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WO1996000262A1 - Marking composition and laser marking method - Google Patents

Marking composition and laser marking method Download PDF

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WO1996000262A1
WO1996000262A1 PCT/JP1994/001108 JP9401108W WO9600262A1 WO 1996000262 A1 WO1996000262 A1 WO 1996000262A1 JP 9401108 W JP9401108 W JP 9401108W WO 9600262 A1 WO9600262 A1 WO 9600262A1
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WO
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marking
developer
toluene
composition
solubility
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP1994/001108
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English (en)
French (fr)
Inventor
Shoichi Hayashibara
Masaru Kudo
Masaki Shinmoto
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Kayaku Co Ltd
Original Assignee
Nippon Kayaku Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Kayaku Co Ltd filed Critical Nippon Kayaku Co Ltd
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Priority to US08/592,424 priority patent/US5824715A/en
Priority to DE69420971T priority patent/DE69420971T2/de
Priority to KR1019960700890A priority patent/KR960703993A/ko
Publication of WO1996000262A1 publication Critical patent/WO1996000262A1/ja
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Ceased legal-status Critical Current

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    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • C09D11/00Inks
    • C09D11/02Printing inks
    • C09D11/10Printing inks based on artificial resins
    • C09D11/101Inks specially adapted for printing processes involving curing by wave energy or particle radiation, e.g. with UV-curing following the printing
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    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/0008Organic ingredients according to more than one of the "one dot" groups of C08K5/01 - C08K5/59
    • C08K5/0041Optical brightening agents, organic pigments
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    • B41M5/3335Compounds containing phenolic or carboxylic acid groups or metal salts thereof
    • B41M5/3336Sulfur compounds, e.g. sulfones, sulfides, sulfonamides

Definitions

  • the present invention relates to a marking composition and a laser marking method for imparting a clear mark by irradiating a laser beam onto a surface of a molded material.
  • coating such as electronic and electrical component housing, packaging, etc. is applied to the surface, and a UV-curable resin that can be laser-marked is applied to the surface.
  • a method is known in which after curing, the resin is carved and marked by laser light. This method has the advantages that only a short process is required, and it is possible to mark fine products and obtain good marking.
  • a commercially available ultraviolet-curable resin is used, there is a drawback that the obtained mark disappears due to oil adhesion or the like, depending on what is marked. I have.
  • inks that are colored by lasers, especially black the use of compounds containing heavy metals such as lead has been used as a coloring agent in the past.
  • a system using a leuco dye and a color developer which is known as a thermal recording material, is considered as a material that develops black without using heavy metals that cause environmental pollution.
  • a system using leuco dye and color developer is applied, it has the disadvantage that the color gradually develops even when laser light is not irradiated (referred to as geostrophic pull). Disclosure of the invention
  • a composition for laser marking using an ultraviolet curable resin even in a system using a leuco dye and a developer, there is no ground fog, and a clear black color is formed.
  • the present invention has been achieved. That is, the inventors of the present invention use a leuco dye having low solubility in toluene, particularly one having a solubility at 25 ° C of 5 w / V% or less, and As a coloring agent, it has been found that a marking composition having the above-mentioned properties can be obtained by using a developing agent having low solubility in toluene, in particular, and the present invention. Was completed.
  • the present invention more specifically
  • R 1, R 2 represents a methyl group or an ethyl group
  • X represents fluorine or chlorine
  • n represents an integer of 0 to 2.
  • the rho-dye is 2,2-bis (4— (6 '-(N-cyclohexyl-N-methyl-amino) -13'-methyl-spiro (phthalide-3 , 9'-xanthen) 1-2 '-(ilamino) phenyl) propane, the marking composition of (1) or (3) above,
  • Developers whose solubility in toluene at 65 ° C is 1000 ppm or less are sulfonylphenol-type developers and methylenebisphenol-type developers.
  • the solubility in toluene at 65 ° C is ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ (7) wherein the color developer having a pm or less is a 4,4'-ose phenol diphenyl-based color developer having a substituent or a phenol polymer.
  • An ultraviolet curable resin a marking composition comprising one or more of the leuco dye described in (5) and the color developer described in (12) above,
  • the color developer is 2,2 ', 6,6'-tetramethyl-,, 4'-sulfonic acid Diphenol, 2, 2 ', 6: 6'-tetrabromo 4, 4 '-phenolic diphenol or poly p-vinyl vinyl Color-forming composition,
  • the energy-curable resin used in the present invention is, for example, a resin which can be cured by an energy ray such as infrared ray, visible light, ultraviolet ray, electron beam or the like, and preferably a resin which can be cured by ultraviolet ray.
  • an energy ray such as infrared ray, visible light, ultraviolet ray, electron beam or the like
  • examples thereof include a radical polymerization type resin and a cationic polymerization type resin, and the radical polymerization type is preferable.
  • Radical polymerizable resins include various acrylic monomers, oligomers, and polyether-based, unsaturated polyester-based, epoxy-based, and urethane-based resins.
  • acrylic monomers such as tan, polybenzene, polyacetar, polyester / urethane, and oligomers.
  • Atariate Monomers are, for example, Trimethylone propane Recreate, Zipene Eri Retriole Pen Pen Recree , Tri-Methyl Roll Pro, Zero Jet Trirecreate, Trimethylolone Propane Recreate, Tripropylene Reconorelet Recreate, Neopentry Glycol Alloxy Regulation, Neopentry Glycol Propoxy Regulation, Triple Proprietary Recognition Recall Poliethylene Recall Recall, Bisphenol A Ekiseki Relate, Bisphenol Enol A Proboxile Recreator, 1, 6 — Hexanediol Recreator, 1, 4 — Butanion Reagentary Relay , Stealer create, phenol creature, non cre ate Norelet Nokia Recreate, 2 — Nokia Shechia Recreate, Nometo Recipient Reproducing Recall MONOTEX CINEO TECHNOLOGY GRIP COLOR PRO BOX MONO ACRATE, MONO METRIC CIT METALLOL PRONO.
  • Polyester acrylate oligomers such as a reaction product of a polyester and acrylic acid based on a dibasic acid and an aliphatic diol as shown in the formula (4)
  • Aliphatic or aromatic compounds obtained by reaction with an aliphatic or aromatic isocyanate based on a polyol or a polyester as shown in Relates are provided.
  • cation polymerization type resin various aliphatic, alicyclic and aromatic epoxy resins are used, and particularly preferred are monovalent and polyvalent alcohols.
  • a photoinitiator for curing.
  • an initiator for example, thioxanthone is used for the radical polymerization type resin.
  • Known photoinitiators such as benzoquinone-based, anthraquinone-based, acetate phenone-based, benzoin ether-based, benzophenone-based, and cationic polymerization type
  • Known resins such as aromatic diazonium salt, aromatic halonium salt, aromatic sulfonium salt and metallocene compound are used for the resin.
  • the temperature is preferably in the range of 80 to 170 ° C, more preferably 100 to 1100 ° C, in order to further complete the curing. Heating in the range of 50 ° C is desirable. The heating time depends on the temperature, but is usually between 5 and 30 minutes.
  • the loco dye used in the present invention is preferably a loi dye having a low solubility in toluene, for example, a lohi dye represented by the formula (1) or 2,2-bis (4.1 (6 '1 (N-cyclohexinole 1-N-methylamino)-1 3'-methylspiro (phthalide 3, 9 '-xanthanten) 1 2'-ilami No.) Phenyl) propane (solubility to toluene: 25.
  • a lohi dye represented by the formula (1) or 2,2-bis (4.1 (6 '1 (N-cyclohexinole 1-N-methylamino)-1 3'-methylspiro (phthalide 3, 9 '-xanthanten) 1 2'-ilami No.) Phenyl) propane (solubility to toluene: 25.
  • rhoic dyes represented by the formula (1) are 3—Jetylamino 1-7—o—Holenoloaniline Fluorolan, 3—Dimethylamino 17 — 0 — Fenolelo Anilino Fnoleolan, 3 — Getylamino 1 7 — p — Fenoleolo Anilino Fnoleolan, 3 — Dimethylamino 7 — p — Fluoroa Nilinofluoran, 3—Jetilaminor 7—0—Chloroanilinofluoran, 3—Jetliumminoran 7— ⁇ —Kuroguchi 7 — p-Chloromino 7 — p — Chloro 1 0 — Phono Leo Ani Lino F No Leo Lan, 3 — Dimethyl
  • w / v% Of 25%, preferably less than 5 w / v% (% by weight, etc.), more preferably less than 3 wZ v%, more preferably less than 2 w / v% It is preferable to use w / v% or less of the rho-dye ..
  • These fluoran compounds also have a high solubility in energy ray-curable resins. It is considered that it is difficult to generate the soil power because it is small.If the amount is too small, a clear mark cannot be obtained, and if it is too large, there is no difference in the sharpness of the mark. Because it is wasteful in nature, it is preferably about 5 to 50% by weight, more preferably about 5 to 45% by weight, based on the energy ray-curable resin.
  • Examples of the color developing agent used in the present invention include 4,4′-monophenol phenol resin (insoluble in tonolene, solubility in water at 25 ° C. 0-O ppm), bis- (3-aryl-1-4-hydroxyphenyl) snorphone (insoluble in toluene, insoluble in water 5 ppm at 25 ° C), 2,2 ', 6,6'-Tetramethyl 1-4,4'-Sorrenofoniljifenoreno (insoluble in toluene or water), 2,2', 6, 6 '-Tetrabrom 4,4'-Sulfoninoresif enol (insoluble in toluene or water), 4-1 (4 '-Isoproboxifenyl) Sulfoninolef enol (A solubility in toluene of 200 ppm at 65 ° C and a solubility in water of 198 ppm at 250 ° C).
  • Methylene bisphenol type developers such as (p—hydroxy phenyl) methane, 1, 1—bis- (p—hydroxy phenyl) -cyclohexane , P—octyl phenol.
  • P—hydrocarbon monophenol type developer such as phenyl phenol, p—hydroxy benzoate Benzyl perfate, 4-methyl dimethyl carboxylate, 5-hydroxyethyl thioethylate, 3,5-di-tert-butyl salicylic acid, salicylic acid, ⁇ — Hydroxinaphthalene phenolic aromatic carboxylic acid derivatives such as benzyl oleonic acid, and polyvalent metal salts of phenolic aromatic carboxylic acids.
  • a sulfonylphenol type developer and more preferably a 4,4′-sulfonyldiphenol type developer having a substituent on the phenol nucleus. Agent is good.
  • the substituent for example, C!
  • a phenol polymer can be used as a color developer.
  • This phenolic polymer is insoluble in toluene and water.
  • a homopolymer of p-vinylphenol (Marcalin Chemical Co., Ltd. M: manufactured by Maruzen Petrochemical Co., Ltd.)
  • P Copolymer of vinylphenol and 2-hydroxyethyl methacrylate
  • p Vinyl phenol Copolymer of methyl methacrylate and methyl methacrylate
  • Markinka I CMM manufactured by Maruzen Petrochemical Co., Ltd.
  • bromide of poly p-vinylphenol Markinka I MB : Maruzen Petrochemical Co., Ltd.
  • p-Copolymer of vinyl phenol and styrene (Maliki Linker CST: Maruzen Petrochemical Co., Ltd.)
  • the solubility in toluene is preferably at a temperature of 65 ° C, preferably less than lO ppm, more preferably less than 500 ppm, more preferably less than 500 ppm.
  • Color development of 300 O ppm or less Agent is good.
  • a scratch-resistant property is required, such as when the product is easily bent, such as a packing sheet, or when the mark part is easy to contact between products, it has a substituent. Preference is given to color-based color developers and phenolic polymer-type color developers.
  • a developer is preferred. These developers are used alone or in combination of two or more.
  • the amount of the developer used for the leuco dye is 30 to 300% by weight, preferably 50 to 200% by weight based on the leuco dye.
  • the most preferred developers are those that are hardly soluble in toluene or water, for example, 2,2 ', 6,6'-tetramethyl-14,4'-sulfo Nil diphenol, 2, 2 ', 6, 6'-Tetrab mouth mode 4, 4 '-source phenol, polyphenol, poly p-vinyl phenol And phenol polymers such as phenols.
  • additives and the like can be added to the composition for laser marking of the present invention as needed.
  • additives that can be used include fillers, colorants, dispersants, flow regulators, mold release agents, flame retardants, lubricants, and light, in addition to sensitizers for increasing color sensitivity.
  • Materials used in coating of ultraviolet curable resin such as stabilizers and antioxidants are exemplified.
  • the sensitizer include higher fatty acid amides such as stearic acid amide, animal varieties such as mitou, and ceracou, and carnaunox.
  • Vegetable waxes such as wax, mineral waxes, such as montane wax. Raffin wax, petroleum wax, higher fatty acid esters, chlorinated oil, etc.
  • Carboxylate esters such as benzene, diphenyl sulfonate, etc., sulfonate amides, such as benzenesulfonate anilide, p-toluene sulfonate Sulfonates such as acid phenoxyethyl ester, benzenesolephonic acid phenyl ester, and bis- (4-phenyloleoxyphenyl) snorphone, bis (4-pe Diphenols such as phenolic, phenolic, etc., 1 benzoylazine, 1 benzoylazine, 2 benzoylamine, etc.
  • N-stearyl urea etc.
  • Urea derivatives 4 - Asechiruase walk et Bruno down, O Selector Selector dec down one 2, 1 7 - wearer's own hair tons compounds such geo down are used.
  • the amount is usually in the range of 0.5 to 2 parts per part of the developer.
  • Fillers that can be used in the present invention include carbonated calcium, silica, aluminum, myrica, calcium silicate, clay, talc, and glass.
  • examples include inorganic fillers such as fibers and carbon fibers, and organic fillers such as polyethylene, polyamide, epoxy resin, and guanamine resin.
  • colorants include carbon black, phthalocyanine, monoazo, disazo, quinatalidone, anthraquinone, frananoquinone, and perrinon.
  • Perylene dioxazine, condensed azo, abmethine or methine-based organic pigments, titanium oxide, lead sulfate, zinc oxide, iron black, chromero, zinc Inorganic pigments such as Kuguchi, Kurumoku Mirion, Bengala, cobalt violet, ultramarine, navy blue, chrome green, and cobalt green.
  • the amount used is usually such that the filler is less than 80 w / w% of the total solids, and in the case of colorants, the proportion occupying 3 wZw% or less of the total solids Used in
  • the marking composition of the present invention comprises an ultraviolet curable resin, a leuco dye and, if necessary, a sensitizer, a filler, a colorant, a dispersant, a flow regulator, a release agent, a flame retardant, and a lubricant. , A light stabilizer-antioxidant, etc., mixed using a three-roll agitator, preferably at a temperature of 15 to 30 ° C.
  • the laser marking method of the present invention may be implemented, for example, as follows. That is, the marking composition of the present invention is applied to a substrate to be marked (usually after curing). Is applied so that the film thickness becomes 10 to 100 ⁇ m). The material is cured by irradiating with energy rays and, if necessary, formed.
  • a clear contrast black marking By irradiating one light of a YAG laser, one light of an excimer laser, or the like, a clear contrast black marking can be obtained.
  • the base material for example, polyesters such as polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate, vinyl chloride polyethylene, polypropylene, etc.
  • Plastic film made of plastics, etc., and plastics made of these plastics and plastics commonly used such as acrylic resin and ABS resin Examples include paper, metal plates such as aluminum and iron, and papers such as vapor-deposited paper, coated paper, and synthetic paper.
  • the marking composition of the present invention can be used for various containers such as sheets, packaging sheets, cards, labels, bottles, caps, metal cans, etc. It is used to display the name of one person, the contents, the date of manufacture, the lot number, etc. on the surface of wrappers.
  • T 4 * (4 * —isopropoxyphenyl) sulfonylphenol (200 ppm in toluene at a solubility of 65 ° C, water Solubility at 25 ° C 198 O p P m)
  • a marking composition prepared using a leuco dye having a low solubility in toluene as a coloring agent was used. This was coated on an iron plate by Barco overnight so that the film thickness after curing became 20 m, and the composition was cured by irradiating ultraviolet rays with a high-pressure mercury lamp to obtain a test piece.
  • test piece was irradiated with a laser beam using a pulsed carbon dioxide laser-irradiator (BLAZAR 600, energy density 3 JZ cm 2 , manufactured by Laser Technology).
  • BLAZAR 600 pulsed carbon dioxide laser-irradiator
  • a clear black mark was obtained in Example 11 but not in Comparative Examples 1 and 2.
  • the numbers in Table 1 represent parts by weight.
  • Example Ink I Coloring agent Coloring agent
  • Other auxiliaries
  • test pieces obtained in Examples 1 to 11 and Comparative Examples 1 and 2 were used, and a pulsed carbon dioxide laser irradiator (manufactured by Lasertechnics Co., Ltd., BLAZAR 600 Using a laser density of 3 J / cm 2 ), irradiate a laser beam to form a black mark, and 1) the ground force blur, 2) the color density,
  • Clarity Visual readability of the mark ⁇ : Visibility X: Poor clarity (Generally, the smaller the ground force blur and the higher the color density, the better the clarity. )
  • Hot water resistance Marked test pieces are placed in water at 80 ° C.
  • a marking composition that has a low soil pressure and that develops a clear color when irradiated with laser light, and a marking composition that develops a clear color and is further excellent in robustness and Since a laser marking method using the composition is provided, its industrial applicability is considered to be high.

Landscapes

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Description

明 細 書 マーキ ン グ用組成物及びレーザーマ一キン グ方法 技術分野
本発明は、 成形された材料の表面に、 レーザー光線の 照射によめ、 鮮明なマー クを付与するためのマーキング 用組成物及びレーザーマ一キ ン グ方法に関する ものであ る o
背景技術
近年、 I C、 抵抗体、 コ ンデンサ、 イ ンダク 夕一等の 電子部品、 リ レー、 スィ ッ チ、 コネ ク ター、 印刷回路基 板等の電気部品、 電気製品のハウ ジ ン グ、 自動車部品、 機械部品、 ケーブル、 シー ト、 包装シー ト、 カー ド、 ラ ベル、 食品或は医薬品等の各種容器、 容器類のキャ ッ プ 等の表面へメ ーカー名、 物品名、 製造年月 日、 ロ ッ ト番 号等の文字や記号をマーキングするにあた り、 マーキン グイ ンキを用いた印刷法が普及 している。 こ の方法は、 印刷からィ ンキの乾燥に到る工程に長時間を要する こ と . 微細部品へのマーキ ン グの困難さ、 印刷品質の維持、 管 理の煩雑さ、 更にはコス ト高等の問題があって、 その合 理化が望まれている。
最近、 マーキ ン グを合理化するために、 部品等の表面 に直接レーザ一光を照射し、 表面の一部分を熱分解或は 蒸発によ り蝕刻 してマーキングする レーザーマーキ ング 方法が行われる よ う になっ た。 しか しながら こ のマーキ ン グ方法に於いては、 マ一キ ン グされるべき部品の材質 が種々 あるため、 材質に依っては鮮明なマーキ ングが出 来なかった り、 或は着色した材料の場合、 鮮明なマー ク が得難いといつた問題点を有 している。
上記の問題点を解決する方法と して、 電子、 電気部品 ノヽウ ジング、 パッ ケー ジ等のマ 一キン グを施すものの表 面に レーザ一マ 一キン グ可能な紫外線硬化性樹脂を塗布. 硬化せ しめた後 レーザー光によ り該樹脂を触刻 してマ ー キ ン グする方法が知 られている。 こ の方法は、 短時間の 工程で済み、 且つ、 微細品へのマ 一キン グが可能であ り 良好なマーキ ン グが得られる という利点を有している。 しか し、 市販の紫外線硬化性樹脂を用いた場合、 マ ーキ ン グする ものに依っては油の付着等によ り、 得られたマ — クが消えて しま う という欠点を有している。 更に、 レ 一ザ一によ り有色、 特に黒色に発色するイ ンキの場合、 従来鉛等の重金属含有化合物を発色剤と して用いて来た が、 重金属による環境汚染の問題、 マー クが鮮明でない といった問題がある。 環境汚染を生 じる重金属を用いな いで黒色に発色する もの と して、 感熱記録用材料と して 知 られる ロイ コ染料と顕色剤を用いた系が考え られるが、 紫外線硬化性樹脂に上記のロイ コ染料と顕色剤を用いた 系を応用 した場合、 レーザー光未照射の状態でも徐々 に 発色 して く る (地力プ リ と言う) という欠点を有してい る。 発明の開示
紫外線硬化性樹脂を用いた レーザーマーキ ン グ用組成 物に於いて、 ロイ コ染料と顕色剤を用いた系でも地カブ リ が無 く 、 鮮明な黒に発色する、 さ らに堅牢度に優れた マーキ ン グ用組成物を見い出すべ く 鋭意研究を重ねた結 果、 本発明に至った ものである。 即ち、 本願発明者らは ロイ コ染料と して ト ルエ ンに対する溶解度の低い もの、 特に 2 5 °Cにおけるその溶解度が 5 w / V %以下の もの を使用する こ とによ り、 また顕色剤と して も特に トルェ ンに対する溶解度の低い顕色剤を使用する こ とによ り上 記の特性を有するマー キ ン グ用組成物が得られる こ とを 見い出 し、 本発明を完成させた ものである。
更に、 同マーキン グ用組成物を用いる こ とによ り鮮明 なマー クを付与する こ とのでき る レーザ一マーキング方 法が提供される。
発明を実施するための最良の形態
本発明は、 よ り具体的には
( 1 ) エネルギー線硬化性樹脂、 ト ルエ ンに対する溶解 性の低いロイ コ染料及び顕色剤を含有するマーキ ング用 組成物、
( 2 ) エネルギー線硬化性樹脂が紫外線硬化性樹脂であ る上記 ( 1 ) のマーキング用組成物、
( 3 ) ト ルエ ンに対する溶解性の低いロイ コ染料が、 2 5 °Cの トルエンに対する溶解度が 5 w / v %以下のロイ コ染料である上記 ( 1 ) のマーキ ン グ用組成物、 ( 4 ) ロ イ コ染料が式 ( 1 )
Figure imgf000006_0001
(式 ( 1 ) 中 R , 、 R 2 は メ チル基、 又はェチル基を表 し、 Xはフ ッ素、 又は塩素を表す。 n は 0〜 2 の整数を 表す。 ) で表さ れる フ ルオラ ン化合物である上記 ( 1 ) 又は ( 3 ) のマーキ ン グ用組成物、
( 5 ) ロ イ コ染料が 2 , 2 — ビス ( 4 — ( 6 ' 一 ( N— シ ク ロへキ シル一 N— メ チルァ ミ ノ ) 一 3 ' — メ チルス ピロ (フ タ リ ドー 3 , 9 ' ー キサ ンテ ン) 一 2 ' — ィ ル ァ ミ ノ ) フ ヱニル) プロパ ンである上記 ( 1 ) 又は ( 3 ) のマーキ ン グ用組成物、
( 6 ) 顕色剤が ト ルエ ンに対する溶解性の低い顕色剤で ある上記 ( 1 ) のマーキ ン グ用組成物、
( 7 ) ト ルエ ンに対する溶解性の低い顕色剤が、 6 5 °C の ト ルエ ンに対する溶解度力 1 0 0 0 O p p m以下の顕 色剤であ る上記 ( 6 ) のマーキ ン グ用組成物、
( 8 ) 6 5 °Cの ト ルエ ンに対する溶解度が 1 0 0 0 O p p m以下である顕色剤がスルフ ォニルフ ノ一ル型顕色 剤、 メ チ レ ン ビス フ エ ノ ール型顕色剤、 又はフ ヱ ノ ール 重合体である上記 ( 7 ) のマーキ ン グ用組成物、
( 9 ) 6 5 °Cの ト ルエ ン に対する溶解度が Ι Ο Ο Ο Ο ρ p m以下である顕色剤が、 置換基を有する 4, 4 ' ー ス ノレ フ ォ ニル ジ フ ヱ ノ 一 ル系顕色剤、 又はフ ヱ ノ ー ル重合 体である上記 ( 7 ) のマーキ ン グ用組成物、
( 1 0 ) 置換基を有する 4 , 4 ' — ス ル フ ォ ニル ジ フ エ ノ ール系顕色剤の置換基が、 アルキル基、 ハロゲン原子 又はァ リ ル基である上記 ( 9 ) のマーキ ン グ用組成物、
( 1 1 ) 顕色剤が、 ト ルエ ンに対する溶解性が低 く 、 か つ 2 5 ての水に対する溶解度が 3 p p m以下の顕色剤で ある上記 ( 1 ) のマーキ ング用組成物、
( 1 2 ) ト ルエ ンに対する溶解性が低 く 、 かつ 2 5 °Cの 水に対する溶解度が 3 p p m以下の顕色剤が 2, 2 ' , 6 , 6 ' ー テ ト ラ メ チ ノレ ー 4, 4 ' — ス ノレ フ ォ ニル ジ フ ェ ノ ー ル、 2 , 2 ' , 6 , 6 ' ー テ ト ラ ブ ロ モ一 4 , 4 ' — ス ル フ ォ ニル ジ フ エ ノ ー ル又は フ エ ノ ー ル重合体 である上記 ( 1 1 ) のマーキ ング用組成物、
( 1 3 ) フ エ ノ ー ル重合体がポ リ p — ビニル フ ヱ ノ ー ル 類である上記 ( 1 2 ) のマーキン グ用組成物、
( 1 4 ) 紫外線硬化性樹脂、 上記 ( 4 ) 記載のロイ コ染 料及び上記 ( 1 2 ) 記載の顕色剤の一種以上を含有する マ ーキ ン グ用組成物、
( 1 5 ) 紫外線硬化性樹脂、 上記 ( 5 ) 記載のロイ コ染 料及び上記 ( 1 2 ) 記載の顕色剤の一種以上を含有する マーキ ン グ用組成物、
( 1 6 ) 物品の表面に形成された、 上記 ( 1 ) 、 ( 1 4 ) 又は ( 1 5 ) のマーキン グ用組成物の硬化皮膜層に レ ーザー光線を照射する こ とを特徴とする レ ーザ一マ 一 キ ン グ方法、
( 1 7 ) 物品が瓶、 キ ャ ッ プ、 カ ー ド、 ラベル類又は缶 であ る上記 ( 1 6 ) の レ ーザ一マーキ ン グ方法、
( 1 8 ) ロ イ コ染料及び顕色剤を含有する発色性組成物 において、 顕色剤が 2 , 2 ' , 6 , 6 ' — テ ト ラ メ チル - , 4 ' ー ス ル フ ォ ニル ジ フ エ ノ ー ノレ、 2 , 2 ' , 6 : 6 ' — テ 卜 ラ ブ ロ モ ー 4 , 4 ' — ス ノレ フ ォ ニル ジ フ エ ノ —ル又はポ リ p — ビニル フ ヱ ノ ール類である発色性組成 物、
に関する。
本発明で用い られるエネルギー硬化性樹脂 と しては、 例えば赤外線、 可視光線、 紫外線、 電子線等のエネルギ 一線で硬化 し う る樹脂、 好ま し く は紫外線で硬化 し う る 樹脂であればいずれでも よ く 、 その例 と してラ ジカ ル重 合型又はカ チオ ン重合型の樹脂が挙げ られるが、 ラ ジカ ル重合型が好ま しい。
ラ ジカ ル重合型樹脂と しては、 各種ァ ク リ レ ー ト モ ノ マ ー、 オ リ ゴマ ー類、 及び、 ポ リ エー テル系、 不飽和ポ リ エステル系、 エポキ シ系、 ウ レ タ ン系、 ポ リ ブ夕 ジェ ン系、 ポ リ アセ タ ール系、 ポ リ エステル/ウ レ タ ン系の 各種ァ ク リ レ ー ト モ ノ マ ー、 オ リ ゴマーがあげ られる。 ア タ リ レ ー ト モノ マ 一類と しては、 例えば ト リ メ チ ロ ー ノレプロパ ン ト リ ァ ク リ レ ー ト、 ジペ ン 夕エ リ ス リ ト ール ペ ン 夕ァ ク リ レ ー ト、 ト リ メ チ ロ ールプロ ノ、0 ンェ ト キ'シ 卜 リ ァ ク リ レ ー ト 、 ト リ メ チロ ーノレプロ パ ン プロ ポキ シ ト リ ァ ク リ レ ー ト 、 ト リ プロ ピ レ ン グ リ コ ー ノレエ ト キ シ ジァ ク リ レ 一 ト 、 ネ オペ ン チ ル グ リ コ ー ルア ル コ キ シ ジ ァ ク リ レ ー ト 、 ネ オペ ン チ ル グ リ コ ー ルプロ ポキ シ ジァ ク リ レ ー ト 、 ト リ プ ロ ピ レ ン グ リ コ ー ノレ ジァ ク リ レ ー ト ポ リ エチ レ ン グ リ コ ー ル ジァ ク リ レ ー ト 、 ビス フ エ ノ ー ル A エ ト キ シ ジァ ク リ レ ー ト 、 ビス フ エ ノ ー ル A プロ ボ キ シ ジァ ク リ レ ー ト 、 1 , 6 — へキサ ン ジオ ー ル ジァ ク リ レ ー ト 、 1 , 4 — ブタ ン ジォ ー ノレ ジア タ リ レ ー ト 、 ス テア リ ルァ ク リ レ ー ト 、 フ エ ノ ー ルエ ト キ シモ ノ ア ク リ レ ー ト 、 ノ ニノレ フ エ ノ 一 ノレエ ト キ シモ ノ ア ク リ レ ー ト 、 2 — フ エ ノ キ シェチルァ ク リ レ ー ト 、 モ ノ メ ト キ シ ト リ プロ ピ レ ン グ リ コ ー ルモ ノ ア ク リ レ ー ト 、 モ ノ メ ト キ シ ネ オペ ン チ ル グ リ コ ー ルプロ ボキ シモ ノ ア ク リ レ ー ト 、 モ ノ メ ト キ シ ト リ メ チ ロ ー ルプロノ、。 ン エ ト キ シ ジァ ク リ レ ー ト 、 ジ シ ク ロ ペ ン テ二ルォキ シェチ ルァ ク リ レ ー ト ジ シ ク ロ ペ ン テ二ルァ ク リ レ ー ト 等があ げ ら れる。 ァ ク リ レ ー ト オ リ ゴマ ー類 と して は、 例えばェポ シキ化大豆 油 ア タ リ レ ー ト 、 各種 ビス フ ヱ ノ ー ル A型ェボ シキ樹脂 をベー ス と したァ ク リ レ ー ト 、 ェポ シキ化ア マ二油ァ ク リ レ ー ト 、 変性 ビス フ エ ノ ー ル A ジァ ク リ レ ー ト 等のェ ポ シキア ク リ レ ー ト オ リ ゴマ ー類、 式 ( 3 )
H2C =CH
Figure imgf000009_0001
(3) に示さ れる よ う な 2 塩基酸 と脂肪族ジオールをベース と したポ リ エステル とア ク リ ル酸の反応生成物等のポ リ ェ ステルァ ク リ レ ー ト オ リ ゴマー類、 式 ( 4 )
Figure imgf000010_0001
NHCOOCH2CH2OOCCH=:CH2 H2C=CHCOOCH2CH2OOCNH
(4)
に示さ れる よ う なポ リ オールま たはポ リ エステルをべ一 ス と して脂肪族又は芳香族イ ソ シアナ一 卜 との反応によ り 得 られる脂肪族又は芳香族ゥ レ タ ンァ ク リ レ ー ト 等が あ げ られる。
'又カ チオ ン重合型樹脂と しては、 脂肪族系、 脂環式、 芳香族系の各種エポキ シ樹脂が用い られるが、 特に好ま しレ、 ものは 1 価及び多価アル コ ール類のァ ク リ レ ー ト、 エポキシ樹脂系ァ ク リ レー ト、 ウ レ タ ン系ァ ク リ レ ー ト モ ノ マー及びそのオ リ ゴマ一類である。
本発明のマーキ ン グ用組成物に於いては硬化のために 光開始剤の使用が好ま し く 、 そのよ う な開始剤 と しては- ラ ジカ ル重合型樹脂にはチォキサ ン ト ン系、 ア ン ト ラ キ ノ ン系、 ァ セ ト フ エ ノ ン系、 ベ ン ゾイ ンエーテル系、 ベ ン ゾフ ヱ ノ ン系等の公知の光開始剤が、 又、 カ チオ ン重 合型樹脂には芳香族ジァ ゾニゥ ム塩、 芳香族ハロニゥ ム 塩、 芳香族スルフ ォニゥ ム塩、 メ タ 口セ ン化合物等の公 知の光開始剤が用い られる。 こ れ らの光開始剤は単独で 用いて も、 或は 2 種以上を混合 して用いて も良い。 又、 硬化を行う に当た り カ チオ ン重合型の樹脂を用いた場合 硬化を更に完全にする ために 8 0 〜 1 7 0 °Cの範囲で、 特に好ま し く は 1 0 0 〜 1 5 0 °Cの範囲で加熱する こ と が望ま しい。 加熱時間は、 その温度によ り 異なるが、 通 常 5 〜 3 0 分の間であ る。
本発明で用い られる ロ イ コ染料は、 ト ルエ ンに対する 溶解性の低いロ イ コ染料が好ま し く 、 例えば式 ( 1 ) で 表さ れる ロ イ コ染料や 2 , 2 — ビス ( 4 一 ( 6 ' 一 ( N — シ ク ロへキ シノレ 一 N — メ チルァ ミ ノ ) 一 3 ' — メ チル ス ピロ ( フ タ リ ドー 3 , 9 ' — キサ ンテ ン) 一 2 ' — ィ ルァ ミ ノ ) フ エニル) プロパ ン ( ト ルエ ンに対する溶解 度が 2 5 。Cで 0 . 0 5 5 w Z V % ; 商品名 パ ピロ ール S D — 1 2 0 昭和電工 (株) 製) 等があげ られる。 式 ( 1 ) で表さ れる ロ イ コ染料の例 と しては 3 — ジェチル ァ ミ ノ 一 7 — o — フ ノレオ ロ ア二 リ ノ フ ルオ ラ ン、 3 — ジ メ チルァ ミ ノ 一 7 — 0 — フ ノレオ ロ アニ リ ノ フ ノレオ ラ ン、 3 — ジェチルァ ミ ノ 一 7 — p — フ ノレオロ ア二 リ ノ フ ノレオ ラ ン、 3 — ジ メ チルア ミ ノ ー 7 — p — フルォ ロ ア二 リ ノ フルオ ラ ン、 3 — ジェチルア ミ ノ ー 7 — 0 — ク ロ ロ ア二 リ ノ フ ルオ ラ ン、 3 — ジェチ ルア ミ ノ ー 7 — ρ — ク ロ 口 ァニ リ ノ フ ノレオ ラ ン、 3 — ジェチ ルア ミ ノ ー 7 — p — ク ロ ロ 一 0 — フ ノレオ ロ ア ニ リ ノ フ ノレオ ラ ン、 3 — ジ メ チ ル ア ミ ノ ー 7 — ρ — フ ノレオ口 一 0 — ク ロ ロ ア二 リ ノ フ ノレオ ラ ン、 3 — ジェチルァ ミ ノ 一 7 — 2 ' , 4 ' — ジ ク ロ 口 ァニ リ ノ フ ルオ ラ ン等が挙げられるが、 特に好ま しい も の は 3 — ジェチ ルア ミ ノ ー 7 — 0 — フ ルォ ロ ア二 リ ノ フ ルオ ラ ン ( ト ルエ ンに対する溶解度が 2 5 °Cで 1 . 1 4 w / γ % 、 3 — ジ メ チノレア ミ ノ ー 7 — 0 — フ ノレオ ロ ア 二 リ ノ フ ノレオ ラ ン、 3 — ジェチ ルア ミ ノ ー 7 — 0 — ク ロ ロ ア二 リ ノ フ ルオ ラ ン、 3 — ジェチノレア ミ ノ 一 7 — p — ク πι πァニ リ ノ フ ルオラ ンであ る。 ト ルエ ンに対する溶 解性を具体的に述べる と、 ト ルエ ン に対する溶解度が、 2 5 でで、 好ま し く は 5 w/ v % (重量 容量%、 以下 同様) 以下、 よ り好ま し く は 3 wZ v %以下、 さ らに好 ま し く は 2 w/ v %以下のロ イ コ染料がよい。 これ らの フ ルオラ ン化合物はエネルギー線硬化性樹脂に対する溶 解度 も小さ いため、 地力 プ リ を生 じに く い と考え られる その使用量は、 少なすぎる と鮮明なマー ク が得 られず、 又、 多すぎて もマー ク の鮮明性に差がな く コ ス ト 的に無 駄である こ とか ら、 エネルギー線硬化性樹脂に対 して、 好ま し く は約 5 〜 5 0 重量%、 よ り 好ま し く は約 ? 〜 4 5 重量%程度がよい。
本発明で用い う る顕色剤 と しては、 例えば 4 , 4 ' 一 ス ノレ フ ォ ニノレ ジ フ ヱ ノ ー ル ( ト ノレエ ン に不溶、 水に対す る溶解度が 2 5 °Cで 1 0 0 O p p m ) 、 ビス 一 ( 3 — ァ リ ル 一 4 ー ヒ ドロ キ シ フ エ ニル) ス ノレ フ ォ ン ( ト ノレェ ン に不溶、 水に対する溶解度が 2 5 °Cで 5 p p m ) 、 2 , 2 ' , 6 , 6 ' ー テ ト ラ メ チル 一 4 , 4 ' ー ス ノレ フ ォ ニ ルジフ エ ノ ーノレ ( ト ルエ ンや水に不溶) 、 2 , 2 ' , 6 , 6 ' — テ ト ラ ブロ モー 4, 4 ' — スルフ ォニノレジフ エ ノ ール ( ト ルエ ンや水に不溶) 、 4 一 ( 4 ' — イ ソ プロ ボ キ シフ エニル) スルフ ォ ニノレフ エ ノ ール ( ト ノレエ ンに対 する溶解度が 6 5 °Cで 2 0 0 O p p m、 水に対する溶解 度が 2 5 °Cで 1 9 8 0 p p m ) 等のスルフ ォニルフ エ ノ —ル型顕色剤、 4, 4 ' 一イ ソ プロ ピ リ デン ジフ エ ノ ー ル ( ト ルエ ンに対する溶解度が 6 5 °Cで 7 0 0 0 p p m 水に対する溶解度が 2 5 °Cで 3 8 0 0 p p m ) 、 ビス一 ( p — ヒ ドロキ シフ エニル) メ タ ン、 1 , 1 — ビス一 ( p — ヒ ドロ キ シフ エニル) ー シ ク ロへキサ ン等の メ チ レ ン ビス フ エ ノ ール型顕色剤、 p —ォ ク チルフ エ ノ ール. P — フ エニルフ エ ノ ール等の炭化水素系モノ フ エ ノ ール 型顕色剤、 p — ヒ ドロキシ安息香酸ベ ン ジル、 4 ー ヒ ド 口キ シフ タ ル酸ジ メ チル、 5 — ヒ ドロキシイ ソ フ タ ノレ酸 ジェチル、 3 , 5 — ジ— t e r t — ブチルサ リ チル酸、 サ リ チル酸、 β — ヒ ドロキシナ フ タ レ ン力 ノレボ ン酸ベ ン ジル等のフ ェ ノ ール系芳香族カ ルボ ン酸誘導体及びフ ェ ノ ール系芳香族カ ルボン酸の多価金属塩が挙げ られるが, 好ま し く はスルフ ォ ニルフ ヱ ノ ール型顕色剤、 よ り好ま し く はフ ヱ ノ ール核に置換基を有する 4, 4 ' 一スルフ ォ ニルジフ ヱ ノ ール系の顕色剤がよい。 置換基 と しては、 例えばメ チル基等の C ! 〜 C 5 のアルキル基、 ブロ ム原 子等のハロ ゲ ン原子、 ァ リ ル基等があげ られ、 その置換 数は 1 つの フ エ ノ ール核について 1 〜 4 個、 好ま し く は 1 〜 2 個であ り、 置換位置 と しては、 フ ヱ ノ ール核の水 酸基のオル ト位が好ま しい。
又、 フ ノ ール重合体 も顕色剤 と して使用でき る。 こ の フ ヱ ノ ール重合体は ト ルエ ンや水に不溶な もので、 例 えば p — ビニルフ エ ノ ールのホモポ リ マー (マルカ リ ン 力 一 M : 丸善石油化学 (株) 製) 、 p — ビニルフ ヱ ノ ー ル と メ タ ク リ ル酸 2 - ヒ ドロ キ シェチルの共重合体 (マ ルカ リ ンカ 一 C H M : 丸善石油化学 (株) 製) 、 p — ビ ニルフ エ ノ ール と メ タ ク リ ノレ酸メ チルの共重合体 (マル カ リ ン カ 一 C MM : 丸善石油化学 (株) 製) 、 ポ リ p — ビニルフ エ ノ ールの臭素化物 (マルカ リ ンカ 一 M B : 丸 善石油化学 (株) 製) 、 p — ビニルフ ノ ール とスチ レ ンの共重合体 (マル力 リ ンカ 一 C S T : 丸善石油化学 (株) 製) 、 p — ビニルフ エ ノ ール と フ ヱニルマ レイ ミ ドの共重合体、 p — ビニルフ エ ノ ーノレ とマ レイ ン酸の共 重合体、 p — ビニルフ ヱ ノ ール と フマル酸の共重合体等 のポ リ p — ビニルフ エ ノ ール類 ( こ れ らの重合体はいず れ も丸善石油化学 (株) 製) 、 ジ シ ク ロペ ン 夕 ジェ ン と フ エ ノ ール との共重合体、 ジ シ ク ロペン 夕 ジェ ン と ク レ ゾール類との共重合体、 ジ シ ク ロペ ン 夕 ジェ ン と ジフ エ ノ ール との共重合体等があ げ られる。
こ れ らの顕色剤の う ち、 ト ルエ ン に対する溶解性の低 ぃ顕色剤が好ま しい。 ト ルエ ンに対する溶解性を具体的 に述べる と、 ト ルエ ンに対する溶解度が 6 5 °Cで好ま し く は l O O O O p p m以下、 よ り 好ま し く は 5 0 0 0 p p m以下、 さ らに好ま し く は 3 0 0 O p p m以下の顕色 剤がよい。 又、 包装シー ト のよ う に折り曲がり易いもの やマー ク部が製品どう しで接触し易い ものである場合等 耐ス ク ラ ッ チ性が要求される場合は、 置換基を有する 4 4 ' ー ス ノレ フ ォ ニル ジ フ エ ノ ー ル系の顕色剤や フ エ ノ ー ル重合体系の顕色剤が好ま しい。 更に、 牛乳や缶飲料の よ う に熱水殺菌処理を施すも のに適用する場合等、 耐熱 水性が要求される場合は、 水にほ とんど溶解 しない (例 えば水に対する溶解度が 2 5 °Cで約 3 p p m以下) 顕色 剤が好ま しい。 これらの顕色剤は単独で、 又二種以上組 み合わせて使用される。 顕色剤のロイ コ染料に対する使 用量は、 ロイ コ染料に対して 3 0〜 3 0 0 重量%である が、 5 0〜 2 0 0 重量%が好ま しい。 最も好ま しい顕色 剤は、 ト ルエ ンや水にほ とんど溶解 しないもので、 例え ば 2, 2 ' , 6 , 6 ' — テ ト ラ メ チ ル 一 4, 4 ' — スル フ ォ ニル ジ フ エ ノ ー ル、 2, 2 ' , 6 , 6 ' — テ ト ラ ブ 口 モ ー 4, 4 ' ー ス ノレ フ ォ ニノレ ジ フ エ ノ ー ル、 ポ リ p — ビニルフ ェ ノ 一ル類等のフ ヱ ノ ール重合体等があげられ る。
本発明の レーザーマ ー キ ン グ用組成物には必要に応じ てその他の添加剤等を加える こ とが出来る。 使用 しう る その他の添加剤の例と しては、 発色感度を上げるための 増感剤の他、 充填剤、 着色剤、 分散剤、 流動調節剤、 離 型剤、 難燃剤、 滑剤、 光安定剤、 酸化防止剤等の紫外線 硬化性樹脂のコ ーティ ングで用い られる材料が挙げられ る。 増感剤 と しては例えばステア リ ン酸ァ ミ ド等の高級脂 肪酸ア ミ ド、 ミ ツ ロ ウ、 セ ラ ッ ク ロ ウな どの動物性ヮ ッ ク ス類、 カ ルナウ ノくワ ッ ク スな どの植物性ヮ ッ ク ス類、 モ ン タ ン ワ ッ ク スな どの鉱物性ワ ッ ク ス類、 ノ、。ラ フ ィ ン ワ ッ ク ス、 石油 ワ ッ ク ス、 高級脂肪酸エステル類、 塩素 化ノ、。ラ フ ィ ン、 合成パラ フ ィ ン、 ァ セ ト酢酸ァニ リ ド類 ジ フ エ ニルァ ミ ン類、 力 ルバ ゾー ル類、 脂肪酸ァニ リ ド 類、 ジ メ チ ルテ レ フ 夕 レ ー ト、 ジフ エ 二ルフ 夕 レー ト等 のカ ルボン酸エステル類、 ベ ンゼ ンスルフ ォ ン酸ァニ リ ド等のス ル フ ォ ン酸ア ミ ド類、 p — ト ルエ ン ス ル フ ォ ン 酸フ エ ノ キシェチルエステル、 ベ ンゼンスソレフ オ ン酸フ ェ ニルエステルな どのスルフ ォ ン酸エステル類、 ビス— ( 4 ー ァ リ ノレオキ シ フ エ ニル) スノレ フ ォ ン、 ビス 一 ( 4 一 ペ ン チノレ フ エ 二ノレ) ス ノレ フ ォ ン等の ジ フ エ ニノレスノレ フ オ ン類、 1 一 べ ン ジルォキ シナ フ 夕 レ ン、 2 — べ ン ゾィ ルォキ シ ナ フ タ レ ン等のナ フ ト ー ル誘導体、 N — ス テア リ ル尿素な どの尿素誘導体、 4 — ァセチルァセ ト フ エ ノ ン、 ォ ク タ デカ ン 一 2, 1 7 — ジオ ン等のジケ ト ン化合 物が用い られる。 その使用量は、 顕色剤 1 部に対 して通 常 0 . 5 部〜 2 部の範囲で用い られる。
本発明で用いる こ との出来る充填剤 と しては、 炭酸力 ル シ ゥ 厶、 シ リ カ 、 ア ル ミ ナ、 マイ 力、 珪酸カ ル シ ウ ム、 ク レ ー、 タ ル ク、 硝子繊維、 炭素織維等の無機充塡剤、 及び、 ポ リ エチ レ ン、 ポ リ ア ミ ド、 エポキ シ樹脂、 グァ ナ ミ ン樹脂等の有機系充填剤が挙げ られる。 又、 用い う る着色剤の例と してはカーボンブラ ッ ク、 フ タ ロ シア二 ン、 モノ ァゾ、 ジスァゾ、 キナタ リ ドン、 ア ン ト ラキノ ン、 フ ラ ノく ン ト ロ ン、 ペ リ ノ ン、 ペ リ レ ン、 ジォキサ ジ ン、 縮合ァゾ、 ア ブメ チ ン又はメ チ ン系の各種有機系色 素、 酸化チタ ン、 硫酸鉛、 酸化亜鉛、 鉄黒、 ク ロムエロ 一、 ジ ン クェ口一、 ク ロ 厶ノく一 ミ リ オ ン、 ベンガラ、 コ バル ト紫、 群青、 紺青、 ク ロ ムグ リ ー ン、 コバル ト グ リ ー ン等の無機顔料が挙げられる。 その使用量は、 通常充 塡剤が全固形分中の 8 0 w / w %以下になる よ う に用い られ、 又着色剤の場合は全固形分中の 3 w Z w %以下を 占める割合で用い られる。
本発明のマーキ ン グ用組成物は、 紫外線硬化性樹脂、 ロイ コ染料及び必要に応じて増感剤、 充塡剤、 着色剤、 分散剤、 流動調節剤、 離型剤、 難燃剤、 滑剤、 光安定剤- 酸化防止剤等を 3 本ロール等の撹拌装置を使用 して、 好 ま し く は 1 5 〜 3 0 °Cの温度で混合 して調製された 「口 ィ コ染料イ ンキ」 、 と紫外線硬化性樹脂、 顕色剤及び必 要に応じて増感剤、 充填剤、 着色剤、 分散剤、 流動調節 剤、 離型剤、 難燃剤、 滑剤、 光安定剤、 酸化防止剤等を 3 本ロール等の撹拌装置を使用 して、 好ま し く は 5 〜 3 0 °Cの温度で混合 して調製された 「顕色イ ンキ」 、 とか ら成り、 使用時に両者を均一に混合して使用に供する。 本発明の レーザーマーキング方法を実施するには、 例 えば次のよ う にすればよい。 即ち、 本発明のマーキング 用組成物を、 マー クを施すべき基材に塗布 (通常硬化後 の膜厚が 1 0 〜 1 0 0 〃 mになる よ う に塗布される) し エネルギー線を照射 して硬化させ、 必要に応 じ成形 した 後、 該塗装物の表面に炭酸ガス レ ーザー光、 Y A G レ ー ザ一光、 エキ シマ レ ーザ一光等を照射する こ と によ り鮮 明な コ ン ト ラ ス ト の黒色マ一キ ン グが得られる。 レ ーザ —光の照射量 と しては例えばパルス型炭酸ガス レ ーザー の場合 0 . 5 〜 6 J Z c m 2 の照射量が採用 さ れる。 基 材と しては、 例えばポ リ エチ レ ンテ レ フ 夕 レ ー ト ゃポ リ ブチ レ ンテ レ フ タ レ 一 ト等のポ リ エステル、 塩化 ビニル ポ リ エチ レ ン、 ポ リ プロ ピ レ ン等を素材と したプラ スチ ッ ク フ ィ ルム、 こ れ らのプラ スチ ッ ク やア ク リ ル樹脂や A B S樹脂等の通常使用 さ れるプラ スチ ッ ク を素材と し たプラ スチ ッ ク板、 アル ミ ニウ ムや鉄等の金属板、 蒸着 紙、 コ ー ト紙、 合成紙等の紙類があげられる。
本発明のマーキ ン グ用組成物は シー ト、 包装シー ト、 カ ー ド、 ラベル、 瓶、 キ ャ ッ プや金属性の缶等の食品や 医療品等の各種容器、 容器類のキ ャ ッ プ類等の表面に メ 一力 一名、 内容表示、 製造年月 日、 ロ ッ ト ナ ンバー等を 表示する のに用い られる。
実施例
次に、 実施例によ って、 本発明を更に具体的に説明す るが、 本発明が こ れ らの実施例のみに限定される もので はない。 尚、 実施例において用いた原材料は次の とお り であ る。
A : エポキ シア タ リ レ ー ト ( K A Y A R A D R — 0 1 1 日本化薬製)
B : ト リ ァ ク リ レ ー ト ( K A Y A R A D T M P T A 日本化薬製)
C : モ ノ ア ク リ レ ー ト ( K A Y A R A D 2 — H E M A 日本化薬製)
D : 1 ー ヒ ドロキ シ シ ク ロへキ シルフ ェニルケ ト ン E : 2 , 4 一 ジェチルチオキサ ン ト ン
F : 2 —ェチルア ン ト ラ キ ノ ン
G : 1 , 4 — ジ メ ト キ シベ ンゼ ン
H : 流動調節剤 (商品名 : モダフ ロ ー モ ンサ ン ト ケ ミ カ ル製)
I : ジァ リ ルフ タ レ ー ト樹脂
J : 3 , 3 — ジェチノレア ミ ノ ー 7 — 0 — フ ノレオロアニ リ ノ フ ルオラ ン ( ト ルエ ンに対する溶解度が 2 5 °Cで 1 1 4 w / V % )
K : 3 , 3 — ジェチルア ミ ノ ー 7 — 0 — ク ロ ロア二 リ ノ フルオラ ン ( ト ルエ ンに対する溶解度が 2 5 °Cで 0 . 8 w / V % )
L : 3 , 3 — ジブチルァ ミ ノ 一 6 — メ チゾレー 7 —ァニ リ ノ フ ルオラ ン ( ト ルエ ンに対する溶解度が 2 5 °Cで 1 7 . 5 w / V % )
M : 3 , 3 _ ジブチルア ミ ノ ー 7 — 0 — フ ノレオロアニ リ ノ フ ルオ ラ ン ( ト ルエ ンに対する溶解度が 2 5 °Cで 1 0 . 5 w / V % )
N : ビス 一 ( 3 — ァ リ ノレー 4 — ヒ ドロキシフ エニル) ス ノレ フ ォ ン ( ト ルエ ン に不溶、 水に対する溶解度が 2 5 °Cで 5 ρ p m )
0 : 4 , 4 ' ー ス ノレ フ ォ ニノレ ジ フ エ ノ ー ノレ ( ト ノレェ ン に不溶、 水に対する溶解度が 2 5 °Cで 1 0 0 0 p p m ) P : 4 , 4 ' 一 イ ソ プロ ピ リ デン ジフ エ ノ ー ノレ ( ト ル ェ ンに対する溶解度が 6 5 °Cで 7 0 0 0 p p m、 水に対 する溶解度が 2 5 °Cで 3 8 0 0 p p m )
Q : 2 , 2 ' , 6 , 6 ' ー テ ト ラ メ チル一 4 , 4 ' ー ス ル フ ォ ニル ジ フ エ ノ ー ル ( ト ルエ ン や水に不溶)
R : 2 , 2 ' , 6 , 6 ' ー テ ト ラ ブロ モー 4 , 4 ' — ス ルフ ォ 二ルジフ ヱ ノ ール ( ト ルエ ンや水に不溶)
S : ポ リ p — ビニル フ エ ノ ー ルの臭素化物 (マ ルカ リ ン カ ー M B ト ルエ ンや水に不溶、 軟化点 2 1 0 °C 丸 善石油化学 (株) 製)
T : 4 一 ( 4 * — イ ソ プ ロ ポキ シ フ エ ニル) ス ル フ ォ ニ ル フ ヱ ノ ー ル ( ト ルエ ン に対す る溶解度が 6 5 °Cで 2 0 0 0 p p m、 水に対する溶解度が 2 5 °Cで 1 9 8 O p P m )
U : 2 , 2 — ビス ( 4 一 ( 6 , 一 ( N — シ ク ロ へキ シル 一 N — メ チルァ ミ ノ ) 一 3 ' — メ チ ルス ピ ロ ( フ タ リ ド - 3 , 9 ' ー キサ ン テ ン) 一 2 ' — イ ノレア ミ ノ ) フ エ二 ル) プロノ ン ( ト ルエ ンに対する溶解度が 2 5 °Cで 0 . 0 5 5 w / V % )
実施例 1 〜 1 1 及び比較例 1 〜 2
下記表 1 記載の処方でァ ク リ レ ー ト組成物を 3 本ロ ー ルで均一に混合 してそれぞれ ( a ) 「ロイ コ染料イ ン キ」 、 及び ( b ) 「顕色イ ンキ」 を得た。 次いで両者を 1 : 1 の割合 (実施例 3 は ( a ) : ( b ) = 1 : 2 の割 合) で均一に混合 し、 本発明のマーキ ン グ用組成物を得 た。 比較例 1 および 2 においては ト ルエ ンに対する溶解 性が低 く ないロイ コ染料を発色剤と して用いて調製 した マーキ ン グ用組成物を使用 した。 これを硬化後の膜厚が 2 0 mになる よ う にバーコ一夕一で鉄板上に塗装した 後、 高圧水銀灯で紫外線照射 して該組成物を硬化させ、 試験片を得た。 こ の試験片に、 パルス型炭酸ガス レーザ —照射機 ( レーザ一テ クニ ク ス製、 B L A Z A R 6 0 0 0 エネルギー密度 3 J Z c m 2 ) を用いて、 レーザ一 光を照射した と こ ろ、 実施例 1 1 1 では鮮明な黒色マ ー クが得られたが、 比較例 1 〜 2 では得られなかった 尚、 表 1 中の数字は重量部を意味する。
表 1
実施例 インキ I 1 ¾色剤 顯色剤 その他の助剤
No. A B C D E F G H
1 (a) 60 40 J :30 3 0.3 0.3 1 (b) 60 40 N:30 3 0.3 0.3 1
2 (a) 60 40 J:30 3 0.3 0.3 1 (b) 60 40 0:30 3 0.3 0.3 1
3 (a) 70 30 J :20 3 2 0.3 1 5 (b) 70 30 P:20 3 2 0.3 1 5 4 (a) 60 40 K:30 3 0.3 0.3 1 (b) 60 40 N:30 3 0.3 0.3 1
5 (a) 60 40 J :30 3 0.3 0.3 1 (b) 60 40 Q :30 3 0.3 0.3 1
6 (a) 60 40 J :30 3 0.3 0.3 1 (b) 60 40 :30 3 0.3 0.3 1
7 (a) 60 40 K:30 3 0.3 0.3 1 (b) 60 40 Q :20, R : 10 3 0.3 0.3 1
8 (a) 60 40 J: 30 3 0.3 0.3 1 (b) 60 40 S :30 3 0.3 0.3 1 9 (a) 60 40 J : 15, K: 15 3 0.3 0.3 1 (b) 60 40 T:30 3 0.3 0.3 1
10 (a) 60 40 U:30 3 0.3 0.3 1 (b) 60 40 N:30 3 0.3 0.3 1
11 (a) 70 30 J :20 3 2 0.3 1 5 (b) 70 30 R :20 3 2 0.3 1 5 比較例
1 (a) 60 40 L: 30 3 0.3 0.3 1 (b) 60 40 N:30 3 0.3 0.3 1
2 (a) 60 40 M:30 3 0.3 0.3 1 (b) 60 40 N:30 3 0.3 0.3 1 性能の試験結果
実施例 1 〜 1 1 、 及び比較例 1 〜 2 で得た試験片を用 い、 それ らの試験片にパルス型炭酸ガス レーザー照射機 ( レ ーザーテ クニ ク ス製、 B L A Z A R 6 0 0 0 エネ ルギー密度 3 J / c m 2 ) を用いて、 レ—ザ一光を照射 して黒色マー ク を施し、 1 ) 地力ブ リ 、 2 ) 発色濃度、
3 ) 鮮明性、 4 ) 耐ス ク ラ ッ チ性、 5 ) 耐水性 6 ) 耐 熱水性、 及び 7 ) 耐可塑剤性を評価 した o 1; n - ^ 2 ロ 果を示す。 表 2
実施例 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7)
1 0.13 1.30 〇 〇 1.30 X 1.29
2 0.13 1.25 〇 X 1.27 X 1.25
3 0.13 1.23 〇 X 1.20 X 1.21
4 0.11 1.22 〇 〇 1.20 X 1.20
5 0.10 1.15 〇 〇 1.15 〇 1.15
6 0.10 1.20 〇 〇 1.20 〇 1.18
7 0 10 1 20 o 1 20 o 1 18
8 0.08 1.00 〇 〇 1.01 〇 1.01
9 0.10 1.30 〇 X 1.30 X 1.28
1 0 0.10 1.22 〇 〇 1.21 〇 1.20
1 1 0.11 1.24 〇 〇 1.23 〇 1.19 比較例
1 0.60 1.31 X 〇 1.30 X 1.29
2 0.53 1.30 X 〇 1.25 X 1.23
1 ) 地-カブ リ : 硬化後、 レ一ザ一光照射前の試験-片をマ クべス反射濃度計 R D - 9 1 4 型で測定し た発色濃度値 2 ) 発色濃度 : 試験片のマーキ ン グ部分をマ クベス反射 . 濃度計 R D — 9 1 4 型で測定 した発色濃度 値
3 ) 鮮明性 : マー ク の読み易 さ を 目視判定 〇 : 鲜明性 良 X : 鮮明性不良 (一般的には地力 ブ リ が 小 さ く 発 色濃 度 が高 い ほ ど 鲜 明 性 に 優 れ る。 )
4 ) 耐ス ク ラ ッ チ性 : 硬化後、 レ ーザー光照射前の試験 片を爪で引 つ かいた後に地肌に発色 した痕が出るか どう かを目視判定 〇 : 発色せず X : 発色
5 ) 耐水性 : マ一キ ン グ した試験片を室温で水道水中に
7 2 時間浸漬 した後マー ク部を上記マ クベス 反射濃度計で測定 した発色濃度値
6 ) 耐熱水性 : マーキ ン グ した試験片を 8 0 °Cの水中に
3 0 分間浸漬 した後マー ク部の消色状態を 目視判定 〇 : 消色せず X : 完全に消色
7 ) 耐可塑剤性 : マーキ ン グ した試験片を P V C ラ ッ プ フ ィ ル ム で 両 面 よ り サ ン ド ィ ツ チ し、 3 0 0 g r / c m 2 の加重下 4 0 °Cで 1 5 時間放置 した後マー ク部を上記マ ク べ ス反射濃度計で測定 した発色濃度値 表 2 中の 3 ) 鲜明性のデー タか ら明 らかな よ う に、 実 施例では鲜明性が良好で、 本発明の組成物が レ ーザーマ —キ ン グに適 した も のであ る こ とがわかる。 即ち、 実施 例の方が比較例よ り も格段に優れて.いるが、 これは、 表 2 中 © 2 ) の レーザー光照射部分の発色濃度に対する表 2 中の 1 ) の レーザー光未照射部分の発色濃度の比が比 較例では 2 : 1 前後であるのに対し、 実施例のそれは 1 0 : 1 前後と、 その比が大き く な つている こ とから も裏 付け られる。 同 じ顕色剤を使用 した比較例 1 、 2 と実施 例 1 、 4 、 1 0 の対比から、 実施例において発色剤と し て使用 したロ イ コ染料の ト ルエ ンに対する溶解度は、 2 5 °Cで、 いずれ も 2 %以下であるのに対 し、 比較例にお いて発色剤 と して使用 したロイ コ染料の ト ルエ ン に対す る溶解度は、 2 5 °Cで、 いずれも 1 0 %以上である こ と から、 上記本発明の効果は、 ト ルエ ンに対する溶解性の 低いロイ コ染料を使用 したこ とによ る効果である と考え られる。
次に、 表 2 中の 4 ) 耐ス ク ラ ッ チ性のデ一夕を見てみ る と、 実施例 1 、 4 〜 8 、 1 0 、 1 1 のデータ は実施例 2 、 3 、 9 のデータ よ りす ぐれている。 これは、 実施例 1 と 2 、 実施例 3 と 1 1 等の比較から、 顕色剤の影響が 大きい と考え られる。
更に、 表 2 中の 6 ) 耐熱水性のデータを見てみる と、 実施例 5 〜 8 、 1 0 、 1 1 のデータ は実施例 1 〜 4 、 9 のデ一夕 よ りす ぐれている。 これは、 表 2 中の 5 ) 常温 での耐水性に差は認められない も のの、 熱水では後者に おいて色が消えて しま う という現象から、 後者において 使用 した顕色剤の水に対する溶解度が温度の上昇に伴い 大幅に増大 し、 それが熱水中に溶け.出 して しま っ たのに 対 し、. 前者ではその よ う な現象が生 じなかっ たため と考 え られる。
産業上の利用可能性
地力 プ リ が小さ く 、 レ ーザー光の照射によ り鮮明に発 色する マーキ ン グ用組成物、 及び、 鮮明に発色 し、 さ ら に堅牢性に優れるマ一キ ン グ用組成物並びに同組成物を 用いた レ ーザ一マーキ ン グ方法が提供される ので、 その 産業上の利用可能性は高い と考え られる。

Claims

1. エネルギー線硬化樹脂、 ト ルエ ン に対する溶解性 の低いロ イ コ染料及び顕色剤を含有するマ ーキ ン グ用組 成物。
2. エネ ルギー線硬化性樹脂が紫外線硬化性樹脂であ 青
る請求項 1 のマーキ ン グ用組成物。
3. ト ルエ ン に対する溶解性の低い ロ イ コ染料が、 2 5 °Cの ト ル エ ン に対する溶解度力 5 w / V %以下の □ ィ コ染料であ る請求項 1 のマーキ ン グ用組成物。
4. ロ イ コ染料が式 ( 1 ) 囲 【化 1 】
Figure imgf000027_0001
(式 ( 1 ) 中 、 R 2 は メ チル基、 又はェチル基を表 し、 X は フ ッ 素、 又は塩素を表す。 n は 0 〜 2 の整数を 表す。 ) で表さ れる フ ルオ ラ ン 化合物であ る請求項 1 又 は 3 のマ ーキ ン グ用組成物。
5. ロ イ コ染料が 2 , 2 — ビス ( 4 一 ( 6 ' 一 ( N — シ ク ロ へキ シノレ一 N — メ チルァ ミ ノ ) 一 3 ' — メ チルス ピ ロ ( フ タ リ ド ー 3 , 9 ' ー キサ ン テ ン ) 一 2 ' — ィ ノレ ァ ミ ノ ) フ エ ニル) プロノ、。 ンであ る請求項 1 又は 3 のマ 一キ ン グ用組成物。
6. 顕色剤が ト ル エ ン に対する溶解性の低い顕色剤で あ る請求項 1 の レ ーザーマーキ ン グ用組成物。
7. ト ルエ ン に対する溶解性の低い顕色剤が、 6 5 °C の ト ルエ ン に対する溶解度力 1 0 0 0 0 p p m以下の顕 色剤であ る請求項 6 のマ ー キ ン グ用組成物。
8. 6 5 °Cの ト ルエ ン に対する溶解度力 1 0 0 0 O p P ΙΏ以下であ る顕色剤かス ル フ ォ ニル フ ノ 一 ル型顕色 剤、 メ チ レ ン ビス フ エ ノ ー ル型顕色剤、 又は フ エ ノ ー ル 重合体であ る請求項 7 のマー キ ン グ用組成物。
9. 6 5 °Cの ト ルエ ン に対する溶解度力 1 0 0 0 0 p P m以下であ る顕色剤が、 置換基を有する 4 , 4 ' ー ス ル フ ォ ニル ジ フ エ ノ ー ル系顕色剤、 又は フ エ ノ ー ル重合 体であ る請求項 7 のマ ー キ ン グ用組成物。
1 0. 置換基を有する 4 , 4 ' ー ス ル フ ォ ニル ジフ エ ノ ー ル系顕色剤の置換基が、 アルキル基、 ハ ロ ゲ ン原子 又はァ リ ル基であ る請求項 9 のマ 一キ ン グ用組成物。
1 1. 顕色剤が、 ト ルエ ンに対する溶解性が低 く 、 力、 つ 2 5 での水に対する溶解度が 3 p p m以下の顕色剤で あ る請求項 1 のマ ーキ ン グ用組成物。
1 2. ト ルエ ン に対する溶解性が低 く 、 かつ 2 5 Cの 水に対する溶解度が 3 p p m以下の顕色剤が 2 , 2 ' , 6 , 6 ' ー テ ト ラ メ チ ル ー 4 , 4 ' ー ス ノレ フ ォ ニル ジ フ エ ノ 一 ノレ、 2, 2 ' , 6 , 6 ' ー テ ト ラ ブ ロ モ ー 4 , 4 ' ー ス ル フ ォ ニル ジ フ エ ノ ー ル又は フ エ ノ ー ル重合体 である請求項 1 1 のマ 一キ ン グ用組.成物。
1 3. フ エ ノ ー ル重合体がポ リ p — ビニ ル フ エ ノ ー ル 類であ る請求項 1 2 のマ 一キ ン グ用組成物。
1 4. 紫外線硬化性樹脂、 請求項 4 記載のロ イ コ染料 5 及び請求項 1 2 記載の顕色剤の一種以上を含有するマ ー キ ン グ用組成物。
1 5. 紫外線硬化性樹脂、 請求項 5 記載のロ イ コ染料 及び請求項 1 2 記載の顕色剤の一種以上を含有するマ ー キ ン グ用組成物。
0 1 6. 物品の表面に形成さ れた、 請求項 1 、 1 4 又は 1 5 のマーキ ン グ用組成物の硬化皮膜層に レ ーザー光線 を照射する こ とを特徴 とする レ ーザ一マ 一キ ン グ方法。
1 7. 物品が瓶、 キ ャ ッ プ、 カ ー ド、 ラベル類又は缶 であ る請求項 1 6 の レ ーザーマ 一キ ン グ方法。
5 1 8. ロ イ コ染料及び顕色剤を含有する発色性組成物 において、 顕色剤が 2 , 2 ' , 6 , 6 ' — テ ト ラ メ チル 一 4 , 4 ' — ス ル フ ォ ニ ノレ ジ フ エ ノ ー ル、 2 , 2 ' , 6 , 6 ' ー テ ト ラ ブロ モ 一 4 , 4 ' — ス ノレ フ ォ ニ ノレ ジ フ エ ノ ' —ル又はポ リ p - ビニ ル フ ヱ ノ ール類であ る発色性組成0 物。
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