可印刷辐射固化隔离涂层的制作方法_4

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水平, 其MVTR降低至小于25%,更优选小于无涂层基底的MVTR的10%以下。
[0096] 在本发明的另一个实施方案中,首先可以将印刷油墨印刷到基底上形成印刷图 像。使用的油墨可以是平版胶印油墨、柔性版印刷油墨、喷墨油墨或本领域已知的任何其它 类型的印刷油墨。随后可以将隔离涂层柔性版印刷在印刷的油墨上并且在印刷之后立即用 光化学辐射固化。油墨和隔离涂层的涂覆可以在一次通过时完成或可以在多个阶段中完 成。
[0097] 在本发明的另一个实施方案中,可以将隔离涂层组合物在纸基底的印刷接受面上 印刷两次以上,在两次以上通过印刷机中完成,并且隔离涂层层可以在每次通过期间印刷 之后立即进行光化学辐射。在这个实施方案中,所述涂层组合物用于在基底上形成多层隔 离。如果柔性版印刷单元不能在一次通过中向基底输送足够的涂层重量,或者如果希望更 强的隔离性质(与多个层有关),可能需要在一个以上层中向基底涂覆隔离涂层的处理。
[0098] 在本发明的一个优选实施方案中,在一次通过具有两个以上柔性版印刷单元的印 刷机期间在纸基底的印刷接受面上印刷两次以上隔离涂层。在第一个柔性版印刷单元中隔 离涂层作为润湿基底表面的底涂层印刷在基底上。在第二个或随后的印刷单元中隔离涂层 印刷在基底上提供外涂层层。在涂覆第二个外涂层之前,可以将第一底涂层暴露于或不暴 露于光化学福射中间站(inter-station)。最优选地,不将第一底涂层暴露于光化学福射中 间站,并且只是在通过第二个柔性版印刷单元之后使双层印刷的隔离涂层暴露于光化学辐 射。
[0099] 在本发明的另一个实施方案中,可以在一次通过印刷机期间将隔离涂层组合物印 刷在基底的印刷接受面上,并且也可以在单独通过印刷机期间将隔离涂层印刷在基底的另 一侧上。如果是纸卷的形式,那么在这个过程中使用的基底材料需要重绕从而露出另一侧。 如果是不连续页的形式,基底材料需要翻转过来。通过这种过程形成的印刷材料的MVTR取 决于在基底另一侧上的两种隔离涂层的组合效应。
[0100] 表1展示由于柔性版印刷方法中的差异而出现的光泽度和MVTR的不同表现数值 的范围。所述隔离涂层组合物包含1%VybarH-6175、1%低熔点石蜡、1%BYK361N流平剂、 4.9%Irgacure754光引发剂、4.9%0mniradTP0-L光引发剂和其余87.2%的Sartomer SR833S脂环族单体。印刷是使用带有10. 2bcm网纹辑的Flexiproof100进行的。所述基 底是具有大约400gsm基重的白色衬里粗纸板(基底B,下面描述)。
[0101] 表1-不同柔性版印刷方法中的光泽度和MVTR结果
[0102]
[0103] MVTR是使用Gardner渗透性试验杯(P0-2301)在23 °C的温度和85%的相对湿度 下测定的。温度和湿度是在Nor-IakeScientific试验室(ModelNSRI241WSW)中维持的。 试验按照ISO2528进行。试验的露出样品面积是25cm2。检测的所有样品隔离涂层面朝杯 的外侧并且无涂层面朝内。在样品和螺旋顶盖之间的杯盖中放置一个透明聚合物垫圈。在 金属固定环下面放置一个黑橡胶垫圈。每个杯的内部都含有干燥剂。由穿过5个点的杯重 量相对时间的线性图的斜率计算MVTR。每个试验的持续时间大约是70小时。曲线自始至 终显示出优良的线性。防护层是使用Flexiproof100UV实验室打样(proofing)单元制备 的。打样单元的速度是17米/min。使用与打样单元连接的灯将防护层暴露于紫外光下。 所述灯具有200W/cm峰值功率和310-370nm的波长范围。每个防护层的照射在200-400mJ/ cm2范围内。Flexiproof产生的防护层的报告光泽度是在机器方向(平行于压印滚筒上的 纸板页的移动方向)中测定的光泽度。
[0104] 在本发明的另一个优选实施方案中,隔离涂层组合物在柔性版印刷单元的贮器中 循环,并且在温度高于室温(优选高于隔离涂层中含有的疏水性蜡材料的熔点)的印刷单 元内加热所述组合物。如果使用的疏水性蜡是熔点在40°C和50°C范围之间的低熔点石蜡, 那么可以在使用加热滚筒、加热水套或其它不难设计的加热方法的单元中维持这种适度温 热的温度。
[0105] 虽然本发明的辐射固化涂层优选使用柔性版印刷方法印刷,但是也可以改变它们 的粘度和流变学以便在其它涂层方法中使用,例如,凹版印刷、翻转辑、级联、幕涂、槽、绕线 棒、喷雾等。
[0106] 已经详细描述了本发明,包括其优选实施方案。然而,应理解,本领域技术人员在 研究本公开之后可以在本发明上做出属于本发明的范围和精神的改进和/或改良。
[0107] 以下实施例说明本发明的特定方面,在任何方面都不希望限制其范围并且不应该 这样理解。 实施例
[0108] 以下实施例说明本发明的特定方面,在任何方面都不希望限制其范围并且不应该 这样理解。
[0109] 以下表格显示并入举例说明本发明的隔离涂层的所有原材料的重量百分数。所述 涂层用于在纸或纸板页上制造实验室验证。将所有成分以50-100g实验室规模批次加在一 起。通过搅拌将成分掺混在一起。包含醇官能蜡材料和疏水性蜡材料的组合物通过在对流 烘箱中在80°C加热掺混的成分大约一小时进一步处理。随后从烘箱中移除组合物,将包括 熔融或部分熔融的固体材料的成分通过搅拌进一步掺混在一起从而制备透明均匀的液体。
[0110] 表2-5中总结的实施例是使用线绑杆(购自TestingMachines,Inc的#1K-棒)在 板的油墨接受面上通过拉下液体涂层材料制备的。防护层的紫外光照射是用H灯泡在RPC 工业UV处理器上进行的。UV照射是使用PowerPuck计量器测定的,把UV-A、UV-B、UV-C 和可见光照射的和加起来。照射在200-400mJ/cm2范围内。UV照射是在没有氮气层下进行 的。防护层的电子束照射是在AEBE束固化单元上进行的。E束照射是使用维持氧含量低 于400ppm的氮气层进行的。给予的福射能量是30kGy。基底通过固化单元的移动速率是 50ft. /min。加速电压是 100kV。
[0111] 以下纸或纸板基底用于制备表2-5中的实施例的防护层:基底A是基重是大约 400gsm的白色衬里粗纸板;基底B是基重是大约400gsm的白色衬里粗纸板;在涂覆可印刷 辐射固化隔离涂层之前无涂层的基底具有以下MVTR值:基底A:大约600g/m2天;基底B:大 约 800g/m2天。
[0112] 光泽度和MVTR值是从通过将各种涂层组合物涂覆到一张纸或纸板上制备的防护 层获得的。将涂层涂覆在纸或纸板的油墨接受面上。纸板基底的油墨接受面是均匀白色、 粘土涂层表面。光泽度是使用BYKGardner微-TRI-光泽度单元以60°的入射角测定的。 报告的光泽度值是平行记录的测量结果的平均值,并且垂直于使用K-棒进行的下拉的方 向。MVTR是使用Gardner渗透性试验杯(P0-2301)在23°C的温度和85 %的相对湿度下测 定的。温度和湿度是在Nor-IakeScientific试验室(ModelNSRI241WSW)中维持的。试 验按照ISO2528进行。试验的露出样品面积是25cm2。检测的所有样品隔离涂层面朝杯的 外侧并且无涂层面朝内。在样品和螺旋顶盖之间的杯盖中放置一个透明聚合物垫圈。在金 属固定环下面放置一个黑橡胶垫圈。每个杯的内部都含有干燥剂。由穿过5个点的杯重量 相对时间的线性图的斜率计算MVTR。每个试验的持续时间大约是70小时。曲线自始至终 显示出优良的线性。
[0113] 实施例1 (发明):
[0114] 使用三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯制备透明隔离涂层(SR833S购自Sartomer Corporation)。将VybarH_6175(购自BakerHughes)和石錯(购自Aldrich,Cat. #327204) 两者以2.Owt. %的合计含量混在一起。添加两种光引发剂,Irgacure754和OmniradTPO。 还添加流平剂BYK-361N和固化抑制剂Genorad16。在大约55°C的温度将这种组合物涂到 基底A上并且立即固化。由这种涂层组合物制成的固化的防护层作为低MVTR值组合较高 光泽度水平的例子与比较实施例2 (不包含醇官能材料)对比。在本发明范畴内的组合物 的固化防护层还比比较实施例3 (包含脂环族单体但是没有蜡或醇官能材料)的防护层具 有更低的MVTR。所述防护层还比比较实施例4 (不包含脂环族单体)的防护层具有低得多 的MVTR(参见表2)。
[0115] 实施例2 (比较):
[0116] 制造透明隔离涂层,按以上实施例1描述的相同方式在纸板上获得固化的防护 层。所述涂层组合物只包含石蜡,省掉醇官能蜡,添加的水平为2wt. %。在大约55°C的温 度将这种组合物涂到基底A上并且立即固化。这个实施例中产生的防护层与在本发明的范 畴之内制备的实施例1的防护层相比光泽度更低并且MVTR值更高(参见表2)。
[0117] 实施例3 (比较):
[0118] 制造透明隔离涂层,按以上实施例1描述的相同方式在纸板上获得防护层。所述 涂层组合物包含脂环族单体,但是它既不包含添加的石蜡也不包含醇官能材料。在室温下 将这种组合物涂到基底A上并且立即固化。所述防护层的MVTR比使用在本发明的范畴之 内的涂层组合物制备的实施例1的防护层的MVTR显著更高(参见表2)。
[0119] 实施例4 (比较):
[0120] 按以上实施例1描述的相同方式检测示范一般的辐射固化透明加印清漆 (varnish)的组合物。这种涂层包含适合在应用于纸包装的透明UV固化加印清漆中使用的 常规的反应性丙烯酸酯单体和常规的反应性低聚物。所述组合物不包含脂环族丙烯酸酯单 体,没有疏水性蜡,没有醇官能蜡,并且没有留醇。所述组合物包含光引发剂、抑制剂和流平 剂。在室温下将这种组合物涂到基底A上并且立即固化。由这种常规的加印清漆制成的防 护层的MVTR比使用在本发明的范畴之内的涂层组合物制备的防护层的MVTR高得多(参见 表2)。
[0121] 表2*-实施例1-4的固化隔离涂层防护层的MVTR和光泽度。
[0122]
[0123] * 用 #1K_ 棒下拉(Draw-downs)。UV照射
[0124] 表3显示在本发明范畴内的电子束固化涂层的实施例。
[0125] 实施例5 (发明):
[0126] 使用三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯制备透明隔离涂层(SR833S购自Sartomer Corporation)。以2.Owt. %的合计水平将1-十六醇(购自Sigma-Aldrich)和石錯(Ross 118/125)两者混在一起。还添加流平剂BYK-361N。在室温下将这种组合物涂到基底A上 并且立即固化。由这种涂层组合物制成的固化的防护层作为低MVTR值组合较高光泽度水 平的例子与比较实施例6对比。由这种涂层组合物制成的固化的防护层也具有比比较实施 例7 (只包含脂环族单体和醇官能材料)更低的MVTR。由这种涂层组合物制成的固化的防 护层也具有比比较实施例8 (不包含脂环族单体)低得多的MVTR(参见表3)。
[0127] 实施例6 (比较):
[0128] 制造透明隔离涂层,按以上实施例5描述的相同方式在纸板上获得固化的防护 层。所述涂层组合物只包含2.Owt. %水平的疏水性石蜡,省掉醇官能材料。在室温下将这 种组合物涂到基底A上并且立即固化。这个实施例中产生的防护层具有比使用在本发明范 畴内的涂层组合物制备的实施例5的防护层更低的光泽度(参见表3)。
[0129] 实施例7 (比较):
[0130] 制造透明隔离涂层,按以上实施例5描述的相同方式在纸板上获得防护层。所述 涂层组合物只包含2.Owt. %水平的脂环族单体和醇官能材料,省掉疏水性石蜡。在室温下 将这种组合物涂到基底A上并且立即固化。所述防护层的MVTR值比使用在本发明的范畴 之内的涂层组合物制备的实施例5的防护层的MVTR更高(参见表3)。
[0131] 实施例8 (比较):
[0132] 按以上实施例5描述的相同方式检测示范一般的辐射固化透明加印清漆的组合 物。这种涂层包含适合在应用于纸的透明电子束固化加印清漆中使用的常规的反应性丙烯 酸酯单体和常规的反应性低聚物。所述组合物不包含脂环族丙烯酸酯单体,没有疏水性蜡, 没有醇官能蜡,也没有任何甾醇
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