JP5209199B2 - フィッシャートロプシュワックスを含む相変化インク - Google Patents

Description

本明細書では、ホットメルトインクまたは相変化インクおよびその使用方法について開示する。より特定的には、本明細書では、エネルギー必要量が減少した相変化インクジェット印刷プロセスにおいて使用するのに特に適したホットメルトインクまたは相変化インクを開示する。

公知の組成物およびプロセスは所期の目的には適しているが、１２５℃より低い温度で噴射させることができる相変化インク、より低いエネルギー必要量で噴射させることができる相変化インク、より安価なプリントヘッドを用いて噴射させることができる相変化インク、プリンタ中で加熱されている間の時間経過に伴う色の安定性として明示されるインクの熱安定性を改善することができる相変化インク、プリンタ信頼性を改善させることができる相変化インク、待機モードからの迅速な回復時間が可能な相変化インク、「瞬時オン」モードで印刷することができる相変化インク、より低い印刷温度で所望の粘度値を示す相変化インク、前記利点を可能にし、良好な印刷特性、例えばトランス固定特性（ディザ（ｄｉｔｈｅｒ）およびベタ刷りドロップアウト（ｓｏｌｉｄ ｆｉｌｌ ｄｒｏｐｏｕｔ）性能を含む）、許容されるミスジェット（ｍｉｓｓｅｄ ｊｅｔ）、折りおよび曲げ性能、光沢、色の強さ、待機モード後の回復などを示す相変化インク、硬度が改善された画像を作成する相変化インク、光沢が改善された画像を作成する相変化インク、スウェッティング（ｓｗｅａｔｉｎｇ）の減少を示す相変化インク（スウェッティングは、いくらかのインク成分が固体インクスティックの表面に移動し、プリンタ内のインクスティック表面で凝集し、粘着性の「スウェット」は徐々に底に流れ落ち、インクスティックがプリンタ内のインクロードラック（ｉｎｋ ｌｏａｄ ｒａｃｋ）中にスライドしにくくなることがある問題である）、紙基質上に印刷した時に透き通しが減少している画像を作成する相変化インク、プリントヘッドの目詰まりの減少を示すが上記利点の全てを示している相変化インク、プリントヘッドの目詰まり無しで相変化インクジェットプリントヘッドの待機温度を減少させることができる相変化インク、所望の低い凝固点を有する相変化インク、効率よく中間転写部材から最終記録基質に転写され、効率のよい転写部材の冷却を可能とし、インクによる中間転写部材の加熱による自動プリンタ停止を避けるのに所望の高い温度に中間転写部材がある時に、中間転写部材上に残される画素が減少する相変化インク、依然として高温のプリントがプリンタ内のガイダンストラックに沿って移動する時に所望の高いスマッジ（ｓｍｕｄｇｅ）温度を示し、このため、後に白紙に転写される可能性のある、これらのガイダンストラックに沿ったインクの蓄積が減少する相変化インク、上記利点を示し、また所望の低コストで調製することができる相変化インク、および所望の高い凝集破壊（ｃｏｈｅｓｉｖｅ ｆａｉｌｕｒｅ）温度を有する相変化インクが必要である。

米国特許出願公開第２００５／０１３００５４号明細書 米国特許第６，１７４，９３７号明細書 米国特許第６，８６０，９３０号明細書 米国特許第５，７８２，９６６号明細書 米国特許第６，３０９，４５３号明細書 米国特許第５，１９５，４３０号明細書 米国特許第５，３８９，９５８号明細書

本発明は、上記需要のうち、少なくとも一つを満足する相変化型インクを提供する。

本発明の相変化インクは、（ａ）着色剤と、（ｂ）相変化インクキャリヤとを含有する相変化インクであって、前記相変化インクキャリヤは（ｉ）アミドと（ｉｉ）約３００〜約８００の平均ピーク分子量および約１．００１〜約３の多分散性を有するフィッシャートロプシュワックスとを含む。

本明細書で開示した相変化インクはフィッシャートロプシュワックス（Ｆｉｓｃｈｅｒ−Ｔｒｏｐｓｃｈ ｗａｘ）を有するキャリヤを含む。フィッシャートロプシュワックスは、高温石炭上で蒸気を通過させることにより得られる水素および一酸化炭素混合物から調製することができる。合成は金属触媒を用いて高温、高圧で実施することができる。フィッシャートロプシュワックスは、天然炭化水素とは対照的に合成炭化水素である。フィッシャートロプシュワックスはエチレン（ＣＨ_２＝ＣＨ_２）の重合により調製されるポリエチレンワックスと、ポリエチレンワックスは完全に直鎖である傾向があり、一方フィッシャートロプシュワックスはある程度の分枝を有する傾向があるという点において異なる。この分枝のために、フィッシャートロプシュワックスは、完全に直鎖のポリエチレンワックスに比べ、幾分結晶性が低く、幾分硬度が低い傾向がある。

本明細書で開示したインクに含まれるフィッシャートロプシュワックスは、高温ゲル透過クロマトグラフィーにより測定されるように、様々な実施形態において、少なくとも３００、３７５、または４００、および様々な実施形態において、８００、７５０、または７００以下の平均ピーク分子量を有するが、平均ピーク分子量はこれらの範囲外とすることができる。

フィッシャートロプシュワックスは、様々な実施形態において、少なくとも１．００１、１．００５、または１．０１０、および様々な実施形態において、３、２．５、または２以下の（重量平均分子量を数平均分子量で割ることにより決定される）多分散性を有するが、多分散性はこれらの範囲外とすることができる。

フィッシャートロプシュワックスは、（示差走査熱量測定（ＤＳＣ）により測定されるように）、様々な実施形態において、少なくとも５０℃、５５℃、または６０℃、および様々な実施形態において、１０５℃、１００℃、または９５℃以下のピーク融点を有するが、ピーク融点はこれらの範囲外とすることができる。

フィッシャートロプシュワックスは、（示差走査熱量測定（ＤＳＣ）により測定されるように）、様々な実施形態において、少なくとも４０℃、４５℃、または５０℃、および様々な実施形態において、１０５℃、１００℃、または９５℃以下の開始（オンセット：ｏｎｓｅｔ）融点を有するが、開始融点はこれらの範囲外とすることができる。

フィッシャートロプシュワックスは、様々な実施形態において、少なくとも５℃、８℃、または１０℃、および様々な実施形態において、４０℃以下、３０℃以下、または２５℃以下の、ＡＳＴＭ Ｄ３４１８−０３で規定されるように終了融点と開始融点との差として規定される、溶融範囲を有するが、溶融範囲はこれらの範囲外とすることができる。

フィッシャートロプシュワックスは、（示差走査熱量測定（ＤＳＣ）により測定されるように）、様々な実施形態において、少なくとも４０℃、５０℃、または５５℃、および様々な実施形態において、９０℃、８８℃、または８５℃以下の凝固点を有するが、凝固点はこれらの範囲外とすることができる。

フィッシャートロプシュワックスは、１１０℃において様々な実施形態で、少なくとも２、３、または４センチポイズ、および様々な実施形態において、１１、１０、または９センチポイズ以下の粘度を有するが、粘度はこれらの範囲外とすることができる。

平均ピーク分子量という用語により、フィッシャートロプシュワックスは、化学式−（ＣＨ_２）_ｎ−（式中、ｎは繰り返し−ＣＨ_２−ユニットの数を表す）の分子混合物を含むが、分子の相対量対保持時間または分子量に対するプロットが釣鐘曲線として現れるような分子分布を有し、ここで、釣鐘曲線のピークは平均ピーク分子量を示すことを意味する。対照的に、異なる平均ピーク分子量値を有するが、ｎ値が重なる材料を含むことがあるポリエチレンワックスは異なる特性を有する。

ポリマーラブ（Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｌａｂｓ）２２０ＨＴシステムを用い、屈折率検出、１，２，４−トリクロロベンゼン移動相、および２つのポリマー３μｍ混合（Ｍｉｘｅｄ）−Ｅ分離カラムを使用して、高温ゲル透過クロマトグラフィーにより、いくつかのポリエチレンワックスおよびいくつかのフィッシャートロプシュワックスに対し得られた分子量測定値を図に示す。システム全体およびサンプル溶液を注入前に１４０℃まで加熱した。分子量を較正のためにポリエチレン標準を用いて特徴づけた。１つの材料（ＰＥ５００）は、ポリワックス（ＰＯＬＹＷＡＸ、登録商標）５００（ＰＥ５００）としてベイカーペトロライト（Ｂａｋｅｒ Ｐｅｔｒｏｌｉｔｅ）、オクラホマ州タルサから市販されているポリエチレンワックスとした。ポリワックス（登録商標）６５５（ＰＥ６５５）としてベイカーペトロライト、オクラホマ州タルサから市販されているポリエチレンワックスもまた測定した。６５５の分子量を有する（ＰＥ６５５）ベイカーペトロライト、オクラホマ州タルサから入手したポリエチレンワックスもまた測定した。ポリワックス（登録商標）５００と類似しているが、蒸留により最も低い１０％分子量画分を除去した、ベイカーペトロライト、オクラホマ州タルサから市販されているポリエチレンワックスもまた測定した（ＰＥ−Ａ）。この蒸留は例えば、米国特許公開番号第２００５／０１３００５４号において記述されているように実施することができる。ポリワックス（登録商標）５００と類似しているが、蒸留により最も低い１５％分子量画分を除去した、ベイカーペトロライト、オクラホマ州タルサから入手したポリエチレンワックスもまた測定した（ＰＥ−Ｂ）。ポリワックス（登録商標）５００と類似しているが、蒸留により最も低い１５％分子量画分および最も高い１５％分子量画分を除去した、ベイカーペトロライト、オクラホマ州タルサから入手したポリエチレンワックスもまた測定した（ＰＥ−Ｃ）。蒸留により分留させた、サソールワックスアメリカ社（Ｓａｓｏｌ Ｗａｘ Ａｍｉｒｃａｓ，Ｉｎｃ．）、コネチカット州シェルトンからサソールワックス（ＳＡＳＯＬＷＡＸ、登録商標）Ｃ７７として市販されているフィッシャートロプシュワックスもまた測定した（ＦＴ−Ａ）。蒸留により分留させた、サソールワックスアメリカズ社、コネチカット州シェルトンからサソールワックス（登録商標）Ｃ８０として市販されているフィッシャートロプシュワックスもまた測定した（ＦＴ−Ｂ）。サソールワックス（登録商標）Ｃ８０と類似しているが、蒸留により最も低い９％分子量画分を除去したサソールワックスアメリカズ社から入手したフィッシャートロプシュワックスもまた測定した（ＦＴ−Ｃ）。サソールワックス（登録商標）Ｃ８０と類似しているが、蒸留により最も低い２０％分子量画分を除去したサソールワックスアメリカズ社から入手したフィッシャートロプシュワックスもまた測定した（ＦＴ−Ｄ）。サソールワックス（登録商標）Ｃ８０と類似しているが、蒸留により最も低い３０％分子量画分を除去したサソールワックスアメリカズ社から入手したフィッシャートロプシュワックスもまた測定した（ＦＴ−Ｅ）。これらの物質の保持時間に関するデータの幾つかは次の表１，２，３の通りである。

高温ゲル透過クロマトグラフィーにより較正のためにポリエチレン標準を使用して測定されるように、これらのワックスに対するピーク平均分子量（Ｍ_ｐ）、数平均分子量（Ｍ_ｎ）、重量平均分子量（Ｍ_ｗ）および多分散性（ＭＷＤ）は下記表４の通りである。

これらのワックスの高温ゲル透過クロマトグラフィーデータのピーク融点（℃、ＡＳＴＭ Ｄ ３４１８−０３に従いデュポン（ＤＵＰＯＮＴ）２１００熱量計を用いて示差走査熱量測定により測定）、開始融点（℃、示差走査熱量測定により測定）、１１０℃での粘度（センチポイズ、レオメトリックサイエンティフィック（Ｒｈｅｏｍｅｔｒｉｃ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ）ＤＳＲ−２０００コーンプレートレオメータを用いて測定）、および凝固点（℃、示差走査熱量測定により測定）は下記表５の通りである。

いくつかの特定の実施形態では、本明細書で開示した、最も低い分子量画分のいくらかを除去した、インク中のフィッシャートロプシュワックスは、様々な実施形態において、少なくとも最も低い５、７．５、１０、１２．５、１５、２０、２５、３０、または３５％の分子量画分が除去されているが、除去する量はこれらの範囲外とすることができる。

最も低い分子量画分および最も高い分子量画分は、米国特許公開番号第２００５／０１３００５４号において記述されている蒸留法を含む（が、これに限定されない）任意の所望のまたは効果的な方法により、フィッシャートロプシュワックスから除去することができる。

上記で記述したように、フィッシャートロプシュワックスを作製するのに使用したフィッシャートロプシュプロセスは、ポリエチレンワックスを作製するのに使用したエチレンの重合プロセスとは、フィッシャートロプシュプロセスでは得られた材料においてより多くの分枝が生成する傾向があるという点で異なる。^１３Ｃおよび^１Ｈ ＮＭＲスペクトルを使用して、フィッシャートロプシュおよびポリエチレンワックスのいくつかにおいて、分枝程度およびペンダント−ＯＨ基の数を測定した。サンプルを重水素化ベンゼンンに溶解し、ブルーカーアバンス（Ｂｒｕｋｅｒ Ａｖａｎｃｅ）４００ＮＭＲ分光計で、７８℃において^１３Ｃ ＮＭＲスペクトルを獲得した。さらに、ＤＥＰＴ（分極移動による無歪み増強（ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎｌｅｓｓ ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ ｂｙ ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ ｔｒａｎｓｆｅｒ））実験を実施し、スペクトル帰属の補助として、ＣＨ、ＣＨ_２およびＣＨ_３炭素を識別した。^１Ｈ ＮＭＲ測定を同じサンプルに対し、ブルーカーアバンス５００ＮＭＲ分光計で、７８℃において実施した。結果は下記表６の通りである。

フィッシャートロプシュワックスはインク中に任意の所望の量または有効量で、様々な実施形態では、キャリヤの少なくとも１、３、または５重量％、および様々な実施形態では、キャリヤの９９、９７、または９５重量％以下の量で存在するが、量はこれらの範囲外とすることができる。

インクキャリヤはさらにアミドを含む。適したインクキャリヤ材料の例としては、脂肪アミド類、例えばモノアミド類、トリアミド類、テトラアミド類、それらの混合物、などが挙げられる。適した脂肪アミドインクキャリヤ材料の特定の例としては、ダイマー酸、エチレンジアミンおよびステアリン酸の反応生成物であるダイマー酸系テトラアミド、ダイマー酸、エチレンジアミン、および少なくとも３６炭素原子を有するカルボン酸の反応生成物であるダイマー酸系テトラアミド、など、ならびにそれらの混合物が挙げられる。脂肪アミドインクキャリヤがダイマー酸、エチレンジアミン、および少なくとも３６炭素原子を有するカルボン酸の反応生成物であるダイマー酸系テトラアミドである場合、カルボン酸は下記一般式：

を有し、式において、Ｒは直鎖、分枝、飽和、不飽和および環状アルキル基を含むアルキル基であり、様々な実施形態では、前記アルキル基は少なくとも３６または４０の炭素原子を有し、様々な実施形態では、前記アルキル基は２００、１５０、または１００以下の炭素原子を有するが、炭素原子の数はこれらの範囲外とすることができる。この化学式のカルボン酸は、例えば、ベイカーペトロライト、オクラホマ州タルサから市販されており、米国特許第６，１７４，９３７号の実施例１において記述されているように調製することができる。

１つの特定の実施形態では、アミドは分枝トリアミドである。分枝トリアミド類は例えば米国特許第６，８６０，９３０号において開示されている。

１つの特定の実施形態では、分枝トリアミドは下記化学式：

を有し、式において、ｘ、ｙ、およびｚはそれぞれ独立して、プロピレンオキシ繰り返しユニットの数を表し、ｘ＋ｙ＋ｚは５〜６であり、ここで、ｐ、ｑ、およびｒはそれぞれ、他とは独立して、繰り返し−（ＣＨ_２）−ユニットの数を表す整数であり、様々な実施形態では、少なくとも１５、２０、または２６であり、および様々な実施形態では６０、５５、または４５以下であるが、ｐ、ｑ、およびｒの値はこれらの範囲外とすることができる。トリアミド組成物はしばしば、各分子がｐ、ｑ、およびｒに対し同じ値を有する均一な組成物ではなく、ｐ、ｑ、およびｒがそれぞれ、組成物中のピーク平均鎖長数である材料の混合物として得られ、混合物中では、いくつかの個々の鎖は一定の数より長く、または短い場合があることを理解すべきである。

この特定の実施形態では、トリアミドはインク中で任意の所望量または有効量で、様々な実施形態では、キャリヤの少なくとも２、５、または１０重量％、および様々な実施形態では、キャリヤの５０、４０、または３５重量％以下の量で存在するが、その量はこれらの範囲外とすることができる。

適した相変化インクキャリヤ材料の別の例はモノアミド類である。適した脂肪アミドインクキャリヤ材料の特定の例としては、ステアリルステアラミド、例えば、クロンプトンコーポレーション（Ｃｒｏｍｐｔｏｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）、コネチカット州グリーンウィッチから入手可能なケマミド（ＫＥＭＡＭＩＤＥ）Ｓ−１８０、などが挙げられる。１つの特定の実施形態では、モノアミドはインクキャリヤ中に、様々な実施形態において、キャリヤの少なくとも０．０１、２または５重量％、および様々な実施形態において、キャリヤの９０、８０、または７０重量％以下の量で存在するが、その量はこれらの範囲外とすることができる。

イソシアネート系（ｉｓｏｃｙａｎａｔｅ−ｄｅｒｉｖｅｄ）樹脂およびワックス、例えばウレタンイソシアネート系材料、尿素イソシアネート系材料、ウレタン／尿素イソシアネート系材料、これらの混合物、などもまた相変化インクキャリヤ材料として適している。

１つの特定の実施形態では、インクは、米国特許第５，７８２，９６６号の実施例１において記述されているように調製される、２当量のアビトール（ＡＢＩＴＯＬ、登録商標）Ｅヒドロアビエチルアルコール（ハーキュリーズ社（Ｈｅｒｃｕｌｅｓ Ｉｎｃ．）、デラウエア州ウィルミントンから入手可能）と１当量のイソホロンジイソシアネートの反応から得られるウレタン樹脂を含むことができる。この樹脂が存在する場合、この樹脂はインク中に、様々な実施形態において、インクキャリヤの少なくとも１、２、３、４、または５重量％、および様々な実施形態において、インクキャリヤの８０、７０、または６０重量％以下の量で存在するが、その量はこれらの範囲外とすることができる。

別の特定の実施形態では、インクは、米国特許第６，３０９，４５３号実施例４において記述されているように調製された、３当量のステアリルイソシアネートと１当量のグリセロール系アルコールの付加化合物であるウレタン樹脂を含むことができる。この樹脂が存在する場合、この樹脂はインク中に、様々な実施形態において、インクキャリヤの少なくとも０．５、１、または２重量％、および様々な実施形態において、インクキャリヤの４０、３５、または３０重量％以下の量で存在するが、その量はこれらの範囲外とすることができる。

インクキャリヤは相変化インク中に任意の所望量または有効量で、様々な実施形態において、インクの少なくとも０．１、５０、または９０重量％、および様々な実施形態において、インクの９９、９８、または９５重量％以下の量で存在するが、その量はこれらの範囲外とすることができる。

相変化インク組成物はまた着色剤を含む。相変化キャリヤ組成物を、相変化インク着色剤材料、例えば、カラーインデックス（Ｃ．Ｉ．）油溶性染料、分散染料、修飾酸および直接染料、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することができる。

着色剤は相変化インク中に、所望の色または色調を得るのに任意の所望量または有効量で、様々な実施形態において、インクの少なくとも０．１、０．２、または０．５重量％、および様々な実施形態において、インクの５０、２０、または１０重量％以下の量で存在するが、その量はこれらの範囲外とすることができる。

インクはまた、必要に応じて、抗酸化剤を含むことができる。必要に応じて用いるインク組成物の抗酸化剤は、画像を酸化から保護し、また、インク調製プロセスの加熱部分の間の酸化からインク成分を保護する。適した抗酸化剤の特定の例としては、ナウガード（ＮＡＵＧＵＡＲＤ、登録商標）５２４、ナウガード（登録商標）７６、およびナウガード５１２（登録商標）（ユニローヤルケミカルカンパニー（Ｕｎｉｒｏｙａｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃａｍｐａｎｙ）、コネチカット州オックスフォードから市販されている）、イルガノックス（ＩＲＧＡＮＯＸ、登録商標）１０１０（チバガイギー（Ｃｉｂａ Ｇｅｉｇｙ）から市販されている）、などが挙げられる。必要に応じて用いる抗酸化剤が存在する場合、インク中任意の所望量または有効量で、様々な実施形態において、インクの少なくとも０．０１、０．０５、０．１または１重量％、および様々な実施形態において、インクの２０、５、または３重量％以下の量で存在するが、その量はこれらの範囲外とすることができる。

様々な実施形態におけるインク組成物は、５０℃、５５℃、または６０℃以上のピーク融点を有し、様々な実施形態において、１０５℃、１００℃または９５℃以下の融点を有するが、ピーク融点はこれらの範囲外とすることができる。

インク組成物は一般に、噴射温度（様々な実施形態において、７５℃、８５℃、または９５℃以上、および様々な実施形態において、１５０℃、または１２０℃以下であるが、噴射温度はこれらの範囲外とすることができる）で、様々な実施形態において、３０、２０または１５センチポイズ以下、および様々な実施形態で、２、５、または７センチポイズ以上の溶融粘度を有するが、溶融粘度はこれらの範囲外とすることができる。別の特定の実施形態では、インクは１１０、１５０および／または１２０℃の温度で７〜１５センチポイズの粘度を有する。

インク組成物は任意の所望のまたは適した方法により調製することができる。例えば、インク成分を一緒に混合し、その後、１つの実施形態では少なくとも１００℃、および１つの実施形態では１４０℃以下の温度まで加熱し（この温度はこれらの範囲外とすることができる）、均一なインク組成物が得られるまで撹拌し、その後、インクを雰囲気温度（典型的には２０〜２５℃）まで冷却することができる。インクは雰囲気温度では固体である。特定の実施形態では、形成プロセス中に、溶融状態のインクを型に注ぎ入れ、その後冷却し、固化させインクスティックを形成させる。

インクは直接印刷インクジェットプロセスおよび間接（オフセット）印刷インクジェット用途のための装置において使用することができる。本明細書で開示した別の実施形態は、本明細書で開示したインクをインクジェット印刷装置に組み入れる工程と、インクを溶融させる工程と、溶融インクの滴を画像様（ｉｍａｇｅｗｉｓｅ）パターンで記録基質上に噴射させる工程と、を含むプロセスに関する。直接印刷プロセスはまた、例えば、米国特許第５，１９５，４３０号において開示されている。本明細書で開示したさらに別の実施形態は、本明細書で開示したインクをインクジェット印刷装置に組み入れる工程と、インクを溶融させる工程と、溶融インクの滴を画像様パターンで中間転写部材上に噴射させる工程と、画像様パターンのインクを中間転写部材から最終記録基質に転写させる工程と、を含むプロセスに関する。特定の実施形態では、中間転写部材を、最終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は低い温度まで加熱する。別の特定の実施形態では、中間転写部材と最終記録シートの両方を加熱し、この実施形態では、中間転写部材および最終記録シートの両方を、印刷装置中の溶融インクの温度より低い温度まで加熱し、この実施形態では、中間転写部材および最終記録シートの相対温度は、（１）中間転写部材が最終記録基質の温度より高く、印刷装置中の溶融インクの温度より低い温度まで加熱され、（２）最終記録基質が、中間転写部材の温度より高く、印刷装置中の溶融インクの温度より低い温度まで加熱され、または（３）中間転写部材および最終記録シートが、大体同じ温度まで加熱されるようにすることができる。オフセットまたは間接印刷プロセスもまた、例えば、米国特許第５，３８９，９５８号において開示されている。１つの特定の実施形態では、印刷装置は、圧電印刷プロセスを使用し、この場合、インク滴は圧電振動要素の振動により画像様パターンで噴射される。本明細書で開示されているインクはまた、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、ホットメルト熱インクジェット印刷、ホットメルト連続ストリームまたは偏向（ｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）インクジェット印刷などにおいて使用することができる。本明細書で開示した相変化インクはまた、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においても使用することができる。

任意の適した基質または記録シートを使用することができ、普通紙、例えば、ゼロックス（ＸＥＲＯＸ、登録商標）４０２４紙、ゼロックス（登録商標）イメージシリーズ（Ｉｍａｇｅ Ｓｅｒｉｅｓ）紙、コートランド（Ｃｏｕｒｔｌａｎｄ）４０２４ＤＰ紙、ノート罫紙、ボンド紙、シリカコート紙、例えば、シャープカンパニー（Ｓｈａｒｐ Ｃｏｍｐａｎｙ）シリカコート紙、十條（Ｊｕｊｏ）紙、ハンマーミルレーザープリント（ＨＡＭＭＥＲＭＩＬＬ ＬＡＳＥＲＰＲＩＮＴ、登録商標）紙、など、透明材料、織物、繊維製品、プラスチック類、ポリマーフィルム、無機基質、例えば金属および木材、などが挙げられる。

（実施例１）
インク組成物を下記プロセスにより調製した。着色剤を除くインク成分全てをステンレス鋼ビーカーに入れた。得られた混合物をその後、オーブン中１１０℃の温度で一緒に溶融させ、１１０℃の温度制御マントル中で０．３時間撹拌によりブレンドした。その後、この混合物に、着色剤を添加した。さらに２時間撹拌した後、このように形成したインクを、加熱モット（ＭＯＴＴ、登録商標）装置（モットメタラジカル（Ｍｏｔｔ Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌ）から入手）を通して、ホワットマン（Ｗｈａｔｍａｎ）＃３濾紙を用いて、１５ポンド／平方インチの圧力下で濾過した。このように形成し、濾過した相変化インクを型に注ぎ入れ、固化させ、インクスティックを形成させた。インクは下記成分から調製した：ポリエチレンワックス、Ｍ_ｐ＝５７２、Ｍ_ｎ＝５１６、Ｍ_ｗ＝５７０、ＭＷＤ＝１．１０、ＨＴ−ＧＰＣにより測定（ポリワックス（登録商標）５００、ベイカーペトロライト、オクラホマ州タルサから入手）、分子量分布が狭いポリエチレンワックス（ＰＥ−Ｃ）、ベイカーペトロライト、オクラホマ州タルサから入手、ポリワックス（登録商標）５００に類似しているが、蒸留して１５％の低分子量画分および１５％の高分子量画分を除去、Ｍ_ｐ＝５８２、Ｍ_ｎ＝５６２、Ｍ_ｗ＝５７９、ＭＷＤ＝１．０３、ＨＴ−ＧＰＣにより測定（ベイカーペトロライト、オクラホマ州タルサから入手）、サソールワックスアメリカズ社、コネチカット州シェルトンからサソールワックス（ＳＡＳＯＬＷＡＸ（登録商標））Ｃ７７として入手したフィッシャートロプシュワックス（ＦＴ−Ａ）、Ｍ_ｐ＝５１６、Ｍ_ｎ＝５２０、Ｍ_ｗ＝５２８、ＭＷＤ＝１．０２、ＨＴ−ＧＰＣにより測定、サソールワックスアメリカズ社からサソールワックス（登録商標）Ｃ８０として入手したフィッシャートロプシュワックス（ＦＴ−Ｂ）、Ｍ_ｐ＝５５８、Ｍ_ｎ＝５６５、Ｍ_ｗ＝５８８、ＭＷＤ＝１．０４、ＨＴ−ＧＰＣにより測定、サソールワックスアメリカズ社から入手したフィッシャートロプシュワックス（ＦＴ−Ｆ）、前記ワックスはサソールワックス（登録商標）Ｃ８０と類似しているが、蒸留により最も低い５％の分子量画分が除去されている、Ｍ_ｐ＝６１２、Ｍ_ｎ＝６０５、Ｍ_ｗ＝６２６、ＭＷＤ＝１．０３、ＨＴ−ＧＰＣにより測定、サソールワックスアメリカズ社から入手したフィッシャートロプシュワックス（ＦＴ−Ｃ）、前記ワックスはサソールワックス（登録商標）Ｃ８０と類似しているが、蒸留により最も低い９％の分子量画分が除去されている、Ｍ_ｐ＝６２０、Ｍ_ｎ＝６１９、Ｍ_ｗ＝６３５、ＭＷＤ＝１．０３、ＨＴ−ＧＰＣにより測定、サソールワックスアメリカズ社から入手したフィッシャートロプシュワックス（ＦＴ−Ｄ）、前記ワックスはサソールワックス（登録商標）Ｃ８０と類似しているが、蒸留により最も低い２０％の分子量画分が除去されている、Ｍ_ｐ＝６３１、Ｍ_ｎ＝６２７、Ｍ_ｗ＝６４３、ＭＷＤ＝１．０３、ＨＴ−ＧＰＣにより測定、サソールワックスアメリカズ社から入手したフィッシャートロプシュワックス（ＦＴ−Ｅ）、前記ワックスはサソールワックス（登録商標）Ｃ８０と類似しているが、蒸留により最も低い３０％の分子量画分が除去されている、Ｍ_ｐ＝６３７、Ｍ_ｎ＝６３０、Ｍ_ｗ＝６４６、ＭＷＤ＝１．０３、ＨＴ−ＧＰＣにより測定、米国特許第６，８６０，９３０号の実施例ＩＩで記述されているように調製した、下記化学式の分枝トリアミド：

（式において、ｐ、ｑ、およびｒはそれぞれ、３５の平均値を有する）、米国特許第６，８６０，９３０号の実施例ＩＩに記載のように調製されたステアリルステアラミドワックス（ケマミド（ＫＥＭＡＭＩＤＥ、登録商標）Ｓ−１８０、クロンプトンコーポレーション（Ｃｒｏｍｐｔｏｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）コネチカット州グリニッジから入手）、ＫＥ−１００樹脂（水素化アビエチン（ロジン）酸のトリグリセリド、アラカワケミカルインダストリーズ（Ａｒａｋａｗａ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ）（ＵＳＡ）社、イリノイ州シカゴから入手）、米国特許第６，３０９，４５３号の実施例４で記述されるように調製した、３当量のステアリルイソシアネートとグリセロール系アルコールの付加生成物であるウレタン樹脂、ナウガード（登録商標）４４５抗酸化剤（ユニロイヤルケミカル社（Ｕｎｉｒｏｙａｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．）、コネチカット州ミドルベリから入手）、米国特許第６，４７２，５２３号の実施例Ｖ〜ＸＩで開示されているようなシアン着色剤、米国特許第６，７１３，６１４号の実施例Ｉ、ＩＩおよびＩＶで記述されているようなイエロー着色剤、およびドデシルベンゼン硫酸（ＤＤＢＳＡ、バイオソフト（Ｂｉｏ−ｓｏｆｔ）Ｓ−１００、ステパンカンパニー（Ｓｔｅｐａｎ Ｃｏｍｐａｎｙ）、イリノイ州エルウッドから入手）。インクの重量％で表した各成分の量を各インクに対し、下記表７，８で列挙する。インクＡ、Ｂ、およびＣは比較目的のために提供する。

＜インク特性＞
インクの様々な特性を測定し、下記表９，１０に示す。粘度（η、センチポイズ）は、レオメトリクスＤＳＲ−２００コーンプレートレオメータにより１１０℃で測定した。スペクトル強度は、インクをトルエンに溶解し、パーキンエルマーラムダ（Ｐｅｒｋｉｎ Ｅｌｍｅｒ Ｌａｍｂｄａ）２ＳＵＶ／ＶＩＳ分光光度計を用いて吸光度を測定することにより、溶液中のインク吸収の測定に基づく分光撮像（ｓｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ）手順を用いて決定した。ガラス転移温度（Ｔ_ｇ）は、レオメトリクスソリッドアナライザ（Ｒｈｅｏｍｅｔｒｉｃｓ Ｓｏｌｉｄ Ａｎａｌｙｚｅｒ）（ＲＳＡＩＩ）を用いて動的機械分析により測定した。ピーク融点（ＭＰ_ｐ）、開始融点（ＭＰ_ｏ）およびピーク凝固点（ＦＰ）は、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）によりデュポン（ＤＵＰＯＮＴ）２１００熱量計を用い測定した。

データから示されるように、これらのインクの融点は８０℃であり、凝固点は８０℃より低く、これらのインクのほとんどの粘度は１１０℃で１０．６に近く、これらのインクが、１０５〜１１５℃の温度での噴射に適していることが示される。スペクトル強度から、シアン、マゼンタ、およびイエロー着色剤の良好な溶解が確認される。

＜プリントヘッドの目詰まり＞
プリントヘッドにおけるインクの信頼性の１つの観点は、時間が経過するにつれ、プリントヘッドにおいて印刷中にインクがプリントヘッドに詰まるかどうかである。プリンタ内での実際の濾過挙動を模倣した試験を実施した。この試験では、インクを１１５℃で重力によりスクリーンフィルターを通過させた。インク３〜１０について、製造直後および６日後に１１５℃で試験した。インクはこの試験に合格し、明確なフィルタの目詰まりはなかった。

＜印刷温度性能＞
インクＡ、Ｂ、Ｃ、１、２、４、５、６、８、９、および１０を、様々な温度の試験ができるように改良したゼロックス（登録商標）フェイザー（ＰＨＡＳＥＲ、登録商標）８４００に組み入れた。システム設計の観点から、最終印刷基質および中間転写ドラムの両方の温度を上昇させることが望ましい。ドラム温度を上昇させると、持続して印刷できるように十分な熱を移動させるのに、必要とされる雰囲気に対する温度勾配が容易に得られる。凝集破壊を測定するために、インクが十分柔らかくなり、崩壊し、そのため、ドラムから離れなくなるまで、ドラム温度を上昇させる。最終媒体予熱（ｆｉｎａｌ ｍｅｄｉｕｍ ｐｒｅｈｅａｔｉｎｇ）を増加させると、典型的には画像転写効率およびインク耐久性が最大化される。媒体予熱は、直接熱伝導を用い、画像を媒体に転写する直前に両側で媒体と接触する金属プレートオンプレート紙予熱器に接触させることにより実施することができる。しかしながら、両面印刷ジョブ中、媒体にはすでに１つの側に画像が形成されており、このようにインク自体が、金属プレート予熱器と接触しなければならない。インクが予熱器と接触している間にそのページを汚し、染みをつけると、これはスマッジ（ｓｍｕｄｇｅ）と呼ばれる。顕著なスマッジ無しで媒体予熱器が到達することができる最高温度はスマッジ温度であり、予熱器を作動させることができる最高温度である。したがって、より良好な制御のために、またはブロッキング、両面スマッジ、などを避けるために、中間転写部材の設定点を増加させること、最終転写記録シート媒体の温度を増加させること、および予熱器設定点温度を増加させることが望ましい。このように、そのような温度増加を可能にするフレキシビリティを提供する相変化インクが望ましい。ドロップアウトは印刷エンジンから最終記録シートへのインク転写効率を示す。ドロップアウトが非常に悪い場合、画像の一部がプリントから欠如してしまう（すなわち、画素が中間転写部材から最終記録シートに転写されない）。ディザドロップアウトはディザ画像（例えば、３０％〜７０％の画線比率（ｃｏｖｅｒａｇｅ））を記録ラフ紙に印刷する場合の転写の失敗を示す。ベタドロップアウト（ｓｏｌｉｄ ｄｒｏｐｏｕｔ）は、ベタ刷り（任意の一定色に対する最も高い刷り）をスムースまたはラフ記録シートに印刷する場合の転写の失敗を示す。ドロップアウトを測定するために、非常に滑らかな表面を有するチェイス記録シート（ｃｈａｓｅ ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ ｓｈｅｅｔ）を、プリントのすぐ後について、かなり遅いトランス固定速度で印刷させる。チェイスシートを用いて、中間転写部材上に残った全てのインクを収容する。チェイスシートを走査し、ドロップアウト性能を、下記表で列挙したような標準設定条件下で、市販のフェイザー（登録商標）８４００プリンタにより作成したプリントのものと比較した。その用語が意味するように、折り畳み耐久性（ｆｏｌｄ ｄｕｒａｂｉｌｉｔｙ）は、（記録シート上の）インクがクラック、破壊無しでおよび／またはページから脱落してインクが欠如した線が残ることなく、折り畳まれることと関連する。折り畳みは、折り畳み後に残った白色領域の平均幅を測定することにより定量化される。ストレスケース（ｓｔｒｅｓｓ ｃａｓｅ）なのでベタ刷りを使用する。光沢は表面を評価する際に引き起こされる視覚的な印象である。反射される直接光が多ければ多いほど、光沢の印象はより明らかになる。光沢はＢＹＫガードナー（Ｇａｒｄｎｅｒ）マイクロ−ＴＲＩ−光沢計などの計測器を用いて測定する。光沢を測定する場合、１次（ｐｒｉｍａｒｙ）または二次（ｓｅｃｏｎｄａｒｙ）ベタ刷りを使用する。結果は下記表１１，１２の通りであった。

結果から示されるように、フィッシャートロプシュワックスを含むインクのいくつかは、望ましいより高い凝集破壊温度およびスマッジ温度を示した。

＜インクプリント透き通し＞
ポリエチレンワックスを含むインクによる紙上のプリントを用いると、高温条件下では、これらのプリントでインク透き通しが時々起こる。この場合、インクは紙を通って拡散し、紙の裏面に色が現れる。この現象を研究するために設計した実験室実験では、インクＡ、Ｂ、Ｃ、４、８、９、および１０をＫ−プリンティングプルーファー（Ｐｒｉｎｔｉｎｇ Ｐｒｏｏｆｅｒ）（ＲＫプリントコートインスツルメンツ（Ｐｒｉｎｔ Ｃｏａｔ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ）、イギリスロイストンにより製造）に組み入れ、プリントを１３５℃でハンマーミル紙上に作成させた。色空間データを紙の裏側に対し、ＡＣＳ（登録商標）スペクトロセンサー（Ｓｐｅｃｔｒｏ Ｓｅｎｓｏｒ、登録商標）ＩＩ比色計（アプライドカラーシステムズ社（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｃｏｌｏｒ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｉｎｃ．）から入手）で、ＡＳＴＭ１Ｅ８０５（材料の色または色差測定の機器による方法の標準的技法）において明記された測定法に従い、機器製造者から供給される適当な較正標準を用いて獲得した。インクの全体の比色性能を立証および定量化する目的で、測定データを、ＡＳＴＭ Ｅ３０８（ＣＩＥシステムを用いた物体の色を計算するための標準方法）に従い三刺激値積算により換算し、各相変化インクサンプルに対する１９７６ＣＩＥ Ｌ^＊（明度）、ａ^＊（赤色−緑色）、およびｂ^＊（黄色−青色）ＣＩＥＬＡＢ値を計算した。その後、プリントを白い紙で分離して、様々な温度、様々な期間、オーブン内に入れた。透き通しの程度は、加熱前（０時間）の元の色からの、時間の関数としての裏側の色変化（δＥの観点から）で表した。δＥ対時間を下記表１３，１４に示す。

結果から、透き通し性能に関しては、フィッシャートロプシュワックスを含むインク４は、ポリエチレンワックスを含む参照インクＡおよびＢよりも優れていること、フィッシャートロプシュワックスを含むインク８、９、および１０はポリエチレンワックスを含むインクＣよりも優れていることが示される。

＜インクスティックスウェッティング＞
インクＡ、Ｂ、Ｃ、１、２、３、４、８、９、および１０について、スウェッティングを評価した。スウェッティングは、いくらかのインク成分が固体インクスティックの表面に移動し、プリンタ内部のインクスティック表面で凝集し、粘着性のスウェットが徐々に底に流れ落ち、これにより、インクスティックがプリンタ内のインクロードラックに付着することがある、という問題である。スティックはインクで形成されており、スティックをオーブン内のパンに、６５℃および７０℃で、様々な期間入れておくことにより、スウェッティングを視覚的に評価した。結果を下記表１５，１６にまとめて示す。

結果から示されるように、狭い多分散性を有するフィッシャートロプシュワックスを含むインクは、狭い多分散性を有するポリエチレンワックスを含むインクに匹敵する、またはそれより良好なスウェッティング挙動を示し、ならびにかなり広い多分散性有するポリエチレンワックスを含むインクに対し、優れたスウェッティング性能を示す。

高温ゲル透過クロマトグラフィーにより測定した、いくつかのポリエチレンワックスおよびいくつかのフィッシャートロプシュワックスに対する分子量測定値を示した図である。

Claims (5)

1. （ａ）着色剤と、（ｂ）相変化インクキャリヤとを含有する相変化インクであって、前記相変化インクキャリヤは（ｉ）アミドと（ｉｉ）３００〜８００の平均ピーク分子量および１．００１〜３の多分散性を有するフィッシャートロプシュワックスとを含み、
   前記アミドは分枝トリアミドであり、前記分枝トリアミドが、次式：
   

   

   （式において、ｘ、ｙ、およびｚはそれぞれ独立して、プロピレンオキシ繰り返しユニットの数を表し、ｘ＋ｙ＋ｚは５〜６であり、ここで、ｐ、ｑ、およびｒはそれぞれ、他とは独立して、繰り返し−（ＣＨ ₂ ）−ユニットの数を表す整数である）で示されるものであることを特徴とする相変化インク。
2. 請求項１記載の相変化インクにおいて、前記フィッシャートロプシュワックスは３７５〜７５０の平均ピーク分子量を有することを特徴とする相変化インク。
3. 請求項１記載の相変化インクにおいて、前記フィッシャートロプシュワックスは２．５以下の多分散性を有することを特徴とする相変化インク。
4. （１）（ａ）着色剤と、（ｂ）（ｉ）アミドと（ｉｉ）３００〜８００の平均ピーク分子量および１．００１〜３の多分散性を有するフィッシャートロプシュワックスとを含む相変化インクキャリヤとを含有する相変化インクをインクジェット印刷装置に組み入れる工程と、（２）前記インクを溶融させる工程と、（３）前記溶融インクの滴を画像様パターンで基質上に噴射させる工程と、を含み、
   前記アミドは分枝トリアミドであり、前記分枝トリアミドが、次式：
   

   

   （式において、ｘ、ｙ、およびｚはそれぞれ独立して、プロピレンオキシ繰り返しユニットの数を表し、ｘ＋ｙ＋ｚは５〜６であり、ここで、ｐ、ｑ、およびｒはそれぞれ、他とは独立して、繰り返し−（ＣＨ ₂ ）−ユニットの数を表す整数である）で示されるものであることを特徴とする印刷方法。
5. 請求項４記載の相変化インクの使用方法において、前記基質は中間転写部材であり、前記溶融インクの滴は画像様パターンで前記中間転写部材上に噴射され、その後、前記中間転写部材から前記画像様パターンが最終記録シートに転写されることを特徴とする印刷方法。
   

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