JP2019531917A - 多成分反応性インク及び印刷方法 - Google Patents
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Abstract
Description
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。
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。
・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。
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。
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。
[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。
R1 3Si−L−S4−L−SiR1 3 (i)
(式中、Lは、C1〜6−アルキレンであり、R1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(R1)m (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。
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。
(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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
PVC:30cm×21cm、
アルミニウム:15cm×10cm、
ガラス:30cm×21cm、
ポリエチレン:15cm×10cm。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
アルミニウム:15cm×10cm、
PVC:30cm×21cm
であった。
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。
紙:30cm×21cm、
PVC:30cm×21cm
であった。
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。
・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。
・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。
・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。
Claims (21)
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- シラン化合物(A)が、式(i)又は(ii):
R1 3Si−L−S4−L−SiR1 3 (i)
(式中、Lは、C1〜6−アルキレンであり、R1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(R1)m (ii)
(式中、R1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。 - 化合物(A)が、式(ii)の化合物であり、式(ii)において、R1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。
- 全ての基R1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。
- 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。
- (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。
- (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。
- (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。
- (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。
- (C2)が、ヘキサフルオロアンチモン酸(HSbF6)、硫酸(H2SO4)、塩酸(HCl)、トリフリン酸(CF3SO3H)及びヘキサフルオロリン酸(HPF6)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。
- (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。
- (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。
- 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。
- 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。 - 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。 - 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。
- 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。
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