JPH05214281A - インクジェットインク組成物およびカラー透明シートの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 透明基材に良好なカラー透明度の画像を熱イ
ンクジェットプリンターで印刷する際に使用される固形
インク組成物と、これでカラー透明シートを製造する方
法を提供する。 【構成】 半透明で、２５℃で固体、プリントヘッド
の操作温度で液体のキャリヤー（３０〜９５重量％《以
下、％》）と、キャリヤーに１０％以上の溶解度を有
し、インク組成物中で組合されたとき、半透明の不揮発
性ドライバー（５％以上）からなるか、これに着色剤
（０〜１０％）、共溶媒（５０％）、適合性半透明
添加剤（０〜５０％）を加えてなるインク組成物で、こ
れを厚さ１ミルで透明シートに置いたときヘイズメータ
の読みが１５以下となる程均一で、２５℃で固体、プリ
ントヘッドの操作温度で液体で、カラー透明シートの印
刷に適する。これを用い、熱インクジェットプリンター
で透明基材に印刷を施してカラー透明シートを製造す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カラー透明シート用に
適する固形インクジェットインク組成物に関する。特
に、本発明は、キャリヤーと不揮発性ドライバーとを含
む実質的に均一な固形インクジェットインク組成物に関
する。代表的には、これらの組成物は着色剤をも含み、
一つの好ましい実施態様においては、このような固形イ
ンクジェットインク組成物は共溶媒をも含んでいる。本
発明は、またカラー透明シートを製造する方法に関す
る。

【０００２】

【技術背景】固形インクジェットインク組成物は、熱に
よって生成した気泡を駆動力として利用し、ジェットプ
リンターのノズルから基材にインクを噴射する熱インク
ジェット印刷に使用されて好結果を得てきた。例えば、
ボート（Ｖａｕｇｈｔ）による米国特許第４，４９０，
７３１号（以下、“ボート１”と記す）、ロイド（Ｌｌ
ｏｙｄ）等による「インクジェット印刷」３１１〜３６
９頁（１９８８年）（以下、“ロイド等２”と記す）、
およびボート等による米国特許第４，４９０，７２８号
（以下、“ボート等３”と記す）を参照されたい。

【０００３】このような固形インクジェットインク組成
物は、個々の成分としてキャリヤーとドライバーとを含
んでおり、この他に着色剤および任意の添加剤を含んで
いる。キャリヤーは、任意の着色剤を含み、室温（すな
わち、約２５℃）においては固体であり、プリントヘッ
ドの操作温度（例えば、約９０〜１２０℃）においては
液体である有機物質である。ドライバーは、インク滴を
プリントヘッドあるいはノズルから噴射させるための十
分な駆動力を供給することのできる気泡生成物質であ
る。着色剤は、キャリヤーに適合性（ｃｏｍｐａｔｉｂ
ｌｅ）（可溶性または分散性）であって、基材上に可視
印刷画像を生成させる染料または顔料であればよい。

【０００４】実際には、熱インクジェットプリンターの
プリントヘッドの固形インクジェットインク組成物の一
部は、まず液化され、そしてこのようにして液化された
インク中にあるドライバーの一部は、プリントヘッドの
噴射ノズルから基材上に液化されたインク滴を噴射する
ために利用される気泡を発生させるように、気化され
る。

【０００５】このようなインクジェットインク組成物
は、紙などの基材に使用されて好結果が得ているが、オ
ーバーヘッドプロジェクターによるカラー画像投映用の
カラー透明シートを製造する際に使用すると問題があ
る。詳しくは、透明基材上へのカラー印刷は、最近の熱
インクジェットプリンターが、投映画像のカラー明澄度
が良好なカラー透明シートを製造することが困難であ
り、事実、灰色がかった色相で、色の鮮明度が劣る色を
生成してしまう。

【０００６】前述の問題に関して、オーバーヘッドプロ
ジェクタによるカラー投映は、適切に付着して着色して
いるが半透明であるインク組成物を有する透明基材に可
視光を通過させることによって、理論的には達成するこ
とができる。透明シートを透過する光の一部は、インク
の色に対応するスペクトルの部分におけるインク組成物
によって吸収され、光の残りの部分は、影響を受けない
で透明シートを通過する。そして、この吸収されなかっ
た光は、オーバーヘッドプロジェクターによって、スク
リーン、その他の視覚装置上に、カラー投映を提供する
ように、投映される（すなわち、投映の色は、インク組
成物の色に対応する）。

【０００７】しかしながら、理論的には筋道が通ってい
ても、気泡生成によってインク滴を噴射する熱インクジ
ェットプリンターとともに使用するのに適した従来技術
のインクジェットインク組成物については、依然として
問題がある。詳しくは、これらの組成物は優れたカラー
透明シートを提供しないが、このことは、前述のよう
に、配合されたこれらの組成物は、吸収されない光を、
影響を受けないで通過させるわけではなく、光がインク
組成物を通過するときに、非吸収光を過度に散乱させる
ためである。この過度の散乱は、投映される色を、透明
シート上に存在する色と関連させることを困難にし、灰
色がかった画像をプロジェクトしてしまう。

【０００８】このような過度の散乱は、室温（代表的に
は、インク組成物の貯蔵温度）から約９０〜１２０℃
（大抵はプリントヘッドの操作温度範囲）まで、安定な
混和性の多成分インクジェットインク組成物を生成する
際の困難さと関連があることが明らかになってきた。詳
しくは、インク組成物が不安定で非混和性であるなら
ば、この組成物が様々の物理的および／または化学的環
境の領域を有するとき、あるいは発展させるときに、過
度の光散乱をもたらすが、このことは、おそらく同じイ
ンク組成物の異なる部分を通過する光線のそれぞれが、
異なる光線と比較して、異なる物理的および／または化
学的環境に出会う可能性があることに起因している。

【０００９】どのような理論にも制約されることなく、
過度の光散乱によるこの問題は、主として固形インクジ
ェットインク組成物中のドライバーの使用に関連してい
ると考えられる。詳しくは、キャリヤーと着色剤とは、
大抵は疎水性の高沸点物質であるために、これらの物質
は、一般に相互に可溶性であり、高温で液相中に混合さ
れると、室温（大抵はインク組成物の貯蔵温度）から約
９０〜１２０℃（大抵はプリントヘッドの操作温度範
囲）まで、安定な混和性の多成分組成物を提供する。そ
して、安定な混和性組成物は、光散乱による問題を解消
するが、これは、このような組成物については組成物の
異なる部分を透過する光線が類似した物理的および／ま
たは化学的環境に出会うためである。

【００１０】これに反して、ドライバーは、主としてキ
ャリヤーまたは着色剤よりも比較的親水性で揮発性の
（例えば、比較的低沸点を有する）成分である。実際
に、インクジェットインク組成物に今日まで使用されて
きた大抵のドライバーは、主として室温では液体であ
る。したがって、室温（大抵はインク組成物の貯蔵温
度）から約９０〜１２０℃（大抵はプリントヘッドの操
作温度範囲）まで、安定な混和性の多成分を配合するこ
とは、揮発性ドライバーが使用されるときには見込みが
ない。このような不安定性は、不定形であるインク組成
物の領域、および結晶性である領域をもたらす可能性が
ある。このような場合には、このようなインク組成物の
様々の部分を透過する光線は、前述のように、光散乱の
程度を増大させる様々の物理的および／または化学的環
境に出会う傾向がある。

【００１１】さらに、安定な組成物が生成される場合で
も、このような組成物に揮発性ドライバーが使用される
場合には、ドライバーの一部が組成物から蒸発する可能
性がある。組成物の内部と比較して、組成物の表面から
の蒸発速度は不均一なので、このような不均一な蒸発
は、前述のように、光散乱の程度を増大させる組成物内
の様々の物理的および／または化学的環境の領域を生成
させる。

【００１２】他の一つの困難さとして、不揮発性のドラ
イバーを使用しても、やはり過度の光散乱という結果に
なる。詳しくは、不揮発性ドライバーは、インク組成物
中で、室温において不揮発性であるが、プリントヘッド
の操作温度において気泡を効果的に生成するように十分
な揮発性を有している。それでもやはり、このような不
揮発性ドライバーは、キャリヤーまたは着色剤よりも親
水性であり、したがってこれらのドライバーは、大抵は
これらの他の成分について限られた溶解性しか持たな
い。インク組成物中でのその溶解度の低さのために、前
記ドライバーを含む固形インクジェットインク組成物
は、一定の時間にわたってある程度の相分離を起す結果
になる可能性があり、このためにドライバーが固体のと
きには、ドライバー粒子（ドライバー結晶を含む）が生
成する結果になり、ドライバーが液体のときには、小球
または小胞が生成する結果になる。このような粒子また
は小球の生成は、特に、粒子または小球の粒径が十分に
大きい場合には、様々の物理的および／または化学的環
境を有するインク組成物中の領域をもたらす可能性があ
り、このことが光散乱の程度を増大させる可能性があ
る。

【００１３】前述のことを考慮すると、ドライバーを含
む固形インクジェットインク組成物にとっては、優れた
カラー投映性を有するカラー透明シートを製造すること
が特に望ましいが、これまで知られているドライバーを
含む固形インクジェットインク組成物については、この
ようなことは不可能であった。

【００１４】

【発明の目的】本発明は、オーバーヘッドプロジャクタ
ーなどに好適に使用されるカラー透明度の優れた印刷画
像を有するカラー透明シートを、熱インクジェットプリ
ンターにより製造する際に使用される固形インクジェッ
トインク組成物と、このインク組成物を使用してカラー
透明度の優れた印刷画像を有するカラー透明シートを製
造する方法とを提案することを目的とする。

【００１５】

【発明の概要】本発明は、実質的に不揮発性の固形イン
クジェットインク組成物（すなわち、２２℃、１気圧に
おいて３０日間貯蔵されたときに、５％以上の重量減少
を生じない組成物）は、これらの組成物を含む成分が十
分に混合されて、実質的に均一な組成物が提供される
と、良好なカラー透明シートを生成させるという発見に
基づいている。このような実質的に均一な組成物につい
て、組成物中のドライバーまたはその他の成分の粒子ま
たは小球の生成が、最小限の光散乱効果を生ずる結果に
なるような非常に小さい粒子または小球を提供する、と
いう事実が見出されたことは驚くべきことである。

【００１６】本発明は、また、キャリヤーとドライバー
との共溶媒として作用するインクジェットインク組成物
中の一つの添加剤の使用が、混和性で安定なインクジェ
ットインク組成物、すなわち粒子または小球を比較的生
成し難いインク組成物の生成を容易にするという発見に
基づいている。

【００１７】前述のことを考慮すると、その組成物の態
様の一つにおいては、本発明は、２５℃においては固体
であり、インクジェットのプリントヘッドの操作温度で
は液体であり、そしてカラー透明シートの製造に使用す
るのに適したインクジェットインク組成物に関するが、
この組成物は、（ａ）可視光線に対しては半透明であ
り、２５℃においては固体であり、インクジェットのプ
リントヘッドの操作温度では液体であるキャリヤーと、
（ｂ）キャリヤーに少なくとも１０％の溶解度を有し、
インクジェットインク組成物中で組合わされたときに、
可視光線に対して半透明である不揮発性のドライバーと
を含み、この組成物は、１ミルの厚みのサンプルが透明
シート上に置かれたときに、約１５以下のヘイズメータ
の読みを提供するように、十分に均一である。

【００１８】他の一つの組成物態様においては、本発明
は、２５℃においては固体であり、インクジェットのプ
リントヘッドの操作温度では液体であって、カラー透明
シートの製造に使用するのに適したインクジェットイン
ク組成物に関し、この組成物は、（ａ）可視光線に対し
ては半透明であり、２５℃においては固体で、インクジ
ェットのプリントヘッドの操作温度においては液体であ
るキャリヤー、（ｂ）キャリヤーに少なくとも１０％の
溶解度を有し、インクジェットインク組成物中で組合わ
されたときに、可視光線に対して半透明である不揮発性
のドライバー、および（ｃ）共溶媒を含み、この組成物
は、１ミルの厚みのサンプルが透明シート上に置かれた
ときに、約１５以下のヘイズメーターの読みを提供する
ように、十分に均一である。

【００１９】その方法の態様の一つにおいては、本発明
は、熱インクジェットプリンターによってカラー透明シ
ートを製造する方法に関し、この方法は、（ａ）２５℃
においては固体であり、インクジェットのプリントヘッ
ドの操作温度においては液体であるインク組成物であっ
て、可視光線に対して半透明で、２５℃では固体で、イ
ンクジェットのプリントヘッドの操作温度では液体であ
るキャリヤーと、キャリヤーに少なくとも１０％の溶解
度を有し、インクジェットインク組成物中に混合された
ときに、可視光線に対して半透明な不揮発性のドライバ
ー、および着色剤を含み、前記組成物の１ミルの厚みの
サンプルが透明シート上に置かれるときに、約１５以下
のヘイズメーターの読みを提供するように、十分に均一
であるインク組成物を選択すること、（ｂ）前記インク
ジェットインク組成物を、透明シートを製造するために
使用される熱インクジェットプリンターに使用するこ
と、および（ｃ）前記透明シートを製造することを含ん
でいる。

【００２０】その方法の態様の他においては、本発明
は、熱インクジェットプリンターによってカラー透明シ
ートを製造するための方法に関し、この方法は、（ａ）
２５℃においては固体で、インクジェットのプリントヘ
ッドの操作温度においては液体であるインク組成物であ
って、可視光線に対しては半透明であり、２５℃におい
ては固体であり、インクジェットのプリントヘッドの操
作温度においては液体であるキャリヤー、キャリヤーに
少なくとも１０％の溶解度を有し、インクジェットイン
ク組成物中で混合されたときに、可視光線に対して半透
明である不揮発性のドライバー、着色剤、および共溶媒
を含み、前記インク組成物の１ミルの厚みのサンプルが
透明シート上に置かれるときに、約１５以下のヘイズメ
ーターの読みを提供するように、十分に均一であるイン
ク組成物を選択すること、（ｂ）前記インク組成物を、
透明シートを製造するために利用される熱インクジェッ
トプリンターに使用すること、および（ｃ）前記透明シ
ートを製造することを含んでいる。

【００２１】本発明は、カラー透明シートを製造する際
に起る問題を大いに軽減した固形インクジェットインク
組成物に関する。本発明のインクジェットインク組成物
は、少なくとも二つの成分、すなわちキャリヤーとドラ
イバーを含んでいる。これらのインクジェットインク組
成物は、代表的には白色あるいは灰白色の画像が要求さ
れない限り、着色剤をも含む。一つの好ましい実施態様
においては、インクジェットインク組成物は、共溶媒を
も含んでいる。さらに他の一つの好ましい実施態様にお
いては、インクジェットインク組成物は、可視光線に対
する組成物の半透明性を増大させるように混和性の半透
明添加剤を含んでいる。

【００２２】これらの組成物は、実質的に均一になるよ
うに配合される。このように配合されたときに、ここに
記載されている組成物は、実質的に均一でない組成物と
比較して、カラー投映性が改良されたカラー透明シート
を提供する。しかしながら、本発明を詳細に記載する前
に、以下の用語をまず定義しておく。

【００２３】この明細書で使用されている以下の用語
は、以下の定義を有する。

【００２４】“固形インクジェットインク組成物”とい
う用語は、室温（約２５℃）では固体であり、インクジ
ェットのプリントヘッドの操作温度（約９０〜約１２０
℃）では液体であって、キャリヤーと不揮発性ドライバ
ーを含むインク組成物を示す。代表的には白色または灰
白色の画像が要求されない限り、組成物は、着色剤をも
含んでいる。一つの好ましい実施態様においては、固形
インクジェットインク組成物は、共溶媒をも含んでい
る。着色剤がない場合には、インクジェットインク組成
物は、ガラス、ポリエステルなどの透明基材上に保持さ
れた１ミルの厚みのサンプル（例えば、キャリヤー）
に、可視光線の少なくとも６５％、好ましくは少なくと
も約８５％を通過させるように、可視光線に対して十分
に半透明である。

【００２５】“実質的に均一なインクジェットインク組
成物”という用語は、組成物が最小の光散乱を提供する
ように、キャリヤー、ドライバーおよび任意の追加成分
が極めて均一に混合されている（すなわち、透明基材上
の１ミルの厚みの組成物が、約１５以下、好ましくは約
１０以下、最も好ましくは約７以下のヘイズメーターの
読みを提供する）ことを意味する。この点に関して、ヘ
イズメーターは、光の散乱の程度を測定していることが
わかる。均一な組成物は、不均一な組成物と比較して、
光の散乱が少ないことも分る。前述のことを考慮する
と、組成物の均一である度合は、光の散乱度に直接に関
連しており、したがってヘイズメーターの読みが１５以
下であることは、供試組成物が実質的に均一であること
を実証している。

【００２６】キャリヤー、共溶媒、半透明の適合性添加
剤、およびインクジェットインク組成物（着色剤なし
の）に関して言われる“可視光線に対して半透明”とい
う用語は、可視光線の少なくとも６５％、好ましくは少
なくとも約８５％が、ガラス、ポリエステルなどの透明
基材上に置かれた１ミルの厚みのサンプル（例えば、キ
ャリヤー、共溶媒、半透明の適合性添加剤、または着色
剤を含まないインクジェットインク組成物）を通過すな
わち透過することを意味する。

【００２７】“キャリヤー”という用語は、２５℃にお
いては固体であり、インクジェットの操作温度において
は液体であって、着色剤を運ぶ能力を有する半透明の有
機物質を示す、すなわち着色剤は操作温度においてキャ
リヤーと適合性（可溶性または分散性）である。好適な
キャリヤーとしては、ワックス、プラスチックス、ポリ
マー、オリゴマーなどがあげられる。

【００２８】前述のように、キャリヤーは、プリントヘ
ッドの操作温度において液体でなければならない。本発
明に有用なキャリヤーとインク組成物は、明確に定まっ
た融点を有しないこともあるので、ここで使用され、か
つキャリヤーおよび／またはインク組成物に適用される
“液体”という用語は、印刷ジェットを流れることので
きる条件におけるキャリヤーとインク組成物を含み、ま
た“融点”という用語は、印刷ジェット中で流すことの
できるキャリヤーおよび／またはインク組成物の最低の
温度を示す。この点に関して、特に、基材上でのドット
の浮上り、インクジェットにおけるインクの目詰まりお
よび／または外皮生成などの原因になるインクジェット
組成物の基材上での早期凝固を防止するために、インク
ジェットのプリントヘッドの操作温度と固形インク組成
物の融点との差は、少なくとも１０℃、好ましくは少な
くとも２０℃でなければならない。すなわち、インク組
成物は、インクジェットのプリントヘッドの操作温度よ
り少なくとも１０℃、好ましくは少なくとも２０℃低い
温度で溶融しなければならない。さらに、以下に述べる
ように、プリントヘッドの操作温度と基材の温度との差
は、１００℃以上であってはならず、好ましくは８０℃
以上であってはならない。すなわち、プリントヘッドの
操作温度は、基材の温度よりも１００℃以上高くてはな
らず、好ましくは８０℃以上高くてはならない。

【００２９】キャリヤーとして選ばれる物質は、可視光
線に対して半透明であることが必要条件である。すべて
の物質が可視光線に対して半透明であるわけではない。
例えば、ステアリン酸、カルナウバワックス、ケナミド
Ｅ（Ｋｅｎａｍｉｄｅ Ｅ）などのキャリヤーは、半透
明ではなく、したがってそれ自体は、ここに記載された
組成物中に、キャリヤーとして使用するのには適してい
ない。これに反して、好適な半透明キャリヤーとして
は、Ｄｕｒａｗａｘ Ｃ、ロジン、アビエチン酸などが
あげられる。キャリヤーの混合物が使用されるときに
は、混合物は、可視光線に対して半透明でなければなら
ない。

【００３０】さらに、選択されたキャリヤーは、熱イン
クジェット組成物に他の問題を持込んではならない。例
えば、キャリヤーは、印刷工程の温度において安定でな
ければならないし、キャリヤーは、それが接触する構造
の部分と化学的に反応してはならないだけでなく、イン
クジェットにおいて外皮を生成しおよび／または目詰ま
りを生じてはならない、そしてキャリヤーは、有毒また
は有害なものであってはならない。キャリヤーは、物質
の混合物であってもよい。

【００３１】“ドライバー”という用語は、熱インクジ
ェットプリンターのプリントヘッドまたはノズルからイ
ンク滴を噴射するのに十分な駆動力を付与することがで
き、インクジェットインク組成物中で（以下に定義され
るように）不揮発性である気泡生成物質を示す。ドライ
バーは、２５℃において測定されたキャリヤーに対する
溶解度が少なくとも１０％になるように選択される。さ
らに、ドライバーとして選択された物質は、固形インク
ジェット組成物に他の問題を持込んではならない。例え
ば、ドライバーは、印刷工程の温度において安定でなけ
ればならず、キャリヤーが接触する構造の部分と化学的
に反応してはならないし、インクジェットにおいて外皮
を生成してもいけない、そして、キャリヤーとドライバ
ーを組合わせたものは、可視光線に対して半透明でなけ
ればならない。また、ドライバーは、有毒あるいは有害
なものであってはならない。

【００３２】ドライバーとして適当に機能するために
は、ドライバーは、約１００〜約３００℃、好ましくは
約１５０〜２５０℃、さらに好ましくは１９５〜２２０
℃の沸点を有していなければならず、１０気圧以上、好
ましくは１５気圧以上の臨界圧力を有していなければな
らないし、（以下に定義されている）インクジェットイ
ンク組成物中で不揮発性でなければならない。

【００３３】特に、ドライバーを含むインク組成物は、
通常、電気パルスが通過するときに約３００〜４００℃
の最高温度に到達する抵抗体によって加熱される。した
がって、ドライバーが約３００℃以上の沸点を有してい
れば、このような条件の下では気泡の爆発的生成は起ら
ない。

【００３４】さらに、前述のように、好適なドライバー
は、１０気圧以上、好ましくは１５気圧以上の臨界圧力
を有する。このような高い臨界圧力は、ドライバーを高
度に過熱させるので、気泡の核生成が迅速に起って、ジ
ェットからインク組成物を効果的に駆動する。

【００３５】ここで使用されている“不揮発性ドライバ
ー”という用語は、適当な比率でキャリヤーと組合わさ
れると、この組成物が、２２℃、１気圧の条件で３０日
間貯蔵されたときに、キャリヤー／ドライバー組成物の
５％以上の重量減少を生じない固体あるいは液体のドラ
イバーを意味する。

【００３６】選択された個々の不揮発性ドライバーは、
それが前に定義された基準に適合しさえすれば余り重要
ではない。好適な不揮発性ドライバーとしては、例え
ば、プロピオンアミド、イソブチルアミドなどがある。
他の好適な不揮発性ドライバーは、米国特許出願番号０
７／６７１，５９０（１９９１年３月１９日出願、発明
の名称“固形インクジェットインク用の固形ドライバ
ー”）に開示されている。不揮発性ドライバーの混合物
は、その混合物が、前に定義された基準に適合していさ
えすれば使用することができる。

【００３７】“着色剤”という用語は、キャリヤー中で
適合性（可溶性または分散性）であり、基材上に可視カ
ラー画像を生成させる染料または顔料を示す。使用され
る特定の着色剤は、着色剤を含むインク組成物が、非吸
収性の可視色に対して半透明でありさえすれば余り重要
ではない。さらに、着色剤は、印刷工程の温度において
安定でなければならず、それが接触する構造の部分と化
学的に反応してはならず、そして有毒あるいは有害であ
ってはならない。好適な着色剤としては、例えばＭｏｒ
ｆａｓｔ １０１（モートンチオコール社から市販）、
ＮｅｐｔｕｎｅＲｅｄ（モートンチオコール社から市
販）などを含む透明シートにおいて使用されてきたもの
があげられる。

【００３８】ある色は、一つのインク組成物を、他の一
つの組成物の上にかぶせることによって、造り出される
と考えられる。例えば、グリーンのドットは、イエロー
ドットをブルードットの上に置くことによって生成する
ことができる。このような場合には、非吸収性可視光線
に対する半透明性を測定されるサンプルは、二つのイン
ク組成物の組合わせである。この技術分野の熟練者には
自明のことであるが、組合わせサンプルが、非吸収性可
視光線に対して半透明であるためには、個々のドットの
それぞれが実質的により多い量の非吸収光を透過する必
要がある。

【００３９】“共溶媒”という用語は、可視光線に対し
て半透明であり、キャリヤーとドライバーの両方が混和
性を有する添加剤を示す。共溶媒も、不揮発性、すなわ
ち適当な濃度の共溶媒を含むインクジェットインク組成
物が、２２℃、１気圧の条件の下で３０日間貯蔵された
ときに、５％以上の重量減少を生じないものでなければ
ならない。さらに、共溶媒は、印刷プロセスの温度にお
いて安定であって、それが接触する構造の部分と化学的
に反応してはならず、有毒または有害なものであっては
ならない。

【００４０】使用される特定の共溶媒は、前述の基準に
適合していさえすれば余り重要ではない。好適な共溶媒
としては、例えば、ステアロアミド、プロピルフェノー
ル、４−ヒドロキシベンジルアルコール、ブチルフェノ
ールなどがある。

【００４１】“適合性の半透明な添加剤”という用語
は、（前に定義されたように）可視光線に対して半透明
であり、ここに記載されているインクジェットインク組
成物と適合性であって、インクジェットインク組成物に
添加されるときには、組成物によって吸収される可視光
線の度合を減少させる添加剤を示す。このような添加剤
は、実質的に均一なインクジェットインク組成物を不均
一にしないならば、適合性である。使用される特定の添
加剤は重要ではなく、好適な適合性の半透明性添加剤と
しては、例えば、ガムロジン、カナダバルサムなどのロ
ジン酸、およびＦｒｏｒａｌ Ａｘ．などの水素添加ロ
ジン酸があげられる。

【００４２】“基材”あるいは“透明シート”という用
語は、インク組成物が付着される透明材料を示す。好適
な基材は、この技術分野では公知であり、例えば、ポリ
エステル、ポリカーボネート、ポリアセテートなどがあ
る。

【００４３】本発明の主要な態様は、ドライバーを含
み、固形（２５℃においてい）のインクジェットインク
組成物の光散乱が、この組成物を実質的に均一にするこ
とによって、減少させることができるという発見であ
る。組成物が、実質的に均一であるならば、相分離によ
って起る組成物中のドライバーあるいは他の成分の粒状
または球状生成は、組成物の実質的な均一性が乱されな
いで、最小の光散乱が得られる程度に非常に小さい粒子
または小球を提供する。この点に関して、図２（Ａ）お
よび図２（Ｂ）は、様々の不均一なインクジェットイン
ク組成物の顕微鏡写真を示している。詳しくは、図２
（Ａ）に示されている不均一インクジェットインク組成
物は、複数の結晶相を有し、一方、図２（Ｂ）に示され
ている不均一インクジェットインク組成物は、二つの結
晶相を有する。前述のように、このような複数の相は、
過度の光散乱を生ずる結果になり、このため投映画像の
色の明澄性が劣化する。

【００４４】図１は、実質的に均一なインクジェットイ
ンク組成物の顕微鏡写真を示している。この組成物は、
光散乱が最小になって、このため色の明澄性が改善され
るような十分な均一性を提供する。

【００４５】ここに記載されている実質的に均一なイン
クジェットインク組成物は、すべての成分を混合して実
質的に均一な組成物が得られるまで、キャリヤーの融点
より高い温度で、成分を十分に攪拌することによって製
造される。一般に、このような十分な攪拌は、機械的な
手段を利用して、成分が液体の状態にある間に混合し
て、組成物を実質的に均一にさせることによって達成さ
れる。このような手段としては、混合機、マグネチック
ステーラーなどがある。混合は、実質的な均一性を得る
のに十分な時間だけ継続される。実質的に均一な組成物
を得るのに必要な特定の時間は、混合される組成物の
量、組成物を混合するのに利用される手段などの要因に
応じて決定される。しかしながら、一つの好ましい実施
態様においては、このような混合は、少なくとも約０．
１時間、より好ましくは約０．１〜約２４時間継続され
る。

【００４６】混合は、インクのすべての成分の分解温度
よりも低い温度で、キャリヤーの融点より高い温度にお
いて行われる。混合は、約２５０℃以下で、キャリヤー
の融点より高い温度で行われることが好ましい。

【００４７】そして、組成物は冷却されて、本発明の実
質的に均一な固形インク組成物が得られる。実質的に均
一な組成物を製造するための他の方法は、熟練した技術
者にはよく知られている。

【００４８】一つの好ましい実施態様においては、均一
性の度合、すなわち光散乱の減少は、インクジェットイ
ンク組成物中に共溶媒を使用することによって改善され
る。共溶媒は、キャリヤーおよびドライバーの両方と混
和性であるため、相分離を遅らせ、したがって実質的に
均一なインク組成物の維持を助ける。共溶媒を含む実質
的に均一なインクジェットインク組成物は、ドライバー
とキャリヤーの混合物に共溶媒が添加される以外は、前
記と同様にして製造される。

【００４９】さらに他の一つの実施態様においては、イ
ンク組成物の半透明の度合は、組成物が適合性の半透明
添加剤を含むならば改善される。適合性の半透明添加剤
を含む実質的に均一なインクジェットインク組成物は、
ドライバーとキャリヤーの混合物に適合性半透明添加剤
が添加される以外は、前記と同様にして製造される。適
合性の半透明添加剤が使用されるときには、生成したイ
ンクジェット組成物を実質的に均一にするように、この
添加剤を共溶媒と組合わせて使用することが好ましい。

【００５０】どのような理論にも制約されることなく、
適合性の半透明添加剤は、組成物中の嵩高の結晶の生成
を遅らせることによって、インクジェットインク組成物
の半透明性を増大させるものと考えられる。

【００５１】本発明のインクジェットインク組成物は、
組成物の総重量に対してそれぞれ、少なくとも約５重量
％の不揮発性ドライバー、０〜約１０重量％の着色剤、
約３０〜約９５重量％のキャリヤー、０〜約５０重量％
の共溶媒、および０〜約５０重量％の適合性の半透明添
加剤を含むように配合されることが好ましい。前記組成
物は、組成物の総重量に対して約５〜約３０重量％のド
ライバーを含むことがさらに好ましい。着色剤が使用さ
れるときには、着色剤は、組成物の総重量に対して約３
〜約１０重量％使用されることが好ましい。共溶媒が使
用されるときには、共溶媒は、組成物の総重量に対して
約１０〜約５０重量％使用されることが好ましい。適合
性の半透明添加剤が使用されるときには、この添加剤
は、組成物の総重量に対して約５〜約５０重量％が使用
されることが好ましい。

【００５２】これらの成分の他に前記組成物は、（ｉ）
これらの成分の改善された溶解性、（ｉｉ）改善された
印刷品質、（ｉｉｉ）媒体に対するインクの改善された
接着性、および（ｉＶ）表面張力と粘度などの特性に関
連する湿潤特性の調節、および（Ｖ）他の特性の中で特
にインクの機械的特性の改善に関して、インクの特性を
向上させる少なくとも一つの添加剤を含んでいてもよ
い。このような添加剤は、この技術分野ではよく知られ
ている。例えば、インクが媒体を濡らす能力を改善する
ために、ドデシルアルコールが使用される。オクタデカ
ノールとステアリン酸は、接着性を改善するための別個
の添加剤である。使用されるときには、これらの添加剤
の総量は、一般に全組成物の重量の約５０重量％を超え
ない量を含んでいる。

【００５３】一つの好ましい実施態様においては、イン
クジェットインク組成物は、９０℃において２０センチ
ポアズ以下、さらに好ましくは１０センチポアズ以下の
粘度を有するように配合される。

【００５４】他の一つの好ましい実施態様においては、
インクジェットインク組成物は、９０℃において約５０
ダイン／ｃｍ以下の表面張力を有するように配合されて
いる。特に好ましい組成物は、約９０℃において約２０
〜約４０ダイン／ｃｍの表面張力を有する。

【００５５】さらに、プリントヘッドの操作温度とイン
ク組成物の融点との温度差は、少なくとも１０℃である
ことが好ましく、またプリントヘッドの操作温度と基材
の温度との差は、１００℃以下であることが好ましい。

【００５６】９０℃における配合組成物の粘度は、キャ
リヤーおよびドライバーの適切な選択によって調節する
ことができる。このような選択は、技能の熟練の範囲内
のものである。粘度に関する所定の基準に適合するイン
ク組成物は、プリントヘッドの操作温度において円滑で
迅速に流動し、したがって効果的な印刷操作を妨害しな
いインク組成物を規定する。

【００５７】また一方では、配合されたインク組成物の
表面張力は、少なくとも一つの添加剤の添加によって減
少させることができる。このような添加剤としては、界
面活性剤、アルコールなどがあり、これらはスプレッダ
ビリティ（ｓｐｒｅａｄａｂｉｌｉｔｙ）を向上させる
ものとしてよく知られている。

【００５８】ここに示されている粘度と表面張力の数値
は、参考のためにのみ９０℃において示されていると考
えるのは適切であるが、９０℃以外の操作温度は適用で
きないという結論を出すべきではない。この技術分野で
はよく知られているように、粘度と表面張力の数値は、
温度に応じて定まる変数である。したがって、他の操作
温度が適用されると、操作温度における表面張力と粘度
の数値は、９０℃における数値とは異なる。しかしなが
ら、９０℃における所定の基準に適合する固形インク組
成物は、他の操作温度においても好ましい結果を提供す
る。もちろん、前述の温度差が維持されるという条件の
下でのことである。

【００５９】本発明のインク組成物は、熱によって発生
される気泡を利用してプリンターから基材に向かってイ
ンク滴を噴射させることによって、熱インクジェット印
刷に使用される。使用される特定の熱インクジェットプ
リンターは、重要ではないし、本発明の一部を構成する
ものではない。しかしながら、好適なインクジェットプ
リンターとしては、ボート等３によって開示されたもの
がある。他の好適なインクジェットプリンターとして
は、ＳＴ ４８０（ウッドランドヒルズ、Ｃ．Ａ．のデ
ータープロダクツ社製）などがある。

【００６０】このようなプリンターに関しては、プリン
トヘッドの操作温度と基材の温度との差異は、１００
℃、好ましくは８０℃を超えてはならない。詳しくは、
この温度差が１００℃以上であると、噴射されたインク
滴の冷却勾配は非常に大きいので、早期凝固を防止する
ことができず、このためにインクの高さを調節すること
ができなくなる。この点に関して、基材の温度は、基材
を加熱することによってプリントヘッドの操作温度の１
００℃以内に調節することができる。基材を加熱するた
めの方法は、この技術分野ではよく知られている。

【００６１】さらに他の一つの好ましい実施態様におい
ては、ここに記載されているインク組成物によって生成
された透明シートは、後処理技術によって、あるいは化
学的に変性された透明シートを利用することによって改
善される。特に、インクのドットが基材上に生成すると
きには、インクは大抵は半球体の形状をとる。半球体が
基材から余りに大きく離れて拡がると、この半球体を通
過する光は、レンズ効果として知られている機構によっ
て散乱される。この効果は、インク組成物の均一性の度
合とは無関係であり、インクドットの高さだけによって
決定される。したがって、インクドットの高さを減少さ
せるための方法は、レンズ効果によって起る光散乱の度
合を減少させる。基材を後処理してドットの高さの度合
を減少させるための方法は、この技術分野においては公
知であり、ゲルステンマイエル（Ｇｅｒｓｔｅｎｍａｉ
ｅｒ）による米国特許第４，７４５，４２０号（以下、
“ゲルステンマイエル４”と記す）、クリーグ（Ｃｒｅ
ａｇｈ）等による米国特許第４，８０１，４７３号（以
下、“クリーグ等５”と記す）、およびバン・ブリメル
（Ｖａｎ Ｂｒｉｍｅｒ）等による欧州特許出願公告第
３０８，１１７Ａ号（以下、“バン・ブリメル等６”と
記す）によって開示されている。

【００６２】特に、ゲルステンマイエル４は、このよう
な浮上りドットの高さを最小限にするために、印刷され
た基材をローラーに通すことを開示している。同様に、
クリーグ等５は、印刷された基材の表面に塗布された液
体コーティングを使用して、基材およびインクドットの
表面を濡らすことを開示している。コーティングは、ド
ットの表面積を増大させることによって明らかにドット
の高さを減少させる。また、バン・ブリメル等６は、固
体状態で最初に生成されたドットは、基材を加熱した
後、冷却することによって平坦にすることができること
を開示している。

【００６３】一つの好ましい方法においては、ドットの
高さの度合は、インクを吸収する薄い光学的に半透明な
コーティング層（厚さ約１０〜１００μｍ、コーティン
グは可視光線の少なくとも６５％をそのコーティングを
通して透過させる）で前処理された特定の基材を使用す
ることによって、減少させることができ、このことによ
り、未処理基材と比較して、基材中にインクがより多く
浸透させられる。基材は、通常は、ポリエチレングリコ
ールテレフタレート（マイラー《ｍｙｌｅｒ》）などの
ポリエステル材料である。前記基材とともに使用するた
めの一つの好適なコーティングは、疎水性を有する写真
用ゲル化剤（ｇｅｌｌａｔｉｏｎ）などのゲル化物質、
あるいは固形インクの接触角が２０度以下であるような
長鎖炭化水素である。また、基材に対する結合物質は、
コーティング成分に添加されなければならない。

【００６４】このような基材が使用されるときには、イ
ンクジェットインク組成物のドット高さを減少させるた
めに、少なくとも一つの添加剤を含ませることも望まし
い。このような添加剤は、１９９１年４月１２日出願の
米国特許出願０７／６８４，６３２に開示されている。
一般に、前記添加剤としては、アルコール、浸透剤（ブ
チルカルビトールまたはエーテルなど）、および低粘度
ワックスがある。自明のことであるが、好適なドライバ
ーが使用されるときには、ドライバーは、ドライバーと
添加剤の二重の役割を果たすことができる。

【００６５】

【実施例】以下の実施例は、本発明を説明するために提
供されているが、決して本発明を限定すると解釈される
べきではない。

【００６６】これらの実施例においては、商品名で示し
た物質は、市販のものから得た。詳しくは、物質は以下
のように得た。

【００６７】カナダバルサムは、カナダテレビンとして
も知られる適合性の半透明添加剤である。カナダバルサ
ムは、この技術分野で公知であり（メルクインデックス
の第１０版の１３７頁の製品番号９４５参照）、ウィス
コンシン州５３２０１、ミルウォーキーのアルドリッチ
ケミカル社から市販されている。

【００６８】Ｄｕｒａｗａｘ Ｃは、この技術分野で公
知の半透明ワックスであって、下記の特徴を有する。

【００６９】１．融点約６５℃（ＡＳＴＭ Ｄ−９３８
によって測定された凝固点） ２．平均分子量約３００〜５３０ ３．２５℃における浸透値４〜５Ｎ（ＡＳＴＭ Ｄ−１
３２１によって測定） ４．１００℃における屈折率１．４３４５〜１．４３６
５（ＡＳＴＭ Ｄ−１７４７によって測定） ５．酸価約１３０〜１４５（ＡＳＴＭ Ｄ１３８６によ
って測定） ６．ケン化価約１４０〜１５５（ＡＳＴＭ Ｄ１３８７
によって測定） ７．比重約０．９８ ８．ヨウ素価約１０ ９．エステル価約３９ １０．引火点２３０℃＋（４４６°Ｆ＋）

【００７０】Ｄｕｒａｗａｘ Ｃは、ニューヨーク１０
５２８−０６１８、ハリソン、郵便番号６１８、カルバ
ート街道１１１のアストールワックス社から市販されて
いる。

【００７１】ガムロジンは、マサチューセッツ州１８６
７、レディングのロジャーリード社、工業特殊ワックス
社から市販されている適合性半透明添加剤である。

【００７２】Ｎｅｐｔｕｎｅ Ｒｅｄは、ミシガン州ホ
ランドのＢＡＳＦ社から市販されている染料ベース着色
剤である。

【００７３】Ｆｒｏｒａｌ ＡＸは、ウィルミントンＤ
Ｅ１９８９４のハーキュレス社から市販されている適合
性の半透明添加剤である。

【００７４】さらに、下記の実施例においては示されて
いる％の数字は、すべてインクジェットインク組成物の
全重量に基づく重量％である。

【００７５】実施例１ この実施例は、本発明の実施例の均一なインクジェット
インク組成物を例示している。このインクジェットイン
ク組成物は、７０重量％のＤｕｒａｗａｘ Ｃ（キャリ
ヤー）、１５重量％のネオペンタノール（ドライバ
ー）、および１５重量％の２，３−ブタンジオール（ド
ライバー）を含んでいる。組成物が液体である温度に組
成物の温度を維持しながら、攪拌棒によって組成物を機
械的に攪拌することによって、この組成物について実質
的に均一な組成物が得られる。それから組成物は、周囲
温度の下で固化するまで冷却されて、実質的に均一なイ
ンクジェットインク組成物が得られる。この組成物の顕
微鏡写真は、実質的に均一であることを示している（図
１）。透明シートにおいてこの組成物を使用すると、１
５以下のヘイズメーターの読みが提供される。

【００７６】比較例ＡおよびＢ これらの比較例は、実質的に均一でない、したがって本
発明の組成物ではないインクジェットインク組成物を説
明している。配合は、表１の通りである。

【００７７】

【表１】

【００７８】これらの組成物は、それぞれ実質的に均一
なインクジェットインク組成物を生成する結果にならな
い手法を利用して製造された。このことは、各組成物中
に一つ以上の結晶相を示すこれらの組成物の顕微鏡写真
（図２（Ａ）および図２（Ｂ））によって実証されてい
る。

【００７９】実施例２〜４ 本発明のインクジェットインク組成物は、キャリヤー、
ドライバー、共溶媒、および任意の着色剤を含むように
配合された。その組成は、表２の通りである。

【００８０】

【表２】

【００８１】組成物のそれぞれは、まず、液状の配合物
が得られる温度まで組成物を加熱し、次に、マグネチッ
クスターラーを使用してこの温度で混合物を機械的に攪
拌することによって実施的に均一にされた。攪拌は、実
質的に均一な液状組成物が得られるまで（例えば、０．
５時間）継続された。その後、組成物は固化するまで冷
却されて、実質的に均一なインク組成物が生成した。透
明な基材上に１ミルの厚みの印刷を付与するように、熱
インクジェットプリンターにこれらのインクジェットイ
ンク組成物を使用することによって、組成物が実質的に
均一であることを示す１５以下のヘイズメーターの読み
を有する印刷が提供される。

【００８２】これらの組成物における共溶媒の使用は、
常に必要なわけではないが、実質的に均一な組成物の生
成を容易にする。

【００８３】比較例Ｃ〜Ｈ これらの比較例は、インク組成物の半透明性を増大させ
る適合性の半透明添加剤の使用を示している。これらの
例は、ドライバーを使用していないので、本発明の実施
例ではないが、キャリヤーに適合性の半透明添加剤を添
加すると、キャリヤーの半透明性の度合を増大させるこ
とを示している。これらの比較例で使用されている半透
明添加剤は、製品番号８９１０６としてロジャーリード
社から市販されているガムロジンであり、キャリヤー
は、ステアリン酸またはＤｕｒａｗａｘ Ｃである。

【００８４】比較例Ｃ、Ｄ、ＥおよびＦは、着色剤を含
まない配合であるが、比較例ＧおよびＨは、７重量％の
レッド染料を含む配合である。配合は、表３の通りであ
る。

【００８５】

【表３】

【００８６】どの場合にも、ガムロジンの添加は、イン
クの半透明性の度合を増大させる。特に３ミルの厚みの
印刷においては、ステアリン酸に対して３０重量％のガ
ムロジンを添加すると、吸光度が０．５１６〜０．２５
０だけ低下する結果になり、Ｄｕｒａｗａｘ Ｃに対し
て２０重量％のガムロジンを添加すると、吸光度が０．
０７〜０．０２５だけ低下する結果になり、そして７重
量％のレッド染料を含むＤｕｒａｗａｘ Ｃに対して２
０重量％のガムロジンを添加すると、吸光度が０．２７
５〜０．２５だけ低下する結果になった。

【００８７】他の適合性の半透明添加剤を、本発明の組
成物において、ガムロジンの代りに使用することができ
るが、例えば、カナダバルサム、Ｆｒｏｒａｌ ＡＸな
どがある。使用されるときには、配合物を実質的に均一
にするためには、共溶媒を使用することが望ましい。

【００８８】同様に本発明に関する他のインクジェット
インク組成物は、他の好適なキャリヤーおよびドライバ
ー、あるいは着色剤、共溶媒および適合性の半透明添加
剤などの他の任意の添加剤を使用することによって製造
することができる。例えば、一つの好適なインク組成物
は、１５重量％のネオペンチルアルコール、１５重量％
の２，３−ブタンジオール、３〜１０重量％の着色剤
（例えば、Ｍｏｒｆａｓｔ １０１ブラック染料）、３
０〜４０重量％のＤｕｒａｗａｘ Ｃ、および３０重量
％のガムロジンを含んでいる。

【００８９】

【発明の効果】本発明によれば、均一な固形インクジェ
ットインク組成物を提供することができ、このインク組
成物を使用して熱インクジェットプリンターにより透明
シート上に印刷画像を形成すると、光の過度な散乱が押
さえられて、高い明澄度のカラー透明画像を形成するこ
とができる。

【００９０】したがって、本発明によれば、例えばオー
バーヘッドプロジェクターのカラー画像投映用カラー透
明シートを熱インクジェットプリンターにより製造する
際などの固形インクとして使用する場合に、色の鮮明度
の高い、良好なカラー透明シートを製造することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のインク組成物の粒子の結晶構造を示す
顕微鏡写真である。

【図２】従来のインク組成物の粒子の結晶構造を示す顕
微鏡写真であり、（Ａ）は複数の結晶相を有する場合
で、（Ｂ）は二つの結晶相を有する場合である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ハウワード エス トム アメリカ合衆国カリフォルニア州サン ジ ョセ ペルュート ディーアール 1447 (72)発明者 アン チャン アール リン アメリカ合衆国カリフォルニア州カペルチ ノ ベル エアー コート 11052

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （ａ）可視光線に対して半透明であり、
   ２５℃において固体で、インクジェットのプリントヘッ
   ドの操作温度において液体であるキャリヤーと、 （ｂ）前記キャリヤーに少なくとも１０％の溶解度を有
   し、インクジェットインク組成物中で組合わされたとき
   に、可視光線に対して半透明である不揮発性ドライバー
   とからなる組成物であって、 この組成物の１ミルの厚みのサンプルが透明シート上に
   置かれたときに、約１５以下のヘイズメータの読みを提
   供するように十分に均一であり、 かつ、２５℃において固体で、インクジェットのプリン
   トヘッドの操作温度において液体であり、カラー透明シ
   ートの製造に使用するのに適したインクジェットインク
   組成物。
2. 【請求項２】 （ａ）可視光線に対して半透明であり、
   ２５℃において固体で、インクジェットのプリントヘッ
   ドの操作温度において液体であるキャリヤー約３０〜約
   ９５重量％、 （ｂ）前記キャリヤーに少なくとも１０％の溶解度を有
   し、インクジェットインク組成物中で組合わされたとき
   に、可視光線に対して半透明である不揮発性ドライバー
   少なくとも約５重量％、 （ｃ）着色剤０〜約１０重量％、 （ｄ）共溶媒約５０重量％、 （ｅ）適合性の半透明添加剤０〜約５０重量％、 からなる組成物であって、 この組成物の１ミルの厚みのサンプルが透明シート上に
   置かれたときに、約１５以下のヘイズメータの読みを提
   供するように十分に均一であり、 かつ、２５℃において固体で、インクジェットのプリン
   トヘッドの操作温度において液体であり、カラー透明シ
   ートの製造に使用するのに適したインクジェットインク
   組成物。
3. 【請求項３】 （ａ）２５℃において固体で、インクジ
   ェットのプリントヘッドの操作温度において液体である
   インク組成物であって、 可視光線に対して半透明で、２５℃において固体で、イ
   ンクジェットのプリントヘッドの操作温度において液体
   であるキャリヤーと、 前記キャリヤーに少なくとも１０％の溶解度を有し、イ
   ンクジェットインク組成物中に混合されたときに、可視
   光線に対して半透明である不揮発性ドライバーと、 着色剤とを含み、 このインク組成物の１ミルの厚みのサンプルが透明シー
   ト上に置かれるときに、約１５以下のヘイズメーターの
   読みを提供するように十分に均一であるインク組成物、
   を選択すること、 （ｂ）前記インクジェットインク組成物を、透明シート
   を製造するために使用される熱インクジェットプリンタ
   ーに使用すること、および （ｃ）前記透明シートを製造することからなるカラー透
   明シートの製造方法。