相変化型インク
【課題】転写定着特性（ディザ画像およびベタ塗りつぶし（solid fill）画像ドロップアウト性能を含む）、許容し得る射出失敗、折り畳み性能、光沢性、カラー強度、待機モード後の回復性などを示す相変化型インクを提供する。
【解決手段】（ａ）着色剤と（ｂ）相変化型インクキャリアとを含有する相変化型インクであって、前記相変化型インクキャリアが、（ｉ）枝分れ型トリアミドと、（ｉｉ）約３５０〜約７３０の平均ピーク分子量と約１．０５〜約３．０の多分散度とを有するポリエチレンワックスを含有する相変化型インク。
【解決手段】（ａ）着色剤と（ｂ）相変化型インクキャリアとを含有する相変化型インクであって、前記相変化型インクキャリアが、（ｉ）枝分れ型トリアミドと、（ｉｉ）約３５０〜約７３０の平均ピーク分子量と約１．０５〜約３．０の多分散度とを有するポリエチレンワックスを含有する相変化型インク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示するのは、ホットメルト型または相変化型のインクとその使用方法である。特に、本明細書に開示するのは、少ないエネルギー消費量で相変化型インクジェット印刷プロセスに使用するのに特に好適なホットメルト型または相変化型のインクである。
【背景技術】
【０００２】
既知の組成物とプロセスは、意図した目的の達成には好適ではあるが、１２５℃以下の温度で噴出し得る相変化型インク、少ないエネルギー消費量で噴出し得る相変化型インク、比較的安価な印字ヘッドで噴出し得る相変化型インク、プリンタで加熱の際に長時間カラー安定性として示される熱安定性を改良し得る相変化型インク、プリンタの信頼性を改良し得る相変化型インク、待機モードからの戻り時間を迅速にし得る相変化型インク、「瞬時作動」モードで印刷し得る相変化型インク、低プリント温度で所望の粘度値を示す相変化型インク、前述の利点を備えるとともに、良好な印刷特性、例えば、転写定着特性（ディザ画像およびベタ塗りつぶし（solid fill）画像ドロップアウト性能を含む）、許容し得る射出失敗、折り畳み性能、光沢性、カラー強度、待機モード後の回復性などを示す相変化型インクに対する需要が存在する。
【０００３】
【特許文献１】米国特許第５，４９６，８７９号明細書
【特許文献２】米国特許第４，８８９，５６０号明細書
【特許文献３】米国特許第４，８８９，７６１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記需要のうち、少なくとも一つを満足する相変化型インクを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の相変化型インクは、（ａ）着色剤と（ｂ）相変化型インクキャリアとを含有する相変化型インクであって、前記相変化型インクキャリアが、（ｉ）枝分れ型トリアミドと、（ｉｉ）約３５０〜約７３０の平均ピーク分子量及び約１．０５〜約３．０の多分散度とを有するポリエチレンワックスを含有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本明細書に開示のインクは枝分れ型トリアミドである。枝分れ型トリアミドは、例えば、米国特許第６，８６０，９３０号に開示されている。
【０００７】
特定の実施の形態の一つでは、枝分れ型トリアミドは、次式で表される。
【化１】
式中、ｘ，ｙ，ｚは各々独立的にプロピレンオキシ単位の繰り返しの数を示し、ｘ＋ｙ＋ｚは５〜６で、ｐ，ｑ，ｒは各々他とは独立で、−（ＣＨ２）−単位の繰り返しの数を示す整数で、多岐にわたる実施の形態では２０または２６以上で、多岐にわたる実施の形態では６０，５５または４５以下である。もっとも、ｐ，ｑ，ｒの値は、これらの範囲の外でも差し支えない。以上のトリアミド組成物は、混合物として得られることが多く、その場合、ｐ，ｑ，ｒは、組成物内のピーク平均鎖長さ数であり、その混合組成物は、各分子のｐ，ｑ，ｒに対する値が同一である均一組成物とは相異なる。また、理解しなければならないことは、この混合物内では個々の鎖は所与の数の鎖よりも長くても短くても差し支えないということである。
【０００８】
前記のトリアミドは、所望の量または効果的量でインクに存在し、多岐にわたる実施の形態で前記キャリアの２，５、または１０重量％以上で、多岐にわたる実施の形態でキャリアの５０，４０、または３５重量％以下である。もっとも、この量は、これらの範囲の外でも差し支えない。
【０００９】
本明細書に開示の相変化型インクは、また、ポリエチレンワックスを含む。このポリエチレンワックスは、平均ピーク分子量を有するが、これらの値は高温ゲル浸透クロマトグラフィーで測定され、多岐にわたる実施の形態では３５０、４７０、または４７０以上で、多岐にわたる実施の形態では７３０、７００、または６００以下である。もっとも、この平均ピーク分子量は、これらの範囲の外でも差し支えない。
【００１０】
前記のポリエチレンワックスは、実施の形態の一つでは１．０５以上の多分散度（polydispersity）（重量平均分子量を数平均分子量で除して決定される）を有し、多岐にわたる実施の形態では３．０、２．５、または２．０以下の多分散度を有する。もっとも、この多分散度は、これらの範囲の外でも差し支えない。
【００１１】
前記のポリエチレンワックスは、多岐にわたる実施の形態では５０℃、６０℃、または７０℃以上のピーク融点（示差走査熱量計（ＤＳＣ）で測定される）を有し、多岐にわたる実施の形態では１３０℃、１２５℃、または１２０℃以下のピーク融点を有する。もっとも、このピーク融点は、これらの範囲の外でも差し支えない。
【００１２】
前記のポリエチレンワックスは、多岐にわたる実施の形態では４０℃、４５℃、または５０℃以上の始発融点（示差走査熱量計（ＤＳＣ）で測定される）を有し、そして多岐にわたる実施の形態では７１℃、７０℃、または６５℃以下の始発融点を有する。もっとも、この始発融点は、これらの範囲の外でも差し支えない。
【００１３】
前記のポリエチレンワックスは、多岐にわたる実施の形態では２０℃、２５℃、または２７℃以上の融点範囲（ＡＳＴＭ Ｄ３４１８−０３の規定で、最終融点と始発融点との間の差として規定される）を有し、そして多岐にわたる実施の形態では６０℃、５５℃、または５０℃以下の融点範囲を有する。もっとも、この融点範囲は、これらの範囲の外でも差し支えない。
【００１４】
前記のポリエチレンワックスは、多岐にわたる実施の形態では４０℃、５０℃、または５５℃以上の凝固点（示差走査熱量計（ＤＳＣ）で測定される）を有し、そして多岐にわたる実施の形態では８３℃、８１℃、または８０℃以下の凝固点を有する。もっとも、この凝固点は、これらの範囲の外でも差し支えない。
【００１５】
前記のポリエチレンワックスは、１１０℃において多岐にわたる実施の形態で粘度３、４、または４．５センチポアズ以上、そして多岐にわたる実施の形態で粘度１０、９、または８センチポアズ以下を有する。もっとも、この粘度はこれらの範囲の外でも差し支えない。
【００１６】
平均ピーク分子量とは、ポリエチレンワックスが式−（ＣＨ２）n−（ｎは繰り返しの−ＣＨ２−単位の数を示す整数）の分子の混合物を含み、分子分布を有しているので、分子の相対量を保持時間または分子量に対してプロットすると、ベル状の曲線が得られ、このベル形状曲線のピークが平均ピーク分子量を表すということを意味する。対照すると、相異なる平均ピーク分子量を有するポリエチレンワックスは、ｎの値が相重なる物質を含んでいるにしても、相異なる特性を有する。
【００１７】
添付の図に示されるのは、幾つかのポリエチレンワックスを高温ゲル浸透クロマトグラフィーで測定して得られた分子量である。使用装置は、屈折率検出、１，２，４-トリクロロベンゼンの移動相、および分離に２個のポリマ３μｍ混合−Ｅカラムを使用するポリマラボ（Polymer Labs）２２０ＨＴシステムである。射出前に全システムとサンプル液とは、１４０℃に加熱した。分子量は、較正用にポリエチレン標準物質を使って特性化を行った。試料物質は、オクラホマ州タルサのベーカーペトロライト（Baker Petrolite）社から市販のポリエチレンワックス二種であった。一つはポリワックス（ＰＯＬＹＷＡＸ）（登録商標）（ＰＥ５００）で、もう一つはポリワックス（ＰＯＬＹＷＡＸ）（登録商標）６５５（ＰＥ６５５）であった。これらの物質の保持時間に関するデータの幾つかは次の表１，２の通りである。注記すると、この例ではｘ軸が、逆方向になっているので、高分子量の方が左側に位置し、低分子量の方が右側に位置し、負の数は計器較正に起因し、ｙ軸のデータは相対量を示す。
【００１８】
【表１】
【００１９】
【表２】
【００２０】
高温ゲル浸透クロマトグラフィーで測定したとき、ＰＥ５００とＰＥ６５５に対するピーク平均分子量（Ｍｐ）、数平均分子量（Ｍｎ）、重量平均分子量（Ｍｗ）、高温ゲル浸透クロマトグラフィーで測定した多分散度（ＭＷＤ（分子量分布））は、次の表３の通りである。
【００２１】
【表３】
【００２２】
これらのワックスに対するピーク融点（ＡＳＴＭ Ｄ３４１８−０３に基づくデュポン（ＤＵＰＯＮＴ）２１００熱量計を用いる示差走査熱量計で測定したときの℃）、始発融点（示差走査熱量計で測定したときの℃）、および１１０℃における粘度（レオメトリックサイエンス（Rheometric Scientific）ＤＳＲ−２０００コーンプレート粘度計を用いて測定されるセンチポアズ）は、次の表４の通りである。
【００２３】
【表４】
【００２４】
前記のポリエチレンワックスは、所望の量または効果的量でインクに存在し、多岐にわたる実施の形態ではキャリアの１０、１５、または２０重量％以上、そして多岐にわたる実施の形態ではキャリアの９５、９０、または８５重量％以下である。もっとも、この量は、これらの範囲の外でも差し支えない。
【００２５】
好適な相変化型インクキャリア剤の追加的例を挙げると、例えば、モノアミド、テトラアミド、およびこれらの混合物などである。好適な脂肪族系アミドインクキャリア剤の具体例を挙げると、例えば、コネチカット州グリニッジ（Greenwich）のクロンプトン社（Crompton Corporation）市販のケムアミド（ＫＥＭＡＭＩＤＥ）Ｓ−１８０のようなステアリールステアラミドなどである。特定の実施の形態の一つでは、モノアミドは、キャリアの０．０１、２、または５重量％以上の多岐にわたる実施の形態の量で、そしてキャリアの９０、８５、または７０重量％以下の多岐にわたる実施の形態の量でインクキャリアに存在する。もっとも、この量は、これらの範囲の外でも差し支えない。
【００２６】
また、相変化型インクキャリア剤として好適なのは、イソシアネート誘導の樹脂とワックスで、例えば、ウレタンイソシアネート誘導体、尿素イソシアネート誘導体、ウレタン／尿素イソシアネート誘導体、これらの混合物等々である。
【００２７】
具体的な実施の形態の一つでは、前記インクは、アビトール（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（Wilmington）のハーキュリーズ社（Hercules Inc.）から入手）２当量とイソホロンジイソシアネート１当量との反応から得られ、米国特許第５，７８２，９６６号の実施例１に記載のように調製されるウレタン樹脂を含み得る。存在するとき、この樹脂は、インクキャリアの１、２、３、４、または５重量％以上の多岐にわたる実施の形態の量で、そしてインクキャリアの８０、７０、または６０重量％以下の多岐にわたる実施の形態の量でインクに存在する。もっとも、この量は、これらの範囲の外でも差し支えない。
【００２８】
具体的な実施の形態の他の一つでは、前記インクは、３当量のステアリールイソシアネートとグリセロール基材アルコールのアダクトで、米国特許第６，３０９，４５３号の実施例４に記載のように調製されるウレタン樹脂を含み得る。存在するとき、この樹脂は、インクキャリアの０．５、１、または２重量％以上の多岐にわたる実施の形態の量で、そしてインクキャリアの４０、３５、または３０重量％以下の多岐にわたる実施の形態の量でインクに存在する。もっとも、この量は、これらの範囲の外でも差し支えない。
【００２９】
前記インクキャリアは、所望の量または効果的量で相変化型インクに存在し、多岐にわたる実施の形態ではインクの０．１、５０、または９０重量％以上で、そして多岐にわたる実施の形態ではインクの９９、９８、または９５重量％以下である。もっとも、この量は、これらの範囲の外でも差し支えない。
【００３０】
相変化インク組成物は、また、着色剤を含有する。相変化型キャリア組成物は、カラーインデックス（C.I.）溶剤染料、分散染料、変性酸性・直接染料、塩基性染料、硫黄染料、バット染料などの相変化型インク着色剤と組み合わせて使用し得る。
【００３１】
前記着色剤は、所望の色相または色調を得るために所望の量または効果的量で相変化型インクに存在し、多岐にわたる実施の形態ではインクの０．１、０．２、または０．５重量％以上で、そして多岐にわたる実施の形態ではインクの５０、２０、または１０重量％以下である。もっとも、この量は、これらの範囲の外でも差し支えない。
【００３２】
前記インクは、また、任意選択として酸化防止剤を含み得る。インク組成物にオプションで添加される酸化防止剤は、画像が酸化されるのを防止するとともに、インク調製工程の加熱段階の間にインク成分の酸化防止をも行う。好適な酸化防止剤の具体例を挙げると、ナウガード（ＮＡＵＧＵＡＲＤ）（登録商標）５２４、ナウガード（ＮＡＵＧＵＡＲＤ）（登録商標）７６、ナウガード（ＮＡＵＧＵＡＲＤ）（登録商標）５１２（コネチカット州オックスフォードのユニロイヤルケミカル社（Uniroyal Chemical Company）市販）、イルガノックス（ＩＲＧＡＮＯＸ）（登録商標）１０１０（チバ社（Ciba Geigy）市販）などがある。存在するとき、任意選択で添加される参加防止剤は、所望の量または効果的量でインクに存在し、インクの０．０１、０．０５、または０．１重量％以上の多岐にわたる実施の形態の量で、そしてインクの２０、５、または３重量％以下の多岐にわたる実施の形態の量で存在する。もっとも、この量は、これらの範囲の外でも差し支えない。
【００３３】
多岐にわたる実施の形態の前記のインク組成物は、５０℃、６０℃、または７０℃以上のピーク融点を有し、そして多岐にわたる実施の形態では１６０℃、１４０℃、または１００℃以下のピーク融点を有する。もっとも、このピーク融点は、これらの範囲の外でも差し支えない。
【００３４】
前記のインク組成物は、一般に、射出温度（７５℃、８５℃、または９５℃以上の多岐にわたる実施の形態、そして１５０℃または１２０℃以下の実施の形態の温度である。もっともこの射出温度はこれらの範囲の外でも差し支えない）にて溶融粘度を有する。この溶融粘度は、多岐にわたる実施の形態では粘度３０、２０、または１５センチポアズ以下、そして多岐にわたる実施の形態で２、５、または７センチポアズ以上である。もっとも、この粘度はこれらの範囲の外でも差し支えない。特定の実施の形態の他の一つでは、前記のインクは、１１０、１１５、および／または１２０℃の温度で７〜１５センチポアズの粘度を有する。
【００３５】
前記インク組成物は、所望の方法または好適な方法で調製し得る。例えば、諸インク成分を共に混合し、次いで、実施の形態の一つでは１００℃以上、また実施の形態の一つでは１４０℃以下の温度に加熱する。もっとも、この温度は、これらの範囲の外でも差し支えない。さらに攪拌して、均一なインク組成物が得られるようにし、次いで得られたインクを常温（普通２０℃〜２５℃）まで冷却する。インクは常温では固体である。特定の実施の形態の一つでは、インク形成工程の際に、溶融状態にあるインクを型に流し込み、次いで、放冷し、固化してインクスティックを成形する。
【００３６】
前記のインクは、直接印刷インクジェット法および間接（オフセット）印刷インクジェット法を用いる装置に採用し得る。本明細書に開示の実施の形態の他の一つは、本明細書に開示のインクをインクジェット印刷装置に装填するステップと、該インクを溶融するステップと、溶融されたインク滴を画像パターンで記録基板上に噴出するステップとを含む方法に関する。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。本明細書に開示のさらに別の一つの実施の形態は、本明細書に開示のインクをインクジェット印刷装置に装填するステップと、該インクを溶融するステップと、溶融されたインク滴を画像パターンで中間転写部材上に転写するステップと、該中間転写部材から最終記録シートの上に画像パターンで該インクを転写するステップとを含む方法に関する。ある特定の実施の形態では、中間転写部材が、最終記録シートの温度より高い温度で、しかも印刷装置の溶融インクの温度よりも低い温度に加熱される。他の一つの特定の実施の形態では、中間転写部材と最終記録シートとは双方とも加熱される。この実施の形態では、中間転写部材と最終記録シートが双方とも、印刷装置の溶融インクの温度よりも低い温度に加熱される。この実施の形態では、中間転写部材と最終記録シートとの相対的温度として、（１）中間転写部材が最終記録基板の温度以上で、かつ印刷装置の溶融インクの温度以下に加熱されたり、（２）最終記録基板が中間転写部材の温度以上で、かつ印刷装置の溶融インクの温度以下に加熱されたり、（３）中間転写部材と最終記録シートとが大略同一の温度に加熱されたりする相対的温度とされる。オフセット、すなわち、間接的印刷プロセスについては、例えば、米国特許第５，３８９，９５８号に記載されている。特定の実施の形態の一つでは、印刷装置として、圧電式印刷プロセスを採用し、圧電式振動エレメントを振動させることによってインク滴を画像パターンで噴射させる。本明細書に開示のインクは、また、他の形式のホットメルト印刷プロセス、例えば、ホットメルトアコースティックインクジェット印刷プロセス、ホットメルトサーマルインクジェット印刷プロセス、ホットメルト連続流または偏向インクジェット印刷プロセス等々に採用し得る。本明細書に開示の相変化型インクは、また、ホットメルト型インクジェット印刷プロセス以外の印刷プロセスにも使用し得る。
【００３７】
好適な基板または記録シートを使用し得る。例えば、ゼロックス（ＸＥＲＯＸ）（登録商標）４０２４、ゼロックス（ＸＥＲＯＸ）（登録商標）イメージシリーズペーパー、コートランド（Courtland）４０２４ＤＰペーパー、ノートブック罫紙、ボンドペーパー、シャープ社シリカ被覆紙などのシリカ被覆紙、十条紙、ハンマーミルレーザプリント（HAMMERMILL LASER PRINT）（登録商標）ペーパーなどの普通紙、ＯＨＰ用透明紙、布、繊維製品、プラスチック、ポリマ製フィルム、金属などの無機基板、木材等々である。
【実施例１】
【００３８】
（実施例１）
インク組成物を以下の手順で調製した。着色剤（複数を含む）を除いたすべてのインク成分をステンレス製ビーカーに装入した。得られた混合物をオーブン中で１１０℃にて共に溶融し、次いで０．３時間の間１１０℃で温度制御されたマントル中で攪拌しながらよく混合した。次いでこの混合物に、着色剤（複数を含む）を添加した。さらに２時間の間攪拌した後、以上のように形成されたインクを、単位平方インチ当たり１５ポンドの圧力の下、ホアットマン（Whatman）＃３濾紙を使って、加熱されたモット（ＭＯＴＴ）（登録商標）装置（モット・メタラジカル社（Mott Metallurgical）から入手）で濾過処理した。このように形成された濾過済みの相変化型インクを、型に流し込み、次いで、放冷し、固化してインクスティックを成形した。インクは、以下の諸原料から調製された。ポリワックス（ＰＯＬＹＷＡＸ）５００（オクラホマ州タルサのベーカーペトロライト（Baker Petrolite）社製ＰＥ５００）；ポリワックス（ＰＯＬＹＷＡＸ）４００（オクラホマ州タルサのベーカーペトロライト（Baker Petrolite）社製ＰＥ４００）；次式の枝分れ型トリアミドであって、
【化２】
式中、ｐ，ｑ，ｒは各々平均の値２６（以下、このトリアミドをトリ−２８と称する）を有し、米国特許第６，８６０，９３０号の実施例ＩＩＩに記載のように調製された枝分れ型トリアミド；次式の枝分れ型トリアミドであって、
【化３】
式中、ｐ，ｑ，ｒは各々平均の値３５（以下、このトリアミドをトリ−３７と称する）を有し、米国特許第６，８６０，９３０号の実施例ＩＩに記載のように調製された枝分れ型トリアミド；ステアリールステアラミドワックス（ケムアミド（ＫＥＭＡＭＩＤＥ）（登録商標）Ｓ−１８０、コネチカット州グリニッジのクロンプトン社から入手）；ＫＥ−１００樹脂（水素化処理されたアビエティン（ロジン）酸のトリグリセリド、イリノイ州シカゴのアラカワケミカルインダストリーズ（米国）社から入手）；アビトール（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のハーキュリーズ社（Hercules Inc.）から入手）２当量とイソホロンジイソシアネート１当量との反応から得られ、米国特許第５，７８２，９６６号の実施例１に記載のように調製されたウレタン樹脂（以下、ウレタン樹脂＃１と称する）；３当量のステアリールイソシアネートとグリセロール基剤アルコールのアダクトであって、米国特許第６，３０９，４５３号の実施例４に記載のように調製されたウレタン樹脂（以下、ウレタン樹脂＃２と称する）；ナウガード（ＮＡＵＧＵＡＲＤ）（登録商標）４４５酸化防止剤（コネチカット州ミドルベリー（Middlebury）のユニロイヤルケミカル社（Uniroyal Chemical Co．）から入手）；米国特許第６，４７２，５２３号の実施例Ｖ〜ＸＩに開示のシアン着色剤；米国特許第６，７１３，６１４号の実施例Ｉ、ＩＩおよびＩＶに記載のイエロー着色剤；米国特許第６，８２１，３２７号の実施例Ｉ、Ｅ部分に開示のように調製されたマゼンタ着色剤（以下、マゼンタ＃１と称する）；米国特許第６，８３５，２３８号の実施例Ｉに記載のマゼンタ着色剤（以下、マゼンタ＃２と称する）；塩化亜鉛；およびドデシルベンゼン硫酸（ＤＤＢＳＡ、バイオソフト（Ｂｉｏ−ｓｏｆｔ）Ｓ−１００、イリノイ州エルウッド（Elwood）のステパン社（Stepan Company）から入手）。以上の各成分のインクに対する重量％を各インクについて以下の表５に列挙する。
【００３９】
【表５】
【００４０】
＜インク特性＞
インクの多岐にわたる特性を測定した。その結果は下表６に示される。粘度（h、センチポアズ）は、１１０℃にてＤＳＲ−２０００コーンプレート粘度計で測定した。スペクトル強度（Spectral Strength）の決定は、溶液中でインク吸収能を測定することをベースとする分光測光法を用いて行い、シアンとイエローのインクはトルエンに、マゼンタインクはｎ-ブタノールに溶解しパーキンエルマーラムダ２ＳＵＶ／ＶＩＳ分光測光器を使って吸収能を測定した。ガラス転移温度（Ｔｇ）は、レオメトリック・ソリッドアナライザー（Rheometrics Solid Analyzer）（ＲＳＡＩＩ）を使って測定した。ピーク融点（ＭＰ）は、デュポン（ＤＵＰＯＮＴ）２１００熱量計を使って示差走査熱量測定法（ＤＳＣ）で測定した。
【００４１】
【表６】
【００４２】
データが示すように、これらのインクも融点は、約８０℃であり、粘度は、ほぼ１１０℃で１０．６に近く、１０５℃〜１１５℃の温度で射出するのに適当なことが示される。スペクトル強度（ＳＳ）を見ると、シアン、マゼンタ、およびイエロー着色剤の溶解が優れていることが確認される。さらに示されるように、ステアリールステアラミドワックスは、イエロー着色剤の溶解度を増大させる。このことは、ステアリールステアラミドワックスを含むイエローインクのスペクトル強度が、同一の組成であるが、ステアリールステアラミドワックスを含まないインクに比較して、増加していることで証拠立てされている。Ｋプリンティングプルーファ（Proofer）（英国ロイストン（Royston）のＲＫプリントコートインスツルメンツ社（Print Coat Instruments）製）でハンマーミル（ＨＡＭＭＥＲＭＩＬＬ）紙にプリントされた幾つかのプリントについてカラー空間データを得た。使用センサは、ＡＣＳ（登録商標）（スペクトロセンサ（Spectro Sensor）（登録商標）ＩＩ測色計（アプライドカラーシステムズ社（Applied Color Systems Inc．）販売）でＡＳＴＭ １Ｅ８０５に規定の測定方法に従って、計器製造者から供給された適切な較正標準を使用して行った。インクの総括色彩性能を確認・定量化する目的で、３刺激値の統合を行って、測定データを削減し、ＡＳＴＭ Ｅ３０８（ＣＩＥシステムを用いてオブジェクトのカラーを計算する標準方法）に従い、１９７６ＣＩＥ Ｌ＊（明度）、ａ＊（赤−緑）、およびｂ＊（黄−青）ＣＩＥＬＡＢ値を各相変化型インク試料に対して計算した。結果は次の下表７の通りである。
【００４３】
【表７】
【００４４】
＜インクのカラー安定性＞
インク５、６、および７を１１０℃にてオーブンで加熱し、相異なる時間間隔でサンプリングした。この温度は、これらのインクが相変化型インクジェットプリンタで射出可能な温度に相当する温度である。サンプリングしたインクを使用して、１５０℃にてＫ−プルーファでプリントし、得られたプリントのオーブン加熱に起因するカラー変化を加熱時間の関数として決定した。以下の表８に見られるように、加熱で大きなカラー変化は起きなかったことは、ΔＥ値が極めて低いことで証拠立てられており、プリンタ操作温度を低く保つ利点を証明している。
【００４５】
【表８】
【００４６】
＜プリント性能＞
これらのインクの幾つかについて、射出、転写・定着、および得られたプリントの堅牢性の試験を行った。各インクを１１０℃にてゼロックス（ＸＥＲＯＸ）（登録商標）フェーザ（ＰＨＡＳＥＲ）（登録商標）８４００で射出した後の結果は以下の表９に総括されている。諸インクは、優れた射出性能と転写・定着性能を示した。その証拠は、フェーザ（ＰＨＡＳＥＲ）（登録商標）８４００に商用に提供されている相変化型シアンと比較したドロップアウトの成績点で示されている。特にインク３が、優れた転写・定着性能と信頼性ある射出性能を示した。インク４も、インク３と同様に良好な射出性能と転写・定着性能を示した。イエローインク６とマゼンタインク７も、シアンインク４と３と同様な基本組成を有しているので、同様な性能を示すと想定されるであろう。同表では、＋は商用インクより優れた性能を示し、○は商用インクと同じ性能を示し、−は商用インクより劣る性能を示す。
【００４７】
【表９】
【００４８】
ドロップアウトは、印刷エンジンから最終記録シートに移行するインクの転写効率のことを称する。ドロップアウトが極めて悪いときは、画像の一部がプリントから消失する（すなわち、ピクセルが中間転写部材から最終記録シートに転写されない）。ディザ画像ドロップアウトは、ディザ画像（例えば、３０％〜７０％被覆）を粗い記録シートにプリントするときに起こる転写失敗のことを称する。ベタ塗りつぶし画像ドロップアウトは、ベタ塗りつぶし（所与のカラーに対し最高の塗りつぶし）画像を円滑または粗い記録シートにプリントするときに起こる転写失敗を称する。ドロップアウトを測定するには、極めて円滑な表面を備える追跡記録シートをプリント直後に比較的遅い転写定着速度で走らせる。この追跡シートは、中間転写部材に残留したインクをピックアップするために使用される。この追跡シートをスキャンし、ドロップアウト値をＰＰＩ、つまり単位インチ当たりのピクセルで記録する。ブリスタは、最悪のケースで生じる画像欠陥および／またはインク転写失敗のことを称する。これは、ブリスタは、ランダムに分散した痘痕のように見える。二次ベタ塗りつぶし領域の二重画像では最悪である。これがドロップアウトと相異なるのは、普通、円滑な記録シートや二重画像または特殊記録シート上に生じることである。ガウジング（gouge）測定は、定着グレード、すなわち、記録シート上のインクの耐久性を特性化するのに使用される。これは、インクが記録シートにどの位良好に付着するかということ（インク付着性の尺度）と、インクがそれ自体にどの位良好に付着するかということ（インクの凝集力の尺度、すなわち、堅牢性）とを定量化する。可変重量ガウジング試験機（Variable Weight Gouge Tester）と称される特殊機械を使用して、ガウジングを定量化する。行う手順としては、３個の「チューニング済」かつ重量計測済の細長い金属片で画像を引っ掻き、除去されたインクの量をピクセル／インチ単位で計算する。用語が暗示するように、折り畳み堅牢性は、インク（記録シート上の）が割れたり、壊れたり、ページから剥げ落ちてインクが消失したラインが残ったりしないで、折り畳まれ得るインク能力に関する。折り畳み性は、折り畳んだ後に残存する白い領域の平均幅を測定することによって定量化する。ソリッドフィルが使用されるが、これがストレスを最も与えるケースだからである。光沢は、表面評価の際にビジュアルな印象で生じる特性である。反射される光が直接であればあるほど、光沢の印象は強くなる。光沢は、ＢＹＫガードナ（Gardner）マイクロ−ＴＲＩ−光沢測定器などの計器で測定される。光沢を測定するには、一次または二次ベタ塗りつぶしが使用される。ブロッキングは、インクが画像の一部から記録シート（その画像を含む同じ記録シートまたは記録シートの別の断片）の未プリント部分に転写される量および／または苛酷度のことを称する。普通のケースは、複数の画像が互いに長時間または比較的高温度で積み重ねられるときに引き起こされる。
【００４９】
（比較例：射出堅牢性）
比較例のインクは、すべて１３５℃で製造・濾過した。第一の比較例のインク組成物（比較例インクＡ）はインク３のものと同様のもので、相違は、ポリワックス（ＰＯＬＹＷＡＸ）６５５（ＰＥ６５５、オクラホマ州タルサのベーカーペトロライト（Baker Petrolite）社から入手）を、ポリワックス（ＰＯＬＹＷＡＸ）５００の代わりに、含有していることであった。第二の比較例のインク組成物（比較例インクＢ）はインク３のものと同様のもので、相違は、枝分れ型トリアミドの代わりに、テトラアミド（デラウェア州ニューキャッスルのユニケマ（Uniqema）社から入手のＣ−３６二量体酸１当量とエチレンジアミン２当量とユニシッド（ＵＮＩＣＩＤ）（登録商標）７００（オクラホマ州タルサのベーカーペトロライト（Baker Petrolite）社から入手され、末端基にカルボン酸基を有する長鎖炭化水素）との反応から得られるもので、米国特許第６，１７４，９３７号の実施例1に記載のように調製された）を含有していることであった。第三の比較例のインク組成物（比較例インクＣ）は、以下の成分を含有しているものであった。４５．２６重量％ポリワックス（ＰＯＬＹＷＡＸ）６５５（ＰＥ６５５、オクラホマ州タルサのベーカーペトロライト（Baker Petrolite）社から入手）；１９．５０重量％テトラアミド（デラウェア州ニューキャッスルのユニケマ（Uniqema）社から入手のＣ−３６二量体酸１当量とエチレンジアミン２当量とユニシッド（ＵＮＩＣＩＤ）（登録商標）７００（オクラホマ州タルサのベーカーペトロライト（Baker Petrolite）社から入手され、末端基にカルボン酸基を有する長鎖炭化水素）との反応から得られるもので、米国特許第６，１７４，９３７号の実施例1に記載のように調製された）；１４．２０重量％ステアリールステアラミドワックス（コネチカット州グリニッジ（Greenwich）のクロンプトン社（Crompton Corporation）から入手のケムアミド（ＫＥＭＡＭＩＤＥ）（登録商標）Ｓ−１８０）；１１．３２重量％ウレタン樹脂（アビトール（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のハーキュリーズ社（Hercules Inc.）から入手）２当量とイソホロンジイソシアネート１当量との反応から得られ、米国特許第５，７８２，９６６号の実施例１に記載のように調製された）；５．６５重量％ウレタン樹脂（３当量のステアリールイソシアネートとグリセロール基材アルコールのアダクトで、米国特許第６，３０９，４５３号の実施例４に記載のように調製された）；０．２重量％ナウガード（ＮＡＵＧＵＡＲＤ）（登録商標）４４５酸化防止剤（コネチカット州ミドルベリー（Middlebury）のユニロイヤルケミカル社（Uniroyal Chemical Co．）から入手）；０．３５重量％ドデシルベンゼン硫酸（ＤＤＢＳＡ、バイオソフト（Ｂｉｏ−ｓｏｆｔ）Ｓ−１００、イリノイ州エルウッド（Elwood）のステパン社（Stepan Company）から入手）；および３．５２重量％シアン着色剤（米国特許第６，４７２，５２３号の実施例Ｖ〜ＸＩに開示）。次ぎに、上記の３種の比較例のインクとインク３とをゼロックス（ＸＥＲＯＸ）（登録商標）フェーザ（ＰＨＡＳＥＲ）（登録商標）８２００プリンタに装填し、様々な温度で射出試験を行った。インクの射出堅牢性は、インクが所与の電圧で適切な射出重量を達成する能力および／またはインクがある所与の時間の間、例えば、連続的にまたはパターンを形成して、失敗せずに噴出する能力を称するものである。インク射出堅牢性に使用する試験を行う手順は次の通りであった。すなわち、１）ある初動の印字ヘッド温度にある試験装置の印字ヘッドにインクを装填し、２）真空パージまたは圧力パージを使用して印字ヘッドをパージし、ヘッドと射出孔をインクで完全に満たし、そして３）インクを全作動領域で１５秒間射出し、当該試験の初動時と終了時双方で生きている射出孔の数を測定する。失敗した射出の％に対する結果は、下表１０に示される。
【００５０】
【表１０】
【００５１】
データが示すように、比較例のインクは１１０℃以下の射出温度で成績が良くなく、射出失敗の数が多かった。対照的に、インク３は１１０℃以下の温度で良好な成績を示している。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】幾つかのポリエチレンワックスを高温ゲル浸透クロマトグラフィーで測定して得られた分子量である。
【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示するのは、ホットメルト型または相変化型のインクとその使用方法である。特に、本明細書に開示するのは、少ないエネルギー消費量で相変化型インクジェット印刷プロセスに使用するのに特に好適なホットメルト型または相変化型のインクである。
【背景技術】
【０００２】
既知の組成物とプロセスは、意図した目的の達成には好適ではあるが、１２５℃以下の温度で噴出し得る相変化型インク、少ないエネルギー消費量で噴出し得る相変化型インク、比較的安価な印字ヘッドで噴出し得る相変化型インク、プリンタで加熱の際に長時間カラー安定性として示される熱安定性を改良し得る相変化型インク、プリンタの信頼性を改良し得る相変化型インク、待機モードからの戻り時間を迅速にし得る相変化型インク、「瞬時作動」モードで印刷し得る相変化型インク、低プリント温度で所望の粘度値を示す相変化型インク、前述の利点を備えるとともに、良好な印刷特性、例えば、転写定着特性（ディザ画像およびベタ塗りつぶし（solid fill）画像ドロップアウト性能を含む）、許容し得る射出失敗、折り畳み性能、光沢性、カラー強度、待機モード後の回復性などを示す相変化型インクに対する需要が存在する。
【０００３】
【特許文献１】米国特許第５，４９６，８７９号明細書
【特許文献２】米国特許第４，８８９，５６０号明細書
【特許文献３】米国特許第４，８８９，７６１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記需要のうち、少なくとも一つを満足する相変化型インクを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の相変化型インクは、（ａ）着色剤と（ｂ）相変化型インクキャリアとを含有する相変化型インクであって、前記相変化型インクキャリアが、（ｉ）枝分れ型トリアミドと、（ｉｉ）約３５０〜約７３０の平均ピーク分子量及び約１．０５〜約３．０の多分散度とを有するポリエチレンワックスを含有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本明細書に開示のインクは枝分れ型トリアミドである。枝分れ型トリアミドは、例えば、米国特許第６，８６０，９３０号に開示されている。
【０００７】
特定の実施の形態の一つでは、枝分れ型トリアミドは、次式で表される。
【化１】
式中、ｘ，ｙ，ｚは各々独立的にプロピレンオキシ単位の繰り返しの数を示し、ｘ＋ｙ＋ｚは５〜６で、ｐ，ｑ，ｒは各々他とは独立で、−（ＣＨ２）−単位の繰り返しの数を示す整数で、多岐にわたる実施の形態では２０または２６以上で、多岐にわたる実施の形態では６０，５５または４５以下である。もっとも、ｐ，ｑ，ｒの値は、これらの範囲の外でも差し支えない。以上のトリアミド組成物は、混合物として得られることが多く、その場合、ｐ，ｑ，ｒは、組成物内のピーク平均鎖長さ数であり、その混合組成物は、各分子のｐ，ｑ，ｒに対する値が同一である均一組成物とは相異なる。また、理解しなければならないことは、この混合物内では個々の鎖は所与の数の鎖よりも長くても短くても差し支えないということである。
【０００８】
前記のトリアミドは、所望の量または効果的量でインクに存在し、多岐にわたる実施の形態で前記キャリアの２，５、または１０重量％以上で、多岐にわたる実施の形態でキャリアの５０，４０、または３５重量％以下である。もっとも、この量は、これらの範囲の外でも差し支えない。
【０００９】
本明細書に開示の相変化型インクは、また、ポリエチレンワックスを含む。このポリエチレンワックスは、平均ピーク分子量を有するが、これらの値は高温ゲル浸透クロマトグラフィーで測定され、多岐にわたる実施の形態では３５０、４７０、または４７０以上で、多岐にわたる実施の形態では７３０、７００、または６００以下である。もっとも、この平均ピーク分子量は、これらの範囲の外でも差し支えない。
【００１０】
前記のポリエチレンワックスは、実施の形態の一つでは１．０５以上の多分散度（polydispersity）（重量平均分子量を数平均分子量で除して決定される）を有し、多岐にわたる実施の形態では３．０、２．５、または２．０以下の多分散度を有する。もっとも、この多分散度は、これらの範囲の外でも差し支えない。
【００１１】
前記のポリエチレンワックスは、多岐にわたる実施の形態では５０℃、６０℃、または７０℃以上のピーク融点（示差走査熱量計（ＤＳＣ）で測定される）を有し、多岐にわたる実施の形態では１３０℃、１２５℃、または１２０℃以下のピーク融点を有する。もっとも、このピーク融点は、これらの範囲の外でも差し支えない。
【００１２】
前記のポリエチレンワックスは、多岐にわたる実施の形態では４０℃、４５℃、または５０℃以上の始発融点（示差走査熱量計（ＤＳＣ）で測定される）を有し、そして多岐にわたる実施の形態では７１℃、７０℃、または６５℃以下の始発融点を有する。もっとも、この始発融点は、これらの範囲の外でも差し支えない。
【００１３】
前記のポリエチレンワックスは、多岐にわたる実施の形態では２０℃、２５℃、または２７℃以上の融点範囲（ＡＳＴＭ Ｄ３４１８−０３の規定で、最終融点と始発融点との間の差として規定される）を有し、そして多岐にわたる実施の形態では６０℃、５５℃、または５０℃以下の融点範囲を有する。もっとも、この融点範囲は、これらの範囲の外でも差し支えない。
【００１４】
前記のポリエチレンワックスは、多岐にわたる実施の形態では４０℃、５０℃、または５５℃以上の凝固点（示差走査熱量計（ＤＳＣ）で測定される）を有し、そして多岐にわたる実施の形態では８３℃、８１℃、または８０℃以下の凝固点を有する。もっとも、この凝固点は、これらの範囲の外でも差し支えない。
【００１５】
前記のポリエチレンワックスは、１１０℃において多岐にわたる実施の形態で粘度３、４、または４．５センチポアズ以上、そして多岐にわたる実施の形態で粘度１０、９、または８センチポアズ以下を有する。もっとも、この粘度はこれらの範囲の外でも差し支えない。
【００１６】
平均ピーク分子量とは、ポリエチレンワックスが式−（ＣＨ２）n−（ｎは繰り返しの−ＣＨ２−単位の数を示す整数）の分子の混合物を含み、分子分布を有しているので、分子の相対量を保持時間または分子量に対してプロットすると、ベル状の曲線が得られ、このベル形状曲線のピークが平均ピーク分子量を表すということを意味する。対照すると、相異なる平均ピーク分子量を有するポリエチレンワックスは、ｎの値が相重なる物質を含んでいるにしても、相異なる特性を有する。
【００１７】
添付の図に示されるのは、幾つかのポリエチレンワックスを高温ゲル浸透クロマトグラフィーで測定して得られた分子量である。使用装置は、屈折率検出、１，２，４-トリクロロベンゼンの移動相、および分離に２個のポリマ３μｍ混合−Ｅカラムを使用するポリマラボ（Polymer Labs）２２０ＨＴシステムである。射出前に全システムとサンプル液とは、１４０℃に加熱した。分子量は、較正用にポリエチレン標準物質を使って特性化を行った。試料物質は、オクラホマ州タルサのベーカーペトロライト（Baker Petrolite）社から市販のポリエチレンワックス二種であった。一つはポリワックス（ＰＯＬＹＷＡＸ）（登録商標）（ＰＥ５００）で、もう一つはポリワックス（ＰＯＬＹＷＡＸ）（登録商標）６５５（ＰＥ６５５）であった。これらの物質の保持時間に関するデータの幾つかは次の表１，２の通りである。注記すると、この例ではｘ軸が、逆方向になっているので、高分子量の方が左側に位置し、低分子量の方が右側に位置し、負の数は計器較正に起因し、ｙ軸のデータは相対量を示す。
【００１８】
【表１】
【００１９】
【表２】
【００２０】
高温ゲル浸透クロマトグラフィーで測定したとき、ＰＥ５００とＰＥ６５５に対するピーク平均分子量（Ｍｐ）、数平均分子量（Ｍｎ）、重量平均分子量（Ｍｗ）、高温ゲル浸透クロマトグラフィーで測定した多分散度（ＭＷＤ（分子量分布））は、次の表３の通りである。
【００２１】
【表３】
【００２２】
これらのワックスに対するピーク融点（ＡＳＴＭ Ｄ３４１８−０３に基づくデュポン（ＤＵＰＯＮＴ）２１００熱量計を用いる示差走査熱量計で測定したときの℃）、始発融点（示差走査熱量計で測定したときの℃）、および１１０℃における粘度（レオメトリックサイエンス（Rheometric Scientific）ＤＳＲ−２０００コーンプレート粘度計を用いて測定されるセンチポアズ）は、次の表４の通りである。
【００２３】
【表４】
【００２４】
前記のポリエチレンワックスは、所望の量または効果的量でインクに存在し、多岐にわたる実施の形態ではキャリアの１０、１５、または２０重量％以上、そして多岐にわたる実施の形態ではキャリアの９５、９０、または８５重量％以下である。もっとも、この量は、これらの範囲の外でも差し支えない。
【００２５】
好適な相変化型インクキャリア剤の追加的例を挙げると、例えば、モノアミド、テトラアミド、およびこれらの混合物などである。好適な脂肪族系アミドインクキャリア剤の具体例を挙げると、例えば、コネチカット州グリニッジ（Greenwich）のクロンプトン社（Crompton Corporation）市販のケムアミド（ＫＥＭＡＭＩＤＥ）Ｓ−１８０のようなステアリールステアラミドなどである。特定の実施の形態の一つでは、モノアミドは、キャリアの０．０１、２、または５重量％以上の多岐にわたる実施の形態の量で、そしてキャリアの９０、８５、または７０重量％以下の多岐にわたる実施の形態の量でインクキャリアに存在する。もっとも、この量は、これらの範囲の外でも差し支えない。
【００２６】
また、相変化型インクキャリア剤として好適なのは、イソシアネート誘導の樹脂とワックスで、例えば、ウレタンイソシアネート誘導体、尿素イソシアネート誘導体、ウレタン／尿素イソシアネート誘導体、これらの混合物等々である。
【００２７】
具体的な実施の形態の一つでは、前記インクは、アビトール（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（Wilmington）のハーキュリーズ社（Hercules Inc.）から入手）２当量とイソホロンジイソシアネート１当量との反応から得られ、米国特許第５，７８２，９６６号の実施例１に記載のように調製されるウレタン樹脂を含み得る。存在するとき、この樹脂は、インクキャリアの１、２、３、４、または５重量％以上の多岐にわたる実施の形態の量で、そしてインクキャリアの８０、７０、または６０重量％以下の多岐にわたる実施の形態の量でインクに存在する。もっとも、この量は、これらの範囲の外でも差し支えない。
【００２８】
具体的な実施の形態の他の一つでは、前記インクは、３当量のステアリールイソシアネートとグリセロール基材アルコールのアダクトで、米国特許第６，３０９，４５３号の実施例４に記載のように調製されるウレタン樹脂を含み得る。存在するとき、この樹脂は、インクキャリアの０．５、１、または２重量％以上の多岐にわたる実施の形態の量で、そしてインクキャリアの４０、３５、または３０重量％以下の多岐にわたる実施の形態の量でインクに存在する。もっとも、この量は、これらの範囲の外でも差し支えない。
【００２９】
前記インクキャリアは、所望の量または効果的量で相変化型インクに存在し、多岐にわたる実施の形態ではインクの０．１、５０、または９０重量％以上で、そして多岐にわたる実施の形態ではインクの９９、９８、または９５重量％以下である。もっとも、この量は、これらの範囲の外でも差し支えない。
【００３０】
相変化インク組成物は、また、着色剤を含有する。相変化型キャリア組成物は、カラーインデックス（C.I.）溶剤染料、分散染料、変性酸性・直接染料、塩基性染料、硫黄染料、バット染料などの相変化型インク着色剤と組み合わせて使用し得る。
【００３１】
前記着色剤は、所望の色相または色調を得るために所望の量または効果的量で相変化型インクに存在し、多岐にわたる実施の形態ではインクの０．１、０．２、または０．５重量％以上で、そして多岐にわたる実施の形態ではインクの５０、２０、または１０重量％以下である。もっとも、この量は、これらの範囲の外でも差し支えない。
【００３２】
前記インクは、また、任意選択として酸化防止剤を含み得る。インク組成物にオプションで添加される酸化防止剤は、画像が酸化されるのを防止するとともに、インク調製工程の加熱段階の間にインク成分の酸化防止をも行う。好適な酸化防止剤の具体例を挙げると、ナウガード（ＮＡＵＧＵＡＲＤ）（登録商標）５２４、ナウガード（ＮＡＵＧＵＡＲＤ）（登録商標）７６、ナウガード（ＮＡＵＧＵＡＲＤ）（登録商標）５１２（コネチカット州オックスフォードのユニロイヤルケミカル社（Uniroyal Chemical Company）市販）、イルガノックス（ＩＲＧＡＮＯＸ）（登録商標）１０１０（チバ社（Ciba Geigy）市販）などがある。存在するとき、任意選択で添加される参加防止剤は、所望の量または効果的量でインクに存在し、インクの０．０１、０．０５、または０．１重量％以上の多岐にわたる実施の形態の量で、そしてインクの２０、５、または３重量％以下の多岐にわたる実施の形態の量で存在する。もっとも、この量は、これらの範囲の外でも差し支えない。
【００３３】
多岐にわたる実施の形態の前記のインク組成物は、５０℃、６０℃、または７０℃以上のピーク融点を有し、そして多岐にわたる実施の形態では１６０℃、１４０℃、または１００℃以下のピーク融点を有する。もっとも、このピーク融点は、これらの範囲の外でも差し支えない。
【００３４】
前記のインク組成物は、一般に、射出温度（７５℃、８５℃、または９５℃以上の多岐にわたる実施の形態、そして１５０℃または１２０℃以下の実施の形態の温度である。もっともこの射出温度はこれらの範囲の外でも差し支えない）にて溶融粘度を有する。この溶融粘度は、多岐にわたる実施の形態では粘度３０、２０、または１５センチポアズ以下、そして多岐にわたる実施の形態で２、５、または７センチポアズ以上である。もっとも、この粘度はこれらの範囲の外でも差し支えない。特定の実施の形態の他の一つでは、前記のインクは、１１０、１１５、および／または１２０℃の温度で７〜１５センチポアズの粘度を有する。
【００３５】
前記インク組成物は、所望の方法または好適な方法で調製し得る。例えば、諸インク成分を共に混合し、次いで、実施の形態の一つでは１００℃以上、また実施の形態の一つでは１４０℃以下の温度に加熱する。もっとも、この温度は、これらの範囲の外でも差し支えない。さらに攪拌して、均一なインク組成物が得られるようにし、次いで得られたインクを常温（普通２０℃〜２５℃）まで冷却する。インクは常温では固体である。特定の実施の形態の一つでは、インク形成工程の際に、溶融状態にあるインクを型に流し込み、次いで、放冷し、固化してインクスティックを成形する。
【００３６】
前記のインクは、直接印刷インクジェット法および間接（オフセット）印刷インクジェット法を用いる装置に採用し得る。本明細書に開示の実施の形態の他の一つは、本明細書に開示のインクをインクジェット印刷装置に装填するステップと、該インクを溶融するステップと、溶融されたインク滴を画像パターンで記録基板上に噴出するステップとを含む方法に関する。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。本明細書に開示のさらに別の一つの実施の形態は、本明細書に開示のインクをインクジェット印刷装置に装填するステップと、該インクを溶融するステップと、溶融されたインク滴を画像パターンで中間転写部材上に転写するステップと、該中間転写部材から最終記録シートの上に画像パターンで該インクを転写するステップとを含む方法に関する。ある特定の実施の形態では、中間転写部材が、最終記録シートの温度より高い温度で、しかも印刷装置の溶融インクの温度よりも低い温度に加熱される。他の一つの特定の実施の形態では、中間転写部材と最終記録シートとは双方とも加熱される。この実施の形態では、中間転写部材と最終記録シートが双方とも、印刷装置の溶融インクの温度よりも低い温度に加熱される。この実施の形態では、中間転写部材と最終記録シートとの相対的温度として、（１）中間転写部材が最終記録基板の温度以上で、かつ印刷装置の溶融インクの温度以下に加熱されたり、（２）最終記録基板が中間転写部材の温度以上で、かつ印刷装置の溶融インクの温度以下に加熱されたり、（３）中間転写部材と最終記録シートとが大略同一の温度に加熱されたりする相対的温度とされる。オフセット、すなわち、間接的印刷プロセスについては、例えば、米国特許第５，３８９，９５８号に記載されている。特定の実施の形態の一つでは、印刷装置として、圧電式印刷プロセスを採用し、圧電式振動エレメントを振動させることによってインク滴を画像パターンで噴射させる。本明細書に開示のインクは、また、他の形式のホットメルト印刷プロセス、例えば、ホットメルトアコースティックインクジェット印刷プロセス、ホットメルトサーマルインクジェット印刷プロセス、ホットメルト連続流または偏向インクジェット印刷プロセス等々に採用し得る。本明細書に開示の相変化型インクは、また、ホットメルト型インクジェット印刷プロセス以外の印刷プロセスにも使用し得る。
【００３７】
好適な基板または記録シートを使用し得る。例えば、ゼロックス（ＸＥＲＯＸ）（登録商標）４０２４、ゼロックス（ＸＥＲＯＸ）（登録商標）イメージシリーズペーパー、コートランド（Courtland）４０２４ＤＰペーパー、ノートブック罫紙、ボンドペーパー、シャープ社シリカ被覆紙などのシリカ被覆紙、十条紙、ハンマーミルレーザプリント（HAMMERMILL LASER PRINT）（登録商標）ペーパーなどの普通紙、ＯＨＰ用透明紙、布、繊維製品、プラスチック、ポリマ製フィルム、金属などの無機基板、木材等々である。
【実施例１】
【００３８】
（実施例１）
インク組成物を以下の手順で調製した。着色剤（複数を含む）を除いたすべてのインク成分をステンレス製ビーカーに装入した。得られた混合物をオーブン中で１１０℃にて共に溶融し、次いで０．３時間の間１１０℃で温度制御されたマントル中で攪拌しながらよく混合した。次いでこの混合物に、着色剤（複数を含む）を添加した。さらに２時間の間攪拌した後、以上のように形成されたインクを、単位平方インチ当たり１５ポンドの圧力の下、ホアットマン（Whatman）＃３濾紙を使って、加熱されたモット（ＭＯＴＴ）（登録商標）装置（モット・メタラジカル社（Mott Metallurgical）から入手）で濾過処理した。このように形成された濾過済みの相変化型インクを、型に流し込み、次いで、放冷し、固化してインクスティックを成形した。インクは、以下の諸原料から調製された。ポリワックス（ＰＯＬＹＷＡＸ）５００（オクラホマ州タルサのベーカーペトロライト（Baker Petrolite）社製ＰＥ５００）；ポリワックス（ＰＯＬＹＷＡＸ）４００（オクラホマ州タルサのベーカーペトロライト（Baker Petrolite）社製ＰＥ４００）；次式の枝分れ型トリアミドであって、
【化２】
式中、ｐ，ｑ，ｒは各々平均の値２６（以下、このトリアミドをトリ−２８と称する）を有し、米国特許第６，８６０，９３０号の実施例ＩＩＩに記載のように調製された枝分れ型トリアミド；次式の枝分れ型トリアミドであって、
【化３】
式中、ｐ，ｑ，ｒは各々平均の値３５（以下、このトリアミドをトリ−３７と称する）を有し、米国特許第６，８６０，９３０号の実施例ＩＩに記載のように調製された枝分れ型トリアミド；ステアリールステアラミドワックス（ケムアミド（ＫＥＭＡＭＩＤＥ）（登録商標）Ｓ−１８０、コネチカット州グリニッジのクロンプトン社から入手）；ＫＥ−１００樹脂（水素化処理されたアビエティン（ロジン）酸のトリグリセリド、イリノイ州シカゴのアラカワケミカルインダストリーズ（米国）社から入手）；アビトール（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のハーキュリーズ社（Hercules Inc.）から入手）２当量とイソホロンジイソシアネート１当量との反応から得られ、米国特許第５，７８２，９６６号の実施例１に記載のように調製されたウレタン樹脂（以下、ウレタン樹脂＃１と称する）；３当量のステアリールイソシアネートとグリセロール基剤アルコールのアダクトであって、米国特許第６，３０９，４５３号の実施例４に記載のように調製されたウレタン樹脂（以下、ウレタン樹脂＃２と称する）；ナウガード（ＮＡＵＧＵＡＲＤ）（登録商標）４４５酸化防止剤（コネチカット州ミドルベリー（Middlebury）のユニロイヤルケミカル社（Uniroyal Chemical Co．）から入手）；米国特許第６，４７２，５２３号の実施例Ｖ〜ＸＩに開示のシアン着色剤；米国特許第６，７１３，６１４号の実施例Ｉ、ＩＩおよびＩＶに記載のイエロー着色剤；米国特許第６，８２１，３２７号の実施例Ｉ、Ｅ部分に開示のように調製されたマゼンタ着色剤（以下、マゼンタ＃１と称する）；米国特許第６，８３５，２３８号の実施例Ｉに記載のマゼンタ着色剤（以下、マゼンタ＃２と称する）；塩化亜鉛；およびドデシルベンゼン硫酸（ＤＤＢＳＡ、バイオソフト（Ｂｉｏ−ｓｏｆｔ）Ｓ−１００、イリノイ州エルウッド（Elwood）のステパン社（Stepan Company）から入手）。以上の各成分のインクに対する重量％を各インクについて以下の表５に列挙する。
【００３９】
【表５】
【００４０】
＜インク特性＞
インクの多岐にわたる特性を測定した。その結果は下表６に示される。粘度（h、センチポアズ）は、１１０℃にてＤＳＲ−２０００コーンプレート粘度計で測定した。スペクトル強度（Spectral Strength）の決定は、溶液中でインク吸収能を測定することをベースとする分光測光法を用いて行い、シアンとイエローのインクはトルエンに、マゼンタインクはｎ-ブタノールに溶解しパーキンエルマーラムダ２ＳＵＶ／ＶＩＳ分光測光器を使って吸収能を測定した。ガラス転移温度（Ｔｇ）は、レオメトリック・ソリッドアナライザー（Rheometrics Solid Analyzer）（ＲＳＡＩＩ）を使って測定した。ピーク融点（ＭＰ）は、デュポン（ＤＵＰＯＮＴ）２１００熱量計を使って示差走査熱量測定法（ＤＳＣ）で測定した。
【００４１】
【表６】
【００４２】
データが示すように、これらのインクも融点は、約８０℃であり、粘度は、ほぼ１１０℃で１０．６に近く、１０５℃〜１１５℃の温度で射出するのに適当なことが示される。スペクトル強度（ＳＳ）を見ると、シアン、マゼンタ、およびイエロー着色剤の溶解が優れていることが確認される。さらに示されるように、ステアリールステアラミドワックスは、イエロー着色剤の溶解度を増大させる。このことは、ステアリールステアラミドワックスを含むイエローインクのスペクトル強度が、同一の組成であるが、ステアリールステアラミドワックスを含まないインクに比較して、増加していることで証拠立てされている。Ｋプリンティングプルーファ（Proofer）（英国ロイストン（Royston）のＲＫプリントコートインスツルメンツ社（Print Coat Instruments）製）でハンマーミル（ＨＡＭＭＥＲＭＩＬＬ）紙にプリントされた幾つかのプリントについてカラー空間データを得た。使用センサは、ＡＣＳ（登録商標）（スペクトロセンサ（Spectro Sensor）（登録商標）ＩＩ測色計（アプライドカラーシステムズ社（Applied Color Systems Inc．）販売）でＡＳＴＭ １Ｅ８０５に規定の測定方法に従って、計器製造者から供給された適切な較正標準を使用して行った。インクの総括色彩性能を確認・定量化する目的で、３刺激値の統合を行って、測定データを削減し、ＡＳＴＭ Ｅ３０８（ＣＩＥシステムを用いてオブジェクトのカラーを計算する標準方法）に従い、１９７６ＣＩＥ Ｌ＊（明度）、ａ＊（赤−緑）、およびｂ＊（黄−青）ＣＩＥＬＡＢ値を各相変化型インク試料に対して計算した。結果は次の下表７の通りである。
【００４３】
【表７】
【００４４】
＜インクのカラー安定性＞
インク５、６、および７を１１０℃にてオーブンで加熱し、相異なる時間間隔でサンプリングした。この温度は、これらのインクが相変化型インクジェットプリンタで射出可能な温度に相当する温度である。サンプリングしたインクを使用して、１５０℃にてＫ−プルーファでプリントし、得られたプリントのオーブン加熱に起因するカラー変化を加熱時間の関数として決定した。以下の表８に見られるように、加熱で大きなカラー変化は起きなかったことは、ΔＥ値が極めて低いことで証拠立てられており、プリンタ操作温度を低く保つ利点を証明している。
【００４５】
【表８】
【００４６】
＜プリント性能＞
これらのインクの幾つかについて、射出、転写・定着、および得られたプリントの堅牢性の試験を行った。各インクを１１０℃にてゼロックス（ＸＥＲＯＸ）（登録商標）フェーザ（ＰＨＡＳＥＲ）（登録商標）８４００で射出した後の結果は以下の表９に総括されている。諸インクは、優れた射出性能と転写・定着性能を示した。その証拠は、フェーザ（ＰＨＡＳＥＲ）（登録商標）８４００に商用に提供されている相変化型シアンと比較したドロップアウトの成績点で示されている。特にインク３が、優れた転写・定着性能と信頼性ある射出性能を示した。インク４も、インク３と同様に良好な射出性能と転写・定着性能を示した。イエローインク６とマゼンタインク７も、シアンインク４と３と同様な基本組成を有しているので、同様な性能を示すと想定されるであろう。同表では、＋は商用インクより優れた性能を示し、○は商用インクと同じ性能を示し、−は商用インクより劣る性能を示す。
【００４７】
【表９】
【００４８】
ドロップアウトは、印刷エンジンから最終記録シートに移行するインクの転写効率のことを称する。ドロップアウトが極めて悪いときは、画像の一部がプリントから消失する（すなわち、ピクセルが中間転写部材から最終記録シートに転写されない）。ディザ画像ドロップアウトは、ディザ画像（例えば、３０％〜７０％被覆）を粗い記録シートにプリントするときに起こる転写失敗のことを称する。ベタ塗りつぶし画像ドロップアウトは、ベタ塗りつぶし（所与のカラーに対し最高の塗りつぶし）画像を円滑または粗い記録シートにプリントするときに起こる転写失敗を称する。ドロップアウトを測定するには、極めて円滑な表面を備える追跡記録シートをプリント直後に比較的遅い転写定着速度で走らせる。この追跡シートは、中間転写部材に残留したインクをピックアップするために使用される。この追跡シートをスキャンし、ドロップアウト値をＰＰＩ、つまり単位インチ当たりのピクセルで記録する。ブリスタは、最悪のケースで生じる画像欠陥および／またはインク転写失敗のことを称する。これは、ブリスタは、ランダムに分散した痘痕のように見える。二次ベタ塗りつぶし領域の二重画像では最悪である。これがドロップアウトと相異なるのは、普通、円滑な記録シートや二重画像または特殊記録シート上に生じることである。ガウジング（gouge）測定は、定着グレード、すなわち、記録シート上のインクの耐久性を特性化するのに使用される。これは、インクが記録シートにどの位良好に付着するかということ（インク付着性の尺度）と、インクがそれ自体にどの位良好に付着するかということ（インクの凝集力の尺度、すなわち、堅牢性）とを定量化する。可変重量ガウジング試験機（Variable Weight Gouge Tester）と称される特殊機械を使用して、ガウジングを定量化する。行う手順としては、３個の「チューニング済」かつ重量計測済の細長い金属片で画像を引っ掻き、除去されたインクの量をピクセル／インチ単位で計算する。用語が暗示するように、折り畳み堅牢性は、インク（記録シート上の）が割れたり、壊れたり、ページから剥げ落ちてインクが消失したラインが残ったりしないで、折り畳まれ得るインク能力に関する。折り畳み性は、折り畳んだ後に残存する白い領域の平均幅を測定することによって定量化する。ソリッドフィルが使用されるが、これがストレスを最も与えるケースだからである。光沢は、表面評価の際にビジュアルな印象で生じる特性である。反射される光が直接であればあるほど、光沢の印象は強くなる。光沢は、ＢＹＫガードナ（Gardner）マイクロ−ＴＲＩ−光沢測定器などの計器で測定される。光沢を測定するには、一次または二次ベタ塗りつぶしが使用される。ブロッキングは、インクが画像の一部から記録シート（その画像を含む同じ記録シートまたは記録シートの別の断片）の未プリント部分に転写される量および／または苛酷度のことを称する。普通のケースは、複数の画像が互いに長時間または比較的高温度で積み重ねられるときに引き起こされる。
【００４９】
（比較例：射出堅牢性）
比較例のインクは、すべて１３５℃で製造・濾過した。第一の比較例のインク組成物（比較例インクＡ）はインク３のものと同様のもので、相違は、ポリワックス（ＰＯＬＹＷＡＸ）６５５（ＰＥ６５５、オクラホマ州タルサのベーカーペトロライト（Baker Petrolite）社から入手）を、ポリワックス（ＰＯＬＹＷＡＸ）５００の代わりに、含有していることであった。第二の比較例のインク組成物（比較例インクＢ）はインク３のものと同様のもので、相違は、枝分れ型トリアミドの代わりに、テトラアミド（デラウェア州ニューキャッスルのユニケマ（Uniqema）社から入手のＣ−３６二量体酸１当量とエチレンジアミン２当量とユニシッド（ＵＮＩＣＩＤ）（登録商標）７００（オクラホマ州タルサのベーカーペトロライト（Baker Petrolite）社から入手され、末端基にカルボン酸基を有する長鎖炭化水素）との反応から得られるもので、米国特許第６，１７４，９３７号の実施例1に記載のように調製された）を含有していることであった。第三の比較例のインク組成物（比較例インクＣ）は、以下の成分を含有しているものであった。４５．２６重量％ポリワックス（ＰＯＬＹＷＡＸ）６５５（ＰＥ６５５、オクラホマ州タルサのベーカーペトロライト（Baker Petrolite）社から入手）；１９．５０重量％テトラアミド（デラウェア州ニューキャッスルのユニケマ（Uniqema）社から入手のＣ−３６二量体酸１当量とエチレンジアミン２当量とユニシッド（ＵＮＩＣＩＤ）（登録商標）７００（オクラホマ州タルサのベーカーペトロライト（Baker Petrolite）社から入手され、末端基にカルボン酸基を有する長鎖炭化水素）との反応から得られるもので、米国特許第６，１７４，９３７号の実施例1に記載のように調製された）；１４．２０重量％ステアリールステアラミドワックス（コネチカット州グリニッジ（Greenwich）のクロンプトン社（Crompton Corporation）から入手のケムアミド（ＫＥＭＡＭＩＤＥ）（登録商標）Ｓ−１８０）；１１．３２重量％ウレタン樹脂（アビトール（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のハーキュリーズ社（Hercules Inc.）から入手）２当量とイソホロンジイソシアネート１当量との反応から得られ、米国特許第５，７８２，９６６号の実施例１に記載のように調製された）；５．６５重量％ウレタン樹脂（３当量のステアリールイソシアネートとグリセロール基材アルコールのアダクトで、米国特許第６，３０９，４５３号の実施例４に記載のように調製された）；０．２重量％ナウガード（ＮＡＵＧＵＡＲＤ）（登録商標）４４５酸化防止剤（コネチカット州ミドルベリー（Middlebury）のユニロイヤルケミカル社（Uniroyal Chemical Co．）から入手）；０．３５重量％ドデシルベンゼン硫酸（ＤＤＢＳＡ、バイオソフト（Ｂｉｏ−ｓｏｆｔ）Ｓ−１００、イリノイ州エルウッド（Elwood）のステパン社（Stepan Company）から入手）；および３．５２重量％シアン着色剤（米国特許第６，４７２，５２３号の実施例Ｖ〜ＸＩに開示）。次ぎに、上記の３種の比較例のインクとインク３とをゼロックス（ＸＥＲＯＸ）（登録商標）フェーザ（ＰＨＡＳＥＲ）（登録商標）８２００プリンタに装填し、様々な温度で射出試験を行った。インクの射出堅牢性は、インクが所与の電圧で適切な射出重量を達成する能力および／またはインクがある所与の時間の間、例えば、連続的にまたはパターンを形成して、失敗せずに噴出する能力を称するものである。インク射出堅牢性に使用する試験を行う手順は次の通りであった。すなわち、１）ある初動の印字ヘッド温度にある試験装置の印字ヘッドにインクを装填し、２）真空パージまたは圧力パージを使用して印字ヘッドをパージし、ヘッドと射出孔をインクで完全に満たし、そして３）インクを全作動領域で１５秒間射出し、当該試験の初動時と終了時双方で生きている射出孔の数を測定する。失敗した射出の％に対する結果は、下表１０に示される。
【００５０】
【表１０】
【００５１】
データが示すように、比較例のインクは１１０℃以下の射出温度で成績が良くなく、射出失敗の数が多かった。対照的に、インク３は１１０℃以下の温度で良好な成績を示している。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】幾つかのポリエチレンワックスを高温ゲル浸透クロマトグラフィーで測定して得られた分子量である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）着色剤と（ｂ）相変化型インクキャリアとを含有する相変化型インクであって、前記相変化型インクキャリアが、（ｉ）枝分れ型トリアミドと、（ｉｉ）約３５０〜約７３０の平均ピーク分子量及び約１．０５〜約３．０の多分散度とを有するポリエチレンワックスを含有することを特徴とする相変化型インク。
【請求項２】
請求項１記載の相変化型インクにおいて、前記ポリエチレンワックスが約４７０〜約６００の平均ピーク分子量を有することを特徴とする相変化型インク。
【請求項３】
請求項１記載の相変化型インクにおいて、前記ポリエチレンワックスが約２．０以下の多分散度を有することを特徴とする相変化型インク。
【請求項４】
請求項１記載の相変化型インクにおいて、前記枝分れ型トリアミドが、次式：
【化１】
（式中、ｘ，ｙ，ｚは各々独立的にプロピレノキシ単位の繰り返し数を示し、ｘ＋ｙ＋ｚは約５〜約６で、ｐ，ｑ，ｒは各々他とは独立で、−（ＣＨ２）−単位の繰り返しの数を示す整数）で示されるものであることを特徴とする相変化型インク。
【請求項５】
（１）（ａ）着色剤と、（ｂ）（ｉ）枝分れ型トリアミドと（ｉｉ）約３５０〜約７３０の平均ピーク分子量及び約１．０５〜約３．０の多分散度とを有するポリエチレンワックスとを含有する相変化型インクキャリアとを含有する相変化型インクをインクジェット印刷装置に装填するステップと、（２）前記インクを溶融するステップと、（３）前記溶融されたインク滴を基板に画像パターンで噴出するステップとを備えることを特徴とする印刷方法。
【請求項６】
請求項５に記載の相変化型インクの使用方法において、前記基板が中間転写部材であり、前記溶融されたインク滴を前記中間転写部材に画像パターンで噴出し、その後に前記画像パターンを前記中間転写部材から最終記録シートに転写することを特徴とする印刷方法。
【請求項１】
（ａ）着色剤と（ｂ）相変化型インクキャリアとを含有する相変化型インクであって、前記相変化型インクキャリアが、（ｉ）枝分れ型トリアミドと、（ｉｉ）約３５０〜約７３０の平均ピーク分子量及び約１．０５〜約３．０の多分散度とを有するポリエチレンワックスを含有することを特徴とする相変化型インク。
【請求項２】
請求項１記載の相変化型インクにおいて、前記ポリエチレンワックスが約４７０〜約６００の平均ピーク分子量を有することを特徴とする相変化型インク。
【請求項３】
請求項１記載の相変化型インクにおいて、前記ポリエチレンワックスが約２．０以下の多分散度を有することを特徴とする相変化型インク。
【請求項４】
請求項１記載の相変化型インクにおいて、前記枝分れ型トリアミドが、次式：
【化１】
（式中、ｘ，ｙ，ｚは各々独立的にプロピレノキシ単位の繰り返し数を示し、ｘ＋ｙ＋ｚは約５〜約６で、ｐ，ｑ，ｒは各々他とは独立で、−（ＣＨ２）−単位の繰り返しの数を示す整数）で示されるものであることを特徴とする相変化型インク。
【請求項５】
（１）（ａ）着色剤と、（ｂ）（ｉ）枝分れ型トリアミドと（ｉｉ）約３５０〜約７３０の平均ピーク分子量及び約１．０５〜約３．０の多分散度とを有するポリエチレンワックスとを含有する相変化型インクキャリアとを含有する相変化型インクをインクジェット印刷装置に装填するステップと、（２）前記インクを溶融するステップと、（３）前記溶融されたインク滴を基板に画像パターンで噴出するステップとを備えることを特徴とする印刷方法。
【請求項６】
請求項５に記載の相変化型インクの使用方法において、前記基板が中間転写部材であり、前記溶融されたインク滴を前記中間転写部材に画像パターンで噴出し、その後に前記画像パターンを前記中間転写部材から最終記録シートに転写することを特徴とする印刷方法。
【図１】
【公開番号】特開２００７−１５４１９０（Ｐ２００７−１５４１９０Ａ）
【公開日】平成１９年６月２１日（２００７．６．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３１７９６８（Ｐ２００６−３１７９６８）
【出願日】平成１８年１１月２７日（２００６．１１．２７）
【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１９年６月２１日（２００７．６．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月２７日（２００６．１１．２７）
【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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