JPH083495A

JPH083495A - 熱溶融性インク

Info

Publication number: JPH083495A
Application number: JP14430294A
Authority: JP
Inventors: Yoshito Toyoda; 嘉人豊田
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 1994-06-27
Filing date: 1994-06-27
Publication date: 1996-01-09

Abstract

(57)【要約】【目的】ホットメルト型インクジェット記録に使用す
るインクとして、記録シートに対する定着強度およびド
ットの重ね合わせの定着強度がきわめて良好である熱溶
融性インクを提供する。【構成】実施例１のインクは、常温固体ワックスとし
てのパラフィンワックス２と、樹脂としてのエチレン酢
酸ビニル共重合体４と、色材としての油溶性染料８とを
含み、さらには、ポリオレフィンもしくはその誘導体か
ら選ばれ、望ましくは、炭素原子数が１００〜５００で
あって、さらに望ましくは、ポリオレフィン誘導体の一
つであるポリオレフィン系ポリオール６からなる接着性
改質剤を含有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インクジェット記録装
置に用いられる熱溶融性インクに関するものであり、さ
らに詳細には、室温より高温の状態の下でインクを加熱
溶融して記録が行われるホットメルト型インクジェット
記録装置に用いられる熱溶融性インクに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、インクジェット記録方式として
は、例えば、静電誘引力を利用してインクを吐出させ
る、いわゆる電界制御方式；ピエゾ素子の振動圧力を
利用してインクを吐出させる、いわゆるドロップオンデ
マンド方式（圧力パルス方式）；高熱によって気泡を形
成、成長させることによって生じる圧力を利用してイン
クを吐出させる、いわゆるサーマルインクジェット方
式；等の各種方式が提案されており、これらは極めて
高精細の画像を得ることができる。

【０００３】これらのインクジェット記録方式には、主
溶媒として水を用いる水性インクと、主溶媒として有機
溶媒を用いる油性インクとが一般に用いられている。水
性インクを用いた印刷画像は、全般に、耐水性に劣って
いるのに対して、油性インクは、優れた耐水性を有する
印刷画像を提供することが可能である。

【０００４】しかしながら、これらの水性および油性イ
ンクは、室温では液体のため、記録紙に印刷すると、に
じみが発生しやすく、かつ、十分な印刷濃度が得られ
ず、さらに、液体であるがゆえにインクからの析出物の
発生が起こりやすく、インクジェット記録方式の信頼性
を大きく低下させる原因となっていた。

【０００５】これら従来の溶液型のインクの欠点を改良
することを目的として、常温で固体のインクを使用し
た、いわゆるホットメルト型インクジェット記録用油性
インク（ホットメルトインク）が提案されている。具体
的には、米国特許第３６５３９３２号明細書において
は、セバシン酸ジアルキルエステルを含有するインク、
米国特許第４３９０３６９号明細書および特開昭５８−
１０８２７１号公報においては、天然ワックスを含有す
るインク、特開昭５９−２２９７３号公報においては、
ステアリン酸を含有するインク、特開昭６１−８３２６
８号公報においては、炭素原子数２０〜２４の酸または
アルコールを含み、さらには、これらと融点が相対的に
高いケトンを含有するインク、特開昭６２−４８７７４
号公報においては、高い水酸基価を有する熱硬化性樹脂
と、１５０℃より高い融点を有する固体有機溶媒と、少
量の染料物質とを含むインク、特開昭６２−１１２６２
７号公報においては、色材と、室温で固体であり室温よ
り高温に加熱すると液化する第１の溶媒と、該第１の溶
媒を溶解する室温で液体でかつ揮発性の高い第２の溶媒
とからなるインク、特開昭６２−２９５９７３号公報に
おいては、極性基を有する合成ワックスと、該ワックス
に可溶な染料を含有するインク、等が提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ホット
メルト型インクジェット記録では、ヘッドから吐出され
たインク滴が、記録シート表面上で急冷固化してドット
が記録されるため、記録シートの表面からドットが盛り
上がっており、また、記録シートとの定着強度が低いた
め、外部からの圧力や摩擦等により、ドットの剥離ある
いは記録画像の汚れ等が起きてしまう虞れがあった。

【０００７】特に、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラ
ック等のカラーインクを用いて、２色以上のドットを重
ね合わせて多色を表現しようとした場合、記録シートか
らのドットの剥離や、重ね合わせたドット同士の剥離に
よっても、色相や濃度の変化を起こし、致命的な欠陥と
なる。

【０００８】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、記録シートに対する定着強度は
もとより、重ね合わせた記録ドット同士の定着強度も良
好であり、高い印字品質を得ることが可能であって、こ
の種のホットメルト型インクジェット記録に使用するイ
ンクとして最適な熱溶融性インクを提供することを目的
としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の熱溶融性インクは、常温で固体であり、５０
℃〜１５０℃の融点を有するワックスと、樹脂と、色材
と、接着性改質剤とを含むことを特徴としている。そし
て、接着性改質剤としては、望ましくは、ポリオレフィ
ンもしくはその誘導体から選ばれ、さらに望ましくは、
炭素原子数が１００〜５００であることを特徴としてお
り、最も望ましくは、化学式 CH₂=CH₂-CH₂-CH₂(CH₂-CH₂-CH₂-CH₂)_nCH₂-CH₂-CH₂=CH₂ で表されるポリオレフィン、もしくは、化学式ＨＯ−（ＣＨ_２−ＣＨ_２−ＣＨ_２−ＣＨ_２）_ｎ−ＯＨで表されるポリオレフィン系ポリオール（ポリオレフィ
ン誘導体）から選ばれることを特徴としている。

【００１０】

【作用】上記の構成を有する本発明の熱溶融性インクに
おいて、ワックスはインクの主材となり、熱特性及び粘
度等、インクの特性を決定する。また、樹脂はインクの
粘度制御、あるいはワックスの結晶性の妨げ、といった
働きのほかに、インクに透明性を付与するといった働き
もする。色材はインク組成に色を付与するものである。
そして、これらの組成にさらに接着性改質剤を添加する
ことによって、インク全体としての粘度、融点、融解エ
ネルギーを大きく変化させることなく、固形状態の熱溶
融性インクに可塑性や粘着性を効果的に付与し、記録シ
ートに対する定着性および記録ドット同士の定着性を飛
躍的に向上でき、インクの剥がれ落ちがない、きわめて
鮮明な画像を記録可能とする。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の熱溶融性インクを具体化した
実施例について説明する。

【００１２】本発明を実施した熱溶融性インクは、５０
℃〜１５０℃の融点を有するワックスを３０〜９０重量
％と、樹脂を５〜７０重量％と、色材としての油溶性染
料を０．１〜１０重量％と、接着性改質剤を２〜４０重
量％とを、インク成分として含有する。

【００１３】ビヒクルの一成分として用いられる融点５
０℃〜１５０℃のワックス、いわゆる常温固体ワックス
は、融点以上の加熱溶融状態において、少なくともイン
クジッェトプリンタのインク吐出温度において熱的に安
定なものを用いる。

【００１４】前記ワックスとしては、例えば、石油ワッ
クス、望ましくはパラフィンワックスまたはマイクロク
リスタリンワックスや；植物系ワックス、望ましくは
キャンデリラワックス、カルナウバワックス、ライスワ
ックス、またはホホバ固体ロウや；動物系ワックス、
望ましくはミツロウ、ラノリンまたは鯨ロウや；鉱物
系ワックス、望ましくはモンタンワックスや；合成炭
化水素、望ましくはフィッシャートロプシュワックスま
たはポリエチレンワックスや；水素化ワックス、望ま
しくは硬化ヒマシ油または硬化ヒマシ油誘導体や；変
性ワックス、望ましくはモンタンワックス誘導体、パラ
フィンワックス誘導体、マイクロクリスタリンワックス
誘導体またはポリエチレンワックス誘導体や；高級脂
肪酸、望ましくはベヘン酸、ステアリン酸、パルミチン
酸、ミリスチン酸、またはラウリン酸や；高級アルコ
ール、望ましくはステアリルアルコール、またはベヘニ
ルアルコールや；ヒドロキシステアリン酸、望ましく
は１２−ヒドロキシステアリン酸または１２−ヒドロキ
システアリン酸誘導体や；ケトン、望ましくはステア
ロンまたはラウロンや；脂肪酸アミド、望ましくはラ
ウリン酸アミド、ステアリン酸アミド、オレイン酸アミ
ド、エルカ酸アミド、リシノール酸アミド、１２−ヒド
ロキシステアリン酸アミド、特殊脂肪酸アミドまたはＮ
−置換脂肪酸アミドや；アミン、望ましくはドデシル
アミン、テトラデシルアミンまたはオクタデシルアミン
や；エステル、望ましくはステアリン酸メチル、ステ
アリン酸オクタデシル、グリセリン脂肪酸エステル、ソ
ルビタン脂肪酸エステル、プロピレングリコール脂肪酸
エステル、エチレングリコール脂肪酸エステル、または
ポリオキシエチレン脂肪酸エステルや；重合ワック
ス、望ましくはα−オレフィン無水マレイン酸共重合体
ワックス；等の従来公知のワックスのいずれかを特に
限定することなく用いることができる。これらのワック
スは、単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用い
てもよく、インク全体に対して３０〜９０重量％の範囲
で含有されることが望ましい。

【００１５】該ワックスとともにビヒクルの一成分とし
て用いられる樹脂は、印刷用紙への接着性の付与や、イ
ンクの粘度制御、さらにはワックスの結晶性の妨げ、と
いった働きのほかに、インクに透明性を付与するといっ
た働きもする。

【００１６】前記樹脂としては、油溶性樹脂が望まし
い。該油溶性樹脂としては、例えば、オレフィン系樹
脂、望ましくはポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂
またはポリイソブチレン樹脂や；ビニル系樹脂、望ま
しくはエチレン−酢酸ビニル共重合樹脂，塩化ビニル−
酢酸ビニル共重合樹脂または酢酸ビニル樹脂またはエチ
レン−塩化ビニル−酢酸ビニル樹脂や；アクリル系樹
脂、望ましくはメタクリル酸エステル樹脂，ポリアクリ
ル酸エステル樹脂，エチレン−エチルアクリレ−ト共重
合樹脂またはエチレン−メタクリル酸共重合樹脂や；
フェノ−ル樹脂や；ポリウレタン樹脂や；ポリアミド
樹脂や；ポリエステル樹脂や；ケトン樹脂や；ア
ルキド樹脂や；ロジン系樹脂や；水素添加ロジン樹
脂や；石油樹脂や；水素添加石油樹脂や；マレイ
ン酸樹脂や；ブチラ−ル樹脂や；テルペン樹脂や；
水素添加テルペン樹脂や；クロマン−インデン樹脂；
等が挙げられる。また、これらの樹脂（高分子材料）
は、単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用いて
もよく、インク全体に対して５〜７０重量％の範囲で含
有されることが望ましい。

【００１７】本実施例のインクに使用する色材として
は、従来から油性インク組成物に用いられている染料お
よび顔料であればどれでも使用可能である。

【００１８】該顔料としては、無機顔料、有機顔料を問
わず、印刷の技術分野で一般に用いられているものを使
用することができる。具体的には、例えば、カーボンブ
ラック、カドミウムレッド、モリブデンレッド、クロム
イエロー、カドミウムイエロー、チタンイエロー、酸化
クロム、ビリジアン、チタンコバルトグリーン、ウルト
ラマリンブルー、プルシアンブルー、コバルトブルー、
アゾ系顔料、フタロシアニン系顔料、キナクリドン系顔
料、イソインドリノン系顔料、ジオキサジン系顔料、ス
レン系顔料、ペリレン系顔料、ペリノン系顔料、チオイ
ンジゴ系顔料、キノフタロン系顔料、金属錯体顔料、等
の従来公知の顔料を特に限定することなく用いることが
できる。

【００１９】染料としては、アゾ染料、金属錯塩染料、
ナフトール染料、アントラキノン染料、インジゴ染料、
カーボニウム染料、キノンイミン染料、キサンテン染
料、シアニン染料、キノリン染料、ニトロ染料、ニトロ
ソ染料、ベンゾキノン染料、ナフトキノン染料、フタロ
シアニン染料、金属フタロシアニン染料、等の油溶性染
料が好ましい。

【００２０】これらの顔料および染料は、単独で用いて
もよいし、適宜組み合わせて使用することも可能である
が、インク全体に対して０．１〜１０重量％の範囲で含
有されることが望ましい。

【００２１】本実施例で用いられる接着性改質剤は、イ
ンク全体としての粘度、融点、融解エネルギーを大きく
変化させることなく、固形状態の熱溶融性インクに可塑
性や粘着性を効果的に付与し、記録シートに対する定着
性および記録ドット同士の定着性を飛躍的に向上させる
働きをする。

【００２２】前記接着性改質剤としては、望ましくはポ
リオレフィンもしくはその誘導体から選ばれ、さらに望
ましくは炭素原子数が１００〜５００であって、最も望
ましくは、化学式 CH₂=CH₂-CH₂-CH₂(CH₂-CH₂-CH₂-CH₂)_nCH₂-CH₂-CH₂=CH₂ で表されるポリオレフィン、あるいは、ポリオレフィン
誘導体の一つであって、化学式 HO-(CH₂-CH₂-CH₂-CH₂)_n-OH で表されるポリオレフィン系ポリオール（ポリオレフィ
ン系飽和炭化水素の分子末端にOH基をもつもの）から選
ばれ、インク全体に対して２〜４０重量％の範囲で含有
されることが望ましい。

【００２３】次に、本実施例の熱溶融性インク（ホット
メルトインク）を具体化するための実験例について以下
に説明する。

【００２４】〈実施例１〉実施例１における熱溶融性イ
ンク（以下、インクＡと称す）は、ビヒクルとしての常
温固体ワックスであるパラフィンワックス（パラフィン
ワックス標準品155 、日本精蝋社製）と、樹脂であるエ
チレン酢酸ビニル共重合樹脂（エバフレックス210 、三
井ポリケミカル社製）と、接着性改質剤であるポリオー
ル（ポリテールＨ、三菱化成工業社製）と、色材として
の油溶性染料であるカラーインデックス（C.I.）SOLVEN
T YELLOW 162 （NEOPEN YELLOW 075、ＢＡＳＦ社製）
と、からなる。

【００２５】実施例１に用いたインクＡの組成は以下に
示すとおりである。

【００２６】パラフィンワックス標準品155 （パラフィンワックス）８０重量％エバフレックス210 （エチレン酢酸ビニル共重合樹脂）１０重量％ポリテールＨ（ポリオール）５重量％ NEOPEN YELLOW 075 （SOLVENT YELLOW 162）５重量％上記インクＡは、図１に示すような手順で製造すること
ができる。

【００２７】まず、パラフィンワックス（２）、エチレ
ン酢酸ビニル共重合樹脂（４）、ポリオール（６）を７
０℃〜２５０℃、好ましくは１００℃〜２００℃程度の
温度で加熱溶解し、これにSOLVENT YELLOW 162（８）を
混合する。次に、ディゾルバー（１０）により２００〜
１００００RPM、好ましくは５００〜５０００RPMで攪拌
混合する。この攪拌混合された組成物（１２）を東洋濾
紙社製の加熱濾過装置により２μｍのメッシュフィルタ
ー（１４）を使用して濾過を行い、最終的な熱溶融性イ
ンク（１６）を得る。

【００２８】調製された熱溶融性インク（１６）を１２
０℃に熱したスライドグラス上に２〜３滴のせて溶融さ
せ、その上にカバ−グラスをおいて軽く押え、これをニ
コン社製顕微鏡“ＸＦ−ＵＮＲ”にて透過光による観察
を行った結果、ほとんど粒子は確認できなかった。従っ
て、染料であるNEOPEN YELLOW 075（SOLVENT YELLOW16
2）は、そのほとんどがインク組成中にほぼ完全に溶解
していることが確認された。

【００２９】以上のようにして得られた実施例１のイン
クＡは、ホットメルト型インクジェットプリンタの熱溶
融性インクとして好適に使用可能である。

【００３０】上記インクＡをインクジェットプリンタに
搭載して、インク吐出温度（１００℃〜１５０℃、好適
には１２５℃〜１３５℃）に加熱すると、インクはすば
やく溶融した。

【００３１】次に、インクＡの記録媒体への定着性を確
認するために、インクジェットプリンタを駆動して記録
紙およびＯＨＰ（オーバーヘッドプロジェクタ）用シー
トに印刷を行い、さらに、インクＡの記録ドット同士の
定着性を確認するために、同インクジェットプリンタに
て、インクＡの記録ドットを２段に重ねての印刷を行っ
た。

【００３２】上記印刷後、記録紙を折り曲げても記録ド
ットは剥がれず優秀な定着性を示した。また、ＯＨＰ用
フィルムに対しては、直径５mmの丸棒でフィルムを２０
回しごいても記録ドットは剥がれなかった。

【００３３】従って、インクＡは、記録紙およびＯＨＰ
用シートに対し良好な定着性を示すとともに、重ね合わ
せた記録ドット同士においても優れた定着性を有するこ
とが確認された。

【００３４】＜実施例２＞実施例２における熱溶融性イ
ンク（以下、インクＢと称す）は、ビヒクルとしての常
温固体ワックスであるパラフィンワックス（パラフィン
ワックス標準品155 、日本精蝋社製）と、樹脂であるエ
チレン酢酸ビニル共重合樹脂（エバフレックス210 、三
井ポリケミカル社製）と、接着性改質剤であるポリオー
ル（ポリテールH10 、三菱化成工業社製）と、色材とし
ての油溶性染料であるカラーインデックス（C.I.）SOLV
ENT RED 24（FAT RED BB-01 、ＨＯＥＣＨＳＴ社製）
と、からなる。

【００３５】実施例２に用いたインクＢの組成は以下に
示すとおりである。

【００３６】パラフィンワックス標準品155 （パラフィンワックス）８０重量％エバフレックス210 （エチレン酢酸ビニル共重合樹脂）１０重量％ポリテールH10 （ポリオール）５重量％ FAT RED BB-01 （SOLVENT RED 24）５重量％上記インクＢは、実施例１のインクＡと同様な手順にて
製造することができる。

【００３７】ここで、インクＢの定着性を確認するため
に、インクＡと同様な方法にて試験を行った。その結
果、インクＢにおいても、インクＡと同様に、記録紙お
よびＯＨＰ用シートに対して良好な定着性を示すととも
に、重ね合わせた記録ドット間においても優れた定着性
を示した。

【００３８】＜比較例＞比較例におけるインクＣは、パ
ラフィンワックス（パラフィンワックス標準品155 、日
本精蝋社製）、エチレン酢酸ビニル共重合樹脂（エバフ
レックス210 、三井ポリケミカル社製）、カラーインデ
ックス（C.I.）SOLVENT BLUE 35（SUDANBLUE 670、ＢＡ
ＳＦ社製）からなる。

【００３９】比較例におけるインク組成は以下に示すと
おりである。

【００４０】パラフィンワックス標準品155 ８０重量％エバフレックス210 １５重量％ SUDAN BLUE 670 ５重量％上記インクＣは、実施例１，２のインクＡ，Ｂと同様な
手順で製造することができる。

【００４１】ここで、インクＣの定着性を確認するため
に、インクＡ，Ｂと同様な方法にて試験を行ったとこ
ろ、記録紙上での定着性も十分とは言えず、また、ＯＨ
Ｐ用シート上では簡単に記録ドットが剥がれてしまっ
た。また、記録ドットを２段重ねて印刷したものは、記
録紙を折り曲げると、重ね合わせた記録ドットが簡単に
剥がれてしまった。

【００４２】従って、比較例におけるインクＣは、特に
ＯＨＰ用シートに対する定着性および記録ドット間の定
着性が非常に悪いことが確認された。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明の熱溶融性インクによれば、望ましくは、ポリオレ
フィンもしくはその誘導体であるポリオレフィン系ポリ
オールなどから選ばれ、さらに望ましくは炭素原子数が
１００〜５００である接着性改質剤を添加したので、記
録シートに対する定着性および重ね合わされた記録ドッ
ト間の定着性を飛躍的に向上させることができる。従っ
て、記録ドットの剥がれ落ちのない、きわめて鮮明な画
像を記録することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１のインク製造方法を示す説明
図である。

【符号の説明】

２パラフィンワックス（ワックス）４エチレン酢酸ビニル共重合樹脂（樹脂）６ポリオール（接着性改質剤としてのポリオレフイン
誘導体）８ SOLVENT YELLOW 162（油溶性染料）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】室温より高温の状態の下でインクを加熱
溶融して記録が行われるホットメルト型インクジェット
記録装置に用いられる熱溶融性インクにおいて、常温で
固体であり、５０℃〜１５０℃の融点を有するワックス
と、樹脂と、色材と、接着性改質剤とを含むことを特徴
とする熱溶融性インク。
【請求項２】前記接着性改質剤は、ポリオレフィンも
しくはその誘導体から選ばれることを特徴とする請求項
１記載の熱溶融性インク。
【請求項３】前記接着性改質剤は、炭素原子数が１０
０〜５００であることを特徴とする請求項２記載の熱溶
融性インク。
【請求項４】前記接着性改質剤は、その構造が化学式 HO-(CH₂-CH₂-CH₂-CH₂)_n-OH で表されることを特徴とする請求項２または３記載の熱
溶融性インク。
【請求項５】前記接着性改質剤は、その構造が化学式 CH₂=CH₂-CH₂-CH₂(CH₂-CH₂-CH₂-CH₂)_nCH₂-CH₂-CH₂=CH₂ で表されることを特徴とする請求項２または３記載の熱
溶融性インク。