JP2000265093A - インクジェットプリンタ用ホットメルトインク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 色材の分散性、熱保存安定性に優れたインク
ジェットプリンタ用ホットメルトインクを提供する。 【解決手段】 有機物質、常温固体ワックス、樹脂、及
び、顔料を含有してなるインクジェットプリンタ用ホッ
トメルトインクであって、前記有機物質は、重量平均分
子量が６００以上であり、かつ、酸価が６０以上である
ことを特徴とするインクジェットプリンタ用ホットメル
トインク。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、分散性、及び、熱
保存安定性に優れるインクジェットプリンタ用ホットメ
ルトインクに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、インクジェットプリンタは印刷技
術において、無騒音、高速、高品質、およびカラー等の
多くの利点を有しているが、ノズルから噴出されるイン
ク液滴を直接記録紙上に付着させて記録を行っているた
め、記録紙の種類によって印字品質や乾燥時間に影響が
生じ、質の悪い紙に対して記録を行うと著しく印字品質
が低下することがあった。また、インクジェットプリン
タ用インクの特性として、保存中に物性値等の変化が生
じないこと、微細な吐出孔を有するインク吐出ノズルを
つまらせないこと、印刷物の色濃度が高く鮮明であるこ
と、印刷物の保存性（耐水性、耐候性）が高いこと等が
要求されている。

【０００３】従来、インクジェットプリンタで使用され
ているインクは、基本的には染料と水性媒体とから構成
されていた。しかし染料の性質上、印刷物の耐水性や耐
候性が劣るという問題点があった。そこでこれらの問題
を解決するため、染料に代わって顔料を用いたインクの
開発が行われている。顔料インクを使用することによ
り、記録紙の種類に関わらず、均一なドット径にて印刷
を行うことができる。また、これに用いられるインク組
成物としては、米国特許第４３９０３６９号明細書及び
特開昭５８−１０８２７１号公報に開示される天然ワッ
クスを含有するインク、特開昭５９−２２９７３号公報
に開示されるステアリン酸を含有するインク、特開昭６
１−８３２６８号公報に開示される炭素数２０〜２４の
酸又はアルコールを含み、更にこれらと融点が相対的に
高いケトンを含有するインク等の、色材として染料を用
いたものが提案されている。更に、米国特許第４６５９
３８３号明細書及び特公平２−１８７１０号公報には、
６５℃より高い融点を有するワックス又は炭素数１８〜
２４の脂肪酸、若しくはアルコールに固体顔料を分散さ
せたホットメルトインクが提案されている。

【０００４】しかしながら、上述したような従来のイン
クジェットプリンタ用ホットメルトインクは、含有され
る色材に染料を用いた場合、その染料の溶解度の良否等
に依存して、使用できる染料が限定され、また、長時間
の加熱、又は、繰り返しの加熱冷却に対して必ずしも安
定した状態を保持することができず、更には耐光堅牢性
にも問題を有していた。また、色材として顔料を用いた
場合には、耐光堅牢性は優れるものの、顔料の分散性、
分散安定性が充分とは言えず、加熱状態での保存安定性
も良好とは言い難かった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した問
題点を解決するためになされたものであり、色材の分散
性、熱保存安定性に優れたホットメルトインクを提供す
ることを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、有機物質、常
温固体ワックス、樹脂、及び、顔料を含有してなるイン
クジェットプリンタ用ホットメルトインクであって、前
記有機物質は、重量平均分子量が６００以上であり、か
つ、酸価が６０以上であることを特徴とするインクジェ
ットプリンタ用ホットメルトインクである。以下に本発
明を詳述する。

【０００７】本発明に用いる有機物質は、重量平均分子
量が６００以上であり、かつ、酸価が６０以上である。
好ましくは重量平均分子量が６００〜１５０００であ
り、酸価が６０〜２００である。上記有機物質の重量平
均分子量が６００未満、又は、酸価が６０未満である
と、顔料分散能力が不充分となる可能性があり、重量平
均分子量が１５０００を超えるか、又は、酸価が２００
を超えると、インクの安定性が劣る。上記有機物質は、
必ずしも常温で固体である必要はなく、上記常温固体ワ
ックスよりも相対的に極性が大きいため、上記常温固体
ワックスと相溶性することができる。上記有機物質とし
ては、例えば、合成ワックス、好ましくは、酸ワック
ス、直鎖状飽和直鎖カルボン酸、酸性基を有する合成ワ
ックス、酸変性ポリエチレンワックス、α−オレフィン
無水マレイン酸共重合体ワックス、マレイン酸ワック
ス、エチレン−プロピレン−無水マレイン酸三元共重合
物等を挙げることができる。また、上記の有機物質は、
単独で用いられてもよいし、２種類以上併用されてもよ
い。上記有機物質は、上記常温固体ワックスと相溶し、
顔料の分散を容易にする。上記有機物質の添加量は、イ
ンク総重量に対して、０．１〜５０重量％であるのが好
ましい。０．１重量％未満であると顔料の分散性が不充
分であり、５０重量％を超えると安定性が劣る。より好
ましくは１〜４５重量％であって、特に３〜４０重量％
であるのが好ましい。

【０００８】本発明に用いられる常温固体ワックスは、
常温で固体であり、上記有機物質よりも相対的に極性が
小さいために、上記有機物質と相溶することができる。
上記常温固体ワックスは、ＪＩＳ Ｋ ２２３５に規定
された融点試験法によって測定した融点が６０℃以上で
あることが好ましく、より好ましくは６５℃以上であっ
て、特に７０℃以上であるのが好ましい。上記常温固体
ワックスとしては、例えば、石油ワックス、好ましくは
パラフィンワックス又はマイクロクリスタリンワック
ス；鉱物系ワックス、好ましくはオゾケライト又はセレ
シン；合成炭化水素、好ましくはフィッシャートロプシ
ュワックス又はポリエチレンワックス；ケトン、好まし
くはステアロン又はラウロン；エステル、好ましくはス
テアリン酸メチル又はステアリン酸オクタデシル等を挙
げることができる。これらのワックスは単独で用いられ
てもよいし、２種類以上併用されてもよい。上記常温固
体ワックスは、上記有機物質と相溶し、顔料の分散を容
易にする。本発明に用いられる常温固体ワックスは、熱
エネルギーによって溶融し、融点以上の温度においてイ
ンク吐出可能な粘度を有する液体となり、インク噴出温
度において、熱的に安定に存在する。常温固体ワックス
の添加量は、インク総重量に対して、２０〜９９重量％
であるのが好ましい。２０重量％未満であると分散性が
充分でなく、９９重量％を超えるとインクの調製が困難
となる。より好ましくは２５〜９０重量％であって、特
に２５〜７０重量％であるのが好ましい。

【０００９】本発明に用いられる樹脂は、上記常温固体
ワックス及び有機物質よりも相対的に分子量が大きく、
常温固体ワックス、又は、有機物質の少なくとも一方と
相溶するものであれば、特に限定されない。

【００１０】上記樹脂としては、油溶性樹脂が好まし
い。上記樹脂としては、油溶性樹脂、好ましくはポリエ
チレン樹脂；ビニル系樹脂、好ましくはエチレン−酢酸
ビニル共重合樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合樹
脂、酢酸ビニル樹脂又はエチレン−塩化ビニル−酢酸ビ
ニル樹脂；アクリル系樹脂、好ましくはメタクリル酸エ
ステル樹脂、ポリアクリル酸エステル樹脂、エチレン−
エチルアクリレート共重合樹脂又はエチレン−メタクリ
ル酸共重合樹脂；フェノール樹脂；ポリウレタン樹脂；
ポリアミド樹脂；ポリエステル樹脂；ケトン樹脂；アル
キド樹脂；ロジン系樹脂；水素添加ロジン樹脂；石油樹
脂；水素添加石油樹脂；マレイン酸樹脂；ブチラール樹
脂；テルペン樹脂；水素添加テルペン樹脂；クマロン−
インデン樹脂；脂環族飽和炭化水素樹脂等を挙げること
ができる。また、これらの樹脂は、単独で用いられても
よいし、２種類以上併用されてもよい。

【００１１】上記樹脂は、立体障害効果によって顔料の
分散安定化を促進する。上記樹脂は、示差屈折計を検出
器としたゲル浸透クロマトグラフィー、又は、熱伝導度
計を検出器とした昇温ガスクロマトグラフィーによる分
子量分別の結果から得られる重量平均分子量が、好まし
くは５００〜５０００００である。平均分子量が５００
未満であると立体障害効果が薄れ、結果として分散安定
化の効果が薄れる。より好ましくは６００〜４００００
０であり、特に好ましくは７００〜３０００００であ
る。

【００１２】上記樹脂の添加量は、インク総重量に対し
て、０．１〜５０重量％であるのが好ましい。０．１重
量％未満であると立体障害効果が充分でなく、５０重量
％を超えるとインクの安定性が劣る。より好ましくは１
〜５０重量％である。

【００１３】本発明に用いられる顔料は、特に限定され
ず、有機顔料、無機顔料のうち、任意のものが用いられ
る。また、色調整のために染料を加えてもよい。本発明
に用いられる顔料は、上記有機物質と常温固体ワックス
と樹脂からなる混合物中に微分散状態で存在し、色材と
しての性能を有する。上記顔料の添加量は、インク総重
量に対して、０．１〜２０重量％であるのが好ましい。
０．１重量％未満であると着色性、耐光堅牢性が充分で
なく、２０重量％を超えると、顔料の分散性が低下す
る。より好ましくは０．５〜1 ０重量％であり、１〜８
重量％であるのが特に好ましい。

【００１４】本発明のインクジェットプリンタ用ホット
メルトインクには上述したような４つの基本成分（有機
物質、常温固体ワックス、樹脂、顔料）が必須であり、
どの要素が欠けても本発明の効果は得られない。本発明
の４つの基本成分（有機物質、常温固体ワックス、樹
脂、顔料）のうち、有機物質が欠けたり、また、常温固
体ワックスが欠けると、顔料の分散が不充分となり、イ
ンクとして必要な色がでなかったり、インクジェットヘ
ッドに目詰まりを発生したりするといった問題が発生す
る。また、樹脂が欠けると、顔料分散安定性が劣るた
め、経時的に不安定となる問題が発生する。また、顔料
が欠けると、インクの高着色力、耐光堅牢性が達成され
なくなる。

【００１５】本発明のインクジェットプリンタ用ホット
メルトインクには、その他、以下に示すような添加剤を
単独で、又は、２種類以上加えてもよい。上記添加剤と
しては、例えば、色調整用の染料、粘度調整剤、粘接着
性付与剤、顔料分散剤、顔料誘導体、熱特性改質剤、表
面張力調整剤、光沢付与剤、硬度調整剤、結晶性改質
剤、可塑剤、表面摩擦性改質剤、透明性付与剤等を挙げ
ることができる。

【００１６】また、本発明のインクジェットプリンタ用
ホットメルトインクは、以下のような方法で調製するこ
とができる。まず始めに、有機物質と顔料、有機物質と
樹脂と顔料、常温固体ワックスと有機物質と顔料、又
は、常温固体ワックスと顔料を混合し、前記混合物を溶
融液体状態にする。３本ロールミル、アトライター、ボ
ールミル、コロイドミル等の分散機を用いて、上記混合
物中に顔料を微細粒子に分散させて分散物を得る。その
後、最終インク組成に従って、他の成分を加熱した上記
分散物中に混合してインク組成物を得る。最後に、上記
組成物を加熱液体状態で、1 ０μｍ以下のメッシュフィ
ルターを通して濾過し、最終的なインクを得る。

【００１７】

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を更に詳しく説
明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるもの
ではない。

【００１８】実施例１ 下記表３に示す組成で、マスターバッチを作製した。ま
ずはじめに、Ｔ−１ ＷＡＸ ６．５重量部と、ダイヤ
カルナＰＡ３０ＬＫ ２１重量部と、アルコンＰ−１０
０ ３１．５重量部と、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌ
ｕｅ １５：３ ３０重量部と、ソルスパース１７０００
８重量部と、ソルスパース５０００ ３重量部を、１３
０℃の加熱下で撹拌混合した。そして、井上製作所製の
温度制御３本ロールミルであるサイボンローラー１０を
使用し、上記混合物を８０℃の加熱条件下で３回パスす
ることによって分散を行った。次に、この上記分散物１
０重量部を１３０℃で加熱溶解し、Ｔ−１ ＷＡＸ ４
３重量部、ダイヤカルナＰＡ３０ＬＫ １０重量部、ア
ルコンＰ−１００ ３７重量部を加えて、撹拌混合し、
ホットメルトインクを得た。

【００１９】インクの評価方法として、顔料分散性を調
べるために、調製されたインク組成物を１５０℃に熱し
たスライドガラス上に２〜３滴のせて溶解させ、その上
にカバーガラスをおいて軽く押さえ、これをニコン社製
顕微鏡（ＸＦ−ＵＮＲ）を用いて透過光による観察を行
い、顔料粒子の存在が確認できなかったインクには○、
顔料が少々確認されたインクは△、顔料粒子が多く確認
されたインクには×の評価を行い、下記表１に示した。

【００２０】更に、インクの熱保存安定性は、インクを
１２５℃のオーブンに１４日間保存後、８０℃以上の温
度で溶融液体化し、ブルックフィールド社製粘度計（Ｌ
ＶＴＤ−２＋サーモゼルシステム）にて粘度を測定し、
保存前と保存後の粘度変化が、±１ｍＰａ・ｓ以下のイ
ンクには○、±１〜±３ｍＰａ・ｓのインクには△、そ
れ以上に粘度が変化していたインクには、×の評価を行
い、下記表１に示した。

【００２１】結果は、表１からも明らかなように、実施
例１（表１参照）のインクは、顔料分散性を評価した結
果、ほとんど粒子は確認できず、したがって、顔料粒子
はそのほとんどが１μｍ以下の粒子経に微分散してお
り、顔料分散性は良好であることが確認された。また、
熱保存安定性に関しても、保存前後の粘度変化が、１ｍ
Ｐａ・ｓ以下であったため、熱保存安定性に優れたイン
クであった。更に、この調製したインクを東洋濾紙社製
加熱濾過装置にて１μｍのメッシュフィルター９を使用
して濾過を行い、最終的なホットメルトインクを得た。
以上のようにして得られた実施例１のホットメルトイン
クは、インクジェットプリンタ用ホットメルトインクと
して使用可能であった。

【００２２】実施例２〜１２ ダイヤカルナＰＡ３０ＬＫを、他の、重量平均分子量が
６００以上、かつ、酸価が６０以上の有機物質に代えた
以外は、実施例１と同様にしてインクを調製した。下記
表１に示すように、実施例２〜実施例１２においても実
施例１と同様に、重量平均分子量が、６００以上、か
つ、酸価が６０以上の有機物質を使用したため、顔料分
散性と熱保存安定性に優れたインクを得ることができ
た。実施例には、シアン顔料を使用しているが、シアン
顔料の変わりに、イエロー顔料、マゼンタ顔料、カーボ
ンブラックを用いても同様の結果が得られた。

【００２３】比較例１ 比較例１は、有機物質として、実施例１のダイヤカルナ
ＰＡ３０ＬＫの代わりに、ユニシッド４２５（東洋ペト
ロライト社製、重量平均分子量４６０、酸価９４）を使
用した。それ以外は、実施例１と同様の方法でホットメ
ルトインク組成物を調製した（表１〜表３参照）。実施
例１と同様に実施した特性評価結果は、表１から明らか
なように、顔料分散性は悪く、顕微鏡観察を行った結
果、粗大粒子が目立ち、顔料は均一に分散せず、凝集し
ていた。また、熱保存安定性に関しても、保存前後での
粘度変化は、３ｍＰａ・ｓ以上であり、熱安定性もよく
なかった。以上のようにして得られた比較例１のホット
メルトインクは、本発明の有機物質の条件を満たしてい
ないため、インクジェットプリンタ用ホットメルトイン
クとして使用不可能であった。 比較例２〜８ ユニシッド４２５を、他の有機物質に代えた以外は、比
較例１と同様にしてインクを調製した。下記表１に示す
ように、比較例２〜比較例８も比較例１と同様に、本発
明の有機物質の条件を満たしていないため、顔料分散性
と熱保存性の悪いインクしか得られなかった。比較例に
は、シアン顔料を使用しているが、シアン顔料の変わり
に、イエロー顔料、マゼンタ顔料、カーボンブラックを
用いても同様の結果が得られた。

【００２４】以下の表１にはインク組成と分散性、熱保
存安定性を、表２には使用したインクの組成材料とメー
カー名、商品名、重量平均分子量、酸価を、また、表３
にはマスターバッチの組成を示した。

【００２５】

【表１】

【００２６】

【表２】

【００２７】

【表３】

【００２８】なお、本発明のインクジェトプリンタ用ホ
ットメルトインクは、上記の実施例に限定されるもので
はなく、その主旨を逸脱しない範囲において種々の変更
を加えることができる。

【００２９】

【発明の効果】以上より明かなように、本発明のインク
ジェットプリンタ用ホットメルトインクは、重量平均分
子量が６００以上、かつ、酸価が６０以上である有機物
質、常温固体ワックス、樹脂、及び、色材としての顔料
とを含有することにより、本発明によれば、色材の分散
性、熱保存安定性に優れたインクを得ることができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2C056 EA13 FC01 2H086 BA55 BA59 BA60 4J039 AB07 AB08 AB12 AD01 AD05 AD07 AD08 AD10 AD14 AD18 AD19 AE02 AE04 AE06 AE09 AE13 AF07 BB01 BC16 BC20 BE01 EA44 EA48 GA24

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 有機物質、常温固体ワックス、樹脂、及
   び、顔料を含有してなるインクジェットプリンタ用ホッ
   トメルトインクであって、前記有機物質は、重量平均分
   子量が６００以上であり、かつ、酸価が６０以上である
   ことを特徴とするインクジェットプリンタ用ホットメル
   トインク。