(57)【要約】コーティングされた又はコーティングされていないポリマー基材上に、例えばＣＤ−Ｒ基材上に、インクジェットプリントを受理する表面を作製するためのインクを開示する。このインクは、アクリルアミドスルホン酸の固形の水溶性塩、紫外線照射により光重合可能な１又は複数のエチレン性不飽和モノマー又はオリゴマー、１又は複数の官能性体質顔料、及び１又は複数の光開始剤を含有する。インクジェットプリントの塗布量及びそのプリントの鮮明度を調節するために、このインクに改質シリコーンを追加しうる。このインクは紫外光への露出により硬化する。このインク上に、ドロップオンデマンド式サーマルインクジェットプリンターにより重ねてプリントすることができる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗装された又は塗装されていないポリマー基材上にインクジェットプリントを受理する表面を作製するためのコーティング剤であって、アクリルアミドスルホン酸の固形水溶性塩；紫外線照射により光重合可能な１又は複数のエチレン性不飽和モノマー又はオリゴマー；１又は複数の官能性体質顔料；及び１又は複数の光開始剤、を含有する、前記コーティング剤。
【請求項２】
前記コーティング剤がインクである、請求項１記載のコーティング剤。
【請求項３】
前記モノマーが、アクリルアミドスルホン酸塩であり、そのアクリルアミドスルホン酸塩の分子量が好ましくは６００未満である、最も好ましくは２２４〜２３７である、請求項１又は２記載のコーティング剤。
【請求項４】
前記のアクリルアミドスルホン酸塩が、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸のナトリウム塩である、請求項３記載のコーティング剤。
【請求項５】
前記モノマー又はオリゴマーの官能価が１〜３である、好ましくは２である、請求項１〜４のいずれかに記載のコーティング剤。
【請求項６】
前記モノマー又はオリゴマーの含量が、コーティング剤の総重量の１０〜９０％である、より好ましくは３０〜８０％である、そして最も好ましくは約５０％である、請求項１〜５のいずれかに記載のコーティング剤。
【請求項７】
前記開始剤の含量が、コーティング剤の総重量の１〜１０％である、より好ましくは３〜７％である、そして最も好ましくは約５％である、請求項１〜６のいずれかに記載のコーティング剤。
【請求項８】
前記顔料の含量が、コーティング剤の総重量の５〜２５％である、より好ましくは１０〜２０％である、そして最も好ましくは約１７％である、請求項１〜７のいずれかに記載のコーティング剤。
【請求項９】
前記コーティング剤が更に改質シリコーンを含有する、請求項１〜８のいずれかに記載のコーティング剤。
【請求項１０】
前記改質シリコーンがアルキルシロキサンコポリマーである、請求項９記載のコーティング剤。
【請求項１１】
前記改質シリコーンの含量が、コーティング剤の総重量の０．１〜１．０％である、より好ましくは０．３〜０．７％である、そして最も好ましくは約０．５％である、請求項９又は１０に記載のコーティング剤。
【請求項１２】
前記コーティング剤が更に非反応性ポリマー又は樹脂を含有する、請求項１〜１１のいずれかに記載のコーティング剤。
【請求項１３】
基材上にインクを受理する表面を調製する方法であって、
請求項１〜１２のいずれかに記載のコーティング剤によって基材をコーティングする過程；及び
そのコーティング剤を紫外線照射によって硬化させる過程
を含んで成る、前記方法。
【請求項１４】
前記基材がポリカーボネートである、請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
前記基材が塗装されている又は塗装されていない、請求項１３記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、紫外線照射によって硬化可能なコーティング剤であって、これをポリマー基材上にプリントすることによって、ドロップオンデマンド式サーマルインクジェットを受理する層を付与することができる前記コーティング剤に関する。
【０００２】
本発明は、記録可能コンパクトディスク（ＣＤ−Ｒとして知られている）又は記録可能デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ−Ｒとして知られている）において、レコーディング後にデータを記載又は表記するために用いられるインクジェット用インクを受理するコーティングを施すために特に有利である。記録可能コンパクトディスクは、ポリカーボネート、アクリルポリマー又はポリエステルポリマーから成形されうるが、一般にポリカーボネート製が好ましい。
【０００３】
ポリカーボネートは熱可塑性樹脂であり、種々の名称で、例えばＬｅｘａｎ（ゼネラルエレクトリック社の商品名）として市場購入可能であり、コンパクトディスクを成形するためのポリマーとして用いられている。コンパクトディスクの製造では、最初にディスクを成形し、次に、まず光感受性の層をコーティングし、それからアルミ薄層をコーティングして、反射層を作る。記録可能コンパクトディスクでは、スピンコート法を用いて、紫外線により硬化するクリアラッカー（スピンコートラッカー）層により、上記のコーティング層を保護する。その層がプリント表面となる。記録可能デジタル多用途ディスクの製造のいくつかの場合では、２枚のディスクが相互に貼り合わされ、従ってプリント表面はポリマー自身となる。
【０００４】
ＣＤ−Ｒの場合、ディスクにデータを記録した後、その記録したデータを特定するために、ユーザはそのディスクに記載を施す必要がある。ディスクへの記載は、例えばフェルトペンなどの適当な筆記用具による手書きによることができ、あるいはインクジェットプリンターによることも益々増えるであろう。スピンコートラッカーは、インクを受理することよりもディスクを損傷から保護するためのものであるので、一般に、前記目的のために用いられる記載用インクを受理しない。従って、記載用インクのための適当な定着媒体を付与するために、更なるコーティングが必要である。本発明は、この目的のためのコーティング剤、特にインクに関する。
【０００５】
該コーティング剤が適当であるためには、該コーティング剤は、裂けることなく、又は剥がれることなく、ＣＤに接着する必要がある。更に、該コーティング剤は、その表面がインクジェット用インクにより湿潤される必要があり、他方で、容認できるレベルでプリント鮮明度を維持する必要もある。インクジェット用インクは、該コーティング剤の中に吸着される必要がある。
【０００６】
ポリカーボネート基材上にドロップオンデマンド式サーマルインクジェットを受理する表面を作製するためのインクが知られている。一般に、該インクは、多量の水を含有するサーマルインクジェット用インクを吸着するために水に相溶性の成分を含有する必要がある。
【０００７】
ドロップオンデマンド式サーマルインクジェットを受理する表面を作製するために用いられる、当業界に周知のある種のインクは、溶媒中に樹脂を溶解した溶液を使用しており、プリントされた後に、溶媒の蒸発により乾燥される。この種のインクの使用は、揮発性溶媒を環境中に放出する危険を伴い、これは回避又は防止すべき有害な行程である。
別の種類のインクは、水と溶媒との溶液から配合される永久に水溶性の樹脂バインダーを使用している。
【０００８】
環境上の理由により、揮発性溶媒を配合していないインクが好ましい。この様なインクは周知であり、これらは紫外線照射により硬化又は乾燥される。これらはエチレン性不飽和モノマー及び光重合開始剤を含有する。
【０００９】
日本特許公報２０００−３４４３５には、ＣＤ−Ｒ上の受理性コーティング剤としての使用に適する紫外線により硬化可能なインクが記載されており、これは水溶性液体モノマー、そのモノマーに可溶な疎水性ポリマー、及び無機増量剤を使用していることが記載されている。一般に、上記発明に記載された水溶性液体モノマーは、標準的な適用方法であるスクリーン印刷での使用において望ましくない、不快な毒性を有する傾向がある。
【００１０】
本発明は、コーティングされた又はコーティングされていないポリマー基材上にインクジェットプリントを受理する表面を作製するためのコーティング剤を提供する。このコーティング剤は、アクリルアミドスルホン酸の水溶性塩、紫外線照射により光重合可能な１又は複数のエチレン性不飽和モノマー又はオリゴマー、１又は複数の官能性体質顔料、及び１又は複数の光開始剤を含有する。
【００１１】
また本発明は、基材上にインクを受理する表面を調製する方法を提供する。この方法は、
アクリルアミドスルホン酸の水溶性塩、紫外線照射により光重合可能な１又は複数のエチレン性不飽和モノマー又はオリゴマー、１又は複数の官能性体質顔料、及び１又は複数の光開始剤を含有するコーティング剤により、基材をコーティングする過程；及び
そのコーティング剤を紫外線照射により硬化させる過程
を含んで成る。
【００１２】
本発明のコーティング剤では、有意な毒性を有せず、かつ有害性の低い固形の水溶性モノマーを使用する。
本発明のコーティング剤は、好ましくはインクであるが、コーティング可能なラッカーでもよい。
【００１３】
実際の使用では、取扱者にとって有害性の低い材料、そして環境に対して刺激の少ない材料を用いることも望まれる。また、本コーティング剤は、接着性が良好であること、そして中間加熱行程を行うことなしに、紫外線照射により硬化することも望まれる。
【００１４】
好適な水溶性モノマーは、分子量６００未満の、最も好ましくは２２４〜２３７のアクリルアミドスルホン酸塩であり、中でも２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸ナトリウム塩が最も好ましい。好ましくは本コーティング剤は、このクラスのモノマーを少なくとも１種類含有する。
【００１５】
接着性、硬度、水感受性、及び被膜の一体性を調整するために、１〜３の官能価、好ましくは２官能価を有する追加の水溶性又は分散性のモノマー又はオリゴマーを用いうる。当該モノマー又はオリゴマーの合計の重量濃度は、好ましくは１０〜９０％、より好ましくは３０〜８０％、最も好ましくは約５０％である。
【００１６】
本発明に用いる光開始剤は周知であり、そして当業界に既知であり、容認できる硬化を達成できる、フリーラジカルを生成する種類のものから選択されうる。例えば、チバスペシャリティーケミカル社のＤａｒｏｃｕｒｅ類である。当該開始剤の合計の重量濃度は、１〜１０％、好ましくは３〜７％、最も好ましくは約５％である。
【００１７】
高い表面張力の発生により表面湿潤性が最大となる様に、官能性体質顔料を選択する。インクジェット用インクの摩耗を抑える様に、粒子サイズを最適化しうる。当該顔料を、いくつかの特性を同時に調整するために組み合わせて用いうる。顔料の合計の重量濃度は、５〜２５％、好ましくは１０〜２０％、最も好ましくは約１７％である。二酸化チタンを、５〜３０％、好ましくは１５〜２５％、最も好ましくは約２５％の重量で組み込むことにより白色コーティング剤を作製しうる。この様な顔料は周知であり、例えば
Ｅ．Ｉ．デュポン社の商品名ＴｉＰｕｒｅとして、市場購入可能である。
【００１８】
インクジェットによるプリントの鮮明度を、０．１〜１．０％、好ましくは０．３〜０．７％、最も好ましくは０．５％の量の改質アルキルポリシロキサンコポリマーの添加により調節することができる。このタイプの添加剤は周知であり、例えばＢｙｋ−Ｃｈｅｍｉｅ社のＢＹＫ３００シリーズとして市場購入可能である。
【００１９】
紫外線により硬化可能なコーティング剤のために当業者に知られているタイプのその他の成分も場合により存在してよい。被膜の硬度、柔軟性及び接着性を調整するために、非活動性（非反応性）の樹脂、例えばポリメチルアクリレート、ポリブチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、及びこれらのコポリマー、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアセテート、又は反応性オリゴマー、例えばウレタンアクリレート、エポキシアクリレート及びポリエステルアクリレートなどのブレンド品を選択しうる。表面の特性を調整するために、界面活性剤、消泡剤、スリップ及びフロー助剤、並に艶消剤を用いうる。熱及び光に対する安定剤、殺生剤、及び同定用トレーサーもまた用いうる。
当該インクを、当業界に知られている任意の方法、例えば当該顔料及び体質顔料の撹拌、及び混練により作製しうる。
【００２０】
インクジェット受理性の該コーティング剤は、熱可塑性基材、特にポリカーボネート製の熱可塑性基材、及び紫外線スピンコート法によりラッカーコーティングされた前記の基材に適用することに適している。このインクジェット受理層を、例えばスクリーン／ステンシル印刷、スピンコート、ローラーコート、オフセット印刷、及びフレキソ印刷により適用しうる。好適な適用方法はスクリーン／ステンシル印刷である。基材に適用した後に、該コーティング剤を加熱する必要はない。該コーティング剤は、紫外光、好ましくは２５０〜４５０ナノメーターの波長の紫外光への露出により硬化する。この照射は、水銀蒸気ランプ下に当該プリント物を通過させることにより行いうる。紫外光を照射した後、該コーティング剤は基材に良好に接着する。紫外線への更なる露出又は長期間の保存によっても該コーティング剤のインクジェット受理性は影響を受けない。次に、このコーティングされた物の上に、適当なインクジェットプリンター、例えばＰｒｉｍｅｒａ Ｓｉｇｎａｔｕｒｅ ＩＩ又はセイコープレシジョン社ＣＤプリンター２０００によってプリントすることができる。
【００２１】
以下の実施例を参照して本発明を説明する。
実施例１：
以下の成分を、記載した順番でＣｏｗｌｅｓ ＣＭ−１００ディスペンサー上で混合した。
2004503610.tif 000002
【００２２】
この生成物は乳白色のインクであった。このインクを、スピンコートしたＣＤディスク上に、１５３糸／ｃｍ（３９０糸／インチ（ｔｐｉ））の綾織りメッシュを用いてプリントし、そして２００ワットの紫外線ドライヤーの下を１５．２４ｍ／分（５０ ｆｐｍ）で通過させた。次にそのコーティングしたディスクに、インクジェットプリンターＰｒｉｍｅｒａ Ｓｉｇｎａｔｕｒｅ ＩＩによってプリントしたところ、良好な接着性及びプリント鮮明度を示した。
【００２３】
実施例２
以下のものを、記載した順番でＣｏｗｌｅｓ ＣＭ−１００ディスペンサー上で混合した。
2004503610.tif 000003
【００２４】
この生成物は乳白色のインクであった。これを、スピンコートしたＣＤディスク上に、１５３糸／ｃｍ（３９０ｔｐｉ）の綾織りメッシュを用いてプリントし、そして２００ワットの紫外線ドライヤーの下を１５．２４ｍ／分（５０ ｆｐｍ）で通過させた。次にそのコーティングしたディスクに、セイコープレシジョン社ＣＤプリンター２０００によってプリントしたところ、良好な接着性及びプリント鮮明度を示した。
【００２５】
実施例３：
以下のものを、記載した順番でＣｏｗｌｅｓ ＣＭ−１００ディスペンサー上で混合した。
2004503610.tif 000004
【００２６】
この生成物は乳白色のインクであった。これを、スピンコートしたＣＤディスク上に、１５３糸／ｃｍ（３９０ｔｐｉ）の綾織りメッシュを用いてプリントし、そして２００ワットの紫外線ドライヤーの下を１５．２４ｍ／分（５０ ｆｐｍ）で通過させた。次にそのコーティングしたディスクに、セイコープレシジョン社ＣＤプリンター２０００によってプリントしたところ、良好な接着性及びプリント鮮明度を示した。
【００２７】
実施例４：
以下のものを、記載した順番で混合した。
2004503610.tif 000005
【００２８】
この生成物は乳白色のインクであった。これを、スピンコートしたＣＤディスク上に、１５３糸／ｃｍ（３９０ｔｐｉ）の綾織りメッシュを用いてプリントし、そして２００ワットの紫外線ドライヤーの下を１５．２４ｍ／分（５０ ｆｐｍ）で通過させた。次にそのコーティングしたディスクに、エプソン社インクジェットプリンターによってプリントしたところ、良好な接着性及びプリント鮮明度を示した。
【００２９】
実施例５：
以下のものを混合して、成分Ａを得た。
2004503610.tif 000006
【００３０】
次に成分Ａを、以下のものと以下の比率で混合した。
2004503610.tif 000007
【００３１】
これを、スピンコートしたＣＤディスク上に、１５３糸／ｃｍ（３９０ｔｐｉ）の綾織りメッシュを用いてプリントし、そして２００ワットの紫外線ドライヤーの下を１５．２４ｍ／分（５０ ｆｐｍ）で通過させた。次にそのコーティングしたディスクに、セイコープレシジョン社ＣＤプリンター２０００によってプリントしたところ、良好な接着性及びプリント鮮明度を示した。
【国際公開パンフレット】
2004503610.tif 000008
2004503610.tif 000009
2004503610.tif 000010
2004503610.tif 000011
2004503610.tif 000012
2004503610.tif 000013
2004503610.tif 000014
2004503610.tif 000015
2004503610.tif 000016
2004503610.tif 000017
2004503610.tif 000018
【手続補正書】
【提出日】平成14年7月29日(2002.7.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
既塗装又は未塗装のポリマー基材上にインクジェットプリントを受理する表面を作製するためのコーティング組成物であって、
（ａ）アクリルアミドスルホン酸の固形水溶性塩；
（ｂ）紫外線照射により光重合可能な、１又は複数の、前記アクリルアミドスルホン酸の固形水溶性塩以外のエチレン性不飽和モノマー又はオリゴマー；
（ｃ）１又は複数の官能性体質顔料；及び
（ｄ）１又は複数の光開始剤
を含有する、前記コーティング組成物。
【請求項２】
前記コーティング組成物がインクである、請求項１記載のコーティング組成物。
【請求項３】
前記のアクリルアミドスルホン酸の固形水溶性塩の分子量が６００未満である、好ましくは２２４〜２３７である、請求項１又は２記載のコーティング組成物。
【請求項４】
前記のアクリルアミドスルホン酸の固形水溶性塩が、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸ナトリウムである、請求項３記載のコーティング組成物。
【請求項５】
前記モノマー又はオリゴマーの官能価が１〜３である、好ましくは２である、請求項１〜４のいずれかに記載のコーティング組成物。
【請求項６】
前記モノマー又はオリゴマーの含量が、コーティング組成物の総重量の１０〜９０％である、より好ましくは３０〜８０％である、そして最も好ましくは約５０％である、請求項１〜５のいずれかに記載のコーティング組成物。
【請求項７】
前記開始剤の含量が、コーティング組成物の総重量の１〜１０％である、より好ましくは３〜７％である、そして最も好ましくは約５％である、請求項１〜６のいずれかに記載のコーティング組成物。
【請求項８】
前記顔料の含量が、コーティング組成物の総重量の５〜２５％である、より好ましくは１０〜２０％である、そして最も好ましくは約１７％である、請求項１〜７のいずれかに記載のコーティング組成物。
【請求項９】
前記コーティング組成物が更に改質シリコーンを含有する、請求項１〜８のいずれかに記載のコーティング組成物。
【請求項１０】
前記改質シリコーンがアルキルシロキサンコポリマーである、請求項９記載のコーティング組成物。
【請求項１１】
前記改質シリコーンの含量が、コーティング組成物の総重量の０．１〜１．０％である、より好ましくは０．３〜０．７％である、そして最も好ましくは約０．５％である、請求項９又は１０に記載のコーティング組成物。
【請求項１２】
前記コーティング組成物が更に非反応性ポリマー又は樹脂を含有する、請求項１〜１１のいずれかに記載のコーティング組成物。
【請求項１３】
基材上にインク受理性の表面を調製する方法であって、
請求項１〜１２のいずれかに記載のコーティング組成物によって基材をコーティングする過程；及び
そのコーティング組成物を紫外線照射によって硬化させる過程
を含んで成る、前記方法。
【請求項１４】
前記基材がポリカーボネートである、請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
前記基材が未塗装である、請求項１３記載の方法。
【国際調査報告】
2004503610.tif 000019
2004503610.tif 000020
2004503610.tif 000021