CN107921770B - 柔性包装材料 - Google Patents
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Abstract
本文中描述的是制备柔性包装材料(6)的方法。该方法可以包括:提供具有第一表面(1a)和第二表面(1b)的基材(1),该第一表面(1a)具有印刷于其上的静电墨水组合物(4);在该基材(1)的第二表面(1b)上提供密封剂层(3);提供已经在其上沉积可热活化的层压层(5)的柔性基底(4);和在热和/或压力条件下使布置在该柔性基底(4)上的可热活化的层压层(5)与在其上印刷该静电墨水组合物(4)的该基材(1)的第一表面(1a)接触。
Description
发明背景
各式各样的消费品,特别是食品,使用柔性包装材料的薄膜或片材包装,图像如公司品牌或产品信息印刷到该膜上。该柔性包装材料用于保护产品免受例如水分、氧化或病原体的侵袭,同时还向使用者提供关于其中包含的产品的性质和来源的信息。
液体电子照相印刷或静电印刷是可以由此将图像或信息印刷到基底如纸或塑料上的一种方法。该印刷方法通常涉及在光电导表面上产生图像,将具有带电颗粒的墨水施加到该光电导表面上,使得它们选择性结合到该图像上,随后将带电颗粒以图像的形式转印到印刷基底上。
附图概述
图1显示了制造柔性包装材料的示意性方法。
发明详述
在公开和描述本公开之前,要理解的是,本公开不限于本文中公开的特定工艺特征和材料,因为这样的工艺特征和材料可有所改变。还要理解的是,本文中使用的术语用于描述特定实施例的目的。
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)”是指颜料颗粒、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组合物或电子照相组合物的流体。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”或“液体电子照相组合物”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。其可包含颜料颗粒,该颗粒可包含热塑性树脂。
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,无论这样的微粒是否赋予颜色。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。
本文中所用的“共聚物”是指由至少两种单体聚合的聚合物。
本文中所用的“层压粘合强度”是指将层压材料分层所需的力(每单位长度)并以牛顿/英寸或N/in为单位表示。可以根据标准技术,特别是ASTM F0904-98R08测量层压粘合强度。除非另行说明,本文所述的柔性包装材料的层压粘合强度是指在可热活化的层压材料和与该可热活化的层压材料粘合的两种材料的任一种之间的界面处将该材料分层的强度。
本文中所用的“熔体流动速率”通常是指在规定温度和负荷下(通常作为温度/负荷,例如190℃/2.16kg报道)经过指定尺寸的孔的树脂的挤出速率。流动速率可用于划分等级或提供由模制造成的材料退化的量度。在本公开中,根据ASTM D1238-04c StandardTest Method for Melt Flow Rates of Thermoplastics by Extrusion Plastometer测量“熔体流动速率”。如果规定特定聚合物的熔体流动速率,除非另行说明,其是不存在该静电组合物的任何其它组分的情况下的该聚合物本身的熔体流动速率。
本文中所用的“酸度”、“酸值”或“酸价”是指中和1克物质的以毫克计的氢氧化钾(KOH)质量。可以根据例如ASTM D1386中所述的标准技术测量聚合物的酸度。如果规定特定聚合物的酸度,除非另行说明,其是不存在该液态调色剂组合物的任何其它组分的情况下的该聚合物本身的酸度。
本文中所用的“熔体粘度”通常是指在给定剪切应力或剪切速率下的剪切应力对剪切速率的比率。通常使用毛细管流变仪进行测试。在流变仪筒中加热塑料装料并用柱塞推过模头。根据设备,用恒定力或在恒定速率下推动柱塞。一旦该系统达到稳态运行,获取测量结果。所用的一种方法是测量140℃下的布鲁克菲尔德粘度,单位是mPa-s或cPoise。在一些实例中,可以使用流变仪,例如来自Thermal Analysis Instruments的市售AR-2000Rheometer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。如果规定特定聚合物的熔体粘度,除非另行指明,其是不存在该静电组合物的任何其它组分的情况下的该聚合物本身的熔体粘度。
在一些实例中,本文中描述的树脂或聚合物的熔点可以是根据ASTM D3418测得的熔点。
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,除非另行说明,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组合物而非粉末调色剂。静电印刷法可能涉及对静电组合物施以电场,例如具有50-400V/µm或更大,在一些实例中600-900V/µm或更大的场梯度的电场。
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以允许测试方法或设备中的变动。这一术语的灵活度取决于特定变量。
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。
本文所用的重量%值应被认为是指该墨水组合物中的固体的重量-重量(w/w)百分比,并且不包括存在的任何载液的重量。
除非另行说明,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,提供了制备柔性包装材料的方法。该制备柔性包装材料的方法可以包括:
提供具有第一表面和第二表面的基材,该第一表面具有印刷于其上的静电墨水组合物;
在该基材的第二表面上提供密封剂层;
提供已经在其上沉积可热活化的层压层的柔性基底;和
在热和/或压力条件下使布置在该柔性基底上的可热活化的层压层与在其上印刷该静电墨水组合物的该基材的第一表面接触。
在另一方面,提供了一种柔性包装材料。该柔性包装材料可以包括:
包含第一表面和第二表面的基材;
印刷在该基材的第一表面上的静电墨水组合物;
布置在该基材的第二表面上的密封剂层;
柔性基底;和
布置在该柔性基底与印刷有该静电墨水组合物的该基材的第一表面之间并与其粘合的热活化层压层。
在另一方面,提供了一种柔性包装。该柔性包装可以包含柔性材料,所述柔性材料包括:
包含第一表面和第二表面的基材;
印刷在该基材的第一表面上的静电墨水组合物;
布置在该基材的第二表面上的密封剂层;
柔性基底;和
布置在该柔性基底与印刷有该墨水组合物的该基材的第一表面之间并与其粘合的热活化层压层。
近年来已进行许多研究以尝试开发包括层压到含印刷图像或信息的第二基底上的功能(阻隔)基底的层压柔性包装材料。许多基于溶剂的或甚至“无溶剂”的层压粘合剂需要长固化期,因此在制成的柔性包装材料和准备用于包装食品的材料之间存在滞后时间。因此,当采用数字印刷方法时,现有的层压技术可能会因长的印刷后过程/等待时间而抵消印刷工艺周转期短的优点。
本发明人已经发现,如本文所述的方法的实例避免或至少减轻至少一个上述困难。他们已经发现,该方法的实例比之前的方法更成功之处在于,层压和粘合是即时的以致不需要固化时间。所述方法可以与现有的静电印刷方法在线(in-line)进行,因此进一步简化了制造柔性包装材料的方法。
本发明人还已经发现,与一些现有的方法相比,本文中描述的方法的实例提供了更成本有效的方法和/或需要更少的材料储存空间的方法。
柔性包装材料
在一些实例中,描述了柔性包装材料。该柔性包装材料可通过本文所述的任何方法制造。在下面的章节中论述柔性包装材料的各组分。
在一些实例中,该柔性包装材料包括具有足够粘合强度的层压结构以避免层的层离,特别是在层压材料(其可热活化)层与包含电子照相印刷图像或信息的印刷基底表面之间的界面处的层离。在一些实例中,在层压后将该柔性包装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柔性包装材料测量层压粘合强度。在一些实例中,在该柔性包装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,该柔性包装材料具有如通过ASTM F0904-98R08测得的层压粘合强度。在一些实例中,该柔性包装材料具有至少大约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5.0N/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,该柔性包装材料具有大约2 N/英寸至大约10 N/英寸的层压粘合强度。
基材(印刷基底)
可以在其上印刷液体静电墨水组合物的基材(因此在本文中也称作印刷基底)可以是适用于液体电子照相印刷方法并适用于柔性包装材料的任何材料。在一些实例中,该基材是柔性基材。
该柔性包装材料的基材也可以被称为功能基底或简单地称为基层。该柔性包装材料的基层可以是在使用中的柔性包装材料的最内层,并由此可以接触包装的货品。在一些实例中,该基层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。该基层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,该基材包含纸、金属箔和/或塑料材料的膜或片材,例如薄膜或薄片。在一些实例中,该基材包含金属箔、金属化基底或纸基底。在一些实例中,该基材包含金属箔或金属化基底。在一些实例中,该基材包含纸基底。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)、中密度聚乙烯(MDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚丙烯(PP)、双向拉伸聚丙烯(BOPP)、取向聚酰胺(OPA)的膜,例如薄膜。在一些实例中,该基材包含多个塑料材料膜的层,如层压在一起的选自PE、LLDPE、PP、BOPP和OPA的膜的组合。
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)层的纸基底。
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膜形式的金属化塑料膜。在一些实例中,铝层厚度为7-12微米并层压到PE层上。
在一些实例中,该基层包含材料的薄膜,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,该基层包含材料的薄膜,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,该基材包含在使用本文中描述的液体电子照相组合物的液体电子照相印刷方法中印刷在该基材的第一表面上的图像或信息。该印刷组合物的聚合物树脂可以由此用于将该基材(功能基底)热层压到下文描述的柔性基底上。
静电墨水组合物
本文中描述的印刷在该基材的第一表面上的静电墨水组合物可以是使用液体电子照相印刷方法印刷在该基材上的液体电子照相印刷组合物(在本文中也称为LEP组合物)。该LEP组合物可以包含着色剂或颜料、聚合物树脂和载液或载体液体。该LEP组合物可进一步包含添加剂,如电荷导向剂、电荷辅助剂、表面活性剂、粘度改进剂、乳化剂等等,或其组合。在一些实例中,该LEP组合物可以不含任何颜料或包含基本零颜料,因此是可用于为印刷基底提供特定透明光泽或光辉的无颜料组合物。
在印刷后,印刷在该基材上的静电墨水组合物与印刷前的LEP印刷组合物相比可以包含减量的载液。在一些实例中,印刷在该基材上的静电墨水组合物可以基本不含载液。基本不含载液表示印刷在印刷基底上的墨水含有小于5重量%的载液,在一些实例中小于2重量%的载液,在一些实例中小于1重量%的载液,在一些实例中小于0.5重量%的载液。在一些实例中,印刷在该基材上的静电墨水组合物不含载液。
将在下面的小节中将分别描述每种组分。
着色剂
该静电墨水组合物可以包含着色剂。该着色剂可以是染料或颜料。该着色剂可以是与液体载体相容并可用于电子照相印刷的着色剂。例如,该着色剂可以作为颜料颗粒存在,或可以包含树脂(除了本文中描述的聚合物之外)和颜料。该树脂和颜料可以是任何本领域中标准使用的那些。在一些实例中,该着色剂选自青色颜料、品红色颜料、黄色颜料和黑色颜料。例如,Hoechst生产的颜料,包括永固黄DHG、永固黄GR、永固黄G、永固黄NCG-71、永固黄GG、Hansa Yellow RA、Hansa Brilliant Yellow 5GX-02、Hansa Yellow X、NOVAPERM® YELLOW HR、NOVAPERM® YELLOW FGL、Hansa Brilliant Yellow 10GX、永固黄G3R-01、HOSTAPERM® YELLOW H4G、HOSTAPERM® YELLOW H3G、HOSTAPERM® ORANGE GR、HOSTAPERM® SCARLET GO、永固玫红F6B;Sun Chemical生产的颜料,包括L74-1357Yellow、L75-1331 Yellow、L75-2337 Yellow;Heubach生产的颜料,包括DALAMAR® YELLOWYT-858-D;Ciba-Geigy生产的颜料,包括CROMOPHTHAL® YELLOW 3 G、CROMOPHTHAL®YELLOW GR、CROMOPHTHAL® YELLOW 8 G、IRGAZINE® YELLOW 5GT、IRGALITE® RUBINE4BL、MONASTRAL® MAGENTA、MONASTRAL® SCARLET、MONASTRAL® VIOLET、MONASTRAL®RED、MONASTRAL® VIOLET;BASF生产的颜料,包括LUMOGEN® LIGHT YELLOW、PALIOGEN®ORANGE、HELIOGEN® BLUE L 690 IF、HELIOGEN® BLUE TBD 7010、HELIOGEN® BLUE K7090、HELIOGEN® BLUE L 710 IF、HELIOGEN® BLUE L 6470、HELIOGEN® GREEN K 8683、HELIOGEN® GREEN L 9140;Mobay生产的颜料,包括QUINDO® MAGENTA、INDOFAST®BRILLIANT SCARLET、QUINDO® RED 6700、QUINDO® RED 6713、INDOFAST® VIOLET;Cabot生产的颜料,包括Maroon B STERLING® NS BLACK、STERLING® NSX 76、MOGUL® L;DuPont生产的颜料,包括TIPURE® R-101;和Paul Uhlich生产的颜料,包括UHLICH® BK8200。
在一些实例中,该着色剂或颜料颗粒可具有小于20微米,例如小于15微米,例如小于10微米,例如小于5微米,例如小于4微米,例如小于3微米,例如小于2微米,例如小于1微米,例如小于0.9微米,例如小于08微米,例如小于0.7微米,例如小于0.6微米,例如小于0.5微米的中值粒度或d50。除非另行指明,在Malvern Mastersizer 2000上根据如操作手册中所述的标准程序使用激光衍射测定着色剂或颜料颗粒和树脂涂覆的颜料颗粒的粒度。
该着色剂或颜料颗粒可以以树脂和颜料的总量的10重量%至80重量%,在一些实例中15重量%至80重量%,在一些实例中15重量%至60重量%,在一些实例中15重量%至50重量%,在一些实例中15重量%至40重量%,在一些实例中树脂和着色剂的总量的15重量%至30重量%的量存在于该方法和/或该静电墨水组合物中。在一些实例中,该着色剂或颜料颗粒可以以树脂和着色剂或颜料的总量的至少50重量%,例如树脂和着色剂或颜料的总量的至少55重量%的量存在于该方法和/或该静电墨水组合物中。
聚合物树脂
在一些实例中,该静电墨水组合物包含聚合物树脂,所述聚合物树脂包含烯烃单体与选自丙烯酸和甲基丙烯酸的单体的共聚物。该聚合物树脂可以被称为热塑性聚合物。热塑性聚合物有时被称为热塑性树脂。在一些实例中,该聚合物可以包含乙烯或丙烯-丙烯酸共聚物;乙烯或丙烯-甲基丙烯酸共聚物;乙烯-乙酸乙烯酯共聚物;乙烯或丙烯(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;乙烯或丙烯(例如70重量%至99.9重量%)和马来酸酐(例如0.1重量%至30重量%)的共聚物;聚乙烯;聚苯乙烯;全同立构聚丙烯(结晶);乙烯乙烯丙烯酸乙酯的共聚物;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,其中烷基可具有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-丙烯酸离聚物或其组合。
在一些实例中,该聚合物树脂包含具有酸性侧基的聚合物。在一些实例中,该具有酸性侧基的聚合物可具有50 mg 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 mg KOH/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 mgKOH/g或更小,在一些实例中120 mg KOH/g或更小。可以使用标准程序,例如使用ASTMD1386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70克/10分钟,在一些实例中大约60克/10分钟或更低,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。
在一些实例中,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。可以使用例如如ASTM D1238中所述的标准程序测量熔体流动速率。
在一些实例中,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。在一些实例中,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。在一些实例中,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%。
在一些实例中,该树脂可以包含两种不同的具有酸性侧基的聚合物。在一些实例中,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。在一些实例中,该树脂可以包含具有10 mg KOH/g至110 mg KOH/g,在一些实例中20 mg KOH/g至110mg KOH/g,在一些实例中30 mg KOH/g至110 mg KOH/g,在一些实例中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。
在一些实例中,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10 mg KOH/g至110 mg KOH/g,在一些实例中20 mg KOH/g至110 mg KOH/g,在一些实例中30 mg KOH/g至110 mg KOH/g,在一些实例中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 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。在一些实例中,第一种和第二种聚合物可以不存在酯基团。
在一些实例中,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。在一些实例中,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。
在一些实例中,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或AC-5180(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 Rheometer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聚合物,该聚合物(不包括该电子照相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(不包括该电子照相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 Rheometer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%。
该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可以是热塑性聚合物。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,包括例如乙烯或丙烯。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。
在一些实例中,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重量%至50重量%,在一些实例中5重量%至40重量%,在一些实例中该共聚物的5重量%至20重量%,在一些实例中该共聚物的5重量%至15重量%。第二单体可构成该共聚物的1重量%至50重量%,在一些实例中该共聚物的5重量%至40重量%,在一些实例中该共聚物的5重量%至20重量%,在一些实例中该共聚物的5重量%至15重量%。第一单体可构成该共聚物的5重量%至40重量%,第二单体构成该共聚物的5重量%至40重量%,且第三单体构成该共聚物的剩余重量。在一些实例中,第一单体构成该共聚物的5重量%至15重量%,第二单体构成该共聚物的5重量%至15重量%,且第三单体构成该共聚物的剩余重量。在一些实例中,第一单体构成该共聚物的8重量%至12重量%,第二单体构成该共聚物的8重量%至12重量%,且第三单体构成该共聚物的剩余重量。在一些实例中,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。该聚合物可选自Bynel®类单体,包括Bynel 2022和Bynel 2002,它们可获自DuPont®。
在一些实例中,该具有酯侧基的聚合物可构成该液体电子照相墨水组合物和/或印刷在印刷基底上的墨水中的树脂聚合物,例如热塑性树脂聚合物的总量,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。在一些实例中,该具有酯侧基的聚合物可构成该液体电子照相组合物和/或印刷在印刷基底上的墨水中的树脂聚合物,例如热塑性树脂聚合物的总量的5重量%或更多,在一些实例中树脂聚合物,例如热塑性树脂聚合物的总量的8重量%或更多,在一些实例中树脂聚合物,例如热塑性树脂聚合物的总量的10重量%或更多,在一些实例中树脂聚合物,例如热塑性树脂聚合物的总量的15重量%或更多,在一些实例中树脂聚合物,例如热塑性树脂聚合物的总量的20重量%或更多,在一些实例中树脂聚合物,例如热塑性树脂聚合物的总量的25重量%或更多,在一些实例中树脂聚合物,例如热塑性树脂聚合物的总量的30重量%或更多,在一些实例中树脂聚合物,例如热塑性树脂聚合物的总量的35重量%或更多。在一些实例中,该具有酯侧基的聚合物可构成该液体电子照相组合物和/或印刷在印刷基底上的墨水中的树脂聚合物,例如热塑性树脂聚合物的总量的5重量%至50重量%,在一些实例中该液体电子照相组合物和/或印刷在印刷基底上的墨水组合物中的树脂聚合物,例如热塑性树脂聚合物的总量的10重量%至40重量%,在一些实例中该液体电子照相组合物和/或印刷在印刷基底上的墨水中的树脂聚合物,例如热塑性树脂聚合物的总量的5重量%至30重量%,在一些实例中该液体电子照相组合物和/或印刷在印刷基底上的墨水组合物中的树脂聚合物,例如热塑性树脂聚合物的总量的5重量%至15重量%,在一些实例中该液体电子照相组合物和/或印刷在印刷基底上的墨水组合物中的树脂聚合物,例如热塑性树脂聚合物的总量的15重量%至30重量%。
在一些实例中,该具有酯侧基的聚合物可具有50 mg KOH/g或更高的酸度,在一些实例中60 mg KOH/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具有100 mg KOH/g或更低,在一些实例中90 mg KOH/g或更低的酸度。在一些实例中,该具有酯侧基的聚合物可具有60 mgKOH/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。
在一些实例中,该树脂包含低熔点聚合物。术语“低熔点聚合物”应理解为在室温下为固体但在印刷或层压设备中可获得的温度下熔融的聚合物材料。
在一些实例中,该树脂可以包含具有小于大约200℃、例如小于大约190℃、例如小于大约180℃、例如小于大约170℃、例如小于大约160℃、例如小于大约150℃、例如小于大约140℃、例如小于大约130℃、例如小于大约120℃、例如小于大约110℃、例如小于大约100℃、例如小于大约80℃,例如大约70℃的熔点的低熔点聚合物。
在一些实例中,该树脂可以包含具有大于大约80℃、例如大于大约90℃、例如大于大约100℃、例如大于大约110℃、例如大于大约120℃、例如大于大约130℃、例如大于大约140℃、例如大于大约150℃、例如大于大约160℃、例如大于大约170℃、例如大于大约180℃、例如大于大约190℃、例如大约200℃的熔点的低熔点聚合物。
在一些实例中,该树脂可以包含具有大约80℃至大约120℃的熔点的低熔点聚合物。
在一些实例中,该树脂的熔点可以是根据ASTM D3418测得的熔点。
该树脂的一种或多种聚合物或一种或多种共聚物在一些实例中可以选自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™、Nucrel 925™、Nucrel 699™、Nucrel 599™、Nucrel 960™、Nucrel RX 76™、Nucrel 2806™、Bynell 2002、Bynell 2014、Bynell 2020和Bynell 2022(E. I. duPONT出售))、AC系列的调色剂(例如AC-5120、AC-5180、AC-540、AC-580(Honeywell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Lotader 2210、Lotader 3430和Lotader 8200(Arkema出售))。
该树脂可以构成该液体电子照相组合物和/或印刷在印刷基底上的墨水组合物的固体的大约5至90重量%,在一些实例中大约50至80重量%。该树脂可构成该液体电子照相组合物和/或印刷在印刷基底上的墨水组合物的固体的大约60至95重量%,在一些实例中大约70至95重量%。
载液
在一些实例中,该静电墨水组合物包含形成和/或分散在载液或载体液体中的树脂涂覆的颜料颗粒或树脂颗粒。在静电印刷过程中施加到该印刷基底上之前,该组合物可以是静电墨水组合物,其可以为干形式,例如被热塑性树脂涂覆的可流动颜料颗粒形式。在一些实例中,在静电印刷法中施加到印刷基底上之前,该静电墨水组合物可以是液体形式;并可包含在其中悬浮被热塑性树脂涂覆的颜料颗粒的载液。
通常,该载液充当制备涂覆颜料颗粒中的反应溶剂,也可充当所得静电墨水组合物中的其它组分的分散介质。在一些实例中,该载液是在室温下不溶解该聚合物树脂的液体。在一些实例中,该载液是在升高的温度下溶解该聚合物树脂的液体。例如,该聚合物树脂在加热到至少80℃,例如90℃,例如100℃,例如110℃,例如120℃的温度时可溶于该载液中。例如,该载液可包含或是烃、硅油、植物油等。该载液可以包括可用作调色剂颗粒的介质的绝缘非极性非水性液体。该载液可包括具有超过大约109 ohm-cm的电阻率的化合物。该载液可以具有低于大约5,在一些实例中低于大约3的介电常数。该载液可以包括烃。该烃可以包括脂族烃、异构化脂族烃、支链脂族烃、芳族烃及其组合。该载液的实例包括脂族烃、异链烷烃化合物、链烷烃化合物、脱芳香烃化合物等。特别地,该载液可以包括Isopar-G™、Isopar-H™、Isopar-L™、Isopar-M™、Isopar-K™、Isopar-V™、Norpar 12™、Norpar 13™、Norpar 15™、Exxol D40™、Exxol D80™、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™、Nisseki Naphthesol M™、Nisseki Naphthesol H™、#0Solvent L™、#0 Solvent M™、#0 Solvent H™、Nisseki lsosol 300™、Nisseki lsosol400™、AF-4™、AF-5™、AF-6™和AF-7™(各自由NIPPON OIL CORPORATION出售);IPSolvent 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)。
在印刷前,该载液可以构成静电墨水组合物的大约20重量%至99.5重量%,在一些实例中静电墨水组合物的50重量%至99.5重量%。在印刷前,该载液可以构成静电墨水组合物的大约40至90重量%。在印刷前,该载液可以构成静电墨水组合物的大约60重量%至80重量%。在印刷前,该载液可以构成静电墨水组合物的大约90重量%至99.5重量%,在一些实例中该静电墨水组合物的95重量%至99重量%。
静电墨水组合物当印刷在印刷基底上时可以基本不含载液。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/或蒸发除去载液,以便基本仅将固体转移到印刷基底上。基本不含载液可以是指印刷在印刷基底上的墨水含有少于5重量%载液,在一些实例中少于2重量%载液,在一些实例中少于1重量%载液,在一些实例中少于0.5重量%载液。在一些实例中,印刷在印刷基底上的墨水不含载液。
电荷导向剂和电荷辅助剂
该液体电子照相组合物和/或印刷在印刷基底上的墨水组合物可包含电荷导向剂。可以将电荷导向剂添加到静电组合物中以赋予电荷所需极性和/或保持静电墨水组合物的颗粒上的足够静电荷。该电荷导向剂可包含离子化合物,包括脂肪酸的金属盐、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油溶性石油磺酸盐(例如中性Calcium Petronate™、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,包括磺酸的钡、钠、钙和铝盐。该磺酸可包括烷基磺酸、芳基磺酸和烷基琥珀酸酯的磺酸(例如参见WO 2007/130069)。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。
该电荷导向剂可包含通式[Ra-O-C(O)CH2CH(SO3 -)C(O)-O-Rb]的磺基琥珀酸酯部分,其中Ra和Rb各自是烷基。在一些实例中,该电荷导向剂包含简单盐和通式MAn的磺基琥珀酸盐的纳米颗粒,其中M是金属,n是M的化合价,且A是通式[Ra-O-C(O)CH2CH(SO3 -)C(O)-O-Rb]的离子,其中Ra和Rb各自是烷基,或如全文经此引用并入本文的WO2007130069中发现的其它电荷导向剂。如WO2007130069中所述,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,在一些实例中2纳米或更大的尺寸的纳米颗粒。如WO2007130069中所述,简单盐是不独自形成胶束的盐,尽管它们可与成胶束盐形成胶束的核。构成简单盐的离子是完全亲水的。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。该电荷导向剂可进一步包含碱性石油磺酸钡(BBP)。
在式[Ra-O-C(O)CH2CH(SO3 -)C(O)-O-Rb]中,在一些实例中,Ra和Rb各自是脂族烷基。在一些实例中,Ra和Rb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,Ra和Rb相同。在一些实例中,Ra和Rb的至少一个是C13H27。在一些实例中,M是Na、K、Cs、Ca或Ba。式[Ra-O-C(O)CH2CH(SO3 -)C(O)-O-Rb]和/或式MAn可以如WO2007130069的任何部分中所定义。
该电荷导向剂可包含(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。
在静电墨水组合物中,电荷导向剂可构成该静电墨水组合物和/或印刷在印刷基底上的墨水组合物的固体的大约0.001%至20%,在一些实例中0.01至20重量%,在一些实例中0.01至10重量%,在一些实例中0.01至1重量%。电荷导向剂可构成该液体电子照相墨水组合物和/或印刷在印刷基底上的墨水组合物的固体的大约0.001至0.15重量%,在一些实例中0.001至0.15%,在一些实例中该液体电子照相墨水组合物和/或印刷在印刷基底上的墨水组合物的固体的0.001至0.02重量%。在一些实例中,电荷导向剂赋予静电墨水组合物负电荷。颗粒电导率可以为50至500 pmho/cm,在一些实例中200-350 pmho/cm。
该液体电子照相墨水组合物和/或印刷在印刷基底上的墨水组合物可包含电荷辅助剂。电荷辅助剂可以与电荷导向剂一起存在并且可不同于电荷导向剂,并用于增加和/或稳定静电组合物的颗粒,例如含树脂的颗粒上的电荷。该电荷辅助剂可包括石油磺酸钡、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,该电荷辅助剂是二-或三硬脂酸铝和/或二和/或三棕榈酸铝。
电荷辅助剂可构成该液体电子照相墨水组合物和/或印刷在印刷基底上的墨水组合物的固体的大约0.1至5重量%。电荷辅助剂可构成该液体电子照相墨水组合物和/或印刷在印刷基底上的墨水组合物的固体的大约0.5至4重量%。电荷辅助剂可构成该液体电子照相墨水组合物和/或印刷在印刷基底上的墨水组合物的固体的大约1至3重量%。
其它添加剂
该静电墨水组合物可包含一种或多种添加剂。可以在该方法的任何阶段添加一种或多种添加剂。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、粘度调节剂、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融混合物冷却时该蜡相与树脂相分离。
密封剂层
在一些实例中,该柔性包装材料包含布置在该基材的第二表面上的密封剂层。该第二表面是除了静电墨水组合物印刷在其上的表面之外的表面,例如,该基材的第二表面可以是与该基材的第一表面相对的表面。在这一实例中,该密封剂层布置在该柔性包装材料的最内表面上并用于提供在将货品包装在内部的情况下将该柔性包装材料自密封或密封到另一材料上的手段。在一些实例中,该密封剂层包含低熔点,即可热密封的热塑性材料的膜。合适的热塑性材料包括本文中结合该聚合物树脂和/或该可热活化的层压材料描述的那些,并包括乙烯的聚合物或DuPont的SURLYN ®离聚物。在一些实例中,该密封剂层包含可挤出材料。
在一些实例中,该密封剂层包含聚合物薄膜,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,该密封剂层包含聚合物薄膜,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。
柔性基底
由于该柔性基底构成在本文中描述的方法中制备的最终层压柔性包装材料的最外层,在一些实例中,该柔性基底是透明的以使在该基材的第一表面上的印刷图像或信息对消费者可见。
在一些实例中,该柔性基底包含聚合物,例如热塑性聚合物的膜。在一些实例中,该柔性基底包含双向拉伸聚丙烯(BOPP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或取向聚酰胺(OPA)的膜。
在一些实例中,该柔性基底包含聚合物薄膜,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,该柔性基底包含聚合物薄膜,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。
在一些实例中,该柔性基底具有可热活化的层压层沉积在其上的第一表面,该柔性基底的第二表面构成该柔性包装材料的最外表面。该柔性基底的第二表面是除了在其上沉积可热活化的层压层的表面之外的表面,例如,该柔性基底的第二表面可以是与该柔性基底的第一表面相对的表面。以这种方式,当布置在该柔性基底上的可热活化的层压层与印刷基材接触时在该基材的第一表面上的印刷图像或信息嵌在该柔性包装材料的多层结构中,而非在最外表面上,并由此当该基材层压到该柔性基底上时保护其免受损坏。
可热活化的层压层
该柔性包装材料和制备该柔性包装材料的方法包括可热活化的层压层,也称为热层压材料或层或可热活化的层压材料。
在一些实例中,该可热活化的层压层包含聚合物树脂,例如热塑性聚合物树脂。在一些实例中,该可热活化的层压层包含低熔点聚合物。术语“低熔点聚合物”应理解为在室温下为固体但在印刷或层压设备中可获得的温度下为熔体的聚合物材料。
在一些实例中,该可热活化的层压层或材料可以包含具有小于大约250℃、例如小于大约220℃、例如小于大约190℃、例如小于大约180℃、例如小于大约170℃、例如小于大约160℃、例如小于大约150℃、例如小于大约140℃、例如小于大约130℃、例如小于大约120℃、例如小于大约110℃、例如小于大约100℃、例如小于大约80℃、例如小于大约70℃、例如小于大约60℃的熔点的低熔点聚合物。
在一些实例中,该可热活化的层压层或材料可以包含具有大于大约60℃、例如大于大约70℃、例如大于大约80℃、例如大于大约90℃、例如大于大约100℃、例如大于大约110℃、例如大于大约120℃、例如大于大约130℃、例如大于大约140℃、例如大于大约150℃、例如大于大约160℃、例如大于大约170℃、例如大于大约180℃、例如大于大约190℃、例如大于大约200℃、例如大于大约220℃、例如大于大约250℃的熔点的低熔点聚合物。
在一些实例中,该可热活化的层压层或材料可以包含具有大约60℃至大约120℃的熔点的低熔点聚合物。
在一些实例中,低熔点聚合物的熔点可以是根据ASTM D3418测得的熔点。
通过使用低熔点聚合物作为可热活化的层压材料以形成可热活化的层压层,可以将可热活化的层压材料挤出到该基材上以形成层压到印刷基底上的分层结构。
在一些实例中,该可热活化的层压层包含聚合物的薄膜,其中该膜的厚度小于100微米、例如厚度小于80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10微米、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。在一些实例中,该聚合物膜的厚度为大约2微米。
在一些实例中,该可热活化的层压层或材料包含聚合物的薄膜,其中该膜的厚度大于2微米,例如大于3微米、厚度大于4微米、厚度大于5微米、厚度大于6微米、厚度大于7微米、厚度大于8微米、厚度大于9微米、厚度大于10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80微米、厚度大于100微米。在一些实例中,该聚合物膜的厚度为大约100微米。
在一些实例中,该可热活化的层压层包含聚合物的薄膜,其中该膜具有小于50克/平方米(gsm)、例如小于40 gsm、例如小于30 gsm、例如小于20 gsm、例如小于15 gsm、例如小于10 gsm、例如小于9 gsm、例如小于9 gsm、小于8 gsm、小于7 gsm、小于6 gsm、小于5gsm、小于4 gsm、小于3 gsm的涂层重量。在一些实例中,该聚合物膜的重量为大约2 gsm。
在一些实例中,该可热活化的层压层包含聚合物的薄膜,其中该膜的重量为大于2gsm、例如大于3 gsm、大于4 gsm、大于5 gsm、大于6 gsm、大于7 gsm、大于8 gsm、大于9gsm、大于10 gsm、大于15 gsm、大于20 gsm、大于30 gsm、大于40 gsm。在一些实例中,该聚合物膜的重量为大约50 gsm。
在一些实例中,该聚合物可以选自乙烯或丙烯-丙烯酸共聚物;乙烯或丙烯-甲基丙烯酸共聚物;乙烯-乙酸乙烯酯共聚物;乙烯或丙烯(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;乙烯或丙烯(例如70重量%至99.9重量%)和马来酸酐(例如0.1重量%至30重量%)的共聚物;聚乙烯;聚苯乙烯;全同立构聚丙烯(结晶);乙烯乙烯丙烯酸乙酯的共聚物;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,其中烷基可具有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。
该可热活化的层压层或材料可以包含具有酸性侧基的聚合物。现在描述该具有酸性侧基的聚合物的实例。该具有酸性侧基的聚合物可具有50 mg 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 mg KOH/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110mg 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200mg 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。
该可热活化的层压层或材料可以包含具有小于大约70克/10分钟,在一些实例中大约60克/10分钟或更低,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,在一些实例中为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。可以使用例如如ASTM D1238中所述的标准程序测量熔体流动速率。
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,例如金属抗衡离子缔合,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%。
该可热活化的层压层或材料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10 mg KOH/g至110 mg KOH/g,在一些实例中20 mg KOH/g至110 mg KOH/g,在一些实例中30 mg KOH/g至110 mg KOH/g,在一些实例中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。
该可热活化的层压层或材料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10 mg KOH/g至110 mg KOH/g,在一些实例中20 mg KOH/g至110 mg KOH/g,在一些实例中30 mg KOH/g至110 mg KOH/g,在一些实例中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 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。第一种和第二种聚合物可以不存在酯基团。
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。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。
该可热活化的层压层或材料可以包含具有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或AC-5180(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 AnalysisInstruments的市售AR-2000 Rheometer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。
如果该可热活化的层压层或材料包含单一类型的聚合物,该聚合物可以具有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。如果该可热活化的层压层或材料包含多种聚合物,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。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 Analysis Instruments的市售AR-2000 Rheometer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。
该可热活化的层压层或材料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。该聚合物树脂可以包含(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%。
该可热活化的层压层或材料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可以是热塑性聚合物。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,包括例如乙烯或丙烯。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重量%至50重量%,在一些实例中5重量%至40重量%,在一些实例中该共聚物的5重量%至20重量%,在一些实例中该共聚物的5重量%至15重量%。第二单体可构成该共聚物的1重量%至50重量%,在一些实例中该共聚物的5重量%至40重量%,在一些实例中该共聚物的5重量%至20重量%,在一些实例中该共聚物的5重量%至15重量%。第一单体可构成该共聚物的5重量%至40重量%,第二单体构成该共聚物的5重量%至40重量%,且第三单体构成该共聚物的剩余重量。在一些实例中,第一单体构成该共聚物的5重量%至15重量%,第二单体构成该共聚物的5重量%至15重量%,且第三单体构成该共聚物的剩余重量。在一些实例中,第一单体构成该共聚物的8重量%至12重量%,第二单体构成该共聚物的8重量%至12重量%,且第三单体构成该共聚物的剩余重量。在一些实例中,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。该聚合物可选自Bynel®类单体,包括Bynel 2022和Bynel 2002,它们可获自DuPont®。
该具有酯侧基的聚合物可具有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。
该可热活化的层压层或材料可以包含热塑性聚氨酯。热塑性聚氨酯在二异氰酸酯、多元醇或长链二醇和扩链剂或短链二醇之间的加聚反应过程中形成。合适的热塑性聚氨酯包括可获自Huntsman的Irogran®、Avalon®、Krystalgran®和Irostic®系列,以及可获自Ashland的Pureseal系列聚合物。
该热塑性聚氨酯可以具有大约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。
该可热活化的层压材料的一种或多种聚合物或一种或多种共聚物在一些实例中可以选自Nucrel系列的聚合物(例如Nucrel 403™、Nucrel 407™、Nucrel 609HS™、Nucrel 908HS™、Nucrel 1202HC™、Nucrel 30707™、Nucrel 1214™、Nucrel 903™、Nucrel 3990™、Nucrel 910™、Nucrel 925™、Nucrel 699™、Nucrel 599™、Nucrel 960™、Nucrel RX 76™、Nucrel 2806™、Bynell 2002、Bynell 2014、Bynell 2020和Bynell2022(由E. I. du PONT出售))、AC系列的聚合物(例如AC-5120、AC-5180、AC-540、AC-580(由Honeywell出售))、Aclyn系列的聚合物(例如Aclyn 201、Aclyn 246、Aclyn 285和Aclyn295)、Lotader系列的聚合物(例如Lotader 2210、Lotader 3430和Lotader 8200(由Arkema出售))、Lotryl系列的聚合物(例如Lotryl MA03、Lotryl 29MA03、Lotryl 18MA02(由Arkema出售))、Escor系列的聚合物(例如Escor 5020 7.5% (由Exxon Mobil出售))、Escorene系列的聚合物(例如由Exxon Mobil出售的Escorene Ultra FL00328)、Tafmer系列的聚合物(例如Tafmer MA9015(由Mitsui出售))、Admer系列的聚合物(例如AdmerAT1955E (由Mitsui出售))、Appeel系列的聚合物(例如Appeel 20D867 (由DuPont出售))和Surlyn系列的聚合物(例如Surlyn 1652、Surlyn 1857(由DuPont出售))。
在一些实例中,该可热活化的层压层包含选自乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐三聚物、酸改性的聚烯烃、马来酸酐接枝的聚乙烯、乙烯丙烯酸酯聚合物及其组合的聚合物。
制备柔性包装材料的方法
本文中描述的是制备柔性包装材料的方法,包括:
提供具有第一表面和第二表面的基材,该第一表面具有印刷于其上的静电墨水组合物;
在该基材的第二表面上提供密封剂层;
提供已经在其上沉积可热活化的层压层的柔性基底;和
在热和/或压力条件下使布置在该柔性基底上的可热活化的层压层与在其上印刷该静电墨水组合物的该基材的第一表面接触。
还在本文中描述的是通过本文中描述的方法制得的柔性包装材料。
本文中描述的方法大致描绘在图1中,其中使用下列附图标记指定所示特征:附图标记“1”是指基材;附图标记“2”是指电子照相墨水组合物;附图标记“3”是指密封剂层;附图标记“4”是指柔性基底;附图标记“5”是指可热活化的层压层或材料,并且附图标记“6”是指柔性包装材料。
图1描绘了其中提供具有第一表面1a的基材1的方法,所述第一表面1a具有印刷于其上的电子照相墨水组合物2。该基材还具有在其上布置密封剂层3的第二表面1b。还提供了具有已经在其上沉积可热活化的层压层5的第一表面4a的柔性基底4。该可热活化的层压层5随后与包含印刷的电子照相墨水组合物4的该基材1的第一表面1a接触以形成柔性包装材料6。
在一些实例中,提供具有在其上印刷有静电墨水组合物的第一表面的基材包括提供基材并将液体电子照相墨水组合物印刷到基材的第一表面上。该液体电子照相墨水组合物可以在使用电子照相或静电印刷设备的电子照相或静电印刷方法中印刷到该基材的第一表面上。合适的电子照相或静电印刷设备的实例是HP Indigo数字印刷机。在一些实例中,该方法可以包括将液体电子照相墨水组合物印刷到该基材的第一表面上,其中该基材具有在其上布置密封剂层的第二表面。在一些实例中,在将液体电子照相墨水组合物印刷到该基材的第一表面上之前,可以在该基材的第二表面上沉积该密封剂层。在一些实例中,在将液体电子照相墨水组合物印刷到该基材的第一表面上之后,可以在该基材的第二表面上沉积该密封剂层。
在一些实例中,提供具有在其上布置密封基层的第二表面的基材包括沉积密封剂材料以便在该材料的第二表面上形成密封剂层。用于形成该密封剂层的材料可以如前所述。可以在将液体电子照相墨水组合物印刷到该基材的第一表面上之前或之后将该密封剂材料沉积到该基材上。将密封剂材料沉积到该基材的第二表面上可以通过任何合适的方法进行,例如挤出涂布、柔版涂布、凹版或丝网印刷。在一些实例中,该基材和密封剂层作为功能基底预成型。因此,在一些实例中,提供具有印刷有静电墨水组合物的第一表面和密封剂层布置在其上的第二表面的基材可以包括提供具有在其上布置密封剂层的第二表面的基材并在该基材的第一表面上印刷液体电子照相墨水组合物。
在一些实例中,该方法包括提供具有沉积到该柔性基底的第一表面上的可热活化的层压层的柔性基底。在该柔性基底的第一表面上沉积可热活化的层压层可以包括以使得该材料形成不同材料的限定层的结构(例如膜)的方式向该柔性基底施加可热活化的层压材料层。在一个实例中,该沉积包括选自轮转凹版、丝网印刷、柔版和挤出涂布技术的涂布技术。
在一些实例中,该方法包括提供具有挤出到该柔性基底的第一表面上的可热活化的层压层的柔性基底。
在一些实例中,具有在其上布置可热活化的层压层的第一表面的柔性基底可以通过将可热活化的层压材料挤出到柔性基底材料的第一表面上以形成布置在柔性基底上的可热活化的层压层来获得。本文中所用的术语“挤出”应理解为是指熔融该可热活化的层压材料并使其通过挤出模头到柔性基底上,使得该材料形成不同材料的限定层的结构,例如膜。将可热活化的层压材料挤出到柔性材料上以形成分层结构可以采用适于挤出法(其中将一种材料挤出到柔性基底上以形成分层膜)的任何设备进行。在一些实例中,该可热活化的层压材料包含材料的共混物,该可热活化的层压材料的各组分可以熔体共混,并随后挤出以形成共混的可热活化的层压材料的丸粒。这些丸粒可以随后用于挤出法以形成布置在柔性基底上的可热活化的层压层。在一些实例中,在挤出法过程中,材料的共混物可用于形成可热活化的层。
在一些实例中,可以通过使柔性基底材料与可热活化的层压材料共挤出以形成布置在柔性基底的第一表面上的可热活化的层压层,或提供包括与可热活化的层压层共挤出的柔性基底的第二柔性材料来获得具有在其上布置可热活化的层压层的第一表面的柔性基底。本文中所用的术语“共挤出”应理解为是指分开熔融两种或更多种材料并使它们通过分开的挤出模头以使该材料形成不同材料的限定层的结构,例如膜。分开挤出的材料可以输送至单个挤出头或模头,其以最终所需形式挤出该材料。来自各挤出机的材料不会在最终挤出模头中混合。相反,将材料层合并并以堆叠的多层产品形式流出该模头。
在一些实例中,具有可热活化的层压层布置于其上的第一表面的柔性基底是预成型的分层材料。在一些实例中,具有可热活化的层压层布置于其上的第一表面的柔性基底可以卷绕到辊或卷轴上并储存直至进行层压。
在一些实例中,制备柔性包装材料的方法包括在热和/或压力条件下使该可热活化的层压层与包含印刷的电子照相墨水组合物的该基材的第一表面接触,例如,该方法可以包括使该可热活化的层压层与包含印刷的电子照相墨水组合物的该基材的第一表面热层压。该方法的结果是热层压的柔性包装材料,其如前所述包括柔性基底作为使用中的包装的预期最外层,由此保护由电子照相墨水组合物形成的印刷图像或信息免受损坏。在一些实例中,包含印刷图像或信息的基材在施以热层压之前特别与包含该可热活化的层压层的柔性基底对齐。
在一些实例中,在热和/或压力条件下使该可热活化的层压层与包含印刷的静电墨水组合物的该基材的第一表面接触产生了在冷却至室温后立即准备好使用的柔性包装材料。由此,在一些实例中,本文中描述的制备柔性包装材料的方法不需要额外的固化时间,或换言之零固化时间。本文中描述的方法因此比其中使用层压粘合剂的用于制造含有LEP印刷图像或信息的柔性包装材料的现有方法更有利。此类层压粘合剂——“基于溶剂的”和“无溶剂的”粘合剂均需要至少数天的固化时间,由此消除了数字印刷可以提供的速度优势。
在一些实例中,制备柔性包装材料的方法包括在热和/或压力条件下使该可热活化的层压层与包含印刷的静电墨水组合物的该基材的第一表面接触,并将热层压的柔性包装材料冷却至室温,由此获得即用型柔性包装材料。
在一些实例中,层压可以在适于执行这一任务的任何设备上进行。可以在其上进行热层压的层压设备可以包括预热辊、加热辊或轧辊,以及骤冷辊或冷却辊,热层压的多层材料穿过它们以进一步加速冷却过程。在轧辊上进行的层压可以在该层压辊隙处部分熔融可热活化的层压材料和/或印刷在柔性基底上的电子照相墨水组合物的聚合物树脂并由此在材料之间产生粘合的温度和压力下进行。
在一些实例中,用于层压的温度,例如层压辊隙的温度可以是小于大约170℃、例如小于大约150℃、例如小于大约120℃、例如小于大约110℃、例如小于大约100℃、例如小于大约90℃、例如大约80℃。
在一些实例中,用于层压的温度,例如层压辊隙的温度可以是大于大约60℃、例如大于大约80℃、例如大于大约90℃、例如大于大约100℃、例如大于大约110℃、例如大于大约120℃、例如大约150℃。要理解的是,用于有效热层压的温度将取决于该可热活化的层压材料和/或电子照相墨水组合物的聚合物树脂的性质和组成以及相关的熔融温度。
在一些实例中,用于层压的压力,例如层压辊隙的压力可以是小于大约10巴、例如小于大约9巴、例如小于大约8巴、例如小于大约7巴、例如小于大约6巴、例如小于大约5巴、例如小于大约4巴、例如小于大约3巴、例如大约2巴。
在一些实例中,用于层压的压力,例如层压辊隙的压力可以是大于大约2巴、例如大于大约3巴、例如大于大约4巴、例如大于大约5巴、例如大于大约6巴、例如大于大约7巴、例如大于大约8巴、例如大于大约9巴、例如大约10巴。要理解的是,用于有效热层压的温度和压力将取决于该可热活化的层压材料的性质和组成以及相关的熔融温度。
实施例
下面例示本文中描述的方法和相关方面的实施例。因此,这些实施例仅教导如何制造本公开的组合物的实施例。因此,本文公开了许多代表性的组合物及其制造方法。
材料:
聚合物:Tafmer MA9015是来自Mitsui的酸改性烯烃弹性体;Escor 5020 7.5%是可获自Exxon Mobil、也可获自Dupont(Surlyn 1857或Appeel 20D867)的乙烯-丙烯酸共聚物;Lotryl 29MA03和Lotryl 18MA02是可获自Arkema的乙烯-甲基丙烯酸共聚物 (分别为29%和18%)。
柔性基底:
用作柔性基底的PET(12-50微米厚)和BOPP(15-50 微米厚)膜是市售的膜,可以例如以Mylar®商标(PET)和Innovia Films(BOPP)获自Dupont。
基材:
用作柔性基材的PE膜(50-100微米厚)是市售的膜,可获自例如Dunmore。
Al/PE、BOPP、PET/OPA/PE、PE和纸也用作基材(2-50微米厚)。
电子照相墨水组合物:HP ElectroInk 4.5 – 包含被含有Nucrel 699和AC-5120(以4:1的比率)的聚合物树脂共混物包封的颜料的调色剂颗粒分散在来自Exxon的Isopar-L™中。
底漆:可获自Michelman的DP050(基于聚乙烯亚胺)。
实施例1
使用上述DP050底漆(0.20微米)和墨水组合物在标准条件下运行的HP Indigo印刷机上对具有密封剂层的市售90微米MDPE柔性膜施以电子照相印刷以形成具有密封剂层的印刷基材(印刷的PE)。
使用市售的挤出设备将7微米的可热活化的层压材料层(Lotryl 29MA03(含有乙烯-丙烯酸甲酯共聚物),可获自Arkema)挤出到如表1中所示的柔性基底(PET 12微米)上以提供在该柔性基底上包含可热活化的层压材料层的多层材料。
随后对包含密封剂层的印刷基材施以热层压过程。在以120℃的层压温度、4巴的层压压力和30米/分钟的层压速度运行的市售的层压机上,使可热活化的层与该基材接触,印刷的墨水层面向可热活化的层。
根据ASTM F0904-98R08发现根据实施例1制得的材料的层压粘合强度为4 N/英寸。
根据上述一般方法对上述的不同基材和柔性基底使用下表1中所示的可热活化的层压材料制备其它柔性包装材料。
通过在层压材料固化至室温后立即测量层压粘合强度,在零固化时间下验证层压体性能。根据ASTM F0904-98R08测量层压粘合强度(结果显示在表1中)。
结果表明,包含在大约80-120℃的温度下熔融的聚合物/共聚物的可热活化的层压层在层压辊隙中与电子照相墨水组合物一起熔融,彼此粘合,并在冷却后保持对许多柔性包装应用来说可以接受并与用标准层压技术测得的值相当的粘合强度值。
尽管已参照某些实施例描述了该材料、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。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/或任何独立权利要求的特征组合。
Claims (13)
1.制备柔性包装材料的方法,包括:
提供具有第一表面和第二表面的基材,所述第一表面具有印刷于其上的静电墨水组合物;
在所述基材的第二表面上提供密封剂层;
提供已经在其上沉积可热活化的层压层的柔性基底;和
在热和/或压力条件下使布置在所述柔性基底上的可热活化的层压层与在其上印刷所述静电墨水组合物的所述基材的第一表面接触,
其中所述可热活化的层压层包含烯烃单体与选自丙烯酸和甲基丙烯酸的单体的共聚物。
2.权利要求1的方法,其中所述基材包含金属箔或金属化基底。
3.权利要求1的方法,其中所述柔性基底包含热塑性材料的膜。
4.权利要求1的方法,其中所述柔性基底是透明的。
5.权利要求1的方法,其中所述柔性基底包含双向拉伸聚丙烯或聚对苯二甲酸乙二醇酯的膜。
6.权利要求1的方法,其中所述可热活化的层压层与在其上印刷静电墨水组合物的所述基材的第一表面在60至170℃的温度下接触。
7.权利要求1的方法,其中所述静电墨水组合物包含烯烃单体与选自丙烯酸和甲基丙烯酸的单体的共聚物。
8.权利要求1的方法,其中在所述基材上印刷静电墨水之前或之后在所述基材的第二表面上提供所述密封剂层。
9.权利要求1的方法,其中在使布置在所述柔性基底上的可热活化的层压层与在其上印刷所述静电墨水组合物的所述基材的第一表面接触之后,在所述基材的第二表面上提供密封剂层。
10.柔性包装材料,包括:
包含第一表面和第二表面的基材;
印刷在所述基材的第一表面上的静电墨水组合物;
布置在所述基材的第二表面上的密封剂层;
柔性基底;和
布置在所述柔性基底与印刷有所述静电墨水组合物的所述基材的第一表面之间并与其粘合的热活化层压层,
其中所述热活化层压层包含烯烃单体与选自丙烯酸和甲基丙烯酸的单体的共聚物。
11.如权利要求10所述的材料,其中所述柔性基底是透明的,并包含热塑性聚合物。
12.如权利要求10所述的材料,其中所述基材包含金属箔、金属化基底或纸基底。
13.包含柔性材料的柔性包装,所述柔性材料包括:
包含第一表面和第二表面的基材;
印刷在所述基材的第一表面上的静电墨水组合物;
布置在所述基材的第二表面上的密封剂层;
柔性基底;和
布置在所述柔性基底与印刷有所述墨水组合物的所述基材的第一表面之间并与其粘合的热活化层压层,
其中所述热活化层压层包含烯烃单体与选自丙烯酸和甲基丙烯酸的单体的共聚物。
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