JP2007154189A - 相変化型インク - Google Patents
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Abstract
【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し、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1.03〜約3.0の多分散度と、高分子量端の方に歪んだ非対称形の分子量分布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である。
【選択図】なし
Description
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15、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。p,q,rは、多岐にわたる実施の形態では15〜60または26〜45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。
中心モーメント μ2=856
中心モーメント μ3=−4122
粗モーメント μ1’=890
粗モーメント μ2’=7.93E+05
粗モーメント μ3’=7.08E+08
標準偏差 σ=29.2
歪度 γ1=−0.165
中心モーメント μ2=681
中心モーメント μ3=−4536
粗モーメント μ1’=888
粗モーメント μ2’=7.9E+05
粗モーメント μ3’=7.03E+08
標準偏差 σ=26.1
歪度 γ1=−0.255
(C)R3とR3’は、各々他とは独立に、(i)アルキル基、(ii)アリール基、(iii)アリールアルキル基、または(iv)アルキルアリール基であり、(D)XとX’は、各々他とは独立に、(i)直接結合、(ii)酸素原子、(iii)硫黄原子、(iv)式−NR40−(式中、R40は水素原子、アルキル基、アリール基、アリールアルキル基またはアルキルアリール基)で示される基、または(v)式−CR50R60−(式中、R50とR60は、各々他とは独立に、水素原子、アルキル基、アリール基、アリールアルキル基またはアルキルアリール基)で示される基であり、そして(E)ZとZ’は、各々他とは独立に、(i)水素原子、(ii)ハロゲン原子、(iii)ニトロ基、(iv)アルキル基、(v)アリール基、(vi)アリールアルキル基、(vii)アルキルアリール基、(viii)下記式(式中、R70は、アルキル基、アリール基、アリールアルキル基、アルキルアリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アリールアルキルオキシ基、アルキルアリールオキシ基、ポリアルキレンオキシ基、ポリアリーレンオキシ基、ポリアリールアルキレンオキシ基、ポリアルキルアリーレンオキシ基、複素環基、シリル基、シロキサン基、ポリシリレン基、またはポリシロキサン基)で示される基、
(ix)式−SO2R80(式中、R80は、水素原子、アルキル基、アリール基、アリールアルキル基、アルキルアリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アリールアルキルオキシ基、アルキルアリールオキシ基、ポリアルキレンオキシ基、ポリアリーレンオキシ基、ポリアリールアルキレンオキシ基、ポリアルキルアリーレンオキシ基、複素環基、シリル基、シロキサン基、ポリシリレン基、またはポリシロキサン基)で示されるスルフォニル基、または(x)式−PO3R90(式中、R90は、水素原子、アルキル基、アリール基、アリールアルキル基、アルキルアリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アリールアルキルオキシ基、アルキルアリールオキシ基、ポリアルキレンオキシ基、ポリアリーレンオキシ基、ポリアリールアルキレンオキシ基、ポリアルキルアリーレンオキシ基、複素環基、シリル基、シロキサン基、ポリシリレン基、またはポリシロキサン基)で示されるホスホニル基である。
(c)アルキレンオキシ基、アリーレンオキシ基、アリールアルキレンオキシ基、またはアルキルアリーレンオキシ基、または(d)下記式(式中R4は、アルキル基、アリール基、アリールアルキル基またはアルキルアリール基)で示される基である。
または(2)少なくとも2個の下記式で示される色原体部分基と化合物を形成する能力がある含金属部分基であり、
zは、前記金属と結合した下記式で示される色原体部分基の数を示す整数で、少なくとも2であり、
R1,R2,R3,およびR4各々は、他とは独立に、(i)水素原子、(ii)アルキル基、(iii)アリール基、(iv)アリールアルキル基、または(v)アルキルアリール基であり、R1とR2は結合して環の形成が可能で、R3とR4も結合して環の形成が可能で、R1,R2,R3,およびR4各々は、中心構造のフェニル環に結合可能で、aとb各々は、他とは独立に、0、1、2、または3の整数であり、cは、0、1、2、3または4の整数であり、各R5,R6,およびR7は、他とは独立に、(i)アルキル基、(ii)アリール基、(iii)アリールアルキル基、(iv)アルキルアリール基、(v)ハロゲン原子、(vi)エステル基、(vii)アミド基、(viii)スルホン基、(ix)アミン基またはアンモニウム基、(x)ニトリル基、(xi)ニトロ基、(xii)水酸基、(xiii)シアノ基、(xiv)ピリジンまたはピリジニウム基、(xv)エーテル基、(xvi)アルデヒド基、(xvii)ケトン基、(xviii)カルボニル基、(xix)チオカルボニル基、(xx)サルフェート基、(xxi)スルフィド基、(xxii)スルホキシド基、(xxiii)ホスフィンまたはホスホニウム基、(xxiv)ホスフェート基、(xxv)メルカプト基、(xxvi)ニトロソ基、(xxvii)アシル基、(xxviii)酸無水物基、(xxix)アジド基、(xxx)アゾ基、(xxxi)シアネート基、(xxxii)イソシアネート基、(xxxiii)チオシアネート基、(xxxiv)イソチオシアネート基、(xxxv)ウレタン基、または(xxxvi)尿素基であり、R5、R6、およびR7は各々は、中心構造のフェニル環に結合可能で、
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撹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時間の間撹拌した後、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、以下の諸成分から調製された。ポリエチレンワックス、Mp=572、Mn=516、Mw=570、MWD=1.10(HT−GPCで測定)(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);ポリエチレンワックス、蒸留して低分子量の方の部分10%を除去したもの、Mp=582、Mn=574、Mw=613、MWD=1.07(HT−GPCで測定)(オクラホマ州タルサのベーカーペトロライト社(Baker Petrolite)から入手);下記式(式中、p,q,rは各々平均の値35を有する)で示され、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(Crompton Corporation)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(Arakawa Chemical Industries(USA)Inc.)から入手);3当量のステアリルイソシアネートとグリセロール系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;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、パートE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)。
インクの多岐にわたる特性を測定した。その結果は下表に示される。粘度(η、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(SS)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2S(Perkin Elmer Lambda 2S)UV/VIS分光測光器を使って吸光度を測定した。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(Rheometrics Solid Analyzer)(RSA II)を使ってダイナミックメカニック分析で測定した。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。
インク2、3、および4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噴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(K-Proofer)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によって証拠立てられており、プリンタ操作温度をより低くする利点を証明している。
インク1〜7は、ゼロックス(XEROX)(登録商標)フェーザ(PHASER)(登録商標)8400で110℃にて噴出し、すべて成功であった。インク2は、噴出と転写・定着性能を広くテストするのに用い、110℃でプリントするように修正されたゼロックス(XEROX)(登録商標)フェーザ(PHASER)(登録商標)8400に装填して、その性能を、標準プリント温度にてゼロックス(XEROX)(登録商標)フェーザ(PHASER)(登録商標)8400でプリントするように商業的に提供されたシアンインクと比較した。結果は以下の表に総括される。この表で「+」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。
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2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2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ーケマ(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。45.26wt%(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);19.50wt%テトラアミド(デラウェア州ニューキャッスルのユニーケマ(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);14.20wt%ステアリ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);11.32wt%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);5.65wt%ウレタン樹脂(3当量のステアリルイソシアネートとグリセロール系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);0.2wt%ナウガード(NAUGUARD)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);0.35wt%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3.52wt%シアン着色剤(米国特許第6,472,523号の実施例V〜XIに開示)。次に、上記の3種の比較例のインクとインク2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、様々な温度で噴出試験を行った。インクの噴出堅牢性は、インクが所与の電圧で適切な噴出重量を達成する能力および/またはある所与の時間の間インクが、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。インク噴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)ある始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、ヘッドと噴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秒間噴出し、当該試験の始動時と終了時双方で生きている噴出孔の数を測定する。噴出失敗%を示す結果は、下表に示される。
さらに2つの追加の比較のためのインク組成物(インクDとインクE)を実施例Iに記載の方法で調製した。これらのインクは、インク1と7に関する比較目的のために使用した。インクに含まれた成分と量は以下の通りであった。
ポリエチレンワックスを含むインクで紙にプリントしたものについては、特に高温条件下でプリントされたものに透き通し(showthrough)現象が生じることが多々ある。インクが紙を通って拡散し、紙の裏側にカラーが見える現象である。この現象を研究するために設計された実験室規模の試験において、インク1、6、7、さらに比較例のインクF、G、H、JをKプリンティングプルーファ(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)に装填し、ハンマーミル(HAMMERMILL)紙上に135℃でプリントした。各インクの組成は次の通りであった。
Claims (5)
- (a)着色剤と、(b)相変化型インクキャリアとを含有し、
前記キャリアが、
(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1.03〜約3.0の多分散度と、高分子量端の方に歪んだ非対称形の分子量分布とを有するポリエチレンワックスと、
を含有することを特徴とする相変化型インク。 - 請求項1に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、高温ゲル浸透クロマトグラフィで試験されるとき、屈折率検出器で検出される信号強度で示される相対量を保持時間(秒)に対して示す曲線であって、絶対値約0.05以上の負の歪度を有する曲線が生成されることを特徴とする相変化型インク。 - 請求項1に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、高温ゲル浸透クロマトグラフィで試験されるとき、屈折率検出器で検出される信号強度で示される相対量を保持時間(秒)に対して示す曲線であって、絶対値約0.8以下の負の歪度を有する曲線が生成されることを特徴とする相変化型インク。 - (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と約1.03〜約3.0の多分散度と高分子量端の方に歪んだ非対称形の分子量分布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の滴を画像パターンで基材に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4に記載の方法において、
前記基材が中間転写部材であり、前記溶融されたインクの滴を前記中間転写部材に画像パターンで噴出させ、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方法。
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