ｇコポリマー、または約５０～６０ｍｇ ＫＯＨ／ｇコポリマー、または６０～８０ｍｇ ＫＯＨ／ｇコポリマー、または約８０～１００ｍｇ ＫＯＨ／ｇコポリマーのアミン価、または約１００～１１５ｍｇ ＫＯＨ／ｇコポリマー、または約１１５～１３０ｍｇ ＫＯＨ／ｇコポリマー、または約１３０～１５０ｍｇ ＫＯＨ／ｇコポリマーのアミン価を有するアミン官能化コポリマーを含み、アミン官能化コポリマーは、アミン基を欠く１つまたは複数の第１のエチレン性不飽和モノマーと、少なくとも１つのアミン基を有する１つまたは複数の第２のエチレン性不飽和モノマーとの重合反応生成物を含む。少なくとも１つのアミン基は、アミン官能化コポリマーの側鎖を構成する。上述に特定されたアミン官能化コポリマーのいずれかは、プライマーコーティングおよび本明細書に記載の被覆基材を形成するときに使用することができる。
[0051]プライマー組成物が適切な基材の表面に付着すると、水性流体が取り除かれて、表面において適切な重量または粘度で配置されたアミン官能化コポリマーを含むプライマーコーティングを残すことができる。プライマー組成物の任意の非揮発性の成分もプライマーコーティング内部に残り得る。付着後のプライマーコーティングに残り得るその他の成分の非限定的な例として、例えば、界面活性剤、デンプンまたは上述に挙げたその他の添加物のいずれかが挙げられる。
[0052]非限定的な例では、プライマーコーティングは、本開示のコーティング組成物をベース基材（基材上に直接的またはプレコート上に間接的のいずれか）上に付着させる工程、特にコーティング組成物は、水性流体に乳剤として分散されたアミン官能化コポリマーを含み、水性流体を蒸発させて、プライマーコーティングをベース基材上に配置した状態にする工程を含む方法によって、適切なベース基材に配置することができる。加熱および／または真空の適用は、水性流体の除去を促進するためにいくつかの例において実施することができる。
[0053]本明細書に開示されるプライマーコーティングで被覆することができる適切なベース基材は、特に限定されることは考えられない。適切に被覆することができる例示的なベース基材として、例えば、ポリマー基材、不織基材および紙基材が挙げられる。適切なベース基材の特定の例として、限定されないが、紙（例えば、アート紙、コート紙、板紙、プリンター用紙、ボール紙など）、フィルム（ポリマーフィルムを含む）、不織材料などを挙げることができる。本明細書で使用する場合、「フィルム」という用語は、有機ポリマー材料、例えば、ビスコース、アセテート、ポリエチレン、ポリプロピレン、２軸配向ポリプロピレン（ＢＯＰＰ）ポリ（塩化ビニル）、ポリスチレン、ポリアミド、ポリカーボネートまたはポリ（エチレンテレフタレート）もしくはポリ（ブチレンテレフタレート）などのポリエステルから作製された基材を指す。本明細書で使用する場合、「不織」という用語は、木材セルロース、綿、レーヨン、ポリ（エチレンテレフタレート）、ポリ（ブチレンテレフタレート）、ポリアクリロニトリル、ポリプロピレンなどの繊維材料から作製された基材を指し、個別の繊維は少なくとも部分的に一緒に融合されている。
[0054]当業者によって理解されるように、ＢＯＰＰおよびその他のポリオレフィン基材は、低表面エネルギー材料であり、湿潤させることが難しい。このような基材のコロナ処理は、プライマーコーティングの接着を促進するのに適した官能基を導入するために実施されることが多い。本明細書に開示されるプライマーコーティングは、親水性モノマーと親油性モノマーとの間で均衡が取れているため、このようなコロナ処理された基材に良好な接着を示すことができる。
[0055]基材表面に付着する場合、プライマーコーティングは、約０．０５ｇ／ｍ２～約０．７ｇ／ｍ２、または約０．１ｇ／ｍ２～約０．６ｇ／ｍ２、または約０．１ｇ／ｍ２～約０．２ｇ／ｍ２、または約０．２ｇ／ｍ２～約０．３ｇ／ｍ２、または約０．３ｇ／ｍ２～約０．４ｇ／ｍ２、または約０．４ｇ／ｍ２～約０．５ｇ／ｍ２、または約０．５ｇ／ｍ２～約０．６ｇ／ｍ２、または約０．６ｇ／ｍ２～約０．７ｇ／ｍ２の範囲の被覆重量を有することができる。デンプンがプライマー組成物に存在する場合、プライマーコーティングは、１．５ｇ／ｍ２までのさらに高い被覆重量を有することができる。したがって、デンプンを含有する被覆重量は、約０．０５ｇ／ｍ２～約１．５ｇ／ｍ２、または約０．１ｇ／ｍ２～約０．５ｇ／ｍ２、または０．５ｇ／ｍ２～約０．９ｇ／ｍ２、または０．９ｇ／ｍ２～約１．２ｇ／ｍ２、または１．２ｇ／ｍ２～約１．５ｇ／ｍ２の範囲にあってもよい。デンプンを欠くプライマーコーティングもこれらのより高い被覆重量に存在することもできる。いずれかの種類のコーティング厚さは約０．１ミクロン～約５ミクロン、または約０．３ミクロン～約３ミクロン、または約０．５ミクロン～約２ミクロンの範囲にあってもよい。
[0056]本開示の被覆基材は、トナー、例えば、電子写真画像の形態などで、プライマーコーティングに付着されるＨＰ ＩＮＤＩＧＯをさらに含んでいてもよい。プライマーコーティングに形成することができる電子写真画像として、限定されないが、テキスト、絵、写真画像などが挙げられる。トナーを含む被覆基材は、非限定的な例において、液体電子写真印刷によって形成することができる。
[0057]本開示のその他の被覆基材は、インクジェット画像の形態などで、プライマーコーティングに付着されるインクをさらに含んでいてもよい。水ベースのインクジェットインクは、この点に関して特に適している。プライマーコーティングに形成することができるインクジェット画像として、限定されないが、テキスト、絵、写真画像などが挙げられる。インクを含む被覆基材は、非限定的な例において、インクジェット印刷によって形成することができる。
[0058]本開示のプライマー組成物を形成する方法も本明細書において企図される。プライマー組成物を形成する適切な方法は、特定のプロセス構成において、乳化重合技術を特徴としてもよい。方法は以下を含むことができる：水性流体において、アミン基を欠く１つまたは複数の第１のエチレン性不飽和モノマーを少なくとも１つのアミン基を有する１つまたは複数の第２のエチレン性不飽和モノマーと合わせる工程、および水性流体において実施される１つまたは複数の第１のエチレン性不飽和モノマーおよび１つまたは複数の第２のエチレン性不飽和モノマーの乳化重合反応において、約１０～約１８０ｍｇ ＫＯＨ／ｇコポリマー、または約７０～約１４０ｍｇ ＫＯＨ／ｇコポリマー、または約３０～約１６０ｍｇ ＫＯＨ／ｇコポリマー、または約５０～約６０ｍｇ ＫＯＨ／ｇコポリマー、または約６０～約８０ｍｇ ＫＯＨ／ｇコポリマー、または約８０～約１００ｍｇ
ＫＯＨ／ｇコポリマーのアミン価、または約１００～約１１５ｍｇ ＫＯＨ／ｇコポリマー、または約１１５～約１３０ｍｇ ＫＯＨ／ｇコポリマー、または約１３０～約１５０ｍｇ ＫＯＨ／ｇコポリマーのアミン価を有するアミン官能化コポリマーを形成し、それによって、水性流体に乳剤として分散されたアミン官能化コポリマーを含むコーティング組成物を提供する工程。多価金属塩は、その後、水性流体に分散することができる。アニオン性、カチオン性または中性界面活性剤は水性流体に存在することができ、中性界面活性剤は、プライマー組成物が使用され得る潜在的な基材の範囲を広げる。界面活性剤は、アミン官能化ポリマーが乳剤として製造される場合に存在していてもよく、または多価金属塩が乳化形態でアミン官能化ポリマーと合わせられた後に、プライマー組成物に添加されてもよい。
ＫＯＨ／ｇコポリマーのアミン価、または約１００～約１１５ｍｇ ＫＯＨ／ｇコポリマー、または約１１５～約１３０ｍｇ ＫＯＨ／ｇコポリマー、または約１３０～約１５０ｍｇ ＫＯＨ／ｇコポリマーのアミン価を有するアミン官能化コポリマーを形成し、それによって、水性流体に乳剤として分散されたアミン官能化コポリマーを含むコーティング組成物を提供する工程。多価金属塩は、その後、水性流体に分散することができる。アニオン性、カチオン性または中性界面活性剤は水性流体に存在することができ、中性界面活性剤は、プライマー組成物が使用され得る潜在的な基材の範囲を広げる。界面活性剤は、アミン官能化ポリマーが乳剤として製造される場合に存在していてもよく、または多価金属塩が乳化形態でアミン官能化ポリマーと合わせられた後に、プライマー組成物に添加されてもよい。
[0059]乳化重合に使用することができるラジカル開始剤として、例えば、過硫酸アルカリ、過硫酸アンモニウム、４，４’－アゾビス－シアノ吉草酸またはＡＩＢＮなどのアゾ開始剤およびｔ－ブチルヒドロペルオキシドなどの有機（ヒドロ）ペロキシドが挙げられる。アゾ開始剤は、アミン含有モノマーと酸化－還元反応に関与せずに重合を開始する能力があるため特に望ましい場合がある。ラジカルは反応混合物を加熱することによって、またはなかでも、アスコルビン酸もしくはホルムアルデヒドスルホキシル酸ナトリウムなどの還元剤を使用することによって形成することができる。重合反応は、約２０℃～約９０℃の範囲の温度を発生させることができる。有機鎖移動剤も調節剤として知られており、なかでも、例えば、２－メルカプトエタノール、ｔｅｒｔ－ドデシルメルカプタンが、その調製の間、コポリマーの分子量を制御するために実行することもできる。
[0060]ベース基材上にプライマー組成物を付着させることは、ベース基材の少なくとも１つの表面またはその上のプレコーティングにプライマー組成物を適用し、乾燥させて水性流体を取り除くことによって実現することができる。ベース基材にプライマー組成物を適用することは、様々な方法のいずれか、例えば、浸漬、噴霧、ロッドもしくはローラーまたはサイズプレス、ウォーターボックス、ブレードコーター、キャストコーター、ロッドコーター、エアナイフコーター、カーテンコーター、フィルムプレスコーター、フレキソコーターなどの機器を使用することによって達成することができる。プライマー組成物は、印刷プロセスの間のインラインまたはオフラインで適用することができ、次に、被覆基材がオフライン構成において印刷プロセスに供給される。
[0061]本開示の実施形態は以下：
[0062]Ａ．約７０～約１４０ｍｇ ＫＯＨ／ｇアミン価を有するプライマー組成物。プライマー組成物は以下を含む：水性流体に乳剤として分散された乳剤重合アミン官能化コポリマーであって、アミン官能化コポリマーが約７０～約１４０ｍｇ ＫＯＨ／ｇコポリマーのアミン価および約０℃～約５０℃のガラス転移温度を有し、アミン基を欠く１つまたは複数の第１のエチレン性不飽和モノマーと、少なくとも１つのアミン基を有する１つまたは複数の第２のエチレン性不飽和モノマーとの重合反応生成物を含み、少なくとも１つのアミン基が、アミン官能化コポリマーの側鎖を構成する、乳剤重合アミン官能化コポリマー。
[0062]Ａ．約７０～約１４０ｍｇ ＫＯＨ／ｇアミン価を有するプライマー組成物。プライマー組成物は以下を含む：水性流体に乳剤として分散された乳剤重合アミン官能化コポリマーであって、アミン官能化コポリマーが約７０～約１４０ｍｇ ＫＯＨ／ｇコポリマーのアミン価および約０℃～約５０℃のガラス転移温度を有し、アミン基を欠く１つまたは複数の第１のエチレン性不飽和モノマーと、少なくとも１つのアミン基を有する１つまたは複数の第２のエチレン性不飽和モノマーとの重合反応生成物を含み、少なくとも１つのアミン基が、アミン官能化コポリマーの側鎖を構成する、乳剤重合アミン官能化コポリマー。
[0063]Ｂ．約１０～約１８０ｍｇ ＫＯＨ／ｇアミン価を有するプライマー組成物。プライマー組成物は以下を含む：流体；および約１０～約１８０ｍｇ ＫＯＨ／ｇコポリマーのアミン価を有する、流体に分散されたアミン官能化コポリマーであって、アミン基を欠く１つまたは複数の第１のエチレン性不飽和モノマーと、少なくとも１つのアミン基を有する１つまたは複数の第２のエチレン性不飽和モノマーとの重合反応生成物を含み、少なくとも１つのアミン基が、アミン官能化コポリマーの側鎖を構成する、アミン官能化コポリマー。
[0064]Ｃ．被覆基材。被覆基材は以下を含む：ベース基材；およびベース基材の表面に配置されたプライマーコーティングであって、約１０～約１８０ｍｇ ＫＯＨ／ｇコポリマーのアミン価を有するアミン官能化コポリマーを含み；アミン官能化コポリマーが、アミン基を欠く１つまたは複数の第１のエチレン性不飽和モノマーと、少なくとも１つのアミン基を有する１つまたは複数の第２のエチレン性不飽和モノマーとの重合反応生成物を含み、少なくとも１つのアミン基が、アミン官能化コポリマーの側鎖を構成する、プライマーコーティング。
[0065]Ｄ．プライマー組成物の作製方法。方法は以下を含む：水性流体において、アミン基を欠く１つまたは複数の第１のエチレン性不飽和モノマーを、少なくとも１つのアミン基を有する１つまたは複数の第２のエチレン性不飽和モノマーと合わせる工程；ならびに水性流体において実施される１つまたは複数の第１のエチレン性不飽和モノマーおよび１つまたは複数の第２のエチレン性不飽和モノマーの乳化重合反応において、約１０～約１８０ｍｇ ＫＯＨ／ｇコポリマーのアミン価を有するアミン官能化コポリマーを形成し、それによって水性流体に乳剤として分散されたアミン官能化コポリマーを含むコーティング組成物を提供する工程。
[0066]実施形態Ａ～Ｄのそれぞれは、任意の組合せの以下の追加の要素を１つまたは複数有してもよい：
[0067]要素１：水性流体は約７以上のｐＨを有する。
[0067]要素１：水性流体は約７以上のｐＨを有する。
[0068]要素２：プライマー組成物は、水性流体に分散された中性界面活性剤またはアニオン性界面活性剤をさらに含む。
[0069]要素３：プライマー組成物は、水性流体に分散されたデンプンをさらに含む。
[0069]要素３：プライマー組成物は、水性流体に分散されたデンプンをさらに含む。
[0070]要素４：プライマー組成物は、水性流体に分散されたアミン官能化コポリマーと異なる接着促進剤をさらに含む。
[0071]要素５：プライマー組成物は、流体に分散されたアミン官能化コポリマーと異なる接着促進剤をさらに含む。
[0071]要素５：プライマー組成物は、流体に分散されたアミン官能化コポリマーと異なる接着促進剤をさらに含む。
[0072]要素６：アミン官能化コポリマーは、側鎖カルボン酸を有する少なくとも１つのモノマー単位をさらに含む。
[0073]要素７：アミン価は、約７０～約１４０ｍｇ ＫＯＨ／ｇコポリマーの範囲にある。
[0073]要素７：アミン価は、約７０～約１４０ｍｇ ＫＯＨ／ｇコポリマーの範囲にある。
[0074]要素８：アミン官能化コポリマーは、流体において乳剤として分散される。
[0075]要素９：プライマー組成物は、流体に分散された中性界面活性剤またはアニオン性界面活性剤をさらに含む。
[0075]要素９：プライマー組成物は、流体に分散された中性界面活性剤またはアニオン性界面活性剤をさらに含む。
[0076]要素１０：１つまたは複数の第１のエチレン性不飽和モノマーは、アルキルまたはシクロアルキル（メタ）アクリレート、ｎ－ブチル（メタ）アクリレート、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、２－エチルヘキシル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、スチレン、置換スチレン、ジエン、１，３－ブタジエン、イソプレン、ビニルエステル、酢酸ビニル、ニトリル、（メタ）アクリロニトリル、オレフィン性不飽和ハロゲン化物、塩化ビニル、臭化ビニル、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート；（メタ）アクリルアミド、置換（メタ）アクリルアミド、Ｎ－メチロール（メタ）アクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、メタクリル酸アリル、ジビニルベンゼン、アルキレングリコールジ（メタ）アクリレートおよびこれらの任意の組合せからなる群から選択される少なくとも１つのモノマーを含む。
[0077]要素１１：１つまたは複数の第２のエチレン性不飽和モノマーは、２－（ジメチルアミノ）エチルメタクリレート、２－（ジメチルアミノ）エチルメタクリレート、２－（ｔｅｒｔ－ブチルアミノ）エチルメタクリレートおよびこれらの任意の組合せからなる群から選択される少なくとも１つのモノマーを含む。
[0078]要素１２：アミン官能化コポリマーは、プロトン化されたアミン基の第１の部分およびプロトン化されていないアミン基の第２の部分を含む。
[0079]要素１３：プライマー組成物は、流体に分散されたデンプンをさらに含む。
[0079]要素１３：プライマー組成物は、流体に分散されたデンプンをさらに含む。
[0080]要素１４：アミン官能化コポリマーは、約０℃～約５０℃のガラス転移温度を有する。
[0081]要素１５：流体は水性流体を含む。
[0081]要素１５：流体は水性流体を含む。
[0082]要素１６：ベース基材はポリマー基材を含む。
[0083]要素１７：ベース基材は紙基材を含む。
[0084]要素１８：プライマーコーティングはデンプンをさらに含む。
[0083]要素１７：ベース基材は紙基材を含む。
[0084]要素１８：プライマーコーティングはデンプンをさらに含む。
[0085]要素１９：プライマーコーティングは約０．０５ｇ／ｍ２～約１．５ｇ／ｍ２の範囲の被覆重量を有する。
[0086]要素２０：プライマーコーティングは、中性界面活性剤またはアニオン性界面活性剤をさらに含む。
[0086]要素２０：プライマーコーティングは、中性界面活性剤またはアニオン性界面活性剤をさらに含む。
[0087]要素２１：被覆基材は、プライマーコーティング上に付着されたトナーをさらに含む。
[0088]要素２２：プライマーコーティングは、以下：水性流体に乳剤として分散されたアミン官能化コポリマーを含む、コーティング組成物をベース基材上に付着させる工程；および；水性流体を蒸発させて、プライマーコーティングをベース基材に配置した状態にする工程を含む方法によってベース基材上に配置される。
[0088]要素２２：プライマーコーティングは、以下：水性流体に乳剤として分散されたアミン官能化コポリマーを含む、コーティング組成物をベース基材上に付着させる工程；および；水性流体を蒸発させて、プライマーコーティングをベース基材に配置した状態にする工程を含む方法によってベース基材上に配置される。
[0089]要素２３：方法は以下：コーティング組成物をベース基材に配置する工程；および水性流体を蒸発させてアミン官能化コポリマーをベース基材上のプライマーコーティングとして配置された状態にする工程をさらに含む。
[0090]非限定的な例として、Ａに適用可能な例示的な組合せとしては、限定されないが、１および２；１および３；１および４；２および３；２および４；３および４；１～３；１～４；および２～４が挙げられる。さらに非限定的な例として、Ｂに適用可能な例示的な組合せとしては、限定されないが、５および６；５および７；５および８；５および９；５および１０；５および１１；５および１２；５および１３；５および１４；５および１５；６および７；６および８；６および９；６および１０；６および１１；６および１２；６および１３；６および１４；６および１５；７および８；７および９；７および１０；７および１１；７および１２；７および１３；７および１４；７および１５；８および９；８および１０；８および１１；８および１２；８および１３；８および１４；８および１５；９および１０；９および１１；９および１２；９および１３；９および１４；９および１５；１０および１１；１０および１２；１０および１３；１０および１４；１０および１５；１１および１２；１１および１３；１１および１４；１１および１５；１２および１３；１２および１４；１２および１５；１３および１４；１３および１５；ならびに１４および１５が挙げられる。さらに非限定的な、Ｃに適用可能な例示的な組合せとして、限定されないが、１６および１９；１６および２０；１６および２１；１６および２２；１４および１６；１７および１８；１７－１９；１７および１９；１７および２０；１７および２１；１７および２２；１４および１７；１８および１９；１８および２０；１８および２１；１８および２２；１４および１８；１９および２０；１９および２１；１９および２２；１４および１９；２０および２１；２０および２２；１４および２０；２１および２２；１４および２１；ならびに１４および２２が挙げられる。さらに非限定的な、Ｄに適用可能な例示的な組合せとして、限定されないが、６および２３；７および２３；９および２３；１０および２３；１１および２３；１２および２３；１４および２３；６および７；６および９；６および１０；６および１１；６および１２；６および１４；７および９；７および１０；７および１１；７および１２；７および１４；９および１０；９および１１；９および１２；９および１４；１０および１１；１０および１２；１０および１４；１１および１２；１１および１４；ならびに１２および１４が挙げられる。
[0091]本明細書に開示される追加の実施形態は以下を含む：
[0092]Ａ’．水性プライマー組成物。水性プライマー組成物は以下を含む：水性流体に分散された多価金属塩；および水性流体に乳剤として分散された乳剤重合アミン官能化コポリマーであって、アミン官能化コポリマーが、約１０～約１８０ｍｇ ＫＯＨ／ｇコポリマーのアミン価および約０℃～約５０℃のガラス転移温度を有し、アミン基を欠く１つまたは複数の第１のエチレン性不飽和モノマーと、少なくとも１つのアミン基を有する１つまたは複数の第２のエチレン性不飽和モノマーとの重合反応生成物を含み、少なくとも１つのアミン基が、アミン官能化コポリマーの側鎖を構成する、乳剤重合アミン官能化コポリマー。
[0092]Ａ’．水性プライマー組成物。水性プライマー組成物は以下を含む：水性流体に分散された多価金属塩；および水性流体に乳剤として分散された乳剤重合アミン官能化コポリマーであって、アミン官能化コポリマーが、約１０～約１８０ｍｇ ＫＯＨ／ｇコポリマーのアミン価および約０℃～約５０℃のガラス転移温度を有し、アミン基を欠く１つまたは複数の第１のエチレン性不飽和モノマーと、少なくとも１つのアミン基を有する１つまたは複数の第２のエチレン性不飽和モノマーとの重合反応生成物を含み、少なくとも１つのアミン基が、アミン官能化コポリマーの側鎖を構成する、乳剤重合アミン官能化コポリマー。
[0093]Ｂ’．インクジェット印刷および電子写真印刷に適した被覆基材。被覆基材は以下を含む：ベース基材；ならびに多価金属塩、および約１０～約１８０ｍｇ ＫＯＨ／ｇコポリマーのアミン価および約０℃～約５０℃のガラス転移温度を有するアミン官能化コポリマーを含む、ベース基材の表面に配置されたプライマーコーティングであって；アミン官能化コポリマーが、アミン基を欠く１つまたは複数の第１のエチレン性不飽和モノマーと、少なくとも１つのアミン基を有する１つまたは複数の第２のエチレン性不飽和モノマーとの重合反応生成物を含み、少なくとも１つのアミン基が、アミン官能化コポリマーの側鎖を構成する、プライマーコーティング。
[0094]Ｃ’．印刷前に基材をプライミングする被覆方法。被覆方法は以下を含む：水性流体に分散された多価金属塩、ならびに約１０～約１８０ｍｇ ＫＯＨ／ｇコポリマーのアミン価および約０℃～約５０℃のガラス転移温度を有する、水性流体に乳剤として分散されたアミン官能化コポリマーを含む、コーティング組成物をベース基材に付着させる工程であって、アミン官能化コポリマーが、アミン基を欠く１つまたは複数の第１のエチレン性不飽和モノマーと、少なくとも１つのアミン基を有する１つまたは複数の第２のエチレン性不飽和モノマーとの重合反応生成物を含み、少なくとも１つのアミン基が、アミン官能化コポリマーの側鎖を構成する、工程；および水性流体を蒸発させて、プライマーコーティングをベース基材に配置した状態にする工程。
[0095]Ｄ’：Ａ．インクジェットプライマーと合わせるのに適したプライマー組成物。プライマー組成物は以下を含む：水性流体に乳剤として分散された乳剤重合アミン官能化コポリマーであって、アミン官能化コポリマーが、約７０～約１４０ｍｇ ＫＯＨ／ｇコポリマーのアミン価および約０℃～約５０℃のガラス転移温度を有し、アミン基を欠く１つまたは複数の第１のエチレン性不飽和モノマーと、少なくとも１つのアミン基を有する１つまたは複数の第２のエチレン性不飽和モノマーとの重合反応生成物を含み、少なくとも１つのアミン基が、アミン官能化コポリマーの側鎖を構成する、乳剤重合アミン官能化コポリマー。
[0096]実施形態Ａ’～Ｃ’またはＤのそれぞれは、任意の組合せの以下の追加の要素を１つまたは複数有してもよい：
[0097]要素１’：水性流体は約５．５～約７．５のｐＨを有する。
[0097]要素１’：水性流体は約５．５～約７．５のｐＨを有する。
[0098]要素２’：プライマー組成物は、水性流体に分散された界面活性剤をさらに含む。
[0099]要素３’：界面活性剤は、カチオン性界面活性剤、中性界面活性剤またはこれらの任意の組合せを含む。
[0099]要素３’：界面活性剤は、カチオン性界面活性剤、中性界面活性剤またはこれらの任意の組合せを含む。
[0100]要素４’：多価金属塩は、水性流体に溶解されている。
[0101]要素５’：多価金属塩は、水性流体に懸濁されている。
[0102]要素６’：プライマー組成物は、水性流体に溶解されたデンプンをさらに含む。
[0101]要素５’：多価金属塩は、水性流体に懸濁されている。
[0102]要素６’：プライマー組成物は、水性流体に溶解されたデンプンをさらに含む。
[0103]要素７’：プライマー組成物は、水性流体に分散されたアミン官能化コポリマーと異なる接着促進剤をさらに含む。
[0104]要素８’：多価金属塩は二価金属塩を含む。
[0104]要素８’：多価金属塩は二価金属塩を含む。
[0105]要素９’：二価金属塩はアルカリ土類金属塩を含む。
[0106]要素１０’：アルカリ土類金属塩はアルカリ土類金属カルボン酸塩を含む。
[0107]要素１１’：アミン価は、約７０～約１４０ｍｇ ＫＯＨ／ｇコポリマーの範囲にある。
[0106]要素１０’：アルカリ土類金属塩はアルカリ土類金属カルボン酸塩を含む。
[0107]要素１１’：アミン価は、約７０～約１４０ｍｇ ＫＯＨ／ｇコポリマーの範囲にある。
[0108]要素１２’：アミン官能化コポリマーは、側鎖カルボン酸を有する少なくとも１つのモノマー単位をさらに含む。
[0109]要素１３’：アミン官能化コポリマーは、プロトン化されたアミン基の第１の部分およびプロトン化されていないアミン基の第２の部分を含む。
[0109]要素１３’：アミン官能化コポリマーは、プロトン化されたアミン基の第１の部分およびプロトン化されていないアミン基の第２の部分を含む。
[0110]要素１４’：１つまたは複数の第１のエチレン性不飽和モノマーは、アルキルまたはシクロアルキル（メタ）アクリレート、ｎ－ブチル（メタ）アクリレート、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、２－エチルヘキシル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、スチレン、置換スチレン、ジエン、１，３－ブタジエン、イソプレン、ビニルエステル、酢酸ビニル、ニトリル、（メタ）アクリロニトリル、オレフィン性不飽和ハロゲン化物、塩化ビニル、臭化ビニル、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート；（メタ）アクリルアミド、置換（メタ）アクリルアミド、Ｎ－メチロール（メタ）アクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、メタクリル酸アリル、ジビニルベンゼン、アルキレングリコールジ（メタ）アクリレートおよびこれらの任意の組合せからなる群から選択される少なくとも１つのモノマーを含む。
[0111]要素１５’：１つまたは複数の第２のエチレン性不飽和モノマーは、２－（ジメチルアミノ）エチルメタクリレート、２－（ジメチルアミノ）エチルメタクリレート、２－（ｔｅｒｔ－ブチルアミノ）エチルメタクリレートおよびこれらの任意の組合せからなる群から選択される少なくとも１つのモノマーを含む。
[0112]要素１６’：ベース基材はポリマー基材を含む。
[0113]要素１７’：ベース基材は紙基材を含む。
[0114]要素１８’：プライマーコーティングはデンプンをさらに含む。
[0113]要素１７’：ベース基材は紙基材を含む。
[0114]要素１８’：プライマーコーティングはデンプンをさらに含む。
[0115]要素１９’：プライマーコーティングは界面活性剤をさらに含む。
[0116]要素２０’：界面活性剤は、中性界面活性剤、カチオン性界面活性剤またはこれらの任意の組合せを含む。
[0116]要素２０’：界面活性剤は、中性界面活性剤、カチオン性界面活性剤またはこれらの任意の組合せを含む。
[0117]要素２１’：プライマーコーティングは、アミン官能化コポリマーと異なる接着促進剤をさらに含む。
[0118]要素２２’：プライマーコーティングは約０．０５ｇ／ｍ２～約１．５ｇ／ｍ２の範囲の被覆重量を有する。
[0118]要素２２’：プライマーコーティングは約０．０５ｇ／ｍ２～約１．５ｇ／ｍ２の範囲の被覆重量を有する。
[0119]要素２３’：アミン価は、約７０～約１４０ｍｇ ＫＯＨ／ｇコポリマーの範囲にある。
[0120]要素２４’：多価金属塩は二価金属塩を含む。
[0120]要素２４’：多価金属塩は二価金属塩を含む。
[0121]要素２５’：二価金属塩はアルカリ土類金属塩を含む。
[0122]要素２６’：アルカリ土類金属塩はアルカリ土類金属カルボン酸塩を含む。
[0123]要素２７’：アミン官能化コポリマーは、側鎖カルボン酸を有する少なくとも１つのモノマー単位をさらに含む。
[0122]要素２６’：アルカリ土類金属塩はアルカリ土類金属カルボン酸塩を含む。
[0123]要素２７’：アミン官能化コポリマーは、側鎖カルボン酸を有する少なくとも１つのモノマー単位をさらに含む。
[0124]要素２８’：アミン官能化コポリマーは、プロトン化されたアミン基の第１の部分およびプロトン化されていないアミン基の第２の部分を含む。
[0125]要素２９’：１つまたは複数の第１のエチレン性不飽和モノマーは、アルキルまたはシクロアルキル（メタ）アクリレート、ｎ－ブチル（メタ）アクリレート、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、２－エチルヘキシル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、スチレン、置換スチレン、ジエン、１，３－ブタジエン、イソプレン、ビニルエステル、酢酸ビニル、ニトリル、（メタ）アクリロニトリル、オレフィン性不飽和ハロゲン化物、塩化ビニル、臭化ビニル、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート；（メタ）アクリルアミド、置換（メタ）アクリルアミド、Ｎ－メチロール（メタ）アクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、メタクリル酸アリル、ジビニルベンゼン、アルキレングリコールジ（メタ）アクリレートおよびこれらの任意の組合せからなる群から選択される少なくとも１つのモノマーを含む。
[0125]要素２９’：１つまたは複数の第１のエチレン性不飽和モノマーは、アルキルまたはシクロアルキル（メタ）アクリレート、ｎ－ブチル（メタ）アクリレート、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、２－エチルヘキシル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、スチレン、置換スチレン、ジエン、１，３－ブタジエン、イソプレン、ビニルエステル、酢酸ビニル、ニトリル、（メタ）アクリロニトリル、オレフィン性不飽和ハロゲン化物、塩化ビニル、臭化ビニル、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート；（メタ）アクリルアミド、置換（メタ）アクリルアミド、Ｎ－メチロール（メタ）アクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、メタクリル酸アリル、ジビニルベンゼン、アルキレングリコールジ（メタ）アクリレートおよびこれらの任意の組合せからなる群から選択される少なくとも１つのモノマーを含む。
[0126]要素３０’：１つまたは複数の第２のエチレン性不飽和モノマーは、２－（ジメチルアミノ）エチルメタクリレート、２－（ジメチルアミノ）エチルメタクリレート、２－（ｔｅｒｔ－ブチルアミノ）エチルメタクリレートおよびこれらの任意の組合せからなる群から選択される少なくとも１つのモノマーを含む。
[0127]要素３１’：プライマーコーティングは、以下：水性流体に分散された多価金属塩および水性流体に乳剤として分散されたアミン官能化コポリマーを含む、コーティング組成物をベース基材上に付着させる工程；および水性流体を蒸発させて、プライマーコーティングをベース基材に配置した状態にする工程を含む被覆方法によって、ベース基材上に配置される。
[0128]非限定的な例として、Ａ’に適用可能な例示的な組合せとしては、限定されないが、１’および２’；１’および３’；１’および４’または５’；１’および６’；１’、４’または５’、および６’；１’および７’；１’および８’；１’、８’および９’；１’および８’～１０’；１’および１１’；１’および１２’；１’および１３’；１’および１４’；１’および１５’；２’および３’；２’および４’または５’；２’および６’；２’、４’または５’、および６’；２’および７’；２’および８’；２’、８’および９’；２’および８’～１０’；２’および１１’；２’および１２’；２’および１３’；２’および１４’；２’および１５’；３’および４’または５’；３’および６’；３’、４’または５’、および６’；３’および７’；３’および８’；３’、８’および９’；３’および８’～１０’；３’および１１’；３’および１２’；３’および１３’；３’および１４’；３’および１５’；４’または５’、および６’；４’または５’、および７’；４’または５’、および８’；４’または５’、８’および９’；４’または５’、および８’～１０’；４’または５’、および１１’；４’または５’、および１２’；４’または５’、および１３’；４’または５’、および１４’；４’または５’、および１５’；６’および７’；６’および８’；６’、８’および９’；６’および８’～１０’；６’および１１’；６’および１２’；６’および１３’；６’および１４’；６’および１５’；７’および８’；７’、８’および９’；７’および８’～１０’；７’および１１’；７’および１２’；７’および１３’；７’および１４’；７’および１５’；８’および９’、または８’～１０’、および１１’；８’および９’、または８’～１０’、および１２’；８’および９’、または８’～１０’、および１３’；８’および９’、または８’～１０’、および１４’；８’および９’、または８’～１０’、および１５’；１１’および１２’；１１’および１３’；１１’および１４’；１１’および１５’；１２’および１３’；１２’および１４’；１２’および１５’；１３’および１４’；１３’および１５’；ならびに１４’および１５’が挙げられる。
[0129]非限定的な例として、Ｂ’に適用可能な例示的な組合せとしては、限定されないが、１６’または１７’、および１８’；１６’または１７’、および１９’；１６’または１７’、および２０’；１６’または１７’、および２１’；１６’または１７’、および２２’；１６’または１７’、および２３’；１６’または１７’、および２４’；１６’または１７’、および２４’および２５’；１６’または１７’、および２４’～２６’；１６’または１７’、および２７’；１６’または１７’、および２８’；１６’または１７’、および２９’；１６’または１７’、および３０’；１６’または１７’、および３１’；１８’および１９’；１８’および２０’；１８’および２１’；１８’および２２’；１８’および２３’；１８’および２４’；１８’、２４’および２５’；１８’および２４’～２６’；１８’および２７’；１８’および２８’；１８’および２９’；１８’および３０’；１８’および３１’；１９’および２０’；１９’および２１’；１９’および２２’；１９’および２３’；１９’および２４’；１９’、２４’および２５’；１９’および２４’～２６’；１９’および２７’；１９’および２８’；１９’および２９’；１９’および３０’；１９’および３１’；２０’および２１’；２０’および２２’；２０’および２３’；２０’および２４’；２０’、２４’および２５’；２０’および２４’～２６’；２０’および２７’；２０’および２８’；２０’および２９’；２０’および３０’；２０’および３１’；２１’および２２’；２１’および２３’；２１’および２４’；２１’、２４’および２５’；２１’および２４’－２６’；２１’および２７’；２１’および２８’；２１’および２９’；２１’および３０’；２１’および３１’；２２’および２３’；２２’および２４’；２２’、２４’および２５’；２２’および２４’～２６’；２２’および２７’；２２’および２８’；２２’および２９’；２２’および３０’；２２’および３１’；２３’および２４’；２３’、２４’および２５’；２３’および２４’～２６’；２３’および２７’；２３’および２８’；２３’および２９’；２３’および３０’；２３’および３１’；２４’および２５’；２４’～２６’；２４’、２４’および２５’、または２４’～２６’、および２７’；２４’、２４’および２５’，または２４’～２６’、および２８’；２４’、２４’および２５’，または２４’～２６’、および２９’；２４’、２４’および２５’、または２４’～２６’、および３０’；２４’、２４’および２５’、または２４’～２６’、および３１’；２７’および２８’；２７’および２９’；２７’および３０’；２７’および３１’；２８’および２９’；２８’および３０’；２８’および３１’；２９’および３０’；２９’および３１’；ならびに３０’および３１’が挙げられる。
[0130]Ａ’およびＢ’に適用可能な非限定的な例示的な組合せのいずれかを、Ｃ’またはＤ’に適用することができる。
[0131]本明細書の開示を容易により良く理解するために、様々な代表的な実施形態の以下の実施例が提供される。いかなる場合も、以下の実施例は、本開示の範囲を限定する、または規定するように読み取られるべきではない。
[0131]本明細書の開示を容易により良く理解するために、様々な代表的な実施形態の以下の実施例が提供される。いかなる場合も、以下の実施例は、本開示の範囲を限定する、または規定するように読み取られるべきではない。
実施例１
[0132]例示的なアミン官能化重合体の合成および乳剤の配合手順。モノマー混合物の乳化重合によって１ｋｇの産物を調製した。塔頂凝縮器、スターラーおよび窒素導入口（２０ｍＬ／分のＮ２の流れ）を取り付けた温度制御された二重ガラス反応器において、乳化重合を実施した。２１１ｇの純水中のＤＯＷＦＡＸ ２Ａ１（Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ）乳化剤の７ｍＭの溶液を反応器に加え、８５℃に加熱した。別個の容器において、２２８ｇのｎ－ブチルアクリレート、１４６ｇのスチレンおよび９４ｇの２－（ジメチルアミノ）エチルメタクリレートを含むモノマー混合物を、１４ｇのＤＩＳＰＯＮＩＬ Ａ ３０６５（ＢＡＳＦ社）乳化剤の存在下で、２４７ｇの水に乳化した。アンモニアで１．５倍に中和した１０ｗｔ．％の４，４’－アゾビス（４－シアノ吉草酸）の５ｇの水溶液を反応器に加え、その５分後、事前に調製された２５ｇのモノマー乳剤を加えた。反応混合物を２０分間重合させ、その後、残りのモノマー乳剤を、定速で４時間かけて反応混合物に供給した。この間、アンモニアで１．５倍に中和した４ｗｔ．％の４，４’－アゾビス（４－シアノ吉草酸）の２４ｇの水溶液の並行定速供給物も反応混合物に加えた。両方の供給物の添加が完了した後、反応器の内容物をさらに６０分間、撹拌条件下で、８５℃で保持した。重合条件下で８０％を超える高いモノマー変換を得た。
[0132]例示的なアミン官能化重合体の合成および乳剤の配合手順。モノマー混合物の乳化重合によって１ｋｇの産物を調製した。塔頂凝縮器、スターラーおよび窒素導入口（２０ｍＬ／分のＮ２の流れ）を取り付けた温度制御された二重ガラス反応器において、乳化重合を実施した。２１１ｇの純水中のＤＯＷＦＡＸ ２Ａ１（Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ）乳化剤の７ｍＭの溶液を反応器に加え、８５℃に加熱した。別個の容器において、２２８ｇのｎ－ブチルアクリレート、１４６ｇのスチレンおよび９４ｇの２－（ジメチルアミノ）エチルメタクリレートを含むモノマー混合物を、１４ｇのＤＩＳＰＯＮＩＬ Ａ ３０６５（ＢＡＳＦ社）乳化剤の存在下で、２４７ｇの水に乳化した。アンモニアで１．５倍に中和した１０ｗｔ．％の４，４’－アゾビス（４－シアノ吉草酸）の５ｇの水溶液を反応器に加え、その５分後、事前に調製された２５ｇのモノマー乳剤を加えた。反応混合物を２０分間重合させ、その後、残りのモノマー乳剤を、定速で４時間かけて反応混合物に供給した。この間、アンモニアで１．５倍に中和した４ｗｔ．％の４，４’－アゾビス（４－シアノ吉草酸）の２４ｇの水溶液の並行定速供給物も反応混合物に加えた。両方の供給物の添加が完了した後、反応器の内容物をさらに６０分間、撹拌条件下で、８５℃で保持した。重合条件下で８０％を超える高いモノマー変換を得た。
[0133]得られたポリマー分散液を５０℃に冷却し、４ｗｔ．％のｔ－ブチルヒドロペルオキシドの１４ｇの水溶液および６ｗｔ．％のＢＲＵＧＧＯＬＩＴＥ（登録商標）ＦＦ６Ｍ還元剤（Ｂｒｕｇｇｅｍａｎｎ ＧｍｂＨ ＆ Ｃｏ）、０．２ｗｔ．％の硫酸鉄（ＩＩ）七水和物および０．５ｗｔ．％のテトラナトリウムエチレンジアミン四酢酸の１４ｇの水溶液を、２時間かけて、並行して反応器に供給した。その後、反応混合物を３０分間、５０℃で保持し、次いで、室温に冷却した。室温に到達したとき、０．０５ｇのＢＹＫ－０１６（ＢＹＫ－Ｃｈｅｍｉｅ）消泡剤を高速撹拌下、反応混合物にゆっくりと加えた。得られた乳剤は、以下に指定されるようにさらに改変しない限り、さらに改変することなく被覆適用のために直接使用した。
[0134]上述のように製造されたポリマー乳剤は、以下の表２のエントリー１７に対応する。以下の実施例におけるその他のポリマー乳剤は、モノマー混合物におけるエチレン性不飽和モノマーの指定された比を置き換えることによって同様に調製した。特定の配合は以下の表に提供する。
実施例２
[0135]ポリマー基材上のコーティングおよび接着試験。実施例１において調製されたポリマー乳剤を４８ ｇａ ＰＥＴポリエステル基材上に被覆し、１０５℃で１分間乾燥した後に、層の重量は０．５ｇ／ｍ２になった。以下の表１のデータについて、ｈｏｔ－ｎｉｐラミネーターを使用して、ＨＰカラーブロックを未処理のＢＯＰＰ基材から前述のようにプライミングされたＰＥＴ基材に移した。この場合、Ｍｅｙｅｒロッドでハンドドローダウンを実施して、基材表面上のプライマー組成物を送達し、その後ｈｏｔ－ｎｉｐ積層を実施した。以下の表２におけるデータについて、ＨＰ ＩＮＤＩＧＯ ６０００プレスを使用してプライマーコーティングを適用し、標準的な印刷条件下で、ＨＰ ＩＮＤＩＧＯ ＥＬＥＣＴＲＯＩＮＫを使用してプレス機器で印刷を実施した。特に、プライミングユニットにおいて、８０℃の乾燥温度および８００Ｗのコロナパワー強度で、４ショットモードで動作するＨＰ ＩＮＤＩＧＯ ６０００プレスを使用して印刷を実施した。
[0135]ポリマー基材上のコーティングおよび接着試験。実施例１において調製されたポリマー乳剤を４８ ｇａ ＰＥＴポリエステル基材上に被覆し、１０５℃で１分間乾燥した後に、層の重量は０．５ｇ／ｍ２になった。以下の表１のデータについて、ｈｏｔ－ｎｉｐラミネーターを使用して、ＨＰカラーブロックを未処理のＢＯＰＰ基材から前述のようにプライミングされたＰＥＴ基材に移した。この場合、Ｍｅｙｅｒロッドでハンドドローダウンを実施して、基材表面上のプライマー組成物を送達し、その後ｈｏｔ－ｎｉｐ積層を実施した。以下の表２におけるデータについて、ＨＰ ＩＮＤＩＧＯ ６０００プレスを使用してプライマーコーティングを適用し、標準的な印刷条件下で、ＨＰ ＩＮＤＩＧＯ ＥＬＥＣＴＲＯＩＮＫを使用してプレス機器で印刷を実施した。特に、プライミングユニットにおいて、８０℃の乾燥温度および８００Ｗのコロナパワー強度で、４ショットモードで動作するＨＰ ＩＮＤＩＧＯ ６０００プレスを使用して印刷を実施した。
[0136]プライマーコーティングに対するインクの接着は、印刷直後にＳＣＯＴＣＨ（登録商標）８１０（３Ｍ）テープを印刷表面に適用し、１５分後にテープを剥がすことによって評価した。試験手順は、ＳＣＯＴＣＨ（登録商標）６１０テープの代わりにＳＣＯＴＣＨ（登録商標）８１０テープを使用し、２ｋｇのローラーを４回通過させて、テープを被覆基材にプレスしたことを除いて、ＡＳＴＭ２２５２／２２５２Ｍに記載の手順と同じであった。印刷画像の除去パーセンテージは視認によって評価した。
[0137]接着試験の結果および選択された物理特性データは、以下の表１および２にまとめる。「なし（ｎｏｎｅ）」または０％という値は、印刷画像が完全に除去されることを示し、１００％という値は、画像の除去が明らかではないことを示す。非アミン官能基を有し、類似の条件下で付着されたポリマーについての制御データは、表１に示される。様々な量のアミン官能基を有するポリマーのデータは、表２に示される。モノマーのパーセンテージは、モノマーの総重量に対する個々のモノマーの重量による。ガラス転移温度（Ｔｇ）は、ＤＳＣ３＋機器（Ｍｅｔｔｌｅｒ Ｔｏｌｅｄｏ）を使用して示差走査熱量測定によって決定した。走査周期は、２０℃／分のランプにおける－６０℃に初期冷却、続いてこの温度における５分間の安定期間から構成された。試料をその後、２０ｏＣ／分のランプで１２０ｏＣ／分の温度まで加熱し、続いてこの温度における５分間の第２の安定期間を経た。前述の周期のうちの２つは各試料に実施し、第１の周期は試料の熱履歴を除去し、第２の周期はＴｇ値を決定するために使用した。
[0138]表１に示されるように、カルボキシル、エポキシドまたはヒドロキシル官能性を含む様々なコポリマーで配合されたコーティングは、積層後にインクの移動を与えたが、テープ引張り試験によって測定したとき、画像の接着は促進しなかった。アミドまたは尿素官能性を含むコポリマーは、テープ引張り試験によって測定したとき、限定的な画像の接着量を与え、これは、おそらく、トナーにおいて、これらの官能基とカルボキシル官能性との間でＮ－Ｈ水素結合または部分酸－塩基相互作用の形成によるものである。
[0139]表２に示されるように、複数のアミン含有コポリマーは、テープ引張り試験によって測定したとき、良好な画像の転写と強力な接着の両方を与えた。多くの場合において、接着率は８０％を超えていた。強力な接着を示すが、アミン含有モノマーを欠く組成物（エントリー１３）と同様の組成を有するコポリマーは、テープ引張り試験によって測定可能な接着を実証しなかった。２つの異なる種類のアミン含有モノマーを有するコポリマー（エントリー３３および３４）は、単一の種類のアミン含有モノマーしか有しないコポリマーと同様の割合の接着価を示した。
[0140]アミン基を内部でプロトン化することができるモノマーを含むコポリマー、または重合の後、完全もしくは部分的に四級化もしくはプロトン化されたアミン基を有するコポリマーを特徴とするプライマーコーティングは、アミン修飾の閾値レベルに到達すると、より低い接着率を示した。閾値レベルを超えるカルボン酸基を組み込むことは、画像の接着を完全に遮断したが（エントリー３６）、より少ない量のカルボン酸官能性が存在する場合、画像の著しい接着を依然として実現した（エントリー３５）。エントリー３５のコポリマーに観察された接着は、他のモノマーの同様の量を有するがカルボン酸含有モノマーを欠くコポリマー（エントリー１５または１７）に観察された接着に類似した、またはそれより僅かに低いだけであった。過剰なカルボン酸官能性を組み込むことと同じように、鉱酸による合成後酸性化は、画像の接着を促進するコポリマーの能力を完全に崩壊させたが（エントリー３７）、非酸性化コポリマーは良好な画像の接着を示した（エントリー１５）。アミン基の部分的なエポキシド官能化は、良好な画像の接着を保持し（エントリー３８）、非官能化した対照物のコポリマー（エントリー２２）に比べて、最小限の減少しか観察されなかった。
実施例３
[0141]プラスチック基材におけるコーティングについての追加の接着試験のデータ。実施例１のように調製されたポリマー乳剤を、４８ ｇａ ＰＥＴポリエステル基材に、または８０ ｇａ ＢＯＰＰ（二軸延伸ポリプロピレン）基材に被覆した。被覆はＨＰ ＩＮＤＩＧＯ ６０００プレスを使用して実施例２のように実施した。被覆重量は、この実施例において同様に異なっていた。接着試験の結果および選択された物理特性データは、以下の表３にまとめる。
[0141]プラスチック基材におけるコーティングについての追加の接着試験のデータ。実施例１のように調製されたポリマー乳剤を、４８ ｇａ ＰＥＴポリエステル基材に、または８０ ｇａ ＢＯＰＰ（二軸延伸ポリプロピレン）基材に被覆した。被覆はＨＰ ＩＮＤＩＧＯ ６０００プレスを使用して実施例２のように実施した。被覆重量は、この実施例において同様に異なっていた。接着試験の結果および選択された物理特性データは、以下の表３にまとめる。
示されるように、さらなる接着促進剤としてポリエチレンイミンまたはポリウレタンをコーティングに組み込むことは、観察された画像の接着に著しくは影響しなかった（エントリー４６～５３）。ポリエチレンイミンまたはポリウレタンを加えてＢＯＰＰ基材に対する接着を促進させた。
[0142]エントリー４４および４６からのコーティングの耐水性を、被覆されたＰＥＴ基材を３０分、１時間、３時間および２４時間浸することによって試験した。被覆基材が水から取り出した後に、各時間においてテープ引張り試験を実施した。比較的親水性のコポリマーコーティング（エントリー４６）は、水への浸漬からちょうど３０分後にかなりの層間はく離を示し、より疎水性のコポリマー（エントリー４４）は、試験時間にわたって、著しい層間はく離を起こさなかった。
実施例４
[0143]紙基材におけるコーティングについての接着試験のデータ。８ｗｔ．％の水性デンプン溶液を、９０℃で少なくとも２５分間溶液を保持し、その後、１ｗｔ．％の水酸化カリウム水溶液を使用して溶液のｐＨを８．５に調節した。各デンプン溶液を、固形物に対して７５％のデンプンおよび２５％のコポリマーのブレンド比で、実施例１のように調製されたポリマー乳剤とブレンドした。ブレンドを６０℃で１時間保持し、その後、約１５０ｇ／ｍ２の基準重みを有する市販されているＳｔａｒｂｒｉｔｅ Ｏｐａｑｕｅ Ｓｅｌｅｃｔ Ｓｍｏｏｔｈ １００Ｔ紙（Ｖｅｒｉｔｙ、カリパス７．４、輝度９６および不透明度９７）のシートに適用した。Ｍｅｙｅｒロッド＃４を使用し、２ｇ／ｍ２の乾燥材料の被覆重量を目標にして被覆を実施した。配合直後および６０℃で２４時間保管した後に、ブルックフィールド粘度を決定して、ブレンドした被覆乳剤のコロイド安定性を決定した。
[0143]紙基材におけるコーティングについての接着試験のデータ。８ｗｔ．％の水性デンプン溶液を、９０℃で少なくとも２５分間溶液を保持し、その後、１ｗｔ．％の水酸化カリウム水溶液を使用して溶液のｐＨを８．５に調節した。各デンプン溶液を、固形物に対して７５％のデンプンおよび２５％のコポリマーのブレンド比で、実施例１のように調製されたポリマー乳剤とブレンドした。ブレンドを６０℃で１時間保持し、その後、約１５０ｇ／ｍ２の基準重みを有する市販されているＳｔａｒｂｒｉｔｅ Ｏｐａｑｕｅ Ｓｅｌｅｃｔ Ｓｍｏｏｔｈ １００Ｔ紙（Ｖｅｒｉｔｙ、カリパス７．４、輝度９６および不透明度９７）のシートに適用した。Ｍｅｙｅｒロッド＃４を使用し、２ｇ／ｍ２の乾燥材料の被覆重量を目標にして被覆を実施した。配合直後および６０℃で２４時間保管した後に、ブルックフィールド粘度を決定して、ブレンドした被覆乳剤のコロイド安定性を決定した。
[0144]被覆された紙シートは、４ショットモードで動作するＨＰ ＩＮＤＩＧＯ ｐｒｅｓｓ ＷＳ ５５００ Ｓｅｒｉｅｓ３を使用し、続いて、それぞれ、１１０℃のブランケットの温度および４２℃の圧胴の温度で、標準スクリーニング手順で調製した。ＨＰ１００％ブラック液体トナーおよびＨＰ２９０％フォトブラックトナー（５２％黄色、６６％マゼンタ、７２％シアンおよび１００％ブラック）を被覆された紙シートに印刷した。インクの接着は、１０分後にＳＣＯＴＣＨ（登録商標）２３４（３Ｍ）テープでテープ引張り試験を実施することによって評価した。接着率は、フラットベッドスキャナを使用し、スキャンされた画像を加工して、テープによって除去された領域を決定して評価した。被覆されていない紙に対するＨＰ ＥＬＥＣＴＲＯＩＮＫの接着は、１００％ブラックトナーについては６５％、および２９０％フォトブラックトナーについては３９％であることが分かった。表４～７は、ヒドロキシエチル化トウモロコシデンプン（ＩＮＧＲＥＤＩＯＮＰＥＮ－ＣＯＴＥ（登録商標））、酸化トウモロコシデンプン（Ｄｏｕｇｌａｓ ３０４０）、ヒドロキシエチル化タピオカデンプン（ＥＸＣＥＬＳＩＺＥ ２２）およびヒドロキシエチル化ジャガイモデンプン （ＷＥＳＣＯＴＥ ３０７０）をそれぞれ有するアミン含有コポリマー乳剤のブレンドについて得られた接着の結果を示す。アミン含有コポリマーは、試験したデンプンとコロイド的に安定しており、観察期間にわたって粘度は認識できるほど変化しなかった。
表４～７に示されるように、アミン含有コポリマーに対する画像の接着は、アミン官能性を欠くコポリマーよりも著しく強力であった（エントリー５４、６０、６６および７２）。さらに、アミン含有コポリマーは、１００％ブラックと２９０％フォトブラックトナーの両方について、非常に高い接着を与えた。対照的に、アミン官能性を欠くコポリマーは、２９０％フォトブラックトナーについて非常により低い画像の接着を与えた。
実施例５
[0145]インクジェットおよび電子写真印刷用の配合物。以下のストック試薬は、以下の表８に指定されるように、溶液、分散液または乳剤として調製した。デンプン乳剤（乳剤ＣおよびＤ）は、水に乾燥デンプン粉末を加え、９０℃で２５分間調理することによって調製した。ＳＵＲＦＹＮＯＬ ４６５（Ｅｖｏｎｉｋ）およびＤＹＮＯＬ３６０は、非イオン性界面活性剤である。
[0145]インクジェットおよび電子写真印刷用の配合物。以下のストック試薬は、以下の表８に指定されるように、溶液、分散液または乳剤として調製した。デンプン乳剤（乳剤ＣおよびＤ）は、水に乾燥デンプン粉末を加え、９０℃で２５分間調理することによって調製した。ＳＵＲＦＹＮＯＬ ４６５（Ｅｖｏｎｉｋ）およびＤＹＮＯＬ３６０は、非イオン性界面活性剤である。
[0146]プライマー組成物は、以下の表９に指定されるように、溶液Ａならびに乳剤Ｂ１、Ｂ２、ＣおよびＤから配合した。配合物１～５（エントリー７８～８２）は、一緒に成分を混合し、３０分間ブレンドすることによって調製した。
配合物１～５（エントリー７８～８２）は、一緒に成分を混合し、３０分間ブレンドすることによって調製した。配合物６および７（エントリー８３および８４）は、乳剤Ｂ２および水を１０分間混合することによって調製した。次いで、粉末形態の酢酸カルシウムを加え、３０分間混合し続けた。酢酸カルシウムの完全な溶解を確認した後（ガラススライド観察）、ＤＹＮＯＬ３６０を加え、さらに１０分間混合し続けた。配合物８および９（エントリー８５および８６）は、乳剤Ｃを配合物３または配合物４と合わせ、３０分間混合することによって調製した。配合物１０および１１（エントリー８７および８８）は、乳剤Ｄを配合物３または配合物４と合わせ、３０分間混合することによって調製した。他の配合物はこれらと同じように調製した。
[0147]配合物１～２６（エントリー７８～１０３）は全て「いっときの」一貫性を有し、３０分間混合した後、実質的に凝集または沈殿を示さなかった。
[0148]溶液Ａ（４８ｗｔ．％）およびエチレンアクリル酸ポリマー乳剤組成物（５２ｗｔ．％）を含む市販の電子写真印刷プライマーから安定した配合物を形成しようとする試みは、成分を一緒にブレンドすると、凝集および極端な沈殿のために失敗した。同様に、溶液Ａ（５０ｗｔ．％）およびポリウレタン乳剤組成物（５０ｗｔ．％）を含む市販の電子写真印刷プライマーから安定した配合物を形成しようとする試みも、成分を一緒に混合すると、凝集および沈殿のために失敗した。
[0148]溶液Ａ（４８ｗｔ．％）およびエチレンアクリル酸ポリマー乳剤組成物（５２ｗｔ．％）を含む市販の電子写真印刷プライマーから安定した配合物を形成しようとする試みは、成分を一緒にブレンドすると、凝集および極端な沈殿のために失敗した。同様に、溶液Ａ（５０ｗｔ．％）およびポリウレタン乳剤組成物（５０ｗｔ．％）を含む市販の電子写真印刷プライマーから安定した配合物を形成しようとする試みも、成分を一緒に混合すると、凝集および沈殿のために失敗した。
実施例６
[0149]ハイブリッドプライマーコーティングを使用したインクジェット印刷。以下に特定されるように、２つの異なるコーティング技術を使用して基材に適用した場合の、実施例５からの配合物のインクジェット印刷の品質を試験した。被覆基材上の印刷は、ＨＰ Ｐａｇｅｗｉｄｅ ４７７ＤＷインクジェットプリンターを使用して実施した。印刷のブリード、凝集およびガモットは、ループ拡大鏡を使用して視覚的に分析した。全体的な印刷品質は、不良、良好または優秀のランクシステムによって主観的に分類した。被覆されていない基材に加えて、ＭＩＣＨＥＭ ＦＬＥＸ Ｐ１８５２（Ｍｉｃｈｅｌｍａｎ，Ｉｎｃ．、押出コーティングプライマー）およびＩＮ－ＬＩＮＥ ＰＲＩＭＥＲ ０３０（Ｍｉｃｈｅｌｍａｎ，Ｉｎｃ．、ＨＰ ＩＮＤＩＧＯ電子写真プライマー）を対照として試験を実施した。
[0149]ハイブリッドプライマーコーティングを使用したインクジェット印刷。以下に特定されるように、２つの異なるコーティング技術を使用して基材に適用した場合の、実施例５からの配合物のインクジェット印刷の品質を試験した。被覆基材上の印刷は、ＨＰ Ｐａｇｅｗｉｄｅ ４７７ＤＷインクジェットプリンターを使用して実施した。印刷のブリード、凝集およびガモットは、ループ拡大鏡を使用して視覚的に分析した。全体的な印刷品質は、不良、良好または優秀のランクシステムによって主観的に分類した。被覆されていない基材に加えて、ＭＩＣＨＥＭ ＦＬＥＸ Ｐ１８５２（Ｍｉｃｈｅｌｍａｎ，Ｉｎｃ．、押出コーティングプライマー）およびＩＮ－ＬＩＮＥ ＰＲＩＭＥＲ ０３０（Ｍｉｃｈｅｌｍａｎ，Ｉｎｃ．、ＨＰ ＩＮＤＩＧＯ電子写真プライマー）を対照として試験を実施した。
[0150]ローラーコーティング：３．２５ＢＣＭ（数１０億立方ミクロン）アニロックスローラーを有するＣｏｍｃｏプレスを使用して、配合物を紙基材に適用した。基材は、粘土ベースのコーティングでプレコートし、その後、印刷のためにプライマーコーティングを適用した。連続的な基材の供給は、６０．９６ｍｐｍ（２００ｆｐｍ）（１分あたりのフィート数）の速度でプレスを通り、その後、１２１．１℃（２５０°Ｆ）で、約６秒間のドエルタイムで乾燥を行った。試験の結果は以下の表１０にまとめる。
[0151]サイズプレス：配合物のサイズプレスの適用は、個別のシート：７０＃および１００＃重量から構成される２つの異なる紙基材に、Ｍｅｙｅｒロッド＃４を使用して実施した。プライマー配合物を紙繊維に直接適用し、プレコーティングは存在しなかった。コーティングの後、基材を１０５℃で１分間乾燥させ、その後印刷した。試験の結果は以下の表１１にまとめる。
[0152]表１０および１１に示されるように、不良のインクジェット印刷品質は、被覆されていない基材（エントリー１０４および１１８）とアミン官能化コポリマー単独（エントリー１１９）との両方で生じた。不良のインクジェット印刷品質は、アミン官能化コポリマーおよびデンプン（エントリー１２５～１２８）を使用して被覆を行ったときも生じた。対照的に、酢酸カルシウムおよびデンプンを含むコーティングは、優秀なインクジェット印刷品質を提供した（エントリー１３４）。酢酸カルシウムとアミン官能化コポリマーの両方を含むコーティングは、良好から優秀のインクジェット印刷品質を提供し（エントリー１０７～１１０、１２０～１２４および１２９～１３３）、したがって、アミン官能化コポリマーは二価金属塩（酢酸カルシウム）の能力を干渉することなくインクの接着を促進することが分かる。代替的な塩形態も良好なインクジェット印刷品質を与えた（エントリー１１１～１１７）。
実施例７
[0153]ハイブリッドプライマーコーティングを使用した電子写真印刷。以下に特定されるように、２つの異なるコーティング技術によって基材に適用した場合の、実施例５からの配合物の接着性を試験した。被覆基材における印刷は、１５．２４ｍ／分（５０ｆｔ／分）の供給速度のＨＰ ＩＮＤＩＧＯ ＷＳ４５００ロールツーロール印刷システム（ローラーコーティング）を使用して実施するか、または４ショットモードで動作するＨＰ ＩＮＤＩＧＯ ７８００ Ｓｅｒｉｅｓ３システムを使用し、続いて、それぞれ、１３０℃のブランケットの温度および１２０℃の圧胴の温度で、ＨＤＩ－１７５設定を使用した標準スクリーニング手順（サイズプレスコーティング）を使用して実施した。接着試験は、接着性を測定するために同等の性能を有する異なるテープを使用したことを除いて、上述（実施例２）で特定されたテープ引張り試験を使用して実施した。接着性能は、不良、良好または優秀のランクシステムによって主観的に分類し、大雑把に、２０％超のインク除去、２０％未満のインク除去および５％未満のインク除去にそれぞれ対応する。被覆されていない基材に加えて、ＭＩＣＨＥＭ ＦＬＥＸ Ｐ１８５２（Ｍｉｃｈｅｌｍａｎ，Ｉｎｃ．、押出コーティングプライマー）、ＩＮ－ＬＩＮＥ ＰＲＩＭＥＲ ０３０（Ｍｉｃｈｅｌｍａｎ，Ｉｎｃ．、ＨＰ ＩＮＤＩＧＯ電子写真プライマー）、ＤＩＧＩＰＲＩＭＥ１６００（Ｍｉｃｈｅｌｍａｎ，Ｉｎｃ．、ＨＰ ＩＮＤＩＧＯ電子写真プライマー）およびＤＩＧＩＰＲＩＭＥ１５００ＬＡ（Ｍｉｃｈｅｌｍａｎ，Ｉｎｃ．、ＨＰ ＩＮＤＩＧＯ電子写真プライマー）を対照として実施した。
[0153]ハイブリッドプライマーコーティングを使用した電子写真印刷。以下に特定されるように、２つの異なるコーティング技術によって基材に適用した場合の、実施例５からの配合物の接着性を試験した。被覆基材における印刷は、１５．２４ｍ／分（５０ｆｔ／分）の供給速度のＨＰ ＩＮＤＩＧＯ ＷＳ４５００ロールツーロール印刷システム（ローラーコーティング）を使用して実施するか、または４ショットモードで動作するＨＰ ＩＮＤＩＧＯ ７８００ Ｓｅｒｉｅｓ３システムを使用し、続いて、それぞれ、１３０℃のブランケットの温度および１２０℃の圧胴の温度で、ＨＤＩ－１７５設定を使用した標準スクリーニング手順（サイズプレスコーティング）を使用して実施した。接着試験は、接着性を測定するために同等の性能を有する異なるテープを使用したことを除いて、上述（実施例２）で特定されたテープ引張り試験を使用して実施した。接着性能は、不良、良好または優秀のランクシステムによって主観的に分類し、大雑把に、２０％超のインク除去、２０％未満のインク除去および５％未満のインク除去にそれぞれ対応する。被覆されていない基材に加えて、ＭＩＣＨＥＭ ＦＬＥＸ Ｐ１８５２（Ｍｉｃｈｅｌｍａｎ，Ｉｎｃ．、押出コーティングプライマー）、ＩＮ－ＬＩＮＥ ＰＲＩＭＥＲ ０３０（Ｍｉｃｈｅｌｍａｎ，Ｉｎｃ．、ＨＰ ＩＮＤＩＧＯ電子写真プライマー）、ＤＩＧＩＰＲＩＭＥ１６００（Ｍｉｃｈｅｌｍａｎ，Ｉｎｃ．、ＨＰ ＩＮＤＩＧＯ電子写真プライマー）およびＤＩＧＩＰＲＩＭＥ１５００ＬＡ（Ｍｉｃｈｅｌｍａｎ，Ｉｎｃ．、ＨＰ ＩＮＤＩＧＯ電子写真プライマー）を対照として実施した。
[0154]ローラーコーティング：３．２５ＢＣＭアニロックスローラーを有するＣｏｍｃｏプレスを使用して、配合物を紙基材に適用した。基材は、粘土ベースのコーティングでプレコートし、その後、印刷のためにプライマーコーティングを適用した。連続的な基材の供給は、６０．９６ｍｐｍ（２００ｆｐｍ）（１分あたりのフィート数）の速度でプレスを通り、その後、１２１．１℃（２５０°Ｆ）で、約６秒間のドエルタイムにわたって乾燥を行った。試験の結果は以下の表１２にまとめる。
[0155]サイズプレス：配合物のサイズプレスの適用は、個別のシートから構成される７０＃紙基材上にＭｅｙｅｒロッド＃４を使用して実施した。プライマー配合物を紙繊維に直接適用し、プレコーティングは存在しなかった。コーティングの後、基材を１０５℃で１分間乾燥させ、その後印刷した。試験の結果は以下の表１３にまとめる。
[0156]表１２および１３に示されるように、不良な接着性は、被覆されていない基材（エントリー１３５および１４１）で生じ、対照は、良好から優秀な接着性を与えた（エントリー１３６、１３７、１４２および１４３）。良好な接着性は、アミン官能化コポリマーおよびデンプンを含むコーティングを使用して再び生じた（エントリー１４４～１４７）。一例を除いて、酢酸カルシウムとアミン官能化コポリマーとの両方を含むコーティングは、良好から優秀のインクジェット印刷品質を提供し（エントリー１３８～１４０および１４８～１５１）、したがって、二価金属塩（酢酸カルシウム）が、アミン官能化コポリマーの能力を著しく干渉することなくインクの付着を促進することが分かる。
[0157]本明細書に記載の全ての文献は、全ての管轄権のために、参照により本明細書に組み込まれ、このような実施が許容される場合、任意の優先権書類および／または試験手順は、本文書と矛盾しない範囲で含まれる。前述の概要および特定の実施形態から明らかなように、本開示の形態は、例示され記載される一方、本開示の精神および範囲から逸脱することなく様々な修正を行うことができる。したがって、本開示はそれによって限定されることは意図していない。例えば、本明細書に記載の組成物は、明示的に列挙されていないまたは本明細書に開示されていない任意の成分または組成物を含まない場合がある。任意の方法は、本明細書に列挙されていないまたは開示されていない任意のステップを欠く場合がある。同様に、「～を含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語は、「～を含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」という用語と同義と考えられる。方法、組成物、要素または要素のグループが移行句「～を含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」に先行する場合はいつでも、我々は、組成物または要素（１つまたは複数）の列挙に先行する「～から本質的に構成される」、「～から構成される」、「～からなる群から選択される」または「～である」を伴う同組成物または要素のグループも考慮しており、逆も真なりであることを理解されたい。
[0158]他に示されていない限り、本明細書および関連の特許請求の範囲において使用される成分の量を表す全ての数、分子量などの特性、反応条件などは、「約」という用語によって全ての例において修正されることを理解されたい。したがって、反対のことを示されていない限り、以下の明細書および添付の特許請求の範囲に記載の数値パラメーターは、本発明の実施形態によって得られると考えられる所望の特性に依存して変化し得る近似値である。最低でも、請求項の範囲において等価物の教義の適用を限定しようとするのではなく、各数値パラメーターを、少なくとも、報告されている有効数字の数の観点から、通常の丸め技術を適用することによって解釈すべきである。
[0159]下限および上限を有する数値範囲が開示されている場合はいつでも、任意の数およびその範囲にある任意の範囲は、明確に開示される。特に、本明細書に開示される値の全ての範囲（「約ａ～約ｂ」または同等に「約ａからｂ」または同等に「約ａ～ｂ」の形態の）は、より広い範囲の値に包含される全ての数および範囲を記載していることを理解されたい。また、特許請求の範囲における用語は、特許権所有者によって他に明示的に、明白に定義されていない限り、明白で普通の意味を有する。さらに、特許請求の範囲において使用される不定冠詞「１つの（ａ）」または「１つの（ａｎ）」は、それが紹介する要素の１つまたはそれより多いことを意味することが本明細書に規定される。
[0160]１つまたは複数の例示的な実施形態が本明細書に提示される。簡潔さのために、物理的な実施の全ての特徴が本出願に記載され、または示されているわけではない。本開示の物理的な実施形態の開発において、例えば、システム関連の、ビジネス関連の、政府関連の順守およびその他の制約に従うなど、開発者の目標を達成するために、多数の実施特有の決定がなされなければならないこと、この決定が実施によって、時折変化することを理解されたい。開発者の努力は時間および手間のかかる場合があるが、それでも、このような努力は、当業者にとって日常的な仕事であり、本開示の利益を有する仕事であると思われる。
[0161]したがって、本開示は、それらに本来備わっている目的および利点と同様に言及される目的および利点に到達するように十分適応している。本開示は、当業者および本明細書における教示の利益を有する者に対して明白な、異なるが等価な手法で修正され、実施することができるため、前述に開示されている特定の実施形態は、例示的なものに過ぎない。さらに、以下の特許請求の範囲に記載されていること以外の、示されている本明細書の構造または設計の詳細に制限を設けることを意図していない。したがって、前述に開示されている特定の例示的な実施形態は、変更され、組み合わせられ、または修正されることは明白であり、このような全ての変形形態が本開示の範囲および精神にあると考えられる。本明細書に例示的に開示される実施形態は、本明細書に特に開示されていない任意の要素および／または本明細書に開示される任意選択的な要素が存在しないに場合において、適切に実施することができる。
Claims (35)
- 水性プライマー組成物であって：
水性流体中に分散された多価金属塩；及び
水性流体中にエマルジョンとして分散されたエマルジョン重合アミン官能化コポリマーであって、約１０～約１８０mg KOH/gコポリマーのアミン価および約０℃～約５０℃のガラス転移温度を有するアミン官能化コポリマー；を含み、
ここで、アミン官能化コポリマーは：
アミン基を欠く１つ以上の第１のエチレン性不飽和モノマー；及び
少なくとも１つのアミン基を有し、少なくとも１つのアミン基がアミン官能化コポリマーの側鎖を含む、１つ以上の第２のエチレン性不飽和モノマー
の重合反応生成物を含む、前記水性プライマー組成物。 - 前記水性流体が約５．５～約７．５のｐＨを有する、請求項１に記載のプライマー組成物。
- さらに、水性流体中に分散された界面活性剤を含む、請求項１または２に記載のプライマー組成物。
- 前記界面活性剤が、カチオン性界面活性剤、中性界面活性剤、またはそれらの任意の組み合わせを含む、請求項３に記載のプライマー組成物。
- 前記多価金属塩が前記水性流体に溶解されている、請求項１～３のいずれか一項に記載のプライマー組成物。
- 前記多価金属塩が、前記水性流体中に懸濁されている、請求項１～３のいずれか一項に記載のプライマー組成物。
- さらに、水性流体に溶解したデンプンを含む、請求項１～６のいずれか１項に記載のプライマー組成物。
- さらに、水性流体中に分散されたアミン官能化コポリマーとは異なる接着促進剤を含む、請求項１～７のいずれか１項に記載のプライマー組成物。
- 前記多価金属塩が２価金属塩を含む、請求項１～８のいずれか一項に記載のプライマー組成物。
- 前記二価金属塩がアルカリ土類金属塩を含む、請求項９に記載のプライマー組成物。
- アルカリ土類金属塩がアルカリ土類金属カルボキシレートを含む、請求項１０に記載のプライマー組成物。
- アミン価が約７０～約１４０mg KOH/gコポリマーの範囲で前記いずれかの請求項に記載のプライマー組成物。
- アミン官能化コポリマーが、側鎖カルボン酸を有する少なくとも１つのモノマー単位をさらに含む、先行する請求項のいずれかに記載のプライマー組成物。
- アミン官能化コポリマーが、プロトン化されたアミン基の第１の部分と、プロトン化されていないアミン基の第２の部分とを含む、先行する請求項のいずれかに記載のプライマー組成物。
- 前記１つ以上の第１のエチレン性不飽和モノマーが、アルキルまたはシクロアルキル（メタ）アクリレート、ｎ－ブチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、２－エチルヘキシル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、スチレン、ジエン、１，３－ブタジエン、ビニルエステル、ニトリル、（メタ）アクリロニトリル、オレフィン性不飽和ハロゲン化物、臭化ビニル、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリルアミド、置換（メタ）アクリルアミド、Ｎ－メチロール（メタ）アクリルアミド、ジアセトンアミド、アリルメタクリレート、ジビニルベンゼン、アルキレングリコールジ（メタ）アクリレート、およびそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つのモノマーを含む、請求項１に記載のプライマー組成物、
- １つ以上の第２のエチレン性不飽和モノマーが、２－（ジメチルアミノ）エチルメタクリレート、２－（ジメチルアミノ）エチルメタクリレート、２－（ｔｅｒｔ－ブチルアミノ）エチルメタクリレート、およびそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つのモノマーを含む、先行する請求項のいずれかに記載のプライマー組成物。
- 被覆基材であって：
ベース基板；及び
ベース基板の表面上に配置されたプライマーコーティング；を含み、
ここで、前記プライマーコーティングは、多価金属塩と、約１０～約１８０mg KOH/gコポリマーのアミン価および約０℃～約５０℃のガラス転移温度を有するアミン官能化コポリマーとを含み；
ここで、アミン官能化コポリマーは：
アミン基を欠く１つ以上の第１のエチレン性不飽和モノマー；及び
少なくとも１つのアミン基を有し、少なくとも１つのアミン基がアミン官能化コポリマーの側鎖を含む、１つ以上の第２のエチレン性不飽和モノマー
の重合反応生成物を含む、前記被覆基材。 - 前記ベース基材がポリマー基材を含む、請求項１７に記載のコーティングされた基材。
- ベース基材が紙基材を含む、請求項１７に記載のコーティングされた基材。
- 前記プライマーコーティングがデンプンをさらに含む、請求項１７～１９のいずれか一項に記載のコーティングされた基材。
- 前記プライマーコーティングが界面活性剤をさらに含む、請求項１７～２０のいずれか一項に記載のコーティングされた基材。
- 界面活性剤が、中性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、またはそれらの任意の組み合わせを含む、請求項２１に記載のコーティングされた基材。
- 前記プライマーコーティングが、前記アミン官能化コポリマーとは異なる接着促進剤をさらに含む、請求項１７～２２のいずれか一項に記載のコーティングされた基材。
- 下塗りコーティングが、約０．０５ｇ／ｍ2～約１．５ｇ／ｍ2の範囲のコーティング量を有する、請求項１７～２３のいずれか１項に記載のコーティングされた基材。
- アミン価が約７０～約１４０mg KOH/gコポリマーの範囲で請求項１７～２４のいずれか一項に記載のコーティングされた基材。
- 多価金属塩が二価金属塩を含む、請求項１７～２５のいずれか１項に記載のコーティングされた基材。
- 前記二価金属塩がアルカリ土類金属塩を含む、請求項２６に記載のコーティングされた基材。
- アルカリ土類金属塩がアルカリ土類金属カルボキシレートを含む、請求項２７に記載のコーティングされた基材。
- アミン官能化コポリマーが、側鎖カルボン酸を有する少なくとも１つのモノマー単位をさらに含む、請求項１７～２８のいずれか一項に記載のコーティングされた基材。
- 前記アミン官能化コポリマーが、プロトン化されているアミン基の第１の部分およびプロトン化されていないアミン基の第２の部分を含む、請求項１７～２９のいずれか一項に記載のコーティングされた基材。
- 前記１つ以上の第１のエチレン性不飽和モノマーが、アルキルまたはシクロアルキル（メタ）アクリレート、ｎ－ブチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、２－エチルヘキシル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、スチレン、ジエン、１，３－ブタジエン、ビニルエステル、ニトリル、（メタ）アクリロニトリル、オレフィン性不飽和ハロゲン化物、臭化ビニル、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリルアミド、置換（メタ）アクリルアミド、Ｎ－メチロール（メタ）アクリルアミド、ジアセトンアミド、アリルメタクリレート、ジビニルベンゼン、アルキレングリコールジ（メタ）アクリレート、およびそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つのモノマーを含む、請求項１７～３０のいずれかに記載のコーティングされた基材。
- １つ以上の第２のエチレン性不飽和モノマーが、２－（ジメチルアミノ）エチルメタクリレート、２－（ジメチルアミノ）エチルメタクリレート、２－（ｔｅｒｔ－ブチルアミノ）エチルメタクリレート、およびそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つのモノマーを含む、請求項１７～３１のいずれか１項に記載のコーティングされた基材。
- 前記プライマーコーティングが：
ベース基材上にコーティング組成物を堆積させるステップであって、コーティング組成物は、水性流体中に分散された多価金属塩と、水性流体中にエマルジョンとして分散されたアミン官能化コポリマーとを含むステップ；及び
水性流体を蒸発させて、下地基板上に配置されたプライマーコーティングを残すステップ
を含むコーティングプロセスによって前記ベース基材上に配置される、請求項１７～３２のいずれか一項に記載のコーティングされた基材。 - コーティングプロセスであって：
ベース基板上にコーティング組成物を堆積させるステップであって、該コーティング組成物は水性流体中に分散された多価金属塩と、水性流体中にエマルジョンとして分散されたアミン官能化コポリマーとを含み、該アミン官能化コポリマーは、約１０～約１８０mg KOH/gコポリマーのアミン価および約０℃～約５０℃のガラス転移温度を有し；
ここで、アミン官能化コポリマーは：
アミン基を欠く１つ以上の第１のエチレン性不飽和モノマー；及び
少なくとも１つのアミン基を有する１つ以上の第２のエチレン性不飽和モノマーであって、少なくとも１つのアミン基は、アミン官能化コポリマーの側鎖を含む第２のエチレン性不飽和モノマー
の重合反応生成物を含む、前記ステップ；及び
水性流体を蒸発させて、下地基板上に配置されたプライマーコーティングを残すステップ
を含む、前記コーティングプロセス。 - プライマー組成物であって：
水性流体中にエマルジョンとして分散されたエマルジョン重合アミン官能化コポリマーであって、約７０～約１４０mg KOH/gコポリマーのアミン価および約０℃～約５０℃のガラス転移温度を有するアミン官能化コポリマー；を含み、
ここで、アミン官能化コポリマーは：
アミン基を欠く１つ以上の第１のエチレン性不飽和モノマー；及び
少なくとも１つのアミン基を有し、少なくとも１つのアミン基がアミン官能化コポリマーの側鎖を含む、１つ以上の第２のエチレン性不飽和モノマー
の重合反応生成物を含む、前記プライマー組成物。
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