JP2015086397A - 間接印刷のための乳化されたエレクトロレオロジーインク - Google Patents

間接印刷のための乳化されたエレクトロレオロジーインク Download PDF

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Abstract

【課題】液相及び固相を含むエレクトロレオロジー流体並びに共溶媒を含む乳化された中間受容部材に良好な湿潤を示し、最終基材に効率良く転写できる間接印刷方法に使用するのに適している水性インクの提供。
【解決手段】液相及び固相を含むエレクトロレオロジー流体の液相は、シリコーン油、植物油、鉱物油等の絶縁油を含有し、固相が有機粒子や、金属酸化物、非酸化物等の無機粒子を0.1〜60重量%の充填量で含み、更にアニオン性又はカチオン性界面活性剤を含み約25〜500nmの平均乳化液滴径を有する水性インク。前記インクは、約15〜約50mN/mの表面張力を有し、30℃で約2〜約20CPの粘度を有する、水性インク。
【選択図】なし

Description

ここで開示された実施形態は、一般に、間接印刷方法のための乳化されたエレクトロレオロジーインクに関する。
間接印刷プロセスは、インクがまず、インクジェットプリントヘッドを用いて中間受容部材(ドラム、ベルトなど)上に画像様に適用される2工程印刷プロセスである。インクは、中間受容部材を湿潤し、中間受容部材上に広がって一時画像を形成する。次いで一時画像は、特性の変化が生じ(例えば部分的もしくは完全な乾燥、熱もしくは光硬化、ゲル化など)、得られた一時画像は次いで基材に転写される。
こうした間接印刷プロセスに好適なインクは、高速での高品質印刷を可能にする異なるサブシステム、例えば噴出、転写などと適合性であるように設計および最適化され得る。通常、良好な湿潤性を示すインクは、最終基材上に効率良く転写されないか、または反対に基材に効率良く転写されるインクは、中間受容部材を湿潤しない。これまで、湿潤および転写機能の両方を可能にする市販のインクはない。
故に、間接印刷プロセスに好適なインクを開発する必要があり、特に中間受容部材の良好な湿潤を示し、最終基材に効率良く転写できるインクを開発することが必要である。
本明細書に例示される実施形態によれば、液相および固相を含むエレクトロレオロジー流体;ならびに共溶媒を含む、間接印刷プロセスに使用するための乳化されたエレクトロレオロジーインクを含む新規な相変化インク組成物が提供され、ここでこのインクは、約15〜約50mN/mの表面張力を有し、インクは、30℃にて約2センチポイズ〜約20センチポイズの粘度を有する。
特に、本実施形態は、絶縁油および非酸化物材料を含むエレクトロレオロジー流体であって、ここでこのエレクトロレオロジー流体は、インクの重量に基づいて約3重量%〜約20重量%の量で存在する流体;共溶媒;および着色剤を含む間接印刷プロセスに使用するための乳化されたエレクトロレオロジーインクを提供し、ここでこのインクは、約15〜約50mN/mの表面張力を有し、インクは、30℃にて、約2センチポイズ〜約20センチポイズの粘度を有する。
特定の実施形態において、(a)液相および分散相を含むエレクトロレオロジー流体;ならびに共溶媒を含む乳化されたエレクトロレオロジーインクを提供する工程であって;ここでこのインクが、約15〜約50mN/mの表面張力を有し、インクは、30℃にて、約2センチポイズ〜約20センチポイズの粘度を有する工程;(b)このインクを中間基材に適用する工程;(c)このインクを加熱する工程;(d)電場をこのインクに適用することによって、整列した粒子を有する向上した粘度のインクフィルムを形成する工程;および(e)インクフィルムを中間基材から最終基材に転写する工程を含む、乳化されたエレクトロレオロジーインクを用いた印刷方法を提供する。
図1は、間接印刷システムにおいて2工程転写プロセスを適用するための本実施形態に従う画像形成部材の概略図である。 図2は、開示の特定の実施形態に従うER流体の構成成分を例示するチャートである。
本明細書で使用するとき、用語「粘度」は複素粘度を指し、これは、定常剪断ひずみまたは振幅の小さい正弦変形にサンプルを供することができる機械的レオメーターによって提供される典型的な測定値である。このタイプの機器において、剪断ひずみは、操作人によってモーターに適用され、サンプル変形(トルク)はトランスデューサーによって測定される。こうした機器の例は、Rheometrics Fluid Rheometer RFS3またはARES機械的分光計であり、両方ともRheometrics(TA Instruments系列)によって製造される。
本実施形態は、乳化されたエレクトロレオロジーインクおよび間接プリントプロセスのためのそれらの使用、または間接印刷インクジェット用途を開示する。本実施形態はまた、乳化されたエレクトロレオロジーインクを用いる印刷方法を開示する。
本実施形態の乳化されたエレクトロレオロジーインクは、インクジェット(例えば圧電)プリントヘッドに使用するために必要とされる表面張力(15〜50mN/mの範囲)、粘度(3〜20cPの範囲)および粒径(<600nm)を保持し得る。
実施形態において、乳化されたエレクトロレオロジーインクは、約15mN/m〜約50mN/m、例えば約20mN/m〜約40mN/m、または約20mN/m〜約30mN/mの表面張力を有する。表面張力は、張力計機器、例えばKruss製の機器で測定できる。
実施形態において、乳化されたエレクトロレオロジーインクは、噴出温度において、約2cP〜約20cP、例えば約3cP〜約15cP、または約4cP〜約12cPの粘度を有する。特定実施形態において、インク組成物は、約100℃未満、例えば約25℃〜約100℃、または約30℃〜約95℃、例えば約30℃〜約90℃の温度にて噴出される。
実施形態において、乳化されたエレクトロレオロジーインクは、約600nm未満、例えば約25nm〜約500nm、または約50nm〜約300nmの平均乳化液滴径を有する。液滴径は、動的光散乱によって決定できる。
図1は、2工程転写印刷プロセスを適用するために本実施形態に従う画像形成システムの概略図を開示し、これによって本開示のインクは、受容基材への後続転写のために中間転写表面上に印刷される。間接プリントプロセスの間、本実施形態のインクは、噴出され、インクジェット1を介して中間受容部材5上に広がる。中間受容部材5は、図1に示されるように、ドラムの形態で提供されてもよいが、ウェブ、プラテン、ベルト、バンドまたはいずれかの他の好適な設計として提供されてもよい。
再び図1を参照して、中間受容部材5は、ヒーターデバイス3によって加熱されて、インク2aのインクビヒクル中の水含有量を(部分的または完全に)除去してもよく、非水性エレクトロレオロジー流体を残す。転写定着工程の前であるが、インク2aのインクビヒクル中の水が除去または部分的に除去された後にインク残留物2bに適用される電場4の影響下では、インク中に懸濁したインク粒子が整列し、フィブリル化鎖様構造を形成し、これにより、インクが「強固」になり、その粘度および粘着強度が増大する。得られた「強固になった」インク8は、次いで制御された温度および圧力下で中間受容部材5から最終受容基材10に転写されてもよい。
間接印刷プロセスに好適なインクは、一時画像2の形成を可能にするために中間受容部材5を湿潤でき、転写工程においては中間受容部材5から剥離可能にするために刺激誘発される特性変化を行って画像8を形成しなければならないことに留意することが重要である。
エレクトロレオロジー流体(ER流体)
本開示の乳化されたエレクトロレオロジーインクは、エレクトロレオロジー流体を含む。エレクトロレオロジー流体は、電場に供される場合にレオロジー特性の顕著な変化を示す液体媒体である。エレクトロレオロジー流体は、油中のデンプンまたは小麦粉の懸濁液を用いて1947年にWinslowによって初めて示された。一般に、エレクトロレオロジー流体は、誘電体流体中に懸濁した粒子を含む。本開示のER流体は、インクの総重量に基づいて約3重量%〜約20重量%、約5重量%〜約17重量%、または約10重量%〜約15重量%の量でインク中に存在し得る。本開示のER流体は、液相、固相、および任意の添加剤を含む。
液相は、絶縁油、例えばシリコーン油(例えばポリジメチルシリオキサン(silioxane)、植物油(例えば大豆油、コーン油)、鉱油、パラフィン、またはこれらの混合物を含んでいてもよい。
固相は、無機粒子、有機粒子、またはこれらの混合物を含んでいてもよい。
無機粒子の例としては、金属性酸化物(例えば酸化鉄II、酸化鉄III、二酸化チタン、酸化ニッケル、酸化コバルト、酸化タングステン、二酸化ジルコニウム、二酸化ハフニウム、酸化亜鉛、酸化第二銅/第一銅、アルミナ、二酸化ケイ素)、非酸化物、例えばアルミノシリケート、セラミック材料(例えばバリウムチタニルオキザラート、窒化ホウ素、窒化チタン、窒化ケイ素(silicone)、窒化タンタル)、またはこれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。セラミック材料は、非金属性鉱物、例えば粘土を成形し、次いで高温で加熱することによって製造される硬質、脆性、熱および腐食耐性の基材である。ER流体に好適な固相材料の具体的な例は、Wen,W;Huang,X;Yang,S;Lu,K;Sheng,P(2003年11月)の「The giant electrorheological effect in suspensions of nanoparticles」.Nature Materials 2(11):727−730に記載されている尿素コーティングされたバリウムチタニルオキザラート粒子である。
有機粒子の例としては、セルロース材料、デンプン、ポリマー(例えば酸化ポリアクリロニトリル、ポリスチレン、ポリ(スチレン−co(メタ)アクリレート)(Hao,T.Adv.Coll.Interfac.Sci.(2002),97,1−35を参照のこと)、およびこれらの混合物が挙げられる。
液相中の固相の充填量は、約0.1〜約60重量%、約1〜約50重量%、または約5〜約45重量%であることができる。
ER流体は、無水物であってもよく、または添加剤として少量の水を含んでいてもよい。通常、少量の水は、おそらく分散粒子の誘電性を増大させることによる最適なエレクトロレオロジー応答に必須であると考えられる。
ER流体は、他の添加剤、例えば界面活性剤または分散剤、またはこれらの混合物を含んでいてもよい。好適な界面活性剤としては、アニオン性、カチオン性および非イオン性界面活性剤が挙げられる。アニオン性界面活性剤としては、ドデシル硫酸ナトリウム(SDS)、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ドデシルナフタレン硫酸ナトリウム、ジアルキルベンゼンアルキル、スルフェートおよびスルホネートを挙げることができる。1つの実施形態において、アニオン性界面活性剤としては、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム(例えば一級分岐ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム)が挙げられる。
カチオン性界面活性剤の例としては、ジアルキルベンゼンアルキルアンモニウムクロリド、ラウリルトリメチルアンモニウムクロリド、アルキルベンジルメチルアンモニウムクロリド、アルキルベンジルジメチルアンモニウムブロミド、ベンズアルコニウムクロリド、セチルピリジニウムブロミド、C12、C15、C17トリメチルアンモニウムブロミド、四級ポリオキシエチルアルキルアミンのハライド塩、ドデシルベンジルトリエチルアンモニウムクロリド、MIRAPOLおよびALKAQUAT(Alkaril Chemical Companyから入手可能)、SANISOL(ベンズアルコニウムクロリド)(Kao Chemicalsから入手可能)などが挙げられる。好ましいカチオン性界面活性剤の例は、SANISOL B−50(Kao Corp.から入手可能)が挙げられ、これはベンジルジメチルアルコニウムクロリドから主になる。
非イオン性界面活性剤の例としては、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、メタロース、メチルセルロース、エチルセルロース、プロピルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ジアルキルフェノキシポリ(エチレンオキシ)エタノール(Rhone−Poulenc Inc.からIGEPAL CA−210、IGEPAL CA−520、IGEPAL CA−720、IGEPAL CO−890、IGEPAL CO−720、IGEPAL CO−290、IGEPAL CA−210、ANTAROX 890およびANTAROX 897から入手可能)が挙げられる。好ましい非イオン性界面活性剤の例は、ANTAROX 897(Rhone−Poulenc Inc.から入手可能)であり、これはアルキルフェノールエトキシレートから主になる。
ER流体中に存在する添加剤の量は、ER流体の総重量に基づいて、約0.01重量%〜約0.5重量%、約0.02重量%〜約0.25重量%、または約0.05重量%〜約0.10重量%であってもよい。ER流体は、会社、例えばSmart Technology Limited,またはRheOil(登録商標)ER−流体(Fluidcon GmbH,ドイツGermany製)から市販されている。
ER流体の粘度は、22℃にて、約1cP〜約1000、約2〜約200、または約5〜約50であってもよい。ER流体に使用される流体の誘電定数は、約22℃にて1KHzで測定される場合、4未満であってもよい。
共溶媒
本明細書のインク組成物は、水、または水と共溶媒または保湿剤と称される水溶性または水混和性有機構成成分との混合物を含んでいてもよく、この共溶媒としては、例えばアルコールおよびアルコール誘導体(脂肪族アルコール、芳香族アルコール、ジオール(dial)、グリコールエーテル、ポリグリコールエーテル、長鎖アルコール、一級脂肪族アルコール、二級脂肪族アルコール、1,2−アルコール、1,3−アルコール、1,5−アルコール、エチレングリコールアルキルエーテル、プロピレングリコールアルキルエーテル、メトキシル化グリセロール、エトキシル化グリセロール、ポリエチレングリコールアルキルエーテルの高級同族体などを含み、具体的な例としてはエチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、グリセリン、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、トリメチロールプロパン、1,5−ペンタンジオール、2−メチル−1,3,−プロパンジオール、2−エチル−2−ヒドロキシメチル−1,3−プロパンジオール、3−メトキシブタノール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、2,4−ヘプタンジオールなどが挙げられる)であり;または好適にはアミド、エーテル、尿素、置換尿素、例えばチオ尿素、エチレン尿素、アルキル尿素、アルキルチオ尿素、ジアルキル尿素、およびジアルキルチオ尿素、カルボン酸およびそれらの塩、例えば2−メチルペンタン酸、2−エチル−3−プロピルアクリル酸、2−エチル−ヘキサン酸、3−エトキシプロピオン酸(proponic,acid)など、エステル、オルガノスルフィド、オルガノスルホキシド、スルホン(例えばスルホラン)、カルビトール、ブチルカルビトール、セロソルブ(cellusolve)、エーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、エーテル誘導体、ヒドロキシエーテル、アミノアルコール、ケトン、N−メチルピロリジノン、2−ピロリジノン、シクロヘキシルピロリドン、アミド、スルホキシド、ラクトン、ポリ電解質、メチルスルホニルエタノール、イミダゾール、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、ベタイン、糖、例えば1−デオキシ−D−ガラクチトール、マンニトール、イノシトールなど、置換および非置換ホルムアミド、置換および非置換アセトアミド、および他の水溶性または水混和性材料、ならびにこれらの混合物である。実施形態において、共溶媒は、エチレングリコール、N−メチルピロリドン、メトキシル化グリセロール、エトキシル化グリセロール、スルホラン、メチルエチルケトン、イソプロパノール、2−ピロリジノン、ポリエチレングリコール、およびこれらの混合物からなる群から選択される。水と、水溶性または水混和性有機液体との混合物が液体ビヒクルとして選択される場合、水と有機物との比の範囲は、いずれかの好適なまたは所望の比、実施形態においては約100:0〜約30:70、約97:3〜約40:60、または約95:5〜約60:40であることができる。液体ビヒクルの非水構成成分は、一般に水(100℃)の場合よりも高い沸点を有する共溶媒として作用する。インクビヒクルの有機構成成分はまた、インクの表面張力を変更し、インク粘度を変更し、着色剤を溶解または分散し、および/またはインクの乾燥特徴に影響を与えるように作用し得る。
着色剤
本明細書のインク組成物はまた、着色剤を含有してもよい。いずれかの好適なまたは所望の着色剤は、顔料、染料、染料分散液、顔料分散液、およびこれらの混合物および組み合わせを含んで、本明細書の実施形態において使用できる。
着色剤は、着色剤分散液の形態で提供されてもよい。実施形態において、着色剤分散液は、約20〜約500ナノメートル(nm)、または約20〜約400nm、または約30〜約300nmの平均粒径を有する。実施形態において、着色剤は、染料、顔料、およびこれらの組み合わせからなる群から選択され、場合により着色剤は、着色剤、任意の界面活性剤、および任意の分散剤を含む分散液である。
示されるように、いずれかの好適なまたは所望の着色剤は、本明細書の実施形態において選択できる。着色剤は、染料、顔料、またはこれらの混合物であることができる。好適な染料の例としては、アニオン性染料、カチオン性染料、非イオン性染料、双極性染料などが挙げられる。好適な染料の具体的な例としては、食用染料、例えばFood Black No.1、Food Black No.2、Food Red No.40、Food Blue No.1、Food Yellow No.7など、FD&C染料、Acid Black染料(No.1、7、9、24、26、48、52、58、60、61、63、92、107、109、118、119、131、140、155、156、172、194など)、Acid Red染料(No.1、8、32、35、37、52、57、92、115、119、154、249、254、256など)、Acid Blue染料(No.1、7、9、25、40、45、62、78、80、92、102、104、113、117、127、158、175、183、193、209など)、Acid Yellow染料(No.3、7、17、19、23、25、29、38、42、49、59、61、72、73、114、128、151など)、Direct Black染料(No.4、14、17、22、27、38、51、112、117、154、168など)、Direct Blue染料(No.1、6、8、14、15、25、71、76、78、80、86、90、106、108、123、163、165、199、226など)、Direct Red染料(No.1、2、16、23、24、28、39、62、72、236など)、Direct Yellow染料(No.4、11、12、27、28、33、34、39、50、58、86、100、106、107、118、127、132、142、157など)、反応性染料、例えばReactive Red染料(No.4、31、56、180など)、Reactive Black染料(No.31など)、Reactive Yellow染料(No.37など);アントラキノン染料、モノアゾ染料、ジスアゾ染料、フタロシアニン誘導体(種々のフタロシアニンスルホネート塩を含む)、アザ(18)アンヌレン、ホルマザン銅錯体、トリフェノジオキサジンなど;など、ならびにこれらの混合物が挙げられる。
好適な顔料の例としては、ブラック顔料、ホワイト顔料、シアン顔料、マゼンタ顔料、イエロー顔料などが挙げられる。さらに、顔料は、有機または無機粒子であることができる。好適な無機顔料としてはカーボンブラックが挙げられる。しかし、他の無機顔料、例えば酸化チタン、コバルトブルー(CoO−Al203)、クロムイエロー(PbCr04)、および酸化鉄も好適な場合がある。好適な有機顔料としては、例えばアゾ顔料(ジアゾ顔料およびモノアゾ顔料を含む)、多環式顔料(例えばフタロシアニン顔料、例えばフタロシアニンブルーおよびフタロシアニングリーン)、ペリーレン顔料、ペリノン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサジン顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、ピラントロン顔料、およびキノフタロン顔料)、不溶性染料キレート(例えば塩基性染料タイプキレートおよび酸性染料タイプキレート)、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アンタントロン顔料、例えばPR168などが挙げられる。フタロシアニンブルーおよびグリーンの代表的な例としては、銅フタロシアニンブルー、銅フタロシアニングリーン、およびこれらの誘導体(Pigment Blue15、Pigment Green7、およびPigment Green36)が挙げられる。キナクリドンの代表的な例としては、Pigment Orange48、Pigment Orange49、Pigment Red122、Pigment Red192、Pigment Red202、Pigment Red206、Pigment Red207、Pigment Red209、Pigment Violet19、およびPigment Violet42が挙げられる。アントラキノンの代表的な例としては、Pigment Red43、Pigment Red194、Pigment Red177、Pigment Red216およびPigment Red226が挙げられる。ペリーレンの代表的な例としては、Pigment Red123、Pigment Red149、Pigment Red179、Pigment Red190、Pigment Red189およびPigment Red224が挙げられる。チオインジゴイドの代表的な例としては、Pigment Red86、Pigment Red87、Pigment Red88、Pigment Red181、Pigment Red198、Pigment Violet36、およびPigment Violet38が挙げられる。複素環式イエローの代表的な例としては、Pigment Yellow1、Pigment Yellow3、Pigment Yellow12、Pigment Yellow13、Pigment Yellow14、Pigment Yellow17、Pigment Yellow65、Pigment Yellow73、Pigment Yellow74、Pigment Yellow90、Pigment Yellow110、Pigment Yellow117、Pigment Yellow120、Pigment Yellow128、Pigment Yellow138、Pigment Yellow150、Pigment Yellow151、Pigment Yellow155、およびPigment Yellow213が挙げられる。こうした顔料は、粉末または圧縮ケークの形態のいずれかで、多数の供給源(BASF Corporation、Engelhard Corporation、およびSun Chemical Corporationを含む)から市販されている。使用されてもよいブラック顔料の例としては、カーボン顔料が挙げられる。カーボン顔料はほぼ、許容可能な光学密度およびプリント特性を与える市販されているいずれかのカーボン顔料であることができる。本システムおよび方法に使用するのに好適なカーボン顔料としては、これらに制限されないが、カーボンブラック、グラファイト、ガラス状炭素、木炭、およびこれらの組み合わせが挙げられる。こうしたカーボン顔料は、種々の既知の方法、例えばチャンネル方法、コンタクト方法、ファーナンス方法、アセチレン方法またはサーマル方法によって製造でき、Cabot Corporation、Columbian Chemicals Company、Evonik、およびE.I.DuPont de Nemours and Companyのようなベンダーから市販されている。好適なカーボンブラック顔料としては、これらに限定されないが、Cabot顔料、例えばMONARCH1400、MONARCH1300、MONARCH1100、MONARCH1000、MONARCH900、MONARCH880、MONARCH800、MONARCH700、CAB−O−JET200、CAB−O−JET300、REGAL、BLACK PEARLS、ELFTEX、MOGUL、およびVULCAN顔料;Columbian顔料、例えばRAVEN 5000、およびRAVEN3500;Evonik顔料、例えばColor Black FW 200、FW2、FW2V、FW1、FW18、FWS160、FWS170、Special Black6、Special Black5、Special Black4A、Special Black4、PRINTEX U、PRINTEX 140U、PRINTEX V、およびPRINTEX 140Vが挙げられる。顔料の上記のリストには、未変性顔料粒子、小分子結合型顔料粒子、およびポリマー分散顔料粒子が含まれる。他の顔料、ならびにこれらの混合物も選択できる。顔料粒径は、液体ビヒクル中の粒子の安定なコロイド状懸濁を可能にし、インクがサーマルインクジェットプリンタまたは圧電インクジェットプリンタに使用される場合、インクチャンネルのクロッキングを防止するために可能な限り小さいことが望ましい。
着色剤は、いずれかの所望のまたは有効な量でインク組成物中に存在でき、実施形態においては着色剤は、インク組成物の総重量に基づいて、約0.05〜約15重量%、または約0.1〜約10重量%、または約1〜約5重量%の量で存在できる。
インク組成物の調製および使用
実施形態のインクは、いずれかの好適な技術およびプロセス、例えば成分の単純な混合によって調製されてもよい。1つのプロセスは、インク成分すべてを共に混合し、この混合物を濾過することによりインクを得ることを必要とする。インクは、成分を混合し、所望により加熱し、濾過し、続いていずれかの所望の追加添加剤を混合物に添加し、室温で適度な振とうにより均一な混合物が得られるまで、1つの実施形態においては約5〜約10分混合することによって調製できる。あるいは、任意のインク添加剤は、インク調製プロセスの間に他のインク成分と混合でき、これはいずれかの所望の手順に従って、例えばすべての成分を混合し、所望により加熱し、濾過することによって行われる。さらにインク調製方法の例は、以下の実施例に示される。
本明細書に記載されるインク組成物は、約100℃未満、例えば約25℃〜約100℃、または約30℃〜約90℃の温度にて噴出されてもよい。故にインク組成物は、理想的には圧電インクジェットデバイスに使用するのに好適である。
インク組成物は間接(オフセット)印刷インクジェット用途に使用でき、ここでインクの液滴が記録基材上に画像様パターンに放出される場合に、記録基材が中間転写部材であり、画像様パターンのインクは、続いて中間転写部材から最終記録基材に転写される。
間接印刷プロセスが使用される場合、中間転写部材は、いずれかの所望のまたは好適な構成、例えばドラムもしくはローラー、ベルトもしくはウェブ、ブランケット、平坦な表面またはプラテンなどを有することができる。中間転写部材の温度は、いずれかの所望のまたは好適な方法によって、例えば中間転写部材中または中間転写部材付近にヒーターを置き、エアフローを用いて転写部材を乾燥することなどによって制御できる。
実施例1
ER流体の調製
10.38gの尿素コーティングされたバリウムチタニルオキザラートナノ粒子(直径約5nm)を、197.32gのDow Corning 5cStシリコーン流体に添加し、5重量%充填量のナノ粒子を含有する207.7gのER流体懸濁液を与える。
実施例2
インク配合物Aの調製(ER流体インクを蒸留水および保湿剤の混合物に乳化)
本開示のエレクトロレオロジー(ER)流体(20.8重量%,207.7g)および主に分岐ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム(2.0重量%,20g)からなるNeogen RK(商標)アニオン性界面活性剤を、反応器中の脱イオン水(43.2重量%,432g)、スルファロン(28.3重量%,283g)および2−ピロリジノン(5.7重量%,57g)に添加し、圧力下で90℃に加熱し、約400RPMにて撹拌する。次いでER流体を含有する水性混合物を、毎分約1リットルにてGaulin15MRピストンホモジナイザーを通して、均質化圧力が約1,000psiになるように一次均質化バルブを完全に開放し、二次均質化バルブを部分的に閉じて約30分間ポンプ輸送する。次いで、一次均質化バルブを部分的に閉め、均質化圧力が約8,000psiまで増大するようにする。反応混合物を約90℃に維持し、約1L/分にて約60分間ホモジナイザーを通して循環させる。その後、ホモジナイザーを停止し、反応器混合物を室温まで約15℃/分で冷却し、生成物容器に放出する。ここでER流体は、水性インク中に約200nmの液滴径に分散する。
同時係属中の米国特許出願第14/066,716号、発明の名称「間接印刷用途のためのインクジェットインク」、代理人整理番号20121666−US−NPおよび米国特許出願第14/067,469号、発明の名称「間接印刷に好適なポリスチレンコポリマーラテックスを含有するインクジェットインク」、代理人整理番号20121665−0420476に開示される実験データおよび既知のモノマー特性に基づいて、予測インク配合物Aは、噴出のために好適な粘度(5〜20cP)および表面張力(20〜22mN/m)を示すことが予測される。
配合物Aは、液体インク表面張力未満の表面エネルギーを有する中間受容部材5(例えばドラム)上にインクジェット1(図1を参照のこと)を介して適用される。次いで噴出された画像を加熱して、水を除去し、ER流体によるフィルム形成を誘導する。電場の影響下、インク中に懸濁した粒子は、整列して、整列したフィブリル化鎖様構造を形成し、インクが「強固に」なり、その粘着強度が増大する。この「強固になった」インクを次いで最終基材に転写する。

Claims (10)

  1. 液相および固相を含むエレクトロレオロジー流体;および
    共溶媒;
    を含む間接印刷プロセスに使用するための乳化されたエレクトロレオロジーインクであって、ここでインクは、約15〜約50mN/mの表面張力を有し、インクは、30℃で約2センチポイズ〜約20センチポイズの粘度を有する、インク。
  2. 前記エレクトロレオロジー流体が、前記インクの重量に基づいて、約3重量%〜約20重量%の量で存在する、請求項1に記載のインク。
  3. 前記液相が絶縁油を含む、請求項1に記載のインク。
  4. 前記絶縁油が、シリコーン油、植物油、鉱物油、パラフィン、およびこれらの混合物からなる群から選択される、請求項2に記載のインク。
  5. 前記固相が、無機粒子、有機粒子、またはこれらの混合物を含む、請求項1に記載のインク。
  6. 前記無機粒子が、金属性酸化物、非酸化物材料、およびこれらの混合物からなる群から選択される、請求項5に記載のインク。
  7. 前記液相中の前記固相の充填量が、約0.1〜約60重量%である、請求項1に記載のインク。
  8. アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、または非イオン性界面活性剤からなる群から選択される、界面活性剤をさらに含む、請求項1に記載のインク。
  9. 前記インクが、約25nm〜約500nmの平均乳化液滴径を有する、請求項1に記載のインク。
  10. a)液相および分散相を含むエレクトロレオロジー流体;および
    共溶媒;
    を含む乳化されたエレクトロレオロジーインクを提供する工程であって、ここで、前記インクが、約15〜約50mN/mの表面張力を有し、前記インクが、30℃にて約2センチポイズ〜約20センチポイズの粘度を有する、工程;
    b)前記インクを中間基材に適用する工程;
    c)前記インクを加熱する工程;
    d)電場を前記インクに適用することによって、整列された粒子を有する向上した粘度のインクフィルムを形成する工程;および
    e)前記インクフィルムを前記中間基材から最終基材に適用する工程
    を含む乳化されたエレクトロレオロジーインクで印刷する方法。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7030454B2 (ja) * 2017-09-01 2022-03-07 株式会社 資生堂 インクジェット用インク組成物、インクジェットカートリッジ、及び化粧装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH054342A (ja) * 1991-06-26 1993-01-14 Seiko Epson Corp 記録装置
JPH08165448A (ja) * 1994-12-13 1996-06-25 Fujikura Kasei Co Ltd インクジェット記録用インク組成物
JPH08187927A (ja) * 1994-11-09 1996-07-23 Nippon Oil Co Ltd 印刷による転写方法
US5910269A (en) * 1994-10-20 1999-06-08 Nippon Shokubai Co., Ltd. Electrorheological fluid composition including hydrocarbon compound having at least one unsaturated bond
JP2006102975A (ja) * 2004-09-30 2006-04-20 Fuji Photo Film Co Ltd 吐出装置及び画像記録装置
US20120256135A1 (en) * 2011-04-08 2012-10-11 The Regents Of The University Of Michigan Electrorheological fluids and methods

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2417850A (en) 1942-04-14 1947-03-25 Willis M Winslow Method and means for translating electrical impulses into mechanical force
KR970009104B1 (en) 1992-09-30 1997-06-05 Samsung Electronics Co Ltd Recording method and apparatus of ink-jet printer using electric viscous fluid
US6048050A (en) 1993-10-21 2000-04-11 Xerox Corporation Electrorheological based droplet ejecting printer
US20070212122A1 (en) * 2006-03-06 2007-09-13 Konica Minolta Business Technologies, Inc. Development apparatus, image forming apparatus and development method
KR100851279B1 (ko) 2006-12-07 2008-08-08 한국전자통신연구원 전기 유변 유체를 이용한 점자 디스플레이 장치 및 그 제조방법
US9177691B2 (en) 2011-09-19 2015-11-03 Baker Hughes Incorporated Polarizable nanoparticles and electrorheological fluid comprising same

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH054342A (ja) * 1991-06-26 1993-01-14 Seiko Epson Corp 記録装置
US5910269A (en) * 1994-10-20 1999-06-08 Nippon Shokubai Co., Ltd. Electrorheological fluid composition including hydrocarbon compound having at least one unsaturated bond
JPH08187927A (ja) * 1994-11-09 1996-07-23 Nippon Oil Co Ltd 印刷による転写方法
JPH08165448A (ja) * 1994-12-13 1996-06-25 Fujikura Kasei Co Ltd インクジェット記録用インク組成物
JP2006102975A (ja) * 2004-09-30 2006-04-20 Fuji Photo Film Co Ltd 吐出装置及び画像記録装置
US20120256135A1 (en) * 2011-04-08 2012-10-11 The Regents Of The University Of Michigan Electrorheological fluids and methods

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