JPH10279864A

JPH10279864A - ホットメルト型固体インク

Info

Publication number: JPH10279864A
Application number: JP9450997A
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】インクジェット記録装置において常温よりも
高い温度に加熱溶融されて記録するのに使用される耐擦
性に優れたホットメルト型固体インクを提供する。【解決手段】ポリアミド樹脂、脂肪酸アミド、モンタ
ン系エステルワックス及び色材を含むホットメルト型固
体インク。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、常温において固体
の熱溶融性、いわゆるホットメルト型固体インクに関す
る。更に詳しく言えば、本発明は、インクジェット記録
装置において常温よりも高い温度に加熱溶融されて記録
するのに使用される耐擦性に優れたホットメルト型固体
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クと、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。

【０００３】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が発生しやすく、十分な印刷濃度
が得られにくかった。更に、インクが常時液体であるが
ゆえに、貯蔵時にインクから染料の凝集体等の析出物が
発生しやすく、この析出物がインクの流路や吐出口を塞
ぐ等して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。

【０００４】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４３９０３６９号明細書及び特開昭５８−１
０８２７１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℃よりも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６２−１１２６
２７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
スに可溶な染料とを含有するインク、等が提案されてい
る。

【０００５】しかし、これら従来のホットメルト型固体
インクは、良好なインク吐出を可能にする溶融粘度にお
いて紙等に印字した場合、紙等へのインクの染み込みが
悪いために、印字表面を手等で擦ると、インクが印字表
面から剥離して手等に付き、良好な印字品質を保持する
のが困難であるという問題があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、良好なイン
ク吐出を可能にする溶融粘度において紙等に印字した場
合に、特に紙への染み込みが良好で耐擦性に優れたホッ
トメルト型固体インクを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、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ホットメルト型固
体インクにおいて、ポリアミド樹脂、脂肪酸アミド及び
モンタン系エステルワックスを含むことを特徴とする。

【０００８】インクの基本ビヒクルをポリアミド樹脂及
び脂肪酸アミドだけにした場合に、色材はインク中に良
く分散され、インクの印刷媒体への接着性は良好になる
ものの、ブロッキングが起こりやすく、また吐出された
印字を手等で擦った際にインクが剥離してしまう等、耐
擦性に乏しかった。そこで、耐擦性を向上させようとし
て、樹脂成分（ポリアミド樹脂等）の添加量を少なくす
ると、インクは紙等に染み込み易くなるが、インクジェ
ット記録方式で必要とされる溶融粘度が得られないため
に、鮮明な印字が得られなくなる。また、ＯＨＰ（オー
バヘッドプロジェクタ）等に使用するフィルム等、紙以
外の印刷媒体への接着性も失われてしまう。

【０００９】インクの紙への染み込みを良くしようとし
て、ポリアミド樹脂添加量を減らした場合に、インクそ
のものの溶融粘度が低くなり、インクジェットプリンタ
ーによるインク吐出に不具合が生じる。また、ＯＨＰ
等、紙以外の印刷媒体における接着性も失われてしま
う。

【００１０】ポリアミド樹脂及び脂肪酸アミドにモンタ
ン系エステルワックスを加入することにより、インクの
吐出時に要する溶融粘度を保持することができるため
に、インク中の樹脂成分の添加量を減らすことができ、
他方、インクの紙への染み込みが良好で耐擦性を向上さ
せる。更に、モンタン系エステルワックスは、ポリアミ
ド樹脂、脂肪酸アミド等の他の成分との相容性が良好で
あり、アミド樹脂が有する作用、すなわちインクの印刷
用紙への接着性を付与し、ワックスの結晶化を防ぐ、イ
ンクに透明性を付与する、等の働きを妨げず、また脂肪
酸アミドが有する作用、すなわち色材を良く分散させ
る、等の働きを妨げない。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明において用いるポリアミド
樹脂は、アミンと酸とを縮重合して得られるものであ
り、アミンとしては、例えば、ヘキサメチレンジアミン
等を用いることができ、酸としては、例えば、アジピン
酸、セバシン酸、無水トリメリット酸、ダイマー酸等を
用いることができ、更に、アミンと酸とを両方有するも
のとして、１１−アミノウンデカン酸、１２−アミノド
デカン酸等があり、これらを組み合わせることにより、
所望の特性（アミン価、酸価等）のポリアミド樹脂を調
整することができる。本発明において用いることができ
る市販のポリアミド樹脂の具体例としては、例えば下記
を挙げることができる：トーマイド９０、トーマイド９
２、トーマイド３９１、トーマイド３９４、トーマイド
３９４Ｎ、トーマイド３９５、トーマイド３９７、トー
マイド５０９、トーマイド５３５、トーマイド５５８、
トーマイド５６０、トーマイド５７５、トーマイド１３
１０、トーマイド１３５０（以上、富士化成社製）、ポ
リマイドＳ−４０ＨＡ、ポリマイドＳ−４０Ｅ、ポリマ
イドＳ−１５０、ポリマイドＳ−５２、ポリマイドＳ−
１８５、ポリマイドＳ−１５１０、ポリマイドＳ−１５
２５、ポリマイドＳ−１６３５、ポリマイドＳ−１９６
２、ポリマイドＳ−２００７、ポリマイドＳ−２１５３
（以上、三洋化成社製）、バーサミド３３５、バーサミ
ド７２５、バーサミド７４４、バーサミド７５６、バー
サミド９３０、バーサミド９４０（以上、ヘンケル白水
社製）、等。本発明においては、これらを単独で用いて
も或は二種又はそれ以上の混合物で用いてもよい。

【００１２】本発明において、ポリアミド樹脂は、イン
クの全重量を基準にして、ポリアミド樹脂の合計が５〜
５０重量％の範囲になるような量で用いる。インク中の
ポリアミド樹脂の含有量が５重量％よりも少ないと、イ
ンクジェット記録方式で吐出させるのに十分な溶融粘度
が得られないばかりでなく、またインクの透明性や印刷
媒体への接着性も得られない。他方、インク中のポリア
ミド樹脂の含有量が５０重量％よりも多くなると、イン
クの溶融粘度が高くなり過ぎるために、インクジェット
記録に用いられるプリンターヘッドの作動温度での良好
なインクの吐出が困難になると共に、紙等に付着させた
際のインクの紙への染み込みが悪くなり、印字表面を手
等で擦るとインクが紙等から剥れる等して、良好な印字
品質を保持することができない。従って、ポリアミド樹
脂は、その合計がインク中に１０〜３０重量％の範囲で
含有されるの好ましい。

【００１３】本発明において、脂肪酸アミドは、前記の
ポリアミド樹脂と相容性が高いと共に、染料の分散剤と
して広く用いられているものであり、色材をインク全体
に良く分散させる目的で用いる。かかる目的に用いる脂
肪酸アミドの具体例としては、例えば下記を挙げること
ができる：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、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、等。本発明においては、これらを単
独で用いても或は二種又はそれ以上の混合物で用いても
よい。脂肪酸アミドは、インクの全重量を基準にして、
脂肪酸アミドの合計が２０〜８０重量％の範囲になるよ
うな量で用いる。インク中の脂肪酸アミドの含有量が１
０重量％よりも少ないと、上述した脂肪酸アミドの色材
を良く分散させるという効果を発揮できず、他方８０重
量％よりも多くなると、ポリアミド樹脂の含有量が少な
くなり過ぎて、上述したポリアミド樹脂の効果を発揮す
ることができない。

【００１４】本発明において、モンタン系エステルワッ
クスは、インク中のポリアミド樹脂の含有量を減少させ
ることによるインクの溶融粘度の低下を補い、インクジ
ェット記録方式で必要とされる溶融粘度を保持しつつ、
インクを紙等に付着させた際にインクの紙への染み込み
を良くして耐擦性を向上させる。かかる目的に用いるモ
ンタン系エステルワックスとは、アスファルト質のカッ
炭を高温で蒸留又は溶剤で抽出して得られる硬ロウのエ
ステル誘導体であると考えられ、例えばヘキスト社か
ら、ワックスＥ、ワックスＫＰ、ワックスＫＰＳ、ワッ
クスＫＳＬ、ホスタルブＷＥ４、ワックスＫＳＳ、ワッ
クスＦ、ワックスＯＰ、ワックスＯとして入手すること
ができる。本発明においては、これらを単独で用いても
或は二種又はそれ以上の混合物で用いてもよい。モンタ
ン系エステルワックスは、インクの全重量を基準にし
て、モンタン系エステルワックスの合計が１０〜３０重
量％の範囲になるような量で用いる。インク中のモンタ
ン系エステルワックスの含有量が１０重量％よりも少な
いと、上述したモンタン系エステルワックスの効果を発
揮できず、他方３０重量％よりも多くなると、印字する
際に印刷用紙にインクが付きにくくなり、良好な印字品
質を保てなくなる。

【００１５】本発明においては、モンタン系エステルワ
ックスに加えてその他のワックスを用いてよい。かかる
その他のワックスとしては、融点５０℃〜２００℃を有
し、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１２−ヒドロキシステアリン酸誘導
体、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。これらのワックス類は単独でもしくは二種以
上を混合して用いることができる。モンタン系エステル
ワックスに加えて用いるその他のワックスの使用量は、
モンタン系エステルワックスとその他のワックスとの合
計が、モンタン系エステルワックスについて述べた含有
量を越えないようにする。

【００１６】本発明で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及び顔料のいず
れでも使用可能である。顔料は、有機又は無機を問わず
印刷の技術分野で一般に用いられているものを用いるこ
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、一次粒子の大きさが１０〜１００ｎｍの範
囲のものであれば、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。染料は、従来から油性インク組成物に用い
られている染料のいず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、インジゴ染料、カーボニウム染料、
キノンイミン染料、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、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い。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。本
発明では、色材として、染料及び顔料が共に使用可能で
あるが、熱安定性、他ビヒクルとの溶解性に優れた溶解
性染料を使用するのが望ましい。これらの色材は、イン
クが十分な発色能力を有するためには、インク中に０．
１〜１０重量％含有するのが良く、プリンターにより印
字する際の発色能力を考慮すると０．５〜８重量％含有
するのが好ましく、更にプリンター動作時の熱変化でイ
ンクから染料が析出しない、及び顔料が凝集しない保証
として、１〜５重量％含有するのが一層好ましい。

【００１７】上記した本発明において用いるビヒクル、
またその他のビヒクルや添加剤等を用いる場合には、そ
れらはすべて常温において固体であるので、本発明のホ
ットメルト型固体インクを調製するにあたり、それらを
すべて溶融温度よりも高い温度において溶融し、良く混
合して均一に分散させることが必要であり、かかる目的
を達成することができるならば、本発明のホットメルト
型固体インクを調製する手段は、何ら限定されず、任意
の手段を用いてよい。添付の図１を参照しながら、本発
明のホットメルト型固体インクを製造する手順を説明す
る。本発明において用いるビヒクル（１）、（３）、
（４）の各々を上記した割合で、またその他のビヒクル
や添加剤等を用いる場合には、それらを本発明のホット
メルト型固体インクの性能を損なわない範囲内の割合で
容器（５）中に装填し、ビヒクル、用いる場合には添加
剤等の溶融温度の内の最も高い溶融温度よりも高い温
度、通常７０°〜２５０℃、好ましくは１００°〜２０
０℃程度の温度おいて加熱溶融し、次いで色材（６）を
装填する。ビヒクル、用いる場合には添加剤等が溶融さ
れたら、攪拌器（７）を、均一な混合物を得るのに十分
な回転速度及び時間、通常２００〜１０，０００ＲＰ
Ｍ、好ましくは５００〜５，０００ＲＰＭで、通常数十
分〜数時間、好ましくは１〜２時間程回転させて混合物
を十分に攪拌混合する。攪拌混合は、混合物を１滴スラ
イドグラス上に取り、光学顕微鏡（２００倍程度）にて
凝集物がないことを確認するまで行う。攪拌混合を終了
した後に、得られた混合物（８）を溶融状態でろ過装置
にかけてろ過を行い、不均一物質をろ別し、フィルター
（９）を通過した物質を最終のホットメルト型固体イン
ク（１０）として得る。

【００１８】

【実施例】以下に本発明を例示するために、具体例を挙
げる。実施例１ポリアミド樹脂としてバーサミド３３５（ヘンケル白水
社製）（１）、脂肪酸アミドとしてステアリン酸アミド
（ニッカアマイドＳ：日本化成社製）（３）、モンタン
系エステルワックスとしてホスタルブＷＥ４（ヘキスト
社製）（４）、及びαオレフィン無水マレイン酸共重合
体としてダイヤカルナＰＡ３０Ｌ（三菱化学社製）
（５）を下記の量で図１に示す装置に装填し、温度１０
０℃で加熱溶解し、次いで色材としてＮｅｏｐｅｎＹ
ｅｌｌｏｗ０７５（ＢＡＳＦ社製）（６）を装填し
た。これをディゾルバー（７）により１，０００ＲＰＭ
で１時間程撹拌混合した。混合物を１滴スライドグラス
上に取り、光学顕微鏡（２００倍）にて凝集物がないこ
とを確認した。得られた混合物（８）を東洋ろ紙社製加
熱ろ過装置により０．８μｍのガラスファイバーフィル
ターＧＡ２００（東洋ろ紙社（株）製）（９）を使用し
てろ過を行い、フィルターを通過した混合物をホットメ
ルト型固体インク（１０）として得た。

【００１９】バーサミド３３５２０重量部ニッカアマイドＳ４８重量部ホスタルブＷＥ４２１重量部ダイヤカルナＰＡ３０Ｌ９重量部ＮｅｏｐｅｎＹｅｌｌｏｗ０７５２重量部

【００２０】得られたホットメルト型固体インクをイン
クジェットプリンターに塔載し、１２０℃程度の吐出温
度で印刷を行ったところ、プリンターヘッドの目詰まり
がなく、インク吐出は良好であり、紙上に鮮明な印字が
得られた。インクで紙に印字したサンプルのインクドッ
ト径の測定を以下のようにして行って、紙へのインクの
染み込み度合いとして評価した。つまり、ドット径が大
きい程、インクが紙に染み込んでいると評価した。

【００２１】まず初めにインクジェットプリンターで統
一した紙にインクの１ドット印字を行った。そのドット
サンプルから印字精度評価システムＭＯＤＥＬＲＴ−２
０００（ヤーマン（株）社製）を使用して印字表面積を
測定し、１ドットのドット直径を算出した。その結果１
ドットのドット直径は１４８μｍであった。本実施例で
使用した成分及び量（重量部）を、得られた結果と共に
表１にまとめて掲記する。

【００２２】また本実施例で得られた得られたホットメ
ルト型固体インクは、インク吐出が良好であり、印字表
面を手で擦ってもインクが削られることなく、良好な印
字品質を保つことができた。

【００２３】実施例２実施例１に記載するのと同じ成分を下記の量で用い、か
つ実施例１に記載する手順と同じ手順に従って、ホット
メルト型固体インク（１０）を得た。

【００２４】バーサミド３３５２４重量部ニッカアマイドＳ４７重量部ホスタルブＷＥ４２１重量部ダイヤカルナＰＡ３０Ｌ６重量部ＮｅｏｐｅｎＹｅｌｌｏｗ０７５２重量部

【００２５】得られたホットメルト型固体インクを、実
施例１に記載する評価方法と同じ評価方法に従って測定
を行い、１ドットのドット直径を算出した。その結果１
ドットのドット直径は１１９μｍであった。本実施例で
使用した成分及び量（重量部）を、得られた結果と共に
表１にまとめて掲記する。

【００２６】また本実施例で得られた得られたホットメ
ルト型固体インクは、インク吐出が良好であり、印字表
面を手で擦ってもインクが削られることなく、良好な印
字品質を保つことができた。

【００２７】比較例１ポリアミド樹脂としてバーサミド３３５（１）、脂肪酸
アミドとしてニッカアマイドＳ（３）、αオレフィン無
水マレイン酸共重合体としてダイヤカルナＰＡ３０Ｌ
（５）及び色材としてＮｅｏｐｅｎＹｅｌｌｏｗ０
７５（６）を下記の量で用い、実施例１に記載する手順
と同じ手順に従って、ホットメルト型固体インク（１
０）を得た。

【００２８】バーサミド３３５２４重量部ニッカアマイドＳ５６重量部ダイヤカルナＰＡ３０Ｌ１８重量部ＮｅｏｐｅｎＹｅｌｌｏｗ０７５２重量部

【００２９】得られたホットメルト型固体インクを、実
施例１に記載する評価方法と同じ評価方法に従って測定
を行い、１ドットのドット直径を算出した。その結果１
ドットのドット直径は９８μｍであった。本実施例で使
用した成分及び量（重量部）を、得られた結果と共に表
１にまとめて掲記する。

【００３０】表１の比較から明らかな通りに、比較例１
のインクは実施例１及び２に較べ、印字ドット径が小さ
い。また比較例１のインクは、印刷媒体への接着性は良
好であったが、ブロッキングが起こりやすく、手で擦っ
た際にインクが付着してしまうなど、耐擦性に乏しく、
良好な印字品質を保つことができなかった。

【００３１】以上の結果から、分かる通りに、実施例１
及び２において得られたホットメルト型固体インクは、
比較例１において得られたホットメルト型固体インクに
比べて、紙への染み込みが良好であるから、耐擦性に優
れており、良好な印字品質を保つことができた。

【００３２】

【表１】

【００３３】

【発明の効果】ホットメルト型固体インクにおいて、モ
ンタン酸エステルワックスを含むことにより、紙にイン
クが染み込み易くなり、耐擦性が向上される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のホットメルト型固体インクを調製する
手段を示す図である。

【符号の説明】

１、３、４ビヒクル５容器６色材７攪拌器９フィルター

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリアミド樹脂、脂肪酸アミド、モンタ
ン系エステルワックス及び色材を含むホットメルト型固
体インク。
【請求項２】インクの全重量を基準にして、ポリアミ
ド樹脂が５〜５０重量％、脂肪酸アミドが２０〜８０重
量％、モンタン系エステルワックスが１０〜３０重量％
及び色材が０．１〜１０重量％の量で存在する請求項１
のホットメルト型固体インク。