层压油墨用聚氨酯树脂制造技术

本发明专利技术记载了一种聚氨酯树脂，其特别适合用于层压包装用印刷油墨中。在对印刷了含有该聚氨酯树脂的层压物进行灭菌之前和之后，该聚氨酯树脂保持其层压粘结强度。本发明专利技术还记载了在灭菌后能保持印刷图像及其结构完整性的层压物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及特殊的聚氨酯树脂，该聚氨酯树脂在其单独地(优选)或与其他合适 粘结剂树脂组合地用作相应的溶剂基柔版或凹版印刷油墨(flexo orgravure inks)的成 膜骨架(film-forming backbone)时，在灭菌(“蒸煮灭菌(retort)”)之前和之后保持经 印刷和层压后的包装膜的粘结强度，其中所述溶剂基柔版或凹版印刷油墨用于印刷层压结 构。
技术介绍
近来，包装袋或包装容器的多样化对用于装饰或其表面保护的印刷油墨或涂料试 剂的性能提出了更高的要求。这些油墨或涂料试剂应该表现出出色的对各种塑料膜的粘附 性、抗粘连性(blocking resistance)，并且能耐受巴氏消毒和灭菌条件。例如，用于塑料膜的印刷油墨与常规的印刷油墨相比，需要提供更好的可印刷性、 对广泛种类的膜的粘合力，以及更好的抗粘连性和光泽度。特别地，在食品包装领域中，使用由层压膜(laminated film)材料制备的袋或容 器是因为它们是卫生的并且油墨不直接与内容物接触，它们还提供了作为高级印刷品应有 的令人满意的外观。通常有两种方法制备这样的层压膜材料。一种是挤出层压方法，其中以油墨印刷 塑料膜基底，若需要时先将底漆(primer)施用至印刷表面上，再挤出熔融的树脂(例如聚 烯烃)至涂有油墨的表面上。另一种是粘合层压方法，其中先将胶粘剂(adhesive)施用至 塑料膜基底的涂有油墨的表面上，再将塑料膜层压至相同的表面上。因此，层压油墨必须具 有对印刷基底的出色的粘合力，以及对待层压膜的出色的粘合力。当装填货物存储在超市货架上时，为了更长时间地保持装填货物(特别是食品) 的完整性以抵御微生物的侵袭并因此防止货物过早分解，例如通常直接在包装之后进行灭 菌以消灭各种类型的微生物的所有痕迹，这些微生物可能会明显缩短货物的保存期。在下 文中，术语“灭菌”包括该领域中的现有技术，如干热灭菌、蒸汽灭菌和浸没在沸水中。因为 仅仅一层印刷包装膜通常不能足以确保合适的密封性和提供所需的屏蔽功能(例如对水 蒸气和氧气)，所以一般使用层压结构，其中通过合适的胶粘剂将两层或更多层膜粘合在一 起，从而组合了所需的性能性质。用于装饰和信息目的所需的油墨膜印刷在层叠结构的一 层膜的内侧上，这样油墨膜便不会与装填货物直接接触。在印刷后，使用胶粘剂将该印刷的 膜层压至另一非印刷膜或由一个或多个膜组成的非印刷层叠结构上。当进一步灭菌处理层叠的膜材料时，这些膜层压物在经历灭菌处理时不应该分 层。印刷油墨或涂料的性能要求中的一大部分主要取决于所用粘结剂树脂的性能。因此， 对于用于塑料膜的印刷油墨，需选择一种或多种不同的粘结剂树脂以满足单种印刷油墨所 需的性能。在印刷油墨制剂中已经使用了多种聚合物，例如聚酰胺、纤维素类、丙烯酸酯和 甲基丙烯酸酯、酮、聚氯乙烯(PVC)、聚酯和聚乙烯醇缩丁醛(PVB)。但是这些聚合物对不同 基底的粘合性质不一致、选择性溶解度(selective solubility)(在醇或酯中)、与辅助树月旨(coresin)不相容、层压粘结强度(lamination bond strength)差，这些聚合物的使用 受到了限制。现有的市售聚氨酯树脂可用于层压包装用液体油墨。这些聚氨酯树脂对许多基 底，特别是塑料膜(聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚丙烯)都具有良好的粘合性。现有 的聚氨酯树脂也可溶于典型的油墨溶剂(如醇、酯和醇/酯混合物)中，从而用于柔版和凹 版印刷应用。但是，这些树脂具有较差的灭菌性质。已有的市售聚氨酯在灭菌操作后，其层压粘结强度剧烈降低超过50%，这对于包 装转换设备(packaging converter)而言是不可以接受的，因为这样引起了相当大的风险， 例如泄漏(这与需要隔离气体和微生物的性质相抵触)，以及在运输或处理期间甚至还会 引起单独的膜与层压结构分离的机械破坏。本专利技术目的在于提供在灭菌操作之前和之后保持高层压粘结强度的聚氨酯树脂， 该树脂仍然保持在醇、酯及醇/酯混合物中的溶解性，对高度隔离层(通常以二氧化硅/氧 化铝涂覆)的基板的粘合力，好的颜料研磨性(Pigmentgrinding)和稳定的流变性质。
技术实现思路
本专利技术提供了用于层压包装用油墨组合物中的聚氨酯树脂，该聚氨酯树脂在经历 灭菌条件处理之前和之后能有利地维持其高层压粘结强度。因此，本专利技术的一个方面为聚氨酯树脂，该聚氨酯树脂包含多异氰酸酯 (polyisocyanate)与多元醇形成异氰酸酯封端的预聚物的反应产物，其中该预聚物以二元 胺增链形成本专利技术的聚氨酯树脂。本专利技术树脂在灭菌之前和之后基本维持其高层压粘结强度。本专利技术聚氨酯树脂在灭菌操作之前和之后具有至少相同的高层压粘结强度，同时 保持在醇、酯和醇/酯混合物中的溶解性、对高度隔离(通常是以二氧化硅/氧化铝涂覆) 的基板的粘合力、良好的颜料研磨性以及稳定的流变性质。本专利技术的另一方面在于适用于层压应用的印刷油墨组合物，该组合物包含聚氨酯 树脂、着色剂和有机溶剂，该油墨组合物适用于柔版和凹版包装应用，特别是那些要经灭菌 条件处理的包装应用。相应地，本专利技术的另一方面在于层压物，该层压物具有一个以本专利技术油墨组合物 印刷的表面，由于在该油墨组合物中存在本专利技术的聚氨酯树脂，所以该层压物在经灭菌条 件处理后，其印刷图像基本保持不变，并且层压物保持不出现分层相关的缺陷。在第一个方面，本专利技术涉及聚氨酯树脂用作层压包装用层压油墨粘结剂的用途， 该树脂包含如下的反应产物二异氰酸酯与多元醇形成异氰酸酯封端的预聚物，该预聚物 以二元胺增链形成聚氨酯树脂，所述聚氨酯在灭菌之前和之后具有至少相同的高层压粘结 强度，条件是该灭菌在121°C /30分钟/1.03bar饱和水蒸气压的灭菌条件下完成，然后在 300毫米/分钟的剥离速度下灭菌之前和之后的层压粘结强度至少为0. 5牛/15毫米，其中 层压粘结强度以厚度为1 5微米的干油墨膜测量。在一个优选的实施方式中，本专利技术涉及聚氨酯树脂用作层压包装用层压油墨粘结剂的用途，该树脂包含如下的反应产物二异氰酸酯与多元醇形成异氰酸酯封端的预聚物，该预聚物以二元胺增链形成聚氨酯树脂，所述聚氨酯在灭菌之前和之后具有至少相同的高层压粘结强度，条件是该灭菌在121°C/30分钟/1. 03bar饱和水蒸气压的灭菌条件下完成， 然后在300毫米/分钟的剥离速度下灭菌之前和之后的层压粘结强度至少为1. 2牛/15毫 米(相当于200克/英寸)，其中层压粘结强度以厚度为1 5微米的干油墨膜测量。在制备层压物时，本文所述的聚氨酯树脂可用作粘结剂来配制包装用印刷油墨， 该层压物在经灭菌条件处理之后保持其印刷油墨图案及结构的完整性。本专利技术聚氨酯树脂可溶于有机溶剂中，例如醇、酯和醇/酯混合物，并且其特别适 合用于配制包装用层压油墨。树脂在醇、酯和醇/酯混合物中的溶解性使得油墨组合物或 涂料组合物的制剂可用于柔版和凹版印刷应用。以本专利技术聚氨酯树脂形成的层压油墨和涂料组合物与以常规的和市售的聚 氨酯树脂粘结剂系统制备的层压油墨和涂料相比，表现出出色的挤出粘结强度(bond strength)、粘合阻力、可印刷性、可溶解性、抗蒸性(sterilizationresistance)和对广泛 本文档来自技高网...

【技术保护点】
聚氨酯树脂用作层压包装用层压油墨粘结剂的用途，所述树脂包含如下的反应产物：二异氰酸酯与多元醇形成异氰酸酯封端的预聚物，该预聚物以二元胺增链形成聚氨酯树脂；所述聚氨酯树脂在灭菌之前和之后具有至少相同的层压粘结强度，条件是所述灭菌是在１２１℃／３０分钟／１．０３ｂａｒ饱和水蒸气压的条件下完成的，然后在３００毫米／分钟的剥离速度下所述聚氨酯的层压粘结强度在灭菌之前和之后至少为０．５牛／１５毫米，其中所述层压粘结强度以厚度为１～５微米的干油墨膜测量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：达拉库马梅特拉，
申请(专利权)人：考格尼斯知识产权管理有限责任公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]