JP4285777B2 - 静電定着 - Google Patents

Description

技術分野
本発明は静電的な手段及び特に小滴定着による材料の定着に関する。
先行技術
ＰＣＴ公開第WO93/11866号は高抵抗性担体及び担体中の荷電性粒子を用いる、例えば印刷用の小滴の定着装置及び方法を開示している。粒子は小滴形成中に凝集し、かつ任意に放出部位から放出することができる。
PCT公開第WO905/01414号及び公開第WO96/10058号はこのような装置のための定着材料又はインクを開示している。これらの定着材料又はインクはすべて、静電力を利用した放出装置の中で凝集する不溶性材料の粒子を有している。
驚くべきことに、不溶性粒子を含まないが、先に述べたようなタイプの装置から任意に小滴として放出することもできる溶液中に活性又は所望の成分を含む、インクのような定着材料の製造が可能であることがわかった。
それゆえ、本発明の目的は、粒子を含まないが、先に延べたようなタイプの装置から放出することができるインクを提供することである。
発明の開示
それゆえ、ある形態において、本発明は、静電定着装置のための定着材料であって、絶縁性を有する担体用の液体、該担体用の液体に可溶である荷電剤、及び該担体用の液体に可溶である荷電増強添加剤を含む定着材料に存在するといえる。
他の形態において、本発明は、絶縁性を有する担体用の液体、該担体用の液体に可溶な荷電剤、及び該担体用の液体に可溶な荷電増強添加剤並びに調色剤を含む静電インクジェットプリンター用のインクに存在するといえる。
これらの定着材料又はインクは無粒子インクと記述することができ、これは、選択した絶縁性担体媒体に完全に可溶性であり、かつこの溶媒中である程度イオン化してインク中で荷電担体を形成すると考えられる材料を一般的に含む。これらのインクは電場の印加によって先に述べた装置から放出するように製造される。さらに、小滴の放出はドロップ−オン−デマンド型となるように電圧を調整（パルス化）することによって制御可能である。
本発明の無粒子定着材料又はインクは、このインクの絶縁性溶媒に可溶なあらゆる材料を発射、印刷又は塗付するのに有用である。適用可能なものには、織物の印刷のように可溶性染料を使用する印刷、例えば樹脂溶液が印刷可能である印刷プロセス用の製版、例えば樹脂溶液を使用して印刷物に光沢被覆を形成するためのワニス仕上げ、小滴の数が制御できることを利用した医薬品の投与形態、及びUV蛍光染料印刷のような安全保護印刷が含まれる。
特殊用途として本発明の印刷インクは、カラー印刷手段と組み合わせて使用することにより、印刷された絵に不透性被覆を設けることができる。
ある好ましい態様において、担体用の液体は、印刷手段における活性又は所望の成分を含んでもよく、担体用の液体に可溶なさらに別の活性成分を含んでもよい。それ自体望ましい活性成分である担体用の液体の一例は定着後に重合可能な樹脂である。
添加する活性成分がある場合には、その活性成分は、所与の適用のために印刷される材料であってよい。印刷されたインク定着物に、色、接着性、光沢、耐久性、電気抵抗性及び医薬活性のようなある性質を付与するための材料を担体用の液体に添加してもよい。例として着色染料、蛍光染料、樹脂、接着剤、漂白剤及び医薬品が含まれる。
出願人が拘束されたくないと考えるある理論は、荷電増強添加剤が荷電剤の解離のキネティックスを強化することに本発明が作用しているということを示唆する。担体用の液体に荷電剤を添加して、イオン種を非水性のインクの担体用の液体に導入し、このことにより印加電場の影響下におけるインクの移動性を増加させる。こうして、荷電増強添加剤の添加によりイオン化の程度が上昇することが実験的にわかった。
例えば、好ましい“金属石鹸”の荷電剤の場合、荷電の機構は逆相ミセルとして知られている構造の形成を含むようである。この逆相ミセルは、イオン性の解離を受け、反対に荷電した逆相ミセルの対が形成され、これにより担体用の液体中にイオン種が形成される。逆相ミセル解離のレベルは、荷電増強添加剤の存在により劇的に増加することがわかった。この荷電の増強に関する正確な機構は明確ではないが、これらの添加剤が活性部位を導入し、逆相ミセル解離のキネティックスが顕著に改善されるためと考えられる。
担体用の液体は高い抵抗特性を有する適切な液体であって、荷電剤、荷電増強剤及び他の活性成分を溶解可能であればいずれでもよい。担体用の液体は、脂肪族炭化水素、例えばヘキサン、シクロヘキサン、イソ−デカン、イソパール（エクソン製）及びシュルゾルT（シェル製）；芳香族炭化水、素例えばキシレン、トルエン及びソルベソ100（エクソン製）；塩素化溶媒、例えば塩化ジエチレン及びクロロホルム；シリコーン油、例えばDC200（ダウコーニング製）のようなジメチルポリシロキサン及びDC345（ダウコーニング製）のような環状ジメチルポリシロキサン；モノマーリキッド、例えばアクリル酸のエステル、メタクリル酸のエステル、及び酢酸ビニル、並びに植物油、例えばオリーブ油、ベニバナ油、ヒマワリ油、大豆油及び亜麻仁油を含むことができる。
荷電剤は、担体用の液体に可溶で、かつ非水媒体中で解離を受けてイオン種を形成できれば、いかなる材料でもよい。このような剤の例として、金属塩例えばヘプタン酸のリチウム、カドミウム、カルシウム、マンガン及びマグネシウム塩並びに2−エチルヘキサン酸のジルコニウム、アルミニウム、コバルト及びマグネシウム塩がある。
荷電増強添加剤は、荷電剤の解離を補助する担体可溶性材料である。この荷電増強添加剤の一般的な特徴は、通常、窒素基（例えばアミン官能基）を含むことである。
この材料の例として以下のものがある：
−アクリロイド958，アクリロイド917。これらは重合性の油添加剤で、ロームアンドハース製である。
−OLOA1200。これは低分子量のポリイソブチレンコハク酸イミドで、シェブロンケミカルコンパニー製である。
−アンタロンV220、アンタロンV216。これはアルキル化ポリビニルピロリドンで、ガフケミカルズ製である。
−大豆レシチン。これは油溶性レシチンで、ICIケミカルズ製である。
−FOA-2。これはデュポンケミカルズアンドピグメンツ製の石油添加剤で、メタクリレート重合体より成る。
本発明の定着材料又はインクの配合物は、更に特性変性剤のような化合物を含んでもよい。この材料は、定着材料又はインクの表面張力及び粘度を含む物理特性を変性するために使用すことができ、これによりインク印字特性が向上する。適切な材料の例は：樹脂及び重合体、例えば変性ロジンエステル、アクリル系樹脂、ビニル系樹脂及び炭化水素系樹脂；ワックス、例えばポリエチレンワックス、水素化ヒマシ油、エステルワックス及びパラフィンワックス；界面活性剤、例えば洗浄剤、湿潤剤及び乳化剤である。保存剤もこの定着材料又はインクに含めてもよい。
以上、本発明を一般的に説明したが、理解を助けるための参考として多数の定着材料又はインクの配合例を示す。
実施例
本発明の定着材料又はインクに関する以下の実施例は、すべての材料を適切なガラス容器に計り取り、攪拌により混合して行った。
実施例1は担体用の液体のみであり；
実施例2は荷電剤を有する担体用の液体であり；
実施例3，5，7，9及び11は荷電増強添加剤を有する担体用の液体であり；かつ
実施例4，6，8，10及び12は各種濃度の荷電剤及び荷電増強添加剤を有する担体用の液体である。
各配合は表1に記載したとおりである。

ついでこの溶液の電気伝導度をサイエンティフィカ コンダクティビティ メーター モデル627で測定した。この結果が表2に示されている。

荷電剤及び荷電増強添加剤の両者を含む実施例（実施例4，6，8，10及び12）の伝導度は、荷電剤又は荷電増強添加剤の一方のみを含む実施例より顕著に大きいことが明確に見て取れる。
ついで実施例1−12に記載された定着材料又はインクは、PCT公開第WO93/11866号に記載されたインクジェット印刷装置を使用して印字特性を評価した。結果は表3に示されている。この装置は運転周波数2.5kHz、最大放出電圧＋2400ボルトで操作した。

印刷性能を試験するために定着材料及びインク配合物を製造した。
実施例13
イソパール G 85g
^★ナクストラ 6% Zr 1g
^★★アンタロン V220 2g
ピコテックス LC 15g
^★は荷電剤である。
^★★は荷電増強剤である。
ピコテックス LCはα-メチルスチレン重合体で、米国ハーキュルス社製である。
上記の材料をガラスビーカーの中で一緒に混合して透明で無色の溶液を製造した。この定着材料をPCT公開第WO93/11866号に記載されたインクジェット印刷装置を2.5kHz及び2200ボルトの操作条件でコピーボンド紙に画像形成して試験した。画像を風乾すると、ピコテックス樹脂の透明で硬い定着が残った。この定着材料は被覆の下にあるものの光沢ある外観を保護し、強化する透明な被覆として使用することができる。
実施例14
イソパール G 43.65g
キシレン 43.65g
ピコテックス LC 9.70g
ユビテックス 0.5g
^★ナクストラ 6% Zr 1g
^★★アクリロイド 958 2g
^★は荷電剤である。
^★★は荷電増強剤である。
ユビテックスは蛍光漂白剤で、チバガイギー製である。
上記の材料をガラスビーカー中で一緒に混合して透明なやや麦わら色の溶液を製造した。このインクをPCT公開第WO93/11866号に記載されたインクジェット印刷装置を2.5kHz及び2200ボルトの操作条件でコピーボンド紙に画像形成して試験した。画像を風乾すると、明瞭でで透明な画像定着物が残った。この透明な画像は昼光の照射では見るのが困難であったが、紫外線の照射の下では見ることができた。このインクは安全保護印刷のために有用である。
実施例15
亜麻仁油 100g
^★テキシポール 10% Co 1g
^★ナクストラ 6% Zr 1g
^★★アクリロイド 958 2g
^★は荷電剤である。
^★★は荷電増強剤である。
テキシポール 10% Coはコバルトオクトエートの揮発油溶液で、ハークロスケミカルグループ製である。
上記の材料をガラスビーカー中で一緒に混合して透明なやや麦わら色の溶液を製造した。この定着材料をPCT公開第WO93/11866号に記載されたインクジェット印刷装置を2.5kHz及び2600ボルトの操作条件でポリエステルフィルムに画像形成して試験した。画像を風乾した。次いでオーブン中で3時間加熱すると、亜麻仁油が重合して硬い、透明な定着物となった。この定着材料は、多くの異なる型の物品の外観を改善し保護するためのワニス仕上げに適用することに有用である。
本明細書には本発明の範囲について多数の表示を示したが、本発明はこれらのいずれにも限定されるものではなく、本発明はこれらを二又はそれ以上共に組み合わせたものにも存在する。実施例は説明のためにのみ示したものであり限定のためのものではない。
本明細書において、文中で特に述べない限り、‘含む（comprise）’及び‘含有する（include）’並びにこの変形である‘含んでいる（comprising）’及び‘含有している（including）’のような用語は、記述した全てのもの又は全てのものの群を含み、かつ記述していない他の全てのもの又は全てのものの群を除外しないこと意味していると理解されるべきである。

Claims (10)

1. 静電定着装置用の無粒子定着材料であって、絶縁性を有する担体用の液体、該担体用の液体に可溶である荷電剤、及び該担体用の液体に可溶である荷電増強添加剤を含有する上記定着材料。
2. 絶縁性を有する担体用の液体、該担体用の液体に可溶である荷電剤、及び該担体用の液体に可溶である荷電増強添加剤並びに調色剤を含む静電インクジェットプリンター用の無粒子インク。
3. 該担体用の液体が、定着又は印刷プロセスにおいて活性又は所望の成分を含む、請求の範囲１又は２記載の静電定着装置用の無粒子定着材料又はインク。
4. 該担体用の液体に可溶である活性成分を含む、請求の範囲１又は２記載の静電定着装置用の定着材料又はインク。
5. 活性成分が着色染料、蛍光染料、樹脂、接着剤、漂白剤及び医薬品から選択される、請求の範囲４記載の静電的定着装置用の無粒子定着材料又はインク。
6. 担体用の液体が、脂肪族炭化水素；芳香族炭化水素；塩素化溶媒；シリコーン油及び環状ジメチルポリシロキサン；モノマーリキッド並びに植物油から選択される、請求の範囲１又は２記載の静電定着装置用の無粒子定着材料又はインク。
7. 荷電剤が、ヘプタン酸の金属塩又は2−エチルヘキサン酸の金属塩から選択される、請求の範囲１又は２記載の静電定着装置用の無粒子定着材料又はインク。
8. 荷電増強添加剤が荷電剤の解離を補助する、窒素基を含有する担体可溶性材料である、請求の範囲１又は２記載の静電定着装置用の無粒子定着材料又はインク。
9. 荷電増強添加剤が大豆レシチンである、請求の範囲１又は２記載の静電定着装置用の無粒子定着材料又はインク。
10. 樹脂及び重合体；ワックス及び界面活性剤から選択される性質変性剤をさらに含む、請求の範囲１又は２記載の静電定着装置用の無粒子定着材料又はインク。