JP5290887B2

JP5290887B2 - 画像の光沢を制御する方法およびカラー画像の光沢を制御する方法

Info

Publication number: JP5290887B2
Application number: JP2009163479A
Authority: JP
Inventors: クレティエンミシェル; ジーオデルピーター; エルベルリージェニファー; シスラーゴードン; エイワグナークリストファ
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 2008-07-11
Filing date: 2009-07-10
Publication date: 2013-09-18
Anticipated expiration: 2029-07-10
Also published as: CA2671134C; EP2143563B1; US8105659B2; CN101623965B; KR101558590B1; KR20100007798A; US20100021698A1; CA2671134A1; CN101623965A; EP2143563A1; JP2010017710A

Description

本明細書に記載されているのは、放射線硬化性インクおよび／または上塗りの硬化の間の雰囲気を制御することにより画像の光沢を制御する方法である。

ここでの光沢制御方法は、直接的なやり方で、異なる光沢度を得るための異なる組成物の使用をできるだけ必要とせずに、画像の光沢を制御することを可能にすることを含むいくつかの利点を提供する。その他の利点は、本明細書の説明から明らかとなろう。

様々な光沢度を必要とする多くの印刷用途、例えば写真出版などは、驚異的な成長を遂げつつある。そのため印刷された光沢度を制御する能力が望ましい。しかしながら、現在のプリンタ製品は、一般的に概して狭い範囲の光沢を生じ、その光沢度（マット、半光沢、光沢）は、一般的に顧客による調節は不可能である。

米国特許第７，２７６，６１４号明細書米国特許第７，２７９，５８７号明細書米国特許出願公開第２００７／０１２０９２１号明細書米国特許出願公開第２００７／０１２０９２４号明細書

さらに望まれているのは、どちらもデジタル処理で適用することができる放射線硬化性インクおよび／または上塗り組成物を使用するときの画像の光沢を制御する改良された方法である。

本発明は、画像の光沢を制御する方法であって、着色した組成物または無色の組成物を、基材の１つ以上の部分に塗布することによって基材上に画像を形成する工程であって、前記着色した組成物または無色の組成物は、少なくとも１つのゲル化剤、少なくとも１つの硬化性モノマ、少なくとも１つの硬化性ワックスおよび任意選択の少なくとも１つの光開始剤を含み、前記着色した組成物または無色の組成物は、放射線への暴露によって硬化可能である工程と、着色した組成物または無色の組成物を塗布後に前記着色した組成物または無色の組成物に放射線を適用し、硬化中に前記画像の周囲の雰囲気中に存在する酸素の量を制御しながら硬化させる工程と、を含む方法である。

カラー画像の光沢を制御する方法であって、着色した組成物を、基材の１つ以上の部分に塗布することによって基材上に画像を形成する工程であって、前記着色した組成物は、少なくとも１つのゲル化剤、少なくとも１つの硬化性モノマ、少なくとも１つの硬化性ワックス、少なくとも１つの着色剤および任意選択の少なくとも１つの光開始剤を含み、前記着色した組成物は、放射線への暴露によって硬化可能である工程と、前記着色した組成物を塗布後に前記着色した組成物に放射線を適用し、硬化中に前記画像の周囲の雰囲気中に存在する酸素の量を制御しながら硬化させる工程と、を含むことを特徴とする方法である。

記載されているのは、放射線硬化性の着色した組成物、例えば着色したインク組成物、および／または放射線硬化性の無色の組成物、例えばセキュリティ用途で使用されるような無色のインクおよび／または無色の上塗り組成物による画像の光沢を、該組成物の硬化中に該組成物を取り巻く雰囲気中の酸素を制御することによって制御する方法である。硬化中に存在する酸素の量の適切な制御によって、その最終の画像は、所望の光沢と実質的の同等の、例えばその画像を形成する前に決めた所望の光沢であり、周囲の空気／酸素状態中の同一組成物の硬化による別のやり方で得られる光沢とは異なる光沢を有するように作製することができる。実質的に同等な光沢とは、例えば、上塗り組成物が塗布される画像の少なくとも一部におけるその画像の光沢が、所望の光沢の約１０％以内、望ましくは約５％以内または約２％以内であることを意味する。硬化中に存在する酸素の量の制御による該光沢の制御は、該着色したまたは無色の組成物の組成と少なくとも幾分かは関連しているものと思われる。

該着色したまたは無色の組成物は、少なくとも１つのゲル化剤、少なくとも１つの硬化性モノマ、少なくとも１つの硬化性ワックスおよび場合によって少なくとも１つの光開始剤を含んでなる。着色した組成物については、該組成物は、該組成物の約０．５重量％〜約１５重量％、例えば該組成物の約１重量％〜約１０重量％の量で存在する少なくとも１つの着色剤、例えば、顔料、染料、顔料の混合物、染料の混合物、または顔料と染料の混合物などをさらに含む。無色の組成物については、該組成物は、実質的に着色剤を含まず、着色剤が完全にない場合を含む。上塗り組成物は、望ましくは実質的に着色剤を含まない。

該組成物は、放射線硬化性、特に紫外線硬化性の、少なくとも１つのゲル化剤、少なくとも１つの硬化性モノマ、少なくとも１つの硬化性ワックスおよび場合によって少なくとも１つの光開始剤を含む組成物である。該組成物は、また、場合によって、安定剤、界面活性剤、またはその他の添加剤も含むことができる。

該組成物は、約５０℃〜約１２０℃、例えば約７０℃〜約９０℃の温度で適用することができる。適用温度において該組成物は、約５〜約１６ｃＰｓ、例えば約８〜１３ｃＰｓの粘度を有することができる。本明細書で示す粘度の値は、１ｓ^−１の剪断速度でコーンプレート技術を用いて得られる。該組成物は、かくして、該組成物をインクジェットにより適用する等、デジタル処理で適用することができる装置で使用するのによく適合する。該組成物は、また、オフセット印刷技術を含むその他の方法によって適用することもできる。

少なくとも１つのゲル化剤は、所望の温度範囲内で該組成物の粘度を少なくとも上昇させる機能を果たす。例えば、該ゲル化剤は、例えば該組成物が適用される温度より低いそのゲル化剤のゲル点より低い温度で該組成物中に固体のようなゲルを形成する。例えば、該組成物は、固体のような相で、約１０^３〜約１０^７ｃＰｓ、例えば約１０^３．５〜約１０^６．５ｃＰｓの粘度範囲を有する。該ゲル相は、一般的には固体のような相と液相とを共存状態で含み、その固体のような相は、その液相中に三次元ネットワーク構造を形成して、その液相が巨視的レベルで流動するのを防止している。該組成物は、その温度が該組成物のゲル点の上または下に変化するとき、ゲル状態と液体状態の間の熱加逆的転移を示す。この温度は、一般にゾル−ゲル温度と呼ばれる。このゲル再形成のサイクルは、そのゲルが、ゲル化剤分子間の物理的な非共有結合的相互作用、例えば、水素結合、芳香族相互作用、イオン結合、配位結合、ファンデルワールス相互作用（Ｌｏｎｄｏｎｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ）などによって形成されるために、何回も繰り返すことができる。

該組成物がゲル状態にある温度は、例えば、ほぼ約１５℃〜約５５℃、例えば約１５℃〜５０℃などである。該ゲル組成物は、約６０℃〜約９０℃、例えば約７０℃〜約８５℃などの温度で液化することができる。適用温度の液体状態からゲル状態への冷却中に該組成物は著しい粘度上昇を受ける。その粘度上昇は少なくとも３桁の大きさの粘度上昇、例えば少なくとも４桁の大きさの粘度上昇である。

放射線硬化性組成物での使用に適するゲル化剤としては、硬化性アミド、硬化性ポリアミド−エポキシアクリレート成分およびポリアミド成分を含んでなる硬化性ゲル化剤、硬化性エポキシ樹脂およびポリアミド樹脂を含んでなる硬化性複合体ゲル化剤、それらの混合物などが挙げられる。該組成物中へのゲル化剤の包含は、該組成物が適用後に冷却すると該組成物の粘度が急速に増大するために、該基材中に過剰に浸透することなく基材上、例えば、基材の１つ以上の部分および／または基材上に予め形成された画像の１つ以上の部分に適用することを可能にする。紙などの多孔質の基材中への液体の過剰な浸透は、その基材の不透明性の望ましくない減少をもたらす可能性がある。該硬化性ゲル化剤は、また、該組成物のモノマ（１つ以上）の硬化にも関係し得る。

該組成物での使用に適するゲル化剤は、該組成物が、シリコーンまたはその他の油をその上に有する基材上で使用されるとき濡れを改良するために事実上両親媒性であり得る。両親媒性とは、分子の極性および非極性部分の両方を持つ分子を指す。例えば、該ゲル化剤は、長い非極性炭化水素鎖および極性のアミド結合を持つことができる。

使用に適するアミドゲル化剤としては、米国特許第７，２７６，６１４号および同第７，２７９，５８７号に記載されているものが挙げられる。

米国特許第７，２７９，５８７号に記載されているように、該アミドゲル化剤は、下記式の化合物であり得る。

上記の具体的な置換基およびゲル化剤は、米国特許第７，２７９，５８７号および同第７，２７６，６１４号にさらに示されており、したがって本明細書ではさらに詳しく記すことはしない。

複数の実施形態において、該ゲル化剤は、下記化合物（ただし、−Ｃ_３４Ｈ_５６＋ａ−は、不飽和および環式基を含んでもよい分枝アルキレン基を表し、ａは、０、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、または１２の整数である）を含む混合物であり得る。

（Ｉ）、

（ＩＩ）、および

（ＩＩＩ）

複数の実施形態において、該ゲル化剤は、例えば、硬化性エポキシ樹脂とポリアミド樹脂とを含んでなる複合体ゲル化剤であり得る。適切な複合体ゲル化剤は、同一出願人による米国特許出願公開第２００７／０１２０９２１号に記載されている。

該複合体ゲル化剤中のエポキシ樹脂成分は、任意の適当なエポキシ基含有材料であり得る。複数の実施形態において、そのエポキシ基含有成分としては、ポリフェノール系エポキシ樹脂またはポリオール系エポキシ樹脂、あるいはそれらの混合物のいずれかのジグリシジルエーテル類が挙げられる。即ち、複数の実施形態において、該エポキシ樹脂は、分子の端末側終端に位置する２つのエポキシ官能基を有する。該ポリフェノール系エポキシ樹脂は、複数の実施形態において、２つを超えるグリシジルエーテル末端基は有さないビスフェノールＡ−コ−エピクロルヒドリン樹脂である。該ポリオール系エポキシ樹脂は、２つを超えるグリシジルエーテル末端基は有さないジプロピレングリコール−コ−エピクロルヒドリン樹脂であり得る。適当なエポキシ樹脂は、約２００〜約８００、例えば、約３００〜約７００などの範囲の重量平均分子量を有する。市販のエポキシ樹脂原料は、例えば、ＤｏｗＣｈｅｍｉｃａｌＣｏｒｐ．社製のビスフェノールＡ系エポキシ樹脂、例えばＤＥＲ３８３など、またはＤｏｗＣｈｅｍｉｃａｌＣｏｒｐ．社製のジプロピレングリコール系樹脂、例えばＤＥＲ７３６などである。天然源を起源とするその他のエポキシ系材料の原料、例えば、植物または動物が起源のエポキシ化トリグリセリド脂肪酸エステル類、例えば、エポキシ化アマニ油、ナタネ油など、またはそれらの混合物を使用することができる。植物油から誘導されたエポキシ化合物、例えば、米国ペンシルベニア州フィラデルフィア所在のＡｒｋｅｍａＩｎｃ．社製のＶＩＫＯＦＬＥＸ商品群も使用することができる。そのエポキシ樹脂成分は、例えばアクリレートもしくは（メタ）アクリレート、ビニルエーテル、アリルエーテルなどにより不飽和カルボン酸またはその他の不飽和試薬との化学反応によって官能化される。例えば、樹脂の末端エポキシ基は、この化学反応において開環されたものとなり、（メタ）アクリル酸とのエステル化反応によって（メタ）アクリレートエステルに転化される。

該エポキシ−ポリアミド複合体ゲル化剤のポリアミド成分として、任意の適当なポリアミド材料を使用することができる。複数の実施形態において、該ポリアミドは、天然源から得られたもの（例えば、ヤシ油、ナタネ油、ヒマシ油、およびそれらの混合物を含めたものなど）の重合脂肪酸または二量体化Ｃ−１８不飽和酸原材料、例えば、オレイン酸、リノール酸などから調製された一般に知られた炭化水素「ダイマー酸」と、例えば、エチレンジアミンなどのアルキレンジアミン類、ＤＹＴＥＣ（登録商標）シリーズのジアミン類、ポリ（アルキレンオキシ）ジアミン類などのポリアミンとから誘導されたポリアミド樹脂、または同様にポリエステル−ポリアミド類およびポリエーテルポリアミド類等のポリアミドのコポリマ類を含んでなる。１つ以上のポリアミドを該ゲル化剤の形成で使用することができる。市販のポリアミド樹脂のソースとしては、例えばＣｏｇｎｉｓＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ社（以前のＨｅｎｋｅｌＣｏｒｐ．社）から入手できるポリアミドのＶＥＲＳＡＭＩＤシリーズ、特に、そのすべてが低い分子量および低アミン価を有するＶＥＲＳＡＭＩＤ３３５、ＶＥＲＳＡＭＩＤ３３８、ＶＥＲＳＡＭＩＤ７９５およびＶＥＲＳＡＭＩＤ９６３が挙げられる。ＡｒｉｚｏｎａＣｈｅｍｉｃａｌＣｏｍｐａｎｙ社製のＳＹＬＶＡＧＥＬ（登録商標）ポリアミド樹脂、およびポリエーテル−ポリアミド樹脂を含むその変異体を使用することができる。ＡｒｉｚｏｎａＣｈｅｍｉｃａｌＣｏｍｐａｎｙ社から得られるＳＹＬＶＡＧＥＬ（登録商標）樹脂の組成は、下記一般式（式中、Ｒ_１は、少なくとも１７個の炭素を有するアルキル基であり、Ｒ_２は、ポリアルキレンオキシドを含み、Ｒ_３は、Ｃ−６炭素環基を含み、ｎは、少なくとも１の整数である）のポリアルキレンオキシジアミンポリアミド類として表現される。

該ゲル化剤は、また、例えば同一出願人による米国特許出願公開第２００７／０１２０９２４号に開示されているような硬化性ポリアミド−エポキシアクリレート成分およびポリアミド成分を含むことができる。その硬化性ポリアミド−エポキシアクリレートが硬化性であるのは、少なくとも１つの官能基をその中に含んでいるためである。一例として、そのポリアミド−エポキシアクリレートは、２官能性である。その官能基（１つ以上）、例えばアクリレート基（１つ以上）は、遊離ラジカル開始を介する放射線硬化性であり、ゲル化剤の硬化インクビヒクルへの化学結合を可能にする。市販されているポリアミド−エポキシアクリレートは、Ｃｏｇｎｉｓ社製のＰＨＯＴＯＭＥＲ（登録商標）ＲＭ３７０である。該硬化性ポリアミド−エポキシアクリレートは、また、硬化性のエポキシ樹脂とポリアミド樹脂とを含んでなる硬化性複合体ゲル化剤を得るために上記の構造の中から選択することもできる。

該組成物は、該ゲル化剤を任意の適当な量、例えば該組成物の約１重量％〜約５０重量％の量で含むことができる。複数の実施形態において、該ゲル化剤は、該組成物の約２重量％〜約２０重量％、例えば該組成物の約３重量％〜約１０重量％の量で含むことができるが、その値はこの範囲の外であることもできる。

該組成物の少なくとも１つの硬化性モノマの例としては、プロポキシル化ネオペンチルグリコールジアクリレート（例えばＳａｒｔｏｍｅｒ社製ＳＲ−９００３）、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、ヘキサンジオールジアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、アルコキシル化ネオペンチルグリコールジアクリレート、イソデシルアクリレート、トリデシルアクリレート、イソボルニルアクリレート、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、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、ジ−トリメチロールプロパンテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、エトキシル化ペンタエリスリトールテトラアクリレート、プロポキシル化グリセロールトリアクリレート、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、ネオペンチルグリコールプロポキシレートメチルエーテルモノアクリレート、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、それらの混合物などが挙げられる。

用語「硬化性モノマ」は、該組成物中に同様に使用することができる硬化性オリゴマ類を含むことも意味している。該上塗り組成物中に使用することができる適当な放射線硬化性オリゴマ類の例は、例えば、約５０ｃＰｓ〜約１０，０００ｃＰｓで、約７５ｃＰｓ〜約７，５００ｃＰｓまたは約１００ｃＰｓ〜約５，０００ｃＰｓ等の低粘度を有する。かかるオリゴマ類の例としては、米国ペンシルベニア州エクセター所在のＳａｒｔｏｍｅｒＣｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．社から入手できるＣＮ５４９、ＣＮ１３１、ＣＮ１３１Ｂ、ＣＮ２２８５、ＣＮ３１００、ＣＮ３１０５、ＣＮ１３２、ＣＮ１３３、ＣＮ１３２、米国ジョージア州スミュルナ所在のＣｙｔｅｃＩｎｄｕｓｔｒｉｅｓＩｎｃ社から入手できるＥｂｅｃｒｙｌ１４０、Ｅｂｅｃｒｙｌ１１４０、Ｅｂｅｃｒｙｌ４０、Ｅｂｅｃｒｙｌ３２００、Ｅｂｅｃｒｙｌ３２０１、Ｅｂｅｃｒｙｌ３２１２、米国オハイオ州シンシナティ所在のＣｏｇｎｉｓＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ社から入手できるＰＨＯＴＯＭＥＲ３６６０、ＰＨＯＴＯＭＥＲ５００６Ｆ、ＰＨＯＴＯＭＥＲ５４２９、ＰＨＯＴＯＭＥＲ５４２９Ｆ、米国ニュージャージー州フローハムパーク所在のＢＡＳＦＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ社から入手できるＬＡＲＯＭＥＲＰＯ３３Ｆ、ＬＡＲＯＭＥＲＰＯ４３Ｆ、ＬＡＲＯＭＥＲＰＯ９４Ｆ、ＬＡＲＯＭＥＲＵＯ３５Ｄ、ＬＡＲＯＭＥＲＰＡ９０３９Ｖ、ＬＡＲＯＭＥＲＰＯ９０２６Ｖ、ＬＡＲＯＭＥＲ８９９６、ＬＡＲＯＭＥＲ８７６５、ＬＡＲＯＭＥＲ８９８６などを挙げることができる。

複数の実施形態において、該硬化性モノマとしては、プロポキシル化ネオペンチルグリコールジアクリレート（Ｓａｒｔｏｍｅｒ社製ＳＲ−９００３など）およびジペンタエリスリトールペンタアクリレート（Ｓａｒｔｏｍｅｒ社製ＳＲ３９９ＬＶなど）の両方が挙げられる。ペンタアクリレートを含むことは、ジアクリレートと比較して、より大きい官能性を、したがってより大きい反応性を与えるのに有利である。しかしながら、ペンタアクリレートの上塗り組成物中の量は、多過ぎると適用温度における組成物の粘度に悪影響を及ぼす可能性があるので限定することが好ましい。そのペンタアクリレートは、したがって該組成物の１０重量％以下、例えば該組成物の０．５重量％〜５重量％とする。

該硬化性モノマは、該組成物中に、該上塗り組成物の例えば約２０重量％〜約９５重量％、例えば該組成物の約３０重量％〜約８５重量％、または該組成物の約４０重量％〜約８０重量％の量で含むことができる。

該上塗り組成物は、硬化、例えば紫外線硬化を開始するための少なくとも１つの光開始剤を場合によってさらに含むことができる。開始剤は、硬化に際して黄色の着色を実質的に生じないことが望ましいが、放射線、例えば紫外光放射を吸収して配合物の硬化性成分の硬化を開始する任意の光開始剤を使用することができる。

アクリレートおよび／またはアミド基を含む組成物に加えて使用するのに適する遊離ラジカル光開始剤の例としては、ベンゾフェノン類、ベンゾインエーテル類、ベンジルケタール類、α−ヒドロキシアルキルフェノン類、およびアシルホスフィン光開始剤類、例えばＣｉｂａ社からＩＲＧＡＣＵＲＥおよびＤＡＲＯＣＵＲの商品名で販売されているものなどが挙げられる。適当な光開始剤の具体例としては、２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド（ＢＡＳＦＬＵＣＩＲＩＮＴＰＯとして入手可能）；２，４，６−トリメチルベンゾイルエトキシフェニルホスフィンオキシド（ＢＡＳＦＬＵＣＩＲＩＮＴＰＯ−Ｌとして入手可能）；ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−フェニル−ホスフィンオキシド（ＣｉｂａＩＲＧＡＣＵＲＥ８１９として入手可能）およびその他のアシルホスフィン類；２−メチル−１−（４−メチルチオ）フェニル−２−（４−モルホリニル）−１−プロパノン（ＣｉｂａＩＲＧＡＣＵＲＥ９０７として入手可能）および１−（４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン（ＣｉｂａＩＲＧＡＣＵＲＥ２９５９として入手可能）；２−ヒドロキシ−１−（４−（４−（２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオニル）−ベンジル）−フェニル）−２−メチルプロパン−１−オン（ＣｉｂａＩＲＧＡＣＵＲＥ１２７として入手可能）；チタノセン類；イソプロピルチオキサントン（ＩＴＸ）；１−ヒドロキシ−シクロヘキシルフェニルケトン；ベンゾフェノン；２，４，６−トリメチルベンゾフェノン；４−メチルベンゾフェノン；ジフェニル−（２，４，６−トリメチルベンゾイル）ホスフィンオキシド；２，４，６−トリメチルベンゾイルフェニルホスフィン酸エチルエステル；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）；２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−１−プロパノン；ベンジル−ジメチルケタール；およびそれらの混合物が挙げられる。

アミン相乗剤（ａｍｉｎｅｓｙｎｅｒｇｉｓｔ）、即ち、光開始剤に水素原子を提供し、それによって重合を開始するラジカル種を形成する共開始剤（アミン相乗剤は、また、配合物中に溶解している酸素を消滅させることもでき、酸素はフリーラジカル重合を阻害するのでその消滅は重合の速度を高める）、例えば、エチル−４−ジメチルアミノベンゾエートおよび２−エチルヘキシル−４−ジメチルアミノベンゾエートなども含めることができる。

複数の実施形態において、該光開始剤パッケージは、少なくとも１つのα−ヒドロキシケトン光開始剤および少なくとも１つのホスフィノイル型の光開始剤（１つ以上）を含むことができる。そのα−ヒドロキシケトン光開始剤の一例は、ＩＲＧＡＣＵＲＥ１２７であり、一方ホスフィノイル型の光開始剤の一例は、ＩＲＧＡＣＵＲＥ８１９であり、両方とも米国ニューヨーク州タリタウン所在のＣｉｂａ−ＧｅｉｇｙＣｏｒｐ．社から入手できる。そのα−ヒドロキシケトン光開始剤対ホスフィノイル型の光開始剤の比率は、例えば、約９０：１０〜約１０：９０で、例えば約８０：２０〜約２０：８０または約７０：３０〜約３０：７０であり得る。

該上塗り組成物中に含まれる光開始剤の総量は、例えば、該組成物重量の約０〜約１５％で、例えば約０．５〜約１０％であり得る。複数の実施形態において、該組成物は、例えば硬化エネルギ源として電子線放射が使用される場合は光開始剤を含まなくてもよい。

該組成物は、また、少なくとも１つの硬化性ワックスを含む。ワックスは、室温で、具体的には２５℃で、固体である。該ワックスの包含は、したがって該組成物のそれを適用温度から冷却したときの粘度の上昇を促進し得る。したがって、該ワックスは、また、該組成物の基材中のブリーディングをゲル化剤が回避するのを支援することができる。

該硬化性ワックスは、他の成分と混和性があり、硬化性モノマと重合してポリマを形成する任意のワックス成分であり得る。用語ワックスは、例えば、様々な天然の、変性した天然の、および合成の通常ワックスと称される材料のいずれも含む。

硬化性ワックスの適当な例としては、硬化性の基を含むか、それによって官能化されているようなワックスが挙げられる。その硬化性の基としては、例えば、アクリレート、メタクリレート、アルケン、アリルエーテル、エポキシド、オキセタンなどが挙げられる。これらのワックスは、転換できる官能基、例えばカルボン酸またはヒドロキシルなどを備えたワックスの反応によって合成することができる。本明細書に記載の該硬化性ワックスは、開示されているモノマ（１つ以上）と共に硬化することができる。

硬化性の基により官能化させることができるヒドロキシル末端ポリエチレンワックスの適当な例としては、以下に限定はされないが、構造ＣＨ_３−（ＣＨ_２）_ｎ−ＣＨ_２ＯＨであって平均鎖長ｎが約１６〜約５０の範囲内であり得る鎖長の混合物が存在する構造の炭素鎖と、類似の平均鎖長の直鎖状低分子量ポリエチレンとの混合物が挙げられる。かかるワックスの適当な例としては、以下に限定はされないが、ＵＮＩＬＩＮ（登録商標）シリーズの材料、例えば、Ｍ_ｎが、それぞれほぼ、３７５、４６０、５５０および７００ｇ／モルのＵＮＩＬＩＮ（登録商標）３５０、ＵＮＩＬＩＮ（登録商標）４２５、ＵＮＩＬＩＮ（登録商標）５５０およびＵＮＩＬＩＮ（登録商標）７００が挙げられる。これらのワックスはすべて、Ｂａｋｅｒ−Ｐｅｔｒｏｌｉｔｅ社から市販されている。２，２−ジアルキル−１−エタノールとみなされるゲルベアルコール（Ｇｕｅｒｂｅｔａｌｃｏｈｏｌ）もまた適切な化合物である。典型的なゲルベアルコールとしては、その多くが米国ニュージャージー州ニューアーク所在のＪａｒｃｈｅｍＩｎｄｕｓｔｒｉｅｓＩｎｃ．社から市販されている約１６〜約３６個の炭素を含有するものが挙げられる。ＰＲＩＰＯＬ（登録商標）２０３３（米国デラウェア州ニューカッスル所在のＵｎｉｑｅｍａ社から入手できる下記式

の異性体、ならびに不飽和および環式基を含むことができるその他の枝分かれした異性体を含むＣ−３６ダイマージオール混合物；このタイプのＣ_３６ダイマージオール類に関するさらなる情報は、例えば、その開示を全体として本願に引用して援用する、「ＤｉｍｅｒＡｃｉｄｓ」、Ｋｉｒｋ−ＯｔｈｍｅｒＥｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａｏｆＣｈｅｍｉｃａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、第８巻、第４版（１９９２年）、２２３〜２３７頁に開示されている）も使用することができる。これらのアルコールは、紫外線硬化性部分を供えたカルボン酸と反応させて反応性エステルを形成することができる。これらの酸の例としては、Ｓｉｇｍａ−ＡｌｄｒｉｃｈＣｏ．社から入手できるアクリル酸類およびメタクリル酸類が挙げられる。

硬化性の基により官能化することができるカルボン酸末端ポリエチレンワックスの適当な例としては、構造ＣＨ_３−（ＣＨ_２）_ｎ−ＣＯＯＨであって、鎖長ｎの混合物が存在し、その平均鎖長が約１６〜約５０であり得る炭素鎖と、同様の平均鎖長の線状低分子量ポリエチレンとの混合物が挙げられる。そのようなワックスの適当な例としては、以下に限定はされないが、Ｍ_ｎがそれぞれほぼ３９０、４７５、５６５および７２０ｇ／モルに等しいＵＮＩＣＩＤ（登録商標）３５０、ＵＮＩＣＩＤ（登録商標）４２５、ＵＮＩＣＩＤ（登録商標）５５０およびＵＮＩＣＩＤ（登録商標）７００が挙げられる。その他の適当なワックスは、構造ＣＨ_３−（ＣＨ_２）_ｎ−ＣＯＯＨを有しており、例えば、ｎ＝１４のヘキサデカン酸またはパルミチン酸、ｎ＝１５のヘプタデカン酸またはマルガリン酸またはダチュリン酸、ｎ＝１６のオクタデカン酸またはステアリン酸、ｎ＝１８のエイコサン酸またはアラキジン酸、ｎ＝２０のドコサン酸またはベヘン酸、ｎ＝２２のテトラコサン酸またはリグノセリン酸、ｎ＝２４のヘキサコサン酸またはセロチン酸、ｎ＝２５のヘプタコサン酸またはカルボセリン酸、ｎ＝２６のオクタコサン酸またはモンタン酸、ｎ＝２８のトリアコンタノン酸またはメリシン酸、ｎ＝３０のドトリアコンタノン酸またはラッセル酸、ｎ＝３１のトリトリアコンタノン酸またはセロメリシン酸またはシリン（ｐｓｙｌｌｉｃ）酸、ｎ＝３２のテトラトリアコンタノン酸またはゲダ酸、ｎ＝３３のペンタトリアコンタノン酸またはセロプラスチン酸などである。２，２−ジアルキルエタノール酸類であることを特徴とするゲルベ酸もまた適切な化合物である。典型的なゲルベ酸としては、１６〜３６個の炭素を含有するものが挙げられ、その多くは、ニュージャージー州ニューアークのＪａｒｃｈｅｍＩｎｄｕｓｔｒｉｅｓＩｎｃ．社から市販されている。ＰＲＩＰＯＬ（登録商標）１００９（デラウェア州ニューカッスルのＵｎｉｑｅｍａ社から入手できる、下記式

の異性体、ならびに不飽和および環式基を含んでもよいその他の枝分かれ異性体を含むＣ−３６ダイマー酸混合物；このタイプのＣ_３６ダイマー酸についてのさらなる情報は、例えば、「ＤｉｍｅｒＡｃｉｄｓ」、Ｋｉｒｋ−ＯｔｈｍｅｒＥｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａｏｆＣｈｅｍｉｃａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、第８巻、第４編、（１９９２年）、２２３〜２３７頁に開示されている）も使用することができる。これらのカルボン酸は、反応性エステルを形成するためにＵＶ硬化性部分を備えたアルコールと反応させることができる。これらのアルコールの例としては、以下に限定はされないが、Ｓｉｇｍａ−ＡｌｄｒｉｃｈＣｏ．社による２−アリルオキシエタノール、ＳａｒｔｏｍｅｒＣｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．による

ＳａｒｔｏｍｅｒＣｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．によるＳＲ４９５Ｂ

のＣＤ５７２（Ｒ＝Ｈ、ｎ＝１０）およびＳＲ６０４（Ｒ＝Ｍｅ、ｎ＝４）が挙げられる。

その硬化性ワックスは、該組成物中に、例えば該組成物の約０．１重量％〜約３０重量％、例えば該組成物の約０．５重量％〜約２０重量％または約０．５重量％〜約１５重量％などの量で含むことができる。

該組成物は、また、酸化防止安定剤を適宜含むこともできる。その組成物の任意的な酸化防止剤は、画像を酸化から保護し、また、インク成分をインク調製過程の加熱部分の間の酸化からも保護する。適当な酸化防止安定剤の具体例としては、米国コネティカット州ミドルベリ所在のＣｒｏｍｐｔｏｎＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ社から市販されている、ＮＡＵＧＡＲＤ（商標）５２４、ＮＡＵＧＡＲＤ（商標）６３５、ＮＡＵＧＡＲＤ（商標）Ａ、ＮＡＵＧＡＲＤ（商標）Ｉ−４０３、およびＮＡＵＧＡＲＤ（商標）９５９；ＣｉｂａＳｐｅｃｉａｌｔｙＣｈｅｍｉｃａｌｓ社から市販されているＩＲＧＡＮＯＸ（商標）１０１０、およびＩＲＧＡＳＴＡＢＵＶ１０；スイス国チューリッヒ所在のＲａｈｎＡＧ社から市販されているＧＥＮＯＲＡＤ１６およびＧＥＮＯＲＡＤ４０などが挙げられる。

該組成物は、従来の添加剤をさらに適宜含み、かかる従来の添加剤と関連する既知の機能を利用することができる。そのような添加剤としては、例えば、消泡剤、界面活性剤、スリップ剤およびレベリング剤などを挙げることができる。

該組成物は、硬化に際して黄変せず、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊値またはｋ、ｃ、ｍ、ｙのいずれかにおける測定可能な差異が皆無かほとんど見られないことが望ましい。「実質的に黄変しない」とは、該上塗り組成物の硬化時の色もしくは色相の変化が、約１５％未満、例えば約１０％未満または約５％未満など、例えば０％であることを意味する。

複数の実施形態において、本明細書に記載の組成物は、硬化性モノマ、硬化性ワックス、ゲル化剤および任意の着色剤等の該組成物成分を、約７５℃〜約１２０℃、例えば約８０℃〜約１１０℃または約７５℃〜約１００℃の温度で均一になるまで、例えば約０．１時間〜約３時間、例えば２時間、混合することによって調製することができる。その混合物が均一になった時点で、次いで任意の光開始剤を加えることができる。別法では、該組成物の全部の成分を、直ちに組み合わせて混合することができる。

該組成物について光沢を制御する方法においては、該組成物を適切な放射線源に暴露することによって硬化するとき、その周囲の雰囲気中に存在する酸素の量を制御する。制御は、その際、その雰囲気中に存在する酸素の量を何らかの基準に基づいて、例えば該組成物を用いて形成される画像において得られるべき所望の最終的光沢に基づいて、予め選択し、該組成物および基材を取り巻く雰囲気をその予め選択した量と実質的に、例えばその予め選択した量の約５％の範囲内で、等しくなるように設定することが必要である。したがって、周囲空気中で該組成物を硬化させることは、その酸素の量が予め選択され、上で述べたような雰囲気の制御によって設定されていない限り、本明細書で用いる雰囲気中の酸素を制御していることにはならない。

酸素の量の制御は、該硬化をチャンバまたはハウジング中で実施し、そのチャンバまたはハウジング中に供給される雰囲気中の酸素の量を制御することによって達成することができる。そのチャンバまたはハウジングは、完全に閉じられている必要はなく、望ましくは、基材を、そこを通して供給することができるすき間を含む。所望の酸素含量をもつ雰囲気を、該組成物がその上にある基材上に供給することも含めて、そのハウジングまたはチャンバ中に供給し、画像および基材を取り巻く雰囲気を制御する。

硬化作業中の酸素の量の制御は、任意の適当な方法によって制御することができる。例えば、追加の酸素は、ガスボンベ（ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄｇａｓｃｙｌｉｎｄｅｒ）によって該雰囲気中に導入するか、または分子篩（ｍｏｌｅｃｕｌａｒｓｉｅｖｅ）もしくは膜濃縮装置によって発生させることができる。他方では、雰囲気酸素は、ガスボンベからの、あるいは分子篩もしくは膜濃縮装置によって発生させた窒素、二酸化炭素、アルゴン、ヘリウムまたはそれらの混合物の使用、導入によってその雰囲気から移動、減少させることができる。

複数の実施形態において、硬化雰囲気中の酸素の量は、完全なゼロを含めた実質的ゼロに設定する。これは、例えばアルゴンガス、窒素ガス、二酸化炭素ガスなどを含んでなる不活性雰囲気中で例えば画像を硬化させることによって行うことができる。一般的に、ここでの組成物が、実質的に酸素がない雰囲気中で硬化するとき、その画像は、その組成物で得られる最高の光沢度を示す。

さらなる複数の実施形態において、該硬化雰囲気中の酸素の量は、該雰囲気の約０．５％〜約１５％となるように設定する。この酸素の量は、一般的に周囲空気中にある酸素の量（〜２０％）より少なく、周囲空気より光沢があるが、実質的に酸素なしでの硬化と比較すると低い光沢の画像を提供する。

さらなる複数の実施形態において、該硬化雰囲気中の酸素の量は、該雰囲気の約２０％〜約３５％となるように設定する。この酸素の量は、上記のようなより少ない酸素の存在下での硬化と比較して、より低い光沢、またはよりマットな仕上がりの画像を一般的に提供する。約２５％〜約３５％の酸素の量の存在下での硬化は、周囲空気中での硬化と比較してよりマットな仕上がりを一般的には提供する。

酸素の量を増加すると、該組成物の硬化を妨げ始めるが、硬化中に存在する酸素の量は、約３５％を超える増加が可能である。該組成物中にゲル化剤を含めることによる粘度の上昇は、該組成物中への酸素の拡散を減少させるものの、空気中の酸素の量が多いほど、その酸素は硬化の完全性により多くの悪影響を及ぼす可能性がある。

複数の実施形態において、該酸素の量の制御は、着色したまたは無色の組成物のための１つ以上のルックアップテーブル（ｌｏｏｋｕｐｔａｂｌｅ）を含むデータベースに所望の光沢を提供することを含むものであり得、その１つ以上のルックアップテーブルは、硬化中に該雰囲気中の様々な量の酸素を用いる組成物によって提供される光沢を含む。この方法は、所望の光沢を得るために該雰囲気中に存在させるべき酸素の量を決定するために使用することができる。その雰囲気中の酸素の量は、次にその決定によって与えられた酸素の量と実質的に同じになるように設定し、かくして所望の光沢と実質的に同じ光沢をもつ最終画像を得ることができる。

様々なルックアップテーブルのための情報をデータベースに集録することができ、そこから、計算装置、例えばコンピュータなどが、所望の光沢を得るために必要な酸素の推定量を誘導することができ、次に、その誘導量（ｄｅｒｉｖａｔｉｏｎ）を使用する酸素の量を設定するために使用することができる。この機構は該ルックアップテーブルが所定の望ましい光沢に対する正確なエントリーを有さない場合に有利であり得る。

該組成物は、画像受容基材に直接適用することができ、かつ／または画像受容基材上に予め形成されている画像上に直接適用することができる。その際、該上塗り組成物は、（１）該基材上に形成された少なくとも１つの印刷された画像の一部分（一部分はすべてより少ない）またはすべての上、（２）該基材の１つ以上の部分の上で、該基材の印刷可能なすべての部分より少ない部分の上（印刷可能な部分は印刷装置が画像を提供することができる基材の部分である）、あるいは（３）該基材の実質的にすべての乃至すべての印刷可能な部分の上に適用することができる。該組成物が、基材または基材上の画像のすべての部分より少ないところに適用されるとき、様々な光沢特性を有する最終画像を得ることができる。

該組成物を、画像、その一部、基材、および／またはその一部にコートするとき、それは様々なレベルの解像度で適用することができる。例えば、該組成物は、基材の非画像領域への該組成物の幾分かの重なりを斟酌して、印刷網点の解像度、画像のはっきりと区別できる部分（１つ以上）の解像度、または画像のはっきりと区別できる部分（１つ以上）よりやや低い解像度で適用することができる。一般的な組成物堆積レベルは、約５〜約５０ピコリットルの滴径の量である。該組成物は、任意の既知のインクジェット印刷技術、例えば、圧電および音響インクジェット印刷を含むがこれらには限定されないドロップオンデマンドのインクジェット印刷などを用いる画像形成における任意の場面で画像上に少なくともワンパスで適用することができる。該組成物の適用は、画像を形成するために使用する情報により制御することができ、そのため、画像と上塗り組成物とを生ずるためにはデジタルファイル１つだけが必要である。したがって、該組成物は完全にデジタル方式であり得る。

該組成物の適用に続いて、該組成物は、例えば２００８年１月３１日に出願された米国特許出願第１２／０２３９７９号に開示されているように接触または非接触レベリングによって場合によって平準化することができる。

適用に続いて、その適用した組成物は、一般的には、ゲル化剤の特性を利用するために該組成物のゲル点より下まで冷却する。該組成物は、次いで、制御された量の酸素の存在下で放射線（硬化エネルギ）に暴露して該組成物を硬化させることができる。適当な硬化エネルギ源、例えば紫外線に暴露すると、光開始剤はそのエネルギを吸収し、そのゲルのような組成物を硬化材料に転化する反応を始動する。該組成物の粘度は、適当な硬化エネルギ源に暴露するとさらに増加し、その結果、固体にまで固化する。該組成物中のモノマおよびワックス、ならびに場合によってゲル化剤は官能基を含有し、それは光開始剤の放射線への暴露の結果、重合してポリマネットワークを形成する。光開始剤が存在しない場合、これらの官能基は、電子線放射への暴露を受けて重合することができる。このポリマネットワークは、印刷画像に、例えば、耐久性、熱および光安定性、ならびに耐引っ掻き性および耐スミア性（ｓｍｅａｒｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）を提供する。得られる最終画像は、上記の所望の光沢と実質的に同等の光沢を有するように作製することができる。

該組成物の放射線硬化性成分の架橋を開始するために使用するエネルギ源は、化学線の、例えば、スペクトルの紫外または可視領域に波長を有する放射、加速粒子の、例えば、電子線放射、熱の、例えば、熱放射または赤外線放射、などであり得る。複数の実施形態において、該エネルギは、化学線であり得、何故ならそのようなエネルギは、架橋の開始および速度に関して優れた制御を提供するためである。適当な化学線源としては、水銀ランプ、キセノンランプ、カーボンアークランプ、タングステンフィラメントランプ、レーザ、発光ダイオード、日光、電子ビームエミッタなどが挙げられる。

特に中圧水銀ランプからのＵＶ光の下の例えば約２０〜約１５０ｍ／分の高速コンベアによる紫外線照射であって、約２００〜約５００ｎｍの波長で約１秒未満にわたって提供される紫外線照射が望ましいものであり得る。複数の実施形態において、高速コンベアのスピードは、約１０〜約５０ミリ秒（ｍｓ）間、約２００〜約４５０ｎｍの波長のＵＶ光の下での約１５〜約８０ｍ／秒である。ＵＶ光源の発光スペクトルは、一般にＵＶ開始剤の吸収スペクトルを重複する。任意的な硬化装置としては、以下に限定はされないが、ＵＶ光を集中または拡散させる反射鏡、選択した波長（例えば赤外線）を除去するフィルタ、およびＵＶ光源からの熱を除去する冷却システムが挙げられる。

使用する基材は、該印刷物の最終用途に応じた任意の適切な基材であることができる。例示的な基材としては、普通紙、コート紙、プラスチックス、ポリマフィルム、処理セルロース、木材、電子写真基材、セラミックス、繊維、金属およびそれらの混合物が挙げられ、適宜その上に塗布された添加剤を含む。

画像を形成するために着色した組成物を使用するとき、その画像は、上塗り組成物を部分的または完全に上塗りすることができる。その上塗り組成物は、上記の無色の組成物であることができ、または別の従来のもしくは適当な上塗り組成物であり得る。この上塗り組成物は、必要に応じて、画像の最終の光沢を修正するためにさらに使用することができる。

本明細書の方法は、かくして、組成物の異なる組成の使用を必要とすることなく、最終画像の光沢に関する制御を提供する。勿論、複数の異なる組成物、例えば、着色組成物および無色の組成物の両方、異なる色の組成物、または同じ量の酸素の存在下で硬化したとき異なる範囲の光沢を提供することができる組成物を含む装置の使用は可能である。

本開示を、以下の実施例でさらに説明する。

着色インク組成物を表１に示す成分のそれぞれを混合することによって調製した。

該硬化性アミドゲル化剤は、

（Ｉ）、

（ＩＩ）、および

（ＩＩＩ）、
（ただし、−Ｃ_３４Ｈ_５６＋ａは、不飽和基および環式基を含んでもよい分枝アルキレン基を表し、ａは様々に、上記のように、０、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、または１２の整数である）を含む混合物である。

上記の組成物を含んでなるブラックのＵＶ硬化性インクのパッチを、ドローダウン法を用いて紙基材に塗布し、ＵＶＦｕｓｉｏｎＬｉｇｈｔｈａｍｍｅｒ６装置を用いて、アルゴン雰囲気（酸素０％）または２０％の酸素を含む空気の雰囲気下のいずれかで、３０ｆｐｍ（１分間当たりのフィート数）で硬化した。０％の酸素の下で硬化したパッチは空気中（酸素２０％）で硬化した同じ試料より明らかに光沢があった。６０°の角度で測定した光沢値（ＢＹＫＧａｒｄｎｅｒ社製マイクロＴＲＩグロスメータを用いて６０°で測定）は、不活性雰囲気中で硬化した試料については３７．２ＧＵ、空気中で硬化した試料については２７．３ＧＵであった。この光沢の変化は視覚的に容易に識別できる。

無色の上塗り組成物を、表２に示す成分のそれぞれを混合することによって調製した。

ＤＣ１２装置を用いて赤色のトナーで電子写真的に形成したパッチを、ドローダウン法を用いて上記の透明なＵＶ硬化性ゲル上塗り配合物で被覆した。上塗りしたパッチを、上記のように、アルゴン雰囲気（酸素０％）または空気中（酸素２０％）のいずれかの下で硬化した。アルゴン下（酸素０％）で硬化した上塗りされたパッチは、空気中（酸素２０％）で硬化した上塗りされたパッチより明らかに光沢があった。６０°で測定した光沢値は、アルゴン中で硬化した試料については１３．０ＧＵ、空気中で硬化した試料については１０．１ＧＵであった。この光沢の変化は視覚的に容易に識別できる。

上と同じ赤のパッチ（ＤＣ１２装置を用いて同じ赤のトナーで電子写真的に形成した）を、市販の高光沢上塗り（ＡＮＣＨＯＲ４８００１ＵＬＴＲＡＣＯＡＴＵＶＸ２Ｇｌｏｓｓ）で被覆した。上塗りしたパッチを、上記のように、アルゴン雰囲気（酸素０％）または空気中（酸素２０％）のいずれかの下で硬化した。異なる硬化雰囲気で光沢の変化は見られなかった。６０°で測定した赤の光沢度は、アルゴン下で硬化したとき１４．８ＧＵであり、空気の下で硬化したとき（酸素２０％）１４．９ＧＵであった。この結果は、本明細書に記載の組成物により得られた制御可能な光沢は、少なくとも一部は該組成物の配合によることを示している。

Claims

画像の光沢を制御する方法であって、
着色した組成物を、基材の１つ以上の部分に塗布することによって基材上に画像を形成する工程と、
前記形成した画像の一部分または全ての上に上塗り組成物を塗布する工程であって、前記上塗り組成物は無色であり、少なくとも１つのゲル化剤、少なくとも１つの硬化性モノマ、および少なくとも１つの硬化性ワックスを含み、前記上塗り組成物は、放射線への暴露によって硬化可能である工程と、
上塗り組成物を塗布後に前記上塗り組成物に放射線を適用し、硬化中に前記上塗り組成物の周囲の雰囲気中に存在する酸素の量を制御しながら硬化させる工程と、
を含み、
前記上塗り組成物の周囲の雰囲気中に存在する酸素の量は、前記画像において得られるべき目的の光沢に基づいて前記上塗り組成物の周囲の雰囲気中に存在する酸素の量を予め選択し、ガスボンベから硬化が行われるチャンバまたはハウジングに酸素を導入するか、分子篩または膜濃縮装置によって発生させることにより、前記チャンバまたはハウジングの雰囲気中の酸素の量を前記予め選択した酸素の量になるように増やすか、または、ガスボンベからの、または分子篩または膜濃縮装置によって発生させた窒素、二酸化炭素、アルゴンおよびヘリウムのうち少なくとも１つを前記チャンバまたはハウジングに導入することによって、前記硬化が行われるチャンバまたはハウジングの雰囲気中の酸素の量を前記予め選択した酸素の量になるように減らすことによって制御されることを特徴とする方法。