可印刷涂料的制作方法
【專利說明】可印刷涂料
[0001] 本發明涉及改進的涂料，所述涂料為能夠向涂料實施印刷的涂料。特別地，但排他 地，本發明涉及當與可輻射固化墨一起使用時具有良好粘附性的改進的可印刷膜。
[0002] 近些年，印刷產品的多樣化已需要在更多元化的片狀材料上進行印刷；例如，紙、 合成紙、諸如熱塑性樹脂膜的聚合物膜、金屬箔、金屬化片等。通過諸如膠版印刷、凹版印 刷、柔性版印刷、絲網印刷和凸版印刷的方法來印刷這些印刷物品。在這些印刷方法中，由 于可輻射固化墨迅速固化，并且使用可輻射固化墨的印刷方法具有優越的操做性，因此使 用可輻射固化墨的方法近來已經廣受歡迎。可輻射固化墨已知用在包裝材料、標簽和非吸 收性印刷材料的印刷過程中。可輻射固化印刷墨通常包含不飽和丙烯酸酯、聚酯、光引發劑 和添加劑。然而，在電子束固化墨中，可以不使用光引發劑。
[0003] 可福射固化墨在可印刷物品上的沉積之后，將印刷圖案暴露于福射，并且在轉眼 間內使其硬化。在連續印刷過程中，實現最高達到300m/min的印刷速度。目前，對于片狀 可印刷物品存在巨大的需求。
[0004] 在印刷方法中，印刷片期望具有良好的片操作性和防粘連性以及抗靜電性，所述 防粘連性是在片材表面上形成墨的均勻分布。除了這些常規期望的特性，在使用可輻射固 化墨的印刷方法中，印刷片材特別需要對輻射固化墨的強力粘附性能。
[0005] 特別地，旨在例如在瓶子標簽市場中用作標簽的可輻射固化墨印刷的聚合物膜應 抵御凍結水條件（以使所獲得的產品在冷卻器或冰桶中能夠存貯）并抵御例如通過暴露于 蒸汽的殺菌方法（以確保預先標記的瓶子適用于填充）。
[0006] 歐洲專利申請EP-A1-410051公開了印刷片，其包含支撐層和在所述支撐層的至 少一個面上的表面層，所述表面層至少包含丙烯酸酯基聚合物和不飽和化合物（肉桂酸或 其衍生物）。該文獻沒有教導關于可能使用其它單體來代替肉桂酸的任何事情。
[0007] W0-A-02/048260公開了所謂的改進粘合劑、吸墨組合物和包含粘合劑、微粒填充 物和媒染劑的涂覆基底。優選的粘合劑包含用至少一種耐濕磨性-增強單體制備的一種或 多種丙烯酸共聚物。該文公開的涂料組合物是完全飽和的，其具有由媒染劑和/或填充物 提供的吸墨性。
[0008] W0-A-01/60878公開了共混的聚氨酯-聚乙烯酯組合物，其被用作保護性而非吸 墨性的涂料。該文獻提出在制備過程中完全固化的水分散性UV-混合涂料的用途。
[0009] US2002/0098340公開了包含基底并且至少包含表面層的可印刷膜，所述表面層 覆蓋所述基底的至少一面并且包含水分散性聚合物和烯鍵式不飽和化合物。然而，所述產 品很昂貴，并且由于其多組分性質因而難以制備。該文獻教導了使用基底和表面層之間的 底涂中間層來提供符合要求的粘附水平。
[0010] 然而，在印刷和固化之后，以上列出的形成片狀的材料，特別是聚合物膜不能充分 地粘附至放射可固化墨，特別是在這些極端情況中。因此，印刷且輻射固化的墨的問題在于 將印刷且輻射固化的墨與聚合物膜分離。
[0011] 在可印刷膜領域需要改進，從而獲得經濟、易于制備的產品，并且其還具有適當的 粘附性能。
[0012] 從第一方面，本發明提供了用于面材的無底涂涂料，其包含為水分散性聚合物的 粘合劑；水分散性的并可與水分散性聚合物混合或結合至水分散性聚合物的烯鍵式不飽和 化合物，其中所述烯鍵式不飽和化合物能夠與墨形成共價鍵；以及交聯劑，其中所述交聯劑 適用于將涂料粘合至面材。
[0013] 能夠在本發明中用作面材的合適基底為聚合物膜、特別是聚烯烴膜、紙、合成紙、 機織物、無紡織物、陶瓷片、金屬板以及通過上述材料組合而形成的多層復合片。對于用 作標簽的可印刷膜，聚烯烴膜是優選的，特別是取向的聚丙烯膜，并且甚至更優選的是 EP-A-0202812的取向聚丙烯膜。
[0014] 本文涉及的可印刷膜為能夠直接著墨的膜，即表面層牢固足以抵御粘性墨拉扯的 膜，否則表面層區域可以從表面扯掉，產生稱為摘取物的缺陷。
[0015] 涂料制劑、生成的涂層和涂覆產品不包含底涂。這不僅產生成本方面的優勢，并且 產生制備裝置和簡單性方面的優勢。此外，無底涂體系改進了可印染性。相當多數量的公 開底涂的現有技術教導的內容與本申請的無底涂體系完全不同。
[0016]在某些現有技術體系中，通過聚合物（例如丙烯酸聚合物）和烯鍵式不飽和聚合 物（例如CytecIndustriesInc.的EbecryT')之間的相互作用來提供開放式可印刷表 面。當印刷膜時，將濕墨粘附至涂覆的表面，然后當將該印刷膜輻射固化時，UV引發劑（含 在墨中）引起Ebecryl自交聯和與墨交聯的自由基固化反應，由此將墨粘合至膜的表面上。 由于擔心產生硬的、不可印刷的膜，技術人員通常避免使用交聯劑來使涂料粘合至膜；而相 反，在現有技術體系中，在膜和涂料之間通常使用單獨的底涂層來將膜與涂料粘合。
[0017]出乎意料地，本發明人已經發現在涂料制劑中可以使用交聯劑來形成粘合，而不 損害其它特性，例如良好的可印染性。本發明人已經發現可以使用交聯劑來使膜表面上的 官能團與涂料組合物組分中的官能團粘合。交聯劑還提供了具有防水性的膜，而不使產品 過度硬化，由此意味著仍然能夠容易印刷該表面。實際上，得到可印染性的改進。
[0018] 使用交聯劑從而其能夠提供有效的粘附（并且還任選提供防水性），同時還獲得 有效的可印染性。非異氰酸酯交聯劑是優選的，這是由于本發明人已經發現異氰酸酯能夠 自交聯從而產生硬的、抗印染的聚脲組分。采用碳二亞胺交聯劑，特別是氮丙啶交聯劑，本 發明人已經獲得了良好結果，因此這些交聯劑是優選的。技術人員將意識到提供粘合效果 并且獲得有效的可印染性的其它交聯劑也在本發明的范圍之內。
[0019] 能夠再次將本發明的體系與現有技術的底涂基體系進行對比，其中通過單獨底涂 層來形成結合，并且該單獨底涂層僅在膜與面涂層間界面存在，而在面涂層自身中不存在。
[0020] 在本發明中，交聯劑通常能夠與烯鍵式不飽和化合物反應，所述化合物可以形成 或不形成水分散性聚合物主鏈的部分，和/或可以是或不是水分散性聚合物主鏈的側鏈。 任選地，該化學相互作用是包含這兩種材料以及聚合物的三元相互作用，由此在膜表面上 有效形成用于接收墨的預聚物，然后通過輻射固化來進行固化。
[0021] 此外，交聯劑通常以超出水分散聚合物的化學當量交聯所需量的量存在于涂料組 合物中。這能夠剩余一些可用于與烯鍵式不飽和化合物反應的交聯劑。
[0022] 在本發明的無底涂體系中，交聯劑優選存在遍及整個涂層。交聯劑優選通過面涂 層的所有方向從膜（基底）到達表面，其中在基底中交聯劑與基底上的官能團（例如，其上 的酸、羥基和氨基）粘合，在面涂層中交聯劑將聚合物交聯并且與烯鍵式不飽和化合物進 行化學相互作用，在表面中交聯劑將烯鍵式不飽和化合物固定并且仍然留下在烯鍵式不飽 和化合物上可用的官能團來粘合墨。本發明的關鍵特征是存在于體系中的烯鍵式不飽和化 合物在將墨涂覆至體系時保留其至少部分的不飽和性。換而言之，涂料包含烯鍵式不飽和 化合物，所述烯鍵式不飽和化合物沒有被固化至完全從化合物中除去烯基不飽和性并且其 不能與涂覆至涂層表面的墨粘合的程度。在本發明的涂料制劑中使用的烯鍵式不飽和化合 物必須能夠（通過一個或多個其烯鍵式不飽和基團）與涂覆至涂層的墨粘合。最初用烯鍵 式不飽和化合物制備涂料制劑，但然后在著墨之前將其固化，從而在涂層中保留了不夠用 于墨粘附的烯鍵式不飽和基團，這種涂料制劑與本發明無關。
[0023] 組分的組合能夠使用過量的交聯劑，而不導致過分地交聯、硬的不可印刷的膜。相 反，某些優選的交聯劑能夠通過水解避免過度交聯的缺點。以下也能夠起作用，并且可以由 技術人員進行相應的改變：與烯鍵式不飽和化合物的反應；考慮聚合物的三元相互作用； 材料的特殊