JP5198882B2

JP5198882B2 - 赤外感度を有するｕｖ硬化性インクのシステム及び方法

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Publication number: JP5198882B2
Application number: JP2007558068A
Authority: JP
Inventors: ブハト，ジャイプラカシュ
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Filing date: 2006-02-21
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Description

赤外（ＩＲ）センサー及び関連する赤外感応性インクは、伝統的に、種々の対象物を観測、識別するのに用いられてきた。より詳細には、多数の対象物の表面上に、赤外感応性インクで形成されたレーベル、バーコード、又は他の識別可能なマーキングが形成されてきた。マーク付けすると、対象物をＩＲ光で照らし、赤外センサーで調査して、その対象物を識別又は追跡することが可能となる。

対象物を追跡、識別するために、赤外センサー及び関連する赤外感応性インクを用いた伝統的な方法が用いられてきたが、これらの伝統的な方法には多数の制限がある。特に、水溶性のＩＲ感応性染料を含む水をベースとするインクは、耐久性及び耐水性について限界がある。同様に、溶媒可溶性ＩＲ染料を含む溶媒をベースとするインクは、溶媒放出に起因した製造上及び環境上の制限を有する。ＵＶ硬化性インクは、印刷物耐久性という特異的な利点をもたらすと共に、溶媒放出を排除することによって環境にも優しいという利点も実現する。しかしながら、ＩＲ染料の多くは、ＵＶ硬化性インクを硬化するのに使用される高い強度の放射線に曝されると漂白されたり、光化学的劣化を被る傾向がある。

赤外（ＩＲ）感度を有する紫外（ＵＶ）硬化性インクは、紫外（ＵＶ）光硬化性マトリックス、ＵＶ光開始剤、及び赤外感応性染料を含む。

添付の図面は、本願のシステム及び方法に関する種々の実施形態を示すものであり、本明細書の一部である。図示する実施形態は、本願のシステム及び方法の単なる例示であり、その範囲を限定するものではない。

インクを硬化させるのに用いられる高強度放射線に曝した後でも、そのＩＲ感度を維持する（即ち、光化学的劣化を受けない）ＩＲ染料を含むＵＶ硬化性インクの例示的調合をここに開示する。より詳細には、例示的な一実施形態では、そのＩＲ感度を維持するＩＲ染料を含んで成るＵＶ硬化性インクは、ＵＶ硬化性マトリックス、ＵＶ光開始剤、及びＩＲ感応性染料から構成される。この例示的な実施形態によれば、当該ＩＲ染料には、多数の赤外感応性又は近赤外感応性染料を用い得る。

本明細書並びに添付の特許請求の範囲において用いるとき、用語「紫外硬化性インク」又は「ＵＶ硬化性インク」は、紫外放射に曝された際に固化及び／又は硬化するように構成された成分を含有する、任意のインク調合物を指すものとして広義に解釈されるものとする。また、用語「赤外感応性染料」又は「ＩＲ感応性染料」は、赤外光スペクトルの範囲内の光（約１ミクロン〜１ｍｍの波長を有する光）を吸収する染料として広義に解釈されるものとする。同様に、用語「近赤外感応性染料」は、約０．７ミクロン〜約３ミクロンの波長を有する光を吸収する染料として広義に解釈されるものとする。

以下の説明では、ＩＲ感度を有するＵＶ硬化性インクに関する本願のシステム及び方法の完全な理解をもたらすように、例示目的で、多数の具体例を説明する。しかしながら、本願の方法は、これらの具体例を用いることなく実行し得ることは当業者には明らかであろう。本明細書において「一実施形態」又は「一つの実施形態」というとき、その実施形態に関連して説明した特定の特徴、構造、又は特性が少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。本明細書において多用する「一実施形態において」という表現は、必ずしも全て同一の実施形態を指すものではない。

図１において、インク受容媒体（１７０）上への、ＩＲ感度を有するＵＶ硬化性インク（１６０）の受容を容易にする、本願システムの構成部品を説明する。図１に示すように、多数の位置決めローラー及び／又はベルトを備える媒体搬送系（１８０）は、印刷運転時、インク受容媒体（１７０）を搬送し、位置決めすることができる。あるいはまた、当業者によく知られているように、印刷運転時、インク受容媒体（１７０）を搬送し及び／又は位置決めするために、任意の数のベルト、ローラー、基材、又はその他の搬送装置を用いることができる。ＩＲ感度を有するＵＶ硬化性インクは、インクジェット印刷、フレキソ印刷、スクリーン印刷、又は熱転写のような当業者に周知の印刷法によってインク受容媒体に適用することができる。

さらに、放射線アプリケーター（１９０）も示す。図１記載の放射アプリケーターは、付着後、分配されたＵＶ硬化性インク（１６０）に放射線を適用し得るように構成されている。付着すると、ＩＲ感度を有するＵＶ硬化性インク（１６０）は、ＵＶ線の適用によって硬化され得る。さらに、放射線アプリケーター（１９０）は、ＩＲ感度を有する付着ＵＶ硬化性インク（１６０）を固化又は硬化させるのに十分な紫外（ＵＶ）又はその他の放射線を適用し得るよう構成された任意の装置とし得る。放射線アプリケーター（１９０）は、ＩＲ感度を有する付着ＵＶ硬化性インク（１６０）の全て又は選択部分を投光照明できるように構成された別置きの露光器又は走査ユニットとし得る。

次に、ＩＲ感度を有するＵＶ硬化性インク（１６０）の生成及び組成を以下にさらに詳細に説明する。

例示的組成物
例示的な一実施形態によれば、本願のＩＲ感度を有するＵＶ硬化性インクは、少なくとも３つの成分、即ち、ＵＶ硬化性マトリックス、ＵＶ光開始剤、及びＩＲ染料を含んで成る。追加成分も本願のＵＶ硬化性インクに加えることができ、それらとしては、限定反しないが、ＵＶ硬化性インクの色及び外見を選択的に修正する有機若しくは無機の染料又は顔料、充填剤、塩、界面活性剤、殺生物剤、緩衝剤、粘度修正剤、金属イオン封鎖剤、安定化剤等が挙げられる。本願のＵＶ硬化性インクの個々の成分を以下にさらに詳細に説明する。

ＵＶ硬化性マトリックス
本願の例示的実施形態によれば、本願のＩＲ感度を有するＵＶ硬化性インクは、ＵＶ硬化性マトリックスを含む。画像を形成するＩＲ感度を有するＵＶ硬化性インクが付着されると、ＵＶ硬化性マトリックスは、ＵＶ硬化性インク中に分散したＩＲ染料を位置的に固定化するところの結合マトリックスをもたらす。さらに、硬化されると、ＵＶ硬化性マトリックスは、ＩＲ染料の周りに保護コーティングを形成する。図１に示すように、放射線アプリケーター（１９０）は、ＵＶ硬化プロセスを開始するのに用いることができる。より詳細には、ＵＶ硬化プロセス時、ＵＶ硬化性マトリックスのポリマーは、架橋結合して、ＩＲ染料を取り囲む実質的に連続的な構造を形成する。

例示的な一実施形態によれば、ＵＶ硬化性マトリックスは、様々な粘度を有するＵＶ硬化性モノマー、ダイマー及びオリゴマーのブレンドを含み得る。ＵＶ硬化性材料は、単官能、二官能、三官能及び多官能のアクリレートのような、アクリレート官能性のブレンドとなるべく選択される。さらに、当該マトリックスは、所望の印刷プロセスに適する粘度を製品インクに付与すべく、低い粘度及び官能性の種々のＵＶ硬化性希釈剤を含み得る。前述のように、本願のＵＶ硬化性インクは、任意の数のインク分配機構と共に用いることができる。低い粘度及び／又は分子量のＵＶ硬化性希釈剤の量を変化させることにより、得られるインクの粘度は、所望のインク分配機構又は他の用途に向くように変更し得る。さらに、単官能、二官能、三官能及び多官能のアクリレートを加えることによって、得られるＵＶ硬化性マトリックスに側方強度を付加すると共に、硬化密度を調和させることができる。

例示的な一実施形態によれば、ＵＶ硬化性マトリックスは、任意の数のエポキシ及び／又はアクリレートリゴマーを含み得る。硬化性マトリックスとしては、限定はしないが、ビス−Ａエポキシアクリレート、４０％トリプロピレングリコールジアクリレートを含むビス−Ａエポキシアクリレート、２０％トリプロピレングリコールジアクリレートを含むビス−Ａエポキシアクリレート、芳香族エポキシアクリレート、ポリエチレンアクリレートオリゴマー、結合シリコーン（bound silicone）を含む脂肪族ウレタンアクリレートオリゴマー、エポキシアクリレート、金属ジアクリレート、ＤＥＧジアクリレート、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）６００ジアクリレート、１，４−ブタンジオールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、エチオキシル化（ethyoxylated）ＴＭＰ−トリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、金属アクリレート、２−（２−エトキシエトキシ）エチルアクリレート、及びそれらの混合物を挙げることができる。

より詳細には、上述のＵＶ硬化性マトリックスは、次の名称を付して市販されている：ＳａｒｔｏｍｅｒＣＮ１０４、ＳａｒｔｏｍｅｒＣＮ１０４Ａ６０、ＳａｒｔｏｍｅｒＣＮ１０４Ａ８０、ＳａｒｔｏｍｅｒＣＮ１１５、ＳａｒｔｏｍｅｒＣＮ２９２、ＳａｒｔｏｍｅｒＣＮ２９３、ＳａｒｔｏｍｅｒＣＮ２９４、ＳａｒｔｏｍｅｒＣＮ９９０、ＳａｒｔｏｍｅｒＣＮ２２０４、ＳａｒｔｏｍｅｒＣＮ２４００、ＳａｒｔｏｍｅｒＳＲ３０６、ＳａｒｔｏｍｅｒＳＲ２３０、ＳａｒｔｏｍｅｒＳＲ６１０、ＳａｒｔｏｍｅｒＳＲ２１３、ＳａｒｔｏｍｅｒＳＲ５０２、ＳａｒｔｏｍｅｒＳＲ９０３５、ＳａｒｔｏｍｅｒＳＲ４４４、ＳａｒｔｏｍｅｒＳＲ２８５、及びＳａｒｔｏｍｅｒＳＲ２５６。また、ＩＲ感度を有する本願のＵＶ硬化性インクを形成するために、上述のＵＶ硬化性マトリックス材料の適切な組合せも用いることができる。さらに、ＩＲ感度を有する本願のＵＶ硬化性インクは、限定はしないが、Ｓａｒｔｏｍｅｒ又はＢｏｒｄｅｎＣｈｅｍｉｃａｌをはじめとする、任意の供給業者によって製造されたＵＶ硬化性マトリックス材料を含むことができる。

例示的な一実施形態によれば、ＵＶ硬化性マトリックスは、ＩＲ感度を有するＵＶ硬化性インクのおよそ５０〜９９．９％を構成することができる。より詳細には、例示的な一実施形態によれば、ＩＲ感度を有するＵＶ硬化性インクのおよそ９２．５％がＵＶ硬化性マトリックスからなる。

ＵＶ光開始剤
ＩＲ感度を有する本願のＵＶ硬化性インクには、上述のＵＶ硬化性マトリックスに加えて、ＵＶ光開始剤も含まれ得る。例示的な一実施形態によれば、ＵＶ光開始剤は、特定のＵＶ波長の光に曝されると重合性ラジカルを生ずるように構成された反応性材料である。その場合、フリーラジカルは、上述のＵＶ硬化性マトリックスを重合、硬化するように構成される。本願の例示的実施形態によれば、ＵＶ光開始剤としては、限定はしないが、アルファ−ヒドロキシケトン、アルファ−アミノケトン、ビス−アシルホスフィンオキシド（ＢＡＰＯ）開始剤、ベンゾフェノン、アクリル化アミン相乗剤、及びアルファ−ヒドロキシプロパノンを挙げることができる。

本願の例示的実施形態によれば、ＵＶ光開始剤は、商品名ＩＲＧＡＣＵＲＥ（登録商標）又はＤＡＲＯＣＵＲ（登録商標）を付してＣｉｂａ（登録商標）から商業的に製造されている。また、ＩＲ感度を有する本願のＵＶ硬化性インクに取り込まれた本願のＵＶ光開始剤は、広いＵＶスペクトル吸収範囲によって活性化され得る。その他のＵＶ光開始剤材料としては、限定はしないが、Ｃｉｂａ（登録商標）又はＣｈｉｔｅｃＣｈｅｍｉｃａｌをはじめとする供給業者から入手することができる。

例示的な一実施形態によれば、ＵＶ光開始剤は、ＩＲ感度を有するＵＶ硬化性インクの約０．０１０％と１５％の量にて含まれ得る。より詳細には、例示的な一実施形態によれば、光開始剤は、ＩＲ感度を有するＵＶ硬化性インクのおよそ２．５％を構成する。

ＩＲ染料
伝統的に、ＩＲ染料は、ＵＶ硬化性インクを硬化するのに利用される高い強度の放射線に曝されると、漂白されたり、化学的劣化を被る傾向があったため、ＵＶ硬化性インクはＩＲ感応性染料を含んでいなかった。従って、ＩＲ感度を有する本願の例示的ＵＶ硬化性インクは、ＵＶ硬化性インクを硬化するのに利用される高強度放射線に曝された後でも、化学的に劣化することなく、そのＩＲ感度を維持するＩＲ染料を含有する。

本願の例示的実施形態において用いるとき、用語ＩＲ染料とは、電磁スペクトルの赤外領域にある放射線を効果的に吸収する任意の材料を意味する。本願の例示的な実施形態によれば、ＩＲ感度を有するＵＶ硬化性インクに用いられるＩＲ染料としては、限定はしないが、以下の化学構造（Ｉ）によって表される化学式を有するＩＲ７８０ヨウ化物（Ａｌｄｒｉｃｈ４２，５３１−１）（２−［２−［２−クロロ−３−［（１，３−ジヒドロ−３，３−ジメチル−１−プロピル−２Ｈ−インドール−２−イリデン）エチリデン］−１−シクロヘキセン−１−イル］エテニル］−３，３−ジメチル−１−プロピルインドリウムヨウ化物）：

以下の化学構造（ＩＩ）を有するＩＲ７８３（Ａｌｄｒｉｃｈ５４，３２９−２）（２−［２−［２−クロロ−３−［２−［１，３−ジヒドロ−３，３−ジメチル−１−（４−スルホブチル）−２Ｈ−インドール−２−イリデン］−エチリデン］−１−シクロヘキセン−１−イル］エテニル］−３，３−ジメチル−１−（４−スルホブチル）−３Ｈ−インドリウムヒドロキシド、分子内塩ナトリウム塩）：

以下の化学構造（ＩＩＩ、ＩＶ）をそれぞれ有するＳｙｎｔｅｃ９／１（３−（５−ジメチルアミノ−チエン−２−イル）−５−（２，５−ジヒドロ−５−ジメチルインモニウム−チエン−２−イリデン）−１，２−ジオキソ−シクロペンテン−４−オラート）及びＳｙｎｔｅｃ９／３（３−（２−ピペリジノ−チエン−２−イル）−５−（２，５−ジヒドロ−４−メチル−２−［ピペリジン−１−イリデン−オニウム］−チエン−５−イリデン）−１，２−ジオキソ−シクロペンテン−４−オラート）などのジチオフェニリデン化合物：

以下の一般化学構造（Ｖ）を有するジチオラン金属錯体などの金属錯体ＩＲ染料：

式中、Ｍは遷移金属であり、そしてＲ１−Ｒ４は、ハロ置換基を有するか又は有しない低級アルキル基又はアリール基であり、そしてＳは、Ｓ、ＮＨ、又はＳｅである；以下の化学構造（ＶＩ）を有するインドアニリン金属錯体：

式中、Ｍは、Ｎｉ、Ｃｕ、又は他の遷移金属であり、そして各Ｒは、個々独立して、Ｈ、低級アルキル、及び／又はハロ置換基を有するか又は有しないアリール基である；ヘテロ環式化合物、及びそれらの組合せ、が挙げられる。

上述の例示的なＩＲ感応性染料に加えて、多数の近赤外吸収性染料もまた、ＩＲ感度を有する本願のＵＶ硬化性インク中に取り込み得る。ＩＲ感度を有する本願のＵＶ硬化性インク中に取り込み得る例示的な適切な近赤外吸収性染料としては、限定はしないが、２−（（２−（（２−クロロ−３−（（（１，３−ジヒドロ−１，３，３−トリメチル−２Ｈ−インドール−２−イリデン）エチリデン）−１−シクロペンテン−１−イル）エテニル）−１，３，３−トリメチル−３Ｈ−インドリウムトリフルオロメタンスルホナート；ニュージャージー州０７４７０ウェインのＡｍｅｒｉｃａｎＣｙａｎａｍｉｄＣｏ．のＣｙａｓｏｒｂ（登録商標）ＩＲ−１６５近赤外染料（１０７０ｎｍで吸収極大）；及びノースカロライナ州ピスガフォレストのＰｉｓｇａｈＬａｂｓの４（（（（３−（（（（２，６−ビス（１，１０−ジメチルエチル）−４Ｈ−チオピラン−４−イリデン）メチル）−２−メチル）２−ヒドロキシ−４−オキソ−２−シクロブテン−１−イリデン）メチル−２，６−ビス（１，１−ジメチルエチル）チオピリリウムヒドロキシド分子内塩、が挙げられる。

上に挙げた具体的な染料に加えて、本発明に向く他の適切な近ＩＲ染料としては、限定はしないが、以下に示すもの、即ち、以下の化学構造（ＶＩＩ）を有するヘプタメチンシアニン染料が挙げられる。

式中、Ｒ３は、Ｈ、ハロゲン、アルキル、アリール、アリール、アルコキシ、アリールオキシ、チオアルキル、又はチオアリールであり；Ｒ４及びＲ５は、個々独立して、Ｈ、アルキル、アリールから選択されるか、又は結合して環状結合物（cyclic attachment））を形成しており；Ｒ６−Ｒ１３の各々は、個々独立して、Ｈ、アルキルアリールから選択されるか、又はＲ６−Ｒ９の隣り合った任意の２つ及びＲ１０−Ｒ１３の隣り合った任意の２つは縮合アリールを形成することができ；Ｒ１及びＲ２の各々は、個々独立して、アルキル、アリール及び置換アルキルから選択され；Ｘ及びＹは、同じでも同じでなくてもよく、それぞれ式ＣＲ’Ｒ’で表され、ここで、Ｒ’、Ｒ’’は個々独立してアルキル、アリール及び置換アルキルから選択され；Ｘ及びＹは、同じでも同じでなくてもよく、それぞれ式ＣＲ’Ｒ’’で表され、ここで、Ｒ’、Ｒ’’は個々独立してＨ、Ｃ１−Ｃ６アルキル、Ｏ、Ｓ、Ｓｅ及びＴｅから選択される。カチオン性染料に対する対イオンの選択は、主として可溶性要件によって決定される。許容し得る対イオンとしては、限定はしないが、トリフラート（ｔｒｉｆｌａｔｅ）、トシラート（ｔｏｓｙｌａｔｅ）、パーコラート、ヘキサフルオロホスフェート、テトラフルオロボレート、ヨウ化物、塩化物、臭化物が挙げられる。

以下に示すような化学構造（ＶＩＩＩ）を有するベンゼンアミニウム染料：

式中、Ｒ^１−Ｒ^８の各々は、個々独立して、Ｃ１−Ｃ６アルキルから選択され；Ｘは、置換された１，４−シクロヘキサジエンである。

以下に示すような構造（ＩＸ）又は構造（Ｘ）を有するスクアリリウム（ｓｑｕａｒｙｌｉｕｍ）染料：

ここで、Ｒ^１−Ｒ^６の各々は、独立に、Ｈ、Ｃ１−Ｃ６アルキルから選択され、Ｘ及びＹは、独立に、Ｏ、Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｎ−Ｒ７から選択され、ここで、Ｒ７はＣ１−Ｃ６アルキルから選択される。

式中、Ｒ１及びＲ２は、個々独立して、Ｈ、Ｃ１−Ｃ６アルキルから選択され；Ｘ及びＹの各々は、個々独立して、Ｏ、Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｎ−Ｒ７から選択され、ここで、Ｒ７はＣ１−Ｃ６アルキルから選択され；Ｒ３及びＲ４の各々は、個々独立して、アルキル、アリール又は置換アルキルから選択される。構造（Ｘ）におけるベンゼン環は、さらに、置換することができる。

さらに、例示的な一実施形態によれば、近ＩＲ吸収性染料は、下記からなる群から選択することができる。

式中、Ｒ１−Ｒ４は、個々独立して、置換もしくは未置換のＣ１−Ｃ６アルキルであり；Ａは、置換もしくは未置換のフェニル、ナフチル、Ｃ１−Ｃ６アルキル、又はＣ７−Ｃ１０アラルキルであり；Ａｒ２及びＡｒ３は、個々独立して、置換もしくは未置換のフェニル、ナフチルであり；Ｘは一価のアニオンであり；そしてｎは１又は２である。上述の近ＩＲ吸収性染料構造に関しては、アルキル、アリール、又はアラルキル基の置換は、個々独立して、限定はしないが、ヒドロキシ、アルコキシ、クロロ、ブロモ、シアノ、及びアミノを含む置換基によってなされ得る。適切な近ＩＲ吸収性染料としては、限定はしないが、下記が含まれる：２−（２（３−（（１，１−ジメチル−１，３−ジヒドロ−３−フェニル−２Ｈ−ベンズ（ｅ）インドール−２−イリデン）エチリデン）−２−フェニル−１−シクロヘキセン−１−イル）エテニル）−１，１−ジメチル−３−フェニル−１Ｈ−ベンズ（ｅ）インドリウムｐ−トルエンスルホネート（ＪＣ−１）；２−（２（３−（（１，１−ジメチル−１，３−ジヒドロ−３−フェニル−２Ｈ−ベンズ（ｅ）インドール−２−イリデン）エチリデン）−２−フェニル−１−シクロペンテン−１−イル）エテニル）−１，１−ジメチル−３−フェニル−１Ｈ−ベンズ（ｅ）インドリウムｐ−トルエンスルホネート（ＪＣ−２）；２−（２（３−（（１，１−ジメチル−１，３−ジヒドロ−３−フェニル−２Ｈ−ベンズ（ｆ）インドール−２−イリデン）エチリデン）−２−フェニル−１−シクロヘキセン−１−イル）エテニル）−１，１−ジメチル−３−フェニル−１Ｈ−ベンズ（ｆ）インドリウムｐ−トルエンスルホネート（ＪＣ−３）；２−（２（３−（（１，１−ジメチル−１，３−ジヒドロ−３−フェニル−２Ｈ−ベンズ（ｆ）インドール−２−イリデン）エチリデン）−２−フェニル−１−シクロペンテン−１−イル）エテニル）−１，１−ジメチル−３−フェニル−１Ｈ−ベンズ（ｆ）インドリウムｐ−トルエンスルホネート（ＪＣ−４）；２−（２（３−（（１，１−ジメチル−１，３−ジヒドロ−３−フェニル−２Ｈ−ベンズ（ｇ）インドール−２−イリデン）エチリデン）−２−フェニル−１−シクロヘキセン−１−イル）エテニル）−１，１−ジメチル−３−フェニル−１Ｈ−ベンズ（ｇ）インドリウムｐ−トルエンスルホネート（ＪＣ−５）；２−（２（３−（（１，１−ジメチル−１，３−ジヒドロ−３−フェニル−２Ｈ−ベンズ（ｇ）インドール−２−イリデン）エチリデン）−２−フェニル−１−シクロペンテン−１−イル）エテニル）−１，１−ジメチル−３−フェニル−１Ｈ−ベンズ（ｇ）インドリウムｐ−トルエンスルホネート（ＪＣ−６）。

赤外染料のその他の例は、“ＩｎｆｒａｒｅｄＡｂｏｒｂｉｎｇＤｙｅｓ”，Ｍａｔｓｕｏｋａ，Ｍａｓａｒｕ，ｅｄ．，ＰｌｅｎｕｍＰｒｅｓｓ（１９９０）（ＩＳＢＮ０−３０６−４３４７８−４）及び“Ｎｅａｒ−ＩｎｆｒａｒｅｄＤｙｅｓｆｏｒＨｉｇｈＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ”，Ｄａｅｈｎｅ，Ｓ．；Ｒｅｓｃｈ−Ｇｅｎｇｅｒ，Ｕ．；Ｗｏｌｆｂｅｉｓ，Ｏ．，Ｅｄ．，ＫｌｕｗｅｒＡｃａｄｅｍｉｃＰｕｂｌｉｓｈｅｒｓ（ＩＳＢＮ０−７９２３−５１０１−０）に見出すことができ、両方とも参照することで本書に取り入れることとする。約７００ｎｍ〜２０００ｎｍに及ぶ波長に対し感応性である赤外染料のさらに他の例は、Ｈ．ＷＳａｎｄｓｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、ＳｅｎｓｉｅｎｔＣｈｅｍｉｃａｌｓ、ＹａｍａｍｏｔｏＣｈｅｍｉｃａｌｓ、ＭｉｄｏｒｉＫｏｇａｋｕＣｏ．Ｌｔｄ．、及びＥｐｏｌｉｎＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから市販されている。

本願の例示的な実施形態によれば、上述のＩＲ及び近ＩＲ染料は、ＩＲ感度を有するＵＶ硬化性インクの約０．０１〜３０．０％の量にて含まれる。より詳細には、例示的な一実施形態によれば、ＩＲ及び近ＩＲ染料は、ＩＲ感度を有するＵＶ硬化性インクの約５．０％にて含まれる。さらに、上述のＩＲ染料は、得られるＵＶ硬化性インクに完全にもしくは部分的に可溶性であり得る。

上述の成分を選択的に組み合わせて、ＩＲ感度を有するＵＶ硬化性インクを形成した。形成後、ＵＶ硬化の前後でＵＶ硬化性インクのＩＲ感度を調べた。例示的な実施形態によれば、先ず、ＳａｒｔｏｍｅｒのＵＶ硬化性マトリックスを以下の表１に示すようにブレンドした。

上述のＵＶ硬化性マトリックスを形成した後、それを用いてＩＲ感度を有する２つのＵＶ硬化性インクを形成した。ＩＲ感度を有する各ＵＶ硬化性インクの組成を以下の表２に挙げる。

上の表２に示すように、調合物＃１は、約５．０％の近赤外染料ＳＤＡ８７３７を含む。ＳＤＡ８７３７は、赤外線吸収性のアゾ染料である。さらに、０．０５ｇのＩＲ８１９光開始剤と１．８６９グラムの上記Ｓａｒｔｏｍｅｒミックスをｓｄａ８７３７と組み合わせて、ＩＲ感度を有するＵＶ硬化性インク＃１を形成した。

同様に、調合物＃２は、約５．０％の赤外線吸収性染料ｐｊ９００ｎｐを、約０．０５ｇのＩＲ８１９光開始剤及び１．８５４１グラムの上記Ｓａｒｔｏｍｅｒミックスと混合して、ＩＲ感度を有するＵＶ硬化性インク＃２を形成した。

形成後、ＩＲ感度を有するＵＶ硬化性インク＃１及び＃２を、約６ミクロン厚のコーティングを得るべく、マイヤー（Ｍｅｙｅｒ）ロッドと呼ばれる線巻き計量ロッドを用いて基材の裏側に適用した。次いで、約９４０ｎｍの放射波長に同調されたレーザーＩＲセンサーを用いて、湿潤コーティングのＩＲ感度を測定した。湿潤コーティングのＩＲ感度を評価後、次いで、引掻き耐性コーティングを形成すべく、ＦｕｓｉｏｎＵＶＳｙｓｔｅｍを用いて当該コーティングを硬化させた。硬化後、再度、約９４０ｎｍの放射波長に同調されたレーザーＵＶセンサーを用いてコーティングのＩＲ感度を測定した。図２は、ＩＲ感度の測定結果を示す。

図２に示すように、湿潤状態の調合物＃１のＩＲセンサーの読み値は、約０．４１ボルトであり、硬化後のＵＶ感度の読み値は約０．３４ボルトであった。従って、ＩＲ感応性染料は、硬化プロセス中にさほど光化学的劣化を被らなかった。同様に、図２に示すように、調合物＃２は、未硬化状態にある際に約１．５３ボルトの、また、硬化後に約１．２６ボルトのＵＶ感度の読み値をもたらした。これらの結果によって、ＵＶ硬化プロセス中の光化学的劣化に対する耐性が実証された。

結論として、インクを硬化するのに利用される高強度の放射線に曝された後でも、そのＩＲ感度を維持する（即ち、光化学的劣化を被らない）ＩＲ染料を含有したＵＶ硬化性インクを調合するためのシステム及び方法を本書に開示した。より詳細には、例示的な一実施形態によれば、そのＩＲ感度を維持するＩＲ染料を含むＵＶ硬化性インクは、ＵＶ硬化性マトリックス、ＵＶ光開始剤、及びＩＲ感応性染料を含んで成る。結果として、本願のＵＶ硬化性インクを用いることによって、対象物の追跡及び／又は識別をはじめとする多くの目的のために、所望の媒体にＩＲ感応性染料を確実に適用することができる。

以上の記載は、本願のシステム及び方法の例示的実施形態を説明、記述するためにのみ提示した。当該システム及び方法を、開示した厳密な形態に徹底、限定する意はない。上記の開示に鑑みて、多くの修正及び変更をなし得る。本願のシステム及び方法は、添付の特許請求の範囲によって限定されるものとする。

例示的な一実施形態によるインク分配装置の斜視図例示的な一実施形態による、ＵＶ硬化後のＩＲ感度の維持を示すグラフ

Claims

赤外（ＩＲ）感度を有する紫外（ＵＶ）硬化性インクであって：
紫外（ＵＶ）光硬化性マトリックス；
ＵＶ光開始剤；及び
ＩＲ感応性染料を含み、
前記ＵＶ光硬化性マトリックスが、
オリゴマー状のアクリレートのブレンド、及び
二官能のアクリレートのブレンド
を含む、ＵＶ硬化性インク。
前記ＵＶ光硬化性マトリックス中の前記オリゴマー状のアクリレート及び前記二官能のアクリレートが、ビス−Ａエポキシアクリレート、４０％トリプロピレングリコールジアクリレートを含むビス−Ａエポキシアクリレート、２０％トリプロピレングリコールジアクリレートを含むビス−Ａエポキシアクリレート、ポリエチレンアクリレートオリゴマー、多官能のポリエステルアクリレートオリゴマー、結合シリコーンを含む脂肪族ウレタンアクリレートオリゴマー、金属ジアクリレート、ジエチレングリコール（ＤＥＧ）ジアクリレート、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）６００ジアクリレート、１，４−ブタンジオールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレートからなる群からそれぞれ選択される、請求項１に記載のインク。
前記ＵＶ光硬化性マトリックスが、多官能のポリエステルアクリレートオリゴマーのブレンドと、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）６００ジアクリレート及び１，４−ブタンジオールジアクリレートのブレンドとを含む、請求項２に記載のＵＶ光硬化性インク。
前記ＵＶ光硬化性マトリックスが、前記ＵＶ硬化性インクの５０〜９９％にて含まれる、請求項１から３のいずれか１項に記載のＵＶ光硬化性インク。
さらに、前記ＵＶ硬化性インク（１６０）に検出可能な色を与えるように構成された有機若しくは無機の染料又は顔料のうち１つを含む、請求項１から４のいずれか１項に記載のＵＶ硬化性インク。
前記ＵＶ光開始剤が、アルファ−ヒドロキシケトン、アルファ−アミノケトン、ビス−アシルホスフィンオキシド（ＢＡＰＯ）開始剤、ベンゾフェノン、アクリル化アミン相乗剤、又はアルファ−ヒドロキシプロパノンのうち１つを含む、請求項１から５の何れか１項に記載のＵＶ硬化性インク。
前記ＵＶ光開始剤が、前記ＵＶ硬化性インクの０．０１％〜１５．０％にて含まれる、請求項１から６のいずれか１項に記載のインク。
前記ＩＲ感応性染料が、前記ＵＶ硬化性インク中において少なくとも部分的に可溶性である、請求項１から７のいずれか１項に記載のインク。
前記ＩＲ感応性染料が、ＩＲ吸収性染料を含む、請求項１から８のいずれか１項に記載のインク。
前記ＩＲ感応性染料が、近ＩＲ吸収性染料を含む、請求項１から８のいずれか１項に記載のインク。
前記ＩＲ感応性染料が、前記ＵＶ硬化性インクの０．０１％〜３０．０％にて含まれる、請求項１から１０のいずれか１項に記載のインク。
ＩＲ感度を有するＵＶ硬化性インクを分配するためのシステムであって：
媒体搬送基材；
前記媒体搬送基材に隣接して配置された材料分配器；
前記媒体搬送基材に隣接して配置されたＵＶ放射アプリケーター；及び
前記材料分配器に接続されたインク容器
を含み、
前記インク容器が、請求項１から１１のいずれか１項に記載のＵＶ硬化性インクを前記材料分配器に供給できるように構成されている、システム。