用于收缩和非收缩聚合物膜的水基油墨制造技术

本发明专利技术提供通过涂布包含自交联丙烯酸系乳液的油墨或罩印清漆来制备印刷的可收缩聚合物膜基材的方法。该油墨和罩印清漆是耐摩擦、耐刮擦、耐化学品、耐湿/水和耐热的，并且耐反复弯曲和折叠。

Water based inks for shrink and non shrink polymer films

The invention provides a method for preparing a printed shrinkable polymer film substrate by coating an ink or a cover varnish containing a self crosslinking acrylic emulsion. The ink and varnish are resistant to friction, scratch, chemicals, moisture / water and heat, and resistant to repeated bending and folding.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于收缩和非收缩聚合物膜的水基油墨相关申请的交叉参考本申请要求2016年10月20提交的美国临时申请No.62/410,437的优先权，由此将该临时专利申请在此整体并入本文。
本专利技术涉及水基油墨和涂料组合物，包括罩印清漆。所述组合物特别适合于在可收缩的聚合物膜、例如在用于食品和药品包装上的收缩包装(shrink-wrap)标签的膜上印刷。在某些情况下，所述组合物也能够印刷在不可收缩的聚合物膜上。
技术介绍
用于收缩聚合物膜的油墨和涂料通常是溶剂基的。然而，存在与溶剂基油墨和涂料相关的问题。例如，溶剂一般是挥发性的，并且出于安全和环境的原因，挥发性溶剂不再受欢迎。此外，残留在干燥的油墨或涂料中的挥发性溶剂经常会从油墨或涂料中迁移出来，并且当基材用于包装时，例如用于食品或药品时，导致产品污染。目前可用于在可收缩聚合物膜和其它聚合物膜上印刷的水基油墨通常包含聚氨酯树脂、丙烯酸系树脂、纤维素树脂和/或环氧酯树脂。许多目前可用的油墨含有已被发现有毒的双酚-A(BPA)。WO2016/028850公开了包含自交联丙烯酸系聚合物的水基油墨和涂料。所述油墨和涂料适于在涂布和未涂布的纸和纸板基材上印刷，例如用于食品包装。EP1493762公开了可用作印刷收缩套筒(shrinksleeve)的油墨中的粘合剂的聚氨酯树脂。还公开了包含所述聚氨酯树脂的油墨以及制备和使用所述聚氨酯树脂的方法。JP2004-238578描述了包含聚氨酯和纤维素树脂的油墨，并且该油墨适合于在收缩标签烯烃膜上印刷。JP2011-148302公开了在至少一个表面上用含有氨基甲酸酯丙烯酸系树脂和丙烯酸系树脂或含有氨基甲酸酯丙烯酸系树脂、丙烯酸系树脂和纤维素基树脂的油墨或涂料印刷的收缩标签。JP2011-153172描述了用于标签的印刷油墨，其中所述油墨含有纤维素树脂、丙烯酸系树脂和能量固化性单体。US2006/0246243和WO2005/005507公开了一种聚氨酯树脂以及含有所述树脂的油墨，其适合于在收缩套筒上印刷。US2010/0212830公开了无溶剂的热固性组合物，其由至少一种(异)氰酸酯和氮基潜伏性固化剂组成，并任选含有环氧树脂和改性剂。所述组合物用于粘结、浇铸、密封和涂布基材，特别是电子部件。US2009/0297796公开了可能适合于其它印刷方法的水基丝网印刷油墨，主要含有专用颜料和交联剂。US7,807,739公开了一种用于涂布基材的含水组合物，所述组合物包含可交联聚合物、丙烯酸系聚合物和环氧硅烷。US2013/0309516涉及一种涂料组合物，其具有低玻璃化转变温度的丙烯酸系聚合物，其含有可交联的官能团和交联剂。JP3301267涉及含有树脂的水彩油墨，用于瓦楞纤维板上。CN101812255涉及一种含有丙烯酸系树脂的油墨，用于耐高温纸板箱上。JPH04-225081公开了包含树脂酸盐、水、着色剂和有机金属螯合化合物的水性印刷油墨组合物。所述油墨可用于印刷包装纸板盒。仍然需要适合于在用于包装的可收缩聚合物膜上印刷并且表现出增强的耐受性的水基油墨、涂料和清漆。
技术实现思路
本专利技术提供油墨和涂料组合物以及罩印清漆，其含有自交联丙烯酸系聚合物、聚结剂和至少一种有机硅乳液。所述油墨和涂料组合物特别适合于在可收缩的聚合物膜、例如用于收缩包装标签的膜上印刷。该组合物也可用于不可收缩的聚合物膜上。印刷的油墨和涂料组合物表现出良好的粘附性和耐受性。在一个具体方面，本专利技术提供一种用于在聚合物基材上印刷的方法，所述方法包括：a)提供一种油墨或涂料组合物，其包含：i.至少一种自交联丙烯酸系聚合物；ii.至少一种聚结剂；iii.至少一种有机硅乳液；和iv.水；v.其中所述自交联丙烯酸系聚合物的玻璃化转变温度高于0℃。b)将a)的油墨或涂料组合物施涂于聚合物基材；以及c)干燥该聚合物基材上的所述油墨或涂料组合物。另一方面，本专利技术提供通过本专利技术的方法制备的印刷聚合物基材。在一个实施方式中，印刷聚合物基材是可收缩的聚合物膜。在一个实施方式中，本专利技术提供一种制品，其包含通过本专利技术的方法制备的印刷聚合物基材。具体实施方式应理解，前面的一般性描述和以下的详细描述仅是示例性和说明性的，并不限制所要求保护的任何主题。标题仅用于组织目的，并不打算以任何方式限制本专利技术。除非另有定义，在本文中使用的所有技术和科学术语具有的含义与本专利技术所属领域的技术人员通常理解的相同。除非另有说明，否则在本文整个公开内容中提及的所有专利、专利申请、公布的申请和出版物、网址和其它已发表的材料出于任何目的通过引用整体并入。现已发现，含有自交联丙烯酸系聚合物、聚结剂和至少一种有机硅乳液的油墨或罩印清漆可在可收缩的聚合物膜上表现出良好的粘合性能，以及当自交联丙烯酸系聚合物的玻璃化转变温度(Tg)高于0℃时具有必要的耐受性质。有利地，自交联丙烯酸系聚合物的Tg为约20℃至约70℃。定义在本申请中，除非另外特别说明，否则使用单数形式包括多数在内。用于本文时，不带数量说明的指称物意欲也包括复数形式，除非上下文另有明确说明。在本申请中，除非另有说明，否则使用“或”意味着“和/或”。用于本文时，术语“包含”指示所陈述的特征、整体、步骤、操作、元素和/或组成部分的存在，但不排除存在或添加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组成部分和/或其组合。此外，在术语“包括”、“具有”、“有”、“构成”、“包含”或其变体用于详细说明或权利要求的程度上，以类似于术语“包含”的方式，这样的术语意欲是包括性的。用于本文时，范围和量可以表示为“约”特定值或范围。“约”意欲也包括准确量。因此，“约5％”意味着“约5％”，还有“5％”。“约”意味着对于预定的应用或目的而言在典型的实验误差范围内。用于本文时，术语“油墨和涂料组合物”、“油墨和罩印清漆”、“罩印清漆”、“油墨”、“清漆”、“涂料组合物”、“涂料”等，当涉及本专利技术时，均指本专利技术的组合物。用于本文时，术语“制品”是指制造的基材或产品。制品的例子包括但不限于：基材，例如纸、塑料、塑料或聚合物膜、玻璃、陶瓷、金属、复合材料等；和制造的产品，例如出版物(例如小册子)、标签和包装材料(例如柔性可收缩和不可收缩的聚合物膜，以及纸板片或瓦楞纸板)、容器(例如瓶子、罐子)、聚烯烃(例如聚乙烯或聚丙烯)、聚酯(例如聚对苯二甲酸乙二醇酯)、金属化箔(例如层压铝箔)、金属化聚酯、金属容器等。在整个本公开中，除非另外指出，否则所有份数和百分比均以重量计(基于总重量的重量％或质量％)并且所有温度都以℃计。油墨和罩印清漆以及在柔性聚合物膜上印刷的方法自交联聚合物含有自反应性的官能团，因此本身不需要使用单独的共反应物。自交联聚合物通常为水分散体或乳液的形式，并且通常是至少本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于在聚合物基材上印刷的方法，其包括：/na)提供一种油墨或涂料组合物，其包含：/ni.至少一种自交联丙烯酸系聚合物；/nii.至少一种聚结剂；/niii.至少一种有机硅乳液；和/niv.水；/n其中所述自交联丙烯酸系聚合物的玻璃化转变温度高于0℃，/nb)将所述a)中的油墨或涂料组合物施涂于聚合物基材；以及/nc)干燥所述聚合物基材上的所述油墨或涂料组合物。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20161020 US 62/410,4371.一种用于在聚合物基材上印刷的方法，其包括：
a)提供一种油墨或涂料组合物，其包含：
i.至少一种自交联丙烯酸系聚合物；
ii.至少一种聚结剂；
iii.至少一种有机硅乳液；和
iv.水；
其中所述自交联丙烯酸系聚合物的玻璃化转变温度高于0℃，
b)将所述a)中的油墨或涂料组合物施涂于聚合物基材；以及
c)干燥所述聚合物基材上的所述油墨或涂料组合物。


2.根据权利要求1所述的方法，其中所述聚合物基材选自由取向聚丙烯(OPP)、聚氯乙烯(PVC)、取向聚苯乙烯(OPS)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚乳酸膜(PLA)组成的组。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述聚合物基材是可收缩的聚合物基材。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述油墨或涂料组合物的自交联丙烯酸系聚合物的玻璃化转变温度在20℃和70℃之间。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述油墨或涂料组合物的自交联丙烯酸系聚合物的玻璃化转变温度在40℃和60℃之间。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述油墨或涂料组合物的自交联丙烯酸系聚合物由选自甲基丙烯酸(MAA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、苯乙烯和甲基苯乙烯中的单体形成。


7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中所述油墨或涂料组合物的自交联丙烯酸系聚合物是苯乙烯/丙烯酸酯共聚物。


8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中所述油墨或涂料组合物的自交联丙烯酸系聚合物由羰基/胺反应形成。


9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中所述油墨或涂料组合物的自交联丙烯酸系聚合物是丙烯酸系乳液。


10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中所述聚结剂的玻璃化转变温度小于或等于20℃。


11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其中所述聚结剂的玻璃化转变温度小于或等于0℃。


12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其中所述自交联丙烯酸系聚合物的聚结剂是丙烯酸系乳液。


13.根据权利要求1至12中任一项所述的方法，其中所述油墨或涂料组合物的有机硅乳液包含具有反应性硅烷醇基团的高分子量聚二甲基硅氧烷。


14.根据权利要求1至13中任一项所述的方法，其中基于所述油墨或涂料组合物的总重量，所述油墨或涂料组合物包含5wt％和60wt％之间的自交联乳液。


15.根据权利要求1至14中任一项所述的方法，其中基于所述油墨或涂料组合物的总重量，所述油墨或涂料组合物包含20wt％至60wt％之间的自交联丙烯酸系乳液。


16.根据权利要求1至15中任一项所述的方法，其中基于所述油墨或涂料组合物的总重量，所述油墨或涂料组合物包含30wt％至50wt％之间的自交联丙烯酸系聚合物。


17.根据权利要求1至16中任一项所述的方法，其中基于所述油墨或涂料组合物的总重量，所述油墨或涂料组合物包含2wt％至20wt％之间的聚结剂。


18.根据权利要求1至17中任一项所述的方法，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·戴顿，P·索尔特豪斯，G·布特勒，
申请(专利权)人：太阳化学公司，
类型：发明
国别省市：美国;US