(57)【要約】  赤外（ＩＲ）吸収性を有するインクは、インクビヒクルと、視認性の低い色を有するＩＲ吸収性顔料（１６０）とを含んで成る。例示的な一実施形態によれば、ＩＲ吸収性顔料は、アンチモン含有酸化スズを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤外（ＩＲ）吸収性を有するインクであって、視認性の低い色を有するＩＲ吸収性顔料を含むインク（１６０）。
【請求項２】
前記ＩＲ吸収性顔料が、遷移金属又は遷移金属酸化物を含有する酸化スズを含んで成る、請求項１に記載のインク。
【請求項３】
所望の基材の色に似るように構成されたカラー染料又は顔料をさらに含む、請求項１に記載のインク。
【請求項４】
噴射可能なビヒクルをさらに含み、前記ＩＲ吸収性顔料が前記噴射可能ビヒクルに分散している、請求項１に記載のインク。
【請求項５】
ＵＶ硬化性マトリックス及びＵＶ光開始剤をさらに含み、前記インクがＵＶ硬化性である、請求項１に記載のインク。
【請求項６】
赤外（ＩＲ）吸収性を有する紫外（ＵＶ）硬化性インクであって：
エポキシオリゴマー又はアクリレートオリゴマーの一方を含む紫外（ＵＶ）光硬化性マトリックス；
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（acrylated amine synergists）、又はアルファ−ヒドロキシプロパノンのうちの１つを含むＵＶ光開始剤；及び
視認性の低い色を有するＩＲ吸収性顔料（１６０）
を含む、紫外（ＵＶ）硬化性インク。
【請求項７】
対象物を追跡及び認証する方法であって、赤外（ＩＲ）吸収性であり且つ視認性の低い色を有する顔料インク（１６０）を用いて前記対象物をマーキングすることを包含する、方法。
【請求項８】
前記マーキングすることが、前記対象物上に認識可能なパターンを印刷することを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
ＩＲ吸収性インクを製造する方法であって：
インクビヒクルを設けること；及び
視認性の低い色を有するＩＲ吸収性顔料（１６０）を前記インクビヒクルに分散させること
を包含する、方法。
【請求項１０】
視認性の低い色を有する前記ＩＲ吸収性顔料（１６０）が、ＩＲ吸収性顔料を含む、請求項９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
赤外（ＩＲ）センサー及び関連する赤外吸収性インクは、伝統的に、種々の対象物を追跡、認証するのに用いられてきた。より詳細には、赤外吸収性インクにより形成されたレーベル、バーコード、又はその他の識別可能なマーキングが、多くの対象物の表面上に形成されてきた。マーキングされると、対象物は、ＩＲ光で照射し且つ赤外センサーで調査することにより、その対象物を認証又は追跡することが可能となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００２】
赤外センサー及び関連する赤外吸収性インクを用いて対象物を追跡、認証するための多数の方法がこれまで用いられてきたが、これらの従来の方法には多数の制約がある。特に、従来のＩＲ染料は、それらに関連する可視色を有しており、それによって、得られる染料系ＩＲインク並びにその印刷物は、視認できる色を帯びている。さらに、染料系ＩＲインクは、伝統的に、インクベースへの限られた溶解度並びに低い耐光性及び環境堅牢性（空気、水、湿度、及び熱堅牢性）で不利を被ってきた。さらに、従来の顔料系ＩＲ吸収性インクは、典型的に、ＩＲ吸収材料としてカーボンブラックを含有し、結果的に、濃く且つよく視認されるインクに帰着する。従って、ＩＲ吸収性インクの追跡、認証効率の幾らかが損なわれ得る。
【課題を解決するための手段】
【０００３】
赤外（ＩＲ）吸収性を有するインクは、インクビヒクルと、視認性の低い色を有する赤外線吸収性顔料とを含んで成る。
【０００４】
例示的な一実施形態によれば、赤外（ＩＲ）吸収性を有する紫外（ＵＶ）硬化性インクは、ＵＶ光硬化性マトリックス、ＵＶ光開始剤、及び視認性の低い色を有する赤外吸収性顔料から構成される。
【０００５】
さらに他の例示的な実施形態によれば、赤外（ＩＲ）吸収性のインクを形成する方法は、インクビヒクルを設けること、及びインクビヒクルにＩＲ吸収性顔料を分散させることを包含する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
添付の図面は、本願のシステム及び方法の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。
図面を通して、同一の符号は、必ずしも同一ではないが、類似する構成要素を示す。
【０００７】
視認性の低い色を呈する赤外（ＩＲ）吸収性顔料を含むインクの例示的な調合物をここに開示する。より詳細には、例示的な一実施形態によれば、視認性の低いカラー特性をもたらすＩＲ吸収性顔料を含むインクは、インクビヒクルと、バインダーと、アンチモンを含有した酸化スズを含むＩＲ吸収性顔料とから構成される。この例示的な実施形態によれば、ＩＲ顔料は、視認性の低いカラー特性をもたらす任意の赤外吸収性又は近赤外吸収性顔料とし得る。
【０００８】
本発明の特定の実施形態を開示、説明するにあたり、本発明のシステム及び方法は、ここに開示する特定のプロセス及び材料に限定されないことを理解されたい。それらは或る程度変更し得るからである。また、ここで用いる用語は、特定の実施形態を専ら記述するだけの目的で用いるものであり、限定の意のないことを理解されたい。本発明のシステム及び方法の範囲は、添付の特許請求の範囲及びその等価物によってのみ限定されるからである。
【０００９】
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「液体ビヒクル」は、顔料をはじめとする着色剤を基材へと運ぶのに用いることのできる液体組成物を包含するものと定義する。液体ビヒクルは当分野で周知であり、本発明の例示的なシステム及び方法の実施形態に従って多様な液体ビヒクル成分を用いることができる。当該液体ビヒクルは、限定はしないが、界面活性剤、共溶媒、緩衝剤、殺生物剤、粘度修正剤、金属イオン封止剤、安定剤、及び水をはじめとする、様々な各種薬剤から成る混合物から構成することができる。当該液体ビヒクルはまた、本質的に液体ではないものの、ポリマー、ＵＶ硬化性材料、バインダー、可塑剤、塩等のような他の固形物も含むことができる。
【００１０】
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、紫外放射線に曝された際に固まるか及び／又は硬化するように構成される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。加えて、用語「赤外吸収性顔料」又は「ＩＲ吸収性顔料」は、赤外光スペクトル範囲内の光（約１ミクロン〜１ｍｍの波長を有する光）を吸収する顔料として広義に解釈されるものとする。同様に、用語「近赤外吸収性顔料」は、約０．７ミクロン〜約３ミクロンの範囲の波長を有する光を吸収する任意の顔料として解釈されるものとする。本書で用いるとき、用語「赤外吸収性顔料」及び「近赤外吸収性顔料」は、相互に交換して使用される。
【００１１】
本書では、濃度、量、及びその他の数値データを範囲形式にて提示する場合がある。そのような範囲形式は、単に便利且つ簡潔なために用いており、範囲の限界として明記した数値を含むだけでなく、各数値及び副範囲があたかも明記されているかのようにその範囲内に包含される個別の数値又は副範囲を全て包含するものと柔軟に解釈されるべきことを理解されたい。例えば、約１ｗｔ％〜約２０ｗｔ％という重量範囲は、１ｗｔ％〜約２０ｗｔ％という明記した濃度限界のみならず、２ｗｔ％、３ｗｔ％、４ｗｔ％のような個別濃度、及び５ｗｔ％〜１５ｗｔ％、１０ｗｔ％〜２０ｗｔ％等のような、副範囲も含むものと解されるべきである。
【００１２】
以下の記載では、説明目的で、ＩＲ吸収性を有する低視認性インクに関して、本願のシステム及び方法の完全な理解をもたらすべく多数の具体例を記載する。しかしながら、これらの具体例を用いずとも、本願の方法を実施し得ることは当業者に明らかであろう。本明細書において「一実施形態」又は「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句「一実施形態では」は、必ずしも同一の実施形態について言及しているのではない。
【００１３】
図１は、視認性の低い色を呈しつつＩＲ吸収性を有するインク（１６０）の、インク受容媒体（１７０）上への受容を容易にする例示的なシステムの構成部品を示している。図１に示すように、多数の位置決めローラ及び／又はベルトを具備する媒体搬送システム（１８０）は、印刷運転時、インク受容媒体（１７０）を搬送し且つ位置を固定し得る。あるいはまた、当業者によく知られているように、印刷運転時にインク受容媒体（１７０）を搬送し及び／又は位置を固定するために、任意のベルト、ローラ、基材、又はその他の搬送装置を用いることができる。ＩＲ吸収性を有するインクは、インクジェット、スピンコーティング、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任意の印刷又はコーティング法によって、インク受容媒体に適用することができる。
【００１４】
例示的な一実施形態によれば、キャリッジ（１４０）の一部を形成するインクジェット材料ディスペンサ（１５０）は、材料容器（１３０）から本願のＩＲ吸収性インク（１６０）を受け、そして演算デバイス（１１０）及び多数のサーボ機構（１２０）の支援によって前記ＩＲ吸収性インクをインク受容媒体（１７０）上へと選択的に分配できるよう構成し得る。この例示的な実施形態によれば、インクジェット材料ディスペンサ（１５０）には、決して限定はしないが、機械的に駆動されるインクジェットディスペンサ、静電的に駆動されるインクジェットディスペンサ、磁気的に駆動されるディスペンサ、圧電的に駆動されるディスペンサ、又は連続的インクジェットディスペンサが含まれ得る。
【００１５】
さらに、放射線アプリケータ（１９０）も図１に示している。例示的な一実施形態によれば、図１に示すような放射線アプリケータを例示的なシステム（１００）と組み合わせることで、視認性の低い色を呈し且つＩＲ吸収性を有する分配インク（１６０）に放射線を適用することができる。視認性の低い色を呈し且つＩＲ吸収性を有するインク（１６０）は、付着後、放射線を適用することで硬化させ得る。例示的な一実施形態によれば、ＩＲ吸収性を有するインクはＵＶ硬化性であり得る。この例示的な実施形態では、放射線アプリケータ（１９０）は、ＩＲ吸収性を有するインク（１６０）の硬化反応を開始させるように構成し得る。従って、放射線アプリケータ（１９０）は、視認性の低い色を呈し且つＩＲ吸収性を有する、付着したインク（１６０）を固化又は硬化させるのに十分な紫外線（ＵＶ）若しくは他の放射線を適用するべく構成された任意の装置とし得る。放射線アプリケータ（１９０）は、ＩＲ吸収性を有する付着したＵＶ硬化性インク（１６０）の全て又は選択部に投光露光するべく構成された別置きの露光装置又は走査ユニットとし得る。
【００１６】
図２は、視認性の低い色を呈し且つＩＲ吸収性を有するインク（１６０）の、インク受容媒体（１７０）上への受容を容易にする代替の例示的システムの構成部品を示している。図２に示すように、フレキソ印刷システム（２００）を用いて、インク受容媒体（１７０）上に視認性の低い色を呈し且つＩＲ吸収性を有するインク（１６０）を適用することができる。図２に示すように、視認性の低い色を呈し且つＩＲ吸収性を有するインク（１６０）はインクパン（２１０）に収容されており、それは、元ローラ（fountain roller）（２２０）によってピックアップされ得る。インク（１６０）は、元ローラ（２２０）によってピックアップされると、次いで、アニロックス（ａｎｉｌｏｘ）ローラ（２３０）へ、そして多数の画像プレート（２５０）を有するプレートシリンダ（２４０）上へと運ばれる。インクは、画像プレート（２５０）表面をコーティングし、インク受容媒体（１７０）は、画像プレートと加圧シリンダ（２６０）との間を通され、これによって画像プレート（２５０）からインク受容媒体（１７０）へのインク（１６０）の迅速転写が促進される。画像受容媒体（１７０）に転写されると、インクとインク受容媒体とは、さらなる処理のために運ばれる。
【００１７】
以下、視認性の低い色を呈し且つＩＲ吸収性を有する本願のインク（１６０）の形成並びに組成物について詳細に説明することとする。
【００１８】
例示的組成物
例示的な一実施形態によれば、ＩＲ吸収性を有する本願のインクは、視認性の低い色を呈するよう構成された少なくともＩＲ吸収性顔料とビヒクルとから構成される。追加の成分も本願のインクに付加することができ、それらとしては、限定はしないが、ＵＶ硬化性インクの色及び外見を選択的に修正する有機又は無機の染料若しくは顔料、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、安定剤、ＵＶ光開始剤、ＵＶ硬化性マトリックス材料等が挙げられる。本願のインクの各成分について、以下にさらに詳細に説明する。
【００１９】
ＩＲ吸収性顔料
従来、ＩＲ吸収性インクは、ＩＲ吸収材料としてカーボンブラックを含有するＩＲ吸収性顔料を含んでおり、濃く且つよく視認できる印刷物に帰着する。濃く且つよく視認できるＩＲ吸収性印刷物は、ＩＲ吸収性インクの有する多数の追跡、認証についての利点を損なう。より詳細には、偽造防止の利点は、伝統的に、カーボンブラックを含むＩＲ吸収性顔料の使用によって損なわれてきた。
【００２０】
ＩＲ吸収材料としてカーボンブラックを含むＩＲ吸収性顔料を含有する従来のインクとは対照的に、ＩＲ吸収性を有する本願の例示的インクは、視認性の極めて低い色をもたらすＩＲ吸収性顔料を含み、結果的に、白色又は白色に近い基材上に印刷されると、ほとんど目に見えない印刷物を与える。
【００２１】
本願の例示的な実施形態について用いるとき、用語ＩＲ顔料とは、電磁スペクトルの赤外領域における放射線を効率的に吸収する任意の材料を指す。本願の例示的な実施形態によれば、ＩＲ吸収性を有するインクにおいて用いるＩＲ顔料は、限定はしないが、遷移金属及び遷移金属酸化物を含有する酸化スズを含む。より詳細には、例示的な一実施形態によれば、ＩＲ吸収性であり且つ視認性の低い色を有するインクに用いられる本願のＩＲ顔料は、限定はしないが、ＥＭＤ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓから市販の、Ｍｉｎａｔｅｃ（登録商標）２３０Ａ−ＩＲとして知られる、市販のアンチモン含有酸化スズを含む。
【００２２】
例示的な一実施形態によれば、ＩＲ顔料として用いられる顔料は、アンチモンのドープされた二酸化スズから成る層を有する層構造を含む。
【００２３】
例示的な一実施形態によれば、上述の顔料は、スズ及びアンチモン塩の水溶液から調製される。この例示的な実施形態によれば、塩基を添加することによって、水酸化物の混合物を沈殿させる。これによって、密なアンチモン含有酸化スズが形成される。以下の式１は、例示的な一実施形態による、上述の形成プロセスを示す。
【００２４】
【化１】
2009511661.tif 000003
【００２５】
上述の形成法によって、約１〜２０μｍの粒子径を有するライトグレー又は白色に近い顔料を形成することができる。さらに、例示的な一実施形態によれば、アンチモン含有酸化スズを含むＩＲ顔料は、図３に示すようなＩＲ吸収特性を有し得る。より詳細には、図３に示す例示的な一実施形態によれば、アンチモン含有酸化スズを含む例示的なＩＲ顔料は、約７００〜１０００ｎｍの波長の光に対して１０〜６０％のＩＲ吸光度、詳細には３０〜６０％の吸光度を、約１０００〜１５００ｎｍの波長の光に対して２０〜８８％の吸光度、より詳細には６０〜８８％の吸光度、そして約１５００〜２５００ｎｍの波長の光に対して２０〜９５％の間の吸光度、より詳細には５０〜９５％の吸光度を有するように構成することができる。
【００２６】
さらに、上述のように、アンチモン含有酸化スズを含む例示的なＩＲ顔料は、視認性の低い色を呈する。例示的な一実施形態によれば、視認性の低い色を呈するインクは、低い光学濃度（ＯＤ）を示すものとして定量化し得る。例えば、図４は、アンチモン含有酸化スズを含む第１（４００）及び第２（４１０）のインク調合物の可視スペクトル特性を示している。図４に示すように、例示的なインク（４００、４１０）は、高い反射率値を示し、視認性の低い色を呈する。さらに、図４に示す例示的なインクは、それぞれ、約５．５及び５．９のＣ＊値と、それぞれ、約０．０７及び０．０９のＯＤ値を示した。
【００２７】
上述の例示的なＩＲ吸収性顔料に加えて、視認性の低い色を示す近赤外吸収性顔料もまた、ＩＲ吸収性を有する本願のインク中に含有させ得る。
【００２８】
本発明の例示的な実施形態によれば、上述のＩＲ及び近ＩＲ顔料は、ＩＲ吸収性を有するインクの約０．０１〜７０．０％にて含まれ得る。より詳細にいえば、例示的な一実施形態によれば、上述のＩＲ及び近ＩＲ顔料は、ＩＲ吸収性を有するインクの約５０．０％にて含まれる。
【００２９】
液体ビヒクル
上述のように、本願の例示的なシステム及び方法で用いるＩＲ吸収性のインク（１６０）は、本願のインクに粘度及び他の特性を付与する液体ビヒクルを含み、それによってインクジェット、フレキソ印刷、オフセット、熱転写又はスクリーン印刷のような様々なインク適用法に適合されるようになる。例示的な一実施形態によれば、本願のＩＲ吸収性のインクの液体ビヒクルは、限定はしないが、水、共溶媒、界面活性剤、緩衝剤、殺生物剤、金属イオン封止剤、粘度修正剤、湿潤剤、バインダー、及び／又はその他の既知の添加物から構成し得る水性調合物又は液体ビヒクルを含み得る。典型的に、本願の例示的なシステム及び方法で用いるインクジェットインク組成物に関しては、約０．８〜約８センチポアズ（ｃｐｓ）の粘度が達成される。例示的な一実施形態では、当該液体ビヒクルは、インクジェットインク組成物の約７０ｗｔ％〜約９９．９ｗｔ％を構成し得る。上述のＩＲ吸収性顔料とは別の、他の態様では、当該液体ビヒクルはまた、高分子バインダー、ＵＶ光開始剤、ラテックス粒子、及び／又はその他の固形物も保持し得る。さらに、フレキソ印刷のような他のコーティング法に関しては、インク組成物の粘度を高めてコーティング方法を支援することができる。
【００３０】
一実施形態によれば、当該液体ビヒクルは、主として、水性である。この実施形態によれば、水性液体ビヒクルは、インクに噴射可能な粘度を付与すると共に、所望の信頼性をもたらす。
【００３１】
上述のように、例示的なインク組成物（１６０）に共溶媒を含有させることもできる。適切な共溶媒には水溶性有機共溶媒が挙げられ、限定はしないが、脂肪族アルコール、芳香族アルコール、ジオール、グリコールエーテル、ポリ（グリコール）エーテル、ラクタム、ホルムアミド、アセトアミド、長鎖アルコール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、グリセリン、ジプロピレングリコール、グリコールブチルエーテル、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、アミド、エーテル、カルボン酸、エステル、オルガノスルフィド、オルガノスルホキシド、スルホン、アルコール誘導体、カルビトール、ブチルカルビトール、セロソルブ、エーテル誘導体、アミノアルコール、及びケトンが含まれる。例えば、一実施形態によれば、共溶媒として、炭素数３０以下の第一脂肪族アルコール、炭素数３０以下の第一芳香族アルコール、炭素数３０以下の第二脂肪族アルコール、炭素数３０以下の第二芳香族アルコール、炭素数３０以下の１，２−ジオール、炭素数３０以下の１，３−ジオール、炭素数３０以下の１，５−ジオール、エチレングリコールアルキルエーテル、プロピレングリコールアルキルエーテル、ポリ（エチレングリコール）アルキルエーテル、ポリ（エチレングリコール）アルキルエーテルの高次の同族体、ポリ（プロピレングリコール）アルキルエーテル、ポリ（プロピレングリコール）アルキルエーテルの高次の同族体、ラクタム、置換ホルムアミド、未置換ホルムアミド、置換アセトアミド、及び未置換アセトアミドを挙げることができる。好ましく用いられる共溶媒の具体例としては、限定はしないが、１，５−ペンタンジオール、２−ピロリドン、２−エチル−２−ヒドロキシメチル−１，３−プロパンジオール、ジエチレングリコール、３−メトキシブタノール、及び１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンが挙げられる。
【００３２】
共溶媒を添加することで、インク中の水の蒸発速度を低下させて詰まりを最小限としたり、粘度、ｐＨ、表面張力、光学濃度、及び印刷品質のようなインクの他の諸性質を最適化することができる。共溶媒の濃度は、約１ｗｔ％〜約４０ｗｔ％の範囲とし得、一実施形態では、約２ｗｔ％〜約３０ｗｔ％である。当分野で既知のように、複数の共溶媒を用いることができる。
【００３３】
任意に、種々の緩衝剤又はｐＨ調節剤もまた、本願の例示的なシステム及び方法における組成物に用いることができる。代表的な緩衝剤としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムのようなアルカリ金属とアミンの水酸化物；クエン酸；トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、及びジメチルエタノールアミンのようなアミン；塩酸；及び本願の例示的なシステムのＩＲ吸収性を実質的に妨げない他の塩基性又は酸性成分のようなｐＨ制御溶液が挙げられる。用いる場合、緩衝剤は、典型的に、インク組成物の約１０ｗｔ％未満の量にて含まれる。
【００３４】
さらに、望ましくない微生物の成長を阻害すべく、種々の殺生物剤をＩＲ吸収性インク組成物（１６０）に含有させることができる。適切な殺生物剤の幾つかの非限定例としては、安息香酸塩、ソルビン酸塩、ＮＵＯＳＥＰＴ（Ｎｕｄｅｘ，Ｉｎｃ．Ｈｕｌｓ  Ａｍｅｒｉｃａの１部門）、ＵＣＡＲＣＩＤＥ（Ｕｎｉｏｎ  Ｃａｒｂｉｄｅ）、ＶＡＮＣＩＤＥ（ＲＴ  Ｖａｎｄｅｒｂｉｌｔ  Ｃｏ．）、及びＰＲＯＸＥＬ（ＩＣＩ  Ａｍｅｒｉｃａｓ）のような市販品、及びその他の既知の殺生物剤がある。典型的に、前述の殺生物剤は、インク組成物の約５ｗｔ％未満、多くの場合、約０．１ｗｔ％〜約０．２５ｗｔ％にて含まれる。
【００３５】
本願のシステム及び方法の別の態様においては、着色剤を基材に固定化する働きのあるバインダーをインクの液体ビヒクルに含有させることができる。当該インク組成物（１６０）における使用に適するバインダーは、典型的に、約１０００Ｍｗ〜約３，０００，０００Ｍｗの分子量を有する。非限定例として、ポリエステル、ポリエステル−メラニン、スチレン−アクリル酸コポリマー、スチレン−アクリル酸−アルキルアクリレートコポリマー、スチレン−マレイン酸コポリマー、スチレン−マレイン酸−アルキルアクリレートコポリマー、スチレン−メタクリル酸コポリマー、スチレン−メタクリル酸−アルキルアクリレートコポリマー、スチレン−マレイン酸半エステルコポリマー、ビニルナフタレン−アクリル酸コポリマー、ビニルナフタレン−マレイン酸コポリマー、及びそれらの塩が挙げられる。
【００３６】
当該インク組成物（１６０）に界面活性剤が含まれる場合、以下のような典型的な水溶性界面活性剤がある−ＴＲＩＴＯＮＳ（商標）（エトキシル化オクチルフェノールを含む）、ＩＧＥＰＡＬＳ（商標）（アルキルフェノキシポリ（エチレンオキシ）エタノール）を含む）、ＳＩＬＷＥＴＳ（商標）（ポリアルキレンオキシド変性ポリジメチルシロキサンをはじめとするシリコーングリコールコポリマーを含む）、ＳＵＲＦＹＮＯＬＳ（商標）（エトキシル化テトラメチルデシンジオールを含む）、ＴＥＲＧＩＴＯＬＳ（商標）（エトキシル化トリメチルノナノールを含む）、ＢＲＩＪＳ（商標）（ポリオキシエチレンエーテルを含む）、ＰＬＵＲＯＮＩＣＳ（商標）（エチレンオキシド／プロピレンオキシドコポリマーを含む）、ＦＬＵＯＲＡＤＳ（商標）及びＺＯＮＹＬＳ（商標）（フッ素系界面活性を含む）、及びＮＥＯＤＯＬＳ（商標）（非イオン性エトキシ界面活性剤を含む）。用い得る他の界面活性剤又は湿潤剤には、Ｗｅｔｔｉｎｇ  Ｏｌｉｎ  １０Ｇ、アルキルポリエチレンオキシド、アルキルフェニルポリエチレンオキシド、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）ブロックコポリマー、アセチレンＰＥＯ、ＰＥＯエステル、ＰＥＯアミン、ＰＥＯアミド、及びジメチコンコポリオールが挙げられる。これらの界面活性剤の何れか、又はこれらの界面活性剤若しくは他の界面活性剤の組合せを、インク組成物の０．０１ｗｔ％〜約１０ｗｔ％にて含有させることができる。
【００３７】
上述のインクビヒクルに加えて、本願の例示的なインク組成物（１６０）は、代替的に、所望のコーティング法を実施するのに十分な有機溶媒系インクビヒクルを含むことができる。より詳細には、例示的な一実施形態によれば、有機溶媒としては、限定はしないが、少なくとも３個の炭素原子を有するケトン；２−ブタノン；トルエン；テトラヒドロフラン；そのようなアルコールの脂肪族アルコールエステル、例えば、アセテート及びプロピオネート；パイン油及びアルファ−若しくはベータ−テルピネオール、又はそれらの混合物のようなテルペン；エチレングリコールモノブチルエーテル及びブチルセロソルブアセテートのようなエチレングリコール及びそのエステル；ブチルカルビトール、ブチルカルビトールアセテート及びカルビトールアセテートのようなカルビトールエステル；Ｔｅｘａｎｏｌ．ＲＴＭ．（２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオールモノイソブチレート）のような他の適切な溶媒；酢酸エチル、メタノール、イソプロパノール、アセトン、キシレン、及びエタノールを挙げることができる。
【００３８】
ＵＶ硬化性マトリックス
一実施形態によれば、ＩＲ吸収性を有するインクは、ＵＶ硬化性マトリックスを含む。ＩＲ吸収性を有する画像形成用インク（１６０）が付着すると、ＵＶ硬化性マトリックスは、ＵＶ硬化性インク中に分散しているＩＲ顔料を位置的に固定化する結合マトリックスをもたらすことができる。さらに、硬化されると、ＵＶ硬化性マトリックスは、ＩＲ顔料の周囲に保護コーティングを形成して、引掻き耐性及び環境堅牢性をもたらす。図１において説明するように、放射線アプリケータ（１９０）を用いることで、ＵＶ硬化プロセスを開始することができる。より詳細には、ＵＶ硬化プロセス時、ＵＶ硬化性マトリックスを構成するポリマーが架橋結合されて、ＩＲ顔料を取り囲む実質的に連続的な構造を形成する。
【００３９】
例示的な一実施形態によれば、ＵＶ硬化性マトリックスは、種々の粘度のＵＶ硬化性モノマー、ダイマー及びオリゴマーのブレンドから構成し得る。ＵＶ硬化性材料は、単官能、二官能、三官能及び多官能アクリレートのようなアクリレート官能性ブレンドであるよう選択し得る。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最終的なインク粘度をもたらすために、低い粘度及び官能性を有する種々のＵＶ硬化性希釈剤を含有し得る。前述のように、本願のＩＲ吸収性インクは、任意のインク分配機構に組み込むことができる。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適合するように変更することができる。さらに、単官能、二官能、三官能及び多官能アクリレートを付加することで、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。
【００４０】
例示的な一実施形態によれば、ＵＶ硬化性マトリックスは、任意のエポキシ及び／又はアクリレートのオ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、エトキシル化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。
【００４１】
より詳細には、上述のＵＶ硬化性マトリックスは、以下の名称を付して市販されている：Ｓａｒｔｏｍｅｒ  ＣＮ１０４、Ｓａｒｔｏｍｅｒ  ＣＮ１０４Ａ６０、Ｓａｒｔｏｍｅｒ  ＣＮ１０４Ａ８０、Ｓａｒｔｏｍｅｒ  ＣＮ１１５、Ｓａｒｔｏｍｅｒ  ＣＮ２９２、Ｓａｒｔｏｍｅｒ  ＣＮ２９３、Ｓａｒｔｏｍｅｒ  ＣＮ２９４、Ｓａｒｔｏｍｅｒ  ＣＮ９９０、Ｓａｒｔｏｍｅｒ  ＣＮ２２０４、Ｓａｒｔｏｍｅｒ  ＣＮ２４００、Ｓａｒｔｏｍｅｒ  ＳＲ３０６、Ｓａｒｔｏｍｅｒ  ＳＲ２３０、Ｓａｒｔｏｍｅｒ  ＳＲ６１０、Ｓａｒｔｏｍｅｒ  ＳＲ２１３、Ｓａｒｔｏｍｅｒ  ＳＲ５０２、Ｓａｒｔｏｍｅｒ  ＳＲ９０３５、Ｓａｒｔｏｍｅｒ  ＳＲ４４４、Ｓａｒｔｏｍｅｒ  ＳＲ２８５、及びＳａｒｔｏｍｅｒ  ＳＲ２５６。また、上述のＵＶ硬化性マトリックス材料の適切な組合せを用いて、ＩＲ吸収性を有する本願のＵＶ硬化性インクを形成することができる。さらに、ＩＲ吸収性を有するＵＶ硬化性インクには、限定はしないが、Ｓａｒｔｏｍｅｒ又はＢｏｒｄｅｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ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が含まれ得る。
【００４２】
ＵＶ硬化性マトリックスの例示的な一実施形態によれば、ＩＲ吸収性を有するＵＶ硬化性インクの約３５〜９９．９％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、ＩＲ吸収性を有するＵＶ硬化性インクの約４８％がＵＶ硬化性マトリックスから構成される。
【００４３】
ＵＶ光開始剤
ＩＲ吸収性を有する本願のＵＶ硬化性インクは、上述のＵＶ硬化性マトリックスに加えて、ＵＶ光開始剤も含有し得る。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させ硬化するように設計される。本願の例示的な実施形態によれば、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、アクリル変性アミン相乗剤、及びアルファ−ヒドロキプロパノンを挙げることができる。
【００４４】
本願の例示的な実施形態によれば、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）によって商用製造されている。加えて、ＩＲ吸収性を有する本願のＵＶ硬化性インクに含有させる本願の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Ｃｈｉｔｅｃ  Ｃｈｅｍｉｃａｌをはじめとする供給業者からのものを用いることができる。
【００４５】
例示的な一実施形態によれば、ＵＶ光開始剤は、ＩＲ吸収性を有するＵＶ硬化性インクの約０．０１０％〜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吸収性を有するＵＶ硬化性インクの約２％にて含まれ得る。
【００４６】
インク着色剤
例示的な一実施形態によれば、ＩＲ吸収性を有する上述のインクはまた、所望の基材の色と調和するように構成されたインクも含み得る。より詳細には、上述のように、ＩＲ吸収性を有する本願のインクは、白色に近い色を有するインクとなる。従って、ＩＲ吸収性を有する白色に近いインクに任意の染料及び／又は顔料着色剤を付加することで、所望の色のＩＲ吸収性インクを生成することができる。この例示的な実施形態によれば、基材の色に調和させるように用いられる染料及び／又は顔料着色剤は、ＩＲ吸収性であってもなくてもよい。染料及び／又は顔料着色剤のＩＲ吸収性に関係なく、当該着色剤は、得られるインクの色を変えることができ、それによって所定の基材上に印刷された画像及び／又はデザインを光学的に隠すことができるように、インクの特殊設計を実現し得る。
【実施例】
【００４７】
上述の教示に従って、ＩＲ吸収性を有するＵＶ硬化性インクを形成した。形成後、ＩＲ吸収性を有するＵＶ硬化性インクの諸特性を調べた。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。
【００４８】
【表１】
2009511661.tif 000004
【００４９】
上述のＵＶ硬化性マトリックスの調合物を生成した後、それを用いてＩＲ吸収性を有するＵＶ硬化性インクを形成した。ＩＲ吸収性を有するＵＶ硬化性インクの組成を以下の表２に挙げる。
【００５０】
【表２】
2009511661.tif 000005
【００５１】
上述の調合物を生成したら、＃３ワイヤロッドコータを用いて、そのインクを写真媒体に適用した。コーティング後、約２５フィート／分のベルト速度を有する、中圧水銀ランプを備えたＵＶ硬化システムを用いて、当該インクをＵＶ硬化させた。硬化した後、９４０ｎｍ近傍に感度を有するＩＲセンサーを用いて、当該コーティングのＩＲ吸光度を測定した。ＩＲ測定の結果を以下の表３に示す。他のＩＲ波長を測定し得るセンサーは、異なるセンサ信号％を示し得る。
【００５２】
【表３】
2009511661.tif 000006
【００５３】
表３に示すように、上述のインク調合物は、慣習的な印刷媒体のＩＲ特性とは異なるＩＲ吸収性を示した。従って、限定はしないが、バーコード又は商品識別商標をはじめとして、追跡及び／又は認証目的のために、基材上に任意の画像を印刷することができる。
【００５４】
上述の調合物に加えて、本願のシステム及び方法に従って多数の追加の調合物を生成した。以下の表４に示すように、種々の調合物の各々は、実質的に同一量のＵＶ硬化性マトリックスとＵＶ開始剤を含有した。しかしながら、表４に示すように、Ｓｕｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓから入手可能なＵＶフレキソ白色インクのＭｉｎａｔｅｃ（登録商標）２３０Ａ−ＩＲに対する比は、当該調合物に付加されるＩＲ吸収性顔料の効果を例証するために異なっている。
【００５５】
【表４】
2009511661.tif 000007
【００５６】
次いで、＃３ワイヤロッドコータを用いて上述の調合物を写真媒体に適用した。コーティング後、約２５フィート／分のベルト速度を有する、中圧水銀ランプを備えたＵＶ硬化システムを用いて、当該インクをＵＶ硬化させた。硬化させた後、９４０ｎｍ近傍に感度を有するＩＲセンサーを用いて、当該コーティングのＩＲ吸収度を測定した。さらに、得られた印刷物の色及び耐久性を、以下の表５に示すように観察した。
【００５７】
【表５】
2009511661.tif 000008
【００５８】
上述のように、ＩＲ吸収性顔料を増加させると、インクのＩＲ吸収度は増大した。さらに、上述のように、各印刷サンプルは、良好な耐久性を示した。さらに、上述のように、本願のＩＲ吸収性インクは、インクを硬化するのに用いられる高強度のＵＶ放射線に曝された後でも、そのＩＲ吸収性を保持する。
【００５９】
結論として、視認性の低い色を有するＩＲ顔料含有インクを調合するための本願のシステム及び方法は、対象物の追跡及び認証の安全性向上に寄与する。より詳細には、例示的な一実施形態によれば、本願の視認性の低い色を有するＩＲ顔料含有インクは、印刷される顔料の視認性を最小に抑えると共に、実質的に白色の基材上にＩＲ吸収性顔料の印刷を可能にする。さらに、本願のＩＲ吸収性顔料含有インクの白色に近い色は、色を調和させる目的で任意の染料及び／又は顔料を追加することを可能にする。従って、ＩＲ吸収性顔料を含む当該ＵＶ硬化性インクは、対象物の追跡及び／又は認証をはじめとする任意の目的のために、所望の基材と調和するよう適応させることができる。
【００６０】
以上の説明は、本願のシステム及び方法の例示的な実施形態を説明、記述するためにのみ提示した。それは包括的なものではなく、システム及び方法を開示した厳密な形態に限定する意図はない。上記の開示に鑑みれば、多くの改良形態及び変更形態も可能である。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。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】例示的な一実施態様によるインク分配装置の斜視図
【図２】例示的な一実施態様による画像形成装置の側面図
【図３】例示的な一実施態様による、ＩＲ吸収性を有する顔料の吸光特性を示すグラフ
【図４】例示的な一実施態様による、視認性の低い色を呈する赤外（ＩＲ）吸収性顔料を含有する２つのインクの可視スペクトルを示すグラフ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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