JP5302503B2

JP5302503B2 - 相変化インキ組成物および印刷方法

Info

Publication number: JP5302503B2
Application number: JP2006318072A
Authority: JP
Inventors: エイチバンニングジェフェリー; ウーボー; ウェイネジェーガーシー
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 2005-11-30
Filing date: 2006-11-27
Publication date: 2013-10-02
Anticipated expiration: 2026-11-27
Also published as: CA2568930A1; US20070120918A1; EP1792957B1; DE602006004424D1; CN1974686B; KR20070057048A; US7381255B2; JP2007154191A; KR101425389B1; CA2568930C; BRPI0604987A; CN1974686A; EP1792957A1

Description

本件では相変化インキ組成物を開示する。より詳細には、本件では、特にホットメルトインキまたは相変化インキでの使用に適した着色剤化合物を含む相変化インキを開示する。

一般に、相変化インキ（しばしば“ホットメルトインキ”と呼ばれる）は、周囲温度では固相であるが、インキジェット印刷装置（ink jet printing device）の高められた作動温度では液相で存在する。液状インキの液滴は噴射作動温度（jet operating temperature）で印刷装置から噴射され、このインキ液滴は直接に、または加熱された中間転写ベルトまたはドラムを経て記録用の基板（被印刷体）の表面に接するとすぐに固まり、固化したインキ液滴の所定の形を生成する。相変化インキはグラビア印刷など他の印刷技術にも使用されている。

カラー印刷用の相変化インキは一般に相変化インキキャリヤ組成物を含み、これに相変化インキと相溶性を持つ着色剤を混合する。具体的な実施の形態では、インキキャリヤ組成物と、相溶性を持った減法混色の原色の着色剤（subtractive primary colorants）とを混合することにより、一連の着色相変化インキを生成することができる。減法混色の原色の相変化インキは、４成分の染料、すなわち、シアン、マゼンタ、イエロー、またはブラックを含むが、インキはこの４色に限らない。このような減法混色の原色のインキは、１種類の染料または染料混合物を用いて調製可能である。例えば、ソルベントレッド染料の混合物を用いてマゼンタを、あるいは数種類の染料を混合してコンポジットブラック（composite black）が得られる。

更に相変化インキは、郵便用表示、工業用表示、標識などの用途にも使用される。

相変化インキは、輸送や長期保存などの間、室温で固相のままであるため、インキジェットプリンタにとって好ましい。更に、液体インキジェットインキで発生する場合がある、インキの蒸発によるノズル詰まりの問題が殆ど無いため、インキジェット印刷の信頼性を向上させる。また、インキ液滴を最終的な記録用被印刷体（例えば、紙、透明材料など）上に直接塗布する相変化インキジェットプリンタでは、被印刷体に接すると液滴がすぐに固化するため、印刷媒体に沿ってインキが移動せず、ドット品質が向上する。

相変化インキキャリヤ組成物としての使用に適した組成物は公知である。適当なキャリヤ材料としては、パラフィン類、マイクロクリスタリンワックス類、ポリエチレンワックス類、エステルワックス類、脂肪酸類、およびその他のワックス様材料、脂肪族アミド含有材料、スルホンアミド材料、様々な天然材料（例えば、トール油ロジン類およびロジンエステル類）から作った樹脂状材料、および多くの合成樹脂、オリゴマー類、ポリマー類、および共重合体類が挙げられる。

米国特許第５，４９６，８７９号明細書米国特許第４，８８９，５６０号明細書米国特許第４，８８９，７６１号明細書米国特許第５，３７２，８５２号明細書米国特許第５，６２１，０２２号明細書米国特許第４，８５１，０４５号明細書米国特許第５，００６，１７０号明細書米国特許第５，１５１，１２０号明細書米国特許第６，１４７，１４０号明細書欧州特許第０１８７３５２号明細書欧州特許第０２０６２８６号明細書国際公開第９４／０４６１９号パンフレット

公知の組成物および方法はその意図した目的には適しているが、特に相変化インキでの使用に適した着色剤化合物、好ましい程度の熱安定性を備えた着色剤化合物、相変化インキで使用するビヒクルに対して好ましい程度の溶解性を示す着色剤化合物、より少ないエネルギーで動作可能な相変化インキビヒクルと相溶性を有する（compatible）着色剤化合物、相変化インキ中において好ましく高い彩度を示す着色剤化合物、相変化インキ中において十分な色相を示す着色剤化合物、相変化インキ中において高い耐光性を示す着色剤化合物、相変化インキに組み込み、印刷した場合に、隣接して印刷した異なる色の領域への拡散およびにじみが比較的少ない着色剤化合物、取り扱いが安全な着色剤化合物、堆積の厚みの少ない印刷を行うことのできる着色剤化合物、などが更に求められている。

相変化インキキャリヤと、着色剤化合物と、を含む相変化インキ組成物であって、前記着色剤化合物は、次の構造式で示されるものまたはその混合物であり、

上記構造式中、Ｒ_１、Ｒ_２、およびＲ_３はそれぞれ互いに独立して、水素原子、アルキル基、アリールアルキル基、またはアルキルアリール基であって、前記アルキル基は、直鎖および分枝、飽和および不飽和、環状および非環状、置換および非置換アルキル基を含み、前記アルキル基中にはヘテロ原子があってもなくても良く、前記アリールアルキル基は、置換および非置換アリールアルキル基を含み、前記アリールアルキル基のアルキル部分は、直鎖または分枝、飽和または不飽和、環状または非環状、置換または非置換であって、前記アリールアルキル基のアリールまたはアルキル部分にはヘテロ原子があってもなくても良く、前記アルキルアリール基は、置換および非置換アルキルアリール基を含み、前記アルキルアリール基のアルキル部分は、直鎖または分枝、飽和または不飽和、環状または非環状、置換または非置換であって、前記アルキルアリール基のアリールまたはアルキル部分にはヘテロ原子があってもなくても良く、置換基に含まれる原子を除く、Ｒ_１＋Ｒ_２＋Ｒ_３中の炭素原子とヘテロ原子の総数は少なくとも約１８であり、Ｍは、金属原子であり、各Ａ、各Ｅ、および各Ｇは互いに独立して、フェニルまたはピラゾロン環上の置換基を示すものであって、Ｇは更に水素原子であっても良く、ｍは、０、１、または２の整数であり、ｐは、０、１、２、３、または４の整数であり、Ｊは、（i）水素原子、（ii）アルキル基、（iii）アリール基、（iv）アリールアルキル基、または（v）アルキルアリール基を示すものであって、前記アルキル基は、直鎖および分枝、飽和および不飽和、環状および非環状、置換および非置換アルキル基を含み、前記アルキル基中にはヘテロ原子があってもなくても良く、前記アリール基は、置換および非置換アリール基を含み、前記アリール基中にはヘテロ原子があってもなくても良く、前記アリールアルキル基は、置換および非置換アリールアルキル基を含み、前記アリールアルキル基のアルキル部分は、直鎖または分枝、飽和または不飽和、環状または非環状であって、前記アリールアルキル基のアリールまたはアルキル部分にはヘテロ原子があってもなくても良く、前記アルキルアリール基は、置換および非置換アルキルアリール基を含み、前記アルキルアリール基のアルキル部分は、直鎖または分枝、飽和または不飽和、環状または非環状であって、前記アルキルアリール基のアリールまたはアルキル部分にはヘテロ原子があってもなくても良く、前記フェニルまたはピラゾロン環上の２つ以上の置換基は互いに結合して環を成しても良く、ｎは、１、２、または３の整数を示す、相変化インキ組成物である。

本件では、次の構造式（化３および化４）で示される着色剤化合物を含む相変化インキを開示する。

上記構造式中、各Ａ、各Ｅ、および各Ｇはそれぞれ互いに独立して、フェニルまたはピラゾロン環（phenyl or pyrazolone ring）上の置換基、例えば、アルキル基（直鎖および分枝、飽和および不飽和、環状および非環状、置換および非置換アルキル基を含み、アルキル基中には、酸素、窒素、イオウ、ケイ素、リン、ホウ素などのヘテロ原子があってもなくても良く、ある実施の形態では、アルキル基は少なくとも１個の炭素原子を含み、様々な実施の形態において、５０、１８、または２個以下の炭素原子を含むが、炭素原子の数はこれらの範囲を超えるものでも良い）、アリール基（置換および非置換アリール基を含み、アリール基中には、酸素、窒素、イオウ、ケイ素、リン、ホウ素などのヘテロ原子があってもなくても良く、様々な実施の形態において、アリール基は少なくとも５または６個の炭素原子を含み、また様々な実施の形態において、２０、１４、または１０個以下の炭素原子を含むが、炭素原子の数はこれらの範囲を超えるものでも良く、例えば、フェニル、ナフチル、アントリルなど）、アリールアルキル基（置換および非置換アリールアルキル基を含み、アリールアルキル基のアルキル部分は、直鎖または分枝、飽和または不飽和、環状または非環状であって、アリールアルキル基のアリールまたはアルキル部分には、酸素、窒素、イオウ、ケイ素、リン、ホウ素などのヘテロ原子があってもなくても良く、様々な実施の形態において、アリールアルキル基は少なくとも６または７個の炭素原子を含み、また様々な実施の形態において、３０、１８、または１２個以下の炭素原子を含むが、炭素原子の数はこれらの範囲を超えるものでも良く、例えばベンジルなど）、アルキルアリール基（置換および非置換アルキルアリール基を含み、アルキルアリール基のアルキル部分は、直鎖または分枝、飽和または不飽和、環状または非環状であって、アルキルアリール基のアリールまたはアルキル部分には、酸素、窒素、イオウ、ケイ素、リン、ホウ素などのヘテロ原子があってもなくても良く、様々な実施の形態において、アルキルアリール基は少なくとも６または７個の炭素原子を含み、また様々な実施の形態において、３０、１８、または１２個以下の炭素原子を含むが、炭素原子の数はこれらの範囲を超えるものでも良く、例えば、トリルなど）、ヒドロキシ基、ハロゲン原子、アミン基（１級、２級、および３級アミン基を含む）、イミン基、アンモニウム基、シアノ基、ピリジン基、ピリジニウム基、エーテル基、アルデヒド基、ケトン基、エステル基、アミド基、カルボニル基、チオカルボニル基、硫酸塩基（sulfate group）、スルホン酸塩基（sulfonate group）、スルホン酸基（sulfonic acid group）、スルフィド基、スルホキシド基、ホスフィン基、ホスホニウム基、リン酸塩基（phosphate group）、ニトリル基、メルカプト基、ニトロ基、ニトロソ基、スルホン基（sulfone group）、アシル基、アゾ基、シアナト基、カルボキシラート基、カルボン酸基（carboxylic acid group）、ウレタン基、ウレア基、などを示す（但し、これらに限定されるものではない）。Ｇは更に水素原子であっても良い。ｍは、０、１、または２の整数であり、ｐは、０、１、２、３、または４の整数である。Ｊは、（i）水素原子、（ii）アルキル基（直鎖および分枝、飽和および不飽和、環状および非環状、置換および非置換アルキル基を含み、アルキル基中には、酸素、窒素、イオウ、ケイ素、リン、ホウ素などのヘテロ原子があってもなくても良く、ある実施の形態では、アルキル基は少なくとも１個の炭素原子を含み、また様々な実施の形態において、５０、１８、または２個以下の炭素原子を含むが、炭素原子の数はこれらの範囲を超えるものでも良い）、（iii）アリール基（置換および非置換アリール基を含み、アリール基中には、酸素、窒素、イオウ、ケイ素、リン、ホウ素などのヘテロ原子があってもなくても良く、様々な実施の形態において、アリール基は少なくとも５または６個の炭素原子を含み、また様々な実施の形態において、２０、１４、または１０個以下の炭素原子を含むが、炭素原子の数はこれらの範囲を超えるものでも良く、例えば、フェニル、ナフチル、アントリルなど）、（iv）アリールアルキル基（置換および非置換アリールアルキル基を含み、アリールアルキル基のアルキル部分は、直鎖または分枝、飽和または不飽和、環状または非環状であって、アリールアルキル基のアリールまたはアルキル部分には、酸素、窒素、イオウ、ケイ素、リン、ホウ素などのヘテロ原子があってもなくても良く、様々な実施の形態において、アリールアルキル基は少なくとも６または７個の炭素原子を含み、また様々な実施の形態において、３０、１８、または１２個以下の炭素原子を含むが、炭素原子の数はこれらの範囲を超えるものでも良く、例えば、ベンジルなど）、または（v）アルキルアリール基（置換および非置換アルキルアリール基を含み、アルキルアリール基のアルキル部分は、直鎖または分枝、飽和または不飽和、環状または非環状であって、アルキルアリール基のアリールまたはアルキル部分には、酸素、窒素、イオウ、ケイ素、リン、ホウ素などのヘテロ原子があってもなくても良く、様々な実施の形態において、アルキルアリール基は少なくとも６または７個の炭素原子を含み、また様々な実施の形態において、３０、１８、または１２個以下の炭素原子を含むが、炭素原子の数はこれらの範囲を超えるものでも良く、例えば、トリルなど）を示す。置換アルキル、アリール、アリールアルキル、およびアルキルアリール基上の置換基は、ヒドロキシ基、ハロゲン原子、アミン基（１級、２級、および３級アミン基を含む）、イミン基、アンモニウム基、シアノ基、ピリジン基、ピリジニウム基、エーテル基、アルデヒド基、ケトン基、エステル基、アミド基、カルボニル基、チオカルボニル基、硫酸塩基、スルホン酸塩基、スルホン酸基、スルフィド基、スルホキシド基、ホスフィン基、ホスホニウム基、リン酸塩基、ニトリル基、メルカプト基、ニトロ基、ニトロソ基、スルホン基、アシル基、アゾ基、シアナト基、カルボキシラート基、カルボン酸基、ウレタン基、ウレア基などである（但し、これらに限定されるものではない）。フェニルまたはピラゾロン環上の２つ以上の置換基が互いに結合して環を成しても良い。これらの着色剤は、次の構造式（化５および化６）の化合物から誘導された発色（chromogenic）化合物を含む。

上記構造式中、整数“ｎ”は、色原体（chromogen）化合物錯体上の電荷と、存在する対カチオン（countercations）の数の両方を示す。この整数は少なくとも１であり、更に２または３であっても良い。

これらの化合物は金属化合物と錯体を形成して発色化合物となる。適当な金属Ｍとしては、上記の化合物と錯体を形成し、その錯体が少なくとも１価の負の電荷（−１）を持つ金属が挙げられる。適当な金属の例としては、クロム、鉄、コバルト、モリブデン、タングステン、ルテニウム、オスミウム、ロジウム、イリジウム、マンガン、レニウム、バナジウム、ニオブ、タンタル、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、スカンジウム、イットリウム、ランタン、亜鉛、アルミニウム、ランタノイド（Lanthanide Series）金属など、またそれらの混合物が挙げられる（但し、これらに限定されるものではない）。

特定の理論に限定しようとするものではないが、生成した錯体は次のような構造（化７〜化１０）を持つと考えられる。

上記構造式（化７〜化１０）中、点線と矢印は、窒素原子上の孤立電子対（ローンペア）と金属原子との間の配位結合を示している。それぞれの酸素原子は生成した錯体に負の電荷を与えるため、化合物に生じる電荷は金属の原子価状態（valence state）によって決まる。

本件に開示の化合物に適した発色化合物錯体のいくつかの具体例としては、次のもの（化１１〜化１８）など、またそれらの混合物が挙げられる（但し、これらに限定されるものではない）。

発色化合物錯体は少なくとも１価の負の電荷（−１）を持ち、従って対イオン（counterion）を伴う。対イオンは次の構造式を持つものである。

上記構造式（化１９）中、Ｒ_１、Ｒ_２、およびＲ_３はそれぞれ互いに独立して、（i）水素原子、（ii）アルキル基（直鎖および分枝、飽和および不飽和、環状および非環状、置換および非置換アルキル基を含み、アルキル基中には、酸素、窒素、イオウ、ケイ素、リン、ホウ素などのヘテロ原子があってもなくても良く、ある実施の形態では、アルキル基は少なくとも１個の炭素原子を含み、また様々な実施の形態において、１５０、５４、または４８個以下の炭素原子を含むが、炭素原子の数はこれらの範囲を超えるものでも良い）、（iii）アリールアルキル基（置換および非置換アリールアルキル基を含み、アリールアルキル基のアルキル部分は、直鎖または分枝、飽和または不飽和、環状または非環状、置換または非置換であって、アリールアルキル基のアリールまたはアルキル部分には、酸素、窒素、イオウ、ケイ素、リン、ホウ素などのヘテロ原子があってもなくても良く、様々な実施の形態において、アリールアルキル基は、少なくとも６または７個の炭素原子を含み、また様々な実施の形態において、５６、２４、または１８個以下の炭素原子を含むが、炭素原子の数はこれらの範囲を超えるものでも良く、例えば、ベンジルなど）、または（iv）アルキルアリール基（置換および非置換アルキルアリール基を含み、アルキルアリール基のアルキル部分は、直鎖または分枝、飽和または不飽和、環状または非環状、置換または非置換であって、アルキルアリール基のアリールまたはアルキル部分には、酸素、窒素、イオウ、ケイ素、リン、ホウ素などのヘテロ原子があってもなくても良く、様々な実施の形態において、アルキルアリール基は少なくとも６または７個の炭素原子を含み、また様々な実施の形態において、５６、２４、または１８個以下の炭素原子を含むが、炭素原子の数はこれらの範囲を超えるものでも良く、例えば、トリルなど）とすることができる。Ｒ_１＋Ｒ_２＋Ｒ_３中の炭素原子とヘテロ原子の総数（置換基中の原子は除く）は、様々な実施の形態において、少なくとも１８、１９、２０、２１、２２、２３、または２４であり、Ｒ_１＋Ｒ_２＋Ｒ_３中の炭素原子とヘテロ原子の総数（置換基中の原子は除く）は、様々な実施の形態において、１５０、５４、または４８個以下であるが、炭素原子の総数はこれらの範囲を超えるものでも良い。置換アルキル、アリールアルキル、およびアルキルアリール基上の置換基は、ヒドロキシ基、ハロゲン原子、アミン基、イミン基、アンモニウム基、シアノ基、ピリジン基、ピリジニウム基、エーテル基、アルデヒド基、ケトン基、エステル基、アミド基、カルボニル基、チオカルボニル基、硫酸塩基、スルホン酸塩基、スルホン酸基、スルフィド基、スルホキシド基、ホスフィン基、ホスホニウム基、リン酸塩基、ニトリル基、メルカプト基、ニトロ基、ニトロソ基、スルホン基、アシル基、アゾ基、シアナト基、カルボキシラート基、カルボン酸基、ウレタン基、ウレア基、それらの混合物など（但し、これらに限定されるものではない）である。２つ以上の置換基が互いに結合して環を成しても良い。ある実施の形態では、Ｒ_１、Ｒ_２、およびＲ_３は皆同じである。別の実施の形態においては、Ｒ_１、Ｒ_２、およびＲ_３の少なくとも２つが互いに異なっている。更に別の実施の形態では、Ｒ_１、Ｒ_２、およびＲ_３の３つ全てが互いに異なるものである。

本件に開示の着色剤化合物は所望または効果的な方法で調製可能である。例えば、異なる対イオンを持つ、または遊離酸形の発色化合物を市販品として入手し、対イオンを所望の対イオンで置き換えても良い。アゾ染料の金属化は、例えば、 "British Intelligence Objectives Subcommittee Report 961," Publications Board No. 86139, Library of Congress, Washington, D.C. 1947, pp. 71-72,110,149-151,160,163,164に述べられているような、所望のまたは有効な方法で行うことができる。所望の対イオンも市販のアミン化合物から一般に誘導可能である。更に、１級、２級、および３級アミンも、例えば、Comprehensive Organic Transformations - A Guide to Functional Group Preparations,2nd Ed., Richard C. Larock, Wiley-VCH,1999 ISBN 0-471-19031-4 New York, NY に述べられているような方法で調製できる。

例えば、ある実施の形態では、発色化合物と、対イオンが誘導されるアミン化合物とを、イオン交換が完了するまで共に加熱し、次に溶媒を留去して（溶媒を用いている場合）、生成した着色剤化合物を取り出す。

発色化合物と、対イオンが誘導されるアミン化合物とは、所望または効果的な相対量で用いることができる。発色化合物上の電荷が−１である場合、相対量は、例えば、様々な実施の形態において、アミン化合物１モル当たり、発色化合物が少なくとも０．１、０．５、または０．９モル、また様々な実施の形態において、アミン化合物１モル当たり、発色化合物が３、２、または１．１モル以下であるが、相対量はこれらの範囲を超えるものでも良い。発色化合物上の電荷が−２である場合、アミン化合物の量は当然２倍となり、発色化合物上の電荷が更に高い場合は、アミン化合物の量も当然それに応じて調整される。

溶媒を用いる場合、所望または効果的な溶媒を用いることができる。適当な溶媒の例としては、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン、アセトン、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ブタノールなど、またそれらの混合物が挙げられる。

反応物は溶媒中に所望または効果的な量で含まれ、様々な実施の形態において、溶媒１リットル当たり、少なくとも１、２２５、または４５０ｇの反応物が含まれ、また様々な実施の形態において、溶媒１リットル当たり、２，０００、１，０００、または５００ｇ以下の反応物が含まれるが、反応物と溶媒との相対量はこれらの範囲を超えるものでも良い。

反応物は、所望または効果的な温度に加熱可能であり、様々な実施の形態において、少なくとも２５、６５、または１１０℃、また様々な実施の形態において、１５０、１２５、または１１０℃以下に加熱できるが、温度はこれらの範囲を超えるものでも良い。

反応物は、所望または効果的な時間に亘って加熱可能であり、様々な実施の形態において、少なくとも１、１２、または１６時間、また様々な実施の形態において、７日、１日、または０．７５日（１８時間）以下の時間に亘って加熱できるが、時間はこれらの範囲を超えるものでも良い。

その後、こうして調製した着色剤化合物を、所望または効果的な方法、例えば、蒸留、減圧（vacuum）、生成物が不溶である溶媒（水など）に投入して失活させる方法などにより取り出すことができる。

本件に開示の相変化インキは、相変化キャリヤ系または組成物を含む。相変化キャリヤ組成物は一般に、直接印刷方式で、あるいは間接またはオフセット印刷転写装置で使用するよう設計される。

直接印刷方式では、ある実施の形態における相変化キャリヤ組成物は、相変化インキが、（１）記録用被印刷体に直接印刷した後、周囲温度まで冷やした場合に、最終的な記録用被印刷体（紙、透明材料など）上に均一な厚さの薄膜として塗布され、（２）十分な可撓性と延性を備え、被印刷体に印刷した画像を曲げても割れず、（３）高い明度、彩度、透明度、および熱安定性を備えるような、少なくとも１つの材料を含んでいる。

オフセット印刷転写または間接印刷方式では、ある実施の形態における相変化キャリヤ組成物は、直接印刷方式のインキに好ましい特性だけでなく、更に、例えば米国特許第５，３８９，９５８号に記載の装置などでの使用に好ましい特定の流動性と機械的性質も示すものである。

所望または効果的なキャリヤ組成物が使用可能である。適当なインキキャリヤ材料の例としては、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の脂肪族アミド類が挙げられる。適当な脂肪族アミドインキキャリヤ材料の具体例としては、ステアリルステアロアミド、ダイマー酸（dimer acid）とエチレンジアミンとステアリン酸との反応生成物である、ダイマー酸を主材料とするテトラアミド（dimer acid based tetra-amide）、ダイマー酸とエチレンジアミンと少なくとも約３６個の炭素原子を有するカルボン酸との反応生成物である、ダイマー酸を主材料とするテトラアミドなど、またそれらの混合物が挙げられる。脂肪族アミドインキキャリヤが、ダイマー酸とエチレンジアミンと少なくとも約３６個の炭素原子を含むカルボン酸との反応生成物である、ダイマー酸を主材料とするテトラアミドである場合、カルボン酸は次の一般式（化２０）で示されるものである。

上記式（化２０）中、Ｒはアルキル基であって、直鎖、分枝、飽和、不飽和、および環状アルキル基を含み、前記アルキル基は、ある実施の形態では少なくとも約３６個の炭素原子を含み、別の実施の形態では少なくとも約４０個の炭素原子を含み、前記アルキル基は、ある実施の形態では約２００個以下の炭素原子を含み、別の実施の形態では約１５０個以下の炭素原子を含み、更に別の実施の形態では約１００個以下の炭素原子を含むが、炭素原子の数はこれらの範囲を超えるものでも良い。この式で示されるカルボン酸は、例えば、オクラホマ州タルサ、ベイカー・ペトロライト（Baker Petrolite）より市販品として入手可能であり、また米国特許第６，１７４，９３７号の実施例１に記載の方法でも調製可能である。脂肪族アミドキャリヤ材料に関する情報は更に、例えば、米国特許第４，８８９，５６０号、米国特許第４，８８９，７６１号、米国特許第５，１９４，６３８号、米国特許第４，８３０，６７１号、米国特許第６，１７４，９３７号、米国特許第５，３７２，８５２号、米国特許第５，５９７，８５６号、米国特許第６，１７４，９３７号、および英国特許第ＧＢ２２３８７９２号に開示されている。適当なものとしては更に、米国特許第６，８６０，９３０号に開示の分枝トリアミド類が挙げられる。

相変化インキキャリヤ材料としては、ウレタン−イソシアナート誘導物（urethane isocyanate-derived materials）、尿素−イソシアナート誘導物、ウレタン／尿素−イソシアナート誘導物、およびそれらの混合物などの、イソシアナートから誘導した樹脂およびワックス類も適当である。イソシアナート誘導キャリヤ材料に関する情報は更に、例えば、米国特許第５，７５０，６０４号、米国特許第５，７８０，５２８号、米国特許第５，７８２，９６６号、米国特許第５，７８３，６５８号、米国特許第５，８２７，９１８号、米国特許第５，８３０，９４２号、米国特許第５，９１９，８３９号、米国特許第６，２５５，４３２号、米国特許第６，３０９，４５３号、英国特許第ＧＢ２２９４９３９号、英国特許第ＧＢ２３０５９２８号、英国特許第ＧＢ２３０５６７０号、英国特許第ＧＢ２２９０７９３号、ＰＣＴ公開第ＷＯ９４／１４９０２号、ＰＣＴ公開第ＷＯ９７／１２００３号、ＰＣＴ公開第ＷＯ９７／１３８１６号、ＰＣＴ公開第ＷＯ９６／１４３６４号、ＰＣＴ公開第ＷＯ９７／３３９４３号、およびＰＣＴ公開第ＷＯ９５／０４７６０号に開示されている。

脂肪族アミド材料とイソシアナート誘導物との混合物もインキキャリヤ組成物として使用できる。

適当な相変化インキキャリヤ材料としては更に、パラフィン類、マイクロクリスタリンワックス類、ポリエチレンワックス類、エステルワックス類、アミドワックス類、脂肪酸類、脂肪族アルコール類、脂肪族アミド類、およびその他のワックス様材料（waxy materials）、スルホンアミド材料、様々な天然材料（例えば、トール油ロジン類およびロジンエステル類など）から作った樹脂状材料、および多くの合成樹脂、オリゴマー類、ポリマー類、および共重合体類（例えば、エチレン／酢酸ビニル共重合体、エチレン／アクリル酸共重合体、エチレン／酢酸ビニル／アクリル酸共重合体、アクリル酸とポリアミド類との共重合体など）、イオノマー類（ionomers）、等、またそれらの混合物が挙げられる。これらの材料の少なくとも１つを、脂肪族アミド材料および／またはイソシアナート誘導物と混合して用いても良い。

適当なワックス類の具体例としては、ＰＥ（登録商標）５００およびＰＥ（登録商標）６５５（オクラホマ州タルサ、ベイカー・ペトロライト製）などのポリエチレンワックス類、フィッシャー−トロプシュワックス類（コネチカット州シェルトン、サソル・ワックス・アメリカズ社（Sasol Wax Americas, Inc.）製）、例えば米国特許出願公開第２００５／０１３００５４号に開示のワックス類などが挙げられる。

ある具体的な実施の形態では、相変化インキキャリヤは、（ａ）ポリエチレンワックス（インキ中含有量は、様々な実施の形態において、インキの少なくとも２５、３０、または３７重量％、また様々な実施の形態において、インキの８０、７０、または６０重量％以下であるが、量はこれらの範囲を超えるものでも良い）と、（ｂ）ステアリルステアロアミドワックス（インキ中含有量は、様々な形態において、インキの少なくとも３、５、または８重量％、また様々な実施の形態において、インキの３２、２８、または２５重量％以下であるが、量はこれらの範囲を超えるものでも良い）と、（ｃ）ダイマー酸とエチレンジアミンと３６個以上の炭素原子を含み末端カルボン酸基を持つ長鎖炭化水素との反応生成物である、ダイマー酸を主材料とするテトラアミド（インキ中含有量は、様々な実施の形態において、インキの少なくとも５、８、または１０重量％、また様々な実施の形態において、インキの３２、２７、または２２重量％以下であるが、量はこれらの範囲を超えるものでも良い）と、（ｄ）２当量のヒドロアビエチルアルコール（hydroabietyl alcohol）と１当量のイソホロンジイソシアナート（isophorone diisocyanate）との反応から誘導したウレタン樹脂（インキ中含有量は、様々な実施の形態において、インキの少なくとも６、８、または１０重量％、また様々な実施の形態において、インキの１６、１４、または１２重量％以下であるが、量はこれらの範囲を超えるものでも良い）と、（ｅ）３当量のステアリルイソシアナートと、グリセロールを主材料とするプロポキシル化アルコール（propoxylate alcohol）との付加生成物であるウレタン樹脂（インキ中含有量は、様々な実施の形態において、インキの少なくとも２、３、または４．５重量％、また様々な実施の形態において、インキの１３、１０、または７．５重量％以下であるが、量はこれらの範囲を超えるものでも良い）と、（ｆ）酸化防止剤（インキ中含有量は、様々な実施の形態において、インキの少なくとも０．０１、０．０５、または０．１重量％、また様々な実施の形態において、インキの１、０．５、または０．３重量％以下であるが、量はこれらの範囲を超えるものでも良い）とを含む。

相変化インキ中のインキキャリヤの含有量は所望または効果的な量であって、様々な実施の形態において、インキの少なくとも０．１、５０、または９０重量％、また様々な実施の形態において、インキの９９、９８、または９５重量％以下であるが、量はこれらの範囲を超えるものでも良い。

相変化インキは、次の構造式（化２１、化２２）で示される着色剤化合物またはその混合物を含む。

インキ中のこの着色剤の含有量は、所望の色または色相とするのに好ましく、または効果的な量であって、様々な実施の形態において、インキの少なくとも０．１、０．５、１、２、または３重量％、また様々な実施の形態において、インキの２０、１３、または１０重量％以下であるが、量はこれらの範囲を超えるものでも良い。本件に開示の着色剤は、インキ中における唯一の着色剤であっても、あるいは他の着色剤と組み合わせて用いても良い。

ある具体的な実施の形態では、着色剤をディスパースオレンジ４７と組み合わせて用いる。本実施の形態では、本着色剤とディスパースオレンジ４７との比は、所望の色または色相とするのに好ましい比であって、様々な実施の形態において、本件に開示の着色剤１重量部当たりディスパースオレンジ４７を少なくとも０．０１、０．０５、または０．１重量部、また様々な実施の形態において、本件に開示の着色剤１重量部当たりディスパースオレンジ４７を１、０．８、または０．５重量部以下とすることができるが、相対量はこれらの範囲を超えるものでも良い。

本インキには更に必要に応じて酸化防止剤を加えることができる。インキ組成物の必要に応じた酸化防止剤は、画像の酸化を防ぎ、またインキ製造工程の加熱部でのインキ成分の酸化を防ぐ。適当な酸化防止剤の具体例としては、ＮＡＵＧＵＡＲＤ（登録商標）５２４、ＮＡＵＧＵＡＲＤ（登録商標）７６、およびＮＡＵＧＵＡＲＤ（登録商標）５１２（コネチカット州オクスフォード、ユニロイヤル・ケミカル・カンパニー（Uniroyal Chemical Company）製）、ＩＲＧＡＮＯＸ（登録商標）１０１０（チバ・ガイギー（Ciba Geigy）製）などが挙げられる。必要に応じた酸化防止剤を用いる場合、インキ中のその含有量は所望または効果的な量であって、様々な実施の形態において、インキの少なくとも０．０１、０．１、または１重量％、また様々な実施の形態において、インキの２０、５、または３重量％以下であるが、量はこれらの範囲を超えるものでも良い。

本インキ組成物は、様々な実施の形態において、５０℃、７０℃、または８０℃以上の融点を持ち、また様々な実施の形態において、１６０℃、１４０℃、または１００℃以下の融点を持つが、融点はこれらの範囲を超えるものでも良い。

本インキ組成物は一般に、噴射温度（様々な実施の形態において、７５℃、１００℃、または１２０℃以上、また様々な実施の形態において、１８０℃または１５０℃以下であるが、これらの範囲を超える噴射温度でも良い）において、様々な実施の形態では、０．０３、０．０２または０．０１５パスカル秒（３０、２０、または１５センチポアズ）以下、また様々な実施の形態において、０．００２、０．００５または０．００７パスカル秒（２、５、または７センチポアズ）以上の溶融体粘度（melt viscosities）を有するが、溶融体粘度はこの範囲を超えるものでも良い。別の具体的な実施の形態では、インキは、１１０℃、１１５℃、および／または１２０℃の温度において、０．００７〜０．０１５パスカル秒（７〜１５センチポアズ）の粘度を有する。

本インキ組成物は、所望または適当な方法で調製可能である。例えば、インキ成分を共に混合し、次に、加熱（ある実施の形態では少なくとも１００℃、またある実施の形態では１４０℃以下の温度であるが、これらの範囲を超える温度でも良い）し、均質なインキ組成物が得られるまで撹拌後、インキを周囲温度（通常２０〜２５℃）まで放冷する。インキは周囲温度では固体である。具体的な実施の形態では、製造工程の間に、溶融状態（molten state）のインキを型に流し込んで冷やし、固化させてインキスティックとする。

本インキは、直接印刷インキジェット法の装置に、また間接（オフセット）印刷インキジェット法に用いることができる。本件に開示の別の実施の形態は、本件に開示のインキをインキジェット印刷装置に組み込む工程と、インキを溶融する工程と、記録用被印刷体上に画像の形に射出するための溶融インキの液滴を生じる工程とを含む方法に関する。直接印刷法は、例えば米国特許第５，１９５，４３０号にも開示されている。本件に開示の更に別の実施の形態は、本件に開示のインキをインキジェット印刷装置に組み込む工程と、インキを溶融する工程と、中間転写部材上に画像の形に射出するための溶融インキの液滴を生じる工程と、画像形のインキを中間転写部材から最終的な記録用被印刷体へ転写する工程とを含む方法に関する。具体的な実施の形態では、中間転写部材は最終記録用シートより高く、印刷装置内の溶融インキより低い温度に加熱する。オフセットまたは間接印刷法は、例えば米国特許第５，３８９，９５８号にも開示されている。ある具体的な実施の形態では、印刷装置は圧電印刷法を用いるもので、インキ液滴を圧電振動素子の振動によって画像の形に射出する。本件に開示のインキは、他のホットメルト印刷法、例えば、ホットメルト音響インキジェット印刷、ホットメルトサーマルインキジェット印刷、ホットメルト連続流または偏向インキジェット印刷などでも使用できる。本件に開示の相変化インキは更に、ホットメルトインキジェット印刷法以外の印刷法にも使用できる。

適当であればどのような被印刷体または記録用シートも使用可能であり、例えば、ＸＥＲＯＸ（登録商標）４０２４紙などの普通紙、ＸＥＲＯＸ（登録商標）イメージ・シリーズ紙、コートランド（Courtland）４０２４ＤＰ紙、罫線付きノート紙、ボンド紙、シャープ社のシリカコート紙などのシリカコート紙、十條紙（JuJo paper）、ＨＡＭＭＥＲＭＩＬＬＬＡＳＥＲＰＲＩＮＴ（登録商標）紙など、また、透明材料、織物、繊維製品、プラスチックス、ポリマーフィルム、金属や木材などの無機被印刷体、等が挙げられる。

＜実施例１＞
ＴＥＦＬＯＮ（登録商標）被覆撹拌子、シリコーン油浴、電磁撹拌ホットプレート、および冷却器（condenser）を取り付けた、２リットルの３つ口丸底フラスコに、１，１００重量部のメチルイソブチルケトン（ウィスコンシン州ミルウォーキー、アルドリッチ・ケミカル社（Aldrich Chemical Co.）製）を入れた。撹拌を開始し、このフラスコに、２５０重量部（０．２７５モル部）の次の構造式で示されるソルベントブラック４５遊離酸染料（オリエント化学工業（株）製）を加えた。

染料が完全に溶解するまで、２時間、油浴を１２０℃に加熱した。次に、１９６．３重量部（０．２０モル部）のジステアリルアミン（ＡＲＭＥＥＮ（登録商標）２ＨＴ、イリノイ州マクック、アクゾ・ノーベル（Akzo Nobel）製）を加え、反応混合物を１６時間還流した。次に、蒸留装置を取り付け、窒素を流して溶媒を留去した。蒸留が完了に近づいたら、系を減圧した。次第に減圧を強くして泡の発生を防ぎ、１２０℃で１６時間保った。次に、フラスコを１２０℃のオーブンに移して逆さに保ち、生成物を集めた。生成物は次の構造式を持つものと考えられる。

＜実施例２＞
ＴＥＦＬＯＮ（登録商標）被覆回転子、シリコーン油浴、電磁撹拌ホットプレート、および冷却器を取り付けた、１００ｍＬの３つ口丸底フラスコに、７５重量部のメチルイソブチルケトン（ウィスコンシン州ミルウォーキー、アルドリッチ・ケミカル社製）を入れた。撹拌を開始し、このフラスコに、１０重量部（０．０１５モル部）のソルベントブラック４５遊離酸染料（オリエント化学工業（株）製）を加えた。染料が完全に溶解するまで、０．５時間、油浴を１２０℃に加熱した。次に、６．２重量部（０．０１５モル部）のＰＡ２８（ウィスコンシン州ミルトン、トマー・プロダクツ社（Tomah Products Inc.）製）を加え、反応混合物を１６時間還流した。その後、蒸留装置を取り付け、窒素を流して溶媒を留去した。蒸留が完了に近づいたら、フラスコを１２０℃のオーブンに移して１時間逆さに保ち、生成物を集めた。生成物は次の構造式を持つものと考えられる。

＜実施例３＞
６．２重量部（０．０１５モル部）のＰＡ２８を、５．１１重量部（０．０１５モル部）のＳＡ１９．３（ウィスコンシン州ミルトン、トマー・プロダクツ社製）に代えて、実施例２の方法を繰り返した。生成物は次の構造式を持つものと考えられる。

＜実施例４＞
ＴＥＦＬＯＮ（登録商標）被覆回転子、シリコーン油浴、電磁撹拌ホットプレート、および冷却器を取り付けた、１００ｍＬの３つ口丸底フラスコに、３５重量部のメチルイソブチルケトン（ウィスコンシン州ミルウォーキー、アルドリッチ・ケミカル社製）を入れた。撹拌を開始し、このフラスコに、５重量部（０．００７５モル部）のソルベントブラック４５遊離酸染料（オリエント化学工業（株）製）を加えた。染料が完全に溶解するまで、０．５時間、油浴を１２０℃に加熱した。次に、２．９重量部（０．００７５モル部）のＰＲＯＰＯＭＥＥＮＯ／１２（イリノイ州マクック、アクゾ・ノーベル製）を加え、反応混合物を１６時間還流した。その後、蒸留装置を取り付け、窒素を流して溶媒を留去した。蒸留が完了に近づいたら、フラスコを１２０℃のオーブンに移して１時間逆さに保ち、生成物を集めた。生成物は次の構造式を持つものと考えられる。

＜実施例５＞
６．２重量部（０．０１５モル部）のＰＡ２８を、１０．３重量部（０．０１５モル部）のトリヘキサデシルアミン（ＡＲＭＥＥＮ（登録商標）３１６、イリノイ州マクック、アクゾ・ノーベル製）に代えて、実施例２の方法を繰り返した。生成物は次の構造式を持つものと考えられる。

＜実施例６＞
６．２重量部（０．０１５モル部）のＰＡ２８を、７．８重量部（０．０１５モル部）のトリドデシルアミン（ＡＲＭＥＥＮ（登録商標）３１２、イリノイ州マクック、アクゾ・ノーベル製）に代えて、実施例２の方法を繰り返した。生成物は次の構造式を持つものと考えられる。

＜実施例７＞
ソルベントブラック４５（ＣＩ１２１９５）の代わりに、遊離酸染料として、ＣＩ１２６９５を用いて、実施例１〜６と同様の方法を繰り返した。同様な結果が得られると考えられる。

＜実施例８＞
ソルベントブラック４５（ＣＩ１２１９５）の代わりに、遊離酸染料として、ＣＩ１２６９６を用いて、実施例１〜６と同様の方法を繰り返した。同様な結果が得られると考えられる。

＜実施例９＞
ソルベントブラック４５（ＣＩ１２１９５）の代わりに、遊離酸染料として、ＣＩ１２７１６を用いて、実施例１〜６と同様の方法を繰り返した。同様な結果が得られると考えられる。

＜実施例１０＞
ソルベントブラック４５（ＣＩ１２１９５）の代わりに、遊離酸染料として、ＣＩ１１８３６を用いて、実施例１〜６と同様の方法を繰り返した。同様な結果が得られると考えられる。

＜実施例１１＞
ソルベントブラック４５（ＣＩ１２１９５）の代わりに、遊離酸染料として、ＣＩ１２１９６を用いて、実施例１〜６と同様の方法を繰り返した。同様な結果が得られると考えられる。

＜実施例１２＞
ソルベントブラック４５（ＣＩ１２１９５）の代わりに、遊離酸染料として、ＣＩ１２２０５を用いて、実施例１〜６と同様の方法を繰り返した。同様な結果が得られると考えられる。

＜インキの実施例＞
以下の方法でインキ組成物を調製した。着色剤（類）を除く全てのインキ成分をステンレススチール製ビーカーに入れた。得られた混合物をオーブン中で溶融し、オーブンと同じ温度に温度調節したマントル内で０．３時間撹拌混合した。インキＡおよびインキＢと、比較用インキ１は１１０℃の温度で混合し、インキＣは１３５℃の温度で混合した。次にこの混合物に着色剤（類）を加えた。更に２時間撹拌後、こうして生成したインキを、ワットマン（Whatman）＃３濾紙を使用し、１５ポンド／平方インチ（約１０３．５ｋＰａ）の圧力をかけて、加熱したＭＯＴＴ（登録商標）装置（Mott Metallurgical製）で濾過した。生成し、濾過した相変化インキを型に流し込み、固化させてインキスティックとした。インキは以下の成分から調製した。ポリエチレンワックス（ＰＥ・５００、オクラホマ州タルサ、ベイカー・ペトロライト（Baker Petrolite）製）、ポリエチレンワックス（ＰＥ・６５５、オクラホマ州タルサ、ベイカー・ペトロライト製）、米国特許第６，８６０，９３０号の実施例２に記載の方法で調製した、後に示す構造式（化３０）で示され、式中、ｐ、ｑ、およびｒの平均値はそれぞれ３５である分枝トリアミド、米国特許第６，１７４，９３７号の実施例１に記載の方法で調製した、１当量のＣ−３６ダイマー酸（デラウェア州ニューカッスル、Uniqema製）と２当量のエチレンジアミンおよびＵＮＩＣＩＤ（登録商標）７００（末端にカルボン酸基を持つ長鎖炭化水素、オクラホマ州タルサ、ベイカー・ペトロライト製）との反応生成物であるテトラアミド、ステアリルステアロアミドワックス（ＫＥＭＡＭＩＤＥ（登録商標）Ｓ−１８０、コネチカット州グリニッジ、クロンプトン・コーポレーション（Crompton Corporation）製）、ＫＥ−１００樹脂（水素化アビエチン（ロジン）酸のトリグリセリド類、荒川化学工業（株）製）、米国特許第５，７８２，９６６号の実施例１に記載の方法で調製した、２当量のＡＢＩＴＯＬ（登録商標）Ｅ（ヒドロアビエチルアルコール、デラウェア州ウィルミントン、ハーキュリーズ・インキ（Hercules Inc.）製）と１当量のイソホロンジイソシアナートとの反応生成物であるウレタン樹脂（以後、これをウレタン樹脂＃１とよぶ）、米国特許第６，３０９，４５３号の実施例４に記載の方法で調製した、３当量のステアリルイソシアナートと、グリセロールを主材料とするアルコールとの付加生成物であるウレタン樹脂（以後、これをウレタン樹脂＃２とよぶ）、ＮＡＵＧＵＡＲＤ（登録商標）４４５抗酸化剤（コネチカット州ミドルベリー、ユニロイヤル・ケミカル社（Uniroyal Chemical Co.）製）、ディスパースオレンジ４７染料（ＤＯ−４７、イリノイ州シカゴ、キーストーン・アニリン・コーポレーション（Keystone Aniline Corporation）製）、および実施例１に記載の方法で調製した着色剤。インキ毎の各成分の量を表１に示す。

インキベース中での染料の溶解度を求めるため、濾過したインキと濾過していないインキ中での染料溶解度の指標として、５８０ｎｍにおけるインキのスペクトル強度を用いた。インキ中で溶解していない染料は濾過によって除かれるため、濾過していないインキに比べて、濾過したインキのスペクトル強度は小さくなる。従って、濾過したインキのスペクトル強度と濾過していないインキのスペクトル強度との比（ＳＳ比）は、染料溶解度の指標であり、１より著しく小さいＳＳ比は、インキベース中での染料の溶解度が小さいことを示す。ガラス転移温度（Ｔｇ）は、レオメトリー固体分析計（Rheometrics Solid Analyzer）（ＲＳＡＩＩ）を用いた、動的機械的分析（Dynamic Mechanic Analysis）により求めた。融点および凝固点は、ＤＵＰＯＮＴ２１００熱量計を用いた示差走査熱量測定法（ＤＳＣ）で求めた。

インキＡおよびインキＢを、１１０℃で印刷するよう改造したＸＥＲＯＸ（登録商標）ＰＨＡＳＥＲ（登録商標）８４００に組み込んだ。印刷は良好であった。インキＣを、標準印刷温度で印刷するＸＥＲＯＸ（登録商標）ＰＨＡＳＥＲ（登録商標）８４００に組み込んだ。印刷は良好であった。データが示すように、実施例１で調製した着色剤は、インキに良く溶解した。反対に、５８０ｎｍでの非濾過インキに対する濾過インキのスペクトル強度が０．６９であることから分かるように、市販の着色剤は溶解性が低かった。

Claims

相変化インキキャリヤと、着色剤化合物と、を含む相変化インキ組成物であって、
前記着色剤化合物は、次の構造式で示されるものまたはその混合物であることを特徴とする相変化インキ組成物。

または

（ここで、

は、以下から選択される。）
請求項１に記載の相変化インキ組成物であって、
前記着色剤は次の構造式で示されるものであることを特徴とする相変化インキ組成物。
ディスパースオレンジ（Disperse Orange）４７を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の相変化インキ組成物。
（１）相変化インキキャリヤと着色剤化合物とを含む相変化インキをインキジェット印刷装置に組み込む工程と、
（２）前記インキを溶融する工程と、
（３）被印刷体上に画像の形に射出するための前記溶融インキの液滴を生じる工程と、
を含む方法であって、
前記着色剤化合物は、次の構造式で示されるものまたはその混合物である印刷方法。

（ここで、

は、以下から選択される。）
請求項４に記載の印刷方法であって、
前記被印刷体は、中間転写部材であり、
前記溶融インキの液滴を前記中間転写部材上に画像の形に射出し、続いて、前記画像形を前記中間転写部材から最終的な記録用シートへ転写することを特徴とする印刷方法。