专利名称：用于抗静电塑料膜的印刷油墨和用该油墨印刷的抗静电膜的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于透明或半透明塑料膜的抗静电印刷油墨，更尤其涉及通过尤其向用于背衬的油墨赋予抗静电性能而制成的、并有效地用于抑制在塑料膜片材的两个表面上产生摩擦带电的油墨，以及涉及用该油墨印刷的透明或半透明塑料膜印刷材料。
背景技术：
在塑料膜的情况下，在层压工艺，印刷工艺，和袋-形成工艺过程中发生摩擦带电，因此已提出各种方案来防止带电。例子包括在树脂被加工成膜之前将抗静电剂捏合入树脂中的方法，和用抗静电剂涂覆膜表面的方法。日本专利延迟公开出版物No.HEI 05-345351为了提供一种通过向其中捏合抗静电剂而具有优异抗静电效果和不破坏膜的优异特性如透明性、可加工性等的用于印刷层压品的膜，此发明提供了一种制造用于印刷层压品的膜的方法，其中利用压延法，T型模头挤塑法，或溶剂铸塑法将带有捏合入其中的抗静电剂的树脂加工成膜，利用诸热辊法、拉幅法或吹胀法之类的方法拉伸膜，并在高于拉伸步骤过程中所用温度的温度下进一步热硬化该拉伸膜。日本专利延迟公开出版物No.HEI 10-058622本发明涉及一种具有PVA涂膜12的氧阻隔能力和防带电能力的抗静电隔绝膜，该抗静电隔绝膜10包括通过粘合剂层4或粘合剂树脂层7相互层压的位于基材膜1或蒸汽沉积膜上的PVA涂层2，和位于热封膜5上的桥型抗静电剂涂层3，其特征在于桥型抗静电剂涂层3构成由共聚物制成的表面活性抗静电剂涂层，所述共聚物包含具有四铵基团的丙烯酸酯，丙烯酸酯，和甲基丙烯酸酯，聚乙烯亚胺和缩水甘油基化合物。
发明目的本发明的一个目的是提供具有优异抗静电性能且不会造成渗色之类问题的用于塑料膜的印刷油墨。本发明的另一目的是提供能够克服环境污染问题的用于塑料膜的印刷油墨。
优选实施方案的简要描述本发明人认为，因为塑料膜经常进行印刷，为了实现上述目的，可通过向铺展在塑料膜的整个表面上的用于背衬的印刷油墨赋予抗静电性能而防止带电。
本发明人为了实现该目的进行了艰辛努力并完成以下描述的本发明。
根据权利要求1的本发明提供在其中加入有抗静电剂的用于塑料膜的印刷油墨。
在从属于根据权利要求1的本发明的根据权利要求2的本发明中，塑料膜是透明或半透明的，和抗静电印刷油墨是用于背衬的凹版油墨。
在从属于根据权利要求1或权利要求2的本发明的根据权利要求3的本发明中，用于抗静电油墨中的连接料的主要组分是两种或多种聚氨酯树脂的复合组合物。
在从属于根据权利要求3的本发明的根据权利要求4的本发明中，聚氨酯是水分散型较高Tg的聚合物和水分散型较低Tg的聚合物的混合组合物。
在从属于根据权利要求4的本发明的根据权利要求5的本发明中，将超高分子量聚乙烯基吡咯烷酮作为稳定剂加入聚合物的混合组合物中。
在从属于根据权利要求1的本发明的根据权利要求6的本发明中，将抗静电剂加入复合聚氨酯树脂和聚乙烯基吡咯烷酮的混合水溶液中。
在从属于根据权利要求6的本发明的根据权利要求7的本发明中，抗静电剂是烷基二甲基氨基甜菜碱乙酸盐和电解金属盐的混合水溶液。
根据权利要求8的本发明提供了一种由含水抗静电印刷油墨背衬的塑料膜印刷材料。
以上述构型，其中加入有抗静电剂的印刷油墨可用于通过常规印刷方法用一般印刷机印刷。最有效的是将抗静电剂加入用于背衬的油墨中，但也可根据印刷设计将抗静电剂加入任何其它油墨中。但当在整个印刷区域中或在尽可能接近整个印刷区域的区域中提供抗静电性能时，抗静电性能的最佳效力得以实现，因此用于背衬的油墨是最有效的。
关于印刷方法，用于背衬的油墨不仅可用于凹版印刷，而且可用于苯胺印刷，且对印刷方法没有限制。
本发明涉及一种用于含水抗静电印刷油墨，如用于背衬的印刷油墨的连接料，且按照本发明的含水抗静电印刷油墨可通过将颜料如氧化钛加入连接料中而制备。
在根据权利要求4的本发明中，高Tg聚氨酯树脂是一种由异佛尔酮二异氰酸酯和聚己内酯二醇组成的聚酯产品，且该树脂中Tg是0-40摄氏度。另一方面，低Tg聚氨酯树脂是一种由异佛尔酮二异氰酸酯和聚酯二醇组成的聚酯产品，且在该树脂中，Tg是-30至0摄氏度。
前述高Tg树脂和低Tg树脂的混合比优选为1∶2(以固体重量计)。该混合比对于避免在印刷有该油墨的表面上的粘连性能是优选的。
在根据权利要求5的本发明中，可接受作为合适加入比的聚乙烯基吡咯烷酮与复合聚氨酯的混合比是1∶2-1∶5(以固体重量计)，和更优选1∶2.5-1∶3。所用的聚乙烯基吡咯烷酮的分子量是600,000-1,200,000。
在根据权利要求7的本发明中，用于制备抗静电剂的烷基二甲基氨基甜菜碱乙酸盐和电解金属盐的混合比是95∶5-90∶10，和更优选94∶6-92∶8。用于制备按照本发明的连接料的组分在下表1中给出。
按照本发明的含有上述液体A-液体E的连接料的配方在表2中给出。 将具有10-15微米粒径的氧化钛白色颜料(用于背衬印刷)加入实施例1中的连接料含水制剂液体。用于背衬印刷的白色油墨通过将加入比设定为制剂液体的35％重量而制成。使用在实施例2中得到的用于凹版背衬印刷的白色油墨，在由Toyobo有限公司制造的12微米PET膜(E-5100)的电晕放电处理表面上，通过雕刻凹版印刷平板(150条线)进行印刷。凹版印刷机的印刷速率是70m/min且用于干燥的温度是60摄氏度。下表3给出了通过在流动方向上每100m处取样一次而得到的有关粘附性和抗静电效果的评估结果。
(23摄氏度，40％RH)(a)油墨的撕脱性这样检查用双手握住印刷材料并将印刷表面面对面地在一起摩擦10次，以检查油墨的撕脱性。
(无问题/○，稍微脱离/△，部分脱离/×)(b)将18mm赛璐玢胶带压向印刷表面并随后用力与其分开，以检查油墨的粘附性。
(无问题/○，稍微脱离/△，部分脱离/×)(c)印刷材料通过报纸进行目测，以评估印刷文字的可见性。
(不可见性/○，稍微可见/△，可见/×)(d)检查没有不匀度或流动的印刷均匀性。
(完全均匀/○，稍微不匀/△，稍微流动/×)[实施例4]将在以上实施例2中得到的用于背衬的白色凹版油墨印刷到另一种油墨之上，以确认相互粘附性和抗静电性能。如同实施例3，将12微米双轴拉伸PET膜(E-5100)的电晕放电处理表面用另一种油墨作为第一颜色，使用雕刻凹版印刷板(175条线)印刷成实心态，并随后用在实施例2中得到的用于背衬的白色凹版油墨作为第二颜色，通过雕刻凹版印刷板(150条线)印刷。凹版印刷机的印刷速率是70m/min，和用于干燥的温度是60摄氏度。
对油墨粘附性以及抗静电性能的评估结果在下表4中给出。
通过在流动方向上每100m取样一次而测定的油墨粘附性和抗静电性能的评估结果在下表5中给出。
(a)，(b)，(c)和(d)中的数据按照与实施例3中相同的方式收集。LLDPE(线性低密度聚乙烯)膜(40微米)被选作密封剂膜，以及酯粘合剂A-620/A-65(由Mitsui Takeda化学品公司制造)被选作用于根据实施方案4的双色套印材料的粘合剂，随后配制粘合剂。在将预定配方施用到印刷膜的油墨印刷表面上，并将该表面干燥之后，将密封剂膜的电晕放电处理表面胶粘到密封剂膜上。干层合机的雕刻凹版印刷板有100条线且所施用的粘合剂在干燥之后的使用比是3g/m2。印刷材料在温控室中在40摄氏度下储存48小时以进行硬化。在实施例5中得到的层压膜的层压强度和热封强度在下表7中给出，而摩擦带电静电电势的测量结果在表6中给出。1.摩擦带电静电电势(v)测量环境23摄氏度，40％RH
(在摩擦之后60sec内测定)[表7]2.层压强度和热封强度
在上述实施例1-6中，印刷油墨是凹版油墨，印刷机是凹版印刷机，并使用用于背衬的油墨。但本发明不限于这些情形，只要可防止带电。根据权利要求1-8的本发明可向如上述印刷有按照本发明的油墨的塑料膜赋予抗静电性能。具有优异抗静电性能的印刷材料可通过尤其向用于背衬的油墨赋予抗静电性能而得到。
另外，抗静电性能可在印刷工艺过程中赋予塑料膜，这样与用于防止塑料膜带电的常规方法相比可在更多地降低成本的情况下改善性能。
另外，按照本发明的含水抗静电印刷油墨有效地克服环境污染。
对于从属于根据权利要求1或权利要求2的本发明的根据权利要求9的本发明，在抗静电印刷油墨中，连接料的树脂组分是能够溶解在有机溶剂中的酯-基聚氨酯树脂。
从属于根据权利要求9的本发明的根据权利要求10的本发明，酯-基聚氨酯树脂是分别基于有机溶剂的高Tg聚合物和低Tg聚合物的混合组合物。
根据权利要求11的本发明，将用于根据权利要求10的酯-基聚氨酯的抗静电剂加入有机溶剂溶液中。
根据权利要求12的本发明，权利要求11中所述的抗静电剂是脂肪酸二甲基乙基乙硫酸铵和聚氧乙烯烷基醚的混合组合物。
根据权利要求13的本发明，塑料膜印刷材料用基于有机溶剂的抗静电印刷油墨背衬。在根据以上权利要求9-13的本发明中，其中加入有抗静电剂的印刷油墨可用于通过常规印刷方法用一般印刷机印刷。对于印刷，最有效的是将抗静电剂加入用于背衬的油墨，但也可将抗静电剂加入任何其它油墨。但当在整个印刷区域中或在尽可能接近整个印刷区域的区域中提供抗静电性能时，抗静电性能的最佳效果得以实现，因此用于背衬的油墨是最有效的。
关于印刷方法，用于背衬的油墨不仅可用于凹版印刷，而且可用于苯胺印刷，且对印刷方法没有限制。
本发明提供了基于有机溶剂的抗静电印刷油墨，该有机溶剂是用于背衬的印刷油墨所用的连接料，而且可通过在该连接料中混合例如颜料如氧化钛和溶剂而制备出基于有机溶剂的抗静电印刷油墨。
连接料的树脂组分是能够溶解在有机溶剂中的酯-基聚氨酯树脂，且该树脂是高Tg聚合物和低Tg聚合物的混合组合物。高Tg聚氨酯树脂的Tg＝0-40摄氏度。
另一方面，低Tg聚氨酯树脂的Tg＝-30至0摄氏度。
高Tg树脂和低Tg树脂的混合比是1∶5-1∶1(以固体重量计)，和更优选是1∶2-1∶2.5。
根据本发明的抗静电剂是脂肪酸二甲基乙基乙硫酸铵和聚氧乙烯烷基醚的混合组合物，且混合比是8∶1-15∶1(以固体重量计)，和更优选是10∶1-12∶1。根据本发明的连接料制剂的组分在下表8中给出。
以下在表9中给出具有上述液体A-液体C的连接料的配方。 将具有10-15微米粒径的氧化钛白色颜料(用于背衬印刷)加入在实施例7中得到的配制连接料含水制剂。用于背衬的白色油墨通过将35份颜料加入65份配制溶液(通过将15份包含以上表2所示组分的溶液稀释成50份IPA/乙酸乙酯混合溶液而制成的溶液)而制成。使用在实施例8中得到的用于凹版背衬印刷的白色油(a)，和由TOYO INKMFG.有限公司制造的NEW-LP super白色油墨(氨基甲酸酯基)(b)，在以下膜的电晕放电处理表面的表面上，用雕刻凹版印刷板(50条线)印刷成实心态由Toyobo有限公司制造的12μ双轴拉伸PET膜(E-5100)；由Unitika有限公司制造的15μ双轴拉伸尼龙膜(emblem ONU)；和20μ双轴拉伸PP膜(FOR)。
凹版印刷机的印刷速率是120m/min，且用于干燥的温度是60摄氏度。
表10给出了通过将12μ双轴拉伸PET膜，在流动方向上，在5个位置上每5m取样一次而在5个位置上得到的油墨的粘附性和抗静电性能的结果。(20摄氏度，50％RH)
另外，15μ双轴拉伸尼龙膜所得的结果在表11中给出。(20摄氏度，50％RH)
另外，20μ双轴拉伸PP膜所得的结果在表12中给出。(20摄氏度，50％RH)
*1油墨的撕脱性这样检查用双手握住印刷材料并将印刷表面面对面地在一起摩擦10次，以检查油墨的撕脱性。
(无问题/○，稍微脱离/△，部分脱离/×)*2将18mm赛璐玢胶带压向印刷表面并随后用力与其分开，以检查油墨的粘附性。
(无问题/○，稍微脱离/△，部分脱离/×)*3印刷材料通过报纸进行目测以评估印刷文字的可见性。
(不可见性/○，稍微可见/△，可见/×)*4检查没有不匀度或流动的印刷均匀性。
(完全均匀/○，稍微不匀/△，稍微流动/×)。将在实施例8中得到的用于背衬的白色凹版油墨印刷到另一种油墨之上，以检查相互粘附性和抗静电性能。如同实施例9，将由Toyobo有限公司制造的12微米双轴拉伸PET膜(E-5100)的电晕放电处理表面用另一种油墨作为第一颜色，使用雕刻凹版印刷板(175条线)印刷成实心态，并随后用在实施例2中得到的用于背衬的白色凹版油墨作为第二颜色，用雕刻凹版印刷板(150条线)印刷。凹版印刷机的印刷速率是120m/min，和用于干燥的温度是60摄氏度。
表13给出了油墨的粘附性和印刷材料的抗静电性能。
表14给出了油墨的粘附性和印刷材料的抗静电性能。 在表15中列举的膜分别被选作密封剂膜，并将由Mitsui Takeda化学品公司制造的酯-基粘合剂被选作根据表16所示混合比制备所用的粘合剂。
将所配制的粘合剂施用到印刷有油墨的印刷膜的表面上，并在印刷表面干燥之后，将它与密封剂膜的电晕放电处理表面胶粘到一起。干层合机的雕刻凹版印刷板有100条线且所施用的粘合剂在干燥之后的容量是3g/m2。粘合剂在温控室中在40摄氏度下储存48小时以进行硬化。
表17给出了如上所述胶粘的多层膜的层压强度的测量结果。
(g/15mm)
另外，胶粘层压膜的热封强度的测量结果在下表18中给出。
(g/15mm)
*热封条件/0.2MPa，0.5sec，在棒下的温度为70℃另外，表19给出了胶粘多层膜在表面电阻方面的测量结果。
另外，表20给出了胶粘多层膜在带电值方面的测量结果。
根据以上每个结果可以理解，通过使用根据本发明的印刷油墨可以充分实现抗静电性能，而不会降低作为印刷材料的质量。在如描述于权利要求9-13的本发明中，抗静电性能通过用按照本发明的在其中加入有抗静电剂的印刷油墨，进行例如背衬印刷，而在印刷工艺过程中提供给塑料膜。在其中加入有抗静电剂的印刷油墨不会造成在常规技术中所遇到的渗色问题，其中抗静电剂捏合入树脂中，尤其当印刷油墨用于背衬时，这样可避免印刷质量的下降。
另外，不同于膜表面涂有抗静电剂的常规体系，在本发明中抗静电性能在印刷工艺过程中提供，这样可省略涂覆步骤，并可实现具有抗静电性能的塑料膜产品的成本下降。
权利要求
1.一种在其中加入有抗静电剂的用于塑料膜的印刷油墨。
2.用于塑料膜的印刷油墨，其中描述于权利要求1中的所述塑料膜是透明或半透明的，和抗静电印刷油墨是用于背衬的凹版油墨。
3.根据权利要求1或权利要求2的抗静电印刷油墨，其中其连接料的主要组分是两种或多种聚氨酯树脂的复合组合物。
4.用于塑料膜的印刷油墨，其中描述于权利要求3中的聚氨酯树脂是包含水分散型高Tg聚合物和水分散型低Tg聚合物的混合组合物的印刷油墨。
5.用于塑料膜的印刷油墨，其中描述于权利要求4中的聚合物混合组合物包含作为稳定剂加入其中的超高分子量聚乙烯基吡咯烷酮。
6.用于塑料膜的印刷油墨，其中将描述于权利要求1中的抗静电剂加入复合聚氨酯树脂和聚乙烯基吡咯烷酮的混合水溶液中。
7.塑料油墨，其中描述于权利要求6中的抗静电剂是烷基二甲基甜菜碱乙酸盐和电解金属盐的混合水溶液。
8.一种通过含水抗静电印刷油墨背衬的透明或半透明塑料膜印刷材料。
9.根据权利要求1或权利要求2的抗静电印刷油墨，其中连接料的树脂组分是能够溶解在有机溶剂中的酯-基聚氨酯树脂。
10.用于塑料膜的塑料油墨，其中描述于权利要求9中的酯-基聚氨酯树脂是分别基于有机溶剂的高Tg聚合物和低Tg聚合物的混合组合物。
11.用于塑料膜的印刷油墨，其中将根据权利要求10的抗静电剂加入酯-基聚氨酯的有机溶剂溶液中。
12.用于塑料膜的印刷油墨，其中描述于权利要求11中的抗静电剂是脂肪酸二甲基乙基乙硫酸铵和聚氧乙烯烷基醚的混合组合物。
13.一种用基于有机溶剂的抗静电印刷油墨背衬的透明或半透明塑料膜印刷材料。
全文摘要
[技术问题]通过提供含水抗静电印刷油墨而提供抗静电性能，同时不会造成透明或半透明塑料膜中发生渗色，并进一步防止环境污染。[解决方案]向用于印刷在透明或半透明塑料膜上的印刷油墨赋予抗静电性能。该油墨中的连接料的主要组分是两种或多种聚氨酯树脂的复合组合物。通过尤其向用于背衬的油墨赋予抗静电性能而得到具有优异的抗静电性能的印刷材料。进一步，油墨通过将包含脂肪酸二甲基乙基乙硫酸铵和聚氧乙烯烷基醚的混合组合物的抗静电剂，加入作为酯－基聚氨酯树脂(包含高Tg聚合物和低Tg聚合物的混合组合物)的有机溶剂溶液的连接料中而制成，并通过用该油墨背衬塑料膜而赋予该塑料膜以抗静电性能。结果，抗静电性能可在印刷工艺过程中赋予塑料膜，这样与向塑料膜赋予抗静电性能的常规方法相比，可在改善性能的同时更多地降低成本。此外，根据本发明的含水抗静电印刷油墨有效地克服环境污染的问题。
文档编号C09D11/02GK1550529SQ20041004514
公开日2004年12月1日 申请日期2004年4月22日 优先权日2003年4月22日
发明者林宽治 申请人:林宽治