可印刷辐射固化隔离涂层的制作方法_3

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9);双 环[2. 2. 1]庚烷-1,2-二醇(CAS194608-68-9);三环[5. 3.I.I3'9]十二烷-2, 8-二醇, 2, 5, 8-三甲基-(CAS211101-94-9) ;4, 7-甲醇-IH-茚-5, 6-二甲醇,3a, 4, 5, 6, 7, 7a-六 氢-(CAS171353-69-8) ;4, 7-甲醇-IH-茚-5, 6-二甲醇,八氢-(CAS171353-68-7); 乙醇,2,2'-[[1,1'-双环已烷]-4,4'-二基双(氧基)]双-(9〇1)(〇八3 158728-90-6); 乙醇,2, 2'-[亚甲基双(4,1_环己烷二基氧基)]双_(9CI)(CAS158728-89-3);三环 [4. 3.I.I3'8]i^一烷-2, 7-二醇,2, 7-二甲基双环[3.3. 1]壬烷-2, 6-二醇,2, 6-二 甲基 _ ;二环[5. 3.I.I3'9]十-.'1%-2, 8- -醇,2, 8- -甲基-;双环[3. 3. 1]壬-3, 7--. 烯-2, 6-二醇,2, 6-二甲基 _;1,4:5, 8-二甲醇萘-2, 3-二甲醇,十氢-(CAS37501-78-3); 二环[4. 3.I.I3'8]十一烧-2, 7- 一醇,2, 7- 一乙基-;二环[5. 3.I.I3'9]十一 醇,2 -甲 基-8-亚甲基双环[3. 3. 1]壬-2-醇,2-甲基-6-亚甲基三环[4. 3.I.I3'8] ^^ - 烷-2, 7-二醇,2, 7-二乙基 _,4, 7-甲醇-IH-茚-1,3-二甲醇,八氢-(CAS101677-84-3); 三环[5. 3.I.I3'9]十二烷-2, 8-二醇,2, 8-二甲基-(CAS105589-97-7);双环[3. 3. 1]壬 烷-2, 6-二醇,2, 6-二甲基-(CAS95302-57-1);三环[4.3.I.I3'8] ^- - 烷-2, 7-二醇, 2, 7-二甲基-,胆烷-3, 7, 24-三醇,24-乙酸酯,(3a,5f3,7a)-(CAS81418-15-7);雄甾 烷-17-甲醇,3-羟基_,a-乙酸酯,(3a,5P,17P)-(CAS81418-14-6);三环[4. 3.I.I3'8] i^一烷_2, 7-二醇,1,4:5, 8:9, 10-三甲醇蒽-2, 3-二甲醇,十四氢-(CAS37501-79-4);胆 烷-3, 7, 24-三醇,(3a,50,7a)-(CAS23848-46-6);三环[3.3.I.I3'7]癸烷-2, 6-二醇 (〇八5 25106-97-2);三环[3.3.1.13'7]癸烷-2,6-二醇,2,6-二乙基-(〇厶525106-94-9); 三环[3. 3.I.I3'7]癸烷-2, 6-二醇,2, 6-二甲基-(CAS25106-91-6);三环[3. 3.I.I3'7] 癸烷-1,3-二醇,5,7-二甲基-化厶310347-01-0) ;1,4:5,8-二甲醇萘-2-甲醇, 1,2,3,4,4&,5,8,8&-八氢-(〇八57329-04-6);和双环[2.2.1]庚-5-烯-2,2-二甲醇(〇八3 6707-12-6)〇
[0075] 在一个优选实施方案中,疏水性脂环族单体是三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯或二环 戊烯基单丙烯酸酯。
[0076] 醇官能蜡的非限制性实例包括直链固态烷醇(如1-十六醇、1-十八醇或来 自BakerHughes的Unilin醇)和醇官能支链聚稀经(如VybarH-6175)。醇官能錯 材料的其它实例包括辛醇(1-辛醇)、2_乙基已醇、壬醇(1-壬醇)、癸醇(癸醇)、十一 醇(十一醇)、月桂醇(十二醇)、十三醇(十三醇)、肉豆蔻醇(1-十四醇)、十五醇、棕 榈油醇(顺-9-十六-1-醇)、十七醇、异硬脂醇、反油醇、油醇(顺-9-十八-1-醇)、 亚油醇(9Z,12Z-十八二烯-1-醇)、十八烯亚油醇(9E,12E-十八二烯-1-醇)、亚麻醇 (9Z,12Z,15Z-十八三烯-1-醇)、十八烯亚麻醇(9E,12E,15-E-十八三烯-1-醇)、蓖麻油醇 (12-羟基-9-十八-1-醇)、十九醇、花生醇(1-二十醇)、二^^一醇、二十二醇、瓢儿菜醇、 二十四醇、蜡醇(1-二十六醇)、1_二十七醇、二十九醇、二十八醇(1-二十八醇)、1_二十九 醇、蜂花醇、蜂蜡醇(1-三十醇)、1-三十二醇、三十四醇、和鲸蜡硬脂醇。
[0077] 本发明的醇官能蜡的最优选的实例是VybarH-6175或某些直链醇,如1-十三醇、 1-十六醇或1-十八醇。对本发明最有用的醇官能蜡具有在约100_300mg KOH/g范围内的 羟基值。
[0078] 在一个优选实施方案中,醇官能蜡或留醇是直链固态烷醇或醇官能支链聚烯烃。
[0079] 留醇的非限制性实例包括胆固醇、麦角固醇、羊毛固醇、雌二醇、睾酮和环阿屯醇。
[0080] 涂层组合物的疏水性蜡可以选自由以下组成的组:微晶蜡、石蜡、合成蜡、半结晶 蜡、石油蜡、化学改性蜡、动物蜡、植物蜡、矿物蜡、直链饱和正烷烃、异链烷烃、环烷烃、正烷 经饱和经、石錯和微晶錯混合物、Fisher-Tropsch錯、聚乙稀錯、聚丙稀錯、聚亚甲基錯、化 学改性蜡、聚a烯烃、蜡、聚乙烯-嵌段-聚乙二醇蜡、聚乙烯-嵌段-聚乙二醇和聚乙烯 单醇蜡混合物、酰胺蜡(如硬脂酰胺、油酰胺或芥酸酰胺)、通过加成物形成、裂化反应和自 由基反应化学改进的石蜡和其混合物。
[0081] 用于本发明组合物的疏水性蜡的最优选的实例是熔点在大约40°C至50°C范围内 的石蜡。
[0082] 可以任选并入本发明组合物的其它辐射固化单体可以包括,例如,一种或多种:二 丙二醇二丙烯酸酯;三丙二醇二丙烯酸酯;丁二醇二丙烯酸酯;己二醇二丙烯酸酯;烷氧基 化己二醇二丙烯酸酯;三羟甲基丙烷三丙烯酸酯;烷氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯;二 (三轻甲基丙烷三丙稀酸酯);丙三醇丙氧基三丙稀酸酯;五赤藻糖醇(pentaerythritrol) 三丙烯酸酯;烷氧基化五赤藻糖醇三丙烯酸酯;二(五赤藻糖醇三丙烯酸酯);新戊二醇 (neopentaglycol)二丙稀酸酯;烷氧基化新戊二醇二丙稀酸酯;二丙二醇二甲基丙稀酸 酯;三丙二醇二甲基丙烯酸酯;丁二醇二甲基丙烯酸酯;己二醇二甲基丙烯酸酯;烷氧基化 己二醇二甲基丙烯酸酯;三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯;烷氧基化三羟甲基丙烷三甲基丙 烯酸酯;二(三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯);丙三醇丙氧基三甲基丙烯酸酯;五赤藻糖 醇三甲基丙烯酸酯;烷氧基化五赤藻糖醇三甲基丙烯酸酯;二(五赤藻糖醇三甲基丙烯酸 酯);新戊二醇二甲基丙烯酸酯;烷氧基化新戊二醇二甲基丙烯酸酯;丙烯酸酯环氧树脂; 双酚A的双丙烯酸酯(如双酚-A的二-(3-甲基丙烯酰氧基-2-羟丙基醚;双酚-A的二 (2-甲基丙烯酰氧乙基醚;双酚-A的二-(3-丙烯酰氧基-2-羟丙基醚;双酚-A的二(2-丙 烯酰氧乙基醚等);丙烯酸化聚氨基甲酸酯;丙烯酸化聚酯;和丙烯酸化聚醚等,例如,在 2009年1月20日颁布的美国专利号7,479, 511 (Laksin等);2009年11月3日颁布的美 国专利号7, 612, 122 (Herlihy)中公开的,将其全部内容和公开内容在此以引用的方式并 入本文。
[0083] 可以任选并入本发明组合物的其它辐射固化单体可以包括,例如,一种或多种:氨 基甲酸酯丙烯酸酯、脂肪族氨基甲酸酯丙烯酸酯、脂肪族氨基甲酸酯三丙烯酸酯/单体掺 混物、与1,6-己二醇丙烯酸酯掺混的脂肪族氨基甲酸酯三丙烯酸酯、六官能氨基甲酸酯丙 烯酸酯、硅化氨基甲酸酯丙烯酸酯、脂肪族硅化氨基甲酸酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯、三羟 甲基丙烷三丙烯酸酯、2-苯氧乙基丙烯酸酯、异冰片基丙烯酸酯、丙氧基化甘油基三丙烯酸 酯、丙烯酸酯衍生物、甲基丙烯酸酯衍生物、丙烯酸酯衍生物和三丙二醇二丙烯酸酯等。
[0084] 优选地,除了疏水性脂环族单体之外,本发明的涂层组合物包含最多40wt. %的一 种或多种辐射固化单体、低聚物或树脂。
[0085] 本发明的涂层组合物可以任选与一种或多种其它反应性或非反应性树脂组分掺 混。这些任选的树脂可以用于改变组合物的特定性质,如韧性、柔性、与某些基底的粘性,或 使固化期间或之后的重量损失最小化。这些其它树脂组分的量将根据应用、加工条件和隔 离要求而变化,但是通常会在隔离涂层组合物的总树脂部分的1-40 %的范围内。
[0086] 如果通过紫外光固化,那么在本发明范畴内的辐射固化隔离涂层可以包括一种或 多种光引发剂。用于本发明的辐射固化隔离涂层的光引发剂的选择是辐射固化领域技术人 员熟知的。一般来讲,对于通过自由基机理固化的体系来说,可以使用I型(裂解)或II型 (H夺取(abstraction))自由基光引发剂。可以使用小分子、聚合或可聚合光引发剂。对于 许多应用来说,常见的裂解光引发剂(如CibaSpecialtyChemicals提供的那些)是有用 的。另外,一类优选的光引发剂是聚合物-结合芳香酮或聚合II型光引发剂。这些体系不 产生小分子光副产物,并且因此在UV固化时往往产生较少气味、放气和可提取组分。取决 于使用的特定应用和树脂体系,这些体系可以需要或不需要光敏剂。
[0087] 本发明的涂层可以任选与复合材料领域技术人员所知的其它有机或无机填充剂 掺混。常见的填充剂包括但不限于石英粉、熔融二氧化硅、无定形二氧化硅、滑石粉、玻璃 珠、石墨、炭黑、氧化铝、粘土、云母、蛭石、氮化铝和氮化硼。涵盖由银、铜、金、锡、锡/铅合 金和其它合金组成的金属粉末和薄片。还可以使用有机填充剂粉末,如聚(四氯乙烯)、聚 (氯三氟乙烯)和聚(偏氯乙烯)。还可以使用作为干燥剂或除氧剂的填充剂,包括但不限 于,CaO、BaO、Na2S04、CaS04、MgS04、沸石、硅胶、CaCIjPAl203。
[0088] 本发明的涂层组合物还可以任选包括助滑剂、助流剂、流平剂、抑制剂、二氧化硅、 光学增亮剂、固化加速剂、消沫剂、脱气器、UV光稳定剂、UV吸收剂、颜料、染料、增粘剂或树 脂。
[0089] 本发明的涂层组合物可以使用适于制备柔性版印刷油墨和涂层的常规混合器将 涂层成分(包括醇官能蜡或留醇和疏水性蜡)掺混在一起来制造,所述设备是本领域技术 人员已知的。最初将涂层成分掺混在一起之后,可以将组合物加热至优选不大于80°C的温 度继续混合从而促进蜡组分更彻底地掺混和混合到涂层配方中形成均匀液体。疏水性蜡 材料和醇官能材料优选各自具有小于 8(TC的低熔点。最优选地,疏水性蜡材料是熔点小于 50 °C的石蜡。
[0090] 本发明的涂层组合物可以使用柔性版印刷方法印刷到纸或纸板上。这种印刷方法 对隔离涂层组合物的物理性质施加了限制,因为组合物必须具有柔性版印刷需要的参数之 内的流变性质和化学性质。这些要求通常是本领域技术人员已知的。隔离涂层组合物在 25°C下在IOOs1的粘度应该优选在50和2000cP范围内。组合物必须粘合在网纹辊的表面 并且粘合在将印刷图像转移到基底的柔性版印刷板的表面。组合物的成分优选与印版材料 相容以便不引起印版材料的溶胀、变形或降解。
[0091] 在柔性版印刷方法的已知参数内,可以预期一些不同的印刷方法将隔离涂层印刷 到纸包装基底上。纸包装基材材料可以以不连续纸页或板的形式或以连续纸卷的形式引 入。在本发明的一个实施方案中,可以将隔离涂层在一次通过印刷机时印刷到纸基底的印 刷接受面上并且在印刷之后立即通过光化学辐射固化。在这种方法中获得的隔离涂层的 MVTR和光泽度取决于柔性版印刷单元的机械特性。具体来讲,高光泽度和低MVTR的成果推 测使用的柔性版印刷系统具有单元体积足以向基底输送大约7gsm的涂层重量的网纹辊。 柔性版印刷系统输送较低涂层重量也是可能的,但是可能不能在纸包装上形成光滑的连续 涂层表面。
[0092] 印刷到其它基底上也希望在本发明范畴内。其它可能的基底包括常用作包装材料 的塑料薄膜,包括聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚异丁烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚偏氯乙烯、聚 碳酸酯、聚酰胺、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氨基甲酸酯、聚酯(如聚对苯二甲酸乙二醇酯)、聚 乳酸和聚羟基烷酸酯(如聚3-羟基丁酸酯)。
[0093] 优选地,纸或纸板基底的基重在200-600克/平方米(gsm)范围内并且基底具有 光滑的印刷接受面。
[0094] 同样优选地,印刷的基底涂层重量在约1至40克/平方米(gsm)范围内,更优选 约 4 至 12gsm。
[0095] 再优选地,本发明的印刷的纸或纸板基底的印刷面积具有100%的涂层覆盖
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