(57)【要約】  本開示は、非硬化状態で磁場の印加に応答して色を変化させることができる硬化性印刷組成物を印刷または分配するための印刷装置に関する。印刷装置は、携帯用ペンなどのハンドヘルド装置であり得る。本開示はさらに、前述の印刷装置と組み合わせて、または他の用途で使用され得る硬化性組成物、カートリッジ、および方法に関する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
組成物を印刷可能な媒体上に印刷するための装置であって、
磁気色可変マイクロカプセルを含む前記組成物を含むカートリッジであって、
前記磁気色可変マイクロカプセルが、帯電粒子が分散される硬化性溶媒を含むマイクロカプセルであり、
前記硬化性溶媒が、エネルギーの適用によって硬化可能な樹脂を含み、
前記樹脂が、約１００〜約１，０００の重量平均分子量を有し、
前記硬化性溶媒が、約２５℃で測定して約５〜約５０ｃｐｓの粘度を有する、カートリッジと、
前記カートリッジから前記組成物を放出するための放出ユニットと、
前記放出ユニットから放出された前記組成物に磁場を印加するための磁場生成ユニットと、
前記放出ユニットから放出された前記組成物を硬化させるためのエネルギーを生成および遮断するためのエネルギー調節ユニットと、を備え、前記エネルギー調節ユニットから生成されたエネルギーが、熱エネルギー、光エネルギー、および化学エネルギーの中から選択されるいずれか１つである、装置。
【請求項２】
前記印刷装置が、ハンドヘルド書き込み装置、特に携帯用ペンである、請求項１に記載の印刷装置。
【請求項３】
前記マイクロカプセルが、前記磁場生成ユニットから生成される前記磁場の強度または方向の変化に応じて、前記粒子間の間隔を変動するように構成される、請求項１または２に記載の印刷装置。
【請求項４】
前記磁場生成ユニットが、前記組成物を前記印刷可能な媒体の表面に吸着させる前後に前記磁場を生成するように構成される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の印刷装置。
【請求項５】
磁気色可変マイクロカプセルを含む印刷可能な媒体上に印刷するための組成物であって、前記磁気色可変マイクロカプセルが、帯電粒子が分散される硬化性溶媒を含むマイクロカプセルであり、前記硬化性溶媒が、エネルギーの適用によって硬化可能な樹脂を含み、前記エネルギーが、熱エネルギー、光エネルギー、および化学エネルギーの中から選択されるいずれか１つであり、前記樹脂が、約１００〜約１，０００の重量平均分子量を有し、前記硬化性溶媒が、約２５℃で測定して約５〜約５０ｃｐｓの粘度を有する、組成物。
【請求項６】
請求項５に記載の組成物を含む、カートリッジ。
【請求項７】
前記粒子間の間隔が、磁場の印加により制御可能であり、前記粒子から反射される光の波長が、前記間隔の変化に応じて変動する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の装置、組成物、またはカートリッジ。
【請求項８】
前記粒子が、そのまま帯電されるか、または前記粒子の特性を変動させることにより帯電される、請求項１〜７のいずれか一項に記載の装置、組成物、またはカートリッジ。
【請求項９】
前記粒子が、Ｆｅ、Ｃｏ、およびＮｉの中から選択される少なくとも１つの元素を含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の装置、組成物、またはカートリッジ。
【請求項１０】
前記樹脂が、光硬化性樹脂および／または熱硬化性樹脂である、請求項１〜９のいずれか一項に記載の装置、組成物、またはカートリッジ。
【請求項１１】
前記磁気色可変マイクロカプセルが、磁場の印加に応答してフォトニック結晶格子を形成することができる帯電ナノ粒子と、架橋樹脂および重合開始剤を形成することができる１つ以上のモノマータイプを含む硬化性溶媒と、を含む組成物を封入する透明なカプセル壁を含む、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の装置、組成物、またはカートリッジ。
【請求項１２】
前記硬化性溶媒が、架橋樹脂を形成することができる約９０〜約９６重量％の１つ以上のモノマー、約１〜約８重量％の重合開始剤、および約０．１〜約５重量％の分散剤から構成される、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の装置、組成物、またはカートリッジ。
【請求項１３】
前記モノマーが、少なくとも２つの架橋性エン部分、特に少なくとも２つのアクリレートまたはメタクリレート部分を含む、請求項１１または１２に記載の装置、組成物、またはカートリッジ。
【請求項１４】
請求項５および７〜１３のいずれか一項に記載の組成物を印刷可能な媒体上に印刷する方法であって、任意の順序で、
印刷可能な媒体上に前記組成物を放出することと、
前記組成物に磁場を印加して、前記磁気色可変マイクロカプセルの色を制御することと、
前記放出された組成物を硬化させることであって、硬化が、熱エネルギー、光エネルギー、および化学エネルギーの中から選択されるいずれか１つによって開始される、硬化させることと、を含む、方法。
【請求項１５】
請求項５および７〜１３のいずれか一項に記載の硬化した組成物を含む、印刷された媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の背景
本発明は、磁気色可変マイクロカプセルを含む組成物を印刷媒体上に印刷するための印刷装置、特にペンなどのハンドヘルド印刷装置に関する。本発明はさらに、そのような組成物を含有するカートリッジ、そのような組成物またはカートリッジを使用する印刷方法、およびそのような組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
典型的には、印刷媒体は、特有の色の顔料を含有するインク、トナーなどを適切に混合し、印刷媒体上にそれらを吸着させることを含む印刷プロセスによる色で印刷される。そのような印刷により様々な色を実現するためには、基本色用の複数のインクまたはトナーが必要となる。印刷装置の場合、赤、緑、青、および黒のカートリッジを装着して混合することによって、様々な色を実現する。
【０００３】
そのような従来の印刷方法を改善することによって、単一のカートリッジで様々な色を印刷するために、本出願人は、韓国特許第１０−０９５３５７８号および同１０−０９８８６５１号を通じて、磁気色可変マイクロカプセルを含有するインクが、電場または磁場が媒体に印加された状態で印刷媒体上に噴射されることによって、色変化効果を示す印刷装置を開示した。
【０００４】
そのような印刷装置を使用して、色可変インクは、単一のカートリッジを使用して印刷され、印刷中に色が調整されて、所望の色を示す。磁気色可変マイクロカプセルを構成するフォトニック結晶を磁場の強度に応じて、異なって配列することによって、反射光の波長を変動させる原理に基づいて、フォトニック結晶を配列し、その後、フォトニック結晶を取り囲む硬化性溶媒を硬化させると、配列されたフォトニック結晶の移動度が低下し、それにより、印刷媒体上へのインクの吸着および硬化時に、フォトニック結晶の配列に応じて所望の色が実現される。
【０００５】
本出願人は、上記の原理に基づいて多様な印刷装置の開発を試みたが、ナノ粒子であるフォトニック結晶が分散した硬化性溶媒が、所望の配列を達成することを困難にするフォトニック結晶の移動を阻害する場合があるため、実際のその用途を実現することは困難である。さらに、フォトニック結晶の配列、ひいては色の効果は、硬化プロセスの後であっても、外部磁場によって妨害される場合がある。
【０００６】
本開示は、少なくとも部分的にこれらの欠点を修正することを目的とする。
【発明の概要】
【０００７】
一態様では、本開示は、組成物を印刷可能な媒体上に印刷するための装置を対象とする。装置は、磁気色可変マイクロカプセルを含む組成物を含むカートリッジを備え得る。磁気色可変マイクロカプセルは、帯電粒子が分散される硬化性溶媒を含み得る。硬化性溶媒は、エネルギーの適用により硬化可能であり得る。硬化性樹脂は、約１００ｇ／モル〜約１，０００ｇ／モルの重量平均分子量を有し得る。硬化性溶媒は、約２５℃で測定して約５〜約５０ｃｐｓの粘度を有し得る。装置は、組成物をカートリッジから放出するための放出ユニットを備え得る。装置は、放出ユニットから放出された組成物に磁場を印加するための磁場生成ユニットをさらに備え得る。装置は、放出ユニットから放出された組成物を硬化させるためのエネルギーを生成および／または遮断するためのエネルギー調節ユニットも備え得る。エネルギー調節ユニットから生成されるエネルギーは、熱エネルギー、光エネルギー、および化学エネルギーの中から選択されるいずれか１つ、またはそれらの組み合わせであり得る。
【０００８】
さらなる態様では、本開示は、磁気色可変マイクロカプセルを含む印刷可能な媒体上に印刷するための組成物を対象とする。磁気色可変マイクロカプセルは、帯電粒子が分散される硬化性溶媒を含み得る。硬化性溶媒は、エネルギーの適用により硬化させ得る。硬化性樹脂は、約１００〜約１，０００の重量平均分子量を有し得る。硬化性溶媒は、約２５℃で測定して約５〜約５０ｃｐｓの粘度を有し得る。硬化性樹脂は、熱エネルギー、光エネルギー、および化学エネルギーの中のいずれか１つ、またはそれらの組み合わせから選択されるエネルギーによって硬化可能であり得る。
【０００９】
さらなる態様では、本開示は、前述の組成物を含むカートリッジを対象とする。カートリッジは、前述の印刷装置に有利に使用可能であり得る。
【００１０】
さらなる態様では、本開示は、前述の組成物を印刷可能な媒体上に印刷する方法を対象とする。この方法は、組成物を印刷可能な媒体上に放出するステップを含み得る。この方法は、組成物に磁場を印加して、磁気色可変マイクロカプセルの色を制御することを含み得る。この方法は、放出された組成物を硬化させるステップを含み得る。前記硬化は、熱エネルギー、光エネルギー、もしくは化学エネルギーのうちのいずれ１つ、またはそれらの組み合わせによって開始され得る。これらのステップは、任意の順序で実行され得、時間的に重複し得る。
【００１１】
さらなる態様では、本開示は、前述の組成物をその硬化状態で含む印刷された媒体を対象とする。
【００１２】
本開示は、組成物およびそれを使用する印刷装置を提供し、組成物の硬化中に、磁気色可変マイクロカプセルの色変化効果が明らかに示され得、得られた色は、印刷プロセス後であっても、印刷媒体上で安定に維持され得る。色は、硬化したマイクロカプセルを、同等に強い、または場合によっては、磁気色可変マイクロカプセルの色を変化させるために使用される磁場よりも強い磁場に再曝露した後であっても、安定し得る。
【００１３】
これらの特性は、分配および硬化が非常に速くなければならず、放出された組成物の磁場への再曝露の可能性が高い印刷装置に対して、組成物を特に有用にする。例えば、ハンドヘルド書き込み装置、特に携帯用ペンの場合、分配された硬化性組成物は、ユーザーの手に誤ってくっつかないようにし、汚れを避けるために、速く硬化しなければならない。同時に、ユーザーは、分配された硬化した組成物を磁場に再暴露する、硬化した組成物の付近で繰り返し通過、または書き込みしてもよい。そのような状況下では、現在特許請求されている組成物が有利に使用され得る。上記の例は、印刷装置、より具体的にはハンドヘルド書き込み装置に言及しているが、本開示が、これらの実施形態に限定されないことを理解されたい。
【００１４】
いくつかの実施形態では、マイクロカプセルは、磁場生成ユニットから生成される磁場の強度または方向の変化に応じて、粒子間の間隔を変動するように構成され得る。追加的または代替的に、粒子間の間隔は、磁場の印加によって制御可能であり得、粒子から反射される光の波長は、間隔の変化に応じて変動し得る。
【００１５】
いくつかの実施形態では、印刷装置の印刷装置磁場生成ユニットは、印刷可能な媒体の表面への組成物の吸着の前後に磁場を生成するように構成され得る。
【００１６】
いくつかの実施形態では、粒子は、そのままで帯電されてもよく、または粒子の様々な特性によって帯電されてもよい。
【００１７】
いくつかの実施形態では、粒子は、Ｆｅ、Ｃｏ、およびＮｉの中から選択される少なくとも１つの元素を含み得る。
【００１８】
いくつかの実施形態では、樹脂は、光硬化性樹脂および／または熱硬化性樹脂のいずれかであり得る。
【００１９】
いくつかの実施形態では、磁気色可変マイクロカプセルは、磁場の印加に応答してフォトニック結晶格子を形成することができる帯電ナノ粒子と、架橋樹脂および重合開始剤を形成することができるモノマーを含む硬化性溶媒と、を含む組成物を封入する透明なカプセル壁を備え得る。
【００２０】
いくつかの実施形態では、硬化性溶媒は、架橋樹脂を形成することができる約９０〜約９６重量％のモノマー、約１〜約８重量％の重合開始剤、および約０．１〜約５重量％の分散剤から構成され得る。
【００２１】
いくつかの実施形態では、モノマーは、少なくとも２つの架橋性エン部分、特に少なくとも２つのアクリレートまたはメタクリレート部分を含み得る。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１Ａおよび１Ｂは本開示の組成物を使用する印刷装置を概念的に示し、図１Ａは、プリンターヘッドを示し、図１Ｂは、携帯用ペンを示す図である。
【図２】図２Ａおよび２Ｂは本開示によるマイクロカプセル中の再配列を、それぞれエネルギーおよび製造されたマイクロカプセルの光学顕微鏡画像によって示す図である。
【図３】図３は本開示のマイクロカプセルの色変化効果の評価結果を示し、組成物の色が、緑（ａ）および赤（ｂ）に変化した場合の正常な状態、磁場の印加後の状態、および硬化による色固着後の状態を示す図である。
【図４】図４Ａは磁場の印加前の印刷パターンを示す図である。    図４Ｂは磁場の印加後の印刷パターンを示す図である。    図４ＣはＵＶ硬化後の磁場の除去時の印刷パターンを示す図である。    図４Ｄはゴム磁石をその下に近づけることによる磁場の印加時の印刷パターンを示す図である。
【図５】図５はＵＶ硬化した印刷パターンの個々の部分の光学顕微鏡画像を示す図である。
【図６】図６Ａは本開示の組成物を含むカートリッジを備えた携帯用ペンの操作を示す図である。    図６Ｂは携帯用ペンによる手書き試験時の磁場の印加前の状態を示す図である。    図６Ｃおよび６Ｄはそれぞれ磁場およびＵＶ光の印加後の状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本開示について詳細に説明する。本開示の説明および特許請求の範囲で使用される用語または単語は、共通言語または辞書の意味のみを有するものとして限定的に解釈されるべきではなく、以下の説明で特に定義されない限り、関連する技術分野で確立されたようなそれらの通常の技術的意味を有すると解釈されるべきである。詳細な説明は、本開示をよりよく示すために特定の実施形態を参照するが、提示された開示は、これらの特定の実施形態に限定されないことを理解されたい。
【００２４】
本開示によれば、印刷装置のカートリッジでの使用に好適な組成物、特に磁気色可変マイクロカプセルを含む組成物が提供され得、印刷装置は、組成物を含み得、硬化のための磁場およびエネルギーが適用されるように構成され得る。
【００２５】
図１Ａおよび図１Ｂに示すように、印刷装置は、インクジェットプリンター、またはノズルを含む３Ｄプリンター、およびカートリッジが挿入された携帯用ペンによって例示され得る。プリンターに関しては、図１Ａに例示するように、組成物がカートリッジ１００からプリンターヘッドを通して放出される場合、磁場生成ユニット３００は、放出ユニット（ノズル）２００の周りに配置され、磁場生成ユニット３００を移動させて、磁場の強度を制御することにより、組成物中に含有される粒子間の間隔が制御され、このため、様々な色を実現し得る。携帯用ペンについては、図１Ｂに例示するように、組成物を含むカートリッジ１００を携帯用ペンの内部に提供することにより、組成物は、印刷媒体の表面上に吸着され得る。また、エネルギー調節ユニット４００は、組成物を印刷媒体の表面上に吸着させ、次いで硬化させ得るように、ペンまたはノズルの先端に提供され得る。
【００２６】
エネルギー調節ユニット４００は、放出された組成物にエネルギーを適用または遮断することによって、組成物を固定状態（例えば、固体状態、硬化状態、半硬化状態など）に変化させ、それにより、組成物中に含有されるマイクロカプセル中の帯電粒子が、樹脂マトリックス中に固定化され、形成された色を固着する。ここで、エネルギー調節ユニットから生成されたエネルギーは、熱エネルギー、光エネルギー、および化学エネルギーの中から選択され得る。本開示の文脈では、用語「熱エネルギー」は、ブラウン運動に影響を与えるすべてのタイプのエネルギーを含み得、特に、熱エネルギー、超音波エネルギー、運動エネルギー、および圧力を含み得る。本開示の文脈では、用語「光エネルギー」は、ＵＶ光（例えば、ＵＶ−Ａ、ＵＶ−Ｂ、もしくはＵＶ−Ｃ）、可視光、またはＩＲ光を含み得るが、他の好適な電磁波長も包含される。本開示の文脈では、用語「化学的」は、硬化性溶液の重合反応以外の化学反応によって提供される反応エネルギーを指す。エネルギーの種類に応じて、組成物を構成する硬化性溶媒のタイプが、選択され得る。
【００２７】
放出ユニット２００は、組成物を印刷媒体の表面上に放出するために使用される。本開示の文脈では、印刷媒体は、特に限定されないが、有利には、紙基材、プラスチック系基材、フィルム、シート、および他の好適な材料を含み得る。プリンターの場合、組成物は、液滴の形態で放出されてもよく、携帯用ペンなどのハンドヘルド筆記具の場合、組成物は、印刷媒体の表面と接触するそのペン先の先端を通して、印刷媒体の表面上に放出および吸着され得る。
【００２８】
組成物の放出、磁場の印加、およびエネルギーの適用または遮断は、制御ユニット（図示せず）によって実行され得る。特に、印加された磁場の強度に応じて粒子間の間隔が変動し、結果として色が変化し得る。いくつかの実施形態では、磁場生成ユニット３００を制御するための印刷媒体の制御ユニットの機能は、非常に重要であると考えられ得る。磁場生成ユニット３００は、磁場の強度および／または方向を変化させることができてもよい。このために、磁場生成ユニット３００の磁石の距離および／または方向を調整するように設計され得る。
【００２９】
印刷プロセス中に硬化したマイクロカプセル組成物の樹脂マトリックス中の所望の空間配列（例えば、ナノ粒子で構成されるフォトニック結晶）で粒子を固定化する方法は複数ある：例えば、磁場生成ユニット３００は、印刷媒体の表面上への組成物の吸着前に磁場を生成し得ることによって、粒子の空間配列が決定され、その後、粒子／マイクロカプセル／組成物が印刷媒体の表面上に吸着され得る。硬化は、粒子／マイクロカプセル／組成物が印刷媒体上に吸着された後に行われてもよいが、それより早くに開始されてもよい。あるいは、印刷媒体の表面に上への粒子／マイクロカプセル／組成物の吸着後、磁場を印刷装置に印加してもよく、このため、その表面上に吸着されたマイクロカプセル／組成物中に含有される粒子の配列は、硬化前または硬化が開始された後にもう一度調整され得る。いくつかの実施形態では、組成物の吸着直前に、エネルギー調節ユニット４００は、粒子の配列を決定するように制御され得、粒子／マイクロカプセルは、前記決定された配列で硬化および放出される（または放出および硬化させる、もしくは硬化中に放出される）。いくつかの実施形態では、印刷媒体の表面上への組成物の吸着後、粒子の配列は、磁場の印加によって調整され得、同時にエネルギーが生成され得ることにより、配列された粒子が固定化され、こうして印刷プロセスが完了する。
【００３０】
上記の例から分かるように、磁場を印加するステップ、磁気色可変マイクロカプセルの組成物を放出するステップ、およびエネルギーを調節して硬化性溶媒の硬化を開始するステップの順序は、特に限定されない。同様に、本開示の装置は、これらのステップを任意の順序で果たすように構成され得る。この文脈では、語句「放出ユニットから放出された組成物に磁場を印加するための磁場生成ユニット」は、放出ユニットからの組成物の放出後に磁場を印加することのみを可能にすると解釈されないが、むしろ、磁場が印加された後、または磁場の印加中に放出され得る組成物も指すことを理解されたい。同じことが、用語「放出ユニットから放出された組成物を硬化させるためのエネルギーを生成および／または遮断するためのエネルギー調節ユニット」にも当てはまる。
【００３１】
従来の技術とは異なり、本開示では、帯電粒子をマイクロカプセル中に分散させて、これによって、磁気色可変マイクロカプセルを形成する。本開示の文脈では、用語「磁気色可変マイクロカプセル」は、粒子が受ける磁場の変化に応答して、マイクロカプセルの色を変化させるように構成される粒子を含むマイクロカプセルを指すと理解されるべきである。用語「磁気色可変マイクロカプセル」は、特に、磁場生成ユニット３００から生成させる磁場の強度および／または方向の変化に応じて、粒子間の間隔を変動するように構成された粒子を含有するマイクロカプセルを包含する。あるいは、用語「磁気色可変マイクロカプセル」は、磁場の印加に応答してフォトニック結晶に自己集合することができる帯電ナノ粒子を含有するマイクロカプセルを指し得、組み立てられた粒子の色または色強度は、前記磁場の変化に応答して変化する。
【００３２】
マイクロカプセル中に分散された粒子は、サイズが非常に小さいため、分散または懸濁液と真の溶液との境界にある場合があることを理解されたい。本出願は、「分散」および「溶液」の両方に言及するが、この開示の目的のために、これらの用語は、同義であると解釈されるべきである。同様に、本開示は、「溶媒」、「溶解した」、および「硬化性溶媒」に言及し、これらの用語は、分散、懸濁液、ならびに分散および懸濁した粒子を均等に包含すると解釈されるべきである。
【００３３】
図２Ａに示すように、磁気色可変マイクロカプセルは、帯電粒子（例えば、磁性ナノ粒子）５１０が透明ポリマーで形成されたカプセル５００の壁によって画定される間隔の内部に分散するように構成され得、粒子は、硬化性溶媒５２０を分散媒体として使用して分散させ得る。この意味で透明とは、印刷媒体としてのマイクロカプセルの想定される目的に照らして広く解釈されるべきであり、特に、粒子５１０によって反射される波長に対応する波長の光に対する透過性を包含する。マイクロカプセル５００中に分散された粒子５１０は、最初に、流体状態の硬化性溶媒５２０中にランダムに分散され、粒子５１０間の間隔は、外部磁場の印加によって調整され、このため、特定の結晶構造を形成し得る。また、硬化のためのエネルギーがそれに適用されると、硬化性溶媒５２０が硬化し、配列した粒子が固定化され得る。このように、フォトニック結晶特性を有する粒子５１０は、所定の範囲の波長を反射して、このため永続的で安定した色を実現する。
【００３４】
いくつかの実施形態では、図２Ｂの光学顕微鏡画像に示されるように、製造されたマイクロカプセルは、様々なサイズに形成され得る。いくつかの実施形態では、マイクロカプセルは、約０．５μｍ〜約３００μｍ、特に約１μｍ〜約１００μｍ、具体的には約１０〜約１００μｍ、または約１０〜約５０μｍ、または約１０μｍ〜約４０μｍのサイズを有し得る。マイクロカプセルは、一般に、球形または実質的に球形の形状を有し得、したがって、それらのサイズは、顕微鏡法または電子顕微鏡法などの従来の手段によって決定することができる。これらの場合、マイクロカプセルの直径の測定された２次元表現は、前述のマイクロカプセルのサイズを表すものと見られ得る。
【００３５】
いくつかの実施形態では、マイクロカプセルは、約２〜約１００μｍ、特に約３〜約２０μｍ、特に約４〜約１０μｍの平均粒径を有し得る。平均粒径は、前の段落で記載したように決定され得る。
【００３６】
いくつかの実施形態では、粒径はまた、比較的均一に分布し得る。これは、巨視的な不規則性を回避することにより、色の印象をさらに改善し得る。いくつかの実施形態では、粒径分布は、約２０μｍのＤ５０によって特徴付けられ得る。
【００３７】
いくつかの実施形態では、外部磁場の印加によってカプセル中に分散された粒子は、カプセルのサイズに関係なく一貫したアレイ形態で提供され、したがって、特有の永続的で安定した色を示し得る。
【００３８】
いくつかの実施形態では、前述の組成物を含む前述のカートリッジを使用する印刷装置であって、組成物を含むカートリッジと、カートリッジから組成物を放出するための放出ユニットと、放出ユニットから放出された組成物に磁場を印加するための磁場生成ユニットと、放出ユニットから放出された組成物を硬化させるためのエネルギーを生成および遮断するためのエネルギー調節ユニットと、を備える、印刷装置が提供される。
【００３９】
従来の技術では、外部エネルギーによりフォトニック結晶を含有する媒体を硬化させると、特有の永続的で安定した色が示され得るが、そのような粒子の配列は、可逆的であることが分かり、外部磁場の印加による硬化プロセスの後であっても色が変化する場合がある。これは、望ましくない場合がある。本開示によれば、マイクロカプセルは、粒子の固定化を促進し得る硬化性溶媒をさらに含有する。驚くべきことに、硬化性溶媒中に含有される樹脂が、約１００ｇ／モル〜約１，０００ｇ／モルの重量平均分子量を有し、硬化性溶媒が、約２５℃で測定して約５〜約５０ｃｐｓの粘度を有する場合、磁場の印加中の色形成および硬化した組成物における色保持が改善され得ることが見出された。理論に縛られることを望まない場合、これらの効果は、次のように合理化することができる。
【００４０】
硬化性溶媒を構成する分子の重量平均分子量は、そのサイズに関係している。重量平均分子量が大きすぎると、マイクロカプセル中の硬化した樹脂マトリックスの密度が、低くなりすぎる場合があるため、粒子は、樹脂マトリックス内を移動することができ得、永続的で安定した色を取得することを妨げる場合がある。一方、重量平均分子量が低すぎると、通常の有機溶媒と同じ挙動を示す場合があり、このため、外部エネルギーの適用時の硬化速度が著しく低下し、印刷装置に適用するのが困難になる場合がある。すなわち、印刷媒体上への組成物の吸着後、硬化させるために長期間の間、外部エネルギーを適用しなければならず、迅速な印刷を実現するのが困難になる場合がある。
【００４１】
硬化性溶媒の粘度も重要であると考えられている。粘度が低すぎると、粒子の動きが過度に大きくなる場合があり、このため、硬化プロセス後であっても外部磁場の印加時に粒子の配列が妨害され、永続的で安定した色を実現するのが困難になる場合がある。一方、粘度が高すぎると、粒子の動きが過度に低くなる場合があり、このため、粒子は、外部磁場の印加によって効率的に再配列されない場合があり、色鮮鋭度が低下する場合がある。
【００４２】
以下では、硬化性溶媒の成分および特性をより詳細に論じる。
【００４３】
硬化性溶媒に含有される樹脂は、約１００ｇ／モル〜約１０００ｇ／モルの重量平均分子量を有する。硬化性溶媒に含有される「樹脂」に言及する場合、用途「樹脂」は、広く解釈されるべきであり、特に、ポリマーだけでなく、モノマーおよびオリゴマーを含むことを意味する（繰り返し数単位＝２〜８）。ポリマーおよびオリゴマーの場合、用語「重量平均分子量」は、各繰り返し単位の分子量を指す。モノマーの場合、この用語は、モノマー全体の分子量を指す。
【００４４】
いくつかの実施形態では、硬化性溶媒に含有される樹脂は、約１００ｇ／モル〜約８００ｇ／モル、特に約１００ｇ／モル〜６００ｇ／モル、具体的には約１００ｇ／モル〜４００ｇ／モルの重量平均分子量を有し得る。
【００４５】
いくつかの実施形態では、樹脂は、複数の成分の混合物から構成され得る。それらの場合、樹脂の重量平均分子量は、硬化性成分（すなわち、重合開始剤および分散剤などの添加剤を除く）の（重量平均）分子量を指すことを意味し、そのような各成分自体は、分子量要件を満たす必要がある。一例を挙げると、硬化性溶媒は、９４重量％の１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、分子量約５，０００の３重量％のポリ（メチルメタクリレート）、２重量％の分散剤、および１重量％の光重合開始剤から構成される。そのような樹脂を含む硬化性溶媒は、（メチルメタクリレート）樹脂の重量平均分子量が、約１００ｇ／モルであるため、約１００ｇ／モル〜約１，０００ｇ／モルの必要な重量平均分子量を有し、１，６−ヘキサンジオールジアクリレートの分子量は、約２２６ｇ／モルであり、分散剤および光重合開始剤は、関係ない。
【００４６】
いくつかの実施形態では、硬化性溶媒の樹脂は、架橋樹脂を形成することができるモノマーを含み得る。そのような架橋は、硬化した樹脂マトリックス中の粒子の閉じ込めをさらに促進し、色安定性を改善し得る。いくつかの実施形態では、架橋樹脂を形成することができるモノマーは、少なくとも２つの反応性官能基を有するモノマーであり得る。前述の意味における「反応性官能基」の例示的な定義は、適用された重合条件下で別の（必ずしも同じではない）官能基と共有結合を形成することができる化学基である。例には、架橋性エン部分、特にアクリレートおよびメタクリレート部分、エポキシ部分、アミノ部分、チオール部分、およびイソシアネート部分が含まれる。もちろん、混合物、例えばＵＶ活性化チオール／エンクリックケミストリーを使用することも可能である。
【００４７】
いくつかの実施形態では、硬化性溶媒は、少なくとも２つの架橋性エン部分、特に少なくとも２つのアクリレートまたはメタクリレート部分を含むモノマーを含む樹脂を含む。いくつかの実施形態では、前記モノマーは、少なくとも２つの架橋性エン部分を含み、前記モノマー中の各架橋性エン部分のそれぞれは、１６未満、特に１４未満、具体的には１２未満の原子間隔であり、前記原子は、Ｃ、Ｎ、Ｏ、およびＳの中から選択される。
【００４８】
硬化性溶媒は、約２５℃で測定して約５〜約５０ｃｐｓ、特に約５〜約４０ｃｐｓ、具体的には約５〜約３０ｃｐｓの粘度を有する。いくつかの実施形態では、硬化性溶媒は、約２５℃で測定して、約１５〜約５０ｃｐｓ、特に約２０〜約５０ｃｐｓ、具体的には約２５〜約５０ｃｐｓの粘度を有し得る。粘度は、約２００ｒｐｍでスピンドルＳＣ４−３１および約２５〜約３５％の％トルク値を使用する約２５℃でのブルックフィールド粘度計（ブルックフィールドＤＶ２Ｔなど）を使用して決定された動的粘度であり得る。
【００４９】
いくつかの実施形態では、硬化性溶媒は、樹脂、重合開始剤、および分散剤などの添加剤から構成され得る。いくつかの実施形態では、硬化性溶媒は、樹脂、重合開始剤、および分散剤から構成され得る。
【００５０】
いくつかの実施形態では、樹脂は、光硬化性樹脂または熱硬化性樹脂を含み得る。樹脂はまた、光硬化性熱硬化性樹脂であり得る。
【００５１】
いくつかの実施形態では、光硬化性樹脂は、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、アクリルモノマー、メタクリルモノマー、アクリルモノマーラジカル、メタクリルモノマーラジカル、アクリルオリゴマー、およびメタクリルオリゴマーの中から選択されるいずれか１つを含み得、それぞれ炭素二重結合を有する。また、熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、シリコン樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、および不飽和ポリエステル樹脂の中から選択されるいずれか１つを含み得る。
【００５２】
また、重合開始剤は、光重合開始剤であっても熱重合開始剤であってもよい。光重合開始剤は、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、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、２−メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルホリノプロパン−１−オン、および２，４−ジエチルチオキサノトンの中から選択されるいずれか１つを含み得る。熱重合開始剤は、２，２’−アゾビス（イソブチロニトリル）、１，１’−アゾビス（シクロヘキサンカルボニトリル）、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）、２，２’−アゾビス（メチルブチロニトリル）、過酸化ジ−ｔｅｒｔ−ブチル、過酸化ラウロイル、過酸化ベンゾイル、過酸化ｔｅｒｔ−ブチル、アゾ−ｔｅｒｔ−ブタン、アゾ−ビス−イソプロピル、アゾ−ノルマル−ブタン、過酸化ジ−ｔｅｒｔ−ブチル、２，２’−アゾビス（Ｎ−ブチル−２−メチルプロピオンアミド）、および２，２’−アゾビス（Ｎ−シクロヘキシル−２−メチルプロピオンアミド）の中から選択されるいずれか１つのアゾ化合物を含み得る。
【００５３】
硬化性溶媒は、分散剤を含有してもよく、それにより溶媒の個々の成分の分散性を改善する。分散剤の例は、特に、ＢＹＫ−１５４、ＢＹＫ−２０９５、ＢＹＫ−９０７７などのような湿潤分散剤を含み得る。
【００５４】
いくつかの実施形態では、硬化性溶媒は、他の添加剤、例えば、レオロジー調整剤、湿潤剤、および接着促進剤をさらに含み得る。接着促進剤のいくつかの例には、特に、エーテル結合を有するエポキシ樹脂、ウレタン結合を有するウレタン接着剤、またはウレタンモノマーが含まれる。
【００５５】
個々の成分は、任意の量で使用され得る。いくつかの実施形態では、硬化性溶媒は、９０〜９６重量％の樹脂、１〜８重量％の重合開始剤、および０．１〜５重量％の分散剤から構成され得る。上記範囲内であれば、樹脂の分子量に応じて所望のレベルに粘度を調整することが容易である。硬化性溶媒が上記範囲外であっても、硬化性溶媒の特性を満たしていれば、調製プロセスを実行することが可能である。
【００５６】
いくつかの実施形態では、硬化性溶媒は、約９０〜約９６重量％のモノマー、約１〜約８重量％の重合開始剤、および約０．１〜約５重量％の１つ以上の添加剤から構成され得る。いくつかの実施形態では、硬化性溶媒は、約９０〜約９８．９重量％のモノマー、約１〜約５重量％の重合開始剤、および約０．１〜約５重量％の添加剤を含むか、またはそれらからなり得る。いくつかの実施形態では、硬化性溶媒は、架橋樹脂を形成することができる少なくとも１つのモノマー、特に少なくとも２つの架橋性エン部分、約１〜約５重量％の重合開始剤、および約０．１〜約５重量％の１つ以上の添加剤を含む約９０〜約９８．９重量％のモノマーを含むか、またはそれからなり得る。
【００５７】
いくつかの実施形態では、磁気色可変マイクロカプセルを含む組成物が提供され、磁気色可変マイクロカプセルのそれぞれは、帯電粒子が分散される硬化性溶媒を含むマイクロカプセルであり、硬化性溶媒は、エネルギーの適用により硬化する樹脂を含み、樹脂は、１００〜１，０００の重量平均分子量を有し、硬化性溶媒は、２５℃で測定して、５〜５０ｃｐｓの粘度を有する。
【００５８】
本開示では、組成物の帯電粒子は、そのまま帯電してもよく、または粒子の特性を変動させながら帯電してもよい。それらの例としては、フォトニック結晶粒子が含まれ得、フォトニック結晶粒子は、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、およびニッケル（Ｎｉ）を含み得る。また、シリコン（Ｓｉ）、チタン（Ｔｉ）、バリウム（Ｂａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、鉛（Ｐｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ならびにそれらの酸化物および窒化物を含む元素などの化合物が使用され得る。また、スチレン、ピリジン、ピロール、アニリン、ピロリドン、アクリレート、ウレタン、チオフェン、カルバゾール、フルオレン、ビニルアルコール、エチレングリコール、およびエトキシアクリレートの中から選択される少なくとも１つのモノマーを含む有機ポリマー、またはポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、およびポリエチレンテレフタレートなどのポリマー材料が使用され得る。
【００５９】
フォトニック結晶粒子は、非帯電粒子またはクラスターが帯電材料でコーティングされるように構成され得る。それらの例には、表面が炭化水素基を有する有機化合物で処理（またはコーティング）された粒子、表面がカルボン酸基、エステル基、およびアシル基を有する有機化合物で処理（またはコーティング）された粒子、表面がハロゲン元素（Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉなど）を有する錯体化合物で処理（またはコーティング）された粒子、表面がアミン、チオール、およびホスフィンを有する配位化合物で処理（またはコーティング）された粒子、ならびにラジカルが表面上に形成された帯電粒子が含まれ得る。このように、フォトニック結晶粒子の表面がシリカ、ポリマー、またはモノマーなどの材料でコーティングされている場合、溶媒中での粒子の高い分散性および安定性が生じ得る。
【００６０】
一方、フォトニック結晶粒子は、１桁ｎｍ〜数百μｍの範囲の直径を有するが、必ずしもこれに限定されず、粒子が、外部電界によって所定の距離で配列されている場合、ブラッグの法則に基づいて粒子の屈折率と溶媒の屈折率とを関連付けることにより、可視光範囲のフォトニック結晶波長帯域を含み得る粒径に設定され得る。
【００６１】
また、フォトニック結晶粒子は、独特の色を有するように構成され得る。この目的のために、酸化数を制御すること、または無機顔料、染料などでコーティングすることにより、特有の色が実現され得る。例えば、フォトニック結晶粒子に適用される無機顔料は、発色団を含む、Ｚｎ、Ｐｂ、Ｔｉ、Ｃｄ、Ｆｅ、Ａｓ、Ｃｏ、Ｍｇ、Ａｌなどの酸化物、乳濁液、および乳酸塩を含み得、染料は、蛍光染料、酸性染料、塩基性染料、媒染染料、硫化染料、建染染料、分散染料、反応染料などを含み得る。
【００６２】
また、フォトニック結晶粒子は、特有の構造色を有し、その特有の色を表示する材料であり得る。例えば、屈折率の異なる媒体上に、酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）、酸化チタン（ＴｉＯｘ）などの粒子が所定の間隔で均一に配列され、このため、特有の波長の光を反射するように構成された材料がある。フォトニック結晶構造を有する粒子は、視野角に応じて変動する構造色を示し得る。このように、磁場が印加されると、フォトニック結晶粒子は、磁性粒子の配列により移動し、それにより、磁場の方向および強度に応じて変動する構造色を示す。
【００６３】
また、カラーディスプレイ粒子の分散性および安定性を改善させるために、粒子の表面は、シリカ、ポリマー、またはモノマーでコーティングされ得る。
【００６４】
カラーディスプレイ粒子は、粒子の位置および配列を安定に維持するための補助手段である溶媒中に分散されることが好ましい。
【００６５】
ここで、溶媒は、本開示の所望の効果を達成するために、上記のようなカラーディスプレイ粒子のものとは異なる比重を有するべきである。
【００６６】
また、磁気特性を有するカラーディスプレイ粒子を適用してもよく、均質または不均質な金属または酸化物粒子を含有する粒子であってもよい。
【００６７】
金属の場合、金属硝酸塩化合物、金属硫酸塩化合物、金属フルオロアセトアセテート化合物、金属ハロゲン化物化合物、金属過塩素酸塩化合物、金属スルファメート化合物、金属ステアレート化合物、および有機金属化合物からなる群から選択される磁性前駆体と、ハロゲン化アルキルトリメチルアンモニウムベースのカチオン性配位子、アルキル酸、トリアルキルホスフィン、トリアルキルホスフィンオキシド、アルキルアミン、およびアルキルチオールなどの中性配位子、ならびにアルキル硫酸ナトリウム、アルキルカルボン酸ナトリウム、アルキルリン酸ナトリウム、および酢酸ナトリウムなどのアニオン性配位子からなる群から選択される配位子と、を溶媒に溶解してアモルファス金属ゲルを調製し、これを次いで、加熱して結晶性粒子に変換させる。
【００６８】
ここで、このように異種前駆体を含有させると、最終的に得られる粒子の磁気特性は、向上され得、または超常磁性、常磁性、強磁性、反強磁性、フェリ磁性、および反磁性などの種々の磁気特性材料が得られ得る。
【００６９】
また、上記の粒子を含有する微粒子は、エマルジョンを形成してコアシェル構造となる反応により調製され得る。
【００７０】
例えば、粒子は、硬化性溶媒中に分散されてコア材料を生成する。ここで、粒子は、硬化性溶媒中に０．１〜２５重量％の量で分散されてもよいが、必要に応じてより多く分散されてもよい。コア材料分散液は、超音波分散機またはホモジナイザーを使用して得られる。
【００７１】
次に、プレポリマーは、微粒子の壁を形成するためのポリマーを混合し、酸性度を制御することにより調製される。このプロセスは、カラーディスプレイ粒子の分散液を生成するプロセスと同時に実施され得る。尿素−ホルムアルデヒド、メラミン−ホルムアルデヒド、もしくはメチルビニルエーテル−コ−無水マレイン酸などのコポリマー、またはゼラチン、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、セルロース誘導体、アカシア、カラギーナン、カルボキシメチルセルロース、加水分解されたスチレン無水物コポリマー、寒天、アルギン酸塩、カゼイン、アルブミン、およびフタル酸セルロースなどのポリマーを含む、壁を形成するためのポリマーとして使用されるのは、ポリマー前駆体であり得、これは、低弾力性を示してもよく、硬い。そのようなポリマーは、親水性および疎水性が制御されているため、カラーディスプレイ粒子を取り囲むことによって壁を形成し得る。さらに、プレポリマーは、カラーディスプレイ粒子と同様に、分散媒体中に分散させて分散液を得てもよい。
【００７２】
次に、カラーディスプレイ粒子の分散液と壁材のプレポリマー分散液とを混合および撹拌することによって、エマルジョンの形成を実施し得る。そのようなエマルジョンを形成するためには、カラーディスプレイ粒子とプレポリマーとの比率を最適化する必要があり、２つの分散液は、１：５〜１：１２の体積比で混合され得る。また、分散性を改善させるために安定剤を添加し得る。エマルジョン内では、着色されたナノコンポジットが分散相になり得、壁材料が連続相になり得る。
【００７３】
また、添加剤を添加して、上記のプロセスにおけるエマルジョンの安定性を高めてもよい。そのような添加剤は、高粘度であり、水相中に溶解後の濡れ性に優れた有機ポリマーであり得、その具体例としては、ゼラチン、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロースナトリウム、デンプン、ヒドロキシエチルセルロース、ポリビニルピロリドン、およびアルギン酸塩の中から選択される少なくとも１つを含み得る。
【００７４】
このようにして形成されたエマルジョンのｐＨおよび温度を調整することにより、連続相中の壁材分散液が分散相中の磁気可変インクの周りに堆積し、このためカプセルの壁を形成することによって、コア材分散液を封入する。すなわち、封入は、現場重合プロセスを使用して実行される。この場合、添加剤は、カプセル壁をより緻密に形成して弾性を低下させることによって、壁材の硬度を高めるように添加され得る。
【００７５】
添加される添加剤のタイプは、水相中に可溶なイオン性または極性材料であり得る。例えば、塩化アンモニウム、レゾルシノール、ハイドロキノン、およびカテコールの中から選択される少なくとも１つの硬化触媒が使用され得る。
【００７６】
微粒子は、上記のような現場重合プロセスによって調製され得、コアセルベーションプロセスまたは界面重合プロセスによっても調製され得る。
【００７７】
コアセルベーションプロセスは、内相および外相の油／水エマルジョンを利用する。コロイド状カラーディスプレイ粒子は、水性外相からコアセルベート（凝集）し、温度、ｐＨ、相対濃度などの制御によって内相の油性液滴の周りに壁として堆積し、それによってカプセルが作成される。コアセルベーションプロセスでは、壁材料として尿素ホルムアルデヒド、メラミンホルムアルデヒド、ゼラチン、またはアラビアゴムが使用され得る。
【００７８】
界面重合プロセスは、水性外相中にエマルジョンとして存在する内相中の親油性モノマーの存在に依存する。内相液滴中のモノマーは、水性外相に導入されたモノマーと反応し、重合は、内相液滴と周囲の水性外相との間の界面で起こり、このため、液滴の周りにカプセル壁を形成する。得られる壁は、比較的薄く、透過性であるが、このプロセスは、他の調製プロセスとは異なり、加熱プロセスを必要としないため、任意のタイプの誘電性液体が使用され得る。
【００７９】
微粒子は、１０〜１００μｍ、好ましくは１０〜５０μｍ、より好ましくは１０〜４０μｍの均一な球形を有し、Ｄ５０が約２０μｍであることを特徴とする。カプセルの形状およびサイズの均一性は、磁場によって再配列されるカラーディスプレイ粒子の巨視的均一性を確保するように設定され、それによって色の変化および色の鮮鋭度がさらに改善する。微粒子の形状およびサイズの均一性が確保されていないと、微粒子中に分散されたカラーディスプレイ粒子が均一に再配列されても、巨視的な不規則性が大きくなり、色を実現し、その変化を制御する能力が不十分になる。
【００８０】
加えて、微粒子を含有する組成物は、微粒子およびその分散用溶媒から構成され得、硬化性溶媒と同じ溶媒を使用して、外部エネルギーの適用と同時に微粒子を硬化させ得る。
【００８１】
加えて、微粒子の柔軟性は、変色に影響を及ぼさないため、ウレタン樹脂および水溶性アクリル樹脂のいずれか１つ、またはそれらの組み合わせと混合し、スラリーを得る。水溶性ポリマー、水分散性ポリマー、油溶性ポリマー、熱硬化性ポリマー、熱可塑性ポリマー、ＵＶ硬化性ポリマー、および放射線硬化性ポリマーは、単独でまたは組み合わせて使用され得る。
【００８２】
本開示による組成物は、プリンターまたは工業印刷用のインク組成物に適用され得、カラーメーキャップ用の化粧品組成物にも適用することができる。
【００８３】
化粧品組成物に適用される場合、本開示の組成物は、化粧品または皮膚科学的に許容される媒体もしくは基剤を含有する組成物形態でカートリッジに詰められた化粧品として使用され得る。そのような組成物は、局所適用に好適な任意の配合物、例えば、溶液、ゲル、固体、ペーストの無水物、水相中に油相を分散させることにより得られるエマルジョン、油相中に水相を分散させることにより得られるエマルジョン、マルチエマルジョン、懸濁液、マイクロエマルジョン、マイクロカプセル、マイクログラニュール、イオン性（リポソーム）および非イオン性の小胞分散剤、フォーム、または圧縮推進剤を含有するエアゾール組成物の形態で提供され得る。これらの組成物は、当技術分野における典型的な方法を使用して調製され得る。
【００８４】
化粧品組成物は、脂肪物質、有機溶媒、可溶化剤、増粘剤、ゲル化剤、軟化剤、抗酸化剤、懸濁剤、安定剤、発泡剤、香料、界面活性剤、水、イオン性もしくは非イオン性乳化剤、充填剤、金属イオン封鎖剤、キレート剤、防腐剤、ビタミン、ブロッキング剤、湿潤剤、精油、染料、顔料、親水性もしくは親油性活性化剤、脂質小胞、または典型的には、化粧品もしくは皮膚科学の分野で有用なアジュバントをさらに含み得る。アジュバントは、化粧品または皮膚科学の分野で一般的に使用される量で導入される。
【００８５】
また、化粧品組成物の配合は、特に限定されず、最終用途に応じて適宜選択され得る。例えば、皮膚に直接適用され得るカラー化粧品は、パウダー、コンシーラースティック、ヘアダイ、ヘアトニック、軟膏、ゲル、クリーム、パッチ、およびスプレーからなる群から選択されるいずれか１つの配合物に作製し得るが、これらに限定されない。
【００８６】
本発明による組成物の効果を検証するために、Ｆｅ３Ｏ４を帯電粒子として使用して組成物を調製した。これらの組成物は、以下の表１に示される量の成分を使用して調製した。
【００８７】
表１では、単位は、重量部である。
【表１】
2021518284.tif 000003
【００８８】
表１に示すように調製した２つの組成物をそれぞれガラス基材に吸着させ、磁石を１〜３秒間そこに近づけて変色させた直後に、３Ｗ  ＬＥＤを使用してＵＶ光を照射することによって、１〜５秒以内に硬化を完了させた。硬化した組成物の物理的特性を評価した。結果を以下の表２に示す。
【表２】
2021518284.tif 000004
【００８９】
上記の結果から明らかなように、同じ組成における分散剤の量を少し変動させることにより、吸収波長帯域が変化することが確認できる。さらに、分散剤の量を適切に調整すると、実施例１では、色差および反射率が改善し、それにより発色効果が高まった。
【００９０】
次に、実施例１の組成物の色固着の程度を確認するために、ガラス基材に吸着された組成物に磁石を近づける距離を変動させることで色を変化させた。その結果、図３に示すように、色が緑および赤に変化した。いずれの色においても、磁場の印加による色変化後、ＵＶ照射により硬化性溶剤を硬化させると、色固着により独特の色が現れることを確認できる。
【００９１】
また、本開示の組成物の適用を考慮して、図４Ａ〜４Ｄに示されるように、各ステップでの色変化効果を試験した。
【００９２】
組成物を透明フィルム上に印刷した。図４Ａに示すように、磁場の印加前に単色が現れたが、図４Ｂに示すように、磁石を近づけて磁場をそこに印加すると粒子の再配列によって色が変化した。また、図４Ｃに示すように、ＵＶ照射により硬化性溶媒を硬化させた後、磁石を取り除くと、色固着が生じた。次いで、透明フィルム上に磁気色可変インクで縞模様を印刷後、その下にゴム磁石を近づけると、図４Ｄに示すように、色可変インクで印刷されたパターンが現れた。しかしながら、硬化により色固着が生じた部分では、色変化現象がもはや生じなかった。この結果は、本開示の組成物を使用して永続的で安定した色が得られた場合、色が非常に安定して維持されることを示している。
【００９３】
図４Ａは、磁場の印加前の印刷パターンを示し、図４Ｂは、磁場の印加後の印刷パターンを示し、図４Ｃは、ＵＶ硬化後に磁場を除去した場合の印刷パターンを示し、図４Ｄは、下にゴム磁石を近づけて磁場を印加したときの印刷パターンを示す。
【００９４】
図５は、ＵＶ硬化した印刷されたパターンの個々の部分の光学顕微鏡画像を示す。図５の部分（ａ）〜（ｃ）の光学顕微鏡像に見られるように、緑（ａ）、黄緑（ｂ）、および薄オレンジ（ｃ）が観察される。
【００９５】
本開示の組成物の特徴を使用して、任意のタイプの印刷装置が構成され得る。
【００９６】
実施形態では、本開示の組成物を含有するカートリッジを備えた携帯用ペンが提供される。この携帯用ペンは、ペンの本体に取り付けられたスイッチを上下に移動させることによって磁場生成ユニットの距離を調整し、それによって組成物の色を変化させ得る（図６Ａ）。したがって、単一のカートリッジを通して、あらゆる範囲の構造色を実現し得る。
【００９７】
さらに、携帯用ペンで紙に書き込み試験を実行した場合、磁場の印加前（図６Ｂ）、磁場の印加後（図６Ｃ）、およびＵＶ照射後（図６Ｄ）に色変化効果が確認でき、そこから様々な色が実現されることが分かる。
【００９８】
その結果、本開示は、従来の技法によるフォトニック結晶特性を使用する印刷方法または装置の問題を解決することにより、色変化、色固着、および永続的で安定した色の安定性を大幅に改善することにより、様々な印刷装置で使用するのに好適な組成物を提供することができ、印刷装置も提供することができる。
【００９９】
本開示の好ましい実施形態が例示の目的で開示されてきたが、当業者は、本開示の趣旨から逸脱することなく、様々な修正および変更が可能であることを理解するであろう。また、そのような修正および変更は、本開示の範囲および添付の特許請求の範囲に組み込まれることを理解されたい。
【０１００】
記号の説明
１００：カートリッジ
２００：排出部
３００：磁場生成部
４００：エネルギー制御ユニット
５００：マイクロカプセル
５１０：粒子
５２０：硬化性溶媒
【図１】
2021518284.tif 000005
【図２】
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【図３】
2021518284.tif 000007
【図４】
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【図５】
2021518284.tif 000009
【図６】
2021518284.tif 000010
【国際調査報告】
2021518284.tif 000011
2021518284.tif 000012
2021518284.tif 000013