KR20100017697A - 자외선 경화형 코트제 및 성형품 - Google Patents

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유타카 츠보쿠라
요시노리 마치다
후미오키 후카츠
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이데미쓰 테크노파인 가부시키가이샤
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Abstract

이하에 나타내는 일반식 (1) 의 특정 구조를 갖는 친수성 중합체와, 중합 반응성 우레탄올리고머와, 수용성 모노머와, 광중합 개시제와, 흡수성 필러를 함유한다. 중합 반응성 우레탄올리고머는, 카르복실기 함유 히드록실 화합물, 폴리머 폴리올, 유기 디이소시아네이트 화합물 및 히드록실기 함유 아크릴산에스테르를 원료로 하고, 수평균 분자량이 1000 이상 10000 이하인 것이 바람직하다. 기재의 표면에 도포함으로써, 우수한 잉크 흡수성, 인쇄 화상의 건조성, 번짐성, 내택성, 내수성을 가진 잉크 수리층을 형성한다.
P : 2 이상의 정수
R1 : -H 혹은 -CH3
R2 : -H 혹은 -CmH2m+1 (m 은 1 ∼ 8 까지의 정수) 로 나타내는 알킬기
R3 : -CnH2n- (n 은 1 ∼ 8 까지의 정수) 으로 나타내는 알킬렌기
R4, R5 : -H 혹은 -COH2O+1 (o 는 1 ∼ 8 까지의 정수) 로 나타내는 알킬기.

Description

자외선 경화형 코트제 및 성형품{ULTRAVIOLET-CURABLE COATING AGENT AND MOLDED ARTICLE}
본 발명은 자외선으로 경화되는 자외선 경화형 코트제 및 이 자외선 경화형 코트제가 도포된 성형품에 관한 것이다.
종래, 정보 처리 등의 분야에서는, 전기적으로 정보를 기록하고, 재생 내지 재기록할 수 있는 정보 기록 매체가 보급되어 있다. 이와 같은 정보 기록 매체로는, 예를 들어, 광 정보 기록 매체인 콤팩트 디스크 (CD : Compact Disc) 나 디지털 비디오 디스크 (DVD : Digital Versatile Disc) 등과 같이, 수지 기재에 대해 정보 기록층을 형성하여 정보 기록 매체로 한 것이나, 플렉시블 디스크 (FD : Flexible Disk), 광 자기 (MO : Magnet-Optical) 디스크, 미니 디스크 (MD : Mini Disc), 카세트 테이프 등, 정보 기록부를 카트리지 등의 수지 기재에서 수납하여 정보 기록 매체로 한 형태인 것이 주지되었다.
이와 같은 정보 기록 매체는, 정보 기록 성능을 가짐과 함께, 기록된 내용을 나타내는 인덱스나 각종 장식 디자인을 정보 기록 매체의 표면 등에 인쇄하는 경우가 많다. 그리고, 인쇄로는, 잉크젯 인쇄나 스크린 인쇄 등과 같은 종래 공지된 인쇄 수단에 의해 실시되고 있다.
한편, 정보 기록 매체를 구성하는 수지 기재의 표면은 잉크 흡수성을 갖지 않기 때문에, 표면에 잉크젯 인쇄 등을 실시할 때에는, 수지 기재의 표면에 잉크 수리 (受理) 층을 형성시키고, 이 잉크 수리층에 대해 인쇄를 실시하고 있다. 예를 들어, 잉크젯 프린터에 의한 인쇄용 라벨지 등의 대응지나 CD-R (CD-Recordable) 등은, 코팅이나 인쇄법에 의해 잉크 수리층을 용지 기재나 수지 기재의 표면에 형성하고 있다.
그리고, 잉크 수리층을 형성하기 위한 코트제는 자외선 경화 타입인 것이 사용되고 있고, 이 타입의 코트제에 의해 형성되는 잉크 수리층으로는, 우수한 잉크 흡수성이 요구되어, 몇 가지가 제안되어 있다 (예를 들어, 특허 문헌 1 내지 특허 문헌 4 참조).
특허 문헌 1 에 기재된 것은, 상온에서 물과 임의의 비율로 용해되는 방사선 중합성의 모노머인 다가 알코올 등의 액상 수용성 모노머와, 분자 구조적으로 다수의 친수기를 갖는 수용성 고분자를 가교하여 물 및 다른 용제에 대해 불용화시킨 수지 분말인 흡수성 폴리머를 함유한 구성이 채용되고 있다.
특허 문헌 2 에 기재된 것은, 상온에서 물과 임의의 비율로 용해되는 방사선 중합성의 모노머인 다가 알코올 등의 액상 수용성 모노머와, 이 수용성 모노머에 용해될 수 있고 필름 형상으로 막 제조했을 때에 물의 흡수 팽윤이나 물에 실질적으로 불용인 모노머 가용성 소수성 폴리머와, 셀룰로오스계 섬유의 분말이나 폴리펩티드계 섬유 분말 등으로 수용성 모노머 100 중량부에 대해 15 ∼ 300 중량부 비율의 천연 섬유 분말을 함유한 구성이 채용되고 있다.
특허 문헌 3 에 기재된 것은, 상온에서 물과 임의의 비율로 용해되는 방사선 중합성의 모노머인 다가 알코올 등의 액상 수용성 모노머와, 이 수용성 모노머에 용해될 수 있고 필름 형상으로 막 제조했을 때에 물의 흡수 팽윤이나 물에 실질적으로 불용인 소수성 폴리머와, 실리카, 합성 운모, 수산화 알루미늄, 알루미나 등의 무기 필러를 함유한 구성이 채용되고 있다.
특허 문헌 4 에 기재된 것은, 아크릴로일모르폴린, 알킬옥시메틸아크릴아미드 및 메톡시폴리에틸렌글리콜(모노)아크릴레이트의 합계인 함유량이 자외선 경화성 잉크 100 중량부 중에 25 내지 70 중량부의 비율로 함유된 구성이 채용되고 있다.
특허 문헌 1 : 일본 공개특허공보 평11-116875호
특허 문헌 2 : 일본 공개특허공보 평10-259340호
특허 문헌 3 : 일본 공개특허공보 2000-34435호
특허 문헌 4 : 일본 공개특허공보 2002-332431호
발명의 개시
발명이 해결하고자 하는 과제
그런데, 잉크 수리층의 인쇄 적성으로는, 우수한 잉크 흡수성과 함께, 인쇄 화상의 건조성, 인쇄 화상의 번짐성, 내택(tack)성, 내수성도 함께 요구되고 있다. 그러나, 상기 서술한 특허 문헌 1 내지 특허 문헌 4 에 기재된 바와 같은 종래의 코트제에서는, 충분한 인쇄 적성을 얻기 어려워, 인쇄 적성이 더욱 양호한 코트제가 요망되고 있다.
본 발명은 이와 같은 점을 고려하여, 우수한 인쇄 적성이 얻어지는 자외선 경화형 코트제 및 성형품을 제공하는 것을 목적으로 한다.
과제를 해결하기 위한 수단
본 발명에 기재된 자외선 경화형 코트제는, 자외선으로 경화되는 자외선 경화형 코트제로서, 친수성 중합체와, 중합 반응성 우레탄올리고머와, 수용성 모노머와, 광중합 개시제를 함유하고, 상기 친수성 중합체는 하기의 일반식 (1) 로 나타내는 구조를 갖고,
[화학식 1]
Figure 112009075418424-PCT00001
P : 2 이상의 정수
R1 : -H 혹은 -CH3
R2 : -H 혹은 -CmH2m+1 (m 은 1 ∼ 8 까지의 정수) 로 나타내는 알킬기
R3 : -CnH2n- (n 은 1 ∼ 8 까지의 정수) 으로 나타내는 알킬렌기
R4, R5 : -H 혹은 -COH2O+1 (o 는 1 ∼ 8 까지의 정수) 로 나타내는 알킬기
상기 중합 반응성 우레탄올리고머는, 카르복실기 함유 디히드록실 화합물, 폴리머폴리올, 유기 디이소시아네이트 화합물 및 히드록실기 함유 아크릴산에스테르를 원료로 하고, 수평균 분자량이 1000 이상 10000 이하인 것을 특징으로 한다.
이 발명에서는, 친수성 중합체와, 중합 반응성 우레탄올리고머와, 수용성 모노머와, 광중합 개시제를 조합하여 사용한다.
이로 인해, 예를 들어 막 제조에 의해 형성되는 잉크 수리층은, 우수한 잉크 흡수성을 가짐과 함께, 인쇄 화상의 건조성, 인쇄 화상의 번짐성, 내택성, 내수성도 양호하고, 우수한 인쇄 적성이 얻어진다. 나아가서는, 열에 의해 경화시키는 경우에 비해 도포하는 대상에 여분의 에너지를 부여하지 않아도 되기 때문에, 도포 대상을 열화시키는 경우가 없다.
또, 상기 친수성 중합체는 상기 일반식 (1) 로 나타내는 특정 구조를 갖는 친수성 중합체를 사용하므로, 흡수성이 높기 때문에, 수성 잉크의 흡수능이 높아, 예를 들어 막 제조에 의해 형성되는 잉크 수리층에 있어서의 보다 우수한 인쇄 적성을 제공할 수 있다.
또한, 중합 반응성 우레탄올리고머는 카르복실기 함유 디히드록실 화합물, 폴리머폴리올, 유기 디이소시아네이트 화합물 및 히드록실기 함유 아크릴산에스테르를 원료로 하고 있으므로, 중합 반응성 우레탄올리고머 첨가에 의해 특히 내택성 및 내수성이 향상된다.
또한, 중합 반응성 우레탄올리고머는, 수평균 분자량이 1000 이상 10000 이하, 바람직하게는 1200 이하 8000 이하의 중합 반응성 우레탄올리고머를 사용한다. 이로 인해, 우수한 인쇄 적성을 제공하기 위한 재료인 중합 반응성 우레탄올리고머를 용이하게 조제할 수 있다.
여기서, 중합 반응성 우레탄올리고머의 수평균 분자량이 1000 보다 작아지면, 예를 들어 막 제조에 의해 형성되는 잉크 수리층에 있어서의 인쇄 적성, 특히 건조성, 번짐성, 내택성, 내수성이 저하될 우려가 있다. 한편, 중합 반응성 우레탄올리고머의 수평균 분자량이 10000 보다 커지면, 중합 반응성 우레탄올리고머의 조제시인 합성 반응성시의 계내 점도가 상승하여 합성이 곤란해질 우려가 있다.
또한, 본 발명에서는, 상기 친수성 중합체는 N,N-디메틸아미노프로필아크릴아미드만으로 이루어지는 중합체인 구성으로 하는 것이 바람직하다.
이 발명에서는, 친수성 중합체로서 N,N-디메틸아미노프로필아크릴아미드만으로 이루어지는 특정 구조를 갖는 중합체를 사용하므로, 흡수성과 소수성의 밸런스가 우수하고, 수성 잉크의 흡수능과 내수성의 쌍방을 겸비하여, 예를 들어 막 제조에 의해 형성되는 잉크 수리층에 있어서의 보다 우수한 인쇄 적성을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에서는, 상기 친수성 중합체는 중량 평균 분자량이 5000 이상 300000 이하인 구성으로 하는 것이 바람직하다.
이 발명에서는, 친수성 중합체로서 중량 평균 분자량이 5000 이상 300000 이하인 것을 사용하므로, 저분자량 성분에 의한 내택성이 저하되는 문제나 고분자량 성분에 의한 코트제의 점도 상승에 의해 도포막이 불균일해지는 문제 등을 방지할 수 있어, 예를 들어 막 제조에 의해 형성되는 잉크 수리층에 있어서의 보다 우수한 인쇄 적성을 제공할 수 있다.
여기서, 친수성 중합체의 중량 평균 분자량이 5000 보다 작아지면, 예를 들어 막 제조에 의해 형성되는 잉크 수리층에 있어서의 인쇄 적성, 특히 건조성, 번짐성, 내택성, 내수성이 저하될 우려가 있다. 한편, 친수성 중합체의 중량 평균 분자량이 300000 보다 커지면, 친수성 중합체의 조제시인 합성 반응성시의 계내 점도가 상승하여 합성이 곤란해질 우려가 있다. 이로 인해, 친수성 중합체는, 중량 평균 분자량이 5000 이상 300000 이하, 바람직하게는 7000 이상 26000 이하인 것을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에서는, 상기 카르복실기 함유 디히드록실 화합물은, 수평균 분자량이 50 이하 200 이하이고, 디메틸프로피온산 또는 디메틸올부탄산에서 선택되는 적어도 1 종류인 것이 바람직하다.
이 발명에서는, 중합 반응성 우레탄올리고머의 원료가 되는 카르복실기 함유 디히드록실 화합물로서, 수평균 분자량이 50 이상 200 이하인 디메틸올프로피온산, 디메틸올부탄산을 사용한다.
이로 인해, 이들의 원료는, 특히 건조성과 번짐성이 우수하므로, 우수한 인쇄 적성을 제공하기 위한 재료인 중합 반응성 우레탄올리고머를 용이하게 조제할 수 있다.
또한, 본 발명에서는, 상기 폴리머 폴리올은 수평균 분자량이 300 이상 2000 이하이고, 폴리카보네이트디올, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜에서 선택되는 적어도 1 종류인 것이 바람직하다.
이 발명에서는, 중합 반응성 우레탄올리고머의 원료가 되는 폴리머폴리올로서, 수평균 분자량이 300 이상 2000 이하인 폴리카보네이트디올, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜를 사용한다.
이로 인해, 이들의 원료는 특히 건조성과 번짐성이 우수하므로, 우수한 인쇄 적성을 제공하기 위한 재료인 중합 반응성 우레탄올리고머를 용이하게 조제할 수 있다.
또한, 본 발명에서는, 상기 유기 디이소시아네이트 화합물은, 2,4-톨루엔디이소시아네이트, 2,6-톨루엔디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 디페닐에틸렌디이소시아네이트, 자일렌디이소시아네이트, 메틸렌비스(시클로헥실이소시아네이트), 트리메틸헥사메틸렌디이소시아네이트에서 선택되는 적어도 1 종류인 구성으로 하는 것이 바람직하다.
이 발명에서는, 특히 내택성, 내수성이 우수한, 중합 반응성 우레탄올리고머의 원료가 되는 유기 디이소시아네이트 화합물로서, 2,4-톨루엔디이소시아네이트, 2,6-톨루엔디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 디페닐에틸렌디이소시아네이트, 자일렌디이소시아네이트, 시클로헥실이소시아네이트, 트리메틸헥사메틸렌디이소시아네이트에서 선택되는 적어도 1 종류를 사용하므로, 우수한 인쇄 적성을 제공하기 위한 재료인 중합 반응성 우레탄올리고머를 용이하게 조제할 수 있다.
또한, 본 발명에서는, 상기 히드록실기 함유 아크릴산에스테르는, 2-히드록시에틸아크릴레이트와, 히드록시프로필아크릴레이트와, 히드록시부틸아크릴레이트와, 상기 2-히드록시에틸아크릴레이트, 상기 히드록시프로필아크릴레이트, 상기 히드록시부틸아크릴레이트 중 어느 것인 카프로락톤 또는 산화 알킬렌 부가물과, 글리세린디아크릴레이트에서 선택되는 적어도 1 종류인 구성으로 하는 것이 바람직하다.
이 발명에서는, 특히 도포막의 경화성이 우수한 히드록실기 함유 아크릴산에스테르로서, 2-히드록시에틸아크릴레이트와, 히드록시프로필아크릴레이트와, 히드록시부틸아크릴레이트와, 상기 2-히드록시에틸아크릴레이트, 상기 히드록시프로필아크릴레이트, 상기 히드록시부틸아크릴레이트 중 어느 것인 카프로락톤 또는 산화 알킬렌 부가물과, 글리세린디아크릴레이트에서 선택되는 적어도 1 종류를 사용하므로, 우수한 인쇄 적성을 제공하기 위한 재료인 중합 반응성 우레탄올리고머를 용이하게 조제할 수 있다.
그리고, 본 발명에서는, 상기 수용성 모노머는, 아크릴로일모르폴린을 50 질량％ 이상 함유한 구성으로 하는 것이 바람직하다.
이 발명에서는, 수용성 모노머로서 50 질량％ 이상의 아크릴로일모르폴린을 함유한 것을 사용하므로, 모노머 첨가에 의해 특히 건조성 및 번짐성이 향상되어, 예를 들어 막 제조에 의해 형성되는 잉크 수리층의 우수한 인쇄 적성이 얻어진다.
여기서, 아크릴로일모르폴린의 함유량이 50 질량％ 보다 적어지면, 예를 들어 막 제조에 의해 형성되는 잉크 수리층의 인쇄 적성, 특히 인쇄 화상의 건조성 및 번짐성이 저하될 우려가 있다. 이로 인해, 아크릴로일모르폴린의 함유량을 50 질량％ 이상으로 하는 것이 바람직하다.
그리고, 본 발명에서는, 상기 친수성 중합체는 함유량이 5 질량％ 이상 50 질량％ 이하이고, 상기 중합 반응성 우레탄올리고머는 함유량이 3 질량％ 이상 30 질량％ 이하이고, 상기 수용성 모노머는 함유량이 10 질량％ 이상 91 질량％ 이하이며, 상기 광중합 개시제는 함유량이 1 질량％ 이상 10 질량％ 이하인 구성으로 하는 것이 바람직하다.
이 발명에서는, 친수성 중합체의 함유량을 5 질량％ 이상 50 질량％ 이하, 중합 반응성 우레탄올리고머의 함유량을 3 질량％ 이상 30 질량％ 이하, 수용성 모노머의 함유량을 10 질량％ 이상 91 질량％ 이하, 광중합 개시제의 함유량을 1 질량％ 이상 10 질량％ 이하로 함유한다. 이로 인해, 예를 들어 막 제조에 의해 형성되는 잉크 수리층에 있어서의 보다 우수한 인쇄 적성을 제공할 수 있다.
여기서, 친수성 중합체의 함유량이 5 질량％ 보다 적어지면, 예를 들어 막 제조에 의해 형성되는 잉크 수리층의 인쇄 적성, 특히 인쇄 화상의 건조성 및 번짐성이 저하될 우려가 있다. 한편, 친수성 중합체의 함유량이 50 질량％ 보다 많아지면, 예를 들어 막 제조에 의해 형성되는 잉크 수리층의 인쇄 적성, 특히 내택성 및 내수성이 저하될 우려가 있다. 이로 인해, 친수성 중합체의 함유량을 5 질량％ 이상 50 질량％ 이하, 바람직하게는 10 질량％ 이상 40 질량％ 이하로 한다.
또한, 중합 반응성 우레탄올리고머의 함유량이 3 질량％ 보다 적어지면, 예를 들어 막 제조에 의해 형성되는 잉크 수리층의 인쇄 적성, 특히 내택성 및 내수성이 저하될 우려가 있다. 한편, 중합 반응성 우레탄올리고머의 함유량이 30 질량％ 보다 많아지면, 예를 들어 막 제조에 의해 형성되는 잉크 수리층의 인쇄 적성, 특히 인쇄 화상의 건조성 및 번짐성이 저하될 우려가 있다. 이로 인해, 중합 반응성 우레탄올리고머의 함유량을 3 질량％ 이상 30 질량％ 이하, 바람직하게는 5 질량％ 이상 25 질량％ 이하로 하는 것이 바람직하다.
나아가 수용성 모노머의 함유량이 10 질량％ 보다 적어지면, 균일 조성이 얻어지기 어려울 우려가 있다. 한편, 수용성 모노머의 함유량이 91 질량％ 보다 많아지면, 예를 들어 막 제조에 의해 형성되는 잉크 수리층의 인쇄 적성, 특히 인쇄 화상의 건조성 및 번짐성이 저하될 우려가 있다. 이로 인해, 수용성 모노머의 함유량을 10 질량％ 이상 91 질량％ 이하, 바람직하게는 29 질량％ 이상 83 질량％ 이하로 하는 것이 바람직하다.
또한, 광중합 개시제의 함유량이 1 질량％ 보다 적어지면, 경화가 불충분해질 우려가 있다. 한편, 광중합 개시제의 함유량이 10 질량％ 보다 많아지면, 내택성이 저하될 우려가 있다. 이로 인해, 광중합 개시제의 함유량을 1 질량％ 이상 10 질량％ 이하, 바람직하게는 2 질량％ 이상 6 질량％ 이하로 한다.
또한, 본 발명에서는, 상기 친수성 중합체, 상기 중합 반응성 우레탄올리고머, 상기 수용성 모노머 및 상기 광중합 개시제에 추가로, 3 질량％ 이상 50 질량％ 이하의 흡수성 필러를 함유한 것이 바람직하다.
이 발명에서는, 친수성 중합체, 중합 반응성 우레탄올리고머, 수용성 모노머 및 광중합 개시제에 추가로, 3 질량％ 이상 50 질량％ 이하의 흡수성 필러를 함유함으로써, 예를 들어 막 제조에 의해 형성되는 잉크 수리층에 있어서의 보다 우수한 인쇄 적성이 얻어진다.
여기서, 흡수성 필러의 함유량이 3 질량％ 보다 적어지면, 수성 잉크 흡수성을 충분히 부여할 수 없을 우려가 있다. 한편, 흡수성 필러의 함유량이 50 질량％ 보다 많아지면, 증점되어 균일한 막 제조가 얻어지지 않을 우려가 있다. 이로 인해, 흡수성 필러의 함유량을 3 질량％ 이상 50 질량％ 이하, 바람직하게는 3 질량％ 이상 45 질량％ 이하로 하는 것이 바람직하다.
본 발명에 기재된 성형품은, 전술한 본 발명의 자외선 경화형 코트제가 기재된 표면에 도포된 것을 특징으로 한다.
이 발명에서는, 예를 들어 막 제조에 의해 형성되는 잉크 수리층에 있어서의 우수한 인쇄 적성이 얻어지는 전술한 본 발명의 자외선 경화형 코트제를 기재의 표면에 도포하고 있다.
이로 인해, 예를 들어 잉크 흡수성을 갖지 않는 기재나 잉크 흡수성이 낮은 기재 등에 대해서도, 양호한 인쇄를 부여할 수 있다.
또한, 본 발명에서는, 상기 자외선 경화형 코트제는, 상기 기재의 표면에 잉크 수리층으로서 도포 형성된 구성으로 하는 것이 바람직하다.
이 발명에서는, 우수한 인쇄 적성이 얻어지는 전술한 본 발명의 자외선 경화형 코트제를 기재의 표면에 잉크 수리층으로서 도포 형성한다.
이로 인해, 예를 들어 잉크 흡수성을 갖지 않는 기재나 잉크 흡수성이 낮은 기재 등에 대해서도, 양호한 인쇄를 부여할 수 있다.
도 1 은 본 발명의 일 실시형태에 관한 정보 기록 매체를 도시하는 단면도이다.
부호의 설명
1 … 성형품으로서의 정보 기록 매체
2 … 잉크 수리층
3 … 기재
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
이하에, 본 발명을 실시하기 위한 최선의 형태에 대해서 상세히 서술한다.
또한, 본 실시 형태에서는, 본 발명에 있어서의 성형품으로서, 예를 들어 CD-R (Compact Disc-Recordable) 이나 DVD-R (Digital Versatile Disc-Recordable) 등, 일면에 정보 기록면을 갖고 타면에 라벨면을 가진 원반 형상의 정보 기록 매체를 예시하는데, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 플렉시블 디스크 (FD : Flexible Disk), 광 자기 (MO : Magnet-Optical) 디스크, 미니 디스크 (MD : Mini Disc), 카세트 테이프 등, 정보 기록부를 수용하는 카트리지, 각종 정보 기록 매체에 사용되는 인쇄용 라벨지 등의 인쇄 용지, 나아가서는, 합성 수지 성형품, 유리, 목재, 강판, 피혁품, 직포나 부직포 등, 각종 기재를 대상으로 할 수 있다.
도 1 은 본 실시 형태에 있어서의 정보 기록 매체의 개략 구성을 도시하는 단면도이다.
〔성형품의 구성〕
도 1 에 있어서, 1 은 성형품으로서의 정보 기록 매체로서, 이 정보 기록 매체 (1) 는, 예를 들어 CD-R 이나 DVD-R 등의 디스크 형상의 기록 매체로서, 일면에 정보가 기록되는 도시되지 않은 정보 기록면이 형성되고, 타면에 라벨면이 형성되 어 있다.
이 정보 기록 매체 (1) 는 원반 형상의 디스크인 기재 (3) 의 표면에 대해, 활성 에너지선으로서의 자외선 조사에 의해 경화되는 잉크 수리층 (2) 을 구비하여 구성되어 있다. 또한, 정보 기록 매체 (1) 에 있어서의 정보가 기록되는 층 (정보 기록층) 은, 도 1 에 있어서의 기재 (3) 의 층 구성에 포함된다. 그리고, 기재 (3) 로는, 일반적으로 정보 기록 매체 (1) 에 사용되는 폴리카보네이트 수지인 원반 형상의 디스크 기판에 의해 구성된 것을 예시할 수 있다.
그리고, 잉크 수리층 (2) 은 상세한 것은 후술하는 자외선 경화형 코트제가 각종 방법에 의해 기재 (3) 의 표면에 도포되어, 예를 들어 수성의 피막 형상으로 형성되어 있다. 막 도포 방법으로는, 바 코트, 콤마 코트, 나이프 코트, 다이 코트, 스핀 코트, 스크린 인쇄, 그라비아 인쇄, 플렉소 인쇄, 패드 인쇄, 잉크젯 인쇄 등, 종래 공지된 코팅 또는 인쇄 수단을 적절히 사용할 수 있다. 또한, 특히, 바 코트, 스핀 코트, 스크린 인쇄의 방법이 정보 기록 매체의 막 도포 방법으로서 일반적으로 이용되고 있기 때문에 바람직하다. 또한, 도포막의 경화로서 조사하는 활성 에너지선으로는, 자외선, 전자선, X 선, 가시광선 등, 각종 활성화시키는 에너지선을 대상으로 할 수 있다. 특히, 조사 장치의 구성이나 도포막 공정에 있어서의 작업성이나 장치 구성 등의 점에서, 작업성이 용이하며 범용인 간단한 구성을 이용할 수 있는 자외선 조사에 의한 경화가 바람직하다.
(자외선 경화형 코트제의 조성)
그리고, 잉크 수리층 (2) 을 구성하는 자외선 경화형 코트제는, 친수성 중합 체와, 중합 반응성 우레탄올리고머와, 수용성 모노머와, 광중합 개시제와, 흡수성 필러를 함유하고 있다.
또한, 본 발명의 효과를 방해하지 않는 범위에서, 소포제, 분산제, 보수제, 증점제, 이형제, 방부제, 착색 안료, 내수화제, 습윤제, 형광 도료, 자외선 흡수제 등의 첨가제를 필요에 따라 적절히 배합할 수 있다. 또한, 자외선 경화형 코트제로는, 흡수성 필러를 함유시키지 않아도 된다.
친수성 중합체로는, 하기의 일반식 (1) 로 나타내는 구조를 갖는 것이 바람직하다.
[화학식 2]
Figure 112009075418424-PCT00002
P : 2 이상의 정수
R1 : -H 혹은 -CH3
R2 : -H 혹은 -CmH2m+1 (m 은 1 ∼ 8 까지의 정수) 로 나타내는 알킬기
R3 : -CnH2n- (n 은 1 ∼ 8 까지의 정수) 으로 나타내는 알킬렌기
R4, R5 : -H 혹은 -COH2O+1 (o 는 1 ∼ 8 까지의 정수) 로 나타내는 알킬기
특히, 친수성 중합체는, N,N-디메틸아미노프로필아크릴아미드만으로 이루어지는 중합체를 사용하는 것이 바람직하다.
또한 친수성 중합체는, 중량 평균 분자량이 5000 이상 300000 이하인 것을 사용하는 것이 바람직하다.
여기서, 친수성 중합체의 중량 평균 분자량이 5000 보다 작아지면, 예를 들어 막 제조에 의해 형성되는 잉크 수리층에 있어서의 인쇄 적성, 특히 건조성, 번짐성, 내택성, 내수성이 저하될 우려가 있다. 한편, 친수성 중합체의 중량 평균 분자량이 300000 보다 커지면, 친수성 중합체의 조제시인 합성 반응성시의 계내 점도가 상승하여 합성이 곤란해질 우려가 있다. 이로 인해, 친수성 중합체는, 중량 평균 분자량이 5000 이상 300000 이하, 바람직하게는 7000 이상 26000 이하인 것을 사용하는 것이 바람직하다.
중합 반응성 우레탄올리고머는, 예를 들어 말단에 반응성 이중 결합을 갖는 우레탄올리고머이다.
특히, 중합 반응성 우레탄올리고머는, 카르복실기 함유 디히드록실 화합물, 폴리머폴리올, 유기 디이소시아네이트 화합물 및 히드록실기 함유 아크릴산에스테르를 원료로 하고, 수평균 분자량이 1000 이상 10000 이하인 것이 바람직하다.
여기서, 중합 반응성 우레탄올리고머의 수평균 분자량이 1000 보다 작아지면, 예를 들어 막 제조에 의해 형성되는 잉크 수리층 (2) 에 있어서의 인쇄 적성, 특히 인쇄 화상의 건조성, 번짐성, 내택성, 내수성이 저하될 우려가 있다. 한편, 중합 반응성 우레탄올리고머의 수평균 분자량이 10000 보다 커지면, 중합 반응성 우레탄올리고머의 조제시인 반응성시의 계내 점도가 상승하여 합성이 곤란해질 우려가 있다. 이로 인해, 중합 반응성 우레탄올리고머는, 수평균 분자량이 1000 이상 10000 이하, 바람직하게는 1200 이상 8000 이하인 것을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 중합 반응성 우레탄올리고머의 원료가 되는 카르복실기 함유 디히드록실 화합물로는, 특히 건조성 및 번짐성이 우수한, 수평균 분자량이 50 이상 200 이하의 디메틸올프로피온산, 디메틸올부탄산 등을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 중합 반응성 우레탄올리고머의 원료가 되는 폴리머폴리올로는, 특히 건조성 및 번짐성이 우수한, 수평균 분자량이 300 이상 2000 이하의 폴리카보네이트디올, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜 등을 사용하는 것이 바람직하다.
나아가 중합 반응성 우레탄올리고머의 원료가 되는 유기 디이소시아네이트 화합물로서, 특히 내택성 및 내수성이 우수한 2,4-톨루엔디이소시아네이트, 2,6-톨루엔디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 디페닐에틸렌디이소시아네이트, 자일렌디이소시아네이트, 메틸렌비스(시클로헥실이소시아네이트), 트리메틸헥사메틸렌디이소시아네이트에서 선택되는 적어도 1 종류를 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 중합 반응성 우레탄올리고머의 원료가 되는 히드록실기 함유 아크릴산에스테르로서, 특히 도포막의 경화성이 우수한 2-히드록시에틸아크릴레이트와, 히드록시프로필아크릴레이트와, 히드록시부틸아크릴레이트와, 상기 2-히드록시에틸아크릴레이트, 상기 히드록시프로필아크릴레이트, 상기 히드록시부틸아크릴레이트 중 어느 것인 카프로락톤 또는 산화 알킬렌 부가물과, 글리세린디아크릴레이트에서 선택되는 적어도 1 종류를 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 그 밖의 공중합 가능한 중합 반응성 올리고머를, 본 발명의 효과를 방 해하지 않는 범위, 예를 들어 올리고머 중에서 50 질량％ 를 초과하지 않는 비율로 함유하고 있어도 된다. 중합 반응성 올리고머로는, 우레탄아크릴레이트 올리고머, 에폭시아크릴레이트 올리고머, 폴리에스테르계 올리고머, 아크릴계 올리고머 등이, 특히 내택성 및 내수성의 향상이라는 점에서 바람직하다. 그 밖에, 예를 들어 「광 경화 기술 데이터북 재료편」(테크노네트사 발행 (2000년 12월 5일 발행)) 의 84 페이지 내지 118 페이지에 기재되어 있는 수용성 올리고머를 사용할 수 있다.
수용성 모노머는, 예를 들어 상온에서 물과 임의의 비율로 용해시키는 각종 모노머를 사용할 수 있다.
구체적으로는, 아크릴로일모르폴린, 부탄디올모노아크릴레이트, 2-히드록시에틸아크릴레이트, N,N-디메틸아미노에틸아크릴레이트, N,N-디메틸아크릴아미드, 2-히드록시에틸비닐에테르 등을 예시할 수 있다. 그 밖에, 예를 들어 「광 경화 기술 데이터북 재료편」(테크노네트사 발행 (2000년 12월 5일 발행)) 의 6 페이지 내지 81 페이지에 기재되어 있는 수용성 모노머를 사용할 수 있다. 특히, 아크릴로일모르폴린을 주체로 한 계에서는 인쇄 적성이 우수하므로 바람직하다.
이 수용성 모노머로는, 50 질량％ 이하의 아크릴로일모르폴린을 함유한 것을 사용하는 것이, 특히 건조성 및 번짐성이라는 점에서 바람직하다.
여기서, 아크릴로일모르폴린의 함유량이 50 질량％ 보다 적어지면, 예를 들어 막 제조에 의해 형성되는 잉크 수리층 (2) 의 인쇄 적성, 특히 인쇄 화상의 건조성 및 번짐성이 저하될 우려가 있다. 이로 인해, 아크릴로일모르폴린의 함유 량을 50 질량％ 이상으로 하는 것이 바람직하다.
또한, 그 밖의 공중합 가능한 수용성 모노머를 수용성 모노머 중에서 50 질량％ 이하의 비율로 함유하고 있어도 된다. 나아가서는, 본 발명의 효과를 방해하지 않는 범위에서 비수용성 모노머를 수용성 모노머에 대해 30 질량％ 이하의 비율로 함유시켜도 된다.
광중합 개시제는, 자외선에 의해 발생하는 라디칼에 의해, 수용성 모노머나 중합 반응성 우레탄올리고머 중의 이중 결합과 반응하여 중합 반응을 야기시키는 각종 중합 개시제를 사용할 수 있다.
구체적으로는, 히드록시케톤인 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 벤조인에틸에테르, 1-히드록시-시클로헥실-페닐-케톤, 아미노케톤인 2-메틸-1[4-(메틸티오)페닐]-2-모르폴리노프로판-1-온 등을 예시할 수 있다. 그 밖에, 예를 들어 「광 경화 기술 데이터북 재료편」(테크노네트사 발행 (2000년 12월 5일 발행)) 의 122 페이지 내지 133 페이지에 기재되어 있는 광중합 개시제를 사용할 수 있다. 특히, 건조성 및 내택성의 점에서 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 벤조인에틸에테르를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 광중합 개시제는, 상기한 각종 광중합 개시제의 2 종 이상을 조합하여 사용해도 된다.
흡수성 필러는, 무기 필러, 유기 필러 중 어느 것을 사용할 수도 있다.
무기 필러로는, 예를 들어, 실리카, 탤크, 탄산 칼슘, 황산 바륨, 제올라이트 등을 들 수 있다. 또한, 유기 필러로는, 예를 들어, 천연 유기물 미분말 (콜라겐, 실크, 셀룰로오스, 전분, 키틴, 키토산, 난각막 등), 흡수성 수지 파우더 (예를 들어, 흡수성 아크릴 수지, 흡수성 폴리에스테르 수지 등의 파우더) 등을 들 수 있다. 이들의 무기 필러 및 유기 필러는, 1 종을 단독으로 사용해도 되고, 또는 2 종 이상을 조합하여 사용해도 된다.
그리고, 자외선 경화형 코트제는, 친수성 중합체의 함유량 [질량％] 을 A, 중합 반응성 우레탄올리고머의 함유량 [질량％] 을 B, 수용성 모노머의 함유량 [질량％] 을 C, 광중합 개시제의 함유량 [질량％] 을 D 로 했을 때에, A / B / C / D = (5 ∼ 50) / (3 ∼ 30) / (91 ∼ 10) / (1 ∼ 10) 의 비율로, 친수성 중합체, 중합 반응성 우레탄올리고머, 수용성 모노머, 광중합 개시제를 함유하는 것이 바람직하다.
여기서, 친수성 중합체의 함유량이 5 질량％ 보다 적어지면, 예를 들어 막 제조에 의해 형성되는 잉크 수리층의 인쇄 적성, 특히 인쇄 화상의 건조성 및 번짐성이 저하될 우려가 있다. 한편, 친수성 중합체의 함유량이 50 질량％ 보다 많아지면, 예를 들어 막 제조에 의해 형성되는 잉크 수리층의 인쇄 적성, 특히 내택성 및 내수성이 저하될 우려가 있다. 이로 인해, 친수성 중합체의 함유량을 5 질량％ 이상 50 질량％ 이하, 바람직하게는 10 질량％ 이상 40 질량％ 이하로 하는 것이 바람직하다.
또한, 중합 반응성 우레탄올리고머의 함유량이 3 질량％ 보다 적어지면, 예를 들어 막 제조에 의해 형성되는 잉크 수리층의 인쇄 적성, 특히 내택성 및 내수성이 저하될 우려가 있다. 한편, 중합 반응성 우레탄올리고머의 함유량이 30 질량％ 보다 많아지면, 예를 들어 막 제조에 의해 형성되는 잉크 수리층의 인쇄 적 성, 특히 인쇄 화상의 건조성 및 번짐성이 저하될 우려가 있다. 이로 인해, 중합 반응성 우레탄올리고머의 함유량을 3 질량％ 이상 30 질량％ 이하, 바람직하게는 5 질량％ 이상 25 질량％ 이하로 하는 것이 바람직하다.
나아가 수용성 모노머의 함유량이 10 질량％ 보다 적어지면, 균일 조성이 얻어지기 어려워질 우려가 있다. 한편, 수용성 모노머의 함유량이 91 질량％ 보다 많아지면, 예를 들어 막 제조에 의해 형성되는 잉크 수리층의 인쇄 적성, 특히 인쇄 화상의 건조성 및 번짐성이 저하될 우려가 있다. 이로 인해, 수용성 모노머의 함유량을 10 질량％ 이상 91 질량％ 이하, 바람직하게는 29 질량％ 이상 83 질량％ 이하로 하는 것이 바람직하다.
나아가 광중합 개시제의 함유량이 1 질량％ 보다 적어지면, 경화가 불충분해질 우려가 있다. 한편, 광중합 개시제의 함유량이 10 질량％ 보다 많아지면, 내택성이 저하될 우려가 있다. 이로 인해, 광중합 개시제의 함유량을 1 질량％ 이상 10 질량％ 이하, 바람직하게는 2 질량％ 이상 6 질량％ 이하로 하는 것이 바람직하다.
또한, 자외선 경화형 코트제는 친수성 중합체, 중합 반응성 우레탄올리고머, 수용성 모노머 및 광중합 개시제에 추가로, 흡수성 필러를 3 질량％ 이상 50 질량％ 이하로 함유하는 것이 바람직하다.
여기서, 흡수성 필러의 함유량이 3 질량％ 보다 적어지면, 수성 잉크 흡수성을 충분히 부여할 수 없을 우려가 있다. 한편, 흡수성 필러의 함유량이 50 질량％ 보다 많아지면, 증점되어 균일한 막 제조를 얻을 수 없게 될 우려가 있다. 이로 인해, 흡수성 필러의 함유량을 3 질량％ 이상 50 질량％ 이하, 바람직하게는 3 질량％ 이상 45 질량％ 이하로 하는 것이 바람직하다.
〔실시형태의 작용 효과〕
상기 서술한 바와 같이, 상기 실시형태의 자외선 경화형 코트제에 의하면, 친수성 중합체와 중합 반응성 우레탄올리고머와, 수용성 모노머와, 광중합 개시제를 함유한 것을 이용하고 있다.
이 때문에, 친수성 중합체와, 중합 반응성 우레탄올리고머와, 수용성 모노머를 조합하여 사용하므로, 친수성 중합체의 특징인 잉크의 흡수능 및 내수성과, 우레탄올리고머 첨가의 특징인 내택성 및 내수성과, 모노머 첨가의 특징인 건조성 및 번짐성의 밸런스가 양호해지는데, 예를 들어 기재 (3) 의 표면 위에 도포막 형성된 잉크 수리층 (2) 은, 우수한 잉크 흡수성을 가짐과 함께, 인쇄 화상의 건조성, 인쇄 화상의 번짐성, 내택성, 내수성도 양호하며, 우수한 인쇄 적성이 얻어진다. 또한, 열에 의해 경화시키는 경우에 비해 도포하는 기재 (3) 에 여분의 에너지를 부여하지 않아도 되기 때문에, 예를 들어 기재 (3) 의 열 변형 등 손상이 발생하는 등, 기재 (3) 의 열화를 방지할 수 있고, 가열할 수 없는 도포 대상에도 적용할 수 있어, 범용성을 향상시킬 수 있다.
그리고, 상기 실시형태에서는, 친수성 중합체로서, 상기 서술한 일반식 (1) 로 나타내는 특정 구조를 갖는 것이 바람직하게 사용된다.
이 때문에, 흡수성이 높고 수성 잉크의 흡수능이 향상되어, 예를 들어 막 제조에 의해 형성된 잉크 수리층 (2) 에 있어서의 보다 우수한 인쇄 적성이 얻어진 다.
또한, 상기 실시형태에서는, 친수성 중합체로서 N,N-디메틸아미노프로필아크릴아미드만으로 이루어지는 특정 구조를 갖는 중합체가 바람직하게 사용된다.
이 때문에, 흡수성과 소수성과의 밸런스가 우수하고, 수성 잉크의 흡수능과 내수성의 쌍방을 겸비하여, 예를 들어 막 제조에 의해 형성되는 잉크 수리층 (2) 에 있어서의 보다 우수한 인쇄 적성이 얻어진다.
또한, 상기 실시형태에서는, 친수성 중합체로서 중량 평균 분자량이 5000 이상 300000 이하인 것이 바람직하게 사용된다.
이 때문에, 저분자량 성분에 의해 내택성이 저하된다는 문제나, 고분자량 성분에 의한 코트제 점도의 상승에 의해 도포막이 불균일해지는 문제 등을 방지할 수 있어, 예를 들어 막 제조에 의해 형성되는 잉크 수리층 (2) 에 있어서의 보다 우수한 인쇄 적성이 얻어진다.
그리고, 상기 실시형태에서는, 자외선 경화형 코트제의 재료인 중합 반응성 우레탄올리고머로서, 특히 카르복실기 함유 디히드록실 화합물, 폴리머폴리올, 유기 디이노시아네이트 화합물 및 히드록실기 함유 아크릴산에스테르를 원료로 하고, 수평균 분자량이 1000 이상 10000 이하인 것이 바람직하게 사용된다.
이 때문에, 저분자량 성분에 의한 내택성의 저하라는 문제나 고분자량 성분에 의한 자외선 경화형 코트제의 점도의 상승에 의해 도포막이 불균일해지는 문제 등을 일으키지 않고, 우수한 인쇄 적성을 제공하기 위한 재료인 중합 반응성 우레탄올리고머를 용이하게 조제할 수 있다.
또한, 상기 실시형태에서는, 중합 반응성 우레탄올리고머의 원료가 되는 카르복실기 함유 디히드록실 화합물로서, 특히 건조성 및 번짐성이 우수하고, 수평균 분자량이 50 이상 200 이하인 디메틸올프로피온산 또는 디메틸올부탄산에서 선택되는 적어도 1 종류가 바람직하게 사용된다.
이 때문에, 우수한 인쇄 적성을 제공하기 위한 재료인 중합 반응성 우레탄올리고머를 용이하게 조제할 수 있다.
나아가, 상기 실시형태에서는, 중합 반응성 우레탄올리고머의 원료가 되는 폴리머폴리올로서, 특히 건조성 및 번짐성이 우수하고, 수평균 분자량이 300 이상 2000 이하인 폴리카보네이트디올, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜에서 선택되는 적어도 1 종류가 바람직하게 사용된다.
이 때문에, 우수한 인쇄 적성을 제공하기 위한 재료인 중합 반응성 우레탄올리고머를 용이하게 조제할 수 있다.
또한, 상기 실시형태에서는, 중합 반응성 우레탄올리고머의 원료가 되는 유기 디이소시아네이트 화합물로서, 특히 내택성 및 내수성이 우수한, 2,4-톨루엔디이소시아네이트, 2,6-톨루엔디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 디페닐에틸렌디이소시아네이트, 자일렌디이소시아네이트, 메틸렌비스(시클로헥실이소시아네이트), 트리메틸헥사메틸렌디이소시아네이트에서 선택되는 적어도 1 종류가 바람직하게 사용된다.
이 때문에, 우수한 인쇄 적성을 제공하기 위한 재료인 중합 반응성 우레탄올리고머를 용이하게 조제할 수 있다.
또한, 상기 실시형태에서는, 중합 반응성 우레탄올리고머의 원료가 되는 히드록실기 함유 아크릴산에스테르로서, 특히 도포막의 경화성이 우수한 2-히드록시에틸아크릴레이트와, 히드록시프로필아크릴레이트와, 히드록시부틸아크릴레이트와, 상기 2-히드록시에틸아크릴레이트, 상기 히드록시프로필아크릴레이트, 상기 히드록시부틸아크릴레이트 중 어느 것의 카프로락톤 또는 산화 알킬렌 부가물과, 글리세린디아크릴레이트에서 선택되는 적어도 1 종류가 바람직하게 사용된다.
이 때문에, 우수한 인쇄 적성을 제공하기 위한 재료인 중합 반응성 우레탄올리고머를 용이하게 조제할 수 있다.
나아가, 상기 실시형태에서는, 수용성 모노머로서 50 질량％ 이상의 아크릴로일모르폴린을 함유한 것이 바람직하게 사용된다.
이 때문에, 모노머 첨가에 의한 특히 건조성 및 번짐성의 향상이 얻어져, 예를 들어 막 제조에 의해 형성되는 잉크 수리층 (2) 의 우수한 인쇄 적성이 얻어진다.
그리고, 상기 실시형태에서는, 특히 친수성 중합체를 5 질량％ 이상 50 질량％ 이하, 중합 반응성 우레탄올리고머를 3 질량％ 이상 30 질량％ 이하, 수용성 모노머를 10 질량％ 이상 91 질량％ 이하로 함유하는 것이 매우 적합하다.
이 때문에, 친수성 중합체의 특징인 잉크의 흡수능 및 내수성과, 올리고머 첨가의 특징인 내택성 및 내수성과, 모노머 첨가의 특징인 건조성 및 번짐성의 밸런스가 양호하여, 예를 들어 막 제조에 의해 형성되는 잉크 수리층 (2) 의 우수한 인쇄 적성이 얻어진다.
또한, 상기 실시형태에서는, 친수성 중합체, 중합 반응성 우레탄올리고머, 수용성 모노머 및 광중합 개시제에 추가로, 흡수성 필러를 3 질량％ 이상 50 질량％ 이하로 함유시키는 것이 바람직하다.
이 때문에, 필러 첨가에 의한 특히 건조성 및 내수성의 향상이 얻어져, 예를 들어 막 제조에 의해 형성되는 잉크 수리층 (2) 에 있어서의 보다 우수한 인쇄 적성이 얻어진다.
〔실시형태의 변형예〕
또한, 이상에 설명한 양태는, 본 발명의 일 양태를 나타낸 것으로서, 본 발명은 상기한 실시형태에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 목적 및 효과를 달성할 수 있는 범위 내에서의 변형이나 개량이 본 발명의 내용에 포함되는 것임은 말할 필요도 없다. 또한, 본 발명을 실시할 때에 있어서의 구체적인 구조 및 형상 등은, 본 발명의 목적 및 효과를 달성할 수 있는 범위 내에서, 그 밖의 구조나 형상 등으로 해도 된다.
즉, 본 실시 형태에서는, 기재 (3) 로서 재질이 폴리카보네이트 수지인 디스크 형상의 기판에 의해 구성되는 예를 나타냈는데, 이것에는 한정되지 않고, 예를 들어 기재 (3) 는, DVD-RAM, 카세트 테이프, MO 등의 정보 기록 매체 (1) 를 수납하는 카트리지 등의 형상으로 해도 되고, 당해 카드리지가 되는 기재 (3) 의 표면에 잉크 수리층 (2) 을 형성하면 된다. 나아가서는, 상기 서술한 바와 같이, 정보 기록 매체에 사용되는 인쇄용 라벨지 등의 인쇄 용지, 합성 수지 성형품, 유리, 목재, 강판, 피혁품, 직포나 부직포 등, 각종 기재를 대상으로 할 수 있다.
또한, 자외선 경화형 코트제로는, 예를 들어 친수성 중합체와, 중합 반응성 우레탄올리고머와, 수용성 모노머와, 광중합 개시제를 함유하는 1 액형인 것, 잉크 수리층 (2) 을 도포 형성할 때에 광중합 개시제를 혼합하여 사용하는 다액형인 것 등, 자외선 경화형 코트제의 형태로는 어떠한 구성을 적용할 수도 있다.
실시예
다음으로, 실시예 및 비교예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하는데, 본 발명은 이들의 실시예 등의 기재 내용에 전혀 제약되지 않는다.
{시료의 조제}
(친수성 중합체의 합성)
자외선 경화형 코트제의 재료로서, 이하에 나타내는 각종 친수성 중합체를 조제하였다.
·친수성 중합체 (a)
냉각관, 질소 도입관, 교반 날개를 장착한 1 리터 용량의 세퍼러블 플라스크 (산쇼사 제조로, N,N-디메틸아미노프로필아크릴아미드 (주식회사 쿄진사 제조) 60 g 과, 메탄올 (와코우 쥰야꾸 공업 주식회사 제조) 510 g 을 첨가하고, 교반하면서 반응 플라스크 내를 질소 가스 (주식회사 토모에 쇼카이사 제조) 로 치환하였다. 이후, 아조비스이소부티로니트릴 (와코우 쥰야꾸 공업 주식회사 제조) 0.64 g 을 메탄올 30 g 에 용해시킨 용액을 첨가하고, 65 ℃ 로 승온시켜 8 시간 중합 반응을 실시하였다. 이 중합 반응 후, 반응 용액을 감압 하에서 30 ℃ 에서 용매를 증류 제거하여, 황갈색의 고체 57 g 을 얻었다.
이 황갈색의 고체를, 미리 조제한 질산 나트륨 0.1 M (와코우 쥰야꾸 공업 주식회사 제조) 과 아세트산 0.5 M (와코우 쥰야꾸 공업 주식회사 제조) 의 혼합 수용액을 용리제로 하고, 폴리에틸렌옥사이드를 표준 물질로 하며, 울트라 하이드로 겔 500 (상품명 워타즈사 제조) 을 칼럼으로서 사용하여, 용리제 유량 1 ㎖/분, 칼럼 온도 30℃ 에서 GPC (Gel Permeation Chromatography) 분석을 실시하였다. 그 결과, 황갈색의 고형물의 중량 평균 분자량은 25500 이었다.
·친수성 중합체 (b)
상기 서술한 세퍼러블 플라스크에 N,N-디메틸아미노프로필아크릴아미드 30 g 과, 이소프로필알코올 (와코우 쥰야꾸 공업 주식회사 제조) 540 g 을 첨가하고, 상기 서술한 바와 같이 교반하면서 반응 플라스크 내를 질소 가스로 치환하였다. 이후, 아조비스이소부티로니트릴 0.64 g 을 이소프로필알코올 30 g 에 용해시킨 용액을 첨가하고, 75 ℃ 로 승온시켜 8 시간 중합 반응을 실시하였다. 이 중합 반응 후, 반응 용액을 감압 하에서 30 ℃ 에서 용매를 증류 제거하여, 황갈색의 고체 27 g 을 얻었다.
이 황갈색의 고체는, 상기와 동일하게 GPC 분석을 실시한 결과, 중량 평균 분자량은 7300 이었다.
·친수성 중합체 (c)
상기 서술한 세퍼러블 플라스크에 N,N-디메틸아미노프로필아크릴아미드 120 g 과, 메탄올 450 g 을 첨가하고, 상기 서술한 바와 같이 교반하면서 반응 플라스크 내를 질소 가스로 치환하였다. 이후, 아조비스이소부티로니트릴 0.32 g 을 메탄올 30 g 에 용해시킨 용액을 첨가하고, 65 ℃ 로 승온시켜 8 시간 중합 반응을 실시하였다. 이 중합 반응 후, 반응 용액을 감압 하에서 30 ℃ 에서 용매를 증류 제거하여, 황갈색의 고체 118 g 을 얻었다.
이 황갈색의 고체는, 상기와 동일하게 GPC 분석을 실시한 결과, 중량 평균 분자량은 118000 이었다.
·친수성 중합체 (d)
상기 서술한 세퍼러블 플라스크에 N,N-디메틸아미노프로필아크릴아미드 30 g 과, 이소프로필알코올 540 g 을 첨가하고, 상기 서술한 바와 같이 교반하면서 반응 플라스크 내를 질소 가스로 치환하였다. 이후, 아조비스이소부티로니트릴 1.28 g 을 이소프로필알코올 30 g 에 용해시킨 용액을 첨가하고, 75 ℃ 로 승온시켜 8 시간 중합 반응을 실시하였다. 이 중합 반응 후, 반응 용액을 감압 하에서 30 ℃ 에서 용매를 증류 제거하여, 황갈색의 고체 27 g 을 얻었다.
이 황갈색의 고체는, 상기와 동일하게 GPC 분석을 실시한 결과, 중량 평균 분자량은 3400 이었다.
·친수성 중합체 (e)
상기 서술한 세퍼러블 플라스크에 N,N-디메틸아크릴아미드 (주식회사 쿄진사 제조) 30 g 과, 메르캅토아세트산 0.28 g, 이소프로필알코올 540 g 을 첨가하고, 상기 서술한 바와 같이 교반하면서 반응 플라스크 내를 질소 가스로 치환하였다. 이후, 아조비스이소부티로니트릴 0.5 g 을 이소프로필알코올 30 g 에 용해시킨 용액을 첨가하고, 75 ℃ 로 승온시켜 8 시간 중합 반응을 실시하였다. 이 중합 반응 후, 반응 용액을 감압 하에서 30 ℃ 에서 용매를 증류 제거하여, 황갈색의 고체 27 g 을 얻었다.
이 황갈색의 고체는, 상기와 동일하게 GPC 분석을 실시한 결과, 중량 평균 분자량은 10900 이었다.
(올리고머의 합성)
다음으로, 자외선 경화형 코트제의 재료로서, 이하에 나타내는 각종 올리고머를 조제하였다.
·올리고머 (a)
폴리에틸렌글리콜 (수평균 분자량 : 600) (닛폰 유지 주식회사 제조, 상품명 : PEG#600) 1.0 몰과, 디메틸올부탄산 (니혼 화성 주식회사 제조, 상품명 : DMBA) 1.0 몰과, 헥사메틸렌디이소시아네이트 (스미카 바이엘 우레탄 주식회사 제조, 상품명 : 데스모듈 H) 3.0 몰을 80 ℃ 에서 반응시킨 후, 2-히드록시에틸아크릴레이트 (주식회사 니혼 촉매 제조, 상품명 : BHEA) 2.2 몰을 80 ℃ 에서 반응시켜, 수평균 분자량 1500 의 올리고머 (a) 를 얻었다.
또한, 수평균 분자량은 쇼와 덴꼬오 주식회사 제조의 칼럼 (상품명 : Shodex KF-804L × 4 개) 을 사용하고, 용리액에 테트라히드로퓨란을 사용하여, 온도 40 ℃, 유속 1.0 ㎖/분으로, 검출기 (쇼와 덴꼬오 주식회사 제조, 상품명 : Shodex RI-71) 에 의해 검출하여 측정하였다.
·올리고머 (b)
폴리카보네이트디올 (수평균 분자량 : 800) (아사히 화성 케미컬즈 주식회사 제조, 상품명 : PCDL T-5650J) 2.0 몰과, 디메틸올부탄산 2.0 몰과, 헥사메틸렌디이소시아네이트 5.0 몰을 80 ℃ 에서 반응시킨 후, 2-히드록시에틸아크릴레이트 2.2 몰을 80 ℃ 에서 반응시켜, 수평균 분자량 3000 의 올리고머 (b) 를 얻었다.
·올리고머 (c)
폴리에틸렌글리콜 (수평균 분자량 : 600) 5.2 몰과, 디메틸올부탄산 5.2 몰과, 헥사메틸렌디이소시아네이트 11.4 몰을 80 ℃ 에서 반응시킨 후, 2-히드록시에틸아크릴레이트 2.2 몰을 80 ℃ 에서 반응시켜, 수평균 분자량 6000 의 올리고머 (c) 를 얻었다.
·올리고머 (d)
폴리에틸렌글리콜 (수평균 분자량 : 600) 3.4 몰과, 헥사메틸렌디이소시아네이트 4.4 몰을 80 ℃ 에서 반응시킨 후, 2-히드록시에틸아크릴레이트 2.2 몰을 80 ℃ 에서 반응시켜, 수평균 분자량 3000 의 올리고머 (d) 를 얻었다.
·올리고머 (e)
디메틸올부탄산 1.3 몰과, 헥사메틸렌디이소시아네이트 2.3 몰을 80 ℃ 에서 반응시킨 후, 2-히드록시에틸아크릴레이트 2.2 몰을 80 ℃ 에서 반응시켜, 수평균 분자량 8000 의 올리고머 (e) 를 얻었다.
·올리고머 (f)
디메틸올부탄산 3.5 몰과, 헥사메틸렌디이소시아네이트 4.5 몰을 80 ℃ 에서 반응시킨 후, 2-히드록시에틸아크릴레이트 2.2 몰을 80 ℃ 에서 반응시켜, 수평균 분자량 1500 의 올리고머 (f) 를 얻었다.
(시료의 제조)
이하의 표 1 및 표 2 에 나타내는 배합 비율로 소정량의 원료를 계량하고, 혼합기 (주식회사 싱키 (THINKY Corporation 사) 제조 상품명 : A-250) 로 혼합하였다.
Figure 112009075418424-PCT00003
(*1) K-SF (이데미츠 테크노파인사 제조)
(*2) AEROSIL 300 (닛폰 에어로질사 제조)
(*3) 치바·스페셜리티·케미컬즈사 제조
Figure 112009075418424-PCT00004
(*1) K-SF (이데미츠 테크노파인사 제조)
(*2) AEROSIL 300 (닛폰 에어로질사 제조)
(*3) 치바·스페셜리티·케미컬즈사 제조
(잉크 수리층의 형성)
상기 서술한 바와 같이 제조한 시료를 100 ㎛ 두께 PET (polyethylene terephthalate) 필름 (토오레 주식회사 제조 상품명 : 루미라 T100) 에, 막두께가 15 ∼ 25 ㎛ 가 되도록 바코터 (R K Print Coat Instruments 사 상품명 : K-202) 로 도포하였다.
그리고, 자외선 조사 장치 (GS Yuasa Lighting 사 상품명 : CSOT-40) 에서 적산 방사량 200 mJ/㎠ 로 도포막을 경화시켜, 잉크 수리층을 형성하였다.
(인쇄 적성의 평가)
상기 서술한 잉크 수리층의 형성에 의해 형성한 잉크젯 방식의 칼라 프린터 (세이코엡슨 주식회사 제조 상품명 : PM-G820) 에 의해, 흑·청·황·적의 베타 화상을 인접하여 인쇄하였다. 그리고, 인쇄 상황을 비교 평가하였다. 인쇄 상황으로는, 이하에 나타내는 건조성, 번짐성, 내택성, 내수성에 대해 4 단계 평가하였다. 즉, 매우 양호했던 것을「A」, 양호했던 것을「B」, 약간 열등한 것을「C」, 매우 열등한 것을「D」라고 하였다. 그 평가 결과를 표 1 및 표 2 에 함께 나타낸다.
·건조성
인쇄 5 분 후에, 인쇄면에 종이 (아스클사 제조, 상품명 : 멀티페이퍼슈퍼이코노미) 를 눌러 종이에 잉크가 전사되는 정도를 평가하였다.
·번짐성
도포막의 인쇄 화상이 번져 있는 정도를 평가하였다.
·내택성
도포막의 인쇄 화상의 손가락에 대한 점착성을 평가하였다.
·내수성
도포막의 인쇄 화상에 물을 적하하고, 3 분 후 종이 (닛폰 제지 쿠레시아사 제조, 상품명 : 킴와이프 와이퍼 L100) 로 닦아내어, 인쇄 화상의 번짐성, 도포막의 균일성을 평가하였다.
(결과)
표 1 및 표 2 에 나타내는 결과로부터, 친수성 중합체, 중합 반응성 우레탄올리고머, 수용성 모노머 및 광중합 개시제를 소정 범위로 배합한 실시예 1 내지 실시예 9 는, 동질의 재료이어도 배합비가 상이한 비교예 1 내지 비교예 9 에서는 얻어지지 않는, 종합적으로 양호한 인쇄 특성이 얻어지는 것이 확인되었다.
본 발명은, 잉크 수리층이 기재에 형성된 컴팩트디스크, 그 밖의 정보 기록 매체, 그리고 정보 기록 매체 이외의 성형품에 이용할 수 있다.

Claims (12)

  1. 자외선으로 경화되는 자외선 경화형 코트제로서,
    친수성 중합체와,
    중합 반응성 우레탄올리고머와,
    수용성 모노머와,
    광중합 개시제를 함유하고,
    상기 친수성 중합체는 하기의 일반식 (1) 로 나타내는 구조를 갖고,
    [화학식 1]
    Figure 112009075418424-PCT00005
    P : 2 이상의 정수
    R1 : -H 혹은 -CH3
    R2 : -H 혹은 -CmH2m+1 (m 은 1 ∼ 8 까지의 정수) 로 나타내는 알킬기
    R3 : -CnH2n- (n 은 1 ∼ 8 까지의 정수) 으로 나타내는 알킬렌기
    R4, R5 : -H 혹은 -COH2O+1 (o 는 1 ∼ 8 까지의 정수) 로 나타내는 알킬기
    상기 중합 반응성 우레탄올리고머는, 카르복실기 함유 디히드록실 화합물, 폴리머폴리올, 유기 디이소시아네이트 화합물 및 히드록실기 함유 아크릴산에스테르를 원료로 하여, 수평균 분자량이 1000 이상 10000 이하인 것을 특징으로 한 자 외선 경화형 코트제.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 친수성 중합체는 N,N-디메틸아미노프로필아크릴아미드만으로 이루어지는 중합체인 것을 특징으로 한 자외선 경화형 코트제.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 친수성 중합체는 중량 평균 분자량이 5000 이상 300000 이하인 것을 특징으로 한 자외선 경화형 코트제.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 카르복실기 함유 디히드록실 화합물은, 수평균 분자량이 50 이상 200 이하이고, 디메틸올프로피온산 또는 디메틸올부탄산에서 선택되는 적어도 1 종류인 것을 특징으로 한 자외선 경화형 코트제.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 폴리머 폴리올은 수평균 분자량이 300 이상 2000 이하이고, 폴리카보네이트디올, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜에서 선택되는 적어도 1 종류인 것을 특징으로 한 자외선 경화형 코트제.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유기 디이소시아네이트 화합물은 2,4-톨루엔디이소시아네이트, 2,6-톨루엔디이노시아네이트, 이소포론디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 디페닐에틸렌디이소시아네이트, 자일렌디이소시아네이트, 메틸렌비스(시클로헥실이노시아네이트), 트리메틸헥사메틸렌디이소시아네이트에서 선택되는 적어도 1 종류인 것을 특징으로 한 자외선 경화형 코트제.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 히드록실기 함유 아크릴산에스테르는 2-히드록시에틸아크릴레이트와, 히드록시프로필아크릴레이트와, 히드록시부틸아크릴레이트와, 상기 2-히드록시에틸아크릴레이트, 상기 히드록시프로필아크릴레이트, 상기 히드록시부틸아크릴레이트 중 어느 것인 카프로락톤 또는 산화 알킬렌 부가물과, 글리세린디아크릴레이트에서 선택되는 적어도 1 종류인 것을 특징으로 한 자외선 경화형 코트제.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수용성 모노머는 아크릴로일모르폴린을 50 질량％ 이상 함유한 것을 특징으로 한 자외선 경화형 코트제.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 친수성 중합체는 함유량이 5 질량％ 이상 50 질량％ 이하이고,
    상기 중합 반응성 우레탄올리고머는 함유량이 3 질량％ 이상 30 질량％ 이하이고,
    상기 수용성 모노머는 함유량이 10 질량％ 이상 91 질량％ 이하이며,
    상기 광중합 개시제는 함유량이 1 질량％ 이상 10 질량％ 이하인 것을 특징으로 한 자외선 경화형 코트제.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 친수성 중합체, 상기 중합 반응성 우레탄올리고머, 상기 수용성 모노머 및 상기 광중합 개시제에 추가로, 3 질량％ 이상 50 질량％ 이하의 흡수성 필러를 함유한 것을 특징으로 한 자외선 경화형 코트제.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 기재된 자외선 경화형 코트제가 기재의 표면에 도포된 것을 특징으로 한 성형품.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 자외선 경화형 코트제는 상기 기재의 표면에 잉크 수리층으로서 도포 형성된 것을 특징으로 한 성형품.
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