JPH10279862A

JPH10279862A - 熱溶融性インク

Info

Publication number: JPH10279862A
Application number: JP9450797A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Nishizaki; 雅博西崎
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 1997-03-31
Filing date: 1997-03-31
Publication date: 1998-10-20

Abstract

(57)【要約】【課題】用紙への接着性と透明性の良好なインクジェ
ットプリンター用熱溶融性固体インクを提供すること。【解決手段】常温において固体であり、加熱溶融して
使用するインクジェットプリンター用熱溶融性固体イン
クにおいて、０〜１５０℃での熱履歴曲線を測定した場
合に、融解温度と結晶化温度の差が１０℃以上３０℃未
満であることを特徴とする熱溶融性インク。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】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。さらに詳
しくは本発明は室温より高温度の状態の下でインクを加
熱溶融して記録を行う形式の熱溶融性インクに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来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キと、主溶媒として有機溶
媒を用いる油性インク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。しかしながら、これら
の水性及び油性インクは、室温では液体であり、記録紙
に印刷すると急速に浸透するためにニジミを発生し易
く、充分な印刷濃度が得られにくかった。さらに、イン
クが常時液体であるために、貯蔵時にインクから染料の
凝集体などの析出物が発生し易く、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。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、常温で固体であり、加熱により溶融するインク
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４３９０
３６９号明細書及び特開昭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６１−８３２６８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℃より低い融
点を有する固体有機溶媒と、少量の染料物質とを含有す
るインク、特開昭６２−１１２６２７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
で液体で且つ揮発性の高い第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とを
含有するインク、等が提案されている。しかしこれら従
来の熱溶融性固体インクは、紙に印刷した場合紙への染
み込みが悪く、ブロッキングを生じたり、印字表面を擦
るとインクが付くことがあり、印字品質を保持すること
ができなかった。またＯＨＰシートのようなインクが染
み込まない印刷媒体に対して、接着性が乏しく、容易に
インクが剥離してしまうことがあった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
熱溶融性固体インクには、良好なインク吐出が可能なイ
ンク溶融粘度を保持しつつ紙に印字した場合、紙への染
み込みが悪く、ブロッキングを生じたり、印字表面を擦
るとインクが付くことがあり、またＯＨＰシートのよう
なインクが染み込まない印刷媒体に対して、接着性が乏
しく、容易にインクが剥離してしまうことがあった。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、インクジェットプリンター用熱溶融性インクと
しての基本性能と良好な印字品質を満足し、特に紙への
インクの染み込みが良好で耐擦性に優れ、且つＯＨＰシ
ートのようなインクの染み込まない印刷媒体に対しても
充分な接着性があり、インク剥離が生じないホットメル
トインクジェットに最適な熱溶融性インクを提供するこ
とを目的とする。

【０００４】

【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、常温において固体であ
り、加熱溶融して使用するインクジェットプリンター用
熱溶融性固体インクにおいて、０〜１５０℃での熱履歴
曲線を測定した場合に、融解温度と結晶化温度の差が１
０℃以上３０℃未満であることを特徴とする。熱溶融性
インクは１種以上の樹脂と、１種以上の融点５０℃〜２
００℃のワックス類と、着色剤とを含有し、好ましく
は、１種以上の樹脂を５〜６０重量％、１種以上の融点
５０℃〜２００℃のワックス類を２０〜９０重量％、及
び着色剤を０．１〜１０重量％含有する。融解温度と結
晶化温度の差が１０℃以上３０℃未満であることが、初
期の目的を達成するのに重要であるが、融解温度と結晶
化温度の差が１０℃未満の場合、インク吐出後のインク
の液体状態の持続時間が短く、紙へのインクの染み込み
が不十分なため印字表面を擦った場合にインクが付着し
たり、剥離が生じる。また、融解温度と結晶化温度の差
が３０℃以上の場合、かえってインク固化が遅くなり、
ホットメルトインクの特徴が失われる他、結晶化温度が
低くなることにより、ブロッキングが生じたりして良好
な印字品質を保持できなくなる。融解温度と結晶化温度
の差が１０℃以上３０℃未満である本発明の熱溶融性イ
ンクは、インクビヒクルとして、１種以上の油溶性樹脂
と、１種以上の融点５０℃〜２００℃のワックス類と、
着色剤とを組み合わせることにより、インクジェットプ
リンター用熱溶融性インクとしての基本性能と良好な印
字品質を満足し、特に紙へのインクの染み込みが良好で
耐擦性に優れ、かつＯＨＰなどのインクの染み込まない
印刷媒体に対して充分な接着性があり、インク剥離が生
じないインクを得ることができる。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明に用いられる樹脂は、印刷
用紙またはＯＨＰシートへの接着性の付与、インクの粘
度の制御、ワックスの結晶化の抑制、さらにはインクの
透明性の付与の機能を有する。また、前記樹脂の分子量
については、示差屈折計を検出器としたゲル浸透クロマ
トグラフィー、もしくは熱伝導計を検出器とした昇温ガ
スクロマトグラフィーにより分子量分別を行い、その結
果から得られる重量平均分子量Ｍｗが望ましくは５００
〜５０００００、さらに望ましくは６００〜４００００
０、最も望ましくは７００〜３０００００である。前記
樹脂としては、油溶性樹脂が望ましい。このような樹脂
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、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−エチルアクリレート共重合樹脂、またはエチレン
−メタクリル酸共重合体樹脂や、フェノール樹脂や、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、ブチラール樹脂や、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、これらの高分子材料は、
単独で用いてもい良いし、２種以上混合して用いても良
く、上記インク中に５〜６０重量％の範囲で含有される
ことが望ましい。含有量が５重量％未満であると、イン
クとして充分な溶融粘度が出ず、さらにインクの透明性
が得られない。また、６０重量％を超えると溶融粘度が
高くなり、インクジェット記録に用いられるプリンター
ヘッドの動作温度では良好なインクの吐出が困難になっ
てしまう。これらのことを考慮するとさらに好ましい樹
脂の含有量は３０〜５０重量％である。

【０００６】本発明における融点５０℃〜２００℃のワ
ックス類は熱に対して安定なものを用いる。具体的に
は、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ブシュワッ
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
酸など油脂系合成ワックス、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、ケトンワックス、望ましくはジステアリルケトン
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１
２−ヒドロキシステアリン酸誘導体や、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
レイ酸アミド、エルカ酸アミド、リシノール酸アミド、
ステアリン酸エステルアミド、パルミチン酸アミド、ベ
ヘン酸アミド、ブラシジン酸アミド、Ｎ−オレイルステ
アリン酸アミド、Ｎ−ステアリルステアリン酸アミド、
Ｎ−オレイルパルミチン酸アミド、Ｎ−ステアリルエル
カ酸アミドなどが挙げられる。また、ケトン、望ましく
はステアロンまたはラウロンや、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
ワックス等の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。これらのワックス類は単
独でも２種以上を混合しても用いることができ、任意の
組み合わせで添加することができる。

【０００７】本発明の目的を達成するためには、単独ま
たは２種以上の上記ワックス類は、インク中に２０〜９
０重量％含まれることが好ましい。ワックス類の含有量
が２０重量％未満であると、他の成分の特性が前面に出
て来るためインクの融点が高くなったり、定まらなくな
ったりして、インクジェットの吐出温度においてインク
がシャープに溶けず、インクとしての機能を満たせなく
なる。またインク溶融粘度が高くなり、インクジェット
記録に用いられるプリンターヘッドの動作温度では良好
な吐出が困難になってしまう。また含有量が９０重量％
を超えると、インクとして充分な溶融粘度が出ず、さら
にインクの透明性、接着性が得られない。これらのこと
を考慮すると、さらに好ましいワックス含有量は３０〜
７０重量％である。

【０００８】本発明で使用する色材としては、従来から
油性インクに用いられている染料及び顔料であればどれ
でも使用可能である。顔料においては、有機無機を問わ
ず印刷の技術分野で一般に使用されている染料及び顔料
であればどれでも使用可能である。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、チタニエロ
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
ロドン系顔料、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、チオインジゴム系顔料、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。これらの顔料は、組み合わせて
使用することも可能である。着色剤としては染料、顔料
共に使用可能であるが、熱安定性、他ビヒクルとの溶解
性に優れた溶解性染料を使用することが望ましい。本発
明で使用する染料としては、従来から油性インク組成物
に用いられている染料であればどれでも使用可能である
が、アゾ染料、ジスアゾ染料、金属錯塩染料、ナフトー
ル染料、アントラキノン染料、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、キサンテン
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く、これらの染料は、組み合わ
せて使用することも可能である。これら色材が本発明の
所期の作用を発揮しかつ十分な発色性を有するために
は、上記インク中に０．１〜１０重量％、プリンターに
よる印字時の発色性も考慮すると好ましくは０．５〜８
重量％、またプリンター動作時の熱変化でインクから染
料の析出しないこと、及び顔料の凝集しないことの保証
として、さらに好ましくは１〜５重量％を含有させる。

【０００９】

【実施例】以下本発明を具体化した実施例を図面を参照
して説明する。本発明を実施した熱溶融性固体インク
は、１種以上の油溶性樹脂を１０〜５０重量％と、１種
以上のワックス類を５０〜９０重量％と、着色剤を０．
１〜１０重量％とした配合割合で構成される熱溶融性イ
ンクである。

【００１０】実施例１〜２、比較例１〜２表１に示した配合割合を有する各種ビヒクルを１３０℃
で加熱混合して、熱溶融性固体インクを作製した。原料
は、樹脂としてはアミド樹脂（バーサミド３３５、ヘン
ケル白水（株）社製）、テルペン系樹脂（ＹＰ９０Ｌ、
ヤスハラケミカル（株）社製）、ワックスとしては、モ
ノアミドワックス（ニッカアマイドＳ、日本化成（株）
社製）、ケトンワックス（Ｔ−１ワックス、花王（株）
社製）、エチレンビスオレイン酸アミド（スリパックス
Ｏ、日本化成工業（株）社製）、α−オレフィン無水マ
レイン酸共重合体（ダイヤカルナＰＡ３０Ｌ、三菱化学
（株）社製）、及び着色剤としてはＮＥＯＰＥＮＹＥ
ＬＬＯＷ０７５（ＢＡＳＦ社製）を使用した。

【００１１】

【表１】

【００１２】得られた各試料に付いて、測定器としてセ
イコー電子工業（株）ＳＳＣ５２２０分析システム示差
走査熱量計ＤＳＣ２２０Ｃを作用し、０℃から１５０℃
に昇温し、次いで１５０℃から０℃に降温して熱履歴曲
線を描かせ、融解温度と結晶化温度を測定した。実施例
１、２、比較例１、２の熱履歴曲線をそれぞれ図１、図
２、図３、図４に示す。融解温度と結晶化温度の差は表
１に併記した通りである。尚、融解温度と結晶化温度
は、各ＤＳＣ曲線のメインピークを採用することにより
求めた。上記実施例１、２、比較例１、２で製造された
熱溶融性インクを１１０℃に熱したホットプレート上で
溶融させ、ＯＨＰシート（ＰＰ−２５００、住友（株）
製）上に線巻ロッド（巻線径０．９ｍｍ）によりコート
し、手で軽くもんでインク付着性を観察したところ実施
例１、２のものは強い接着性を有し、比較例１のものは
剥離した。また、比較例２のものは固化が遅く、樹脂量
が多いためブロッキングが生じ、印字表面を擦るとイン
クが手に付着した。また、上記のコートされたＯＨＰの
ヘイズ度をヘイズ度計（スガ試験機（株）製）により測
定したところ、実施例１：１５．２、実施例２：８．４
となり、透明性及び鮮明性に優れていることが示され
た。さらに、インクジェットプリンターにより普通紙
（ＸＥＲＯＸ社製４０２４用紙）に印字して紙への接着
性テストを同様に行ったところ、上記ＯＨＰの場合と同
じく、実施例１、２のものは強い接着性を有し、比較例
１のものは剥離した。

【００１３】

【発明の効果】実施例から明らかなように、０〜１５０
℃での熱履歴曲線を測定した場合に、融解温度と結晶化
温度の差が１０℃以上３０℃未満である熱溶融性インク
は、常温において固体であり、加熱溶融して使用するイ
ンクジェットプリンター用熱溶融性固体インクとして優
れた接着性と透明性・鮮明性を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の熱溶融性インクの熱履歴曲線を示
す。

【図２】実施例２の熱溶融性インクの熱履歴曲線を示
す。

【図３】比較例１の熱溶融性インクの熱履歴曲線を示
す。

【図４】比較例２の熱溶融性インクの熱履歴曲線を示
す。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】常温において固体であり、加熱溶融して
使用するインクジェットプリンター用熱溶融性インクに
おいて、０〜１５０℃での熱履歴曲線を測定した場合
に、融解温度と結晶化温度の差が１０℃以上３０℃未満
であることを特徴とする熱溶融性インク。
【請求項２】１種以上の樹脂と、１種以上の融点５０
℃〜２００℃のワックス類と、着色剤とを含有する請求
項１の熱溶融性インク。
【請求項３】熱溶融性インクは、１種以上の樹脂を５
〜６０重量％、１種以上の融点５０℃〜２００℃のワッ
クス類を２０〜９０重量％、及び着色剤を０．１〜１０
重量％含有する請求項２の熱溶融性インク。