JP2001064556A - 可融性インク用インク組成物及び前記インク組成物による被印刷体の印刷方法 - Google Patents
可融性インク用インク組成物及び前記インク組成物による被印刷体の印刷方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来のインク組成物は、別個の２成分を受容
媒体に順次転写しなければならず、このための印刷装置
は複雑になり、インクの製造と処理費用が増す。 【解決手段】 本発明はインク液滴をインクダクトから
噴射する印刷装置で使用可能であり、インクに可逆的に
架橋する物質を含有する可融性インク用インク組成物に
関し、前記物質はゲル化剤を含む。被印刷体に転写され
たインク液滴が冷却プロセス中にゲルに転移すると、溶
融したインク液滴の粘度は著しく増加し、液滴は比較的
固定する。こうして、インク液滴は無制御に紙に流入で
きなくなる。その結果、この種のインクは多孔質被印刷
体と平滑被印刷体の両者に利用できる。更に、これらの
インクは印刷後に被印刷体を熱後処理する印刷装置でも
利用できることが判明した。
媒体に順次転写しなければならず、このための印刷装置
は複雑になり、インクの製造と処理費用が増す。 【解決手段】 本発明はインク液滴をインクダクトから
噴射する印刷装置で使用可能であり、インクに可逆的に
架橋する物質を含有する可融性インク用インク組成物に
関し、前記物質はゲル化剤を含む。被印刷体に転写され
たインク液滴が冷却プロセス中にゲルに転移すると、溶
融したインク液滴の粘度は著しく増加し、液滴は比較的
固定する。こうして、インク液滴は無制御に紙に流入で
きなくなる。その結果、この種のインクは多孔質被印刷
体と平滑被印刷体の両者に利用できる。更に、これらの
インクは印刷後に被印刷体を熱後処理する印刷装置でも
利用できることが判明した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はインク液滴をインク
ダクトから噴射する印刷装置で使用可能であり、液状イ
ンクと可逆的に架橋する物質を含有する可融性インク用
インク組成物に関する。本発明は前記インク組成物によ
る被印刷体の印刷方法にも関する。
ダクトから噴射する印刷装置で使用可能であり、液状イ
ンクと可逆的に架橋する物質を含有する可融性インク用
インク組成物に関する。本発明は前記インク組成物によ
る被印刷体の印刷方法にも関する。
【０００２】
【従来技術】この種のインクは室温で固体であり、高温
で液体であり、米国特許第５３８０７６９号から公知で
ある。これらのインクは基本インク成分と反応剤の少な
くとも２成分を含有する反応性組成物であり、各成分を
各々別々に受容媒体に転写する。基本インク成分が反応
剤に暴露されるとポリマーが形成され、可逆的結合によ
り液状インク内に網目構造を形成する。この種のインク
組成物の主要な欠点は、別個の２成分を受容媒体に順次
転写しなければならないという点である。このため、印
刷装置は複雑になり、インクの製造と処理費用が増す。
で液体であり、米国特許第５３８０７６９号から公知で
ある。これらのインクは基本インク成分と反応剤の少な
くとも２成分を含有する反応性組成物であり、各成分を
各々別々に受容媒体に転写する。基本インク成分が反応
剤に暴露されるとポリマーが形成され、可逆的結合によ
り液状インク内に網目構造を形成する。この種のインク
組成物の主要な欠点は、別個の２成分を受容媒体に順次
転写しなければならないという点である。このため、印
刷装置は複雑になり、インクの製造と処理費用が増す。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的はこれら
の欠点を解消することである。
の欠点を解消することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】このために、液状インク
と可逆的に架橋する物質にゲル化剤を加えたインク組成
物を発明した。ゲル化剤はそれ自体が三次元構造を形成
することにより液体を増粘することができる。従って、
液体はゲル形態に転移する。ゲル化剤は特に高分子量化
合物、低分子量化合物、化合物の混合物又は不連続粒子
から構成することができる。ゲル化剤の分子又は粒子は
ゲル内で相互作用し、液体中に網目構造を形成する。こ
の網目構造を形成する際にゲル化剤を構成する分子又は
粒子が実際に化学的に結合又は物理的に接触する必要は
ない。液体中に強化作用をもたらす物理的相互作用だけ
で十分である。その結果、液体は固相に転移せずに粘度
が増す。
と可逆的に架橋する物質にゲル化剤を加えたインク組成
物を発明した。ゲル化剤はそれ自体が三次元構造を形成
することにより液体を増粘することができる。従って、
液体はゲル形態に転移する。ゲル化剤は特に高分子量化
合物、低分子量化合物、化合物の混合物又は不連続粒子
から構成することができる。ゲル化剤の分子又は粒子は
ゲル内で相互作用し、液体中に網目構造を形成する。こ
の網目構造を形成する際にゲル化剤を構成する分子又は
粒子が実際に化学的に結合又は物理的に接触する必要は
ない。液体中に強化作用をもたらす物理的相互作用だけ
で十分である。その結果、液体は固相に転移せずに粘度
が増す。
【０００５】典型的なゲル化剤は媒体中に弾性網目構造
を形成する高分子量伸長分子であり、網目構造の間隙を
充填する媒体は液体状態でも固体状態でもよい。間隙内
の媒体が液体状態である場合にはゲルが形成され、ゲル
は分子が連続液体マトリックス中に比較的容易に拡散で
きる性質等の所定の液体様性質と、液体のように流動し
始める前に変形せずに所定の剪断応力に耐えられる性質
等の所定の固体様性質をもつ。網目構造の間隙内の液体
が凝固すると、ゲルは固体状態に転移する。
を形成する高分子量伸長分子であり、網目構造の間隙を
充填する媒体は液体状態でも固体状態でもよい。間隙内
の媒体が液体状態である場合にはゲルが形成され、ゲル
は分子が連続液体マトリックス中に比較的容易に拡散で
きる性質等の所定の液体様性質と、液体のように流動し
始める前に変形せずに所定の剪断応力に耐えられる性質
等の所定の固体様性質をもつ。網目構造の間隙内の液体
が凝固すると、ゲルは固体状態に転移する。
【０００６】インク組成物は室温以上の温度でゲルであ
ることが好ましい。従って、周囲温度以上の温度で受容
媒体にインクを印刷することにより網目構造を形成する
ことができる。別の好適態様では、インク組成物は第１
の温度でゲルであり、第１の温度よりも高い第２の温度
でゾルである。ゾルは低粘度均質液体であり、コロイド
粒子を含んでいてもよい。従って、インクは温度が第２
の温度（ゲル転移温度とも言う）よりも高くなると結合
が破壊されるように架橋される。インクを噴射温度で低
粘度にすることができるので、この点は本発明のインク
の非常に重要な利点である。粘度が低いと、インクジェ
ット用インクの噴射特性が改善される。
ることが好ましい。従って、周囲温度以上の温度で受容
媒体にインクを印刷することにより網目構造を形成する
ことができる。別の好適態様では、インク組成物は第１
の温度でゲルであり、第１の温度よりも高い第２の温度
でゾルである。ゾルは低粘度均質液体であり、コロイド
粒子を含んでいてもよい。従って、インクは温度が第２
の温度（ゲル転移温度とも言う）よりも高くなると結合
が破壊されるように架橋される。インクを噴射温度で低
粘度にすることができるので、この点は本発明のインク
の非常に重要な利点である。粘度が低いと、インクジェ
ット用インクの噴射特性が改善される。
【０００７】ゲル化剤の使用は液体インク（水性及び溶
剤インク）から当然公知であるが、これらのゲル化剤は
可融性インクで直接使用することができない。実際に、
液体をゲルに転移できるような分子又は粒子を選択する
ことは先験的に不可能である。特定化合物が液体をゲル
形態に転移できる性質をもつか否かは液体の性質にもよ
る。更に、可融性インクの場合には、インク液滴をイン
クダクトから噴射する温度で均質溶融液を形成するよう
に種々の成分の種々の溶解度を正確に調整することは困
難であり、溶融したインクを冷却すると、特定の凝固及
び結晶化挙動を示す。このため、可融性インクの開発は
非常に複雑である。
剤インク）から当然公知であるが、これらのゲル化剤は
可融性インクで直接使用することができない。実際に、
液体をゲルに転移できるような分子又は粒子を選択する
ことは先験的に不可能である。特定化合物が液体をゲル
形態に転移できる性質をもつか否かは液体の性質にもよ
る。更に、可融性インクの場合には、インク液滴をイン
クダクトから噴射する温度で均質溶融液を形成するよう
に種々の成分の種々の溶解度を正確に調整することは困
難であり、溶融したインクを冷却すると、特定の凝固及
び結晶化挙動を示す。このため、可融性インクの開発は
非常に複雑である。
【０００８】カラギーナン、ラミナラン、ペクチン及び
ガム（例えばアラビアゴム、キサンタンガム、グアーガ
ム）等の公知ゲル化剤は高分子量ポリマーである。可融
性インク自体はインク液滴をインクダクトから噴射する
温度で液体インクよりも既に粘性であるため、少量のこ
のような高分子量ゲル化剤を添加すると、溶融状態で許
容できないほど高粘度になる恐れがあり、インクの噴射
性に悪影響がある。そこで、余り一般には知られていな
いが、オリゴマーゲル化剤即ち分子量１００００未満の
ゲル化剤を使用することが好ましく、インク組成物の溶
融液粘度に悪影響を与えずにより高濃度のゲル化剤をイ
ンク組成物に添加することができる。別の好適態様で
は、低分子量ゲル化剤即ち分子量１０００未満のゲル化
剤を使用する。オリゴマー及び低分子量化合物が比較低
分子量でありながらゲル化性をもつことができるという
事実は次のように説明することができる。オリゴマー及
び低分子量ゲル化剤の場合には、分子は温度が十分に低
下すると溶融インクから分離し、相互間の非共有相互作
用により長い化合物鎖を形成し、この化合物鎖は上記ゲ
ル化剤で高分子量ポリマーと同様に挙動し、化合物鎖は
溶融したインク組成物をゲルに転移させる網目構造を形
成することができる。ゲル化剤の分子は網目構造を形成
するので、２５％程度のゲル化剤濃度で液体インク組成
物をゲル化させるに十分である。ゲルを加熱すると、ゲ
ル化剤の分子間の相互作用が妨げられ、ゾルが再形成さ
れる。オリゴマー及び低分子量ゲル化剤を使用すると、
ポリマー鎖の化合物分子間の比較的弱い非共有結合を切
断するだけでゲル−ゾル転移が生じるのでゲル−ゾル転
移が比較的迅速に生じるという利点もある。更に、小分
子が溶融インクマトリックス中でより迅速に均質に混合
される。例えば印刷機の始動時や使用者が画像をすぐに
印刷したい場合などのように可融性インクをすぐに溶融
状態にしなければならないことは多いので、これは重要
な利点である。ホットメルトインクで使用するには、両
親媒性即ち極性と非極性をもつゲル化剤を使用すること
が好ましい。例えば、直鎖アルカン主鎖と付加極性基を
もつゲル化剤が挙げられる。両親媒性によりゲル化剤と
種々のホットメルトインク組成物の組み合わせは単純に
なる。本発明による最適機能をもつゲル化剤はインク組
成物の総重量の１０％未満の量を添加すればよい。この
ようなゲル化剤を見いだすことは困難であるが、溶融し
たインクの粘度や他の物性（例えば凝固したインクの溶
融温度、接着性及び機械的性質）に悪影響がないばかり
か、その結果として液体インクの溶解性も予想されない
という利点がある。別の好適態様では、ゲル化剤はイン
ク組成物全体の５％未満を構成する。
ガム（例えばアラビアゴム、キサンタンガム、グアーガ
ム）等の公知ゲル化剤は高分子量ポリマーである。可融
性インク自体はインク液滴をインクダクトから噴射する
温度で液体インクよりも既に粘性であるため、少量のこ
のような高分子量ゲル化剤を添加すると、溶融状態で許
容できないほど高粘度になる恐れがあり、インクの噴射
性に悪影響がある。そこで、余り一般には知られていな
いが、オリゴマーゲル化剤即ち分子量１００００未満の
ゲル化剤を使用することが好ましく、インク組成物の溶
融液粘度に悪影響を与えずにより高濃度のゲル化剤をイ
ンク組成物に添加することができる。別の好適態様で
は、低分子量ゲル化剤即ち分子量１０００未満のゲル化
剤を使用する。オリゴマー及び低分子量化合物が比較低
分子量でありながらゲル化性をもつことができるという
事実は次のように説明することができる。オリゴマー及
び低分子量ゲル化剤の場合には、分子は温度が十分に低
下すると溶融インクから分離し、相互間の非共有相互作
用により長い化合物鎖を形成し、この化合物鎖は上記ゲ
ル化剤で高分子量ポリマーと同様に挙動し、化合物鎖は
溶融したインク組成物をゲルに転移させる網目構造を形
成することができる。ゲル化剤の分子は網目構造を形成
するので、２５％程度のゲル化剤濃度で液体インク組成
物をゲル化させるに十分である。ゲルを加熱すると、ゲ
ル化剤の分子間の相互作用が妨げられ、ゾルが再形成さ
れる。オリゴマー及び低分子量ゲル化剤を使用すると、
ポリマー鎖の化合物分子間の比較的弱い非共有結合を切
断するだけでゲル−ゾル転移が生じるのでゲル−ゾル転
移が比較的迅速に生じるという利点もある。更に、小分
子が溶融インクマトリックス中でより迅速に均質に混合
される。例えば印刷機の始動時や使用者が画像をすぐに
印刷したい場合などのように可融性インクをすぐに溶融
状態にしなければならないことは多いので、これは重要
な利点である。ホットメルトインクで使用するには、両
親媒性即ち極性と非極性をもつゲル化剤を使用すること
が好ましい。例えば、直鎖アルカン主鎖と付加極性基を
もつゲル化剤が挙げられる。両親媒性によりゲル化剤と
種々のホットメルトインク組成物の組み合わせは単純に
なる。本発明による最適機能をもつゲル化剤はインク組
成物の総重量の１０％未満の量を添加すればよい。この
ようなゲル化剤を見いだすことは困難であるが、溶融し
たインクの粘度や他の物性（例えば凝固したインクの溶
融温度、接着性及び機械的性質）に悪影響がないばかり
か、その結果として液体インクの溶解性も予想されない
という利点がある。別の好適態様では、ゲル化剤はイン
ク組成物全体の５％未満を構成する。
【０００９】インクがインクダクトから噴射前にダクト
内にあるときにゲル化しないようにするためには、イン
クはインク液滴がインクダクトから噴射される温度
（「使用温度」、一般に６０℃〜１６０℃）で低粘度ゾ
ルであり、使用温度よりも少なくとも１０℃低温でゲル
であることが好ましい。インク液滴が被印刷体上で冷却
されるとすぐにゲル化し、被印刷体に接着しにくくなら
ないようにするためには、インク組成物がゾルからゲル
に転移する温度は使用温度と少なくとも２０℃の差があ
ることが好ましい。インクは被印刷体上でゲル化した
後、更に冷却され、最終的に網目構造の間隙内に配置さ
れたインク組成物の可融性フラクションは固体状態に転
移する。こうして、インク液滴は例えば被印刷体の糊付
け、引っ掻き及び折り曲げに起因する機械的変形に対し
て十分な耐性を提供するために必要な強度を獲得する。
内にあるときにゲル化しないようにするためには、イン
クはインク液滴がインクダクトから噴射される温度
（「使用温度」、一般に６０℃〜１６０℃）で低粘度ゾ
ルであり、使用温度よりも少なくとも１０℃低温でゲル
であることが好ましい。インク液滴が被印刷体上で冷却
されるとすぐにゲル化し、被印刷体に接着しにくくなら
ないようにするためには、インク組成物がゾルからゲル
に転移する温度は使用温度と少なくとも２０℃の差があ
ることが好ましい。インクは被印刷体上でゲル化した
後、更に冷却され、最終的に網目構造の間隙内に配置さ
れたインク組成物の可融性フラクションは固体状態に転
移する。こうして、インク液滴は例えば被印刷体の糊付
け、引っ掻き及び折り曲げに起因する機械的変形に対し
て十分な耐性を提供するために必要な強度を獲得する。
【００１０】米国特許第５，９０２，８４１号はヒドロ
キシ官能性脂肪酸を含有するホットメルトインクジェッ
ト用インクを開示している。これらのインクは高温の液
相から周囲温度の固相に冷却される間に準安定ゲル相に
移る。しかし、準安定ゲル相は網目構造の間隙に凝固し
たインクが充填された固体状態である。従って、これら
のインクは液体状態のインクのゲル化又は架橋に関する
本発明のインク組成物とは相違する。
キシ官能性脂肪酸を含有するホットメルトインクジェッ
ト用インクを開示している。これらのインクは高温の液
相から周囲温度の固相に冷却される間に準安定ゲル相に
移る。しかし、準安定ゲル相は網目構造の間隙に凝固し
たインクが充填された固体状態である。従って、これら
のインクは液体状態のインクのゲル化又は架橋に関する
本発明のインク組成物とは相違する。
【００１１】ゲル化剤を加えた可融性インク組成物は公
知可融性インクに比較して多数の驚くべき利点がある。
最も重要な利点は、本発明のインク組成物では紙等の多
孔質被印刷体に非常に良好な印刷結果が得られるという
点である。被印刷体が比較的高温の場合でも、不鮮明な
印刷画線（「ひげ」）、色滲み（「色ブリード」）又は
被印刷体裏面のインク滲み（「ブリード」）等の原因と
なるインク液滴の許容不能な滲みがない。インクが冷却
プロセス中に比較的高温で既にゲル状態に転移している
場合には、粘度が増すため、液滴は比較的固定する。従
って、インク液滴は紙に無制御に流入することができな
くなる。他方、インクはゲル化状態であっても十分な液
体様性質を保持していることが不可欠である。網目構造
の間隙内のインクはまだ溶融液体状態にあるのでこれら
の性質は存在する。従って、ゲル化したインク液滴は紙
に容易に浸透し、紙の表面でインクが硬化しないように
することができる。
知可融性インクに比較して多数の驚くべき利点がある。
最も重要な利点は、本発明のインク組成物では紙等の多
孔質被印刷体に非常に良好な印刷結果が得られるという
点である。被印刷体が比較的高温の場合でも、不鮮明な
印刷画線（「ひげ」）、色滲み（「色ブリード」）又は
被印刷体裏面のインク滲み（「ブリード」）等の原因と
なるインク液滴の許容不能な滲みがない。インクが冷却
プロセス中に比較的高温で既にゲル状態に転移している
場合には、粘度が増すため、液滴は比較的固定する。従
って、インク液滴は紙に無制御に流入することができな
くなる。他方、インクはゲル化状態であっても十分な液
体様性質を保持していることが不可欠である。網目構造
の間隙内のインクはまだ溶融液体状態にあるのでこれら
の性質は存在する。従って、ゲル化したインク液滴は紙
に容易に浸透し、紙の表面でインクが硬化しないように
することができる。
【００１２】ゲル化剤を添加しないインクは液滴の温度
が凝固点よりも高い限り、液体として挙動し続ける。特
に高温の被印刷体の場合には、インク液滴の冷却に非常
に時間がかかることが多い。その結果、公知インク組成
物のインク液滴は非常に長時間液体に維持されるため、
印刷パターンが不鮮明になる。公知インクでは、特に凝
固点の高いインク組成物を選択することによりこれを防
止している。しかし、この種の組成物にはいくつかの欠
点がある。まず、凝固点が高いと一般に融点も高くなる
ので、印刷装置を高温まで加熱しなければならず、印刷
装置構造に著しく厳しい要件が必要になる。第２に、凝
固点の高いインク液滴は受容媒体の表面で硬化する傾向
がある。このため、インク液滴は機械的衝撃に耐えるこ
とができず、例えばホットメルトインクに非常に多発す
る現象であるスミアが生じる。
が凝固点よりも高い限り、液体として挙動し続ける。特
に高温の被印刷体の場合には、インク液滴の冷却に非常
に時間がかかることが多い。その結果、公知インク組成
物のインク液滴は非常に長時間液体に維持されるため、
印刷パターンが不鮮明になる。公知インクでは、特に凝
固点の高いインク組成物を選択することによりこれを防
止している。しかし、この種の組成物にはいくつかの欠
点がある。まず、凝固点が高いと一般に融点も高くなる
ので、印刷装置を高温まで加熱しなければならず、印刷
装置構造に著しく厳しい要件が必要になる。第２に、凝
固点の高いインク液滴は受容媒体の表面で硬化する傾向
がある。このため、インク液滴は機械的衝撃に耐えるこ
とができず、例えばホットメルトインクに非常に多発す
る現象であるスミアが生じる。
【００１３】本発明のインク組成物には、インク液滴の
滲みがインク組成物中に存在する他の成分の凝固性に依
存しないという利点もある。本発明のインク組成物で
は、滲みは（例えばインク組成物中の結晶質又は非晶質
成分が凝固するので）インクが固体状態に転移する温度
ではなく、インクがゲル状態に転移する温度により決定
される。従って、インク液滴の滲みにさほど悪影響を及
ぼすことなく、凝固速度の遅い材料や早い材料からイン
ク組成物の他の構成材料を選択することができる。例え
ば、インクが被印刷体のサイズ剤と強い相互作用を生じ
るようにするためには、凝固を遅くするほうが望まし
い。糊付け、引っ掻き及び折り曲げに対する必要な耐性
を印刷体に早く与えるためには凝固をより迅速にするこ
とが望ましい。ゲル化剤分子の網目構造は他の材料の凝
固の種子としても利用できる。例えばインク組成物の主
要成分として結晶質材料を選択する場合には、ゲル化剤
を添加すると、滑らかなマット−グロス印刷を実現する
微結晶マトリックスが得られる。このようなインクで
は、インクマトリックス中の結晶質材料の結晶化が十分
に刺激されるならば、低純度結晶質材料を使用したり、
より非晶質の材料をインク組成物に加えることができ、
例えば染料の溶解能を増すことができる。インク成分の
結晶化が迅速であると、インク組成物を室温まで冷却し
た後にインク組成物が比較的すぐに硬化するので有利で
ある。これは被印刷体の印刷に有利であるばかりでなく
（印刷体は印刷後比較的短時間で糊付け、引っ掻き及び
折り曲げ等の機械的衝撃に耐性になる）、溶融インクか
らインクピルを製造するのにも有利である（金型で凝固
するピルは比較的迅速に十分に硬化するので、その後の
取り扱い時にすぐに金型から取り出すことができる）。
最後に、結晶化を強化することにより、印刷画像中に白
い曇りとして現れる後結晶化又は再結晶化の問題も避け
られる。
滲みがインク組成物中に存在する他の成分の凝固性に依
存しないという利点もある。本発明のインク組成物で
は、滲みは（例えばインク組成物中の結晶質又は非晶質
成分が凝固するので）インクが固体状態に転移する温度
ではなく、インクがゲル状態に転移する温度により決定
される。従って、インク液滴の滲みにさほど悪影響を及
ぼすことなく、凝固速度の遅い材料や早い材料からイン
ク組成物の他の構成材料を選択することができる。例え
ば、インクが被印刷体のサイズ剤と強い相互作用を生じ
るようにするためには、凝固を遅くするほうが望まし
い。糊付け、引っ掻き及び折り曲げに対する必要な耐性
を印刷体に早く与えるためには凝固をより迅速にするこ
とが望ましい。ゲル化剤分子の網目構造は他の材料の凝
固の種子としても利用できる。例えばインク組成物の主
要成分として結晶質材料を選択する場合には、ゲル化剤
を添加すると、滑らかなマット−グロス印刷を実現する
微結晶マトリックスが得られる。このようなインクで
は、インクマトリックス中の結晶質材料の結晶化が十分
に刺激されるならば、低純度結晶質材料を使用したり、
より非晶質の材料をインク組成物に加えることができ、
例えば染料の溶解能を増すことができる。インク成分の
結晶化が迅速であると、インク組成物を室温まで冷却し
た後にインク組成物が比較的すぐに硬化するので有利で
ある。これは被印刷体の印刷に有利であるばかりでなく
（印刷体は印刷後比較的短時間で糊付け、引っ掻き及び
折り曲げ等の機械的衝撃に耐性になる）、溶融インクか
らインクピルを製造するのにも有利である（金型で凝固
するピルは比較的迅速に十分に硬化するので、その後の
取り扱い時にすぐに金型から取り出すことができる）。
最後に、結晶化を強化することにより、印刷画像中に白
い曇りとして現れる後結晶化又は再結晶化の問題も避け
られる。
【００１４】インク組成物にゲル化剤の混合物を添加し
てもよい。その結果、ゲル形成プロセスを厳密に調節す
ることができ、その後、他のインク成分の凝固、特に結
晶質成分の結晶化を任意の所望方法で刺激することがで
きる。
てもよい。その結果、ゲル形成プロセスを厳密に調節す
ることができ、その後、他のインク成分の凝固、特に結
晶質成分の結晶化を任意の所望方法で刺激することがで
きる。
【００１５】顔料入りインクにゲル化剤を使用すると顔
料の分布が良好になり、このようなインクの印刷層はゲ
ル化剤を使用しない場合よりも均一になることが判明し
た。
料の分布が良好になり、このようなインクの印刷層はゲ
ル化剤を使用しない場合よりも均一になることが判明し
た。
【００１６】更に、ゲル化剤を使用すると、滑らかな非
多孔質物質を媒体として使用する場合にも有利であるこ
とが判明した。相互に隣接して印刷されたインク液滴の
凝結は大幅に抑制されることが判明した。この現象はゲ
ル化したインク液滴の移動度の低下に関係があると思わ
れる。
多孔質物質を媒体として使用する場合にも有利であるこ
とが判明した。相互に隣接して印刷されたインク液滴の
凝結は大幅に抑制されることが判明した。この現象はゲ
ル化したインク液滴の移動度の低下に関係があると思わ
れる。
【００１７】インク組成物は４色印刷で従来実施されて
いるようにインクを多層印刷に使用する場合にも有利で
ある。先の液滴が完全に凝固しないうちに次の液滴を先
の液滴の上に印刷することが理想的である。この結果、
良好な接着と色混合が得られる。従って、相当長時間に
わたって被印刷体上で液体に維持されるインクを選択す
ることが好ましい。しかし、インク液滴があまりに長時
間液体のままであると、望ましくない滲みが生じ、印刷
画像が不鮮明になる。本発明のインク組成物を使用する
ことにより、未硬化インク液滴の望ましくない滲みを防
止することができ、次のインク液滴とより良好な接着が
得られる。当然のことながら、接着と色混合に関する限
り、ゲル化したインク液滴はひげの問題なしに液体イン
ク液滴と同様に挙動する。
いるようにインクを多層印刷に使用する場合にも有利で
ある。先の液滴が完全に凝固しないうちに次の液滴を先
の液滴の上に印刷することが理想的である。この結果、
良好な接着と色混合が得られる。従って、相当長時間に
わたって被印刷体上で液体に維持されるインクを選択す
ることが好ましい。しかし、インク液滴があまりに長時
間液体のままであると、望ましくない滲みが生じ、印刷
画像が不鮮明になる。本発明のインク組成物を使用する
ことにより、未硬化インク液滴の望ましくない滲みを防
止することができ、次のインク液滴とより良好な接着が
得られる。当然のことながら、接着と色混合に関する限
り、ゲル化したインク液滴はひげの問題なしに液体イン
ク液滴と同様に挙動する。
【００１８】最後に、本発明のインク組成物は特にイン
ク液滴への熱伝達と後処理を組み合わせる場合（熱後処
理として知られる）に後処理装置を備える印刷装置に非
常に適していることが判明した。インク液滴と紙の相互
作用を良好にして例えば糊付け、引っ掻き及び折り曲げ
に対する良好な耐性を得るため、又は印刷画像の均質性
を改善して例えばより均一な光沢を提供するために公知
インクの印刷層を後処理する際には、インクをその融点
以上まで加熱しなければならないことが多く、従って粘
度の低下により無制御に紙に浸透するため、すぐに望ま
しくないインクの滲みを生じる。本発明のインク組成物
を後処理装置で使用すると、インク液滴が昇温により固
体状態からゲル化状態に転移するので、無制御なインク
の滲みを生じることなく、処理済み被印刷体の糊付け、
引っ掻き及び折り曲げ耐性が著しく増すことが判明し
た。当然のことながら、ゲル化したインク液滴は被印刷
体内に更に移動するために十分な液体性質をもつが、イ
ンク液滴内の凝集が大きいため、インク液滴の無制御な
滲みは避けられる。
ク液滴への熱伝達と後処理を組み合わせる場合（熱後処
理として知られる）に後処理装置を備える印刷装置に非
常に適していることが判明した。インク液滴と紙の相互
作用を良好にして例えば糊付け、引っ掻き及び折り曲げ
に対する良好な耐性を得るため、又は印刷画像の均質性
を改善して例えばより均一な光沢を提供するために公知
インクの印刷層を後処理する際には、インクをその融点
以上まで加熱しなければならないことが多く、従って粘
度の低下により無制御に紙に浸透するため、すぐに望ま
しくないインクの滲みを生じる。本発明のインク組成物
を後処理装置で使用すると、インク液滴が昇温により固
体状態からゲル化状態に転移するので、無制御なインク
の滲みを生じることなく、処理済み被印刷体の糊付け、
引っ掻き及び折り曲げ耐性が著しく増すことが判明し
た。当然のことながら、ゲル化したインク液滴は被印刷
体内に更に移動するために十分な液体性質をもつが、イ
ンク液滴内の凝集が大きいため、インク液滴の無制御な
滲みは避けられる。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、表と図面を参照して本発明
を詳細に説明する。
を詳細に説明する。
【００２０】表１はゲル化剤の一覧であり、表２は結晶
質材料の一覧であり、表３ａは多数の非晶質モノマー及
びオリゴマー材料の一覧であり、表３ｂは市販オリゴマ
ー及びポリマー材料の一覧であり、表４は本発明の多数
のインク組成物の可融性フラクションを示し、表５は本
発明のインク組成物の一覧であり、表６は多数の比較用
インク組成物を示し、表７はゲル化剤がインク液滴の被
印刷体拡がりに及ぼす効果を示す。
質材料の一覧であり、表３ａは多数の非晶質モノマー及
びオリゴマー材料の一覧であり、表３ｂは市販オリゴマ
ー及びポリマー材料の一覧であり、表４は本発明の多数
のインク組成物の可融性フラクションを示し、表５は本
発明のインク組成物の一覧であり、表６は多数の比較用
インク組成物を示し、表７はゲル化剤がインク液滴の被
印刷体拡がりに及ぼす効果を示す。
【００２１】表１ 表１は本発明のインク組成物で使用可能なゲル化剤の一
覧である。本表は実際に脂肪族で実質的に非極性のゲル
化剤から強い極性相互作用を生じるゲル化剤まで示して
いる。
覧である。本表は実際に脂肪族で実質的に非極性のゲル
化剤から強い極性相互作用を生じるゲル化剤まで示して
いる。
【００２２】表２ 表２は本発明のインク組成物で使用可能な結晶質材料の
一覧である。本表のＡ部分は数種の結晶質ビスウレタン
を示し、この場合にはヘキサメチレンジイソシアネート
（ＨＭＤＩ）と夫々メチルエチレングリコール（ＭＥ
Ｇ）、エチルエチレングリル（ＥＥＧ）、ヘキサノール
（ＨＡ）及びフェニルエチルアルコール（ＰＥＡ）の反
応生成物である。Ｂ部分は数種のスルホンアミド、即ち
パラトルエンスルホンアミド、オルトトルエンスルホン
アミドとパラトルエンスルホンアミドの４０／６０混合
物、パラエチルベンゼンスルホンアミド、パラトルエン
スルホンアミドとパラエチルベンゼンスルホンアミドの
混合物及びパラｎ−ブチルベンゼンスルホンアミドを示
す。Ｃ部分は数種の（ジ）アルコールに関するデータを
示す。Ｄ部分は本発明のインク組成物で使用可能な他の
化合物を示す。
一覧である。本表のＡ部分は数種の結晶質ビスウレタン
を示し、この場合にはヘキサメチレンジイソシアネート
（ＨＭＤＩ）と夫々メチルエチレングリコール（ＭＥ
Ｇ）、エチルエチレングリル（ＥＥＧ）、ヘキサノール
（ＨＡ）及びフェニルエチルアルコール（ＰＥＡ）の反
応生成物である。Ｂ部分は数種のスルホンアミド、即ち
パラトルエンスルホンアミド、オルトトルエンスルホン
アミドとパラトルエンスルホンアミドの４０／６０混合
物、パラエチルベンゼンスルホンアミド、パラトルエン
スルホンアミドとパラエチルベンゼンスルホンアミドの
混合物及びパラｎ−ブチルベンゼンスルホンアミドを示
す。Ｃ部分は数種の（ジ）アルコールに関するデータを
示す。Ｄ部分は本発明のインク組成物で使用可能な他の
化合物を示す。
【００２３】表３ａ 表３ａは本発明のインク組成物で使用可能な非晶質モノ
マー及びオリゴマー材料の一覧である。本表のＡ部分は
ペンタエリトリトール化合物を示し、化合物１はペンタ
エリトリトールテトラベンゾエート、化合物２、３及び
４は夫々オルト、メタ及びパラトルイル酸エステル、化
合物５はメタトルイル酸化合物とパラトルイル酸化合物
の統計的合成混合物、化合物６はテトラアニシル酸化合
物である。本表のＢ部分に示す化合物９〜１２は部分的
に類似するジペンタエリトリトール化合物である。化合
物１２はジペンタエリトリトールの六炭酸化合物であ
る。
マー及びオリゴマー材料の一覧である。本表のＡ部分は
ペンタエリトリトール化合物を示し、化合物１はペンタ
エリトリトールテトラベンゾエート、化合物２、３及び
４は夫々オルト、メタ及びパラトルイル酸エステル、化
合物５はメタトルイル酸化合物とパラトルイル酸化合物
の統計的合成混合物、化合物６はテトラアニシル酸化合
物である。本表のＢ部分に示す化合物９〜１２は部分的
に類似するジペンタエリトリトール化合物である。化合
物１２はジペンタエリトリトールの六炭酸化合物であ
る。
【００２４】表３ａのＣ部分は脂肪族アルコール（例え
ばイソプロピルアルコール、メチルアルコール、エチル
アルコール）又は芳香族アルコール（例えばベンジルア
ルコール）とイソホロンジイソシアネートの化合物を示
す。
ばイソプロピルアルコール、メチルアルコール、エチル
アルコール）又は芳香族アルコール（例えばベンジルア
ルコール）とイソホロンジイソシアネートの化合物を示
す。
【００２５】表３ａのＤ部分は４，４’−ジシクロヘキ
シルメタンジイソシアネートとアルコール（ベンジルア
ルコール及びフェニルエチルアルコール）の化合物を示
す。
シルメタンジイソシアネートとアルコール（ベンジルア
ルコール及びフェニルエチルアルコール）の化合物を示
す。
【００２６】本表のＥ部分はジフェニルメタンジイソシ
アネートとアルコールをベースとする数種の他のビスウ
レタンに関するデータを示す。
アネートとアルコールをベースとする数種の他のビスウ
レタンに関するデータを示す。
【００２７】Ｆ部分はビスフェノールＡのジグリシジル
エーテルと夫々パラフェノール（２１）、パラシクロヘ
キシルフェノール（２２）、パラ第３アミルフェノール
（２３）及びパラ第３ブチルフェノール（２４）の反応
生成物に関するデータを示す。
エーテルと夫々パラフェノール（２１）、パラシクロヘ
キシルフェノール（２２）、パラ第３アミルフェノール
（２３）及びパラ第３ブチルフェノール（２４）の反応
生成物に関するデータを示す。
【００２８】本表のＧ部分は２，２’−ビフェノールか
ら誘導される化合物を示す。夫々メトキシ安息香酸（２
５）、オルト、メタ及びパラメチル安息香酸（２６、２
７、２８）並びにビフェノールのフェニル炭酸塩（２
９）とビフェノールのエステルを示す。
ら誘導される化合物を示す。夫々メトキシ安息香酸（２
５）、オルト、メタ及びパラメチル安息香酸（２６、２
７、２８）並びにビフェノールのフェニル炭酸塩（２
９）とビフェノールのエステルを示す。
【００２９】Ｈ部分はプロポキシル化グリセロールとシ
クロヘキシルイソシアネートから誘導されるウレタン
（３０）を示す。これはｘの平均値に依存する比ガラス
転移温度をもつ物質の混合物である。ｘが約１であると
き、この温度は１７℃である。
クロヘキシルイソシアネートから誘導されるウレタン
（３０）を示す。これはｘの平均値に依存する比ガラス
転移温度をもつ物質の混合物である。ｘが約１であると
き、この温度は１７℃である。
【００３０】Ｉ部分はペンタエリトリトールとシクロヘ
キシルイソシアネートから誘導されるウレタン（３１）
を示す。ｘが平均約１であるとき、この種のウレタン混
合物は２３℃のガラス転移温度をもつ。
キシルイソシアネートから誘導されるウレタン（３１）
を示す。ｘが平均約１であるとき、この種のウレタン混
合物は２３℃のガラス転移温度をもつ。
【００３１】Ｊ部分はジトリメチロールプロパンとシク
ロヘキシルイソシアネート５０モル当量をベースとする
ウレタン混合物（３２）を示す。最後に、Ｋ部分は化合
物Ｎ，Ｎ’−ビス（ベンゾイル）−２−メチル−１，５
−ジアミノペンタン（３３）を示す。
ロヘキシルイソシアネート５０モル当量をベースとする
ウレタン混合物（３２）を示す。最後に、Ｋ部分は化合
物Ｎ，Ｎ’−ビス（ベンゾイル）−２−メチル−１，５
−ジアミノペンタン（３３）を示す。
【００３２】表３ｂ 本表は本発明のインク組成物で使用可能な市販非晶質オ
リゴマー及びポリマー材料の一覧である。
リゴマー及びポリマー材料の一覧である。
【００３３】表４ 表４は本発明の多数の組成物の可融性フラクションを示
す。これらのインクの可融性フラクションはゲル化剤
と、インクを十分に硬質にするための主成分としての結
晶質材料と、印刷インク層が被印刷体の糊付け、引っ掻
き及び折り曲げ等の機械的応力に対して十分な耐性をも
つようにインクを十分に軟質にするための非晶質材料を
含有する。必要な機械的性質をインクに与えるために結
晶質材料と非晶質材料の組み合わせと量を変えてもよ
い。例えば、インクの可融性フラクションを実質的に完
全にろうから構成することは公知であるが、非晶質材料
のみを選択することも可能である。インクの可融性フラ
クションは多数の非晶質材料の組み合わせから構成して
もよいし、１種以上の結晶質材料を加えても加えなくて
もよい。本表はインク組成物中に存在する種々の成分の
重量百分率を示す。
す。これらのインクの可融性フラクションはゲル化剤
と、インクを十分に硬質にするための主成分としての結
晶質材料と、印刷インク層が被印刷体の糊付け、引っ掻
き及び折り曲げ等の機械的応力に対して十分な耐性をも
つようにインクを十分に軟質にするための非晶質材料を
含有する。必要な機械的性質をインクに与えるために結
晶質材料と非晶質材料の組み合わせと量を変えてもよ
い。例えば、インクの可融性フラクションを実質的に完
全にろうから構成することは公知であるが、非晶質材料
のみを選択することも可能である。インクの可融性フラ
クションは多数の非晶質材料の組み合わせから構成して
もよいし、１種以上の結晶質材料を加えても加えなくて
もよい。本表はインク組成物中に存在する種々の成分の
重量百分率を示す。
【００３４】実用には、顔料や染料等の１種以上の着色
剤を可融性混合物に添加する。更に、酸化防止剤、必要
に応じて腐食防止剤、成分の相互溶解性を改善する化合
物、接着向上剤、湿潤剤、界面活性剤、分散剤等の通常
の添加剤もインクの各々に添加してもよい。これらの全
添加剤は特に液体状態と固体状態でインクの必要な性
質、印刷装置の種類、印刷速度、被印刷体の種類、及び
インクの必要な機械的性質によって異なる。
剤を可融性混合物に添加する。更に、酸化防止剤、必要
に応じて腐食防止剤、成分の相互溶解性を改善する化合
物、接着向上剤、湿潤剤、界面活性剤、分散剤等の通常
の添加剤もインクの各々に添加してもよい。これらの全
添加剤は特に液体状態と固体状態でインクの必要な性
質、印刷装置の種類、印刷速度、被印刷体の種類、及び
インクの必要な機械的性質によって異なる。
【００３５】表５ 表５は本発明の３種のインク組成物Ｉ、ＩＩ及びＩＩＩ
を示す。これらのインク組成物は各々結晶質材料
（Ｋ）、非晶質材料（Ａ）及びゲル化剤（Ｇ）を含有し
ている。インク組成物は染料（ＫＩ）を添加し、インク
組成物Ｉ及びＩＩＩの場合にはＭａｃｒｏｌｅｘ Ｒｏ
ｔ（Ｂａｙｅｒ）、組成物ＩＩの場合にはＯｒａｓｏｌ
Ｂｌａｕ（Ｃｉｂａ−Ｇｅｉｇｙ）を添加した。更
に、３種のインク組成物は湿潤剤（Ｖ）ＢＹＫ３０７
（Ｂｙｋ Ｃｈｅｍｉｅ）を添加した。
を示す。これらのインク組成物は各々結晶質材料
（Ｋ）、非晶質材料（Ａ）及びゲル化剤（Ｇ）を含有し
ている。インク組成物は染料（ＫＩ）を添加し、インク
組成物Ｉ及びＩＩＩの場合にはＭａｃｒｏｌｅｘ Ｒｏ
ｔ（Ｂａｙｅｒ）、組成物ＩＩの場合にはＯｒａｓｏｌ
Ｂｌａｕ（Ｃｉｂａ−Ｇｅｉｇｙ）を添加した。更
に、３種のインク組成物は湿潤剤（Ｖ）ＢＹＫ３０７
（Ｂｙｋ Ｃｈｅｍｉｅ）を添加した。
【００３６】表６ 比較のために、表６はインク組成物にゲル化剤を添加し
ない以外は表５と同様のインク組成物を示す。
ない以外は表５と同様のインク組成物を示す。
【００３７】表７ 表７はインク組成物Ｉ（表５）及びＩ’（表６）を比較
検討し、インク液滴の被印刷体転写時に前記被印刷体の
温度に依存するインク液滴拡がりに及ぼすゲル化剤添加
の効果を示す。
検討し、インク液滴の被印刷体転写時に前記被印刷体の
温度に依存するインク液滴拡がりに及ぼすゲル化剤添加
の効果を示す。
【００３８】実験はピエゾプリンターの印刷ヘッドを１
３５℃まで加熱し、該当インク組成物のインク液滴を厚
さ（単位面積当たり重量）１３５ｇ／ｍ２の光沢紙（Ｏ
ｃｅＲｏｙａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｇｌｏｓｓ）に噴射
することにより実施した。この場合の噴射インク液滴の
直径は約３６μｍであった。流出口と紙の間の距離は約
０．８ｍｍとした。
３５℃まで加熱し、該当インク組成物のインク液滴を厚
さ（単位面積当たり重量）１３５ｇ／ｍ２の光沢紙（Ｏ
ｃｅＲｏｙａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｇｌｏｓｓ）に噴射
することにより実施した。この場合の噴射インク液滴の
直径は約３６μｍであった。流出口と紙の間の距離は約
０．８ｍｍとした。
【００３９】紙温度は２５℃〜４３℃とした。これらの
温度の各々で凝固したインク液滴の直径（上面図）を実
験後に測定した。次に、この直径を２５℃の紙上で凝固
した液滴（参照液滴）の直径で割った。本表はこうして
得られた数値を示す。これらの数値は紙温度の関数とし
てインク液滴の滲み（ひげ）の客観指数を構成する。本
表から明らかなように、３８℃以上の紙温度でゲル化剤
を添加しないインク組成物（Ｉ’）はゲル化剤を添加し
たインク組成物（Ｉ）よりも明白にひげが多い。３８℃
の紙温度では、ゲル化剤を添加しないインク組成物の液
滴は参照液滴の１．８倍であるが、本発明のインクの場
合には１．５倍である。４３℃ではこれらの数値は夫々
２．３倍と１．８倍である。
温度の各々で凝固したインク液滴の直径（上面図）を実
験後に測定した。次に、この直径を２５℃の紙上で凝固
した液滴（参照液滴）の直径で割った。本表はこうして
得られた数値を示す。これらの数値は紙温度の関数とし
てインク液滴の滲み（ひげ）の客観指数を構成する。本
表から明らかなように、３８℃以上の紙温度でゲル化剤
を添加しないインク組成物（Ｉ’）はゲル化剤を添加し
たインク組成物（Ｉ）よりも明白にひげが多い。３８℃
の紙温度では、ゲル化剤を添加しないインク組成物の液
滴は参照液滴の１．８倍であるが、本発明のインクの場
合には１．５倍である。４３℃ではこれらの数値は夫々
２．３倍と１．８倍である。
【００４０】図１ 図１はゲル化性をもつインク化合物ともたないインク化
合物で特定剪断速度（ｘ軸に秒の逆数で表す）を達成す
るために必要な剪断応力＊（ｙ軸にパスカルで表す）を
示す。測定は、該当インクの溶融液を定常モードで漸増
剪断応力に暴露し、該当剪断速度を測定することによ
り、Ｒｈｅｏｍｅｔｒｉｃｓ ＤＳＲ−２００ Ｄｙｎ
ａｍｉｃ Ｓｔｒｅｓｓ Ｒｈｅｏｍｅｔｅｒで実施し
た。本図は基材としてＨＭＤＩ−ＭＥＧ（表２）７０％
と結合剤としてＰＢＰＡ−ＢｕＰ（表３ａ）２０％にゲ
ル化剤ｇｅｌ−２３（表１）を添加するか又は添加せず
に構成したインク組成物の結果を示す。
合物で特定剪断速度（ｘ軸に秒の逆数で表す）を達成す
るために必要な剪断応力＊（ｙ軸にパスカルで表す）を
示す。測定は、該当インクの溶融液を定常モードで漸増
剪断応力に暴露し、該当剪断速度を測定することによ
り、Ｒｈｅｏｍｅｔｒｉｃｓ ＤＳＲ−２００ Ｄｙｎ
ａｍｉｃ Ｓｔｒｅｓｓ Ｒｈｅｏｍｅｔｅｒで実施し
た。本図は基材としてＨＭＤＩ−ＭＥＧ（表２）７０％
と結合剤としてＰＢＰＡ−ＢｕＰ（表３ａ）２０％にゲ
ル化剤ｇｅｌ−２３（表１）を添加するか又は添加せず
に構成したインク組成物の結果を示す。
【００４１】種々のインク組成物を溶融開始温度である
７０℃まで加熱した。上記インク組成物にゲル化剤を添
加しない場合に認められる関係を曲線１により示すが、
剪断応力は剪断速度と共に直線的に増加している。ゲル
化剤２％を添加する場合に認められる関係を曲線２によ
り示す。同一剪断速度を達成するためにより大きい剪断
応力が必要になることは明白である。従って、液体は
「高粘度」になり、運動中に固定するためにはより大き
な力が必要になる。曲線３に示すように４％ゲル化剤を
添加すると、同一剪断速度を達成するために更に大きい
剪断応力が必要になる。更に、このインク組成物ではゲ
ル化剤により降伏応力が導入されることが判明した。従
って、ゲル化剤を添加したインク組成物で（この場合に
は１０−３ｓ−１の剪断速度により制限される）認識可
能な運動を得るために必要な剪断応力は最小になる。
７０℃まで加熱した。上記インク組成物にゲル化剤を添
加しない場合に認められる関係を曲線１により示すが、
剪断応力は剪断速度と共に直線的に増加している。ゲル
化剤２％を添加する場合に認められる関係を曲線２によ
り示す。同一剪断速度を達成するためにより大きい剪断
応力が必要になることは明白である。従って、液体は
「高粘度」になり、運動中に固定するためにはより大き
な力が必要になる。曲線３に示すように４％ゲル化剤を
添加すると、同一剪断速度を達成するために更に大きい
剪断応力が必要になる。更に、このインク組成物ではゲ
ル化剤により降伏応力が導入されることが判明した。従
って、ゲル化剤を添加したインク組成物で（この場合に
は１０−３ｓ−１の剪断速度により制限される）認識可
能な運動を得るために必要な剪断応力は最小になる。
【００４２】図２ 図２は図１について上述したような３種のインク組成物
の粘度が剪断速度にどのように依存するかを示す。粘度
は剪断応力と剪断速度の関係から公知方法で得られる。
グラフから明らかなように、３種のインク組成物の粘度
は高剪断速度でほぼ一致する。インクの温度をゲル転移
温度よりも上げ、ゲル化剤分子の網目構造を破壊する
と、全速度範囲にわたって容易に認識可能な粘度差は見
られなくなる。従って、インク液滴の噴射をゲル転移温
度よりも高温で実施するならば、ゲル化剤添加はインク
組成物の噴射性に悪影響がない。本図から明らかなよう
に、剪断速度が低いと、ゲル化剤を添加しなかったイン
ク組成物の粘度は増加せず（曲線１）、これはインク組
成物が７０℃で完全に溶融したという事実に一致する。
他方、２％（曲線２）と４％（曲線３）のゲル化剤を添
加したインク組成物の粘度はインクが硬化していないに
も拘わらず剪断速度の低下と共に急激に増加する。従っ
て、これらのインク組成物は粘稠高粘度液体として挙動
し、実際に運動しなくなる。これは、例えばインク液滴
が被印刷体上で冷却する場合である。ゲル化したインク
液滴は粘性が高いため、インク液滴の望ましくないひげ
は生じない。他方、インク液滴はまだ液体様性質を維持
しているので、インク液滴は受容媒体にまだ容易に浸透
したり、相互作用したり、良好な色効果を得るために十
分に他のインク液滴に接着することができる。
の粘度が剪断速度にどのように依存するかを示す。粘度
は剪断応力と剪断速度の関係から公知方法で得られる。
グラフから明らかなように、３種のインク組成物の粘度
は高剪断速度でほぼ一致する。インクの温度をゲル転移
温度よりも上げ、ゲル化剤分子の網目構造を破壊する
と、全速度範囲にわたって容易に認識可能な粘度差は見
られなくなる。従って、インク液滴の噴射をゲル転移温
度よりも高温で実施するならば、ゲル化剤添加はインク
組成物の噴射性に悪影響がない。本図から明らかなよう
に、剪断速度が低いと、ゲル化剤を添加しなかったイン
ク組成物の粘度は増加せず（曲線１）、これはインク組
成物が７０℃で完全に溶融したという事実に一致する。
他方、２％（曲線２）と４％（曲線３）のゲル化剤を添
加したインク組成物の粘度はインクが硬化していないに
も拘わらず剪断速度の低下と共に急激に増加する。従っ
て、これらのインク組成物は粘稠高粘度液体として挙動
し、実際に運動しなくなる。これは、例えばインク液滴
が被印刷体上で冷却する場合である。ゲル化したインク
液滴は粘性が高いため、インク液滴の望ましくないひげ
は生じない。他方、インク液滴はまだ液体様性質を維持
しているので、インク液滴は受容媒体にまだ容易に浸透
したり、相互作用したり、良好な色効果を得るために十
分に他のインク液滴に接着することができる。
【００４３】図３ 図３は２種のインク組成物の凝固挙動を示すサーモグラ
ムであり、温度（℃）に対する組成物のエンタルピー変
化（Ｊ／ｇ）としてＤＳＣで記録した。ＤＳＣ測定装置
の１例はＰｅｒｋｉｎ Ｅｌｍｅｒ Ｃｏ．，Ｎｏｒｗ
ａｌｋ ＣＴ製品であるＰｅｒｋｉｎ Ｅｌｍｅｒ Ｄ
ＳＣ−７である。曲線１は１２０℃から１０℃まで冷却
したときのインク組成物ＩＩＩ’（表６）のエンタルピ
ー変化を示す。グラフから明らかなように、このインク
は２７℃で高発熱性のプロセスを経過し、インク組成物
はこの温度で凝固する。４％ｇｅｌ−２３（表１）をこ
のインク組成物に添加する場合（表５のインク組成物Ｉ
ＩＩ）に測定した関係を曲線２に示す。分かりやすくす
るために、この曲線は測定データに対して＋２Ｊ／ｇシ
フトした。インク組成物は約９０℃の温度で僅少な発熱
プロセスを経過していることが認められる。この温度で
溶融インク組成物はゲル形態に転移する。インク単位質
量当たりに放出される合計エネルギー量は曲線１に示す
ようにインク組成物が固体状態に転移する際に放出され
るエネルギー量の非常に小さい割合でしかないので、イ
ンク組成物が固体状態に転移していないことは明白であ
る。ゲル化剤を添加しなかったインク組成物は３７℃ま
で固体状態に転移しない。インク組成物の凝固温度はゲ
ル化剤を添加しない場合よりも１０℃高いので、ゲル化
剤分子の網目構造の存在が他のインク成分（例えば結晶
質材料又は非晶質結合剤）の凝固に相当影響し得ること
は明白である。この場合には、ゲル化剤は結晶質材料の
凝固を加速する。
ムであり、温度（℃）に対する組成物のエンタルピー変
化（Ｊ／ｇ）としてＤＳＣで記録した。ＤＳＣ測定装置
の１例はＰｅｒｋｉｎ Ｅｌｍｅｒ Ｃｏ．，Ｎｏｒｗ
ａｌｋ ＣＴ製品であるＰｅｒｋｉｎ Ｅｌｍｅｒ Ｄ
ＳＣ−７である。曲線１は１２０℃から１０℃まで冷却
したときのインク組成物ＩＩＩ’（表６）のエンタルピ
ー変化を示す。グラフから明らかなように、このインク
は２７℃で高発熱性のプロセスを経過し、インク組成物
はこの温度で凝固する。４％ｇｅｌ−２３（表１）をこ
のインク組成物に添加する場合（表５のインク組成物Ｉ
ＩＩ）に測定した関係を曲線２に示す。分かりやすくす
るために、この曲線は測定データに対して＋２Ｊ／ｇシ
フトした。インク組成物は約９０℃の温度で僅少な発熱
プロセスを経過していることが認められる。この温度で
溶融インク組成物はゲル形態に転移する。インク単位質
量当たりに放出される合計エネルギー量は曲線１に示す
ようにインク組成物が固体状態に転移する際に放出され
るエネルギー量の非常に小さい割合でしかないので、イ
ンク組成物が固体状態に転移していないことは明白であ
る。ゲル化剤を添加しなかったインク組成物は３７℃ま
で固体状態に転移しない。インク組成物の凝固温度はゲ
ル化剤を添加しない場合よりも１０℃高いので、ゲル化
剤分子の網目構造の存在が他のインク成分（例えば結晶
質材料又は非晶質結合剤）の凝固に相当影響し得ること
は明白である。この場合には、ゲル化剤は結晶質材料の
凝固を加速する。
【００４４】図４ 図４はインク組成物ＩＩ（表５）及びＩＩ’（表６）の
印刷結果を示す。各組成物につき、幅１画素行（「１画
素」ライン）のライン３本と、幅２画素行（２画素ライ
ン）のライン２本と、幅５画素行（５画素ライン）のラ
イン１本から夫々構成されるラインパターンを紙（Ｏｃ
ｅ Ｒｅｄ Ｌａｂｅｌ）に温度２８℃で印刷した。画
像はピエゾホットメルトプリンターの印刷ヘッドを１３
５℃まで加熱し、３７μｍの寸法のインク液滴を噴射す
ることにより印刷した。印刷ヘッドと紙の間の距離は
０．８ｍｍとした。
印刷結果を示す。各組成物につき、幅１画素行（「１画
素」ライン）のライン３本と、幅２画素行（２画素ライ
ン）のライン２本と、幅５画素行（５画素ライン）のラ
イン１本から夫々構成されるラインパターンを紙（Ｏｃ
ｅ Ｒｅｄ Ｌａｂｅｌ）に温度２８℃で印刷した。画
像はピエゾホットメルトプリンターの印刷ヘッドを１３
５℃まで加熱し、３７μｍの寸法のインク液滴を噴射す
ることにより印刷した。印刷ヘッドと紙の間の距離は
０．８ｍｍとした。
【００４５】画像１はインク組成物ＩＩによる印刷結果
であり、画像２はゲル化剤を添加しない同一インク（イ
ンク組成物ＩＩ’）の印刷結果である。少量（２％）の
ゲル化剤を添加すると印刷画像の鮮鋭度に相当の効果が
あることは明白である。
であり、画像２はゲル化剤を添加しない同一インク（イ
ンク組成物ＩＩ’）の印刷結果である。少量（２％）の
ゲル化剤を添加すると印刷画像の鮮鋭度に相当の効果が
あることは明白である。
【００４６】図５ 図５は紙温度に対するインク組成物Ｉ（表５）及びＩ’
（表６）の印刷結果を示す。インクは光沢紙（Ｏｃｅ
Ｒｏｙａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｇｌｏｓｓ）に印刷し
た。画像は幅約１２０μｍのラインである。この画像を
印刷するために、ピエゾプリンターの印刷ヘッドを１３
５℃まで加熱した後、ピエゾ素子を始動することにより
直径約３６μｍのインク液滴を噴射した。印刷ヘッドの
流出口と紙の間の距離は約０．８ｍｍとした。第１組の
５個の画像は組成物Ｉ’のインクによる前記ラインの印
刷に及ぼす紙温度増加の影響を示す。紙温度は左端の画
像の２５℃から２番目の画像の３０℃、３番目の画像の
３４℃、４番目の画像の３８℃を経て５番目の画像の４
３℃まで上げた。この場合にはまだ液体のインク液滴が
凝結してより大きいインク液滴を形成するので、温度増
加がラインの縁部鮮鋭度の低下に結び付けられることは
明白である。その結果、印刷したラインは幅が広がるば
かりでなく、光学密度も低下する。第２組では組成物Ｉ
のインクで同一実験を実施する。図から明らかなよう
に、紙の温度を２５℃から（３０℃、３４℃及び３８℃
を経て）４３℃まで上げても画像に殆ど影響ない。当然
のことながら、インクが被印刷体上で冷却すると、非常
に移動しにくくなり、インク液滴の凝結が阻止される。
（表６）の印刷結果を示す。インクは光沢紙（Ｏｃｅ
Ｒｏｙａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｇｌｏｓｓ）に印刷し
た。画像は幅約１２０μｍのラインである。この画像を
印刷するために、ピエゾプリンターの印刷ヘッドを１３
５℃まで加熱した後、ピエゾ素子を始動することにより
直径約３６μｍのインク液滴を噴射した。印刷ヘッドの
流出口と紙の間の距離は約０．８ｍｍとした。第１組の
５個の画像は組成物Ｉ’のインクによる前記ラインの印
刷に及ぼす紙温度増加の影響を示す。紙温度は左端の画
像の２５℃から２番目の画像の３０℃、３番目の画像の
３４℃、４番目の画像の３８℃を経て５番目の画像の４
３℃まで上げた。この場合にはまだ液体のインク液滴が
凝結してより大きいインク液滴を形成するので、温度増
加がラインの縁部鮮鋭度の低下に結び付けられることは
明白である。その結果、印刷したラインは幅が広がるば
かりでなく、光学密度も低下する。第２組では組成物Ｉ
のインクで同一実験を実施する。図から明らかなよう
に、紙の温度を２５℃から（３０℃、３４℃及び３８℃
を経て）４３℃まで上げても画像に殆ど影響ない。当然
のことながら、インクが被印刷体上で冷却すると、非常
に移動しにくくなり、インク液滴の凝結が阻止される。
【００４７】図６ 図６は印刷画像の後処理が画像品質に及ぼす効果を示
す。この目的で、ピエゾプリンターの印刷ヘッドを１３
５℃まで加熱してインク組成物Ｉ（表５）及びＩ’（表
６）の画像を印刷した。噴射したインク液滴の直径は約
３５μｍであった。液滴は温度２５℃で紙（Ｏｃｅ Ｒ
ｅｄ Ｌａｂｅｌ）に印刷した。各場合の画像はインク
４滴から構成される。画像の印刷後にＯｃｅ ７０５０
ワイドフォーマットコピー機の輻射ヒューザーで種々の
熱後処理を行った。
す。この目的で、ピエゾプリンターの印刷ヘッドを１３
５℃まで加熱してインク組成物Ｉ（表５）及びＩ’（表
６）の画像を印刷した。噴射したインク液滴の直径は約
３５μｍであった。液滴は温度２５℃で紙（Ｏｃｅ Ｒ
ｅｄ Ｌａｂｅｌ）に印刷した。各場合の画像はインク
４滴から構成される。画像の印刷後にＯｃｅ ７０５０
ワイドフォーマットコピー機の輻射ヒューザーで種々の
熱後処理を行った。
【００４８】第１組の３個の画像は組成物Ｉ’のインク
の印刷画像に及ぼす熱後処理の影響を示す。最初の画像
は参照画像であり、後処理せずに２５℃で被印刷体に液
滴を印刷した場合に形成される画像である。２番目の画
像は６０℃で１０秒間後処理することにより得られた画
像である。この処理では、インク液滴は明白なひげを示
し、縁部が不鮮明で、光学密度が低い。６０℃で３０秒
間後処理すると、これらの悪影響は更に顕著になる（３
番目の画像）。
の印刷画像に及ぼす熱後処理の影響を示す。最初の画像
は参照画像であり、後処理せずに２５℃で被印刷体に液
滴を印刷した場合に形成される画像である。２番目の画
像は６０℃で１０秒間後処理することにより得られた画
像である。この処理では、インク液滴は明白なひげを示
し、縁部が不鮮明で、光学密度が低い。６０℃で３０秒
間後処理すると、これらの悪影響は更に顕著になる（３
番目の画像）。
【００４９】インク組成物Ｉに同一の後処理を実施する
と、図６の第２組に示すように印刷品質に実質的に負の
影響はないことが判明した。インク液滴は殆ど滲まず、
従って光学密度も実質的に低下しないことが明白であ
る。ゲル化したインク液滴は粘度が比較的高いため、紙
に平行な方向に拡がらずに紙に浸透するのみである。そ
の結果、印刷の外観品質を損なうことなく、糊付け、折
り曲げ及び引っ掻き等の機械的応力に対する印刷インク
液滴の耐性が増す。
と、図６の第２組に示すように印刷品質に実質的に負の
影響はないことが判明した。インク液滴は殆ど滲まず、
従って光学密度も実質的に低下しないことが明白であ
る。ゲル化したインク液滴は粘度が比較的高いため、紙
に平行な方向に拡がらずに紙に浸透するのみである。そ
の結果、印刷の外観品質を損なうことなく、糊付け、折
り曲げ及び引っ掻き等の機械的応力に対する印刷インク
液滴の耐性が増す。
【００５０】
【表１】
【００５１】
【表２】
【００５２】
【表３】
【００５３】
【表４】
【００５４】
【表５】
【００５５】
【表６】
【００５６】
【表７】
【００５７】
【表８】
【００５８】
【表９】
【００５９】
【表１０】
【００６０】
【表１１】
【００６１】
【表１２】
【００６２】
【表１３】
【００６３】
【表１４】
【００６４】
【表１５】
【００６５】
【表１６】
【図１】ゲル化剤の有無によりインク組成物の剪断応力
が適用剪断速度にどのように依存するかを示す。
が適用剪断速度にどのように依存するかを示す。
【図２】図１について記載したインク組成物の剪断速度
に対する粘度を示すグラフである。
に対する粘度を示すグラフである。
【図３】本発明のインク組成物と公知インク組成物の熱
的性質を示すグラフである。
的性質を示すグラフである。
【図４】ゲル化剤の有無によるインク組成物の印刷結果
を示す。
を示す。
【図５】紙温度に伴うゲル化剤の有無によるインク組成
物の印刷結果を示す。
物の印刷結果を示す。
【図６】後処理条件の変化に伴うゲル化剤の有無による
インク組成物の印刷結果を示す。
インク組成物の印刷結果を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マルクス・ペトルス・レオナルドス・ハイ ンク オランダ国、6049・ハー・ウエー・ヘルテ ン、ヨー・カルスストラート・20 (72)発明者 ニコリナ・マルフリート・コルテンホーフ エン オランダ国、5912・エス・ゼツト・フエン ロ、スワネンストラート・94 (72)発明者 フレデリツク・レオナルドス・エフエラル ドス・マリー・サイレン オランダ国、6071・ペー・ハー・スワルメ ン、パラレルウエヒ・28 (72)発明者 ハイド・ヘラルドス・ウイレムス オランダ国、5921・フエー・エス・フエン ロ、ライスストラート・122 (72)発明者 アルビン・ベルナルド・ウエルネル・ハー ス オランダ国、6041・ヘー・ハー・ルールモ ント、ホトスウエールデルストラート・ 413
Claims (16)
- 【請求項１】 インク液滴をインクダクトから噴射する
印刷装置で使用可能であり、液状インクと可逆的に架橋
する物質を含有する可融性インク用インク組成物であっ
て、前記物質がゲル化剤を含むことを特徴とする前記イ
ンク組成物。 - 【請求項２】 インク組成物が室温以上の温度でゲルで
あることを特徴とする請求項１に記載のインク組成物。 - 【請求項３】 インク組成物が第１の温度でゲルであ
り、第１の温度よりも高い第２の温度でゾルであること
を特徴とする請求項１又は２に記載のインク組成物。 - 【請求項４】 ゲル化剤が１０，０００未満の分子量を
もつ化合物を含むことを特徴とする請求項１から３のい
ずれか一項に記載のインク組成物。 - 【請求項５】 ゲル化剤が１０００未満の分子量をもつ
化合物を含むことを特徴とする請求項１から４のいずれ
か一項に記載のインク組成物。 - 【請求項６】 ゲル化剤が両親媒性をもつことを特徴と
する請求項１から５のいずれか一項に記載のインク組成
物。 - 【請求項７】 インク組成物が１０重量％未満のゲル化
剤を含有していることを特徴とする請求項１から６のい
ずれか一項に記載のインク組成物。 - 【請求項８】 インク組成物が５重量％未満のゲル化剤
を含有していることを特徴とする請求項６に記載のイン
ク組成物。 - 【請求項９】 インク組成物がインク液滴をインクダク
トから噴射する温度でゾルであり、低温でゲルであり、
前記低温がインク液滴をインクダクトから噴射する温度
と少なくとも１０℃の差があることを特徴とする請求項
１から８のいずれか一項に記載のインク組成物。 - 【請求項１０】 前記低温がインク液滴をインクダクト
から噴射する温度と少なくとも２０℃の差があることを
特徴とする請求項８に記載のインク組成物。 - 【請求項１１】 インク組成物が結晶質基材を含み、前
記基材がトランスシクロヘキサン−１，４−ジメタノー
ル−ジ−１−トルエート、Ｎ−メチルパラトルエンスル
ホン酸、１，４−ブタンジオール−ジ−４−トルエー
ト、１，６−ヘキサンジオール−ジ−４−トルエート、
１，４−ジフェノキシブタン及び２−メチル−１，３−
プロパンジオールとｎ−プロピルイソシアネートをベー
スとするウレタンから構成される群から選択されること
を特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の
インク組成物。 - 【請求項１２】 インク組成物が結合剤としてウレタン
を含有しており、前記ウレタンがシクロヘキシルイソシ
アネートとポリアルコールから誘導されることを特徴と
する請求項１から１０のいずれか一項に記載のインク組
成物。 - 【請求項１３】 ポリアルコールがアルコキシル化グリ
セロール、ペンタエリトリトール及びジトリメチロール
プロパンから構成される群から選択されることを特徴と
する請求項１２に記載のインク組成物。 - 【請求項１４】 ポリアルコールがプロポキシル化グリ
セロールであることを特徴とする請求項１３に記載のイ
ンク組成物。 - 【請求項１５】 溶融インク液滴を被印刷体に転写した
後に被印刷体を後処理する被印刷体の印刷方法であっ
て、インク組成物がゲル化剤を含有していることを特徴
とする前記方法。 - 【請求項１６】 被印刷体を熱後処理することを特徴と
する請求項１５に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL1012549A NL1012549C2 (nl) | 1999-07-09 | 1999-07-09 | Inktsamenstelling voor een smeltbare inkt en een werkwijze voor het bedrukken van een substraat met een dergelijke inktsamenstelling. |
| NL1012549 | 1999-07-09 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2012162687A Division JP2013007039A (ja) | 1999-07-09 | 2012-07-23 | 可融性インク用インク組成物及び前記インク組成物による被印刷体の印刷方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001064556A true JP2001064556A (ja) | 2001-03-13 |
Family
ID=19769529
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000187158A Withdrawn JP2001064556A (ja) | 1999-07-09 | 2000-06-22 | 可融性インク用インク組成物及び前記インク組成物による被印刷体の印刷方法 |
| JP2012162687A Pending JP2013007039A (ja) | 1999-07-09 | 2012-07-23 | 可融性インク用インク組成物及び前記インク組成物による被印刷体の印刷方法 |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2012162687A Pending JP2013007039A (ja) | 1999-07-09 | 2012-07-23 | 可融性インク用インク組成物及び前記インク組成物による被印刷体の印刷方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
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| EP (1) | EP1067157B1 (ja) |
| JP (2) | JP2001064556A (ja) |
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| NL (1) | NL1012549C2 (ja) |
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