CN107921746B - 层压件 - Google Patents

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Abstract

提供了制备层压件的方法,包括将透明静电墨水组合物静电印刷到基材上,其中该透明静电墨水组合物包含热塑性树脂,以及电荷辅助剂和/或电荷导向剂;提供基底;和在该热塑性树脂软化或熔融的同时使该基底与该透明静电墨水组合物接触,随后使该热塑性树脂硬化,以使该静电墨水组合物将该基材与该基底粘接在一起。还公开了层压件材料。

Description

层压件
发明背景
层压件是层状材料。它们可以用于多种应用,包括但不限于包装和标签领域。在一些情况下,由粘接在一起的聚合物膜形成层压件。其它层压件包括多种材料,其可以包括或不包括塑料。层压件有时显示装饰性图像或信息。
附图概述
图1显示了使用涂料体系使用由液体粘合剂形成的粘合剂层的参考层压件中使用的层。这更详细地描述在下面的参考实施例1中。
图2显示了另一参考层压件中使用的层,该参考层压件通过热层压形成。这更详细地描述在参考实施例2中。
图3显示了本文中描述的层压件的一个实例。此类层压件的一个实例详细描述在下面的实施例3中。
发明详述
在公开和描述该层压件与相关方面之前,要理解的是,本公开不限于本文中公开的特定工艺步骤和材料,因为这样的工艺步骤和材料可有所改变。还要理解的是,本文中使用的术语仅用于描述特定实例的目的。该术语并非意在限制,因为本公开的范围仅受所附权利要求及其等同物的限制。
要指出,除非上下文清楚地另行规定,本说明书和所附权利要求中所用的单数形式“一个”、“一种”和“该”包括复数对象。
本文中所用的“载液”、“载体液体”、“载体”或“载体媒介物(carrier vehicle)”是指聚合物、颗粒、着色剂、电荷导向剂和其它添加剂可以分散在其中以形成液体静电墨水或电子照相墨水的流体。此类载液和媒介物组分在本领域中是已知的。通常的载液可以包括各种不同试剂的混合物,如表面活性剂、助溶剂、粘度改进剂和/或其它可能的成分。
本文中所用的“静电墨水组合物”通常是指一般适用于静电印刷法(有时被称作电子照相印刷法)的墨水组合物。该静电墨水组合物在印刷时可以包含分散在如本文中所述的液体载体中的可带电的树脂颗粒和(如果存在的话)颜料。透明静电墨水组合物可以是不含着色剂的静电墨水组合物。相反,用于形成如本文中所述的图像层的静电墨水组合物可以含有着色剂(例如颜料)。着色剂可以是赋予该墨水颜色,例如选自品红色、青色、黄色和黑色的颜色的物类。
本文中所用的“共聚物”是指由至少两种单体聚合的聚合物。
特定单体在本文中可以被描述为构成聚合物的一定重量百分比。这表明在该聚合物中由所述单体形成的重复单元构成该聚合物的所述重量百分比。
如果在本文中提及标准测试,除非另行描述,所提及的测试的版本是提交本专利申请时的最近版本。
本文中所用的“静电印刷”或“电子照相印刷”通常是指提供从照片成像基底直接或经中间转印件间接转移到印刷基底上的图像的方法。因此,该图像基本不吸收到其施加至的照片成像基底中。此外,“电子照相印刷机”或“静电印刷机”通常是指能够实施如上所述的电子照相印刷或静电印刷的那些印刷机。“液体电子照相印刷”是一种特定类型的电子照相印刷,其中在电子照相法中使用液体墨水而非粉末调色剂。静电印刷法可能涉及对静电墨水组合物施以电场,例如具有1000 V/cm或更高、或在一些实例中1500 V/cm或更高的场梯度的电场。
在基材与基底的情况下,本文中所用的术语“透明”是指具有光线穿过其物质传播以便能够穿过该物质清楚地看到在前或在后印刷的图像的性质。在静电墨水组合物的情况下,术语“透明”是指不具有或基本不具有着色剂或颜料。
本文中所用的术语“大约”用于为数值范围端点提供灵活性,其中给定值可以“略高于”或“略低于”该端点。这一术语的灵活度取决于特定变量,并且基于经验和本文中的相关描述确定这一术语的灵活度在本领域技术人员的知识范围内。
如本文中所用,为方便起见,可能在同一名单中陈述多个项目、结构要素、组成要素和/或材料。但是,这些名单应该像该名单的各成员作为单独和独特的成员逐一规定的那样解释。因此,如果没有作出相反的指示,此类名单的任一成员不应仅基于它们出现在同一组中而被解释为同一名单中的任何其它成员的事实等同物。
浓度、量和其它数值数据在本文中可能以范围格式表示或呈现。要理解的是,这样的范围格式仅为方便和简要起见使用,因此应灵活解释为不仅包括作为该范围的界限明确列举的数值,还包括该范围内包含的所有独立的数值或子范围,就像明确列举各数值和子范围那样。例如,“大约1重量%至大约5重量%”的数值范围应被解释为不仅包括大约1重量%至大约5重量%的明确列举的值,还包括在所示范围内的独立值和子范围。因此,在这一数值范围中包括独立值,如2、3.5和4,和子范围,如1-3、2-4和3-5等。这一原理同样适用于仅列举一个数值的范围。此外,无论该范围的宽度或所述特征如何,这种解释都适用。
除非另行描述,本文中描述的任何特征可以与本文中描述的任何方面或任何其它特征组合。
在一方面,提供了制备层压件的方法。该方法可以包括:
将透明静电墨水组合物静电印刷到基材上,其中该透明静电墨水组合物包含热塑性树脂,以及电荷辅助剂和/或电荷导向剂;
提供基底;和
在该热塑性树脂软化或熔融的同时使该基底与该透明静电墨水组合物接触,随后使该热塑性树脂硬化,以使该静电墨水组合物将该基材与该基底粘接在一起。
在一方面,提供了一种层压件材料。该层压件可以包含:
包含第一聚合物膜的基材;
印刷在该基材上的透明静电墨水组合物,印刷的透明静电墨水组合物包含热塑性树脂,以及电荷辅助剂和/或电荷导向剂;
通过该透明静电墨水组合物粘接到该基材上的包含第二聚合物膜的基底。
在一方面,提供了一种可以根据本文中描述的方法制造的层压件。
层压件/层压件材料
在一些实例中,该层压件或层压件材料是柔性包装材料。在一些实例中,该层压件或层压件材料包括具有足够粘合强度的层压件结构以避免层的层离。在一些实例中,在层压后将该层压件或层压件材料冷却至室温后直接测量层压粘合强度。在一些实例中,在层压和冷却后对尚未经过任何固化或放置期的该层压件或层压件材料测量层压粘合强度。在一些实例中,在该层压件或层压件材料的层压和冷却后立即测量层压粘合强度。
在一些实例中,该层压件或层压件材料具有如通过ASTM F0904-98R08测得的层压粘合强度。在一些实例中,该层压件或层压件材料具有至少大约0.5 N/英寸,例如至少大约1.0 N/英寸,例如至少大约1.2 N/英寸,例如至少大约1.5 N/英寸,例如至少大约2.0 N/英寸,例如至少大约2.5 N/英寸,例如至少大约3.0 N/英寸,例如至少大约4.0 N/英寸,例如至少大约5.0 N/英寸,例如至少大约6.0 N/英寸,例如至少大约7.0 N/英寸,例如至少大约8.0 N/英寸,例如至少大约9.0 N/英寸,例如大约10.0 N/英寸的如通过ASTM F0904-98R08测得的层压粘合强度。
在一些实例中,该层压件或层压件材料具有小于大约10 N/英寸、例如小于大约9.0 N/英寸、例如小于大约8 N/英寸、例如小于大约7.0 N/英寸、例如小于大约6.0 N/英寸、例如小于大约5.0 N/英寸、例如小于大约4.0 N/英寸、例如小于大约3.0 N/英寸、例如小于大约2.5 N/英寸、例如小于大约2.0 N/英寸、例如小于大约1.5 N/英寸、例如小于大约1.2 N/英寸、例如小于大约1.0 N/英寸、例如大约0.5 N/英寸的如通过ASTM F0904-98R08测得的层压粘合强度。
透明静电墨水组合物
该透明静电墨水组合物包含热塑性树脂,以及电荷辅助剂和/或电荷导向剂。该透明静电墨水组合物不含有任何颜料、或基本上不含颜料,由此是一种无颜料组合物。该透明静电墨水组合物可以另外被称为用于数字印刷的无色静电墨水组合物或无色清漆。该透明静电墨水可以包含小于5重量%的着色剂固体、在一些实例中小于3重量%的着色剂固体、在一些实例中小于1重量%的着色剂固体。“着色剂”可以是赋予该墨水组合物颜色的材料。本文中所用的“着色剂”包括颜料和染料,如赋予墨水颜色(如黑色、品红色、青色和黄色)的那些。本文中所用的“颜料”通常包括颜料着色剂、磁性颗粒、氧化铝、二氧化硅和/或其它陶瓷或有机金属。因此,尽管本说明书主要例举使用颜料着色剂,但术语“颜料”可以更笼统用于描述不仅颜料着色剂,还有其它颜料,如有机金属、铁氧体、陶瓷等。
该热塑性树脂可以构成该透明静电墨水组合物的固体的至少85重量%的固体,在一些实例中该透明静电墨水组合物的固体的至少90重量%的固体,在一些实例中该透明静电墨水组合物的固体的95重量%。
如果存在固体极性化合物和/或附加聚合物,该热塑性树脂和该固体极性化合物/附加聚合物一起可以构成该透明静电墨水组合物的固体的至少85重量%的固体,在一些实例中该透明静电墨水组合物的固体的至少90重量%的固体,在一些实例中该透明静电墨水组合物的固体的95重量%。剩余的重量%可以是本文中所述的电荷辅助剂和/或电荷导向剂。
该透明静电墨水组合物可以进一步包含至少一种添加剂,如选自表面活性剂、粘度改进剂、乳化剂等等的添加剂。
在一些实例中,一旦印刷,该透明静电墨水组合物形成厚度小于10微米、例如厚度小于9微米、厚度小于8微米、厚度小于7微米、厚度小于6微米、厚度小于5微米、厚度小于4微米、厚度小于3微米、厚度小于2微米、厚度小于1.5微米的层。在一些实例中,该透明静电墨水组合物的厚度为大约1微米。
在一些实例中,一旦印刷,该透明静电墨水组合物形成厚度大于0.1微米,例如厚度大于0.2微米、厚度大于0.3微米、厚度大于0.4微米、厚度大于0.5微米、厚度大于0.6微米、厚度大于0.7微米、厚度大于0.8微米、厚度大于0.9微米的层。在一些实例中,该材料膜的厚度为大约1微米。
液体载体
在一些实例中,在印刷时,该透明静电墨水组合物包含液体载体。通常,该液体载体可以充当该静电墨水组合物中的其它组分的分散介质。例如,该液体载体可以包含或是烃、硅油、植物油等。该液体载体可以包括但不限于可用作调色剂颗粒的介质的绝缘非极性非水性液体。该液体载体可以包括具有超过大约109 ohm-cm的电阻率的化合物。该液体载体可以具有低于大约5,在一些实例中低于大约3的介电常数。该液体载体可以包括但不限于烃。该烃可以包括但不限于脂族烃、异构化脂族烃、支链脂族烃、芳族烃及其组合。该液体载体的实例包括但不限于脂族烃、异链烷烃化合物、链烷烃化合物、脱芳香烃化合物等。特别地,该液体载体可以包括但不限于Isopar-G™、Isopar-H™、Isopar-L™、Isopar-M™、Isopar-K™、Isopar-V™、Norpar 12™、Norpar 13™、Norpar 15™、Exxol D40™、ExxolD80™、Exxol D100™、Exxol D130™和Exxol D140™(各自由EXXON CORPORATION出售);Teclen N-16™、Teclen N-20™、Teclen N-22™、Nisseki Naphthesol L™、NissekiNaphthesol M™、Nisseki Naphthesol H™、#0 Solvent L™、#0 Solvent M™、#0Solvent H™、Nisseki lsosol 300™、Nisseki lsosol 400™、AF-4™、AF-5™、AF-6™和AF-7™(各自由NIPPON OIL CORPORATION出售);IP Solvent 1620™和IP Solvent 2028™(各自由IDEMITSU PETROCHEMICAL CO., LTD.出售);Amsco OMS™和Amsco 460™(各自由AMERICAN MINERAL SPIRITS CORP.出售);和Electron、Positron、New II、Purogen HF(100%合成萜烯)(由ECOLINK™出售)。
在静电印刷前,该液体载体可以构成透明静电墨水组合物的大约20重量%至99.5重量%,在一些实例中透明静电墨水组合物的50重量%至99.5重量%。在印刷前,该液体载体可以构成透明静电墨水组合物的大约40至90重量%。在印刷前,该液体载体可以构成透明静电墨水组合物的大约60重量%至80重量%。在印刷前,该液体载体可以构成透明静电墨水组合物的大约90重量%至99.5重量%,在一些实例中该透明静电墨水组合物的95重量%至99重量%。
该墨水当静电印刷在该基材上时可以基本不含液体载体。在静电印刷过程中和/或此后,可以例如通过印刷过程中的电泳法和/或蒸发除去液体载体,以便基本仅将固体转移到印刷基底上。基本不含液体载体可以是指印刷在该基材上的墨水含有少于5重量%液体载体,在一些实例中少于2重量%液体载体,在一些实例中少于1重量%液体载体,在一些实例中少于0.5重量%液体载体。在一些实例中,印刷在该基材上的墨水不含液体载体。
热塑性树脂
该透明静电墨水组合物包含热塑性树脂,称为树脂。热塑性聚合物有时被称为热塑性树脂。
该树脂通常包括聚合物。该树脂可以包括但不限于热塑性聚合物。在一些实例中,该树脂的聚合物可以选自乙烯-丙烯酸共聚物;乙烯-甲基丙烯酸共聚物;乙烯-乙酸乙烯酯共聚物;乙烯(例如80重量%至99.9重量%)和甲基丙烯酸或丙烯酸的烷基(例如C1至C5)酯(例如0.1重量%至20重量%)的共聚物;乙烯(例如80重量%至99.9重量%)、丙烯酸或甲基丙烯酸(例如0.1重量%至20.0重量%)和甲基丙烯酸或丙烯酸的烷基(例如C1至C5)酯(例如0.1重量%至20重量%)的共聚物;聚乙烯;聚苯乙烯;全同立构聚丙烯(结晶);乙烯-丙烯酸乙酯;聚酯;聚乙烯基甲苯;聚酰胺;苯乙烯/丁二烯共聚物;环氧树脂;丙烯酸系树脂(例如丙烯酸或甲基丙烯酸和至少一种丙烯酸或甲基丙烯酸烷基酯的共聚物,其中烷基在一些实例中为1至大约20个碳原子,如甲基丙烯酸甲酯(例如50%至90%)/甲基丙烯酸(例如0重量%至20重量%)/丙烯酸乙基己酯(例如10重量%至50重量%));乙烯-丙烯酸酯三元共聚物:乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐(MAH)或甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)三元共聚物;乙烯-丙烯酸离聚物及其组合。
该树脂可以包含具有酸性侧基的聚合物。该具有酸性侧基的聚合物可以具有50mg KOH/g或更大的酸度,在一些实例中60 mg KOH/g或更大的酸度,在一些实例中70 mgKOH/g或更大的酸度,在一些实例中80 mg KOH/g或更大的酸度,在一些实例中90 mg KOH/g或更大的酸度,在一些实例中100 mg KOH/g或更大的酸度,在一些实例中105 mg KOH/g或更大的酸度,在一些实例中110 mg KOH/g或更大,在一些实例中115 mg KOH/g或更大。该具有酸性侧基的聚合物可具有200 mg KOH/g或更小的酸度,在一些实例中190 mg KOH/g或更小,在一些实例中180 mg KOH/g或更小,在一些实例中130 mg KOH/g或更小,在一些实例中120 mg KOH/g或更小。可以使用本领域中已知的标准程序,例如使用ASTM D1386中描述的程序测量以mg KOH/g计的聚合物酸度。
该树脂可以包含具有小于大约60克/10分钟, 在一些实例中大约50克/10分钟或更低、在一些实例中大约40克/10分钟或更低、在一些实例中30克/10分钟或更低、在一些实例中20克/10分钟或更低、在一些实例中10克/10分钟或更低的熔体流动速率的聚合物,在一些实例中具有酸性侧基的聚合物。在一些实例中,颗粒中的所有具有酸性侧基和/或酯基团的聚合物各自独立地具有小于90克/10分钟,80克/10分钟或更低,在一些实例中80克/10分钟或更低,在一些实例中70克/10分钟或更低,在一些实例中70克/10分钟或更低,在一些实例中60克/10分钟或更低的熔体流动速率。
该具有酸性侧基的聚合物可以具有大约10克/10分钟至大约120克/10分钟,在一些实例中大约10克/10分钟至大约70克/10分钟,在一些实例中大约10克/10分钟至40克/10分钟,在一些实例中20克/10分钟至30克/10分钟的熔体流动速率。该具有酸性侧基的聚合物可具有在一些实例中大约50克/10分钟至大约120克/10分钟,在一些实例中60克/10分钟至大约100克/10分钟的熔体流动速率。可以使用本领域中已知的标准程序,例如如ASTMD1238中所述来测量熔体流动速率。
该酸性侧基可以是游离酸形式或可以是阴离子形式并与抗衡离子,通常金属抗衡离子缔合,例如选自碱金属如锂、钠和钾、碱土金属如镁或钙,和过渡金属如锌的金属。该具有酸性侧基的聚合物可选自树脂,如乙烯和丙烯酸或甲基丙烯酸的烯属不饱和酸的共聚物;及其离聚物,如至少部分用金属离子(例如Zn、Na、Li)中和的甲基丙烯酸和乙烯-丙烯酸或甲基丙烯酸共聚物,如SURLYN ®离聚物。该包含酸性侧基的聚合物可以是乙烯和丙烯酸或甲基丙烯酸的烯属不饱和酸的共聚物,其中该丙烯酸或甲基丙烯酸的烯属不饱和酸构成该共聚物的5重量%至大约25重量%,在一些实例中构成该共聚物的10重量%至大约20重量%。
该树脂可以包含两种不同的具有酸性侧基的聚合物。这两种具有酸性侧基的聚合物可以具有落在上文提到的范围内的不同酸度。该树脂可以包含具有50 mg KOH/g至110mg KOH/g的酸度的第一种具有酸性侧基的聚合物和具有110 mg KOH/g至130 mg KOH/g的酸度的第二种具有酸性侧基的聚合物。
该树脂可以包含两种不同的具有酸性侧基的聚合物:具有大约10克/10分钟至大约50克/10分钟的熔体流动速率和50 mg KOH/g至110 mg KOH/g的酸度的第一种具有酸性侧基的聚合物,和具有大约50克/10分钟至大约120克/10分钟的熔体流动速率和110 mgKOH/g至130 mg KOH/g的酸度的第二种具有酸性侧基的聚合物。第一和第二聚合物可以不存在酯基团。
该树脂可以包含两种不同的具有酸性侧基的聚合物:具有80至110克/10分钟的熔体流动速率的第一聚合物,其是乙烯(例如92至85重量%,在一些实例中大约89重量%)和丙烯酸或甲基丙烯酸(例如8至15重量%,在一些实例中大约11重量%)的共聚物,和具有低于第一聚合物的熔体粘度的第二聚合物,其是乙烯(例如大约80至92重量%,在一些实例中大约85重量%)和丙烯酸(例如大约18至12重量%,在一些实例中大约15重量%)的共聚物,该第二聚合物例如具有15000泊或更低的熔体粘度,在一些实例中10000泊或更低,在一些实例中1000泊或更低,在一些实例中100泊或更低,在一些实例中50泊或更低,在一些实例中10泊或更低的熔体粘度。可以使用标准技术测量熔体粘度。可以使用流变仪,例如来自ThermalAnalysis Instruments的市售AR-2000流变仪测量熔体粘度,使用几何结构:25毫米钢板-标准钢平行板并在120℃、0.01 Hz剪切速率下得出板对板流变等温线。
在任何上述树脂中,第一种具有酸性侧基的聚合物与第二种具有酸性侧基的聚合物的比率可以为大约10:1至大约2:1。在另一实例中,该比率可以为大约6:1至大约3:1,在一些实例中大约4:1。
该树脂可以包含具有15000泊或更低的熔体粘度,在一些实例中10000泊或更低,在一些实例中1000泊或更低,在一些实例中100泊或更低,在一些实例中50泊或更低,在一些实例中10泊或更低的熔体粘度的聚合物;所述聚合物可以是如本文所述的具有酸性侧基的聚合物。该树脂可以包含具有15000泊或更高,在一些实例中20000泊或更高,在一些实例中50000泊或更高,在一些实例中70000泊或更高的熔体粘度的第一聚合物;并且在一些实例中,该树脂可以包含具有低于第一聚合物的熔体粘度,在一些实例中15000泊或更低的熔体粘度,在一些实例中10000泊或更低,在一些实例中1000泊或更低,在一些实例中100泊或更低,在一些实例中50泊或更低,在一些实例中10泊或更低的熔体粘度的第二聚合物。该树脂可以包含具有大于60000泊,在一些实例中60000泊至100000泊,在一些实例中65000泊至85000泊的熔体粘度的第一聚合物;具有15000泊至40000泊,在一些实例中20000泊至30000泊的熔体粘度的第二聚合物和具有15000泊或更低的熔体粘度,在一些实例中10000泊或更低,在一些实例中1000泊或更低,在一些实例中100泊或更低,在一些实例中50泊或更低,在一些实例中10泊或更低的熔体粘度的第三聚合物;第一聚合物的实例是Nucrel 960(来自DuPont),第二聚合物的实例是Nucrel 699(来自DuPont),第三聚合物的实例是AC-5120(来自Honeywell)。第一、第二和第三聚合物可以是如本文所述的具有酸性侧基的聚合物。可以使用流变仪,例如来自Thermal Analysis Instruments的市售AR-2000流变仪测量熔体粘度,使用几何结构:25毫米钢板-标准钢平行板并在120℃、0.01 Hz剪切速率下得出板对板流变等温线。
如果该树脂包含单一类型的树脂聚合物,该树脂聚合物(不包括该静电墨水组合物的任何其它组分)可以具有6000泊或更高的熔体粘度,在一些实例中8000泊或更高的熔体粘度,在一些实例中10000泊或更高的熔体粘度,在一些实例中12000泊或更高的熔体粘度。如果该树脂包含多种聚合物,该树脂的所有聚合物可以一起形成具有6000泊或更高的熔体粘度,在一些实例中8000泊或更高的熔体粘度,在一些实例中10000泊或更高的熔体粘度,在一些实例中12000泊或更高的熔体粘度的混合物(不包括该静电墨水组合物的任何其它组分)。可以使用标准技术测量熔体粘度。可以使用流变仪,例如来自Thermal AnalysisInstruments的市售AR-2000流变仪测量熔体粘度,使用几何结构:25毫米钢板-标准钢平行板并在120℃、0.01 Hz剪切速率下得出板对板流变等温线。
该树脂可以包含两种不同的具有酸性侧基的聚合物,其选自乙烯和丙烯酸或甲基丙烯酸的烯属不饱和酸的共聚物;或其离聚物,如至少部分用金属离子(例如Zn、Na、Li)中和的甲基丙烯酸和乙烯-丙烯酸或甲基丙烯酸共聚物,如SURLYN ®离聚物。该树脂可以包含(i)作为乙烯和丙烯酸或甲基丙烯酸的烯属不饱和酸的共聚物的第一聚合物,其中丙烯酸或甲基丙烯酸的烯属不饱和酸构成该共聚物的8重量%至大约16重量%,在一些实例中该共聚物的10重量%至16重量%;和(ii)作为乙烯和丙烯酸或甲基丙烯酸的烯属不饱和酸的共聚物的第二聚合物,其中丙烯酸或甲基丙烯酸的烯属不饱和酸构成该共聚物的12重量%至大约30重量%,在一些实例中该共聚物的14重量%至大约20重量%,在一些实例中该共聚物的16重量%至大约20重量%,在一些实例中该共聚物的17重量%至19重量%。
在一个实例中,该热塑性树脂构成该透明静电墨水组合物的固体的大约10至99重量%、在一些实例中大约15至95重量%。在另一实例中,该树脂构成该透明静电墨水组合物的固体的大约20至95重量%。在另一实例中,该树脂构成该透明静电墨水组合物的固体的大约25至95重量%。在另一实例中,该树脂构成该透明静电墨水组合物的固体的大约35至95重量%、在一些实例中75至95重量%。在另一实例中,该树脂构成该透明静电墨水组合物的固体的大约35至95重量%、在一些实例中75至99重量%。
该热塑性树脂可以包含如上所述的具有酸性侧基的聚合物(其可以不含酯侧基)和具有酯侧基的聚合物。该具有酯侧基的聚合物在一些实例中是热塑性聚合物。该具有酯侧基的聚合物可进一步包括酸性侧基。该具有酯侧基的聚合物可以是具有酯侧基的单体和具有酸性侧基的单体的共聚物。该聚合物可以是具有酯侧基的单体、具有酸性侧基的单体和无任何酸性侧基和酯侧基的单体的共聚物。具有酯侧基的单体可以是选自酯化丙烯酸或酯化甲基丙烯酸的单体。具有酸性侧基的单体可以是选自丙烯酸或甲基丙烯酸的单体。无任何酸性侧基和酯侧基的单体可以是烯烃单体,包括但不限于乙烯或丙烯。该酯化丙烯酸或酯化甲基丙烯酸可以分别是丙烯酸的烷基酯或甲基丙烯酸的烷基酯。丙烯酸或甲基丙烯酸的烷基酯中的烷基可以是具有1至30个碳,在一些实例中1至20个碳,在一些实例中1至10个碳的烷基;在一些实例中选自甲基、乙基、异丙基、正丙基、叔丁基、异丁基、正丁基和戊基。
该具有酯侧基的聚合物可以是具有酯侧基的第一单体、具有酸性侧基的第二单体和第三单体(其是无任何酸性侧基和酯侧基的烯烃单体)的共聚物。该具有酯侧基的聚合物可以是(i) 选自酯化丙烯酸或酯化甲基丙烯酸,在一些实例中丙烯酸或甲基丙烯酸的烷基酯的具有酯侧基的第一单体、(ii) 选自丙烯酸或甲基丙烯酸的具有酸性侧基的第二单体和(iii) 第三单体(其是选自乙烯和丙烯的烯烃单体)的共聚物。第一单体可构成该共聚物的1至50重量%,在一些实例中5至40重量%,在一些实例中该共聚物的5至20重量%,在一些实例中该共聚物的5至15重量%。第二单体可构成该共聚物的1至50重量%,在一些实例中该共聚物的5至40重量%,在一些实例中该共聚物的5至20重量%,在一些实例中该共聚物的5至15重量%。在一个实例中,第一单体构成该共聚物的5至40重量%,第二单体构成该共聚物的5至40重量%,且第三单体构成该共聚物的剩余重量。在一个实例中,第一单体构成该共聚物的5至15重量%,第二单体构成该共聚物的5至15重量%,且第三单体构成该共聚物的剩余重量。在一个实例中,第一单体构成该共聚物的8至12重量%,第二单体构成该共聚物的8至12重量%,且第三单体构成该共聚物的剩余重量。在一个实例中,第一单体构成该共聚物的大约10重量%,第二单体构成该共聚物的大约10重量%,且第三单体构成该共聚物的剩余重量。该具有酯侧基的聚合物可选自Bynel®类单体,包括Bynel 2022和Bynel 2002,它们可获自DuPont®。
具有酯侧基的聚合物可以构成该树脂中树脂聚合物总量,例如具有酸性侧基的聚合物和具有酯侧基的聚合物的总量的1重量%或更多。具有酯侧基的聚合物可以构成该树脂中树脂聚合物总量的5重量%或更多,在一些实例中构成该树脂中树脂聚合物总量的8重量%或更多,在一些实例中构成该树脂中树脂聚合物总量的10重量%或更多,在一些实例中构成该树脂中树脂聚合物总量的15重量%或更多,在一些实例中构成该树脂中树脂聚合物总量的20重量%或更多,在一些实例中构成该树脂中树脂聚合物总量的25重量%或更多,在一些实例中构成该树脂中树脂聚合物总量的30重量%或更多,在一些实例中构成该树脂中树脂聚合物总量的35重量%或更多。该具有酯侧基的聚合物可以构成该树脂中树脂聚合物总量的5重量%至50重量%,在一些实例中构成该树脂中树脂聚合物总量的10重量%至40重量%,在一些实例中构成该树脂中聚合物总量的15重量%至30重量%。
该具有酯侧基的聚合物可以具有50 mg KOH/g或更高的酸度,在一些实例中60 mgKOH/g或更高的酸度,在一些实例中70 mg KOH/g或更高的酸度,在一些实例中80 mg KOH/g或更高的酸度。该具有酯侧基的聚合物可以具有100 mg KOH/g或更低,在一些实例中90 mgKOH/g或更低的酸度。该具有酯侧基的聚合物可具有60 mg KOH/g至90 mg KOH/g,在一些实例中70 mg KOH/g至80 mg KOH/g的酸度。
该具有酯侧基的聚合物可以具有大约10克/10分钟至大约120克/10分钟,在一些实例中大约10克/10分钟至大约50克/10分钟,在一些实例中大约20克/10分钟至大约40克/10分钟,在一些实例中大约25克/10分钟至大约35克/10分钟的熔体流动速率。
在一个实例中,该树脂的一种或多种聚合物可以选自Nucrel系列的调色剂(例如Nucrel 403™、Nucrel 407™、Nucrel 609HS™、Nucrel 908HS™、Nucrel 1202HC™、Nucrel 30707™、Nucrel 1214™、Nucrel 903™、Nucrel 3990™、Nucrel 910™、Nucrel925™、Nucrel 699™、Nucrel 599™、Nucrel 960™、Nucrel RX 76™、Nucrel 2806™、Bynell 2002、Bynell 2014和Bynell 2020(E. I. du PONT出售))、Aclyn系列的调色剂(例如Aclyn 201、Aclyn 246、Aclyn 285和Aclyn 295)和Lotader系列的调色剂(例如Lotader2210、Lotader 3430和Lotader 8200(Arkema出售))。
电荷导向剂和电荷辅助剂
该透明静电墨水组合物可以包含电荷导向剂和/或电荷辅助剂。
可以添加电荷导向剂以赋予和/或保持墨水颗粒上的足够静电荷,所述墨水颗粒可以是包含该热塑性树脂的颗粒。该电荷导向剂可以包含离子化合物,特别是脂肪酸的金属盐、磺基琥珀酸的金属盐、氧磷酸的金属盐、烷基-苯磺酸的金属盐、芳族羧酸或磺酸的金属盐,以及两性离子和非离子化合物,如聚氧乙基化烷基胺、卵磷脂、聚乙烯基吡咯烷酮、多元醇的有机酸酯等。该电荷导向剂可选自,但不限于,油溶性石油磺酸盐(例如中性CalciumPetronate™、中性Barium Petronate™和碱性Barium Petronate™)、聚丁烯琥珀酰亚胺(例如 OLOA™ 1200和Amoco 575)和甘油酯盐(例如具有不饱和和饱和酸取代基的磷酸化甘油单酯和甘油二酯的钠盐)、磺酸盐,包括但不限于磺酸的钡、钠、钙和铝盐。该磺酸可包括,但不限于,烷基磺酸、芳基磺酸和烷基琥珀酸酯的磺酸。该电荷导向剂可赋予静电墨水组合物的含树脂的颗粒负电荷或正电荷。
在一些实例中,该透明静电墨水组合物包含电荷导向剂,该电荷导向剂包含简单盐。简单盐是自身不形成胶束的盐,尽管它们可与成胶束盐形成胶束的核。构成简单盐的离子全是亲水的。该简单盐可包含选自Mg、Ca、Ba、NH4、叔丁基铵、Li+和Al+3或选自它们的任何亚组的阳离子。该简单盐可包含选自SO4 2-、PO3-、NO3-、HPO4 2-、CO3 2-、乙酸根、三氟乙酸根(TFA)、Cl-、Bf、F-、ClO4 -和TiO3 4-或选自它们的任何亚组的阴离子。该简单盐可选自CaCO3、Ba2TiO3、Al2(SO4)、Al(NO3)3、Ca3(PO4)2、BaSO4、BaHPO4、Ba2(PO4)3、CaSO4、(NH4)2CO3、(NH4)2SO4、NH4OAc、叔丁基溴化铵、NH4NO3、LiTFA、Al2(SO4)3、LiClO4和LiBF4或它们的任何亚组。
该电荷导向剂可以包含以下的至少一种:(i)大豆卵磷脂,(ii)磺酸钡盐,如碱性石油磺酸钡(BPP),和(iii)异丙基胺磺酸盐。碱性石油磺酸钡是21-26烃烷基的磺酸钡盐并可获自例如 Chemtura。一种示例性的异丙基胺磺酸盐是可获自Croda的十二烷基苯磺酸异丙基胺。
在一些实例中,该透明静电墨水组合物包含电荷导向剂,该电荷导向剂包含通式MAn的磺基琥珀酸盐,其中M是金属,n是M的价态,且A是通式(I)的离子:
(I) [R1-O-C(O)CH2CH(SO3)C(O)-O-R2]-
其中R1和R2各自为烷基基团。
通式MAn的磺基琥珀酸盐是成胶束盐的一个实例。该电荷导向剂可以基本不含或不含通式HA的酸,其中A如上所述。该电荷导向剂可包含包封至少一些纳米颗粒的所述磺基琥珀酸盐的胶束。该电荷导向剂可包含至少一些具有200纳米或更小和/或在一些实例中2纳米或更大的尺寸的纳米颗粒。
在式[R1-O-C(O)CH2CH(SO3 -)C(O)-O-R2]中,在一些实例中,R1和R2各自是脂族烷基。在一些实例中,R1和R2各自独立地为C6-25烷基。在一些实例中,所述脂族烷基是直链的。在一些实例中,所述脂族烷基是支链的。在一些实例中,所述脂族烷基包括多于6个碳原子的直链。在一些实例中,R1和R2相同。在一些实例中,R1和R2的至少一个是C13H27。在一些实例中,M是Na、K、Cs、Ca或Ba。
在一些实例中,该电荷导向剂构成透明静电墨水组合物的固体的大约0.001重量%至20重量%、在一些实例中0.01重量%至20重量%、在一些实例中0.01至10重量%、在一些实例中0.01重量%至1重量%。在一些实例中,该电荷导向剂构成该透明静电墨水组合物的固体的大约0.001重量%至0.15重量%、在一些实例中构成该透明静电墨水组合物的固体的0.001重量%至0.15重量%、在一些实例中0.001重量%至0.02重量%、在一些实例中构成该透明静电墨水组合物的固体的0.1重量%至2重量%、在一些实例中构成该透明静电墨水组合物的固体的0.2重量%至1.5重量%、在一些实例中构成该透明静电墨水组合物的固体的0.1重量%至1重量%、在一些实例中构成该透明静电墨水组合物的固体的0.2重量%至0.8重量%。在一些实例中,该电荷导向剂以每克该透明静电墨水组合物的固体至少1毫克电荷导向剂(其将缩写为毫克/克)、在一些实例中至少2毫克/克,在一些实例中至少3毫克/克,在一些实例中至少4毫克/克,在一些实例中至少5毫克/克的量存在。在一些实例中,该电荷导向剂以上述量存在,并且该电荷导向剂以每克该透明静电墨水组合物的固体1毫克至50毫克电荷导向剂(其将缩写为毫克/克)、在一些实例中1毫克/克至25毫克/克、在一些实例中1毫克/克至20毫克/克、在一些实例中1毫克/克至15毫克/克、在一些实例中1毫克/克至10毫克/克、在一些实例中3毫克/克至20毫克/克、在一些实例中3毫克/克至15毫克/克、在一些实例中5毫克/克至10毫克/克的量存在。
当存在电荷导向剂时,电荷辅助剂可以促进颗粒的带电。本文中所述的方法可以包括在任何阶段添加电荷辅助剂。该电荷辅助剂可以包括但不限于石油磺酸钡、石油磺酸钙、环烷酸的钴盐、环烷酸的钙盐、环烷酸的铜盐、环烷酸的锰盐、环烷酸的镍盐、环烷酸的锌盐、环烷酸的铁盐、硬脂酸的钡盐、硬脂酸的钴盐、硬脂酸的铅盐、硬脂酸的锌盐、硬脂酸的铝盐、硬脂酸的铜盐、硬脂酸的铁盐、金属羧酸盐(例如三硬脂酸铝、辛酸铝、庚酸锂、硬脂酸铁、二硬脂酸铁、硬脂酸钡、硬脂酸铬、辛酸镁、硬脂酸钙、环烷酸铁、环烷酸锌、庚酸锰、庚酸锌、辛酸钡、辛酸铝、辛酸钴、辛酸锰和辛酸锌)、亚油酸钴、亚油酸锰、亚油酸铅、亚油酸锌、油酸钙、油酸钴、棕榈酸锌、树脂酸钙、树脂酸钴、树脂酸锰、树脂酸铅、树脂酸锌、甲基丙烯酸2-乙基己酯-共聚-甲基丙烯酸钙和铵盐的AB二嵌段共聚物、丙烯酰氨基乙醇酸烷基酯烷基醚的共聚物(例如丙烯酰氨基乙醇酸甲酯甲基醚-共聚-乙酸乙烯酯),和羟基双(3,5-二-叔丁基水杨酸)铝酸盐一水合物。在一些实例中,该电荷辅助剂是或包含二-或三硬脂酸铝。该电荷辅助剂可以以该透明静电墨水组合物的固体的大约0.1至5重量%、在一些实例中大约0.1至1重量%、在一些实例中大约0.3至0.8重量%、在一些实例中该透明静电墨水组合物的固体的大约1重量%至3重量%、在一些实例中该透明静电墨水组合物的固体的大约1.5重量%至2.5重量%的量存在。
在一些实例中,该透明静电墨水组合物进一步包含多价阳离子和脂肪酸阴离子的盐,例如作为电荷辅助剂。多价阳离子和脂肪酸阴离子的盐可以充当电荷辅助剂。该多价阳离子在一些实例中可以是二价或三价阳离子。在一些实例中,该多价阳离子选自周期表中的第2族、过渡金属和第3族以及第4族。在一些实例中,该多价阳离子包括选自Ca、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Al和Pb的金属。在一些实例中,该多价阳离子是Al3+。该脂肪酸阴离子可以选自饱和或不饱和的脂肪酸阴离子。该脂肪酸阴离子可以选自C8至C26脂肪酸阴离子、在一些实例中C14至C22脂肪酸阴离子、在一些实例中C16至C20脂肪酸阴离子、在一些实例中C17、C18或C19脂肪酸阴离子。在一些实例中,该脂肪酸阴离子选自辛酸阴离子、癸酸阴离子、月桂酸阴离子、肉豆蔻酸阴离子、棕榈酸阴离子、硬脂酸阴离子、花生酸阴离子、山萮酸阴离子和蜡酸阴离子。
该电荷辅助剂(其可以例如是或包含多价阳离子与脂肪酸阴离子的盐)可以以该透明静电墨水组合物的固体的0.1重量%至5重量%的量、在一些实例中以该透明静电墨水组合物的固体的0.1重量%至2重量%的量、在一些实例中以该透明静电墨水组合物的固体的0.1重量%至2重量%的量、在一些实例中以该透明静电墨水组合物的固体的0.3重量%至1.5重量%的量、在一些实例中以该透明静电墨水组合物的固体的大约0.5重量%至1.2重量%的量、在一些实例中该透明静电墨水组合物的固体的大约0.8重量%至1重量%、在一些实例中该透明静电墨水组合物的固体的大约1重量%至3重量%、在一些实例中该透明静电墨水组合物的固体的大约1.5重量%至2.5重量%的量的存在。
其它添加剂
该透明静电墨水组合物可以包含一种或多种添加剂。可以在该方法的任何阶段添加所述一种或多种添加剂。所述一种或多种添加剂可选自蜡、表面活性剂、杀生物剂、有机溶剂、粘度改性剂、用于pH调节的材料、螯合剂、防腐剂、相容性添加剂、乳化剂等。该蜡可以是不相容蜡。本文所用的“不相容蜡”可以是指与该树脂不相容的蜡。具体而言,在墨水膜转移到印刷基底上(例如从可以是加热橡皮布的中间转印件上)的过程中和之后在印刷基底上的树脂熔结混合物冷却时该蜡相与树脂相分离。
附加聚合物
该静电墨水组合物可以含有附加聚合物,其中一部分被称为热熔性粘合剂。向静电墨水组合物中引入这些聚合物增强了粘接性质。
粘接增强聚合物或非聚合物可以首先在载液中与该树脂一起溶胀。在载液中不溶胀的其它聚合物可以在将其引入该树脂之前预先研磨成细粉末。引入该静电墨水组合物的附加聚合物可以例如选自乙酸乙烯酯共聚物(有时称为乙烯-乙酸乙烯酯共聚物)、聚烯烃如聚乙烯(其可以选自低密度聚乙烯和高密度聚乙烯)、聚丁烯-1、苯乙烯嵌段共聚物(包括苯乙烯-丁二烯-苯乙烯、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯、苯乙烯-乙烯和/或丁烯-苯乙烯、苯乙烯-乙烯和/或丙烯、聚己内酯、聚碳酸酯、含氟聚合物、硅橡胶、聚吡咯、乙烯-丙烯酸/甲基丙烯酸的共聚物、乙烯-马来酸酐共聚物或乙烯-马来酸酐-丙烯酸的三聚物、乙烯-丙烯酸酯/甲基丙烯酸酯共聚物和三聚物、嵌段共聚物如聚乙烯-共-乙二醇共聚物、或嵌段三聚物、离聚物、聚酰胺及其共聚物、含胺聚合物、聚酯及其衍生物、聚氨酯、环氧化物及其混合物。
在一些实例中,该静电墨水组合物可以包含选自乙烯-丙烯酸共聚物和乙烯-甲基丙烯酸共聚物的树脂和选自以下的附加聚合物:乙酸乙烯酯共聚物(有时称为乙烯-乙酸乙烯酯共聚物)、聚烯烃如聚乙烯(其可以选自低密度聚乙烯和高密度聚乙烯)、聚丁烯-1、苯乙烯嵌段共聚物(包括苯乙烯-丁二烯-苯乙烯、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯、苯乙烯-乙烯和/或丁烯-苯乙烯、苯乙烯-乙烯和/或丙烯、聚己内酯、聚碳酸酯、含氟聚合物、硅橡胶、聚吡咯、乙烯-马来酸酐共聚物、乙烯-马来酸酐-丙烯酸的三聚物、乙烯-丙烯酸酯/甲基丙烯酸酯共聚物和三聚物、嵌段共聚物如聚乙烯-共-乙二醇共聚物、或嵌段三聚物、离聚物、聚酰胺及其共聚物、含胺聚合物、聚酯及其衍生物、聚氨酯、环氧化物及其混合物。
固体极性化合物
该透明静电墨水组合物可以进一步包含固体极性化合物。在一些实例中,该固体极性化合物是固体(例如在室温下,即大约20℃至大约25℃)无色有机材料。该固体有机材料可以是聚合物材料或非聚合物材料。该固体极性化合物可以是在本文中描述的非极性载液(例如异链烷烃流体)中耐受溶胀或溶解的有机颗粒。该固体极性化合物可以分散在该树脂中,并在一些实例中以该透明静电墨水组合物中固体的至多60重量%的量存在。该固体极性化合物可以选自糖、聚丙烯酸、聚乙烯醇、环氧树脂、固体封端异氰酸酯、纤维素及其衍生物、硅胶、苯乙烯马来酸酐、双马来酰亚胺低聚物、纤维素衍生物和脂族聚氨酯丙烯酸酯。
在一些实例中,该透明静电墨水组合物包含糖或改性糖。在一些实例中,改性糖是乙酰化糖。在一些实例中,该透明静电墨水组合物包含二糖或改性二糖。在一些实例中,该透明静电墨水组合物包含选自一水合麦芽糖、蔗糖、辛酸蔗糖酯、八乙酸蔗糖酯、糊精、木糖醇和苯甲酸蔗糖酯的糖或改性糖。
在一些实例中,该透明静电墨水组合物以该静电墨水组合物中非挥发性固体的大于15重量%的量,例如以该透明静电墨水组合物中非挥发性固体的大于20重量%的量,例如以该透明静电墨水组合物中非挥发性固体的大于25重量%的量,例如以该透明静电墨水组合物中非挥发性固体的大于30重量%的量包含糖或改性糖。在一些实例中,该透明静电墨水组合物以该透明静电墨水组合物中非挥发性固体的小于60重量%、例如该静电墨水组合物中非挥发性固体的小于50重量%、例如该透明静电墨水组合物中非挥发性固体的小于45重量%、例如该透明静电墨水组合物中非挥发性固体的小于40重量%的量包含糖或改性糖。
在一些实例中,该糖选自一水合麦芽糖、蔗糖、辛酸蔗糖酯、糊精、木糖醇、八乙酸蔗糖酯和苯甲酸蔗糖酯。在一些实例中,该固体极性化合物具有大约30纳米至大约300纳米的粒度。
市售苯乙烯-马来酸酐的实例包括来自Sartomer Co. USA, LLC的共聚物,如SMA® 4000I、SMA® 1000I和SMA® 1000P。纤维素衍生物的实例包括羧甲基纤维素钠和乙酸丙酸纤维素。双马来酰亚胺低聚物的合适的实例是双硬脂酰胺,脂族聚氨酯-丙烯酸酯的合适的实例是来自Arkema, Spain的REAFREE® UV ND-2335。要理解的是,这些固体极性化合物是示例,并可以使用包含极性原子且在非极性载液中耐受溶胀或溶解的任何其它有机材料。
基材和基底
该透明静电墨水组合物印刷在基材和基底的至少一者上。在一些实例中,该基材包含第一聚合物膜,并在一些实例中,该基底包含第二聚合物膜。在一些实例中,该基材与该基底的至少一者是透明的。在一些实例中,该基材与该基底均是透明的。在一些实例中,该基材与该基底的至少一者包含双向拉伸聚丙烯或聚(对苯二甲酸乙二醇酯)的膜。在一些实例中,该基材与该基底中的一种包含双向拉伸聚丙烯或聚(对苯二甲酸乙二醇酯)的膜,并且该基材与该基底中的另一种包含聚乙烯。
该基材可以包含任何合适的介质。该基材可以包括至少一个层。在一些实例中,该基材包含多个层。该基材可以是能够具有印刷在其上的静电墨水组合物的任何合适的介质。在一些实例中,该基材包含被称为前体基材的层,至少一个另外的层布置在该层上以形成该基材。所述至少一个另外的层可以是本文中所述的图像层,其例如可以在静电印刷过程中印刷。在一些实例中,在该前体基材上布置底漆层,并在该底漆层上布置图像层以形成该基材。该基材或前体基材可以包括选自有机或无机材料的材料。该基材或前体基材可以包括天然聚合物材料,例如纤维素。该基材或前体基材可以包括合成聚合物材料,例如由烯烃单体形成的聚合物,包括但不限于聚乙烯和聚丙烯,以及共聚物如苯乙烯-聚丁二烯。该聚丙烯在一些实例中可以是双向拉伸聚丙烯。该基材或前体基材可以包括金属,其可以为片材形式。该金属可以选自或由例如铝(Al)、银(Ag)、锡(Sn)、铜(Cu)、其混合物制成。在一个实例中,该印刷介质包括纤维素纸。在一个实例中,该纤维素纸涂覆有聚合物材料,例如由苯乙烯-丁二烯树脂形成的聚合物。在一些实例中,该纤维素纸具有用聚合物材料粘结到其表面上的无机材料(在用墨水印刷前),其中该无机材料可以选自例如高岭土或碳酸钙。该基材在一些实例中是纤维素印刷介质如纸。该纤维素印刷介质在一些实例中是涂覆的纤维素印刷品。在一些实例中,在将透明静电墨水组合物印刷到该基材上之前可以将底漆涂布到该印刷介质上。
在一些实例中,该基材可以是在使用中的柔性包装材料的最内层,并可以由此接触包装的货品。在一些实例中,该基材被称为功能基底并且在提供阻隔功能以保护包装的货品的意义上是功能性的。该基材或功能基底可以通过防止例如水分、氧气、其它氧化剂和病原体如病毒和细菌侵入而充当可能破坏或以其它方式降低包装的货品,特别是食品的品质的任何外部影响的屏障。
在一些实例中,该基材构成在使用中的柔性包装材料的最外层。在一些实例中,该基材是透明的,以使任何印刷的图像或信息对消费者可见。
在一些实例中,该基材包含纸、金属箔和塑料的至少一种的薄膜或片材。在一些实例中,该基材是透明的。在一些实例中,该基材包含金属化纸或金属化塑料膜。在一些实例中,该基材包含铝箔。在一些实例中,该基材包含塑料材料,例如聚乙烯(PE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、聚丙烯(PP)、双向拉伸聚丙烯(BOPP)的薄膜。在一些实例中,该基材包含金属化纸,其形式为在一个表面上涂覆有金属(例如铝)层的纸基材。在一些实例中,该基材包含在一个表面上涂覆有金属(例如铝)层的聚合物基底形式的金属化塑料膜。在一些实例中,该基材包含金属化BOPP膜、金属化PET膜、或金属化聚乙烯(PE)膜形式的金属化塑料膜。
在一些实例中,该基材包含材料的薄膜,其中该膜的厚度小于100微米、例如厚度小于90微米、厚度小于80微米、厚度小于70微米、厚度小于60微米、厚度小于50微米、厚度小于40微米、厚度小于30微米、厚度小于20微米、厚度小于15微米。在一些实例中,该材料膜的厚度为大约12微米。
在一些实例中,该基材包含材料的薄膜,其中该膜的厚度大于12微米、例如厚度大于15微米、厚度大于20微米、厚度大于30微米、厚度大于40微米、厚度大于50微米、厚度大于60微米、厚度大于70微米、厚度大于80微米、厚度大于90微米。在一些实例中,该材料膜的厚度为大约100微米。
该透明静电墨水组合物将该基材粘接到基底上。该基底可以是任何合适的材料。该基底可以包括选自有机或无机材料的材料。该材料可以包括天然聚合物材料,例如纤维素。该材料可以包括合成聚合物材料,例如由烯烃单体形成的聚合物,包括但不限于聚乙烯和聚丙烯,以及共聚物如苯乙烯-聚丁二烯。该聚丙烯在一些实例中可以是双向拉伸聚丙烯。该材料可以包括金属,其可以为片材形式。该金属可以选自或由例如铝(Al)、银(Ag)、锡(Sn)、铜(Cu)、其混合物制成。在一个实例中,该基底包含纤维素纸。在一个实例中,该纤维素纸涂覆有聚合物材料,例如由苯乙烯-丁二烯树脂形成的聚合物。在一些实例中,该纤维素纸具有用聚合物材料粘结到其表面上的无机材料(在用墨水印刷前),其中该无机材料可以选自例如高岭土或碳酸钙。该基底在一些实例中是纤维素印刷介质如纸。该纤维素印刷介质在一些实例中是涂覆的纤维素印刷品。在一些实例中,在将透明静电墨水组合物印刷到该基底上之前可以将底漆涂布到该印刷介质上。
在一些实例中,该基底可以是在使用中的柔性包装材料的最内层,并可以由此接触包装的货品。在一些实例中,该基底被称为功能基底并且在提供阻隔功能以保护包装的货品的意义上是功能性的。该基底或功能基底可以通过防止例如水分、氧气、其它氧化剂和病原体如病毒和细菌侵入而充当可能破坏或以其它方式降低包装的货品,特别是食品的品质的任何外部影响的屏障。
在一些实例中,该基底构成在使用中的柔性包装材料的最外层。在一些实例中,该基底是透明的,以使任何印刷的图像或信息对消费者可见。
在一些实例中,该基底包含纸、金属箔和塑料的至少一种的薄膜或片材,并在一些实例中,该基材包含本文中所述的聚合物膜。在一些实例中,该基底包含金属化纸或金属化塑料膜。在一些实例中,该基底包含铝箔。在一些实例中,该基底包含塑料材料,例如聚乙烯(PE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、聚丙烯(PP)、双向拉伸聚丙烯(BOPP)的薄膜。在一些实例中,该基底包含金属化纸,其形式为在一个表面上涂覆有金属(例如铝)层的纸基底。在一些实例中,该基底包含在一个表面上涂覆有金属(例如铝)层的聚合物基底形式的金属化塑料膜。在一些实例中,该基底包含金属化BOPP膜、金属化PET膜、或金属化聚乙烯(PE)膜形式的金属化塑料膜。
在一些实例中,该基底包含材料的薄膜,其中该膜的厚度小于100微米、例如厚度小于90微米、厚度小于80微米、厚度小于70微米、厚度小于60微米、厚度小于50微米、厚度小于40微米、厚度小于30微米、厚度小于20微米、厚度小于15微米。在一些实例中,该材料膜的厚度为大约12微米。
在一些实例中,该基底包含材料的薄膜,其中该膜的厚度大于12微米、例如厚度大于15微米、厚度大于20微米、厚度大于30微米、厚度大于40微米、厚度大于50微米、厚度大于60微米、厚度大于70微米、厚度大于80微米、厚度大于90微米。在一些实例中,该材料膜的厚度为大约100微米。
在一些实例中,该基底包含聚合物,例如热塑性聚合物的膜。在一些实例中,该基底包含双向拉伸聚丙烯(BOPP)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的膜。其它合适的聚合物在本领域中是已知的,并且上面提供的实例仅应视为非限制性实例。
在一些实例中,该基底和/或该基材包含透明塑料,其可以包含本文中所述的聚合物,例如选自聚氯乙烯(PVC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚苯乙烯(PS)、聚碳酸酯(PC)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚丙烯(PP)(例如BOPP)和丙烯酸系(PMMA)的聚合物,其可以是片材或膜的形式。
在一些实例中,该基底包含聚合物的薄膜,其中该膜的厚度小于100微米、例如厚度小于90微米、厚度小于80微米、厚度小于70微米、厚度小于60微米、厚度小于50微米、厚度小于40微米、厚度小于30微米、厚度小于20微米、厚度小于15微米。在一些实例中,该聚合物膜的厚度为大约12微米。
在一些实例中,该基底包含聚合物的薄膜,其中该膜的厚度大于12微米、例如厚度大于15微米、厚度大于20微米、厚度大于30微米、厚度大于40微米、厚度大于50微米、厚度大于60微米、厚度大于70微米、厚度大于80微米、厚度大于90微米。在一些实例中,该聚合物膜的厚度为大约100微米。
图像层
在一些实例中,该基材与该基底的至少一者具有图像层,并且该透明静电墨水组合物印刷在该图像层上。该图像层可以包含选自黑色着色剂、品红色着色剂、黄色着色剂和青色着色剂的着色剂。
在一些实例中,该基材与该基底的至少一者包含印刷在该基材或基底的第一表面上的图像或信息。在一些实例中,该基材与该基底的至少一者包含在静电印刷过程中静电印刷在该基材或基底的第一表面上的图像或信息。
在一些实例中,在静电印刷该透明静电墨水组合物之前,用包含着色剂、热塑性树脂、以及电荷辅助剂和/或电荷导向剂的静电墨水组合物静电印刷该基材与该基底的至少一者以形成图像层。用于形成该图像层的静电墨水组合物的热塑性树脂、电荷辅助剂和/或电荷导向剂各自独立地与该透明静电墨水组合物的热塑性树脂、电荷辅助剂和/或电荷导向剂相同或不同,并可以选自上文中关于透明静电墨水组合物所公开的热塑性树脂、电荷辅助剂和/或电荷导向剂。该静电墨水组合物的着色剂可以选自黑色着色剂、品红色着色剂、青色着色剂和黄色着色剂。
在一些实例中,该基材与该基底的至少一者包含图像层。在一些实例中,该基材与该基底的至少一者包含在静电印刷过程中使用包含着色剂、热塑性树脂以及电荷导向剂和/或电荷辅助剂的静电墨水组合物印刷在该基材或基底的第一表面上的图像层和/或信息。该图像或信息可以反向印刷到该基材或基底的第一表面上。构成柔性包装材料的最外表面的该基材或基底的第二表面使该图像或信息在观看时以正确的方式呈现。由此,该图像或信息嵌在该层压件或层压件材料的多层结构中而不在最外表面上,因此免受损坏。
在一些实例中,在印刷透明静电墨水组合物和/或形成图像层的包含着色剂的静电墨水组合物之前可以对该基材(其可以包含塑料膜)施以电晕处理,这也可以改善粘合强度。在一些实例中,对该基材与基底的至少一者施以电晕处理以改善粘合强度。
底漆层
在一些实例中,如本文中所述,该基材与该基底的至少一者包含底漆层,其可以布置在聚合物膜上。在一些实例中,将透明静电墨水组合物或形成图像层的静电墨水组合物印刷到打底的基材(即具有底漆层的基材)上。在一些实例中,该基底是打底基底,即具有底漆层的基底。底漆层可以是包含印刷接收表面的层。在一些实例中,该底漆层包含乙烯共聚物,例如Michelman DigiPrime® 050。
在一些实例中,该基材与该基底的至少一者在透明静电墨水组合物或形成图像层的静电墨水组合物印刷于其上的表面上具有底漆。在一些实例中,该基材包含具有在其上布置底漆的第一表面的前体基材(例如聚合物膜层),随后在布置在该基材表面上的底漆上布置该图像层和/或该透明静电墨水组合物。
在一些实例中,该底漆包含底漆树脂。在一些实例中,该底漆树脂可以选自包含以下成员或由以下成员组成的组:含羟基树脂、含羧酸基团树脂和基于胺的聚合物配制品。在一些实例中,含羟基树脂可以选自聚乙烯醇树脂,例如作为聚乙烯醇缩丁醛配制品的基于聚乙烯醇的树脂(Butvar, Eastman)、Vinnol®(Wacker polymers)、纤维素衍生物添加剂(Eastman)、聚酯(Dynapol, Evonic)和具有羟基基团的基于聚氨酯的配制品。在一些实例中,含羧酸基团树脂可以选自:烯烃共聚丙烯酸或甲基丙烯酸系共聚物、聚丙烯酸系聚合物、聚乳酸系聚合物。在一些实例中,该基于胺的聚合物配制品可以选自多胺、聚乙烯亚胺。该底漆树脂可以选自包含以下成员或由以下成员组成的组:聚乙烯醇树脂、基于纤维素的树脂、聚酯、多胺、聚乙烯亚胺树脂、聚酰胺树脂、聚氨酯、烯烃单体与丙烯酸或或甲基丙烯酸单体的共聚物、聚丙烯酸系聚合物。适于作为底漆的材料的一个实例是DP030(可获自Michelman, Inc.)。
在一些实例中,该底漆树脂包含羧酸官能团、胺官能团或多元醇官能团。在一些实例中,该底漆树脂包含胺官能团或羧酸官能团。
在一些实例中,该底漆树脂包含胺官能团。在一些实例中,该底漆树脂包含聚乙烯亚胺树脂或由聚乙烯亚胺树脂组成。适于作为底漆的材料的一个实例是DP050(可获自Michelman, Inc.)。
在一些实例中,该底漆包含交联的底漆树脂。
在一些实例中,该基材包含具有第一表面的前体基材(例如聚合物膜),所述第一表面在其上具有底漆,并且该透明静电墨水组合物印刷到该第一柔性基底的第一表面上的底漆上。
在一些实例中,该基材包含具有第一表面的前体基材(例如聚合物膜),所述第一表面具有在该第一表面上的底漆,以及印刷(在一些实例中静电印刷)到该前体基材的第一表面上的底漆上以形成该基材的图像层,并且该透明静电墨水组合物静电印刷在该图像层上。
多层
在一些实例中,两层或更多层透明静电墨水组合物印刷到该基材上,获得与一个印刷层相比更高的粘合强度。在一些实例中,可以在该基材上的图像层顶部印刷两层或更多层透明静电墨水组合物。
选择性印刷和泡罩包装
在一些实例中,将透明静电墨水组合物选择性印刷到该基材和在该基材预定部分处粘接到该基材上的该基底的预定部分上。在一些实例中,该层压件包括包含第一聚合物膜的基材;印刷在该基材上的透明静电墨水组合物,印刷的透明静电墨水组合物包含热塑性树脂以及电荷辅助剂和/或电荷导向剂;以及通过静电墨水组合物在该基材预定部分处粘接到该基材上的包含第二聚合物膜的基底,其中在一些实例中,该基底和该基材的至少一者具有凸起部分以便在该基底与该基材之间接收或包含物体。
数字静电印刷能够选择性施加粘合剂层。例如,数字印刷的书籍和小册子现在可以在印刷后立即装订。
选择性施加热敏粘合剂还可用于“泡罩包装”。泡罩包装的主要组件是由可成型网幅(通常为热成型塑料)制成的空腔或口袋。通常存在纸板背衬,或是铝箔或塑料的封盖密封件。该空腔或口袋胶粘到背衬上。在大多数情况下,该背衬带有印刷的文字,在许多情况下还带有图像。该粘合剂可以作为该印刷过程的一部分选择性地印刷在背衬上以允许粘接顶部空腔或口袋,或选择性地印刷在热成型网幅的平坦部分或在热成型以形成所谓“泡罩”后将平坦的网幅部分上。后者可以排除液体粘合剂涂层或热敏共挤出层,其在一些实例中可以添加到可成型网幅中。
静电印刷
该方法可以包括将透明静电墨水组合物静电印刷到基材上,其中该透明静电墨水组合物包含热塑性树脂,以及电荷辅助剂和/或电荷导向剂。该基材、透明静电墨水组合物、该热塑性树脂和该电荷辅助剂和/或该电荷导向剂可以如本文中所述。
该静电印刷可以包括:
在表面上形成静电潜像;
使该表面与该透明静电墨水组合物接触,使得至少一部分所述颗粒粘接到该表面上,以便在该表面上形成显影的调色剂图像,并将该调色剂图像转印到本文中所述的基材或基底上。
在其上形成静电潜像的表面可以位于旋转构件上,例如以滚筒的形式。在其上形成静电潜像的表面可以构成照相成像板(PIP)的一部分。该接触可以包括使该静电组合物在固定电极与旋转构件(其可以是具有静电潜像位于其上的表面的构件或与静电潜像位于其上的表面接触的构件)之间通过。在固定电极与旋转构件之间施加电压,使得颗粒粘接到旋转构件的表面上。这可以包括对该静电墨水组合物施以具有50-400 V/微米或更大、在一些实例中600-900 V/微米或更大的场梯度的电场。
该中间转印件可以是柔性旋转构件,其在一些实例中被加热至例如80至160℃、在一些实例中90至130℃、在一些实例中100至110℃的温度。
该方法可以包括将该透明静电墨水组合物印刷到如本文中所述的图像层上。本文中描述的图像层可以包括静电印刷该图像,其可以在与该透明静电墨水组合物相同的设备上印刷。
将基材与基底粘接在一起
该方法可以包括使该基底与该基材上的透明静电墨水组合物接触以便将该基材粘接到该基底上。
该方法可以包括在该热塑性树脂软化或熔融的同时使该基底与该基材上的透明静电墨水组合物接触,随后使该热塑性树脂硬化,以使该静电墨水组合物将该基材与该基底粘接在一起。
该接触可以在合适的温度下进行以便使热塑性树脂软化或变得熔融。合适的温度可以是30℃或以上、在一些实例中40℃或以上、在一些实例中50℃或以上、在一些实例中60℃或以上、70℃或以上、80℃或以上、在一些实例中100℃或以上。合适的温度可以为30℃至100℃、在一些实例中30℃至80℃、在一些实例中30℃至70℃、在一些实例中40℃至80℃。该合适的温度可以为50℃至160℃、在一些实例中80至160℃、在一些实例中90至130℃、在一些实例中100至110℃。该合适的温度可以为50℃至250℃、在一些实例中60℃至220℃、在一些实例中90℃至210℃、在一些实例中90至130℃、在一些实例中100至110℃。
该温度可以是处于或高于采用ASTM D1525测得的该树脂的维卡软化点的温度。该温度可以是处于或高于根据ASTM D3418通过差示扫描量热法测得的该树脂的凝固点的温度。该温度可以是处于或高于根据ASTM D3418通过差示扫描量热法测得的该树脂的熔点的温度。当在该树脂中使用多种聚合物时,可以对聚合物的共混物测量该软化点、凝固点或熔点。
该接触可以包括在两个构件之间压制该基材与该基底,所述构件的至少一个、在一些实例中所述两个构件均被加热至上述温度。在一些实例中,这两个构件可以被加热至相同的温度,例如加热至上述温度。在一些实例中,这两个构件可以被加热至不同的温度,例如一个在40℃至100℃、例如40℃至70℃的温度下,另一个在更高的温度,例如100℃或更高的温度、例如110℃至250℃的温度、例如110℃至150℃的温度下。在一些实例中,该构件的至少一个被加热至100℃或更高的温度。这两个构件可以是辊,并且可以是层压设备的一部分。如果这两个构件是辊,使该基底与该基材(具有透明静电图像,在一些实例中具有在其之间的图像层)通过该辊的速度可以是允许该透明静电墨水组合物的树脂软化或熔融的合适速度。该速度可以为至少0.1米/分钟、在一些实例中至少0.5米/分钟、在一些实例中至少1米/分钟。该速度可以为至少10米/分钟或更低、在一些实例中5米/分钟或更低、在一些实例中4米/分钟或更低、在一些实例中3米/分钟或更低。该速度可以为0.1米/分钟至10米/分钟、在一些实例中0.5米/分钟至5米/分钟、在一些实例中0.5米/分钟至4米/分钟、在一些实例中1米/分钟至3米/分钟。可以根据辊的温度来确定该速度,更高的温度导致该树脂更快软化或熔融,允许更高的速度,因此接触时间可以更短。
在该接触过程中,例如在上述温度下可以对该基材与该基底施加压力以改善粘接性。该压力可以是至少1巴(100 kPa)、在一些实例中至少2巴、在一些实例中1巴至20巴、在一些实例中2巴至10巴、在一些实例中2巴至5巴、在一些实例中5巴至10巴的压力。
实施例
下面例示本文中描述的方法和其它方面的实施例。因此,这些实施例不应被视为限制本公开,而是仅教导如何制造本公开的组合物的实施例。
在下面的实施例中,“Isopar”是由ExxonMobil制造并具有CAS编号64742-48-9的Isopar™ L Fluid。
在下面的实施例中,所用树脂是重量比为4:1的可获自DuPont的Nucrel 699和可获自Honeywell的A-C 5120。
在下面的实施例中,NCD表示由以下三种组分制成的天然电荷导向剂:KT(磷脂和脂肪酸中的天然大豆卵磷脂)、BBP(碱式石油磺酸钡,即21-26烃烷基的磺酸钡盐,由Chemtura提供)和GT(十二烷基苯磺酸异丙基胺,由Croda提供)。组成为6.6重量% KT、9.8重量% BBP和3.6重量% GT,余量80% Isopar。
在下面的实施例中,SCD表示合成电荷导向剂,是二磺基琥珀酸钡盐。
参考实施例1(液体粘合剂层层压)
现在参照图1描述液体粘合剂层压的一个实施例,图1示意性显示了在该实施例中制得的层压件的截面。该实施例中的层压在印刷之后并使用粘合剂进行,但是在一些情况下可以简单地通过施加热和压力来进行。在这一实施例中,将液体粘合剂(5)施加到底部聚合物膜(2)上,所述底部聚合物膜(2)带有在底漆层(3)上的印刷图像(4)。在干燥该粘合剂后,通过施加相对温和的温度和压力(例如30-70℃、3-4巴)将顶部聚合物膜(1)层压到该底部聚合物膜上。该粘合剂的固化时间为大约几天。更具体的细节如下。
在打底的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)聚合物膜(2,3)上印刷图像(4)。使用市售底漆(来自Michelman的DP050底漆)在印刷前对该PET膜(2)进行打底。使用市售HP液体静电墨水(LEP)采用装备有在线打底的HP Indigo印刷系统(HP Indigo WS6600 Digital Press(Geva))上印刷图像(4)。
在印刷步骤之后,将聚合物膜(1)层压到印刷的聚合物膜上。用液体粘合剂(5)(基于溶剂的Morchem 246+90,其是与Desmodur 75异氰酸酯混合的聚酯,典型涂层重量为3-5gsm)使用涂布系统(例如LaboCombi 400层压机(Nordmeccanica))涂布印刷的PET。涂布的基底在涂布后立即用热空气干燥。该聚合物膜(1)(其可以是例如双向拉伸聚丙烯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET))使用3-4巴的压力和30-70℃的温度来层压。在两个辊之间的辊隙处施加该压力和温度。图1中的虚线是底部和顶部层压膜之间的界面。
在上述层压过程中,使用基于水的、基于溶剂的或少溶剂的粘合剂。例如由水乳液或由溶剂溶液施加单组份(lK)的Acrylic(Dow Robond 350+CR3基于水的丙烯酸粘合剂)、聚醚或聚酯聚氨酯,后一种粘合剂聚合物在室温下为液体,并被称为少溶剂的粘合剂。可以使用两组份粘合剂(2K)聚氨酯粘合剂,其中第一部分是多元醇,第二部分是异氰酸酯。
施加的粘合剂在固化过程中在一面上与底部印刷的墨水层并在另一面上与顶部聚合物膜相互作用。该固化阶段可以持续数天。通过应用Test Method for Comparison ofBond Strength or Ply Adhesion of Similar Laminates Made from FlexibleMaterials(ASTM F0904-98R08)来测试层压粘合强度。
参考实施例2(热层压)
现在参照图2描述热层压的一个实施例,图2示意性显示了在该实施例中制得的层压件的截面。
在该参考实施例中,带有热敏层(6)的聚合物膜(1)与在底漆层(3)上带有印刷图像(4)(该图像(4)接触该热敏层(6))的底部聚合物膜(2)接触。通过施加相对高的温度(例如超过100℃,5-6巴)来实现层压。该热活性层压层(6)通过热来活化。该热敏层(6)可以通过将热敏层6与聚合的顶部聚合物膜1共挤出或通过涂布法(其中在聚合物膜1顶部施加该热敏层)来施加到顶部聚合物膜1上。更具体的细节如下。
在这一实施例中,在打底的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)聚合物膜(2,3)上印刷图像(4)。使用市售底漆(3)(来自Michelman的DP050底漆)在印刷前对该PET(2)进行打底。使用市售HP液体静电墨水在装备有在线打底的HP Indigo印刷系统(HP Indigo WS6600Digital Press (Geva))上印刷图像(4)。
顶部膜(1)涂覆有热活化的层压层(6),该层压层(6)包含用作热活性粘合剂的Tafmer MA9015(Mitsoi)酸改性烯烃。热活性层的厚度为6至15微米,通常为10微米。
该热活化层(6)与该聚合物膜(1)一起共挤出,并是生产顶部聚合物膜的一部分。
引入热敏层的另一种选择是由基于水或溶剂的涂料配制品将其涂布到该顶部层层压件上。该顶部层和底部层通过热和压力(5-6巴,高于100℃)层压。该热层压步骤可以使用预加热辊、加热辊或轧辊来进行。该层压后接冷却步骤,其中通过冷却辊冷却该层压件。层压件之间的粘接性源于熔融的聚合物链由一个层压件向另一层压件的相互渗透。冷却导致了层压件之间的粘接。
实施例3
图3显示了本文中描述的层压件的一个实施例。在该层压件中,与图1和2的层压件相比,印刷透明静电墨水(7)分别替代了粘合剂(5)和热敏层(6),所有其它层与图1和2相同或相似。聚合物膜(2)涂有底漆(3),底漆(3)又印刷有图像(4),这些层一起代表本文中所述的基材的实例,在该基材上印刷该透明静电墨水组合物(7)。在施加热和压力的情况下将代表本文中所述基底的实例的聚合物膜(1)压制到该透明静电墨水上。在一些实施例中,该透明静电墨水可以印刷在顶部聚合物膜(1)的所需部分上并充当热敏层。通过静电印刷施加热敏层可以在没有附加粘合剂涂布过程(其需要相对长的固化时间)的情况下进行层压。通过静电印刷印刷粘合剂层在一些情况下能够在不采用共挤出工艺的情况下形成该层压件,并允许使用未经处理的聚合物膜作为层压件的顶部层1。该层压件的实施例的更具体细节如下。
通过将透明电子墨水(7)印刷到如下所述的打底和印刷过的PET片材(2,3,4)上来产生如图3中示意性显示的层压件,测试市售HP Indigo Transparent Electroink作为用于层压的数字粘合剂的性能。HP Indigo Transparent Electroink是一种静电印刷组合物,包含悬浮在Isopar中的包封电荷辅助剂(硬脂酸铝)的4:1比率(重量:重量)的树脂Nucrel 699(DuPont)和A-C 5120(Honeywell)的颗粒并含有电荷导向剂(如上所述的NCD——尽管也可以使用SCD)。
底部聚合物(膜)基底(2)是来自Polyplex Corporation的PET(12微米)。在印刷图像(4)之前,PET(2)通过电晕(1 kW)来处理并使用LaboCombi 400层压机(Nordmeccanica)用市售底漆(3)(DP050 Michelman)来涂布。为了测试不同的条件,将打底的基底切成实验片材,在其上印刷之前将其安装在网幅上。
通过将公开的墨水施加于三种不同的彩色墨水图像(4)来测试层压强度对墨水覆盖率的灵敏性。一层品红色墨水模拟低墨水覆盖率。各自以66%覆盖率层层印刷的黄色、品红色、青色和黑色层(YMCK(66%X4))模拟高墨水覆盖率。各自以66%覆盖率层层印刷的黄色、品红色、青色和黑色层以及100%覆盖率的白色墨水层(YMCK(66%X4)+W(100%))模拟超高墨水覆盖率。在3个样品的每一个上印刷一层透明电子墨水(7)(大约1微米)。
在层压前通过电晕(1 kW)处理聚乙烯(PE)的顶部聚合物层(1)。该PE层压到印刷的PET顶部上(参见图3)。在半自动Sealer Brugger HSC-s中进行层压。层压条件为:200℃上颚板(印刷的PET面),80℃下颚板(PE面),停留时间0.5秒,压力600 N。
通过Instron 210 Family Electromechanical Universal Test Machine测量层压粘合强度。通过应用Test Method for Comparison of Bond Strength or PlyAdhesion of Similar Laminates Made from Flexible Materials(ASTM F0904-98R08)来测试层压粘合强度。
透明墨水的效果显示在表1中。在如图3中所示印刷透明电子墨水层后,层压强度显著提高。据推测,在透明LEP墨水中不存在颜料改善了该透明墨水作为热敏层的功能性。
表1
牛顿/英寸 YMCK(66%X4) M(100%) YMCK(66%X4)+W(100%)
实施例3 (具有透明电子墨水) 5.1 5.1 5.83
参考 (与实施例3相同,但不具有透明静电墨水组合物层7,即仅有层2、3、4和1) 2.14 1.83 1.6
实施例3的层压件与实施例1(其中预期大约5 N/英寸的粘合强度)和实施例2(其中预期大约15 N/英寸的粘合强度)的那些相比毫不逊色。
上面的实施例描述了用于产生带有印刷图像的层压件的非常有效的方法。从参考实施例1中可以看出,由于固化时间长,使用液体粘合剂层压是缓慢的。此外,通过附加的涂布工艺将粘合剂施加在底部聚合物膜上。如参考实施例2中所示,热层压更快,但是仍然包括施加粘合剂的附加工艺和设备。实施例3描述了如何在同一设备中施加图像层和粘合剂层,并且快速连续,避免了液体粘合剂的长固化时间,并仍然生产具有合理的层压粘合强度的层压件。
尽管已参照某些实施例描述了该层压件(材料)、方法和相关方面,但本领域技术人员会认识到,可以在不背离本公开的精神的情况下作出各种修改、变动、省略和取代。因此,该方法、层压件和相关方面受所附权利要求的范围的限制。任何从属权利要求的特征可以与任何其它从属权利要求和任何独立权利要求的特征组合。

Claims (14)

1.制备层压件的方法,包括:
将透明静电墨水组合物静电印刷到基材上,其中所述透明静电墨水组合物包含热塑性树脂,以及电荷辅助剂和/或电荷导向剂;
提供基底;和
在所述热塑性树脂软化或熔融的同时使所述基底与所述透明静电墨水组合物接触,随后使所述热塑性树脂硬化,以使所述透明静电墨水组合物将所述基材与所述基底粘接在一起,
其中所述基材包含第一聚合物膜且所述基底包含第二聚合物膜,并且
其中,一旦印刷,所述透明静电墨水组合物形成厚度小于10微米的层。
2.如权利要求1所述的制备层压件的方法,其中,在将透明静电墨水组合物静电印刷到基材上之前,用图像层静电印刷前体基材以形成所述基材,并且随后将所述透明静电墨水组合物印刷在所述基材上的图像层上。
3.如权利要求1所述的制备层压件的方法,其中,在将透明静电墨水组合物静电印刷到所述基材上之前,用包含着色剂、热塑性树脂、以及电荷辅助剂和/或电荷导向剂的静电墨水组合物静电印刷前体基材以形成图像层,由此形成所述基材。
4.如权利要求3所述的制备层压件的方法,其中所述基材包含底漆层。
5.如权利要求1所述的制备层压件的方法,其中所述基材与所述基底中的至少一者是透明的。
6.如权利要求1所述的制备层压件的方法,其中所述基材与所述基底中的至少一者包含双向拉伸聚丙烯或聚对苯二甲酸乙二醇酯的膜。
7.如权利要求1所述的制备层压件的方法,其中所述层压件是柔性包装材料。
8.层压件材料,包括:
包含第一聚合物膜的基材;
印刷在所述基材上的透明静电墨水组合物,印刷的透明静电墨水组合物包含热塑性树脂,以及电荷辅助剂和/或电荷导向剂;
通过所述透明静电墨水组合物粘接到所述基材上的包含第二聚合物膜的基底,
其中,所述透明静电墨水组合物形成厚度小于10微米的层。
9.如权利要求8所述的层压件材料,其中所述基材进一步包含布置在所述第一聚合物膜与印刷的透明静电墨水组合物之间的图像层,所述图像层包含含有着色剂、热塑性树脂、以及电荷辅助剂和/或电荷导向剂的静电墨水组合物。
10.如权利要求8所述的层压件材料,其中所述基材与所述基底中的至少一者是透明的。
11.如权利要求8所述的层压件材料,其中所述第一聚合物膜与所述第二聚合物膜中的至少一者包含双向拉伸聚丙烯或聚对苯二甲酸乙二醇酯的膜。
12.如权利要求8所述的层压件材料,其中所述第一聚合物膜与所述第二聚合物膜中的一者包含双向拉伸聚丙烯或聚对苯二甲酸乙二醇酯的膜,并且所述第一聚合物膜与所述第二聚合物膜中的另一者包含聚乙烯或金属化塑料膜。
13.如权利要求8所述的层压件材料,其中所述层压件材料是柔性包装材料。
14.根据权利要求1所述的方法制得的层压件材料。
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