ジアルキルエーテルを含有する相変化インク
【課題】低減されたエネルギー必要量で相変化インク・ジェット印刷方法に用いるのに適した熱融解性又は相変化インクを提供する。
【解決手段】（ａ）着色剤と（b）相変化インク担体とを含む相変化インクであって、前記担体は（ｉ）アミドと（ｉｉ）化学式Ｒ1−Ｏ−Ｒ2のジアルキルエーテルとを含み、式中Ｒ1とＲ2は、それぞれ互いに独立に、直鎖アルキル基及び分岐アルキル基の両方を含むヘテロ原子をもたない非置換アルキル基を表し、少なくとも約１０個の炭素原子を有し、そして約６０個を越えない炭素原子を有する、相変化インク。
【解決手段】（ａ）着色剤と（b）相変化インク担体とを含む相変化インクであって、前記担体は（ｉ）アミドと（ｉｉ）化学式Ｒ1−Ｏ−Ｒ2のジアルキルエーテルとを含み、式中Ｒ1とＲ2は、それぞれ互いに独立に、直鎖アルキル基及び分岐アルキル基の両方を含むヘテロ原子をもたない非置換アルキル基を表し、少なくとも約１０個の炭素原子を有し、そして約６０個を越えない炭素原子を有する、相変化インク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書で開示されるのは、熱融解性又は相変化インク及びその使用法である。より具体的には、本明細書で開示されるのは、低減されたエネルギー必要量で相変化インク・ジェット印刷方法に用いるのに特に適した熱融解性又は相変化インクである。
【背景技術】
【０００２】
既知の組成物及び方法はそれらの意図された目的には適しているが、約１２５℃より低い温度で噴出させることのできる相変化インク、低減されたエネルギー必要量で噴出させることのできる相変化インク、より安価なプリントヘッドにより噴出させることができる相変化インク、プリンタ内で加熱されるとき長時間の色安定性として現れるインクの改善された熱安定性を可能にする相変化インク、改善されたプリンタの信頼性を可能にする相変化インク、待ち受け状態からの迅速な回復時間を可能にする相変化インク、「瞬時オン」状態での印刷を可能にする相変化インク、低い印刷温度において望ましい粘性率値を示す相変化インク、上述の利点を可能にし、そしてまた、トランスフィックス特性（ディザ及び固体充填ドロップアウト性能を含む）、許容可能な欠損噴出、折り畳み及び折り曲げ性能、光沢、色強度、待ちうけ状態からの回復などの良好な印刷特性を示す相変化インク、改善された硬調の画像を生成する相変化インク、改善された光沢を有する画像を生成する相変化インク、低い発汗性を示す相変化インク（発汗とは、インクのある成分が固体インク・スティックの表面に移動して、プリンタ内部のインク・スティック表面に集まる問題であり、粘着性の「発汗」は次第に底部に流れ落ち、インク・スティックがプリンタ内のインク装填ラックの内部で滑動することを困難にする可能性がある）、紙基材上に印刷されたとき、透き通しの少ない画像を生成する相変化インク、上記の全ての利点を示すと同時にプリントヘッドの低減された目詰まりを示す相変化インク、プリントヘッドの目詰まりを起こさずに相変化インク・ジェット・プリントヘッドの待ち受け温度を低くすることを可能にする相変化インク、望ましく低い凝固点を有する相変化インク、中間転写部材が望ましい高温にあるときに中間転写部材上に残るピクセルを少なくして、中間転写部材から最終記録基材へ効率的に移動して転写部材の効率的な冷却を可能にし、インクによる中間転写部材の加熱によるプリンタの自動停止を回避し、同時にまた望ましい低温でインクの噴出を可能にする相変化インック、熱いままのプリントがプリンタ内の誘導トラックを通るときに望ましく高い汚し温度を示し、後に白紙に転写される可能性がある、これらの誘導トラックに沿ったインクの蓄積を減少させる相変化インク、上述の利点を示し、また望ましく低い費用で調製することができる相変化インク、望ましく高い粘着性減退温度を有する相変化インク、上述の利点を望ましく低い費用で可能にする相変化インク、望ましく狭い分子量分布を有する相変化インクのワックス成分、望ましく低い曇り点を有する相変化インクのワックス成分、望ましく狭い融解範囲を有する相変化インクのワックス成分、及び、望ましく高い融解開始温度を有する相変化インクのワックス成分、に対する必要性が残っている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本明細書で開示されるのは、（ａ）着色剤及び（ｂ）相変化インク担体を含む相変化インクであり、前記の担体は（ｉ）アミド、及び（ｉｉ）化学式Ｒ1−Ｏ−Ｒ2のジアルキルエーテルを含み、式中Ｒ1及びＲ2はそれぞれ互いに独立に、直鎖アルキル基及び分岐アルキル基を含む、ヘテロ原子をもたない非置換アルキル基を表し、式中Ｒ1及びＲ2はそれぞれ互いに独立に、少なくとも１０個の炭素原子を含み、そして式中Ｒ1及びＲ2はそれぞれ互いに独立に、６０個を越えない炭素原子を有する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本明細書で開示される相変化インクは、化学式Ｒ1−Ｏ−Ｒ2のジアルキルエーテルを含む担体を含み、式中Ｒ1及びＲ2はそれぞれ互いに独立に、直鎖アルキル基及び分岐アルキル基を含む、ヘテロ原子をもたない非置換アルキル基を表し、式中Ｒ1及びＲ2はそれぞれ互いに独立に、種々の実施形態において少なくとも１０、１２、１４、１６、又は１８個の炭素原子を有し、そして式中Ｒ1及びＲ2はそれぞれ互いに独立に、種々の実施形態において６０、５８、５６、５４、５２、５０、４８、４６、４４、４２、又は４０個、を越えない炭素原子を有するが、但し、炭素原子の総数はこれらの範囲の外にあってもよい。
【０００５】
Ｒ1及びＲ2は、同じ個数の炭素原子、又は異なる個数の炭素原子を有することができる。
【０００６】
必須ではないが、一つの特定の実施形態においては、Ｒ1及び／又はＲ2が分岐型であるとき、Ｒ1及び／又はＲ2は１８乃至６０個の炭素原子を有する。必須ではないが、一つの特定の実施形態においては、Ｒ1及び／又はＲ2が直鎖型であるとき、Ｒ1及び／又はＲ2は１８乃至４０個の炭素原子を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
一つの特定の実施形態は、Ｒ1及びＲ2がそれぞれ２２個の炭素原子を含むジベヘニルエーテルに向けられる。
【０００８】
エーテルは市販のものを入手することができ、或いは、任意の所望の又は効率的な方法で調製することができる。エーテルを、アルコールから酸触媒を用いた脱水により調製することはよく知られている。得られるエーテルは対称型エーテル又は非対称型エーテル（出発物質としてアルコールの組合せを用いる場合）のいずれかである可能性がある。２種の異なるアルコールを用いるとき、生成物は３種のエーテル（凡そ１：１：２のモル比で２種の対称型エーテル及び１種の非対称型エーテル）の混合物となる。比較的純粋な非対称型エーテルは、例えば米国特許第４，２３２，１７７号、米国特許第４，３０７，２５４号、米国特許第４，３３６，４０７号、米国特許第４，５０４，６８７号、米国特許第４，９８７，８０７号、及び米国特許第５，１１８，８７３号に記載されている様な蒸留法によって得ることができる。
【０００９】
本明細書で開示されるインクに含まれるジアルキルエーテルは、高温ゲル浸透クロマトグラフィにより測定すると、種々の実施形態において少なくとも３５０、４００、又は４５０の平均ピーク分子量、そして種々の実施形態において１２００、１，１５０、又は１，１００を越えない平均ピーク分子量を有するが、平均ピーク分子量はこれらの範囲の外にあってもよい。ウィリアムソン合成は、ハロゲン化アルキルとナトリウムアルコキシドを反応させて非対称型エーテルを調製する別の周知の方法であり、例えば、Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ、Ｒｏｂｅｒｔ T．Ｍｏｒｒｉｓｏｎ ａｎｄ Ｒｏｂｅｒｔ Ｎ．Ｂｏｙｄ、Ａｌｌｙｎ ａｎｄ Ｂａｃｏｎ，Ｉｎｃ．１９８７，ｐｐ．７０２−７０３に記載されている。エーテル合成を開示している他の参考文献は、例えば、J．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．５４，ｐ．２０８８（１９３２）；J．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．７０、ｐ．２４００（１９４８）；Ｏｒｇ．Ｓｙｎ．Ｃｏｌｌ．Ｖｏｌ．４，ｐ．７２（１９６３）；J．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．４２，ｐ．２０１２（１９７７）；J．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．５２，ｐ．３９１７（１９８７）；Ｖｏｇｅｌ’s Ｔｅｘｔｂｏｏｋ ｏｆ Ｐｒａｃｔｉｃａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，５th Ｅｄ．，Ｂｒａｉｎ Ｓ．Ｆｕｒｎｉｓｓ，Ａｎｔｏｎｙ Ｊ．Ｈａｎｎａｆｏｒｄ，Ｐｅｔｅｒ Ｗ．Ｇ．Ｓｍｉｔｈ，Ａｕｓｔｉｎ Ｒ．Ｔａｔｃｈｅｌｌ，Ｌｏｎｇｍａｎ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ ＆ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ，１９８９，ｐ．５８１−５８２が挙げられる。
【００１０】
ジアルキルエーテルは、種々の実施形態において少なくとも１．０００１、１．０００３、又は１．０００５の、そして種々の実施形態において３．０、２．５、又は２．０を越えない、多分散性（重量平均分子量を数平均分子量で割ることにより決定される）を有するが、多分散性はこれらの範囲の外にあってもよい。
【００１１】
ジアルキルエーテルは、種々の実施形態において少なくとも４５℃、５０℃、又は５５℃の、そして種々の実施形態において１６０℃、１５０℃、又は１４０℃を越えない、ピーク融点（示差走査熱量測定法（ＤＳＣ）により測定される）を有するが、ピーク融点はこれらの範囲の外にあってもよい。
【００１２】
ジアルキルエーテルは、種々の実施形態において少なくとも４０℃、４５℃、又は５０℃の、そして種々の実施形態において１２０℃、１１０℃、又は１００℃を越えない、融解開始温度（示差走査熱量測定法（ＤＳＣ）により測定される）を有するが、融解開始温度はこれらの範囲の外にあってもよい。
【００１３】
ジアルキルエーテルは、ＡＳＴＭ Ｄ３４１８−０３において定義されるように融解終了温度と融解開始温度の差として定義される融解範囲として、種々の実施形態において少なくとも２℃、３℃、又は４℃の、そして種々の実施形態において４０℃、３５℃、又は３０℃を越えない、融解範囲を有するが、融解範囲はこれらの範囲の外にあってもよい。
【００１４】
ジアルキルエーテルは、種々の実施形態において少なくとも４０℃、４５℃、又は５０℃の、そして種々の実施形態において１４０℃、１３０℃、又は１２０℃を越えない、凝固点（示差走査熱量測定法（ＤＳＣ）により測定される）を有するが、凝固点はこれらの範囲の外にあってもよい。
【００１５】
ジアルキルエーテルは、１１０℃における粘性率として、種々の実施形態において少なくとも１、２、又は３センチポアズ、そして種々の実施形態において２０、１５、又は１０センチポアズを超えない粘性率を有するが、粘性率はこれらの範囲の外にあってもよい。
【００１６】
「平均ピーク分子量」は、Ｒ1及びＲ2がそれぞれ互いに独立に、直鎖アルキル基及び分岐アルキル基の両方を含む、ヘテロ原子をもたない非置換アルキル基を表す、化学式Ｒ1−Ｏ−Ｒ2を有する分子の混合物を含むことができる、相変化インク中に存在するジアルキルエーテルが、保持時間又は分子量に対する分子の相対量のプロットが釣鐘曲線状になるような分子の分布を有することを意味する。それとは対照的に、異なる平均ピーク分子量値を有する一方で、Ｒ1及び／又はＲ2が第１試料におけるのと同数の炭素原子をもつ個々の分子を含み得る、ジアルキルエーテルは異なる特性をもつことになる。
【００１７】
屈折率検出法、１，２，４−トリクロロベンゼンの移動相、及び２つのＰｏｌｙｍｅｒ ３μｍ Ｍｉｘｅｄ−Ｅ分離カラムを用い、Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｌａｂｓ ２２０ＨＴシステムによる高温ゲル浸透クロマトグラフィによって、幾つかのポリエチレン・ワックス及びジアルキルエーテル・ワックスに関して種々の分子量測定を行った。システム全体及び試料溶液は、注入前に１４０℃まで加熱した。分子量は、校正用ポリエチレン標準を用いて特性化した。１つの材料（ＰＥ５００）はオクラホマ州タルサ所在のＢａｋｅｒ Ｐｅｔｒｏｌｉｔｅから、ＰＯＬＹＷＡＸ（登録商標）５００（ＰＥ５００）として市販されているポリエチレン・ワックスであった。また、オクラホマ州タルサ所在のＢａｋｅｒ Ｐｅｔｒｏｌｉｔｅから、ＰＯＬＹＷＡＸ（登録商標）６５５（ＰＥ６５５）として市販されているポリエチレン・ワックスについても測定した。また、オクラホマ州タルサ所在のＢａｋｅｒ Ｐｅｔｒｏｌｉｔｅから市販されており、ＰＯＬＹＷＡＸ（登録商標）５００（ＰＥ５００）に類似しているが、蒸留により１５％の低分子量留分及び１５％の高分子量留分を除去したポリエチレン・ワックス（ＰＥ−Ｃ）についても測定した。この蒸留は、例えば、米国特許公開公報第２００５／０１３００５４号に記載されているように実施することができる。また、ドイツ、ブルンスビュッテル所在のＳａｓｏｌ Ｇｅｒｍａｎｙ Ｇｍｂｈから入手可能なジベヘニルエーテル・ワックス（ＤＢＥ）についても測定した。ポリエチレン標準を校正に用いて高温ゲル浸透クロマトグラフィにより測定したところ、これらのワックスに対してポリエチレン標準を校正に用いた高温ゲル浸透クロマトグラフィにより測定されたピーク平均分子量（Ｍp）、数平均分子量（Ｍn）、重量平均分子量（Ｍw）、及び多分散性（ＭＷＤ）は以下の通りである。
これらのワックスについてのピーク融点（℃、ＡＳＴＭ Ｄ ３４１８−０３に従って、ＤＵＰＯＮＴ ２１００熱量計を用いて示差走査熱量測定法により測定）、融解開始温度（℃、示差走査熱量測定法により測定）、１１０℃における粘性率（センチポアズ、Ｒｈｅｏｍｅｔｒｉｃ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ ＤＳＲ−２０００コーンプレート・レオメータにより測定）、及び凝固点（℃、示差走査熱量測定法により測定）の高温ゲル浸透クロマトグラフィ・データは以下の通りである。
【００１８】
高い融解開始温度は重要で望ましいワックス特性であり、トランスフィックス効率、透き通しなど、多くのインク性能特性に影響を及ぼす。データが示すように、ジベヘニルエーテルが最も高い融解開始温度を有した。さらに、ジベヘニルエーテルは遙かに最も低いＭＷＤ、及び遙かに最も狭い融解範囲を示した。
【００１９】
ワックスの融解液体の透明度は、ワックス試料をガラス・ジャーの中で融解させ、オーブン中で種々の温度に保ち、次いで長時間の沈殿の存在に対する透明度を肉眼で調べることにより評価した。結果は以下の通りである。
高分子量は高い融解開始温度をもたらすが、ワックスの分子量増加には別の限界があり、それはワックスが透明な融解状態から曇る又はゲルになる曇り点である。曇りは、プリントヘッドの目詰りの原因となる沈殿物の存在を示すものと考えられるが、この目詰まりはインク・ジェット・プリントヘッド内のスクリーン・フィルタを通るインクの流速を減少させて弱いジェット又はジェット欠損を引き起こす。データが示すように、ジベヘニルエーテル・ワックスは、全ての検査条件のもとで曇らずに透明のままであり、ＰＥ５００の試料よりも優れ、少なくともＰＥ−Ｃの試料に匹敵するものであった。
【００２０】
ジアルキルエーテルはインク中に任意の所望の又は有効な量存在し、種々の実施形態において担体重量の少なくとも１、３、又は５パーセントの、そして種々の実施形態において坦体重量の９９、９７、又は９５パーセントを超えない、量だけ存在するが、しかしその量はこれらの範囲の外にあってもよい。
【００２１】
インク担体はさらにアミドを含む。適切なインク担体材料の例には、モノアミド、トリアミド、テトラアミド、それらの混合物などの脂肪酸アミドが含まれる。適切な脂肪酸アミドのインク担体材料の特定の例には、ダイマー酸、エチレンジアミン、及びステアリン酸の反応生成物であるダイマー酸をベースとするテトラアミド、ダイマー酸、エチレンジアミン、及び少なくとも約３６個の炭素原子を有するカルボン酸の反応生成物であるダイマー酸をベースとするテトラアミドなど、及びそれらの混合物が含まれる。脂肪酸アミドのインク担体が、ダイマー酸、エチレンジアミン、及び少なくとも約３６個の炭素原子を有するカルボン酸の反応生成物であるダイマー酸をベースとするテトラアミドであるとき、カルボン酸は一般式
【化１】
を有し、式中Ｒは、直鎖、分岐、飽和、不飽和、及び環状のアルキル基を含むアルキル基であり、該アルキル基は種々の実施形態において、少なくとも３６又は４０個の炭素原子を含み、該アルキル基は種々の実施形態において、２００、１５０、又は１００個を超えない炭素原子を含むが、炭素原子の個数はこれらの範囲の外にあってもよい。この化学式のカルボン酸は、例えば、オークランド州タルサ所在のＢａｋｅｒ Ｐｅｔｒｏｌｉｔｅから市販されており、また、米国特許第６，１７４，９３７号の実施例１に記載されている方法で調製することもできる。脂肪酸アミド担体材料に関するさらなる情報は、例えば、米国特許第４，８８９，５６０号、米国特許第４，８８９，７６１号、米国特許第５，１９４，６３８号、米国特許第４，８３０，６７１号、米国特許第６，１７４，９３７号、米国特許第５，３７２，８５２号、米国特許第５，５９７，８５６号、米国特許第６，１７４，９３７号、及び英国特許第２２３８７９２号に開示されている。
【００２２】
１つの特定の実施形態においては、アミドは分岐トリアミドである。分岐トリアミドは、例えば、米国特許第６，８６０，９３０号に開示されている。「分岐トリアミド」は、トリアミドの構造を、各々のアミド基が、他のアミド基のブランチ以外のブランチ内に含まれる１原子又は原子団に結合し、そして各々のアミド基が異なるブランチ内にあるように描くことができることを意味する。「各々のアミド基が異なるブランチ内にある」ことは、トリアミドが直鎖状ではないことを意味し、「直鎖状」は、３つのアミド基の全てが、化学式
【化２】
などの直鎖トリアミドのように、同じ分子鎖又はブランチ内にあるように描くことができる分子を示す。本発明の目的のためには、直鎖トリアミドは、普通は異なる線を描くことになる場合にも、３つのアミド基を通る直線を描くことができるようなトリアミドを含む。例えば、次の化学式
【化３】
の化合物は、本発明の目的のためには直鎖化合物と見なされるが、何故ならこれは
【化４】
のように描くこともでき、従って、本明細書で開示されるインクの目的のためには、分岐トリアミドとは見なされないことになるからである。本明細書で開示されるインクの目的のためには、「分岐トリアミン」、「分岐三酸」、「分岐モノアミノ二酸」、及び「分岐ジアミノ一酸」は、指名された３つの官能基の各々が他の２つとは異なるブランチ内にあるように描くことができる点で類似の定義を有する。
【００２３】
１つの特定の実施形態において、分岐トリアミドは次の化学式を有し、
【化５】
式中ｘ、ｙ、及びｚはそれぞれ、独立にプロピレンオキシ繰返し単位の数を表し、ｘ＋ｙ＋ｚは５から６までであり、また式中ｐ、ｑ、及びｒはそれぞれ互いに独立に、繰返し−（ＣＨ2）−単位の数を表わす整数であり、種々の実施形態においては少なくとも１５、２０、又は２６であり、そして種々の実施形態においては６０、５５、又は４５を超えないが、ｐ、ｑ、及びｒの値はこれらの範囲の外にあってもよい。トリアミド組成物は、各分子がｐ、ｑ、及びｒに対して同じ値を有する均一な組成物ではなく、ｐ、ｑ、及びｒがそれぞれ組成物中のピーク平均鎖長数である材料の混合物として得られることが多いので、混合物中において幾つかの個々の鎖は所与の数よりも長い又は短い可能性があることを理解されたい。
【００２４】
この特定の実施形態において、トリアミドは任意の所望の又は有効な量だけインク中に存在し、種々の実施形態において担体重量の少なくとも２、５、又は１０％の、そして幾つかの実施形態において担体重量の５０、４０、又は３５％を超えない量であるが、その量はこれらの範囲の外にあってもよい。
【００２５】
適切な相変化インク担体材料の付加的な例はモノアミドである。適切な脂肪酸アミドのインク担体材料の特定の例には、コネチカット州グリニッジ所在のＣｒｏｍｐｔｏｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎより入手可能なＫＥＭＡＭＩＤＥ Ｓ−１８０などのステアリルステアロマイドが含まれる。脂肪酸アミド担体材料に関するさらなる情報は、例えば、米国特許第４，８８９，５６０号、米国特許第４，８８９，７６１号、米国特許第５，１９４，６３８号、米国特許第４，８３０，６７１号、米国特許第６，１７４，９３７号、米国特許第５，３７２，８５２号、米国特許第５，５９７，８５６号、米国特許第６，１７４，９３７号、及び英国特許第２２３８７９２号に開示されている。一つの特定の実施形態においては、モノアミドはインク担体中に、種々の実施形態において、担体重量の少なくとも０．０１、２、又は５パーセントの、そして種々の実施形態において、担体重量の９０、８０、又は７０パーセントを超えない量だけ存在するが、その量はこれらの範囲の外にあってもよい。
【００２６】
同様に相変化インク担体材料として適切なのは、イソシアネート誘導樹脂又はワックス、例えば、ウレタンイソシアネート誘導材料、ユリアイソシアネート誘導材料、ウレタン／ユリアイソシアネート誘導材料、これらの混合物などである。イソシアネート誘導担体材料に関するさらなる情報は、例えば、米国特許第５，７５０，６０４号、米国特許第５，７８０，５２８号、米国特許第５，７８２，９６６号、米国特許第５，７８３，６５８号、米国特許第５，８２７，９１８号、米国特許第５，８３０，９４２号、米国特許第５，９１９，８３９号、米国特許第６，２５５，４３２号、米国特許第６，３０９，４５３号、英国特許第２２９４９３９号、英国特許第２３０５９２８号、英国特許第２３０５６７０号、英国特許第２２９０７９３号、国際公開第９４／１４９０２号、国際公開第９７／１２００３号、国際公開第９７／１３８１６号、国際公開第９６／１４３６４号、国際公開第９７／３３９４３号、及び国際公開第９５／０４７６０号に開示されている。
【００２７】
１つの特定の実施形態において、インクは、米国特許第５，７８２，９６６号の実施例１に記載の方法で調製される、２当量のＡＢＩＴＯＬ（登録商標）Ｅ ヒドロアビエチルアルコール（デラウェア州ウィルミントン所在のＨｅｒｃｕｌｅｓ Ｉｎｃ．から入手可能）と１当量のイソホロンジイソシアナートとの反応によって得られるウレタン樹脂を含むことができる。この樹脂がインク中に存在するときは、種々の実施形態において、インク担体の重量の少なくとも１、２、３、４、又は５パーセントの、そして種々の実施形態において、インク担体の重量の８０、７０、又は６０パーセントを超えない量だけ存在するが、その量はこれらの範囲の外にあってもよい。
【００２８】
別の特定の実施形態においては、インクは、米国特許第６，３０９，４５３号の実施例４に記載の方法で調製される、３当量のステアリルイソシアナートとグリセロールベースのアルコールとの付加生成物であるウレタン樹脂を含むことができる。この樹脂がインク中に存在するときは、種々の実施形態において、インク担体の重量の少なくとも０．５、１、又は２パーセントの、そして種々の実施形態において、インク担体の重量の４０、３５、又は３０パーセントを超えない量だけ存在するが、その量はこれらの範囲の外にあってもよい。
【００２９】
インク担体は、相変化インク中に任意の所望の又は有効な量存在し、種々の実施形態において、インクの重量の少なくとも０．１、５０、又は９０パーセントの、そして種々の実施形態においては、インクの重量の９９．９、９９．５、又は９９パーセントを超えない量だけ存在するが、その量はこれらの範囲の外にあってもよい。
【００３０】
相変化インク組成物はまた、着色剤を含む。相変化インク担体組成物は、色指数（Ｃ．Ｉ．）油溶性染料、分散染料、修飾酸性及び調節染料、塩基性染料、硫化染料、建染染料などの相変化インク着色材料と組み合せて用いることができる。例えば、米国特許第５，６２１，０２２号及び米国特許第５，２３１，１３５号に開示されており、そして、例えばＭｉｌｌｉｋｅｎ＆Ｃｏｍｐａｎｙから市販されているＭｉｌｌｉｋｅｎ Ｉｎｋ Ｙｅｌｌｏｗ １２、Ｍｉｌｌｉｋｅｎ Ｉｎｋ Ｂｌｕｅ ９２、Ｍｉｌｌｉｋｅｎ Ｉｎｋ Ｒｅｄ ３５７、Ｍｉｌｌｉｋｅｎ Ｉｎｋ Ｙｅｌｌｏｗ １８００、Ｍｉｌｌｉｋｅｎ Ｉｎｋ Ｂｌａｃｋ ８９１５−６７、純粋なＲｅａｃｔａｎｔ Ｏｒａｎｇｅ Ｘ−３８、純粋なＲｅａｃｔａｎｔ Ｂｌｕｅ Ｘ−１７、Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １６２、Ａｃｉｄ Ｒｅｄ ５２、Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｂｌｕｅ ４４、及び純粋なＲｅａｃｔａｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ Ｘ−８０などの高分子染料を用いることもできる。
【００３１】
同じく適切な着色剤には、米国特許第６，４７２，５２３号、米国特許第６，７２６，７５５号、及び米国特許第６，４７６，２１９号に開示されている着色剤、米国特許第６，５７６，７４７号、米国特許第６，７１３，６１４号、米国特許第６，６６３，７０３号、及び米国特許第６，５７６，７４８号に開示されている着色剤、米国特許第６，９５８，４０６号、及び米国特許第６，８２１，３２７号に開示されている着色剤、米国特許第６，８３５，２３８号に開示されている着色剤、並びに、米国特許第６，４７２，５２３号、米国特許第６，７２６，７５５号、米国特許第６，４７６，２１９号、米国特許第６，６６３，７０３号、米国特許第６，７５５，９０２号、米国特許第６，５９０，０８２号、米国特許第６，６９６，５５２号、米国特許第６，５７６，７４８号、米国特許第６，６４６，１１１号、及び米国特許第６，６７３，１３９号に開示されている着色剤が挙げられる。
【００３２】
減法混色の原色以外の他のインク色が、相変化印刷を用いる郵便消印、産業荷印、及び標識などの用途には望ましい可能性があり、本発明のインクはこれらのニーズに適用可能である。さらに製品の不可視の符号化又は荷印のような用途に用いるためには、赤外（ＩＲ）又は紫外（ＵＶ）吸収性染料をインクに混合することもできる。
【００３３】
特定の実施形態において、着色剤は、例えば、米国特許第５，７８０，５２８号及び米国特許第５，９１９，８３９号に開示されているイソシアナート誘導着色樹脂である。
【００３４】
着色剤は、相変化インク中に、所望の色又は色相を得るのに任意の所望の又は有効な量存在し、種々の実施形態において、インクの重量の少なくとも０．１、０．２、又は０．５パーセントの、そして種々の実施形態において、インクの重量の５０、２０、又は１０パーセントを超えない量だけ存在するが、その量はこれらの範囲の外にあってもよい。
【００３５】
インクはまた、随意に酸化防止剤を含むことができる。インク組成物の随意の酸化防止剤は、画像の酸化を防ぎ、またインク調製工程の加熱する部分の間、インク組成物の酸化を防ぐ。随意の酸化防止剤が存在するときは、インク中に任意の所望の又は有効な量存在し、種々の実施形態において、インクの重量の少なくとも０．０１、０．０５、又は０．１パーセントの、そして種々の実施形態においてインクの重量の２０、５、又は３パーセントを超えない量だけ存在するが、その量はこれらの範囲の外にあってもよい。
【００３６】
インクに対する他の随意の添加物には、清澄剤、粘着性付与剤、可塑剤などがある。
【００３７】
インク組成物は、種々の実施形態において４０℃、４５℃、又は５０℃を下回らないピーク融点を有し、そして種々の実施形態において１６０℃、１５０℃、又は１４０℃を超えない融点を有するが、ピーク融点はこれらの範囲の外にあってもよい。
【００３８】
インク組成物は一般に噴出温度（種々の実施形態において７５℃、８５℃、又は９５℃を下回らず、そして種々の実施形態において１５０℃、又は１３０℃を超えないが、噴出温度はこれらの範囲の外にあってもよい）において、種々の実施形態において３０、２５、又は２０センチポアズを超えず、そして種々の実施形態において１、２、又は３センチポアズを下回らない溶融粘度を有するが、溶融粘度はこれらの範囲の外にあってもよい。
【００３９】
インク組成物は任意の所望の又は適切な方法で調製することができる。例えば、インクの成分を互いに混合し、次いで、種々の実施形態において少なくとも１００℃又は１４０℃の温度まで（但し温度はこれらの範囲外でも可能）加熱し、次に均質なインク組成物が得られるまで攪拌し、次にインクを周囲温度（典型的には２０℃から２５℃まで）まで冷却する。インクは周囲温度においては固体である。特定の実施形態においては、形成工程中、溶融状態のインクが鋳型に流し込まれ、次に放冷され固化してインク・スティックを形成する。
【００４０】
本発明のインクは、直接印刷インク・ジェット・プロセス用装置及び間接（オフセット）印刷インク・ジェット用途に使用することができる。本明細書で開示される別の実施形態は、ここで開示されるインクをインク・ジェット印刷装置に導入し、インクを融解させ、溶融インクの小滴を記録基材上に画像様パターンで噴出させるステップを含む方法に向けられる。直接印刷プロセスはまた、例えば、米国特許第５，１９５，４３０号に開示されている。本明細書で開示されるさらに別の実施形態は、ここで開示されるインクをインク・ジェット印刷装置に導入し、インクを融解させ、溶融インクの小滴を中間転写部材上に画像様パターンで噴出させ、そして画像様パターンのインクを中間転写部材から最終記録基材に転写するステップを含む方法に向けられる。特定の実施形態において、中間転写部材は、最終記録シートの温度より高く且つ印刷装置内の溶融インクの温度より低い温度まで加熱される。別の特定の実施形態においては、中間転写部材と最終記録シートの両方が加熱される。この実施形態において、中間転写部材及び最終記録シートの両方は印刷装置内の溶融インクの温度より低い温度まで加熱される。この実施形態において、中間転写部材と最終記録シートの相対的な温度は、（１）中間転写部材が、最終記録シートの温度より高く且つ印刷装置内の溶融インクの温度より低い温度まで加熱されるか、（２）最終記録基材が、中間転写部材の温度より高く且つ印刷装置内の溶融インクの温度より低い温度まで加熱されるか、又は（３）中間転写部材と最終記録シートが凡そ同じ温度まで加熱されるようにすることができる。オフセット又は間接印刷プロセスはまた、例えば、引用により全体が本明細書に組み入れられる米国特許第５，３８９，９５８号に開示されている。１つの特定の実施形態において、印刷装置は、インクの小滴が圧電振動素子の振動により画像様式パターンで噴出させられる圧電印刷法を利用する。本明細書で開示されるインクはまた、他の熱溶融印刷法、例えば、熱溶融音波インク・ジェット印刷、熱溶融感熱インク・ジェット印刷、熱溶融連続流又は偏向インク・ジェット印刷などに使用することができる。
【００４１】
ＸＥＲＯＸ（登録商標）４０２４紙、ＸＥＲＯＸ（登録商標）画像連続紙、Ｃｏｕｒｔｌａｎｄ ４０２４ＤＰ紙、罫線入りノートブック紙、ボンド紙などの普通紙、Ｓｈａｒｐ Ｃｏｍｐａｎｙのシリカ・コート紙、ＪｕＪｏ紙、ＨＡＭＭＥＲＭＩＬＬ ＬＡＳＥＲＰＲＩＮＴ（登録商標）紙などのシリカ・コート紙、透明材料、布、織物製品、プラスチック、ポリマー・フィルム、金属などの無機基材及び木材などを含む、任意の適切な基材又は記録シートを用いることができる。
【実施例１】
【００４２】
インク組成物を以下の工程により調製した。着色剤以外の全てのインク成分をステンレス製ビーカに入れた。生成した混合物を、オーブン中、約１１０℃の温度において一緒に融解させ、次いで、約１１０℃に温度制御したマントル内で、約０．３時間、攪拌して混ぜ合わせた。次にこの混合物に着色剤を添加した。さらに約２時間攪拌した後、このように形成されたインクを、ワットマン＃３濾紙を用い、約１５ポンド毎平方インチの圧力下で加熱ＭＯＴＴ（登録商標）装置（Ｍｏｔｔ Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌより入手）によって濾過した。このように形成し濾過した相変化インクを鋳型に注入し、固化させてインク・スティックを形成した。インクは以下の成分から調製した。即ち、ＰＯＬＹＷＡＸ５００（オクラホマ州タルサ所在のＢａｋｅｒ Ｐｅｔｒｏｌｉｔｅから入手）を蒸留し、約１５パーセントの低分子量留分及び約１５パーセントの高分子量留分を除去して調製した、ＨＴ−ＧＰＣによる測定値がＭｐ＝５８２，Ｍｎ＝５６２，Ｍｗ＝５７９，ＭＷＤ＝１．０３である、狭い分子量分布のポリエチレン・ワックスと、ジベヘニルエーテル（ドイツ、ブルンスビュッテル所在のＳａｓｏｌ Ｇｅｒｍａｎｙ ＧｍｂＨから入手）と、米国特許第６，８６０，９３０号の実施例ＩＩに記載されている方法で調製した次の化学式
【化６】
（式中、ｐ，ｑ，及びｒは約３５の平均値を有する）を有する分岐トリアミドと、ステアリルステアラミド・ワックス（ＫＥＭＡＭＩＤＥ（商標登録）Ｓ−１８０、コネチカット州グリニッジ所在のＣｒｏｍｐｔｏｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎより入手）と、ＫＥ−１００樹脂（水添アビエチン（ロジン）酸のトリグリセリド、イリノイ州シカゴ所在のＡｒａｋａｗａ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ（ＵＳＡ）Ｉｎｃ．より入手）と、米国特許第６，３０９，４５３号の実施例４に記載の方法で調製した、３当量のステアリルイソシアナートとグリセロールをベースとするアルコールとの付加生成物であるウレタン樹脂と、ＮＡＵＧＵＡＲＤ（登録商標）４４５酸化防止剤（コネチカット州ミドルベリー所在のＵｎｉｒｏｙａｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．より入手）と、米国特許第６，７１３，６１４号の実施例Ｉ、ＩＩ、及びＩＶに記載されている黄色着色剤と、から調製した。各インクに対する各成分の重量の割合は以下の表に記載されている。
インクＡは比較の目的で与えた。
【００４３】
インクの特性
インクの種々の特性を測定したものを、以下の表に示す。粘性率（η、センチポアズ）は、ＲｈｅｏｍｅｔｒｉｃｓのＤＳＲ−２０００コーンプレート・レオメータにより１１０℃で測定した。スペクトル強度は、インクをトルエンに溶解させ、Ｐｅｒｋｉｎ Ｅｌｍｅｒ Ｌａｍｂｄａ ２Ｓ ＵＶ／ＶＩＳ分光光度計を用いて吸光度を測定することにより、溶液中のインクの吸収測定に基づく分光写真法を用いて決定した。ガラス転位温度（Ｔｇ）は、ＲｈｅｏｍｅｔｒｉｃｓのＳｏｌｉｄ Ａｎａｌｙｚｅｒ（ＲＳＡ ＩＩ）を用いて、動的機械分析法により測定した。融解開始温度（ＭＰｏ）、ピーク融点（ＭＰｐ）及びピーク凝固点（ＦＰ）（全て℃）はＤＵＰＯＮＴ ２１００熱量計を用いて示差走査熱量測定法（ＤＳＣ）により測定した。ハーフハイトにおける融解範囲は、融解開始温度と融解終了温度の間の差として定義され、狭い融解範囲が望ましい。
データが示すように、これらのインクのピーク融点は約７５℃であり、これらの殆どの１１０℃における粘性率は約１０．７５と約１０．９６の間にあり、これらのインクが約１０５℃から約１１５℃までの温度における噴出に適していることを示す。スペクトル強度は、黄色着色剤の良好な溶解を裏付けている。さらに、ジアルキルエーテルを含有するインクは望ましく低い凝固点及びピーク融点を示し、プリンタの待機温度をより低い設定値に設定することを可能にして低いエネルギー消費を可能にする。さらにインク１及び２は、比較のインクＡに比べて、より高い融解開始温度を示すが、これは、高温で使用されるプリンタのために望ましい特徴であり、次節で示されるように紙を通した低い透き通しによって現される。
【００４４】
インク印刷の透き通し
インク１，２、及びＡを、１１４℃、５６３×４００の解像度、及び２５ナノグラムの小滴質量において印刷するように改造したＸＥＲＯＸ（商標登録）ＰＨＡＳＥＲ（登録商標）８４００プリンタに導入した。固体充填インクの印刷試料をＸＥＲＯＸ（登録商標）Ｃｏｌｏｒ Ｘｐｒｅｓｓｉｏｎｓ（登録商標）紙の上に生成した。これらの印刷試料を、室温、６０℃、及び６５℃においてオーブン内に置き、透き通しに関して紙の裏面上の色を長時間モニタした。印刷試料を室温で２２日間寝かせた場合には、いずれの印刷にも目立った透き通しは認められなかった。しかし、６０℃及び６５℃においては透き通しが生じた。ＡＳＴＭ １Ｅ８０５に規定された測定法（材料の色又は色差測定の機器による方法の標準的技法）に従い、装置製造業者から供給された適切な校正標準を用いて、ＡＣＳ（登録商標）Ｓｐｅｃｔｒｏ Ｓｅｎｓｏｒ（登録商標）ＩＩ Ｃｏｌｏｒｉｍｅｔｅｒ（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｃｏｌｏｒ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｉｎｃ．より入手）の上で、紙の裏面に関する色空間データを得た。インクの総合的な測色性能を実証し定量化するために、ＡＳＴＭ Ｅ３０８（ＣＩＥシステムを用いて物体の色を計算する標準的方法）に従い、測定データを三刺激積分によって変換し、各々の相変化インク試料に対する１９７６ＣＩＥのＬ*（明度）、ａ*（赤色さ−緑色さ）、及びｂ*（黄色さ−青色さ）のＣＩＥＬＡＢ値を算出した。時間に対するＤｅｌｔａ Ｅで表した色変化を以下の表に示す。
６０℃における色変化（Ｄｅｌｔａ Ｅ）対時間。
６５℃における色変化（Ｄｅｌｔａ Ｅ）対時間。
結果が示すように、ジアルキルエーテルを含有するインク１及び２はどちらも、ポリエチレン・ワックスを含有する比較のインクＡよりも小さな透き通しを示す。
【００４５】
印刷温度性能
インク１、２、及びＡを、種々の温度で試験することが可能であるように改造したＸＥＲＯＸ（登録商標）ＰＨＡＳＥＲ（登録商標）８４００プリンタに導入した。システム設計の見地からは、最終印刷基材と中間転写ドラムの両方の温度を上昇させることが望ましい可能性がある。上昇したドラム温度は、持続性のある印刷を達成できるように十分な熱を伝達するために必要な、周囲環境に対する温度勾配を助長する。粘着性の減退を測定するために、インクが砕けるほど柔らかくなり、その結果ドラムから離れて移動しなくなるまでドラム温度を上昇させた。上昇した最終媒体の予備加熱は、普通、画像転写効率及びインクの耐久性を最大にする。媒体の予備加熱は、画像を媒体に転写する直前に媒体の両面に接触する金属プレート・オン・プレート型の紙予熱器の接触による直接熱伝導を利用して遂行することができる。しかし、両面印刷作業の間、媒体は既に片面に画像形成されているので、そのインク自体が金属プレート予熱器に接触するはずである。予熱器との接触中にインクが不鮮明になる又はそのページを汚す場合には、このことは汚しと呼ばれる。媒体予熱器が何らの目立った汚れを伴わずに達することのできる最高温度は、汚し温度であり、予熱器を動作させることができる最高温度である。従って、中間転写部材の設定値を上昇させることが望ましく、最終転写記録シート媒体の温度を上昇させることが望ましく、そして、予熱器の設定温度をより良好な制御のために、即ち、目詰まり、両面印刷の汚れなどを防ぐように上昇させることが望ましい。従って、そのような温度上昇を可能にする順応性を備えた相変化インクが望ましい。この実例においては、噴出温度は１１４℃であり、液滴質量は２５ナノグラムであった。インク１、２、及びＡは、試験装置内で表示された最高温度（℃）を有した。インクはまた、噴出、トランスフィックス、及び２５ナノグラムの液滴質量で１１４℃における噴出の後の、生成した印刷の耐久性に関して試験された。ドロップアウトとは印刷エンジンから最終記録シートへのインクの移動の効率のことをいう。ドロップアウトが非常に悪いとき、画像の一部分が印刷から欠落する（即ち、その画素が中間転写部材から最終記録シートに転写されない）。ディザ・ドロップアウトとは、ディザ画像（例えば、３０パーセントから７０パーセントまでの適用範囲）を粗い記録シート上に印刷する場合の転写失敗のことをいう。固体ドロップアウトとは、固体充填（あらゆる所与の色に関する最高度の充填）を滑らかな又は粗い記録シートに印刷する場合の転写失敗のことをいう。ドロップアウトを測定するには、非常に滑らかな表面を有する追跡記録シートを、印刷直後に比較的遅いトランスフィックス速度で移動させる。追跡シートは中間転写部材上に残されたあらゆるインクを収集するために用いられる。追跡シートを走査してドロップアウト値を記録する。全ての場合に紙の温度は６０℃であった。インクはＸＥＲＯＸ（登録商標）ＣＯＬＯＲ ＸＰＲＥＳＳＩＯＮＳ（登録商標）紙の上に印刷した。用語が暗示するように、折り畳み耐久性は、割れ、破れ、及び／又はページから脱落して欠落インクの線を残すことを伴わずに、インク（記録シート上の）が折り畳められる性能に関連する。折り畳みは、折り畳み後に残る白色領域の平均幅を測定することにより定量化される。これは歪み問題であるので固体充填を用いる。光沢は表面を評価するときに生じる視覚的印象である。直接反射光が多いほど、光沢の印象はより明白となる。光沢はＢＹＫ ＧａｒｄｎｅｒのマイクロＴＲＩ光沢計器のような計器を用いて測定する。光沢をパーセンテージで測定するときは固体の１次又は２次充填を用いる。
結果が示すように、エーテルを含有するインク１及び２は、ポリエチレン・ワックスを含有する比較のインクＡと類似の噴出及び汚し温度を示すが、望ましくより高いオフセット温度を示す。インク２の不十分な折り畳み性能はウレタン樹脂が含まれていないことに帰せられるものと考えられる。
【実施例２】
【００４６】
上部ジョイントに還流冷却器を備えたディーン・スターク装置を中央の受け口に、窒素導入管及び温度計を個々にスクリュー・キャップ付コーン・アダプタにより２つの横口に取付けた、５リットルの３口丸底フラスコに、３．５４６ｋｇの１−ヘキサコサノール（ウィスコンシン州ミルウォーキー所在のＡｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なＣ２４アルコール）と、２．７０５ｋｇの１−オクタデカノール（Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なＣ１８アルコール）と、５００ｇの濃硫酸と、磁気撹拌子とを加える。生成する水分を枝付き収集器に運び出すために窒素を導入管によってフラスコ内に吹き出しながら、フラスコを１８０℃まで徐々に加熱する。フラスコ内の混合物が融解した後に攪拌を始める。ほぼ１８０ｍｌの水が収集されるまで１８０℃で撹拌し続ける。（いくらかの水は大気中に失われる可能性がある）。次に、フラスコ内の生成物は約１００℃まで徐々に冷却し、撹拌しながら１００ｍｌの水の中にゆっくり注ぐ。生成した粉末を濾過により収集し、水で３回（各回約１０ｍｌの水で）洗浄する。粉末はオーブン内において４５℃で空気を流しながら１日間乾燥させる。その粉末は、ジヘキサコサニルエーテル、ジオクタデカニルエーテル、及び約５０重量％の非対称のヘキサコサニルオクタデカニルエーテルの混合物を含有する。次にこの非対称型エーテルを、その開示が全体として引用により本明細書に組み入れられる米国特許第５，０３２，２４９号に記載されている方法により、ワイプト・フィルム蒸発器を用いて対称型エーテルから分離する。
【００４７】
次いで、インク組成物は、ヘキサコサニルオクタデカニルエーテルでジベヘニルエーテルを置き換えたことを除いて実施例１に記載された方法により調製する。同様の結果が得られるものと考えられる。
【技術分野】
【０００１】
本明細書で開示されるのは、熱融解性又は相変化インク及びその使用法である。より具体的には、本明細書で開示されるのは、低減されたエネルギー必要量で相変化インク・ジェット印刷方法に用いるのに特に適した熱融解性又は相変化インクである。
【背景技術】
【０００２】
既知の組成物及び方法はそれらの意図された目的には適しているが、約１２５℃より低い温度で噴出させることのできる相変化インク、低減されたエネルギー必要量で噴出させることのできる相変化インク、より安価なプリントヘッドにより噴出させることができる相変化インク、プリンタ内で加熱されるとき長時間の色安定性として現れるインクの改善された熱安定性を可能にする相変化インク、改善されたプリンタの信頼性を可能にする相変化インク、待ち受け状態からの迅速な回復時間を可能にする相変化インク、「瞬時オン」状態での印刷を可能にする相変化インク、低い印刷温度において望ましい粘性率値を示す相変化インク、上述の利点を可能にし、そしてまた、トランスフィックス特性（ディザ及び固体充填ドロップアウト性能を含む）、許容可能な欠損噴出、折り畳み及び折り曲げ性能、光沢、色強度、待ちうけ状態からの回復などの良好な印刷特性を示す相変化インク、改善された硬調の画像を生成する相変化インク、改善された光沢を有する画像を生成する相変化インク、低い発汗性を示す相変化インク（発汗とは、インクのある成分が固体インク・スティックの表面に移動して、プリンタ内部のインク・スティック表面に集まる問題であり、粘着性の「発汗」は次第に底部に流れ落ち、インク・スティックがプリンタ内のインク装填ラックの内部で滑動することを困難にする可能性がある）、紙基材上に印刷されたとき、透き通しの少ない画像を生成する相変化インク、上記の全ての利点を示すと同時にプリントヘッドの低減された目詰まりを示す相変化インク、プリントヘッドの目詰まりを起こさずに相変化インク・ジェット・プリントヘッドの待ち受け温度を低くすることを可能にする相変化インク、望ましく低い凝固点を有する相変化インク、中間転写部材が望ましい高温にあるときに中間転写部材上に残るピクセルを少なくして、中間転写部材から最終記録基材へ効率的に移動して転写部材の効率的な冷却を可能にし、インクによる中間転写部材の加熱によるプリンタの自動停止を回避し、同時にまた望ましい低温でインクの噴出を可能にする相変化インック、熱いままのプリントがプリンタ内の誘導トラックを通るときに望ましく高い汚し温度を示し、後に白紙に転写される可能性がある、これらの誘導トラックに沿ったインクの蓄積を減少させる相変化インク、上述の利点を示し、また望ましく低い費用で調製することができる相変化インク、望ましく高い粘着性減退温度を有する相変化インク、上述の利点を望ましく低い費用で可能にする相変化インク、望ましく狭い分子量分布を有する相変化インクのワックス成分、望ましく低い曇り点を有する相変化インクのワックス成分、望ましく狭い融解範囲を有する相変化インクのワックス成分、及び、望ましく高い融解開始温度を有する相変化インクのワックス成分、に対する必要性が残っている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本明細書で開示されるのは、（ａ）着色剤及び（ｂ）相変化インク担体を含む相変化インクであり、前記の担体は（ｉ）アミド、及び（ｉｉ）化学式Ｒ1−Ｏ−Ｒ2のジアルキルエーテルを含み、式中Ｒ1及びＲ2はそれぞれ互いに独立に、直鎖アルキル基及び分岐アルキル基を含む、ヘテロ原子をもたない非置換アルキル基を表し、式中Ｒ1及びＲ2はそれぞれ互いに独立に、少なくとも１０個の炭素原子を含み、そして式中Ｒ1及びＲ2はそれぞれ互いに独立に、６０個を越えない炭素原子を有する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本明細書で開示される相変化インクは、化学式Ｒ1−Ｏ−Ｒ2のジアルキルエーテルを含む担体を含み、式中Ｒ1及びＲ2はそれぞれ互いに独立に、直鎖アルキル基及び分岐アルキル基を含む、ヘテロ原子をもたない非置換アルキル基を表し、式中Ｒ1及びＲ2はそれぞれ互いに独立に、種々の実施形態において少なくとも１０、１２、１４、１６、又は１８個の炭素原子を有し、そして式中Ｒ1及びＲ2はそれぞれ互いに独立に、種々の実施形態において６０、５８、５６、５４、５２、５０、４８、４６、４４、４２、又は４０個、を越えない炭素原子を有するが、但し、炭素原子の総数はこれらの範囲の外にあってもよい。
【０００５】
Ｒ1及びＲ2は、同じ個数の炭素原子、又は異なる個数の炭素原子を有することができる。
【０００６】
必須ではないが、一つの特定の実施形態においては、Ｒ1及び／又はＲ2が分岐型であるとき、Ｒ1及び／又はＲ2は１８乃至６０個の炭素原子を有する。必須ではないが、一つの特定の実施形態においては、Ｒ1及び／又はＲ2が直鎖型であるとき、Ｒ1及び／又はＲ2は１８乃至４０個の炭素原子を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
一つの特定の実施形態は、Ｒ1及びＲ2がそれぞれ２２個の炭素原子を含むジベヘニルエーテルに向けられる。
【０００８】
エーテルは市販のものを入手することができ、或いは、任意の所望の又は効率的な方法で調製することができる。エーテルを、アルコールから酸触媒を用いた脱水により調製することはよく知られている。得られるエーテルは対称型エーテル又は非対称型エーテル（出発物質としてアルコールの組合せを用いる場合）のいずれかである可能性がある。２種の異なるアルコールを用いるとき、生成物は３種のエーテル（凡そ１：１：２のモル比で２種の対称型エーテル及び１種の非対称型エーテル）の混合物となる。比較的純粋な非対称型エーテルは、例えば米国特許第４，２３２，１７７号、米国特許第４，３０７，２５４号、米国特許第４，３３６，４０７号、米国特許第４，５０４，６８７号、米国特許第４，９８７，８０７号、及び米国特許第５，１１８，８７３号に記載されている様な蒸留法によって得ることができる。
【０００９】
本明細書で開示されるインクに含まれるジアルキルエーテルは、高温ゲル浸透クロマトグラフィにより測定すると、種々の実施形態において少なくとも３５０、４００、又は４５０の平均ピーク分子量、そして種々の実施形態において１２００、１，１５０、又は１，１００を越えない平均ピーク分子量を有するが、平均ピーク分子量はこれらの範囲の外にあってもよい。ウィリアムソン合成は、ハロゲン化アルキルとナトリウムアルコキシドを反応させて非対称型エーテルを調製する別の周知の方法であり、例えば、Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ、Ｒｏｂｅｒｔ T．Ｍｏｒｒｉｓｏｎ ａｎｄ Ｒｏｂｅｒｔ Ｎ．Ｂｏｙｄ、Ａｌｌｙｎ ａｎｄ Ｂａｃｏｎ，Ｉｎｃ．１９８７，ｐｐ．７０２−７０３に記載されている。エーテル合成を開示している他の参考文献は、例えば、J．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．５４，ｐ．２０８８（１９３２）；J．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．７０、ｐ．２４００（１９４８）；Ｏｒｇ．Ｓｙｎ．Ｃｏｌｌ．Ｖｏｌ．４，ｐ．７２（１９６３）；J．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．４２，ｐ．２０１２（１９７７）；J．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．５２，ｐ．３９１７（１９８７）；Ｖｏｇｅｌ’s Ｔｅｘｔｂｏｏｋ ｏｆ Ｐｒａｃｔｉｃａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，５th Ｅｄ．，Ｂｒａｉｎ Ｓ．Ｆｕｒｎｉｓｓ，Ａｎｔｏｎｙ Ｊ．Ｈａｎｎａｆｏｒｄ，Ｐｅｔｅｒ Ｗ．Ｇ．Ｓｍｉｔｈ，Ａｕｓｔｉｎ Ｒ．Ｔａｔｃｈｅｌｌ，Ｌｏｎｇｍａｎ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ ＆ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ，１９８９，ｐ．５８１−５８２が挙げられる。
【００１０】
ジアルキルエーテルは、種々の実施形態において少なくとも１．０００１、１．０００３、又は１．０００５の、そして種々の実施形態において３．０、２．５、又は２．０を越えない、多分散性（重量平均分子量を数平均分子量で割ることにより決定される）を有するが、多分散性はこれらの範囲の外にあってもよい。
【００１１】
ジアルキルエーテルは、種々の実施形態において少なくとも４５℃、５０℃、又は５５℃の、そして種々の実施形態において１６０℃、１５０℃、又は１４０℃を越えない、ピーク融点（示差走査熱量測定法（ＤＳＣ）により測定される）を有するが、ピーク融点はこれらの範囲の外にあってもよい。
【００１２】
ジアルキルエーテルは、種々の実施形態において少なくとも４０℃、４５℃、又は５０℃の、そして種々の実施形態において１２０℃、１１０℃、又は１００℃を越えない、融解開始温度（示差走査熱量測定法（ＤＳＣ）により測定される）を有するが、融解開始温度はこれらの範囲の外にあってもよい。
【００１３】
ジアルキルエーテルは、ＡＳＴＭ Ｄ３４１８−０３において定義されるように融解終了温度と融解開始温度の差として定義される融解範囲として、種々の実施形態において少なくとも２℃、３℃、又は４℃の、そして種々の実施形態において４０℃、３５℃、又は３０℃を越えない、融解範囲を有するが、融解範囲はこれらの範囲の外にあってもよい。
【００１４】
ジアルキルエーテルは、種々の実施形態において少なくとも４０℃、４５℃、又は５０℃の、そして種々の実施形態において１４０℃、１３０℃、又は１２０℃を越えない、凝固点（示差走査熱量測定法（ＤＳＣ）により測定される）を有するが、凝固点はこれらの範囲の外にあってもよい。
【００１５】
ジアルキルエーテルは、１１０℃における粘性率として、種々の実施形態において少なくとも１、２、又は３センチポアズ、そして種々の実施形態において２０、１５、又は１０センチポアズを超えない粘性率を有するが、粘性率はこれらの範囲の外にあってもよい。
【００１６】
「平均ピーク分子量」は、Ｒ1及びＲ2がそれぞれ互いに独立に、直鎖アルキル基及び分岐アルキル基の両方を含む、ヘテロ原子をもたない非置換アルキル基を表す、化学式Ｒ1−Ｏ−Ｒ2を有する分子の混合物を含むことができる、相変化インク中に存在するジアルキルエーテルが、保持時間又は分子量に対する分子の相対量のプロットが釣鐘曲線状になるような分子の分布を有することを意味する。それとは対照的に、異なる平均ピーク分子量値を有する一方で、Ｒ1及び／又はＲ2が第１試料におけるのと同数の炭素原子をもつ個々の分子を含み得る、ジアルキルエーテルは異なる特性をもつことになる。
【００１７】
屈折率検出法、１，２，４−トリクロロベンゼンの移動相、及び２つのＰｏｌｙｍｅｒ ３μｍ Ｍｉｘｅｄ−Ｅ分離カラムを用い、Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｌａｂｓ ２２０ＨＴシステムによる高温ゲル浸透クロマトグラフィによって、幾つかのポリエチレン・ワックス及びジアルキルエーテル・ワックスに関して種々の分子量測定を行った。システム全体及び試料溶液は、注入前に１４０℃まで加熱した。分子量は、校正用ポリエチレン標準を用いて特性化した。１つの材料（ＰＥ５００）はオクラホマ州タルサ所在のＢａｋｅｒ Ｐｅｔｒｏｌｉｔｅから、ＰＯＬＹＷＡＸ（登録商標）５００（ＰＥ５００）として市販されているポリエチレン・ワックスであった。また、オクラホマ州タルサ所在のＢａｋｅｒ Ｐｅｔｒｏｌｉｔｅから、ＰＯＬＹＷＡＸ（登録商標）６５５（ＰＥ６５５）として市販されているポリエチレン・ワックスについても測定した。また、オクラホマ州タルサ所在のＢａｋｅｒ Ｐｅｔｒｏｌｉｔｅから市販されており、ＰＯＬＹＷＡＸ（登録商標）５００（ＰＥ５００）に類似しているが、蒸留により１５％の低分子量留分及び１５％の高分子量留分を除去したポリエチレン・ワックス（ＰＥ−Ｃ）についても測定した。この蒸留は、例えば、米国特許公開公報第２００５／０１３００５４号に記載されているように実施することができる。また、ドイツ、ブルンスビュッテル所在のＳａｓｏｌ Ｇｅｒｍａｎｙ Ｇｍｂｈから入手可能なジベヘニルエーテル・ワックス（ＤＢＥ）についても測定した。ポリエチレン標準を校正に用いて高温ゲル浸透クロマトグラフィにより測定したところ、これらのワックスに対してポリエチレン標準を校正に用いた高温ゲル浸透クロマトグラフィにより測定されたピーク平均分子量（Ｍp）、数平均分子量（Ｍn）、重量平均分子量（Ｍw）、及び多分散性（ＭＷＤ）は以下の通りである。
これらのワックスについてのピーク融点（℃、ＡＳＴＭ Ｄ ３４１８−０３に従って、ＤＵＰＯＮＴ ２１００熱量計を用いて示差走査熱量測定法により測定）、融解開始温度（℃、示差走査熱量測定法により測定）、１１０℃における粘性率（センチポアズ、Ｒｈｅｏｍｅｔｒｉｃ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ ＤＳＲ−２０００コーンプレート・レオメータにより測定）、及び凝固点（℃、示差走査熱量測定法により測定）の高温ゲル浸透クロマトグラフィ・データは以下の通りである。
【００１８】
高い融解開始温度は重要で望ましいワックス特性であり、トランスフィックス効率、透き通しなど、多くのインク性能特性に影響を及ぼす。データが示すように、ジベヘニルエーテルが最も高い融解開始温度を有した。さらに、ジベヘニルエーテルは遙かに最も低いＭＷＤ、及び遙かに最も狭い融解範囲を示した。
【００１９】
ワックスの融解液体の透明度は、ワックス試料をガラス・ジャーの中で融解させ、オーブン中で種々の温度に保ち、次いで長時間の沈殿の存在に対する透明度を肉眼で調べることにより評価した。結果は以下の通りである。
高分子量は高い融解開始温度をもたらすが、ワックスの分子量増加には別の限界があり、それはワックスが透明な融解状態から曇る又はゲルになる曇り点である。曇りは、プリントヘッドの目詰りの原因となる沈殿物の存在を示すものと考えられるが、この目詰まりはインク・ジェット・プリントヘッド内のスクリーン・フィルタを通るインクの流速を減少させて弱いジェット又はジェット欠損を引き起こす。データが示すように、ジベヘニルエーテル・ワックスは、全ての検査条件のもとで曇らずに透明のままであり、ＰＥ５００の試料よりも優れ、少なくともＰＥ−Ｃの試料に匹敵するものであった。
【００２０】
ジアルキルエーテルはインク中に任意の所望の又は有効な量存在し、種々の実施形態において担体重量の少なくとも１、３、又は５パーセントの、そして種々の実施形態において坦体重量の９９、９７、又は９５パーセントを超えない、量だけ存在するが、しかしその量はこれらの範囲の外にあってもよい。
【００２１】
インク担体はさらにアミドを含む。適切なインク担体材料の例には、モノアミド、トリアミド、テトラアミド、それらの混合物などの脂肪酸アミドが含まれる。適切な脂肪酸アミドのインク担体材料の特定の例には、ダイマー酸、エチレンジアミン、及びステアリン酸の反応生成物であるダイマー酸をベースとするテトラアミド、ダイマー酸、エチレンジアミン、及び少なくとも約３６個の炭素原子を有するカルボン酸の反応生成物であるダイマー酸をベースとするテトラアミドなど、及びそれらの混合物が含まれる。脂肪酸アミドのインク担体が、ダイマー酸、エチレンジアミン、及び少なくとも約３６個の炭素原子を有するカルボン酸の反応生成物であるダイマー酸をベースとするテトラアミドであるとき、カルボン酸は一般式
【化１】
を有し、式中Ｒは、直鎖、分岐、飽和、不飽和、及び環状のアルキル基を含むアルキル基であり、該アルキル基は種々の実施形態において、少なくとも３６又は４０個の炭素原子を含み、該アルキル基は種々の実施形態において、２００、１５０、又は１００個を超えない炭素原子を含むが、炭素原子の個数はこれらの範囲の外にあってもよい。この化学式のカルボン酸は、例えば、オークランド州タルサ所在のＢａｋｅｒ Ｐｅｔｒｏｌｉｔｅから市販されており、また、米国特許第６，１７４，９３７号の実施例１に記載されている方法で調製することもできる。脂肪酸アミド担体材料に関するさらなる情報は、例えば、米国特許第４，８８９，５６０号、米国特許第４，８８９，７６１号、米国特許第５，１９４，６３８号、米国特許第４，８３０，６７１号、米国特許第６，１７４，９３７号、米国特許第５，３７２，８５２号、米国特許第５，５９７，８５６号、米国特許第６，１７４，９３７号、及び英国特許第２２３８７９２号に開示されている。
【００２２】
１つの特定の実施形態においては、アミドは分岐トリアミドである。分岐トリアミドは、例えば、米国特許第６，８６０，９３０号に開示されている。「分岐トリアミド」は、トリアミドの構造を、各々のアミド基が、他のアミド基のブランチ以外のブランチ内に含まれる１原子又は原子団に結合し、そして各々のアミド基が異なるブランチ内にあるように描くことができることを意味する。「各々のアミド基が異なるブランチ内にある」ことは、トリアミドが直鎖状ではないことを意味し、「直鎖状」は、３つのアミド基の全てが、化学式
【化２】
などの直鎖トリアミドのように、同じ分子鎖又はブランチ内にあるように描くことができる分子を示す。本発明の目的のためには、直鎖トリアミドは、普通は異なる線を描くことになる場合にも、３つのアミド基を通る直線を描くことができるようなトリアミドを含む。例えば、次の化学式
【化３】
の化合物は、本発明の目的のためには直鎖化合物と見なされるが、何故ならこれは
【化４】
のように描くこともでき、従って、本明細書で開示されるインクの目的のためには、分岐トリアミドとは見なされないことになるからである。本明細書で開示されるインクの目的のためには、「分岐トリアミン」、「分岐三酸」、「分岐モノアミノ二酸」、及び「分岐ジアミノ一酸」は、指名された３つの官能基の各々が他の２つとは異なるブランチ内にあるように描くことができる点で類似の定義を有する。
【００２３】
１つの特定の実施形態において、分岐トリアミドは次の化学式を有し、
【化５】
式中ｘ、ｙ、及びｚはそれぞれ、独立にプロピレンオキシ繰返し単位の数を表し、ｘ＋ｙ＋ｚは５から６までであり、また式中ｐ、ｑ、及びｒはそれぞれ互いに独立に、繰返し−（ＣＨ2）−単位の数を表わす整数であり、種々の実施形態においては少なくとも１５、２０、又は２６であり、そして種々の実施形態においては６０、５５、又は４５を超えないが、ｐ、ｑ、及びｒの値はこれらの範囲の外にあってもよい。トリアミド組成物は、各分子がｐ、ｑ、及びｒに対して同じ値を有する均一な組成物ではなく、ｐ、ｑ、及びｒがそれぞれ組成物中のピーク平均鎖長数である材料の混合物として得られることが多いので、混合物中において幾つかの個々の鎖は所与の数よりも長い又は短い可能性があることを理解されたい。
【００２４】
この特定の実施形態において、トリアミドは任意の所望の又は有効な量だけインク中に存在し、種々の実施形態において担体重量の少なくとも２、５、又は１０％の、そして幾つかの実施形態において担体重量の５０、４０、又は３５％を超えない量であるが、その量はこれらの範囲の外にあってもよい。
【００２５】
適切な相変化インク担体材料の付加的な例はモノアミドである。適切な脂肪酸アミドのインク担体材料の特定の例には、コネチカット州グリニッジ所在のＣｒｏｍｐｔｏｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎより入手可能なＫＥＭＡＭＩＤＥ Ｓ−１８０などのステアリルステアロマイドが含まれる。脂肪酸アミド担体材料に関するさらなる情報は、例えば、米国特許第４，８８９，５６０号、米国特許第４，８８９，７６１号、米国特許第５，１９４，６３８号、米国特許第４，８３０，６７１号、米国特許第６，１７４，９３７号、米国特許第５，３７２，８５２号、米国特許第５，５９７，８５６号、米国特許第６，１７４，９３７号、及び英国特許第２２３８７９２号に開示されている。一つの特定の実施形態においては、モノアミドはインク担体中に、種々の実施形態において、担体重量の少なくとも０．０１、２、又は５パーセントの、そして種々の実施形態において、担体重量の９０、８０、又は７０パーセントを超えない量だけ存在するが、その量はこれらの範囲の外にあってもよい。
【００２６】
同様に相変化インク担体材料として適切なのは、イソシアネート誘導樹脂又はワックス、例えば、ウレタンイソシアネート誘導材料、ユリアイソシアネート誘導材料、ウレタン／ユリアイソシアネート誘導材料、これらの混合物などである。イソシアネート誘導担体材料に関するさらなる情報は、例えば、米国特許第５，７５０，６０４号、米国特許第５，７８０，５２８号、米国特許第５，７８２，９６６号、米国特許第５，７８３，６５８号、米国特許第５，８２７，９１８号、米国特許第５，８３０，９４２号、米国特許第５，９１９，８３９号、米国特許第６，２５５，４３２号、米国特許第６，３０９，４５３号、英国特許第２２９４９３９号、英国特許第２３０５９２８号、英国特許第２３０５６７０号、英国特許第２２９０７９３号、国際公開第９４／１４９０２号、国際公開第９７／１２００３号、国際公開第９７／１３８１６号、国際公開第９６／１４３６４号、国際公開第９７／３３９４３号、及び国際公開第９５／０４７６０号に開示されている。
【００２７】
１つの特定の実施形態において、インクは、米国特許第５，７８２，９６６号の実施例１に記載の方法で調製される、２当量のＡＢＩＴＯＬ（登録商標）Ｅ ヒドロアビエチルアルコール（デラウェア州ウィルミントン所在のＨｅｒｃｕｌｅｓ Ｉｎｃ．から入手可能）と１当量のイソホロンジイソシアナートとの反応によって得られるウレタン樹脂を含むことができる。この樹脂がインク中に存在するときは、種々の実施形態において、インク担体の重量の少なくとも１、２、３、４、又は５パーセントの、そして種々の実施形態において、インク担体の重量の８０、７０、又は６０パーセントを超えない量だけ存在するが、その量はこれらの範囲の外にあってもよい。
【００２８】
別の特定の実施形態においては、インクは、米国特許第６，３０９，４５３号の実施例４に記載の方法で調製される、３当量のステアリルイソシアナートとグリセロールベースのアルコールとの付加生成物であるウレタン樹脂を含むことができる。この樹脂がインク中に存在するときは、種々の実施形態において、インク担体の重量の少なくとも０．５、１、又は２パーセントの、そして種々の実施形態において、インク担体の重量の４０、３５、又は３０パーセントを超えない量だけ存在するが、その量はこれらの範囲の外にあってもよい。
【００２９】
インク担体は、相変化インク中に任意の所望の又は有効な量存在し、種々の実施形態において、インクの重量の少なくとも０．１、５０、又は９０パーセントの、そして種々の実施形態においては、インクの重量の９９．９、９９．５、又は９９パーセントを超えない量だけ存在するが、その量はこれらの範囲の外にあってもよい。
【００３０】
相変化インク組成物はまた、着色剤を含む。相変化インク担体組成物は、色指数（Ｃ．Ｉ．）油溶性染料、分散染料、修飾酸性及び調節染料、塩基性染料、硫化染料、建染染料などの相変化インク着色材料と組み合せて用いることができる。例えば、米国特許第５，６２１，０２２号及び米国特許第５，２３１，１３５号に開示されており、そして、例えばＭｉｌｌｉｋｅｎ＆Ｃｏｍｐａｎｙから市販されているＭｉｌｌｉｋｅｎ Ｉｎｋ Ｙｅｌｌｏｗ １２、Ｍｉｌｌｉｋｅｎ Ｉｎｋ Ｂｌｕｅ ９２、Ｍｉｌｌｉｋｅｎ Ｉｎｋ Ｒｅｄ ３５７、Ｍｉｌｌｉｋｅｎ Ｉｎｋ Ｙｅｌｌｏｗ １８００、Ｍｉｌｌｉｋｅｎ Ｉｎｋ Ｂｌａｃｋ ８９１５−６７、純粋なＲｅａｃｔａｎｔ Ｏｒａｎｇｅ Ｘ−３８、純粋なＲｅａｃｔａｎｔ Ｂｌｕｅ Ｘ−１７、Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １６２、Ａｃｉｄ Ｒｅｄ ５２、Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｂｌｕｅ ４４、及び純粋なＲｅａｃｔａｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ Ｘ−８０などの高分子染料を用いることもできる。
【００３１】
同じく適切な着色剤には、米国特許第６，４７２，５２３号、米国特許第６，７２６，７５５号、及び米国特許第６，４７６，２１９号に開示されている着色剤、米国特許第６，５７６，７４７号、米国特許第６，７１３，６１４号、米国特許第６，６６３，７０３号、及び米国特許第６，５７６，７４８号に開示されている着色剤、米国特許第６，９５８，４０６号、及び米国特許第６，８２１，３２７号に開示されている着色剤、米国特許第６，８３５，２３８号に開示されている着色剤、並びに、米国特許第６，４７２，５２３号、米国特許第６，７２６，７５５号、米国特許第６，４７６，２１９号、米国特許第６，６６３，７０３号、米国特許第６，７５５，９０２号、米国特許第６，５９０，０８２号、米国特許第６，６９６，５５２号、米国特許第６，５７６，７４８号、米国特許第６，６４６，１１１号、及び米国特許第６，６７３，１３９号に開示されている着色剤が挙げられる。
【００３２】
減法混色の原色以外の他のインク色が、相変化印刷を用いる郵便消印、産業荷印、及び標識などの用途には望ましい可能性があり、本発明のインクはこれらのニーズに適用可能である。さらに製品の不可視の符号化又は荷印のような用途に用いるためには、赤外（ＩＲ）又は紫外（ＵＶ）吸収性染料をインクに混合することもできる。
【００３３】
特定の実施形態において、着色剤は、例えば、米国特許第５，７８０，５２８号及び米国特許第５，９１９，８３９号に開示されているイソシアナート誘導着色樹脂である。
【００３４】
着色剤は、相変化インク中に、所望の色又は色相を得るのに任意の所望の又は有効な量存在し、種々の実施形態において、インクの重量の少なくとも０．１、０．２、又は０．５パーセントの、そして種々の実施形態において、インクの重量の５０、２０、又は１０パーセントを超えない量だけ存在するが、その量はこれらの範囲の外にあってもよい。
【００３５】
インクはまた、随意に酸化防止剤を含むことができる。インク組成物の随意の酸化防止剤は、画像の酸化を防ぎ、またインク調製工程の加熱する部分の間、インク組成物の酸化を防ぐ。随意の酸化防止剤が存在するときは、インク中に任意の所望の又は有効な量存在し、種々の実施形態において、インクの重量の少なくとも０．０１、０．０５、又は０．１パーセントの、そして種々の実施形態においてインクの重量の２０、５、又は３パーセントを超えない量だけ存在するが、その量はこれらの範囲の外にあってもよい。
【００３６】
インクに対する他の随意の添加物には、清澄剤、粘着性付与剤、可塑剤などがある。
【００３７】
インク組成物は、種々の実施形態において４０℃、４５℃、又は５０℃を下回らないピーク融点を有し、そして種々の実施形態において１６０℃、１５０℃、又は１４０℃を超えない融点を有するが、ピーク融点はこれらの範囲の外にあってもよい。
【００３８】
インク組成物は一般に噴出温度（種々の実施形態において７５℃、８５℃、又は９５℃を下回らず、そして種々の実施形態において１５０℃、又は１３０℃を超えないが、噴出温度はこれらの範囲の外にあってもよい）において、種々の実施形態において３０、２５、又は２０センチポアズを超えず、そして種々の実施形態において１、２、又は３センチポアズを下回らない溶融粘度を有するが、溶融粘度はこれらの範囲の外にあってもよい。
【００３９】
インク組成物は任意の所望の又は適切な方法で調製することができる。例えば、インクの成分を互いに混合し、次いで、種々の実施形態において少なくとも１００℃又は１４０℃の温度まで（但し温度はこれらの範囲外でも可能）加熱し、次に均質なインク組成物が得られるまで攪拌し、次にインクを周囲温度（典型的には２０℃から２５℃まで）まで冷却する。インクは周囲温度においては固体である。特定の実施形態においては、形成工程中、溶融状態のインクが鋳型に流し込まれ、次に放冷され固化してインク・スティックを形成する。
【００４０】
本発明のインクは、直接印刷インク・ジェット・プロセス用装置及び間接（オフセット）印刷インク・ジェット用途に使用することができる。本明細書で開示される別の実施形態は、ここで開示されるインクをインク・ジェット印刷装置に導入し、インクを融解させ、溶融インクの小滴を記録基材上に画像様パターンで噴出させるステップを含む方法に向けられる。直接印刷プロセスはまた、例えば、米国特許第５，１９５，４３０号に開示されている。本明細書で開示されるさらに別の実施形態は、ここで開示されるインクをインク・ジェット印刷装置に導入し、インクを融解させ、溶融インクの小滴を中間転写部材上に画像様パターンで噴出させ、そして画像様パターンのインクを中間転写部材から最終記録基材に転写するステップを含む方法に向けられる。特定の実施形態において、中間転写部材は、最終記録シートの温度より高く且つ印刷装置内の溶融インクの温度より低い温度まで加熱される。別の特定の実施形態においては、中間転写部材と最終記録シートの両方が加熱される。この実施形態において、中間転写部材及び最終記録シートの両方は印刷装置内の溶融インクの温度より低い温度まで加熱される。この実施形態において、中間転写部材と最終記録シートの相対的な温度は、（１）中間転写部材が、最終記録シートの温度より高く且つ印刷装置内の溶融インクの温度より低い温度まで加熱されるか、（２）最終記録基材が、中間転写部材の温度より高く且つ印刷装置内の溶融インクの温度より低い温度まで加熱されるか、又は（３）中間転写部材と最終記録シートが凡そ同じ温度まで加熱されるようにすることができる。オフセット又は間接印刷プロセスはまた、例えば、引用により全体が本明細書に組み入れられる米国特許第５，３８９，９５８号に開示されている。１つの特定の実施形態において、印刷装置は、インクの小滴が圧電振動素子の振動により画像様式パターンで噴出させられる圧電印刷法を利用する。本明細書で開示されるインクはまた、他の熱溶融印刷法、例えば、熱溶融音波インク・ジェット印刷、熱溶融感熱インク・ジェット印刷、熱溶融連続流又は偏向インク・ジェット印刷などに使用することができる。
【００４１】
ＸＥＲＯＸ（登録商標）４０２４紙、ＸＥＲＯＸ（登録商標）画像連続紙、Ｃｏｕｒｔｌａｎｄ ４０２４ＤＰ紙、罫線入りノートブック紙、ボンド紙などの普通紙、Ｓｈａｒｐ Ｃｏｍｐａｎｙのシリカ・コート紙、ＪｕＪｏ紙、ＨＡＭＭＥＲＭＩＬＬ ＬＡＳＥＲＰＲＩＮＴ（登録商標）紙などのシリカ・コート紙、透明材料、布、織物製品、プラスチック、ポリマー・フィルム、金属などの無機基材及び木材などを含む、任意の適切な基材又は記録シートを用いることができる。
【実施例１】
【００４２】
インク組成物を以下の工程により調製した。着色剤以外の全てのインク成分をステンレス製ビーカに入れた。生成した混合物を、オーブン中、約１１０℃の温度において一緒に融解させ、次いで、約１１０℃に温度制御したマントル内で、約０．３時間、攪拌して混ぜ合わせた。次にこの混合物に着色剤を添加した。さらに約２時間攪拌した後、このように形成されたインクを、ワットマン＃３濾紙を用い、約１５ポンド毎平方インチの圧力下で加熱ＭＯＴＴ（登録商標）装置（Ｍｏｔｔ Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌより入手）によって濾過した。このように形成し濾過した相変化インクを鋳型に注入し、固化させてインク・スティックを形成した。インクは以下の成分から調製した。即ち、ＰＯＬＹＷＡＸ５００（オクラホマ州タルサ所在のＢａｋｅｒ Ｐｅｔｒｏｌｉｔｅから入手）を蒸留し、約１５パーセントの低分子量留分及び約１５パーセントの高分子量留分を除去して調製した、ＨＴ−ＧＰＣによる測定値がＭｐ＝５８２，Ｍｎ＝５６２，Ｍｗ＝５７９，ＭＷＤ＝１．０３である、狭い分子量分布のポリエチレン・ワックスと、ジベヘニルエーテル（ドイツ、ブルンスビュッテル所在のＳａｓｏｌ Ｇｅｒｍａｎｙ ＧｍｂＨから入手）と、米国特許第６，８６０，９３０号の実施例ＩＩに記載されている方法で調製した次の化学式
【化６】
（式中、ｐ，ｑ，及びｒは約３５の平均値を有する）を有する分岐トリアミドと、ステアリルステアラミド・ワックス（ＫＥＭＡＭＩＤＥ（商標登録）Ｓ−１８０、コネチカット州グリニッジ所在のＣｒｏｍｐｔｏｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎより入手）と、ＫＥ−１００樹脂（水添アビエチン（ロジン）酸のトリグリセリド、イリノイ州シカゴ所在のＡｒａｋａｗａ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ（ＵＳＡ）Ｉｎｃ．より入手）と、米国特許第６，３０９，４５３号の実施例４に記載の方法で調製した、３当量のステアリルイソシアナートとグリセロールをベースとするアルコールとの付加生成物であるウレタン樹脂と、ＮＡＵＧＵＡＲＤ（登録商標）４４５酸化防止剤（コネチカット州ミドルベリー所在のＵｎｉｒｏｙａｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．より入手）と、米国特許第６，７１３，６１４号の実施例Ｉ、ＩＩ、及びＩＶに記載されている黄色着色剤と、から調製した。各インクに対する各成分の重量の割合は以下の表に記載されている。
インクＡは比較の目的で与えた。
【００４３】
インクの特性
インクの種々の特性を測定したものを、以下の表に示す。粘性率（η、センチポアズ）は、ＲｈｅｏｍｅｔｒｉｃｓのＤＳＲ−２０００コーンプレート・レオメータにより１１０℃で測定した。スペクトル強度は、インクをトルエンに溶解させ、Ｐｅｒｋｉｎ Ｅｌｍｅｒ Ｌａｍｂｄａ ２Ｓ ＵＶ／ＶＩＳ分光光度計を用いて吸光度を測定することにより、溶液中のインクの吸収測定に基づく分光写真法を用いて決定した。ガラス転位温度（Ｔｇ）は、ＲｈｅｏｍｅｔｒｉｃｓのＳｏｌｉｄ Ａｎａｌｙｚｅｒ（ＲＳＡ ＩＩ）を用いて、動的機械分析法により測定した。融解開始温度（ＭＰｏ）、ピーク融点（ＭＰｐ）及びピーク凝固点（ＦＰ）（全て℃）はＤＵＰＯＮＴ ２１００熱量計を用いて示差走査熱量測定法（ＤＳＣ）により測定した。ハーフハイトにおける融解範囲は、融解開始温度と融解終了温度の間の差として定義され、狭い融解範囲が望ましい。
データが示すように、これらのインクのピーク融点は約７５℃であり、これらの殆どの１１０℃における粘性率は約１０．７５と約１０．９６の間にあり、これらのインクが約１０５℃から約１１５℃までの温度における噴出に適していることを示す。スペクトル強度は、黄色着色剤の良好な溶解を裏付けている。さらに、ジアルキルエーテルを含有するインクは望ましく低い凝固点及びピーク融点を示し、プリンタの待機温度をより低い設定値に設定することを可能にして低いエネルギー消費を可能にする。さらにインク１及び２は、比較のインクＡに比べて、より高い融解開始温度を示すが、これは、高温で使用されるプリンタのために望ましい特徴であり、次節で示されるように紙を通した低い透き通しによって現される。
【００４４】
インク印刷の透き通し
インク１，２、及びＡを、１１４℃、５６３×４００の解像度、及び２５ナノグラムの小滴質量において印刷するように改造したＸＥＲＯＸ（商標登録）ＰＨＡＳＥＲ（登録商標）８４００プリンタに導入した。固体充填インクの印刷試料をＸＥＲＯＸ（登録商標）Ｃｏｌｏｒ Ｘｐｒｅｓｓｉｏｎｓ（登録商標）紙の上に生成した。これらの印刷試料を、室温、６０℃、及び６５℃においてオーブン内に置き、透き通しに関して紙の裏面上の色を長時間モニタした。印刷試料を室温で２２日間寝かせた場合には、いずれの印刷にも目立った透き通しは認められなかった。しかし、６０℃及び６５℃においては透き通しが生じた。ＡＳＴＭ １Ｅ８０５に規定された測定法（材料の色又は色差測定の機器による方法の標準的技法）に従い、装置製造業者から供給された適切な校正標準を用いて、ＡＣＳ（登録商標）Ｓｐｅｃｔｒｏ Ｓｅｎｓｏｒ（登録商標）ＩＩ Ｃｏｌｏｒｉｍｅｔｅｒ（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｃｏｌｏｒ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｉｎｃ．より入手）の上で、紙の裏面に関する色空間データを得た。インクの総合的な測色性能を実証し定量化するために、ＡＳＴＭ Ｅ３０８（ＣＩＥシステムを用いて物体の色を計算する標準的方法）に従い、測定データを三刺激積分によって変換し、各々の相変化インク試料に対する１９７６ＣＩＥのＬ*（明度）、ａ*（赤色さ−緑色さ）、及びｂ*（黄色さ−青色さ）のＣＩＥＬＡＢ値を算出した。時間に対するＤｅｌｔａ Ｅで表した色変化を以下の表に示す。
６０℃における色変化（Ｄｅｌｔａ Ｅ）対時間。
６５℃における色変化（Ｄｅｌｔａ Ｅ）対時間。
結果が示すように、ジアルキルエーテルを含有するインク１及び２はどちらも、ポリエチレン・ワックスを含有する比較のインクＡよりも小さな透き通しを示す。
【００４５】
印刷温度性能
インク１、２、及びＡを、種々の温度で試験することが可能であるように改造したＸＥＲＯＸ（登録商標）ＰＨＡＳＥＲ（登録商標）８４００プリンタに導入した。システム設計の見地からは、最終印刷基材と中間転写ドラムの両方の温度を上昇させることが望ましい可能性がある。上昇したドラム温度は、持続性のある印刷を達成できるように十分な熱を伝達するために必要な、周囲環境に対する温度勾配を助長する。粘着性の減退を測定するために、インクが砕けるほど柔らかくなり、その結果ドラムから離れて移動しなくなるまでドラム温度を上昇させた。上昇した最終媒体の予備加熱は、普通、画像転写効率及びインクの耐久性を最大にする。媒体の予備加熱は、画像を媒体に転写する直前に媒体の両面に接触する金属プレート・オン・プレート型の紙予熱器の接触による直接熱伝導を利用して遂行することができる。しかし、両面印刷作業の間、媒体は既に片面に画像形成されているので、そのインク自体が金属プレート予熱器に接触するはずである。予熱器との接触中にインクが不鮮明になる又はそのページを汚す場合には、このことは汚しと呼ばれる。媒体予熱器が何らの目立った汚れを伴わずに達することのできる最高温度は、汚し温度であり、予熱器を動作させることができる最高温度である。従って、中間転写部材の設定値を上昇させることが望ましく、最終転写記録シート媒体の温度を上昇させることが望ましく、そして、予熱器の設定温度をより良好な制御のために、即ち、目詰まり、両面印刷の汚れなどを防ぐように上昇させることが望ましい。従って、そのような温度上昇を可能にする順応性を備えた相変化インクが望ましい。この実例においては、噴出温度は１１４℃であり、液滴質量は２５ナノグラムであった。インク１、２、及びＡは、試験装置内で表示された最高温度（℃）を有した。インクはまた、噴出、トランスフィックス、及び２５ナノグラムの液滴質量で１１４℃における噴出の後の、生成した印刷の耐久性に関して試験された。ドロップアウトとは印刷エンジンから最終記録シートへのインクの移動の効率のことをいう。ドロップアウトが非常に悪いとき、画像の一部分が印刷から欠落する（即ち、その画素が中間転写部材から最終記録シートに転写されない）。ディザ・ドロップアウトとは、ディザ画像（例えば、３０パーセントから７０パーセントまでの適用範囲）を粗い記録シート上に印刷する場合の転写失敗のことをいう。固体ドロップアウトとは、固体充填（あらゆる所与の色に関する最高度の充填）を滑らかな又は粗い記録シートに印刷する場合の転写失敗のことをいう。ドロップアウトを測定するには、非常に滑らかな表面を有する追跡記録シートを、印刷直後に比較的遅いトランスフィックス速度で移動させる。追跡シートは中間転写部材上に残されたあらゆるインクを収集するために用いられる。追跡シートを走査してドロップアウト値を記録する。全ての場合に紙の温度は６０℃であった。インクはＸＥＲＯＸ（登録商標）ＣＯＬＯＲ ＸＰＲＥＳＳＩＯＮＳ（登録商標）紙の上に印刷した。用語が暗示するように、折り畳み耐久性は、割れ、破れ、及び／又はページから脱落して欠落インクの線を残すことを伴わずに、インク（記録シート上の）が折り畳められる性能に関連する。折り畳みは、折り畳み後に残る白色領域の平均幅を測定することにより定量化される。これは歪み問題であるので固体充填を用いる。光沢は表面を評価するときに生じる視覚的印象である。直接反射光が多いほど、光沢の印象はより明白となる。光沢はＢＹＫ ＧａｒｄｎｅｒのマイクロＴＲＩ光沢計器のような計器を用いて測定する。光沢をパーセンテージで測定するときは固体の１次又は２次充填を用いる。
結果が示すように、エーテルを含有するインク１及び２は、ポリエチレン・ワックスを含有する比較のインクＡと類似の噴出及び汚し温度を示すが、望ましくより高いオフセット温度を示す。インク２の不十分な折り畳み性能はウレタン樹脂が含まれていないことに帰せられるものと考えられる。
【実施例２】
【００４６】
上部ジョイントに還流冷却器を備えたディーン・スターク装置を中央の受け口に、窒素導入管及び温度計を個々にスクリュー・キャップ付コーン・アダプタにより２つの横口に取付けた、５リットルの３口丸底フラスコに、３．５４６ｋｇの１−ヘキサコサノール（ウィスコンシン州ミルウォーキー所在のＡｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なＣ２４アルコール）と、２．７０５ｋｇの１−オクタデカノール（Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なＣ１８アルコール）と、５００ｇの濃硫酸と、磁気撹拌子とを加える。生成する水分を枝付き収集器に運び出すために窒素を導入管によってフラスコ内に吹き出しながら、フラスコを１８０℃まで徐々に加熱する。フラスコ内の混合物が融解した後に攪拌を始める。ほぼ１８０ｍｌの水が収集されるまで１８０℃で撹拌し続ける。（いくらかの水は大気中に失われる可能性がある）。次に、フラスコ内の生成物は約１００℃まで徐々に冷却し、撹拌しながら１００ｍｌの水の中にゆっくり注ぐ。生成した粉末を濾過により収集し、水で３回（各回約１０ｍｌの水で）洗浄する。粉末はオーブン内において４５℃で空気を流しながら１日間乾燥させる。その粉末は、ジヘキサコサニルエーテル、ジオクタデカニルエーテル、及び約５０重量％の非対称のヘキサコサニルオクタデカニルエーテルの混合物を含有する。次にこの非対称型エーテルを、その開示が全体として引用により本明細書に組み入れられる米国特許第５，０３２，２４９号に記載されている方法により、ワイプト・フィルム蒸発器を用いて対称型エーテルから分離する。
【００４７】
次いで、インク組成物は、ヘキサコサニルオクタデカニルエーテルでジベヘニルエーテルを置き換えたことを除いて実施例１に記載された方法により調製する。同様の結果が得られるものと考えられる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）着色剤と（b）相変化インク担体とを含む相変化インクであって、前記担体は（ｉ）アミドと（ｉｉ）化学式Ｒ1−Ｏ−Ｒ2のジアルキルエーテルとを含み、式中Ｒ1とＲ2は、それぞれ互いに独立に、直鎖アルキル基及び分岐アルキル基の両方を含むヘテロ原子をもたない非置換アルキル基を表し、式中Ｒ1とＲ2は、それぞれ互いに独立に、少なくとも約１０個の炭素原子を有し、そして式中Ｒ1とＲ2は、それぞれ互いに独立に、約６０個を越えない炭素原子を有することを特徴とする、相変化インク。
【請求項２】
前記アミドは分岐トリアミドを含むことを特徴とする、請求項１に記載のインク。
【請求項３】
式中Ｒ1及びＲ2は、それぞれ２２個の炭素原子を有することを特徴とする、請求項１に記載のインク。
【請求項４】
（１）インク・ジェット印刷装置に、（ａ）着色剤と（b）相変化インク担体とを含む相変化インクであって、前記担体は（ｉ）アミドと（ｉｉ）化学式Ｒ1−Ｏ−Ｒ2のジアルキルエーテルとを含み、式中Ｒ1とＲ2は、それぞれ互いに独立に、直鎖アルキル基及び分岐アルキル基の両方を含むヘテロ原子をもたない非置換アルキル基を表し、式中Ｒ1とＲ2は、それぞれ互いに独立に、少なくとも約１０個の炭素原子を有し、そして式中Ｒ1とＲ2は、それぞれ互いに独立に、約６０個を越えない炭素原子を有する、相変化インクを導入するステップと、（２）インクを融解するステップと、（３）融解インクの液滴を、基材上に画像様パターンで噴出させるステップと、を含むことを特徴とする方法。
【請求項１】
（ａ）着色剤と（b）相変化インク担体とを含む相変化インクであって、前記担体は（ｉ）アミドと（ｉｉ）化学式Ｒ1−Ｏ−Ｒ2のジアルキルエーテルとを含み、式中Ｒ1とＲ2は、それぞれ互いに独立に、直鎖アルキル基及び分岐アルキル基の両方を含むヘテロ原子をもたない非置換アルキル基を表し、式中Ｒ1とＲ2は、それぞれ互いに独立に、少なくとも約１０個の炭素原子を有し、そして式中Ｒ1とＲ2は、それぞれ互いに独立に、約６０個を越えない炭素原子を有することを特徴とする、相変化インク。
【請求項２】
前記アミドは分岐トリアミドを含むことを特徴とする、請求項１に記載のインク。
【請求項３】
式中Ｒ1及びＲ2は、それぞれ２２個の炭素原子を有することを特徴とする、請求項１に記載のインク。
【請求項４】
（１）インク・ジェット印刷装置に、（ａ）着色剤と（b）相変化インク担体とを含む相変化インクであって、前記担体は（ｉ）アミドと（ｉｉ）化学式Ｒ1−Ｏ−Ｒ2のジアルキルエーテルとを含み、式中Ｒ1とＲ2は、それぞれ互いに独立に、直鎖アルキル基及び分岐アルキル基の両方を含むヘテロ原子をもたない非置換アルキル基を表し、式中Ｒ1とＲ2は、それぞれ互いに独立に、少なくとも約１０個の炭素原子を有し、そして式中Ｒ1とＲ2は、それぞれ互いに独立に、約６０個を越えない炭素原子を有する、相変化インクを導入するステップと、（２）インクを融解するステップと、（３）融解インクの液滴を、基材上に画像様パターンで噴出させるステップと、を含むことを特徴とする方法。
【公開番号】特開２００８−１５０６００（Ｐ２００８−１５０６００Ａ）
【公開日】平成２０年７月３日（２００８．７．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３１９２６７（Ｐ２００７−３１９２６７）
【出願日】平成１９年１２月１１日（２００７．１２．１１）
【出願人】（５９６１７０１７０）ゼロックス コーポレイション (1,961)
【氏名又は名称原語表記】ＸＥＲＯＸ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年７月３日（２００８．７．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月１１日（２００７．１２．１１）
【出願人】（５９６１７０１７０）ゼロックス コーポレイション (1,961)
【氏名又は名称原語表記】ＸＥＲＯＸ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
【Ｆターム（参考）】
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