JP2019151823A - デジタルオフセットリソグラフィインク組成物 - Google Patents
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Abstract
【課題】デジタルオフセット印刷に適する改良型デジタルオフセット印刷インク及びプロセスを提供する。【解決手段】デジタルオフセット印刷に使用するためのインク組成物であって、硬化性モノマーおよび硬化性オリゴマーからなる群から選択される少なくとも1つの成分と、任意の着色剤と、任意の分散剤と、任意の光開始剤と、少なくとも1つの非放射線硬化性添加剤であって、約20℃〜約40℃の温度で固体である、非放射線硬化性添加剤と、を含む、インク組成物。デジタルオフセット印刷のプロセスであって、インク吸収温度で再作像可能な作像部材の表面上にインク組成物を塗布することであって、再作像可能な作像部材が、その上に湿し流体を有する、塗布することと、インク画像を形成することと、インク転写温度で、作像部材の再作像可能な表面から印刷可能な基材にインク画像を転写することと、を含む、プロセス。【選択図】図1
Description
本明細書において、硬化性モノマーおよび硬化性オリゴマーからなる群から選択される少なくとも1つの成分と、任意の着色剤と、任意の分散剤と、任意の光開始剤と、少なくとも1つの非放射線硬化性添加剤であって、約20℃〜約40℃の温度で固体である、非放射線硬化性添加剤と、を含む、デジタルオフセット印刷に使用するためのインク組成物が開示される。
さらに、デジタルオフセット印刷のプロセスであって、プロセスは、インク吸収温度で再作像可能な作像部材の表面上にインク組成物を塗布することであって、再作像可能な作像部材が、その上に湿し流体を有する、塗布することと、インク画像を形成することと、インク転写温度で、作像部材の再作像可能な表面から印刷可能な基材にインク画像を転写することと、を含み、インク組成物が、硬化性モノマーおよび硬化性オリゴマーからなる群から選択される少なくとも1つの成分と、任意の着色剤と、任意の分散剤と、任意の光開始剤と、少なくとも1つの非放射線硬化性添加剤であって、約20℃〜約40℃の温度で固体である、非放射線硬化性添加剤と、を含む、デジタルオフセット印刷のプロセスが開示される。
さらに、インク組成物を提供するために、硬化性モノマーおよび硬化性オリゴマーからなる群から選択される少なくとも1つの成分と、任意の着色剤と、任意の分散剤と、任意の光開始剤と、少なくとも1つの非放射線硬化性添加剤であって、約20℃〜約40℃の温度で固体である、非放射線硬化性添加剤と、を組み合わせることと、任意に、加熱することと、任意に、濾過することと、を含む、プロセスが開示される。
DALI(リソグラフィックインク用のデジタルアーキテクチャ)インクは、高速で高品質の印刷を可能にする、インク搬送サブシステム、作像サブシステム、および洗浄サブシステムを含む、様々な間接印刷サブシステムと互換性があるように特別に設計および最適化されたオフセットタイプのインクである。信頼性のあるインクを有すること以上に、これらのインクを用いて調製された得られる放射線硬化印刷物は、1メートル/秒以上の速度で硬化された場合でさえも、良好な耐薬品性および基材への接着を含む信頼性のある堅牢性を有することが望ましい。
例示的なデジタルオフセット印刷アーキテクチャを図1に示す。図1に示すように、例示的なシステム100は、作像部材110を含み得る。図1に示される実施形態における作像部材110はドラムであるが、この例示的な描画は、作像部材110がプレートもしくはベルト、または別の現在知られているかもしくは今後開発される構成を含む実施形態を除外するように解釈されるべきではない。再作像可能な表面110(a)は、例えばとりわけ、フルオロシリコーンを含む、シリコーンと一般に呼ばれるクラスの材料を含む材料で形成されてもよい。再作像可能な表面は、取り付け層上の比較的薄い層から形成されてもよく、この比較的薄い層の厚さは、印刷性能またはマーキング性能、耐久性および製造可能性のバランスを保つように選択される。
本発明の譲受人に譲渡され、その開示はその全体が参照により本明細書に組み込まれる、2011年4月27日にTimothy Stowe他により出願された「Variable Data Lithography System」と題された米国特許出願公開第2012/0103212号(「212号公報」)は、例えば、円筒状コア、または円筒状コアの上の1つ以上の構造的層であり得る、構造的取り付け層上に形成される再作像可能な表面層110(a)からなる作像部材110を含む作像部材110の詳細を描画している。
作像部材110を使用して、転写爪112で画像受け入れ媒体基材114にインク画像を塗布する。画像転写機構160の一部として印象ローラー118によって転写爪112が形成され、転写爪112は、作像部材110の方向に圧力を加える。画像受け入れ媒体基材114は、限定されないが、例えば、紙、プラスチック、折り畳み厚紙、クラフト紙、透明基材、金属基材、またはラベルなどの任意の特定の組成物または形態を含む。例示的なシステム100を使用して、広範囲の画像受け入れ媒体基材上に画像を生成してもよい。212号公報はまた、使用され得るマーキング(印刷)材料も広範囲に説明している。
例示的なシステム100は、作像部材110の再作像可能な表面を湿し流体で均一に濡らすための、湿しローラーまたは湿しユニットとみなされ得る、一連のローラーを一般に含む、湿し流体システム120(FS湿しシステム)を含む。湿し流体システム120の目的は、一般に、均一で制御された厚さを有する湿し流体の層を作像部材110の再作像可能な表面に搬送することである。湿し水などの湿し流体は、主に水を含んでいてもよいことが知られており、以下にかなり詳細に記載されるように、表面張力を下げ、その後のレーザーによるパターニングを補助するために必要な蒸発エネルギーを下げるために、場合により、少量のイソプロピルアルコールまたはエタノールを加えてもよい。同様に、少量のある種の界面活性剤を湿し流体に加えてもよい。あるいは、他の適切な湿し流体を使用して、インクベースのデジタルリソグラフィシステムの性能を向上させることができる。例示的な湿し流体としては、水、Novec(商標)7600(1,1,1,2,3,3−ヘキサフルオロ−4−(1,1,2,3,3,3−ヘキサフルオロプロポキシ)ペンタン)、およびD4(オクタメチルシクロテトラシロキサン)が挙げられる。他の適切な湿し流体は、例として、米国特許第9,592,699号に開示されており、その開示はその全体が参照により本明細書に組み込まれる。
作像部材110の再作像可能な表面で湿し流体を計量したら、湿し流体の厚みを、センサー(図示せず)を用いて測定してもよく、センサーが、湿し流体システム120によって、作像部材110の再作像可能な表面上にある湿し流体の計量を制御するためのフィードバックを提供してもよい。
湿し流体システム120によって、作像部材110の再作像可能な表面上に正確で均一な量の湿し流体が提供された後、光学パターニングサブシステム130を使用し、例えば、レーザーエネルギーを使用して湿し流体の層を画像になるようにパターニングすることによって、均一な湿し流体の層に潜像を選択的に形成してもよい。典型的には、湿し流体は、光学エネルギー(IRまたは可視光)を効率的に吸収しないであろう。作像部材110の再作像可能な表面は、理想的には、表面に近い光学パターニングサブシステム130から放出されるレーザーエネルギー(IRなどの可視または不可視)の大部分を吸収して、湿し流体を加熱する際に浪費されるエネルギーを最小限に抑え、高い空間分解能を維持するための熱の横方向の拡散を最小限に抑えるべきである。あるいは、適切な放射線感受性成分を湿し流体に加えて、入射放射レーザーエネルギーの吸収を助けることができる。光学パターニングサブシステム130は、レーザーエミッタとして上述されているが、湿し流体をパターニングする光学エネルギーを搬送するために、様々な異なるシステムが使用され得ることを理解されたい。
例示的なシステム100の光学パターニングサブシステム130によって行われるパターニングプロセスにおける操作中の機構を、212号公報の図5を参照して詳細に説明する。簡単に言うと、光学パターニングサブシステム130からの光学パターニングエネルギーの適用により、湿し流体の層の一部を選択的に除去する。
光学パターニングサブシステム130による湿し流体層のパターニングに続いて、作像部材110の再作像可能な表面上のパターニングされた層は、インク付与サブシステム140に送り出される。インク付与サブシステム140を使用して、湿し流体の層および作像部材110の再作像可能な表面層上に均一なインク層を塗布する。インク付与サブシステム140は、作像部材110の再作像可能な表面の層と接触する1つ以上のインク作成ローラーの上にあるオフセットリソグラフィーインク、例えば本開示のインク組成物を計量するために、アニロックスローラーを使用してもよい。別個に、インク付与サブシステム140は、再作像可能な表面にインクを正確な供給速度で提供するために、他の従来の要素(例えば、一連の計量ローラー)を備えていてもよい。インク付与サブシステム140は、再作像可能な表面のうち、作像された部分を表すポケットにインクを堆積させつつ、湿し流体が初期化されていない部分にあるインクが、これらの部分に付着しないようにしてもよい。
作像部材110の再作像可能な層に残留するインクの凝集性および粘度は、いくつかの機構によって変更することができる。そのような機構の1つは、レオロジー(複素粘弾性率)制御サブシステム150(例えば、UV LED部分硬化システム)の使用を含み得る。レオロジー制御システム150は、例えば、再作像可能な表面層に対するインク結合強度を高めるために、再作像可能な表面上にインクの部分架橋層を形成してもよい。硬化機構は、光学的硬化もしくは光硬化、熱硬化、乾燥、または化学硬化の様々な形態を含み得る。複数の物理的な冷却機構によって、また、化学的な冷却によって、冷却を利用してレオロジーを変更してもよい。
次に、転写サブシステム160を使用して、インクを作像部材110の再作像可能な表面から画像受け入れ媒体114の基材に転写する。基材114が、作像部材110と印象ローラー118の間にある爪112を通過するにつれて転写が起こり、作像部材110の再作像可能な表面の空洞内にあるインクが基材114と物理的に接触する。レオロジーを制御するシステム150によって改質されたインクなどのインク、例えば本開示のインクが付着すると、インクの付着を変更することによって、インクが基材114に接着し、作像部材110の再作像可能な表面から分離する。転写爪112における温度および圧力条件を注意深く制御することにより、本開示のインクなどのインクの、作像部材110の再作像可能な表面から基材114への転写効率が95%を超えることが可能になり得る。若干の湿し流体もまた基材114を湿らせる可能性があるが、そのような湿し流体の量は最小限であり得、そして迅速に蒸発するかまたは基材114によって吸収され得る。
特定のオフセットリソグラフィシステムでは、図1には示されていないオフセットローラーが最初にインク画像パターンを受け入れ、次に既知の間接転写方法によってインク画像パターンを基材に転写することができることを理解されたい。
大部分のインクを基材114に転写した後、任意の残留インクおよび/または残留する湿し流体は、好ましくは、表面を傷つけたり、摩耗したりすることなく、作像部材110の再作像可能な表面から除去することができる。エアナイフを使用して残留湿し流体を除去してもよい。しかしながら、いくらかの量のインク残留物が残り得ることが予想される。このような残ったインク残留物の除去は、ある形態の洗浄サブシステム170を使用することによって達成されてもよい。212号公報は、少なくとも作像部材110の再作像可能な表面と物理的に接触する粘着性または接着性部材などの第1の洗浄部材と、残留インクおよび作像部材110の再作像可能な表面の湿し流体から残っているあらゆる少量の界面活性剤化合物を除去する粘着性または接着性部材と、を含むそのような洗浄サブシステム170の詳細を記載している。次いで、粘着性または接着性部材を、平滑なローラーと接触させ、このローラーに、粘着性または接着性部材から残留するインクが転写されてもよく、その後、例えば、ドクターブレードによって、平滑なローラーからインクを剥がしてもよい。
212号公報は、作像部材110の再作像可能な表面の洗浄を容易にすることができる他の機構を詳述している。しかしながら、洗浄機構にかかわらず、システム内のゴーストを防止するために、作像部材110の再作像可能な表面から残留インクおよび湿し流体を洗浄してもよい。洗浄したら、作像部材110の再作像可能な表面を、再び湿し流体システム120に送り、これによって、作像部材110の再作像可能な表面に新しい湿し流体の層を供給し、このプロセスを繰り返す。
実施形態では、デジタルオフセット印刷プロセスは、D4として商業的に販売されているものなどの離型剤または湿し水で部分的にコーティングされているフルオロシリコーン印刷プレート上への着色UV(紫外線)硬化性インクの転写を含む。次いで、インクは、UV光を使用して任意に部分的に硬化され、印刷される紙、プラスチックまたは金属から製造され得る対象物にプレートから転写される。物体上のインクは、インクの最終的な硬化のために再びUV光にさらされる。
デジタルオフセット印刷要件を満たすために、インクは多くの物理特性および化学特性を有することが望ましい。インクは、印刷プレート、湿し水、および、他の硬化したかまたは硬化していないインクを含め、接触している材料と相溶性であることが望ましい。それはまた、湿潤特性および転写特性を含むサブシステムの機能要件をも満たすことが望ましい。インクは湿潤特性と転写特性の組み合わせを有することが望ましいので、すなわち、インクがブランケット材料を均一に濡らしてブランケットから基材に転写することが望ましいので、作像されたインクの転写は困難である。洗浄サブステーションは少量の残留インクしか除去できないので、画像層の転写は効率的であることが望ましく、望ましくは少なくとも90%もの高さである。洗浄後にブランケットにインクが残っていると、それ以降の印刷物に容認できないゴースト画像が現れることがある。当然のことながら、インクレオロジーは、インクの転写特性において重要な役割を果たし得る。
DALIインクはさらに、所望の湿潤特性および転写特性を有することを含め、サブシステムの機能要件を満たすことが望ましい。したがって、DALIインクは、着色された固体(または相変化)インクなどの他の印刷用途のために開発された他のインクと多くの点で異なる。デジタルオフセットまたはDALIインクは、好ましくは、はるかに高い(実施形態では10倍までの高さ)顔料装填量を含有し、したがって室温でより高い粘度を有する。高粘度が転写には望ましいが、アニロックスの取り込みおよびフルオロシリコーンプレートへの搬送には十分に低くなければならない。
現在入手可能なインクはそれらの意図する目的には適しているかもしれないが、得られる印刷物が溶媒に対して堅牢であり、また基材に対して良好な接着性を有するように、作像されたブランケットから受け入れ基材への良好な転写を可能にする改良型DALIインクに対する要望が依然としてある。
本発明において、硬化性モノマーおよび硬化性オリゴマーからなる群から選択される少なくとも1つの成分と、任意の着色剤と、任意の分散剤と、任意の光開始剤と、少なくとも1つの非放射線硬化性添加剤であって、約20℃〜約40℃の温度で固体である、非放射線硬化性添加剤と、を含む、デジタルオフセット印刷に使用するためのインク組成物が開示される。
さらに、デジタルオフセット印刷のプロセスであって、プロセスが、インク吸収温度で再作像可能な作像部材の表面上にインク組成物を塗布することであって、再作像可能な作像部材が、その上に湿し流体を有する、塗布することと、インク画像を形成することと、インク転写温度で、作像部材の再作像可能な表面から印刷可能な基材にインク画像を転写することと、を含み、インク組成物が、硬化性モノマーおよび硬化性オリゴマーからなる群から選択される少なくとも1つの成分と、任意の着色剤と、任意の分散剤と、任意の光開始剤と、少なくとも1つの非放射線硬化性添加剤であって、約20℃〜約40℃の温度で固体である、非放射線硬化性添加剤と、を含む、デジタルオフセット印刷のプロセスが開示される。
また、インク組成物を提供するために、硬化性モノマーおよび硬化性オリゴマーからなる群から選択される少なくとも1つの成分と、任意の着色剤と、任意の分散剤と、任意の光開始剤と、少なくとも1つの非放射線硬化性添加剤であって、約20℃〜約40℃の温度で固体である、非放射線硬化性添加剤と、を組み合わせることと、任意に、加熱することと、任意に、濾過することと、を含む、プロセスが開示される。
DALIインク組成物における混和性添加剤の使用は、耐溶剤性および基材への接着性を含む、印刷されるインクの堅牢性を改善するために記載されている。添加剤はその性質により、非放射線硬化性であるが、記載されたDALIインク組成物中の成分として、それらは硬化放射線の吸収も、これらのインクを用いて調製される印刷物の硬化レベルおよび物理的堅牢性も妨害しない。実施形態では、インク組成物は、耐溶剤性およびそれらが印刷された基材への接着性を含む、インクを用いて調製される印刷物の堅牢性の向上を示す。
DALIインク組成物は、インクローダーからのアニロックス充填、ブランケットへの転写、およびブランケットから受け入れ基材へのインク画像の最終的な高転写を含む、適切な、好ましくは優れた特性および性能を有することが非常に望ましい。本インク組成物は、DALI印刷用途において重要な印刷機能を達成するのに必要な範囲内で粘度および接着特性を維持するインクを提供するインク添加剤を含む。
実施形態では、インクは、実施形態では、約45〜約80℃、例えば約50〜約70℃、例えば約55〜約65℃、例えば約60℃の温度範囲内で、約50〜約200rad/sの等価角周波数に対応する剪断速度、例えば約100rad/sで、比較的低い粘度を有する。インクが、実施形態では、約18〜約35℃、例えば約18〜約30℃、例えば約25℃の温度範囲内で、約0.5〜約2rad/sの等価角周波数に対応する剪断速度、例えば約1rad/sで、比較的高い粘度を有するように、アニロックスローラーからブランケットへの高度のインク転写を確実にすることもまた、非常に有利である。
実施形態では、インク組成物は、約45℃〜約80℃のインク吸収温度で約3,000〜約90,000センチポアズの第1の粘度を有し、またインク組成物は、約18℃〜約30℃のインク転写温度で、約100,000〜約2,000,000センチポアズの第2の粘度を有する。
実施形態では、インク組成物は、約45℃〜約80℃のインク吸収温度および約50rad/s〜約200rad/sの比較的より高い剪断速度で、約3,000〜約90,000センチポアズの第1の粘度を有し、またインク組成物は、約18℃〜約30℃のインク転写温度および約0.5rad/s〜約2rad/sの比較的より低い角周波数で、約100,000〜約2,000,000センチポアズの第2の粘度を有する。
特定の実施形態では、本明細書のインク組成物は、約40℃の温度での約10,000センチポアズ〜約20℃の温度での約800,000センチポアズの粘度を有する。
本明細書のインク組成物は、混和性であり、またインク搬送およびアニロックス充填、ブランケットへのインク付与、および後続の受け入れ基材への転写に関して、インク組成物が正常に機能することを可能にする、1つ以上の非硬化性添加剤を含む硬化性インク組成物を含む。非硬化性添加剤を用いて調製される得られる放射線硬化印刷物は、印刷物の堅牢性を試験するために使用される条件下で増強された堅牢性を有する。本発明の非反応性添加剤を本発明のDALI硬化性インク組成物に加えると、これらの添加剤を含まないDALI硬化性インクと比較して、意外なことに、基材上の印刷されたインクおよび硬化したインクの接着性が高くなる。
実施形態では、非硬化性添加剤はパラフィン特性を有し、ワックスまたはワックス状樹脂を含む。実施形態では、非硬化性添加剤は、室温、例えば約20℃〜約40℃、または約20℃〜約30℃、または約20℃〜約25℃の温度で固体である。本明細書に記載の非硬化性添加剤は、DALIインクの広い配合範囲を可能にし、また室温で固体ベースのかつ非放射線硬化性添加剤を含むDALI印刷物が、室温で液体ベースの添加剤と比較して、望まないブルーミング、浸出、および経時的に起こり得る他のマイグレーション傾向に対して堅牢であることを可能にする。
実施形態では、本明細書の非硬化性の、室温で固体の添加剤は、限定された溶媒溶解度、良好な耐擦傷性、良好な滑り特性および剥離特性を含む望ましい固有特性を有し、室温および室温付近では硬い。本明細書の非硬化性添加剤は、インクから作製された放射線硬化印刷物に堅牢性を付与する。印刷物の堅牢性のそのような改善は、例えば、接着性、耐溶剤性、耐擦傷性、および摩擦特性を含む。すべての添加剤が望ましい堅牢性を与えるわけではなく、どの添加剤がDALIインクにうまく利用できるかを予測することはできない。実施形態では、パラフィン特性を有するインク添加剤は、酸素阻害に対するDALIインクの感度の低下をさらに実証する。理論に拘束されることを望むものではないが、インクが印刷されるときに、かつそれらが例えばUV(紫外線)照射によって硬化される前に、添加剤は空気に対する障壁として働くと考えられる。酸素抑制に対する感度の低下は硬化を改善する。
実施形態では、本明細書のデジタルオフセット印刷に使用するためのインク組成物は、硬化性モノマーおよび硬化性オリゴマーからなる群から選択される少なくとも1つの成分と、任意の着色剤と、任意の分散剤と、任意の光開始剤と、少なくとも1つの非放射線硬化性添加剤であって、約20℃〜約40℃、または約20℃〜約30℃、または約20℃〜約25℃の温度で固体である、非放射線硬化性添加剤と、を含む。実施形態では、本明細書のデジタルオフセット印刷に使用するためのインク組成物は、硬化性モノマーおよび硬化性オリゴマーからなる群から選択される少なくとも1つの成分と、任意の分散剤と、任意の光開始剤と、少なくとも1つの非放射線硬化性添加剤であって、約20℃〜約40℃、または約20℃〜約30℃、または約20℃〜約25℃の温度で固体である、非放射線硬化性添加剤と、を含む。実施形態では、本明細書のデジタルオフセット印刷に使用するためのインク組成物は、硬化性モノマーおよび硬化性オリゴマーからなる群から選択される少なくとも1つの成分と、任意の分散剤と、任意の光開始剤と、少なくとも1つの非放射線硬化性添加剤であって、約20℃〜約40℃、または約20℃〜約30℃、または約20℃〜約25℃の温度で固体である、非放射線硬化性添加剤と、を含む。
添加剤
本明細書のインク組成物は、室温または室温付近で固体である、非硬化性添加剤を含む少なくとも1つの添加剤を含む。実施形態では、非放射線硬化性添加剤は、約20℃〜約40℃、または約20℃〜約30℃、または約20℃〜約25℃の温度の固体である。
本明細書のインク組成物は、室温または室温付近で固体である、非硬化性添加剤を含む少なくとも1つの添加剤を含む。実施形態では、非放射線硬化性添加剤は、約20℃〜約40℃、または約20℃〜約30℃、または約20℃〜約25℃の温度の固体である。
本明細書のインク組成物は、様々な化学クラスまたは化学分類からの添加剤および分子量範囲を含む。添加剤としては、ワックス、エトキシル化長鎖アルコール、高分岐オレフィン、長鎖完全飽和直鎖第一級アルコール、および高級エステルワックスの化学クラスが挙げられる。安全性、融点、または凝固点もしくはガラス転移温度などの添加剤特性、および添加剤の入手可能性およびコストを考慮した。
実施形態では、本明細書の非硬化性添加剤は水中で混和性または乳化性である。他の実施形態では、本明細書の水不溶性非硬化性添加剤は、オレフィン系または主として炭化水素系であるものを含むが、フルオロシリコーンブランケットからコート紙などの受け入れ基材へのインク画像の転写を改善する離型剤として作用し得るものを含む。オレフィン系または主として炭化水素系の添加剤は、フィルムまたは放射線硬化性印刷物のバリア耐性を向上させ、それにより印刷物の耐溶剤性/耐薬品性を向上させることができ、また耐引掻性を与えることもできる。実施形態では、炭化水素系オレフィンは、環状および非環状アルケン、ならびにジエンおよびポリエンを含む。
実施形態では、本明細書の非放射線硬化性添加剤は、重要なDALIインク特性、例えば顔料分散品質、クレイ分散品質、25℃、45℃でのインクのレオロジーなど、またはインクの接着性(内部凝集力)に悪影響を及ぼさない。実施形態では、本明細書の非放射線硬化性添加剤は、DALIインクに潤滑品質などの望ましい特性を与える。
本明細書の非硬化性添加剤は、添加剤が非硬化性、室温で固体であるという基準を満たし、また本明細書に記載のように、1つ以上の所望の特性をDALIインクに与える限り、異なる化学構造、分子量、および他の特性を有し得る。
非硬化性とは、インク中の添加剤が、例えば、熱、電磁放射線、電子ビームエネルギーなどへの暴露などからの手段によって架橋できないことを意味する。
表1は、本明細書の実施形態について選択することができるいくつかの例示的な非硬化性添加剤のリストを提供する。表1中の添加剤は、極性、融点、分子量などの範囲内の成分を含む。表1中の添加剤は様々な程度のパラフィン特性を有する。
本明細書で使用される場合、分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィーにより、また較正のための標準としてポリスチレンを使用して測定されるような重量平均分子量を意味する。
実施形態では、少なくとも1つの非放射線硬化性添加剤は、ワックス、超分岐ワックス、カルナウバワックス、ミツロウ、約300〜約900の分子量を有する高分子量エステルワックス、炭化水素系オレフィン、ワックス樹脂、パラフィン、約20〜約60個の炭素原子、または約28〜約60個の炭素原子を有する長鎖エーテル、約24〜約44個の炭素原子を有するエトキシル化長鎖アルコール、約20〜約60個の炭素原子、または約28〜約60個の炭素原子、または約20〜約40個の炭素原子を有する長鎖完全飽和一級アルコール、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される。実施形態では、少なくとも1つの非放射線硬化性添加剤は、カルナウバワックス、ミツロウ、約300〜約900の分子量を有する高分子量エステルワックス、炭化水素系オレフィン、約20〜約60の炭素原子を有する長鎖エーテル、約24〜約44の炭素原子を有するエトキシル化長鎖アルコール、約20〜約60の炭素原子を有する長鎖完全飽和一級アルコール、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される。
実施形態では、少なくとも1つの非放射線硬化性添加剤は、約1,500〜約5,000g/molの範囲の分子数(Mn)を有するポリオレフィンである。
特定の実施形態では、少なくとも1つの非放射線硬化性添加剤は、約28〜約60個の炭素原子を有する長鎖完全飽和第一級アルコール、約28〜約60個の炭素原子を有する長鎖エーテル、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される。
実施形態では、本明細書の非硬化性添加剤は、約24〜約28の範囲のn−パラフィン炭化水素を有する添加剤を含む。他の実施形態では、本明細書の非硬化性添加剤は、28以上のn−パラフィン炭化水素を有する添加剤を含む。実施形態では、本明細書の非硬化性添加剤は、約28〜約60個のn−パラフィン炭化水素を有する添加剤を含む。実施形態では、非放射線硬化性添加剤は、約24〜約28個の炭素原子を有するパラフィンを含む。実施形態では、非放射線硬化性添加剤は、約28個より多い炭素原子、実施形態では、約28個より多く約60個までの炭素原子を有するパラフィンを含む。
実施形態では、本明細書の非硬化性添加剤は、少なくとも約15個の炭素原子、または約15〜約50個の炭素原子、または約24〜約50個の炭素原子、または約28〜約60個の炭素原子を有する、パラフィン炭化水素またはアルカンを含む。実施形態では、本明細書の非硬化性添加剤は、少なくとも約15個の炭素原子、または約15〜約50個の炭素原子、または約24〜約50個の炭素原子、または約28〜約60個の炭素原子を有する、直鎖パラフィン炭化水素またはアルカンを含む。
実施形態では、本明細書の非硬化性添加剤はカルナバワックスを含む。カルナウバワックスは、ワックス酸の長鎖アルキルエステル、遊離ワックス酸、ラクチド、遊離および混合多価アルコールおよびオキシアルコール、アルコール可溶性樹脂、および炭化水素、ならびに比較的少量の他の成分を含む。
実施形態では、本明細書の非硬化性添加剤はミツロウを含む。ミツロウは、精製前は、主にワックス酸のエステルおよび遊離長鎖アルコール、遊離長鎖ワックス酸、および炭化水素、ならびに比較的少量の他の成分を含む。
本明細書で使用される場合、実施形態では、長鎖は、約18〜約60個、または約22〜約52個、または約25〜約46個の炭素原子を意味する。
Baker Hughesから入手可能なVybar(商標)グレードの材料は、様々な分子量および分岐度を有する超分岐脂肪族ポリマーである。超分岐とは、ポリマーが高度に分岐した高分子であり、不完全または完全な分岐を有し得ることを意味し、後者はデンドリマーを表す。
実施形態では、少なくとも1つの非放射線硬化性添加剤は、約100℃未満の融点を有するワックスを含む。実施形態では、少なくとも1つの非放射線硬化性添加剤は、約100℃未満の融点を有する超分岐ワックスを含む。
Baker Hughesから入手可能なUnithox(商標)グレードの材料は、完全飽和、長鎖、直鎖、C20〜C50 Unilin(商標)アルコールのエトキシル化類似体である。Unilin(商標)アルコールシリーズは、Unilin(商標)350アルコール、Unilin(商標)425アルコール、Unilin(商標)550アルコール、およびUnilin(商標)700アルコールを含む。詳細については、http://www.bakerhughes.com/news−and−media/resources/technical−data−sheet/Unilin−alcoholsを参照のこと。硬度および融点を含む、Unithox(商標)材料の特性は、それらを作製するために使用されるUnilin(商標)アルコールおよびエチレンオキシドのタイプと量によって異なる。
実施形態では、非放射線硬化性添加剤は、ポリ(無水マレイン酸−アルト−オレフィンC24−C28)を含む。
実施形態では、インク組成物は顔料およびクレイを含む。ある特定のDALIインク中の顔料−クレイ成分の相互作用の複雑な性質のために、所与の添加剤は、試験されるまで、DALIインク配合物とどれほど可溶性、混和性、または相溶性があるかは明らかではない。室温でDALIインク基剤中で制限されるかまたは非溶解性を有するいくつかの添加剤は、特定のDALI CMYK(シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック)インクに見られる顔料およびクレイと相溶性があり、表2に添加剤A1の場合として提案される。
表2中、R.T.は約20〜約25℃の室温である。
非放射線硬化性添加剤は、任意の適切なまたは所望の量でインク組成物中に存在し得る。実施形態では、非放射線硬化性添加剤は、インク組成物の総重量に基づいて、約1〜約6重量パーセントの量でインク組成物中に存在する。実施形態では、非放射線硬化性添加剤は、インク組成物の総重量に基づいて、約1〜約5重量パーセント未満の量でインク組成物中に存在する。
モノマー、オリゴマー
実施形態では、本開示のインク組成物は、適切な硬化性モノマーなどのさらなる成分を含む。適切な材料の例としては、ラジカル硬化性モノマー化合物、例えばアクリレートおよびメタクリレートモノマー化合物が挙げられる。アクリレートおよびメタクリレートモノマーの具体例としては、(限定されないが)イソボルニルアクリレート、イソボルニルメタクリレート、ラウリルアクリレート、ラウリルメタクリレート、イソデシルアクリレート、イソブチルメタクリレート、カプロラクトンアクリレート、2−フェノキシエチルアクリレート、イソオクチルアクリレート、イソオクチルメタクリレート、ブチルアクリレート、アルコキシル化ラウリルアクリレート、エトキシル化ノニルフェノールアクリレート、エトキシル化ノニルフェノールメタクリレート、エトキシル化ヒドロキシエチルメタクリレート、メトキシポリエチレングリコールモノアクリレート、メトキシポリエチレングリコールモノメタクリレート、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、テトラヒドロフルフリルメタクリレートなど、およびそれらの混合物または組み合わせが挙げられる。
実施形態では、本開示のインク組成物は、適切な硬化性モノマーなどのさらなる成分を含む。適切な材料の例としては、ラジカル硬化性モノマー化合物、例えばアクリレートおよびメタクリレートモノマー化合物が挙げられる。アクリレートおよびメタクリレートモノマーの具体例としては、(限定されないが)イソボルニルアクリレート、イソボルニルメタクリレート、ラウリルアクリレート、ラウリルメタクリレート、イソデシルアクリレート、イソブチルメタクリレート、カプロラクトンアクリレート、2−フェノキシエチルアクリレート、イソオクチルアクリレート、イソオクチルメタクリレート、ブチルアクリレート、アルコキシル化ラウリルアクリレート、エトキシル化ノニルフェノールアクリレート、エトキシル化ノニルフェノールメタクリレート、エトキシル化ヒドロキシエチルメタクリレート、メトキシポリエチレングリコールモノアクリレート、メトキシポリエチレングリコールモノメタクリレート、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、テトラヒドロフルフリルメタクリレートなど、およびそれらの混合物または組み合わせが挙げられる。
実施形態では、本明細書のインク組成物中の硬化性モノマーおよび硬化性オリゴマーからなる群から選択される少なくとも1つの成分は、アクリル化ポリエステル、アクリル化ポリエーテル、アクリル化エポキシ、ウレタンアクリレート、およびペンタエリスリトールテトラアクリレート、ならびにこれらの組み合わせからなる群から選択される成分である。
特定の実施形態では、プロポキシル化トリメチロールプロパントリアクリレート、例えばSartomer Co.製のSR501が使用される。モノマーは、実施形態では、本開示のインク組成物中に、任意の適切なまたは所望の量で、インク組成物の総重量に基づいて、約0重量%〜約50重量%、例えば約1重量%〜約30重量%、例えば約5重量%〜約30重量%、例えば約5重量%〜約10重量%の量である。
いくつかの実施形態では、本開示のインク組成物は硬化性オリゴマーを含む。適切な硬化性オリゴマーとしては、限定されないが、アクリル化ポリエステル、アクリル化ポリエーテル、アクリル化エポキシ、ウレタンアクリレート、およびペンタエリスリトールテトラアクリレートが挙げられる。適切なアクリル化オリゴマーの具体例としては、限定されないが、アクリル化ポリエステルオリゴマー、例えばCN2255(登録商標)、CN2256(登録商標)、CN294E(登録商標)、CN2282(登録商標)(Sartomer Co.)など、アクリル化ウレタンオリゴマー、アクリル化エポキシオリゴマー、例えばCN2204(登録商標)、CN110(登録商標)(Sartomer Co.など、およびこれらの混合物および組み合わせが挙げられる。実施形態では、本明細書のインク組成物中の硬化性モノマーおよび硬化性オリゴマーからなる群から選択される少なくとも1つの成分は、四官能性ポリエステルアクリレートオリゴマー、プロポキシル化トリメチロールプロパントリアクリレートモノマー、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される成分である。オリゴマーは、実施形態では、インク組成物中に任意の好適なまたは所望の量で、インク組成物の総重量に基づいて、約0重量%〜約50重量%、例えば約1重量%〜約30重量%、例えば約5重量%〜約30重量%で存在し得る。
特定の実施形態では、本明細書に記載のインクは、以下の成分を含み得る。(a)一官能、二官能、および三官能の水で希釈可能なアクリレートモノマー、オリゴマーを含む、放射線硬化性の水で希釈可能なモノマー化合物と、(b)分散剤と、(c)着色剤と、(d)クレイまたは他の添加剤と、(e)開始剤と、(f)Sartomer USA、LLC、またはCytec Industries,Inc.製のオリゴマーを含むモノマー、オリゴマー、プレポリマー、ポリマーを含む追加の硬化性化合物と、(g)本明細書に記載の少なくとも1つの非放射線硬化性添加剤と、(h)界面活性剤、フリーラジカル捕捉剤などを含む二次添加剤と、(i)熱安定剤。
実施形態では、水で希釈した硬化性成分は、水で希釈可能であり得る媒剤として使用するのに適した任意の水で希釈可能なアクリレートまたはメタクリレートモノマー化合物を含んでもよく、可変デジタルデータリソグラフィ印刷アーキテクチャで使用するために、水を加えて利用すると、バックグラウンド性能を調整および/または増強することができる。実施形態では、水で希釈した硬化性成分は、水で希釈可能な機能性アクリレートモノマー、メタクリレートモノマー、多官能アクリレートモノマー、多官能メタクリレートモノマー、またはこれらの混合物または組み合わせである。例示的なアクリレートとしては、アクリレートモノマーまたはポリマー、例えば、ポリエステルアクリレートSartomer CN294E、Sartomer CD−501、Sartomer CN9014、Sartomer CN2282およびSartomer CN2256が挙げられるであろう。実施形態では、成分の混合物は、水で希釈可能である。
実施形態では、インク組成物中で媒剤として使用可能な硬化性モノマーおよび希釈するアクリレートのさらなる例としては、トリメチロールプロパントリアクリレート、すなわちSartomer製のSR−492、SR−501、SR−444、SR−454、SR−499、SR−502、SR−9035、およびSR−415、Allnex製のEBECRYL(登録商標)853およびEBECRYL(登録商標)5500が挙げられるであろう。トリメチロールプロパントリアクリレートは、屈折率が1.474、比重が1.06g/cm3、APHA Colorが300未満、25℃での粘度範囲が80〜120cpsである。Sartomer SR−492は、3モルのプロポキシル化トリメチロールプロパントリアクリレートであり、屈折率が1.459、比重が1.05g/cm3、Tgが−15℃、APHA Colorが30、25℃での粘度が90cpsである。Sartomer SR−501は、6モルのプロポキシル化トリメチロールプロパントリアクリレートであり、屈折率が1.4567、比重が1.048g/cm3、Tgが−2℃、APHA Colorが90、25℃での粘度が125cpsである。Sartomer SR−444は、ペンタエリスリトールトリアクリレートであり、屈折率が1.4801、比重が1.162g/cm3、Tgが103℃、APHA Colorが50、25℃での粘度が520cpsである。Sartomer SR−454は、3モルのエトキシル化トリメチロールプロパントリアクリレートであり、屈折率が1.4689、比重が1.103g/cm3、Tgが120℃、APHA Colorが55、25℃での粘度が60cpsである。Sartomer SR−499は、6モルのエトキシル化トリメチロールプロパントリアクリレートであり、屈折率が1.4691、比重が1.106g/cm3、Tgが−8℃、APHA Colorが50、25℃での粘度が85cpsである。Sartomer SR−502は、9モルのエトキシル化トリメチロールプロパントリアクリレートであり、屈折率が1.4691、比重が1.11g/cm3、Tgが−19℃、APHA Colorが140、25℃での粘度が130cpsである。Sartomer SR−9035は、15モルのエトキシル化トリメチロールプロパントリアクリレートであり、屈折率が1.4695、比重が1.113g/cm3、Tgが−32℃、APHA Colorが60、25℃での粘度が168cpsである。Sartomer SR−415は、20モルのエトキシル化トリメチロールプロパントリアクリレートであり、屈折率が1.4699、比重が1.115g/cm3、Tgが−40℃、APHA Colorが55、25℃での粘度が225cpsである。EBECRYL(登録商標)853は、低粘度ポリエステルトリアクリレートであり、比重が1.10g/cm3、APHA Colorが200、25℃での粘度が80cpsである。EBECRYL(登録商標)5500は、低粘度グリセロール誘導体トリアクリレートであり、比重が1.07g/cm3、APHA Colorが62、25℃での粘度が130cpsである。他のトリアクリレート、モノアクリレート、ジアクリレート、テトラアクリレートおよびもっと多官能のアクリレートモノマー、希釈するアクリレート、およびこれらの種々の組み合わせもまた、インク組成物で媒剤として使用することができる。
実施形態では、混合物中の1つ以上の成分は、インクが水で希釈可能であり、反応性成分自体が混和性であれば、水で希釈可能ではなくてもよい。水を加えてもよいのと同じ様式で、いくつかの実施形態では、共反応性モノマーを加え、インクの極性を制御してもよい。水で希釈可能な硬化性成分の具体例としては、限定されないが、機能性の水溶性芳香族ウレタンアクリレート化合物(CYTECからEBECRYL(登録商標)2003として入手可能)、二官能化合物ポリエチレングリコールジアクリレート(CYTECからEBECRYL(登録商標)11として入手可能)、および三官能化合物ポリエーテルトリアクリレート(CYTECからEBECRYL(登録商標)12として入手可能)が挙げられる。モノマーまたはオリゴマーは、任意の適した量で存在していてもよい。実施形態では、モノマーまたはオリゴマー、またはこれらの組み合わせは、硬化性インク組成物の総重量に基づいて、約10〜約85重量%、または約30〜約80重量%、または約50〜約70重量%の量で加えられる。インク組成物に媒剤として使用可能な硬化性オリゴマーとしては、Sartomer CN294E、CN2256、CN2282、CN9014、およびCN309が挙げられるであろう。Sartomer CN294Eは、四官能アクリレート化ポリエステルオリゴマーである。CN294Eは、透明液体であり、比重が0.93、60℃での粘度が4,000cpsである。Sartomer CN2256は、二官能ポリエステルアクリレートオリゴマーであり、屈折率が1.5062、Tgが−22℃、引張強度が675psi、60℃での粘度が11,000cpsである。
Sartomer CN2282は、四官能アクリレート化ポリエステルであり、比重が1.15、60℃での粘度が2,500cpsの透明液体である。Sartomer CN9014は、二官能アクリレート化ウレタンであり、比重が0.93、60℃での粘度が19,000cpsの非透明液体である。Sartomer CN309は、アクリレートエステルを含有するオリゴマーであり、脂肪族疎水性骨格から誘導され、または言い換えると、脂肪族アクリレートエステルである。CN309は、比重が0.92、密度が7.68ポンド/ガロン、表面張力が26.3dynes/cm、25℃での粘度が150cps、60℃での粘度が40cpsの透明液体である。
媒剤としてインク組成物に使用可能な硬化性オリゴマーの例としては、Sartomer製のCN294E、CN2256、CN2282、CN9014、およびCN309、ならびにAllnex製などのEBECRYL(登録商標)8405、EBECRYL(登録商標)8411、EBECRYL(登録商標)8413、EBECRYL(登録商標)8465、EBECRYL(登録商標)8701、EBECRYL(登録商標)9260、EBECRYL(登録商標)546、EBECRYL(登録商標)657、EBECRYL(登録商標)809などが挙げられるだろう。EBECRYL(登録商標)8405は、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート(HDDA)に重量で80重量%(wt%)として希釈された四官能ウレタンアクリレートである。EBECRYL(登録商標)8405は、Gardner Colorが2、60℃での粘度が4,000cpsの透明液体である。EBECRYL(登録商標)8411は、イソボルニルアクリレート(IBOA)に重量で80重量%として希釈された二官能ウレタンアクリレートである。EBECRYL(登録商標)8411は、65℃での粘度範囲が3,400〜9,500cpsの透明液体である。EBECRYL(登録商標)8413は、IBOA中67重量%として希釈された二官能性ウレタンアクリレートである。EBECRYL(登録商標)8413は、60℃での粘度が35,000cpsの透明液体である。EBECRYL(登録商標)8465は三官能ウレタンアクリレートである。EBECRYL(登録商標)8465は、Gardner Colorが2、60℃での粘度が21,000cpsの透明液体である。EBECRYL(登録商標)8701は三官能ウレタンアクリレートである。EBECRYL(登録商標)8701は、Gardner Colorが2、60℃での粘度が4,500cpsの透明液体である。EBECRYL(登録商標)9260は三官能ウレタンアクリレートである。EBECRYL(登録商標)9260は、Gardner Colorが2、60℃での粘度が4,000cpsの透明液体である。EBECRYL(登録商標)546は、三官能ポリエステルアクリレートである。EBECRYL(登録商標)546は、Gardner Colorが1.5、25℃での粘度が350,000cpsの透明液体である。EBECRYL(登録商標)657は、四官能ポリエステルアクリレートである。EBECRYL(登録商標)657は、Gardner Colorが4、25℃での粘度が125,000cpsの透明液体である。EBECRYL(登録商標)809は、三官能ポリエステルアクリレートである。EBECRYL(登録商標)809は、Gardner Colorが3、60℃での粘度が1,300cpsの透明液体である。
光開始剤
いくつかの実施形態では、インク組成物としては、光開始剤、例えばα−ヒドロキシケトン光開始剤(BASF製の商品名IRGACURE(登録商標)184、IRGACURE(登録商標)500、DAROCUR(登録商標)1173、およびIRGACURE(登録商標)2959として市販されている、α−ヒドロキシケトン光開始剤を含む)、α−アミノケトン光開始剤(BASF製のα−アミノケトン光開始剤IRGACURE(登録商標)369、IRGACURE(登録商標)379、IRGACURE(登録商標)907、およびビスアシルホスフィン光開始剤(IRGACURE(登録商標)1300を含む)、およびビスアシルホスフィン光開始剤(BASF社製の商品名IRGACURE(登録商標)819、IRGACURE(登録商標)819DW、およびIRGACURE(登録商標)2022として販売されている)が挙げられる。他の適切な光開始剤としては、モノアシルホスフィンオキシドおよびビスアシルホスフィンオキシド、例えば、2,4,6−トリメチルベンゾイルビフェニルホスフィンオキシド(BASF製の商品名LUCIRIN(登録商標)TPO)、エチル−2,4,6−トリメチルベンゾイルフェニルホスフィネート(BASF製の商品名LUCIRIN(登録商標)TPO−L)、モノ−およびビス−アシルホスフィン光開始剤(そのようなBASF製の商品名IRGACURE(登録商標)1700、IRGACURE(登録商標)1800、IRGACURE(登録商標)1850、およびDAROCUR(登録商標)4265)、ベンジルジメチルケタール光開始剤(例えばBASF製、IRGACURE(登録商標)651)、およびオリゴ[2−ヒドロキシ−2−メチル−1−[4−(1−メチルビニル)フェニル]プロパノン](LambertiからEsacure(登録商標)KIP 150として入手可能)など、ならびにこれらの混合物が挙げられる。
いくつかの実施形態では、インク組成物としては、光開始剤、例えばα−ヒドロキシケトン光開始剤(BASF製の商品名IRGACURE(登録商標)184、IRGACURE(登録商標)500、DAROCUR(登録商標)1173、およびIRGACURE(登録商標)2959として市販されている、α−ヒドロキシケトン光開始剤を含む)、α−アミノケトン光開始剤(BASF製のα−アミノケトン光開始剤IRGACURE(登録商標)369、IRGACURE(登録商標)379、IRGACURE(登録商標)907、およびビスアシルホスフィン光開始剤(IRGACURE(登録商標)1300を含む)、およびビスアシルホスフィン光開始剤(BASF社製の商品名IRGACURE(登録商標)819、IRGACURE(登録商標)819DW、およびIRGACURE(登録商標)2022として販売されている)が挙げられる。他の適切な光開始剤としては、モノアシルホスフィンオキシドおよびビスアシルホスフィンオキシド、例えば、2,4,6−トリメチルベンゾイルビフェニルホスフィンオキシド(BASF製の商品名LUCIRIN(登録商標)TPO)、エチル−2,4,6−トリメチルベンゾイルフェニルホスフィネート(BASF製の商品名LUCIRIN(登録商標)TPO−L)、モノ−およびビス−アシルホスフィン光開始剤(そのようなBASF製の商品名IRGACURE(登録商標)1700、IRGACURE(登録商標)1800、IRGACURE(登録商標)1850、およびDAROCUR(登録商標)4265)、ベンジルジメチルケタール光開始剤(例えばBASF製、IRGACURE(登録商標)651)、およびオリゴ[2−ヒドロキシ−2−メチル−1−[4−(1−メチルビニル)フェニル]プロパノン](LambertiからEsacure(登録商標)KIP 150として入手可能)など、ならびにこれらの混合物が挙げられる。
光開始剤または光開始剤の混合物は、実施形態では、本開示のインク組成物中に、任意の適切なまたは所望の量で、インク組成物の総重量に基づいて、約0重量%〜約12重量%、例えば約1重量%〜約10重量%、例えば約2重量%〜約8重量%の量で存在し得る。
いくつかの実施形態では、本開示のインク組成物は、フリーラジカル捕捉剤、例えばBASFから入手可能なIRGASTAB(登録商標)UV10、IRGASTAB(登録商標)UV22、またはSartomer Co.から入手可能なCN3216を含む。フリーラジカル捕捉剤は、実施形態では、インク組成物中に、任意の適切なまたは所望の量で、インク組成物の総重量に基づいて、約0重量%〜約5重量%、例えば約0.5重量%〜約4重量%、例えば約2重量%〜約3重量%の量で存在し得る。
充填剤
いくつかの実施形態では、本開示のインク組成物は充填剤(複数化)を含む。適切な充填剤としては、限定されないが、非晶質、珪藻土、ヒュームドシリカおよび結晶質シリカ、クレイ、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸マグネシウムアルミニウム、タルク、マイカ、層間剥離クレイ、炭酸カルシウムおよびケイ酸塩、石膏、硫酸バリウム、亜鉛、カルシウムモリブデン酸亜鉛、酸化亜鉛、カルシウムのリンケイ酸塩およびホウケイ酸塩、バリウムおよびストロンチウム、メタホウ酸バリウム一水和物などが挙げられる。特定の実施形態では、充填剤は、Southern Clay製品のCLAYTONE(登録商標)HAおよびCLAYTONE(登録商標)HYからのクレイであってもよい。いくつかの実施形態では、充填剤は、本開示のインク組成物中に、インク組成物の総重量に基づいて、約0重量%〜約50重量%、例えば約1重量%〜約20重量%、例えば約2重量%〜約10重量%の量で存在し得る。
いくつかの実施形態では、本開示のインク組成物は充填剤(複数化)を含む。適切な充填剤としては、限定されないが、非晶質、珪藻土、ヒュームドシリカおよび結晶質シリカ、クレイ、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸マグネシウムアルミニウム、タルク、マイカ、層間剥離クレイ、炭酸カルシウムおよびケイ酸塩、石膏、硫酸バリウム、亜鉛、カルシウムモリブデン酸亜鉛、酸化亜鉛、カルシウムのリンケイ酸塩およびホウケイ酸塩、バリウムおよびストロンチウム、メタホウ酸バリウム一水和物などが挙げられる。特定の実施形態では、充填剤は、Southern Clay製品のCLAYTONE(登録商標)HAおよびCLAYTONE(登録商標)HYからのクレイであってもよい。いくつかの実施形態では、充填剤は、本開示のインク組成物中に、インク組成物の総重量に基づいて、約0重量%〜約50重量%、例えば約1重量%〜約20重量%、例えば約2重量%〜約10重量%の量で存在し得る。
着色剤
本明細書のインク組成物は、着色剤を含有することもできる。本明細書の実施形態では、顔料、染料、染料分散液、顔料分散液、ならびにそれらの混合物および組み合わせを含む、任意の適切なまたは所望の着色剤を使用することができる。
本明細書のインク組成物は、着色剤を含有することもできる。本明細書の実施形態では、顔料、染料、染料分散液、顔料分散液、ならびにそれらの混合物および組み合わせを含む、任意の適切なまたは所望の着色剤を使用することができる。
着色剤は、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック、およびこれらの組み合わせを含む任意の適切なまたは所望の色を含み得る。本明細書のインク組成物の堅牢性は、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック、およびこれらの組み合わせを含む、選択された任意の色または組み合わせについて記載された添加剤を用いて達成される。実施形態では、着色剤は顔料を含む。さらなる実施形態では、着色剤は顔料分散液の形態で提供される。特定の実施形態では、インク組成物は、顔料分散体の形態で提供される実施形態では、顔料およびクレイを含む。
着色剤は、着色剤分散物の形態で提供されてもよい。実施形態では、着色剤分散物は、約20〜約500ナノメートル(nm)、または約20〜約400nm、または約30〜約300nmの平均粒径を有する。実施形態では、着色剤は、染料、顔料、およびそれらの組み合わせからなる群から選択され、任意に、着色剤は、着色剤、任意の界面活性剤、および任意の分散剤を含む分散液である。
上記のように、本明細書の実施形態では、任意の適切なまたは所望の着色剤を選択することができる。着色剤は、染料、顔料、またはそれらの混合物であり得る。適切な染料の例には、アニオン染料、カチオン染料、非イオン染料、双性イオン性染料などが含まれる。好適な染料の具体例としては、フードブラック1番、フードブラック2番、フードレッド40番、フードブルー1番、フードイエロー7番などの食用染料、FD&C染料、酸ブラック染料(番号1、7、9、24、26、48、52、58、60、61、63、92、107、109、118、119、131、140、155、156、172、194など)、酸レッド染料(番号1、8、32、35、37、52、57、92、115、119、154、249、254、256など)、酸ブルー染料(番号1、7、9、25、40、45、62、78、80、92、102、104、113、117、127、158、175、183、193、209など)、酸イエロー染料(番号3、7、17、19、23、25、29、38、42、49、59、61、72、73、114、128、151など)、ダイレクトブラック染料(番号4、14、17、22、27、38、51、112、117、154、168など)、ダイレクトブラック染料(番号1、6、8、14、15、25、71、76、78、80、86、90、106、108、123、163、165、199、226など)、ダイレクトレッド染料(番号1、2、16、23、24、28、39、62、72、236など)、ダイレクトイエロー染料(番号4、11、12、27、28、33、34、39、50、58、86、100、106、107、118、127、132、142、157など)、反応性染料、例えば反応性レッド染料(番号4、31、56、180など)、反応性ブラック染料(番号31など)、反応性イエロー染料(番号37など);アントラキノン染料、モノアゾ染料、ジサゾ染料、フタロシアニン誘導体(様々なフタロシアニンスルホネート塩を含む)、アザ(18)アヌレン、ホルマザン銅錯体、トリフェノジオキサジンなど;ならびにそれらの混合物が挙げられる。
適切な顔料の例としては、黒色顔料、白色顔料、シアン顔料、マゼンタ顔料、黄色顔料などが挙げられる。さらに、顔料は、有機または無機粒子であり得る。好適な無機顔料としては、カーボンブラックが挙げられる。しかしながら、酸化チタン、コバルトブルー(CoO−Al2O3)、クロムイエロー(PbCrO4)、および酸化鉄などの他の無機顔料も好適であり得る。好適な有機顔料としては、例えば、アゾ顔料(ジアゾ顔料およびモノアゾ顔料を含む)、多環式顔料(例えば、フタロシアニンブルーおよびフタロシアニングリーンなどのフタロシアニン顔料)、ペリレン顔料、ペリノン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサジン顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、ピラントロン顔料、およびキノフタロン顔料)、不溶性染料キレート剤(例えば、基本染料型キレート剤および酸性染料型キレート剤)、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アンタントロン顔料(例えばPR168など)が挙げられる。フタロシアニンブルーおよびグリーンの代表的な例には、銅フタロシアニンブルー、銅フタロシアニングリーンおよびそれらの誘導体(ピグメントブルー15、ピグメントグリーン7、およびピグメントグリーン36)が含まれる。キナクリドンの代表的な例には、ピグメントオレンジ48、ピグメントオレンジ49、ピグメントレッド122、ピグメントレッド192、ピグメントレッド202、ピグメントレッド206、ピグメントレッド207、ピグメントレッド209、ピグメントバイオレット19、およびピグメントバイオレット42が含まれる。アントラキノンの代表的な例には、ピグメントレッド43、ピグメントレッド194、ピグメントレッド177、ピグメントレッド216、およびピグメントレッド226が含まれる。ペリレンの代表的な例には、ピグメントレッド123、ピグメントレッド149、ピグメントレッド179、ピグメントレッド190、ピグメントレッド189、およびピグメントレッド224が含まれる。チオインジゴイドの代表的な例には、ピグメントレッド86、ピグメントレッド87、ピグメントレッド88、ピグメントレッド181、ピグメントレッド198、ピグメントバイオレット36、およびピグメントバイオレット38が含まれる。複素環式イエローの代表的な例には、ピグメントイエロー1、ピグメントイエロー3、ピグメントイエロー12、ピグメントイエロー13、ピグメントイエロー14、ピグメントイエロー17、ピグメントイエロー65、ピグメントイエロー73、ピグメントイエロー74、ピグメントイエロー90、ピグメントイエロー110、ピグメントイエロー117、ピグメントイエロー120、ピグメントイエロー128、ピグメントイエロー138、ピグメントイエロー150、ピグメントイエロー151、ピグメントイエロー155、およびピグメントイエロー213が含まれる。そのような顔料は、BASF Corporation、Engelhard Corporation、およびSun Chemical Corporationを含む多くの供給元から粉末またはプレスケーキのいずれかの形態で市販されている。用いることができる黒色顔料の例には、炭素顔料が含まれる。炭素顔料は、許容される光学密度および印刷特性を提供する市販のほとんどすべての炭素顔料であり得る。本システムおよび方法に使用するのに適した炭素顔料には、限定されないが、カーボンブラック、グラファイト、ガラス質炭素、木炭、およびそれらの組み合わせが含まれる。そのような炭素顔料は、チャネル法、接触法、ファーネス法、アセチレン法、またはサーマル法などの各種既知の方法によって製造することができ、Cabot Corporation,Columbian Chemicals Company、Evonik、およびE.I.DuPont de Nemours and Companyのような供給元から市販されている。適切なカーボンブラック顔料は、限定されないが、Cabot顔料、例えばMONARCH(登録商標)(登録商標)1400、MONARCH(登録商標)1300、MONARCH(登録商標)1100、MONARCH(登録商標)1000、MONARCH(登録商標)900、MONARCH(登録商標)880、MONARCH(登録商標)800、MONARCH(登録商標)700、CAB−O−JET(登録商標)200、CAB−O−JET300、REGAL、BLACK PEARLS(登録商標)、ELFTEX(登録商標)、MOGUL(登録商標)、およびVULCAN(登録商標)顔料;Columbian顔料、例えばRAVEN(登録商標)5000、およびRAVEN(登録商標)3500;Evonik顔料、例えばカラーブラックFW200、FW2、FW2V、FW1、FW18、FWS160、FWS170、スペシャルブラック6、スペシャルブラック5、スペシャルブラック4A、スペシャルブラック4、PRINTEX(登録商標)U、PRINTEX(登録商標)140U、PRINTEX(登録商標)V、およびPRINTEX(登録商標)140Vが挙げられる。上記の顔料リストは、未修飾顔料微粒子、小分子付着顔料微粒子、およびポリマー分散顔料微粒子を含む。他の顔料、ならびにそれらの混合物を選択することもできる。インクが、サーマルインクジェットプリンターまたは圧電インクジェットプリンターに使用される場合、液体ビヒクル中の粒子の安定したコロイド懸濁を可能にし、かつインクチャンネルの目詰まりを防止するために、顔料粒子サイズはできる限り小さいことが望ましい。実施形態では、着色剤はマゼンタ着色剤である。実施形態では、着色剤はマゼンタ顔料である。
着色剤は、任意の所望のまたは有効な量でインク組成物中に存在することができ、実施形態では、着色剤は、インク組成物の総重量に基づいて、約0.05〜約15重量%、または約0.1〜約10重量%、または約1〜約5重量%の量で存在し得る。
実施形態では、本明細書のインク組成物はさらに、高い着色剤濃度、実施形態では、インク転写のために室温での所望の粘度および加熱温度で所望の粘度の所望の特性を維持しながら、実施形態では、インク組成物の総重量に基づいて、50重量%より大きい、60重量%より大きい着色剤濃度または顔料濃度の使用を可能にする。
分散剤
いくつかの実施形態では、着色剤は適切な分散剤中に分散されている。実施形態では、適切な分散剤としては、顔料親和性基を含有するコポリマーおよびブロックコポリマー、例えばアミン、エステル、アルコールおよびカルボン酸、ならびにこれらの塩などが挙げられる。適切な分散剤の例示的な例としては、すべてBASF,Charlotte,North Carolina.から入手可能である、Efka(登録商標)4008、Efka(登録商標)4009、Efka(登録商標)4047、Efka(登録商標)4520、Efka(登録商標)4010、Efka(登録商標)4015、Efka(登録商標)4020、Efka(登録商標)4050、Efka(登録商標)4055、Efka(登録商標)4080、Efka(登録商標)4300、Efka(登録商標)4330、Efka(登録商標)4400、Efka(登録商標)4401、Efka(登録商標)4403、Efka(登録商標)4406、Efka(登録商標)4800、すべてBYK Additives&Instruments,Wesel Germanyから入手可能である、Disperbyk (登録商標)101、Disperbyk(登録商標)102、Disperbyk(登録商標)107、 Disperbyk(登録商標)108、Disperbyk(登録商標)109、Disperbyk(登録商標)110、Disperbyk(登録商標)111、Disperbyk(登録商標)112、Disperbyk(登録商標)115、Disperbyk(登録商標)162、Disperbyk(登録商標)163、Disperbyk(登録商標)164、Disperbyk(登録商標)2001、すべてLubrizol Advanced Materials,Inc.,Cleveland,Ohioから入手可能である、Solsperse(登録商標)24000 SC/GR、Solsperse(登録商標)26000、Solsperse(登録商標)32000、Solsperse(登録商標)36000、Solsperse(登録商標)39000、Solsperse(登録商標)41000、Solsperse(登録商標)71000、またはこれらの混合物もしくは組み合わせから選択される分散剤が挙げられる。
いくつかの実施形態では、着色剤は適切な分散剤中に分散されている。実施形態では、適切な分散剤としては、顔料親和性基を含有するコポリマーおよびブロックコポリマー、例えばアミン、エステル、アルコールおよびカルボン酸、ならびにこれらの塩などが挙げられる。適切な分散剤の例示的な例としては、すべてBASF,Charlotte,North Carolina.から入手可能である、Efka(登録商標)4008、Efka(登録商標)4009、Efka(登録商標)4047、Efka(登録商標)4520、Efka(登録商標)4010、Efka(登録商標)4015、Efka(登録商標)4020、Efka(登録商標)4050、Efka(登録商標)4055、Efka(登録商標)4080、Efka(登録商標)4300、Efka(登録商標)4330、Efka(登録商標)4400、Efka(登録商標)4401、Efka(登録商標)4403、Efka(登録商標)4406、Efka(登録商標)4800、すべてBYK Additives&Instruments,Wesel Germanyから入手可能である、Disperbyk (登録商標)101、Disperbyk(登録商標)102、Disperbyk(登録商標)107、 Disperbyk(登録商標)108、Disperbyk(登録商標)109、Disperbyk(登録商標)110、Disperbyk(登録商標)111、Disperbyk(登録商標)112、Disperbyk(登録商標)115、Disperbyk(登録商標)162、Disperbyk(登録商標)163、Disperbyk(登録商標)164、Disperbyk(登録商標)2001、すべてLubrizol Advanced Materials,Inc.,Cleveland,Ohioから入手可能である、Solsperse(登録商標)24000 SC/GR、Solsperse(登録商標)26000、Solsperse(登録商標)32000、Solsperse(登録商標)36000、Solsperse(登録商標)39000、Solsperse(登録商標)41000、Solsperse(登録商標)71000、またはこれらの混合物もしくは組み合わせから選択される分散剤が挙げられる。
特定の実施形態では、分散剤はKing Industries, Norfolk, Connecticut製のK − Sperse(登録商標)XDA−504を含む。分散剤は、本開示のインク組成物中に、白色インク組成物の総重量に基づいて、約0重量%〜約30重量%、または約0重量%〜約20重量%、または約1重量%〜約10重量%、または約6重量%〜約10重量%の量で存在し得る。
特定の実施形態では、着色剤および分散剤は一緒になって、インク組成物の総重量に基づいて、約50重量%〜約85重量%の量でインク組成物中に存在する。
インク組成物は、任意の適切なプロセスによって、例えば成分の単純な混合によって調製することができる。1つのプロセスは、すべてのインク成分を一緒に混合し、混合物を濾過してインクを得ることを必要とする。インクは、成分を混合し、必要に応じて加熱し、濾過した後、所望の添加剤を混合物に添加し、均質な混合物が得られるまで、実施形態では約5〜約10分間、室温で適度に振盪しながら混合することによって調製することができる。あるいは、例えばすべての成分を混合し、必要に応じて加熱し、濾過することによって、任意の所望の手順に従って行われるインク調製プロセス中に、任意のインク添加剤を他のインク成分と混合することができる。
実施形態では、本明細書のプロセスは、インク組成物を提供するために、硬化性モノマーおよび硬化性オリゴマーからなる群から選択される少なくとも1つの成分と、任意の分散剤と、任意の光開始剤と、少なくとも1つの非放射線硬化性添加剤であって、約20℃〜約40℃の温度で固体である、非放射線硬化性添加剤と、を組み合わせることと、任意に、加熱することと、任意に、濾過することと、を含む。
本開示は、デジタルオフセット印刷の方法をさらに提供し、この方法は、本開示の白色インク組成物を再作像可能な作像部材表面上に塗布することであって、再作像可能な作像部材が、その上に湿し流体が配置されている、塗布することと、インク画像を形成することと、作像部材の再作像可能な表面から印刷可能な基材にインク画像を転写することと、を含む。
例示的なデジタルオフセット印刷アーキテクチャは、上述の図1に示されている。実施形態では、本明細書のインク組成物は、図1に記載されているものなどの装置に使用することができる。
実施形態では、本明細書のデジタルオフセット印刷のプロセスは、インク吸収温度で再作像可能な作像部材の表面上にインク組成物を塗布することであって、再作像可能な作像部材が、その上に湿し流体を有することと、インク画像を形成することと、インク転写温度で、作像部材の再作像可能な表面から印刷可能な基材にインク画像を転写することと、を含み、インク組成物が、硬化性モノマーおよび硬化性オリゴマーからなる群から選択される少なくとも1つの成分と、任意の分散剤と、任意の光開始剤と、少なくとも1つの非放射線硬化性添加剤であって、約20℃〜約40℃の温度で固体である、非放射線硬化性添加剤と、を含む。実施形態では、インク組成物を塗布することは、アニロックス搬送システムを使用してインク組成物を塗布することを含む。
インクの硬化は、任意の所望のまたは有効な波長、実施形態では、約200ナノメートル〜約480ナノメートルの化学線にインク像を曝露することによって行うことができるが、波長はこの範囲外であってもよい。化学線への曝露は、任意の所望のまたは有効な期間、実施形態では約0.2秒〜約30秒、または約1秒〜15秒であり得るが、曝露期間はこれらの範囲外であってもよい。硬化とは、インク中の硬化性化合物が、化学線への曝露、例えば、(限定されないが)、架橋、鎖延長などの際に分子量の増加を受けることを意味する。
印刷される基材は、製造プロセス中の任意の時点で放射線に、ある実施形態では紫外線に曝露することによって硬化させることができ、その結果、堅牢な印刷物が得られる。
普通紙、例えばXEROX(登録商標)4024紙、XEROX(登録商標)Image Series紙、Courtland 4024 DP紙、罫線ノート紙、ボンド紙、シリカコート紙、例えばSharp Company製シリカコート紙、十條製紙、HAMMERMILL LASERPRINT(登録商標)紙など、光沢コート紙、例えばXEROX(登録商標)Digital Color Gloss、Sappi Warren Papers LUSTROGLOSS(登録商標)など、透明材料、布地、織物製品、プラスチック、ポリマーフィルム、ガラス、ガラスプレート、金属および木材などの無機基材、ならびに、取り外し可能な支持体の場合、ワックスまたは塩などの溶融性または溶解性基材などを含めて、任意の適切な基材、記録シート、または除去可能な支持体、ステージ、プラットフォームなどを本明細書のインク組成物を堆積させるために使用することができる。特定の実施形態では、基材は、紙、プラスチック、折り畳み厚紙、クラフト紙、および金属からなる群から選択される。
以下の実施例は、本開示の様々な種をさらに定義するために提出されている。これらの実施例は、例証に過ぎないことを意図し、本開示の範囲を限定することを意図していない。また、各部およびパーセンテージは、特に指示がない限り重量に関するものである。
添加剤のない第1の比較例の着色インクは、添加剤の添加に適応するように配合した。以下の実施例は、使用される添加剤およびインクの調製プロセスを説明するが、添加剤の種類、添加剤のレベル、および本開示で使用するプロセスを限定するのを助けるものではない。表3は、インク配合例および比較例についての成分および重量パーセントを提供する。
比較例1
濃縮物の調製(添加剤なし)。インク調製の合計スケール1500グラムに基づいて、インク基剤成分の第1のセット(分散剤、モノマー、オリゴマー、および熱安定剤を含む)を1リットルのステンレス製容器に加えた。この容器に、熱電対、IKA(登録商標)から入手可能な撹拌装置、アンカーインペラーを取り付け、IKA(登録商標)から入手可能な加熱マントルに入れた。容器内の成分を約80℃、約200RPM(毎分回転数)で約30分間撹拌した。次いで、インク基剤成分の第2のセット(光開始剤)を、約80℃で撹拌しつつゆっくりと加え、撹拌をさらに約1時間続けた。媒剤基剤成分を溶解させ、所与の量のカラー顔料をこの系に加え、系に空気が入り込むのを注意深く避けつつ、より激しく撹拌した。着色した混合物を約400RPMで約30分間撹拌し、この時点で、着色した混合物にクレイをゆっくりと加え、次いで、約400RPMでさらに約15分間撹拌した。混合した成分が入った容器を、直径40mmの高剪断Cowlesブレードを取り付けたHockmeyer Equipment Corporationから入手可能な高速剪断ミルに移し、インクを5,300RPMで約1時間撹拌した。次いで、十分に混合した成分混合物をガラス瓶に排出した。
濃縮物の調製(添加剤なし)。インク調製の合計スケール1500グラムに基づいて、インク基剤成分の第1のセット(分散剤、モノマー、オリゴマー、および熱安定剤を含む)を1リットルのステンレス製容器に加えた。この容器に、熱電対、IKA(登録商標)から入手可能な撹拌装置、アンカーインペラーを取り付け、IKA(登録商標)から入手可能な加熱マントルに入れた。容器内の成分を約80℃、約200RPM(毎分回転数)で約30分間撹拌した。次いで、インク基剤成分の第2のセット(光開始剤)を、約80℃で撹拌しつつゆっくりと加え、撹拌をさらに約1時間続けた。媒剤基剤成分を溶解させ、所与の量のカラー顔料をこの系に加え、系に空気が入り込むのを注意深く避けつつ、より激しく撹拌した。着色した混合物を約400RPMで約30分間撹拌し、この時点で、着色した混合物にクレイをゆっくりと加え、次いで、約400RPMでさらに約15分間撹拌した。混合した成分が入った容器を、直径40mmの高剪断Cowlesブレードを取り付けたHockmeyer Equipment Corporationから入手可能な高速剪断ミルに移し、インクを5,300RPMで約1時間撹拌した。次いで、十分に混合した成分混合物をガラス瓶に排出した。
実施例2
カルナバワックスを用いたインクの調製表3に示す組成物となるように、比較例1のインクを添加剤A2で希釈した。次いで、十分に混合した成分混合物を、Kent Machine Works製の3ロールミル装置に定性的に移し、最初に、1回目の通過のときの投入エプロンロールの速度が200RPMで、この材料の混合ペーストを3ロールミルに通した。
カルナバワックスを用いたインクの調製表3に示す組成物となるように、比較例1のインクを添加剤A2で希釈した。次いで、十分に混合した成分混合物を、Kent Machine Works製の3ロールミル装置に定性的に移し、最初に、1回目の通過のときの投入エプロンロールの速度が200RPMで、この材料の混合ペーストを3ロールミルに通した。
実施例3
漂白した白ミツロウを用いたインクの調製比較例1の調製スキームを使用して、表3に示す組成物となるように、他のすべてのプロセス工程を同じままにして、顔料を加える前に添加剤A3をインク基剤成分に組み込んだ。次いで、十分に混合した成分混合物を、Kent Machine Works製の3ロールミル装置に定性的に移し、最初に、1回目の通過のときの投入エプロンロールの速度が200RPMで、この材料の混合ペーストを3ロールミルに通した。
漂白した白ミツロウを用いたインクの調製比較例1の調製スキームを使用して、表3に示す組成物となるように、他のすべてのプロセス工程を同じままにして、顔料を加える前に添加剤A3をインク基剤成分に組み込んだ。次いで、十分に混合した成分混合物を、Kent Machine Works製の3ロールミル装置に定性的に移し、最初に、1回目の通過のときの投入エプロンロールの速度が200RPMで、この材料の混合ペーストを3ロールミルに通した。
実施例4
超分岐ポリオレフィンを用いたインクの調製比較例1の調製物が、表3に示す組成物となるように、添加剤A4でさらに希釈した。次いで、十分に混合した成分混合物を、Kent Machine Works製の3ロールミル装置に定性的に移し、最初に、1回目の通過のときの投入エプロンロールの速度が200RPMで、この材料の混合ペーストを3ロールミルに通した。
超分岐ポリオレフィンを用いたインクの調製比較例1の調製物が、表3に示す組成物となるように、添加剤A4でさらに希釈した。次いで、十分に混合した成分混合物を、Kent Machine Works製の3ロールミル装置に定性的に移し、最初に、1回目の通過のときの投入エプロンロールの速度が200RPMで、この材料の混合ペーストを3ロールミルに通した。
実施例5
超分岐ポリオレフィンを用いたインクの調製比較例1の調製スキームを使用して、表3に示す組成物となるように、他のすべてのプロセス工程を同じままにして、顔料を加える前に添加剤A5をインク基剤成分に組み込んだ。次いで、十分に混合した成分混合物を、Kent Machine Works製の3ロールミル装置に定性的に移し、最初に、1回目の通過のときの投入エプロンロールの速度が200RPMで、この材料の混合ペーストを3ロールミルに通した。
超分岐ポリオレフィンを用いたインクの調製比較例1の調製スキームを使用して、表3に示す組成物となるように、他のすべてのプロセス工程を同じままにして、顔料を加える前に添加剤A5をインク基剤成分に組み込んだ。次いで、十分に混合した成分混合物を、Kent Machine Works製の3ロールミル装置に定性的に移し、最初に、1回目の通過のときの投入エプロンロールの速度が200RPMで、この材料の混合ペーストを3ロールミルに通した。
実施例6
エトキシル化長鎖アルコールによるインクの調製表3に示す組成物となるように、比較例1の調製物を添加剤A6でさらに希釈した。次いで、十分に混合した成分混合物を、Kent Machine Works製の3ロールミル装置に定性的に移し、最初に、1回目の通過のときの投入エプロンロールの速度が200RPMで、この材料の混合ペーストを3ロールミルに通した。
エトキシル化長鎖アルコールによるインクの調製表3に示す組成物となるように、比較例1の調製物を添加剤A6でさらに希釈した。次いで、十分に混合した成分混合物を、Kent Machine Works製の3ロールミル装置に定性的に移し、最初に、1回目の通過のときの投入エプロンロールの速度が200RPMで、この材料の混合ペーストを3ロールミルに通した。
実施例7
エトキシル化長鎖アルコールによるインクの調製比較例1の調製スキームを使用して、表3に示す組成物となるように、他のすべてのプロセス工程を同じままにして、顔料を加える前に添加剤A7をインク基剤成分に組み込んだ。次いで、十分に混合した成分混合物を、Kent Machine Works製の3ロールミル装置に定性的に移し、最初に、1回目の通過のときの投入エプロンロールの速度が200RPMで、この材料の混合ペーストを3ロールミルに通した。
エトキシル化長鎖アルコールによるインクの調製比較例1の調製スキームを使用して、表3に示す組成物となるように、他のすべてのプロセス工程を同じままにして、顔料を加える前に添加剤A7をインク基剤成分に組み込んだ。次いで、十分に混合した成分混合物を、Kent Machine Works製の3ロールミル装置に定性的に移し、最初に、1回目の通過のときの投入エプロンロールの速度が200RPMで、この材料の混合ペーストを3ロールミルに通した。
実施例8
長鎖アルコールによるインクの調製表3に示す組成物となるように、比較例1の調製物を添加剤A8でさらに希釈した。次いで、十分に混合した成分混合物を、Kent Machine Works製の3ロールミル装置に定性的に移し、最初に、1回目の通過のときの投入エプロンロールの速度が200RPMで、この材料の混合ペーストを3ロールミルに通した。
長鎖アルコールによるインクの調製表3に示す組成物となるように、比較例1の調製物を添加剤A8でさらに希釈した。次いで、十分に混合した成分混合物を、Kent Machine Works製の3ロールミル装置に定性的に移し、最初に、1回目の通過のときの投入エプロンロールの速度が200RPMで、この材料の混合ペーストを3ロールミルに通した。
実施例9
超分岐ポリオレフィンを用いたインクの調製比較例1の調製スキームを使用して、実施例5のインクと比較して約2倍の量の添加剤を有する表3に示す組成物となるように、他のすべてのプロセス工程を同じままにして、顔料を加える前に添加剤A5をインク基剤成分に組み込んだ。次いで、十分に混合した成分混合物を、Kent Machine Works製の3ロールミル装置に定性的に移し、最初に、1回目の通過のときの投入エプロンロールの速度が200RPMで、この材料の混合ペーストを3ロールミルに通した。
超分岐ポリオレフィンを用いたインクの調製比較例1の調製スキームを使用して、実施例5のインクと比較して約2倍の量の添加剤を有する表3に示す組成物となるように、他のすべてのプロセス工程を同じままにして、顔料を加える前に添加剤A5をインク基剤成分に組み込んだ。次いで、十分に混合した成分混合物を、Kent Machine Works製の3ロールミル装置に定性的に移し、最初に、1回目の通過のときの投入エプロンロールの速度が200RPMで、この材料の混合ペーストを3ロールミルに通した。
レオロジー判定
実施例のインクのレオロジーは、25mm平行プレートアセンブリを用いて45℃でRheometric Scientific(現TA Instruments)製のRFS−3制御歪みレオメーターを使用して判定し、動的モードを使用して実行し、0.1〜100rad/sのインクレオロジープロファイルを生成した。インクのレオロジーもまた、25mm平行プレートアセンブリを用いて25℃でDHR−2制御応力/歪みレオメーター(TA Instruments)を使用して判定し、動的モードを用いて実行し、0.1〜100rad/sのインクレオロジープロファイルを生成した。結果の要約を表4に示す。
実施例のインクのレオロジーは、25mm平行プレートアセンブリを用いて45℃でRheometric Scientific(現TA Instruments)製のRFS−3制御歪みレオメーターを使用して判定し、動的モードを使用して実行し、0.1〜100rad/sのインクレオロジープロファイルを生成した。インクのレオロジーもまた、25mm平行プレートアセンブリを用いて25℃でDHR−2制御応力/歪みレオメーター(TA Instruments)を使用して判定し、動的モードを用いて実行し、0.1〜100rad/sのインクレオロジープロファイルを生成した。結果の要約を表4に示す。
接着性判定
実施例のインクの接着性プロファイルは、Thwing−Albert製のInkometerタックメーターを使用して判定した。インク計を32℃で平衡化し、ここで1.32ミリリットルのインクを分配ローラー上に配置し、試験の設定は、ローラーRPMが10分間で1200RPMに増加する前にインクを計器の他の2本のロールに広げるようにし、接着性測定は、その10分間にわたって20秒間隔で行った。接着性結果の要約を表4に示す。
実施例のインクの接着性プロファイルは、Thwing−Albert製のInkometerタックメーターを使用して判定した。インク計を32℃で平衡化し、ここで1.32ミリリットルのインクを分配ローラー上に配置し、試験の設定は、ローラーRPMが10分間で1200RPMに増加する前にインクを計器の他の2本のロールに広げるようにし、接着性測定は、その10分間にわたって20秒間隔で行った。接着性結果の要約を表4に示す。
インクの基材への転写と放射線硬化
インクの各々を、得られる可視光学濃度が1.45〜1.55の範囲であるように、D球を取り付けたFusion UV Light Hammer(登録商標)L6硬化ステーションを用いて1m/sで硬化した後に、転写された画像のL*輝度が100%マゼンタフィルに適した範囲になるように、UVV、UVA、UVBおよびUVC帯に適用されるエネルギー容量がそれぞれ119、274、81、および6mJ/cm2となるように、異なる濃度でSterling(登録商標)Gloss紙上に転写した。印刷画像の寸法は、3センチメートル×5センチメートル程度であった。
インクの各々を、得られる可視光学濃度が1.45〜1.55の範囲であるように、D球を取り付けたFusion UV Light Hammer(登録商標)L6硬化ステーションを用いて1m/sで硬化した後に、転写された画像のL*輝度が100%マゼンタフィルに適した範囲になるように、UVV、UVA、UVBおよびUVC帯に適用されるエネルギー容量がそれぞれ119、274、81、および6mJ/cm2となるように、異なる濃度でSterling(登録商標)Gloss紙上に転写した。印刷画像の寸法は、3センチメートル×5センチメートル程度であった。
色の測定は、例えば、一般にCIELABと呼ばれるCIE(国際委員会国際規格)仕様によって特徴付けることができ、ここで、L*、a*およびb*は、3次元空間を形成する修正された反対色座標であり、L*は色の明るさを表し、a*はおおよそ赤色さを表し、b*はおおよそ黄色さを表す。
MEK摩擦試験
メチルエチルケトン(MEK)溶媒に浸したソフトアプリケーターを、室温で、Xerox(登録商標)Digital Color Elite Gloss(登録商標)(DCEG)紙の上のそれぞれの画像に対し、一定の圧力で均一に広げ(約2センチメートル)、MEKによって2回擦るのを5回行うそれぞれの後に、新しいMEKをアプリケーターで再び適用した。報告される値は、紙基材が見えるようになるまでに必要な、MEKによって2回擦った回数である。結果の要約を表5に示す。MEKに対するより高い耐溶剤性を示すより高いMEK二重摩擦が好ましい。
メチルエチルケトン(MEK)溶媒に浸したソフトアプリケーターを、室温で、Xerox(登録商標)Digital Color Elite Gloss(登録商標)(DCEG)紙の上のそれぞれの画像に対し、一定の圧力で均一に広げ(約2センチメートル)、MEKによって2回擦るのを5回行うそれぞれの後に、新しいMEKをアプリケーターで再び適用した。報告される値は、紙基材が見えるようになるまでに必要な、MEKによって2回擦った回数である。結果の要約を表5に示す。MEKに対するより高い耐溶剤性を示すより高いMEK二重摩擦が好ましい。
印刷物のクロスハッチ接着試験
Fusion UV Light Hammer(登録商標)L6硬化ステーションを用いて硬化させてから24時間後に、ASTM D − 3359、「テープ試験による接着力測定」に規定されている方法を用いて、Elcometer(登録商標)USAから入手可能なElcometer(登録商標)99テープを用いて印刷の相対接着品質を判定した。 ASTM D3359の格付けシステムを図2に示し、0B〜5Bの範囲であり、少なくとも3Bの接着結果が好ましく、5Bの接着結果が最も好ましい。実施例のインクから製造された印刷物の接着試験結果の要約を表5に示す。
Fusion UV Light Hammer(登録商標)L6硬化ステーションを用いて硬化させてから24時間後に、ASTM D − 3359、「テープ試験による接着力測定」に規定されている方法を用いて、Elcometer(登録商標)USAから入手可能なElcometer(登録商標)99テープを用いて印刷の相対接着品質を判定した。 ASTM D3359の格付けシステムを図2に示し、0B〜5Bの範囲であり、少なくとも3Bの接着結果が好ましく、5Bの接着結果が最も好ましい。実施例のインクから製造された印刷物の接着試験結果の要約を表5に示す。
色彩特性の判定
分光濃度計X−Rite 538を使用して、D50および2°設定を使用していくつかのインク画像の色特性を測定した。それぞれの画像を3回測定し、平均データの報告を表5に示す。
分光濃度計X−Rite 538を使用して、D50および2°設定を使用していくつかのインク画像の色特性を測定した。それぞれの画像を3回測定し、平均データの報告を表5に示す。
MEKの二重摩擦試験およびクロスハッチ試験は、あらゆる印刷物またはコーティングに対する厳しいストレス試験である。MEK、メチルイソブチルケトン(MIBK)、アセトン、キシレン、トルオール(例えば重量で1:9のMEK:トルエン)などに対してより高い耐溶剤性を有する印刷物は、より高いレベルの硬化および印刷物上のインクの濃度の著しい架橋を示す。これらの溶媒に対して十分な耐性を有する印刷物は、一般に、日常的な流体、例えば水、コーヒー、ジュース、石鹸、油、および脂肪などに対してより堅牢である。ASTM D−3359に記載されているようなクロスハッチ試験は、複数の応力点が印刷物上の硬化したインクが最初に画像上に配置され、次いで除去されるときに印刷物上の硬化したインクをテープから吸収することができる場所に形成されるように、作像された硬化したインク中にクロスハッチパターンを配置することを含む。
表5に示す印刷堅牢性の結果は、いくつかの非放射線硬化性添加剤を放射線硬化性DALIインクに添加すると、これらの添加剤を含まない放射線硬化性DALIインクから作製された印刷物と比較して、MEK溶媒に対してより堅牢性がありかつ/または高い接着性を有する印刷物をもたらすことを示している。実施例5と比較して、その中に約2倍の量の添加剤A5を有する実施例9は、MEK摩擦に対してより高い耐性を有しつつ、同じ接着性を有した。
したがって、本明細書に記載の非放射線硬化性添加剤を含むDALI放射線硬化性インク組成物は、実施形態では、UV硬化性インク組成物は、耐溶剤性および/または接着性に関してより堅牢な印刷物を提供する。
Claims (20)
- デジタルオフセット印刷に使用するためのインク組成物であって、
硬化性モノマーおよび硬化性オリゴマーからなる群から選択される、少なくとも1つの成分と、
任意の着色剤と、
任意の分散剤と、
任意の光開始剤と、
少なくとも1つの非放射線硬化性添加剤であって、約20℃〜約40℃の温度で固体である、非放射線硬化性添加剤と、を含む、インク組成物。 - 前記少なくとも1つの非放射線硬化性添加剤が、約20℃〜約30℃の温度で固体である、請求項1に記載のインク組成物。
- 前記少なくとも1つの非放射線硬化性添加剤が、カルナウバワックス、ミツロウ、約300〜約900の分子量を有する高分子量エステルワックス、炭化水素系オレフィン、約20〜約60個の炭素原子を有する長鎖エーテル、約24〜約44個の炭素原子を有するエトキシル化長鎖アルコール、約20〜約60個の炭素原子を有する長鎖完全飽和一級アルコール、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項1に記載のインク組成物。
- 前記少なくとも1つの非放射線硬化性添加剤が、約28〜約60個の炭素原子を有する長鎖完全飽和第一級アルコール、約28〜約60個の炭素原子を有する長鎖エーテル、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項1に記載のインク組成物。
- 前記少なくとも1つの非放射線硬化性添加剤が、約24〜約28個の炭素原子を有するパラフィンを含む、請求項1に記載のインク組成物。
- 前記少なくとも1つの非放射線硬化性添加剤が、約28個より多い炭素原子を有するパラフィンを含む、請求項1に記載のインク組成物。
- 前記少なくとも1つの非放射線硬化性添加剤が、約100℃未満の融点を有するワックスを含む、請求項1に記載のインク組成物。
- 前記少なくとも1つの非放射線硬化性添加剤が、ポリ(無水マレイン酸−アルト−オレフィンC24−C28)を含む、請求項1に記載のインク組成物。
- 前記少なくとも1つの非放射線硬化性添加剤が、前記インク組成物の総重量に基づいて約1〜約6重量%の量で前記インク組成物中に存在する、請求項1に記載のインク組成物。
- 硬化性モノマーおよび硬化性オリゴマーからなる群から選択される前記少なくとも1つの成分が、アクリル化ポリエステル、アクリル化ポリエーテル、アクリル化エポキシ、ウレタンアクリレート、およびペンタエリスリトールテトラアクリレート、ならびにこれらの組み合わせからなる群から選択される成分である、請求項1に記載のインク組成物。
- 硬化性モノマーおよび硬化性オリゴマーからなる群から選択される前記少なくとも1つの成分が、四官能性ポリエステルアクリレートオリゴマー、プロポキシル化トリメチロールプロパントリアクリレートモノマー、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される成分である、請求項1に記載のインク組成物。
- クレイをさらに含み、
前記着色剤が、顔料である、請求項1に記載のインク組成物。 - デジタルオフセット印刷のプロセスであって、前記プロセスが、
インク吸収温度で再作像可能な作像部材の表面上にインク組成物を塗布することであって、前記再作像可能な作像部材が、その上に湿し流体を有する、塗布することと、
インク画像を形成することと、
インク転写温度で、前記作像部材の前記再作像可能な表面から印刷可能な基材に前記インク画像を転写することと、を含み、
前記インク組成物が、
硬化性モノマーおよび硬化性オリゴマーからなる群から選択される、少なくとも1つの成分と、
任意の着色剤と、
任意の分散剤と、
任意の光開始剤と、
少なくとも1つの非放射線硬化性添加剤であって、約20℃〜約40℃の温度で固体である、非放射線硬化性添加剤と、を含む、プロセス。 - 前記インク組成物を塗布することが、アニロックス搬送システムを使用して前記インク組成物を塗布することを含む、請求項13に記載のプロセス。
- 前記少なくとも1つの非放射線硬化性添加剤が、カルナウバワックス、ミツロウ、約300〜約900の分子量を有する高分子量エステルワックス、炭化水素系オレフィン、約20〜約60個の炭素原子を有する長鎖エーテル、約24〜約44個の炭素原子を有するエトキシル化長鎖アルコール、約20〜約60個の炭素原子を有する長鎖完全飽和一級アルコール、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項13に記載のプロセス。
- 前記少なくとも1つの非放射線硬化性添加剤が、前記インク組成物の総重量に基づいて約1〜約6重量%の量で前記インク組成物中に存在する、請求項13に記載のプロセス。
- プロセスであって、インク組成物を提供するために、
硬化性モノマーおよび硬化性オリゴマーからなる群から選択される少なくとも1つの成分と、任意の着色剤と、任意の分散剤と、任意の光開始剤と、少なくとも1つの非放射線硬化性添加剤であって、約20℃〜約40℃の温度で固体である、非放射線硬化性添加剤と、を組み合わせることと、
任意に、加熱することと、
任意に、濾過することと、
を含む、プロセス。 - 前記少なくとも1つの非放射線硬化性添加剤が、カルナウバワックス、ミツロウ、約300〜約900の分子量を有する高分子量エステルワックス、炭化水素系オレフィン、約20〜約60個の炭素原子を有する長鎖エーテル、約24〜約44個の炭素原子を有するエトキシル化長鎖アルコール、約20〜約60個の炭素原子を有する長鎖完全飽和一級アルコール、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項17に記載のプロセス。
- 前記少なくとも1つの非放射線硬化性添加剤が、前記インク組成物の総重量に基づいて約1〜約6重量%の量で前記インク組成物中に存在する、請求項17に記載のプロセス。
- 硬化性モノマーおよび硬化性オリゴマーからなる群から選択される前記少なくとも1つの成分が、アクリル化ポリエステル、アクリル化ポリエーテル、アクリル化エポキシ、ウレタンアクリレート、およびペンタエリスリトールテトラアクリレート、ならびにこれらの組み合わせからなる群から選択される成分である、請求項17に記載のプロセス。
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