JP2012236986A - 堅牢性の硬化性固体インクおよびそれを用いる方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】硬化性ワックスと;1つ以上のモノマーと;任意の着色剤と;アミドゲル化剤と;光開始剤とを含む、室温で固体であり、溶融インクが基材に適用される高温においては溶融状態である硬化性固体インクおよび低収縮硬化性固体インク。
【選択図】なし
Description
y=m1+m2・(1−exp(−m3・x))
初期硬度=m1
初期傾き=m2・m3
最終硬度=m1+m2
式中、初期傾きは初期硬化速度として採用される。本実施形態のインクは、約130〜約250ft/s、例えば約180〜約250ft/sまたは約200〜約250ft/sの硬化速度を示す。UV硬化性ランプに使用されるバルブのタイプに依存して、硬化のために使用される出力特性は約200nm〜約450nmであってもよい。
式中:
R1は以下であり:
(i)約1個の炭素原子〜約12個の炭素原子、例えば約1個の炭素原子〜約8個の炭素原子、または約1個の炭素原子〜約5個の炭素原子を有するアルキレン基(ここで、アルキレン基は、線状および分岐、飽和および不飽和、環状および非環状の置換および非置換アルキレン基を含む二価の脂肪族基またはアルキル基であり、ここでヘテロ原子、例えば酸素、窒素、硫黄、ケイ素、リン、ホウ素などは、アルキレン基に存在してもよい、または存在しなくてもよい)、
(ii)約1個の炭素原子〜約15個の炭素原子、例えば約3個の炭素原子〜約10個の炭素原子、または約5個の炭素原子〜約8個の炭素原子を有するアリーレン基(ここで、アリーレン基は、置換および非置換アリーレン基を含む二価の芳香族基またはアリール基であり、ここでヘテロ原子、例えば酸素、窒素、硫黄、ケイ素、リン、ホウ素などは、アリーレン基に存在してもよい、または存在しなくてもよい)、
(iii)約6個の炭素原子〜約32個の炭素原子、例えば約6個の炭素原子〜約22個の炭素原子、または約6個の炭素原子〜約12個の炭素原子を有するアリールアルキレン基(ここで、アリールアルキレン基は、置換および非置換のアリールアルキレン基を含む二価のアリールアルキル基であり、ここでアリールアルキレン基のアルキル部分は、線状または分岐、飽和または不飽和の環状または非環状であることができ、ここでヘテロ原子、例えば酸素、窒素、硫黄、ケイ素、リン、ホウ素などは、アリールアルキレン基のアリールまたはアルキル部分のいずれかに存在してもよい、または存在しなくてもよい)、あるいは
(iv)約5個の炭素原子〜約32個の炭素原子、例えば約6個の炭素原子〜約22個の炭素原子、または約7個の炭素原子〜約15個の炭素原子を有するアルキルアリーレン基(ここでアルキルアリーレン基は、置換および非置換のアルキルアリーレン基を含む二価のアルキルアリール基であり、ここでアルキルアリーレン基のアルキル部分は、線状または分岐、飽和または不飽和の環状または非環状であることができ、ここでヘテロ原子、例えば酸素、窒素、硫黄、ケイ素、リン、ホウ素などは、アルキルアリーレン基のアリールまたはアルキル部分のいずれかに存在してもよい、または存在しなくてもよい)、
ここで、置換されたアルキレン、アリーレン、アリールアルキレンおよびアルキルアリーレン基における置換基は、ハロゲン原子、シアノ基、ピリジン基、ピリジニウム基、エーテル基、アルデヒド基、ケトン基、エステル基、アミド基、カルボニル基、チオカルボニル基、スルフィド基、ニトロ基、ニトロソ基、アシル基、アゾ基、ウレタン基、尿素基、これらの混合物などであることができ、ここで2つ以上の置換基は、共に結合して環を形成できる;
R2およびR2’はそれぞれ互いに独立に以下であり:
(i)約1個の炭素原子〜約54個の炭素原子、例えば約1個の炭素原子〜約48個の炭素原子、または約1個の炭素原子〜約36個の炭素原子を有するアルキレン基、
(ii)約5個の炭素原子〜約15個の炭素原子、例えば約5個の炭素原子〜約13個の炭素原子、または約5個の炭素原子〜約10個の炭素原子を有するアリーレン基、
(iii)約6個の炭素原子〜約32個の炭素原子、例えば約7個の炭素原子〜約33個の炭素原子、または約8個の炭素原子〜約15個の炭素原子を有するアリールアルキレン基、または
(iv)約6個の炭素原子〜約32個の炭素原子、例えば約6個の炭素原子〜約22個の炭素原子、または約7個の炭素原子〜約15個の炭素原子を有するアルキルアリーレン基、
ここで、置換されたアルキレン、アリーレン、アリールアルキレン、およびアルキルアリーレン基における置換基は、ハロゲン原子、シアノ基、エーテル基、アルデヒド基、ケトン基、エステル基、アミド基、カルボニル基、チオカルボニル基、ホスフィン基、ホスホニウム基、ホスフェート基、ニトリル基、メルカプト基、ニトロ基、ニトロソ基、アシル基、酸無水物基、アジド基、アゾ基、シアナト基、ウレタン基、尿素基、これらの混合物などであってもよく、ここで2つ以上の置換基は共に結合して環を形成してもよい;
R3およびR3’は互いにそれぞれ独立に以下のいずれかであり:
(a)光開始基、例えば次式の1−(4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オンから誘導される基
次式の1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンから誘導される基
次式の2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オンから誘導される基、
次式のN,N−ジメチルエタノールアミンまたはN,N−ジメチルエチレンジアミンから誘導される基
など、あるいは
(b)次の基:
(i)約2個の炭素原子〜約100個の炭素原子、例えば約3個の炭素原子〜約60個の炭素原子、または約4個の炭素原子〜約30個の炭素原子を有するアルキル基(線状および分岐、飽和および不飽和、環状および非環状の置換および非置換アルキル基を含み、ここでヘテロ原子、例えば酸素、窒素、硫黄、ケイ素、リン、ホウ素などは、アルキル基に存在してもよい、または存在しなくてもよい)、
(ii)約5個の炭素原子〜約100個の炭素原子、例えば約5個の炭素原子〜約60個の炭素原子、または約6個の炭素原子〜約30個の炭素原子を有するアリール基、例えばフェニルなど(置換および非置換アリール基を含み、ここでヘテロ原子、例えば酸素、窒素、硫黄、ケイ素、リン、ホウ素などは、アリール基中に存在してもよく、または存在しなくてもよい)、
(iii)約5個の炭素原子〜約100個の炭素原子、例えば約5個の炭素原子〜約60個の炭素原子または約6個の炭素原子〜約30個の炭素原子を有するアリールアルキル基、例えばベンジルなど(置換および非置換アリールアルキル基を含み、ここでアリールアルキル基のアルキル部分は、線状または分岐、飽和または不飽和の環状または非環状であることができ、ここでヘテロ原子、例えば酸素、窒素、硫黄、ケイ素、リン、ホウ素などは、アリールアルキル基のアリールまたはアルキル部分のいずれかに存在してもよい、または存在しなくてもよい)、または
(iv)約5個の炭素原子〜約100個の炭素原子、例えば約5個の炭素原子〜約60個の炭素原子または約6個の炭素原子〜約30個の炭素原子を有するアルキルアリール基、例えばトリルなど(置換および非置換アルキルアリール基を含み、ここでアルキルアリール基のアルキル部分は、線状または分岐状、飽和または不飽和の環状または非環状であることができ、ここでヘテロ原子、例えば酸素、窒素、硫黄、ケイ素、リン、ホウ素などは、アルキルアリール基のアリールまたはアルキル部分のいずれかに存在してもよい、または存在しなくてもよい)、
ここで、置換されたアルキル、アリールアルキル、およびアルキルアリール基における置換基は、ハロゲン原子、エーテル基、アルデヒド基、ケトン基、エステル基、アミド基、カルボニル基、チオカルボニル基、スルフィド基、ホスフィン基、ホスホニウム基、ホスフェート基、ニトリル基、メルカプト基、ニトロ基、ニトロソ基、アシル基、酸無水物基、アジド基、アゾ基、シアナト基、イソシアナト基、チオシアナト基、イソチオシアナト基、カルボキシレート基、カルボン酸基、ウレタン基、尿素基、これらの混合物などであってもよく、2つ以上の置換基は共に結合して環を形成してもよい;ならびに
XおよびX’は互いにそれぞれ独立に、酸素原子または式NR4の基であり、式中R4は以下である:
(i)水素原子;
(ii)約5個の炭素原子〜約100個の炭素原子、例えば約5個の炭素原子〜約60個の炭素原子、または約6個の炭素原子〜約30個の炭素原子を有する線状および分岐、飽和および不飽和、環状および非環状の置換および非置換アルキル基を含むアルキル基であって、ここでヘテロ原子は、アルキル基に存在してもよく、または存在しなくてもよいアルキル基、
(iii)約5個の炭素原子〜約100個の炭素原子、例えば約5個の炭素原子〜約60個の炭素原子、または約6個の炭素原子〜約30個の炭素原子を有する置換および非置換アリール基を含むアリール基であって、ここでヘテロ原子はアリール基に存在してもよく、または存在しなくてもよいアリール基、
(iv)約5個の炭素原子〜約100個の炭素原子、例えば約5個の炭素原子〜約60個の炭素原子または約6個の炭素原子〜約30個の炭素原子を有する置換および非置換アリールアルキル基を含むアリールアルキル基であって、アリールアルキル基のアルキル部分が、線状または分岐、飽和または不飽和の環状または非環状であってもよく、ここでヘテロ原子は、アリールアルキル基のアリールまたはアルキル部分のいずれかに存在してもよく、または存在していてもよいアリールアルキル基、または
(v)約5個の炭素原子〜約100個の炭素原子、例えば約5個の炭素原子〜約60個の炭素原子または約6個の炭素原子〜約30個の炭素原子を有する置換および非置換アルキルアリール基を含むアルキルアリール基であって、ここでアルキルアリール基のアルキル部分が、線状または分岐、飽和または不飽和の環状または非環状であることができ、ここでヘテロ原子は、アルキルアリール基のアリールまたはアルキル部分のいずれかに存在してもよく、または存在しなくてもよいアルキルアリール基、
ここで置換されたアルキル、アリール、アリールアルキル、およびアルキルアリール基における置換基は、ハロゲン原子、エーテル基、アルデヒド基、ケトン基、エステル基、アミド基、カルボニル基、チオカルボニル基、スルフェート基、スルホネート基、スルホン酸基、スルフィド基、スルホキシド基、ホスフィン基、ホスホニウム基、ホスフェート基、ニトリル基、メルカプト基、ニトロ基、ニトロソ基、スルホン基、アシル基、酸無水物基、アジド基、アゾ基、シアナト基、イソシアナト基、チオシアナト基、イソチオシアナト基、カルボキシレート基、カルボン酸基、ウレタン基、尿素基、これらの混合物などであってもよく、2つ以上の置換基は共に結合して環を形成してもよい。
実施形態において、溶媒染料を利用する。本明細書に使用するのに好適な溶媒染料の例としては、本明細書に開示されるインクキャリアとの相溶性のためにスピリットソルブル染料を挙げることができる。
固体インクの調製
上記で記載されたインク材料(例えば、硬化性ワックス、モノマー、ゲル化剤、任意の着色剤、およびフリーラジカル光開始剤、および任意の非硬化性樹脂)から、多数の無色および着色マゼンタ硬化性固体インクを、本実施形態の予測されない結果を実証するために配合した。
インクビヒクルの硬化前および硬化後硬度を、表2に示されるように、PTC Durometerを用いて得た。参照として、この機器において、市販の固体インクの硬度は約67である。
硬化速度は、UV露光に対する硬度の変動を測定することによって得られた。Dバルブを備えた600WのFusion UV Systems Inc.のLighthammerを使用して、ビヒクルを照射し、特定の露光時間の後の硬度を測定した。硬化時間に対する硬度(s/ft)プロットを使用して、インクビヒクルに関する初期硬化速度を得た。
y=m1+m2・(1−exp(−m3・x))
初期硬度=m1
初期傾き=m2・m3
最終硬度=m1+m2
本実施形態のインクは、固体インクプリントヘッドを備えた変更されたXEROX PHASER印刷機における噴出性の粘度要件を満たす(周波数=36Khz、噴出T=95.0℃、355X464dpi)。
Claims (10)
- 硬化性ワックスと;
1つ以上のモノマーと;
任意の着色剤と;
アミドゲル化剤と;
光開始剤と
を含む硬化性固体インク。 - 前記ゲル化剤が次式を有する化合物である、請求項1に記載の硬化性固体インク
- エトキシル化オクチルフェノール誘導体である非硬化性構成成分をさらに含む、請求項1に記載の硬化性固体インク。
- 約0.1〜約0.5の硬化前硬度を有する、請求項1に記載の硬化性固体インク。
- 約90〜約95の硬化後硬度を有する、請求項1に記載の硬化性固体インク。
- 約70〜約100℃の噴出温度において、約5〜約25の粘度を有する、請求項1に記載の硬化性固体インク。
- 約20〜約27℃で固体である、請求項1に記載の硬化性固体インク。
- 硬化性ワックスと;
任意の非硬化性構成成分と;
1つ以上のモノマーと;
任意の着色剤と;
アミドゲル化剤と;
光開始剤とを含み、前記硬化性固体インクが、90を超える硬化後硬度、および3未満の液体状態からの冷却時の収縮値を有する、方法。 - 70℃超過にて噴出可能な粘度を有する、請求項8に記載の硬化性固体インク。
- 画像をジェット印刷する方法であって:プリント基材上に硬化性固体インクを噴出させて画像を形成する工程;および画像を放射線に曝露し、プリント基板に硬化性固体インクを硬化させる工程であって、
前記硬化性体インクが、インクビヒクル、1つ以上のワックス、および光開始剤を含み、ここで硬化性固体インクが:
硬化性ワックスと;
任意の非硬化性構成成分と;
1つ以上のモノマーと;
任意の着色剤と;アミドゲル化剤と;
光開始剤とを含む、硬化性固体インクであって、前記硬化性固体インクが、90を超える硬化後硬度、および3未満の液体状態からの冷却時に収縮値を有する、インク。
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