(57)【要約】      （修正有）【課題】高速なインクジェット印刷に用いられ、液状で放出された液滴が基材上ですばやく固化する相変化インクの提供。【解決手段】非晶質化合物および結晶性化合物を含む相変化インク組成物であって、１５秒未満の合計結晶化時間で結晶化できる相変化インク組成物およびその製造方法であって、前記非晶質化合物が、酒石酸エステルまたはクエン酸エステルを含み、前記結晶性化合物が、両端がアルキル基またはアリールアルキル基あるいは芳香族基である、スルホン、アミド、特定構造の芳香族エーテル、ジウレタンあるいは、脂肪族線状二酸エステルである相変化インク組成物。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
非晶質化合物；および
結晶性化合物を含む相変化インクであって；
ここでこの相変化インクが、１５秒未満の合計結晶化時間で結晶化できる、インク。
【請求項２】
前記結晶性化合物が、前記相変化インクの総重量の約６０重量％〜約９５重量％の量で存在する、請求項１に記載の相変化インク。
【請求項３】
前記非晶質化合物が、前記相変化インクの総重量の約５重量％〜約４０重量％の量で存在する、請求項１に記載の相変化インク。
【請求項４】
前記結晶性化合物が、約１４０℃の温度にて、１２ｃｐｓ未満の粘度、および室温にて１×１０６ｃｐｓを超える粘度を有する、請求項１に記載の相変化インク。
【請求項５】
前記非晶質化合物が、式Ｉの酒石酸エステルまたは式ＩＩのクエン酸エステルを含む、請求項１に記載の相変化インク
【化１】
2013227572.tif 000018
式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、およびＲ５のそれぞれは、独立に、アルキル基（ここでこのアルキルは、約１〜約１６個の炭素原子を有する、直鎖、分岐状または環状、飽和または不飽和、置換または非置換であることができる）である。
【請求項６】
前記結晶性化合物が、以下の式を有するスルホンを含む、請求項１に記載の相変化インク：
【化２】
2013227572.tif 000019
式中、Ｒ１７およびＲ１８のそれぞれは、互いに独立に、（ｉ）線状または分岐状、環状または非環状、置換または非置換、飽和または不飽和アルキル基であることができるアルキル基であって、ここでこのアルキル基には場合によりヘテロ原子が存在してもよく、実施形態では約１〜約４０個の炭素原子を有するアルキル基；（ｉｉ）置換または非置換アリールアルキル基であることができるアリールアルキル基であって、ここでこのアリールアルキル基のアルキル部分が、線状または分岐状、環状または非環状、置換または非置換、飽和または不飽和であることができ、このアリールアルキル基のアリール部分またはアルキル部分のいずれかには場合によりヘテロ原子が存在してもよく、実施形態では約４〜約４０個の炭素原子を有するアリールアルキル基；および（ｉｉｉ）置換または非置換芳香族基であることができる芳香族基であって、ここでこの置換基は、線状または分岐状、環状または非環状アルキル基であることができ、ここで芳香族基には場合によりヘテロ原子が存在してもよく、約３〜約４０個の炭素原子を有する芳香族基；およびこれらの混合物からなる群から選択される。
【請求項７】
前記結晶性化合物が、以下の式を有するアミドを含む、請求項１に記載の相変化インク：
【化３】
2013227572.tif 000020
式中、Ｒ８およびＲ９は、同一または異なることができ、Ｒ８およびＲ９のそれぞれは、独立に、（ｉ）線状または分岐状、環状または非環状、置換または非置換、飽和または不飽和アルキル基であることができるアルキル基であって、ここでこのアルキル基には場合によりヘテロ原子が存在してもよく、実施形態では約１〜約４０個の炭素原子を有するアルキル基；（ｉｉ）置換または非置換アリールアルキル基であることができるアリールアルキル基であって、ここでこのアリールアルキル基のアルキル部分が、線状または分岐状、環状または非環状、置換または非置換、飽和または不飽和であることができ、このアリールアルキル基のアリール部分またはアルキル部分のいずれかには場合によりヘテロ原子が存在してもよく、実施形態では約４〜約４０個の炭素原子を有するアリールアルキル基；および（ｉｉｉ）置換または非置換芳香族基であることができる芳香族基であって、ここでこの置換基は、線状、分岐状、環状または非環状アルキル基であることができ、ここで芳香族基には場合によりヘテロ原子が存在してもよく、約３〜約４０個の炭素原子を有する芳香族基からなる群から選択される。
【請求項８】
前記結晶性化合物が、以下の式を有する芳香族エーテルを含む、請求項１に記載の相変化インク：
【化４】
2013227572.tif 000021
式中、Ｒ１０およびＲ１１は同一または異なることができ、式中、Ｒ１０およびＲ１１のそれぞれは独立に、（ｉ）線状または分岐状、環状または非環状、置換または非置換、飽和または不飽和アルキル基であることができるアルキル基であって、ここでこのアルキル基には場合によりヘテロ原子が存在してもよく、実施形態では約１〜約４０個の炭素原子を有するアルキル基；（ｉｉ）置換または非置換アリールアルキル基であることができるアリールアルキル基であって、ここでこのアリールアルキル基のアルキル部分が、線状または分岐状、環状または非環状、置換または非置換、飽和または不飽和であることができ、このアリールアルキル基のアリール部分またはアルキル部分のいずれかには場合によりヘテロ原子が存在してもよく、実施形態では約４〜約４０個の炭素原子を有するアリールアルキル基；および（ｉｉｉ）置換または非置換芳香族基であることができる芳香族基であって、ここでこの置換基は、線状、分岐状、環状または非環状アルキル基であることができ、ここで芳香族基には場合によりヘテロ原子が存在してもよく、約３〜約４０個の炭素原子を有する芳香族基；およびこれらの混合物からなる群から選択されるが、ただし、Ｒ１０およびＲ１１の少なくとも１つは、芳香族基であり；ｐは０または１である。
【請求項９】
前記結晶性材料が以下の式を有するジウレタンを含む、請求項１に記載の相変化インク：
【化５】
2013227572.tif 000022
式中、Ｑは、アルカンジイルであり；Ｒ１５およびＲ１６のそれぞれは、独立に、１つ以上のアルキルで場合により置換されたフェニルまたはシクロヘキシルであり；ｉは０または１であり；ｊは０または１であり；ｐは１〜４であり；およびｑは１〜４である。
【請求項１０】
前記結晶性構成成分が、以下の式を有する脂肪族線状二酸のエステルを含む、請求項１に記載の相変化インク：
【化６】
2013227572.tif 000023
式中、Ｒ１２は、置換または非置換アルキル鎖であってもよく、−（ＣＨ２）１−から−（ＣＨ２）１２−からなる群から選択され、式中、Ｒ１３およびＲ１４のそれぞれは、互いに独立に、置換または非置換芳香族またはヘテロ芳香族基からなる群から選択され、置換基は、アルキル基を含み、ここでこのアルキル部分は、直鎖、分岐状または環状であることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本実施形態は、室温（例えば２０〜２７℃）にて固体であり、溶融インクが基材に適用される高温においては溶融状態であることを特徴とする相変化インク組成物に関する。これらの相変化インク組成物は、インクジェット印刷のために使用できる。本実施形態は、非晶質材料、結晶性材料、および場合により着色剤を含む新規な相変化インク組成物、およびそれらの製造方法を対象とする。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット印刷プロセスは、室温で固体であり、高温で液体であるインクを利用できる。こうしたインクは、固体インク、ホットメルトインク、相変化インクなどと称され得る。例えば、その開示が完全に参考として本明細書に組み込まれる米国特許第４，４９０，７３１号明細書は、紙のような記録媒体上に印刷するために相変化インクを分配させるための装置を開示する。ホットメルトインクを利用する圧電インクジェット印刷プロセスにおいて、相変化インクは、印刷装置における加熱装置によって溶融され、従来の圧電インクジェット印刷の場合と同様の様式では液体として利用される（噴出される）。印刷記録媒体と接触する際、溶融インクは迅速に固化し、着色剤は、毛細管作用によって記録媒体（例えば紙）にもたらされる代わりに、記録媒体の表面に実質的に留まることができ、それによって液体インクで一般に得られるよりも高いプリント密度を可能にする。故に、インクジェット印刷における相変化インクの利点は、取り扱い中のインクの潜在的な漏出の削除、広範囲のプリント密度および品質、最小の紙のしわまたは湾曲、およびノズルの目詰まりの危険性なく、ノズルのキャッピングさえもない無期限のノンプリンティングが可能である。
【０００３】
一般に、相変化インク（「ホットメルトインク」と称される場合もある）は、周囲温度において固相状態であるが、インクジェット印刷デバイスの高い操作温度では液相状態で存在する。噴出温度において、液体インクの液滴は、印刷デバイスから放出され、インク液滴が記録媒体表面と接触したときに、直接または中間加熱転写ベルトもしくはドラムを介して、液滴は素早く固化し、固化したインク液滴の所定のパターンを形成する。
【０００４】
カラー印刷のための相変化インクは、通常、相変化インク相溶性の着色剤と組み合わせた相変化インクキャリア組成物を含む。特定実施形態において、一連の着色された相変化インクは、インクキャリア組成物を相溶性の減法混色の原色着色剤と組み合わせることによって形成できる。減法混色の原色の相変化インクは、４つの構成成分染料または顔料、すなわちシアン、マゼンタ、イエローおよびブラックを含み得るが、インクはこれらの４つの色に限定されない。これらの減法混色の原色インクは、単一染料または顔料、または染料もしくは顔料の混合物を用いることによって形成できる。例えば、マゼンタは、Ｓｏｌｖｅｎｔ  Ｒｅｄ  Ｄｙｅの混合物を用いて得ることができ、または複合ブラックはいくつかの染料を混合することによって得ることができる。米国特許第４，８８９，５６０号明細書、米国特許第４，８８９，７６１号明細書、および米国特許第５，３７２，８５２号明細書（それぞれの開示が完全に本明細書に参考として組み込まれる）には、利用される減法混色原色着色剤は、カラーインデックス（Ｃ．Ｉ．）のクラスからの染料、溶媒染料、分散染料、改質酸および直接染料および塩基性染料を含むことができることが教示されている。着色剤はまた、例えば米国特許第５，２２１，３３５号明細書（この開示は、完全に参考として本明細書に組み込まれる）に開示されるような、顔料を含むことができる。米国特許第５，６２１，０２２号明細書（この開示は完全に参考として本明細書に組み込まれる）には、相変化インク組成物に特定のクラスのポリマー染料を使用することが開示されている。
【０００５】
相変化インクは、輸送、長期間貯蔵などの間、室温にて固相状態を保つので、インクジェット印刷機に望ましい。加えて、液体インクジェットインクのインク蒸発の結果としてノズル目詰まりに関連する問題が大きく除外され、それによってインクジェット印刷の忠実度を改善する。さらに、インク液滴が最終記録媒体（例えば、紙、透明材料など）に直接適用される相変化インクジェット印刷機において、液滴は、記録媒体と接触直後に固化し、印刷媒体に沿ったインクの移動が防止され、ドット品質が改善される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の従来の相変化インク技術は、鮮明な画像を製造し、ジェット使用の経済性および多孔質紙にて基材自由度を与えるのに成功している一方で、こうした技術はコーティングされた基材については満足するものではない。故に、既知の組成物およびプロセスはそれらの意図する目的に好適であるが、コーティングされた紙基材上に画像を形成するまたは印刷するための追加手段が必要とされ続けている。そういうものとして、所望のインク構成成分として使用するのに好適な様々なクラスの材料を選択および同定することを含んで、すべての基材に対して優れた画像品質を顧客に提供するための相変化インク組成物の代替組成物および将来的には印刷技術を見出すことが必要とされている。プロダクション環境においてデジタルプレスが必要とするような高速でこれらのインクを印刷することがさらに必要とされている。
【０００７】
前述の米国特許および特許公開のそれぞれは、参考として本明細書に組み込まれる。さらに、前述の米国特許および特許公開のそれぞれの適切な構成成分およびプロセスの態様は、本開示のそれらの実施形態のために選択されてもよい。
【０００８】
さらに、プロダクション印刷のような迅速印刷環境に好適なこうした相変化インク組成物を提供することが必要とされている。
【０００９】
本明細書に例示される実施形態によれば、非晶質材料、結晶性材料を含む新規な相変化インク組成物であって、コーティングされた紙基材での印刷を含むインクジェット高速印刷に好適である組成物が提供される。特に、これらの相変化インクは、１５秒未満の合計結晶化時間にて結晶化できる。
【００１０】
特に、本実施形態では、非晶質化合物；および結晶性化合物を含む相変化インクが提供され；ここでこの相変化インクは、１５秒未満の合計結晶化時間で結晶化できる。
【００１１】
実施形態では、非晶質化合物；および結晶性化合物；結晶化加速添加剤を含む相変化インクが提供され；ここでこの相変化インクは、１５秒未満の合計結晶化時間で結晶化できる。
【００１２】
さらなる実施形態では、非晶質化合物；および結晶性化合物を含む相変化インクが提供され；ここでこの相変化インクは、１５秒未満の合計結晶化時間で結晶化でき；非晶質化合物は、少なくとも１つの官能基を有し、少なくとも１つの非晶質末端基に結合している非晶質コア部分を含み；結晶性化合物は、少なくとも１つの官能基を有し、少なくとも１つの結晶性末端基に結合している結晶性コア部分を含み；ここで非晶質コア部分における官能基は、結晶性コア部分における官能基のいずれとも同一ではなく；ここでこの非晶質末端基はアルキル基を含み、ここでこのアルキルは、約１〜約１６個の炭素原子を有する直鎖、分岐状または環状、飽和または不飽和、置換または非置換であり；およびここでこの結晶性末端基は芳香族基を含む。
【００１３】
さらに他の実施形態において、非晶質化合物であって、式Ｉの酒石酸のエステルまたは式ＩＩのクエン酸エステルを含み
【化１】
2013227572.tif 000002
ここでＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、およびＲ５のそれぞれは、独立に、アルキル基であり、ここでこのアルキルは、約１〜約１６個の炭素原子を有する直鎖、分岐状または環状、飽和または不飽和、置換または非置換である非晶質化合物；結晶性化合物；および着色剤を含む相変化インクが提供され；ここでこの相変化インクは、１５秒未満の合計結晶化時間で結晶化でき；ここでこの結晶性／非晶質比が約６０：４０〜約９５：５である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】開示の実施形態に従う結晶化オンセットから結晶化終了までの結晶形成の画像を示すＴＲＯＭプロセスを例示する。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
しかし、本発明者らは、多くの場合、結晶性および非晶質材料で構成され、任意の染料着色剤を有する相変化インクが、溶融状態から基材上に印刷される場合に徐々に固化することを見出した。このように徐々に固化するインクは、高速印刷環境、例えば毎分１００フィートよりも速い速度での印刷が必要とされるプロダクション印刷には不向きである。インクの固化は、冷却時にインク中の結晶性構成成分の結晶化によるものである。
【００１６】
本発明者らは、結晶性および非晶質構成成分で構成された組成物の迅速な結晶化は、組成物の固有の特性ではないことを見出した。
【００１７】
特定の場合、結晶性−非晶質インクの結晶化プロセスは、結晶性および非晶質構成成分の対の注意深い選択によって加速される。例えば、所与の結晶性構成成分は、１つの非晶質構成成分と混合される場合に迅速に結晶化する組成物を提供し得るが、同じ結晶性構成成分は、異なる非晶質構成成分と混合される場合に徐々に結晶化する組成物をもたらし得る。
【００１８】
他の場合、所与の結晶性−非晶質インク組成物は、好適な結晶化加速剤を添加することによってより迅速に結晶化させることができる。先に記述したように、迅速に結晶化する結晶性−非晶質インク組成物は自明ではなく、迅速に結晶化する結晶性−非晶質インクを提供する方法も先行技術に開示されていない。
【００１９】
迅速印刷のための試験インクの好適性を評価するために、結晶性構成成分を含有する相変化インクの結晶化速度を測定するための定量方法を開発した。ＴＲＯＭ（時間分解光学顕微鏡法）は、種々の試験サンプルを比較でき、結果として、迅速な結晶化インクの設計に関して行われた進行をモニターするための有用なツールである。
【００２０】
時間分解光学顕微鏡法ＴＲＯＭは、偏光顕微鏡法（ＰＯＭ）を用いることによって結晶の外観および成長をモニターする。サンプルは、顕微鏡の直交偏光子間に置かれる。結晶性材料は、それらが複屈折であるために視覚可能である。光を通さない、例えばそれらの溶融状態のインクと同様の非晶質材料または液体は、ＰＯＭの下では黒色に見える。故に、ＰＯＭは、結晶性構成成分を見る場合に画像コントラストを可能にし、溶融状態から設定温度に冷却された場合に結晶性−非晶質インクの結晶化動力学を追跡できる。
異なるおよび種々のサンプルを比較できるデータを得るために、実際の印刷プロセスに関連する多くのパラメータを含むことを目的として標準化ＴＲＯＭ実験条件を設定した。
重要な設定パラメータは以下を含む：
（ａ）１６〜２５ｍｍ直径および０．２ｍｍ〜０．５ｍｍを含む厚さのガラススライド
（ｂ）５〜２５ミクロンの範囲を含むインクサンプルの厚さ
（ｃ）４０℃に設定される冷却温度。
【００２１】
結晶化速度の測定に関して、サンプルは、オフラインホットプレートを介して予測される噴出温度（粘度＝１０〜１２ｃｐｓ）に加熱され、次いで光学顕微鏡と連結させた冷却段階に移される。冷却段階は、熱および液体窒素の制御された供給によって維持される予備設定温度にサーモスタッドで調節する。この実験の準備作業は、インク液滴が実際の印刷プロセスにて噴出される予測ドラム／紙温度（この開示で報告される実験に関しては４０℃）をモデルとする。結晶形成および成長は、カメラで記録される。
【００２２】
ＴＲＯＭプロセスにおける重要な工程を図１に例示するが、非晶質および結晶性構成成分だけを含有する（染料または顔料を含まない）メインラインインクベースを用いる測定プロセスにおいて重要な工程を強調している。ＰＯＭの下で見る場合に、溶融状態および時間ゼロにおいて、結晶性−非晶質インクは、光を通さないので黒色に見える。サンプルが結晶化するときに、結晶性領域はより明るく見える。ＴＲＯＭによって報告される数は、最初の結晶（結晶化オンセット）から最後の結晶（結晶化終了）までの時間を含む。
【００２３】
ＴＲＯＭプロセスの重要な測定されたパラメータの定義を以下に示す：
時間ゼロ（Ｔ＝０ｓ）−溶融サンプルは、顕微鏡の下で冷却段階に置かれる。
Ｔオンセット＝第１の結晶が現れる時間
Ｔ成長＝第１の結晶（Ｔオンセット）から結晶化終了までの結晶成長期間（Ｔ合計）
Ｔ合計＝Ｔオンセット＋Ｔ成長
【００２４】
選択されたインクのためのＴＲＯＭ方法を用いて得られた結晶化時間は、実際の印刷デバイスにおけるインク液滴の結晶化時間であることとは同一ではないことが理解されるべきである。実際の印刷デバイス、例えば印刷機において、インクは相当速く固化する。本発明者らは、ＴＲＯＭ方法によって測定される合計結晶化時間と印刷機内のインクの固化時間との間には良好な相関が存在することを決定した。上記で記載される標準化条件において、本発明者らは、インクは、ＴＲＯＭ方法によって測定される１０〜１５秒以内に固化し、通常１００フィート／分以上の速度での迅速な印刷に好適であることを決定した。そのため、本開示の趣旨上、１５秒未満の結晶化速度は、迅速な結晶化であると考えられる。
【００２５】
特定の迅速に結晶化する結晶性−非晶質インクは、結晶性および非晶質構成成分が限られた相溶性を有する組成物を用いることによって提供される。限られた相溶性とは、２つの構成成分が、溶融状態から冷却される場合に素早く相分離する傾向を有することが理解される。限られた相溶性は、迅速に結晶化する能力を可能にするために、結晶性および非晶質構成成分の選択された対の化学構造それぞれに存在する官能基間の関係に関して、１組の設計規則を満たすような結晶性および非晶質構成成分を選択することによって、達成される。設計規則を以下に示す。
（１）相変化インク組成物は、非晶質化合物および結晶性化合物を含む。
（２）非晶質化合物は、少なくとも１つの官能基を有し、少なくとも１つの非晶質末端基に結合している非晶質コア部分を含み、ここでこの非晶質末端基は、アルキル基を含み、ここでこのアルキルは、約１〜約１６個の炭素原子を有する直鎖、分岐状または環状、飽和または不飽和、置換または非置換であり；非晶質化合物の構造を示すダイアグラムを以下に示す：
【化２】
2013227572.tif 000003
（３）結晶性化合物は、少なくとも１つの官能基を有し、少なくとも１つの結晶性末端基に結合している結晶性コア部分を含み、ここでこの結晶性末端基は、芳香族基を含み；結晶性化合物の構造を示すダイアグラムを以下に示す：
【化３】
2013227572.tif 000004
および
（４）非晶質コア部分における官能基は、結晶性コア部分の官能基のいずれとも同一でない。
【００２６】
実施形態において、非晶質化合物は、式Ｉの酒石酸エステルまたは式ＩＩのクエン酸エステルを含んでいてもよい
【化４】
2013227572.tif 000005
式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、およびＲ５のそれぞれは、独立に、アルキル基（ここでこのアルキルは、約１〜約１６個の炭素原子を有する、直鎖、分岐状または環状、飽和または不飽和、置換または非置換であることができる）である。特定実施形態において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４およびＲ５のそれぞれは、独立に、１つ以上のアルキル基で場合により置換されたシクロヘキシル基である。こうした特定実施形態において、アルキル基は、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチルおよびｔ−ブチルから選択される。特定実施形態において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４およびＲ５のそれぞれは、独立に、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチルおよびｔ−ブチルから選択される１つ以上のアルキル基で場合により置換されたシクロヘキシル基である。
【００２７】
式Ｉを参照して、特定実施形態においては、Ｒ１およびＲ２の１つが、２−イソプロピル−５−メチルシクロヘキシルであり、Ｒ１およびＲ２の他の１つは、２−イソプロピル−５−メチルシクロヘキシル、４−ｔ−ブチルシクロヘキシル、またはシクロヘキシルであり、あるいはＲ１およびＲ２の１つは、４−ｔ−ブチルシクロヘキシルであり、Ｒ１およびＲ２の他の１つはシクロヘキシルである。特定実施形態において、Ｒ１およびＲ２のそれぞれは、２−イソプロピル−５−メチルシクロヘキシルである。特定実施形態において、Ｒ１は、２−イソプロピル−５−メチルシクロヘキシルであり、Ｒ２は、４−ｔ−ブチルシクロヘキシルである。特定実施形態において、Ｒ１は、２−イソプロピル−５−メチルシクロヘキシルであり、Ｒ２は、シクロヘキシルである。特定実施形態において、Ｒ１は、４−ｔ−ブチルシクロヘキシルであり、Ｒ２は、シクロヘキシルである。
【００２８】
式ＩＩを参照すれば、特定実施形態において、Ｒ３、Ｒ４およびＲ５の１つは、２−イソプロピル−５−メチルシクロヘキシルであり、Ｒ３、Ｒ４およびＲ５の他の１つは、２−イソプロピル−５−メチルシクロヘキシル、４−ｔ−ブチルシクロヘキシル、またはシクロヘキシルであり、あるいはＲ３、Ｒ４およびＲ５の１つは、４−ｔ−ブチルシクロヘキシルであり、Ｒ３、Ｒ４およびＲ５の他の１つはシクロヘキシルである。特定実施形態において、Ｒ３、Ｒ４およびＲ５のそれぞれは、２−イソプロピル−５−メチルシクロヘキシルである。特定実施形態において、Ｒ３は、２−イソプロピル−５−メチルシクロヘキシルであり、Ｒ４およびＲ５のそれぞれは４−ｔ−ブチルシクロヘキシルである。特定実施形態において、Ｒ３は２−イソプロピル−５−メチルシクロヘキシルであり、Ｒ４およびＲ５のそれぞれがシクロヘキシルである。特定実施形態において、Ｒ３は４−ｔ−ブチルシクロヘキシルであり、Ｒ４およびＲ５はそれぞれシクロヘキシルである。
【００２９】
非晶質材料は、式
【化５】
2013227572.tif 000006
を有する酒石酸のエステルを含んでいてもよく、式中、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ、互いに独立に、またはそれらは同一または異なることができることを意味して、アルキル基（ここでこのアルキル部分は、約１〜約１６個の炭素原子を有する直鎖、分岐状または環状、飽和または不飽和、置換または非置換であることができる）からなる群から選択される。特定実施形態において、Ｒ１およびＲ２のそれぞれは、独立に、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチルおよびｔ−ブチルから選択される１つ以上のアルキル基で場合により置換されたシクロヘキシル基である。
【００３０】
酒石酸骨格はＬ−（＋）−酒石酸、Ｄ−（−）−酒石酸、ＤＬ−酒石酸、またはメソ酒石酸、およびこれらの混合物から選択される。Ｒ基および酒石酸の立体化学に依存して、エステルは結晶または安定な非晶質化合物を形成できる。特定実施形態において、非晶質化合物は、ジ−Ｌ−メンチルＬ−タートラート、ジ−ＤＬ−メンチルＬ−タートラート（ＤＭＴ）、ジ−Ｌ−メンチルＤＬ−タートラート、ジ−ＤＬ−メンチルＤＬ−タートラート、ならびにこれらのいずれかの立体異性体および混合物からなる群から選択される。
【００３１】
脂肪族アルコールの混合物は、エステル化に使用されてもよい。例えば、２つの脂肪族アルコールの混合物は、エステル化に使用されてもよい。これらの混合反応において使用できる脂肪族アルコールの好適な例は、シクロヘキサノールおよび置換されたシクロヘキサノール（例えば、２−、３−または４−ｔ−ブチルシクロヘキサノール）である。脂肪族アルコールのモル比は、２５：７５〜７５：２５、４０：６０〜６０：４０、または約５０：５０であってもよい。
【００３２】
非晶質化合物は、クエン酸のエステルを含んでいてもよい。これらの非晶質材料は、クエン酸のエステル化反応によって合成される。特にクエン酸は、種々のアルコールと反応させ、トリエステルを製造した。非晶質化合物は、酒石酸のエステル化反応によって合成される。
【００３３】
これらの材料は、噴出温度付近において（≦１４０℃、または約１００〜約１４０℃、または約１０５〜約１４０℃）、相対的に低い粘度（＜１０２センチポイズ（ｃｐｓ）、または約１〜約１００ｃｐｓ、または約５〜約９５ｃｐｓ）を示すが、室温において非常に高い粘度（＞１０５ｃｐｓ）を示す。これらの特徴が、材料を、非晶質構成成分のための良好な選択肢にする。
【００３４】
特に、ジ−ＤＬ−メンチルＬ−タートラート（ＤＭＴ）は、特に本インク実施形態における非晶質化合物として使用するために好適であることがわかった。
【００３５】
非晶質構成成分を合成するために、酒石酸は、種々のアルコールと反応させ、ジ−エステルを製造した。種々のアルコール、例えばメントール、イソメントール、ネオメントール、イソネオメントールおよびこれらのいずれかの立体異性体および混合物がエステル化に使用されてもよい。脂肪族アルコールの混合物は、エステル化に使用されてもよい。例えば、２つの脂肪族アルコールの混合物は、エステル化に使用されてもよい。脂肪族アルコールのモル比は、２５：７５〜７５：２５、４０：６０〜６０：４０、または約５０：５０であってもよい。酒石酸と反応する場合、混合物が非晶質化合物を形成する好適な脂肪族アルコールの例としては、シクロヘキサノールおよび置換シクロヘキサノール（例えば、２−、３−または４−ｔｅｒｔ−ブチル−シクロヘキサノール）が挙げられる。実施形態において、２モル当量以上のアルコールは、酒石酸のジエステルを製造するための反応中に使用されてもよい。１モル当量のアルコールが使用される場合、結果は大部分がモノエステルである。
【００３６】
非晶質材料は、以下の構造を有する化合物を含んでいてもよく；
【化６】
2013227572.tif 000007
Ｒ３、Ｒ４およびＲ５は、独立に、アルキル基（ここでこのアルキルは、約１〜約１６個の炭素原子を有する、直鎖、分岐状または環状、飽和または不飽和、置換または非置換であることができる）およびこれらの混合物である。特に、トリ−ＤＬ−メンチルシトレート（ＴＭＣ）は、所望の非晶質選択肢であり、好適な熱的特性およびレオロジー特性を与えるだけでなく、プリント画像に対して堅牢性を付与する。
【００３７】
これらの非晶質材料は、クエン酸のエステル化反応によって合成される。特に、クエン酸は、そこで開示される合成スキームに従って、トリエステルを製造するために種々のアルコールと反応させた。実施形態において、相変化インク組成物は、クエン酸および少なくとも１つのアルコールからエステル化反応において合成される非晶質化合物を用いることによって得られる。
【００３８】
実施形態において、非晶質化合物は、固体インク組成物を形成するために結晶性化合物と配合される。インク組成物は、良好なレオロジープロファイルを示す。Ｋ−プルーフによってコーティングされた紙に固体インク組成物によって創製されたプリントサンプルは、優れた堅牢性を示す。
【００３９】
実施形態において、固体インク組成物は、エステル化反応において酒石酸および少なくとも１つのアルコールから合成される非晶質化合物を用いることによって得られる。固体インク組成物は、結晶性化合物および着色剤と組み合わせて非晶質化合物を含む。本実施形態は、液体から固体へのシャープな相転移を実現するためにバランスのとれた非晶質および結晶性化合物を含み、所望のレベルの粘度を維持しながら、硬質および堅牢性の印刷画像を促進する。このインクで製造されたプリントは、市販のインクにも優る利点、例えばスクラッチに対する良好な堅牢性を示した。故に、固体インクのために非晶質化合物を提供する酒石酸の本エステルは、所望のレオロジープロファイルを有する堅牢性インクを製造すること、およびインクジェット印刷に関する多くの要件を満たすことを見出した。
【００４０】
実施形態において、非晶質材料は、インク組成物の総重量の約５重量％〜約４０重量％、または約５重量％〜約３５重量％、または約１０重量％〜約３０重量％の量で存在する。
【００４１】
結晶性材料は、シャープな結晶化を示し、約１４０℃の温度において、相対的に低い粘度（≦１２センチポイズ（ｃｐｓ）、または約０．５〜約２０ｃｐｓ、または約１〜約１５ｃｐｓ）を示すが、室温にて非常に高い粘度（＞１０６ｃｐｓ）を示す。これらの材料は、１５０℃未満、または約６５〜約１５０℃、または約６６〜約１４５℃の溶融温度（Ｔ溶融）を有し、６０℃を超える、または約６０℃〜約１４０℃、または約６５〜約１２０℃の結晶化温度（Ｔ結晶）を有する。Ｔ溶融とＴ結晶との間のΔＴは約５５℃未満である。
【００４２】
結晶性構成成分は、アミド、芳香族エステル、脂肪族線状二酸のエステル、ウレタン、スルホン、またはこれらの混合物を含んでいてもよい。
【００４３】
結晶性材料は、以下の構造を含んでいてもよい
【化７】
2013227572.tif 000008
式中、Ｒ８およびＲ９は、同一または異なることができ、Ｒ８およびＲ９のそれぞれは、独立に、（ｉ）線状または分岐状、環状または非環状、置換または非置換、飽和または不飽和アルキル基であることができるアルキル基であって、ここでこのアルキル基には場合によりヘテロ原子が存在してもよく、実施形態では約１〜約４０個の炭素原子、約１〜約２０個の炭素原子、または約１〜約１０個の炭素原子を有するアルキル基；（ｉｉ）置換または非置換アリールアルキル基であることができるアリールアルキル基であって、ここでこのアリールアルキル基のアルキル部分が、線状または分岐状、環状または非環状、置換または非置換、飽和または不飽和であることができ、このアリールアルキル基のアリール部分またはアルキル部分のいずれかには場合によりヘテロ原子が存在してもよく、実施形態では約４〜約４０個の炭素原子、約７〜約２０個の炭素原子、または約７〜約１２個の炭素原子を有するアリールアルキル基；および（ｉｉｉ）置換または非置換芳香族基であることができる芳香族基であって、ここでこの置換基は、線状または分岐状、環状または非環状アルキル基であることができ、芳香族基には場合によりヘテロ原子が存在してもよく、約３〜約４０個の炭素原子、約６〜約２０個の炭素原子、または約６〜約１０個の炭素原子を有する芳香族基からなる群から選択される。
【００４４】
結晶性材料は、以下の構造を含んでいてもよい
【化８】
2013227572.tif 000009
式中、Ｒ１０およびＲ１１は、同一または異なることができ、Ｒ１０およびＲ１１のそれぞれは、独立に、（ｉ）線状または分岐状、環状または非環状、置換または非置換、飽和または不飽和アルキル基であることができるアルキル基であって、ここでこのアルキル基には場合によりヘテロ原子が存在してもよく、実施形態では約１〜約４０個の炭素原子、約１〜約２０個の炭素原子、または約１〜約１０個の炭素原子を有するアルキル基；（ｉｉ）置換または非置換アリールアルキル基であることができるアリールアルキル基であって、ここでこのアリールアルキル基のアルキル部分が、線状または分岐状、環状または非環状、置換または非置換、飽和または不飽和であることができ、このアリールアルキル基のアリール部分またはアルキル部分のいずれかには場合によりヘテロ原子が存在してもよく、実施形態では約４〜約４０個の炭素原子、約７〜約２０個の炭素原子、または約７〜約１２個の炭素原子を有するアリールアルキル基；および（ｉｉｉ）置換または非置換芳香族基であることができる芳香族基であって、ここでこの置換基は、線状、分岐状、環状または非環状アルキル基であることができ、芳香族基には場合によりヘテロ原子が存在してもよく、約３〜約４０個の炭素原子、または約６〜約２０個の炭素原子、または約６〜約１０個の炭素原子を有するが、これらの数はこれらの範囲外であることができる芳香族基；およびこれらの混合物からなる群から選択されるが、ただし、Ｒ１０およびＲ１１の少なくとも１つは、芳香族基であり；ｐは０または１である。
【００４５】
結晶性芳香族エーテルの非限定例としては、
【化９】
2013227572.tif 000010
およびこれらの混合物が挙げられる。
【００４６】
結晶性材料は、以下の構造を有する脂肪族線状二酸のエステルを含んでいてもよい：
【化１０】
2013227572.tif 000011
式中、Ｒ１２は、置換または非置換アルキル鎖であってもよく、−（ＣＨ２）１−から−（ＣＨ２）１２−からなる群から選択され、式中、Ｒ１３およびＲ１４のそれぞれは、互いに独立に、置換または非置換芳香族またはヘテロ芳香族基からなる群から選択され、置換基は、アルキル基を含み、ここでこのアルキル部分は、直鎖、分岐状または環状であることができる。
【００４７】
結晶性材料は、以下の構造：
【化１１】
2013227572.tif 000012
を有するジウレタンを含んでいてもよい、式中、Ｑは、アルカンジイルであり；Ｒ１５およびＲ１６のそれぞれは、独立に、１つ以上のアルキルで場合により置換されたフェニルまたはシクロヘキシルであり；ｉは０または１であり；ｊは０または１であり；ｐは１〜４であり；およびｑは１〜４である。こうした特定実施形態において、Ｒ１５およびＲ１６のそれぞれは、独立に、１つ以上のメチルまたはエチルで場合により置換されたフェニルまたはシクロヘキシルである。こうした特定実施形態において、Ｒ１５およびＲ１６はフェニルである。特定実施形態において、Ｑは、−（ＣＨ２）ｎ−であり、ｎは４〜８である。こうした特定実施形態において、ｎは６である。特定実施形態において、Ｒ１５およびＲ１６のそれぞれは、独立に、ベンジル、２−フェニルエチル、２−フェノキシエチル、Ｃ６Ｈ５（ＣＨ２）４−、シクロヘキシル、２−メチルシクロヘキシル、３−フェニルプロパニル、３−メチルシクロヘキシル、４−メチルシクロヘキシル、シクロヘキシルメチル、２−メチルシクロヘキシルメチル、３−メチルシクロヘキシルメチル、４−メチルシクロヘキシルメチル、および４−エチルシクロヘキサニルから選択される。
【００４８】
結晶性構成成分は、以下の構造を有するスルホン化合物であってもよい：
【化１２】
2013227572.tif 000013
式中、Ｒ１７およびＲ１８は、同一または異なることができ、式中、Ｒ１７およびＲ１８のそれぞれは、互いに独立に、（ｉ）線状または分岐状、環状または非環状、置換または非置換、飽和または不飽和アルキル基であることができるアルキル基であって、ここでこのアルキル基には場合によりヘテロ原子が存在してもよく、実施形態では約１〜約４０個の炭素原子、約１〜約２０個の炭素原子、または約１〜約１０個の炭素原子を有し、数はこれらの範囲外であることができるアルキル基；（ｉｉ）置換または非置換アリールアルキル基であることができるアリールアルキル基であって、ここでこのアリールアルキル基のアルキル部分が、線状または分岐状、環状または非環状、置換または非置換、飽和または不飽和であることができ、このアリールアルキル基のアリール部分またはアルキル部分のいずれかには場合によりヘテロ原子が存在してもよく、実施形態では約４〜約４０個の炭素原子、約７〜約２０個の炭素原子、または約７〜約１２個の炭素原子を有し、数はこれらの範囲外であることができるアリールアルキル基；および（ｉｉｉ）置換または非置換芳香族基であることができる芳香族基であって、ここでこの置換基は、線状、分岐状、環状または非環状アルキル基であることができ、芳香族基には場合によりヘテロ原子が存在してもよく、約３〜約４０個の炭素原子、約６〜約２０個の炭素原子、または約６〜約１０個の炭素原子を有し、数はこれらの範囲外であることができる芳香族基；およびこれらの混合物からなる群から選択される。
【００４９】
特定実施形態において、Ｒ１７およびＲ１８のそれぞれは、独立に、１つ以上のハロ、アミノ、ヒドロキシ、またはシアノ基およびこれらの組み合わせで場合により置換されたアルキル、またはアリールであり、あるいはＲ１７およびＲ１８は、それらが結合するＳ原子と一緒になって、複素環式環を形成する。こうした特定実施形態において、Ｒ１７およびＲ１８のそれぞれは、独立に、場合により置換されたアルキル、例えばメチル、エチル、イソプロピル、ｎ−ブチル、またはｔ−ブチルである。こうした特定実施形態において、Ｒ６およびＲ７のそれぞれは、独立に、場合により置換されたアリール、フェニルまたはベンジルである。特定実施形態において、Ｒ１７およびＲ１８のそれぞれは、独立に、１つ以上のアミノ、クロロ、フルオロ、ヒドロキシ、シアノまたはこれらの組み合わせで場合により置換される。アリール基の置換は、フェニル基のオルト、メタまたはパラ位およびこれらの組み合わせにおいて行われてもよい。特定実施形態において、Ｒ１７およびＲ１８のそれぞれは、独立に、２−ヒドロキシエチル、またはシアノメチルである。
【００５０】
特定実施形態において、結晶性構成成分としては、ジフェニルスルホン、ジメチルスルホン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）スルホン、ビス（４−アミノフェニル）スルホン、ビス（３−アミノフェニル）スルホン、ビス（４−クロロフェニル）スルホン、ビス（４−フルオロフェニル）スルホン、２−ヒドロキシ（ｈｙｃｒｏｘｙ）フェニル−４−ヒドロキシフェニルスルホン、フェニル−４−クロロフェニルスルホン、フェニル−２−アミノフェニルスルホン、ビス（３−アミノ−４−ヒドロキシフェニル）スルホン、ジベンジルスルホン、メチルエチルスルホン、ジエチルスルホン、メチルイソプロピルスルホン、エチルイソプロピルスルホン、ジ−ｎ−ブチルスルホン、ジビニルスルホン、メチル−２−ヒドロキシメチルスルホン、メチルクロロメチルスルホン、スルホラン、３−スルホレン、およびこれらの混合物を挙げることができる。
【００５１】
特定実施形態において、相変化インクは、結晶化加速添加剤、例えば有機顔料、無機核形成添加剤または脂肪酸を含んでいてもよい。
【００５２】
一部の実施形態において、好適な結晶化加速剤は有機顔料を含む。好適な有機顔料としては、英国染料染色学会および米国繊維化学技術・染色技術協会によるカラーインデックスの刊行物に列挙されているいずれかが挙げられるが、これらに限定されない。
【００５３】
特定実施形態において、顔料は、インク組成物の総重量に対して、少なくとも約０．１重量％〜約５０重量％、または少なくとも約０．５重量％〜約２０重量％、約０．５重量％〜約１０重量％、約１重量％〜約５重量％の量で、インク組成物に存在する。
【００５４】
通常、本開示に従って使用するのに好適な有機顔料粒子は、１０ｎｍ〜４００ｎｍ、より詳細には５０ｎｍ〜３００ｎｍ、または８０ｎｍ〜２５０ｎｍの平均粒径を有する。
【００５５】
一部の実施形態において、好適な結晶化加速剤は無機核形成ナノ粒子材料を含む。無機核形成剤は、シリカ、二酸化シリカ、アルミナ、酸化亜鉛、無機酸化物、タルク、バリウム、カルシウム、ナトリウム、リチウム、アルミニウム、およびこれらの混合物からなる群から選択される。
【００５６】
特定実施形態において、無機核形成剤はナノ粒子である。無機核形成剤の粒径は、通常２ナノメートル（ｎｍ）〜約３００ｎｍの範囲である。１つの実施形態において、インク組成物は、約１０ｎｍ〜約１００ｎｍの粒径を有する無機核形成剤粒子を含む。
【００５７】
通常、無機核形成剤は、インク組成物の総重量に基づいて、約０．１〜約１０重量％、約０．５〜約５重量％、または約１〜約３重量％の量で存在する。
【００５８】
一部の実施形態において、結晶化加速剤は脂肪酸である。
【００５９】
好適な脂肪酸の特定の非限定例としては、パルミチン酸（ヘキサデカン酸）、パルミトレイン酸（９−ヘキサデセン酸）、ステアリン酸（オクタデカン酸）、オレイン酸（９−オクタデセン酸）、リシノール酸（１２−ヒドロキシ−９−オクタデセン酸）、バクセン酸（１１−オクタデセン酸）、リノール酸（９，１２−オクタデカジエン酸）、α−リノール酸（９，１２，１５−オクタデカトリエン酸）、γ−リノール酸（６，９，１２−オクタデカトリエン酸）、アラキジン酸（エイコサン酸）、ガドレイン酸（９−エイコセン酸）、アラキドン酸（５，８，１１，１４−エイコサテトラエン酸）、エルカ酸（１３−ドコセン酸）、およびこれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。特定実施形態において、脂肪酸は、ステアリン酸である。特定実施形態において、脂肪酸はベヘン酸である。
【００６０】
本発明のインク組成物における脂肪酸の重量％は、約０．１重量％〜２５重量％、約１重量％〜１５重量％、または約２重量％〜１０重量％であることができる。
【００６１】
特定実施形態において、相変化インク組成物は、一般にそれぞれ約６０：４０〜約９５：５の重量比で、結晶性構成成分および非晶質構成成分のブレンドを含む。より詳細な実施形態において、結晶性構成成分と非晶質構成成分との重量比は、約６５：３５〜約９５：５、または約７０：３０〜約９０：１０、または約７０：３０〜約８０：２０である。他の実施形態において、結晶性および非晶質構成成分は、それぞれ約１．５〜約２０または約２．０〜約１０の重量比でブレンドされる。各構成成分は、相変化インクに特定の特性を付与し、構成成分のブレンドは、コーティングされていない基材およびコーティングされた基材に優れた堅牢性を示すインクを与える。インク配合物中の結晶性構成成分は、冷却時の迅速な結晶化を通して相変化を駆動する。結晶性構成成分はまた、最終インクフィルムの構造を設定し、非晶質構成成分の粘着性を低下させることによって硬質インクを創製する。非晶質構成成分は、粘着性を提供し、印刷されたインクに堅牢性を付与する。
【００６２】
本実施形態の結晶性および非晶質材料は、互いに混和性であることがわかっており、結晶性および非晶質材料を用いて配合され得られたインク組成物は、良好なレオロジープロファイルを示す。Ｋ−プルーフによってコーティングされた紙に相変化インク組成物によって創製された画像サンプルは、優れた堅牢性を示す。Ｋ−プルーファーは、印刷所での共通の試験装置である。本実施形態は、液体から固体へのシャープな相転移を実現するためにバランスのとれた非晶質および結晶性材料を含み、所望のレベルの粘度を維持しながら、硬質および堅牢性の印刷画像を促進する。このインクで製造されたプリントは、市販のインクにも優る利点、例えばスクラッチに対する良好な堅牢性を示した。
【００６３】
実施形態において、溶融状態において、得られた固体インクは、噴出温度で約１〜約２２ｃｐｓ、または約４〜約１５ｃｐｓ、または約６〜約１２ｃｐｓの粘度を有する。噴出温度は、通常、約１００℃〜約１４０℃の範囲に含まれる。実施形態において、固体インクは、室温にて約＞１０６ｃｐｓの粘度を有する。実施形態において、固体インクは、１０℃／分の速度にてＤＳＣによって測定される場合に、約６５〜約１５０℃、または約７０〜約１４０℃、約８０〜約１３５℃のＴ溶融、および約４０〜約１４０℃、または約４５〜約１３０℃、約５０〜約１２０℃のＴ結晶を有する。
【００６４】
インクは、場合により、酸化から画像を保護するための酸化防止剤を含有してもよく、インク貯蔵器にて加熱された溶融物として存在する間、酸化からインク構成成分を保護してもよい。存在する場合、酸化防止剤は、いずれかの所望のまたは有効な量、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％でインク中に存在してもよい。
【００６５】
実施形態において、本明細書で記載される相変化インク組成物はまた、着色剤を含んでいてもよい。いずれかの所望のまたは有効な着色剤は、着色剤がインクキャリア中に溶解または分散できる限り、相変化インク組成物に利用されることができ、それらとしては染料、顔料、これらの混合物などが挙げられる。インクキャリア中に分散または溶解でき、他のインク構成成分と相溶性である限り、いかなる染料または顔料が選択されてもよい。相変化キャリア組成物は、従来の相変化インク着色剤材料と組み合わせて使用できる。
【００６６】
実施形態において、溶媒染料が利用される。本明細書に使用するのに好適な溶媒染料の例としては、本明細書に開示されるインクキャリアとの相溶性のためにスピリットソルブル染料を挙げることができる。好適なスピリット溶媒染料の例としては、Ｎｅｏｚａｐｏｎ  Ｒｅｄ  ４９２（ＢＡＳＦ）；Ｏｒａｓｏｌ  Ｒｅｄ  Ｇ（Ｐｙｌａｍ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ）；Ｄｉｒｅｃｔ  Ｂｒｉｌｌｉａｎｔ  Ｐｉｎｋ  Ｂ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｃｏｌｏｒｓ）；Ａｉｚｅｎ  Ｓｐｉｌｏｎ  Ｒｅｄ  Ｃ−ＢＨ（Ｈｏｄｏｇａｙａ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ）；Ｋａｙａｎｏｌ  Ｒｅｄ３ＢＬ（Ｎｉｐｐｏｎ  Ｋａｙａｋｕ）；Ｓｐｉｒｉｔ  Ｆａｓｔ  Ｙｅｌｌｏｗ３Ｇ；Ａｉｚｅｎ  Ｓｐｉｌｏｎ  Ｙｅｌｌｏｗ  Ｃ−ＧＮＨ（Ｈｏｄｏｇａｙａ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ）；Ｃａｒｔａｓｏｌ  Ｂｒｉｌｌｉａｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ４ＧＦ（Ｃｌａｒｉａｎｔ）；Ｐｅｒｇａｓｏｌ  Ｙｅｌｌｏｗ５ＲＡ  ＥＸ（Ｃｌａｓｓｉｃ  Ｄｙｅｓｔｕｆｆｓ）；Ｏｒａｓｏｌ  Ｂｌａｃｋ  ＲＬＩ（ＢＡＳＦ）；Ｓａｖｉｎｙｌ  Ｂｌａｃｋ  ＲＬＳ（Ｃｌａｒｉａｎｔ）；Ｍｏｒｆａｓｔ  Ｂｌａｃｋ１０１（Ｒｏｈｍ  ａｎｄ  Ｈａａｓ）；Ｏｒａｓｏｌ  ＢｌｕｅＧＮ（Ｐｙｌａｍ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ）；Ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔ  Ｂｌｕｅ６７０（ＢＡＳＦ）；Ｓａｖｉｎｙｌ  ＢｌｕｅＧＬＳ（Ｓａｎｄｏｚ）；Ｌｕｘｏｌ  Ｆａｓｔ  Ｂｌｕｅ  ＭＢＳＮ（Ｐｙｌａｍ）；Ｓｅｖｒｏｎ  Ｂｌｕｅ５ＧＭＦ（Ｃｌａｓｓｉｃ  Ｄｙｅｓｔｕｆｆｓ）；Ｂａｓａｃｉｄ  Ｂｌｕｅ７５０（ＢＡＳＦ）；Ｋｅｙｐｌａｓｔ  Ｂｌｕｅ  Ｅ（Ｋｅｙｓｔｏｎｅ  Ａｎｉｌｉｎｅ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）；Ｎｅｏｚａｐｏｎ  Ｂｌａｃｋ  Ｘ５１（Ｃ．Ｉ．Ｓｏｌｖｅｎｔ  Ｂｌａｃｋ、Ｃ．Ｉ．１２１９５）（ＢＡＳＦ）；Ｓｕｄａｎ  Ｂｌｕｅ６７０（Ｃ．Ｉ．６１５５４）（ＢＡＳＦ）；Ｓｕｄａｎ  Ｙｅｌｌｏｗ１４６（Ｃ．Ｉ．１２７００）（ＢＡＳＦ）；Ｓｕｄａｎ  Ｒｅｄ４６２（Ｃ．Ｉ．２６０５０１）（ＢＡＳＦ）、これらの混合物などが挙げられる。
【００６７】
着色剤は、所望の色または色相を得るためにいずれかの所望のまたは有効量、例えば少なくともインクの約０．１重量％〜約５０重量％、少なくともインクの約０．２重量％〜約２０重量％、および少なくともインクの約０．５重量％〜約１０重量％で相変化インク中に存在してもよい。
【００６８】
実施形態において、溶融状態では、相変化インクのためのインクキャリアは、噴出温度で約１〜約２２ｃｐｓ、または約４〜約１５ｃｐｓ、または約６〜約１２ｃｐｓの粘度を有してもよい。噴出温度は、通常、約１００℃〜約１４０℃の範囲に含まれる。実施形態において、固体インクは、室温にて約＞１０６ｃｐｓの粘度を有する。実施形態において、固体インクは、１０℃／分の速度にてＤＳＣによって測定される場合に、約６５〜約１４０℃、または約７０〜約１４０℃、約８０〜約１３５℃のＴ溶融、および約４０〜約１４０℃、または約４５〜約１３０℃、約５０〜約１２０℃のＴ結晶を有する。
【００６９】
インクキャリアの各構成成分は、共に混合されることができ、その後この混合物を少なくともその融点、例えば約６０℃〜約１５０℃、８０℃〜約１４５℃および８５℃〜約１４０℃に加熱される。着色剤は、インク成分を加熱する前またはインク成分を加熱した後に添加されてもよい。顔料が選択された着色剤である場合、溶融混合物は、磨砕機またはボールミル装置または他の高エネルギー混合装置での粉砕に供されることができ、インクキャリア中の顔料の分散に影響を与える。次いで加熱された混合物は、約５秒〜約３０分以上撹拌され、実質的に均質で、均一な溶融物が得られ、続いてインクを周囲温度（通常約２０℃〜約２５℃）まで冷却する。特定実施形態において、形成プロセス中、それらの溶融状態におけるインクは、モールドに注がれ、次いで冷却され、固化されてインクスティックを形成する。
【００７０】
インクは、直接印刷インクジェットプロセスのための装置および間接（オフセット）印刷インクジェット用途に利用できる。本明細書に開示される別の実施形態は、本明細書に開示されるインクをインクジェット印刷装置に組み込む工程、インクを溶融する工程、および溶融したインクの液滴を記録基材上の画像様パターンに放出させる工程を含むプロセスを対象とする。
【００７１】
本明細書に開示される相変化インクは、いずれかの好適な基材または記録シート（コーティングされた紙および普通紙を含む）と関連して使用できる。コーティングされた紙としては、シリカコーティングされた紙、例えばＳｈａｒｐ  Ｃｏｍｐａｎｙシリカコーティングされた紙、ＪｕＪｏ紙、ＨＡＭＭＥＲＭＩＬＬ  ＬＡＳＥＲＰＲＩＮＴ紙など、光沢コーティングされた紙、例えばＸＥＲＯＸ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｏｌｏｒ  Ｅｌｉｔｅ  Ｇｌｏｓｓ、Ｓａｐｐｉ  Ｗａｒｒｅｎ  ＰａｐｅｒｓＬＵＳＴＲＯＧＬＯＳＳ、特殊紙、例えばＸｅｒｏｘ  ＤＵＲＡＰＡＰＥＲなどが挙げられる。普通紙としては、例えばＸＥＲＯＸ４２００紙、ＸＥＲＯＸ  Ｉｍａｇｅ  Ｓｅｒｉｅｓ紙、Ｃｏｕｒｔｌａｎｄ４０２４ＤＰ紙、罫線入りノート紙、ボンド紙が挙げられる。透明材料、布地、繊維製品、プラスチック、ポリマーフィルム、無機記録媒体、例えば金属および木材も使用されてもよい。
【００７２】
実施例１
表１および２に示される結晶性および非晶質材料の１０ｇの混合物は、２つの構成成分を、表に示される割合（重量％）にて合わせることによって調製し、１４０℃で３０分から１時間撹拌した。結晶性材料の結晶化速度を測定したが、結果を表１および２に示す。
【表１】
2013227572.tif 000014
【表２】
2013227572.tif 000015
【００７３】
表１に記載されるサンプル（＃１−４）のすべては、ＴＲＯＭ試験条件の下で、迅速な結晶化時間、Ｔ合計（＜１５ｓ）を示した。結晶性構成成分は、アリールまたはアリールアルキル基を含有し、非晶質構成成分は脂肪族基だけを含有し、結晶性および非晶質構成成分のコア構造は異なる。
【００７４】
表２に示されるすべてのサンプルは、ＴＲＯＭ試験条件の下で、遅いまたは非常に遅いＴ合計（＞２０ｓ）を有する。
【００７５】
表１および２に示されるように、迅速な結晶化は、結晶性−非晶質インク組成物の固有の特性ではない。一部の結晶性−非晶質配合物は、迅速に結晶化する特性を示すが、一部の結晶性−非晶質配合物は、徐々に結晶化する特性を示す。
【００７６】
実施例２
インクベース配合物において、ＤＭＴを非晶質化合物として使用し、ＤＰＴを結晶性化合物として使用した。ＤＭＴおよびＤＰＴの混合物は、染料を含まずに、１４０℃にて溶融状態で撹拌され、次いで冷却されて、インクベースサンプルを得た。インクサンプルの結晶性：非晶質比は、おおよそ、重量％で８０：２０の比であった。結晶性および非晶質材料は、この混合比で非常に混和性であった。
【００７７】
インク配合物の詳細を表３に示す。
【００７８】
インクサンプル６は、ＤＰＴおよびＤＭＴを含有し、着色剤を含まない。着色インクは、インクベース（サンプル６）に染料または顔料を添加することによって調製された。
【００７９】
インクサンプル８は、染料ＳＢ１０１を含有し、上記からの２．４７５ｇのインクサンプル６と、０．０２５ｇのＳＢ１０１染料とを１４０℃の温度で混合することによって調製された。
【００８０】
サンプル９は、表３に示される仕様に調製される有機顔料パッケージ（顔料および分散剤）を含有する。
【００８１】
サンプル１０は、インクベース６であり、これにベヘン酸を脂肪酸結晶化加速剤として添加した。サンプル１０は、インクベース６（２．３７５ｇ，９５重量％）と、ベヘン酸（０．１２５ｇ，５重量％）とを合わせ、１４０℃で１時間撹拌することによって調製された。サンプルは、アルミニウム製パンに放出し、冷却させた。
【００８２】
サンプル１１は、インクベースを含有するインクであり、迅速に結晶化するインクを提供するためなどのように非晶質および結晶性の選択基準を満たす。非晶質および結晶性構成成分は、表１のサンプル２からのものと同一であるが、結晶性構成成分の割合がより高い。サンプルは、２重量％の染料Ｓｏｌｖｅｎｔ  Ｂｌｕｅ１０を含有する。それを、サンプル１２および１３において添加剤の加速効果を試験するためにベースライン２インクベースとして使用する。
【００８３】
サンプル１２は、ベースラインインク２（＃１１）を含有し、これに、無機核形成剤（シリカナノ粒子）を表３に記載される割合まで添加した。
【００８４】
サンプル１３は、ベースラインインク２（＃１１）を含有し、これに、有機顔料を表３に記載される割合まで添加した。このサンプルは、結晶化速度の加速に対して相乗効果を示す。
【表３】
2013227572.tif 000016
表４は、実施例２からの結晶化加速剤を含有するインクについての結晶化時間速度を示す。
【表４】
2013227572.tif 000017
【００８５】
Ｔ溶融は、インクが、ＴＲＯＭ測定の間溶融している、すなわちＴＲＯＭ冷却プロセスが始動する、セ氏度にて測定される温度である。この温度は、通常、１０〜１２ｃｐｓにて含まれる理想の噴出温度と同一であるように選択される。
【００８６】
すべての場合に、結晶化速度の加速は、結晶化加速剤を添加した場合に認められた。
【００８７】
サンプル８：徐々に結晶化するインクベース（サンプル６，２４秒）への染料の添加による結晶化の減速（１０７秒）、本発明者が直面するさらに一般的な問題。
【００８８】
サンプル９：有機顔料パッケージの添加によるサンプル６からのインクベースの結晶化（２４秒）の加速を示す（１２秒）。
【００８９】
サンプル１０：脂肪酸結晶化加速剤の添加によるサンプル６からのインクベースの結晶化（２４秒）の加速を示す（７秒）。
【００９０】
サンプル１１：相溶性を低減させるための選択基準を満たすような結晶性および非晶質構成成分を選択することによって製造された迅速に結晶化するインクの例である。合計結晶化時間は、１０７秒（サンプル８）から７秒に短縮される。
【００９１】
サンプル１２は、無機核形成剤（シリカ；４秒）の添加によるベースラインインク２（７秒）の結晶化の加速を示す。
【００９２】
サンプル１３：相乗効果を示す：迅速な結晶化のための２つの異なる手法：（ａ）選択基準に従って製造された迅速インクベース（ベースラインインク２）（サンプル１１；７秒）と、（ｂ）有機顔料パッケージ（サンプル９，１２秒）とを合わせて、２つの個々のインクのいずれよりも迅速なインク（５秒）を提供する。
【００９３】
実施例３
表３に記載されるインク＃８から＃１３は、続いてＫ−印刷プルーファー（ＲＫ  Ｐｒｉｎｔ  Ｃｏａｔ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ  Ｌｔｄ．，Ｌｉｔｌｉｎｇｔｏｎ，Ｒｏｙｓｔｏｎ，Ｈｅｒｉｓ，ＳＧ８０ＯＺ，Ｕ．Ｋ．が製造）を用いて、Ｘｅｒｏｘ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｏｌｏｒ  Ｅｌｉｔｅ  Ｇｌｏｓｓ，１２０ｇｓｍ（ＤＣＥＧ）にコーティングされ、基材から容易に取り除くことができない堅牢性画像を形成した。
【００９４】
垂直から約１５°の角度にて湾曲した先端を有するスクラッチ／ゴージフィンガーを、５２８ｇの重りを適用して、約１３ｍｍ／ｓの速度で画像にわたって引き寄せた場合に、インクは画像から明確には取り除かれなかった。スクラッチ／ゴージ先端は、約１２ｍｍの曲率半径を有する旋盤円形ノーズ切削ビットに類似する。
【図１】
2013227572.tif 000024