特開2022-83430高粘度ラテックスから作製された水性インクジェットインク組成物
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022083430
(43)【公開日】2022-06-03
(54)【発明の名称】高粘度ラテックスから作製された水性インクジェットインク組成物
(51)【国際特許分類】
C09D 11/30 20140101AFI20220527BHJP
B41M 5/00 20060101ALI20220527BHJP
B41J 2/01 20060101ALI20220527BHJP
C08F 212/08 20060101ALI20220527BHJP
【ＦＩ】
C09D11/30
B41M5/00 120
B41J2/01 501
C08F212/08
【審査請求】未請求
【請求項の数】20
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021189534
(22)【出願日】2021-11-22
(31)【優先権主張番号】17/102,969
(32)【優先日】2020-11-24
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】17/230,178
(32)【優先日】2021-04-14
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(71)【出願人】
【識別番号】596170170
【氏名又は名称】ゼロックス コーポレイション
【氏名又は名称原語表記】ＸＥＲＯＸ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
(74)【代理人】
【識別番号】100094569
【弁理士】
【氏名又は名称】田中 伸一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100109070
【弁理士】
【氏名又は名称】須田 洋之
(74)【代理人】
【識別番号】100119013
【弁理士】
【氏名又は名称】山崎 一夫
(74)【代理人】
【識別番号】100123777
【弁理士】
【氏名又は名称】市川 さつき
(74)【代理人】
【識別番号】100111796
【弁理士】
【氏名又は名称】服部 博信
(72)【発明者】
【氏名】セペール・テフラニ
(72)【発明者】
【氏名】シド・モシン・アリ
(72)【発明者】
【氏名】カルロス・ドンドン
(72)【発明者】
【氏名】ビビー・エスター・アブラハム
(72)【発明者】
【氏名】シー．・ゲオフェリー・アレン
(72)【発明者】
【氏名】ミハエラ・マリア・ビロウ
(72)【発明者】
【氏名】ジェニファー・エル．・ベレリー
【テーマコード（参考）】
2C056
2H186
4J039
4J100
【Ｆターム（参考）】
2C056EA13
2C056FC01
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2H186BA11
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4J100JA07
(57)【要約】 （修正有）
【課題】水性インクジェットインク組成物を提供する。
【解決手段】一実施形態では、このような水性インクジェットインク組成物は、水と、樹脂粒子と、着色剤と、任意選択的にワックスとを含む。樹脂粒子は、モノマー、酸性モノマー、親水性モノマー、二官能性モノマー、及び反応性界面活性剤を含む反応物質の重合生成物を含む。酸性モノマー、親水性モノマー、及び二官能性モノマーは、樹脂粒子中に約１０重量％～約３０重量％の範囲の量で存在し得る。水性インクジェットインク組成物の形成方法及び使用方法も提供される。
【選択図】図１
【解決手段】一実施形態では、このような水性インクジェットインク組成物は、水と、樹脂粒子と、着色剤と、任意選択的にワックスとを含む。樹脂粒子は、モノマー、酸性モノマー、親水性モノマー、二官能性モノマー、及び反応性界面活性剤を含む反応物質の重合生成物を含む。酸性モノマー、親水性モノマー、及び二官能性モノマーは、樹脂粒子中に約１０重量％～約３０重量％の範囲の量で存在し得る。水性インクジェットインク組成物の形成方法及び使用方法も提供される。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
水と、樹脂粒子と、着色剤と、任意選択的にワックスとを含む水性インクジェットインク組成物であって、前記樹脂粒子が、モノマー、酸性モノマー、親水性モノマー、二官能性モノマー、及び反応性界面活性剤を含む反応物質の重合生成物を含み、前記酸性モノマー、前記親水性モノマー、及び前記二官能性モノマーが一緒に、前記樹脂粒子中に約１０重量％～約３０重量％の範囲の量で存在する、水性インクジェットインク組成物。
【請求項2】
前記量が、約１５重量％～約３０重量％である、請求項１に記載の水性インクジェットインク組成物。
【請求項3】
前記水性インクジェットインク組成物が、前記樹脂粒子以外の結合剤樹脂を有さない、請求項１に記載の水性インクジェットインク組成物。
【請求項4】
前記ワックスを含み、前記ワックスが、ナノスケールのアニオン性ワックスエマルションである、請求項１に記載の水性インクジェットインク組成物。
【請求項5】
前記親水性モノマーが、ヒドロキシル部分、グリコール部分、又はそれらの両方を含む、請求項１に記載の水性インクジェットインク組成物。
【請求項6】
前記親水性モノマーが、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ｎ－ヒドロキシエチル（メタ）アクリルアミド、ヒドロキシプロピル（メタ）クリレート、ヒドロキシプロピル（メタ）アクリルアミド、エチレングリコール（メタ）アクリレート、プロピレングリコール（メタ）アクリレート、ポリ（エチレングリコール）（メタ）アクリレート、及びポリ（プロピレングリコール）（メタ）アクリレートから選択される、請求項１に記載の水性インクジェットインク組成物。
【請求項7】
前記親水性モノマーが、約１８５ｇ／ｍｏｌ～約１５００ｇ／ｍｏｌの範囲の分子量を有するポリ（エチレングリコール）メタアクリレートである、請求項１に記載の水性インクジェットインク組成物。
【請求項8】
前記分子量が、約３６０ｇ／ｍｏｌ～約１５００ｇ／ｍｏｌの範囲である、請求項７に記載の水性インクジェットインク組成物。
【請求項9】
前記二官能性モノマーが、ポリ（エチレングリコール）ジアクリレートである、請求項１に記載の水性インクジェットインク組成物。
【請求項10】
前記反応物質が、スチレン、アルキルアクリレート、メタアクリル酸、スチレンスルホン酸、ポリ（エチレングリコール）メタアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、及びアニオン性エーテル硫酸塩反応性界面活性剤を含む、請求項１に記載の水性インクジェットインク組成物。
【請求項11】
前記二官能性モノマーが、前記樹脂粒子中に約０．０１重量％～約０．８重量％の範囲の量で存在する、請求項１に記載の水性インクジェットインク組成物。
【請求項12】
約３０％の固形分含有量で水中に分散された前記樹脂粒子が、約１０ｃＰ～約１００ｃＰの範囲の室温粘度によって特徴付けられる、請求項１に記載の水性インクジェットインク組成物。
【請求項13】
前記室温粘度が、約１０ｃＰ～約４０ｃＰの範囲である、請求項１２に記載の水性インクジェットインク組成物。
【請求項14】
前記反応物質が、一種類以上の前記モノマー、一種類以上の前記酸性モノマー、種類以上の前記親水性モノマー、一種類以上の前記二官能性モノマー、一種類以上の第１の反応性界面活性剤、一種類以上の連鎖移動剤、及び任意選択的に一種類以上の開始剤からなる、請求項１に記載の水性インクジェットインク組成物。
【請求項15】
前記反応物質が、スチレン、アルキルアクリレート、メタアクリル酸、スチレンスルホン酸、ポリ（エチレングリコール）メタアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、アニオン性エーテル硫酸塩反応性界面活性剤、連鎖移動剤、及び任意選択的に開始剤からなる、請求項１に記載の水性インクジェットインク組成物。
【請求項16】
前記親水性モノマーに結合したシリカナノ粒子を更に含む、請求項１に記載の水性インクジェットインク組成物。
【請求項17】
ナノスケールのアニオン性ワックスエマルションを含み、前記水性インクジェットインク組成物が、前記水性インクジェットインク組成物の約４．５ｎｇの液適を使用して測定したとき、少なくとも約１０の湿式摩擦抵抗、前記水性インクジェットインク組成物の約９ｎｇの液適を使用して測定したとき、少なくとも約２５の湿式摩擦抵抗、又はそれらの両方を呈する、請求項１に記載の水性インクジェットインク組成物。
【請求項18】
前記水性インクジェットインク組成物が、室温で約４０日後に測定したとき、室温で初期粘度と同じ粘度、約６０℃で約３日後に室温で測定したとき、初期粘度と同じ粘度、又はそれらの両方を呈する、請求項１に記載の水性インクジェットインク組成物。
【請求項19】
請求項１に記載の水性インクジェットインク組成物を形成する方法であって、前記着色剤を含む着色剤分散液に前記樹脂粒子を含むラテックスを添加して、前記水性インクジェットインク組成物を形成することを含む、方法。
【請求項20】
請求項１に記載の水性インクジェットインク組成物を使用する方法であって、請求項１に記載の水性インクジェットインク組成物の液滴を基材上に射出して、そこに画像を形成することを含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
（関連出願の相互参照）
本出願は、２０２０年１１月２４日に出願された米国特許出願第１７／１０２，９６９号の一部継続出願であり、その全容は、参照により本明細書に組み込まれる。
本出願は、２０２０年１１月２４日に出願された米国特許出願第１７／１０２，９６９号の一部継続出願であり、その全容は、参照により本明細書に組み込まれる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0002】
水性インクジェットインク組成物のラテックスは、しばしば、水中の疎水性モノマーのエマルション重合又はマイクロエマルション重合によって合成される。ラテックスは、水、水分散性着色剤、及び親水性溶媒と共に水性インクジェットインク組成物に添加される。ラテックスの樹脂粒子は、印刷された画像を保護する水透過性ポリマーフィルムを形成するのを助ける結合剤として作用する。しかしながら、樹脂粒子は、一般に、小さな剛性球体の形態である。水性インクジェットインク組成物の粘度を調整し、それから薄いフィルムの形成を促進するために、他の水溶性樹脂がインク組成物に添加される。しかしながら、水溶性樹脂は、樹脂粒子の凝結及び凝集を誘導し、並びにそれらの静電気安定性を阻害することができる。水溶性樹脂はまた、水性インクジェットインク組成物から印刷された画像の水堅牢度を低減する。
【0003】
本開示は、高粘度ラテックスを形成するための方法を提供する。これらの方法は、固有のラテックス配合及び固有の処理ステップを伴う。方法は、高い粘度及び高いガラス転移温度（Ｔｇ）を有するラテックスを達成することができる。その結果、ラテックスの樹脂粒子は、機械的に堅牢である。同時に、ラテックスを含む水性インクジェットインク組成物は、任意の添加された水溶性樹脂を含まなくても、高品質のフィルムを容易に形成する。水溶性樹脂を除去することにより、水性インクジェットインク組成物から印刷された画像は、優れた摩擦／傷抵抗及び水堅牢度を呈する。高粘度ラテックス及びそれから作製された水性インクジェットインク組成物もまた、本開示により包含される。
【0004】
水性インクジェットインク組成物が提供される。一実施形態では、このような水性インクジェットインク組成物は、水と、樹脂粒子と、着色剤と、任意選択的にワックスとを含む。樹脂粒子は、モノマー、酸性モノマー、親水性モノマー、二官能性モノマー、及び反応性界面活性剤を含む反応物質の重合生成物を含む。酸性モノマー、親水性モノマー、及び二官能性モノマーは、樹脂粒子中に約１０重量％～約３０重量％の範囲の量で存在する。水性インクジェットインク組成物の形成方法及び使用方法も提供される。
【0005】
本開示の他の主要な特徴及び利点は、以下の図面、発明を実施するための形態、及び添付の特許請求の範囲を検討すると当業者には明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0006】
以下、本開示の例示的な実施形態を、添付の図面を参照して説明する。
【0007】
【0008】
【発明を実施するための形態】
【0009】
高粘度ラテックス
【0010】
一態様では、高粘度ラテックスを形成する方法が提供される。ラテックスは、本方法によるある特定のモノマーから合成された樹脂粒子を含み、これは以下で更に説明される。以下のモノマー及びこれらの組み合わせを使用することができる（例えば、「（メタ）アクリレート」のような「（メタ）」の使用は、アクリレート及びメタアクリレートの両方を指す）：スチレン；メチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、ドデシルアクリレート、ｎ－オクチルアクリレート、２－クロロエチルアクリレート、メチルメタアクリレート、エチルメタアクリレート、及びブチルメタアクリレートなどのアルキル（メタ）アクリレート；β－カルボキシエチルアクリレート（β－ＣＥＡ）、フェニルアクリレート、メチルアルファクロロアクリレート；ブタジエン；イソプレン；メタアクリロニトリル；アクリロニトリル；ビニルメチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル、及びビニルエチルエーテルなどのビニルエーテル；ビニルアセテート、ビニルプロピオネート、ビニルベンゾエート、及びビニルブチレートなどのビニルエステル；ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、及びメチルイソプロペニルケトンなどのビニルケトン；塩化ビニリデン及びクロロフッ化ビニリデンなどのハロゲン化ビニリデン；Ｎ－ビニルインドール；Ｎ－ビニルピロリドン；メタアクリレート；アクリルアミド；メタアクリルアミド；ビニルピリジン；ビニルピロリドン；ビニル－Ｎ－メチルピリジニウムクロリド；ビニルナフタレン；Ｐ－クロロスチレン；塩化ビニル；臭化ビニル；フッ化ビニル；エチレン；プロピレン；ブチレン；並びにイソブチレン。実施形態では、ラテックスの樹脂粒子を形成するために使用されるモノマーは、スチレン及びアルキルアクリレートを含む。
【0011】
酸性モノマーは、（メタ）アクリル酸モノマー、スルホン酸モノマー、スルホン酸塩モノマー、及びこれらの組み合わせを含む、高粘度ラテックスの樹脂粒子を形成するために使用され得る。例示的な酸性モノマーとしては、アクリル酸、メタアクリル酸、エタアクリル酸、ジメチルアクリル酸、無水マレイン酸、マレイン酸、スチレンスルホン酸、ビニルスルホネート、シアノアクリル酸、ビニル酢酸、アリル酢酸、エチリジン酢酸、プロピリジン酢酸、クロトン酸、フマル酸、イタコン酸、ソルビン酸、アンゲリカ酸、ケイ皮酸、スチリルアクリル酸、シトラコン酸、グルタコン酸、アコニット酸、フェニルアクリル酸、アクリルオキシプロピオン酸、アコニット酸、フェニルアクリル酸、アクリルオキシプロピオン酸、ビニル安息香酸、Ｎ－ビニルスクシンアミジン酸、メサコン酸、メタアクロイルアラニン、アクリロイルヒドロキシグリシン、スルホエチルメタアクリル酸、スルホプロピルアクリル酸、スチレンスルホン酸、スルホエチルアクリル酸、２－メタアクリロイルオキシメタン－１－スルホン酸、３－メタアクリロイルオキシプロパン－１－スルホン酸、３－（ビニルオキシ）プロパン－１－スルホン酸、エチレンスルホン酸、ビニル硫酸、４－ビニルフェニル硫酸、エチレンホスホン酸、ビニルリン酸、ビニル安息香酸、２－アクリルアミド－２－メチル－１－プロパンスルホン酸、及びこれらの組み合わせが挙げられる。これらの酸性モノマーはまた、その塩、例えば、スルホン酸の塩も包含する。
【0012】
実施形態では、２つの異なる酸性モノマーは、各々が異なるｐＫａ値を有する高粘度ラテックスの樹脂粒子を形成するために使用される。２つの異なる酸性モノマーのｐＫａ値は、少なくとも２単位、少なくとも３単位、少なくとも４単位、又は少なくとも５単位互いに異なっていてもよい。実施形態では、２つの異なる酸性モノマーは、０．１～１０の範囲の重量比で樹脂粒子を形成するために使用されるモノマーエマルション中に存在する。これは、０．５～８及び１～６の範囲を含む。実施形態では、樹脂粒子を形成するために使用される２つの異なる種類の酸性モノマーは、メタアクリル酸及びスルホン酸を含む。
【0013】
親水性モノマーは、高粘度ラテックスの樹脂粒子を形成するために使用され得る。用語「親水性モノマー」は、上に記載される「酸性モノマー」と区別される。すなわち、選択された酸性モノマーはまた親水性であってもよいが、これらの用語は、異なる、化学的に別々の種のモノマーを指す。親水性モノマーは、概して、単官能性であり、すなわち、単一の重合性基を含む。好適な親水性モノマーは、親水性モノマーの水結合部分と水素結合部分との間に形成された水素結合を介して、比較的相当な量の水を吸収することができるものである。ヒドロキシル部分及びグリコール部分は、例示的な水素結合部分である。例えば、グリコール含有鎖が相当量の水を吸収することができるため、ポリ（エチレングリコール）－及びポリ（プロピレングリコール）系親水性モノマーが特に有用である。好適な親水性モノマーはまた、水素結合部分が樹脂粒子の表面から周囲の水性媒体に延びるように、樹脂粒子の表面付近で重合するものである。このように、樹脂粒子への親水性モノマーの組み込みは、本発明のラテックスの高粘度に寄与する。
【0014】
しかしながら、親水性モノマーを、特に本明細書に記載される量で、疎水性モノマー、例えば、スチレン、アルキル（メタ）アクリレートを含む樹脂粒子に組み込むことが特に困難である。これは、他の所望のモノマーと共重合して樹脂粒子を形成する代わりに、親水性モノマーは、周囲の水性媒体中で溶液重合を受ける傾向があるためである。更に、組み込まれていない親水性モノマーは、経時的に水性インクジェットインク組成物の水性媒体中に樹脂粒子から浸出する傾向がある。本開示は、これらの困難に対処する、本明細書に開示される固有のラテックス配合及びラテックス処理ステップに基づく。
【0015】
上述のように、例示的な親水性モノマーとしては、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ｎ－ヒドロキシエチル（メタ）アクリルアミド、ヒドロキシプロピル（メタ）クリレート、及びヒドロキシプロピル（メタ）アクリルアミドなどのヒドロキシル部分を含むものが挙げられる。他の例示的な親水性モノマーとしては、エチレングリコール（メタ）アクリレート及びプロピレングリコール（メタ）アクリレートなどのグリコール部分を含むものが挙げられる。ポリ（エチレングリコール）（メタ）アクリレート及びポリ（プロピレングリコール）（メタ）アクリレートは、他の例である。実施形態では、親水性モノマーは、１８５ｇ／ｍｏｌ～１５００ｇ／ｍｏｌの範囲の分子量を有するポリ（エチレングリコール）（メタ）アクリレートである。これは、３６０ｇ／ｍｏｌ～１５００ｇ／ｍｏｌ、及び５００ｇ／ｍｏｌ～１０００ｇ／ｍｏｌの範囲を含む。実施形態では、親水性モノマーは、２６０ｇ／ｍｏｌ～１０００ｇ／ｍｏｌの範囲の分子量を有するポリ（プロピレングリコール）（メタ）アクリレートである。これは、３６０ｇ／ｍｏｌ～１０００ｇ／ｍｏｌ、及び５００ｇ／ｍｏｌ～１０００ｇ／ｍｏｌの範囲を含む。これらの分子量の値は、ゲル浸透クロマトグラフィーを使用して決定することができる。本明細書に記載される親水性モノマーの種類は、本明細書に記載される困難に対処しながら本明細書に記載される粘度を達成するのに特に有用であることが見出されている。
【0016】
多官能性モノマーは、高粘度ラテックスの樹脂粒子、すなわち、２つ以上の重合性基（例えば、２つ、３つ、４つ）を含むものを形成するために使用され得る。これらは、樹脂粒子内の架橋を促進するため有用である。例示的な多官能性モノマーとしては、ポリ（エチレングリコール）ジ（メタ）アクリレート、例えば、２５０ｇ／ｍｏｌの分子量を有するポリ（エチレングリコール）ジアクリレートなどの二官能性モノマーが挙げられる。２１４ｇ／ｍｏｌ～１０００ｇ／ｍｏｌ、２１４ｇ／ｍｏｌ～５００ｇ／ｍｏｌ、及び２１４ｇ／ｍｏｌ～３００ｇ／ｍｏｌの範囲の分子量を有するものを含む他のポリ（エチレングリコール）ジ（メタ）アクリレートが使用され得る。これらの分子量の値は、ゲル浸透クロマトグラフィーを使用して決定することができる。これらの種類の二官能性モノマーは、本明細書に記載される粘度を達成するのに特に有用であることが見出されている。これらの二官能性モノマーはまた、上記のように親水性であるとみなされてもよい。他の親水性二官能性モノマーとしては、ジエチレングリコールジアクリレート、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＃４００ジアクリレート、ポリエチレングリコール＃６００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などのエーテル結合を含むアルキル鎖と結合したジアクリレート化合物、及びこれらの化合物のアクリレートをメタアクリレートと置換することによって得られる化合物、ポリオキシエチレン（２）－２，２－ビス（４－ヒドロキシフェニル）プロパンジアクリレート、ポリオキシエチレン（４）－２，２－ビス（４－ヒドロキシフェニル）プロパンジアクリレートなどの芳香族基及びエーテル結合を含む鎖と結合したジアクリレート化合物、並びにこれらの化合物のアクリレートをメタアクリレートと置換することによって得られる化合物が挙げられる。他の二官能性モノマーとしては、イソプレン及びブタジエンなどのジエン化合物、ジビニルベンゼン及びジビニルナフタレンなどの芳香族ジビニル化合物、エチレングリコールジアクリレート、１，３－ブチ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、１，５－ペン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、１，１０－ドデカ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などの、アルキル鎖と結合したジアクリレート化合物、並びにこれらの化合物のアクリレートをメタアクリレートと置換することによって得られる化合物が挙げられる。多官能性モノマーには、ペンタエリスリトールトリアクリレート、トリメチロールメタントリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、オリゴエステルアクリレート、及びこれらの化合物のアクリレートをメタアクリレートと置換することによって得られる化合物が含まれる。
【0017】
反応性界面活性剤は、高粘度ラテックスの樹脂粒子を形成するために使用され得る。好適な反応性界面活性剤は、それらが樹脂粒子に組み込まれるような重合性（及びしたがって反応性）基を含む。例示的な反応性界面活性剤としては、Ｈｉｔｅｎｏｌ ＢＣ１０－２５などの市販のＨｉｔｅｎｏｌ ＢＣシリーズのものなどのアニオン性エーテル硫酸塩反応性界面活性剤が挙げられる。他の好適な反応性界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸アンモニウム、Ｈｉｔｅｎｏｌ ＢＣ－１０、ＢＣ－２０、ＢＣ－２０２０、ＢＣ－３０；Ｈｉｔｅｎｏｌ ＡＲ－１０、ＡＲ－２０、ＡＲ１０－２５、ＡＲ－２０２０を含むポリオキシエチレンスチレン化フェニルエーテル硫酸アンモニウム；Ｎｏｉｇｅｎ ＲＮ－１０、ＲＮ－２０、ＲＮ－３０、ＲＮ－４０、ＲＮ－５０６５を含む非イオン性ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル；及びＥ－ｓｐｅｒｓｅ ＲＸ－２０１、ＲＸ－２０２、ＲＸ－２０３、ＲＳ－１５９６、ＲＳ－１６１６、ＲＳ－１６１７、ＲＳ－１６１８、ＲＳ－１６８４を含むＥｔｈｏｘから入手可能な反応性界面活性剤が挙げられる。
【0018】
連鎖移動剤は、高粘度ラテックスを形成するために使用され得る。連鎖移動剤は、メルカプタン又はチオールであり得る。好適な連鎖移動剤としては、ｎ－ドデシルメルカプタン（n-dodecylmercaptan、ＮＤＭ）、ｎ－ドデカンチオールド（n-dodecanethiol、ＤＤＴ）、ｔｅｒｔ－ドデシルメルカプタン、１－ブタンチオール、２－ブタンチオール、オクタンチオール、及びこれらの組み合わせが挙げられる。四臭化炭素、四塩化炭素、及びこれらの組み合わせなどのハロゲン化炭素は、連鎖移動剤として使用され得る。
【0019】
高粘度ラテックスを形成する際、上に記載されるモノマーのうちのいずれかを、溶媒を含むモノマーエマルション中で使用することができる。水は、溶媒として一般に使用されるが、水溶性又は水混和性有機溶媒（例えば、エタノール）も含まれ得る。モノマーの種類及びそれらの相対量は、その粘度及びガラスガラス転移温度Ｔｇを含む、樹脂粒子／ラテックスの特性を調整するために選択されてもよい。しかしながら、以下の量は、本明細書に開示される範囲内の粘度及びＴｇ値を有する樹脂粒子を得るために有用であることが見出されている。
【0020】
酸性モノマーは、１．５重量％～１５重量％の範囲の量で、モノマーエマルション中で使用され得る。（ここで、重量％は、（酸性モノマーの総重量）／（反応性界面活性剤を除くモノマーエマルション中のモノマーの総重量）＊１００を指す）。この範囲は、５重量％～１０重量％を含む。上記のように、異なるｐＫａ値を有する２つの異なる種類の酸性モノマーを、上に記載される重量比で使用してもよい。親水性モノマーは、１重量％～１５重量％の範囲の量で、モノマーエマルション中で使用され得る。（重量％は、酸性モノマーについて記載されるものと類似の意味を有する。）この範囲は、２重量％～１５重量％、及び５重量％～１５重量％を含む。二官能性モノマーを含む多官能性モノマーは、同様の量で、モノマーエマルション中で使用され得る。しかしながら、水性インクジェットインク組成物の安定性は、多官能性モノマーの量の影響を非常に受けやすいことが判明している。したがって、実施形態では、量は、０．０１重量％～０．８重量％、０．０３重量％～０．３重量％、又は０．４重量％～０．６重量％の範囲である。他のモノマー（例えば、スチレン、アルキル（メタ）アクリレート）は、７０重量％～９７重量％の範囲の量で存在してもよい。（重量％は、酸性モノマーについて記載されるものと類似の意味を有する。）この範囲は、７５重量％～９０重量％を含む。
【0021】
合わせて、酸性モノマー、親水性モノマー、及び多官能性モノマー（例えば、親水性多官能性モノマー）の量は、１０重量％～３０重量％の範囲でモノマーエマルション中に存在してもよい。（ここで、重量％は、（酸性モノマー、親水性モノマー、及び多官能性モノマーの総重量）／（反応性界面活性剤を除くモノマーエマルション中のモノマーの総重量）＊１００を指す）。この範囲は、１５重量％～３０重量％、及び１５重量％～２５重量％を含む。酸性モノマー及び親水性多官能性モノマーは、開示される親水性モノマーについて上に記載されるものと同様の組み込みの困難を提示するため、これらの量は従来よりもはるかに高い。
【0022】
反応性界面活性剤は、１．５重量％～６．５重量％の範囲の量で、モノマーエマルション中で使用され得る。（ここで、重量％は、（反応性界面活性剤の総重量）／（反応性界面活性剤モノマーを含むモノマーエマルション中のモノマーの総重量）＊１００を指す）。この範囲は、１．５重量％～５重量％を含む。
【0023】
連鎖移動剤は、モノマーエマルション中に存在してもよく、様々な好適な量、例えば、０．２５重量％～２．５重量％で使用されてもよい。（ここで、重量％は、（連鎖移動剤の総重量）／（反応性界面活性剤を除くモノマーエマルション中のモノマーの総重量）＊１００を指す。）
【0024】
実施形態では、モノマーエマルションは、溶媒（例えば、水）、スチレン、アルキルアクリレート（例えば、ブチルアクリレート）、酸性モノマー、親水性モノマー、多官能性モノマー（例えば、二官能性モノマー）、反応性界面活性剤、及び連鎖移動剤を含む（又はこれらからなる）。このような実施形態では、一種類又は異なる種類の様々なモノマーが使用され得る。同様に、一種類若しくは異なる種類の溶媒及び／又は一種類若しくは異なる種類の連鎖移動剤が使用され得る。実施形態では、モノマーエマルションは、溶媒（例えば、水）、スチレン、アルキルアクリレート（例えば、ブチルアクリレート）、２つの異なる種類の酸性モノマー（例えば、メタアクリル酸及びスルホン酸）、親水性モノマー（例えば、ポリ（エチレングリコール）メタアクリレート）、二官能性モノマー（例えば、ポリ（エチレングリコール）ジアクリレート）、反応性界面活性剤、及び連鎖移動剤を含む（又はこれらからなる）。これらの実施形態のうちのいずれかでは、上に記載されるように、様々なモノマー及び連鎖移動剤の量が使用され得る。残りは、溶媒からなっていてもよい。上に記載される量でのこれらの特定の組み合わせは、本明細書に開示される範囲内の粘度及びＴｇ値を有する樹脂粒子を達成するのに特に有用であることが見出されている。
【0025】
少なくとも実施形態では、モノマーエマルションは、界面活性剤を有さない（すなわち、含まない）。ここで、「界面活性剤」は、ドデシル硫酸ナトリウム（sodium dodecylsulfate、ＳＤＳ）、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ドデシルナフタレン硫酸ナトリウム；ジアルキルベンゼンアルキル硝酸塩；パルミチン酸；アルキルジフェニルオキシドジスルホン酸塩；及び分岐状ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムなどの非反応性非重合性アニオン性界面活性剤を指す。「界面活性剤」はまた、アルキルベンジルジメチル塩化アンモニウム、ジアルキルベンゼンアルキル塩化アンモニウム、ラウリルトリメチル塩化アンモニウム、アルキルベンジルメチル塩化アンモニウム、アルキルベンジルジメチル臭化アンモニウム、塩化ベンザルコニウム、セチル臭化ピリジニウム、トリメチル臭化アンモニウム、四級化ポリオキシエチルアルキルアミンのハロゲン化物塩、及びドデシルベンジルトリエチル塩化アンモニウムなどの非反応性非重合性カチオン性界面活性剤を指す。「界面活性剤」はまた、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ジアルキルフェノキシポリ（エチレンオキシ）エタノール、並びにポリエチレンオキシド及びポリプロピレンオキシドのブロックコポリマーなどの非反応性非重合性非イオン性界面活性剤を指す。したがって、モノマーエマルションは、これらの界面活性剤のいずれも有さない場合がある（すなわち、含まない）。
【0026】
高粘度ラテックスを形成するための処理ステップを以下に説明する。本方法は、上に記載されるモノマーエマルションのうちのいずれかを、一定期間にわたって供給速度で反応性界面活性剤溶液に添加することを含む。反応性界面活性剤溶液は、溶媒及び反応性界面活性剤を含む。上に記載される溶媒のうちのいずれか及び反応性界面活性剤のうちのいずれかが使用され得る。一種類又は異なる種類の溶媒及び／又は反応性界面活性剤が使用され得る。反応性界面活性剤溶液中の反応性界面活性剤は、モノマーエマルション中に存在し得る反応性界面活性剤と比較して、同じ種類又は異なる種類であってもよい。反応性界面活性剤溶液は、緩衝液を更に含んでもよい。重炭酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、及び水酸化アンモニウムなどの様々な緩衝液が使用され得る。反応性界面活性剤は、１重量％～１０重量％の範囲の量で使用され得る。（ここで、重量％は、（反応性界面活性剤の総重量）／（反応性界面活性剤溶液の総重量）＊１００を指す。）この範囲は、２重量％～５重量％を含む。緩衝液は、０．２５重量％～２．５重量％の範囲の量で使用され得る。（重量％は、上に記載されるものと同様の意味を有する。）
【0027】
反応性界面活性剤溶液中に開始剤が含まれ得る。代替的に、開始剤及び上に記載される溶媒のうちのいずれかを含む別個の開始剤溶液が形成されてもよく、別個の開始剤溶液が反応性界面活性剤溶液に添加される。別個の開始剤溶液は、モノマーエマルションを添加する前に添加されてもよい。追加の量の別個の開始剤溶液は、モノマーエマルションの添加後に添加されてもよい。一種類又は異なる種類の溶媒及び／又は開始剤が使用され得る。好適な開始剤の例としては、過硫酸アンモニウム（ammonium persulfate、ＡＰＳ）、過硫酸ナトリウム、及び過硫酸カリウムなどの水溶性開始剤、並びにＶＡＺＯ ６４（商標）、２－メチル２－２’－アゾビスプロパンニトリル、ＶＡＺＯ ８８（商標）、２－２’－アゾビスイソブチルアミド無水物などのＶａｚｏ過酸化物を含む有機過酸化物及びアゾ化合物を含む有機可溶性開始剤、並びにこれらの組み合わせが挙げられる。使用され得る他の水溶性開始剤としては、アゾアミジン化合物、例えば、２，２’－アゾビス（２－メチル－Ｎ－フェニルプロピオンアミジン）ジヒドロクロリド、２，２’－アゾビス［Ｎ－（４－クロロフェニル）－２－メチルプロピオンアミジン］ジヒドロクロリド、２，２’－アゾビス［Ｎ－（４－ヒドロキシフェニル）－２－メチル－プロピオンアミジン］ジヒドロクロリド、２，２’－アゾビス［Ｎ－（４－アミノ－フェニル）－２－メチルプロピオンアミジン］テトラヒドロクロリド、２，２’－アゾビス［２－メチル－Ｎ（フェニルメチル）プロピオンアミジン］ジヒドロクロリド、２，２’－アゾビス［２－メチル－Ｎ－２－プロペニルプロピオンアミジン］ジヒドロクロリド、２，２’－アゾビス［Ｎ－（２－ヒドロキシ－エチル）２－メチルプロピオンアミジン］ジヒドロクロリド、２，２’－アゾビス［２（５－メチル－２－イミダゾリン－２－イル）プロパン］ジヒドロクロリド、２，２’－アゾビス［２－（２－イミダゾリン－２－イル）プロパン］ジヒドロクロリド、２，２’－アゾビス［２－（４，５，６，７－テトラヒドロ－１Ｈ－１，３－ジアゼピン－２－イル）プロパン］ジヒドロクロリド、２，２’－アゾビス［２－（３，４，５，６－テトラヒドロピリミジン－２－イル）プロパン］ジヒドロクロ－リド、２，２’－アゾビス［２－（５－ヒドロキシ－３，４，５，６－テトラヒドロピリミジン－２－イル）プロパン］ジ－ヒドロクロリド、２，２’－アゾビス｛２－［１－（２－ヒドロキシエチル）－２－イミダゾリン－２－イル］プロパン｝ジヒドロクロリド、及びこれらの組み合わせが挙げられる。開始剤は、０．１重量％～２．５重量％の範囲の量で使用され得る。（ここで、重量％は、（開始剤の総重量）／（反応性界面活性剤溶液の総重量）＊１００を指す。）
【0028】
反応性界面活性剤溶液中にシリカナノ粒子が含まれ得る。これらは、水素結合部分に結合した親水性モノマー及び／又は水分子の水素結合部分に結合し得るため、開示される粘度を達成するのに特に有用である。水性インクジェットインク組成物のためのいくつかの既存のラテックスは、シリカナノ粒子を含み得るが、本明細書に記載されるような重合プロセス中には一般的には含まれていない。使用されるシリカナノ粒子のサイズは、概して非常に小さく、例えば、１００ｎｍ以下、５０ｎｍ以下、又は５ｎｍ～５０ｎｍの範囲の平均直径を有するシリカナノ粒子である。シリカナノ粒子は、０．５重量％～５重量％の範囲の量で、反応性界面活性剤溶液エ中に含まれ得る。（ここで、重量％は、（シリカナノ粒子の総重量）／（反応性界面活性剤溶液の総重量）＊１００を指す。シリカナノ粒子の総重量は、シリカナノ粒子溶液の重量ではなく、固体重量を指す）。使用され得る市販のシリカナノ粒子としては、以下のものが挙げられる：ＦＭ、ＳＭ、ＨＳ－３０、ＨＳ－４０、ＬＳ、ＴＭ－４０、ＴＭ－５０、ＳＭ－ＡＳ、ＡＳ－３０、ＡＳ－４０、ＡＭ、ＨＳＡ、ＴＭＡ、Ｐ Ｘ－３０、Ｐ ｔ－４０、Ｐ Ｗ－５０、ＣＬ、及びＣＬ－Ｐなどの様々なグレードのＬＵＤＯＸ Ｃｏｌｌｏｉｄａｌ Ｓｉｌｉｃａ、並びにＳＮＯＷＴＥＸ ＳＴ－２０Ｌ、ＳＴ－３０、ＳＴ－４０、ＳＴ－５０、ＳＴ－ＯＳ、ＳＴ－Ｏ、ＳＴ－Ｏ－４０、ＳＴ－ＯＬ、ＳＴ－Ｃ、ＳＴ－Ｃ－３０、ＳＴ－ＣＭ、ＳＴ－Ｎ、ＳＴＮ３０Ｇ、ＳＴ－Ｎ４０、ＳＴ－ＮＳ、ＳＴ－ＸＳ、ＳＴ－Ｓ、ＳＴ－ＵＰ、ＳＴ－Ｏ－ＵＰ、ＭＡ－ＳＴ－ＵＰ、ＳＴ－ＰＳ－Ｓ、ＡＭＴ－３３０Ｓ、ＨＸ－３０５Ｍ１、及びＨＸ－３０５Ｍ５などの様々なグレードの日産化学シリカが挙げられる。
【0029】
実施形態では、反応性界面活性剤溶液は、溶媒（例えば、水）、反応性界面活性剤、並びに任意選択的に開始剤、緩衝液、及びシリカナノ粒子のうちの１つ以上を含む（又はこれらからなる）。このような実施形態では、一種類又は異なる種類のこれらの構成成分が使用され得る。これらの実施形態のうちのいずれかでは、上に記載されるように、反応性界面活性剤、開始剤、緩衝液、及びシリカナノ粒子の量が使用され得る。残りは、溶媒からなっていてもよい。少なくともいくつかの実施形態では、反応性界面活性剤溶液は、上に記載される界面活性剤のうちのいずれも有さない（すなわち、含まない）。少なくともいくつかの実施形態では、反応性界面活性剤溶液は、溶液中に存在する反応性界面活性剤モノマー以外のいかなるモノマーも有さない（すなわち、含まない）。
【0030】
反応性界面活性剤溶液へのモノマーエマルションの添加は、不活性ガス（例えば、窒素）下で、及び高温（例えば、５０℃～９０℃の範囲の温度などの室温よりも高い）で実施され得る。これは、モノマーエマルションを添加する前に、不活性ガスでパージし、反応性界面活性剤溶液を加熱し、モノマーエマルションの添加中に継続することによって達成され得る。
【0031】
上記のように、モノマーエマルションは、一定期間にわたって供給速度で添加される。開始剤の存在下で、モノマーエマルションのモノマーは、重合反応を経て、高粘度ラテックスの樹脂粒子を形成する。供給速度は、重合が「モノマー欠乏」条件下で実施されるように十分に遅い。これは、供給速度が、重合反応の速度、例えば、スチレンとアクリレートモノマーとの間の速度以下であることを意味する。例示的な供給速度としては、１Ｌの総反応体積に基づいて、１ｍＬ／分～１０ｍＬ／分の範囲のものが挙げられる。例示的な期間は、６０分～６００分の範囲のものを含む。モノマーエマルションを添加した後、更なる開始剤の添加あり又はなしで重合を更なる期間継続させることができる。例示的な追加の期間としては、１時間～１８時間の範囲の時間が挙げられる。モノマーエマルションの添加及び添加後の重合はどちらも、不活性ガス下及び高温で実施され得る。任意選択的に、形成されるラテックスは、凝固、溶解、及び沈殿、濾過、洗浄、又は乾燥などの標準的な技術によって処理され得る。例えば、乾燥によって、溶媒／水がラテックスから除去された場合、乾燥されたラテックスは、以下に記載される水性インクジェットインク組成物を形成するために使用され得る樹脂粒子を依然として含む。したがって、開示される水性インクジェットインク組成物のうちのいずれも、開示されるラテックスのうちのいずれかの樹脂粒子を単に含み得る。
【0032】
少なくとも実施形態では、本方法は、高粘度ラテックスの樹脂粒子を形成する際の樹脂シードの使用を伴わないことに留意されたい。これは、重合を開始及び安定化するために樹脂シードを使用する既存のプロセスとは対照的である。したがって、このような実施形態では、モノマーエマルションも反応性界面活性剤溶液もこのような樹脂シードを含まない。樹脂粒子を形成する重合反応は、またこのような樹脂シードを伴わない。同様に、少なくとも実施形態では、本方法は、上に記載される界面活性剤のうちのいずれ（反応性界面活性剤モノマー以外）の使用も伴わない。
【0033】
本方法は、モノマーエマルションを形成すること、反応性界面活性剤溶液を形成すること、及び／又は開始剤溶液を形成することを更に含み得る。各々は、所望の構成成分を所望の量で組み合わせて、混合することによって形成され得る。
【0034】
本方法を使用して形成された樹脂粒子の組成は、モノマーの選択及びそれらの相対量、並びに上に記載される重合生成物を生成する選択されたモノマー間の重合反応に依存する。したがって、様々なモノマーの組み合わせを含む反応物質の様々な重合生成物に基づくものを含む、様々な組成が上の説明に基づいて包含される。しかしながら、実施形態では、樹脂粒子は、スチレン、アルキルアクリレート（例えば、ブチルアクリレート）、酸性モノマー、親水性モノマー、多官能性モノマー（例えば、二官能性モノマー）、及び反応性界面活性剤を含む反応物質の重合生成物（例えば、コポリマー）を含む（又はこれらからなる）。このような実施形態では、一種類又は異なる種類の様々なモノマーが存在し得る。実施形態では、樹脂粒子は、スチレン、アルキルアクリレート（例えば、ブチルアクリレート）、２つの異なる種類の酸性モノマー（例えば、メタアクリル酸及びスルホン酸）、親水性モノマー（例えば、ポリ（エチレングリコール）メタアクリレート）、二官能性モノマー（例えば、ポリ（エチレングリコール）ジアクリレート）、及び反応性界面活性剤を含む反応物質の重合生成物を含む（又はこれらからなる）。これらの実施形態の各々において、開始剤は、樹脂粒子中の各ポリマー鎖の開始及び末端に組み込まれてもよい。これらの実施形態の各々では、樹脂は、多官能性／二官能性モノマーに起因して架橋され得る。これらの実施形態の各々では、モノマーは、上に記載される量で樹脂粒子中に存在し得る。例えば、酸性モノマー、親水性モノマー、及び多官能性モノマーの量は一緒に、樹脂粒子中１０重量％～３０重量％の範囲であってもよい。上記のように、この重量％は、（酸性モノマー、親水性モノマー、及び多官能性モノマーの総重量）／（反応性界面活性剤を除く樹脂粒子中のモノマーの総重量）＊１００を指す。上記のように、上に記載される量でのこれらの特定の組み合わせは、本明細書に開示される範囲内の粘度及びＴｇ値を有する樹脂粒子を達成するのに特に有用であることが見出されている。
【0035】
上に記載されるように、本方法によって形成されるラテックスは、その粘度によって特徴付けられてもよい。粘度値は、特定の温度及び特定の固形分含有量を指してもよく、以下の実施例に記載されるように、Ｔｕｎｉｎｇフォーク振動粘度計（Ｃｏｌｅ－Ｐａｒｍｅｒ）又はＡＲＥＳ－Ｇ２レオメーター（ＴＡ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ）を使用して測定することができる。実施形態では、室温での粘度及び３０％の固形分含有量は、１０ｃＰ～１００ｃＰの範囲である。（本開示全体にわたって使用されるとき、３０％の固形分含有量は、この値の±５％以内の固形分含有量を包含する。）これは、１０ｃＰ～８０ｃＰ、１０ｃＰ～４０ｃＰ、及び１５ｃＰ～４０ｃＰを含む。これらの粘度は全て初期粘度であり、ラテックスの形成後に比較的すぐに測定される。（以下の表２を参照されたい。）
【0036】
本方法によって形成されるラテックスはまた、その中の樹脂粒子のＴｇ値によって特徴付けられてもよい。Ｔｇ値は、以下の実施例に記載される示差走査熱量測定（Differential Scanning Calorimetry、ＤＳＣ）ＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ ＤＳＣ ２５００を使用して測定することができる。いくつかの実施形態では、Ｔｇは、約３５℃～約１００℃の範囲である。これは、３５℃～８０℃及び５０℃～８０℃の範囲を含む。これらの値は、樹脂粒子及び印刷されたインクの機械的堅牢性を反映する。それにもかかわらず、以下の実施例で実証されるように、水性インクジェットインク組成物は、驚くべきことに優れたフィルム形成能力を呈する。これは、上に記載されるように、樹脂粒子中に開示される親水性モノマーの組み込みに少なくとも部分的に起因すると考えられる。
【0037】
本方法はまた、小さなサイズ及び狭いサイズ分布を有する樹脂粒子を達成することができる。これは、樹脂粒子を含む水性インクジェットインク組成物の大いに改善された安定性及び印刷性能に寄与する。樹脂粒子のサイズは、Ｍａｌｖｅｒｎ Ｎａｎｏ Ｚｅｔａｓｉｚｅｒなどのナノ粒子分析器を使用して測定したＤ－（ｚ、ａｖｅ）値として報告され得る。実施形態では、Ｄ－（ｚ、ａｖｅ）は、１５０ｎｍ以下、１４０ｎｍ以下、１３０ｎｍ以下、１００ｎｍ以下、又は８０ｎｍ～１５０ｎｍの範囲である。サイズ分布は、Ｍａｌｖｅｒｎ Ｎａｎｏ－ＺＳなどのナノ粒子分析器を使用して測定した多分散指数（polydispersity index、ＰＤＩ）として報告され得る。実施形態では、ＰＤＩは、０．１以下、０．０５０以下、０．０４０以下、０．０３５以下、０．０３０以下、又は０．００１～０．１の範囲である。
【0038】
小さなサイズ及び狭いサイズ分布により、本発明の高粘度ラテックスの樹脂粒子は、大きな粒子を有さない（すなわち、含まない）ことを更に特徴とすることができる。これは、２００ｎｍ未満、１７５ｎｍ未満、又は１５０ｎｍ未満のＤ（ｖ、９０）値によって証明され得る。
【0039】
本発明の高粘度ラテックスの小さなサイズ及び狭いサイズ分布は、ラテックスから溶媒を除去（すなわち、乾燥）したときに、三次元（３Ｄ）フォトニック結晶を形成する能力によって更に証明され得る。このような結晶形成は、樹脂粒子の均一なサイズ分布のために可能である。局所結晶化及び３Ｄフォトニック結晶を形成する能力は、走査型トンネル電子顕微鏡（ＳＴＥＭ）を使用して確認することができる。（図２を参照されたい。）制御された加熱を使用して、３Ｄフォトニック結晶を達成することができる。
【0040】
水性インクジェットインク組成物
【0041】
上に記載される高粘度ラテックスのうちのいずれかを使用して、粘度を更に調整するために任意の水溶性樹脂を添加する必要なく水性インクジェットインク組成物を提供することができる。高粘度ラテックスの高いＴｇ値にもかかわらず、水性インクジェットインク組成物は依然としてフィルムを容易に形成する。次いで、機械的に堅牢な樹脂粒子は、優れた摩擦／傷抵抗及び水堅牢度に寄与する。ラテックスは、１重量％～１０重量％の範囲の量で、水性インクジェットインク組成物中に存在し得る。（ここで、重量％は、（乾燥ラテックスの総重量）／（水性インクジェットインク組成物の総重量）＊１００を指す。）この範囲は、５重量％～１０重量％を含む。以下に記載される水性インクジェットインク組成物を形成するために、様々な他の構成成分を使用することができる。
【0042】
溶媒系
【0043】
水性インクジェットインク組成物は、水に基づく溶媒系を含む。溶媒系は、水のみからなることができるか、若しくは水と水溶性及び／又は水混和性有機溶媒との混合物を含むことができる。水溶性及び水混和性有機溶媒は、本明細書では、共溶媒又は保湿剤と称され得る。好適なこのような有機溶媒としては、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、長鎖アルコール、一級脂肪族アルコール、二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、メトキシル化グリセロール、及びエトキシル化グリセロールが挙げられる。例示的な例としては、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、トリメチロールプロパン、１，２－ヘキサンジオール、１，５－ペンタンジオール、２－メチル－１，３－プロパンジオール、２－エチル－２－ヒドロキシメチル－１，３－プロパンジオール、３－メトキシブタノール、３－メチル－１，５－ペンタンジオール、１，３－プロパンジオール、１，４－ブタンジオール、及び２，４－ヘプタンジオールが挙げられる。他の好適な溶媒としては、アミド、エーテル、尿素、置換尿素、例えば、チオ尿素、エチレン尿素、アルキル尿素、アルキルチオ尿素、ジアルキル尿素、及びジアルキルチオ尿素など、カルボン酸及びこれらの塩、例えば、２－メチルペンタン酸、２－エチル－３－プロピルアクリル酸、２－エチル－ヘキサン酸、３－エトキシプロピオン酸など、エステル、有機硫化物、有機スルホキシド、スルホン（スルホランなど）、カルビトール、ブチルカルビトール、セロソルブ（cellusolve）、エーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、エーテル誘導体、ヒドロキシエーテル、アミノアルコール、ケトン、Ｎ－メチルピロリジノン、２－ピロリジノン、シクロヘキシルピロリドン、アミド、スルホキシド、ラクトン、高分子電解質、メチルスルホニルエタノール、イミダゾール、１，３－ジメチル－２－イミダゾリジノン、ベタイン、糖、例えば、１－デオキシ－Ｄ－ガラクチトール、マンニトール、イノシトールなど、置換及び非置換ホルムアミド、並びに置換及び非置換アセトアミドが挙げられる。これらの有機溶媒の組み合わせを使用してもよい。
【0044】
好適な水溶性及び／又は水混和性有機溶媒としては、４～７の炭素数を有する炭化水素のグリコールが挙げられる。このようなグリコールの例としては、１，２－ペンタンジオール；１，２－ヘキサンジオール；１，５－ペンタンジオール；１，６－ヘキサンジオール；３－メチル－１，３－ブタンジオール；１，２－ブタンジオール；２，４－ペンタンジオール；１，７－ヘプタンジオール；３－メチル－１，５－ペンタンジオール；トリメチロールプロパン；エチレン尿素；１，２，６－ヘキサントリオール；１，２，３－ブタントリオール；ソルビトール；尿素；ジエチレングリコール；１，２，４－ブタントリオール；グリセロール；ジグリセロール；トリエチレングリコール；ポリエチレングリコール２００；及びポリエチレングリコール６００が挙げられる。
【0045】
実施形態では、溶媒系は、水、１，２－アルコール（例えば、１，２－ヘキサンジオール）、グリコール（例えば、プロピレングリコール）、及びグリセロールを含む。
【0046】
水及び有機溶媒を含む溶媒系では、水対有機溶媒の重量比、並びに異なる有機溶媒の種類及び相対量は、所望の表面張力、粘度などの水性インクジェットインク組成物のある特定の特性を達成するように選択されてもよい。実施形態では、水対有機溶媒の重量比は、９０：１０～５１：４９である。１つを超える有機溶媒が使用される場合、これらの重量比は、有機溶媒の総量を指す。水がラテックス、着色剤などに存在し得るため、これらの重量比は、水の総量を指す。
【0047】
同様に、様々な合計量の溶媒系が水性インクジェットインク組成物中で使用され得る。実施形態では、溶媒系は、５０重量％～９５重量％、６０重量％～９０重量％、又は６５重量％～９０重量％の量で存在する。（ここで、重量％は、（溶媒系の総重量）／（水性インクジェットインク組成物の総重量）＊１００を指す。）実施形態では、存在する水の総量は、少なくとも５０重量％、少なくとも６０重量％、少なくとも８０重量％、又は５０重量％～９５重量％の範囲である。（ここで、重量％は、（水の総重量）／（水性インクジェットインク組成物の総重量）＊１００を指す。）
【0048】
着色剤
【0049】
水性インクジェットインク組成物は着色剤を含み得る。着色剤には、顔料、染料、及びこれらの組み合わせが含まれる。好適な染料の例としては、アニオン性染料、カチオン性染料、非イオン性染料、及び双性イオン性染料が挙げられる。好適な染料の具体例としては、食用色素のブラックＮｏ．１、食用色素のブラックＮｏ．２、食用色素のレッドＮｏ．４０、食用色素のブルーＮｏ．１、食用色素のイエローＮｏ．７など食用色素、ＦＤ＆Ｃ染料、アシッドブラック染料（Ｎｏ．１、７、９、２４、２６、４８、５２、５８、６０、６１、６３、９２、１０７、１０９、１１８、１１９、１３１、１４０、１５５、１５６、１７２、１９４）、アシッドレッド染料（Ｎｏ．１、８、３２、３５、３７、５２、５７、９２、１１５、１１９、１５４、２４９、２５４、２５６）、アシッドブルー染料（Ｎｏ．１、７、９、２５、４０、４５、６２、７８、８０、９２、１０２、１０４、１１３、１１７、１２７、１５８、１７５、１８３、１９３、２０９）、アシッドイエロー染料（Ｎｏ．３、７、１７、１９、２３、２５、２９、３８、４２、４９、５９、６１、７２、７３、１１４、１２８、１５１）、ダイレクトブラック染料（Ｎｏ．４、１４、１７、２２、２７、３８、５１、１１２、１１７、１５４、１６８）、ダイレクトブルー染料（Ｎｏ．１、６、８、１４、１５、２５、７１、７６、７８、８０、８６、９０、１０６、１０８、１２３、１６３、１６５、１９９、２２６）、ダイレクトレッド染料（Ｎｏ．１、２、１６、２３、２４、２８、３９、６２、７２、２３６）、ダイレクトイエロー染料（Ｎｏ．４、１１、１２、２７、２８、３３、３４、３９、５０、５８、８６、１００、１０６、１０７、１１８、１２７、１３２、１４２、１５７）、リアクティブレッド染料（Ｎｏ．４、３１、５６、１８０）、リアクティブブラック染料（Ｎｏ．３１）、リアクティブイエロー染料（Ｎｏ．３７）などのリアクティブ染料、アントラキノン染料、モノアゾ染料、ジスアゾ染料、各種フタロシアニンスルホン酸塩を含むフタロシアニン誘導体、アザ（１８）アヌレン、ホルマザン銅錯体、及びトリフェノジオキサジンが挙げられる。
【0050】
好適な顔料の例としては、ブラック顔料、シアン顔料、マゼンタ顔料、及びイエロー顔料が挙げられる。顔料は、有機粒子又は無機粒子であり得る。好適な無機顔料としては、カーボンブラックが挙げられる。しかしながら、コバルトブルー（ＣｏＯ－Ａｌ２０３）、クロムイエロー（ＰｂＣｒ０４）、及び酸化鉄などの他の無機顔料が好適であり得る。好適な有機顔料としては、例えば、ジアゾ顔料及びモノアゾ顔料などアゾ顔料、多環式顔料（例えば、フタロシアニンブルー及びフタロシアニングリーンなどフタロシアニン顔料）、ペリレン顔料、ペリノン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサジン顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、ピラントロン顔料、及びキノフタロン顔料）、不溶性染料キレート（例えば、塩基性染料型キレート及び酸性染料型キレート）、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、並びにＰＲ１６８などのアントアントロン顔料が挙げられる。フタロシアニンブルー及びグリーンの代表例としては、銅フタロシアニンブルー、銅フタロシアニングリーン、及びそれらの誘導体（ピグメントブルー１５、ピグメントグリーン７、及びピグメントグリーン３６）が挙げられる。キナクリドンの代表例としては、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が挙げられる。アントラキノンの代表例としては、ピグメントレッド４３、ピグメントレッド１９４、ピグメントレッド１７７、ピグメントレッド２１６、及びピグメントレッド２２６が挙げられる。ペリレンの代表例としては、ピグメントレッド１２３、ピグメントレッド１４９、ピグメントレッド１７９、ピグメントレッド１９０、ピグメントレッド１８９、及びピグメントレッド２２４が挙げられる。チオインジゴイドの代表例としては、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が挙げられる。複素環イエローの代表例としては、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９０、ピグメントイエロー１１０、ピグメントイエロー１１７、ピグメントイエロー１２０、ピグメントイエロー１２８、ピグメントイエロー１３８、ピグメントイエロー１５０、ピグメントイエロー１５１、ピグメントイエロー１５５、及びピグメントイエロー２１３が挙げられる。このような顔料は、ＢＡＳＦ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、Ｅｎｇｅｌｈａｒｄ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、及びＳｕｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎなど多くの供給元から粉末又はプレスケーキの形態で市販されている。使用可能なブラック顔料の例としては、炭素顔料が挙げられる。炭素顔料は、許容可能な光学濃度及び印刷特性を提供する、任意の市販の炭素顔料であり得る。本システム及び方法での使用に好適な炭素顔料は、カーボンブラック、グラファイト、ガラス状炭素、木炭、及びそれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。このような炭素顔料は、チャンネル法、コンタクト法、ファーネス法、アセチレン法、又はサーマル法など種々の既知の方法で製造することができ、Ｃａｂｏｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、Ｃｏｌｕｍｂｉａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ Ｃｏｍｐａｎｙ、Ｅｖｏｎｉｋ、及びＥ．Ｉ．ＤｕＰｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙのようなそのような供給業者から市販されている。好適なカーボンブラック顔料としては、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、ＣＡＢ－Ｏ－ＪＥＴ（登録商標）２００、ＣＡＢ－Ｏ－ＪＥＴ（登録商標）３００、ＣＡＢ－Ｏ－ＪＥＴ（登録商標）４５０、ＲＥＧＡＬ（登録商標）、ＢＬＡＣＫ ＰＥＡＲＬＳ（登録商標）、ＥＬＦＴＥＸ（登録商標）、ＭＯＧＵＬ（登録商標）、及びＶＵＬＣＡＮ（登録商標）顔料などＣａｂｏｔ社製の顔料、ＲＡＶＥＮ（登録商標）５０００及びＲＡＶＥＮ（登録商標）３５００などＣｏｌｕｍｂｉａｎ社製の顔料、カラーブラックＦＷ２００、ＦＷ２、ＦＷ２Ｖ、ＦＷ１、ＦＷ１８、ＦＷ５１６０、ＦＷ５１７０、スペシャルブラック６、スペシャルブラック５、スペシャルブラック４Ａ、スペシャルブラック４、ＰＲＩＮＴＥＸ（登録商標）Ｕ、ＰＲＩＮＴＥＸ（登録商標）１４０Ｕ、ＰＲＩＮＴＥＸ（登録商標）Ｖ、及びＰＲＩＮＴＥＸ（登録商標）１４０ＶなどＥｖｏｎｉｋ社製の顔料が挙げられるが、これらに限定されない。他の顔料としては、ＣＡＢ－Ｏ－ＪＥＴ ３５２Ｋ、ＣＡＢ－Ｏ－ＪＥＴ ２５０Ｃ、ＣＡＢ－Ｏ－ＪＥＴ ２６０Ｍ、ＣＡＢ－Ｏ－ＪＥＴ ２７０Ｙ、ＣＡＢ－Ｏ－ＪＥＴ ４６５Ｍ、ＣＡＢ－Ｏ－ＪＥＴ ４７０Ｙ、及びＣＡＢ－Ｏ－ＪＥＴ ４８０Ｖ（Ｃａｂｏｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能）が挙げられる。
【0051】
上記の顔料リストは、未改質顔料微粒子、小分子付着顔料微粒子、及びポリマー分散型顔料微粒子を含む。
【0052】
水性インクジェットインク組成物を形成する際、着色剤は、着色剤及び溶媒（例えば、水）を含む着色剤分散液として提供されてもよい。着色剤は、粒子の形態であってもよく、２０ｎｍ～５００ｎｍ、２０ｎｍ～４００ｎｍ、又は３０ｎｍ～３００ｎｍの平均粒径を有し得る。
【0053】
様々な量の着色剤が水性インクジェットインク組成物中で使用され得る。しかしながら、一般に、水性インクジェットインク組成物の総固形分含有量（一般にラテックス、着色剤、及び存在する場合ワックスによって提供される）が５重量％～１５重量％、６重量％～１２重量％、又は７重量％～１０重量％であるように量が選択される。（ここで、重量％は、（固形分の総重量）／（水性インクジェットインク組成物の総重量）＊１００を指す。）
【0054】
ワックス
【0055】
水性インクジェットインク組成物はワックスを含み得る。種類及び量は、水性インクジェットインク組成物の摩擦抵抗及び水堅牢度を最適化するように選択され得る。例示的なワックスとしては、パラフィンワックス、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、微結晶ワックス、ポリオレフィンワックス、モンタン系エステルワックス、及びカルナバワックスが挙げられる。５０℃～１５０℃の範囲の融点を有するワックスが使用され得る。Ｍｉｃｈｅｌｍａｎ（例えば、Ｍｉｃｈｅｍ Ｌｕｂｅ １０３ＤＩ、１２４，１２４Ｐ１３５、１５６、１８０、１８２、１９０、２７０Ｒ、３６８、５１１、６９３、７２３、７４３、７４３Ｐ、及び９８５、並びにＭｉｃｈｅｍ Ｅｍｕｌｓｉｏｎ２４４１４、３４９３５、３６８４０、４１７４０、４３０４０、４３２４０、４４７３０、４７９５０、４８０４０Ｍ２、６１３５５、６２３３０、６６０３５、６７２３５、７０７５０、７１１５０、７１１５２、９１７３５、９３２３５、９３３３５、９３９３５、及び９４３４０からのものを含む、カルナバワックス及びパラフィンワックスに基づくナノスケール（例えば、１０００ｎｍ以下、５００ｎｍ以下、又は１００ｎｍ以下の直径）のワックスエマルションが使用され得る。Ａｑｕａｃｅｒ ２５００、Ａｑｕａｃｅｒ ５０７、Ａｑｕａｃｅｒ ５１３、Ａｑｕａｃｅｒ ５３０、Ａｑｕａｃｅｒ ５３１、Ａｑｕａｃｅｒ ５３２、Ａｑｕａｃｅｒ ５３５、Ａｑｕａｃｅｒ ５３７、Ａｑｕａｃｅｒ ５３９、及びＡｑｕａｃｅｒ ５９３を含む、Ｂｙｋからのワックスも使用され得る。
【0056】
荷電されたワックス（例えば、アニオン性ワックス）に基づくナノスケールのワックスエマルションは、所望の乾燥及び湿潤摩擦抵抗を達成するのに特に有用であることが見出されている（実施例６を参照されたい）。例示的なそのようなワックスは、Ｍｉｃｈｅｍ Ｌｕｂｅ １９０である。
【0057】
様々な量のワックスが水性インクジェットインク組成物中で使用され得る。しかしながら、一般に、水性インクジェットインク組成物の総固形分含有量が５重量％～１５重量％、６重量％～１２重量％、又は７重量％～１０重量％であるように量が選択される。（ここで、重量％は、（固形分の総重量）／（水性インクジェットインク組成物の総重量）＊１００を指す。）
【0058】
界面活性剤
【0059】
上に記載される高粘度ラテックスとは異なり、水性インクジェットインク組成物は、１つ以上の界面活性剤を含み得る。好適な界面活性剤の例としては、アニオン性界面活性剤（ラウリル硫酸ナトリウム（sodium lauryl sulfate、ＳＬＳ）、Ｄｅｘｔｒｏｌ ＯＣ－４０、Ｓｔｒｏｄｅｘ ＰＫ ９０、ラウリル硫酸アンモニウム、ラウリル硫酸カリウム、ミレス硫酸ナトリウム、及びジオクチルスルホコハク酸ナトリウムシリーズなど）、非イオン性界面活性剤（Ｓｕｒｆｙｎｏｌ（登録商標）１０４シリーズ、Ｓｕｒｆｙｎｏｌ（登録商標）４００シリーズ、Ｄｙｎｏｌ（商標）６０４、Ｄｙｎｏｌ（商標）６０７、Ｄｙｎｏｌ（商標）８１０、ＥｎｖｉｒｏＧｅｍ（登録商標）３６０、Ｔｅｒｇｉｔｏｌ（商標）１５－ｓ－７、Ｔｅｒｇｉｔｏｌ（商標）１５－ｓ－９、ＴＭＮ－６、ＴＭＮ－１００ｘ、及びＴｅｒｇｉｔｏｌ（商標）ＮＰ－９、Ｔｒｉｔｏｎ（商標）Ｘ－１００などの二級アルコールエトキシレートシリーズ）、及びカチオン性界面活性剤（Ｃｈｅｍｇｕａｒｄ Ｓ－１０６Ａ、Ｃｈｅｍｇｕａｒｄ Ｓ－２０８Ｍ、Ｃｈｅｍｇｕａｒｄ Ｓ－２１６Ｍ）が挙げられる。ＰｏｌｙＦｏｘ（商標）ＴＭＰＦ－１３６Ａ、１５６Ａ，１５１Ｎ，Ｃｈｅｍｇｕａｒｄ Ｓ－７６１ｐ、Ｓ－７６４ｐ、Ｓｉｌｓｕｒｆ（登録商標）Ａ００８，Ｓｉｌｔｅｃ（登録商標）Ｃ－４０８、ＢＹＫ ３４５、３４６、３４７、３４８、及び３４９、ポリエーテルシロキサンコポリマーＴＥＧＯ（登録商標）Ｗｅｔ－２６０、２７０ ５００などのいくつかのフッ素化又はシリコーン界面活性剤を使用することができる。Ｃｈｅｍｇｕａｒｄ Ｓ－５００及びＣｈｅｍｇｕａｒｄ Ｓ－１１１などのアルキルベタインフルオロ界面活性剤又はアルキルアミンオキシドフルオロ界面活性剤などのいくつかの両性フッ素化界面活性剤も使用することができる。
【0060】
様々な量の界面活性剤が水性インクジェットインク組成物中で使用され得る。実施形態では、界面活性剤は、０．０１重量％～２重量％の範囲の量で存在する。（ここで、重量％は、（界面活性剤の総重量）／（水性インクジェットインク組成物の総重量）＊１００を指す。）２種類以上の界面活性剤が使用される場合、これらの量は、界面活性剤の総量を指す。
【0061】
添加剤
【0062】
様々な添加剤を水性インクジェットインク組成物中で使用して、その特性を調整することができる。好適な添加剤としては、殺生物剤、殺真菌剤、安定剤、酸又は塩基、リン酸塩、カルボン酸塩、亜硫酸塩、アミン塩、緩衝液などのｐＨ調整剤、ＥＤＴＡ（ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉａｍｉｎｅ ｔｅｔｒａ ａｃｅｔｉｃ ａｃｉｄ、エチレンジアミン四酢酸）などの金属イオン封鎖剤、消泡剤、及び湿潤剤のうちの１つ以上が挙げられる。
【0063】
様々な量の添加剤が水性インクジェットインク組成物中で使用され得る。実施形態では、添加剤は、０．０１重量％～５重量％の範囲の量で存在する。（ここで、重量％は、（添加剤の総重量）／（水性インクジェットインク組成物の総重量）＊１００を指す。）２種類以上の添加剤が使用される場合、これらの量は、添加剤の総量を指す。
【0064】
少なくとも実施形態では、本水性インクジェットインク組成物は、凝固剤を有さず（すなわち、含まない）、凝集剤を有さず（すなわち、含まない）、可塑剤を有さない（すなわち、含まない）。実施形態では、インク組成物は、Ｎ－メチルピロリドンなどの任意のピロリドンベースの溶媒を有さず（すなわち、含まない）、Ｔｅｘａｎｏｌ及びＴｅｘａｎｏｌイソブチレートを有さない（すなわち、含まない）。
【0065】
上記のように、本発明の水性インクジェットインク組成物は、水溶性樹脂を有さない（すなわち、含まない）。これは、ポリエチレングリコール及びポリビニルピロリドンなどの水溶性樹脂を有さない（すなわち、含まない）ことを意味する。水性インクジェットインク組成物は、スチレン－アクリルコポリマー及びビニルピロリドンコポリマー、ウレタン又はポリウレタン分散液、並びにアクリル－ウレタンハイブリッド分散液などのアクリルポリマーなどの結合剤樹脂を有さない場合がある（すなわち、含まない）。除外され得るより具体的な結合剤樹脂としては、Ｊｏｎｃｒｙｌ ６６１、Ｊｏｎｃｒｙｌ ８００３、Ｊｏｎｃｒｙｌ ８０７８、Ｊｏｎｃｒｙｌ ８０８２、Ｊｏｎｃｒｙｌ ５３７、Ｊｏｎｃｒｙｌ Ｈ５３８、Ｊｏｎｃｒｙｌ Ｈ５３８、ＨＰＤ ７１Ｅの名称を含むＪｏｎｃｒｙｌなどのＪｏｈｎｓｏｎ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ（ＢＡＳＦ）から入手可能なものが挙げられる。除外される他の例示的な水溶性樹脂としては、Ｒｈｏｈｍ＆Ｈａａｓから入手可能なＲｈｏｐｌｅｘ Ｉ－１９５５、Ｒｈｏｐｌｅｘ Ｉ－２４２６Ｄ、Ｒｈｏｐｌｅｘ Ｉ－６２、Ｒｈｏｐｌｅｘ Ｉ－９８、Ｒｈｏｐｌｅｘ Ｅ－１６９１が挙げられる。除外される他のものは、ＤＳＭ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能なＬｕｃｉｄｅｎｅ １９０、Ｌｕｃｉｄｅｎｅ ４００、及びＬｕｃｉｄｅｎｅ ２４３；ＮｅｏＣｒｙｌ Ａ－１１１０、ＮｅｏＣｒｙｌ Ａ－２０９２、ＮｅｏＣｒｙｌ Ａ－６３９、ＮｅｏＲａｄ Ｒ－４４０、ＮｅｏＲａｄ Ｒ－４４１、ＮｅｏＲｅｚ Ｎ－５５、９７２、ＰＶＰ Ｋ－１５、ＰＶＰ Ｋ－３０、ＰＶＰ Ｋ－６０、ＰＶＰ Ｋ－８５という名称で、ＩＳＰから入手可能な、Ｇａｎｅｘ Ｐ－９０４ＬＣ、ＰＶＰ／ＶＡ Ｗ－６３である。
【0066】
同様に、本発明の水性インクジェットインク組成物は、本発明の高粘度ラテックスによって提供される樹脂以外の樹脂を有さない場合がある（すなわち、含まない）。単一の種類の高粘度ラテックスが使用され得る。
【0067】
実施形態では、水性インクジェットインク組成物は、溶媒系、高粘度ラテックス、着色剤、並びに任意選択的にワックス及び添加剤のうちの１つ以上を含む（又はこれらからなる）。実施形態では、水性インクジェットインク組成物は、溶媒系、高粘度ラテックス、着色剤、ワックス、及び任意選択的に添加剤を含む（又はこれらからなる）。これらの実施形態のうちのいずれかでは、添加剤は、安定剤、界面活性剤、消泡剤、湿潤剤、及び殺生物剤から選択され得る。これらの実施形態のうちのいずれかでは、構成成分は、本明細書に開示される溶媒系、高粘度ラテックス、着色剤、ワックス、及び添加剤のうちのいずれかから選択され得る。これらの実施形態のうちのいずれかでは、上に記載されるように構成成分の量が使用され得る。これらの実施形態のうちのいずれかでは、単一の種類の高粘度ラテックスが使用され得る。この段落の実施形態のうちのいずれかにおいても、語句「高粘度ラテックス」は、「樹脂粒子」と置き換えられてもよい。
【0068】
水性インクジェットインク組成物は、所望の構成成分を所望の量で組み合わせて、混合することによって形成され得る。例示的な方法は、開示される高粘度ラテックス（又は樹脂粒子）のうちのいずれかを着色剤分散液に添加して、第１の混合物を形成することと、溶媒系及び添加剤を含む第２の混合物を第１の混合物に添加して、水性インクジェットインク組成物を形成することとを含む。ワックスを含む第３の混合物を、組み合わせた第１及び第２の混合物に添加してもよい。混合及び／又は加熱を、方法中に使用してもよい。水性インクジェットインク組成物を、使用前に濾過してもよい。例示的な詳細を、以下の実施例に提供する。
【0069】
水性インクジェットインク組成物は、印刷された画像を形成するために使用されてもよい。実施形態では、このような方法は、開示された水性インクジェットインク組成物のうちのいずれかの液滴を基材上に射出して、その上に画像を形成することを含む。このような方法は、インクジェット印刷装置にインク組成物を組み込むことを更に含み得る。印刷装置は、サーマルインクジェットプロセスを用いることができ、ノズル内のインク組成物は、画像的パターンで選択的に加熱され、それによってインク組成物の液滴が画像的パターンで射出される。代替的に、印刷装置は音響インクジェットプロセスを用いることができ、インク組成物の液滴は、音響ビームによって画像的パターンで射出される。更に別の実施形態では、印刷装置は圧電インクジェットプロセスを用いることができ、インク組成物の液滴は、圧電振動要素の振動によって画像的パターンで射出される。任意の好適な基材が用いられ得る。
【0070】
方法は、中間転写部材上に画像的パターンでインク液滴を射出することと、溶媒を部分的又は完全に除去するために画像を加熱することと、中間転写部材から最終記録基材に画像的パターンでインク組成物を転写することと、を含み得る。中間転写部材は、最終記録シートの温度よりも高く、印刷装置内のインク組成物の温度よりも低い温度まで加熱されてもよい。オフセット又は間接印刷プロセスはまた、例えば、米国特許第５，３８９，９５８号に開示されており、その開示は参照により本明細書に完全に組み込まれる。
【0071】
最終記録シートとして、任意の好適な基材又は記録シートを用いることができる。例示的な基材としては、ＭｃＣｏｙ（登録商標）Ｇｌｏｓｓ＃１００コーティング基材、Ｘｅｒｏｘ（登録商標）Ｂｏｌｄ非コーティング基材、Ｋｏｄａｋ写真紙、Ｓｔｅｒｌｉｎｇ（登録商標）Ｕｌｔｒａ Ｗｅｂ Ｍａｔｔｅ（オフセットコーティング）、ＴｒｕｅＪｅｔ（登録商標）Ｇｌｏｓｓ Ｔｅｘｔ（Ｉｎｋｊｅｔ処理コーティング）、及びＭｃＣｏｙ（登録商標）Ｓｉｌｋ（オフセットコーティング）が挙げられる。
【実施例0072】
以下の実施例は、本開示の様々な種類を更に定義するために提示される。これらの実施例は、例示のみを意図しており、本開示の範囲を限定することを意図するものではない。また、別途記載のない限り、割合及び百分率は重量による。本明細書で使用するとき、「室温」は、約２０℃～約２５℃の温度を指す。
実施例１
実施例１
【0073】
１．５グラムの反応性界面活性剤溶液（ＭｏｎｔｅｌｌｏからのＨｉｔｅｎｏｌ ＢＣ １０２５）、３６グラムの脱イオン水、０．３ｇの重炭酸ナトリウム、及び０．７ｇのシリカナノ粒子溶液（３４％のＬｕｄｏｘ）を、ガラス反応器で混合することによって調製した。次いで、反応物を窒素で３０分間パージした。次いで、反応器を２５０ｒｐｍで撹拌しながら窒素で連続的にパージした。次いで、反応器を７５℃まで加熱し、そこで保持した。別に、０．４グラムの過硫酸アンモニウム（ＡＰＳ）開始剤を、５グラムの脱イオン水に溶解し、反応器に添加した。
【0074】
別に、モノマーエマルションを以下の様式で調製した：２８ｇのスチレン、６ｇのブチルアクリレート、３ｇのメタアクリル酸、１ｇの４－スチレンスルホン酸ナトリウム（スチレンスルホン酸）、１ｇのヒドロキシエチルアクリレート（hydroxyethyl acrylate、ＨＥＡ）、０．６ｇの１－ドデカンチオール（ＤＤＴ）、０．２ｇのＰＥＧＤＡ ２５０、０．８ｇのＨｉｔｅｎｏｌ ＢＣ １０２５、及び１６ｇの脱イオン水を混合してエマルションを形成した。乳化した混合物を反応器にゆっくりと２時間供給し、反応を１．５時間継続した。更なる０．１ｇのＡＰＳ開始剤を脱イオン水中に溶解し、１０分間にわたって反応器に添加し、反応を更に１．５時間継続した。得られたラテックスを室温まで冷却し、０．５Ｍ ＫＯＨ溶液でｐＨ８．０に中和した。
【0075】
ラテックスの配合を表１に示し、ラテックスの特性を表２に示す。Ｍａｌｖｅｒｎ Ｎａｎｏ－ＺＳを使用して、ラテックスの樹脂粒子の寸法を分析した。樹脂粒子のサイズ分布を図１に示す。８０ｎｍでのピークは、２１ｎｍの幅を有し、樹脂粒子の体積で１００％含む。他のパラメータは以下のとおりであった：Ｄ－（ｚ、ａｖｅ）＝８９ｎｍ、Ｄ（ｖ、１０）＝５５、Ｄ（ｖ、５０）＝７６、及びＤ（ｖ、９０）＝１１２、及びＰＤＩ＝０．０３１。モノマーの変換を測定し、９９．９％を上回る変換が示された。したがって、モノマーエマルション中のモノマーの重量は、計算から重合性界面活性剤を除いて樹脂粒子と同じである。
【0076】
図２に示されるように、乾燥ラテックスのＳＴＥＭ像は、局所結晶化を示し、三次元（３Ｄ）フォトニック結晶を形成する能力を示す。表２はまた、ラテックスの測定された粘度及びＴｇを含む。室温及び４０～４００ｓ－１での粘度を測定するために、チューニングフォーク振動粘度計（Ｃｏｌｅ－Ｐａｒｍｅｒ）又はＡＲＥＳ－Ｇ２レオメーター（ＴＡ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ）を使用した。Ｔｇは、１０℃／分の速度で、加熱－冷却－加熱の３連続のサイクルで、ＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ ＤＳＣ ２５００を使用して測定した。Ｔｇ値に関しては、この値はラテックスの樹脂粒子と関連する。
実施例２－４
実施例２－４
【0077】
実施例２－３では、実施例１の手順を繰り返したが、ヒドロキシエチルアクリレートを様々な量のＰＥＧＭＡ ５００（９個のエチレングリコール繰り返し単位を有する）又はＰＥＧＭＡ ９５０（１９個のエチレングリコール繰り返し単位を有する）のいずれかで置き換えた。更に、実施例２及び３では、シリカナノ粒子は使用されなかった。ラテックスの配合を表１に示し、ラテックスの特性を表２に示す。
実施例５（比較）
実施例５（比較）
【0078】
実施例５では、実施例１の手順を繰り返したが、親水性モノマー又はシリカナノ粒子は使用されなかった。ラテックスの配合を表１に示し、ラテックスの特性を表２に示す。
【0079】
【表1】
【0080】
【表2】
【0081】
表２に示される結果は、比較実施例５（酸官能性のみを有する剛性ラテックス）と比較して、親水性モノマー（実施例１～４）及びシリカナノ粒子（実施例１及び４）を用いて合成したラテックスの粘度における著しい違いを示す。実施例１～４の結果は、粘度が広範囲にわたって制御され得ることを更に示す。これらはまた、ラテックス中の水素結合部分の量が多いほど、粘度が高くなることを示す。安定性測定（図示せず）もまた、実施例１について実施した。約４０日後（例えば、±１２時間）に測定されたラテックスの室温粘度は、１日目に測定された室温粘度（すなわち、表２に示される初期粘度）と同じであり、親水性モノマーの優れた組み込みを示し、浸出は示さなかった。同様に、約６０℃のオーブン（例えば、±５℃）内で約３日（例えば、±１２時間）後に測定されたラテックスの室温粘度は、１日目の室温粘度と同じであり、再び優れた安定性を示す。「同じ」とは、±１％以内を意味する。
【0082】
表２に示される結果はまた、親水性モノマー（実施例１～４）及びシリカナノ粒子（実施例１及び４）で合成されたラテックスが、それらの天然の状態（中和されていない）において比較的高いＴｇ値を有することを示す。（インクジェットインク組成物に使用されるような、例えば、塩基性ｐＨ８～９で、対イオン（すなわちカリウム）の存在により、ラテックスはより高いＴｇ値を有するであろう。）高いＴｇ値は、樹脂粒子が機械的に堅牢であることを意味し、水性インクジェットインク組成物から形成された画像を、風化及び損傷から保護する。ラテックスを含む水性インクジェットインク組成物から形成されたフィルムの乾燥及び湿潤摩擦抵抗を、以下の実施例６に更に記載する。
実施例６
実施例６
【0083】
水性インクジェットインク組成物を、実施例１、４、及び比較実施例５のラテックスを使用して形成した。以下のステップを使用して、水性インクジェットインク組成物を形成し、配合は表３に示す。
【0084】
１．顔料分散液を脱イオン水に添加し、ピッチブレードプロペラを使用して約３００ＲＰＭの速度で約１５分間混合した。
【0085】
２．ラテックスを、顔料分散液、続いて消泡剤にゆっくり添加し、約２０分間混合した（混合物Ａ）。
【0086】
３．別個のビーカー内で、共溶媒、保湿剤、安定剤、界面活性剤、及び湿潤剤を混合して、均質な混合物（混合物Ｂ）を形成した。
【0087】
４．混合物Ｂを混合物Ａにゆっくりと添加した。添加が完了すると、構成成分を更に２０分間混合させた。
【0088】
５．ワックスを添加し、混合を更に約１５分間継続した。
【0089】
６．混合した後、水性インクジェットインク組成物を室温で約６０分間置いてから、ｐＨ、伝導度、及び表面張力を確認した。
【0090】
【表3】
【0091】
粘度
【0092】
粘度測定は、高粘度ラテックス（実施例１及び４）が、いかなる水溶性樹脂も必要とせずに、水性インクジェットインク組成物の粘度をインクジェット印刷に有用なレベル（２３℃で９～１０ｃＰ）にすることができたことを示した。約４０日後（例えば±１２時間）に測定した実施例１のラテックスを使用して作製した水性インクジェットインク組成物の室温粘度は、１日目に測定した室温粘度（すなわち、表３に示される初期粘度）と同じであった。水性インクジェットインク組成物の室温粘度も、約６０℃（例えば、±５℃）のオーブン内で約３日（例えば、±１２時間）後に測定した。粘度は、１日目に測定したときの室温粘度と同じであり、優れた安定性を示した。「同じ」とは、±１％以内を意味する。
【0093】
乾燥及び湿潤摩擦抵抗
【0094】
水性インクジェットインク組成物を、乾燥摩擦抵抗（乾燥綿棒を使用して３０ダブルラブ（double-rub））及び湿潤摩擦抵抗（湿った綿棒を使用して２０ダブルラブ）（水堅牢度）について試験した。各インクジェットインク組成物（ワイヤー巻きロッドＲＤＳ２．５）の薄い層を、ＭｃＣｏｙ ｇｌｏｓｓ＃１００紙上にコーティングし、次いで、対流式オーブン内で、１３０℃で２分間乾燥させた。湿潤摩擦抵抗及び乾燥摩擦抵抗の両方は、比較実施例５のラテックス及び市販のインクジェットインク組成物を使用して作製されたものよりも、実施例１及び４のラテックスを使用して作製されたインクジェットインク組成物ではるかにより高い。
【0095】
表３に示されるものと同様の水性インクジェットインク組成物を使用したが、Ｍｉｃｈｅｍ Ｌｕｂｅ １９０ワックス（ナノサイズのアニオン性ワックスエマルション）を、ナノサイズのアニオン性ワックスエマルションの両方ではない他の種類のワックスで置き換えて更なる実験を実施した。これらの他のワックスと比較して、Ｍｉｃｈｅｍ Ｌｕｂｅ １９０ワックスは、優れた乾燥及び湿潤摩擦抵抗を提供した。このワックスを使用して調製された水性インクジェットインク組成物はまた、テープ試験を合格することができたが、他のものは合格することができなかった。テープ試験では、１つのスコッチテープを完全に押圧し、乾燥されたインクの表面に接着させ、２０秒間経たせて、テープを素早く剥離した。試験の合格は、テープにインクが移っていないことによって示される。試験の失敗は、テープにインクの一部又は全てが移っていることによって示される。
【0096】
印刷性能
【0097】
インクジェットインク組成物を、Ｋｏｄａｋ写真紙、ＭｃＣｏｙ（登録商標）ｇｌｏｓｓ＃１００、及びＸｅｒｏｘ（登録商標）Ｂｏｌｄを含む異なる紙基材上に、Ｄｉｍａｔｉｘ ＤＭＰ２８００プリンタを使用して噴射した。使用した試験キーパラメータの第１のセットは以下のとおりであった：液適質量＝４．５～４．８ｎｇ（すなわち、約４．５ｎｇ）、液滴速度＝６～７ｍ／秒、周波数＝５ｋＨｚ、電圧＝１６～２０Ｖ、印刷温度は２０℃～４０℃であった。使用した試験キーパラメータの第２のセットは以下のとおりであった：液適質量＝８．５～９ｎｇ（すなわち、約９ｎｇ）、液滴速度＝９～１１ｍ／秒、周波数＝５ｋＨｚ、電圧＝２４～２７Ｖ、印刷温度は２０℃～４０℃であった。印刷パラメータは、６００×６００ｄｐｉ印刷であった。測定は、デジタルルーペを有するパーソナル画像分析システムであるＰＩＡＳ ＩＩ機器を使用して行った。点サイズ及び直径を測定するために、約３．２ｍｍ×２．４ｍｍの画角を有する高解像度光学モジュール、約５μｍ／ピクセルを使用した。結果を表４（第１のセット）及び５（第２のセット）に示す。加えて、実施例１のラテックスを使用して作製されたインクジェットインク組成物を、＞２．５時間連続噴射させ、その間フェースプレートはきれいであり、ノズルを詰まらせなかった。インク液適はまた、球形及び円形の形状を維持した。
【0098】
【表4】
【0099】
【表5】
【0100】
結果は、実施例１のラテックスから作製された水性インクジェットインク組成物は水溶性樹脂を含まないが、印刷性能は、比較インクジェットインク組成物と同等以上であり、優れたフィルム形成能力を示すことを示す。同時に、実施例１のラテックスから作製された水性インクジェットインク組成物の水堅牢度は、比較インクジェットインク組成物の水堅牢度よりも著しく大きい。具体的には、比較実施例５のラテックスから作製された水性インクジェットインク組成物よりも３～４倍良好である。したがって、本開示は、インクの約４．５ｎｇの液滴を使用して測定したとき、上に記載されるように、少なくとも１０、１５、若しくは２０の湿潤摩擦抵抗を呈するか、又はインクの約９ｎｇの液滴を使用して測定したとき、上に記載されるように、少なくとも２５、３０、若しくは３５の湿潤摩擦抵抗を呈する水性インクジェットインク組成物を包含する。
【0101】
「例示的な」という語は、例、事例、又は例示としての役割を果たすことを意味するために本明細書で使用される。「例示的な」として本明細書で記載される任意の態様又は設計は、必ずしも他の態様又は設計に比べて好ましい又は有利であると解釈されない。更に、本開示の目的のために、特に指定がない限り、「ａ」又は「ａｎ」は、「１つ以上」を意味する。
【0102】
既に含まれていない場合、本開示におけるパラメータの全ての数値は、およそを意味する「約」という用語によって進められる。これは、当業者に理解されるような関連パラメータの測定に固有の変動を包含する。これはまた、開示された数値及び開示された数値を四捨五入した値の正確な値も包含する。
【0103】
本開示の例示的な実施形態の前述の説明は、例示及び説明の目的のために提示される。網羅的であること、又は本開示を開示される正確な形態に限定することを意図するものではなく、上記の教示に照らして修正及び変形が可能であるか、又は本開示の実施から取得されてもよい。本開示の原理を説明するために、及び本開示の実用的な用途として、当業者が様々な実施形態において本開示を利用することを可能にするために、かつ企図される特定の用途に適した様々な修正を用いて、実施形態が選択及び記載される。本開示の範囲は、本明細書に添付の特許請求の範囲及びそれらの等価物によって定義されることが意図される。
【図1】
【図2】
