JPH04117468A - インク組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野１ 本発明は、インクジェット記録装置に用いられるインク
組成物に関する。さらに詳しくは、常温より高温の状態
の下でインクジェット記録が行われる常温固体インク組
成物に関する。

［従来の技術　］ インクジェット記録は、記録時における静粛性と高速印
字性に優れている。従来よりインクジェット記録用のイ
ンク組成物として、水等を基剤とした液体のインク組成
物が使われている。しかしなから、紙にしみこむことに
よって記録されることから、紙の種類によっては記録し
た際、記録ドツトの周辺が不鮮明で記録品質が低下する
という欠点を有している。この為、紙質に関係無く良好
な記録品質を提供するインク組成物として、米国特許４
３９０３６９．４４８４９４８．４６５９３８３号公報
、特開昭５５−５４３６８、特開昭５８−１０８２７１
号公報に示す、常温で固体のホットメルト型インク組成
物とこれらを用い高温下で固体インクを加熱溶融させて
飛翔させ、記録紙上で冷却固化し記録ドツトを形成する
方法が提案されている。

［発明が解決しようとする課題ｊ 水等を基剤としたインク組成物においては、記録紙の紙
質により良好な記録品質を得られるものから、甚だしく
劣悪な記録品質を示すものまで記録品質の紙質依存性が
大きく、また記録後のインク乾燥時間がかかる為、実際
に両者を満足するインク組成物は実現できていない。ま
た、従来からのホットメルトインク組成物においては、
記録紙への対応性、記録後の乾燥性については良好なも
のの、記録時にインク滴が記録紙上において急冷固化し
記録紙表面から盛り上がって付着している為、外部から
の摩擦、熱、圧力等によるインク滴の欠け、はがれ落ち
、インク像の汚れ等を起こしてしまうという課題を抱え
ている。

本発明は、これら上記の課題点を解決するものであり、
その目的とするところは、記録紙の紙質に関係なく、密
着弛度、Ｎ過性が高く、高印字品質が得られるインク組
成物を提供することである。

［課題を解決するための手段］ 本発明のインク組成物は、常温より高温の状態の下でイ
ンクジェット記録装置から吐出される、ベヒクルと色材
から成る常温固体インク組成物において、常温２５℃下
におけるセン断強度が００５　Ｋｇ／ｍｍ２以上、ある
いはまたビッカース硬度２゜５以上であることを特徴と
し、さらにビヒクルとしてセン断強度が０　、　０５　
Ｋｇ／ｍｍ２以上、あるいはまたビッカース硬度２．５
以上の固体有機溶剤を７０重量％以上含むことを特徴と
している。また、更にセン断強度が０　、　１　Ｋｇ／
ｍｍ２以上、あるいはまたビッカース硬度２．５以上の
固体有機溶剤が芳香族スルホンアミド類のｐ−トルエン
スルホンアミド、芳香族グリコール類のＰ−キシレング
リコール、さらにカルナバワックス、モンタンワックス
から選ばれたことを特徴としている。

また、本発明のインク組成物は、そのビヒクルとしての
固体有機溶剤の融点が全て７０℃以上であることを特徴
としている。

本発明における固体有機溶剤とは、天然有機物、合成有
機物のうち、常温（２５℃）、常圧（１気圧）下で固体
（結晶、非結晶）状態を示す有機物を示している。

常温固体インク組成物による印字物の擦過特性について
本発明者らが調べたところ、擦過による汚れの発生状況
とインクビヒクル単体並びにインク組成物のセン断強度
とはかなりの相関関係（比例関係）にあることがわかっ
た。

第１図は本発明のインク組成物の印字後の紙面上のイン
ク状態（常温固体インク組成物１が記録紙２上にて浸透
せず固まっている状態）を、第２図は従来の水性インク
組成物の印字後の紙面上のインク状態（水性インク組成
物２が記録紙３中に浸透した状態）を示したものである
。これから明らかなように、常温固体インク組成物１は
紙面上でのインクの盛り上がりが、外的な擦過等の要因
に対して悪い状況を生み出し易くなっている。

また、印字耐擦性の悪いサンプルについてその記録紙３
上の常温固体インク組成物１の擦過物４による被擦過状
態を顕微鏡にて観察してみると、模式的には第３図（ａ
）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）のような状態が認められる
。これらはいずれも擦通物によるセン断を受けたものと
考えられる。

本発明者らは、印字耐擦性とインク組成物単体の機械セ
ン断強度との関係を検討し、両者の間に密接な相関のあ
ることを見いだした。

以下、本発明の詳細な説明の中で示す機械セン断強度の
測定条件は、 ・試験温度：常温（２５℃） ・ロードセル：　Ｔｅ３−５０Ｋ　（５０Ｋｇｆ）（Ｎ
ＭＢ■製） ・　加スヘ丹゛スピード である。

印字耐擦性に関しては、セン断強度が、・０　、　０　
５　Ｋｇ／ｍ１１１２未満・・・印字汚れが認められる
・０．０５〜０　、　１　Ｋｇ／ｍｍ２未満・・・印字
汚れが殆ど発生しない ・０，１〜０　、　１　５　Ｋｇ／ｍｍ２・・・印字汚
れが全く発生しない ことが判り、従来からのホットメルトインクの殆どがセ
ン断強度０　、　０　５　Ｋｇ／ｍｍ２未満範囲に含ま
れてしまう。

また、印字耐擦性をセン断試験の変位−荷重曲線から見
た場合、印字耐擦性の良好な本発明の常温固体インク組
成物では、セン断強度の高さに加え、第４図の実線で示
すように降伏点５を有する延性な挙動を示している。逆
に印字耐擦性の悪い常温固体インク組成物（従来の常温
固体インク組成物）では第４図の破線で示すようにセン
断強度の低さに加えて、降伏点に達する以前に破断する
、いわゆる脆性な挙動を示すものか、又は著しく低い荷
重において降伏点を有する柔らかな挙動を示すものが殆
どである。

また更に、常温固体インク組成物による印字物の擦過特
性については、擦過による汚れの発生状況とインクビヒ
クル単体並びにインク組成物のビッカース硬度（Ｈｖ値
）との間でもかなりの相関関係（比例関係）のあること
が本発明者らの調査によりわかっている。

ビッカース硬度は、比較的他の機械的性質との対応付け
が容易な硬度であり、一般に軟質プラスチックから硬質
の金属材料について単一硬さスケールで表示できる長所
を生かして広く適用されている。本発明者らは、印字耐
擦性との対応付けが可能な試験荷重条件を検討し、常温
（２５℃）下で１００ｇ以下の荷重が適していることを
見いだした。

本発明の詳細な説明の中で示しているビッカース硬度の
測定条件は、 試験温度：常温（２５℃） ・試験荷重：　１０〜１００ｇ ・保持時間；　１０秒 である。

印字耐擦性に関しては、ビッカース硬度（Ｈｖ）が、Ｈ
ｖ＜２．５　　・・・印字汚れが認められる・２．５≦
Ｈｖ＜３．５・・・印字汚れが殆ど発生しない ・３．５≦Ｈｖ　　　　　・・・印字汚れが全く発生し
ない ことが判り、従来からのホットメルトインクの殆どがビ
ッカース硬度２．５未満の範囲に含まれてしまう。

以上より、常温固体インク組成物の印字擦過特性とイン
ク組成物単体の機械セン断強度、ビッカース硬度とは密
接に関係しており第１表のような関係としてまとめられ
、実際にインク組成物としてセン断強度０．０５Ｌｂｙ
以上、あるいはまたビッカース強度２．５以上を示す場
合、クリップ等で荷重をかけなからそれらインク組成物
による印字サンプル上を擦っても汚れの発生は無く、好
ましい状態を維持することが出来る。

第１表 インク組成物として、セン断強度０．０５Ｋｇ／■２以
上、あるいはまたＨｖ値２．５以上を得るためには、イ
ンクビヒクルの少なくとも一種類又は２種顛以上は、ビ
ヒクル単体のセン断強度ｏ、。

５　Ｋｇ／ａｍ２以上、あるいはまたＨｖ値２．５以上
を有するものが必要であり、またその含有量は７０重量
％以上含まれることが好ましく、インク組成物のセン断
強度０　、　１　Ｋｇ１０Ｉｌ！２以上、あるいはまた
Ｈｖ値３．５以上にするためには９０重量％以上含まれ
ることがより好ましい。

また、印字物が高温下に放置された場合においても、イ
ンクのにじみ、重ねられた物との張り付き、転写等を引
き起こさない為に、インクビヒクルの融点は７０℃以上
を有する物が好ましい。仮に、融点が７０℃より低いビ
ヒクルが含まれていた場合、インク組成物としては融点
降下により７０℃より低い温度から融解することが考え
られ、インクのにじみ、はりつき、転写等を引き起こし
てしまう。

［実施例コ 以下に実施例をあげて本発明を説明する。

本発明のインク組成物は、既知の方法により調製するこ
とができ、ビヒクル成分、色材とを混合し、ビヒクル成
分の融点以上、好ましくは１００〜１５０℃で加熱溶融
後、その温度で加熱損はんした後均−溶解組成物とし、
必要に応して高温溶融状態の下でフィルターを通して濾
過した後冷却して得ることができる。インク物性として
は動作時の温度をおよそ１００〜１５０℃１：設定した
場合の温度におけるインク粘度は、ヘッドの腐速応答下
におけるインク供給安定性及びインク滴形成飛翔安定性
よ　リ　２０．　０ミリパスカルセカンド下が必要であ
り、更により高応答性実現の為（４〜８ＫＨｚ以上の応
答性実現の為）には１５．０ｍＰａ、Ｓ〜５　、　　Ｏ
　ｗ＋Ｐａ．ｓがより好ましい。表面張力はノズル近傍
でのメニスカス形成に影響し４０ミ１几ユウトン））°
アメートル（口Ｎ／ｍ）以下が好ましく、更に好ましく
は３　５　ｍＮ／ｍ以下である。

セン断強度０　、　　０　５　Ｋｇ／ｉｖ２以上、ある
いはまたＨｖ値２．５以上の固体有機溶剤として、例え
ば、脂肪酸（二塩基酸を含む）、芳香族スルホンアミド
、芳香族グリコール、、カルナバワックス、モンタンワ
ックス、熱可塑性ポリエステル樹脂等から選ばれた物が
好ましい。

具体的には、 （脂肪酸、脂肪酸二塩基酸） ステアリン酸、　へ゛ヘン酸、　り゛ルタル酸、セハ゛
シン酸５アセ゛ライン酸（芳香族スルホンアミド、芳香
族グリコール）バラ（Ｐ−）トルエンスルホンアミド、
　バラ（Ｐ−）キシレンク゛リコール（モンタンワック
ス） ヘキストワックＸ（ｔｌｏｅＷａｘ）−ＳＷ，ＯＰ（熱
可塑性ポリエステル樹脂） プラクセル（ＰＬＡＣＣＥＬ）　−　Ｈ　１、Ｈ４、Ｈ
７（り゛イセル化学工業（株）製） バイロン−Ｇｖｌｏｏ、ＧＶ７００ （東洋紡績（株）製） 等であり、且つまた７０℃以上の融点を有している。ま
た、これらは場合によっては二種類以上を混合しても良
い。

また、セン断強度０　、　　０　５　Ｋｇ／ｍｎ２以上
、あるいはまたＨｖ値２．５以上の固体有機物と相溶性
のあるその他のインクビヒクルとして脂肪酸アミド、芳
香族アミドが選ばれる。具体的には、（脂肪酸アミド） ステアリン酸アミド、へ′ルミチン酸アミド、ｔ＼゛ヘ
ン酸アミド（芳香族アミド） Ｎ，Ｎ’−シ゛ステアリルイソフタル酸アミド、　ｍ−
キシリレンヒ′スステアリン酸アミド 等である。

また、色材としては耐熱性、耐水性を有した油溶染料が
選ばれる。

具体的には、 ［ブラック染料］ Ｃ．１．　　ソルベントブラック３，２２，２３．４５
Ｃ．■．アシッドブラック１２３ ニグロシン ［イエロー染料］ Ｃ．■．ソルベントイエロー１９．２１，６１．８０［
レッド、マゼンタ染料］ Ｃ，１，ソルベントレッド８，４９，８１，１３２，１
３．］、８４．１（１０，１０９，１２１ Ｃ０■、デイスパースレ・ソド９ ［ブルー、シアン染料コ Ｃ，１，ソルベントブルー１１．１２，２５，３６，５
５．７３等である。

色材の添加量は１０．０重量ハ゛−セント以下が好まし
く、ヘッドの高応答下における飛翔安定性及び粘度適正
等を考えると、より好ましくは５．０重量パーセント以
下である。また、色合いの調整等で二種以上の染料を適
宜混合して用いることができる。

また、本発明のインク組成物は常温より高温の状態で印
字される為、熱等によるインク組成物の酸化を防ぐ為に
、ヒンダードフェノール系、アリールアミン系、リン酸
エステル系、チオエステル系等の酸化防止剤を適宜必要
に応じて添加することができる。

具体的には、ジブチルヒドロキシトルエン（ＢＨＴ）、
イルガノックス１０１０．１０７６　（日本チハ゛力゛
イキ゛−（株）製）等がある。

次に上記構成物からの常温固体型インク組成物具体例を
示す。

実施例　１ 組成　　　　　　　　　　　　　　　重量パーセント色
材：　　Ｃ，１，ツルへ゛ントフ゛ラック２３　　　　
　　　　　　　　　５．０ビ　ヒクル　：　Ｐ−トルエ
ンスルホンアミド　　　　　　　　　　　９０．　０：
ベヘン酸アミド　　　　　　４，９ 酸化防止剤：　シ゛フ゛チルヒトＵキシトルエン　　　
　　　　　０．１上記酸分の混合物を１３０℃で融解し
、３時間加熱損はん混合後、高温溶融状態のままポアサ
イズ５ミクロンのＰＴＦＥ製メンブレンフィルターを用
いて加圧濾過し、温度１２０℃に於ける粘度が７．０ｍ
Ｐａ、ｓ、表面張力が２５．０ｍＮ／ｍ。

セン断強度０　、　１５　Ｋｇ／ａｍ２、ビッカース硬
度４゜０のインク組成物を得た。

次に、加熱溶融インク対応のインクオンデマンド（イン
パルス）型インクジェットプリンターを用いそのヘッド
に実施例１のインク組成物を充填し、１２０℃に保った
後、一般上質紙、ボンド紙、ＰＰＣ紙等に対してビット
イメージ印字、文字印字等を行った後、Ａ１−Ａ３の評
価を行ったところ「適」以上の良好な結果を得た。

−評価方法− （Ａ１）印字耐擦性：各種記録紙に対して印字した後、
印字面をクリップを取り付けたクロスカット試験機によ
り荷重を加えて擦ることによる汚れ発生の有無を、 ・３００ｇ荷重による汚れ発生無し・・・好適（Ｏ）・
２００ｇ荷重による汚れ発生無し・・・適（０）・２０
０ｇ荷重による汚れ発生有り・・・不適（×）によって
分類評価する。

（Ａ２）印字物ブロッキング性：６０〜７０℃高温下に
おいて記録紙面上に白紙の記録紙を重ね、その上から加
圧した状態で２４時間放置した後、記録紙面におけるイ
ンクのにじみ、重ねた記録紙へのインク転写の有無を調
べ、 インクにじみ、インク転写無し・・・適（０）・インク
にじみ、インク転写有り・・・不適（Ｘ）によって分類
評価する。

実施例２ 実施例１と同様の方法で第２表＝２−１〜２−６に示す
組成でインク組成物を得た。これらは、上記ビヒクルの
具体例を示した物による様々な組合せについて固体有機
物の添加量、種類を変え、また他の添加物との組合せを
示した物である。

実施例２についても実施例１と同様にＡ１−Ａ２の評価
を行ったところ第３表に示す結果が得られた。

また、実施例１，２に示す本発明の常温固体インク組成
物のセン断強度変位−荷重曲線はいずれも第４図の実線
で示す変化を示した。

比較例 実施例１と同様の方法で比較例として第１表−〇−１〜
Ｃ−３に示す組成のインク組成物を調製した。これら比
較例についても実施例１と同様にＡ１−Ａ２についての
評価を行ったところ第２表並びに以下に示す結果が得ら
れた。

Ｃ−１：　耐擦性評価はインク組成物のセン断強度が０
　、　０５　Ｋｇ／ｖｉａ”、またＨｖ値が２゜５より
小さい為、′＃！擦性が不十分であり、又印字物の高温
放置においてブロッキングによる滲みが発生した。

主ビヒクルのマイクロワックスのセン 断強度が０　、　０５　Ｋｇ／１Ｉ１１２、またＨｖ値
が２．５より小さい為、インク組成物としても耐擦性が
不十分であり、且つまたブロッキングによる滲みも発生
した。

主ビヒクルのマイクロワックスのセン 断強度が０　、　０５　Ｋｇ／ｍｍ２、またＨｖ値が２
．５より小さい為、インク組成物としても耐擦性が不十
分であった。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものではない。

Ｃ−２： Ｃ−３； ［発明の効果］ 以上述べたように、本発明のインク組成物は、常温より
高温の状態の下でインクジェット記録装置から吐出され
る、ビヒクルと色材から成る常温固体インク組成物にお
いて、常温２５℃下におけるセン断強度０　、　０５　
Ｋｇ／ｍｍ２以上、あるいはまたＨｖ値２．５以上であ
ることを特徴としている。

さらにセン断強度０　、　０５　Ｋｇ／Ｉａｍ２以上、
あるいはまたＨｖ値２．５以上の固体有機物を７０重量
％以上含むことを特徴としている。また、さらにセン断
強度０　、　０５　Ｋｇ／ｉｎ２以上、あるいはまたＨ
ｖ値２．５以上の固体有機物が芳香族スルホンアミド類
のＰ−トルエンスルホンアミド、芳香族グリコール類の
Ｐ−キシレングリコール、さらｌこカルナバワックス、
モンタンワックス、熱可塑性ポリエステル樹脂から選ば
れたことを特徴としている。

また、本発明のインク組成物は、そのビヒクルの融点が
全て７０℃以上であることを特徴としている。

以上の特徴より、本発明のインク組成物は、従来の常温
固体インク組成物に無い、印字耐擦性が良く、且つ高温
ブロッキングも発生しないと言う効果を有している。ま
た、本発明のインク組成物は、その主ビヒクルとして固
体有機溶剤を採用している為、溶解する染料の範囲が広
くカラー化への展開が極めて容易であるという格別な効
果を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の常温固体インク組成物の印字後の記
録紙面上の付着状態を示す模式図。 第２図は水性インク組成物の印字後の記録紙面上の付着
状態を示す模式図。 第３図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は印字耐擦性が
悪い場合の擦過物による記録紙面上の常温固体インク組
成物の被擦過状態を示す模式図。 第４図は本発明常温固体インク組成物と従来からの常温
固体インク組成物のセン断試験変位−荷重曲線。 常温固体インク組成物 水性インク組成物 記録紙 擦過物 降伏点 以上 出願人　　セイコーエプソン株式会社 代理人弁理士　齢木喜三部　　他１名 第 図 第２図 第３図 Ａ重 第４図

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）常温より高温の下でインクジェット記録装置から
   吐出される、ビヒクルと色材から成る常温固体インク組
   成物において、常温２５℃下におけるセン断強度が０．
   ０５Ｋｇ／ｍｍ＾２以上であることを特徴とするインク
   組成物。
2. （２）常温より高温の下でインクジェット記録装置から
   吐出される、ビヒクルと色材から成る常温固体インク組
   成物において、常温２５℃下におけるビッカース硬度が
   ２．５以上であることを特徴とするインク組成物。
3. （３）ビヒクルとしてセン断強度が０．０５Ｋｇ／ｍｍ
   ＾２以上の固体有機溶剤が７０重量％以上含まれること
   を特徴とする請求項１記載のインク組成物。
4. （４）ビヒクルとしてビッカース硬度が２．５以上の固
   体有機溶剤が７０重量％以上含まれることを特徴とする
   請求項２記載のインク組成物。
5. （５）セン断強度が０．０５Ｋｇ／ｍｍ＾２以上、ある
   いはまたビッカース硬度が２．５以上の固体有機溶剤の
   融点が７０℃以上であることを特徴とする請求項３又は
   ４記載のインク組成物。
6. （６）セン断強度が０．０５Ｋｇ／ｍｍ＾２以上、ある
   いはまたビッカース硬度が２．５以上の固体有機溶剤が
   脂肪酸（二塩基酸を含む）、芳香族スルホンアミド、芳
   香族グリコール、カルナバワックス、モンタンワックス
   、熱可塑性ポリエステル樹脂から選ばれたことを特徴と
   する請求項３又は４記載のインク組成物。
7. （７）前記芳香族グリコールがＰ−キシレングリコール
   であることを特徴とする請求項６記載のインク組成物。