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課題・解決手段

本発明は、1より大きい複合モル平均官能価を有するモノマーおよび/またはオリゴマー;必要に応じて光開始剤;1nm〜30μmの粒径を有する疎水性ナノ粒子;および1種または複数種溶媒を含む、疎水性の、溶媒系およびエネルギー硬化性ハイブリッド組成物について記述する。モノマーおよび/またはオリゴマーの反応生成物は、1モル%より多いアルキレン系不飽和反応部位を有するポリマーである。乾燥および硬化すると、組成物の表面は疎水性である。特定の実施形態では、組成物は超疎水性である。組成物はさらに、高温での時間経過後に堅牢な疎水性を維持する。

概要

背景

超疎水性および撥水性コーティング膜またはコーティングは、水またはその他の親水性液体または対象物の表面に固着および表面を汚染するのを防止するために用いることができる。したがって、超撥水性コーティング膜またはコーティングは、例えば、窓、自動車フロントガラス電線および送電線高電圧送電線用の絶縁体、家の外壁屋外家具エアコン蒸発器フィン表面屋根材ボート外板パイプ内面印刷・加工されたパッケージ材料買い物袋およびゴミ袋使い捨て皿カップおよび台所用品使い捨ておむつのバックシートボトル、ラベル医療デバイスアンテナならびに衛星放送用パラボラアンテナソーラパネルのコーティング用、などに用いることができる。超撥水性コーティングはまた、その他の多くの異なる用途にまで広がることが期待される。

ほとんどの先行技術のコーティングは、溶媒系、または水系、またはUV硬化性組成物である。コーティングは通常、ただ1つの乾燥または硬化プロセスにより乾燥または硬化される。例えば、米国特許第8,496,857号;米国特許第3,931,428号;米国特許出願公開第1014/0212592号;米国特許出願公開第2009/0064894号;米国特許第8,513,342号;米国特許第8,187,707号;米国特許第6,068,911号;国際公開第2012/156173号;国際公開第2012/003004号;および米国特許出願公開第2008/0156224号を参照されたい。

米国特許第7,943,234号は、1モル%未満のアルキレン系不飽和反応部位結合剤として有する架橋ポリマーを含む疎水性コーティングを開示している。1モル%より多いアルキレン系不飽和反応部位を有するポリマーを含むコーティングは、より親水性になる。

国際公開第2010/096073号は、粘着性バッキング層で対象物に結合できるフレキシブル超疎水性微細構造フィルムを開示している。米国特許出願公開第2014/0309393号は、ホットポリマーメルト中に粒子ブレンドすることにより調製した疎水性ポリマーフィルムを開示している。

国際公開第01/92179号は、光散乱を減らした超疎水性基材を提供する。基材表面は、フッ素を含む表面活性「疎化」剤の適用により特殊加工される。米国特許出願公開第2011/0250376号は、カーボンナノチューブ配列層で特殊加工することにより、基材表面を疎水性にする方法を開示している。カーボンナノチューブ配列は真空熱分解により形成される。

米国特許出願公開第2006/0286305号は、反応性ナノ粒子を含む疎水性コーティング組成物を開示している。反応性基(例えば、アクリレート基)と無極性基(例えば、フルオロ基)の両方がナノ粒子上にグラフト化することが必要である。ナノ粒子がグラフト化される基の片方しか持たない場合には、十分なコーティングが得られない。国際公開第2013/042052号は、ポリジメチルシロキサンがグラフト化された粒子を含む疎水性コーティングが開示されている。

表面を特定の材料でコートしてその表面を超疎水性および超撥水性にする既存の方法が存在するが、以前の方法はいくつかの欠点がある。これらのコーティングのほとんどは、無機ナノ粒子疎水性結合剤、および溶媒からなっている。これらの疎水性結合剤のほとんどは、極端に少ないエチレン系不飽和基を有し、または非極性骨格構造を有する小さいアクリレート官能価モノマーオリゴマーを有するポリマー結合剤である。通常、アクリレート官能価が増加するに伴い、疎水性が減少すると考えられている。したがって、単官能アルカンシリコーン、およびフルオロカーボン樹脂は、ジおよび多官能アルカンより顕著に疎水性であり、以前の用途ではより多用されている。例えば、米国特許第7,943,234号には、これらのポリマー樹脂間での若干量の架橋構造構築により、コーティングの耐性が改善されると考えられていることが開示されている。しかし、約1モル%未満のアルキレン系不飽和反応部位、および80,000以上の分子量を有するポリマー結合剤の使用が必要であることが教示されている。したがって、限られた量の架橋点しか得ることができない。

米国特許第7,943,234号は、少なくとも2種の光で活性化可能な基を有し、UV照射時に1つの基が活性化され、基材表面に結合することができる疎水性架橋材料をさらに開示している。残りの潜在的な基は、高分子結合剤と反応できる。しかし、これらの光で活性化可能な架橋材料を作製するためには余分のステップを要し、この結果、時間を浪費し、コストが増加する。さらに、これらポリマーの高い分子量および低モル%のアルキレン系反応部位が原因で、大部分のポリマー結合剤が架橋することはまだ保証されていない。かなりの部分のこれらの非架橋の架橋性ポリマーは、さらに溶媒により攻撃されることがあり、それにより、高温軟化または融解し、コーティング表面に移動してナノ構造トポグラフィーを変え、コーティングの疎水性に有害な影響をもたらす可能性もある。

概要

本発明は、1より大きい複合モル平均官能価を有するモノマーおよび/またはオリゴマー;必要に応じて光開始剤;1nm〜30μmの粒径を有する疎水性ナノ粒子;および1種または複数種の溶媒を含む、疎水性の、溶媒系およびエネルギー硬化性ハイブリッド組成物について記述する。モノマーおよび/またはオリゴマーの反応生成物は、1モル%より多いアルキレン系不飽和反応部位を有するポリマーである。乾燥および硬化すると、組成物の表面は疎水性である。特定の実施形態では、組成物は超疎水性である。組成物はさらに、高温での時間経過後に堅牢な疎水性を維持する。

目的

国際公開第01/92179号は、光散乱を減らした超疎水性基材を提供する

効果

実績

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請求項1

疎水性の、溶媒系およびエネルギー硬化性ハイブリッドコーティングまたはインク組成物であって、a)1.00より大きいアルキレン系不飽和複合モル平均官能価を有するアルキレン系不飽和反応性基を含む1種または複数種モノマーおよび/またはオリゴマー;b)約1nm〜30ミクロン粒径を有する粒子;およびc)1種または複数種の溶媒;を含み、乾燥および硬化したコーティングまたはインク組成物が、110度以上の水接触角を有する、コーティングまたはインク組成物。

請求項2

前記乾燥および硬化したコーティングまたはインク組成物が、10度以下の水転落角を有する、請求項1に記載のコーティングまたはインク組成物。

請求項3

前記1種または複数種のモノマーおよび/またはオリゴマーが反応してアルキレン系不飽和反応部位を有するポリマーを形成する、請求項1に記載のコーティングまたはインク組成物。

請求項4

前記アルキレン系不飽和反応部位を有するポリマーが、1モル%より多いアルキレン系不飽和反応部位を有する、請求項3に記載のコーティングまたはインク組成物。

請求項5

前記1種または複数種のモノマーおよび/またはオリゴマーが、1.25より大きいアルキレン系不飽和複合モル官能価を有する、請求項1に記載のコーティングまたはインク組成物。

請求項6

前記1種または複数種のモノマーおよび/またはオリゴマーが、1.50より大きいアルキレン系不飽和複合モル官能価を有する、請求項1に記載のコーティングまたはインク組成物。

請求項7

前記1種または複数種のモノマーおよび/またはオリゴマーが、1.75より大きいアルキレン系不飽和複合モル官能価を有する、請求項1に記載のコーティングまたはインク組成物。

請求項8

前記1種または複数種のモノマーおよび/またはオリゴマーが、2.00より大きいアルキレン系不飽和複合モル官能価を有する、請求項1に記載のコーティングまたはインク組成物。

請求項9

前記1種または複数種のモノマーおよび/またはオリゴマーが、2.50より大きいアルキレン系不飽和複合モル官能価を有する、請求項1に記載のコーティングまたはインク組成物。

請求項10

前記1種または複数種のモノマーおよび/またはオリゴマーが、2.75より大きいアルキレン系不飽和複合モル官能価を有する、請求項1に記載のコーティングまたはインク組成物。

請求項11

前記1種または複数種のモノマーおよび/またはオリゴマーが、3.00より大きいアルキレン系不飽和複合モル官能価を有する、請求項1に記載のコーティングまたはインク組成物。

請求項12

前記1種または複数種のモノマーおよび/またはオリゴマーが、エチレン系不飽和である、請求項1〜11のいずれか1項に記載のコーティングまたはインク組成物。

請求項13

前記1種または複数種のモノマーおよび/またはオリゴマーが、アクリレートまたはメタクリレートである、請求項1〜12のいずれか1項に記載のコーティングまたはインク組成物。

請求項14

前記1種または複数種のモノマーが、トリメチロールプロパントリアクリレートエトキシル化トリメチロールプロパントリアクリレートペンタエリスリトールトリアクリレートプロポキシル化グリセリルトリアクリレート、およびトリス−(2−ヒドロキシエチル)−イソシアヌレートトリアクリレート、ジ−(トリメチロールプロパン)−テトラアクリレート、エトキシ化(4)ペンタエリスリトールテトラアクリレートポリエステルテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートペンタアクリレートエステルおよびペンタエリスリトールテトラアクリレート、アルコキシル化脂肪族ジアクリレート、アルコキシル化ネオペンチルグリコールジアクリレート、1,4−ブタンジオールジアクリレート、1,3−ブチレングリコールジアクリレート、シクロヘキサンジメタノールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ポリエステルジアクリレート、プロポキシル化ネオペンチルグリコールジアクリレート、プロポキシル化(2)ネオペンチルグリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、トリシクロデカンジメタノールジアクリレートトリエチレングリコールジアクリレートおよびトリプロピレングリコールジアクリレート、アクリル化シリコーン、アクリル化フルオロカーボン樹脂、アクリル化アルカン、それらのメタクリレートタイプ、ならびにこれらの組み合わせ、からなる群より独立に選択される、請求項1に記載のコーティングまたはインク組成物。

請求項15

前記1種または複数種のオリゴマーが、シリコーンアクリレートフルオロカーボンアクリレート、エポキシアクリレートポリエステルアクリレート、エトキシ化アクリレート、不飽和ポリエステルポリアミドアクリレート、ポリイミドアクリレート、およびウレタンアクリレート、それらのメタクリレートタイプ、ならびにこれらの組み合わせ、からなる群より独立に選択され、それぞれのオリゴマーが独立にモノ、ジ、トリ、テトラ、またはより高次官能性である、請求項1に記載のコーティングまたはインク組成物。

請求項16

前記粒子が、酸化アルミニウムアルミナ)、酸化チタン酸化ジルコニウム、金(オルガノチオールで処理したもの)、銀(オルガノチオールまたはシラン処理したもの)、ニッケル酸化ニッケル酸化鉄、および合金(全てシランで処理したもの)、ポリスチレン粒子、(メタアクリレート粒子ポリテトラフルオロエチレンPTFE)粒子、シリカ粒子ポリジメチルシロキサンで処理したもの)、ポリオレフィン粒子ポリカーボネート粒子、ポリシロキサン粒子シリコーン粒子滑石シリカ粘土多面体シルセスキオキサンオリゴマー、多面体シリケートオリゴマーポリエステル粒子ポリアミド粒子ポリウレタン粒子エチレン系不飽和ポリマー粒子、ポリ酸無水物粒子、ポリカプロラクトン(PCL)、ポリラクチド−co−グリコリド)(PLGA)、ナノ繊維ナノチューブ、およびナノワイヤー、ならびにこれらの組み合わせ、からなる群より独立に選択される、請求項1に記載のコーティングまたはインク組成物。

請求項17

前記粒子の少なくとも一部がシリカ粒子である、請求項1に記載のコーティングまたはインク組成物。

請求項18

前記粒子の少なくとも一部が、ポリジメチルシロキサン、アルキルチオール、およびフルオロアルキルチオールからなる群より選択される1種または複数種の化合物で処理されている、請求項1に記載のコーティングまたはインク組成物。

請求項19

前記粒子の少なくとも一部が1種または複数種のポリジメチルシロキサンで処理されている、請求項1に記載のコーティングまたはインク組成物。

請求項20

前記1種または複数種の溶媒が、脂肪族炭化水素環状炭化水素芳香族炭化水素ケトンアルデヒドアルコールエーテルエステル、およびこれらの組み合わせ、からなる群より独立に選択される、請求項1に記載のコーティングまたはインク組成物。

請求項21

1種または複数種の光開始剤をさらに含む、請求項1に記載のコーティングまたはインク組成物。

請求項22

前記1種または複数種の光開始剤が、メチルベンゾイルホルメート、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンエチル(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルホスフィネート、およびこれらの組み合わせ、からなる群より独立に選択される、請求項21に記載のコーティングまたはインク組成物。

請求項23

a)前記1種または複数種のモノマーおよび/またはオリゴマーが、前記コーティングまたはインク組成物の総重量を基準として、10重量%〜30重量%の量で存在し、b)前記1種または複数種の光開始剤が、前記コーティングまたはインク組成物の総重量を基準にして、0重量%〜10重量%の量で存在し、およびc)前記1種または複数種の溶媒が、前記コーティングまたはインク組成物の総重量を基準にして、25重量%〜85重量%の量で存在する、請求項1〜22のいずれか1項に記載のコーティングまたはインク組成物。

請求項24

粒子の不揮発性有機含有物に対する比率が、0.1:1〜4:1である、請求項1に記載のコーティングまたはインク組成物。

請求項25

粒子の不揮発性有機含有物に対する比率が、0.2:1〜3:1である、請求項1に記載のコーティングまたはインク組成物。

請求項26

粒子の不揮発性有機含有物に対する比率が、0.2:1〜2:1である、請求項1に記載のコーティングまたはインク組成物。

請求項27

粒子の不揮発性有機含有物に対する比率が、0.32:1〜1:1である、請求項1に記載のコーティングまたはインク組成物。

請求項28

前記組成物超疎水性である、請求項1に記載のコーティングまたはインク組成物。

請求項29

前記乾燥および硬化したコーティングが、150度以上の水接触角、および10度以下の水転落角を示す、請求項1に記載のコーティングまたはインク組成物。

請求項30

前記乾燥および硬化したコーティングが、150度以上の水接触角、および8度以下の水転落角を示す、請求項1に記載のコーティングまたはインク組成物。

請求項31

前記乾燥および硬化したコーティングが、140度以上の水接触角、および20度以下の水転落角を示す、請求項1に記載のコーティングまたはインク組成物。

請求項32

前記乾燥および硬化したコーティングが、130度以上の水接触角、および20度以下の水転落角を示す、請求項1に記載のコーティングまたはインク組成物。

請求項33

前記乾燥および硬化したコーティングが、120度以上の水接触角、および20度以下の水転落角を示す、請求項1に記載のコーティングまたはインク組成物。

請求項34

前記乾燥および硬化したコーティングが、110度以上の水接触角、および20度以下の水転落角を示す、請求項1に記載のコーティングまたはインク組成物。

請求項35

前記乾燥および硬化組成物が、35℃〜85℃の温度での2週間の期間にわたる暴露後、その疎水性を維持する、請求項1に記載のコーティングまたはインク組成物。

請求項36

着色剤をさらに含む、請求項1〜35のいずれか1項に記載のコーティングまたはインク組成物。

請求項37

1種または複数種の従来の樹脂をさらに含む、請求項1〜36のいずれか1項に記載のコーティングまたはインク組成物。

請求項38

前記1種または複数種の従来の樹脂が、アクリル樹脂尿素アルデヒド樹脂ポリエステル樹脂、アルデヒド樹脂、エポキシ樹脂ロジンエステル樹脂硝酸セルロースアセト酪酸セルロース塩化ビニルコポリマーメラミン−ホルムアルデヒド樹脂ポリウレタン樹脂ポリイミド樹脂アルキド樹脂フタレート樹脂、およびこれらの組み合わせ、からなる群より独立に選択される、請求項37に記載のコーティングまたはインク組成物。

請求項39

エネルギー硬化性インクおよびコーティングに使われる1種または複数種の従来の樹脂およびその他の材料をさらに含む、請求項1〜38のいずれか1項に記載のコーティングまたはインク組成物。

請求項40

非エネルギー硬化性インクおよびコーティングに使われる前記1種または複数種の従来の樹脂およびその他の材料が、油、滑石、顔料分散剤ゲルビークル、柔らかい不活性の樹脂、ポリビニルエチルエーテル、ポリ(n−ブチル)アクリレート、およびこれらの組み合わせ、からなる群より独立に選択される、請求項39に記載のコーティングまたはインク組成物。

請求項41

1種または複数種の添加剤をさらに含む、請求項1〜40のいずれか1項に記載のコーティングまたはインク組成物。

請求項42

前記1種または複数種の添加剤が、ワックス、シリコーン、フルオロカーボン、アンモニア脱泡剤、安定剤、分散剤レオロジー調整剤、およびこれらの組み合わせ、から独立に選択される、請求項41に記載のコーティングまたはインク組成物。

請求項43

請求項1〜42のいずれか1項に記載の乾燥および硬化したコーティングまたはインク組成物を含むコート基材

請求項44

前記コーティングが、基材の表面の90%以上の領域上に塗布されている、請求項43に記載のコート基材。

請求項45

前記コーティングが、基材の表面の50%以下の領域上に塗布されている、請求項43に記載のコート基材。

請求項46

前記コーティングが、基材の表面の20%以下の領域上に塗布されている、請求項43に記載のコート基材。

請求項47

コート表面の90%以上が、35℃〜85℃の温度での2週間の期間にわたる暴露後、疎水性を維持する、請求項43に記載のコート基材。

請求項48

コート表面の95%以上が、35℃〜85℃の温度での2週間の期間にわたる暴露後、疎水性を維持する、請求項43に記載のコート基材。

請求項49

請求項1〜42のいずれか1項に記載の疎水性コーティング組成物が、印刷テキストまたはグラフィックス上に塗布され、前記疎水性コーティング組成物が乾燥および硬化されたものである、印刷テキストまたはグラフィックスを含むコート基材。

請求項50

乾燥および硬化した疎水性コーティングが透明に見え、前記印刷テキストまたはグラフィックスの明確さおよびコントラスト視覚上の低下がない、請求項49に記載のコート基材。

請求項51

前記印刷テキストまたはグラフィックスの光沢レベルが、均一な曇り状態または艶消仕上状態に低下し、60度の角度で測定して、10度未満の光沢度を示す、請求項49に記載のコート基材。

請求項52

疎水性印刷またはコート表面を得る方法であって、a)請求項1〜42のいずれか1項に記載のインクまたはコーティング組成物を基材に塗布すること、b)風乾空気流オーブン、またはその他の熱源により前記組成物を乾燥すること、および化学線、または任意の他の好適なエネルギー源を使って前記組成物を硬化すること、を含み、前記乾燥および硬化したコーティングが指触乾燥状態である、方法。

請求項53

前記乾燥および硬化したコーティングが超疎水性であり、150度以上の水接触角を有する、請求項52に記載の方法。

請求項54

前記乾燥および硬化したコーティングがほぼ超疎水性であり、140度〜149.9度の水接触角を有する、請求項52に記載の方法。

技術分野

0001

関連出願の相互参照
本出願は、2015年5月21日に出願された米国特許仮出願第62/164,757号の優先権を主張する。この仮出願は、これによりその全体が本明細書に組み込まれる。

0002

発明の分野
本発明は、基材に塗布してその基材を撥水性にすることができる疎水性コーティングおよびインク組成物に関する。本発明は一般に、溶媒蒸発エネルギー硬化との組み合わせにより乾燥および硬化することができる疎水性ハイブリッドコーティングに関する。特定の実施形態では、疎水性ハイブリッドコーティングは、超疎水性(superhydrophobic)(または超疎水性(ultrahydrophobic))である。疎水性コーティングおよびインクは、撥水性表面が望ましい任意の用途に好適する。本発明はまた、該コーティングおよびインク組成物を塗布して基材上に疎水性表面を得る方法にも関する。

背景技術

0003

超疎水性および撥水性コーティング膜またはコーティングは、水またはその他の親水性液体または対象物の表面に固着および表面を汚染するのを防止するために用いることができる。したがって、超撥水性コーティング膜またはコーティングは、例えば、窓、自動車フロントガラス電線および送電線高電圧送電線用の絶縁体、家の外壁屋外家具エアコン蒸発器フィン表面屋根材ボート外板パイプ内面印刷・加工されたパッケージ材料買い物袋およびゴミ袋使い捨て皿カップおよび台所用品使い捨ておむつのバックシートボトル、ラベル医療デバイスアンテナならびに衛星放送用パラボラアンテナソーラパネルのコーティング用、などに用いることができる。超撥水性コーティングはまた、その他の多くの異なる用途にまで広がることが期待される。

0004

ほとんどの先行技術のコーティングは、溶媒系、または水系、またはUV硬化性組成物である。コーティングは通常、ただ1つの乾燥または硬化プロセスにより乾燥または硬化される。例えば、米国特許第8,496,857号;米国特許第3,931,428号;米国特許出願公開第1014/0212592号;米国特許出願公開第2009/0064894号;米国特許第8,513,342号;米国特許第8,187,707号;米国特許第6,068,911号;国際公開第2012/156173号;国際公開第2012/003004号;および米国特許出願公開第2008/0156224号を参照されたい。

0005

米国特許第7,943,234号は、1モル%未満のアルキレン系不飽和反応部位結合剤として有する架橋ポリマーを含む疎水性コーティングを開示している。1モル%より多いアルキレン系不飽和反応部位を有するポリマーを含むコーティングは、より親水性になる。

0006

国際公開第2010/096073号は、粘着性バッキング層で対象物に結合できるフレキシブル超疎水性微細構造フィルムを開示している。米国特許出願公開第2014/0309393号は、ホットポリマーメルト中に粒子ブレンドすることにより調製した疎水性のポリマーフィルムを開示している。

0007

国際公開第01/92179号は、光散乱を減らした超疎水性基材を提供する。基材表面は、フッ素を含む表面活性「疎化」剤の適用により特殊加工される。米国特許出願公開第2011/0250376号は、カーボンナノチューブ配列層で特殊加工することにより、基材表面を疎水性にする方法を開示している。カーボンナノチューブ配列は真空熱分解により形成される。

0008

米国特許出願公開第2006/0286305号は、反応性ナノ粒子を含む疎水性コーティング組成物を開示している。反応性基(例えば、アクリレート基)と無極性基(例えば、フルオロ基)の両方がナノ粒子上にグラフト化することが必要である。ナノ粒子がグラフト化される基の片方しか持たない場合には、十分なコーティングが得られない。国際公開第2013/042052号は、ポリジメチルシロキサンがグラフト化された粒子を含む疎水性コーティングが開示されている。

0009

表面を特定の材料でコートしてその表面を超疎水性および超撥水性にする既存の方法が存在するが、以前の方法はいくつかの欠点がある。これらのコーティングのほとんどは、無機ナノ粒子疎水性結合剤、および溶媒からなっている。これらの疎水性結合剤のほとんどは、極端に少ないエチレン系不飽和基を有し、または非極性骨格構造を有する小さいアクリレート官能価モノマーオリゴマーを有するポリマー結合剤である。通常、アクリレート官能価が増加するに伴い、疎水性が減少すると考えられている。したがって、単官能アルカンシリコーン、およびフルオロカーボン樹脂は、ジおよび多官能アルカンより顕著に疎水性であり、以前の用途ではより多用されている。例えば、米国特許第7,943,234号には、これらのポリマー樹脂間での若干量の架橋構造構築により、コーティングの耐性が改善されると考えられていることが開示されている。しかし、約1モル%未満のアルキレン系不飽和反応部位、および80,000以上の分子量を有するポリマー結合剤の使用が必要であることが教示されている。したがって、限られた量の架橋点しか得ることができない。

0010

米国特許第7,943,234号は、少なくとも2種の光で活性化可能な基を有し、UV照射時に1つの基が活性化され、基材表面に結合することができる疎水性架橋材料をさらに開示している。残りの潜在的な基は、高分子結合剤と反応できる。しかし、これらの光で活性化可能な架橋材料を作製するためには余分のステップを要し、この結果、時間を浪費し、コストが増加する。さらに、これらポリマーの高い分子量および低モル%のアルキレン系反応部位が原因で、大部分のポリマー結合剤が架橋することはまだ保証されていない。かなりの部分のこれらの非架橋の架橋性ポリマーは、さらに溶媒により攻撃されることがあり、それにより、高温軟化または融解し、コーティング表面に移動してナノ構造トポグラフィーを変え、コーティングの疎水性に有害な影響をもたらす可能性もある。

先行技術

0011

米国特許第7,943,234号
国際公開第2010/096073号
国際公開第01/92179号
米国特許出願公開第2011/0250376号
米国特許出願公開第2006/0286305号
国際公開第2013/042052号

発明が解決しようとする課題

0012

したがって、高度に架橋してより持続性のある結合剤構造およびトポグラフィーを実現し、高温および過酷な溶媒環境条件下で堅牢な疎水性を示すことができるコーティング組成物が必要とされている。

課題を解決するための手段

0013

本発明は、超疎水性の、溶媒系およびエネルギー硬化性のハイブリッドコーティングまたはインク組成物を提供する。この組成物は、アルキレン系不飽和モノマー、必要に応じて光開始剤有機または無機粒子、および1種または複数種の溶媒を含む。

0014

一態様では、本発明は、疎水性の、溶媒系およびエネルギー硬化性のハイブリッドコーティングまたはインク組成物を提供し、該組成物は、
a)1.00より大きいアルキレン系不飽和複合モル平均官能価を有するアルキレン系不飽和反応性基を含む1種または複数種のモノマーおよび/またはオリゴマー;
b)約1nm〜30ミクロン粒径を有する粒子;および
c)1種または複数種の溶媒;
を含み、乾燥および硬化したコーティングまたはインク組成物は、110度以上の水接触角を有する。

0015

特定の実施形態では、乾燥および硬化したコーティングまたはインク組成物は、10度未満の水転落角を有する。

0016

特定の実施形態では、1種または複数種のモノマーおよび/またはオリゴマーは、反応してアルキレン系不飽和反応部位を有するポリマーを形成する。

0017

特定の実施形態では、アルキレン系不飽和反応部位を有するポリマーは、1モル%より多いアルキレン系不飽和反応部位を有する。

0018

特定の実施形態では、インクまたはコーティング組成物は、1種または複数種の光開始剤をさらに含む。

0019

本発明の一態様では、粒子の不揮発性有機含有物に対する比率は、約0.1:1〜約4:1である。

0020

一態様では、本発明は、本発明の乾燥および硬化したコーティングを含む基材を提供する。

0021

別の態様では、本発明は、疎水性の印刷またはコート表面を生成する方法を提供し、該方法は、
a)本発明のインクまたはコーティング組成物を基材に塗布すること;
b)風乾空気流オーブン、またはその他の熱源により組成物を乾燥すること;および化学線、またはその他のエネルギー源を使って組成物を硬化すること;
を含み、乾燥および硬化したコーティングは指触乾燥状態であり、乾燥および硬化したコーティングは超疎水性またはほぼ超疎水性である。

図面の簡単な説明

0022

図1は、接触角を測定するヤングの式で使われる変数の模式図である。
図2は、基材上の水滴転落角を示す模式図である。

0023

本発明は一般に、溶媒蒸発とエネルギー硬化(化学線または熱硬化など)との組み合わせにより硬化することができる疎水性のハイブリッドコーティングに関する。特定の実施形態では、コーティングは、超疎水性(superhydrophobic)(超疎水性(ultrahydrophobic))またはほぼ超疎水性である。本出願において、用語の「超疎水性(super hydrophobic)」および超疎水性(ultra−hydrophobic)は同義に用いられ、極めて湿潤が困難な硬化コーティング表面として定義される。すなわち、コーティング表面上の水滴の接触角が150°を超え、水滴の転落角が10°未満である。本発明には、「ほぼ超疎水」性(すなわち、110°、または120°、または130°、または140°、最大で149.9°より大きい水滴の接触角;および20°未満の水滴の転落角)を示すハイブリッドコーティングも含まれる。コーティングは、高温でその疎水性を維持するのが好ましい。

0024

接触角は、液体蒸気界面が固体表面と交わる位置で、液体を介して従来法で測定される角度である。それにより固体表面の湿潤性が定量される。ヤングの式は、気体に取り囲まれた固体表面上の流体液滴に作用する力を分析して接触角を定量化するために使用できる。図1は、液滴の模式図で、ヤングの式のそれぞれの値を示す。
γSG=γSL+γLGcosθ
式中、
γSGは、固体と気体との間の界面張力である
γSLは、固体と液体との間の界面張力である
γLGは、液体と気体との間の界面張力である
θは、接触角である

0025

転落角は、水滴が表面上の滴下された地点から低い地点にその上を転落するときのその表面の最も小さい角度(θro)である。低い水転落角を有する超疎水性表面は、撥水し、水が表面上に残るのを極めて困難にするはずである。図2は、転落角で表面上を転落する液滴を示す模式図である。

0026

本発明の疎水性コーティングおよびインクは、疎水性または撥水性表面が望ましい任意の目的のために使用できる。このような使用としては、窓、自動車フロントガラス、電線および送電線、高電圧送電線用の絶縁体、家の外壁、屋外家具、エアコンの蒸発器フィン表面、屋根材、ボートの外板、パイプの内面、印刷・加工されたパッケージ材料、買い物袋およびゴミ袋、使い捨て皿、カップおよび台所用品、使い捨ておむつのバックシート、ボトル、ラベル、医療デバイス、アンテナならびに衛星放送用パラボラアンテナ、ソーラパネルのコーティング、などが挙げられるが、これらに限定されない。

0027

定義
特に断らなければ、本明細書で使用されるすべての技術的および科学的用語は、本発明が属する当業者により一般に理解されているものと同じ意味を有する。本明細書で特に言及される全ての刊行物および特許は、本発明との関連で使用可能な刊行物中に報告されている化学薬品、装置、統計解析および方法論の説明および開示を含むあらゆる目的のために、参照によりその全体が組み込まれる。本明細書で引用される全ての参考文献は、当該技術分野における技能水準指標として用いられる。本明細書のいずれも、本発明が、先行発明の理由でこのような開示に先行する権利がないことを容認すると解釈されるべきではない。

0028

本明細書で使用される場合、用語の「含む(comprise)」および/または「含む(comprising)」は、述べられた特徴、整数、ステップ、操作、要素、および/または成分の存在を明示するが、1つまたは複数のその他の特徴、整数、ステップ、操作、要素、成分および/またはそれらの集合の存在または追加を排除しない。さらに、用語の「含む(includes)」、「有する(having)」、「有する(has)」、「有する(with)」、「含む(composed)」、「含む(comprised)」またはこれらの変形体は、詳細説明または請求項で使用される限りにおいて、用語「含む(comprising)」と同様に、これらの用語は包括的であることが意図されている。本明細書および請求項において、用語の「含む(including)」および「含む(comprising)」は、オープンエンド用語であり、「限定されるものではないが、以下が含まれる」を意味すると解釈されるべきである。これらの用語には、より限定的用語である「から本質的になる」および「からなる」という用語が包含される。用語の「含む(comprising)」、「含む(including)」、「特徴とする(characterized by)」および「有する(having)」は、同義に使用できる。

0029

本出願では、単数形の使用は、特に断りのない限り、複数形を含む。本明細書で使用される場合、単数形「a」、「an」、および「the」は、文脈上で別義が明示されない限り、複数形も同様に包含することが意図されている。加えて、用語の「1つ(1種)(a)」(または「1つ(1種)(an)」)、「1つまたは複数(1種または複数)」および「少なくとも1つ(1種)」は、同義に使用できる。

0030

本出願では、「または」の使用は、特に断りのない限り、「および/または」を意味する。

0031

本明細書で使用される場合、領域および量は、「約」特定の値または範囲として表すことができる。「約」は、正確な量も同様に含むことが意図されている。したがって、「約5パーセント」は、「約5パーセント」および「5パーセント」も意味する。「約」は、目的の用途または目的に対する典型的な実験誤差の範囲内であることを意味する。

0032

本明細書で使用される場合、用語の「コーティング(単一または複数)」、「複数インク」、「インク(単一または複数)またはコーティング「(単一または複数)」、「インクまたはコーティング組成物(単一または複数)」、「コーティングまたはインク組成物(単一または複数)」および「組成物(単一または複数)」またはこれらの任意の変形は同義に使用される。

0033

本明細書で使用される場合、「(メタ)アクリレート」という用語は、アクリレートおよびメタクリレートの両方を意味する。別段の指定がない限り、用語の「アクリレート」または「メタクリレート」が単独で使用される場合、アクリレートおよびメタクリレートの両方を包含することが意図されている。

0034

本明細書で使用される場合、「アルキレン系不飽和反応部位を有するポリマー」という用語は、本発明の1種または複数種のモノマーおよび/またはオリゴマーの反応した(重合した)生成物を意味する。

0035

本明細書で使用される場合、「不揮発性の有機含有物」という用語は、本発明のコーティングまたはインク組成物を構成するモノマー/オリゴマーの組み合わせ、光開始剤、および任意の他のポリマー、添加剤樹脂、または着色剤を意味する。すなわち、粒子(単一または複数)または溶媒ではないものが、「不揮発性の有機含有物」である。

0036

本明細書で使用される場合、「溶媒」という用語は、乾燥ステップ中に蒸発させることができる配合物の液体成分を意味する。このような成分は、揮発性有機物質、水、およびこれらの混合物を含む。

0037

別段の指定がない限り、本開示を通して、すべての部およびパーセンテージ重量ベースの値(総重量を基準にした重量%または質量%)であり、全ての温度は、℃の単位である。

0038

本明細書で使用される場合、「官能価」は、モノマーおよび/またはオリゴマーの単位モル当たり反応性アルキレン系基のモル数を意味する。

0039

本明細書で使用される場合、「アルキレン系不飽和複合モル平均官能価」または「複合モル平均官能価」は、コーティングまたはインク組成物中のモノマーおよび/またはオリゴマー全体の平均官能価を意味する。語句の「エチレン系不飽和複合モル平均官能価」は、語句の「アルキレン系不飽和複合モル平均官能価」に含まれる。

0040

超疎水性コーティング組成物
本発明の超疎水性コーティングは、1nm〜30μmの直径の疎水性のシリカ系粒子、1種または複数種のモノマーおよび/またはオリゴマー、必要に応じて1種または複数種の光開始剤、および1種または複数種の溶媒から構成されるのが好ましい。モノマーおよび/またはオリゴマーのアルキレン系またはエチレン系不飽和複合モル平均官能価は、好ましくは1より大きい、または1.25より大きい、または1.5より大きい、または1.75より大きい、または2.00より大きい、または2.50より大きい、および最も好ましくは3.00以上である。モノマーおよび/またはオリゴマーの反応生成物は、1モル%より多いアルキレン系不飽和反応部位、例えば、ビニル二重結合、を有するポリマーである。

0041

単官能モノマーおよび/またはオリゴマーが多官能性モノマーおよび/またはオリゴマーと配合される場合には、単官能モノマーおよび/またはオリゴマーはコーティングの総重量の最大7%を含むのが好ましい。例えば、単官能モノマーおよび/またはオリゴマーは、コーティングの総重量の5%未満、または2%未満、または1%未満を含むであろう。一実施形態では、コーティングは、単官能モノマーおよび/またはオリゴマーを本質的に不含であろう。

0042

本発明は、意外にも、持続性のある超疎水性および超撥水性表面を実現するための組成物、ならびに組成物を塗布、乾燥および硬化する方法を提供する。表面は、10°未満、または8°未満、または3°未満の水に対する転落角を示す。しかも、表面は依然として、インク、粘着剤、コーティング、などに対する良好な受容性を有し、基材と最上層との間で結合層としての良好な結合を形成する。さらに、疎水性は高温でよく維持される。本発明はさらに、組成物を基材表面上に塗布する方法、および組成物を乾燥(例えば、熱的に)し、その後、化学線、または任意の好適な形態のエネルギー硬化を使って硬化し、持続性のある超疎水性および超撥水性を発生させる方法を提供する。

0043

一態様では、本発明は、疎水性の、溶媒系およびエネルギー硬化性のハイブリッドコーティングまたはインク組成物を提供し、該組成物は、
a)1.00より大きいアルキレン系不飽和複合モル平均官能価を有するアルキレン系不飽和反応性基を含む1種または複数種のモノマーおよび/またはオリゴマー;
b)約1nm〜30ミクロンの粒径を有する粒子;および
c)1種または複数種の溶媒;
を含み、乾燥および硬化したコーティングまたはインク組成物は、110度以上の水接触角を有する。

0044

特定の実施形態では、乾燥および硬化したコーティングまたはインク組成物は、10度未満の水転落角を有する。

0045

特定の実施形態では、コーティングまたはインク組成物は、1種または複数種の光開始剤をさらに含む。

0046

特定の実施形態では、1種または複数種のモノマーおよび/またはオリゴマーは、反応してアルキレン系不飽和反応部位を有するポリマーを形成する。

0047

特定の実施形態では、アルキレン系不飽和反応部位を有するポリマーは、1モル%より多いアルキレン系不飽和反応部位を有する。

0048

本発明の一態様では、粒子の不揮発性有機含有物に対する比率は、約0.1:1〜約4:1である。

0049

一態様では、本発明は、本発明の乾燥および硬化したコーティングを含む基材を提供する。

0050

別の態様では、本発明は、疎水性の印刷またはコート表面を生成する方法を提供し、該方法は、
a)本発明のインクまたはコーティング組成物を基材に塗布すること;
b)風乾、空気流、オーブン、またはその他の熱源により組成物を乾燥すること;および化学線、またはその他のエネルギー源を使って組成物を硬化すること;
を含み、乾燥および硬化したコーティングは指触乾燥状態であり、乾燥および硬化したコーティングは超疎水性またはほぼ超疎水性である。

0051

一実施形態では、本発明の組成物は、1より大きい複合モル平均官能価(これは、反応して1モル%より多いアルキレン系不飽和反応部位を有するポリマーを形成できる)を有する1種または複数種のアクリレートモノマーおよび/またはオリゴマー;必要に応じて、1種または複数種の疎水性光開始剤などの光開始剤;1種または複数種の、ポリジメチルシロキサンで表面処理した疎水性のシリカなどの1nm〜30μmの粒径の多孔質または非多孔質微粒子状物質;および1種または複数種のアルコールなどの溶媒を含む。モノマーおよび/またはオリゴマーの反応生成物は、1モル%より多いアルキレン系不飽和反応部位を有するポリマーである。本発明は、本発明のコーティング組成物でコートされている超疎水性および撥水性表面を提供する。

0052

本明細書で提供されるコーティングは、任意のコーティング、印刷または防水加工法により基材表面上に塗布し、空気流または熱(またはその他の類似の方法)を使った揮発性成分の蒸発により乾燥し、化学線および熱硬化などの任意の形態のエネルギー硬化を使って硬化できる。本発明のインクおよびコーティングを硬化するのに使用できる化学線形式には、紫外線(UV)エネルギー(UVAおよびUVBを含む)、光開始剤を用いたまたは用いない電子線(EB)、赤外線(IR)、発光ダイオードLED)、またはこれらの組み合わせを含み、これらのいずれかは、単独でまたはカチオン硬化と組み合わせて使用できる。化学線を生成できるいずれかのエネルギー源を使って、インクまたはコーティング組成物を硬化できる。例えば、エネルギー源には、高強度水銀アークUVランプ高圧水銀ランプ中圧水銀ランプ低圧水銀蒸気ランプマイクロ波動力源とする無電極水銀蒸気ランプフュージョンランプ)、キセノンランプ炭素アークランプレーザー、UV LED、太陽光、および電子線エミッタが挙げられる。IR照射によるなどの熱、または化学線エネルギー源により発生した熱の付随的または意図的な適用を、化学線と共に使用できる。本発明の疎水性コーティングの硬化ステップは、熱反応開始剤(例えば、ブロック化過酸化物;例えば、Sartomer/ArkemaのLuperox(登録商標))を組成物に添加し、加熱することによるなどの任意の他の好適するエネルギー源を使って実施することも可能である。

0053

本明細書で提供される本発明のコーティングは、コーティングの調製用の当該技術分野において既知の任意の技術を使って調製できる。例えば、成分を容器に加え、その後、均質になるまで混合または粉砕できる。これらのコーティングの成分は通常、最終的組成物を得るために高速攪拌棒を使って混合される。

0054

本明細書で提供される本発明のコーティングは、任意の好適な基材に塗布できる。基材としては、紙;ボール紙;フレキシブルフィルム基材を含むプラスチックガラス;金属;セラミック花崗岩セメント、などが挙げられるが、これらに限定されない。基材の例としては、ラベルまたは帯板(紙またはプラスチック)、ダンボール箱(例えば、折りたたみ式ボール箱)、展示品(例えば、店頭表示)、容器(例えば、ガラス/金属ボトル)、ガラス表面(例えば、窓ガラス板ガラス)、カバー(紙またはプラスチック−例えば、雑誌のカバー)、タイル(セラミック)、外科ツールおよび医療機器(紙、プラスチック、ガラス)、などが挙げられるが、これらに限定されない。

0055

本発明の疎水性コーティングは、基材の全表面に塗布してよく、または基材の不連続領域にのみ塗布してもよい。コーティングは連続パターン/形状(例えば、角形または楕円形)として、または基材の選択領域のみを被覆する不連続パターンとして印刷してよい。特定の実施形態では、疎水性コーティングは、基材表面の90%以上の領域などの全面被覆またはほぼ全面被覆として塗布できる。他の実施形態では、コーティングは、基材表面の約50%以下などのより限定された被覆度で塗布してよい。他の実施形態では、コーティングは、基材表面の約20%以下などのより不連続な被覆として塗布してよい。必要に応じて、コーティングは、下に塗布された印刷インクの層(単一または複数)に対し、テキストまたはグラフィックス可読性に影響を与えることなく、重ね刷りとして塗布してよい(すなわち、コーティングをテキストまたはグラフィックスの上に重ね刷りしてよい)。したがって、コーティングは高フィラー(粒子)含量を有するが、良好な接触透明度を示す。さらに、特定の実施形態では、印刷した疎水性コーティングは、コート基材(例えば、コート標識またはボール箱)に、つや消し効果およびより柔らかい感触ソフトタッチ効果)を付与する。

0056

本発明の組成物で使用できる溶媒の種類に制限はない。溶媒は単独で用いることも、または溶媒混合物として用いることも可能である。使用可能な広範な種類の溶媒としては、例えば、脂肪族炭化水素環状炭化水素芳香族炭化水素ケトンアルデヒド、アルコール、エーテルおよびエステル揮発性環状シロキサン(例えば、オクタメチルシクロテトラシロキサン(D4)、デカメチルシクロ−ペンタシロキサン(D5)、またはドデカメチルシクロ−ヘキサシロキサン(D6))、オゾン層破壊の可能性のない低沸点ハイドロフルオロカーボン流体(例えば、DupontのVertrel(登録商標)流体)、水、これらの組み合わせ、などが挙げられるが、これらに限定されない。好ましい種類の溶媒は、例えば、イソプロピルアルコールn−プロピルアルコールを含むアルコール、酢酸n−プロピルなど、水、これらの組み合わせなどである。溶媒の量は、コーティングの粘度を変化させて、異なる印刷方法を容易にするために変えることができる。特定の実施形態では、溶媒は、コーティング組成物の総重量を基準として、25重量%〜85重量%の量で存在する。例えば、溶媒は、コーティングまたはインク組成物の総重量を基準にして、26重量%〜81重量%;または30重量%〜70重量%;または35重量%〜65重量%の量で存在できる。

0057

特定の実施形態では、溶媒は、1種または複数種の揮発性有機溶媒および水の混合物を含む。水は、コーティングまたはインク組成物中の溶媒の総重量を基準にして、0重量%〜100重量%の量で存在してよい。例えば、水は、溶媒の総重量を基準にして、5重量%〜95重量%;または5重量%〜75重量%;または5重量%〜50重量%;または5重量%〜25重量%;または5重量%〜10重量%;または10重量%〜80重量%;または10重量%〜50重量%;または3重量%〜36重量%の量で存在してよい。

0058

コーティング組成物は、好ましくは、1種または複数種の反応性モノマーおよび/またはオリゴマーを含み、該モノマーおよび/またはオリゴマーは、アクリレートまたはメタクリレート基、またはその他のビニル基などの反応性基を含む。モノマーおよび/またはオリゴマーの官能価の値は変えることができ、単官能性または多官能性アクリレートまたはこれらの組み合わせを選択できる。多官能性アクリレートは、ジアクリレートトリアクリレート、テトラアクリレート、ペンタアクリレート、ヘキサアクリレート、およびより高次官能基の内から選択できる。特に好ましい成分は、トリメチロールプロパントリアクリレート(TMPTA)、エトキシ化TMPTA、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(DPHA);N−ビニルカプロラクタムまたはN−ビニルピロリドンなどの反応性ビニル化合物;または疎水基を有するモノマーである。

0059

インクおよびコーティング組成物に使用できる好適な二官能性モノマーおよび/またはオリゴマーとしては、アルコキシル化脂肪族ジアクリレート、アルコキシル化ネオペンチルグリコールジアクリレート、1,4−ブタンジオールジアクリレート、1,3−ブチレングリコールジアクリレート、シクロヘキサンジメタノールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ポリエステルジアクリレート、ポリエチレングリコール(200)ジアクリレート、ポリエチレングリコール(400)ジアクリレート、ポリエチレングリコール(600)ジアクリレート、プロポキシル化ネオペンチルグリコールジアクリレート、プロポキシル化(2)ネオペンチルグリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、トリシクロデカンジメタノールジアクリレートトリエチレングリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、そのメタクリレートタイプ、これらの組み合わせ、などが挙げられるが、これらに限定されない。

0060

インクおよびコーティング組成物に使用できる好適な三官能性モノマーおよび/またはオリゴマーとしては、エトキシ化(3)トリメチロールプロパントリアクリレート、エトキシ化(6)トリメチロールプロパントリアクリレート、エトキシ化(9)トリメチロールプロパントリアクリレート、エトキシ化(15)トリメチロールプロパントリアクリレート、エトキシ化(20)トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、プロポキシル化(3)グリセリルトリアクリレート、プロポキシル化(3)グリセリルトリアクリレート、プロポキシル化(5.5)グリセリルトリアクリレート、プロポキシル化(3)トリメチロールプロパントリアクリレート、プロポキシル化(6)トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリス−(2−ヒドロキシエチル)−イソシアヌレートトリアクリレート、そのメタクリレートタイプ、これらの組み合わせ、などが挙げられるが、これらに限定されない。

0061

インクおよびコーティング組成物に使用できる好適な四官能性、五官能性およびより高次の官能性モノマーおよび/またはオリゴマーとしては、ジ−(トリメチロールプロパン)−テトラアクリレート、エトキシ化(4)ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ポリエステルテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートおよびヘキサアクリレートおよびこれらの混合物、ペンタアクリレートエステル、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、そのメタクリレートタイプ、これらの組み合わせ、などが挙げられるが、これらに限定されない。

0062

特定の実施形態では、代表的反応性モノマーには、トリメチロールプロパントリアクリレート(TMPTA)、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(DPHA)およびエトキシル化トリメチロールプロパントリアクリレート(EOTMPTA)が挙げられる。異なる値の官能価(すなわち、モノ、ジ、トリ、テトラ、ペンタ、またはより高次の官能価)を有する代表的オリゴマーには、シリコーンアクリレートフルオロカーボンアクリレート、エポキシアクリレートポリエステルアクリレート、エトキシ化アクリレート、ポリアミドアクリレート、ポリイミドアクリレート、およびウレタンアクリレートおよび異なるタイプのメチルアクリレートが挙げられる。

0063

本発明の組成物用に選択されたモノマーおよび/またはオリゴマーは、それ自体で、本質的に疎水性である必要はないことに留意されたい。疎水性は90°以上の接触角を有するとして定義され、親水性は90°より小さい接触角を有するとして定義される。重要な特徴は、コーティングの最終的硬化表面が疎水性、好ましくは、超疎水性またはほぼ超疎水性であることである。

0064

特定の実施形態では、モノマーおよび/またはオリゴマーは、コーティング組成物の総重量を基準として、10重量%〜30重量%の量で存在する。例えば、モノマーおよび/またはオリゴマーは、10重量%〜25重量%;または10重量%〜20重量%;または12重量%〜25重量%;または12重量%〜20重量%;または13重量%〜25重量%;または13重量%〜20重量%;または15重量%〜30重量%;または15重量%〜25重量%;または15重量%〜20重量%の量で存在できる。

0065

本発明のエネルギー硬化性組成物は、不活性の、硬化性アクリル基を有さない非硬化性樹脂を含んでもよい。不活性の樹脂の例には、ポリ(アクリレート)、ポリ(エステル)、ポリ(ウレタン)、ポリ(アミド)、ケトン樹脂アルデヒド樹脂アルキド樹脂フェノール−ホルムアルデヒド樹脂ロジン樹脂炭化水素樹脂、アルキド樹脂または前述のものの混合物が挙げられる。不活性の樹脂は、コーティングまたはインク組成物の総重量を基準にして、0重量%〜55重量%の量で存在できる。例えば、不活性の樹脂は、1重量%〜25重量%、または約2重量%〜約15重量%の量で存在してよい。

0066

特定の実施形態では、本出願のコーティングは、1種または複数種の光開始剤を含むことができる。インクおよびコーティング組成物に含めることができる光開始剤の例としては、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、およびベンゾインフェニルエーテルなどのベンゾインエーテル;メチルベンゾインエチルベンゾイン、プロピルベンゾイン、ブチルベンゾインおよびペンチルベンゾインなどのアルキルベンゾイン;ベンジルジメチルケタールなどのベンジル誘導体;2−(o−クロロフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾールダイマー、2−(o−クロロ−フェニル)−4,5−ジ(m−メトキシフェニル)イミダゾールダイマー、2−(o−フルオロフェニル)−4,5−フェニル−イミダゾールダイマー、2−(o−メトキシフェニル)−4,5−ジフェニル−イミダゾールダイマー、2−(p−メトキシ−フェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾールダイマー、2,4−ジ(p−メトキシ−フェニル)−5−フェニル−イミダゾールダイマーおよび2−(2,4−ジメトキシフェニル)−4,5−ジフェニル−イミダゾールダイマーなどの2,4,5−トリアリール−イミダゾールダイマー;9−フェニルアクリジンおよび1,7−ビス(9,9’−アリニルヘプタンなどのアクリジン誘導体N−フェニルグリシン;クロロ−ベンゾフェノン、4−フェニルベンゾフェノン、トリメチル−ベンゾフェノン、3,3’−ジメチル−4−メトキシベンゾフェノン、4,4’−ジメチルアミノ−ベンゾフェノン、4,4’−ビス(ジエチルアミノ)−ベンゾフェノン、アクリル化ベンゾフェノン、安息香酸メチル−o−ベンゾイルイソプロピルチオキサントン、2−クロロおよび2−エチル−チオキサントン、2−ベンジル−2−(ジメチル−アミノ)−4’−モルホリノブチロフェノンおよびヒドロキシベンゾフェノンを含むベンゾフェノン、アントラキノン、チオキサントンおよびこれらの誘導体;2,2−ジメトキシ−2−フェニル−アセトフェノン、2,2−ジエトキシアセトフェノン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェンおよび1−ヒドロキシシクロヘキシルアセトフェノンを含むアセトフェノン誘導体;2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパノン;4−ベンゾイル−4’−メチル−ジフェニルスルフィド;エチル4−ジメチル−アミノ−ベンゾエート;2−エチル−ヒドロキノン;(2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド(Irgacure(登録商標)TPO、BASF,Munich,Germanyから入手可能);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;1−ヒドロキシ−シクロヘキシルフェニルケトン(例えば、Irgacure(登録商標)184、BASFから入手可能)、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−(4−イソプロピル−フェニル)プロパノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−(4−ドデシルフェニル)プロパノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパノンおよび2−ヒドロキシ−2−メチル−1−[(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル]−プロパノンなどのα−ヒドロキシケトン光開始剤;(2,6−ジメトキシ−ベンゾイル)−2,4,4−トリメチルペンチルホスフィンオキシド(例えば、市販品ブレンド、Irgacure(登録商標)1800、1850、および1700、BASFから入手可能);2,2−ジメトキシル−2−フェニルアセトフェノン(例えば、Irgacure(登録商標)651、BASFから入手可能);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(例えば、Irgacure(登録商標)819、BASFから入手可能)、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−イソオクチル−ホスフィンオキシドおよびエトキシ(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(Irgacure(登録商標)TPO−L、BASFから入手可能)などのビスアシルホスフィンオキシド光開始剤、およびこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。好ましいのは、本来の性質が疎水性の光開始剤である。特に好ましい光開始剤としては、例えば、メチルベンゾイルホルメート、1−ヒドロキシシクロヘキシル−フェニルケトン、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、これらの組み合わせなどが挙げられる。

0067

特定の実施形態では、1種または複数種の光開始剤は、コーティング組成物の総重量を基準として、0重量%〜10重量%の量で存在する。例えば、光開始剤は、1重量%〜10重量%;または2重量%〜7重量%;または3重量%〜5重量%の量で存在してよい。

0068

光開始剤のモノマーおよび/またはオリゴマーに対する重量比は、本発明の疎水性コーティングの作成にとって重要である。照射量変動、モノマーおよび/またはオリゴマーの選択、およびコーティング厚に応じて、最終的な所望の硬化変換、コート間接着、疎水性およびその他の特性を実現するために、この比率は変わるであろう。一般に、より高い照射量下で硬化されるコーティングは、より少量の光開始剤しか必要としないであろう。さらに、一部のタイプの電子線(EB)などの放射線に対しては、光開始剤は必要ない。特定の実施形態では、典型的な光開始剤のモノマーおよび/またはオリゴマーに対する比率は、約0.05:1〜約2:1;または約0.1:1〜約1:1;または約0.5:1〜約1:1である。

0069

本発明の組成物は、1種または複数種の微粒子状物質を含む。粒子は1nm〜30μmの直径を有する。例えば、粒子は1nm〜25μmの直径を有することができる。好適な粒子としては、酸化アルミニウムアルミナ)、酸化チタン酸化ジルコニウム、金(オルガノチオールで処理)、銀(オルガノチオールまたはシラン処理)、ニッケル酸化ニッケル酸化鉄、および合金(全てシランで処理)、ポリスチレン粒子、(メタ)アクリレート粒子PTFE粒子シリカ粒子(ポリジメチルシロキサン(PDMS)、ジメチルジクロロシランDMDCS)、またはヘキサメチルジシラザン(HMDS)で処理)、ポリオレフィン粒子ポリカーボネート粒子、ポリシロキサン粒子シリコーン粒子滑石、シリカ、粘土多面体シルセスキオキサンオリゴマー、多面体シリケートオリゴマーポリエステル粒子ポリアミド粒子ポリウレタン粒子エチレン系不飽和ポリマー粒子、ポリ酸無水物粒子およびポリカプロラクトン(PCL)、ポリラクチド−co−グリコリドPLGA)などの生分解性粒子ナノ繊維ナノチューブ、またはナノワイヤー、ならびにこれらの組み合わせから生じる多孔質または非多孔質粒子が挙げられるが、これらに限定されない。金、銀、およびその他の貴金属ならびに合金などの金属の適切な処理には通常、アルキルチオール、より具体的には、フルオロアルキルチオールの使用が含まれる。好ましい粒子の種類は、好ましい粒径が1nm〜30μmのPDMS表面処理疎水性シリカである。

0070

粒子の、組成物の不揮発性の有機含有物に対する重量比は、疎水性に影響を与える場合があり、本発明のインクおよびコーティングの調製にとって重要である。この比率は、粒子の密度に応じて変化すると思われ、当業者なら、粒子の不揮発性の有機含有物(重量)に対する比率(重量)を所望の最終的な性質に応じて調節するであろう。一般に、低密度粒子を使って作製されるコーティングは、より低い粒子濃度が必要となるであろう。逆に、高密度粒子を使って作製されるコーティングは、より高い粒子濃度が必要となるであろう。例えば、シリカ粒子は、シリカの気孔率および性質に応じて種々の密度を有し得る。特定の実施形態では、典型的な(例えば、シリカ)粒子の不揮発性の有機含有物に対する比率は、約0.1:1〜約4:1;または約0.2:1〜約3:1;または約0.2:1〜約2:1;または特に約0.32:1〜約1:1である。

0071

本発明のコーティングは、1種または複数種の従来のタイプの樹脂を含んでもよい。好適な樹脂としては、脂肪族および芳香族の両方のタイプを含む、アクリル樹脂尿素アルデヒド樹脂、ポリエステル樹脂、アルデヒド樹脂、エポキシ樹脂ロジンエステル樹脂硝酸セルロース、アセト酪酸セルロース塩化ビニルコポリマーメラミン−ホルムアルデヒド樹脂ポリウレタン樹脂ポリイミド樹脂、アルキド樹脂、フタレート樹脂、などが挙げられるが、これらに限定されない。

0072

特定の実施形態では、1種または複数種の従来の樹脂は、組成物の総重量を基準として、5重量%〜55重量%の量で存在する。例えば、1種または複数種の従来の樹脂は、5重量%〜40重量%;または10重量%〜30重量%;または15重量%〜20重量%;または5重量%〜10重量%;または5重量%〜7重量%の量で存在してよい。

0073

本発明のコーティングには、1種または複数種の従来の非エネルギー硬化性インクで使用される樹脂および材料をさらに含めてもよい。好適な樹脂およびその他の材料としては、油、滑石、顔料分散剤ゲルビークル、およびポリビニルエチルエーテル、ポリ(n−ブチル)アクリレートなどの柔らかい不活性樹脂が挙げられるが、これらに限定されない。特定の実施形態では、1種または複数種の従来の非エネルギー硬化性インクに使用される樹脂および材料は、組成物の総重量を基準として、5重量%〜55重量%の量で存在する。例えば、1種または複数種の従来の非エネルギー硬化性インクに使用される樹脂および材料は、5重量%〜40重量%;または10重量%〜30重量%;または15重量%〜20重量%;または5重量%〜10重量%;または5重量%〜7重量%の量で存在してよい。

0074

本発明のコーティングは、限定されないが、ワックス、シリコーン、フルオロカーボン、アンモニア脱泡剤、安定剤、分散剤レオロジー調整剤、などが含まれる1種または複数種の添加剤を含んでもよい。特定の実施形態では、1種または複数種の添加剤は、組成物の総重量を基準として、0.5重量%〜5重量%の量で存在する。例えば、1種または複数種の添加剤は、1重量%〜4重量%;または1重量%〜3重量%;または1重量%〜2重量%の量で存在してよい。

0075

本発明のコーティングおよびインクは、着色剤をさらに含んでもよい。着色剤は、印刷インクおよびコーティングに用いることができる任意の顔料であってよい。着色剤は、有機物であっても無機物であってもよく、染料であっても顔料であってもよい。典型的な着色剤としては、無機顔料、例えば、Pigment White 6(二酸化チタン)、Pigment Black 7(カーボンブラック)、Pigment Black 11(黒酸化鉄)、Pigment Red 101(ベンガラ)およびPigment Yellow 42(黄酸化鉄)、ならびに有機顔料、例えば、Pigment Yellow 1、Pigment Yellow 3、Pigment Yellow 12、Pigment Yellow 13、Pigment Yellow 14、Pigment Yellow 17、Pigment Yellow 37、Pigment Yellow 63、Pigment Yellow 65、Pigment Yellow 73、Pigment Yellow 74、Pigment Yellow 75、Pigment Yellow 83、Pigment Yellow 97、Pigment Yellow 98、Pigment Yellow 106、Pigment Yellow 114、Pigment Yellow 121、Pigment 26、Yellow 126、Pigment Yellow 136、Pigment Yellow 174、Pigment Yellow 176、Pigment Yellow 188、Pigment Orange 5、Pigment Orange 13、Pigment Orange 16、Pigment Orange 34、Pigment Red 2、Pigment Red 9、Pigment Red 14、Pigment Red 17、Pigment Red 22、Pigment Red 23、Pigment Red 37、Pigment Red 38、Pigment Red 41、Pigment Red 42、Pigment Red 112、Pigment Red 146、Pigment Red 170、Pigment Red 196、Pigment Red 210、Pigment Red 238、Pigment Blue 15、Pigment Blue 15:1、Pigment Blue 15:2、Pigment Blue 15:3、Pigment Blue 15:4、Pigment Green 7、Pigment Green 36、Pigment Violet 23、などが挙げられるが、これらに限定されない。染料には、限定されないが、アゾ染料アントラキノン染料キサンテン染料アジン染料、これらの組み合わせ、などが含まれる。

0076

特定の実施形態では、着色剤は、組成物の総重量を基準として、約0.5重量%〜約20重量%の量で存在する。例えば、着色剤は、0.5重量%〜15重量%;または1重量%〜20重量%;または3重量%〜15重量%;または2重量%〜10重量%の量で存在してよい。

0077

本発明の乾燥および硬化したコーティング組成物は撥水性である。これは、コート表面積の90%超、または95%超、または99%超、または99.5%超が水をはじくことを意味する。本発明の乾燥および硬化したコーティング組成物は、高温で時間経過後に疎水性を維持する。例えば、コーティングは、約35℃〜約85℃、または40℃〜75℃、または50℃〜65℃の温度で、1週間、2週間、またはそれを超える週間などの長期間にわたり暴露してもよい。例えば、コーティングは62℃オーブン中で2週間の期間にわたり加熱してよい。本発明の乾燥および硬化したコーティングまたはインク組成物でコートした領域の大部分は、高温で時間経過後に疎水性を維持する。例えば、熱老化後コート領域の、その時点でも撥水する部分は、90%超、または95%超、または99%超、または99.5%超である。

0078

本発明のインクおよびコーティング組成物は、種々の印刷技術を使って塗布できる。印刷およびコーティング方法としては、ディップコーティングローラー塗布、ロッドコーティング、フレキソ印刷グラビア印刷リソグラフ印刷、インクジェット印刷、などが挙げられるが、これらに限定されない。

0079

実施例
実験および得られた結果を含む次の実施例は、例証の目的のためのみで提供されており、請求された主題を限定するものと解釈されるべきではない。

0080

試験方法
コーティング組成物の調製
コーティング組成物は、粒子(例えば、シリカ粒子)と、モノマーおよび/またはオリゴマー、光開始剤、溶媒、およびその他の添加物液体混合物とを、カウルブレードミキサーを使って混合することにより調製された。全ての乾燥粒子が湿潤され、均一に分散されるまで混合を継続した。

0081

コーティング組成物の印刷
コロナ処理非化学処理白色ポリスチレンフィルム、Leneta NWKアンシールドペーパーテストチャート、ならびに市販の印刷フィルムおよびペーパー基材上に、Kコントロールコーターを使ってコーティングを印刷した。異なる寸法のバーを選択し、異なるコーティング厚に印刷し、異なる基材表面の良好な被覆度を得た。1つの例外を除いて、全ての試験刷りを大部分の溶媒が蒸発するまで空気中で2分間乾燥させた後、100フィート/分の速度でリニアインチ当たり400ワットの水銀UVランプにより硬化した。例外の実施例6は、その他の実施例より硬化が遅く、したがって、適度の硬化を得るためには、50フィート/分の速度が必要であった。

0082

静的水接触角試験
接触角を、FibroDAT1100動的吸収および接触角試験器(Fibro Systems AB,Sweden)を使って、ASTMD−5725手順B(約100度より大きい水との接触角を有する材料用)に準拠して測定した。4μlの水滴をコーティング表面に滴下し、接触角を測定した。110度以上の水接触角を受け入れ可能と見なした。

0083

水転落角試験
コートした印刷物表面を、TMI摩擦係数試験器(Model32−25)の十分に平坦ベッド傾斜平面接着した。15±2μlの水滴をコートした印刷物表面に滴下した。試験を0°で開始した。水滴が転落し始めるまで、傾斜平面の角度を徐々に増やした。水滴が転落し始めた角度を水転落角として記録した。10度以下の水転落角を受け入れ可能と見なした。

0084

高温での経時変化試験
乾燥および硬化印刷物をアルミニウムホイル包み、62℃の通気オーブン中に2週間入れた。2週間の終わりに、コートした印刷表面に対し、水接触角および水転落角を再度測定した。オーブン中経時変化試験後に、印刷領域の水をはじく部分が90%より多いと、受け入れ可能な結果であると見なした。その時点で、印刷領域の水をはじく部分が95%超、または99%超、または99.5%超であるのが好ましい。

0085

光沢度試験
種基材上に塗布された乾燥および硬化したコーティングの光沢度を、60度の角度で、BYK−Gardner Micro−TRI−Gloss meterを使って測定した。

0086

意外にも、同じシリカ:不揮発性有機含有物重量比率で、モノマーおよび/またはオリゴマー成分が1より大きい、好ましくは2以上の複合モル平均官能価を有する(およびモノマーおよび/またはオリゴマーの反応生成物が1モル%より多いアルキレン系不飽和反応部位を有するポリマーである)場合、硬化したコーティング表面は、1以下の組成物モル平均官能価を有するモノマーまたはオリゴマー成分より大きい水接触角、およびより小さい転落角を有することが見出された。これは、以前に当該技術分野において考えられていたこと、すなわち、アクリレート官能価が増加するに伴い、疎水性が低下し、したがって、単官能アルケンがジおよび多官能アルケンより疎水性であるということ、とは全く異なる。顕著な疎水性の骨格構造を有するいくつかの単官能モノマー(例えば、アルカン、フルオロカーボン、またはシリコーン)も同様に疎水性表面を与え得るが、疎水性は堅牢性がより低く、同一レベルの疎水性を得るためには、不揮発性の有機含有物に対する高いシリカの比率が必要となる。増加した量のシリカは、コート表面を粉末状にし、コート間接着が低下して、インク、粘着剤、および他の材料が受け入れ難くなる。

0087

実施例1〜5は3以上の官能価を有するモノマーを使って調製した。これらのコーティングは、許容可能な水接触角および水転落角を示した。実施例6は、二官能性モノマーを使って調製した。実施例6は、実施例1〜5より硬化が遅かったが、UV硬化速度を下げて適度のUV硬化を可能とした場合、許容可能な水接触角および水転落角を示した。比較例7は、単官能モノマーを使って調製され、撥水性は劣っていた。単官能モノマーを使用する場合、実施例1〜6と類似の疎水性を得るためには、比較例8に示すように、シリカ比率を増やすことが必要であった。しかし、初期疎水性は許容可能であるが、高温での経時変化試験後、実施例8の印刷物の一部の領域の疎水性は低下し、一部の領域は水転落角の増加を示した。

0088

実施例1〜6:多官能性モノマー/オリゴマーを使って調製した疎水性コーティング
下表1〜6に示すように、ジ、トリ、またはより高次の官能性モノマー/オリゴマーを使って疎水性コーティングを調製した。

0089

実施例1のコーティングをKバー#1、2、および3を使って、白色ポリスチレンフィルム上に印刷した。硬化印刷物は、全ての印刷物で、5度未満の水転落角、および150度より大きい水接触角を示した。高温での経時変化試験後に、全ての印刷領域で、水転落角は8度未満に維持され、水接触角は150度以上に維持された。

0090

実施例2のコーティング組成物をKバー#1、2、および3を使って、白色ポリスチレンフィルム上に印刷した。硬化印刷物は、全ての印刷物で、5度未満の水転落角、および150度より大きい水接触角を示した。2週間のオーブン中での経時変化試験後、コーティングは、3つ全ての印刷物で、疎水性(すなわち、5度未満の水転落角、および150度より大きい水接触角)を維持した。

0091

実施例3のコーティング組成物をKバー#1、2、および3を使って、白色ポリスチレンフィルム上に印刷した。硬化印刷物は、全ての印刷物で、5度未満の水転落角、および150度より大きい水接触角を示した。2週間のオーブン中での経時変化試験後、コーティングは、3つ全ての印刷物で、疎水性(すなわち、5度未満の水転落角、および150度より大きい水接触角)を維持した。

0092

実施例4のコーティング組成物をKバー#1、2、および3を使って、白色ポリスチレンフィルム上に印刷した。硬化印刷物は、全ての印刷物で、5度未満の水転落角、および150度より大きい水接触角を示した。2週間のオーブン中での経時変化試験後、コーティングは、3つ全ての印刷物で、疎水性(すなわち、5度未満の水転落角、および150度より大きい水接触角)を維持した。

0093

実施例5のコーティング組成物をKバー#1、2、および3を使って、白色ポリスチレンフィルム上に印刷した。硬化印刷物は、全ての印刷物で、5度未満の水転落角、および150度より大きい水接触角を示した。2週間のオーブン中での経時変化試験後、コーティングは、3つ全ての印刷物で、疎水性(すなわち、5度未満の水転落角、および150度より大きい水接触角)を維持した。

0094

実施例6のコーティング組成物をKバー#1を使って、白色ポリスチレンフィルム上に印刷した。硬化印刷物は、5度未満の水転落角、および150度より大きい水接触角を示した。

0095

実施例7および8:単官能モノマー/オリゴマーを使って調製した疎水性コーティング
比較例7および8を、単官能モノマーのみを使って調製した。配合を下表7および8に示す。

0096

比較例7のコーティング組成物をKバー#1を使って、白色ポリスチレンフィルム上に印刷した。硬化印刷物は、約10度の初期水転落角を示した。しかし、オーブン中での経時変化試験後、印刷領域の80%がもはや撥水性ではなく、10度より大きい水転落角を有し、これは、受け入れられない結果であると見なされる。

0097

比較例8のコーティング組成物をKバー#1を使って、白色ポリスチレンフィルム上に印刷した。乾燥および硬化印刷物は、7度未満の初期水転落角、および150度より大きい水接触角を示した。しかし、オーブン中での経時変化試験後、印刷領域の20%が8度より大きい水転落角を示し、疎水性が低下したことを示す。

0098

実施例9:シリコーンおよびワックス添加剤を含有させて調製した疎水性コーティング
シリコーンおよびワックス添加剤をさらに含む疎水性コーティングを表9の配合にしたがって調製した。

0099

実施例9のコーティング組成物を、Meyer#3バーを使って、アンシールドLeneta NWKチャートペーパー上に印刷した。硬化印刷物は、1度未満の初期水転落角を示した。

0100

実施例10:シリコーンおよびワックス添加剤、および水を共溶媒として含有させて調製した疎水性コーティング
シリコーンおよびワックス添加剤を含み、さらに水を共溶媒として含む疎水性コーティング組成物を表10の配合にしたがって調製した。

0101

実施例10のコーティング組成物を、Meyer#3バーを使って、アンシールドLeneta NWKチャートペーパー上に印刷した。乾燥および硬化印刷物は、1度未満の初期水転落角を示した。

0102

実施例11:HMDS処理シリカ粒子を使って調製した疎水性コーティング
PDMS処理シリカ粒子に代えて、HMDS処理シリカ粒子を含む疎水性コーティング組成物を調製した。配合を下表11に示す。

0103

実施例11のコーティング組成物を、Meyer#3バーを使って、アンシールドLeneta NWKチャートペーパー上に印刷した。乾燥・硬化印刷物は、25度の初期水転落角を示し、撥水性ではなく、受け入れられない結果の実施例と見なされた。これらの結果は、HMDS処理シリカ粒子は、超疎水性コーティングを形成するためには、PDMS処理シリカ粒子ほど効果的でないことを示唆する。

0104

実施例12:より高パーセンテージのモノマーを含有させて調製した疎水性コーティング
実施例12のコーティングを表12に示す配合にしたがって調製した。20重量%の量のモノマーを含めた。

0105

実施例12のコーティングを、Meyer#3バーを使って、アンシールドLeneta NWKチャートペーパー上に印刷した。乾燥および硬化印刷物は、4度未満の初期水転落角を示した。

0106

実施例13:代替溶媒を使って調製した疎水性コーティング
実施例13のコーティングを表13に示す配合にしたがって調製した。イソプロピルアルコールに代えて、ブチルアセテートを溶媒として使用した。

0107

実施例13のコーティング組成物を、Meyer#3バーを使って、アンシールドLeneta NWKチャートペーパー上に印刷した。乾燥・硬化印刷物は、1度未満の初期水転落角を示した。

0108

実施例14:印刷グラフィックス上に塗布した疎水性コーティング
実施例9〜12で調製されたコーティングを、同様に、ペーパーおよび金属化ペーパー基材上に塗布されて商用印刷された溶媒系および水系インクの上に、Meyer#3バーを使って塗布した。乾燥および硬化印刷物は、1度未満の初期水転落角を示し、加えて、透明に見えて、印刷グラフィックスの明確さまたはコントラスト視覚上の低下がなかった。印刷グラフィックスの光沢レベルは、均一な曇り状態または艶消仕上状態に低下し、60度の角度で測定して、10度未満の光沢度を示した。

0109

この実施例で使用した非コート基材は、90度未満の接触角、および多くは20度より大きい水転落角であった。非コート基材に滴下した水滴は、表面に「固着する」傾向を示し、多くの場合、動き始めるのに物理的な力(震盪)が必要であった。非コート基材、特にペーパー上での接触角は、基材への水の吸収/浸透に起因して、時間依存性であり得る。大量の水が滴下される場合、この実施例の非コートペーパーラベルで見られるように、このような水浸透は、反りまたはしわなどの大きな基材変形を引き起こす可能性がある。基材をコーティングし、低転落角および高接触角を有する表面を生成することにより、この実施例の疎水性コーティングは、これらの変形に対しペーパーラベルを保護する。

0110

実施例は、超疎水性コーティングが、1.00より大きい複合モル平均官能価を有する多官能性アルキレン系反応性モノマーおよび/またはオリゴマーを使って調製できることを示す。コーティング組成物は、溶媒系およびエネルギー硬化性のハイブリッドである。

実施例

0111

本発明をその好ましい実施形態を含めて詳細に記述してきた。しかし、当業者なら、本開示を考慮すれば、本発明の範囲と趣旨に包含される本発明に関連する修正、および/または、改善を行い得ることを理解するであろう。

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