附图简述
图1示出了根据本发明实施方案的膜的图示。
图2示出了根据本发明实施方案的标签结构的图示。
发明详述
在一个方面中,本发明提供可印刷的并具有改进的抗粘连性,尤其是在热的潮湿环境中具有改进的抗粘连性的两面涂覆的膜或聚合物基材。优选地,膜是不透明膜,但是其它基材,例如透明或无光泽聚合物膜,金属层和/或纸层的使用也在本发明范围之内。在另一个方面中,涂覆膜可用作标签膜、包装膜和/或图形承载膜。更具体地说,在又一个方面中,本发明的膜可以适合用作标签面料膜,所述标签面料膜可以适合用作粘合性标签,例如采用压敏标签或热熔卷材标签(hot meltroll labeling)。例如,在印刷,施加粘合剂和施加标签面料到容器或物体上之后,所述标签能经得起苛刻的表面搅动和环境挑战例如水浴浸渍,而不会不利地影响印刷、粘附或透明度。此外,粘合剂,尤其是压敏粘合剂和可移除压敏粘合剂在这样的条件下应该保持充分地固定到粘合剂接收的背面涂层上。在特定的实施方案中,当在隔离衬垫或其它表面,例如产品或产品容器上除去标签面料或复位时,胶合剂或粘合剂将倾向于保持与标签面料粘附并不与另一个表面粘附。另外,根据本发明的标签面料的卷材可以暴露于宽范围的温度下,包括大于40℃的温度,而没有不可接受的粘连。
本发明的优选的实施方案可以提供与现有技术的透明标签面料膜相比具有改进的性能、美观和光学性能的不透明标签面料膜。虽然优选的实施方案为透明标签的苛刻要求而设计,但是本发明的背面涂层可以容易地经改造以与透明聚合物膜一起使用以提供此类膜的两面涂覆非粘连实施方案。此种通用性通过降低产品转换之间的存货量、清洁和组分替代可以促进在转化和制造期间改进的材料利用率和生产效率。
在一个方面中,本发明实施方案提供聚合物膜,其包括:a)包括第一面和第二面的聚合物基材;和b)在所述基材的第一面上包括的背面涂层,所述背面涂层至少由离子聚合物、丙烯酸类乳液和至少一种无机材料形成,所述无机材料包含具有0.2-25μm的平均最大尺寸的颗粒;和c)与所述聚合物基材的所述第二面接触的聚合物表面层。在特定的实施方案中,背面涂层还包含第一交联剂。
在另一个方面中,本发明实施方案涉及适合于标记制品的标签,其中所述标签包括根据本发明实施方案的膜。在一些实施方案中,将标签施加于制品上。
在又一个方面中,本发明实施方案涉及制备膜的方法,所述方法包括:用可印刷前面涂料组合物涂覆聚合物基材的第一面;用背面涂料(任选地包括底漆)涂覆所述聚合物基材的所述第二面而制备根据本发明实施方案的膜。
图1示出了根据本发明实施方案的膜结构100。膜结构100包括聚合物基材(即,芯层)101,与所述聚合物基材101的一面表面接触的聚合物表面层102;和与所述聚合物基材101的相对面表面接触的背面涂层103。在图1所示实施方案中,背面涂层103包括任选的底漆层104。
图2示出了由膜结构100形成的标签结构200。膜结构100具有在一个表面的至少一部分上形成的油墨层201,优选UV油墨层。在膜结构100的相对面上的压敏粘合剂层202使膜结构100与隔离衬垫203,通常硅氧烷化隔离衬垫粘附。
现将描述膜结构100和标签结构200的实施方案的各组分的详细描述。
聚合物基材
本文涉及的聚合物基材一般包括两个相对面或表面。基材的一个表面通常可以称为例如基材的顶面、前面或印刷面,并且当该基材用作标签时通常是与该基材的与制品相邻的面相对的那面,或当该基材用作包装基材时是与该基材的与产品相邻的面相对的那面。基材的另一个表面通常可以称为基材的背面,例如粘合剂接收面,并且当该基材用来形成标签时通常是该基材与制品、产品相邻的那面,或该基材接收标签粘合剂的那面。
本文所使用的术语"聚合物基材"或"基材"可以广泛地被限定包括含一种或多种单体作为其组分的任何聚合物或热塑性材料,优选取向聚合物膜结构。聚合物基材可以是单层或多层膜,包括取向、共挤出和层压的多层膜,可以优选是双轴取向膜。聚合物基材还可以包括其它非热塑性或非聚合物材料,例如纸、卡片原料(cardstock),和/或金属或非金属基材,和/或它们可以被层压到此类非热塑性材料,例如纸、金属或非金属基材上。聚合物基材包括聚合物部分加上构成该基材的结构组成的任何非热塑性组分。聚合物基材可以包括任何透明、无光泽、空化(cavitated)或不透明膜。许多优选的实施方案可以包含具有基本上非消光(non-matte)表面的不透明或白色膜。
在一些实施方案中,优选的聚合物基材是聚烯烃膜,更优选双轴取向、多层或单层基于聚烯烃的膜,包含聚丙烯、聚乙烯和/或聚丁烯均聚物、共聚物或三元共聚物。其它热塑性基材或层也可以存在于此类膜实施方案内,例如聚酯。然而,在其它实施方案中,聚合物基材可以基本上包括形成可以用于包装、标签或装饰的薄膜的任何热塑性材料。其它示例性的适合材料可以包括尼龙、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乳酸和聚碳酸酯。被考虑的基材还包括上述材料的共挤出物,任何两种或更多种这些材料的层压体或挤出为单层膜(a single base film)的任何材料的掺混物。聚烯烃均聚物和丙烯与乙烯的共聚物在许多标签应用中可能是最有用的。适合用作标签用面料的一种尤其优选的聚合物基材是基于聚丙烯的膜,其至少在主或芯层中包含至少80wt%全同立构聚丙烯。示例性的可商购材料包括Exxon 4252和FINA 3371。
聚合物基材可以与至少一个表皮层共挤出或它可以层压到至少一个其它的膜上。通常,当将膜共挤出时,表皮层的厚度可以为总膜厚度的大约2%-大约18%。考虑具有三个或更多个层,例如五个层,有时甚至七个层的多层膜。五层膜可以包括芯层,两个表皮层和在该芯层和每一表皮层之间的中间层,例如美国专利号5,209,854和5,397,635中公开的那样。表皮层可以包括丙烯和其它烯烃例如乙烯和/或1-丁烯的共聚物(即,包含两种或更多种不同单体的聚合物)。
另一种示例性的优选基材是多层聚丙烯膜,其包含聚乙烯、聚丙烯、丙烯和乙烯的共聚物、乙烯和1-丁烯的共聚物、上述任何物质的三元共聚物和马来酸酐改性聚合物中的至少一种。另一种有用的基材包含与少量以下物质中的至少一种掺混的聚丙烯:聚乙烯、乙烯和α-烯烃的共聚物、丙烯和α-烯烃的共聚物、烯烃的三元共聚物和马来酸酐改性聚合物。多层、白色不透明、空化的基于聚丙烯的膜也可以是有用的基材。这些膜描述在美国专利号4,758,462;4,965,123和5,209,884中。
聚合物基材在至少一面上也可以被处理和/或镀金属。许多优选的聚丙烯聚合物膜实施方案可以在两面上进行处理以改进印刷面涂层和粘合剂对粘合剂接收表面的粘附。处理通常可以包括电晕、等离子体或火焰处理。在一些实施方案中,处理还可以包括将底漆施加到聚合物基材的表面上以改进基材和背面涂层和/或聚合物表面层之间的粘附。此类处理可以促进涂层的均匀润湿和/或提高表面能以改进对基材的涂层固定。表面处理通常可以在取向之后在涂覆设备上"在线"施加,但是底漆通常可以使用涂覆设备施加。一些实施方案可以具有不要求用于可接受的涂层、油墨或粘合剂粘附的表面处理的表皮层,例如包含乙烯的共聚物和/或聚乙烯的均聚物,例如中或高密度聚乙烯的层。镀金属可以通过铝或其它金属的真空沉积。也可以将印刷面涂层和印刷油墨施加到镀金属或处理的表面上。
聚合物基材可以是单轴取向的,或同时或顺序双轴取向的。取向的典型范围将膜沿纵向拉伸到其原始尺寸的4-10倍,和沿横向将膜拉伸到其原始尺寸的7-12倍。取向聚合物基材的厚度不是关键的并通常为大约10μm-大约100μm。
背面涂层
根据本发明的膜还包括在聚合物基材的所述第二面,即背面上的背面涂层。虽然不作要求,但是背面涂层一般用来接收粘合剂涂层和/或防止与可印刷前面涂层和/或油墨的粘连。背面涂层至少包含离子聚合物组分、丙烯酸类乳液和无机材料。任选地和通常优选地,背面涂层还包含交联剂以使离子聚合物和丙烯酸类乳液组分交联。
离子聚合物
根据IUPAC临时命名建议,离子聚合物是其中小但是显著比例的构成单元具有离子或可电离基团或两者的聚合物。一些适合的离子聚合物是共聚物,所述共聚物包含:基于离子聚合物的总重量,大约50wt%-大约98wt%的一种或多种选自苯乙烯,甲基苯乙烯异构体,卤化苯乙烯异构体,氯乙烯,偏二氯乙烯,丁二烯,丙烯腈,甲基丙烯腈,乙烯、丙烯和丁烯异构体的无羰基单体;和大约50wt%-大约2wt%由丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、马来酸和衣康酸组成的组之中的一种或多种。
可用于本发明层和涂层的一些有用的离子聚合物包括共聚物,所述共聚物包含:大约65wt%-大约95wt%的衍生自乙烯、丙烯和丁烯中的至少一种的单元;和大约5wt%-大约35wt%的衍生自丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、马来酸和衣康酸中的至少一种的单元,基于所述离子聚合物的总重量。特定的离子聚合物包括共聚物,所述共聚物包含:大约65wt%-大约95wt%的衍生自乙烯的单元和大约5wt%-大约35wt%的衍生自丙烯酸的单元,基于所述离子聚合物的总重量。可以从Michelman Inc.,Cincinnati,OH获得的
Prime 4983R是适合的离子聚合物的实例并且是在氨水中包含乙烯丙烯酸的聚合物分散体。在一些优选的实施方案中,离子聚合物占所述背面涂层重量的大约5wt%-大约30wt%,更优选10wt%-20wt%,基于所述膜的所述背面涂层的总重量。
可以使用任何适合量的离子聚合物。在特定的实施方案中,背面涂层包含大约2wt%-60wt%,尤其是5wt%-60wt%,更尤其是大约10wt%-50wt%离子聚合物,基于背面涂层的总重量。
丙烯酸类乳液
丙烯酸类乳液通常包含基于不饱和羧酸和/或基于酯的聚合物。在特定的实施方案中,背面涂层由20wt%-80wt%,尤其是25wt%-65wt%,更尤其是30wt%-50wt%的丙烯酸类乳液形成。
羧酸基可以参与交联反应。优选的丙烯酸类乳液是由DSMNeoresins,Waalwijk,The Netherlands销售的Neocryl XK90。这是亚胺化丙烯酸类乳液,其具有在3℃的TG并显示与其它背面涂层组分显著的相容性。
交联剂
在一些优选的实施方案中,膜的一个或多个层,尤其是背面涂层,例如粘合剂接收背面涂层包括至少一种交联剂,优选羧基反应性交联剂。示例性的羧基反应性交联剂可以包括配位金属化合物、氮丙啶、氨基甲基醇、烷基化氨基甲基醇、异氰酸酯、封端异氰酸酯、环氧树脂、蜜胺-甲醛、
唑啉和硅烷衍生物。可以按足以使存在的酸基的大约5%-35%交联的水平提供交联剂。更优选的范围可以是使大约10%-大约30%的酸基交联。交联剂的仍更优选的范围将是足以使酸基的大约15%-大约25%交联的量。优选的羧基反应性交联剂可以包括碳酸铵锆(Hopton Technologies,Inc.,Rome,GA制造的
5800M)和多官能化氮丙啶(DSM NeoResins,Waalwijk,The Ne therlands制造的CX 100
TM)。在还有的其它实施方案中,用于背面涂层的离子聚合物和/或丙烯酸类乳液可以是自交联性的。
无机材料
无机材料优选包含具有0.2μm-25μm,尤其是1.0μm-10.0μm或0.2微米(200nm)和1.0微米(1000nm)的平均最大尺寸的粘土的分散体(例如,高岭石粘土例如Huber Engineering Minerals的
7015HS和7005CS)。
其它无机材料可以包括以下物质中的至少一种的颗粒状分散体:二氧化硅(得自Grace Davison的Syloid W500和W900等级-那些等级专门设计用于水基涂料)、氧化铝、二氧化钛、碳酸钙、氟硅酸钠镁、合成钠水辉石(synthetic sodium hectorite)、白膨润土(whitebentonite)、蒙脱土、碱性聚磷酸盐、滑石、碱性硅酸盐、水玻璃(钾、锂和/或钠的盐,例如硅酸钠)、经表面改性的二氧化硅、经表面改性的氧化铝、经表面改性的二氧化钛、经表面改性的碳酸钙、经表面改性的滑石和它们的混合物。示例性适合的碱性聚磷酸盐可以包括焦磷酸四钠、六偏磷酸钠、三聚磷酸钠、酸式焦磷酸二钠、四聚磷酸六钠和聚磷酸四钾中的至少一种,包括它们的混合物。
当无机材料是粘土时,无机材料通常按大约10wt%-大约70wt%,尤其是大约30wt%-大约60wt%(例如,35wt%-50wt%)的量存在,当无机材料是二氧化硅时,尤其是按大约10wt%-30wt%存在。
背面涂层的任选的组分
本文描述的粘合剂接收背面涂层还可以包括一种或多种附加的组分,例如涂料加工促进辅料、非离子蜡分散体、阴离子蜡分散体、非离子滑爽添加剂。这些添加剂的使用(其中一些将在下面进一步论述)可以是本领域技术人员已知的。
涂料加工促进辅料包括可以帮助涂覆过程的材料,例如消泡剂、润湿剂和润滑剂。此外,一些涂料配制剂的高速涂覆有时可能产生泡沫。希望消泡剂例如基于矿物油的Cognis Foamaster 223(通常按大约50-100ppm的浓度)控制起泡。
非离子或阴离子蜡乳液也可以改进抗粘连性和/或降低摩擦系数。例如,如果需要,由Michelman,Inc.制备的
Lube 215的乳液可以与本发明的背面配制剂相容。然而,通常,此类材料是不必要的。
根据一些优选的实施方案,功能性标签可以由根据本发明的两面涂覆的膜(标签面料)通过将粘合剂涂覆到该膜的涂覆的粘合剂接收面上来制备。根据本发明的标签面料可以涂有压敏粘合剂或可以将压敏粘合剂从结合的隔离衬垫转移至涂覆的粘合剂接收表面。或者,当将粘合剂层施加到标签面料上时,由脱模剂组成的隔离膜或片材可以覆盖此类压敏粘合剂层。
聚合物表面层
在聚合物基材上的聚合物表面层可以发挥任何功能。当聚合物表面层是可印刷层时,可以称为前面层。因此,在特定的实施方案中,聚合物表面层是可印刷的前面层。该层实际上是不必印刷的。在这样的实施方案中,聚合物基材应该具有层或涂层,该层或涂层具有足够的表面能以致如果希望印刷,则应该为印刷油墨提供可接受的粘附和外观。对于参考目的,聚合物基材的前表面可以在此称为"印刷面"或"印刷层",尽管该面实际上可能没有被印刷。"可印刷"涂层或层可以定义为任何涂层或层,对于该涂层或层,在将该涂层干燥或固化之后,可以使用印刷方法将印刷油墨施加在此种涂层之上,例如通过丝网印刷、活版印刷、胶版、苯胺印刷、凹板、激光或喷墨。印刷油墨可以包括单组分和二组分油墨,氧化固化油墨和辐射固化油墨,水基或溶剂基溶解的油墨、水基或溶剂基分散的油墨和100%油墨体系。如果此类表面通过了与(i)油墨粘附和(ii)油墨质量中每一种相关的试验,则可以认为它是可印刷的。
至于油墨粘附试验,如果满足以下条件则可以认为印刷面是可印刷的:在为了预计用途将油墨或金属完全干燥、固化和/或调理之后,施加到聚合物基材的涂覆前面上的试验带(由3M,St.Paul,MN制造的
810或等效物)的三次重复拉扯不除去该油墨或金属的多于50%。
聚合物基材第一面优选的可印刷涂层提供对油墨的优异的固定,包括辐射可固化油墨,例如紫外线("UV")辐射固化油墨,和例如下面论述的许多其它类型的油墨。为了在膜上提供耐用、耐刮擦性或耐划痕性的印刷表面,许多优选的实施方案涂覆有提供此类性能的涂层,例如交联或固化的涂层。优选的涂层实施方案还可以抵抗异丙醇(IPA)和热水的侵蚀。此类涂层的实例由McGee在美国专利号6,893,722,Touhsaent在美国专利号6,844,034和Servante在美国专利申请号2005/0112334中进行了描述。这些专利和申请在此全文引入供参考。在许多优选的压敏标签实施方案中,McGee在美国专利号6,893,722中描述的涂层可能是尤其优选的,因为它们可以为本发明聚合物膜提供耐用、可巴氏杀菌、可印刷的前面。其它适合的前面涂层可以包括基于丙烯酸的涂层及其它当干燥时是基本上透明的水基或溶剂基可印刷涂层。可以通过本领域中已知的任何手段,例如直接凹板(direct gravure)、反向-直接凹板、胶版、喷涂或浸涂施加前面涂层。
底漆
在一些情况下,在施加聚合物表面层和/或背面涂层之前将底漆施加到基材的一个或两个面上可能是有利的。因此,虽然底漆可以按与背面涂层和/或聚合物表面层分离的步骤施加,但是当存在底漆时,应该认为它是相应的背面层或聚合物表面层的一部分。一般而言,常用于本领域中的任何底漆层可以使用并且包括在根据本发明的膜中,只要当暴露于预期使用的条件例如热水中时所选定的底漆充分地与聚合物基材和涂层配制剂粘结。示例性底漆可以包括根据Steiner等人在美国专利号4,214,039中制备和应用的水基环氧树脂类和由McGee在美国专利号6,596,379中描述的阳离子氨基-官能化聚合物。其它具体实例可以包括氨基-官能化丙烯酸类树脂例如NeoCrylTM XK-90或水基聚氨酯如NeoRezR-610,由DSM NeoResins(Waalwijk,The Netherlands)制造。然而,优选的实施方案不要求在聚合物基材任一表面上的底漆层。一般而言,在该结构中包括底漆可能不必要地增加成本和提高产品复杂性。如果使用,底漆层应该较薄,其中涂覆水平产生大约0.05g/m2-1.0g/m2干燥底漆。底漆更优选的范围可以是0.1g/m2-0.5g/m2。
用于本发明实施方案的一些适合的底漆包括亚胺化丙烯酸类(iminated acrylic)、聚(乙烯亚胺)、环氧树脂或聚氨酯。当底漆组合物包括交联剂时,可以使用能够使离子聚合物交联到合乎需要程度的任何交联。尤其适合的交联剂包含羧基反应性官能度。因此,在一些实施方案中,第一和第二交联剂中的至少一种包含羧基反应性交联剂,交联的量不是关键的;然而,在一些实施方案中,使酸基的大约5wt%-大约35wt%交联。
在特定的实施方案中,根据本发明的膜包含:a)包括第一面和第二面的聚合物基材;和b)至少由以下物质形成的背面涂层:1)离子聚合物,所述离子聚合物包含:大约65wt%-大约95wt%的衍生自乙烯的单元和大约5wt%-大约35wt%的衍生自丙烯酸的聚合物单元,2)丙烯酸类乳液,3)交联剂,和4)至少一种无机材料,所述无机材料包含具有0.2μm-25μm的平均最大尺寸的颗粒;c)布置在所述聚合物基材的所述第一面和所述背面涂层之间的底漆;和d)与所述聚合物基材的所述第二面接触的可印刷前面层,所述前面层包含:包括至少一种阳离子丙烯酸酯聚合物或共聚物的阳离子聚合物、交联剂、交联催化剂、包含甲基丙烯酸乙酰乙酰氧基乙酯的粘合促进剂和包含至少一种二氧化硅、天然粘土或合成粘土的第二无机材料,所述第二无机材料包含具有大约2μm-大约5μm的平均最大尺寸的颗粒。
实施例的试验方法
一小时粘连试验
这一试验包括将可印刷涂覆表面(例如顶面或前面)与涂覆的粘合剂接收表面(例如背面)的不同组合相配。将六英寸长×两英寸宽的试验样品放置在一对2英寸×4英寸(50mm×100mm)表面镀铬的金属板之间,它们厚0.25英寸(~6mm)。延伸超过该板的样品部分提供样品鉴定的空间。每一样品(包括两片可印刷或顶表面面对粘合剂接收或背表面的膜)在它的上面和下面具有退火的铝箔(0.001英寸厚)。该箔片阻止一对试验样品粘在一起。如果试验对的外表面具有包含离子聚合物的涂层(一个或多个),如根据本发明的粘合剂接收层情况那样,则将一片70SPW(由ExxonMobil Films制造)聚合物膜放置在该试验对和箔片(经处理的表面朝向箔片)之间以阻止离子聚合物与该箔片粘连。包含至多48对试验样品(用铝箔和70SPW隔离)的堆叠体可以放置在金属板之间。
将包含试验样品的堆叠体的板放入配备有温度控制压板的Carver压机,Model C(Carver,Inc.,Wabash,IN)。通常在60℃或52℃的热温度下进行试验。当该板已经在该压机的压板上的中央时,施加力以在该压板之间产生6000±200lb的力。因为样品的表面积是8in2(~52cm2),所以样品上的有效压力为大约750±25psi(52±1.76kg/cm2)。保持该压力不变持续一小时。在规定时间之后,释放该压力并取下热的样品(使用合适保护设备)并通过小心地将该箔片与每一试验对剥离来进行分离。如果使用,该滑爽膜(例如70SPW)不从该试验对上除去。在与箔片分离之后,该样品通常迅速地冷却。
然后可以将每一试验对安装到Sintech Tensile Tester(由Instron,Norwood,MA制造)的夹具中,为它设置5in/min的十字头速度以将每一样品组的相邻层剥开并测定粘连作用(如果有的话)。在剥离期间,操作者应该以与剥离方向大约90度保持样品。对于每一试验,十字头移动两英寸,但是为了避免边缘效应,软件仅将其计算基于与引导端相距0.25(6.3mm)-1.9英寸(48.3mm)的分离距离收集的数据。
压敏粘合剂评价
背面涂层和不同类型的压敏粘合剂之间的相互作用可以通过内部ExxonMobil实验室或者通过独立的团体,例如德国Ludwigshaffen的BASF和比利时Soignies的MacTac评价。可以用可复位(搁置标记(shelf-marking))粘合剂、持久溶剂基和水基粘合剂、可移除粘合剂和热熔粘合剂的专利(proprietary)共混物试验样品。
试验方法包括将粘合剂施加到隔离衬垫上,接着将该试验粘合剂转移涂覆到待评价的样品聚合物基材的粘合剂接收的涂覆表面上。该粘合剂涂层重量通常是大约20±1g/m2。在剥离隔离衬垫之后,然后将该粘合剂涂覆的样品附贴到试验表面(例如,不锈钢、铝或玻璃)上。在调理之后,记录从试验表面上除去样品标签所要求的剥离力并记录破坏模式。在移除之后粘合剂与面料保持在一起一般是希望的。粘合剂与试验表面分离而没有"拉丝(legging)"也一般是希望的。拉丝描述当粘合剂与另一个表面分离时该粘合剂形成弹性长丝或细线的趋势。
实施例
对比实施例1.使用白色不透明空蚀取向聚丙烯膜(可作为60LH247等级从ExxonMobil Chemical Films Europe获得)作为聚合物基材,该取向聚丙烯膜具有由含大约3.25%C2和6%C4的EPB三元共聚物树脂(可作为Adsyll5C39F从Basell获得)形成的表皮层。按1.4-1.6g/m
2的涂层重量将包含72wt%高岭石粘土
7005CS(可以从Huber Engineering Minerals获得)和28wt%阳离子丙烯酸类共聚物R1117XL(可以从OSP,Owensboro Kentucky获得)的背面涂层施加于聚合物基材的一面上。不使用底漆层。按0.15g/m
2的涂层重量将可印刷前面层施加于聚合物基材的所述第二面上。所述前面层以干重计包含84wt%阳离子丙烯酸类共聚物(得自OSP,Owensboro Kentucky的R1117XL)、0.8wt%交联催化剂(可作为Imicure EMI-24从Airproducts获得)、0.4wt%冰醋酸、6.7wt%得自Nagase Japan的Denacol EX-821交联剂、1wt%聚乙烯阳离子蜡(得自Michelman的ME 09730)、2.5%表面活性剂(可作为Tergitol 15S 9从Dow Chemical获得)、0.2%交联的硅酮颗粒(得自Toshiba Japan的Tospearl T120)、0.1%PMMA颗粒(可作为Epostar MA-1004从Nagase Japan获得)和4.3%作为粘合促进剂的甲基丙烯酸乙酰乙酰氧基甲酯"AAEM"(可以从Sigma Aldrich获得)。
实施例1.使用白色不透明的空蚀取向聚丙烯膜等级60LH247作为聚合物基材。按0.10(±0.05)g/m
2的涂层重量将呈NeoCryl
TM XK-90形式的底漆施加到所述基材的旨在接收背面涂层的那面上。在底漆上按1.4-1.6g/m
2施加的背面涂层包含55wt%高岭石粘土7005CS、34wt%NeoCryl
TM XK-90和11wt%乙烯丙烯酸例如
Prime 4990R,可以从Michelman Inc.,Cincinnati,OH获得,(wt%基于背面涂层组分的量)。施加于所述基材的相对面上的可印刷聚合物表面层与对比实施例1的相同。
使用IGT印刷设备根据工业准则将UV油墨施加于印刷面上。通过将油墨暴露到UV灯下进行固化。通过Libramont Belgium的转化器Reynder s进行按卷筒形式的印刷。在50℃/50%RH下在1周期间在呈卷筒形式的老化膜上评价印刷面油墨粘附,以评价与背面涂层的交叉污染不存在。
使用在除去之前允许针对UV油墨粘贴10min的Scotch Magic 8103M带试验油墨粘附。油墨粘附按照在除去所述带子后保留的油墨的百分率(按照印刷表面区域覆盖度)报道。
实施例2-6:用如表1所示的相对量的组分基本上复制实施例1的膜。
表1.实施例膜组成
*通过用基于硝化纤维素溶剂的油墨印刷背面并在自来水下打磨该经油墨印刷的样品10次检测抗湿性。%抗湿性由在打磨后的油墨的目测检查测定。
使用三种不同粘合剂进行对不锈钢的环粘结试验(loop tacktest)(以g/25mm表示):水基可移除粘合剂(得自BASF的Acronal 245A)、水基持久粘合剂(得自BASF的Acronal 225A)和溶剂基持久粘合剂(得自National的Duro tack 180-185A)。结果示于下表2中。对于用WB可移除和WB持久粘合剂的所有实施例,注意到粘合剂失效。对于SB持久粘合剂,注意到急拉(jerking)/快速移动(zipping)。
表2.环粘结性能
采用水基粘合剂Acronal 245A和225A层压的样品上对不锈钢的独立的剥离试验报道在表3中(以g/25mm表示)。
表3.在不锈钢上的剥离试验
通过Mactac Soignies Belgium进行的对玻璃(以N/25mm表示)试验的环粘结试验报道在表4中,该环粘结试验比较水基和溶剂基粘合剂与药物用途的专利的、工业标准溶剂基粘合剂(表示为"SB Pharma")。
表4.在玻璃上的环粘结试验
表5.对玻璃的剥离试验180°-20min-300mm/min
表6.对玻璃的剥离试验180°-24H-300mm/min(以N/25mm表示)
表7.对玻璃的剥离试验90°-20min-300mm/min(以N/25mm表示)
表8.对玻璃的剥离试验90°C-24H-300mm/min(以N/25mm表示)
(AT)*指示到基材的粘合剂转移。
特定的实施方案
1.特定的实施方案包括聚合物膜,该聚合物膜包括:
a)具有第一面和第二面的聚合物基材;
b)在所述基材的所述第一面上的背面涂层,所述背面涂层至少由离子聚合物、丙烯酸类乳液和至少第一无机材料形成,所述无机材料包含大部分的具有0.2μm-25μm的平均最大尺寸的颗粒;
c)与所述聚合物基材的所述第二面接触的聚合物表面层。
2.在一个实施方案中,段1的膜包括还包含第一交联剂的背面涂层。
3.在段1或2的特定实施方案中,所述聚合物表面层是可印刷前面层和其中所述背面涂层包括与所述聚合物基材的所述第二面接触布置的底漆层。
4.在段3的膜的一个实施方案中,所述可印刷前面层包含阳离子聚合物、第二交联剂、交联催化剂、粘合促进剂、所述第一无机材料包含具有大约2.0μm-大约5.0μm的平均最大尺寸的颗粒。
5.在另一个实施方案中,根据段4的膜,所述阳离子聚合物包括至少一种阳离子丙烯酸酯聚合物或共聚物,所述粘合促进剂包含甲基丙烯酸乙酰乙酰氧基乙酯,和其中所述第一无机材料包含至少一种二氧化硅、天然粘土或合成粘土。
6.根据本发明的膜包括段1-5的膜,其中所述离子聚合物包括共聚物,所述共聚物包含:大约65wt%-大约95wt%的衍生自乙烯、丙烯和丁烯中的至少一种的聚合物单元;和大约5wt%-大约35wt%的衍生自含酸基的共聚单体中的至少一种的聚合物单元,所述含酸基的共聚单体选自丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、马来酸、衣康酸和它们的混合物。
7.根据段6的特定膜包括离子聚合物,所述离子聚合物包括共聚物,所述共聚物包含:大约65wt%-大约95wt%的衍生自乙烯的单元和大约5wt%-大约35wt%的衍生自丙烯酸的聚合物单元。
8.根据本发明的膜包括段1-5的膜,其中所述离子聚合物包含共聚物,所述共聚物包含:大约50wt%-大约98wt%的一种或多种选自苯乙烯、甲基苯乙烯异构体、卤化苯乙烯异构体、氯乙烯、偏二氯乙烯、丁二烯、丙烯腈、甲基丙烯腈、乙烯、丙烯和丁烯异构体的无羰基单体;和大约50wt%-大约2wt%由丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、马来酸和衣康酸组成的组之中的一种或多种。
9.段1-8中任一段的膜,其中所述离子聚合物占所述背面涂层重量的大约5wt%-大约30wt%,优选10wt%-20wt%,基于所述膜的所述背面涂层的总重量。
10.段1-9中任一段的膜,其中所述第一无机材料包含以下物质中的至少一种:粘土、二氧化硅、氧化铝、二氧化钛、碳酸钙、氟硅酸钠镁、合成钠水辉石、白膨润土、蒙脱土、碱性聚磷酸盐、滑石、碱性硅酸盐、水玻璃、经表面处理的二氧化硅、经表面处理的氧化铝、经表面处理的二氧化钛、经表面处理的碳酸钙和经表面处理的滑石。
11.段10的膜,其中所述碱性聚磷酸盐包含焦磷酸四钠、六偏磷酸钠、三聚磷酸钠、酸式焦磷酸二钠、四聚磷酸六钠和聚磷酸四钾中的至少一种。
12.段1-11中任一段的膜,其中所述第一无机材料的所述颗粒的特征在于0.2μm-25.0μm的第二平均尺寸,其中所述第二平均尺寸与所述最大尺寸正交。
13.段1-12中任一段的膜,其中所述聚合物表面层还包括具有0.2μm-25.0μm的平均最大尺寸的第二无机材料。
14.段13的膜,其中所述第二无机材料具有1.0μm-10.0μm的平均最大尺寸。
15.段3-14中任一段的膜,其中所述底漆层包含亚胺化丙烯酸类、聚(乙烯亚胺)、环氧树脂或聚氨酯。
16.段4的膜,其中所述第一和第二交联剂中的至少一种包含羧基反应性交联剂。
17.段6的膜,其中所述含酸基的共聚单体的酸基的大约5wt%-大约35wt%是交联的。
18.根据段1-17中任一段的膜,其中所述第一无机材料占所述背面涂层的大约15wt%-大约60wt%,基于所述背面涂层的总重量。
19.根据段18的膜,其中所述第一无机材料占所述背面涂层的大约40wt%-大约60wt%,基于所述背面涂层的总重量。
20.根据段2-19中任一段的膜,其中所述离子聚合物、丙烯酸类乳液和交联剂的以wt%计的数量之和≥所述无机材料的以wt%计的数量,基于所述背面涂层的重量。
21.根据段2-19中任一段的膜,其中所述离子聚合物、丙烯酸类乳液和交联剂的以wt%计的数量之和<所述无机材料的以wt%计的数量。
22.适合于标记制品的标签,所述标签包括:
前段1-21中任一段的膜。
23.制备膜的方法,所述方法包括以下步骤:
用可印刷前面涂料组合物涂覆聚合物基材的第一面;和
用在其上具有背面涂料组合物的底漆涂覆所述聚合物基材的第二面,所述背面涂料包含离子聚合物、丙烯酸类乳液和至少一种无机材料,所述无机材料包含具有0.2μm-25μm的平均最大尺寸的颗粒。
24.聚合物膜,包括:
a)包括第一面和第二面的聚合物基材;和
b)至少由以下物质形成的背面涂层:1)包含大约65wt%-大约95wt%的衍生自乙烯的单元和大约5wt%-大约35wt%的衍生自丙烯酸的单元的离子聚合物,所述wt%基于所述离子聚合物的总重量,2)丙烯酸类乳液,3)交联剂,和4)至少一种无机材料,所述无机材料包含大部分的具有0.2μm-25μm的平均最大尺寸的颗粒;
c)布置在所述聚合物基材的所述第一面和所述背面涂层之间的底漆;和
d)与所述聚合物基材的所述第二面接触的可印刷前面层,所述前面层包含:包括至少一种阳离子丙烯酸酯聚合物或共聚物的阳离子聚合物、交联剂、交联催化剂、包含甲基丙烯酸乙酰乙酰氧基乙酯的粘合促进剂和包含至少一种粘土或二氧化硅的第二无机材料,所述第二无机材料包含具有大约2μm-大约5μm的平均最大尺寸的颗粒。
虽然已经详细地并且参照具体实施方案和实施例描述了本发明,但是对本领域普通技术人员来说将显而易见的是在不脱离本发明精神的情况下可以在其中作出各种改变和修改。本文列举的实施例仅是说明性的并且没有限制的意图。其它实施方案包括在以下权利要求内。