(57)【要約】本発明は、自己分散性ラテックス粒子に関する。この自己分散性ラテックス粒子は、ラテックス粒子を形成する複数の重合モノマーと、ラテックス分散剤とを含み得る。このラテックス分散剤は、前記ラテックス粒子の表面に吸着する少なくとも１つの疎水性セグメントと、１つ以上の前記疎水性セグメントに結合している複数の親水性セグメントとを含み得る。このような自己分散性ラテックス粒子は、インクジェットインクなどのラテックス分散液中に含有され得る。【特許請求の範囲】
【請求項１】
自己分散性ラテックス粒子であって、
Ａ）ラテックス粒子を形成する複数の重合モノマー、及び
Ｂ）ラテックス分散剤
を含むものであって、前記ラテックス分散剤が、
（ｉ）前記ラテックス粒子の表面に吸着する少なくとも１つの疎水性セグメント、及び
（ｉｉ）前記少なくとも１つの疎水性セグメントに結合している複数の親水性セグメント
を含み、これにより、前記自己分散性ラテックス粒子を形成している、自己分散性ラテックス粒子。
【請求項２】
前記ラテックス分散剤が、約５００ｇ／ｍｏｌ〜約５０００ｇ／ｍｏｌの平均分子量を有する、請求項１に記載の自己分散性ラテックス粒子。
【請求項３】
前記ラテックス分散剤の前記少なくとも１つの疎水性セグメントが、骨格であって且つ該骨格から延在する複数の親水性セグメントを有しており、前記親水性セグメントが、前記疎水性セグメントを介して、前記ラテックス粒子の表面から離れるように延在している、請求項１に記載の自己分散性ラテックス粒子。
【請求項４】
前記ラテックス分散剤が、式（ＡＢ）ｎ、Ｂ（ＡＢ）ｎ又は（ＡＢ）ｎＡのポリマーであり、式中、ｎは２〜７５であり、Ａは疎水性セグメントを表し、Ｂは親水性セグメントを表し、複数の前記疎水性セグメントが、前記重合モノマーの表面上に吸着されており、各Ａ及び各Ｂが、同じか又は異なっている、請求項１に記載の自己分散性ラテックス粒子。
【請求項５】
前記ラテックス分散剤が、［ＣＨ２Ｏ（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｍＣＨ２ＣＯＯＣ７Ｈ１４ＯＣＯ］ｎ、［ＣＨ２Ｏ（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｍＣＨ２ＣＯＯＣ８Ｈ１６ＯＣＯ］ｎ、Ｃ８Ｈ１７ＯＣＯＣＨ２Ｏ（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｍＣＨ２ＣＯＯＣ８Ｈ１７及びそれらの混合物から選択され、式中、ｍは１〜７５であり、ｎは２〜７５である、請求項１に記載の自己分散性ラテックス粒子。
【請求項６】
前記ラテックス粒子が、前記ラテックス分散剤の吸着によって妨げられない表面電荷を有する、請求項１に記載の自己分散性ラテックス粒子。
【請求項７】
ラテックス分散液であって、
Ａ）液体媒体、及び
Ｂ）前記液体媒体に分散されている複数の自己分散ラテックス粒子
を含むものであって、前記自己分散ラテックス粒子が、
ｉ）ラテックス粒子を形成する複数の重合モノマー、及び
ｉｉ）ラテックス分散剤
を含み、前記ラテックス分散剤が、
（ａ）前記ラテックス粒子の表面に吸着される少なくとも１つの疎水性セグメント、及び
（ｂ）前記少なくとも１つの疎水性セグメントに結合している複数の親水性セグメントを含む、ラテックス分散液。
【請求項８】
前記液体媒体が、分散剤を実質的に含まない、請求項７に記載のラテックス分散液。
【請求項９】
請求項７に記載のラテックス、着色剤及び液体ビヒクルを含むインクジェットインクであって、サーマルインクジェット構成体から噴射するために配合されたインクジェットインク。
【請求項１０】
自己分散性ラテックス粒子を製造する方法であって、
Ａ）ラテックス粒子を水性液体媒体に加え、
Ｂ）少なくとも１種のラテックス分散剤を前記水性媒体中に混合する
ことを含み、前記少なくとも１種のラテックス分散剤が、
（ａ）少なくとも１つの疎水性セグメント、及び
（ｂ）前記少なくとも１つの疎水性セグメントに結合する複数の親水性セグメントを含み、
前記の混合するステップを、前記少なくとも１つの疎水性セグメントを前記ラテックス粒子の表面上に吸着させるように構成された条件下で行う、自己分散性ラテックス粒子を製造する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
エマルション重合（乳化重合）により得られるラテックス粒子（粒状体）は、粒径を測定するために使用される機器を較正するためのモデルコロイドとしての使用、生体分子（タンパク質又はペプチド）の粒子表面への固定化、新規の形式のイムノアッセイの開発、並びにインクジェット印刷、塗装及びコーティング用途での塗膜形成を含む様々な用途を有し得る。ラテックス粒状体は、上記の及び他の分野において用途を有してはいるが、インクジェットインク画像形成用に使用した場合、ラテックスの独特な特性が有利に示され得る。特に、特定のインクジェット相容性ラテックスポリマーを導入することによって、インクジェットインクの耐水性の領域で多大な改善がなされている。インクのラテックス成分は、インクジェットインクの一部として印刷した場合、媒体表面上に膜を形成することができ、着色剤がその疎水性印刷膜内に捕捉し且つ保護される。
【背景技術】
【０００２】
ラテックス粒子は、印刷の耐久性を改善しうる一方、懸濁される際に望ましくない品質を示すことが多い。水溶性ポリマーは、溶解によって、懸濁液の粘度を上昇させ得る。懸濁液がインクである場合には、粘度が印刷適性に影響を及ぼし得る。特に、粘度が高くなるほど、インクは適切に印刷されないことが多い。さらに、インクを印刷することができても、水溶性ポリマーは印刷されたままの状態であり続け、総括的には印刷イメージの耐久性を低下させ得る。これらの欠点を克服するために、水不溶性ラテックス粒子を、懸濁液に加えることができる。より水不溶性なラテックス粒子の添加は、典型的には、懸濁液、例えばインクの粘度を、水溶性ポリマーの添加に比べて僅かに高めるだけなのでより望ましい。しかし、不溶性のラテックス粒子は欠点を有する。これらは、時間経過に伴って、懸濁液中で沈降及び／又は凝集する傾向があり、したがって、多くの貯蔵条件下で安定ではないことが多い。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ラテックス粒子は、従来のエマルション重合プロセスによって調製することができる。この方法では、疎水性モノマーを水中で乳化する。ラジカル開始剤も、重合を開始するために使用されることが多い。いくつかの系では、ラテックス粒子の分散及び安定性を改善することを目的として、分散剤をラテックス分散液に加えることもできる。しかし、このような溶液は不満足な点を残す。よって、改善された安定性及び印刷適性をもたらすラテックス粒子を提供することが依然として必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明を開示及び記載する前に、本発明は、ここに開示の特定の処理ステップ及び材料に限定されるものではないことを理解されたい。それというのは、そのような処理ステップ及び材料は多少変動し得るからである。また、本明細書で使用される専門用語は、特定の実施形態を記載することだけを目的に使用されていることも理解されたい。そのような用語は、限定を意図するものではなく、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲及びそれと同等のものによってのみ限定されることが意図されている。また、ラテックス分散剤、自己分散性ラテックス粒子、ラテックス分散液若しくは懸濁液、インクジェットインク又はラテックス粒子を調製する方法を中心に検討が行われているが、一分野でのこのような検討が他の分野に適用可能であることにも留意されたい。
【０００５】
本明細書及び添付の特許請求の範囲で使用される場合、単数形「a」、「an」及び「the」は、内容が明確に他を示していない限り、複数系を包含することに留意されたい。
【０００６】
ここで使用される場合、「液体ビヒクル」は、着色剤及び追加的にラテックスが入れられてインクを形成するか、又はラテックスが入れられてコーティング組成物を形成する液体流体を指す。液体ビヒクルは、当分野でよく知られており、本発明の実施形態によれば、幅広い様々な液体ビヒクルを使用することができる。このような液体ビヒクルは、限定されることなく、溶媒、共溶媒、緩衝剤、殺生物剤、粘度調整剤、封鎖剤（金属イオン封鎖剤）及び水を含む様々な異なる薬剤の混合物を包含することができる。また、液体ビヒクルは、いくつかの実施形態では、他のポリマー、ＵＶ硬化性材料及び／又は可塑剤などの他の添加剤を担持することもできる。着色剤、例えば染料及び／又は顔料が液体ビヒクル中に存在する場合、その溶液又は分散液（ラテックスを含んでも含まなくても）をインクとみなすことに留意されたい。そうでない場合には、組成物を他の目的、例えばコーティング組成物のために使用することができる。これらのいずれの実施形態でも、ラテックスがインク中に存在してもしなくても、ラテックス分散液を、インクのためのオーバーコートとして使用することができる。
【０００７】
「着色剤」という用語は、本発明の実施形態によって液体ビヒクル中に懸濁又は溶媒和されていてよい染料、顔料及び／又は他の粒子を包含し得る。染料は、典型的には水溶性であり、顔料は、典型的には水不溶性である。使用可能な顔料には、自己分散顔料が含まれる。顔料はまた、粉砕された又は非修飾の顔料であってもよく、その場合、顔料がその中に分散したままでいることを助成するために、液体ビヒクル中で分散剤（ポリマー又はオリゴマー又は界面活性剤であってよい）が利用される。
【０００８】
ここで使用される場合、「ラテックス粒子」は、液体ビヒクルに分散してラテックス分散液又はラテックスを形成することのできる、個別のモノマーから合成されるポリマー物質を指す。
【０００９】
ここで使用される場合、「Ｔｇ」は通常、ラテックス粒子などのポリマーのガラス転移温度を指す。一般に、ガラス転移温度は、その温度未満では非晶質材料の物理的特性が結晶相の物理的特性と同様に変動し（ガラス状態）、その温度を超えると非晶質物質が液体のように挙動する（ゴム状態）温度である。物質のガラス転移温度は、その温度未満で分子がほとんど相対移動度を有しない温度である。
【００１０】
ここで使用される場合、「ポリマー」という用語は、特に、分子量又は粒径に関する制限が規定されているオリゴマーを明らかに包含し得る。
【００１１】
ここで使用される場合、「複数」は、１つよりも多いことを指す。例えば、複数のモノマーとは、少なくとも２種のモノマーを指す。
【００１２】
ここで使用される場合、「約」という用語は、所与の値が、終点を「少し上回る」又は「少し下回る」ものであり得ることを示すことによって、数値的範囲の終点に柔軟性を与えるために使用されている。この用語の柔軟性の程度は、特定の可変量により決定付けられてよく、当業者の知識の範囲内にあって、経験及びここに記載の関連説明に基づいて決定されるであろう。
【００１３】
「〜を実質的に含まない」との語句は、特定の化合物又は組成物が全く存在しないか、ほぼ全く存在しないことを指す。例えば、組成物が分散剤を実質的に含まないと記載されている場合、組成物中に未結合の分散剤が存在しないか又は組成物中にほんの微量の分散剤が存在する。同様に、「実質的に」という用語は、作用、性質、特性、状態、構造、事項又は結果の、完全若しくはほぼ完全な大きさ又は程度を指す。絶対完全性からの逸脱の厳密な許容可能な程度は、いくつかの場合、特定の内容に依存する。しかし、一般に、完全に近似していれば、絶対及び全くの完全性が得られたかのと同様の結果が全体として得られるであろう。
【００１４】
ここで使用される場合、便宜上、複数の成分が共通のリスト（列記）に記載され得る。しかし、このようなリストは、そのリストの各要素が、個別且つ独自の要素として個々に識別されるものと解釈されるたい。したがって、反対の内容が指示されていなければ、このようなリストの個々の要素を、それらが共通の群に示されていることに単に基づいて、同じリストの任意の他の要素の事実上の等価物と見なすべきではない。
【００１５】
濃度、量及び他の数値データは、ここでは、範囲の形式で表示又は提示され得る。このような範囲の形式は、単に簡便さ及び簡潔さのために使用されているのであって、範囲の限界として明示されている数値だけでなく、その範囲内に包含される個々の数値又はサブ範囲が、その各数値及びサブ範囲が明示されているかのように全て包含される、と柔軟に解釈されるべきであることを理解されたい。例えば、「約０．０１〜２．０」という数値範囲は、約０．０１〜約２．０の明示されている値だけでなく、示されている範囲内の個々の値及びサブ範囲を包含すると解釈されるべきである。したがって、この数値範囲には、０．５、０．７及び１．５などの個々の値並びに０．５〜１．７、０．７〜１．５及び１．０〜１．５などのサブ範囲が包含される。これと同じ原理は、ただ１つの数値を記載する範囲にも当てはまる。さらに、このような解釈は、記載されている範囲又は特性の幅に関わらず適用されるべきである。
【００１６】
これらの定義を考慮しつつ、分散液で短期及び長期の安定性を示し且つサーマルインクジェットの高剪断条件といった様々な条件下で良好に機能し得るラテックス粒子を開発することが有利であろうと理解されている。サーマルインクジェットインクで利用されるラテックス粒子は、極めて大きな程度の分散安定性を必要とし得る。このようなラテックスは、静電安定性及び立体安定性の両方から利益を受けることが多い。同様に、改善された分散及び安定性の品質を提供し得るラテックス分散液、インク及び対応するラテックス分散剤がここで教示される。このような自己分散ラテックス粒子を形成する方法により、ラッテクス分散剤を一体結合させたラテックス粒子が本質的に得られる。
【００１７】
このように、本発明は、自己分散性ラテックス粒子に関する。ここに開示の種類の自己分散性ラテックス粒子は、長期間にわたり分散液であり続けることができ、サーマルインクジェット構成体において良好に機能し、印刷された画像の見た目を改善することができる。このような自己分散性ラテックス粒子は、ラテックス粒子を形成する複数の重合モノマーと、ラテックス粒子の表面に吸着しているラテックス分散剤を含んでいてよい。ラテックス分散剤は、疎水性部分及び親水性部分の両方を含んでいてよい。具体的には、ラテックス分散剤は、少なくとも１つの疎水性セグメントを含んでいてよい。疎水性セグメントは、ラテックス粒子の表面に吸着することができる。ラテックス分散剤はさらに、複数の親水性セグメントを含んでいてよい。親水性セグメントは、１つ以上の疎水性セグメントに結合していてよく、ラテックス分散剤がラテックス粒子に吸着されると、ラテックス粒子から離れるように延びることができ、これにより、立体安定性が得られる。
【００１８】
上述された課題に基づく、自己分散性ラテックス粒子、ラテックス分散液、インクジェットインク、ラテックス分散剤など並びにそれを製造する方法のそれぞれに適用可能な様々な詳細をここに示す。よって、具体的な一実施形態の議論が、他の関連する実施形態の内容における議論に関連するし、またそのための根拠も提供する。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
一態様では、ラテックス分散剤は、少なくとも１つの疎水性セグメントと、１つ以上の疎水性セグメントに結合する複数の親水性セグメントとを含んでいてよい。具体的な実施形態では、ラテックス分散剤は、約５００ｇ／ｍｏｌ〜約５０００ｇ／ｍｏｌの平均分子量を有していてよい。このようなラテックス分散剤は、様々な形態を有していてよい。
【００２０】
一実施形態では、ラテックス分散剤は、疎水性骨格と、疎水性骨格に結合し且つそこから延びている複数の親水性セグメントとを有するように構成されている。この構成では、疎水性骨格は、ラテックス粒子の表面に吸着することができる。結合の強度は、疎水性骨格のサイズを大きくして吸着の面積を大きくすることにより改善することができる。したがって、疎水性骨格は、骨格に直接結合してそれにより疎水性骨格を拡張する疎水性セグメントと、吸着のためのエリアとを含んでいてよい。疎水性骨格には、複数の親水性セグメントが結合している。一態様では、２〜５００個の親水性セグメントが疎水性骨格に結合していてよい。さらなる実施形態では、５〜２００個の親水性セグメントが疎水性骨格に結合していてよい。さらなる実施形態では、１０〜５０個の親水性セグメントが疎水性骨格に結合していてよい。
【００２１】
他の実施形態で、ラテックス分散剤は、疎水性セグメントと親水性セグメントとが交互に配置されたブロックポリマーの形態を有していてよい。これに相当するポリマー構造は、（ＡＢ）ｎ、Ｂ（ＡＢ）ｎ又は（ＡＢ）ｎＡから選択することができ、ｎは１より大きく、Ａは疎水性セグメントを表し、Ｂは親水性セグメントを表す。構造により示されている通り、ラテックス分散剤の末端は、両方とも疎水性セグメントであってよいし、両方とも親水性セグメントであってよいし、又は疎水性セグメント及び親水性セグメントの両方を含んでいてよい。この実施形態では、先の実施形態で述べたのと同様に、ラテックス分散剤の疎水性セグメントが、ラテックス粒子の表面に吸着することができる。任意の末端親水性セグメントは、先の実施形態の親水性セグメントと同様に作用し、これらは、ラテックス粒子の表面から延在する。別の態様では、両端に疎水性セグメントが結合している親水性セグメントが、延びてループになっていてもよい。このループは、第１の吸着疎水性セグメントで始まり、ラテックス粒子の表面から離れて延び、ラテックス粒子へと再び曲がって、そこで第２の吸着疎水性セグメントがラテックス粒子表面に結合しているものであってよい。
【００２２】
（ＡＢ）ｎ、Ｂ（ＡＢ）ｎ、（ＡＢ）ｎＡのいずれの配置においても、Ａは疎水性セグメントを表し、Ｂは親水性セグメントを表し、ｎは１よりも大きな数を表す。上述の通り、具体的な実施形態では、ラテックス分散剤は、約５００ｇ／ｍｏｌ〜約５０００ｇ／ｍｏｌの平均分子量を有していてよい。一実施形態では、ｎは１０より大きくてよく、例えば１０〜５０であってよい。さらなる実施形態では、ｎは５０より大きくてよい。他の実施形態では、ｎは約７５未満であってよい。
【００２３】
ラテックス分散剤の全ての実施形態で、疎水性セグメントは、１つよりも多くが含まれる場合、相互に同じか又は異なっていてよく、例えば、第１の疎水性セグメントは第２の疎水性セグメントと異なっていてもよいし、１つより多い若しくは全ての疎水性セグメントが同じであってもよい。例えば、構造（ＡＢ）ｎでｎが３である場合では、構造は、ＡＢＡＢＡＢのようになるであろう。Ｘ、Ｙ及びＺにより表される異なる疎水性セグメントを有する実施形態では、構造は、ＸＢＹＢＺＢのようになるであろう。したがって、短縮された構造（ＡＢ）ｎは、疎水性セグメントについて且つ／又は親水性セグメントについても、様々な構造を有するラテックス分散剤を表すことができる。他の例では、一部の疎水性セグメントは同じであってよい。前記の通り、Ｘ、Ｙ及びＺ疎水性セグメントを使用すると、この構造は、ＸＢＹＢＸＢ、ＸＢＸＢＹＢ及びＸＢＹＢＹＢと表すことができる。さらに他の例では、疎水性セグメントは、ラテックス分散剤全体にわたり同じであってよい。この状況は、ＸＢＸＢＸＢと表される。
【００２４】
疎水性セグメントは例えば、炭化水素鎖であってよい。一実施形態では、少なくとも１つの疎水性セグメントは、炭化水素鎖を含むか又は本質的にそれからなっていてよい。一般に、疎水性セグメントは、主に炭素原子を含んでいてよく、窒素、酸素及び／又はハロゲン、例えばフッ素、塩素及び臭素原子をさらに含んでいてよい。前述の通り、疎水性セグメントのサイズは、所望の吸着面積に基づいて選択することができ、その場合、疎水性セグメントのサイズが大きくなること又は疎水性セグメントの数が多くなることは、ラテックス粒子の表面に吸着する面積が大きくなることに相当し得る。吸着面積が大きいほど、サーマルインクジェットなどの条件下で親水性セグメントの剥離力により良好に対抗することができる。
【００２５】
親水性セグメントは、疎水性セグメントと同様に、相互に同じか又は異なっていてよく、例えば、第１の親水性セグメントは、第２の親水性セグメントと異なっていてもよいし、両方の親水性セグメントが同じであってよい。このような変形は、疎水性セグメントのバリエーションに関係なく生じ得る。親水性セグメントは、アニオン性、カチオン性又は非イオン性であってよい。一態様では、１つ以上の親水性セグメントが、アニオン性であってよい。アニオン性親水性セグメントの非限定的な例には、スルホネート、ホスフェート及びカルボキシレートが含まれる。他の態様では、１つ以上の親水性セグメントは、カチオン性であってよい。カチオン性親水性セグメントの非限定的な例には、アンモニウム及び／又はホスホニウムイオンが含まれる。さらに他の態様では、適切な非イオン性親水性セグメントには、エトキシ基親水性が含まれる。したがって、一実施形態では、少なくとも１つの親水性セグメントがエトキシ基を含む。他の実施形態では、少なくとも１つの親水性セグメントが、ポリエチレングリコールを含むか又は本質的にそれからなる。さらなる実施形態では、大部分の又はほぼ全ての親水性セグメントが、ポリエチレングリコールを含むか又は本質的にそれからなる。
【００２６】
親水性セグメントは、ラテックス粒子に立体安定性をもたらすのに十分なサイズと、他のラテックス粒子との相互作用を制限し且つ同じ又は他のラテックス粒子上で他の親水性セグメントとの架橋を防ぐのに十分に短い長さとを有しているのが望ましい。一態様では、自己分散性ラテックス粒子は、ラテックス分散剤の架橋を実質的に含まないものであってよい。このような長さ又はサイズは、ラテックス分散剤の構造を考慮して判断されるべきである。例えば、疎水性骨格及び分枝親水性セグメントでは、親水性セグメントの全体長さは、ラテックス粒子の表面から延在していてよい。対照的に、１つ以上の親水性セグメントがループを形成していて、接続している疎水性セグメントに両端で結合している実施形態では、親水性セグメントの長さは、前の例での長さの約２倍であってよく、ラテックス粒子の表面から同じ延長分を示していてよい。非限定的な例として、親水性セグメントは、長さとして炭素原子約２０個未満であってよい。
【００２７】
ラテックス分散剤の具体的な非限定例は、
［ＣＨ２Ｏ（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｍＣＨ２ＣＯＯＣ７Ｈ１４ＯＣＯ］ｎ、
［ＣＨ２Ｏ（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｍＣＨ２ＣＯＯＣ８Ｈ１６ＯＣＯ］ｎ、及び
Ｃ８Ｈ１７ＯＣＯＣＨ２Ｏ（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｍＣＨ２ＣＯＯＣ８Ｈ１７
であり、式中、ｍは１〜７５であり、ｎは２〜７５であり、ｍ及びｎは等しくてもよいし異なっていてもよい。他の実施形態と同様に、一態様で、ラテックス分散剤は、約５００ｇ／ｍｏｌ〜約５０００ｇ／ｍｏｌの平均分子量を有していてよい。
【００２８】
ラテックス分散剤は、ラテックス粒子とは別の化学物質であってよい。自己分散性ラテックス粒子を製造する方法は、ラテックス粒子を水性液体媒体に加えること、並びに少なくとも１種のラテックス分散剤を水性媒体中で、１つ以上の疎水性セグメントがラテックス粒子の表面に吸着するように構成された条件下で混合することを含んでいてよい。ラテックス粒子とラテックス分散剤との組合せにより、自己分散性ラテックス粒子が生じる。具体的な実施形態では、ラテックス分散剤を水及び／又は溶媒ビヒクルと混合して、溶液を得ることができる。この溶液を、ラテックスに又はラテックス及び顔料を含有するインクに加えて、ラテックス粒子の表面に吸着させてもよい。この混合物は、室温で十分に撹拌する。任意で、この混合物を約５０℃に加熱し、冷却してよい。このような加熱により、吸着のプロセスを促進することができる。
【００２９】
少なくとも１種のラテックス分散剤と組み合わせて自己分散ラテックス粒子にするために本発明で使用可能なラテックス粒子には、市販されている大部分のラテックス粒子が包含され得る。自己分散性ラテックス粒子を形成するプロセスの一部として、水性媒体にラテックス分散剤を加える前に完了させる追加のステップが、複数のモノマーを重合してラテックス粒子を形成することを含んでいてよい。ラテックス粒子を形成するために使用されるモノマーは、当分野で現在知られている任意のモノマーであってよく、好ましくは主に、本来疎水性である。一実施形態では、モノマーは、アクリレート、メタクリレート又は他のビニル含有モノマー、例えばスチレンを含むか本質的にそれからなってよい。モノマーの非限定的な例は、アクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸ヘキシル、メタクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸２−エチルヘキシル、メタクリル酸イソブチル、アクリル酸イソブチル、メタクリル酸オクチル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸ドデシル、スチレン及びその混合物を含んでいてよい。使用可能な追加のモノマーは、米国特許第６，０５７，３８４号明細書に含まれている。
【００３０】
一態様では、ラテックス粒子は、エマルション重合によるモノマー混合物への慣用的なラジカル添加に基づいて調製することができる。一実施形態では、ラテックス粒子の表面電荷を増進させるモノマーを使用することができる。このようなモノマーの非限定的な例には、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸及びビニル安息香酸が含まれる。このようなモノマーを、典型的に、重合させてラテックス粒子とし、例えば水酸化カリウムとの反応によって中和させて塩を形成する。このような表面電荷は、粒子の安定性を部分的に促進させることができ、これは望ましい。表面電荷を有するラテックス粒子が表面へ本発明のラテックス分散剤が吸着することにより、表面電荷によってもたらされるイオン安定が壊されることが実質的にないことに留意されたい。したがって、このような場合、ラテックス粒子は、粒子安定化に関し、ラテックス分散剤及び表面電荷の利点を有する。
【００３１】
いくつかのラテックス粒子は、架橋していてよい。架橋は、ラテックス粒子全体を通して存在していてもよいし、表面上にのみ存在していてもよい。架橋は、サーマルインクジェットなどの高剪断条件に曝された場合にラテックス粒子の完全性を少なくとも部分的に維持するために利用され得る。したがって、一実施形態では、ラテックス粒子は架橋を含み得る。
【００３２】
具体的な実施形態では、ラテックス粒子のガラス転移温度Ｔｇは、約０℃〜約１２０℃であってよい。さらなる実施形態では、ラテックス粒子のＴｇは、約１０℃〜約４０℃であってよい。これらの範囲は、室温で膜を形成しうるラテックス粒子を示す。例えば加熱フューザーローラーを使用する場合など、周囲温度よりも高い温度でラテックス凝集が達成される場合には、より高いＴｇを選択することができる。
【００３３】
一態様では、１種以上の自己分散ラテックス粒子が、ラテックス分散液に含まれていてよい。ラテックス分散液は、複数の自己分散ラテックス粒子を中に分散させた液体媒体を含み得る。ラテックス粒子は、ラテックス粒子の形態の複数の重合モノマーと、ラテックス粒子の表面上に吸着された少なくとも１つの疎水性セグメント及びその少なくとも１つの疎水性セグメントに結合している複数の親水性セグメントを有するラテックス分散剤とを含んでいてよい。一態様では、自己分散ラテックス粒子は、約１重量％〜約５０重量％の量で存在し得る。具体的な実施形態では、ラテックス分散液は、分散剤を実質的に含まなくてもよい。
【００３４】
ラテックスの特殊な種類の１つは、インクである。特に、インクジェットインクは、液体ビヒクル、着色剤及び自己分散ラテックス粒子を含んでいてよい。一実施形態では、インクジェットインクは、着色剤、液体ビヒクル並びに自己分散ラテックス粒子及び液体媒体のラテックス分散液を含み得る。ラテックス粒子は、インク配合物中に、約１重量％〜約５０重量％の量で存在し得る。具体的な一実施形態では、ラテックス粒子は、インク配合物中に約２重量％〜約２０重量％存在していてよい。他の実施形態では、着色剤は、染料を含むか又は本質的にそれからなる。さらに他の実施形態では、着色剤は顔料を含むか又は本質的にそれからなる。このようなインクジェットインクは、インクジェット構成体から、さらにはより要求の高いサーマルインクジェット構成対から印刷することができる。したがって、インクジェットインクは、サーマルインクジェット構成体から印刷するものとして構成することができる。
【００３５】
本発明の配合物及び方法に含まれ得る液体ビヒクル及び他の添加剤については、列挙されている成分は例示に過ぎず、使用可能なビヒクル成分の範囲を限定するものではないことを理解されたい。例えば、本発明の一部の実施形態では、液体ビヒクルが水溶性有機溶媒又は他の共溶媒及び他の添加剤を、液体媒体の一部として含むことが有利となり得る。任意の実施形態の配合物の残部は、精製水又は当分野で知られている他のビヒクル成分であってよい。
【００３６】
別々に又は組み合わせて使用できる共溶媒の類には、脂肪族アルコール、芳香族アルコール、ジオール、グリコールエーテル、ポリグリコールエーテル、カプロラクタム、ホルムアミド、アセトアミド及び長鎖アルコールが含まれていてよい。このような化合物の例には、第１級脂肪族アルコール、第２級脂肪族アルコール、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、ポリエチレングリコールアルキルエーテルの高級同族体、Ｎ−アルキルカプロラクタム、非置換カプロラクタム、置換及び非置換のホルムアミド、置換及び非置換のアセトアミドなどが含まれる。使用可能な溶媒の具体的な例には、トリメチロールプロパン、２−ピロリジノン及び１，５−ペンタンジオールが含まれる。
【００３７】
加えて、液体ビヒクルは、湿潤剤を含んでよい。湿潤剤は、液体ビヒクル内に水分を保持することにより維持され得る溶液の寿命及び可溶性特性を増強するために存在してよい。湿潤剤の例には、非限定的に、尿素、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、ジアルキルチオ尿素などの窒素含有化合物、１−デオキシ−Ｄ−ガラクチトール、マンニトール及びイノシトールなどの糖、並びにこれらの組合せが含まれる。
【００３８】
液体ビヒクルはまた、粘度調整剤、ｐＨ調整剤、防腐剤、様々な種類の抗酸化剤及び蒸発促進剤などの溶液特性調整剤を含んでいてもよい。使用可能なｐＨ調整剤は、塩基性薬剤、例えば水酸化ナトリウム、水酸化リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸アンモニウム、アンモニア、酢酸ナトリウム、酢酸アンモニウム、モルホリン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、エチルモノエタノールアミン、ｎ−ブチルジエタノールアミン、ジ−ｎ−ブチルエタノールアミン、モノイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン及びトリイソプロパノールアミン並びにこれらに類するもの、並びにその組合せを含む。加えて、ｐＨ調整剤は、酸性クラッシング剤（沈若しくは殿剤、crashing agent）のリストから選択することができる酸性薬剤を含んでいてもよい。
【００３９】
本発明の配合物に一致して、様々な他の添加剤を使用して、具体的な用途に対しインク組成物の特性を最適化することができる。これらの添加剤の例は、有害な微生物の成長を阻害するために加えられるものである。これらの添加剤は、液体ビヒクル配合物で日常的に使用される殺生物剤、殺カビ剤及び他の対微生物用薬剤であってよい。適切な対微生物用薬剤の例には、非限定的に、Nuosept（Nudex, Inc.）、Ucarcide（Union carbide Corp.）、Vancide（R.T.Vanderbilt Co.）、Proxel（ICI America）及びその組合せが含まれる。
【００４０】
重金属不純物の有害な作用を除くために、ＥＤＴＡ（エチレンジアミン四酢酸）などの金属イオン封鎖剤が含まれていてもよい。
【００４１】
加えて、固体（液体ビヒクルに溶解しているか又はその中に分散している）も、本発明の配合物中に存在してよく、これには、バインダ（結合剤）、他のラテックス粒子、ＵＶ硬化性物質、可塑剤、顔料（着色剤以外）などが含まれていてよい。
【００４２】
開示の方法によって本開示により製造された自己分散ラテックス粒子は、改善された安定性を示す。特に、本開示によって製造された自己分散ラテックス粒子は、改善された短期及び長期の安定性及び印刷適性を示す。このラテックス分散剤はラテックス粒子の表面に吸着されるが、これは、ラテックス粒子への強い結合をもたらすと同時に、ラテックス粒子の表面から離れて延在する親水性セグメントを提供し、ラテックス粒子に安定性をもたらすことができる。ここに記載の自己分散ラテックス粒子は、ラテックス分散液中で優れた安定性を示し、高剪断条件で、例えばサーマルインクジェット構成体における使用において改善された性能を示す。
【００４３】
以下の実施例において、現在の段階で分かっている本発明の実施形態を説明する。したがって、これらの実施例は本発明の限定とみなされるべきではなく、単に、最新の実験データに基づき本発明の最良と知られている組成物を製造する方法を適切に教示するものである。したがって、ここでは、代表的な数の組成物及びその製造方法を開示する。
【実施例１】
【００４４】
［ＣＨ２Ｏ（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）１１ＣＨ２ＣＯＯＣ７Ｈ１４ＯＣＯ］５の調製
平均分子量約６００ｇ／ｍｏｌのポリエチレングリコールビス（カルボキシメチル）エーテル７．６ｇ及び１，７−ヘプタンジオール１．６７ｇを、トルエン１３ｇに溶かす。この混合物に、濃硫酸（濃度約９５％〜約９８％）０．２６５ｇを加える。次いで、この混合物を１２０℃に１６時間加熱する。この時間の終了時に、混合物を１３０℃に加熱して、反応の際に形成された水の少なくとも一部を簡単に除去する。得られた溶液を重炭酸ナトリウム溶液で中和し、硫酸ナトリウム上で乾燥させ、濾過する。次いで、溶媒を除去すると、［ＣＨ２Ｏ（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｍＣＨ２ＣＯＯＣ７Ｈ１４ＯＣＯ］ｎ（式中、ｍは約１１、ｎは約５）が得られる。
【実施例２】
【００４５】
［ＣＨ２Ｏ（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）１１ＣＨ２ＣＯＯＣ８Ｈ１６ＯＣＯ］５の調製
平均分子量約６００ｇ／ｍｏｌのポリエチレングリコールビス（カルボキシメチル）エーテル７．６ｇ及び１，８−オクタンジオール１．８５ｇを、トルエン１５ｇに溶かす。この混合物に、濃硫酸０．３ｇを加える。次いで、この混合物を１１０℃に１６時間加熱する。この時間の終了時に、混合物を１３０℃に加熱して、反応の間に形成した水の少なくとも一部を簡単に除去する。生じた溶液を重炭酸ナトリウム溶液で中和し、硫酸ナトリウム上で乾燥させ、濾過する。次いで、溶媒を除去すると、［ＣＨ２Ｏ（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｍＣＨ２ＣＯＯＣ８Ｈ１６ＯＣＯ］ｎ（式中、ｍは約１１、ｎは約５）が得られる。
【実施例３】
【００４６】
Ｃ８Ｈ１７ＯＣＯＣＨ２Ｏ（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）１１ＣＨ２ＣＯＯＣ８Ｈ１７の調製
平均分子量約６００ｇ／ｍｏｌのポリエチレングリコールビス（カルボキシメチル）エーテル１１ｇ及び１，８−オクタンジオール４．８４ｇを、トルエン１５ｇに溶かす。この混合物に、濃硫酸０．３５ｇを加える。次いで、この混合物を８５℃に２．５日間加熱する。この時間の終了時に、混合物を１２５℃に加熱して、反応の間に形成した水の少なくとも一部を簡単に除去し、反応をほぼ完了させる。得られた溶液を重炭酸ナトリウム溶液で中和し、硫酸ナトリウム上で乾燥させ、濾過する。次いで、溶媒を除去すると、Ｃ８Ｈ１７ＯＣＯＣＨ２Ｏ（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｍＣＨ２ＣＯＯＣ８Ｈ１７（式中、ｍは約１１）が得られる。
【００４７】
以上、特定の好ましい実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明の思想から逸脱することなく様々な変更、変形、省略及び置換が可能であることは、当業者であれば分かるであろう。よって、本発明は、以下の特許請求の範囲によってのみ制限されることが意図されている。
【国際調査報告】
2010526887.tif 000002
2010526887.tif 000003