JP5275816B2 - 発色団基が結合されているポリマー分散剤を含むインクジェットインキ組成物 - Google Patents
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Description
インクジェットインキ組成物は、一般的に、担体として機能するビヒクル及び染料又は顔料のような色素から成る。インクジェットインキを調整して所望の総合性能特性を獲得するために、添加剤及び/又は共溶媒も組み込まれ得る。
本発明は、インクジェットインキ組成物であって、a)液体ビヒクル、b)顔料及びc)ポリマー分散剤を含むインクジェットインキ組成物に関する。本発明の一つの具体的態様において、顔料は式A−(B)xを有する色素を含むか又はカーボンブラック顔料であり、そしてポリマー分散剤はポリマー基及び式−A′−(B)y(C)zを有する少なくとも1個の基を含み、そしてA及びA′は有機発色団基であり、Bはx又はy>1であるとき同じ又は異なり得そしてA又はA′における置換基であり、Cはz>1であるとき同じ又は異なり得そしてA′における置換基であり且つBとは異なり、x、y及びzは0、1、2、3又は4である共に、yはxより小さいか又は等しい。第2の具体的態様において、顔料は式A−(B)x(ここで、A、B及びxは上記に記載されたとおりである)を有する色素を含み、そしてポリマー分散剤はポリマー基及び該顔料と相互作用することの可能な有機発色団基を含む。
本発明は、ビヒクル、顔料及び分散剤を含むインクジェットインキ組成物及び分散液に関する。
例1〜9
次の例は、本発明のインクジェットインキ組成物に用いられるポリマー分散剤を製造するために用いられ得るところの反応性基を有する有機発色団基の作製を記載する。
次の例は、ポリマー基と、連結基及び有機発色団基を含む少なくとも1個の基とを含むところの、本発明のインクジェットインキ組成物に有用なポリマー分散剤の製造を記載する。
AMPc塩酸塩(例5)の代わりに2AMQQ(例4)を用いそしてJoncryl(登録商標)683の代わりにJoncryl(登録商標)690(240の酸価及びおおよそ16000のMwを有するところのJohnson Polymersから入手できるスチレン−アクリル酸ポリマー)を用いたこと以外は例14に記載された手順に従い、その結果ポリマー基及び有機発色団基を含むポリマー分散剤(2AMQQ−J690)の形成がもたらされた。
次の例は、顔料とポリマー基及び有機発色団基を含むポリマー分散剤とを含む本発明のインクジェットインキ組成物の改善性質を実証する。
次の例は、本発明のインクジェットインキ組成物(実施例18〜23)並びに比較のインクジェットインキ組成物(比較例3及び4)の製造を記載する。
次の例は、本発明のインクジェットインキ組成物(実施例24〜29)並びに比較のインクジェットインキ組成物(比較例5及び6)の印刷物性能を実証する。
クライゼンアダプター、乾燥管及び熱電対を備えた300mL丸底フラスコに、N−メチルピロリジノン(NMP,100mL,Fisher Chemicalの保証付きA.C.S.銘柄)、SMA3000 UFP@(Sartomerから入手できるスチレン−マレイン酸無水物ポリマー,x:y=3:1,10g,24.4mmolマレイン酸無水物)、例2からのAAOA−APEA(A′CH2NH2,1g,2.8mmol)及びトリエチルアミン(0.39mL,2.8mmol,Aldrich供給業者のAtofina Chemical Companyの99.5%製品)を添加した。次いで、この溶液を70〜90℃に加熱し、そして2日にわたって撹拌した。この時間後、この反応混合物を室温に冷却し、そしてこの混合物をHCl(15mL)と脱イオン水(750mL)の溶液に添加することにより生成物を沈殿させた。次いで、この粗製ポリマー分散剤を濾過し、そして脱イオン水(2×300mL)で洗浄して湿潤ケーキ(29.4%(重量パーセント)固体分)としてポリマー基及び有機発色団基を含むポリマー分散剤(AAOA−APEA−SMA)がもたらされた。ゲル透過クロマトグラフィー(GPC)による分析により、AAOA−APEAのおおよそ72%がポリマーに結合されていたことが指摘された。
A′CH2NH2がAAOA−APEAの代わりに例7からのAmDMQA(1g,2.9mmol)であること以外は例30に記載された手順を用いてポリマー分散剤を製造し、その結果ポリマー基及び有機発色団基を含むポリマー分散剤(AmDMQA−SMA)の形成がもたらされた。
A′CH2NH2がAAOA−APEAの代わりに例7からのAmDMQA(1g,2.9mmol)でありそしてSMA3000の代わりにSMA EF40(Sartomerから入手できるスチレン−マレイン酸無水物ポリマー,x:y=4:1,10g,19.5mmolマレイン酸無水物)を用いたこと以外は例30に記載された手順を用いてポリマー分散剤を製造し、その結果ポリマー基及び有機発色団基を含むポリマー分散剤(AmDMQA−EF)の形成がもたらされた。
クライゼンアダプター、乾燥管及び熱電対を備えた300mL丸底フラスコに、N−メチルピロリジノン(NMP,100mL,Fisher Chemicalの保証付きA.C.S.銘柄)、SMA EF40(Sartomerから入手できるスチレン−マレイン酸無水物ポリマー,x:y=4:1,25g,48.75mmolマレイン酸無水物)、例2からのAAOA−APEA(A′CH2NH2,2.5g,6.7mmol)及びトリエチルアミン(0.90mL,6.7mmol,Aldrich供給業者のAtofina Chemical Companyの99.5%製品)を添加した。次いで、この溶液を70〜90℃に加熱し、そして一晩撹拌した。次の日に、ヘプチルアミン(NH2−R,5.18g,45mmol)を追加部のトリエチルアミン(6.3mL,45mmol)と共に添加し、そしてこれを一晩撹拌した。次の日に、この反応混合物を室温に冷却し、そしてこの混合物をHCl(15mL)と脱イオン水(750mL)の溶液に添加することにより生成物を沈殿させた。次いで、この粗製ポリマー分散剤を濾過し、脱イオン水(2×300mL)で洗浄し、そして真空下で乾燥してポリマー基、有機発色団基及びペンダントアミン基を含むポリマー分散剤(AAOA−APEA−C7N−EF)がもたらされた。
A′CH2NH2がAAOA−APEAの代わりにAmDMQA(例7から,2.5g,6.7mmol)でありそしてヘプチルアミンの代わりにノニルアミン(NH2−R,6.45g,45mmol)を用いたこと以外は例32に記載された手順を用いてポリマー分散剤を製造し、その結果ポリマー基、有機発色団基及びペンダントアミン基を含むポリマー分散剤(AmDMQA−C9N−EF)の形成がもたらされた。
次の例は、顔料とポリマー基及び有機発色団基を含むポリマー分散剤とを含む本発明のインクジェットインキ組成物の改善性質を実証する。
ケイ酸ジルコニウムビーズ摩砕媒体(0.07mm〜0.125mm)で半分の容積まで満たされたアトリッターボウル(Szegvari Attritor System)中に、撹拌(600rpm)しながら10gの顔料を添加した。別個のビーカー中で、加熱(おおよそ60℃)しながら、5gの分散剤を水性塩基(1M水酸化ナトリウム,マレイン酸無水物のモル含有量の2.5倍の塩基当量)中に溶解した。次いで、この分散剤水溶液をアトリッターボウルに添加し、そして効率的且つ流動式の摩砕を促進するために、この摩砕される混合物をおおよそ200mLの脱イオン水で希釈した。アトリッターをおおよそ1時間作動させた。この時間後、ケイ酸ジルコニウム媒体を濾別し、そして更なる脱イオン水で数回(3×100mL)すすいだ。これらのすすぎ水を分散液と一緒にし、そして次いでこの全容量の顔料分散液を60Wの最大出力(ミソニックス・ソニケーター(Misonix Sonicator)3000,型式S−3000,Mixonix Inc.)にて音波処理して粒子サイズを<150nmに低減した。次いで、この顔料分散液をダイアフィルトレーションして濃度をおおよそ10〜15%に増加し、そして次いで脱イオン水(5容量部)で更にダイアフィルトレーションした。次いで、温度制御型ソルヴァルストラトス(Sorval Stratos)遠心分離機を用いて、この分散液を5℃において4500rpmにて45分間遠心分離して大きい粒子の量を減じ、しかして最終顔料分散液(10〜15%の固体分)がもたらされた。
ケイ酸ジルコニウムビーズ摩砕媒体(0.07mm〜0.125mm)で半分の容積まで満たされたアトリッターボウル(Szegvari Attritor System)中に、撹拌(600rpm)しながら10gの顔料を添加した。別個のビーカー中で、加熱(おおよそ60℃)しながら、5gの分散剤を有機共溶媒(おおよそ20〜50mLのメチルエチルケトン(MEK)(N−メチルピロリジノン(NMP)及び2−ピロリドン(2P)のような他の共溶媒もまた用いられ得るけれども))中に溶解した。アトリッターボウルに水性塩基(1M水酸化ナトリウム,マレイン酸無水物のモル含有量の2.5倍の塩基当量)をそして次いで分散剤溶液を添加し、そして効率的且つ流動式の摩砕を促進するために、次いでこの摩砕される混合物をおおよそ150〜200mLの脱イオン水で希釈した。アトリッターをおおよそ1時間作動させた。この時間後、ケイ酸ジルコニウム媒体を濾別し、そして更なる脱イオン水で数回(3×100mL)すすいだ。これらのすすぎ水を分散液と一緒にし、そしてこの全容量の顔料分散液をダイアフィルトレーションして濃度をおおよそ10〜15%に増加しそして次いで脱イオン水(5容量部)で更にダイアフィルトレーションして痕跡量の有機共溶媒を除去した。ダイアフィルトレーション後のこの分散液を14〜16%固体分まで濃縮し、そして次いで60Wの最大出力(ミソニックス・ソニケーター(Misonix Sonicator)3000,型式S−3000,Mixonix Inc.)にて音波処理して粒子サイズを<150nmに低減した。次いで、温度制御型ソルヴァルストラトス(Sorval Stratos)遠心分離機を用いて、この分散液を5℃において4500rpmにて45分間遠心分離して大きい粒子の量を減じ、しかして最終顔料分散液(10〜15%の固体分)がもたらされた。
ビーカー中において、加熱(おおよそ60℃)しながら、5gの分散剤と10gの顔料を150gの有機共溶媒(メチルエチルケトン(MEK)(N−メチルピロリジノン(NMP)及び2−ピロリドン(2P)のような他の共溶媒もまた用いられ得るけれども))中で一緒にし、そしてケイ酸ジルコニウムビーズ摩砕媒体(0.07mm〜0.125mm)で半分の容積まで満たされたアトリッターボウル(Szegvari Attritor System)に撹拌(600rpm)しながら添加した。アトリッターミルを600rpmにて30分間作動させ、そして次いで水性塩基(1M水酸化ナトリウム,マレイン酸無水物のモル含有量の2.5倍の塩基当量)を添加した。塩基が添加された後、アトリッターボウルを100〜150mLの脱イオン水で圧倒させ、しかして引き続いて相を有機相から水性相に逆転させた。次いで、アトリッターを更におおよそ1時間作動させた。この時間後、ケイ酸ジルコニウム媒体を濾別し、そして更なる脱イオン水で数回(3×100mL)すすいだ。これらのすすぎ水を分散液と一緒にし、そしてこの全容量の顔料分散液をダイアフィルトレーションして濃度をおおよそ10〜15%に増加しそして次いで脱イオン水(5容量部)で更にダイアフィルトレーションして痕跡量の有機共溶媒を除去した。次いで、この分散液を14〜16%固体分まで濃縮し、そして次いで60Wの最大出力(ミソニックス・ソニケーター(Misonix Sonicator)3000,型式S−3000,Mixonix Inc.)にて音波処理して粒子サイズを<150nmに低減した。次いで、温度制御型ソルヴァルストラトス(Sorval Stratos)遠心分離機を用いて、この分散液を5℃において4500rpmにて45分間遠心分離して大きい粒子の量を減じ、しかして最終顔料分散液(10〜15%の固体分)がもたらされた。
ビーカー中において、加熱(おおよそ60℃)しながら、5gの分散剤と10gの顔料を150gの有機共溶媒(メチルエチルケトン(MEK)(N−メチルピロリジノン(NMP)及び2−ピロリドン(2P)のような他の共溶媒もまた用いられ得るけれども))中で一緒にした。均質になると、これを次いで、ロトステーターブレンダーを備えたところの水性塩基(450g,マレイン酸無水物のモル含有量の2.5倍の塩基当量)のビーカーに、最大撹拌にてゆっくり添加した。完全添加後、ロトステーターを更に100分間作動させた。次いで、ロトステーターを停止し、そして更なる脱イオン水で数回(3×100mL)すすいだ。これらのすすぎ水を分散液と一緒にし、そしてこの全容量の顔料分散液をダイアフィルトレーションして濃度をおおよそ10〜15%に増加しそして次いで脱イオン水(5容量部)で更にダイアフィルトレーションして痕跡量の有機共溶媒を除去した。次いで、この分散液を14〜16%固体分まで濃縮し、そして次いで60Wの最大出力(ミソニックス・ソニケーター(Misonix Sonicator)3000,型式S−3000,Mixonix Inc.)にて音波処理して粒子サイズを<150nmに低減した。次いで、温度制御型ソルヴァルストラトス(Sorval Stratos)遠心分離機を用いて、この分散液を5℃において4500rpmにて45分間遠心分離して大きい粒子の量を減じ、しかして最終顔料分散液(10〜15%の固体分)がもたらされた。
次の例は、ポリマー基と、連結基及び有機発色団基を含む少なくとも1個の基とを含むところの、本発明のインクジェットインキ組成物に有用なポリマー分散剤の製造を記載する。
凝縮器、窒素導入用アダプター及び熱電対を備えた300mL丸底フラスコに、N−メチルピロリジノン(NMP,100mL,Fisher Chemicalの保証付きA.C.S.銘柄)、Joncryl(登録商標)683(165の酸価及び7000〜9000のMwを有するところのJohnson Polymersから入手できるスチレン−アクリル酸ポリマー,10g)、例2からのAAOA−APEA(1g,2.8mmol)及びジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC,0.39mL,2.8mmol,Aldrichから入手できる)を添加した。次いで、この溶液を85〜95℃に加熱し、そして2日にわたって撹拌した。この時間後、この反応混合物を室温に冷却し、そしてこの混合物をHCl(15mL)と脱イオン水(750mL)の溶液に添加することにより生成物を沈殿させた。次いで、この粗製ポリマー分散剤を濾過し、そして脱イオン水(2×300mL)で洗浄して湿潤ケーキ(29.4%(重量パーセント)固体分)としてポリマー基及び有機発色団基を含むポリマー分散剤(AAOA−APEA−J683)がもたらされた。
AAOA−APEAの代わりに例7からのAmDMQA(1g,2.9mmol)を用いたこと以外は例43に記載された手順を用いてポリマー分散剤を製造し、その結果ポリマー基及び有機発色団基を含むポリマー分散剤(AmDMQA−J683)の形成がもたらされた。
次の例は、顔料とポリマー基及び有機発色団基を含むポリマー分散剤とを含む本発明のインクジェットインキ組成物の改善性質を実証する。
Claims (35)
- インクジェットインキ組成物であって、
a)液体ビヒクル、
b)顔料であって、式A−(B)xを有する色素を含む顔料、及び
c)ポリマー分散剤であって、ポリマー基及び式−LG−A′−(B) y (C) z (ここで、LGは連結基である)を有する少なくとも1個の基を含むポリマー分散剤
を含み、このポリマー分散剤が、更に、ポリマー基に結合された少なくとも1個のペンダント基を含み、しかも該ペンダント基は式−NH−ALK2(ここで、ALK2は1〜12個の炭素を有するアルキル基である)を有する基を含み、そして
A及びA′は、有機発色団基であり、
Bは、x又はy>1であるとき同じ又は異なり得そしてA及びA′における置換基であり、
Cは、z>1であるとき同じ又は異なり得そしてA′における置換基であり且つBとは異なり、
x、y及びzは、0、1、2、3又は4であり、しかもyはxより小さいか又は等しい
インクジェットインキ組成物。 - zが0である、請求項1に記載のインクジェットインキ組成物。
- yが0である、請求項1に記載のインクジェットインキ組成物。
- ポリマー基が、少なくとも1個の酸基又はその塩を含む、請求項1に記載のインクジェットインキ組成物。
- ポリマー基が、アクリレート若しくはメタクリレートポリマー基、マレイン酸若しくはマレイン酸無水物ポリマー基、又はポリウレタン基である、請求項1に記載のインクジェットインキ組成物。
- ポリマー基が、スチレン−アクリル酸ポリマー基、スチレン−メタクリル酸ポリマー基、スチレン−マレイン酸無水物ポリマー基又はスチレン−マレイン酸ポリマー基である、請求項1に記載のインクジェットインキ組成物。
- LGが、式−X−ALK1−(ここで、XはO、NR又はSであり、Rは水素、C1〜C6アルキル基、又はアリール基であり、そしてALK1は1〜18個の炭素を有するアルキレン基、アリーレン基、アラルキレン基又はアルカリーレン基である)を有する基を含む、請求項1に記載のインクジェットインキ組成物。
- ポリマー分散剤が、式−X−ALK1−A′−(B)y(C)zを有する少なくとも1個の基を含む、請求項7に記載のインクジェットインキ組成物。
- ポリマー分散剤が、式−NH−CH2−A′−(B)y(C)zを有する少なくとも1個の基を含む、請求項1に記載のインクジェットインキ組成物。
- AとA′が同じである、請求項1に記載のインクジェットインキ組成物。
- AとA′が異なっている、請求項1に記載のインクジェットインキ組成物。
- 顔料が、青色顔料、黒色顔料、茶色顔料、シアン色顔料、緑色顔料、白色顔料、バイオレット色顔料、マゼンタ色顔料、赤色顔料、橙色顔料、黄色顔料又はそれらの混合物を含む、請求項1に記載のインクジェットインキ組成物。
- 顔料が黄色顔料である、請求項1に記載のインクジェットインキ組成物。
- 色素が、対称又は非対称キノロノキノロンである、請求項13に記載のインクジェットインキ組成物。
- Bがハロゲンであり、そしてyが0である、請求項14に記載のインクジェットインキ組成物。
- xが、1又は2である、請求項14に記載のインクジェットインキ組成物。
- 色素が、3−フルオロ−キノロノキノロン、2−フルオロ−キノロノキノロン又は3−クロロ−キノロノキノロンである、請求項13に記載のインクジェットインキ組成物。
- Aがキノロノキノロニル基である、請求項13に記載のインクジェットインキ組成物。
- A′がキノロノキノロニレン基である、請求項18に記載のインクジェットインキ組成物。
- 色素がアゾ色素である、請求項13に記載のインクジェットインキ組成物。
- Aが2−(フェニルアゾ)−N−(フェニル)−3−オキソブタンアミジル基である、請求項20に記載のインクジェットインキ組成物。
- A′が2−(フェニレンアゾ)−N−(フェニレン)−3−オキソブタンアミド基である、請求項21に記載のインクジェットインキ組成物。
- Bがメトキシ基であり、xが3であり、yが1であり、そしてzが0である、請求項20に記載のインクジェットインキ組成物。
- Bがメトキシ基であり、xが3であり、yが0であり、そしてzが0である、請求項20に記載のインクジェットインキ組成物。
- 色素がイソインドロンである、請求項13に記載のインクジェットインキ組成物。
- 顔料がシアン色顔料である、請求項1に記載のインクジェットインキ組成物。
- 色素がフタロシアニンである、請求項26に記載のインクジェットインキ組成物。
- Aがフタロシアニニル基である、請求項26に記載のインクジェットインキ組成物。
- A′がフタロシアニニレン基である、請求項28に記載のインクジェットインキ組成物。
- A′がキナクリドニレン基である、請求項28に記載のインクジェットインキ組成物。
- 色素がインダントロンである、請求項26に記載のインクジェットインキ組成物。
- 顔料がマゼンタ色顔料である、請求項1に記載のインクジェットインキ組成物。
- 色素がキナクリドンである、請求項32に記載のインクジェットインキ組成物。
- Aがキナクリドニル基である、請求項33に記載のインクジェットインキ組成物。
- A′がキナクリドニレン基である、請求項34に記載のインクジェットインキ組成物。
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