JP7082044B2 - 改善されたリサイクル性を有する直接印刷のための方法及び組成物 - Google Patents
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Description
本出願は、2015年9月4日に出願された米国特許出願第14/846,032号に対する優先権を主張し、これは、2014年10月30日に出願された米国特許出願第14/528,324号の一部継続出願であり、これは、2011年6月24日に出願された米国特許出願第13/168,181号の分割出願であり、現在、U.S.8,876,979として発行され、これは、2010年7月1日に出願された米国仮特許出願第61/360,512号からの優先権を主張し、さらに2009年10月20日に出願された米国特許出願第12/581,952号の一部継続出願であり、2008年10月20日に出願された米国仮特許出願第61/106,860号からの優先権を主張し、上述の全ては、あたかも本明細書に完全に記載されるように、本明細書で参照により組み込まれる。
本発明は一般に、プラスチック物品の外面にデジタル印刷するためのインク組成物に関する。本発明は、接着性及び/またはリサイクル特性が改善されたデジタル画像を有するプラスチック容器を含む、デジタル画像が印刷されたプラスチック物品、ならびにそれらのリサイクルを容易にするための方法にも関する。
放射照度(ε)=(dΦ/dA)
(式中、Φ=照射光束(ワットで測定)、及びA=面積(cm2))により与えられ得る。
(a)インクセットの選択及び/若しくは較正;
(b)基質(すなわち、容器表面)温度の制御;ならびに/または
(c)タイミング制御。
次の実施例は、本明細書で特許請求される化合物、組成物、物品、デバイス、及び/または方法がいかに作製及び評価されるかの完全な開示及び説明を当業者らに提供するために記載され、純粋に例示的なものであり、本開示を限定するものではない。数字(例えば、量、温度など)に関する正確性を確保するための取り組みがなされているが、一部の誤差及び偏差が考慮されるべきである。別途指示のない限り、部は、重量部であり、温度は℃であり、または周囲温度であり、圧力は大気圧または大気圧付近である。
次の実施例では、試験試料の除去促進添加剤は、ワックス及び樹脂であった。担体は、アセトンまたはN-メチル-2-ピロリドン(NMP)(Sigma Aldrichから市販されている)であった。本発明のインク配合物及び性能データを、以下の表2~5に提示する。次のデータでは、「合格」は、インク除去が観察されなかったことを示し、「不合格」は、有意な及び/または完全なインク除去が観察されたことを示す。列挙した任意の%値は、観察されたインク除去%に対応する。
この例では、除去促進添加剤及び担体を有する白色UV硬化インクを含むインク組成物は、ポリエチレンテレフタラート(PET)及び高密度ポリエチレン(HDPE)試料の表面に直接印刷して硬化させた。試験された試料の除去促進添加剤は、スチレン無水マレイン酸コポリマー(SMA1440F、Cray Valley USA、LLCから市販されている)であり、担体は、N-メチル-2-ピロリドン(NMP、Sigma Aldrichから市販されている)であった。インク配合物及び性能データを、以下の表6に提示する。
本発明の好ましい実施形態に寄れば、例えば、以下が提供される。
(項1)
プラスチック物品上にデジタル印刷するためのインク組成物であって、
(a)ベースインク;
(b)約130℃未満のガラス転移温度を有するインク除去促進添加剤;及び
(c)前記インク除去促進添加剤の少なくとも一部を溶解させることができる担体
を含む、前記インク組成物。
(項2)
前記インク除去促進添加剤が、スチレン無水マレイン酸コポリマーを含む、上記項1に記載のインク組成物。
(項3)
前記インク除去促進添加剤が、約50℃~約110℃の範囲のガラス転移温度(Tg)
を有する、上記項1に記載のインク組成物。
(項4)
前記インク除去促進添加剤が、約55℃~約85℃の範囲のガラス転移温度(Tg)を
有する、上記項1に記載のインク組成物。
(項5)
前記インク除去促進添加剤が、約55℃~約65℃の範囲のガラス転移温度(Tg)を
有する、上記項1に記載のインク組成物。
(項6)
前記インク除去促進添加剤が、約150mg KOH/グラム~約205mg KOH
/グラムの範囲の酸価を有する、上記項1に記載のインク組成物。
(項7)
前記インク除去促進添加剤が、約165mg KOH/グラム~約205mg KOH
/グラムの範囲の酸価を有する、上記項1に記載のインク組成物。
(項8)
前記担体が、溶剤、若しくはモノマー、またはそれらの組み合わせを含む、上記項1に記載のインク組成物。
(項9)
前記溶剤が、少なくとも1つの非プロトン性溶剤を含む、上記項8に記載のインク組成物。
(項10)
前記溶剤が、N-メチル-2-ピロリドン(NMP)、若しくはアセトン、またはそれらの組み合わせを含む、上記項8に記載のインク組成物。
(項11)
前記モノマーが、少なくとも1つのアクリルモノマーを含む、上記項8に記載のインク組成物。
(項12)
前記アクリルモノマーが、1,3-ブチレングリコールジアクリラート、1,6-ヘキサンジオールジアクリラート、1,3-ブチレングリコールジメタクリラート、イソボルニルアクリラート、若しくはイソデシルメタクリラート、またはそれらの組み合わせを含む、上記項11に記載の組成物。
(項13)
前記ベースインクが、UV硬化性インクを含む、上記項1に記載のインク組成物。
(項14)
前記インク組成物が、UV硬化性である、上記項1に記載のインク組成物。
(項15)
(a)約65~約85重量パーセントの前記ベースインク;
(b)約130℃未満のガラス転移温度を有する、約5~約20重量パーセントの前記インク除去促進添加剤;及び
(c)前記インク除去促進添加剤の少なくとも一部を溶解させることができる約5~約15重量パーセントの前記担体
を含む、上記項1に記載のインク組成物。
(項16)
プラスチック物品上にデジタル印刷するためのインク組成物であって、
(a)ベースインク;
(b)約100mg KOH/グラム~約250mg KOH/グラムの範囲の酸価を有するインク除去促進添加剤;及び
(c)前記インク除去促進添加剤の少なくとも一部を溶解させることができる担体を含む、前記インク組成物。
(項17)
前記インク除去促進添加剤が、スチレン無水マレイン酸コポリマーを含む、上記項16に記載のインク組成物。
(項18)
前記インク除去促進添加剤が、約50℃~約130℃の範囲のガラス転移温度(Tg)を有する、上記項16に記載のインク組成物。
(項19)
前記インク除去促進添加剤が、約55℃~約85℃の範囲のガラス転移温度(Tg)を有する、上記項16に記載のインク組成物。
(項20)
前記インク除去促進添加剤が、約55℃~約65℃の範囲のガラス転移温度(Tg)を有する、上記項16に記載のインク組成物。
(項21)
前記インク除去促進添加剤が、約150mg KOH/グラム~約205mg KOH/グラムの範囲の酸価を有する、上記項16に記載のインク組成物。
(項22)
前記インク除去促進添加剤が、約165mg KOH/グラム~約205mg KOH/グラムの範囲の酸価を有する、上記項16に記載のインク組成物。
(項23)
前記担体が、溶剤、若しくはモノマー、またはそれらの組み合わせを含む、上記項16に記載のインク組成物。
(項24)
前記溶剤が、少なくとも1つの非プロトン性溶剤を含む、上記項23に記載のインク組成物。
(項25)
前記溶剤が、N-メチル-2-ピロリドン(NMP)、若しくはアセトン、またはそれらの組み合わせを含む、上記項23に記載のインク組成物。
(項26)
前記モノマーが、少なくとも1つのアクリルモノマーを含む、上記項23に記載のインク組成物。
(項27)
前記アクリルモノマーが、1,3-ブチレングリコールジアクリラート、1,6-ヘキサンジオールジアクリラート、1,3-ブチレングリコールジメタクリラート、イソボルニルアクリラート、若しくはイソデシルメタクリラート、またはそれらの組み合わせを含む、上記項26に記載の組成物。
(項28)
前記ベースインクが、UV硬化性インクを含む、上記項16に記載のインク組成物。
(項29)
前記インク組成物が、UV硬化性である、上記項16に記載のインク組成物。
(項30)
(a)約65~約85重量パーセントの前記ベースインク;
(b)約150mg KOH/グラム~約205mg KOH/グラムの範囲の酸価を有する約5~約20重量パーセントの前記インク除去促進添加剤;及び
(c)前記インク除去促進添加剤の少なくとも一部を溶解させることができる約5~約15重量パーセントの前記担体
を含む、上記項16に記載のインク組成物。
(項31)
リサイクル可能なプラスチック物品であって、
デジタル印刷画像が湾曲外面に直接印刷された前記湾曲外面、インクの硬化液滴を含む前記画像、及び約130℃未満のガラス転移温度を有するインク除去促進添加剤を含む組成物を含むインクの前記液滴、を含み、
前記デジタル印刷画像が、少なくとも6.0かつ9.0までの接着スコアを有し、かつ前記デジタル印刷画像が少なくとも約70℃の高温で前記塩基性溶液に曝露される時に、前記除去促進添加剤が、インクの前記硬化液滴を前記物品の前記湾曲外面から分離または解放するように構成される、
前記リサイクル可能なプラスチック物品。
(項32)
前記物品が、プラスチック容器を含む、上記項31に記載のプラスチック物品。
(項33)
前記プラスチック容器が、ボトルである、上記項32に記載のプラスチック物品。
(項34)
前記インク除去促進添加剤が、スチレン無水マレイン酸コポリマーを含む、上記項31に記載のプラスチック物品。
(項35)
前記インク除去促進添加剤が、約50℃~約110℃の範囲のガラス転移温度(Tg)を有する、上記項31に記載のプラスチック物品。
(項36)
前記インク除去促進添加剤が、約55℃~約85℃の範囲のガラス転移温度(Tg)を有する、上記項31に記載のプラスチック物品。
(項37)
前記インク除去促進添加剤が、約55℃~約65℃の範囲のガラス転移温度(Tg)を有する、上記項31に記載のプラスチック物品。
(項38)
前記インク除去促進添加剤が、約150mg KOH/グラム~約205mg KOH/グラムの範囲の酸価を有する、上記項31に記載のインク組成物。
(項39)
前記インク除去促進添加剤が、約165mg KOH/グラム~約205mg KOH/グラムの範囲の酸価を有する、上記項31に記載のインク組成物。
(項40)
前記物品が、次の材料:ポリエチレン、ポリエチレンテレフタラート、高密度ポリエチレン、及びポリプロピレンのうちの1つ以上からなる、上記項31に記載のプラスチック物品。
(項41)
前記デジタル印刷画像が約70~90℃の範囲の高温で約12~13の範囲のpHを有する塩基性溶液に曝露される時に、前記除去促進添加剤が、インクの前記硬化液滴を前記物品の前記湾曲外面から分離または解放するように構成される、上記項31に記載のプラスチック物品。
(項42)
前記高温での前記塩基性溶液への曝露後に、前記硬化インク液滴の少なくとも約90重量パーセントが、前記物品の前記湾曲外面から分離する、上記項41に記載のプラスチック物品。
(項43)
前記デジタル印刷画像が、複数の硬化ベースコートインク液滴を含むベースコート、及び複数の硬化2次コートインク液滴を含む2次コートを含み、前記2次コートが、前記ベースコートの少なくとも一部に塗布される、上記項31に記載のプラスチック物品。
(項44)
硬化インクをプラスチック容器から除去するための方法であって、前記方法が、
(a)ドロップオンデマンドインクジェット印刷プロセスによりデジタル画像が前記プラスチック容器の湾曲外面に直接印刷された前記湾曲外面、前記プラスチック容器の前記湾曲外面に直接塗布されたインクの硬化液滴を含みかつ少なくとも6.0かつ約9.0までの接着スコアを有する前記画像、及び約130℃未満のガラス転移温度を有するインク除去促進添加剤を含む組成物を含むインクの前記液滴、を有するプラスチック容器を提供すること;
(b)前記プラスチック容器の前記デジタル印刷画像の少なくとも一部を、少なくとも約70℃の高温で塩基性溶液に曝露させること;ならびに
(c)前記デジタル印刷画像の少なくとも一部を、前記画像が印刷された前記湾曲外面から除去すること
を含む、前記方法。
(項45)
前記容器が、ボトルである、上記項44に記載の方法。
(項46)
前記インク除去促進添加剤が、スチレン無水マレイン酸コポリマーを含む、上記項44に記載の方法。
(項47)
前記インク除去促進添加剤が、約50℃~約110℃の範囲のガラス転移温度(Tg)を有する、上記項44に記載の方法。
(項48)
前記インク除去促進添加剤が、約55℃~約85℃の範囲のガラス転移温度(Tg)を有する、上記項44に記載の方法。
(項49)
前記インク除去促進添加剤が、約55℃~約65℃の範囲のガラス転移温度(Tg)を有する、上記項44に記載の方法。
(項50)
前記インク除去促進添加剤が、約150mg KOH/グラム~約205mg KOH/グラムの範囲の酸価を有する、上記項44に記載の方法。
(項51)
前記インク除去促進添加剤が、約165mg KOH/グラム~約205mg KOH/グラムの範囲の酸価を有する、上記項44に記載の方法。
(項52)
前記塩基性溶液が、約12~13の範囲のpHを有する水溶液であり、かつ前記高温が、約70~90℃の範囲である、上記項44に記載の方法。
(項53)
前記プラスチック容器が、次の材料:ポリエチレン、ポリエチレンテレフタラート、高密度ポリエチレン、及びポリプロピレンのうちの1つ以上からなる、上記項44に記載の方法。
(項54)
前記除去する工程が、前記画像の前記塩基性溶液への曝露後に、前記インクを前記容器からかき取ることまたは拭き取ることを含む、上記項44に記載の方法。
(項55)
前記インクが、フレークまたは膜の形態で機械的に除去される、上記項44に記載の方法。
Claims (25)
- プラスチック物品上にデジタル印刷するためのインク組成物であって、
(a)65~85重量パーセントのUV硬化性のベースインク;
(b)130℃未満のガラス転移温度を有するかまたは100mg KOH/グラム~250mg KOH/グラムの範囲の酸価を有する、5~20重量パーセントのインク除去促進添加剤であって、スチレン無水マレイン酸コポリマーを含む、インク除去促進添加剤;及び
(c)前記インク除去促進添加剤の少なくとも一部を溶解させることができる、5~15重量パーセントの担体であって、1つ以上の非プロトン性溶剤である、担体
を含む、前記インク組成物。 - 前記インク除去促進添加剤が、スチレン無水マレイン酸樹脂である、請求項1に記載のインク組成物。
- 前記インク除去促進添加剤が、50℃~110℃の範囲のガラス転移温度(Tg)を有する、請求項1に記載のインク組成物。
- 前記インク除去促進添加剤が、150mg KOH/グラム~205mg KOH/グラムの範囲の酸価を有する、請求項1に記載のインク組成物。
- 前記インク除去促進添加剤が、165mg KOH/グラム~205mg KOH/グラムの範囲の酸価を有する、請求項1に記載のインク組成物。
- 前記非プロトン性溶剤が、N-メチル-2-ピロリドン(NMP)、若しくはアセトン、またはそれらの組み合わせである、請求項1に記載のインク組成物。
- 前記インク組成物が、UV硬化性である、請求項1に記載のインク組成物。
- リサイクル可能なプラスチック物品であって、
デジタル印刷画像が湾曲外面に直接印刷された前記湾曲外面を含み、前記画像が、請求項1に記載のインク組成物の液滴を含む、
前記リサイクル可能なプラスチック物品。 - 前記物品が、プラスチック容器を含む、請求項8に記載のプラスチック物品。
- 前記プラスチック容器が、ボトルである、請求項9に記載のプラスチック物品。
- 前記インク除去促進添加剤が、50℃~110℃の範囲のガラス転移温度(Tg)を有する、請求項8に記載のプラスチック物品。
- 前記インク除去促進添加剤が、150mg KOH/グラム~205mg KOH/グラムの範囲の酸価を有する、請求項8に記載のプラスチック物品。
- 前記インク除去促進添加剤が、165mg KOH/グラム~205mg KOH/グラムの範囲の酸価を有する、請求項8に記載のプラスチック物品。
- 前記物品が、次の材料:ポリエチレン、ポリエチレンテレフタラート、高密度ポリエチレン、及びポリプロピレンのうちの1つ以上からなる、請求項8に記載のプラスチック物品。
- 前記デジタル印刷画像が70~90℃の範囲の高温で12~13の範囲のpHを有する塩基性溶液に曝露される時に、前記除去促進添加剤が、インクの前記硬化液滴を前記物品の前記湾曲外面から分離または解放するように構成される、請求項8に記載のプラスチック物品。
- 前記高温での前記塩基性溶液への曝露後に、前記硬化インク液滴の少なくとも90重量パーセントが、前記物品の前記湾曲外面から分離する、請求項15に記載のプラスチック物品。
- 硬化インクをプラスチック容器から除去するための方法であって、前記方法が、
(a)請求項8に記載のプラスチック物品を提供すること;
(b)前記プラスチック物品の前記デジタル印刷画像の少なくとも一部を、少なくとも70℃の高温で塩基性溶液に曝露させること;ならびに
(c)前記デジタル印刷画像の少なくとも一部を、前記画像が印刷された前記湾曲外面から除去すること
を含む、前記方法。 - 前記容器が、ボトルである、請求項17に記載の方法。
- 前記インク除去促進添加剤が、50℃~110℃の範囲のガラス転移温度(Tg)を有する、請求項17に記載の方法。
- 前記インク除去促進添加剤が、150mg KOH/グラム~205mg KOH/グラムの範囲の酸価を有する、請求項17に記載の方法。
- 前記インク除去促進添加剤が、165mg KOH/グラム~205mg KOH/グラムの範囲の酸価を有する、請求項17に記載の方法。
- 前記塩基性溶液が、12~13の範囲のpHを有する水溶液であり、かつ前記高温が、70~90℃の範囲である、請求項17に記載の方法。
- 前記プラスチック容器が、次の材料:ポリエチレン、ポリエチレンテレフタラート、高密度ポリエチレン、及びポリプロピレンのうちの1つ以上からなる、請求項17に記載の方法。
- 前記除去する工程が、前記画像の前記塩基性溶液への曝露後に、前記インクを前記容器からかき取ることまたは拭き取ることを含む、請求項17に記載の方法。
- 前記インクが、フレークまたは膜の形態で機械的に除去される、請求項17に記載の方法。
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