JPH11256086A - 耐湿潤摩擦性のインク組成物 - Google Patents

耐湿潤摩擦性のインク組成物

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JPH11256086A
JPH11256086A JP10349190A JP34919098A JPH11256086A JP H11256086 A JPH11256086 A JP H11256086A JP 10349190 A JP10349190 A JP 10349190A JP 34919098 A JP34919098 A JP 34919098A JP H11256086 A JPH11256086 A JP H11256086A
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JP
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ink composition
binder
binder material
hydrogen
colorant
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JP10349190A
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English (en)
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William D Kappele
ウィリアム・デイヴィッド・カペル
Anna Marie Pearson
アンナ・マリー・ピアソン
Ajay K Suthar
アジャイ・カヌバイ・ストハル
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Lexmark International Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐湿潤摩擦性のインク組成物を記載する。 【解決手段】 このインク組成物は、モノマー前駆体か
ら調製されるバインダー材料又はバインダー組成物を有
する。このモノマー前駆体は、ビニルハライド、アクリ
レート、アルキロイルアミド及びウレタンを含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、新規なインク組成
物に関する。より詳細には、本発明はバインダー材料を
含むインク組成物に関し、このインク組成物は耐湿潤摩
擦性を示す印刷画像を作成するのに用いられる。
【０００２】
【従来の技術】インク・ジェット・印刷は、印刷装置と
所望の印刷文字が上に付着する媒体との間が接触するこ
となく印刷が通常達成される従来技術である。このよう
な印刷は、例えば、加圧されたノズル、静電電界、圧電
要素及び／又は蒸気相バブル形成のヒータを用いた多く
の方法により、印刷装置のインク・ジェット・プリント
ヘッドからインクを噴射することによって達成される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】インク・ジェット・印
刷に用いられるインク組成物には、通常、水、着色剤及
び低分子量の水混和性溶媒が用いられる。用いられる着
色剤には、染料と顔料が含まれる。顔料は通常、インク
組成物中の液体部分に溶解しない着色剤として特徴付け
られるので、多くの場合において顔料が好ましく。しか
しながら、このようなインク組成物から作成した印刷画
像は耐湿潤摩擦性を示さず、多くの場合に欠陥を有す
る。このことは、例えば画像を湿った状態で圧力下に擦
り、及び／又は商業的に入手可能なハイライト又は蛍光
マーカーにさらすと、前述のようなインク組成物から作
成した印刷画像は通常、不鮮明になることを意味する。
【０００４】このような不鮮明さを防止する印刷画像が
得られるインク組成物の開発に対する興味が増加してい
る。さらに、印刷装置部分に悪影響を及ぼさない耐湿潤
摩擦性のインク組成物の開発に対する興味が増加してい
る。したがって、本発明はバインダー材料を含む新規な
インク組成物に関し、このインク組成物は予期せぬこと
に、耐湿潤摩擦性を示す印刷画像を与え、印刷装置部分
に悪影響を及ぼさず、約１．１８（黒色インクに対し
て）より大きな光学密度を示し、良好な印刷品質（印刷
のフェザリング又はサテライトが実質的にないことを意
味するものとして定義される）を示す。
【０００５】インク組成物を調製する成果が開示されて
いる。レックスマーク・インターナショナル・インコー
ポレーテッド(Lexmark International, Inc.,)に譲渡さ
れた米国特許第5,223,028号には、水にあせない水性イ
ンクが記載されている。
【０００６】インク組成物を調製する更に他の成果も示
されている。レックスマーク・インターナショナル・イ
ンコーポレーテッド(Lexmark International, Inc.,)に
譲渡された米国特許第5,536,461号には、多色印刷に用
いられるインクが開示されている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】第１の特徴において、本
発明はインク組成物のバインダー材料に関し、このバイ
ンダー材料は固体基材上にフィルムを形成可能な材料で
ある。
【０００８】第２の特徴において、本発明はインク組成
物のバインダー組成物に関し、このバインダー組成物
は、 ａ）固体基材上にフィルムを形成可能なバインダー材料
を含み、かつ、 ｂ）インク成分を含み又は含まない。
【０００９】第３の特徴において、本発明はバインダー
材料、バインダー組成物（上記で説明したように）又は
これらの混合物を含むインク組成物に関する。
【００１０】
【発明の実施の形態】ここで用いる「バインダー材料」
とは、印刷基材のような固体基材上に薄いフィルムを形
成可能な材料を意味する。このフィルムは、例えば固体
基材に接着される。さらに、インク組成物がバインダー
材料又はバインダー組成物で調製される場合には、イン
ク組成物が例えば固体基材上に印刷された後に、バイン
ダー材料は通常、インク組成物中に用いられ着色剤を包
含及び／又は覆う。好ましい固体基材は紙である。
【００１１】本発明で用いるバインダー材料は、多くの
場合、下記の式ＩとＩＩからなる群から選択される少な
くとも一つの構造ユニットを含む重合性材料である。
【００１２】
【化１１】
【００１３】ここで、 ｉ）各Ｒ１は独立しており、Ｒ２は水素、ハロゲン、Ｃ
１−６アルキル、アリール、ニトリル基（ＣＮ）、ニト
ロ基（ＮＯ２）又はスルホネート基（ＳＯ３Ｒ ３）であ
り、及び、 ｉｉ）各Ｒ３は独立した水素又はＣ１−６アルキルであ
る。
【００１４】本発明で用いられるさらに他のバインダー
材料は、下記式ＩＩＩの構造ユニットを含むものであ
る。
【００１５】
【化１２】
【００１６】ここで、Ｒ１は従前において定義した通り
であり、好ましくは水素である。
【００１７】本発明で用いられる好適なバインダー材料
は、式Ｉ及び式ＩＩで表わされる構造ユニットと、下記
式ＩＶで表わされる構造ユニットをさらに含む重合性材
料を含む。
【００１８】
【化１３】
【００１９】ここで、各Ｒ４は独立した水素、ハロゲ
ン、Ｃ１−６アルキル又はアリールであり、ｎは約１か
ら約６の整数であって好ましくは４である。
【００２０】例えば、式Ｉ及び式ＩＩで表わされる構造
ユニットを含む、本発明で用いるバインダー材料は通
常、これらがインク組成物中に用いられる着色剤を包含
及び／又は覆うために用いられるという範囲においての
み限定される。したがって、式Ｉ及び式ＩＩで表わされ
る構造ユニットを含むバインダー材料（コポリマー）
は、例えばブロックコポリマー、ジブロックコポリマ
ー、トリブロックコポリマー又はランダムポリマー又は
これらの混合物であってよい。
【００２１】好適なバインダー材料は式Ｉ、ＩＩ及びＩ
Ｖで表わされる構造ユニットを含み、典型的には、これ
らがインク組成物中に用いられる着色剤を包含及び／又
は覆うために用いられるという範囲においてのみ限定さ
れる。したがって、好適なバインダー材料（ターポリマ
ー）はトリブロック又はランダムターポリマーであって
よい。
【００２２】式ＩＩＩで表わされる構造ユニットを含む
バインダー材料は、例えば、ターポリマー、ランダム又
はブロックを含むコポリマーであるホモポリマーであっ
てよく、これらは、式Ｉ、ＩＩ及びＩＶで表わされる構
造ユニットによって示されるバインダー材料を有するイ
ンク中に存在してもよい。。
【００２３】本発明で用いられる最も好適なバインダー
材料は、式Ｉ、ＩＩ及びＩＶで表わされる構造ユニット
を有するものである。ここで、Ｒ１は水素、Ｒ２は塩
素、Ｒ ３はブチル、Ｒ４は水素である。
【００２４】最も好適なバインダー材料は通常、式Ｉで
表わされる構造ユニットの約６０．０から約９９．８重
量％と、式ＩＩで表わされる構造ユニットの約０．１か
ら約３０．０重量％と、式ＩＶで表わされる構造ユニッ
トの約０．１から約１０．０重量％を含み、これに包含
される全ての範囲を含む。ここで重量％とは、式Ｉ、Ｉ
Ｉ及びＩＶで表わされる構造ユニットによって示される
全ての構造ユニットの全重量を基礎とした重量％を意味
するものとして定義される。
【００２５】しかしながら、多くの場合、最も好適なバ
インダー材料は、式Ｉで表わされる構造ユニットの約９
２．０から約９９．０重量％と、式ＩＩで表わされる構
造ユニットの約０．５から約５．０重量％と、式ＩＶで
表わされる構造ユニットの約０．５から約３．０重量％
を含み、これに包含される全ての範囲を含む。
【００２６】本発明の好適なバインダー材料の例では、
式Ｉ、ＩＩ及びＩＶで表わされる構造ユニットを含む
が、バインダー材料は実質的に同一のもの又は同一のも
のからなるものでもよいことに注目される。さらに、バ
インダー材料が式Ｉ、ＩＩ及びＩＶで表わされる構造ユ
ニットを含むとき、この材料は、下記の群から選択され
る重合可能なコモノマーから誘導される構造ユニットの
あらゆる組合わせの約６５．０重量％（バインダー材料
の全重量を基礎として）まで含む。上記群には、ブタジ
エン、イソプレン及びピペリレンのような共役ジエン；
エチレン、プロピレン、イソブチレン、ブテン−１，４
−メチルペンテン−１のようなα−オレフィン；ビニル
アセテートのようなビニルエステル；スチレン、α−メ
チルスチレン、ビニルトルエン、ビニルナフタレンのよ
うな芳香族ビニル；メチルビニルエーテル、イソブチル
ビニルエーテル、ｎ−ブチルビニルエーテル及びイソブ
チルビニルエーテルのようなアルキルビニルエーテル；
Ｎ−メトキシメチルアクリルアミド、Ｎ−メトキシエチ
ルアクリルアミド、Ｎ−ブトキシメチルアクリルアミ
ド、Ｎ−ブトキシメチルメタクリルアミド等のような
α、β−オレフィンの不飽和カルボン酸のＮ−アルコキ
シアルキルアミド；アクリルアミド、メタクリルアミ
ド、Ｎ−メチルアクリルアミド、Ｎ−ｔ−ブチルアクリ
ルアミド、Ｎ−メチルメタクリルアミド、Ｎ−エチルメ
タクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド等のような
α、β−オレフィンの不飽和カルボン酸；α−シアノメ
チルアクリレート、α、β−及びγ−シアノプロピルア
クリレートのようなアクリロニトリル、メタクリロニト
リル及びシアノアルキルアクリレート；メチルアクリレ
ート、エチルアクリレート、メチルメタクリレート、２
−エチルヘキシルアクリレート、シクロヘキシルアクリ
レート及びフェニルアクリレートのようなα、β−オレ
フィンの不飽和カルボン酸のエステル；メチレンビスア
クリルアミン、エチレングリコールジメタクリレート、
ジエチレングリコールジアクリレート、アリルペンタエ
リトリトール及びジビニルベンゼンのような多官能性モ
ノマー；ビス（β−クロロエチル）ビニルホスホネート
のようなビス（β−ハロアルキル）アルケニルホスホネ
ート等が含まれる。
【００２７】ここで用いる「バインダー組成物」とは、
例えば、上述のバインダー材料の混合物又は組合わせを
含むエマルジョン又は溶液を意味するものとして定義さ
れる。バインダー組成物をインク組成物に加えてもよ
く、またこれはインク組成物の添加剤を形成するために
インク組成物と共に任意に組合されかつ販売されてもよ
い。バインダー組成物（エマルジョン又は溶液）は通
常、バインダー組成物の全重量を基礎として、約２．０
から約５０．０重量％、好ましくは約４．０から約３
０．０重量％、最も好ましくは約６．０から約２０．０
重量％のバインダー組成物を含み、これに包含される全
範囲を含む。
【００２８】ここで用いる「インク組成物」は、基材上
に画像を形成するのに用いることができるインク組成物
に使用可能な添加剤を意味するものとして定義される。
【００２９】バインダー組成物中のバインダー材料と組
合わせるインク組成物には、例えば、１，２−ヘキサン
ジオール、アセチレン誘導化合物、１，２−オクタンジ
オール、２−（２−ブトキシエトキシ）エタノール、１
−シクロヘキシル−２−ピロリジノン、２−メチル−２
−プロピル−１，３−プロパンジオール、ｎ−プロパノ
ール等のような浸透剤；グリセロール、ソルビトール、
エチレングリコールエーテル、プロピレングリコールエ
ーテル等のような保湿剤；２−ハロ−２−ハロメチルグ
ルタロニトリル、グルタルアルデヒド、４−５，ポリメ
チレン−４−イソチアゾリン−３−ｏｎｅ、４，５−ジ
クロロ−１，２−ジチオール−３−ｏｎｅ等のような殺
生剤；ポリ（オキシエチレン）、ステアリルアミン、モ
ノステアレート、ポリシロキサン、ラウリルサルフェー
ト、アセチレンベースの界面活性剤等のような界面活性
剤；コゲイション防止剤；緩衝剤；エチレンジアミンテ
トラ酢酸テトラナトリウム塩のようなキレート剤；カー
ル防止剤；にじみ防止剤；水性及び非水性溶媒；及び着
色剤；が含まれる。このようなインク組成物は商業的に
入手可能である。
【００３０】本発明で用いられるさらに他のインク組成
物には、例えば、ビス−末端のジオール及びラクタムの
ような好適な溶媒が含まれる。
【００３１】本発明で用いるビス−末端のジオールに
は、下記化学式を有するものが含まれる。
【００３２】
【化１４】
【００３３】ここで、Ｒ４は従前に定義した通りであ
り、ｔは約３から約７の整数であって好ましくは３であ
る。
【００３４】本発明で用いるラクタムには、下記構造式
を有するものが含まれる。
【００３５】
【化１５】
【００３６】ここで、Ｒ４は従前に定義した通りであ
る。ビス−末端のジオールとラクタムについては、Ｒ４
は好ましくは水素である。
【００３７】本発明で用いるバインダー材料は、商業的
に入手可能であり（例えば、エマルジョン又は溶液又は
これらからの単離物として購入できる）、及び／又はこ
の分野で公知の重合技術によって製造してもよい。商業
的に入手可能なエマルジョンには、ビー．エフ．グッド
リッチカンパニー(B.F. Googrich Co.,)から入手可能な
ＶＹＣＡＲＴＭ ＰＶＣエマルジョンが含まれる。商業
的に入手可能な溶液は、溶液（エマルジョンに転換可能
である）からなるポリウレタンを含み、イーストマン・
カラー・アンド・ケミカル・カンパニーから入手可能で
ある。この分野で知られる重合技術には、例えば、エマ
ルジョン重合と溶液重合が含まれる。
【００３８】本発明で用いるバインダー材料が、例え
ば、式Ｉ、ＩＩ及び／又はＩＶで示される構造ユニット
を含む場合には、バインダー材料は好ましくはエマルジ
ョン重合技術によって合成される。エマルジョン重合技
術には通常、例えば、モノマー、分散媒体、乳化剤及び
水溶性開始剤が用いられる。さらに、本発明で用いるバ
インダー材料が、式ＩＩＩで表わされる構造ユニットを
含む場合には、触媒が存在しない加熱下において通常重
合が行なわれる溶液重合技術によってバインダー材料を
製造してもよい。通常、ウレタン誘導ポリマーの合成で
はしばしば多くの副反応が発生するため、触媒の使用は
好ましくない。
【００３９】本発明で用いるバインダー材料を重合する
さらに詳細な説明は、例えば、ジョージ オディアン(Ge
orge Odian)による重合の原理(Principles of Polymeri
zation)、マクグロー・ヒル・ブック・カンパニー(McGr
aw Hill Book Company)、１９７０及び米国特許第3,78
7,232号に見られ、これらの開示はここに参照として挙
げられる。
【００４０】本発明のインク組成物として用いられる好
適な溶媒は、商業的に入手可能である。さらに、末端ジ
オールは、例えば、マロン酸エステルを酸性下に強還元
剤（ＬｉＡｌＨ４のような）にさらすことによって生成
してもよい。本発明で用いるラクタムは、例えば、アミ
ドを環状化合物に変換する反応によって生成してもよ
い。
【００４１】好適な溶媒は、単独又は相互に組合わせた
いずれかで用いてもよい。好適な溶媒の組合わせ（混合
物）を用いる場合には、混合物は多くの場合、ラクタム
に対する末端ジオールの重量比率が約２０：８０から約
８０：２０である。しかしながら、混合物は好ましく
は、ラクタムに対する末端ジオールの重量比率が約４
５：５５から約５５：４５である。
【００４２】バインダー材料によって固体基材上に形成
されるフィルムの厚さは通常、フィルムが耐湿潤摩擦性
を示す印刷画像を得られる範囲においてのみ制限され
る。しかしながら、多くの場合、形成されるフィルムは
約１０ナノメータより大きく、かつ、約１５ミクロンよ
り小さく、これに包含される全範囲を含む。
【００４３】本発明のバインダー材料又はバインダー組
成物を用いるインクに関しては、本質的に何等の制限も
ない。ただ一つの制限は、得られるインクが基材上に印
刷するのに用いることができるということである。それ
ゆえ、本発明のバインダー材料又はバインダー組成物を
用いるインクは、染料ベース、顔料ベース、水性又は非
水性であってもよい。
【００４４】本発明で調製されるインクは、染料ベース
であろうと顔料ベースであろうと、この分野で知られる
インク添加物を含んでいてもよい。このような分野で知
られる添加物には、例えば分散剤；グリセロール、ソル
ビトールのような保湿剤；殺生剤；殺カビ剤；殺菌剤；
１，２−ヘキサンジオールとアセチレン誘導体化合物の
ような浸透剤；ポリ有機シロキサンのような界面活性
剤；コゲイション(kogation) 防止剤；カール防止剤；
緩衝剤；キレート剤、及びにじみ防止剤が含まれる。こ
のような分野で知られる添加剤は、本発明で示されるバ
インダー組成物中に存在するインク組成物に添加して用
いてもよく、又はインク組成物なしに用いてもよい。
【００４５】本発明で用いることができる顔料に関して
は、インクを得ることができること以外は何等の制限も
ない。通常用いられる有機顔料又は無機顔料のいずれも
が用いられる。本発明で用いることができる顔料の実例
には、縮合及びキレートアゾ顔料などのアゾ顔料；フタ
ロシアニン類、アントラキノン類、キナクリドン類、チ
オインジゴイド類、イソインドリノン類、キノフタロン
類などの多環式顔料が含まれる。用いることができるさ
らに他の顔料には、例えばニトロ顔料、昼光(daylight)
蛍光顔料、カーボネート、クロメート、チタン酸化物、
亜鉛酸化物、鉄酸化物及びカーボンブラックが含まれ
る。従来の技術で調製できるこのような顔料は、商業的
に入手可能である。
【００４６】本発明に用いる顔料の量は、その量が基材
上に印刷できる範囲においてのみ限定される。顔料の量
は多くの場合、インク組成物の全重量に対して約０．２
から約１０．０重量パーセント、好ましくは約０．５か
ら約６．０重量パーセント、最も好ましくは約１．０か
ら約５．０重量パーセントであり、この範囲に包含され
る全範囲を含む。
【００４７】本発明で用いることができる顔料化合物に
関しては、インクを得ることができること以外は何等の
制限もない。このような染料の例示的一覧には、例えば
ニトロ染料；ニトロソ染料；モノアゾ又はポリアゾ染
料、媒染染料、予備生成された金属錯塩、ピラゾロン類
及びスチルベン類のようなアゾ染料；チアゾール類；ジ
フェニルメタン類；トリアミン類やフェノール類のよう
なトリフェニルメタン類；キサンテン類；アクリジン
類、アジン類；オキサジン類；チアジン類；キノン類；
インジゴイド類が含まれる。このような染料は商業的に
知られており、多くの場合商業的に入手可能である。こ
れらの染料の多くは、例えばケイ、ベンカタラーマン(V
enkataraman)による合成染料の化学(The chemistry of
Synthetic Dyes)、アカデミック・プレス・インコーポ
レーレッド(Academic Press Inc.,)1953に記載されてい
る。
【００４８】用いる染料化合物の量は、得られたインク
が基材上に印刷できる範囲においてのみ限定される。用
いる染料化合物の量は多くの場合、インク組成物の全重
量に対して約０．２から約２０．０重量パーセント、好
ましくは約０．５から約１５．０重量パーセント、最も
好ましくは約１．０から約１０．０重量パーセントであ
り、この範囲に包含される全範囲を含む。
【００４９】顔料ベースのインクを調製する際に、イン
ク中に分散剤を含有させて顔料がインク組成物中に沈殿
したり凝集するのを防止することが望ましい。用いる分
散剤の量に関しては、用いる分散剤の量により基材上に
インク組成物が印刷できること以外は何等の制限もな
い。顔料ベースのインクを調製するとき際に、通常、イ
ンク組成物の全重量に対して、約０．０５から約７．０
重量パーセント、好ましくは約０．１から約６．０重量
パーセント、最も好ましくは約０．２から約４．０重量
パーセントの分散剤が用いられ、この範囲に包含される
全範囲を含む。
【００５０】本発明で用いることができる分散剤に関し
ては、何等の制限もない。実際には、顔料ベースのイン
ク組成物を調製するのに用いることができるあらゆる非
重合性又は重合性の分散剤が、本発明において用いるこ
とができる。好ましい分散剤は多くの場合、重合性の分
散剤である。このような重合性の分散剤の例示的な一覧
には、ランダム、ブロック及び分枝の重合体が含まれ、
この重合体は事実上アニオン性、カチオン性又は非イオ
ン性であってよい。この重合性分散剤は、通常、水溶解
性のための親水性セグメントと、顔料の相互作用のため
の疎水性セグメントとを有する。さらに、ここで用いら
れる重合性分散剤は、ホモポリマー、コポリマー（ター
ポリマーを含む）、非混和性ブレンド及び混和性ブレン
ドである。
【００５１】本発明の重合性分散剤は、通常、インク組
成物中に顔料を分散させることができる範囲において限
定されるので、このような重合性分散剤を調製するのに
用いることができる前駆体ユニットは限定されない。こ
こで用いられるような前駆体は、単量体ユニット及び多
量体ユニットを含む意味である。
【００５２】このような重合性分散剤を調製するのに用
いることができる単量体ユニットの一般的な一覧には、
例えば、アクリル単量体、スチレン単量体及びアミン基
を有する単量体が含まれる。用いることができる単量体
の実例には、アクリル酸とメタクリル酸、アクリルアミ
ドとメタクリルアミドが含まれる。
【００５３】用いられる重合性分散剤は多くの場合、例
えば単量体ユニットのアニオン性重合、基トランスファ
ー重合、又はフリーラジカル重合を含む従来技術により
調製される重合性分散剤だけでなく、商業的に入手可能
なものである。
【００５４】本発明に用いることができる好適な重合性
分散剤は多くの場合、三つの前駆体から調製されるラン
ダムターポリマーである。最も好適な前駆体には、アク
リレート及びメタクリレートからなる群から選択される
少なくとも一つ；アクリロイル末端及びメタクリロイル
末端のポリジアルキルシロキサンからなる群から選択さ
れる少なくとも一つ；ならびに、ステアリルアクリレー
ト、ステアリルメタクリレート、ラウリルアクリレート
及びラウリルメタクリレートからなる群から選択される
少なくとも一つ；を含む単量体前駆体と多量体前駆体が
含まれる。メタクリレート、メタクリロイル末端のポリ
ジメチルシロキサン及びステアリルメタクリレート（そ
れぞれ２２：１：１のモル比）が最も好ましい。
【００５５】これらの前駆体から調製される重合性分散
剤は、フリーラジカル重合を含むこの分野で知られる技
術により、単量体前駆体及び多量体前駆体を重合するこ
とによって調製することができる。本発明で用いること
ができる最も好適な重合性分散剤のより詳細な記載は、
米国特許出願第08/578,138号と同第08/667,269号にみら
れ、これらは参考としてここに示されている。
【００５６】本発明においてインク組成物をどのように
調製するかに関しては、何等の制限もない。本質的に
は、インクの組成物（例えば、顔料、殺生剤、溶媒バイ
ンダー物質及び／又はバインダー組成物、水）は、例え
ばこの分野で知られる技術によって混合、撹拌又は揺動
される。このインクは、環境温度下、大気圧下又はイン
クが形成し得るあらゆる圧力変化又は温度変化の下に調
製することができる。組成物への添加剤はあらゆる特定
の要求によって制限されるものでない、但し、得られる
組成物が基材上に印刷できるものである。
【００５７】本発明のインク組成物を調製するとき、従
来の工程段階が無視されることを何等意味しない。それ
ゆえ、例えば、この分野において知られる粉砕工程によ
り顔料を望ましい粒径／塊状径に粉砕することは、本発
明の範囲内にある。顔料をインクの他の成分と混ぜる前
に、選択した重合性分散剤と混合することもまた、本発
明の範囲内にある。
【００５８】インク組成物に好適な溶媒を用いる際に
は、末端ジオール及び／又はラクタムは通常、インク組
成物の全重量に対して、約１０．０から約６０．０重量
％、好ましくは約２０．０から５０．０重量％、最も好
ましくは約２５．０から約３５．０重量％であり、この
範囲に包含される全範囲を含む。予期せぬことに、この
ような好適な溶媒により、受容できる乾燥時間を有しか
つコスト効果を有効に維持可能なインク組成物が得られ
る。
【００５９】本発明のインクには、この分野において通
常みられる量／範囲において他の添加剤を加えてもよ
い。水性インク組成物が望まれるならば、ここに記載さ
れるインク組成物の残部には水が含まれる。もし非水性
インク組成物が望まれるならば、このインク組成物の残
部には例えば水の代りの油が含まれる。このような油は
通常制限されるものではなく、その例示的な一覧には鉱
油、きり油、大豆油及びこれらの混合物などが含まれ
る。
【００６０】以下の実施例は本発明を例示するため、か
つ本発明の理解を促進するために示される。これらの実
施例は、本発明の範囲を限定するものと解釈されるべき
でない。得られる全ての生成物は、この分野において知
られるプロトン及びカーボン１３核磁気共鳴分光を含む
技術を用いて確認される。光学密度は商業的に入手可能
なデンシトメータを用いて決定し、メンテナンスは１時
間と６時間の間隔でインク・ジェット・プリント・カー
トリッジ（実施例で作製したインク組成物でを搭載し
た）を蓋をしないで使用しない状態にすることによって
作成した印刷試料を目視で分析することにより決定し
た。プリントヘッド・ノズル・プレートのノズルが非ク
ロック状態になっいること、かつノズルが脱落していな
いことが印刷後に検出されることが受容される。乾燥時
間は、印刷試料を印刷してこの印刷試料に洗浄紙片を当
てる上で、インクが印刷試料から洗浄紙片に移るのにか
かった時間を測定する（ストップオッチで）ことによっ
て決定した。全ての印刷は、商業的に入手可能なレック
スマーク・インターナショナル・インコーポレーテッド
(Lexmark International, Inc.)の２０５０インク・ジ
ェット・プリンタで行なった。耐湿潤摩性を、ドローダ
ウン手順（＃１０ワイア巻きロッド）を用いることによ
って測定した。インクをプレイン・ペーパー上にドロー
ダウンし、次いで各印刷試料を１時間、２４時間及び４
８時間の間隔で湿気のあるタオルによって擦った。各間
隔時間でのインクよごれの分析は、１から７のスケール
を用いてインクよごれを目視により観察することによっ
て決定し、ここで、スケール１は各間隔時間でインクよ
ごれが全く無かったことを意味し、スケール７は全ての
間隔時間でインクよごれがあったことを意味する。
【００６１】実施例１ メタクリル酸２２.８ｇ（２６５ｍｍｏｌ）、モノメタ
クリロキシプロピル末端のポリジメチルシロキサン（Ｐ
ＤＭＳ−ＭＡ）７.８４ｇ（８.７ｍｍｏｌ、分子量９０
０）、ステアリルメタクリレート２.９５ｇ（８.７ｍｍ
ｏｌ）、１−ドデカンチオール２.０６ｇ（９.９ｍｍｏ
ｌ）、ジメチル２，２’−アゾビスイソブチレート０.
６４ｇ（２.８４ｍｍｏｌ）、及びイソプロピルアルコ
ール１００ｍｌの溶液を反応容器に仕込んだ。得られた
混合物をアルゴンで脱気し（部分的排気を繰り返すこと
によって行われ、次いでファイヤーストーン・バルブ(F
irestone Valve)を用いてアルゴンの裏込めを行な
う）、次いで７０℃で１６時間加熱した。この混合物を
室温付近で冷却し、次いで攪拌しながらヘキサン１.０
Ｌをゆっくり加えた。得られた固体生成物（重合性分散
剤）を真空濾過によって分離し、８０℃の真空中で一晩
乾燥した。反応収率は約８５％であった。乾燥した重合
性分散剤（本発明の好適な分散剤）は、プロトンＮＭＲ
とＧＰＣによってその特性を決定した。
【００６２】重合性分散剤の原液は脱イオン水４０.０
ｇと共に、マグネティックスタラーが入ったホットプレ
ート上の４００ｍｌのビーカー中で調製した。このビー
カー中に、乾燥した重合性分散剤１２.０ｇと２０％Ｋ
ＯＨ１８.０ｇを脱イオン水と共に加えた。得られた混
合物を約５０℃で約２時間加熱した。２０％ＫＯＨを添
加することによりこの混合物のｐＨを７.５に調整し
た。次いで、混合物に脱イオン水を加えて、得られる溶
液の重量を１００.０ｇとした（１２％重合性分散
剤）。
【００６３】次いで、上述のようにして調製した１３
３.３３ｇの重合性分散剤溶液、２０２.６７ｇの脱イオ
ン水及び６４.０ｇのカーボンブラックを、ビーカーに
仕込んだ。この内容物を市販のミキサーで攪拌した。次
いで、得られた混合物をイットリウムがコーティングさ
れた０.８ｍｍのジルコニウムビーズを有する粉砕機に
入れた。この混合物を約９０分間粉砕し、カーボンブラ
ック・コンセントレートを得た。
【００６４】第２のビーカーには、約４００の重量平均
分子量を有するポリエチレングリコール１０.０ｇを仕
込んだ。次いで、マグネティックの攪拌バーで攪拌しな
がら１０.０ｇの１，３−プロパンジオールを加えた。
均質な混合物が得られた後に、攪拌しながら６１．０５
ｇの水を加えた。１，２−ベンズイソチアゾリン−３−
oneを有する商業的に入手可能な殺生剤０．２０ｇを得
られた混合物に攪拌しながら加えてインクビヒクルを得
た。
【００６５】第３のビーカーには、上述のようにして調
製したカーボンブラック・コンセントレート１８.７５
ｇを仕込み、上述のようにして生成したインクビヒクル
の全量をゆっくり攪拌しながら加えた。得られた組成物
を商業的に入手可能でディスクフィルター列を有する加
圧濾過装置を用いて１.２ミクロンに濾過した。得られ
た濾過溶液は、商業的に入手可能なブラックのインク組
成物である。許容されるメンテナンス特性を示すこのブ
ラックのインク組成物は、約１.３６の光学密度、所望
の乾燥時間（マハマーミルチダルRペーパーで約１９
秒）及び７の耐湿潤摩擦性を有していた。
【００６６】実施例２ ポリエチレングリコールを用いないで３０．０ｇの１，
３−プロパンジオールを用い、４５．５ｇの水を加え、
１０．１２ｇのＶＹＣＡＲＴＭ ４６０Ｘ４６（Ｂ．
Ｆ．グッドリッチカンパニー(B.F. Goodrich, Co.)から
商業的に入手可能）を加え、１４．３８ｇのカーボンブ
ラック・コンセントレートを用い、得られた組成物を
８．０ミクロンに濾過したこと以外は、実施例１で説明
したのと同様の方法で実施例２のインク組成物を調製し
た。得られたインク組成物は許容されるメンテナンス特
性と、約１．２９の光学密度と、所望の乾燥時間と、３
の耐湿潤摩擦性を示した。
【００６７】実施例３ ３０．０ｇの１，３−プロパンジオールの代りに３０．
０ｇの２−ピロリジノンを用いたこと以外は、実施例２
で説明したのと同様の方法で実施例３のインク組成物を
調製した。得られたインク組成物は極めて不十分なメン
テナンス特性と、約１．１９の光学密度と、所望の乾燥
時間と、２の耐湿潤摩擦性を示した。
【００６８】実施例４ ３０．０ｇの１，３−プロパンジオールの代りに１５．
０ｇの２−ピロリジノンと１５．０ｇの１，３−プロパ
ンジオールを用いたこと以外は、実施例２で説明したの
と同様の方法で実施例４のインク組成物を調製した。得
られたインク組成物は受容されるメンテナンス特性と、
約１．２６の光学密度と、所望の乾燥時間と、１の耐湿
潤摩擦性を示した。
【００６９】実施例５ ３０．０ｇの１，３−プロパンジオールの代りに２０．
０ｇの１，３−プロパンジオールと１０．０ｇの２−ピ
ロリジノンとを用い、８．１ｇのＶＹＣＡＲＴ Ｍ４６０
Ｘ４６を用い、カーボンブラックの代りにＣ．Ｉ．Ｐｉ
ｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ７４を用いた以外は、実施例
２で説明したのと同様の方法で実施例５のインク組成物
を調製した。得られたイエローのインク組成物は受容さ
れるメンテナンス特性に至らず（少なくとも約２０分間
は受容される）、所望の乾燥時間と、２の耐湿潤摩擦性
を示した。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アンナ・マリー・ピアソン アメリカ合衆国 40475 ケンタッキー、 リッチモンド、ハイランズ・ドライヴ 1012 (72)発明者 アジャイ・カヌバイ・ストハル アメリカ合衆国 40514 ケンタッキー、 レキシントン、ハップグッド・レーン 3805

Claims (55)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 下記の式Ｉ及びＩＩからなる群から選択
    される少なくとも一つの構造ユニットを有する、インク
    組成物のバインダー材料。 【化１】 ここで、 ｉ）各Ｒ１は独立しており、Ｒ２は水素、ハロゲン、Ｃ
    １−６アルキル、アリール、ニトリル基（ＣＮ）、ニト
    ロ基（ＮＯ２）又はスルホネート基（ＳＯ３Ｒ ３）であ
    り、及び、 ｉｉ）各Ｒ３は独立した水素又はＣ１−６アルキルであ
    る。
  2. 【請求項２】 前記バインダー材料が、前記インク組成
    物中の着色剤を包含し、覆い、又は包含しかつ覆ってい
    る、請求項１に記載のバインダー材料。
  3. 【請求項３】 前記インク組成物が、インク・ジェット
    ・インク組成物である、請求項１に記載のバインダー材
    料。
  4. 【請求項４】 前記Ｒ１が水素であり、Ｒ２が塩素であ
    り、Ｒ３が水素である、請求項１に記載のバインダー材
    料。
  5. 【請求項５】 前記着色剤が染料である、請求項２に記
    載のバインダー材料。
  6. 【請求項６】 前記着色剤が顔料である、請求項２に記
    載のバインダー材料。
  7. 【請求項７】 下記式ＩＩＩで表わされる構造ユニット
    を含むバインダー材料。 【化２】 ここで、Ｒ１は水素、ハロゲン、Ｃ１−６アルキル、ア
    リール、ニトリル基（ＣＮ）、ニトロ基（ＮＯ２）又は
    スルホネート基（ＳＯ３Ｒ３）であり、Ｒ３は水素又は
    Ｃ１−６アルキルである。
  8. 【請求項８】 前記バインダー材料が、前記インク組成
    物中の着色剤を包含し、覆い、又は包含しかつ覆ってい
    る、請求項７に記載のバインダー材料。
  9. 【請求項９】 前記インク組成物が、インク・ジェット
    ・インク組成物である、請求項７に記載のバインダー材
    料。
  10. 【請求項１０】 前記Ｒ１が水素である、請求項７に記
    載のバインダー材料。
  11. 【請求項１１】 前記着色剤が染料である、請求項８に
    記載のバインダー材料。
  12. 【請求項１２】 前記着色剤が顔料である、請求項８に
    記載のバインダー材料。
  13. 【請求項１３】 前記バインダー材料が下記式ＩＶで表
    わされる構造ユニットをさらに含む、請求項１に記載の
    バインダー材料。 【化３】 ここで、Ｒ４は独立した水素、ハロゲン、Ｃ１−６アル
    キル又はアリールであり、ｎは約１から約６の整数であ
    る。
  14. 【請求項１４】 前記Ｒ４が水素である、請求項１３に
    記載のバインダー材料。
  15. 【請求項１５】 前記バインダー材料が、前記式Ｉで表
    わされる構造ユニットの約６０．０から約９９．８重量
    ％と、前記式ＩＩで表わされる構造ユニットの約０．１
    から約３０．０重量％と、前記式ＩＶで表わされる構造
    ユニットの約０．１から約１０．０重量％とを含む、請
    求項１３に記載のバインダー材料。
  16. 【請求項１６】 ａ）固体基材上にフィルムを形成可能
    なバインダー材料を含み、かつ、 ｂ）インク成分を含み又は含まない、インク組成物のバ
    インダー組成物であって、溶液又はエマルジョンをベー
    スとしたバインダー組成物。
  17. 【請求項１７】 前記バインダー材料が固体基材上にフ
    ィルムを形成可能であり、下記の式Ｉ及びＩＩから成る
    群から選択される少なくとも一つの構造ユニットを有す
    る、請求項１６に記載のバインダー組成物。 【化４】 ここで、 ｉ）各Ｒ１は独立しており、Ｒ２は水素、ハロゲン、Ｃ
    １−６アルキル、アリール、ニトリル基（ＣＮ）、ニト
    ロ基（ＮＯ２）又はスルホネート基（ＳＯ３Ｒ ３）であ
    り、及び、 ｉｉ）各Ｒ３は独立した水素又はＣ１−６アルキルであ
    る。
  18. 【請求項１８】 前記バインダー材料が、前記インク組
    成物中の着色剤を包含し、覆い、又は包含しかつ覆って
    いる、請求項１７に記載のバインダー組成物。
  19. 【請求項１９】 前記インク組成物が、インク・ジェッ
    ト・インク組成物である、請求項１７に記載のバインダ
    ー組成物。
  20. 【請求項２０】 前記Ｒ１が水素であり、Ｒ２が塩素で
    あり、Ｒ３が水素である、請求項１７に記載のバインダ
    ー材料。
  21. 【請求項２１】 前記着色剤が染料である、請求項１８
    に記載のバインダー組成物。
  22. 【請求項２２】 前記着色剤が顔料である、請求項１８
    に記載のバインダー組成物。
  23. 【請求項２３】 前記バインダー組成物がインク成分を
    さらに含む、請求項１６に記載のバインダー組成物。
  24. 【請求項２４】 前記インク成分が、浸透剤、保湿剤、
    殺生剤、界面活性剤、コゲイション防止剤、緩衝剤、キ
    レート剤、カール防止剤、にじみ防止剤、水性溶媒、非
    水性溶媒又はこれらの混合物である、請求項２３記載の
    バインダー組成物。
  25. 【請求項２５】 前記バインダー組成物がエマルジョン
    である、請求項１７に記載のバインダー組成物。
  26. 【請求項２６】 前記バインダー材料が下記式ＩＶで表
    わされる構造ユニットをさらに含む、請求項１７に記載
    のバインダー組成物。 【化５】 ここで、各Ｒ４は独立した水素、ハロゲン、Ｃ１−６ア
    ルキル又はアリールであり、ｎは約１から約６の整数で
    ある。
  27. 【請求項２７】 前記Ｒ４が水素である、請求項２６に
    記載のバインダー組成物。
  28. 【請求項２８】 前記バインダー材料が下記式ＩＩＩで
    表わされる構造ユニットを含む、請求項１６に記載のバ
    インダー組成物。 【化６】 ここで、Ｒ１は水素、ハロゲン、Ｃ１−６アルキル、ア
    リール、ニトリル基（ＣＮ）、ニトロ基（ＮＯ２）又は
    スルホネート基（ＳＯ３Ｒ３）であり、Ｒ３は水素又は
    Ｃ１−６アルキルである。
  29. 【請求項２９】 前記バインダー材料が、前記インク組
    成物中の着色剤を包含し、覆い、又は包含しかつ覆って
    いる、請求項２８に記載のバインダー組成物。
  30. 【請求項３０】 前記インク組成物が、インク・ジェッ
    ト・インク組成物である、請求項２８に記載のバインダ
    ー組成物。
  31. 【請求項３１】 前記Ｒ１が水素である、請求項２８に
    記載のバインダー組成物。
  32. 【請求項３２】 前記着色剤が染料である、請求項２９
    に記載のバインダー組成物。
  33. 【請求項３３】 前記着色剤が顔料である、請求項２９
    に記載のバインダー組成物。
  34. 【請求項３４】 バインダー材料、該バインダー材料を
    含有する組成物、又はこれらの混合物を含むインク組成
    物。
  35. 【請求項３５】 前記インク組成物がバインダー材料を
    含有し、該バインダー材料が下記式Ｉ、ＩＩで表わされ
    る構造ユニットを含む、請求項３４に記載のインク組成
    物。 【化７】 ここで、 ｉ）各Ｒ１は独立しており、Ｒ２は水素、ハロゲン、Ｃ
    １−６アルキル、アリール、ニトリル基（ＣＮ）、ニト
    ロ基（ＮＯ２）又はスルホネート基（ＳＯ３Ｒ ３）であ
    り、及び、 ｉｉ）各Ｒ３は独立した水素又はＣ１−６アルキルであ
    る。
  36. 【請求項３６】 前記バインダー材料が、前記インク組
    成物中の着色剤を包含し、覆い、又は包含しかつ覆って
    いる、請求項３５に記載のインク組成物。
  37. 【請求項３７】 前記インク組成物が、インク・ジェッ
    ト・インク組成物である、請求項３４に記載のインク組
    成物。
  38. 【請求項３８】 前記Ｒ１が水素であり、Ｒ２が塩素で
    あり、Ｒ３が水素である、請求項３５に記載のインク組
    成物。
  39. 【請求項３９】 前記着色剤が染料である、請求項３６
    に記載のインク組成物。
  40. 【請求項４０】 前記着色剤が顔料である、請求項３６
    に記載のインク組成物。
  41. 【請求項４１】 前記バインダー材料が下記式ＩＩＩで
    表わされる構造ユニットを含む、請求項３４に記載のイ
    ンク組成物。 【化８】 ここで、Ｒ１は水素、ハロゲン、Ｃ１−６アルキル、ア
    リール、ニトリル基（ＣＮ）、ニトロ基（ＮＯ２）又は
    スルホネート基（ＳＯ３Ｒ３）であり、Ｒ３は水素又は
    Ｃ１−６アルキルである。
  42. 【請求項４２】 前記バインダー材料が、前記インク組
    成物中の着色剤を包含し、覆い、又は包含しかつ覆って
    いる、請求項４１に記載のインク組成物。
  43. 【請求項４３】 前記インク組成物が、インク・ジェッ
    ト・インク組成物である、請求項４１に記載のインク組
    成物。
  44. 【請求項４４】 前記Ｒ１が水素である、請求項４１に
    記載のインク組成物。
  45. 【請求項４５】 前記着色剤が染料である、請求項４２
    に記載のインク組成物。
  46. 【請求項４６】 前記着色剤が顔料である、請求項４２
    に記載のインク組成物。
  47. 【請求項４７】 前記バインダー材料が下記式ＩＶで表
    わされる構造ユニットをさらに含む、請求項３５に記載
    のインク組成物。 【化９】 ここで、各Ｒ４は独立した水素、ハロゲン、Ｃ１−６ア
    ルキル又はアリールであり、ｎは約１から約６の整数で
    ある。
  48. 【請求項４８】 前記Ｒ４が水素である、請求項４７に
    記載のインク組成物。
  49. 【請求項４９】 前記バインダー材料が、前記式Ｉで表
    わされる構造ユニットの約６０．０から約９９．８重量
    ％と、前記式ＩＩで表わされる構造ユニットの約０．１
    から約３０．０重量％と、前記式ＩＶで表わされる構造
    ユニットの約０．１から約１０．０重量％とを含む、請
    求項４７に記載のインク組成物。
  50. 【請求項５０】 前記インク組成物が下記の群から選択
    される少なくとも一つの溶媒をさらに含む、請求項３４
    に記載のインク組成物。 【化１０】 ここで、Ｒ４は従前に定義した通りであり、ｔは約３か
    ら約７の整数である。
  51. 【請求項５１】 前記Ｒ４が水素でありｔが３である、
    請求項５０に記載のインク組成物。
  52. 【請求項５２】 前記インク組成物が末端ジオールとラ
    クタムの混合物を含み、末端ジオール：ラクタムの重量
    比率が約２０：８０から８０：２０である、請求項５０
    に記載のインク組成物。
  53. 【請求項５３】 前記顔料が分散剤で分散されている、
    請求項４６に記載のインク組成物。
  54. 【請求項５４】 前記分散剤が重合性分散剤である、請
    求項５３に記載のインク組成物。
  55. 【請求項５５】 前記重合性分散剤が、２２：１：１の
    モル比率でメタクリレート、メタクリロル末端のポリジ
    メチルシロキサン及びステアリルメタクリレートから調
    製される、請求項５４に記載のインク組成物。
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