(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
分散液の作製のためのプロセスであって：
粒子固体、液体媒体、および分散剤を含む組成物を分散させることを含み；
ここで、前記分散剤は、少なくとも工程ａ）およびｂ）：
ａ）少なくとも成分ｉ）、成分ｉｉ）、および成分ｉｉｉ）：
成分ｉ）少なくとも１つのホスホエステル基、ならびにヒドロキシル、アミノ、チオール、およびヒドラゾ基から独立して選択される２つの基を有するモノマー、
成分ｉｉ）ジイソシアネート、
成分ｉｉｉ）エチレングリコール、１，２‐および１，３‐プロピレングリコール、１，２‐；１，３‐；１，４‐；および２，３‐ブチレングリコール、１，６‐ヘキサンジオールおよびネオペンチルグリコール、１，８‐オクタンジオール、ビス‐フェノールＡ、シクロヘキサンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ならびにジブチレングリコールから選択される１つ以上のジオール、
を含むモノマー組成物を共重合し、それによってホスホエステル官能ポリマーを形成する工程；ならびに、
ｂ）前記ホスホエステル官能ポリマー中の前記ホスホエステル基の少なくとも一部を加水分解し、それによってリン含有アニオン性基を有する分散剤を得る工程、
を含むプロセスによって得られる、分散液の作製のためのプロセス。
【請求項２】
成分ｉ）が、式（１）のモノマーを含み：
Ｘ１−Ａ−Ｘ２              式（１）
式中：
Ｘ１およびＸ２は、各々独立して、アミン、ヒドラゾ、チオール、およびヒドロキシル基から選択され；
Ａは、式（２）の１つ以上の基によって置換された有機基であり：
【化１】
0006012740.tif 000014
式（２）
式中：
各Ｌ１およびＬ２は、独立して、Ｈ、または所望に応じて置換されていてよいアルキル、アリール、もしくはヘテロ環基であるが、但し、Ｌ１およびＬ２の両方がＨということはなく；
アスタリスク（＊）は、式（１）の化合物中における式（２）の基の結合点を表し；ならびに、
式（２）中のリン原子は、式（１）中の前記Ａ基と、前記Ａ基中の炭素または酸素原子を介して結合している、
請求項１に記載のプロセス。
【請求項３】
Ｌ１およびＬ２が、各々独立して、無置換Ｃ１‐４アルキル基から選択され、Ｘ１およびＸ２が、ヒドロキシルである、請求項２に記載のプロセス。
【請求項４】
成分ｉ）が、式（３）のモノマーを含み：
【化２】
0006012740.tif 000015
式（３）
式中：
各Ｌ１およびＬ２は、独立して、Ｈ、または所望に応じて置換されていてよいアルキル、アリール、もしくはヘテロ環基であるが、但し、Ｌ１およびＬ２の両方がＨということはなく；
Ｔ１およびＴ２は、各々独立して、各々が単一のヒドロキシル基を有するＣ１‐６アルキルであり；ならびに、
Ｔ３は、Ｃ１‐６アルキレン基である、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のプロセス。
【請求項５】
成分ｉｉ）が、エチレンジイソシアネート、１，６‐ヘキサメチレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、１，４‐フェニレンジイソシアネート、２，４‐トルエンジイソシアネート、２，６‐トルエンジイソシアネート、４，４’‐ジフェニル‐メタンジイソシアネートおよびその水素化誘導体、３，３’‐ジメチルビフェニル‐４，４’‐ジイソシアネート、２，４’‐ジフェニルメタンジイソシアネートおよびその水素化誘導体、１，５‐ナフチレンジイソシアネート、ｐ‐キシリレンジイソシアネート、ｍ‐キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、４，４’‐メチレンビス（シクロヘキシルイソシアネート）、メチルシクロヘキサン‐２，４‐または（２，６‐）ジイソシアネート、ならびに１，３‐（イソシアナートメチル）シクロヘキサンから選択される１つ以上のジイソシアネートを含む、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のプロセス。
【請求項６】
前記分散剤が、分散剤の１ｇあたり、０．０５から５ミリモル／ｇのリン含有アニオン性基を有する、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のプロセス。
【請求項７】
前記液体媒体が、水を含む、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のプロセス。
【請求項８】
前記粒子固体が、顔料であり、前記分散液が、インクである、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のプロセス。
【請求項９】
２５℃の温度にて３０ｍＰａ・ｓ未満の粘度を有するインクである分散液を作製するための、請求項８に記載のプロセス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特定の分散剤を用いて分散液（特に、顔料分散液）を作製するためのプロセスに関し、さらに、分散液自体にも関する。本発明は、前記分散液を含むインク、特にインクジェット印刷用インクに関する。本発明はまた、インクジェット印刷用インクを作製するための前記分散剤の使用にも関する。
【背景技術】
【０００２】
インクは、多くの場合、用いられる着色剤の種類に応じて、２つの種類のうちの１つである。染料系インクは、多くの場合、液体媒体中に溶解された染料を含む。顔料インクは、多くの場合、液体ビヒクル中に粒子の形態で分散された顔料を含む。顔料インクは、染料系インクよりも良好な耐オゾン堅牢度および耐光堅牢度を有する傾向にある。しかし、顔料は微細な粒子の形態であることから、インクの保存中および／またはインクの使用中（例：印刷中）に、その粒子は、凝塊または凝集する傾向がある。インクが基材上に印刷される前のそのような凝塊または凝集は、特に、プリンターノズルが非常に小さく、過大であるいかなる粒子状物質によっても閉塞されやすいものであるインクジェット印刷用インクにおいて、非常に望ましくない。従って、インクジェットの分野において、サブミクロンサイズの粒子による顔料分散液を提供し、このような顔料分散液のコロイド安定性を高めるための試みに、多大な労力が費やされてきた。インクは、長期間にわたり、高い印刷画質で印刷可能であることが望ましく、これは、操作性と称されることが多い。
【０００３】
また、特に普通紙上に印刷された場合に、高い光学濃度（ＯＤ）が得られる顔料インクを提供することも望ましい。
【０００４】
顔料分散液は、多くの場合、分散剤によってコロイド的に安定化されている。
【０００５】
分散剤安定化顔料インクに関する発明者ら自身による研究において、発明者らは、良好なコロイド安定性と普通紙上での高い光学濃度（ＯＤとも言う）とを同時に示すインクを作製することは特に困難であることを見出した。例えば、発明者らは、高いコロイド安定性を有する本技術分野にて公知の分散剤安定化顔料インクは、普通紙上に印刷された場合に低いＯＤを示し、その逆もまた同様であることを見出した。
【０００６】
発明者らはまた、普通紙上に印刷された場合に高いＯＤを示すインクを提供するいくつかの分散剤安定化顔料インクが、例えば顔料分散または粉砕工程において分散剤を溶解／分散させる際の補助として、著しくかつ望ましくない程に高い量の有機液体を必要とする分散剤を使用する傾向にあることも見出した。
【０００７】
さらに、分散剤は、分散または粉砕プロセスにおいて効果的であることが望ましい。より短時間でのサブミクロン粒子サイズへの粉砕（例：ミリング）では、多大なエネルギーが節約され、また、目的とするサイズよりも著しく小さい粒子サイズを有する顔料粒子が少なくなるという結果も得られ得る。目的とするサイズよりも非常に小さい粒子は、微粉と称される場合が多い。
【０００８】
顔料系インクでは、基材上に印刷される場合、顔料が基材表面上に強く固定されていない最終イメージが作成される場合が多い。顔料系インクからの印刷物は、多くの場合、耐擦過性、耐水性、または耐蛍光ペンスミア性（highlighter smear fastness）が低い。
【０００９】
水性のインクおよびインクジェット印刷用インクは、有機インクの場合とは非常に異なるポリマーを分散剤として必要とする。本発明はまた、水性液体ビヒクル中の粒子固体のための分散剤として適するポリマーを提供することも目的とする。加えて、本発明は、大量の有機液体が水と組み合わされて存在する場合であっても、粒子固体の分散液をコロイド的に安定化させることができるポリマーを提供することも試みる。
【００１０】
商業的に、上述の問題の１つ以上を、少なくとも部分的に解決する顔料インクの作製に用いることができる分散液が依然として求められている。
【００１１】
先行技術
ＰＣＴ特許出願公開ＷＯ９９／４１３２０は、顔料系インクジェット印刷用インクを作製するためのポリウレタン分散剤を開示している。ＷＯ９９／４１３２０は、ポリウレタン分散剤がリン酸またはホスホン酸基を有し得る可能性について述べている。この例は、ページ２６、作製９に開示されている。ホスホン酸またはリン酸基の導入は、その酸基を有するモノマーを共重合することによって行われる。
【００１２】
ＰＣＴ特許出願公開ＷＯ２００３／０４６０３８も、顔料系インクジェット印刷用インクを作製するためのポリウレタン分散剤を開示している。ホスホン酸基は、ホスホン酸基を含有するジオールを用いることによってポリウレタン分散剤中に導入することができる（例：アルブライトアンドウィルソン（Albright and Wilson）から販売されているＩＴＣ  １０８１という品名の製品  −  ページ８、ライン１９から２６）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明者らによる詳細な研究から、例えばリン含有アニオン性基を有するポリウレタンの作製は、上述の先行技術文献のものに類似の手法を用いると、若干不充分なものであると証明されることが示された。本発明者らは、公知の方法によって作製されたポリウレタン分散剤について：ｉ）ろ過および精製が困難であり；ｉｉ）分散剤としての効果が低いことを見出し；および／またはｉｉｉ）最終分散液およびインクジェット印刷用インクが、中程度の安定性、操作性、印刷画質、光学濃度、および信頼性しか提供しないことを見出した。本発明者らは、公知の共重合経路では、著しく分岐し、および／または大量のゲル物質（不溶性架橋物質）を含有するポリウレタンポリマーをもたらす独特の傾向が存在することも観察した。分岐および／またはゲル化した物質が、上記の問題の原因であるとする仮説を立てた。ポリウレタン分散剤中に組み込まれるリン含有アニオン性基の量が多いほど、分岐およびゲル物質に関連する問題が悪化することが見出された。
【００１４】
従って、本発明者らは、上述の技術的問題点に対処した分散剤を用いて粒子固体の分散液を作製することを探求した。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の第一の態様によると、分散液の作製のためのプロセスが提供され、それは：
粒子固体、液体媒体、および分散剤を含む組成物を分散させることを含み；
ここで、分散剤は、少なくとも工程ａ）およびｂ）：
ａ）少なくとも成分ｉ）およびｉｉ）：
ｉ）少なくとも１つのホスホエステル基、ならびにヒドロキシル、アミノ、チオール、およびヒドラゾ基から独立して選択される２つの基を有するモノマー、
ｉｉ）ジイソシアネート、
を含むモノマー組成物を共重合し、それによってホスホエステル官能ポリマーを形成する工程；ならびに、
ｂ）ホスホエステル官能ポリマー中のホスホエステル基の少なくとも一部を加水分解し、それによってリン含有アニオン性基を有する分散剤を得る工程、
を含むプロセスによって得られる。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
定義
特に断りのない限り、本発明において、「１つの（a）」および「１つの（an）」の単語は、その品目の１つ以上を用いる可能性を含むことを意図している。従って、１つのジイソシアネート（a diisocyanate）は、１つ以上のジイソシアネートを意味する。同様に、１つのモノマー（a monomer）は、１つ以上のモノマーを意味する。
【００１７】
粒子固体
粒子固体は、どのような種類のものであってもよい。好ましくは、粒子固体は、着色剤、より好ましくは、顔料である。顔料は、液体媒体に不溶性である無機もしくは有機顔料物質、またはこれらの混合物を含んでよく、好ましくはそれらである。本発明者らが意味する不溶性とは、液体媒体中における１重量％以下、より好ましくは０．１重量％以下の溶解度のことである。溶解度は、好ましくは、２５℃の温度にて測定される。溶解度は、好ましくは、ｐＨ７にて測定される。好ましくは、溶解度は、水中にて、より好ましくは、脱イオン水中にて測定される。
【００１８】
顔料は、有機または無機であってよい。
【００１９】
好ましい顔料は、有機顔料であり、例えば、Third Edition of the Colour Index (1971)およびそれに続く改訂版、ならびにそれに対する補遺にて、「顔料」の見出しの章に記載の顔料クラスのいずれであってもよい。有機顔料の例は、アゾ（ジスアゾおよび縮合アゾを含む）、チオインディゴ、インダントロン、イソインダントロン、アンタントロン、アントラキノン、イソジベンズアントロン、トリフェンジオキサジン、キナクリドン、およびフタロシアニン系、特に銅フタロシアニンおよびその核ハロゲン化誘導体、ならびにさらには酸性、塩基性、および媒染染料のレーキからのものである。好ましい有機顔料は、フタロシアニン、特に銅フタロシアニン顔料、アゾ顔料、インダントロン、アンタントロン、およびキナクリドンである。
【００２０】
好ましい無機顔料としては、カーボンブラック（特にガスブラック）、二酸化チタン、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化および硫化鉄が挙げられる。
【００２１】
インクジェットの場合、特に適切な顔料は、カーボンブラック、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３、およびＣ．Ｉ．ピグメントイエロー７４である。当然、多くの別の選択肢としての顔料も存在する。
【００２２】
顔料は、その表面に水分散性基が共有結合するように、表面処理されていないことが好ましい。顔料は、分散剤の補助なしには、水に分散することができないことが好ましい。
【００２３】
液体媒体
本明細書で用いられる場合、「液体媒体」の単語は、粒子固体および分散剤が分散される際に存在する液体成分を意味する。本明細書で用いられる場合、液体の単語は、好ましくは、２５℃の温度にて液体である物質を意味する。ある実施形態では、液体媒体（および液体ビヒクル）は、ＵＶまたは電子線エネルギーによって硬化可能であってよいが、液体媒体（および液体ビヒクル）は、そのように硬化することができないことが好ましい。
【００２４】
液体媒体は、完全に有機であってもよいが、水であるかまたは水を含む（すなわち水溶液である）ことが好ましい。
【００２５】
ある場合では、液体媒体は、水、および所望に応じて含んでよい１つ以上の有機液体、特に水混和性有機液体を含む。ある場合では、液体媒体は、水、および分散液中に存在する液体の総量に対して５０重量％未満、より好ましくは３０重量％未満、特には２０重量％未満、より特には１０％未満、最も特には１重量％未満の水混和性有機液体を含むことが好ましい。ある場合では、分散液のための液体媒体は、水を含み、有機液体は含まない。このような分散液は、特にインクジェット印刷用インクのための、製剤の選択肢を増やすことを容易にするものである。本発明で用いられる分散剤は、水および僅かに少量の水混和性有機液体を含有する液体媒体中にて、または完全に水性である液体媒体（水が液体媒体中に存在する唯一の液体である）中にて、粒子固体を分散させるのに特に適している。
【００２６】
液体媒体中に含めるための好ましい水混和性有機液体としては：
ｉ）Ｃ１−６アルカノール、好ましくは、メタノール、エタノール、ｎ‐プロパノール、イソプロパノール、ｎ‐ブタノール、ｓｅｃ‐ブタノール、ｔｅｒｔ‐ブタノール、ｎ‐ペンタノール、シクロペンタノール、およびシクロヘキサノール；
ｉｉ）直鎖状アミド、好ましくは、ジメチルホルムアミドまたはジメチルアセタミド；
ｉｉｉ）水混和性エーテル、好ましくは、テトラヒドロフランおよびジオキサン；
ｉｖ）ジオール、好ましくは、２から１２個の炭素原子を有するジオール、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、ペンチレングリコール、ヘキシレングリコール、およびチオジグリコール、ならびにオリゴ‐およびポリ‐アルキレングリコール、好ましくは、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、およびポリプロピレングリコール；
ｖ）トリオール、好ましくは、グリセロールおよび１，２，６‐ヘキサントリオール；
ｖｉ）ジオールのモノ‐Ｃ１−４‐アルキルエーテル、好ましくは、２から１２個の炭素原子を有するジオールのモノ‐Ｃ１−４‐アルキルエーテル、特に、２‐メトキシエタノール、２‐（２‐メトキシエトキシ）エタノール、２‐（２‐エトキシエトキシ）‐エタノール、２‐［２‐（２‐メトキシエトキシ）エトキシ］エタノール、２‐［２‐（２‐エトキシエトキシ）‐エトキシ］‐エタノール、およびエチレングリコールモノアリルエーテル；
ｖｉｉ）環状アミド、好ましくは、２‐ピロリドン、Ｎ‐メチル‐２‐ピロリドン、Ｎ‐エチル‐２‐ピロリドン、カプロラクタム、および１，３‐ジメチルイミダゾリドン、
が挙げられる。
【００２７】
好ましくは、液体媒体は、水、および所望に応じて含んでよい１つ以上の、特には、所望に応じて含んでよい１から３つの水混和性有機液体を含む。液体媒体中の特に好ましい水混和性有機液体は、ジプロピレングリコールである。
【００２８】
分散剤
好ましくは、分散剤は、１０００から５０００００、より好ましくは、５０００から２０００００、特には、１００００から１０００００、より特には、１００００から５００００の重量平均分子量を有する。
【００２９】
分子量は、好ましくは、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）によって測定される。用いられる分子量標準は、好ましくは、ポリエチレングリコール、または、より好ましくは、ポリスチレンである。ＧＰＣに用いられる溶媒は、好ましくは、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、またはアセトンである。好ましい方法では、標準としてポリスチレンが用いられ、溶媒としてジメチルホルムアミドが用いられる。
【００３０】
好ましくは、分散剤は直鎖状である。そのような分散剤の場合、重合反応において反応性である基を３つ以上有するモノマー（例：トリイソシアネートまたはトリオール）が含まれないことが好ましい。
【００３１】
好ましくは、分散剤は、２重量％未満、より好ましくは、１重量％未満、特には、０．５重量％未満のゲル分率を有する。より好ましくは、分散剤は、測定可能なゲル分率を持たない。ゲル分率を特定するための好ましい方法は、ソックスレー抽出によるものである。好ましくは、抽出溶媒は、ジメチルホルムアミドである。ジメチルホルムアミドによる抽出は、少なくとも８時間実施されることが好ましい。ゲルのパーセントは、好ましくは、重量法によって測定される。
【００３２】
分散剤は、リン含有アニオン性基を有する。好ましくは、リン原子は、酸素または炭素原子を介して、より好ましくは、炭素原子を介して、分散剤構造に共有結合されている。リン含有アニオン性基は、リン酸基であってよいが、より好ましくは、ホスホン酸基である。本研究において、ホスホン酸基は、水性液体媒体中における加水分解に対してより安定であることが見出された。
【００３３】
分散剤中におけるリン含有アニオン性基の量は、好ましくは、０．０５から１０ミリモル／ｇ、より好ましくは、０．０５から５ミリモル／ｇ、さらにより好ましくは、０．２５から４ミリモル／ｇ、特には、０．２５から３ミリモル／ｇ、最も特には、０．２５から１．５ミリモル／ｇである。ある場合では、分散剤中におけるリン含有アニオン性基の量は、好ましくは、０．５から８ミリモル／ｇである。
【００３４】
好ましさが増加する順番にて、分散剤中におけるリン含有アニオン性基の量は、好ましくは、少なくとも０．０５ミリモル／ｇ、０．１ミリモル／ｇ、０．２５ミリモル／ｇ、および０．５ミリモル／ｇである。
【００３５】
好ましさが増加する順番にて、分散剤中におけるリン含有アニオン性基の量は、好ましくは、１０ミリモル／ｇ以下、８ミリモル／ｇ以下、５ミリモル／ｇ以下、４ミリモル／ｇ以下、３ミリモル／ｇ以下、２ミリモル／ｇ以下、および１．５ミリモル／ｇ以下である。
【００３６】
分散剤がホスホン酸およびリン酸基から選択される酸性基のみを有する場合、分散剤の酸価は、ホスホン酸およびリン酸基を合計したモル量を単純に２倍したものであるということになる。
【００３７】
リン含有アニオン性基の量は、モノマー組成が既知である場合、計算によって特定することができる。別の選択肢として、それは、リンの元素分析から特定することもできる。好ましい方法は、誘導結合プラズマ‐発光分析器（ＩＣＰ‐ＯＥＳ）である。リン元素特定のための好ましいＩＣＰ‐ＯＥＳ装置は、Ｐｅｒｋｉｎ  Ｅｌｍｅｒ  ３３００ＤＶである。
【００３８】
１つの場合では、上記の量は、分散剤中のホスホン酸基の量である。
【００３９】
好ましくは、分散剤は、０．０５から２０重量％、より好ましくは、０．５から２０重量％、さらにより好ましくは、１から１０重量％、特には、１から５重量％、より特には、２から４重量％のリン含有量を有する。
【００４０】
好ましさが増加する順番にて、分散剤は、好ましくは、少なくとも０．０５重量％、０．１重量％、０．２５重量％、０．５重量％、および１重量％のリン含有量を有する。
【００４１】
好ましさが増加する順番にて、分散剤は、好ましくは、２０重量％以下、１０重量％以下、７重量％以下、５重量％以下、および３量％以下のリン含有量を有する。
【００４２】
好ましくは、分散剤中に存在するリンはすべて、リン含有酸およびホスホエステル基から選択される基の形態である。当然、これらの基の一部は、本発明の第一の態様にて必要とされるように、リン含有酸基でなければならない。
【００４３】
その他のアニオン性基が、所望に応じて分散剤中に存在していてもよい。例えば、分散剤は、カルボン酸および／またはスルホン酸基を追加で有していてよい。しかし、好ましくは、分散剤は、その他のアニオン性基（リン含有アニオン性基以外）を、１ミリモル／ｇ未満、より好ましくは、０．５ミリモル／ｇ未満有し、特にはまったく有さない。カルボン酸基は、滴定によって容易に定量することができる。スルホン酸基は、元素分析によって確認することができる。
【００４４】
分散剤中に存在するいずれのアニオン性基も、遊離酸（プロトン化された）の形態、塩の形態、またはこれらの混合であってよい。好ましくは、アニオン性基は、塩の形態である。適切な塩としては、アルカリ金属イオン（特にナトリウム、カリウム、およびリチウム）との塩、ならびにアミン、有機アミン、およびアルカノールアミンとの塩が挙げられる。アニオン性基は、完全に中和されている必要はない。好ましくは、中和度は、３０から１５０モル％、より好ましくは、５０から１３０モル％である。１００モル％は、リン含有アニオン性基１モルに対して一塩基性塩基（monobasic base）がちょうど２モルであることを表す。
【００４５】
好ましくは、中和は、分散液のｐＨが７から１２、より好ましくは、８から１２となるようなものである。
【００４６】
分散剤は、液体媒体中に不溶性であってよいが、好ましくは、可溶性である。好ましくは、分散剤は、２５℃の温度にて可溶性である。好ましくは、分散剤は、液体媒体中にて、少なくとも５重量％、より好ましくは、少なくとも１０重量％の溶解度を有する。好ましくは、溶解度は、液体媒体として脱イオン水を用いて特定される。好ましくは、溶解度は、分散剤中のいずれのアニオン性基についても１００モル％の中和度である分散剤のカリウム塩を用いて特定される。
【００４７】
好ましくは、分散剤は、ポリウレア、ポリチオウレア、またはより好ましくは、ポリウレタンである。
【００４８】
分散剤は、本発明またはその請求項の必須部分として、合成される必要はない。従って、例えば、本発明において必要とされる分散剤が、将来的に市販されるようになった場合、単にそれらを購入し、必要とされる分散液の作製に用いればよい。
【００４９】
分散剤の作製
工程ａ）
工程ａ）では、ホスホエステル官能ポリマーが形成される。成分ｉ）のモノマーはすべて、２つ（そして２つのみ）のイソシアネート反応性基を有し、これらは、独立して、ヒドロキシル（−ＯＨ）、アミノ（一級および二級アミノを含む）、チオール（−ＳＨ）、またはヒドラゾ（ＮＨ２−ＮＨ−）基から選択されてよい。好ましいイソシアネート反応性基は、アミン、チオール、および特には、ヒドロキシル基である。成分ｉ）の好ましいモノマーは、ジアミン、ジチオール、ジヒドラジン、および特にはジオールである。従って、成分ｉ）の好ましいモノマーは、ホスホエステルジオールである。
【００５０】
成分ｉ）のモノマーの各々は、少なくとも１つのホスホエステル基を有する必要がある。ホスホエステルは、リン酸エステルであってよく、またはより好ましくは、ホスホン酸エステルである。ホスホエステルは、一部のアニオン官能性が残っている部分エステルであってよく、より好ましくは、ホスホエステルは、完全エステル（完全にエステル化されている）である。この形では、リン基は、アニオン性電荷も酸性プロトンも持たない。当然、いくつかのリン含有アニオン性基を含む部分ホスホエステルが用いられる場合、加水分解工程ｂ）により、より多くのリン含有アニオン性基を有する分散剤が生成される。すなわち、加水分解工程前に存在していた量よりも多くなる。部分ホスホエステルの使用は、続いて行われるイソシアネートとの反応が、分岐鎖状またはゲル化構造をより生成しやすくなることから、多くの場合、好ましさはより低い。この理由から、完全ホスホエステルが好ましい。
【００５１】
好ましくは、成分ｉ）は、式（１）のモノマーを含み：
Ｘ１−Ａ−Ｘ２              式（１）
式中：
Ｘ１およびＸ２は、各々独立して、アミン、ヒドラゾ、チオール、およびヒドロキシル基から選択され；
Ａは、式（２）の１つ以上の基によって置換された有機基であり：
【００５２】
【化１】
0006012740.tif 000002
式（２）
式中：
各Ｌ１およびＬ２は、独立して、Ｈ、または所望に応じて置換されていてよいアルキル、アリール、もしくはヘテロ環基であるが、但し、Ｌ１およびＬ２の両方がＨということはなく；
アスタリスク（＊）は、式（１）の化合物中における式（２）の基の結合点を表し；ならびに、
式（２）中のリン原子は、式（１）中のＡ基と、Ａ基中の炭素または酸素原子を介して結合している。
【００５３】
好ましくは、Ｘ１およびＸ２は、ヒドロキシル基（−ＯＨ）である。
【００５４】
好ましくは、式（２）中のリン原子は、式（１）中のＡ基と、Ａ基中の炭素原子を介して結合している。本発明者らの研究では、そのような基の場合にＡ基とのより確かな結合が得られ、従って、工程ｂ）において、Ｌ１およびＬ２基を、リン基を分散剤構造から開裂除去してしまうことなく、選択的に加水分解することが可能となった。
【００５５】
Ｌ１およびＬ２基は、好ましくは、各々独立して、所望に応じて置換されていてよいアルキル、アリール、またはヘテロ環基である。
【００５６】
Ｌ１およびＬ２基は、好ましくは、各々独立して、所望に応じて置換されていてよいアルキル基である。好ましいアルキル基は、所望に応じて置換されていてよいＣ１‐２０アルキル、より好ましくは、Ｃ１‐８アルキル、特には、Ｃ１‐４アルキル基である。好ましいアルキル基は、所望に応じて置換されていてよいメチル、エチル、プロピル、およびブチル基である。これらの中でも、続いて工程ｂ）において行われる加水分解の効率という観点から、メチル、および特にはエチル基が好ましい。好ましいアリール基としては、所望に応じて置換されていてよいフェニルおよびナフチル基が挙げられる。
【００５７】
Ｌ１およびＬ２基中に所望に応じて存在してよい置換基は、−ＮＯ２、ＣＮ、ハロ（特にＣｌ、Ｆ、Ｂｒ、およびＩ）、−ＮＨＣ（Ｏ）Ｃ１‐６アルキル、−ＳＯ２ＮＨＣ１‐６アルキル、−ＳＯ２Ｃ１‐６アルキル、−ＯＣ１‐６アルキル、および−ＯＣ（Ｏ）Ｃ１‐６アルキルから選択されてよい。Ｌ１またはＬ２基中に存在する置換基はいずれも、前記で述べたイソシアネート反応性基を持たないことが好ましい。ハロ置換基も、好ましさはより低い。好ましくは、Ｌ１およびＬ２の基は、所望に応じて存在してよい置換基を持たない。
【００５８】
Ｌ１およびＬ２は、好ましくは、各々独立して、無置換Ｃ１‐４アルキル基（特に、無置換メチルおよびエチル基）から選択される。
【００５９】
好ましくは、Ａは、所望に応じて１つ以上の窒素、酸素、または硫黄原子が間に挿入されていてよいＣ１‐３０有機基である。Ａは、芳香族、脂肪族、ヘテロ環式、またはこれらの組み合わせであってよい。好ましくは、Ａは、所望に応じて窒素原子が間に挿入されていてよい脂肪族基である。
【００６０】
好ましくは、成分ｉ）は、式（３）のモノマーを含み：
【００６１】
【化２】
0006012740.tif 000003
式（３）
式中：
Ｌ１およびＬ２は、既に定義され、好ましいとされた通りであり；
Ｔ１およびＴ２は、各々独立して、各々が単一のヒドロキシル基を有するＣ１‐６アルキルであり；ならびに、
Ｔ３は、Ｃ１‐６アルキレン基である。
【００６２】
好ましくは、Ｔ１およびＴ２は、各々独立して、−ＣＨ２ＣＨ２ＯＨまたは−ＣＨ２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ３であり、より好ましくは、−ＣＨ２ＣＨ２−ＯＨである。
【００６３】
好ましくは、Ｔ３は、−ＣＨ２−、−（ＣＨ２）２−、−（ＣＨ２）３−、または−ＣＨ２−ＣＨ（ＣＨ３）−であり、より好ましくは、−ＣＨ２−である。
【００６４】
好ましくは、成分ｉ）に存在するモノマーはすべて、式（１）のモノマーであり、より好ましくは、式（３）のモノマーである。
【００６５】
式（３）の特に好ましい化合物は、式（４）の化合物である：
【００６６】
【化３】
0006012740.tif 000004
式（４）
【００６７】
成分ｉ）は、式（５）のモノマーを含んでよく：
【００６８】
【化４】
0006012740.tif 000005
式（５）
式中：
Ｌ１、Ｌ２、Ｔ１、Ｔ２、およびＴ３は、既に定義され、好ましいとされた通りであり、Ｔ４は、ＨまたはＣ１‐６アルキルである。
【００６９】
成分ｉ）は、式（６）のモノマーを含んでよく：
【００７０】
【化５】
0006012740.tif 000006
式（６）
式中：
Ｌ１、Ｌ２、Ｔ１、Ｔ２、およびＴ３は、既に定義され、好ましいとされた通りであり、Ｚは、アリール基であり、特に、ベンゼンまたはナフチレン環である。
【００７１】
成分ｉ）のモノマーは、市販のものが入手されてよく、またはそれらは、合成によって作製されてもよい。
【００７２】
成分ｉ）のモノマーの好ましい種類は、ホスホン酸エステルジオールである。そのようなモノマーは、公知のミカエリス‐アルブーゾフ反応によって作製することができ、ここで、ホスホン酸トリアルキルおよびハロゲン化アルキルが共反応される。加えて、ジオールホスホン酸エステルは、米国特許公開第４，０５２，４８７号に開示される方法、または米国特許公開第３，０７６，０１０号に開示される方法によって作製することができる。
【００７３】
特に有用なジオールホスホン酸エステルを生成する好ましい合成方法では、２‐（１，３‐オキサゾリジン‐３‐イル）エタノール（ＣＡＳ番号２００７３‐５０‐１）をホスホン酸ジアルキル（特にジエチルまたはジメチル）と反応させる。好ましくは、この合成方法は、３０から１００℃、より好ましくは、４０から８０℃、特には、約６０℃の温度での加熱を用いて行われる。好ましくは、加熱は、３０分間から１６時間、より好ましくは、３０分間から８時間、特には、３０分間から４時間にわたって維持される。２‐（１，３‐オキサゾリジン‐３‐イル）エタノールは、市販のものが入手されてよく、またはそれは、パラホルムアルデヒドとジエタノールアミンとの間の反応によって合成されてもよい。
【００７４】
成分ｉ）には、異なるモノマーの混合物が存在していてよい。
【００７５】
好ましくは、成分ｉ）は、工程ａ）でのホスホエステル官能ポリマーの作製に用いられる全モノマー成分の合計モル数に対して、合わせて少なくとも１モル％、より好ましくは、少なくとも３モル％、特には、少なくとも５モル％のモノマーを含む。好ましくは、成分ｉ）は、工程ａ）でのホスホエステル官能ポリマーの作製に用いられる全成分の合計モル数に対して、合わせて５０モル％未満、より好ましくは、３０モル％未満、より特には、２０モル％未満のモノマーを含む。
【００７６】
ジイソシアネート
ジイソシアネートは、特に制限はまったくなく、いかなる種類のものであってもよい。ジイソシアネートは、脂肪族、芳香族、または両者の混合物であってもよい。好ましくは、ジイソシアネートは、イオン性、アミノ、ヒドラゾ（ＮＨ２ＮＨ２−）、チオール、またはヒドロキシルの基を持たない。このことは、分散剤のゲル化または分岐を防ぐ手助けとなる。
【００７７】
好ましくは、成分ｉｉ）は、エチレンジイソシアネート、１，６‐ヘキサメチレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、１，４‐フェニレンジイソシアネート、２，４‐トルエンジイソシアネート、２，６‐トルエンジイソシアネート、４，４’‐ジフェニル‐メタンジイソシアネートおよびその水素化誘導体、３，３’‐ジメチルビフェニル‐４，４’‐ジイソシアネート、２，４’‐ジフェニルメタンジイソシアネートおよびその水素化誘導体、１，５‐ナフチレンジイソシアネート、ｐ‐キシリレンジイソシアネート、ｍ‐キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、４，４’‐メチレンビス（シクロヘキシルイソシアネート）、メチルシクロヘキサン‐２，４‐または（２，６‐）ジイソシアネート、ならびに１，３‐（イソシアナートメチル）シクロヘキサンから選択される１つ以上のジイソシアネートを含む。これらの中でも、イソホロンジイソシアネートが特に好ましい。好ましくは、成分ｉｉ）に存在するジイソシアネートの少なくとも１つが、イソホロンジイソシアネートであるか、またはイソホロンジイソシアネートを含む。
【００７８】
好ましくは、成分ｉｉ）は、工程ａ）でのホスホエステル官能ポリマーの作製に用いられる全モノマー成分の合計モル数に対して、合わせて少なくとも２０モル％、より好ましくは、少なくとも３０モル％、特には、少なくとも４０モル％のジイソシアネートを含む。好ましくは、成分ｉｉ）は、工程ａ）でのホスホエステル官能ポリマーの作製に用いられる全モノマー成分の合計モル数に対して、合わせて８０モル％未満、より好ましくは、７０モル％未満、より特には、６０モル％未満のジイソシアネートを含む。
【００７９】
好ましくは、ホスホエステル官能ポリマーの作製に用いられる全組成中、イソシアネート基の合計モル数の、ヒドロキシル、アミノ、チオール、およびヒドラゾ基の合計モル数に対する比率は、０．５：１から１．５：１、より好ましくは、０．８：１から１．２：１、特には、０．９：１から１．１：１である。
【００８０】
ホスホエステル分散剤が、分子量をなおさらに増加させるために鎖伸長されることになる場合、イソシアネート基の合計モル数の、ヒドロキシル、アミノ、チオール、およびヒドラゾ基の合計モル数に対する比率は、１．０５：１から２：１、より好ましくは、１．１：１から１．５：１であることが好ましい。このことにより、例えばジオール、ジチオール、ならびに特にはジアミン、ヒドラジン、およびジヒドラジドによって容易に鎖伸長することができるイソシアネート官能ホスホエステル官能ポリマーが得られる。
【００８１】
その他の成分
成分ｉ）および成分ｉｉ）に加えて、ホスホエステル官能ポリマーの作製に用いられるモノマー組成物は、各々がホスホエステル基を持たない１つ以上のイソシアネート反応性モノマーである成分ｉｉｉ）を含んでよい。好ましいイソシアネート反応性基は、ここでも、ヒドロキシル、アミノ、チオール、およびヒドラゾ基である。これらの中でも、ヒドロキシル基が好ましい。成分ｉｉｉ）には、比較的少量のモノ、またはトリ‐、およびそれより多い官能性のモノマーが、モノマー組成物中に存在していてもよい（例：モノアルコールおよびトリオール）。好ましくは、モノマー組成物は、工程ａ）でのホスホエステル官能ポリマーの作製に用いられる全モノマーの合計モル数に対して、５モル％未満、より好ましくは、１モル％未満の３つ以上のイソシアネート反応性基を有するモノマーを含む。より好ましくは、成分ｉｉｉ）は、３つ以上のイソシアネート反応性基を有するモノマーを含まない。
【００８２】
成分ｉｉｉ）が存在する場合、それは、好ましくは、各々がホスホエステル基を持たない１つ以上のジオールを含む。好ましくは、ジオールはポリマー性ではない。「ポリマー性」の用語により、本発明者らは、５００ダルトン（ｇ／モル）以上の分子量を有するジオールを意味する。成分ｉｉｉ）に含めるのに適する非ポリマー性ジオールの例としては、エチレングリコール、１，２‐および１，３‐プロピレングリコール、１，２‐；１，３‐；１，４‐；および２，３‐ブチレングリコール、１，６‐ヘキサンジオールおよびネオペンチルグリコール、１，８‐オクタンジオール、ビス‐フェノールＡ、シクロヘキサンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ジブチレングリコールなどが挙げられる。
【００８３】
成分ｉｉｉ）として有用である非ポリマー性ジオールの別の種類は、ジヒドロキシルアルカン酸であり、その中でも、ジメチロールプロピオン酸およびジメチロールブタン酸が特に好ましい。
【００８４】
また、ビス（２‐ヒドロキシエチル）‐５‐ソジオスルホイソフタレートなどのジヒドロキシルスルホン酸も有用である。
【００８５】
これらの中でも、エチレングリコールが特に好ましい。好ましくは、成分ｉｉｉ）のモノマーすべてがジオールである。
【００８６】
成分ｉｉｉ）は、ポリマー性ジオールを含んでいてもよいが、これらは、好ましくは、工程ａ）でのホスホエステル官能ポリマーの作製に用いられる全モノマーの合計モル数に対して、１０モル％未満、より好ましくは、５モル％未満、特には、１モル％未満で存在する。より好ましくは、成分ｉｉｉ）には、ポリマー性ジオールが存在しない。ポリマー性ジオールの例としては、ポリエーテルジオール（ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、ポリブチレンオキシド）、ポリエステルジオール（ポリカプロラクトンジオール）、アクリルジオール、スチレン‐アクリルジオール、およびポリカーボネートジオールが挙げられる。
【００８７】
存在する場合、成分ｉｉｉ）は、ホスホエステル基を持たないジアミンを含んでよく、その適切な例としては、エチレンジアミン、１，２‐および１，３‐プロパンジアミン、１，４‐ブタンジアミン、１，５‐ペンタンジアミン、１，６‐ヘキサンジアミン、イソホロンジアミン、シクロヘキサンジアミン、ピペライン（piperaine）、および４，４’‐メチレンビス（シクロヘキシルアミン）が挙げられる。
【００８８】
好ましくは、成分ｉｉｉ）は、工程ａ）でのホスホエステル官能ポリマーの作製に用いられる全成分の合計モル数に対して、合わせて少なくとも５モル％、より好ましくは、少なくとも１０モル％、特には、少なくとも２０モル％のモノマーを含む。好ましくは、成分ｉｉｉ）は、工程ａ）でのホスホエステル官能ポリマーの作製に用いられる全成分の合計モル数に対して、合わせて７０モル％未満、より好ましくは、６０モル％未満、より特には、５０モル％未満のモノマーを含む。
【００８９】
工程ａ）のための好ましいモノマー組成物
上記の観点から、工程ａ）での好ましいモノマー組成物は：
ｉ）１つ以上の上述の式（３）のモノマー；
ｉｉ）エチレンジイソシアネート、１，６‐ヘキサメチレンジイソシアネート、テトラメチルキシレンジイソシアネート、１，４‐フェニレンジイソシアネート、２，４‐トルエンジイソシアネート、２，６‐トルエンジイソシアネート、４，４’‐ジフェニル‐メタンジイソシアネートおよびその水素化誘導体、３，３’‐ジメチルビフェニル‐４，４’‐ジイソシアネート、２，４’‐ジフェニルメタンジイソシアネートおよびその水素化誘導体、１，５‐ナフチレンジイソシアネート、ｐ‐キシリレンジイソシアネート、ｍ‐キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、４，４’‐メチレンビス（シクロヘキシルイソシアネート）、メチルシクロヘキサン‐２，４‐または（２，６‐）ジイソシアネート、ならびに１，３‐（イソシアナートメチル）シクロヘキサンから選択される１つ以上のジイソシアネート；
ｉｉｉ）エチレングリコール、１，２‐および１，３‐プロピレングリコール、１，２‐；１，３‐；１，４‐；および２，３‐ブチレングリコール、１，６‐ヘキサンジオールおよびネオペンチルグリコール、１，８‐オクタンジオール、ビス‐フェノールＡ、シクロヘキサンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ジブチレングリコールから選択される１つ以上のジオール、
を含む。
【００９０】
上述のように、式（３）の化合物は、好ましくは、式（４）の化合物である。上述のように、成分ｉｉ）は、好ましくは、イソホロンジイソシアネートを含む。上述のように、成分ｉｉｉ）は、好ましくは、エチレングリコールを含む。
【００９１】
工程ａ）のための反応条件
工程ａ）での共重合は、適切ないかなる方法で行われてもよい。実質的に無水である条件が好ましい。３０℃から１３０℃の温度が好ましい。好ましくは、この反応は、成分ｉｉ）中のジイソシアネート基と、ヒドロキシル、アミノ、チオール、およびヒドラゾ基などのイソシアネート反応性基との間の反応が完了するまで継続される。反応を加速するために触媒が添加されてよい。重合反応に適する触媒は、本技術分野にて公知であり、スズ化合物およびヒンダードアミンが挙げられる。反応時間は、典型的には、３０分間から４８時間、より典型的には、１から２４時間、最も典型的には、１から１６時間である。得られたポリマーの析出の防止、または混合物が粘稠になりすぎることの防止のために、溶媒が添加されてよい。好ましい溶媒としては、Ｎ‐メチルピロリドン、２‐ピロリドン、およびスルホランが挙げられる。
【００９２】
工程ｂ）加水分解
工程ｂ）では、ホスホエステル官能ポリマー中のホスホエステル基の少なくとも一部（しかし必ずしもすべてである必要はない）が加水分解される。加水分解反応は、適切ないかなる試薬または条件を用いて行われてもよい。水による加水分解反応は、酵素、酸、塩基、または金属複合体の使用によって加速されてよい。
【００９３】
好ましい酵素としては、エステラーゼまたはリパーゼが挙げられる。
【００９４】
酸は、スルホン酸、硫酸、ホスホン酸、リン酸、またはハロ酸（特に、ＨＣｌ、ＨＦ、ＨＩ、および最も特には、ＨＢｒ）であってよい。
【００９５】
塩基は、アミンまたはアルカリ金属水酸化物であってよい。
【００９６】
金属複合体は、例えば、３＋酸化状態のランタン、２＋酸化状態のＣｕ、Ｎｉ、またはＺｎであってよい。
【００９７】
上記すべての中で、ハロ酸、特にＨＢｒによる加水分解が好ましい。
【００９８】
加水分解反応は、好ましくは、３０分間から１０時間、より好ましくは、１から６時間にわたって行われる。ホスホエステル官能ポリマーの加水分解は、好ましくは、水、酢酸、およびＮ，Ｎ‐ジメチルアセタミドの存在下にて行われる。加水分解反応の温度は、好ましくは、３０から１００℃、より好ましくは、５０から１００℃、特には、６０から９０℃である。
【００９９】
加水分解反応では、好ましくは、式（６ａ）および／または（６ｂ）の基が得られ；
【０１００】
【化６】
0006012740.tif 000007
式（６ａ）                    式（６ｂ）
式中、Ｌ１は、所望に応じて置換されていてよいアルキル、アリール、もしくはヘテロ環基であり、アスタリスク（＊）は、酸素、より好ましくは炭素原子を介しての分散剤との結合点を示している。Ｌ１は、既に好ましいとされた通りである。好ましくは、結合は、式（１）で述べたように、Ａ基とのものである。
【０１０１】
式（６ａ）および（６ｂ）の基は、遊離酸（プロトン化）の形態で示されているが、それらはまた、前述のように、塩、または遊離酸と塩との混合の形態であってもよい。
【０１０２】
加水分解反応は、リン原子と式（１）のＡ基との間の結合のいかなる開裂も最小限に抑えられる形であることが好ましい。
【０１０３】
加水分解反応は、最終分散剤が、式（６ｂ）のリン含有アニオン性基のみを有するように、完了まで進行されてよい。
【０１０４】
同様に、加水分解は、分散剤が、式（６ａ）、（６ｂ）の基、およびまったく加水分解を受けていないいくつかのホスホエステル基を有するように、部分的に完了していてもよい。
【０１０５】
分散工程で用いられる分散剤は、リン含有アニオン性基を有する。これらは、好ましくは、リン酸ではなく、ホスホン酸、および／またはそのアニオン性部分エステルである。上述のように、式（６ａ）および（６ｂ）の基のリン原子は、分散剤構造中の炭素原子（酸素原子ではなく）と結合していることが好ましい。このことは、Ｌ１およびＬ２基の加水分解の過程にて、リン基が分散剤から開裂除去されることを防ぐ手助けとなる。
【０１０６】
分散
粒子固体、液体媒体、および分散剤は、適切ないかなる手段で分散されてもよい。攪拌、回転、振とう、タンブリングなどの低せん断分散法が用いられてよい。より好ましくは、分散法は、粉砕法であるか、または粉砕法を含む。すなわち、液体媒体中の粒子固体の粒子サイズを大きく低下させる傾向のある分散法である。適切な粉砕法の例としては、超音波処理、マイクロフルイダイゼーション（商標）、ホモジナイゼーション、および特にビーズミリングが挙げられる。これらの方法の組み合わせが用いられてもよい。
【０１０７】
粉砕の前では、粒子固体、特に顔料は、多くの場合、１ミクロンを超えるＺ平均粒子サイズを有する。
【０１０８】
粉砕工程の後では、分散液中の粒子固体は、好ましくは、５０から３００ｎｍ、より好ましくは、７０から２００ｎｍ、特には、８０から１５０ｎｍのＺ平均粒子サイズを有する。粒子サイズは、好ましくは、光散乱装置、特にＭａｌｖｅｒｎ  Ｚｅｔａｓｉｚｅｒ（商標）によって測定される。
【０１０９】
好ましくは、分散液は：
ｉ）０．１から４０部、より好ましくは、０．１から２０部の分散剤；
ｉｉ）０．１から４０部、より好ましくは、０．１から２０部の粒子固体；
ｉｉｉ）５０から９９．８、より好ましくは、６０から９９．８部の液体媒体；
を含み、ここで、ｉ）からｉｉｉ）の部の合計は１００部であり、部はすべて重量基準である。
【０１１０】
好ましくは、分散剤は、粒子固体の表面に少なくとも部分的に吸着されている。
【０１１１】
分散液中の分散剤の量は、好ましくは、粒子固体の重量に基づいて、１から１５０重量％、より好ましくは、５から１００重量％、さらにより好ましくは、５から８０重量％、特には、５から７０重量％、さらにより特には、２０から７０重量％、最も特には、３０から７０重量％である。
【０１１２】
これらの値により、コロイド安定性と最終印刷光学濃度との最良のバランスが提供されることが見出された。
【０１１３】
好ましくは、分散工程の過程で存在する唯一の分散剤が、工程ａ）およびｂ）を含むプロセスによって得られるものである。
【０１１４】
分散液
本発明によって作製される分散液が、好ましくは液体分散液であることは、容易に理解される。好ましくは、本発明者らが意味する液体は、２５℃の温度にて液体である。好ましい液体媒体は水であるか、または水を含むことから、好ましい分散液は、水溶液ということになる。
【０１１５】
所望に応じて行ってよい架橋
多くの場合、粒子固体および液体媒体の存在下にて分散剤を架橋させる工程が追加されることが好ましい。このことにより、封入された粒子固体の分散液が得られる。封入された粒子固体は、より良好なコロイド安定性を有する。それはまた、より多用途でもあり、より高い割合の有機液体を含有し、および／または吸着性の強い界面活性剤を有するインクへ配合することができる。架橋工程は、好ましくは、分散工程の後に行われる。特定のいかなる理論にも束縛されるものではないが、架橋工程は、粒子固体表面上の適切な位置に分散剤を固定し、通常の分散剤の脱着を阻害または防止すると考えられる。ある実施形態では、分散剤は、粒子固体のコアを封入する架橋されたシェルを形成する。分散剤は、粒子固体の表面と結合しないことが好ましい。
【０１１６】
架橋反応は、イオン性架橋であってよいが、より好ましくは、架橋は、共有結合を形成する。このような共有結合は、好ましくは、分散剤分子を一緒に結合させ、それによって、固体の各粒子の周囲に架橋された分散剤のシェルを形成する。この結果、分散剤分子は、各粒子固体の粒子と恒久的に会合される。
【０１１７】
架橋は、自己架橋性分散剤を用いることで達成されてよい。より好ましくは、架橋剤を用いて、分散剤が架橋される。分散剤中の架橋性基および架橋剤中の架橋性基の適切な組み合わせの例は、ＰＣＴ特許出願公開ＷＯ２００５／０６１０８７、ページ６、表１に列挙されている。これらの中でも、ポリマー中の架橋性基は、アニオン性基、特には、リン含有アニオン性基またはカルボン酸基であることが好ましく、より好ましくは、リン含有アニオン性基である。アニオン性基は、遊離酸または塩の形態であってよい。これらの架橋性基に対して、架橋剤は、好ましくは、メラミン、カルボジイミド、オキセタン、イソシアネート、アジリジン、および特には、エポキシドから選択される。好ましくは、架橋は、エポキシ架橋剤によって行われる。
【０１１８】
分散剤は、鎖中および／または末端基中であってよいヒドロキシル（ＨＯ−）基を、所望に応じて有していてよい。これらのヒドロキシル基は、上述の架橋剤を用いて架橋されてよい。
【０１１９】
好ましくは、少なくとも一部の、より好ましくはすべての架橋反応が、リン含有アニオン性基（特には、ホスホン酸基）とエポキシ基との間で発生する。
【０１２０】
架橋反応は、好ましくは、７から１２、より好ましくは、８から１２のｐＨにて行われる。
【０１２１】
架橋反応は、好ましくは、３０から１５０℃、より好ましくは、４０から１００℃の温度にて行われる。架橋反応の時間は、好ましくは、３０分間から２４時間である。
【０１２２】
所望に応じて行ってよい精製
特に、分散液がインクジェット印刷用インクの作製に用いられることになる場合、分散液を精製することが望ましい。精製のための好ましい方法は、膜ろ過、特には限外ろ過である。好ましくは、膜ろ過は、クロスフローモードで行われる。
【０１２３】
インク
粒子固体が着色剤（特に顔料）である場合、本発明の第一の態様に従うプロセスは、インクである分散液の作製に特に適している。
【０１２４】
好ましくは、インクを作製するためには、本発明の第一の態様に従うプロセスは、粘度調整剤、ｐＨ緩衝剤、腐食防止剤、殺生物剤、染料、さらなる顔料、コゲーション低減添加剤（kogation-reducing additives）、キレート化剤、界面活性剤、水混和性有機液体、およびバインダーから選択される１つ以上のインク添加剤を添加する工程をさらに含む。
【０１２５】
好ましい粘度調整剤としては、ポリエチレングリコールポリマーが挙げられる。
【０１２６】
好ましい界面活性剤としては、アセチレンジオール、特には、Ｓｕｒｆｙｎｏｌ（商標）の商品名で販売されているものが挙げられる。
【０１２７】
好ましくは、インクは、２５℃にて液体である。
【０１２８】
好ましくは、インクは、３０ｍＰａ・ｓ未満、より好ましくは、２０ｍＰａ・ｓ未満、特には、１０ｍＰａ・ｓ未満の粘度を有する。粘度は、好ましくは、少なくとも２ｍＰａ・ｓである。好ましくは、粘度は、ニュートン粘性である。好ましくは、粘度は、２５℃にて測定される。好ましくは、粘度は、１００秒−１のせん断速度を用いて測定される。粘度は、好ましくは、コーンプレート型の形状を用いて測定される。粘度測定のための好ましい装置は、ＴＡインスツルメンツ（TA Instruments）のレオメーターである。このインク粘度は、低粘度液体ビヒクル（例：水）を用いること、インクに対して１０重量％未満の粒子固体を用いること、およびいかなる増粘剤（例：セルロース、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミド）をも回避することによって達成することができる。
【０１２９】
好ましくは、インクは、２５℃の温度で測定された場合に、２０から６５ダイン／ｃｍ、より好ましくは、３０から６０ダイン／ｃｍの表面張力を有する。表面張力は、好ましくは、Ｋｉｂｒｏｎ  ＡｑｕａＰｉを用いて測定される。適切な表面張力は、インク中に界面活性剤が存在することによって達成することができる。好ましくは、界面活性剤は、インクに対して０．０１から５重量％、より好ましくは、０．０５から４重量％、特には、０．５から３重量％でインク中に存在する。アセチレン界面活性剤（アセチレンジオールおよびエトキシル化ジオールを含む）が、界面活性剤として特に適している。適切な例としては、エアプロダクツ（Air Products）からＳｕｒｆｙｎｏｌ（商標）の商品名で販売されているものが挙げられる。
【０１３０】
インクのｐＨは、好ましくは、４から１１、より好ましくは、７から１０である。
【０１３１】
インクは、１ミクロンよりも大きい粒子サイズを有する粒子が除去されるように処理されたものであることが好ましい。これは、遠心分離および／またはろ過によって行われてよい。
【０１３２】
好ましくは、インク中の唯一の分散剤が、少なくとも工程ａ）およびｂ）を含むプロセスによって得られたものである。
【０１３３】
好ましくは、インク中に存在する唯一の顔料が、本発明の第一の態様に従って得られた分散剤から作製されたものである。
【０１３４】
液体ビヒクル
インクの液体成分は、本明細書にて、液体ビヒクルと称する。これらは、液体媒体において前述したものと同じであってよいが、インクは、液体のより複雑な混合物を含む場合が多い。
【０１３５】
好ましくは、液体ビヒクルは、水であるか、または水を含む。従って、好ましいインクは、水性である。
【０１３６】
好ましさが増加する順番にて、水の量は、好ましくは、液体ビヒクル中に存在する全成分に対して、１重量％、２重量％、５重量％、１０重量％、２０重量％、３５重量％、５０重量％、６０重量％、および７０重量％である。１００重量％を満たすために必要とされる残部は、好ましくは、液体媒体に関して上記で述べ、好ましいとされた通りの、１つ以上の水混和性有機液体である。インク用の水混和性有機液体は、好ましくは、グリセロール、２‐ピロリドン、エチレングリコール、および１，２ヘキサンジオールから選択される。
【０１３７】
好ましくは、液体ビヒクルは、水、および１つ以上の有機液体、特には、水混和性有機液体を含む。好ましくは、液体ビヒクルは、水、ならびに液体ビヒクルの総量に対して１重量％超、より好ましくは、５重量％超、特には、１０重量％超、最も特には、２０重量％超の１つ以上の水混和性有機液体を含む。好ましくは、水混和性有機液体は、液体ビヒクルの全成分に対して、９０重量％以下、より好ましくは、７０重量％以下、特には、５０重量％以下で存在する。
【０１３８】
１つの場合では、液体ビヒクルのいずいれの成分も、光重合性ではない。
【０１３９】
好ましくは、インクは：
ｉ）０．１から１０部、より好ましくは、１から１０部の分散剤；
ｉｉ）０．１から１０部、より好ましくは、１から１０部の顔料；
ｉｉｉ）８０から９９．８部、より好ましくは、８０から９８部の液体ビヒクル；
を含み、ここで、部はすべて重量基準である。
【０１４０】
インクがインクジェット印刷用に用いられる場合、適切な色の顔料を用いて、シアン、マゼンタ、イエロー、おおびブラックのインクを作製することが好ましい。シアンインクの顔料は、好ましくは、銅フタロシアニンである。マゼンタインクの顔料は、好ましくは、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２である。イエローインクの顔料は、好ましくは、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー７４である。これらは、インクセットを構成することが好ましい。
【０１４１】
得られるまたは得ることができる分散液
本発明の第二の態様によると、本発明の第一の態様に従うプロセスによって得られるまたは得ることができる分散液が提供される。
【０１４２】
インクジェット印刷用インク
本発明の第三の態様によると、本発明の第二の態様に従う分散液を含むインクジェット印刷用インクが提供される。
【０１４３】
インクジェット印刷用インクは、熱、圧電、または音波による液滴放出機構を用いるものを含む適切ないずれのインクジェットプリンターで印刷されてもよい。インクジェット印刷機構は、スキャンモードまたは単一パスであってよい。
【０１４４】
容器＋インク
本発明の第四の態様によると、本発明の第三の態様に従うインクジェット印刷用インクを含有する容器が提供される。容器は、インクジェットプリンターカートリッジであってよい。容器は、ドラム、ボトル、タブ、タンク、またはインクの貯蔵に適するいかなる形態であってもよい。ある例では、容器は、インクジェットプリンターと容易に接続することができるように、適切に適合されていてよい。
【０１４５】
使用
本発明の第五の態様によると、液体ビヒクル、分散剤、および粒子固体を含むインクジェット印刷用インクを作製するための分散剤の使用が提供され；
ここで、分散剤は、本発明の第一の態様において既に定義されたように、少なくとも工程ａ）およびｂ）を含むプロセスによって得られる。
【０１４６】
分散剤、液体ビヒクル、および粒子固体は、既に記述され、好ましいとされた通りである。
【実施例】
【０１４７】
１．  分散剤（１）の作製
１．１．  ２‐（１，３‐オキサゾリジン‐３‐イル）エタノールの作製
【０１４８】
【化７】
0006012740.tif 000008
パラホルムアルデヒド（２．５ｍｏｌ、７５ｇ）を、５０から６０℃の温度にてジエタノールアミン（２．５ｍｏｌ、２６２．５ｇ）へ少しずつ添加し、反応混合物を形成した。添加完了後、この反応混合物を、５０から６０℃にて３０分間攪拌し、透明溶液を得た。トルエン（３００ｍＬ）をこの反応混合物へ添加し、続いてこれを、還流下にて３時間攪拌した。この間、反応混合物中に生成された水は、ディーンスターク分離器で除去した。反応完了後、トルエンを減圧除去して、２‐（１，３‐オキサゾリジン‐３‐イル）エタノールを淡黄色液体として得た。
【０１４９】
１．２．  ジエチル  ［ビス（２‐ヒドロキシエチル）アミノ］メチルホスホネート
【０１５０】
【化８】
0006012740.tif 000009
ホスホン酸ジエチル（２．５ｍｏｌ、３５２／３ｇ）を、ステージ（１．１）からの生成物とＡｍｂｅｒｌｉｇｈｔ（商標）ＩＲ１２０樹脂‐酸型（アルドリッチから入手可能、１００ｇ）との混合物へゆっくり添加し、反応混合物を形成した。添加完了後、この反応混合物を６０℃にて２時間攪拌し、次に、２５℃の温度まで冷却した。この生成物を、ジエチルエーテルと酢酸エチルとの２：１混合物で抽出し（５×３００ｍＬ）、１つにまとめた抽出物を、硫酸マグネシウム上で乾燥し、蒸発させて、３５４ｇのジエチル  ［ビス（２‐ヒドロキシエチル）アミノ］メチルホスホネートを淡黄色液体の形態で得た。この生成物を４Ａモレキュラーシーブ上で保存した。これをモノマー（１）と称した。
【０１５１】
１．３．  ホスホエステル官能ポリマーの作製（共重合‐工程ａ）
上記工程１．２で作製したモノマー（１）（０．３００ｍｏｌ、３８．２９ｇ）、エチレングリコール（０．９５１ｍｏｌ、２９．５ｇ）、イソホロンジイソシアネート（１．１９０ｍｏｌ、１３２．２１ｇ）、およびＮ‐メチルピロリドン（２００ｇ）の混合物を、攪拌し、５０℃に加熱し、２滴のスズエチルヘキサノエート触媒を添加した。これによって反応混合物が形成された。この反応混合物を、９５から１００℃の温度にて１８時間攪拌し、次に２５℃まで冷却した。この反応混合物を、水（４０００ｍＬ）に添加し、攪拌して、白色析出物を得た。得られた固体をろ過で回収し、水（５００ｍＬ）で洗浄し、乾燥した。得られたポリウレタン分散剤は、ＧＰＣによって特定された１４，６４７の数平均分子量および２２，５５５の重量平均分子量を有しており、これをさらなる精製を行わずに次のステージで用いた。これを、ホスホエステル官能ポリマー（１）と称した。
【０１５２】
１．４．  加水分解（工程ｂ）
工程１．３で作製したホスホエステル官能ポリマー（１）を、酢酸（５００ｍＬ）およびＮ，Ｎ‐ジメチルアセタミド（５００ｍＬ）の混合物に溶解し、６０℃に加温して、反応混合物を形成した。４８％臭化水素酸水溶液（３００ｇ）を、この反応混合物にゆっくり添加し、続いてこれを、７５から８０℃の温度にて３時間攪拌し、次に２５℃まで冷却した。この反応混合物を、水（４０００ｍＬ）に添加して溶液とし、次に、ｐＨが０．５に下がるまで濃塩酸を添加して酸性化した。得られた析出物をろ過で回収し、次に水（２０００ｍＬ）に懸濁した。この懸濁液のｐＨを、水酸化リチウムを添加することで１１に調節し、次にこの懸濁液を１時間攪拌した。上述した酸性化に続いて、析出物を回収し、ｐＨ＝１１（ＬｉＯＨ）にて水（５００ｍＬ）に懸濁し、透析を行って導電率を１０μＳ／ｃｍ未満とした。透析溶液を６０℃のオーブン中にて蒸発させて、１５１ｇのクリーム色固体を得た。これを、分散剤（１）と称した。
【０１５３】
ＩＣＰ‐ＯＥＳを用いた生成物のリン分析により、１．８重量／重量％の含有量が示された。これは、１．２ｍｍｏｌ／ｇの酸価または０．６ｍｍｏｌ／ｇのホスホン酸基含有量と同等であった。
【０１５４】
１．５．  分散剤（２）の作製
分散剤（２）を、分散剤（１）についての記載に従って、但し、工程１．３においてエチレングリコールの代わりにジプロピレングリコール（０．９５１ｍｏｌ）を用いて作製した。
【０１５５】
１．６．  分散剤（３）の作製
分散剤（３）を、分散剤（１）についての記載に従って、但し、工程１．３においてエチレングリコールの代わりに平均Ｍｎ＝４２５のポリプロピレングリコール（０．９５１ｍｏｌ）、およびイソホロンジイソシアネートの代わりに４，４’‐メチレンビス（フェニルイソシアネート）（１．１９０ｍｏｌ）を用いて作製した。
【０１５６】
２．  分散剤溶液（１）の作製
工程１．４で作製した分散剤（１）（１００ｇ）、水酸化カリウム溶液（４５重量／重量％）（２０．６ｇ）、および脱イオン水（６０７．８ｇ）を、反応器中、７０℃にて１時間加熱した。分散剤を攪拌し、完全に溶解した。さらなる水酸化カリウム溶液（４５重量／重量％）を、約ｐＨ９に到達するまで滴下した。これを、分散剤溶液（１）と称した。この溶液は、約１５重量％の分散剤（１）を含有していた。
【０１５７】
３．  ミルベース（１）の作製
顔料粉末（ＮＩＰｅｘ（商標）１７０ＩＱカーボンブラック顔料の７５ｇ、エボニックデグッサ（Evonik Degussa）より）、水（３８３．７５ｇ）と共に工程２で作製した分散剤溶液（１）（１００ｇ）、およびジプロピレングリコール（１５６．２５ｇ）を、スパチュラを用いて手で一緒に混合して、プレ混合物を形成した。
【０１５８】
このプレ混合物を、０．８〜１ｍｍのビーズを入れた縦型ビーズミルに移した。次に、この混合物を４．５時間粉砕（ミリング）した。
【０１５９】
次に、ミリングビーズを、ミリングした混合物から分離した。これにより、ミルベース（１）が得られた。ミルベース（１）は、約１２重量％の顔料を含有していた。得られたミルベース中の顔料粒子は、１２８ｎｍのＺ平均粒子サイズを有していた。Ｚ平均粒子サイズは、マルバーン（Malvern）製のＺｅｔａｓｉｚｅｒ（登録商標）ＺＳ９０を用いて確認した。
【０１６０】
４．  分散剤の架橋
上記の項目３で作製されたミルベース（１）は、水（１８０ｇ）を添加することで、約８重量％の固形分に調節した。
【０１６１】
次に、ミルベース中の分散剤を、０．０９ｇの架橋剤、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル（ナガセケムテックス（Nagase ChemteX）より入手したＤｅｎａｃｏｌ  ＥＸ‐５２１、エポキシあたりの重量＝２１４．５、以降ＥＸ‐５２１と略す）を用いて架橋した。これにより、分散剤中のカルボン酸基を架橋し、それによって顔料粒子を封入した。架橋反応は、０．０２６ｇのホウ酸（アルドリッチより入手）の存在によって制御した。架橋反応は、上述の混合物を、約６５℃の温度に５時間加熱することによって行った。これにより、封入顔料分散液（１）を作製した。
【０１６２】
５．  膜ろ過
上記の項目４で作製した封入顔料分散液を、０．１ミクロンのポアサイズを有する膜を用いて精製した。封入顔料分散液（１）を、封入顔料分散液（１）の体積１に対して約１０から４０洗浄体積分の純粋脱イオン水によるダイアフィルトレーションに掛けた。次に、膜を用いて封入顔料分散液（１）を濃縮し、約１０．９重量％の顔料含有量に戻した。これにより、精製分散液（１）を得た。
【０１６３】
６．  インク（１）の作製
工程５で作製した精製分散液（１）を用いて、以下の組成を有するインク（１）を作製した：
インクビヒクル
精製分散液（１）                  ５５．０５ｇ
２‐ピロリドン                      ３．００ｇ
グリセロール                      １５．００ｇ
１，２ヘキサンジオール              ４．００ｇ
エチレングリコール                  ５．００ｇ
Ｓｕｒｆｙｎｏｌ（商標）４６５      ０．５０ｇ
純水                              １７．４５ｇ
Ｓｕｒｆｙｎｏｌ（登録商標）４６５は、エアプロダクツから入手可能である界面活性剤である。
【０１６４】
インク（２）および（３）の作製を、上記工程２から５に従って行ったが、但し、分散剤（１）の代わりに分散剤（２）および（３）を用い、工程４において、Ｄｅｎａｃｏｌ  ＥＸ５２１の代わりにＤｅｎａｃｏｌ  ＥＸ３２１を用いた。Ｄｅｎａｃｏｌ  ＥＸ３２１は、ナガセケムテックスから販売されているトリメチロールプロパンポリグリシジルエーテルであり、インク製剤中に用いられる分散剤の量に対して７．６重量％の投入量で用いた。
【０１６５】
７．  印刷の作製
工程６で作製したインク（１）から（３）を、普通（未処理）紙、すなわちＣａｎｏｎ  ＧＦ５００紙に印刷した。印刷は、Ｅｐｓｏｎ  ＳＸ１００シリーズ  インクジェットプリンターによって行い、ブラックの１００％ブロックを印刷した。
【０１６６】
８．  光学濃度の測定
反射光学濃度（ＲＯＤ）は、Ｇｒｅｔａｇ  Ｍａｃｂｅｔｈ  ｋｅｙ  ｗｉｚａｒｄ  Ｖ２．５  Ｓｐｅｃｔｒｏｌｉｎｏ光学濃度計（photodensitometer）の装置を用い、Ｄ６５光源を用いて観察者角（observer angle）２°およびフィルター無しにて照射して測定した。測定は、印刷に沿って少なくとも２点で行い、次にそれを平均した。
【０１６７】
９．  光学濃度の測定結果
ＲＯＤ測定の結果を以下の表１にまとめた。
【０１６８】
【表１】
0006012740.tif 000010
表１：インク（１）から（３）より得られた印刷
【０１６９】
表１から、本発明の第一の態様に従うプロセスによって作製された分散液が、極めて良好な光学濃度を有するインクを提供することが容易に分かる。比較のために、ＰＣＴ出願公開ＷＯ２０１１／１０４５２６のページ４３および４４、表３の結果から、約１．３０を超えるＯＤを有するポリウレタン分散カーボンブラックインクを作製することが、極めて困難であることが分かる。
【０１７０】
１０．  さらなる実施例
分散剤のさらなる実施例を、上述の工程１．１から１．４に従って作製した。表２は、工程１．３で用いたジイソシアネートおよびジオールを示す。分散剤（４）から（９）を、カーボンブラック顔料および水と混合することで対応するミルベースに変換し、ブランソン（Branson）の超音波ミルを用いて粉砕した。ミルベースのインクへの配合および印刷を上述のように行い、やはり高光学濃度を示した。
【０１７１】
【表２】
0006012740.tif 000011
【０１７２】
１１．  さらなるインク
表ＩおよびＩＩに記載のさらなるインクを作製することができ、ここで、ＰＤは、工程５において上記で作製された精製分散液の略語であり、インク添加剤は以下で定める通りである。以降の第二のカラムに示す数値は、該当する成分の部の数値を意味し、部はすべて重量基準である。インクは、熱、圧電、またはメムジェット（Memjet）インクジェット印刷によって紙に適用することができる。
【０１７３】
以下の略語を、表ＩおよびＩＩで用いる：
ＰＧ＝プロピレングリコール
ＤＥＧ＝ジエチレングリコール
ＮＭＰ＝Ｎ‐メチルピロリドン
ＤＭＫ＝ジメチルケトン
ＩＰＡ＝イソプロパノール
ＭＥＯＨ＝メタノール
２Ｐ＝２‐ピロリドン
ＭＩＢＫ＝メチルイソブチルケトン
Ｐ１２＝プロパン‐１，２‐ジオール
ＢＤＬ＝ブタン‐２，３‐ジオール
Ｓｕｒｆ＝エアプロダクツ製Ｓｕｒｆｙｎｏｌ（商標）４６５
ＰＨＯ＝Ｎａ２ＨＰＯ４  および
ＴＢＴ＝ターシャリーブタノール
ＴＤＧ＝チオジグリコール
ＧＬＹ＝グリセロール
ｎＢＤＰＧ＝ジプロピレングリコールのモノ‐ｎ‐ブチルエーテル
ｎＢＤＥＧ＝ジエチレングリコールのモノ‐ｎ‐ブチルエーテル
ｎＢＴＥＧ  ＝トリエチレングリコールのモノ‐ｎ‐ブチルエーテル
【０１７４】
【表３】
0006012740.tif 000012
【０１７５】
【表４】
0006012740.tif 000013