TW574331B - Ink-jet receptive inks for printing on to CD-R substrates - Google Patents

Description

574331 A7 _B7_____ 五、發明說明（/ ) •【發明說明】 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明關於一種可藉由紫外線輻射硬化的塗料，其可 被印刷到聚合物基材上以提供一種熱滴按需式（thermal drop-on-demand)噴墨吸收層。 在可記錄式光碟(稱爲CD-R)或可記錄式多媒體光碟( 稱爲DVD-R)之例中，本發明特別有利地提供一種可吸收 噴墨墨水的塗料，該噴墨墨水被用於在記錄之後標記或編 碼資料。可記錄式光碟可以由聚碳酸酯、丙烯酸或聚酯聚 合物來模製，但是聚碳酸酯通常是較佳的選擇。 聚碳酸酯爲一種熱塑性樹脂，其在市場上可由不同的 名稱取得，例如”Lexan”(通用電氣公司的商品名），且其係 用作一種聚合物以形成光碟。在製造光碟時，首先模製光 碟片，然後首先塗覆一感光層，接著再塗覆一鋁精細層以 提供一反射層。就可記錄式光碟而言，其係使用旋轉塗覆 方法（旋轉塗覆塗漆）而以一層將變成印刷表面的透明UV 可硬化的塗漆來保護塗層。就某些可記錄式多媒體光碟的 構造而言，二片光碟片被層合在一起，而印刷表面爲聚合 物本身。 在CD-R’s的情況中，於光碟片已經被用來記錄資料 之後，光碟片將需要使用者標記，俾供識別所記錄的資料 。光碟片的標記例如可藉由合適寫入工具（如毛氈筆）來 手寫使用或愈來愈多是使用噴墨印刷機。旋轉塗覆塗漆通 常是不能吸收用於此目的之標記用墨水，因爲該塗漆係設 計用於保護光碟片免於損害，而非用於吸收墨水。因此， 3 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 574331 A7 ___B7___ 五、發明說明（上） ，需要又一塗層以供標記用墨水能合適固定黏附住。本發明 關於一種塗料，尤其一種墨水’其被設計用於此目的。 --- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 爲了使塗料成爲適合者，塗料必須黏附於CD上，而 不龜裂或剝離。再者，塗料必須讓表面被噴墨墨水所濕潤 ，同時保持可接受程度的印刷淸晰度。噴墨墨水必須被吸 附到塗料內。 用於在聚碳酸酯基材上產生熱滴按需式噴墨可吸收表 面的墨水係已知的。通常，該墨水需要含有一種水可相容 的成分，俾吸收熱的噴墨墨水（其通常含有大量的水）。 技藝中已知之用於產生熱滴按需式(drop-on-demand)噴 墨吸收表面的一墨水類型爲使用一種樹脂在溶劑中的溶液 ，其經印刷，然後蒸發溶劑以乾燥。使用這些墨水會冒著 揮發性溶劑釋放到環境之危險，因此必須預防或控制有害 的程序。 第二類型爲使用一種永久水溶性樹脂黏合劑鑄型，其 爲來自水和溶劑溶液者。 爲了環境的因素，較佳爲使墨水不含有揮發性溶劑。 這樣的墨水係已知的’且可藉由紫外線輻射而被硬化或乾 燥。它們含有乙烯系不飽和單體及光聚合引發劑。 JP 2000-34435敘述一種紫外線可硬化的墨水，其適合 爲CD-R的吸收塗料，它使用一種水溶性液態單體，一種 可彳谷於該單體中的疏水性聚合物，及一種無機塡料。通常 ，此發明中所述的液態水溶性單體係傾向於具有令人討厭 的毒性，而不適用於篩網印刷方法，此爲正常的應用方法 4 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ----- 574331 A7 _______B7 _ 五、發明說明（S ) 〇 本發明提供一種用於在已塗覆或未塗覆的聚合物基材 上產生噴墨印刷吸收表面的塗料。該塗料包括：丙烯醯胺 磺酸的水溶性鹽、一或多種能被紫外線輻射所光聚合的乙 烯系不飽和單體或低聚物、一或多種官能增量顏料、及一 或多種光引發劑。 本發明亦提供一種製備在基材上的墨水吸收表面之方 法，其包括以下步驟： 用一種塗料來塗覆基材，該塗料包括丙烯醯胺磺酸的 水溶性鹽、一或多種能被紫外線輻射所光聚合的乙烯系不 飽和單體或低聚物、一或多種官能增量顏料、及一或多種 光引發劑；及 用UV輻射使塗料硬化。 本發明的塗料使用固態水溶性單體，其不具有明顯的 毒性且係低危險性的。 本發明的塗料較佳爲一種墨水’但亦可爲一種可塗覆 的塗漆。 爲了實際使用，亦希望能夠使用對於操作者有低危險 性的材料，且其對於環境具有低的衝擊性。亦希望使塗料 在紫外線輻射的影響下能夠良好的黏附及硬化’而不需要 中間加熱階段。 較佳的水溶性單體係分子量少於600的丙烯醯胺磺酸 的鹽，更佳爲分子量介於224和237間者，最佳爲2_丙烯 醯胺-2-甲基丙磺酸的鈉鹽。塗料較佳爲含有至少一種此類 5 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) !· 裝 574331 A7 _ _J7______-— 五、發明說明（+ ) •型的單體。 具有官能度介於1和3，較佳2的其它水溶性或可分 散性單體或低聚物係可用於調整黏附性、硬度、水敏感;丨生 及薄膜完整性。單體或低聚物之組合重量濃度較佳係介於 10和90%間，更佳介於30和80%間，且最佳約50%。 本發明的光引發劑係爲習知的，且可選自於技藝中S 知的任何自由基產生物種，它們提供令人可接受的硬化’ 例如汽巴特用化學品的Darocure系列。這些引發劑的組合 重量濃度係介於1和10%間，較佳介於3和7%間，且最佳 約5%。 選擇官能增量顏料以藉由產生高的表面張力而達到最 大的表面濕潤。可使粒子大小達到最佳程度，俾保護噴墨 式墨水免於磨損。這些顏料可組合使用以便同時調整數個 特性。顏料的組合重量濃度係介於5和25%間，較佳介於 10和2〇%間，且最佳約Π%。可藉由混入二氧化鈦以製備 白色塗料，其混入重量爲介於5和30%間，較佳15和 25%間，且最佳約25%。該顏料係習知的且可由市場上取 得，例如由E.I DuPoint公司的商品名TiPure。 可藉由添加量介於0.1和1.0%間，較佳0.3和0.7%間 ，且最佳約0.5%的改性烷基聚矽氧烷共聚物以控制噴墨印 刷的淸晰度。添加劑的種類係習知的且可由市場上取得， 例如由Byk-Chemie公司的BYK 300系列。 技藝中已知的UV可硬化塗料配方用的其它類型成分 係可視需要存在的。爲了調整薄膜硬度、撓性及黏附性， 6 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐) " 一 " ------------良·__ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) * · 574331 ΚΙ __Β7___ 五、發明說明（Jr ) --------------裝--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .可選擇一種鈍性（無反應性）樹脂的摻合物，例如聚甲基丙 烯酸酯、聚丁基丙烯酸酯、聚曱基丙烯酸甲酯、聚甲基丙 烯酸丁酯和彼等共聚物、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯啶酮、聚 醋酸乙烯酯，或反應性低聚物，如胺甲酸酯丙烯酸酯、環 氧基丙烯酸酯及聚酯丙烯酸酯。可使用界面活性劑、消泡 劑及滑動-和流動-助劑、及消光劑。亦可使用安定劑以對 抗熱和光，殺微生物劑及鑑定追蹤劑。 可由技藝中任何已知的方法來製造墨水，例如藉由對 顏料和增量顏料進行攪拌和硏磨以製造。 噴墨吸收塗料係適合應用於尤其由聚碳酸酯製成的熱 塑性基材，且該基材經UV旋轉塗覆塗漆所塗覆。可藉由 篩網模版印刷、旋轉塗覆、輥塗、平版印刷及膠印來施用 噴墨接受層。較佳的施用方法係篩網模版印刷。在施用於 基材後，不必將塗料加熱。藉由暴露於紫外光中，較佳爲 波長介於250和450奈米間者，而使塗料硬化。可使印刷 物通過一汞蒸氣燈下方以進行照射。其它UV曝光或延長 的儲存將不會影響塗料的噴墨吸收性質。然後用適當的噴 墨印刷機來印刷已塗覆的物件，如用Primera Signature II 或 Seiko Precision CD 印刷機 2000。 現將參照以下實例來說明本發明。 7 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 574331 A7 B7 五、發明說明（G ) '實施例1 : 在Cowles CM-100分散器上，依所給的順序來混合以 下成分： 2-丙烯酿胺甲基丙磺酸鈉鹽，其爲在水中 63.9 的5 0%溶液 聚乙二醇二丙烯酸酯400 6.39 2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮 3.19 經改性的矽酮（例如BYK 321) 0.96 碳酸鎂顏料 25.56 ----1 I-----I --- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 產物爲乳狀外觀的墨水，使用每英吋390螺紋數(tpi) 的斜紋篩網將此墨水印刷到一經旋轉塗覆的CD光碟片上 ，及以50fpm使其通過200瓦UV乾燥器下方。然後用 Primera Signature II噴墨印刷機來印刷已塗覆的光碟片， 而表現良好的黏附性及印刷淸晰度。 實施例2 : 在Cowles CM-100分散器上，依所給的順序來混合以 下成分： 2-丙烯醯胺-2-甲基丙磺酸鈉鹽，其爲在水中 63.9 的5 0%溶液 三丙二醇二丙烯酸酯 6.39 2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮 3.19 經改性的矽酮（例如BYK 320) 0.96 碳酸鎂顏料 25.56 產物爲乳狀外觀的墨水，使用390tpi的斜紋飾網將此 墨水印刷到一經旋轉塗覆的CD光碟片上，及以50fpm使 其通過200瓦UV乾燥器下方。然後用Seiko Precision CD 印刷機2〇00來印刷已塗覆的光碟片，而表現良好的黏附性 8 本紙張尺度適用中國國豕標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公爱） 574331 A7 ____B7_____ 五、發明說明（7 ) •及印刷淸晰度。 實施例3 : 在Cowles CM-100分散器上，依所給的順序來混合以 下成分·· 2-丙烯醯胺-2-甲基丙磺酸鈉鹽，其爲在水中 的5 0%溶液 57.5 1 聚乙二醇二丙烯酸酯 6.39 Actilane SPO 61 (丙嫌酸胺甲酸酯） 6.39 2-羥基-2-甲基-1—苯基丙酮 3.19 經改性的矽酮（例如BYK 320) 0.96 碳酸鎂顏料 25.56 產物爲乳狀外觀的墨水，使用390tpi的斜紋篩網將此 印刷到一經旋轉塗覆的CD光碟上，及以50fpm使通過 200瓦UV乾燥器下方。然後用Seiko Precision CD印刷機 2000來印刷已塗覆的光碟，而表現良好的黏附性及印刷淸 晰度。 實施例4 : 依所給的順序來混合以下成分： 2-丙烯醯胺-2-甲基丙磺酸鈉鹽，其爲在水中 的50%溶液 57.5 1 聚醋酸乙烯酯乳液 12.78 2 -經基-2-甲基-1-苯基-1-丙嗣 3.19 經改性的矽酮（例如BYK 320) 0.96 碳酸鎂顏料 25.56 產物爲乳狀外觀的墨水，使用每英吋390螺紋數(tpi) 的斜紋篩網將此印刷到一經旋轉塗覆的CD光碟上，及以 50fpm使通過200瓦UV乾燥器下方。然後用Epson噴墨 9 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ----I---------裝--- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ιδ]· 574331 A7 B7 五、發明說明（f ) •印刷機來印刷已塗覆的光碟片，而表現良好的黏附性及印 刷淸晰度。 實施例5 : - 將以下者混合一起以得到成分A : ActilaneSP041 (丙烯酸胺甲酸酯） 14 三丙二醇二丙烯酸酯 8 高乙氧基化三甲基丙烷三丙烯酸酯 12

Darocure 1 1 7 3 0.5

Irgacure 3 69 0.5

Poloral 8022(聚酯樹脂） 5 二-三甲基丙烷三丙烯酸酯 3 消泡劑 1

Genorad(安定劑） 0.5 最高級黏土（ECC) 0.6

Alcoprint PTF(增稠劑） 0.5 蒸態水 44

Aqua Polyfluo 4 1 1 (擦傷助劑） 生 100 然後使成分A以如下比例與下列成分混合： 2-丙烯醯胺-2-甲基丙磺酸鈉鹽，其爲在水中 45 的5 0%溶液 30% Ghosenol GL-05(聚乙烯醇）在蒸餾水中 27 的溶液 成分A 18 矽石消光劑 100 10 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

574331 A7 B7 五、發明說明（7 ) 使用39〇tpi的斜紋篩網將此印刷到一經旋轉塗覆的 CD光碟片上，及以50fpm使通過200瓦UV乾燥器下方。 然後用Seiko Precision CD印刷機2〇〇〇來印刷已塗覆的光 碟，而表現良好的黏附性及印刷淸晰度。 III n n I n n I «ϋ ϋ ϋ n I · ϋ ϋ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) · 11 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

1. 574331 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 的存在量爲塗料總重量的1至10%。 12. 如申請專利範圍第11項之塗料，其中引發劑的存 在量爲塗料總重量的3至7%。 13. 如申請專利範圍第12項之塗料，其中引發劑的存 在量爲塗料總重量的5%。 14. 如申請專利範圍第1或2項之塗料，其中顏料的 存在量爲塗料總重量的5至25%。 15. 如申請專利範圍第14項之塗料，其中顏料的存在 量爲塗料總重量的10至20%。 16. 如申請專利範圍第15項之塗料，其中顏料的存在 量爲塗料總重量的17%。 17. 如申請專利範圍第1項之塗料，其中塗料更含有 一種經改性的砂酮。 18. 如申請專利範圍第17項之塗料，其中經改性的矽 酮爲烷基聚矽氧烷共聚物。 19. 如申請專利範圍第17或18項之塗料，其中經改性 的矽酮之存在量爲塗料總重量的0.1至1.0%。 20. 如申請專利範圍第19項之塗料，其中經改性的矽 酮之存在量爲塗料總重量的0.3至0.7%。 21. 如申請專利範圍第20項之塗料，其中經改性的矽 酮之存在量爲塗料總重量的0.5%。 22. 如申請專利範圍第1或2項之塗料，其中塗料更 包括一種無反應性聚合物或樹脂。 23. —種製備在基材上的墨水吸收表面之方法，該方法 _2_ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) ,1 574331 ABCD 、申請專利範圍 包括以下步驟： 用如申請專利範圍第1至22項中任一項之塗料來塗覆 基材；及 用UV輻射使塗料硬化。 24. 如申請專利範圍第 酸酯。 25. 如申請專利範圍第 覆或未塗覆。 23項之方法，其中基材爲聚碳 23項之方法，其中基材爲經塗 (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐） 公告农 绛正 /鑛 申請曰期 案 號 類 別 ( 7扃 Φί C4 574331 m m 示 本 案 修 正 後 是 否 變 更 經濟部智慧財/€笱員工消費合作社印製 發明 新型a 發明 創作> 三、申請人 中 -—— 英 霉!專利説明書 文 文 姓 名 國 籍 住、居所 姓 名 (名稱） 國 籍 住、居所 (事務所） 代表人 姓 名 用於印刷到CD-R基材上之可吸收噴墨之墨水 Ink-Jet Receptive Inks For Printing on th CD-R Substrates 1.威廉.法蘭克.寇內里俄斯 2·瑞納·希摩 1. 美國 2. 德國 1. 美國密蘇里州64119堪薩斯市北丹佛大道5341號 2. 德國46459瑞斯市，漢恩-史古勒登街3號 希瑞寇有限公司 英國 英國肯特郡CT10 2LE包德史碟斯市匹桑斯路工業區 帕崔西亞路 羅勃.費桑 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 裝 訂 線 574331,1 補充 公告本 AH B8 C8 D8 申請專利範圍 1. 一種用於在已塗覆或未塗覆的聚合物基材上產生噴 墨印刷吸收表面之塗料，該塗料包括丙烯醯胺磺酸的固態 水溶性鹽、一或多種能被紫外線輻射所光聚合的乙烯系不 飽和單體或低聚物、一或多種官能增量顏料、及一或多種 光引發劑。 2. 如申請專利範圍第1項之塗料，其中塗料爲墨水。 3. 如申請專利範圍第1或2項之塗料，其中單體爲一 種丙烯醯胺磺酸的鹽，該丙烯醯胺磺酸的鹽具有分子量從 224 到 600。 4. 如申請專利範圍第3項之塗料，其中該丙烯醯胺磺 酸的鹽具有分子量爲介於224和237之間。 5. 如申請專利範圍第3項之塗料，其中丙烯醯胺磺酸 的鹽爲2-丙烯醯胺-2-甲基丙磺酸的鈉鹽。 6. 如申請專利範圍第1或2項之塗料，其中單體或低 聚物具有從1到3的官能度。 7. 如申請專利範圍第6項之塗料，其中單體或低聚物 具有2的官能度。 8. 如申請專利範圍第1或2項之塗料，其中單體或低 聚物的存在量爲塗料總重量的10至90%。 9. 如申請專利範圍第8項之塗料，其中單體或低聚物 的存在量爲塗料總重量的30至80%。 10·如申請專利範圍第9項之塗料，其中單體或低聚物 的存在量爲塗料總重量的50%。 11.如申請專利範圍第1或2項之塗料，其中引發劑 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、Ι'Ί 11 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐)