JP2019157118A - デジタルオフセット平版印刷インク組成物 - Google Patents

デジタルオフセット平版印刷インク組成物 Download PDF

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Abstract

【課題】ブランケットから受容基材へのインクの転写を高め、水および安全な界面活性剤/水溶液で、はるかに改善された洗浄性を与える、インク組成物の提供。【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種の成分、任意選択の分散剤、任意選択の光開始剤、ならびに少なくとも1種の非放射線硬化性添加剤を含み、非放射線硬化性添加剤が、洗浄剤もしくは乳化剤であるか、または洗浄液が存在する場合、非放射線硬化性添加剤が、洗浄剤もしくは乳化剤として機能し、非放射線硬化性添加剤が、約20℃〜約40℃の温度において固体である、インク組成物。【選択図】図3

Description

改善された転写性および洗浄性を提供するDALI(平版印刷用インクのためのデジタル構成)インク組成物が、本明細書に開示される。より具体的には、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種の成分、任意の分散剤、任意の光開始剤、ならびに少なくとも1種の非放射線硬化性添加剤を含み、非放射線硬化性添加剤が、洗浄剤もしくは乳化剤であるか、または洗浄液が存在する場合、非放射線硬化性添加剤が、洗浄剤もしくは乳化剤として機能し、非放射線硬化性添加剤が、約20℃〜約40℃の温度において固体である、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装置を用いたデジタルオフセット印刷方法であって、インク組成物を、インク捕捉温度で、再画像形成性画像形成部材表面上に塗布することであって、再画像形成性画像形成部材が、部材表面上に配置された湿し流体を有する、塗布することと、インク画像を形成することと、インク画像を、インク転写温度で、画像形成部材の再画像形成性表面から印刷可能基材に転写することと、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種の成分、任意の分散剤、任意の光開始剤、ならびに少なくとも1種の非放射線硬化性添加剤を含み、非放射線硬化性添加剤が、洗浄剤もしくは乳化剤であるか、または洗浄液が存在する場合、非放射線硬化性添加剤が、洗浄剤もしくは乳化剤として機能し、非放射線硬化性添加剤が、約20℃〜約40℃の温度において固体である、方法が開示される。
さらに、インク組成物を用意するために、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種の成分、任意の分散剤、任意の光開始剤、ならびに少なくとも1種の非放射線硬化性添加剤を混合することであって、非放射線硬化性添加剤が、洗浄剤もしくは乳化剤であるか、または洗浄液が存在する場合、非放射線硬化性添加剤が、洗浄剤もしくは乳化剤として機能し、非放射線硬化性添加剤が、約20℃〜約40℃の温度において固体である、混合することと、任意選択で加熱することと、任意選択で濾過することと、を含む方法が開示される。
DALI(平版印刷用インクのためのデジタル構成)インクは、高速での高品質印刷を可能にする、インク供給サブシステム、画像形成サブシステム、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型インクである。信頼性のあるインクを有することの他に、これらのインクを用いて調製された、得られた放射線硬化印刷は、1メートル/秒以上の速度で硬化された場合でも良好な耐薬品性および基材への付着性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構成が、図1に示される。図1に見られるように、例示的なシステム100は、画像形成部材110を含むことができる。図1に示される実施形態における画像形成部材110はドラムであるが、この例示的な描写は、画像形成部材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。再画像形成性表面110(a)は、例えば、とりわけフルオロシリコーンを含む、シリコーンと一般的に称される材料の分類の材料を含む材料で形成することができる。再画像形成性表面は、搭載層上の比較的薄い層から形成することができ、比較的薄い層の厚さは、印刷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とるために選択される。
同一出願人による、かつ、その開示は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、2011年4月27日にTimothy Stoweらによって出願された「Variable Data Lithography System」と題された米国特許出願公開第2012/0103212号(「212公報」)は、例えば円筒状コアまたは円筒状コア上の1つ以上の構造層であり得る構造的搭載層上に形成される、再画像形成性表面層110(a)から構成される画像形成部材110を含む、画像形成部材110の詳細を示す。
画像形成部材110は、インク画像を、転写ニップ112で受像媒体基材114に適用するために使用される。転写ニップ112は、画像転写機構160の一部として、画像形成部材110の方向に圧力を加える押圧ローラー118によって形成される。受像媒体基材114としては、例えば、紙、プラスチック、折られた板紙、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状が挙げられるが、それらに限定されない。例示的なシステム100は、広範囲の受像媒体基材上に画像を生成するために使用することができる。212公報はまた、使用され得る広い範囲のマーキング(印刷)材料も説明している。
例示的なシステム100は、画像形成部材110の再画像形成性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見なすことができ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画像形成部材110の再画像形成性表面に供給することである。湿し水などの湿し流体は、以下により詳細に記載されるように、表面張力を低下させるために、ならびに後続のレーザーパターニングを支援するために必要な蒸発エネルギーを低下させるために、任意選択で少量のイソプロピルアルコールまたはエタノールを添加した水を主に含むことができる。少量の特定の界面活性剤も同様に、湿し水に添加することができる。あるいは、他の好適な湿し流体が用いられて、インク系デジタル平版印刷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。他の好適な湿し流体は、例として、同時係属中の米国特許第9,592,699号に開示されており、その開示は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
湿し流体が画像形成部材110の再画像形成性表面上に計量されると、湿し流体の厚さは、湿し流体システム120による、画像形成部材110の再画像形成性表面上の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得るセンサ(図示せず)を用いて計量することができる。
湿し流体の正確でかつ均一な量が、湿し流体システム120によって、画像形成部材110の再画像形成性表面上に供給された後、光パターニングサブシステム130が使用されて、例えばレーザーエネルギーを用いて湿し流体層を画像状にパターニングすることによって、均一な湿し流体層内に潜像を選択的に形成することができる。通常は、湿し流体は、光エネルギー(IRまたは可視)を効率的には吸収しない。画像形成部材110の再画像形成性表面は、理想的には、表面に近い光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(可視またはIRなどの不可視)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への拡散を最小限に抑える。あるいは、適切な放射線感光成分が、湿し流体に添加されて、入射放射レーザーエネルギーの吸収を促進することができる。光パターニングサブシステム130が、レーザ―発光体として上記に示されているが、様々な異なるシステムが使用されて、湿し流体層をパターニングするための光エネルギーを供給し得ることを理解されたい。
例示的なシステム100の光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作業での機械的構造は、212公報の図5を参照して詳細に説明される。簡単に説明すると、光パターニングサブシステム130からの光パターニングエネルギーの適用は、湿し流体層の一部の選択的な除去をもたらす。
光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、画像形成部材110の再画像形成性表面上のパターニングされた層は、インク供給サブシステム140に提供される。インク供給サブシステム140が用いられて、インクの均一な層を、湿し流体の層および画像形成部材110の再画像形成性表面層上にわたって塗布することができる。インク供給サブシステム140は、アニロックスローラーを使用して、本開示のインク組成物などのオフセット平版印刷用インクを、画像形成部材110の再画像形成性表面層と接触している1つ以上のインク形成ローラー上に計量することができる。一方、インク供給サブシステム140としては、再画像形成性表面へのインクの正確な供給速度を提供する一連の計量ローラーなどの他の従来の要素が挙げられる。インク供給サブシステム140は、インクを、再画像形成性表面の画像形成された部分を表すポケットに堆積させることができ、一方、湿し流体の未フォーマット部分上のインクは、それらの部分に付着しない。
画像形成部材110の再画像形成性層内に存在するインクの凝集性および粘度は、多く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(複素粘弾性係数)制御サブシステム150(例えば、UV LED部分硬化システム)の使用を含むことができる。レオロジー制御システム150は、再画像形成性表面上のインクの部分的な架橋層を形成して、例えば、再画像形成性表面層に対するインク凝集力を高めることができる。硬化機構としては、光学硬化または光硬化、熱硬化、乾燥、または様々な形態の化学硬化を挙げることができる。冷却は、複数の物理的冷却機構によっても、ならびに化学的冷却によっても、レオロジーを変更するために使用することができる。
次いで、インクは、転写サブシステム160を用いて、画像形成部材110の再画像形成性表面から受像媒体114の基材に転写される。転写は、画像形成部材110の再画像形成性表面の空隙内のインクが、基板114と物理的に接触するように、基材114が、画像形成部材110と押圧ローラー118との間のニップ112を通過するときに起こる。本開示のインクなどのインクの付着力が、レオロジー制御システム150によって変更されると、変更されたインクの付着力は、インクを基材114に付着させ、画像形成部材110の再画像形成性表面から分離させる。転写ニップ112での温度および圧力条件の慎重な制御によって、本開示のインクなどのインクの、画像形成部材110の再画像形成性表面から基材114への転写効率が、95%を超えることを可能にする。いくらかの湿し流体はまた、基材114も濡らす可能性もあるが、このような湿し流体の量は、最小であり得、急速に蒸発するか、または基材114によって吸収され得る。
特定のオフセット平版印刷システムにおいて、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取り、次いで既知の間接転写方法に従ってインク画像パターンを基板に転写し得ることを認識する必要がある。
大部分のインクの基材114への転写に続いて、通常その表面を擦り落としたり磨耗させたりすることなく、あらゆる残留インクおよび/または残留湿し流体は、画像形成部材110の再画像形成性表面から除去することができる。エアナイフが、残留湿し流体を除去するために使用され得る。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。そのような残りのインク残渣の除去は、何らかの形態の洗浄サブシステム170の使用によって達成することができる。212号公報は、画像形成部材110の再画像形成性表面と物理的に接触する粘着性部材またはタック性部材であって、その粘着性部材またはタック性部材が、画像形成部材110の再画像形成性表面の残留インク、および湿し流体からの残っている少量の界面活性剤化合物を除去する、粘着性部材またはタック性部材などの、少なくとも第1の洗浄部材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、粘着性部材またはタック性部材は、残留インクが粘着性部材またはタック性部材から転写され得る平滑ローラーと接触することができ、その後、インクは、例えばドクターブレードによって平滑ローラーから取り除かれる。
212号公報は、画像形成部材110の再画像形成性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、画像形成部材110の再画像形成性表面からの残留インクおよび湿し流体の洗浄は、使用され得る。洗浄されると、画像形成部材110の再画像形成性表面は、再び湿し流体システム120に供給され、それによって湿し流体の新しい層が画像形成部材110の再画像形成性表面に供給され、そしてプロセスが繰り返される。
実施形態において、デジタルオフセット印刷プロセスは、D4として市販されているような剥離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版上への顔料添加UV(紫外線)硬化性インクの転写を含む。次いで、インクは、任意選択でUV光を用いて部分的に硬化され、印刷される紙、プラスチック、または金属から作製され得る対象物に版から転写される。対象物上のインクは、インクの最終的な硬化のために再び紫外線に露光される。
デジタルオフセット印刷の要件を満たすために、インクは、多くの物理的および化学的特性を有することが望ましい。インクは、印刷版、湿し水、および他の硬化または未硬化インクを含む、それが接触している材料と互換性があることが望ましい。それはまた、濡れ特性および転写特性を含むサブシステムの機能要件を満たすことが望ましい。インクは、濡れ特性と転写特性の組み合わせを有することが望ましい、すなわち、インクは、ブランケット材料を直ちに均質に濡らし、ブランケットから基材に転写することが望ましいので、画像形成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上にインクが残っていると、後続の印刷物に許容されないゴースト画像が現れる可能性がある。当然のことだが、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、所望の濡れ特性および転写特性を有することを含む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、顔料添加固体(または相変化)インクなどの他の印刷用途用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(実施形態においては最大で10倍高い)顔料投入量を含有し、したがって室温でより高い粘度を有する。高粘度は、転写には望ましいが、アニロックスでの捕捉およびフルオロシリコーン版への供給には十分に低くなければならない。
したがって、デジタルオフセットDALI構成は、高速での高品質印刷を可能にする、インク供給システム、画像形成システム、および洗浄サブシステムを含む様々な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型インクを必要とする。信頼性のある高速印刷は、画像形成されたブランケットから受容基材へのインク転写効率が可能な限り高いことを要求し、そうでなければ画像劣化および不十分な解像度が生じることになる。また、DALI印刷機は、任意の数の短時間、中時間、および長時間稼働をデジタル印刷することができるという見込みによって、後続の画像現像サイクルが始まる前に、ブランケットから受容基材に転写されないあらゆるインク量が完全にまたは実質的に完全に除去されることが望ましい。これは、画像現像と転写サイクルとの間の短い通過時間、ならびにそれらの設計および機能の性質のために、DALIインクが粘着性であり、室温およびその付近で比較的高い粘度を有するという事実の両方のために困難であり得る。
参照により本明細書に完全に組み込まれる米国特許出願第15/910,512号は、その要約において、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種の成分、任意の着色剤、任意の分散剤、任意の光開始剤、ならびに少なくとも1種の非放射線硬化性添加剤を含むデジタルオフセット印刷に使用するインク組成物を記載しており、この非放射線硬化性添加剤は、約20℃〜約40℃の温度において固体である。インク組成物を、インク捕捉温度で、再画像形成性画像形成部材表面上に塗布することであって、この再画像形成性画像形成部材がその上に配置される湿し流体を有する、塗布することと、インク画像を形成することと、インク画像をインク転写温度で画像形成部材の再画像形成性表面から印刷可能基材に転写することと、を含むデジタルオフセット印刷の方法。
現在入手可能なインクは、それらの意図された目的には好適であり得るが、DALIインクに関しては、1)ブランケットから受容基材への高い転写効率、および2)ブランケット上のそれらの残留物(画像転写工程後)をより簡単に洗浄できること、を可能にすることが依然として必要とされている。
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種の成分、任意の分散剤、任意の光開始剤、ならびに少なくとも1種の非放射線硬化性添加剤を含み、非放射線硬化性添加剤が、洗浄剤もしくは乳化剤であるか、または洗浄液が存在する場合、非放射線硬化性添加剤が、洗浄剤もしくは乳化剤として機能し、非放射線硬化性添加剤が、約20℃〜約40℃の温度において固体である、インク組成物が記載される。
デジタルオフセット印刷装置を用いたデジタルオフセット印刷方法であって、インク組成物を、インク捕捉温度で、再画像形成性画像形成部材表面上に塗布することであって、再画像形成性画像形成部材が、部材表面上に配置された湿し流体を有する、塗布することと、インク画像を形成することと、インク画像を、インク転写温度で、画像形成部材の再画像形成性表面から、印刷可能基材に転写することと、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種の成分、任意の分散剤、任意の光開始剤、ならびに少なくとも1種の非放射線硬化性添加剤を含み、非放射線硬化性添加剤が、洗浄剤もしくは乳化剤であるか、または洗浄液が存在する場合、非放射線硬化性添加剤が、洗浄剤もしくは乳化剤として機能し、非放射線硬化性添加剤が、約20℃〜約40℃の温度において固体である、方法も記載される。
インク組成物を用意するために、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種の成分、任意の分散剤、任意の光開始剤、ならびに少なくとも1種の非放射線硬化性添加剤を混合することであって、非放射線硬化性添加剤が、洗浄剤もしくは乳化剤であるか、または洗浄液が存在する場合、非放射線硬化性添加剤が、洗浄剤もしくは乳化剤として機能し、非放射線硬化性添加剤が、約20℃〜約40℃の温度において固体である、混合することと、任意選択で加熱することと、任意選択で濾過することと、を含む方法も記載される。
本開示によるインク組成物が使用され得る関連技術のインク系可変画像デジタル印刷システムの概略図を示す。 印刷物および追跡シートの光学濃度測定スキームの描写である。 洗浄システムの結果(x軸、洗浄液)に対する洗浄領域の長さ(y軸、ミリメートル)としてのインク洗浄性結果を示すグラフである。
実施形態において、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種の成分、任意の分散剤、任意の光開始剤、ならびに少なくとも1種の非放射線硬化性添加剤を含み、非放射線硬化性添加剤が、洗浄剤もしくは乳化剤であるか、または洗浄液が存在する場合、非放射線硬化性添加剤が、洗浄剤もしくは乳化剤として機能し、非放射線硬化性添加剤が、約20℃〜約40℃の温度において固体である、インク組成物が提供される。
非放射線硬化性洗浄剤または乳化剤添加剤は、ブランケット上の画像形成されたインクの受容基材への転写性を向上させるために、DALIインク組成物に使用するのに特に好適な混和性添加剤である。本明細書の添加剤は、その性質上、非放射線硬化性であるが、DALIインク組成物に含まれる成分として、これらのインクから得られる印刷物の硬化レベルおよび物理的堅牢性を妨げず、場合によって、これらのインクから作製される印刷物の堅牢性品質を高める。DALIインク組成物におけるこれらの同じ混和性添加剤の使用はまた、組成物の洗浄有効性も向上させる。洗浄溶媒として水または界面活性剤/水を用いると、インク組成物中に存在する混和性添加剤は、乳化剤として作用することができ、かつ/または(洗浄液の存在下で)洗浄剤様品質も有することができて、粘度およびインクの粘着性を低下させ、それがより簡単に洗浄されることを可能にする。
添加剤
本明細書の実施形態のために選択される非放射線硬化性添加剤は、任意の好適なまたは所望の非放射線硬化性添加剤を含むことができる、ただし添加剤は、洗浄剤、もしくは乳化剤、または洗浄液が存在する場合、洗浄剤もしくは乳化剤として機能する化合物であり、実施形態において、洗浄液が存在する場合、デジタルオフセット印刷装置内の洗浄サブシステムの洗浄液を含み、実施形態において、洗浄液は、水または水と界面活性剤の組み合わせを含み、ただし非硬化性添加剤は、室温およびその付近で固体である。
非放射線硬化性または非硬化性とは、インク中の添加剤が、例えば熱、電磁放射線、電子線エネルギーなどへの曝露からのそのような手段によっては架橋されないことを意味する。
実施形態において、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℃の温度において固体である。
DALIインクの設計の重要な部分は、インクローダからの機能的アニロックス充填、ブランケットへの転写、およびブランケットから受容基材へのインク画像の究極の高転写の確保である。本明細書に記載されるインク添加剤を含む本インク組成物は、重要な印刷機能を達成するのに必要な特定の範囲内の粘度およびタック特性を維持するインクを提供した。本明細書で選択される添加剤を含む記載されるインク組成物は、画像形成ブランケットから受容基材へのインクの転写を向上させ、またブランケットからの残留インクの洗浄性も促進しながら、他の重要な特性に影響を与えない。
本発明のDALIインク用に選択された添加剤は、DALIインクがインク供給およびアニロックス充填、ブランケットへの転写、および後続の受容基材への転写に関して正常に機能することを可能にするが、DALI印刷プロセスの洗浄サブステーションに到着すると、洗浄サブステーション溶媒、すなわち水または界面活性剤/水が存在する場合、ブランケット上の残留インクの分散に役立ち、未硬化状態のままでインクの除去をより容易にする。
非放射線硬化性洗浄剤または乳化剤添加剤は、様々な化学的分類またはグループ分けおよび分子量範囲から選択することができる。好適な添加剤の例としては、ポリエーテルアルコール、ジオール、ポリ(オキシエチレン)アルキルエーテル、ポリオールコポリマー、乳化ワックス、ポリエステルグリコール、エステルワックス、ソルビタンエステル、エトキシル化ソルビタンエステル、およびポリエステル化学的分類から選択されるものが挙げられる。ここでDALIインク組成物用の添加剤を選択する場合は、安全性、融点、または凝固点、またはガラス転移温度などの添加剤特性、ならびに添加剤の洗浄/洗浄力特性が考慮される。添加剤の大部分は、石鹸、洗浄剤、化粧品、ヘアコンディショナー、クリーム、ろうそくなどを含む日常の家庭用品に使用することができ、定期的に人との接触を伴うので、安全と見なされる。
本明細書の実施形態において選択される様々な化学的分類からのいくつかの添加剤は、水に可溶性または混和性であるが、他はそうではない。非水溶性添加剤は、依然として剥離剤として作用することができ、それは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容基材へのインク画像の転写を最も顕著に向上させることができる。非水溶性である添加剤は、印刷されたインクに柔軟性および強靭性を導入することができる様々な分子量のポリ(ε−カプロラクトン)を含むことができる。
実施形態において、潤滑能力によってDALI印刷プロセスのインク洗浄サイクルを促進することができる水溶性ポリエーテルアルコールおよびジオール添加剤が選択される。脂肪アルコールエトキシレート、ならびにアルケニルアルケネート、脂肪アルコール、およびこれらの化合物の混合物などの乳化ワックスを含む種々のポリ(オキシエチレン)アルキルエーテルなどの他の添加剤は、疎水性DALIインクのための水中油型乳化剤として作用することができる。ポリオールコポリマー、または具体的には油相材料と水との溶解性/混和性を増大させるエトキシレート−プロポキシレートブロックコポリマーなどのさらに他の材料は、インク洗浄サイクルを促進するために使用することができる。
本実施形態のDALIインクに含まれる非放射線硬化性混和性添加剤の化学的分類内では、本明細書の添加剤は、顔料および粘土分散液の品質に悪影響を及ぼさず、または25℃、45℃などの特定の温度において特定のDALIインク組成物のレオロジー、またはインクのタック(内部凝集力)などの他の重要なインク特性に悪影響を及ぼさず、本明細書中の添加剤はさらに、乳化、洗浄、または潤滑品質を水性媒体で洗浄されるのに好適であるDALIインクに付与することが観察されている。
本実施形態における添加剤として好適な異なる化学構造および分子量を有する様々な添加剤が表1に要約される。可能であれば、成分の分子量が含まれる。本実施形態に好適な添加剤のサイズ範囲は、小分子、オリゴマー、およびポリマーを含む。添加剤は、直鎖であっても分岐鎖であってもよい。実施形態において、添加剤は、単一成分系であるが、他のものは多成分系である。
実施形態において、非放射線硬化性添加剤は、ポリエーテルアルコール、ジオール、ポリ(オキシエチレン)アルキルエーテル、ポリオールコポリマー、乳化ワックス、ポリエステルグリコール、エステルワックス、ソルビタンエステル、エトキシル化ソルビタンエステル、ポリエステル、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される。
他の実施形態において、非放射線硬化性添加剤は、ポリエチレングリコール、ポリ(エチレン−co−酢酸ビニル)、ポリ(ビニルアルコール)、ポリビニルピロリドン、アクリル酸ベヘニル、ポリ(エチレンテレフタレート)、ポリ(酢酸ビニル)、1,6−ヘキサンジオール、セテアリルアルコールとポリソルベート60とを含む乳化ワックス、ステアリン酸ステアリル、1,8−オクタンジオール、1,2−テトラデカンジオール、1,10−デカンジオール、ポリオキシエチレン(23)ラウリルエーテル、ポリオキシエチレン(100)ステアリルエーテル、ポリカプロラクトンジオール、ポリカプロラクトン、ポロキサマー188、ベヘン酸ベヘニル、ベヘン酸ステアリル、ステアリン酸セチル、ステアリン酸ステアリル、ポリカプロラクトン−ブロック−ポリテトラヒドロフラン−ブロック−ポリカプロラクトン、ヒマシワックス、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノパルミテート、セチルアルコール、ステアリルアルコール、セトステアリルアルコール、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される。
さらに他の実施形態において、非放射線硬化性添加剤は、ポリエチレングリコール、ジオール、乳化ワックス、アルキルアルケネート、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオール、ポリカプロラクトン、ポリカプロラクトン−ブロック−ポリテトラヒドロフラン−ブロック−ポリカプロラクトン、ヒマシワックス、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される。実施形態において、非放射線硬化性添加剤は、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、またはそれらの組み合わせである。
非放射線硬化性添加剤は、任意の好適なまたは所望の量でインク組成物中に存在することができる。実施形態において、非放射線硬化性添加剤が、インク組成物の総重量を基準として約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。実施形態において、非放射線硬化性添加剤が、インク組成物の総重量を基準として約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
実施形態において、本開示のインク組成物は、好適な硬化性モノマーなどのさらなる成分を含む。好適な材料の例としては、アクリレートおよびメタクリレートモノマー化合物などのラジカル硬化性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、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、イソデシルメタクリレート、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、ならびにそれらの混合物または組み合わせが挙げられる(がこれらに限定されない)。
実施形態において、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種の成分は、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、ならびにそ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。
特定の実施形態おいて、Sartomer Co.のSR501など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が使用される。モノマーは、本開示のインク組成物中に、任意の好適なまたは所望の量で存在することができ、実施形態において、インク組成物の総重量を基準として、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%などの、約0重量%〜約50重量%の量で存在することができる。
いくつかの実施形態において、本開示のインク組成物は、硬化性オリゴマーを含む。好適な硬化性オリゴマーとしては、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が挙げられるが、これらに限定されない。好適なアクリル化オリゴマーの具体例としては、CN2255(登録商標)、CN2256(登録商標)、CN294E(登録商標)、CN2282(登録商標)(Sartomer Co.)などのアクリル化ポリエステルオリゴマー、アクリル化ウレタンオリゴマー、CN2204(登録商標)、CN110(登録商標)(Sartomer Co.)などのアクリル化エポキシオリゴマー、およびそれらの混合物および組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。実施形態において、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種の成分が、4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、およびそ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、インク組成物中に、任意の好適なまたは所望の量で存在することができ、実施形態において、インク組成物の総重量を基準として、例えば約1重量%〜約30重量%、例えば約5重量%〜約30重量%などの、約0重量%〜約50重量%の量で存在することができる。
特定の実施形態において、本明細書に記載されるインクは、以下の成分、(a)単官能性、2官能性、および3官能性の水希釈性アクリレートモノマー、オリゴマーを含む放射線硬化性水希釈性モノマー化合物、(b)分散剤、(c)着色剤、(d)粘土または他の添加物、(e)開始剤、(f)モノマー、Sartomer USA、LLCまたはCytec Industries,Incのオリゴマーを含むオリゴマー、プレポリマー、ポリマーを含む追加の硬化性化合物、(g)本明細書に記載されるような少なくとも1種の非放射線硬化性添加剤、(h)界面活性剤、フリーラジカル捕捉剤などを含む第2の添加剤、(i)熱安定剤、を含むことができる。
実施形態において、水希釈された硬化性成分は、水希釈性であり得るビヒクルとして使用するのに好適な任意の水希釈性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むことができ、可変デジタルデータ平版印刷構成における使用に関してバックグラウンド性能を調整および/または増強するために水の添加が可能である。実施形態において、水希釈された硬化性成分は、水希釈性官能性アクリレートモノマー、メタクリレートモノマー、多官能性アクリレートモノマー、多官能性メタクリレートモノマー、またはそれらの混合物もしくは組み合わせである。例示的なアクリレートとしては、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などのアクリレートモノマーまたはポリマーを挙げることができる。実施形態において、成分の混合物は水希釈性である。
実施形態において、ビヒクルとしてインク組成物に使用することができる硬化性モノマーおよび希釈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;SartomerのSR−492、SR−501、SR−444、SR−454、SR−499、SR−502、SR−9035、およびSR−415;AllnexのEBECRYL(登録商標)853、およびEBECRYL(登録商標)5500を挙げることができる。トリメチロールプロパントリアクリレートは、1.474の屈折率、1.06g/cmの比重、300未満のAPHA色、および25℃で80〜120cpsの粘度範囲を有する。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、1.459の屈折率、1.05g/cmの比重、−15℃のTg、30のAPHA色、および25℃で90cpsの粘度を有する。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、1.4567の屈折率、1.048g/cmの比重、−2℃のTg、90のAPHA色、および25℃で125cpsの粘度を有する。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、1.4801の屈折率、1.162g/cmの比重、103℃のTg、50のAPHA色、および25℃で520cpsの粘度を有する。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、1.4689の屈折率、1.103g/cmの比重、120℃のTg、55のAPHA色、および25℃で60cpsの粘度を有する。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、1.4691の屈折率、1.106g/cmの比重、−8℃のTg、50のAPHA色、および25℃で85cpsの粘度を有する。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、1.4691の屈折率、1.11g/cmの比重、−19℃のTg、140のAPHA色、および25℃で130cpsの粘度を有する。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、1.4695の屈折率、1.113g/cmの比重、−32℃のTg、60のAPHA色、および25℃で168cpsの粘度を有する。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、1.4699の屈折率、1.115g/cm3の比重、−40℃のTg、55のAPHA色、および25℃で225cpsの粘度を有する。EBECRYL 853は、低粘度ポリエステルトリアクリレートであり、1.10g/cmの比重、200のAPHA色、および25℃で80cpsの粘度を有する。EBECRYL 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、1.07g/cmの比重、62のAPHA色、および25℃で130cpsの粘度を有する。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、およびより高官能性アクリレートモノマー、希釈アクリレート、ならびにそれらの様々な組み合わせもまた、ビヒクルとしてインク組成物に使用することができる。
実施形態において、インクが水希釈性であり、かつ反応性成分がそれ自体混和性である場合、混合物中の1種以上の成分は、非水希釈性であり得る。水が添加され得るのと同様に、いくつかの実施形態において、共反応性モノマーが添加されて、インクの極性を制御することができる。水希釈性硬化性成分の具体例としては、官能性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)、2官能性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3官能性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)が挙げられるが、これらに限定されない。モノマーまたはオリゴマーは、任意の好適な量で存在することができる。実施形態において、モノマーまたはオリゴマー、またはそれらの組み合わせは、硬化性インク組成物の総重量を基準として、約10〜約85重量%、または約30〜約80重量%、または約50〜約70重量%の量で添加される。ビヒクルとしてインク組成物中で使用することができる硬化性オリゴマーとしては、Sartomer CN294E、CN2256、CN2282、CN9014、およびCN309を挙げることができる。Sartomer CN294Eは、4官能性アクリル化ポリエステルオリゴマーである。CN294Eは、0.93の比重、および60℃で4,000cpsの粘度を有する透明液体である。Sartomer CN2256は、2官能性ポリエステルアクリレートオリゴマーであり、1.5062の屈折率、−22℃のTg、675psiの引張強度、および60℃で11,000cpsの粘度を有する。
Sartomer CN2282は、4官能性アクリル化ポリエステルであり、1.15の比重、および60℃で2,500cpsの粘度を有する透明液体である。Sartomer CN9014は、2官能性アクリル化ウレタンであり、0.93の比重、および60℃で19,000cpsの粘度を有する透明でない液体である。Sartomer CN309は、脂肪族疎水性骨格から誘導されるアクリレートエステルを含有するオリゴマーであり、言い換えれば脂肪族アクリレートエステルである。CN309は、0.92の比重、7.68ポンド/ガロンの密度、26.3ダイン/cmの表面張力、25℃で150cpsの粘度、および60℃で40cpsの粘度を有する透明液体である。
ビヒクルとしてインク組成物中で使用することができる硬化性オリゴマーの例としては、SartomerのCN294E、CN2256、CN2282、CN9014、およびCN309、Allnex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などを挙げることができる。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)中に80重量%として希釈された4官能性ウレタンアクリレートである。EBECRYL(登録商標)8405は、2のガードナー色、および60℃で4,000cpsの粘度を有する透明液体である。EBECRYL(登録商標)8411は、イソボルニルアクリレート(IBOA)中に80重量%として希釈された2官能性ウレタンアクリレートである。EBECRYL(登録商標)8411は、65℃で3,400〜9,500cpsの粘度範囲を有する透明液体である。EBECRYL(登録商標)8413は、IBOA中に67重量%として希釈された2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35,000cpsの粘度を有する透明液体である。EBECRYL(登録商標)8465は、3官能性ウレタンアクリレートである。EBECRYL(登録商標)8465は、2のガードナー色、および60℃で21,000cpsの粘度を有する透明液体である。EBECRYL(登録商標)8701は、3官能性ウレタンアクリレートである。EBECRYL(登録商標)8701は、2のガードナー色、および60℃で4,500cpsの粘度を有する透明液体である。EBECRYL(登録商標)9260は、3官能性ウレタンアクリレートである。EBECRYL(登録商標)9260は、2のガードナー色、および60℃で4,000cpsの粘度を有する透明液体である。EBECRYL(登録商標)546は、3官能性ポリエステルアクリレートである。EBECRYL(登録商標)546は、1.5のガードナー色、および25℃で350,000cpsの粘度を有する透明液体である。EBECRYL(登録商標)657は、4官能性ポリエステルアクリレートである。EBECRYL(登録商標)657は、4のガードナー色、および25℃で125,000cpsの粘度を有する透明液体である。EBECRYL(登録商標)809は、3官能性ポリエステルアクリレートである。EBECRYL(登録商標)809は、3のガードナー色、および60°Cで1,300cpsの粘度を有する透明液体である。
光開始剤
いくつかの実施形態において、インク組成物は、α−ヒドロキシケトン光開始剤(BASF製である、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で販売されている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製である、IRGACURE(登録商標)369、IRGACURE(登録商標)379、IRGACURE(登録商標)907、およびIRGACURE(登録商標)1300であるα−アミノケトン光開始剤を含む)、およびビスアシルホスフィン光開始剤(BASF製である、商品名IRGACURE(登録商標)819、IRGACURE(登録商標)819DW、およびIRGACURE(登録商標)2022で販売されているビスアシルホスフィン光開始剤を含む)などの光開始剤を含む。他の好適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製である、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製である、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(BASF製である、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など)、ベンジルジメチル−ケタール光開始剤(BASF製である、IRGACURE(登録商標)651など)、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、ならびにそ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、本開示のインク組成物中に、任意の好適なまたは所望の量で存在することができ、実施形態において、インク組成物の総重量を基準として、例えば約1重量%〜約10重量%、例えば約2重量%〜約8重量%などの、約0重量%〜約12重量%の量で存在することができる。
いくつかの実施形態において、本開示のインク組成物は、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などのフリーラジカル捕捉剤を含む。フリーラジカル捕捉剤は、インク組成物中に、任意の好適なまたは所望の量で存在することができ、実施形態において、インク組成物の総重量を基準として、例えば約0.5重量%〜約4重量%、例えば約2重量%〜約3重量%などの、約0重量%〜約5重量%の量で存在することができる。
充填剤
いくつかの実施形態において、本開示のインク組成物は、充填剤を含む。好適な充填剤としては、非晶質、珪藻土、ヒュームド石英および結晶質シリカ、粘土、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸アルミニウムマグネシウム、タルク、雲母、層間剥離粘土、炭酸カルシウムおよびケイ酸カルシウム、石膏、硫酸バリウム、亜鉛、モリブデン酸亜鉛カルシウム、酸化亜鉛、カルシウム、バリウムおよびストロンチウムのホスホシリケートおよびボロシリケート、メタホウ酸バリウム一水和物などを挙げることができるが、これらに限定されない。特定の実施形態において、充填剤は、Southern Clay ProductsのCLAYTONE(登録商標)HAおよびCLAYTONE(登録商標)HYの粘土であってもよい。いくつかの実施形態において、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を基準として、例えば約1重量%〜約20重量%、例えば約2重量%〜約10重量%などの、約0重量%〜約50重量%の量で存在することができる。
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。
着色剤としては、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック、およびそれらの組み合わせを含む任意の好適なまたは所望の色を含むことができる。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、およびそ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る添加剤を用いて達成される。実施形態において、着色剤は顔料を含む。さらなる実施形態において、着色剤は顔料分散液の形態で提供される。
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、任意選択で、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−Al)、クロムイエロー(PbCrO)、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、インク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。実施形態において、着色剤はマゼンタ着色剤である。実施形態において、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重量パーセント、または約0.1〜約10重量パーセント、または約1〜約5重量パーセントの量で存在し得る。
実施形態において、本明細書のインク組成物はさらに、高着色剤濃度の使用を可能にする。インク組成物の総重量を基準として、実施形態において、50重量パーセントを超える着色剤または顔料濃度、実施形態において、60重量パーセントを超える着色剤または顔料濃度の使用を可能にする。一方で、インク転写のために室温での所望の粘度における所望の特性および加熱温度での所望の粘度における所望の特性を維持する。
分散剤
いくつかの実施形態において、着色剤は好適な分散剤で分散される。実施形態において、好適な分散剤としては、アミン、エステル、アルコール、ならびにカルボン酸およびそれらの塩などの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が挙げられる。好適な分散剤の例示的な例としては、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BASF,Charlotte,North Carolinaから入手可能、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BYK Additives & Instruments,Wesel Germanyから入手可能、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、すべてLubrizol Advanced Materials,Inc.Cleveland,Ohioから入手可能、またはそ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。
特定の実施形態において、分散剤としては、King Industries,Norfolk,ConnecticutのK−Sperse(登録商標)XDA−504が挙げられる。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を基準として、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%の量で存在することができる。
特定の実施形態において、着色剤と分散剤が一緒になって、インク組成物中に、インク組成物の総重量を基準として約50重量パーセント〜約85重量パーセントの量で存在する。
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。
実施形態において、本明細書の方法は、インク組成物を用意するために、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種の成分、任意の分散剤、任意の光開始剤、ならびに少なくとも1種の非放射線硬化性添加剤を混合することであって、非放射線硬化性添加剤が、洗浄剤もしくは乳化剤であるか、または洗浄液が存在する場合、非放射線硬化性添加剤が、洗浄剤もしくは乳化剤として機能し、非放射線硬化性添加剤が、約20℃〜約40℃の温度において固体である、混合することと、任意選択で加熱することと、任意選択で濾過することと、を含む。
本開示はさらに、デジタルオフセット印刷の方法を提供し、方法は、本開示の白色インク組成物を再画像形成性画像形成部材表面上に塗布することであって、再画像形成性画像形成部材が部材上に配置された湿し流体を有する、塗布することと、インク画像を形成することと、インク画像を画像形成部材の再画像形成性表面から印刷可能基材へ転写することと、を含む。
例示的なデジタルオフセット印刷構成が、上述の図1に示される。実施形態において、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。
実施形態において、本明細書のデジタルオフセット印刷方法は、インク組成物を、インク捕捉温度で、再画像形成性画像形成部材表面上に塗布することであって、再画像形成性画像形成部材が、部材表面上に配置された湿し流体を有する、塗布することと、インク画像を形成することと、インク画像を、インク転写温度で、画像形成部材の再画像形成性表面から、印刷可能基材に転写することと、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種の成分、任意の分散剤、任意の光開始剤、ならびに少なくとも1種の非放射線硬化性添加剤を含み、非放射線硬化性添加剤が、洗浄剤もしくは乳化剤であるか、または洗浄液が存在する場合、非放射線硬化性添加剤が、洗浄剤もしくは乳化剤として機能し、非放射線硬化性添加剤が、約20℃〜約40℃の温度において固体である。実施形態において、インク組成物を塗布することは、アニロックス供給系を用いてインク組成物を塗布することを含む。実施形態において、洗浄液が存在する場合、非放射線硬化性添加剤は、洗浄剤または乳化剤として機能し、洗浄液は、デジタルオフセット印刷装置内の洗浄システムの洗浄液を含む。実施形態において、洗浄液は、水、または水と界面活性剤との組み合わせを含む。
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。
印刷された基材は、製造プロセス中の任意の時点で放射線、実施形態において紫外線に露光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。
任意の好適な基材、記録シート、または取り外し可能な支持体、ステージ、プラットフォームなどが、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、例えば、XEROX(登録商標)4024紙、XEROX(登録商標)Image Series紙、Courtland 4024 DP紙、罫線入りノートブック紙、ボンド紙などの普通紙、Sharp Companyシリカコート紙、Jujo紙、HAMMERMILL LASERPRINT(登録商標)紙などのシリカコート紙、XEROX(登録商標)Digital Color Gloss、Sappi Warren Papers LUSTROGLOSS(登録商標)などの光沢コート紙、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、ガラス板、金属などの無機基材、および木材、ならびに自立基材用の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む。特定の実施形態において、基材は、紙、プラスチック、折られた板紙、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、部分およびパーセンテージは、特に指示がない限り、重量によるものである。
本明細書の非放射線硬化性洗浄剤もしくは乳化剤添加剤それ自体、またはそれらがインク中にある場合にそれらが付与する特性(例えば表面濡れなど)は、インクがフルオロシリコーンブランケットと接触する場合にブランケットの品質に悪影響を及ぼさない。DALIインク中の所与の添加剤の混和性は、インクの継続的な安定性を確実にするのに役立つ重要な特性のうちの1つであり、その結果、顔料添加インクにおいてインクがブランケットに付着している際に、分散剤の抽出、インクの分離または他の劣化状態がなく、そうでなければブランケットに悪影響を与る、または少なくともブランケットの表面特性に影響を与える可能性がある。そこで、インクに使用される様々な添加剤の溶解度試験を行った。
モノマーおよびオリゴマーを含むが、顔料、粘土、分散剤、光開始剤および安定剤を含まないDALIインク系を調製した。より具体的には、調製された混合基剤は、重量部として、16部のSartomer CN294E(登録商標)(4官能性アクリル化ポリエステルオリゴマー)、2部のSartomer CN9014(登録商標)(疎水性脂肪族ウレタンアクリレートオリゴマー)、および1部のSartomer SR−501(登録商標)(プロポキシル化(6)トリメチロールプロパントリアクリレート)からなった。約5グラムの透明基剤を小さなスターラーバーを備えたアルミニウム皿に入れ、約85℃に設定したホットプレート上で撹拌した。約0.2グラム(約4重量パーセント)の添加剤をゆっくり撹拌しているDALI基剤に添加した。混合物を20分間撹拌した。色の変化が見られた。添加剤の化学組成の性質または分子量効果によって、添加剤によってはDALI基剤に容易に溶解または融解しないことが明らかであった。DALIインク基剤に容易には溶解しなかったこれらの添加剤について、混合時間をさらに延長しても溶解性の結果は変わらなかった。混合後、DALI材料を含有するアルミニウム皿を室温の表面上に置き、そこで2時間後および一晩後(約18時間)の溶解特性を再検査した。溶解性の結果を表2に要約する。
表1a、1b、および1cは、極性、融点、分子量などの範囲を有する非放射線硬化性洗浄剤または乳化剤添加剤の例を含む。特定のDALIインク中の顔料−粘土−成分相互作用の複雑な性質のため、それがテストされるまで、所与の添加剤がどれほど可溶性、混和性、または相溶性であるかは明らかではない。いくつかの添加剤は、室温でのDALIインク基剤へのそれらの限られた溶解性または不溶性にもかかわらず、特定のDALI CMYK(シアン、マゼンタ、イエロー、およびブラック)インクに見られる顔料および粘土と依然として有利に相互作用し得る。したがって、第一の顔料/粘土分散液を、本開示の非放射線硬化性洗浄剤または乳化剤添加剤なしで形成し、ある程度処理した後、第1の分散液に対して、本明細書に記載されるような非放射線硬化性洗浄剤または乳化剤を含む第二分散液を形成することができ、インペラーによる混合、高羽根インペラーなどによる高剪断混合、および3本ロールミルなどによる混錬を含む、ある程度の処理を行い、最終的にブランケットから受容基材への転写効率および/またはインク残留物の洗浄性などの改善された特性を有する第3の分散液を生成する。
表2a、2b、および2cにおいて、室温は約20〜約25℃の室温である。
(添加剤の添加に対応するように配合された)添加剤を含まない顔料添加インクを最初にストックインクとして調製した。調製例としては、顔料および粘土を添加する前の、混合DALIインク基剤への添加剤の添加が挙げられる。以下の実施例は、使用される添加剤およびインク調製プロセスを説明するが、この開示された概念で使用される添加剤およびプロセスの種類を限定するのには機能しない。
比較例1
濃縮物の調製(添加剤なし)。インク調製の総規模1,500グラムを基準として、(分散剤、モノマー、オリゴマー、および熱安定剤を含む)インク基剤成分の第1のセットを、3リットルのジャケット付きステンレス鋼容器に添加した。容器には、循環浴、熱電対、およびアンカー撹拌羽根を備えたIKA(登録商標)から入手可能な撹拌装置への接続ラインが装備されていた。容器内の成分を、約80℃で、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℃で撹拌しながらゆっくりと添加し、それをさらに約1時間続けた。ビヒクル基剤成分を可溶化した状態で、所定の量の着色顔料を、より激しいが、空気がシステム内に取り込まれる点までではない撹拌が行われるシステムに添加した。顔料添加混合物を、約400RPMで約30分間撹拌し、その時点で粘土を低RPMで顔料添加混合物にゆっくりと添加し、次いで約400RPMでさらに約15分間再撹拌した。混合成分を含有する容器を、直径40ミリメートルの高剪断コーレスブレードを備えたHockmeyer Equipment Corporationから入手可能な高速剪断ミルに移し、次いでそれを5,300RPMで約1時間撹拌した。次いで、十分に混合された成分混合物をガラス瓶に排出した。
比較例2
添加剤を含まないインクの調製。インク調製の総規模300グラムを基準として、(分散剤、モノマー、オリゴマー、および熱安定剤を含む)インク基剤成分の第1のセットを、1リットルのジャケット付きステンレス鋼容器に添加した。容器には、循環浴、熱電対、およびアンカー撹拌羽根を備えたIKA(登録商標)から入手可能な撹拌装置への接続ラインが装備されていた。容器内の成分を、約80℃で、約200RPM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℃で撹拌しながらゆっくりと添加し、それをさらに約1時間続けた。ビヒクル基剤成分を可溶化した状態で、所定の量の着色顔料を、より激しいが、空気がシステム内に取り込まれる点までではない撹拌が行われるシステムに添加した。顔料添加混合物を、約400RPMで約30分間撹拌し、その時点で粘土を低RPMで顔料添加混合物にゆっくりと添加し、次いで約400RPMでさらに約15分間再撹拌した。混合成分を含有する容器を、直径40mmの高剪断コーレスブレードを備えたHockmeyer Equipment Corporationから入手可能な高速剪断ミルに移し、次いでそれを5300RPMで約1時間撹拌した。次いで、十分に混合された成分混合物を、Kent Machine Works製の3本ロールミル装置に定性的に移し、ここで材料複合ペーストを、3本ロールミルへの最初の通過だけのために、200RPMの投入エプロンロール速度で、3本ロールミルを通過させた。次いで、十分に混合された成分混合物をアンバーブラウンのガラスボトルに排出した。
実施例3
ポリエチレングリコール添加剤を含むインクの調製。表3に見られる組成物を実現するように、比較例1の調製物の一部を添加剤A1でさらに希釈した。次いで、十分に混合された成分混合物を、Kent Machine Works製の3本ロールミル装置に定性的に移し、ここで材料複合ペーストを、3本ロールミルへの最初の通過だけのために、200RPMの投入エプロンロール速度で、最初に3本ロールミルを通過させた。
実施例4
ポリエチレングリコール添加剤を含むインクの調製。表3に見られる組成物を実現するように、比較例1の調製物の一部を添加剤A5でさらに希釈した。次いで、十分に混合された成分混合物を、Kent Machine Works製の3本ロールミル装置に定性的に移し、ここで材料複合ペーストを、3本ロールミルへの最初の通過だけのために、200RPMの投入エプロンロール速度で、最初に3本ロールミルを通過させた。
実施例5
ポリエチレングリコール添加剤を含むインクの調製。表3に見られる組成物を実現するように、比較例1の調製物の一部を添加剤A7でさらに希釈した。次いで、十分に混合された成分混合物を、Kent Machine Works製の3本ロールミル装置に定性的に移し、ここで材料複合ペーストを、3本ロールミルへの最初の通過だけのために、200RPMの投入エプロンロール速度で、最初に3本ロールミルを通過させた。
実施例6
ジオール添加剤を含むインクの調製。表3に見られる組成物を実現するように、比較例1の調製物の一部を添加剤A10でさらに希釈した。次いで、十分に混合された成分混合物を、Kent Machine Works製の3本ロールミル装置に定性的に移し、ここで材料複合ペーストを、3本ロールミルへの最初の通過だけのために、200RPMの投入エプロンロール速度で、最初に3本ロールミルを通過させた。
実施例7
乳化ワックス添加剤を含むインクの調製。表3に見られる組成物を実現するように、比較例1の調製物の一部を添加剤A11でさらに希釈した。次いで、十分に混合された成分混合物を、Kent Machine Works製の3本ロールミル装置に定性的に移し、ここで材料複合ペーストを、3本ロールミルへの最初の通過だけのために、200RPMの投入エプロンロール速度で、最初に3本ロールミルを通過させた。
実施例8
アルキルアルケネート添加剤を含むインクの調製。表3に見られる組成物を実現するように、比較例1の調製物の一部を添加剤A12でさらに希釈した。次いで、十分に混合された成分混合物を、Kent Machine Works製の3本ロールミル装置に定性的に移し、ここで材料複合ペーストを、3本ロールミルへの最初の通過だけのために、200RPMの投入エプロンロール速度で、最初に3本ロールミルを通過させた。
実施例9
ジオール添加剤を含むインクの調製。表3に見られる組成物を実現するように、比較例1の調製物の一部を添加剤A13でさらに希釈した。次いで、十分に混合された成分混合物を、Kent Machine Works製の3本ロールミル装置に定性的に移し、ここで材料複合ペーストを、3本ロールミルへの最初の通過だけのために、200RPMの投入エプロンロール速度で、最初に3本ロールミルを通過させた。
実施例10
ジオール添加剤を含むインクの調製。表3に見られる組成物を実現するように、比較例1の調製物の一部を添加剤A14でさらに希釈した。次いで、十分に混合された成分混合物を、Kent Machine Works製の3本ロールミル装置に定性的に移し、ここで材料複合ペーストを、3本ロールミルへの最初の通過だけのために、200RPMの投入エプロンロール速度で、最初に3本ロールミルを通過させた。
実施例11
ジオール添加剤を含むインクの調製。表3に見られる組成物を実現するように、比較例1の調製物の一部を添加剤A15でさらに希釈した。次いで、十分に混合された成分混合物を、Kent Machine Works製の3本ロールミル装置に定性的に移し、ここで材料複合ペーストを、3本ロールミルへの最初の通過だけのために、200RPMの投入エプロンロール速度で、最初に3本ロールミルを通過させた。
実施例12
ポリオキシエチレンアルキルエーテル添加剤を含むインクの調製。表3に見られる組成物を実現するように、比較例1の調製物の一部を添加剤A16でさらに希釈した。次いで、十分に混合された成分混合物を、Kent Machine Works製の3本ロールミル装置に定性的に移し、ここで材料複合ペーストを、3本ロールミルへの最初の通過だけのために、200RPMの投入エプロンロール速度で、最初に3本ロールミルを通過させた。
実施例13
ポリオキシエチレンアルキルエーテル添加剤を含むインクの調製。表3に見られる組成物を実現するように、比較例1の調製物の一部を添加剤A17でさらに希釈した。次いで、十分に混合された成分混合物を、Kent Machine Works製の3本ロールミル装置に定性的に移し、ここで材料複合ペーストを、3本ロールミルへの最初の通過だけのために、200RPMの投入エプロンロール速度で、最初に3本ロールミルを通過させた。
実施例14
ポリオキシエチレンアルキルエーテル添加剤を含むインクの調製。表3に見られる組成物を実現するように、比較例1の調製物の一部を添加剤A18でさらに希釈した。次いで、十分に混合された成分混合物を、Kent Machine Works製の3本ロールミル装置に定性的に移し、ここで材料複合ペーストを、3本ロールミルへの最初の通過だけのために、200RPMの投入エプロンロール速度で、最初に3本ロールミルを通過させた。
実施例15
ポリオール添加剤を含むインクの調製。表3に見られる組成物を実現するように、比較例1の調製物の一部を添加剤A19でさらに希釈した。次いで、十分に混合された成分混合物を、Kent Machine Works製の3本ロールミル装置に定性的に移し、ここで材料複合ペーストを、3本ロールミルへの最初の通過だけのために、200RPMの投入エプロンロール速度で、最初に3本ロールミルを通過させた。
実施例16
ポリオール添加剤を含むインクの調製。表3に見られる組成物を実現するように、比較例1の調製物の一部を添加剤A20でさらに希釈した。次いで、十分に混合された成分混合物を、Kent Machine Works製の3本ロールミル装置に定性的に移し、ここで材料複合ペーストを、3本ロールミルへの最初の通過だけのために、200RPMの投入エプロンロール速度で、最初に3本ロールミルを通過させた。
実施例17
ポリオール添加剤を含むインクの調製。表3に見られる組成物を実現するように、比較例1の調製物の一部を添加剤A21でさらに希釈した。次いで、十分に混合された成分混合物を、Kent Machine Works製の3本ロールミル装置に定性的に移し、ここで材料複合ペーストを、3本ロールミルへの最初の通過だけのために、200RPMの投入エプロンロール速度で、最初に3本ロールミルを通過させた。
実施例18
ポリカプロラクトンジオール添加剤を含むインクの調製。表3に見られる組成物を実現するように、比較例1の調製物の一部を添加剤A22でさらに希釈した。次いで、十分に混合された成分混合物を、Kent Machine Works製の3本ロールミル装置に定性的に移し、ここで材料複合ペーストを、3本ロールミルへの最初の通過だけのために、200RPMの投入エプロンロール速度で、最初に3本ロールミルを通過させた。
実施例19
ポリカプロラクトン添加剤を含むインクの調製。表3に見られる組成物を実現するように、比較例1の調製物の一部を添加剤A23でさらに希釈した。次いで、十分に混合された成分混合物を、Kent Machine Works製の3本ロールミル装置に定性的に移し、ここで材料複合ペーストを、3本ロールミルへの最初の通過だけのために、200RPMの投入エプロンロール速度で、最初に3本ロールミルを通過させた。
実施例20
ポリカプロラクトン添加剤を含むインクの調製。表3に見られる組成物を実現するように、比較例1の調製物の一部を添加剤A23でさらに希釈した。次いで、十分に混合された成分混合物を、Kent Machine Works製の3本ロールミル装置に定性的に移し、ここで材料複合ペーストを、3本ロールミルへの最初の通過だけのために、200RPMの投入エプロンロール速度で、最初に3本ロールミルを通過させた。
実施例21
アルキルアルケネート添加剤を含むインクの調製。表3に見られる組成物を実現するように、比較例1の調製物の一部を添加剤A24でさらに希釈した。次いで、十分に混合された成分混合物を、Kent Machine Works製の3本ロールミル装置に定性的に移し、ここで材料複合ペーストを、3本ロールミルへの最初の通過だけのために、200RPMの投入エプロンロール速度で、最初に3本ロールミルを通過させた。
実施例22
アルキルアルケネート添加剤ブレンドを含むインクの調製。表3に見られる組成物を実現するように、比較例1の調製物の一部を添加剤A25でさらに希釈した。次いで、十分に混合された成分混合物を、Kent Machine Works製の3本ロールミル装置に定性的に移し、ここで材料複合ペーストを、3本ロールミルへの最初の通過だけのために、200RPMの投入エプロンロール速度で、最初に3本ロールミルを通過させた。
実施例23
ポリカプロラクトン−ブロック−ポリテトラヒドロフラン−ブロック−ポリカプロラクトン添加剤を含むインクの調製。表3に見られる組成物を実現するように、比較例1の調製物の一部を添加剤A26でさらに希釈した。次いで、十分に混合された成分混合物を、Kent Machine Works製の3本ロールミル装置に定性的に移し、ここで材料複合ペーストを、3本ロールミルへの最初の通過だけのために、200RPMの投入エプロンロール速度で、最初に3本ロールミルを通過させた。
実施例24
ポリカプロラクトン添加剤を含むインクの調製。表3に見られる組成物を実現するように、比較例1の調製物の一部を添加剤A27でさらに希釈した。次いで、十分に混合された成分混合物を、Kent Machine Works製の3本ロールミル装置に定性的に移し、ここで材料複合ペーストを、3本ロールミルへの最初の通過だけのために、200RPMの投入エプロンロール速度で、最初に3本ロールミルを通過させた。
実施例25
変性ヒマシワックス添加剤を含むインクの調製。表3に見られる組成物を実現するように、比較例1の調製物の一部を添加剤A28でさらに希釈した。次いで、十分に混合された成分混合物を、Kent Machine Works製の3本ロールミル装置に定性的に移し、ここで材料複合ペーストを、3本ロールミルへの最初の通過だけのために、200RPMの投入エプロンロール速度で、最初に3本ロールミルを通過させた。
実施例26
乳化ワックス添加剤を含むインクの調製。表3に見られる組成物を実現するように、比較例1の調製物の一部を添加剤A29でさらに希釈した。次いで、十分に混合された成分混合物を、Kent Machine Works製の3本ロールミル装置に定性的に移し、ここで材料複合ペーストを、3本ロールミルへの最初の通過だけのために、200RPMの投入エプロンロール速度で、最初に3本ロールミルを通過させた。
実施例のインクのレオロジーは、25ミリメートル(mm)の平行プレート組立体を備えた、45℃でのRheometric Scientific(現在のTA Instruments)のRFS−3制御歪みレオメーターを用いて決定され、動的モードを用いて作動して、0.1〜100rad/秒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はまた、25mmの平行プレート組立体を備えた、25℃でのTA InstrumentsのDHR−2制御応力/歪みレオメーターを用いて決定され、動的モードを用いて作動して、0.1〜100rad/秒のインクレオロジープロファイルを生成した。結果の要約は、表4に見ることができる。
実施例のインクのタックプロファイルは、Thwing−AlbertのInkometerタックメーターを用いて決定された。インコメーターが32℃で平衡化され、ローラーのRPMが10分間で1200RPMに増加する前に、インクを器具の他の2つのロールに広げさせる試験の設定で、1.32ミリリットルのインクが分配ローラー上に配置され、タック測定は、その10分間にわたって20秒間隔で行われた。タック結果の要約は、表4に見ることができる。
インクの基板への転写と放射線硬化。
カーボンブラック粒子を20重量%含むフルオロシリコーンブランケットと、1インク当たり1000ライン(lpi)のスクリーン数を有するImpreglon Cellramicの印刷アニロックスローラーと、2.1ビリオン(21億)立方ミクロン/平方インチ(BCM/cm)のセル容積および60度のスクリーン角と、フルオロシリコーンブランケットに塗布されたインクを受容基材に転写する手段としてのニップローラー、を備えた印刷器具。このように、各インクは、得られる均一な可視光学濃度が1.45〜1.55の間の範囲、D電球を備えたFusion UV Lighthammer(登録商標)L6硬化ステーションを用いて1m/秒で硬化された後、転写画像のL*明度が100%マゼンタ充填に好適な範囲内、UVV、UVA、UVB、およびUVC領域に対する照射エネルギー量がそれぞれ119、274、81、および6mJ/cmとなるように、アニロックスローラーからフルオロシリコーンブランケット上に画像形成され、Sterling(登録商標)Ultra Gloss 80#紙上に類似の光学濃度で転写された。印刷画像の寸法は、5センチメートル×10センチメートルのオーダーであった。
色の測定は、例えば、一般的にCIELABと称されるCIE(Commission International de I’Eclairage)仕様によって表すことができ、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*は色の明度を表し、a*はおおよそ赤みを表し、b*はおおよそ色の黄色みを表す。
インクの転写効率は、0.1未満のO.D.(基材で修正されない)が得られると、これ以上の追跡シートは生成されないように、そのインクの印刷ページおよび連続する追跡シートの光学濃度(O.D.)の合計によって決定される。X−Rite538分光濃度計を、印刷画像の端からの距離Xで処理方向に垂直な線に沿って測定するために使用した。ここで、後続の追跡シートのO.D.もまた同じ相対距離Xで測定した。図2は、印刷物の転写効率を推定するために使用される方法を要約する図である。基本工程は、ページに続いて、追跡シート#1、追跡シート#2などの2枚以上の追跡シートを印刷することを含んでいた。紙のO.D.を、各印刷物から差し引き、追跡シートのO.D.は、以下の関係に従う。
印刷の転送率%=[印刷物のO.D./印刷物と追跡シートのO.D.の合計]×100%
したがって、インクの転写効率を確立するために、少なくとも1枚の追跡シートを生成しなければならなかった。
インクの洗浄性評価
インクの洗浄性を評価するために、様々な界面活性剤系水溶液を作製した。水溶液は、Stepan Companyから入手可能なBIOSOFT(登録商標)D−40、BIO−SOFT(登録商標)EC−690、およびSTEPOSOL(登録商標)CITRI−METのそれぞれを10重量%含んでいた。10重量%の界面活性剤溶液を作製し、室温で2時間撹拌した。この時点で、溶液中の各界面活性剤が完全に溶解したことが認められた。表5は、Stepanから入手可能な界面活性剤のいくつかの選択された特性を要約する。
印刷物を生成するために使用される印刷設備に取り付けられたブランケットからの残留インクの清浄性を評価する際の物流上の制約によって、インクの洗浄性を評価するために特別なストレス試験が開発された。試験用インク膜を、Dorco(登録商標)USAから入手可能な片刃安全ブレードを用いて、Dupont Tejin Filmから入手可能な4ミルの透明MYLAR(登録商標)上に、約35×100ミリメートルのコート領域および約2のO.D.が得られるように塗布した。Puritan(登録商標)Medical Products綿棒アプリケータスワブを、所定の溶液に5秒間浸した後、その上に約200グラムの力で膜を横切って垂直に引っ張った。完全にきれいな領域の長さを、ミリメートルスケールの定規を用いて決定した。このプロセスを、水ならびに脱イオン水中10重量%として作成された、表5の界面活性剤で行った。いくつかのインクが、洗浄区域の内側にすじ状または半洗浄領域を有する場合があった。完全に洗浄された領域のみの長さを決定した。
上記に記載された特別な試験は、洗浄機能および実際のフルオロシリコーンブランケットからのインクの除去能力の評価に近い。この特別な試験は、いくつかの手段でインク洗浄性機能を強調する。透明MYLAR(登録商標)基材は、フルオロシリコーンブランケットと比較してはるかに高い表面エネルギー(約42対約20ダイン/cm以下)を有し、その結果透明MYLAR(登録商標)に対するインクの付着力の実質的な向上をもたらす。透明MYLAR(登録商標)上のインクの膜厚は、実際のDALI画像形成プロセスにおいて約1.3〜約1.7の所望のO.D.範囲を有するマゼンタインクを画像形成するのに使用されるものよりも厚い。この特別な試験のためのインクの総面積被覆率は、フルオロシリコーンブランケット上に残ったいかなる残留インクの場合よりもはるかに高い。したがって、特別な強調における洗浄性機能のいかなる改善も、フルオロシリコーン画像形成ブランケットを利用し、その上に残留インクのみを残して、約1.3〜約1.7の意図された画像形成O.D.範囲を有する印刷プロセスに対して容易に実現されると期待される。インク洗浄性の結果を表6に要約する。
図3は、比較例のインクに対する実施例のインクの有利な洗浄性の結果を示す。印刷物の転写%データも決定された実施例インク、印刷物の転写%データが決定されていないそれらの実施例のインク、およびそれらの洗浄性を評価された実施例のインクのすべてについてのデータを、特別な洗浄試験から洗浄領域の平均長さを計算することによって分類した。実施例のインクの改善された平均洗浄性は、使用された洗浄システムに応じて比較例のインクの約3〜7倍のオーダーであった。平均して、BIOSOFT(登録商標)D−40、BIO−SOFT(登録商標)EC−690、およびSTEPOSOL(登録商標)CITRI−METのそれぞれの10%水溶液は、図3に示されるようにデータセットカテゴリー間で類似のインク洗浄性機能を有した。
実施例のインク4、13、21、および23は、フルオロシリコーンブランケットからSterling(登録商標)Ultra Gloss 80#紙への望ましく高い印刷転写率%を有し、また透明MYLAR(登録商標)からの望ましい高いインク洗浄性態様も有する。他の実施例のインクもまた、本開示のように添加剤を含まない比較例2のインク(それ自体は比較的不十分な洗浄性を有する)よりも良好な洗浄性、多くの場合はるかに良好な洗浄性を示す。結果はまた、透明MYLAR(登録商標)表面からインクを洗浄において、界面活性剤で構成される場合、脱イオン水単独を用いた場合と比較して、洗浄溶媒の有効性を示す。本開示の添加剤およびインクを洗浄するために使用される界面活性剤/水を含む特定のインクでは、正の相乗的相互作用が起こり得ると仮定される。表6のインクのこれらの洗浄結果、透明MYLAR(登録商標)からの多量のインク除去量、例えば約15ミリメートルを超える洗浄領域の長さについては、インク中の添加剤の構造、およびインクを洗浄するための溶液中に使用される界面活性剤の構造に基づくインク洗浄有効性に明確な予測可能性はなく、本実施例の不明確性を示す。その上、25℃での低剪断粘度と比較例および実施例のインクの清浄性との間に明らかな関連性はない。実際、本添加剤を含まない比較例のインクと比較してはるかに高い洗浄性を有する25℃でのより高い低剪断粘度を有する実施例のインクが多数存在する。
このように、実施形態において、本開示の非放射線硬化性添加剤を含む、DALI(UV硬化性インクを含む)用途に好適な放射線硬化性インクの組成物は、ブランケットから受容基材へのインクの転写を高め、水および安全な界面活性剤/水溶液ではるかに改善された洗浄性を提供する。
見分けることができる限り、市販のインクおよび公共の領域で使用されている添加剤の大部分は、多くの特定の目的に使用される独自の添加剤であり、そのうちのいくつかは、分散液またはインクレオロジーを変更すること、分散液またはインクの極性を拡張すること、顔料分散を促進すること、顔料分散またはインク調製において低起泡性を提供すること、インクの表面濡れ性を改善すること、配合物安定剤として作用すること、などを含む。
添加剤もまたインク中に配合されて、特定の所望の印刷特性、例えば、改善された撥水性、撥油性、および撥溶剤性をもたらす、機能的バリアとしての基材に対する印刷の改善された付着性、改善された磨耗耐性、制御された滑り特性および剥離特性、機械的特性の制御、重ね塗り適性の選択権、低/無画像裏移り、所望の光沢の制御、改善された光学透明性、カール防止およびピックオフ防止機能、改善されたUVおよび可視光劣化に対する耐性、などを付与する。
実施例のインクに配合される特定の例示の添加剤と共に、アルコール、エステル、エーテル、およびアルコキシレート官能基を有する室温固体系添加剤を含む本実施形態の化学的分類は、より低極性UVオフセットインクに配合されることは知られていない。本実施形態の添加剤を用いて配合されたインクの、改善されたインク転写および洗浄性の利点もまた、先行技術には見られない。

Claims (20)

  1. 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種の成分、
    任意の分散剤、
    任意の光開始剤、および
    少なくとも1種の非放射線硬化性添加剤、を含み、
    前記非放射線硬化性添加剤が、洗浄剤もしくは乳化剤であるか、または洗浄液が存在する場合、前記非放射線硬化性添加剤が洗浄剤もしくは乳化剤として機能し、
    前記非放射線硬化性添加剤が、約20℃〜約40℃の温度において固体である、インク組成物。
  2. 前記少なくとも1種の非放射線硬化性添加剤が、約20℃〜約30℃の温度において固体である、請求項1に記載のインク組成物。
  3. 前記少なくとも1種の非放射線硬化性添加剤が、ポリエーテルアルコール、ジオール、ポリ(オキシエチレン)アルキルエーテル、ポリオールコポリマー、乳化ワックス、ポリエステルグリコール、エステルワックス、ソルビタンエステル、エトキシル化ソルビタンエステル、ポリエステル、およびそ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。
  4. 前記少なくとも1種の非放射線硬化性添加剤が、ポリエチレングリコール、ポリ(エチレン−co−酢酸ビニル)、ポリ(ビニルアルコール)、ポリビニルピロリドン、アクリル酸ベヘニル、ポリ(エチレンテレフタレート)、ポリ(酢酸ビニル)、1,6−ヘキサンジオール、セテアリルアルコールとポリソルベート60とを含む乳化ワックス、ステアリン酸ステアリル、1,8−オクタンジオール、1,2−テトラデカンジオール、1,10−デカンジオール、ポリオキシエチレン(23)ラウリルエーテル、ポリオキシエチレン(100)ステアリルエーテル、ポリカプロラクトンジオール、ポリカプロラクトン、ポロキサマー188、ベヘン酸ベヘニル、ベヘン酸ステアリル、ステアリン酸セチル、ステアリン酸ステアリル、ポリカプロラクトン−ブロック−ポリテトラヒドロフラン−ブロック−ポリカプロラクトン、ヒマシワックス、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノパルミテート、セチルアルコール、ステアリルアルコール、セトステアリルアルコール、およびそ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。
  5. 前記少なくとも1種の非放射線硬化性添加剤が、ポリエチレングリコール、ジオール、乳化ワックス、アルキルアルケネート、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオール、ポリカプロラクトン、ポリカプロラクトン−ブロック−ポリテトラヒドロフラン−ブロック−ポリカプロラクトン、ヒマシワックス、およびそ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。
  6. 前記少なくとも1種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重量パーセント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。
  7. 洗浄液が存在する場合、前記非放射線硬化性添加剤が、洗浄剤または乳化剤として機能し、前記洗浄液が、デジタルオフセット印刷装置内の洗浄サブシステムの洗浄液を含む、請求項1に記載のインク組成物。
  8. 前記洗浄液が、水、または水と界面活性剤との組み合わせを含む、請求項1に記載のインク組成物。
  9. 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種の成分が、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、ならびにそ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。
  10. 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種の成分が、4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、およびそ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。
  11. デジタルオフセット印刷装置を用いたデジタルオフセット印刷プロセスであって、
    インク組成物を、インク捕捉温度で、再画像形成性画像形成部材表面上に塗布することであって、前記再画像形成性画像形成部材が、部材表面上に配置された湿し流体を有する、塗布することと、
    インク画像を形成することと、
    前記インク画像を、インク転写温度で、前記画像形成部材の前記再画像形成性表面から、印刷可能基材に転写することと、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種の成分、
    任意の分散剤、
    任意の光開始剤、および
    少なくとも1種の非放射線硬化性添加剤、を含み、
    前記非放射線硬化性添加剤が、洗浄剤もしくは乳化剤であるか、または洗浄液が存在する場合、前記非放射線硬化性添加剤が、洗浄剤もしくは乳化剤として機能し、
    前記非放射線硬化性添加剤が、約20℃〜約40℃の温度において固体である、プロセス。
  12. 前記少なくとも1種の非放射線硬化性添加剤が、約20℃〜約30℃の温度において固体である、請求項11に記載のプロセス。
  13. 前記少なくとも1種の非放射線硬化性添加剤が、ポリエーテルアルコール、ジオール、ポリ(オキシエチレン)アルキルエーテル、ポリオールコポリマー、乳化ワックス、ポリエステルグリコール、エステルワックス、ソルビタンエステル、エトキシル化ソルビタンエステル、ポリエステル、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項11に記載のプロセス。
  14. 前記少なくとも1種の非放射線硬化性添加剤が、ポリエチレングリコール、ポリ(エチレン−co−酢酸ビニル)、ポリ(ビニルアルコール)、ポリビニルピロリドン、アクリル酸ベヘニル、ポリ(エチレンテレフタレート)、ポリ(酢酸ビニル)、1,6−ヘキサンジオール、セテアリルアルコールとポリソルベート60とを含む乳化ワックス、ステアリン酸ステアリル、1,8−オクタンジオール、1,2−テトラデカンジオール、1,10−デカンジオール、ポリオキシエチレン(23)ラウリルエーテル、ポリオキシエチレン(100)ステアリルエーテル、ポリカプロラクトンジオール、ポリカプロラクトン、ポロキサマー188、ベヘン酸ベヘニル、ベヘン酸ステアリル、ステアリン酸セチル、ステアリン酸ステアリル、ポリカプロラクトン−ブロック−ポリテトラヒドロフラン−ブロック−ポリカプロラクトン、ヒマシワックス、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノパルミテート、セチルアルコール、ステアリルアルコール、セトステアリルアルコール、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項11に記載のプロセス。
  15. 前記少なくとも1種の非放射線硬化性添加剤が、ポリエチレングリコール、ジオール、乳化ワックス、アルキルアルケネート、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオール、ポリカプロラクトン、ポリカプロラクトン−ブロック−ポリテトラヒドロフラン−ブロック−ポリカプロラクトン、ヒマシワックス、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項11に記載のプロセス。
  16. 洗浄液が存在する場合、前記非放射線硬化性添加剤が、洗浄剤または乳化剤として機能し、前記洗浄液が、前記デジタルオフセット印刷装置内の洗浄サブシステムの洗浄液を含む、請求項11に記載のプロセス。
  17. 前記洗浄液が、水、または水と界面活性剤との組み合わせを含む、請求項11に記載のプロセス。
  18. 前記インク組成物を塗布することが、アニロックス供給系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11に記載のプロセス。
  19. インク組成物を用意するためのプロセスであって、
    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種の成分、任意の分散剤、任意の光開始剤、ならびに少なくとも1種の非放射線硬化性添加剤を混合することであって、前記非放射線硬化性添加剤が、洗浄剤もしくは乳化剤であるか、または洗浄液が存在する場合、前記非放射線硬化性添加剤が、洗浄剤もしくは乳化剤として機能し、前記非放射線硬化性添加剤が、約20℃〜約40℃の温度において固体である、混合することと、
    任意選択で加熱することと、
    任意選択で濾過することと、含む、
    プロセス。
  20. 前記少なくとも1種の非放射線硬化性添加剤が、ポリエーテルアルコール、ジオール、ポリ(オキシエチレン)アルキルエーテル、ポリオールコポリマー、乳化ワックス、ポリエステルグリコール、エステルワックス、ソルビタンエステル、エトキシル化ソルビタンエステル、ポリエステル、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項19に記載のプロセス。

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