JP6157329B2 - エチレン酢酸ビニルを含む相変化インク - Google Patents

Description

引っ掻き性および折曲げ性が向上した、エチレン酢酸ビニルを含む相変化インク組成物を本明細書に記載する。

現行の固体インク配合物には、高含有率のポリエチレンワックスが採用され得る。ポリエチレンワックス担体組成物をベースとした染料系および顔料固体インクは、比較的脆弱であるため、耐引っ掻き性および耐折曲げ性に欠けるという欠点を有し得る。

現在利用可能な相変化インク組成物は、それらの意図する目的に適している。しかし、改善された顔料および染料系相変化インク組成物、すなわち相変化インクの所望の特性を維持しながら、特に、ニュートン流動性、良好な濾過特性、熱安定性およびインク噴射堅牢性を含む顔料固体インクの所望の特性を維持しながら、耐引っ掻き性および耐折曲げ性に関する性能が向上した相変化インクに対する必要性が依然として存在する。

インク媒体と、任意の着色剤と、相変化インク組成物の全重量に対して約０．１から約１０重量パーセントの量のエチレン酢酸ビニルとを含む相変化インク組成物を記載する。

また、相変化インク組成物を調製するための方法であって、インク媒体と、任意の着色剤と、相変化インク組成物の全重量に対して約０．１から約１０重量パーセントの量のエチレン酢酸ビニルとを混合して、相変化インク組成物を製造することを含む方法を記載する。

また、インク媒体と、任意の着色剤と、相変化インク組成物の全重量に対して約０．１から約１０重量パーセントの量のエチレン酢酸ビニルとを含む相変化インク組成物をインクジェット印刷装置に導入すること、インク組成物を溶融させること、および溶融インクの液滴を画像様パターンで基体上に射出させることを含む方法を記載する。

また、インク媒体と、任意の着色剤と、相変化インク組成物の全重量に対して約０．１から約１０重量パーセントの量のエチレン酢酸ビニルとを含む相変化インク組成物を含有するインクジェットプリンタスティックまたはペレットを記載する。

図１は、比較用顔料シアン相変化インク、および本開示による顔料シアン相変化インクに対するＩＱＡＦ引っ掻きを示す棒グラフである。 図２は、比較用顔料シアン相変化インク、および本開示による顔料シアン相変化インクに対するＩＱＡＦ折曲げを示す棒グラフである。 図３は、比較用顔料シアン相変化インク、および本開示による顔料シアン相変化インクに対するＩＱＡＦ引っ掻きを示す棒グラフである。 図４は、比較用顔料シアン相変化インク、および本開示による顔料シアン相変化インクに対するＩＱＡＦ折曲げを示す棒グラフである。 図５は、比較用染料系シアン相変化インク、および本開示による染料系シアン相変化インクに対するＩＱＡＦ引っ掻きを示す棒グラフである。 図６は、比較用染料系シアン相変化インク、および本開示による染料系シアン相変化インクに対するＩＱＡＦ折曲げを示す棒グラフである。

得られる印刷物の引っ掻きおよび折曲げ堅牢性を高めるために、染料系および顔料固体インクの両方にエチレン酢酸ビニルコポリマーが採用される。

特定のインクには、画像堅牢性の欠如の問題が、依然として存在し得る。本発明人等は、少量のエチレン酢酸ビニルを配合することによって固体インクの画像堅牢性を実質的に向上させることができることを見いだした。本明細書における「画像堅牢性」は、耐引っ掻き性および耐折曲げ性を含むことを意味する。顔料固体インク組成物の全重量に対して０．１から１０、または０．５から５、または３から５重量パーセントのエチレン酢酸ビニルを顔料固体インクに添加すると、耐引っ掻き性および耐折曲げ性に関するインクの性能が有意に向上する。例えば、エチレン酢酸ビニルの全重量に対して１３重量パーセントの酢酸ビニルを含むエチレン酢酸ビニルを、顔料インク配合物に、顔料インク配合物の全重量に対して５重量パーセント配合することによって、顔料シアンインク印刷物の引っ掻きがほぼ１／４になる。

エチレン酢酸ビニルは、エチレンと酢酸ビニルとのコポリマーである。エチレン酢酸ビニルにおける酢酸ビニルの重量パーセントは、典型的には、６から４０パーセントの範囲であり、ポリマー分子におけるエチレンの重量百分率は、酢酸ビニルの重量百分率を上回る。酢酸ビニル含有率および分子量範囲は、ホットメルト流動性、および特に接着性に影響を与える。エチレン含有率が高いほど、ポリオレフィンなどの非極性基体に対する固有接着性が良好になる。酢酸ビニルが多いポリマーほど、紙などの極性基体に対して良好な接着性を示す。本明細書における実施形態では、より高量の酢酸ビニルを有するエチレン酢酸ビニルが選択される。低分子量のポリマーほど、処理および塗布が容易な低溶融粘度の固体インクをもたらす。

本明細書における相変化インク組成物に採用されるエチレン酢酸ビニルは、エラストマー材料の軟性および可撓性、ならびに熱可塑性樹脂の処理能力を提供する。さらに、エチレン酢酸ビニルは、良好な透明性、バリヤ性、低温靭性、耐応力亀裂性、ホットメルト接着性、ヒートシール性および紫外（ＵＶ）線抵抗性を付与する。

エチレン酢酸ビニルおよび炭化水素ワックスは、本明細書における実施形態において、相変化インク組成物に使用する際に互いに補完するように選択される。エチレン酢酸ビニルおよび炭化水素ワックス成分の各は、相変化インク組成物全体の性能を最適化するように選択される特定の一連の特性を有する。炭化水素ワックスは、比較的低価格であり、粘度が低く、水蒸気に対するバリヤ性が良好であり、固化時間が非常に速い。エチレン酢酸ビニルは、凝集力が強く、紙に対する接着性が良好であり、ワックスが、その水バリヤ性を維持することを可能にする。

ランダムエチレン酢酸ビニルコポリマーは、
（式中、ｎは整数であり、ある実施形態において、ｎは１０から２２０の整数であり、ｍは整数であり、ある実施形態において、ｍは１から４０の整数である）の構造を有し得る。

エチレン酢酸ビニルの例としては、Ｋａｍｄａｒ Ｐｌａｓｔｉｃｓ社から入手可能なＮ８０３６、Ｎ８０３８Ｆ、Ｎ８０３８、Ｎ８０４５、ＭＶ１０５５、ＳＶ１０５５およびＴＶ１０５５が挙げられる。Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ社から入手可能なエチレン酢酸ビニルの他の例としては、Ａ−Ｃ（登録商標）４００、Ａ−Ｃ（登録商標）４３０、Ａ−Ｃ（登録商標）４０５Ｍ、Ａ−Ｃ（登録商標）４０５Ｓ、Ａ−Ｃ（登録商標）４０５Ｔ、Ａ−Ｃ（登録商標）４１５およびＡ−Ｃ（登録商標）４３０が挙げられる。

エチレン酢酸ビニルのさらに他の例としては、東ソー株式会社から入手可能なＮｉｐｏｆｌｅｘ（登録商標）６２５、Ｎｉｐｏｆｌｅｘ（登録商標）６３０、Ｎｉｐｏｆｌｅｘ（登録商標）６３１、Ｎｉｐｏｆｌｅｘ（登録商標）６３３、Ｎｉｐｏｆｌｅｘ（登録商標）６８０、Ｎｉｐｏｆｌｅｘ（登録商標）６８１、Ｎｉｐｏｆｌｅｘ（登録商標）７１０、Ｎｉｐｏｆｌｅｘ（登録商標）７２０、Ｎｉｐｏｆｌｅｘ（登録商標）７２２およびＮｉｐｏｆｌｅｘ（登録商標）７５０が挙げられる。

ある実施形態において、エチレン酢酸ビニルは、相変化インク組成物の全重量に対して０．１から１０、または０．５から１０、または０．５から５、または１から７、または３から５、または４から５重量パーセントの量で相変化インク組成物中に存在する。一部の実施形態において、エチレン酢酸ビニルは、相変化インク組成物の全重量に対して０．５から５重量パーセント、または１．５から５重量パーセント、または５重量パーセント未満の量で選択される。

酢酸ビニル含有率の程度が異なるエチレン酢酸ビニルを、固体インク組成物の全重量に対して１．５から５重量％の充填量で固体インクに配合した。調製されたインクを濾過し、沈降安定性および流動性によって特徴づけた。いずれのインクも、期待された染料系および顔料固体インク特性を維持していた。インクを成功裏に噴射し、引っ掻きおよび折曲げについて試験した。

ある実施形態において、本明細書におけるエチレン酢酸ビニルは、酢酸ビニル含有率がエチレン酢酸ビニルの全重量に対して１から４０パーセント、５から３０パーセント、または５から１６パーセントである。

ある実施形態において、エチレン酢酸ビニルは、相変化インク組成物の全重量に対して０．５から５重量パーセント、または１．５から５重量パーセントの量で存在し、エチレン酢酸ビニルは、酢酸ビニル含有率がエチレン酢酸ビニルの全重量に対して５から１３パーセントである。

ある実施形態において、エチレン酢酸ビニルは、相変化インク組成物の全重量に対して０．５重量パーセントの量で相変化インク組成物中に存在し、エチレン酢酸ビニルは、酢酸ビニル含有率がエチレン酢酸ビニルの全重量に対して２５から３０パーセントである。

ある実施形態において、エチレン酢酸ビニルは、エチレン酢酸ビニル材料が相変化インクにおける成分として作用することを可能にする具体的な特性に対して選択される。一部の実施形態において、本明細書におけるエチレン酢酸ビニルは、良好な相変化性能などの相変化インクにおける性能を有効にする、または向上させる特定の平均分子量、特定の溶融点、特定の凝固点および特定の粘度を有するように選択される。

ある実施形態において、本明細書における相変化インクに対して選択されるエチレン酢酸ビニルは、３００００から１５００００、または４００００から１２００００、または５００００から１０００００ダルトンの平均分子量を有する。

ある実施形態において、本明細書における相変化インクに対して選択されるエチレン酢酸ビニルは、４５から１２０、または５５から１１０、または８０から１００℃の融点を有する。

ある実施形態において、本明細書における相変化インクに対して選択されるエチレン酢酸ビニルは、２５から１００、または３５から９０、または６０から８０℃の凝固点を有する。

ある実施形態において、本明細書における相変化インクに対して選択されるエチレン酢酸ビニルは、１４０℃での粘度が１５０から２０００、または３００から１５０００または４００から１０００ｃｐｓである。

選択されたエチレン酢酸ビニルコポリマーの、Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ社が提示した選択された特性を表１に示す。

ある実施形態において、１１０℃における粘度が１０から１６センチポアズである、本明細書におけるインクを調製する。

本明細書における相変化インク組成物は、パラフィン、微結晶質ワックス、ポリエチレンワックス、エステルワックス、アミド、脂肪酸および他の蝋様材料、脂肪アミド含有材料、スルホンアミド材料、異なる天然源から作製された樹脂様材料、ならびに多くの合成樹脂、オリゴマー、ポリマーおよびコポリマーなどの任意の好適なインク媒体または担体を含むことができる。

ある実施形態において、本明細書における相変化インク組成物は、相変化インク媒体または担体を含み、ある実施形態においてワックスを含み、ある実施形態においてポリアルキレンワックスを含む。ある実施形態において、ワックスは、ポリメチレンワックス、ポリエチレンワックス、またはそれらの混合物もしくは組合せである。

ある実施形態において、本明細書における相変化インク組成物は、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｇｒｏｕｐ社のＡｃｃｕｍｅｌｔ（登録商標）７２、ＩＧＩ １２６６Ａなどの生分解性およびコンポスト化可能ワックスを含む。本明細書で使用されるコンポスト化可能ワックスは、ＡＳＴＭ Ｄ６４００−０４（ＡＳＴＭ出版）に基づくコンポスト化可能材料であり、これには、コンポスト化可能プラスチックが、コンポスト化時の生物学的プロセスによって分解して二酸化炭素、水、無機化合物およびバイオマスを、他の既知のコンポスト化可能材料と調和した速度で産出し、実質的に区別できるまたは有毒な残留物を残さないプラスチックであると記載する。

ある実施形態において、本明細書における相変化インク組成物は、低融点ポリアルキレンワックスなどの低融点ワックス、機能性ワックス、またはそれらの組合せをさらに含む。「機能性ワックス」は、例えば、アルコール、アミド、エステル、ウレタンなど、極性基を有するワックスを含む任意の好適な機能性ワックスを意味し得る。「低融点ワックス」は、融点が１２０℃未満のワックスを含む任意の好適な低融点ワックスを含む。

アミドは、ジアミド、トリアミド、テトラアミド、環式アミドを含む。トリアミドは、米国特許第６，８６０，９３０号明細書に開示されているものを含む。

インク媒体または担体は、相変化インク組成物の全重量に対して２５重量パーセントから６５重量パーセントなどの任意の量で相変化インク組成物中に存在し得る。ある実施形態において、ワックスは、インク担体の全重量に対して２５重量％から６５重量％未満の量で相変化インク組成物中に存在する低融点ワックスである。

他の好適な担体材料としては、ウレタンイソシアネート由来材料、尿素イソシアネート由来材料、ウレタン／尿素イソシアネート由来材料、それらの混合物などのイソシアネート由来樹脂およびワックスが挙げられる。

ある実施形態において、インク媒体は、１つまたは複数のアミドと、１つまたは複数のイソシアネート由来材料との混合物を含む。

好適なインク媒体としては、エチレン／プロピレンコポリマーが挙げられる。

別の種類のインク媒体は、一般に、分子量（Ｍｎ）が１００から５０００、例えば２５０から１０００または５００から８００のＢＥ ＳＱＵＡＲＥ１８５およびＢＥ ＳＱＵＡＲＥ１９５などの天然の炭化水素の精製によって調製された、典型的には５から１００個、例えば２０から８０個または３０から６０個の炭素原子を有するｎ−パラフィン系、分枝パラフィン系、および／またはナフテン系炭化水素であってもよい。

典型的にはオレフィン重合によって調製された高分枝炭化水素、例えば、ＶＹＢＡＲ２５３（Ｍｎ＝５２０）およびＶＹＢＡＲ５０１３（Ｍｎ＝４２０）等を含むＶＹＢＡＲ材料を使用してもよい。インク媒体は、一般式
（式中、ｘは、１から５０の整数であり、ｙは、１から７０の整数である）のエトキシル化アルコールであってもよい。それらの材料は、６０℃から１５０℃の融点を有していてもよい。商品例としては、ＵＮＩＴＨＯＸ４２０（Ｍｎ＝５６０）、ＵＮＩＴＨＯＸ４５０（Ｍｎ＝９００）、ＵＮＩＴＨＯＸ４８０（Ｍｎ＝２２５０）、ＵＮＩＴＨＯＸ５２０（Ｍｎ＝７００）、ＵＮＩＴＨＯＸ５５０（Ｍｎ＝１１００）、ＵＮＩＴＨＯＸ７２０（Ｍｎ＝８７５）およびＵＮＩＴＨＯＸ７５０（Ｍｎ＝１４００）等が挙げられる。

インク媒体は、モノアミド、テトラアミド、それらの混合物などの脂肪アミドで作製されていてもよい。ある実施形態において、インク媒体は、モノアミド、トリアミドまたはそれらの混合物を含む。好適なモノアミドは、少なくとも５０℃、例えば５０℃から１５０℃の融点を有していてもよい。モノアミドには、第一級モノアミドおよび第二級モノアミドが含まれる。ＫＥＭＡＭＩＤＥ（登録商標）ＳおよびＣＲＯＤＡＭＩＤＥ（登録商標）Ｓなどのステアルアミド、ＫＥＭＡＭＩＤＥ（登録商標）ＢおよびＣＲＯＤＡＭＩＤＥ（登録商標）ＢＲなどのベヘンアミド／アラキドアミド、ＫＥＭＡＭＩＤＥ（登録商標）ＵおよびＣＲＯＤＡＭＩＤＥ（登録商標）ＯＲなどのオレアミド、ＫＥＭＡＭＩＤＥ（登録商標）Ｏ、ＣＲＯＤＡＭＩＤＥ（登録商標）ＯおよびＵＮＩＳＬＩＰ（登録商標）１７５３などの工業グレードのオレアミド、ＫＥＭＡＭＩＤＥ（登録商標）ＥおよびＣＲＯＤＡＭＩＤＥ（登録商標）ＥＲなどのエルカミドは、好適な第一級アミドの例である。ある実施形態において、ＫＥＭＡＭＩＤＥ（登録商標）ＥＸ６６６などのベヘニルベヘンアミド、ＫＥＭＡＭＩＤＥ（登録商標）Ｓ−１８０およびＫＥＭＡＭＩＤＥ（登録商標）ＥＸ−６７２などのステアリルステアルアミドを使用することができる。

以下の一般式
（式中、ｘは、１から５０の整数である）の高分子量直鎖アルコールをインク媒体として使用してもよい。これらの材料は、融点が５０℃から１５０℃であり、分子量（Ｍｎ）の範囲が１００から５０００であってもよい。商品例としては、ＵＮＩＬＩＮ（登録商標）４２５（Ｍｎ＝４６０）などのＵＮＩＬＩＮ（登録商標）材料が挙げられる。

さらなる例としては、一般式
（式中、ｘ（又はｙ）は１から２００の整数である）のポリエチレンのホモポリマーなどの炭化水素系ワックスが挙げられる。これらの材料は、融点が６０℃から１５０℃であり、分子量（Ｍｎ）が１００から５０００であってもよい。ワックスの例としては、ＰＷ４００（Ｍｎ：４００）、一実施例において１１０℃における粘度が非蒸留ＰＯＬＹＷＡＸ（登録商標）４００の粘度より１０％から１００％高い蒸留ＰＷ４００、ＰＯＬＹＷＡＸ５００（Ｍｎ：５００）、一実施形態において１１０℃における粘度が非蒸留ＰＯＬＹＷＡＸ（登録商標）５００の粘度より１０％から１００％高い蒸留ＰＯＬＹＷＡＸ（登録商標）５００、ＰＯＬＹＷＡＸ６５５（Ｍｎ：６５５）、一実施形態において１１０℃における粘度が非蒸留ＰＯＬＹＷＡＸ（登録商標）６５５の粘度より１０％から５０％低く、さらに別の実施形態において１１０℃における粘度が非蒸留ＰＯＬＹＷＡＸ（登録商標）６５５の粘度より１０％から５０％高い蒸留ＰＯＬＹＷＡＸ（登録商標）６５５、ＰＯＬＹＷＡＸ８５０（Ｍｎ：８５０）、ＰＯＬＹＷＡＸ１０００（Ｍｎ：１０００）が挙げられる。

別の例としては、一般式
（式中、Ｒは、１から５０個の炭素原子を有するアルキル基であり、Ｒ’は、エチル基
、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、または５から５００個の炭素
原子を有するアルキル基であり、ｘは、９から１３の整数であり、ｙは、１から５０の整数である）の、グラフト共重合によって調製され、５０℃から１５０℃の融点を有するポリオレフィンの変性無水マレイン酸炭化水素付加物；ならびに一般式
（式中、Ｒ_１およびＲ_３は炭化水素基であり、Ｒ_２は、一般式
（Ｒ’はイソプロピル基である）のいずれか一方、またはそれらの混合物である）のものが挙げられ、それらの材料は、７０℃から１５０℃の融点を有していてもよく、変性無水マレイン酸コポリマーの例としては、ＣＥＲＡＭＥＲ６７（Ｍｎ＝６５５、Ｍｗ／Ｍｎ＝１．１）およびＣＥＲＡＭＥＲ１６０８（Ｍｎ＝７００、Ｍｗ／Ｍｎ＝１．７）等が挙げられる。

好適なインク媒体としては、ロジンエステル；ポリアミド；ダイマー酸アミド、脂肪酸アミド；流動パラフィンワックス；流動微結晶ワックス；フィッシャー−トロプシュワックス；ポリビニルアルコール樹脂；ポリオール；セルロースエステル；セルロースエーテル；ポリビニルピリジン樹脂；脂肪酸；脂肪酸エステル；ポリスルホンアミド；フタル酸エステル系可塑剤；クエン酸エステル系可塑剤；マレイン酸エステル系可塑剤；ジフェニルスルホン、ｎ−デシルスルホン、ｎ−アルニルスルホン、クロロフェニルメチルスルホンなどのスルホン；ポリビニルピロリドンコポリマー；ポリビニルピロリドン／ポリ酢酸ビニルコポリマー；ノボラック樹脂；および蜜蝋、モンタン蝋、カンデリラ蝋、ＧＩＬＳＯＮＩＴＥなどの天然物蝋；直鎖状第一級アルコールと直鎖状長鎖アミドまたは脂肪酸アミド、例えば６から２４個の炭素原子を有するものとの混合物が挙げられる。さらに、４から１６個の炭素原子を有する直鎖状長鎖スルホン、例えば、ｎ−プロピルスルホン、ｎ−ペンチルスルホン、ｎ−ヘキシルスルホン、ｎ−ヘプチルスルホン、ｎ−オクチルスルホン、ｎ−ノニルスルホン、ｎ−デシルスルホン、ｎ−ウンデシルスルホン、ｎ−ドデシルスルホン、ｎ−トリデシルスルホン、ｎ−テトラデシルスルホン、ｎ−ペンタデシルスルホン、ｎ−ヘキサデシルスルホンも好適なインク媒体材料である。

ある実施形態において、インク媒体は、（ａ）ステアリルステアルアミド、（ｂ）トリアミドまたは（ｃ）それらの混合物を含む。

加えて、米国特許第６，９０６，１１８号明細書に記載されているインク媒体を使用することもできる。インク媒体は、米国特許第６，８６０，９３０号明細書に記載されているものなどの分枝状トリアミドを含有していてもよい。
（式中、ｎは、平均値が３４から４０以下であり、ｘ、ｙおよびｚは、それぞれ０または整数であってもよく、ｘとｙとｚの合計が５から６以下である）。

場合により、固体または液体の可塑剤であり得る可塑剤、例えば、フタル酸ベンジル、リン酸トリアリールエステル、ペンタエリスリトールテトラベンゾエート、アジピン酸ジアルキル、フタル酸ジアルキル、セバシン酸ジアルキル、フタル酸アルキルベンジル、モノステアリン酸エチレングリコール、モノステアリン酸グリセロール、モノステアリン酸プロピレングリコール、フタル酸ジシクロヘキシル、イソフタル酸ジフェニル、リン酸トリフェニル、イソフタル酸ジメチル、およびそれらの混合物をインク担体に含めることもできる。可塑剤は、インク担体に対して０．０５重量％などの任意の量でインク担体中に存在する。好適な可塑剤の例としては、ＳＡＮＴＩＣＩＺＥＲ（登録商標）２７８が挙げられる。

ヒンダードアミン酸化防止剤などの酸化防止剤が、全インク組成物に対して０．００１重量パーセントから０．５０重量パーセントなどの任意の所望量または有効量でインク中に場合により存在し得る。

好適なヒンダードアミン酸化防止剤の例としては、一般式
（式中、Ｒ_１およびＲ_２は、それぞれ互いに独立して、水素原子、または直鎖状、分枝状、飽和、不飽和、環式、置換および非置換アルキル基を含むアルキル基であってもよく、酸素、窒素、硫黄、ケイ素、リン、ホウ素などのヘテロ原子がアルキル基に存在していてもいなくてもよく、一実施形態において、少なくとも１つの炭素原子が置換されている場合は、置換基はアルキルまたはフェニルであり得る）のものが挙げられる。

好適なヒンダードアミン酸化防止剤の具体例としては、Ｃｒｏｍｐｔｏｎ社から商業的に入手可能な酸化防止剤であるＮＡＵＧＵＡＲＤ（登録商標）４４５（Ｒ_１＝Ｒ_２＝Ｃ（ＣＨ_３）_２Ｐｈ）が挙げられる。

ヒンダードフェノール酸化防止剤を提供することもできる。一実施形態において、ヒンダードフェノールは、比較的高濃度で存在する。高濃度のヒンダードフェノール酸化防止剤は、酸化そのものの発生を遅らせることによって長期的な熱安定性を最大限に高める。ヒンダードフェノール酸化防止剤は、任意の所望量または有効量、ある実施形態においては全インク組成物に対して０．０１重量％から４．０重量％の量でインク中に存在する。好適なヒンダードフェノール酸化防止剤の具体例としては、ＥＴＨＡＮＯＸ（登録商標）３３０が挙げられる。これらのヒンダードフェノール酸化防止剤の２種以上の混合物を採用することもできる。

ロジンエステル樹脂、それらの混合物を相変化インク組成物に含めることもできる。ロジンエステル樹脂は、任意の所望量または有効量、ある実施形態においては全インク組成物に対して０．５重量％から２０重量％の量で存在する。好適なロジンエステル樹脂の例としては、Ｐｉｎｅｃｒｙｓｔａｌ ＫＥ−１００が挙げられる。

相変化インク組成物は、ワックスおよび他の任意の担体成分を含むインク担体を、任意の所望量または有効量、一実施形態においてはインクに対して少なくとも５０重量％、インクに対して少なくとも７０重量％、インクに対して少なくとも９０重量％、インクに対して９９重量％以下、インクに対して９８重量％以下、インクに対して９５重量％以下の量で含むことができる。一部の実施形態においては、その量は相変化インク組成物の全重量に対して２５から６５重量％である。

一実施形態において、インク担体は、溶融点が１１０℃未満であり、別の実施形態において１００℃未満であるが、インク担体の溶融点は、これらの範囲外であり得る。

相変化インク組成物は、任意の着色剤をも含む。着色剤は、染料、顔料、ならびにそれらの混合物および組合せを含む任意の好適な、または所望の着色剤であり得る。ある実施形態において、着色剤は顔料である。他の実施形態において、着色剤は染料である。一部の実施形態において、着色剤はシアン顔料である。一部の他の実施形態において、着色剤はシアン染料である。

着色剤は、所望の色または色相を得るための任意の所望量または有効量、ある実施形態においては相変化インク組成物の全重量に対して０．１から１５重量パーセントの量で相変化インク中に存在する。

一実施形態における相変化インク組成物は、融点が一実施形態においては１３０℃以下、１２０℃以下、１１０℃以下、１００℃以下である。

本明細書における相変化インク組成物は、一般に、１４５℃以下、１３０℃以下、１２０℃以下、１１０℃以下および８０℃以下であり得る噴射温度における溶融粘度が、一実施形態においては３０センチポアズ（ｃｐｓ）以下、２５ｃｐｓ以下、２０ｃｐｓ以下、２ｃｐｓ以上、３ｃｐｓ以上、４ｃｐｓ以上であるが、溶融粘度は、これらの範囲外であり得る。

ある実施形態において、本明細書における相変化インク組成物は、噴射温度が１００℃から１３０℃である。

ある実施形態において、相変化インク組成物は、１１０℃における粘度が１０から１６センチポアズである。

相変化インク組成物を調製するための方法は、ワックスと、任意の着色剤と、エチレン酢酸ビニルとを混合して、相変化インク組成物を製造することを含む。インク成分を混ぜ合わせた後に、少なくとも１００℃から１４０℃以下の温度まで加熱し、均一なインク組成物が得られるまで攪拌した後、インクを雰囲気温度まで冷却することができる。本開示のインクは、雰囲気温度において固体である。形成過程中に、溶融状態のインクを鋳型に注ぎ込み、次いで冷却させ、固化させてインクスティックを形成する。

本明細書に開示するインクを、直接的印刷インク噴射プロセスのための装置、および間接的（オフセット）印刷インク噴射用途に採用することができる。別の実施形態は、本明細書に開示するように調製されたインクをインクジェット印刷装置に導入し、インクを溶融させ、溶融インクの液滴を画像様パターンで中間転写部材上に射出させ、インクを画像様パターンで中間転写部材から最終記録基体に転写することを含む方法に向けられる。具体的な実施形態において、中間転写部材を、最終記録シートの温度より高く、印刷装置における溶融インクの温度より低い温度まで加熱する。

酢酸ビニルの量が異なるエチレン酢酸ビニルコポリマーをＨｏｎｅｙｗｅｌｌ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ社から入手した。使用した分散剤は、米国特許第７，９７３，１８６号明細書の実施例１に記載されている通りに調製されたものである。固体インクの成分を以下の表２に示す。

トリアミドワックスは、その全体が参照により本明細書に組み込まれている米国特許第６，８６０，９３０号明細書の実施例１で調製されたものである。

ステアリルステアルアミドであるＫＥＭＡＭＩＤＥ（登録商標）Ｓ−１８０は、Ｃｈｅｍｔｕｒａ社から入手可能である。

水素化アビエチン酸のトリグリセリドであるＫＥ−１００は、荒川化学工業株式会社から入手可能である。

ウレタン樹脂は、米国特許第６，３０９，４５３号明細書の実施例４で調製されたものである。

芳香族アミン酸化防止剤であるＮａｕｇａｒｄ（登録商標）４４５は、Ｃｈｅｍｔｕｒａ社から入手可能である。

米国特許第６，４７６，２１９号明細書の実施例７で調製されたシアン染料は、以下のように調製された。１００ミリリットルのＮＭＰ中の４−（３−ペンタデシル）フェノキシフタロニトリル（２５．８グラム、０．０６０モル）と酢酸銅（ＩＩ）無水物（３．０グラム、０．０１５モル）と酢酸アンモニウム（９．２グラム、０．１２モル）との混合物を攪拌し、１２０℃まで加熱した。緩慢な気体発生が認められ、５分後に、濃い暗青色になった。１２０℃で３０分後、反応混合物を１時間かけて１８０℃まで加熱した。次いで、ＮＭＰ（５０ミリリットル）を添加し、混合物を攪拌し、１８０℃まで再加熱した後、攪拌しながら室温まで冷却した。次いで、生成物を濾過し、固体を濾過用漏斗にて２×１００ミリリットル分量のＤＭＦで洗浄した。次いで、それを２００ミリリットルのアセトン中にて５０℃で攪拌し、続いて濾過した。このアセトン処理を繰り返し、固体を６０℃で終夜乾燥して、粗粉としての生成物を得た（１９．９グラム、７４パーセント）。この材料のスペクトル強度は、１．２７×１０^５Ａ＊ｍｌ／ｇであった。それは、高純度（すなわち９８パーセントの純度）であることを示している。

比較例１
標準シアン顔料固体インク配合物
顔料濃縮物の調製。１５重量パーセントの顔料、米国特許第７，９７３，１８６号明細書の実施例１に記載されている通りに調製された１２重量パーセントの分散剤、相乗剤としての３．７５重量パーセントのＳｕｎｆｌｏ（登録商標）ＳＦＤ−Ｂ１２４（Ｓｕｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌから入手可能な誘導スルホン化銅フタロシアニン）および６９．２５重量パーセントのＫＥＭＡＭＩＤＥ（登録商標）Ｓ−１８０を含むシアン濃縮物をＨｏｃｋｍｅｙｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ社のミキサーで４時間にわたって処理した。

顔料濃縮物を含む固体インクの調製。Ｈｏｃｋｍｅｙｅｒミキサーより得られた１２グラムの濃縮物のサンプルを、予熱したスターラーバーを備えた予熱容器に入れ、１０分間にわたって攪拌させた。これに対して、既に溶融し、１２０℃で十分に混合した５２．３４部（５２．３４グラム）のＡｃｃｕｍｅｌｔ（登録商標）Ｒ３９１０、１２．５２部（１２．５２グラム）のトリアミドワックス、１２．５２部（１２．５２グラム）のＫＥ−１００樹脂、１．１８部（１．１８グラム）のウレタン樹脂、９．１３部（９．１３グラム）のＫＥＭＡＭＩＤＥ（登録商標）Ｓ−１８０および０．１３部（０．３１グラム）のＮａｕｇａｒｄ（登録商標）４４５を徐々に添加した。得られたインクを１２０℃で２時間にわたって攪拌した。得られたインクを５μｍのステンレス鋼メッシュで濾過した。

実施例２
顔料シアンインク。インクに添加される１３重量パーセントの酢酸ビニル（Ａ−Ｃ ４００Ａ）を含む３．０重量パーセントのエチレン酢酸ビニルを攪拌しながら溶融インクに添加したこと以外は、比較例１における濃縮物およびインク配合物を有する顔料シアンインクを調製した。得られた混合物を５μｍのステンレス鋼メッシュで濾過した。

実施例３
顔料シアンインク。インクに添加される６重量パーセントの酢酸ビニル（Ａ−Ｃ（登録商標）４０５Ｔ）を含む３．０重量パーセントのエチレン酢酸ビニルを攪拌しながら溶融インクに添加したこと以外は、比較例１における濃縮物およびインク配合物を有する顔料シアンインクを調製した。得られた混合物を５μｍのステンレス鋼メッシュで濾過した。

実施例４
顔料シアンインク。インクに添加される４．５重量パーセントのＡ−Ｃ（登録商標）４００Ａを攪拌しながら溶融インクに添加したこと以外は、比較例１における濃縮物およびインク配合物を有する顔料シアンインクを調製した。得られた混合物を５μｍのステンレス鋼メッシュで濾過した。

実施例５
顔料シアンインク。インクに添加される４．５重量パーセントのＡ−Ｃ（登録商標）４０５Ｔを攪拌しながら溶融インクに添加したこと以外は、比較例１における濃縮物およびインク配合物を有する顔料シアンインクを調製した。得られた混合物を５μｍのステンレス鋼メッシュで濾過した。

実施例６
実施例１の濃縮配合物を調製した。比較例１の１２グラムの濃縮物を、予熱したスターラーバーを備えた予熱容器に入れ、１０分間にわたって攪拌させた。これに対して、既に溶融し、１２０℃で十分に混合した５１．８４部（５１．８４グラム）のＡｃｃｕｍｅｌｔ（登録商標）Ｒ３９１０、１２．５２部（１２．５２グラム）のトリアミドワックス、１０．５２部（１０．５２グラム）のＫＥ−１００樹脂、１．１８部（１．１８グラム）のウレタン樹脂、６．６３部（６．６３グラム）のＫＥＭＡＭＩＤＥ（登録商標）Ｓ１８０、０．１３部（０．３１グラム）のＮａｕｇａｒｄ（登録商標）４４５および５．０部（５．０パーセント）のＡ−Ｃ（登録商標）４００Ａを徐々に添加した。得られたインクを１２０℃で２時間にわたって攪拌し、５μｍのステンレス鋼メッシュで濾過した。

比較例７
染料系シアンインク。５２．４４部（５２．４４グラム）のＡｃｃｕｍｅｌｔ（登録商標）Ｒ３９１０、１３．３２部（１３．３２グラム）のトリアミドワックス（米国特許第６，８６０，９３０号明細書の実施例１に記載されているトリアミドワックス）、１３．３２部のＫＥ−１００樹脂、１４．８９部（１４．８９グラム）のＫＥＭＡＭＩＤＥ（登録商標）Ｓ１８０、２．３１部（２．３１グラム）のウレタン樹脂および０．２１部（０．２１グラム）のＮａｕｇａｒｄ（登録商標）４４５からなる、溶融し、十分に混合したブレンドをホットプレートの上の６００ミリリットルのビーカーに入れ、１０５℃で１時間にわたって攪拌させた。これに対して、米国特許第６，４７６，２１９号明細書の実施例７に記載されている通りに調製された３．５１部（３．５１グラム）のブルーダイを徐々に添加した。得られたインクを１２０℃で２．５時間にわたって攪拌し、それぞれ５μｍのステンレス鋼メッシュおよび１μｍの濾紙で濾過した。

実施例８
染料系シアンインク。インクに添加される１．５パーセントのＡ−Ｃ（登録商標）４００Ａを攪拌しながら溶融インクに添加したこと以外は、比較例７における濃縮物およびインク配合物を有する染料系シアンインクを調製した。得られた混合物を５μｍのステンレス鋼メッシュで濾過した。

実施例９
染料系シアンインク。インクに添加される５パーセントのＡ−Ｃ（登録商標）４０５Ａを攪拌しながら溶融インクに添加したこと以外は、比較例７における濃縮物およびインク配合物を有する染料系シアンインクを調製した。得られた混合物を５μｍのステンレス鋼メッシュで濾過した。

現在のＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社であるＲｈｅｏｍｅｔｒｉｃｓ社から入手したＲＦＳ−ＩＩＩ流動計上の５０ミリメートルのコーン・プレート構造を使用して、インクの流動特性を１１０℃で測定した。（剪断率掃引が１から約２５１．２（ｓ^−１）までの）２つの異なる剪断率における剪断率粘度を比較した。これらの比較剪断率、例えば１および１００ｓ^−１の各における粘度の差が、最小になるとき、例えば１ｃＰ未満、例えば０．５ｃＰ未満または０になるときにニュートン挙動が実現される。流動性の結果は、異なる量の酢酸ビニルを含むエチレン酢酸ビニルを配合した本開示のインクが、表３に見られるようなニュートン挙動を示すことを示していた。

いずれのインクも濾過性であり、良好なニュートン品質を有していた。いずれのインクもＸｅｒｏｘ（登録商標）８８６０プリンタを使用して噴射され、優れた噴射特性を示した。インクは、１週間にわたって１２０℃のオーブン内に静置された後も沈降を示さなかった。

画像特徴付けおよび解析
インク印刷
標準３指固体インク剔りテスター、および三つ折りするＤｕｐｌｏ紙フォルダを使用して、堅牢性について印刷画像を試験した。印刷画像は、５２５×４５０ｄｐｉ解像度で実施された標準ＩＱＡＦテープ折曲げ・引っ掻き印刷であった。

手順
自動画像品質解析装置（ＩＱＡＦ）を使用して引っ掻きおよび剔りに対する印刷堅牢性を評価するために、引っ掻き／剔り器具を使用する。具体的な重量を有する重度、中度および軽度引っ掻き指を、制御された垂直力でページに当て、印刷プラテンを一定の移動速度で下方で移動させる。引っ掻きの視認性および除去された物質の量について、ＩＱＡＦにより印刷物を評価する。

次いで、引っ掻いた印刷物を、Ｄｕｐｌｏ Ｄ−５９０フォルダに通して、三つ折りする。皺部分を９０度のエッジに対してまっすぐに伸ばし、ブラシをかけて遊離物を除去する。画像品質解析装置（ＩＱＡＦ）を使用して折曲げ皺部分を評価する。

結果
図１および図２において、エチレン酢酸ビニルを含まない顔料シアン固体インクと、１３％の酢酸ビニルを含む３％、４．５％および５％のエチレン酢酸ビニルをそれぞれ配合した顔料シアン固体インク（実施例２、４および６）との折曲げおよび引っ掻きの結果を比較する。それらの結果は、（１３重量％の酢酸ビニルを含む）３から５重量％のエチレン酢酸ビニルを添加すると、重度の引っ掻きおよび特に中度の引っ掻きに対する顔料固体インクの性能が向上することを示している。さらに、顔料固体インクへのエチレン酢酸ビニルの配合は、折曲げに対するインク画像堅牢性にプラスの影響を与える。例えば、顔料シアンインク印刷は、１３重量％の酢酸ビニルを含む５重量％の変性エチレン酢酸ビニルを配合することによって引っ掻きがほぼ１／４になる。

１３重量％の酢酸ビニルを含むエチレン酢酸ビニルを顔料固体インクに添加すると、引っ掻きおよび折曲げに対するインクの性能が有意に向上する。６重量％の酢酸ビニルを含むエチレン酢酸ビニルを顔料固体インクに配合しても、特にエチレン酢酸ビニルワックスが３重量パーセントを超える量でインク中に存在する場合は、引っ掻きおよび折曲げ特性が最小限しか向上しない。図３および図４は、実施例１、３および５のインクについての引っ掻きおよび折曲げの結果を示す。

エチレン酢酸ビニルを染料系固体インクに配合すると、異なる量の酢酸ビニルを含むエチレン酢酸ビニルを顔料固体インクに添加した場合と同様の挙動が示された。結果は、１３重量％の酢酸ビニルを含む１．５重量％のエチレン酢酸ビニルを顔料固体インクに添加すると、引っ掻きおよび折曲げに対するインクの性能が有意に向上するのに対して、６重量％の酢酸ビニルを含む５重量％のエチレン酢酸ビニルを添加しても画像堅牢性が同様に向上しないことを示している。図５および図６は、比較例７、ならびに実施例８および９の染料系インクについての引っ掻きおよび折曲げの結果を示す。

ある実施形態において、高量の酢酸ビニルを含む５重量パーセントまでのエチレン酢酸ビニルを顔料および染料系固体インクに添加すると、ニュートン流動性、良好な濾過特性、熱安定性、インク噴射堅牢性およびインク画像転写定着堅牢性を維持しながら、耐引っ掻き性および耐折曲げ性に関するインクの性能が有意に向上する。

Claims (16)

1. インク媒体と、
   任意の着色剤と、
   相変化インク組成物の全重量に対して０．１〜１０重量パーセントの量のエチレン酢酸ビニルコポリマーと
   を含み、
   エチレン酢酸ビニルコポリマーは、酢酸ビニル含有率がエチレン酢酸ビニルコポリマーの全重量に対して５重量パーセント〜１３重量パーセントである、相変化インク組成物。
2. エチレン酢酸ビニルコポリマーは、相変化インク組成物の全重量に対して０．５重量パーセント〜５重量パーセントの量で存在する、請求項１に記載の相変化インク組成物。
3. エチレン酢酸ビニルコポリマーは、相変化インク組成物の全重量に対して１．５重量パーセント〜５重量パーセントの量で存在する、請求項１に記載の相変化インク組成物。
4. エチレン酢酸ビニルコポリマーは、相変化インク組成物の全重量に対して３重量パーセント〜５重量パーセントの量で存在する、請求項１に記載の相変化インク組成物。
5. エチレン酢酸ビニルコポリマーは、平均分子量が３００００〜１５００００ダルトンである、請求項１に記載の相変化インク組成物。
6. エチレン酢酸ビニルコポリマーは、融点が４５〜１２０℃である、請求項１に記載の相変化インク組成物。
7. エチレン酢酸ビニルコポリマーは、凝固点が２５〜１００℃である、請求項１に記載の相変化インク組成物。
8. エチレン酢酸ビニルコポリマーは、１４０℃での粘度が１５０〜２０００ｃｐｓである、請求項１に記載の相変化インク組成物。
9. 着色剤は染料であり、または、着色剤は顔料である、請求項１に記載の相変化インク組成物。
10. インク媒体は、ワックスを含む、請求項１に記載の相変化インク組成物。
11. インク媒体は、ポリメチレンワックス、ポリエチレンワックス、生分解性およびコンポスト化可能ワックス、生分解性およびコンポスト化可能ポリエチレンワックス、またはそれらの混合物もしくは組合せを含む、請求項１に記載の相変化インク組成物。
12. インク媒体は、相変化インク組成物の全重量に対して２５重量パーセント〜６５重量パーセントの量で相変化インク組成物中に存在する、請求項１に記載の相変化インク組成物。
13. インク媒体は、モノアミド、トリアミドもしくはそれらの混合物を含む、請求項１に記載の相変化インク組成物。
14. インク媒体は、（ａ）ステアリルステアルアミド、（ｂ）トリアミドもしくは（ｃ）それらの混合物を含む、請求項１に記載の相変化インク組成物。
15. インク媒体と、任意の着色剤と、相変化インク組成物の全重量に対して０．１〜１０重量パーセントの量のエチレン酢酸ビニルコポリマーとを含む相変化インク組成物をインクジェット印刷装置に導入し、
    エチレン酢酸ビニルコポリマーは、酢酸ビニル含有率がエチレン酢酸ビニルコポリマーの全重量に対して５重量パーセント〜１３重量パーセントであり、
    インク組成物を溶融させ、および
    溶融インクの液滴を画像様パターンで基体上に射出させることを含む方法。
16. インク媒体と、
    任意の着色剤と、
    相変化インク組成物の全重量に対して０．１〜１０重量パーセントの量のエチレン酢酸ビニルコポリマーと、
    を含み、
    エチレン酢酸ビニルコポリマーは、酢酸ビニル含有率が、エチレン酢酸ビニルコポリマーの全重量に対して５重量パーセント〜１３重量パーセントである、相変化インク組成物を含有するインクジェットプリンタスティックまたはペレット。