用于食品包装的可辐射固化组合物的制作方法_4

文档序号:9756426阅读:来源:国知局
墨中,颜料优选W基于喷墨油 墨的总重量计0.1 -20重量%、优选1 -10重量%的量存在。 阳136]聚合分散剂 典型的聚合分散剂为两种单体的共聚物,但可含有Ξ种、四种、五种或更多种单体。聚 合分散剂的性质取决于单体的性质和其在聚合物中的分布二者。共聚分散剂优选具有W下 聚合物组分: ?统计学聚合的单体(例如,聚合成ABBAABAB的单体A和B); ?交替聚合的单体(例如,聚合成ABABABAB的单体A和B); ?梯度(梯状)聚合的单体(例如,聚合成AAABAABBABBB的单体A和B); ?嵌段共聚物(例如,聚合成AAAAABBBBBB的单体A和B),其中各嵌段(2、3、4、5或甚至更 大)的嵌段长度对聚合分散剂的分散能力是重要的; ?接枝共聚物(接枝共聚物由聚合主链和与主链连接的聚合侧链组成);和 ?运些聚合物的混合形式,例如嵌段梯度共聚物。
[0137] 合适的聚合分散剂在EP 1911814 A (AGFA GRAPHICS)的"分散剂"章节中列出,更 具体地在[0064]-[0070]和[0074]-[0077]段中列出,其作为特定的参考文献结合到本文 中。
[013引所述聚合分散剂具有优选500-30000、更优选1500-10000的数均分子量Μη。
[0139]所述聚合分散剂优选具有小于100,000、更优选小于50,000且最优选小于30,000 的重量平均分子量Mw。
[0140] 所述聚合分散剂优选具有小于2、更优选小于1.75且最优选小于1.5的多分散度 PD。
[0141] 聚合分散剂的市售实例有W下物质: ? DIS阳RBYK?分散剂,自BYK C肥MIE GM册购得; ? S化SP邸SE ?分散剂,自LUBRIZ化购得; ? TEG0? DIS阳RS? 分散剂,得自EV0NIK; ?邸APLAN?分散剂,得自MUNZING C肥MIE; ? ETHACRYL ?分散剂,得自LYON DE化; ? GA肥X?分散剂,得自ISP; ? DISPEX ?和邸KA ?分散剂,得自BASF; ? DISP0肥R ?分散剂,得自DEUC肥Μ。
[0142] 特别优选的聚合分散剂包括得自LUBRIZ化的Solsperse ?分散剂;得自BASF的 Efka ?分散剂;和得自BYK C肥MIE GMBH的Disperbyk ?分散剂。特别优选的分散剂为得自 1^服12化的5〇1396'36" 32000、35000和39000分散剂。
[0143] 基于颜料的重量计算,所述聚合分散剂优选W2-600重量%、更优选5-200重量%、最 优选50-90重量%的量使用。 巧144]分散增效剂 分散增效剂通常由阴离子部分和阳离子部分组成。所述分散增效剂的阴离子部分表现 出与有色颜料的一定的分子相似性,而所述分散增效剂的阳离子部分由一个或多个质子 和/或阳离子组成,W中和所述分散增效剂的阴离子部分的电荷。
[0145] 所述分散增效剂优选W比所述一种或多种聚合分散剂小的量加入。聚合物分散 剂/分散增效剂的比率取决于颜料且应通过实验确定。通常选择聚合分散剂的重量%/分散 增效剂的重量%的比率为2:1-100:1,优选为2:1-20:1。
[0146] 市售的合适分散增效剂包括得自LUBRIZ0L的Solsperse ? 5000和Solsperse ? 22000ο
[0147] 所使用的品红色油墨的特别优选的颜料为二酬基化咯并化咯颜料或哇叮晚酬颜 料。合适的分散增效剂包括在ΕΡ 1790698 A (AGFA GRAPHICS)、ΕΡ 1790696 A (AGFA GRAPHICS)、W0 2007/060255 (AGFA GRAPHICS)和EP 1790695 A (AGFA GRAPHICS)中公开 的那些。
[0148] 在分散C. I.颜料蓝15:3中,优选使用横化的化-献菁分散增效剂,例如得自NOVEON 的Solsperse? 5000。黄色喷墨油墨的合适分散增效剂包括在EP 1790697 A (AGFA GRAPHICS)中公开的那些。 巧149] 聚合抑制剂 所述可福射固化喷墨油墨可含有聚合抑制剂。合适的聚合抑制剂包括通常用于(甲基) 丙締酸醋单体的酪型抗氧化剂、受阻胺光稳定剂、憐光体型抗氧化剂、氨酿单甲基酸,并且 也可使用氨酿、叔下基儿茶酪、连苯Ξ酪。
[0150]合适的市售抑制剂的实例有Sumilizer? GA-80、Sumilizer? GM和Sumilizer? GS,由Sumitomo Qiemical Co. Ltd.制造;Genorad? 16、Genorad? 18和Genorad? 20, 得自Rahn AG;Irgastab? UVIO和Irgastab? UV22、Tinuvin? 460和CGS20,得自BASF; Floorstab? UV范围(UV-l、UV-2、UV-5和UV-8),得自Kromachem Ltd;Additol? S系列 (S100、S110、S120和S130),得自Cytec Surface Specialties。
[0151] 由于过量加入运些聚合抑制剂将降低油墨对固化的敏感性,优选在渗合之前确定 能够防止聚合的量。聚合抑制剂的量优选低于总(喷墨)油墨的2重量%。
[0152] 在一个优选的实施方案中,所述聚合抑制剂为优选含有一个或多个丙締酸醋基团 W实现良好反应性的可聚合抑制剂。
[015引表面活性剂 所述可福射固化组合物或喷墨油墨可含有至少一种表面活性剂。所述表面活性剂可为 阴离子型、阳离子型、非离子型或两性离子型,且基于油墨的总重量计算,优选加入总量小 于3%重量,并且特别地基于可自由基固化的喷墨油墨的总重量计算,总计小于1重量%。 [0154]优选的表面活性剂选自氣表面活性剂(例如,氣代控)和聚硅氧烷表面活性剂。所 述聚硅氧烷表面活性剂优选为硅氧烷且可为烷氧基化的、聚醋改性的、聚醋改性的、聚酸改 性的径基官能性、胺改性的、环氧化物改性的硅氧烷及其他改性或其组合。优选的硅氧烷为 聚合硅氧烷,例如聚二甲基硅氧烷。
[01巧]优选的商业聚硅氧烷表面活性剂包括得自BYK化emie的BYK? 333和BYK? UV3510。
[0156] 在一个优选的实施方案中,所述表面活性剂为可聚合的化合物。
[0157] 优选的可聚合聚硅氧烷表面活性剂包括(甲基)丙締酸醋化聚硅氧烷表面活性剂。 最优选所述(甲基)丙締酸醋化聚硅氧烷表面活性剂为丙締酸醋化聚硅氧烷表面活性剂,因 为与甲基丙締酸醋相比,丙締酸醋更具反应性。
[0158] 在一个优选的实施方案中,所述(甲基)丙締酸醋化聚硅氧烷表面活性剂为聚酸改 性的(甲基)丙締酸醋化聚二甲基硅氧烷或聚醋改性的(甲基)丙締酸醋化聚二甲基硅氧烷。
[0159] 优选的市售(甲基)丙締酸醋化聚硅氧烷表面活性剂包括:Ebecryl ? 350,得自 切tec的聚硅氧烷二丙締酸醋;聚酸改性的丙締酸醋化聚二甲基硅氧烷BYK? UV3500和BYK ? UV3530、聚醋改性的丙締酸醋化聚二甲基硅氧烷BYK? UV3570,全部由BYK畑emie生 产;Tego? Rad 2100、Tego? Rad 2200N、Tego? Rad 2250N、Tego? Rad 2300、Tego? Rad 2500、Tego? Rad 2600和Tego? Rad 2700、Tego? RC711,得自EVONIK;Silaplane? FM7711、Silaplane? FM7721、Silaplane? FM7731、Silaplane? FM0711、Silaplane? FM0721、Silaplane? FM0725、Silaplane? TM0701、Silaplane? TM0701T,全部由Chisso Corporation 生产;和 DMS-R05、DMS-R11、DMS-R18、DMS-R22、DMS-R31、DMS-U21、DBE-U22、 5181400、觀5-044、觀5-033、1?15-083、刪5-182、刪5-992、1]〔5-052、脚1'-1011和1]1'1'-1012,全 部由Gelest, Inc.生产。 巧160] 制备可福射固化组合物和喷墨油墨 制备根据本发明的可福射固化组合物的方法优选通过混合W下各物进行:a)至少一 种不可聚合、非聚合的双酷基氧化麟;b)至少一种包含至少一个乙締基酸基团和至少一个 选自丙締酸醋基团和甲基丙締酸醋基团的可聚合基团的单体;和C)至少一种可聚合或聚 合型嚷吨酬,条件是,如果所述至少一种可聚合或聚合型嚷吨酬不含叔胺基团,则所述可福 射固化组合物还包含至少一种选自4-二甲基氨基苯甲酸乙基己醋、含有叔胺的可聚合共引 发剂和含有叔胺的聚合共引发剂的叔胺共引发剂。
[0161]着色的福射固化喷墨油墨的制备为本领域技术人员所熟知。优选的制备方法公开 在W0 2011/069943 (AGFA)的[0076]-[0085]段中。 巧162] 喷墨印刷方法 根据本发明的一个优选实施方案的喷墨印刷方法包括W下步骤:(1)在基材上喷射可 福射固化喷墨油墨的墨点,所述可福射固化喷墨油墨包含a)至少一种不可聚合、非聚合的 双酷基氧化麟;b)至少一种包含至少一个乙締基酸基团和至少一个选自丙締酸醋基团和 甲基丙締酸醋基团的可聚合基团的单体;和C)至少一种可聚合或聚合型嚷吨酬,条件是如 果所述至少一种可聚合或聚合型嚷吨酬不含叔胺基团,则所述可福射固化组合物还包含至 少一种选自4-二甲基氨基苯甲酸乙基己醋、含有叔胺的可聚合共引发剂和含有叔胺的聚合 共引发剂的叔胺共引发剂;其中所述双酷基氧化麟W基于上文定义的可福射固化组合物的 总重量计不超过4重量%的浓度存在;和(2)至少部分地固化喷射的墨点。可福射固化喷墨 油墨的所述至少部分固化优选使用一个或多个UV L邸进行。 巧16引喷墨印刷装置 所述可福射固化的组合物或喷墨油墨可通过W控制方式经喷嘴喷射小液滴到基材上 的一个或多个印刷头喷射,所述基材相对于一个或多个印刷头移动。
[0164] 喷墨印刷系统的优选印刷头为压电头。压电喷墨印刷W在对其施加电压时压电陶 瓷转换器的移动为基础。施加电压改变在印刷头中压电陶瓷转换器的形状,产生孔隙,随后 将该孔隙用油墨填充。当再次除去电压时,陶瓷膨胀到其原始形状,从印刷头喷射出一滴油 墨。然而,根据本发明的喷墨印刷方法不局限于压电喷墨印刷。可使用其他喷墨印刷头,并 且包括各种类型,例如连续型。
[0165] 所述喷墨印刷头通常跨移动的受墨体表面沿横向来回扫描。喷墨印刷头在回程常 常不印刷。为了获得高面积通量,优选双向印刷,也称作多程印刷。另一优选的印刷方法为 通过"单程印刷过程"印刷,其可通过使用页宽喷墨印刷头或覆盖受墨体表面的整个宽度的 多个交错的喷墨印刷头来进行。在单程印刷过程中,喷墨印刷头通常保持固定且基材表面 在喷墨印刷头下传送。 阳I66]固化装置 根据本发明的可福射固化组合物或喷墨油墨可通过暴露于光化福射、优选紫外福射来 固化。
[0167] 在喷墨印刷中,可将固化工具布置成与喷墨印刷机的印刷头组合、随之行进W使 得在喷射后很快便施加固化福射。运样的快速固化有时称为"销钉固化(pin curing)"且用 于通过控制点尺寸来增强图像质量。优选所述固化工具由一个或多个UV L抓组成。在所述 配置中,可能难W提供小到足W与印刷头连接并随之行进的其他类型的固化工具。因此,可 采用静态固定福射源,例如固化UV光源,通过柔性福射传导工具(例如,光导纤维束或内反 射柔性管)与福射源连接。或者,可通过布置镜子(包括在印刷头上的镜子)来从固定的源向 福射头供给光化福射。
[0168] 所述福射源也可为在待固化基材上横向延伸的细长福射源。其可与印刷头的横向 路径相邻,W使由印刷头形成的图像的后续行逐步或连续地在该福射源下通过。
[0169] 任何紫外光源(只要部分发射光可被光引发剂或光引发剂体系所吸收)都可用作 福射源,例如高压隶灯或低压隶灯、冷阴极管、暗光、紫外LED、紫外激光器和闪光灯。其中, 优选的来源为表现出主波长为300-400nm的相对长波长UV贡献的来源。具体地讲,UV-A光源 由于其降低的光散射引起更有效的内部固化而优选。
[0170] 紫外福射通常如下分类为UV-A、UV-B和UV-C: ? UV-A:400nm-320nm ? UV-B:320nm-290nm ? UV-C:290nm-100nm。
[0171] 在一个优选的实施方案中,所述喷墨印刷装置包括一个或多个具有大于360nm的 波长的UV LED、优选一个或多个具有大于380nm的波长的UV L邸且最优选具有约395nm的波 长的UV L邸。
[0172] 此外,可W连续或同时使用不同波长或亮度的两种光源来固化图像。例如,第一紫 外源可W选择为富含UV-C,特别是在260皿-200nm范围内的UV-C。第二紫外源则可富含UV-A,例如渗杂嫁的灯,或UV-A和UV-B两者均强的不同灯。已经发现使用两种UV源的优势例如 为快速固化速度和高固化度。
[0173] 为了促进固化,喷墨印刷装置常包括一个或多个耗氧单元。运些耗氧单元配置氮 气或其他相对惰性的气体(例如,0)2)的覆盖层,其具有可调节的位置和可调节的惰性气体 浓度,从而降低在固化环境中的氧浓度。残留氧含量通常维持低至200ppm,但通常在 200ppm-1200ppm 范围内。
[0174] 基材和包装 对于基材的类型没有客观限制。运些基材可具有适合印刷的陶瓷、金属、木材、纸张或 聚合物表面。所述基材也可例如通过白色底漆或油墨涂底漆。然而,本发明的可福射固化组 合物和喷墨的优势可特别有利地用在用于食品包装或医药的基材上。认为食品包装还包括 用于液体和饮料如牛奶、水、可乐、啤酒、植物油等的包装。
[0175] 本发明有利地用于提供食品包装,特别是"初次"食品包装。初次食品包装为最先 包封产品并容纳其的材料。运通常为最小的分销或使用单元且是与内含物直接接触的包 装。当然,出于食品安全性的原因,可福射固化组合物和喷墨油墨也可用于二次或Ξ次包 装。二次包装在初次包装外面,或许用W将初次包装组合在一起。对于散货装卸、仓库储存 和轮船运输使用Ξ次包装。最常见形式的Ξ次包装为紧密地填充到容器中的托盘化组合装 载。
[0176] 基材可为多孔的,作为例如织物、纸张和卡纸板基材,或基本不吸收的基材,例如 具有聚对苯二甲酸乙二醇醋表面的塑料基材。
[01八]优选的基板包括聚乙締、聚丙
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