(57)【要約】      （修正有）【課題】硬化性インキによる高面積スループットインクジェット印刷に適当なインクジェット印刷システムを提供すること。【解決手段】少なくとも１種のインクジェットインキと実質的に非吸収性のインキ受容体の表面に該インクジェットインキを噴射する手段を含んでなるインクジェット印刷システムであって、該インクジェットインキの分散表面エネルギーσＬｄに対する該インキ受容体表面の分散表面エネルギーσＳｄの比σＳｄ／σＬｄが０．９より大きいことを特徴とするインクジェット印刷システム。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
分散表面エネルギーσＬｄを有する少なくとも１種のインクジェットインキ及び分散表面エネルギーσＳｄを有する実質的に非吸収性のインキ受容体の表面に該インクジェットインキを噴射するための手段を含んでなるインクジェット印刷システムであって、比σＳｄ／σＬｄが０．９より大きいことを特徴とするインクジェット印刷システム。
【請求項２】
比σＳｄ／σＬｄが１．２より大きい請求項１に従うインクジェット印刷システム。
【請求項３】
該インキ受容体表面の分散表面エネルギーσＳｄが少なくとも３０．０ｍＪ／ｍ２である請求項１又は２に従うインクジェット印刷システム。
【請求項４】
該インクジェットインキの分散表面エネルギーσＬｄが多くて３０．０ｍＪ／ｍ２である請求項１又は２に従うインクジェット印刷システム。
【請求項５】
該インクジェットインキ受容体の面積スループットが少なくとも１８０ｄｐｉの解像力で少なくとも５０ｍ２／時間である請求項１〜４のいずれかに従うインクジェット印刷システム。
【請求項６】
印刷をシングルパスで行う請求項１〜５のいずれかに従うインクジェット印刷システム。
【請求項７】
該インクジェットインキが紫外線硬化性インクジェットインキである請求項１〜６のいずれかに従うインクジェット印刷システム。
【請求項８】
該インクジェットインキが該実質的に非吸収性のインクジェットインキ受容体の該表面に印刷されるとき２．０より大きいスプレッデイング係数を有する請求項１〜７のいずれかに従うインクジェット印刷システム。
【請求項９】
（１）分散表面エネルギーσＳｄを有する実質的に非吸収性のインクジェットインキ受容体の表面に分散表面エネルギーσＬｄを有する少なくとも１種のインクジェットインキを噴射し、そして
（２）該インクジェットインキを硬化させる、
段階を含んでなり、比σＳｄ／σＬｄが０．９より大きいことを特徴とするインクジェット印刷方法。
【請求項１０】
該比σＳｄ／σＬｄが１．２より大きい請求項９に従うインクジェット印刷方法。
【請求項１１】
該実質的に非吸収性のインクジェットインキ受容体表面の該分散表面エネルギーσＳｄが少なくとも３０．０ｍＪ／ｍ２である請求項９又は１０に従うインクジェット印刷方法。
【請求項１２】
該インクジェットインキの該分散表面エネルギーσＬｄが多くても３０．０ｍＪ／ｍ２である請求項９〜１０のいずれかに従うインクジェット印刷方法。
【請求項１３】
該インクジェットインキ受容体のスループットが少なくとも１８０ｄｐｉの解像力で少なくとも５０ｍ２／時間である請求項９〜１２のいずれかに従うインクジェット印刷方法。
【請求項１４】
印刷をシングルパスで行う請求項９〜１３のいずれかに従うインクジェット印刷方法。
【請求項１５】
該インクジェットインキが紫外線硬化性インクジェットインキである請求項９〜１４のいずれかに従うインクジェット印刷方法。
【請求項１６】
該インクジェットインキが該実質的に非吸収性のインクジェットインキ受容体の該表面に印刷されるとき２．０より大きいスプレッデイング係数を有する請求項９〜１５のいずれかに従うインクジェット印刷方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は高速インクジェット印刷に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット印刷において、インキ流体の小滴は、印刷装置とインキ受容体との物理的接触なしにインキ受容体表面に直接射出される。印刷装置は印刷データを電子的に記憶しそして該滴を像通りに（ｉｍａｇｅ−ｗｉｓｅ）噴出するための機構を制御する。印刷は、印刷ヘッドを紙を横切って移動させること又はその逆により達成される。インクジェット印刷機に関する初期の特許は、特許文献１、特許文献２及び特許文献３を包含する。
【０００３】
インクジェット用のインキ組成物は、下記の成分：染料又は顔料、水及び／又は有機溶媒、保湿剤、例えばグリコール、洗剤、増粘剤、ポリマー結合剤、保存剤等を含む。このようなインキの最適組成は使用されるインクジェット法及び印刷されるべきインキ受容体の性質に依存することは容易に理解されるであろう。インキ組成物は大雑把に、
●  水をベースとするもの、乾燥機構は吸収、浸透及び蒸発を含む、
●  オイルをベースとするもの、乾燥は吸収及び浸透を含む、
●  溶媒をベースとするもの、乾燥は主として蒸発を含む、
●  ホットメルト又は相変化するもの、この場合インキは噴射温度で液体であるが室温で固体でありそして乾燥は凝固により置き換えられる、
●  紫外線硬化性のもの、この場合乾燥は重合により置き換えられる、
に分けることができる。
【０００４】
最初の２つの型のインキ組成物は多少吸収性である受容媒体により適しており、これに対して、ホットメルトインキ及び紫外線硬化性インキは非吸収性インキ受容体により適していることは容易に理解されるであろう。
【０００５】
水をベースとするインキに関する初期の特許は、特許文献４、特許文献５、特許文献６、特許文献７、特許文献８及び特許文献９を包含する。しかしながら、水をベースとするインキに基づくシステムは、（ａ）水の蒸発を必要とし、それ故、特に印刷速度が重要である場合には大きい乾燥システムを必要とする、（ｂ）大きな印刷区域がしわになる傾向がある、（ｃ）湿潤及び乾燥時のこすりに対する像の感受性、（ｄ）低粘度インキがオリフィスの先端で乾燥する傾向があり、これは保湿剤、通常グリコールの使用により回避することができるが、粘度を増加させる、などの多数の欠点がある。極性溶媒をベースとするインキの使用は、水をベースとするインキに固有の問題のいくらかを克服することができるが、毒性又は引火性蒸気を発生する可能性がある、などの他の問題を生じる。それ故、低溶媒インキ組成物を開発する努力がなされ、それから紫外線硬化性インキ組成物という概念が出現した。
【０００６】
特許文献１０は、インキ組成物が（ａ）多官能性不飽和紫外線硬化性化合物、（ｂ）一官能性不飽和化合物、（ｃ）反応性相乗剤、（ｄ）着色剤、（ｅ）伝導度のための油溶性塩、（ｆ）光開始剤及び（ｇ）好ましくは少量の有機極性溶媒を含有する、帯電した小滴を使用するインクジェット印刷法を開示している。
【０００７】
しかしながら、実質的に非吸収性のインキ受容体に対する紫外線硬化性インキの挙動及び相互作用は、吸収性インキ受容体上の水又は溶媒ベースのインキに比べて、極めて複雑であることが見出された。特に、基材上のインキの良好な且つ制御されたスプレッデイング（ｓｐｒｅａｄｉｎｇ）は問題をはらんでいる。
【０００８】
特許文献１１は、合成樹脂の基材の表面にインクジェット印刷するための方法であって、
１．  該表面に表面処理を行って該表面に６５〜７２ｍＪ／ｍ２の比表面自由エネルギー（ｓｐｅｃｉｆｉｃ  ｓｕｒｆａｃｅ  ｆｒｅｅ  ｅｎｅｒｇｙ）を与え、
２．  ２５〜４０ｍＮ／ｍの表面張力を有する活性化エネルギービーム硬化性インキを与え、
３．  この比表面自由エネルギーを有する表面に該インキをインクジェット印刷装置により放出し、それによりこの表面に該インキの印刷された部分を形成し、そして
４．  印刷された部分に活性化エネルギービームを発射する、
ことを含む方法を開示している。
【０００９】
表面張力及び表面エネルギーは同等なパラメーターである。液体の表面張力は表面の単位長さに対して作用する力であると定義されそしてｍＮ／ｍで表されるが、これに対して固体の表面エネルギーは界面の単位面積を創り出すのに必要なエネルギーでありそしてｍＪ／ｍ２で表される。これらの次元は同等である、即ち、ｍＮ／ｍ×ｍ／ｍ＝ｍＪ／ｍ２。本発明を開示するのに首尾一貫させるために、インキの表面エネルギーという用語が、インキの表面張力という用語の代わりに使用されるであろう。したがって、特許文献１１により開示された方法の段階２において、２５〜４０ｍＮ／ｍの表面張力は２５〜４０ｍＪ／ｍ２の表面エネルギーに等しい。
【００１０】
特許文献１１の方法は、インキ受容体表面の表面エネルギーをインキの表面エネルギーよりは大きくするべきであるということを更に教示していると思われる。なお実施例において、４つの未処理合成樹脂基材（ＡＢＳ、ＰＢＴ、ＰＥ及びＰＳ）の表面エネルギーは４つの異なるインキの表面エネルギーより高いけれども、良好な「像の品質」、即ち、インキの良好なスプレッデイングは観察されない。特許文献１１はインキ及び基材の表面エネルギーの分散成分（ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ  ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）及び極性成分（ｐｏｌａｒ  ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）に関しても言及していない。実施例で使用された表面処理はコロナ処理及びプラズマ処理であった。
【００１１】
特許文献１２は、ラジカル重合開始剤、重合可能なモノマー及び界面活性剤を含有するインキを好ましくは非吸収性記録媒体上に噴射し、そしてそれらを紫外線で照射するための方法を開示している。３８ダイン／ｃｍの表面エネルギーを有する延伸されたポリプロピレン（ＯＰＰ）シートを、２４〜３０ｍＮ／ｍの表面張力を有しそしてＫｙａｒａｄ（商標名）ＤＰＣＡ（ヘキサアクリレート）２４重量％、Ｂｉｓｃｏａｔ（商標名）３３５ＨＰ（テトラエチレングリコールジアクリレート）２３重量％、軽アクリレートＰＯ−Ａ（商標名）（フェノキシエチルアクリレート）４１重量％、Ｉｒｇａｃｕｒｅ（商標名）３６９（開始剤）５重量％及びビニルモノマー型界面活性剤３重量％を含有するブラック、イエロー、マゼンタ及びシアンインキの組を使用して印刷した。
【００１２】
特許文献１３は、基材に第１インキ滴を適用し、次いで第１インキ滴を中間凝固させることなく第１インキ滴上に第２インキ滴を適用する段階を含み、第１及び第２インキ滴は異なる粘度、表面張力及び硬化速度を有する、プログレッシブドット印刷インクジェット法（ｐｒｏｇｒｅｓｓｉｖｅ  ｄｏｔ  ｐｒｉｎｔｉｎｇ  ｉｎｋ−ｊｅｔ  ｐｒｏｃｅｓｓ）を開示している。それは、異なる粘度、表面張力及び硬化速度を有する少なくとも２種のインキを含む、プログレッシブドット印刷インクジェット法で使用するのに適当なインクジェットインキの組も請求している。
【００１３】
実施例において、特許文献１３はＰＶＣ基材に紫外線硬化性インキを印刷するための高速印刷機の使用を開示している。これは、第１／その後のインキ滴を硬化させない、即ち、それらは次のインキ滴が適用される前に照射されない、「ウエットオンウエット印刷」法（‘ｗｅｔ−ｏｎ−ｗｅｔ  ｐｒｉｎｔｉｎｇ’ｐｒｏｃｅｓｓ）において行われた。この方法では、インキのスプレッデイング（ｉｎｋ  ｓｐｒｅａｄｉｎｇ）の増加は基材上の合一した（ｃｏｍｂｉｎｅｄ）インキ滴のインキの増加した容積により実現されうる。特許文献１３もまたインキ及び基材の表面エネルギーの分散成分及び極性成分に関して言及していない。
【特許文献１】米国特許第３７３９３９３号明細書（ＭＥＡＤ  ＣＯＲＰ）、
【特許文献２】米国特許第３８０５２７３号明細書（ＭＥＡＤ  ＣＯＲＰ、
【特許文献３】米国特許第３８９１１２１号明細書（ＭＥＡＤ  ＣＯＲＰ）。
【特許文献４】米国特許第３９０３０３４号明細書（ＡＢ  ＤＩＣＫ  ＣＯ）、
【特許文献５】米国特許第３８８９２６９号明細書（ＡＧＦＡ  ＧＥＶＡＥＲＴ）、
【特許文献６】米国特許第３８７０５２８号明細書（ＩＢＭ）、
【特許文献７】米国特許第３８４６１４１号明細書（ＡＢ  ＤＩＣＫ  ＣＯ）、
【特許文献８】米国特許第３７７６７４２号明細書（ＭＥＡＤ  ＣＯＲＰ、
【特許文献９】米国特許第３７０５０４３号明細書（ＡＢ  ＤＩＣＫ  ＣＯ）、
【特許文献１０】米国特許第４３０３９２４号明細書（ＭＥＡＤ  ＣＯＲＰ）、
【特許文献１１】欧州特許公開第１１９９１８１号明細書（ＴＯＹＯ  ＩＮＫ  ＭＡＮＵＦＡＣＴＵＲＩＮＧ  ＣＯ．）
【特許文献１２】特開２００３−２６１７９９号公報（ＫＯＮＩＣＡ）
【特許文献１３】国際公開第０３０７４６１９号パンフレット（ＤＯＴＲＩＸ  ＮＶ−ＳＥＲＩＣＯＬ  ＬＴＤ）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
したがって、種々の異なる型のインキ受容体を使用することを可能とする、硬化性インキで高面積スループット印刷（ｈｉｇｈ  ａｒｅａｌ  ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ  ｐｒｉｎｔｉｎｇ）（即ち、単位時間当たりの印刷されるインキ受容体の大きい面積、例えば、＞１００ｍ２／時間）に適当なインクジェット印刷システムを提供する必要がある。
発明の目的
本発明の目的は、高面積スループットインクジェット印刷、即ち、単位時間当たりの印刷されるインキ受容体の面積が大きい、に適当なインクジェット印刷システムを提供することである。
【００１５】
本発明の他の目的は、実質的に非吸収性インクジェットインキ受容体の表面に噴射されるとき２．０より大きいスプレッデイング係数（ｓｐｒｅａｄｉｎｇ  ｆａｃｔｏｒ）及び高い光学濃度を持ったインクジェットインキを有するインクジェット印刷システムを提供することである。
【００１６】
本発明の更なる目的は、実質的に非吸収性インクジェットインキ受容体の表面に噴射されるとき２．０より大きいスプレッデイング係数及び高い光学濃度を有するインクジェットインキを使用する高面積スループットインクジェット印刷のための方法を提供することである。
【００１７】
本発明のこれらの目的及び他の目的は、以下の説明から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
発明の要旨
驚くべきことに、分散表面エネルギー（ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ  ｓｕｒｆａｃｅ  ｅｎｅｒｇｙ）σＬｄを有するインクジェットインキを、分散表面エネルギーσＳｄを有する実質的に非吸収性のインキ受容体の表面に噴射する手段を含むインクジェット印刷システムは、比σＳｄ／σＬｄが０．９より大きいとき有益なスプレッデイング及び高いカラー濃度を実現することができることが見出された。
【００１９】
本発明の目的は、分散表面エネルギーσＬｄを有する少なくとも１種のインクジェットインキ及び、分散表面エネルギーσＳｄを有する実質的に非吸収性のインキ受容体の表面に該インクジェットインキを噴射する手段を含んでなるインクジェット印刷システムであって、比σＳｄ／σＬｄが０．９より大きいことを特徴とするインクジェット印刷システムによって実現される。
【００２０】
本発明の目的は、
（１）分散表面エネルギーσＳｄを有する実質的に非吸収性のインクジェットインキ受容体の表面に分散表面エネルギーσＬｄを有する少なくとも１種のインクジェットインキを噴射し、そして
（２）該インクジェットインキを硬化させる、
段階を含んでなり、比σＳｄ／σＬｄが０．９より大きいことを特徴とするインクジェット印刷するための方法によっても実現される。
発明の詳細な記述
定義 
本発明の開示で使用されるインキ受容体のインクジェットインキ受容表面の表面エネルギーは記号σＳにより表される。σＳは、Ｏｗｅｎｓ−Ｗｅｎｄｔの式により定義される、記号σＳｄにより表される分散成分と記号σＳｐにより表される極性成分からなる。  
【００２１】
本発明の開示で使用される液体インクジェットインキの表面エネルギーは、記号σＬにより表される。σＬは記号σＬｄにより表される分散成分及び記号σＬｐにより表される極性成分からなる。σＬｄは、もしヘキサンに不溶性であるならば、ヘキサン中のペンダントドロップの形状から式３を使用して決定される。もしインクジェットインキがヘキサンに可溶性であるならば、無極性液体では式４においてそして極性液体では式５においてＦｏｗｋｅｓにより定義された分散表面エネルギーσＬｄは、Ｏｗｅｎｓ−Ｗｅｎｄｔ法を使用して決定される。極性液体はここでは０．２より大きい（σＬ−σＬｄ）を有する液体として定義され、ここでσＬｄは式４により得られた。
【００２２】
「表面エネルギーの分散成分」という用語は、本願においては「分散表面エネルギー」に短縮されている。
【００２３】
「表面エネルギーの極性成分」という用語は、本願においては、「極性表面エネルギー」に短縮されている。
【００２４】
本発明で使用された「着色剤」という用語は染料及び顔料を意味する。
【００２５】
本発明で使用された「染料」という用語は、それが適用されている媒体中に関連する周囲の条件下に１０ｍｇ／Ｌ以上の溶解度を有する着色剤を意味する。
【００２６】
「顔料」という用語はＤＩＮ５５９４３において、関連する周囲の条件下に適用媒体中に実質的に不溶性である、したがって、適用媒体中に１０ｍｇ／Ｌより少ない溶解度を有する無機又は有機の有彩（ｃｈｒｏｍａｔｉｃ）又は無彩（ａｃｈｒｏｍａｔｉｃ）着色剤として定義され、ＤＩＮ５５９４３は参照により本明細書に組み込まれる。
【００２７】
本発明で使用された「充填剤」という用語は、インキ受容体に加えられてその性質、例えば、ポリエステルフイルムへの下塗り層の接着、インキ受容体の不透明性及び摩擦電気的性質を改変する無機又は有機材料を意味する。
【００２８】
「一官能性」という用語は１つの反応性官能基を意味する。
【００２９】
「多官能性」という用語は、１つより多くの反応性官能基を意味する。
【００３０】
「実質的に非吸収性のインクジェットインキ受容体」という用語は、下記の２つの基準：
１）インクジェットインキ受容体へのインキの２μｍより深い浸透がないこと、
２）インクジェットインキ受容体の表面に噴射された１００ｐＬの小滴の２０％より多くがインクジェットインキ受容体中に５秒内に消失しないこと、
の少なくとも１つを満足するいかなるインクジェットインキ受容体も意味する。１つ又はそれより多くのコーティングされた層が存在するならば、乾燥厚さは５μｍより小さくするべきである。インキ受容体が実質的に非吸収性のインキ受容体の上記基準のいずれか又は両方の中に含まれるかどうかを決定するために、当業者は標準分析法を使用することができる。例えば、インキ受容体表面にインキを噴射した後、インキ受容体の切片を採取しそして透過型電子顕微鏡により検査して、インキの浸透深さが２μｍより大きいかどうかを決定することができる。適当な分析法に関する更なる情報は下記の文献に見出されうる：ＤＥＳＩＥ，Ｇ，ｅｔ  ａｌ．Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ  ｏｆ  Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ  Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ  ｉｎ  Ｄｒｏｐ  ｏｎ  Ｄｅｍａｎｄ  Ｐｒｉｎｔｉｎｇ．Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  Ｉｍａｇｉｎｇ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ’ｓ  １８ｔｈ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  Ｏｎ  Ｎｏｗ  Ｉｍｐａｃｔ  Ｐｒｉｎｔｉｎｇ．２００２，ｐ．３６０−３６５。
【００３１】
「ｄｐｉ」という用語は、インチ当りのドット、即ち、２．５４ｃｍ当りのインクジェットインキ小滴により作られたドットの数、という用語の略語である。
【００３２】
表面エネルギー
表面張力及び表面エネルギーは同じ物理的量を表す。
【００３３】
図１において、蒸気３からなる雰囲気において、固体２の表面に角度θをなして載っている液体１の小滴は、関与した３つのエネルギーの釣り合いにより平衡状態で載っているものと考えることができる。即ち、固体と液体間の界面エネルギーσＳＬ、固体と蒸気間の界面エネルギー（即ち、固体の表面エネルギーσＳ  ）及び液体と蒸気との界面エネルギー（即ち、液体の表面エネルギーσＬ）。液体相が表面となす角度θは接触角又は湿潤角として知られている。図１により示されるとおり、それは、液体と固体の接触線に沿ったいずれかの点において液体の表面に対する接平面（ｔａｎｇｅｎｔ  ｐｌａｎｅ）と固体の表面に対する接平面との間に含まれる角度である。固体の表面エネルギーσＳは液体のスプレッデイングを支援するが、これは固体−液体界面エネルギーσＳＬ及び固体表面の面における液体の表面エネルギーのベクトルσＬにより反対の作用をされる。接触角θは式１により定義される。
【００３４】
ｃｏｓθ＝（σＳ−σＳＬ）／σＬ            （式１）
固体の表面エネルギーσＳを直接測定するための直接の方法はないが、しかしながら、実験的に決定された平衡静的接触角（ｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍ  ｓｔａｔｉｃ  ｃｏｎｔａｃｔ  ａｎｇｌｅ）から間接に得ることができる。
【００３５】
Ｏｗｅｎｓ−Ｗｅｎｄｔの式は、固体の表面エネルギーσＳ並びに低エネルギー表面、例えばポリマー表面に対するその極性寄与（σＳｐ）及び分散寄与（σＳｄ）を計算するのに使用される。高エネルギー表面、例えば、金属又は金属酸化物については、２つの非混和性液体との界面接触角に基づく他の測定及び計算方法を使用しなければならない（Ｍｏｄｅｒｎ  Ａｐｐｒｏａｃｈｅｓ  ｔｏ  Ｗｅｔｔａｂｉｌｉｔｙ：Ｔｈｅｏｒｙ  ａｎｄ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ．Ｅｄｉｔｅｄ  ｂｙ  ＳＣＨＲＡＤＥＲ，Ｍａｌｃｏｍ  Ｅ．，  ｅｔ  ａｌ．Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ：Ｐｌｅｎｕｍ  Ｐｒｅｓｓ，１９９２．ＩＳＢＮ．０３０６４３９８５９．）。固体と液体との化学的相互作用がない場合：
●液体への固体の溶解がない
●固体の膨潤がない
●成分、例えば界面活性剤の抽出がない
●化学的反応がない
●アルカリ性表面におけるヨウ化メチレンの不安定性
●．．．等
の場合にのみ表面エネルギーを得ることができる。
【００３６】
Ｏｗｅｎｓ−Ｗｅｎｄｔの式は、固体表面の極性及び分散表面エネルギー成分を、その固体表面における既知の極性及び分散表面エネルギー成分を用いる一連の参照液体の接触角測定、いわゆるＯｗｅｎｓ−Ｗｅｎｄｔ法により、得るのに使用することができる。（ＯＷＥＮＳ，Ｄａｎｉｅｌ  Ｋ．，ｅｔ  ａｌ．Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｓｕｒｆａｃｅ  ｆｒｅｅ  ｅｎｅｒｇｙ  ｏｆ  ｐｏｌｙｍｅｒｓ．Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｓｃｉｅｎｃｅ．１９６９，ｖｏｌ．１３，ｎｏ．８，ｐ．１７４１−１７４７）。しばしば使用される参照液体は、水、グリセロール、エチレングリコール、ホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ベンジルアルコール、トリクレジルホスフェート及びアニリンである。固体の表面エネルギーの計算は式２を使用する線形回帰に基づいている。
【００３７】
【数１】
2005231371.tif 000003
【００３８】
参照液体の性質は文献から知られる。しかしながら、σＳｄ及びσＳｐの計算において使用される値は、ヘキサン中の溶液の不存在下におけるヘキサンに対する界面エネルギー測定（σＬｄ）と組み合わせた表面エネルギー測定（σＬ）から又はＰＴＦＥ（Ｔｅｆｌｏｎ）のような純粋な無極性表面における接触角を介して実験的に得られた。我々の線形回帰計算で使用された液体の表面エネルギー及び分散表面エネルギーについての表１の値は例えば、ＶＡＮ  ＫＲＥＶＥＬＥＮ，Ｄ．Ｗ．，ｅｔ  ａｌ．Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ  ｏｆ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ．２ｎｄ  ｅｄｉｔｉｏｎ．Ａｍｓｔｅｒｄａｍ：Ｅｌｓｅｖｉｅｒ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ  Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ  Ｃｏｍｐａｎｙ，１９７６．ｐ．１６９、に見出される値と合致している。
【００３９】
【表１】
2005231371.tif 000004
【００４０】
式２の接触角θについては、最大前進静的角及び最小後退静的角（ｍａｘｉｍｕｍ  ａｄｖａｎｃｉｎｇ  ａｎｄ  ｍｉｎｉｍｕｍ  ｒｅｃｅｄｉｎｇ  ｓｔａｔｉｃ  ａｎｇｌｅ）の平均値が使用された。これはインキ受容体表面の表面粗さのいかなる影響も取り除いた。次いで線形回帰から得られたσＳｄ及びσＳｐを加え合わせることにより固体の表面エネルギーσＳを計算した。
【００４１】
液体の表面エネルギーσＬはペンダントドロップ法（ｐｅｎｄａｎｔ  ｄｒｏｐ  ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）により測定することができる。この方法は少量の液体しか必要とせずそして紫外線硬化性インキ組成物の小滴について使用することができる。滴のカリブレーションされたビデオ像は滴輪郭を与える。次いで滴輪郭をＹｏｕｎｇ−Ｌａｐｌａｃｅ式から計算された理論的滴形状と比較するか又は或るクリティカルディメンジョン（ｃｒｉｔｉｃａｌ  ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｓ）をＢａｓｈｆｏｒｄ−Ａｄａｍｓ表（Ｙｏｕｎｇ−Ｌａｐｌａｃｅ式の数値解）と比較した。この方法は比較される２つの流体相間の密度の差の知見を必要とする。
【００４２】
ヘキサンへの溶解性を示さない（即ち、０．１重量％未満）液体では、ペンダントドロップ法を使用して、表面エネルギーσＬ（空気中で測定）及び分散エネルギーσＬｄ、これは非混和性無極性液体（ヘキサン）に対する界面エネルギーσＬ１，Ｌ２に等しい、の両方を重力の影響を受けた大きなペンダントドロップの形状から直接決定した。次いで、これを使用して、ここでヘキサンのσＬｄ値はわかっているので、下記式
【００４３】
【数２】
2005231371.tif 000005
【００４４】
式中、σＬ１ｄ及びσＬ２ｄは、ＦＯＷＫＥＳ，Ｆ．Ｍ．，Ａｄｖａｎｃｅｓ  ｉｎ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  Ｓｅｒｉｅｓ  ４３：Ｃｏｎｔａｃｔ  Ａｎｇｌｅ，Ｗｅｔｔａｂｉｌｉｔｙ  ａｎｄ  Ａｄｈｅｓｉｏｎ．Ｅｄｉｔｅｄ  ｂｙ  ＧＯＵＬＤ，Ｒ．Ｆ．，Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ  Ｄ．Ｃ．：Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ，１９６４．ｐ．９９−１１１に記載されたとおり、液体Ｌ１及びＬ２の表面張力σＬ１及びσＬ２  への分散力の寄与（ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ  ｆｏｒｃｅ  ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓ）である、
を使用することによりインクジェットインキのσＬｄ値を決定した。
【００４５】
既に述べたとおり、ヘキサンへの溶解性を示す液体については、表面エネルギーの分散成分σＬｄはＰＴＦＥ（テフロン）上の接触角から間接的に得られ、ＰＴＦＥの分散表面エネルギーσＳｄは前記したＯｗｅｎｓ−Ｗｅｎｄｔの方法により決定された。無極性基材上の無極性液体については、σＬｄは、Ｆｏｗｋｅｓの式（式４）
【００４６】
【数３】
2005231371.tif 000006
【００４７】
を使用して得られた。
【００４８】
無極性基材上の極性液体については、σＬｄは、異なるＦｏｗｋｅｓの式（式５）を使用して得られた。
【００４９】
【数４】
2005231371.tif 000007
【００５０】
もし液体、即ち、インクジェットインキについて、液体の表面エネルギーσＬと式４により得られた液体の分散表面エネルギーσＬｄとの差が０．２ｍＪ／ｍ２より大きいならば、液体は極性液体と考えられそして式５がσＬｄを計算するのに使用され、そうでない場合には、式４が使用された。式４及び５は、Ｍｏｄｅｒｎ  Ａｐｐｒｏａｃｈｅｓ  ｔｏ  Ｗｅｔｔａｂｉｌｉｔｙ：Ｔｈｅｏｒｙ  ａｎｄ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ．Ｅｄｉｔｅｄ  ｂｙ  ＳＣＨＲＡＤＥＲ，Ｍａｌｃｏｌｍ  Ｅ．，ｅｔ  ａｌ．Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ：Ｐｌｅｎｕｍ  Ｐｒｅｓｓ，１９９２．ＩＳＢＮ  ０３０６４３９８５９の８頁に式２０ｃ又は２０ａとして見出されうる。
【００５１】
本発明に従うインクジェット印刷システムでは、インクジェットインキの分散表面エネルギーσＬｄに対するインキ受容体表面の分散表面エネルギーσＳｄの比σＳｄ／σＬｄは０．９より大きくされるべきである。この比の上限は１０である。何故ならば、インキ受容体表面の分散表面エネルギーσＳｄは５０ｍＪ／ｍ２より低く（例えば、ポリスチレンのσＳｄは４１．４ｍＪ／ｍ２であり、ポリ（塩化ビニリデン）のσＳｄは４２．０ｍＪ／ｍ２である）そしてインクジェットインキの分散表面エネルギーσＬｄは５ｍＪ／ｍ２という低いものであることができるからである。
【００５２】
噴射するための手段
本発明に従うインクジェット印刷システムにおいては、噴射するための手段は、印刷ヘッド（１つ又は複数）に対して相対的に移動するインキ受容体表面にインキの小さな小滴を制御された方式でノズルを通して噴射する１つ又はそれより多くの印刷ヘッドであることができる。噴出又は噴射されたインキはインキ受容体表面に像を形成する。高い印刷速度では、インキは印刷ヘッドから容易に噴出されなければならない。これはインキの物理的性質に対して多数の制限を与える。例えば、２５から１１０℃まで変わりうる噴射温度で低粘度であること、印刷ヘッドノズルが必要な小滴を形成することができるような表面エネルギー、乾燥印刷区域に迅速に転化することができる均質な液体、．．．などである。
【００５３】
本発明に従うインクジェット印刷シスタムのための好ましい印刷ヘッドは圧電ヘッドである。圧電インクジェット印刷は、電圧が印加されるときの圧電セラミックトランスデューサの運動に基づいている。電圧の印加は印刷ヘッドにおける圧電セラミックトランスデューサの形状を変化させて空隙（ｖｏｉｄ）を創り出し、次いでこれをインキで満たす。電圧が再び除去されると、セラミックはその元の形状に膨張し、印刷ヘッドからインキの滴を噴射する。
【００５４】
しかしながら、本発明のインクジェット印刷システムは圧電インクジェット印刷に限定されるものではない。インキ噴射のための他のインクジェット印刷ヘッドを使用することができ、そして種々のタイプ、例えば、連続型及び熱、静電気及び音響ドロップオンデマンド型を包含する。
【００５５】
印刷のために、インクジェット印刷ヘッドは、通常、動いているインキ受容体表面を横切って横断方向に前後に走査する。しばしばインクジェット印刷ヘッドは戻り道では印刷しない。高面積スループットを得るためには両方向印刷が好ましい。特に好ましいのは「シングルパス印刷法」における印刷であり、これは、ページワイドインクジェット印刷ヘッド（例えばＸＡＡＲから入手可能なページワイド印刷ヘッド）又はインキ受容体表面の全体の幅をカバーする多数の互い違いに配置された（ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ｓｔａｇｇｅｒｅｄ）インクジェット印刷ヘッドにより行うことができる。シングルパス印刷法においては、インクジェット印刷ヘッドは通常固定されておりそしてインキ受容体表面はインクジェット印刷ヘッドの下で移送される。
【００５６】
本発明に従う高面積スループットインクジェット印刷は、像が５０ｍ２／時間より大、好ましくは１００ｍ２／時間より大、さらに好ましくは２００ｍ２／時間より大そして最も好ましくは３００ｍ２／時間より大で印刷されるべきであることを意味する。解像力は、少なくとも１８０ｄｐｉ、好ましくは少なくとも３００ｄｐｉであるべきである。本発明に従う高面積スループットインクジェット印刷システムで使用されるインキ受容体は、好ましくは少なくとも２４０ｍｍの幅を有し、その上少なくとも３５ｍ／分の印刷速度を必要とする。さらに好ましくは、インキ受容体の幅は少なくとも３００ｍｍであり、特に好ましくはインキ受容体の幅は少なくとも５００ｍｍである。
【００５７】
硬化手段
本発明に従うインクジェット印刷方法の好ましい態様では、硬化性インキはインキ受容体表面上に噴射され、未硬化印刷像を創る。次いでこの印刷像はそれを放射にさらすことにより又は電子線硬化により硬化される。放射硬化の好ましい手段は紫外線である。
【００５８】
硬化手段はインクジェット印刷機の印刷ヘッドと組み合わせて配置することができ、それとともに移動して、インキ受容体の表面に印刷された像がインキ受容体に印刷されて後非常に短い時間に硬化放射にさらされるようにすることができる。このような配置では、印刷ヘッドに接続されそして印刷ヘッドと共に移動する小さくて十分な放射源を提供することは困難でありうる。ゆえに、静止した固定された放射源、例えば、光学繊維束又は内部反射性柔軟性チューブの如き柔軟性放射伝導手段によって放射源に接続された硬化性紫外線源、を使用することができる。
【００５９】
別法として、硬化性放射は、固定された源から放射ヘッド上のミラーを含むミラーの配置により放射ヘッドに供給されてもよい。
【００６０】
印刷ヘッドと共に動かないように配置された放射源は、細長い放射源であって、硬化されるべきインキ受容体表面を横切って横断方向に延びておりそして印刷ヘッドの横断路に隣接して延びており、それにより印刷ヘッドにより形成された像のその後の列がその放射源の下を段階的に又は連続的に通されるようになっている放射源であってもよい。
【００６１】
実際の配置においては、異なる色のインキで印刷して多色像を作るために、印刷ステーションにおいて相対的に極めて接近させて複数の印刷ヘッドを設けることが望ましいことがある。その場合に、各々はそれ自身の専用放射源を有する。
【００６２】
いかなる紫外線源も放射源として使用することができ、例えば、高又は低圧水銀ランプ、冷陰極管、ブラックライト、紫外線ＬＥＤ、紫外線レーザー及び閃光を使用することができる。これらの内好ましい紫外線源は３００〜４００ｎｍの主要波長を有する相対的に長い波長の紫外線寄与を示す紫外線源である。特に、ＵＶ−Ａ線源は、それによる光散乱が減少してより効率的な内部硬化をもたらすことにより好ましい。
【００６３】
紫外線は一般に下記の如くＵＶ−Ａ、ＵＶ−Ｂ及びＵＶ−Ｃ：  
●ＵＶ−Ａ：４００ｎｍ〜３２０ｎｍ
●ＵＶ−Ｂ：３２０ｎｍ〜２９０ｎｍ
●ＵＶ−Ｃ：２９０ｎｍ〜１００ｎｍ
として分類される。
【００６４】
更に、異なる波長又は照度の２つの光源を使用して印刷された像を硬化させることが可能である。例えば、第１紫外線源は、特に２４０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲のＵＶ−Ｃに富んでいるように選ぶことができる。次いで第２紫外線源はＵＶ−Ａに富んでいる、例えばガリウムドープドランプであることができ、又はＵＶ−Ａ及びＵＶ−Ｂの両方において高い異なるランプであることができる。２つの紫外線源の使用は利点、例えば速い硬化速度を有することが見出された。
【００６５】
異なる色のインキは紫外線を異なって吸収する、即ち、それらは各々ＵＶ−Ａ、ＵＶ−Ｂ及びＵＶ−Ｃの範囲の各々において異なって吸収することが知られている。２つの硬化ランプを有すると、シングルパスですべてのカラーの完全な硬化が確実にされる。例えば、あるインクジェットインキはＵＶ−Ｃを吸収し、そのためインキ層の深部は第１紫外線源では硬化されないことがある、第１のＵＶ−Ｃに富んだ源は表面に近いインキ層の部分の硬化を完了する。第２紫外線源はこのような場合にインキ層のより深い部分を硬化する。かくしてすべてのインキは、ブラックのような「困難な」色及び厚い（ｔｈｉｃｋ）インキさえも、シングルパスで硬化させることができる。
【００６６】
硬化を促進させるために、インクジェット印刷機はしばしば１つ又はそれより多くの酸素減少装置（ｏｘｙｇｅｎ  ｄｅｐｌｅｔｉｏｎ  ｕｎｉｔ）を含む。酸素減少装置は、硬化雰囲気中の酸素濃度を減少させるために、調節可能な位置及び調節可能な不活性ガス濃度で窒素又は他の相対的に不活性なガス（例えばＣＯ２）のブランケットを配置することができる。残留酸素レベルは通常２００ｐｐｍと低く維持されるが、一般に２００ｐｐｍ〜１２００ｐｐｍの範囲にある。
【００６７】
インキ受容体
本発明のインクジェット印刷システムで使用されるインキ受容体は実質的に非吸収性である。例えば、標準紙は本発明で使用するための適当なインキ受容体ではない。他方、樹脂コーテッド紙は、インキについて実質的に非吸収性であるならば、適当であり得、
例えば、ポリエチレンコーテッド紙及びポリプロピレンコーテッド紙は適当である。
【００６８】
本発明のインクジェット印刷システムにおいて使用するためのインキ受容体は透明、半透明又は不透明であることができる。
【００６９】
本発明のインクジェット印刷システムのための適当なインキ受容体はポリマー基材、例えば、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレート、ポリエステル、例えば、ポリエチレンタレフタレート（ＰＥＴ）及びポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、延伸ポリスチレン（ＯＰＳ）、延伸ナイロン（ＯＮｙ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、延伸ポリプロピレン（ＯＰＰ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）及び種々のポリアミド、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリオレフィン、ポリ（ビニルアセタール）、ポリエーテル及びポリスルホンアミド、不透明白色ポリエステル及びポリエチレンテレフタレートとポリプロピレンの押出ブレンドである。アクリル樹脂、フェノール樹脂、ガラス及び金属もインキ受容体として使用することができる。他の適当なインキ受容体材料は、Ｍｏｄｅｒｎ  Ａｐｐｒｏａｃｈｅｓ  ｔｏ  Ｗｅｔｔａｂｉｌｉｔｙ：Ｔｈｅｏｒｙ  ａｎｄ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ．Ｅｄｉｔｅｄ  ｂｙ  ＳＣＨＲＡＤＥＲ，Ｍａｌｃｏｌｍ  Ｅ．，ｅｔ  ａｌ．Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ：ｐｌｅｎｕｍ  Ｐｒｅｓｓ，１９９２．ＩＳＢＮ  ０３０６４３９８５９．に見出すことができる。
【００７０】
インキ受容体は、例えばＣａＣＯ３を含有するＰＥＴ、ＴｉＯ２を含有するＰＥＴ、ａ−ＰＥＴ及びＰＥＴ−ｇの如く、充填剤として鉱物粒子を含むこともできる。
【００７１】
ポリエステルフイルム基材、特にポリエチレンテレフタレートは、或る用途、特に優れた寸法安定性を有するタイプのために好ましい。このようなポリエステルがインキ受容体として使用されるとき、下塗り層は、もしそれが下塗りされていない基材と一緒になって実質的に非吸収性のインキ受容体を構成するならば、基材への噴射されたインキの結合を改良するのに使用することができる。この目的に有用な下塗り層は写真技術分野で周知されておりそして、例えば塩化ビニリデンのポリマー、例えば塩化ビニリデン／アクリロニトリル／アクリル酸ターポリマー又は塩化ビニリデン／メチルアクリレート／イタコン酸ターポリマーを包含する。
【００７２】
安定剤、レベリング添加剤、つや消し剤、物理的フイルム性質の調節剤、例えば、ワックスを必要に応じて下塗り層に加えることもできる。
【００７３】
本発明の目的は、実質的に非吸収性のインキ受容体の表面を表面処理により適合させることにより実現されうる。この表面処理は、インクジェットインキの分散表面エネルギーσＬｄに対するインキ受容体表面の分散表面エネルギーσＳｄの比σＳｄ／σＬｄが０．９より大きく、更に好ましくは１．２より大きくなるように、インキ受容体表面の分散表面エネルギーσＳｄを増加させる。
【００７４】
インキ噴射の前にインキ受容体表面の分散表面エネルギーを増加させるための好ましい表面処理は、フレーム処理、コロナ処理、プラズマ処理又は液体処理である。これらの内、プラズマ処理は、オゾンが発生されないので、極めて有効である。
【００７５】
インクジェットインキ
本発明のインクジェット印刷システムのためのインクジェットインキ組成物は、少なくとも３つの主成分：（ｉ）モノマー及び／又はオリゴマー、（ｉｉ）光開始剤（１つ又は複数）及び（ｉｉｉ）着色剤（１つ又は複数）、好ましくは少なくとも１種の顔料を含む。更に、インキは場合により１種又はそれより多くの界面活性剤、分散剤、樹脂、抑制剤（ｉｎｈｉｂｉｔｏｒｓ）、硬化剤（ｈａｒｄｅｎｅｒｓ）、安定剤及び相乗剤添加剤を含有することができる。
【００７６】
モノマー及びオリゴマー
インクジェットインキは、インクジェット印刷機の硬化手段により重合されるモノマー及び／又はオリゴマーを含有する。モノマー、オリゴマー又はプレポリマーは異なる程度の官能性を有することができ、そしてモノ−、ジ−、トリ−及びより高級官能性モノマー、オリゴマー又はプレポリマーの組み合わせを含む混合物を使用することができる。これらの成分は、硬化可能であり、典型的には光硬化可能であり、例えば紫外線硬化性でありそして印刷後のインキ受容体表面に接するべきでありそして着色剤を結合するのに役立つべきである。
【００７７】
モノマーとオリゴマーとの比を調節することはインキの粘度を調節する方法でもある。より高い官能性はより高い粘度をもたらす。
【００７８】
慣用のラジカル重合、光酸又は光塩基発生器を使用する光硬化システム又は光誘導交互共重合のいずれの方法も使用することができる。一般に、ラジカル重合及びカチオン重合が好ましく、そして開始剤を必要としない光誘導交互共重合を使用することもできる。更に、これらのシステムの組み合わせのハブリッドシステムも有効である。
【００７９】
カチオン重合は、酸素による重合の抑制がないことにより有効性において優れているが、それは遅くそしてそのコストが高い。カチオン重合が使用されるならば、エポキシ化合物をオキセタン化合物と一緒に使用して重合の速度を増加させることが好ましい。
【００８０】
ラジカル重合は最も広く使用されている方法である。ラジカル重合の好ましい態様は下記するであろう。
【００８１】
当該技術分野でよく知られたいかなる重合可能な化合物も使用することができる。本発明のインクジェット印刷システムのインクジェットインキのための特に好ましいものは、一官能性及び／又は多官能性アクリレートモノマー、オリゴマー又はプレポリマー、例えば、イソアミルアクリレート、ステアリルアクリレート、ラウリルアクリレート、オクチルアクリレート、デシルアクリレート、イソアミルスチルアクリレート、イソステアリルアクリレート、２−エチルヘキシル−ジグリコールアクリレート、２−ヒドロキシブチルアクリレート、２−アクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタル酸、ブトキシエチルアクリレート、エトキシジエチレングリコールアクリレート、メトキシジエチレングリコールアクリレート、メトキシポリエチレングリコールアクリレート、メトキシプロピレングリコールアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、イソボルニルアクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピルアクリレート、ビニルエーテルアクリレート、２−アクリロイルオキシエチルコハク酸、２−アクリロイキシエチルフタル酸、２−アクリルオキシエチル−２−ヒドロキシエチルフタル酸、ラクトン変性柔軟性アクリレート（ｌａｃｔｏｎｅ  ｍｏｄｉｆｉｅｄ  ｆｌｅｘｉｂｌｅ  ａｃｒｙｌａｔｅ）及びｔ−ブチルシクロヘキシルアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、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、１，９−ノナンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ジメチロール−トリシクロデカンジアクリレート、ビスフェノールＡＥＯ（エチレンオキシド）アダクトジアクリレート、ビスフェノールＡＰＯ（プロピレンオキシド）アダクトジアクリレート、ヒドロキシピバレートネオペンチルグリコールジアクリレート、アルコキシル化ジメチロールトリシクロデカンジアクリレート及びポリテトラメチレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ＥＯ変性トリメチロールプロパントリアクリレート、トリ（プロピレングリコール）トリアクリレート、カプロラクトン変性トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリトリトールトリアクリレート、ペンタエリトリトールテトラアクリレート、ペンタエリトリトールエトキシテトラアクリレート、ジペンタエリトリトールヘキサアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、グリセリンプロポキシトリアクリレート、及びカプロラクタム変性ジペンタエリトリトールヘキサアクリレート、又はＮ−ビニルアミド、例えば、Ｎ−ビニルカプロラクタムもしくはＮ−ビニルホルムアミド；又はアクリルアミドもしくは置換されたアクリルアミド、例えば、アクリロイルモルホリンである。
【００８２】
更に、上記したアクリレートに対応するメタクリレートをこれらのアクリレートと共に使用することができる。メタクリレートの中でも、メトキシポリエチレングリコールメタクリレート、メトキシトリエチレングリコールメタクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、フエノキシエチルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、テトラエチレングリコールジメタクリレート及びポリエチレングリコールジメタクリレートは、インキ受容体表面に対する相対的に高い感受性及び改良された接着により好ましい。
【００８３】
更に、インクジェットインキは重合可能なオリゴマーを含有することもできる。これらの重合可能なオリゴマーの例はエポキシアクリレート、脂肪族ウレタンアクリレート、芳香族ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、及び直鎖状アクリルオリゴマーを包含する。
【００８４】
光開始剤
光開始剤と呼ばれる触媒は典型的には重合反応を開始する。光開始剤はポリマーを形成するためにモノマー及びオリゴマーよりも活性化するのにより少ないエネルギーを必要とする。
【００８５】
光開始剤は光を吸収しそして遊離基又はカチオンの生成の原因となる。遊離基又はカチオンはモノマー、オリゴマー及びポリマーの重合を誘導する高エネルギー種であり、そして多官能性モノマー及びオリゴマーはそれにより架橋も誘発する。
【００８６】
開始剤の好ましい量は総インキ重量の１〜１０重量％、更に好ましくは総インキ重量の１〜６重量％である。
【００８７】
活性放射による照射は波長又は強度を変えることにより二段階で実現することができる。このような場合に、２つの型の開始剤を一緒に使用するのが好ましい。
【００８８】
光開始剤は遊離基硬化に必要でありそして下記の化合物又はそれらの組み合わせを含むことができるが、それらに限定はされない：ベンゾフェノン及び置換されたベンゾフェノン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、チオキサントン類、例えば、イソプロピルチオキサントン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−（４−モルホリノフェニル）ブタン−１−オン、ベンジルジメチルケタール、ビス（２，６−ジメチルベンゾイル）−２，４，４−トリメチルペンチルホスフィンオキシド、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、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、２，２−ジメトキシ−１，２−ジフェニルエタン−１−オン又は５，７−ジヨード−３−ブトキシ−６−フルオロン、ジフェニルヨードニウムフルオリド及びトリフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート。
【００８９】
本発明に従うインクジェット印刷システムのインクジェットインキのための適当な光開始剤は、ＣＩＢＡ  ＳＰＥＣＩＡＬＴＹ  ＣＨＥＭＩＣＡＬＳから入手可能な、Ｉｒｇａｃｕｒｅ（商標名）１８４、Ｉｒｇａｃｕｒｅ（商標名）５００、Ｉｒｇａｃｕｒｅ（商標名）９０７、Ｉｒｇａｃｕｒｅ（商標名）３６９、Ｉｒｇａｃｕｒｅ（商標名）１７００、Ｉｒｇａｃｕｒｅ（商標名）６５１、Ｉｒｇａｃｕｒｅ（商標名）８１９、Ｉｒｇａｃｕｒｅ（商標名）１０００、Ｉｒｇａｃｕｒｅ（商標名）１３００、Ｉｒｇａｃｕｒｅ（商標名）１８７０、Ｄａｒｏｃｕｒｅ（商標名）１１７３及びＤａｒｏｃｕｒｅ（商標名）４２６５、ＢＡＳＦ  ＡＧから入手可能なＬｕｃｅｒｉｎ  ＴＰＯ、ＬＡＭＢＥＲＴＩから入手可能なＥｓａｃｕｒｅ（商標名）ＫＴ０４６、Ｅｓａｃｕｒｅ（商標名）ＫＩＰ１５０、Ｅｓａｃｕｒｅ（商標名）ＫＴ３７及びＥｓａｃｕｒｅ（商標名）ＥＤＢ、ＳＰＥＣＴＲＡ  ＧＲＯＵＰ  Ｌｔｄから入手可能なＨ−Ｎｕ（商標名）４７０及びＨ−Ｎｕ（商標名）４７０Ｘ及びイソプロピル−チオキサントンを包含する。
【００９０】
防止剤（ｉｎｈｉｂｉｔｏｒｓ）
インキにおける熱又は活性放射による重合を制限するための重合防止剤を加えることができる。着色剤ディスパージョンの調製期間中に防止剤を加えるのが好ましい。
【００９１】
種々の成分が重合防止剤として知られており、そしてこれらの化合物は修飾することなく使用することができる。重合防止剤の例は、フェノール型酸化防止剤、ヒンダードアミン、光安定剤、リン光体型酸化防止剤、（メタ）アクリレートモノマー中によく使用されるヒドロキノンモノメチルエーテル、及びヒドロキノンを包含し、ｔ−ブチルカテコール、ピロガロールを使用することもできる。これらの内、アクリル酸由来の分子中に二重結合を有するフェノール化合物は、閉じた酸素のない雰囲気において加熱される場合ですら重合抑制効果を有することにより特に好ましい。適当な防止剤は、例えば、住友化学株式会社により製造されたＳｕｍｉｌｉｚｅｒ（商標名）ＧＡ−８０、Ｓｕｍｉｌｉｚｅｒ（商標名）ＧＭ及びＳｕｍｉｌｉｚｅｒ（商標名）ＧＳである。
【００９２】
これらの重合防止剤の過剰の添加は硬化に対するインキの感受性を低下させるので、重合を防止することができる量をブレンドする前に決定するのが好ましい。重合防止剤の量は一般に総インキ重量の２００〜２０，０００ｐｐｍである。
【００９３】
酸素重合防止を減少させる化合物とラジカル重合防止剤との適当な組み合わせは、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルホリノフェニル）−ブタン−１と１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン；１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンとベンゾフェノン；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−オン又は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−オンとジエチルチオキサントン又はイソプロピルチオキサントン；及びベンゾフェノンと第三級アミノ基を有するアクリレート誘導体及び第三級アミンの添加である。アミン化合物は酸素重合防止を減少させるか又は感受性を増加させるのによく使用される。しかしながら、アミン化合物を高酸価化合物と組み合わせて使用する場合に、高温での貯蔵安定性は減少する傾向がある。ゆえに、特に、インクジェット印刷における高酸価化合物と共にアミン化合物を使用するのは回避されるべきである。
【００９４】
相乗剤添加剤は、硬化品質を改良しそして酸素防止の影響を減少させるのに使用することができる。このような添加剤は、ＡＫＺＯ  ＮＯＢＥＬから入手可能なＡＣＴＩＬＡＮＥ（商標名）８００及びＡＣＴＩＬＡＮＥ（商標名）７２５、ＵＣＢ  ＣＨＥＭＩＣＡＬＳから入手可能なＥｂｅｃｒｙｌ（商標名）Ｐ１１５及びＥｂｅｃｒｙｌ（商標名）３５０並びにＣＲＡＹ  ＶＡＬＬＥＹから入手可能なＣＤ１０１２、Ｃｒａｙｎｏｒ  ＣＮ３８６（アミン変性アクリレート）及びＣｒａｙｎｏｒ  ＣＮ５０１（アミン変性エトキシル化トリメチロールプロパントリアクリレート）を包含するがそれらに限定はされない。
【００９５】
着色剤
本発明に従うインクジェット印刷システムの好ましい態様では、インクジェットインキは更に少なくとも１種の着色剤を含むことができる。着色剤は染料であることができるが、好ましくは顔料又はそれらの組み合わせである。有機及び／又は無機顔料の両方を使用することができる。
【００９６】
本発明に従うインクジェット印刷システムのインクジェットインキのために適当な顔料は、赤又はマゼンタ顔料として、Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅｄ  ３，５，１９，２２，３１，３８，４３，４８：１，４８：２，４８：３，４８：４，４８：５，４９：１，５３：１，５７：１，５７：２，５８：４，６３：１，８１，８１：１，８１：２，８１：３，８１：４，８８，１０４，１０８，１１２，１２２，１２３，１４４，１４６，1４９，１６６，１６８，１６９，１７０，１７７，１７８，１７９，１８４，１８５，２０８，２１６，２２６，２５７，Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｖｉｏｌｅｔ  ３，１９，２３，２９，３０，３７，５０及び８８；青又はシアン顔料としてＰｉｇｍｅｎｔ  Ｂｌｕｅ  １，１５，１５：１，１５；２，１５：３，１５：４，１５：６，１６，１７．１，２２，２７，２８，２９，３６及び６０；緑色顔料としてＰｉｇｍｅｎｔ  ｇｒｅｅｎ７，２６，３６及び５０；黄色顔料としてＰｉｇｍｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  １，３，１２，１３，１４，１７，３４，３５，３７．５５，７４，８１，８３，９３，９４，９５，９７，１０８，１０９，１１０，１２８，１３７，１３８，１３９，１５３，１５４，１５５，１５７，１６６，１６７，１６８，１７７，１８０，１８５及び１９３；黒色顔料としてＰｉｇｍｅｎｔ  Ｂｌａｃｋ  ７，２８及び２６；白色顔料としてＰｉｇｍｅｎｔ  Ｗｈｉｔｅ  ６，１８及び２１。
を包含する。
【００９７】
顔料又は染料と１種又はそれより多くの他の顔料及び／又は染料との組み合わせを、本発明に従うインクジェット印刷システム用のインクジェットインキに使用することができる。
【００９８】
黒色インキ中の着色材料としてカーボンブラックが通常使用されるが、それは高い紫外線吸収を示し、紫外線硬化法においてむしろ感受性を低下させるという問題を生じる。ゆえに、チタンブラック又はカーボンブラック以外の複数のカラー顔料を使用する黒色インキを使用して、良好な紫外線透過性を示す黒色像を生成させることができる。かくして、黒色インキは、多量のインキが特に複数の色を有する１つのスポットに噴出されるシャドー区域における内部硬化を改良するのにインクジェット印刷において極めて有効に作用する。更に、それは両方向印刷にも有効に作用する。
【００９９】
インクジェットインキ中に分散した顔料の粒子は１０μｍ未満、好ましくは３μｍ未満、最も好ましくは１μｍ未満の粒度を有するべきである。顔料粒子の平均粒度は好ましくは０．０５〜０．５μｍである。粒度を制御することにより、印刷ヘッドノズルの詰まりを防止することができそしてインキ貯蔵安定性、インキ透明性及びインキ硬化感受性を維持することができる。
【０１００】
樹脂
本発明に従うインクジェット印刷システムに使用されるインクジェットインキは、更にインクジェットインキ中の着色剤の安定な分散を得るために樹脂を含有することができる。本発明で使用可能な樹脂は、特に制限されないが、下記の樹脂が好ましい：石油型樹脂（例えば、スチレン型、アクリル型、ポリエステル、ポリウレタン型、フェノール型、ブチラール型、セルロース型及びロジン）；及び熱可塑性樹脂（例えば、塩化ビニル、酢酸ビニル型）。これらの樹脂の具体例は、アクリレートコポリマー、スチレン−アクリレートコポリマー、アセタール化された及び不完全にけん化されたポリビニルアルコール及び酢酸ビニルコポリマーを包含する。市販の樹脂はＡＶＥＣＩＡから入手可能な商品名Ｓｏｌｓｐｅｒｓｅ（商標名）３２０００及びＳｏｌｓｐｅｒｓｅ（商標名）３９０００、ＥＦＫＡ  ＣＨＥＭＩＣＡＬＳ  ＢＶから入手可能なＥＦＫＡ（商標名）４０４６、ＢＹＫ  ＣＨＥＭＩＥ  ＧＭＢＨから入手可能なＤｉｓｐｅｒｂｙｋ（商標名）１６８の下に知られている。
【０１０１】
インクジェットインキ中の樹脂含有率は、１００ｓ−１のせん断速度で１００ｍＰａ．ｓ未満、好ましくは５０ｍＰａ．ｓ、更に好ましくは３０ｍＰａ．ｓ未満の粘度を与えるように制御されるのが好ましい。
【０１０２】
分散剤及び界面活性剤
本発明に従うインクジェット印刷システムの目的は、好ましくは硬化性インクジェットインキを選択又は適合させることにより実現される。適当な界面活性剤又は界面活性な性質を有する化合物の添加を使用して、インクジェットインキの分散表面エネルギーσＬｄに対するインキ受容体表面の分散表面エネルギーσＳｄ  の比σＳｄ／σＬｄが０．９より大きく、好ましくは１．２より大きくなるように、インクジェットインキの分散表面エネルギーσＬｄを減少させることができる。
【０１０３】
フッ素化された化合物又はシリコーン化合物を界面活性剤として使用することができるが、しかしながら、潜在的な欠点は、界面活性剤は架橋結合しないので、像形成後の滲み出し（ｂｌｅｅｄ−ｏｕｔ）である。ゆえに、界面活性効果を有する共重合可能なモノマー、例えば、シリコーン変性アクリレート、シリコーン変性メタクリレート、フッ素化アクリレート及びフッ素化メタクリレートを使用するのが好ましい。特定の例は、ＷＯ９９２９７８７  Ａ（ＸＡＡＲ  ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ  ＬＴＤ）及びＷＯ９９２９７８８Ａ（ＸＡＡＲ  ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ  ＬＴＤ）に開示されている。これらは参照により本明細書に組み込まれる。
【０１０４】
本発明に従うインクジェット印刷システムのインクジェットインキに使用するための適当な界面活性剤の例は、ＡＫＺＯ−ＮＯＢＥＬから入手可能なＡＣＴＩＬＡＮＥ（商標名）８００、ＤＥＧＵＳＳＡから入手可能なＴｅｇｏ  ｇｌｉｄｅ（商標名）４１０、Ｔｅｇｏ  ｇｌｉｄｅ（商標名）４３５、Ｔｅｇｏ  ｇｌｉｄｅ（商標名）４４０、Ｔｅｇｏ  ｇｌｉｄｅ（商標名）４５０、Ｔｅｇｏ  ｆｌｏｗ（商標名）３００、Ｔｅｇｏ  ｆｌｏｗ（商標名）４２５、Ｔｅｇｏ  ｆｌｏｗ（商標名）ＺＦＳ４６０、Ｔｅｇｏ  ｒａｄ（商標名）２１００、Ｔｅｇｏ  ｒａｄ（商標名）２２００−Ｎ、Ｔｅｇｏ  ｒａｄ（商標名）２６００、Ｔｅｇｏ  ｒａｄ（商標名）２７００、Ｔｅｇｏ  ｄｉｓｐｅｒｓｅ（商標名）６１０、Ｔｅｇｏ  ｄｉｓｐｅｒｓｅ（商標名）７１０、Ｔｅｇｏ  ｗｅｔ（商標名）ＺＦＳ４５３及びＴｅｇｏ  ｗｅｔ（商標名）２５０、ＤＯＷ  ＣＯＲＮＩＮＧから入手可能なＤｏｗ  ｃｏｒｎｉｎｇ  ６７（商標名）、ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ  ＳＰＥＣＩＡＬＴＹ  ＰＲＯＤＵＣＴＳから入手可能なＳｕｒｆａｄｏｎｅ（商標名）３００、３Ｍから入手可能なＦＣ−４３０（商標名）、ＦＣ−１７１（商標名）及びＦＣ−４３１（商標名）、ＢＹＫ  ＣＨＥＭＩＥ  ＧＭＢＨから入手可能なＢＹＫ（商標名）３０６、ＢＹＫ（商標名）３３３、ＢＹＫ（商標名）ａｎｔｉｔｅｒｒａ−ｕ、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ（商標名）１０８及びＢＹＫ（商標名）ａｎｔｉｔｅｒｒａ２０４、及びＥＦＫＡ  ＣＨＥＭＩＣＡＬＳから入手可能なＥＦＫＡ（商標名）４７及びＥＦＫＡ（商標名）４００を包含するが、これらに限定はされない。
【０１０５】
本発明に従うインクジェット印刷システムに使用するためのインクジェットインキに極めて少量の有機溶媒を加えて、紫外線硬化後のインキ受容体表面への接着を改良することは有利でありうる。この場合に、添加された溶媒は溶媒抵抗及びＶＯＣの問題を引き起こさない範囲のいかなる量であってもよく、そして好ましくは０．１〜５．０％、特に好ましくは０．１〜３．０％である。
【０１０６】
適当な有機溶媒は、アルコール、芳香族炭化水素、ケトン、エステル、脂肪族炭化水素、高級脂肪酸、カルビトール、セロソルブ、高級脂肪酸エステル、を包含する。適当なアルコールは、メタノール、エタノール、プロパノール及びブタノールを包含する。適当な芳香族炭化水素はトルエン及びキシレンを包含する。適当なケトンはメチルエチルケトン及びメチルイソブチルケトンを包含する。
【０１０７】
インクジェットインキの製造
インクジェットインキ中に使用するための着色剤のディスパージョンは、少なくとも１種の着色剤と少なくとも１種の樹脂の混合、粉砕（ｍｉｌｌｉｎｇ）及び分散により製造することができる。混合装置は、圧力ニーダ（ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ｋｎｅａｄｅｒ）、オープンニーダ（ｏｐｅｎ  ｋｎｅａｄｅｒ）、遊星形ミキサー、ディソルバー、ダルトンユニバーサルミキサー（Ｄａｌｔｏｎ  Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｍｉｘｅｒ）を包含する。粉砕及び分散のための装置として列挙されるのは、コロイドミル、高速ディスパーサー（ｈｉｇｈ−ｓｐｅｅｄ  ｄｉｓｐｅｒｓｅｒ）、ダブルローラー（ｄｏｕｂｌｅ  ｒｏｌｌｅｒｓ）、ビーズミル（ｂｅａｄ  ｍｉｌｌ）、ペイントコンディショナー（ｐａｉｎｔ  ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｅｒ）及びトリプルローラー（ｔｒｉｐｌｅ  ｒｏｌｌｅｒｓ）である。
【０１０８】
混合、粉砕及び分散のプロセスにおいて、各プロセスは、熱の蓄積を防ぐために冷却を伴いそしてできる限り紫外線が実質的に排除されている光条件（ｌｉｇｈｔ  ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ）下に行われる。
【０１０９】
好ましくは、インクジェットインキの粘度は、１００ｓ−１のせん断速度で１００ｍＰａ．ｓより低く、更に好ましくは５０ｍＰａ．ｓより低く、最も好ましくは３０ｍＰａ．ｓより低い。
【０１１０】
工業的用途
本発明に従う方法は、例えば、平坦な表面、例えばポスター印刷のためのポリマー支持体におけるより伝統的なインクジェット印刷用途、しかし新しく出現した用途にも、例えば装飾印刷（壁紙、カーテン及び床材）、格別な物品における印刷（例えば、スキー及び移動電話カバー）、及びセキュリティー印刷用途（例えば、パスポート及び身分証明書）において使用することができる。
【実施例】
【０１１１】
本発明を以下に実施例により詳細に説明する。これらの実施例で与えられた百分率及び割合は特記しない限り重量による。
実施例
測定方法
１．液体の表面エネルギーσＬ
ペンダントドロップ法をゲージ１９又は２０のステンレス鋼針を使用してＦｉｒｓｔ  Ｔｅｎ  ＡｎｇｓｔｒｏｍｓからのＦＴＡ４０００により２５℃で行った。ビデオカメラによる倍率における画素寸法を、１５２４．５μｍのＦｉｒｓｔ  Ｔｅｎ  Ａｎｇｓｔｒｏｍによる証明書付の標準を使用してカリブレーションした。この絶対カリブレーションの後、カリブレーションを水での測定を使用して確証した。計算を行うのに必要なインキの密度を、０．００１ｇ／ｃｍ３の精度でＭｅｔｔｌｅｒ  ＡＴ２００上でインキ１０ｍＬの重量を量ることにより決定した。表面エネルギーσＬは、重力により影響を受けた滴のＹｏｕｎｇ−Ｌａｐｌａｃｅ形状に基づいてＢａｓｈｆｏｒｄ−Ａｄａｍｓの方法を使用して滴の寸法及び形状から得られた。
２．液体の表面エネルギーσＬｄ
実施例で使用したすべてのインクジェットインキは、ヘキサン中０．１重量％より大きい溶解度を有していた。前記したＯｗｅｎｓ−Ｗｅｎｄｔの方法を使用して接触角を決定し、それにより液体、即ち、インクジェットインキの分散表面エネルギーσＬｄを前記したＦｏｗｋｅｓの式（式４又は５）の１つから計算した。ＰＴＦＥの分散表面エネルギーσＳｄは、Ｏｗｅｎｓ−Ｗｅｎｄｔの式と共にＯｗｅｎｓ−Ｗｅｎｄｔの方法を使用して、２２．０ｍＪ／ｍ２であることが決定された。
【０１１２】
３．固体の分散表面エネルギー及び極性表面エネルギー
Ｏｗｅｎｓ−Ｗｅｎｄｔの式を使用して、表１の参照液体に基づく線形回帰により分散表面エネルギーσＳｄ及び極性表面エネルギーσＳｐを計算した。計算した分散表面エネルギーσＳｄ及び極性表面エネルギーσＳｐを相互に加えることにより表面エネルギーσＳを得た。
【０１１３】
４．静的最大前進接触角及び最小後退接触角の測定
静的最大前進接触角及び最小後退接触角を傾斜プレート法に基づいて自社組立て（ｉｎ  ｈｏｕｓｅ  ｂｕｉｌｔ）装置を使用して測定した。３０μＬの小滴を水平なＰＴＦＥ表面に付着させた。次いで、ＰＴＦＥ表面を８５度の最大傾斜角までゆっくりと傾けた。重力は、傾斜が増加するにつれて、該滴がますます一側に膨れ出る（ｂｕｌｇｅ）ことを引き起こし、それによってより大きい接触角、即ち、静的前進接触角及びより小さい接触角、即ち静的後退接触角を創り出した。このプロセスを、傾斜角０．５度毎に１つの像を記録するビデオカメラで連続的に監視した。傾斜の或る角度で、小滴は流れ去った。静的最大前進角及び最小後退角を、小滴が流れ去る前の最後の像から決定した。
【０１１４】
５．光学濃度
可視フィルターを有するＭａｃＢｅｔｈ  ＴＲ１２２４濃度計を使用して光学濃度を測定した。
【０１１５】
６．ドットサイズ
Ｉｍａｇｅ  Ｘｐｅｒｔから入手可能なのと同様なＫＤＹセットアップで、しかしＭＥＤＩＡ  ＣＹＢＥＲＮＥＴＩＣＳから入手可能なＩｍａｇｅ−Ｐｒｏ像解析ソフトウエアを使用してドットサイズを決定した。ドットサイズ測定は、単一ドットの直径を測定し、いかなるサテライトも無視することにより行ったが、ここでサテライトは他のインクジェットインキ小滴により生成された重なっているドット又は同じインクジェットインキ小滴の一部により生成された重なっているドットである。
【０１１６】
７．スプレッデイング係数
スプレッデイング係数は、インキによる完全被覆力（ｆｕｌｌ  ｃｏｖｅｒａｇｅ）の区域を充填する（ｆｉｌｌｉｎｇ−ｉｎ）効率の目安として使用された。測定は或る小滴速度でインクジェット印刷ヘッドによってインキ受容体表面に小滴を付着させ、そしてインパクト前の小滴の直径で割ったインパクトの１秒後のドットの直径の比を決定することを含んでいた。少なくとも２．０のスプレッデイング係数は良好なスプレッデイングを表した。
【０１１７】
８．粘度
インクジェットインキの粘度は、２５℃及び１００ｓ−１のせん断速度でプレート及び円錐形状（直径６ｃｍ、円錐角度２°）を使用して、ＴＡ  ＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓからのＡＲ１０００−Ｎレオメーターにより測定した。
【０１１８】
９．小滴速度
印刷ヘッドトリガリング及び同じ周波数であるが印刷ヘッドトリガリングに対してある遅延を伴うパワーＬＥＤ照明に基づくストロボスコープ技術を使用して小滴の速度を決定した。ＣＣＤカメラを使用して写真を撮り、それから２つの異なる遅延において小滴の位置を決定しそして式６により示された如くして、その速度を計算することが可能である。
【０１１９】
【数５】
2005231371.tif 000008
【０１２０】
材料
下記の実施例で使用した材料のすべては特記しない限りＡｌｄｒｉｃｈ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．（Ｂｅｌｇｉｕｍ）から容易に入手可能であった。実施例で使用された「水」は脱イオン水であった。
【０１２１】
下記の材料を使用した。
【０１２２】
基材
ＰＥＴはポリ（エチレン）テレフタレートである。Ｐ１２５ＣＰＬＡＩＮ／ＡＢＡＳとしてＡＧＦＡ−ＧＥＶＡＥＲＴから入手可能な帯電防止性を有するブロツキング防止層を裏面に有する下塗り層のないＰＥＴ基材．
Ｔｅｉｃｈ７４、ＴＥＩＣＨ  Ａ．Ｇ．，Ａｕｓｔｒｉａから入手可能な顔料入りラッカー５８１−７４−７００００５でコーティングされた硬質アルミニウムホイル。
【０１２３】
Ｔｅｉｃｈ７５、ＴＥＩＣＨ  Ａ．Ｇ．，Ａｕｓｔｒｉａから入手可能な顔料入りラッカー５８１−７５−７００００５でコーティングされた軟質アルミニウムホイル。
【０１２４】
ＰＥ  Ｔｅｌｃｏｎ（商標名）、Ｔｅｌｃｏｎ  Ｐａｃｋａｇｉｎｇ  Ｌｔｄから入手可能な同時押出されたＬＭＤＰＥ／ｔｉｅ／ＥＶＯＨ／ｔｉｅ／ＬＭＤＰＥインキ受容体。
【０１２５】
充填剤
Ｋｉｅｓｅｌｓｏｌ（商標名）１００Ｆ−３０、ＢＡＹＥＲからの水中のＳｉＯ２の３０％分散液。
【０１２６】
Ｋｉｅｓｅｌｓｏｌ（商標名）３００、ＢＡＹＥＲからの水中のＳｉＯ２の３６％分散液。
【０１２７】
Ｓｕｎｓｐｈｅｒｅ（商標名）Ｈ５１、ＤＯＫＡＩ  ＣＨＥＭＩＣＡＬ  ＩＮＤＵＳＴＲＩＥＳからの無定形シリカゲル
界面活性剤
Ｍｅｒｓｏｌａｔ（商標名）Ｈ、ＢＡＹＥＲからの第二級アルカンスルホネートの混合物。
【０１２８】
Ｍｅｒｓｏｌａｔ（商標名）Ｈ７６、ＢＡＹＥＲからのＭｅｒｓｏｌａｔ（商標名）Ｈの７６％水性ペースト、
Ｈｏｓｔａｐｏｎ（商標名）Ｔ粉末、ＣＬＡＲＩＡＮＴからのアニオン分散剤
Ｈｏｒｄａｍｅｒ（商標名）ＰＥ  Ｏ２、ＣＬＡＲＩＡＮＴからのポリエチレンとアニオン乳化剤のディスパージョン、
Ｕｌｔｒａｖｏｎ（商標名）Ｗ３倍濃度、ＣＩＢＡ−ＧＥＩＧＹからの界面活性剤、
Ａｒｋｏｐａｎ（商標名）Ｔペースト８０１５、ＣＬＡＲＩＡＮＴ  Ｂｅｎｅｌｕｘ  ＮＶから、
Ａｒｋｏｐａｌ（商標名）Ｎ０６０、ＣＬＡＲＩＡＮＴ  からのノニルフェノールエトキシレート型界面活性剤、
Ｚｏｎｙｌ（商標名）ＦＳＯ１００、ＤＵ  ＰＯＮＴからのフルオロ界面活性剤、
ポリマー
Ｏｒｇａｃｏｎ  ＥＬ（商標名）、ＡＧＦＡ−ＧＥＶＡＥＲＴからのポリエチレンジオキシチオフェン（伝導性ポリマー）の１．２重量％水性分散液、
Ｋｅｌｚａｎ（商標名）Ｓ、ＣＰ  ＫＥＬＣＯからのキサンタムゴム
実施例１
この実施例では、下記するとおり１００μｍ厚さのＰＥＴ上に層をコーティングすることにより種々の異なるインキ受容体表面を製造した。
【０１２９】
インキ受容体表面ＲＥＣ−１
塩化ビニリデン−メチルアクリレート−イタコン酸−エチルアクリレートのコポリマー（ＣＡＳ２９７５７−５０−４）をベースとする４２．７５％ラテックス５４．８５ｍＬ、Ｋｉｅｓｅｌｓｏｌ（商標名）１００Ｆ−３０、１７．３ｍＬ及びＭｅｒｓｏｌａｔ（商標名）Ｈ７６溶液（水中３．６９％）７．２ｍＬ及び水中のＨｏｓｔａｐｏｎ（商標名）Ｔの５％溶液５．９ｍＬの混合によりコーティング溶液を調製した。次いでこのコーティング溶液をエアナイフコーティングにより一軸延伸ＰＥＴに適用し（１４０ｍ２／Ｌ）、１５０℃の空気温度で乾燥し、そして横断方向に伸張して（ファクター３．６）インキ受容体表面ＲＥＣ−１を得た。
【０１３０】
インキ受容体表面ＲＥＣ−２
塩化ビニリデン８８重量％、メチルアクリレート１０重量及びイタコン酸２重量％
のコポリマーをベースとする３２％ラテックス２４６ｍＬ、Ｋｉｅｓｅｌｓｏｌ（商標名）１００Ｆ−３０、４８ｍＬ、Ｍｅｒｓｏｌａｔ（商標名）Ｈ７６、０．３７ｇ及びＵｌｔｒａｖｏｎ（商標名）Ｗ３倍濃度、１．７４ｇの混合によりコーティング溶液を調製した。次いでこのコーティング溶液を水で１リットルに希釈した。次いで希釈したコーティング溶液をエアナイフコーティングにより一軸延伸ＰＥＴに適用し（１３０ｍ２／Ｌ）、１５０℃の空気温度で乾燥し、そして横断方向に伸張して（ファクター３．６）インキ受容体表面ＲＥＣ−２を得た。
【０１３１】
インキ受容体表面ＲＥＣ−３
Ｏｒｇａｃｏｎ  ＥＬ（商標名）２３．６ｍＬ、塩化ビニリデン８８重量％、メチルアクリレート１０重量及びイタコン酸２重量％のコポリマーをベースとする３０％ラテックス１８９ｍＬ、ソルビトール９．５ｇ及びＭｅｒｓｏｌａｔ（商標名）Ｈ７６、４８．３ｇの混合によりコーティング溶液を調製した。次いでこの溶液を水で１リットルに希釈した。次いで希釈したコーティング溶液をエアナイフコーティングにより一軸延伸ＰＥＴに適用し（１３０ｍ２／Ｌ）、１５０℃の空気温度で乾燥し、そして横断方向に伸張して（ファクター３．６）インキ受容体表面ＲＥＣ−３を得た。
【０１３２】
インキ受容体表面ＲＥＣ−４
水９６１ｍＬに溶解したＤＧＦ  ＳＴＯＥＳＳゼラチン５．７ｇ、Ｋｉｅｓｅｌｓｏｌ（商標名）３００、１４．２ｍＬ、Ａｒｋｏｐａｎ（商標名）Ｔペースト８０１５、０．１ｇ及びＡｒｋｏｐａｌ（商標名）Ｎ０６０、０．２ｇの混合によりコーティング溶液を調製した。次いでこのコーティング溶液をカスケードコーティングによりインキ受容体表面ＲＥＣ−２上に適用し（３０ｍ２／Ｌ）そして１５０℃で乾燥してインキ受容体表面ＲＥＣ−４を得た。
【０１３３】
インキ受容体表面ＲＥＣ−５
ジメチルフタレート５３モル、ジメチルイソフタレート４０モル、ジメチル−（５）−イソフタレートのナトリウム塩５．６モルを、エチレングリコール２００モル、触媒として酢酸亜鉛０．０４モル及び分岐剤としての１，３−ベンゼンジカルボン酸５，５’−［（１，４−ジオキソ−１，４−ブタンジイル）ジイミノ］ビステトラメチルエステル０．０１モルを入れた窒素雰囲気下の２４５℃の反応室で反応させることにより、０．２５ｄＬ／ｇのインヘレント粘度（ＡＳＴＭの試験方法Ｄ２８５７により決定した）を有する非線状ポリエステルＰＰＳＭＡＤを合成した。Ｈｏｒｄａｍｅｒ（商標名）ＰＥ  Ｏ２、１．１ｍＬ、コポリマーＰＰＳＭＡＤの２５％分散液５６．４ｍＬ及び水を混合して１０００ｍＬを形成することによりコーティング溶液を調製した。次いでコーティング溶液をエアナイフコーティングにより一軸延伸ＰＥＴ上に適用し（１００ｍ２／Ｌ）そして１５０℃の空気温度で乾燥しそして横断方向に伸張して（ファクター３．６）インキ受容体表面ＲＥＣ−５を得た。
【０１３４】
インキ受容体表面ＲＥＣ−６
水７７７ｍＬ中にＫｅｌｚａｎ（商標名）Ｓ０．３ｇを溶解し、次いでＯｒｇａｃｏｎ  ＥＬ（商標名）ＥＬ３０ｇを、Ｋｉｅｓｅｌｓｏｌ（商標名）１００Ｆ、０．６ｇ、２２％ポリメチルメタクリレートラテックス１３２ｍＬ、Ｚｏｎｙｌ（商標名）ＦＳＯ１００、０．６３ｇ及びＳｕｎｓｐｈｅｒｅ（商標名）Ｈ５１、０．９ｇと一緒に加えることによりコーティング溶液を調製した。次いでこのコーティング溶液をカスケードコーティングによりインキ受容体表面ＲＥＣ−２上に適用し（３０ｍ２／Ｌ）そして１５０℃で乾燥してインキ受容体表面ＲＥＣ−６を得た。
【０１３５】
インキ受容体表面ＲＥＣ−１〜ＲＥＣ−６を、ＤＯＴＲＩＸ  ＴＨＥ．ＦＡＣＴＯＲＹで、ＡＶＥＣＩＡ（Ｕｎｉｔｅｄ  Ｋｉｎｇｄｏｍ）から入手可能なＡＶＥＣＩＡ−ＰＲＯ−ＪＥＴ  ＵＬＴＲＡ  Ｔ１Ａ−ＣＭＹＫインクジェットインキセットのマゼンタインキで印刷した。インキの表面エネルギーを分散寄与（ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ  ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎ）及び極性寄与（ｐｏｌｏａｒ  ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎ）と一緒に決定した。マゼンタインキの表面エネルギーσＬは、上記したペンダントドロップ法により３１．２ｍＪ／ｍ２であることが測定された。分散表面エネルギーσＬｄは、標準テフロンプレートによるＯｗｅｎｓ−Ｗｅｎｄｔ法及びＦｏｗｋｅｓの式５（σＬ−σＬｄ＞０．２ｍＪ／ｍ２であるので）を使用する上記した方法を使用して、２９．５ｍＪ／ｍ２であることが見出され、一方極性表面エネルギーσＬｐは１．７ｍＪ／ｍ２であった。
【０１３６】
印刷されたサンプルを、ＰＲＩＮＴ  ＣＯＮＣＥＰＴ（Ｇｅｒｍａｎｙ）からの２４８Ｗ／ｃｍＵＶ水銀ランプで、７％残留酸素を有する窒素雰囲気中で２．６Ｗ／ｃｍ２のパワーレベル及び２４ｍ／分の硬化速度で硬化させた。
【０１３７】
【表２】
2005231371.tif 000009
【０１３８】
表２の上記結果は、比較サンプルＣＯＭＰ−１〜ＣＯＭＰ−５のすべては発明のサンプルＩＮＶ−１よりはるかに小さいドットサイズ及び光学濃度を有することを示す。本発明のサンプルＩＮＶ−１の場合には、インキの分散表面エネルギーσＬｄに対するインキ受容体表面の表面エネルギーσＳｄの比σＳｄ／σＬｄは０．９より大きい。
実施例２
この実施例では、３つの異なるインキの３０ｐＬ小滴をＳｐｅｃｔｒａ  ＳＬ−１２８印刷ヘッドによって２ｍ／ｓの小滴速度で４つの異なるインキ受容体表面に噴射した。
【０１３９】
使用した４つの異なるインキ受容体表面は、
●ＲＥＣ−７＝１００μｍ厚さの下塗り層のないＰＥＴ
●ＲＥＣ−８＝前記した下塗り層を備えたＲＥＣ−７
●ＲＥＣ−９＝Ｔｅｉｃｈ７４
●ＲＥＣ−１０＝Ｔｅｉｃｈ７５
である。
【０１４０】
水６９６ｍＬ、塩化ビニリデン−メチルアクリレート−イタコン酸のコポリマーをベースとする３０％ラテックス２４６ｍＬ、Ｋｉｅｓｅｌｓｏｌ（商標名）１００Ｆ−３０、４８ｍＬ及び水中のＭｅｒｓｏｌａｔ（商標名）Ｈの４．８５％溶液１０ｍＬの混合によりコーティング溶液を調製した。このコーティング溶液は２５℃で１．２ｍＰａ．ｓの粘度を有していた。次いでこのコーティング溶液をＲＥＣ−７上にコーティングし（１４０ｍ２／Ｌ）、１５０℃の空気温度で乾燥し、そして横断方向に伸張する（ファクター３．６）ことにより、インキ受容体表面ＲＥＣ−８を製造した。
【０１４１】
４つのインキ受容体表面の性質を表３に示す。分散表面エネルギーσＳｄと極性表面エネルギーσＳｐの和はインキ受容体表面の表面エネルギーσＳである。
【０１４２】
【表３】
2005231371.tif 000010
【０１４３】
使用した３つの異なるインキは、
●ＩＮＫ−１＝インクジェットインキＵ３３９７、紫外線硬化性モノマーとしてプロポキシル化ネオペンチルグリコールジアクリレート、フッ素化界面活性剤、顔料として銅フタロシアニン及びホスフィンオキシド型光開始剤を含んでなる、ＳＵＮ  ＣＨＥＭＩＣＡＬＳ（Ｕｎｉｔｅｄ  Ｋｉｎｇｄｏｍ）から入手可能な、５０℃で１０〜１２ｍＰａ．ｓの粘度及び２９．５ｍＪ／ｍ２の表面エネルギーσＬを有するモデル型インキ、
●ＩＮＫ−２＝インクジェットインキＵ３３９８、紫外線硬化性モノマーとしてプロポキシル化ネオペンチルグリコールジアクリレート、シリコーン界面活性剤、顔料として銅フタロシアニン及びホスフィンオキシド型光開始剤を含んでなる、ＳＵＮ  ＣＨＥＭＩＣＡＬＳ（Ｕｎｉｔｅｄ  Ｋｉｎｇｄｏｍ）から入手可能な、５０℃で１０〜１２ｍＰａ．ｓの粘度及び２３．７ｍＪ／ｍ２の表面エネルギーσＬを有するモデル型インキ、
●ＩＮＫ−３＝インクジェットインキＵ２９６８、紫外線硬化性モノマー、プロポキシル化ネオペンチルグリコールジアクリレートのみからなる、ＳＵＮ  ＣＨＥＭＩＣＡＬＳ（Ｕｎｉｔｅｄ  Ｋｉｎｇｄｏｍ）から入手可能な、５０℃で１０〜１２ｍＰａ．ｓの粘度及び３３．２ｍＪ／ｍ２の表面エネルギーσＬを有するモデル型インキ、
である。
【０１４４】
３つのインキの性質を表４に示す。分散表面エネルギーσＬｄと極性表面エネルギーσＬｐの和はインキの表面エネルギーσＬである。
【０１４５】
【表４】
2005231371.tif 000011
【０１４６】
３つの異なるインキＩＮＫ−１〜ＩＮＫ−３の３０ｐＬの小滴を、インクジェット試験印刷機に取り付けたＳｐｅｃｔｒａ  ＳＬ−１２８印刷ヘッドによって４つのインキ受容体表面ＲＥＣ−４２〜ＲＥＣ−４上に２ｍ／ｓの小滴速度で噴射した。次いでスプレッデイング係数を決定した。インキによる完全な被覆力の区域の効率的な充填（ｆｉｌｌ−ｉｎ）のために、スプレッデイング係数は少なくとも２．０より大きくするべきである。結果を表５に示す。
【０１４７】
【表５】
2005231371.tif 000012
【０１４８】
表５の結果はすべての比較サンプルＣＯＭＰ−６及びＣＯＭＰ−７は２．０より小さいスプレッデイング係数を示したことを示す。発明のサンプルＩＮＶ−２〜ＩＮＶ−１１はすべて２．０より大きいスプレッデイング係数を有する。インキの分散表面エネルギーσＬｄに対するインキ受容体表面の表面エネルギーσＳｄの比σＳｄ／σＬｄはすべての発明サンプルＩＮＶ−２〜ＩＮＶ−１１で０．９より大きく、一方比較サンプルＣＯＭＰ−６及びＣＯＭＰ−７では比σＳｄ／σＬｄは＜０．９である。
【０１４９】
実施例３
この実施例では、ＰＥ  Ｔｅｌｃｏｎ（商標名）上の表面処理の紫外線硬化性インキのスプレッデイング係数に対する効果を調べる。表面処理は３００Ｊ／ｍ２コロナ処理からなっていた。
【０１５０】
処理されたインキ受容体表面と未処理インキ受容体表面の性質を表６に示す。分散表面エネルギーσＳｄと極性表面エネルギーσＳｐの和は表面エネルギーσＳである。
【０１５１】
【表６】
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【０１５２】
コーティングされたサンプルを、ＤＯＴＲＩＸ  ＴＨＥ．ＦＡＣＴＯＲＹで、実施例１のマゼンタインキ、即ち、ＡＶＥＣＩＡ（Ｕｎｉｔｅｄ  Ｋｉｎｇｄｏｍ）から入手可能なＡＶＥＣＩＡ−ＰＲＯ−ＪＥＴ  ＵＬＴＲＡ  Ｔ１Ａ−ＣＭＹＫインクジェットインキセットのマゼンタインキで印刷した。
【０１５３】
印刷されたサンプルを、ＰＲＩＮＴ  ＣＯＮＣＥＰＴ（Ｇｅｒｍａｎｙ）から入手可能な２４８Ｗ／ｃｍＵＶ水銀ランプで、７％Ｏ２を有する窒素雰囲気中で２．６Ｗ／ｃｍ２のパワーレベル及び２４ｍ／分の硬化速度で硬化させた。
【０１５４】
次いでスプレッデイング係数を決定した。インキによる完全な被覆力の区域の効率的な充填のために、スプレッデイング係数は少なくとも２．０より大きくするべきである。結果を表７に示す。
【０１５５】
【表７】
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【０１５６】
表７の上記結果は、比較サンプルＣＯＭＰ−８は２．０より小さいスプレッデイング係数を有することを示す。コロナ処理はインキ受容体表面を、該インクジェットインキの分散表面エネルギーσＬｄに対する該インキ受容体表面の分散表面エネルギーσＳｄの比が本発明のサンプルＩＮＶ−１２では０．９より大きくなるように適合させ、３．４のスプレッデイング係数が観察される。
【０１５７】
本発明の好ましい態様を詳細に説明してきたが、前記特許請求の範囲に記載の本発明の範囲から逸脱することなく多数の修正がそれらにおいてなされうることは当業者には今や明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【０１５８】
【図１】接触角と表面エネルギーの関係を定義する略図である。
【図１】
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