(57)【要約】  カチオン性インクジェットインキを印刷するためのインクジェットプリンタが提供される。このプリンタは、基材上にインキを印刷するための印刷ヘッド、その基材上でそのインキを加熱するための加熱手段、およびその加熱されたインキを硬化するための放射線源を備える。
2010512256.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カチオン性インクジェットインキを印刷するためのインクジェットプリンタであって、基材上に前記インキを印刷するための印刷ヘッド、前記基材上の前記インキを加熱するための加熱手段、および前記加熱されたインキを硬化するための放射線源を備える、インクジェットプリンタ。
【請求項２】
前記加熱手段が赤外線ランプを備える、請求項１に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項３】
前記加熱手段が近赤外放射源を備える、請求項２に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項４】
前記加熱手段が高周波（ＲＦ）放射源を備える、請求項１に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項５】
前記加熱手段が加熱圧盤を備える、請求項１に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項６】
前記放射線源が紫外線発光ダイオード（ＵＶ  ＬＥＤ）を備える、請求項１〜５のいずれか１項に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項７】
走査プリンタである、請求項１〜６のいずれか１項に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項８】
前記印刷ヘッドを用いて前記基板にわたって走査する前記印刷ヘッドのいずれかの側に配置される紫外線ＬＥＤアレイを備える、請求項７に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項９】
カチオン性インクジェットインキを含有する１つ以上のリザーバー、基材上に前記カチオン性インクジェットインキを印刷するための印刷ヘッド、前記基材上の前記インキを加熱するための加熱手段および前記加熱されたインキを硬化するための放射線源を備える、インクジェットプリンタ。
【請求項１０】
ｉ）基材上にカチオン性インクジェットインキをインクジェット印刷するステップと、
ｉｉ）前記基材上の前記インキを加熱するステップと、
ｉｉｉ）紫外線放射を用いて前記インキを硬化するステップと、
を含む、インクジェットプリンタを用いるインクジェット印刷方法。
【請求項１１】
前記基材が感熱性であり、前記インキが、ＮＩＲ放射を用いて前記基材上で加熱される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記基材が感熱性であり、前記インキが、高周波（ＲＦ）放射を用いて前記基材上で加熱される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記インキが加熱されて、前記インキが硬化する直前に少なくとも３０℃の温度になる、請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
前記インキが加熱されて、前記インキが硬化する直前に３５〜６０℃の範囲の温度になる、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記基材が、グラフィックディスプレイ製品についての基材である、請求項１０〜１４のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＵＶ硬化性インキを印刷するためのインクジェットプリンタ、およびインクジェット印刷方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット印刷は、剛性基材および柔軟性基材上にグラフィックディスプレイおよび他の製品を印刷するための方法として広範囲に確立されている。職場または家庭用の小さなデスクトップインクジェットプリンタは、通常、水性インキを用いる印刷に使用される。このようなインキは比較的安価であり、合理的に環境的にも受け入れることができるが、インキが乾燥するのにかかる時間の長さ、およびプラスチックフィルムのような水を吸収しない基材における不十分な印刷品質を含む、多くの不都合を抱えている。本通りの印刷およびコピー店に見られるワイドフォーマットプリンタのような小規模の商業用用途のためのインクジェットプリンタは、水性インキより速く乾燥し、疎水性基材により適合する溶剤ベースのインキを使用することができるが、それらは、環境的にはほとんど受け入れられず、印刷処理中に望ましくない臭気を発生する。規模の上の方において、ラージグラフィックディスプレイ製品のワイドフォーマット印刷用の大きな商業用インクジェットプリンタおよびＣＤプリンタのような工業用装飾設備は、通常、放射線硬化性インキ、好ましくは紫外線（ＵＶ）硬化性インキを使用する。
【０００３】
ＵＶ硬化性インキは、高線量のＵＶ放射を用いることによって急速に硬化されることができ、多種多様の基材上に高印刷品質の耐久性のある画像を与える。さらに、ＵＶ硬化性インキは、通常、揮発性の有機化合物を含まず、それによって、溶剤ベースのインキより環境的に受け入れることができる。ほとんど例外なく、商業用用途におけるＵＶ硬化性インクジェットインキは、フリーラジカル機構によって硬化する成分に基づいている。幅広い範囲のそのような成分は利用可能であり、それにより、プリンタの特定の要件にインキを調整するのに柔軟性を与える。
【０００４】
その多くの利点にもかかわらず、ＵＶ硬化性インクジェットは、大規模印刷操作以外で広範に確立されていない。１つの可能性のある理由は、インキを硬化するためのＵＶ放射を発生するために通常使用される水銀灯が、使用するのに不都合だからである。なぜなら、それらは、加熱および冷却するのに時間がかかり、壊れた場合、非常に毒性のある水銀が放出するからである。さらに、既存のＵＶ硬化性プリンタは、今まで、家庭または本通りの印刷市場用には非常に大きくて複雑すぎる傾向があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００６／０１１９６８６号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００６／００５０１２２Ａ号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２００６／０２０４６７０号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２００４／０１６４３５号明細書
【特許文献５】米国特許出願公開第２００４／０１６４３２５Ａ号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、改良されたＵＶ硬化性インクジェットプリンタについての必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、カチオン性インクジェットインキを印刷するためのインクジェットプリンタであって、基材上にインキを印刷するための印刷ヘッド、基材上のインキを加熱するための加熱手段、および加熱されたインキを硬化するための放射線源を備える、インクジェットプリンタを提供する。
【０００８】
本発明はまた、
ｉ）基材上にカチオン性インクジェットインキをインクジェット印刷するステップと、
ｉｉ）基材上のインキを加熱するステップと、
ｉｉｉ）ＵＶ放射を用いてインキを硬化するステップと、
を用いるインクジェット印刷方法を含む。
【０００９】
カチオン性インクジェットインキは、今まで、広範に商業的に受け入れられなかった。一つの理由としては、カチオン性インクジェットインキは、フリーラジカルインクジェットインキより硬化するのに時間がかかる傾向があり、それによって、印刷される物は、部分的に硬化された画像を損なわないように、印刷後の数時間、注意深く扱われなければならないからである。より高レベルの反応性モノマー（例えば、ジオキセタン）を含めることによる、カチオン性インキの硬化速度を改良しようとする試みは、商業的に成功しなかった。なぜなら、硬化性インキの生じる薄膜が壊れやすく、それによって、耐久性を欠くからである。高光開始剤レベルを用いるさらなる試みもまた、硬化速度を有意に増加させることができなかった。
【００１０】
フリーラジカルインクジェットインキの硬化は、大気中の酸素の存在によって阻害され、従って、公知のＵＶインクジェット印刷装置は、高線量のＵＶ放射を与え、および／または硬化ステップの前および間に印刷された基材から大気中の酸素を排除する手段を含まなければならない。さらに、フリーラジカルインキの硬化は、高温で向上しないか、または非常に少しの程度しか向上しないことが見出された。本発明者らは、硬化する前にインキを加熱するための手段と組み合わせてカチオン性ＵＶ硬化性インキ（酸素による阻害を受けない）を利用し、それによって、インキが高温で硬化されるプリンタが、インキの硬化速度を向上させ、それによって、印刷後に印刷製品を扱い、直接積み重ねることができることを見出した。さらに、カチオン性インキの使用は、より低い臭気およびより低い皮膚刺激、ならびに硬化の際の減少したレベルの収縮に起因する、基材への改良された接着を含む、フリーラジカルインキと比較した場合の他の利点と関連する。
【００１１】
本明細書で使用される場合、用語「カチオン性インキ」および「カチオン性インクジェットインキ」とは、使用時にカチオン機構により硬化するインキを指す。これらのインキは、カチオン硬化性およびフリーラジカル硬化性化合物の両方を含み、両方の機構の組み合わせによって硬化するハイブリッドインキとして周知であるインキを含む。しかしながら、有利には、インキは、カチオン機構によってのみ硬化する。
【００１２】
本明細書で使用される場合、用語「フリーラジカルインキ」および「フリーラジカルインクジェットインキ」とは、フリーラジカル機構によって硬化し、カチオン性硬化成分を有さないインキを指す。
【００１３】
本発明の方法において、インキは硬化される前および／または間、すなわち、インキが湿っている間に加熱され、そのインキは高温で硬化され、それによって、ＵＶ放射に対する曝露の際に生じる硬化活性の初期バーストは、高温のインキに起因する速度上昇という利点を受ける。従って、本発明のプリンタおよび印刷方法は、ＵＶ放射に対するカチオン性インクジェットインキの曝露後に、それらを加熱すること（すなわち、後硬化）によってカチオン性インクジェットインキの硬化を改良するために過去になされた試みとは区別される。
【００１４】
加熱手段は、基材上のインキを加熱するための任意の適切な手段であってもよい。加熱手段は、硬化ＵＶ放射に対するインキの曝露の前および／または間に基材上のインキを加熱するために構成される。例えば、加熱手段は、湿ったインキ上にＩＲ放射を照射するように構成されるＩＲランプのような赤外線（ＩＲ）放射源であってもよい。必要に応じて、加熱手段は、ＩＲ  ＬＥＤまたはＩＲ  ＬＥＤアレイである。一実施形態において、加熱手段は、近赤外線（ＮＩＲ）または高周波（ＲＦ）放射源である。近赤外線（ＮＩＲ）放射源は、ＮＩＲランプまたはＬＥＤアレイであってもよい。好ましくは、ＮＩＲ源は、７５０μｍ〜１４００μｍの範囲のピーク発光波長を有する。ＲＦ放射源は、水性コーティング、粘着剤およびエマルジョンを乾燥させるために使用されるタイプのＲＦ誘電加熱器であってもよい。ＮＩＲおよびＲＦ加熱は、特に本発明における使用に適切である。なぜなら、それらは、インキによって十分に吸収されるが、基材が少しの双極子の存在、例えばポレチレンおよびポリプロピレンを有する場合、その基材によって吸収されるにすぎないからである。従って、インキは優先的に加熱され、基材はより低い度合いの加熱を受ける。このように、薄ゲージ高分子フィルムのような感熱基材は、基材上の熱の作用を最小にしながら印刷され得る。従って、一実施形態において、基材は、薄ゲージ（すなわち、１００μｍ以下）高分子フィルムであり、インキの加熱はＮＩＲ放射またはＲＦ放射、好ましくはＮＩＲ放射による。
【００１５】
加熱手段は、加熱圧盤であってもよい。圧盤は、典型的には、インキの硬化の前および／または間に基材の裏面と接触する。好ましくは、加熱圧盤は、印刷ヘッドの下に固定され、印刷ヘッドと硬化手段との間の領域上に延在し、その結果、基材が圧盤上を通るにつれて、その基材が温まり、それにより、基材上で運ばれたインキが加熱される。加熱圧盤は、溶剤ベースのインキ用の従来のインクジェットプリンタに使用されるタイプであってもよい。それらのプリンタにおいて、加熱圧盤は、インキの乾燥を促進するために使用される。加熱圧盤は、典型的には、発熱体を備える。加熱圧盤は、３０℃〜１００℃、好ましくは３０℃〜５０℃の範囲の温度まで有利に加熱される。加熱手段が、インキの温度を少なくとも２℃、好ましくは少なくとも５℃上昇させるようなプリンタが好ましい。
【００１６】
本発明者らは、インキの温度の比較的少しの増加のみで、本発明のプリンタにおけるカチオン性インクジェットインキの硬化速度の著しい向上を達成することが可能であることを見出した。一部の場合において、５℃のみの増加が有効であり、２倍を超えるインキの硬化速度を有することが証明された。有利には、インキの硬化直前に、そのインキが、少なくとも３０℃、好ましくは少なくとも３５℃およびより好ましくは少なくとも４０℃の温度に達するような加熱ステップである。インキまたは基材のいずれかの分解を引き起こす温度までインキを加熱することは、避けるべきである。有利には、インキは、１００℃を超えない温度、好ましくは８０℃を超えない温度、必要に応じて６０℃を超えない温度まで加熱される。好ましい実施形態において、インキの硬化直前に、そのインキが、３０℃〜５０℃の範囲の温度になるように加熱される。
【００１７】
硬化手段は、インキが硬化するまで適切な波長でエネルギーを放射する任意の放射線源であってもよい。２００μｍ〜４５０μｍの間の波長で放射線を放射するＵＶランプが、ＵＶ硬化性インキを硬化するのに適切である。慣例的に、ＵＶインクジェット印刷用の選択された放射線源は、水銀灯であった。しかしながら、それらの水銀灯には多くの不都合がある。それらはしばしば、非常に効率が悪く、少ない割合の放射線のみが所望の波長で放射されるだけである。さらに、慣例の水銀灯はまた、温度感受性である。すなわち、それらは、熱い場合のみ必要とされる波長で光を放つ。従って、ランプの反応時間は、通常、時間がかかり過ぎる。なぜなら、それらは、使用する前に温められることを必要とするか、あるいはそのランプは、エネルギーを浪費するスタンバイモードで温まった状態を維持されることを必要とするからである。光強度は、しばしば、変わりやすく、硬化されるインキの特性の変動をもたらす。さらに、および恐らく最も重要なことに、慣例のＵＶランプは、典型的には、大きくて重いので、それらをインクジェット印刷ヘッド、特に、移動キャリッジに据え付けられる印刷ヘッドに据え付けることは困難である。それにも関わらず、水銀灯が、本発明のプリンタの放射線源として使用され得る（水銀灯は、有意な量のＩＲ放射を発生するので、それら独自の加熱作用を有する。しかしながら、本発明の適用の目的のために、水銀灯がプリンタに存在する場合、それは加熱手段とみなされず、プリンタは、基材上のインキを加熱するための別の手段を備える）。しかしながら、好ましくは、放射線源は、ＵＶ  ＬＥＤまたはＵＶ  ＬＥＤのアレイである。ＵＶ  ＬＥＤ光源は、速い反応時間を有し、それによって、予熱を必要とせず、水銀灯と比べて比較的小型で軽い。従って、それらは、比較的、移動キャリッジに据え付けられる印刷ヘッド上に組み込み易い。
【００１８】
ＵＶ  ＬＥＤのさらなる利点は、それらがデジタル処理で扱い可能であり、それによって、インキが印刷されている基材の選択された領域を硬化することが望まれる場合、個々に発熱でき、インキがない領域を照射するために発熱する必要がなく、それによって、さらなるエネルギー節約を与えることである。このようなデジタル硬化は、例えば、米国特許出願公開第２００６／０１１９６８６号に記載されている。
【００１９】
硬化手段は、異なるＵＶピーク発光波長を有するＵＶ  ＬＥＤの混合体を有するＬＥＤアレイを備えてもよい。このような混合アレイは、例えば、米国特許出願公開第２００６／００５０１２２Ａ号、同第２００６／０２０４６７０号および同第２００４／０１６４３５号に記載されている。このような混合アレイは、インキの厚い層および薄い層の両方に十分な硬化を与え、また、異なる色のインキの色素によるＵＶ光の吸収の変動を軽減することが見出されている。米国特許出願公開第２００６／０２０４６７０Ａ号および同第２００４／０１６４３２５Ａ号もまた、フリーラジカルインキの問題であるが、カチオン性インキの問題ではない、インキから酸素を排除して硬化の酸素による阻害を低減するための種々の手段を開示しており、それらの文献に開示される混合ＵＶアレイもまた、酸素による阻害が最も顕著であるインキの表面領域の硬化を促進する、短い波長のＵＶ放射を与えることにより酸素による阻害作用を軽減するのに役立つ。もちろん、本発明のプリンタおよび方法に使用されるカチオン性インキは、フリーラジカルインキで行う同様の方法において、酸素による阻害を受けない。従って、その理由のために短波長のＵＶ源を備えることを必ずしも必要としないが、混合波長ＵＶ  ＬＥＤアレイの使用は、上述の他の理由のために望ましい。
【００２０】
水銀灯およびＵＶ  ＬＥＤの両方は、それらが、温度感受性基材を損傷し得る多くの熱を発生するという問題を生じる。さらに、ＬＥＤによって発生される光強度は、典型的には、ＬＥＤの温度が上がるにつれて下がる。その理由のために、ＬＥＤ  ＵＶ源は、典型的には、受容可能な温度でＬＥＤを維持するためのヒートシンクおよびファンのような冷却手段とともに設けられる。
【００２１】
プリンタは、走査プリンタであってもよい。走査プリンタにおいて、印刷ヘッドは、基材がその下を縦方向に動く場合に基材を左右に走査し、そのような方法で、印刷ヘッドは基材の全領域を覆う。好ましい実施形態において、プリンタは、印刷ヘッドのいずれかの側に配置される１つ以上のＵＶ  ＬＥＤアレイを備える走査プリンタである。ＬＥＤアレイは、印刷ヘッドを用いて基材を走査し、それによって、基材の全印刷領域を覆うことが望ましい。その実施形態において、印刷ヘッドはまた、インキを加熱するために印刷ヘッドのいずれかの側に配置される１つ以上のＩＲ放射源を運んでもよい。本発明は特に、走査プリンタに適切である。なぜなら、それらのプリンタは、本発明によって与えられるサイズ減少およびコストの利点が特に価値のある市場区分において用途を満たす傾向があるからである。
【００２２】
本発明はまた、単一パスインクジェットプリンタを含む、他のタイプのインクジェットプリンタにも適用可能である。単一パスインクジェットプリンタにおいて、印刷ヘッドは、印刷領域の全幅にわたり、左右を走査しない。単一パスプリンタにおいて、ＵＶ光源は、典型的には、印刷ヘッドのちょうど下流に配置される。一実施形態において、プリンタは、プリンタの下流にＵＶ放射源を有する単一パスインクジェットプリンタであり、また、印刷ヘッドとＵＶ源との間に配置される熱源を備える。単一パスプリンタにおける熱源は、加熱圧盤であってもよいが、基材が、走査プリンタと比べて比較的速くプリンタを移動するため、ＩＲまたはＮＩＲランプのような放射熱源が好ましい。
【００２３】
本発明はまた、カチオン性インクジェットインキを含有する１つ以上のリザーバー、基材上にカチオン性インクジェットインキを印刷するための印刷ヘッド、および基材上のインキを加熱するための加熱手段を備えるインクジェットプリンタを提供する。
【００２４】
基材は、例えば、紙、アクリル、ビニルおよびポリエステルシートならびに柔軟性または剛性グラフィックディスプレイ基材、例えば、ポリカーボネート、ＰＥＴ、ガラス、セラミックおよび金属などのインクジェットプリンタに典型的に使用されるものを含む、任意の適切な基材であってもよい。
【００２５】
好ましい実施形態において、本発明のプリンタは、印刷ヘッド、インキを加熱するための手段、および単一ハウジング内でインキを硬化するための手段を備える。必要に応じて、プリンタは、Ａ４より大きいが２メートル幅より小さいサイズのシートまたは巻き取り紙（ＣＤなどの物品でない）を印刷するためのプリンタである。このようなプリンタは、典型的に、本通りのコピーおよび印刷店における使用に適切である。
【００２６】
本発明のプリンタはまた、基材および印刷ヘッドに対して相対運動を与えるためのもの、およびプリンタの操作を制御するためのものなどの従来のインクジェットプリンタにある装置を備える。
【００２７】
基材は、携帯電話ケーシング、ＣＤまたはＤＶＤ、電球またはボトルのような製造品であってもよい。好ましくは、基材は、シート形状、例えば、紙、アクリルまたはビニルシートである。
【００２８】
ここで、本発明の実施形態は、以下の図面を参照して例示のみの目的のために記載される。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１ａ、１ｂおよび１ｃは、本発明のプリンタの異なる構成の概略図を示す。
【図２】本発明に従う走査プリンタの部分の概略図を示す。
【図３】水銀灯によって硬化されるインキの範囲についての硬化線量対温度のグラフを示す。
【図４】ＵＶ  ＬＥＤによって硬化される種々のインキについての硬化線量対温度のさらなるグラフを示す。
【図５】近赤外線放射によって加熱され、水銀灯によって硬化される種々のインキについての硬化線量対温度のグラフを示す。
【図６】ＲＦ加熱器によって加熱され、水銀灯を用いて硬化される種々のインキについての硬化線量対温度のグラフを示す。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図１ａは、圧盤５の上に順に配置された印刷ヘッド２、ＩＲランプ３および水銀灯４を備える、本発明に従うプリンタ１を示す。シート基材６は、矢印Ａの方向において移送機構（図１ａに示さず）によって圧盤上に運ばれている状態を示す。基材の最上面に、制御装置（図１ａに示さず）から受けた指示に従って、印刷ヘッド２から基材上に噴出されるインキ７の薄膜がある。基材が矢印Ａの方向に運ばれる場合、インキの薄膜は、そのインキの薄膜を高温まで加熱するＩＲランプ３の下を通る。ＩＲランプ３によっても加熱される基材と一緒に加熱されるインキは、次いで、そのインキを硬化するのに十分なＵＶ線量を用いるＵＶ放射で基材およびインキを照射する水銀灯４の下を通る。
【００３１】
図１ｂは、インキを加熱するためのＩＲランプ３を有する代わりに、電気素子９によって加熱される加熱圧盤８を有する代替のプリンタを示す。基材が矢印Ａの方向に運ばれる場合、インキは、印刷ヘッド２によって基材６の上面の薄膜７に着く。基材は、加熱圧盤８によって温められ、それによって、インキ７を高温まで加熱する。水銀灯４は、加熱されたインキを硬化する。
【００３２】
図１ｃは、印刷ヘッド２の下流に配置されるＮＩＲ範囲に放射線を発生するＮＩＲ  ＬＥＤ１０を備えるプリンタを示す。ＮＩＲアレイ１０の下流には、ＵＶ  ＬＥＤアレイ１１がある。基材が方向Ａに移動する場合、印刷ヘッド２は、インキ７を基材６上に着けて、液体インキの薄膜を形成する。次いで、基材およびインキは、優先的にインキ７を高温まで加熱するＮＩＲ放射を用いてそのインキおよび基材を照射するＮＩＲアレイ１０の下に運ばれる。基材がＵＶ  ＬＥＤアレイ１１の下に運ばれる場合、インキは固体薄膜まで硬化される。
【００３３】
図１ａ〜１ｃに示される印刷ヘッド２は、基材６の全幅に延びる固定印刷ヘッド（単一パスプリンタ）であってもよいか、またはそれは、印刷ヘッドを基材の幅の左右に運ぶ移動キャリッジ（走査プリンタ）に据え付けられてもよい。
【００３４】
図２は、本発明に従う走査プリンタ１２についての代替の配置構成を示す。プリンタ１２は、紙から出てくる方向に移送機構（図２に示さず）によって移送される基材１４を支持する圧盤１３を備える。圧盤１３の上に据え付けられるのは、印刷ヘッド１５を備える印刷ヘッドキャリッジである。共通に、印刷ヘッド１５の各側上の印刷ヘッドキャリッジに据え付けられるのは、２つのＩＲ  ＬＥＤアレイ１６および２つのＵＶ  ＬＥＤアレイ１７である。印刷ヘッドは、矢印Ｂの方向において基材を左右に動き、それが左右を走査しながら、制御装置（図２に示さず）から受けた指示に従って、インキ１８の薄膜を基材１４上に着ける。ＩＲ  ＬＥＤアレイ１６は、インキおよび基材を高温まで温め、ＵＶ  ＬＥＤアレイ１７は、インキの薄膜をＵＶ放射で照射し、それによって、インキを硬化する。
【実施例】
【００３５】
（実施例１  水銀灯を用いる硬化／加熱圧盤またはＩＲランプを用いる加熱）
インキのドローダウンを、ポリエステルフィルム基材上で１２ミクロンのＫバーを用いて準備した。次いで、それらのドローダウンを、以下の手順に従って、加熱して、硬化した。
【００３６】
インキを加熱する２つの方法を採用した。第１の方法において、模擬加熱圧盤である、金属ブロックを必要な温度までオーブン中で加熱した。次いで、ドローダウンを金属ブロックの上面に固定し、温度感受性ストリップをブロックの上面にドローダウンと一緒に固定して、ドローダウンの一定の指示温度を得た。次いで、この構成部を、水銀放電灯の下で制御された速度で通るコンベヤの上に置いた。ライトバグ（ｌｉｇｈｔ  ｂｕｇ）（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｌｉｇｈｔ社製のＩＬ３９０Ｂ）を、ＵＶ線量を測定するために金属ブロックと一緒に置いた。構成部をＵＶランプの下に通過させた後、インキの薄膜を、硬化されたか否かを評価するために試験した。この手順を、新しいドローダウンを用い、そして、コンベヤベルトの速度を減少させながら数回繰り返し、それによって、硬化線量が、インキが固体薄膜まで硬化されるのに到達するまで、硬化線量を増加させて与えた。
【００３７】
加熱する第２の方法は、ＩＲランプによって行った。ドローダウンを、据え付けボード上に配置し、次いで、ＩＲランプの下のコンベヤベルト上に配置した。再び、温度感受性ストリップを、到達温度を測定するために、ドローダウンの隣にボード上に固定した。所望の温度が得られるまで、ボードをＩＲランプの下に保持し、次いで、前述のように硬化手順が行われるＵＶランプの下にコンベヤ上で通過させた。
【００３８】
３つのインキを試験した。カチオン性シアンインキを、ＩＲおよび模擬圧盤加熱手順の両方に従って評価し、カチオン性イエローインキおよびフリーラジカルインキを各々、模擬圧盤加熱方法のみによって評価した。結果を、薄膜を硬化するのに必要とされる硬化線量対温度のグラフの形で図３に示す。その図から見ることができるように、ラジカルインキは全ての温度で同じ線量で硬化されたが、一方、カチオン性インキは、温度を増加させると硬化するために必要とされるＵＶ線量において著しい減少を示した。図３から見ることができるように、必要とされる硬化線量において非常に顕著な減少が、２５℃〜３０℃へと５℃だけインキを加熱することによって達成され、４０℃を超えると、必要とされる硬化線量の下落率が減少した。
【００３９】
（実施例２  ＵＶ  ＬＥＤアレイを用いる硬化／加熱圧盤を用いる加熱）
この実施例において、実施例１に使用したシアンカチオン性インキを、実施例１に記載したようにポリエステルシート上にドローダウンした。次いで、ドローダウンを、実施例１に記載した模擬加熱圧盤方法を用いて加熱した。次いで、ドローダウン／温度感受性ストリップ／金属ブロック構成部を、ＵＶ  ＬＥＤアレイの下に配置し、所定の期間、硬化した。次いで、インキの薄膜を、硬化されたか否かを調べるために試験した。この手順を、新しいドローダウンを用いて、そしてインキの薄膜が硬化される硬化線量に到達するまで、硬化線量を増加させるために硬化持続時間を増加させて用いて、繰り返した。実施例１のように、硬化線量を、設定持続時間の間、ドローダウン構成部と一緒にＬＥＤの下に配置したライトバグ（ＩＬ３９０Ｂ）を用いて測定した。
【００４０】
次いで、その手順を、ＬＥＤによって放射されるＵＶ放射に対するインキの感受性を増加させる感光薬を含む異なるカチオン性シアンインキ配合物を用いて繰り返した。さらに反復実験を、比較のためにフリーラジカルインキを用いて実施し、その結果を、薄膜を硬化するのに必要とされる線量対インキの薄膜の温度のグラフとして図４に示す。
【００４１】
図４から見ることができるように、フリーラジカルインキは、必要とされる硬化線量の非常に少しの減少のみを示したが、一方、再び、カチオン性インキ配合物は、温度を増加させると、必要とされる硬化線量の非常に顕著な減少を示した。予想されるように、感光薬を含むカチオン性インキは、非感光性カチオン性インキ配合物よりも著しく低いＵＶ線量を必要とした。
【００４２】
（実施例３  ＵＶ水銀灯を用いる硬化／近ＩＲランプを用いる加熱）
この実施例において、インキを、１２ミクロンのＫバーを用いて薄ゲージの低密度ポリエチレンフィルムに付与して、均一のインキの薄膜を得た。インキを着けたポリエチレンフィルムを、１２ＮＢエミッタ（Ａｄｐｈｏｓ，Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  ＡＧ，Ｂｒｕｃｋｍｕｈｌ  Ｓｔａｂｅ  ２７，８３０５２，Ｂｒｕｃｋｍｕｈｌ−Ｈｅｕｆｅｌｄ，ドイツ）を有する放射線モジュールＭＰＰから構成される近赤外線加熱装置の下に運ぶコンベヤベルト上に置いた。加熱装置の下を通過直後の薄膜の温度を、Ｒａｙｔｅｋハンドパイロメーター（ｅ＝０．９５）を用いて測定し、次いで、加熱されたインキの薄膜を、ＵＶパワーキューブ水銀灯（これもまたＡｄｐｈｏｓ社製）から構成されるＵＶ硬化ユニットの下に運んだ。ＵＶパワーキューブの出力を、ＵＶ線量が、インキの薄膜がちょうど硬化される時点に到達するまで調整し（硬化レベルを、薄膜が硬化ユニットから現れてから０．５秒後に試験した）、次いで、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｌｉｇｈｔ社製のＩＬ３９０Ｂライトバグを用いて硬化線量を測定した。相対湿度を、Ｃｏｍａｒｋ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ  Ｎ８００４  Ｈｙｇｒｏｍｅｔｅｒ（Ｃｏｍａｒｋ，Ｓｔｅｖｅｎａｇｅ，Ｈｅｒｔｆｏｒｄｓｈｉｒｅ，イギリス）を用いて測定した。
【００４３】
近ＩＲ加熱ユニットを消した状態で一度手順を実施し、それによって、硬化の間にインキを着けた薄膜を室温（２２℃）にして、次いで、この方法を、加熱ユニットをつけた状態で繰り返し、それによって、硬化を高温で実施した。３つの異なるインキ、カチオン性シアン、カチオン性マゼンダ、およびフリーラジカルシアンを試験した。結果を図５に示し、図５から見ることができるように、２つのカチオン性インキは、４４℃および４６℃の温度まで上昇した場合、硬化するのに必要とされる硬化線量の顕著な減少を示したが、一方、フリーラジカルシアンインキは、６０℃まで上昇させた場合でさえ、硬化するのに必要とされるＵＶ線量をほとんどまたは全く減少させないことを示すようであった。
【００４４】
（実施例４  ＵＶ水銀灯を用いる硬化／高周波（ＲＦ）加熱器を用いる加熱）
ＵＶ硬化性インクジェットインキを、１２ミクロンのｋバーを用いて、基材である、薄ゲージの低密度ポリエチレンフィルムに付与した。次いで、インキを着けた薄膜を、誘電性ラボオーブン（Ｓｔｒａｙｆｉｅｌｄ  Ｆａｓｔｒａｎ社製のＳｔｒａｙｆｉｅｌｄ  １．５ｋＷ  ＲＦ  Ｔｒｉａｌｓ  Ｕｎｉｔ，Ｅｌｙ  Ｒｏａｄ，Ｔｈｅａｌｅ，Ｂｅｒｋｓｈｉｒｅ，イギリス，ＲＧ７４ＢＱ）から構成されるＲＦ加熱器ユニットの下に最初に薄膜を運ぶコンベヤベルト上に置き、次いで、二色性反射体および水冷式を備えるＮｏｒｄｓｏｎ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙコンベヤ硬化ユニットから構成されるＵＶ硬化ユニットの下に置いた（上昇ベッドを、ランプと基材との間の距離を最小化するために使用した）。硬化ユニットを、Ｐｒｉｍａｒｃ  ７５ｍｍ  ２４０Ｗ／ｃｍ水銀灯に取り付けた。硬化レベルを、印刷物が硬化トンネルから現れてから０．５秒後に評価し、コンベヤの速度を、硬化線量が、インキがちょうど硬化される時点に到達するまで、調整した。インキの薄膜の温度を、３Ｍ赤外線放射温度計を用いて硬化ユニットに入る直前に測定した。相対湿度を、Ｃｏｍａｒｋ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ  Ｎ８００４湿度計（Ｃｏｍａｒｋ，Ｓｔｅｖｅｎａｇｅ，Ｈｅｒｔｆｏｒｄｓｈｉｒｅ，イギリス）を用いて測定した。硬化線量を、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｌｉｇｈｔ社製のＩＬ３９０Ｂライトバグを用いて測定した。
【００４５】
手順を、各々のインキについて３つの異なる温度で、３つの異なるインキ（カチオン性シアン、カチオン性イエローおよびフリーラジカルシアン）について繰り返した。結果を図６に示し、図６から見ることができるように、カチオン性シアンおよびカチオン性イエローインキを硬化するのに必要とされる硬化線量は、２３℃〜４２℃の範囲で著しく減少したが、一方、フリーラジカルシアンインキを硬化するのに必要とされる硬化線量は、実際に、同じ温度範囲でわずかに増加した。
【００４６】
実施例３および４は、近ＩＲおよびＲＦ加熱器を、温度感受性基材上でインキを硬化するのに必要とされる硬化線量を減少させるのに使用することができることを示す。
【符号の説明】
【００４７】
１  プリンタ
２  印刷ヘッド
３  ＩＲランプ
４  水銀灯
５  圧盤
６  シート基材
７  インキ
８  加熱圧盤
９  電気素子
１０  ＮＩＲアレイ
１１  ＵＶ  ＬＥＤアレイ
１２  走査プリンタ
１３  圧盤
１４  基材
１５  印刷ヘッド
１６  ＩＲ  ＬＥＤアレイ
１７  ＵＶ  ＬＥＤアレイ
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図１ｃ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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