(57)【要約】      （修正有）【課題】低すぎる粘度、粘着性、および／または不十分な凝集性を防止するデジタルオフセットインクの提供。【解決手段】水、任意選択の共溶媒、任意選択の着色剤、スルホン化ポリエステル、およびポリウレタンを含む水性インク組成物。【選択図】図３
2019210457.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水と、
任意選択の共溶媒と、
任意選択の着色剤と、
ポリエステルと、
ポリウレタンと、を含む水性インク組成物。
【請求項２】
前記ポリウレタンがポリウレタン分散体を含み、前記ポリウレタン分散体が、約１，０００〜約２０，０００の重量平均分子量を有するウレタンプレポリマーの反応生成物であるポリウレタンを含み、前記ウレタンプレポリマーが、（ｉ）ポリオールおよび（ｉｉ）ポリイソシアネートの触媒反応生成物である、請求項１に記載のインク組成物。
【請求項３】
前記ポリウレタンがポリウレタン分散体を含み、前記ポリウレタン分散体が前記インク組成物中に前記インク組成物の総重量に基づいて、約１重量パーセント〜約１０重量パーセントの量で存在する、請求項１に記載のインク組成物。
【請求項４】
前記ポリエステルがスルホン化ポリエステルである、請求項１に記載のインク組成物。
【請求項５】
前記ポリエステルが、少なくとも約３．５モルパーセントのスルホン化度を有するスルホン化ポリエステルである、請求項１に記載のインク組成物。
【請求項６】
前記ポリエステルが、少なくとも約７．５モルパーセントのスルホン化度を有するスルホン化ポリエステルである、請求項１に記載のインク組成物。
【請求項７】
前記ポリエステルがナトリウムスルホン化ポリエステルである、請求項１に記載のインク組成物。
【請求項８】
前記共溶媒が存在し、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、請求項１に記載のインク組成物。
【請求項９】
前記着色剤が存在し、顔料、顔料分散体、またはそれらの組み合わせを含む、請求項１に記載のインク組成物。
【請求項１０】
前記インク組成物が、オフセット印刷プロセスにおいて、ブランケットから基材への実質的に１００パーセントの転写を提供するという特徴を有する、請求項１に記載のインク組成物。
【請求項１１】
デジタルオフセット印刷のプロセスであって、
インク吸収温度で再画像形成可能な画像形成部材表面上にインク組成物を塗布することであって、前記再画像形成可能な画像形成部材がその上に配置された湿し流体を有する、塗布することと、
インク画像を形成することと、
前記インク画像を、インク転写温度で、前記画像形成部材の前記再画像形成可能な表面から、印刷可能な基材に転写することと、を含み、
前記インク組成物が、
水と、
任意選択の共溶媒と、
任意選択の着色剤と、
ポリエステルと、
ポリウレタンと、を含む、プロセス。
【請求項１２】
前記インク組成物を塗布することが、アニロックス送達システムを使用して前記インク組成物を塗布することを含む、請求項１１に記載のプロセス。
【請求項１３】
前記ポリウレタンがポリウレタン分散体を含み、前記ポリウレタン分散体が、前記インク組成物の総重量に基づいて、約１重量パーセント〜約１０重量パーセントの量で前記インク組成物中に存在する、請求項１１に記載のプロセス。
【請求項１４】
前記基材が、紙、プラスチック、ポリマーフィルム、厚紙、板紙、折り畳み板紙、クラフト紙、ガラス、ガラス板、木材、金属、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１１に記載のプロセス。
【請求項１５】
前記基材が、食品包装、医薬品包装、医療機器、化粧品包装、化粧用具、化粧品、およびそれらの組み合わせからなる群の一つの部材を含む、請求項１１に記載のプロセス。
【請求項１６】
前記インク組成物が、前記再画像形成可能な画像形成部材表面から前記印刷可能な基材への実質的に１００パーセントの転写を提供するという特徴を有する、請求項１１に記載のプロセス。
【請求項１７】
水性インク組成物を形成するために、水、任意選択の共溶媒、任意選択の着色剤、ポリエステル、およびポリウレタンを混合することを含むプロセス。
【請求項１８】
前記ポリウレタンがポリウレタン分散体を含み、該ポリウレタン分散体が、約１，０００〜約２０，０００の重量平均分子量を有するウレタンプレポリマーの反応生成物であるポリウレタンを含み、前記ウレタンプレポリマーが、（ｉ）ポリオールおよび（ｉｉ）ポリイソシアネートの触媒反応生成物である、請求項１７に記載のプロセス。
【請求項１９】
前記ポリウレタンがポリウレタン分散体を含み、前記ポリウレタン分散体が前記インク組成物の総重量に基づいて、約１重量パーセント〜約１０重量パーセントの量で前記インク組成物中に存在する、請求項１７に記載のプロセス。
【請求項２０】
前記ポリエステルが、少なくとも約７．５モルパーセントのスルホン化度を有するスルホン化ポリエステルである、請求項１７に記載のプロセス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書では水、任意選択の共溶媒、任意選択の着色剤、ポリエステル、およびポリウレタンを含む水性インク組成物が開示される。
【０００２】
インク組成物を、インク吸収温度で、再画像形成可能な画像形成部材表面上に塗布することであって、この再画像形成可能な画像形成部材がその上に配置された湿し流体を有する、塗布することと、インク画像を形成することと、インク画像をインク転写温度で画像形成部材の再画像形成性表面から印刷可能な基材に転写することと、を含み、インク組成物が水、任意選択の共溶媒、任意選択の着色剤、ポリエステル、およびポリウレタンを含む、デジタルオフセット印刷のプロセスも開示される。
【０００３】
水、任意選択の共溶媒、任意選択の着色剤、ポリエステル、およびポリウレタンを混合して水性インク組成物を形成することを含むプロセスも開示される。
【０００４】
典型的なリソグラフィ技術およびオフセット印刷技術は、永久的にパターン化された版を利用し、したがって、雑誌、新聞等の同じ画像の多数のコピーを印刷するときにのみ有用である。可変データデジタルリソグラフィまたはデジタルオフセットリソグラフィ印刷は、最初は湿し流体層で均一に被覆されている、パターン化されていない再画像形成可能面を使用するシステムとして開発されてきた。湿し流体の領域は、ポケットを形成するために集束された線源（例えば、レーザ光源）への露出によって除去される。これにより、湿し流体中の一時的なパターンが、パターン化されていない再画像形成可能面上に形成される。その上に塗布されたインクは、湿し流体の除去によって形成されたポケット内に保持される。次いで、インクが塗られた表面は、紙、プラスチック、または金属などの基材と接触させられ、インクは湿し流体層中のポケットから基材に転写される。次いで、湿し流体は除去され、湿し流体の新しい均一な層が再画像形成可能面に塗布され、このプロセスが繰り返される。
【０００５】
例示的なデジタルオフセット印刷アーキテクチャが、図１に示される。図１に見られるように、例示的なシステム１００は、画像形成部材１１０を含むことができる。図１に示される実施形態における画像形成部材１１０はドラムであるが、この例示的な描写は、画像形成部材１１０がプレートもしくはベルト、または別の現在知られているもしくは今後開発される構成を含む実施形態を除外するように解釈されるべきではない。再画像形成性表面１１０（ａ）は、例えば、とりわけフルオロシリコーンを含む、シリコーンと一般的に称される分類の材料を含む材料で形成することができる。再画像形成性表面は、搭載層上の比較的薄い層から形成することができ、比較的薄い層の厚さは、印刷またはマーキング性能、耐久性および製造可能性のバランスをとるように選択される。
【０００６】
本発明の譲受人に譲渡され、その開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１１年４月２７日にＴｉｍｏｔｈｙ  Ｓｔｏｗｅらにより出願された「Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｄａｔａ  Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ  Ｓｙｓｔｅｍ」と題された米国特許出願公開第１３／０９５，７１４号（「７１４号公報」）は、例えば、円筒状コア、または円筒状コア上の１つ以上の構造的層であり得る、構造的搭載層上に形成される再画像形成性表面層１１０（ａ）からなる画像形成部材１１０を含む画像形成部材１１０の詳細を描画している。
【０００７】
画像形成部材１１０は、インク画像を、転写ニップ１１２で受像媒体基材１１４に塗布するために使用される。転写ニップ１１２は、画像転写機構１６０の一部として、画像形成部材１１０の方向に圧力を加える押圧ローラー１１８によって形成される。受像媒体基材１１４としては、例えば、紙、プラスチック、折り畳み板紙、クラフト紙、透明基材、金属基材、またはラベルなどの任意の特定の組成物または形状が挙げられるが、それらに限定されない。例示的なシステム１００は、広範囲の受像媒体基材上に画像を生成するために使用することができる。７１４号出願は、使用され得る広範囲のマーキング（印刷）材料も説明している。
【０００８】
例示的なシステム１００は、画像形成部材１１０の再画像形成性表面を湿し流体で均一に濡らすための、湿しローラーまたは湿しユニットと見なすことができる一連のローラーを一般に含む湿し流体システム１２０を含む。湿し流体システム１２０の目的は、一般に均一で制御された厚さを有する湿し流体の層を画像形成部材１１０の再画像形成性表面に送達することである。湿し水などの湿し流体は、以下により詳細に記載されるように、表面張力を低下させるために、ならびに後続のレーザーパターニングを支援するために必要な蒸発エネルギーを低下させるために、任意選択で少量のイソプロピルアルコールまたはエタノールを添加した水を主に含むことができる。少量の特定の界面活性剤も同様に、湿し水に添加することができる。あるいは、他の好適な湿し流体を使用して、インクベースのデジタルリソグラフィシステムの性能を向上させることができる。例示的な湿し流体としては、水、Ｎｏｖｅｃ７６００（１，１，１，２，３，３−ヘキサフルオロ−４−（１，１，２，３，３，３−ヘキサフルオロプロポキシ）ペンタン）、およびＤ４（オクタメチルシクロテトラシロキサン）が挙げられる。他の好適な湿し流体は、例として、同時係属中の米国特許第９，５９２，６９９号に開示されており、その開示は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【０００９】
湿し流体が画像形成部材１１０の再画像形成性表面上に計量供給されると、湿し流体の厚さは、湿し流体システム１２０による、画像形成部材１１０の再画像形成性表面上の湿し流体の計量供給を制御するためのフィードバックを提供し得るセンサ（図示せず）を用いて測定することができる。
【００１０】
湿し流体の正確でかつ均一な量が、湿し流体システム１２０によって、画像形成部材１１０の再画像形成性表面上に提供された後、光パターニングサブシステム１３０を使用して、例えばレーザーエネルギーを用いて湿し流体層を画像状にパターニングすることによって、均一な湿し流体層内に潜像を選択的に形成することができる。典型的には、湿し流体は、光エネルギー（ＩＲまたは可視）を効率的には吸収しない。画像形成部材１１０の再画像形成性表面は、理想的には、表面に近い光パターニングサブシステム１３０から放出されるレーザーエネルギー（可視またはＩＲなどの不可視）の大部分を吸収して、湿し流体を加熱する際に浪費されるエネルギーを最小限に抑え、高い空間分解能を維持するために熱の横方向への拡散を最小限に抑える。あるいは、適切な放射線感光成分が、湿し流体に添加されて、入射放射レーザーエネルギーの吸収を促進することができる。光パターニングサブシステム１３０が、レーザ−発光体として上記に示されているが、様々な異なるシステムが使用されて、湿し流体層をパターニングするための光エネルギーを送達し得ることを理解されたい。
【００１１】
例示的なシステム１００の光パターニングサブシステム１３０によって行われるパターニングプロセスにおいて働く機械的構造は、７１４号出願の図５を参照して詳細に説明される。簡単に説明すると、光パターニングサブシステム１３０からの光パターニングエネルギーの適用は、湿し流体の層の一部の選択的な除去をもたらす。
【００１２】
光パターニングサブシステム１３０による湿し流体層のパターニングに続いて、画像形成部材１１０の再画像形成性表面上のパターニングされた層は、インク供給サブシステム１４０に提供される。インク供給サブシステム１４０を使用して、インクの均一な層を、湿し流体の層および画像形成部材１１０の再画像形成性表面層上にわたって塗布する。インク供給サブシステム１４０は、アニロックスローラーを使用して、本開示のインク組成物などのオフセットリソグラフィインクを、画像形成部材１１０の再画像形成性表面層と接触している１つ以上のインク形成ローラー上に計量供給することができる。一方、インク供給サブシステム１４０は、再画像形成性表面へのインクの正確な供給速度を提供する一連の計量供給ローラーなどの他の従来の要素を含み得る。インク供給サブシステム１４０は、インクを、再画像形成性表面の画像形成された部分を表すポケットに堆積させることができる一方、湿し流体の未フォーマット部分上のインクは、それらの部分に付着しない。
【００１３】
画像形成部材１１０の再画像形成性層内に存在するインクの凝集性および粘度は、いくつかの機構によって変更することができる。そのような機構の１つは、レオロジー（複素粘弾性係数）制御サブシステム１５０の使用を含むことができる。レオロジー制御システム１５０は、再画像形成性表面上のインクの部分的な架橋層を形成して、例えば、再画像形成性表面層に対するインク凝集力を高めることができる。硬化機構としては、光学硬化または光硬化、熱硬化、乾燥、または様々な形態の化学硬化が挙げられる。冷却は、複数の物理的冷却機構によっても、ならびに化学的冷却によっても、レオロジーを変更するために使用することができる。
【００１４】
次いで、インクは、転写サブシステム１６０を用いて、画像形成部材１１０の再画像形成性表面から受像媒体１１４の基材に転写される。転写は、画像形成部材１１０の再画像形成性表面の空隙内のインクが、基材１１４と物理的に接触するように、基材１１４が、画像形成部材１１０と押圧ローラー１１８との間のニップ１１２を通過するときに起こる。本開示のインクなどのインクの付着力が、レオロジー制御システム１５０によって変更されると、変更されたインクの付着力は、インクを基材１１４に付着させ、画像形成部材１１０の再画像形成性表面から分離させる。転写ニップ１１２での温度および圧力条件の慎重な制御によって、本開示のインクなどのインクの、画像形成部材１１０の再画像形成性表面から基材１１４への転写効率が、９５％を超えることを可能にする。いくらかの湿し流体はまた、基材１１４も濡らす可能性もあるが、このような湿し流体の量は、最小であり得、急速に蒸発するか、または基材１１４によって吸収され得る。
【００１５】
特定のオフセットリソグラフィシステムにおいて、図１には示されていないオフセットローラーが、最初にインク画像パターンを受け取り、次いで既知の間接転写方法に従ってインク画像パターンを基板に転写し得ることを認識する必要がある。
【００１６】
大部分のインクの基材１１４への転写に続いて、典型的にその表面を擦り落としたり磨耗させたりすることなく、あらゆる残留インクおよび／または残留湿し流体は、画像形成部材１１０の再画像形成性表面から除去することができる。エアナイフが、残留湿し流体を除去するために使用され得る。しかしながら、いくらかの量のインク残留物が残り得ることが予想される。そのような残りのインク残渣の除去は、何らかの形態の洗浄サブシステム１７０の使用によって達成することができる。７１４号出願は、画像形成部材１１０の再画像形成性表面と物理的に接触する粘着性部材またはタック性部材であって、その粘着性部材またはタック性部材が、画像形成部材１１０の再画像形成性表面の残留インク、および湿し流体からの残っている少量の界面活性剤化合物を除去する、粘着性部材またはタック性部材などの、少なくとも第１の洗浄部材を含むそのような洗浄サブシステム１７０の詳細を記載している。次いで、粘着性部材またはタック性部材は、残留インクが粘着性部材またはタック性部材から転写され得る平滑ローラーと接触することができ、その後、インクは、例えばドクターブレードによって平滑ローラーから取り除かれる。
【００１７】
７１４号出願は、画像形成部材１１０の再画像形成性表面の洗浄を容易にすることができる他の機構を詳述している。しかしながら、洗浄機構にかかわらず、システム内のゴーストを防止するために、画像形成部材１１０の再画像形成性表面からの残留インクおよび湿し流体の洗浄は、使用され得る。洗浄されると、画像形成部材１１０の再画像形成性表面は、再び湿し流体システム１２０に供給され、それによって湿し流体の新しい層が画像形成部材１１０の再画像形成性表面に供給され、そしてプロセスが繰り返される。
【００１８】
デジタルオフセット印刷システムは、再画像形成可能面および湿し水様々なサブシステムを含む、インクが接触する材料、ならびに高速で高品質のデジタル印刷を可能にするために印刷プロセス中に使用される様々なサブシステムと互換性を有するように特に設計および最適化されたオフセット型インクを使用する。
【００１９】
例えば、インク供給サブシステムを使用して、湿し水の層の上に均一なインク層を塗布することができる。インク供給サブシステムは、アニロックスローラーを使用して、再画像形成性表面と接触している１つ以上のインク形成ローラー上にインクを計量供給することができる。このサブシステムと共に使用されるインクは、アニロックス吸収および再画像形成性表面への送達が困難になるほど高くない粘度を有するべきである。しかしながら、低すぎる粘度、粘着性、および／または不十分な凝集性は、インクローダーからインクが這い出すことをもたらし、望ましくないインクの漏出、損失およびプリンターの潜在的な汚染をもたらし得る。したがって、デジタルオフセットインクは、様々なサブシステム内およびそれらの間での良好な転写特性を可能にするのに十分かつ予測可能なインク凝集をもたらすために、ある範囲の粘度、粘着性、および粘着安定性を有するべきである。
【００２０】
その全体が参照により本明細書に組み込まれる、現在放棄されている米国特許出願第１５／２６２，８０９号は、その要約において、デジタルオフセット印刷用途に有用なインク組成物が着色剤および高粘度増粘剤を含むことを記載している。インクは、インク送達プロセスの２つの異なる段階で２つの異なる粘度または温度対の要件を満たすのを助けるためにインクセットにゲル化剤を組み込むように配合される。リソグラフィ画像形成では、バルクインクをまずアニロックスロール上に転写し、次いで画像形成用シリンダブランケット上に転写する。バルクインクからアニロックスロールへの最初の転写は、インクが低粘度であることを必要とする一方、ロールから画像形成用ブランケットへの転写は高粘度を必要とする。ゲル化剤の添加は、許容温度範囲内で粘度差を増大させ、それによりプロセス寛容度および堅牢性を増大させるであろう。
【００２１】
その全体が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第９，８２２，２６７号は、その要約において、デジタルオフセット印刷用途に有用なインク組成物が着色剤および高粘度増粘剤を含むことを記載している。インクは、プロセスの２つの異なる段階で２つの異なる粘度または温度対の要件を満たすのを助けるためにポリエステル粘度調整剤を組み込むように配合される。デジタルオフセット印刷では、バルクインクをまずアニロックスロール上に転写し、次いでアニロックスロールから画像形成用シリンダブランケット上に転写する。バルクインクからアニロックスロールへの間、開示されたインクは低粘度を有する一方、ロールから画像形成用ブランケットへの転写インクはより高い粘度を有する。ポリエステル粘度調整剤の添加は、許容温度範囲内で粘度差を増大させ、それによりプロセス寛容度および堅牢性を増大させる。
【００２２】
デジタルオフセット印刷アーキテクチャは、残留なしに高速での高品質印刷を可能にする、インク送達システムおよび画像形成システムを含む異なるサブシステムと互換性を有するように特別に設計および最適化されたオフセット型インクを必要とする。
【００２３】
デジタルオフセット印刷のインクは、システム構成要素の材料と互換性を有し、湿潤および転写を含むサブシステム構成要素の機能要件を満たす一方で、リソグラフィ印刷プロセスによって課される、要求の厳しいレオロジー要件を満たさなければならないので、従来のインクとは異なる。印刷プロセスの研究は、ロールを介したインク供給装置からデジタルリソグラフィ画像形成ブランケットへのインク転写にはより高い粘度が好ましいが、印刷基材への転写を改善するためにはさらにより高い粘度が必要とされることを立証している。したがって、約６０℃でのインクローダーシステムからの優れたインク送達、および約２０℃でのアニロックスローラーからフルオロシリコーンブランケットへの優れたインク送達を可能にするために、増大した粘度寛容度を有するデジタル先進リソグラフィ画像形成インクが依然として必要とされている。
【００２４】
デジタルオフセットインク用の従来のインク組成物は、硬化性モノマーを必要としたか、低粘度であったか、または著しい水分蒸発を必要とした。
【００２５】
その全体が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第９，６４４，１０５号は、その要約において、可変データリソグラフィ印刷またはインクジェット印刷用のインク組成物またはインク濃縮物が、ナノ粒子ポリマーまたはナノ粒子ポリマーのブレンドを含み、ポリマーまたはブレンドのポリマーは１００℃未満の温度で水分散性であり、固形分は総重量の２５パーセントを超える量であることを記載している。
【００２６】
現在入手可能なインク組成物はそれらの意図する目的には好適であるかもしれないが、改良されたデジタルオフセット印刷インク、特に硬化性モノマー、例えば紫外線（ＵＶ）硬化性モノマーを含まないデジタルオフセット印刷インクが依然として必要とされており、ＵＶインク成分のマイグレーションの危険性は、食品包装などの用途へのそのようなＵＶインクの使用を制限する。デジタルオフセット印刷のために望ましい粘度を有し、有意な水蒸発を必要としない水性デジタルオフセット印刷インクも依然として必要とされているさらに、アニロックス送達システムからの望ましいインク供給、ブランケット基材への濡れ、および印刷基材（例えば紙またはフィルム）へのブランケット転写を呈するデジタルオフセット印刷インクが依然として必要とされている。
【００２７】
前述の米国特許および特許公報の各々の適した構成要素およびプロセス態様は、本開示のために、その実施形態において選択されてもよい。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。本出願で参照される刊行物、特許および公開された特許出願の開示は、本発明が属する技術水準をより完全に説明するために、本開示に参照により組み込まれる。
【００２８】
水、任意選択の共溶媒、任意選択の着色剤、ポリエステル、およびポリウレタンを含む水性インク組成物が説明される。
【００２９】
インク組成物を、インク吸収温度で、再画像形成可能な画像形成部材表面上に塗布することであって、この再画像形成可能な画像形成部材がその上に配置された湿し流体を有する、塗布することと、インク画像を形成することと、インク画像をインク転写温度で画像形成部材の再画像形成性表面から印刷可能な基材に転写することと、を含み、インク組成物が水、任意選択の共溶媒、任意選択の着色剤、ポリエステル、およびポリウレタンを含む、デジタルオフセット印刷のプロセスも説明される。
【００３０】
水、任意選択の共溶媒、任意選択の着色剤、ポリエステル、およびポリウレタンを混合して水性インク組成物を形成することを含むプロセスも説明される。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本開示によるインク組成物が使用され得る関連技術のインクベースの可変画像デジタル印刷システムの概略図を示す。
【図２】スルホン化ポリエステルラテックス材料の調製方法の概略図を示す。
【図３】本開示によるインク組成物についての複素粘度（ｙ軸、ｍＰａ・ｓ）対周波数（ｘ軸、ｒａｄ／秒）を示すグラフである。
【図４】本実施形態によるインクで調製した３枚のロール紙の画像である。
【００３２】
水、任意選択の共溶媒、任意選択の着色剤、ポリエステル、およびポリウレタンを含む、デジタルオフセット印刷で使用するための水性インク組成物が説明される。ある実施形態においては、インク組成物は、転写基材から１００％の転写を達成する。ある実施形態においては、インク組成物は、インクを部分的に乾燥させる必要なしに、水性インク用のデジタルオフセット印刷装置上で直接１００％の転写を達成する。
【００３３】
インク組成物は、任意の好適なまたは所望の目的に使用することができる。ある実施形態においては、本明細書のインク組成物は、デジタルオフセット印刷に特に好適であり、ある実施形態においては、ラベルの印刷、包装、特に食品グレードおよび医療グレードの印刷に特に好適である。ある実施形態においては、本明細書のインクは、印刷プロセスにおける下塗りとしての使用に好適である。ある実施形態においてはポリエステルの組み合わせ、ある実施形態においてはスルホン化ポリエステルおよびポリウレタン、ある実施形態においてはポリウレタン分散体の形態で、特定の成分の組み合わせを含む本明細書のデジタルオフセットインクは、従来のデジタルオフセットインク組成物よりも改善された転写性能を提供する。
【００３４】
水性デジタルオフセットインク組成物は、ある実施形態においては、所望のインク供給およびリリース特性、非水性湿し水との相溶性、およびインク送達システム（アニロックスロール）内での機能を提供する水性相溶性顔料、自己分散スルホン化ポリエステル粒子、およびポリウレタンを含む。インク組成物は、アニロックス送達システムからの良好なインク供給、ブランケット基材への濡れ、および印刷基材へのブランカー転写を示す。インク組成物は、デジタルオフセット印刷装置上で実質的に１００パーセントの転写を示す。本発明のインク組成物は、部分的にインクを乾燥させる必要なしに、水性インク用のデジタルオフセット印刷装置上で直接１００パーセントの転写を初めて示すと考えられる。インク組成物は、高速、安価、かつ効率的な水性デジタルオフセット印刷プロセスを可能にする。
【００３５】
図１に記載するように、インク供給の均一性およびインクローダーシステム（またはインク供給ユニット）からのインクの送達を確実にすること、ならびにインクが、ある実施形態においては、約４５〜約８０℃、例えば約５０〜約７０℃、例えば約５５〜約６５℃、例えば約６０℃の温度範囲内で、約５０〜約２００ｒａｄ／ｓ、例えば約１００ｒａｄ／ｓの等価角周波数に対応する剪断速度で比較的低い粘度を有することを確実にすることが、非常に有利である。インクが、ある実施形態においては、約１８〜約３５℃、例えば約１８〜約３０℃、例えば約２５℃の温度範囲内で、約０．５〜約２ｒａｄ／ｓ、例えば約１ｒａｄ／ｓの等価角周波数に対応する剪断速度で比較的高い粘度を有するように、アニロックスローラーからブランケットへの高度のインク転写を確実にすることもまた、非常に有利である。
【００３６】
ある実施形態においては、インク組成物は、約４５℃〜約８０℃のインク吸収温度で約３，０００〜約９０，０００センチポアズの第１の粘度を有し、またインク組成物は、約１８℃〜約３０℃のインク転写温度で、約１００，０００〜約２，０００，０００センチポアズの第２の粘度を有する。
【００３７】
ある実施形態においては、インク組成物は、約４５℃〜約８０℃のインク吸収温度および約５０ｒａｄ／ｓ〜約２００ｒａｄ／ｓの比較的より高い剪断速度で、約３，０００〜約９０，０００センチポアズの第１の粘度を有し、またインク組成物は、約１８℃〜約３０℃のインク転写温度および約０．５ｒａｄ／ｓ〜約２ｒａｄ／ｓの比較的より低い角周波数で、約１００，０００〜約２，０００，０００センチポアズの第２の粘度を有する。
【００３８】
デジタルオフセット印刷の要件を満たすために、インクは、多くの物理的および化学的特性を有することが望ましい。インクは、印刷版、湿し水、および他の硬化または未硬化インクを含む、それが接触している材料との互換性を有することが望ましい。それはまた、濡れ特性および転写特性を含むサブシステムの機能要件を満たすことが望ましい。インクは、濡れ特性と転写特性の組み合わせを有することが望ましく、すなわち、インクは、ブランケット材料を直ちに均質に濡らし、ブランケットから基材に転写することが望ましいので、画像形成されたインクの転写は困難である。洗浄サブステーションは、少量の残留インクしか除去できないので、画像層の転写は、効率的であることが望ましく、望ましくは少なくとも９０％もの高さである。洗浄後にブランケット上にインクが残っていると、後続の印刷物に許容されないゴースト画像が現れる可能性がある。
【００３９】
ある実施形態においては、本明細書のインク組成物は、再画像形成可能な画像形成部材表面から印刷可能な基材への実質的に１００パーセントの転写を提供するという特徴を有する。ある実施形態においては、インク組成物は、オフセット印刷プロセスにおいてブランケットから基材へ実質的に１００パーセントの転写を提供するという特徴を有する。
【００４０】
ある実施形態においては、本明細書のインク組成物は、ポリウレタンと共に、ある実施形態においては、ポリウレタン分散体（ＰＵＤ）の形態で提供されるポリウレタンと共に、ポリマーマトリックスとして水分散性スルホポリエステル材料を含む。理論に拘束されることを望むものではないが、ポリウレタンは、単独で、またはポリエステルと組み合わせて、内部凝集力を増大させ、中央画像形成シリンダーからの１００パーセントのインク転写を可能にすると考えられる。ある実施形態においては、インク組成物は、ＣＭＹＫ（シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック）インク、ならびに特殊色を達成するために水分散性顔料分散体を含む。
【００４１】
ある実施形態においては、本明細書のインク組成物はポリウレタン分散体（ＰＵＤ）を含む。
【００４２】
本明細書で使用されるとき、用語「分散体」は、オン相がバルク物質全体に分布した微細粒子（しばしばコロイドサイズ範囲）からなり、粒子が分散相または内部相であり、バルク物質が連続相または外部相である二相系を意味する。バルクシステムは多くの場合水系である。
【００４３】
本明細書で使用されるとき、用語「ＰＵＤ」は、本明細書に記載のポリウレタン分散体を意味する。
【００４４】
本明細書のポリウレタン分散体は、一般構造を有するポリウレタンを含み得る。
【００４５】
【化１】
2019210457.tif 000003
【００４６】
式中、円および長方形は脂肪族または芳香族の直鎖状基または分岐状基を示す。
【００４７】
ウレタンプレポリマーは、ポリオール、ポリイソシアネート、および任意選択の内部界面活性剤を含み得る。ある実施形態においては、本明細書のポリウレタン分散体は、ウレタンプレポリマーの反応生成物を含有する。
【００４８】
ある実施形態においては、ウレタンプレポリマーは、ポリオール、ポリイソシアネート、および任意選択の内部界面活性剤を触媒の存在下で反応させることによって調製することができる。内部界面活性剤は、ポリオールおよびポリイソシアネートを添加する前に、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）、ジメチロールプロピオン酸（ＤＭＰ）、または他の極性非プロトン性溶媒などの有機溶媒に溶解することができる。
【００４９】
一般に、ポリオールに対する内部界面活性剤の化学量論的当量モル比は、約０．５〜２、または約０．７５〜１．７５、または約１〜約１．５であり得る。プレポリマー中の全ＯＨ基に対するＮＣＯ基の化学量論的当量モル比は、約１．０〜約３．０、または約１．２５〜約２．５、または約１．５〜約２．０であり得る。ある実施形態においては、ポリオールに対する内部界面活性剤の比率が高く、ＯＨ基に対するＮＣＯ基の比率が低いことが望ましい。典型的には、ウレタンプレポリマー反応は、例えばジ−ｎ−ブチルアミン滴定法によって決定される理論的イソシアネート含有量に到達するまで、約７０℃〜約１００℃で約１〜約５時間行われ、ある実施形態においては、内部界面活性剤を含有するウレタンプレポリマー（イソシアネート末端）を形成する。
【００５０】
ウレタンプレポリマーは、トリアルキルアミン、例えばトリメチルアミンのような中和剤で中和することができる。使用される中和剤の量は、もしあれば、ウレタンプレポリマー中に存在する内部界面活性剤の量に依存し得、内部界面活性剤の量の約５パーセント〜約１００パーセント、または約１０パーセント〜約９０パーセント、または約２０パーセント〜約７０パーセントの範囲であり得る。この中和工程は、ウレタンプレポリマーの官能基を中和することによってウレタンプレポリマーを分散可能にする。一実施形態において、内部界面活性剤上のカルボン酸部位は、中和することができ、それによって−ＣＯ２−ＨＮ＋Ｒ３などの塩を形成し、式中Ｒは低級アルキル基である。
【００５１】
中和プレポリマーは、典型的には、約１，０００〜約２０，０００、または約３，０００〜約１５，０００、または約５，０００〜約１０，０００の平均重量平均分子量（ＭＷ）を有する。水、例えば脱イオン水を、プレポリマーの形成中またはプレポリマーの形成後に、ただし中和剤の添加前に、中和プレポリマーに添加することができる。ある実施形態においては、ポリウレタンはポリウレタン分散体を含み、ポリウレタン分散体は、約１，０００〜約２０，０００の重量平均分子量を有するウレタンプレポリマーの反応生成物であるポリウレタンを含み、ウレタンプレポリマーは（ｉ）ポリオールおよび（ｉｉ）ポリイソシアネートの触媒反応生成物である。水性分散体中の水の量は、最終ポリウレタン分散体中の所望の固形分百分率に基づく。ある実施形態においては、ポリウレタン分散体は、水性ポリウレタン分散体の総重量に基づいて、約１．０〜約９９パーセントの固体分、または約２０〜約８０パーセントの固体分、または約３５〜約６０パーセントの固体分を含む。ある実施形態においては、ポリウレタン分散体は、水性ポリウレタン分散体の総重量に基づいて、約３５〜約６５パーセントの固形分、または約３８〜約６１パーセントの固形分を含む。水性分散体は通常、分散条件下で水を添加した瞬間に「油中水型」分散体として開始する。分散プロセス中、混合物（すなわち、水および中和プレポリマー）を高速（例えば、５，０００〜１０，０００ｒｐｍ）で回転させることができ、「油中水型」分散体を「水中油型」分散体に変換することができる。分散は、分散ブレードなどのブレードを回転させることによって達成することができる。高速で分散ブレードを使用する効果は、混合するよりもむしろ分散するためにシステムにエネルギーを与える。この時点で、ポリウレタン分散体の粒径を決定することができる。
【００５２】
好適なジアミン、トリアミン、ジオールまたはトリオなどの鎖延長剤を添加して、化学量論的に量もしくはプレポリマーの約６０〜約１００パーセント、またはプレポリマーの量の約８５〜約９５パーセントに等しい量を使用することによって、ポリウレタン分散体の平均重量平均分子量を増加させることができる。使用されるポリオールおよび使用される特定の鎖延長剤の平均重量平均分子量は、最終受容基材へのインクの接着性に影響を及ぼし得る。鎖延長剤は、分散体の粒子中に拡散またはマイグレートし、中和されたプレポリマーの末端遊離イソシアネート基と反応し、それによりポリウレタンポリマーの分子量を伸ばし、その過程で尿素を形成する。
【００５３】
本明細書における使用に好適な鎖延長剤の例としては、エチレンジアミン、１，２−プロパンジアミン、１，６−ヘキサメチレンジアミン、ピペラジン、２，５−ジメチルピペラジン、イソホロンジアミン、４，４’−ジシクロヘキシルメタンジアミン、３，３’−ジメチル−４，４’−ジシクロヘキシルメタンジアミン、および１，４−シクロヘキサンジアミンなどのジアミン；Ｎ−ヒドロキシメチルアミノエチルアミン、Ｎ−ヒドロキシエチルアミノエチルアミン、Ｎ−ヒドロキシプロピルアミノプロピルアミン、Ｎ−エチルアミノエチルアミン、およびＮ−メチルアミノプロピルアミンなどの１つの１級アミノ基と１つの２級アミノ基を含有するジアミン類；ジエチレントリアミン、ジプロピレントリアミン、およびトリエチレンテトラミンなどのポリアミン、が挙げられる。一実施形態において、鎖延長剤はエチレンジアミンを含む。
【００５４】
安定なポリウレタン分散体が形成される限り、任意の好適な量のプレポリマー、中和剤、水、および鎖延長剤をウレタンプレポリマーに添加することができる。
【００５５】
ある実施形態においては、本明細書のインク組成物に任意の好適なまたは所望のポリウレタンを選択することができる。特定の実施形態では、ポリウレタンはポリウレタンの水性エマルジョンを含む。市販のポリウレタン分散体の例としては、Ａｌｂｅｒｄｉｎｇｋ  Ｂｏｌｅｙから入手可能なＵ４１０およびＵ６１５、Ｃｏｖｅｓｔｒｏから入手可能なＢａｙｈｙｄｒｏｌ（登録商標）Ｕ３５５、Ｕ２７５７、ＵＨ４２０、ＵＨ２５５８、ＵＸＰ２６９８、ＵＸＰ２７５５、ＵＡ２５８６、ＵＨＸＰ２６４８、およびＵＨ２９５２／１、ならびにＣｏｖｅｓｔｒｏから入手可能なＩｍｐｒａｎｉｌ（登録商標）ＤＬ１３８０およびＤＬ１５３７が挙げられる。
【００５６】
ポリウレタン分散体は、任意の好適なまたは所望の量でインク組成物中に存在することができる。ある実施形態においては、ポリウレタン分散体は、インク組成物の総重量に基づいて、約１〜約４０重量パーセント、または約１〜約３５重量パーセント、または約５〜約３５重量パーセントの量で存在する。ある実施形態においては、ポリウレタン分散体は、インク組成物の総重量に基づいて、約１重量パーセント〜約１０重量パーセントの量でインク組成物中に存在する。
【００５７】
本明細書のインク組成物はポリエステルを含む。ある実施形態においては、ポリエステルはポリエステルラテックスの形態で提供される。
【００５８】
ある実施形態においては、インク組成物はスルホン化ポリエステルを含む。ある実施形態においては、スルホン化ポリエステルは、高いスルホン化度を有し、ある実施形態においては、スルホン化ポリエステルは、少なくとも約３．５モルパーセント、少なくとも約４モルパーセント、少なくとも約７モルパーセント、または少なくとも約７．５モルパーセントのスルホン化度を有する。
【００５９】
ある実施形態においては、スルホン化ポリエステルは、少なくとも約３．５モルパーセント〜約３．７５モルパーセント、または少なくとも約４モルパーセント〜約５．５モルパーセント、または少なくとも約７．０モルパーセント〜約７．５モルパーセントのスルホン化度を有する。
【００６０】
本明細書中で使用されるとき、モルパーセントは、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百分率を指し、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）／（仕込み総モルから過剰モルグリコールを減算したもの）×１００パーセント）を指す。
【００６１】
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。
【００６２】
スルホン化ポリエステルは、図２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することができる。図２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。
【００６３】
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、コロイド分散体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。
【００６４】
ある実施形態においては、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。ある実施形態においては、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。
【００６５】
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。
【００６６】
ある実施形態においては、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、ある実施形態においては、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。
【００６７】
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。
【００６８】
【化２】
2019210457.tif 000004
【００６９】
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などの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）ビスフェノレンなどの約６〜約３６個の炭素原子のアリーレンであり、Ｘは、ハロゲンであり、ある実施形態においてはリチウム、ナトリウム、またはカリウムであり、ある実施形態においてはナトリウムであり、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。
【００７０】
ある実施形態においては、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。
【００７１】
【化３】
2019210457.tif 000005
【００７２】
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などの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などの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）、ビスフェノレンなどの約６〜約３６個の炭素原子のアリーレンであるか、またはある実施形態においては、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、ある実施形態においては、ｙは、約３．５モルパーセント、もしくは約３．５モルパーセント以上、もしくは少なくとも約３．５モルパーセント〜約２０モルパーセント、もしくは少なくとも約３．５モルパーセント〜約１５モルパーセント、もしくは少なくとも約３．５モルパーセント〜約１０モルパーセントの樹脂である。または
【００７３】
式中、Ｒは、約２〜約１０個の炭素原子を有する脂肪族であり、Ｒ１は、約２〜約１０個の炭素原子を有する脂肪族であり、式中、ｙは約３〜約７．５パーセントである。７．５パーセントを超えると、通常は水溶性である。
【００７４】
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−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）、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。
【００７５】
直鎖非晶質ポリエステル樹脂は、一般に、有機ジオール、およびある実施形態においては少なくとも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。
【００７６】
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。有機二酸またはジエステル、例えば、約４５〜約５２モルパーセント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モルパーセントである。ある実施形態においては、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。ある実施形態においては、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。ある実施形態においては、スルホン化ポリエステルは、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。スルホン化ポリエステルは、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。
【００７７】
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などが挙げられる。樹脂の有効な二官能性モノマーの量、例えば約０．１〜約２重量パーセントを選択することができる。
【００７８】
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、それらの混合物など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モルパーセントである。
【００７９】
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モルパーセント〜約５モルパーセントの量で選択される。
【００８０】
ある実施形態においては、重合後、得られるスルホン化ポリエステルは、以下の式を有するアリール単位、スルホン化単位、および脂肪族単位を含み得る。
【００８１】
【化４】
2019210457.tif 000006
【００８２】
【化５】
2019210457.tif 000007
【００８３】
【化６】
2019210457.tif 000008
【００８４】
式中、各Ｒ１および各Ｒ２は、独立して、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などの、２〜約２５個の炭素原子のアルキレンであり得る。各Ｒ３は、独立して、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチルなどの、分枝または非分枝の１〜１５個の炭素原子のアルキル基であり得る。各Ｒ’は、独立して、例えば、ベンジレン、ビスフェニレン、ビス（アルキルオキシ）ビスフェノレンなどの、約６〜約３６個の炭素原子のアリーレンであり得る。各Ｘ＋は、独立して、Ｎａ＋、Ｌｉ＋、Ｋ＋などであり得る。各ｎ、各ｐ、および各ｑは、ランダムに反復するセグメントの数を表し、その各々は独立して約１０〜約１００，０００であり得る。ある実施形態においては、ｎは、約４０〜約５０モルパーセント、約４２．５〜約４６．５モルパーセント、または約４３〜約４５モルパーセントである。ある実施形態においては、ｐは、約７．５〜約１５モル％、約８〜約１２モルパーセントである。ある実施形態においては、ｑは、約０．１〜約４モルパーセント、０．１〜約２．５モルパーセント、または約０．２〜約１．５である。ｐはスルホン化ポリエステル中のスルホン化量を表す。ｑはスルホン化ポリエステル中の架橋剤の量を表す。ｎは１００−（ｐ＋ｑ）である。
【００８５】
ある実施形態においては、本開示での使用に好適なスルホン化ポリエステルは、示差走査熱量計により測定されるとき、約４５℃〜約９５℃、または約５２℃〜約７０℃のガラス転移（Ｔｇ）温度を有し得る。ある実施形態においては、スルホン化ポリエステルは、ゲル浸透クロマトグラフにより測定されるとき、１モル当たり約２，０００グラム〜１モル当たり約１５０，０００グラム、１モル当たり約３，０００グラム〜約５０，０００グラム、または１モル当たり約６，０００グラム〜約１５，０００の数平均分子量を有し得る。ある実施形態においては、スルホン化ポリエステルは、ゲル浸透クロマトグラフにより測定されるとき、１モル当たり約３，０００グラム〜１モル当たり約３００，０００グラム、１モル当たり約８，０００グラム〜約９０，０００グラム、または１モル当たり約１０，０００グラム〜約６０，０００の重量平均分子量を有し得る。ある実施形態においては、スルホン化ポリエステルは、重量平均分子量対数平均分子量の比で計算すると、約１．６〜約１００、約２．０〜約５０、または約５．０〜約３０の多分散度を有し得る。
【００８６】
本明細書中で使用されるとき、「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。
【００８７】
ある実施形態においては、ポリエステルは、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。
【００８８】
ある実施形態においては、ポリエステルは、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、ポリエステルは、約１０ナノメートル〜約１５ナノメートルの粒径を有する。
【００８９】
ある実施形態においては、スルホン化ポリエステル樹脂を水中で加熱し、それによってスルホン化ポリエステルを含む複合粒子のエマルジョンを形成することを含む方法が提供される。
【００９０】
ある実施形態においては、加熱は、約６５℃〜約９０℃の温度で行われる。
【００９１】
特定の実施形態では、本明細書の方法は、水中のスルホン化ポリエステル樹脂を、ある実施形態においてはスルホン化ポリエステル樹脂を加熱することであって、スルホン化ナトリウムポリエステルは、少なくとも約３．５モルパーセント、または少なくとも約７．５モルパーセントのスルホン化度を有する、加熱することと、スルホン化ポリエステルを含む粒子のエマルジョンを形成することと、を含む。ある実施形態においては、この方法は、ポリエステル粒子を水、任意選択の着色剤、任意選択の共溶媒、およびポリウレタン、ある実施形態ではポリウレタン分散体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。
【００９２】
スルホン化ポリエステルは、任意の好適なまたは所望の量でインク組成物中に存在することができる。ある実施形態においては、スルホン化ポリエステルは、インク組成物の総重量に基づいて約２０〜約６０重量パーセント、またはインク組成物の総重量に基づいて約２５〜約５０重量パーセント、またはインク組成物の総重量に基づいて約２５〜約４０重量パーセント、またはインク組成物の総重量に基づいて約２５〜約３５重量パーセントの量でインク組成物中に存在する。
【００９３】
インクは、任意の好適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上に過渡画像を形成することを可能にし、続いて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、間接印刷用途に特に有用である。ある実施形態においては、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。
【００９４】
間接印刷システムに特に好適な本明細書のインク組成物は、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。ある実施形態においては、本明細書のインク組成物は、濡れ性および移動性の両方のサブシステムを可能にし、そこにおいて良好に機能し、許容される放出と組み合わせた許容される濡れ性特性と、転写特性との両方を示す。
【００９５】
本明細書のインク組成物は、水のみからなり得るか、または水と水溶性もしくは水混和性成分（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などを含む）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−ヘプタンジオールなどが挙げられる。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など、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、イノシトールなど、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。ある実施形態においては、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。
【００９６】
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、任意の好適なまたは所望の比、ある実施形態においては約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機能する。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、水と相溶性の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、着色剤を溶解もしくは分散させ、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。ある実施形態においては、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。
【００９７】
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、レベリングなどを助けることができる。ある実施形態においては、水は配合物の５０％以上を形成し、ある実施形態においては、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。ある実施形態においては、水はインク組成物の約３０％を構成する。
【００９８】
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。
【００９９】
液体ビヒクルの総量は、任意の好適なまたは所望の量で提供することができる。ある実施形態においては、液体ビヒクルは、インク組成物の総重量に基づいて約４０〜約６０重量パーセントの量でインク組成物中に存在する。ある実施形態においては、インク組成物中の液体の総量は、インク組成物、水を含む液体、および任意の共溶媒の総重量に基づいて約４０〜約６０重量パーセントである。
【０１００】
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、染料分散体、顔料分散体、ならびにそれらの混合物および組み合わせを含む、任意の好適なまたは所望の着色剤を使用することができる。
【０１０１】
着色剤は、着色剤分散体の形態で提供されてもよい。ある実施形態においては、着色剤分散体は、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。ある実施形態においては、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、任意選択で、着色剤は、着色剤、任意選択の界面活性剤、および任意選択の分散剤を含む分散体である。ある実施形態においては、着色剤は存在し、そして顔料、顔料分散体、またはそれらの組み合わせを含む。
【０１０２】
上記のように、本明細書の実施形態では、任意の好適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。好適な染料の例としては、アニオン染料、カチオン染料、非イオン染料、双性イオン性染料などが挙げられる。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番などの食用染料、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など）、酸レッド染料（番号１、８、３２、３５、３７、５２、５７、９２、１１５、１１９、１５４、２４９、２５４、２５６など）、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など）、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など）、ダイレクトブラック染料（番号４、１４、１７、２２、２７、３８、５１、１１２、１１７、１５４、１６８など）、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など）、ダイレクトレッド染料（番号１、２、１６、２３、２４、２８、３９、６２、７２、２３６など）、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など）、反応性染料、例えば反応性レッド染料（番号４、３１、５６、１８０など）、反応性ブラック染料（番号３１など）、反応性イエロー染料（番号３７など）；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など；ならびにそれらの混合物が挙げられる。
【０１０３】
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、黄色顔料などが挙げられる。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など）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としては、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）が挙げられる。キナクリドンの代表的な例としては、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が挙げられる。アントラキノンの代表的な例としては、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が挙げられる。ペリレンの代表的な例としては、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が挙げられる。チオインジゴイドの代表的な例としては、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が挙げられる。複素環式イエローの代表的な例にとして、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が挙げられる。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���としては、炭素顔料が挙げられる。炭素顔料は、許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好適な炭素顔料には、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などのベンダから市販されている。好適なカーボンブラック顔料としては、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、および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。
【０１０４】
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、ある実施形態においては、着色剤は、インク組成物の総重量に基づいて、約０．０５〜約１５重量パーセント、または約０．１〜約１０重量パーセント、または約１〜約５重量パーセントの量で存在することができる。
【０１０５】
ある実施形態においては、本明細書のインク組成物はさらに、高着色剤濃度の使用を可能にし、インク組成物の総重量を基準として、ある実施形態においては、５０重量パーセントを超える着色剤または顔料濃度、ある実施形態においては、６０重量パーセントを超える着色剤または顔料濃度の使用を可能にする一方で、インク転写のために室温での所望の粘度における所望の特性および加熱温度での所望の粘度における所望の特性を維持する。
【０１０６】
開示されるインクはまた、界面活性剤を含有し得る。好適な界面活性剤の例としては、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挙げられる。好適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。好適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。好適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���Ａｌｄｒｉｃｈ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などが挙げられる。好適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。
【０１０７】
任意選択の界面活性剤は、所望のまたは有効な量で存在することができ、ある実施形態においては、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重量パーセントの量で存在する。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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
インク組成物は、任意の好適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、任意選択で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、ある実施形態においては約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、任意選択で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。
【０１１０】
ある実施形態においては、本明細書のプロセスは、水、任意選択の共溶媒、任意選択の着色剤、ポリエステル、およびポリウレタン分散体を混合して水性インク組成物を形成することを含む。
【０１１１】
ある実施形態においては、本明細書の方法は、スルホン化ポリエステル樹脂、水、任意選択の共溶媒、任意選択の着色剤、およびポリウレタン分散体を組み合わせて水性インク組成物を形成することを含む。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の調製、２）任意選択で界面活性剤で安定化された着色剤の分散体の調製、３）スルホン化ポリエステルと着色剤分散体およびポリウレタン分散体との混合、ならびに４）水、共溶媒、および任意選択の添加剤などの他の成分の添加。
【０１１２】
ある実施形態においては、本開示のデジタルオフセット印刷の方法は、本開示のインク組成物を再画像形成可能な画像形成部材表面上に塗布することであって、再画像形成可能な画像形成部材がその上に配置された湿し流体を有する、塗布することと、インク画像を形成することと、インク画像を画像形成部材の再画像形成性表面から印刷可能な基材へ転写することと、を含む。
【０１１３】
本開示によるインク組成物は、デジタルオフセット印刷における使用に限定されない。本明細書に開示されるインク組成物はまた、従来のオフセット印刷またはハイブリッドの従来のオフセット印刷システムおよびデジタルオフセット印刷システムにおいて有用であり得る。それにもかかわらず、本開示のインク組成物は、デジタルオフセット印刷システムに特有のシステム要件を満たす。
【０１１４】
ある実施形態においては、本明細書のデジタルオフセット印刷のプロセスは、インク組成物を、インク吸収温度で、再画像形成可能な画像形成部材表面上に塗布することであって、この再画像形成可能な画像形成部材がその上に配置された湿し流体を有する、塗布することと、インク画像を形成することと、インク画像をインク転写温度で画像形成部材の再画像形成性表面から印刷可能な基材に転写することと、を含み、インク組成物は水、任意選択の共溶媒、任意選択の着色剤、ポリエステル、およびポリウレタン分散体を含む。
【０１１５】
ある実施形態においては、インク組成物を塗布することは、アニロックス送達システムを用いてインク組成物を塗布することを含む。
【０１１６】
任意の好適な基材、記録シート、または取り外し可能な支持体、ステージ、プラットフォームなどが、本明細書のインク組成物を堆積させるために使用することができ、例えば、ＸＥＲＯＸ（登録商標）４０２４紙、ＸＥＲＯＸ（登録商標）Ｉｍａｇｅ  Ｓｅｒｉｅｓ紙、Ｃｏｕｒｔｌａｎｄ  ４０２４  ＤＰ紙、罫線入りノートブック紙、ボンド紙などの普通紙、Ｓｈａｒｐ  Ｃｏｍｐａｎｙシリカコート紙、Ｊｕｊｏ紙、ＨＡＭＭＥＲＭＩＬＬ  ＬＡＳＥＲＰＲＩＮＴ（登録商標）紙などのシリカコート紙、ＸＥＲＯＸ（登録商標）Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｏｌｏｒ  Ｇｌｏｓｓ、Ｓａｐｐｉ  Ｗａｒｒｅｎ  Ｐａｐｅｒｓ  ＬＵＳＴＲＯＧＬＯＳＳ（登録商標）などの光沢コート紙、透明材料、布地、織物製品、プラスチック、ポリマーフィルム、ガラス、ガラス板、金属などの無機基材、および木材、ならびに自立基材用の取り外し可能な支持体の場合、ワックスまたは塩などの溶融性または溶解性基材などを含む。特定の実施形態では、基材は、紙、プラスチック、ポリマーフィルム、厚紙、板紙、折り畳み板紙、クラフト紙、ガラス、ガラス板、木材、金属、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される。特定の実施形態では、基材はラベルである。ラベルは、前述の種類の基材のいずれかから選択することができる。ある実施形態においては、基材は食品包装、医薬品包装などを含む。一実施形態では、基材は、食品包装、医薬品包装、医療機器、化粧品包装、化粧用具、化粧品、およびそれらの組み合わせからなる群の一つの部材を含む。特定の実施形態では、本明細書のインク組成物はアンダーコートを形成する。ある実施形態においては、基材は、３次元基材を含む。ある実施形態においては、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。
【０１１７】
高スルホン化ポリエステル合成（７．５重量％スルホン化）。
機械式撹拌機、蒸留装置および底部排水弁を備えた５ガロンのＰａｒｒ反応器に、ジメチルテレフタレート（３．４９２キログラム）、ジメチル−５−スルホ−イソフタレートナトリウム塩（９４０グラム）、１，２−プロパンジオール（２．９キログラム）、ジエチレングリコール（４４９グラム）、およびＦＡＳＣＡＴ（登録商標）４１００（７．２グラム）を充填した。混合物を窒素流（３ＳＣＦＨ）下で１２０℃に加熱し、その後、毎分５０回転（ｒｐｍ）で撹拌を開始した。次いで、混合物を、１８０℃の温度に達するまで次の２時間０．５℃／分で加熱し、その間にメタノール副生成物を蒸留受け器に集めた。次いで、混合物を、２１０℃の温度に達するまで０．２５℃の速度で加熱し、その間にメタノールと過剰の１，２−プロパンジオールの両方を蒸留受け器に集めた。次いで、真空を２１０℃で１時間かけて４．４ｍｍＨｇに達するまで徐々に適用した。次いで、混合物を窒素で大気圧に再加圧し、内容物を底部ドレーンを通して容器に排出した。次いで生成物を一晩かけて室温に冷却し、続いてＦｉｔｚＭｉｌｌ（登録商標）を用いて造粒した。生成物は、５５．４℃の開始ガラス転移温度、１，３２６グラム／モルの数平均分子量、２，３５０グラム／モルの重量平均分子量、および１３５．９℃の軟化点を示した。
【０１１８】
実施例１〜３
デジタルオフセットインクへの配合。
表１に示すような成分を有する実施例１、２および３を以下のようにしてインクに配合した。
【０１１９】
【表１】
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【０１２０】
スルホン化ポリエステルは、上記のようにして製造された７．５パーセントのスルホン化を有するスルホン化ポリエステルである。
【０１２１】
ＰＵＤ（ポリウレタン分散体）は水中で約３８〜６１％の固形分である。
【０１２２】
Ｕ４１０、Ｕ６１５、およびＵ２１０１は、Ａｌｂｅｒｄｉｎｇｋ  Ｂｏｌｅｙから入手可能な水性ポリウレタン分散体である。
【０１２３】
顔料分散体は１３パーセントの固形分を有する水性シアン顔料分散体である。
【０１２４】
加熱ジャケットおよびオーバーヘッドミキサーを取り付けた２５０ミリリットルビーカーに、１３％シアン顔料水性分散体（１３％固形分）４５グラムを添加し、９０℃に加熱した。次に、２０グラムのスルホランを添加する。スルホポリエステルを加熱した分散体に徐々に添加する。混合物をホイルで覆い、９０℃で２０〜３０分間混合し、次いで室温まで放冷する。次いで冷却された混合物を、Ｃｏｗｌｅｓブレードを取り付けたオーバーヘッド撹拌機を取り付けた２５０ミリリットルの水冷ビーカーに移し、攪拌する。最後に、５グラムのポリウレタン分散体を混合中に徐々に添加する。混合物を水冷ビーカー中で３０〜４５分間放冷して最終デジタルオフセットリソグラフィインクを得る。調製したインクの粘度を図３に示す。
【０１２５】
典型的なリソグラフィ印刷条件下でのブランケットからのインク転写の効率を評価するために、インク例１、２および３をデジタルオフセット印刷装置で試験した。アニロックスロールをインクで満たし、ブランケットに移し、次いでＳｔｅｒｌｉｎｇ（登録商標）Ｇｌｏｓｓ＃８０紙上にオフセットプレスし、続いて新しい紙と前にインクを付けたブランケットとの間で２回目および３回目のオフセットイベントを行ってブランケット（「チェイスシート」）上に残留しているおそれがあるインクを監視した。
【０１２６】
図４は、３つのインク例についてのオフセット印刷結果を示す。実施例１および２は、「チェイス」シート上に残留インクが観察されずに１００％のインク転写を示した。実施例３では、インクの痕跡のみが、しかもブランケットの端部からのみ、見られた。１００％のこれほど完全な転写は、ＵＶインクについては、裸のブランケットを有するこの装置を使用して観察されていないことに留意されたい。本発明の水性配合物は、我々のスクリーニング方法によって今まで観察された中で最高の転写性能を示す。
【０１２７】
コート紙上の乾燥印刷物を予備堅牢性試験にかけた。結果を以下のように要約する。
【０１２８】
印刷物はテープ試験に対して頑強であり、ここではスコッチ（商標）テープを圧力をかけて印刷面に押し当て、きれいに取り除いた。
【０１２９】
この印刷物は、綿棒を水に浸して印刷面全体にわたって圧力をかけて２０回擦る水拭き試験に対して頑強であり、濡れた綿棒の上にわずかな痕跡の着色しか見られなかった。
【０１３０】
上記に開示の、ならびに他の特徴および機能、またはその代替物の様々なものが、多くの他の異なるシステムまたは用途に望ましく組み合わされ得ることが理解されよう。また、現在不測の、または予期されていない様々な代替物、変更、変形、または改善が、当業者によってその後なされ得、以下の特許請求の範囲に包含されることも意図される。特許請求の範囲に具体的に列挙されていない限り、特許請求の範囲のステップまたは構成要素は、あらゆる特定の順序、数、位置、サイズ、形状、角度、色、または材料に関して、本明細書または他のいかなる特許請求の範囲から暗示またはインポートされるべきではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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