(57)【要約】【課題】改善された彩度と、良好な耐水性、耐光性とを示す、顔料成分及び染料成分の両方を含む着色剤を提供する。【解決手段】本発明の高分子着色剤は、ポリマーが共有結合している顔料と、前記ポリマーに共有結合した染料とを含むことができる。前記の顔料、ポリマー、及び染料の少なくとも１つに分散剤を共有結合させることができる。顔料成分と染料成分の両方を含むことによって、当該高分子着色剤は、改善された彩度、耐水性、及び耐光性を実現し得る。染料成分と顔料成分とは、所望の外観に応じて、実質的に同じ色とすることも、又は異なる色とすることもできる。本発明の高分子着色剤は、インクジェット組成物中に含有させることによく適しているが、当該高分子着色剤は、他の多くの用途にもまた適している。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）ポリマーがそこに共有結合している顔料と、
ｂ）前記ポリマーに共有結合している第１の染料と、
ｃ）前記顔料、前記ポリマー、及び前記第１の染料のうち少なくとも１つに共有結合している分散剤と、
を含んで成る、高分子着色剤。
【請求項２】
前記ポリマーが、無水マレイン酸コポリマー、アクリル酸コポリマー、メタクリル酸コポリマー、アミン又はアルコールを含有するコポリマー、及びそれらの組合せから成る群から選択される、請求項１に記載の高分子着色剤。
【請求項３】
前記ポリマーが、スチレン−無水マレイン酸コポリマー、メチルビニルエーテル−無水マレイン酸コポリマー、ビニルピロリドン−無水マレイン酸コポリマー、スチレンアクリル酸コポリマー、スチレンメタクリル酸コポリマー、４−ビニルアニリン−アクリル酸コポリマー、４−ビニルアニリン−メタクリル酸コポリマー、及びそれらの組合せから成る群から選択される、請求項１に記載の高分子着色剤。
【請求項４】
前記ポリマーが、連結基を介して前記顔料に結合している、請求項１に記載の高分子着色剤。
【請求項５】
さらに、前記ポリマーに共有結合している第２の染料を含む、請求項１に記載の高分子着色剤。
【請求項６】
前記第２の染料が、前記第１の染料とは異なる色である、請求項５に記載の高分子着色剤。
【請求項７】
前記顔料が、前記第１の染料とは異なる色である、請求項１に記載の高分子着色剤。
【請求項８】
前記分散剤が、前記顔料に結合している、請求項１に記載の高分子着色剤。
【請求項９】
前記分散剤が、前記ポリマーに結合している、請求項１に記載の高分子着色剤。
【請求項１０】
前記高分子着色剤の染料分子／顔料粒子比が、約１０マイクロモル／グラム〜約１００ミリモル／グラムである、請求項１に記載の高分子着色剤。
【請求項１１】
さらに、安定化添加剤を含む、請求項１に記載の高分子着色剤。
【請求項１２】
ａ）以下の成分
ｉ）液体ビヒクル、
ｉｉ）ポリマーに共有結合しており且つ第１のカラーを有する染料を含むポリマー付着型染料、
ｉｉｉ）第１のカラーとは実質的に異なる色相を有する第２のカラーを有する顔料、
を含むインクジェットインク組成物と、
ｂ）前記インクジェットインク組成物を収容する射出チャンバを備えたインクジェットペンと、
を具備する、インクジェットシステム。
【請求項１３】
前記顔料が、ポリマー分散型である、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記顔料が、前記ポリマーと共有結合して高分子着色剤を形成している、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１５】
さらに、前記ポリマーに共有結合している少なくとも２つの異なる染料を含む、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１６】
高分子着色剤を形成する方法であって、
ａ）染料をポリマーに結合させてポリマー−染料着色剤を形成するステップ、
ｂ）前記ポリマーを顔料に結合させるステップ、及び
ｃ）前記ポリマー−染料着色剤と前記顔料の少なくとも一方に分散剤を結合させるステップ、
を包含する、方法。
【請求項１７】
前記ポリマーが、反応基と反応し得るように構成されている無水物基を含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記分散剤が、前記染料を前記ポリマーに結合させる前に、前記ポリマー又は前記顔料に結合される、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記染料が、前記ポリマーを前記顔料に結合させる前に、前記ポリマーに結合される、請求項１６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、着色剤及び着色剤の製造法に関する。より詳細には、本発明は、顔料及び染料の両成分を含む組成物に関する。
（優先権の主張）
本願は、２００４年１０月２５日付けの米国仮特許出願第６０／６２２，２７６号の利益を要求するものである。
【背景技術】
【０００２】
着色剤は、物品及び印刷画像に有用且つ審美的な外観をもたらすために、多くの用途において広く用いられている。通常の着色剤は、たいていの場合、顔料又は染料の何れかに分類することができる。そのような着色剤は、製造物品中に直に混合させることができるが、しばしば、カラー画像印刷用として、着色剤を含有するインク組成物を調製することが望まれる。当該インク組成物は、典型的に、染料又は顔料を含有する適切な溶媒などの液体ビヒクルを含む。染料系インクにおいては、一般に、所与の液体ビヒクルに可溶性である着色剤が用いられる。対照的に、顔料系インクに関しては、典型的に、液体ビヒクルに不溶性であり且つそれに分散するところの固体着色剤を用いて色をもたらすことができる。
【０００３】
染料及び顔料着色剤は、それぞれ、特定の情況において有益である特定の性質を有しており、印刷画像に所定のカラー特性を賦与することができる。しかしながら、染料及び顔料着色剤はまた、それぞれに固有の課題を呈するところの種々の制限及び欠点も有する。詳細には、染料着色剤は、十分な彩度及び溶液中での長期安定性を示す。しかし、染料着色剤はまた、多くの場合、耐水性、耐光性、及びスミア（擦り汚れ）耐性に劣る。対照的に、顔料着色剤は、典型的に、良好な耐水性、耐光性、及びスミア耐性を有する。しかしながら、顔料着色剤はまた、多くの場合、制限された彩度、及び溶液中での顔料粒子の分散を維持することに関連する多数の問題を抱えている。即ち、顔料インクの顔料粒子は、しばしば、時間が経過すると沈降してしまう。
【０００４】
このように、特定の用途において染料及び顔料着色剤の何れを用いるかという選択は、多くの場合、これらの制限に束縛される。特定の商品においては、これらの束縛を最小限とするために、種々の化学的及び物理的メカニズムが用いられている。従って、このような制限を軽減させ得る、改善された諸特性を有する着色剤及びインク調合物を開発するための研究が続けられている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
種々のインクにおける使用に適する、改善された彩度並びに十分な耐水性、耐光性の両方を有する着色剤を開発することが有益であろうと考えられる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様では、高分子着色剤が提供され、当該着色剤は、ポリマーが共有結合した顔料を含むことができる。さらに、当該ポリマーに染料を共有結合させることができる。加えて、顔料、ポリマー、及び染料の少なくとも１つに分散剤を共有結合させることができる。
【０００７】
あるいはまた、インクジェットインク組成物が提供され、当該インク組成物は、液体ビヒクル、ポリマー結合型染料、及び顔料を含むことができる。ポリマー結合型染料には、ポリマーと共有結合している染料が含まれ得る。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、改善された彩度と、十分な耐水性、耐光性の両方を有する着色剤を提供することができる。本発明の他の特徴並びに利点は、例示目的で本発明の特徴を記載する以下の詳細な説明から明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の特定の実施形態を開示、説明するにあたり、本発明が本明細書に開示する特定のプロセスや材料に限定されないことを理解されたい。何故ならば、それらはある程度変更し得るからである。また、本明細書において用いられる用語は、特定の実施形態を専ら記述するだけの目的で用いられるものであって、本発明の範囲を限定する意のないことも理解されたい。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲及びその等価物によってのみ限定されるものとする。
【００１０】
本発明を説明し、範囲請求を行う際には、以下の用語を用いることとする。
【００１１】
別途明確に指示のない限り、単数形は、複数形の意味を包含する。従って、例えば、「染料」という場合、１つ又は複数の当該材料（即ち、染料）の意を包含する。
【００１２】
本明細書で用いるとき、「液体ビヒクル」は、着色剤を基材へと搬送するのに用い得る液体組成物を包含するものとして定義される。液体ビヒクルは当分野で周知であり、本発明の実施形態に従って広範なインクビヒクルを使用することができる。そのようなインクビヒクルは、限定はしないが、界面活性剤、溶媒、共溶媒、緩衝剤、殺生物剤、粘度修正剤、金属イオン封止剤、安定化剤、及び水をはじめとする、様々な各種薬剤からなる混合物を含むことができる。幾つかの実施形態では、液体ビヒクルはまた、ポリマー、ＵＶ硬化性材料、可塑剤、及び／又は共溶媒のような他の添加物を含有することもできる。
【００１３】
本明細書で用いるとき、「顔料」は、液体ビヒクルに実質的に不溶性であるところの着色剤粒子を指す。
【００１４】
本明細書で用いるとき、「染料」は、液体ビヒクルに実質的に可溶性であるところの着色剤成分を指す。
【００１５】
本明細書で用いるとき、「官能基化」とは、共有結合によって、顔料粒子に化合物を化学的に結合させることを指す。これは、化合物がイオン結合又はその他の比較的弱い分子間力により顔料粒子に結合することとは異なるものである。
【００１６】
本明細書で用いるとき、「ブリード」とは、或るインクが、隣り合って印刷された他のインク中へと進入する現象を指す。ブリードは、典型的に、基材上に隣接して印刷されたインクが十分乾燥する以前に起こる。ブリードの程度は、種々の因子の中でも、インクの乾燥速度、インクの化学作用（即ち、反応性若しくは非反応性ブリード抑制メカニズムの存在）、及び基材の種類などの、種々の因子に依存する。
【００１７】
本明細書で用いるとき、「耐水性」は、基材上に印刷された後に、インクが示す、水に対する耐性の程度を意味する。典型的に、この特性は、インクが乾燥した後に測定され、湿分の存在下でインクがスミア（擦り汚れ）を起こしたり又は転移する傾向を評価する。
【００１８】
本明細書で用いるとき、「彩度」とは、ＡＳＴＭ（ＡＳＴＭ  Ｅ２８４）において定義されるように、同一明度のグレーからの色の逸脱の程度を示すのに用いられるカラー特性である。また、彩度／明度比（Ｃ＊／Ｌ＊）であるところの色飽和度を表すのに使用される。典型的に、染料着色剤は、同一乃至実質的に同一の色相を有する顔料着色剤よりも大きい飽和度を有する。
【００１９】
本明細書で用いるとき、「ニュートラルグレー」とは、色不変性（即ち、蛍光及び太陽光のような異なる光源下で観察する際に色の見掛けが実質的に変化しないこと）を実質的に呈する色調のグレーを意味する。さらに、非ニュートラルグレー色は、かすかな赤若しくは褐色の色調、即ち見掛けを有する傾向がある。
【００２０】
本明細書で用いるとき、インクセットに関していう用語「反応性」とは、２つ又はより多くのインクジェットインク間での化学反応を意味する。そのような反応性インクセットは、塩を用いたメカニズム、ｐＨ差を用いたメカニズム、重合を用いたメカニズム、又はその他の当業者に周知の反応性メカニズムのいずれかによって相互作用し得る。
【００２１】
本明細書で用いるとき、「自己分散型顔料」とは、顔料表面に分散剤を化学結合又は誘引させるなどして、分散剤で官能基化された顔料を意味する。分散剤には、小分子又はポリマーを用いることができる。
【００２２】
本明細書で用いるとき、「ポリマー分散型顔料」とは、顔料が、ポリマーと結合しているか、又はポリマーによって少なくとも部分的にカプセル化されている、１種の自己分散型顔料を意味する。ポリマーは、直に若しくは中間結合基を介して顔料表面に共有結合することができる。あるいはまた、ポリマーは、共有結合以外の分子間引力によって顔料表面に結合することができる。
【００２３】
本明細書で用いるとき、確認された（又は提示された）特性又は情況に関していう用語「実質的に同一」とは、確認された（又は提示された）特性又は情況からの、測定又は視認できないほど十分に小さい程度の偏差を包含する意がある。許容し得る厳密な偏差値は、幾つかの場合、特定の情況に依存する。従って、例えば、或る着色剤が、他の着色剤と「実質的に」同じ色を有する場合、それらの色（即ち、色相又はその他の関連する特性）は、目視検査時に、知覚できないか又はほとんど知覚できない範囲内で異なっていてよい。当然、その他の特性は、かなり異なっていてもよい。例えば、ブラック顔料は、ブラック染料と実質的に同一の色及び色相を有し得るが、彩度、光学濃度、光沢、溶解度等は、互いに劇的に異なり得る。逆に、特性を提示する場合にいう「実質的に異なる」とは、視認及び／又は測定できる程度に差異のあることを意味する。
【００２４】
本明細書では、濃度、量、及びその他の数値データを範囲形式で提示する場合がある。そのような範囲形式は、単に便利且つ簡潔なために用いるものであって、範囲の限界値として明記された数値を含むだけでなく、各数値及び副範囲があたかも明記されているかのように、その範囲内に包含される個別の数値又は副範囲を全て包含するものと柔軟に解釈すべきことを理解されたい。例えば、約１％〜約２０％という重量範囲は、１％、約２０％という明記された濃度限界値を含むだけではなくて、２％、３％、４％のような個別の濃度、及び５％〜１５％、１０％〜２０％等のような副範囲を含むものと解釈すべきである。
【００２５】
本発明によれば、高分子着色剤は、ポリマーが共有結合している顔料を含むことができる。さらに、染料をそのポリマーに共有結合させることができる。顔料、ポリマー、及び染料の少なくとも１つに分散剤を共有結合させることで、高分子着色剤に液体ビヒクル中における分散安定性を賦与することができる。顔料及び染料の両成分を含有することによって、高分子着色剤は、それぞれの諸特性から利益を得ることができる。染料及び顔料成分は、所望する見掛け（外観）に応じて、実質的に同一の色のものを用いたり、異なる色のものを用いたりすることができる。本発明の高分子着色剤は、インクジェット組成物に含有させるのによく適するが、当該高分子着色剤は、その他の多くの用途にもまた適している。
【００２６】
他の実施形態では、インクジェットインク組成物が提供され、当該インク組成物は、液体ビヒクル、ポリマー結合型染料、及び顔料から構成することができる。ポリマー結合型染料は、ポリマーに共有結合している染料を含むことができ、当該染料は第１のカラーを有する。さらに、顔料は、第１のカラーとは色相が実質的に異なる第２のカラーを有し得る。この実施形態では、顔料は、自己分散型、ポリマー分散型としたり、又はポリマーに共有結合させることができる。
【００２７】
高分子着色剤
本発明の高分子着色剤は、本明細書に開示する原理に従って染料及び／又は顔料に共有結合させ得る広範なポリマーを含むことができる。無水物、カルボン酸、スルホン酸、スルホン酸ビニル、アミン、アルコール、チオール等のような反応基を含むポリマーが、適切なポリマーの例である。用い得る具体的なポリマーの例としては、限定はしないが、無水マレイン酸コポリマー、アクリル酸コポリマー、メタクリル酸コポリマー、アミン又はアルコールを含有するコポリマー、及びそれらの組合せが挙げられる。一態様では、当該ポリマーは、染料の反応性基と反応し得るよう構成された無水物基を含むことができる。別の態様では、当該ポリマーは、染料の結合サイトとして機能し得るカルボン酸基と、任意選択的に、結合基、耐光性促進基、分散剤等のような、付加的な基を含むことができる。
【００２８】
一態様においては、適切なポリマーとしては、限定はしないが、スチレン−無水マレイン酸コポリマー、メチルビニルエーテル−無水マレイン酸コポリマー、ビニルピロリドン−無水マレイン酸コポリマー、スチレンアクリル酸コポリマー、スチレンメタクリル酸コポリマー、４−ビニルアニリン−アクリル酸コポリマー、４−ビニルアニリン−メタクリル酸コポリマー、及びそれらの組合せを挙げることができる。本発明の詳細な態様では、当該ポリマーとして、限定はしないが、スチレン−無水マレイン酸コポリマー、メチルビニルエーテル−無水マレイン酸コポリマー、ビニルピロリドン−無水マレイン酸コポリマー、及びそれらの組合せなどの無水マレイン酸コポリマーを用いることができる。特に有用であることが確認された１つのポリマーは、無水マレイン酸コポリマー（ＳＭＡ）である。その他の具体的なポリマーとしては、スチレン−アクリル酸、ポリエチレンイミン／無水フタル酸、ポリエチレンイミン／フェニル無水コハク酸、ポリエチレンイミン／無水コハク酸、ペンタエチレンヘキサミン、ポリエチレンイミン、ポリウレタン、ポリ尿素、アクリルポリマー、ビニルポリマー、ポリピロリドン、エポキシ、ポリエステル、多糖、ポリペプチド、セルロース、ポリ第四アミン、ポリアミン、及びそれらのコポリマーを挙げることができる。さらに、スルホン酸、フッ素酸、及びα−及び／又はβ−フルオロカルボン酸を含むものなどの、中性ｐＨ付近で顔料を分散させ得るポリマーが挙げられる。そのようなポリマーの幾つかの具体例としては、スチレン−ビニルスルホン酸コポリマー、スチレン−アクリル酸ブチル−メタクリル酸−ビニルスルホン酸コポリマー、スチレン−トリフルオロアクリル酸−ビニルスルホン酸コポリマー、スチレン−α−（トリフルオロメチル）アクリル酸−ビニルスルホン酸コポリマー、スチレン−トリフルオロアクリル酸コポリマー等を挙げることができる。
【００２９】
本願発明の高分子着色剤は、ポリマーと共有結合している染料を含むことができる。一態様においては、当該染料は、顔料への結合以前に、ポリマーに共有結合させることができるが、このことは要求されない。適切な染料は、活性基を有しており、それは、特定のポリマーとの結合を形成すべく反応して、ポリマー−染料着色剤を形成し得る。多数の染料が、この目的に適合し得る。特に、ヒドロキシ、アミン、カルボン酸、スルホン酸、チオール、ハロトリアジン、マレイミド、ビニルスルホン、及びそれらの組合せのような活性基を有する染料は、適切なポリマーとの共有結合を容易に形成することができる。あるいはまた、カルボキシ、スルホニル等の活性基を有する染料は、アミノ又はヒドロキシ基を有するポリマーと反応し得る。従って、上述の反応性基及び活性基は、具体的な実施形態に応じて、染料又はポリマーのどちらかに存在させることができる。染料及びポリマーはまた、上述の基の何れかに容易に変換され且つそのような変換後に染料とポリマーとを結合させ得るところのその他の官能基を含むこともできる。当業者であれば、種々のカップリング反応、並びに広範な染料とポリマーとを結合させるのに必要となる関連する反応基は分かろう。具体的な一態様では、脂肪族アミン活性基を有する染料を、無水物、カルボキシ、スルホニル等の基を有するポリマーに容易に結合させることができる。適切な染料の非限定的な例には、食用染料、ＦＤ＆Ｃ染料、酸性染料、直接染料、反応性染料、フタロシアニン染料、フタロシアニンスルホン酸誘導体、及びそれらの組合せを挙げることができる。適切な染料の幾つかの具体例としては、Ｃ．Ｉ．Ａｃｉｄ  Ｒｅｄ  ４４０、Ｃ．Ｉ．Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｒｅｄ  ３、Ｃ．Ｉ．Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｒｅｄ  １３、Ｃ．Ｉ．Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｒｅｄ  ２３、Ｃ．Ｉ．Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｒｅｄ  ２４、Ｃ．Ｉ．Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｒｅｄ  ３３、Ｃ．Ｉ．Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｒｅｄ  ４３、Ｃ．Ｉ．Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｒｅｄ  ４５、Ｃ．Ｉ．Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｒｅｄ  １２０、Ｃ．Ｉ．Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｒｅｄ  １８０、Ｃ．Ｉ．Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｒｅｄ  １９４、Ｃ．Ｉ．Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｒｅｄ  ２２０、Ｃ．Ｉ．Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｖｉｏｌｅｔ  ４、Ｃ．Ｉ．Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｂｌｕｅ  １９、Ｃ．Ｉ．Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｂｌｕｅ  ５、Ｃ．Ｉ．Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｂｌｕｅ  ４９、Ｃ．Ｉ．Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｙｅｌｌｏｗ  ２、Ｃ．Ｉ．Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｙｅｌｌｏｗ  ３、Ｃ．Ｉ．Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｂｌａｃｋ  ３９、及びそれらの組合せを挙げることができる。
【００３０】
さらに、アルコール及び芳香族アミンのような活性基を有する染料は、さほど求核性でない傾向がある。それ故、このような染料とポリマーとの結合は、限定はしないが、ジメチルアミノピリジン、Ｎ−メチルイミダゾール等の求核触媒を添加することで促進することができる。あるいはまた、ビニルスルホン基を有するもののような反応性染料は、例えば、当業者に周知のマイケル付加反応を用いて、チオールのような染料連結基を介して結合させることができる。例えば、２−アミノエタンチオールは、無水物又はその他の反応性基を有するポリマーと反応し得る。次いで、水酸化ナトリウムの存在下で、チオール基を反応性染料と反応させて、ポリマー結合型染料着色剤を形成することができる。
【００３１】
本発明の他の代替実施形態においては、染料を、後で共重合して本発明に従うポリマーを形成し得るようなモノマーに結合させることができる。上述のポリマーは、このような実施形態に適している。例えば、メタクリレート官能基化染料は、スチレン、無水マレイン酸、アクリル酸、メタクリル酸等のモノマーと共重合し得る。上述のメタクリレート官能基化染料の例は、米国特許出願第２００４／００２４１００号（参照することでその内容を本明細書に取り入れることとする）にさらに詳しく記述されている。
【００３２】
各ポリマー鎖に対する染料分子の結合の程度は、反応条件、ポリマー、及び染料に応じて変更し得る。しかしながら、一般的な指針として、染料対ポリマー鎖の比は、染料分子（ミリモル）／ポリマー（グラム）比で、約０．０５ｍｍｏｌ／ｇ〜１０ｍｍｏｌ／ｇ、多くの場合、約１ｍｍｏｌ／ｇ〜約５ｍｍｏｌ／ｇの範囲とし得る。従って、染料分子／顔料粒子の比は、顔料１グラム当たり、染料分子約１０μｍｏｌ〜約１００ｍｍｏｌとし得、場合によっては、顔料１グラム当たり、染料分子約０．０５ｍｍｏｌ〜約２ｍｍｏｌとし得る。
【００３３】
他の一実施形態では、ポリマーは、それに共有結合している２つ又はより多くの種類の染料を含むことができる。さらなる染料の結合は、第１の染料の結合と同時に実施するか、又は後段において実施することができる。さらに、付加的な染料は、第１の染料と実質的に同一の色とし得る。そのような付加的な染料を用いることで、分散安定性、ｐＨ、耐光性、コスト、及び／又はその類のような多くの特性に影響を及ぼすことができる。任意に、付加的な染料（単数又は複数）は、第１の染料とは実質的に異なる色を有することができる。例えば、７５度以上という色相角度差は、明らかに、実質的に異なる色を示すであろう。指針を示せば、色相角度差は、レッドからイエロー、イエローからグリーン、及びグリーンからブルーで、ほぼ９０度である。
【００３４】
本発明のポリマー及び方法を用いることで、一般に知られている多くの顔料を共有結合させることができる。詳細には、各種顔料は、ポリマーに直に結合し得るか又は連結基を介してポリマーに結合し得る、適切な化学成分により官能基化することができる。顔料を官能基化する方法は、当業者に既知である。例えば、米国特許第５，５５４，７３９号、第５，７０７，４３２号、及び第５，８５１，２８０号、及び米国特許出願第２００３／０１９５２９１号、第２００３／０２１３４１０号、第２００３／０２１７６７２号、及び第２００４／０００７１５２号は、多数の方法を用いて顔料を官能基化する方法を開示している。
【００３５】
顔料に結合させる一般的な連結基及び官能基の非限定的な例としては、２−（４−アミノフェニル）スルホニルエタンスルホナート、ジアゾニウム塩反応生成物、４−アミノベンジルアミン、４−アミノフェニルアラニン、及びその他の求核基を挙げることができる。任意に、官能基化された顔料にある種のポリマーを直に結合させることができる。例えば、アミノフェニル基を含むポリマーを、ジアゾ化の後で顔料に直に結合させることができるであろう。そのようなポリマーの一例は、スチレンモノマーの幾つかが４−アミノスチレンで置換されているスチレンアクリレートポリマーであろう（即ち、４−ビニルアニリン）。しばしば、ポリマーに連結活性基を導入して、連結基がそこに結合するのを助長することが望ましい。例えば、ポリマーを２−アミノエタンチオールと反応させてチオール基を生成し、次いで、２−（４−アミノフェニル）スルホニルエタンスルホナートで官能基化された顔料と結合させるために用いることができる。その他の連結活性基としては、限定はしないが、無水物、アミン等を挙げることができる。
【００３６】
厳密な比は、幾分変更し得るが、顔料粒子対ポリマー鎖の重量比は、約１０：１〜１：１０とし得る。さらに、染料を顔料に直に結合させるのではなく、ポリマーに結合させることによって、本発明のポリマー分散剤（共有結合又はカプセル化する）、ポリマー−染料着色剤、及び／又はその他の有用な添加物のために、多くの顔料表面積を利用させることができる。従って、染料の量は、顔料粒子に安定性をもたらす分散剤を付与する能力を減じることなく（即ち、顔料粒子への分散剤結合量を減じることなく）、高めることができる。
【００３７】
適切な顔料として、ブラック顔料、ホワイト顔料、シアン顔料、マゼンタ顔料、イエロー顔料等を用い得る。さらに、顔料は、当分野でよく知られているように有機粒子又は無機粒子とし得る。適切な無機顔料には、例えば、カーボンブラックが含まれる。しかしながら、酸化チタン、コバルトブルー（ＣｏＯ−Ａｌ２Ｏ３）、クロムイエロー（ＰｂＣｒＯ４）、及び酸化鉄のようなその他の無機顔料も適し得る。適切な有機顔料としては、例えば、ジアゾ顔料やモノアゾ顔料をはじめとするアゾ顔料、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、ペリレン顔料、ペリノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサジン顔料、チオインジゴイド顔料、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のようなフタロシアニン顔料）、不溶性染料キレート（例えば、塩基性染料タイプのキレート及び酸性染料タイプのキレート）、ニトロ顔料、ニトロソ顔料等が挙げられる。フタロシアニンブルーの代表的な例としては、銅フタロシアニンブルー及びその誘導体（Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｂｌｕｅ  １５）が挙げられる。キナクリドンの代表的な例としては、Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｏｒａｎｇｅ  ４８、Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｏｒａｎｇｅ  ４９、Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅｄ  １２２、Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅｄ  １９２、Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅｄ  ２０２、Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅｄ  ２０６、Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅｄ  ２０７、Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅｄ  ２０９、Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｖｉｏｌｅｔ  １９及びＰｉｇｍｅｎｔ  Ｖｉｏｌｅｔ  ４２が挙げられる。アントラキノンの代表的な例としては、Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅｄ  ４３、Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅｄ  １９４（Ｐｅｒｉｎｏｎｅ  Ｒｅｄ）、Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅｄ  ２１６（Ｂｒｏｍｉｎａｔｅｄ  Ｐｙｒａｎｔｈｒｏｎｅ  Ｒｅｄ）及びＰｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅｄ  ２２６（Ｐｙｒａｎｔｈｒｏｎｅ  Ｒｅｄ）が挙げられる。ペリレンの代表的な例としては、Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅｄ  １２３（Ｖｅｒｍｉｌｌｉｏｎ）、Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅｄ  １４９（Ｓｃａｒｌｅｔ）、Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅｄ  １７９（Ｍａｒｏｏｎ）、Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅｄ  １９０（Ｒｅｄ）、Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｖｉｏｌｅｔ  １９、Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅｄ  １８９（Ｙｅｌｌｏｗ  Ｓｈａｄｅ  Ｒｅｄ）及びＰｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅｄ  ２２４が挙げられる。チオインジゴイドの代表的な例としては、Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅｄ  ８６、Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅｄ  ８７、Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅｄ  ８８、Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅｄ  １８１、Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅｄ  １９８、Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｖｉｏｌｅｔ  ３６、及びＰｉｇｍｅｎｔ  Ｖｉｏｌｅｔ  ３８が挙げられる。ヘテロ環イエローの代表的な例としては、Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  １、Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  ３、Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  １２、Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  １３、Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  １４、Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  １７、Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  ６５、Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  ７３、Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  ７４、Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  １５１、Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  １１７、Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  １２８及びＰｉｇｍｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  １３８が挙げられる。上述の顔料は、バスフ社、エンゲルハルド社（Ｅｎｇｅｌｈａｒｄ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）及びサンケミカル社をはじめとする、多数の発売元から粉末又は圧縮固形物の形態で市販されている。
【００３８】
用い得るブラック顔料の例には、カーボンブラックが含まれる。カーボン顔料には、許容し得る光学濃度及び印刷特性をもたらすほとんどの市販のカーボン顔料を用い得る。本発明の使用に適するカーボン顔料としては、限定はしないが、カーボンブラック、黒鉛、ガラス質炭素、木炭、及びそれらの組合せが挙げられる。そのようなカーボンブラック顔料は、チャネル法、コンタクト法、ファーネス法、アセチレン法、又はサーマル法のような様々な既知の方法で製造することができ、キャボット社、コロンビアンケミカル社（Ｃｏｌｕｍｂｉａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ  Ｃｏｍｐａｎｙ）、デグッサ社（Ｄｅｇｕｓｓａ  ＡＧ）、及びデュポン社（Ｅ．Ｉ．ＤｕＰｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏｍｐａｎｙ）のような発売元から市販されている。適切なカーボンブラック顔料としては、限定はしないが、ＭＯＮＡＲＣＨ  １４００、ＭＯＮＡＲＣＨ  １３００、ＭＯＮＡＲＣＨ  １１００、ＭＯＮＡＲＣＨ  １０００、ＭＯＮＡＲＣＨ  ９００、ＭＯＮＡＲＣＨ  ８８０、ＭＯＮＡＲＣＨ  ８００、ＭＯＮＡＲＣＨ  ７００、ＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ  ２００、及びＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ  ３００、ＲＥＧＡＬ、ＢＬＡＣＫ  ＰＥＡＲＳ、ＥＬＦＴＥＸ、ＭＯＧＵＬ、及びＶＵＬＣＡＮ顔料のようなキャボット社製の顔料；ＲＡＶＥＮ  ７０００、ＲＡＶＥＮ  ５７５０、ＲＡＶＥＮ  ５２５０、ＲＡＶＥＮ  ５０００、及びＲＡＶＥＮ  ３５００のようなコロンビアン社製の顔料；Ｃｏｌｏｒ  Ｂｌａｃｋ  ＦＷ２００、ＲＡＶＥＮ  ＦＷ２、ＲＡＶＥＮ  ＦＷ２Ｖ、ＲＡＶＥＮ  ＦＷ１、ＲＡＶＥＮ  ＦＷ１８、ＲＡＶＥＮ  Ｓ１６０、ＲＡＶＥＮ  ＦＷ  Ｓ１７０、Ｓｐｅｃｉａｌ  Ｂｌａｃｋ  ６、Ｓｐｅｃｉａｌ  Ｂｌａｃｋ  ５、Ｓｐｅｃｉａｌ  Ｂｌａｃｋ  ４Ａ、Ｓｐｅｃｉａｌ  Ｂｌａｃｋ  ４、ＰＲＩＮＴＥＸ  Ｕ、ＰＲＩＮＴＥＸ  １４０Ｕ、ＰＲＩＮＴＥＸ  Ｖ、及びＰＲＩＮＴＥＸ  １４０Ｖのようなデグッサ社製の顔料；デュポン社から入手し得るＴＩＰＵＲＥ  Ｒ−１０１がある。上記の顔料のリストには、非修飾顔料微粒子、小分子結合型顔料微粒子、及びポリマー分散型顔料微粒子が包含される。
【００３９】
同様に、広範なカラー顔料もまた、本発明に用いることができ、それ故、以下のリストに限定の意はない。例えば、カラー顔料は、ブルー、ブラウン、シアン、グリーン、ホワイト、バイオレット、マゼンタ、レッド、オレンジ、イエロー、並びにそれらの混合物とし得る。カラー顔料としては、キャボット社から入手可能な、ＣＡＢＯ−ＪＥＴ２５０Ｃ、ＣＡＢＯ−ＪＥＴ２６０Ｍ、及びＣＡＢＯ−ＪＥＴ２７０Ｙ；バスフ社から入手可能な、ＰＡＬＩＯＧＥＮ  Ｏｒａｎｇｅ、ＰＡＬＩＯＧＥＮ  Ｏｒａｎｇｅ  ３０４０、ＰＡＬＩＯＧＥＮ  Ｂｌｕｅ  Ｌ  ６４７０、ＰＡＬＩＯＧＥＮ  Ｖｉｏｌｅｔ  ５１００、ＰＡＬＩＯＧＥＮ  Ｖｉｏｌｅｔ  ５８９０、ＰＡＬＩＯＧＥＮ  Ｙｅｌｌｏｗ  １５２０、ＰＡＬＩＯＧＥＮ  Ｙｅｌｌｏｗ  １５６０、ＰＡＬＩＯＧＥＮ  Ｒｅｄ  ３８７１Ｋ、ＰＡＬＩＯＧＥＮ  Ｒｅｄ  ３３４０、ＨＥＬＩＯＧＥＮ  Ｂｌｕｅ  Ｌ６９０１Ｆ、ＨＥＬＩＯＧＥＮ  Ｂｌｕｅ  ＮＢＤ  ７０１０、ＨＥＬＩＯＧＥＮ  Ｂｌｕｅ  Ｋ７０９０、ＨＥＬＩＯＧＥＮ  Ｂｌｕｅ  Ｌ７１０１Ｆ、ＨＥＬＩＯＧＥＮ  Ｂｌｕｅ  Ｌ６９００、Ｌ７０２０、ＨＥＬＩＯＧＥＮ  Ｂｌｕｅ  Ｄ６８４０、ＨＥＬＩＯＧＥＮ  Ｂｌｕｅ  Ｄ７０８０、ＨＥＬＩＯＧＥＮ  Ｇｒｅｅｎ  Ｌ８７３０、ＨＥＬＩＯＧＥＮ  Ｇｒｅｅｎ  Ｋ８６８３、及びＨＥＬＩＯＧＥＮ  Ｇｒｅｅｎ  Ｌ９１４０；チバガイギー社から入手可能な、ＣＨＲＯＭＯＰＨＴＡＬ  Ｙｅｌｌｏｗ  ３Ｇ、ＣＨＲＯＭＯＰＨＴＡＬ  Ｙｅｌｌｏｗ  ＧＲ、ＣＨＲＯＭＯＰＨＴＡＬ  Ｙｅｌｌｏｗ  ８Ｇ、ＩＧＲＡＺＩＮ  Ｙｅｌｌｏｗ  ５ＧＴ、ＩＧＲＡＬＩＴＥ  Ｒｕｂｉｎｅ  ４ＢＬ、ＩＧＲＡＬＩＴＥ  Ｂｌｕｅ  ＢＣＡ、ＭＯＮＡＳＴＲＡＬ  Ｍａｇｅｎｔａ、ＭＯＮＡＳＴＲＡＬ  Ｓｃａｒｌｅｔ、ＭＯＮＡＳＴＲＡＬ  Ｖｉｏｌｅｔ  Ｒ、ＭＯＮＡＳＴＲＡＬ  Ｒｅｄ  Ｂ、及びＭＯＮＡＳＴＲＡＬ  Ｖｉｏｌｅｔ  Ｍａｒｏｏｎ  Ｂ；ホイバッハ社から入手可能な、ＤＡＬＡＭＡＲ  Ｙｅｌｌｏｗ  ＹＴ−８５８−Ｄ及びＨＥＵＣＯＰＨＴＨＡＬ  Ｂｌｕｅ  Ｇ  ＸＢＴ−５８３Ｄ；ヘキストスペシャルティケミカル（Ｈｏｅｃｈｓｔ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）社から入手可能な、Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  ＧＲ、Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  Ｇ、Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  ＤＨＧ、Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  ＮＣＧ−７１、Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  ＧＧ、Ｈａｎｓａ  Ｙｅｌｌｏｗ  ＲＡ、Ｈａｎｓａ  Ｂｒｉｌｌｉａｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  ５ＧＸ−０２、Ｈａｎｓａ  Ｙｅｌｌｏｗ−Ｘ、ＮＯＶＯＰＥＲＭ  Ｙｅｌｌｏｗ  ＨＲ、ＮＯＶＯＰＥＲＭ  Ｙｅｌｌｏｗ  ＦＧＬ、Ｈａｎｓａ  Ｂｒｉｌｌｉａｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  １０ＧＸ、Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  Ｇ３Ｒ−０１、ＨＯＳＴＡＰＥＲＭ  Ｙｅｌｌｏｗ  Ｈ４Ｇ、ＨＯＳＴＡＰＥＲＭ  Ｙｅｌｌｏｗ  Ｈ３Ｇ、Ｈｏｓｔａｐｅｒｍｅ  Ｏｒａｎｇｅ  ＧＲ、ＨＯＳＴＡＰＥＲＭ  Ｓｃａｒｌｅｔ  ＧＯ、ＨＯＳＴＡＰＥＲＭ  Ｐｉｎｋ  Ｅ、Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ  Ｒｕｂｉｎｅ  Ｆ６Ｂ、及びＨＯＳＴＡＦＩＮＥシリーズ；モバイケミカル社から入手可能な、ＱＵＩＮＤＯ  Ｍａｇｅｎｔａ、ＩＮＤＯＦＡＳＴ  Ｂｒｉｌｌｉａｎｔ  Ｓｃａｒ��ｅｔ、ＱＵＩＮＤＯ  Ｒｅｄ  Ｒ６７００、ＱＵＩＮＤＯ  Ｒｅｄ  Ｒ６７１３、及びＩＮＤＯＦＡＳＴ  Ｖｉｏｌｅｔ；サンケミカル社から入手可能な、Ｌ７４−１３５７  Ｙｅｌｌｏｗ、Ｌ７５−１３３１  Ｙｅｌｌｏｗ、及びＬ７５−２５７７  Ｙｅｌｌｏｗがある。その他の顔料の例としては、Ｎｏｒｍａｎｄｙ  Ｍａｇｅｎｔａ  ＲＤ−２４００、Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ  Ｖｉｏｌｅｔ  ＶＴ２６４５、Ａｒｇｙｌｅ  Ｇｒｅｅｎ  ＸＰ−１１１−Ｓ、Ｂｒｉｌｌｉａｎｔ  Ｇｒｅｅｎ  Ｔｏｎｅｒ  ＧＲ  ０９９１、Ｓｕｄａｎ  Ｂｌｕｅ  ＯＳ、ＰＶ  Ｆａｓｔ  Ｂｌｕｅ  Ｂ２ＧＯ１、Ｓｕｄａｎ  ＩＩＩ、Ｓｕｄａｎ  ＩＩ、Ｓｕｄａｎ  ＩＶ、Ｓｕｄａｎ  Ｏｒａｎｇｅ  Ｇ、Ｓｕｄａｎ  Ｏｒａｎｇｅ  ２２０、Ｏｒｔｈｏ  Ｏｒａｎｇｅ  ＯＲ  ２６７３、Ｌｉｔｈｏｌ  Ｆａｓｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  ０９９１Ｋ、Ｐａｌｉｏｔｏｌ  Ｙｅｌｌｏｗ  １８４０、Ｌｕｍｏｇｅｎ  Ｙｅｌｌｏｗ  Ｄ０７９０、Ｓｕｃｏ−Ｇｅｌｂ  Ｌ１２５０、Ｓｕｃｏ−Ｙｅｌｌｏｗ  Ｄ１３５５、Ｆａｎａｌ  Ｐｉｎｋ  Ｄ４８３０、Ｃｉｎｑｕａｓｉａ  Ｍａｇｅｎｔａ、Ｌｉｔｈｏｌ  Ｓｃａｒｌｅｔ  Ｄ３７００、Ｔｏｌｕｉｄｉｎｅ  Ｒｅｄ、Ｓｃａｒｌｅｔ  ｆｏｒ  Ｔｅｒｍｏｐｌａｓｔ  ＮＳＤ  ＰＳ  ＰＡ、Ｅ．Ｄ．Ｔｏｌｕｉｄｉｎｅ  Ｒｅｄ、Ｌｉｔｈｏｌ  Ｒｕｂｉｎｅ  Ｔｏｎｅｒ、Ｌｉｔｈｏｌ  Ｓｃａｒｌｅｔ  ４４４０、Ｂｏｎ  Ｒｅｄ  Ｃ、Ｒｏｙａｌ  Ｂｒｉｌｌｉａｎｔ  Ｒｅｄ  ＲＤ−８１９２、Ｏｒａｃｅｔ  Ｐｉｎｋ  ＲＦ、及びＬｉｔｈｏｌ  Ｆａｓｔ  Ｓｃａｒｌｅｔ  Ｌ４３００を挙げることができる。これらの顔料は、ヘキストセラニーズ社（Ｈｏｅｃｈｓｔ  Ｃｅｌａｎｅｓｅ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）、ポールユーリッヒ（Ｐａｕｌ  Ｕｈｌｉｃｈ）社、バスフ社、アメリカンヘキスト（Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｈｏｅｃｈｓｔ）社、チバガイギー社、アルドリッチ社、デュポン社、ユージーン クールマン オブ カナダ（Ｕｇｉｎｅ  Ｋｕｈｌｍａｎ  ｏｆ  Ｃａｎａｄａ）社、ドミニオンカラー社（Ｄｏｍｉｎｉｏｎ  Ｃｏｌｏｒ  Ｃｏｍｐａｎｙ）、マグルーダー（Ｍａｇｒｕｄｅｒ）社、及びマテソン（Ｍａｔｈｅｓｏｎ）社のような発売元から市販されている。その他の適切なカラー顔料の例は、Ｃｏｌｏｕｒ  Ｉｎｄｅｘ，３ｒｄ  ｅｄｉｔｉｏｎ（Ｔｈｅ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｏｆ  Ｄｙｅｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏｌｏｕｒｉｓｔｓ，１９８２）に記載されている。
【００４０】
特に挙げていないその他の顔料もまた、本明細書に提供した開示内容に基づいて、顔料に結合させるのに適し得る。上述の顔料は、単一にて、又は２つ以上を組合せて用いることができる。典型的に、本発明の顔料の直径は、約１０ｎｍ〜約１０μｍ、一態様では１０ｎｍ〜約５００ｎｍとし得るが、もし顔料が分散状態を維持し且つ適切なカラー特性をもたらすことができれば、この範囲外の径を用いてることもできる。本発明の１つの詳細な態様においては、当該顔料は、インクジェットインク組成物の約１ｗｔ％〜約２０ｗｔ％にて含有することができ、多くの場合、インクジェットインク組成物の約２ｗｔ％〜約５ｗｔ％にて含有することができる。
【００４１】
しばしば、顔料と染料は、実質的に同一の色を有することができる。このようにすることで、高分子着色剤は、顔料に起因して耐光性、耐水性、及び永続性を一方で改善しながら、染料の存在に起因して改善された彩度を有することができる。本発明の代替的な一実施形態では、顔料は、染料とは異なる色とし得る。例えば、顔料がブラック色を有し且つ染料がシアン又はマゼンタ色を有することができ、その結果、高分子着色剤は、ニュートラルグレーであるところの有効色を有することになる。あるいはまた、シアン及びマゼンタの両染料を同一のポリマー又は別々のポリマーに共有結合させて、次いで、それらを同一の顔料に結合させることができる。従って、一般的な事項として、２つ以上の種類の染料を同一のポリマー鎖に結合させることができる。加えて、２つ以上の種類のポリマー及び／又はポリマー−染料の組合せを顔料粒子に結合させることもできる。
【００４２】
本発明の高分子着色剤は、さらに、それに結合した分散剤を含むことができる。適切な分散剤を、顔料、ポリマー、及び／又は染料に結合させることができる。特定の一実施形態では、分散剤を顔料に結合させることができる。多くの場合において、本発明に従って顔料にポリマーを結合させることで、顔料に分散剤を直に結合させるための追加的な余地がもたらされる。他の実施形態では、分散剤をポリマーに結合させることが望まれる場合がある。染料の結合に用いたものと類似の反応性基を用いて、分散剤をポリマーに結合させることができる。さらに、分散剤を染料と同時に、又は別個のステップにおいて結合させることができる。一般に、染料、分散剤、及び顔料の結合順序は、具体的な製造設計に適合するよう調節することができる。多くの場合、結合順序は重要ではないが、たいていの場合、分散剤が結合しているポリマー−染料着色剤に、最終段階で顔料を結合させることができる。たいていの場合、当該反応性基にはカルボン酸を用いることができるが、ヒドロキシ、アミノ、無水物、スルホン酸、チオール、ハロトリアジン、マレイミド及びビニルスルホン等の反応性基を用いることもできる。
【００４３】
本発明の高分子染料への結合に有用な広範な分散剤が、当業者には既知である。適切な分散剤の広範な種類の非限定的な例としては、ポリアルキルグリコール、ポリアルキルイミン、アリールジカルボン酸（例えば、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸）、炭水化物、アクリレート、メタクリレート、トレハロース、及びそれらの異性体やそれらの組合せが挙げられる。一般的な事柄として、グリコール分散剤は、中性及び比較的高いｐＨで安定する傾向があり、一方、イミン分散剤は、比較的低いｐＨ（例えば、約４−６）で安定する傾向がある。特定の一実施形態では、当該分散剤には、ポリエチレングリコールを用いることができる。分散剤は分散安定性を改善するのに役立つばかりでなく、ブリード抑制を改善することもできる。幾つかの適切な分散剤の具体例としては、限定はしないが、ポリプロピレングリコール、ポリエチレンイミン、ポリエチレングリコール、トレハロース、及びそれらの組合せが挙げられる。幾つかの実施形態では、染料と結合しているポリマーは、顔料がポリマー分散型となるよう、分散剤であり得る。
【００４４】
本発明の他の任意選択の実施形態においては、高分子着色剤は、種々の安定化添加剤を含むことができる。そのような安定化添加剤は、改善された耐光性、オゾン耐性、立体安定性、静電安定性などをもたらし得る任意の官能基とし得る。適切な安定化添加剤の比限定的な具体例は、ＰＥＧ（立体安定性並びに特定の染料の溶解度を改善）、炭水化物（立体安定性）、ポリエチレンイミン（一般に酸性ｐＨにおいて静電安定性）、アクリレート（一般に高ｐＨにおいて静電安定性）等が挙げられる。本発明のさらなる利点としては、光褪色及び／又は空気への露出による劣化から、染料の保護性を改善し得ることである。これは、大多数の染料が、それが結合しているポリマーに埋没していたり、隣接するポリマー鎖に埋没していたりすることに起因する。
【００４５】
一般的事項として、本発明の高分子着色剤は、上述のような構造を有することができる。しかしながら、特定の一実施形態においては、当該高分子着色剤は、無水マレイン酸コポリマーをベースとする、式１に記載の一般構造を有し得る。
【００４６】
【化１】
2006124704.tif 000002
【００４７】
式中、ｘ、ｙ及びｚは、ポリマーが約２０，０００未満の分子量を有するように、ゼロではない正の整数であり；Ｒ１は、ｚが少なくとも３であり且つ染料、分散剤、及び連結基の各々が少なくとも１つずつは存在するという条件付で、顔料に結合している染料、分散剤、又は結合基であり；そしてＲ２は、疎水性基である。上記の構造が必ずしもブロックコポリマーを表すものではないことは理解されよう。そうではなく、簡潔に表すためにポリマーの構成単位を分離して記載したものであり、実際の実施形態では、ランダムコポリマー、ブロックコポリマー、又は記載したモノマー単位からなる他の任意の配列とし得る。Ｒ２は、スチレン、４−アルキルスチレン、アルキルアクリレート、メタクリレート、メチルビニルエーテル、アルキルビニルエーテル、酢酸ビニル、ビニルピロリドン等の多数の疎水性モノマーを用いて設けることができる。さらに、式１に記載するように無水マレイン酸を用いる場合、基ｚのモノマー単位は、一般に、Ｒ１基（即ち、染料、添加物、又は分散剤）と無水マレイン酸の無水物部分との反応によって形成される。従って、無水マレイン酸単位のもとの数は、ｚだけ減じられて、本発明の高分子着色剤の製造中にｙ個の無水マレイン酸単位を残すことになる。
【００４８】
さらに別のより詳細な態様では、高分子着色剤は、次の一般構造を有し得る。
【００４９】
【化２】
2006124704.tif 000003
【００５０】
式中、ａ、ｂ、及びｃは、ポリマーが約２０，０００未満の分子量をもつように、ゼロでない正の整数である。
【００５１】
インクジェット組成物
本発明の高分子着色剤は、限定はしないが、インク組成物、成形物品等のようなな用途において利用することができる。一態様では、本発明の高分子着色剤は、インクジェットインク組成物の一部として含有され得る。従って、本明細書に記載したような、高分子着色剤は、適切な液体ビヒクル中に分散させることができる。
【００５２】
さらに別の代替実施形態では、インクジェットインク組成物は、液体ビヒクル、ポリマー結合型染料、及び顔料から構成することができる。本実施形態では、ポリマー結合型染料は、ポリマーに共有結合している染料を含むことができ、当該染料は第１のカラーを有する。顔料は、第１のカラーとは色相が実質的に異なる第２のカラーを有することができる。
【００５３】
前述の場合、顔料は、必ずしも染料に結合されず且つ既知の原理に従って分散させることができる。従って、顔料は、高分子着色剤を形成するべく、ポリマー分散させるか、自己分散させるか、又はポリマー結合型染料に共有結合させることができる。本発明のさらに詳細な態様においては、当該ポリマーは、ポリマーに共有結合している少なくとも２つの異なる染料を有することができる。一態様では、染料の色は、シアン、マゼンタ、又はイエローとし得、顔料の色は、ブラックとし得る。
【００５４】
本発明のインクジェット可能なインク組成物は、典型的に、水、共溶媒、界面活性剤、緩衝剤、殺生物剤、金属イオン封止剤、粘度修正剤、湿潤剤、バインダー、可塑剤、定着剤、及び／又はその他の既知の添加物を含み得る、水性調合物、即ちインクビヒクルを用いて調製することができる。更に、本発明は、ブリード抑制能を向上させるために、反応性インクセットと共に用いることができる。典型的に、本発明のインクジェットインク組成物は、約０．８〜約８ｃｐｓという粘度を有し得る。本発明の一態様では、当該インクビヒクルは、インクジェットインク組成物の約７０ｗｔ％〜約９８ｗｔ％を構成し得る。
【００５５】
上述のように、共溶媒を本発明のインクジェット組成物に含有させることができる。本発明に使用される適切な共溶媒は、水溶性の有機共溶媒であり、限定はしないが、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、ラクタム、ホルムアミド、アセトアミド、長鎖アルコール、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、トリ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、グリコールブチルエーテル、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、アミド、エーテル、カルボン酸、エステル、有機スルフィド、有機スルホキシド、スルホン、アルコール誘導体、カルビトール、ブチルカルビトール、セロソルブ、エーテル誘導体、アミノアルコール、及びケトン等が挙げられる。例えば、共溶媒としては、炭素数３０以下の第１脂肪族アルコール、炭素数３０以下の第１芳香族アルコール、炭素数３０以下の第２脂肪族アルコール、炭素数３０以下の第２芳香族アルコール、炭素数３０以下の１，２−ジオール、炭素数３０以下の１，３−ジオール、炭素数３０以下の１，５−ジオール、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、ポリ（エチレングリコール）アルキルエーテル、ポリ（エチレングリコール）アルキルエーテルの高次の同族体、ポリ（プロピレングリコール）アルキルエーテル、ポリ（プロピレングリコール）アルキルエーテルの高次の同族体、ラクタム、置換ホルムアミド、未置換ホルムアミド、置換アセトアミド、及び未置換アセトアミドを挙げることができる。本発明の実施において好ましく用いられる共溶媒の具体例としては、限定はしないが、１，５−ペンタンジオール、２−ピロリドン、２−エチル−２−ヒドロキシメチル−１，３−プロパンジオール、ジエチレングリコール、３−メトキシブタノール、及び１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン等がある。共溶媒を添加することで、インク中の水の蒸発速度を低下させて詰まりを最小限としたり、粘度、ｐＨ、表面張力、光学濃度、及び印刷品質のようなインクのその他の諸特性を変更することができる。共溶媒の濃度は、約０ｗｔ％〜約５０ｗｔ％の範囲とし得る。
【００５６】
任意に、種々の緩衝剤もまた、本発明のインクジェットインク組成物に使用することができる。典型的な緩衝剤としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムのような、アルカリ金属の水酸化物；クエン酸；トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、及びジメチルエタノールアミンのようなアミン；及び本発明の着色剤の特性に干渉しないその他の塩基性又は酸性成分のようなｐＨ制御溶液が挙げられる。用いる場合、緩衝剤は、典型的に、インクジェットインク組成物の約１０ｗｔ％未満にて含有させる。
【００５７】
本発明の別の態様においては、種々の殺生物剤を用いて有害微生物の成長を阻害することができる。適切な殺生物剤の幾つかの非限定例としては、安息香酸塩、ソルビン酸塩、ＮＵＯＳＥＰＴ（ヌデックス社（Ｎｕｄｅｘ，Ｉｎｃ．）、ヒュルスアメリカ（Ｈｕｌｓ  Ａｍｅｒｉｃａ）社の１部門）、ＵＣＡＲＣＩＤＥ（ユニオンカーバイド社）、ＶＡＮＣＩＤＥ（ＲＴヴァンダービルト社）、及びＰＲＯＸＥＬ（アイシーアイ アメリカ社）のような市販品、及びその他の既知の殺生物剤が挙げられる。典型的に、前述の殺生物剤は、インクジェットインク組成物の約５ｗｔ％未満、多くの場合、約０．１ｗｔ％〜約０．２５ｗｔ％にて含有される。
【００５８】
本発明の別の態様においては、高分子着色剤を基材に固定化するように機能するバインダーを含むことができる。本発明の使用に適するバインダーは、典型的に、約１００〜約５０，０００ｇ／ｍｏｌの分子量を有する。非限定的な例としては、ポリエステル、ポリエステル−メラニン、スチレン−アクリル酸コポリマー、スチレン−アクリル酸−アルキルアクリレートコポリマー、スチレン−マレイン酸コポリマー、スチレン−マレイン酸−アルキルアクリレートコポリマー、スチレン−メタクリル酸コポリマー、スチレン−メタクリル酸−アルキルアクリレートコポリマー、スチレン−マレイン酸半エステルコポリマー、ビニルナフタレン−アクリル酸コポリマー、ビニルナフタレン−マレイン酸コポリマー、及びそれらの塩が挙げられる。
【００５９】
任意に、通常の水溶性界面活性剤、例えば、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（ＰＥＯ）ブロックコポリマー、アセチレンＰＥＯ、ＰＥＯエステル、ＰＥＯアミン、ＰＥＯアミド、及びジメチコンコポリオールを用いることもできる。これらの材料の幾つかは、商品名ＴＥＲＧＩＴＯＬ、ＳＵＲＦＹＮＯＬ、ＺＯＮＹＬ、ＴＲＩＴＯＮ、ＭＥＲＰＯＬ等を付して市販されている。用いる場合、界面活性剤は、インクジェットインク組成物の０．０１〜約１０ｗｔ％とし得る。
【００６０】
インクジェットインク組成物を調製した後は、当分野で周知のようにそれらを１つ又は複数のインクジェットペンの中に入れることができる。本発明の１つの詳細な態様では、本発明に従って基材上に画像を印刷するためのシステムは、インクジェットペンを形成するべく、それぞれ、インクジェットインク組成物を含んでいる少なくとも１つの射出チャンバを具備することができる。典型的なインクジェットペンは、サーマル、圧電、又はその他の既知のインクジェット技術を用いて、それを介してインクジェットインク組成物を基材に送出し得る複数のオリフィスを有するオリフィスプレートを具備し得る。
【００６１】
（実施例）
以下の実施例に、現在最もよく知られている本発明の実施形態を説明する。しかしながら、以下の実施例は、本発明の原理の応用についての単なる例示、説明に過ぎないことを理解されたい。当業者であれば、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、多数の修正及び代替の組成物、方法、並びにシステムを案出し得る。添付の特許請求の範囲は、そのような修正並びに代替の構成を網羅するよう意図したものである。従って、特定のものに関して本発明を説明してきたが、以下の実施例は、本発明の最も実用的且つ好ましい実施形態であると現在思われるものに関しさらに詳述するものである。
【実施例１】
【００６２】
染料Ｃ．Ｉ．Ａｃｉｄ  Ｒｅｄ  ４４０は、以下のようにして、スチレン無水マレイン酸ポリマー（ＳＭＡ  １０００）に結合させることができる。窒素雰囲気下で、フラスコ中の１リットルの乾燥ＤＭＦに、１１０ｇ（５４４ｍｍｏｌｅ無水物）のＳＭＡ  １０００を添加する。この懸濁液を撹拌しつつ、５０℃まで加熱することで、透明な溶液がもたらされる。この溶液に、窒素下で、８０．４ｇ（２２０ｍｍｏｌｅ）のＡＲ４４０染料、２２．３ｇ（２２０ｍｍｏｌｅ）のトリエチルアミン及び２．７ｇ（２２ｍｍｏｌｅ）のジメチルアミノピリジンを添加する。当該混合物を、この温度で少なくとも４時間撹拌する。当該混合物に、３６．４ｇ（３２０ｍｍｏｌｅ）の２−アミノエタンチオールヒドロクロリド、続いて、６４．８ｇ（６４０ｍｍｏｌｅ）のトリエチルアミンを添加する。その混合物を一晩撹拌し、その間に、窒素雰囲気下で室温まで冷却する。次いで、当該混合物を、氷冷却された余剰の１Ｎ塩酸に添加する。これによって、赤みを帯びたポリマー−染料の結合体が沈殿する。当該沈殿物をろ過し、１Ｎ  ＨＣＬで数回、続いて、脱イオン水で洗浄する。次いで、当該混合物を、室温の真空デシケータで乾燥させる。
【００６３】
上記染料−ポリマー結合体とｐｉｇｍｅｎｔ  ｒｅｄ  １２２との結合は、以下のように実施する。窒素下で１００ｍＬの１Ｎ  ＮａＯＨの撹拌溶液に、上述の２０ｇのポリマー−染料結合体を添加する。当該混合物を５０℃まで加熱して、完全に溶解させる。この透明なマゼンタ溶液に、２−（４−アミノフェニル）スルホニルエタンスルホナートで既に修飾されたｐｉｇｍｅｎｔ  ｒｅｄ  １２２の１０％水性分散物４００ｇを添加する。１Ｎ  ＮａＯＨをさらに２５ｍＬ添加することによって、ｐＨを約１２−１３まで上げ、そして当該混合物を窒素雰囲気下、室温にて一晩撹拌する。得られる分散物をアクリル酸ナトリウムでキャップし、ダイアフィルトレーションにより精製する。
【実施例２】
【００６４】
窒素雰囲気下で、フラスコ中の１リットルの乾燥ＤＭＦに、１１０ｇ（５４４ｍｍｏｌｅ無水物）のＳＭＡ  １０００を添加する。その懸濁液を撹拌しながら５０℃まで加熱することで、透明な溶液がもたらされる。この溶液に、４５．４ｇ（４００ｍｍｏｌｅ）の２−アミノエタンチオールヒドロクロリド及び１００ｇ（１００ｍｍｏｌｅ）のＪＥＦＦＡＭＩＮＥ  ＸＴＪ５０６（ハンツマン社（Ｈｕｎｔｓｍａｎ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）から入手できるポリオキシアルキレンアミン分散剤）を添加し、その混合物を窒素雰囲気下で約３０分間撹拌する。次いで、１０１．２ｇ（１ｍｏｌｅ）のトリエチルアミンを滴下添加する。当該混合物を、次いで、室温まで冷却し、窒素雰囲気下で一晩撹拌する。次いで、当該混合物を、氷冷却された余剰の１Ｎ塩酸に添加する。これによって、白色のポリマー沈殿物が生じる。その沈殿物をろ過し、１Ｎ  ＨＣＬで数回、続いて、脱イオン水で洗浄する。次いで、その混合物を室温の真空デシケーターで乾燥させる。
【００６５】
窒素下で、７００ｍＬの１Ｎ  ＮａＯＨの撹拌溶液に、上述の修飾されたＳＭＡポリマー１４０ｇを添加する。当該混合物を５０℃まで加熱して、完全に溶解させる。その溶液に、染料ｒｅａｃｔｉｖｅ  ｂｌｕｅ  １９の１０％水溶液５０２ｇ（８０ｍｍｏｌｅ）を添加する。１Ｎ  ＮａＯＨをさらに１５０ｍｌ添加することによって、そのｐＨを約１２−１３まで上げ、そして当該混合物を窒素雰囲気下、室温にて一晩撹拌する。次いで、当該混合物を、氷冷却された余剰の１Ｎ塩酸に添加する。これによって、染料−ポリマー結合体のブルーの沈殿物が生じる。当該沈殿物をろ過し、そして１Ｎ  ＨＣＬで数回、続いて、脱イオン水で洗浄する。次いで、その混合物を、室温の真空デシケーターで乾燥させる。
【００６６】
上記の染料−ポリマー結合体とカーボンブラック顔料との結合は、以下のように実行する。窒素下で１００ｍＬの１Ｎ  ＮａＯＨの撹拌溶液に、上述の染料−ポリマー結合体２０ｇを添加する。当該混合物を５０℃まで加熱して、完全に溶解させる。この透明なブルーの溶液に、２−（４−アミノフェニル）スルホニルエタンスルホナートで既に修飾されたカーボンブラックの１０％水性分散物４００ｇを添加する。１Ｎ  ＮａＯＨをさらに２５ｍｌ添加することによって、そのｐＨを約１２−１３まで上げ、そして当該混合物を窒素雰囲気下、室温にて一晩撹拌する。得られる分散物をアクリル酸ナトリウムでキャップし、ダイアフィルトレーションにより精製する。
【００６７】
上述の構成は、本発明の原理の応用を単に説明するものであることは分かろう。代表的な実施形態に関して本発明を説明してきたが、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、多数の修正及び代替の構成を案出することができる。特許請求の範囲に記載の本発明の原理及び概念から逸脱することなく、多数の修正をなし得ることは、当業者には明らかであろう。