JPH055268B2 - - Google Patents

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JPH055268B2
JPH055268B2 JP60186744A JP18674485A JPH055268B2 JP H055268 B2 JPH055268 B2 JP H055268B2 JP 60186744 A JP60186744 A JP 60186744A JP 18674485 A JP18674485 A JP 18674485A JP H055268 B2 JPH055268 B2 JP H055268B2
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JP
Japan
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ink
weight
acid
vehicle
colorant
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JP60186744A
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Aaru Rin Annchungu
Emu Kutsuku Seodooru
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Ricoh Printing Systems America Inc
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Dataproducts Corp
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00—Inks
    • C09D11/30—Inkjet printing inks
    • C09D11/34—Hot-melt inks

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inks, Pencil-Leads, Or Crayons (AREA)
  • Ink Jet (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の背景〕 本発明はドロツプオンデマンド型のインパルス
インクジエツトプリンタで使用するインクジエツ
ト用インクの分野に関する。さらに特定すれば、
本発明は耐割れ性および耐滲み性が良好で、かつ
熱安定性があり、ドロツプオンデマンド型装置を
使用して容易に噴射できるインクジエツト用イン
クに関する。
最初、ホツトメルト型インクによる印刷は静電
印刷装置に関連して示唆された。Berryらの米国
特許第3653932号「セバシン酸ジドデシルを含む
静電印刷用組成物」の開示によれば、一つ以上の
特定なジエステルからなるインクを使用する。こ
のBerry法はインクを加熱して液相とし、液圧に
よつてノズル先端で凸形メニスカスを形成させ
る。この圧力によつてインクの端を静電場に導入
する。次にインクを静電的に引出してノズルの先
端とキヤリアとの間を横切る一列の液滴の流れと
する。この方法で使用する好ましいインクは炭素
原子12以下の鎖状パラフインのアルコールでエス
テル化したセバシン酸ジエステルである。開示さ
れている好ましいインクはいずれも、「融点が約
51℃以下、凝固点が30℃以上であり」、これによ
つて典型的な貯槽の動作温度すなわち約56±３℃
において液相とし、かつ「キヤリアからの流出を
最少にするように通常の室温において固体とす
る。」 Kurzらの米国特許第3715219号の開示によれ
ば、同様な静電印刷法は染料が約３重量％、残部
が一般式CH3（CH2）oCH2OH（式中、ｎは12〜16
の整数）を有するパラフイン系列の少なくとも一
つのアルコールを含むビヒクルである。Kurzら
によれば好ましいホツトメルト型インクは融点が
約61℃以下、凝固点が約30℃以上である。この方
法において液相のインクを一定の流速で供給管１
０から貯槽１１に送り、この貯槽は毛細管を有す
るノズル１２に続く。例示の装置の貯槽１１は開
示の方法の動作中に温度を約62〜82℃に保つ。開
示のインクは粘度が動作温度において上限が50c.
P.といわれ、Kurzらが例示したインクは粘度が
80℃において4.0〜5.9c.P.である。
最近、ホツトメルトインクを使用するインパル
スインクジエツト印刷方法が開示された。インパ
ルスインクジエツト印刷は静電印刷と違つて、圧
電ヘツド部材を典型的に使用して達成される相対
的に低い圧力に応じて印刷ヘツドから個別の小滴
を放出する。このドロツプオンデマンド法は液滴
が静電印刷法より大きいのでキヤリアに向つて移
動する速さが遅い。
新しいインパルスインクジエツト用のホツトメ
ルトインクがMerrittらの米国特許第4390369号
「天然ワツクス含有インクジエツトインク」に開
示された。この特許の開示によれば、多数の天然
ワツクス、たとえば木ろう、カンデリラワツク
ス、カルナバワツクスなどを使用する。これらの
ワツクスは0.5〜97.0重量％をインクの基本的流
体ビヒクルとしてか、あるいは他の流体ビヒク
ル、たとえば脂肪酸、さらに特定すればオレイン
酸もしくはオレイン酸ベンジルエーテルに添加し
て使用することができる。Merrittらの開示する
多数のインクは粘度が約74℃（165〓）において
6.7〜15.7c.P.である。
本発明に関連する欧州特許出願第303839.1号は
多数のホツトメルト型インパルスインクジエツト
用インクを開示し、これらは常温において固体か
または半固体であるとし、好ましいインクとして
ステアリン酸を約50〜99％含むと記載する。この
出願に説明するように、通常得られるステアリン
酸の製造は、獣脂を鹸化し、蒸留し、通常は液体
の酸60％と固体の酸40％とからなり、液体の酸を
固体の酸から分離するには水圧により、たとえば
一回プレス、二回プレス、三回プレスしてステア
リン酸を得る。ハンドブツク オブ ケミストリ
アンド フイジツクス（第49版）によれば、化
学的に純粋なステアリン酸はオクタデカン酸
（CH3）（CH2）16CO2H（融点70.1℃）である。ス
テアリン酸の他に、Linらの出願はオレイン酸、
テイポホールブラツク、ニグロシンベース、ベン
ジルエーテル、天然もしくは他の合成物質を含む
混合ワツクスまたは化学的に変成したワツクス、
着色剤または染料、たとえばオイルもしくは溶剤
に可溶な染料などを添加剤として開示のホツトメ
ルトインクを調合する。
本出願人は、ステアリン酸含有インクは噴射
性、熱安定性（120℃で３〜５日、90℃で20〜30
日に相当）、および物質相容性が良好で、かつ滲
みおよび割れの挙動がIBM Photocopyと同等か
またはやや悪い程度であることを見出した。さら
に本出願人は、ステアリン酸インキは高温におい
て蒸気圧を有するので使用する印刷機構の内部に
雪のような凝縮物を生ずる傾向があることに気づ
いた。たとえばステアリン酸97重量％と、Calco
ニグロシンベース３重量％とを含むインクは融点
が約62.7℃（145〓）、表面張力が80℃で
28.9dyne・cm、粘度が75℃11.0c.P.、85℃で9.0c.
P.であることがわかつた。しかしホツトメルトイ
ンクジエツト用インクを使用する印刷技術は進歩
したが、インパルスジエツト可能で、熱安定性お
よび物質相容性を有し、これによつて印刷品質が
良好で、特に滲みおよび割れを生じないことが要
望されている。
〔発明の要約〕
本発明はC20〜C24の酸を含む新規なホツトメル
ト型インパルスインクジエツト用インクを提供す
ることである。このインクは、融点が相対的に高
いケトン、たとえばステアロンを著しい割合でさ
らに含み、これは固化するときにインクを可塑性
にし、着色剤の溶解度に干渉せずにむしろ増加さ
せ、かつ熱安定性が良好である。この好ましいイ
ンクは僅かの百分率のアクリル樹脂可塑剤をさら
に含み、これはインクが固化するときにさらに割
れや滲みの生成を防ぐ。
さらに本発明のホツトメルト型インパルスイン
クジエツト用インクのビヒクルは、C20〜C24の酸
50〜70重量％と、ステアロンおよびラウロンから
選んだケトン10〜20重量％と、C14〜C19の酸20〜
30重量％とを含む。このインクは好ましくは融点
80〜120℃の固体可塑剤０〜４重量％と、染料た
とえばニグロシンベース0.1〜10重量％、好まし
くは１〜５重量％、さらに好ましくは約２〜３重
量％とをさらに含む。
上記のように、本発明のインクはC14〜C19の短
い鎖状脂肪酸の少量を含む。この短い鎖状脂肪酸
はC20〜C24の酸の含量と同じ百分率で含んではな
らない。
従つて本発明の好ましいインクは市販のベヘン
酸製品（商品名Hydrofol2260）約80重量％と、
ステアロン15重量％と、染料たとえばニグロシン
ベース３重量％と、可塑剤（アクリル樹脂、商品
名Aeryloid DM−55）２重量％とを含む。
あるいは、本発明のビヒクルはC20〜C24の酸20
〜25重量％と、C14〜C19の酸５〜15重量％と、カ
ンデリラワツクス65〜70重量％とを含む。さら
に、本発明は、これらの成分の規定に加えて温度
80℃における粘度を規定したインクを使用して、
ジエツト印刷する方法を提供する。
本発明の主目的は改良されたインパルスインク
ジエツト用インクおよびこのインクをジエツト印
刷する方法を提供することである。
本発明のこれに付随する目的は噴射性、熱安定
性および物質相容性が良好な改良されたホツトメ
ルト型インパルスインクジエツト用インクを提供
することである。
本発明のさらに他の目的は滲みおよび割れを生
じない改良されたインクジエツト用インクを提供
することである。
本発明のこれらの目的および他の目的は次の詳
細な説明から明かになるであろう。
〔好ましい実施態様〕
本発明は従来公知のものより実質的に有利であ
り、新規なホツトメルト型インパルスインクジエ
ツト用インクを提供する。ホツトメルト型インパ
ルスインクの重要な特性としては、噴射適性の他
に、熱安定性と、物質相容性、特にビヒクル中へ
の着色剤たとえばニグロシンベースの溶解度また
は他の相容性と、滲みおよび割れを形成せずに明
瞭かつ鮮明な印画を得る必要があることを認識し
た。
高品質のインパルスインクジエツト用インクの
調製には多くの重要な因子のバランスを必要とす
る。たとえば、融点が相対的に低いホツトメルト
インクは典型的に滲み易い。これらのインクの融
点が高いと、滲み難くなるが粘度が高くなる。多
くのインクは噴射温度を高めることによつて噴射
適性範囲に粘度を低下することができるが、噴射
温度を高めると、熱安定性の問題を生じ、典型的
なドロツプオンデマンド型プリンタのなかで長時
間加熱するとインクが分解する。
上述のように、従来の極めて良好なホツトメル
ト型インクジエツト用インクはステアリン酸97重
量％と、ニグロシンベース３重量％とを含む。こ
のインクの粘度は75℃で11.0c.P.、85℃で9.0c.P.
である。その表面張力は80℃で28.9dyne・cm、融
点は約62.7℃（145〓）である。このインクは噴
射適性と、物質相容性と、滲みおよび割れを形成
しないこととはIMB photo copyと同等かまたは
これより僅かに悪い程度であるが、このステアリ
ン酸インクの熱安定性は120℃で試験して僅かに
３〜５日であり、これは噴射特性が認知できる程
度に劣化する前の期間が、90℃において僅か20〜
30日に相当する。
理論的にはC20〜C24の酸は、この長鎖分子中の
カルボン酸基の重量が少ないために、熱安定性が
大きい。市販級のベヘン酸はC20〜C24酸を約70重
量％含み、残部の大部分がステアリン酸である
が、熱安定性と、着色剤たとえばニグロシンベー
スとの相容性とが良好なので、インパルスインク
ジエツトビヒクルの適当な主成分であることがわ
かつた。しかしC20〜C24酸は分子量が相対的に高
い物質であるので、これに対応する低分子量の物
質に比べて割れを幾分生じ易い。さらに、アート
プリンタの状態で噴射特性を良好にするために
は、本発明のインクは粘度が80℃で約14c.P.以下
でなければならない。この粘度ならば80〜90℃に
おいて噴射することができる。
本発明の提供するホツトメルト型インパルスイ
ンクジエツト用インクは、室温において固体であ
り、粘度が80℃で約14c.P.以下であり、着色剤、
好ましくは染料たとえばニグロシンベースを0.1
〜10重量％含む。さらにこのインクは着色剤を保
持するビヒクルを含み、このビヒクルはC20〜C24
の酸50〜70重量％と、ステアロンおよびラウロン
から選んだケトン10〜20重量％と、C14〜C19の酸
20〜30重量％と、インクの耐割れ性を改良するた
めの可塑剤たとえばアクリル樹脂可塑剤０〜４重
量％とを実質的に含む。
本発明の好ましいインクは、着色剤１〜５重量
％、好ましくは２〜３重量％と、可塑剤約２重量
％とを含む。さらに好ましいビヒクルをインク重
量の少なくとも86重量％含まなければならない。
このビヒクルはC20〜C24の酸50〜70重量％を含
む。商品名Hydrofo12260として市販されるベヘ
ン酸は、C22〜C24の酸約70重量％と、C14〜C19の
酸約30重量％とを含むので、好ましい。とにか
く、ビヒクルのC20〜C24成分はビヒクルのC14〜
C19成分の重量の少なくとも150％、好ましくは２
倍である。
本発明の好ましいインクは融点が少なくとも65
℃であるが、意図する動作温度の80〜90℃で前記
粘度の要求を満足させることが望ましい。
着色剤の溶解性、および得られるインクの割れ
耐性を向上させ、インクに対する前述の要求を満
足させるために、ビヒクルは融点65〜120℃のケ
トンを10〜20重量％含む。この目的に好ましいケ
トンはステアロン（18−ペンタトリアコンタノ
ン）であり、その融点は87.8℃である。他の適当
なケトンはラウロンである。
本発明の理解を深めるために次に例を示す。
比較例 １ 実験のためにインパルスインクジエツト用イン
クをHydrofol2260・97重量％と、Calcoニグロシ
ンベース３重量％から製造した。Hydrofolは次
の分子量分布を示す市販級ベヘン酸であつた。
炭素原子数 百分率 C14 0.12 C16 1.30 C18 28.47 C20 8.50 C22 59.77 C24 1.34 得られたインクは粘度が85℃で11.4c.P.、95℃
で8.7c.P.であつた。例１以下すべての例において
同一の型のインクジエツト装置を使用してインク
の噴射適性を試験した。例１のインクは噴射は適
格であつたが、割れ特性は不適格であつた。
比較例 ２ インパルスインクジエツト用インクを
Hydrofol95重量％と、Calcoニグロシンベース３
重量％、と、アクリル樹脂可塑剤２重量％とを使
用して調製した。この可塑剤はフイラデルフイア
市、Rohm＆Haas社発売の商品名Acryloid DM
−55であつた。得られたインクは噴射適格であつ
たが、割れ耐性は不適格であつた。
比較例 ３ インパルスインクジエツト用インクを、
Hydrofol93重量％と、Acryloid DM−55 ４重
量％と、Calcoニグロシンベース３重量％とから
調製した。得られたインクは粘度が80℃で14.5〜
15c.P.であり、上記装置を使用する噴射には粘度
が高すぎると考えられた。
比較例 ４ インパルスインクジエツト用インクを、
Hydrofol78重量％と、ステアロン15重量％と、
Acryloid DM−55 ４重量％と、Calcoニグロシ
ンベース３重量％とから調製した。粘度は80℃で
15.2であつた。
実施例 １ インパルスインクジエツト用インク（試料４
）を、Hydrofol 80重量％と、ステアロン15重
量％と、アクリル樹脂２重量％と、Calcoニグロ
シンベース３重量％とから調製した。このインク
は粘度が80℃で13.8〜14.0c.P.であり、滲み耐性
は前記ステアリン酸インクと同等であり、割れ耐
性は前記インクおよびIBM Photocopy（IBM
Seriescopier）より良好であつた。またこのイ
ンクの相容性は極めて良好であつて前記ステアリ
ン酸インクとほぼ同等であり、噴射特性も極めて
良好であつた。恐らく一層重要なことは、120℃
の熱安定性促進試験において、このインクは噴射
状態をベースとして７〜14日継続することがわか
つた。これは90℃で50〜100日に相当し、ステン
レス鋼容量のなかでは70日までの安定性を示すこ
とになる。このインクは粘度が100℃で9.0c.P.、
表面張力が80℃で27.5dyne・cm、融点が約68℃
（約155〓）であつた。
比較例 ６ インパルスインクジエツト用インクを、
Hydrofol2260 50重量部と、ステアロン50重量部
と、Calcoニグロシンベース３重量部とから調製
した。得られたインクは粘度が85℃で9.2c.P.、95
℃で7.5c.P.であり、噴射適格であつたが、ビヒク
ル中での着色剤の溶解度が限界的であると判断さ
れた。
実施例 ２ インパルスインクジエツト用インク（試料
10C）を、Hydrofol30重量％と、Calcoニグロシ
ンベース1.5重量％と、カンデリラワツクス68.5
重量％とから調製した。得られたインクは噴射適
格であり、熱安定性は噴射状態において120℃で
23日以上であつた。従つて本発明のビヒクルは
C20〜C24の酸20〜25重量％と、C14〜C19の酸５〜
15重量％と、カンデリラワツクス65〜70重量％と
を含む。このようなワツクスはバンブーリーフ、
ある種の蜂ろう、カランダ、カルナバ、水素添化
ひまし油、白ろう、棉実、ツルコケモモ、ある種
のダグラスモミの樹皮、アフリカハネガヤ、或る
種のアマ、インデイアンコーン、マダガスカル、
多くの微小結晶性ワツクス、モンタン、ウールキ
ユリ、オゾセライト、パーム、泥炭ろう、米ぬ
か、シエラツク、サイザルヘンプ、モロコシ粒、
スペインコケ、および精製サトウキビのろうを使
用することができる。
上記のように本発明が、当該技術において実質
的に進歩した新規なホツトメルト型インパルスイ
ンクジエツト用インクを提供することが理解され
るであろう。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ (a) 着色剤0.1〜10重量％と (b) この着色剤をインク中に保持するビヒクルと
    を含み、 このビヒクルが、 (i) C20〜C24の酸50〜70重量％と、 (ii) C14〜C19の酸20〜30重量％と、 (iii) ステアロンおよびラウロンから選んだケト
    ン10〜20重量％と、を含むホツトメルト型イ
    ンパルスインクジエツト用インク。 ２ 着色剤の重量がインクの２〜３重量％であ
    る、特許請求の範囲第１項記載のインク。 ３ 着色剤がニグロシンベースである、特許請求
    の範囲第２項記載のインク。 ４ C20〜C24の酸がベヘン酸である、特許請求の
    範囲第１項記載のインク。 ５ インクがビヒクルを少なくとも86重量％含
    む、特許請求の範囲第１項記載のインク。 ６ さらに可塑剤を４重量％以下含む、特許請求
    の範囲第１項記載のインク。 ７ 可塑剤がアクリル樹脂である、特許請求の範
    囲第６項記載のインク。 ８ (a) 室温で固体であり、粘度が80℃で約14c.
    p.以下であるホツトメルト型インパルスインク
    ジエツト用インクであつて、このインクが着色
    剤0.1〜10重量％と、この着色剤をインク中に
    保持するビヒクルとを含み、このビヒクルが
    C20〜C24の酸50〜70重量％と、C14〜C19の酸20
    〜30重量％と、ステアロンおよびラウロンから
    選んだケトン10〜20重量％とを含むように調製
    し、 (b) このインクを少なくとも80℃に加熱し、 (c) この温度のインク滴をインパルスインクジエ
    ツトから印刷基材に向けて放出し、かつ (d) インク滴を印刷基材に打ちつけた後に凝固さ
    せて、印刷基材の上に印画を形成するインクジ
    エツト印刷方法。 ９ (a) 着色剤0.1〜10重量％と (b) この着色剤をインク中に保持するビヒクルと
    を含み、このビヒクルが、 (i) C20〜C24の酸20〜25重量％と、 (ii) C14〜C19の酸５〜15重量％と、 (iii) カンデリラワツクス65〜70重量％とを含
    む、ホツトメルト型インパルスインクジエツ
    ト用インク。 １０ (a) 室温で固体であり、粘度が80℃で約
    14c.p.以下であるホツトメルト型インパルスイ
    ンクジエツト用インクであつて、このインクが 着色剤0.1〜10重量％と、 この着色剤をインク中に保持するビヒクルと
    を含み、このビヒクルが C20〜C24の酸20〜25重量％と、 C14〜C19の酸５〜15重量％と、 カンデリラワツクス65〜70重量％とを含むよう
    に調製し、 (b) このインクを少なくとも80℃に加熱し、 (c) この温度のインク滴をインパルスインクジエ
    ツトから印刷基材に向けて放出し、かつ (d) インク滴を印刷基材に打ちつけた後に凝固さ
    せて、印刷基材の上に印画を形成するインクジ
    エツト印刷方法。
JP60186744A 1984-08-27 1985-08-27 ホツトメルト型インパルスインクジエツト用インクおよびこれを使用する印刷方法 Granted JPS6183268A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US644542 1984-08-27
US06/644,542 US4659383A (en) 1981-12-17 1984-08-27 High molecular weight, hot melt impulse ink jet ink

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6183268A JPS6183268A (ja) 1986-04-26
JPH055268B2 true JPH055268B2 (ja) 1993-01-21

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ID=24585352

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60186744A Granted JPS6183268A (ja) 1984-08-27 1985-08-27 ホツトメルト型インパルスインクジエツト用インクおよびこれを使用する印刷方法

Country Status (5)

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US (1) US4659383A (ja)
EP (1) EP0176228B1 (ja)
JP (1) JPS6183268A (ja)
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