(57)【要約】インク調合物用の表面修飾疎水性粘土組成物は、少なくとも１０％が０．２ミクロン（０．２μｍ）よりも小さく、少なくとも２５％が０．５ミクロン（０．５μｍ）よりも小さく、少なくとも９５％が５ミクロン（５μｍ）未満であることを特徴とする粒度分布を有する最大９９重量％の粘土粒子、及び四級アンモニウム化合物、有機酸、脂肪酸、有機シラン、又は有機ポリシランから選択される約１重量％以上約１０重量％以下の１つ又は複数の有機化合物を含む。表面修飾疎水性粘土組成物は、スラリー法又は乾燥混合法を含む種々の方法により生産することができる。ヒートセットインク調合物中のインク粘土配合量は、インク光沢を失わずに、１０〜１５％に増加させることができる。より少ない溶媒、樹脂、及び／又は顔料濃度でインクを生産することができ、それによりコストが低減される。
2015525262.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インク調合物用の表面修飾粘土を生産する方法であって、前記方法は、
（ａ）粘土粒子の少なくとも４０％が０．２ミクロン（０．２μｍ）よりも小さく、前記粘土粒子の少なくとも７０％が０．５ミクロン（０．５μｍ）よりも小さく、前記粘土粒子の実質的に全てが５ミクロン（５μｍ）未満であることを特徴とする粒度分布を有する前記粘土粒子を準備すること、
（ｂ）水中に前記粘土粒子を含むスラリーであって、約２０重量％以上約２５重量％以下の固形分を含有するスラリーを形成すること、
（ｃ）前記スラリーを反応器に導入し、有効な処理条件下及び有機化合物の存在下で稼働させて、前記粘土粒子の表面を修飾して処理粘土スラリーを形成し、前記有効な処理条件が、約６５℃以上約７２℃以下から選択される処理温度、約２０分以上約４０分以下から選択される処理時間、及び前記反応器の内容物の適度な混合を含むこと、及び
（ｄ）前記処理粘土スラリーを乾燥器に搬入して、表面修飾粘土を含む産物を生産すること、を含む方法。
【請求項２】
前記粘土粒子の少なくとも５０％が、０．２ミクロン（０．２μｍ）よりも小さい、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記粘土粒子の少なくとも６０％が、０．２ミクロン（０．２μｍ）よりも小さい、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記粘土粒子の少なくとも８０％が、０．５ミクロン（０．５μｍ）よりも小さい、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記粘土粒子の少なくとも９５％が、０．５ミクロン（０．５μｍ）よりも小さい、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記粘土粒子の実質的に全てが、２ミクロン（２μｍ）未満である、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記粘土粒子が、カオリナイト、ディッカイト、ハロイサイト、ナクライト、モンモリライト、又はＡｌ２Ｓｉ２Ｏ５（ＯＨ）４の任意の他の多形を含む無機質のカオリン群から選択される１つ又は複数の粘土を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記粘土粒子が、カオリン粘土粒子である、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記有機化合物が、式［Ｒ１Ｒ２Ｒ３Ｒ４Ｎ＋］［Ｘ−］で表される四級アンモニウム化合物であり、式中Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４が、独立して炭化水素基又は鎖から選択され、式中Ｘが、一価の陰イオンである、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
Ｒｌ、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４の少なくとも１つが、Ｃ１０〜Ｃ２４鎖から選択される、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
Ｘが、有機陰イオンである、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
Ｘが、無機陰イオンである、請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
前記有機化合物が、有機酸である、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記有機化合物が、少なくとも４つの炭素原子を有する脂肪酸である、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記脂肪酸が、不飽和脂肪酸である、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記脂肪酸が、飽和脂肪酸である、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記飽和脂肪酸が、ステアリン酸である、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記有機化合物が、有機シランである、請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
前記有機化合物が、有機ポリシランである、請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
前記有機化合物が、前記反応器中の前記粘土粒子の質量の少なくとも約１重量％の濃度で存在する、請求項１〜１９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２１】
前記有機化合物が、前記反応器中の前記粘土粒子の質量の少なくとも約２重量％の濃度で存在する、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記有機化合物が、前記反応器中の前記粘土粒子の質量の少なくとも約４重量％の濃度で存在する、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記乾燥器が、加熱空気チャンバーと連結されている噴霧乾燥器である、請求項１〜２２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２４】
前記乾燥器が、加熱空気チャンバー中で前記処理粘土スラリーを同時に混合及び乾燥する気流乾燥器である、請求項１〜２２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２５】
前記反応器が連続式である、請求項１〜２４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２６】
ステップ（ａ）〜（ｄ）の各々が連続式である、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記方法が、前記産物を粉砕して、前記表面修飾粘土の密度を低減することを更に含む、請求項１〜２６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２８】
前記表面修飾粘土が疎水性である、請求項１〜２７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２９】
インク調合物用の表面修飾粘土を生産する方法であって、前記方法は、
（ａ）粘土粒子の少なくとも１０％が０．２ミクロン（０．２μｍ）よりも小さく、前記粘土粒子の少なくとも２５％が０．５ミクロン（０．５μｍ）よりも小さく、前記粘土粒子の少なくとも９５％が５ミクロン（５μｍ）未満であることを特徴とする粒度分布を有する前記粘土粒子を準備すること、
（ｂ）水中に前記粘土粒子を含むスラリーを形成すること、
（ｃ）前記スラリーを反応器に導入し、有効な処理条件下及び有機化合物の存在下で稼働させて、前記粘土粒子の表面を修飾して処理粘土スラリーを形成すること、及び
（ｄ）前記処理粘土スラリーを乾燥器に搬入して、表面修飾粘土を含む産物を生産することを含む方法。
【請求項３０】
前記粘土粒子の少なくとも５０％が、０．２ミクロン（０．２μｍ）よりも小さい、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記粘土粒子の少なくとも６０％が、０．２ミクロン（０．２μｍ）よりも小さい、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記粘土粒子の少なくとも８０％が、０．５ミクロン（０．５μｍ）よりも小さい、請求項２９に記載の方法。
【請求項３３】
前記粘土粒子の少なくとも９５％が、０．５ミクロン（０．５μｍ）よりも小さい、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記粘土粒子の実質的に全てが、２ミクロン（２μｍ）未満である、請求項２９に記載の方法。
【請求項３５】
前記粘土粒子が、カオリナイト、ディッカイト、ハロイサイト、ナクライト、モンモリライト、又はＡｌ２Ｓｉ２Ｏ５（ＯＨ）４の任意の他の多形を含む無機質のカオリン群から選択される１つ又は複数の粘土を含む、請求項２９に記載の方法。
【請求項３６】
前記粘土粒子が、カオリン粘土粒子である、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記有機化合物が、式［Ｒ１Ｒ２Ｒ３Ｒ４Ｎ＋］［Ｘ−］で表される四級アンモニウム化合物であり、式中Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４が、独立して炭化水素基又は鎖から選択され、式中Ｘが、一価の陰イオンである、請求項２９に記載の方法。
【請求項３８】
Ｒｌ、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４の少なくとも１つが、Ｃ１０〜Ｃ２４鎖から選択される、請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
前記有機化合物が、有機酸である、請求項２９に記載の方法。
【請求項４０】
前記有機化合物が、少なくとも４つの炭素原子を有する飽和又は不飽和脂肪酸である、請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
前記脂肪酸が、ステアリン酸である、請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
前記有機化合物が、有機シランである、請求項２９に記載の方法。
【請求項４３】
前記有機化合物が、有機ポリシランである、請求項２９に記載の方法。
【請求項４４】
前記有機化合物が、前記反応器中の前記粘土粒子の質量の少なくとも約１重量％の濃度で存在する、請求項２９〜４３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４５】
前記有機化合物が、前記反応器中の前記粘土粒子の質量の少なくとも約２重量％の濃度で存在する、請求項４４に記載の方法。
【請求項４６】
前記有機化合物が、前記反応器中の前記粘土粒子の質量の少なくとも約４重量％の濃度で存在する、請求項４５に記載の方法。
【請求項４７】
前記乾燥器が、加熱空気チャンバーと連結されている噴霧乾燥器である、請求項２９〜４６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４８】
前記乾燥器が、加熱空気チャンバー中で前記処理粘土スラリーを同時に混合及び乾燥する気流乾燥器である、請求項２９〜４６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４９】
インク調合物用の表面修飾粘土を生産する方法であって、前記方法は、
（ａ）粘土粒子の少なくとも１０％が０．２ミクロン（０．２μｍ）よりも小さく、前記粘土粒子の少なくとも２５％が０．５ミクロン（０．５μｍ）よりも小さく、前記粘土粒子の少なくとも９５％が５ミクロン（５μｍ）未満であることを特徴とする粒度分布を有する前記粘土粒子を準備すること、及び
（ｂ）前記粘土粒子を処理ユニット中で有機化合物と混合して、前記粘土粒子の表面を修飾して表面修飾粘土を含む産物を生産すること、を含む方法。
【請求項５０】
前記粒度分布が、前記粘土粒子の少なくとも４０％が０．２ミクロン（０．２μｍ）よりも小さく、前記粘土粒子の少なくとも７０％が０．５ミクロン（０．５μｍ）よりも小さく、前記粘土粒子の実質的に全てが５ミクロン（５μｍ）未満であることを特徴とする、請求項４９に記載の方法。
【請求項５１】
前記粘土粒子の少なくとも５０％が、０．２ミクロン（０．２μｍ）よりも小さい、請求項５０に記載の方法。
【請求項５２】
前記粘土粒子の少なくとも６０％が、０．２ミクロン（０．２μｍ）よりも小さい、請求項５１に記載の方法。
【請求項５３】
前記粘土粒子の少なくとも８０％が、０．５ミクロン（０．５μｍ）よりも小さい、請求項５０に記載の方法。
【請求項５４】
前記粘土粒子の少なくとも９５％が、０．５ミクロン（０．５μｍ）よりも小さい、請求項５４に記載の方法。
【請求項５５】
前記粘土粒子の実質的に全てが、２ミクロン（２μｍ）未満である、請求項５０に記載の方法。
【請求項５６】
前記粘土粒子が、カオリナイト、ディッカイト、ハロイサイト、ナクライト、モンモリライト、又はＡｌ２Ｓｉ２Ｏ５（ＯＨ）４の任意の他の多形を含む無機質のカオリン群から選択される１つ又は複数の粘土を含む、請求項４９に記載の方法。
【請求項５７】
前記粘土粒子が、カオリン粘土粒子である、請求項５６に記載の方法。
【請求項５８】
前記有機化合物が、四級アンモニウム化合物、有機酸、脂肪酸、有機シラン、有機ポリシラン、及びそれらの組み合せからなる群から選択される、請求項４９に記載の方法。
【請求項５９】
前記有機化合物が、式［Ｒ１Ｒ２Ｒ３Ｒ４Ｎ＋］［Ｘ−］で表される四級アンモニウム化合物であり、式中Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４が、独立して炭化水素基又は鎖から選択され、式中Ｘが、一価の陰イオンである、請求項５８に記載の方法。
【請求項６０】
Ｒｌ、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４の少なくとも１つが、Ｃ１０〜Ｃ２４鎖から選択される、請求項５９に記載の方法。
【請求項６１】
Ｘが、有機陰イオンである、請求項５９に記載の方法。
【請求項６２】
Ｘが、無機陰イオンである、請求項５９に記載の方法。
【請求項６３】
前記有機化合物が、有機酸である、請求項４９に記載の方法。
【請求項６４】
前記有機化合物が、少なくとも４つの炭素原子を有する脂肪酸である、請求項６３に記載の方法。
【請求項６５】
前記脂肪酸が、不飽和脂肪酸である、請求項６４に記載の方法。
【請求項６６】
前記脂肪酸が、飽和脂肪酸である、請求項６４に記載の方法。
【請求項６７】
前記飽和脂肪酸が、ステアリン酸である、請求項６６に記載の方法。
【請求項６８】
前記有機化合物が、有機シランである、請求項４９に記載の方法。
【請求項６９】
前記有機化合物が、有機ポリシランである、請求項６８に記載の方法。
【請求項７０】
前記方法が、前記産物を粉砕して、前記表面修飾粘土の密度を低減することを更に含む、請求項４９〜６９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７１】
前記表面修飾粘土が疎水性である、請求項４９〜７０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７２】
インク調合物用の粘土粒子を修飾するためのシステムであって、前記システムは、
（ａ）水中に微細粘土粒子を含むスラリーを形成するためのスラリー容器、
（ｂ）前記微細粘土粒子の表面を修飾して処理粘土スラリーを形成するための加熱手段及び混合手段を有するように構成されている反応器であって、前記スラリー及び四級アンモニウム化合物を受容するための、前記スラリー容器と作動可能に連通している反応器、
（ｃ）前記処理粘土スラリーから水を除去して表面修飾粘土を形成するように構成されている乾燥器であって、前記処理粘土スラリーを受容するための、前記反応器と作動可能に連通している乾燥器、及び
（ｄ）随意に、前記表面修飾粘土の粒子サイズを低減するための、前記乾燥器と作動可能に連通している粉砕ミル、を含むシステム。
【請求項７３】
前記システムが連続式である、請求項７２に記載のシステム。
【請求項７４】
前記システムがバッチシステムである、請求項７２に記載のシステム。
【請求項７５】
前記乾燥器が、加熱空気チャンバーと連結されている噴霧乾燥器である、請求項７２に記載のシステム。
【請求項７６】
前記乾燥器が、加熱空気チャンバー中で前記処理粘土スラリーを同時に混合及び乾燥する気流乾燥器である、請求項７２に記載のシステム。
【請求項７７】
前記システムが、前記粉砕ミルを含む、請求項７２に記載のシステム。
【請求項７８】
インク調合物用の粘土粒子を修飾するためのシステムであって、前記システムは有機化合物の存在下で微細粘土粒子を修飾するための処理ユニットを含み、前記表面修飾粘土の粒子サイズを低減するための、前記処理ユニットと作動可能に連通している随意の粉砕ミルを更に含む、システム。
【請求項７９】
ヒートセットインク調合物を生産するためのプロセスであって、前記プロセスは、
（ａ）粘土粒子の少なくとも１０％が０．２ミクロン（０．２μｍ）よりも小さく、前記粘土粒子の少なくとも２５％が０．５ミクロン（０．５μｍ）よりも小さく、前記粘土粒子の少なくとも９５％が５ミクロン（５μｍ）未満であることを特徴とする粒度分布を有する前記粘土粒子を準備すること、
（ｂ）水中に前記粘土粒子を含むスラリーを形成すること、
（ｃ）前記スラリーを反応器に導入し、有効な処理条件下及び有機化合物の存在下で稼働させて、前記粘土粒子の表面を修飾して処理粘土スラリーを形成すること、及び
（ｄ）前記処理粘土スラリーを乾燥器に搬入して、表面修飾粘土を含む産物を生産すること、及び
（ｅ）前記表面修飾粘土を、有機溶媒、樹脂、及び顔料又は色素と混合して、ヒートセットインク調合物を形成すること、を含むプロセス。
【請求項８０】
ヒートセットインク調合物を生産するためのプロセスであって、前記プロセスは、
（ａ）粘土粒子の少なくとも４０％が０．２ミクロン（０．２μｍ）よりも小さく、前記粘土粒子の少なくとも７０％が０．５ミクロン（０．５μｍ）よりも小さく、前記粘土粒子の実質的に全てが５ミクロン（５μｍ）未満であることを特徴とする粒度分布を有する前記粘土粒子を準備すること、
（ｂ）水中に前記粘土粒子を含むスラリーであって、約２０重量％以上約２５重量％以下の固形分を含有するスラリーを形成すること、
（ｃ）前記スラリーを反応器に導入し、有効な処理条件下及び有機化合物の存在下で稼働させて、前記粘土粒子の表面を修飾して処理粘土スラリーを形成し、前記有効な処理条件が、約６５℃以上約７２℃以下から選択される処理温度、約２０分以上約４０分以下から選択される処理時間、及び前記反応器の内容物の適度な混合を含むこと、
（ｄ）前記処理粘土スラリーを乾燥器に搬入して、表面修飾粘土を含む産物を生産すること、及び
（ｅ）前記表面修飾粘土を、有機溶媒、樹脂、及び顔料又は色素と混合して、ヒートセットインク調合物を形成すること、を含むプロセス。
【請求項８１】
ヒートセットインク調合物を生産するためのプロセスであって、前記プロセスは、
（ａ）粘土粒子の少なくとも１０％が０．２ミクロン（０．２μｍ）よりも小さく、前記粘土粒子の少なくとも２５％が０．５ミクロン（０．５μｍ）よりも小さく、前記粘土粒子の少なくとも９５％が５ミクロン（５μｍ）未満であることを特徴とする粒度分布を有する前記粘土粒子を準備すること、
（ｂ）前記粘土粒子を処理ユニット中で有機化合物と混合して、前記粘土粒子の表面を修飾して処理粘土粒子を形成すること、及び
（ｃ）前記処理粘土粒子を、有機溶媒、樹脂、及び顔料又は色素と混合して、ヒートセットインク調合物を形成すること、を含むプロセス。
【請求項８２】
ヒートセットインク調合物を生産するためのプロセスであって、前記プロセスは、
（ａ）粘土粒子の少なくとも４０％が０．２ミクロン（０．２μｍ）よりも小さく、前記粘土粒子の少なくとも７０％が０．５ミクロン（０．５μｍ）よりも小さく、前記粘土粒子の実質的に全てが５ミクロン（５μｍ）未満であることを特徴とする粒度分布を有する前記粘土粒子を準備すること、
（ｂ）前記粘土粒子を処理ユニット中で有機化合物と混合して、前記粘土粒子の表面を修飾して処理粘土粒子を形成すること、
（ｃ）前記処理粘土粒子を、有機溶媒、樹脂、及び顔料又は色素と混合して、ヒートセットインク調合物を形成すること、を含むプロセス。
【請求項８３】
前記粘土粒子が、カオリナイト、ディッカイト、ハロイサイト、ナクライト、モンモリライト、又はＡｌ２Ｓｉ２Ｏ５（ＯＨ）４の任意の他の多形を含む無機質のカオリン群から選択される１つ又は複数の粘土を含む、請求項７９〜８２のいずれか一項に記載のプロセス。
【請求項８４】
前記粘土粒子が、カオリン粘土粒子である、請求項８３に記載のプロセス。
【請求項８５】
前記有機化合物が、四級アンモニウム化合物、有機酸、脂肪酸、有機シラン、有機ポリシラン、及びそれらの組み合せからなる群から選択される、請求項７９〜８４のいずれか一項に記載のプロセス。
【請求項８６】
インク調合物用の表面修飾疎水性粘土組成物であって、前記組成物は、
（ｉ）粘土粒子の少なくとも４０％が０．２ミクロン（０．２μｍ）よりも小さく、前記粘土粒子の少なくとも７０％が０．５ミクロン（０．５μｍ）よりも小さく、前記粘土粒子の実質的に全てが５ミクロン（５μｍ）未満であることを特徴とする粒度分布を有する最大９９重量％の前記粘土粒子、及び
（ｉｉ）式［Ｒ１Ｒ２Ｒ３Ｒ４Ｎ＋］［Ｘ−］で表わされ、式中Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４が、独立して炭化水素基又は鎖から選択され、式中Ｘが、一価の陰イオンである、約１重量％以上約５重量％以下の１つ又は複数の四級アンモニウム化合物、を含む組成物。
【請求項８７】
約２重量％以上約４重量％以下の１つ又は複数の四級アンモニウム化合物を含む、請求項８６に記載の組成物。
【請求項８８】
前記粘土粒子の少なくとも５０％が、０．２ミクロン（０．２μｍ）よりも小さい、請求項８６に記載の組成物。
【請求項８９】
前記粘土粒子の少なくとも６０％が、０．２ミクロン（０．２μｍ）よりも小さい、請求項８８に記載の組成物。
【請求項９０】
前記粘土粒子の少なくとも８０％が、０．５ミクロン（０．５μｍ）よりも小さい、請求項８６に記載の組成物。
【請求項９１】
前記粘土粒子の少なくとも９５％が、０．５ミクロン（０．５μｍ）よりも小さい、請求項９０に記載の組成物。
【請求項９２】
前記粘土粒子の実質的に全てが、２ミクロン（２μｍ）未満である、請求項８６に記載の組成物。
【請求項９３】
前記粘土粒子が、カオリナイト、ディッカイト、ハロイサイト、ナクライト、モンモリライト、又はＡｌ２Ｓｉ２Ｏ５（ＯＨ）４の任意の他の多形を含む無機質のカオリン群から選択される１つ又は複数の粘土を含む、請求項８６に記載の組成物。
【請求項９４】
前記粘土粒子が、カオリン粘土粒子である、請求項９３に記載の組成物。
【請求項９５】
Ｒｌ、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４の少なくとも１つが、Ｃ１０〜Ｃ２４鎖から選択される、請求項８６に記載の組成物。
【請求項９６】
Ｒｌ、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４の少なくとも２つが、Ｃ１０〜Ｃ２４鎖から選択される、請求項９５に記載の組成物。
【請求項９７】
Ｒｌ、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４の少なくとも１つが、Ｃ１〜Ｃ９鎖から選択される、請求項８６に記載の組成物。
【請求項９８】
Ｒｌ、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４の少なくとも２つが、Ｃ１〜Ｃ９鎖から選択される、請求項９７に記載の組成物。
【請求項９９】
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４の少なくとも１つが、メチル基である、請求項８６に記載の組成物。
【請求項１００】
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４の少なくとも２つが、メチル基である、請求項９９に記載の組成物。
【請求項１０１】
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４の２つが、メチル基であり、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４の他の２つが、Ｃ１６〜Ｃ１８鎖から選択される、請求項８６に記載の組成物。
【請求項１０２】
Ｘが、有機陰イオンである、請求項８６に記載の組成物。
【請求項１０３】
Ｘが、無機陰イオンである、請求項８６に記載の組成物。
【請求項１０４】
Ｘが、ハロゲン化物陰イオンである、請求項１０３に記載の組成物。
【請求項１０５】
水を更に含む、請求項８６に記載の組成物。
【請求項１０６】
インク調合物用の表面修飾疎水性粘土組成物であって、前記組成物は、
（ｉ）粘土粒子の少なくとも４０％が０．２ミクロン（０．２μｍ）よりも小さく、前記粘土粒子の少なくとも７０％が０．５ミクロン（０．５μｍ）よりも小さく、前記粘土粒子の実質的に全てが５ミクロン（５μｍ）未満であることを特徴とする粒度分布を有する最大９９重量％の前記粘土粒子、及び
（ｉｉ）四級アンモニウム化合物、有機酸、脂肪酸、有機シラン、有機ポリシラン、及びそれらの組み合せからなる群から選択される約１重量％以上約１０重量％以下の１つ又は複数の有機化合物、を含む組成物。
【請求項１０７】
約２重量％以上約８重量％以下の前記１つ又は複数の有機化合物を含む、請求項１０６に記載の組成物。
【請求項１０８】
約２重量％以上約５重量％以下の前記１つ又は複数の有機化合物を含む、請求項１０７に記載の組成物。
【請求項１０９】
前記粘土粒子の少なくとも５０％が、０．２ミクロン（０．２μｍ）よりも小さい、請求項１０６に記載の組成物。
【請求項１１０】
前記粘土粒子の少なくとも６０％が、０．２ミクロン（０．２μｍ）よりも小さい、請求項１０９に記載の組成物。
【請求項１１１】
前記粘土粒子の少なくとも８０％が、０．５ミクロン（０．５μｍ）よりも小さい、請求項１０６に記載の組成物。
【請求項１１２】
前記粘土粒子の少なくとも９５％が、０．５ミクロン（０．５μｍ）よりも小さい、請求項１１１に記載の組成物。
【請求項１１３】
前記粘土粒子の実質的に全てが、２ミクロン（２μｍ）未満である、請求項１０６に記載の組成物。
【請求項１１４】
前記粘土粒子が、カオリナイト、ディッカイト、ハロイサイト、ナクライト、モンモリライト、又はＡｌ２Ｓｉ２Ｏ５（ＯＨ）４の任意の他の多形を含む無機質のカオリン群から選択される１つ又は複数の粘土を含む、請求項１０６に記載の組成物。
【請求項１１５】
前記粘土粒子が、カオリン粘土粒子である、請求項１１４に記載の組成物。
【請求項１１６】
ヒートセットインク調合物であって、
（ｉ）溶媒、
（ｉｉ）顔料又は染料、
（ｉｉｉ）樹脂、
（ｉｖ）粘土粒子の少なくとも４０％が０．２ミクロン（０．２μｍ）よりも小さく、前記粘土粒子の少なくとも７０％が０．５ミクロン（０．５μｍ）よりも小さく、前記粘土粒子の実質的に全てが５ミクロン（５μｍ）未満であることを特徴とする粒度分布を有する前記粘土粒子、
（ｖ）四級アンモニウム化合物、有機酸、脂肪酸、有機シラン、有機ポリシラン、及びそれらの組み合せからなる群から選択される約１重量％以上約５重量％以下の１つ又は複数の有機化合物、を含む、ヒートセットインク調合物。
【請求項１１７】
前記有機化合物が、式［Ｒ１Ｒ２Ｒ３Ｒ４Ｎ＋］［Ｘ−］で表される四級アンモニウム化合物であり、式中Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４が、独立して炭化水素基又は鎖から選択され、式中Ｘが、一価の陰イオンである、請求項１１６に記載のヒートセットインク調合物。
【請求項１１８】
Ｒｌ、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４の少なくとも１つが、Ｃ１０〜Ｃ２４鎖から選択される、請求項１１７に記載のヒートセットインク調合物。
【請求項１１９】
前記有機化合物が、有機酸である、請求項１１６に記載のヒートセットインク調合物。
【請求項１２０】
前記有機化合物が、少なくとも４つの炭素原子を有する飽和又は不飽和脂肪酸である、請求項１１９に記載のヒートセットインク調合物。
【請求項１２１】
前記脂肪酸が、ステアリン酸である、請求項１２０に記載のヒートセットインク調合物。
【請求項１２２】
前記有機化合物が、有機シランである、請求項１１６に記載のヒートセットインク調合物。
【請求項１２３】
前記有機化合物が、有機ポリシランである、請求項１２２に記載のヒートセットインク調合物。
【請求項１２４】
前記樹脂が、前記ヒートセットインク調合物中に約３５重量％以下で存在する、請求項１１６に記載のヒートセットインク調合物。
【請求項１２５】
前記樹脂が、前記ヒートセットインク調合物中に約３０重量％以下で存在する、請求項１２４に記載のヒートセットインク調合物。
【請求項１２６】
前記樹脂が、前記ヒートセットインク調合物中に約２５重量％以下で存在する、請求項１２５に記載のヒートセットインク調合物。
【請求項１２７】
前記粘土粒子が、前記ヒートセットインク調合物中に約５重量％以上で存在する、請求項１１６に記載のヒートセットインク調合物。
【請求項１２８】
前記粘土粒子が、前記ヒートセットインク調合物中に約１０重量％以上で存在する、請求項１２７に記載のヒートセットインク調合物。
【請求項１２９】
前記粘土粒子が、前記ヒートセットインク調合物中に約１５重量％以上で存在する、請求項１２８に記載のヒートセットインク調合物。
【請求項１３０】
ＵＶ硬化可能なインク調合物であって、
（ｉ）溶媒、
（ｉｉ）顔料又は染料、
（ｉｉｉ）樹脂、
（ｉｖ）粘土粒子の少なくとも４０％が０．２ミクロン（０．２μｍ）よりも小さく、前記粘土粒子の少なくとも７０％が０．５ミクロン（０．５μｍ）よりも小さく、前記粘土粒子の実質的に全てが５ミクロン（５μｍ）未満であることを特徴とする粒度分布を有する前記粘土粒子、及び
（ｖ）四級アンモニウム化合物、有機酸、脂肪酸、有機シラン、有機ポリシラン、及びそれらの組み合せからなる群から選択される約１重量％以上約５重量％以下の１つ又は複数の有機化合物、を含む、ＵＶ硬化可能なインク調合物。
【請求項１３１】
前記有機化合物が、式［Ｒ１Ｒ２Ｒ３Ｒ４Ｎ＋］［Ｘ−］で表される四級アンモニウム化合物であり、式中Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４が、独立して炭化水素基又は鎖から選択され、式中Ｘが、一価の陰イオンである、請求項１３０に記載のＵＶ硬化可能なインク調合物。
【請求項１３２】
Ｒｌ、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４の少なくとも１つが、Ｃ１０〜Ｃ２４鎖から選択される、請求項１３１に記載のＵＶ硬化可能なインク調合物。
【請求項１３３】
前記有機化合物が、有機酸である、請求項１３０に記載のＵＶ硬化可能なインク調合物。
【請求項１３４】
前記有機化合物が、少なくとも４つの炭素原子を有する飽和又は不飽和脂肪酸である、請求項１３３に記載のＵＶ硬化可能なインク調合物。
【請求項１３５】
前記脂肪酸が、ステアリン酸である、請求項１３４に記載のＵＶ硬化可能なインク調合物。
【請求項１３６】
前記有機化合物が、有機シランである、請求項１３０に記載のＵＶ硬化可能なインク調合物。
【請求項１３７】
前記有機化合物が、有機ポリシランである、請求項１３６に記載のＵＶ硬化可能なインク調合物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、インク調合物（ヒートセットインク調合物等）、並びに所望の物理的及び化学的特性を維持しつつ、増加した粘土配合量を組み込んだインクを製造するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
印刷インクは、インクの印刷用途の所望の特徴を満たすように特定の調合で混合されている成分の複雑な混合物である。今日使用されている印刷インクは、典型的には、高速印刷機での高品質印刷を保証するために必要なレオロジー特性を提供するように、種々のタイプの添加剤で修飾されている。一般的には、ポリマー（又は樹脂）、溶媒、及び顔料のタイプにより、インク調合物の内因的なレオロジーが決定される。粘土を使用して、レオロジーを制御し、高速印刷でのインクミストを低減できることが知られている。
【０００３】
一般的には、オフセットカラーインクには、プロセスのレオロジー要件を達成するために種々の量の体質顔料が調合される。粘土は、低コストであり、高速印刷時のインクミスト及びインクスリング（ｓｌｉｎｇｉｎｇ）を減少させる能力を有するため、この目的のために使用されることが多い。そのような応用で使用される粘土の量は、文字印刷カラーインクの場合は、約２〜１０重量％、オフセット輪転印刷カラーインクの場合は、１０〜２５重量％と様々である。ヒートセットインク調合物は、現在、最大約５重量％の粘土を含むことができるが、より高い配合量では、インク光沢に悪影響を及ぼす。
【０００４】
インク製造に粘土を組み込むこと及びオフセット輪転印刷インクに必要とされる粘土の含有量が大量であることは、２つの基本的な問題を引き起こす。第一に、ロールミルを用いずに高速混合を使用してインクを製造する場合、粘土自体をインクに分散させることが難しい。しかしながら、粘土は、親水性表面を有しており、したがって、鉱油及びワニス等の炭化水素により湿潤及び分散させるのが非常に難しい。加えて、従来の粘土及び炭化水素の分散は、時効の点でそれほど安定しておらず、粘土粒子の中には凝塊形成を起こすものがある。
【０００５】
第２の問題は、リソグラフインク（オフセットインク）の印刷中に生じ、それにより、インク中の粘土が、インク溜め溶液によりに濾し出され、その中をゆっくりと移動する。粘土の親水性は、粘土がインクから抽出され、微量の着色顔料と共に水に溶解し始めるほどである。これは、滲みの問題を引き起こす。加えて、インク溜め溶液中に粘土が存在すると、不適切な色再現性を生じさせる様々な印刷適性問題が引き起こされる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
リソグラフインクの粘性を増加させ、光沢を維持するように修飾された粘土であって、炭化水素溶媒で容易に湿潤し、インク溜め溶液により濾し出されない粘土が商業的に必要とされている。特に必要とされているものは、ヒートセット及び枚葉給紙用インクに使用される表面増強粘土である。インク光沢及びインク密度等の重要なインク特性への影響を最小限に抑え、インク粘土の配合量が高い場合でさえ、インク溜め溶液へのインク滲みをほとんど又は全く起こさずに、インク樹脂及びインク油を置き換えることが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
驚くべきことに、本明細書中で開示されているように、ある処理を粘土粒子に組み込むことにより、インク光沢を失わずに、ヒートセットインク調合物中のインク粘土配合量を３〜５％以上１０〜１５％以下に増加させることができることを見出した。特に、微細な粘土粒子を、四級アンモニウム化合物で処理してもよい。四級アンモニウム化合物は、静電気結合等により粘土と反応する。粘土粒子は、親水性から疎水性へと移行する。その結果は、光沢効果の発生又は増強であり、組成物中の樹脂の増量（樹脂量の低減を可能にする）、及び総コストの低下である。
【０００８】
まず、方法、プロセス、及びシステムを要約し、その後、組成物及び調合物を記載するものとする。本開示は、本開示の方法のいずれかにより生産されるインク調合物用の修飾粘土、並びに本開示のプロセスのいずれかにより生産されるインク調合物を含む。
【０００９】
幾つかの変形例では、インク調合物用の表面修飾粘土を生産する方法は、
（ａ）粘土粒子の少なくとも４０％が０．２ミクロン（０．２μｍ）よりも小さく、粘土粒子の少なくとも７０％が０．５ミクロン（０．５μｍ）よりも小さく、粘土粒子の実質的に全てが５ミクロン（５μｍ）未満であることを特徴とする粒度分布を有する粘土粒子を準備すること、
（ｂ）水中に粘土粒子を含み、約２０重量％以上約２５重量％以下の固形分を含有するスラリーを形成すること、
（ｃ）スラリーを反応器に導入し、有効な処理条件下及び有機化合物の存在下で稼働させて、粘土粒子の表面を修飾して処理粘土スラリーを形成し、有効な処理条件には、約６５℃以上約７２℃以下から選択される処理温度、約２０分以上約４０分以下から選択される処理時間、及び反応器の内容物の適度な混合が含まれること、及び
（ｄ）処理粘土スラリーを乾燥器に搬入して、表面修飾粘土を含む産物を生産することを含む。
【００１０】
有機化合物は、例えば、四級アンモニウム化合物、有機酸（ステアリン酸等の、少なくとも４つの炭素原子を有する飽和又は不飽和脂肪酸を含むが、それらに限定されない）、有機シラン、有機ポリシラン、又はそれらの任意の混合物から選択することができる。
【００１１】
幾つかの変形例では、インク調合物用の表面修飾粘土を生産する方法は、
（ａ）粘土粒子の少なくとも４０％が０．２ミクロン（０．２μｍ）よりも小さく、粘土粒子の少なくとも７０％が０．５ミクロン（０．５μｍ）よりも小さく、粘土粒子の実質的に全てが５ミクロン（５μｍ）未満であることを特徴とする粒度分布を有する粘土粒子を準備すること、
（ｂ）水中に粘土粒子を含み、約２０重量％以上約２５重量％以下の固形分を含有するスラリーを形成すること、
（ｃ）スラリーを反応器に導入し、有効な処理条件下及び四級アンモニウム化合物の存在下で稼働させて、粘土粒子の表面を修飾して処理粘土スラリーを形成し、有効な処理条件には、約６５℃以上約７２℃以下から選択される処理温度、約２０分以上約４０分以下から選択される処理時間、及び反応器の内容物の適度な混合が含まれること；及び
（ｄ）処理粘土スラリーを乾燥器に搬入して、表面修飾粘土を含む産物を生産することを含み、
四級アンモニウム化合物は、式［Ｒ１Ｒ２Ｒ３Ｒ４Ｎ＋］［Ｘ−］であり、式中Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４は、独立して炭化水素基又は鎖から選択され、式中Ｘは、一価の陰イオンである。
【００１２】
幾つかの実施形態では、粘土粒子の少なくとも５０％又は少なくとも６０％は、０．２ミクロン（０．２μｍ）よりも小さい。幾つかの実施形態では、粘土粒子の少なくとも８０％又は少なくとも９５％は、０．５ミクロン（０．５μｍ）よりも小さい。幾つかの実施形態では、粘土粒子の実質的に全ては、２ミクロン（２μｍ）、３ミクロン（３μｍ）、又は４ミクロン（４μｍ）未満である。
【００１３】
粘土粒子は、カオリナイト、ディッカイト、ハロイサイト、ナクライト、モンモリライト（ｍｏｎｔｍｏｒｒｉｌｉｔｅ）、又はＡｌ２Ｓｉ２Ｏ５（ＯＨ）４の任意の他の多形を含む無機質のカオリン群から選択される１つ又は複数の粘土を含んでいてもよい。幾つかの実施形態では、粘土粒子は、カオリン粘土粒子である。
【００１４】
四級アンモニウム化合物は、幅広く多様であってもよい。幾つかの実施形態では、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４の少なくとも１つ又は２つは、Ｃ１０〜Ｃ２４鎖から選択される。幾つかの実施形態では、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４の少なくとも１つ又は２つは、Ｃ１〜Ｃ９鎖から選択される。例えば、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４の少なくとも１つ又は２つは、メチル基であってもよい。ある実施形態では、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４の２つはメチル基であり、他の２つはＣ１６〜Ｃ１８鎖から選択される。Ｘ基又は元素は、有機陰イオン又は塩素（Ｃｌ−）若しくは別のハロゲン化物陰イオン等の無機陰イオンであってもよい。
【００１５】
四級アンモニウム化合物は、反応器中の粘土粒子の質量の少なくとも約１重量％の濃度で存在していてもよい。幾つかの実施形態では、四級アンモニウム化合物は、反応器中の粘土粒子の質量の少なくとも約２重量％、２．５重量％、３重量％、３．５重量％、４重量％、又は５重量％以上の濃度で存在していてもよい。
【００１６】
乾燥器は、加熱空気チャンバーと連結している噴霧乾燥器であってもよい。又は、乾燥器は、加熱空気チャンバー中で処理粘土スラリーを同時に混合及び乾燥する気流乾燥器であってもよい。
【００１７】
上記方法は、連続式に、半連続式に、又はバッチプロセスで実施することができる。例えば、処理反応器は、連続式であってもよい。幾つかの実施形態では、ステップ（ａ）〜（ｄ）の各々は、連続式である。
【００１８】
処理後、表面修飾粘土は、疎水性であるか、又は少なくとも開始粘土（未修飾粘土）よりも疎水性である。随意に、上記方法は、粉砕ミル又は他の好適な装置等で産物を粉砕して、表面修飾粘土の密度を低減することを含んでいてもよい。
【００１９】
幾つかの実施形態では、インク調合物用の表面修飾粘土を生産する方法は、
（ａ）粘土粒子の少なくとも１０％が０．２ミクロン（０．２μｍ）よりも小さく、粘土粒子の少なくとも２５％が０．５ミクロン（０．５μｍ）よりも小さく、粘土粒子の少なくとも９５％が５ミクロン（５μｍ）未満であることを特徴とする粒度分布を有する粘土粒子を準備すること、
（ｂ）水中に粘土粒子を含むスラリーを形成すること、
（ｃ）スラリーを反応器に導入し、有効な処理条件下及び四級アンモニウム化合物の存在下で稼働させて、粘土粒子の表面を修飾して処理粘土スラリーを形成すること、及び
（ｄ）処理粘土スラリーを乾燥器に搬入して、表面修飾粘土を含む産物を生産することを含み、
四級アンモニウム化合物は、式［Ｒ１Ｒ２Ｒ３Ｒ４Ｎ＋］［Ｘ−］であり、式中Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４は、独立して炭化水素基又は鎖から選択され、式中Ｘは、一価の陰イオンである。
【００２０】
幾つかの実施形態では、インク調合物用の表面修飾粘土を生産する方法は、
（ａ）粘土粒子の少なくとも１０％が０．２ミクロン（０．２μｍ）よりも小さく、粘土粒子の少なくとも２５％が０．５ミクロン（０．５μｍ）よりも小さく、粘土粒子の少なくとも９５％が５ミクロン（５μｍ）未満であることを特徴とする粒度分布を有する粘土粒子を準備すること、
（ｂ）水中に粘土粒子を含むスラリーを形成すること、
（ｃ）スラリーを反応器に導入し、有効な処理条件下及び有機化合物の存在下で稼働させて、粘土粒子の表面を修飾して処理粘土スラリーを形成すること、及び
（ｄ）処理粘土スラリーを乾燥器に搬入して、表面修飾粘土を含む産物を生産することを含む。
【００２１】
幾つかの実施形態では、インク調合物用の表面修飾粘土を生産する方法は、
（ａ）粘土粒子の少なくとも１０％が０．２ミクロン（０．２μｍ）よりも小さく、粘土粒子の少なくとも２５％が０．５ミクロン（０．５μｍ）よりも小さく、粘土粒子の少なくとも９５％が５ミクロン（５μｍ）未満であることを特徴とする粒度分布を有する粘土粒子を準備すること、及び
（ｂ）粘土粒子を処理ユニット中で有機化合物と混合して、粘土粒子の表面を修飾し、表面修飾粘土を含む産物を生産することを含む。
【００２２】
また、本開示は、インク調合物用の表面修飾粘土を生産するためのシステム及び装置を提供する。幾つかの実施形態は、以下のものを含む、インク調合物用の粘土粒子を修飾するためのシステムを提供する：
（ａ）水中に微細粘土粒子を含むスラリーを形成するためのスラリー容器、
（ｂ）微細粘土粒子の表面を修飾して処理粘土スラリーを形成するための加熱及び混合手段を有するように構成されている反応器であって、スラリー及び四級アンモニウム化合物を受容するための、スラリー容器と作動可能に連通している反応器、
（ｃ）処理粘土スラリーから水を除去して表面修飾粘土を形成するように構成されている乾燥器であって、処理粘土スラリーを受容するための、反応器と作動可能に連通している乾燥器、及び
（ｄ）随意に、表面修飾粘土の粒子サイズを低減するための、乾燥器と作動可能に連通している粉砕ミル。
【００２３】
幾つかの実施形態では、上記システムは、連続式である。他の実施形態では、上記システムは、バッチプロセス用に構成されている。
幾つかの実施形態では、乾燥器は、加熱空気チャンバーと連結している噴霧乾燥器である。幾つかの実施形態では、乾燥器は、加熱空気チャンバー中で処理粘土スラリーを同時に混合及び乾燥する気流乾燥器である。
【００２４】
他の変形例では、インク調合物用の粘土粒子を修飾するためのシステムは、有機化合物の存在下で微細粘土粒子を修飾するための処理ユニットを含み、随意に、表面修飾粘土の粒子サイズを低減するための、処理ユニットと作動可能に連通している粉砕ミルを更に含む。
【００２５】
他の変形例は、ヒートセットインク調合物を生産するためのプロセスであって、
（ａ）粘土粒子の少なくとも１０％が０．２ミクロン（０．２μｍ）よりも小さく、粘土粒子の少なくとも２５％が０．５ミクロン（０．５μｍ）よりも小さく、粘土粒子の少なくとも９５％が５ミクロン（５μｍ）未満であることを特徴とする粒度分布を有する粘土粒子を準備すること、
（ｂ）水中に粘土粒子を含むスラリーを形成すること、
（ｃ）反応器のスラリーを導入し、有効な処理条件下及び四級アンモニウム化合物の存在下で稼働させて、粘土粒子の表面を修飾して処理粘土スラリーを形成し、四級アンモニウム化合物が、式［Ｒ１Ｒ２Ｒ３Ｒ４Ｎ＋］［Ｘ−］で表わされ、式中Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４の各々が、独立して炭化水素基又は鎖から選択され、式中Ｘが一価の陰イオンであること、
（ｄ）処理粘土スラリーを乾燥器に搬入して、表面修飾粘土を含む産物を生産すること、
（ｅ）表面修飾粘土を、有機溶媒、樹脂、及び顔料又は色素と混合して、ヒートセットインク調合物を形成することを含むプロセスを提供する。
【００２６】
ある変形例は、ヒートセットインク調合物を生産するためのプロセスであって、
（ａ）粘土粒子の少なくとも４０％が０．２ミクロン（０．２μｍ）よりも小さく、粘土粒子の少なくとも７０％が０．５ミクロン（０．５μｍ）よりも小さく、粘土粒子の実質的に全てが５ミクロン（５μｍ）未満であることを特徴とする粒度分布を有する粘土粒子を準備すること、
（ｂ）水中に粘土粒子を含み、約２０重量％以上約２５重量％以下の固形分を含有するスラリーを形成すること、
（ｃ）スラリーを反応器に導入し、有効な処理条件下及び四級アンモニウム化合物の存在下で稼働させて、粘土粒子の表面を修飾して処理粘土スラリーを形成し、有効な処理条件には、約６５℃以上約７２℃以下から選択される処理温度、約２０分以上約４０分以下から選択される処理時間、及び反応器の内容物の適度な混合が含まれ、四級アンモニウム化合物が、式［Ｒ１Ｒ２Ｒ３Ｒ４Ｎ＋］［Ｘ−］で表わされ、式中Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４の各々が、独立して炭化水素基又は鎖から選択され、式中Ｘが一価の陰イオンであること、
（ｄ）処理粘土スラリーを乾燥器に搬入して、表面修飾粘土を含む産物を生産すること、及び
（ｅ）表面修飾粘土を、有機溶媒、樹脂、及び顔料又は色素と混合して、ヒートセットインク調合物を形成することを含むプロセスを提供する。
【００２７】
また、本開示は、インク用組成物を提供する。
幾つかの実施形態では、インク調合物用の表面修飾疎水性粘土組成物は、
（ｉ）粘土粒子の少なくとも４０％が０．２ミクロン（０．２μｍ）よりも小さく、粘土粒子の少なくとも７０％が０．５ミクロン（０．５μｍ）よりも小さく、粘土粒子の実質的に全てが５ミクロン（５μｍ）未満であることを特徴とする粒度分布を有する最大９９重量％の粘土粒子、及び
（ｉｉ）四級アンモニウム化合物、有機酸、脂肪酸、有機シラン、有機ポリシラン、及びそれらの組み合せからなる群から選択される、約２重量％以上約８重量％以下又は約２重量％以上約５重量％以下等の約１重量％以上約１０重量％以下の１つ又は複数の有機化合物を含む。
【００２８】
幾つかの実施形態では、インク調合物用の表面修飾疎水性粘土組成物は、
（ｉ）粘土粒子の少なくとも４０％が０．２ミクロン（０．２μｍ）よりも小さく、粘土粒子の少なくとも７０％が０．５ミクロン（０．５μｍ）よりも小さく、粘土粒子の実質的に全てが５ミクロン（５μｍ）未満であることを特徴とする粒度分布を有する最大９９重量％の粘土粒子、及び
（ｉｉ）式［Ｒ１Ｒ２Ｒ３Ｒ４Ｎ＋］［Ｘ−］で表わされ、式中Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４が、独立して炭化水素基又は鎖から選択され、式中Ｘが、一価の陰イオンである、約１重量％以上約５重量％以下の１つ又は複数の四級アンモニウム化合物を含む。
【００２９】
幾つかの実施形態では、組成物は、約２重量％以上約４重量％以下の１つ又は複数の四級アンモニウム化合物を含む。また、最大約２重量％のＨ２Ｏ等の、ある程度の水が存在していてもよい。
【００３０】
幾つかの実施形態では、粘土粒子の少なくとも５０％又は少なくとも６０％は、０．２ミクロン（０．２μｍ）よりも小さい。これらの又は他の実施形態では、粘土粒子の少なくとも８０％又は少なくとも９５％は、０．５ミクロン（０．５μｍ）よりも小さい。これらの又は他の実施形態では、粘土粒子の実質的に全ては、２ミクロン（２μｍ）未満、３ミクロン（３μｍ）未満、又は４ミクロン（４μｍ）未満である。
【００３１】
粘土粒子は、好ましくは、カオリナイト、ディッカイト、ハロイサイト、ナクライト、モンモリライト、又はＡｌ２Ｓｉ２Ｏ５（ＯＨ）４の任意の他の多形を含む無機質のカオリン群から選択される１つ又は複数の粘土を含む。ある実施形態では、粘土粒子は、カオリン粘土粒子である。
【００３２】
幾つかの実施形態では、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４の少なくとも１つ（１、２、又は３つ等）は、Ｃ１０〜Ｃ２４鎖から選択される。幾つかの実施形態では、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４の少なくとも１つ（１、２、又は３つ等）は、メチル（−ＣＨ３）等のＣ１〜Ｃ９鎖から選択される。ある実施形態では、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４の２つは、メチル基であり、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４の他の２つは、Ｃ１６〜Ｃ１８鎖から選択される。一価の陰イオンＸは、有機であってもよく又は無機であってもよいが、好ましくは、Ｃｌ―又はＢｒ−等の無機である。
【００３３】
他の変形例は、以下のものを含むヒートセットインク調合物を提供する：
（ｉ）溶媒、
（ｉｉ）顔料又は染料、
（ｉｉｉ）樹脂、
（ｉｖ）粘土粒子の少なくとも４０％が０．２ミクロン（０．２μｍ）よりも小さく、粘土粒子の少なくとも７０％が０．５ミクロン（０．５μｍ）よりも小さく、粘土粒子の実質的に全てが５ミクロン（５μｍ）未満であることを特徴とする粒度分布を有する粘土粒子、及び
（ｖ）四級アンモニウム化合物、有機酸、脂肪酸、有機シラン、有機ポリシラン、及びそれらの組み合せからなる群から選択される約１重量％以上約５重量％以下の１つ又は複数の有機化合物。
【００３４】
樹脂は、ヒートセットインク調合物中に約２５〜３５重量％以下で存在してもよい。粘土粒子は、ヒートセットインク調合物中に約５〜１５重量％以上で存在してもよい。
更に他の変形例は、以下のものを含むヒートセットインク調合物を提供する：
（ｉ）溶媒、
（ｉｉ）顔料又は染料、
（ｉｉｉ）樹脂、
（ｉｖ）粘土粒子の少なくとも４０％が０．２ミクロン（０．２μｍ）よりも小さく、粘土粒子の少なくとも７０％が０．５ミクロン（０．５μｍ）よりも小さく、粘土粒子の実質的に全てが５ミクロン（５μｍ）未満であることを特徴とする粒度分布を有する粘土粒子、及び
（ｖ）式［Ｒ１Ｒ２Ｒ３Ｒ４Ｎ＋］［Ｘ−］で表わされ、式中Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４が、独立して炭化水素基又は鎖から選択され、式中Ｘが、一価の陰イオンである、約１重量％以上約５重量％以下の１つ又は複数の四級アンモニウム化合物。
【００３５】
幾つかの実施形態では、樹脂は、ヒートセットインク調合物中約３０重量％、２５重量％以下のような約３５重量％以下でヒートセットインク調合物中に存在する。
幾つかの実施形態では、粘土粒子は、ヒートセットインク調合物中約１０重量％、約１５重量％以上等の約５重量％以上でヒートセットインク調合物中に存在する。
【００３６】
多くの他の変形例が可能である。例えば、以下のものを含むＵＶ硬化可能なインク調合物が提供される：
（ｉ）溶媒、
（ｉｉ）顔料又は染料、
（ｉｉｉ）樹脂、
（ｉｖ）粘土粒子の少なくとも４０％が０．２ミクロン（０．２μｍ）よりも小さく、粘土粒子の少なくとも７０％が０．５ミクロン（０．５μｍ）よりも小さく、粘土粒子の実質的に全てが５ミクロン（５μｍ）未満であることを特徴とする粒度分布を有する粘土粒子、及び
（ｖ）式［Ｒ１Ｒ２Ｒ３Ｒ４Ｎ＋］［Ｘ−］で表わされ、式中Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４が、独立して炭化水素基又は鎖から選択され、式中Ｘが、一価の陰イオンである、約１重量％以上約５重量％以下の１つ又は複数の四級アンモニウム化合物。
【００３７】
開示されたＵＶ硬化可能なインク調合物は、以下のものを含んでいてもよい：
（ｉ）溶媒、
（ｉｉ）顔料又は染料、
（ｉｉｉ）樹脂、
（ｉｖ）粘土粒子の少なくとも４０％が０．２ミクロン（０．２μｍ）よりも小さく、粘土粒子の少なくとも７０％が０．５ミクロン（０．５μｍ）よりも小さく、粘土粒子の実質的に全てが５ミクロン（５μｍ）未満であることを特徴とする粒度分布を有する粘土粒子、及び
（ｖ）四級アンモニウム化合物、有機酸、脂肪酸、有機シラン、有機ポリシラン、及びそれらの組み合せからなる群から選択される約１重量％以上約５重量％以下の１つ又は複数の有機化合物。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】インク光沢発生に対する粒子サイズの実験的影響を示すグラフである。
【図２】インク光沢発生に対する粒子サイズ及び四級アンモニウム化合物の処理レベルの両方の実験的影響を示すグラフである。
【図３Ａ】四級アンモニウム化合物で処理されていない微細粒子カオリン粘土のＳＥＭ顕微鏡写真（１００ｘ）である。
【図３Ｂ】幾つかの実施形態において四級アンモニウム化合物で処理された微細粒子カオリン粘土のＳＥＭ顕微鏡写真（１００ｘ）である。
【図４Ａ】四級アンモニウム化合物で処理されていない微細粒子カオリン粘土のＳＥＭ顕微鏡写真（１０００ｘ）である。
【図４Ｂ】幾つかの実施形態において四級アンモニウム化合物で処理された微細粒子カオリン粘土のＳＥＭ顕微鏡写真（１０００ｘ）である。
【図５】本開示の実施例４に関連した実験的インク光沢データの要約である。
【図６】本開示の実施例４に関連した追加の実験データの要約である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
本記載は、当業者による本開示の原理の製作及び使用を可能にするものであり、本開示の幾つかの実施形態、適用、変形例、代替、及び使用が記載されている。
本明細書及び添付の特許請求の範囲で使用されているように、単数形「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、状況が明白に別様であると示さない限り、複数の指示対象を含む。別様に定義されていない限り、本明細書中に使用されている技術用語及び科学用語は全て、本発明が属する当業者により一般的に理解されるものと同じ意味を有する。本明細書で使用される場合、「組成物」、「配合物」、「化合物」、又は「混合物」は全て、同義的に使用されることが意図される。
【００４０】
本明細書で使用される場合、語句「からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ  ｏｆ）」は、特許請求の範囲で指定されていないあらゆる要素、ステップ、又は成分を除外する。語句「からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ  ｏｆ）（又はその変形例）」が、プレアンブルの直後ではなく、特許請求の範囲の本文の条項にある場合、それは、その条項に示されている要素のみを限定し、他の要素は、全体としての特許請求の範囲から除外されない。本明細書で使用される場合、語句「から本質的になる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ  ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ  ｏｆ）」は、請求項の範囲を、指定の要素又は方法ステップ、加えて特許請求の主題の根拠及び新規特徴（複数可）に実質的に影響を及ぼさないものに限定する。
【００４１】
用語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ  ｏｆ）」、及び「から本質的になる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ  ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ  ｏｆ）」に関して、これらの３つの用語の１つが本明細書で使用される場合、本開示の特許請求の主題は、他の２つの用語のいずれの使用を含むことができる。したがって、別様に明示的に示されていない幾つかの実施形態では、「含む」のあらゆる事例は、「からなる」又はその代わりに「から本質的になる」で置き換えることができる。
【００４２】
別様の指定がない限り、本明細書及び特許請求の範囲で使用されるパラメータ、条件、及び濃度等を表わす全ての数は、全ての事例において、用語「約」により修飾されていると理解するものとする。したがって、矛盾すると示されない限り、以下の明細書及び添付の特許請求の範囲に示されている数値パラメータは、少なくとも特定の分析技術に応じて変動する場合がある近似である。
【００４３】
本明細書に記載されている例は、種々の実施形態の例並びに比較例を含む、本開示の例である。そのような例はいずれも、いかなる点においても、本発明の原理又はその応用を限定しないと解釈されるべきである。例は、全て例示に過ぎない。
【００４４】
幾つかの実施形態は、ある処理を粘土粒子に組み込むことにより、インク光沢を失わずに、ヒートセットインク調合物中のインク粘土配合量を３〜５％以上１０〜１５％以下に増加させることができるという発見を前提とする。特に、微細粘土粒子は、四級アンモニウム化合物等（これに限定されないが）の有機化合物で処理されてもよい。有機化合物は、静電気結合等により粘土と反応する。粘土粒子は、親水性から疎水性へと移行する。結果は、光沢効果の発生又は増強であり、組成物中の樹脂の増量化（樹脂量の低減を可能にする）、及び総コストの低下である。
【００４５】
幾つかの実施形態では、本発明は、インク調合物用の表面修飾粘土を生産する方法であって、
（ａ）粘土粒子の少なくとも１０％が０．２ミクロン（０．２μｍ）よりも小さく、粘土粒子の少なくとも２５％が０．５ミクロン（０．５μｍ）よりも小さく、粘土粒子の少なくとも９５％が５ミクロン（５μｍ）未満であることを特徴とする粒度分布を有する粘土粒子を準備すること、
（ｂ）水中に粘土粒子を含むスラリーを形成すること、
（ｃ）粘土スラリーを反応器に導入し、有効な処理条件下及び有機化合物の存在下で稼働させて、粘土粒子の表面を修飾して処理粘土スラリーを形成すること、及び
（ｄ）処理粘土スラリーを乾燥器に搬入して、表面修飾粘土を含む産物を生産すること、を含む方法を提供する。
【００４６】
微細粘土粒子は、表面を修飾し、それらを疎水性にするために、１つ又は複数の有機化合物で処理される。有機化合物は、四級アンモニウム化合物、有機酸、脂肪酸、有機シラン、有機ポリシラン、及びそれらの組み合せからなる群から選択することができる。
【００４７】
四級アンモニウム化合物は、式［Ｒ１Ｒ２Ｒ３Ｒ４Ｎ＋］［Ｘ−］で表わされてもよく、式中Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４は、独立して炭化水素基又は鎖から選択され、式中Ｘは、一価の陰イオンである。幾つかの実施形態では、四級アンモニウム化合物は、Ｎ＋中心の粘土表面への係留効果により特に効果的であると考えられている（いかなる理論にも制限されないが）。
【００４８】
四級アンモニウム化合物が使用される幾つかの実施形態では、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４の少なくとも１つ又は少なくとも２つは、Ｃ１０〜Ｃ２４鎖から選択される。幾つかの実施形態では、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４の少なくとも１つ又は少なくとも２つは、Ｃ１〜Ｃ９鎖から選択される。幾つかの実施形態では、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４の少なくとも１つ又は少なくとも２つは、メチル基である。ある実施形態では、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４の２つは、メチル基であり、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４の他の２つは、Ｃ１６〜Ｃ１８鎖から選択される。一般的に言えば、Ｒ基（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４）は、直鎖であってもよく、分岐していてもよく、オレフィンであってもよく、環式であってもよく、芳香族であってもよく、又は任意の方法で官能化されていてもよい。Ｘは、有機又は無機の陰イオンであってもよい。幾つかの実施形態では、Ｘは、塩素又は臭素等のハロゲン化物陰イオンである。
【００４９】
有機酸は、脂肪酸を含んでいてもよく、それは、一般的に少なくとも４つの炭素原子を有すると見なされている。オレイン酸等のあらゆる既知の不飽和脂肪酸、又はステアリン酸等の飽和脂肪酸を使用することができる。幾つかの実施形態では、有機酸は、乳酸、酢酸、ギ酸、クエン酸等の短鎖酸、及びそれらのオリゴマー又はポリマーから選択することができる。
【００５０】
有機シラン又はポリシランには、１〜２０個の炭素原子を有する少なくとも１つの有機基を有する、任意の好適な直鎖又は分岐シランが含まれていてもよい。シランは、ケイ素と炭素又は水素等の別の原子との化学的化合物であり、アルカン炭化水素の類似体である。シランは、互いに、炭素原子に、又は水素原子に共有結合で結合されているシリコン原子の鎖からなる。
【００５１】
任意の好適な粘土基本材料を使用することができ、それらには、カオリン、ベントナイト、モンモリロナイト、ラポナイト、ヘクトライト等の合成積層ケイ酸塩、並びに機能的に等価であると考えられる相似のアルミノケイ酸塩組成物が含まれる。好ましい粘土粒子は、カオリナイト、ディッカイト、ハロイサイト、ナクライト、モンモリライト、又はＡｌ２Ｓｉ２Ｏ５（ＯＨ）４の任意の他の多形を含む無機質のカオリン群から選択される粘土を含む。ある実施形態では、粘土粒子は、カオリナイトである。
【００５２】
基材粘土の粒子サイズの好ましい範囲は、以下の通りである：４０〜６０％  ０．２ミクロン（０．２μｍ）未満；７０〜９８％  ０．５ミクロン（０．５μｍ）未満；及び実質的に全て  ５ミクロン（５μｍ）未満。幾つかの実施形態では、より粗い粘土粒子が利用されるが、依然として５ミクロン（５μｍ）未満である。例えば、基材粘土の粒子サイズの範囲は、５〜２０％  ０．２ミクロン（０．２μｍ）未満；１０〜４０％  ０．５ミクロン（０．５μｍ）未満；及び実質的に全て  ５ミクロン（５μｍ）未満であってもよい。「実質的に全て」は、約１００％を意味するが、不純物又は無秩序粘土粒子等による、５ミクロン（５μｍ）よりも大きな少数の粒子が存在していてもよい（所与の試料中に）。
【００５３】
有機化合物の量は、様々であってもよい。幾つかの実施形態では、処理は、粘土粒子の質量の少なくとも約１重量％、２重量％、２．５重量％、３重量％、３．５重量％、４重量％、又は５重量％以上の濃度の四級アンモニウム化合物を含む。
【００５４】
様々なプロセス手法を使用して、微細粘土粒子を処理することができる。幾つかの実施形態では、以下のプロセスが使用される：
１．水で２０〜２５％スラリー固形物に希釈した微細粘土を処理容器にポンプする。
【００５５】
２．粘土スラリーを６５〜７２℃に加熱し、適度に連続的に混合する。
３．希釈処理化学物質を、加熱した容器にポンプし、２０〜４０分間処理を可能にする。
【００５６】
４．処理粘土スラリーを噴霧乾燥器又は気流乾燥器にポンプする。
５．最終産物を、粉砕ミルで乾燥粉砕して、低密度処理粘土を生産することができる。
噴霧乾燥器を使用する場合、噴霧乾燥器は、典型的には、処理スラリーを、ミクロンサイズのビーズに噴霧する１組のノズルを含むことになり、その後、ミクロンサイズのビーズは、加熱空気チャンバーで乾燥される。気流乾燥器を使用する場合、気流乾燥器は、典型的には、加熱チャンバーで機械的乾燥及び混合を同時に使用することになる。高温空気は、乾燥粉砕材料を上方に押し出してサイクロンにする。
【００５７】
上述のステップは例示であり、本発明は、これらのスラリー固形分範囲、又は処理時間、又は温度に限定されない。一般的に、ある量の１つ又は複数の有機化合物は、好適な微細粘土粒子と接触し、粘土表面がより疎水性になるように修飾されるような時間、温度、圧力、及び混合の有効な条件下での反応（化学的及び／又は物理的に）が可能になるだろう。
【００５８】
幾つかの実施形態では、実際に添加される有機化合物の一部のみが反応し、粘土粒子と結合する。他の実施形態では、有機化合物の全て又は実質的に全てが、粘土粒子と結合し、そこに残留する（つまり、いかなるその後の洗浄ステップによっても除去されない）。
【００５９】
したがって、幾つかの実施形態は、以下のものを含む、インク調合物用の表面修飾疎水性粘土組成物を提供する：
（ｉ）粘土粒子の少なくとも４０％が０．２ミクロン（０．２μｍ）よりも小さく、粘土粒子の少なくとも７０％が０．５ミクロン（０．５μｍ）よりも小さく、粘土粒子の実質的に全てが５ミクロン（５μｍ）未満であることを特徴とする粒度分布を有する最大９９重量％の粘土粒子、及び
（ｉｉ）式［Ｒ１Ｒ２Ｒ３Ｒ４Ｎ＋］［Ｘ−］で表わされ、式中Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４が、独立して炭化水素基又は鎖から選択され、式中Ｘが、一価の陰イオンである、約１重量％以上約５重量％以下の１つ又は複数の四級アンモニウム化合物。
【００６０】
表面修飾疎水性粘土組成物中には、ある量の水分が存在していてもよい。例えば、組成物は、約０．５重量％、１．０重量％、１．５重量％、２．０重量％以上の水を含んでいてもよい。
【００６１】
表面修飾疎水性粘土組成物は、多くの方法で特徴付けることができる。幾つかの実施形態では、粉砕細度（Ｆｉｎｅｎｅｓｓ  ｏｆ  Ｇｒｉｎｄ）（ＮＰＩＲＩ粉砕、ＡＳＴＭ）は、スクラッチ値が０であり、スペックル値が９以下であることを示す。反射率％による明るさ（ＴＡＰＰＩ）は、８４以上であってもよい。好ましくは、０．１重量％以下の結晶シリカが存在する。
【００６２】
種々の実施形態では、表面修飾疎水性粘土組成物は、あらゆる既知のインク調合物に組み込むことができる。幾つかの実施形態では、表面修飾粘土組成物を、顔料及び／又は色素と共に、有機溶媒及び樹脂と混合して、ヒートセットインク調合物を形成する。表面処理粘土が、粘土をより疎水性にし、したがって種々のインク調合物により容易に分散可能にすることが理論化されるが、それに限定されない。
【００６３】
幾つかの実施形態では、インク調合物用の表面修飾疎水性粘土組成物は、
（ｉ）粘土粒子の少なくとも４０％が０．２ミクロン（０．２μｍ）よりも小さく、粘土粒子の少なくとも７０％が０．５ミクロン（０．５μｍ）よりも小さく、粘土粒子の実質的に全てが５ミクロン（５μｍ）未満であることを特徴とする粒度分布を有する最大９９重量％の粘土粒子、及び
（ｉｉ）四級アンモニウム化合物、有機酸、脂肪酸、有機シラン、有機ポリシラン、及びそれらの組み合せからなる群から選択される、約２重量％以上約８重量％以下又は約２重量％以上約５重量％以下等の約１重量％以上約１０重量％以下の１つ又は複数の有機化合物、を含む。
【００６４】
幾つかの実施形態では、インク調合物用の表面修飾疎水性粘土組成物は、
（ｉ）粘土粒子の少なくとも４０％が０．２ミクロン（０．２μｍ）よりも小さく、粘土粒子の少なくとも７０％が０．５ミクロン（０．５μｍ）よりも小さく、粘土粒子の実質的に全てが５ミクロン（５μｍ）未満であることを特徴とする粒度分布を有する最大９９重量％の粘土粒子、及び
（ｉｉ）式［Ｒ１Ｒ２Ｒ３Ｒ４Ｎ＋］［Ｘ−］で表わされ、式中Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４が、独立して炭化水素基又は鎖から選択され、式中Ｘが、一価の陰イオンである、約１重量％以上約５重量％以下の１つ又は複数の四級アンモニウム化合物を含む。
【００６５】
幾つかの実施形態では、組成物は、約２重量％以上約４重量％以下の１つ又は複数の四級アンモニウム化合物を含む。また、最大約２重量％のＨ２Ｏ等の、ある程度の水が存在していてもよい。
【００６６】
幾つかの実施形態では、粘土粒子の少なくとも５０％又は少なくとも６０％は、０．２ミクロン（０．２μｍ）よりも小さい。これらの又は他の実施形態では、粘土粒子の少なくとも８０％又は少なくとも９５％は、０．５ミクロン（０．５μｍ）よりも小さい。これらの又は更に他の実施形態では、粘土粒子の実質的に全ては、２ミクロン（２μｍ）、３ミクロン（３μｍ）、又は４ミクロン（４μｍ）未満である。
【００６７】
粘土粒子は、好ましくは、カオリナイト、ディッカイト、ハロイサイト、ナクライト、モンモリライト、又はＡｌ２Ｓｉ２Ｏ５（ＯＨ）４の任意の他の多形を含む無機質のカオリン群から選択される１つ又は複数の粘土を含む。ある実施形態では、粘土粒子は、カオリン粘土粒子である。
【００６８】
幾つかの実施形態では、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４の少なくとも１つ（１、２、又は３つ等）は、Ｃ１０〜Ｃ２４鎖から選択される。幾つかの実施形態では、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４の少なくとも１つ（１、２、又は３つ等）は、メチル（−ＣＨ３）等のＣ１〜Ｃ９鎖から選択される。ある実施形態では、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４の２つは、メチル基であり、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４の他の２つは、Ｃ１６〜Ｃ１８鎖から選択される。一価の陰イオンＸは、有機であってもよく又は無機であってもよいが、好ましくは、Ｃｌ−又はＢｒ−等の無機である。
【００６９】
他の変形例は、以下のものを含むヒートセットインク調合物を提供する：
（ｉ）溶媒、
（ｉｉ）顔料又は染料、
（ｉｉｉ）樹脂、
（ｉｖ）粘土粒子の少なくとも４０％が０．２ミクロン（０．２μｍ）よりも小さく、粘土粒子の少なくとも７０％が０．５ミクロン（０．５μｍ）よりも小さく、粘土粒子の実質的に全てが５ミクロン（５μｍ）未満であることを特徴とする粒度分布を有する粘土粒子、及び
（ｖ）四級アンモニウム化合物、有機酸、脂肪酸、有機シラン、有機ポリシラン、及びそれらの組み合せからなる群から選択される約１重量％以上約５重量％以下の１つ又は複数の有機化合物。
【００７０】
樹脂は、ヒートセットインク調合物中に約２５〜３５重量％以下で存在してもよい。粘土粒子は、ヒートセットインク調合物中に約５〜１５重量％以上で存在してもよい。
更に他の変形例は、以下のものを含むヒートセットインク調合物を提供する：
（ｉ）溶媒、
（ｉｉ）顔料又は染料、
（ｉｉｉ）樹脂、
（ｉｖ）粘土粒子の少なくとも４０％が０．２ミクロン（０．２μｍ）よりも小さく、粘土粒子の少なくとも７０％が０．５ミクロン（０．５μｍ）よりも小さく、粘土粒子の実質的に全てが５ミクロン（５μｍ）未満であることを特徴とする粒度分布を有する粘土粒子、及び
（ｖ）式［Ｒ１Ｒ２Ｒ３Ｒ４Ｎ＋］［Ｘ−］で表わされ、式中Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４が、独立して炭化水素基又は鎖から選択され、式中Ｘが、一価の陰イオンである、約１重量％以上約５重量％以下の１つ又は複数の四級アンモニウム化合物。
【００７１】
幾つかの実施形態では、樹脂は、ヒートセットインク調合物中に約３０重量％、２５重量％以下等の約３５重量％以下でヒートセットインク調合物中に存在する。
幾つかの実施形態では、粘土粒子は、ヒートセットインク調合物中約１０重量％、約１５重量％以上等の約５重量％以上でヒートセットインク調合物中に存在する。
【００７２】
多くの他の変形例が可能である。例えば、以下のものを含むＵＶ硬化可能なインク調合物が提供される：
（ｉ）溶媒、
（ｉｉ）顔料又は染料、
（ｉｉｉ）樹脂、
（ｉｖ）粘土粒子の少なくとも４０％が０．２ミクロン（０．２μｍ）よりも小さく、粘土粒子の少なくとも７０％が０．５ミクロン（０．５μｍ）よりも小さく、粘土粒子の実質的に全てが５ミクロン（５μｍ）未満であることを特徴とする粒度分布を有する粘土粒子、及び
（ｖ）式［Ｒ１Ｒ２Ｒ３Ｒ４Ｎ＋］［Ｘ−］で表わされ、式中Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４が、独立して炭化水素基又は鎖から選択され、式中Ｘが、一価の陰イオンである、約１重量％以上約５重量％以下の１つ又は複数の四級アンモニウム化合物。
【００７３】
開示されたＵＶ硬化可能なインク調合物は、以下のものを含んでいてもよい：
（ｉ）溶媒、
（ｉｉ）顔料又は染料、
（ｉｉｉ）樹脂、
（ｉｖ）粘土粒子の少なくとも４０％が０．２ミクロン（０．２μｍ）よりも小さく、粘土粒子の少なくとも７０％が０．５ミクロン（０．５μｍ）よりも小さく、粘土粒子の実質的に全てが５ミクロン（５μｍ）未満であることを特徴とする粒度分布を有する粘土粒子、及び
（ｖ）四級アンモニウム化合物、有機酸、脂肪酸、有機シラン、有機ポリシラン、及びそれらの組み合せからなる群から選択される約１重量％以上約５重量％以下の１つ又は複数の有機化合物。
【実施例】
【００７４】
実施例１：インク光沢発生に対する粒子サイズの影響。
種々のインク粘土基材が、本明細書で開示された方法を使用してヒートセットインク調合物にインク光沢を付与する能力を試験する。図１に示されているように、より微細な粘土粒子は、より良好なインク光沢に結び付く。「Ｌｉｔｈｏｓｐｅｒｓｅ」と表示されている試料は、試験した最小粒子サイズに対応し、「Ｈｙｄｒａｆｉｎｅ」と表示されている試料は、試験した最大粒子サイズに対応する。
【００７５】
実施例２：２つの異なるインク基材及び３つの処理レベルの比較。
この例では、２重量％及び４重量％の配合量の本明細書で開示された四級アンモニウム化合物を使用する処理を、四級アンモニウム化合物を用いない処理と比較する。また、２つの異なるカオリン粘土粒子タイプをテストする：ＨＧ９０及びＨｕｂｅｒＦｉｎｅ（凡例では「ＨＦ９０」）。ＨＧ９０の粒子サイズは、０．２ミクロン（０．２μｍ）未満が４０〜６０％であり、０．５ミクロン（０．５μｍ）未満が７０〜９８％であり、実質的に全てが５ミクロン（５μｍ）未満である。ＨＧ９０の粒子サイズは、０．２ミクロン（０．２μｍ）未満が５〜２０％であり、０．５ミクロン（０．５μｍ）未満が１０〜４０％であり、実質的に全てが５ミクロン（５μｍ）未満である。
【００７６】
図２に示されているように、インク粘土のインク光沢発生は、主にその粒子サイズに、二次的には処理で使用される四級アンモニウム化合物の濃度に関連する。
実施例３：パイロットプラントインク粘土試料のインク光沢発生。
【００７７】
ジェットミルにかけた（分散した）粘土試料を、大型噴霧乾燥器を使用したビーズ（非分散）と比較する。有意差がないことが分かる。分散ろ過ケーキは、脱水後に添加された陰イオン性分散剤を含有している。非分散ろ過ケーキは、脱水後に添加された陰イオン性分散剤を含有していない。
【００７８】
実施例４：最大インク光沢ための表面処理及びインク溜め溶液滲みに対する耐性。
微細粒子カオリン粘土を、四級アンモニウム化合物を用いた本開示の処理に供する。２つの異なる噴霧乾燥ビーズの１００倍ＳＥＭ顕微鏡写真が、図３Ａ及び３Ｂに示されている。図３Ａは、未処理の通常の噴霧乾燥ビーズを示すＳＥＭ画像である。図３Ｂは、処理を施したソフト乾燥ビーズを示すＳＥＭ画像である。図４Ａ及び４Ｂは、１０００倍であること以外は、同じ材料を示す。ソフト噴霧乾燥ビーズでは、分散がより良好であることが判明した。ソフトビーズは、処理プロセスにて脂肪酸を粘土表面にコーティングすることにより形成される。
【００７９】
インク粘土性能試験の試験手順は、以下の通りである：
１．７５グラムのヒートセットフリーフローワニスを混合カップに量り取る。
２．実験室用分散器（カウルブレード）を使用し、２０〜４０℃の温度、１０００ｒｍｐ未満の混合速度で、ワニスを前混合する。
【００８０】
３．適切な量の処理インク粘土を量り取り、ワニスに添加する。
４．ミキサ速度を４０００ｒｐｍに調整し、１０分間混合する。
５．粘性調節のために無機溶媒を添加する。
【００８１】
６．ＮＩＰＲＩ細度粉砕計でワニス分散を検査する（ＡＳＴＭインク試験基準）。
７．Ｄｕｋｅ乳化試験で滲みを検査する（ＡＳＴＭインク試験基準）。
図５には、Ｌｉｔｈｏｓｐｅｒｓｅ  ＮｅｘｔＧｅｎ（凡例では、「Ｌｓｐｅｒｓｅ  Ｎｅｘｔｇｅｎ」）が、増量剤中の所与のインク粘土％で最高の光沢を示すことが示されている。２０％のインク粘土配合量では、Ｌｉｔｈｏｓｐｅｒｓｅ  ＮｅｘｔＧｅｎは、ＡＳＰ１０１よりも２５ポイント高い。１５％のインク粘土配合量では、Ｌｉｔｈｏｓｐｅｒｓｅ  ＮｅｘｔＧｅｎは、ＡＳＰ１０１よりも１９ポイント高い。図６には、他の特性データが示されている。
【００８２】
本開示は、製品性能の向上、有機溶媒排出の低減、及び総コスト削減等の幾つかの領域における有用性及び有益性を明らかにした。
この詳細な説明では、本開示の複数の実施形態、及び本開示を理解及び実施することができる方法に関する非限定的な例が参照されている。本明細書で示された特徴及び利点の全てを提供するとは限らない他の実施形態を、本開示の趣旨及び範囲から逸脱せずに使用することができる。本開示には、本明細書に記載の方法及びシステムの日常的な実験作業及び最適化が組み込まれている。そのような改変及び変形例は、特許請求の範囲により規定される本発明の範囲内にあるとみなされる。
【００８３】
本明細書で引用された刊行物、特許、及び特許出願は全て、各刊行物、特許、又は特許出願が具体的に及び個々に本明細書中に示されている如く、参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれる。
【００８４】
上述の方法及びステップが、ある順序である事象が生じることを示す場合、当業者であれば、あるステップの順序を変更することができ、そのような変更が、本開示の変形例によるものであることを認識するだろう。更に、ステップのあるものは、可能な場合は並列プロセスで同時に実施してもよく、並びに連続して実施してもよい。
【００８５】
したがって、本開示の趣旨内にあるか又は添付の特許請求の範囲に見出される発明と等価である本開示の変形例が存在する場合、本特許は、それら変形例も同様に包含するものとすることが意図されている。本発明は、特許請求の範囲によってのみ限定されるものとする。
【図３Ａ】
2015525262.tif 000003
【図３Ｂ】
2015525262.tif 000004
【図４Ａ】
2015525262.tif 000005
【図４Ｂ】
2015525262.tif 000006
【図１】
2015525262.tif 000007
【図２】
2015525262.tif 000008
【図５】
2015525262.tif 000009
【図６】
2015525262.tif 000010
【国際調査報告】
2015525262.tif 000011
2015525262.tif 000012
2015525262.tif 000013