JP6525544B2 - 間接的な印刷のための光硬化性インク - Google Patents

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Description

ここに開示する実施形態は、一般的に、間接的な印刷方法のための光硬化性インク組成物に関する。
間接的な印刷プロセスは、まず、インクジェット印刷ヘッドを用い、中間受け入れ部材(ドラム、ベルトなど)に対し、インクを画像の状態に塗布する2工程印刷プロセスである。このインクは、中間受け入れ部材を濡らし、広がり、一時的な画像を生成する。次いで、一時的な画像は、特性の変化を受け(例えば、部分的または完全な乾燥、熱または光による硬化、ゲル化など)、次いで、得られた一時的な画像が基材に転写される。
このような間接的な印刷プロセスに適したインクを、高速で高品質の印刷を可能にする異なるサブシステム(例えば、吐出、転写など)と適合するように設計し、最適化してもよい。典型的には、良好な濡れ性を示すインクは、最終的な基材に効果的に転写されず、または逆に、基材に効果的に転写するインクは、中間受け入れ部材を濡らさない。今日まで、濡れ機能および転写機能の両方を可能にする既知の市販インクは存在しない。
したがって、間接的な印刷プロセスに適したインクを開発する必要性が存在し、特に、中間受け入れ部材の良好な濡れ性を示し、最終的な基材に効果的に転写することができるインクを開発する必要性が存在する。
本明細書に示す実施形態によれば、間接的な印刷プロセスで使用するための光硬化性インクであって、硬化性モノマー、硬化性オリゴマーおよびこれらの混合物からなる群から選択される放射線硬化性材料と;約370〜約420nmの第1の波長の放射線を吸収する第1の光開始剤と;約250〜約370nmの第2の波長の放射線を吸収する第2の光開始剤と;界面活性剤とを含み、中間転写体から最終的な基材に転写する前に、このインクを約5,000〜約1,000,000cPの粘度になるまで部分的に硬化させる、光硬化性インクが提供される。
特に、本発明の実施形態は、硬化性モノマー、硬化性オリゴマーおよびこれらの混合物からなる群から選択される放射線硬化性材料と;約370〜約420nmの第1の波長の放射線を吸収するアシルホスフィンオキシドを含む第1の光開始剤と;約250〜約370nmの第2の波長の放射線を吸収するヒドロキシケトン、アミノケトンおよび/またはフェニルグリオキシレートを含む第2の光開始剤と;混和性の界面活性剤とを含む、間接的な印刷プロセスで使用するための光硬化性インクを提供する。
さらなる実施形態では、光硬化性インクで印刷する方法であって、(a)硬化性モノマー、硬化性オリゴマーおよびこれらの混合物からなる群から選択される放射線硬化性材料と;約370〜約420nmの第1の波長の放射線を吸収する第1の光開始剤と;約250〜約370nmの第2の波長の放射線を吸収する第2の光開始剤と;界面活性剤とを含む光硬化性インクを与えることと;(b)このインクを中間体基材に塗布することと;(c)このインクを、約370〜約420nmの波長の第1のUVに露光することと;(d)このインクを中間体基材から最終的な基材に転写することと;(e)このインクを、約250〜約420nmの波長の第2のUVに露光し、完全な架橋を誘発して画像を作成することとを含む、方法を提供する。
図1は、間接的な印刷システムで2工程の転写硬化プロセスを適用するための本発明の実施形態の画像化部材の模式図である。
「硬化性」という用語は、例えば、遊離ラジカル経路を含む重合によって硬化させ得るか、および/または放射線感受性の光開始剤を用いることによって、重合が光によって開始する材料を記載する。「放射線硬化性」という用語は、例えば、光源および熱源を含む放射線源に露光したときに、開始剤の存在下または非存在下で硬化するすべての形態を指す。例示的な放射線硬化技術としては、限定されないが、場合により光開始剤および/または感作剤の存在下での紫外(UV)光(例えば、200〜400nmの波長を有する紫外光)またはもっとまれな可視光を用いた硬化、場合により、光開始剤非存在下での電子ビーム(すなわち、電子線)照射を用いた硬化、高温熱開始剤存在下または非存在下で熱硬化を用いた硬化(吐出温度で主に不活性であってもよい)、および適切なこれらの組み合わせが挙げられる。
本明細書で使用する場合、「粘度」という用語は、サンプルに一定の剪断歪みを加えるか、または小さな振幅の正弦波変形を加えることが可能な機械的なレオメーターによって与えられる典型的な測定値である複素粘度を指す。この種の装置では、剪断歪みは、操作者によってモーターに加えられ、サンプルの変形(トルク)をトランスデューサによって測定する。このような装置の例は、Rheometrics Fluid Rheometer RFS3またはARESレオメーターであり、両方ともTA Instrumentsの一部門であるRheometrics製である。本明細書は、間接的な印刷プロセス、または間接的な印刷インクジェット用途のための光硬化性インクおよびその使用を開示する。本発明の実施形態は、光硬化性インクで印刷する方法も開示し、光硬化性インクは、UV放射線を照射すると硬化する。
本発明の実施形態の光硬化性インクは、インクジェット(例えば、圧電)印刷ヘッドで使用するのに必要な表面張力(15〜50mN/mの範囲)、粘度(3〜20cPの範囲)および顔料粒径(<600nm)を有していてもよい。
いくつかの実施形態では、このインクは、吐出温度での表面張力が、約15mN/m〜約50mN/m、例えば、約18mN/m〜約40mN/m、または約20mN/m〜約30mN/mである。
いくつかの実施形態では、このインクは、吐出温度での粘度が、約2cP〜約20cP、例えば、約3cP〜約15cP、または約4cP〜約12cPである。具体的な実施形態では、このインク組成物は、約100℃未満、例えば、約25℃〜約100℃、または約30℃〜約95℃、例えば、約30℃〜約90℃の温度で吐出される。
いくつかの実施形態では、このインクは、平均顔料粒径が、約600nm未満、例えば、約25nm〜約500nm、または約50nm〜約300nmである。
図1は、2工程の転写硬化プロセスを適用するための本発明の実施形態の画像化システムの模式図を開示し、それによって、本開示のインクが、その後に受け入れ基材に転写するために中間体転写表面に印刷される。間接的な印刷プロセス中、本発明の実施形態のインクが吐出され、インクジェット1を介して中間受け入れ部材5に広げられる。中間受け入れ部材5は、図1に示すように、ドラムの形態で与えられてもよいが、ウェブ、平板、ベルト、帯状物または任意の他の適切な設計として与えられてもよい。
本発明の実施形態のインクは、光開始剤の混合物を含有し、その一部は、長いUV波長に感受性であり、その一部は、短いUV波長に感受性であり、その一部は、両方の波長に感受性である。インクの特性の変化は、UV光4(長い波長、例えば、370〜420nm)によって誘発され、部分的に重合し、「粘着性」の状態にすることができ、このとき、インクは、粘度が、約5,000〜約1,000,000cP、約50,000〜約200,000cP、または約50,000〜約150,000cPであり、基材に転写するのに適切なものとなる。前硬化工程に長い波長の光を用いると、表面の大部分が硬化していない状態のままで、インク/転写基材の界面に対し、インクの塊が下方向に重合する。この部分的に硬化した状態によって、凝集および最終的な基材への転写が増すことに起因して、硬化していないインク膜の粘着性表面に起因して、基材から剥離することができるはずである。得られたインク膜は、部分的に硬化したモノマーおよび/またはオリゴマー、添加剤および任意要素の着色剤を含む。次いで、「粘着性」膜(すなわち、インク画像8)を制御された温度および圧力の下で中間受け入れ部材5から最終的な受け入れ基材10に転写してもよい。インク画像の転写は、加圧状態で接触させることによって行われてもよい。次いで、転写された画像9を、さらに、第2のUV光6(完全なUVスペクトル、例えば、250〜420nm)にさらし、完全な架橋を誘発することによって、堅牢性の高い画像11を得る。
間接的な印刷プロセスに適したインクは、中間受け入れ部材5を濡らし、一時的な画像2を作成することができ、刺激によって誘発される特性変化を受け、転写工程で、中間受け入れ部材5から剥離することができるものでなければならないことを注記することが重要である。
(放射線硬化性のモノマーおよびオリゴマー)
いくつかの実施形態では、光硬化性インクは、放射線硬化性材料を含む。放射線硬化性材料の例としては、任意の適切な硬化性モノマー、および/またはオリゴマーが挙げられる。いくつかの実施形態では、硬化性モノマーは、一官能アクリレートモノマー、多官能アクリレートモノマー、一官能メタクリレートモノマー、多官能メタクリレートモノマー、またはこれらの混合物である。いくつかの実施形態では、硬化性モノマーは、メタクリレートモノマー、アクリレートモノマー、ジメタクリレートモノマー、ジアクリレートモノマー、トリアクリレートモノマーおよびこれらの混合物である。硬化性モノマーの具体例としては、例えば、3,3,5,トリメチルシクロヘキシルメタクリレート(例えば、CD421(登録商標))、ジシクロペンタジエニルメタクリレート(例えば、CD535(登録商標))、ジエチレングリコールメチルエーテルメタクリレート(例えば、CD545(登録商標))、メトキシポリエチレングリコール(550)モノアクリレートモノマー(CD553(登録商標))、アルコキシル化テトラヒドロフルフリルアクリレート(例えば、CD611(登録商標))、エトキシル化(4)ノニルフェノールメタクリレート(例えば、CD612(登録商標))、エトキシル化ノニルフェノールアクリレート(例えば、CD613(登録商標))、トリエチレングリコールエチルエーテルメタクリレート(例えば、CD730(登録商標))、一官能酸エステル(例えば、CD9050(登録商標))、アルコキシル化ラウリルアクリレート(例えば、CD9075(登録商標))、アルコキシル化フェノールアクリレート(例えば、CD9087(登録商標))、テトラヒドロフルフリルメタクリレート(例えば、SR203(登録商標))、メタクリル酸イソデシル(例えば、SR242(登録商標))、2(2−エトキシエトキシ)エチルアクリレート(例えば、SR256(登録商標))、アクリル酸ステアリル(例えば、SR257(登録商標))、テトラヒドロフルフリルアクリレート(例えば、SR285(登録商標))、メタクリル酸ラウリル(例えば、SR313A(登録商標))、メタクリル酸ステアリル(例えば、SR324(登録商標))、アクリル酸ラウリル(例えば、SR335(登録商標))、2−フェノキシルエチルアクリレート(例えば、SR339(登録商標))、2−フェノキシルエチルメタクリレート(例えば、SR340(登録商標))、アクリル酸イソデシル(例えば、SR395(登録商標))、メタクリル酸イソボルニル(例えば、SR423(登録商標))、アクリル酸イソオクチル(例えば、SR440(登録商標))、アクリル酸オクタデシル(SR484(登録商標))、アクリル酸トリデシル(SR489(登録商標))、メタクリル酸トリデシル(SR493(登録商標))、カプロラクトンアクリレート(例えば、SR495(登録商標))、エトキシル化(4)ノニルフェノールアクリレート(例えば、SR504(登録商標))、アクリル酸イソボルニル(例えば、SR506A(登録商標))、環状トリメチロールプロパンホルマールアクリレート(例えば、SR531(登録商標))、メトキシポリエチレングリコール(350)モノメタクリレート(例えば、SR550(登録商標))、ポリエチレングリコール(400)ジメタクリレート(SR603(登録商標))、ポリエチレングリコール(600)ジアクリレート(例えば、SR610(登録商標))、ポリプロピレングリコール(400)ジメタクリレート(例えば、SR644(登録商標))、ポリエチレングリコール(1000)ジメタクリレート(例えば、SR740(登録商標))、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート(例えば、SR833S(登録商標))、プロポキシル化(2)ネオペンチルグリコールジアクリレート(例えば、SR9003(登録商標))、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(例えば、SR9045(登録商標))、アルコキシル化脂肪族ジアクリレート(例えば、SR9209A(登録商標))、ジプロピレングリコールジアクリレート(例えば、SR508(登録商標))など、およびこれらの混合物が挙げられる。上に開示するすべてのモノマーは、Sartomer Co.Inc.から市販されている。
硬化性アクリレートモノマーの粘度は、典型的には、25℃で約1〜150cP、約2〜145cP、または約3〜140cPである。
硬化性オリゴマーの具体例としては、例えば、ジアクリレートオリゴマー(例えば、CN132(登録商標))、脂肪族モノアクリレートオリゴマー(例えば、CN152(登録商標))、芳香族モノアクリレートオリゴマー(例えば、CN131(登録商標))、アクリルオリゴマー(例えば、CN2285(登録商標))、四官能アクリルオリゴマー(例えば、CN549(登録商標))など、およびこれらの混合物が挙げられる。上に開示するすべてのモノマーは、Sartomer Co.Inc.から市販されている。
硬化性アクリレートオリゴマーの粘度は、典型的には、25℃で約50〜約1200cP、または約75〜1100cP、または約100〜1000cPである。
モノマー、オリゴマー、またはこれらの混合物は、任意の適切な量で存在していてもよい。いくつかの実施形態では、モノマー、オリゴマー、またはこれらの混合物は、光硬化性インクの合計重量を基準として、重量で、約50〜約95%、または約60〜約90%、または約70〜約85%の量で存在する。
(光開始剤)
本発明の実施形態の光硬化性インクは、約370nmより大きな波長の放射線を主に吸収する少なくとも1つの光開始剤を含んでいてもよい。このような光開始剤は、長い波長(例えば、約350〜約460nm、約360〜約440nm、または約370〜約420nm)を吸収すると、酸素に感受性のラジカルを生成する。本発明の実施形態の光硬化性インクは、インク表面を硬化させるために、約380nm未満の波長、例えば、約200〜約380nm、約225〜約370nm、または約250〜約370nmの波長の放射線を主に吸収する少なくとも1つの光開始剤を含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、本発明の実施形態の光硬化性インクは、約370nmより大きな第1の波長の放射線を主に吸収する少なくとも1つの光開始剤と、約370nm未満の第2の波長の放射線を主に吸収する少なくとも1つの光開始剤とを含む。
いくつかの実施形態では、光開始剤としては、ベンゾフェノン、ヒドロキシケトン(例えば、アルファ−ヒドロキシケトン)、アミノケトン(アルファ−アミノケトン)、フェニルグリオキシレート、アシルホスフィンオキシド、およびこれらの混合物が挙げられる。光開始剤の具体例としては、ベンゾフェノン;1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、例えば、以下の構造を有するIrgacure(登録商標)184(BASF Corp.)
Figure 0006525544
(1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン)
アルファ−ヒドロキシケトン、例えば、Irgacure(登録商標)184とベンゾフェノンの1:1混合物であるIrgacure(登録商標)500(BASF Corp.);Esacure(登録商標)TZT(2,4,6−トリメチルベンゾフェノンおよび4−メチルベンゾフェノンの共晶混合物)、Esacure KIP 100F(18℃未満で結晶化するベンゾフェノン(50重量%)液体)、Esacure(登録商標)KL 200(2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−1−プロパノン、100%活性物質の液体)、Darocur(登録商標)1173(2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−1−プロパノン)、Irgacure(登録商標)2959(2−ヒドロキシ−1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−2−メチル−1−プロパノン)、Darocur(登録商標)4265(Darocur(登録商標)TPOおよびDarocur(登録商標)1173の1:1重量%の混合物)、Irgacure(登録商標)2022(Irgacure(登録商標)819およびDarocur(登録商標)1173の1:4重量%の混合物)、Esacure KIP 150(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]/半固体)、Esacure KIP 75LT(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]/25%のTPGDA(トリプロピレングリコールジアクリレート)で希釈した液体混合物、Esacure(登録商標)KIP IT(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]/35%のプロポキシル化グリセロールトリアクリレートで希釈した液体混合物、Irgacure(登録商標)369(2−ベンジル−2−(ジメチルアミノ)−1−[4−(4−モルホリニル)フェニル]−1−ブタノン)、Irgacure(登録商標)379(2−ジメチルアミノ−2−(4−メチル−ベンジル)−1−(4−モルホリン−4−イル−フェニル)−ブタン−1−オン、Irgacure(登録商標)907(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)、Irgacure(登録商標)1300(Irgacure(登録商標)369およびIrgacure(登録商標)651の3:7重量%の混合物);Irgacure(登録商標)651(2,2’−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン);アシルホスホンオキシド、例えば、以下の構造を有するエチル−2,4,6−トリメチルベンゾイルフェニルホスフィネート
Figure 0006525544
例えば、Lucirin(登録商標)TPO−L(BASF Corp.)、
Irgacure(登録商標)2022(Irgacure(登録商標)819およびDarocur(登録商標)1173の1:4重量%の混合物)、Irgacure(登録商標)2100(アシルホスフィンオキシドの液体ブレンド);Lucirin(登録商標)TPO(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)、Darocur(登録商標)4265(Lucirin(登録商標)TPOおよびDarocur(登録商標)1173の1:1重量%の混合物);フェニルグリオキシレート、例えば、Dacrocur(登録商標)MBF(BASF Corp.)(フェニルグリオキシル酸メチルエステル)、Irgacure(登録商標)754(オキシ−フェニル−酢酸 2−[2 オキソ−2−フェニル−アセトキシ−エトキシ]−エチルエステルおよびオキシ−フェニル−酢酸 2−[2−ヒドロキシ−エトキシ]−エチルエステル)、およびこれらの混合物が挙げられる。
典型的には、第1の光開始剤と第2の光開始剤は異なる。いくつかの実施形態では、第1の光開始剤は、アシルホスフィンオキシドを含んでいてもよく、例えば、Lucirin TPO、Lucirin TPO−L、Irgacure 2100、Irgacure 819、Darocur 4265およびIrgacure 2022、およびこれらの混合物を含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、第2の光開始剤は、ヒドロキシケトン、アミノケトン、フェニルグリオキシレート、およびこれらの混合物、例えば、アルファ−ヒドロキシケトン、Irgacure 184、Darocur 1173、Irgacure 127、Irgacure 2959、Irgacure 500;アルファ−アミノケトン、Irgacure 907、Irgacure 369およびIrgacure 379;およびフェニルグリオキシレート、例えば、Irgacure 754、Darocur MBF、およびこれらの混合物を含んでいてもよい。Darorcur 4265(Darocur TPO(50重量%)+Darocur 1173(50重量%)の混合物)、Irgacure 2022(Irgacure 819(20重量%)+Darocur 1173(80重量%)の混合物)、およびこれらの混合物を含め、これらの両範囲の波長を吸収する光開始剤を使用してもよい。
インク組成物に含まれる光開始剤の合計量は、例えば、インク組成物の約1重量%〜約20重量%、例えば、約2重量%〜約15重量%、または約3重量%〜約10重量%の量であってもよい。約370nmより大きな波長の放射線を吸収する開始剤の量は、インク組成物の約0.5重量%〜約5重量%であってもよい。約420nm未満の波長の放射線を吸収する開始剤の量は、インク組成物の約1重量%〜約5重量%であってもよい。
以下の表1は、市販の光開始剤のUV吸収範囲を示す。
Figure 0006525544
(界面活性剤)
必要な場合、硬化前に、組成物の表面張力を下げ、基材表面を濡らし、平滑化するために、界面活性剤を一般的に使用する。疎水性および親水性の両方の特性によって、界面活性剤を選択することができる。いくつかの実施形態では、本開示のインクは、シリコーンを含有する界面活性剤を含む。これらのシリコーン界面活性剤は、1つ以上の官能基、例えば、カルビノール、アルキル、アリール、グリコール、ポリエーテル、シロキサンおよびこれらの混合物を含んでいてもよい。適切な界面活性剤としては、限定されないが、ポリジメチルシロキサンコポリマー(Siltech(登録商標)C−20、C−42、C−468)、アルキルおよびアリールで修飾されたポリジメチルシロキサン(Siltech(登録商標)C−32)、シリコーンポリエーテル(Siltech(登録商標)C−101、442)、ジメチルシロキサンとポリオキシアルキレンのブロックコポリマー(Siltech(登録商標)C−241)など、およびこれらの混合物が挙げられる。
界面活性剤が、インク組成物の約0.1〜約5重量%、約0.1〜約3重量%、0.1〜約2重量%、または約0.1〜約1.0重量%の量で本開示のインクに含まれてもよい。
界面活性剤は、放射線硬化性材料と混和性であってもよい(すなわち、アクリレートまたはメタクリレートと混和性)。
(着色剤)
インク組成物は、場合により、着色剤を含んでいてもよい。着色剤をインク媒剤に溶解または分散させることができる限り、染料、顔料、これらの混合物などを含め、任意の望ましい着色剤または効果的な着色剤をインク組成物に使用してもよい。顔料は、典型的には、染料よりも安価であり、堅牢性が高く、特定の実施形態に含まれてもよい。多くの染料の色は、おそらく遊離ラジカルがその分子構造に攻撃することから、硬化段階中に起こる重合プロセスによって変わってしまうことがある。組成物を、例えば、Color Index(C.I.)Solvent Dye、Disperse Dye、改変したAcid and Direct Dye、Basic Dye、Sulphur Dye、Vat Dyeなどの従来のインク着色材料と組み合わせて使用してもよい。
適切な染料の例としては、Neozapon Red 492(BASF);Orasol Red G(Ciba);Direct Brilliant Pink B(Oriental Giant Dyes);Direct Red 3BL(Classic Dyestuffs);Supranol Brilliant Red 3BW(Bayer AG);Lemon Yellow 6G(United Chemie);Light Fast Yellow 3G(Shaanxi);Aizen Spilon Yellow C−GNH(Hodogaya Chemical);Bernachrome Yellow GD Sub(Classic Dyestuffs);Cartasol Brilliant Yellow 4GF(Clariant);Cibanon Yellow 2GN(Ciba);Orasol Black CN(Ciba);Savinyl Black RLSN(Clariant);Pyrazol Black BG(Clariant);Morfast Black 101(Rohm & Haas);Diaazol Black RN(ICI);Orasol Blue GN(Ciba);Savinyl Blue GLS(Clariant);Luxol Fast Blue MBSN(Pylam Products);Sevron Blue 5GMF(Classic Dyestuffs);Basacid Blue 750(BASF)、Neozapon Black X51(BASF)、Classic Solvent Black 7(Classic Dyestuffs)、Sudan Blue 670(C.I.61554)(BASF)、Sudan Yellow 146(C.I.12700)(BASF)、Sudan Red 462(C.I.26050)(BASF)、C.I.Disperse Yellow 238、Neptune Red Base NB543(BASF、C.I.Solvent Red 49)、BASF製のNeopen Blue FF−4012、ICI製のLampronol Black BR(C.I.Solvent Black 35)、Morton Morplas Magenta 36(C.I.Solvent Red 172)、金属フタロシアニン着色剤などが挙げられる。ポリマー染料を使用することもでき、例えば、Milliken & CompanyからMilliken Ink Yellow 869、Milliken Ink Blue 92、Milliken Ink Red 357、Milliken Ink Yellow 1800、Milliken Ink Black 8915−67、uncut Reactant Orange X−38、uncut Reactant Blue X−17、Solvent Yellow 162、Acid Red 52、Solvent Blue 44およびuncut Reactant Violet X−80として市販される。
硬化性相変化インクにとって、顔料も適切な着色剤である。適切な顔料の例としては、PALIOGEN Violet 5100(BASFから市販);PALIOGEN Violet 5890(BASFから市販);HELIOGEN Green L8730(BASFから市販);LITHOL Scarlet D3700(BASFから市販);SUNFAST Blue 15:4(Sun Chemicalから市販);Hostaperm Blue B2G−D(Clariantから市販);Hostaperm Blue B4G(Clariantから市販);Permanent Red P−F7RK;Hostaperm Violet BL(Clariantから市販);LITHOL Scarlet 4440(BASFから市販);Bon Red C(Dominion Color Companyから市販);ORACET Pink RF(Cibaから市販);PALIOGEN Red 3871 K(BASFから市販);SUNFAST Blue 15:3(Sun Chemicalから市販);PALIOGEN Red 3340(BASFから市販);SUNFAST Carbazole Violet 23(Sun Chemicalから市販);LITHOL Fast Scarlet L4300(BASFから市販);SUNBRITE Yellow 17(Sun Chemicalから市販);HELIOGEN Blue L6900、L7020(BASFから市販);SUNBRITE Yellow 74(Sun Chemicalから市販);SPECTRA PAC C Orange 16(Sun Chemicalから市販);HELIOGEN Blue K6902、K6910(BASFから市販);SUNFAST Magenta 122(Sun Chemicalから市販);HELIOGEN Blue D6840、D7080(BASFから市販);Sudan Blue OS(BASFから市販);NEOPEN Blue FF4012(BASFから市販);PV Fast Blue B2GO1(Clariantから市販);IRGALITE Blue BCA(BASFから市販);PALIOGEN Blue 6470(BASFから市販);Sudan Orange G(Aldrichから市販)、Sudan Orange 220(BASFから市販);PALIOGEN Orange 3040(BASF);PALIOGEN Yellow 152、1560(BASFから市販);LITHOL Fast Yellow 0991 K(BASFから市販);PALIOTOL Yellow 1840(BASFから市販);NOVOPERM Yellow FGL(Clariantから市販);Ink Jet Yellow 4G VP2532(Clariantから市販);Toner Yellow HG(Clariantから市販);Lumogen Yellow D0790(BASFから市販);Suco−Yellow L1250(BASFから市販);Suco−Yellow D1355(BASFから市販);Suco Fast Yellow Dl 355、Dl 351(BASFから市販);HOSTAPERM Pink E 02(Clariantから市販);Hansa Brilliant Yellow 5GX03(Clariantから市販);Permanent Yellow GRL 02(Clariantから市販);Permanent Rubine L6B 05(Clariantから市販);FANAL Pink D4830(BASFから市販);CINQUASIA Magenta(DU PONTから市販);PALIOGEN Black L0084(BASFから市販);Pigment Black K801(BASFから市販);およびカーボンブラック、例えば、REGAL 330(商標)(Cabotから市販)、Nipex 150(Degusssaから市販)、Carbon Black 5250およびCarbon Black 5750(Columbia Chemicalから市販)など、およびこれらの混合物が挙げられる。
インクは、インクセットの着色インクで使用される種々の顔料に対し、優れた接着親和性を有する部分または基を含む、顔料を安定化させる界面活性剤または分散剤も含んでいてもよく、さらに、インク媒剤の中で分散させることができる部分または基も含むことが望ましい。インクセットのすべての着色インクに適切な分散剤の選択は、分散剤/顔料の組み合わせの予測できない性質に起因して、当業者によって可能なような試行錯誤による評価が必要な場合がある。
例となる分散剤として、ランダムコポリマーおよびブロックコポリマーが適切な場合がある。特に望ましいブロックコポリマーは、例えば、アミノまたはアミノアクリレートブロックAおよびアクリレートブロックBを含むアミノアクリレートブロックコポリマーであり、アクリレート部分によって、分散剤を安定化し、アミノ部分が顔料表面に十分に付着しつつ、インク媒剤に十部に分散する。本発明で使用するのに適することがわかっているブロックコポリマー分散剤の市販例は、DISPERBYK−2001(BYK Chemie GmbH)およびEFKA 4340(Ciba Specialty Chemicals)である。
着色剤は、インク組成物中に、例えば、インク組成物の約0.1〜約15重量%、例えば、約2〜約9重量%の量で含まれていてもよい。
(インク組成物の調製および使用)
実施形態のインク組成物を任意の適切な技術によって調製してもよい。一例として、モノマー、オリゴマー、光開始剤、安定化剤および界面活性剤を合わせ、均質な溶液が生成するまで30〜90℃の温度で攪拌することによってインクを調製してもよい。この溶液に、顔料分散物を加え、攪拌および均質化を含む任意の適切な方法によって組み込んでもよい。次いで、インク組成物を場合により高温で濾過し、外来粒子を除去してもよい。インク調製法のさらなる例を以下の実施例に記載する。
本明細書に記載するインク組成物を、約100℃未満、例えば、約25℃〜約100℃、または約30℃〜約95℃の温度で吐出してもよい。したがって、インク組成物は、圧電インクジェットデバイスに使用するのに理想的に適している。
間接的な印刷プロセスでは、中間転写体は、任意の望ましい構造または適切な構造、例えば、ドラムまたはローラー、ベルトまたはウェブ、平坦な表面または平板などであってもよい。中間転写体表面は、室温であってもよく、またはある表面温度を有するように加熱してもよい。例えば、中間転写体の内部または付近に加熱部を配置することによって、転写体を冷却するための空気流を用いることなどによって、中間転写体の温度を任意の望ましい方法または適切な方法によって制御することができる。中間転写体から最終的な記録基材への転写は、任意の望ましい方法または適切な方法によって、例えば、中間転写体と背面部材(任意の望ましい構造または効果的な構造、例えば、ドラムまたはローラー、ベルトまたはウェブ、平坦な表面または平板などであってもよい)によって作られる爪によって最終的な記録基材を通過させることによって行うことができる。任意の望ましい爪圧または効果的な爪圧(例えば、約5ポンド/平方インチ〜約2,000ポンド/平方インチ、例えば、約10〜約200ポンド/平方インチ)で転写が行われてもよい。転写表面は、硬質または軟質であってもよく、弾性であってもよい。転写の前または後に、基材の上の画像を硬化させる。インク組成物の光重合可能な要素を硬化させるための放射線は、限定されないが、キセノンランプ、レーザー光、中圧水銀ランプ、H球として知られることが多い、マイクロ波で励起される水銀ランプ、D球またはV球と呼ばれることが多いドープされた水銀ランプ、LEDなどの種々の可能な技術によって与えられてもよい。
本開示は、本発明の実施形態の光硬化性インクで印刷する方法を提供する。この方法は、本開示の光硬化性インクを与えることと;このインクを中間体基材に塗布することと;このインクを、第1のUV光に露光し、放射線硬化性材料を部分的に重合させることと;このインクを中間体基材から最終的な基材に転写することと;このインクを、第2のUV光に露光し、完全な架橋を誘発して画像を作成することとを含む。放射線硬化性材料を前硬化させるために第1のUV光を使用してもよい。前硬化工程中に、モノマー/オリゴマーを部分的に重合させ、中間転写体基材の上にインク膜を作製してもよい。一時的な画像の前硬化によって、インク膜の凝集を増やしてもよく、これによって、中間体基材から最終的な基材へのインクの転写がもっと効率的になる。前硬化は、一時的な画像を長い波長(例えば、370〜420nm)に露光し、部分的に重合させ、「粘着性」の状態を得ることによって達成され、基材への転写に適した約5,000〜約1,000,000cPの粘度を有する。前硬化工程に長い波長の光を用いると、表面の大部分が硬化していない状態のままで、インク/転写基材の界面に対し、インクの塊が下方向に重合する。この部分的に硬化した状態によって、凝集および最終的な基材への転写が増すことに起因して、硬化していないインク膜の粘着性表面に起因して、基材から剥離することができるはずである。得られたインク膜は、部分的に硬化したモノマーおよび/またはオリゴマー、添加剤および任意要素の着色剤を含む。次いで、「粘着性」膜を制御された温度および圧力の下で中間受け入れ部材から最終的な受け入れ基材に転写してもよい。インク画像の転写は、加圧状態および/または高温で接触させることによって行われてもよい。次いで、転写された画像を、さらに、第2のUV光(完全なUVスペクトル、例えば、250〜420nm)にさらし、完全な架橋を誘発することによって、堅牢性の高い画像を得る。
(実施例1)
(予想実施例:インク配合物A)
50mLの褐色ガラスバイアルに、SR9003、SR399LV、CN132、Irgastab UV10、Esacure KIP 150、Irgacure 379、Irgacure 819、Siltech C−101界面活性剤を加え、この混合物を30〜90℃で30分間攪拌し、UV安定化剤および光開始剤を確実に溶解させる。次いで、顔料分散物を加え、2,000〜3,000RPMで10〜20分間、インクを均質化する。顔料分散物は、任意の適切なプロセスによって、例えば、分散剤および反応性希釈剤中でボールミルによって粉砕することによって調製されるシアン、マゼンタ、イエローまたはブラックの濃縮物であってもよい。
以下の表2は、インク配合物Aの要素を示す。
Figure 0006525544
配合物Aをインクジェット1(図1を参照)によって、液体インクの表面張力よりも高い表面エネルギーを有する中間受け入れ部材5(例えば、ドラム)に塗布する。
インクを中間体基材5に吐出した後、長い波長のUV照射4に対する第1の露光によってインクを部分的に硬化させる。波長の選択は、従来のUV光源と組み合わせ、バンドパスフィルタを用いることによって達成することができ、または、長い波長のUV−LEDを使用してもよい。配合物Aでは、長い(370〜420nm)の光に露光すると、インク表面ではなく、インク/転写基材の界面に対し、インクの塊が下方向に部分的に重合する。選択的な硬化のための理由は、以下の2つである。(1)長い波長の光は、インク層を通り抜けるとき、もっと効果的である。(2)Irgacure 819の照射によって発生するラジカルは、酸素による消光に対し、非常に感受性であり、したがって、インク/空気界面で重合を開始させるのに効果的ではない。その結果、前硬化工程によって、深さ方向にもっと大きく重合する特に粘着性の表面を有する、部分的に重合した膜が生じる。一時的な画像の前硬化によって、インク膜の凝集が増え、中間体基材5から最終的な基材10へのインクの転写がもっと効率的になる。次いで、この膜を、特定の温度および圧力で接触させることによって、基材10に転写する。次いで、転写した画像に対し、全スペクトルのUV照射6を行い、完全な架橋を誘発することによって、きわめて堅牢性の高い画像が得られる。

Claims (9)

  1. 間接的な印刷プロセスで使用する光硬化性インクで印刷する方法であって、
    (a)硬化性モノマー、硬化性オリゴマーおよびこれらの混合物からなる群から選択される放射線硬化性材料と;
    70〜420nmの第1の波長の放射線を吸収する第1の光開始剤と;
    50〜370nmの第2の波長の放射線を吸収する第2の光開始剤と;
    界面活性剤と
    を含む光硬化性インクを準備することと;
    (b)このインクを中間体基材に塗布することと;
    (c)中間転写体から最終的な基材に転写する前に、このインクを、370〜420nmの波長の第1のUV光に露光して、5,000〜1,000,000cPの粘度になるまで部分的に硬化させることと;
    (d)このインクを中間体基材から最終的な基材に転写することと;
    (e)このインクを、250〜420nmの波長の第2のUV光に露光し、完全な架橋を誘発して画像を作成することとを含む、方法
  2. 光開始剤の合計量が、インクの1〜20重量%である、請求項1に記載の方法
  3. 第1の光開始剤が、アシルホスフィンオキシドを含む、請求項1に記載の方法
  4. 第2の光開始剤が、ヒドロキシケトン、アミノケトン、フェニルグリオキシレート、およびこれらの混合物からなる群から選択される、請求項1に記載の方法
  5. 界面活性剤が、放射線硬化性材料に混和性である、請求項1に記載の方法
  6. 界面活性剤は、カルビノール、アルキル、アリール、グリコール、ポリエーテル、シロキサンおよびこれらの混合物からなる群から選択される1つ以上の官能基を含む、請求項1に記載の方法
  7. インクは、25℃から100℃までの吐出温度での表面張力が1〜50ダイン/cmである、請求項1に記載の方法
  8. インクは、25℃から100℃までの吐出温度での粘度が2センチポイズ〜20センチポイズである、請求項1に記載の方法
  9. インクが水を含まない、請求項1に記載の方法
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