可印刷辐射固化隔离涂层的制作方法_2

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积空气中的水蒸气的实际量与 在所述温度下假设所述空气环境水蒸气饱和时存在的水蒸气的最大量之间的百分比关系。 本文中RH通常是在23 °C测定的。
[0042] 术语"纸基底"是指纤维基料,它可以由包含纸纤维等外加任何其它任选的造纸添 加剂(例如,内部和/或外部纸上浆剂、填充剂、湿强剂、光学增亮剂等)的混合物、配料等 形成、制造产生等。纸基底可以是连续纸卷、不连续的纸页等形式。
[0043] 术语"包装"是指用于形成保护、携带、分配等产品(如一令纸、纸卷、食品、饮料 等)的包装的术语。包装材料可以包括,例如,令包装、卷包装、封袋、容器(例如,用于食品 或饮料)、盒子等。
[0044] 术语"涂层重量"是指存在于涂层的纸基底或层的给定侧或表面的涂层或用于提 供这些涂层的组合物的量。表面覆盖度可以用每平方米纸基底或层的组合物的克数(固体 的)来定义(下文称为"gsm")。
[0045] 术语"油墨"是指墨喷印刷机、柔性版印刷机等使用的印刷机染料。术语油墨可以 包括基于染料的油墨和/或基于颜料的油墨。基于染料的油墨包含可以是可溶于油墨介质 的有机分子的染料。基于染料的油墨可以通过其用法分类,如酸性染料、碱性染料或直接染 料,或通过其化学结构分类,如偶氮染料,根据-N=N-偶氮结构;重氮染料,根据重氮盐; 醌亚胺染料,它是奎宁的衍生物,等。基于颜料的染料包含颜料,它是悬浮在油墨介质中的 固体有色颗粒。颗粒可以包括有色矿物、沉淀染料、与载体颗粒连接的沉淀染料等。往往以 液滴的形式使油墨分配、沉积、喷雾(等)在可印刷材料(例如,油墨接受层)上,随后在可 印刷材料上干燥从而形成印刷图像。
[0046] 术语"室温"是指室温的通常接受的含义,S卩,20°C至25°C的环境温度。
[0047] 术语"基重"是指包含纸基底的材料(有或没有层或涂层)的纸张、纸卷等的克数。
[0048] 本发明涉及用于纸或纸板的可以使用常规的柔性版印刷方法涂覆的辐射固化水 蒸气隔离涂层的组合物。所述涂层组合物包括:(a) -种或多种疏水性脂环族辐射固化单 体,(b) -种或多种醇官能蜡或留醇,和(c) 一种或多种疏水性蜡材料。醇官能材料和疏水 性蜡材料优选都用于获得包括低MVTR和高涂层光泽度的性质组合。本申请还描述了形成 所述隔离涂层组合物的制造方法。本发明还描述了使用柔性版印刷方法涂覆隔离涂层的方 法。将这些材料掺在一起与其它辐射固化组合物相比可降低涂层的MVTR同时维持高光泽 度。
[0049] 优选地,按组合物的总重量计,在本发明的涂层组合物中的疏水性脂环族单体的 量大于60wt.%,醇官能蜡或留醇的量小于或等于5wt.%,并且其它疏水性蜡材料的量小 于或等于5wt. % 〇
[0050] -般来讲,渗透物(例如水蒸气)通过隔离材料渗透的固有速率可以通过材料渗 透率(P)来描述,即扩散项(D)和溶解度项(S)的乘积:P=DS。水蒸气在隔离层内的溶解 度项(S)可以通过向隔离涂层组合物中引入疏水性材料来降低。扩散项(D)与隔离基质内 的渗透物的迀移率相关。通过形成致密的交联聚合物网络,这个渗透物迀移率在辐射固化 涂层内降低。此外,基底上的隔离涂层形成的总渗透隔离并不总是与交联聚合物网络的这 些固有的材料性质直接相关。隔离的有效性还取决于涂层材料和下面的基底之间的相互作 用。
[0051] 本发明涉及在包括纸或纸板的基底上的隔离涂层组合物,其中所述基底具有至少 一个露出的印刷接受面。印刷接受面通常是纸制造商已经用一些包含粘土或其它片状矿物 质的粘合剂树脂涂层从而形成带有一定孔隙度的光滑、白色表面的表面。当涂覆在印刷接 受面上时,因为一部分涂层材料被吸附在纸表面中的小孔内,所以隔离涂层组合物与这个 表面相互作用。剩余部分的隔离涂层在所述表面上形成连续层。因此隔离涂层在纸或纸板 上的有效性取决于在表面上的连续层的形成以及渗透和与印刷接受面材料的紧密结合。
[0052] 在本发明的范畴内有一个发现,向辐射固化隔离涂层中引入醇官能蜡材料或甾醇 的意外效果。醇官能材料在具有脂环族单体的辐射固化涂层组合物中形成溶液或均匀分 散体。当印刷到纸或纸板上并且暴露于光化学辐射时,具有醇官能蜡或留醇蜡的涂层获得 高水平的光泽度。此外,当与其它疏水性蜡组合时,光照的印刷保持光泽度同时还获得低 MVTR。醇官能材料和疏水性蜡材料的组合减少了辐射固化涂层中MVTR和光泽度之间的不 希望的折衷。
[0053] 疏水性、脂环族单体可以包括,例如,具有如下描述的一般结构式(I)的疏水性、 脂环族醇的一种或多种丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯:
[0055] 其中,R1是直链烷基、支链烷基或环烷基;R2是氢或甲基;x是0或I;并且y彡1。
[0056] 在本发明的范畴内使用的疏水性、脂环族单体可以包括,例如如下说明的脂环族 二醇的一种或多种丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯:
[0057] A)如下式(II)所示的被两个羟烷基取代的双环[2. 2. 1]庚烧,其中私和R4各自 独立地是直链烷基、支链烷基或环烷基。
[0059] 式(II)的实例包括羟甲基双环[2. 2. 1]庚-2-基甲醇异构体(CAS3293-90-1)和 双环[2. 2. 1]庚烷-2, 6-二甲醇(CAS14180-15-5)。
[0060] B)其它如下式(III)所示的被两个羟甲基取代的双环[2. 2. 1]庚烧,其中R5是直 链烷基、支链烷基或环烷基。
[0062] 式(III)的实例包括双环[2.2. 1]庚烷-2, 3-二甲醇(CAS45849-05-6);双环 [2. 2. 1]庚烷-2, 2-二甲醇(CAS15449-66-8)和双环[2. 2. 1]庚烷-2, 2-二甲醇,3-甲 基-(CAS91140-01-1)。
[0063] C)如下式(IV)所示的被两个羟烷基取代的环己烧,其中&和尺7各自独立地是直 链烷基、支链烷基或环烷基并且R8是氢原子或烷基。
[0065] 式(IX)的实例包括1,1-环己烷二甲醇;1,2_环己烷二甲醇(CAS3971-29-7); 1,3-环己烷二甲醇(CAS3971-28-6) ; 1,4-环己烷二甲醇(CAS105-018-8) ; 1,1-环己烷 二甲醇,4-甲基-(CAS65172-49-8) ;1,1-环己烷二甲醇,2-甲基-(CAS66810-07-9)和 特别混合的1,3-和1,4-环己烷二甲醇异构体,如来自DowChemical的UNOXOL二醇(CAS 27193-25-5)。实例还包括任何羟甲基环己基丙-1-醇的已知异构体,如CAS109942-23-6、 CAS109942-22-5、CAS442539-66-4 和CAS875250-14-9。
[0066]D)如下式(X)所示的被两个羟烷基取代的三环癸烷、五环十五烷或七环二十烷, 其中馬和R1(]各自独立地是直链烷基、支链烷基或环烷基出是1或2;并且m是0或1。实 例包括双(羟甲基)三环[5. 2.I. 02'6]癸烷(CAS26160-83-8) ;3, 8-三环[5. 2.I. 02'6]癸 烷二甲醇(CAS86282-89-5) ;4, 8-双(羟甲基)三环[5. 2.I. 02'6]癸烷(CAS28132-01-6); 4, 7-甲醇-IH-茚-1,6-二甲醇,八氢-(CAS23808-06-2);和双(羟甲基)五环 [6. 5.I.I3'6. 02'7.O9]十五烷。
[0068] E)其它饱和或不饱和脂环族二醇,如1,4_环己二醇(CAS556-48-9) ;1,3_环 己二醇(CAS504-01-8) ; 1,2-环己二醇(CAS931-17-9) ;3-甲基-1,2-环己二醇(CAS 23477-91-0) ;3_ 环己烯-1,1-二甲醇(CAS2160-94-3) ;2-(3_羟基丙氧基)-环己醇; 双环[2. 2. 1]庚烷-2, 6-二醇(CAS14339-82-3);双环[2. 2. 1]庚烷-2, 3-二醇(CAS 14440-78-9);双环[2. 2. 1]庚烷-2, 5-二醇(CAS5888-36-8);环十二烷二醇(CAS 29996-45-0);和 1,2-环戊二醇,三环[3.3.I.I3'7]癸烷-1,3-二醇(CAS5001-18-3)。
[0069] F)环丁烷的醇衍生物,如2, 2, 4, 4-四甲基-1,3-环丁烷二醇(CAS3010-96-6)和 1,2-环丁烷二乙醇(CAS98560-43-1)。
[0070] G)双(环己醇)化合物,如氢化双酚A(CAS80-04-6) ;4, 4'-氧基双环己醇(CAS 58738-69-5) ;4, 4'-亚甲基双环己醇(CAS20178-33-0);和4, 4'-磺酰基双环己醇(CAS 58699-87-9)〇
[0071] 疏水性、脂环族单体还可以包括,例如,脂环族单官能醇的一种或多种丙烯酸酯 或甲基丙烯酸酯,如四氢糠醇;异冰片醇;二环戊二烯醇;环己醇;环戊醇;3-甲基-双环 [2. 2. 1]庚烷-2-甲醇(CAS6968-75-8);三环[3. 3.I.I3'7]癸-1-醇(CAS768-95-6);和 三环[3.3.I.I3'7]癸-1-醇,3, 5-二甲基-(CAS707-37-9)的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。
[0072] 疏水性脂环族单体还可以包括市售的任何那些已知的单官能单体,例如,来自 HitachiChemical的那些:FA511_AS(二环戊烯基丙稀酸酯);FA512_AS(二环戊烯基氧乙 基丙烯酸酯);FA512-AS(二环戊烷基丙烯酸酯);FA-512M和FA-512MT(二环戊烯基氧乙基 甲基丙烯酸酯);和FA-513M(二环戊烷基甲基丙烯酸酯)。
[0073] 疏水性、脂环族单体还可以包括,例如,已知的市售化合物,如SR833S(三环癸烷 二甲醇二丙烯酸酯);⑶406 (1,4_环己烷二甲醇二丙烯酸酯);⑶401 (1,4_环己烷二甲醇 二甲基丙烯酸酯);⑶421A(3,3,5-三甲基环己烷甲基丙烯酸酯);SR217,SR611(烷氧基化 四氢糠基丙烯酸酯);CD535(二环戊二烯基甲基丙烯酸酯);SR506A(异冰片基丙烯酸酯);SR423A(异冰片基甲基丙烯酸酯);SR285(四氢糠基丙烯酸酯);SR203(四氢糠基甲基丙烯 酸酯);SR531(环状三甲醇基丙烷缩甲醛丙烯酸酯);和所有来自Sartomer的材料。
[0074] 疏水性、脂环族单体还可以包括,例如,其它已知的化合物,如2-丙烯酸,(3, 4-二 羟基环己基)甲基酯(CAS147321-05-9) ;2_丙烯酸,(5, 6-二羟基双环[2. 2. 1]庚-2-基) 甲基酯(CAS265660-22-8);三环[5.3.I.I3'9]十二烷-2, 8-二醇;2, 5, 8-三甲基-(CAS 211101-94-9) ;[1,1'-双环已烷]-4,4'-二醇(CAS20601-38-1);三环[3.3.I.I3'7]癸 烷-1,3-二醇(CAS5001-18-3) ;1,4_ 萘二甲醇,十氢-(CAS10374-75-1) ;1,4:5,8-二 甲醇萘-2-甲醇,十氢-6 (或 7)-羟基-(9CI)(CAS300561-00-6) ; 1,4:5,8_ 二甲醇 萘-2-甲醇,十氢-6 (或7) - (2-羟基乙氧基)-(9CI)(CAS300560-99-0) ;2_丙烯酸, 八氢-2, 3-二羟基-4, 7-甲醇-IH-茚-5-基酯(CAS247262-08-4) ;2_丙烯酸,八氢 羟基-4, 7-甲醇-IH-茚-1 (或 2)-基酯(9CI) (CAS217654-90-5) ;2_ 丙烯酸,2-甲 基 _,八氢-2, 3-二羟基-4, 7-甲醇-IH-茚-5-基酯(CAS247262-16-4) ;2-丙烯 酸,2-甲基_,2_[(八氢-1,2-二羟基-4,7-甲醇-IH-茚_5(或6)-基)氧基]乙 酯(9CI)(CAS140919-17-1) ;2_ 丙烯酸,2-[[八氢 _1,2(或 2,3)_ 二羟基-4,7-甲 醇-111-茚-5-基]氧基]乙酯(9〇1)(〇厶3140919-18-2);1,1-环己烷二甲醇,2,4-二甲 基(CAS201940-22-9);双环[2.2. 1]庚烷-2, 3-二醇,5-(羟甲基)(CAS211377-75-2); 4,9:5,8-二甲醇-IH-苯[f]茚-1,3-二甲醇,十二氢- (9CI)(CAS177915-14-
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