JP2023076805A - ポリマー分散剤 - Google Patents

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Abstract

【課題】ポリマー分散剤、および該ポリマー分散剤を含む水性インクジェットインク組成物を提供する。【解決手段】ポリマー分散剤であって、コポリマーであって、塩基性部分と、約４個～約４０個の炭素原子を有するアルキル基と、芳香族基と、立体親水性基と、を含む、コポリマーを含む、ポリマー分散剤を提供する。【選択図】なし

Description

関連出願の相互参照
同一出願人による米国特許出願第１７／５３３２０６号、名称「Ｓｅｌｆ－Ｃｒｏｓｓｌｉｎｋｅｄ Ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ Ｄｉｓｐｅｒｓａｎｔ」が同時に出願され、本明細書においてその全体が参照により本明細書に組み込まれる。
本明細書で開示されるのは、ポリマー分散剤であって、塩基性部分と、約４個～約４０個の炭素原子を有するアルキル基と、芳香族基と、立体親水性基と、を含む、コポリマーを含む、ポリマー分散剤である。
また、本明細書に開示されるのは、粒子と、ビヒクルと、任意選択的な界面活性剤と、以下の構造のコポリマーを含むポリマー分散剤と、を含む、組成物であり、
Figure 2023076805000001
 式中、ｗは、１～約４００の整数であり、ｘは、０～約４８０の整数であり、ｙは、１～約１６０の整数であり、ｚは、１～約４００の整数であり、Ｌ１～Ｌ４は、任意選択的な連結基であり、Ｌ１は、エーテル、尿素、エポキシ、エステル、アミド、酸素、硫黄、及び１個～約６個の炭素原子のアルキル鎖からなる群のメンバーから選択される連結基であり、Ｌ２は、エーテル、尿素、エポキシ、エステル、アミド、酸素、硫黄、及び１個～約６個の炭素原子のアルキル鎖からなる群のメンバーから選択される連結基であり、Ｌ３は、エーテル、尿素、エポキシ、エステル、アミド、酸素、硫黄、及び１個～約６個の炭素原子のアルキル鎖からなる群のメンバーから選択される連結基であり、Ｌ４は、エーテル、尿素、エポキシ、エステル、アミド、酸素、硫黄、及び１個～約６個の炭素原子のアルキル鎖からなる群のメンバーから選択される連結基であり、Ｒ１は、－（ＣＨ２）３－３９ＣＨ３であり、Ｒ２は、６個～約３０個の炭素原子を有する芳香族基であり、いくつかの実施形態では、ベンジル、ナフタレニル、アントラセニル、テトラセニル、ペンタセニル、トリスチリルベンジル、及びピリジニルからなる群のメンバーから選択され、Ｒ３は、－（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｍ（ＣＨ２ＣＨＣＨ３Ｏ）ｎＲであり、ｍは、約１０～約４５０であり、ｎは、約０～約８０であり、Ｒは、Ｈ又はＣＨ３であり、Ｒ４は、アミン、ピリジン、イミダゾール、ベンズイミダゾール、ヒスチジン、グアニジン、ホスファゼン塩基、アンモニウム塩基、ホスホニウム塩基、及びオニウム塩基からなる群のメンバーから選択される塩基群であり、Ｒ１’、Ｒ２’、Ｒ３’、及びＲ４’は、各々独立して、Ｈ、１個～約５個の炭素原子を有するアルキル基、及び６個～約３０個の炭素原子を有する芳香族基からなる群のメンバーから選択される。いくつかの実施形態では、式
Figure 2023076805000002
 が、分散剤成分を定義するために使用され、式中、ｗ、ｘ、ｙ、及びｚは、上記で定義された整数であり、
ＭＲ１は、Ｒ１基の分子量であり、ＭＲ１’は、Ｒ１’基の分子量であり、
ＭＲ２は、Ｒ２基の分子量であり、ＭＲ２’は、Ｒ２’基の分子量であり、
ＭＲ３は、Ｒ３基の分子量であり、ＭＲ３’は、Ｒ３’基の分子量であり、
ＭＲ４は、Ｒ４基の分子量であり、及びＭＲ４’は、Ｒ４’基の分子量である。
また本明細書で開示されるのは、水性インクジェットインクであり、水と、共溶媒と、任意選択的なワックス分散液と、任意選択的なラテックス樹脂と、界面活性剤と、顔料と、以下の構造のコポリマーを含むポリマー分散剤と、を含み、
Figure 2023076805000003
 式中、ｗは、１～約４００の整数であり、ｘは、０～約４８０の整数であり、ｙは、１～約１６０の整数であり、ｚは、１～約４００の整数であり、Ｌ１～Ｌ４は、任意選択的な連結基であり、Ｌ１は、エーテル、尿素、エポキシ、エステル、アミド、酸素、硫黄、及び１個～約６個の炭素原子のアルキル鎖からなる群のメンバーから選択される連結基であり、Ｌ２は、エーテル、尿素、エポキシ、エステル、アミド、酸素、硫黄、及び１個～約６個の炭素原子のアルキル鎖からなる群のメンバーから選択される連結基であり、Ｌ３は、エーテル、尿素、エポキシ、エステル、アミド、酸素、硫黄、及び１個～約６個の炭素原子のアルキル鎖からなる群のメンバーから選択される連結基であり、Ｌ４は、エーテル、尿素、エポキシ、エステル、アミド、酸素、硫黄、及び１個～約６個の炭素原子のアルキル鎖からなる群のメンバーから選択される連結基であり、Ｒ１は、－（ＣＨ２）３－３９ＣＨ３であり、Ｒ２は、ベンジル、ナフタレニル、アントラセニル、テトラセニル、ペンタセニル、トリスチリルベンジル、及びピリジニルからなる群のメンバーから選択される芳香族基であり、Ｒ３は、－（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｍ（ＣＨ２ＣＨＣＨ３Ｏ）ｎＲであり、ｍは、約１０～約４５０であり、ｎは、約０～約８０であり、Ｒは、Ｈ又はＣＨ３であり、Ｒ４は、アミン、ピリジン、イミダゾール、ベンズイミダゾール、ヒスチジン、グアニジン、ホスファゼン塩基、アンモニウム塩基、ホスホニウム塩基、及びオニウム塩基からなる群のメンバーから選択される塩基群であり、Ｒ１’、Ｒ２’、Ｒ３’、及びＲ４’は、各々独立して、Ｈ、１個～約５個の炭素原子を有するアルキル基、及び６個～約３０個の炭素原子を有する芳香族基からなる群のメンバーから選択される。いくつかの実施形態では、式
Figure 2023076805000004
 が、分散剤成分を定義するために使用され、式中、ｗ、ｘ、ｙ、及びｚは、上記で定義された整数であり、ＭＲ１は、Ｒ１基の分子量であり、ＭＲ１’は、Ｒ１’基の分子量であり、ＭＲ２は、Ｒ２基の分子量であり、ＭＲ２’は、Ｒ２’基の分子量であり、ＭＲ３は、Ｒ３基の分子量であり、ＭＲ３’は、Ｒ３’基の分子量であり、ＭＲ４は、Ｒ４基の分子量であり、及びＭＲ４’は、Ｒ４’基の分子量である。
信頼性の高い顔料分散液は、水性インクジェットインク用途にとって重要な要素である。カーボンブラック顔料は、顔料の高い比表面積及び低い表面電荷のために、水性媒体中に分散することが特に困難である。低分散顔料により、水性インク又はコーティングが、貯蔵不安定性、ジェット詰まり、低光学密度を有すること、及び被覆力の損失を示すことを引き起こし得る。市販の分散剤で作製された様々な黒色顔料分散液の水性インクジェットインクへの組み込みが試みられてきた。しかしながら、結果として得られるインクは、多くの場合、加速エージング試験において不安定である、又はインク配合物の変動、特に共溶媒型インク及び内容物に対する限定された耐性を有するなどの問題を示す。
現在入手可能な分散剤は、分散剤の意図される目的に好適であり得る。しかしながら、改善された分散剤、特に水性インクジェットインク用の改善された分散剤に対する必要性が残る。
上記の米国特許及び特許出願公開のそれぞれの適切な構成要素及びプロセスの態様は、その実施形態において本開示のために選択され得る。更に、本出願全体を通して、様々な刊行物、特許、及び公開された特許出願は、特定の引用によって参照される。本出願において参照される刊行物、特許、及び公開された特許出願の開示は、本発明が関係する最新技術をより完全に説明するために、参照により本開示に組み込まれる。
説明されるのは、ポリマー分散剤であって、塩基性部分と、約４個～約４０個の炭素原子を有するアルキル基と、芳香族基と、立体親水性基と、を含む、コポリマーを含む、ポリマー分散剤である。
更に説明されるのは、粒子と、ビヒクルと、任意選択的な界面活性剤と、以下の構造のコポリマーを含むポリマー分散剤と、を含む、組成物であり、
Figure 2023076805000005
 式中、ｗは、１～約４００の整数であり、ｘは、０～約４８０の整数であり、ｙは、１～約１６０の整数であり、ｚは、１～約４００の整数であり、Ｌ１～Ｌ４は、任意選択的な連結基であり、Ｌ１は、エーテル、尿素、エポキシ、エステル、アミド、酸素、硫黄、及び１個～約６個の炭素原子のアルキル鎖からなる群のメンバーから選択される連結基であり、Ｌ２は、エーテル、尿素、エポキシ、エステル、アミド、酸素、硫黄、及び１個～約６個の炭素原子のアルキル鎖からなる群のメンバーから選択される連結基であり、Ｌ３は、エーテル、尿素、エポキシ、エステル、アミド、酸素、硫黄、及び１個～約６個の炭素原子のアルキル鎖からなる群のメンバーから選択される連結基であり、Ｌ４は、エーテル、尿素、エポキシ、エステル、アミド、酸素、硫黄、及び１個～約６個の炭素原子のアルキル鎖からなる群のメンバーから選択される連結基であり、Ｒ１は、－（ＣＨ２）３－３９ＣＨ３であり、Ｒ２は、ベンジル、ナフタレニル、アントラセニル、テトラセニル、ペンタセニル、トリスチリルベンジル、及びピリジニルからなる群のメンバーから選択される芳香族基であり、Ｒ３は、－（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｍ（ＣＨ２ＣＨＣＨ３Ｏ）ｎＲであり、ｍは、約１０～約４５０であり、ｎは、約０～約８０であり、Ｒは、Ｈ又はＣＨ３であり、Ｒ４は、アミン、ピリジン、イミダゾール、ベンズイミダゾール、ヒスチジン、グアニジン、ホスファゼン塩基、アンモニウム塩基、ホスホニウム塩基、及びオニウム塩基からなる群のメンバーから選択される塩基群であり、Ｒ１’、Ｒ２’、Ｒ３’、及びＲ４’は、各々独立して、Ｈ、１個～約５個の炭素原子を有するアルキル基、及び６個～約３０個の炭素原子を有する芳香族基からなる群のメンバーから選択される。
更に記載されるのは、水性インクジェットインクであり、水と、共溶媒と、任意選択的なワックス分散液と、任意選択的なラテックス樹脂と、界面活性剤と、顔料と、以下の構造のコポリマーを含むポリマー分散剤と、を含み、
Figure 2023076805000006
 式中、ｗは、１～約４００の整数であり、ｘは、０～約４８０の整数であり、ｙは、１～約１６０の整数であり、ｚは、１～約４００の整数であり、Ｌ１～Ｌ４は、任意選択的な連結基であり、Ｌ１は、エーテル、尿素、エポキシ、エステル、アミド、酸素、硫黄、及び１個～約６個の炭素原子のアルキル鎖からなる群のメンバーから選択される連結基であり、Ｌ２は、エーテル、尿素、エポキシ、エステル、アミド、酸素、硫黄、及び１個～約６個の炭素原子のアルキル鎖からなる群のメンバーから選択される連結基であり、Ｌ３は、エーテル、尿素、エポキシ、エステル、アミド、酸素、硫黄、及び１個～約６個の炭素原子のアルキル鎖からなる群のメンバーから選択される連結基であり、Ｌ４は、エーテル、尿素、エポキシ、エステル、アミド、酸素、硫黄、及び１個～約６個の炭素原子のアルキル鎖からなる群のメンバーから選択される連結基であり、Ｒ１は、－（ＣＨ２）３－３９ＣＨ３であり、Ｒ２は、ベンジル、ナフタレニル、アントラセニル、テトラセニル、ペンタセニル、トリスチリルベンジル、及びピリジニルからなる群のメンバーから選択される芳香族基であり、Ｒ３は、－（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｍ（ＣＨ２ＣＨＣＨ３Ｏ）ｎＲであり、ｍは、約１０～約４５０であり、ｎは、約０～約８０であり、Ｒは、Ｈ又はＣＨ３であり、Ｒ４は、アミン、ピリジン、イミダゾール、ベンズイミダゾール、ヒスチジン、グアニジン、ホスファゼン塩基、アンモニウム塩基、ホスホニウム塩基、及びオニウム塩基からなる群のメンバーから選択される塩基群であり、Ｒ１’、Ｒ２’、Ｒ３’、及びＲ４’は、各々独立して、Ｈ、１個～約５個の炭素原子を有するアルキル基、及び６個～約３０個の炭素原子を有する芳香族基からなる群のメンバーから選択される。
水系及び水性インク用途のために、様々な顔料を分散させるために好適なポリマー分散剤、いくつかの実施形態では、カーボンブラックが説明される。分散剤ポリマーは、塩基性部分、アルキル基、及び立体親水性基を含む。塩基及びアルキル基は、顔料アフィンアンカーとして機能する。塩基性部分は、限定されるものではないが、芳香族アミン、脂肪族アミン、ピリジン、及びこれらの組み合わせを含み得る。塩基性部分は、ポリマー分散剤の骨格に組み込まれ得るか、又は分散剤の骨格に連結されたペンダント基であり得る。立体基は、約５００～約２０，０００、又は約５００～約５，０００の重量平均分子量を有するポリエチレングリコールを含み得、これは、分散媒体との相溶性を提供する。ポリマー分散剤は、製造可能な溶液重合プロセスによって合成することができる。分散剤は、設計によって多種多様なフィルム形成ポリマー樹脂及びラテックスと相溶性であるため、分散剤を使用して調製された顔料分散液は、水性インク又はコーティングが優れた貯蔵安定性、信頼性の高い噴射品質、及び強化された色強度を有することを可能にする。より具体的には、本分散剤で調製されたカーボンブラック分散液で調製された黒色インクは、異なる共溶媒、高共溶媒充填量、及び様々な界面活性剤を含有する様々なインク配合物において優れたエージング安定性を示した。印刷画像のより高い光学密度もまた、市販の分散剤で作製された顔料分散液を含むインクで作製された印刷画像で実証された。本分散剤は、環境に優しい非ＡＰＥ（alkyl phenol ethoxylate、アルキルフェノールエトキシレート）分散剤のカテゴリー内にある。
いくつかの実施形態では、ポリマー分散剤は、塩基性部分と、約４個～約４０個の炭素原子を有するアルキル基と、芳香族基と、立体親水性基と、を含む、コポリマーを含んで説明される。
ポリマー分散剤は、塩基性部分を含有する。いくつかの実施形態では、塩基性部分は、芳香族アミン、脂肪族アミン、ピリジン、イミダゾール、ベンズイミダゾール、ヒスチジン、グアニジン、ホスファゼン塩基、アンモニウム塩基、ホスホニウム塩基、オニウム塩基、及びこれらの組み合わせからなる群のメンバーから選択される。いくつかの実施形態では、塩基部分は、芳香族アミン、脂肪族アミン、ピリジン、及びこれらの組み合わせからなる群のメンバーから選択される。
いくつかの実施形態では、コポリマーポリマー分散剤は、骨格を含み、塩基性部分は、骨格内に組み込まれているか、又は塩基性部分は、骨格に連結されたペンダント基である。
ポリマー分散剤は、アルキル基を含有する。いくつかの実施形態では、アルキル基は、約４個～約４０個の炭素原子を有するアルキル基である。
ポリマー分散剤は、立体親水性基を含有する。いくつかの実施形態では、立体親水性基は、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、及びこれらの組み合わせからなる群から選択されるメンバーを含む。いくつかの実施形態では、立体親水性基は、ポリエチレングリコールを含む。具体的な実施形態では、立体親水性基は、約５００～約２０，０００、又は約５００～約５，０００の重量平均分子量を有するポリエチレングリコールを含む。
ポリマー分散剤の分子量は、通常の方法に従って、ゲル浸透クロマトグラフィー（gel permeation chromatography、ＧＰＣ）によって判定される。重量平均分子量は、ポリスチレン標準を使用するＧＰＣによって判定され得る。
いくつかの実施形態では、ポリマー分散剤は、以下の構造のコポリマーであり、
Figure 2023076805000007
 式中、ｗは、１～約４００の整数であり、ｘは、０～約４８０の整数であり、ｙは、１～約１６０の整数であり、ｚは、１～約４００の整数であり、Ｌ１～Ｌ４は、任意選択的な連結基であり、存在する場合、Ｌ１～Ｌ４は、以下の通りであり、１は、エーテル、尿素、エポキシ、エステル、アミド、酸素、硫黄、及び１個～約６個の炭素原子のアルキル鎖からなる群のメンバーから選択される連結基であり、Ｌ２は、エーテル、尿素、エポキシ、エステル、アミド、酸素、硫黄、及び１個～約６個の炭素原子のアルキル鎖からなる群のメンバーから選択される連結基であり、Ｌ３は、エーテル、尿素、エポキシ、エステル、アミド、酸素、硫黄、及び１個～約６個の炭素原子のアルキル鎖からなる群のメンバーから選択される連結基であり、Ｌ４は、エーテル、尿素、エポキシ、エステル、アミド、酸素、硫黄、及び１個～約６個の炭素原子のアルキル鎖からなる群のメンバーから選択される連結基であり、Ｒ１は、－（ＣＨ２）３－３９ＣＨ３であり、Ｒ２は、ベンジル、ナフタレニル、アントラセニル、テトラセニル、ペンタセニル、トリスチリルベンジル、及びピリジニルからなる群のメンバーから選択される芳香族基であり、Ｒ３は、－（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｍ（ＣＨ２ＣＨＣＨ３Ｏ）ｎＲであり、ｍは、約１０～約４５０であり、ｎは、約０～約８０であり、Ｒは、Ｈ又はＣＨ３であり、Ｒ４は、アミン、ピリジン、イミダゾール、ベンズイミダゾール、ヒスチジン、グアニジン、ホスファゼン塩基、アンモニウム塩基、ホスホニウム塩基、及びオニウム塩基からなる群のメンバーから選択される塩基群であり、Ｒ１’、Ｒ２’、Ｒ３’、及びＲ４’は、各々独立して、Ｈ、１個～約５個の炭素原子を有するアルキル基、及び６個～約３０個の炭素原子を有する芳香族基からなる群のメンバーから選択される。いくつかの実施形態では、式
Figure 2023076805000008
 が、分散剤成分を定義するために使用され、式中、ｗ、ｘ、ｙ、及びｚは、整数であり、ＭＲ１は、Ｒ１基の分子量であり、ＭＲ１’は、Ｒ１’基の分子量であり、ＭＲ２は、Ｒ２基の分子量であり、ＭＲ２’は、Ｒ２’基の分子量であり、ＭＲ３は、Ｒ３基の分子量であり、ＭＲ３’は、Ｒ３’基の分子量であり、ＭＲ４は、Ｒ４基の分子量であり、及びＭＲ４’は、Ｒ４’基の分子量である。いくつかの実施形態では、ｗは、１～約４００の整数であり、式中、ｘは、０～約４８０の整数であり、ｙは、１～約１６０の整数であり、ｚは、１～約４００の整数である。
いくつかの実施形態では、ポリマー分散剤は、アルキルフェノールエトキシレートを含まない、すなわち、アルキルフェノールエトキシレートを含有しない。
本明細書のポリマー分散体は、任意の好適な又は所望の組成物のために使用することができる。いくつかの実施形態では、本明細書で提供されるのは、粒子と、ビヒクルと、任意選択的な界面活性剤と、以下の構造のコポリマーを含むポリマー分散剤と、を含む組成物であり、
Figure 2023076805000009
 式中、ｗは、１～約４００の整数であり、ｘは、０～約４８０の整数であり、ｙは、１～約１６０の整数であり、ｚは、１～約４００の整数であり、Ｌ１～Ｌ４は、任意選択的な連結基であり、Ｌ１は、エーテル、尿素、エポキシ、エステル、アミド、酸素、硫黄、及び１個～約６個の炭素原子のアルキル鎖からなる群のメンバーから選択される連結基であり、Ｌ２は、エーテル、尿素、エポキシ、エステル、アミド、酸素、硫黄、及び１個～約６個の炭素原子のアルキル鎖からなる群のメンバーから選択される連結基であり、Ｌ３は、エーテル、尿素、エポキシ、エステル、アミド、酸素、硫黄、及び１個～約６個の炭素原子のアルキル鎖からなる群のメンバーから選択される連結基であり、Ｌ４は、エーテル、尿素、エポキシ、エステル、アミド、酸素、硫黄、及び１個～約６個の炭素原子のアルキル鎖からなる群のメンバーから選択される連結基であり、Ｒ１は、－（ＣＨ２）３－３９ＣＨ３であり、Ｒ２は、ベンジル、ナフタレニル、アントラセニル、テトラセニル、ペンタセニル、トリスチリルベンジル、及びピリジニルからなる群のメンバーから選択される芳香族基であり、Ｒ３は、－（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｍ（ＣＨ２ＣＨＣＨ３Ｏ）ｎＲであり、ｍは、約１０～約４５０であり、ｎは、約０～約８０であり、Ｒは、Ｈ又はＣＨ３であり、Ｒ４は、アミン、ピリジン、イミダゾール、ベンズイミダゾール、ヒスチジン、グアニジン、ホスファゼン塩基、アンモニウム塩基、ホスホニウム塩基、及びオニウム塩基からなる群のメンバーから選択される塩基群であり、Ｒ１’、Ｒ２’、Ｒ３’、及びＲ４’は、各々独立して、Ｈ、１個～約５個の炭素原子を有するアルキル基、及び６個～約３０個の炭素原子を有する芳香族基からなる群のメンバーから選択される。いくつかの実施形態では、式
Figure 2023076805000010
 が、分散剤成分を定義するために使用され、式中、ｗ、ｘ、ｙ、及びｚは、本明細書で定義される整数であり、ＭＲ１は、Ｒ１基の分子量であり、ＭＲ１’は、Ｒ１’基の分子量であり、ＭＲ２は、Ｒ２基の分子量であり、ＭＲ２’は、Ｒ２’基の分子量であり、ＭＲ３は、Ｒ３基の分子量であり、ＭＲ３’は、Ｒ３’基の分子量であり、ＭＲ４は、Ｒ４基の分子量であり、及びＭＲ４’は、Ｒ４’基の分子量である。
本明細書のポリマー分散剤は、限定されるものではないが、顔料を含む任意の好適な又は所望の粒子を分散させるために使用することができる。いくつかの実施形態では、組成物が提供され、粒子と、ビヒクルと、任意選択的な界面活性剤と、本明細書に説明されるようなポリマー分散剤と、を含み、粒子は、顔料である。更なる実施形態では、粒子は、黒色顔料、白色顔料、シアン顔料、マゼンタ顔料、黄色顔料、及びこれらの組み合わせからなる群のメンバーから選択される顔料である。特定の実施形態では、粒子は、カーボンブラック顔料である。
組成物は、任意の好適な又は所望のビヒクルを含み得る。いくつかの実施形態では、ビヒクルは、水である。更なる実施形態では、ビヒクルは、水及び共溶媒を含む。特定の実施形態では、ビヒクルは、水及び共溶媒を含み、共溶媒は、インク組成物などの組成物の総重量に基づいて、約３０重量パーセントを上回る高い量で存在する。
組成物は、界面活性剤を更に含み得る。いくつかの実施形態では、界面活性剤は、シロキサンポリエーテル、エトキシル化アセチレンジオール、アルコールエトキシレート、及びこれらの組み合わせからなる群のメンバーから選択される。
いくつかの実施形態では、水性インクジェットインクが説明され、水と、共溶媒と、任意選択的なワックス分散液と、任意選択的なラテックス樹脂と、界面活性剤と、顔料と、本明細書に記載のポリマー分散剤と、を含み、いくつかの実施形態では、ポリマー分散剤は、以下の構造のコポリマーを含み、
Figure 2023076805000011
 式中、ｗは、１～約４００の整数であり、ｘは、０～約４８０の整数であり、ｙは、１～約１６０の整数であり、ｚは、１～約４００の整数であり、Ｌ１～Ｌ４は、任意選択的な連結基であり、Ｌ１は、エーテル、尿素、エポキシ、エステル、アミド、酸素、硫黄、及び１個～約６個の炭素原子のアルキル鎖からなる群のメンバーから選択される連結基であり、Ｌ２は、エーテル、尿素、エポキシ、エステル、アミド、酸素、硫黄、及び１個～約６個の炭素原子のアルキル鎖からなる群のメンバーから選択される連結基であり、Ｌ３は、エーテル、尿素、エポキシ、エステル、アミド、酸素、硫黄、及び１個～約６個の炭素原子のアルキル鎖からなる群のメンバーから選択される連結基であり、Ｌ４は、エーテル、尿素、エポキシ、エステル、アミド、酸素、硫黄、及び１個～約６個の炭素原子のアルキル鎖からなる群のメンバーから選択される連結基であり、Ｒ１は、－（ＣＨ２）３－３９ＣＨ３であり、Ｒ２は、ベンジル、ナフタレニル、アントラセニル、テトラセニル、ペンタセニル、トリスチリルベンジル、及びピリジニルからなる群のメンバーから選択される芳香族基であり、Ｒ３は、－（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｍ（ＣＨ２ＣＨＣＨ３Ｏ）ｎＲであり、ｍは、約１０～約４５０であり、ｎは、約０～約８０であり、Ｒは、Ｈ又はＣＨ３であり、Ｒ４は、アミン、ピリジン、イミダゾール、ベンズイミダゾール、ヒスチジン、グアニジン、ホスファゼン塩基、アンモニウム塩基、ホスホニウム塩基、及びオニウム塩基からなる群のメンバーから選択される塩基群であり、Ｒ１’、Ｒ２’、Ｒ３’、及びＲ４’は、各々独立して、Ｈ、１個～約５個の炭素原子を有するアルキル基、及び６個～約３０個の炭素原子を有する芳香族基からなる群のメンバーから選択される。いくつかの実施形態では、式
Figure 2023076805000012
 が、分散剤成分を定義するために使用され、式中、ｗ、ｘ、ｙ、及びｚは、整数であり、ＭＲ１は、Ｒ１基の分子量であり、ＭＲ１’は、Ｒ１’基の分子量であり、ＭＲ２は、Ｒ２基の分子量であり、ＭＲ２’は、Ｒ２’基の分子量であり、ＭＲ３は、Ｒ３基の分子量であり、ＭＲ３’は、Ｒ３’基の分子量であり、ＭＲ４は、Ｒ４基の分子量であり、及びＭＲ４’は、Ｒ４’基の分子量である。
本明細書のインク組成物は、水のみからなり得るか、又は水と、共溶媒、保湿剤、若しくは同様のもの（以下、共溶媒）、例えば、脂肪族アルコール、芳香族アルコール、ジオール、グリコールエーテル、ポリグリコールエーテル、一級脂肪族アルコール、二級脂肪族アルコール、１，２－アルコール、１，３－アルコール、１，５－アルコール、エチレングリコールアルキルエーテル、プロピレングリコールアルキルエーテル、メトキシル化グリセロール、エトキシル化グリセロール、ポリエチレングリコールアルキルエーテルの高級同族体などを含み、具体的な例としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、グリセリン、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、トリメチロールプロパン、１，５－ペンタンジオール、２－メチル－１，３－プロパンジオール、２－エチル－２－ヒドロキシメチル－１，３－プロパンジオール、３－メトキシブタノール、３－メチル－１，５－ペンタンジオール、１，３－プロパンジオール、１，４－ブタンジオール、２，４－ヘプタンジオールなどを含む、アルコール及びアルコール誘導体と称される、水溶性又は水混和性成分との混合物を含み得、また、アミド、エーテル、尿素、置換尿素、例えば、チオ尿素、エチレン尿素、アルキル尿素、アルキルチオ尿素、ジアルキル尿素、及びジアルキルチオ尿素など、カルボン酸及びこれらの塩、例えば、２－メチルペンタン酸、２－エチル－３－プロピルアクリル酸、２－エチル－ヘキサン酸、３－エトキシプロピオン酸など、エステル、有機硫化物、有機スルホキシド、スルホン（スルホランなど）、カルビトール、ブチルカルビトール、セロソルブ（cellusolve）、エーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、エーテル誘導体、ヒドロキシエーテル、アミノアルコール、ケトン、Ｎ－メチルピロリドン、２－ピロリジノン、シクロヘキシルピロリドン、アミド、スルホキシド、ラクトン、高分子電解質、メチルスルホニルエタノール、イミダゾール、１，３－ジメチル－２－イミダゾリジノン、ベタイン、糖、例えば、１－デオキシ－Ｄ－ガラクチトール、マンニトール、イノシトールなど、置換及び非置換ホルムアミド、置換及び非置換アセトアミド、並びに他の水溶性物質又は水混和性物質、並びにこれらの混合物も好適である。いくつかの実施形態では、共溶媒は、エチレングリコール、Ｎ－メチルピロリドン、メトキシ化グリセロール、エトキシル化グリセロール、及びこれらの混合物からなる群から選択される。
水と水溶性又は水混和性有機溶媒液との混合物が液体ビヒクルとして選択される場合、水対有機共溶媒比の範囲は、任意の好適な又は所望の比であり得、いくつかの実施形態では約１００：０～約３０：７０、又は約９７：３～約４０：６０、又は約９５：５～約６０：４０である。液体ビヒクルの非水成分は、概して、水の沸点（１００℃）よりも高い沸点を有する保湿剤又は共溶媒として機能する。選択される共溶媒は、相分離せずに水と混合するものであり、それゆえ、水と適合する極性を有する共溶媒が選択される。インクビヒクルの有機成分はまた、インクの表面張力を変更させ、インクの粘度を変更させ、着色剤を溶解若しくは分散させ、及び／又はインクの乾燥特性に影響を与えるように機能し得る。いくつかの実施形態では、インクは、溶媒系インクなどの場合、プラスチック媒体よりも紙基材により引き付けられる。
インク配合物中で使用される水溶性又は水混和性有機物は、表面張力、乾燥、レベリングなどを助けることができる。いくつかの実施形態では、水は、配合物の５０％超を構成し、いくつかの実施形態では、水は、約６０～約７０％のインク組成物を含む。したがって、本明細書のインク組成物は、主に水性である。
特定の実施形態では、共溶媒は、スルホラン、メチルエチルケトン、イソプロパノール、２－ピロリジノン、ポリエチレングリコール、及びこれらの混合物からなる群から選択される。
液体ビヒクルの総量は、任意の好適な又は所望の量で提供され得る。いくつかの実施形態では、液体ビヒクルは、インク組成物の総重量に基づいて、約７５～約９７重量パーセント、約８０～約９５重量パーセント、又は約８５～約９５重量パーセントの量でインク組成物中に存在する。
いくつかの実施形態では、水性インクジェットインクは、本明細書で説明されるような顔料及びポリマー分散剤を含み、顔料及びポリマー分散剤は、顔料分散液の形態でともに提供される。
いくつかの実施形態では、水性インクジェットインクは、アルキルフェノールエトキシレートを含まない。
水性インクジェットインクは、本明細書で説明された顔料を含む水性インクジェットインク技術分野で既知のような、任意の好適な又は所望の顔料を含むことができる。いくつかの実施形態では、顔料は、カーボンブラックである。
粒径は、実際の顔料粒子と同じ体積を有する等価球の直径によって画定される。Ｄｘは、分散液中の粒子のｘ％が、体積分布に基づくサイズよりも小さいことを表し、例えば、Ｄ１０は、分散液中の粒子の１０％がこのサイズよりも小さいことを表す。Ｍｖは、インク中の顔料粒子の体積平均径である。
粒子は、いくつかの実施形態では、顔料は、粒子状又は顔料分散液の形態で提供され得る。いくつかの実施形態では、顔料分散体は、約２０～約５００ナノメートル（ｎｍ）、又は約２０～約４００ｎｍ、又は約３０～約３００ｎｍの体積加重平均径を有する。いくつかの実施形態では、分散液は、粒子、いくつかの実施形態では、顔料、本明細書に説明されたポリマー分散剤、及び任意選択的な界面活性剤を含む。粒径（体積加重平均径）は、動的光散乱粒径分析器、例えば、ＮＡＮＯＴＲＡＣ ＦＬＥＸ又はＭａｌｖｅｒｎ Ｍａｓｔｅｒｓｉｚｅｒを介して室温で測定される。分析器を、１７３°の角度において後方散乱モードで動作させた。試料を、脱イオン水で希釈し、測定前に１２０秒間、２５℃で均衡化した。
好適な顔料の例としては、黒色顔料、白色顔料、シアン顔料、マゼンタ顔料、黄色顔料などが挙げられる。更に、顔料は、有機粒子又は無機粒子であり得る。好適な無機顔料としては、カーボンブラックが挙げられる。しかしながら、酸化チタン、コバルトブルー（ＣｏＯ－Ａｌ２０３）、クロムイエロー（ＰｂＣｒ０４）、及び酸化鉄などの他の無機顔料が好適であり得る。好適な有機顔料としては、例えば、ジアゾ顔料及びモノアゾ顔料などアゾ顔料、多環式顔料（例えば、フタロシアニンブルー及びフタロシアニングリーンなどフタロシアニン顔料）、ペリレン顔料、ペリノン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサジン顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、ピラントロン顔料、及びキノフタロン顔料）、不溶性染料キレート（例えば、塩基性染料型キレート及び酸性染料型キレート）、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、ＰＲ１６８などアントアントロン顔料などが挙げられる。フタロシアニンブルー及びグリーンの代表例としては、銅フタロシアニンブルー、銅フタロシアニングリーン、及びそれらの誘導体（ピグメントブルー１５、ピグメントグリーン７、及びピグメントグリーン３６）が挙げられる。キナクリドンの代表例としては、ピグメントオレンジ４８、ピグメントオレンジ４９、ピグメントレッド１２２、ピグメントレッド１９２、ピグメントレッド２０２、ピグメントレッド２０６、ピグメントレッド２０７、ピグメントレッド２０９、ピグメントバイオレット１９、及びピグメントバイオレット４２が挙げられる。アントラキノンの代表例としては、ピグメントレッド４３、ピグメントレッド１９４、ピグメントレッド１７７、ピグメントレッド２１６、及びピグメントレッド２２６が挙げられる。ペリレンの代表例としては、ピグメントレッド１２３、ピグメントレッド１４９、ピグメントレッド１７９、ピグメントレッド１９０、ピグメントレッド１８９、及びピグメントレッド２２４が挙げられる。チオインジゴイドの代表例としては、ピグメントレッド８６、ピグメントレッド８７、ピグメントレッド８８、ピグメントレッド１８１、ピグメントレッド１９８、ピグメントバイオレット３６、及びピグメントバイオレット３８が挙げられる。複素環イエローの代表例としては、ピグメントイエロー１、ピグメントイエロー３、ピグメントイエロー１２、ピグメントイエロー１３、ピグメントイエロー１４、ピグメントイエロー１７、ピグメントイエロー６５、ピグメントイエロー７３、ピグメントイエロー７４、ピグメントイエロー９０、ピグメントイエロー１１０、ピグメントイエロー１１７、ピグメントイエロー１２０、ピグメントイエロー１２８、ピグメントイエロー１３８、ピグメントイエロー１５０、ピグメントイエロー１５１、ピグメントイエロー１５５、及びピグメントイエロー２１３が挙げられる。このような顔料は、ＢＡＳＦ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、Ｅｎｇｅｌｈａｒｄ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、及びＳｕｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎなど多くの供給元から粉末又はプレスケーキの形態で市販されている。使用可能なブラック顔料の例としては、炭素顔料が挙げられる。炭素顔料は、許容可能な光学濃度及び印刷特性を提供する、任意の市販の炭素顔料であり得る。本系及び方法での使用に好適な炭素顔料は、カーボンブラック、グラファイト、ガラス状炭素、木炭、及び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。このような炭素顔料は、チャンネル法、コンタクト法、ファーネス法、アセチレン法、又はサーマル法など種々の既知の方法で製造することができ、Ｃａｂｏｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、Ｃｏｌｕｍｂｉａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ Ｃｏｍｐａｎｙ、Ｅｖｏｎｉｋ、及びＥ．Ｉ．ＤｕＰｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙなどから市販されている。好適なカーボンブラック顔料としては、限定するものではないが、ＭＯＮＡＲＣＨ１４００、ＭＯＮＡＲＣＨ１３００、ＭＯＮＡＲＣＨ１１００、ＭＯＮＡＲＣＨ１０００、ＭＯＮＡＲＣＨ９００、ＭＯＮＡＲＣＨ８８０、ＭＯＮＡＲＣＨ８００、ＭＯＮＡＲＣＨ７００、ＣＡＢ－Ｏ－ＪＥＴ２００、ＣＡＢ－Ｏ－ＪＥＴ３００、ＲＥＧＡＬ、ＢＬＡＣＫ ＰＥＡＲＬＳ、ＥＬＦＴＥＸ、ＭＯＧＵＬ、及びＶＵＬＣＡＮ顔料などのＣａｂｏｔ社製の顔料、ＲＡＶＥＮ５０００及びＲＡＶＥＮ３５００などＣｏｌｕｍｂｉａｎ社製の顔料、カラーブラックＦＷ２００、ＦＷ２、ＦＷ２Ｖ、ＦＷ１、ＦＷ１８、ＦＷ Ｓ１６０、ＦＷ Ｓ１７０、スペシャルブラック６、スペシャルブラック５、スペシャルブラック４Ａ、スペシャルブラック４、ＰＲＩＮＴＥＸ Ｕ、ＰＲＩＮＴＥＸ １４０Ｕ、ＰＲＩＮＴＥＸ Ｖ、及びＰＲＩＮＴＥＸ １４０ＶなどＥｖｏｎｉｋ社製の顔料が挙げられる。上記の顔料リストは、未改質顔料微粒子、小分子付着顔料微粒子、及びポリマー分散型顔料微粒子を含む。他の顔料、並びにそれらの混合物も選択され得る。顔料の粒径は、液体ビヒクル中の粒子の安定したコロイド状懸濁を可能にし、かつインクがサーマルインクジェットプリンタ又は圧電インクジェットプリンタで使用されるときに、インクチャンネルの目詰まりを防止するために可能な限り小さいことが所望される。
顔料などの粒子は、任意の所望の量又は有効な量でインク組成物中に存在し得、いくつかの実施形態では、顔料は、インク組成物の総重量に基づいて、約０．０５～約１５重量パーセント、又は約０．１～約１０重量パーセント、又は約１～約５重量パーセントの量で存在し得る。
開示するインクはまた、界面活性剤を含有し得る。好適な界面活性剤の例としては、イオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、双性イオン性界面活性剤など、並びにこれらの混合物が挙げられる。好適な界面活性剤の例としては、アルキルポリエチレンオキシド、アルキルフェニルポリエチレンオキシド、ポリエチレンオキシドブロックコポリマー、アセチレンポリエチレンオキサイド、ポリエチレンオキシド（ジ）エステル、ポリエチレンオキシドアミン、プロトン化ポリエチレンオキシドアミン、プロトン化ポリエチレンオキシドアミド、ジメチコンコポリオール、置換アミンオキシドなどが挙げられ、具体例としては、塩酸塩、ラウリルアミンの酢酸塩、ココナッツアミン、ステアリルアミン、ロジンアミンなどの一級、二級、及び三級アミン塩化合物；塩化ラウリルトリメチルアンモニウム、塩化セチルトリメチルアンモニウム、塩化ベンジルトリブチルアンモニウム、塩化ベンザルコニウムなど四級アンモニウム塩タイプ化合物；塩化セチルピリジニウム、臭化セチルピリジニウムなどピリジニウム塩タイプ化合物；ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエステル、アセチレンアルコール、アセチレングリコールなど非イオン性界面活性剤、並びに、２－ヘプタデセニル－ヒドロキシエチルイミダゾリン、ジヒドロキシエチルステアリルアミン、ステアリルジメチルベタイン、及びラウリルヒドロキシエチルベタインなど他の界面活性剤；フルオロ界面活性剤など、並びにこれらの混合物が挙げられる。非イオン性界面活性剤の更なる例としては、ポリアクリル酸、メタロース、メチルセルロース、エチルセルロース、プロピルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ジアルキルフェノキシポリ（エチレンオキシ）エタノールが挙げられ、Ｒｈｏｎｅ－ＰｏｕｌｅｎｃからＩＧＥＰＡＬ ＣＡ－２１０（商標）、ＩＧＥＰＡＬ ＣＡ－５２０（商標）、ＩＧＥＰＡＬ ＣＡ－７２０（商標）、ＩＧＥＰＡＬ ＣＯ－８９０（商標）、ＩＧＥＰＡＬ Ｃ０－７２０（商標）、ＩＧＥＰＡＬ Ｃ０－２９０（商標）、ＩＧＥＰＡＬ ＣＡ－２１ＯＴＭ、ＡＮＴＡＲＯＸ ８９０（商標）、及びＡＮＴＡＲＯＸ ８９７（商標）として入手可能である。好適な非イオン性界面活性剤の他の例としては、ＳＹＮＰＥＲＯＮＩＣ（商標）ＰＥ／Ｆ、（例えばＳＹＮＰＥＲＯＮＩＣ（商標）ＰＥ／Ｆ １０８）として市販されているものを含む、ポリエチレンオキシド及びポリプロピレンオキシドのブロックコポリマーが挙げられる。好適なアニオン性界面活性剤の他の例としては、硫酸塩及びスルホン酸塩、ドデシル硫酸ナトリウム（sodium dodecylsulfate、ＳＤＳ）、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ドデシルナフタレンスルフェート、ジアルキルベンゼンアルキルスルフェート及びスルホネート、Ｓｉｇｍａ－Ａｌｄｒｉｃｈから入手可能なアブニット酸などの酸、Ｄａｉｉｃｈｉ Ｋｏｇｙｏ Ｓｅｉｙａｋｕから入手可能なＮＥＯＧＥＮ Ｒ（商標）、ＮＥＯＧＥＮ ＳＣ（商標）、これらの組み合わせなどが挙げられる。好適なアニオン性界面活性剤の他の例としては、ＤＯＷＦＡＸ（商標）２Ａ１、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙからのアルキルジフェニルオキシドジスルホン酸塩、及び／又はＴａｙｃａ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｊａｐａｎ）からの、分枝鎖ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムであるＴＡＹＣＡ ＰＯＷＥＲ ＢＮ２０６０が挙げられる。通常、正電荷を持つ、好適なカチオン性界面活性剤の他の例としては、アルキルベンジルジメチル塩化アンモニウム、ジアルキルベンゼンアルキル塩化アンモニウム、ラウリルトリメチル塩化アンモニウム、アルキルベンジルメチル塩化アンモニウム、アルキルベンジルジメチル臭化アンモニウム、塩化ベンザルコニウム、セチル臭化ピリジニウム、Ｃ １２、Ｃ１５、Ｃ１７、トリメチル臭化アンモニウム、四級化ポリオキシエチルアルキルアミンのハロゲン化物塩、ドデシルベンジルトリエチル塩化アンモニウム、Ａｌｋａｒｉｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能であるＭＩＲＡＰＯＬ（商標）及びＡＬＫＡＱＵＡＴ（商標）、Ｋａｏ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓから入手可能であるＳＡＮＩＺＯＬ（商標）（塩化ベンザルコニウム）など、並びにこれらの混合物が挙げられる。任意の２つ以上の界面活性剤の混合物を使用することができる。
いくつかの実施形態では、任意選択的な界面活性剤が存在し、シロキサンポリエーテル、エトキシル化アセチレンジオール、アルコールエトキシレート、及びこれらの組み合わせからなる群のメンバーから選択される。
任意選択的な界面活性剤は、任意の所望の又は有効な量で存在することができ、実施形態では、界面活性剤は、インク組成物の総重量に基づいて約０．０１～約５重量パーセントの量で存在する。界面活性剤は、場合によっては分散剤と称されることに留意されたい。
インク組成物は、架橋剤を更に含むことができる。いくつかの実施形態では、架橋剤は、有機アミン、ジヒドロキシ芳香族化合物、イソシアネート、過酸化物、金属酸化物など、並びにそれらの混合物である。架橋は、インク組成物から生成された画像の物理的特性を更に強化することができる。架橋剤は、いくつかの実施形態では、インク組成物の総重量に基づいて、約０．１～約２０重量パーセント、又は５～約１５重量パーセントの任意の所望の又は有効な量で存在することができる。
インク組成物は、添加剤を更に含むことができる。インク組成物に含まれ得る任意選択的な添加剤としては、殺生物剤、殺真菌剤、酸又は塩基などのｐＨ制御剤、リン酸塩、カルボン酸塩、亜硫酸塩、アミン塩、緩衝液及び同等のもの、ＥＤＴＡ（エチレンジアミン四酢酸）などの金属イオン封鎖剤、粘度調整剤、レベリング剤及び同等のもの、並びにこれらの混合物が挙げられる。
実施形態では、インク組成物は、低粘度組成物である。「低粘度」という用語は、少なくとも１，０００センチポアズ（ｃｐｓ）の粘度を有する傾向があるスクリーン印刷インクなどの従来の高粘度インクとは対照的に使用される。具体的な実施形態では、本明細書に開示されるインクは、粘度がこれらの範囲外である可能性があるが、約３０℃の温度で、約１００ｃｐｓ以下、約５０ｃｐｓ以下、又は約２０ｃｐｓ以下、又は約２～約３０ｃｐｓの粘度を有する。インクジェット印刷用途で使用されるとき、インク組成物は、概して、当該インクジェット印刷プロセスにおける使用に好適な粘度である。例えば、熱インクジェット印刷用途の場合、室温（すなわち、約２５℃）では、粘度がこれらの範囲外である可能性があるが、インク粘度は、少なくとも約１センチポアズ、約１０センチポアズ以下、約７センチポアズ以下、又は約５センチポアズ以下である。圧電インクジェット印刷の場合、噴射温度では、粘度がこれらの範囲外である可能性があるが、インク粘度は、少なくとも約２センチポアズ、少なくとも約３センチポアズ、約２０センチポアズ以下、約１５センチポアズ以下、又は約１０センチポアズ以下である。噴射温度はこれらの範囲外である可能性があるが、噴射温度は、約２０～２５℃の低さとなり得、及び約７０℃の高さ、約５０℃の高さ、又は約４０℃の高さとなり得る。
特定の実施形態では、本明細書のインク組成物は、約３０℃の温度で約２～約２０センチポアズの粘度を有する。
インク組成物は、成分を単純に混合することによって、任意の好適なプロセスによって調製することができる。１つのプロセスでは、インクを得るには、インク成分の全てを一緒に混合し、混合物を濾過することが必要である。インクは、成分を混合し、所望される場合には加熱し、濾過し、続いて任意の所望の追加添加剤を混合物に添加し、均質な混合物が取得されるまで、いくつかの実施形態では、約５～約１０分、室温で緩やかに振盪しながら混合することによって、調製することができる。代替的に、任意選択的なインク添加剤は、インク調製プロセス中に他のインク成分と混合することができ、このインク調製プロセスは、任意の所望の手順（例えば、全ての成分を混合し、所望される場合には加熱し、濾過する）によって行われる。
本明細書に開示されるようなインク組成物を撮像パターンで基材に塗布することを含むプロセスもまた本明細書に開示される。本明細書に開示されるようなインク組成物をオーバーコートとして基材に塗布することを含むプロセスもまた本明細書に開示され、オーバーコートは、透明、着色、又はこれらの組み合わせであり得る。
インク組成物は、インク組成物をインクジェット印刷装置に組み込み、インクの液滴を基板上に撮像パターンで射出させることを伴うプロセスにおいて使用することができる。具体的な実施形態では、印刷装置は、サーマルインクジェットプロセスを用い、ノズル内のインクは、撮像パターンで選択的に加熱され、それによってインクの液滴が撮像パターンで射出される。別の実施形態では、印刷装置は、音響インクジェットプロセスを用い、インクの液滴は、音響ビームによって撮像パターンで射出される。更に別の実施形態では、印刷装置は、圧電インクジェットプロセスを用い、インクの液滴は、圧電振動要素の振動によって撮像パターンで射出される。任意の好適な基材が用いられ得る。
具体的な実施形態では、本明細書のプロセスは、本明細書に開示されるように調製されたインクをインクジェット印刷装置に組み込むことと、インク液滴を中間転写部材上に撮像パターンで射出することと、溶媒を部分的又は完全に除去するために画像を加熱することと、中間転写部材から最終記録基材に撮像パターンでインクを転写することと、を含む。具体的な実施形態では、中間転写部材は、最終記録シートの温度を上回り、印刷装置内のインクの温度を下回る温度まで加熱される。オフセット又は間接印刷プロセスはまた、例えば、米国特許第５，３８９，９５８号に開示されており、その開示は参照により本明細書に完全に組み込まれる。ある具体的な実施形態では、印刷装置は、圧電印刷プロセスを用い、インクの液滴は、圧電振動要素の振動によって撮像パターンで射出される。
任意の好適な基材又は記録シートは、ＸＥＲＯＸ（登録商標）４０２４紙、ＸＥＲＯＸ（登録商標）Ｉｍａｇｅ Ｓｅｒｉｅｓ紙、Ｃｏｕｒｔｌａｎｄ４０２４ＤＰ紙、罫線入りノート紙、ボンド紙などの普通紙、Ｓｈａｒｐ Ｃｏｍｐａｎｙシリカコート紙、ＪｕＪｏ紙、ＨＡＭＭＥＲＭＩＬＬ ＬＡＳＥＲＰＲＩＮＴ（登録商標）紙などのシリカコート紙、透明材料、布地、テキスタイル製品、プラスチック、ポリマーフィルム、金属及び木材などの無機基質を含む、最終記録シートとして用いられ得る。いくつかの実施形態では、基材は三次元基材を含む。いくつかの実施形態では、基材は、カテーテル、温度計、心臓ステント、プログラマブルペースメーカー、他の医療用装置、メニュー、食品包装材料、化粧用具及び化粧品、並びに任意の他の所望の三次元基材を含む。更なる実施形態では、基材は、カスタマイズ可能なデジタル印刷されたＩＤコード、短期印刷可能材料、三次元医療用基材及び任意の他の所望の三次元基材を含む。
いくつかの実施形態では、水性インクジェットインク組成物は、インクが、ＮＡＮＯＴＲＡＣ ＦＬＥＸによって測定される際のインクの新鮮な顔料粒径及び６０℃での３日間のエージング後のインクの顔料粒径によって特徴付けられるエージング安定性を示すインクを提供する。
新鮮な顔料分散液又はインクは、室温で新たに調製された分散液又はインクを意味する。６０℃での３日間のエージングは、顔料分散液又はインクを、６０℃の温度で３日間、密閉されたガラス容器内に保持することを意味する。
それゆえ、いくつかの実施形態では、本明細書におけるインクは、動的光散乱粒径分析装置、例えば、ＮＡＮＯＴＲＡＣ ＦＬＥＸ又はＭａｌｖｅｒ Ｍａｓｔｅｒｓｉｚｅｒによって測定される際、新たに調製されたインクの粒径を、６０℃で３日間のエージング後のインクの粒径と比較することによって特徴付けられたエージング安定性を示す。粒径は、実際の顔料粒子と同じ体積を有する等価球の直径によって画定される。Ｄｘは、分散液中の粒子のｘ％が、体積分布に基づくサイズよりも小さいことを表し、例えば、Ｄ１０は、分散液中の粒子の１０％がこのサイズよりも小さいことを表す。Ｍｖは、インク中の顔料粒子の体積平均径である。
以下の実施例は、本開示の様々な種類を更に定義するために提示される。これらの実施例は、例示のみを意図しており、本開示の範囲を限定することを意図するものではない。また、別途記載のない限り、割合及び百分率は重量による。
実施例１
ポリマー分散剤の合成。０．８グラムのアスビシソブチロニトリルを、窒素下で８２℃に予熱した５００ミリリットルのフラスコ中の２０グラムのイソプロパノールに溶解させた。８グラムの４－ビニルピリジン、６グラムのベヘニルメタクリレート、０．８グラムのアゾビス－イソブチロニトリル、及び７２グラムのポリ（エチレングリコール）メチルエーテルメタクリレート（水中５０重量パーセント、重量平均分子量約３，６００）を、１００グラムのイソプロパノール及び２０グラムのメチルエチルケトンの溶液中に溶解させた。取得されたモノマー溶液を、２ミリリットル／分の速度でフラスコ内に供給した。全てのモノマーを供給した後、モノマーを、８２℃で４時間保持した。その後、溶媒を真空下で除去し、水を添加して、分散剤溶液の固形分を２５重量パーセントに調整した。
実施例２
顔料分散液の調製。２０部の顔料（Ｂｉｒｌａ Ｃａｒｂｏｎ製のＲａｖｅｎ１１８０Ｐ）、２０部の実施例１の分散剤溶液（２０重量パーセント）、６部の１，２－ヘキサンジオール、及び５４部の水を均質化した。結果として得られた分散液を、４００部のジルコニアビーズ（０．３ミリメートル）と混合し、塗料シェーカを使用して、毎分８２０回転（ｒｐｍ）で３時間粉砕して、顔料分散体を得る。
実施例３
インクの調製。５１部の実施例２の顔料分散液（１１．３３重量パーセントの顔料）、２５部の１，２－プロパンジオール、５部の１，２－ヘキサンジオール、９部（４４重量パーセントの固体）のラテックス樹脂（ＢＡＳＦから入手可能なＪＯＮＣＲＹＬ（登録商標）５４１）、１部の界面活性剤（ＢＹＫ－３４５１）、０．１部のＰｒｏｘｅｌ（登録商標）（イソチアゾリノン、１，２－ベンズイソチアゾリン－３－オン、防腐剤）、１部のワックス分散液（０３５重量パーセントの固体）（Ｊｏｎｃｒｙｌ（登録商標）Ｗａｘ－３５）、及び６部の水を混合し、１マイクロメートルのガラス膜フィルタを通して濾過して、任意の粗粒子を除去した。取得されたインクを、様々なインク特性評価及び初期のＤｉｍａｔｉｘ印刷試験に供した。
実施例４
インクの調製。５１部（１１．３３重量パーセントの顔料）の実施例２の顔料分散液、２５部の１，２－プロパンジオール、７部の１，２－ヘキサンジオール、４部（４４重量パーセントの固体）のラテックス樹脂（ＢＡＳＦから入手可能なＪＯＮＣＲＹＬ（登録商標）５４１）、１部の界面活性剤（ＢＹＫ－３４５１）、０．１部のＰｒｏｘｅｌ（登録商標）、１部のワックス分散液（０．３５重量パーセントの固体）（Ｊｏｎｃｒｙｌ（登録商標）Ｗａｘ－３５）、及び６部の水を混合し、１マイクロメートルのガラス膜フィルタを通して濾過して、任意の粗粒子を除去した。取得されたインクを、様々なインク特性評価及び初期のＤｉｍａｔｉｘ印刷試験に供した。
実施例５
インクの調製。５１部（１１．３３重量パーセントの顔料）の実施例２の顔料分散液、２７部の１，２－プロパンジオール、９部の１，２－ヘキサンジオール、９部（４４重量パーセントの固体）のラテックス樹脂（ＢＡＳＦから入手可能なＪＯＮＣＲＹＬ（登録商標）５４１）、１部の界面活性剤（ＢＹＫ－３４５１）、０．１部のＰｒｏｘｅｌ（登録商標）、１部のワックス分散液（０．３５重量パーセントの固体）（Ｊｏｎｃｒｙｌ（登録商標）Ｗａｘ－３５）、及び６部の水を混合し、１マイクロメートルのガラス膜フィルタを通して濾過して、任意の粗粒子を除去した。取得されたインクを、様々なインク特性評価及び初期のＤｉｍａｔｉｘ印刷試験に供した。
比較実施例６
市販のブロックコポリマー分散剤を使用するインクの調製。５１部（１１．３３重量パーセントの顔料）の実施例２で調製された顔料分散液、ＤＩＳＰＥＸ（登録商標）Ｕｌｔｒａ ＰＸ ４５７５（ＢＡＳＦから入手可能な水中のアクリルブロックコポリマー配合物）を除く、２８．５部の１，２－プロパンジオール、２．５部の１，２－ヘキサンジオール、９部（４４重量パーセントの固体）のラテックス樹脂（ＢＡＳＦから入手可能なＪＯＮＣＲＹＬ（登録商標）５４１）、１部の界面活性剤（ＢＹＫ－３４５１）、０．１部のＰｒｏｘｅｌ（登録商標）、１部のワックス分散液（０．３５重量パーセントの固体）（Ｊｏｎｃｒｙｌ（登録商標）Ｗａｘ－３５）、及び６部の水を混合し、１マイクロメートルのガラス膜フィルタを通して濾過して、任意の粗粒子を除去した。取得されたインクを、様々なインク特性評価及び初期のＤｉｍａｔｉｘ印刷試験に供した。
特性評価結果。
インク安定性。インクを６０℃のオーブン内に保持し、続いてＮａｎｏｔｒａｃ粒径分析装置を使用して、特定のエージング時間後に粒径を測定することによって、促進された貯蔵安定性を判定した。「Ｎａｎｏｔｒａｃ」は、Ｍｉｃｒｏｔｒａｃによって作製された粒子径分析装置のモデル名である。これは、動的光散乱技術を使用する。表１は、実施例３、４、及び５のカーボンブラック分散液で調製された黒色インクについての特性評価結果を示す。
Figure 2023076805000013
比較例６の黒色インクの粒径は、表２に示される。
Figure 2023076805000014
このように、有利な特性を有するか又は提供する分散剤が説明され、これらの有利な特性としては、様々な顔料を分散させるために非常に効果的な非ＡＰＥ分散剤、分散剤を使用して調製されたインクが、優れた安定性及び印刷性能を示すこと、分散剤が、費用効果が高く、かつその合成が、製造可能であるということを含む。
様々な上記で開示された及び他の特徴及び機能、又はこれらの代替物が、多くの他の異なるシステム又は用途に望ましく組み合わされ得ることが理解されるであろう。また、様々な現在予期されない、又は先行例のない代替、修正、変形、又は改善が、当業者によって行われ得、これらはまた、以下の「特許請求の範囲」によって包含されることが意図されている。特許請求の範囲に具体的に列挙されない限り、特許請求の範囲の工程又は構成要素は、本明細書又は任意の他の特許請求の範囲から、いかなる特定の順序、数、位置、サイズ、形状、角度、色、又は材料に関して、暗示又は意味されるべきではない。

Claims (20)

  1. ポリマー分散剤であって、
    コポリマーであって、
    塩基性部分と、
    約４個～約４０個の炭素原子を有するアルキル基と、
    芳香族基と、
    立体親水性基と、を含む、コポリマーを含む、ポリマー分散剤。
  2. 前記塩基性部分が、芳香族アミン、脂肪族アミン、ピリジン、イミダゾール、ベンズイミダゾール、ヒスチジン、グアニジン、ホスファゼン塩基、アンモニウム塩基、ホスホニウム塩基、オニウム塩基、及びこれらの組み合わせからなる群のメンバーから選択される、請求項１に記載のポリマー分散剤。
  3. 前記コポリマーが、骨格を含み、前記塩基性部分が、前記骨格内に組み込まれるか、又は前記塩基性部分が、前記骨格に連結されたペンダント基である、請求項１に記載のポリマー分散剤。
  4. 前記立体親水性基が、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、及びこれらの組み合わせからなる群から選択されるメンバーを含む、請求項１に記載のポリマー分散剤。
  5. 前記立体親水性基が、約５００～約２０，０００の重量平均分子量を有するポリエチレングリコールを含む、請求項１に記載のポリマー分散剤。
  6. 前記コポリマーが、以下の構造のものであり、
    Figure 2023076805000015
     式中、ｗが、１～約４００の整数であり、
    ｘが、０～約４８０の整数であり、
    ｙが、１～約１６０の整数であり、
    ｚが、１～約４００の整数であり、
    Ｌ１～Ｌ４が、任意選択的な連結基であり、
    Ｌ１が、エーテル、尿素、エポキシ、エステル、アミド、酸素、硫黄、及び１個～約６個の炭素原子のアルキル鎖からなる群のメンバーから選択される連結基であり、
    Ｌ２が、エーテル、尿素、エポキシ、エステル、アミド、酸素、硫黄、及び１個～約６個の炭素原子のアルキル鎖からなる群のメンバーから選択される連結基であり、
    Ｌ３が、エーテル、尿素、エポキシ、エステル、アミド、酸素、硫黄、及び１個～約６個の炭素原子のアルキル鎖からなる群のメンバーから選択される連結基であり、
    Ｌ４が、エーテル、尿素、エポキシ、エステル、アミド、酸素、硫黄、及び１個～約６個の炭素原子のアルキル鎖からなる群のメンバーから選択される連結基であり、
    Ｒ１が、－（ＣＨ２）３－３９ＣＨ３であり、
    Ｒ２が、ベンジル、ナフタレニル、アントラセニル、テトラセニル、ペンタセニル、トリスチリルベンジル、及びピリジニルからなる群のメンバーから選択される芳香族基であり、
    Ｒ３が、－（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｍ（ＣＨ２ＣＨＣＨ３Ｏ）ｎＲであり、ｍが、約１０～約４５０であり、ｎが、約０～約８０であり、Ｒが、Ｈ又はＣＨ３であり、
    Ｒ４が、アミン、ピリジン、イミダゾール、ベンズイミダゾール、ヒスチジン、グアニジン、ホスファゼン塩基、アンモニウム塩基、ホスホニウム塩基、及びオニウム塩基からなる群のメンバーから選択される塩基群であり、
    Ｒ１’、Ｒ２’、Ｒ３’、及びＲ４’が、各々独立して、Ｈ、１個～約５個の炭素原子を有するアルキル基、及び６個～約３０個の炭素原子を有する芳香族基からなる群のメンバーから選択される、請求項１に記載のポリマー分散剤。
  7. 前記ポリマー分散剤が、アルキルフェノールエトキシレートを含まない、請求項１に記載のポリマー分散剤。
  8. 式
    Figure 2023076805000016
     が、前記分散剤成分を定義するために使用され、
    式中、ｗ、ｘ、ｙ、及びｚが、整数であり、ｗが、１～約４００の整数であり、ｘが、０～約４８０の整数であり、ｙが、１～約１６０の整数であり、ｚが、１～約４００の整数であり、
    ＭＲ１が、Ｒ１基の分子量であり、ＭＲ１’が、Ｒ１’基の分子量であり、ＭＲ２が、Ｒ２基の分子量であり、ＭＲ２’が、Ｒ２’基の分子量であり、ＭＲ３が、Ｒ３基の分子量であり、ＭＲ３’が、Ｒ３’基の分子量であり、ＭＲ４が、Ｒ４基の分子量であり、及びＭＲ４’が、Ｒ４’基の分子量である、請求項６に記載のポリマー分散剤。
  9. 組成物であって、
    粒子と、
    ビヒクルと、
    任意選択的な界面活性剤と、
    以下の構造のコポリマーを含むポリマー分散剤と、を含み、
    Figure 2023076805000017
     式中、ｗが、１～約４００の整数であり、
    ｘが、０～約４８０の整数であり、
    ｙが、１～約１６０の整数であり、
    ｚが、１～約４００の整数であり、
    Ｌ１～Ｌ４が、任意選択的な連結基であり、
    Ｌ１が、エーテル、尿素、エポキシ、エステル、アミド、酸素、硫黄、及び１個～約６個の炭素原子のアルキル鎖からなる群のメンバーから選択される連結基であり、
    Ｌ２が、エーテル、尿素、エポキシ、エステル、アミド、酸素、硫黄、及び１個～約６個の炭素原子のアルキル鎖からなる群のメンバーから選択される連結基であり、
    Ｌ３が、エーテル、尿素、エポキシ、エステル、アミド、酸素、硫黄、及び１個～約６個の炭素原子のアルキル鎖からなる群のメンバーから選択される連結基であり、
    Ｌ４が、エーテル、尿素、エポキシ、エステル、アミド、酸素、硫黄、及び１個～約６個の炭素原子のアルキル鎖からなる群のメンバーから選択される連結基であり、
    Ｒ１が、－（ＣＨ２）３－３９ＣＨ３であり、
    Ｒ２が、ベンジル、ナフタレニル、アントラセニル、テトラセニル、ペンタセニル、トリスチリルベンジル、及びピリジニルからなる群のメンバーから選択される芳香族基であり、
    Ｒ３が、－（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｍ（ＣＨ２ＣＨＣＨ３Ｏ）ｎＲであり、ｍが、約１０～約４５０であり、ｎが、約０～約８０であり、Ｒが、Ｈ又はＣＨ３であり、
    Ｒ４が、アミン、ピリジン、イミダゾール、ベンズイミダゾール、ヒスチジン、グアニジン、ホスファゼン塩基、アンモニウム塩基、ホスホニウム塩基、及びオニウム塩基からなる群のメンバーから選択される塩基群であり、
    Ｒ１’、Ｒ２’、Ｒ３’、及びＲ４’が、各々独立して、Ｈ、１個～約５個の炭素原子を有するアルキル基、及び６個～約３０個の炭素原子を有する芳香族基からなる群のメンバーから選択される、組成物。
  10. 式
    Figure 2023076805000018
     が、前記分散剤成分を定義するために使用され、
    式中、ｗ、ｘ、ｙ、及びｚが、整数であり、ｗが、１～約４００の整数であり、ｘが、０～約４８０の整数であり、ｙが、１～約１６０の整数であり、ｚが、１～約４００の整数であり、
    ＭＲ１が、Ｒ１基の分子量であり、ＭＲ１’が、Ｒ１’基の分子量であり、ＭＲ２が、Ｒ２基の分子量であり、ＭＲ２’が、Ｒ２’基の分子量であり、ＭＲ３が、Ｒ３基の分子量であり、ＭＲ３’が、Ｒ３’基の分子量であり、ＭＲ４が、Ｒ４基の分子量であり、及びＭＲ４’が、Ｒ４’基の分子量である、請求項９に記載の組成物。
  11. 前記粒子が、黒色顔料、カーボンブラック顔料、白色顔料、シアン顔料、マゼンタ顔料、黄色顔料、及びこれらの組み合わせからなる群のメンバーから選択される顔料である、請求項９に記載の組成物。
  12. 前記ビヒクルが、水である、請求項９に記載の組成物。
  13. 前記ビヒクルが、水及び共溶媒を含む、請求項９に記載の組成物。
  14. 前記ビヒクルが、水及び共溶媒を含み、前記共溶媒が、前記組成物の総重量に基づいて、約３０重量パーセントを上回る高い量で存在する、請求項９に記載の組成物。
  15. 前記任意選択的な界面活性剤が存在し、前記任意選択的な界面活性剤が、シロキサンポリエーテル、エトキシル化アセチレンジオール、アルコールエトキシレート、及びこれらの組み合わせからなる群のメンバーから選択される、請求項９に記載の組成物。
  16. 水性インクジェットインクであって、
    水と、
    共溶媒と、
    任意選択的なワックス分散液と、
    任意選択的なラテックス樹脂と、
    界面活性剤と、
    顔料と、
    以下の構造のコポリマーを含むポリマー分散剤と、を含み、
    Figure 2023076805000019
     式中、ｗが、１～約４００の整数であり、
    ｘが、０～約４８０の整数であり、
    ｙが、１～約１６０の整数であり、
    ｚが、１～約４００の整数であり、
    Ｌ１～Ｌ４が、任意選択的な連結基であり、
    Ｌ１が、エーテル、尿素、エポキシ、エステル、アミド、酸素、硫黄、及び１個～約６個の炭素原子のアルキル鎖からなる群のメンバーから選択される連結基であり、
    Ｌ２が、エーテル、尿素、エポキシ、エステル、アミド、酸素、硫黄、及び１個～約６個の炭素原子のアルキル鎖からなる群のメンバーから選択される連結基であり、
    Ｌ３が、エーテル、尿素、エポキシ、エステル、アミド、酸素、硫黄、及び１個～約６個の炭素原子のアルキル鎖からなる群のメンバーから選択される連結基であり、
    Ｌ４が、エーテル、尿素、エポキシ、エステル、アミド、酸素、硫黄、及び１個～約６個の炭素原子のアルキル鎖からなる群のメンバーから選択される連結基であり、
    Ｒ１が、－（ＣＨ２）３－３９ＣＨ３であり、
    Ｒ２が、ベンジル、ナフタレニル、アントラセニル、テトラセニル、ペンタセニル、トリスチリルベンジル、及びピリジニルからなる群のメンバーから選択される芳香族基であり、
    Ｒ３が、－（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｍ（ＣＨ２ＣＨＣＨ３Ｏ）ｎＲであり、ｍが、約１０～約４５０であり、ｎが、約０～約８０であり、Ｒが、Ｈ又はＣＨ３であり、
    Ｒ４が、アミン、ピリジン、イミダゾール、ベンズイミダゾール、ヒスチジン、グアニジン、ホスファゼン塩基、アンモニウム塩基、ホスホニウム塩基、及びオニウム塩基からなる群のメンバーから選択される塩基群であり、
    Ｒ１’、Ｒ２’、Ｒ３’、及びＲ４’が、各々独立して、Ｈ、１個～約５個の炭素原子を有するアルキル基、及び６個～約３０個の炭素原子を有する芳香族基からなる群のメンバーから選択される、水性インクジェットインク。
  17. 式
    Figure 2023076805000020
     が、前記分散剤成分を定義するために使用され、
    式中、ｗ、ｘ、ｙ、及びｚが、整数であり、ｗが、１～約４００の整数であり、ｘが、０～約４８０の整数であり、ｙが、１～約１６０の整数であり、ｚが、１～約４００の整数であり、
    ＭＲ１が、Ｒ１基の分子量であり、ＭＲ１’が、Ｒ１’基の分子量であり、ＭＲ２が、Ｒ２基の分子量であり、ＭＲ２’が、Ｒ２’基の分子量であり、ＭＲ３が、Ｒ３基の分子量であり、ＭＲ３’が、Ｒ３’基の分子量であり、ＭＲ４が、Ｒ４基の分子量であり、及びＭＲ４’が、Ｒ４’基の分子量である、請求項１６に記載の水性インクジェットインク。
  18. 前記インクが、アルキルフェノールエトキシレートを含まない、請求項１６に記載の水性インクジェットインク。
  19. 前記顔料が、カーボンブラックである、請求項１６に記載の水性インクジェットインク。
  20. 前記共溶媒が、前記インク組成物の総重量に基づいて、約３０重量パーセントを上回る高い量で存在する、請求項１６に記載の水性インクジェットインク。
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