(57)【要約】      （修正有）【課題】抗菌インク用途に適した水性インク組成物に使用するための水分散性を有する複合体、及び抗菌水性インク組成物の提供。【解決手段】スルホン化ポリエステルナトリウムが少なくとも約３．５モル％のスルホン化度を有する、スルホン化ポリエステルナトリウムマトリックスと、該マトリックス内に分散された複数の銀ナノ粒子とを含む複合体。水と該複合体とを含む水性インク組成物。少なくとも約３．５モル％のスルホン化度を有する水中のスルホン化ポリエステルナトリウム樹脂を加熱することと、銀（Ｉ）イオンの溶液を水中の加熱した樹脂に添加して混合物を形成することと、任意に、該混合物に還元剤を添加することと、該マトリックスおよび該マトリックス内に分散された複数の銀ナノ粒子を含む複合体粒子のエマルジョンを形成することとを含む方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スルホン化ポリエステルナトリウムマトリックスであって、
前記スルホン化ポリエステルナトリウムが、少なくとも約３．５モル％のスルホン化度を有する、スルホン化ポリエステルナトリウムマトリックスと、
前記マトリックス内に分散された複数の銀ナノ粒子と、を含む、複合体。
【請求項２】
前記スルホン化ポリエステルナトリウムが、少なくとも約３．５モル％〜約１５モル％のスルホン化度を有する、請求項１に記載の複合体。
【請求項３】
前記スルホン化ポリエステルナトリウムが、少なくとも約７．５モル％のスルホン化度を有する、請求項１に記載の複合体。
【請求項４】
前記スルホン化ポリエステルナトリウムが、少なくとも約７．５モル％〜約１０モル％のスルホン化度を有する、請求項１に記載の複合体。
【請求項５】
前記スルホン化ポリエステルナトリウムマトリックスが、分岐ポリマーを含む、請求項１に記載の複合体。
【請求項６】
前記スルホン化ポリエステルナトリウムマトリックスが、直鎖ポリマーを含む、請求項１に記載の複合体。
【請求項７】
前記スルホン化ポリエステルナトリウムマトリックスが、ポリ（１，２−プロピレン−５−スルホイソフタレート）、ポリ（ネオペンチレン−５−スルホイソフタレート）、ポリ（ジエチレン−５−スルホイソフタレート）、コポリ（１，２−プロピレン−５−スルホイソフタレート）−コポリ−（１，２−プロピレン−テレフタレート）、コポリ−（１，２−プロピレンジエチレン−５−スルホイソフタレート）、コポリ−（１，２−プロピレン−ジエチレン−テレフタレートフタレート）、コポリ（エチレン−ネオペンチレン−５−スルホイソフタレート）−コポリ−（エチレン−ネオペンチレン−テレフタレートフタレート）、およびコポリ（プロポキシル化ビスフェノールＡ）−コポリ−（プロポキシル化ビスフェノールＡ−５−スルホイソフタレート）からなる群から選択されるポリマーのナトリウム塩である、請求項１に記載の複合体。
【請求項８】
前記スルホン化ポリエステルナトリウムマトリックスが、トリメチロールプロパン、１，２−プロパンジオール、ジエチレングリコール、およびそれらの組み合わせからなる群から選択されるポリオールモノマー単位を含む、請求項１に記載の複合体。
【請求項９】
前記スルホン化ポリエステルナトリウムマトリックスが、テレフタル酸、スルホン化イソフタル酸、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される二酸モノマー単位を含む、請求項１に記載の複合体。
【請求項１０】
前記複合体が、約５ナノメートル〜約５００ナノメートルの範囲の粒径を有する、請求項１に記載の複合体。
【請求項１１】
前記複合体が、約５ナノメートル〜約５５ナノメートルの範囲の粒径を有する、請求項１に記載の複合体。
【請求項１２】
前記銀ナノ粒子が、銀および１種以上の他の金属を含む銀複合体を含むか、
前記銀ナノ粒子が、銀および１種以上の非金属を含む銀複合体を含むか、または
前記銀ナノ粒子が、銀、１種以上の他の金属、および１種以上の非金属を含む銀複合体を含む、請求項１に記載の複合体。
【請求項１３】
水性インク組成物であって、
水と、
任意の共溶媒と、
任意の着色剤と、
スルホン化ポリエステルナトリウムマトリックスを含む複合体であって、
前記スルホン化ポリエステルナトリウムが、少なくとも約３．５モル％のスルホン化度を有し、かつ、前記マトリックス内に分散された複数の銀ナノ粒子を有する複合体と、を含む、水性インク組成物。
【請求項１４】
前記スルホン化ポリエステルナトリウムマトリックスが、分岐ポリマーを含むか、または
前記スルホン化ポリエステルナトリウムマトリックスが、直鎖ポリマーを含む、請求項１３に記載のインク組成物。
【請求項１５】
前記スルホン化ポリエステルマトリックスが、ポリ（１，２−プロピレン−５−スルホイソフタレート）、ポリ（ネオペンチレン−５−スルホイソフタレート）、ポリ（ジエチレン−５−スルホイソフタレート）、コポリ（１，２−プロピレン−５−スルホイソフタレート）−コポリ−（１，２−プロピレン−テレフタレート）、コポリ−（１，２−プロピレンジエチレン−５−スルホイソフタレート）、コポリ−（１，２−プロピレン−ジエチレン−テレフタレートフタレート）、コポリ（エチレン−ネオペンチレン−５−スルホイソフタレート）−コポリ−（エチレン−ネオペンチレン−テレフタレートフタレート）、およびコポリ（プロポキシル化ビスフェノールＡ）−コポリ−（プロポキシル化ビスフェノールＡ−５−スルホイソフタレート）からなる群から選択されるポリマーのナトリウム塩である、請求項１３に記載のインク組成物。
【請求項１６】
水中のスルホン化ポリエステルナトリウム樹脂を加熱することであって、前記スルホン化ポリエステルナトリウムが、少なくとも約３．５モル％のスルホン化度を有する、加熱することと、
水中の前記加熱された樹脂に銀（Ｉ）イオンの溶液を添加して混合物を形成することと、
任意に、前記混合物に還元剤を添加することと、
スルホン化ポリエステルナトリウムマトリックスおよび前記スルホン化ポリエステルナトリウムマトリックス内に配置された複数の銀ナノ粒子を含む複合粒子のエマルジョンを形成することと、を含む、方法。
【請求項１７】
前記スルホン化ポリエステルナトリウムマトリックスが、ポリ（１，２−プロピレン−５−スルホイソフタレート）、ポリ（ネオペンチレン−５−スルホイソフタレート）、ポリ（ジエチレン−５−スルホイソフタレート）、コポリ（１，２−プロピレン−５−スルホイソフタレート）−コポリ−（１，２−プロピレン−テレフタレート）、コポリ−（１，２−プロピレンジエチレン−５−スルホイソフタレート）、コポリ−（１，２−プロピレン−ジエチレン−テレフタレートフタレート）、コポリ（エチレン−ネオペンチレン−５−スルホイソフタレート）−コポリ−（エチレン−ネオペンチレン−テレフタレートフタレート）、およびコポリ（プロポキシル化ビスフェノールＡ）−コポリ−（プロポキシル化ビスフェノールＡ−５−スルホイソフタレート）からなる群から選択されるポリマーのナトリウム塩である、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
銀（Ｉ）イオン源が、硝酸銀、スルホン酸銀、フッ化銀、過塩素酸銀、乳酸銀、四フッ化ホウ酸銀、酸化銀、および酢酸銀から選択される、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
請求項１６に記載の複合体粒子を、水、任意の着色剤、および任意の共溶媒と組み合わせて、水性インク組成物を形成することをさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
前記複合体粒子が、約５ナノメートル〜約５５ナノメートルの範囲の粒径を有する、請求項１６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示されるのは、スルホン化ポリエステルナトリウムマトリックスであって、スルホン化ポリエステルナトリウムが、少なくとも約３．５モル％のスルホン化度を有する、スルホン化ポリエステルナトリウムマトリックスと、該マトリックス内に分散された複数の銀ナノ粒子と、を含む複合体である。水と、任意の共溶媒と、任意の着色剤と、スルホン化ポリエステルナトリウムマトリックスであって、スルホン化ポリエステルナトリウムが、少なくとも約３．５モル％のスルホン化度を有する、スルホン化ポリエステルナトリウムマトリックスと、該マトリックス内に分散された複数の銀ナノ粒子を含む複合体と、を含む水性インク組成物がさらに開示される。水中のスルホン化ポリエステルナトリウム樹脂を加熱することであって、スルホン化ポリエステルナトリウムが、少なくとも約３．５モル％のスルホン化度を有する、加熱することと、銀（Ｉ）イオンの溶液を水中の加熱した樹脂に添加して混合物を形成することと、該混合物に還元剤を添加することと、スルホン化ポリエステルナトリウムマトリックスおよび該スルホン化ポリエステルナトリウムマトリックス内に分散された複数の銀ナノ粒子を含む複合体粒子のエマルジョンを形成することと、を含む方法がさらに開示される。
【０００２】
ほんの数例を挙げれば、特に病院、診療所、飛行機、およびクルーズ船内の表面および物体との接触による細菌および真菌の汚染に関する問題が増えている。例えば、胃腸炎に罹患している個人は、手すり、共用器具、エレベーターのボタン等に触れることによって容易に病気を蔓延させることができる。場合によっては、汚染は、特にノロウイルスまたはＥｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ  ｃｏｌｉおよびＳａｌｍｏｎｅｌｌａの特定菌株に起因する食中毒によって引き起こされるグルーズ船上で得られた胃腸炎の発生の例において致命的であり得る。別の細菌であるＳｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  ａｕｒｅｕｓは、多くの病気および皮膚炎症の主な原因である。このクラスの抗生物質メチシリンおよび他の薬物に耐性であるメチシリン耐性（ＭＲＳＡとして知られている）であるタイプのＳｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  ａｕｒｅｕｓが存在する。
【０００３】
微生物の増殖を防止するためのポリマー、インクトナー等の材料における有機殺生物剤の使用は、例えば、米国特許６，２１０，４７４号（ここでその全体が参照により本明細書に組み込まれる）に記載されている。しかしながら、印刷されたインクまたはトナーの印刷された状態またはコーティングされた状態における抗菌効果は、記載も実証もされていない。同様に、多くの抗菌活性化合物は、水性インクジェットインク配合物と適合しないか、またはジメチルスルホキシドなどの溶剤を使用することを含む。また、いくつかのインクジェットインク組成物は、金属光沢プリントを生成するために銀または金粒子さえ含んでいるが、抗菌効果を有することは記載も実証もされていない。例えば、光輝性顔料を含有するインク組成物を含むインクジェット記録方法を記載した、米国特許第８，６１６，６９４号（ここでその全体が参照により本明細書に組み込まれる）を参照されたい。
【０００４】
米国特許出願第２０１３／０１８９４９９号（ここでその全体が参照により本明細書に組み込まれる）は、溶媒と、硫酸銀殺生物剤を含む銀塩殺生物剤との混合物を含むインクを記載している。ここでは、クリアインクまたは着色インクを基材に像様に塗布し、クリアインクまたは着色インクを基材に固定することにより、抗菌および抗真菌保護を提供する効果的なコーティングまたは画像物品が形成される。
【０００５】
米国特許第９，６１７，４３７号（ここでその全体が参照により本明細書に組み込まれる）は、その要約において、水と、任意の共溶媒と、任意の着色剤と、マトリックス内に分散された複数の銀ナノ粒子を有するスルホン化ポリエステルマトリックスを含む複合体と、を含む水性インク組成物を記載している。プロセスは、水性インクをインクジェット印刷装置に組み込むことと、像様パターンでインクの液滴を中間転写部材上に、または最終画像受容基材上に直接的に射出することと、任意に画像を加熱して溶媒を部分的または完全に除去することと、任意に、中間転写部材が使用される場合、像様パターンのインクを中間転写部材から最終記録基材に転写することとを含む。
【０００６】
水性抗菌インク組成物の必要性が残っている。さらに、印刷されたインクの印刷された状態またはコーティングされた状態において抗菌効果を有する水性抗菌インク組成物の必要性が残っている。さらに、環境に優しく、有機溶媒を必要としない、印刷されたインクの印刷された状態またはコーティングされた状態において抗菌効果を有する水性抗菌インク組成物の必要性が残っている。さらに、抗菌インク用途に適した改良されたポリマー結合剤の必要性が残っている。さらに、水性インク組成物に使用するための改善された水分散性を有する複合体の必要性が残っている。
【０００７】
前述の米国特許および特許公開の各々の適切な構成要素およびプロセス態様は、その実施形態において本開示のために選択されてもよい。さらに、本出願を通して、様々な刊行物、特許、および公開された特許出願は、特定の引用によって参照される。本願に関連する刊行物、特許および公開された特許出願の開示は、本発明が関係する技術水準をより完全に説明するために、本開示に参考として組み込まれる。
【０００８】
スルホン化ポリエステルナトリウムマトリックスであって、スルホン化ポリエステルナトリウムが、少なくとも約３．５モル％のスルホン化度を有する、スルホン化ポリエステルナトリウムマトリックスと、該マトリックス内に分散された複数の銀ナノ粒子と、を含む複合体が記載される。
【０００９】
水と、任意の共溶媒と、任意の着色剤と、スルホン化ポリエステルナトリウムマトリックスであって、スルホン化ポリエステルナトリウムが、少なくとも約３．５モル％のスルホン化度を有する、スルホン化ポリエステルナトリウムマトリックスと、該マトリックス内に分散された複数の銀ナノ粒子を含む複合体と、を含む水性インク組成物もまた記載される。
【００１０】
水中のスルホン化ポリエステルナトリウム樹脂を加熱することであって、スルホン化ポリエステルナトリウムが、少なくとも約３．５モル％のスルホン化度を有する、加熱することと、銀（Ｉ）イオンの溶液を水中の加熱した樹脂に添加して混合物を形成することと、該混合物に還元剤を添加することと、スルホン化ポリエステルナトリウムマトリックスおよび該スルホン化ポリエステルナトリウムマトリックス内に分散された複数の銀ナノ粒子を含む複合体粒子のエマルジョンを形成することと、を含む方法もまた記載される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】抗菌特性を有する銀含有スルホン化ポリエステルラテックス材料を調製するための方法の概略図を示す。
【００１２】
様々な程度のスルホン化を有するスルホポリエステル材料が提供され、これは銀ナノ粒子負荷、粘度、耐水性、表面仕上げ、およびそれらの組み合わせを含む所望の特性のためのインク組成物の調整を可能にする。
【００１３】
実施形態では、スルホン化ポリエステルナトリウムマトリックスであって、スルホン化ポリエステルナトリウムが、少なくとも約３．５モル％のスルホン化度を有する、スルホン化ポリエステルナトリウムマトリックスと、該マトリックス内に分散された複数の銀ナノ粒子と、を含む複合体が提供される。
【００１４】
実施形態では、スルホン化ポリエステルナトリウムは、高いスルホン化度を有する。実施形態では、スルホン化ポリエステルナトリウムは、少なくとも約３．５モル％、少なくとも約４モル％、少なくとも約７モル％、少なくとも約７．５モル％、少なくとも約１０モル％、少なくとも約１５モル％、または少なくとも約２０モル％のスルホン化度を有する。実施形態では、スルホン化ポリエステルナトリウムは、少なくとも約３．５モル％〜約２０モル％、または少なくとも約３．５モル％〜約１５モル％、または少なくとも約３．５モル％〜約１０モル％のスルホン化度を有する。実施形態では、スルホン化ポリエステルナトリウムは、少なくとも約３．５モル％〜約３．７５モル％のスルホン化度を有する。他の実施形態では、スルホン化ポリエステルナトリウムは、少なくとも約４モル％〜約５．５モル％のスルホン化度を有する。特定の他の実施形態では、スルホン化ポリエステルナトリウムは、少なくとも約７．０モル％〜約７．５モル％のスルホン化度を有する。特定の他の実施形態では、スルホン化ポリエステルナトリウムは、少なくとも約７．５モル％〜約１０モル％のスルホン化度を有する。
【００１５】
本明細書中で使用される場合、モル％は、例えば、最終樹脂中に存在するスルホン化モノマーのモルのパーセンテージを指し、例えば（仕込みモルＤＭＳＩＰ（ジメチル−５−スルホイソフタレートナトリウム塩）／（より少ない過剰モルグリコールの仕込み総モル）×１００％）を指す。
【００１６】
実施形態では、ポリマーは、１：１の比の全二酸および全ジオールから作製される。反応中に除去される（蒸留される）配合物中に過剰のグリコールが存在する。以下の計算例を使用して、スルホン化モル％を決定することができる。
ソジオのモル％＝（ＩＳＰＴのモル）／２（ＩＳＰＴのモル＋ＤＭＴのモル）
【００１７】
【表１】
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【００１８】
ここでＤＭＴは、ジメチルテレフタレートであり、
【００１９】
ＩＳＰＴは、ナトリウム５−スルホイソフタル酸であり、
【００２０】
ＰＧは、ポリエチレングリコールであり、
【００２１】
ＤＥＧは、ジエチレングリコールであり、
【００２２】
ＴＭＰは、トリメチロールプロパンである。
【００２３】
スルホン化ポリエステルは、自己分散性ポリマーであり、追加の界面活性剤を必要とせずに水中に分散され得ることを意味する。スルホン化度を変えることによって、実施形態では、少なくとも約３．５モル％のスルホン化などの高いスルホン化度を提供することによって、本実施形態は、分散サイズおよび銀イオンの取り込み能力の調整を可能にし、次いで、透明性、粘度、膜均一性等、およびそれらの組み合わせを含む材料特性、ならびに銀ナノ粒子分布を選択する能力を可能にする。
【００２４】
実施形態では、複合体は、水中のソジオスルホン化ポリエステル樹脂粒子の自己組織化中に銀（Ｉ）イオンを同時に還元することにより、銀ナノ粒子（ＡｇＮＰ）を合成することによって調製される。バルク溶媒として水を用いる方法は、有機溶媒を含まない環境にやさしい方法である。この方法は効率的であり、ポリマー金属ナノ複合体を調製するために最小限の時間を要する。
【００２５】
したがって、銀スルホン化ポリエステル複合体は、本明細書において、水中でのソジオスルホン化ポリエステル樹脂粒子の自己組織化中に同時に銀（Ｉ）イオンの還元により、銀ナノ粒子（ＡｇＮＰ）を合成することによって調製される。バルク溶媒として水を用いる方法は、有機溶媒を含まない環境にやさしい方法である。この方法は効率的であり、ポリマー金属ナノ複合体を調製するために最小限の時間を要する。理論に束縛されるものではないが、銀イオンは、ソジオスルホン化ポリエステルの自己組織化中にポリマーマトリックス内に閉じ込められ、同時にＡｇＮＰに還元されると仮定されている。さらなる背景詳細については、米国特許出願第１４／５３１，９００号（ここでその全体が参照より本明細書に組み込まれる）を参照されたい。
【００２６】
銀スルホン化ポリエステル複合体は、図１に示すように、水中でのポリマーの自己組織化または分散中に同時に合成される。図１を参照すると、スルホン化ポリエステルは、例えば、約９０℃の温度で水に分散され、疎水性樹脂コアおよび親水性表面スルホン化基を提供する。銀塩、例えば硝酸銀を、任意の還元剤と共に添加して、銀含有スルホン化ポリエステル複合体を得る。
【００２７】
したがって、ソジオスルホン化ポリエステルは、銀イオンのための担体および銀ナノ複合体の原位置合成のための有機マトリックスの両方として役割を果たす。還元剤は、ソジオスルホン化ポリエステルの自己組織化中に添加され、硝酸銀を銀ナノ粒子（ＡｇＮＰ）に還元してよく分散した粒子をもたらす。ポリエステルマトリックスは、ＡｇＮＰの凝集を阻害することが想定されるため、重要な役割を果たす。その一方で、スルホン化ポリエステルの多孔性により、銀イオンがポリマーマトリックス全体に拡散および／または吸収され、ポリエステルのスルホネート官能基との妨害されない相互作用が可能になる。任意に、還元剤は、銀イオンの還元に用いられ、この還元剤もまたポリエステルマトリックス全体に自由に拡散し、ポリエステル粒子の表面および内部でのよく分散したＡｇＮＰの形成を促進する。有利に、このプロセスは、予め形成されたナノ粒子を用いて従来の方法を悩ますナノ粒子の凝集を最小にする。スルホン化ポリマーマトリックスは、ＡｇＮＰを分散した状態に保つと同時に、複合体の全体的な化学的かつ機械的安定性を維持する上で重要な役割を果たす。
【００２８】
本明細書に開示されるスルホン化ポリエステル樹脂は、鎖に沿って結合した親水性スルホネート基を提示しながら、疎水性骨格を有するように選択されている。理論に束縛されるものではないが、水中に入れて加熱した場合、疎水性部分は互いに相互作用して、親水性スルホネート基が周囲の水に面する疎水性コアを形成し、コロイド分散液を安定化するために典型的に必要とされる界面活性剤または分散剤などの追加の試薬を必要とせずに、高次の球状ナノ粒子へのスルホン化ポリエステルの自己組織化をもたらす。したがって、水に不溶性である疎水性骨格および水溶性親水性スルホネート基がマクロ界面活性剤として作用する、両親媒性ポリエステルを伴うより高次のものが存在する。これは、水性媒体中で自己会合、自己組織化、自己分散性ナノ粒子をもたらし、ミセル様凝集体を産出する。ミセル内およびその周囲の銀ナノ粒子の形成は、硝酸銀および還元剤を添加すると二次的に起こる。
【００２９】
実施形態では、スルホン化ポリエステルマトリックスと、該マトリックス内に分散された複数の銀ナノ粒子と、を含む複合体が提供される。
【００３０】
実施形態では、スルホン化ポリエステルマトリックスは、分岐ポリマーである。実施形態では、スルホン化ポリエステルマトリックスは、直鎖ポリマーである。分岐または直鎖ポリマーの選択は、とりわけ、複合体製品の下流適用に依存し得る。直鎖ポリマーを使用して、繊維のストランドを作成するか、または強力なメッシュ様構造を形成することができる。分岐ポリマーは、得られた複合体材料に熱可塑性を与えるのに有用であり得る。
【００３１】
直鎖非晶質および分岐非晶質スルホン化ポリエステル樹脂はいずれも、アルカリスルホン化ポリエステル樹脂である。それぞれのスルホン化ポリエステル樹脂中のアルカリ金属は、独立して、リチウム、ナトリウム、またはカリウムであってもよい。特定の実施形態では、それぞれのスルホン化ポリエステル樹脂中のアルカリ金属はナトリウムである。
【００３２】
実施形態では、スルホン化ポリエステルマトリックスは、ポリ（１，２−プロピレン−５−スルホイソフタレート）、ポリ（ネオペンチレン−５−スルホイソフタレート）、ポリ（ジエチレン−５−スルホイソフタレート）、コポリ（１，２−プロピレン−５−スルホイソフタレート）−コポリ−（１，２−プロピレン−テレフタレート）、コポリ−（１，２−プロピレンジエチレン−５−スルホイソフタレート）、コポリ−（１，２−プロピレン−ジエチレン−テレフタレートフタレート）、コポリ（エチレン−ネオペンチレン−５−スルホイソフタレート）−コポリ−（エチレン−ネオペンチレン−テレフタレートフタレート）、およびコポリ（プロポキシル化ビスフェノールＡ）−コポリ−（プロポキシル化ビスフェノールＡ−５−スルホイソフタレート）からなる群から選択される。したがって、実施形態では、スルホン化ポリエステルマトリックスは、ポリ（１，２−プロピレン−５−スルホイソフタレート）、ポリ（ネオペンチレン−５−スルホイソフタレート）、ポリ（ジエチレン−５−スルホイソフタレート）、コポリ（１，２−プロピレン−５−スルホイソフタレート）−コポリ−（１，２−プロピレン−テレフタレート）、コポリ−（１，２−プロピレンジエチレン−５−スルホイソフタレート）、コポリ−（１，２−プロピレン−ジエチレン−テレフタレートフタレート）、コポリ（エチレン−ネオペンチレン−５−スルホイソフタレート）−コポリ−（エチレン−ネオペンチレン−テレフタレートフタレート）、およびコポリ（プロポキシル化ビスフェノールＡ）−コポリ−（プロポキシル化ビスフェノールＡ−５−スルホイソフタレート）からなる群から選択されるポリマーのリチウム、カリウム、またはナトリウム塩、特定の実施形態ではナトリウム塩である。
【００３３】
一般に、スルホン化ポリエステルは、ｎおよびｐセグメントが分離された以下の一般構造、またはそれらのランダムコポリマーを有することができる。
【００３４】
【化１】
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【００３５】
式中、Ｒは、例えば、エチレン、プロピレン、ブチレン、オキシアルキレンジエチレンオキシド等の２〜約２５個の炭素原子のアルキレンであり、Ｒ′は、例えば、ベンジレン、ビスフェニレン、ビス（アルキルオキシ）ビスフェノール等の約６〜約３６個の炭素原子のアリーレンであり、ｐおよびｎは、例えば約１０〜約１００，０００などのランダムに繰り返すセグメントの数を表す。
【００３６】
実施形態では、スルホン化ポリエステルは、以下の構造を有するスルホン化ポリエステルナトリウムである。
【００３７】
【化２】
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【００３８】
式中、Ｒは、例えば、エチレン、プロピレン、ブチレン、オキシアルキレンジエチレンオキシド等の２〜約２５個の炭素原子のアルキレンであり、Ｒ１は、例えば、エチレン、プロピレン、ブチレン、オキシアルキレンジエチレンオキシド等の２〜約２５個の炭素原子のアルキレン、もしくは例えば、ベンジレン、ビスフェニレン、ビス（アルキルオキシ）、ビスフェノレン等の約６〜約３６個の炭素原子のアリーレンであるか、または実施形態では、ＲおよびＲ１は各々、例えば約２〜約１０個の炭素原子のアルキレンであり、ｘ、ｙ、およびｚは、例えば約１０〜約１００，０００などのランダムに繰り返すセグメントの数を表し、実施形態では、ｙは、約３．５モル％、もしくは約３．５モル％以上、もしくは少なくとも約３．５モル％〜約２０モル％、もしくは少なくとも約３．５モル％〜約１５モル％、もしくは少なくとも約３．５モル％〜約１０モル％の樹脂である。
【００３９】
例としては、米国特許第７，３１２，０１１号に開示されているものがさらに含まれ、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。非晶質アルカリスルホン化ポリエステル系樹脂の特定の例としては、コポリ（エチレン−テレフタレート）−コポリ−（エチレン−５−スルホ−イソフタレート）、コポリ（プロピレン−テレフタレート）−コポリ（プロピレン−５−スルホ−イソフタレート）、コポリ（ジエチレン−テレフタレート）−コポリ（ジエチレン−５−スルホ−イソフタレート）、コポリ（プロピレン−ジエチレン−テレフタレート）−コポリ（プロピレン−ジエチレン−５−スルホ−イソフタレート）、コポリ（プロピレン−ブチレン−テレフタレート）−コポリ（プロピレン−ブチレン−５−スルホ−イソフタレート）、コポリ（プロポキシル化ビスフェノール−Ａ−フマレート）−コポリ（プロポキシル化ビスフェノールＡ−５−スルホ−イソフタレート）、コポリ（エトキシル化ビスフェノール−Ａ−フマレート）−コポリ（エトキシル化ビスフェノール−Ａ−５−スルホ−イソフタレート）、およびコポリ（エトキシル化ビスフェノール−Ａ−マレエート）−コポリ（エトキシル化ビスフェノール−Ａ−５−スルホ−イソフタレート）が挙げられるが、これらに限定されず、アルカリ金属は、例えば、ナトリウム、リチウム、またはカリウムイオンであり、特定の実施形態では、ナトリウムイオンである。結晶性アルカリスルホン化ポリエステル系樹脂の例としては、アルカリコポリ（５−スルホイソフタロイル）−コ−ポリ（エチレン−アジペート）、アルカリコポリ（５−スルホイソフタロイル）−コポリ（プロピレン−アジペート）、アルカリコポリ（５−スルホイソフタロイル）−コポリ（ブチレン−アジペート）、アルカリコポリ（５−スルホ−イソフタロイル）−コポリ（ペンチレン−アジペート）、およびアルカリコポリ（５−スルホ−イオスフタロイル）−コポリ（オクチレン−アジペート）、アルカリコポリ（５−スルホ−イソフタロイル）−コポリ（エチレン−アジペート）、アルカリコポリ（５−スルホ−イソフタロイル）−コポリ（プロピレン−アジペート）、アルカリコポリ（５−スルホ−イソフタロイル）−コ−ポリ（ブチレン−アジペート）、アルカリコポリ（５−スルホ−イソフタロイル）−コポリ（ペンチレン−アジペート）、アルカリコポリ（５−スルホ−イソフタロイル）−コポリ（ヘキシレン−アジペート）、アルカリコポリ（５−スルホ−イソフタロイル）−コポリ（オクチレン−アジペート）、アルカリコポリ（５−スルホイソフタロイル）−コポリ（エチレン−スクシネート）、アルカリコポリ（５−スルホイソフタロイル−コポリ（ブチレン−スクシネート）、アルカリコポリ（５−スルホイソフタロイル）−コポリ（ヘキシレン−スクシネート）、アルカリコポリ（５−スルホイソフタロイル）−コポリ（オクチレン−スクシネート）、アルカリコポリ（５−スルホ−イソフタロイル）−コポリ（エチレン−セバケート）、アルカリコポリ（５−スルホ−イソフタロイル）−コポリ（プロピレン−セバケート）、アルカリコポリ（５−スルホ−イソフタロイル）−コポリ（ブチレン−セバケート）、アルカリコポリ（５−スルホ−イソフタロイル）−コポリ（ペンチレン−セバケート）、アルカリコポリ（５−スルホ−イソフタロイル）−コポリ（ヘキシレン−セバケート）、アルカリコポリ（５−スルホ−イソフタロイル）−コポリ（オクチレン−セバケート）、アルカリコポリ（５−スルホ−イソフタロイル）−コポリ（エチレン−アジペート）、アルカリコポリ（５−スルホ−イソフタロイル）−コポリ（プロピレン−アジペート）、アルカリコポリ（５−スルホ−イオスフタロイル）−コポリ（ブチレン−アジペート）、アルカリコポリ（５−スルホ−イソフタロイル）−コポリ（ペンチレン−アジペート）、アルカリコポリ（５−スルホ−イソフタロイル）コポリ（ヘキシレン−アジペート）、ポリ（オクチレン−アジペート）が挙げられるが、これらに限定されず、アルカリは、ナトリウム、リチウム、またはカリウムなどの金属である。特定の実施形態では、アルカリ金属はナトリウムである。
【００４０】
直鎖非晶質ポリエステル樹脂は、一般に、有機ジオール、および少なくとも１つがスルホン化されている二酸もしくはジエステル、または反応に含まれているスルホン化二官能性モノマーと、重縮合触媒との重縮合によって調製される。分岐非晶質スルホン化ポリエステル樹脂については、多価ポリ酸またはポリオールなどの分岐剤をさらに含有させて、同じ材料を使用することができる。
【００４１】
非晶質ポリエステルの調製のために選択される二酸またはジエステルの例としては、テレフタル酸、フタル酸、イソフタル酸、スルホン化イソフタル酸、フマル酸、マレイン酸、イタコン酸、コハク酸、無水コハク酸、ドデシルコハク酸、ドデシルコハク酸無水物、グルタル酸、グルタル酸無水物、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、ドデカン二酸、ジメチルテレフタレート、ジエチルテレフタレート、ジメチルイソフタレート、ジエチルイソフタレート、ジメチルフタレート、フタル酸無水物、ジエチルフタレート、ジメチルスクシネート、ジメチルフマレート、ジメチルマレエート、ジメチルグルタレート、ジメチルアジペート、ジメチルドデシルスクシネート、およびそれらの組み合わせから選択されるジカルボン酸またはジエステルが挙げられる。実施形態では、スルホン化ポリエステルナトリウムマトリックスは、テレフタル酸、スルホン化イソフタル酸、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される二酸モノマー単位を含む。有機二酸またはジエステル、例えば、約４５〜約５２モル％の樹脂が選択される。非晶質ポリエステルの生成に利用されるジオールの例としては、１，２−プロパンジオール、１，３−プロパンジオール、１，２−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、２，２−ジメチルプロパンジオール、２，２，３−トリメチルヘキサンジオール、ヘプタンジオール、ドデカンジオール、ビス（ヒドロキシエチル）−ビスフェノールＡ、ビス（２−ヒドロキシプロピル）−ビスフェノールＡ、１，４−シクロヘキサンジメタノール、１，３−シクロヘキサンジメタノール、キシレンジメタノール、シクロヘキサンジオール、ジエチレングリコール、ビス（２−ヒドロキシエチル）オキシド、ジプロピレングリコール、ジブチレン、およびそれらの組み合わせが挙げられる。選択される有機ジオールの量は、変えることができ、より具体的には、例えば樹脂の約４５〜約５２モル％である。実施形態では、スルホン化ポリエステルマトリックスは、トリメチロールプロパン、１，２−プロパンジオール、ジエチレングリコール、およびそれらの組み合わせからなる群から選択されるポリオールモノマー単位を含む。
【００４２】
アルカリスルホン化二官能性モノマーの例としては、アルカリがリチウム、ナトリウム、またはカリウムである場合、アルカリがナトリウムである特定の実施形態では、ジメチル−５−スルホイソフタレート、ジアルキル−５−スルホ−イソフタレート−４−スルホ−１，８−ナフタル酸無水物、４−スルホフタル酸、４−スルホフェニル−３，５−ジカルボメトキシベンゼン、６−スルホ−２−ナフチル−３，５−ジカルボメトキシベンゼン、スルホ−テレフタル酸、ジメチル−スルホ−テレフタレート、ジアルキル−スルホ−テレフタレート、スルホ−エタンジオール、２−スルホ−プロパンジオール、２−スルホ−ブタンジオール、３−スルホ−ペンタンジオール、２−スルホ−ヘキサンジオール、３−スルホ−２−メチルペンタンジオール、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）−２−アミノエタンスルホネート、２−スルホ−３，３−ジメチルペンタンジオール、スルホ−ｐ−ヒドロキシ安息香酸、およびそれらの混合物等が挙げられる。樹脂の有効な二官能性モノマーの量、例えば約０．１〜約２重量％を選択することができる。
【００４３】
分岐非晶質スルホン化ポリエステルの形成に用いられる分岐剤としては、例えば、１，２，４−ベンゼン−トリカルボン酸、１，２，４−シクロヘキサントリカルボン酸、２，５，７−ナフタレントリカルボン酸、１，２，４−ナフタレントリカルボン酸、１，２，５−ヘキサントリカルボン酸、１，３−ジカルボキシル−２−メチル−２−メチレン−カルボキシプロパン、テトラ（メチレン−カルボキシル）メタン、および１，２，７，８−オクタンテトラカルボン酸、それらの酸無水物、ならびにそれらの低級アルキルエステル、１〜約６個の炭素原子；例えばソルビトール、１，２，３，６−ヘキサンテトロール、１，４−ソルビタン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、スクロース、１，２，４−ブタントリオール、１，２，５−ペンタトリオール、グリセロール、２−メチルプロパントリオール、２−メチル−１，２，４−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、１，３，５−トリヒドロキシメチルベンゼン、それらの混合物等の多価ポリオールが挙げられる。選択される分岐剤の量は、例えば樹脂の約０．１〜約５モル％である。
【００４４】
非晶質ポリエステルの重縮合触媒の例としては、テトラアルキルチタネート、ジブチル錫オキシドなどのジアルキル錫オキシド、ジブチル錫ジラウレートなどのテトラアルキル錫、水酸化ブチル錫などのジアルキル錫オキシド、アルミニウムアルコキシド、アルキル亜鉛、ジアルキル亜鉛、酸化亜鉛、酸化第一錫、またはそれらの混合物が挙げられ、その触媒は、ポリエステル樹脂を生成するために使用される出発二酸またはジエステルに基づいて、例えば、約０．０１モル％〜約５モル％の量で選択される。
【００４５】
本明細書中で使用される場合、「粒子サイズ」への言及は、一般に、Ｄ５０質量−中央径（ＭＭＤ）または対数正規分布質量中央径を指す。ＭＭＤは、質量別の平均粒径であると考えられる。
【００４６】
実施形態では、複合体は、約５ナノメートル（ｎｍ）〜約５００ｎｍまたは約１０〜約２００ｎｍ、または約２０〜約１００ｎｍの範囲の粒径を有する。１００ｎｍ未満の複合体粒径は、透明性およびコーティングの他の特性を乱すことなくポリマーマトリックスの強化に有用であり得る。
【００４７】
実施形態では、複合体は、約５ナノメートル〜約５５ナノメートルの粒径を有する。さらなる実施形態では、複合体は、約１０ナノメートル〜約１５ナノメートルの粒径を有する。
【００４８】
実施形態では、銀の負荷は、１００万当たり約１００部（ｐｐｍ）〜約１０，０００ｐｐｍまたは約２００ｐｐｍ（０．０２％）〜約５，０００ｐｐｍ（０．５％）または約５００ｐｐｍ（０．０５％）〜約１，０００ｐｐｍ（０．１％）の範囲で複合体中に存在する。これらの範囲内の銀の負荷濃度は、抗菌用途に使用することができる。
【００４９】
実施形態では、銀ナノ粒子は、約２ｎｍ〜約５０ｎｍ、または約１０ｎｍ〜約５０ｎｍ、または約２０〜約５０ｎｍの範囲の粒径を有する。１００ｎｍ未満の直径の銀ナノ粒子は、主に５００ｎｍを下回る光を吸収する。この特性は、ほとんどのフルオロフォアが５００ｎｍを超える波長で発光し、したがってシグナルの消光を最小限に抑えるため、ＡｇＮＰを蛍光発光検出と組み合わせて使用することができるので有用である。
【００５０】
実施形態では、銀ナノ粒子は、単体の元素銀を含み得るか、または他の金属との複合体を含む銀複合体であり得る。そのような金属−銀複合体は、（ｉ）１種以上の他の金属および（ｉｉ）１種以上の非金属のいずれかまたは両方を含み得る。適切な他の金属としては、例えば、Ａｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｉｎ、およびＮｉ、特に遷移金属、例えばＡｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｎｉ、およびそれらの混合物が挙げられる。例示的な金属複合体は、Ａｕ−Ａｇ、Ａｇ−Ｃｕ、Ａｕ−Ａｇ−Ｃｕ、およびＡｕ−Ａｇ−Ｐｄである。金属複合体中の好適な非金属は、例えば、Ｓｉ、Ｃ、およびＧｅを含む。銀複合体の種々の成分は、例えば、約０．０１重量％〜約９９．９重量％、特に約１０重量％〜約９０重量％の範囲の量で存在し得る。実施形態では、銀複合体は、例えば少なくとも約２０重量％のナノ粒子、特に約５０重量％超のナノ粒子を含む銀と、１種、２種、またはそれ以上の他の金属とからなる金属合金である。特に明記しない限り、銀含有ナノ粒子の成分について本明細書で列挙した重量パーセントは、安定剤を含まない。
【００５１】
他の金属も使用できるが、ある特定のものだけが抗菌性を有する。実施形態では、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｕ、およびＰｄは、銀複合体中で使用することができ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｐｄ、またはそれらの混合物もしく組み合わせが、抗菌特性および／または抗菌特性を付与することができる。実施形態では、ＡｇおよびＣｕが選択される。他の実施形態では、Ｐｔ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｉｎ、ならびにそれらの混合物および組み合わせを含む複合体を選択することができる。
【００５２】
実施形態では、本明細書の複合体は、マトリックス内に分散された複数の銀ナノ粒子を有するスルホン化ポリエステルマトリックスを含み、銀ナノ粒子は、銀と１種以上の他の金属とを含む複合体を含み、該銀ナノ粒子が、銀と１種以上の非金属とを含む複合体を含み、または銀ナノ粒子は、銀、１種以上の他の金属、および１種以上の非金属を含む複合体を含む。
【００５３】
銀複合体からなる銀ナノ粒子は、例えば、（ｉ）銀化合物（または化合物、特に銀（Ｉ）イオン含有化合物）および（ｉｉ）別の金属塩（もしくは塩）または別の非金属（もしくは非金属）を還元ステップ中に使用することによって作製され得る。
【００５４】
当業者であれば、銀以外の金属が有用であり、本明細書に開示された方法に従って調製できることを理解するであろう。したがって、例えば、複合体は、銅、金、パラジウム、またはそのような例示的な金属の複合体のナノ粒子を用いて調製することができる。
【００５５】
実施形態では、複合体は、限定されないが、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ、一重壁、二重壁、および多重壁を含む）、グラフェンシート、ナノリボン、ナノアニオン、空洞ナノシェル金属、ナノワイヤ等のさらなるナノ構造化材料を含み得る。実施形態では、ＣＮＴは、電気伝導率および熱伝導率を高める量で添加することができる。
【００５６】
実施形態では、水中のスルホン化ポリエステル樹脂を加熱し、銀（Ｉ）イオンの溶液を水中の加熱した樹脂に添加して混合物を形成し、還元剤の溶液を混合物に添加して、それによりスルホン化ポリエステルマトリックスと、該スルホン化ポリエステルマトリックス内に配置された複数の銀ナノ粒子とを含む複合体粒子のエマルジョンを形成する。
【００５７】
実施形態において、加熱は、約６５℃〜約９０℃の温度で行われる。
【００５８】
ある特定の実施形態では、本明細書における方法は、水中のスルホン化ポリエステルナトリウム樹脂を加熱することであって、スルホン化ポリエステルナトリウムが、少なくとも約３．５モル％のスルホン化度を有する、加熱することと、銀（Ｉ）イオンの溶液を水中の加熱した樹脂に添加して混合物を形成することと、該混合物に還元剤を添加することと、スルホン化ポリエステルナトリウムマトリックスおよび該スルホン化ポリエステルナトリウムマトリックス内に分散された複数の銀ナノ粒子を含む複合体粒子のエマルジョンを形成することと、を含む。実施形態では、この方法は、複合体粒子を水、任意の着色剤、および任意の共溶媒と組み合わせて水性インク組成物を形成することをさらに含む。
【００５９】
実施形態では、銀（Ｉ）イオン源は、硝酸銀、スルホン酸銀、フッ化銀、過塩素酸銀、乳酸銀、四フッ化ホウ酸銀、酸化銀、および酢酸銀から選択される。硝酸銀は、ＡｇＮＰの合成のための一般的な銀イオン前駆体である。
【００６０】
実施形態では、還元剤は、アスコルビン酸、クエン酸三ナトリウム、グルコース、ガラクトース、マルトース、乳糖、没食子酸、ロスマリン酸、カフェ酸、タンニン酸、ジヒドロカフェ酸、ケルセチン、水素化ホウ素ナトリウム、水素化ホウ素カリウム、ヒドラジン水和物、次亜リン酸塩、ヒドロキシルアミン塩酸塩から選択される。実施形態では、ＡｇＮＰの合成のための還元剤は、水素化ホウ素ナトリウムまたはクエン酸ナトリウムを含み得る。適切な還元剤の選択は、望ましいナノ粒子形態へのアクセスを提供することができる。
【００６１】
実施形態では、本明細書に開示される方法は、比較的低い固体含有量の複合体を作製するために特によく適している場合がある。そのような条件下では、銀イオンおよび還元剤は、ポリマーマトリックスを通って容易に拡散し得る。銀イオンの場合、そのような容易な拡散は、マトリックス全体にわたる銀の分布の均一性を改善することができる。
【００６２】
実施形態では、本明細書に記載のスルホポリエステル物質を含む抗菌インクジェットインクが提供される。実施形態では、スルホポリエステルコポリマーは、ポリエチレンテレフタレートとスルホン化イソフタレート部分とのブレンドを含有する。
【００６３】
実施形態では、本明細書の水性インク組成物は、水と、任意の共溶媒と、任意の着色剤と、スルホン化ポリエステルナトリウムマトリックスであって、スルホン化ポリエステルナトリウムが、少なくとも約３．５モル％のスルホン化度を有する、スルホン化ポリエステルナトリウムマトリックスと、該マトリックス内に分散された複数の銀ナノ粒子を含む複合体とを含む。
【００６４】
インクは、任意の適切なまたは所望の印刷用途で使用することができる。本明細書のインクは、インクが中間受容部材を濡らして中間受容部材上に過渡画像を形成する間接印刷用途に特に有用であるが、転写印刷ステップで中間受容部材からの放出を可能にする刺激誘導特性変化を受ける。実施形態では、インクは、中間転写部材上にある間に部分的または完全な乾燥を受ける。
【００６５】
本明細書のインク組成物は、間接印刷システムに特に適しており、噴射および転写サブシステムを含む異なる印刷サブシステムと互換性があり、高速で高品質の印刷を可能にする。実施形態では、本明細書のインク組成物は、許容される濡れ性特性と許容される放出特性および転写特性との両方を示す、濡れ性および移動性の両方のサブシステムにおいて良好に機能し、良好に機能する。
【００６６】
本明細書のインク組成物は、水のみからなり得るか、または水と水溶性または水混和性成分（共溶媒、湿潤剤などと称される）の混合物（以下、共溶媒）、例えばアルコールおよびアルコール誘導体（脂肪族アルコール、芳香族アルコール、ジアル、グリコールエーテル、ポリグリコールエーテル、長鎖アルコール、一次脂肪族アルコール、二次脂肪族アルコール、１，２−アルコール、１，３−アルコール、１，５−アルコール、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、メトキシル化グリセロール、エトキシル化グリセロール、ポリエチレングリコールアルキルエーテルの高次相同体等を含む）を含み得、特定の例としては、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、グリセリン、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、トリメチロールプロパン、１，５−ペンタンジオール、２−メチル−１，３−プロパンジオール、２−エチル−２−ヒドロキシメチル−１，３−プロパンジオール、３−メトキシブタノール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、２，４−ヘプタンジオール等が挙げられ、またアミド、エーテル、尿素、置換尿素、例えばチオ尿素、エチレン尿素、アルキル尿素、アルキルチオ尿素、ジアルキル尿素、およびジアルキルチオ尿素、ならびにそれらの塩、例えば２−メチルペンタン酸、２−エチル−３−プロピルアクリル酸、２−エチルヘキサン酸、３−エトキシプロポン酸等、エステル、オルガノスルフィド、オルガノスルホキシド、スルホン（スルホランなど）、カルビトール、ブチルカルビトール、セルソルブ、エーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、エーテル誘導体、ヒドロキシエーテル、アミノアルコール、ケトン、Ｎ−メチルピロリドン、２−ピロリジノン、シクロヘキシルピロリドン、アミド、スルホキシド、ラクトン、多価電解質、メチルスルホニルエタノール、イミダゾール、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、ベタイン、糖類、例えば１−デオキシ−Ｄ−ガラクチトール、マンニトール、イノシトール等、置換および非置換ホルムアミド、置換および非置換アセトアミド、および他の水溶性または水混和性材料、ならびにそれらの混合物が好適である。実施形態では、共溶媒は、エチレングリコール、Ｎ−メチルピロリドン、メトキシル化グリセロール、エトキシル化グリセロール、およびそれらの混合物からなる群から選択される。
【００６７】
水と水溶性または水混和性有機溶媒液体との混合物が、液体ビヒクルとして選択される場合、水に対する有機共溶媒の比の範囲は、任意の適切なまたは所望の比、実施形態では約１００：０〜約３０：７０、または約９７：３〜約４０：６０、または約９５：５〜約６０：４０であり得る。液体ビヒクルの非水成分は、一般に、水（１００℃）よりも高い沸点を有する保湿剤または共溶媒として働く。選択された共溶媒は、相分離なしに水と混合するものであり、したがって、水に適合する極性を有する共溶媒が選択される。インクビヒクルの有機成分はまた、インク表面張力を改変し、インク粘度を改変し、着色剤を溶解または分散させ、かつ／またはインクの乾燥特性に影響を与えるのに役立ち得る。実施形態では、インクは、溶媒系インクの場合のように、プラスチック媒体よりも紙基材に引き付けられる。
【００６８】
インク配合物中に使用される水溶性または水混和性有機物は、表面張力、乾燥、レベリング等を助けることができる。実施形態では、水は配合物の５０％以上を形成し、実施形態では、水は、インク組成物の約６０〜約７０％を構成する。したがって、本明細書のインク組成物は、主として水性である。
【００６９】
ある特定の実施形態では、共溶媒は、スルホラン、メチルエチルケトン、イソプロパノール、２−ピロリジノン、ポリエチレングリコール、およびそれらの混合物からなる群から選択される。
【００７０】
液体ビヒクルの全量は、任意の適切なまたは所望の量で提供することができる。実施形態では、液体ビヒクルは、インク組成物中に、該インク組成物の総重量に基づいて約７５〜約９７重量％、または約８０〜約９５重量％、または約８５〜約９５重量％の量で存在する。
【００７１】
本明細書のインク組成物は、着色剤を含有することもできる。本明細書の実施形態では、顔料、染料、染料分散液、顔料分散液、ならびにそれらの混合物および組み合わせを含む、任意の適切なまたは所望の着色剤を使用することができる。
【００７２】
着色剤は、着色剤分散物の形態で提供されてもよい。実施形態では、着色剤分散物は、約２０〜約５００ナノメートル（ｎｍ）、または約２０〜約４００ｎｍ、または約３０〜約３００ｎｍの平均粒径を有する。実施形態では、着色剤は、染料、顔料、およびそれらの組み合わせからなる群から選択され、任意に、着色剤は、着色剤、任意の界面活性剤、および任意の分散剤を含む分散液である。
【００７３】
上記のように、本明細書の実施形態では、任意の適切なまたは所望の着色剤を選択することができる。着色剤は、染料、顔料、またはそれらの混合物であり得る。適切な染料の例には、アニオン染料、カチオン染料、非イオン染料、双性イオン性染料等が含まれる。好適な染料の具体例としては、フードブラック１番、フードブラック２番、フードレッド４０番、フードブルー１番、フードイエロー７番等の食用染料、ＦＤ＆Ｃ染料、酸ブラック染料（番号１、７、９、２４、２６、４８、５２、５８、６０、６１、６３、９２、１０７、１０９、１１８、１１９、１３１、１４０、１５５、１５６、１７２、１９４等）、酸レッド染料（番号１、８、３２、３５、３７、５２、５７、９２、１１５、１１９、１５４、２４９、２５４、２５６等）、酸ブルー染料（番号１、７、９、２５、４０、４５、６２、７８、８０、９２、１０２、１０４、１１３、１１７、１２７、１５８、１７５、１８３、１９３、２０９等）、酸イエロー染料（番号３、７、１７、１９、２３、２５、２９、３８、４２、４９、５９、６１、７２、７３、１１４、１２８、１５１等）、ダイレクトブラック染料（番号４、１４、１７、２２、２７、３８、５１、１１２、１１７、１５４、１６８等）、ダイレクトブラック染料（番号１、６、８、１４、１５、２５、７１、７６、７８、８０、８６、９０、１０６、１０８、１２３、１６３、１６５、１９９、２２６等）、ダイレクトレッド染料（番号１、２、１６、２３、２４、２８、３９、６２、７２、２３６等）、ダイレクトイエロー染料（番号４、１１、１２、２７、２８、３３、３４、３９、５０、５８、８６、１００、１０６、１０７、１１８、１２７、１３２、１４２、１５７等）、反応性染料、例えば反応性レッド染料（番号４、３１、５６、１８０等）、反応性ブラック染料（番号３１等）、反応性イエロー染料（番号３７等）；アントラキノン染料、モノアゾ染料、ジサゾ染料、フタロシアニン誘導体（様々なフタロシアニンスルホネート塩を含む）、アザ（１８）アヌレン、ホルマザン銅錯体、トリフェノジオキサジン等；ならびにそれらの混合物が挙げられる。
【００７４】
適切な顔料の例としては、黒色顔料、白色顔料、シアン顔料、マゼンタ顔料、黄色顔料等が挙げられる。さらに、顔料は、有機または無機粒子であり得る。好適な無機顔料としては、カーボンブラックが挙げられる。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）、および酸化鉄などの他の無機顔料も好適であり得る。好適な有機顔料としては、例えば、アゾ顔料（ジアゾ顔料およびモノアゾ顔料を含む）、多環式顔料（例えば、フタロシアニンブルーおよびフタロシアニングリーンなどのフタロシアニン顔料）、ペリレン顔料、ペリノン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサジン顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、ピラントロン顔料、およびキノフタロン顔料）、不溶性染料キレート剤（例えば、基本染料型キレート剤および酸性染料型キレート剤）、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アンタントロン顔料（例えばＰＲ１６８等）が挙げられる。フタロシアニンブルーおよびグリーンの代表的な例には、銅フタロシアニンブルー、銅フタロシアニングリーンおよびそれらの誘導体（ピグメントブルー１５、ピグメントグリーン７、およびピグメントグリーン３６）が含まれる。キナクリドンの代表的な例には、ピグメントオレンジ４８、ピグメントオレンジ４９、ピグメントレッド１２２、ピグメントレッド１９２、ピグメントレッド２０２、ピグメントレッド２０６、ピグメントレッド２０７、ピグメントレッド２０９、ピグメントバイオレット１９、およびピグメントバイオレット４２が含まれる。アントラキノンの代表的な例には、ピグメントレッド４３、ピグメントレッド１９４、ピグメントレッド１７７、ピグメントレッド２１６、およびピグメントレッド２２６が含まれる。ペリレンの代表的な例には、ピグメントレッド１２３、ピグメントレッド１４９、ピグメントレッド１７９、ピグメントレッド１９０、ピグメントレッド１８９、およびピグメントレッド２２４が含まれる。チオインジゴイドの代表的な例には、ピグメントレッド８６、ピグメントレッド８７、ピグメントレッド８８、ピグメントレッド１８１、ピグメントレッド１９８、ピグメントバイオレット３６、およびピグメントバイオレット３８が含まれる。複素環式イエローの代表的な例には、ピグメントイエロー１、ピグメントイエロー３、ピグメントイエロー１２、ピグメントイエロー１３、ピグメントイエロー１４、ピグメントイエロー１７、ピグメントイエロー６５、ピグメントイエロー７３、ピグメントイエロー７４、ピグメントイエロー９０、ピグメントイエロー１１０、ピグメントイエロー１１７、ピグメントイエロー１２０、ピグメントイエロー１２８、ピグメントイエロー１３８、ピグメントイエロー１５０、ピグメントイエロー１５１、ピグメントイエロー１５５、およびピグメントイエロー２１３が含まれる。そのような顔料は、ＢＡＳＦ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、Ｅｎｇｅｌｈａｒｄ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、およびＳｕｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎを含む多くの供給元から粉末またはプレスケーキのいずれかの形態で市販されている。用いることができる黒色顔料の例には、炭素顔料が含まれる。炭素顔料は、���容される光学密度および印刷特性を提供する市販のほとんどすべての炭素顔料であり得る。本システムおよび方法に使用するのに適した炭素顔料には、限定されないが、カーボンブラック、グラファイト、ガラス質炭素、木炭、およびそれらの組み合わせが含まれる。そのような炭素顔料は、チャネル法、接触法、ファーネス法、アセチレン法、またはサーマル法などの各種既知の方法によって製造することができ、Ｃａｂｏｔ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｃｏｌｕｍｂｉａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ  Ｃｏｍｐａｎｙ、Ｅｖｏｎｉｋ、およびＥ．Ｉ．ＤｕＰｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏｍｐａｎｙのような供給元から市販されている。適切なカーボンブラック顔料は、限定されないが、Ｃａｂｏｔ顔料、例えばＭＯＮＡＲＣＨ（登録商標）（登録商標）１４００、ＭＯＮＡＲＣＨ（登録商標）１３００、ＭＯＮＡＲＣＨ（登録商標）１１００、ＭＯＮＡＲＣＨ（登録商標）１０００、ＭＯＮＡＲＣＨ（登録商標）９００、ＭＯＮＡＲＣＨ（登録商標）８８０、ＭＯＮＡＲＣＨ（登録商標）８００、ＭＯＮＡＲＣＨ（登録商標）７００、ＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ（登録商標）２００、ＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ３００、ＲＥＧＡＬ、ＢＬＡＣＫ  ＰＥＡＲＬＳ（登録商標）、ＥＬＦＴＥＸ（登録商標）、ＭＯＧＵＬ（登録商標）、およびＶＵＬＣＡＮ（登録商標）顔料；Ｃｏｌｕｍｂｉａｎ顔料、例えばＲＡＶＥＮ（登録商標）５０００、およびＲＡＶＥＮ（登録商標）３５００；Ｅｖｏｎｉｋ顔料、例えばカラーブラックＦＷ２００、ＦＷ２、ＦＷ２Ｖ、ＦＷ１、ＦＷ１８、ＦＷＳ１６０、ＦＷＳ１７０、スペシャルブラック６、スペシャルブラック５、スペシャルブラック４Ａ、スペシャルブラック４、ＰＲＩＮＴＥＸ（登録商標）Ｕ、ＰＲＩＮＴＥＸ（登録商標）１４０Ｕ、ＰＲＩＮＴＥＸ（登録商標）Ｖ、およびＰＲＩＮＴＥＸ（登録商標）１４０Ｖが挙げられる。上記の顔料リストは、未修飾顔料微粒子、小分子付着顔料微粒子、およびポリマー分散顔料微粒子を含む。他の顔料、並びにそれらの混合物を選択することもできる。インクが、サーマルインクジェットプリンターまたは圧電インクジェットプリンターに使用される場合、インクビヒクル中の粒子の安定したコロイド懸濁を可能にし、かつインクチャンネルの目詰まりを防止するために、顔料粒子サイズはできる限り小さいことが望ましい。
【００７５】
着色剤は、任意の所望のまたは有効な量でインク組成物中に存在することができ、実施形態では、着色剤は、インク組成物の総重量に基づいて、約０．０５〜約１５重量％、または約０．１〜約１０重量％、または約１〜約５重量％の量で存在し得る。
【００７６】
開示されるインクはまた、界面活性剤を含有し得る。適切な界面活性剤の例には、イオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、双性イオン性界面活性剤等、並びにそれらの混合物が含まれる。適切な界面活性剤の例としては、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ブロックコポリマー、アセチレン性ポリエチレンオキシド、ポリエチレンオキシド（ジ）エステル、ポリエチレンオキシドアミン、プロトン化ポリエチレンオキシドアミン、プロトン化ポリエチレンオキシドアミド、ジメチコンコポリオール、置換アミンオキシド等が挙げられ、特定の例としては、ラウリルアミン、ココナッツアミン、ステアリルアミン、ロジンアミンの塩酸塩、酢酸塩などの第１級、第２級、および第３級アミン塩化合物；塩化ラウリルトリメチルアンモニウム、塩化セチルトリメチルアンモニウム、塩化ベンジルトリブチルアンモニウム、塩化ベンザルコニウム等の第４級アンモニウム塩型化合物；塩化セチルピリジニウム、臭化セチルピリジニウム等のピリジニウム塩型化合物；ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエステル、アセチレンアルコール、アセチレングリコールなどの非イオン性界面活性剤；２−ヘプタデセニル−ヒドロキシエチルイミダゾリン、ジヒドロキシエチルステアリルアミン、ステアリルジメチルベタイン、およびラウリルジヒドロキシエチルベタインなどの他の界面活性剤；フルオロ界面活性剤等、ならびにそれらの混合物が挙げられる。非イオン性界面活性剤の追加の例としては、ポリアクリル酸、メタロース、メチルセルロース、エチルセルロース、プロピルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンアクチルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ジアルキルフェノキシポリ（エチレンオキシ）エタノール（Ｒｈｏｎｅ−ＰｏｕｌｅｎｃからＩＧＥＰＡＬ  ＣＡ−２１０（商標）、ＩＧＥＰＡＬ  ＣＡ−５２０（商標）、ＩＧＥＰＡＬ  ＣＡ−７２０（商標）、ＩＧＥＰＡＬ  ＣＯ−８９０（商標）、ＩＧＥＰＡＬ  ＣＯ−７２０（商標）、ＩＧＥＰＡＬ  ＣＯ−２９０（商標）、ＩＧＥＰＡＬ  ＣＡ−２１０（商標）、ＡＮＴＡＲＯＸ  ８９０（商標）、およびＡＮＴＡＲＯＸ  ８９７（商標）が挙げられる。適切な非イオン性界面活性剤の他の例としては、ＳＹＮＰＥＲＯＮＩＣ（商標）ＰＥ／Ｆ  １０８などのＳＹＮＰＥＲＯＮＩＣ（商標）ＰＥ／Ｆとして市販されるものを含む、ポリエチレンオキシドおよびポリプロピレンオキシドのブロックコポリマーが挙げられる。適切なアニオン性界面活性剤の他の例としては、硫酸塩およびスルホン酸塩、ドデシル硫酸ナトリウム（ＳＤＳ）、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ドデシルナフタレン硫酸ナトリウム、ジアルキルベンゼンアルキル硫酸塩およびスルホン酸塩、Ｓｉｇｍａ−Ａｌ���ｒｉｃｈから入手可能なアビト酸などの酸、Ｄａｉｉｃｈｉ  Ｋｏｇｙｏ  Ｓｅｉｙａｋｕから入手可能なＮＥＯＧＥＮ  Ｒ（商標）、ＮＥＯＧＥＮ  ＳＣ（商標）、それらの組み合わせ等が挙げられる。適切なアニオン性界面活性剤の他の例としては、Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  ＣｏｍｐａｎｙからのＤＯＷＦＡＸ（商標）２Ａ１、アルキルジフェニルオキシドジスルホネート、および／またはＴａｙｃａ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（日本）からのＴＡＹＣＡ  ＰＯＷＥＲ  ＢＮ２０６０が挙げられ、これらは分岐ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムである。通常は正に電荷した好適なカチオン性界面活性剤の他の例としては、アルキルベンジルメチルアンモニウムクロライド、ジアルキルベンゼンアルキルアンモニウムクロライド、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド、アルキルベンジルメチルアンモニウムクロライド、アルキルベンジルジメチルアンモニウムブロマイド、ベンザルコニウムクロライド、セチルピリジニウムブロマイド、Ｃ１２、Ｃ１５、Ｃ１７トリメチルアンモニウムブロマイド、４級化ポリオキシエチルアルキルアミンのハロゲン化物塩、ドデシルベンジルトリエチルアンモニウムクロライド、Ａｌｋａｒｉｌ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なＭＩＲＡＰＯＬ（商標）およびＡＬＫＡＱＵＡＴ（商標）、Ｋａｏ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓから入手可能なＳＡＮＩＺＯＬ（商標）（ベンザルコニウムクロライド）、ならびにそれらの混合物が挙げられる。任意の２つ以上の界面活性剤の混合物を使用することができる。
【００７７】
任意の界面活性剤は、所望のまたは有効な量で存在することができ、実施形態では、界面活性剤は、インク組成物の総重量に基づいて、約０．０１〜約５重量％の量で存在する。界面活性剤は、場合によっては分散剤と呼ばれることに留意すべきである。
【００７８】
インク組成物は、架橋剤をさらに含むことができる。実施形態では、架橋剤は、有機アミン、ジヒドロキシ芳香族化合物、イソシアネート、過酸化物、金属酸化物等、ならびにそれらの混合物である。架橋は、インク組成物から生成された画像の物理的特性をさらに高めることができる。架橋剤は、インク組成物の総重量に基づいて、任意の所望量または有効量、実施形態では約０．１〜約２０重量％、または５〜約１５重量％で存在することができる。
【００７９】
インク組成物は、添加剤をさらに含むことができる。インク組成物に含めることができる任意の添加剤としては、殺生物剤、殺真菌剤、酸または塩基などのｐＨ制御剤、リン酸塩、カルボン酸塩、亜硫酸塩、アミン塩、緩衝液等、ＥＤＴＡ（エチレンジアミンテトラ酢酸）などの封鎖剤、粘度調整剤、レベリング剤等、ならびにそれらの混合物が挙げられる。
【００８０】
実施形態では、インク組成物は低粘度組成物である。用語「低粘度」は、少なくとも１，０００センチポアズ（ｃｐｓ）の粘度を有する傾向のあるスクリーン印刷インクなどの従来の高粘度インクとは対照的に使用される。特定の実施形態では、本明細書に開示されるインクは、約３０℃の温度で、約１００ｃｐｓ以下、約５０ｃｐｓ以下、または約２０ｃｐｓ以下、または約２〜約３０ｃｐｓの粘度を有するが、粘度はこれらの範囲外であり得る。インクジェット印刷用途に使用される場合、インク組成物は、一般に、前述のインクジェット印刷プロセスにおける使用に適した粘度を有する。例えば、サーマルインクジェット印刷用途では、室温（すなわち、約２５℃）で、インク粘度は、少なくとも約１センチポアズ、約１０センチポアズ以下、約７センチポアズ以下、または約５センチポアズであるが、粘度はこれらの範囲外であり得る。圧電インクジェット印刷の場合、噴射温度において、インク粘度は少なくとも約２センチポアズ、少なくとも約３センチポアズ、約２０センチポアズ以下、約１５センチポアズ以下、または約１０センチポアズ以下であるが、粘度はこれらの範囲外であり得る。噴出温度は約２０〜２５℃と低く、約７０℃程度まで、約５０℃程度まで、または約４０℃程度まで高くすることができるが、噴射温度はこれらの範囲外であり得る。
【００８１】
ある特定の実施形態では、本明細書のインク組成物は、約３０℃の温度で約２〜約２０センチポアズの粘度を有する。
【００８２】
本明細書のインク組成物は、間接印刷用途に適した濡れ特性および剥離特性を提供する表面張力特性を選択した。実施形態では、インク組成物は、圧電インクジェット印刷ヘッドにおける使用に適した表面張力、粘度、および粒径を提供するように選択される。
【００８３】
実施形態では、本明細書のインク組成物は、約１５〜約５０ダイン／センチメートル、または約１８〜約３８ダイン／センチメートル、または約２０〜約３５ダイン／センチメートルの表面張力を有するが、表面張力はこれらの範囲外であり得る。
【００８４】
インク組成物は、任意の適切なプロセスによって、例えば成分の単純な混合によって調製することができる。１つのプロセスは、すべてのインク成分を一緒に混合し、混合物を濾過してインクを得ることを必要とする。インクは、成分を混合し、必要に応じて加熱し、濾過した後、所望の添加剤を混合物に添加し、均質な混合物が得られるまで、実施形態では約５〜約１０分間、室温で適度に振盪しながら混合することによって調製することができる。あるいは、例えばすべての成分を混合し、必要に応じて加熱し、濾過することによって、任意の所望の手順に従って行われるインク調製プロセス中に、任意のインク添加剤を他のインク成分と混合することができる。
【００８５】
特定の実施形態では、インクは、以下のように調製される：１）スルホン化ポリエステル銀ナノ粒子複合体の調製、２）任意に界面活性剤で安定化された着色剤の分散液の調製、３）複合体と着色剤分散液との混合、４）混合物の任意の濾過、５）水、共溶媒、および任意の添加剤などの他の成分の添加、および６）組成物の任意の濾過。
【００８６】
本明細書に開示されるインク組成物を像様パターンで基材に適用することを含むプロセスもまた、本明細書に開示される。本明細書に開示されるインク組成物をオーバーコートとして基材に塗布することを含み、該オーバーコートがクリア、着色、またはそれらの組み合わせであり得る、プロセスもまた、本明細書に開示される。実施形態では、インク組成物はクリアオーバーコートを含む。
【００８７】
インク組成物は、インク組成物をインクジェット印刷装置に組み込むことと、インクの液滴を像様パターンで基材上に噴出させることと、を含むプロセスで使用することができる。特定の実施形態では、印刷装置は、ノズル内のインクが像様パターンで選択的に加熱され、それによりインクの液滴を像様パターンで射出させるサーマルインクジェットプロセスを用いる。別の実施形態では、印刷装置は、インクの液滴が音響ビームによって像様パターンで射出される音響インクジェットプロセスを用いる。さらに別の実施形態では、印刷装置は、圧電振動素子の振動によって像様パターンで射出される圧電インクジェットプロセスを用いる。任意の適切な基材を用いることができる。
【００８８】
特定の実施形態では、本明細書のプロセスは、本明細書に開示されるように調製されたインクをインクジェット印刷装置に組み込むことと、インク滴を像様パターンで中間転写部材上に射出することと、画像を加熱して溶媒を部分的にまたは完全に除去することと、中間転写部材から最終的な記録基材にインクを像様パターンで転写することと、を含む。特定の実施形態では、中間転写部材は、最終記録シートの温度より高く、印刷装置内のインクの温度よりも低い温度まで加熱される。オフセットまたは間接印刷プロセスは、例えば、米国特許第５，３８９，９５８号にも開示されており、その開示は、参照により本明細書に完全に組み込まれる。１つの特定の実施形態では、印刷装置は、インクの液滴が圧電振動素子の振動によって像様パターンで射出される圧電印刷プロセスを使用する。
【００８９】
ＸＥＲＯＸ（登録商標）４０２４紙、ＸＥＲＯＸ（登録商標）Ｉｍａｇｅ  Ｓｅｒｉｅｓ紙、Ｃｏｕｒｔｌａｎｄ  ４０２４  ＤＰ紙、罫線付きノート紙、ボンド紙、Ｓｈａｒｐ  Ｃｏｍｐａｎｙシリカコーティング紙などのシリカコーティング紙、ＪｕＪｏ紙、ＨＡＭＭＥＲＭＩＬＬ  ＬＡＳＥＲＰＲＩＮＴ（登録商標）紙等の普通紙、透明な材料、織物、繊維製品、プラスチック、ポリマーフィルム、金属および木材などの無機基材等を含む、任意の適切な基材または記録シートを最終記録紙として用いることができる実施形態では、基材は、３次元基材を含む。実施形態では、基材は、カテーテル、体温計、心臓ステント、プログラム可能なペースメーカー、他の医療機器、メニュー、食品包装材料、化粧道具および製品、ならびに任意の他の所望の３次元基材などの医療機器を含む。さらなる実施形態では、基材は、カスタマイズ可能なデジタル印刷ＩＤコード、短時間印刷可能な材料、３次元医用および任意の他の所望の３次元基材を含む。
【００９０】
以下の実施例は、本開示の様々な種をさらに定義するために提出されている。これらの実施例は、例示に過ぎないことを意図し、本開示の範囲を限定することを意図するものではない。また、部およびパーセンテージは、他に指示がない限り重量に基づく。
【００９１】
実施例１
分岐スルホン化非晶質ポリエステルナトリウム（ＢＳＰＥ−１）。０．４２５モル当量のテレフタレート、０．０８０モル当量の５−スルホイソフタル酸ナトリウム、０．４５０１モル当量の１，２−プロパンジオール、および０．０５０モル当量のジエチレングリコールからなる分岐非晶質スルホン化ポリエステル樹脂を以下のように調製した。加熱した底部排水バルブ、高粘度二重タービン撹拌機、および冷水凝縮器を有する蒸留受器を備えた１リットルのＰａｒｒ反応器に、３８８グラムのジメチルテレフタレート、１０４．６グラムの５−スルホイソフタル酸ナトリウム、３２２．６グラムの１，２−プロパンジオール（１モル過剰のグリコール）、４８．９８グラムのジエチレングリコール（１モル過剰のグリコール）、トリメチロールプロパン（５グラム）、および０．８グラムの水酸化ブチル錫オキシドを触媒として充填した。反応器を撹拌しながら３時間１６５℃に加熱し、次いで１時間にわたって再び１９０℃に加熱し、その後１時間にわたって圧力を大気圧から約２６０トルまでゆっくりと低下させた後、２時間にわたって５トルまで低下させた。次いで、圧力をさらに３０分間かけて約１トルに低下させ、ポリマーをドライアイスで冷却した容器に底部排出口から排出して、４６０グラムのスルホン化ポリエステル樹脂を得た。分岐スルホン化ポリエステル樹脂は、５４．５℃（開始点）であると測定されたガラス転移温度、および１５４℃の軟化点を有していた。
【００９２】
実施例２
７．５モル％のスルホン化ポリエステルナトリウム塩を含む非晶質スルホン化ポリエステル樹脂を以下のように調製した。
【００９３】
加熱した底部排水バルブ、高粘度二重タービン撹拌機、および冷水凝縮器を有する蒸留受器を備えた２リットルのＢｕｃｈｉ反応器に、６５８グラムのジメチルテレフタレート、２５２グラムの５−スルホイソフタル酸ナトリウム、５８０グラムの１，２−プロパンジオール（１モル過剰のグリコール）、９０グラムのジエチレングリコール、および２．０グラムの水酸化ブチル錫オキシドを触媒として充填した。反応器を撹拌しながら３時間１６５℃に加熱し、次いで１時間にわたって再び１９０℃に加熱し、その後１時間にわたって圧力を大気圧から約２６０トルまでゆっくりと低下させた後、２時間にわたって５トルまで低下させた。次いで、圧力をさらに３０分間かけて約１トルに低下させ、ポリマーをドライアイスで冷却した容器に底部排出口から排出して、スルホン化ポリエステル樹脂を得た。スルホン化ポリエステル樹脂は、ゲル浸透クロマトグラフィーにより測定して、ガラス転移温度が５５．４℃（開始点）、軟化点が１３５．９℃、数平均分子量が１３２６ｇ／モル、および重量平均分子量が２３５０であり、較正のための標準としてポリスチレンを使用する。
【００９４】
比較例３
３モル％のスルホン化ポリエステルリチウム塩で構成される分岐非晶質スルホン化ポリエステル樹脂を以下のように調製した。
【００９５】
加熱した底部排水バルブ、高粘度二重タービン撹拌機、および冷水凝縮器を有する蒸留受器を備えた１５０ガロンの反応器に、１７４．７Ｋｇのジメチルテレフタレート、１４．５Ｋｇの５−スルホイソフタル酸ナトリウム、１６８Ｋｇの１，２−プロパンジオール（１モル過剰のグリコール）、３６Ｋｇのジエチレングリコール、２．４Ｋｇのトリメチロールプロパン、および５００グラムの水酸化ブチル錫オキシドを触媒として充填した。反応器を撹拌しながら３時間１６５℃に加熱し、次いで１時間にわたって再び１９０℃に加熱し、その後２時間にわたって圧力を大気圧から約２６０トルまでゆっくりと低下させた後、６時間にわたって５トルまで低下させた。またポリマーを、ドライアイスで冷却した容器に底部排出口から排出して、スルホン化ポリエステル樹脂を得た。スルホン化ポリエステル樹脂は、１５４．０℃の軟化点を有していた。
【００９６】
比較例４
２モル％のスルホン化ポリエステルリチウム塩で構成される分岐非晶質スルホン化ポリエステル樹脂を以下のように調製した。
【００９７】
加熱した底部排水バルブ、高粘度二重タービン撹拌機、および冷水凝縮器を有する蒸留受器を備えた１５０ガロンの反応器に、１９１．２５Ｋｇのジメチルテレフタレート、１１．２５Ｋｇの５−スルホイソフタル酸ナトリウム、１４８Ｋｇの１，２−プロパンジオール（１モル過剰のグリコール）、１２．８Ｋｇのジエチレングリコール、５３．３Ｋｇのトリメチロールプロパン、２．４８Ｋｇのトリメチロールプロパン、および３３８グラムの水酸化ブチル錫オキシドを触媒として充填した。反応器を撹拌しながら３時間１６５℃に加熱し、次いで１時間にわたって再び１９０℃に加熱し、その後２時間にわたって圧力を大気圧から約２６０トルまでゆっくりと低下させた後、６時間にわたって５トルまで低下させた。またポリマーを、ドライアイスで冷却した容器に底部排出口から排出して、スルホン化ポリエステル樹脂を得た。スルホン化ポリエステル樹脂は、１６４．８℃の軟化点を有していた。
【００９８】
実施例５
３．５％スルホン化ポリエステルナトリウム塩。３．５モル％のスルホン化ポリエステルナトリウム塩で構成される分岐非晶質スルホン化ポリエステル樹脂を以下のように調製した。
【００９９】
加熱した底部排水バルブ、高粘度二重タービン撹拌機、および冷水凝縮器を有する蒸留受器を備えた２０リットルのＢｕｃｈｉ反応器に、３，８８０グラムのジメチルテレフタレート、５２０グラムの５−スルホイソフタル酸ナトリウム、３，１５０グラムの１，２−プロパンジオール（１モル過剰のグリコール）、２６０グラムのジエチレングリコール、８２０グラムのジプロピレングリコール、５０グラムのトリメチロールプロパン、および１．０グラムの水酸化ブチル錫オキシドを触媒として充填した。反応器を撹拌しながら３時間１６５℃に加熱し、次いで１時間にわたって再び１９０℃に加熱し、その後１時間にわたって圧力を大気圧から約２６０トルまでゆっくりと低下させた後、２時間にわたって５トルまで低下させた。次いで、圧力をさらに３０分間かけて約１トルに低下させ、ポリマーをドライアイスで冷却した容器に底部排出口から排出して、４６０グラムのスルホン化ポリエステル樹脂を得た。スルホン化ポリエステル樹脂は、６０℃（開始点）であると測定されたガラス転移温度、１４２．７℃の軟化点を有していた。
【０１００】
比較例６
７．５％スルホン化ポリエステルリチウム塩。磁気撹拌子、Ｔ／Ｃプローブ、およびコンデンサーを備えた５００ミリリットルの３つ首丸底フラスコに、２５グラムの実施例２の７．５％スルホン化ポリエステルナトリウム塩、続いて１５０ミリリットルの脱イオン水を添加した。内容物が完全に溶解／分散するまで加熱を続けながら、丸底フラスコを９５℃に加熱した。次に、２０〜３０ミリリットルの２０％  ＨＣｌ溶液を添加してポリマーを沈殿させた。次いで、沈殿物を濾過し、洗浄し、再溶解し、ＬｉＯＨをゆっくり添加してリチウム塩を生成させた。固体を水で洗浄し、乾燥させて白色の吸湿性固体を得た。
【０１０１】
表２は、その調製が実施例１〜６に記載されているソジオおよびリソスルホン化ポリマーの溶解性試験結果の要約を提供する。
【０１０２】
【表２】
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【０１０３】
スルホン化ポリエステルの例の溶解性試験。
【０１０４】
５００ｍＬの３つ首丸底フラスコに、ＤＩＷ（脱イオン水）を添加した。磁気撹拌棒を加え、水を９５℃に加熱した。次に、ソジオまたはリソスルホン化ポリエステル樹脂を（５重量％固形負荷で）温水に徐々に添加し、加熱を１時間続けた。
【０１０５】
Ａｇナノ粒子複合体の形成。ＳＰＥの可溶性分散液については、ＡｇＮＯ３溶液を、０．１および０．５重量％のＡｇ塩／ポリマーで温水（上記）中の分散ＳＰＥに添加した。加熱した溶液をさらに２時間撹拌して、Ａｇ塩の自己還元を可能にし、Ａｇナノ粒子を生成させた。最後に、溶液を室温まで冷却し、ＭｉｃｒｏＴｒａｃｋ粒径分析器を用いて、Ａｇ  ＮＰ／ＳＰＥ複合体分散液について粒径測定を行った。Ｌｉ塩の不溶性のために、Ａｇ  ＮＰ複合体は作製できなかった（したがって、表２において該当なしエントリー）。
【０１０６】
様々な程度のスルホン化および対イオンを有する異なるスルホン化ポリエステル複合体を調製し、温水中の５重量％の標準濃度で溶解度について試験した。スルホン化ポリエステルナトリウム複合体のみが、水分散性を示した。実施例２に記載された高度スルホン化ポリマーについて、スルホン化度は非常に高く、ドメインサイズは約１０〜約１５ナノメートルであり、溶液はエントリーＣおよびＤについてそれぞれ１００％透明であった。比較例３、４、および６はこれらの濃度で１００％散逸性ではなく、このポリマー不溶性のために、Ａｇ  ＮＰ複合体を形成することができなかった。したがって、本明細書の複合体は、より高い固形負荷および改善されたインクジェット印刷能力を提供する。
【０１０７】
実施例７
実施例１の分岐非晶質スルホン化ポリエステル樹脂を含有するインク組成物を以下のように調製した。５００ミリリットルの琥珀色のガラス瓶に、実施例１のＢＳＰＥ−ＡｇＮＰエマルジョンおよびトリエタノールアミンを添加し、これを３００ＲＰＭで２分間撹拌した。撹拌混合物に、ジエチレングリコール、１，５−ペンタンジオールおよびグリセロールを添加した。混合物を５００ＲＰＭで１分間撹拌した。次に、２−エチル−１−ヘキサノールおよびポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）を添加し、混合物を５００ＲＰＭでさらに１分間攪拌した。界面活性剤ＳｉｌＳｕｒｆ（登録商標）Ａ００８（Ｓｉｌｔｅｃｈ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、低分子量エトキシル化ポリジメチルシロキサン／シリコーンポリエーテル）、Ｓｕｒｆｙｎｏｌ（登録商標）１０４Ｈ（Ａｉｒ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ  ａｎｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｉｎｃ．、７５％  ２，４，７，９−テトラメチル−５−デシン−４，７−ジオール、２５％エチレングリコール）、およびＣｈｅｍｇｕａｒｄ（登録商標）Ｓ−７６１ｐ［Ｃｈｅｍｇｕａｒｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ、リン酸エステル型の短鎖ペルフルオロ系アニオン性フルオロ界面活性剤（３４％活性固体）をインクに添加し、混合物を５００ＲＰＭで４５分間撹拌した。次いで、インクを２０００ＲＰＭで５分間均質化し、試験前に０．４５ミクロンのフィルターで濾過した。
【０１０８】
本明細書に記載のスルホン化ポリエステルナトリウムマトリックス材料は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許第９，６１７，４３７号に記載されるＢＳＰＥ−ＡｇＮＰ複合体の抗菌活性に類似した抗菌および抗真菌保護を付与するために使用することができる。
【０１０９】
本明細書の水性インク組成物は、クリアインクジェットオーバーコートとして、着色インクジェットオーバーコートとして、または着色インクジェット画像を調製するために使用することができ、すべてが様々な基材上に抗菌および抗真菌保護を提供する。
【０１１０】
インク組成物は、自己分散性ポリエステル−Ａｇナノ複合体を含む。実施形態では、Ａｇは、インク組成物中に１００万当たり約０．５部〜１００万当たり約５，０００部、または１００万当たり約５０部〜１００万あたり約５００部の量で存在する。
【０１１１】
より大きい粒子、沈殿物、コロイド粒子、またはイオン性銀に区画された高分子に結合した銀ナノ粒子の利点は、本銀ナノ粒子が水溶性でなく、環境中に自由に放出されないことである。ＢＳＰＥ−ＡｇＮＰシステムは、抗菌、抗真菌、および抗ウイルス殺生物効果を最大限にするために、低速ペースで溶解した銀イオンの送達のための貯蔵器として作用することができる。実施形態では、本明細書の複合体は、抗菌、抗真菌、および抗ウイルス殺生剤効果のための銀イオンの送達のための貯蔵器として作用する。
【０１１２】
銀は、広範囲の微生物に対して抗菌活性を示し、抗生物質耐性の増加により、近年抗菌剤として銀を使用することへの関心が高まっている。
【０１１３】
本水性インク組成物は、カスタマイズ可能なデジタル印刷ＩＤコード、短時間印刷可能材料、カテーテル、心臓ステント、プログラム可能なペースメーカー、および任意の他の所望の３次元基材などの３次元医療部品への印刷を可能にする。
【図１】
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