JP2014091830A

JP2014091830A - シクロヘキシル系結晶性ゲル化剤を含有する硬化性固体インク

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Publication number: JP2014091830A
Application number: JP2013220964A
Authority: JP
Inventors: Naveen Chopra; ナヴィーン・チョプラ; Barkev Keoshkerian; バルケフ・コーシュケリアン; Vanbesien Daryl; ダリル・ヴァンベシエン; Jenny Eliyahu; ジェニー・エリヤフ; Drappel Stephan; スティーブン・ドラッペル; Banning Jeffrey; ジェフリー・バニング; James M Chappell; ジェームズ・エム・チャペル; Fusheng Xu; フーシェン・スー; Paul J Mcconville; ポール・ジェイ・マコンヴィル
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 2012-11-06
Filing date: 2013-10-24
Publication date: 2014-05-19
Anticipated expiration: 2033-10-24
Also published as: DE102013221785A1; US20140123873A1; JP6157314B2; US9096767B2

Abstract

【課題】室温で固体であり、高温で溶融し、自身で平らになる硬化性固体インクを提供する。
【解決手段】硬化性ワックスと、式Ｉのシクロヘキシル系結晶性ゲル化剤とを含む。

【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に使用することが可能な転相インク組成物に関する。比較的新しい種類の転相インクは、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、室温でゲル状の稠度であり、基材に吐出するための高温では低粘度の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ぶつかると、相が液体から粘性の高いゲル稠度へと再び変化する。これらのゲルインクは冷却するとすばやく固化するため、これらのインクは、水系インクまたは溶媒系インクと比べ、多くの表面（例えば、プラスチック、厚紙など）から水分を除去し得るという利点がある。ゲルインクにＵＶ光をあてると、インクが硬化し、架橋したポリマーマトリックスが生成し、基材の上で、非常に硬く、耐久性のある跡が得られる。

インクを平らにするか、または広げ、いわゆる「コーデュロイ」の影響が低減し、包装のような用途に必要なもっと均一な光沢、マスクのいらない吐出、もっと薄い層を達成するという需要がある。しかし、従来の平らにする方法および機器は、ゲルインクの固有の特性のため、ゲルインクとともに使用することができない。これらのインクはペースト状の稠度を有するため、インクは、硬化前の凝集強度が非常に低い。それに加え、このインクは、多くの材料に対し、良好な親和性を有するように設計される。その結果、インクの層を平坦化するための従来の方法は、ＵＶゲルインクとともに用いると、平らにする機器にインクが固着し、凝集がうまくいかず（すなわち、割れ）、平らにする機器の背後にインクが残るため、うまくいかない傾向が強い。重合した材料は、非常に強靱であり、降伏を起こさないため、インクを硬化させた後にインクを平坦化することはできない。

本明細書に記載する実施形態によれば、硬化性ワックスと、シクロヘキシル系結晶性ゲル化剤（または「結晶性ゲル化剤」と呼ばれる）とを含み、シクロヘキシル系結晶性ゲル化剤は、ｔａｎ δが約０．０８より大きく、融点が約１００℃よりも大きい、自身で平らになる硬化性固体インクが提供される。

図１は、従来のアモルファスオリゴマーゲル化剤２の示差走査熱量測定（ＤＳＣ）を示すグラフである。アモルファスオリゴマーゲル化剤２の構造を以下に示す。
式中、Ｒ_１は、ＣＨ_２ＣＨ_２ＯＣ_６Ｈ_５であり、ｎは、１〜１０の範囲の整数である。
図２は、本実施形態の結晶性アミドゲル化剤１の示差走査熱量測定（ＤＳＣ）を示すグラフである。図３は、従来のアモルファスオリゴマーゲル化剤２と結晶性アミドゲル化剤１のレオロジー特性（複素粘度対温度）を示すグラフである。図４は、結晶性アミドゲル化剤１、アモルファスオリゴマーゲル化剤２、アモルファスオリゴマーゲル化剤３について、貯蔵弾性率（Ｇ’）と損失弾性率（Ｇ”）の重なりを示すグラフである。結晶性アミドゲル化剤１のこれらの値およびｔａｎ δ＝Ｇ”／Ｇ’の大きさは、２種類のアモルファスゲル化剤２および３と比較して、室温でかなり大きい。図５は、従来のアモルファスオリゴマーゲル化剤２のエネルギーを最小化した構造の３Ｄ構造である。図６は、本実施形態の結晶性アミドゲル化剤１のエネルギーを最小化した構造の３Ｄ構造である。図７は、従来の硬化性固体インクと、本実施形態にしたがって製造した硬化性固体インクについて、線均一性について印刷物を比較した結果を示す顕微鏡画像である。図８は、従来の硬化性固体インクと、本実施形態にしたがって製造した硬化性固体インクについて、文字のなめらかさについて印刷物を比較した結果を示す顕微鏡画像である。

固体インク技術は、印刷の可能性を広げ、多くの市場にわたる顧客基盤を拡大し、印刷ヘッド技術、印刷プロセスおよびインク材料を有効に組み合わせることによって容易になるだろう。上述のように、現時点でのインクの選択肢は、首尾良く種々の基材への印刷を行えるが、硬化前にＵＶ硬化性ゲルインクを平らにする非接触性の手法を達成することが依然として必要である。

本実施形態は、一般的に、紫外線（ＵＶ）硬化性固体インクに関する。特に、本実施形態は、硬化前に印刷したインク画像中で、インク自身で平らになることができるような性質を示す硬化性固体インク、およびそれを製造する方法を提供する。ガラス転移温度Ｔｇが約３０℃〜約７５℃、または約５０℃〜約６０℃のアモルファスオリゴマーゲル化剤（例えば、ダイマー酸およびエチレンジアミンに基づく、末端がエステルのオリゴアミド）を含有する従来の硬化性固体インクとは異なり、これらの硬化性固体インクは、融点が９０℃より高く、または約９０℃〜約１５０℃、または約１００℃〜約１２０℃であり、結晶性の挙動を示すアミドゲル化剤化合物を含有する。

本実施形態の硬化性固体インクは、相転移温度を下げ、粘弾性を調整し、自身で平らになる能力に影響を与え、平らにするために物理的な接触を必要としないことが発見された。

本実施形態の結晶性ゲル化剤化合物は、以下の式を有し、

式中、ＸおよびＹは、それぞれ独立して、ＣＨ_２、ＮＨまたはＯであり、ｐおよびｑは、それぞれ独立して、約８〜約２０であり、Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３、Ｒ_４は、それぞれ独立して、Ｈまたは低級アルキル、例えば、メチル、エチル、プロピルである。

ある実施形態では、本開示は、以下の式を有する結晶性ゲル化剤化合物を提供し、

式中、Ｘ、Ｙ、ｐ、ｑ、Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３、Ｒ_４は、それぞれ上に定義されたとおりである。

ある実施形態では、本開示は、ＸがＣＨ_２である結晶性アミドゲル化剤化合物を提供する。特定の実施形態では、本開示は、ＸがＮＨである結晶性尿素ゲル化剤化合物を提供する。特定の実施形態では、本開示は、ＸがＯである結晶性ウレタンゲル化剤化合物を提供する。特定の実施形態では、本開示は、ＹがＣＨ_２である結晶性アミドゲル化剤化合物を提供する。特定の実施形態では、本開示は、ＹがＮＨである結晶性尿素ゲル化剤化合物を提供する。特定の実施形態では、本開示は、ＹがＯである結晶性ウレタンゲル化剤化合物を提供する。特定の実施形態では、Ｘは、Ｙと同じである。

ある実施形態では、本開示は、Ｒ_１およびＲ_２が、それぞれ独立してＨまたはメチルであるシクロヘキシル系結晶性ゲル化剤化合物を提供する。特定の実施形態では、本開示は、Ｒ_１のそれぞれいずれかがＨであるシクロヘキシル系結晶性ゲル化剤化合物を提供する。特定の実施形態では、本開示は、Ｒ_２のそれぞれいずれかがＨであるシクロヘキシル系結晶性ゲル化剤化合物を提供する。特定の実施形態では、本開示は、Ｒ_３がメチルであるシクロヘキシル系結晶性ゲル化剤化合物を提供する。特定の実施形態では、本開示は、Ｒ_４がメチルであるシクロヘキシル系結晶性ゲル化剤化合物を提供する。

ある実施形態では、本開示は、ｐが約１０〜約１８、または約１２〜約１６であるシクロヘキシル系結晶性ゲル化剤化合物を提供する。一実施形態では、ｐは、約１４である。特定の実施形態では、本開示は、ｑが約１０〜約１８、または約１２〜約１６である、シクロヘキシル系結晶性ゲル化剤化合物を提供する。一実施形態では、ｑは約１４である。

一実施形態では、本開示は、以下の式を有する結晶性アミドゲル化剤化合物を提供する。

一実施形態では、本開示は、以下の式を有する結晶性尿素ゲル化剤化合物を提供する。

一実施形態では、本開示は、以下の式を有する結晶性ウレタンゲル化剤化合物を提供する。

具体的な実施形態では、本開示は、以下の式を有する結晶性アミドゲル化剤化合物を提供する。

さらに具体的な実施形態では、本開示は、以下の式を有する結晶性アミドゲル化剤化合物を提供する。

具体的な実施形態では、本開示は、以下の式を有する結晶性ウレタンゲル化剤化合物を提供する。

さらに具体的な実施形態では、本開示は、以下の式を有する結晶性ウレタンゲル化剤化合物を提供する。

具体的な実施形態では、本開示は、以下の式を有する結晶性尿素ゲル化剤化合物を提供する。

さらに具体的な実施形態では、本開示は、以下の式を有する結晶性尿素ゲル化剤化合物を提供する。

約１当量のジアミンと約２当量の酸の反応によって、式Ｉの結晶性アミドゲル化剤を調製することができる。約１当量のジアミンと約２当量のシアネートの反応によって、式Ｉの結晶性尿素ゲル化剤を調製することができる。約１当量のジアミンと約２当量のアルコールの反応によって、式Ｉの結晶性ウレタンゲル化剤を調製することができる。適切なジアミンとしては、ｔｒａｎｓ−１，２−ジアミノシクロヘキサンが挙げられる。適切な酸としては、イソステアリン酸が挙げられる。

具体的な実施形態では、本実施形態の結晶性アミドゲル化剤化合物を以下の一般的なスキームから調製することができる。

具体的な実施形態では、本実施形態の結晶性尿素ゲル化剤化合物を以下の一般的なスキームから調製することができる。

具体的な実施形態では、本実施形態の結晶性ウレタンゲル化剤化合物を以下の一般的なスキームから調製することができる。

安定な吐出は、圧電式印刷ヘッド中のインクの性能を指す定性的な測定値である。安定な吐出の特徴としては、２４ｋＨｚ〜４８ｋＨｚの周波数範囲にわたる液滴の容積の均一性（すなわち、３０ｐＬ）が挙げられ、印刷したページの上にある実線から明らかであり、印刷したページの上に点線として見ることができる吐出の脱落がほとんどないか、全くない。制御された透き通しとは、インクの液体成分（例えば、モノマー、顔料分散物など）が外側にたまり、ページにしみこむことが起こる「ハローイング」の程度を指す。制御された透き通しは、多孔性基材（例えば、紙および厚紙）にのみ関係があるが、多孔性ではない箔またはプラスチックには関係がない。透き通しの測定は、分光濃度計を用いることによって行われ、測定は、印刷したカラー画像（前側）で行われ、印刷したページの背面側と比較する。

「結晶性アミドゲル化剤」の具体例も捕捉する結晶性ゲル化剤の貯蔵弾性率（Ｇ’）および損失弾性率（Ｇ”）は、複素粘度の副次的な要素であり、ゲルがどのようにゴム状になり、弾力を失うかについての定量的な測定値を与える。低分子量ゲル化剤は、低温ではＧ’よりもＧ”値が小さく、このことがｔａｎ δまたはＧ”／Ｇ’比に反映されることがわかっている。本開示の結晶性ゲル化剤は、室温でのＧ’が約１Ｐａ〜約１００Ｐａであり、９０℃でのＧ’が約１０^−２Ｐａ〜約１０^−５Ｐａであり、室温でのＧ”が約１Ｐａ〜約１００Ｐａであり、９０℃でのＧ”が約１０^−１Ｐａ〜約１０^−３Ｐａである。

ゲル化点は、Ｇ”／Ｇ’の交差点であると定義される。最適なゲル化点は、放熱がさまざまであるため、基材によって変わる。ある実施形態のインクの最適なゲル化点の範囲は、周囲の室温〜７０℃、３０℃〜６０℃、または４０℃〜５０℃であるが、ゲル化点は、これらの範囲からはずれていてもよい。ゲル化点は、温度工程での動的粘度の測定において、タンデルタ（またはｔａｎ δ）が１に等しい温度であると定義される。Ｔａｎ δは、以下の式によって定義される単位がない計算値である。

ここで、Ｇ”は、粘性弾性率または損失弾性率（単位Ｐａ）であり、Ｇ’は、貯蔵弾性率または弾性係数（単位Ｐａ）である。さらに、ｔａｎ δ比が１未満である場合、Ｇ”（損失弾性率）は、Ｇ’（貯蔵弾性率）より小さく、この材料は、ゲルと定義される。逆に、ｔａｎ δ比が１を超える場合、Ｇ”（損失弾性率）は、Ｇ’（貯蔵弾性率）より大きく、この材料は、もはやゲルではない。ｔａｎ δ＞１は、粘性（非ゲル）状態であり、ｔａｎ δ＜１は、弾性（ゲル）状態である。

一般的に、結晶性ゲル化剤は、アモルファスゲル化剤よりもｔａｎ δが大きい。本実施形態の結晶性ゲル化剤は、オリゴマーゲル化剤よりもｔａｎ δが大きい。本実施形態の結晶性ゲル化剤は、ｔａｎ δが約０．０８、１、または約１．３より大きい。特定の実施形態では、結晶性ゲル化剤は、ｔａｎ δが約０．８〜２、約１〜約１．８、または約１〜約１．６）である。具体的な実施形態では、アミドゲル化剤化合物は、ｔａｎ δが約１．４８７である。典型的には、オリゴマーゲル化剤は、ｔａｎ δが約０．０８以下、または約０．０３９〜約０．０５８とかなり低い。本実施形態の結晶性ゲル化剤は、ゴム状ゲルではなく、粘性材料として挙動し、このことは、インク中、自身で平らになる能力と関係がある。

いくつかの実施形態では、インク組成物は、さらに場合により、硬化性ワックス、着色剤、遊離ラジカル光開始剤、非硬化性樹脂（例えば、粘度調整剤）のうち、１種類以上を含んでいてもよい。

結晶性ゲル化剤は、硬化性固体インク中、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５２重量％〜約１５重量％、約５重量％〜約１０重量％の量で存在していてもよい。

硬化性ワックスは、硬化性固体インク中、硬化性固体インクの合計重量の約０．１〜約３０重量％の量で存在していてもよい。この値には、インクの約１重量％〜約３０重量％、約１重量％〜約２０重量％、約５重量％〜約１０重量％が含まれる。

着色剤は、硬化性固体インク中、硬化性固体インクの合計重量の約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％の量で存在していてもよい。

光開始剤は、硬化性固体インク中、硬化性固体インクの合計重量の約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％、約１重量％〜約５重量％の量で存在していてもよい。

インク組成を任意の望ましい方法または適切な方法によって調製することができる。例えば、インク担体のそれぞれの成分を一緒に混合した後、混合物を少なくともその融点まで、例えば、約５０℃〜約１４０℃、７５℃〜約１２０℃、８０℃〜約１００℃まで加熱してもよい。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、着色剤を加えてもよい。顔料が選択された着色剤である場合、溶融した混合物をアトライタまたはボールミル装置で研磨し、インク担体中で顔料を分散させてもよい。次いで、加熱した混合物を約５秒〜約３０分またはそれより長く撹拌し、実質的に均質で均一な溶融物を得て、その後、インクを周囲温度（典型的には、約２０℃〜約２５℃）まで冷却する。このインクは、周囲温度で固体である。具体的な実施形態では、作成プロセス中、溶融状態のインクを型に注ぎ、次いで、冷却し、固化させてインクスティックを作成する。

本実施形態のインク組成物は、さらに場合により、従来の添加剤に関連する既知の機能を利用するために、１種類以上の従来の添加剤を含んでいてもよい。このような添加剤としては、例えば、消泡剤、滑り剤およびレベリング剤、清澄剤、粘度調整剤、接着剤、可塑剤などが挙げられる。存在する場合、任意要素の添加剤は、それぞれ、または組み合わせた状態で、インク中に任意の望ましい量または有効な量で、例えば、約１重量％〜約１０重量％、約５重量％〜約１０重量％、または約３重量％〜約５重量％の量で存在していてもよい。

本実施形態の調製された固体インクは、すでに達成されているものよりも吐出温度が低く、例えば、吐出温度が約１００〜約７０℃、または約１００〜約８０℃、約９０〜約７０℃である。特に、本実施形態は、さらに、もっとすばやい転相性、優れた硬化性能、硬化後の硬度の上昇、低い縮み特性を与える。

本実施形態の固体インクは、最適ゲル化点が周囲温度〜７０℃、または３０〜６０℃、または４０〜５０℃であるが、ゲル化点は、これらの範囲からはずれていてもよい。本実施形態の異なる透き通しの値は、任意単位で０．０１〜０．１５、または０．１０未満である。透き通しの差および最適密度の測定は、Ｘ−Ｒｉｔｅ９３８分光濃度計（Ｘ−Ｒｉｔｅ（ＧｒａｎｄＲａｐｉｄｓ、Ｍｉｃｈｉｇａｎ）から入手可能）を用いて行われた。開示されている透き通しの差の値は、下側の透き通しと、１枚の紙の上側の透き通しとの間の差をあらわす。

本実施形態は、反応性が高く、縮みが最小限である低エネルギー紫外線（ＵＶ）硬化性顔料系固体インクを提供する。本実施形態のこれらのインクは、本実施形態のシクロヘキシル系結晶性ゲル化剤を含み、粘度が９０℃で２０ｃＰ未満、または９０℃で約２０〜約５ｃＰ、または９０℃で約１５〜約８ｃＰであり、縮み値が３重量％未満、または約１〜約３重量％であるように配合される。本明細書で使用する場合、縮み値は、液体状態から冷却したときのインクの縮みを示す。それに加え、これらのインクは、硬化させた後に、従来の固体インク（例えば、ＸｅｒｏｘＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎまたはＯｃｅＮｏｒｔｈＡｍｅｒｉｃａから市販されているもの）よりもかなり大きな硬度を示す。硬化速度および硬化後の基準硬度の顕著な向上は、これらのインクでも示されており、また、固化させたときの成分間の相溶解性の向上も示されている。広範囲にわたる研究から、非硬化性樹脂の濃度が、５重量％未満、または約１〜約３重量％、または１重量％未満であるべきだということが示された。硬化速度は、ＵＶ光をあてた時間（単位ｓ／ｆｔ）（水銀がドープされたＦｕｓｉｏｎｓＵＶＤ球、６００Ｗ／ｃｍ）に対し、硬度をプロットし、以下の式に代入することによって得られた。

ここで、初期傾きは、初期硬化速度として得られる。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硬化性ランプで使用する電球の種類に依存して、硬化に使用する特徴的な出力は、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の組成物、任意要素の着色剤、遊離ラジカル光開始剤のブレンドを含んでいてもよく、場合により、５重量％までの非硬化性樹脂、例えば、粘度調整剤を含んでいてもよい。硬化性ワックス、モノマー、硬化性ワックス、任意要素の着色剤、遊離ラジカル光開始剤は、約４０℃より低い温度で、または約４０℃〜約３０℃より低い温度で固体材料であり、においはほとんどないか、全くない。これらの成分は、約７０〜約１００℃、または約８０〜約１００℃、または約７０〜約９０℃の範囲の温度で吐出を達成するように選択された。したがって、これらの固体インクは、高温で堅牢性の高い状態で吐出され、粘度は、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であり、室温で固体であり、多孔性基材に印刷液滴が過剰に広がるか、または移るのを防ぐ。印刷した後、組成物を硬化させ、堅牢性の高い画像を得る。

本実施形態の硬化性固体インクは、硬化前の硬度が約０．１〜約１１または約０．１〜約５、または約０．１〜約３である。これらのインクは、硬化後の硬度が約８５〜約１００、または約９０〜約９７、または約９３〜約９７である。硬化性固体成分としては、モノマー、硬化性ワックス、本実施形態のゲル化剤オリゴマー混合物の組成物が挙げられる。硬化性ワックスは、室温（２５℃）で固体であってもよい。ワックスを含むと、組成物が塗布温度から冷めるにつれて、インク組成物の粘度上昇を促進するだろう。硬化性ワックスは、他の成分と混和性であり、重合してポリマーを形成すると思われる任意のワックス成分であってもよい。ワックスという用語は、例えば、一般的にワックスと呼ばれる任意のさまざまな天然材料、改質された天然材料、合成材料を含む。

硬化性ワックスは、組成物中に、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％〜約１５重量％の量で含まれていてもよい。

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。このような開始剤は、インクの硬化を助けるために望ましい。いくつかの実施形態では、光（例えば、ＵＶ光）を吸収し、インクの硬化性成分の硬化を開始させる光開始剤を用いてもよい。

光開始剤は、硬化を開始させるために約２００〜約４２０ｎｍの波長の光を吸収してもよいが、もっと長い波長を吸収する開始剤（例えば、５６０ｎｍまでを吸収し得るチタノセン）の使用は、制限なく行われてもよい。

インク組成物中に含まれる開始剤の合計量は、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。

放射線硬化性転相インクは、一般的に、少なくとも１つの硬化性モノマー、ゲル化剤、着色剤、インクの硬化性成分（特に、硬化性モノマー）の重合を開始させる、放射線によって活性化される開始剤（特に、光開始剤）を含む。

場合により、インク組成物は、アミン共力剤を含有していてもよく、アミン共力剤は、光開始剤に水素原子を与えることによって、重合を開始させるラジカル種を生成し、また、遊離ラジカル重合を阻害する溶存酸素を消費することによって、重合速度を高めることもできる共開始剤である。

本明細書に開示するインクのための開始剤は、任意の望ましい波長または有効な波長で、例えば、約４ナノメートル〜約５６０ナノメートル、または約２００ナノメートル〜約５６０ナノメートル、または約２００ナノメートル〜約４２０ナノメートルで光を吸収することができるが、波長は、これらの範囲からはずれていてもよい。

場合により、光開始剤は、転相インク中に任意の望ましい量または有効な量で、例えば、インク組成物の約０．５重量％〜約１５重量％、または約１重量％〜約１０重量％の量で存在するが、この量は、これらの範囲からはずれていてもよい。

いくつかの実施形態では、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。着色剤をインクに溶解または分散させることができ、他のインク成分と相溶性である限り、染料、顔料、これらの混合物などを含め、任意の望ましい着色剤または有効な着色剤をインク組成物に使用してもよい。顔料は、典型的には、染料よりも安価であり、堅牢性が高いが、顔料が硬化性転相インク組成物に含まれていてもよい。多くの染料の色は、硬化段階中に行われる重合プロセスによって変わることがあり、おそらく、遊離ラジカルによって分子構造が攻撃されることによると思われる。この組成物を、例えば、ＣｏｌｏｒＩｎｄｅｘ（Ｃ．Ｉ．）ＳｏｌｖｅｎｔＤｙｅ、ＤｉｓｐｅｒｓｅＤｙｅ、改質したＡｃｉｄａｎｄＤｉｒｅｃｔＤｙｅ、ＢａｓｉｃＤｙｅ、ＳｕｌｐｈｕｒＤｙｅ、ＶａｔＤｙｅなどの従来のインク着色剤材料と組み合わせて使用してもよい。

着色剤は、インク中に、望ましい色または色相を得るのに望ましい任意の量または有効な量で、例えば、インクの少なくとも約０．１重量％〜約５０重量％、または少なくとも約０．２重量％〜約２０重量％、または少なくとも約０．５重量％〜約１０重量％の量で存在していてもよい。

いくつかの実施形態では、インク組成物は、さらに場合により、インク媒剤または担体を含んでいてもよい。具体的な実施形態では、本明細書に開示するインク媒剤は、任意の適切な硬化性モノマーまたはプレポリマーを含んでいてもよい。硬化性モノマーまたはプレポリマーと、硬化性ワックスとを合わせ、インクの約５０重量％以下、または少なくとも７０重量％、または少なくとも８０重量％を形成してもよい。具体的な実施形態では、本明細書に開示するインク媒剤は、任意の適切な光開始剤を含んでいてもよい。

いくつかの実施形態によれば、テキストをジェット印刷するために硬化性固体インクを使用する方法が提供される。このような実施形態では、この方法は、中間基材に対し、硬化性固体インクを吐出し、中間画像を作成することと、中間画像を基材に転写し、転写した画像を作成することと、転写した画像に、約１８０ナノメートル〜約５００ナノメートルの範囲の波長を有する光をあて、硬化性固体インクを硬化させることとを含む。いくつかの実施形態では、吐出工程は、７０℃より高い温度、または約７０℃〜約１００℃で行われる。

本明細書で任意の適切な印刷機器を使用してもよい。本明細書の装置および方法を、マーキング材料を画像の模様になるように中間転写体に塗布するか、または画像を受け入れる基材に直接塗布するのに適した任意の望ましい印刷システムおよびマーキング材料（圧電式インクジェット印刷（室温で液体のインクと、転相インクを両方用いる）、音響インクジェット印刷（室温で液体のインクと、転相インクを両方用いる）、サーマル転写印刷、グラビア印刷など）とともに使用してもよい。例示する目的で、マーキング材料を画像の模様になるように中間転写体に塗布するための圧電式転相インクジェットプリンターを記載する。

直接的に印刷するインクジェットプロセスおよび間接的な（オフセット）印刷インクジェット装置にインクを使用してもよい。本明細書に開示する別の実施形態は、本明細書に開示するインクをインクジェット印刷装置に組み込むことと、インクを溶融させることと、溶融インクの液滴を記録基材の上に画像の模様になるように放出させることとを含むプロセスに関する。本明細書に開示するさらに別の実施形態は、本明細書に開示するインクをインクジェット印刷装置に組み込むことと、インクを溶融させることと、溶融インクの液滴を中間転写体の上に画像の模様になるように放出させることと、画像の模様になったインクを中間転写体から最終的な記録基材に転写することとを含むプロセスに関する。具体的な実施形態では、中間転写体を、最終的な記録シートの温度より高く、印刷装置中の溶融インクの温度よりも低い温度まで加熱する。別の具体的な実施形態では、中間転写体および最終的な記録シートを両方とも加熱し、この実施形態では、中間転写体および最終的な記録シートを、両方とも印刷装置中の溶融インクの温度よりも低い温度まで加熱する。この実施形態では、中間転写体と最終的な記録シートの相対的な温度は、（１）中間転写体を、最終記録基材の温度より高く、印刷装置中の溶融インクの温度よりも低い温度まで加熱する。（２）最終的な記録基材を、中間転写体の温度より高く、印刷装置中の溶融インクの温度よりも低い温度まで加熱する。または（３）中間転写体および最終的な記録シートをほぼ同じ温度まで加熱する。ある具体的な実施形態では、印刷装置は、圧電式振動要素の振幅によってインク液滴を画像の模様になるように放出する圧電式印刷プロセスを使用する。本明細書に開示するインクを、他のホットメルト印刷プロセス、例えば、ホットメルト音響インクジェット印刷、ホットメルト連続流または偏向インクジェット印刷などで利用してもよい。本明細書に開示する転相インクを、ホットメルトインクジェット印刷プロセス以外の印刷プロセスで使用することもできる。

任意の適切な基材または記録シートを使用してもよい。

ある実施形態によれば、印刷基板に対し、硬化性固体インクを吐出して画像を作成することと、画像に光をあて、印刷機材の上にある硬化性固体インクに光をあてることとを含み、硬化性固体インクが、硬化性ワックス、任意要素の非硬化性成分、１種類以上のモノマー、任意要素の着色剤、本実施形態のゲル化剤オリゴマー混合物の組成物、光開始剤を含む、画像をジェット印刷する方法が提供される。

（実施例１）
結晶性ゲル化剤アミド１の合成
１０００ｍＬの３ッ口丸底フラスコに、中央の口に凝集器を取り付け、それぞれ他の２カ所の外側の口にガラス栓を入れ、凝集器の上部からＮ_２を流し、テフロン（登録商標）コーティングした磁石を入れ、これに約１００．０ｇ（０．３５ｍｏｌ）のイソステアリン酸（Ｕｎｉｑｅｍａ製のＰｒｉｓｏｒｉｎｅ３５０５）を加えた。この反応フラスコを１２０℃の油浴にいれ、撹拌を開始した。約５分後、横の管のいずれかを介し、１９．７グラム（０．１７ｍｏｌ、０．５ｅｑ）のｔｒａｎｓ−１，２−ジアミノシクロヘキサン（ＡｌｄｒｉｃｈＣｈｅｍｉｃａｌＣｏｍｐａｎｙ製）を加えた。反応混合物を１２０℃で約１０分間撹拌した。次いで、油浴の温度制御器を１９０℃まで上げ、この温度に達した後、反応混合物を約１時間撹拌した。次いで、凝縮器をガラス栓と置き換え（中央の口）、外側の口のいずれかに蒸留の構成を取り付け、外側の口にＮ_２流を取り付けた。反応混合物を１９０℃でさらに２時間撹拌しつつ、Ｎ_２によって水を留去した。Ｎ_２流を、ガラスピペットを介し、表面より下に穏やかに約１時間バブリングし、はずした。次いで、反応生成物をアルミニウム缶に注ぎ、ゴム状の褐色固体として固化させた。

（実施例２）
レオロジー挙動
結晶性ゲル化剤アミド１のレオロジー特性および熱特性を図２、３、４に示す。

図２は、結晶性アミドゲル化剤１の示差走査熱量測定（ＤＳＣ）を示す。

図３は、アモルファスオリゴマーゲル化剤２および３対結晶性アミドゲル化剤１の複素粘度を示すレオロジープロフィールである。アモルファスオリゴマーゲル化剤２は、重量平均分子量（Ｍｗ）が８００〜２５００、数平均分子量（Ｍｎ）が５００〜２５００の低分子量アミドゲル化剤を含有する。アモルファスオリゴマーゲル化剤３は、重量平均分子量（Ｍｗ）が２５００〜３０００、数平均分子量（Ｍｎ）が１２００〜１７００の中程度の分子量のアミドゲル化剤を含有し、

式中、ｎは、１〜１０であり、Ｒ_１およびＲ_１’は、それぞれフェニルグリコールである。

図４は、２種類のアモルファスオリゴマーゲル化剤２および３対結晶性ゲル化剤１のＧ’およびＧ”の測定値である。結晶性アミドゲル化剤１は、室温ではＧ’値よりもＧ”値の方が大きく、このことがｔａｎ δまたはＧ”／Ｇ’比に反映されることがわかっている。結晶性アミドゲル化剤１は、ｔａｎ δが１．４８７である。アモルファスオリゴマーゲル化剤２および３は、それぞれｔａｎ δが０．０３９および０．０５８である。したがって、結晶性アミドゲル化剤１、ｔａｎ δが、アモルファスオリゴマーゲル化剤２および３（ｔａｎ δ＝０．０３９〜０．０５８）よりもかなり大きい（１．４８７）ことを注記しておく。

（実施例３）
エネルギーを最小化した構造
アモルファスオリゴマーゲル化剤２および３対結晶性アミドゲル化剤１のエネルギーを最小化した構造の分子機構（ＭＭ２）の３Ｄ構造を作成し、これを図５および図６に示す。結晶性アミドゲル化剤１について、もっと広げられた規則的な構造が示されており、結晶性である証拠を裏付けている。

本実施形態のシクロヘキシル系結晶性ゲル化剤は、固有の特性を示すことがわかっている。本実施形態のシクロヘキシル系結晶性ゲル化剤は、高温では低粘度であるが、低温では結晶性であるゴム状固体である。さらに、この材料は、インクに接触せずに平らにすることができる。

（インク配合物）
表１は、標準的なゲル化剤を用いた硬化性固体インクのためのインク配合物を提供する（インクＡ）。表２は、本実施形態の結晶性ゲル化剤を用いた硬化性固体インクのためのインク配合物を提供する（インクＢ）。

印刷したインク画像
Ｔｙｐｈｏｏｎ印刷ヘッド（ＸｅｒｏｘＣｏｒｐ．から入手可能）を用い、２種類異なる基材、コーティングされた紙およびプラスチック：ＳＧＥｌｉｔｅ、すなわち、ＳｉｌｋＧｌｏｓｓＥｌｉｔｅコーティング紙）と、ＢＯＰＰ（二軸配向ポリプロピレンプラスチックフィルム）にインクを印刷した。均一性を定性的に評価するために、顕微鏡によって写真を撮った。探している３種類の具体的な欠陥は、ぼろぼろまたは点線の「モールス信号」線（平らにする性質が低いことの指標である）、印刷した線の間の白いギャップ（平らにする性質が低いことの指標である）であった。

図７および図８は、ＢＯＰＰ基材、二軸配向ポリプロピレン（プラスチックフィルム）の上に印刷した２つのインクの比較結果を示す光学顕微鏡画像であり、片方は、標準的なアミドゲル化剤を含有し（インクＡ、左側）、もう片方は、本実施形態の結晶性アミドゲル化剤を含有する（インクＢ、右側）。図７および図８に示されるように、インクＢは、もっとなめらかな印刷画像を示し、均一性が高く、印刷線の上にモールス信号のパターンは目で見る限り存在しなかった。

Claims

自身で平らになる硬化性固体インクであって、
硬化性ワックスと、
シクロヘキシル系結晶性ゲル化剤とを含み、
前記シクロヘキシル系結晶性ゲル化剤が、ｔａｎ δが約０．０８より大きく、融点が約９０℃より大きい、自身で平らになる硬化性固体インク。
前記シクロヘキシル系結晶性ゲル化剤が、ｔａｎ δが約０．８〜約２である、請求項１に記載の自身で平らになる硬化性固体インク。
前記シクロヘキシル系結晶性ゲル化剤が、融点が約９０℃〜約１５０℃である、請求項１に記載の自身で平らになる硬化性固体インク。
前記シクロヘキシル系結晶性ゲル化剤が、室温でのＧ’が約１Ｐａ〜約１００Ｐａ、室温でのＧ”が約１Ｐａ〜約１００Ｐａである、請求項１に記載の自身で平らになる硬化性固体インク。
前記シクロヘキシル系結晶性ゲル化剤が、融点が約９０℃〜約１５０℃である、請求項１に記載の自身で平らになる硬化性固体インク。
前記自身で平らになる硬化性固体インクが、ゲル化点が約３５℃〜約７０℃である、請求項１に記載の自身で平らになる硬化性固体インク。
前記シクロヘキシル系結晶性ゲル化剤が、硬化性固体インク中に約１重量％〜約５０重量％の量で存在する、請求項１に記載の自身で平らになる硬化性固体インク。
前記シクロヘキシル系結晶性ゲル化剤が、硬化性固体インク中に約５重量％〜約１０重量％の量で存在する、請求項１に記載の自身で平らになる硬化性固体インク。
前記シクロヘキシル系結晶性ゲル化剤が、以下の式を有し、
式中、ＸおよびＹは、それぞれ独立して、ＣＨ_２、ＮＨまたはＯであり、ｐおよびｑは、それぞれ独立して、約８〜約２０であり、Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３、Ｒ_４は、それぞれ独立して、Ｈまたは低級アルキルである、請求項１に記載の自身で平らになる硬化性固体インク。
自身で平らになる硬化性固体インクであって、
硬化性ワックスと、
シクロヘキシル系結晶性ゲル化剤とを含み、
前記シクロヘキシル系結晶性ゲル化剤が下の式を有する、自身で平らになる硬化性固体インク。