(57)【要約】布地へのダイレクト印刷用のシステムおよびプロセスは、非水分散液相と、連続水相と、熱開始剤と、着色料とを有する水性インクを利用する。連続水相は、水、水混和性有機溶媒、および界面活性剤により構成される。非水液相は、連続水相に分散され、プレポリマー液体を含み、プレポリマー液体の状態は、電子ビームの照射および／または熱の適用に応答して、液体から固体に不可逆的に変化する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
布地へのダイレクト印刷のための水性インクジェットインクであって、
非水分散液相と、
連続水相と、
熱開始剤と、
着色料とを備え、
前記連続水相は、水、水混和性有機溶媒、および界面活性剤により構成され、
前記非水液相は、前記連続水相に分散され、プレポリマー液体によって構成され、前記プレポリマー液体の状態は、熱の適用に応答して液体から固体に不可逆的に変化する、水性インクジェットインク。
【請求項２】
前記熱開始剤が疎水性である、請求項１に記載の水性インクジェットインク。
【請求項３】
前記非水液相が前記熱開始剤を含む、請求項１に記載の水性インクジェットインク。
【請求項４】
前記非水性熱開始剤が最初に疎水性溶媒に溶解され、水性インクジェットインクの中へ乳化される、請求項１に記載の水性インクジェットインク。
【請求項５】
前記熱開始剤が水性インクジェットインクに分散されている、請求項１に記載の水性インクジェットインク。
【請求項６】
前記水性連続相が前記熱開始剤を含む、請求項１に記載の水性インクジェットインク。
【請求項７】
前記熱開始剤は前記水性連続相に可溶である、請求項１に記載の水性インクジェットインク。
【請求項８】
前記連続水相が２５℃で１から１００ｃＰの範囲の粘度を有する、請求項１に記載の水性インクジェットインク。
【請求項９】
前記プレポリマー液体が、２５℃で１ｃＰから１×１０7ｃＰの範囲の粘度を有する、請求項１に記載の水性インクジェットインク。
【請求項１０】
熱の適用によって、前記プレポリマー液体が高粘度の固体ポリマーに変換される、請求項１に記載の水性インクジェットインク。
【請求項１１】
熱の適用は６０℃を超える温度である、請求項１に記載の水性インクジェットインク。
【請求項１２】
前記熱開始剤の半減期が、前記プレポリマー液体の重合に利用可能な最小時間以下である、請求項１に記載の水性インクジェットインク。
【請求項１３】
熱開始剤の３から１０の半減期が、前記プレポリマー液体の重合に利用可能な最小時間内に適合する、請求項１に記載の水性インクジェットインク。
【請求項１４】
熱の適用が１００℃を超える温度であり、熱の適用が１０秒を超える、請求項１に記載の水性インクジェットインク。
【請求項１５】
布地へのダイレクト印刷用のための水性インクジェットインクであって、
非水分散液相と、
連続水相と、
着色料とを備え、
前記連続水相は、水、水混和性有機溶媒、および界面活性剤により構成され、
前記非水液相は、前記連続水相に分散され、プレポリマー液体により構成され、前記プレポリマー液体の状態は、電子ビームの照射に応答して液体から固体に不可逆的に変化する、水性インクジェットインク。
【請求項１６】
前記連続水相が、２５℃で１から１００ｃＰの範囲の粘度を有する、請求項１５に記載の水性インクジェットインク。
【請求項１７】
前記プレポリマー液体が、２５℃で、２５℃で１ｃＰから１×１０7ｃＰの範囲の粘度を有する、請求項１５に記載の水性インクジェットインク。
【請求項１８】
電子ビームの照射が１ｋＧｙから１５０ｋＧｙの間の線量である、請求項１５に記載の水性インクジェットインク。
【請求項１９】
電子ビームの照射が１０ｋＧｙから５０ｋＧｙの間である、請求項１５に記載の水性インクジェットインク。
【請求項２０】
布地に印刷するためのプロセスであって、
（ａ）布地に水性インクで印刷してインクが付いた布地を作製することを備え、水性インクは非水分散液相と、連続水相と、着色料とを含み、連続水相は、水、水混和性有機溶媒、および界面活性剤により構成され、非水液相は、連続水相中に分散され、プレポリマー液体により構成され、プレポリマー液体の状態は、電子ビームの照射に応答して液体から固体に不可逆的に変化し、さらに、
（ｂ）インクが付いた布地上のインクを熱で乾燥させることと、
（ｃ）電子ビームの照射によりインクが付いた布地上のインクを硬化させることとを備えた、プロセス。
【請求項２１】
電子ビームの照射が１ｋＧｙから１５０ｋＧｙの間の線量である、請求項２０に記載のプロセス。
【請求項２２】
電子ビームの照射が１０ｋＧｙから５０ｋＧｙの間の線量である、請求項２０に記載のプロセス。
【請求項２３】
前記水性インクを印刷するための前記プロセスは、インクジェットプリンタである、請求項２０に記載のプロセス。
【請求項２４】
布地に印刷するためのプロセスであって、
（ａ）布地に水性インクで印刷してインクが付いた布地を作製することを備え、水性インクは、非水分散液相と、連続水相と、熱開始剤と、着色料とを含み、連続水相は、水、水混和性有機溶媒、および界面活性剤により構成され、非水液相は、連続水相に分散され、プレポリマー液体により構成され、プレポリマー液体の状態は、熱の適用に応じて液体から固体に不可逆的に変化し、さらに、
（ｂ）熱の適用によってインクが付いた布地上のインクを乾燥および硬化させることを備えた、プロセス。
【請求項２５】
熱の適用が６０℃を超える温度であり、熱の適用が１秒を超える、請求項２４に記載のプロセス。
【請求項２６】
熱の適用が１００℃を超える温度であり、熱の適用が１０秒を超える、請求項２４に記載のプロセス。
【請求項２７】
前記水性インクを印刷するための前記プロセスがインクジェットプリンタである、請求項２４に記載のプロセス。
【請求項２８】
布地に印刷するためのシステムであって、
水性インクジェットインクで布地に印刷するためのインクジェットプリンタを備え、
前記水性インクジェットインクは、
非水分散液相と、
連続水相と、
着色料とを含み、
前記連続水相は、水、水混和性有機溶媒、および界面活性剤により構成され、
前記非水液相は、連続水相に分散され、プレポリマー液体により構成され、前記プレポリマー液体の状態は、電子ビームの照射に応答して液体から固体に不可逆的に変化し、さらに、
最初に熱を加えて前記インクを乾燥させ、続いて印刷された布地に電子ビームを照射して前記インクを硬化させることにより、布地上のインクを乾燥および硬化させるための乾燥／硬化装置を備えた、システム。
【請求項２９】
電子ビームの照射が１ｋＧｙから１５０ｋＧｙの間の線量である、請求項２８に記載のシステム。
【請求項３０】
電子ビームの照射が１０ｋＧｙから４０ｋＧｙの間の線量である、請求項２８に記載のシステム。
【請求項３１】
布地に印刷するためのシステムであって、
水性インクジェットインクで布地に印刷するためのインクジェットプリンタを備え、
前記水性インクジェットインクは、
非水分散液相と、
連続水相と、
熱開始剤と、
着色料とを含み、
前記連続水相は、水、水混和性有機溶媒、および界面活性剤により構成され、
前記非水液相は、連続水相に分散され、プレポリマー液体により構成され、前記プレポリマー液体の状態は、熱の適用に応答して液体から固体に不可逆的に変化し、さらに、
布地上のインクを熱の適用により乾燥および硬化させる乾燥／硬化装置を備えた、システム。
【請求項３２】
熱の適用が６０℃を超える温度であり、熱の適用が１秒を超える、請求項３１に記載のシステム。
【請求項３３】
熱の適用が１００℃を超える温度であり、熱の適用が１０秒を超える、請求項３１に記載のシステム。
【請求項３４】
インクジェットプリンタからのインクで布地に印刷するためのシステムであって、
水性インクジェットインクで布地に印刷するためのインクジェットプリンタを備え、
前記水性インクジェットインクは、
非水分散液相と、
連続水相と、
着色料とを含み、
前記連続水相は、水、水混和性有機溶媒、および界面活性剤により構成され、
前記非水液相は、連続水相に分散され、プレポリマー液体により構成され、前記プレポリマー液体の状態は、電子ビームの照射に応答して液体から固体に不可逆的に変化し、さらに、
熱の適用により布地上のインクを乾燥させるための乾燥装置と、
布地に電子ビームを照射することにより、布地上のインクを硬化させるための硬化装置とを備えた、システム。
【請求項３５】
電子ビームの照射が１ｋＧｙから１５０ｋＧｙの間の線量である、請求項３４に記載のシステム。
【請求項３６】
電子ビームの照射が１０ｋＧｙから４０ｋＧｙの間の線量である、請求項３４に記載のシステム。
【請求項３７】
インクジェット印刷プロセスによって作製された印刷された布地であって、
（ａ）水性インクジェットインクで布地に印刷してインクが付いた布地を作製することを備え、水性インクジェットインクは、非水分散液相と、連続水相と、着色料とを含み、連続水相は、水、水混和性有機溶媒、および界面活性剤により構成され、非水液相は、連続水相に分散され、プレポリマー液体により構成され、プレポリマー液体の状態は、電子ビームの照射に応答して、液体から固体に不可逆的に変化し、さらに、
（ｂ）インクが付いた布地上のインクを熱の適用により乾燥させ、インクが付いた布地上のインクを電子ビームの照射により硬化させることを備えた、印刷された布地。
【請求項３８】
インクジェット印刷プロセスによって作製された印刷された布地であって、
（ａ）水性インクジェットインクで布地に印刷してインクが付いた布地を作製することを備え、水性インクジェットインクは、非水分散液相と、連続水相と、熱開始剤と、着色料とを含み、連続水相は、水、水混和性有機溶媒、および界面活性剤により構成され、非水液相は、連続水相に分散され、プレポリマー液体により構成され、プレポリマー液体の状態は、熱の適用に応答して液体から固体に不可逆的に変化し、さらに、
（ｂ）インクが付いた布地上のインクを熱の適用により乾燥および硬化させることを備えた、印刷された布地。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
優先権情報
【０００２】
本出願は、米国特許法１１９条（ｅ）の下で、２０１８年６月２７日に出願された米国仮特許出願番号６２／６９０，６５２に基づく優先権を主張する。２０１８年６月２７日に出願された米国仮特許出願番号６２／６９０，６５２の全内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【０００３】
背景
【０００４】
捺染は、布に色、パターン、およびデザインを適用するプロセスである。このプロセスでは、着色料（染料または顔料）が画像的なファッションにおいて布に適用される。これらの印刷された着色料は、布地の寿命中に印刷された画像の品質を維持するために、布地に強く結合させる必要がある。染料ベースのインクの場合、布地繊維自体が染料を吸収して保持する。しかし、染料は時間の経過とともに光および／または化学酸化によって色あせする可能性があり、色が薄くなる。顔料はそのような退色メカニズムに対して非常に耐性があり、印刷される布地に色あせへの耐性を持たせることができる。しかし、媒体がないと、顔料は布地に結合できず、洗浄または機械的摩耗によって布からすばやく除去される。顔料を布地に結合するために、ポリマーバインダーが使用される。
【０００５】
捺染プロセスでは、顔料インクが布地の表面に印刷される。インクが布上で乾燥すると、これらのバインダーは顔料を布地に接着するための接着剤として機能する。しかし、顔料結合の副作用は、このプロセスで使用されるバインダーが、同時に繊維を結合して布を硬化させ、その柔らかさや手触りを低下させる可能性があることである。
【０００６】
顔料インクで布地に印刷することは当技術分野でよく知られている。たとえば、米国特許第４，１５４，７１１号、米国特許第４，４５７，９８０号、および米国特許第５，８５３，８５９号を参照。米国特許第４，１５４，７１１号、米国特許第４，４５７，９８０号、および米国特許第５，８５３，８５９号は、参照により本明細書に組み込まれる。
【０００７】
布地のシームレス回転スクリーン印刷は１９６３年に導入された。このアナログ印刷プロセスは、９０％以上の市場シェアで捺染生産を依然として支配している。このプロセスでは、高固形分、高粘度のインクを高速の製造速度で布地に印刷できる。複数の色のインクを、上下に並べて印刷することができ、複雑なパターンやデザインを構築することができる。
【０００８】
しかし、このようなアナログ印刷技術では、パターンごとに異なる回転スクリーンが必要である。これには、新しいパターンごとのツールへの投資、あるパターンから別のパターンにスクリーンを置き換えるための切り替え時間、および印刷施設でアクティブに使用されているすべてのスクリーンの在庫を確認するためのスペースが必要である。カスタムパターンおよび／または短い捺染を実行する場合、アナログ印刷方法は最も効率的なソリューションではない。
【０００９】
布地のデジタル印刷には、スクリーン印刷などのアナログ印刷方法に比べて多くの利点がある。各デジタル画像ファイルをプリンターにすばやくロードできるため、画像から画像への切り替え時間が本質的になくなり、アナログ印刷のスクリーンまたはプレートを変更する必要がなくなる。色の調整はその場で行うことができ、インクを交換する必要はない。しかし、アナログ印刷方法は非常に生産的であり、それらが生成する印刷された布地は非常に優れた耐久性を備えている。
【００１０】
米国特許出願公開第２００３／０１６０８５１号公報は、布地の印刷が現在、主に回転スクリーン法によって達成されていることを開示している。操作中、スクリーン印刷は迅速で、大規模な実行の場合には費用効果が高くなる。米国特許出願公開第２００３／０１６０８５１号公報の全内容は,参照により本明細書に組み込まれる。
【００１１】
しかし、スクリーンの削減には費用と時間がかかるため、短期間の実行のための単位当たりのコストはかなり大きくなり、多くの場合、法外なものになる。インクジェット印刷などのデジタル印刷方法は、従来のスクリーン印刷方法に比べて多くの潜在的な利点を提供する。デジタル印刷は、スクリーンの準備に関連するセットアップ費用を排除し、費用効果の高い短期間の生産を可能にする可能性がある。インクジェット印刷はさらに、スクリーン印刷プロセスでは実際には達成できない色調のグラデーションや無限のパターンの繰り返しサイズなどの視覚効果を可能にする。
【００１２】
インクジェット印刷は、布地の回転スクリーン印刷で使用されるような高粘度インクを印刷することはできない。実際、ほとんどのインクジェットプリンタでは、２〜１０ｃｐｓの範囲の粘度のインクを必要とする。対照的に、回転スクリーンインクの粘度は１０００ｃｐｓを超える。その結果、インクジェットインクは、顔料を繊維に結合するために組み込むことができるポリマーバインダーの量がかなり制限されており、これはスクリーン印刷インクとは共有されない制限である。回転スクリーンインクには、顔料とポリマーバインダーの両方が高い装填量で含まれている。
【００１３】
これにより、布の表面に非常に薄いインク層を印刷できる。スクリーンインクは粘度が非常に高いため、インクは布地の表面に結合するが、布地の中へは浸透しない。
【００１４】
布のスクリーンインクを乾燥させた後、高分子樹脂の荷重により顔料が布地に結合し、印刷された布地が柔らかいままであるため、印刷は耐久性がある。なぜならば、印刷された画像が薄い表面層に集中しているためである。さらに、インクは布の大部分を透過しないため、ポリマー樹脂が繊維間に接着結合を形成して布地を硬化させる機会はほとんどない。
【００１５】
一般に「前処理」と呼ばれる繊維および布の前印刷処理は、インクジェット印刷された顔料インクの布地への付着を改善する手段として古くから認識されていた。たとえば、米国特許第４，７０２，７４２号および米国特許第６，４３２，１８６号を参照。米国特許出願公開第２００６／０２１０７１９号公報および米国特許第８，７８４，５０８号には、布地の前処理された表面に画像をデジタル印刷するためのインクジェットの使用が記載されている。米国特許第４，７０２，７４２号、米国特許第６，４３２，１８６号、米国特許出願公開第２００６／０２１０７１９号公報、および米国特許第８，７８４，５０８号の全内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
【００１６】
米国特許出願公開第２００３／０１６０８５１は、インクジェット印刷、特に顔料インクを用いたインクジェット印刷の別の欠点は、インクジェット印刷された布が特に摩耗による色除去の影響を受けやすく、したがって耐久性または顔料の剥げ落ちの耐性が低いことを開示している。これは、顔料インクジェットインクのポリマー樹脂装填量が低いためである。米国特許出願公開第２００３／０１６０８５１の全内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
【００１７】
布地上のインクジェット印刷画像の耐久性を改善するための様々な手段が開示されている。たとえば米国特許第４，５９７，７９４号を参照して、これは、顔料の微粒子を、親水性および疎水性の両方の構造部分を有するポリマーを含む水性分散媒体に分散させることによって適切に調製されたインクジェットインクを開示している。ポリマーが顔料粒子を布地に結合することができたので、耐洗濯性は優れていると説明された。米国特許第４，５９７，７９４号は、顔料インクジェットインクの粘度が１〜２０ｃＰの範囲に調節されることを教示している。米国特許第４，５９７，７９４号の全内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
【００１８】
しかし、印刷された布地の画像の鮮明さ、色の濃さ、または剛性の増加については言及されていない。低粘度インクジェットインクは、印刷後に布地に浸透する。このような印刷されたインクの耐久性は、印刷されたインクが表面に集中せず、布地の大部分に分散している場合に大いに役立つ。しかしながら、そのような場合、高分子樹脂は、顔料を布地に結合するだけでなく、布地の繊維を一緒に結合し、印刷された布を硬化させる。印刷されたインクを取り巻く布地繊維の隠蔽力を克服するのに十分な顔料の装填量をインクが含まない場合も、色の強度が低下する可能性がある。
【００１９】
米国特許出願公開第２０１２／０３０６９７６号公報は、前処理なしで繊維表面に顔料を固定する手段を開示しており、固定用の大量の乳剤樹脂が印刷用のインクにブレンドされる。固定用乳剤樹脂は顔料を繊維に強く付着させることができるが、乾燥すると水不溶性の膜を形成する。その結果、大量にブレンドするとインクジェットノズルが目詰まりし、風合いが硬くなる。米国特許出願公開第２０１２／０３０６９７６号公報の全内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
【００２０】
これらの問題の多くを克服するために、布前処理は、布地の表面にインクジェットインクを集中させ、インクが布に浸透するのを防ぐのに使用され、そして布前処理は、顔料を布地の表面に結合するのに十分な高分子樹脂を提供し、良好な耐久性および色強度を提供するために使用される。
【００２１】
様々な布前処理方法が記載されている。たとえば、米国特許第５，９５８，５６１号参照。これには、インク／布地の組合せが開示されており、布地は、架橋性熱可塑性ポリマーで前処理され、次いで水性インクで画像化され、１００〜１９０℃の温度で処理されることが開示されている。改善された耐洗濯性が得られた。米国特許第５，９５８，５６１号の全内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
【００２２】
米国特許第６，１４６，７６９号は、インク／布地の組み合わせを開示しており、インク中または前処理済みまたは布地上にある相互作用性ポリマーが粒子状着色料を結合し、耐洗濯性を提供することを助ける。米国特許番号６，１４６，７６９の全内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
【００２３】
米国特許出願公開第２００８／００９２３０９号公報には、布地の表面にカチオン性前処理剤を適用して、インクジェットインク印刷画像の外観および耐久性を高めることの有用性が記載されている。米国特許出願公開第２００８／００９２３０９号公報の全内容は、参照により本明細書に組み込まれる。特定の布地基材への前処理剤は、織物基材上のインク着色料の接着性および／または耐洗濯性をさらに高めるために、非イオン性ラテックスポリマーを含む。非イオン性ラテックスポリマーを含む前処理された布地は、未処理の布地と比較して高い色密度および飽和、未処理の布地と比較して優れた印刷品質、未処理の布地と比較してウィッキングまたはブリーディングの低減、および未処理の布地と比較して強化されたインク吸収を提供することが見出された。さらに、前処理配合物は、インクジェット印刷プロセスを介して印刷するときに、耐洗濯性印刷画像を提供する。
【００２４】
しかし、布前処理は回転スクリーン印刷には必要ないため、追加費用が発生する。前処理プロセスは、顔料インクジェットインクに優れた耐久性と画質を提供するが、プロセスに複雑なステップを追加する。また、布地の表面に、印刷されていない布地の感触とは異なる質感が加わり、印刷された部分の布地の剛性が増し、手触りが変化する場合がある。インクジェット印刷された布地の布前処理の必要性を排除するための様々なアプローチが開示されてきた。
【００２５】
顔料インクジェットインクの布前処理の必要性を排除するための試みがなされてきた。そのようなアプローチの１つは、インクジェットインクのポリマーバインダーの装填量をスクリーンインクの装填量に近づけることである。溶液ポリマーバインダーの装填量が増加すると、インクの粘度は許容レベルを超えて急速に増加する。しかしながら、インクジェットインクのポリマーバインダー含有量は、これらの溶液ポリマーの代わりにポリマー分散液、乳剤、ラテックス（ｌａｔｉｃｉｅｓ）、ラテックス（ｌａｔｅｘｅｓ）などを使用することによって増加し得る。ポリマー分散液、乳剤、ラテックス（ｌａｔｉｃｉｅｓ）、ラテックス（ｌａｔｅｘｅｓ）などは、インク媒体に分散された小さなポリマー粒子で構成されている。そのようなポリマー粒子は、それらの装填量が溶液ポリマーと同じ程度に増加し、したがってはるかに高い装填量を可能にするので、インク媒体の粘度を増加させない。
【００２６】
米国特許第６，０１９，８２８号は、捺染のための水性の顔料ラテックス含有インクジェットインクの使用を開示している。米国特許第６，０１９，８２８号の全内容は、参照により本明細書に組み込まれる。このようなインクは、例は示されていないが、高い耐久性と耐洗濯性を提供することが期待される。しかしながら、そのようなラテックス含有インクは必然的に粘度が低く、したがって布地の大部分に浸透すると予想されるであろう。乾燥すると、ラテックス粒子自体の粘度が高すぎて、布地繊維を濡らしてコーティングすることができなくなる。その結果、これらのポリマー粒子は、布地の繊維の間に存在して付着し、布地に望ましくない剛性を与えると予想される。
【００２７】
米国特許出願公開第２０１７／０２１８５６５号公報は、コアを取り囲むポリマーシェルから構成されるカプセルを含む水性インクジェットインクを用いた布地基材へのインクジェット印刷を開示しており、これは、１つまたは複数の熱硬化性化合物および顔料および／または分散染料を含み、これらは、ポリマーシェル材料によって少なくとも部分的にカプセル化されている。この特許出願に開示されているカプセルは４ミクロン未満であると報告されており、実際、ほとんどのインクジェットプリントヘッドの場合、粒子の最大サイズは理論上、インクジェットプリントヘッドのノズルの直径の４から１０分の１になる。米国特許出願公開第２０１７／０２１８５６５は、インクジェットインクの粘度が、好ましくは２５℃および９０ｓ-1の剪断速度で２５ｍＰａ・ｓ（ｃＰ）よりも小さく、より好ましくは２５℃および９０ｓ-1の剪断速度で２から１５ｍＰａ・ｓ（ｃＰ）であると開示している。米国特許出願公開第２０１７／０２１８５６５号公報の全内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
【００２８】
しかしながら、当技術分野の当業者は、信頼できる長期の印刷性能のために、インクジェットプリントヘッドノズルの直径の１／２０より大きい、または約０．４ミクロンより大きい粒子サイズを有する粒子、顔料、またはカプセルをインクジェットインクが含むことは希であることを認識するであろう。このプロセスには、マイクロカプセルの内容物を放出する追加のステップも必要である。カプセルの刺激された破裂が熱硬化性化合物を放出することが開示されている。
【００２９】
ＰＣＴ出願公開ＷＯ／２０１８／０４９３２７は、デジタルＵＶインクジェット印刷プロセスを開示しており、これは、「デジタル設計ファイルに従って布地にＵＶ硬化性インクを塗布するように構成された少なくとも１つのインクジェットプリントヘッドを運ぶ少なくとも１つのプリントヘッドサブアセンブリと、布地にＵＶ硬化インクを塗布した後、布地にＵＶ光を適用するように構成された少なくとも１つのＵＶ光源と」を用いて、布地への直接のインクジェット印刷を可能にする。ＰＣＴ出願公開ＷＯ／２０１８／０４９３２７のアプローチは、布への前処理を必要とせず、印刷された布地に剛性を与え、その柔らかさ（手触り）を低下させる厚いインク層を適用しない。ＰＣＴ出願公開ＷＯ／２０１８／０４９３２７の全内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
【００３０】
米国特許第９，８４５，４００号は、布地に印刷された１００％固形のＵＶ硬化インクの厚さが１０〜１２ミクロンの範囲であると推定している。米国特許第９，８４５，４００号は、乾燥およびＵＶ硬化後のインクの厚さを数ミクロンに減らすための水性硬化性インク溶液を開示している。このインクでは、ＵＶ架橋性ポリマーが、顔料分散液、光開始剤、およびアミン相乗剤と組み合わされている。米国特許第９，８４５，４００号の全内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
【００３１】
これらのインクは、カードストックにコーティングされてＵＶ硬化された後、優れた耐摩耗性を示したが、この特許は、インクが布地に印刷されて硬化された場合のインクの性能を開示していない。実際、前処理がないと、これらのインクは布地に浸透し、完全なＵＶ硬化が困難になることが予想される。さらに、水溶性ポリマーを使用すると、乾燥および硬化時に繊維間の接着が大幅に増加し、布地が大幅に硬化することが予想される。同様に、ポリマー分散液は、バルク粘度が高すぎて、繊維を優先的に濡らしてコーティングすることができない。
【００３２】
結果として、そのようなポリマー分散液は、主に繊維の表面に付着し、布の繊維間ボイド内で互いに凝集し、布地の著しい硬化をもたらす。
【００３３】
米国特許第９，２３８，７４２号は、顔料をカプセル化し、布地上での印刷および乾燥後にさらなる重合／架橋が可能であるポリマー粒子から構成される水系ＵＶ硬化性インクを開示している。米国特許第９，２３８，７４２号の全内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
【００３４】
布の前処理は報告されていないため、インクが布地に浸透し、完全なＵＶ硬化を困難にすると予想される。ポリマー粒子は体積粘度が高いため、印刷および乾燥プロセスでポリマー粒子が布地繊維を濡らしてコーティングすることは困難である。その結果、そのようなポリマー粒子は、主に繊維の表面に付着し、布の繊維間ボイド内で互いに凝集し、布地の著しい硬化をもたらす。
【００３５】
米国特許第９，２３８，７４２号は、これらの印刷された布地サンプルが非常に優れた耐摩耗性を有することを開示しており、印刷、乾燥、およびＵＶ硬化後の布地の柔らかさ（手触り）に対するインクの影響は報告されていない。
【００３６】
欧州出願公開第３１５６４６２Ａ１号公報は、水性ＵＶ硬化性インクジェットインクを開示している。このインクは、最初に顔料分散液を、オリゴマー、分散剤、重合抑制剤、および光開始剤の１００％固形分混合物に混合することによって調製される。次に、この油相顔料分散液を、水性のＵＶ硬化性顔料インクジェットインクに乳化した。これらのインクをＰＥＴにコーティングし、乾燥させ、ＵＶ硬化させて、耐摩耗性コーティングを形成した。しかし、これらのインクは布地にインクジェット印刷またはコーティングされていない。欧州出願公開第３１５６４６２Ａ１号公報は、水性ＵＶ硬化性インクジェットインクには通常、布前処理は不要であり、使用される水性ＵＶフリーラジカル硬化性インクジェットインクの粘度は２５℃で１００ｍＰａ・ｓ（ｃＰ）未満であることが好ましいことを開示している。欧州出願公開第３１５６４６２Ａ１号公報の全内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
【００３７】
このようなインクは前処理なしで布地に浸透し、完全なＵＶ硬化が困難になることが予想される。印刷後の布地の柔らかさ（手触り）に対するインクの影響は、欧州出願公開第３１５６４６２Ａ１号公報には開示されていない。
【００３８】
いくつかの科学出版物（Hakeim, et al., Pig. & Res. Tech., 39 (1), (2010) 3-8、Prog. Org. Coat., 84 (2015), 70-78、Coll. & Surf. A, 447 (2014), 172-182 、Pig. & Resin Tech., 47 (2), (2018), 164-172、および Color. Tech., 0, (2017), 1-15）には、捺染用の水性の顔料処理済みＵＶ硬化型インクジェットインクを準備するためのプロセスが開示されている。このプロセスでは、アクリルモノマーとオリゴマーとが超音波処理されてミニ乳剤とされる。次に、別の顔料分散液をミニ乳剤と共超音波処理して、顔料がミニ乳剤の油相にカプセル化される。
【００３９】
これらのインクを未処理の布地に印刷し、ＵＶ硬化させた場合、結果として得られた印刷領域は、柔らかいハンドルと非常に優れた堅牢性とを備えていた。
【００４０】
ＵＶ硬化性インクで印刷された衣服を着用することの安全性についての懸念が提起された(“Think Ink: Fabric Printing with UV-LED Inks” by Ray Work, Sign and Digital Graphics, Sept. 2017)。ＵＶインクは、印刷時に粘度が非常に低く、布に浸透することが報告されている。ＵＶ−ＬＥＤランプから硬化放射線を受け取るには、インクをＵＶ光に直接さらす必要がある。布の重なり合う繊維によって、インクの一部が直接のＵＶ光照射から保護される可能性がある。完全なＵＶ照射がないと、反応性化学物質（モノマーとオリゴマー）は反応性を維持するため、衣服を着用している人に刺激の脅威をもたらす可能性がある。
【００４１】
ＵＶ硬化後に布地に残る可能性のある未反応のモノマーおよびオリゴマーの懸念を超えて、食品包装業界で使用するための光開始剤およびその反応生成物の安全性について懸念が高まっている(Photoinitiators: a food safety review Miguel A. Lagoa, Ana Rodriguez-Bernaldo de Quirosa, Raquel Sendona, Juana Bustosb, Maria T. Nietob, and Perfecto Paseiroa. Food Additives & Contaminants: Part A, 2015, DOI: 10.1080/19440049.2015.1014866)。このような光開始剤は、インクがＵＶ光にさらされるとモノマーとオリゴマーの重合を引き起こし、ＵＶ硬化インク配合物の必要な成分である。
【００４２】
紫外線印刷インクは、従来のインクよりも安全であると考えられていることが報告されている。しかし、包装材料の外面にあるにもかかわらず、それらの成分は食品に移行し、汚染を引き起こす可能性がある。光開始剤は印刷インクの配合の一部であり、移行の重要なクラスであり、欧州連合の食品および飼料用の迅速な警告システム（ＲＡＳＦＦ）を通じて報告された光開始剤による包装食品の汚染の１００件以上の事件があった。現在の光開始剤のほとんどは分子量が５００Ｄａ未満（大部分は約２５０Ｄａ以下）であり、切断生成物はより小さくなっている。これらの分子はすべて、適切な状況では、食品に移行する可能性が高く、人の健康にリスクをもたらす可能性がある。印刷インキおよび光開始剤は、間接的な食品添加物である可能性がある。
【００４３】
それにもかかわらず、光開始剤は、間接的な食品添加物ガイドライン（21 CFR 170-190）（FDA 2014）に準拠する必要がある。製造業者は、バリアが移行を防止することを保証する責任がある。
【００４４】
モノマー、オリゴマー、光開始剤、および光開始剤分解生成物による食品の汚染を最小限に抑える必要があるが、皮膚に接触する印刷された布地の汚染も最小限に抑えて、皮膚の炎症、感作、その他の健康への有害な効果を防ぐ必要がある。
【００４５】
欧州特許第１１４４７５５Ｂ１号は、電子ビームを使用してインクを布地に固定するプロセスを開示している。これらは、熱電子、電界、または光電子放出によって放出される電子の加速と集束、および陰極からの電子またはイオンの衝撃によって生成される。放射線源は、通常の設計の電子銃と加速器である。欧州特許第１１４４７５５Ｂ１号の全内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
【００４６】
放射線源の例は、たとえばInternational Journal of Electron Beam＆Gamma Radiation Processing、特に1/89ページ11-15; Optik,77（1987）,99-104ページという文献から知られている。電子ビーム硬化の利点は、光開始剤が必要ないことである。さらに、電子銃は印刷された布地全体に浸透することができ、印刷されたインク全体で効果的な重合および／または架橋を保証し、残留モノマー、オリゴマー、および架橋剤を大幅に減らすおよび／または排除する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００４７】
デジタル捺染は、アパレル業界を変革する大きな可能性を秘めている。しかし、コストとプロセスの複雑さを軽減するために、前処理などのプロセスステップをまず排除する必要がある。前処理を必要としないインク技術は、布を硬くしたり、手間を減らしたり、許容できない表面の質感や感触を作り出したりしてはならない。印刷された布地インクには、皮膚との接触に関連する健康上の問題を引き起こす可能性のある有害な化学物質が含まれていてはならない。
【００４８】
顔料インクジェットインクの布前処理を排除することで、回転スクリーンなどのアナログ印刷方法よりも、このデジタル印刷技術の経済的実行可能性が大幅に向上する。
【００４９】
顔料インクジェットインクの制限を克服して、印刷適性のために低粘度を維持し、高いバインダー装填量を達成して良好な耐久性を達成するために、液体プレポリマーオイルをそのようなインクジェットインクに使用できることが発見された。
【００５０】
水性媒体に分散された油は一般に乳剤と呼ばれ、一方、水性媒体に分散された固体は一般に分散体と呼ばれる。ポリマー分散体、乳剤、ラテックス（ｌａｔｉｃｉｅｓ）、ラテックス（ｌａｔｅｘｅｓ）と同様に、バインダーと液体インク媒体とを異なる相に分離することで、粘度を低く保ちながら、バインダーの装填量を高くすることができる。しかし、ポリマー分散体、乳剤、ラテックス（ｌａｔｉｃｉｅｓ）、ラテックス（ｌａｔｅｘｅｓ）とは異なり、乳剤中のプレポリマーオイル滴には、体積粘度が低いという利点がある。これにより、このような油滴は、印刷および乾燥後に繊維の表面を濡らしてコーティングすることができる。
【００５１】
繊維表面で直接プレポリマーオイルを重合すると、繊維と繊維の結合が最小限に抑えられ、布が硬化し、手触りが悪くなる。高粘度のポリマー粒子を使用してインクジェットインクのポリマーバインダー濃度を上げると、そのような粒子は体積粘度が高く、印刷および乾燥後に繊維を簡単には濡らしてコーティングすることができない。その結果、これらの粒子は繊維間空間および繊維自体に凝縮する。乾燥すると、これらのポリマー粒子が互いに凝集し、顔料粒子と繊維の両方に付着し、繊維間に複数の追加の接続点が生成され、その結果、印刷された布地の剛性が高まる。
【００５２】
プレポリマー液体は、重合性化合物により構成され、モノマー、オリゴマー、開始剤、溶媒、可塑剤、接着促進剤、安定剤、光吸収剤、染料、顔料、抗酸化剤、触媒などを任意で含み得る。好ましい実施形態では、プレポリマー液体は、約１ｃＰから１×１０7ｃＰの範囲の粘度を有する。
【００５３】
液体の粘度は、流動性の反対である流れに対する抵抗の尺度である。粘度はセンチポアズ（ｃＰ）の単位で表される。室温での水の粘度は約１ｃＰである。糖蜜の粘度は約５００，０００ｃＰであり、表面を流動して濡らすことができる。実際、少し時間があれば、粘度が５×１０7ｃＰのブリーチーズは、皮から丸い塊に流れ出る可能性がある。
【００５４】
しかし、溶融ガラスをガラス転移温度よりも低い温度に冷却したり、モノマー液体を固体に重合したりするなどして、一旦、液体が固体に変化すると、粘度が非常に高くなり、測定が困難になる。たとえば、１１００℃でのガラス転移温度のすぐ下のＳｉＯ2の粘度は、４．０×１０14ｃＰから２．５×１０16ｃＰの粘度になり（CRC Materials Science and Engineering Handbook, J.F. Shackelford, Editor, CRC Press, Boca Raton, 1994, p.348.）、このような高粘度の固体は、周囲の温度と圧力では流動できない。
【００５５】
重合プロセス中のモノマーおよびオリゴマーの粘度の変化は、ポリマー鎖の長さが特定の長さに成長するまで、分子量の増加とともに直線的に増加する。この分子量を超えると、ポリマー鎖の長さは他の鎖と絡み合うのに十分な長さになる。フェッターによると(“Chain dimensions and entanglement spacing”, by L.J. Fetters, et.al., Chap. 25, Physical Properties of Polymers Handbook 2nd ed. 2007 Edition by James E. Mark (Editor), Springer Press.)、絡み合ったものの分子量は、指数が約１から約３．４に変化するときの、溶融粘度／モル質量の関係の遷移を示す。モノマー、オリゴマー、およびポリマーの粘度が十分に低く、流動性と濡れ性とが良好であるのは、この絡み合ったものの分子量を下回っている。周囲温度で、フェッターは、ポリエチルアクリレートの絡み合ったものの分子量が７，７００であり、ポリメチルアクリレートの絡み合ったものの分子量が１１，０００であると報告している。
【００５６】
絡み合いの分子量を超えると、ポリマーの粘度は１×１０7ｃＰを超えて急速に上昇し(“Melt Viscosity-Molecular Weight Relationship for Linear Polymers” by R.H. Colby, et.al., Macromolecules, 1987, 20, p.2226-2237.)、固体材料が非常に抵抗力があるか流動できないため、粘度の測定が非常に難しい範囲まで上昇する。
【００５７】
プレポリマーオイルの重合が始まると、反応物の粘度はすぐに上昇し始め、ポリマー鎖が絡み始めると、粘度は、周囲条件下で流動性と濡れ性が低い固体材料に関連するレベルにすぐに到達する。実際、絡み合いの分子量を超える分子量を有するポリマーは、強靭で耐久性のある特性を有し、耐久性のあるバインダー、コーティング、およびフィルムとして有用になる。
【００５８】
要約すると、布地にインクを使用して印刷する従来のプロセスでは、布地が硬すぎる、ＵＶ硬化プロセスでインクが完全に硬化しない、摩耗による印刷インクの損失、退色、洗濯中の色の浸出、および発色という問題を生じていた。
【００５９】
上記の問題を克服するために、水性、顔料、熱および／または電子ビーム硬化性である布地のインクジェット印刷用のインクを使用することが望ましい。
【００６０】
さらに、水性、顔料、熱および／または電子ビーム硬化性であり、布地に直接印刷することができる布地のインクジェット印刷用のインクを使用することが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
図面の簡単な説明
【００６２】
以下の図面は、様々な実施形態を説明することのみを目的としており、限定するものとして解釈されるべきではない。
【図１】捺染プロセスの概略図を示す。
【図２】水性インクジェットインクの概略図を示す。
【図３】別の水性インクジェットインクの概略図を示す。
【図４】印刷されていない織られた織物の概略図を示す。
【図５】図２の水性インクジェットインクで印刷された織り織物の概略図を示す。
【図６】図３の水性インクジェットインクで印刷された織り織物の概略図を示す。
【図７】水性インクジェットインクの概略図を示す。
【図８】別の水性インクジェットインクの概略図を示す。
【図９】第３の水性インクジェットインクの概略図を示す。
【図１０】第４の水性インクジェットインクの概略図を示す。
【図１１】第５の水性インクジェットインクの概略図を示す。
【図１２】第６の水性インクジェットインクの概略図を示す。
【図１３】第７の水性インクジェットインクの概略図を示す。
【図１４】水性インクジェットインクセットの概略図を示す。
【図１５】水性インクジェットインクセットの概略図を示す。
【図１６】水性インクジェットインクを布地に適用し、それを硬化させるプロセスを示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００６３】
詳細な説明
【００６４】
一般的な理解のために、図面が参照される。図面では、同一または同等の要素を示すために、全体を通して同様の参照が使用される。図面が一定の縮尺で描かれていない可能性があり、特定の領域が意図的に不均衡に描かれている可能性があるため、機能および概念が適切に示されている可能性があることにも注意すべきである。さらに、以下に記載される様々な実施の形態において、詳細は、例として、および実施の形態の例示的な議論の目的のために与えられる。
【００６５】
別段の定義がない限り、本明細書で使用されるすべての技術的および科学的用語は、当業者によって一般的に理解されているのと同じ意味を有する。
【００６６】
図１は、捺染プロセス５を備えた好ましい実施の形態の概略図を示す。図１に示されるように、ステップ１０において、低粘度インクが、画像的に、布地の表面に印刷される。図２に示されるように、低粘度インク５０は、プレポリマーオイル乳剤５１および顔料分散体５３から構成される。
【００６７】
図１に示すように、ステップ１２で、印刷されたインクは織物に浸透する。ステップ１４で、低粘度インクの揮発性成分が、好ましくは６０から１２０℃の温度で乾燥され、非揮発性プレポリマーオイルおよび顔料粒子が濃縮される。
【００６８】
ステップ１６で、プレポリマーオイルおよび顔料粒子は、布地繊維を凝縮および湿潤させて、布地繊維の表面上にプレポリマーオイルおよび顔料粒子のコーティングを形成する。ステップ１８で、プレポリマーオイルは重合される。プレポリマーオイルは、熱を加えることにより、重合のために約１２０℃の開始温度を超える高温に印刷された布地繊維をさらすか、または印刷された布地繊維に対して好ましくは１から４０ｋＧｙの線量の電子ビームを布地に照射することによって、重合される。上昇された温度にさらすこと、および／または電子ビームによる照射を通じた熱の適用によって、布地繊維上のプレポリマーオイルコーティングの状態が液体から固体ポリマーコーティングに変化し、顔料粒子を繊維の表面にカプセル化して付着させる。
【００６９】
図２に水性インクジェットインク５０の概略図を示す。図２に示されるように、水性インクジェットインク５０は、低粘度水性インク媒体５２に乳化された液体プレポリマーオイル滴５１を含む。水性インクジェットインク５０はまた、水性インク媒体５２に分散された顔料粒子５３を含む。
【００７０】
図３に水性インクジェットインク６０の概略図を示する。図３に示されるように、水性インクジェットインク６０は、低粘度水性インク媒体５２に分散された高粘度粒子６１を示す。水性インクジェットインク６０はまた、水性インク媒体５２に分散された顔料粒子５３を含む。
【００７１】
図４に、印刷されていない織物の概略図を示する。図４に示すように、印刷されていない織物は、繊維１１０、繊維表面１０９、および繊維間スペース１１１を含む。
【００７２】
図５は、図２の水性インクジェットインク５０で印刷されて乾燥された織物の概略図を示している。図５に示されるように、水性インクジェットインク５０の液体プレポリマーオイル滴５１は、布地繊維１１０の表面１０９を濡らして、布地繊維１１０上にプレポリマーオイルコーティング１１２を形成する。そのような液体プレポリマーオイル滴５１は、体積粘度が低く、表面エネルギーが低い。
【００７３】
図１のステップ１２で説明したように、水性インクジェットインク５０が織物に印刷された後、水性インクジェットインク５０は布地の大部分に浸透し、液体プレポリマーオイル滴５１を布地繊維１１０の表面１０９と密接に接触させる。インク媒体５２が乾燥プロセスで蒸発するとき、図１のステップ１４で、繊維１１０は、油滴５１が凝縮することができる表面１０９を提示する。油滴５１の粘度が低いので、液体プレポリマーオイル滴５１は、図１のステップ１６で、布地繊維１１０を優先的に濡らしてプレポリマーコーティング１１２を形成する。
【００７４】
また、インク媒体５２が乾燥プロセスで蒸発するとき、インク５０の顔料粒子５３は、油滴５１が合体することができる表面を提示する。インク５０が乾燥して非揮発性成分を濃縮すると、顔料粒子５３は、布地繊維１１０上のプレポリマーオイルコーティング１１２に付着し、カプセル化される。
【００７５】
重合を誘発するために十分な熱の適用および／または電子ビームの照射を行うと、プロセス５のステップ１８で、プレポリマーオイルコーティング１１２の状態が液体から高粘度の固体ポリマーコーティングに変化し、布地繊維１１０および顔料粒子５３にしっかりと付着し、耐久性のあるプリント布地１０２を形成する。
【００７６】
印刷、乾燥、およびプレポリマー重合の後、印刷された布地１０２は繊維１１０の最小限のインターロックで開放繊維間スペース１１１を維持する。印刷された布地１０２は印刷されていない布地１０１に匹敵する感触と剛性を持つ。
【００７７】
図６は、図３の水性インクジェットインク６０で印刷されて乾燥された織物を示している。図６に示されるように、インク６０の粒子６１は、繊維１１０の表面１０９および繊維間スペース１１１に沈降したポリマーからなる。このようなポリマー粒子６１は、体積粘度が高い固体である。
【００７８】
織物にインクジェット印刷した後、インク６０は布地の大部分に浸透し、ポリマー粒子６１および顔料粒子５３を布地繊維１１０の表面１０９と密着させる。インク媒体５２が乾燥プロセスで蒸発すると、繊維１１０はポリマー粒子６１が沈降できる表面１０９を示する。乾燥プロセスで、顔料粒子５３はポリマー粒子６１および布地繊維１１０とも直接接触する。
【００７９】
固体ポリマー粒子６１は粘度が高いため、布地繊維１１０の表面１０９を液体プレポリマーオイル滴５１と同程度にコーティングすることはできない。これは、固体ポリマー粒子６１の粘度が高く、繊維表面１０９への濡れに対するレオロジー障壁が生じるためである。
【００８０】
軟化を誘発するのに十分な熱を加えると、ポリマー粒子６１はそれ自体、顔料粒子、および布地繊維１１０の表面１０９に接着結合する。さまざまに、ポリマー粒子の一部は繊維１１０と繊維間スペース１１１との間に集合体１１４を形成し、布地繊維１１０の間に追加の接着を作製し、布の剛性を高める。
【００８１】
図７は、水性インクジェットインクの概略図を示す。図７に示されるように、水性インクジェットインクは液体プレポリマーオイル滴５１を含み、液体プレポリマーオイル滴５１は、オリゴマーを含み、さらにモノマー、水不溶性熱開始剤、およびモノマー分散剤を含んでもよく、これらはすべて低粘度水性インク媒体５２に乳化される。顔料粒子２１０はプレポリマーオイル滴５１内にカプセル化されている。プレポリマーオイル滴５１は安定化表面層２１１を有していてもよい。
【００８２】
図８は、水性インクジェットインクの概略図を示す。図７に示されるように、水性インクジェットインクは液体プレポリマーオイル滴５１を含み、液体プレポリマーオイル滴５１は、オリゴマーを含み、さらにモノマー、水不溶性熱開始剤、およびモノマー分散剤を含んでもよく、これらはすべて低粘度水性インク媒体５２に乳化される。顔料粒子２１０はプレポリマーオイル滴５１内にカプセル化されている。プレポリマーオイル滴５１は安定化表面層２１１を有していてもよい。イニシエーター粒子２１２は、熱開始剤を疎水性溶媒に溶解し、得られた油をインク媒体５２に乳化することによって、または熱開始剤をカプセル化し、得られたカプセル２１２をインク媒体５２に分散させることによって、インク２０１に組み込まれてもよい。
【００８３】
図９は、水性インクジェットインクの概略図を示す。図９に示されるように、水性インクジェットインクは、液体プレポリマー油滴２１４を含み、液体プレポリマー油滴２１４は本質的にオリゴマーを含み、任意選択でモノマー、水不溶性熱開始剤、およびモノマー分散剤をさらに含み、これらはすべて低粘度水性インク媒体５２に乳化される。顔料粒子２１３は、インク媒体５２に分散されている。
【００８４】
図１０は、水性インクジェットインクの概略図を示す。図１０に示されるように、水性インクジェットインクは液体プレポリマー油滴５４を含み、液体プレポリマー油滴５４はオリゴマーを含み、任意選択でモノマー、水不溶性熱開始剤、およびモノマー分散剤をさらに含み、これらはすべて低粘度水性インク媒体に乳化される。顔料粒子２１０はプレポリマーオイル滴５４内にカプセル化されている。プレポリマーオイル滴５４は、安定化表面層２１１を有していてもよい。イニシエーター粒子２１５は、水不溶性開始剤をインク媒体５２に分散させることによってインク２０４に組み込まれてもよい。
【００８５】
図１１は、水性インクジェットインクの模式図を示す。図１１に示されるように、水性インクジェットインクは、低粘度水性インク媒体５２に分散された重合性ポリマー／オリゴマー粒子２１６のラテックス乳剤を含む。顔料粒子２１３は、インク媒体５２に分散される。水溶性または水分散性熱架橋剤２１７は、インク媒体５２に組み込まれている。
【００８６】
図１２は、水性インクジェットインクの概略図を示す。図１２に示されるように、水性インクジェットインクは、低粘度水性インク媒体５２に乳化された低分子量架橋性ポリマー液滴２１８を含む。顔料粒子２１３は、ポリマー液滴２１８内にカプセル化される。水溶性または水分散性熱架橋剤２１７は、インク媒体５２に組み込まれる。
【００８７】
図１３は、水性インクジェットインクの概略図を示す。図１３に示されるように、水性インクジェットインクは、低粘度の水性インク媒体５２に乳化された、低分子量の液体架橋性ポリマー液滴２１９を含む。顔料粒子２１３は、インク媒体５２に分散される。水溶性または水分散性熱架橋剤２１７は、インク媒体５２に組み込まれている。
【００８８】
図１４は、水性インクジェットインクの概略図を示す。図１４に示されるように、水性インクジェットインクは液体プレポリマーオイル滴５１を含み、液体プレポリマーオイル滴５１は、オリゴマーを含み、任意選択でモノマー、水不溶性熱開始剤、およびモノマー分散剤をさｒに含んでもよく、これらはすべて低粘度水性インク媒体５２に乳化される。顔料粒子２１０はプレポリマーオイル滴５１内にカプセル化されている。プレポリマーオイル滴５１は安定化表面層２１１を有していてもよい。
【００８９】
図１５は、図１４の水性インクジェットインクに対するコンパニオン液体の概略図を示す。図１５に示されるように、コンパニオン液体は、インク媒体５２に組み込まれた水溶性または水分散性熱架橋剤２１７を含む。
【００９０】
図１４の水性インクジェットインクと図１５のコンパニオン液とをインクジェットプリンタ内の別々のインクチャネルに分離すると、プレポリマー成分と重合開始剤とが分離され、インクの貯蔵寿命が長くなる。
【００９１】
図１６は、水性インクジェットインクを布地に適用し、それを硬化させるプロセスを示すブロック図である。図１６に示されるように、インクジェット印刷装置３００は、インク３１０を布地５００に塗布して、インクが付いた布地５５０を作製する。乾燥および硬化装置４００は、熱および任意選択で電子ビーム（４１０）を生成する。熱４１０は、インクが付いた布地５５０から揮発性インク成分の除去を可能にし、プレポリマーオイルおよび顔料を、インクが付いた布地５５０の繊維を凝縮およびコーティングさせる。
【００９２】
指定された温度および時間を超える乾燥および硬化装置４００による熱の適用によって、プレポリマーの重合が、インクが付いた布地５５０上に顔料を固定して、印刷された布地５７５を作製することが可能になる。
【００９３】
代替的に、インクが付いた布地５５０への電子ビーム４１０の照射によって、プレポリマーの重合が、インクが付いた布地５５０上に顔料を固定して、印刷された布地５７５を作製することを可能になる。
【００９４】
指定された温度および時間を超える乾燥および硬化装置４００による熱の適用によって、プレポリマーオイルの重合が、インクが付いた布地５５０上に顔料を固定して、印刷された布地５７５を作製することが可能になる。代替的に、指定された温度、時間、および電子ビーム投与量を超える乾燥および硬化装置４００による熱および電子ビームの印加によって、プレポリマーオイルの重合が、インクが付いた布地５５０上に顔料を固定して、印刷された布地５７５を作製することが可能になる。
【００９５】
本明細書に開示される様々な水性インクジェットインクは、非水性分散相（乳剤および分散体）および連続水相からなる。乳剤という用語は、一般に、連続液相に小さな液滴として懸濁された分散液相を指す。連続相が主に水を含み、懸濁液滴相が水に対して疎水性／非混和性である場合、水中油型乳剤という用語は、乳剤を説明するためにしばしば使用される。分散体という用語は、一般に、連続液相に小さな粒子として懸濁された固体を指す。
【００９６】
当業者に知られている任意の方法を使用して、前述の乳剤および分散体を調製することができる。安定した水中油型乳剤を調製するために、通常、機械的せん断力または高周波音波による高エネルギー入力を使用する均質化法を使用して、懸濁相液体の大きな液滴を、連続液相中に懸濁された適切な小さな液滴に分解する。安定した水中油型乳剤の高機械的剪断力を調製するための均質化方法の例には、Silverson（登録商標）によって製造されたものや、Microfluidics（商標）Microfluidizer（登録商標）のような高剪断ミキサー、および同様のデバイスなどが含まれる。超音波処理としても知られる、乳剤を高周波（超音波）音波にさらす均質化プロセスには、Branson、Qsonicaなどによって製造された装置が含まれる。
【００９７】
顔料などの固体分散相を有する安定な分散体を調製するために、典型的には、ボールミル、メディアミル、アトライタ、３つのローラーミル、遊星ミルなどの装置を使用する方法が採用される。
【００９８】
乳濁液および分散液の両方の調整について、界面活性剤、分散剤、乳化剤、サーフマー、分散助剤、粉砕助剤などとしても知られる表面活性化合物を使用することによって、迅速かつ効率的に連続相中の油滴または粒子を削減することが可能になることは、当技術分野でよく知られている。
【００９９】
任意の界面活性化合物を制限なく使用することができる。安定した乳剤および分散体を調製する目的で使用される界面活性化合物は、分子量によってドデシル硫酸ナトリウム、オリゴマーまたはポリマーなどの小分子として広く分類され、さらにそれらの電荷構造によってアニオン性、カチオン性、双性イオン性、および非イオン性のカテゴリーに分類され得る。
【０１００】
インクジェットインクの非水分散相は、１つ以上のオリゴマー化合物を含み、任意選択で、モノマー、重合性プレポリマー、ポリマー、架橋剤、水非混和性またはわずかに混和性の有機溶媒、「サーフマー（Ｓｕｒｆｍｅｒｓ）」としても知られる重合を受けることができる界面活性剤を含む界面活性剤、熱重合開始剤、有機または無機顔料、油溶性染料、重合触媒および／または阻害剤および／または安定剤、ＵＶ光吸収剤、抗酸化剤、接着促進剤および可塑剤のうちの１つ以上をさらに含んでいる。
【０１０１】
別の実施の形態では、インクジェットインクは第２の非水分散相を含み、第２の非水分散相は１つまたは複数の有機または無機顔料を含み、任意選択でサーフマーを含む界面活性剤およびまたは分散剤、および安定剤のうち１つ以上をさらに含んでいる。顔料は、界面活性剤、ポリマー分散剤によって安定化され、架橋結合した分散剤を介してカプセル化されるか、または顔料表面に共有結合された親水性基によって自己分散されてもよい。
【０１０２】
別の実施の形態では、インクジェットインクは、水を含む水性連続相を含み、任意選択で水溶性重合性モノマー、オリゴマー、プレポリマー、およびポリマー、水混和性およびまたは水溶性有機溶媒、熱重合開始剤、サーフマーを含む界面活性剤およびまたは分散剤、溶融した形態およびまたは分散（ラテックス乳剤）した形態のポリマー樹脂、架橋剤、重合触媒および／または阻害剤、ｐＨ調整剤、生物の成長を抑制する薬剤（殺菌剤／殺菌剤）、コゲーション防止剤、発泡防止剤などのうち１つまたは複数を含んでいる。
【０１０３】
インクジェットインクを調製するために、水性媒体に分散された液体プレポリマーオイルを含む乳剤、および水性媒体に分散された顔料着色料を含む固体分散体は、上述の手段のいずれかによって別々に調製されてもよい。
【０１０４】
水性連続相の水溶性または容易に分散可能な成分は、乳剤または分散液の調製前に事前に溶解されてもよい。乳剤および／または分散液の個々の調製に続いて、単純な混合でそれらが組み合わされ、または上述の均質化方法を使用してそれらが組み合わされ、最終的なインク組成物が調製されてもよい。
【０１０５】
実用的なインクジェットインクを配合するための機能的な要件には、インク組成物中の分散相の粒子サイズ分布がある。
【０１０６】
DerbyおよびReis(MRS Bulletin, November, 2003, pg.815-818)を具体的に引用すると、次の通りである。「高ひずみ速度でダイラタンシー（せん断速度とともに粘度が急速に増加する）が発生しないように、細心の注意を払う必要がある。インクジェットプリンタ内では、粒子が壁と相互作用して流れを妨げる障害物を形成する場合、プリンタオリフィスの拘束された寸法内でダイラタンシーが発生する可能性がある。この可能性を最小限に抑えるために、粒子の最大サイズは、オリフィスの直径よりも大幅に小さくする必要がある。乾燥粉末の流れとの類似性から、存在する最大の粒子の直径は、オリフィスの直径の１／２０以下でなければならない。」
【０１０７】
インクジェットインク中の重合性化合物および顔料粒子を含む分散相油滴は、インクジェット印刷装置を介して、特に噴射ノズルで、インクが自由に流れることができるように十分に小さくなければならない。最大の色強度のために、そして沈降を遅くするためにも、小さな粒子を使用することが望ましい。
【０１０８】
Horiba LA-950などのレーザー回折粒子サイジング装置により測定した場合、分散した非白色顔料の体積平均顔料粒度は、好ましくは０．０２０から１μｍ、より好ましくは０．０４０から０．２００μｍであり、特に好ましくは０．０５０から０．１５０μｍである。
【０１０９】
最も好ましくは、数値平均顔料粒子サイズは、０．１００μｍ以下である。Horiba LA-950などのレーザー回折粒子サイジング装置で測定した場合の白色顔料分散剤の場合、白色顔料の体積平均顔料の粒子サイズは、好ましくは５０から５００ｎｍであり、より好ましくは１５０から４００ｎｍであり、最も好ましくは２００から３５０ｎｍである。
【０１１０】
平均径が５０ｎｍ未満では十分な隠蔽力が得られず、平均径が５００ｎｍを超えるとインクの貯蔵能力や噴射適性が低下する傾向がある。
【０１１１】
インクジェットインク中の顔料量は、インクジェットインクの総重量に基づいて、好ましくは０．５から２０重量％、より好ましくは１．０から１５重量％、最も好ましくは２．０から１０重量％の濃度である。インクジェットインク中の重合性油量は、インクジェットインクの総重量に基づいて、好ましくは０．５〜２０重量％、より好ましくは１．０〜１５重量％、最も好ましくは２．０〜１０重量％の濃度である。
【０１１２】
インクジェットプリントヘッドから一貫してインクを排出するために、インクジェットインクの物理的特性は、特定の物理的パラメータ、すなわち液体密度、液体粘度、液体表面張力、およびプリントヘッドデバイスの特徴的な寸法すなわちプリントヘッドノズルオリフィスの直径によって制約されることが当業者によって知られている。パラメータ値の組み合わせは、Ｚ番号としても知られる無次元の逆オーネゾルゲ数（ＯＨ-1）で表され、次のように定義される。
【０１１３】
【数１】
2021529228.tif 000002
【０１１４】
ここで、αはノズルの直径（特性寸法）を表し、ρはインクジェットインクの密度を表し、λはインクの表面張力を表し、μはインクの粘度を表する。後者の３つのパラメータは、固定した温度で決定される。DerbyおよびReis（MRS Bulletin,2003,28,815-818）によると、一貫して印刷可能なインクジェットインクは、１から１０のＺ値を提供するために、上記の物理的特性の組み合わせを備えている必要がある。
【０１１５】
インクジェットインクは、好ましくは１から１０、より好ましくは３から７のＺ値を有する。２５℃で測定した場合、インクジェットインクの密度は、好ましくは１．００から２．００ｇ／ｃｍ３、より好ましくは１．０２から１．２０ｇ／ｃｍ３である。インクジェットインクの表面張力は、デュノイリング張力計、ウィルヘミープレート張力計、または気泡圧力張力計などの、この方法のために一般的に使用される任意の装置によって、固定した温度で測定することができる。
【０１１６】
２５℃で測定した場合、インクジェットインクの表面張力は、好ましくは１５から６０ミリニュートン／メートル（ｍＮ／ｍ）、より好ましくは２０から６０ｍＮ／ｍ、最も好ましくは２５から５０ｍＮ／ｍである。インクジェットインクの粘度は、ブルックフィールド製の回転スピンドル粘度計、回転コーンおよびプレート粘度計、ローリングボール粘度計、キャピラリー粘度計などの、この方法のために一般的に使用される任意の装置によって、固定した温度で測定することができる。２５℃で測定した場合、インクジェットインクは、好ましくは１から１０センチポアズ（ｃＰ）、より好ましくは２から８ｃＰ、最も好ましくは２．５から７．５ｃＰである。
【０１１７】
うまく使用されるために、インクジェットインクが長期間にわたって安定した物理的および化学的特性を示すことは当技術分野でよく知られている。インクジェットインクの安定性を評価する１つの方法は、ｐＨ、粘度、表面張力、および粒度分布などの特性の変化についてインクジェットインクを定期的にサンプリングしながら、インクを室温で長期間、たとえば６か月から２年以上保管することである。しかしながら、室温での長期保存は非効率的であり、インクジェットインク配合物の急速な開発に有害である。
【０１１８】
その理由のため、加速劣化技術が採用されており、加速劣化技術では、主にインクジェットインクをたとえば３０℃から８０℃の範囲の高温で保管し、たとえば１週間の時間間隔というより短い期間でインクジェットインクの特性の変化を評価する。当技術分野で使用される一般的に使用される温度および時間の組み合わせの１つは、６０℃での２週間の保管である。他の一般的に使用される組み合わせは、６０℃で4週間、６０℃で６週間などである。
【０１１９】
インクジェットインクの場合、６０℃で２週間保管した後、観察されたｐＨ変化が１ｐＨ単位を超えず、インク粘度変化が１ｃＰを超えず、粒子サイズ変化の中央値が１０％を超えず、９５％値の粒子サイズの変化は２０％を超えない。
【０１２０】
米国特許出願公開第２０１７／００２２３７９号公報は、インクジェット印刷に有用ないくつかのフリーラジカル重合性化合物を開示している。米国特許出願公開第２０１７／００２２３７９号公報の全内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
【０１２１】
当技術分野で一般に知られている水不溶性の重合性化合物が、液体プレポリマーオイルの成分として使用されてもよい。モノマー、オリゴマー、および／またはポリマーを組み合わせて使用することができる。モノマー、オリゴマー、および／またはポリマーは、異なる官能性の程度を有していてもよく、モノ、ジ、トリ、およびより高い官能性のモノマー、オリゴマー、および／またはポリマーの組み合わせを含む混合物が使用されてもよい。有用な単官能性重合性モノマーおよび／またはオリゴマーは、Polymer Handbook Vol 1 + 2, 4th edition, edited by J. BRANDRUP et al., Wiley-lnterscience, 1999.に記載されている。
【０１２２】
液体プレポリマーオイルはまた、好ましくは絡み合いの分子量よりも低い分子量を有する重合性オリゴマーを含み得る。重合性オリゴマーの例には、エポキシアクリレート、脂肪族ウレタンアクリレート、芳香族ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、および直鎖アクリルオリゴマーが含まれる。このようなオリゴマーは、図１のプロセス５のステップ１４の布地乾燥プロセスの温度条件下で、前記オイルのバルク粘度が１×１０-7ｃＰを超えない限り、液体プレポリマーオイルに組み込むことができる。
【０１２３】
好ましい単官能性および／または多官能性アクリレートモノマーおよびオリゴマーは、イソアミルアクリレート、ステアリルアクリレート、ラウリルアクリレート、オクチルアクリレート、デシルアクリレート、イソアミルスチルアクリレート、イソステアリルアクリレート、２−エチルヘキシル-ジグリコールアクリレート、２−ヒドロキシブチルアクリレート、２−アクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタル酸、ブトキシエチルアクリレート、エトキシジエチレングリコールアクリレート、メトキシジエチレングリコールアクリレート、メトキシポリエチレングリコールアクリレート、メトキシプロピレングリコールアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、イソボルニルアクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピルアクリレート、ビニルエーテルアクリレート、２−アクリロイルオキシエチルコハク酸、２−アクリロキシエチルフタル酸、２−アクリロキシエチル−２−ヒドロキシエチル−フタル酸、ラクトン変性フレキシブルアクリレート、およびｔ−ブチルシクロヘキシルアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、１，４−ブタンジオールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、１，９−ノナンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ジメチロール−トリシクロデカンジアクリレート、ビスフェノールＡＥＯ（エチレンオキシド）付加物ジアクリレート、ビスフェノールＡＰＯ（プロピレンオキシド）付加物ジアクリレート、ヒドロキシピバレートネオペンチルグリコールジアクリレート、プロポキシル化ネオペンチルグリコールジアクリレート、アルコキシル化ジメチロールトリシクロデカンジアクリレートおよびポリテトラメチレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ＥＯ修飾トリメチロールプロパントリアクリレート、トリ（プロピレングリコール）トリアクリレート、カプロラクトン修飾トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリスリトールエトキシテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、グリセリンプロポキシトリアクリレート、およびカプロラクタム修飾ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、またはＮ−ビニルカプロラクタムまたはＮ−ビニルなどのＮ−ビニルアミド、またはアクリロイルモルホリンなどのアクリルアミドまたは置換アクリルアミドである。
【０１２４】
適切な単官能性アクリレートには、カプロラクトンアクリレート、環状トリメチロールプロパンフォーマルアクリレート、エトキシル化ノニルフェノールアクリレート、イソデシルアクリレート、イソオクチルアクリレート、オクチルデシルアクリレート、アルコキシル化フェノールアクリレート、トリデシルアクリレート、およびアルコキシル化シクロヘキサノンジメタノールジアクリレートが含まれる。
【０１２５】
ビニルナフタレン化合物の適切な例は、１−ビニルナフタレン、ａ−メチル−１−ビニルナフタレン、ｂ−メチル−１−ビニルナフタレン、４−メチル−１−ビニルナフタレンおよび４−メトキシ−１−ビニルナフタレンである。
【０１２６】
Ｎ−ビニル複素環式化合物の適切な例は、Ｎ−ビニルカルバゾール、Ｎ−ビニルピロリドン、Ｎ−ビニルインドール、Ｎ−ビニルピロール、Ｎ−ビニルフェノチアジン、Ｎ−ビニルアセトアニリド、Ｎ−ビニルエチルアセトアミド、Ｎ−ビニルスクシンイミド、Ｎ−ビニルフタルイミド、Ｎ−ビニルカプロラクタム、およびＮ−ビニルイミダゾールである。
【０１２７】
スチレン化合物の適切な例は、スチレン、ｐ−メチルスチレン、ｐ−メトキシスチレン、ｂ−メチルスチレン、ｐ−メチル−ｂ−メチルスチレン、ａ−メチルスチレン、およびｐ−メトキシ  ｂ−メチルスチレンである。
【０１２８】
様々なインクジェット有機共溶媒が、米国特許出願公開第２０１７／０２１８５６５号公報および米国特許第８，２８７，１１２号に開示されている。米国特許出願公開第２０１７／０２１８５６５号および米国特許第８，２８７，１１２号の全内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
【０１２９】
水と混和しない溶媒は、液体プレポリマーオイルに組み込まれてもよい。水と混和しない溶媒は、水との混和性が低い有機溶媒である。低混和性は、１対１の比率で混合した場合に２０℃で２相システムを形成する水溶媒の組み合わせとして定義される。好ましくは、溶媒は非極性であるか、または比較的低い極性を有する。
【０１３０】
利用できる水非混和性溶媒の具体例には、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸ｎ−プロピル、酢酸イソブチル、酢酸ｎ−ブチル、イソ酪酸イソブチル、酢酸２−エチルヘキシル、ジ酢酸エチレングリコール、"Exxate 900"溶媒（Exxon Corp., Houston, TXから販売されているＣ９アセテート）、および"Exxate 1000"溶媒（Exxon Corp., Houston, TXから販売されているＣ１０アセテート）などの水非混和性エステルと、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルイソアミルケトン、メチルｎ−アミルケトン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン、およびイソホロンなどの水非混和性ケトンと、アセトアルデヒド、ｎ−ブチルアルデヒド、クロトンアルデヒド、２−エチルヘキサアルデヒド、イソブチルアルデヒド、プロピオンアルデヒドなどの水非混和性アルデヒドと、３−エトキシプロピオン酸エチルなどの水非混和性エーテルエステルと、トルエン、キシレン、および"AMSCO-SOLV G"溶媒（Unocal Corp., Schaumberg, ILから販売されている芳香族炭化水素溶媒）などの水非混和性芳香族炭化水素と、１，１，１，トリクロロエタンなどの水非混和性ハロ炭化水素と、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（Eastman Chemical Products, Inc., Kingsport, TNから"Ektasolv（登録商標）PM Acetate"として販売されている）、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート（Eastman Chemical Products, Inc., Kingsport, TNから"EE Acetate"として販売されている）、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート（Eastman Chemical Products, Inc., Kingsport, TNからから"Ektasolv（登録商標）EB Acetate"として販売されている）、およびジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート（Eastman Chemical Products, Inc., Kingsport, TNから"Ektasolve（登録商標）DB Acetate"として販売されている）などの水非混和性エーテルエステルと、フタル酸ジブチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジメチル、フタル酸ジオクチル、テレフタル酸ジオクチル、フタル酸ブチルオクチル、フタル酸ブチルベンジル、およびMonsanto Corp., St. Louis, MOから"Santicizer 261"として販売されているフタル酸アルキルベンジルなどの水非混和性フタル酸可塑剤と、アジピン酸ジオクチル、トリエチレングリコールジ−２−エチルヘキサノエート、トリオクチルトリメリテート、グリセリルトリアセテート、グリセリル／トリプロピオニン、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオールジイソブチレート、ＨＢ−４０溶媒（Monsanto Corp., St. Louis, MOから販売されている部分水素化テルフェニル可塑剤）、および"MesamoU"溶媒（Mobay Chemical Co., Pittsburgh, PAから販売されているフェノールのアルキルスルホン酸エステル）などの他の水非混和性可塑剤とが含まれる。
【０１３１】
他の適切な水非混和性溶媒には、飽和炭化水素および不飽和炭化水素、芳香油、パラフィン油、抽出パラフィン油、ナフテン油、抽出ナフテン油、水素化処理軽油または重油、植物油、白色油、石油ナフタ油、ハロゲン置換炭化水素が含まれる。シリコーンおよび誘導体およびそれらの混合物が含まれる。
【０１３２】
炭化水素は、直鎖または分岐鎖の脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素および芳香族炭化水素から選択されてもよい。炭化水素の例は、ｎ−ヘキサン、イソヘキサン、ｎ−ノナン、イソノナン、ドデカン、およびイソドデカンなどの飽和炭化水素と、１−ヘキセン、１−ヘプテン、１−オクテンなどの不飽和炭化水素と、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン、シクロデカン、デカリンなどの環状飽和炭化水素と、シクロヘキセン、シクロヘプテン、シクロオクテン、１，３，５，７−シクロオクタテトラエン、シクロドデカンなどの環状不飽和炭化水素と、ベンゼン、トルエン、キシレン、ナフタレン、フェナントレン、アントラセンおよびそれらの誘導体などの芳香族炭化水素とである。
【０１３３】
文献では、パラフィン系油という用語がよく使用される。適切なパラフィン系油は、通常のパラフィンタイプ（オクタンおよび高級アルカン）、イソパラフィン（イソオクタンおよび高級イソアルカン）およびシクロパラフィン（シクロオクタンおよび高級シクロアルカン）、およびパラフィン油の混合物であり得る。
【０１３４】
「流動パラフィン」という用語は、通常のパラフィン、イソパラフィン、および単環パラフィンの３つの成分を主に含む混合物を指すためによく使用され、これは、米国特許第６，７３０，１５３号に記載されているように、比較的揮発性の高い潤滑油留分を硫酸洗浄等により高度に精製することにより得られる。米国特許第６，７３０，１５３号の全内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
【０１３５】
適切な炭化水素は、脱芳香族化された石油留分としても記載されている。
【０１３６】
ハロゲン化炭化水素の適切な例には、二塩化メチレン、クロロホルム、テトラクロロメタンおよびメチルクロロホルムが含まれる。ハロゲン置換炭化水素の他の適切な例には、パーフルオロアルカン、フッ素ベースの不活性液体、およびヨウ化フルオロカーボンが含まれる。
【０１３７】
シリコーン油の適切な例には、ジアルキルポリシロキサン（たとえば、ヘキサメチルジシロキサン、テトラメチルジシロキサン、オクタメチルトリシロキサン、ヘキサメチルトリシロキサン、ヘプタメチルトリシロキサン、デカメチルテトラシロキサン、トリフルオロプロピルヘプタメチルトリシロキサン、ジエチルテトラメチルジシロキサン）、環状ジアルキルポリシロキサン（たとえば、ヘキサメチルシクロトリシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、テトラメチルシクロテトラシロキサン、テトラ（トリフルオロプロピル）テトラメチルシクロテトラシロキサン）、およびメチルフェニルシリコーンオイルが含まれる。
【０１３８】
米国特許第８，２８７，１１２号に記載されているように、ホワイトオイルは、飽和脂肪族および脂環式非極性炭化水素からなる高度に精製されたミネラルオイルであるホワイトミネラルオイルに使用される用語である。米国特許第８，２８７，１１２号の全内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
【０１３９】
ホワイトオイルは疎水性、無色、無味、無臭で、時間の経過とともに色が変化しない。植物油には、大豆油、綿実油、ひまわり油、菜種油、からし油、ごま油、およびコーン油などの半乾燥油と、オリーブ油、ピーナッツ油、およびツバキ油などの非乾性油と、亜麻仁油およびベニバナ油などの乾性油とが含まれる。これらの植物油は、単独でまたはそれらの混合物として使用することができる。
【０１４０】
他の適切な油の例には、石油、非乾性油、および半乾性油が含まれる。販売されている適切なオイルには、EXXON CHEMICALのISOPARTMシリーズ（イソパラフィン）およびVarsol/Naphthaシリーズ、CHEVRON PHILLIPS CHEMICALのSOLTROLTMシリーズおよび炭化水素、ならびにSHELL CHEMICALSのSHELLSOLTMシリーズなどの脂肪族炭化水素類が含まれる。
【０１４１】
適切な市販の通常のパラフィンには、EXXON MOBIL CHEMICALのNORPARTMシリーズが含まれる。
【０１４２】
適切な市販のナフテン系炭化水素には、EXXON MOBIL CHEMICALのNAPPARTMシリーズが含まれる。
【０１４３】
適切な市販の脱芳香族石油留分には、EXXON MOBIL CHEMICALのEXXSOLTMDシリーズが含まれる。
【０１４４】
適切な市販のフルオロ置換炭化水素には、DAI KIN INDUSTRIES LTD, Chemical Divisionのフルオロカーボンが含まれる。
【０１４５】
適切な市販のシリコーン油には、SHIN-ETSU CHEMICAL, Silicone Divisionのシリコーン流体シリーズが含まれる。
【０１４６】
適切な市販のホワイトオイルには、CROMPTON CORPORATIONのWITCOTM white OSが含まれる。
【０１４７】
インクジェットインクに有用な様々な界面活性剤および分散剤は、米国特許出願公開第２０１８／０１１８９６３号公報およびPolimery, 2016, 61 (1 1-12), 745-882.に開示されている。米国特許出願公開第２０１８／０１１８９６３号公報の全内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
【０１４８】
界面活性剤および分散剤は、インクの分散相および連続相に含まれてもよい。界面活性剤は、組成物のコロイド安定性を高めることができ、または織物などの印刷基体またはインクプリントヘッドとインクとの相互作用を変化させることができる。様々なアニオン性、カチオン性、および非イオン性分散剤をインクの様々なインク相と組み合わせて使用することができ、これらはニートまたは水溶液として使用されてもよい。
【０１４９】
ある実施の形態では、界面活性剤は、インクジェットインクの総重量に対して、０．０５重量％から５重量％の範囲の量、たとえば０．１重量％から５重量％、または０．５重量％から２重量％の範囲の量で存在する。
【０１５０】
陰イオン性分散剤または界面活性剤の代表的な例には、高級脂肪酸塩、高級アルキジカルボン酸塩、高級アルコールの硫酸エステル塩、高級アルキルスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、ナフタレンスルホン酸塩（Ｎａ、Ｋ、Ｌｉ、Ｃａなど）、ホルマリン重縮合物、高級脂肪酸とアミノ酸との間の縮合物、ジアルキルスルホコハク酸エステル塩、アルキルスルホコハク酸塩、ナフテン酸塩、アルキルエーテルカルボキシレート、アシル化ペプチド、α−オレフィンスルホン酸塩、Ｎ−アクリルメチルタウリン、アルキルエーテルスルホン酸塩、第二級高級アルコールエトキシ硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルサルフェート、モノグリシルサルフェート、アルキルエーテルホスフェートおよびアルキルホスフェート、アルキルホスホネートおよびビスホスホネート、ヒドロキシル化またはアミノ化誘導体が含まれ、これらに限定されるものではない。
【０１５１】
たとえば、スチレンスルホン酸塩のポリマーおよびコポリマー、非置換および置換ナフタレンスルホン酸塩（たとえばアルキルまたはアルコキシ置換ナフタレン誘導体）、アルデヒド誘導体（ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピルアルデヒドなどを含む非置換アルキルアルデヒド誘導体など）、マレイン酸塩、およびそれらの混合物は、陰イオン分散助剤として使用することができる。
【０１５２】
塩には、たとえばＮａ+、Ｌｉ+、Ｋ+、Ｃｓ+，Ｒｂ+、および置換および非置換のアンモニウムカチオンが含まれる。カチオン性界面活性剤の代表的な例には、脂肪族アミン、第四級アンモニウム塩、スルホニウム塩、ホスホニウム塩などが含まれる。
【０１５３】
インクジェットインクに使用できる非イオン性分散剤または界面活性剤の代表的な例には、フッ素誘導体、シリコーン誘導体、アクリル酸コポリマー、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フェニルエーテル、ポリオキシエチレン第二級アルコールエーテル、ポリオキシエチレンスチロールエーテル、エトキシル化アセチレンジオール、ポリオキシエチレンラノリン誘導体、アルキルフェノールホルマリン縮合物のエチレンオキシド誘導体、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマー、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテルポリオキシエチレン化合物の脂肪酸エステル、ポリエチレングリコール縮合型のエチレングリコール脂肪酸エステル、脂肪酸モノグリセリド、ポリグリセロールの脂肪酸エステル、プロピレンの脂肪酸エステルグリコール、サトウキビ糖脂肪酸エステル、脂肪酸アルカノールアミド、ポリオキシエチレン脂肪酸アミド、およびポリオキシエチレンアルキルアミンオキシドが含まれる。
【０１５４】
サーフマーとも呼ばれる重合を受けることができる界面活性剤、重合性界面活性剤、表面活性モノマー、重合性乳化剤、モノマー界面活性剤、またはモノマー乳化剤。重合可能な界面活性剤は、乳剤重合において、界面活性剤およびコモノマーの両方として作用する。重合可能な界面活性剤は、単にポリマー構造に組み込まれ、反応混合物に残らない。
【０１５５】
サーフマーは、疎水性部分、親水性部分、および通常は二重結合である重合性部分の３つの部分で構成されている。サーフマーは、アニオン性、カチオン性、または非イオン性であり得る。サーフマーは、アクリルメタクリル酸、ビニルベンジル、およびマレイン酸などのさまざまな重合性部分を持つことができる。重合性部分は、サーフマーの疎水性部分または親水性部分のいずれかに局在化することができる。陰イオン性サーフマーの親水性部分には、リン酸塩、硫酸塩、およびカルボン酸塩が含まれる。
【０１５６】
市販のアニオン性サーフマーの適切な例には、Kao Corporationのポリオキシアルキレンアルケニルエーテル硫酸アンモニウム（Latemul PD-104）、ClariantのEmulsogen APS 100, APS 104, APS100S, およびAPG 2019、CrodaのMaxemul6106および6112、EthoxのSperseRS-1596, RS-1618, RS-1684, RX-202、ならびにEvonikのVisiomer MPEG 750 MAWが含まれる。
【０１５７】
非イオン性サーフマーの場合、親水性部分は通常、ポリ（エチレンオキシド）鎖である。親水性部分はまた、たとえばポリグリシドールまたはグルコースに基づくことものであり得る。疎水性部分は通常、長い炭化水素またはポリ（プロピレンオキシド）鎖である。
【０１５８】
市販の非イオン性界面活性剤の適切な例には、Kao CorporationのLatemul PD-420, Latemul PD-430, Latemul PD-430S, およびPD-450、ClariantのEmulsogen RAL 100, RAL 109, RAL 208, RAL 307, R100, R208, およびR307、CrodaのMaxemul5010および5011、GEO SCのBsymmetricEP100DMA, EP150DMA PEM63P HD、ならびにEthoxのE-Sperse RS-1616, RS-1617, RX-201が含まれる。
【０１５９】
インクジェット印刷に有用な様々な熱重合開始剤は、米国特許第８，２８７，１１２号に開示されている。米国特許第８，２８７，１１２号の全内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
【０１６０】
熱重合開始剤は、高温にさらされるとフリーラジカルを形成することにより、モノマー、オリゴマー、サーフマー、プレポリマー、および反応性ポリマーの重合を開始する。熱開始剤の活性は、所与の温度でのその半減期によって推定することができる。温度が上昇すると、開始剤の半減期が短くなり、開始剤の熱分解によって生成されるフリーラジカルの濃度が増加する。熱開始剤の活性化温度は、モノマーのフリーラジカル重合において重要な役割を果たす。重合に利用可能な時間に基づいて、重合の温度は、熱開始剤の活性化温度以上でなければならない。活性化温度では、開始剤の少なくとも半分が熱分解され、重合に利用可能な時間内にフリーラジカルを生成する。言い換えれば、活性化温度での熱開始剤の半減期は、重合に利用可能な最小時間に等しい。
【０１６１】
例として、熱開始剤で開始されるモノマーの高分子量ポリマーへのフリーラジカル重合が１６０℃で３分以内に完了する場合、熱開始剤の半減期は１６０℃で３分以下でなければならない。
【０１６２】
熱開始剤の活性化温度は、それらの化学構造に基づいて変化する。低温での半減期が非常に短く、その結果、活性化温度が非常に低いものもある。しかし、そのような化合物はかなり不安定であり、適度な貯蔵寿命を必要とするインクには適していない。
【０１６３】
他の熱開始剤は、高温で非常に長い半減期を持っている。このような開始剤は非常に安定しているが、非常に高い活性化温度または非常に長い重合時間を必要とする。好ましくは、熱開始剤の活性化温度で、重合に利用可能な時間は、熱開始剤の３から１０の半減期を見込んでいるだろう。
【０１６４】
フリーラジカル重合は連鎖メカニズムを介して進行する。これは基本的に、フリーラジカルが関与する４つの異なるタイプの反応で構成される。（１）非ラジカル種からのラジカル生成（開始）、（２）置換アルケンへのラジカル付加（不均化）、（３）原子移動および原子引き抜き反応（不均化による連鎖移動および停止）、および（４）ラジカル−ラジカル再結合反応（組み合わせによる終了）。熱重合開始剤のクラスには、有機開始剤、最も一般的には過酸化物およびアゾ化合物、ならびに過硫酸塩などの無機開始剤が含まれる。
【０１６５】
Ｏ−Ｏ結合の開裂によってフリーラジカルを生成する過酸化物熱開始剤の適切な例には、ターシャルアミルペルオキシ安息香酸、過酸化物ベンゾイル、２，２−ビス（ターシャルブチルペルオキシ）ブタン、１，１−ビス（ターシャルブチルペルオキシ）シクロヘキサン、１，１−ビス（ターシャルブチルペルオキシ）シクロヘキサン、２，５−ビス（ターシャルブチルペルオキシ）−２，５−ジメチルヘキサン、２，５−ビス（ターシャルブチルペルオキシ）−２，５−ジメチル−３−ヘキシン、ビス（１−（ターシャルブチルペルオキシ）−１−メチルエチル）ベンゼン、１，１−ビス（ターシャルブチルペルオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、ターシャルブチルヒドロペルオキシド、ターシャルブチルペルアセテート、ターシャルブチルペルオキシド、ターシャルブチルペルオキシベンゾエート、ターシャルブチルペルオキシイソプロピルカーボネート、クメンヒドロペルオキシド、シクロヘキサノンペルオキシド、ジクミルペルオキシド、ラウロイルペルオキシド、２，４−ペンタンジオンペルオキシドが含まれる。
【０１６６】
Ｎ＝Ｎ結合の開裂によってフリーラジカルを生成するアゾ熱開始剤の適切な例には、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）、４，４−アゾビス（４−シアノ吉草酸）、１，１’−アゾビス（シクロヘキサンカルボニトリル）、２，２’−アゾジ（２−メチルブチロニトリル）、１，１’−アゾビス（ヘキサヒドロベンゾニトリル）、２，２’アゾビス（２−メチルブチロニトリル）、２，２’−アゾビス−（アミジノプロパン）二塩酸塩、２，２’−アゾビス（Ｎ，Ｎ’−ジメチレンイソブチラミジン二塩酸塩）、ジメチル２，２’−アゾビス（２−メチルプロピオネート）、２，２’−アゾビス［２−（２−イミダゾリン−２−イル）−プロパン］二塩酸塩、および２，２’−アゾビス（２，４−ジメチル）バレロニトリルが含まれる。
【０１６７】
有機熱開始剤の他の適切な例には、Ｏ−Ｏ結合またはＮ＝Ｎ結合の開裂以外の手段によってフリーラジカルを生成する開始剤が含まれる。他の有機熱開始剤の具体例には、Ｎ−アルコキシアミンおよびＮ−アシルオキシアミンなどのニトロキシド、より具体的には、２，２，６，６−テトラメチルピペリジニル−１−オキシ（ＴＥＭＰＯ）、Ｎ−ターシャルブチル−Ｎ−［１−ジエチルホスホノ−（２，３ジメチルプロピル）]ニトロキシド（ＳＧ１,ＤＥＰＮ）、およびＮ−ターシャルブチル−Ｎ−［１−フェニル−２−（メチル−プロピル）］ニトロキシド（ＴＩＰＮＯ）が含まれる。
【０１６８】
無機熱開始剤の適切な例には、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、一過硫酸カリウム、およびヒドロキシメタンスルフィン酸一ナトリウム塩二水和物が含まれる。
【０１６９】
インクジェットインクに有用な様々な水混和性または水溶性共溶媒は、米国特許出願公開第２０１８／０１１８９６３号に開示されている。米国特許出願公開第２０１８／０１１８９６３号の全内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
【０１７０】
連続水相は、インクジェットインク組成物の総重量に対して１％から５０％の範囲の量で存在する少なくとも１つの有機溶媒を含む。溶媒の量は、溶媒の特性（溶解度および／または誘電率）、着色料のタイプ、および得られるインクジェットインク組成物の所望の性能を含む様々な要因に応じて変えることができる。使用される好ましい溶媒は、インクジェットインク組成物の総重量に基づいて１重量％から４０重量％の範囲であり、より好ましくは１重量％から３０重量％の範囲である。
【０１７１】
適切な有機溶媒の例には、低分子量グリコール（エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ジプロピレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルまたはモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、およびテトラエチレングリコールモノブチルエーテルなど）と、アルコール（エタノール、プロパノール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、ｓｅｃ−ブチルアルコール、ターシャルブチルアルコール、２−プロピン−１−オール（プロパルギルアルコールなど）、２−ブテン−１−オール、３−ブテン−２−オール、３−ブチン−２−オール、およびシクロプロパノールなど）と、約２から約４０個の炭素原子を含むジオール（１，３−ペンタンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，４−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，５−ヘキサンジオール、２，６−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール（２，２−ジメチル−１，３−プロパンジオール）、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，２，６−ヘキサントリオール、およびポリ（エチレン−コ−プロピレン）グリコール、ならびにそれらのアルキレンオキシドとの反応生成物であって、エチレンオキシドを含み、エチレンオキシドおよびプロピレンオキシドを含む反応生成物）と、約３から約４０個の炭素原子を含むトリオール（グリセリン（グリセロール）、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、１，３，５−ペンタントリオール、１，２，６−ヘキサントリオールなど、ならびにそれらのアルキレンオキシドとの反応生成物であって、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、およびそれらの混合物を含む反応生成物）と、ポリオール（ペンタエリスリトールなど）と、アミド（ジメチルホルムアルデヒドやジメチルアセトアミドなど）と、ケトンまたはケトアルコール（アセトンやジアセトンアルコールなど）と、エーテル（テトラヒドロフランやジオキサンなど）と、ラクタム（２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、およびｅ−カプロラクタムなど）と、尿素または尿素誘導体（ジ−（２−ヒドロキシエチル）−５，５−ジメチルヒダントイン（ダンタコール）および１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンなど）と、内部塩（ベタインなど）と、ヒドロキシアミド誘導体（アセチルエタノールアミン、アセチルプロパノールアミン、プロピルカルボキシエタノールアミン、およびプロピルカルボキシプロパノールアミン、ならびにそれらのアルキレンオキシドとの反応生成物）とが含まれる。追加の例には、糖類（マルチトール、ソルビトール、グルコノラクトン、およびマルトースなど）と、約２個から約４０個の炭素原子を含むスルホキシド誘導体（対称および非対称）（ジメチルスルホキシド、メチルエチルスルホキシド、およびアルキルフェニルスルホキシドなど）と、約２個から約４０個の炭素原子を含むスルホン誘導体（対称および非対称）（ジメチルスルホン、メチルエチルスルホン、スルホラン（テトラメチレンスルホン、環状スルホン）、ジアルキルスルホン、アルキルフェニルスルホン、ジメチルスルホン、メチルエチルスルホン、ジエチルスルホン、エチルプロピルスルホン、メチルフェニルスルホン、メチルスルホラン、およびジメチルスルホランなど）とが含まれる。有機溶媒は、有機溶媒の混合物を含むことができる。
【０１７２】
インクジェットインクに有用な様々な着色料は、米国特許第８，２８７，１１２号に開示されている。米国特許第８，２８７，１１２号の全内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
【０１７３】
非水分散相の少なくとも１つは、少なくとも１つの着色料を含む。インクジェットインクに使用される着色剤は、顔料、染料、またはそれらの組み合わせであってもよい。
【０１７４】
本明細書で使用される染料という用語は、分散相において１０ｍｇ／Ｌ以上の溶解度を有する親油性着色料を意味する。それは、関連する周囲条件下で適用される。
【０１７５】
有機および／または無機顔料は、インクジェット布地インクの非水分散相で使用することができる。インクジェット布地インクは、好ましくは、着色料として顔料を含む。着色料が自己分散性の顔料でない場合、インクジェットインクは、好ましくは分散剤、より好ましくはポリマー分散剤も含む。
【０１７６】
好ましくは、顔料は、インクジェット布地インク乳剤の分散相のプレポリマーオイル内にカプセル化されている。
【０１７７】
顔料は、ポリマー分散剤または界面活性剤などの分散剤によって、インクジェット布地インクの連続水相に分散させることができる。さらに、顔料の表面を改変して、いわゆる「自己分散性」または「自己分散性」顔料、すなわち、分散剤なしで分散媒体に分散可能な顔料を得ることができる。
【０１７８】
水性インクジェット布地インク中の顔料は、黒、白、シアン、マゼンタ、黄色、赤、オレンジ、紫、青、緑、茶色、それらの混合物などであり得る。色顔料は、HERBST, Willy, et al. Industrial Organic Pigments, Production, Properties, and Applications. 3rd edition. Wiley- VCH, 2004. ISBN 3527305769に開示されたものから選択されてもよい。
【０１７９】
好ましい顔料は、C.l. Pigment Yellow 1 , 3, 10, 12, 13, 14, 17, 55, 65, 73, 74, 75, 83, 93, 97, 109, 111, 120, 128, 138, 139, 150, 151, 154, 155, 180, 185 および 213である。好ましい顔料はC.l. Pigment Red 17, 22, 23, 41, 48:1, 48:2, 49:1, 49:2, 52:1, 57:1, 81:1, 81:3, 88, 112, 122, 144, 146, 149, 169, 170, 175, 176, 184, 185, 188, 202, 206, 207, 210, 216, 221, 248, 251, 254, 255, 264, 270 および 272である。好ましい顔料は、C.l. Pigment Violet 1, 2, 19, 23, 32, 37 および 39である。好ましい顔料は、C.l. Pigment Blue 15:1, 15:2, 15:3, 15:4, 15:6, 16, 56, 61, および（架橋）アルミニウムフタロシアニン顔料である。好ましい顔料は、C.l. Pigment Orange 5, 13, 16, 34, 40, 43, 59, 66, 67, 69, 71 および 73である。好ましい顔料は、C.l. Pigment Green 7 および 36である。好ましい顔料は、C.l. Pigment Brown 6 および 7である。適切な顔料には、上記の特に好ましい顔料の混晶が含まれる。市販の例は、Ciba Specialty ChemicalsのCinquasia MagentaRT-355-Dである。
【０１８０】
カーボンブラックは、黒インクジェットインクの顔料として好ましい。適切な黒色の顔料材料には、Pigment Black 7（たとえばMITSUBISHI CHEMICALのCarbon Black MA80）、CABOT Co.のREGAL（登録商標）400R、MOGUL（登録商標）L、ELFTEX（登録商標）320、またはDEGUSSAのCarbon Black FW18, Special Black 250, Special Black 350, Special Black 550, PRINTEX（登録商標）25, PRINTEX（登録商標）35, PRINTEX（登録商標）55, PRINTEX（登録商標）90, PRINTEX（登録商標）150Tなどのカーボンブラックが含まれる。
【０１８１】
適切な顔料の追加の例は、米国特許第５，３８９，１３３号に開示されている。特に好ましい顔料は、C.l. Pigment White 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 10, 11, 12, 14, 17, 18, 19, 21, 24, 25, 27, 28, および 32である。米国特許第５，３８９，１３３号の全内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
【０１８２】
好ましい白色の顔料は、Pigment White 6または二酸化チタンである。酸化チタンは、アナターゼ型、ルチル型、およびブルッカイト型の結晶形で発生する。アナターゼ型は比較的低い密度を有し、容易に微粒子に粉砕されるが、ルチル型は比較的高い屈折率を有し、高い被覆力を示す。これらのいずれかが使用可能である。
【０１８３】
特性を最大限に活用し、その用途に応じて選択することが好ましい。低い密度を有し、小さい粒子径を有するアナターゼ型を使用することで、優れた分散安定性、インク貯蔵安定性、排出性を実現できる。少なくとも２つの異なる結晶形が組み合わせて使用されてもよい。アナターゼ型と高い着色力を発揮するルチル型とを併用することで、酸化チタンの総量を減らすことができ、インクの保存安定性と排出性能とが向上する。酸化チタンの表面処理には、水処理または気相処理が施され、通常、アルミナシリカ処理剤が使用される。未処理、アルミナ処理、またはアルミナシリカ処理した酸化チタンを使用できる。
【０１８４】
カラーインクジェットインクに顔料を混合することも可能である。いくつかの用途では、ニュートラルブラックインクジェットインクが好ましく、たとえば、ブラック顔料とシアン顔料とをインクに混合することによって得ることができる。また、非有機顔料がカラーインクジェットインク中に存在してもよい。無機顔料の、特に好ましい顔料の例示的な例には、赤色酸化鉄（ＩＩＩ）、カドミウム赤色、ウルトラマリンブルー、プルシアンブルー、酸化クロムグリーン、コバルトグリーン、アンバー、チタンブラックおよび合成鉄ブラックが含まれる。
【０１８５】
市販の顔料分散体の具体例としては、Fujifilm Imaging Colorants, Inc.のPro-Jet Cyan APD1000, Pro-Jet Magenta APD1000, Pro-Jet Yellow APD1000, Pro-Jet Yellow(LF) APD1000, Pro-Jet Black APD1000、Cabot CorporationのCab-O-Jet 200 black, Cab-O-Jet 250C cyan, Cab-O-Jet 260M magenta, Cab-O-Jet 265M magenta, Cab-O-Jet 270 yellow, Cab-O-Jet 300 black, Cab-O-Jet 352 black, Cab-O-Jet 400 black, Cab-O-Jet 450C cyan, Cab-O-Jet 465M magenta, Cab-O-Jet 470Y yellow, Cab-O-Jet 480V violet, Cab- O-Jet 554B blue, Cab-O-Jet 740Y yellow、Eastman Kodak CompanyのSpecialty Cyan Dispersion Type A1 , Specialty Cyan Dispersion Type A1, Specialty Cyan Dispersion Type A1, Specialty Cyan Dispersion Type P1, Specialty Cyan Dispersion Type P2, Specialty Magenta Dispersion Type A1, Specialty Magenta Dispersion Type A2, Specialty Magenta Dispersion Type A3, Specialty Magenta Dispersion Type P1, Specialty Magenta Dispersion Type P3, Specialty Yellow Dispersion Type A1, Specialty Yellow Dispersion Type A2, Specialty Yellow Dispersion Type P1, Specialty Yellow Dispersion Type P2, Specialty Black Dispersion Type A1, Specialty Black Dispersion Type P2, Specialty Black Dispersion Type P4, Specialty Black Dispersion Type SD2, Specialty Black Dispersion Type SD4, Specialty Red Dispersion Type P1, Specialty Green Dispersion Type P1, Specialty Green Dispersion Type P2, Specialty Green Dispersion Type P3, Specialty Green Dispersion Type P4, Specialty Orange Dispersion Type P1, Specialty Violet Dispersion Type P1, Specialty White Dispersion Type P1、E. I. du Pont de Nemours and CompanyのMega Cyan, Mega Magenta, Mega Yellow 2, Mega Black, DU 1010 cyan, DU 1020 magenta, DU 1030 yellow, DU 1031 yellow, DU 1040 black, DU 1041 black、Lever Colors, Inc.のCylcojet Blue 15:3 Liquid, Cylcojet Blue 15:3 Liquid, Cylcojet Blue 15:3 Liquid, Cylcojet Blue 15:0 & 15:4 Liquid, Cylcojet Blue 60 Liquid, Cylcojet Brown 25 Liquid, Cylcojet Red 122 Liquid Blue Shade, Cylcojet Red 122 Liquid Yellow Shade, Cylcojet Black 7 Liquid, Cylcojet Violet 19 Liquid Blue Shade, Cylcojet Violet 19 Liquid Yellow Shade, Cylcojet Yellow 74 & 155 Liquid, Cylcojet Orange 34 & 43, Cylcojet White 6 Liquid、ならびにClariant International, Ltd.のHostajet Yellow 4G-PT VP2669, Hostajet Red D3G-PT VP 5152, Hostajet Magenta E5B-PT VP3565, Hostajet Magenta E7B-PT VP 5122, Hostajet Magenta E-PT, Hostajet Cyan BG-PT, Hostajet Green 8G-PT VP 5154, Hostajet Black O-PTがある。
【０１８６】
インクジェットインク中の顔料粒子は、インクジェット印刷装置、特に噴射ノズルでインクが自由に流れることができるように十分に小さくする必要がある。最大の色強度のために、そして沈降を遅くするために小さな粒子を使用することも望ましい。
【０１８７】
Horiba LA-950などのレーザー回折粒子サイジング装置により測定した場合、分散した非白色顔料の体積平均顔料粒サイズは、好ましくは０．０２０から１μｍであり、より好ましくは０．０４０から０．２００μｍであり、特に好ましくは０．０５０から０．１５０μｍである。最も好ましくは、数値平均顔料粒子サイズは、０．１００μｍ以下である。Horiba LA-950などのレーザー回折粒子サイジング装置で測定した場合の白色顔料分散の場合、白色顔料の体積平均顔料粒サイズは、好ましくは５０から５００ｎｍであり、より好ましくは１５０から４００ｎｍであり、最も好ましくは２００から３５０ｎｍである。平均径が５０ｎｍ未満では十分な隠蔽力が得られず、平均径が５００ｎｍを超えるとインクの貯蔵能力や噴射適性が低下する傾向がある。
【０１８８】
顔料は、インクジェットインクを調製するために使用される顔料分散液において、顔料分散液の総重量に基づいて１０から４０重量％、好ましくは１５から３０重量％の量で使用されることが好ましい。インクジェットインクでは、顔料は、インクジェットインクの総重量に基づいて、０．１から２０重量％、好ましくは１から１０重量％の量で使用されることが好ましい。
【０１８９】
インクジェット布地インクの非水分散相および連続水相は、さらにポリマー樹脂を含んでいてもよい。ポリマー樹脂は、連続水相に溶解させること、または乳剤またはラテックス形態の樹脂ポリマーとしても知られる粒子の形態で連続水相に分散させることができる。
【０１９０】
ポリマー樹脂は、モノマー、オリゴマー（約１０〜１００個のモノマーの短鎖）、アクリレートのポリマーおよびコポリマー、アクリルアミド、および他の誘導体であってアクリル酸、アクリル／スチレン、ポリエチレングリコール、ウレタン、およびポリビニルピロリドンなどの他の誘導体を含んでいてもよく、また樹脂乳剤および共乳剤の形態であってもよい。これらのポリマー樹脂はまた、比較的低いガラス転移温度（Ｔｇ）、および図１のプロセス５のステップ１４の布地乾燥プロセスの温度条件下で１×１０7ｃＰを超えないバルク粘度を有するように選択することができる。
【０１９１】
本明細書の実施の形態によれば、低いＴｇを有するように選択される場合、市販されているポリマー樹脂には、C. L. Hauthaway & Sons Corp.のHauthane（商標）シリーズ、Bond PolymersのBondthane（商標）シリーズ、Royal DSM N.V.のNeoRez（商標）およびNeoCryl（商標）シリーズ、Hydrite Chemical CompanyのLuciden（商標）シリーズ、SynthomerのPlextol（商標）R 123、DiamondのDispertex（商標）シリーズ、Mitsui Chemicals America, Inc.のTakelac（商標）シリーズ、Alberdingk Boley, Inc.のACおよびUシリーズ、Essential PolymersのRシリーズ、Scott Bader, Ltd.のTexicryl（商標）シリーズ、ClariantのAppretan（商標）シリーズ、Lubrizol CorporationのHycar（登録商標）、Hystretch（登録商標）、Permax（登録商標）、およびSancure（登録商標）シリーズ、Arkema, Inc.のEncor（登録商標）シリーズ、ReichholdのArolon（登録商標）シリーズ、Michelman, Inc.のMichem（登録商標）シリーズ、Rudolf-DuranerのRUCO-COAT（登録商標）、RUCO-PUR（登録商標）、およびRUCO-BOND（登録商標）シリーズ、BASFのJoncryl（登録商標）シリーズ、ならびにLANXESSのWitcobond（登録商標）シリーズが含まれるが、これらに限定されない。
【０１９２】
米国特許第９，６１１，４０１号は、インクジェットインクに有用な様々な架橋剤を開示している。米国特許第９，６１１，４０１号の全内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
【０１９３】
本明細書で使用される場合、「架橋剤」という語句は、ポリマー鎖間の分子間共有結合、イオン結合、疎水性結合、または他の形態の結合を促進または調節し、それらを一緒に結合して、より弾性のあるおよび／またはより堅い構造をもたらす鎖のネットワークを作製する物質を指す。架橋剤は、布地繊維の表面上および／またはインク組成物の重合性成分中に存在するそれぞれの基と相互作用することができる少なくとも２つの反応性基を含む。
【０１９４】
そのような反応性基の例には、アミン基、カルボキシル基、ヒドロキシル基、イソシアネート基、ブロックイソシアネート基、エポキシ基、酸塩化物基、二重結合、アクリレート、アクリルアミド、有機チタン酸塩、ジルコン酸塩、およびスルフヒドリル基が含まれるが、これらに限定されない。架橋剤には、２つの同一の反応性末端基を有するホモ二官能性架橋剤、および２つの異なる反応性末端基を有するヘテロ二官能性架橋剤が含まれる。
【０１９５】
これらの２つのクラスの架橋剤は、主に、架橋工程に影響を与えるために使用される化学反応が異なり、ホモ二官能性架橋剤は一段階反応を必要とし、ヘテロ二官能性架橋剤は架橋工程に影響を与えるために２段階を必要とし得る。ホモ二官能性架橋剤は、自己結合、重合、および細胞内架橋をもたらす傾向があるが、ヘテロ二官能性剤は、より制御された２段階反応を可能にし、望ましくない分子内架橋および重合を最小限に抑える。架橋剤は、スペーサーアームの長さが異なることをさらに特徴とする。２つの標的基がさらに離れている場合、およびより高い柔軟性が望まれる場合、より長いスペーサーアームを有する架橋剤が使用されてもよい。
【０１９６】
水不溶性架橋剤は、インクジェット布地インクの非水分散相の液体プレポリマーオイルに組み込まれてもよい。水不溶性架橋剤はまた、インクジェット布地インクの連続水相に分散されてもよい。水不溶性架橋剤は、水非混和性溶媒に溶解または分散されてもよく、インクジェット布地インクの連続水相に乳化されてもよい。さらに、水混和性または水溶性の架橋剤は、インクジェット布地インクの連続水相に溶解されてもよい。
【０１９７】
プレポリマーオイルの組成もしくは架橋剤の種類、または架橋剤がインクジェット布地インクにどのように組み込まれているかに関係なく、インクと布地繊維との間の結合は実質的に繊維のタイプに依存し、より具体的には、繊維表面の物理的および化学的な微細構造に依存し、そして繊維表面上の反応性官能基の利用可能性、すなわちその化学組成に依存する。
【０１９８】
天然繊維（綿、麻）、羊毛、絹、さらには皮や皮革から少なくとも部分的に作られた多くの布などのセルロース系材料は、ヒドロキシル基、カルボキシル基、チオール基、およびアミン基などのさまざまな利用可能かつ反応性のある官能基を提供し、これらは架橋剤を介してインクにつなぐことができる。
【０１９９】
代替的に、合成高分子繊維などの一部の繊維の場合、反応性官能基が不足しているということは、インクの基材への結合が、繊維表面の機械的特性と微細構造とによってもたらされることを意味しており、すなわち、ポリマー接着および物理的織り交ぜおよび絡み合いによる付着によってもたらせることを意味している。
【０２００】
プレポリマーオイルの重合および架橋は、乾燥および硬化したインクジェット印刷された布地画像の弾性に影響を与える。繊維上に形成された硬化インクの機械的特性の結果として生じる変更は、架橋密度に依存する。つまり、低い架橋密度は半流動性ポリマーの粘度を上げ、中間の架橋密度はゴム状ポリマーをエラストマー特性と潜在的に高い強度を持つ材料に変換し、高度な架橋密度は、硬く、ガラス状であり、破断までの伸びが低い材料をもたらし得る。
【０２０１】
硬化インクの架橋密度は、架橋したポリマーに付着し架橋したポリマーによってカプセル化された着色料を構成するが、硬化インクの架橋密度は、主に重合前の混合物中の架橋剤の濃度に由来し、重合前の混合物は、すべての部分が布地繊維表面に隣接するとインク組成物を構成する。したがって、硬化インク組成物の架橋密度のレベルは、布地繊維表面上に非常に柔軟で、伸縮性があり、弾性のあるコーティングを提供する中間レベルである。
【０２０２】
ホルムアルデヒドは、多くのポリマーの機能的な架橋剤である。しかし、ホルムアルデヒドを含む布地インクは、Oko-Tex Standard 100（Oko-Tex）に準拠した衣服のホルムアルデヒド含有量に基づいて、特定の用途での使用が制限されている。アミノ樹脂架橋剤の使用により形成されるホルムアルデヒドは、高温で衣服から蒸発する可能性があるが、ホルムアルデヒドのレベルは、広く受け入れられているOko-Tex Standard 1000の許容値に達することはない。
【０２０３】
架橋剤には、ジアルデヒド、他のポリアルデヒド、またはＣ２〜Ｃ８ジアルデヒドのような少なくとも１つのアルデヒド基を有するジアルデヒド酸類似体が含まれる。アルキル化グリオキサール／環状尿素縮合物は、セルロース繊維およびさまざまな活性水素含有ポリマーの架橋剤として機能する。
【０２０４】
米国特許第４，２８５，６９０号、米国特許第４，３４５，０６３号、および米国特許第４，８８８，０９３号は、インクジェット印刷に有用ないくつかの架橋剤を開示している。米国特許第４，２８５，６９０号、米国特許第４，３４５，０６３号、および米国特許第４，８８８，０９３号の全内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
【０２０５】
架橋剤はヘテロアリールポリカルバメート架橋剤を含んでいてもよく、ヘテロアリールポリカルバメート架橋剤は、線状または環状尿素、シアヌル酸、置換シアヌル酸、線状または環状アミド、グリコールウリル、ヒダントイン、線状または環状カルバメート、およびこれらの混合物からなる群に由来する部分に基づくものであり、インク組成物とセルロース系布との間の架橋剤として適切である
【０２０６】
米国特許第６，０６３，９２２号、米国特許第５，５９６，０４７号、米国特許第７，３８１，３４７号、および米国特許出願公開第２００４／０１１６５５８号公報は、インクジェット印刷に有用ないくつかの架橋剤を開示している。米国特許第６，０６３，９２２号、米国特許第５，５９６，０４７号、米国特許第７，３８１，３４７号、および米国特許出願公開第２００４／０１１６５５８号公報は、参照により本明細書に組み込まれる。
【０２０７】
架橋剤には、米国特許第５，３４８，９９７号、米国特許第５，４３２，２２９号、および米国特許第７，１１９，１６０号に開示されているジアセトンアクリルアミド／ヒドラジン（ポリアルケニルエーテル樹脂）が含まれていてもよく、ジアセトンアクリルアミド／ヒドラジン（ポリアルケニルエーテル樹脂）は、たとえば日本のKyowa Hakko Chemical Co., Ltd.によるＮ−（１，１−ジメチル−３−オキソブチル）−アクリルアミド（ＤＡＡＭ）／ヒドラジンである。米国特許第５，３４８，９９７号、米国特許第５，４３２，２２９号、および米国特許第７，１１９，１６０号は、参照により本明細書に組み込まれる。
【０２０８】
架橋剤は、式（Ｎ＝Ｃ＝Ｎ）を有する官能基により構成され、アミンおよびカルボキシル基と容易に反応することができるカルボジイミドを含んでいてもよく、これは特開昭５９−１８７０２９号公報、米国特許出願公開第２００７／０１４８１２８号公報、米国特許第５，３６０，９３３号、米国特許第６，１２４，３９８号、米国特許第７，４２５，０６２号、および欧州特許第０２７７３６１号に開示されている。そのような架橋剤の非限定的な例には、日本のNashinboによるCARBODILITE（登録商標）が含まれる。米国特許出願公開第２００７／０１４８１２８号公報、米国特許第５，３６０，９３３号、米国特許第６，１２４，３９８号、米国特許第７，４２５，０６２号、および欧州特許第０２７７３６１号は、参照により本明細書に組み込まれる。
【０２０９】
プレポリマーの架橋を達成するための手段は、一般に、３つ以上の機能的反応部位を有する出発物質および／または中間体の少なくとも１つの成分に依存する。
【０２１０】
米国特許出願公開第２００７／００６０６７０号公報は、インクジェット印刷に有用ないくつかの多機能モノマーを開示している。米国特許出願公開第２００７／００６０６７０号公報の全内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
【０２１１】
３つ（またはそれ以上）の反応部位のそれぞれの反応は、架橋したポリマーを生成する。各反応性成分で２つの反応性部位しか利用できない場合、線状ポリマーのみを生成できる。ポリウレタンを製造することができる架橋重合反応の例には、それらに限定されるものではないが、次のものが含まれる。イソシアネート反応性部分は、少なくとも３つの反応性基、たとえば多官能性アミンまたはポリオールを有する、イソシアネートは少なくとも３つのイソシアネート基を有する、プレポリマー鎖は、イソシアネート反応以外の反応、たとえばアミノトリアルコキシシランとの反応が可能な少なくとも３つの反応部位を有する、インクジェットインク調製物に使用する前のポリウレタンへの少なくとも３つの反応性部位を有する反応性成分、たとえば三官能性エポキシ架橋剤を添加する、オキサゾリン官能基を有する水分散性架橋剤を添加する、カルボニル官能基を有するポリウレタンを合成し、続いてジヒドラジド化合物を添加する、およびこれらの架橋方法と、関連技術の当業者に知られている他の架橋手段との任意の組み合わせ。
【０２１２】
ブロックされたイソシアネート架橋剤には、ＨＤＩ（ヘキサメチレンジイソシアネート）、Ｈ６ＸＤＩ（水素化キシリレンジイソシアネート）、ＩＰＤＩ（イソホロンジイソシアネート）、またはＨ１２ＭＤＩ（ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート）の、ＴＭＰ（トリメチロールプロパン）付加物の形態またはイソシアヌレートの形態が含まれる。さらに、遮断剤は、好ましくはＤＥＭ（マロン酸ジエチル）、ＤＩＰＡ（ジイソプロピルアミン）、ＴＲＩＡ（１，２，４−トリアゾール）、ＤＭＰ（３，５−ジメチルピラゾール）、またはＭＥＫＯ（２−ブタノノキシム）であるが、これらは制限として解釈されるべきものではない。
【０２１３】
架橋剤には、アルコキシル化シクロヘキサノンジメタノールジアクリレート、アルコキシル化ヘキサンジオールジアクリレート、ジオキサングリコールジアクリレート、ジオキサングリコールジアクリレート、シクロヘキサノンジメタノールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、およびネオペンチルグリコールジアクリレートを含む二官能性アクリレートが含まれる。三官能性アクリレートには、プロポキシル化グリセリントリアクリレートおよびエトキシル化またはプロポキシル化トリメチロールプロパントリアクリレートが含まれる。他のより高い官能性のアクリレートには、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、エトキシル化ペンタエリヒトールテトラアクリレート、メトキシル化グリコールアクリレート、およびアクリレートエステルが含まれる。さらに、上記のアクリレートに対応するメタクリレートがこれらのアクリレートと共に使用されてもよい。メタクリレートのうち、メトキシポリエチレングリコールメタクリレート、メトキシトリエチレングリコールメタクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、フェノキシエチルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、テトラエチレングリコールジメタクリレート、およびポリエチレングリコールジメタクリレートは、これらの比較的高い感度および布地繊維表面へのより高い接着性を有するため、好ましい。
【０２１４】
インク組成物は、たとえば緩衝剤／中和剤、接着促進剤、殺菌剤、殺菌剤、殺藻剤、封鎖剤、軟化剤、増粘剤、消泡剤、抗コゲーション剤、腐食防止剤、光安定剤、抗カール剤、濃厚剤、非反応剤、軟化剤／可塑剤、特殊分散剤、特殊界面活性剤、導電剤（イオン化可能材料）、および／またはその他の関連技術で公知の添加剤およびアジュバントのような１つ以上の他の成分を含んでいてもよい。
【０２１５】
ｐＨ調整剤には、無機および有機の水溶性酸、無機および水溶性の塩基、および両性化合物が含まれる。非限定的な例には、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化アンモニウム、トリエタノールアミン、トリエチアミン、ジメチルエタノールアミン、２−アミノ−２−メチル−１−プロパノールなどの第一級、第二級、および第三級アミン、トリス（ヒドロキシメチルアミノメタン）、塩酸、硫酸、リン酸、硝酸、酢酸、プロピオン酸などのアミノ酸が含まれる。
【０２１６】
消泡剤（消泡剤）の非限定的な例には、BYK 024, BYK 012, BYK 31（Byk-Chemieから販売）、FOAMEX 810, AIREX 901, AIREX 902（Evonik Tego Chemie GmbH, Essen, Germanyから販売）、SURFYNOL DF 37, SURFYNOL DF 210, SURFYNOL DF 75（Air Products Ltd.から販売）などが含まれる。
【０２１７】
これらのインクを使用して布地に印刷および硬化した画像によって、布地は手触り、感触、硬さ、質感を維持できる。印刷された布地画像は、洗濯に強く、色あせや摩耗に強い。さらに、印刷された布地画像は、未反応のモノマーまたはオリゴマーの含有量が非常に少なく、光開始剤またはそれらの分解生成物を含まない。
【０２１８】
これらのインクは、既存の布印刷ワークフローに簡単に適合できる。布地の前処理は必要なく、ＵＶ硬化ランプも必要ない。インクは、捺染プロセスで通常使用される通常の乾燥プレスおよびオーブン内で硬化される。
【０２１９】
布地繊維は、多くの場合、ヒドロキシル含有材料である。全体的または部分的にセルロースからなるセルロース繊維材料が好ましい。例としては、綿、麻、麻、羊毛、または絹などの天然繊維材料や、ビスコースやレーヨンなどの再生繊維材料がある。合成繊維には、ポリアクリレート、ポリエステル、ポリアクリロニトリル、ポリアミド、アラミド、ポリプロピレン、およびポリウレタンが含まれる。言及された繊維材料は、シート状の布地織物、ニット、またはウェブとして存在することが好ましい。
【０２２０】
印刷後、インクジェット印刷された織物は、好ましくは１５０℃までの温度、特に６０から１２０℃で乾燥されることが好ましい。インクジェット布地インクの液体プレポリマーオイルは、布地の繊維と着色料とを濡らしてコーティングする。次に、プレポリマーオイルの状態は、熱処理によってプレポリマーオイルの重合および／または架橋を誘発することによって液体から固体に変えることができ、これは、好ましくは８０から１９０℃の温度で、好ましくは３０秒から１０分の時間で実施される。重合および／または架橋のトリガー温度は、重合開始剤および／または架橋剤の化学的特性によって決定される。
【０２２１】
プレポリマーオイルの状態はまた、電子ビームの照射によってプレポリマーオイルの重合および／または架橋を誘発することによって、液体から固体に変化させることができる。有利なことに、印刷された布地は、高温、例えば、４０から１２０℃、特に６０から１００℃という昇温状態での照射によって、重合および／または架橋することができる。
【０２２２】
照射は、乾燥プロセス中または乾燥プロセスの直後に行われてもよく、たとえば赤外線ヒーターで、冷たい印刷繊維材料を印刷前に目的の温度に加熱することもできる。
【０２２３】
電子ビームによる重合および／または架橋は、一般に、印刷および乾燥されたプロセスが、２０から１５０℃の温度で電子加速器のビームを通過する布地繊維材料を有するように実施される。これは、特定の電子ビーム線量が達成されるような速度で行われる。典型的な電子ビーム線量は、１００〜２００ｋＶの加速電圧で１から１５０ｋＧｙである。電子ビーム線量は、有利には１から４０ｋＧｙの間である。１ｋＧｙ未満の線量では、重合および／または架橋が低すぎて、許容できないレベルの残留モノマーおよびオリゴマーが発生する。１５０ｋＧｙを超える電子ビーム線量では、繊維材料および顔料が損傷する可能性がある。トリガー投与量は、重合性材料および／または架橋剤の化学的特性によって決定される。
【０２２４】
実施例
【０２２５】
以下の実施例は、現在知られている本発明のいくつかの実施形態を示している。しかしながら、以下は、本発明の原理の適用の例示または実例にすぎないことを理解されたい。本発明の精神および範囲から逸脱することなく、当業者によって、多数の修正および代替の組成物、方法、およびシステムが考案されるだろう。添付の特許請求の範囲は、そのような変更および編集をカバーすることを意図している。したがって、本発明は特定的に上述されてきたが、以下の実施例は、現在許容可能な実施の形態であるとみなされるものに関連してさらに詳細を提供する。
【０２２６】
例示的な水性インクジェット乳剤インクは、連続水相に分散されたおよび／または乳化された非水性成分を含むように調製される。好ましい実施の形態では、インクジェットインクは、水性媒体に分散された液体プレポリマーオイルを含む乳剤と、分散された顔料着色料および重合開始剤または架橋剤とを組み合わせることによって調製される。
【０２２７】
実施例１
【０２２８】
非水相にカプセル化された顔料着色料分散液を含む水性インクジェット乳剤インクを、次のような段階的なプロセスに従って調製した。第一に、１２２．４５の逆浸透脱イオン（ＲＯＤＩ）水を１．５５ｇのドデシル硫酸ナトリウムと完全に溶解するまで混合することにより、水性媒体を形成し、次に０．０８ｇのSurfyol DF-58消泡剤添加剤（Evonik America、299 Jefferson Rdから入手可能）をこの媒体に混合した。
【０２２９】
第二に、１５gの１，６−ヘキサンジオールジメタクリレートモノマー（Sartomer USA 502 Thomas Jones Way, Exton, PA 1934から供給されるSR239）を１５ｇのポリエステルアクリレートオリゴマー（Sartomer USA, 502 Thomas Jones Way, Exton, PA 1934から供給されるCN2262）と完全に溶解するまで混合することにより、非水性液体を調整した。この混合物に対して、１ｇの１，１’−アゾビス（シクロヘキサン−１−カルボニトリル）熱活性化重合開始剤（FUJIFILM-Waco, Chemical Division Business Strategy Division, 2-4-1, Nihonbashi-honcho, Chuo-ku, Tokyo 103-0023から供給されるV-40）を加え、完全に溶解するまで混合した。
【０２３０】
第三に、水性媒体中の非水性液体の乳剤を調製した。２５０ｍｌのパイレックスビーカー内で、３１ｇの非水性液体を１２４ｇの水性媒体に加え、Ultra-Turrax（登録商標）ローターステーター式ホモジナイザーによって混合して、粗製の乳剤を作製した。次に、粗製の乳剤を含むビーカーを、超音波処理のために氷を満たした１０００ｃｃのプラスチックビーカーに入れた。次に、Fisher Scientific Model 500 Sonic Dismembratorのホーンを粗製の乳剤の中に配置した。非水滴の平均サイズが１ミクロン未満のミニ乳剤が形成されるまで、粗製の乳剤を７０％の振幅で３０分間超音波処理した。
【０２３１】
第四に、インクジェット乳剤インクを、３０ｇのミニ乳剤を１００ｍｌのパイレックスビーカーに加えることによって調製した。これに対し、１０ｇのＲＯＤＩ水と１０ｇのCabojet Cyan 顔料分散液（Cabot Corporation, 157 Concord Road, Billerica, MA 01821から供給されるCOJ450C）を追加した。すべての成分が完全に混合されるまで混合物を撹拌した。
【０２３２】
第五に、インク中に分散した顔料粒子が、超音波処理を伴うミニ乳剤の非水液相に混合され、このミニ乳液の非水液相によってカプセル化されるように促した。５０ｇのインクジェット乳剤インクを含むパイレックスビーカーを、氷を満たした１０００ｃｃプラスチックビーカーに入れた。Fisher Scientific Model 500 Sonic Dismembratorのホーンをインクジェット乳剤インクに入れ、７０％の振幅で１０分間超音波処理して、顔料を非水液相にカプセル化した。
【０２３３】
第六に、第五ステップからのインクジェット乳剤インク９ｇを１ｇのエチレングリコール共溶媒と組み合わせ、インクジェット印刷の準備のために１ミクロンフィルターを通して濾過した。
【０２３４】
実施例２
【０２３５】
前記実施例の第四ステップにおいて、１０ｇのCabojet Cyan顔料分散液（Cabot Corporation, 157 Concord Road, Billerica, MA 01821によって供給されるCOJ450C）を１２．５ｇのSpecialty Cyan A1（Kodak Corporation, 343 State St., Rochester, New York 14650によって供給される）に置き換え、ＲＯＤＩ水の量を８ｇに減らしたことを除いて、実施例１のインクを複製した。
【０２３６】
実施例３
【０２３７】
前記実施例の第四ステップで使用した１０ｇのCabojet COJ450Cシアン顔料分散液を、１０ｇのマゼンタ顔料分散液（Cabot Corporation, 157 Concord Road, Billerica, MA 01821によって供給されるCOJ265M Magenta）に置き換えたことを除いて、実施例１のインクを複製した。
【０２３８】
実施例４
【０２３９】
実施例１の第二ステップで使用した１ｇの１，１'−アゾビス（シクロヘキサン−１−カルボニトリルＶ−４０熱活性化重合開始剤をこの実施例から除外し、代わりに実施例１の第六ステップの２，２’−アゾビス[２−メチル−Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）プロピオンアミド]（FUJIFILM-Waco, Chemical Division Business Strategy Division, 2-4-1 , Nihonbashi-honcho, Chuo-ku, Tokyo 103-0023から供給されるVA-86）熱活性化重合開始剤０．０３５ｇを追加したことを除いて、実施例１のインクを複製した。
【０２４０】
実施例５
【０２４１】
９．１８ｇの逆浸透脱イオン（ＲＯＤＩ）水を、０．０８ｇのポリエーテル修正シリコーン界面活性剤（BYK-Chemie GmbH, P.O. Box 10 02 45, 46462 Wesel, GermanyからのBYK- 348）、平均粒子サイズ１００ｎｍ未満の８．０２ｇのアクリル化ポリウレタン分散液（Allnex Americas, 9005 Westside Parkway, Alpharetta, GA 30009によって提供されるUCECOAT 2801）、２．５ｇのエチレングリコール、５ｇのCabojet COJ450Cシアン顔料分散液、および０．１０ｇの２，２’−アゾビス[２−メチル−Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）プロピオンアミド]（FUJIFILM-Waco, Chemical Division Business Strategy Division, 2-4-1 , Nihonbashi-honcho, Chuo-ku, Tokyo 103-0023から供給されるVA-86）熱活性化重合開始剤と、完全に溶解するまで混合することによって、水性インクジェット乳剤インクを調製した。インクジェット印刷の準備として、インクを１ミクロンのフィルターでろ過した。
【０２４２】
実施例６
【０２４３】
実施例５で使用したUCECOAT 2801の代わりにUCECOAT 2802アクリレートポリウレタン分散液を使用したことを除いて、実施例５のインクと類似の方法でこの実施例のインクを調製した。
【０２４４】
実施例７
【０２４５】
実施例５で使用した１０ｇのCabojet COJ450Cシアン顔料分散液を、１０ｇのCabot COJ265Mに置き換えたことを除いて、実施例５のインクと類似の方法でこの実施例のインクを調製した。
【０２４６】
実施例８
【０２４７】
実施例５で使用した１０ｇのCabojet COJ450Cシアン顔料分散液を、１０ｇのCabotイエロー顔料分散液COJ470Yに置き換えたことを除いて、実施例５のインクと類似の方法でこの実施例のインクを調製した。
【０２４８】
実施例９
【０２４９】
実施例５で使用した０ｇのCabojet COJ450Cシアン顔料分散液を、１０ｇのCabotブラック顔料分散液COJ300に置き換えたことを除いて、実施例５のインクと類似の方法でこの実施例のインクを調製した。
【０２５０】
実施例１０  対照
【０２５１】
この実施例の対照インクを、非水性液体乳剤なしで、そして重合開始剤または架橋剤なしで調製した。１７．２５の逆浸透脱イオン（ＲＯＤＩ）水、０．２５ｇのドデシル硫酸ナトリウム、２．５５ｇのエチレングリコール、および５ｇのCabojet COJ450Cシアン顔料分散液を、完全に混合される混合し、インクジェット印刷の準備のための０．１ミクロンのフィルターを通してろ過することによって、水性インクジェット乳剤インクを調製した。この例は、乳剤／硬化剤を使用した場合と使用しない場合とのインクジェット乳剤インクの耐久性を比較するための対照として機能し、これは、硬化および／または架橋した場合に、顔料着色料を布地ファイバーに固定する。
【０２５２】
対照実施例１１（Ｋ）
【０２５３】
１，１−アゾビス（シクロヘキサン−１−カルボニトリル）Ｖ４０の熱活性化重合開始剤をこの実施例のインクに添加しなかったことを除いて、実施例１のインクを複製した。この例は、重合開始剤がインクジェット乳剤インクで果たす有用性を実証するための対照として機能し、具体的には、布地上で前記インクジェットインクを用いて印刷し、前記重合開始剤のトリガー温度より高い温度で硬化した画像の耐久性に対する前記重合開始剤の影響を実証するための対照として機能する。インクの例は、ピエゾタイプのプリントヘッドを備えたEpson C88+デスクトッププリンターを使用して、一度に1つずつインクジェット印刷されるものである。実施例のインクを、Epson互換のインクジェットカートリッジにロードした。各インクは、５回のプリンタークリーニングサイクルでプリンターにパージした。相対比色レンダリングおよび６００ＤＰＩ解像度に設定されたAdobe Photoshopプリンタードライバー（Adobe, 345 Park Avenue, San Jose, CA 951 10-2704から入手可能）を使用して、８．５インチ×１１インチのプリンター用紙に接着剤で貼り付けた３インチ×６インチの布地の基材上に、各インクの単色モノクロブロックを印刷した。各印刷には、１つの１インチ×４．５インチのモノクロカラーブロックと、３つの１インチ×１インチのモノクロカラーブロックとが含まれた。次に、印刷された布地の実施例を布地ヒートプレスで５分間加熱した。
【０２５４】
印刷および耐久性テストで使用された織物サンプルには、Cotton Heritageと、MC1082酵素洗浄１００％リングスパンコーマ綿およびWujiポリエステルと、Wuji White Jet Set 100％ポリエステルニットとが含まれていた。
【０２５５】
本発明の印刷した布地の実施例を熱処理した後、印刷した実施例の各々について、２度のオブザーバー角度およびD5000に設定されたPIAS2個人画像分析システム（QEA of 755 Middlesex Turnpike, Unit 3, Billerica, MA 01821から供給される）を使用して色反射密度（Ｒｄ）を測定した。次に、各実施例について乾式摩擦堅牢度および洗濯堅牢度テストを行った。
【０２５６】
印刷された各布地サンプルに対して、洗濯堅牢度テスト１のテストを行った。６００ｍｌのパイレックスビーカーで、５．０ｇのTide Original HE（高効率）液体洗剤を４９５．０ｇの水道水に混合した。洗剤溶液を５０℃に加熱し、マグネチックスターラーを用いて２５０ｒｐｍで混合した。１インチ×１インチの印刷された布地サンプルをビーカーに加え、４５分間洗浄した。次に、サンプルを洗剤溶液から取り出し、６０℃のオーブンで３０分間乾燥させた。乾燥後、各サンプルの反射密度を再測定した。印刷した各布地サンプルに対して、３回の洗浄および乾燥サイクルを実行した。各サンプルのインクジェット印刷および硬化セクションの反射密度の変化率によって耐久性を評価した。
【０２５７】
洗浄温度を７０℃に上げ、１回の洗浄サイクルを３時間行ったことを除いて、試験１と同様の方法で洗濯堅牢度試験２を実施した。印刷した綿のサンプルの一部は、このテキスト方式である程度の収縮を示したため、印刷領域の面積が減少したことに起因する耐洗濯性テスト後の反射密度の増加をもたらした可能性があることに留意すべきである。
【０２５８】
洗濯堅牢度試験後に反射密度が低下しなかった場合、実施例を優良（●）と評価した。洗濯堅牢度試験後に反射密度が０．０２を超えて減少しなかった場合、実施例を良好（○）と評価した。洗濯堅牢度テスト後に反射密度が０．０２を超え、０．０５以下で減少した場合、実施例を適切（△）と評価した。洗濯堅牢度試験後に反射密度が０．０５以上低下した場合、実施例を不良（×）と評価した。
【０２５９】
ISO 105 X12標準試験方法（International Organization for Standardization, ISO Central Secretariat, BIBO II, Chemin de Blandonnet 8, CP 401 , 1214 Vernier, Geneva, Switzerlandから入手可能）を使用して、印刷した布地サンプルのそれぞれについて乾式摩擦堅牢度を測定した。この手順では、４．５インチの長さのインクジェット印刷および硬化されたサンプルを、９Ｎの負荷を使用して、１０秒間にわたって１０サイクル、標準の布で乾式摩擦摩耗にかけた。摩擦の前後の両方で、印刷したサンプルと標準の布との両方で反射密度を測定した。標準の摩擦布によって回復した反射密度が、摩擦されていない実施例の反射密度の８％未満である場合、実施例を優良（●）と評価した。標準の摩擦布によって回復した反射密度が、摩擦されていない例の反射密度の８％から１２％の間である場合、実施例を良好（○）と評価した。標準の摩擦布によって回復した反射密度が、摩擦されていない実施例の反射密度の１２％から１６％の間である場合、実施例を適切（△）と評価した。標準の摩擦布によって回復した反射密度が、非摩擦の実施例の反射密度の１６％を超える場合、実施例を不良（×）と評価した。
【０２６０】
表１は、綿またはポリエステル布地のいずれかにインクジェット印刷し、表１に記載の条件下で熱硬化した各実施例の印刷反射密度、乾式摩擦堅牢度および洗濯堅牢度をまとめたものである。実施例１から９は、印刷した実施例のインクを熱開始剤の活性化温度以上で十分な時間硬化した場合、良好な摩擦および洗浄堅牢度が達成され得ることを実証している。対照実施例は、印刷した布地の硬化温度が熱開始剤の活性化温度より低い場合、不十分な摩擦および洗浄堅牢度が観察されることを示している。対照実施例はまた、熱開始剤の活性化温度で印刷した布地の硬化時間が不十分である場合、不十分な摩擦および洗浄堅牢度が観察されることを示している。さらに、実施例１１のように熱開始剤がインクに含まれていない場合、実施例１のように熱開始剤を含む同等の実施例と比較して、摩擦および洗濯堅牢度の低下が観察される。
【０２６１】
【表１】
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【０２６２】
要約すると、布地上へのダイレクト印刷用の水性インクジェットインクは、非水分散液相と、連続水相と、熱開始剤と、着色料とを備える。連続水相は、水、水混和性有機溶媒、および界面活性剤で構成される。連続水相に分散された非水性液相は、プレポリマー液体により構成され、プレポリマー液体の状態は、熱の適用に応答して液体から固体に不可逆的に変化する。
【０２６３】
熱開始剤は疎水性であってもよい。非水性液相は、熱開始剤を含んでいてもよい。非水性熱開始剤は、最初に疎水性溶媒に溶解され、水性インクジェットインクに乳化されてもよい。熱開始剤は、水性インクジェットインクに分散されてもよい。水性連続相は、熱開始剤を含んでいてもよい。熱開始剤は、水性連続相に可溶であってもよい。連続水相は、２５℃で１から１００ｃＰの範囲の粘度を有していてもよい。プレポリマー液体は、２５℃で１ｃＰから１×１０7ｃＰの範囲の粘度を有していてもよい。熱を加えることで、プレポリマー液体は高粘度の固体ポリマーに変換されてもよい。加える熱は、６０℃を超える温度であってもよい。熱開始剤の半減期は、プレポリマー液体の重合に利用可能な最小時間以下であってもよい。熱開始剤の３から１０の半減期は、プレポリマー液体の重合に利用可能な最小時間内に適合されてもよい。加える熱は１００℃を超える温度であってもよく、加える熱は１０秒を超えて適用されてもよい。
【０２６４】
布地へのダイレクト印刷用の水性インクジェットインクは、非水分散液相と、連続水相と、着色料とを含む。連続水相は、水、水混和性有機溶媒、および界面活性剤で構成される。連続水相に分散された非水性液相は、プレポリマー液体により構成され、プレポリマー液体の状態は、電子ビームの照射に応答して液体から固体に不可逆的に変化する。
【０２６５】
連続水相は、２５℃で１から１００ｃＰの範囲の粘度を有していてもよい。プレポリマー液体は、２５℃で１ｃＰから１×１０7ｃＰの範囲の粘度を有していてもよい。電子ビームの照射は、１ｋＧｙから１５０ｋＧｙの間の線量であってもよい。電子ビームの照射は、１０ｋＧｙから５０ｋＧｙの間の線量であってもよい。
【０２６６】
布地に印刷するためのプロセスは、（ａ）布地に水性インクで印刷してインクが付いた布地を作製することを備え、水性インクは、非水分散液相と、連続水相と、着色料とを含み、連続水相は、水、水混和性有機溶媒、および界面活性剤で構成され、連続水相に分散した非水液相は、プレポリマー液体により構成され、プレポリマー液体の状態は、電子ビームの照射に応答して液体から固体へから不可逆的に変化し、さらに（ｂ）インクが付いた布地上のインクを熱で乾燥させることと、（ｃ）電子ビームを照射することによりインクが付いた布地上のインクを硬化させることとを備える。
【０２６７】
電子ビームの照射は、１ｋＧｙから１５０ｋＧｙの間の線量であり得る。電子ビームの照射は、１０ｋＧｙから５０ｋＧｙの間の線量であり得る。水性インクを印刷するためのプロセスは、インクジェットプリンタであり得る。
【０２６８】
布地に印刷するためのプロセスは、（ａ）布地に水性インクで印刷してインクが付いた布地を生成することを備え、水性インクは、非水分散液相と、連続水相と、熱開始剤と、着色料とを含み、連続水相は、水、水混和性有機溶媒、および界面活性剤で構成され、連続水相に分散された非水液相は、プレポリマー液体により構成され、プレポリマー液体の状態は、熱の適用により液体から固体に不可逆的に変化し、さらに（ｂ）インクが付いた布地上のインクを熱の適用により乾燥および硬化させることを備える。
【０２６９】
熱の適用は６０℃を超える温度であってもよく、熱の適用は１秒を超えてもよい。熱の適用は１００℃を超える温度であってもよく、熱の適用は１０秒を超えてもよい。水性インクを印刷するためのプロセスは、インクジェットプリンタであってもよい。
【０２７０】
布地に印刷するためのシステムは、水性インクジェットインクで布地に印刷するためのインクジェットプリンタを備え、水性インクジェットインクは、非水分散液相と、連続水相と、着色料とを含み、連続水相は、水、水混和性有機溶媒、および界面活性剤で構成され、連続水相に分散された非水性液相は、プレポリマー液体により構成され、プレポリマー液体の状態は、電子ビームの照射に応答して液体から固体に不可逆的に変化し、乾燥／硬化装置は、布地上のインクを、最初に熱を加えてインクを乾燥させ、続いて印刷された布地に電子ビームを照射してインクを硬化させることにより、インクを乾燥および硬化させる。
【０２７１】
電子ビームの照射は、１ｋＧｙから１５０ｋＧｙの間の線量であってもよい。電子ビームの照射は、１０ｋＧｙから４０ｋＧｙの間の線量であってもよい。
【０２７２】
布地に印刷するためのシステムは、水性インクジェットインクで布地に印刷するためのインクジェットプリンタを備え、水性インクジェットンクは、非水分散液相と、連続水相と、熱開始剤と、着色料とを含み、連続水相は、水、水混和性有機溶媒、および界面活性剤により構成され、連続水相に分散された非水性液相は、プレポリマー液体により構成され、プレポリマー液体の状態は、熱の適用に応答して液体から固体に不可逆的に変化し、乾燥／硬化装置は熱を適用することで布地上のインクを乾燥および硬化させる。
【０２７３】
熱の適用は６０℃を超える温度であってもよく、熱の適用は１秒を超えてもよい。熱の適用は１００℃を超える温度であってもよく、熱の適用は１０秒を超えてもよい。
【０２７４】
インクジェットプリンタからのインクで布地に印刷するためのシステムは、水性インクジェットインクで布地に印刷するためのインクジェットプリンタを備え、水性インクジェットインクは、非水分散液相と、連続水相と、着色料とを含み、連続水相は、水、水混和性有機溶媒、および界面活性剤により構成され、連続水相に分散された非水性液相は、プレポリマー液体により構成され、プレポリマー液体の状態は、電子ビームの照射に応答して液体から固体に不可逆的に変化し、乾燥装置は熱の適用により布地上のインクを乾燥させ、硬化装置は布地に電子ビームを照射することにより布地上のインクを硬化させる。
【０２７５】
電子ビームの照射は、１ｋＧｙから１５０ｋＧｙの間の線量であってもよい。電子ビームの照射は、１０ｋＧｙから４０ｋＧｙの間の線量であってもよい。
【０２７６】
インクジェット印刷プロセスによって製造された印刷された布地は、（ａ）布地に水性インクジェットインクで印刷してインクが付いた布地を作製することを備え、水性インクジェットインクは非水分散液相と、連続水相と、着色料とを含み、連続水相は、水、水混和性有機溶媒、および界面活性剤により構成され、連続水相に分散された非水液相は、プレポリマー液体により構成され、プレポリマー液体の状態は、電子ビームの照射に応答して、液体から固体に不可逆的に変化し、さらに（ｂ）インクが付いた布地上のインクを熱の適用により乾燥させ、インクが付いた布地上のインクを電子ビームの照射により硬化させる。
【０２７７】
インクジェット印刷プロセスによって製造された印刷された布地は、（ａ）布地に水性インクジェットインクで印刷してインクが付いた布地を作製することを備え、水性インクジェットインクは非水分散液相と、連続水相と、熱開始剤と、着色料とを含み、連続水相は、水、水混和性有機溶媒、および界面活性剤により構成され、連続水相に分散された非水液相はプレポリマー液体により構成され、プレポリマー液体の状態は、熱の適用に応答して液体から固体に不可逆的に変化する。（b）インクが付いた布地上のインクを熱の適用により乾燥および硬化させる。
【０２７８】
以上開示された実施の形態ならびに他の特徴および機能の変形例、またはその代替は、望ましくは、他の多くの異なるシステムまたはアプリケーションに組み合わせることができることが理解されよう。また、それらの様々な現在予期しないまたは予期しない代替、修正、変形、または改善が当業者によってその後行われてもよく、それらは上記の説明および以下の特許請求の範囲にも含まれることを意図する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【国際調査報告】
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