JP2022547421A - ガラス表面をコーティングするための印刷物質 - Google Patents
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Abstract
本発明は、インクジェット印刷法によってガラス表面をコーティングするための印刷物質に関し、印刷物質は、A)少なくとも1つのC-C二重結合を有する少なくとも1つのモノマーと、B)エポキシ基を含む少なくとも1つのカチオン硬化性モノマーと、C)オキセタン基を含む少なくとも1つのカチオン硬化性モノマーと、D)少なくとも1つの接着剤と、を含む。また、本発明は、印刷物質の製造方法及びその使用について記載する。
【選択図】なし
【選択図】なし
Description
本発明は、ガラス表面をコーティングする(被覆する)ための印刷物質(printing substances)、前記印刷物質を製造する方法、及びこれらの印刷物質の使用に関する。
近年、ガラスへの印刷のために過去に使用されたセラミック(無機)インクの代わりに、UV硬化性有機インクの使用が増加している。これにより、重金属を排除し、より大きなカラーティントパレット(標準及び混合ティント)を利用できると共に、より高い輝きとより高い光沢レベルを実現する可能性が広がる。さらなる利点は、UV硬化直後に色合い(color tint)を評価できることである。対照的に、無機インクでは、焼き戻し(tempering)後にのみ評価が可能である。さらに、前記有機インクは、方法に関連する利点を提供する。したがって、焼き戻しプロセスを省くことができ、無機印刷インクを使用する方法と比較して、方法に関連するコストを削減する。無機印刷インクは、一般に約90分間継続し、500~700℃の範囲の焼き戻し温度で行われる焼き戻しプロセスにかけられる。
様々な基体上に装飾(decoration)を作製することができる印刷インク及び印刷方法は、例えば、公開文献DE10349394A1、WO2014/123760A1、WO01/32789A1、US2017/298241A1、KR20180014115、WO2016/048117、CN106147381A、JP2007270089A、US2010/035003A1、US2014/031446A1及びWO98/43134A1によって公知になっている。
さらに、装飾を作製するためにガラス瓶にインクジェット印刷によって塗布される公知の印刷インクが存在する。このような印刷インクは、とりわけ、マンキーヴィッチ(Mankiewicz)及びマラブ(Marabu)から市販されている。しかしながら、これらのシステムは、接着性、耐引っかき性、画像の精度、耐久性、特に耐水性や耐溶剤性の面で通常の要件を満たすために、保護コーティング(カバー層)だけでなく、下塗り(ground coat)(プライマー層)を必要とする。
公知の印刷インクは、ガラス上に印刷するために上記に提示された方法に従って使用することができる。しかしながら、十分な接着性を実現するために、ガラスに下塗り(プライマー)を塗布する必要がある場合が多い。この前処理なしでは、十分な接着性は実現されない。上記に提示した文献のいくつかにおいては、接着促進剤による前処理は必要ないことが請求されている。しかしながら、これらの印刷インクは、促進を必要とする接着性を示す。さらに、公知の印刷インクで得られる装飾は、耐引っかき性(scratch resistant)があまりないと共に、比較的低い耐溶剤性(solvent resistance)を示すので、従来のカバー層が、得られた装飾に適用される。
本発明の目的は、先行技術を考慮して、ガラス基体に塗布する必要がある下塗り(プライマー)なしで、ガラス基体に高い接着性を示す、インクジェット印刷法によってガラス表面をコーティングするための印刷物質を提供することである。さらに、印刷されたガラス基体をその意図された用途に導くことができるように、印刷物質は非常に短時間で硬化可能でなければならない。
さらに、印刷物質によって得られる装飾は、可能な限り最高の耐溶剤性及び耐引っかき性、特に耐アルコール性及び耐引っかき性、を有するべきである。特に、装飾は保護コーティングなしで通常のストレスに耐えなければならない。さらに、印刷物質を可能な限り簡単かつ費用効果の高い方法で入手可能でなければならない。また、前記印刷物質を必要とする印刷方法を低コストかつ高効率で実施可能でなければならない。特に、可能な限り最高のスループット率(throughput rates)で印刷方法を実施することが可能でなければならず、特に、短い硬化時間を達成しなければならないと。さらに、印刷物質は、印刷機のメンテナンスコストを可能な限り低くすることが可能でなければならない。したがって、印刷物質は、特に、インクジェットプリンタにおける印刷ノズルを容易に詰まらせないようにしなければならない。また、この方法で得ることができる装飾は、高い画像鮮明度(image sharpness)を有さなければならない。また、インクジェットプリンタにおいて印刷物質を使用可能でなければならない。
これらの課題、並びに明示的に言及されていないが、それにもかかわらず、導入により本明細書で論じられた文脈から容易に導き出す又は演繹することができる他の課題も含めて、請求項1のすべての特徴を有する印刷物質によって解決される。本発明による印刷物質の有利な変形は、従属請求項で保護されている。印刷物質の製造方法及び使用に関して、請求項19から23の主題は、根本的な課題に対する解決手段を提供する。
本発明の主題は、インクジェット印刷方法によって、表面、好ましくはプラスチック表面又はガラス表面、特に好ましくはガラス表面、をコーティングする印刷物質であり、
印刷物質は、
A)少なくとも1つのC-C二重結合を有する少なくとも1つのモノマー;
B)エポキシ基を含む少なくとも1つのカチオン硬化性モノマー(cationically curable monomer);
C)オキセタン基を含む少なくとも1つのカチオン硬化性モノマー;
D)少なくとも1つの接着剤、
を含む。
印刷物質は、
A)少なくとも1つのC-C二重結合を有する少なくとも1つのモノマー;
B)エポキシ基を含む少なくとも1つのカチオン硬化性モノマー(cationically curable monomer);
C)オキセタン基を含む少なくとも1つのカチオン硬化性モノマー;
D)少なくとも1つの接着剤、
を含む。
この実施形態により、プラスチック表面又はガラス表面、好ましくはガラス表面、は、インクジェット印刷法によって印刷することができ、得られた装飾は、下塗りを必要とするプラスチック基体又はガラス基体、好ましくはガラス基体、なしで、プラスチック基体又はガラス基体、好ましくはガラス基体、に対して高い接着性を示す。さらに、塗布後、非常に短時間で印刷物質を硬化させることができるため、複数のインクを次々に印刷することができ、これらのインクを次々に重ねて印刷することができ、印刷されたガラス基体をその意図された用途に導くことができる。
さらに、印刷物質によって得られる装飾は、非常に高い耐溶剤性及び耐引っかき性、特に耐アルコール性及び耐引っかき性、を示す。特に、装飾は保護コーティングなしで通常のストレスに耐える。驚くべきことに、非常に短時間で達成することができる表面硬度は、機械的充填設備に適用される通常の要件を満たす。したがって、プラスチック又はガラス容器、好ましくはガラス容器、に、充填設備において本発明による印刷物質を印刷し、その後、印刷に傷を付けることなく流体を充填することができる。例えば、印刷物のコーティングの完全な硬化は、一般的には、24時間から5日以内に達成されるので、最大の耐溶剤性、特に耐アルコール性、は、後者の時間でのみ達成される。これは、充填された容器が後者の時間で最終顧客に移送されるのみであるというかぎりにおいては重要ではない。
さらに、印刷物質は、簡易かつ高費用効果で得ることができ、それを伴う印刷方法は、公知の機械を使用して非常に簡単に実行することができる。さらに、印刷方法は、非常に高いスループット率で実行することができ、特に非常に短い硬化時間が達成される。さらに、印刷物質により、印刷機のメンテナンスコストを非常に低く抑えることが可能になる。したがって、特に印刷物質は、インクジェットプリンタにおける印刷ノズルを簡単に詰まらせることはない。また、この方法で得ることができる装飾は、高い画像鮮明度を有する。さらに、印刷物質は、インクジェットプリンタにおいて使用するように設計することができる。
インクジェット印刷法によりガラス表面をコーティングするための印刷物質は、成分A)として、C-C二重結合を有する少なくとも1つのモノマーを含む。少なくとも1つのC-C二重結合を有するモノマーは、先行技術から公知である。これらのモノマーは、ラジカルメカニズム及び/又はカチオンメカニズムによって重合することができる。ここで、これらのモノマーは、1つ、2つ、又は3つ以上のC-C二重結合を含むことができる。これらのモノマーには、例えば、オレフィン、塩化ビニルなどのビニルモノマー、スチレン、ビニルエーテルモノマー、(メタ)アクリレート、及びイタコネート(itaconates)が含まれる。
少なくとも1つのC-C二重結合を有する好ましく使用されるモノマーには、(メタ)アクリレートが含まれる。(メタ)アクリレートは当業者の間で広く知られており、市販されている。特に環状(メタ)アクリレートが好ましく、特に好ましいのは、イソボルニルアクリレート、t-ブチルシクロヘキシルアクリレート、2-フェノキシエチルアクリレート、(5-エチル-1,3-ジオキサン-5-イル)メチルアクリレート(シクロトリメチロールプロパンフォーマルアクリレート)から選択される環状(メタ)アクリレートである。(メタ)アクリレート、特に環状(メタ)アクリレート、を使用することにより、印刷物質の耐久性、硬化性、及び印刷特性に関して驚くべき利点を達成することができる。
イタコネートは、イタコンポリエステルポリオール、イタコンポリエステルアクリレート、又はイタコンポリエステルグリシジルメタクリレートである。この主題に関する追加情報は、とりわけArjete Hasanajの修士論文に記載されている:再生可能な原料からのガラス用UV硬化印刷インクの開発(Entwicklung einer UV-hartenden Druckfarbe fur Glasaus nachwachsenden Rohstoffen)、ラインマインヴィースバーデンリュッセルスハイム大学(RheinMain University Wiesbaden Russelsheim)、応用科学大学(University of Applied Sciences)、フランクフルト・アム・マイン(Frankfurt am Main)、2013年。発行された文献Arjete Hasanaj:再生可能な原料からのガラス用UV硬化印刷インクの開発、ラインマインヴィースバーデンリュッセルスハイム大学、応用科学大学、2013年は、開示目的をもって本願に参照により繰み込まれる。
さらに、ビニルエーテルモノマーは、少なくとも1つのC-C二重結合を有する好ましく使用されるモノマーの中に含まれる。ビニルエーテルモノマーは当業者の間で広く知られており、市販されている。特に、トリエチレングリコールジビニルエーテル、ジエチレングリコールジビニルエーテル、1,4-シクロヘキサンジメタノールジビニルエーテル、1,4-ブタンジオールモノビニルエーテル、1,4-ブタンジオールジビニルエーテル及びエチレングリコールモノビニルエーテルが好ましい。ビニルエーテルモノマーを使用することにより、印刷物質の耐久性、硬化性及び印刷特性に関して驚くべき利点を達成することができる。
成分A)による少なくとも1つのC-C二重結合を有するモノマーは、個別に又は混合物として使用することができ、混合物が好ましい。これには、異なる(メタ)アクリレートの混合物、異なるビニルモノマーの混合物、特に、異なるビニルエーテルモノマーの混合物、及び少なくとも1つの(メタ)アクリレートと少なくとも1つのビニルモノマー、好ましくはビニルエーテルモノマー、の混合物が含まれる。ここで、少なくとも1つの(メタ)アクリレート及び少なくとも1つのビニルエーテルモノマーを含む混合物が好ましい。
好ましくは、少なくとも1つのC-C二重結合を有するモノマーが、少なくとも1つの(メタ)アクリレート及び少なくとも1つのビニルエーテルモノマーを含むモノマー混合物を表し、(メタ)アクリレートとビニルエーテルモノマーのモル比が、20:1~1:20の範囲、好ましくは6:1~1:6の範囲、特に好ましくは2:1~1:2の範囲にあることを提供することができる。(メタ)アクリレート基とビニルエーテル基の両方を有するモノマーは、それぞれの基の数とは無関係に、ここでは2つのモノマーの種類でもって含まれる。
さらに、成分A)による少なくとも1つのC-C二重結合を有するモノマーは、少なくとも1つの架橋モノマーを含むことができる。架橋をもたらす、成分A)によるラジカル硬化性及び/又はカチオン硬化性モノマーは、ラジカル及び/又はカチオンメカニズムによって重合することができる少なくとも2つのC-C二重結合を含む。ここで、少なくとも2つのC-C二重結合は、例えば、1,4-ブタンジオールジビニルエーテルなどの同一の反応性、又は、例えば、ビニル(メタ)アクリレートなどの異なる反応性を有することができる。好ましい架橋モノマーの中には、少なくとも2つの(メタ)アクリレート基を有する(メタ)アクリレート、及び少なくとも2つのビニル基を有するビニルモノマー、好ましくはビニルエーテルモノマー、が含まれる。ここで、とりわけ、トリエチレングリコールジビニルエーテル、ジエチレングリコールジビニルエーテル、1,4-シクロヘキサンジメタノールジビニルエーテル、1,4-ブタンジオールジビニルエーテルが好ましい。少なくとも2つのビニル基を有する少なくとも1つのビニルモノマー、好ましくはビニルエーテルモノマー、及び少なくとも1つの非架橋(メタ)アクリレートを含む混合物が特に好ましい。
さらに、少なくとも1つのC-C二重結合を有するモノマーが、少なくとも1つのラジカル硬化性モノマー(radical curable monomer)及び少なくとも1つのカチオン硬化性モノマーを含むモノマー混合物を表すことを提供することができる。少なくとも1つのC-C二重結合を有する好ましいラジカル硬化性モノマーは(メタ)アクリレートであり;少なくとも1つのC-C二重結合を有する好ましいカチオン硬化性モノマーはビニルエーテルモノマーである。ここで、ビニルエーテルモノマーもラジカルメカニズムによって硬化させることができることは当業者に公知である。したがって、少なくとも1つのラジカル硬化性モノマー及び少なくとも1つのカチオン硬化性モノマーを含むモノマー混合物は、異なるモノマーとの混合物を表し、その硬化性はメカニズムの種類の観点で異なる、すなわち、対応する条件下(カチオン性又はラジカル)での反応速度が異なる。
好ましくは、少なくとも1つのC-C二重結合を有するモノマーが、少なくとも1つの架橋性モノマー及び少なくとも1つの非架橋性モノマーを含むモノマー混合物を表し、架橋性モノマー対非架橋性のモル比が、20:1~1:20の範囲、好ましくは4:1~1:6の範囲、特に好ましくは3:2~1:2の範囲にあることを提供することができる。
インクジェット印刷法によってガラス表面をコーティングするための印刷物質は、成分B)として、エポキシ基を有する少なくとも1つのカチオン硬化性モノマーを含む。エポキシ基を有するカチオン硬化性モノマーは、先行技術から広く知られており、市販されている。エポキシ基は、酸素原子を有する3員環を表すオキシラン残基である。対応するアルケンを酸素で酸化(エポキシ化)することにより、エポキシ基を有するカチオン硬化性モノマーを得ることができる。
エポキシ基を含むカチオン硬化性モノマーとして、脂肪族エポキシドが好ましい。さらに、エポキシ基を含むカチオン硬化性モノマーとして、脂環式エポキシドが好ましい。脂肪族及び/又は脂環式エポキシドは、好ましくは、例えば、ビスフェノールAなどのヘテロ芳香族又は芳香族基を含まない。
エポキシ基を含むカチオン硬化性モノマーは、1つ、2つ、3つ、又はそれ以上のエポキシ基を含むことができる。成分B)に従って使用されるエポキシ基を含むカチオン硬化性モノマーは、個別に又は混合物として使用することができ、混合物が好ましい。これには、ちょうど1つのエポキシ基を含む異なるモノマーの混合物、少なくとも2つのエポキシ基を含む異なるモノマーの混合物、及びちょうど1つのエポキシ基を有する少なくとも1つのモノマーと少なくとも2つのエポキシ基を有する少なくとも1つのモノマーを含む混合物が含まれる。
特に、エポキシ基又はそれぞれ成分B)を有するカチオン硬化性モノマーが、ちょうど1つのエポキシ基を含む少なくとも1つのモノマーを含むことを提供することができる。
好ましくは、エポキシ基又はそれぞれ成分B)を有するカチオン硬化性モノマーが、少なくとも2つのエポキシ基を含む少なくとも1つのモノマーを含むことを提供することができる。
特に好ましくは、エポキシ基を含むカチオン硬化性モノマーが、少なくとも1つの架橋性モノマー及び少なくとも1つの非架橋性モノマーを含むモノマー混合物を表し、架橋性モノマー対非架橋性モノマーのモル比が、好ましくは100:1~1:5、好ましくは10:1~1:2、の範囲であることを提供することができる。成分B)による架橋性モノマーは、少なくとも2つのエポキシ基を有するが、非架橋性モノマーは、ちょうど1つのエポキシ基を含む。
さらに、エポキシ基を含むカチオン硬化性モノマーが、少なくとも3つのエポキシ基を含むことを提供することができる。特定の実施形態において、ちょうど2つのエポキシ基を有する少なくとも1つのモノマーと、少なくとも3つのエポキシ基を有する少なくとも1つのモノマーとを含む、エポキシ基を含むカチオン硬化性モノマーの混合物を使用する。好ましくは、ちょうど2つのエポキシ基を有するモノマー対少なくとも3つのエポキシ基を有するモノマーのモル比は、100:1~1:4、特に好ましくは10:1~1:2、の範囲である。
インクジェット印刷法によってガラス表面をコーティングするための印刷物質は、成分C)として、オキセタン基を含む少なくとも1つのカチオン硬化性モノマーを含む。オキセタン基を有するカチオン硬化性モノマーは、先行技術から広く知られており、市販されている。オキセタン基は、酸素原子を含む4員環を有する残基である。オキセタン基を有するカチオン硬化性モノマーは、アルケン及びカルボニルからのパターノ・ビューチ反応(Paterno-Buchi reaction)によって得ることができる。
それらは、とりわけ、ビス[1-エチル(3-オキセタニル)]メチルエーテル、3-エチル-3-ヒドロキシメチルオキセタン、1,4-ビス[(3-エチル-3-オキセタニル)メトキシメチル]ベンゼン、3-エチル-3-(フェノキシメチル)オキセタン、ジ[(3-エチル-3-オキセタニル)メチル]エーテル、3-エチル-3-(2-エチルヘキシルオキシメチル)オキセタン、3-エチル-3-シクロヘキシルオキシメチルオキセタンなどのモノマーを含む。コンポーネントC)として、例えば、東亞合成株式会社などによって製造されたアロンオキセタン(登録商標)(ARON OXETANE)OXT-101、アロンオキセタン(登録商標)OXT-121、アロンオキセタン(登録商標)OXT-211、アロンオキセタン(登録商標)OXT-221、又はアロンオキセタン(登録商標)OXT-212を使用することができる。オキセタン基を有するカチオン硬化性モノマーは、単独で、又は2つ以上の組み合わせで使用することができる。
好ましくは、オキセタン基を含むカチオン硬化性モノマーが、少なくとも2つのオキセタン基を含むことを提供することができる。
特に好ましくは、エポキシ基を含むモノマー対オキセタン基を含むモノマーのモル比が、40:1~1:15、好ましくは30:1~1:10、好ましくは25:1~1:8、特に好ましくは20:1~1:5、とりわけ好ましくは10:1~1:1、特にとりわけ好ましくは6:1~2:1、最も好ましくは4:1~9:4、の範囲であることを提供することができる。
さらに、少なくとも1つのC-C二重結合を有するモノマー対エポキシ及び/又はオキセタン基を有するカチオン硬化性モノマーのモル比が、20:1~1:5、好ましくは10:1~1:3、特に好ましくは5:1~1:2、とりわけ好ましくは2:1~1:1、の範囲であることを提供することができる。
好ましくは、少なくとも1つのC-C二重結合を有するモノマー対エポキシ基を含むモノマーのモル比が、20:1~1:4、好ましくは10:1~1:2、特に好ましくは5:1~1:1、とりわけ好ましくは3:1~3:2、の範囲であることを提供することができる。
特に好ましくは、少なくとも1つのC-C二重結合を有するモノマー対オキセタン基を含むモノマーのモル比は、40:1~1:2、好ましくは20:1~1:1、特に好ましくは10:1~2:1、とりわけ好ましくは8:1~3:1、の範囲であることを提供することができる。
成分D)として、インクジェット印刷法によってガラス表面をコーティングするための印刷物質は、少なくとも1つの接着剤を含む。接着剤は、基体へのコーティングの接着性を改善する物質である。したがって、接着剤は、基体への良好な接続をもたらす基及び/又は残基、並びにコーティングへの接続をもたらす基及び/又は残基を含む。
ここで、それらは、イソシアネート接着剤、例えば、脂肪族イソシアネート及びポリイソシアネート、好ましくは、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、トリメチルヘキサンジイソシアネート(TMHDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)などの脂環式ポリイソシアネート、水和キシリレンジイソシアネート(HXDI)又はジイソシアネートジシクロヘキシルメタン(HMDI)に基づくポリイソシアネート、並びにポリイソシアネート、好ましくは、トルエンジイソシアネート(TDI)、キシリレンジイソシアネート(XDI)、テトラメチルキシリレンジイソシアネート(TMXDI)又はジイソシアネートジフェニルメタン(MDI)に基づくポリイソシアネート、などの芳香族イソシアネート、とすることができる。市販の製品は、例えば、デスモジュール(登録商標)(Desmodur)E41又はデスモジュール(登録商標)N75(コベストロ(Covestro))である。ビニルホスフェート又はチタン酸塩もしくはジルコン酸塩などの有機金属化合物も使用することができる。
ガラス基体に対する高い接着性をもたらす好ましい基は、とりわけシラン基である。好ましくは、接着剤が、少なくとも1つのシラン化合物を含み、好ましくは、1つ又は複数のシラン化合物からなることを提供することができる。
コーティングへの良好な接続をもたらすために、好ましい接着剤をコーティングに重合させることができる。好ましくは、接着剤が硬化性基(curable group)を含むことを提供することができる。硬化性基は、重合反応において反応する残基である。それらは、ラジカル重合性基及び/又はカチオン重合性基を含む。好ましくは、接着剤が、カチオン又はラジカル硬化性基を有するシラン化合物であることを提供することができる。好ましい接着剤は、ビニルシラン、メタクリロキシシラン、エポキシシラン、クロロシラン及びイソシアネートシラン、好ましくはエポキシシラン、などのシラン接着剤である。
好ましいシラン接着剤は、硬化性基に加えて、例えば、クロロもしくはブロモ残基などのハロゲン残基、並びに/又はアルコキシ基、好ましくはメトキシ、エトキシ、プロポキシ及び/もしくはブトキシ基、などの少なくとも1つの、好ましくは少なくとも2つの加水分解性基を含み、メトキシ及び/又はエトキシ基が好ましい、。
好ましいエポキシシランには、とりわけ、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン、4-(メチルジエトキシシリル)-1,2-エポキシシクロヘキサン及び3-(3,4-エポキシシクロヘキシル)プロピルトリ(イソブトキシ)シラン、(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン、3-グリシドキシプロピルジエトキシメチルシラン、3-グリシドキシプロピルトリ-(イソブトキシ)シラン、(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリ-(イソブトキシ)シラン、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、並びに/又は3-グリシドキシプロピルトリエトキシシランが含まれる。
好ましくは、印刷物質が、少なくとも5重量%、好ましくは少なくとも6重量%、特に好ましくは少なくとも7重量%の接着剤を含むことを提供することができる。
さらに、少なくとも1つのC-C二重結合を有するモノマー対接着剤のモル比が、40:1~1:2、好ましくは20:1~1:1、特に好ましくは10:1~2:1、とりわけ好ましくは8:1~3:1、の範囲であることを提供することができる。
好ましくは、カチオン硬化性モノマー対接着剤のモル比が、20:1~1:2、好ましくは15:1~1:1、特に好ましくは10:1~2:1、の範囲であることを提供することができる。
好ましくは、エポキシ基を含むモノマー対接着剤のモル比が、15:1~1:2、好ましくは10:1~1:1、特に好ましくは8:1~3:2、とりわけ好ましくは4:1~2:1、の範囲であることを提供することができる。
好ましくは、オキセタン基を含むモノマー対接着剤のモル比が、15:1~1:15、好ましくは10:1~1:10、特に好ましくは5:1~1:5、とりわけ好ましくは2:1~1:2、の範囲であることを提供することができる。
印刷物質は硬化性モノマーを含み、基体への塗布後に硬化する。ここで、印刷物質は、それによって限定されることを意図しないが、好ましくは電磁波の照射によって、特に好ましくはUV照射によって、硬化させることができる。したがって、印刷物質は、好ましくは、好ましくはカチオン硬化用の開始剤、及び/又はラジカル開始剤を含む。さらに、印刷物質が、好ましくはUV照射による硬化をもたらす少なくとも1つの光開始剤を含むことを提供することができる。さらに、印刷物質が少なくとも1つの増感剤(sensitizer)を含むことを提供することができる。
印刷物質は、UV光でガラスに印刷するためのインクの表面及び深さ硬化(架橋)を開始するために、好ましくは、少なくとも1つの光開始剤、通常は2つの光開始剤、及び可能であれば3つ以上の光開始剤を含む。これらは、UV硬化印刷インクやラッカーなどで通常使用される光開始剤から選択することができる。
カチオン性UV開始剤の例には、例えば、アリールジアゾニウム塩、ジアリールヨードニウム塩、トリアリールスルホニウム塩、トリアリールセレノニウム塩、ジアルキルフェナシルスルホニウム塩、アリールオキシジアリールスルホキソニウム塩及びジアリールフェナシルスルホキソニウム塩が挙げられる。カチオン性UV開始剤の好ましい例には、ジフェニル(4-フェニルチオ)フェニルスルホニウムヘキサフロロアンチモネート、(チオジ-4,1-フェニレン)ビス(ジフェニルスルホニウム)ジヘキサフルオロアチモネート(これらの物質の混合物は、チテックテクノロジー社(Chitec Technology Co. Ltd.)、アリゾナ州フェニックス、によってチバキュア(登録商標)(CHIVACURE)1176の名前で販売されている)、ジフェニル(4-フェニルチオ)フェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート、(チオジ-4,1-フェニレン)ビス(ジフェニルスルホニウム)ジヘキサフルオロホスフェート(これらの物質の混合物は、チテックテクノロジー社によってチバキュア(登録商標)1190の名前で販売されている)、トリアリールスルホニウムヘキサフルオロホスフェート塩(シラキュア(登録商標)(CYRACURE)UVI-6990)及びトリアリールスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート塩(シラキュア(登録商標)UVI-6974)(両方ともユニオンカーバイドケミカルズアンドプラチックス社(Union Carbide Chemicals and Plastics Co. Inc.)、コネチカット州ダンベリー、から入手可能)、トリフェニルセレノニウムヘキサフルオロアンチモネート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、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、ビス(4-ドデシルフェニル)-ヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート及びη-5-2,4-シクロペンタジエン-1-イル)[(1,2,3,4,5,6-η)-(1-メチルエチル)ベンゼン]鉄(1+)ヘキサフルオロホスフェート(1-)(チバガイギー社(Ciba-Geigy Corporation)、アラバマ州マッキントッシュ、からのイグラキュア(登録商標)(IGRACURE)261)、並びに前述の化合物の2つ以上の組み合わせが挙げられる。
ラジカルUV開始剤の例には、例えば、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ベンゾフェノン、2,4,6-トリメチルベンゾフェノン、4-メチルベンゾフェノン、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルホリノフェニル)ブタノン、1,2-メチル-1-(4-メチルチオ)フェニル-2-(4-モルホリニル)-1-プロパノン、2,4,6-トリメチルベンゾイルフェニルホスフィン酸エチルエステル、オリゴ(2-ヒドロキシ-2-メチル-1-(4-(1-メチルビニル)フェニル)プロパノン)、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニル-1-プロパノン、ベンジルジメチルケタール、イソプロピルチオキサントン、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(BASF社(BASF Corporation)からのイルガキュア(登録商標)(Irgacure)907又はIGMレジンズ(IGM Resins)、イリノイ州バートレット、からのオムニラッド(登録商標)(OMNIRAD)4817)、1-ヒドロキシシクロヘキシルアセトフェノン(BASF社からのイルガキュア(登録商標)184)、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-オン(BASF社からのイルガキュア(登録商標)369)、ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキシド(BASF社からのイルガキュア(登録商標)819)、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニル-1-プロパノン(チバ(Ciba)からのダロキュア(登録商標)(Darocur)1173)、2-クロロチオキサントン(ランブソン(Lambson)からのCTX)、ベンゾフェノン、2,4,6-トリメチルベンゼンジフェニルホスフィンオキシド(BASFからのTPO又はIGMレジンズからのオムニラッド(登録商標)TPO)、エチル-2,4-6-トリメチルベンゾイルフェニルホスフィネート(BASFからのTPO-L)及びメチルベンゾイルホルミエート(ランブソンからのMBF)、並びに前述の化合物の2つ以上の組み合わせが挙げられる。
光開始剤の総量は、印刷物質の重量に対して、好ましくは1~12重量%、好ましくは3~9重量%である。
さらに、印刷物質が、少なくとも1つの着色剤、好ましくは顔料及び/又は染料、好ましくは少なくとも1つの顔料、を含むことを提供することができる。
本発明による印刷物質に好ましく含まれる顔料は、いずれかの顔料、例えば、二酸化チタン、硫化亜鉛、カーボンブラック、アゾジアリールイエロー、イソインドールイエロー、ジアリライドオレンジ、キナクリドンマゼンタ、ジケトピロロレッド、銅フタロシアニンブルー、銅フタロシアニングリーン、ジオキサジンバイオレット及びジケト金属酸化物、とすることができる。追加の使用可能なすべての顔料の比較的包括的なリストは、米国繊維化学技術染色協会(American Association of Textile Chemists and Colorists)と共同で英国染料染色学会(Society of Dyers and Colorists)が発行したカラーインデックスインターナショナル、第4版オンライン、2001年(Color Index International, Fourth Edition Online)で調べることができる。金属酸化物被覆光輝性及び金属顔料などのエフェクト顔料も使用することができる。貴金属粉末、又はケイ酸塩などの艶消し剤、並びに/又は、例えば、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、タルクなどの天然及び/もしく合成フィラー物質が、輝き、硬度、屈折率、耐薬品性などの物理的及び化学的特性に影響を与えるために使用することができる。
着色顔料の量は、顔料の種類及び所望の被覆力に応じて、印刷物質の重量に対して、通常1~40重量%、好ましくは2~35重量%、である。白色顔料は、5~40重量%、好ましくは10~30重量%、の量で通常使用される。
顔料が硬化性モノマー又はオリゴマー、好ましくはラジカル又はカチオン硬化性モノマー又はオリゴマー、特に好ましくは(メタ)アクリレート、に分散されるという点において、驚くべき利点を達成することができる。
一般に、本発明による印刷物質は、追加の従来の添加剤を含むことができる。これらは、とりわけ、消泡剤(defoamers)、レベリング剤(leveling agents)、湿潤剤、レオロジー添加剤及び/又は安定剤を、印刷物質の総重量に対して、好ましくは0.1~10重量%、特に好ましくは0.2~5重量%、とりわけ好ましくは0.3~2.5重量%、の量で含む。泡除去剤(foam removers)は、例えば、変性アクリレート又は変性アクリレートコポリマーから選択することができるが、また、好ましくは、シリコーン含有化合物からも選択することができる。レベリング剤は、例えば、変性ポリアクリレート及びポリシロキサンを含む。
レオロジー添加剤は、例えば、ヒマシ油、尿素、ポリウレタン又はポリアミドに基づく化合物を含む。
安定剤として、ラーン(Rahn)社からのゲノラッド(登録商標)(Genorad)16、及びクロマケム(Kromachem)社、10、パークインダストリアルセンタ(Park Industrial Centre)、トルピッツレーン(Tolpits Lane)、ウォトフォード(Watford)、ハートフォードシャー(Hertfordshire)WD1 8SP、UKからのフルオルスタッブ(登録商標)(Fluorstab)UV2を使用することが好ましい。
さらに、印刷物質は、有機溶媒及び/又は水を含むことができる。これにより、加工性を向上させることができる。一方、有機溶媒及び/又は水は不利益な点と関連する。したがって、印刷物質に水を使用することにより硬化性が低下する。有機溶媒は、炭素原子及び水素原子を含み、印刷物質の塗布後にコーティングから蒸発する化合物である。したがって液体である成分A)からC)などの反応性シンナーは、有機溶媒に含まれない。したがって、有機溶媒は、印刷インクの添加成分と硬化することによって反応しない。好ましくは、印刷物質の水分割合は、多くとも4重量%、好ましくは多くとも2重量%、特に好ましくは多くとも1重量%、である。特に好ましくは、印刷物質は実質的な割合の水を含まない。好ましくは、印刷物質中の有機溶媒の割合は、多くとも4重量%、好ましくは多くとも2重量%、特に好ましくは多くとも1重量%である。特に好ましくは、印刷物質は、実質的な割合の溶媒を含まない。
好ましい実施形態において、印刷物質は、インクジェット印刷方法(インクジェット方法)に適している。したがって、印刷物質、好ましくはインク、が、回転粘度計においてコーン/プレートを使用して測定して、600s-1のせん断速度及び23℃で3mPas~100mPasの範囲の粘度を有することを提供することができる。
追加の実施形態において、印刷物質は、シルクスクリーン印刷方法に適している。したがって、印刷物質、好ましくはペースト、が、回転粘度計においてコーン/プレートで測定して、200s-1のせん断速度及び23℃で1Pas~15Pasの範囲の粘度を有することを提供することができる。
追加の実施形態において、印刷物質は噴霧法に適している。したがって、印刷物質、好ましくはペースト、が、回転粘度計においてコーン/プレートで測定して、200s-1のせん断速度及び23℃で1mPas~350mPasの範囲の粘度を有することを提示することができる。
好ましくは、印刷物質が、少なくとも60重量%、好ましくは少なくとも70重量%、特に好ましくは少なくとも80重量%の成分A)、B)、C)及びD)を含むことを提供することができる。
好ましくは、印刷物質が、少なくとも70重量%、好ましくは少なくとも80重量%、特に好ましくは少なくとも90重量%の固形物並びに成分A)、B)、C)及びD)を含むことを提供することができる。
本発明の追加の主題は、インクジェット印刷法によって、表面、好ましくはプラスチック表面又はガラス表面、特に好ましくはガラス表面、をコーティングするためのUVインクであり、
UVインクは、
A)少なくとも1つのC-C二重結合を有する少なくとも1つのモノマー;
B)エポキシ基を含む少なくとも1つのカチオン硬化性モノマー;
C)オキセタン基を含む少なくとも1つのカチオン硬化性モノマー;
D)少なくとも1つの接着剤;
E)少なくとも1つの顔料及び/又は染料、好ましくは少なくとも1つの顔料;
F)少なくとも1つの光開始剤、好ましくはUV開始剤、
を含む。
UVインクは、
A)少なくとも1つのC-C二重結合を有する少なくとも1つのモノマー;
B)エポキシ基を含む少なくとも1つのカチオン硬化性モノマー;
C)オキセタン基を含む少なくとも1つのカチオン硬化性モノマー;
D)少なくとも1つの接着剤;
E)少なくとも1つの顔料及び/又は染料、好ましくは少なくとも1つの顔料;
F)少なくとも1つの光開始剤、好ましくはUV開始剤、
を含む。
好ましくは、UVインクが、少なくとも75重量%、好ましくは少なくとも85重量%、特に好ましくは少なくとも95重量%の成分A)、B)、C)、D)、E)及びF)を含むことを提供することができる。
本発明の追加の主題は、インクジェット印刷法によって、表面、好ましくはプラスチック表面又はガラス表面、特に好ましくはガラス表面、をコーティングするためのUVインクであり、
UVインクは、
A)少なくとも1つのC-C二重結合を有する少なくとも1つのモノマー;
B)エポキシ基を含む少なくとも1つのカチオン硬化性モノマー;
C)オキセタン基を含む少なくとも1つのカチオン硬化性モノマー
D)少なくとも1つの接着促進剤;
F)少なくとも1つの光開始剤、好ましくはUV開始剤、
を含む。
UVインクは、
A)少なくとも1つのC-C二重結合を有する少なくとも1つのモノマー;
B)エポキシ基を含む少なくとも1つのカチオン硬化性モノマー;
C)オキセタン基を含む少なくとも1つのカチオン硬化性モノマー
D)少なくとも1つの接着促進剤;
F)少なくとも1つの光開始剤、好ましくはUV開始剤、
を含む。
好ましくは、UVインクが、少なくとも75重量%、好ましくは少なくとも85重量%、特に好ましくは少なくとも95重量%の成分A)、B)、C)、D)及びF)を含むことを提供することができる。
特に好ましくは、UVインクは増感剤を含む。増感剤を使用することにより、驚くべきことにUV-LEDランプによる硬化を達成することができる。LEDランプは、例えば、水銀ランプなどの他のランプと比較して非常に省エネである。
本発明の好ましい主題は、インクジェット印刷法によって、表面、好ましくはプラスチック表面又はガラス表面、特に好ましくはガラス表面、をコーティングするためのUVインクであり、
UVインクは、
A)少なくとも1つのC-C二重結合を有する少なくとも1つのモノマー;
B)エポキシ基を含む少なくとも1つのカチオン硬化性モノマー;
C)オキセタン基を含む少なくとも1つのカチオン硬化性モノマー;
D)少なくとも1つの接着促進剤;
E)少なくとも1つの顔料及び/又は1つの染料、好ましくは少なくとも1つの顔料;
F)少なくとも1つの光開始剤、好ましくはUV開始剤;
G)少なくとも1つの増感剤、
を含む。
UVインクは、
A)少なくとも1つのC-C二重結合を有する少なくとも1つのモノマー;
B)エポキシ基を含む少なくとも1つのカチオン硬化性モノマー;
C)オキセタン基を含む少なくとも1つのカチオン硬化性モノマー;
D)少なくとも1つの接着促進剤;
E)少なくとも1つの顔料及び/又は1つの染料、好ましくは少なくとも1つの顔料;
F)少なくとも1つの光開始剤、好ましくはUV開始剤;
G)少なくとも1つの増感剤、
を含む。
好ましくは、UVインクが、少なくとも80重量%、好ましくは少なくとも90重量%、特に好ましくは少なくとも95重量%の成分A)、B)、C)、D)、E),F)及びG)を含むことを提供することができる。
本発明の好ましい主題は、インクジェット印刷法によって、表面、好ましくはプラスチック表面又はガラス表面、特に好ましくはガラス表面、をコーティングするためのUVインクであり、
UVインクは、
A)少なくとも1つのC-C二重結合を有する少なくとも1つのモノマー;
B)エポキシ基を含む少なくとも1つのカチオン硬化性モノマー;
C)オキセタン基を含む少なくとも1つのカチオン硬化性モノマー;
D)少なくとも1つの接着剤;
F)少なくとも1つの光開始剤、好ましくはUV開始剤;
G)少なくとも1つの増感剤、
を含む。
UVインクは、
A)少なくとも1つのC-C二重結合を有する少なくとも1つのモノマー;
B)エポキシ基を含む少なくとも1つのカチオン硬化性モノマー;
C)オキセタン基を含む少なくとも1つのカチオン硬化性モノマー;
D)少なくとも1つの接着剤;
F)少なくとも1つの光開始剤、好ましくはUV開始剤;
G)少なくとも1つの増感剤、
を含む。
好ましくは、UVインクが、少なくとも80重量%、好ましくは少なくとも90重量%、特に好ましくは少なくとも95重量%の成分A)、B)、C)、D)、F)及びG)を含むことを提供することができる。
インクジェット印刷法によってガラス表面をコーティングするための、顔料を含まない及び/又は染料を含まないUVインクは、基体上にレリーフ(relief)(無色の隆起)を生成することに特に適している。
前述の成分A)~F)及びA)~G)は、それぞれ、上記で詳細に説明されているので、それらを参照し、これらの成分の言及された選択及び好ましい実施形態は、UVインクにも適用可能である。
本発明の追加の主題は、インクジェット印刷法によってガラス表面をコーティングするための印刷物質を製造するための方法である。この方法は、成分A)、B)、C)及びD)、好ましくは成分A)、B)、C)、D)、E)及びF)又はA)、B)、C)、D)及びF)、特に好ましくは成分A)、B)、C)、D)、E)、F)及びG)又はA)、B)、C)、D)、F)及びG)を混合することを特徴とする。本発明による方法の好ましい実施形態において、好ましくは分散液及び/又は懸濁液の形態の顔料が添加され、これはモノマー、好ましくは少なくとも1つのC-C二重結合を有するモノマー、を含む。
さらに、印刷物質、好ましくはUVインク、が、少量のみの1つ又は複数の改質剤(modifiers)を含むことを提供することができる。好ましくは、印刷物質、好ましくはUVインク、は、多くとも1重量%、特に好ましくは多くとも0.8重量%の1つ又は複数の改質剤を含む。改質剤は、特に、40~330mgKOH/gのヒドロキシル価を有るポリオール;40~330mgKOH/gのヒドロキシル価及び2~20mgKOH/gの酸価を有するポリオール;150~700g/molのエポキシ当量を有する変性ゴム及び/又は化合物である。変性ゴムは、特に、カルボキシル化ポリイソプレン及び/又はカルボキシル化ポリブタジエンである。特に好ましくは、印刷物質、好ましくはUVインク、は、実質的な量の1つ又は複数の改質剤を含まない。
さらに、印刷物質、好ましくはUVインク、が、少量のみの1つ又は複数の塩基発生剤(base generators)を含むことを提供することができる。好ましくは、印刷物質、好ましくはUVインク、は、多くとも1重量%、特に好ましくは多くとも0.8重量%の1つ又は複数の塩基発生剤を含む。塩基発生剤は、活性放射線(active radiation)、ラジカル、又は塩基にさらされたときに塩基を生成する化合物である。特に、塩基発生剤は、照射中に塩基を生成する塩基発生剤、これらのラジカルにさらされたときに塩基を生成する塩基発生剤、及び塩基と接触したときに塩基を生成する塩基発生剤などの公知の化合物である。例えば、オキシム誘導体は、第四級アンモニウム塩を生成し、第四級アンモニウム塩はそれぞれ活性放射線又はラジカルのいずれかにさらされたときに塩基を生成し、したがって、これらの誘導体はそれぞれ、放射線にさらされると塩基を生成する塩基発生剤としても、またこれらのラジカルにさらされたときに塩基を生成する塩基発生剤としても使用することができる。カルバメート誘導体は、塩基にさらされると塩基を生成する。特に好ましくは、印刷物質、好ましくはUVインク、は、実質的な量の1つ又は複数の改質剤を含まない。
さらに、印刷物質、好ましくはUVインク、が、少量のみの1つ又は複数のアルキレンカーボネート又はブチロラクトンを含むことを提供することができる。アルキレンカーボネートの例には、とりわけ、グリセリンカーボネート、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、及び前述の物質の少なくとも1つを含む組み合わせが挙げられる。好ましくは、印刷物質、好ましくはUVインク、は、多くとも1重量%、特に好ましくは多くとも0.8重量%の1つ又は複数のアルキレンカーボネート又はブチロラクトンを含む。特に好ましくは、印刷物質、好ましくはUVインク、は、実質的な量の1つ又は複数のアルキレンカーボネート又はブチロラクトンを含まない。
さらに、印刷物質、好ましくはUVインク、が、少量のみの、カルボン酸エステルの1つ又は複数のアクリレートエステルを含むことを提供することができる。好ましくは、印刷物質、好ましくはUVインク、は、多くとも1重量%、特に好ましくは多くとも0.4重量%の、カルボン酸エステルの1つ又は複数のアクリレートエステルを含む。カルボン酸エステルのアクリレートエステルは、アクリレート基に加えてエステル基を含む化合物であるので、アクリレートのアルコール基もエステル基を含む。特に好ましくは、印刷物質、好ましくはUVインク、は、実質的な量の、カルボン酸エステルの1つ又は複数のアクリレートエステルを含まない。
さらに、印刷物質、好ましくはUVインク、が、少量のみの1つ又は複数の純粋な熱開始剤を含み、これらの熱開始剤は、ラジカル重合及びカチオン重合の両方を開始することができることを提供することができる。好ましくは、印刷物質、好ましくはUVインク、は、多くとも1重量%、特に好ましくは多くとも0.4重量%の1つ又は複数の純粋な熱開始剤を含む。純粋な熱開始剤は、加熱中にラジカル重合及び/又はカチオン重合を開始することができるが、UV光を照射したときにラジカル又はカチオン重合を開始しない化合物である。ここでの「純粋な熱開始剤(purely thermal initiators)」という用語は、特に、好ましく使用されるUV開始剤に対する境界画定を表すので、加熱中に重合を引き起こすUV開始剤は、純粋な熱開始剤に該当しない。特に好ましくは、印刷物質、好ましくはUVインク、は、実質的な量の1つ又は複数の純粋な熱開始剤を含まない。
本発明の追加の主題は、本発明による印刷物質の使用であり、印刷物質がガラス、セラミック、金属、木又はプラスチック、好ましくはガラス又はプラスチック、特に好ましくはガラス、に適用されることを特徴とする。特許請求の範囲及び明細書において使用される「ガラス」という表記は、ガラス、セラミック、タイル釉薬(tile glazes)、及び同様のガラスのような材料を意味することを意図している。
印刷される物体は、容器、プレート、タイル、置物(figurine)などのいずれかの形状又は形態とすることができる。本発明の好ましい実施形態は、包装ガラス(飲料ボトル、化粧料容器)及び家庭用ガラス(たとえば、ジュースガラス)である。
本使用の好ましい実施形態において、印刷物質が、インクジェット印刷法によって、基体上、好ましくはガラス上、に適用されることを提供することができる。
本使用の別の好ましい実施形態において、基体上、好ましくはガラス上、に印刷物質を(互いに隣接して、及び重ねての両方)適用した後、例えば、透明なカバーラッカーの形態にある追加の層を、下層にあるインクを保護するために適用しないことを提供することができる。
さらに、印刷物質を基体上、好ましくはガラス上、に適用する前に、層を適用せず、未処理のガラスに印刷することが好ましいことを提供することができる。さらに、基体、好ましくはガラス、に前処理(火炎処理及び/又はシラン火炎処理)を施すことを提供することができる。しかしながら、実施例データが示すように、前処理は絶対的に必要なものではない。
さらに、印刷物質を、25%~50%の範囲の相対大気湿度(relative air humidity)を有する雰囲気において適用することを提供することができる。
さらに、印刷物質を、10~60℃、好ましくは15~55℃、特に好ましくは20~50℃、の範囲の温度で適用することを提供することができる。
印刷物質の硬化は、好ましくは、完全な硬化を達成するのに十分なタイムスパンにわたって、160~420nmの波長範囲のUV光を用いて実施される。あるいは、印刷物質は、光開始剤なしで、電子ビームを用いて硬化させることもできる。さらに、印刷物質は、熱開始剤を備え、それによって硬化させることもできる。UV硬化には、水銀ランプ(鉄又はガリウムをドープしたものも)、ハロゲン金属ランプ、石英ランプ、エキサイマレーザー、又はUV発光ダイオード(UV-LED)などの従来のUV光源を使用することができる。
ここで、カチオン性反応の開始剤のみ、好ましくは光開始剤、が使用されると、硬化は純粋なカチオン性メカニズムによって行うことができる。好ましい実施形態において、カチオン重合の開始剤及びラジカル重合の開始剤の両方が使用されると、硬化は、ラジカル及びカチオンメカニズムによって達成される。
以下に、本発明は、実施例を参照してさらに詳細に説明されるが、それによる本発明の限定は意図しない。
試験方法
親指回転テスト(Thumb rotation test)
親指回転テスト(Thumb rotation test)
コーティングされたガラス板は、UV硬化の直後にベルトから取り外される。布を使ってしっかりと圧力をかけながら、硬化したばかりのインクに対して親指で回転運動を行う。生じた形跡(impression)は、以下のスキームに従って評価される。
5=ガラスまでのコーティングの剥離(detachment)
4=強い形跡(ガラスへの途中まで)
3=容易に識別できる形跡
2=軽い形跡
1=かろうじて認識できる形跡、表面の反射によってのみ検出可能。
0=形跡なし
5=ガラスまでのコーティングの剥離(detachment)
4=強い形跡(ガラスへの途中まで)
3=容易に識別できる形跡
2=軽い形跡
1=かろうじて認識できる形跡、表面の反射によってのみ検出可能。
0=形跡なし
クロスカット試験(Cross cut test)
クロスカットテスター(ブレード距離1mm)を用いて、硬化した表面に対して基体まで十字形に引っ掻く。続いて、粘着テープを交差点に貼り付け、しっかりと押し付けてからすばやく引き剥がす。評価は、以下のスキームに従って、0(接着力の喪失なし)から5(完全な剥離)で行う。
5=交差点も超える完全な剥離
4=交差点における剥離
3=30~50%の剥離
2=10~30%の剥離
1=カット<10%の剥離
0=剥離なし。
クロスカットテスター(ブレード距離1mm)を用いて、硬化した表面に対して基体まで十字形に引っ掻く。続いて、粘着テープを交差点に貼り付け、しっかりと押し付けてからすばやく引き剥がす。評価は、以下のスキームに従って、0(接着力の喪失なし)から5(完全な剥離)で行う。
5=交差点も超える完全な剥離
4=交差点における剥離
3=30~50%の剥離
2=10~30%の剥離
1=カット<10%の剥離
0=剥離なし。
二重摩擦エタノール試験(Double rub ethanol test)
0.5kgの重さのハンマー上にケーブルバインダーで布を固定する。次に、布が完全に浸るまで布をエタノールで湿らせる。ハンマーを、圧力をかけずに(その自重がかかるのみ)表面上を移動させる。布が乾いたら、20~50回のダブルストローク後に再び湿らせなければならない。コーティングが影響を受けるまでのダブルストロークの回数が記録される。
0.5kgの重さのハンマー上にケーブルバインダーで布を固定する。次に、布が完全に浸るまで布をエタノールで湿らせる。ハンマーを、圧力をかけずに(その自重がかかるのみ)表面上を移動させる。布が乾いたら、20~50回のダブルストローク後に再び湿らせなければならない。コーティングが影響を受けるまでのダブルストロークの回数が記録される。
冷水試験
缶を脱イオン水で満たす。コーティングされた表面が水と開放接触するように、コーティングされたガラス板を缶内に配置する。その後、缶を閉め、4~10℃の温度で冷蔵庫内に一定時間置く。
缶を脱イオン水で満たす。コーティングされた表面が水と開放接触するように、コーティングされたガラス板を缶内に配置する。その後、缶を閉め、4~10℃の温度で冷蔵庫内に一定時間置く。
低温殺菌(pasteurization)
ポットを脱イオン水で満たす。水を70℃まで加熱する。コーティングされた表面が水と開放接触するように、コーティングされたガラス板をポット内に配置する。30分後、ガラス板を取り出して試験する。
ポットを脱イオン水で満たす。水を70℃まで加熱する。コーティングされた表面が水と開放接触するように、コーティングされたガラス板をポット内に配置する。30分後、ガラス板を取り出して試験する。
実施形態例1及び2並びに比較例1及び2
以下の表に示される印刷物質は、混合することによって調製される。
板ガラスの前処理(空気側及びバス側):最初にエタノールで、次に酢酸エチルで洗浄する。
ドクターブレードを用いた塗布:BYK社からの8μmスパイラルドクターブレード。
層当たりのウェット膜厚は8~12μmである。ウェット膜厚測定装置エリクセン(Erichsen)モデルで測定:234R/I
ランプ:ヘーンレUVテクノロジー(Hohnle UV Technology)社(LED-パワーラインPLD)、水冷、波長:385nm
線量は、PUK(キューナスト放射線技術(Kuhnast Strahlungstechnik)社)UV積分器で測定して、380~420mJ/cm2である。
ガラス板上に得られたコーティングをクロスカット試験及び二重摩擦エタノール試験によって試験し、以下の表に示す結果を達成する。
実施例は、接着剤の添加により、耐溶剤性の驚くべき改善を達成できることを示す。
実施形態例3及び4並びに比較例3
以下の表に示す印刷物質を混合によって調製し、インクジェット印刷によってガラス基体(板ガラス)に塗布し、上記のように硬化させる:
ガラス板上に得られたコーティングをクロスカット試験及び二重摩擦エタノール試験で試験し、以下の表に示す結果を達成した。
実施例及び比較例は、オキセタン基を有するカチオン硬化性モノマーを使用することにより、実質的により高い接着強度を達成できることを示す。さらに、アクリレートを有する印刷物質は、アクリレートを含まない印刷物質よりも優れた接着強度を示す。
実施形態例5~9
以下の表に示す印刷物質を混合することによって調製し、インクジェット印刷によってガラス基体(板ガラス)に塗布し、上記のように硬化させた:
ガラス板上に得られたコーティングをクロスカット試験によって試験し、以下の表に示す結果を達成する。
実施形態例10~15
以下の表に示す印刷物質を混合によって調製し、インクジェット印刷によってガラス基体(板ガラス)に塗布し、上記のように硬化させる:
ガラス板上に得られたコーティングをクロスカット試験及び親指回転試験によって試験し、以下の表に示す結果を達成する:
実施形態例16及び17
以下の表に示す印刷物質を混合によって調製し、インクジェット印刷によってガラス基体(板ガラス)に塗布し、硬化させる。
以下の表に示す印刷物質を混合によって調製し、インクジェット印刷によってガラス基体(板ガラス)に塗布し、硬化させる。
実施例16に示すコーティング組成物を、約60%(室温)を超える相対大気湿度で硬化させ、比較的長期間にわたって硬化させたが、適切な程度の硬化は達成されなかった。実施例17による実質的に同一の組成物を、約32%(室温)の相対大気湿度で硬化させ、満足のいく硬化が短時間で達成された。不十分な硬化のために、実施例16によって得られたコーティングで試験を行わなかった。
実施例は、上記で提示した課題が本発明によって解決されること、特に、本発明による印刷物質によって得られた装飾の接着性及び安定性が、印刷物質の他の特性又は装飾の他の特性がそれによって悪影響を受けることなく、驚くほど明らかに向上することができることを示す。
Claims (22)
- 表面、好ましくはガラス表面、をインクジェット印刷法によってコーティングするための印刷物質であって、
A)少なくとも1つのC-C二重結合を有する少なくとも1つのモノマー;
B)エポキシ基を含む少なくとも1つのカチオン硬化性モノマー;
C)オキセタン基を含む少なくとも1つのカチオン硬化性モノマー;
D)少なくとも1つの接着剤、
を含む印刷物質。 - 少なくとも1つのC-C二重結合を有するモノマーが、(メタ)アクリレート、好ましくは少なくとも1つの環状(メタ)アクリレート、を含むことを特徴とする、請求項1に記載の印刷物質。
- 少なくとも1つのC-C二重結合を有するモノマーが、少なくとも1つのビニルエーテルモノマーを含むことを特徴とする、請求項1又は2に記載の印刷物質。
- 少なくとも1つのC-C二重結合を有するモノマーが、少なくとも1つの(メタ)アクリレート及び少なくとも1つのビニルエーテルモノマーを含む混合物を表すことを特徴とする、請求項1~3の少なくともいずれか一項に記載の印刷物質。
- 少なくとも1つのC-C結合を有するモノマーが、少なくとも1つの架橋性モノマーを含むことを特徴とする、請求項1~4の少なくともいずれか一項に記載の印刷物質。
- 接着剤が少なくとも1つのシラン化合物を含み、好ましくは1つ又は複数のシラン化合物からなる、ことを特徴とする、請求項1~5の少なくともいずれか一項に記載の印刷物質。
- 印刷物質が、少なくとも5重量%、好ましくは少なくとも6重量%、特に好ましくは少なくとも7重量%の接着剤を含むことを特徴とする、請求項1~6の少なくともいずれか一項に記載の印刷物質。
- エポキシ基を含むカチオン硬化性モノマーが、2つのエポキシ基を有する少なくとも1つのモノマーを含むことを特徴とする、請求項1~7の少なくともいずれか一項に記載の印刷物質。
- オキセタン基を含むカチオン硬化性モノマーが、少なくとも2つのオキセタン基を有する少なくとも1つのモノマーを含むことを特徴とする、請求項1~8の少なくともいずれか一項に記載の印刷物質。
- エポキシ基を含むモノマー対オキセタン基を含むモノマーのモル比が40:1~1:15、好ましくは30:1~1:10、好ましくは25:1~1:8、特に好ましくは20:1~1:5、とりわけ好ましくは10:1~1:1、特にとりわけ好ましくは6:1~2:1、最も好ましくは4:1~9:4、の範囲にあることを特徴とする、請求項1~9の少なくともいずれか一項に記載の印刷物質。
- 少なくとも1つのC-C二重結合を有するモノマー対エポキシ及び/又はオキセタン基を有するカチオン硬化性モノマーのモル比が20:1~1:5、好ましくは10:1~1:3、特に好ましくは5:1~1:2、とりわけ好ましくは2:1~1:1、の範囲にあることを特徴とする、請求項1~10の少なくともいずれか一項に記載の印刷物質。
- 印刷物質の水分割合が多くとも4重量%、好ましくは多くとも2重量%、特に好ましくは多くとも1重量%であり、印刷物質は、最も特に好ましくは、実質的な割合の水を含まないことを特徴とする、請求項1~11の少なくともいずれか一項に記載の印刷物質。
- 印刷物質中の有機溶媒の割合が多くとも4重量%、好ましくは多くとも2重量%、特に好ましくは多くとも1重量%であり、印刷物質は、最も特に好ましくは、実質的な割合の有機溶媒を含まないことを特徴とする、請求項1~12の少なくともいずれか一項に記載の印刷物質。
- 接着剤が硬化性基を含むことを特徴とする、請求項1~13の少なくともいずれか一項に記載の印刷物質。
- 印刷物質が少なくとも60重量%、好ましくは少なくとも70重量%、特に好ましくは少なくとも80重量%の成分A)、B)、C)、及びD)を含むことを特徴とする、請求項1~14の少なくともいずれか一項に記載の印刷物質。
- 印刷物質が少なくとも1つの開始剤、好ましくは光開始剤、を含むことを特徴とする、請求項1~15の少なくともいずれか一項に記載の印刷物質。
- 成分A)、B)、C)、及びD)を混合することを特徴とする、請求項1~16の少なくともいずれか一項に記載の印刷物質を製造する方法。
- 印刷物質がガラス、セラミック、金属、木材、又はプラスチック、好ましくはガラス、に適用されることを特徴とする、請求項1~16のいずれか一項に記載の印刷物質の使用。
- 印刷物質がインクジェット印刷法によって基体、好ましくはガラス、に適用されることを特徴とする、請求項18に記載の使用。
- 印刷物質が25%~50%の範囲の相対大気湿度を有する雰囲気において適用されることを特徴とする、請求項18又は19に記載の使用。
- 印刷物質を基体、好ましくはガラス、に適用した後、追加の層を適用しないことを特徴とする、請求項18~20のいずれか一項に記載の使用。
- 印刷物質を基体、好ましくはガラス、に適用する前に、層を適用せず、好ましくは未処理ガラス又は火炎処理ガラスに印刷することを特徴とする、請求項18~21のいずれか一項に記載の使用。
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