(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
着色剤とビヒクル成分とを含み、前記ビヒクル成分が有機酸とアミノアルコールの縮合生成物を含み、
前記縮合生成物は、さらにオキサゾリン又はベンズオキサゾールを含み、
前記オキサゾリン又はベンズオキサゾールは、それぞれ以下に示す式で表されるオキサゾリンＩ又はベンズオキサゾールＩａであり、
【化１】
0004287906.tif 000008
式中、Ｒ１は１から５５の炭素原子のアルキル基であり、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４及びＲ５はアルキル、アルキルアルコールあるいはアルキルエステル基であり、各アルキル基は１から５５の炭素原子を含むことを特徴とするインキ組成物。
【請求項２】
前記オキサゾリンI又はベンズオキサゾールＩａは、上記式において、式中、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４及びＲ５はアルキルアルコール−（ＣＨ２）ｎ−ＯＨであり、ｎは１から６の整数であり、あるいはＲ２、Ｒ３、Ｒ４及びＲ５はアルキルエステル（ＣＨ２）ｎ−Ｏ２Ｃ−（ＣＨ２）mＣＨ３であり、ｎは１から６の整数、ｍは１から５３の整数であることを特徴とする請求項１記載のインキ組成物。
【請求項３】
着色剤とオキサゾリンあるいはベンズオキサゾールビヒクルと、アミド及び／またはアミノエステルとを含み、１２５℃から１８５℃の温度で１センチポイズから２５センチポイズの粘度を有することを特徴とするインキ組成物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はインキ組成物に関し、より詳細には、特に音響インキ印刷、プロセス及び装置、例えば、アメリカ合衆国特許第５，１２１，１４１号、アメリカ合衆国特許第５，１１１，２２０号、アメリカ合衆国特許第５，１２８，７２６号、アメリカ合衆国特許第５，３７１，５３１号参照、特に前述の共に係属中の出願及び特許のいくつかに示されている音響インキプロセス、例えば記録媒体上に像を印刷するための音響インキプリンタ(acoustic ink printer)を含む、に有効なホットメルトインキに関する。
【０００２】
より詳細には、この発明はホットメルト音響インキ組成物に関し、このインキを用いると像の永久性が許容可能で、ポスト融解工程無しで透明体上での投射率が優れており、防しわ度、防ペンオフセット性が優れており、スミアが無く(nonsmearing)、高い投射率の優れた顕出像が得られる。
【０００３】
【従来の技術】
ホットメルトインキジェットの１つの利点はホットメルトインキが冷えると直ちに固化するので普通の紙に印刷することができることである。ホットメルトインキは本来蝋質のものであるので、通常紙の媒質中にしみ通ることはない。しかしながら、ホットメルトインキジェットは構造及び設計が難しく、すなわち、関連する熱インキジェットヘッドの集積エレクトロニクスはホットメルトインキジェットヘッドのものよりもかなりコンパクトである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
公知の組成物及びプロセスはそれらの意図する目的には適しているが、熱インキジェット印刷に適した音響ホットメルトインキ組成物が必要である。更に、様々な普通紙と化学反応を起こさないホットメルトインキ組成物が必要である。更に、普通紙上に高品質、耐水性の像を生成するホットメルトインキが必要である。様々な普通紙上に、低コストで高品質の本文と高品質の図を含む、高品質、速乾性の像を生成するホットメルトインキジェットインキ組成物が必要である。更に、にじみを最小限に抑えたホットメルトインキジェットインキ組成物が必要である。更に、中の色のにじみ出しのないホットメルトインキジェットインキ組成物が必要である。優れた像の永久性を示すホットメルトインキジェットインキ組成物もまた必要である。更に、音響インキジェット印刷プロセスにおいて使用するのに適したホットメルトインキジェットインキ組成物が必要である。更に、印刷前に基質を加熱し、印刷後にその基質を室温まで冷却するインキジェット印刷（加熱及び遅延印刷プロセスとしても知られている）に適したホットインキ組成物が必要である。かなり低い染料濃度で高い光学密度を達成できるインキジェット印刷に適したインキ組成物も必要である。印刷後の紙などの基質の曲がりが最小限に抑えられ、あるいは回避されるインキジェット印刷に適したインキ組成物も必要である。これらの及び他の要求及び利点は本発明の実施の形態における本発明のインキを用いて達成することができる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、様々な普通紙と反応しないホットメルトインキ組成物であって、実施の形態においては該インキが約１２０から約１４５℃の温度で約１から５センチポイズの低い粘度を有する前記ホットメルトインキ組成物を提供する。
【０００６】
本発明は、また普通紙上に高品質の像を生成するホットメルトインキ組成物を提供する。
【０００７】
更に本発明は、着色剤、好ましくは染料と、主成分としてオキサゾリンあるいはベンズオキサゾールと微量成分として、例えば実施の形態においては３０重量％未満のアミド及び／またはアミノエステルを随意に含むビヒクルとを含むホットメルトインキジェットインキ組成物を提供する。実施の形態においては、インキは例えば、約１２０から１５０℃で約１から５の低い粘度を有する。
【０００８】
更に本発明は、約１２０℃から約１５０℃の温度で約１から約１０センチポイズの低い粘度を示すホットインキジェットインキ組成物を提供する。
【０００９】
更に、本発明は、インキ印刷法及び装置のために水及び溶剤を含まないホットメルトインキを提供し、ここで説明する多くの利点を達成することができる。
【００１０】
本発明の実施の形態においては、本発明は着色剤と、主成分としてオキサゾリンを含むビヒクルとを含むインキ組成物を提供することにより達成することができる。このインキは約１２０℃から約１５０℃の温度で約１から約１０センチポイズの粘度を有する。インキ組成物は着色剤と、有機酸とアミノアルコールから誘導されるビヒクルとを含み、このインキは約１４０℃から約１６５℃の温度で約１から約５センチポイズの粘度を有し、このインキは随意に公知のインキ添加物を含む。
【００１１】
このインキは許容可能な、実施の形態においては優れた耐光性と優れた耐水性を有する。更に、本発明の実施の形態においては、本発明のインキ中に水が存在しないためあるいは水の量を極少量のものとすることができるため、望ましくない紙の曲がりが除去できあるいは最小限に抑えることができる。水は存在しないのが好ましく、インキ中に水が存在しないので、ドライヤーを使用する必要が無く、このためコスト及び音響インキジェット装置及びプロセスの複雑さを最小限に抑えることができる。本発明の実施の形態における本発明のインキは着色剤と、重縮合触媒を任意に存在させた有機酸とアミノアルコールの縮合生成物から誘導されたビヒクルとを含み、この縮合反応は例えば約１５０から約１８０℃までの高温条件で行う。本発明のインキビヒクルは例えば、所望の粘度、例えば１から２５センチポイズ、適当な温度、例えば約１２０から１５０℃に対しては約５センチポイズ、許容可能な音響損失を有し、硬度あるいは針入度が向上している。前述のビヒクルは実施の形態においては有機酸とアミノアルコールの反応生成物、例えばオキサゾリン、アミド及び／またはアミノエステルを含む。これらはこの明細書の中で示してあり、例えば後述する化学式１を参照することができる。式中、Ｒ１は脂肪族であり、例えばエチル、プロピル、ブチル、ヘキシル、ステアリルなどの１から５５炭素原子のアルキルであり、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５は脂肪族基であり、例えばエチル、プロピル、ブチル、ヘキシル、ステアリルなどの１から５５炭素原子のアルキル基、あるいはエチレンアセテートあるいはメチレンステアレートなどのアルキレン−エステルであり、あるいはメタノール、エタノール、プロパノールなどの約２から６炭素原子のアルコールである。前述の縮合の主生成物はオキサゾリンあるいはベンズオキサゾールであり、これらはそれぞれ、例えば後述する式あるいは構造Ｉ及びＩａで示される。この主生成物は縮合生成物の約６５から約１００重量％、好ましくは約８５から約１００％の有効量でインキ中に存在する。縮合生成物の微量成分は構造ＩＩあるいはＩＩａで示されるアミドあるいは構造ＩＩＩで示されるアミノエステル、あるいはそれらの混合物であり、生成物中に縮合生成物の約０から約３５重量％、好ましくは約０から約１５重量％の量で存在している。混合物を用いた場合、実施の形態では、約１から約９９重量％あるいは部のアミドと約９９から約１重量％あるいは部のアミノエステルが存在している。
【００１２】
音響インキ印刷においては、印刷ヘッドが音響エネルギープロセスにより約２．２ピコリットルの液滴を生成する。この条件下でインキは噴射温度で約５から約２５センチポイズ以下の融解粘度を示すことが好ましい。更に、インキはいったん紙上に噴射されると、インキの像は優れたしわ特性及び優れたペン無オフセット特性を有しなければならず、スミアが無く耐水性があり、優れた透明性を有し、優れた固定特性を有しなければならない。そのような適用に対するインキを選択するには、ビヒクルが低い融解粘度、例えば音響ヘッドにおいて約１センチポイズから約２０センチポイズを示すことが望ましく、一方、紙上に噴射された後には固体様の特性を示すことも望ましい。音響ヘッドは実際約１８０℃までの温度、好ましくは約１４２℃から約１６０℃までの温度に耐えることができるので、インキ用ビヒクルは液体様の特性、例えば約１１０℃から約１６５℃の温度での粘度が約１から約１０センチポイズを示し、紙上に噴射された後は固化あるいは硬化することが好ましく、このため、インキはＡＳＴＭ針入度法Ｄ１３２１に従い針入度計を用いた場合約０．１から約０．５ミリメートルの硬度値を示す。
【００１３】
【発明の実施の形態】
実施の形態においては、この発明のインキ組成物は約３から約１５重量％の染料あるいは顔料と、約８５から約９７重量％のビヒクルとを含む。ビヒクルは主成分として約６５から約１００重量％のオキサゾリン（Ｉ）と、約０から約３５重量％のアミド（ＩＩ）及び／またはアミノエステル（ＩＩＩ）の混合物を含む。
【００１４】
本発明の実施の形態には、染料と、ステアリン酸などの有機酸と２−アミノエタノールなどのアミノアルコールの反応生成物を含むビヒクルとを含むインキ組成物が含まれる。前記反応生成物は、随意にブチルスズ酸(butylstannic acid)あるいは硫酸などの縮合触媒の存在下で、例えば約１６０から約１８０℃までの高温で反応物を加熱することにより得られる。反応中、副産物として水が形成され、蒸留装置により除去される。結果として得られる生成物は核磁気共鳴（ＮＭＲ）及び赤外線（ＩＲ）分光分析により、実施の形態においては、主成分が約６５から１００重量％のオキサゾリンの混合物であると同定し、更にジクロロメタン、エチルアセテート、メタノール、トルエン、ヘキサンなどの適当な溶剤あるいは溶剤混合物を用いた再結晶によりオキサゾリン化合物を単離することにより、あるいはシリカあるいはアルミナと適当な公知の溶剤を用いてクロマトグラフ分離によりオキサゾリンを単離することによりキャラクタリゼーションを行う。例えば反応生成物の約０から約３５重量％の微量成分は普通、有機酸とアミノアルコールのアミド（ＩＩ）付加物、あるいはアミノエステル（ＩＩＩ）生成物である。これらの後者の２つの生成物（ＩＩ）及び（ＩＩＩ）もまたクロマトグラフ分離により単離しＮＭＲ及び／またはＩＲ分光法により同定することができる。オキサゾリン化合物は、主に粘度が低い事によりインキビヒクルとして好ましい。アミドあるいはアミノエステル誘導体はわずかに高い粘度を示す。これはアミドあるいはアミン部分を介するＨ−結合が存在するためと考えられる。オキサゾリンは単離してインキビヒクルとして使用することができるが、反応生成物混合物は単離しない方が好ましい。主な理由は単離にかかるコストが高いからである。実施の形態においては、オキサゾリン濃度が高い、例えば生成物の約６５から１００重量％、好ましくは約８５から約９７重量％の反応生成物を得るために反応を最適化することが好ましい。更に、反応に溶剤を使用するのは、コスト削減の目的のために避ける。
【００１５】
ビヒクルを製造するために使用される有機酸の例としては、酢酸、プロピオン酸、ブタン酸、ペンタン酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、デカン酸、ドデカン酸、トリデカン酸、ラウリン酸、ステアリン酸、それらの混合物などが挙げられ、この酸は、例えば反応混合物の約２５から約７５重量％の有効量で使用される。
【００１６】
ビヒクルの生成のために選択されるアミノアルコールの例としては、２−アミノエタノール、２−アミノプロパノール、２−アミノブタノール、２−アミノヘキサノール、２−メチル−２−アミノエタノール、２−メチル−２−アミノプロパノール、２−エチル−２−アミノエタノール、２−エチル−２−アミノプロパノール、１−アミノ−２−プロパノール、１−アミノ−２−ブタノール、１−アミノ−２−ペンタノール、３−アミノ−２−ブタノール、２−アミノ−１，３−プロパンジオール、２−アミノ−２−エチル−１，３−プロパンジオール、３−アミノ−１，２−プロパンジオール、トリス−（ヒドロキシメチル）−アミノメタン、それらの混合物などが挙げられ、このアルコールは、例えば反応混合物の約１０から約５０重量％の有効量で選択される。
【００１７】
使用することができる縮合触媒の例としては、硫酸、燐酸、塩化亜鉛、塩化マグネシウム、酢酸亜鉛、酢酸マグネシウム、ラウリル酸スズジブチル(dibutyl tin laurate)、ブチルスズ酸、それらの混合物などが挙げられ、その触媒は、例えば反応混合物の約０．０１から約１重量％の有効量で選択される。
【００１８】
本発明の１つの実施の形態においては、１モルのステアリン酸と１モルの１−アミノ−２−プロパノールから誘導されるビヒクルを、蒸留装置と機械式撹拌機を備えた１リットルパー（ｐａｒｒ）反応器に約２８４グラムのステアリン酸、７５グラムの１−アミノ−２−プロパノール及び０．３グラムのブチルスズ酸を入れることにより調製した。その後混合物を撹拌しながら約１６０℃まで加熱し、水は蒸留受けフラスコに集める。その後混合物を２時間かけて約１８０℃まで加熱し、それから圧力を１時間かけて大気圧から約１ｍｍＨｇ（１３３Ｐａ）まで減少させる。全反応時間を通して、約３１ｇの水が集められる。その後反応混合物を加圧して大気圧として、生成物を室温、約２５℃まで冷却する。その後、生成物のキャラクタリゼーションを行い、生成物は約９５重量％の２−ステアリル−４−メチル−オキサゾリン（構造式Ｉ、式中Ｒ1はステアリル基であり、Ｒ2、Ｒ3及びＲ4は水素、Ｒ5はメチル基である）、及び約５重量％のＮ−（２−ヒドロキシエチル）−ステアルアミド（構造式ＩＩ、式中Ｒ1はステアリル基、Ｒ2、Ｒ3及びＲ4は水素、Ｒ5はメチル基であり、この生成物はＥＬＥＣＴＲＯＴＨＥＲＭＡＬ融点装置により測定したところ約８２℃の融点を有し、構造あるいは化学式はＨ及びＣ−１３核磁気共鳴により決定した）の混合物を含んでいた。ビヒクル生成物の粘度はその後測定することができ、約１４０℃の温度で約４センチポイズである。
【００１９】
この発明の実施の形態には、下記の式で表されるオキサゾリンＩあるいはベンズオキサゾールＩａの一定のビヒクルを有するインキ組成物が含まれる。
【００２０】
【化２】
0004287906.tif 000002
式中、Ｒ１は約１から約５５の炭素原子のアルキル基であり、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４及びＲ５はアルキル、アルキルアルコールあるいはアルキルエステル基であり、各アルキル基は約１から約５５の炭素原子を含む；式中、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４及びＲ５はアルキルアルコール−（ＣＨ２）ｎ−ＯＨであり、ｎは約１から約６の整数であり、あるいはＲ２、Ｒ３、Ｒ４及びＲ５はアルキルエステル（ＣＨ２）ｎ−Ｏ２Ｃ−（ＣＨ２）mＣＨ３であり、ｎは約１から約６の整数、ｍは約１から約５３の整数である；式中アミドが存在し、下記式ＩＩあるいはＩＩａで表される。
【００２１】
【化３】
0004287906.tif 000003
式中、Ｒ１は約１から約５５の炭素原子のアルキル基であり、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４及びＲ５はアルキル、アルキルアルコールあるいはアルキルエステル基であり、各アルキル基は約１から約５５の炭素原子を含む；式中アミノエステルが存在し、下記式ＩＩＩで表される。
【００２２】
【化４】
0004287906.tif 000004
式中、Ｒ１は約１から約５５の炭素原子のアルキル基であり、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４及びＲ５はアルキル、アルキルアルコールあるいはアルキルエステル基であり、各アルキル基は約１から約５５の炭素原子を含む；印刷プロセスは、音響インキジェットプリンタに着色剤とオキサゾリン成分ビヒクルを含むインキを入れる工程を含み、そのインキは約１２５℃から約１８５℃の温度で約１センチポイズから約２５センチポイズの粘度を有する；インキ組成物は着色剤とオキサゾリンビヒクルとを含み、そのインキは約１２５℃から約１８５℃の温度で約１センチポイズから約２５センチポイズの粘度を有する；インキ組成物は着色剤とベンズオキサゾリンビヒクルとを含み、そのインキは約１２５℃から約１８５℃の温度で約１センチポイズから約２５センチポイズの粘度を有する。
【００２３】
この発明の他の実施の形態においては、２モルのステアリン酸と１モルの２−アミノ−２−エチル−１，３−プロパンジオールから誘導されるビヒクルを、蒸留装置と機械式撹拌機を備えた１リットルパー反応器に約２８４グラムのステアリン酸、６０グラムの２−アミノ−２−エチル−１，３−プロパンジオール及び０．５グラムのブチルスズ酸を添加することにより調製した。その後混合物を撹拌しながら約１６０℃まで加熱し、水は蒸留受けフラスコに集める。その後混合物を２時間かけて約１８０℃まで加熱し、それから圧力を１時間かけて大気圧から約１ｍｍＨｇ（１３３Ｐａ）まで減少させる。全反応時間を通して、約３１ｇの水が集められた。その後反応混合物を加圧して大気圧として、生成物を室温まで冷却する。その後、生成物のキャラクタリゼーションを行い、ＥＬＥＣＴＲＯＴＨＥＲＭＡＬ融点装置により測定したところ約４５℃の融点を有する。生成物の構造は核磁気共鳴により決定し、生成物は約９３重量％の２−ステアリル−５−エチル−５−メトキシステアレート−オキサゾリン（構造式ＩＶとして図示）、及び約７重量％のＮ´−（２−メトキシステアレート−ブタン）−ステアルアミド（構造式Ｖとして図示）及び２−ステアリル−５−エチル−５−メタノールオキサゾリン（構造式ＶＩとして図示）の混合物、との混合物を含むことが示される。粘度は約１２０℃の温度で約５．４センチポイズであると測定された。
【００２４】
反応の順序をまとめると以下の通りである。
【００２５】
【化５】
0004287906.tif 000005
オキサゾリンの例としては、この中で図示したように、２−ステアリル−５−エチル−５−メトキシステアレート−オキサゾリン、２−ステアリル−５−エチル−５−ヒドロキシメチル−オキサゾリン、２−ステアリル−４−エチル−オキサゾリン、２−ステアリル−４−メトキシステアレート−オキサゾリン、２−ステアリル−４−ヒドロキシメチル−オキサゾリン、２−ステアリル−４−ヒドロキシメチル−ビス−５，５−（メトキシステアレート）−オキサゾリン、２−ステアリル−５−ヒドロキシメチル−５−（メトキシステアレート）−オキサゾリン、それらの混合物などが挙げられる。
【００２６】
この発明のインキのために選択される着色剤、好ましくは染料の例としては、公知のもの、色索引を参照のこと、であり、アメリカ合衆国特許第５，３１０，８８７号に示されているものが挙げられる。例えば、レゾルシンクリスタルバイオレット、オラソールブラックＲＬあるいはイントラプラストブラックＲＬ／ソルベントブラック２９、ラプラノールブラックＢＲ、サビニルブラックＲＬＳ、オラソールブラックＲＬＰ、ネオザポンブラックＸ５７；サビニルイエロー２ＲＬＳ、サビニルイエローＲＬＳＮ、イントラプラストイエロー２ＧＬＮ、ネオザポンイエロー０８１、ネオザポンイエロー１４１、レバダームレモンイエロー、ザポンファーストイエローＣＧＲ、エイゼンファートイエローＣＧＮＨ、ザポンイエロー１００、ザポンイエロー１５７及びサビニルイエローＲＬＳを含む溶剤黄色染料；ネオパンイエロー０７５；ネオパンブルー；ＲＥＧＡＬ３３０（商品名）カーボンブラック；サンブライトイエロー；サンケミカル社が市販しているサンブライトルービン、サンケムイエロー、サンケムブルー、サンケムルービン；ネオザポンレッド４９２、ディレクトブリリアントピンクＢ、サビニルピンク６ＢＬＳ、サビニルレッド３ＢＬＳ、オラゾールレッド２ＢＬ、イントラプラストレッドＧ（オラゾールレッド）、サビニルレッドＢＬＳＮ、サビニルスカーレットＲＬＳ、サビニルファイアレッド３ＧＬＳ、ザポンレッド３３５などのマゼンタ染料；オラソールブルー２ＧＬＮ、ネオザポンブルー８０７、サビニルブルーＲＬＳ、サビニルブルーＧＬＳ、オラソールブルーＧＮ、ロソールブルーなどのシアン染料；ザポンブラウン１８７及びサビニルブラウンＧＬＳを含む茶色染料、ソルベントグリーン３、スーダンブラックＢ、セレスブルー２Ｖ、リキッドオイルジェットブラック、マクロレックスレッドＧグラム、マクロレックスイエロー３Ｇ、ビクトリアブルーＲ、これらはドイツのレーヴァークーゼン(Leverkusen)にあるバイエルＡＧより市販されている、モルファーストブルー１００、モルファーストレッド１０４及びモルファーストレッド１００、これらはイリノイ州シカゴにあるモルトンインターナショナルスペシャリティ化学グループより市販されている；それらの混合物；など；実施の形態における好ましい染料としてはリアクティントブラック５７ＡＢ、リアクティントブラックＸ４０ＬＶ、リアクティントブルー１７ＡＢ、リアクティントブルーＸ３ＬＶ、リアクティントブルーＸ１９、リアクティントレッドＸ２６Ｂ−５０、リアクティントレッドＸ５２０、リアクティントバイオレットＸ８０ＬＴ、リアクティントオレンジＸ３８及びリアクティントイエローＸ１５が挙げられ、これらは全てミリケンケミカル社から市販されている。典型的には、染料はインキ中に約０．０１から約１０重量％、好ましくは約０．０５から約４重量％、より好ましくは約０．１から約３重量％の量で存在しているが、この範囲外の量でもよい。
【００２７】
随意に添加されるインキ添加物には、例えば約０．０００１から約４重量％、好ましくは約０．０１から約２．０重量％の有効量で存在しているドーウィシル（ＤＯＷＩＣＩＬ）１５０TM、２００TM及び７５TM、安息香酸塩、ソルビン酸塩などの殺生物剤、約０から１重量％、好ましくは約０．０１から約１重量％の量で存在している酸あるいは塩基、燐酸塩、カルボン酸塩、亜硫酸塩、アミン塩などのｐＨ制御添加物、などが挙げられる。
【００２８】
本発明のインキは特に、インキ内で液体結晶相の形成を容易にするために印刷プロセス中に紙、透明体材料などの基質が加熱される印刷プロセスに適している。基質を損傷させずに最も迅速なインキの乾燥を可能とすることができる限り高い温度まで基質が加熱されることが好ましい。透明体基質を採用する際には、温度は典型的には最大約１００℃から約１１０℃に制限される。というのは、透明体シート中の基盤シートとして典型的に使用されるポリエステルはそれ以上の温度では変形しやすいからである。しかしながら、特別に調製した透明体及び紙の基質は高温に耐えることができ、しばしば１５０℃の温度にあるいは２００℃の温度にさえ暴露されても適している場合がある。典型的な加熱温度は約４０℃から約１４０℃までであり、好ましくは約６０℃から約９５℃であるが、この範囲以外の温度でも良い。
【００２９】
本発明のインキは様々な適した方法により調製することができる。例えば、インキは、約９０℃から約１３０℃の温度でビヒクルに着色剤を溶解混合しその後約２５℃に冷却するなど、各成分を静かに撹拌するあるいは振り混ぜることにより調製することができる。
【００３０】
本発明のインキは特に音響インキジェット印刷プロセスに使用するのに適している。音響インキジェット印刷では、この中で引用した特許を参照すると、音響ビームはそれが当たる対象物に放射圧を与える。このため、音響ビームが真下から液体プールのインキの自由表面に当たると、プールの表面に与えられた放射圧は十分高いレベルに達し、表面張力の制限にかかわらずプールから個々の液滴が放出される。プールの表面あるいは表面近くにビームの焦点を合わせると、一定量の入力パワーに対し放射圧が増強される。例えば、ＩＢＭ技術開示報告（Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｄｉｓｃｌｏｓｕｒｅ  Ｂｕｌｌｅｔｉｎ）、Ｖｏｌ．１６、Ｎｏ．４、１９７３年９月号、ｐ．１１６８からｐ．１１７０までを参照のこと。音響インキプリンタは典型的には各音響ビームで液体インキプールの自由表面を照射するために１以上の音響放射器を有する。これらのビームのそれぞれは、普通貯蔵槽の表面（すなわち液体／空気界面）にあるいはその近くに焦点が合わせられるように導かれる。更に、従来の印刷は印刷される像に対する入力データサンプルに従い独立して音響放射器の励起を調整することにより実行される。この調整により、各ビームが自由インキ表面に対して与える放射圧を短く制御された軌跡をとるようにでき十分高い圧力レベルとすることができ、これにより表面張力の制限を克服できる。言い換えると、このため、インキの液滴がそれぞれ要求に従い十分な速度で自由インキ表面から放出され、近くの記録媒体上に像の配置で沈積することができる。
【００３１】
【実施例】
実施例１．
触媒としてブチルスズ酸を用いた１モルのステアリン酸と１モルの１−アミノ−２−プロパノールの縮合生成物から誘導されるインキビヒクルは以下のように調製した。
【００３２】
蒸留装置及び機械式撹拌機を備えた１リットルパー反応器に約２８４ｇのステアリン酸、７５ｇの１−アミノ−２−プロパノール及び０．３ｇのブチルスズ酸を入れた。その後、混合物を撹拌しながら約１６０℃まで加熱し、水を蒸留受けフラスコに集めた。その後、混合物を２時間かけて約１８０℃まで加熱しその後圧力を１時間かけて大気圧から約１ｍｍＨｇ（１３３Ｐａ）まで減少させた。全反応時間中、約３１ｇの水が集まった。その後反応混合物を加圧し大気圧とし、生成物を室温まで冷却した。その後、得られた生成物のキャラクタリゼーションを行った。融点装置で測定すると融点は約７０℃であった。核磁気共鳴で生成物を同定したところ、約９３重量％の２−ステアリル−４−メチル−オキサゾリン（構造式Ｉ、式中Ｒ1はステアリル基であり、Ｒ2、Ｒ3及びＲ4は水素であり、Ｒ5はメチル基である）、及び約７重量％のＮ−（２−ヒドロキシエチル）−ステアルアミド（構造式ＩＩ、式中Ｒ1はステアリル基であり、Ｒ2、Ｒ3及びＲ4は水素であり、Ｒ5はメチル基である）の混合物を含んでいた。粘度、針入度、音響損失をその後測定し、結果を表１に示す。
【００３３】
実施例２．
触媒としてブチルスズ酸を用いた１モルのステアリン酸と１モルの２−アミノ−２−エチル−１，３−プロパンジオールの縮合生成物から誘導されるインキビヒクルは以下のように調製した。
【００３４】
蒸留装置及び機械式撹拌機を備えた１リットルパー反応器に約２８４ｇのステアリン酸、６０ｇの２−アミノ−２−エチル−１，３−プロパンジオール及び０．４９ｇのブチルスズ酸を入れた。その後、混合物を撹拌しながら約１６０℃まで加熱し、水を蒸留受けフラスコに集めた。その後、得られた混合物を２時間かけて約１８０℃まで加熱しその後圧力を１時間かけて大気圧から約１ｍｍＨｇ（１３３Ｐａ）まで減少させた。全反応時間中、約３０ｇの水が集まった。その後反応混合物を加圧し大気圧とし、生成物を室温まで冷却した。その後、生成物のキャラクタリゼーションを行った。融点装置で測定すると融点は約４５℃であった。核磁気共鳴で生成物を同定したところ、約８８重量％の２−ステアリル−５−エチル−５−メトキシステアレート−オキサゾリン（構造式Ｉ、式中Ｒ1はステアリル基であり、Ｒ2はエチル基であり、Ｒ3はＣＨ2−Ｏ−Ｃ（Ｏ）−（ＣＨ2）16ＣＨ3基であり、Ｒ4、Ｒ5は両方とも水素原子である）、及び約８重量％の２−ステアリル−５−エチル−５−メタノール−オキサゾリン（構造式Ｉ、式中Ｒ1はステアリル基であり、Ｒ2はエチル基であり、Ｒ3はＣＨ2−Ｏ−Ｈ、及びＲ4、Ｒ5は共に水素原子である）、及び６重量％のＮ´−（２−メトキシステアレート−ブタン）−ステアルアミド（構造式ＩＩＩ、式中Ｒ1はステアリル基であり、Ｒ2はエチル基であり、Ｒ3はＣＨ2−Ｏ−Ｃ（Ｏ）−（ＣＨ2）16ＣＨ3であり、Ｒ4、Ｒ5は両方とも水素原子である）の混合物を含んでいた。粘度、針入度、音響損失をその後測定し、結果を表１に示す。
【００３５】
実施例３．
触媒としてブチルスズ酸を用いた１モルのステアリン酸と０．５モルの２−アミノ−２−エチル−１，３−プロパンジオールの縮合生成物から誘導されるインキビヒクルは以下のように調製した。
【００３６】
蒸留装置及び機械式撹拌機を備えた１リットルパー反応器に約２８４ｇのステアリン酸、１２０ｇの２−アミノ−２−エチル−１，３−プロパンジオール及び０．２５ｇのブチルスズ酸を入れた。その後、得られた混合物を撹拌しながら約１６０℃まで加熱し、水を蒸留受けフラスコに集めた。その後、得られた混合物を２時間かけて約１８０℃まで加熱しその後圧力を１時間かけて大気圧から約１ｍｍＨｇ（１３３Ｐａ）まで減少させた。全反応時間中、約３１ｇの水が集まった。その後反応混合物を加圧し大気圧とし、生成物を室温まで冷却した。その後、生成物のキャラクタリゼーションを行った。融点装置で測定すると融点は約３５℃であった。核磁気共鳴で生成物を同定したところ、約９５重量％の２−ステアリル−５−エチル−５−メタノール−オキサゾリン（構造式Ｉ、式中Ｒ1はステアリル基であり、Ｒ2はエチル基であり、Ｒ3はＣＨ2−Ｏ−Ｈ基、及びＲ4、Ｒ5は共に水素原子である）、及び５重量％の２−（ステアリルアクリルアミド）−２−エチル−１，３−プロパンジオール（構造式ＩＩ、中Ｒ1はステアリル基であり、Ｒ2はエチル基であり、Ｒ3はＣＨ2−Ｏ−Ｈ基であり、Ｒ4、Ｒ5は両方とも水素原子である）の混合物を含んでいた。粘度、針入度、音響損失をその後測定し、結果を表１に示す。
【００３７】
実施例４．
触媒としてブチルスズ酸を用いた１モルのステアリン酸と０．５モルの３−アミノ−１，２−プロパンジオールの縮合生成物から誘導されるインキビヒクルは以下のように調製した。
【００３８】
蒸留装置及び機械式撹拌機を備えた１リットルパー反応器に約２８４ｇのステアリン酸、４５．５ｇの３−アミノ−１，２−プロパンジオール及び０．２ｇのブチルスズ酸を入れた。その後、混合物を撹拌しながら約１６０℃まで加熱し、水を蒸留受けフラスコに集めた。その後、混合物を２時間かけて約１８０℃まで加熱しその後圧力を１時間かけて大気圧から約１ｍｍＨｇ（１３３Ｐａ）まで減少させた。全反応時間中、約３１ｇの水が集まった。その後反応混合物を加圧し大気圧とし、生成物を室温まで冷却した。その後、生成物のキャラクタリゼーションを行った。融点装置で測定すると融点は約８５℃から約９２℃のブロードなものであった。核磁気共鳴で生成物を同定したところ、約７５重量％の２−ステアリル−４−メトキシステアレート−オキサゾリン（構造式Ｉ、式中Ｒ1はステアリル基であり、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4は水素原子であり、Ｒ5はＣＨ2−Ｏ−Ｃ（Ｏ）−（ＣＨ2）16ＣＨ3基である）、及び約２５重量％のアミド（構造式ＩＩとして図示する、式中Ｒ1はステアリル基であり、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4は水素原子であり、Ｒ5はＣＨ2−Ｏ−Ｃ（Ｏ）−（ＣＨ2）16ＣＨ3基である）とアミノエステル（構造式ＩＩＩ、式中Ｒ1はステアリル基であり、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4は水素原子であり、Ｒ5はＣＨ2−Ｏ−Ｃ（Ｏ）−（ＣＨ2）16ＣＨ3基である）の混合物との混合物を含んでいた。粘度、針入度、音響損失をその後測定し、結果を表１に示す。
【００３９】
実施例５．
触媒としてブチルスズ酸を用いた１モルのステアリン酸と１モルの３−アミノ−１，２−プロパンジオールの縮合生成物から誘導されるインキビヒクルは以下のように調製した。
【００４０】
蒸留装置及び機械式撹拌機を備えた１リットルパー反応器に約２８４ｇのステアリン酸、９１ｇの３−アミノ−１，２−プロパンジオール及び０．３ｇのブチルスズ酸を入れた。その後、混合物を撹拌しながら約１６０℃まで加熱し、水を蒸留受けフラスコに集めた。その後、混合物を２時間かけて約１８０℃まで加熱しその後圧力を１時間かけて大気圧から約１ｍｍＨｇ（１３３Ｐａ）まで減少させた。全反応時間中、約３１ｇの水が集まった。その後反応混合物を加圧し大気圧とし、生成物を室温まで冷却した。生成物のキャラクタリゼーションを行った。融点装置で測定すると融点は約１０２℃であった。核磁気共鳴で構造生成物を同定したところ、約９６重量％の２−ステアリル−４−メタノール−オキサゾリン（構造式Ｉ、式中Ｒ1はステアリル基であり、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4は水素原子であり、Ｒ5はメタノール基である）、及び約４重量％のアミド（構造式ＩＩ、式中Ｒ1はステアリル基であり、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4は水素原子であり、Ｒ5はメタノール基である）との混合物を含んでいた。粘度、針入度、音響損失をその後測定し、結果を表１に示す。
【００４１】
実施例６．
触媒としてブチルスズ酸を用いた１モルのステアリン酸と０．３３モルのトリス（ヒドロキシメチル）アミノメタンの縮合生成物から誘導されるインキビヒクルは以下のように調製した。
【００４２】
蒸留装置及び機械式撹拌機を備えた１リットルパー反応器に約２８４ｇのステアリン酸、４１ｇのトリス（ヒドロキシメチル）アミノメタン及び０．３ｇのブチルスズ酸を入れた。その後、混合物を撹拌しながら約１７０℃まで加熱し、水を蒸留受けフラスコに集めた。その後、混合物を２時間かけて約１８０℃まで加熱しその後圧力を１時間かけて大気圧から約１ｍｍＨｇ（１３３Ｐａ）まで減少させた。全反応時間中、約３０ｇの水が集まった。その後反応混合物を加圧し大気圧とし、生成物を室温まで冷却した。その後、生成物のキャラクタリゼーションを行った。融点装置で測定すると融点は約７５℃から８０℃であった。核磁気共鳴で生成物を同定したところ、約９５重量％の２−ステアリル−ビス−５，５−（メトキシステアレート）−オキサゾリン（構造式Ｉ、式中Ｒ1はステアリル基であり、Ｒ2、Ｒ3はＣＨ2−Ｏ−Ｃ（Ｏ）−（ＣＨ2）16ＣＨ3基であり、Ｒ4及びＲ5は水素基である）、及び約５重量％のアミド（構造式Ｉ、式中Ｒ1はステアリル基であり、Ｒ2、Ｒ3はＣＨ2−Ｏ−Ｃ（Ｏ）−（ＣＨ2）16ＣＨ3基であり、Ｒ4及びＲ5は水素基である）と２−ステアリル−ビス−５−ヒドロキシメチル−５−（メトシキステアレート）−オキサゾリン（構造式Ｉ、式中Ｒ1はステアリル基であり、Ｒ2はメタノール基であり、Ｒ3はＣＨ2−Ｏ−Ｃ（Ｏ）−（ＣＨ2）16ＣＨ3基であり、Ｒ4及びＲ5は水素である）の混合物、との混合物を含んでいた。粘度、針入度、音響損失をその後測定し、結果を表１に示す。
【００４３】
実施例７．
触媒としてブチルスズ酸を用いた１モルのステアリン酸と０．５モルのトリス（ヒドロキシメチル）アミノメタンの縮合生成物から誘導されるインキビヒクルは以下のように調製した。
【００４４】
蒸留装置及び機械式撹拌機を備えた１リットルパー反応器に約２８４ｇのステアリン酸、６０．５ｇのトリス（ヒドロキシメチル）アミノメタン及び０．３ｇのブチルスズ酸を入れた。その後、混合物を撹拌しながら約１７０℃まで加熱し、水を蒸留受けフラスコに集めた。その後、混合物を２時間かけて約１８０℃まで加熱しその後圧力を１時間かけて大気圧から約１ｍｍＨｇ（１３３Ｐａ）まで減少させた。全反応時間中、約３０ｇの水が集まった。その後反応混合物を加圧し大気圧とし、生成物を室温まで冷却した。生成物のキャラクタリゼーションを行った。融点装置で測定すると融点は約６１℃であった。核磁気共鳴で生成物／構造を同定したところ、約９５重量％の２−ステアリル−ビス−５−ヒドロキシメチル−５−（メトキシステアレート）−オキサゾリン（構造式Ｉ、式中Ｒ1はステアリル基であり、Ｒ2はメタノール基であり、Ｒ3はＣＨ2−Ｏ−Ｃ（Ｏ）−（ＣＨ2）16ＣＨ3基であり、Ｒ4及びＲ5は水素基である）、及び約５重量％のアミド（構造式ＩＩ、式中Ｒ1はステアリル基であり、Ｒ2はメタノール基であり、Ｒ3はＣＨ2−Ｏ−Ｃ（Ｏ）−（ＣＨ2）16ＣＨ3基であり、Ｒ4及びＲ5は水素である）との混合物を含んでいた。粘度、針入度、音響損失をその後測定し、結果を表１に示す。
【００４５】
【表１】
0004287906.tif 000006
実施例８．
触媒としてブチルスズ酸を用いた１モルのステアリン酸と１モルの２−アミノフェノールの縮合生成物から誘導されるインキビヒクルは以下のように調製した。
【００４６】
蒸留装置及び機械式撹拌機を備えた１リットルパー反応器に約２８４ｇのステアリン酸、１０９ｇの２−アミノフェノール及び０．３ｇのブチルスズ酸を入れた。その後、混合物を撹拌しながら約１７０℃まで加熱し、水を蒸留受けフラスコに集めた。その後、混合物を２時間かけて約１８０℃まで加熱しその後圧力を１時間かけて大気圧から約１ｍｍＨｇ（１３３Ｐａ）まで減少させた。全反応時間中、約３０ｇの水が集まった。その後反応混合物を加圧し大気圧とし、生成物を室温まで冷却した。生成物のキャラクタリゼーションを行った。融点装置で測定すると融点は約５０℃であった。更に核磁気共鳴で生成物を同定したところ、約７７重量％の２−ステアリル−ベンズオキサゾール（構造式Ｉａ、式中Ｒ１はステアリル基であり、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４及びＲ５は全て水素原子である）、及び約２３重量％の開始剤とアミド（構造式ＩＩａ、式中Ｒ１はステアリル基であり、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４及びＲ５は全て水素原子である）の混合物を含んでいた。粘度、針入度、音響損失をその後測定し、結果を表１に示す。
【００４７】
針入度、音響損失及び粘度の測定
針入度はＮｏｒａｎ社により市販されているＫ．Ｉ．Ｃ．針入度計を用いて、以下の手順に従い測定した。
【００４８】
１．  テストサンプルをアルミニウム製の皿の中で、気泡を除去するために撹拌しながら、融点より約２０℃高い温度で融解した。
【００４９】
２．  融解したサンプルを凸状メニスカスが形成されるように真鍮のシリンダに注ぎ入れた。真鍮のシリンダは一端に取り外し可能な真鍮のカバーが備えられ、ブロックヒータカバーの内側下部に配置され、１時間の間融解した状態で維持した。
【００５０】
３．  その後、サンプルと容器をブロックヒータの内側で２５℃まで制御された速度で冷却し、測定温度で２４時間静置した。
【００５１】
４．  その後シリンダをブロックヒータから取り外し反対にした。真鍮カバーを取り外すと、滑らかな平坦な面が曝露された。その後容器を平滑面を上にして針入度計基盤上に配置した。１００ｇの重りを針入度計の針上に起き、針と全ての付属品に総加重１５０ｇがかかるようにした。指示装置をゼロ位置に合わせた。指示装置をその後調節し、針の先が試料の表面にほとんど触れるようにした。移動可能な装置をこの位置に固定した。
【００５２】
５．  ゆっくりと調節することにより、針を試料表面にちょうど接するようにした。５分後、針の軸を解放し５秒間自由に保持した。その後、指示器の軸を針の軸により停止されるまで押し下げ、針入度を指示器のメモリからｍｍの単位で読み取った。
【００５３】
音響の減衰は２つの放射器を互いの上部に配置した特別注文の音響テスト装置を用いて測定した。底部の放射器は移行ステージに置かれ、放射器の上部に向かって横方向に配置でき、最大信号を得ることができる。放射器間の空間は底部放射器上に配置されたメカニズムにより制御される。上部放射器はオシロスコープに接続され、そこで音響信号の振幅が検出される。減衰は放射器が所定の距離だけ離されて配置された時のインキサンプルを通る音の損失として測定される。各放射器には熱制御装置に結合された熱抵抗及び熱電対が備えられる。音響損失は以下の手順を用いて測定する。
【００５４】
１．  インキサンプル試料を放射器間に配置する。温度を設定温度の１５０℃に調節する。その後サンプルを約５分間１５０℃の平衡に達するまで静置する。
【００５５】
２．  ２つの放射器は、オシロスコープ上の音響信号が最大になる様に一緒に移動する。信号の振幅及び位置を記録する。
【００５６】
３．  ２つの放射器を２５．４ミクロンから１２５．４ミクロンの間の距離だけ離す。その後、信号の振幅及び位置を記録する。各測定は３度行い、同じ試料の３つのサンプルの測定を行う。
【００５７】
４．  ｄＢ／ｍｍで表される減衰はその後、異なる分離距離で得られた振幅値を与える事により計算する。
【００５８】
４ｃｍ、２゜の円錐及び板の幾何図形的配列を用いてＣａｒｒｉ−Ｍｅｄ  ＣＳＬ−１００制御応力レオメーターによりレオロジ−特性を求めた。測定は最大速度１２５０ｓ-1までで１００℃から１８０℃のインクリメント温度における、５つの連続的なせん断速度の掃引から成る。無限せん断粘度は１５０℃で報告した。
【００５９】
実施例９から実施例１５まで
約９５重量％のビヒクルと５重量％の着色剤を含む様々なインキ組成物を、１２０℃で機械式撹拌機を用いて５分間融解混合することにより調製した。使用した着色剤はＢＡＳＦ社製のネオパンイエロー０７５、ネオパンブルー、Ｃａｂｏｔ製の黒色顔料ＲＥＧＡＬ３３０、サンケミカル社製のサンブライトルービン、及びミリケンケミカル製のリアクティントブラックＸ５７−ＡＢであった。色の特性及び粘度特性を表２に示す。
【００６０】
【表２】
0004287906.tif 000007
音響インキジェットプリンターテスト装置において上記調製インキを用いて表された像は優れた品質とこの中で説明した他の利点を示すと考えられる。