(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの有機基を有する顔料を含むカチオン性顔料であって、前記有機基が、（ａ）少なくとも１つの芳香族基、少なくとも１つのＣ１〜Ｃ２０アルキル基又はそれら両方、並びに（ｂ）少なくとも１つの正に帯電したイオン性基、少なくとも１つの正に帯電可能なイオン化可能基又はこれら両方、及び対応する対アニオンを有し、ここでこの対応する対アニオンが、少なくとも１種のヒロドキシ酸から作られている、少なくとも１つの有機基を有する顔料を含むカチオン性顔料。
【請求項２】
前記少なくとも１種のヒドロキシ酸が、ヒドロキシカルボン酸、ポリヒドロキシカルボン酸、ヒドロキシスルホン酸、ポリヒドロキシスルホン酸、ヒドロキシスルフィン酸、ポリヒドロキシスルフィン酸、ヒドロキシ硫酸水素塩、ポリヒドロキシ硫酸水素塩、又はこれらの混合である、請求項１に記載のカチオン性顔料。
【請求項３】
前記対アニオンが、ヒドロキシアルキルカルボン酸イオン、ポリヒドロキシアルキルカルボン酸イオン、ヒドロキシアルキルスルホン酸イオン、ポリヒドロキシアルキルスルホン酸イオン、ヒドロキシアルキルスルフィン酸イオン、ポリヒドロキシアルキルスルフィン酸イオン、硫酸ヒドロキシアルキルイオン、硫酸ポリヒドロキシアルキルイオン、又はそれらの混合である、請求項１に記載のカチオン性顔料。
【請求項４】
前記顔料が、白色、青色、黒色、茶色、シアン色、緑色、紫色、マゼンタ色、赤色、オレンジ色、黄色、それらのシェード、それらの色調又はそれらの混合である、請求項１に記載のカチオン性顔料。
【請求項５】
前記黒色顔料がカーボンブラックである、請求項４に記載のカチオン性顔料。
【請求項６】
前記イオン性基又はイオン化可能基が、第４アンモニウム塩、第１アミン、第２アミン、第３アミン、ピリジニウム塩、それらの誘導体、又はそれらの混合である、請求項１に記載のカチオン性顔料。
【請求項７】
前記有機基が、−Ｃ６Ｈ４Ｎ（ＣＨ３）３＋Ｙ−、−Ｃ６Ｈ４ＣＯＣＨ２Ｎ（ＣＨ３）３＋Ｙ−、−Ｃ６Ｈ４（ＮＣ５Ｈ５）＋Ｙ−、−（Ｃ５Ｈ４Ｎ）Ｃ２Ｈ５＋Ｙ−、−Ｃ６Ｈ４ＣＯＣＨ２（ＮＣ５Ｈ５）＋Ｙ−、−（Ｃ５Ｈ４Ｎ）ＣＨ３＋Ｙ−、及び−Ｃ６Ｈ４ＣＨ２Ｎ（ＣＨ３）３＋Ｙ−であり、ここでＹ−が対応する対アニオンである、請求項１に記載のカチオン性顔料。
【請求項８】
前記有機基が、液媒体中での前記表面改質有色顔料の分散性を改良するのに十分な量で、前記有色顔料の表面に結合している、請求項１に記載のカチオン性顔料。
【請求項９】
少なくとも１種のカチオン性顔料と少なくとも１種の液体ビヒクルとを含有するインク組成物であって、前記少なくとも１種のカチオン性顔料が、少なくとも１つの有機基を有する顔料を含み、この有機基が、（ａ）少なくとも１つの芳香族基、少なくとも１つのＣ１〜Ｃ２０アルキル基又はそれら両方、並びに（ｂ）少なくとも１つの正に帯電したイオン性基、少なくとも１つの正に帯電可能なイオン化可能基又はこれら両方、及び対応する対アニオンを有し、ここでこの対応する対アニオンが、少なくとも１種のヒロドキシ酸から作られている、少なくとも１種のカチオン性顔料と少なくとも１種の液体ビヒクルとを含有するインク組成物。
【請求項１０】
前記少なくとも１種のヒドロキシ酸が、ヒドロキシカルボン酸、ポリヒドロキシカルボン酸、ヒドロキシスルホン酸、ポリヒドロキシスルホン酸、ヒドロキシスルフィン酸、ポリヒドロキシスルフィン酸、ヒドロキシ硫酸水素塩、ポリヒドロキシ硫酸水素塩、又はこれらの混合である、請求項９に記載のインク組成物。
【請求項１１】
前記対アニオンが、ヒドロキシアルキルカルボン酸イオン、ポリヒドロキシアルキルカルボン酸イオン、ヒドロキシアルキルスルホン酸イオン、ポリヒドロキシアルキルスルホン酸イオン、ヒドロキシアルキルスルフィン酸イオン、ポリヒドロキシアルキルスルフィン酸イオン、硫酸ヒドロキシアルキルイオン、硫酸ポリヒドロキシアルキルイオン、又はそれらの混合である、請求項９に記載のインク組成物。
【請求項１２】
前記顔料が、白色、青色、黒色、茶色、シアン色、緑色、紫色、マゼンタ色、赤色、オレンジ色、黄色、それらのシェード、それらの色調又はそれらの混合である、請求項９に記載のインク組成物。
【請求項１３】
前記黒色顔料がカーボンブラックである、請求項１２に記載のインク組成物。
【請求項１４】
前記イオン性基又はイオン化可能基が、第４アンモニウム塩、第１アミン、第２アミン、第３アミン、ピリジニウム塩、それらの誘導体、又はそれらの混合である、請求項９に記載のインク組成物。
【請求項１５】
前記有機基が、−Ｃ６Ｈ４Ｎ（ＣＨ３）３＋Ｙ−、−Ｃ６Ｈ４ＣＯＣＨ２Ｎ（ＣＨ３）３＋Ｙ−、−Ｃ６Ｈ４（ＮＣ５Ｈ５）＋Ｙ−、−（Ｃ５Ｈ４Ｎ）Ｃ２Ｈ５＋Ｙ−、−Ｃ６Ｈ４ＣＯＣＨ２（ＮＣ５Ｈ５）＋Ｙ−、−（Ｃ５Ｈ４Ｎ）ＣＨ３＋Ｙ−、及び−Ｃ６Ｈ４ＣＨ２Ｎ（ＣＨ３）３＋Ｙ−であり、ここでＹ−が対応する対アニオンである、請求項９に記載のインク組成物。
【請求項１６】
インクジェットインク組成物である、請求項９に記載のインク組成物。
【請求項１７】
前記顔料が、白色、青色、黒色、茶色、シアン色、緑色、紫色、マゼンタ色、赤色、オレンジ色、黄色、それらのシェード、それらの色調又はそれらの混合である、請求項１６に記載のインク組成物。
【請求項１８】
前記黒色顔料がカーボンブラックである、請求項１７に記載のインク組成物。
【請求項１９】
少なくとも１つの有機基を有する顔料を含むカチオン性顔料であって、前記有機基が、（ａ）少なくとも１つの芳香族基、少なくとも１つのＣ１〜Ｃ２０アルキル基又はそれら両方、並びに（ｂ）少なくとも１つの正に帯電したイオン性基、少なくとも１つの正に帯電可能なイオン化可能基又はこれら両方、及び対応する対アニオンを有し、ここでこの対応する対アニオンがフッ素イオンである、少なくとも１つの有機基を有する顔料を含むカチオン性顔料。
【請求項２０】
前記顔料が、白色、青色、黒色、茶色、シアン色、緑色、紫色、マゼンタ色、赤色、オレンジ色、黄色、並びにそれらのシェード、それらの色調又はそれらの混合である、請求項１９に記載のカチオン性顔料。
【請求項２１】
前記黒色顔料がカーボンブラックである、請求項２０に記載のカチオン性顔料。
【請求項２２】
前記イオン性基又はイオン化可能基が、第４アンモニウム塩、第１アミン、第２アミン、第３アミン、ピリジニウム塩、それらの誘導体、又はそれらの混合である、請求項１９に記載のカチオン性顔料。
【請求項２３】
前記有機基が、−Ｃ６Ｈ４Ｎ（ＣＨ３）３＋Ｙ−、−Ｃ６Ｈ４ＣＯＣＨ２Ｎ（ＣＨ３）３＋Ｙ−、−Ｃ６Ｈ４（ＮＣ５Ｈ５）＋Ｙ−、−（Ｃ５Ｈ４Ｎ）Ｃ２Ｈ５＋Ｙ−、−Ｃ６Ｈ４ＣＯＣＨ２（ＮＣ５Ｈ５）＋Ｙ−、−（Ｃ５Ｈ４Ｎ）ＣＨ３＋Ｙ−、及び−Ｃ６Ｈ４ＣＨ２Ｎ（ＣＨ３）３＋Ｙ−であり、ここでＹ−が対応する対アニオンである、請求項１９に記載のカチオン性顔料。
【請求項２４】
前記有機基が、液媒体中での前記表面改質有色顔料の分散性を改良するのに十分な量で、前記有色顔料の表面に結合している、請求項１９に記載のカチオン性顔料。
【請求項２５】
少なくとも１種のカチオン性顔料と少なくとも１種の液体ビヒクルとを含有するインク組成物であって、前記少なくとも１つのカチオン性顔料が、少なくとも１つの有機基を有する顔料を含み、この有機基が、（ａ）少なくとも１つの芳香族基、少なくとも１つのＣ１〜Ｃ２０アルキル基又はそれら両方、並びに（ｂ）少なくとも１つの正に帯電したイオン性基、少なくとも１つの正に帯電可能なイオン化可能基又はこれら両方、及び対応する対アニオンを有し、ここでこの対応する対アニオンがフッ素イオンである、少なくとも１種のカチオン性顔料と少なくとも１種の液体ビヒクルとを含有するインク組成物。
【請求項２６】
インクジェットインク組成物である、請求項２５に記載のインク組成物。
【請求項２７】
前記顔料が、白色、青色、黒色、茶色、シアン色、緑色、紫色、マゼンタ色、赤色、オレンジ色、黄色、それらのシェード、それらの色調及びそれらの混合である、請求項２６に記載のインク組成物。
【請求項２８】
前記黒色顔料がカーボンブラックである、請求項２７に記載のインク組成物。
【請求項２９】
少なくとも１つの有機基を有する顔料を含むカチオン性顔料であって、前記有機基が、（ａ）少なくとも１つの芳香族基、少なくとも１つのＣ１〜Ｃ２０アルキル基又はそれら両方、並びに（ｂ）少なくとも１つの正に帯電したイオン性基、少なくとも１つの正に帯電可能なイオン化可能基又はこれら両方、及び対応する対アニオンを有し、ここでこの対応する対アニオンが、モノカルボキシグリコール、モノスルホグリコール、モノスルフィネートグリコール、モノスルフェートグリコール、又はそれらの混合である、少なくとも１つの有機基を有する顔料を含むカチオン性顔料。
【請求項３０】
前記対アニオンが、モノカルボキシ−、モノスルホ−、モノスルフィネート−、モノスルフェート−エチレングリコール；モノカルボキシ−、モノスルホ−、モノスルフィネート−、モノスルフェート−ポリエチレングリコール；モノカルボキシ−、モノスルホ−、モノスルフィネート−、モノスルフェート−プロピレングリコール；モノカルボキシ−、モノスルホ−、モノスルフィネート−、モノスルフェート−ポリプロピレングリコール；又はそれらの混合である、請求項２９に記載のカチオン性顔料。
【請求項３１】
前記顔料が、白色、青色、黒色、茶色、シアン色、緑色、紫色、マゼンタ色、赤色、オレンジ色、黄色、それらのシェード、それらの色調及びそれらの混合である、請求項２９に記載のカチオン性顔料。
【請求項３２】
前記黒色顔料がカーボンブラックである、請求項３１に記載のカチオン性顔料。
【請求項３３】
前記イオン性基又はイオン化可能基が、第４アンモニウム塩、第１アミン、第２アミン、第３アミン、ピリジニウム塩、それらの誘導体、又はそれらの混合である、請求項２９に記載のカチオン性顔料。
【請求項３４】
前記有機基が、−Ｃ６Ｈ４Ｎ（ＣＨ３）３＋Ｙ−、−Ｃ６Ｈ４ＣＯＣＨ２Ｎ（ＣＨ３）３＋Ｙ−、−Ｃ６Ｈ４（ＮＣ５Ｈ５）＋Ｙ−、−（Ｃ５Ｈ４Ｎ）Ｃ２Ｈ５＋Ｙ−、−Ｃ６Ｈ４ＣＯＣＨ２（ＮＣ５Ｈ５）＋Ｙ−、−（Ｃ５Ｈ４Ｎ）ＣＨ３＋Ｙ−、及び−Ｃ６Ｈ４ＣＨ２Ｎ（ＣＨ３）３＋Ｙ−であり、ここでＹ−が対応する対アニオンである、請求項２９に記載のカチオン性顔料。
【請求項３５】
前記対アニオンが以下の式を有する請求項２９に記載のカチオン性顔料：
ＲＯ−−−（ＣＨＲ’ＣＨＲ”−Ｏ）ｙ−（ＣＨ２）ｍ−−−Ｘ
（Ｒは水素、少なくとも１つのアルキル基又は少なくとも１つのアリール基；Ｒ’及びＲ”は、同じであっても異なっていてもよい水素又はメチル基；ｙは１〜５００の整数；ｍは１〜１２の整数；且つＸは−ＣＯ２−、−ＳＯ３−、−ＯＳＯ３−、−ＳＯ２−又はそれらの混合）。
【請求項３６】
ｙが１〜１００の整数であり、ｍが１〜３の整数である、請求項３５に記載のカチオン性顔料。
【請求項３７】
前記有機基が、液媒体中での前記表面改質有色顔料の分散性を改良するのに十分な量で、前記有色顔料の表面に結合している、請求項２９に記載のカチオン性顔料。
【請求項３８】
少なくとも１種のカチオン性顔料と少なくとも１種の液体ビヒクルとを含有するインク組成物であって、前記少なくとも１種のカチオン性顔料が、少なくとも１つの有機基を有する顔料を含み、この有機基が、（ａ）少なくとも１つの芳香族基、少なくとも１つのＣ１〜Ｃ２０アルキル基又はそれら両方、並びに（ｂ）少なくとも１つの正に帯電したイオン性基、少なくとも１つの正に帯電可能なイオン化可能基又はこれら両方、及び対応する対アニオンを有し、ここでこの対応する対アニオンが、モノカルボキシグリコール、モノスルホグリコール、モノスルフィネートグリコール、モノスルフェートグリコール又はそれらの混合である、少なくとも１種のカチオン性顔料と少なくとも１種の液体ビヒクルとを含有するインク組成物。
【請求項３９】
前記対アニオンが以下の式を有する請求項３８に記載のインク組成物：
ＲＯ−−−（ＣＨＲ’ＣＨＲ”−Ｏ）ｙ−（ＣＨ２）ｍ−−−Ｘ
（Ｒは水素、少なくとも１つのアルキル基又は少なくとも１つのアリール基；Ｒ’及びＲ”は、同じであっても異なっていてもよい水素又はメチル基；ｙは１〜５００の整数；ｍは１〜１２の整数；且つＸは−ＣＯ２−、−ＳＯ３−、−ＯＳＯ３−、−ＳＯ２−又はそれらの混合）。
【請求項４０】
インクジェットインク組成物である、請求項３８に記載のインク組成物。
【請求項４１】
前記顔料が、白色、青色、黒色、茶色、シアン色、緑色、紫色、マゼンタ色、赤色、オレンジ色、黄色、それらのシェード、それらの色調又はそれらの混合である、請求項４０に記載のインク組成物。
【請求項４２】
前記黒色顔料がカーボンブラックである、請求項４１に記載のインク組成物。
【請求項４３】
少なくとも１つの有機基を有する顔料を含むカチオン性顔料であって、前記有機基が、（ａ）少なくとも１つの芳香族基、少なくとも１つのＣ１〜Ｃ２０アルキル基又はそれら両方、並びに（ｂ）少なくとも１つの正に帯電したイオン性基、少なくとも１つの正に帯電可能なイオン化可能基又はこれら両方、及び対応する対アニオンを有し、ここでこの対応する対アニオンが、少なくとも１種の芳香族カルボン酸、芳香属スルホン酸、芳香族スルフィン酸、芳香族硫酸水素塩、又はそれらの混合から作られている、少なくとも１つの有機基を有する顔料を含むカチオン性顔料。
【請求項４４】
前記対アニオンが、芳香属カルボン酸イオン、芳香属スルホン酸イオン、芳香属スルフィン酸イオン、芳香族硫酸イオン、又はそれらの混合である、請求項４３に記載のカチオン性顔料。
【請求項４５】
前記顔料が、白色、青色、黒色、茶色、シアン色、緑色、紫色、マゼンタ色、赤色、オレンジ色、黄色、それらのシェード、それらの色調又はそれらの混合である、請求項４３に記載のカチオン性顔料。
【請求項４６】
前記黒色顔料がカーボンブラックである、請求項４５に記載のカチオン性顔料。
【請求項４７】
前記イオン性基又はイオン化可能基が、第４アンモニウム塩、第１アミン、第２アミン、第３アミン、ピリジニウム塩、それらの誘導体、又はそれらの混合である、請求項４３に記載のカチオン性顔料。
【請求項４８】
前記有機基が、−Ｃ６Ｈ４Ｎ（ＣＨ３）３＋Ｙ−、−Ｃ６Ｈ４ＣＯＣＨ２Ｎ（ＣＨ３）３＋Ｙ−、−Ｃ６Ｈ４（ＮＣ５Ｈ５）＋Ｙ−、−（Ｃ５Ｈ４Ｎ）Ｃ２Ｈ５＋Ｙ−、−Ｃ６Ｈ４ＣＯＣＨ２（ＮＣ５Ｈ５）＋Ｙ−、−（Ｃ５Ｈ４Ｎ）ＣＨ３＋Ｙ−、及び−Ｃ６Ｈ４ＣＨ２Ｎ（ＣＨ３）３＋Ｙ−であり、ここでＹ−が対応する対アニオンである、請求項４３に記載のカチオン性顔料。
【請求項４９】
前記有機基が、液媒体中での前記表面改質有色顔料の分散性を改良するのに十分な量で、前記有色顔料の表面に結合している、請求項４３に記載のカチオン性顔料。
【請求項５０】
少なくとも１種のカチオン性顔料と少なくとも１種の液体ビヒクルとを含有するインク組成物であって、前記少なくとも１種のカチオン性顔料が、少なくとも１つの有機基を有する顔料を含み、この有機基が、（ａ）少なくとも１つの芳香族基、少なくとも１つのＣ１〜Ｃ２０アルキル基又はそれら両方、並びに（ｂ）少なくとも１つの正に帯電したイオン性基、少なくとも１つの正に帯電可能なイオン化可能基又はこれら両方、及び対応する対アニオンを有し、ここでこの対応する対アニオンが、少なくとも１種の芳香族カルボン酸、芳香属スルホン酸、芳香族スルフィン酸、芳香族硫酸水素塩、又はそれらの混合から作られている、少なくとも１種のカチオン性顔料と少なくとも１種の液体ビヒクルとを含有するインク組成物。
【請求項５１】
インクジェットインク組成物である、請求項５０に記載のインク組成物。
【請求項５２】
前記顔料が、白色、青色、黒色、茶色、シアン色、緑色、紫色、マゼンタ色、赤色、オレンジ色、黄色、それらのシェード、それらの色調又はそれらの混合である、請求項５１に記載のインク組成物。
【請求項５３】
前記黒色顔料がカーボンブラックである、請求項５２に記載のインク組成物。
【請求項５４】
（Ａ）少なくとも１つの有機基を有する顔料の分散体を調製すること、ここで前記有機基は、（ａ）少なくとも１つの芳香族基、少なくとも１つのＣ１〜Ｃ２０アルキル基又はそれら両方、並びに（ｂ）少なくとも１つの正に帯電したイオン性基、少なくとも１つの正に帯電可能なイオン化可能基又はこれら両方、及び対応する対アニオンを有する；
（Ｂ）前記顔料分散体の前記対応する対アニオンを、水酸化物イオンで交換すること；
（Ｃ）１当量のヒドロキシ酸を前記顔料分散体に加えて、前記ヒドロキシ酸の対応する対アニオンを有するカチオン性顔料を作ること；
を含む、カチオン性顔料の調製方法。
【請求項５５】
（Ａ）少なくとも１つの有機基を有する顔料の分散体を調製すること、ここで前記有機基は、（ａ）少なくとも１つの芳香族基、少なくとも１つのＣ１〜Ｃ２０アルキル基又はそれら両方、並びに（ｂ）少なくとも１つの正に帯電したイオン性基、少なくとも１つの正に帯電可能なイオン化可能基又はこれら両方、及び対応する対アニオンを有する；
（Ｂ）前記顔料分散体の前記対応する対アニオンを、水酸化物イオンで交換すること；
（Ｃ）少なくとも１種のモノカルボキシグリコール、モノスルホグリコール、モノスルフィネートグリコール、モノスルフェートグリコール、又はそれらの混合を含む１当量の酸を、前記顔料分散体に加えて、前記酸の対応する対アニオンを有するカチオン性顔料を作ること；
を含む、カチオン性顔料の調製方法。
【請求項５６】
（Ａ）少なくとも１つの有機基を有する顔料の分散体を調製すること、ここで前記有機基は、（ａ）少なくとも１つの芳香族基、少なくとも１つのＣ１〜Ｃ２０アルキル基又はそれら両方、並びに（ｂ）少なくとも１つの正に帯電したイオン性基、少なくとも１つの正に帯電可能なイオン化可能基又はこれら両方、及び対応する対アニオンを有する；
（Ｂ）前記顔料分散体の前記対応する対アニオンを、水酸化物イオンで交換すること；
（Ｃ）少なくとも１種の芳香族カルボン酸、芳香属スルホン酸、芳香族スルフィン酸、芳香族硫酸水素塩、又はそれらの混合を含む１当量の酸を、前記顔料分散体に加えて、前記酸の対応する対アニオンを有するカチオン性顔料を作ること；
を含む、カチオン性顔料の調製方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
［１．発明の背景］
本発明は、カチオン性顔料及びカチオン性顔料を含む水性組成物、特にインクジェットインク組成物のようなイメージングの用途に有益なインク組成物に関する。
【０００２】
［２．関連する技術の説明］
製造者等は従来の溶媒に基づく系を水性の系で置き換えるように求められるようになってきているので、自動車用コーティング、工業的なコーティング、ペイント、紙、インク、トナー、接着剤、ラテックス等の様な多くの用途で、水性の系が使用されるようになってきている。そのような水性の系は既知であり、一般に染料のような着色剤を含んでいる。染料は、水、又は水と水溶性の有機溶媒若しくは水に混和性の有機溶媒との混合物のような水性ビヒクルに溶解している。
【０００３】
染料に基づく系を利用することは容易であるが、水性インク系で使用する場合、染料にはいくらかの欠点がある。例えば水／有機物混合物で水溶性の染料は、湿分又は水に露出したときに溶解して流れてしまう。染料によるイメージは、フェルトペンと接触した場合又は指で触れるか擦った場合に、汚れる又はこすれることがある。また染料は、可視光又は紫外光に露出されたときの光安定性が不十分である。
【０００４】
顔料も水性組成物中の着色剤として知られているが、組成物の性能及び信頼性に関する問題、すなわち印刷の質、安定性、待ち時間等の問題のために、インクジェットインクのような水性系で幅広く受け入れられているわけではない。そのような顔料の例としては、カーボンブラック、二酸化チタンホワイト、コバルトブルー（ＣｏＯ−Ａｌ２Ｏ３）、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、及びクロムイエロー（ＰｂＣｒＯ４）を挙げることができる。
【０００５】
米国特許第５，５７１，３１１号、同第５，６３０，８６８号、同第５，７０７，４３２号、同第５，８０３，９５９号、及び同第５，８３７，０４５号明細書、並びにＰＣＴ国際公開ＷＯ９６／１８６８８号、及び同ＷＯ９６／１８６９０５号明細書（これらの特許明細書の記載は、ここで参照してその記載の全てを本明細書の記載に含める）は、新しい表面改質顔料及びそのような表面改質顔料を含有する水性組成物を説明している。そのような表面改質顔料は、染料に基づく系又は従来の顔料の系（すなわちポリマー又は表面活性組成物による安定化を必要とする顔料）をかなり改良しているが、改良されたカチオン性顔料及びそのような顔料を含有する水又は溶媒に基づく組成物が、特に長期間のコロイド安定性と耐光堅牢性とを必要とするインク組成物で使用するためにまだ必要とされている。また良好な印刷性能を提供しつつ、それぞれの印刷系において改良された回収性を示す改良された水性インク組成物を製造することも望ましい。耐水性が改良された印刷イメージをもたらす改良された水性インク組成物も必要とされている。
【０００６】
［発明の概略］
本発明は、有機基を有するカチオン性顔料に関する。この有機基は、少なくとも１つの芳香族基、少なくとも１つのＣ１〜Ｃ２０アルキル基又はそれら両方、並びに（ｂ）少なくとも１つの正に帯電したイオン性基、少なくとも１つの正に帯電可能なイオン化可能基又はこれら両方、及び対応する対アニオンを有する。本発明の１つの態様では、対応する対イオンは、ヒドロキシ酸、例えばヒドロキシカルボン酸、ポリヒドロキシカルボン酸、ヒドロキシスルホン酸、ポリヒドロキシスルホン酸、ヒドロキシスルフィン酸、ポリヒドロキシスルフィン酸、ヒドロキシ硫酸水素塩、ポリヒドロキシ硫酸水素塩、及びこれらの混合物から作る。本発明の第２の態様では、対応する対アニオンはフッ素イオンである。本発明の第３の態様では、対応する対アニオンはモノカルボキシグリコール、モノスルホグリコール、モノスルフィネートグリコール又はモノスルフェートグリコール、例えばモノカルボキシ又はモノスルホエチレングリコール又はポリエチレングリコール；モノカルボキシ又はモノスルホプロピレングリコール；又はポリプロピレングリコール、及びそれらの混合である。本発明の第４の態様では、対応する対アニオンは、芳香族カルボン酸、芳香族スルホン酸、芳香族スルフィン酸、芳香族硫酸水素塩、又はそれらの混合から作った対アニオンである。
【０００７】
上述の本発明のカチオン性顔料を作る方法も開示する。例えばこのカチオン性顔料の調製方法は、少なくとも１つの有機基を有するカチオン性顔料分散体を調製すること、ここでこの有機基は、（ａ）少なくとも１つの芳香族基、少なくとも１つのＣ１〜Ｃ２０アルキル基又はそれら両方、及び（ｂ）少なくとも１つの正に帯電したイオン性基、少なくとも１つの正に帯電可能なイオン化可能基又はこれら両方、及び対応する対アニオンを有する；前記顔料分散体の対応する対アニオンを水酸化物イオンで交換すること；並びに１当量の酸を前記顔料分散体に加えて、所望とする前記酸の対応する対アニオンを伴うカチオン性顔料を作ることを含む。
【０００８】
本発明は、上述の１又は複数のカチオン性顔料を含むインク組成物も意図している。
【０００９】
本発明のカチオン性顔料は、従来の顔料を含有する水又は溶媒に基づく組成物中で使用することができる。そのような組成物としては、例えば自動車用コーティング、工業的なコーティング、ペイント、印刷プレート、紙、トナー、インク（特にインクジェットインク組成物）、接着剤、ラテックス、布地及び繊維を挙げることができる。カチオン性顔料は、特定の水又は溶媒に基づく系と相溶性になるように調節すること、また比較的簡単で比較的完全な分散、改良されたコロイド安定性、改良された耐摩擦性、改良された耐水性、良好な色間にじみ性、及び比較的強い色強度及びシェード、並びに印刷ヘッドの信頼性及び貯蔵安定性を提供するように調節することができる。
【００１０】
［本発明の詳細な説明］
本発明は、少なくとも１つの有機基が結合したカチオン性顔料に関する。この有機基は、（ａ）少なくとも１つの芳香族基、少なくとも１つのＣ１〜Ｃ２０アルキル基又はそれら両方；及び（ｂ）少なくとも１つの正に帯電したイオン性基、少なくとも１つの正に帯電可能なイオン化可能基又はこれら両方、及び対応する対アニオンを有する。
【００１１】
本発明の１つの態様では、対応する対アニオンはヒドロキシ酸から作る。ヒドロキシ酸はポリヒドロキシ酸でよい。またヒドロキシ酸は置換されていても置換されていなくてもよい。そのようなヒドロキシ酸の例としては、限定するわけではないが、ヒドロキシカルボン酸、ポリヒドロキシカルボン酸、ヒドロキシスルホン酸、ポリヒドロキシスルホン酸、ヒドロキシスルフィン酸、ポリヒドロキシスルフィン酸、ヒドロキシ硫酸水素塩、ポリヒドロキシ硫酸水素塩、及びこれらの混合を挙げることができる。そのような対アニオンの特定の例としては、限定するわけではないが、ヒドロキシアルキルカルボン酸イオン、ポリヒドロキシアルキルカルボン酸イオン、ヒドロキシアルキルスルホン酸イオン、ポリヒドロキシアルキルスルホン酸イオン、ヒドロキシアルキルスルフィン酸イオン、ポリヒドロキシアルキルスルフィン酸イオン、硫酸ヒドロキシアルキルイオン、硫酸ポリヒドロキシアルキルイオン、及びそれらの混合を挙げることができる。そのような対応する対アニオンの代表的な例としては、限定するわけではないが、ｄ−グルクロン酸イオン、ｄ−グルコン酸イオン、イセチオン酸イオン、乳酸イオン、ｌ−アスコルビン酸イオン、及びそれらの混合物を挙げることができる。
【００１２】
本発明の第２の態様では、対応する対アニオンはフッ素イオン（Ｆ−）である。
【００１３】
本発明の第３の態様では、対応する対アニオンはモノカルボキシグリコール、モノスルホグリコール、モノスルフィネートグリコール、又はモノスルフェートグリコールである。グリコールはポリグリコールでよい。またグリコールはモノ置換である。例としては、限定するわけではないが、モノカルボキシ−、モノスルホ−、モノスルフィネート−、又はモノスルフェート−エチレングリコール；モノカルボキシ−、モノスルホ−、モノスルフィネート−、又はモノスルフェート−ポリエチレングリコール；モノカルボキシ−、モノスルホ−、モノスルフィネート−、又はモノスルフェート−プロピレングリコール；モノカルボキシ−、モノスルホ−、モノスルフィネート−、又はモノスルフェート−ポリプロピレングリコール；及びそれらの混合を挙げることができる。この態様の好ましい対アニオンは、下記の式で表すことができる。
ＲＯ−−−（ＣＨＲ’ＣＨＲ”−Ｏ）ｙ−（ＣＨ２）ｍ−−−Ｘ
ここで、Ｒは水素、置換されている若しくは置換されていないアルキル基、又は置換されている若しくは置換されていないアリール基（例えば芳香族基）であり；Ｒ’及びＲ”は、同じであっても異なっていてもよい水素又はメチル基であり；ｙは約１〜約５００、好ましくは約１〜約１００の整数；ｍは約１〜１２、好ましくは約１〜約３の整数であり；且つＸは−ＣＯ２−、−ＳＯ３−、−ＯＳＯ３−、−ＳＯ２−又はそれらの混合である。好ましくはアルキル基は、Ｃ１〜Ｃ６のアルキル基である。アルキル基は枝分かれしていてもしていなくてもよい。アリールの例は、有機基の一部を作ることができる芳香族基に関して以下で示す例と同じでよい。
【００１４】
本発明の第４の態様では、対応する対アニオンは、芳香族カルボン酸、芳香族スルホン酸、芳香族スルフィン酸、芳香族硫酸水素塩又はそれらの混合から作られる対アニオンである。これらの様々な芳香族を有する対アニオンは、置換されていても置換されていなくてもよい。対アニオンの特定の例としては、限定するわけではないが、芳香族カルボン酸イオン、芳香族スルホン酸イオン、芳香族スルフィン酸イオン、芳香族硫酸イオン又はそれらの混合を挙げることができる。そのような対応する対アニオンの代表的な例としては、限定するわけではないが、置換又は非置換安息香酸イオン、ベンゼンスルホン酸イオン、２−フロン酸イオン、又はそれらの混合を挙げることができる。
【００１５】
好ましい酸の形及び対応するアニオンの形は、以下に概略を挙げることができる：
0005026637.tif 000002
第１の態様
Ｒ＝ヒドロキシ−又はポリヒドロキシ−アルキル（又は置換アルキル）置換基
例：Ｒ＝ＣＨ３ＣＨ（ＯＨ）−
第３の態様
Ｒ＝グリコール又はポリグリコール置換基（一置換）
例：Ｒ＝ＨＯ−ＣＨ２ＣＨ２−Ｏ−ＣＨ２−ＣＨ２−
第４の態様
Ｒ＝芳香族（置換芳香族）置換基
例：Ｒ＝Ｃ６Ｈ５−
【００１６】
本発明のカチオン性顔料は少なくとも１つの芳香族基を有する有機基を有する。この芳香族基としては、限定するわけではないが、１又は複数の環を有する不飽和環状炭化水素を挙げることができ、これは置換されていても置換されていなくてもよく、例えばアルキル基で置換されていてよい。芳香族基としては、アリール基（例えばフェニル、ナフチル、アントラセニル等）、及びヘテロアリール基（例えばイミダゾルニル、ピラゾルニル、ピリジニル、チエニル、チアゾルニル、フルイル、トリアジニル、インドルニル等）を挙げることができる。好ましくは芳香族基は、置換されている又は置換されていないフェニル又はナフチルである。少なくとも１つのＣ１〜Ｃ２０アルキル基を有する有機基は、枝分かれしていても枝分かれしていなくてもよく、また置換されていても置換されていなくてもよい。好まし態様では、有機基の少なくとも１つの芳香族基又は少なくとも１つのＣ１〜Ｃ２０アルキル基は、顔料に直接に結合している。
【００１７】
使用することができる有機基の好ましい組は、官能性基としての少なくとも１つのイオン性基、少なくとも１つのイオン化可能基又はそれらの混合で置換された有機基である。イオン化可能基は、使用する媒体中においてカチオン性基を作ることができる基（すなわち正に帯電することができるイオン化可能基）である。本発明に関して、イオン性基とはカチオン性基あり、イオン化可能基はカチオンを作ることができる。
【００１８】
芳香族基は更に、例えばアルキル又はヒドロキシル基で、置換されていても置換されていなくてもよい。より好ましくは芳香族基は、フェニル又はナフチル基であり、カチオン性イオン基又はイオン化可能基はピリジニウム基、トリアルキルアンモニウム基、ホスホニウム基、スルホニウム基、及びそれらの混合である。アミン（第１、第２及び／又は第３アミン）は、カチオン性基又はカチオンを作るイオン化可能官能基の代表的な例である。例えば、酸性媒体中においてアミンをプロトン化してアンモニウム基を作ることもできる。好ましくはアミン置換基を有する有機基のｐＫｂは５未満である。第４アンモニウム基（−ＮＲ３＋）、第４ホスホニウム基（−ＰＲ３＋）、及びスルホニウム基（−ＳＲ２＋）も、カチオン性基の代表的な例である。好ましくは有機基は、芳香族基、例えばフェニル又はナフチル基、及び第４アンモニウム基又は第４ホスホニウム基又はスルホニウム基を有する。第４化環状アミン及び第４化芳香族アミンも、有機基として使用することができる。従ってこれに関して、Ｎ置換ピリジニウム化合物、例えばＮ−メチル−ピリジルも使用することができる。
【００１９】
カチオン性の性質を有する有機基の例としては、限定するわけではないが、−Ｃ６Ｈ４Ｎ（ＣＨ３）３＋Ｙ−、−Ｃ６Ｈ４ＣＯＣＨ２Ｎ（ＣＨ３）３＋Ｙ−、−Ｃ６Ｈ４（ＮＣ５Ｈ５）＋Ｙ−、−（Ｃ５Ｈ４Ｎ）Ｃ２Ｈ５＋Ｙ−、−Ｃ６Ｈ４ＣＯＣＨ２（ＮＣ５Ｈ５）＋Ｙ−、−（Ｃ５Ｈ４Ｎ）ＣＨ３＋Ｙ−、及び−Ｃ６Ｈ４ＣＨ２Ｎ（ＣＨ３）３＋Ｙ−を挙げることができる。ここでＹ−は、本発明の対応する対アニオンを表している。当業者が理解しているように、Ｙ−は製造プロセスの一部としてその場で作ることができ、又は典型的な塩交換又はイオン交換プロセスによって作ることができる。上述の式の正電荷は主に窒素に存在する。
【００２０】
所望の有色顔料は、様々な従来の有色顔料から選択することができる。有色顔料は、白色、青色、黒色、茶色、シアン色、緑色、紫色、マゼンタ色、赤色、黄色、並びにそれらのシェード、それらの色調（ｔｏｎｅ）及びそれらの混合でよい。有色顔料の適当な分類としては例えば、アントラキノン、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、ジスアゾ、モノアゾ、ピラントロン、ペリレン、ヘテロ環イエロー、キナクリドン、及び（チオ）インディゴイドを挙げることができる。フタロシアンブルーの代表的な例としては、銅フタロシアニンブルー及びそれらの誘導体（ピグメントブルー１５）を挙げることができる。キナクリドンの代表的な例としては、ピグメントオレンジ４８、ピグメントオレンジ４９、ピグメントレッド１２２、ピグメントレッド１９２、ピグメントレッド２０２、ピグメントレッド２０６、ピグメントレッド２０７、ピグメントレッド２０９、ピグメントバイオレット１９、及びピグメントバイオレット４２を挙げることができる。アントラキノンの代表的な例としては、ピグメントレッド４３、ピグメントレッド１９４（ペリノンレッド）、ピグメントレッド２１６（臭化ピアントロンレッド）、及びピグメントレッド２２６（ピラントロンレッド）を挙げることができる。ペリレンの代表的な例としては、ピグメントレッド１２３（ベルミリオン）、ピグメントレッド１４９（スカーレット）、ピグメントレッド１７９（マロン）、ピグメントレッド１９０（レッド）、ピグメントバイオレット、ピグメントレッド１８９（イエローシェイドレッド）、及びピグメントレッド２２４を挙げることができる。チオインディゴイドの代表的な例としては、ピグメントレッド８６、ピグメントレッド８７、ピグメントレッド８８、ピグメントレッド１８１、ピグメントレッド１９８、ピグメントバイオレット３６、及びピグメントバイオレット３８を挙げることができる。ヘテロ環イエローの代表的な例としては、ピグメントイエロー１、ピグメントイエロー３、ピグメントイエロー１２、ピグメントイエロー１３、ピグメントイエロー１４、ピグメントイエロー１７、ピグメントイエロー６５、ピグメントイエロー７３、ピグメントイエロー７４、ピグメントイエロー、ピグメントイエロー１１７、ピグメントイエロー１２８、及びピグメントイエロー１３８を挙げることができる。そのような顔料は、多くの供給者から粉末又は圧縮ケークの形で商業的に入手可能である。この供給者としては、ＢＡＳＦ社、Ｅｎｇｅｌｈａｒｄ社、及びＳｕｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ社を挙げることができる。他の適当な有色顔料の例は、Ｃｏｌｏｕｒ  Ｉｎｄｅｘ、第３版（Ｔｈｅ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｏｆ  Ｄｙｅｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏｌｏｕｒｉｓｔｓ、１９８２年）で示されている。この文献はここで参照して、その記載の全てを本明細書の記載に含める。黒色顔料の代表的な例としては、チャンネルブラック、ファーネスブラック、及びランプブラックのような様々なカーボンブラック（ピグメントブラック７）を挙げることができ、これは例えば、Ｒｅｇａｌ(登録商標）、Ｂｌａｃｋ  Ｐｅａｒｌｓ(登録商標)、Ｅｌｆｔｅｘ(登録商標)、Ｍｏｎａｒｃｈ(登録商標)、Ｍｏｇｕｌ(登録商標)、及びＶｕｌｃａｎ(登���商標)の商標名でＣａｂｏｔ社から入手可能である（例えばＢｌａｃｋ  Ｐｅａｒｌｓ(登録商標)２０００、Ｂｌａｃｋ  Ｐｅａｒｌｓ(登録商標)１４００、Ｂｌａｃｋ  Ｐｅａｒｌｓ(登録商標)１３００、Ｂｌａｃｋ  Ｐｅａｒｌｓ(登録商標)１１００、Ｂｌａｃｋ  Ｐｅａｒｌｓ(登録商標)１０００、Ｂｌａｃｋ  Ｐｅａｒｌｓ(登録商標)９００、Ｂｌａｃｋ  Ｐｅａｒｌｓ(登録商標)８８０、Ｂｌａｃｋ  Ｐｅａｒｌｓ(登録商標)８００、Ｂｌａｃｋ  Ｐｅａｒｌｓ(登録商標)７００、Ｂｌａｃｋ  Ｐｅａｒｌｓ(登録商標)Ｌ、Ｅｌｆｔｅｘ(登録商標)８、Ｍｏｎａｒｃｈ(登録商標)１４００、Ｍｏｎａｒｃｈ(登録商標)１３００、Ｍｏｎａｒｃｈ(登録商標)１１００、Ｍｏｎａｒｃｈ(登録商標)１０００、Ｍｏｎａｒｃｈ(登録商標)９００、Ｍｏｎａｒｃｈ(登録商標)８８０、Ｍｏｎａｒｃｈ(登録商標)８００、Ｍｏｎａｒｃｈ(登録商標)７００、Ｍｏｇｕｌ(登録商標)Ｌ、Ｒｅｇａｌ(登録商標)３３０、Ｒｅｇａｌ(登録商標)４００、Ｖｕｌｃａｎ(登録商標)Ｐ）。他の適当なカーボンブラックとしては、限定するわけではないが、Ｐｒｉｎｔｅｘ  ４０、Ｐｒｉｎｔｅｘ  ８０、Ｐｒｉｎｔｅｘ  ３００、Ｐｒｉｎｔｅｘ  Ｌ、Ｐｒｉｎｔｅｘ  Ｕ、Ｐｒｉｎｔｅｘ  Ｖ、Ｓｐｅｃｉａｌ  Ｂｌａｃｋ  ４、Ｓｐｅｃｉａｌ  Ｂｌａｃｋ  ５、ＦＷ  ２００、（ここまではＤｅｇｕｓｓａ社から入手可能）、Ｒａｖｅｎ  ７８０、Ｒａｖｅｎ  ８９０、Ｒａｖｅｎ  １０２０、Ｒａｖｅｎ  １０４０、Ｒａｖｅｎ  １２５５、Ｒａｖｅｎ  １５００、Ｒａｖｅｎ  ５０００、Ｒａｖｅｎ  ５２５０（ここまではＣｏｌｕｍｂｉａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ社から入手可能）、並びにＭＡ１００及びＭＡ４４０（三菱化学から入手可能）を挙げることができる。有色顔料のＢＥＴ表面積の幅は典型的に大きく、これは窒素吸着によって測定する。有色顔料の表面積は、好ましくは約８５ｍ２／ｇ又はそれよりも大きく、より好ましくは約１００ｍ２／ｇ又はそれよりも大きく、これは比較的小さい一次／凝集体粒度に対応している。そのような表面積は、比較的均一な分散及び顔料表面における処理剤の有効な濃度をもたらすこと、並びに後処理技術の後での表面改質有色顔料の収率を比較的大きくすることが見いだされている。有色顔料の好ましい比較的大きい表面積（従って対応する比較的小さい粒度）が容易には得られない場合、有色顔料に従来の微細化又は粒度減少技術、例えばボールミル処理又はジェットミル処理を行って、顔料の粒度を小さくして所望の粒度にすることが、当業者に知られている。
【００２１】
本発明のカチオン性願料には、１よりも多いタイプの有機基が結合していてよい。この有機基としては例えば、少なくとも１つの芳香族基を有する有機基、及び少なくとも１つのＣ１〜Ｃ２０アルキル基を有する他の有機基などを挙げることができる。
【００２２】
本発明のカチオン性基は、上述の顔料に表面改質処理を行うことによって調製する。この処理は顔料の表面に有機基を結合させる。
【００２３】
以下の説明は、１つの好ましいカチオン性顔料カーボンブラックの調製又は製造を参照している。しかしながらカーボンブラック以外の他のカチオン性顔料も同様に調製することができる。カチオン性カーボンブラックは、好ましくは液体反応媒体中においてカーボンブラックをジアゾニウム塩と反応させて、少なくとも１つの有機イオン性基をカーボンブラックの表面に結合させることによって調製することができる。ジアゾニウム塩は、カーボンブラックに結合させる有機イオン性基を有することができる。ジアゾニウム塩は、１又は複数のジアゾニウム基を有する有機化合物である。ジアゾニウム塩は典型的に、ジアゾ化剤（例えば亜硝酸アンモニウム、亜硝酸ブチル、亜硝酸ジシクロヘキシルアンモニウム、亜硝酸エチル、亜硝酸イソアミル、亜硝酸リチウム、亜硝酸ナトリウム、亜硝酸カリウム、又は亜硝酸亜鉛のような任意の金属又は有機亜硝酸塩であり、また亜硝酸、酸化窒素、二酸化窒素、及びこれらの任意のものの混合物を含むことができる）と、処理剤／反応体を適当な条件において反応させることによって発生させる。カチオン処理剤自身が亜硝酸塩を含むことができ、この場合には続いて酸を加えることによってジアゾニウム塩を作る。従って処理剤は、酸を加えることによってジアゾニウム塩にすることができるジアゾ化剤（例えば亜硝酸塩）を含むことができる。
【００２４】
カチオン性顔料、すなわちカーボンブラックに基づく顔料の例、及びそれらを調製する様々な方法の例は、１９９６年６月２０日に公開されたＰＣＴ国際公開ＷＯ９６／１８６８８号「Ｒｅａｃｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｃａｒｂｏｎ  Ｂｌａｃｋ  ｗｉｔｈ  Ｄｉａｚｏｎｉｕｍ  Ｓａｌｔｓ，Ｒｅｓｕｌｔａｎｔ  Ｃａｒｂｏｎ  Ｂｌａｃｋ  Ｐｒｏｃｕｃｔｓ  ａｎｄ  Ｔｈｅｉｒ  Ｕｓｅｓ」、米国特許第５，５５４，７３９号「Ｒｅａｃｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｃａｒｂｏｎ  Ｍａｔｅｒｉａｌ  ｗｉｔｈ  Ｄｉａｚｏｎｉｕｍ  Ｓａｌｔｓ  ａｎｄ  Ｒｅｓｕｌｔａｎｔ  Ｃａｒｂｏｎ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ」、１９９６年６月２０日に公開されたＰＣＴ国際公開ＷＯ９６／１８６９６号「Ａｑｕｅｏｕｓ  Ｉｎｋｓ  ａｎｄ  Ｃｏａｔｉｎｇ  Ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ  Ｍｏｄｉｆｉｅｄ  Ｃａｒｂｏｎ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ」、並びに米国特許第５，８５１，２８０号、同第５，８３７，０４５号、同第５，８０３，９５９号、同第５，６７２，１９８号、同第５，５７１，３１１号、同第５，６３０，８６８号、同第５，７０７，４３２号、同第５，８０３，９５９号、同第５，６９８，０１６号、同第５，７１３，９８８号；及びＰＣＴ国際公開ＷＯ９７／４７６９７号及び同第ＷＯ９７／４７６９９号の明細書で説明されている。これらの明細書の記載はここで参照して、その記載の全てを本明細書の記載に含める。
【００２５】
上述のカーボンブラックの好ましい調製でジアゾニウム塩に要求されることは、カーボンブラックとの反応を可能にするのに十分に安定なことのみである。従って不安定であり分解すると考えられるもの以外の任意のジアゾニウム塩を使用して、この反応を行うことができる。ある分解プロセスは、カーボンブラックとジアゾニウム塩との反応に競合することがあり、カーボンブラックに結合する有機基の合計の数を減少させることがある。更に反応を比較的高温で行うことができ、この場合には多くのジアゾニウム塩が分解される傾向がある。比較的高い温度は、反応媒体へのジアゾニウム塩の溶解性を有利に増加させ、処理の間の取り扱い性を改良する。しかしながら比較的高い温度では、他の分解プロセスによってジアゾニウム塩がいくらか失われることがある。ジアゾニウム塩は、顔料に加える前に予め作ること、又はその場で作ることができる。
【００２６】
更に、イオン性基が結合したカチオン性顔料は、当業者に既知の技術、例えば有機基を結合するための所望の反応体を含む水溶液を保持している連続操作ピンミキサーに顔料を加えることによっても作ることができる。あるいは、顔料、有機基を顔料に結合させるための反応体、及び対アニオン源を、適当なバッチ式又は連続式混合機に同時に加えることができる。カチオン性顔料は、米国特許第５，８５１，２８０号、同第５，８３７，０４５号、同第５，８０３，９５９号、同第５，６７２，１９８号、同第５，５７１，３１１号、同第５，６３０，８６８号、同第５，７０７，４３２号、同第５，８０３，９５９号、同第５，５５４，７３９号、同第５，６９８，０１６号、同第５，７１３，９８８号、並びにＰＣＴ国際公開ＷＯ９７／４７６９７号及び同第ＷＯ９７／４７６９９号の明細書で説明されている技術を使用して調製することができる。これらの明細書の記載はここで参照して、その記載の全てを本明細書の記載に含める。
【００２７】
顔料のカチオン改質のために加えられる処理剤（すなわち有機基を有するジアゾニウム塩先駆物質）の全体としての量は、特定の組成物中でのカチオン性顔料のコロイド安定性を達成し、且つ所望の最終製品の用途での任意の特定の性質、例えば耐水性を改良するのに十分な量である。処理剤のレベルが低いことが望ましい場合、有機基を典型的に、使用するカチオン性顔料の窒素表面積（ｍ２）当たり約０．０１〜５．０μｍｏｌの量で加えることが分かっている。処理剤が従来のレベルであることが望ましい場合、有機基を典型的に、使用するカチオン性顔料の窒素表面積（ｍ２）当たり約５．０〜５０．０μｍｏｌの量で加えること（すなわち反応溶液中に存在させること）が分かっている。最後に、反応混合物のｐＨは特定の処理剤及び最も効率的な反応条件に依存して変化させてもよいこと、またこれは例えば適当な場合にはほぼ中性のｐＨでよいことを当業者は認識できる。
【００２８】
得られるカチオン性顔料生成物は、例えばろ過のような洗浄によって純化して、未反応原料、副生成塩、及び他の反応不純物を除去することができる。生成物は、例えば蒸発によって分離することができ、又は当業者に既知の技術を使用してろ過及び乾燥によって回収することができる。本発明のカチオン性顔料の分散体を、更に純化又は分級して、製造プロセスの結果として分散体中に共に存在することがある不純物及び他の望ましくない遊離種を除去することができる。好ましい態様では、カチオン性顔料分散体に、遠心分離のような分級工程を行って、サイズが約１．０μｍよりも大きい粒子、好ましくはサイズが約０．５μｍよりも大きい粒子を実質的に除去する。更に、好ましくは分散体を純化して、未反応処理剤のような全ての好ましくない遊離種を除去する。膜又はイオン交換を使用する限外ろ過／浸透ろ過の既知の技術を使用して分散体を純化し、実質的な量の遊離イオン種及び望ましくない種を除去することができる。また好ましくは、随意の対イオン交換を行い、それによって表面改質有色顔料の一部を構成する対イオンを、他の対イオンで交換又は置換することができる。これは、限外ろ過、逆浸透、及びイオン交換カラム等のような既知のイオン交換技術を利用する。そのような追加の分級及び純化方法は、１９９９年１月２９日付出願の米国特許出願第０９／２４０，２９１号明細書で比較的完全に開示されている。この特許出願明細書の記載は、ここで参照することによりその全てを本明細書の記載に含める。
【００２９】
本発明のカチオン性顔料は、随意に従来の顔料を含む水又は溶媒に基づく組成物中で使用することができる。インク組成物に関する以下の記載は、例えばコーティング、紙、インク、トナー、接着剤、ラテックス、布地及び繊維のための他の液体系にも同様に適用することができる。更に、米国特許第５，８５１，２８０号、同第５，８３７，０４５号、同第５，８０３，９５９号、同第５，６７２，１９８号、同第５，５７１，３１１号、同第５，６３０，８６８号、同第５，７０７，４３２号、同第５，８０３，９５９号、同第５，５５４，７３９号、同第５，６９８，０１６号、同第５，７１３，９８８号、並びにＰＣＴ国際公開ＷＯ９７／４７６９７号、同ＷＯ９７／４７６９９号及び同ＷＯ９９／０５５７５号の明細書は、コーティング、紙、インク、布地及び／又はトナー等へのカーボンブラック及び／又は他の顔料等の導入を説明しており、本発明のカチオン性顔料のためにもこれを等しく適用することができる。これらの明細書の記載はここで参照して、その記載の全てを本明細書の記載に含める。
【００３０】
本発明の方法によって調製したカチオン性顔料を含むインク組成物は、イメージングの用途、特にインクジェットインクの用途で使用するのに適当であることが分かっている。そのようなインク及びインクジェット組成物は、好ましくは改良された調合性と貯蔵安定性とを示す。更にそのようなインク及びインクジェット組成物でもたらされたイメージは、好ましくは良好な耐水性及び色強度を示す。
【００３１】
本発明のカチオン性顔料は、インクの性能に好ましくない影響を与えずに所望のイメージの質、例えば光学濃度を提供するのに効果的な量で、水又は溶媒に基づくインク又はインクジェットインク組成物中に存在する。カチオン性顔料は、インク組成物の重量に基づいて、典型的に約１％〜約２０％、好ましくは約２％〜約１０％の量で存在する。更にカチオン性顔料は典型的に、液体ビヒクル中での顔料の安定なコロイドサスペンションを可能にし、また所望の印刷の用途で使用するときのインク流路及びノズルの閉塞を防ぐために可能な限り小さい。例えば熱インクジェットプリンターで使用するためのカチオン性顔料の好ましい平均粒度は、一般に１．０μｍ未満、好ましくは約０．０１μｍ〜約０．３μｍの範囲である。また分散体安定性は、対アニオンを適当に選択することによって最適化することができ、また対アニオンは、インク組成物のような液体系の粘度の制御にも貢献できる。例えば対アニオンがフッ素イオンである場合、良好な粘度を達成することができる。
【００３２】
本発明のインク組成物は、当業者に既知の従来の技術によって、例えば適当な水又は溶媒に基づく媒体中で所望の成分を組み合わせる又は混合することによって調製することができる。インク及びインクジェット組成物が水に基づく系である場合、有意の量の水、好ましくは蒸留水又は脱イオン水を典型的に使用する。例えば水又は同様な媒体の量は、インク又はインクジェット組成物の重量に基づいて、典型的に約５０％〜約９５％、好ましくは約６０％〜約８０％である。
【００３３】
本発明のインク及びインクジェット組成物は、適当な塩基、例えば水酸化ナトリウム、水酸化アンモニウム、トリエチルアミン、ジメチルエタノールアミン等、又は適当な酸、例えば無機酸、塩酸、硫酸等を加えることによって、所望のｐＨに緩衝することができる。更に、インク組成物に可溶なポリマーを加えて、インク組成物によってもたらされるイメージの耐水性、耐摩擦性及び／又は耐汚性を改良することができる。ここで「可溶性」という用語は、ポリマーがインクビヒクルに溶解して、一相の系を作ることを意味している。これらのポリマーとしては例えば、ポリビニルアルコール、ポリエステル、ポリエステルメラミン、スチレン−アクリル酸コポリマー、スチレン−マレイン酸コポリマー、スチレン−マレイン酸−アルキルアクリレートコポリマー、スチレン−メタクリル酸コポリマー、スチレン−メタクリル酸−アルキルアクリレートコポリマー、スチレン−マレイン酸半エステルコポリマー、ビニルナフタレン−アクリル酸コポリマー、ビニルナフタレン−マレイン酸コポリマー、及びそれらの塩を挙げることができる。更なるポリマーとしては、ＰＣＴ国際公開ＷＯ９６／１８６８８号明細書で挙げられているような、ポリビニルイミダゾール、ポリビニルイミダゾール誘導体、ビニルイミダゾールのコポリマー、ビニルイミダゾール誘導体のコポリマー、ポリビニルピリジン、ポリビニルピリジン誘導体、ビニルピリジンのコポリマー、ビニルピリジン誘導体のコポリマー、ポリエチレンイミン、ポリエチレンイミン誘導体、それらの混合物を挙げることができる。この明細書の記載はここで参照して、その全てを本明細書の記載に含める。
【００３４】
適当な添加剤もインク又はインクジェット組成物に加えて、組成物の安定性を維持しながら、いくつかの所望の性質を与えることができる。例えば界面活性剤又は適当なポリマーを使用して、インク組成物中の有色顔料のコロイド安定性を更に改良することができる。他の添加剤も当該技術分野では既知であり、その例としては湿潤剤、殺生物剤、結合剤、乾燥促進剤、浸透剤等がある。湿潤剤の例としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、グリセリン、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、アルカンジオール、アミド、エーテル、カルボン酸、エステル、アルコール、有機硫化物、有機スルホキシド、スルホン、アルコール誘導体、２−ピロリドン、エーテル誘導体、アミノアルコール、及びケトンを挙げることができる。特定の添加剤の量は様々な要素に依存して変化するが、一般に０％〜４０％、好ましくは０．１％〜１０％の量で存在する。但しこの範囲外の量であってもよい。ある種の対アニオン、例えばポリヒドロキシル化酸は、顔料に結合して湿潤剤としても作用することができる。このことの利点は、組成物中での遊離した湿潤剤の使用を避けることである。
【００３５】
印刷イメージは、本発明のインク又はインクジェット組成物を適当な印刷装置で使用して、基材上にイメージを作ることによって、本発明のインク又はインクジェット組成物で作ることができる。適当なインクジェットプリンターとしては、例えば熱プリンター、圧電プリンター、連続プリンター、バルブプリンター等を挙げることができる。同様に、任意の基材を使用することができる。基材の例としては、平らな紙、ボンド紙、コート紙、透明材料、布地材料、プラスチック、ポリマーフィルム、無機基材等を挙げることができる。
【００３６】
上述のように本発明のカチオン性顔料は、他の水又は溶媒に基づく系、例えば限定するわけではないが、コーティング、ペイント、紙、接着剤、ラテックス、トナー、布地及び繊維で使用することができる。例えば水又は溶媒に基づく系は、カチオン性顔料と適当な樹脂、例えばアルキド樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、シリケート樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂等とを組み合わせる又は混合することによって調製できる。
【００３７】
以下では、限定をしない例によって本発明を説明する。
【００３８】
例１：カチオン性顔料の調製
１８８ｍｌの脱イオン水中の１３．０２ｇのＮ−（４−アミノフェニル）亜硝酸ピリジニウムの溶液を、適当な反応混合器内で、表面積が２００ｍ２／ｇでＤＢＰＡが１１７ｍｌ／１００ｇの１００ｇのカーボンブラックと組み合わせ、得られる混合物を７０℃で加熱した。これに、３７．８ｍｌの１０％亜硝酸を加え、７０〜８０℃で２〜３時間にわたって混合した。この間に、ジアゾニウム塩Ｎ２Ｃ６Ｈ４ＮＣ５Ｈ５２＋が形成されカーボンブラックと反応して、泡が放出された。得られた分散体に初めに、約１５，０００のｇ力及び約６００ｍｌ／分の流量で、Ｃａｒｒ連続遠心分離によって遠心分離処理を行い、その後で透過液が無色になるまで限外ろ過／膜ろ過によって純化し、ろ過して０．５μｍまでにした。カチオン性顔料生成物には−Ｃ６Ｈ４ＮＣ５Ｈ５＋基が結合しており、対応する対アニオンはＮＯ３−であった。
【００３９】
表１で説明する対アニオンを有するカチオン性顔料を、以下の方法のうちの一方を使用して調製した。
【００４０】
方法Ａ
ＩＲＡ４０２（ＯＨ）アニオン交換樹脂を保持している１インチガラスカラムに、カチオン性顔料分散体を通して、対応する水酸化物を作った。これに、１当量の所望の対アニオンを有する酸を加えた。例えば例３のカチオン性顔料１５％分散体２００ｇは、６０ｍｌのアニオン交換樹脂を保持しているカラムに通した。得られた流出物を回収し、撹拌しながら、９５％のギ酸１７９．８ｍｇを９２．７７ｇの流出物に滴下して、例１７の生成物を得た。他の例も同様に調製した。但し、酸のタイプ及び量は、顔料分散体のための所望の対アニオンに依存して異なっている。
【００４１】
方法Ｂ
ＩＲＡ４０２（ＯＨ）アニオン交換樹脂を、目的の対応する対アニオンで初めに活性化した（所望の対アニオンのナトリウム塩の１０％水溶液を使用）。その後、活性化した樹脂を使用して、カラム又はバッチ交換法によって、カチオン性顔料分散体のアニオン交換を行った。
【００４２】
カチオン性顔料の粒度分布は、ＭＩＣＲＯＴＲＡＣ（商標）超微細粒子解析装置（米国ミネソタ州ミネアポリスのＨｏｎｅｙｗｅｌｌから入手可能）を使用して測定した。ここでは以下の条件を使用した：不透明で非球形の粒子、粒子密度１．８６ｇ／ｍ３、分散液としての水、試験時間６分間。
【００４３】
例２：カチオン性顔料の調製
１９１ｍｌの脱イオン水中の９．５５ｇのＮ−（４−アミノフェニル）亜硝酸ピリジニウムの溶液を、適当な反応混合器内で、表面積が２００ｍ２／ｇでＤＢＰＡが１１７ｍｌ／１００ｇの１００ｇのカーボンブラックと組み合わせ、得られる混合物を７０℃で加熱した。これに、２７．７ｍｌの１０％亜硝酸を加え、７０〜８０℃で２〜３時間にわたって混合を継続した。この間に、ジアゾニウム塩Ｎ２Ｃ６Ｈ４ＮＣ５Ｈ５２＋が形成されカーボンブラックと反応して、泡が放出された。得られた分散体に初めに、例１のようにして遠心分離処理を行い、その後で透過液が無色になるまで限外ろ過／膜ろ過によって純化し、ろ過して０．５μｍまでにした。カチオン性顔料生成物には−Ｃ６Ｈ４ＮＣ５Ｈ５＋基が結合しており、対応する対アニオンはＮＯ３−であった。
【００４４】
表１の対アニオンを有するカチオン性顔料は、上述の例１で説明するようにして、方法Ａ又はＢのいずれかを使用して調製した。
【００４５】
カチオン性顔料の粒度分布は、例１で挙げたのと同じ方法を使用して測定し、例２に示した。
【００４６】
【表１】
0005026637.tif 000003
省略記号
ＭＥＥＡ：２−（２−（２−メトキシエトキシ）エトキシ）酢酸（Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ社）
ＰＥＧ１：ポリ（エチレングリコール）（７５０）モノカルボキシメチルエーテルモノメチルエーテル（Ｐｏｌｙｓｃｉｅｎｃｅｓ社）
ｎ．ｄ．：測定せず
【００４７】
表１の例１〜１０及び１７〜１９は、対アニオンが変化したときの粘度の変化を説明している。それぞれの分散体の固体含有率が約１５％のときの粘度の測定は、フッ素イオンが最も低い分散体粘度をもたらすことを示した。特に熱滴下要求（ｔｈｅｒｍａｌ  ｄｒｏｐ−ｏｎ−ｄｅｍａｎｄ）プリントヘッドでは、低粘度インクジェットインクが望ましい程度までは、低粘度顔料分散体が非常に有益である。示されているデータから、例５（酢酸イオン）、例６（フッ素イオン）及び例１０（イセチオン酸イオン）が、亜硝酸イオンと比べて（すなわち例２と比べて）改良された粘度を示すことが分かる。
【００４８】
【表２】
0005026637.tif 000004
＊粒度分布は、例１で示される条件を使用して決定した。
【００４９】
本発明のカチオン顔料は、水性媒体に容易に分散させることができ、また良好な色彩を示した。
【００５０】
例３：インクジェットインクの調製
例１〜１９の様々なカチオン性カーボンブラック分散体（顔料を蒸留水に加えて、水性分散体を作った）を、インクジェットインクにした。このインクジェットインクは、５％のカチオン性顔料、７．０％のグリセロール、７％のトリメチロールプロパン、５％のジ（エチレングリコール）、及び蒸留残部の水を含んでいる。
【００５１】
得られたインクを使用して、一連の標準の紙（Ｘｅｒｏｘ４０２４  ｄｐ２０、Ｆｏｘ  Ｂｏｎｄ２５％コットン、及びＣａｎｏｎの紙ＮＳＫ、ＮＤＫ、ＫＧ及びＮＤ）に黒色の印刷を行った。光学濃度、耐水性及び縁明確度の値を測定／観察して、表３に示している。光学濃度（ＯＤ）は、Ｍａｃｂｅｔｈ濃度計ＲＤ９１５Ｓ（ニューヨーク州ニューウィンザーのＧｒｅｔａｇｍａｃｂｅｔｈ  ＬＬＣから入手可能）を使用して、ＡＮＳＩ法ＣＧＡＴＳ，４−１９９３に従って決定した。耐水性（ＷＦ）は、初めに印刷物を約４５°の角度でぶら下げ、所定の期間（印刷後１分、印刷後５分等）で２５ｍｌの水を噴出し、そして色の移動を観察することによって決定した。ここで、噴霧した水が透明で流れた時点で、印刷が耐水性であると考える。縁明確度又は色間にじみは、本発明の顔料インクジェットインクを従来の染料に基づくインクジェットインク（好ましくは黄色）に直接に隣接させて印刷した印刷試験パターンを観察することによって質的に決定した。印刷後に、これら２つの印刷インクの界面を示す縁を、一方のインクが他方のインクににじむ及び／又は移動することが観察されるかについて試験した。色間にじみが観察されない場合を「Ｅ」で示し、わずかな色間にじみがあった場合を「Ｇ」で示し、有意の色間にじみがあった場合を「Ｆ」で示している。
【００５２】
【表３】
0005026637.tif 000005
＊Ｘｅｒｏｘ４０２４  ＤＰ２０、Ｆｏｘ  Ｒｉｖｅｒ  Ｂｏｎｄ２５％コットン、並びにＣａｎｏｎのＮＳＫ、ＮＤＫ、ＫＧ及びＮＤの６つのタイプの紙で得られた平均値
＊＊Ｆ＝失敗、Ｇ＝良、Ｅ＝優秀
【００５３】
表３の例から、上述のいずれの例を使用してインクジェットインクを調製しても、優秀なＯＤ及び縁明確度が得られることが分かった。亜硝酸イオンの例と比較したときの耐水性の改良は、例１１、１２、１４、１５及び１８で観察されている。
【００５４】
ここで、上述のカチオン性顔料を含有するインクは、大きい縁明確度、大きい光学濃度、早い乾燥時間、大きい耐水性、優秀な保存安定性、及び良好な耐汚性を示す。
【００５５】
本発明のカチオン性顔料は、最適化されていない組成物中であっても、良好な印刷性能を示し、また商業的に入手可能な染料及び顔料の有色製品の代替として魅力的である。得られるインクジェットインクは、美観的に好ましい黒色の印刷を提供する。
【００５６】
上述のように、本発明の方法によって調製されたカチオン性顔料は、水又は溶媒に基づく幅広い用途で有益であり、特に所望の色及び強度を提供するインク組成物で有益である。従来の顔料と違って、本発明による表面改質有色顔料は所望の液体ビヒクルに容易に分散させることができる。更に、本発明による表面改質有色顔料は液体ビヒクル中においてコロイドとして安定であり、従来の磨砕も分散剤の補助も必要ではない。本発明による表面改質有色顔料は、液体ビヒクルに分散させるために低剪断混合又は撹拌のみを必要とする。
【００５７】
上述の本発明の説明は説明のためだけのものであり、本発明を限定するものではない。従って当業者は、上述の技術を参照して又は本発明を実施して、変更又は変形を行うことができる。本発明の態様は本発明の原理を説明するために選択され記載されたものであり、従って当業者は、意図する特定の用途に適当なように、様々な変更を行って本発明の様々な態様を使用することができる。本発明の範囲は特許請求の範囲及びその均等物で定義されている。