JP2019531917A - 多成分反応性インク及び印刷方法 - Google Patents

多成分反応性インク及び印刷方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2019531917A
JP2019531917A JP2018567242A JP2018567242A JP2019531917A JP 2019531917 A JP2019531917 A JP 2019531917A JP 2018567242 A JP2018567242 A JP 2018567242A JP 2018567242 A JP2018567242 A JP 2018567242A JP 2019531917 A JP2019531917 A JP 2019531917A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
printing system
composition
groups
image
group
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2018567242A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6896969B2 (ja
Inventor
ダヴィデ チャンピーニ,
ダヴィデ チャンピーニ,
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SICPA Holding SA
Original Assignee
SICPA Holding SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SICPA Holding SA filed Critical SICPA Holding SA
Publication of JP2019531917A publication Critical patent/JP2019531917A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6896969B2 publication Critical patent/JP6896969B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00Inks
    • C09D11/54Inks based on two liquids, one liquid being the ink, the other liquid being a reaction solution, a fixer or a treatment solution for the ink
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41MPRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M3/00Printing processes to produce particular kinds of printed work, e.g. patterns
    • B41M3/14Security printing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41MPRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M5/00Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
    • B41M5/0023Digital printing methods characterised by the inks used
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B42BOOKBINDING; ALBUMS; FILES; SPECIAL PRINTED MATTER
    • B42DBOOKS; BOOK COVERS; LOOSE LEAVES; PRINTED MATTER CHARACTERISED BY IDENTIFICATION OR SECURITY FEATURES; PRINTED MATTER OF SPECIAL FORMAT OR STYLE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DEVICES FOR USE THEREWITH AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; MOVABLE-STRIP WRITING OR READING APPARATUS
    • B42D25/00Information-bearing cards or sheet-like structures characterised by identification or security features; Manufacture thereof
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B42BOOKBINDING; ALBUMS; FILES; SPECIAL PRINTED MATTER
    • B42DBOOKS; BOOK COVERS; LOOSE LEAVES; PRINTED MATTER CHARACTERISED BY IDENTIFICATION OR SECURITY FEATURES; PRINTED MATTER OF SPECIAL FORMAT OR STYLE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DEVICES FOR USE THEREWITH AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; MOVABLE-STRIP WRITING OR READING APPARATUS
    • B42D25/00Information-bearing cards or sheet-like structures characterised by identification or security features; Manufacture thereof
    • B42D25/30Identification or security features, e.g. for preventing forgery
    • B42D25/36Identification or security features, e.g. for preventing forgery comprising special materials
    • B42D25/378Special inks
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00Inks
    • C09D11/02Printing inks
    • C09D11/03Printing inks characterised by features other than the chemical nature of the binder
    • C09D11/033Printing inks characterised by features other than the chemical nature of the binder characterised by the solvent
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00Inks
    • C09D11/02Printing inks
    • C09D11/03Printing inks characterised by features other than the chemical nature of the binder
    • C09D11/037Printing inks characterised by features other than the chemical nature of the binder characterised by the pigment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00Inks
    • C09D11/02Printing inks
    • C09D11/10Printing inks based on artificial resins
    • C09D11/102Printing inks based on artificial resins containing macromolecular compounds obtained by reactions other than those only involving unsaturated carbon-to-carbon bonds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00Inks
    • C09D11/30Inkjet printing inks
    • C09D11/32Inkjet printing inks characterised by colouring agents
    • C09D11/328Inkjet printing inks characterised by colouring agents characterised by dyes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00Inks
    • C09D11/30Inkjet printing inks
    • C09D11/38Inkjet printing inks characterised by non-macromolecular additives other than solvents, pigments or dyes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inks, Pencil-Leads, Or Crayons (AREA)
  • Ink Jet (AREA)
  • Ink Jet Recording Methods And Recording Media Thereof (AREA)

Abstract

潜像の形態でのセキュリティーフィーチャーを印刷するための印刷システムであって、少なくとも3つの組成物(RI)、(C1)及び(C2):(RI)第1のプリントヘッドの第1のリザーバーに充填される、互いに異なり、異なる機構により重合可能である少なくとも第1及び第2の重合性部分を含むシラン化合物(A)を含む反応性インク、(C1)前記第1のプリントヘッドの、又は第2のプリントヘッドの第2のリザーバーに充填される、組成物(RI)のシラン化合物(A)と反応し、第1の重合性部分の重合を促進することができる物質を含む第1の触媒組成物、(C2)単独で又は組成物(C1)の存在下で、組成物(RI)のシラン化合物(A)と反応し、第2の重合性部分の重合を促進することができる物質を含む第2の触媒組成物、を含む、印刷システム。【選択図】 図1

Description

発明の詳細な説明
[発明の分野]
本発明は、セキュリティーフィーチャーを印刷するための印刷システムに関する。特に、本発明は、例えば、セキュリティーフィーチャーとしてセキュリティー用途で使用するのに適している隠されたパターン(潜像)を有する画像を印刷する新たな方法を提供する。本発明は、その方法により得られる印刷物にも関する。
[発明の背景]
以下で、発明者らは、本説明により理解されるべきである特定の用語を定義する。
用語「セキュリティーフィーチャー」は、証明目的のために使用されうる要素を表現する。このようなセキュリティーフィーチャーは、任意の形態、すなわち、画像又はグラフィック要素であり得る。それは、通し番号、印刷テキスト、印刷パターン、セキュリティーインクから作製されたデザイン又はコード、凹版印刷パターン又はデザイン、セキュリティースレッド又はストライプ、ウインドウ、ファイバー、プランシェット、フォイル、デカール、ホログラム、マイクロプリント、3−Dセキュリティーリボン及び/又は透かし模様を含んでいてもよい。さらに、本明細書に記載される通りのセキュリティーフィーチャーは、特殊文字、一連の英数文字及びその組み合わせを含む群から選択されるコードを表すパターンを含みうる。代わりに、セキュリティーフィーチャーは、1次元バーコード、積層1次元バーコード、2次元バーコード(データマトリックス(DataMatrix)又はQRコードのような)及び/又は三次元バーコードを含みうる。そのようなコードは、符号化形態で追加又は重複する情報を含む可能性があり、したがってその結果コードは、符号化された情報を解読する鍵又は手段なしには一般には読解可能又は理解可能でない。セキュリティーフィーチャーは、さらに、裸眼で目に見えない可能性がある。
本説明による「画像」は、裸眼で即座に検出可能である画像であってもよいか、又は下に定義される通り潜像であってもよい。「画像」は、裸眼で即座に検出可能である1つ又は複数の区域を及び/又は潜像を形成する1つ又は複数の区域も含みうる。印刷物は、上に定義される通りの画像を含み、本発明の一実施形態では、印刷物は、セキュリティーフィーチャーの形態にある。
本説明による「潜像」は、裸眼で即座に検出可能ではないが、適切な物理的、機械的又は化学的処理又は照射後に検出可能になる隠されたパターンを含む画像を含みうる。潜像は、セキュリティーフィーチャーとしてセキュリティー用途で使用されてもよい。例としては、正常な(未染色(gray)又は着色の)外観を有する感圧又はホットスタンプラベルである。特定のフィルター(ポラライザーなど)を介して見た場合に、追加の潜像が正常に現れる。さらに、いわゆるブリーディングインク(bleeding ink)は、特定の物理的、機械的又は化学的条件が、前記インク/画像に使用された後にのみ現れるか、又は消える潜像を提供することができる。
印刷の分野で、印刷されたパターンが、様々な表面で、特にガラス、金属、プラスチックのような非多孔性表面で優れた接着及び機械的特性を示す場合に有利である。さらに、特定の用途では、印刷されたコードが、再生又は偽造されるのが容易でないことが重要である可能性がある。印刷画像/パターンの優れた接着及び耐性を得るために、以下の2つのアプローチ法:
・媒体のインク溶媒膨張、すなわちインクの内側の染料が、基材を透過するプロセス、
・放射状化、すなわち反応性成分(モノマー、光開始剤など)を含むインクを使用することにより誘導されるインクの網状化(架橋/固定化)
が通常使用される。「網状化」は、一般に、重合を示し、それによって、モノマーが、一度反応し、架橋ポリマーマトリックスを生成する。
網状化に関与する方法は、例えば、以下の文書で記載されるプロセスで使用される。
米国特許第7,608,388号B2は、インクジェット及び光重合の組み合わせを使用した画像化可能なリソグラフ印刷部材に関する。リソグラフ印刷部材は、光重合性部分及び二成分光重合開始システムの第1の成分を含有する光感受性頂部層を含むといわれている。この頂部層は、光重合を受け、二成分光重合開始システムの第2の成分を含有し、化学線にかけた画像化流動体と反応させたときに架橋になる1つ又は複数の反応性アクリル酸部分を有するアクリレートを含有する。溶媒を用いた頂部層の非画像部分の除去は、その上(頂部層)に画像状リソグラフパターンを有する印刷部材を得させる。
米国特許第7,632,423号B2には、潜像硬化剤のような1つ又は複数の機能性化合物を含む反応性微細粒子が記載されている。それには、反応性微細粒子を含み、それにより、例えば熱硬化ポリマーの架橋及び/又は重合の開始を通して硬化するように構成される液体熱硬化性化合物も記載される。液体熱硬化性化合物は、インクの配合物で使用されてもよい。
米国特許第8,342,669号B2は、反応性インク成分、及び反応性インクを使用して画像を形成する方法に関する。それは、混合又は合わせることで、フリーラジカル重合反応を開始し、それにより画像形成を導く、少なくとも2つのインクを含むインクセットを記載する。
米国特許出願公開第2013/0271526号Alは、第1の成分が重合性エポキシモノマーを含み、第2の成分が重合性触媒を含む、インクジェット印刷用の二成分反応性インクに関する。それには、非多孔性基材に、二成分反応性インク組成物の2つの成分を別個に噴出するステップ、それによりエポキシモノマーのカチオン性重合を促進するステップを含む反応性インクを使用する方法も記載されている。
米国特許第7,699,918号B2は、反応性インクを使用して画像を形成するための反応性インク成分及び方法に関する。特に、それは、ラジカルで重合性モノマーの3つの混合物を含む反応性インクセットを記載する。第1の混合物は、過酸化物を含み、第2の混合物は、過酸化物分解剤を含み、任意選択の第3の混合物は、過酸化物又は過酸化物分解剤を含まない。反応性インクセットと共に使用するためのインクジェットデバイスは、第1、第2及び第3のインクの分離を保存し維持するための異なるチャネル又はリザーバーを含む。インクを、基材に、又は基材に噴出する前又は間に混合又は一緒に合わせて、それによりラジカル重合を開始して、硬質の固形インクの形成をもたらす。
米国特許第8,807,697号B2には、封入された反応性インク及び反応性インクを使用して画像を形成する方法が記載されている。インクは、少なくとも1つの第1の反応性成分、誘発可能な成分を含む少なくとも1つの第2の成分、少なくとも1つの第3の反応性成分及び任意選択の着色剤を含み、少なくとも1つの第1の反応性成分及び少なくとも1つの第3の反応性成分が、互いに反応して、基材に固形インクを形成する能力があり、少なくとも1つの第1の反応性成分が、マイクロカプセルに封入されており、インクを、基材に噴出し、処理することができ、それによってその処理が、マイクロカプセルの破裂を誘発する少なくとも1つの誘発可能な成分を引き起こし、それによって、マイクロカプセルから少なくとも1つの第1の反応性成分を放出し、その結果少なくとも1つの第1の反応性成分及び少なくとも1つの第3の反応性成分が、接触するようになり、反応し、重合し、それによってインクを硬化する。マイクロカプセルの破裂は、放射線への曝露を介して誘発されていてもよい。
米国特許出願公開第2005/0014005号A1は、固形の三次元物体の遊離形態の製作のためのインク噴出可能な反応性ポリマーシステムに関する。それには、a)反応性建築材料を含有する第1のインク噴出可能な組成物、及び別個に基材に硬化剤を含有する第2のインク噴出組成物をインク噴出して、その結果、反応性建築材料及び硬化剤の間の接触が起こり、それによって凝固組成物を形成する反応をもたらすこと、及びb)インク噴出ステップを反復して、それによって多重層の凝固組成物が生じることを含み、前記多重層は、互いに首尾よく結合して、固形の三次元物体を形成することを含む方法が記載されている。
セキュリティーフィーチャーを印刷する特定の方法が、例えば、以下の文書で記載されるプロセスで使用される。
米国特許出願公開第2014/0049034号A1は、車両ブレーキの予備部品として使用するための印刷製品であり、印刷基材に塗布される二組の平行線を含む2つの線構造を有し、構造は、傾斜硬化を有する着色色素を含むインクを使用して印刷される、印刷製品に関する。
米国特許第6,245,711号B1は、偽透かし模様を形成する潜像を有し、及び/又は可視光吸収を有する色素又は染料、及び/又は透過特性を含むレジスター領収書及びATM領収書のための感熱性記録材料を開示する。
米国特許第7845572号B2は、印刷媒体に下地の無地の背景及び線スクリーンパターンを印刷することを含む、標的の色を有する所望の無地の背景を表すための透明な無地の背景で潜像を組み込む方法を開示する。
米国特許第6306929号B1には、銀行小切手又は株で使用するための、重合及び/又は架橋により染料及び固形バインダーマトリックス形成化合物(複数可)を含む、特にセキュリティー文書の印刷で使用するためのブリーディングインクが開示されている。
しかし、これらの方法の全てで、印刷及び網状化が、画像の形成を生じ、画像を固定するポリマーが、全体的に均質である特性を示し、それらのポリマーが、単回通過操作で隠されたパターン(潜像)を有する画像を調製するのに適切でないことを意味する。
これらの印刷システムは、優れた機械的特性及び接着を有する多孔性及び非多孔性の表面での印刷を達成することが非常に困難であるという欠点を示す。異なる物理的、化学的及び機械的特性(硬度、摩耗耐性、溶媒耐性、接着テープ耐性)を有する区域の存在により特徴づけられる画像は、認識するのが非常に困難である。異なる特性を有する区域は、例えば、潜像を容易に形成できない。
さらに、これらの印刷システムは、非常に扱い難く、遅く、高価で、柔軟性がなく、高解像力、コントラスト並びに物理的及び化学的特性の優れた制御を有する潜像を作製することができない。
[目的]
本発明の目的は、技術の現状により示される上に引用される欠点を解決することである。
これと共に請求される発明により取り組まれる目的は、特に単回通過操作での同じ印刷画像(パターン、テキスト、グラフィックなど)への1以上のポリマーの組み込みを可能にし、それによって、セキュリティー用途でセキュリティーフィーチャーとして使用可能な1つ又は複数の画像の形成を可能にする新たな印刷システムの提供である。一実施形態では、1つ又は複数の画像は、潜像を含み、別の実施形態では、1つ又は複数の画像は、潜像である。
本発明の目的は、高解像力の潜像で迅速に印刷する能力のあるセキュリティーフィーチャーを印刷するための安価で、コンパクトで、迅速で柔軟性のある印刷システムであって、即座に光学的に検出可能な画像又はコードでなく、それによって優れた機械的特性を有する多孔性及び非多孔性表面の両方で印刷及び接着が達成され、それによって様々な物理的、化学的及び機械的特性(硬度、摩耗耐性、溶媒耐性、接着テープ耐性など)を有する区域の存在により特徴づけられる画像が、容易で迅速に得ることができる印刷システムを提供することでもある。
[発明の概要]
本発明の目的は、独立の請求項1の特徴を示す印刷システムにより、この印刷システムを使用する方法により、及びこのシステムを使用する方法によって得られる印刷物により達成される。
従属請求項は、本発明の好ましい実施形態を示す。
本発明は、例示の実施形態を介してよりよく理解するために記載されるであろう。これらの実施形態は、以下の図面を考慮することにより最高に理解されうる。これらの図面では、
3つのリザーバー1、2及び3を有するプリントヘッドを示す、本発明の実施形態による印刷システムを示す図である。 各々1つのリザーバーを有する3つのプリントヘッドを含み、第1の液体4、第2の液体5及び第3の液体6を含有する、本発明の実施形態による印刷システムを示す図である。 本発明の別の実施形態による様々な組成物を含有する、3つのリザーバーに結合した印字バーを有する印刷システムを示す図である。 トリメトキシ基の加水分解及びシラノール基の縮合を示す図である。 a)外部作用の前に潜像(隠された)を含有する印刷画像、b)外部作用の後に可視化された潜像を示す図である。 図5における線A−A’に沿った断面を示し、実施例Aについて、詳細には、基材上に様々に印刷された組成物の分布を示す図である。 実施例Bについて、図5における線A−A’に沿った断面であり、詳細には、基材上に様々な印刷された組成物の分布を示す図である。 実施例Cについて、a)外部作用の前に潜像(隠された)を含有する印刷画像、b)外部作用後に可視化になった潜像を示す図である。 実施例Cについて、図8における線A−A’に沿った断面であり、詳細には、基材上に様々な印刷された組成物の分布を示す図である。 実施例Dについて、a)外部作用の前に潜像(隠された)を含有する印刷画像、b)外部作用の後に可視化になった潜像を示す図である。 実施例Dについて、図10における線A−A’に沿った断面であり、詳細には、基材上に様々な印刷された組成物の分布を示す図である。
[発明の詳細な説明]
[印刷システム]
本発明により、好ましくは潜像の形態で、セキュリティーフィーチャーを印刷するための印刷システムであって、少なくとも3つの組成物(RI)、(C1)及び(C2)を含み、(RI)が、第1のプリントヘッドの第1のリザーバーに充填される、互いに異なり、異なる機構により重合可能である少なくとも第1及び第2の重合性部分を含むシラン化合物(A)を含む反応性インクであり、(C1)が、前記第1のプリントヘッドの、又は第2のプリントヘッドの第2のリザーバーに充填される、組成物(RI)のシラン化合物(A)と反応し、第1の重合性部分の重合を促進することができる物質を含む第1の触媒組成物であり、並びに(C2)が、単独で又は組成物(C1)の存在下で、組成物(RI)のシラン化合物(A)と反応し、第2の重合性部分の重合を促進することができる物質を含む第2の触媒組成物である、印刷システムが提供される。
潜像は、例えば、テキスト、領域、グラフィック又は他の全ての印刷可能な形態のような1つ又は複数の潜像を含有する任意の形態でありうる。
これによって「重合性部分」は、それにより、その分子の間の新たな結合を形成することができ、及び少なくとも2つ、典型的には3つ、4つ以上の反復単位を含有するポリマー巨大分子を形成することができ、シラン化合物(A)の別の分子に存在する同一の基又は異なる基のいずれかと反応することによりポリマーを形成することができる、シラン化合物(A)に存在する任意の反応性化合物群を意味し、その各々が、シラン化合物(A)の分子から由来する。
別の分子での同一の基(すなわち、重合性部分)との反応によりポリマーを形成する能力のある重合性部分の例は、炭素−炭素二重結合を有するエチレン性不飽和基を含み、それは、ラジカル重合により互いに反応することができる。本明細書で、エチレン性不飽和基は、分子の任意の位置で、しかしその末端で2つの炭素原子の間の内部二重結合を有する基を意味するが、ビニル基(−C=CH)としても知られている末端不飽和基も含む。立体的理由のため、ビニル基は、一般には高い反応性を示すので好ましいことがある。エチレン性不飽和は、例えば、式−OC(O)−C(H又はCH)=CHの(メタ)アクリル酸基も含む。エチレン性不飽和基は、式−C(=O)OC(H又はCH)=CHのビニルエステル基も含む。
別の分子中の同一の基(すなわち、重合性部分)との反応によりポリマーを形成する能力のある重合性部分の別の例は、ポリエーテルを形成するカチオン性又はアニオン性開環重合による別のエポキシ基と反応することができるエポキシ基を含む。同一の基との反応によりポリマーを形成する能力のある基の別の例は、環基(例えば環状アルケン)中にエチレン性不飽和基、環状エーテル、ラクトン基、ラクタム基又はアジジン基のような一般には開環重合の能力のある任意の基を含み、別個に、ポリアルキレン、ポリエーテル、ポリエステル、ポリアミド又はポリアミンの形成に至る。
シラン化合物(A)の別の分子での同一の基(すなわち、同一の重合性部分)と反応させることによりポリマーを形成する能力のあるシラン化合物(A)の分子での重合性部分の他の例は、シロキサンポリマーを形成する能力のある基を含む。このシロキサンポリマーは、例えば、縮合反応により形成されてもよい。このような縮合反応の1つの例は、アルコキシシラン基の縮重合によるシロキサンポリマーの形成であり、それぞれのアルコールを放出する。一実施形態では、アルコキシシラン基は、トリアルコキシシラン基であって、アルコキシ基は、同じであるか又は異なっていてもよく、1〜6個の炭素原子、さらに好ましくは1〜4個の炭素原子、さらに好ましくは、1個又は2個の炭素原子を有するアルコキシ基から選択されるのが好ましい。例としては、トリメトキシシラン基、トリエトキシシラン基及びトリプロポキシシラン基を含み、トリエトキシシランが好ましい。
シロキサンポリマーを形成する能力のある基の別の例は、ハロゲン原子を担持するシラン基、すなわち、Si−ハロゲン結合を有する基である。これらの基は、水との接触により反応して、個々のH−ハロゲン及びSi−OH種を形成でき、その後その後者は、縮合して、シロキサン連鎖Si−O−Siを形成する。その基は、トリクロロシラン基のようなトリハロシラン基でありうる。
化合物(A)の分子での重合性部分が、化合物(A)の別の分子中の様々な基(すなわち、様々な重合性部分)との反応によりポリマーを形成する能力があるべきである場合、これらの基は、新たな結合の形成によりポリマーを形成する能力のある基の組み合わせを具備するように適切に選択される必要がある。このような組み合わせの例は、化合物(A)の1分子中のヒドロキシル基及びカルボン酸基の両方の存在であり、個々のポリエステルの形成を可能にする。適切な組み合わせの別の例は、化合物(A)の一分子中のヒドロキシ基及びイソシアネート基の存在であり、個々のポリウレタンの形成を可能にする。
本発明では、化合物(A)は、互いに異なり、異なる機構により重合可能である少なくとも第1及び第2の重合性部分を含む。例えば、化合物(A)の一つの分子に存在するヒドロキシル基及び化合物(A)の別の分子のイソシアネート基の反応によるポリウレタンポリマーの形成が、同じ(すなわち、異なっていない)重合機構による重合である場合、これらの2つの基の存在は、第1及び第2の重合性部分は、異なる機構により重合可能であるべきである請求項1の要件を満足するのに十分でない。結果として、このような場合には、ヒドロキシル基及びイソシアネート基と異なる別の重合性部分は、化合物(A)、例えば、上に記載される通り、シロキサンを形成する能力のある基に存在するにちがいない。
例を挙げるために、化合物(A)の1つの分子は、ヒドロキシル基、イソシアネート基及びトリアルコキシシラン基を含んでいてもよい。この例では、化合物は、互いに異なり、様々な機構(ヒドロキシル基及びイソシアネート基によるポリウレタン形成、及びトリアルコキシシラン基によるポリシロキサン形成)により重合可能である、少なくとも第1及び第2の重合性部分(ヒドロキシル基、イソシアネート基及びトリアルコキシシラン基)を含む。
シラン化合物(A)の1つの分子が、第1の機構により化合物(A)の別の分子に存在する異なる基と反応する能力のある重合性部分を含む場合に、第2の機構により重合可能である別の重合性部分が、化合物(A)に存在する必要があり、第2の機構は、第1の機構と異なるという結果になる。
さらに、1つの分子が、異なる機構により重合可能である重合性部分に加えて(例えば、ポリシロキサンを形成するための)、例えば、ヒドロキシル基及びイソシアネート基の両方を含む可能性があるように、化合物(A)の1つの分子は、化合物(A)の別の分子に存在する異なる重合性部分と反応する能力のある重合性部分、並びにその異なる部分の両方を含んでいてもよい。
しかし、化合物(A)も、2つ以上の異なる種により形成でき、2つ以上の種のうちの1つが、2つ以上の種のうちの別の1つでの別の基(例えば、イソシアネート基)と反応する能力のある1つの重合性部分(例えば、ヒドロキシル基)を含む、2つ以上の異なる種によっても形成されうる。化合物(A)は、例えば、トリアルコキシシラン基及びヒドロキシル基を有する第1のシラン化合物、並びにトリアルコキシシラン基及びイソシアネート基を有する第2のシラン化合物(A)により形成されてもよい。
各々の場合に、1つ又は複数の化合物(A)は、第1の重合反応(例えば、ポリシロキサンの形成のための)が、第1の触媒組成物(C1)との接触により促進される可能性があり、第2の重合反応(例えば、ヒドロキシル基及びイソシアネート基の反応によるポリウレタンの形成のための、又はエポキシドのカチオン性又はアニオン性開環重合によるエポキシドの形成のための)が、第2の触媒組成物との接触により促進される可能性があるように選択される。第1の重合及び第2の重合の両方が、同じ化合物(A)の間で達成され、それによって触媒組成物(C1)及び(C2)の両方との接触により、2つの異なる結合を形成する反応は、化合物(A)の2つの分子の間で起こる。それにより、2つのトリアルコキシシラン基の反応のため、シロキサン連鎖Si−O−Si、及び2つのエポキシ基の反応のため、エーテル連鎖のような2つの異なる結合が形成される。
一実施形態では、化合物(A)中の少なくとも第1及び第2の重合性部分のうちの1つは、トリ−C1〜6−アルコキシシラン基のようなポリシロキサンを形成する能力のある基であり、少なくとも第1及び第2の重合性部分のうちの別の1つは、ポリシロキサン以外のポリマーを形成する能力のある基であり、例えば、エポキシ基又は他の環状エーテル基、エチレン性不飽和基(ビニル基、(メタ)アクリル酸基及びビニルエステル基を含む)、テトラスルフィド基、アミノ基カルボン酸エステル基、又はヒドロキシル基若しくはチオール基から選択される。これらの内、エポキシ基、エチレン性不飽和基及びアミノ基が好ましい。
第1及び第2の重合性部分は、異なる機構により重合可能であることは、本発明の要件である。本明細書に言及される機構は、当業者に周知であり、カチオン性重合、アニオン性重合、ラジカル重合及び重縮合を含む。これらの機構の各々は、第1又は第2の触媒組成物に存在する適切な触媒により促進されうる。例えば、カチオン性重合は、酸性触媒を使用すること、又はpH<7を有する酸性水溶液を使用することにより促進されうるのに対して、アニオン性重合は、pH>7を有するアルカリ水溶液のアルカリ物質を使用することにより促進されうる。ラジカル重合は、ラジカル開始剤により促進されうる。さらに、レドックス開始剤(すなわち、酸化及び還元剤)が、使用されうる。
本発明の好ましい実施形態により、反応性インク(RI)及び/又は第1の触媒組成物(C1)及び/又は第2の触媒組成物(C2)は、染料及び/又は色素を含む。
さらに、シラン化合物(A)の第1及び第2の重合性部分のうちの1つが、エポキシド基、アルコキシシラン基、(メタ)アクリル酸基、ビニル基及びアミノ基である場合に有利でありうる。
シラン化合物(A)は、さらに、式(i)又は(ii):
Si−L−S−L−SiR (i)
(式中、Lは、C1〜6−アルキレンであり、Rは、各々独立にC1〜6−アルコキシ又はハロゲンである)、又は
Si(R (ii)
(式中、n=1又は2、(n+m)=4であり、Rは各々独立に、ビニル、フェニル、又はエポキシ、エポキシ−(C1〜6)−アルコキシ、エポキシド官能基を有するC5〜7−シクロアルキル、シアノ、ハロゲン、アミノ、C1〜6−アルキルアミノ、ジ(C1〜6−アルキル)アミノ、アミノ−C1〜6−アルキルアミノ、アクリロイルオキシ、メタクリロイルオキシ及びビニルから選択される1つ若しくは複数の基で任意選択で置換されているC1〜6−アルキルであり、少なくとも1つのRは、ビニル、フェニル若しくは置換C1〜6−アルキルである)
の化合物であってもよい。
このような印刷システムで、Rは、C1〜6−アルコキシであり、n=1であるのが好ましい。全てのR基は、同じであり、メトキシ、エトキシ及びプロポキシから選択されるのがさらにいっそう好ましい。
別の好ましい実施形態によれば、シラン化合物(A)は、(3−グリシジルオキシプロピル)トリメトキシシラン(例えば、シルクエスト(Silquest)A187、GPS)、アミノプロピルトリエトキシシラン(例えば、APTES)、N−(β−アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン(例えば、シルクエストA−1120、モメンティブ(Momentive))、3−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン(例えば、シルクエストA−1120、モメンティブ)、ビニルトリメトキシシラン(例えば、シルクエストA−171、モメンティブ)、トリメトキシ[2−(7−オキサビシクロ[4.1.0]ヘプタ−3−イル)エチル]シラン(例えば、シグマ アルドリッチ(Sigma−Aldrich))及びビス[3−(トリエトキシシリル)プロピル]テトラスルフィド(例えば、シグマ アルドリッチ)から選択される。
反応性インクRIは、反応性インク組成物RIの総重量に基づいて、典型的には0.1%Wt〜25%Wtの間、好ましくは2.5%Wt〜20%Wtの間、さらに好ましくは5%Wt〜15%Wtの間でシラン化合物Aを含んでもいてもよい。
反応性インクRIのためのシラン化合物(A)として適切な他のオルガノシラン(シグマ アルドリッチから得られた)は、例えば、3−シアノプロピルトリクロロシラン CClNSi、3−シアノプロピルトリエトキシシラン C1021NOSi、ジクロロジフェニルシラン C1210ClSi、ジエトキシ(3−グリシジルオキシプロピル)メチルシラン C1124Si、ジエトキシ(メチル)ビニルシラン C16Si、[3−(ジエチルアミノ)プロピル]トリメトキシシラン C1025NOSi、ジメトキシ−メチル(3,3,3−トリフルオロプロピル)シラン C13Si、ジメトキシメチルビニルシラン C12Si、(N,N−ジメチルアミノプロピル)トリメトキシシラン C21NOSi、アリルトリメトキシシラン C14Si、エチルトリクロロシラン CClSi、トリエトキシビニルシラン C18Si、トリメトキシ[2−(7−オキサビシクロ[4.1.0]ヘプタ−3−イル)エチル]シラン C1122Si、3−(トリメトキシシリル)プロピル アクリレート C18Si、トリメトキシ[3−(メチルアミノ)プロピル]シラン C19NOSi、トリメトキシ(オクタデシル)シラン C2146Si、トリメトキシ(7−オクテン−1−イル)シラン C1124Si、2−[(トリメチルシリル)エチニル]アニソール C1216OSi、トリス[3−(トリメトキシシリル)プロピル]イソシアヌレート C214512Si、トリメトキシ(3,3,3−トリフルオロプロピル)シラン C13Si、3−(トリエトキシシリル)プロピル イソシアネート C1021NOSiである。
(RI)及び/又は(C2)が、(メルカプトプロピル)トリメトキシシラン(3−MPTS)をさらに含む場合、優れた結果が達成されるであろう。
好ましくは、(C1)が、≧8、好ましくは>8、さらに好ましくは≧9のpHを有する溶液であるのが好ましい。さらにいっそう好ましくは、(C1)は、アミン、水酸化物又はアンモニウム、テトラメチルアンモニウム又はアルカリ若しくはアルカリ土類金属の炭酸塩又は炭酸水素塩の溶液である。
組成物C1は、好ましくは塩基性の水(任意選択で、ポリオールを添加することができる)であり、重合性部分アルコキシシラン又はハロシランの重合化を促進する。
第1の組成物C1に含まれる好ましい物質は、組成物(RI)のシラン化合物(A)と反応し、第1の重合性部分の重合化を促進することができる。例としては、NaOH、TMAOH、KOH(水酸化カリウム)(シグマ アルドリッチ)、LiOH(水酸化リチウム)(シグマ アルドリッチ)、KCO 炭酸カリウム(シグマ アルドリッチ)、RbOH 水酸化ルビジウム(シグマ アルドリッチ)、NaCO 炭酸ナトリウム(シグマ アルドリッチ)、RbCO 炭酸ルビジウム(シグマ アルドリッチ)、LiCO 炭酸リチウム(シグマ アルドリッチ)、CsOH 水酸化セシウム(シグマ アルドリッチ);CsCO 炭酸セシウム(シグマ アルドリッチ)、NHOH 水酸化アンモニウム(シグマ アルドリッチ)、NHCO 炭酸アンモニウム(シグマ アルドリッチ)、C21NO 水酸化テトラエチルアンモニウム(シグマ アルドリッチ)、C2453NO 水酸化テトラヘキシルアンモニウム(シグマ アルドリッチ)、C1229NO 水酸化テトラプロピルアンモニウム(シグマ アルドリッチ)である。
上述の成分は、9以上のpHを有する溶液を得るために、水に希釈されるのが好ましい。
第1の組成物C1は、第1の組成物C1の総重量に基づいて、典型的には0.01%Wt〜20%Wtの間、好ましくは0.1%Wt〜10%Wtの間、さらに好ましくは1%Wt〜5%Wtの間の前記塩基性物質を含む。
第1の組成物C1は、第1の組成物C1の総重量に基づいて、典型的には0.1%Wt〜75%Wtの間、好ましくは1%Wt〜50%Wtの間、さらに好ましくは10%Wt〜40%Wtの間の水を含む。
塩基性溶液(NaOH、LiOH、KOHなど)は、チオール性官能基の脱プロトン化を促進することができ、エポキシ基のアニオン開環を開始する(又は、アニオン性機構により他の官能基と反応する)。同時に、塩基性水溶液は、オルガノシラン分子のアルコキシ官能基の加水分解を促進する。
弱い塩基性溶液は、例えば、カルボン酸とアルコールの間の縮合反応のような様々な反応を触媒することもできる。
本発明の別の実施形態により、(C2)は、≦7、好ましくは<7、さらに好ましくは≦5のpHを有する溶液である。これにより、(C2)は、例えば、ヘキサフルオロアンチモン酸(HSbF)、硫酸(HSO)、塩酸(HCl)、トリフリン酸(CFSOH)及びヘキサフルオロリン酸(HPF)から選択される酸を含みうる。
組成物(RI)のシラン化合物(A)と反応し、第2の重合性部分の重合を促進することができる物質として、組成物C2は、一級及び二級アミン、アミド、チオール、無水物及び超酸を含むことができ、エポキシ及びビニル基の重合を主に促進することができるのは有利である。
代わりに、組成物C2は、ペルオキシドのようなラジカル開始剤を含むことができ、エチレン性不飽和(例えば、ビニル、アクリル酸及びメタクリル酸)基の重合を促進することができるのは有利である。
第2の組成物C2は、第1の組成物C2の総重量に基づいて、典型的には0.1%Wt〜25%Wtの間、好ましくは2.5%Wt〜20%Wtの間、さらに好ましくは5%Wt〜15%Wtの間の前記物質を含む。
組成物(RI)のシラン化合物(A)と反応し、第2の重合性部分の重合を促進することができる第2の組成物C2に含まれる好ましい物質は、(シグマ アルドリッチから得られる)メルカプトプロピルトリメトキシシラン(3−MPTS);1,5,7−トリアザビシクロ[4.4.0]デカ−5−エン C13;トリエチルアミン C15N;2,2’−(エチレンジオキシ)ジエタンチオール C14;2,3−ブタンジチオール C10;ベンゼン−1,4−ジチオール C;1,16−ヘキサデカンジチオール C1634;1,2−エタンジチオール C;1,3−プロパンジチオール C;1,4−ブタンジチオール C10;1,5−ペンタンジチオール C12;1,6−ヘキサンジチオールC14;1,6−ヘキサンジチオールC14;1,8−オクタンジチオール C18;1,9−ノナンジチオールC20;1,9−ノナンジチオールC20;過酸化ベンゾイル、ルぺロックス(Luperox) A70S CCO);ジクミルペルオキシド [CC(CH;2−エチルヘキサン酸すず(II) [CH(CHCH(C)COSn;テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0) C7260Pd;酢酸パラジウム(II) CPdである。
第2の組成物C2に含まれる他の適切な物質は、HSbF(ヘキサフルオロアンチモン酸)(シグマ アルドリッチ)、HSO(硫酸)(シグマ アルドリッチ)、HCl(塩酸)(シグマ アルドリッチ)、CFSOH(トリフリン酸)(シグマ アルドリッチ)である。
上述の成分は、通常には、5以下のpHを有する溶液を得るために、水に希釈される。
超酸溶液(例えば、HSbF、HPF、トリフリン酸など)は、エポキシ基(又は他のカチオンに反応性の部位)のカチオン性反応を促進し、同時にアルコキシ官能基の加水分解を促進する能力のある可能性がある。
SO、HClなどのような弱酸は、アルコキシ官能基の加水分解反応を触媒することができ、他の官能基(カルボキシル基とアルコールの、アシルハロゲン化物とアルコールの縮合など)を含む異なる反応を最終的に促進することができる。
(C1)及び/又は(C2)は、エタノールに対する水の含有率が、水及びエタノールの混合物の総重量に基づいて、約25wt%〜75wt%の間、好ましくは35wt%〜65%の間、さらに好ましくは40wt%〜60wt%の間であることが有利である、溶媒として水及びエタノールの混合物を含むことが有利である。
本発明の好ましい実施形態による特定の用途では、(RI)、(C1)及び(C2)のうちの1つ又は複数が、界面活性剤をさらに含む。
染料が、(RI)中に含まれるのが好ましく、ソルベントブラック(Solvent Black)27、及び/又はソルベントブラック29(例えば、シグマ アルドリッチ)から選択される。反応性インク(RI)又は第1の触媒組成物(C1)又は第2の触媒組成物(C2)は、好ましくは染料を含む。
前記組成物は、前記組成物の総重量に基づいて、典型的には0.1%Wt〜10%Wtの間、好ましくは0.5%Wt〜7.5%Wtの間、さらに好ましくは1%Wt〜5%Wtの間で前記染料を含む。
他の染料は、ブラックイントラプラスト(Black Intraplast)RLS(センシエント(Sensient));C21−H21−N−O.C16−H11−N−O.Cr;アシッドブルー(Acid blue)40 C2216NaOS;アシッドブルー80 C3228Na;アシッドブルー113 C3221Na;アシッドブルー120 C3323Na;アシッドブルー129 C2321NaOS;アシッドオレンジ(Acid orange)8 C1713NaOS;アシッドオレンジ74 C1611CrNNaOS;アシッドレッド(Acid red)1 C1813Na;アシッドレッド97 C3220Na;アシッドレッド114 C3728Na10;アシッドレッド183 C1611ClNNa xCr;アシッドイエロー(Acid Yellow)17 C1610ClNa;アシッドイエロー25 C2320NaO;アクリジン(Acridine)(C13N);アルシアンブルー(Alcian blue)8GX(C5668l4CuN16);1−アミノアントラキノン(Aminoanthraquinone)(C14NO);アゾベンゼン(Azobenzene)(CN=NC);アントロン(Anthrone)(C1410O);アルシアンブルー(C5640ClCuN12);アリザリン(Alizarin)(C14)を含んでいてもよい。
反応性インク(RI)又は第1の触媒組成物(C1)又は第2の触媒組成物(C2)は、好ましくは色素を含む。
前記組成物は、前記組成物の総重量に基づいて、典型的には0.1%Wt〜10%Wtの間、好ましくは0.5%Wt〜7.5%Wtの間、さらに好ましくは1%Wt〜5%Wtの間の前記色素を含む。
適切な色素は、例えば、ピグメントオレンジ(Pigment Orange)5(C1610) シグマ アルドリッチ(Sigma Aldrich)、ピグメントレッド(Pigment Red)53(C1712ClNNaOS) シグマ アルドリッチ、ピグメントイエロー(Pigment Yellow)1(C1716) シグマ アルドリッチ、ピグメントイエロー3(C1612Cl) シグマ アルドリッチ、ピグメントブルー(Pigment Blue)15(C3216CuN) シグマ アルドリッチ、ピグメントレッド3(C1713) シグマ アルドリッチ、ピグメントレッド224(C24) シグマ アルドリッチである。
(RI)、(C1)及び(C2)のうちの1つ又は複数が、好ましくは界面活性剤を含む。界面活性剤は、一般に、インクの性能を改善する。さらに、界面活性剤は、プリントヘッドの内側の組成物の適切な表面張力を保証するために、プリントインクジェットシステム(printing ink jet system)の内側に含有されるインクに有益である。
界面活性剤は、特に印刷が、プラスチックのような低い表面エネルギーの材料で行われる場合、表面ぬれのためにも有益でもある。
前記組成物は、前記組成物の総重量に基づいて、典型的には0.01%Wt〜10%Wtの間、好ましくは0.05%Wt〜5%Wtの間、さらに好ましくは0.1%Wt〜2.5%Wtの間で前記界面活性剤を含む。
好ましく使用された界面活性剤は、(シグマ アルドリッチ供給者):ポリオキシエチレン(5)ノニルフェニルエーテル、分岐型、イジェパル(IGEPAL)(登録商標)CO−520 (CO)1524O、n〜5;ジ(エチレングリコール)ヘキシルエーテル(CH(CHOCHCHOCHCHOH);エチレンジアミンテトラキス(エトキシレート−ブロック−プロポキシレート)テトロール [−CHN[(−CHCHO−)x[−CHCH(CH)O−]H];エチレンジアミンテトラキス(プロポキシレート−ブロック−エトキシレート)テトロール、テトロニック(Tetronic)701 [−CHN[(−CHCH(CH)O−)[−CHCHO−]H];ポリオキシエチレン(150)ジノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン、ジノニルフェニル及びノニルフェニルエーテル、分岐型、イジェパルDM970 (CO)2442O C1524O;ポリ(エチレングリコール)−ブロック−ポリ(プロピレングリコール)−ブロック−ポリ(エチレングリコール);トリトン(Triton)N101;トリトンX100;ゾニル(Zonyl)FSO−100 (CO)(CFFO;ゾニルFSOフルオロ界面活性剤(CO)(CFFOである。
他の使用可能な界面活性剤は、(Byk−Chemie)Byk346(シリコーン界面活性剤)、Byk345(シリコーン界面活性剤)、Byk315N(シリコーン界面活性剤)、Byk310(シリコーン界面活性剤)、Byk066(シリコーン界面活性剤)、Byk333(シリコーン界面活性剤)、Byk348(シリコーン界面活性剤)、Byk−361N(ポリアクリレート界面活性剤)、Byk381(ポリアクリレート界面活性剤)、Byk3455(UVシステムのための界面活性剤)、Byk1794(UVシステムのための界面活性剤)である。
本発明の好ましい実施形態による異なるリザーバーでの反応性組成物の分離は、プリントヘッド内側の寿命の間、任意の粘性増加又は重合を防止する。
本発明の好ましい実施形態による一組の反応性組成物RIで充填された1つ又は複数のプリントヘッドを含む印刷システムによって、多孔性及び非多孔性表面の両方で、優れた機械的特性及び接着を有する画像を得るためにC1及びC2を使用することができる。
印刷する基材は、例えば、PVC(ポリ塩化ビニル)、PC(ポリカーボネート)、PET(ポリエチレンテレフタレート)、HDPE及びLDPE(高密度及び低密度ポリエチレン)、COC(シクロオレフィン共重合体)、COP(シクロオレフィン重合体)、ナイロン(Nylon)、アルミニウム、銅、金、シリコン、炭化ケイ素、酸化ケイ素、鉄、鋼鉄、ニッケル、ガラス、紙である。
さらに本発明により、いずれかの記載される通りの印刷システムを使用して、セキュリティーフィーチャーの形態で、印刷物を調製する方法であって、
(1)反応性インク(RI)を使用して、基材に印刷するステップ、
(2)画像の第1の選択区域を、第1の選択区域上に触媒組成物(C1)を吐出することにより網状化するステップ、及び
(3)画像の第2の選択区域を、第2の選択区域上に触媒組成物(C2)を吐出することにより網状化するステップ
を含む、方法が提供される。
本発明の好ましい実施形態により、印刷物は、好ましくは、例えば、テキスト、領域、グラフィック又は全ての他の印刷可能な形態のような1つ又は複数の潜像を含むセキュリティーフィーチャーである。
本発明による印刷システムで、潜像の形態でのセキュリティーフィーチャーは、例えば、セキュリティー物品上に容易で迅速に印刷できる。
セキュリティーフィーチャー又はラベルは、本発明により提案された方法により容易で迅速に製造することができる。
その後、セキュリティーフィーチャー又はラベルの信ぴょう性は、前記表示された外部作用のうちの1つ又は複数にそれを提示することにより非常に容易に立証されうる。
異なる文字又は単語が、異なるポリマーにより作製され、異なる化学的、物理的及び機械的特性を示すラベルとしてテキストを印刷することが可能であることが有利である。ラベルの信ぴょう性を立証するために、異なる単語又は文字の字下げのような外部作用としていくつかの非破壊試験を実行することが可能である。このような機械的測定は、ラベルの信ぴょう性を選別することができる。
本発明によって、特に、セキュリティー物品に高いセキュリティーを付け、証明することが可能である。
本明細書で使用される場合、用語「セキュリティー物品」は、少なくとも1つのセキュリティーフィーチャーによる偽造又は虚偽に対して通常に保護される物品を指す。
セキュリティー物品は、種々のサイズの文書、特定の既知寸法を有する文書、装丁された文書(bound document)、小冊子型の文書、未装丁の文書(unbound document)、シート様文書、単一シートの文書、カード様文書及びカードを含む。セキュリティー物品の典型的な例は、限定なしに、パスポート、身分証明書、査証、運転免許証、会社社員証バッジ、例えば、銀行カード、クレジットカード及び取引カード(transaction card)のような金融取引カード、アクセス文書(access document)又はカード、入場チケット、公共交通チケット又は資格、出生証明書、医療サービスを受けることを個人に許可する健康保険証などを含む。
本発明の好ましい実施形態は、反応性組成物が、基材に吐出され、60℃以下の温度で一緒に混合されたときに反応することができる、3つ以上の反応性組成物(RI、C1、C2)を含有するプリントヘッドを有する印刷システムを含む。基材に印刷された組成物は、多孔性及び非多孔性媒体の両方で優れた接着性、及び印刷画像の異なる選択区域で可変な物理的及び化学的特性を有する画像(印刷物)を生成する。使用された印刷システムは、図1、2又は3で表されるもののうちの1つであり得て、好ましくはインクジェットのプリントヘッドを含む。
図1では、本発明の実施形態によるプリントヘッドは、3つのリザーバー1、2及び3を示す。
RIは、リザーバー1に充填され、C1は、リザーバー2に充填され、C2は、リザーバー3に充填される。
発明者らは、基材PVC、アルミニウム及び紙上に優れた結果を示すRI、C1及びC2を実際に印刷した。
使用されたプリンターは、10kHzの周波数及び600×600dpiの解像力で作動する内部テストベッドであった。印刷システムは、カラー又はモノクロの熱インクジェットプリントヘッドのいずれかを具備した。
モノクロ又はカラーのいずれかのインクジェットプリントヘッドは、制御された方法でインクを送達することができる。吐出チャンバーの加熱装置に適用される急な電流パルスは、印刷媒体(基材)にインク液滴の排出を引き起こす。プリントヘッド及び媒体の間の相対的運動を用いて、全区域が印刷される。印刷媒体上の正確な位置にインク液滴に向ける能力は、本発明の範囲のために有利に使用されうる。実際に、異なるリザーバーでの組成物は、同じ媒体位置に続いて吐出することができ、基材での同じ区域を実質的にカバーする。この目的のために、ドロップオンドロップ(drop−on−drop)印刷モードが採用されるのが好ましく、完全な重複、したがって請求された方法による反応性組成物の混合を可能にする。代わりに、異なるリザーバーから吐出される液滴の間の部分的重複が達成された場合、適切なドロップニアドロップ(drop−near−drop)モードを使用することができる。実際に、異なる組成物を有する組成物は、同じ基材区域に完全に重複する必要はないが、基材でのそれらの重複が、組成物の合体/混合効果を促進するのに十分であることが必須である。
表1は、リザーバー1に保存された組成物RIを示す。
表2は、リザーバー2に保存された組成物C1を示す。
リザーバー3に保存された組成物C2(表3)は、実施例B又はC又はDを除き、B24.2である。
[RI、C1及びC2の調製方法]
組成物RI及びC2は、以下の方法により調製された。
下に列挙される順で、以下の成分のガラス製ジャーへの導入:
1.オルガノシラン(複数可)、
2.染料又は色素(配合物に存在する場合)、
3.界面活性剤、
4.有機溶媒、
5.固体成分の完全な溶解まで磁性撹拌棒を介して組成物を撹拌すること。
配合物C1を、類似の方法により調製し、下に列挙される順で、以下の成分をガラス製ジャーへ導入した。
1.塩基、
2.染料又は色素(配合物に存在する場合)、
3.界面活性剤、
4.水、
5.有機溶媒、
6.固体成分の完全な溶解まで磁性撹拌棒を介して組成物を混合すること。
一組の反応性組成物RI、C1、C2は、同じプリントヘッドの異なるリザーバーに、又は異なるプリントヘッドに充填されうる。
異なる組成物が、正確な比及び温度条件で混合される場合、それらの組成物は、重合し、固形ポリマー材料を作製し、その組成物の光学的、物理的及び機械的特性は、製剤及び組成物の比に依り、その組成物は、その特定の選択区域で析出された。
前記組成物は、非常に低い温度(好ましくは、<60℃)で、非常に短い時間(好ましくは、10秒未満)でさえ反応することができ、基材に対する優れた接着及び使用される組成物の関数として可変の特性を有する乾式の印刷画像を作製する。
C1は、第1の選択区域で組成物(RI)のシラン化合物(A)と反応し、第1の重合性部分の重合を促進し、第1のポリマーを作製する。
C2は、第2の選択区域で組成物(RI)のシラン化合物(A)と反応し、第2の重合性部分の重合を促進し、第2のポリマーを作製する。
第1及び第2のポリマーは、シラン化合物(A)の同じ骨格を示し、光学的に区別できないが、異なる連結する化学基、個々に第1及び第2の部分を示し、したがって、異なる物理的、化学的及び機械的特性(硬度、擦り耐性、溶媒耐性、接着テープ耐性)を示す。
印刷画像にかけられる外部作用は、2つの異なるポリマーの存在を明らかにでき、したがって、対応の潜像を明らかにし、そのパターンは、以前は隠されていた。
異なるリザーバー中の異なる反応性組成物RI、C1、C2を充填することにより、画像を作製し、異なる物理的、化学的及び機械的特性(硬度、擦り耐性、溶媒耐性、接着テープ耐性)を有する選択区域の存在により特徴づけられうる。異なる特性を有する選択区域を使用して、潜像を形成することができる。
本発明によって、基材に、1つ、2つ以上の潜像を含有する画像(印刷物)を印刷することが可能である。前記潜像は、異なる技術及び/又は外部作用:水での浸漬、有機溶媒での浸漬、接着テープでの剥ぎ取り、摩耗などを使用して明らかにすることができる。これらの外部作用の各々は、印刷画像の画分を除去し、前記特定の外部作用に対する低い耐性により特徴づけられる。
図5a)で示される通り、印刷画像(又は印刷物)は、色濃度の観点から均一な、第1の画像として光学的に一見して、当初現れる。画像は、特定の厚み変動又はギャップを示さない。
前記第1の印刷画像(例えば、水での洗浄)での特定の外部作用を行うことで、水に溶ける前記印刷画像の一部は、例えば、除去でき、図5b)で示される通り、第2の潜像を明らかにさせる。
前記第2の潜像は、例えば、2つの他の独特な選択区域も含むことができ、水に対して両方が耐性であるが、異なる摩耗耐性を有する。印刷画像を擦ることは、第2のものの内側に含まれる第3の摩耗耐性の潜像を明らかにする柔らかい画分を除去することができる。
本発明によって、したがって、異なる検出方法により検出可能な異なる機械的及び物理的特性を有する印刷画像の選択区域がある限り、数個の潜像を作製することが可能である。
数種の異なる外部作用を介して潜像の存在を検出することが実際に可能である。例えば、潜像が、ポリマー結晶画分を含む場合、これは、その異なる特定の熱特性を測定して、検出可能である。
例えば、印刷画像が、この区域でポリマ−結晶潜像の融点より上に加熱される場合、相変化は、他の隣接の選択された印刷区域に関して異なる温度増加速度を含めて起こるであろう。
潜像温度変動は、例えば、赤外線サーモカメラ(FLIRにより作製されたFLIR4298又は4300のようなモデル)を介して測定することができる。
したがって、潜像は、赤外線カメラで熱画像として現れ、証拠になるであろう。
選択される種々の印刷区域の異なる湿潤性を観察することにより、潜像を検出することも可能である。前記検出は、印刷表面に水滴のエアゾルを生成すること(例えば、表面への吹き付け)により簡単に実行することができる。
より多くの極性の選択区域が、極性の低いものに対してよりいっそう容易に湿るであろう。結果的に、対応の潜像を表すことが可能になろう。
別個のリザーバーに含有される反応性組成物の数が2つである場合、わずか1つのポリマー画像が、なんら潜像なしに得ることができる。
反応性組成物の数を3に増加することで、異なる選択区域で異なる特性を有する2つ又は3つの異なるポリマー材料さえ得ることが可能になる。前記ポリマー区域は、潜像を形成するために使用されうる。
異なるリザーバーに含有される反応性組成物の数は、4又は5又は任意の他の整数に増加しえて、制限なしの多数の印刷された潜像を得ることが可能になる。
この場合に、印刷システムは、他の組成物と反応し、それらの重合を促進することができる物質を含む追加の触媒組成物C3又はC4などを含む。
[印刷方法]
印刷物を調製するために使用される実験方法は、
(1)反応性インク(RI)を使用して、基材に画像を印刷するステップ、
(2)画像の第1の選択区域を、第1の選択区域上に組成物(C1)を吐出することにより網状にするステップ、及び
(3)画像の第2の選択区域を、第2の選択区域上に組成物(C2)を吐出することにより網状にするステップ
を含む。
ステップ(2)及び(3)で選択される区域は異なる。前記選択される区域の1つは、特定の物理的、機械的及び/又は化学的処理に従ってのみ検出可能及び識別可能になり、したがって、潜像を形成する。(図5bを参照されたい)
[実施例A]
1、2及び3と称される3つのリザーバーを有するプリントヘッドを示す図1の印刷システムで基材PVC、アルミニウム、ガラス、ポリエチレン上での3つの組成物RI、C1及びC2の試験された組の例は、
RI:ブラック染料、(3−グリシジルオキシプロピル)トリメトキシシラン(GPS)又はシルクエストA171と称されるオルガノシラン、エタノール及び界面活性剤(表1、組成物B24.1又はB24.3)を含有する組成物、
C1:水酸化テトラメチルアンモニウムの溶液、又は特定の百分率のエタノール、及び界面活性剤を有する別のアルカリ性水溶液を含有する組成物(表2:B21C、B22C、B23C)、
C2:メルカプトプロピルトリメトキシシラン(3−MPTS)と称される別のオルガノシラン、エタノール及び界面活性剤を含有する組成物(表1、組成物B24.2)
である。
3−MPTSが、エポキシ重合のためのアニオン性開始剤としてリザーバー3に充填された。リザーバー1は、GPSで充填され、リザーバー2は、塩基性の水を含有する。
未反応のエポキシ部分を有するポリシロキサンモノマーを得るために、同じ基材で選択された区域に、リザーバー1及び2に含まれる組成物を印刷することが十分である。作製された画像に後に印刷されるリザーバー3中の組成物は、ポリシロキサンポリマーに高い機械的耐性及び硬度を与えることができる。
現在、試験された好ましい組み合わせは、リザーバー1ではB24.1、リザーバー2ではB22C、及びリザーバー3ではB24.2である。さらに、組み合わせB24.1、B21C、B24.2又はB24.1、B23C、B24.2が、試験され、優れた結果を伴った。
リザーバー1及び2から吐出される液滴の数の間の比は、5:1〜2:1の間であることが好ましい。
オルガノシランは、30秒〜1分の間を含む時間で、45℃以上の温度で加水分解し、結果的に、重合する。基材が、PVC又は加熱下で変形する可能性がある別の材料である場合、このような変形を避けるために、50〜55℃の温度を維持することが好ましい。
ガラス、シリコン又は金属のような他の機材については、基材の温度を上昇させることが可能である。
同時に、ポリシロキサン画像の特定の選択区域にのみ、プリントヘッドは、第3のリザーバーに含有される組成物(組成物B24.2)を吐出する。
リザーバー3から生じた液滴は、2分より短く、好ましくは1分より短く、最も好ましくは30秒より短い遅延時間で吐出される。リザーバー1及び3に含有される組成物の液滴の数の間の好ましい比は、高速エポキシ環開環反応を達成するために、1:1〜2:1の間で構成される。反応は、40℃で、30秒未満で、PVC、シリコン、アルミニウム、ガラス、ポリエチレン上で起こる。
使用される基材は、以下の寸法を示す。
PVC:30cm×21cm、
アルミニウム:15cm×10cm、
ガラス:30cm×21cm、
ポリエチレン:15cm×10cm。
リザーバー1及び2で含有される組成物を使用することにより選択された印刷区域で得られた印刷画像は、リザーバー3中の組成物を印刷することにより作製されるエポキシ−オルガノシラン及びチオール−オルガノシランも示す選択区域により良好に区別することができる特定及び区別可能な特性(高湿潤性、重縮合度の関数で、高柔軟性のような)を示すポリシロキサン材料により構成される。これらの選択区域は、ポリシロキサン材料のみを示す選択区域に関して、非常に高い摩耗及び化学的耐性及び異なる特性を示す。
その後、印刷層は、30秒後に、50℃以下の温度で取り扱われうる。
作製された印刷画像は、全ての3つの組成物が、上に明記される比率で析出された区域でなんらの色密度変動を示さない。
これは、基材に析出し、リザーバー3(組成物B24.2)から吐出された液滴の絶対的透過の特徴のためである。前記液滴は、ペンダント型エポキシ基を有するポリシロキサン層を貫通し、塩基性環境により触媒されるそれらのアニオン性反応を促進する。
しかし、作製された潜像は、室温で30秒間、印刷画像を水で洗浄した後、裸眼により検出することができる。
潜像を明らかにする代替の試験された方法は、完全な印刷画像に、販売分類(Sales codified)00559469−1から得られるテープを押し付け、テープを迅速に除去することによる、接着テープ試験である。
作製された潜像の陰性の弱い選択区域のみが、除去されるであろう、すなわち純粋なポリシロキサンポリマーからなる。
本実施例については、並びに次のものについては、試験された印刷パターンは、チェス盤パターンであり、異なる組成物で印刷された代替領域を示し、それは、なんらのコントラストなしに、当初同じ光学特性を示す。
図5a)でパターンを印刷した後、良好に画定された、検出可能な潜像は、容易で迅速に得られた(図5bを参照されたい)。図6で、線A−A’に沿った断面図は、詳細には、基材への様々な印刷された組成物の分布を示す。
[実施例B]
反応性分子が、3−MPTS及びGPSである場合、塩基性の水(pH≧8)の非存在下で、なんら望ましくない未熟な網状化なしに、同じリザーバー(組成物B21、B22、B23及びB24)に前記2つのシランを維持することも可能であることが驚くべきことに、予想外に発見された。
3−MPTSは、シラン成分(A)の定義内に入る化合物のうちのいずれかと好ましく混合されうる。
3−MPTSは、画像の特性に特に有益であり、重合反応にも効果を示す。
この場合に、以下の列挙される組成物の全ての可能な組み合わせで、次の順序で充填される1、2及び3と呼ばれる3つのリザーバーを有するプリントヘッドを示す、図1の印刷システムで印刷することにより、基材PVC、アルミニウム、カラス、ポリエチレン上に、印刷画像に異なるポリマー構造を得ることが可能であった。
1.オルガノシラン3−MPTS及びGPS、有機溶媒(MEK、無水エタノールなど)、界面活性剤を含有する反応性インクRI(表1の全ての組成物B21、B22、B23及びB24が試験された)、
2.8より高いpHを有する、水/エタノール基材の溶液を含有する組成物C1(表2の全ての組成物B21C、B22C、B23Cが、試験された)、
3.pH=6.5:組成物の総重量に基づいて、水:32.4%Wt、エタノール:66%Wt、Byk346:1%Wtを示す水/エタノール基材の溶液を含む組成物C2。
印刷画像は、基材に吐出することにより得られ、リザーバー1に含有される組成物が、前記画像の上にリザーバー2に含有される組成物を吐出することにより網状化され、メトキシ基の加水分解及びエポキシ基のアニオン性反応を同時に促進するであろう。
同時に、画像上にリザーバー3に含有される組成物を印刷することによりメトキシ基のみの反応を促進することも可能であった。この後者の場合に、シロキサン結合及び/又はシラノール官能基のみを示すポリマーが得られたが、それは、リザーバー2に含有される触媒組成物を使用することにより得られるポリマーに対して高い柔軟性及び極性をポリマーに付与する。
図5a)でパターンを印刷した後、良好に画定された、検出可能な潜像は、容易で迅速に得られた(図5bを参照されたい)。
図7で、線A−A’に沿った断面図は、詳細には、基材への様々な組成物の分布を示す。
試験された基材寸法は、
アルミニウム:15cm×10cm、
PVC:30cm×21cm、
ガラス:30cm×21cm、
ポリエチレン:15cm×10cm
であった。
[実施例C]
以下に列挙される組成物の全ての可能な組み合わせと共に3つのリザーバーを有するプリントヘッドを示す図1の印刷システムを充填することにより、基材PVC、アルミニウム、スチール、ポリエチレン両方でも試験が行われた。
1.オルガノシランGPS又はシルクエストA171、有機溶媒(MEK、無水エタノールなど)、界面活性剤を含有する反応性インクRI;(表1の組成物B24.1、B24.3が、試験された)、
2.水/エタノール基材の塩基性溶液を含有する組成物C1(表2の全ての組成物B21C、B22C、B23Cが試験された)、
3.HSbF6を含有する水/エタノール基材の溶液、及びpH=1を示す界面活性剤を含有する組成物C2、
組成物の総重量に基づいて、水:2%Wt、エタノール:96%Wt、HSbF6:1%Wt、Byk346:1%Wt。
リザーバー1に含有される組成物を、基材上に吐出することにより得られる印刷画像は、前記画像上に、リザーバー2に含有される組成物を吐出し、メトキシ基の加水分解を促進することにより網状にすることができるであろう。
加水分解され/縮合されたオルガノシランに組成物C2を印刷することにより、未反応エポキシ又はビニル部分の高速のカチオン反応を誘導することが可能であった。3つの区域でのポリマーは、加水分解され/縮合されたオルガノシラン区域に関して硬く、より脆くなった。
図8a)でのパターンを印刷した後、良好に画定された、検出可能な潜像は、容易で迅速に得られた(図8bを参照されたい)。この場合に、潜像は、異なる組成物が敷かれた領域の異なる硬度から生じる。基材上で、デュロメーターを用いて複数の点で硬度を測定して、硬度地図を得ることができ、実際の潜像になっている(図8bを参照されたい)。図9では、図8における線A−A’に沿った断面図は、詳細には、基材に印刷された異なる組成物の分布を示す。
試験された基材寸法は、
アルミニウム:15cm×10cm、
PVC:30cm×21cm、
鋼鉄:30cm×21cm、
ポリエチレン:15cm×10cm
であった。
Figure 2019531917

Figure 2019531917

Figure 2019531917
[実施例D]
それぞれ単独のリザーバーを含む1つより多いプリントヘッドを使用することも可能であった。この場合に、印刷システムは、良好なアライメントで同じ基材区域に組成物RI、C1、C2を印刷するために、互いの近くに置かれる3つ以上の平行なプリントヘッドを含む。
例えば、図2で表される印刷システムにより加熱されたPVC及びアルミニウム基材に印刷することが可能であった。
この構造では、表1に列挙されている全ての反応性インクRIが、試験されて、45℃より高いか又は等しい温度に加熱したPVC基材上に吐出された。
反応性インクRIのための好ましい組成物は、組成物B21、B22、B23、B24、B24.1である。第2の整列プリントヘッドは、印刷画像の選択区域の上に表2に列挙されている組成物C1(B21C、B22C、B23C)のうちのいずれかを吐出する。全ての組成物B21C、B22C、B23Cは、表1に列挙されている全ての組成物RIと組み合わせて試験された。
先に記載された実施例などでの場合、第1及び第2のプリントヘッドにより析出される組成物の量の間の比率は、5:1〜2:1の間であるのが好ましい。
第3のプリントヘッドは、所望のパターンで、表1に列挙されている組成物B18を印刷し、それは、加熱によってのみ網状にされうる。
反応機構は、オルガノシランのケイ素原子に関してアミノ官能基の求核反応であり、エタノール分子の流出を促進する。
リザーバー3に充填されるB18配合物はRI組成物(B21、B22、B23、B24、B24.1)に含有されるGPSと称されるオルガノシランのエポキシ部分に関してアミノ官能基の求核反応を促進するために、C2触媒組成物として使用されるであろう。
アミノシランの網状化により得られた新たなポリマーは、印刷画像でのその存在を明らかにするために利用される固有の極性分極及び塩基性を示す。
図10a)でのパターンを印刷した後、良好に画定された、検出可能な潜像は、容易で迅速に得られてきた(図10bを参照されたい)。この場合には、潜像は、パターン選択区域での様々な湿潤性により、水蒸気の凝集により作製することができる。印刷された基材での通気は、蒸気凝集が高い極性を有するポリマー表面でより強力であり、不透明効果を引き起こすので、異なる領域の間の光学的コントラストを引き起こすであろう。図11で、線A−A’に沿った断面は、詳細には2つの記載された実験により、基材への様々な組成物の分布を示す。
試験された基材寸法は、
アルミニウム:15cm×10cm、
PVC:30cm×21cm
であった。
[実施例E]
代替的印刷システムは、様々な組成物RI、C1、C2(図3)を含有するリザーバーを分離するために結合された印字バーシステムである。そのような印字バーは、大型サイズの基材に印刷することが必要な場合、特に有利である。発明された溶液を実施するために、異なる組成物を供給された少なくとも3つの印字バーを有することが必要である。
各印刷モジュールは独立であり、加熱基材に組成物を印刷する。基材は、紙及びPVCであり、50℃に近い温度まで加熱された。チャネルは、各印刷モジュール8に組成物を導く。大きなチャネル9は、全てのチャネルに供給する。
先に記載される別個のプリントヘッドを有するシステムに類似して、各平行な印字バーシステムは、表1又は2に列挙されているもののような異なる組成物を吐出することができる。異なる印字バーを介して基材に印刷された異なる組成物の間の反応を得るために、吐出された反応性組成物の重複を実現するのは有益である。
印字バーは、基材に組成物RIを吐出することができる。前記組成物の反応を認識し、固形ポリマーフィルムを得るために、別のリザーバーに結合した平行な印字バーを介して、第1の印刷画像に、表2に列挙されている組成物いずれかを印刷することが必要である。
表2で含有される組成物は、組成物RIの反応を促進し、優れた接着及び優れた機械的特性を有する固形フィルムを得る。
図3の印字バーは、B24.1(RI)、表2に列挙されている組成物(C1)のいずれか及びB24.2(C2)を印刷するために実際に使用されていた。
評価されたオルガノシランのトリメトキシ官能基の加水分解及び縮合により、B24.1を表2に列挙されている組成物のうちの1つと混合することにより、5:1〜2:1の間のエポキシシランに関して触媒の比率を使用することにより得られる固形フィルムは、(3−グリシジルオキシプロピル)トリメトキシシランの未反応のエポキシ官能基を含有する。フィルムは、加熱ステップの後に乾燥する。
前記フィルムは、シロキサン基材のポリマー材料の優れた接着及び柔軟性及び典型的な柔らかさを示す。柔軟性は、室温〜200℃(速度10℃/分)の間の傾斜を使用し、ガラス遷移を測定することによりパーキンエルマー(Perkin Elmer) DSC7装置を介して特徴づけられた。
ポリマー材料のガラス遷移は、その柔軟性に関連する。5:1〜2:1の間の比率で表2に列挙されている任意の包括的アルカリ溶液と反応した組成物B24.1は、65℃のTgを有するポリマーを生成する。結果として、フィルムは、全く柔軟性である。
ポリシロキサンフィルムは、65°以下の水との接触角を示す。この値は、ポリマーの特定の極性から由来する。
2つの吐出された組成物の比の関数として、未反応のシラノール基は、フィルムに残り、結果的に、水のような極性溶媒に対する高い又は低い耐性が、ポリマーに提供される可能性がある。
フィルムの極性は、水分流動に対する低い耐性により示される。30秒間、冷水でフィルムを洗浄することにより、フィルムは、劇的に損傷されるか、又は除去される。
メルカプトシランを含有する第3の組成物B24.2で調製画像に印刷することにより、さらなる効果が得られる。この分子は、エポキシシランと反応し、アニオン性機構により、特に塩基性環境でオキシラン環を開裂することができる。この反応は、エポキシ基の重合を促進し、ポリマーの硬度及び摩耗耐性を結果的に強力に増加させる。
組成物B24.2との反応後、ポリシロキサンフィルムは、その硬度及び機械的耐性が劇的に増加する。使用されるメルカプトシランの量の関数として、ポリマーフィルムのガラス遷移は、劇的に増加する。
50℃まで30秒の硬化の後、最終のTgは、パーキンエルマー DSC7装置(室温〜200℃の間、速度10℃/分)を介して測定された。その値は、もはや検出可能でない。これは、フィルムが当初のポリシロキサンのものに関して脆くなったことを示す。
前記最終のポリマーフィルムのTgは、メルカプト−シラン組成物B24.2を使用することなく得られた値に関して劇的に増加する。
メルカプトシランとの相互作用の結果として、フィルム極性は、同様に低くなり、水との接触角は、70°より高くなる。
潜像及び異なる組成物の間の関係は、実施例Aに類似であり、同じ図により適切に記載されうる。
図5a)でパターンを印刷した後、良好に画定された、検出可能な潜像は、C2組成物を印刷することにより容易で迅速に得られた(図5bを参照されたい)。図6では、図5における線A−A’に沿った断面図は、詳細には、基材への異なる組成物の分布を示す。
試験された基材寸法は、
紙:30cm×21cm、
PVC:30cm×21cm
であった。
[潜像を明らかにするための実験方法]
潜像は、作製されたポリマーの物理的/化学的及び機械的特性により、以下の外部作用のうちの1つを実行することにより検出された。
潜像を構成するポリマーが、エラストマー特性を示す場合、又はその粘着力が、特に高くはない場合、多数の機械的外部作用の手段によりその存在を検出することが可能であった。前記作用は、以下に列挙される。
・摩耗試験:潜像が現れるまで、ゴムを介して印刷画像の摩耗を実行する。
・テープ試験:印刷画像にテープを塗布し、潜像を損傷又は引き離すために、そのテープを急に除去する、
・押し込み又は曲げ:印刷画像は、硬質材料を介して押し込まれるか、曲げられるであろう。柔軟性のある潜像は、印刷の他の隣接の選択区域に関して、外部作用の結果として異なる印を示す。
溶媒耐性及び湿潤性のようなその化学的特性を使用して、潜像の存在を検出することも可能であった。印刷区域でのポリマーの異なる化学的特性を明らかにするのに有用な外部作用は、以下である。
・水又は有機溶媒を用いた洗浄:印刷画像を、潜像を可視化するために必要とされる時間洗浄する。使用される溶媒は、印刷画像の選択区域を膨張又は可溶化できなければならない。
・湿潤性試験:この検出は、印刷表面に水滴のエアゾルを作製することにより簡単に実行されうる。より極性の区域は、極性が低いものに関してより容易に水滴によりぬれるであろう。結局、対応の潜像を識別することが可能であろう。
その物理的特性を使用して潜像の存在を検出することも可能であった。潜像の物理的移行を明らかにするために、首尾よく使用することができる1つの外部作用は、下に記載される。
・赤外線熱画像検出:印刷画像は、室温〜潜像を含む結晶性ポリマーの融点より上の温度まで加熱される。融点に対応して、相変化は、赤外線サーモカメラを介して明らかにされうる局所の熱吸収を伴って起こる。対峙するが同じ原理による方法では、前記溶融した潜像がその融点より下に冷却されたときはいつでも、熱放出を、同じ装置を介して検出することが可能である。
異なる条件下及び比率で水との接触の関数としてメトキシ又はエトキシ基の加水分解/縮合比を研究及び検証するために、考慮されるオルガノシランシステムでのFTIR分析が行われた。
対応する実現されたトリメトキシ基の加水分解及びシラノール基の縮合は、図4で表される。
3400〜3600cm−1の間のO−H振動の特徴的周波数を観察することにより、水との接触の結果として、オルガノシランのピークの増加を測定することが可能である。
特に、リザーバー2の組成物C1のpHが高ければ、加水分解部分の縮合速度は高くなることが観察された。
pHが低ければ、縮合速度は下がり、結果的に、赤外線O−Hピークは高くなる(加水分解された官能基は、重合しない)。
一般に、シランの高い反応速度を有する最高の比率が、4:1以下のオルガノシラン/水の比率であるFTIR技術を用いても乾燥可能である。

Claims (21)

  1. セキュリティーフィーチャーを印刷するための印刷システムであって、少なくとも3つの組成物(RI)、(C1)及び(C2):
    (RI)第1のプリントヘッドの第1のリザーバーに充填される、互いに異なり、異なる機構により重合可能である少なくとも第1及び第2の重合性部分を含むシラン化合物(A)を含む反応性インク、
    (C1)前記第1のプリントヘッドの、又は第2のプリントヘッドの第2のリザーバーに充填される、組成物(RI)のシラン化合物(A)と反応し、第1の重合性部分の重合を促進することができる物質を含む第1の触媒組成物、
    (C2)単独で又は組成物(C1)の存在下で、組成物(RI)のシラン化合物(A)と反応し、第2の重合性部分の重合を促進することができる物質を含む第2の触媒組成物
    を含む、印刷システム。
  2. 反応性インク(RI)及び/又は第1の触媒組成物(C1)及び/又は第2の触媒組成物(C2)が、染料及び/又は色素を含む、請求項1に記載の印刷システム。
  3. シラン化合物(A)の第1及び第2の重合性部分のうちの1つが、エポキシド基、アルコキシシラン基、(メタ)アクリル酸基、ビニル基及びアミノ基である、請求項1又は2に記載の印刷システム。
  4. 第1の重合性部分が、ポリシロキサンを形成する能力のある基であり、トリC1〜6アルコキシシラン基及びトリハロゲンシラン基から好ましくは選択されており、第2の重合性部分が、ポリシロキサン以外のポリマーを形成する能力のある重合性部分から選択されており、エポキシ基又は他の環状エーテル基、エチレン性不飽和基、テトラスルフィド基、アミノ基、カルボン酸エステル基及びヒドロキシル基から選択されるのが好ましい、請求項1〜3のいずれか一項に記載の印刷システム。
  5. 異なる重合機構が、カチオン性、アニオン性、ラジカル及び縮合重合から選択される異なる機構である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の印刷システム。
  6. シラン化合物(A)が、式(i)又は(ii):
    Si−L−S−L−SiR (i)
    (式中、Lは、C1〜6−アルキレンであり、Rは、各々独立にC1〜6−アルコキシ又はハロゲンである)、又は
    RnSi(R (ii)
    (式中、Rは、各々独立にC1〜6−アルコキシ又はハロゲンであり、n=1又は2、(n+m)=4であり、Rは各々独立に、ビニル、フェニル、又はエポキシ、エポキシ−(C1〜6)−アルコキシ、エポキシド官能基を有するC5〜7−シクロアルキル、シアノ、ハロゲン、アミノ、C1〜6−アルキルアミノ、ジ(C1〜6−アルキル)アミノ、アミノ−C1〜6−アルキルアミノ、アクリロイルオキシ、メタクリロイルオキシ及びビニルから選択される1つ若しくは複数の基で任意選択で置換されているC1〜6−アルキルであり、少なくとも1つのRが、ビニル、フェニル若しくは置換C1〜6−アルキルである)
    の化合物である、請求項1〜5のいずれか一項に記載の印刷システム。
  7. 化合物(A)が、式(ii)の化合物であり、式(ii)において、Rが、C1〜6−アルコキシであり、n=1である、請求項5に記載の印刷システム。
  8. 全ての基Rが、同じであり、メトキシ、エトキシ及びプロポキシから選択される、請求項7に記載の印刷システム。
  9. シラン化合物(A)が、(3−グリシジルオキシプロピル)トリメトキシシラン(GPS)、アミノプロピルトリエトキシシラン(APTES)、N−(β−アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、トリメトキシ[2−(7−オキサビシクロ[4.1.0]ヘプタ−3−イル)エチル]シラン及びビス[3−(トリエトキシシリル)プロピル]テトラスルフィドから選択される、請求項8に記載の印刷システム。
  10. (RI)及び/又は(C2)が、(メルカプトプロピル)トリメトキシシラン(3−MPTS)をさらに含む、請求項1〜9のいずれか一項に記載の印刷システム。
  11. (C1)が、≧8、好ましくは>8、さらに好ましくは≧9のpHを有する溶液である、請求項1〜10のいずれか一項に記載の印刷システム。
  12. (C1)が、アミンの又は水酸化物、アンモニウム、テトラメチルアンモニウム又はアルカリ金属若しくはアルカリ土類金属の炭酸塩又は炭酸水素塩の溶液である、請求項11に記載の印刷システム。
  13. (C2)が、≦7、好ましくは<7、さらに好ましくは≦5のpHを有する溶液である、請求項1〜12のいずれか一項に記載の印刷システム。
  14. (C2)が、ヘキサフルオロアンチモン酸(HSbF)、硫酸(HSO)、塩酸(HCl)、トリフリン酸(CFSOH)及びヘキサフルオロリン酸(HPF)から選択される酸を含む、請求項13に記載の印刷システム。
  15. (C1)及び/又は(C2)が、溶媒として水及びエタノールの混合物を含む、請求項10〜14のいずれか一項に記載の印刷システム。
  16. (RI)、(C1)及び(C2)のうちの1つ又は複数が、界面活性剤をさらに含む、請求項1〜15のいずれか一項に記載の印刷システム。
  17. 染料が、(RI)に含まれ、ソルベントブラック27、及び/又はソルベントブラック29から選択される、請求項2〜16のいずれか一項に記載の印刷システム。
  18. 請求項1〜17のいずれか一項の印刷システムを使用して、セキュリティーフィーチャーの形態で、印刷物を調製する方法であって、
    (1)反応性インク(RI)を使用して、基材に印刷して、画像を形成するステップ、
    (2)画像の第1の選択区域を、前記第1の選択区域上に触媒組成物(C1)を吐出することにより、網状にするステップ、及び
    (3)画像の第2の選択区域を、前記第2の選択区域上に触媒組成物(C2)を吐出することにより、網状にするステップ
    を含む、方法。
  19. 前記第1の選択された区域及び前記第2の選択された区域が、
    a.画像の異なる非重複の区域、
    b.画像の部分的に重複する区域、
    c.前記第1の選択区域が前記第2の選択区域により十分に包含されるように、又はその逆に配置された、又は
    c.前記画像の同一区域
    である、請求項18に記載の方法。
  20. 印刷物が、1つ又は複数の潜像を含有するセキュリティーフィーチャーである、請求項19に記載の方法。
  21. 請求項18〜20のいずれか一項の方法により得られる印刷物。
JP2018567242A 2016-07-25 2017-07-25 多成分反応性インク及び印刷方法 Active JP6896969B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP16180981.9 2016-07-25
EP16180981 2016-07-25
PCT/EP2017/068750 WO2018019824A1 (en) 2016-07-25 2017-07-25 Multicomponent reactive inks and printing method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019531917A true JP2019531917A (ja) 2019-11-07
JP6896969B2 JP6896969B2 (ja) 2021-06-30

Family

ID=56551215

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018567242A Active JP6896969B2 (ja) 2016-07-25 2017-07-25 多成分反応性インク及び印刷方法

Country Status (8)

Country Link
US (1) US10689538B2 (ja)
EP (1) EP3487944B1 (ja)
JP (1) JP6896969B2 (ja)
KR (1) KR102365647B1 (ja)
CN (1) CN109476945B (ja)
CA (1) CA3028552A1 (ja)
RU (1) RU2742982C1 (ja)
WO (1) WO2018019824A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7300081B2 (ja) * 2019-02-14 2023-06-29 株式会社リコー インク、インク収容容器、記録方法、記録装置、及びインクの製造方法

Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6076574A (ja) * 1983-10-03 1985-05-01 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd インクジエツト記録用インク組成物
JPH11216855A (ja) * 1998-02-04 1999-08-10 Fuji Xerox Co Ltd 画像形成装置及び画像形成方法
JP2000178492A (ja) * 1998-11-23 2000-06-27 Eastman Kodak Co インクジェットプリンタ―用インク
JP2002327140A (ja) * 2001-05-01 2002-11-15 Reiko Udagawa インクジェットプリンター用のインク
JP2006159746A (ja) * 2004-12-09 2006-06-22 Konica Minolta Medical & Graphic Inc 光硬化型インクジェット記録方法
JP2007100053A (ja) * 2005-10-07 2007-04-19 Seiko Epson Corp 紫外線硬化インクセット及び画像記録方法
US20090041937A1 (en) * 2005-10-21 2009-02-12 Agfa Graphics Nv Curable Inkjet Ink Set and Methods For Inkjet Printing
JP2009272609A (ja) * 2008-05-09 2009-11-19 Samsung Electro Mech Co Ltd インクジェット吐出装置
JP2010121060A (ja) * 2008-11-20 2010-06-03 Canon Inc インクと反応液とのセット、インクジェット記録方法、及びインクジェット記録装置
JP2011153255A (ja) * 2010-01-28 2011-08-11 Tokyo Printing Ink Mfg Co Ltd 光カチオン硬化性組成物および硬化物
JP2012062470A (ja) * 2010-09-14 2012-03-29 Xerox Corp アルコキシシランモノマーを含有する硬化性転相インク
JP2013227431A (ja) * 2012-04-26 2013-11-07 Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd インクジェットプリンタ用インク
WO2013190913A1 (ja) * 2012-06-19 2013-12-27 ナトコ 株式会社 活性エネルギー線硬化性組成物、その硬化物及び用途
JP2014505754A (ja) * 2010-12-23 2014-03-06 オリヴェッティ・ソチエタ・ペル・アツィオーニ インクジェット印刷のための二成分系反応性インク
JP2016150546A (ja) * 2015-02-18 2016-08-22 キヤノン株式会社 記録方法、記録物、記録物の処理方法、並びに、記録物の耐折り割れ性及び耐水性の向上方法

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6306929B1 (en) 1997-04-25 2001-10-23 Sicpa Holding S.A. Bleeding ink for printing security documents
US6245711B1 (en) 1999-10-29 2001-06-12 Ncr Corporation Thermal paper with security features
EP1308485A1 (en) * 2001-10-31 2003-05-07 Sicpa Holding S.A. Ink set with an IR-taggant
US6848781B2 (en) * 2002-09-30 2005-02-01 Canon Kabushiki Kaisha Image forming process, image-recorded article, liquid composition and ink-jet recording apparatus
US7070713B2 (en) * 2003-01-27 2006-07-04 3L & T, Inc Moisture activated single-component ebonite composition
US20050014005A1 (en) 2003-07-18 2005-01-20 Laura Kramer Ink-jettable reactive polymer systems for free-form fabrication of solid three-dimensional objects
US7485242B2 (en) 2004-01-23 2009-02-03 Printar Ltd Reactive fine particles
JP4829107B2 (ja) * 2004-03-30 2011-12-07 株式会社カネカ 硬化性組成物
US20060160016A1 (en) 2004-10-12 2006-07-20 Presstek, Inc. Inkjet-imageable lithographic printing members and methods of preparing and imaging them
US7478902B2 (en) * 2004-11-04 2009-01-20 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Inkjet compositions
US20060160917A1 (en) * 2004-12-21 2006-07-20 Seiko Epson Corporation Ink composition
US7845572B2 (en) 2005-08-01 2010-12-07 Document Security Systems, Inc. Solid-color embedded security feature
JP5420894B2 (ja) * 2006-02-16 2014-02-19 株式会社カネカ 硬化性組成物
US7699918B2 (en) * 2007-05-31 2010-04-20 Xerox Corporation Reactive ink components and methods for forming images using reactive inks
US8342669B2 (en) 2009-09-18 2013-01-01 Xerox Corporation Reactive ink components and methods for forming images using reactive inks
AU2010330333A1 (en) * 2009-12-08 2012-06-21 Sicpa Holding Sa Marking based on chiral liquid crystal polymers
US8807697B2 (en) 2010-11-16 2014-08-19 Xerox Corporation Encapsulated reactive ink and method for forming images using same
DE102011016050A1 (de) 2011-04-04 2012-10-04 Schreiner Group Gmbh & Co. Kg Optisch variables Sicherheitsmerkmal
AR086508A1 (es) * 2011-05-27 2013-12-18 Sicpa Holding Sa Sustrato con una marcacion de polimero de cristal liquido modificado
LT2949813T (lt) * 2014-05-26 2017-05-10 Omya International Ag Medžiagos su modifikuotu paviršiumi paruošimo būdas
US9783694B2 (en) * 2015-02-10 2017-10-10 Canon Kabushiki Kaisha Image recording method and liquid set used for the method

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6076574A (ja) * 1983-10-03 1985-05-01 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd インクジエツト記録用インク組成物
JPH11216855A (ja) * 1998-02-04 1999-08-10 Fuji Xerox Co Ltd 画像形成装置及び画像形成方法
JP2000178492A (ja) * 1998-11-23 2000-06-27 Eastman Kodak Co インクジェットプリンタ―用インク
JP2002327140A (ja) * 2001-05-01 2002-11-15 Reiko Udagawa インクジェットプリンター用のインク
JP2006159746A (ja) * 2004-12-09 2006-06-22 Konica Minolta Medical & Graphic Inc 光硬化型インクジェット記録方法
JP2007100053A (ja) * 2005-10-07 2007-04-19 Seiko Epson Corp 紫外線硬化インクセット及び画像記録方法
US20090041937A1 (en) * 2005-10-21 2009-02-12 Agfa Graphics Nv Curable Inkjet Ink Set and Methods For Inkjet Printing
JP2009272609A (ja) * 2008-05-09 2009-11-19 Samsung Electro Mech Co Ltd インクジェット吐出装置
JP2010121060A (ja) * 2008-11-20 2010-06-03 Canon Inc インクと反応液とのセット、インクジェット記録方法、及びインクジェット記録装置
JP2011153255A (ja) * 2010-01-28 2011-08-11 Tokyo Printing Ink Mfg Co Ltd 光カチオン硬化性組成物および硬化物
JP2012062470A (ja) * 2010-09-14 2012-03-29 Xerox Corp アルコキシシランモノマーを含有する硬化性転相インク
JP2014505754A (ja) * 2010-12-23 2014-03-06 オリヴェッティ・ソチエタ・ペル・アツィオーニ インクジェット印刷のための二成分系反応性インク
JP2013227431A (ja) * 2012-04-26 2013-11-07 Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd インクジェットプリンタ用インク
WO2013190913A1 (ja) * 2012-06-19 2013-12-27 ナトコ 株式会社 活性エネルギー線硬化性組成物、その硬化物及び用途
JP2016150546A (ja) * 2015-02-18 2016-08-22 キヤノン株式会社 記録方法、記録物、記録物の処理方法、並びに、記録物の耐折り割れ性及び耐水性の向上方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP3487944B1 (en) 2020-09-02
WO2018019824A1 (en) 2018-02-01
US20190322888A1 (en) 2019-10-24
CN109476945B (zh) 2021-08-17
US10689538B2 (en) 2020-06-23
RU2742982C1 (ru) 2021-02-12
JP6896969B2 (ja) 2021-06-30
EP3487944A1 (en) 2019-05-29
CA3028552A1 (en) 2018-02-01
CN109476945A (zh) 2019-03-15
KR102365647B1 (ko) 2022-02-21
KR20190032293A (ko) 2019-03-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8851649B2 (en) UV ink jet printing ink composition
CN101291816B (zh) 可固化液体套装和喷墨印刷法
JP6289280B2 (ja) 画像記録方法
JP2021146557A (ja) 積層体の製造方法、インクセット、インクジェット印刷装置、並びにインクジェット印刷方法
JP6362092B2 (ja) 画像記録方法
US9783694B2 (en) Image recording method and liquid set used for the method
CN102786837A (zh) 紫外线固化型喷墨组合物及印刷物
JP6064555B2 (ja) 紫外線硬化型インクジェット用組成物および記録物
JP5821269B2 (ja) 金属粉末、紫外線硬化型インクジェット組成物および記録物
KR20080058350A (ko) 오가노보란 아민 착물을 사용하는 주변 조건하의리소그래피 방법
JP2009509026A5 (ja)
CN101220221A (zh) 双组分型组合光固化墨液组合物、使用该组合物的喷墨记录方法以及喷墨记录装置及印刷物
JP5793981B2 (ja) 紫外線硬化型インクジェット組成物および記録物
CN109642143A (zh) 作为陶瓷前体的硅氧烷基粘合剂层
JP2016130014A (ja) 画像記録方法、インク及び液体組成物
JP2019163444A (ja) 硬化型組成物、硬化型インク、収容容器、2次元又は3次元の像形成装置、2次元又は3次元の像形成方法、硬化物、印刷物、及び粘着ラベル
JP6896969B2 (ja) 多成分反応性インク及び印刷方法
JP2014109007A (ja) 紫外線硬化型インクジェット用組成物および記録物
JP5793982B2 (ja) 紫外線硬化型インクジェット組成物および記録物
JP2014172946A (ja) 紫外線硬化型インクジェット用組成物および記録物
JP6479326B2 (ja) 光硬化性インクジェットインク及び画像形成方法
JP6035709B2 (ja) 金属粉末の製造方法
JP2013154632A (ja) 画像記録方法
JP2009102499A (ja) 活性エネルギー線硬化型液体組成物及び液体カートリッジ
JP2014114406A (ja) 紫外線硬化型インクジェット用組成物および記録物

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200622

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20210119

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210126

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210426

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210511

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210517

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6896969

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150