(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＵＶ放射硬化性成分を含むＵＶ放射硬化性インクジェットインク組成物であって、
当該ＵＶ放射硬化性インクジェットインク組成物は第１のエステル化合物及び第２のエステル化合物をさらに含み、
前記第１のエステル化合物はペンタエリトリトールテトラステアレートであり、
前記第２のエステル化合物はグリセロールトリステアレートである、ＵＶ放射硬化性インクジェットインク。
【請求項２】
前記ＵＶ放射硬化性成分は２つ以上のアクリレート官能基を有するアクリレートである、請求項１に記載のＵＶ放射硬化性インクジェットインク組成物。
【請求項３】
前記インク組成物は単官能アクリレートをさらに含む、請求項２に記載のＵＶ放射硬化性インクジェットインク組成物。
【請求項４】
前記第１のエステル化合物及び前記第２のエステル化合物はゲル化剤である、請求項１に記載のＵＶ放射硬化性インクジェットインク組成物。
【請求項５】
請求項１に記載のＵＶ放射硬化性インクジェットインク組成物を調製する方法であって、当該方法は、
ＵＶ放射硬化性成分を提供するステップと、
第１のエステル化合物を提供するステップであって、前記第１のエステル化合物はペンタエリトリトールテトラステアレートである、ステップと、
第２のエステル化合物を提供するステップであって、前記第２のエステル化合物はグリセロールトリステアレートである、ステップと、
前記ＵＶ放射硬化性成分と前記エステル化合物とを混合するステップと、
を含む方法。
【請求項６】
記録媒体に画像を適用する方法であって、当該方法は、
ａ）請求項１に記載のＵＶ放射硬化性インクジェットインク組成物の液滴を前記記録媒体に噴出するステップと、
ｂ）ＵＶ放射を用いて前記ＵＶ放射硬化性インクジェットインク組成物に照射することにより前記ＵＶ放射硬化性インクジェットインク組成物を硬化するステップと、
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はインク組成物に関する。本発明はさらにインク組成物の調製方法に関する。加えて、本発明は記録基材に画像を適用する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
当該技術分野で放射硬化性（radiation-curable）インクジェットインク組成物が知られている。これらのインク組成物は１つ以上の放射硬化性成分を含む。特別な種類の放射硬化性インクジェットインク組成物は相変化放射硬化性インクジェットインク組成物である。これらのインクは高温では流体であり、低温にあってはまだ硬化されていなくても固体になる。一般に、これらのインクは高温で噴射される。相変化インクは、記録媒体、例えば用紙の上で冷却されるときに固体又は半固体になり得る。その結果、記録媒体上でのインクの液滴の広がりが低下し、ブリード（color  bleeding）が防止され得る。相変化放射硬化性インクジェットインクの例としてはゲル化放射硬化インクジェットインクが挙げられる。ゲル化放射硬化性インクジェットインク組成物は一般にゲル化剤を含む。当該技術分野ではゲル化剤はゲル化剤又は増粘剤としても知られている。ゲル化放射硬化性インクジェットインク組成物で用いられるゲル化剤の例としては天然ワックスや長鎖カルボン酸等のワックス及びケトンが挙げられる。
【０００３】
ゲル化挙動（例えば、液滴の粘度及びゲル化の速度）は記録基材上でのインクの液滴の挙動に影響を及ぼす。液滴の挙動は印刷の視覚的な外観に影響を及ぼし得る。
【０００４】
したがって、本発明の目的はゲル化挙動が調整可能なゲル化放射硬化性インク組成物を提供することである。
【０００５】
本発明のさらなる目的は代替的なゲル化剤を含むゲル化放射硬化インク組成物を提供することである。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の目的は放射硬化性成分を含む放射硬化性インクジェットインク組成物で実現される。当該放射硬化性インクジェットインク組成物は第１のエステル化合物及び第２のエステル化合物をさらに含み、
前記第１のエステル化合物は第１の反応物質（reactant）と第２の反応物質との縮合物（condensation  product）で実質的に構成され、前記第１の反応物質は少なくとも３つの第１の官能基を含む化合物Ａであり、前記第２の反応物質は少なくとも１つの化合物Ｂを含み、前記少なくとも１つの化合物Ｂは第２の官能基を含み、前記第１の官能基はヒドロキシル官能基及びカルボン酸官能基から選択される第１の基であり、前記第２の官能基はヒドロキシル官能基及びカルボン酸官能基から選択される第２の基であり、前記第１の官能基は前記第２の官能基とは異なり、
前記第２のエステル化合物は第１の反応物質と第２の反応物質との縮合物で実質的に構成され、前記第１の反応物質は少なくとも２つの第１の官能基を含む化合物Ａ’であり、前記第２の反応物質は少なくとも１つの化合物Ｂ’を含み、前記少なくとも１つの化合物Ｂ’は第２の官能基を含み、前記第１の官能基はヒドロキシル官能基及びカルボン酸官能基から選択される第１の基であり、前記第２の官能基はヒドロキシル官能基及びカルボン酸官能基から選択される第２の基であり、前記第１の官能基は前記第２の官能基とは異なり、
前記第１のエステル化合物は前記第２のエステル化合物とは異なる。
【０００７】
放射硬化性媒体
放射硬化性インクジェットインク組成物は放射硬化性媒体を含み得る。放射硬化性媒体は少なくとも１つの放射硬化性成分を含み得る。放射硬化性成分は、電磁放射、例えば紫外線（ＵＶ）放射等の好適な放射の影響下で反応（例えば重合）し得る成分である。放射硬化性成分の例としてはエポキシド及び（メタ）アクリレートが挙げられる。（メタ）アクリレートはアクリレートポリマーを形成するために１つ以上の反応基を含み得る。放射硬化性媒体は一種類の放射硬化性化合物を含み得るか、あるいは放射硬化性媒体は放射硬化性化合物の混合物を含み得る。
【０００８】
放射硬化性媒体は少なくとも１つの阻害剤をさらに含み得る。阻害剤は放射硬化性化合物の不要な重合を防止（阻害）する成分である。阻害剤は放射硬化性インクジェット組成物の保存可能期間を延ばすためにインク組成物に添加され得る。
【０００９】
放射硬化性媒体は少なくとも１つの光開始剤をさらに含み得る。光開始剤は硬化の効率性を改善する、即ちインク組成物がＵＶ放射等の好適な放射で照射された場合に重合速度を高める成分である。
【００１０】
放射硬化性媒体は水又は有機溶剤等の溶剤をさらに含み得る。溶剤は粘度等のインク特性を調整するために放射硬化性媒体に加えられ得る。
【００１１】
また、放射硬化性媒体に追加の成分が添加され得る。例えば、放射硬化性媒体は界面活性剤、抗菌成分及び抗真菌成分を含み得る。
【００１２】
着色剤
放射硬化性インクジェットインク組成物は顔料、染料又はその組み合わせ等の着色剤をさらに含み得る。また、放射硬化性インクジェットインク組成物は染料の混合物及び／又は顔料の混合物を含み得る。着色剤はインク組成物に所定の色を提供し得る。
【００１３】
エステル化合物
放射硬化性インクジェットインク組成物は第１のエステル化合物をさらに含み得る。
【００１４】
本発明によれば、第１のエステル化合物は第１の反応物質と第２の反応物質との縮合物で実質的に構成され、第１の反応物質は少なくとも３つの第１の官能基を含む化合物Ａであり、第２の反応物質は少なくとも１つの化合物Ｂを含み、少なくとも１つの化合物Ｂは第２の官能基を含み、第１の官能基はヒドロキシル官能基及びカルボン酸官能基から選択される第１の基であり、第２の官能基はヒドロキシル官能基及びカルボン酸官能基から選択される第２の基であり、第１の官能基は第２の官能基とは異なる。
【００１５】
そのため、第１のエステル化合物は第１の反応物質と第２の反応物質との縮合物で実質的に構成され、第１の反応物質は少なくとも３つのヒドロキシル官能基を含む化合物Ａであり、第２の反応物質は少なくとも１つの化合物Ｂを含み、少なくとも１つの化合物Ｂはカルボキシル官能基を含む。あるいは、第１のエステル化合物は第１の反応物質と第２の反応物質との縮合物で実質的に構成され、第１の反応物質は少なくとも３つのカルボン酸官能基を含む化合物Ａであり、第２の反応物質は少なくとも１つの化合物Ｂを含み、少なくとも１つの化合物Ｂはヒドロキシル官能基を含む。
【００１６】
化合物Ｂは第２の基を１つだけ有することが好ましい。第２の基がヒドロキシル官能基である場合、化合物Ｂはヒドロキシル官能基を１つだけ含むことが好ましい。第２の基がカルボン酸基である場合、化合物Ｂはカルボン酸基を１つだけ含むことが好ましい。
【００１７】
第１の反応物質と第２の反応物質とを反応させることにより形成される第１のエステル化合物は非線形のエステル化合物（nonlinear  ester  compound）であり得る。第１のエステル化合物は少なくとも３つのエステル基を含み得る。エステル化合物は放射硬化性インクジェットインク組成物にゲル化特性を提供し得る。
【００１８】
放射硬化性インクジェットインク組成物は第２のエステル化合物をさらに含み得る。
【００１９】
本発明によれば、第２のエステル化合物は第１の反応物質と第２の反応物質との縮合物で実質的に構成され、第１の反応物質は少なくとも２つの第１の官能基を含む化合物Ａ’であり、第２の反応物質は少なくとも１つの化合物Ｂ’を含み、少なくとも１つの化合物Ｂ’は第２の官能基を含み、第１の官能基はヒドロキシル官能基及びカルボン酸官能基から選択される第１の基であり、第２の官能基はヒドロキシル官能基及びカルボン酸官能基から選択される第２の基であり、第１の官能基は第２の官能基とは異なる。
【００２０】
そのため、第２のエステル化合物は第１の反応物質と第２の反応物質との縮合物で実質的に構成され、第１の反応物質は少なくとも２つのヒドロキシル官能基を含む化合物Ａ’であり、第２の反応物質は少なくとも１つの化合物Ｂ’を含み、少なくとも１つの化合物Ｂ’はカルボキシル官能基を含む。あるいは、エステル化合物は第１の反応物質と第２の反応物質との縮合物で実質的に構成され、第１の反応物質は少なくとも２つのカルボン酸官能基を含む化合物Ａ’であり、第２の反応物質は少なくとも１つの化合物Ｂ’を含み、少なくとも１つの化合物Ｂ’はヒドロキシル官能基を含む。
【００２１】
化合物Ｂ’は第２の基を１つだけ有することが好ましい。第２の基がヒドロキシル官能基である場合、化合物Ｂ’はヒドロキシル官能基を１つだけ含むことが好ましい。第２の基がカルボン酸基である場合、化合物Ｂ’はカルボン酸基を１つだけ含むことが好ましい。
【００２２】
２つのエステル化合物は少なくとも２つのエステル基を含み得る。第２のエステル化合物は放射硬化性インクジェットインク組成物にゲル化特性を提供し得る。
【００２３】
第１のエステル化合物は第２のエステル化合物とは異なり得る。
【００２４】
第１のエステル化合物及び第２のエステル化合物は放射硬化性インクジェットインク組成物でゲル化剤として用いられ得る。放射硬化性インク組成物で使用される種類のゲル化剤はインクのゲル化挙動に影響を及ぼし得る。例えば、ゲル化が始まる温度及びゲル化の速度がゲル化剤の性質によって影響を受ける。最適なゲル化挙動（及び印刷品質）が得られるようにインク組成物のゲル化挙動を印刷プロセスに合わせることが望ましい。ゲル化挙動の調整は、ゲル化剤として２つのエステル化合物を用いることによって実現できることが見出された。第１のエステル化合物及び第２のエステル化合物は互いに異なるものの、第１のエステル化合物及び第２のエステル化合物の分子構造は同様である。即ち、エステル化合物は本発明に係る化合物である。特定の温度でのインクの粘度及びインクのゲル化が生じる温度（ゲル化温度）は、本発明に従って第１のエステル化合物及び第２のエステル化合物を用いることにより調整することができる。このように、吐出後に、インクの液滴が記録媒体上で広がるのを調整することができ、例えば高い光沢を有し、スワスの境界が見えない画像を提供することができる。
【００２５】
一実施形態では、第１のエステル化合物は第１の反応物質と第２の反応物質のｘ等量との縮合物で実質的に構成され、第１の反応物質は少なくともｘの第１の官能基を含む化合物Ａであり（ただしｘ≧３）、第２の反応物質は少なくとも１つの化合物Ｂを含み、少なくとも１つの化合物Ｂは第２の官能基を含み、第１の官能基はヒドロキシル官能基及びカルボン酸官能基から選択される第１の基であり、第２の官能基はヒドロキシル官能基及びカルボン酸官能基から選択される第２の基であり、第１の官能基は第２の官能基とは異なり、第２のエステル化合物は第１の反応物質とｙ等量の第２の反応物質との縮合物で実質的に構成され、第１の反応物質は少なくともｙの第１の官能基を含む化合物Ａ’であり（ただしｙ≧２）、第２の反応物質は少なくとも１つの化合物Ｂ’を含み、少なくとも１つの化合物Ｂ’は第２の官能基を含み、第１の官能基はヒドロキシル官能基及びカルボン酸官能基から選択される第１の基であり、第２の官能基はヒドロキシル官能基及びカルボン酸官能基から選択される第２の基であり、第１の官能基は第２の官能基とは異なる。
【００２６】
化合物Ａ及びＡ’の反応基の全てをエステル基に変換してもよい。第１のエステル化合物及び第２のエステル化合物が形成されると、未反応のヒドロキシル官能基及び／又はカルボン酸官能基はエステル化合物にもはや存在しない。
【００２７】
一実施形態では、第２のエステル化合物は第１の反応物質と第２の反応物質との縮合物で実質的に構成され、第１の反応物質は少なくとも３つの第１の官能基を含む化合物Ａ’である。
【００２８】
一実施形態では、第１のエステル化合物は少なくとも４つのエステル基を含み得る。
【００２９】
第１の反応物質と第２の反応物質とを反応させることにより形成される第２のエステル化合物は非線形のエステル化合物であり得る。第２のエステル化合物は少なくとも３つのエステル基を含み得る。
【００３０】
放射硬化性インジェットインク組成物の全重量に対して、存在する第１のエステル化合物及び第２のエステル化合物の全量は０．５重量％〜１５重量％であり得る。放射硬化性インジェットインク組成物の全重量に対して、存在するエステル化合物の量は１．５重量％〜１０．０重量％であることが好ましく、４．０重量％〜８．０重量％であることがより好ましい。
【００３１】
インク組成物が含むエステル化合物の量が放射硬化性インクジェットインク組成物の全量に対して０．５重量％未満の場合、記録媒体への印刷後のインクの粘度の増加が不十分になりブリードを防止できなくなり得る。そのため、エステル化合物が少なすぎると印刷品質の低下を招き得る。存在する第１のエステル化合物の量は第２のエステル化合物の量に対して５重量％〜２０００重量％であり得る。存在する第１のエステル化合物の量は第２のエステル化合物の量に対して１０重量％〜１０００重量％であることが好ましい。
【００３２】
第１のエステル化合物及び第２のエステル化合物の分子構造は同様であり得る。何ら理論に縛られることを望むものではないが、第１及び第２のエステル化合物のそれぞれの分子構造が同一でなく同様であると、放射硬化性インク組成物の相変化挙動の調整が可能になり得る。
【００３３】
高温では、第１及び第２のエステル化合物は流体であり、インク組成物中で溶解している。そのため、第１及び第２のエステル化合物を含む放射硬化性インク組成物は高温で噴出され得る。低温では、インクの粘度が増加し得る。インク組成物の液滴が記録媒体に適用されるとインクの温度が下がり、その結果インクの粘度が高まり得る。この粘度の増加はインクの液滴の固定をもたらし得る。粘度の増加が起こる温度は第１のエステル化合物及び第２のエステル化合物を好適に選択することにより調整され得る。また、粘度増加が起こる温度は第１及び第２のエステル化合物の量及び比を選択することにより調整され得る。そのため、２つのゲル化剤を含むインク組成物を用いることで印刷プロセスのパラメータに関するインク組成物のゲル化挙動を最適化することができ得る。
【００３４】
第１のエステル化合物及び第２のエステル化合物を含むインク組成物は２回以上の粘度増加を示し得る。即ち、そのようなインク組成物は低いゲル化温度及び高いゲル化温度という２つの異なるゲル化温度を有し得る。しかしながら、これらの高い及び低いゲル化温度は第１のエステル化合物は含むが第２のエステル化合物を含まないインク組成物のゲル化温度又は第２のエステル化合物は含むが第１のエステル化合物は含まないインク組成物のゲル化温度と異なり得る。
【００３５】
一実施形態では、化合物Ａ及びＡ’はペンタエリトリトール、シクロデキストリン、グリセロール、ジペンタエリトリトール、２−（ヒドロキシメチル）−２−メチルプロパン−１，３−ジオール、２−エチル−２−（ヒドロキシメチル）プロパン−１，３−ジオール、２−（ヒドロキシメチル）プロパン−１，３−ジオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、トリメチロールブタン及びトリメチロールペンタンからなる群から選択される。
【００３６】
これらの化合物は少なくとも３つのヒドロキシル官能基を含む化合物である。カルボン酸と反応させると、エステル化合物を形成することができる。
【００３７】
カルボン酸エステルと、上記の群から選択される化合物Ａ又は化合物Ａ’とを反応させることによって得ることが可能なエステルは分岐構造を有するエステル（即ち、非線形のエステル）であり得る。何ら理論に縛られることを望むのもでないが、分岐構造は、冷却された場合にエステル化合物が結晶化する傾向を低下させ得ると考えられる。そのため、上述のポリアルコール成分から得ることができるエステル化合物は冷却されたときに結晶化しない。これは、そのようなエステル化合物を含むインク組成物でできた印刷の光沢を改善し得る。複数のヒドロキシル官能基を含む化合物及びカルボン酸基を含む化合物から始まるエステル化合物を合成する方法は当該技術分野で知られている。
【００３８】
化合物Ａ及び化合物Ａ’は同じあってもよいし異なっていてもよい。化合物Ａが化合物Ａ’とは異なっていることが好ましい。
【００３９】
一実施形態では、化合物Ｂ及び前記化合物Ｂ’は下記式Ｉに係る化合物である。
式Ｉ：Ｒ−Ｃ（Ｏ）ＯＨ
（式中、Ｒはアルキル基、アリール基又はアルキルアリール基であり、Ｒは５〜３０の炭素原子を有する基である。）
【００４０】
化合物Ｂ及び化合物Ｂ’は同じあってもよいし異なっていてもよい。化合物Ｂが化合物Ｂ’とは異なっていることが好ましい。式Ｉに係る化合物は、本発明に従ってエステル化合物を形成するのに好適である。エステル化合物の特性は官能基Ｒの選択によって影響を受け得る。Ｒ基の性質は、例えばエステル化合物の融点及びインクジェットインク組成物中でのエステル化合物の分散速度に影響を及ぼし得る。Ｒはアルキル基、アリール基又はアルキルアリール基であり得る。官能基Ｒが芳香族ユニットを含む場合、π−π相互作用が起こり得る。π−π相互作用は、エステル化合物を含むインク組成物の冷却の際に分子間ネットワークの形成を支援し得る。これは、冷却された場合にインク組成物の粘度を高めるのに有用であり得る。
【００４１】
官能基Ｒは５〜４０の、好ましくは１０〜２５の炭素原子を含む基であり得る。官能基Ｒが含む炭素原子が５未満の場合、エステル化合物は印刷条件でゲル化挙動を示さないことがある。官能基Ｒが含む炭素原子が４０より多い場合、エステル化合物は噴出条件で流体でないことがあり、インクジェット組成物の噴出を妨げ得る。エステル化合物は官能基Ｒを一種類だけ含み得る。あるいは、エステル化合物は複数の異なる官能基Ｒを含んでもよい。
【００４２】
本発明に係るインク組成物では、化合物Ａは化合物Ａ’と異なり得る及び／又は化合物Ｂは化合物Ｂ’と異なり得る。
【００４３】
さらなる実施形態では、化合物Ｂ及び化合物Ｂ’は脂肪酸である。脂肪酸はヒドロキシル官能基を含む化合物と反応した場合にエステルを形成するのに好適である。脂肪酸は飽和又は不飽和脂肪酸である。不飽和脂肪酸はモノ不飽和脂肪酸又はポリ不飽和脂肪酸であり得る。不飽和脂肪酸はアルケン官能基を含む。インクを硬化する際に、アルケン官能基が反応し、放射硬化性成分によって形成されるネットワークにエステル化合物が組み込まれ得る。
【００４４】
化合物Ｂ及び化合物Ｂ’が脂肪酸の場合、所謂インクのブルーミング（blooming）が起こらない。ブルーミングは、ゲル化剤を含む放射硬化性インク組成物等のインク組成物で起こり得る望ましくない現象であり得る。記録媒体に適用された後、インク中に存在するゲル化剤が冷えて固化し、それによりインクの粘度を高める三次元ネットワークが形成される。しかしながら、時間の経過につれてゲル化剤はインク層の表面に移動してマットは印刷外観をもたらし得る。ゲル化剤の移動によって光沢が低下する現象は「ブルーミング」として知られている。何ら理論に縛られることを望むものではないが、化合物Ｂ及びＢ’として脂肪酸を選択することによってアモルファスエステル化合物が得られ、ブルーミングを示さないインク組成物が得られる。
【００４５】
一実施形態では、第１のエステル化合物はペンタエリトリトールの脂肪酸エステルである。ペンタエリトリトールのエステル化合物は放射硬化性インク組成物でゲル化剤として好適に用いられ得る。
【００４６】
さらなる実施形態では、第１のエステル化合物はペンタエリトリトールテトラステアレートである。ペンタエリトリトールテトラステアレートは、ペンタエリトリトールとステアリン酸とを反応させることにより得ることができるエステルである。ステアリン酸（ＣＨ３（ＣＨ２）１６ＣＯＯＨ）は脂肪酸である。
【００４７】
一実施形態では、第２のエステル化合物はグリセロールの脂肪酸エステルである。グリセロールのエステル化合物は放射硬化性インク組成物でゲル化剤として好適に用いられ得る。
【００４８】
さらなる実施形態では、第２のエステル化合物はグリセロールトリステアレートである。グリセロールトリステアレートは、グリセロールとステアリン酸とを反応させることにより得ることができるエステルである。ステアリン酸（ＣＨ３（ＣＨ２）１６ＣＯＯＨ）は脂肪酸である。
【００４９】
一実施形態では、放射硬化性成分は２つ以上のアクリレート官能基を有するアクリレートである。アクリレートはＵＶ放射等の好適な放射で照射させると重合反応を起こし得る。そのため、アクリレートを含むインクジェットインクを硬化させた場合にポリアクリレートポリマーが形成され、それによりインクが硬くなる。２つ以上のアクリレート官能基を有するアクリレート分子は２つ以上の他のアクリレート分子と反応するため、ポリマーネットワークが形成され得る。２つ以上のアクリレート官能基を有するアクリレートの例は当該技術分野で知られている。
【００５０】
さらなる実施形態では、インク組成物は単官能アクリレートをさらに含む。単官能悪レートが存在することで、硬化後のインク層の硬さ及び柔軟性が改善し得る。
【００５１】
本発明の一態様では、放射硬化性インクジェットインクを調製する方法が提供され、当該方法は、
放射硬化性成分を提供するステップと、
本発明に係る第１のエステル化合物及び第２のエステル化合物を提供するステップと、
放射硬化性成分と第１のエステル化合物及び第２のエステル化合物とを混合するステップと、
を含む。
【００５２】
放射硬化性成分及びエステル化合物が提供され得る。
【００５３】
任意で、追加の成分、例えば追加の溶剤が提供され得る。放射硬化性成分及びエステル成分をそのままで（neat）提供するかそれらを溶液又は分散液で提供してもよい。任意で着色剤が提供され得る。その場合、着色剤は顔料であり、顔料は水性の顔料分散液等の分散液として提供されることが好ましい。成分を一度に提供してもよいし、成分を次々に加えてもよい。成分は任意の順番で加えてもよい。分散可能な成分を加える場合（顔料及び／又はラテックス粒子）、そのような分散可能な成分はインク組成物の他の成分を提供した後で加えることが好ましい。成分の混合は任意の好適な温度で、例えば室温で行われ得る。
【００５４】
本発明の一態様では、記録媒体に画像を適用する方法を提供する。当該方法は、
ａ）本発明に係る放射硬化性インク組成物の液滴を記録媒体に噴出するステップと、
ｂ）ＵＶ放射を用いて前記放射硬化性インク組成物を照射することにより前記放射硬化性インク組成物を硬化するステップと、
を含む。
【００５５】
本方法では、画像が記録媒体に適用される。本方法のステップａ）で画像が記録媒体に適用される。画像は本発明に係るインク組成物を用いて適用され得る。インク組成物は所定のやり方で、例えば好適な記憶手段に保存された画像ファイルに従って記録媒体に適用され得る。画像は、例えばインクジェットプリントヘッドを用いて放射硬化性インクジェットインク組成物の液滴を噴出することにより適用され得る。記録媒体は用紙又はビニールシートなどのシート様の媒体であり得る。あるいは、記録媒体はウェブ、例えばエンドレスベルトであり得る。ウェブは好適な材料から作られ得る。任意で、画像は中間搬送部材に適用された後で乾燥され得る。
【００５６】
本方法のステップｂ）で、ＵＶ放射を用いて放射硬化性インク組成物を照射することにより放射硬化性インク組成物を硬化する。インクジェット組成物はハロゲンランプ、水銀ランプ及び／又はＬＥＤランプ等の好適な放射源を用いて照射され得る。インクジェット組成物を照射するのに、任意で複数の放射源を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
以下、非限定の実施形態を示す添付の図面を参照しながら本発明の上記の及びさらなる特徴並びに利点を説明する。
【図１Ａ】図１Ａはインクジェット印刷システムの概略図を示す。
【図１Ｂ】図１Ｂはインクジェット印刷システムの概略図を示す。
【図２】図２は温度の関数である複数のインク組成物の粘度を示す。
【発明を実施するための形態】
【００５８】
図１Ａはインクジェット印刷アセンブリ３を示す。インクジェット印刷アセンブリ３は画像受容媒体２を支持するための支持手段を含む。図１Ａでは支持手段を平坦面１として図示しているが、代替的に、支持手段はプラテン、例えば軸を中心に回転する回転ドラムであってもよい。支持手段は支持手段に対して画像受容媒体を固定状態で保持するための吸引孔を任意で備え得る。インクジェット印刷アセンブリ３は、走査印刷キャリッジ５に搭載されたプリントヘッド４ａ〜４ｄを含む。走査印刷キャリッジ５は好適なガイド手段６によってガイドされて主走査方向Ｘに往復移動する。プリントヘッド４ａ〜４ｄのそれぞれはオリフィス面９を含み、オリフィス面９には図１Ｂに示すように少なくとも１つのオリフィス８が設けられている。プリントヘッド４ａ〜４ｄは画像受容媒体２にマーキング材料の液滴を吐出するように構成されている。
【００５９】
画像受容媒体２はウェブ又はシート状の媒体であり、例えば紙、段ボール、ラベル紙、コート紙、プラスチック又は布地で構成され得る。あるいは、画像受容媒体２はエンドレス又は非エンドレスの中間部材であってもよい。回転移動し得るエンドレス部材の例としてはベルト又はドラムが挙げられる。画像受容媒体２は、流体マーキング材料を備えた４つのプリントヘッド４ａ〜４ｄに沿って平坦面１の上で副走査方向Ｙに動かされる。
【００６０】
図１Ａに示すように、画像受容媒体２は温度制御領域２ａで局所的に加熱又は冷却される。温度制御領域２ａでは、加熱及び／又は冷却手段等の温度制御手段（図示せず）が受容媒体２の温度を制御するために設けられ得る。任意で、温度制御手段は画像受容媒体２を支持するための支持手段と統合され得る。温度制御手段は電気温度制御手段であり得る。温度制御手段は画像受容媒体２の温度を制御するために冷却及び／又は加熱液を使用し得る。温度制御手段は画像受容媒体２の温度をモニタリングするためのセンサ（図示せず）をさらに含む。
【００６１】
走査印刷キャリッジ５は４つのプリントヘッド４ａ〜４ｄを搬送し、画像受容媒体２を主走査方向Ｘに走査できるようにプラテン１と平行に主走査方向Ｘに往復移動し得る。本発明を明示するために４つのプリントヘッド４ａ〜４ｄのみを図示している。実際には、任意数のプリントヘッドを用いてもよい。いずれの場合も、マーキング材料一色に毎に少なくとも１つのプリントヘッド４ａ〜４ｄが走査印刷キャリッジ５に配置されている。例えば、白黒プリンタの場合、一般に黒色マーキング材料を含む少なくとも１つのプリントヘッド４ａ〜４ｄが存在する。あるいは、白黒プリンタは、黒色の画像受容媒体２に適用される白色のマーキング材料を含んでもよい。複数の色を含むフルカラープリンタの場合では、各色（通例、黒、シアン、マゼンタ及び黄色）につき少なくとも１つのプリントヘッド４ａ〜４ｄが存在する。フルカラープリンタでは、黒色のマーキング材料が他の色のマーキング材料に比べて頻繁に使用されることが多い。そのため、黒色のマーキング材料を含むプリントヘッド４ａ〜４ｄを、他の色のマーキング材料を含むプリントヘッド４ａ〜４ｄよりも多く走査プリントキャリッジ５に設けてもよい。あるいは、黒色のマーキング材料を含むプリントヘッド４ａ〜４ｄは、別の色のマーキング材料を含むプリントヘッド４ａ〜４ｄよりも大きくてもよい。
【００６２】
キャリッジ５はガイド手段６によってガイドされる。これらのガイド手段６は、図１Ａに示すようにロッドであり得る。図１Ａには１つのロッド６しか図示していないが、プリントヘッド４を搬送するキャリッジ５をガイドするのに複数のロッドを用いてもよい。ロッドは好適な駆動手段（図示せず）によって駆動され得る。あるいは、キャリッジ５は、キャリッジ５を移動させることが可能なアーム等の他のガイド手段によってガイドされてもよい。他の代替案としては、画像受容材料２を主走査方向Ｘに動かすことが挙げられる。
【００６３】
各プリントヘッド４ａ〜４ｄは、少なくとも１つのオリフィス８を有するオリフィス面９を含む。少なくとも１つのオリフィス８は、プリントヘッド４ａ〜４ｄ内に設けられた、流体のマーキング材料を含む圧力室と流体連通されている。オリフィス面９には、図１Ｂに示すように複数のオリフィス８が副走査方向Ｙと平行に一直線に並んでいる。あるいは、ノズルは主走査方向Ｘに配置されてもよい。図１Ｂでは、プリントヘッド４ａ〜４ｄにつき８つのオリフィス８を図示しているが、実際の実施形態では、プリントヘッド４ａ〜４につき数百のオリフィス８が設けられ、任意でそれらが複数の列で配置され得ることが分かる。
【００６４】
図１Ａに図示するように、プリントヘッド４ａ〜４ｄはそれぞれ互いに平行に配置されている。プリントヘッド４ａ〜４ｄは、プリントヘッド４ａ〜４ｄのそれぞれの対応するオリフィス８が主走査方向Ｘに一列に並ぶように配置され得る。これは、それぞれが異なるプリントヘッド４ａ〜４ｄの一部であるオリフィス８を最大で４つ選択的に作動させることによって主走査方向Ｘにおける画像ドットの線が形成され得ることを意味する。対応するオリフィス８が一直線に配置されたプリントヘッド４ａ〜４ｄの平行配置は生産性を高め及び／又は印刷品質を改善するのに有利である。あるいは、複数のプリントヘッド４ａ〜４ｄは、プリントヘッド４ａ〜４ｄのそれぞれのオリフィス８が一列の代わりに互い違いに位置するように互いに隣接して印刷キャリッジに配置され得る。例えば、これは印刷解像度を高めるか又は有効印刷領域を拡大するために行われ、主走査方向Ｘにおける１度の走査で対処され得る。画像ドットはオリフィス８からマーキング材料の液滴を吐出することにより形成される。
【００６５】
インクジェット印刷アセンブリ３は硬化手段１１ａ、１１ｂをさらに含み得る。図１Ａに示すように、走査印刷キャリッジ１２は２つの硬化手段１１ａ、１１ｂを運ぶとともに、主走査方向Ｘに画像受容媒体２を走査できるようにプラテン１と平行に主走査方向Ｘに往復移動し得る。あるいは、３つ以上の硬化手段を適用してもよい。ページワイド型の硬化手段を適用することもできる。ページワイド型の硬化手段が設けられる場合、硬化手段を主走査方向Ｘに往復移動させる必要はない。第１の硬化手段１１ａは第１の強度を有するＵＶ放射の第１のビームを出射し得る。第１の硬化手段１１ａは前硬化ステップのために放射を提供するように構成され得る。第２の硬化手段１１ｂは第２の強度を有する放射の第２のビームを提供するように構成され得る。第２の硬化手段１１ｂは後硬化ステップのために放射を提供するように構成され得る。
【００６６】
キャリッジ１２はガイド手段７によってガイドされる。これらのガイド手段７は図１Ａに図示するようにロッドであり得る。図１Ａに図示のロッド７は１つだけであるが、プリントヘッド１１を運ぶキャリッジ１２をガイドするのに複数のロッドを用いてもよい。ロッド７は好適な駆動手段（図示せず）によって駆動され得る。あるいは、キャリッジ１２は、キャリッジ１２を動かすことができるアーム等の他のガイド手段によってガイドされてもよい。
【００６７】
硬化手段は化学放射源（actinic  radiation  source）、加速粒子源又はヒーター等のエネルギー源であり得る。化学放射源の例としてはＵＶ放射源又は可視光源が挙げられる。ＵＶ放射源はＵＶ硬化性インクにおいて重合反応を誘発することによりＵＶ硬化性インクを硬化するのにとりわけ好適であるため、ＵＶ放射源が好ましい。そのような放射の好適な放射源の例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、発光ダイオード（ＬＥＤ）及びレーザー等のランプが挙げられる。図１Ａに示す実施形態では、第１の硬化手段１１ａ及び第２の硬化手段１１ｂは互いに平行に副走査方向Ｙに配置されている。第１の硬化手段１１ａ及び第２の硬化手段１１ｂは同じ種類のエネルギー源であってもよいし異なる種類のエネルギー源であってもよい。例えば、第１の硬化手段１１ａ及び第２の硬化手段１１ｂの双方が化学放射を出射する場合、２つの硬化手段１１ａ、１１ｂのそれぞれによって出射される放射の波長は同じであってもよいし異なっていてもよい。第１の硬化手段及び第２の硬化手段を異なる装置として図示している。しかしながら、代替的に、放射スペクトルを出射する１つのＵＶ放射源を少なくとも２つの異なるフィルターと共に用いてもよい。各フィルターはスペクトルの一部を吸収し、それにより互いに強度が異なる２つの放射ビームが提供される。
【００６８】
平坦面１、温度制御手段、キャリッジ５、プリントヘッド４ａ〜４ｄ、キャリッジ１２並びに第１の硬化手段１１ａ及び第２の硬化手段１１ｂは好適な制御手段１０によって制御される。
【００６９】
実験及び実施例
材料
ＳＲ９００３（プロポキシ化ネオペンチルグリコールジアクリレート）をＳａｒｔｏｍｅｒ社から入手した。ペンタエリトリトールテトラステアレートをＮＯＦ社から入手した。グリセロールトリステアレートをシグマアルドリッチ社から入手した。化学物質の全ては現状通りで使用した。
【００７０】
方法
粘度
平坦なプレート形状のアントンパール社のＭＣＲ３０１レオメーターを用いて粘度を測定する。粘度は１００ｓ−１のずり速度（γ）で測定する。インク組成物を７０℃の温度でレオメーターに入れた。インク組成物の冷却が始まる前に、インク組成物を５分間一定温度で維持した。粘度測定の間、インク組成物を４℃／分の速度で冷却した（開始温度７０℃）。温度が１０℃に達した時に測定を停止した。
【００７１】
実施例及び比較例
いくつかのインク組成物を調製した。インク組成物は、放射硬化性モノマーであるＳＲ９００３からなる放射硬化性媒体にゲル化剤を加え、それらの成分を混合することによって調製した。ゲル化剤の量及び放射硬化性媒体の量を表１に示す。インク組成物Ｅｘ１、Ｅｘ２及びＥｘ３は本発明に係るインク組成物である。インク組成物Ｅｘ１、Ｅｘ２及びＥｘ３はゲル化剤としてペンタエリトリトールテトラステアレートを含み、さらにゲル化剤としてグリセロールトリステアレートを含む。
【００７２】
比較例のインク組成物ＣＥ１及びＣＥ２も同じように調製した。インク組成物ＣＥ１はゲル化剤としてペンタエリトリトールテトラステアレートを含み、インク組成物ＣＥ２はゲル化剤としてグリセロールトリステアレートを含む。
【００７３】
インク組成物Ｅｘ１、Ｅｘ２、Ｅｘ３、ＣＥ１及びＣＥ２は表１のように要約できる。
【００７４】
【表１】
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インク組成物ＣＥ１、ＣＥ２、Ｅｘ１、Ｅｘ２、Ｅｘ３のそれぞれの粘度は、１０℃〜７０℃の温度範囲で温度関数（function  of  temperature）として測定した。温度関数である５つのインク組成物の粘度を図２に示す。比較例のインク組成物ＣＥ１は特に４０℃あたりで粘度が一度大きく増加することを示す。比較例のインク組成物ＣＥ２も２１℃あたりで粘度が一度大きく変化することを示す。そのため、比較例のインク組成物の双方は粘度の変化を示す。
【００７５】
本発明に係るインク組成物Ｅｘ１は３８℃あたりで１度、３０℃あたりで１度の計２度の粘度の変化を示す。本発明に係るインク組成物Ｅｘ２は３９℃あたりで１度、２６℃あたりで１度の計２度の粘度の変化を示す。本発明に係るインク組成物Ｅｘ３も４０℃あたりで１度、２１℃あたりで１度の計２度の粘度の変化を示す。
【００７６】
ゲル化インク組成物は一般に高温で噴射される。高温ではゲル化インク組成物は液体状態にあり、それらの粘度は噴射できるほど十分低い。実施例および比較例に示す５つのインク組成物の全ては高温で好適に噴射でき、それらの粘度は４５℃〜７０℃で２０ｍＰａ・ｓ以下である。低温では、インク組成物の粘度はインクの液滴のゲル化によって通常増加する。ゲル化温度（インクの冷却の際に起こる第１の粘度増加が起こる温度）は図２に示すようにインク組成物で異なる。本発明に係るインク組成物Ｅｘ１、Ｅｘ２及びＥｘ３のゲル化温度は３８℃〜４０℃の範囲にあり、インク組成物ＣＥのゲル化温度は４０℃であり、インク組成物のゲル化温度は２１℃である。そのため、本発明に係るインク組成物、即ち、２つのゲル化剤を含むインク組成物ではインク組成物のゲル化温度の調整が可能となる。
【００７７】
本発明に係るインク組成物（Ｅｘ１、Ｅｘ２及びＥｘ３）をさらに冷却すると、双方のインク組成物で第２の粘度増加が起こる。そのため、本発明に係るインクがゲルを形成した後でも、インクをさらに冷却する際に粘度がさらに増加し得る。この粘度のさらなる増加は液滴の広がりの防止を改善し得る。
【００７８】
そのため、本発明に係る２つのゲル化剤を含む本発明に係るインク組成物は放射硬化性インク組成物のゲル化特性の調整を可能にし得る。
【００７９】
本発明の詳細な実施形態を本明細書で開示してきたが、開示した実施形態は、様々な形で実施可能な本発明の例示に過ぎないことが分かる。したがって、本明細書で開示した具体的な構造及び機能についての詳細を限定的に解釈するのではなく、請求項の根拠として及び事実上適切な全ての詳細構造で本発明を様々な形で用いるのを当業者に教示するための例示的根拠として解釈すべきである。特に、別々の従属項で提示及び記載の特徴は組み合わせで適用され得る。そのような請求項の任意の有利な組み合わせがここに開示される。
【００８０】
また、本明細書で使用の用語及び表現は限定を意図したものではなく、むしろ本発明の理解可能な説明を提供するために用いたものである。本明細書で使用の「ａ」又は「ａｎ」は１つ以上と定義される。本明細書で使用の複数という用語は２つ以上と定義される。本明細書で使用の別のという用語は、少なくとも第２以上と定義される。本明細書で使用の含有する及び／又は有するという用語は、含む（即ち、オープンランゲージ）を意味すると定義される。本明細書で使用の連結されたという用語は、必ずしも直接的ではないが接続されていることと定義される。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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