JP2013256649A - 低分子量アミドゲル化剤およびそれを製造する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基材上に印刷された画像が自己水平化するＵＶ硬化性固体インクの提供。
【解決手段】自己水平化硬化性固体インクであって、硬化性ワックスと、１つ以上のモノマーと、低分子量アミドゲル化剤と、光開始剤と、任意の着色剤と、を含み、前記低分子量アミドゲル化剤が、ダイマー酸とエチレンジアミンとからなり、主鎖の両末端をカルボキシル基とするポリアミドオリゴマーの前記両末端を芳香族モノアルコールでキャッピングしてなる、重量平均分子量約８００〜約２，５００のをポリアミドオリゴマーであることを特徴とする自己水平化硬化性固体インク。
【選択図】なし

Description

本実施形態は、種々の用途においてインクジェット印刷のために使用できる相転移インク組成物に関する。

比較的新しいタイプの相転移インクは、紫外線（ＵＶ）硬化性固体インクである。ＵＶ硬化性固体インクは、室温にてゲル様粘稠性であり、基材上に噴出させるために高温では低粘度液体であることを特徴とする。放出されたインクが基材に衝突する場合に、このインクは、相変化し、液体から、そのより粘稠なゲル粘稠性に戻る。これらのゲルインクは、冷却時に迅速に固化するので、これらのインクは、水または溶媒系インクに優る利点を有し、多くの表面、例えばプラスチック、ボール紙などから湿潤状態を取り除き得る。一旦ゲルインクが、ＵＶ放射線に曝されたら、インクは、硬化して、架橋ポリマーマトリックスを形成し、基材上に非常に硬質で耐久性のマークをもたらす。

インクを水平または展延し、いわゆる「コーデュロイ」作用を低減し、パッケージングのような用途に必要とされる、より均一な光沢を有し、欠損ジェットをマスクし、より薄い層を得ることが所望されている。しかし、従来の水平化方法およびデバイスは、それらの独特の特性のためにゲルインクと共には使用できない。これらのインクは、ペースト様粘稠性を有するので、インクは、硬化前は粘着強度がほとんどない。加えて、インクは、多くの材料に対して良好な親和性を有するように設計される。結果として、インク層を平坦化するための従来の方法は、ＵＶゲルインクを用いて使用される場合に、インクが水平化デバイスに張り付き、粘着性欠陥（すなわちスプリット）を生じ、水平化デバイス上に残留インクを残すので、役に立たない傾向がある。重合された材料は極めて強靭で非降伏性であるため、硬化後にインクを平坦化することもできない。

硬化前にゲル化ＵＶインクを用いて印刷された画像を水平化するための非接触手法が必要とされている。故に、本実施形態は、硬化性ゲルインク、より詳細にはＵＶ硬化性ゲルインク、ならびにこれらのインクを基材上に水平化するために特に採用される方法に関する。

本明細書に例示される実施形態によれば、自己水平化硬化性固体インクが提供され、このインクが、硬化性ワックス、１つ以上のモノマー、低分子量アミドゲル化剤、光開始剤、および任意の着色剤を含み、ここでこの低分子量アミドゲル化剤が、約８００〜約２，５００の重量平均分子量を有し、以下の式を有する。
ｎは１〜１０であり、ここでＲ_１およびＲ_１’はそれぞれ互いに独立して、
からなる群から選択される芳香族基である。

図１は、現在の硬化性固体インクに使用される従来の（メインライン）アミドゲル化剤のレオロジー特性（複素粘度、Ｇ’およびＧ’’対温度）を示すグラフである。 図２は、本実施形態によって製造された低分子量アミドゲル化剤のレオロジー特性（複素粘度、Ｇ’およびＧ’’対温度）を示すグラフである。 図３は、種々の分子量のゲル化剤を含むシアンインクについて、ゲル点および室温粘度傾向対ＥＤＡ：Ｐｒｉｐｏｌ比を示すグラフである。 図４は、本実施形態のアミドゲル化剤の分子量とＴｇとの間の相関を示すグラフである。 図５は、標準硬化性固体インクと、本実施形態によって製造された標準硬化性固体インクとのプリント比較を示す低倍の顕微鏡写真である。 図６は、標準硬化性固体インクに比べて、本実施形態によって製造された標準硬化性固体インクによって提供される印刷された画像の所望の特性を示す拡大顕微鏡写真である。

本実施形態は、一般に、紫外線（ＵＶ）硬化性固体インクに関する。特に、本実施形態は、硬化前に印刷されたインク画像においてインクの自己水平化を可能にする特性を示す硬化性固体インク、およびその製造方法を提供する。これらの硬化性固体インクは、低下した相転移温度、および調整された粘弾性特性を有する低分子量（Ｍｗ）アミドゲル化剤化合物を含み、このことにより、自己水平化能力を付与し、水平化のために物理的接触を必要としないことを見出した。

本実施形態のアミドゲル化剤化合物は、次の通りであるエステル末端処理ポリアミドゲル化剤の一般構造を有する。
式中、ｎは、約０〜約２０、約０〜約１５、または約０〜約１０であり、式中、Ｒ１およびＲ１’はそれぞれ互いに独立に、好適な末端キャッピング基（例えばアルコール、芳香族または芳香族アルコール基）である。一部の実施形態において、ｎは、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、または２０である。いくつかの実施形態において、本実施形態のアミドゲル化剤は、約８００〜約２，５００、または約９００〜約２，４００、または約１，０００〜約２，３００の重量平均分子量（Ｍｗ）を有する。いくつかの実施形態において、本実施形態のアミドゲル化剤は、約５００〜約２，５００、または約７００〜約２，３００、または約９００〜約１，７００の数平均分子量（Ｍｎ）を有する。

一部の実施形態において、Ｒ１およびＲ１’のそれぞれは、互いに独立して、
からなる群から選択される芳香族基である。

本実施形態のアミドゲル化剤化合物は、２工程プロセスから製造される。第１の工程において、アミドゲル化剤前駆体（オルガノアミド）は、以下のスキームに示されるように、２当量のＰｒｉｐｏｌ（Ｃｒｏｄａ Ｉｎｃ．（Ｅｄｉｓｏｎ，Ｎｅｗ Ｊｅｒｓｅｙ）から入手可能）および１当量のエチレンジアミン（ＥＤＡ）を用いて合成される。
式中、ｎは０〜約２０、約０〜約１５、または約０〜約１０であってもよい。

第２の工程において、オルガノアミドは、種々の末端キャップアルコールで末端キャップされて、エステルを製造する。オルガノアミドの調製中、エステル末端処理されたポリアミドゲル化剤のオリゴマーまたはｘ−マーが創出される（最終ゲル化剤中のエステルを製造するための末端キャッピングは、オリゴマー分布を変化させない）。

２工程プロセスから、本明細書に開示されるエステル末端処理されたポリアミドゲル化剤のオリゴマーまたはｘ−マーのブレンドを含むゲル化剤組成物が得られる。ブレンドオリゴマーまたはｘ−マーは、モノマーまたはユニマーを含んでいてもよく、故に本明細書で使用される場合、「オリゴマー」または「ｘ−マー」という用語は、ダイマー、トリマー、テトラマー、ペンタマーなどのような複数のモノマーからなる分子に加えてモノマーまたはユニマーを含む。オリゴマー性アミドゲル化剤組成物は、最適なゲル点および室温粘度を提供して、安定な噴出、および印刷されたインクの制御された透き通しを促進する、区別可能な範囲のオリゴマー（「ｘ−マー」とも称される）を含む。

安定的な噴出は、圧電プリントヘッドにおけるインクの性能を指す、定性的測定である。安定的な噴出の特徴は、一連の周波数２４ｋＨｚ〜４８ｋＨｚにわたる液滴体積（すなわち３０ｐＬ）の均一性を含み、印刷された頁では実線として現れ、印刷された頁で点線として見える場合もあるジェットドロップアウトがほとんどない。制御された透き通しは、生じる「ハロイング」の程度を指し、インクの液体構成成分、例えばモノマー、顔料分散液などが頁からプールし、頁に染み込む。制御された透き通しは、多孔質基材、例えば紙およびボール紙にのみ関連し、非多孔質である、箔またはプラスチックには関連しない。透き通し測定は、濃度計を用いることによって行われ、測定は、印刷された色画像（前面）にて行われ、印刷された頁の裏面と比較される。

いくつかの実施形態において、ゲル化剤オリゴマー混合物組成物は、組み合わせまたは混合物にて、以下の２つ以上（例えば、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２以上）で構成されるオリゴマーのブレンドを含む。ユニマー、ダイマー、トリマー、テトラマー、ペンタマー、ヘキサマー、ヘプタマー、オクタマー、ノナマー、デカマー、ウンデカマー、およびドデカマー。

いくつかの実施形態において、オリゴマー混合物における各オリゴマーの割合は、等モーラーである。一部の実施形態において、オリゴマー性混合物は、１を超えて２０までのｘ−マーを含み、ここでｘは約１〜約１２であり、ｘ−マーは、上記で記載される通りであることができ、上記で列挙されるようなユニマー、ダイマー、トリマーなどを含み、ドデカマーまでを含むことができる。オリゴマー性混合物中に存在するｘ−マーのいずれかの割合は、おおよそ約０．５％〜約５０％、約１０％〜約５０％、および約２０％〜約５０％であってもよい。

第１の工程に使用されるＥＤＡの量を制御することによって、例えばＰｒｉｐｏｌの量に対して使用されるＥＤＡの量を低減することによって、その分布は、より大きな割合で、より低オーダーのｘ−マー（繰り返しユニットｎのより小さい値）を作製するようにシフトされ得る。通常、Ｐｒｉｐｏｌの量に対するＥＤＡの量は、ＥＤＡ：Ｐｒｉｐｏｌモル比として表される。実施形態において、アミドゲル化剤前駆体を合成する際に使用されるＥＤＡ：Ｐｒｉｐｏｌ比は、元々のＥＤＡ：Ｐｒｉｐｏｌ比である１．１：２から、約０．９：２〜約０．０５：２、または約０．８：２〜約０．１０：２、または約０．７５：２〜約０．２５：２に低下させることによって変更される。こうした実施形態において、ｘ−マー組成物としての低分子量アミドゲル化剤混合物の組成物は、より高い割合のｎ＝０（ユニマー）、ｎ＝１（ダイマー）、ｎ＝２（トリマー）種を有する。特定実施形態において、低分子量アミドゲル化剤は、３０〜６０％のｎ＝１（ダイマー）種を含有し、ｎ＝０（ユニマー）、ｎ＝１（ダイマー）、およびｎ＝２（トリマー）の合計は、マトリックス支援レーザー脱離／イオン化法−飛行時間（ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ）質量分析法によって測定される場合に、組成物全体の少なくとも８０％を構成する。

アミドゲル化剤の貯蔵弾性率（Ｇ’）および損失弾性率（Ｇ’’）は、複素粘度のサブコンポーネントであり、ゲルがどの程度ゴム状であり、非弾性であるかの定量的尺度を与える。低分子量のゲル化剤が、低温でＧ’値よりも低いＧ’’値を有することを見出し、これはｔａｎδまたはＧ’’／Ｇ’比に反映される。ゲル点は、Ｇ’’／Ｇ’の交差点として定義される。最適なゲル点は、熱散逸が変動するので、基材に依存する。一部の実施形態に従うインクの最適なゲル点範囲は、周囲室温〜７０℃、またはより好ましくは３０℃〜６０℃、またはより好ましくは４０℃〜５０℃であるが、ゲル点は、これらの範囲外であることができる。ゲル点は、温度段階動粘度測定においてｔａｎデルタ（またはｔａｎδ）が１に等しい点として定義される。Ｔａｎδは、以下の式によって定義されるコンピュータ計算された無単位の値である。
式中、Ｇ’’は、（Ｐａ単位の）粘弾性率または損失弾性率であり、Ｇ’は、（Ｐａ単位の）貯蔵弾性率または弾性率である。さらに、ｔａｎδ比が＜１である場合、Ｇ’’（損失弾性率）がＧ’（貯蔵弾性率）より小さく、この材料がゲルとして定義される。反対に、ｔａｎδ比が＞１である場合、Ｇ’’（損失弾性率）がＧ’（貯蔵弾性率）を超え、材料はもはやゲルではない。Ｔａｎδ＞１が粘稠な（非ゲル）状態であり、Ｔａｎδ＜１は、弾性（ゲル）状態である。

インクのゲル点は、ゲル化剤単独のゲル点によって直接影響を受け、６０〜７０℃の範囲であることができる。さらに、アミドゲル化剤の分子量は、ゲル点を動かす。現在の硬化性固体インクに使用されるゲル化剤に関して、ゲル点は、図１に示されるように７２℃である。本実施形態の低分子量ゲル化剤に関して、ゲル点は、図２に示されるように、５９℃で顕著に低い。特定実施形態において、低分子量ゲル化剤は、約１０℃〜約７０℃、または約４０〜約６９℃、または約４５〜約６５℃のゲル点を有する。

一般に、ＥＤＡ：Ｐｒｉｐｏｌ比が低くなるにつれて、ゲル化剤のゲル点および室温粘度が低くなる。（いくつかの実施形態において、ＥＤＡ：Ｐｒｉｐｏｌ比は、約０．９：２〜約０．０５：２、または約０．８：２〜約０．１：２、または約０．７５：２〜約０．２５：２である。さらなる実施形態において、低分子量アミドゲル化剤のゲル点は、約１０〜約７０、または約４０〜約６９、または約４５〜約６５である。こうした実施形態において、低分子量アミドゲル化剤の室温粘度は、約５００ｃｐｓ〜約１０^９ｃｐｓ、または約１０００ｃｐｓ〜約５ｘ１０^８ｃｐｓ、または約１０，０００ｃｐｓ〜約１０^８ｃｐｓである。

硬化性固体インクに使用されるアミドゲル化剤の分子量は、インク粘度に影響を与えることが示されている。種々の分子量分布のアミドゲル化剤をインクに配合して、得られた粘度変化を、図３に示されるように、ゲル点および室温粘度のプロットによって追跡した。Ｔｇ（ガラス転移温度）は、図４に示されるように、ＥＤＡ：Ｐｒｉｐｏｌ比に対してプロットされている。図３および４に示されるように、アミドゲル化剤前駆体のＥＤＡ：Ｐｒｉｐｏｌ比における変動を通して分子量分布プロファイルを注意深く制御することによって、アミドゲル化剤は、インクが自己水平化でき、またはデバイス接触を必要とせずに水平化できる点まで、その弾性を失い始める。

本実施形態のインク組成物は、本明細書に開示される低分子量アミドゲル化剤を含む。本開示はまた、本実施形態の低分子量アミドゲル化剤を含む硬化性インクに関する。

いくつかの実施形態において、インク組成物はさらに、場合により、１つ以上の以下のものを含んでいてもよい。硬化性ワックス、モノマー、着色剤、およびフリーラジカル光開始剤、および非硬化性樹脂（例えば粘度調整剤）。

アミドゲル化剤は、硬化性固体インクにおいて、インクの約１重量％〜約５０重量％、約１重量％〜約３０重量％、約２重量％〜約２０重量％、約５重量％〜約１５重量％、および約５重量％〜約１０重量％の量で存在してもよい。

硬化性ワックスは、硬化性固体インクの総重量の約０．１〜約３０重量％の量で、硬化性固体インク中に存在してもよい。これは、インクの約１重量％〜約３０重量％、約１重量％〜約２０重量％、および約５重量％〜約１０重量％を含む。

特定の実施形態において、硬化性モノマーは、硬化性固体インクの総重量の約５０〜約９５重量％、または約６０〜約９０重量％の量で、硬化性固体インク中に存在してもよい。これは、インクの約５０重量％〜約８０重量％、約６０重量％〜約８０重量％、および約８０重量％〜約９５重量％を含む。

着色剤は、硬化性固体インクの総重量の約０．１重量％〜約１０重量％、約１重量％〜約１０重量％、約５重量％〜約１０重量％、または約１重量％〜約５重量％の量で硬化性固体インク中に存在してもよい。

光開始剤は、硬化性固体インクの総重量の約０．５重量％〜約１５重量％、約５重量％〜約１５重量％、約１重量％〜約１０重量％、約５重量％〜約１０重量％、および約１重量％〜約５重量％の量で、硬化性固体インク中に存在してもよい。

インク組成物は、いずれかの所望のまたは好適な方法によって調製できる。例えば、インクキャリアの各構成成分は、共に混合されることができ、その後この混合物を少なくともその融点、例えば約６０℃〜約１１０℃、８０℃〜約１００℃および８５℃〜約９５℃に加熱する。着色剤は、インク成分を加熱する前またはインク成分を加熱した後に添加されてもよい。顔料が選択された着色剤である場合、溶融混合物は、磨砕機またはボールミル装置での粉砕に供されることができ、インクキャリア中の顔料の分散に影響を与える。次いで加熱された混合物は、約５秒〜約３０分以上撹拌され、実質的に均質で、均一な溶融物が得られ、続いてインクを周囲温度（通常約２０℃〜約２５℃）まで冷却する。インクは周囲温度にて固体である。特定実施形態において、形成プロセス中、それらの溶融状態におけるインクは、モールドに注がれ、次いで冷却され、固化されてインクスティックを形成する。好適なインク調製技術は、参照することでその開示全体が本明細書に組み込まれる米国特許第７，１８６，７６２号明細書に開示される。

本実施形態のインク組成物は、場合により、１つ以上の従来の添加剤をさらに含み、こうした従来の添加剤と関連した既知の機能を活用してもよい。いくつかの実施形態において、本実施形態のインク組成物は、液体硬化性インクであってもよい。いくつかの実施形態において、本実施形態のインク組成物はさらに、追加のゲル化剤を含んでいてもよく、これは硬化性および非硬化性ゲル化剤を含む。

本実施形態の調製された固体インクは、以前に達成された噴出温度、例えば約１００〜約７０℃、または約１００〜約８０℃、約９０〜約７０℃より低い噴出温度を有する。特に、本実施形態はまた、より迅速な相変化特徴、優れた硬化性能、硬化後の増大した硬度、および低収縮特徴を提供する。

本実施形態の固体インクは、周囲室温〜７０℃、または３０〜６０℃、または４０〜５０℃の最適ゲル点を有するが、このゲル点はこれらの範囲外であることができる。本実施形態の差動透き通し値は、０．０１〜０．１５、または０．１０未満（任意単位）の範囲である。差動透き通しおよび光学密度測定は、Ｘ−Ｒｉｔｅ ９３８濃度計（Ｘ−Ｒｉｔｅ（Ｇｒａｎｄ Ｒａｐｉｄｓ，Ｍｉｃｈｉｇａｎ）から入手可能）を用いて行われた。開示された差動透き通し値は、内面透き通しと、１つの紙の裏面透き通しとの差を表す。

本実施形態は、高い反応性および最小収縮を有する低エネルギー紫外線（ＵＶ）硬化性顔料着色固体インクを提供する。本実施形態のこれらのインクは、本実施形態の低分子アミドゲル化剤を含有し、９０℃にて２０ｃＰｓ未満、または９０℃で約２０〜約５ｃＰＳ、または９０℃で約１５〜約８ｃＰｓの範囲の粘度、ならびに３％未満または約１〜３％の収縮値を有するように配合される。本明細書で使用される場合、収縮値は、液体状態から冷却される際のインクの収縮を示す。加えて、これらのインクは、従来の固体インク、例えばＸｅｒｏｘ ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎまたはＯｃｅ Ｎｏｒｔｈ Ａｍｅｒｉｃａから市販されるものよりも相当高い硬化後の硬度を示す。硬化速度および硬化後のベンチマークとなる硬度における顕著な改善が、これらのインクにも見られ、ならびに固化時に構成成分間の適合性が改善される。拡張試験では、非硬化性樹脂の濃度は、５重量％未満、または約１〜約３重量％、または１重量％未満であるべきであることが示された。硬化速度は、硬度対ｓ／ｆｔ単位におけるＵＶ光への曝露期間（Ｆｕｓｉｏｎｓ ＵＶドープされた水銀Ｄ−バルブ，６００Ｗ／ｃｍ）をプロットし、以下の式を適用することによって得られた。
式中、初期の傾きを初期硬化速度として採用する。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タイプに依存して、硬化に使用される特徴的なアウトプットは、約２００ｎｍ〜約４５０ｎｍであってもよい。

本実施形態のインクは、硬化性ワックス、モノマー、本実施形態のゲル化剤オリゴマー混合物組成物、任意の着色剤およびフリーラジカル光開始剤、ならびに場合により５重量％までの非硬化性樹脂、例えば粘度調整剤のブレンドを含んでいてもよい。硬化性ワックス、モノマー、任意の着色剤、およびフリーラジカル光開始剤は、約４０℃未満、または約４０〜約３０℃未満の固体材料であり、ほとんどまたは全く臭いがない。これらの構成成分は、約７０〜約１００℃、または約８０〜約１００℃、または約７０〜約９０℃の範囲の温度にて噴出できるように選択された。故に、これらの固体インクは、これらの温度で約５〜約１５ｃＰ、または約１０〜約１５ｃＰ、または約８〜約１２ｃＰの粘度を有し、高温にて堅牢噴出し、室温では固体であり、多孔質基材上に印刷された液滴の過剰な展延または移動を防止する。印刷後、組成物は、堅牢性の画像を提供するために硬化される。

本実施形態の硬化性固体インクは、約０．１〜約１１または約０．１〜約５、または約０．１〜約３のプレ硬化された硬度を有する。これらのインクは、約８５〜約１００、または約９０〜約９７、または約９３〜約９７のポスト硬化された硬度を有する。硬化性固体構成成分としては、モノマー、硬化性ワックスおよび本実施形態のゲル化剤オリゴマー混合物組成物を含む。硬化性ワックスは、室温（２５℃）で固体であってもよい。ワックスを含むことは、組成物が適用温度から冷却するときに、インク組成物の粘度の増大を促進し得る。硬化性ワックスは、他の構成成分と混和性であり、重合してポリマーを形成するいずれかのワックス構成成分であってもよい。ワックスという用語は、例えば一般にワックスと称される種々の天然、変質天然および合成材料のいずれかを含む。

硬化性ワックスは、例えば組成物の約０．１重量％〜約３０重量％、例えば約０．５重量％〜約２０重量％、または約０．５重量％〜１５重量％の量の組成物中に含まれることができる。

いくつかの実施形態において、インク組成物はさらに、場合により、モノマーを含んでいてもよい。本実施形態に使用され得るモノマーは、実施形態において、参照することで本明細書に組み込まれる米国特許第７，５５９，６３９号明細書に記載されるモノマーである。一部の実施形態において、モノマーは硬化性モノマーである。故に、本実施形態のインクは、本実施形態のゲル化剤オリゴマー混合物組成物、少なくとも１つの硬化性ワックス、少なくとも硬化性モノマー、任意の光開始剤、および任意の着色剤を含んでいてもよい。実施形態において、複数の硬化性液体モノマーは、硬化性相転移インク中に存在する場合、硬化性液体モノマーは、「コモノマー」を指す。コモノマーは、いずれかの好適な硬化性モノマーから選択されてもよい。

実施形態のインク組成物は、ゲル化剤材料、例えばエポキシ−ポリアミド複合体ゲル化剤の溶解性およびゲル化特性のため、第１のコモノマーを含んでいてもよく、これは熱駆動された可逆性のゲル相を有するインクビヒクルを含んだインク組成物を製造するために有用であり、ここでこのインクビヒクルは、硬化性液体モノマー、例えばＵＶ硬化性液体モノマーを含む。こうしたインク組成物のゲル相により、インク液滴を受容基材にピン止めできる。

用語「硬化性モノマー」はまた、組成物に使用されてもよい、硬化性オリゴマーを含むことが意図される。

硬化性モノマーまたはオリゴマーは、様々に、粘度低下剤として、組成物が硬化される場合には結合剤として、接着促進剤として、反応性希釈剤として、および硬化画像の架橋密度を増大できる架橋剤として、機能でき、それによって、硬化された画像の靭性を向上させる。好適なモノマーは、低分子量、低粘度、および低表面張力を有していてもよく、ＵＶ光のような放射線に曝される際に重合を行う官能基を含んでいてもよい。

上述のように、インク組成物はさらに、場合により、開始剤、例えば光開始剤を含んでいてもよい。こうした開始剤は、インクの硬化を補助するために望ましい。実施形態において、放射線、例えばＵＶ光放射線を吸収して、インクの硬化性構成成分の硬化を開始する光開始剤が使用されてもよい。フリーラジカル重合によって硬化されるインク組成物、例えばアクリレート基を含有するまたはポリアミドを含むインクを含有するインク組成物のための光開始剤としては、光開始剤、例えばＣｉｂａからＩＲＧＡＣＵＲＥおよびＤＡＲＯＣＵＲの商標名で販売される、ベンゾフェノン、ベンゾインエーテル、ベンジルケタール、α−ヒドロキシアルキルフェノン、α−アルコキシアルキルフェノン、α−アミノアルキルフェノン、およびアシルホスフィン光開始剤を挙げることができる。

インク組成物に含まれる開始剤の総量は、例えば、インク組成物の約０．５〜約１５重量％、例えば約１〜約１０重量％であってもよい。

放射線硬化性相転移インクは、一般に、少なくとも１つの硬化性モノマー、ゲル化剤、着色剤、および放射線活性化開始剤、特にインクの硬化性構成成分、特に硬化性モノマーの重合を開始する光開始剤を含む。場合により、インク組成物はまた、アミン共力剤を含有でき、それは水素原子を光開始剤に供与でき、それによって重合を開始するラジカル種を形成し、またフリーラジカル重合を阻害する溶解した酸素を消費でき、それによって重合速度を増加させる共開始剤である。一部の実施形態において、インク組成物は、さらに場合により、着色剤を含んでいてもよい。いずれかの所望のまたは有効な着色剤は、着色剤がインクビヒクル中に溶解または分散でき、他のインク構成成分と相溶性である限り、インク組成物に利用されることができ、それらとしては染料、顔料、これらの混合物などが挙げられる。染料より通常、安価で堅牢性の顔料が、硬化性相転移インク組成物に含まれてもよい。多くの染料の色は、硬化段階中に生じる重合プロセスによって、おそらくフリーラジカルによるそれらの分子構造の攻撃から、変更され得る。組成物は、従来のインク着色剤材料、例えばカラーインデックス（Ｃ．Ｉ．）溶媒染料、分散染料、改質酸および直接染料、塩基性染料、硫黄染料、バット染料などと組み合わせて使用できる。

着色剤は、所望の色または色相を得るためにいずれかの所望のまたは有効な量、例えば少なくともインクの約０．１重量％〜約５０重量％、または少なくともインクの約０．２重量％〜約２０重量％、または少なくともインクの約０．５重量％〜約１０重量％でインク中に存在してもよい。

いくつかの実施形態において、インク組成物は、さらに場合により、インクビヒクルまたはキャリアを含んでいてもよい。特定実施形態において、本明細書に開示されるインクビヒクルは、いずれかの好適な硬化性モノマーまたはプレポリマーを含むことができる。硬化性モノマーまたはプレポリマーおよび硬化性ワックスは共に、インクの約５０重量％を超えて、または少なくとも７０重量％、または少なくとも８０重量％を形成できる。

いずれかの好適な基材または記録シートは、普通紙を含むものが利用できる。

いくつかの実施形態によれば、画像をジェット印刷する方法が提供され、硬化性固体インクをプリント基材に噴出して、画像を形成する工程、およびこの画像を放射線に曝して、プリント基材上の硬化性固体インクを硬化する工程を含み、ここでこの硬化性固体インクは、硬化性ワックス、任意の非硬化性構成成分、１つ以上のモノマー、任意の着色剤、本実施形態のゲル化剤オリゴマー混合物組成物および光開始剤を含む。

実施例１Ａ
低分子量オルガノアミド前駆体（０．２５：２ＥＤＡ：Ｐｒｉｐｏｌ）の合成
ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）パドル、滴下漏斗、Ｄｅａｎ−Ｓｔａｒｋトラップ、還流冷却器、熱電対プローブを備えた１Ｌケトルに、Ｐｒｉｐｏｌ１００９（ダイマー酸，酸価＝１９４ｍｇＫＯＨ／ｇ、Ｃｏｇｎｉｓ Ｃｏｒｐ．から入手可能）（４５４．２７ｇ，７８５ｍｍｏｌ）を添加した。このケトルをアルゴンでパージし、撹拌しながら９０℃に加熱した。次に、エチレンジアミン（６．５５ｍｌ，９８ｍｍｏｌ、Ｈｕｎｔｓｍａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｒｐ．から入手可能）を、滴下漏斗に添加し、５〜１０分かけて徐々にＰｒｉｐｏｌに滴下した。このケトルを、コットンウールおよび箔で包み、温度を維持して、１２０℃に加熱し、次いで１５０℃まで上昇させ、最終的に１７０℃にし、４時間半の間保持した。水副生成物をＤｅａｎ−Ｓｔａｒｋトラップに回収した。４．５時間後、反応器内容物を箔パンに注ぎ、冷却し、固化した。オルガノアミドが、金色の粘稠液体として単離された（酸価＝１６８．７２ｍｇ／ｇ）。

実施例１Ｂ
オルガノアミド前駆体（０．２５：２ＥＤＡ：Ｐｒｉｐｏｌ）を用いる低分子量アミドゲル化剤の合成
４−ブレードのスチールインペラ、バッフル、および冷却器を備えた２ＬのステンレススチールＢｕｃｈｉ反応器に、低分子量オルガノアミド（４２３．４ｇ，酸価＝１６８．７２，４２３．４ｍｍｏｌ）を、添加ポートを介して添加し、ヒートガンを用いて材料を溶融させた。次に、反応器をＮ_２ガスで、３ＳＣＦＨ（標準毎時立方フィート）流量にてパージし、２１０℃に加熱し、４５０ＲＰＭでの混合を始動した。次に、２−フェノキシエタノール（２１１ｇ，１５２７ｍｍｏｌ，Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）およびＦａｓｃａｔ４１００（０．４２ｇ，２ｍｍｏｌ，Ａｒｋｅｍａ Ｉｎｃ．）を、ビーカー中でプレ混合し、反応に添加した。反応ポートを閉じ、反応を２１０℃で３時間保持した。３時間後、１５ｇのさらなる２−フェノキシエタノールを添加し、反応をさらに４時間継続させた。反応が完了した後、溶融したゲル化剤生成物を箔パンに放出し、室温まで冷却させた。生成物は琥珀色ゼリーであった。酸価＝０．６５。

実施例２Ａ
低分子量オルガノアミド前駆体（０．６：２ＥＤＡ：Ｐｒｉｐｏｌ）（ＮＣ１０４９ＮＣ３０８９０−２１を使用）の合成
ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）パドル、滴下漏斗、Ｄｅａｎ−Ｓｔａｒｋトラップ、還流冷却器、熱電対プローブを備えた１Ｌケトルに、Ｐｒｉｐｏｌ１００９（ダイマー酸，酸価＝１９４ｍｇＫＯＨ／ｇ、Ｃｏｇｎｉｓ Ｃｏｒｐ．から入手可能）（４５４．３８ｇ，７８５ｍｍｏｌ）を添加した。このケトルをアルゴンでパージし、撹拌しながら９０℃に加熱した。次に、エチレンジアミン（１５．７３ｍｌ，２３６ｍｍｏｌ、Ｈｕｎｔｓｍａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｒｐ．から入手可能）を、滴下漏斗に添加し、５〜１０分かけて徐々にＰｒｉｐｏｌに滴下した。このケトルを、コットンウールおよび箔で包み、温度を維持して、１２０℃に加熱し、次いで１５０℃まで上昇させ、最終的に１７０℃にし、４時間半の間保持した。水副生成物をＤｅａｎ−Ｓｔａｒｋトラップに回収した。４．５時間後、反応器内容物を箔パンに注ぎ、冷却し、固化した。オルガノアミドが、金色の粘稠半固体として単離された（酸価＝１３３．６８ｍｇ／ｇ）。

実施例２Ｂ
オルガノアミド前駆体（０．６：２ＥＤＡ：Ｐｒｉｐｏｌ）を用いる低分子量アミドゲル化剤の合成
４−ブレードのスチールインペラ、バッフル、および冷却器を備えた２ＬのステンレススチールＢｕｃｈｉ反応器に、低分子量オルガノアミド（４５４．７ｇ，酸価＝１３３．６８，５４２ｍｍｏｌ）を、添加ポートを介して添加し、ヒートガンを用いて材料を溶融させた。次に、反応器をＮ_２ガスで、３ＳＣＦＨ（標準毎時立方フィート）流量にてパージし、２１０℃に加熱し、４５０ＲＰＭでの混合を始動した。次に、２−フェノキシエタノール（１８０ｇ，１３００ｍｍｏｌ，Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）およびＦａｓｃａｔ４１００（０．４５ｇ，２ｍｍｏｌ，Ａｒｋｅｍａ Ｉｎｃ．）を、ビーカー中でプレ混合し、反応に添加した。反応ポートを閉じ、反応を２１０℃で３時間保持した。３時間後、１４．５ｇのさらなる２−フェノキシエタノールを添加し、反応をさらに４時間継続させた。反応が完了した後、溶融したゲル化剤生成物を箔パンに放出し、室温まで冷却させた。生成物は、金色の軟質ゲルであった。酸価＝３．４４。

実施例３Ａ
低分子量オルガノアミド前駆体（０．７５：２ＥＤＡ：Ｐｒｉｐｏｌ）の合成
ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）パドル、滴下漏斗、Ｄｅａｎ−Ｓｔａｒｋトラップ、還流冷却器、熱電対プローブを備えた１Ｌケトルに、Ｐｒｉｐｏｌ１００９（ダイマー酸，酸価＝１９４ｍｇＫＯＨ／ｇ、Ｃｏｇｎｉｓ Ｃｏｒｐ．から入手可能）（４００．８１ｇ，６９３ｍｍｏｌ）を添加した。このケトルをアルゴンでパージし、撹拌しながら９０℃に加熱した。次に、エチレンジアミン（１７．３５ｍｌ，２６０ｍｍｏｌ、Ｈｕｎｔｓｍａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｒｐ．から入手可能）を、滴下漏斗に添加し、５〜１０分かけて徐々にＰｒｉｐｏｌに滴下した。このケトルを、コットンウールおよび箔で包み、温度を維持して、１２０℃に加熱し、次いで１５０℃まで上昇させ、最終的に１７０℃にし、４時間半の間保持した。水副生成物をＤｅａｎ−Ｓｔａｒｋトラップに回収した。４．５時間後、反応器内容物を箔パンに注ぎ、冷却し、固化した。オルガノアミドが、金色の粘稠半固体材料として単離された（酸価＝１２３．６３ｍｇ／ｇ）。

実施例３Ｂ
オルガノアミド前駆体（０．７５：２ＥＤＡ：Ｐｒｉｐｏｌ）を用いる低分子量アミドゲル化剤の合成
４−ブレードのスチールインペラ、バッフル、および冷却器を備えた２ＬのステンレススチールＢｕｃｈｉ反応器に、低分子量オルガノアミド（４０５ｇ，酸価＝１２３．２６，４４５ｍｍｏｌ）を、添加ポートを介して添加し、ヒートガンを用いて材料を溶融させた。次に、反応器をＮ_２ガスで、３ＳＣＦＨ（標準毎時立方フィート）流量にてパージし、２１０℃に加熱し、４５０ＲＰＭでの混合を始動した。次に、２−フェノキシエタノール（１５０ｇ，１０８６ｍｍｏｌ，Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）およびＦａｓｃａｔ４１００（０．４２ｇ，２ｍｍｏｌ，Ａｒｋｅｍａ Ｉｎｃ．）を、ビーカー中でプレ混合し、反応に添加した。反応ポートを閉じ、反応を２１０℃で５時間保持した。反応が完了した後、溶融したゲル化剤生成物を箔パンに放出し、室温まで冷却させた。生成物は、琥珀色の軟質ゲルであった。酸価＝１．３７。

実施例４Ａ
低分子量オルガノアミド前駆体（０．８：２ＥＤＡ：Ｐｒｉｐｏｌ）の合成
ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）パドル、滴下漏斗、Ｄｅａｎ−Ｓｔａｒｋトラップ、還流冷却器、熱電対プローブを備えた１Ｌケトルに、Ｐｒｉｐｏｌ１００９（ダイマー酸，酸価＝１９４ｍｇＫＯＨ／ｇ、Ｃｏｇｎｉｓ Ｃｏｒｐ．から入手可能）（４５０．５４ｇ，７７９ｍｍｏｌ）を添加した。このケトルをアルゴンでパージし、撹拌しながら９０℃に加熱した。次に、エチレンジアミン（２０．８ｍｌ，３１２ｍｍｏｌ、Ｈｕｎｔｓｍａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｒｐ．から入手可能）を、滴下漏斗に添加し、５〜１０分かけて徐々にＰｒｉｐｏｌに滴下した。このケトルを、コットンウールおよび箔で包み、温度を維持して、１２０℃に加熱し、次いで１５０℃まで上昇させ、最終的に１７０℃にし、４時間半の間保持した。水副生成物をＤｅａｎ−Ｓｔａｒｋトラップに回収した。４．５時間後、反応器内容物を箔パンに注ぎ、冷却し、固化した。オルガノアミドが、金色の粘稠半固体材料として単離された（酸価＝１１２．２２ｍｇ／ｇ）。

実施例４Ｂ
オルガノアミド前駆体（０．８：２ＥＤＡ：Ｐｒｉｐｏｌ）を用いる低分子量アミドゲル化剤の合成
４−ブレードのスチールインペラ、バッフル、および冷却器を備えた２ＬのステンレススチールＢｕｃｈｉ反応器に、低分子量オルガノアミド（４４０ｇ，酸価＝１１２．２２，４４０ｍｍｏｌ）を、添加ポートを介して添加し、ヒートガンを用いて材料を溶融させた。次に、反応器をＮ_２ガスで、３ＳＣＦＨ（標準毎時立方フィート）流量にてパージし、２１０℃に加熱し、４５０ＲＰＭでの混合を始動した。次に、２−フェノキシエタノール（１４６ｇ，１０５５ｍｍｏｌ，Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）およびＦａｓｃａｔ４１００（０．４５ｇ，２．１ｍｍｏｌ，Ａｒｋｅｍａ Ｉｎｃ．）を、ビーカー中でプレ混合し、反応に添加した。反応ポートを閉じ、反応を３時間２１０℃で保持した。３時間後、１５ｇのさらなる２−フェノキシエタノールを添加し、反応をさらに４時間継続させた。反応が完了した後、溶融したゲル化剤生成物を箔パンに放出し、室温まで冷却させた。生成物は、琥珀色の軟質ゲルであった。酸価＝０．６５。

実施例５Ａ
従来のオルガノアミド前駆体（１．１：２ＥＤＡ：Ｐｒｉｐｏｌ）の合成
１．１２５：２のＥＤＡ：Ｐｒｉｐｏｌ比を用いる従来のアミドゲル化剤前駆体を次のように調製した。バッフルおよび４−ブレードインペラを備えた２Ｌのステンレススチール反応器に、Ｐｒｉｐｏｌ１００９ダイマー二酸（Ｃｏｇｎｉｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）（７０３．１ｇ，酸価＝１９４ｍｇ／ｇ，１２１５ｍｍｏｌ）を添加した。反応器を、アルゴンでパージし、９０℃で加熱し、インペラを４００ＲＰＭで回転させた。次に、エチレンジアミン（Ｈｕｎｔｓｍａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，２１．９ｇ，３６４ｍｍｏｌ）を、１５分かけて反応器に直接フィードラインを通して徐々に添加した。反応器温度は９５℃に設定した。次に、反応器温度を２８０分にわたって１６５℃まで上昇させ、１６５℃で１時間保持した。最終的に、溶融オルガノアミド生成物を箔パンに放出し、室温に冷却した。生成物は、琥珀色固体樹脂であった。酸価：１３３．７。

実施例５Ｂ
従来のオルガノアミド前駆体を用いる従来のアミドゲル化剤の合成
従来のアミドゲル化剤は、次のように、上記実施例にて調製された従来のオルガノアミド前駆体から調製された。４−ブレードのスチールインペラ、バッフル、および冷却器を備えた２ＬのステンレススチールＢｕｃｈｉ反応器に、従来のオルガノアミド（７１１．８ｇ，酸価＝１３３．７，６１４．６５ｍｍｏｌ）を、添加ポートを介して添加し、ヒートガンを用いて材料を溶融させた。次に、反応器をＮ_２ガスで、３ＳＣＦＨ（標準毎時立方フィート）流量にてパージし、２１０℃に加熱し、４５０ＲＰＭでの混合を始動した。次に、２−フェノキシエタノール（２８１．２ｇ，２０３５．４ｍｍｏｌ，Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）およびＦａｓｃａｔ４１００（０．７０ｇ，３．４ｍｍｏｌ，Ａｒｋｅｍａ Ｉｎｃ．）を、ビーカー中でプレ混合し、反応に添加した。反応ポートを閉じ、反応を２１０℃で２．５時間保持した。２．５時間後、反応ポートを開き、２７．５ｇのさらなるフェノキシエタノールを添加し、反応を４時間行った。反応が完了した後、溶融したゲル化剤生成物を箔パンに放出し、室温まで冷却させた。生成物は、琥珀色の堅いゲルであった。酸価＝３．９。

得られたゲル化剤（実施例１Ｂ〜５Ｂから）および対応する特性を、以下の表１に列挙する。

試験
ＤＳＣ測定
ＤＳＣ測定は、種々のＥＤＡ：Ｐｒｉｐｏｌ比を有するゲル化剤について行った。図４に示されるように、ゲル化剤分子量とゲル化剤Ｔｇとの間には直接相関がある。

表２および３は、標準ゲル化剤を用いる硬化性固体インクのためのインク配合物、および本実施形態のゲル化剤を用いる硬化性固体インクのためのインク配合物を与える。

印刷されたインク画像
インクは、５つの異なる基材、コーティングされた紙およびコーティングされていない紙の両方およびプラスチック：ＳＧ Ｅｌｉｔｅ（スーパーグロスｅｌｉｔｅコーティングされた紙）、４２００（普通紙）、ＣＸ（Ｃｏｌｏｕｒ Ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｓコーティングされた紙）、ＤＣＥＧ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｌｏｕｒ Ｅｌｉｔｅ Ｇｌｏｓｓコーティングされた紙）、ＳＧ Ｅｌｉｔｅ（Ｓｉｌｋ Ｇｌｏｓｓ Ｅｌｉｔｅコーティングされた紙）およびＢＯＰＰ（二軸配向されたポリプロピレンプラスチックフィルム）上に、Ｔｙｐｈｏｏｎプリントヘッド（Ｘｅｒｏｘ Ｃｏｒｐ．から入手可能）を用いて印刷された。均一性を定性評価するために顕微鏡を通して写真を撮影した。探すべき３つの特定欠陥は、フィルム中のピンホール（湿潤性が劣ることを示す）、不整配列またはドット形式の「モールス符号」ライン（水平化が劣ることを示す）、および印刷されたライン間の白色ギャップ（同様に水平化が劣ることを示す）であった。

図５は、２つのインクの比較を示す低倍の顕微鏡写真である：左に標準分子量アミドゲル化剤（表２）を含有するインク、右に本実施形態の低分子量アミドゲル化剤（表３）を有するインク。本発明のゲルインクは、確実な均一性を示し、印刷されたラインにモールス符号パターンを実質的に示さない。図６は、左の標準分子量アミドゲル化剤に比べて、右の本発明のゲルインクによって得られるシャープな縁部鋭さおよびより平滑なフィルムを示す拡大顕微鏡写真である。

実験データは、標準ゲル化剤単独の％を変更することによっては、同じ水平化結果を得ることができないことを確認した。２つのインクの非接触水平化性能における相違は、低分子量アミドゲル化剤に直接起因する。

Claims (10)

1. 自己水平化硬化性固体インクであって、
   硬化性ワックスと、
   １つ以上のモノマーと、
   低分子量アミドゲル化剤と、
   光開始剤と、
   任意の着色剤と、を含み、前記低分子量アミドゲル化剤は、約８００〜約２，５００の重量平均分子量を有し、以下の式、
   を有し、ｎは１〜１０であり、Ｒ_１およびＲ_１’は、それぞれ互いに独立して、
   からなる群から選択される芳香族基である、インク。
2. 前記低分子量アミドゲル化剤が、約９００〜約２，４００の重量平均分子量を有する、請求項１に記載の自己水平化硬化性固体インク。
3. 前記低分子量アミドゲル化剤が、約５００〜約２，５００の数平均分子量を有する、請求項１に記載の自己水平化硬化性固体インク。
4. 前記１つ以上のモノマーが、前記硬化性固体インクの総重量の約５０〜約９５重量％の量で、前記硬化性固体インク中に存在する、請求項１に記載の自己水平化硬化性固体インク。
5. 前記低分子量アミドゲル化剤が、前記硬化性固体インクの総重量の約１〜約３０重量％の量で、前記硬化性固体インク中に存在する、請求項１に記載の自己水平化硬化性固体インク。
6. 非硬化性構成成分をさらに含み、前記非硬化性構成成分が、エトキシル化オクチルフェノール誘導体を含む、請求項１に記載の自己水平化硬化性固体インク。
7. 前記低分子量アミドゲル化剤のゲル点が、約３５℃〜約７０℃である、請求項１に記載の自己水平化硬化性固体インク。
8. 前記低分子量アミドゲル化剤の室温粘度が、約１，０００ｃＰ〜約４ｘ１０^８ｃＰである、請求項１に記載の自己水平化硬化性固体インク。
9. 約２０℃〜約７０℃のゲル点を有する、請求項１に記載の自己水平化硬化性固体インク。
10. 画像をジェット印刷する方法であって、
    自己水平化硬化性固体インクをプリント基材上に噴出して、画像を形成する工程と
    前記自己水平化硬化性固体インクと物理的に接触することなく前記画像を水平化する工程と、
    前記画像を放射線に曝して、前記プリント基材上の前記自己水平化硬化性固体インクを硬化させる工程と、を含み、前記自己水平化硬化性固体インクが、硬化性ワックスと、１つ以上のモノマーと、ゲル化剤オリゴマー混合物組成物と、光開始剤と、および任意の着色剤と、を含み、前記低分子量アミドゲル化剤が、約８００〜約２，５００の重量平均分子量を有し、以下の式、
    を有し、式中、ｎは１〜１０であり、式中、Ｒ_１およびＲ_１’はそれぞれ、互いに独立して、
    からなる群から選択される芳香族基である、方法。