JP3377476B2 - 水性インクジェットインク組成物 - Google Patents

水性インクジェットインク組成物

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はインクジェットプリ
ンタ用の水性インクに関し、さらに詳しくはアルコキシ
シランバインダ添加剤を含む水性インクに関する。
【０００２】
【従来の技術】インクジェット印刷は、電子信号に応答
して、たとえば紙または透明フィルムなどの支持体上に
インクの液滴を付着させる非衝撃式の印刷方法である。
安価で印刷の品質が高く、さらに比較的静かに動作する
ため、インクジェットプリンタは、コンピュータととも
に使用する他の種類のプリンタと比べて人気のある選択
肢となっている。
【０００３】染料および顔料はともにインクジェットプ
リンタ用のインク着色剤として用いられてきた。染料ベ
ースのインクは、色特性に優れているいっぽう、顔料ベ
ースのインクに比べていくつか不利な点がある。染料は
通例、水溶性であり、支持体上で乾燥した後もそのまま
である。染料は水がかかると容易に再溶解し、またフェ
ルトペンマーカが接触すると像が汚れる。さらに、染料
は顔料に比べて光安定性が劣り、オフィスの照明下にお
いても退色することが知られている。したがって、染料
ベースのインクを、耐湿性および高い光安定性が必要と
される用途に使用することは多くの場合不適切である。
顔料分散液が凝集および沈殿に対して耐性であるなら
ば、顔料は好ましい着色剤である。
【０００４】水性顔料分散液は当分野において周知であ
り、塗料などの塗膜を種々の支持体に塗布するために商
業的に用いられてきた。水性分散液は一般に、非イオン
またはイオン技術によって安定化する。非イオン技術を
用いる場合、顔料分散液は、水中に広がってエントロピ
ー的または立体的に安定化をもたらす水溶性の親水性部
分を有するポリマーによって安定化される。この目的に
有用である典型的なポリマーには、ポリビニルアルコー
ル、セルロース化合物、エチレンオキシド変性フェノー
ル、およびエチレンオキシド／プロピレンオキシドポリ
マーが含まれる。この非イオン技術はｐＨの変化または
イオンの混入に対して鋭敏でないが、最終生成物が水に
敏感である点で、多くの用途に対して重大な不都合があ
る。したがって、インクなどに用いられた場合、そのイ
ンクは水分にさらされると汚れる傾向がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】優れた耐水性および汚
れ抵抗性を有するインクジェットインクが求められてい
る。特に、顔料ベースのインクでは、耐水性および汚れ
抵抗性を向上させながら、安定性を維持することが求め
られている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、（Ａ）
水性ビヒクルと、（Ｂ）着色剤と、（Ｃ）アルコキシシ
ランバインダ添加剤からなるグループから選択された添
加剤とを含む、水性インクジェットインク組成物が提供
される。
【０００７】この組成物は優れた耐水性および汚れ抵抗
性、印刷品質を有し、また分散安定性に優れている。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明のインク組成物は、水性ビ
ヒクル、着色剤（すなわち染料または顔料）、およびア
ルコキシシランバインダ添加剤を含む。このインクはさ
らに当分野で周知の添加剤を含むことができる。
【０００９】水性ビヒクル 水性ビヒクルは、水、または水と少なくとも１種の水溶
性有機溶媒との混合物である。通常、脱イオン水が用い
られる。水と水溶性有機溶媒の適切な混合物の選択は、
たとえば所望の表面張力や粘度など特定用途の要求条
件、選択した着色剤、およびインクの乾燥時間によって
決まる。水性有機溶媒は周知で、その代表例は米国特許
第５０８５６９８号に開示されており、その開示を参照
により本明細書の一部とする。たとえばジエチレングリ
コールのような少なくとも２つの水酸基を持つ水溶性有
機溶媒と脱イオン水との混合物が水性ビヒクルとして好
ましい。水と有機溶媒の混合物を水性ビヒクルとして用
いる場合、水性ビヒクルの総重量に対して、水は水性媒
体の重量％で２５％から９９％、好ましくは４５％から
９５％である。
【００１０】着色剤 本発明に有用な着色剤は、顔料または染料でよい。顔料
は印刷の全工程を通じて結晶または微粒子の状態にとど
まっている着色剤である。染料は、たとえ室温で水性ビ
ヒクルに不溶性であっても、印刷工程のある時点で可溶
性となる着色剤である。顔料を着色剤として用いること
が好ましいが、この場合さらに分散媒、好ましくはポリ
マー分散媒を用いる。
【００１１】顔料 この分散液に有用な顔料は、単独または組合せで用いら
れる、種々の有機顔料および無機顔料を含む。顔料粒子
は、インクジェット印刷装置、特に射出ノズルを通って
インクが自由に流動できるのに十分なほど小さい。分散
安定性のため、および色強度を最大にするためにも小さ
い粒子が望ましい。有用な粒子の大きさの範囲は、約
０．００５ミクロンから１５ミクロンである。好ましく
は、顔料粒子の大きさは０．００５から５ミクロン、最
も好ましくは０．０１から０．３ミクロンの範囲でなけ
ればならない。金属および金属酸化物を含む、本発明の
実施に用いることのできる代表的な市販の乾燥顔料およ
びプレスケーキ顔料は、前述の米国特許第５０８５６９
８号に開示されており、その開示を参照により本明細書
の一部とする。
【００１２】有機顔料の場合、大部分のサーマルインク
ジェット印刷用途において、インクにはインク組成物全
重量の約３０重量％まで顔料を含むことができ、一般的
には約０．１から１５％、好ましくは約０．１から８％
の範囲である。無機顔料を選択した場合には、無機顔料
は一般的に有機顔料より比重が大きいので、有機顔料を
用いたインクに比べて高い重量％の顔料を含む傾向があ
り、場合によっては約７５％という高い含量でもよい。
【００１３】ポリマー分散媒は顔料にとって好ましい分
散媒である。本発明の実施に適したポリマー分散媒に
は、ランダムポリマー、ブロックポリマー、グラフトポ
リマーが含まれる。ランダムポリマーは顔料分散の安定
化においてブロックポリマーほど有効でないので、ラン
ダムポリマーは好ましくない。適切なブロックポリマー
分散媒およびそれらの合成については、前述の米国特許
第５０８５６９８号および米国特許第５５１９０８５号
に開示されており、その開示を参照により本明細書の一
部とする。
【００１４】さらに、またはポリマー分散媒化合物の代
わりに、当分野で周知のとおり界面活性剤化合物を分散
媒として用いることもできる。
【００１５】染料 本発明で有用な染料には、アニオン染料、カチオン染
料、両性染料、非イオン染料が含まれる。このような染
料は当業者に周知である。アニオン染料は水溶液中で着
色アニオンを生じる染料であり、カチオン染料は水溶液
中で着色カチオンを生じる染料である。
【００１６】通常アニオン染料はイオン性部分としてカ
ルボン酸基またはスルホン酸基を含む。本発明に最も有
用な種類のアニオン染料は、たとえば酸性染料、直接染
料、食品染料、媒染染料、反応性染料である。アニオン
染料は、ニトロソ化合物、ニトロ化合物、アゾ化合物、
スチルベン化合物、トリアリールメタン化合物、キサン
テン化合物、キノリン化合物、チアゾール化合物、アジ
ン化合物、オキサジン化合物、チアジン化合物、アミノ
ケトン化合物、アントラキノン化合物、インジゴイド化
合物、およびフタロシアニン化合物からなるグループか
ら選択される。
【００１７】カチオン染料は通常、第四級窒素基を含
む。本発明に最も有用な種類のカチオン染料には主とし
て、たとえば繊維のような支持体の酸性部位に結合する
ように設計された塩基性染料およびいくつかの媒染染料
が含まれる。そのような有用な種類の染料には特に、ア
ゾ化合物、ジフェニルメタン化合物、トリアリールメタ
ン類、キサンテン化合物、アクリジン化合物、キノリン
化合物、メチンまたはポリメチン化合物、チアゾール化
合物、インダミンまたはインドフェニル化合物、アジン
化合物、オキサジン化合物、およびチアジン化合物が含
まれ、これらはすべて当業者に周知である。
【００１８】インク組成物に用いる染料の色および量は
主として選択により、そのインクを用いて得られる印刷
物の所望の色、染料の純度、およびその濃さに主として
依存する。染料は通常、インクの総重量に対して０．０
１から２０重量％、好ましくは０．０５から８重量％、
より好ましくは１から５重量％存在する。
【００１９】アルコキシシランバインダ添加剤 本発明に有用なアルコキシシランバインダ添加剤は、数
平均分子量が５００から２５０００、好ましくは２００
０から１２０００、最も好ましくは４０００から１００
００である。バインダ添加剤の調整に有用な適したアル
コキシシランは次の化学式で表わされる。
【００２０】
【化２】
【００２１】上式で、ＲはＨ、メチル、またはエチルで
あり、Ｒ1はアルキレン、アリーレン、アルキルアリー
レン、好ましくは３個の炭素原子を含む脂肪族基であ
り、Ｒ2はアルキル、アリール、アルキルアリールで、
好ましくは最大５個の炭素原子を含む脂肪族基である。
【００２２】アルコキシシランポリマーバインダ添加剤
は、たとえばさらにアクリルおよびメタクリルモノマ
ー、ビニルモノマー、スチレンモノマーなどの他のモノ
マーを含む、ランダムポリマー、ブロックポリマー、グ
ラフトポリマー、または枝分れポリマーでよい。バイン
ダ添加剤はさらに酸、アミン、無水物、または他の官能
基を含むことができる。
【００２３】いくつかの有用なアルコキシシランバイン
ダ添加剤には、メタクリル酸３−（トリメトキシ）シリ
ルプロピル／メタクリル酸ベンジル／メタクリル酸ジメ
チルアミノエチル（５／１０／５）、メタクリル酸３−
（トリメトキシ）シリルプロピル／メタクリル酸ベンジ
ル／メタクリル酸ジメチルアミノエチル（１０／１０／
１０）、メタクリル酸３−（トリメトキシ）シリルプロ
ピル／メタクリル酸ベンジル／メタクリル酸ジメチルア
ミノエチル（１０／１０／５）、メタクリル酸３−（ト
リメトキシ）シリルプロピル／メタクリル酸ベンジル／
メタクリル酸（１０／１０／５）、およびメタクリル酸
３−（トリメトキシ）シリルプロピル／メタクリル酸ベ
ンジル／メタクリル酸（５／１０／５）がある。
【００２４】アルコキシシランバインダ添加剤は、イン
ク組成物の総重量に対して、０．１から２５．０重量
％、好ましくは０．５から５．０重量％存在する。
【００２５】他の成分 インクは他の成分を含んでもよい。たとえば、界面活性
剤は浸透を最大にするだけでなく、表面張力を変えるた
めに用いることができる。しかしながら、界面活性剤は
また着色インクの顔料分散を不安定にすることがある。
界面活性剤の選択は、印刷する記録材料支持体の種類に
よって大いに左右される。印刷に用いる特定の支持体に
適した界面活性剤は、当業者が選択可能であると考えら
れる。水性インクでは、インクの総重量に対して、界面
活性剤が０．０１から５％、好ましくは０．２から２％
存在する。
【００２６】インク組成物には微生物の増殖を防ぐため
に殺生物剤を用いてよい。Ｄｏｗｉｃｉｄｅｓ（登録商
標）（Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ、Ｍｉｄｌａｎｄ、Ｍ
Ｉ）、Ｎｕｏｓｅｐｔ（登録商標）（Ｈｕｌｓ Ａｍｅ
ｒｉｃａ、Ｉｎｃ．、Ｐｉｓｃａｔａｗａｙ、ＮＪ）、
Ｏｍｉｄｉｎｅｓ（登録商標）（Ｏｌｉｎ Ｃｏｒ
ｐ．、Ｃｈｅｓｈｉｒｅ、ＣＴ）、Ｎｏｐｃｏｃｉｄｅ
ｓ（登録商標）（Ｈｅｎｋｅｌ Ｃｏｒｐ．、Ａｍｂｌ
ｅｒ、ＰＡ）、Ｔｒｏｙｓａｎｓ（登録商標）（Ｔｒｏ
ｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｒｐ．、Ｎｅｗａｒｋ、Ｎ
Ｊ）、および安息香酸ナトリウムがそのような殺生物剤
の例である。
【００２７】さらに、重金属不純物の有害作用を除去す
るために、ＥＤＴＡのような金属イオン封鎖剤を含んで
もよい。
【００２８】インク組成物のさまざまな性質を改善する
ために、湿潤剤、粘度調整剤、および他のアクリルポリ
マーまたは非アクリルポリマーなど、周知の添加剤を加
えてもよい。
【００２９】インクの製造 本発明のインク組成物は、他のインクジェットインク組
成物と同じ方法で製造する。顔料分散液を着色剤として
用いる場合、選択した１つまたは複数の顔料と分散媒と
を水中で予備混合することによって分散液を製造する。
分散工程は、水平ミニミル、ボールミル、摩砕機で行う
か、または水性ビヒクル中に顔料粒子の均質な分散液を
生成するために、液体ジェット相互作用室内で少なくと
も１０００ｐｓｉ（約７０．３ｋｇ／ｃｍ2）の液圧で
多数のノズルに混合物を通すことによって行うことがで
きる。分散工程中、補助溶媒が存在してもよい。
【００３０】着色剤として染料を用いる場合、分散媒は
存在せず、また顔料の解凝集の必要もない。染料ベース
のインクは、分散装置ではなく十分に攪拌した容器で製
造される。
【００３１】一般にインクジェットインクは濃縮された
状態で作成し、その後、インクジェット印刷システムで
使用するのに適した濃度に適切な液体で希釈することが
望ましい。インクは特定の用途に所望の粘度、色、色
相、飽和濃度、印刷面積範囲になるよう希釈して調節す
る。
【００３２】噴射速度、液滴の分離長、液滴の大きさ、
流動安定性は、インクの表面張力および粘度に大いに影
響される。インクジェット印刷システムでの使用に適す
るインクジェットインクは、２０℃で表面張力が約２０
ｄｙｎｅ／ｃｍから約７０ｄｙｎｅ／ｃｍの範囲、より
好ましくは、３０ｄｙｎｅ／ｃｍから約７０ｄｙｎｅ／
ｃｍの範囲でなければならない。許容される粘度は、２
０℃で２０ｃＰ未満、好ましくは約１．０ｃＰから約１
０．０ｃＰの範囲である。インクは広範囲にわたる射出
条件、すなわちサーマルインクジェット印刷装置の駆動
電圧およびパルス幅、ドロップオンデマンド装置または
連続装置のピエゾ素子の駆動振動数、ノズルの形状およ
び大きさに適合する物理的性質を持つ。インクは、たと
えば連続、ピエゾ式ドロップオンデマンド、サーマルま
たはバブルジェットドロップオンデマンドなどの多様な
インクジェットプリンタに使用でき、特にサーマルイン
クジェットプリンタでの使用に適している。このインク
は長期間にわたる優れた貯蔵安定性を有し、インクジェ
ット装置内で詰まらない。たとえば紙、繊維、フィルム
などの記録材料支持体へのインクの定着が迅速かつ正確
に行われる。
【００３３】印刷されたインクの像は、鮮明な色調、高
密度、優れた耐水性および耐光性を有する。さらに、イ
ンクは接触するインクジェット印刷装置の部品を腐食せ
ず、本質的に無臭である。
【００３４】
【実施例】以下の実施例で本発明をさらに詳しく例示す
る。別段の注記がないかぎり、部および％は重量によ
る。
【００３５】バインダ添加剤を以下の方法で調製する。
【００３６】バインダ添加剤１ ここでは、ポリマー、メタクリル酸３−（トリメトキ
シ）シリルプロピルとメタクリル酸ベンジルとメタクリ
ル酸ジメチルアミノエチル（１０／１０／１０）を含む
アルコキシシランの製法を示す。
【００３７】３リットルのフラスコに、機械式攪拌装
置、温度計、Ｎ2導入孔、乾燥管出口、および添加ロー
トを取付けた。テトラヒドロフランＴＨＦ９１４ｇｍ、
メシチレン５．０ｇｍをフラスコに加えた。次に、触媒
のｍ−クロロ安息香酸テトラブチルアンモニウムをアセ
トニトリル中１．０Ｍ溶液で０．８ｍｌ添加した。開始
剤の１−メトキシ−トリメチルシロキシプロペン２６．
０ｇｍ（０．１５Ｍ）を注入した。フィードＩ（ｍ−ク
ロロ安息香酸テトラブチルアンモニウム、アセトニトリ
ル中１．０Ｍ溶液で０．８ｍｌ）を開始し、１５０分間
かけて添加した。フィードＩＩは、メタクリル酸３−
（トリメトキシ）シリルプロピル（ＤｏｗＣｏｒｎｉｎ
ｇ製Ｚ−６０３０）３７１．０ｇｍ（１．５０Ｍ）、メ
タクリル酸ベンジル２６５．５ｇｍ（１．５０Ｍ）、お
よびメタクリル酸ジメチルアミノエチル２３６．１ｇｍ
（１．５０Ｍ）からなる。これを０．０分で開始し、３
０分間かけて添加した。フィードＩが完了してから５０
分後に、上記溶液に乾燥メタノール１６０．７ｇｍを加
え、蒸留を開始した。蒸留の第１段階中に、１３８．４
ｇｍの物質がフラスコから除去された。乾燥メタノール
２００．０ｇｍを加え、さらに溶媒１５６．０ｇｍが除
去されるまで、蒸留を続けた。合計で３３８．４ｇｍの
溶媒を除去した。これにより、Ｍｎ＝５８００、固形分
４６．２％で、Ｚ−６０３０／ＢＺＭＡ／ＤＭＡＥＭＡ
１０／１０／１０（重量％では４３／３０／２７）のポ
リマーを得た。
【００３８】このポリマーの水溶液を、ポリマー１０
８．０ｇｍ、リン酸８．５ｇｍ、および水３８３．０ｇ
ｍを混合して製造した。これにより、１０％ポリマー溶
液を得た。
【００３９】バインダ添加剤２ 以下の点を除いて、上述の手順を繰り返した。フィード
ＩＩに、メタクリル酸ジメチルアミノエチル１１７．７
ｇｍを用いた。これにより、Ｍｎ＝５０００、固形分４
０．６％で、Ｚ−６０３０／ＢＺＭＡ／ＤＭＡＥＭＡ１
０／１０／５（重量％では５０／３５／１５）のポリマ
ーを得た。
【００４０】このポリマーの水溶液を、ポリマー１２
３．０ｇｍ、リン酸４．９ｇｍ、および水３７２．０ｇ
ｍを混合して製造した。これにより、１０％ポリマー溶
液を得た。
【００４１】バインダ添加剤３ 以下の点を除いて、上述の手順を繰り返した。フィード
ＩＩに、メタクリル酸ジメチルアミノエチル１１８．０
ｇｍおよびメタクリル酸３−（トリメトキシ）シリルプ
ロピル１８６．６ｇｍを用いた。これにより、Ｍｎ＝３
８００、固形分４０．４％で、Ｚ−６０３０／ＢＺＭＡ
／ＤＭＡＥＭＡ５／１０／５（重量％では３３／４７／
２０）のポリマーを得た。
【００４２】このポリマーの水溶液を、ポリマー１２
４．０ｇｍ、リン酸６．４ｇｍ、および水３７０．０ｇ
ｍを混合して製造した。これにより、１０％ポリマー溶
液を得た。
【００４３】バインダ添加剤４ ここでは、ポリマー、Ｚ−６０３０／ＢＺＭＡ／ＭＡＡ
１０／１０／１０を含むアルコキシシランの製法を示
す。
【００４４】３リットルのフラスコに、機械式攪拌装
置、温度計、Ｎ2導入孔、乾燥管出口、および添加ロー
トを取付けた。テトラヒドロフランＴＨＦ９４７ｇｍ、
メシチレン５．０ｇｍをフラスコに加えた。次に、触媒
のｍ−クロロ安息香酸テトラブチルアンモニウムをアセ
トニトリル中１．０Ｍ溶液で０．８ｍｌ添加した。開始
剤の１，１−ビス（トリメチルシロキシ）−２−メチル
プロペン３４．６ｇｍ（０．１５Ｍ）を注入した。フィ
ードＩ（ｍ−クロロ安息香酸テトラブチルアンモニウ
ム、アセトニトリル中１．０Ｍ溶液で０．８ｍｌ）を開
始し、２１０分間かけて添加した。フィードＩＩは、メ
タクリル酸３−（トリメトキシ）シリルプロピル（Ｄｏ
ｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ製Ｚ−６０３０）３７０．０ｇｍ
（１．５０Ｍ）、メタクリル酸ベンジル２６２．２ｇｍ
（１．５０Ｍ）、およびメタクリル酸トリメチルシリル
２３５．８ｇｍ（１．５０Ｍ）からなる。これを０．０
分で開始し、３０分間かけて添加した。フィードＩが完
了してから５０分後に、上記溶液に乾燥メタノール１６
３．２ｇｍを加え、蒸留を開始した。蒸留の第１段階中
に、２５２．９ｇｍの物質がフラスコから除去された。
乾燥メタノール２０２．０ｇｍを加え、さらに溶媒２６
９．０ｇｍが除去されるまで、蒸留を続けた。合計で５
２１．８ｇｍの溶媒を除去した。これにより、Ｍｎ＝５
１００、固形分４４．７％で、Ｚ−６０３０／ＢＺＭＡ
／ＭＡＡ１０／１０／１０（重量％では４９／３４／１
７）のポリマーを得た。
【００４５】このポリマーの水溶液を、ポリマー１１
２．０ｇｍ、４５％水酸化カリウム１１．９ｇｍ、およ
び水３７６．０ｇｍを混合して製造した。これにより、
１０％ポリマー溶液を得た。
【００４６】バインダ添加剤５ 以下の点を除いて、バインダ添加剤４の手順を繰り返し
た。フィードＩＩに、メタクリル酸トリメチルシリル１
１７．７ｇｍを使用した。これにより、Ｍｎ＝４７０
０、固形分４４．２％で、Ｚ−６０３０／ＢＺＭＡ／Ｍ
ＡＡ１０／１０／５（重量％では５３／３８／９）のポ
リマーを得た。
【００４７】このポリマーの水溶液を、ポリマー１１
３．０ｇｍ、４５％水酸化カリウム７．１ｇｍ、および
水３８９．０ｇｍを混合して製造した。これにより、１
０％ポリマー溶液を得た。
【００４８】バインダ添加剤６ 以下の点を除いて、バインダ添加剤４の手順を繰り返し
た。フィードＩＩに、メタクリル酸トリメチルシリル１
１６．１ｇｍおよびメタクリル酸３−（トリメトキシ）
シリルプロピル１８２．４ｇｍを使用した。これによ
り、Ｍｎ＝３４００、固形分３６．７％で、Ｚ−６０３
０／ＢＺＭＡ／ＭＡＡ５／１０／５（重量％では３６／
５１／１３）のポリマーを得た。
【００４９】このポリマーの水溶液を、ポリマー１３
６．０ｇｍ、４５％水酸化カリウム１０．１ｇｍ、およ
び水３５４．０ｇｍを混合して製造した。これにより、
１０％ポリマー溶液を得た。
【００５０】バインダ添加剤７ ここでは、ポリマーＺ−６０３０／ＢＺＭＡ／ＤＭＡＥ
ＭＡ１０／１０／１０を含むアルコキシシランの製法を
示す。
【００５１】３リットルのフラスコに、機械式攪拌装
置、温度計、Ｎ2導入孔、乾燥管出口、および添加ロー
トを取付けた。酢酸ブチル５６０ｇｍ、メシチレン５．
０ｇｍをフラスコに加えた。この溶媒を還流するため加
熱した。アゾビスイソブチロニトリルＶａｚｏ（登録商
標）−６４、３０．５ｇｍ、および酢酸ブチル２７０ｇ
ｍからなるフィードＩを開始し、３３０分間かけて添加
した。フィードＩＩは、メタクリル酸３−（トリメトキ
シ）シリルプロピル（Ｄｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ製Ｚ−６
０３０）３７１．０ｇｍ、メタクリル酸ベンジル２６
５．５ｇｍ、およびメタクリル酸ジメチルアミノエチル
２３６．１ｇｍからなる。これを０．０分で開始し、３
００分間かけて添加した。この反応の間、還流を維持し
た。フィードＩが完了してから５０分後に反応を停止
し、乾燥メタノール１６０．７ｇｍを上記溶液に加え、
蒸留を開始した。これにより、Ｍｎ＝６０００、固形分
４６．２％で、Ｚ−６０３０／ＢＺＭＡ／ＤＭＡＥＭＡ
１０／１０／１０（重量％では４３／３０／２７）のポ
リマーを得た。
【００５２】このポリマーの水溶液を、ポリマー１０
８．０ｇｍ、リン酸８．５ｇｍ、および水３８３．０ｇ
ｍを混合して製造した。これにより、１０％ポリマー溶
液を得た。
【００５３】以下の方法を用いてポリマー分散媒を調整
した。
【００５４】分散媒ポリマー１ ここでは、メタクリル酸ブチル−ｂ−メタクリル酸（１
０／／１０）ジブロックポリマーである、アニオンポリ
マーの製法を示す。
【００５５】１２リットルのフラスコに、機械式攪拌装
置、温度計、Ｎ2導入孔、乾燥管出口、および添加ロー
トを取付けた。テトラヒドロフランＴＨＦ３７５０ｇ
ｍ、およびｐ−キシレン７．４ｇｍをフラスコに加え
た。次に、触媒のｍ−クロロ安息香酸テトラブチルアン
モニウムをアセトニトリル中１．０Ｍ溶液で３．０ｍｌ
添加した。開始剤の１，１−ビス（トリメチルシロキ
シ）−２−メチルプロペン２９１．１ｇｍ（１．２５
Ｍ）を注入した。フィードＩ（ｍ−クロロ安息香酸テト
ラブチルアンモニウム、アセトニトリル中１．０Ｍ溶液
で３．０ｍｌ）を開始し、１５０分間かけて添加した。
フィードＩＩ（メタクリル酸トリメチルシリル１９７６
ｇｍ（１２．５Ｍ））を０．０分で開始し、３５分間か
けて添加した。フィードＩＩが完了（９９％を超えるモ
ノマーが反応）してから１８０分後に、フィードＩＩＩ
（メタクリル酸ブチル１７７２ｇｍ（１２．５Ｍ））を
開始し、３０分かけて添加した。
【００５６】４００分の時点で、上記溶液に乾燥メタノ
ール７８０ｇｍを加え、蒸留を開始した。蒸留の第１段
階中に、１３００．０ｇｍの物質がフラスコから除去さ
れた。第２段階の間、蒸留は続けられ、沸点は７６℃に
上昇した。蒸留の第２段階中に、合わせて５１００ｇｍ
のｉ−プロパノールを加えた。合計で８００７ｇｍの溶
媒を除去し、Ｍｎ＝２４００、固形分５２．１％の、メ
タクリル酸ブチル／／メタクリル酸ブロックポリマーを
得た。
【００５７】分散媒ポリマー２ メタクリル酸ベンジル−ｂ−メタクリル酸ジメチルアミ
ノエチル（１０／／２０）ジブロックポリマーである、
カチオンポリマーの製法を示す。
【００５８】１２リットルのフラスコに、機械式攪拌装
置、温度計、Ｎ2導入孔、乾燥管出口、および添加ロー
トを取付けた。テトラヒドロフランＴＨＦ４００２ｇ
ｍ、およびｐ−キシレン７．７ｇｍをフラスコに加え
た。次に、触媒のｍ−クロロ安息香酸テトラブチルアン
モニウムをアセトニトリル中１．０Ｍ溶液で２．０ｍｌ
添加した。開始剤の１−メトキシ−１−トリメチルシロ
キシ−２−メチルプロペン１５５．１ｇｍ（０．８９１
Ｍ）を注入した。フィードＩ（メタクリル酸２−ジメチ
ルアミノエチルＤＭＡＥＭＡ２８０１ｇｍ（１７．８
Ｍ））を０．０分で開始し、４５分間かけて添加した。
フィードＩが完了（９９％を超えるモノマーが反応）し
て１００分後、フィードＩＩ（メタクリル酸ベンジル１
５６８ｇｍ（８．９１Ｍ））を開始し、３０分間かけて
添加した。
【００５９】４００分の時点で、上記溶液に乾燥メタノ
ール３１０ｇｍを加え、蒸留を開始した。総量で１７２
５ｇｍの溶媒を除去した。蒸留が完了した後、ｉ−プロ
パノール１７８３ｇｍを加えた。これにより、Ｍｎ＝５
０００、固形分４９．６％で、ＢＺＭＡ／／ＤＭＡＥＭ
Ａ１０／／２０ジブロックポリマーを得た。
【００６０】以下の方法で顔料分散液を製造した。
【００６１】マゼンタ顔料分散液１ 以下の成分を混合した。
【００６２】
【表１】 成分 量（ｇｍ） 分散媒ポリマー２（固形分４９．２％） ２０３．２ キナクリドンマゼンタ顔料 １５０．０ （Ｓｕｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｒｐ．、 Ｃｉｎｃｉｎｎａｔｉ、ＯＨ製 Ｒ−１２２） ｉ−プロパノール ４５０．０ この混合物を次に２本ロールミルに装填し、４５分間処
理した。これにより、顔料６０％およびポリマー４０％
（Ｐ顔料／Ｄ分散液＝１．５／１）を含む顔料分散液を
得た。次にこの２本ロールミルチップを、中和剤として
リン酸を用いて溶解し、水性顔料濃縮物を製造した。
【００６３】以下の成分を十分に攪拌しながら混合する
ことによって、水性顔料分散液濃縮物を調製した。
【００６４】
【表２】 成分 量（ｇｍ） マゼンタ顔料分散液１ ３３．３ リン酸（８６．０％） ５．４７ 脱イオン水 １６１．２３ これにより、顔料を１０％含み、リン酸で中和したポリ
マーからのアミン類が９０モル％である水性顔料濃縮物
を得た。
【００６５】マゼンタ顔料分散液２ここでは、ＢＭＡ／
／ＭＡＡ１０／／１０ジブロックポリマーおよび２本ロ
ールミルを用いたアニオンマゼンタ顔料分散液の製法を
示す。
【００６６】以下の成分を混合した。
【００６７】
【表３】 成分 量（ｇｍ） 分散媒ポリマー１（固形分５２．１％） １９１．９ キナクリドンマゼンタ顔料 １５０．０ ジエチレングリコール ５０．０ この混合物を次に２本ロールミルに装填し、４５分間処
理した。これにより、顔料５０％、ジエチレングリコー
ル１７％、ポリマー３３％を含む顔料分散液を得た。Ｐ
／Ｄ＝１．５／１であった。次にこの２本ロールミルチ
ップを、中和剤として水酸化カリウムを用いて溶解し、
水性顔料濃縮物を製造した。
【００６８】以下の成分を十分に攪拌しながら混合する
ことによって、水性顔料分散液濃縮物を調製した。
【００６９】
【表４】 成分 量（ｇｍ） マゼンタ顔料分散液２ ４０．０ 水酸化カリウム（４５．０％） ５．２１ 脱イオン水 １５４．７９ これにより、顔料を１０％含み、水酸化カリウムで中和
したポリマーからの酸類が９０モル％である水性顔料濃
縮物を得た。
【００７０】対照１ 次の成分を十分に攪拌しながら混合することによって、
インクを製造した。マゼンタ顔料分散液１、５．０ｇ
ｍ、水２０．０ｇｍ、および１．０Ｍフッ化テトラブチ
ルアンモニウム（ＴＢＡＦ）１０μｌ。
【００７１】対照２ 次の成分を十分に攪拌しながら混合することによって、
インクを製造した。マゼンタ顔料分散液２、５．０ｇ
ｍ、水２０．０ｇｍ、および１．０Ｍフッ化テトラブチ
ルアンモニウム（ＴＢＡＦ）１０μｌ。
【００７２】実施例１〜１２ 次の成分を十分に攪拌しながら混合することによってイ
ンクを製造した。
【００７３】
【表５】
【００７４】これらのインクは顔料２．０％、およびポ
リマーを含む異なる種類のアルコキシシランを含む。こ
れらのインクをサーマルインクジェットペンに充填し、
Ｈｅｗｌｅｔｔ Ｐａｃｋａｒｄインクジェットプリン
タでＧｉｌｂｅｒｔボンド紙（綿２５％、Ｍｅａｄ Ｃ
ｏ．Ｄａｙｔｏｎ、ＯＨ）上に印刷した。これらのイン
クの印刷はなめらかであり、さらに試験を行った。
【００７５】対照３ 次の成分を十分に攪拌しながら混合することによってイ
ンクを製造した。
【００７６】
【表６】 成分 量（ｇｍ） マゼンタ顔料分散液１ ２０．００ ２−エチル−３−ヒドロキシメチル−１， １０．００ ３−プロパンジオール ２，２−ジメチルプロパノール ２．００ １．０Ｍ ＴＢＡＦ ０．２０ 脱イオン水 ６７．８０ これにより顔料２．０％を含むインクを得た。このイン
クをサーマルインクジェットペンに充填し、Ｈｅｗｌｅ
ｔｔ ＰａｃｋａｒｄインクジェットプリンタでＧｉｌ
ｂｅｒｔボンド紙（綿２５％、Ｍｅａｄ Ｃｏ．Ｄａｙ
ｔｏｎ、ＯＨ）上に印刷した。インクの印刷はなめらか
であり、さらに試験を行った。
【００７７】実施例１３ 次の成分を十分に攪拌しながら混合することによってイ
ンクを製造した。
【００７８】
【表７】 成分 量（ｇｍ） マゼンタ顔料分散液１ ２０．００ バインダ添加剤３ ４０．０ ２−エチル−３−ヒドロキシメチル−１， １０．００ ３−プロパンジオール ２，２−ジメチルプロパノール ２．００ １．０Ｍ ＴＢＡＦ ０．２０ 脱イオン水 ２７．８０ これにより顔料２．０％、およびポリマー、Ｚ−６０３
０／ＢＺＭＡ／ＤＭＡＥＭＡ５／１０／５（重量％では
３３／４７／２０）４．０％を含むインクを得た。この
インクをサーマルインクジェットペンに充填し、Ｈｅｗ
ｌｅｔｔ ＰａｃｋａｒｄインクジェットプリンタでＧ
ｉｌｂｅｒｔボンド紙（綿２５％、Ｍｅａｄ Ｃｏ．Ｄ
ａｙｔｏｎ、ＯＨ）上に印刷した。インクの印刷はなめ
らかであり、さらに試験を行った。
【００７９】実施例１４ 次の成分を十分に攪拌しながら混合することによってイ
ンクを製造した。
【００８０】
【表８】 成分 量（ｇｍ） マゼンタ顔料分散液１ ２０．００ バインダ添加剤２ ４０．０ ２−エチル−３−ヒドロキシメチル−１， １０．００ ３−プロパンジオール ２，２−ジメチルプロパノール ２．００ １．０Ｍ ＴＢＡＦ ０．２０ 脱イオン水 ２７．８０ これにより顔料２．０％、およびポリマー、Ｚ−６０３
０／ＢＺＭＡ／ＤＭＡＥＭＡ１０／１０／５（重量％で
は５０／３５／１５）４．０％を含むインクを得た。こ
のインクをサーマルインクジェットペンに充填し、Ｈｅ
ｗｌｅｔｔ Ｐａｃｋａｒｄインクジェットプリンタで
Ｇｉｌｂｅｒｔボンド紙（綿２５％、Ｍｅａｄ Ｃｏ．
Ｄａｙｔｏｎ、ＯＨ）上に印刷した。インクの印刷はな
めらかであり、さらに試験を行った。
【００８１】実施例１５ 次の成分を十分に攪拌しながら混合することによってイ
ンクを製造した。
【００８２】
【表９】 成分 量（ｇｍ） マゼンタ顔料分散液１ ２０．００ バインダ添加剤１ ４０．０ ２−エチル−３−ヒドロキシメチル−１， １０．００ ３−プロパンジオール ２，２−ジメチルプロパノール ２．００ １．０Ｍ ＴＢＡＦ ０．２０ 脱イオン水 ２７．８０ これにより顔料２．０％、およびポリマー、Ｚ−６０３
０／ＢＺＭＡ／ＤＭＡＥＭＡ１０／１０／１０（重量％
では４３／３０／２７）４．０％を含むインクを得た。
このインクをサーマルインクジェットペンに充填し、Ｈ
ｅｗｌｅｔｔＰａｃｋａｒｄインクジェットプリンタで
Ｇｉｌｂｅｒｔボンド紙（綿２５％、Ｍｅａｄ Ｃｏ．
Ｄａｙｔｏｎ、ＯＨ）上に印刷した。インクの印刷はな
めらかであり、さらに試験を行った。
【００８３】試験 対照および実施例のインクを、水またはハイライトペン
のどちらかによる汚れまたは流出抵抗性に関して試験を
行った。
【００８４】１番目の試験群では、インクを印刷し、１
時間後および２４時間後に、水およびハイライトペンの
汚れに対する抵抗性を評価した。いくつかのサンプルは
印刷後、６０℃に加熱した。ドリップと呼ぶ、水への抵
抗性は、印刷した行またはページを横切るように水を流
し、ページを流れるインクの量を観察することによって
判定した。汚れと呼ぶ、ハイライトペンへの抵抗性は、
印刷した行またはページを横切るように酸性ハイライト
ペンまたは塩基性ハイライトペンのどちらかでこすり、
ハイライトペンによって汚れるインクの量を観察するこ
とによって判定した。印刷したサンプルは０を最もよい
等級として、０から５等級で評価した。０等級は、水ま
たはハイライトペンによるドリップまたは汚れがないこ
とを示す。２より高い等級は商業的に許容できない。
【００８５】
【表１０】
【００８６】２番目の試験群では、インクを印刷し、
０、１、４、２４時間後に、水での洗い流し抵抗性を評
価した。いくつかのサンプルは加熱装置を持たないプリ
ンタで印刷した。その他のサンプルは加熱装置を持つプ
リンタで印刷した。水の洗い流し抵抗性は、印刷した行
またはページを横切るように水を流し、光学濃度単位
（ＯＤ）として記録される、ページを流れるインクの量
を測定することによって求めた。光学濃度はより低い値
が望ましい。
【００８７】
【表１１】
【００８８】これらの結果は、ポリマーを含有するアル
コキシシランをバインダ添加剤として添加したサーマル
インクジェットインクによって得られた、水によるドリ
ップ抵抗性およびハイライトペンによる汚れ抵抗性が向
上していることを示している。
【００８９】
【発明の効果】本発明の水性インクジェットインク組成
物は、優れた耐水性および汚れ抵抗性、優れた印刷品質
を有し、さらにまた優れた分散安定性を有する。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−278480（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−88056（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−88045（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−286939（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−103721（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C09D 11/00 - 11/20

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 （Ａ）水性ビヒクル、 （Ｂ）着色剤 および （Ｃ）下記の構造を有するアルコキシシラン 【化１】 （式中、ＲはＨ、メチル、またはエチルであり、Ｒ1は
    アルキレン、アリーレン、またはアルキルアリーレンで
    あり、Ｒ2はアルキル、アリール、またはアルキルアリ
    ールである）と、アクリル、メタクリル、ビニルおよび
    スチレンモノマーのうちの他のモノマーとのポリマーで
    あるアルコキシシランバインダ添加剤の水溶液を含むこ
    とを特徴とする、水性インクジェットインク組成物。
  2. 【請求項２】 前記着色剤が顔料であり、インクがさら
    に顔料分散媒を含む、請求項１に記載のインク組成物。
  3. 【請求項３】 分散媒がブロックコポリマーを含み、前
    記インク組成物がインク組成物の全重量に対して０．１
    〜８％の顔料、０．１〜１０％のブロックコポリマー、
    ５７〜９９．３％の水性ビヒクル、および０．５〜２５
    ％のアルコキシシランバインダ添加剤を含む、請求項２
    に記載のインク組成物。
  4. 【請求項４】 前記着色剤が染料であり、前記インク組
    成物がインク組成物の全重量に対して０．２〜２０％の
    染料、５５〜９９．３％の水性ビヒクル、および０．５
    〜２５％のアルコキシシランバインダ添加剤を含む、請
    求項１に記載のインク組成物。
  5. 【請求項５】 前記バインダ添加剤が４０００〜１００
    ００の数平均分子量を有する、請求項１に記載のインク
    組成物。
  6. 【請求項６】 前記バインダ添加剤が数平均分子量５１
    ００の、メタクリル酸３−（トリメトキシ）シリルプロ
    ピルとメタクリル酸ベンジルとメタクリル酸の共重合体
    である、請求項１に記載のインク組成物。
  7. 【請求項７】 前記バインダ添加剤が数平均分子量５８
    ００の、メタクリル酸３−（トリメトキシ）シリルプロ
    ピルとメタクリル酸ベンジルとメタクリル酸ジメチルア
    ミノエチルの共重合体である、請求項１に記載のインク
    組成物。
  8. 【請求項８】 前記バインダ添加剤がインク組成物の全
    重量に対して０．５〜５重量％の量で存在する、請求項
    １に記載のインク組成物。
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