(57)【要約】  各種の印刷技術によって塗布又は蒸着され得るトップコートが記載される。トップコート製剤は、溶媒化ポリビニルブチラール、イソシアネート又はウレタンプレポリマー、及びポリオールを含む。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つのポリビニルブチラール１２％〜３５％と、
イソシアネート、ウレタンプレポリマー、及びそれらの組み合わせからなる群から選ばれる少なくとも一つのエージェント２５％〜４５％と、
少なくとも一つのポリオール３２％〜５２％と、
を含むトップコート製剤。
【請求項２】
前記ポリビニルブチラールが約２３％で存在する、請求項１に記載のトップコート製剤。
【請求項３】
イソシアネート、ウレタンプレポリマー、及びそれらの組み合わせの少なくとも一つが約３５％で存在する、請求項１又は２に記載のトップコート製剤。
【請求項４】
前記ポリオールが約４２％で存在する、請求項１〜３のいずれかに記載のトップコート製剤。
【請求項５】
少なくとも一つの溶媒をさらに含む、請求項１〜４のいずれかに記載のトップコート製剤。
【請求項６】
前記少なくとも一つの溶媒は、トルエン、ブチルアセテート、エチルアセテート、メチルエチルケトン、及びそれらの組み合わせからなる群から選ばれる、請求項５に記載のトップコート製剤。
【請求項７】
前記ポリビニルブチラールがヒドロキシル官能性を含む、請求項１〜６のいずれかに記載のトップコート製剤。
【請求項８】
前記ポリビニルブチラールが１０％〜２８％ヒドロキシル基を含む、請求項７に記載のトップコート製剤。
【請求項９】
前記ポリビニルブチラールがアセチル官能性を含む、請求項１〜８のいずれかに記載のトップコート製剤。
【請求項１０】
前記ポリビニルブチラールが１％〜１０％アセチル基を含む、請求項９に記載のトップコート製剤。
【請求項１１】
前記少なくとも一つのポリオールの分子量は、１，０００〜６，５００の範囲である、請求項１〜１０のいずれかに記載のトップコート製剤。
【請求項１２】
顔料、染料、マット剤、界面活性剤、流動添加剤、レベリング添加剤、及びそれらの組み合わせからなる群から選ばれる少なくともいずれかの添加剤をさらに含む、請求項１〜１１のいずれかに記載のトップコート製剤。
【請求項１３】
基材上にトップコートを形成する方法であって、
受容面を規定する基材を提供するステップと、
（ｉ）少なくとも一つのポリビニルブチラール１２％〜３５％、（ｉｉ）イソシアネート、ウレタンプレポリマー、及びそれらの組み合わせからなる群から選ばれる少なくとも一つのエージェント２５％〜４５％、及び（ｉｉｉ）少なくとも一つのポリオール３２％〜５２％を含むトップコート製剤を提供するステップと、
前記基材の受容面に前記トップコート製剤を塗布するステップと、
前記塗布されたトップコート製剤の硬化及び乾燥のうち少なくとも一つを行って前記トップコートを形成するステップと、
を有する方法。
【請求項１４】
前記硬化及び乾燥の少なくとも一つは、上昇した温度における第１段階の後に、周囲温度における第２段階によって行われる、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記第１段階は、３０秒〜２０分の期間に１２０°Ｆ〜３００°Ｆの温度で行われる、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記第１段階は、１分〜５分の期間に１８０°Ｆ〜２３０°Ｆの温度で行われる、請求項１４又は１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記第１段階は、２分の期間に２１０°Ｆの温度で行われる、請求項１４〜１６のいずれかに記載の方法。
【請求項１８】
前記第２段階は、６時間〜１週の期間に６５°Ｆ〜７５°Ｆの温度で行われる、請求項１４〜１７のいずれかに記載の方法。
【請求項１９】
前記第２段階は、１日〜４日の期間に６５°Ｆ〜７５°Ｆの温度で行われる、請求項１４〜１８のいずれかに記載の方法。
【請求項２０】
前記第２段階は、３日の期間に７０°Ｆの温度で行われる、請求項１４〜１９のいずれかに記載の方法。
【請求項２１】
請求項１３〜２０のいずれかに記載の方法によって形成される基材上のトップコート。
【請求項２２】
前記基材は、ポリエステルフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリエチレンフィルム、金属化プラスチック基材、及びそれらの組み合わせからなる群から選ばれる、請求項２１に記載のトップコート及び基材。
【請求項２３】
前記基材は、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン、アクリル、及びそれらの組み合わせから選択される、請求項２１に記載のトップコート及び基材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１４年５月１４日に出願された米国仮出願第６１／９９２，９３８号の利益を主張し、この米国仮出願はその全てが本願に参照として含まれる。
【０００２】
本発明は、トップコート、トップコート製剤を形成及び／又は蒸着する方法、及び最終トップコーティングされたフィルム又は基材に関する。
【背景技術】
【０００３】
通常、インクジェット印刷としてより一般的に周知されている圧電蒸着インクは、ここ数年間にわたって数段階の進化をしてきた。全溶媒印刷技術は、大規模操作のための産業ではワークホースとなっているが、小規模ニーズへの機会はほとんどない。より新しいインク技術がそれらの小規模ニーズを解決することにより、ＵＶ硬化印刷インク、マイルド溶媒（エコ溶媒）、及びラテックスインクのようなより短い印刷が実行され、未修飾のキャストオルガニゾルＰＶＣフィルムは、現在、産業ニーズを満たせずにいる。不適合な印刷品質、インク密度、及び短い保管期間といった問題は、機能性トップコートへの需要を創出してフィルムの持続的に変化する界面化学を解決するようにする。トップコートは、最終コーティングされたフィルムに印刷性及び向上した耐候性を提供する必要がある。
【０００４】
従来、機能性トップコートは、低コストで押出、ブロー（ｂｌｏｗｎ）、又はカレンダー（ｃａｌｅｎｄａｒ）されたフィルムに機能性を追加するように設計されている。より新しくてより迅速な印刷技術は、バランスの取れた均質な界面化学を要求して持続的に印刷を行うため、キャストオルガニゾルＰＶＣフィルムへのトップコートの使用が普遍化しつつある。トップコートは、フィルムの様々な短所を改善する一方で、問題を引き起こしてはならない。これは、トップコート含有の樹脂及び添加剤を選択する上で重要な因子である。水性（ｗａｔｅｒｂｏｒｎｅ）ポリマー化学及び溶媒性（ｓｏｌｖｅｎｔｂｏｒｎｅ）ポリマー化学の中から選択する際、最終使用を考慮しなければならない。水性トップコートは揮発性有機化合物（ＶＯＣ）の低い放出又は無放出を提供できるが、その耐久性及び費用を最終使用の要件と比較検討する必要がある。また、水性コーティングは、長くて時間消耗的な製造ステップがコーティングのために適切に準備されることが要求されるため、一貫した製造能力が考慮される必要がある。
【０００５】
通常、溶媒性コーティングがＶＯＣ基準ではないが、上記コーティングはリバースロールセットアップで容易に製造され、その蒸発された溶媒は熱酸化器によって二酸化炭素に安全に転換され得る。より高い固体溶媒性コーティングは、製造時に最終二酸化炭素排出を低減させながら、完全に溶媒化させるという長所がある。低いＶＯＣコーティングは、コーター上の乾燥において低いＶＯＣ含量を放出するが、オーブンを加熱する上でより多くの天然ガスが要求される。熱酸化器システムにおいて、現代のロールツーロールコーターが、溶媒性コーティングの間に外部に気体化される溶媒の燃焼によって、部分的又は全体的に加熱される。コーター上に水性流体がコーティングされて乾燥する場合、再循環溶媒から熱が発生せず、熱酸化器には天然ガスを燃焼させてオーブンを加熱することが要求される。したがって、水性コーティングからの推定されたより低いＣＯ２排出は、オーブンを加熱し、コーティングを乾燥させるために要求される天然ガスの燃焼による過量のＣＯ２によって打ち消される。
【０００６】
ろ過ステップ及び脱ガス化ステップは、リバースロールコーティングを成功的に行う上で水性トップコートが非常に重要である。これらのステップが適切に行われたとしても、汚染されたり不適切に製造されたコーティングセットアップがコーティング及び乾燥欠陥を生成しがちなわけでである。また、コーティング欠陥は、水性コーティングが空気接触時に容易に乾燥するため、水性コーティングの化学特性によって生成されることがあり、水又は以前コーティング液との接触時に再溶解されない。これは、コーティング時に問題となり得る。乾燥した物質がコーティング時にニップ（ｎｉｐ）に入る場合、それは溶媒性コーティングのように再溶解されない。リバースロール、コンマ、又はナイフオーバーロールコーティングセットアップにおいて、これらの粒子はニップに捕獲されて、コーティングにおいて縞を形成する。また、水性コーティングは、配合の間に過度な気泡閉じ込めの問題が発生する。本来の低いせん断粘性と共に、大きい粒子サイズを有するエマルション及び分散液によって、流体に混合される空気は、静止時に放出し難い困難な時間を有する。ロールツーロールコーティングの間に上記流体内の閉じ込められた空気が、キャスティングウェブ上に濃縮された気泡のレーンを形成するため、このような空気閉じ込めはコーティング時に問題になり得る。溶媒性コーティング溶液はロールツーロールコーティングに使われる場合、より大きい許容可能性能を提供する。ポリマー粒子が懸濁液に存在するよりは完全に溶媒化されるため、溶媒性コーティング溶液は配合し易い。配合時に流体に混合されるガスは、粒子サイズ分布がはるかに小さいほど、はるかに容易に放出され得る。乾燥した粒子がコーティングの間に流体に含まれる場合、それは再溶解される一層容易な機会を有する。溶媒性コーティングは高いレベルの融合を形成でき、これは、薬品耐性及び屋外耐候性を改善する。
【０００７】
上述したように、改善された印刷性及び向上した耐候性を提供する新しい種類の溶媒性トップコート製剤が依然として要求されている。
【発明の概要】
【０００８】
従来の方法と関連する短所及び欠陥は本発明で以下のように解決される。
一態様において、本発明は、（ｉ）少なくとも一つのポリビニルブチラール１２％〜３５％と、（ｉｉ）イソシアネート、ウレタンプレポリマー、及びそれらの組み合わせからなる群から選ばれる少なくとも一つのエージェント２５％〜４５％と、（ｉｉｉ）少なくとも一つのポリオール３２％〜５２％を含むトップコート製剤を提供する。
【０００９】
他の態様において、本発明は、基材上にトップコートを形成する方法を提供する。上記方法は受容面を規定する基材を提供するステップを有する。また、上記方法は（ｉ）少なくとも一つのポリビニルブチラール１２％〜３５％，（ｉｉ）イソシアネート、ウレタンプレポリマー、及びそれらの組み合わせからなる群から選ばれる少なくとも一つのエージェント２５％〜４５％、及び（ｉｉｉ）少なくとも一つのポリオール３２％〜５２％を含むトップコート製剤を提供するステップを有する。また、上記方法は基材の受容面にトップコート製剤を塗布するステップを有する。また、上記方法は、塗布されたトップコート製剤の硬化及び乾燥のうち少なくとも一つを行ってトップコートを形成するステップを有する。
【００１０】
さらに他の態様において、本発明は、基材上にトップコートを提供し、特に、本願に記載される方法によって形成されるトップコートを提供する。
【００１１】
実現されるように、本願に記載される発明は、他の様々な実施の形態であってもよく、そのいくつかの詳細は、請求された発明から逸脱することなく種々の形態に変形されてもよい。図面及び明細書は例示的なものであって、制限的なものとして見なされてはならない。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態に係る、トップコーティングされた基材の概略的な断面図である。
【図２】本発明の他の実施の形態係る、トップコーティングされた多層基材の概略的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明は、広範な用途に使用可能なトップコート製剤に関する。トップコート製剤は、（ｉ）ヒドロキシル又はその他の官能性基を有する溶媒化ポリビニルブチラール、（ｉｉ）イソシアネート又はウレタンプレポリマー、及び（ｉｉｉ）高分子量ポリオールを含む。また、上記製剤は、（ｉｖ）ＵＶ耐性添加剤及び（ｖ）架橋添加剤などの他の成分を含むことができる。
【００１４】
本発明は、製造の容易性を改善しながら、印刷性及び保管寿命安定性を提供できるように従来の水性機能性トップコートを改善する。水性トップコート技術による改善は、本トップコート製剤を完全に溶媒溶液処理可能になると考えられる。溶媒溶液処理可能なコーティングは、完全融合によって高品質フィルム形成を提供しながら、より容易で安価に製造される。高いレベルのフィルム融合は、より良い耐久性及び屋外耐候性を提供する。
【００１５】
特定の実施の形態において、本発明は、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリウレタン、アクリル、及び各種の架橋及び未架橋された溶媒キャストのような熱可塑性樹脂及びホットメルト熱可塑性樹脂を用いて引張強度及び耐破裂性を提供する補強層の役割を果たす多層フィルムの耐久性及び機能性のトップコートを提供する。
【００１６】
本発明のトップコート製剤は、意図された支持基材又はフィルム上に直接コーティング、乾燥、及び硬化され得る。また、コーティングは、ペーパー又はポリマー系離型ライナーのような臨時コーティング基材上にコーティングされて乾燥し得る。その後、この臨時構造体のコーティング面が後続の機能層でコーティングされたり、永久基材又はフィルム構造体の上に積層又は結合され得る。上記構造体の２つの言及された方法において、臨時コーティング基材は後に除去されて印刷受容層を露出させることができる。
【００１７】
トップコート製剤は、いくつかの異なる方法でポリマー架橋を含むことができる。上記製剤における一次熱可塑性樹脂は、イソシアネート、シラン、及び／又は金属キレート架橋剤で直接架橋され得る。この架橋方法は、理想的な印刷受容のためのポリマーマトリックスを変更するが、この短鎖架橋方法は、粘着力のないフィルムとしてポリビニルブチラールを脆性にさせる傾向がある。これらの架橋は、分子の長さが短いため、ポリマー鎖の移動がほとんどない。
【００１８】
柔軟性及び弾性を維持しながら架橋ネットワークを生成するために、コーティングにおける一次熱可塑性樹脂を、より長い鎖長、より高い分子量の架橋剤で架橋することができる。この架橋方法は、ヒドロキシル又は官能性基を有する溶媒化ポリビニルブチラール、イソシアネート又はウレタンプレポリマー、及び一つ以上の高分子量ポリオールを使用する。言及された成分は一般に均質の混合物で製造され、その後、基材上にコーティング及び乾燥する。コーティング及び乾燥の後に、イソシアネート及びポリオールは、反応の一部がポリビニルブチラール（ＰＶＢ）分子上のヒドロキシル基と結合し、残りが水又は他の不純物になる線形の長鎖を形成し始める。その後、最終フィルムは、非常にもつれたウレタン化したＰＶＣ構造の形態となる。長鎖架橋は、主な熱可塑性分子を延伸させ、より自由に移動させて、より柔軟な弾性フィルムを製造させる。
【００１９】
図１は、２０で一括して表示する一つ以上の基材又は基材層、及びその上に配置されるトップコート３０層又は領域を有する多層アセンブリー１０の概略断面図である。具体的に、基材２０は、トップコートが常駐する表面又は面２２を規定する。大部分の実施の形態において、多層アセンブリー１０は、印刷又は他のグラフィック要素を受容できるトップコート３０の露出面３２を規定する。
【００２０】
図２は、２０で一括して表示する一つ以上の基材又は基材層、４０で一括して表示する一つ以上のトップコート又は中間層、及び３０で一括して表示する一つ以上の付加トップコート又は外部層を有する、他の多層アセンブリー１００の概略断面図である。具体的に、一つ以上のトップコート又は中間層４０は、基材２０の表面２２上に配置され、一つ以上の付加トップコート又は外部層３０は、上記層４０の面４２上に配置される。上記層３０の露出された外部面３２は、印刷又は他のグラフィック要素を受容することができる。
【００２１】
以下、トップコート製剤、トップコートを含む多層フィルム、これと関連する方法、及び用途の更なる詳細及び態様が本願に記載される。
【００２２】
トップコート製剤
前述したように、本発明のトップコート製剤は、（ｉ）ヒドロキシル又は他の官能性基を有する一つ以上の溶媒化ポリビニルブチラールエージェント、（ｉｉ）一つ以上のイソシアネート及び／又はウレタンプレポリマーエージェント、及び（ｉｉｉ）一つ以上の高分子量ポリオールを含む。
【００２３】
溶媒化ポリビニルブチラール
また、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）は、ポリ［（２−プロピル−１，３−ジオキサン−４，６−ジイル）メチレン］と知られており、（Ｃ８Ｈ１４Ｏ２）ｎの分子式を有する。ＰＶＢは、ブチルアルデヒドとの反応によってポリビニルアルコールで製造され得る。
【００２４】
本発明の多数の実施の形態において、約１０％〜約２８％、及びより具体的に１２％〜２４％のヒドロキシル基の重量比（ポリビニルアルコールに対して）を有するＰＶＢが選択される。
【００２５】
多数の実施の形態において、ＰＶＢは、アセチル官能性を含むために選択される。通常、アセチル基の重量比（ポリビニルアセテートに対して）は約１％〜約１０％、より具体的に１％〜４％である。本発明の多数の形態において、ＰＶＢは、ヒドロキシル官能性及びアセチル官能性の組み合わせを含む。
【００２６】
多数の実施の形態において、ＰＶＢは、約５５℃〜約７５℃、特に５８℃〜７０℃の範囲内のガラス転移温度（Ｔｇ）を示すために選択される。
【００２７】
ＰＶＢは、一つ以上の適当な溶媒を含む。多数の実施の形態において、ＰＶＢは、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール（ＩＰＡ）、ｎ−ブタノール、ｓｅｃ−ブタノール、ｎ−オクタノール、ジアセトンアルコール、ベンジルアルコール、及びそれらの組み合わせのようなアルコール類；メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、及びそれらの組み合わせのようなセロソルブ類；アセトン、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、シクロヘキサノン、イソホロン、及びそれらの組み合わせのようなケトン類；Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルフォルムアミド、Ｎ，Ｎ−メチル−２−ピロリドン、及びそれらの組み合わせのようなアミド類；１，４−ジオキサン、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、及びそれらの組み合わせのようなエーテル類；メチレンクロリド、クロロホルム、及びそれらの組み合わせのような任意の塩素化炭化水素類；トルエン、ピリジン、及びそれらの組み合わせのような芳香族類；及びブチルアセテート、エチルアセテート、ジメチルスルホキシド、酢酸、テルピネオール、ブチルカルビトール、及びそれらの組み合わせのようなその他エージェントから選択される一つ以上の溶媒に溶媒化されたり溶解される。それらの溶媒の一つ以上の組み合わせを用いてもよい。多数の実施の形態において、溶媒は、トルエン、ブチルアセテート、エチルアセテート、メチルエチルケトン、及びそれらの組み合わせの一つ以上から選択される。
【００２８】
ＰＶＢは、様々なメーカーから市販されている。本発明のトップコート製剤に使用可能なＰＶＢの非制限的な例は、Ｓｅｋｉｓｕｉ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ  ｏｆ  Ｊａｐａｎ社から市販中のＳＥＫＩＳＵＩ  Ｓ−ＬＥＣ−Ｂ  ＰＶＢ；及びＫｕｒａｒａｙ社から市販中のＭＯＷＩＴＡＬ  ＰＶＢを含む。
【００２９】
イソシアネート又はウレタンプレポリマー
様々なイソシアネートを本発明のトップコート製剤に用いることができる。例えば、次のような種類のイソシアネートを潜在的に用いることができる：モノイソシアネート、脂肪族ジイソシアネート、芳香族ジイソシアネート及びポリマーイソシアネート。また、モノイソシアネート以外のイソシアネートはポリイソシアネートと呼ばれる。モノイソシアネートは単官能ウレタンのためにのみ用いられる。ジイソシアネートは、ウレタン合成に断然、最も広く用いられる。それは脂肪族及び芳香族ジイソシアネートとして市販されている。芳香族ジイソシアネートはいわゆる芳香族ウレタンの製造のために用いられる。通常、芳香族ジイソシアネートを含めると、最終トップコートをより一層堅くさせ、一層高いスクラッチ耐性を最終トップコートに提供する。また、芳香族ウレタンは、多数の脂肪族ウレタンに比べて安価である。芳香族ウレタンの一短所は、それが黄色を帯びるため、白色又は明るい色の基材上で長時間持続する用途には相対的に不向きであるという点である。
【００３０】
脂肪族ジイソシアネートは脂肪族ウレタンに用いられる。脂肪族ウレタンは、同一の官能性、類似のポリオール修飾剤及び類似の分子量を有する芳香族ウレタンよりもやや柔軟である。脂肪族ウレタンの一長所は、事実上、黄変しないため、白色又は明るい色の基材上で長時間持続する用途に利用可能であるという点である。
【００３１】
ポリマーイソシアネートはジイソシアネートに比べてウレタンに用いられることが少ない。それは必須に高官能性（例えば、３以上）ウレタンに用いられる。イソシアネート機能性反応物は、典型的なヒドロキシル基を有する活性水素官能性化合物と反応するポリイソシアネートで製造されるが、メルカプタン基、アミン基、及びカルボキシル基も用いることができる。
【００３２】
通常、ポリイソシアネートは天然であり、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート、トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、ｍ−及びｐ−フェニレンジイソシアネート、ビトリレンジイソシアネート、シクロヘキサンジイソシアネート（ＣＨＩＤ）、ビス（イソシアナトメチル）シクロヘキサン（Ｈ６ＸＤＩ）、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート（Ｈ１２ＭＤＩ）、ダイマー酸ジイソシアネート（ＤＤＩ）、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リシンジイソシアネート及びそのメチルエステル、イソホロンジイソシアネート、メチルシクロヘキサンジイソシアネート、１，５−ナフタレンジイソシアネート、キシリレン及びキシレンジイソシアネート及びそのメチル誘導体、ポリメチレンポリフェニルイソシアネート、クロロフェニレン−２，４−ジイソシアネート、ＭＯＮＤＵＲ  ＭＲ又はＭＯＮＤＵＲ  ＭＲＳなどの市販のポリフェニレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、水素化メチレンジフェニルイソシアネート（ＨＭＤＩ）、テトラメチルキシレンジイソシアネート（ＴＭＸＤＩ）、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、又はＩＰＤＩ、ＨＤＩ又はＨＤＩのビウレットのトリマーのようなこれら材料のオリゴマー材料など及びそれらの混合物を含む。各種イソシアネートの組み合わせが用いられてもよい。
【００３３】
イソシアネートと類似に、各種ウレタンプレポリマーを本発明のトップコート製剤に用いることができる。ウレタンプレポリマーは、イソシアネート末端プレポリマーである。イソシアネート末端プレポリマーの非制限的な例は、芳香族プレポリマー及び脂肪族プレポリマーを含む。芳香族プレポリマーの非制限的な例は、トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）、メチレンジフェニルジイソシアネート（ＭＤＩ）、及びｐ−フェニレンジイソシアネート（ＰＰＤＩ）を含む。脂肪族（及びシクロ脂肪族）プレポリマーの非制限的な例は、１，６−ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、１−イソシアナト−３−イソシアナトメチル−３，５ｋ５−トリメチル−シクロヘキサン（イソホロンジイソシアネート、ＩＰＤＩ）、及び４，４’−ジイソシアネートジシクロヘキシルメタン（Ｈ１２ＭＤＩ又は水素化ＭＤＩ）を含む。例えば、ＴＤＩのような任意のエージェントは、ポリイソシアネート及び／又はウレタンプレポリマーとして当該技術の分野で公知であるか、言及される。ウレタンプレポリマーの組み合わせは、一つ以上のイソシアネートと組み合わせて用いることができる。
【００３４】
本発明のトップコート製剤に使用可能なイソシアネート及び／又はウレタンプレポリマーエージェントは、一つ以上のメーカーで市販することができる。非制限的な例は、Ｂａｙｅｒ  Ｃｏａｔｉｎｇｓ社のＤＥＳＭＯＤＵＲ  ＩＰＤＩイソシアネート；及びＤＥＳＭＯＤＵＲ  ＩＰＤＩイソシアネート及びＤＥＳＭＯＰＨＥＮ高分子量ポリエステルポリオールで製造される各種のプレポリマーを含む。ＤＥＳＭＯＰＨＥＮ物質はポリオールエージェントと関連して本願に記載される。
【００３５】
ポリオール
本発明を実施するために使用可能なポリオールと関連して、ポリオールは、反応性水素原子を含有し、イソシアネートエージェント又はウレタンプレポリマーのイソシアネート基又はイソシアヌレート基と反応する任意の物質を含むことができる。この物質は、ヒドロキシル官能性アクリル、ヒドロキシル官能性ポリエステル、ヒドロキシ官能性ポリエーテル、ポリアミン、ポリアミド、短油アルキド、ひまし油、二次ヒドロキシル基を有するエポキシ樹脂、フェノール性樹脂、及びヒドロキシル官能性ビニル樹脂を含む。これらエージェントの組み合わせを用いることができる。必要な場合、一つ以上のビニル樹脂を接着性を増進させるために用いることもできる。
【００３６】
前述したように、多数の実施の形態において、一つ以上のポリオール成分は高分子量ポリオール成分である。ポリオールエージェントについて、本願で用いられる用語”高分子量”は、約１，０００〜約６，５００の範囲内の分子量を意味する。しかし、本発明はこの範囲外の分子量を有するポリオールも使用可能であることが理解できるだろう。
【００３７】
市販されている一つ以上のポリオールを本発明のトップコート製剤に用いることができる。例えば、Ｂａｙｅｒ  Ｃｏａｔｉｎｇｓ社のＤＥＳＭＯＰＨＥＮ高分子量ポリエステルポリオールを用いることができる。
【００３８】
（ｉ）溶媒化ポリビニルブチラール、（ｉｉ）イソシアネート又はウレタンプレポリマー、及び（ｉｉｉ）ポリオールのそれぞれの比率を、最終トップコートの所望の性質及び特性を提供するように調整することができる。表１は、トップコート製剤の全固形分重量に基づく通常の重量比及び特定の重量比を表す。
【００３９】
【表１】
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【００４０】
追加成分
また、反応希釈剤の組み込みは、トップコート組成物の流動性を向上させるために用いることができる。このような希釈剤は、ポリマー鎖状のいくつかの種類の官能基を有する低分子量組成物を含み、材料の粘度を低下させる作用を有し、その後、硬化時にコーティングでポリマー化する。しかし、これらのエージェントは、トップコートが脆すぎになる程度にトップコートの架橋密度を増加させ得る。上記にもかかわらず、本願の開示内容を判読して、当業者は、意図された用途に適した反応性希釈剤を選択できるだろう。
【００４１】
また、レベリング添加剤を添加してコーティングの表面張力を減少させ、流動性を改善することができる。本発明を実施するために使用可能なレベリング添加剤の例は、３Ｍ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ  Ｄｉｖ．，Ｓｔ．Ｐａｕｌ，Ｍｉｎｎ社市販のＦＬＵＯＲＡＤ  ＦＣ−４３０フッ素系界面活性剤及びＤｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ  Ｃｏｒｐ．，Ｍｉｄｌａｎｄ，Ｍｉｃｈｉｇａｎ社市販の５７ＡＤＤＩＴＩＶＥシリコン添加剤を含む。本発明によって製造されるトップコート組成物に添加できる他の添加剤としては、ヒンダードアミンＵＶ安定化剤、ヒンダードアミン光安定化剤、ＵＶ吸収剤、ＵＶ安定化剤、光学増白剤及び消泡剤を含む。
【００４２】
上述に加えて、トップコート組成物は、顔料、及び特にそれに含まれる金属顔料を有することができる。このような顔料の例は、二酸化チタン、ＢＬＡＮＣ  ＦＩＸ（すなわち、硫酸バリウム）、酸化亜鉛、ＬＩＴＨＯＰＯＮＥ（すなわち、酸化亜鉛及び硫酸バリウムの混合物）、及びけい酸マグネシウムを含む。色顔料のような他の顔料がトップコート組成物に含まれてもよい。
【００４３】
染料、マット剤、及び界面活性剤のような付加エージェントがトップコート製剤に含まれてもよい。これらと他の添加剤との組み合わせが考慮される。
【００４４】
トップコート製剤に一つ以上の添加剤を様々な割合で用いることができる。通常、トップコート製剤に用いられる添加剤の全重量比は、０．１％〜１．０％であり、任意の実施の形態において０．１％〜０．５％である。しかし、本発明はこの範囲外の添加剤の量の使用も可能であることが理解できるだろう。
【００４５】
方法
また、本発明は、言及されたトップコート及びトップコート製剤に関連する様々な方法を提供する。例えば、トップコートを使用する方法は、ポリマーフィルムのような基材が言及されたトップコート製剤でコーティングされて、その上に印刷受容層、及び／又は保護コーティングを形成することに提供される。より具体的に、プリント又は他のインディシア又はグラフィック素子を受容する一つ以上の領域又は面を規定する基材が提供される。上述したようなトップコート製剤が基材の領域及び／又は面に提供され、蒸着されたり又は他の方法で塗布される。本願に蒸着技術及び／又は塗布技術に関する詳細が記載される。トップコートの適当な蒸着及び／又は塗布の後に、例えば基材領域又は面上にトップコート製剤の層を形成する際、次いで、蒸着された製剤が少なくとも部分的に乾燥及び／又は硬化する。本発明の多数の実施の形態において、塗布された製剤が完全に又は実質的に乾燥及び／又は硬化する。乾燥及び／又は硬化は、例えば、加熱及び／又はＵＶ放射線又は電子ビームへの露光のような各種の方法で行うことができる。多数の実施の形態において、熱硬化及び／又は乾燥が用いられる。トップコートの乾燥及び／又は硬化の更なる詳細を、以下に記載する。
【００４６】
トップコート成分の結合
トップコート製剤を、（ｉ）一つ以上の溶媒化ポリビニルブチラールエージェント、（ｉｉ）一つ以上のイソシアネート及び／又はウレタンプレポリマーエージェント、及び（ｉｉｉ）一つ以上の高分子量ポリオールの適当量を結合することによって製造することができる。上記成分を結合する間に又はその後に、従来の混合技術及び／又は配合技術を用いることができる。任意の実施の形態において、最終トップコート製剤は、エマルション、分散液、又は懸濁液の形態である。しかし、多数の実施の形態において、トップコート製剤は均質混合水の形態である。
【００４７】
トップコート製剤の塗布
様々な塗布技術のいずれか一つ以上を用いてトップコート製剤を所望の表面又は基材に塗布することができる。コーティング技術の非制限的な例としては、スロットダイ、エアーナイフ、ブラシ、カーテン、ブレード、フローティングナイフ、グラビア、キスロール、ナイフオーバーブランケット、ナイフオーバーロール、オフセットグラビア、リバースロール、リバーススムージングロール、ロッド及びスクイズロールコーティングを含む。また、スプレイング又はディッピングのような他の塗布技術が用いられてもよいことが理解される。ラベル製品に対して、トップコート組成物は、転換工程（例えば、ダイカッティング、マトリックスストリッピング工程などと共に）の間のコーティングオンプレス、セパレートコーターを用いるコーティングオフプレス、及びその他の塗布方法を含むが、それらに限定されず、通常の任意技術又は方法によって吸収層に塗布されてもよい。
【００４８】
通常、トップコートの乾燥コーティング量は、約１〜約６０ｇｓｍ（ｇ／ｍ２）の範囲であってもよい。通常、上記コーティング量は５〜６０ｇｓｍの範囲内である。他の実施の形態において、乾燥コーティング量は約１〜約４０ｇｓｍの範囲であってもよく、更に他の実施の形態において、乾燥コーティング量は約１〜約２０ｇｓｍの範囲であってもよい。
【００４９】
トップコートの乾燥／硬化
本願に言及されたように、対象の表面上へのトップコート製剤の適当な蒸着又は塗布後に、通常、トップコート製剤は一つ以上の乾燥操作及び／又は硬化操作を経る。多数の実施の形態において、トップコートを乾燥及び硬化させるために加熱を用いる。トップコートの乾燥の間に、トップコート製剤における任意の溶媒の全部又は実質的な部分は、対象の表面上に蒸着されたトップコートから蒸発及び／又は除去される。より具体的には、任意の実施の形態において、上昇した温度での第１乾燥／硬化段階の後に、周囲温度で第２乾燥／硬化段階が可能である。第１段階の通常の期間は、約３０秒〜約２０分、特に１分〜５分の期間が用いられ、多数の用途で、２分が用いられる。第１段階の通常の温度は、約１２０°Ｆ〜約３００°Ｆ、特に１８０°Ｆ〜２３０°Ｆの温度を含み、多数の用途において、２１０°Ｆが用いられる。任意の用途において、第１段階は２１０°Ｆで２分の組み合わせを用いる。
【００５０】
第２段階は、約６時間〜約１週、より具体的に１日〜４日の期間に、任意の実施の形態では３日の期間に周囲温度でトップコートをホールディング又は”ドウェリング”を用いることができる。本願に用いられる用語”周囲温度”は、約６５°Ｆ〜約７５°Ｆの範囲内の温度を意味し、一般に７０°Ｆを意味する。
【００５１】
用途
本発明は、自動車、建築物、標識（ｓｉｇｎａｇｅ）、及び広報グラフィック用途のために意図されるフィルムの可視面（ｖｉｅｗｉｎｇ  ｓｕｒｆａｃｅ）上に利用することができる。本発明のコーティングは、封入レンズ及びプリズムシーティングのような逆反射物品の可視面上に利用することができる。ヘルスケア、食品、及び飲料産業において、本発明は、ポリエステル、ポリプロピレン、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）及び低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）を含むポリエチレン、及び金属化プラスチック基材のようなポリマーフィルム上にコーティングされて、耐久性臨時ラベルのためのプリント収容フィルムを製造する。多数の実施の形態において、トップコートは、溶媒インクジェットプリンティング、レーザープリンティング、及び熱転写プリンティングを含むインクジェットプリンティングのためのプリント受容面を提供するために利用することができる。
【００５２】
本技術の将来の用途及び開発から、多数の他の利益が明らかになるであろう。
本願に言及された特許、出願、規格、及び論文はその全てが参照として含まれる。
【００５３】
本発明は、本願に記載された特徴及び態様の全ての操作可能な組み合わせを含む。したがって、例えば、一つの特徴が一つの実施の形態と関連して記載され、他の特徴が他の実施の形態と関連して記載される場合、本発明はそれらの特徴の組み合わせを有する実施の形態を含むことが理解できるだろう。
【００５４】
上述したように、本発明は、従来の方法、システム及び／又は装置に関連する多数の問題を解決する。しかし、本発明の本質を説明するために本願に記載及び開示された構成要素の詳細、材料及び配置の各種の変更は、添付の請求項に記載されたように、請求された発明の原理及び範囲から逸脱することなく当業者にとって可能であることが理解できる。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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