JP2008525934A - マーク付け可能な材料 - Google Patents
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Abstract
マーク付け可能材料は、ベースマトリックス材料、熱活性化マーク付け材料、および少なくとも1つの着色剤を含む。
Description
データ記憶媒体は、安定かつ移動可能な形式で大量のデータを記憶する便利な手段を提供する。例えば、コンパクトディスクまたはその他のディスクのような、光ディスクは、ユーザが単一の場所に比較的大量のデータを記憶するのを可能にする。そのようなディスク上のデータは、娯楽物、例えば、音楽および/または画像ならびにその他のタイプのデータを含むことが多い。過去においては、消費者のデバイスは読取り専用であった。つまり、デバイスは当該デバイスに記憶されたデータを読取れるよう構成されているが、当該デバイスはそこにデータを記憶するようには構成されていなかった。データは、ディスク上へデータを焼付ける大型の商用機械を使ってディスクに格納されることが多かった。そして、そのディスクの内容を特定するために、スクリーン印刷またはその他の類似の方法を用い手、商用レーベルをディスク上へプリントすることが多かった。
最近の努力は、消費者にディスク焼付けまたは書込み機能を提供することに向けられている。そのような努力は、いくつかを挙げれば、記録可能なコンパクトディスク、書換え可能なコンパクトディスク、記録可能なデジタルビデオディスクおよび/または書換え可能なディジタルビデオディスクを焼付けるよう構成されているドライブの利用を含む。このドライブは、その後で他のデバイスに容易に転送または使用することのできる比較的大量のデータをユーザが記録するのに便利な方法を提供する。
データ記憶媒体、例えばコンパクトディスクまたはそのような他の媒体は、しばしば、2面、すなわち、データ面とレーベル面を有する。データ面は、媒体中へ焼付けられるデータを包む。レーベル面は、ディスクを識別できるようにユーザがその上に情報を手書きする背景(background)となる場合が多い。したがって、高品質の手書きレーベルを得ることは、困難でありかつ比較的多くの時間がかかるものとなり得る。
マーク付け可能なもしくはマーキング可能な(markable)材料は、ベースマトリックス材料、熱活性化マーキング材料、および少なくとも1つの着色剤を含む。
添付の図面は、本発明の装置および方法の種々の実施形態を示すものであり、本明細書の一部分をなす。記載の実施形態は、本発明の装置および方法の単なる例であって、本開示の範囲を限定するものではない。
全図面を通じて、同一の参照番号は、類似の(しかし、必ずしも同一とは限らない)要素を表す。
全図面を通じて、同一の参照番号は、類似の(しかし、必ずしも同一とは限らない)要素を表す。
本発明の組成物および方法は、着色可能なおよび/または表面処理されたマーク付け可能な基板の形成を提供する。詳細には、いくつかの染料を、デフォルト(初期)マーキング材料に付加することができる。ここで記述されるデフォルトマーキング材料は、ベースマトリックス材料および熱活性化マーキング材料を含む。
以下の記述において、本発明の方法および装置の完全な理解が得られるよう、説明を目的として、多数の具体的な詳細を記述する。しかし、本発明の方法および装置が、その具体的詳細なしでも実行可能であることは当業者には明らであろう。当該明細書において「1つの実施形態」または「実施形態」という言葉を使用した場合、その実施形態に関連して記述された特定の特徴、構造、または特性が少なくとも1つの実施形態に含まれることを意味する。当該明細書における様々な箇所で使用する語句「1つの実施形態において」という表現は、必ずしも全て同一の実施形態に適用されるものではない。
媒体系についての概略
図1は、媒体加工システム(100)の概略図である。以下により詳細に記述するが、この媒体加工システム(100)においては、ユーザが、とりわけシステム中へマーク付け可能なデータ記憶媒体(マーク付け可能なディスク)を挿入できるようになっており、これにより、そのデータ記憶媒体上にデータが格納され、レーベルがその上にプリントされる。そこにプリントされたレーベルは、多色から選択された背景を含み得る。
図1は、媒体加工システム(100)の概略図である。以下により詳細に記述するが、この媒体加工システム(100)においては、ユーザが、とりわけシステム中へマーク付け可能なデータ記憶媒体(マーク付け可能なディスク)を挿入できるようになっており、これにより、そのデータ記憶媒体上にデータが格納され、レーベルがその上にプリントされる。そこにプリントされたレーベルは、多色から選択された背景を含み得る。
図示の媒体加工システムは、プロセッサ(125)に連結されたデータ装置(110)とマーキング装置(120)とを収容するハウジング(105)を備えている。データ装置(110)とマーキング装置(120)の両方の動作は、プロセッサ(125)によって制御することができる。媒体加工システム(100)はまた、データ装置(110)によって読取られかつ/またはマーキング装置(120)によってマーク付けされる位置に、マーク付け可能なデータ記憶媒体(マーク付け可能なディスク)(130)を配置させるためのハードウェアを具備する。このハードウェアの動作もプロセッサ(125)によって制御することができる。
図示のプロセッサ(125)は、1つの例示的な実施形態によれば、媒体加工システム(125)から分離されている。例示的なプロセッサ(125)は、限定されることなく、コンピュータまたは他のそのような装置を含み得る。プロセッサ(125)は、データ装置およびマークキング装置の動作を制御して、データ記録媒体(130)に対しデータを選択的に読取りおよび/または書込みするように構成されたソフトウェアまたは他のドライバを、プロセッサ上に含み得る。当業者は、媒体加工システム上に存在するよう構成されたプロセッサを含む、適当な任意のプロセッサが使用可能であることを理解するであろう。
導入時、データ装置(110)およびマーキング装置(120)は、各々、マーク付け可能なデータ記憶媒体(130)と相互作用するよう構成される。特に、典型的なマーク付け可能なディスク(130)は、第1および第2の対向する面(140,150)を含む。第1面(140)は、その面上に形成されている、データを記憶するよう構成されデータ表面を有し、一方、第2の面(150)は、その面上に形成されている、マーク付け可能な表面を有する。
第1の面(140)に関して、データ装置(110)は、データ装置(110)に記憶されたデータを読取りかつ/またはマーク付け可能なディスク(130)上にデータを記憶するように構成することができる。データ装置(110)の出力は、プロセッサ(125)によって処理され、サウンド、画像および/またはデータの形でユーザに出力することができる。記憶されたデータを読み取る場合には、データ装置(110)の出力がプロセッサ(125)へ送られる。例示的なマーク付け可能なディスクは、限定されることなく、記録可能なコンパクトディスク(CD−R)、書換え可能なコンパクトディスク(CD−RW)、記録可能なデジタルビデオディスク(DVD−R)および/または書換え可能なディジタルビデオディスク(DVD−RW)またはその他のタイプのデータ記憶媒体を含む。
加えて、マークキング装置(120)は、第2の面(150)の表面に選択的にマーク付けするように構成することができ、よって、マーキング装置(120)は、第2の面上に「レーベル(label)」を形成するよう構成されていていよい。
着色剤および/または仕上げ剤を、マーク付け可能な表面を形成するのに用いられるデフォルトマーキング材料(デフォルトマーク付け材料)に添加して、バックグラウンドの色および/または仕上げ効果に変化を生じさせることができる。これらの添加剤は以下により詳細に説明する。よって、この媒体加工システム(100)によって、ユーザは、とりわけ、マーク付け可能なディスク上にデータを記憶させ、その上にレーベルがプリントされるようにすることができる。
好ましい実施形態において、本発明のマーキング材料は、約20〜30%のロイコ染料、約1〜3%の近赤外線吸収性染料および約10〜20%の顕色剤(developer)を含む。
バックグラウンド材料を形成する方法
図2に、1つの例示的な実施形態による、マーク付け可能なデータ記憶媒体を形成する方法を示す。この方法は、ブランクのデータ記憶媒体を供給すること(ステップ200)で開始する。例示的なブランクデータ記憶媒体は、媒体の1つの面上にデータ媒体が、反対側の面上にレーベル面が形成される光データ記憶媒体を含む。
図2に、1つの例示的な実施形態による、マーク付け可能なデータ記憶媒体を形成する方法を示す。この方法は、ブランクのデータ記憶媒体を供給すること(ステップ200)で開始する。例示的なブランクデータ記憶媒体は、媒体の1つの面上にデータ媒体が、反対側の面上にレーベル面が形成される光データ記憶媒体を含む。
次いで、所望の背景色および/または表面処理を選択する(ステップ210)。任意の様々な数の色の組合せまたは処理を選択することができる。次いで、所望の特性を有する色付けされたマーク付け可能な材料(彩色のマーク付け可能な材料)を形成するために、ベース材料に添加剤を添加する(ステップ220)。いくつかの例示的な添加剤およびその得られる特性を、以下により詳細に説明する。その後、マーキング材料(マーク付け可能な材料)を、ブランクの記憶媒体のレーベル面に塗布する(ステップ230)。次いで、色付けされたマーク付け可能な材料を硬化する(ステップ240)と、ブランクの記憶媒体は、そこへデータが書き込まれていてかつその上にレーベルが形成されたものとして仕上がる。
例示的な調合
以下に説明する基板およびその結果は、熱的にマーク付け可能な材料と混合されたベースマトリックス材料を含むデフォルト材料を含む。いくつかの例示的な染料および/または表面処理剤を、デフォルトマーキング材料と組み合わせることができる。これらの組合せのいくつかに関する結果を以下に示す。
以下に説明する基板およびその結果は、熱的にマーク付け可能な材料と混合されたベースマトリックス材料を含むデフォルト材料を含む。いくつかの例示的な染料および/または表面処理剤を、デフォルトマーキング材料と組み合わせることができる。これらの組合せのいくつかに関する結果を以下に示す。
図3−1および3−2はに、ベースマトリックス材料および熱的にマーク付け可能な材料と混合されるいくつかの例示的な添加剤の添加によって形成されたいくつかの色付けされたマーク付け可能な基板の予備的な評価を示す。熱的にマーク付け可能な材料の適切なものは、ベースマトリックス材料、一例として、CDG000樹脂50%、UV光開始剤6%、ロイコ染料27%、近赤外線吸収性染料1.5%、顕色剤12%、および安定化および印刷のための種々の添加剤を含む。参照を容易にするため、この調合を、第1のデフォルトマーキング材料と呼ぶ。
熱的にマーク付け可能な材料は、マーク付け操作に従ってマーク付けがなされるよう構成されている。このようなマーク付け操作の1つには、限定されることなく、集積された光ダイオードを使ってレーベル表面上に780nmレーザをフォーカスさせることが含まれる。情報ファイル、レーベル、絵等は、専売のソフトウェアを使ってフォーマットされる。このフォーマットされた情報を使用して、ディスクが回転するのに伴って、内径から外径へと進んでレーザを選択的に作動させる。黒いマークは、熱的にマーク付け可能な材料が優先的に780nmの放射を吸収し、ロイコ染料および顕色剤に熱を伝達する際の、熱的にマーク付け可能な材料中の吸収剤とみなされる。図3−1に示すように、有機溶剤に可溶性でありかつ通常は有機溶剤の溶液の形で導入される染料としてここに定義されるいくつかの溶剤染料は、CDG000(Norcote International)に可溶である。これらの溶剤染料は、許容性能特性を示した。
ここで用いられるこれらの溶剤染料は、限定されることなく、Solvent Blue 4、Solvent Blue 37、Solvent Blue 38、Solvent Blue 59、Fluorescent Brightener、Red Solvent 1、Red Solvent 23、Red Solvent 52、Solvent Red 218、Solvent Red 23、Solvent Red 52、Solvent Red 111、Solvent Red 218、Solvent Yellow 14、Solvent Yellow 34、およびSolvent Yellow 163を含む。ベースマトリックスと合わせられた溶剤染料の相対重量を、図3−1に列記する。さらに、染料を第1のデフォルト材料と混合した時に観察された最終色と共に、これらの染料の溶解度を観察した。
熱的にマーク付け可能な材料および染料混合物を調製し、ガラススライド上に拡げて硬化した。適切な硬化条件は、試料を約7メートル/分の速度で放電ランプの下を通過させることを含み得る。コンベヤーベルトは、300ワット/インチのHg放電ランプ下で試料を移動させる。そのランプは主としてUV波長を発する。UVは、CDG000を架橋結合して平滑な硬い膜を形成する熱的にマーク付け可能な材料中の光開始剤によって吸収される。ガラススライド上の染色されたマーク付け可能な基板の塗布は、スクリーン試験と呼ばれることがある。硬化操作の利用は、染料の早期顕色のような、不都合な作用の有無を判定するのに役立ち得る。
次に、図3−1を参照して説明したスライドの各々に、前述の方法によって試験的にマーク付けを行った。試験マークの結果を図3−1に示したように「スライド上の試験マーク」として示す。マット表面処理剤もしくはつや消し表面処理剤(matte surface treatment)も図3−1を参照して記述したものと類似の方法で準備した。マット表面処理剤のスクリーン試験の概要を図3−2に示す。これらのガラススライド上のスクリーン試験によって、ブルー、レッド(マゼンタ)、イエローおよびマット仕上げ剤に関し、第1のデフォルト材料(つまり、配合のデフォルト)と適合可能な複数の対象が示された。
上記スクリーン実験に基づき、選択された溶剤染料を第1のデフォルト材料中に添加し、ディスクに塗布し、さらなる試験に利用した。図4に、このディスクの試験結果を示す。ディスクを、マーキング速度および24時間退色について、第1のデフォルト材料と比較して試験した。色の評価は、基板の色度を測定することにより実行した。
次いで、染色されたマーク付け可能な基板の特性を標準のもしくは第1のデフォルト材料基板と比較するために、各ディスクに対して試験を実施した。これらのディスクを、第1のデフォルト材料中の種々の赤色および青色の着色剤で被覆した。各ディスクは、前述の方法によってマーク付けした。ここで説明されているマーク付け操作は、1250トラック/インチ(TPI)の堆積を含み、ここで、トラックは単一のマーク付けパスの幅を表す。よって、1250TPIのマーク付け(マーキング)工程は、各インチ幅当り1250トラックを形成することを含む。光学濃度の変化(ΔOD)は、マーク付けされていない染色されたマーク付け可能な基板とマーク付けされたマーク付け可能な基板との間の差を示す。各ディスクで標準化された総光学濃度(OD)および光学濃度の変化(ΔOD)が達成された時の線速度を記録した。0.95以上の総光学濃度(OD)と0.45以上の光学濃度の変化(ΔOD)に対応する線速度を図に示す。
次いで、ディスクを1日退色チャンバ処理(one-day fade chamber treatment)にかけた。次いで、マーク付けされた基板を退色チャンバにおける約24時間の退色処理にかけ、この場合、その温度を35℃に、相対湿度を80%に維持した。これらの試験の結果を図5にまとめる。特に、0.95(退色処理前後のOD)またはそれを上回る総光学濃度に対応する最高の線速度、ならびに0.45以上の光学濃度の変化を得た時の線速度を示す。次に、退色処理前後の両方のマーク付け操作の結果を、標識「ODの変化%(退色前後)」および「ΔODの変化%(退色前後)」で表示して比較した。
図5に示すように、染料または着色剤を含むディスクは、第1のデフォルト材料を含むものと比較して、所与のODまたはΔODでより高いかまたは同様のマーキング速度を、同様かまたはより小さい退色処理前後変化率を呈した。したがって、小量の着色剤の添加により、マーキング速度または退色耐性は減じられないようであった。同様の結論は、図6に示すように、(色域を評価するために用いた)比較的高濃度のSolvent Blue 38によっても引き出され得る。
染料を用いた場合と同様、限定されることなく、ZnO、SiO2、およびCaCO3のような顔料によってもマーキング速度および退色耐性について良好な結果を得ることができる。図6は、5%のZnOおよびCaCO3によって得られたいくつかのマーキング速度および退色耐性を示す。そのような金属酸化物および炭酸塩も、熱的にマーク付け可能な材料に添加した場合には、表面処理として機能し得る。
図7および8は、上で議論されたプロセスに従って加工された、Solvent Red 218、Solvent Red 23およびSolvent Blue 4を使って色付けされたマーク付け可能基板の、第1のデフォルト材料のようなデフォルトと比べた特性比較を示す。具体的には、ΔODの平均値を、退色処理前(図7)および退色処理後(図8)のマーク付け線速度に対してプロットした。95%信頼区間で、退色処理前後の0.26、0.5、0.75、1および1.3m/sの線速度に関して、色付けされたディスクとコントロールとのΔODには統計的に顕著な差異は存在しない。
図9は、着色剤またはマット仕上げ剤を使用したディスクとデフォルトとの間の色差の比較の結果を示す。色差は、色度を測定し、ΔEを計算することによって評価した。ΔEは、公の測定基準CIE(1964)で定義された三次元色空間における2色間の線形差である。ΔEが大きいほど、2色間の差が大きい。ΔEは、次のように定義され、
〔(ΔL)2+(Δa)2+(Δb)2〕1/2 式1
ここで、ΔLは明度または輝度の変化であり、Δaは2色間の赤/緑調和における変化であり、そしてΔbは黄/青調和における変化である。色1および色2に対して、Δa=(a1−a2)。
〔(ΔL)2+(Δa)2+(Δb)2〕1/2 式1
ここで、ΔLは明度または輝度の変化であり、Δaは2色間の赤/緑調和における変化であり、そしてΔbは黄/青調和における変化である。色1および色2に対して、Δa=(a1−a2)。
このデータから、与えられた配合もしくはロード(loading)に関し、バックグラウンド色を変えることにおいて、Solvent Red 23は、Solvent Red 218より効果的であり得、Solvent Blue 4はSolvent Blue 38より効果的であり得ることが分かる。予測通り、Solvent Blue 38に関して、色添加剤のより高いロードによって、より多くの色変化をもたらした。目視で、159A、159B、159C、158D、164Cおよび第1のデフォルト材料の間の色差は明瞭であり、一方、159Dの場合には明瞭でない。マット仕上げ添加剤に関しては、5%ロードは、白色度(L)に著しい影響は与えないようであった。目視観察でも、顕著な表面改質効果が見られなかった。マット仕上げ剤をより高くロードすることは、有用となり得るが、既に高い媒体の粘度のために、またマーク付け速度を上げる必要性のために、ひいてはその他の成分のより高いロードによって制限を受ける。
したがって、図3〜図9は、コンパクトディスク、ディジタルビデオディスク等のレーベル媒体に使用されるマーク付け可能な基板の色および/または表面特性を制御するのに利用できるいくつかの着色剤または染料および表面処理を示すものである。上述の染料は、第1のデフォルト材料と合わせられ、種々のレッド、イエローおよびブルー染料を含む。その他の適切な熱応答性マーク付け材料も使用することができる。そのようなさらなる熱応答性マーク付け材料の1つを以下に説明する。
まとめると、本願の組成物および方法は、色付け可能なおよび/または表面処理されたマーク付け可能な基板の形成を提供する。特に、いくつかの染料をデフォルトマーキング材料に添加することができる。ここに記載のデフォルトマーク付け材料は、ベースのマトリックス材料と熱活性化マーキング材料とを含む。
以上の記述は、本願の方法および装置を図解しかつ説明するためにのみ提示した。この記述は、精緻であることを意図しておらず、本開示を開示された任意の正確な形に限定することも意図していない。上記教示に鑑みて多くの修正および変形が可能である。本開示の範囲は、添付の特許請求の範囲によって定められるものとする。
Claims (16)
- ベースマトリックス材料と、
熱活性化マーキング材料と、
少なくとも1つの着色剤と
を含む、マーク付け可能な材料。 - 前記ベースマトリックス材料が、透明なUV硬化性樹脂を含む、請求項1に記載の材料。
- 前記透明なUV硬化性樹脂が、安定化されたアクリレートのモノマーおよびオリゴマーと、可溶化された光開始剤とを含む、請求項2に記載の材料。
- 前記熱活性化マーキング材料が、約20〜30%のロイコ染料、約1〜3%の近赤外吸収性染料、および約10〜20%の顕色剤を含む、請求項1に記載のマーク付け可能な材料。
- 前記着色剤が溶剤染料を含む、請求項1に記載のマーク付け可能な材料。
- 前記溶剤染料が、Solvent Blue 4、Solvent Blue 37、Solvent Blue 38、Solvent Blue 59、 Solvent Red 1、Solvent Red 23、Solvent Red 52、Solvent Red 218、Solvent Red 111、Solvent Yellow 15、Solvent Yellow 34およびSolvent Yellow 163からなる群から選択される、請求項5に記載のマーク付け可能な材料。
- 前記着色剤が顔料を含む、請求項1に記載のマーク付け可能な材料。
- 前記顔料が、ZnO、SiO2、およびCaCO3からなる群から選択された要素を含む、請求項7に記載のマーク付け可能な材料。
- 前記着色剤が蛍光増白剤を含む、請求項1に記載のマーク付け可能な材料。
- 熱的にマーク付け可能な材料を形成する方法において、
添加剤を、熱的にマーク付け可能な材料と混合し、
前記熱的にマーク付け可能な材料を基板に塗布し、
前記熱的にマーク付け可能な材料を硬化させるステップを含む、方法。 - 前記添加剤を混合するステップが、前記熱的にマーク付け可能な材料に着色剤を添加するステップを含む、請求項10に記載の方法。
- 前記添加剤を混合するステップが、前記熱的にマーク付け可能な材料に表面処理剤を添加するステップを含む、請求項10に記載の方法。
- 前記表面処理剤を添加するステップが、前記熱的にマーク付け可能な材料に金属酸化物または炭酸塩を添加するステップを含む、請求項12に記載の方法。
- 前記熱的にマーク付け可能な材料を基板に塗布するステップが、前記熱的にマーク付け可能な材料をデータ記憶媒体(130)に塗布するステップを含む、請求項10に記載の方法。
- 前記熱的にマーク付け可能な材料を基板に塗布するステップが、前記熱的にマーク付け可能な材料をコンパクトディスクに塗布するステップを含む、請求項14に記載の方法。
- 前記熱的にマーク付け可能な材料を基板に塗布するステップが、前記熱的にマーク付け可能な材料をディジタルビデオディスクに塗布するステップを含む、請求項14に記載の方法。
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