(57)【要約】【課題】インクビヒクル全体に実質上均一に分散した顔料などの色材を有し、高温で高い安定性を有する相変化インクを提供する。【解決手段】本発明の相変化インクは、インクビヒクル、少なくとも１種の色材、少なくとも１種のポリアルキレンコハク酸イミド、ならびに少なくとも１種のトリアミドおよび／または少なくとも１種のロジンエステルを含有する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクビヒクル、少なくとも１種の色材、少なくとも１種のポリアルキレンコハク酸イミド、ならびに少なくとも１種のトリアミドおよび／または少なくとも１種のロジンエステルを含有することを特徴とする相変化インク。
【請求項２】
押出し工程および溶融−混合工程を含むインクの形成方法であって、
該押出し工程が、少なくとも１種のポリアルキレンコハク酸イミド、ならびに少なくとも１種のトリアミドおよび／または少なくとも１種のロジンエステル、ならびに少なくとも１種の色材を容器中で混合して混合物を形成することによって顔料分散混合物を調製すること、該混合物を押出機中に導入すること、ならびに該混合物を押し出すことを含み、
溶融−混合工程が、押し出された混合物を、インクを形成するためのインクビヒクルをはじめとするその他のインク成分と一緒に溶融−混合することを含む、ことを特徴とするインクの形成方法。
【請求項３】
インクビヒクル、少なくとも１種の顔料、少なくとも１種のポリアルキレンコハク酸イミド、ならびに少なくとも１種のトリアミドおよび／または少なくとも１種のロジンエステルを有する少なくとも１種の相変化インクと、
少なくとも１種の相変化インクのための１つ以上のチャネル、少なくとも１種の相変化インクを含む１つ以上の貯蔵器から少なくとも１種の相変化インクをインクジェットヘッドの１つ以上のチャネルに供給する供給通路からなるインクジェットヘッドを含むインクジェットデバイスを含むことを特徴とするインクジェットシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書で説明するのは、非極性インクビヒクル中に実質上均一に分散した顔料などの色材を有するソリッド相変化インクまたはホットメルトインクなどのインク類であり、該インクは、その中に分散剤としてポリアルキレンコハク酸イミドならびにトリアミドおよび／またはロジンエステルを含有する。このような相変化インクの製造方法も開示する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット印刷法は、室温で固体であり、高められた温度で液体であるインクを採用できる。このようなインクは、ホットメルトインクまたは相変化インクと呼ばれることもある。例えば、その開示を全体として本願に引用して援用する米国特許第４，４９０，７３１号は、紙などの被印刷体に印刷用ソリッドインクを分配するための装置を開示している。
【０００３】
ホットメルトインクを採用しているサーマルインクジェット印刷法において、ソリッドインクは、印刷装置内のヒーターで溶融され、液体として、通常のサーマルインクジェット印刷のそれに類似した方式で利用される（すなわち、吐出される）。印刷している被印刷体と接触すると、溶融インクは急速に固化し、色材がキャピラリー作用により被印刷体（例えば、紙）に浸透するよりも、実質上被印刷体の表面上に留まることが可能になり、それによって、液体インクで一般に得られるよりもより高い印刷密度が可能になる。したがって、インクジェット印刷における相変化インクの利点には、取り扱い中にインクをこぼす可能性がなくなること、印刷密度および品質の範囲が広範であること、紙の皺または湾曲が最小であること、およびノズルにキャップをしないでもノズル目詰まりの危険なしに無限の非印刷期間が可能になることが含まれる。
【０００４】
本明細書に記載の参考文献は、それらの意図した使用に対して適しているが、なお改善が望まれている。上述の参考文献に記載されている材料は、適切なら本願でも使用できる。
【０００５】
【特許文献１】米国特許第４，４９０，７３１号
【特許文献２】米国特許第６，８６０，９３０号
【特許文献３】米国特許第６，３０９，４５３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
インクジェット印刷装置で使用される相変化インクは、振動色（ｖｉｂｒａｎｔ  ｃｏｌｏｒ）から膨張色（ｅｘｐａｎｓｉｖｅ  ｃｏｌｏｒ）の全領域に渡っていくつかの利点を有する。インクビヒクル全体に実質上均一に分散した顔料などの色材を有する相変化インクを製造することがなお所望されている。高められた温度で高い安定性を有する相変化インクを製造することが特に所望される。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本実施形態では、インクビヒクル、少なくとも１種の色材、少なくとも１種のポリアルキレンコハク酸イミド、ならびに少なくとも１種のトリアミドおよび／または少なくとも１種のロジンエステルを含有する相変化インクを開示する。
【０００８】
さらなる実施形態では、第１容器中でインクビヒクルを約９０℃〜約１５０℃の温度で混合することによってインクビヒクルを調製すること、第２容器中で少なくとも１種のポリアルキレンコハク酸イミド、ならびに少なくとも１種のトリアミドおよび／または少なくとも１種のロジンエステル、ならびに少なくとも１種の色材を混合することによって色材分散混合物を調製すること、第２容器中の混合物を約９０℃〜約１５０℃の温度で均質化すること、インクビヒクルを第１容器から第２容器の均質化された混合物中に導入し、さらに均質化し、そしてその他のインク成分と溶融混合してインクを形成すること、ならびにインクを約室温まで放冷して相変化インクを形成することを含むインクの形成方法を開示する。色材分散混合物は、第２容器中での溶融混合および均質化の段階の前に、任意選択で押出機を通して前処理してもよい。
【０００９】
さらにさらなる実施形態において開示されるのは、インクビヒクル、少なくとも１種の色材、少なくとも１種のポリアルキレンコハク酸イミド、ならびに少なくとも１種のトリアミドおよび／または少なくとも１種のロジンエステルを有する少なくとも１種の相変化インク；ならびに少なくとも１種の相変化インクのための１つ以上のチャネル、および少なくとも１種の相変化インクを含む１つ以上の貯蔵器からインクジェットヘッドの１つ以上のチャネルへ少なくとも１種の相変化インクを供給する供給通路からなるインクジェットヘッドを含むインクジェットデバイスを含むインクジェットシステムである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
相変化インクは、室温、例えば約２０℃〜約２７℃の温度で固体である、特に約４０℃未満の室温で固体であるインクビヒクルを含有する。しかし、該インクは、加熱により相を変え、吐出温度で溶融状態であるため、インクは、約５０℃〜約１５０℃の温度などの、インクジェット印刷に適切な高められた温度で約１〜約２０センチポイズ（ｃＰ）の粘度を有する。
【００１１】
これに関して、本願のインクは、低エネルギーインクでよい。低エネルギーインクは、約４０℃未満の温度で固体であり、約５０℃〜約１５０℃の吐出温度で約５〜約１５ｃＰの粘度を有する。
【００１２】
任意の適切なインクビヒクルを採用できる。適切なビヒクルには、パラフィン、マイクロクリスタリンワックス、ポリエチレンワックス、エステルワックス、脂肪酸およびその他のワックス状材料、脂肪アミド含有材料、スルホンアミド材料、様々な天然供給源から作られる樹脂状材料（例えば、トール油ロジンおよびロジンエステル）、多くの合成系の樹脂、オリゴマー、ポリマー、および以下でさらに考察するようなコポリマー、ならびにこれらの混合物が含まれる。
【００１３】
適切なインクビヒクルの例には、１５００未満の重量平均分子量を有するポリエチレンワックスが含まれる。このようなインクビヒクルは、それぞれ、主流をなす高融点および低融点ソリッドインクの主要成分であり得る。
【００１４】
ＰＯＬＹＷＡＸ６５５および５００（Ｂａｋｅｒ−Ｐｅｔｒｏｌｉｔｅ  Ｃｏｒｐ．）などのポリアルキレンワックスは、約３０〜約７０個の炭素原子（ＰＯＬＹＷＡＸ５００）、または約３０〜約１００個の炭素原子（ＰＯＬＹＷＡＸ６５５）からなる炭素鎖長を有する。
【００１５】
その他の適切なインクビヒクルの例には、エチレン／プロピレンコポリマーが挙げられ、例えばＰｅｔｒｏｌｉｔｅから入手可能で、下記一般式で表される。
【化１】
2008115387.tif 000002
式中、ｚは、０〜約３０、例えば、０〜約２０または０〜約１０の整数を表し、ｙは、０〜約３０、例えば、０〜約２０または０〜約１０の整数を表し、ｘは、約２１−ｙに等しい。分枝側鎖の分布は、炭素鎖に沿ってランダムでよい。該コポリマーは、例えば、約７０℃〜約１５０℃の融点、および約５００〜約４，０００の範囲の分子量を有することができる。
【００１６】
別の部類のインクビヒクルは、典型的には約５〜約１００、例えば、約２０〜約１８０または約３０〜約６０の炭素原子を有し、ＢＥ  ＳＱＵＡＲＥ１８５およびＢＥ  ＳＱＵＡＲＥ１９５などの天然に存在する炭化水素の精製によって一般には調製され、例えばＰｅｔｒｏｌｉｔｅから入手できるような約１００〜約５，０００、例えば、約２５０〜約１，０００または約５００〜約８００の分子量（Ｍｎ）を有するｎ−パラフィン系の、分枝パラフィン系の、および／または芳香族の炭化水素でよい。
【００１７】
高分枝炭化水素は、例えば、Ｐｅｔｒｏｌｉｔｅから入手できるＶＹＢＡＲ材料のように、典型的にはオレフィンの重合によって調製される。さらに、インクビヒクルは、エトキシル化アルコールでよく、例えばＰｅｔｒｏｌｉｔｅから入手可能で、下記一般式で表される。
【化２】
2008115387.tif 000003
式中、ｘは、約１〜約５０、例えば、約５〜約４０または約１１〜約２４の整数であり、ｙは、約１〜約７０、例えば、約１〜約５０または約１〜約４０の整数である。該材料は、約６０℃〜約１５０℃、例えば、約７０℃〜約１２０℃または約８０℃〜約１１０℃の融点、および約１００〜約５，０００、例えば、約５００〜約３，０００または約５００〜約２，５００の分子量（Ｍｎ）範囲を有することができる。
【００１８】
さらなる例として、脂肪アミド、例えば、米国特許第６，８５８，０７０号に記載されているようなモノアミド、テトラアミド、これらの混合物などを挙げることができる。適切なモノアミドは、低くても約５０℃、例えば、約５０℃〜約１５０℃の融点を有することができるが、融点はこの温度より低くてもよい。適切なモノアミドの具体例には、例えば、第１級モノアミドおよび第２級モノアミドが含まれる。
【００１９】
高分子量直鎖アルコールもインクビヒクルとして使用でき、例えば、Ｐｅｔｒｏｌｉｔｅから入手可能で、下記一般式で表される。
【化３】
2008115387.tif 000004
式中、ｘは、約１〜約５０、例えば、約５〜約３５または約１１〜約２３の整数である。これらの材料は、約５０℃〜約１５０℃、例えば、約７０℃〜約１２０℃または約７５℃〜約１１０℃の融点、および約１００〜約５，０００、例えば、約２００〜約２，５００または約３００〜約１，５００の分子量（Ｍｎ）範囲を有することができる。
【００２０】
いっそうさらなる例には、炭化水素をベースにしたワックスが含まれ、例えば、ポリエチレンホモポリマが挙げられ、例えば、Ｐｅｔｒｏｌｉｔｅから入手可能で、下記一般式で表される。
【化４】
2008115387.tif 000005
式中、ｘは、約１〜約２００、例えば、約５〜約１５０または約１２〜約１０５の整数である。これらの材料は、約６０℃〜約１５０℃、例えば、約７０℃〜約１４０℃または約８０℃〜約１３０℃の融点、および約１００〜約５，０００、例えば、約２００〜約４，０００または約４００〜約３，０００の分子量（Ｍｎ）を有することができる。
【００２１】
別の例には、グラフト共重合によって調製されるポリオレフィンの修飾マレイン酸無水物炭化水素付加物が挙げられ、例えば、Ｐｅｔｒｏｌｉｔｅから入手可能で、下記一般式で表される。
【化５】
2008115387.tif 000006
式中、Ｒは、約１個〜約５０個、例えば、約５個〜約３５または約６個〜約２８個の炭素原子をもつアルキル基であり、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、または約５〜約５００個、例えば、約１０〜３００個または約２０〜約２００個の炭素原子をもつアルキル基であり、ｘは、約９〜約１３の整数であり、ｙは、約１〜約５０、例えば、約５〜約２５または約９〜約１３の整数である。該材料は、約５０℃〜約１５０℃、例えば、約６０℃〜約１２０℃または約７０℃〜約１００℃の融点を有する。
【００２２】
また、Ｐｅｔｒｏｌｉｔｅから入手可能で、下記一般式で表され、
【化６】
2008115387.tif 000007
式中、ｘは、約１〜約５０、例えば約５〜約２５または約９〜約１３の整数であり、ｙは、１または２であり、ｚは、約１〜約５０、例えば、約５〜約２５または約９〜約１３の整数である付加物が含まれる。
【００２３】
さらに、Ｐｅｔｒｏｌｉｔｅから入手可能で、下記一般式で表される付加物が含まれ、
【化７】
2008115387.tif 000008
式中、Ｒ1およびＲ3は、炭化水素基であり、Ｒ2は下記一般式で表される中の１つまたはこれらの混合であり、
【化８】
2008115387.tif 000009
ここで、Ｒ’はイソプロピル基である。該材料は、約７０℃〜約１５０℃、例えば、約８０℃〜約１３０℃または約９０℃〜約１２５℃の融点を有することができる。
【００２４】
さらに他の適切な担体材料は、イソシアナート由来の樹脂およびワックス、例えば、ウレタンイソシアナート由来材料、尿素イソシアナート由来材料、ウレタン／尿素イソシアナート由来材料、これらの混合物などである。
【００２５】
相変化インクに適したインクビヒクルのさらなる例には、アビエチン酸グリセリル（ＫＥ−１００（登録商標））などのロジンエステル、ポリアミド、ダイマー酸アミド、脂肪酸アミド、エポキシ樹脂、流動パラフィンワックス、流動マイクロクリスタリンワックス、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、安息香酸エステル、フタル酸エステル可塑剤、クエン酸エステル可塑剤、マレイン酸エステル可塑剤、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、および天然物ワックス、ならびに直鎖第１級アルコールの線形長鎖アミドまたは脂肪酸アミドとの混合物が含まれる。さらに、約４個〜約１６個の炭素原子をもつ線形長鎖スルホンは、適切なインクビヒクル材料である。
【００２６】
インクビヒクルは、前述の適切なビヒクル中の１つ以上を含むことができる。本明細書中で使用する場合、「１つ以上」および「少なくとも１つ」は、１〜約１０、例えば、１〜約８または１〜約５の本明細書に開示される任意の所定の特徴を指す。
【００２７】
インクビヒクルは、インクの約２５重量％〜約９９．５重量％、例えば、インクの約３０重量％〜約９０重量％または約５０重量％〜約８５重量％を構成することができる。
【００２８】
本明細書に開示されるインクは、少なくとも１種の顔料を含んでいてもよい任意の適切な色材を含むことができる。本明細書中で使用する場合、用語「色材」には、顔料、染料、染料混合物、顔料混合物、染料と顔料の混合物などが含まれる。
【００２９】
実施形態で、色材は、インクの約０．５重量％〜約２０重量％、例えば、インクの約１重量％〜約８重量％または約１．５重量％〜約６重量％でよい。
【００３０】
本願で使用するのに適した色材には、約１０ｎｍ〜約１０００ｎｍ、例えば、約２５ｎｍ〜約２５０ｎｍまたは約５０ｎｍ〜約１５０ｎｍの平均粒径を有する色材粒子が含まれる。
【００３１】
顔料などの色材を含み、以下で説明するように、相変化インクが吐出される温度に近い約９０℃〜約１５０℃などの高い温度に暴露されたインクの改善された安定性を示す相変化インクを製造することが今なお所望されている。
【００３２】
相変化インクのビヒクル中に顔料を適切に分散するために、高められた吐出温度に耐えて顔料粒子を安定させ、且つまたインク製剤中のその他の成分と適合性のある分散剤を使用することができる。用語「安定させる」とは、例えば、分散剤が、立体的安定化、静電的安定化、またはその双方の組合せによって、インクビヒクル内の顔料粒子の表面に物理的に結合または吸収されることを指す。安定化の目的は、顔料粒子を引き離して保持すること、および顔料の粒径の程度を調節することである。本願で使用するのに適した分散剤には、少なくとも１種のポリアルキレンコハク酸イミドと少なくとも１種のトリアミドおよび／または少なくとも１種のロジンエステルとの組合せが含まれる。「少なくとも１種」は、ここで使用される場合、トリアミド、ロジンエステル、およびポリアルキレンコハク酸イミドのそれぞれの、例えば、１種〜約１０種、例えば、１種〜約７種または１種〜約５種を指す。
【００３３】
適切なポリアルキレンコハク酸イミドには、次の一般式で表されるものが含まれる。
【化９】
2008115387.tif 000010
式中、ｘは、コハク酸イミド単位の繰り返し数を表す整数であり、例えば、１〜約１０、例えば１〜約５または１〜約３であり、ｙは、アルキレン単位の繰り返し数を表す整数であり、１〜約１０、例えば、１〜約５または１〜約３であり、ｎは、少なくとも２、例えば約２〜約１５０または約１０〜約７５の整数である。Ｒ1は、（ｉ）約１個〜約１００個の炭素原子、例えば、約１個〜約５０個の炭素原子または約５個〜約３０個の炭素原子を有するアルキル基（直鎖、分枝鎖、環式、飽和、不飽和、置換、および非置換のアルキル基を含み、ここで、該アルキル基中には、酸素、窒素、硫黄、ケイ素、リンなどのヘテロ原子が存在してもよいし、存在しなくてもよい）、（ｉｉ）約４個〜約１００個の炭素原子、例えば、約５個〜約５０個の炭素原子または約６個〜約４０個の炭素原子を有するアリール基（置換および非置換のアリール基を含み、ここで、該アリール基中には、酸素、窒素、硫黄、ケイ素、リンなどのヘテロ原子が存在してもよいし、存在しなくてもよい）、（ｉｉｉ）約５個〜約１００個の炭素原子、例えば、約６個〜約５０個の炭素原子または約７個〜約４０個の炭素原子、別の実施形態では少なくとも約６個の炭素原子、さらに別の実施形態ではベンジルのように少なくとも約７個の炭素原子を有するアリールアルキル基（置換および非置換のアリールアルキル基を含み、ここで、そのアルキル部分は、直鎖、分枝鎖、環式、飽和、または不飽和でよく、該アリールアルキル基のアリール部分およびアルキル部分の一方または双方中には、酸素、窒素、硫黄、ケイ素、リンなどのヘテロ原子が存在してもよいし、存在しなくてもよい）、あるいは（ｉｖ）約５個〜約１００個の炭素原子、例えば、約６個〜約５０個の炭素原子またはトリルなどのように約７個〜約４０個の炭素原子を有するアルキルアリール基（置換および非置換のアルキルアリール基を含み、ここで、そのアルキル部分は、直鎖、分枝鎖、環式、飽和、または不飽和でよく、該アルキルアリール基のアリール部分およびアルキル部分の一方または双方中には、酸素、窒素、硫黄、ケイ素、リンなどのヘテロ原子が存在してもよいし、存在しなくてもよい）である。Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、およびＲ5は、それぞれ独立に、水素原子、または約１個〜約４０個の炭素原子、例えば、約３個〜約３０個の炭素原子、または約５個〜約２０個の炭素原子を有するアルキル基（直鎖、分枝鎖、環式、飽和、不飽和、置換、および非置換のアルキル基を含み、ここで、該アルキル中には酸素、窒素、硫黄、ケイ素、リンなどのヘテロ原子が存在してもよいし、存在しなくてもよい）である。ここで、置換されたアルキル、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、硫酸エステル基、スルホン酸エステル基、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、リン酸エステル基、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、酸無水物基、アジド基、アゾ���、シアナト基、イソシアナト基、チオシアナト基、イソチオシアナト基、カルボン酸エステル基、カルボン酸基、ウレタン基、尿素基、これらの混合などでよく、２つ以上の置換基が一緒になって環を形成できる。実施形態で、Ｒ2、Ｒ3、およびＲ4は、水素原子でよく、Ｒ5はアルキル基でよい。よりさらなる実施形態で、Ｒ2、およびＲ3は、水素原子でよく、Ｒ4およびＲ5はメチル基でよい。
【００３４】
実施形態で、ポリアルキレンコハク酸イミドは、インク中に、任意の所望されるまたは有効な量で、例えば、インクの約０．００１重量％〜約４０重量％、例えば、インクの約０．００５重量％〜約３０重量％またはインクの約０．０１重量％〜約２０重量％で存在できる。インクにおけるポリアルキレンコハク酸イミドの有効量は、顔料粒子の物理的および化学的性質、例えば、凝集径、表面積、粒子表面の官能基密度、顔料粒子とインク担体またはその成分の間での相互作用の質、および多くのその他のこのような考慮すべき事項に応じて変化する可能性がある。
【００３５】
実施形態で、ポリアルキレンコハク酸イミドに加えて、相変化インクは、少なくとも１種のトリアミドおよび／または少なくとも１種のロジンエステルを含むことができる。
【００３６】
本願で使用するのに適したトリアミドには、３つのアミド基のすべてが同一分子鎖または分枝で描かれる直鎖トリアミドが含まれる。直鎖トリアミドの例には、次式を有するトリアミドが含まれる。
【化１０】
2008115387.tif 000011
ここで、Ｒは、約１個〜約２００個の炭素原子、例えば、約２５個〜約１５０個の炭素原子または約３０個〜約１００個の炭素原子を有する任意の炭化水素でよい。
【００３７】
直鎖トリアミドは、たとえ通常的には別の線で描くとしても、３つのアミド基を通って線を描くことのできるトリアミドをさらに含むことができる。このようなトリアミドの一例は、次式で表すことができる。
【化１１】
2008115387.tif 000012
また、この式は、次式で描くこともできる。
【化１２】
2008115387.tif 000013
【００３８】
実施形態で、トリアミドは、分枝トリアミドでもよい。適切な分枝トリアミドの例には、米国特許第６，８６０，９３０号に開示のトリアミド類が含まれる。米国特許第６，８６０，９３０号に開示の任意の分枝トリアミドは、本願で使用するのに適している。本願で使用するのに適した分枝トリアミドの例には、米国特許第６，８６０，９３０号に開示されているような次式を有するトリアミドが含まれる。
【化１３】
2008115387.tif 000014
このような分枝トリアミドで、Ｒ1およびＲ2は、（ｉ）約３個〜約２００個の炭素原子、例えば、約１５個〜約１５０個の炭素原子または約２１個〜約１００個の炭素原子を有するアルキレン基（直鎖、分枝鎖、飽和、不飽和、環式、置換および非置換のアルキレン基を含み、ここで、該アルキレン基中には、酸素、窒素、硫黄、ケイ素、リンなどのヘテロ原子が存在してもよいし、存在しなくてもよい）、（ｉｉ）約６個〜約２００個の炭素原子、例えば、約１０個〜約１５０個の炭素原子または約１４個〜約１００個の炭素原子を有するアリーレン基（非置換および置換のアリーレン基を含み、ここで、該アリーレン基中には、酸素、窒素、硫黄、ケイ素、リンなどのヘテロ原子が存在してもよいし、存在しなくてもよい）、（ｉｉｉ）約７個〜約２００個の炭素原子、例えば、約８個〜約１５０個の炭素原子またはベンジレンなどのように約９個〜約１００個の炭素原子を有するアリールアルキレン基（非置換および置換のアリールアルキレン基を含み、ここで、該アリールアルキレン基のアルキル部分は、直鎖、分枝鎖、飽和、不飽和、および／または環式でよく、該アリールアルキレン基のアルキル部分およびアリール部分の一方または双方中には、酸素、窒素、硫黄、ケイ素、リンなどのヘテロ原子が存在してもよいし、存在しなくてもよい）、あるいは（ｉｖ）約７個〜約２００個の炭素原子、例えば、約８個〜約１５０個の炭素原子またはトリレンなどのように約９個〜約１００個の炭素原子を有するアルキルアリーレン基（非置換および置換のアルキルアリーレン基を含み、ここで、該アルキルアリーレン基のアルキル部分は、直鎖、分枝鎖、飽和、不飽和、および／または環式でよく、該アルキルアリーレン基のアルキル部分およびアリール部分の一方または双方中には、酸素、窒素、硫黄、ケイ素、リンなどのヘテロ原子が存在してもよいし、存在しなくてもよい）でよい。Ｒa、Ｒb、Ｒc、Ｒg、Ｒh、Ｒj、Ｒk、ＲpおよびＲqは、それぞれ独立に、（ｉ）水素原子、（ｉｉ）実施形態で約１個〜約２００個の炭素原子、例えば、約６個〜約１５０個の炭素原子または約１０個〜約１００個の炭素原子を有するアルキル基（直鎖、分枝鎖、飽和、不飽和、環式、置換、および非置換アルキル基を含み、該アルキル中には、酸素、窒素、硫黄、ケイ素、リンなどのヘテロ原子が存在してもよいし、存在しなくてもよい）、（ｉｉｉ）約６個〜約２００個の炭素原子、例えば、約１０個〜約１５０個の炭素原子または約１４個〜約１００個の炭素原子を有するアリール基（非置換および置換のアリール基を含み、該アリール基中には、酸素、窒素、硫黄、ケイ素、リンなどのヘテロ原子が存在してもよいし、存在しなくてもよい）、（ｉｖ）約６個〜約２００個の炭素原子、例えば、約７個〜約１５０個の炭素原子または約８個〜約１００個の炭素原子を有するアリールアルキル基（非置換および置換のアリールアルキル基を含み、ここで、該アリールアルキル基のアルキル部分は、直鎖、分枝鎖、飽和、不飽和、および／または環式でよく、該アリールアルキルのアルキル部分およびアリール部分の一方または双方中には、酸素、窒素、硫黄、ケイ素、リンなどのヘテロ原子が存在してもよいし、存在しなくてもよい���、あるいは（ｖ）約６個〜約２００個の炭素原子、例えば、約７個〜約１５０個の炭素原子またはトリルなどのように約８個〜約１００個の炭素原子を有するアルキルアリール基（非置換および置換のアルキルアリール基を含み、ここで、該アルキルアリール基のアルキル部分は、直鎖、分枝鎖、飽和、不飽和、および／または環式でよく、該アルキルアリール基のアルキル部分およびアリール部分の一方または双方中には、酸素、窒素、硫黄、ケイ素、リンなどのヘテロ原子が存在してもよいし、存在しなくてもよい）でよい。Ｒd、ＲeおよびＲfは、それぞれ独立に、（ｉ）上述の通りのアルキル基、（ｉｉ）上述の通りのアリール基、（ｉｉｉ）上述の通りのアリールアルキル基、または（ｉｖ）上述の通りのアルキルアリール基でよい。
【００３９】
トリアミドは、インク中に、インクの約１重量％〜約２０重量％、例えば、約５重量％〜約１８重量％または約８重量％〜約１３重量％の量で存在できる。
【００４０】
少なくとも１種のトリアミドの代わりに、または少なくとも１種のトリアミドと合わせて、インクは、分散剤として少なくとも１種のロジンエステル、例えば、アビエチン酸グリセリル（ＫＥ−１００（登録商標））をさらに含むことができる。本明細書での開示を制約するものではないが、ロジンエステル類が存在すると、ポリアルキレンコハク酸イミドまたはトリアミドの分散作用を増強すると考えられる。したがって、ロジンエステルは、分散助剤であると考えることができる。
【００４１】
実施形態で、ロジンエステルは、インク中に、任意の所望されるまたは有効な量で、例えば、インクの約０．１重量％〜約４０重量％、例えば、インクの約１重量％〜約３０重量％またはインクの約５重量％〜約２０重量％で存在できる。
【００４２】
分散剤総量の一成分として存在する各分散剤は、等しいまたは異なる量の分散剤として存在できる。例えば、ポリアルキレンコハク酸イミドは、分散剤総量の約０．５重量％〜約５０重量％、例えば、分散剤総量の約５重量％〜約４０重量％または約２０重量％〜約３０重量％の量で存在できる。トリアミドは、ロジンエステルを含まない分散剤総量中に存在するなら、分散剤総量の約５重量％〜約９５重量％、例えば、分散剤総量の約２０重量％〜約６０重量％または約３０重量％〜約５０重量％の量で存在できる。さらに、ロジンエステルは、トリアミドを含まない分散剤中に存在するなら、分散剤総量の約５重量％〜約６５重量％、例えば、分散剤総量の約１０重量％〜約６０重量％または約１５重量％〜約５０重量％の量で存在できる。
【００４３】
分散剤総量中に少なくとも１種のトリアミドおよび少なくとも１種のロジンエステルの双方が存在する場合、それぞれのまたはポリアルキレンコハク酸イミド、トリアミドおよびロジンエステルの量は、様々でよい。例えば、分散剤総量中に存在するポリアルキレンコハク酸イミドの量は、分散剤総量の約０．５重量％〜約５０重量％、例えば、分散剤総量の約５重量％〜約４５重量％または約１０重量％〜約３５重量％でよい。分散剤総量中に存在するトリアミドの量は、分散剤総量の約１重量％〜約８０重量％、例えば、分散剤総量の約５重量％〜約７０重量％または約１０重量％〜約６０重量％でよい。分散剤総量中に存在するロジンエステルの量は、分散剤総量の約１重量％〜約６０重量％、例えば、分散剤総量の約５重量％〜約５０重量％または約１０重量％〜約３５重量％でよい。
【００４４】
本明細書の開示を制約するものではないが、顔料と、ポリアルキレンコハク酸イミドまたはトリアミドなどの分散剤は、水素結合および／または酸塩基相互作用によって相互に作用すると理論付けられる。かくして、顔料と分散剤との間に強力な物理的結合が生まれる。分散剤の極性基は、顔料の極性基と水素結合を通して相互に作用し、かつ／または酸塩基相互作用が、顔料粒子を空間的に安定化する。分散剤と顔料との相互作用は、また、電気二重層を作り出し顔料粒子を静電的に安定化できる。分散剤の非極性部分は、顔料が非極性インクビヒクル中に均一に分散されることを可能にする。ロジンエステルは、それ自体で分散剤として作用するが、ロジンエステル単独では、効果的な分散剤ではない。ロジンエステルが存在すると、顔料とポリアルキレンコハク酸イミドまたはトリアミドとの間の相互作用を増強することができる。
【００４５】
実施形態のインクは、既知添加剤と関連した既知の機能を利用するために既知添加剤をさらに含むことができる。
【００４６】
インクには可塑剤を含めることができ、該可塑剤は、インク中のインクビヒクル成分の約１〜１００％を構成することができる。可塑剤は、インクビヒクルとして機能することができ、あるいは、一般には極性であるインク噴射剤と一般には非極性であるインクビヒクルの間の適合性を提供するための薬剤として作用できる。
【００４７】
インクは、さらに、任意選択の粘度修正剤を含むことができる。存在する場合、粘度修正剤は、インク中に、任意の有効な量、例えば、インクの約３０重量％〜約５５重量％またはインクの約３５重量％〜約５０重量％で存在する。
【００４８】
インク中の任意選択の酸化防止剤は、画像を酸化から保護することができ、また、インク貯蔵器中で加熱された溶融物として存在する間にインク成分を酸化から保護することができる。酸化防止剤は、存在するなら、インク中に、任意の所望されるまたは有効な量、例えば、インクの約０．２５重量％〜約１０重量％またはインクの約１重量％〜約５重量％で存在できる。
【００４９】
インクは、また、任意選択でＵＶ吸収剤を含むことができる。
【００５０】
インクは、任意選択で、紙に対するインクの接着性を増加させるための粘着付与剤を含むことができる。
【００５１】
存在する場合、任意選択の添加剤は、それぞれ、または組合せで、インク中に、任意の所望されるまたは有効な量、例えば、インクの約１重量％〜約１０重量％または約３重量％〜約５重量％で存在できる。
【００５２】
実施形態で、インクは、最初に、第１容器中でインクビヒクルの成分を約９０℃〜約１５０℃、例えば、約１００℃〜約１４５℃または約１１０℃〜約１４０℃の温度で混合してインクビヒクルを準備することによって調製できる。色材分散混合物は、第２容器、例えば、ビーカー、フラスコなどにポリアルキレンコハク酸イミド、ならびにトリアミドおよび／またはロジンエステル、ならびに色材を添加することによって調製される。次いで、第２容器中の混合物を、約９０℃〜約１５０℃の温度、例えば、約１００℃〜約１４５℃または約１１０℃〜約１４０℃の温度で、約５分間〜約２時間、例えば、約１０分間〜約１．５時間または約１５分間〜約１時間均質化すればよい。次いで、第１容器からの溶融インクビヒクルを第２容器の均質化された色材分散物中に添加すればよい。得られた着色インクを、その他任意選択のインク成分と一緒にさらに均質化し、溶融、混合してインクを形成できる。次いで、得られたインクを、約９０℃〜約１５０℃の温度、例えば、約１００℃〜約１４５℃または約１１０℃〜約１４０℃の温度で、ガラス繊維カートリッジフィルターなどのフィルターを通して濾過する。次いで、インクを、室温、約２５℃まで冷却する。得られた着色インクは、任意選択で、溶融混合時に高剪断混合できる。色材分散混合物は、第２容器中での溶融混合および均質化段階の前に、任意選択で、二軸スクリューなどの押出機を通して前処理できる。
【００５３】
本明細書に開示のインクは、約０％〜約８％、例えば、約０．１％〜約６．５％または約０．５％〜約５％の沈降率を示すことができる。沈降率は、まず、分液ロート中のインク検体を約９０℃〜約１５０℃、例えば、約１００℃〜約１４５℃または約１１０℃〜約１４０℃の温度でほぼ７日間、エージングすることによって測定される。次いで、インクの検体を分液ロート中の頂部層および底部層から採取し、熱重量分析（ＴＧＡ）で測定した場合の各層中の顔料量を測定する。頂部層に比較した底部層中の顔料増加量のパーセントが沈降率である。
【００５４】
インクをインクジェットデバイス、例えば、サーマルインクジェットデバイス、音波作動インクジェットデバイスまたはピエゾ電気インクジェットデバイス中に受け入れること、インクをインクジェット温度まで加熱すること、および同時に紙または透明材料などの被印刷体上に画像として認識できるパターンで噴射される溶融インクの小滴をもたらすことによって、本明細書に記載のインクを用いて印刷画像を生じさせることができる。
【００５５】
インクは、また、間接（オフセット）印刷インクジェットの応用分野で採用することができ、そこでは、溶融インクの小滴が、記録する被印刷体上に画像様パターンで噴射される場合、記録する被印刷体は中間転写部材であり、画像様パターンのインクは、続いて中間転写部材から紙または透明材料などの最終的に記録する被印刷体に転写される。
【００５６】
これより、上述の実施形態を以下の実施例の様式でさらに説明する。
【実施例】
【００５７】
＜顔料分散物Ａの調製＞
米国特許第６，８６０，９３０号に開示されているように調製された７６９．１９ｇのトリアミド粉末、および２３０．８１ｇのＤｅｇｕｓｓａ  Ｃａｎａｄａ製ＮＩＰＥＸ１５０（カーボンブラック顔料）を、ブレンダー中、室温（ほぼ２５℃）、約１４０ｒｐｍで約３０分間混合し、その後、二軸スクリュー押出機に投入した。次いで、混合されたカーボンブラックおよびトリアミド粉末を、１ポンド／Ｈｒの押出量、約７０℃〜約９０度の処理温度、約５０ｒｐｍのスクリュー回転数、および約１〜２分の滞留時間で、押出機を通して処理した。
【００５８】
＜顔料分散物Ｂの調製＞
ＮＩＰＥＸ１５０（カーボンブラック顔料）をＣｌａｒｉａｎｔ  Ｃｏｒｐ．から入手できるＨＯＳＴＡＰＥＲＭ  ＢＬＵＥ  Ｂ４Ｇ（シアン顔料）で代替したこと以外は分散物Ａと同様にして分散物Ｂを調製した。
【００５９】
＜インク実施例１＞
２８１．５７ｇの顔料分散物Ａ、５１．４６ｇのＣｈｅｖｒｏｎ  Ｏｒｏｎｉｔｅ製ＯＬＯＡ１１０００（ポリアルキレンコハク酸イミド）、３５４．９０ｇのＣｒｏｍｐｔｏｎ  Ｃｏｒｐ．製ＫＥＭＡＭＩＤＥ  Ｓ１８０（ステアリン酸アミド）、２２０．４９ｇの荒川化学工業（株）製ＫＥ１００（アビエチン酸グリセリル）、および５．２０ｇのＣｒｏｍｐｔｏｎ  Ｃｏｒｐ．製ＮＡＵＧＡＲＤ  Ｎ４４５（酸化防止剤）を、４リットルのビーカー（Ａ）中、約１２５℃で溶融、混合した。ビーカー（Ａ）には、加熱マントルおよび機械式撹拌機を備えた。得られたカーボンブラック分散物を、ほぼ１２５℃で約１時間加熱、撹拌した。ビーカー（Ａ）中のカーボンブラック顔料分散物を加熱、撹拌すると同時に、１０１８．８７ｇのＢａｋｅｒ  Ｐｅｔｒｏｌｉｔｅ製Ｘ１１９７（ポリエチレンワックス）および６８．１６ｇの米国特許第６，３０９，４５３号の実施例ＩＶに記載した通りのウレタン樹脂を、２リットルのビーカー（Ｂ）中、約１１０℃〜約１２５℃の温度で溶融−混合した。ビーカー（Ｂ）には、加熱マントルおよび機械式撹拌機を備えた。得られた樹脂分散物をビーカー（Ｂ）中で約１時間加熱、撹拌して、ビーカー（Ｂ）中のすべての樹脂が完全に溶融−混合されることを確実にした。
【００６０】
次いで、ＩＫＡ  Ｕｌｔｒａ  Ｔｕｒｒａｘ  Ｔ５０ホモジナイザーを使用して、ビーカー（Ａ）中の成分を、温度を約１２５℃に維持しながら約３０分間均質化した。次いで、約１２５℃に保持されたビーカー（Ｂ）中の溶融樹脂混合物を、ビーカー（Ａ）中の均質化された顔料分散物中に添加した。得られたビーカー（Ａ）中のカーボンブラックインクをさらにほぼ３０分間さらに均質化した。得られたカーボンブラックインクを、１２０℃で、１ミクロン次いで０．４５ミクロンのガラス繊維カートリッジフィルターを通して濾過し、インクを室温まで冷却した。次いで、得られたインクを、安定性、沈降、およびピエゾインクジェットプリンターでの吐出性能について評価した。
【００６１】
＜インク実施例２＞
ＯＬＯＡ１１０００を使用しないこと以外はインク実施例１と同様にカーボンブラックインクを調製した。
【００６２】
＜インク実施例３＞
カーボンブラックインクを、より高いコハク酸イミド仕込み量で、かつアビエチン酸グリセリルなしで、インク実施例１と同様に調製した。具体的には、２８１．５７ｇの顔料分散剤Ａ、６４．３７ｇのＣｈｅｖｒｏｎ  Ｏｒｏｎｉｔｅ製ＯＬＯＡ１１０００（ポリアルキレンコハク酸イミド）、３５４．９０ｇのＣｒｏｍｐｔｏｎ  Ｃｏｒｐ．製ＫＥＭＡＭＩＤＥ  Ｓ１８０（ステアリン酸アミド）、および５．２０ｇのＣｒｏｍｐｔｏｎ  Ｃｏｒｐ．製ＮＡＵＧＡＲＤ  Ｎ４４５（酸化防止剤）を、４リットルビーカー（Ａ）中、約１２５℃で溶融、混合した。ビーカー（Ａ）には、加熱マントルおよび機械式撹拌機を備えた。得られたカーボンブラック分散物をほぼ１２５℃で約１時間加熱、撹拌した。ビーカー（Ａ）中のカーボンブラック顔料分散物を加熱、撹拌すると同時に、１０１８．８７ｇのＢａｋｅｒ  Ｐｅｔｒｏｌｉｔｅ製Ｘ１１９７（ポリエチレンワックス）、および６８．１６ｇの米国特許第６，３０９，４５３号の実施例ＩＶに開示した通りのウレタン樹脂を、２リットルビーカー（Ｂ）中、約１１０℃〜約１２５℃の温度で溶融−混合した。ビーカー（Ｂ）には、加熱マントルおよび機械式撹拌機を備えた。得られた樹脂分散物を、ビーカー（Ｂ）中で約１時間加熱、撹拌して、ビーカー（Ｂ）中のすべての樹脂が完全に溶融−混合されることを確実にした。
【００６３】
次いで、ＩＫＡ  Ｕｌｔｒａ  Ｔｕｒｒａｘ  Ｔ５０ホモジナイザーを使用して、ビーカー（Ａ）中の成分を、温度を約１２５℃に維持しながら約３０分間均質化した。次いで、約１２５℃に保持されたビーカー（Ｂ）中の溶融樹脂混合物を、ビーカー（Ａ）中の均質化された顔料分散物中に添加した。得られたビーカー（Ａ）中のカーボンブラックインクをさらにほぼ３０分間さらに均質化した。得られたカーボンブラックインクを、１２０℃で、１ミクロン次いで０．４５ミクロンのガラス繊維カートリッジフィルターを通して濾過し、インクを室温まで冷却した。次いで、得られたインクを、安定性、沈降、およびピエゾインクジェットプリンターでの吐出性能について評価した。
【００６４】
＜インク実施例４＞
カーボンブラックインクを、トリアミド樹脂なしで、かつ押出しの段階なしに、インク実施例１と同様に調製した。具体的には、５７．８５ｇのＣｈｅｖｒｏｎ  Ｏｒｏｎｉｔｅ製ＯＬＯＡ１１０００（ポリアルキレンコハク酸イミド）、６７．４７ｇのＤｅｇｕｓｓａ  Ｃａｎａｄａ製Ｎｉｐｅｘ１５０、３９８．９７ｇのＣｒｏｍｐｔｏｎ  Ｃｏｒｐ．製ＫＥＭＡＭＩＤＥ  Ｓ１８０（ステアリン酸アミド）、２４７．８７ｇの荒川化学工業（株）製ＫＥ１００（アビエチン酸グリセリル）、および５．８５ｇのＣｒｏｍｐｔｏｎ  Ｃｏｒｐ．製ＮＡＵＧＡＲＤ  Ｎ４４５（酸化防止剤）を、４リットルビーカー（Ａ）中、約１２５℃で溶融、混合した。ビーカー（Ａ）には、加熱マントルおよび機械式撹拌機を備えた。得られたカーボンブラック分散物をほぼ１２５℃で約１時間加熱、撹拌した。ビーカー（Ａ）中のカーボンブラック顔料分散物を加熱、撹拌すると同時に、１１４５．３８ｇのＢａｋｅｒ  Ｐｅｔｒｏｌｉｔｅ製Ｘ１１９７（ポリエチレンワックス）、および７６．６２ｇの米国特許第６，３０９，４５３号の実施例ＩＶに開示した通りのウレタン樹脂を、２リットルビーカー（Ｂ）中、約１１０℃〜約１２５℃の温度で溶融−混合した。ビーカー（Ｂ）には、加熱マントルおよび機械式撹拌機を備えた。得られた樹脂分散物を、ビーカー（Ｂ）中で約１時間加熱、撹拌して、ビーカー（Ｂ）中のすべての樹脂が完全に溶融−混合されることを確実にした。
【００６５】
次いで、ＩＫＡ  Ｕｌｔｒａ  Ｔｕｒｒａｘ  Ｔ５０ホモジナイザーを使用して、ビーカー（Ａ）中の成分を、温度を約１２５℃に維持しながら約３０分間均質化した。次いで、約１２５℃に保持されたビーカー（Ｂ）中の溶融樹脂混合物を、ビーカー（Ａ）中の均質化された顔料分散物中に添加した。得られたビーカー（Ａ）中のカーボンブラックをさらにほぼ３０分間さらに均質化した。得られたカーボンブラックインクを、１２０℃で、１ミクロン次いで０．４５ミクロンのガラス繊維カートリッジフィルターを通して濾過し、インクを室温まで冷却した。次いで、得られたインクを、安定性、沈降、およびピエゾインクジェットプリンターでの吐出性能について評価した。
【００６６】
＜インク実施例５＞
カーボンブラック顔料をＣｌａｒｉａｎｔ  Ｃｏｒｐ．製ＨＯＳＴＡＰＥＲＭ  Ｂ４Ｇ（シアン顔料）で代替することによって、インク実施例１と同様にしてシアン着色インクを調製した。
【００６７】
＜インク特性＞
実施例１〜５のインクを、熱安定性についてそれぞれ次のように試験した。１００ｇのインク検体を２つ採取した。新鮮なインク検体の一方を約１２０℃のオーブン内に約３時間保持した。もう１つの検体を約１２０℃のオーブン内で約７日間エージングした。約１５ｐｓｉの定圧下に０．４５ミクロンのガラス繊維フィルターを通して濾過される新鮮なインクおよびエージングしたインクの濾過勾配を測定した。
【００６８】
濾過勾配は、時間までに濾過されたインクの総量である。インクの熱安定性比は、エージングしたインクの濾過勾配の新鮮なインクの濾過勾配に対する比として定義される。十分に分散されたインクは、０．８を超える安定性比を有するべきである。
【００６９】
実施例１〜５のインクを、沈降安定性について次のように試験した。各インクの１００ｇ検体を２５０ｍＬの分液ロート中に保ち、約１２０℃のオーブン内で約７日間エージングした。次いで、ロートの頂部層および底部層からのインク検体を採取し、ＴＧＡにより各層の顔料比率を測定した。インクの沈降率は、約１２０℃で約７日間エージングした後の、頂部層に比較した底部層での顔料増加のパーセントとして定義される。十分に分散されたインクは、５パーセント未満の沈降安定性を有するべきである。
【００７０】
上記インクの印刷品質評価を、ソリッドインクプリンターで実施した。
【００７１】
上で考察したような関連性のある特徴付けに関してインク実施例１とインク実施例２の間の比較を表１に示す。
【００７２】
【表１】
2008115387.tif 000015