DE60123261T2

DE60123261T2 - Filme und zusammensetzungen

Info

Publication number: DE60123261T2
Application number: DE60123261T
Authority: DE
Inventors: c/o UCB Films PLC David Wigton BELL
Original assignee: Innovia Films Ltd
Current assignee: Innovia Films Ltd
Priority date: 2000-10-09
Filing date: 2001-10-08
Publication date: 2007-09-06
Anticipated expiration: 2021-10-09
Also published as: WO2002031016A1; GB0024661D0; ATE340206T1; EP1326910A1; AU2002223605A1; DE60123261D1; US20040197572A1; EP1326910B1; ES2273907T3

Description

Bögen (wie zum Beispiel Polymerfolien) sind zur Modifizierung der Eigenschaften der Oberfläche beschichtet, damit der Bogen für die gewünschte Endnutzung geeigneter ist. Beispielsweise Bögen, die in den Grafik- oder Etikettenbereichen verwendet werden, erfordern eine Oberfläche, die für allgemein verwendete Farben aufnahmefähig ist, damit der Bogen leicht bedruckt werden kann. Derartige bedruckbare Beschichtungen umfassen funktionelle Gruppen, an denen die Farben leicht haften.
Jedoch muss eine druckaufnahmefähige Oberfläche eines beschichteten Bogens und die Oberfläche, wenn sie bedruckt ist, auch gegen Umwelteinflüsse (Abnutzung, Licht, Wasser und/oder Lösungsmittel usw.) beständig sein. Beispielsweise kann ein Druckbogen Teil einer grafischen Ansicht im Freien bilden. Eine Etikettenfolie kann bedruckt und an ein Objekt an einer Hochgeschwindigkeits-Produktionsanlage angebracht werden, wo die Folie Hitze und Wasser ausgesetzt ist. Wasserbeständigkeit ist besonders bei einem Getränkeetikett wünschenswert, da die Flaschen durch Dampf pasteurisiert werden können und die Flasche in Wasser (z.B. Eiskübel für Weinflaschen) getaucht werden kann.
Mehrere Faktoren müssen bei der Wahl eines Harzes zur Verwendung in einer Beschichtung berücksichtigt werden. Beispielsweise können die Funktionalität der Harzdispersion, die gewünschten Eigenschaften der Endfolie, die Topfzeit des Beschichtungsmaterials und die Wirkungen von und an jedwedem folgenden Beschichtungszusatzstoff wichtig sein. Die gängigsten Harze (auf Grund ihrer fertigen Verfügbarkeit und Kosten) sind Acrylharze, wie zum Beispiel Methylmethacrylat und Butylmethacrylat. Jedoch erfordern beständigere Etikettenfolien andere Materialarten. Polyurethane sind in der Beschichtungsindustrie für ihre Belastbarkeits- und Beständigkeitseigenschaften gut bekannt und wurden daher als Beschichtungen, beispielsweise für Polypropylen-Folien, verwendet. Der Hauptnachteil von reinen Urethanen ist, dass sie derzeit zu teuer sind, um zur Herstellung einer reinen Polyurethan-beschichteten Polypropylen-Folie verwendet zu werden. Die optimale Beschichtungsart, um eine Ausgewogenheit der ausgewählten Beständigkeitseigenschaften und Kosten zu erreichen, umfasst eine Urethan-Komponente und eine Acryl-Komponente.
Die Eigenschaften einer Beschichtung können maßgeblich verändert werden, wenn ein Vernetzer zugegeben wird. Wenn beispielsweise unformuliert, liefert ein Acrylpolymer (wie zum Beispiel das von Avecia unter dem Handelsnamen XK90 gewerblich Erhältliche) eine Beschichtung mit guter Haftung auf Polypropylen und guter Verankerung für Farben und Haftmittel, doch es weist keine Beständigkeit gegenüber Wasser auf, obgleich, wenn formuliert, etwas Wasserbeständigkeit unter Verwendung eines Zirconium-Vernetzers in Verbindung mit einer Isocyanat-Grundierung erreicht werden kann.
Isocyanat wird zur Begünstigung der Haftung des Acryls auf dem Polypropylen verwendet, was wiederum zu einer Beschichtung führt, die den Anforderungen des Kühlbox-Tests (wie hierin beschrieben) entspricht. Zur Verbesserung der Beständigkeitseigenschaften gegenüber Kratzen und kochendem Wasser (wie hierin im Pasteurisierungstest beschrieben) wird das Acryl dann durch einen Zirconium-Vernetzer vernetzt.
Es wurde angenommen, dass die Zugabe eines stärkeren Vernetzers oder von zusätzlichen Vernetzern zu einer Folienbeschichtung die Beständigkeit soweit erhöhen würde, dass der Folie keine Funktionalität verbleiben würde, um eine Farbe anzunehmen und sie tatsächlich „Graffiti-beständig" (d.h. unbedruckbar) sein würde.
Polyurethan-Zusammensetzungen wurden als bedruckbare Beschichtungen für Getränkeetiketten verwendet. Eine derartige bekannte Folie ist Polypropylen-Folie, die mit einer bedruckbaren wasserbeständigen Beschichtung einer Mischung aus einem Urethanpolymer und einem Acrylpolymer beschichtet ist. Die Beschichtung wird in zwei Schritten aufgetragen. Zuerst wird die Folie mit einer Isocyanat-Grundierungsschicht beschichtet, um mit den funktionellen Stellen, die am, durch Entladung behandelten, Polypropylen gebildet wurden, zu reagieren. Dann wird die Urethan/Acryl-Deckschicht aufgetragen und die Funktionalität der Deckschicht reagiert mit der Grundierung, um eine gute Verankerung der Beschichtung mit der Folienoberfläche zu bilden. Die Deckschicht enthält auch einen Zirconium-Vernetzer zur Verbesserung der Wasserbeständigkeit und ein ungesättigtes UV-Monomer, um die Haftung von UV-Farbe auf der Folie (z.B. wie in EP 0876259 beschrieben) zu unterstützen, d.h. die Bedruckbarkeit zu verbessern.
Jedoch ein Hauptmangel der Polyurethan/Acryl-Folienbeschichtungen des Stands der Technik ist, dass ihr Verhalten in Bezug auf Abnutzung, Lösungsmittel- und Alkoholbeständigkeit noch nicht zufriedenstellend ist. Wenn beispielsweise Lösungsmittel, wie zum Beispiel Alkohollösungen, die höher als 50 % sind, oder Aceton-Lösungen auf derartige Beschichtungen aufgetragen werden, können sie leicht entfernt werden. Daher sind diese Etiketten für bestimmte Anwendungen, wie zum Beispiel Etiketten für Liköre, Spirituosenflaschen oder Lösungsmittelfässer, nicht geeignet.
US 4301053 (GEC) beschreibt eine Zweierpackung Polyurethan-Beschichtungszusammensetzung, die Aziridin-Vernetzer umfasst. Es ist ein erklärtes Ziel, dass derartige Zusammensetzungen wässrig, ziemlich polar und in in der Lage sein müssen, bei Raumtemperatur auszuhärten. Dieser Bezug erfordert auch eine kleine Menge des Lösungsmittels N-Methylpyrrolidon (NMP) als ein wesentliches Merkmal derartiger Zusammensetzungen, um eine Haftung auf unpolaren Kunststoffsubstraten bereitzustellen. Dies rät von der Verwendung von Aziridin-Vernetzern in Beschichtungen, wo die Verwendung von NMP nicht wünschenswert ist oder wo die Beschichtung im Wesentlichen frei von NMP ist, ab.
US 5532058 und US 5494058 (beide Fuller) betreffen Polyurethan-Zusammensetzungen als Haftmittel zur Herstellung von Verbundfolien und Verfahren zur Herstellung derartiger Zusammensetzungen. Derartige Zusammensetzungen sind nicht als Beschichtungen formuliert und ihre Eigenschaften (z.B. Haftung) raten von Beschichtungsfolien mit derartigen Zusammensetzungen ab.
US 5807919 beschreibt vernetzte sulfonierte Polyurethan-Polymerzusammensetzungen zur Anwendung für Beschichtungen, doch diese raten von der Verwendung von unsulfonierten Polyurethanen ab.
US 4278578 stellt eine Beschichtungszusammensetzung für Kunststoffbodenbelag bereit, die Wasser mit etwa 1-25 % Carboxy-funktionellem Urethanpolymer, etwa 1-25 % Carboxy-funktionellem Acrylcopolymer und etwa 1-10 % in wässrigem Alkali löslichem Harz, das darin dispergiert ist, umfasst. Diese Zusammensetzung ist durch etwa 0,2-3 % eines polyfunktionellen Aziridins vernetzt, das unmittelbar vor der Verwendung oder davor zugegeben werden kann.
US 5187199 stellt eine klare Beschichtungszusammensetzung zur Verhinderung eines Schadens, der durch sauren Regen an Kraftwagen, Gebäuden und Konstruktionen im Freien verursacht wird, bereit, die Folgendes einschließt: (a) ein Acrylharz mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 2500-10000 und einer Hydroxyl-Zahl von 70-120, und das 20-40 Gewichtsteile von Styren und/oder seiner Derivate, basierend auf 100 Gewichtsteilen von Acrylharz-bildenden Monomeren (feste Basis), enthält; (b) ein Polyesterharz mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 350-1500 und einer Hydroxyl-Zahl von 150-300; (c) eine Mischung aus (i) einem Alkylether-substituierten Melaminharz, das 5 oder mehr Alkylethergruppen pro Triazinring enthält; und (ii) einem Melaminharz, das 1,1-3 Iminogruppen pro Triazinring enthält, wobei das Gewichtsverhältnis der Komponente (i) zur Komponente (ii) 8/2-5/5 beträgt; (d) einen Säurekatalysator, der mit einem Amin blockiert ist, mit einem Siedepunkt von 150 °C-280 °C; und (e) ein blockiertes Isocyanat, wobei das Gewichtsverhältnis der Komponenten (a)/(b) = 100/0-60/40 und (c)/(e) = 100/0-33/67 beträgt.
Somit sind gängige bedruckbare Beschichtungsfolien nicht für alle Anwendungen vollkommen befriedigend und es wäre wünschenswert, Beschichtungen mit verbessertem Verhalten auf einigen oder allen hierin erwähnten Gebieten bereitzustellen.
Der Antragsteller hat überraschenderweise gefunden, dass die Zugabe von zwei oder mehr Vernetzern zu einer Beschichtungszusammensetzung die Schichtbeständigkeit verbessert, doch andere wünschenswerte Eigenschaften, wie zum Beispiel gute Bedruckbarkeit, beibehält.
Daher wird weitgehend erfindungsgemäß ein beschichteter Bogen bereitgestellt, in dem die Beschichtungszusammensetzung eine Urethanpolymer-Komponente und eine Acrylpolymer-Komponente umfasst und weiter eine Vielzahl von Vernetzern umfasst, worin der Bogen eine Folie aus Polyolefinpolymer umfasst.
Es ist bevorzugt, dass mindestens einer dieser Vernetzer ein Oxiran, Isocyanat, Aziridin oder Carbodiimid darstellt.
Bevorzugt sind die erfindungsgemäßen Bögen bedruckbar, obwohl nicht bedruckbare Bögen beispielsweise zur Herstellung von Graffiti-beständigen Etiketten oder Ansichten verwendbar sind.
Wahlweise erfordert die erfindungsgemäße Beschichtungsfolie keine vorherige Auftragung einer Grundierung.
Die Urethan- und Acrylpolymer-Komponenten können Mischungen, physikalische Gemische, Hybride und/oder Copolymere davon sein.
In geeigneter Weise liegt die Urethanpolymer-Komponente in einer Menge von mindestens etwa 10 % des Trockengewichts der gesamten Beschichtung vor.
In geeigneter Weise liegt die Acrylpolymer-Komponente in einer Menge von mindestens etwa 10 % des Trockengewichts der gesamten Beschichtung vor.
Bevorzugte erfindungsgemäße Beschichtungsfolien zeigen verbesserte Eigenschaften, wie zum Beispiel mindestens eine der Beständigkeit (bevorzugter wesentliche Beständigkeit) gegen Lösungsmittel (Aceton), Alkohol, Wasser, Hitze und/oder Abnutzung sowie gute Bedruckbarkeit.
Beständigkeit kann durch hierin beschriebene Standardverfahren oder gut bekannte analoge Verfahren gemessen werden.
Bevorzugt ist die Folie im Wesentlichen gegen mindestens ein Lösungsmittel, das aus Aceton, Alkohol (bevorzugter Propanol und/oder wässrigen Alkoholmischungen, die in geeigneter Weise über 50 Volumen-% Alkohol aufweisen), Essigsäureethylester und Tetrahydrofuran ausgewählt ist, beständig.
Vernetzer
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können durch Zugabe der mindestens zwei Vernetzer zur Dispersion zum oder kurz vor dem Zeitpunkt, zu dem sie auf ein Substrat aufgetragen und getrocknet wird, vernetzt werden. Die Vernetzer können nacheinander oder zur gleichen Zeit zugegeben werden. Bevorzugt werden zwei oder drei Vernetzer verwendet, bevorzugter zwei. Bislang wurde angenommen, dass die Verwendung von mehr als einem Vernetzer in einer Polymerbeschichtung (obwohl es die Beständigkeit verbessern könnte) unerwünschte Wirkungen auf die anderen Eigenschaften der Endfolie haben würde, wie zum Beispiel Plastifizieren der Folie oder die Folie unbedruckbar zu machen.
Vernetzen kann mit gewöhnlichen dispergierbaren Polyisocyanat-Vernetzern erreicht werden. Eine optimale Durchführung der Vernetzung erfordert einen relativ hohen Grad von terminalen primären oder sekundären Amingruppen in den erfindungsgemäßen Polyurethan-Zusammensetzungen und im Allgemeinen, umso mehr Amin verwendet wird, umso wahrscheinlicher ist es, dass die Topfzeit der Zusammensetzung nach der Zugabe des Vernetzers verkürzt werden wird. Daher sind bevorzugte Vernetzer die, die bei Raumtemperatur reaktiv sind, wie zum Beispiel polyfunktionelle Aziridin-Verbindungen, Isocyanate, Zinkammoniumcarbonat, Zirconiumcarbonat, polyfunktionelle Carbodiimid-Verbindungen und/oder Oxiran-(bevorzugt Epoxy-)-Verbindungen.
Jedoch wurde gefunden, dass Aziridin- und Carbodiimid-Vernetzer besonders effektiv sind, daher ist es bevorzugt, dass mindestens einer der Vernetzer von einer dieser Arten ist.
Bevorzugter umfassen die Vernetzer ein Oxiran (zum Beipiel ein Epoxy), am bevorzugtesten mit einem Aziridin und/oder einem Isocyanat.
Aziridine sind trifunktionelle Aminverbindungen, die sich vom Ethylenimin ableiten können. Effektive Aziridine können durch Formel 1 dargestellt werden:
Formel 1 wo R¹ bis R¹² unabhängig eine effektive, wahlweise substituierte organische Gruppe darstellen.
Bevorzugte Aziridine sind Pentaerythritol-tris-β-(n-aziridinyl)propionat; die polyfunktionellen Aziridine, die unter den Handelsbezeichnungen XAMA-7 oder XAMA-2 gewerblich erhällich sind; das Aziridin, das von UCB Chemicals unter der Handelsbezeichnung M2 gewerblich erhältlich ist; und/oder das Aziridin, das von Avecia unter der Handelsbezeichnung CX100 gewerblich erhältlich ist.
Der Begriff „Oxiran" wird mit der Bedeutung einer Verbindung oder eines Polymers verstanden, die/das mindestens einen 3- oder 4-gliedrigen Cycloalkyletherring umfasst, das heißt ein Epoxy oder ein Oxetan-Radikal oder -Verbindung.
Der Begriff „Epoxy" wird mit der Bedeutung einer Verbindung oder eines Radikals der folgenden allgemeinen Formel verstanden:
wo R¹³ bis R¹⁶ unabhängig eine effektive, wahlweise substituierte organische Gruppe darstellen.
Der Begriff „Oxetanyl" wird mit der Bedeutung einer Verbindung oder eines Radikals der folgenden allgemeinen Formel verstanden:
wo R¹⁷ bis R²² unabhängig eine effektive, wahlweise substituierte organische Gruppe darstellen.
Bevorzugte Epoxy-funktionelle Polymere sind Epoxy-modifizierte Bisphenol A/Epichlorhydrin-Epoxidharze, beispielsweise haben solche Harze die folgenden Eigenschaften: 65 % Feststoffe; Gehalt von Epoxygruppen (festes Harz) mmol/kg 4650-5130, molare Masse von Epoxy (g von festem Harz, das 1 g Äquivalent von Epoxy enthält) 195-215 g.
Eine Vielfalt von wahlweisen vernetzenden Stoffen wurden getestet, einschließlich Melaminen, Silanen, Aziridinen und einzelner Komponent-Isocyanaten. Durch die Beispiele (siehe Tabelle 1) hat der Antragsteller gefunden, dass die bevorzugten Vernetzer Carbodiimide und Aziridine sind.
Im Fall einer Formulierung, die mit Carbodiimid hergestellt wurde, hat der Antragsteller überraschenderweise und zweckmäßigerweise gefunden, dass überhaupt kein Bedarf an irgendeiner Grundierung besteht. Es wird angenommen, dass das Carbodiimid als eine Grundierung sowie als ein Vernetzer und ein Haftvermittler fungiert. Die Analyse zeigt, dass das Carbodiimid zur Trennfläche zwischen dem Polypropylen und dem Acryl wandern kann und die Haftung zwischen den beiden fördert.
Eine nützliche Kombination von Vernetzern ist ein Aziridin und ein Carbodiimid.
Um die Verbesserungen bei den Beschichtungen zu optimieren, ist es nützlich, die funktionelle Art der Harzes zu berücksichtigen, z.B. Carboxy-, Hydroxygruppen usw., und das Vernetzen dieser anzupassen. Bei der Formulierung von vernetzten Beschichtungen, müssen mehrere Parameter berücksichtigt und optimiert werden. Die Anzahl der verbleibenden funktionellen Gruppen, nachdem die Beschichtung vollständig reagiert hat, kann die Bedruckbarkeit der Beschichtung bewirken. Ohne sich an irgendeinen Mechanismus zu binden, wird angenommen, dass die Beschichtung bei einem niedrigen Vernetzungsgrad sehr aufnahmefähig für Farbe sein kann, doch wenn die Zugabehöhen von Vernetzer zu hoch sind, wird eine unbedruckbare (Graffiti-beständige) Beschichtung hergestellt. Auf ähnliche Weise können durch Erhöhung der Koaleszenz der Folie, d.h. des Vernetzens, der Glanz und Trübung verbessert werden. Daher sollte die Ausgewogenheit von Zusatzstoffen der Endformulierung für die gewünschte Anwendung optimiert werden. Bevorzugte Folien sind bedruckbare Folien.
Um die Eigenschaften, die durch Verwendung von Acryldispersionen erhalten werden, weiter zu verbessern, werden dann Urethane oder Urethan-Acryle verwendet, da sie für ihre ausgezeichneten Abnutzungseigenschaften bekannt sind. Die Zugabe von Vernetzern kann die Haftung fördern (wie zum Beispiel Isocyanat, von dem bewiesen wurde, dass es die Haftung von Beschichtungen auf Polypropylen verbessert). Bestimmte Vernetzer können auch den Vorteil haben, dass sie mit den funktionellen Gruppen in sowohl Acrylaten als auch Urethanen sowie der durch Corona-Entladung behandelten Oberfläche des Polypropylens reaktiv sind. Doch trotz der Herstellung einer beständigeren Beschichtung in Bezug auf Abnutzung, die die Anforderungen der Wasserbeständigkeit erfüllt, wurde bisher von Beschichtungen, die vernetzte Polyurethane und Acrylpolymere umfassen, angenommen, dass sie keine Folie mit ausreichend verbesserter Lösungsmittel- und Alkoholbeständigkeit bereitstellen, es sei denn, es wird eine sehr hohe Zugabehöhe von Vernetzer verwendet, was die Folie unbedruckbar, zu teuer machen würde oder andere nachteilige Eigenschaften auf Grund der Gegenwart von einem Überschuss von reaktiven Vernetzermolekülen aufweisen würde.
Ohne sich an irgendeinen Mechanismus zu binden, wird angenommen, dass die Wirksamkeit der Isocyanat-Vernetzung folgendermaßen erklärt werden kann. Da die Polypropylen-Oberfläche durch Corona-Entladung behandelt wird, wird die Oberflächenfunktionalität dann also verbessert. Die Reaktivität des Isocyanats eignet sich für die Reaktion mit mehreren verschiedenen Arten von funktionellen Gruppen, einschließlich Hydroxy, die die auf der Polypropylen-Folienoberfläche gefundene vorwiegende Gruppe darstellt. Somit kann Isocyanat mit diesen Gruppen auf der Substratoberfläche reagieren, doch auch mit der Hydroxy- und Carboxy-Funktionalität, die innerhalb des Polymers in der Dispersion gefunden wird. Die Topfzeit ist bei der Auftragung einer derartigen Beschichtung auch ein Kriterium und diese kann durch die Verwendung von blockierten Isocyanaten verbessert werden. Wenn jedoch blockierte Isocyanate verwendet werden, gewinnen Trocknungstemperaturen und -bedingungen dann mehr an Bedeutung.
Die Reaktionen der funktionellen Gruppen werden folgende sein:
Isocyanat-Reaktion mit funktioneller Hydroxylgruppe
R-OH + R-N=C=O → R-NH-C(=O)-O-R
Isocyanat-Reaktion mit funktioneller Carboxylgruppe
R-C(=O)-OH + R-N=C=O → R-NH-C(=O)-O-R
Es wird auch eine Sekundärreaktion des Isocyanats mit Wasser stattfinden, die zu einer kleinen Menge an Harnstoff führen wird, der in der Lösung gebildet wird.
Von derartigen Polyurethan-Formulierungen kann gezeigt werden, dass sie den Kühlbox-Test bestehen (siehe Beispiele). Jedoch um die Lösungsmittel- und Alkoholbeständigkeit zu verbessern und eine gute Haftung beizubehalten, muss dann eine Kombination von zwei oder mehreren verschiedenen Vernetzern eingesetzt werden. Beispielsweise können Isocyanat und Aziridin zur Herstellung einer effektiven Beschichtung verwendet werden, die gegen Abnutzung hoch beständig ist, die Anforderungen des „Wasser-Tests" erfüllt und einen guten Grad der Lösungsmittel- und Alkoholbeständigkeit besitzt. Um zu vermeiden, dass das Aziridin und das Isocyanat miteinander reagieren, wird dann ein Aziridin verwendet, das die Vernetzung bei Raumtemperatur beginnt. Das Isocyanat ist blockiert, sodass es erst reagiert, sobald es durch Temperaturen, die während des Trocknungsprozesses erreicht werden, ausgelöst wird – zum Beispiel wenn die Folientemperatur 90 °C erreicht. Das Aziridin verbessert durch Vernetzen die Beständigkeit gegen Lösungsmittel, wie zum Beispiel Aceton und Alkohol, verbessert damit die Eigenschaften bei der Folienbildung. Dies bewirkt auch eine Reduzierung der verfügbaren reaktiven Funktionalität des Bindemittels. Das Isocyanat verbessert die Haftung, um zu ermöglichen, dass die Beschichtung ein System ohne Grundierung darstellt, während es auch die Vorteile von weiterem Vernetzen bietet. Durch Reduzierung der funktionellen reaktiven Hydroxy- und Carboxy-Stellen wird die Beschichtung weit beständiger gegen den Angriff von aggresiven Lösungen, wie zum Beispiel IPA.
Typische Beispiele dieser Vernetzer sind Aziridine (wie zum Beispiel das von UCB unter dem Handelsnamen Ucecryl M2 gewerblich Erhältliche) und auf Wasser basierendes Isocyanat (wie zum Beispiel das von UCB unter dem Handelsnamen Ucecryl XE410 gewerblich Erhältliche) und Isocyanat (wie zum Beispiel das von Bayer unter dem Handelsnamen Bayhydur 3100 gewerblich Erhältliche). Die verbesserte Durchführung ist nachfolgend dargestellt.
Alternative Vernetzer können in Kombination miteinander verwendet werden. Erfolgreiche Formulierungen können auch unter Verwendung eines Carbodiimids (wie zum Beispiel das von Union Carbide unter dem Handelsnamen Ucarlink XL29SE gewerblich Erhältliche) mit dem Aziridin Ucecryl M2 hergestellt werden. Eine andere effektive Zusammensetzung umfasst das Isocyanat Bayhydur 3100 mit einem Melamin-Formaldehyd (wie zum Beispiel das von Dyno Cytec unter dem Handelsnamen Cymel 373 gewerblich Erhältliche).
In Abhängigkeit von den erforderlichen gewünschten Eigenschaften liegt die Gesamtmenge aller Vernetzer bevorzugt in einer Menge des Trockengewichts der gesamten Formulierung von etwa 1 % bis etwa 30 %, bevorzugter von etwa 2 % bis etwa 25 %, am bevorzugtesten von etwa 2 % bis etwa 20 %, vor.
Bevorzugt liegt ein Vernetzer in einer Menge des Trockengewichts der gesamten Formulierung von etwa 1 % bis etwa 25 %, bevorzugter von etwa 3 % bis etwa 20 %, am bevorzugtesten von etwa 4 % bis etwa 15 %, beispielsweise etwa 5 %, vor.
Es ist eine Optimierung der Formulierungen erforderlich, da eine falsche Menge eine nachteilige Wirkung haben kann. Wenn beispielsweise eine übermäßige Menge von Vernetzer zugegeben wird, kann der spätere nichtreagierte Reststoff wie ein Weichmacher agieren und zu verminderten Beständigkeitseigenschaften der Beschichtung führen sowie die allgemeine Bedruckbarkeit des Stoffes beeinflussen.
Es ist eine Auswahl an Urethan-Acryl-Copolymer-Dispersionen erhältlich, die bereits einen internen Vernetzungsmechanismus besitzen. Beispiele sind Ucecoat DW 5681 und Ucecoat DW 5150, erhältlich von UCB Chemicals von Brüssel. Das effektivste System zur Vernetzung dieser Zusammensetzungen funktioniert durch die Verwendung von Aziridin und Isocyanat, wie vorstehend spezifiziert. Die allgemeine Wirkung, die Aziridine aufweisen, wurde unter Verwendung eines anderen Aziridins (wie zum Beispiel des von Avecia unter der Handelsbezeichnung CX100 gewerblich Erhältlichen) nachgewiesen.
Die positive Wirkung, die das Aziridin auf die Folien-bildenden Eigenschaften der Beschichtung hat, kann durch den Anstieg bei den Glanz-Ergebnissen und der Abnahme bei den Trübungs-Ergebnissen bemerkt werden. Die Zugabe eines Co-Lösungsmittels (wie zum Beispiel 95 % N-Methyl-2-pyrrolidon) kann die Folienbildung der Beschichtung unterstützen und dennoch kann diese auch weiter durch die kontrollierte Zugabe von Aziridin verbessert werden. Es wird angenommen, dass Koaleszenz sowohl die ästhetischen als auch die Beständigkeitseigenschaften der Folie beeinflusst. Daher ist es wünschenswert, die Vernetzung für jede Zusammensetzung zu optimieren.
Die Auswahl von Urethan innerhalb eines Hybrids ist ebenso wichtig. Es muss die Härte des Stoffes beachtet werden. Wenn das Urethan „weich" ist, kann Blockieren dann als Folge zum Problem werden. Durch die Wahl von mittleren bis harten Graden von Urethanen kann dann das Formulieren mit Antiblock-Kieselsäuren vermieden werden, was auch die Ästhetik der Folie bewahren kann.
Beschichtungs
Bevorzugt liegt die Urethanpolymer-Komponente in einer Menge von etwa 10 % bis etwa 90 %, bevorzugter von etwa 20 % bis etwa 70 %, am bevorzugtesten von etwa 30 % bis etwa 60 %, des Trockengewichts der gesamten Beschichtung vor.
Bevorzugt liegt die Acrylpolymer-Komponente in einer Menge von etwa 10 % bis etwa 90 %, bevorzugter von etwa 20 % bis etwa 70 %, am bevorzugtesten von etwa 30 % bis etwa 60 %, des Trockengewichts der gesamten Beschichtung vor.
Die Beispiele hierin zeigen Beschichtungen mit verschiedenen Verhältnissen von Urethan- zu Acrylharzen in physikalischen Gemischen, die von reinem Acryl zu reinem Urethan als Vergleiche reichen. Acryl/Urethan-Gemische in entsprechenden Gewichtsverhältnissen von 25/75, 50/50 und 75/25, besonders 50/50, können als nützliche erfindungsgemäße Beschichtungen betrachtet werden.
Polyurethan-Komponente
Es wird anerkannt werden, dass der Begriff Polyurethan, wie hierin verwendet, folgende umfasst: Urethan-Homopolymere, Mischungen von Polyurethanen mit anderen Polymeren (Polyurethan-Gemischen) und/oder Copolymeren, die eine Urethan-(Carbamat)-Wiederholungseinheit und eine oder mehrere andere Wiederholungseinheit(en), wie zum Beispiel Acrylat(e), umfassen. Polyurethane, wie hierin verwendet, können solche bezeichnen, die freie oder blockierte Isocyanat-Gruppen umfassen. Blockierte Isocyanat-Gruppen an solchen reagierten mit geeigneten bekannten Blockierungsmitteln derart, dass (z.B. nach Erhitzen) das blockierte Isocyanat dissoziiert, um freie Isocyanat-Gruppen zu bilden, die z.B. verfügbar sind, um mit geeigneten Säure- oder Polyol-Gruppen zu reagieren, um eine Polyurethan-Polymerkette oder ein Polyurethan-Polymernetzwerk zu bilden.
Alle der vorstehenden Harze können die gewünschten Eigenschaften bieten, doch wenn sie in „reiner" unformulierter Form verwendet werden, werden sie nicht die gewünschten Haftungseigenschaften auf Polypropylen und die Beständigkeitseigenschaften aufweisen. Mehrere Urethane besitzen gute Haftungseigenschaften, doch wegen des hohen Grads an Funktionalität oder der Weichheit des Urethans stellen sie nicht die erforderlichen Beständigkeitseigenschaften bereit und vice versa. Dies betrifft auch Acryl-Urethan-Gemische und -Hybride, obgleich dort zusätzliche Komplikationen mit diesen Stoffen auftreten, wie zum Beispiel die Gegenwart von stabilisierenden oberflächenaktiven Mitteln, die dazu führen, dass die Beschichtungen zum Bleichen neigen. Sobald die Eigenschaften mit zwei oder mehr Vernetzern optimiert sind, können dann Beschichtungsfolien, die insbesondere zur Verwendung als Etiketten geeignet sind, hergestellt werden.
Bevorzugte Beschichtungszusammensetzungen sind daher im Wesentlichen frei von oberflächenaktivem Mittel. Die Polyurethan-Komponente kann wahlweise nicht-sulfoniert sein.
Bevorzugte verwendete Polyurethane in den erfindungsgemäßen Folien und Zusammensetzungen können solche sein, die durch eine Polymerisationsreaktion erhalten werden und/oder erhältlich sind, die ein Isocyanat umfasst, das selbst einen Gehalt von freien (reaktiven) NCO-Gruppen von etwa 10 % bis etwa 30 %, bevorzugter von etwa 15 % bis etwa 25 %, am bevorzugtesten von etwa 16 % bis etwa 22 %, beispielsweise etwa 18 %, umfasst.
Spezielle Polyurethan-Komponenten, die erfindungsgemäß verwendet werden können, umfassen sehr hartes Urethan, wie zum Beispiel das von UCB Chemicals unter der Handelsbezeichnung DW 4860 gewerblich Erhältliche.
Die erfindungsgemäßen Polyurethan-Polymere können unter Verwendung von Monoisocyanaten und Polyisocyanaten gebildet werden. Die Isocyanate können linear aliphatisch, cyclisch aliphatisch, aromatisch und Mischungen davon sein. Beispiele von gewerblich erhältlichen Polyisocyanaten schließen Folgende ein: Vestanat.RTM. IPDI, das Isophorondiisocyanat von HULS America Inc. (Piscataway, N.J.) ist, TMXDT.RTM., das Tetramethylxylendiisocyanat von Cyanamid (Wayne, N.J.) ist, Luxate.RTM. HM, das Hexamethylendiisocyanat von Olin Corporation (Stamford, Conn.) ist, Diphenylmethandiisocyanat von Upjohn Polymer Chemicals (Kalamazoo, Mich.), Desmodur.RTM. W, das Dicyclohexylmethan-4,4'-diisocyanat von Bayer Corporation (Pittsburgh, Pa.) ist, und Toluendiisocyanat (TDI). Die bevorzugten Isocyanate sind Hexamethylendiisocyanat (HDI), Isophorondiisocyanat (IPDI) und Mischungen davon, bevorzugter HDI-Trimer.
Wenn erwünscht, können kleine Mengen von Polyisocyanaten, die einen Isocyanat-Gehalt von größer als 2,1 haben, verwendet werden. Zusätzlich können auch modifizierte Polyisocyanate, die aus Hexamethylendiisocyanat, Isophorondiisocyanat und Toluendiisocyanat hergestellt werden, verwendet werden. Genannte Polyisocyanate können Funktionalitäten aufweisen, einschließlich Urethanen, Uretdionen, Isocyanuraten, Biureten und Mischungen davon.
Wahlweise kann das Polyurethan durch eine Reaktion mit Polymerdiolen und/oder Polyester-Polyolen hergestellt werden. Derartige Polyole können eine Hydroxyl-Zahl im Bereich von etwa 20 bis etwa 140 und bevorzugt von etwa 40 bis etwa 110 aufweisen. Geeignete Polymer-Polyole können Folgende einschließen: Polyester-Polyole, Polyether-Polyole, Polycarbonat-Polyole, Polyurethan-Polyole, Polyacetal-Polyole, Polyacrylat-Polyole, Polycaprolacton-Polyole, Polyesteramid-Polyole, Polythioether-Polyole und Mischungen davon.
Alkylendiole können auch bei der Herstellung der Polyurethane verwendet werden. Die Alkylendiole können eine Hydroxyl-Zahl im Bereich von etwa 130 bis etwa 1250 und bevorzugt von etwa 950 bis etwa 1250 aufweisen. Die bevorzugten Alkylendiole schließen 1,4-Butandiol, 1,6-Hexandiol und 2-Methyl-1,3-propandiol ein und können im Polyurethan in einem Bereich von etwa 0,1 Gewichts-% bis etwa 10,0 Gewichts-% und bevorzugt von etwa 0,5 Gewichts-% bis etwa 5,0 Gewichts-%, basierend auf 100 Teilen der gesamten Polymer-Feststoffe, vorliegen.
Höher funktionelle Polyole können bei der Herstellung der Polyurethan-Harnstoff-Polymere verwendet werden. Geeignete Beispiele schließen Glycerol, Trimethylolpropan, 1,2,4-Butantriol, 1,2,6-Hexantriol und Mischungen davon ein. Das bevorzugte höher funktionelle Polyol ist Trimethylolpropan. Genannte Polyole können in einem Bereich von etwa 0,1 Gewichts-% bis etwa 1,0 Gewichts-% und bevorzugt von etwa 0,3 Gewichts-% bis etwa 0,7 Gewichts-%, basierend auf 100 Teilen der gesamten Polyurethan-Feststoffe, vorliegen.
Wahlweise können Dihydroxycarbonsäuren bei der Herstellung des Polyurethan-Prepolymers verwendet werden. Eine bevorzugte Dihydroxycarbonsäure ist Dimethylolpropionsäure. Die Dihydroxycarbonsäure-Komponente kann in einem Bereich von etwa 0,05 Gewichts-% bis etwa 1,0 Gewichts-% und bevorzugt von etwa 0,2 Gewichts-% bis etwa 0,5 Gewichts-%, basierend auf 100 Teilen der gesamten Polyurethan-Feststoffe, vorliegen.
Die Neutralisation der genannten Dihydroxycarbonsäure-Gruppen kann mit Verbindungen, wie zum Beispiel Alkalimetallhydroxiden, organischen tertiären Aminen, Ammoniak und Mischungen davon, erreicht werden. Bevorzugte Neutralisationsmittel sind Natriumhydroxid und Triethylamin.
Acryl-Komponente
In dieser gesamten Patentschrift ist der Begriff Acrylharz in der Technik bekannt. Beispiele von Acrylharzen sind solche Polymere mit einer oder mehreren „ungesättigten Ester-Einheiten", beispielsweise die eine Organo-Spezies umfassen, die eine oder mehrere funktionelle „Hydrocarbylidenylcarbonyloxy"-Gruppen umfasst, analogen und/oder abgeleiteten Einheiten, beispielsweise Einheiten, die (Meth)acrylat-Funktionalitäten umfassen, und/oder Derivate davon. „Ungesättigte Ester-Einheiten" können wahlweise substituierte allgemeine α,β-ungesättigte Säuren, Ester und/oder andere Derivate davon umfassen.
Bevorzugte ungesättigte Ester-Einheiten sind solche durch Formel 1 dargestellten.
Formel 1 wo R₁, R₂, R₃ und R₄ unabhängig voneinander Folgende darstellen: H, wahlweise Substituenten und/oder wahlweise substituierte Organo-Gruppen; und alle entsprechenden Isomere davon, Kombinationen davon, von der gleichen Spezies, und/oder Mischungen davon.
Bevorzugtere Einheiten von Formel 1 (einschließlich Isomeren und Mischungen davon) sind solche, wenn R₁, R₂, R₃ und R₄ unabhängig aus Folgenden ausgewählt sind: H, wahlweisen Substituenten und wahlweise substituiertem C_1-10-Hydrocarbyl, am bevorzugtesten H, Hydroxy, Amino und C_1-6-Hydrocarbyl, beispielsweise H, OH und C_1-4-Alkyl.
Wenn R₁ und R₂ für H stehen und R₃ für H steht, stellt Formel 1 eine Acrylat-Einheit dar, die Acrylatester und Derivate davon einschließt. Wenn R₁ und R₂ für H stehen und R₃ für Methyl steht, stellt Formel 1 eine Methacrylat-Einheit dar, die Methacrylatester und Derivate davon einschließt. Acrylat- und/oder Methacrylat-Einheiten der Formel 1 sind besonders bevorzugt.
In geeigneter Weise sind Einheiten der Formel 1 solche, wo R₁ und R₂ unabhängig für H, Methyl oder OH stehen und R₃ für H oder CH₃ steht.
In geeigneterer Weise sind Einheiten der Formel 1 solche, wo R₁ für OH steht, R₂ für CH₃ steht und R₃ für H steht, und/oder (ein) Tautomer(e) davon (beispielsweise von einer funktionellen Acetoacetoxy-Spezies).
In geeignetester Weise sind ungesättigte Ester-Einheiten aus Folgenden ausgewählt: -OCO-CH=CH₂; -OCO-C(CH₃)=CH₂; Acetoacetoxy, -OCOCH=C(CH₃)(OH) und einem/allen geeigneten Tautomer(en) davon.
Es wird anerkannt werden, dass jedwede geeigneten Einheiten, die durch Formel 1 dargestellt werden, im erfindungsgemäßen Rahmen verwendet werden könnten, wie auch andere reaktive Einheiten.
Spezielle Acryl-Komponenten, die erfindungsgemäß verwendet werden können, umfassen Polymere mit funktionellen Acetoacetoxyethyl-Gruppen, wie zum Beispiel die unter der Handelsbezeichnung WB 1274 Erhältlichen.
Polyurethan- und Acryl-Hybride, die sowohl als Urethan- als auch als Acryl-Komponenten der erfindungsgemäßen Beschichtung verwendet werden können, schließen Folgende ein:
solche in WO 92/14768 beschriebenen Copolymere, die durch eine freie radikalische Polymerisation zwischen einem Polyurethan und (Meth)acryl-Monomeren hergestellt werden, insbesondere die Beispiele darin, besonders Beispiel 2;
die von Air Products unter der Handelsbezeichnung Hybridur 570 gewerblich erhältlichen Urethan-Acryle;
die aliphatische Polyurethan-Acryl-Dispersion, die naturgemäß anionisch ist, mit einem pH von 8,0, und von Industrial Copolymers Ltd unter der Handelsbezeichnung Incobound 004 gewerblich erhältlich ist.
Andere wahlweise Komponenten, die zu den erfindungsgemäßen Beschichtungen gegeben werden können, die die Bedruckbarkeit der Folie begünstigen, umfassen: Monomere (die UV-reaktiv sein oder nicht sein können), um Funktionalität zur Unterstützung der Haftung von Farbe zu verleihen, wahlweise in einer Menge bis zu etwa 6 Gewichts-% der Formulierung; und/oder anorganische mineralische Partikel (wie zum Beispiel kolloide Kieselsäure, beispielsweise die von Grace Davison unter der Handelsbezeichnung Ludox PX-30 gewerblich Erhältliche), um die Struktur der vernetzten Schicht zur Bereitstellung von besserer haftender Verankerung der anschließend aufzutragenden Farben zu öffnen, wahlweise in einer Menge bis zu etwa 6 Gewichts-% der Formulierung.
Die Begriffe „wahlweiser Substituent" und/oder „wahlweise substituierter", wie hierin verwendet (sofern nicht eine Liste von anderern Substituenten folgt), bezeichnet die eine oder mehrere der folgenden Gruppen (oder Substitution durch diese Gruppen): Carboxy, Sulfo, Formyl, Hydroxy, Amino, Imino, Nitrilo, Mercapto, Cyano, Nitro, Methyl, Methoxy und/oder Kombinationen davon. Diese wahlweisen Gruppen schließen alle chemisch möglichen Kombinationen in der gleichen Einheit einer Vielzahl (bevorzugt zwei) der vorstehend genannten Gruppen ein (z.B. wenn Amino und Sulfonyl direkt miteinander verknüpt sind, stellen sie eine Sulfamoyl-Gruppe dar). Bevorzugte wahlweise Substituenten umfassen: Carboxy, Sulfo, Hydroxy, Amino, Mercapto, Cyano, Methyl und/oder Methoxy.
Die synonymen Begriffe „organischer Substituent" und „organische Gruppe", wie hierin verwendet (hierin auch als „Organo" abgekürzt), bezeichnen jedwede monovalente oder multivalente Einheit (wahlweise zu einer oder mehreren anderen Einheiten verknüpft), die ein oder mehrere Kohlenstoffatome und wahlweise ein oder mehrere andere Heteroatome umfasst. Organische Gruppen können Organoheteryl-Gruppen (auch als Organoelement-Gruppen bekannt) umfassen, die monovalente Gruppen, Kohlenstoff enthaltend, umfassen, die somit organisch sind, doch die ihre freie Valenz an einem Atom haben, das kein Kohlenstoff ist (beispielsweise Organothio-Gruppen). Organische Gruppen können als Alternative oder zusätzlich organische Gruppen umfassen, die jedwede organische substituierte Gruppe umfassen, ungeachtet der funktionellen Art, mit einer freien Valenz an einem Kohlenstoffatom. Organische Gruppen können auch heterocyclische Gruppen umfassen, die monovalente Gruppen umfassen, die durch Entfernen eines Wasserstoffatoms von jedwedem Ringatom einer heterocyclischen Verbindung (eine cyclische Verbindung, die als Ringglieder Atome von mindestens zwei verschiedenen Elementen aufweist, in diesem Fall ist eins Kohlenstoff) gebildet werden. Bevorzugt können die Nicht-Kohlenstoffatome in der organischen Gruppe aus Folgenden ausgewählt sein: Wasserstoff, Halogen, Phosphor, Stickstoff, Sauerstoff und/oder Schwefel, bevorzugter aus Wasserstoff, Stickstoff, Sauerstoff und/oder Schwefel.
Der Begriff „Kohlenwasserstoff-Gruppe", wie hierin verwendet, ist ein Teil einer organischen Gruppe und bezeichnet jedwede monovalente oder multivalente Einheit (wahlweise mit einer oder mehreren anderen Einheiten verknüpft), die aus einem oder mehreren Wasserstoffatomen und einem oder mehreren Kohlenstoffatomen besteht. Kohlenwasserstoff-Gruppen können eine oder mehrere der folgenden Gruppen umfassen. Hydrocarbyl-Gruppen umfassen monovalente Gruppen, die durch Entfernen eines Wasserstoffatoms aus einem Kohlenwasserstoff gebildet werden. Hydrocarbylen-Gruppen umfassen bivalente Gruppen, die durch Entfernen von zwei Wasserstoffatomen aus einem Kohlenwasserstoff, dessen freie Valenzen nicht an einer Doppelbindung beteiligt sind, gebildet werden. Hydrocarbyliden-Gruppen umfassen bivalente Gruppen (dargestellt durch „R₂C="), die durch Entfernen von zwei Wasserstoffatomen von demselben Kohlenstoffatom eines Kohlenwasserstoffs, dessen freie Valenzen an einer Doppelbindung beteiligt sind, gebildet werden; Hydrocarbylidin-Gruppen umfassen trivalente Gruppen (dargestellt durch „RC≡"), die durch Entfernen von drei Wasserstoffatomen von demselben Kohlenstoffatom eines Kohlenwasserstoffs, dessen freie Valenzen an einer Dreifachbindung beteiligt sind, gebildet werden. Kohlenwasserstoff-Gruppen können auch jedwede gesättigten, ungesättigten Doppel- und/oder Dreifachbindungen (z.B. Alkenyl bzw. und/oder Alkinyl) und/oder aromatische Gruppen (z.B. Aryl) umfassen und, wo es angezeigt ist, können sie mit anderen funktionellen Gruppen substituiert sein.
Am bevorzugtesten umfassen organische Gruppen eine oder mehrere der folgenden Kohlenstoff-enthaltenden Einheiten: Alkyl, Alkoxy, Alkanoyl, Carboxy, Carbonyl, Formyl und/oder Kombinationen davon; wahlweise in Kombination mit einer oder mehreren der folgenden Heteroatom-enthaltenden Einheiten: Oxy, Thio, Sulfinyl, Sulfonyl, Amino, Imino, Nitrilo und/oder Kombinationen davon. Organische Gruppen schließen alle chemisch möglichen Kombinationen in der gleichen Einheit einer Vielzahl (bevorzugt zwei) der vorstehend genannten Kohlenstoff-enthaltenden und/oder Heteroatom-enthaltenden Einheiten ein (z.B. wenn Alkoxy und Carbonyl direkt miteinander verknüpt sind, stellen sie eine Alkoxycarbonyl-Gruppe dar): Der Begriff „Alkyl" oder sein Äquivalent (z.B. „Alk"), wie hierin verwendet, kann, wo es angebracht ist und sofern es der Zusammenhang nicht deutlich anderweitig anzeigt, leicht durch Begriffe, die jedwede andere Kohlenwasserstoff-Gruppe umfassen, wie zum Beispiel die hierin beschriebenen, ersetzt werden.
Jedweder Substituent, jedwede Gruppe oder Einheit, die hierin genannt sind, bezeichnet eine monovalente Spezies, sofern es nicht anderweitig angegeben ist oder der Zusammenhang es nicht deutlich anderweitig anzeigt (z.B. eine Alkylen-Einheit kann eine bivalente Gruppe, die mit zwei anderen Einheiten verbunden ist, umfassen). Eine Gruppe, die eine Kette von drei oder mehr Atomen umfasst, bezeichnet eine Gruppe, in der die Kette gänzlich oder teilweise linear, verzweigt sein kann und/oder einen Ring (einschließlich Spiro- und/oder annelierter Ringe) bilden kann. Die Gesamtzahl bestimmter Atome ist für bestimmte Substituenten angegeben, beispielsweise C_1-m-Organo bezeichnet eine organische Gruppe mit von 1 bis m Kohlenstoffatomen. In jedweder Formel hierin, wenn von einem oder mehreren Ringsubstituenten nicht angezeigt ist, dass er an einem bestimmten Atom am Ring verknüpft ist, kann der Substituent jedwedes Wasserstoffatom, das mit einem Ringatom verknüpft ist, ersetzen und kann in jedweder verfügbaren Position am Ring, die chemisch geeignet ist, lokalisiert werden.
Bevorzugt umfasst jedwede der vorstehend aufgelisteten organischen Gruppen von 1 bis 36 Kohlenstoffatome, bevorzugter von 1 bis 18. Es wird besonders bevorzugt, dass die Anzahl der Kohlenstoffatome in einer organischen Gruppe von 1 bis einschließlich 10 beträgt.
Sofern es der Zusammenhang nicht deutlich anderweitig anzeigt, sind hierin verwendete Pluralformen der Begriffe hierin als einschließlich der Singularformen zu deuten und vice versa.
Der Begriff „effektiv" (beispielsweise in Bezug auf das Verfahren, Verwendungen, Produkte, Stoffe, Verbindungen, Monomere, Oligomere, Polymer-Vorläufer und/oder Polymere der vorliegenden Erfindung) wird so verstanden werden, dass er solche Bestandteile bezeichnet, die, wenn in der richtigen Weise verwendet, die erforderlichen Eigenschaften für den Stoff, die Verbindung, Zusammensetzung, das Monomer, Oligomer, den Polymer-Vorläufer und/oder das Polymer bereitstellen, denen sie zugegeben und/oder in denen sie eingeschlossen werden, in einer oder mehreren hierin beschriebenen Verwendungen und/oder Anwendungen. Wie hierin verwendet, bezeichnet der Begriff „geeignet", dass eine funktionelle Gruppe mit der Herstellung eines effektiven Produkts vereinbar ist.
Die Substituenten an der Wiederholungseinheit können zur Verbesserung der Vereinbarkeit der Stoffe mit den Polymeren und/oder Harzen, in denen sie formuliert und/oder eingeschlossen werden können, um einen flammhemmenden Stoff zu bilden, ausgewählt werden. Somit können die Größe und Länge der Substituenten zur Optimierung der physikalischen Verstrickung mit dem Harz oder Einfügung in das Harz ausgewählt werden oder sie können andere reaktive Einheiten, die zur chemischen Reaktion und/oder Vernetzung mit derartigen anderen Harzen fähig sind, umfassen oder nicht umfassen.
Bestimmte Einheiten, Spezies, Gruppen, Wiederholungseinheiten, Verbindungen, Oligomere, Polymere, Stoffe, Mischungen, Zusammensetzungen und/oder Formulierungen, die einen Teil oder die Gesamtheit der Erfindung, wie hierin beschrieben, umfassen, können als eins oder mehrere von Folgenden vorliegen: Stereoisomere (wie zum Beispiel Enantiomere, Diastereoisomere, geometrische Isomere, Tautomere und/oder Konformere), Salze, Zwitterione, Komplexe (wie zum Beispiel Chelate, Clathrate, Kronenverbindungen, Kryptanden/Kryptaten, Einschlussverbindungen, Interkalationsverbindungen, Einlagerungsverbindungen, Liganden-Komplexe, nichtstöchiometrische Komplexe, Organometall-Komplexe, π-Addukte, Solvate und/oder Hydrate); isotopisch substituierte Formen, Polymer-Konfigurationen [wie zum Beispiel Homo- oder Copolymere, zufällige, Pfropf- oder Blockpolymere, lineare oder verzweigte Polymere (z.B. sternförmige und/oder seitlich verzweigte Polymere), hyperverzweigte Polymere und/oder dendritische Makromoleküle (wie zum Beispiel solcher Art wie in WO 93/17060 beschrieben), vernetzte und/oder netzwerkartige Polymere, aus bi- und/oder trivalenten Wiederholungseinheiten erhältliche Polymere, Dendrimere, Polymere von unterschiedlicher Taktizität (z.B. isotaktische, syndiotaktische oder ataktische Polymere)]; Polymorphe [wie zum Beispiel interstitielle Formen, kristalline Formen, amorphe Formen, Phasen und/oder feste Lösungen], Kombinationen davon, wo möglich, und/oder Mischungen davon. Erfindungsgemäß sind alle derartigen Formen, die effektiv sind, umfasst.
Es wird anerkannt, dass bestimmte erfindungsgemäße Merkmale, die zur Deutlichkeit im Zusammenhang mit separaten Ausführungsformen beschrieben sind, auch in Kombination in einer einzelnen Ausführungsform bereitgestellt werden können. Umgekehrt können verschiedene erfindungsgemäße Merkmale, die zur Kürze im Zusammenhang mit einer einzelnen Ausführungsform beschrieben sind, auch separat oder in jedweder geeigneten Unterkombination bereitgestellt werden.
Der Begriff „umfasst/umfassen", wie hierin verwendet, wird mit der Bedeutung verstanden werden, dass die folgende Liste nicht vollständig ist und jedweden anderen zusätzlichen geeigneten Begriff, beispielsweise eine/en oder mehrere weitere/s Merkmal(e), Komponente(n), Bestandteil(e) und/oder Substituenten, wie geeignet, einschließen oder nicht einschließen kann.
Substrat-Bögen
Die erfindungsgemäß verwendete Folie ist, vor Aufgabe einer jedweden Beschichtung oder Schicht, eine Folie aus Polyolefinpolymer, wie zum Beispiel Polybutylen, Polypropylen und/oder Polyethylen.
In geeigneter Weise können die Polyolefin-Folien, die erfindungsgemäß verwendet werden sollen, ein oder mehrere Polyolefine umfassen [z.B. Polybutylen-Homopolymer, Polypropylen-Homopolymer, Polyethylen-Homopolymer (z.B. lineares Polyethylen niedriger Dichte – LLDPE) und/oder Copolymer- oder Terpolymer-Kombinationen aus Butylen-, Propylen- und/oder Ethylen-Monomer(en); wahlweise in einer oder mehreren Schichten]. Bevorzugte Polymere können zufällige und/oder Blockpolymere sein. Die einzelnen Polymere und/oder Schichten in einer erfindungsgemäßen Folie können orientiert, geblasen, geschrumpft, gestreckt, gegossen, extrudiert, coextrudiert werden und/oder jedwede geeigneten Mischungen und/oder Kombinationen davon umfassen. Bevorzugte Folien umfassen einen bedeutenden Anteil an Polypropylen und/oder eines olefinischen Block- und/oder zufälligen Copolymers, das bis zu etwa 15 % (bevorzugter 10 %) w/w des Copolymers von mindestens einem copolymerisierbaren Olefin (wie zum Beispiel Ethylen) enthält, und/oder Polyester. Bevorzugtere Folien umfassen Polypropylen-Homopolymer, am bevorzugtesten isotaktisches Polypropylen-Homopolymer. Folien können wahlweise durch jedwede geeigneten Mittel, wie zum Beispiel Elektronenstrahl-(EB) oder UV-Vernetzung, falls notwendig durch Verwendung von geeigneten Zusatzstoffen in der Folie, vernetzt werden.
Die Definition von Polyolefin, wie hierin beabsichtigt, ist ein Polymer, das aus einem erheblichen Prozentanteil, bevorzugt ≥ 50 Gewichts-%, von einem oder mehreren olefinischen Monomeren zusammengestellt ist. Die Definition von Copolymer hierin ist ein Polymer, das aus zwei oder mehr Monomeren zusammengestellt ist. Derartige Polymere können Folgende einschließen, sind aber nicht beschränkt auf: Polyethylen-Homopolymere, Ethylen-α-olefin-Copolymere, Polypropylen-α-olefin-Copolymere, Polypropylen-Homopolymere, Polybutylen-Homopolymere, Polybutylen-α-olefin-Copolymere, Butylen-Propylen-Copolymere, Butylen-Ethylen-Copolymere, Propylen-Ethylen-Copolymere, Butylen-Propylen-Ethylen-Terpolymere, Ethylen-Vinylacetat-Copolymere, Ethylen-Methacrylsäure-Copolymere und ihre Salze, Ethylen-Styren-Polymere und/oder Gemische derartiger Polymere. Die Polymere können durch jedwede geeigneten Mittel hergestellt werden, beispielsweise eine oder mehrere der freien radikalischen Polymerisation (z.B. Peroxy-Verbindungen), Metallocen-Katalyse, Koordinationskatalyse (z.B. Ziegler- oder Natta-Katalysatoren und/oder Variationen davon).
Die zur Herstellung der erfindungsgemäßen Folien verwendeten Polymerharze sind im Allgemeinen in Pelletform gewerblich erhältlich und können in der Schmelze oder mechanisch durch in der Technik gut bekannte Verfahren, unter Verwendung gewerblich erhältlicher Ausrüstung, einschließlich Drehtrommeln, Mischern und/oder Mixern, gemischt werden. Mit den Harzen können andere zusätzliche Harze zusammen mit gut bekannten Zusatzstoffen, wie zum Beispiel Verarbeitungshilfsstoffen und/oder Farbmitteln, vermischt werden. Beispielsweise können Kohlenwasserstoffharze zugegeben werden, um die Steifheits- und/oder Barriereeigenschaften der resultierenden Folien zu verbessern. Verfahren zur Herstellung von Polyolefin-Folien sind gut bekannt und schließen die Techniken zum Gießen von Folien als dünne Folien durch enge Schlitzdüsen und Blasfolie-Techniken, worin ein extrudierter Schlauch aus geschmolzenem Polymer zum gewünschten Blasendurchmesser und/oder zur gewünschten Foliendicke aufgeblasen wird, ein.
Beispielsweise werden die Harze und Zusatzstoffe zur Herstellung einer Polymer-Folie in einen Extruder eingeführt, wo die Harze in der Schmelze durch Erhitzen plastifiziert werden und dann in eine Extrusionsdüse zur Bildung eines Folienschlauchs überführt werden. Extrusions- und Düsentemperaturen werden im Allgemeinen von dem bestimmten Harz, das verarbeitet wird, abhängen und geeignete Temperaturbereiche sind im Allgemeinen in der Technik bekannt oder werden in technischen Informationsblättern, die durch die Hersteller des Harzes erhältlich sind, bereitgestellt. Verarbeitungstemperaturen können in Abhängigkeit von den gewählten Verfahrensparametern variieren.
Eine erfindungsgemäße Folie kann durch Strecken bei einer Temperatur, die über der Glasübergangstemperatur (T_g) seines/seiner Polymer-Bestandteils/Bestandteile liegt, orientiert werden. Die resultierende orientierte Folie kann außerordentlich verbesserte Dehnbarkeits- und Steifheitseigenschaften zeigen. In geeigneter Weise wird eine Folie, die ein Propylen-Homopolymer umfasst, bei einer Temperatur innerhalb des Bereiches von etwa 145° bis 165 °C orientiert. Die Orientierung kann entlang einer Achse erfolgen, wenn die Folie nur in einer Richtung gestreckt wird, oder kann biaxial erfolgen, wenn die Folie in jeder der zwei rechtwinklig zueinander liegenden Richtungen in der Ebene der Folie gestreckt wird. Eine biaxial orientierte Folie kann ausgeglichen oder unausgelichen sein, wobei eine unausgeglichene Folie einen höheren Orientierungsgrad in einer bevorzugten Richtung, gewöhnlich der Querrichtung, aufweist. In geeigneter Weise ist die Längsrichtung (LD) die Richtung, in der die Folie durch die Maschine geführt wird (auch als die Maschinenrichtung oder MD bekannt) und die Querrichtung (TD) ist rechtwinklig zur MD. Bevorzugte Folien sind sowohl in MD als auch TD orientiert.
Die Orientierung der Folie kann durch jedwede geeignete Technik erreicht werden. Beispielsweise wird die Polypropylen-Folie im Blasenverfahren in Form eines Verbundschlauchs extrudiert, der anschließend gekühlt, wieder erhitzt und dann zur Orientierung in TD durch inneren Gasdruck gedehnt und bei einer größeren Geschwindigkeit als die, bei der extrudiert wird, abgezogen, um ihn in MD zu strecken und zu orientieren. Alternativ kann eine flache Folie durch gleichzeitiges oder sequentielles Strecken in jeder der zwei rechtwinklig zueinander liegenden Richtungen mit Hilfe eines Spannrahmens oder durch eine Kombination von Abzugswalzen und einem Spannrahmen orientiert werden. Eine bevorzugte orientierte Folie umfasst biaxial orientiertes Polypropylen (hierin als BOPP bekannt), bevorzugter die in EP 0202812 beschriebene BOPP-Folie.
Der Grad, zu dem das Foliensubstrat gestreckt wird, hängt zum Teil von der endgültigen Anwendung, für die die Folie gedacht ist, ab, doch für eine Polypropylen-Folie werden zufriedenstellende Dehnbarkeitseigenschaften und andere Eigenschaften im Allgemeinen entwickelt, wenn die Folie auf das zwischen Drei- und Zehn-, bevorzugt Siebenfache ihrer ursprünglichen Abmessungen in jeder TD und MD gestreckt wird.
Normalerweise wird das Folien-Polymersubstrat nach dem Strecken bei einer Temperatur über der T_g des Polymers und unter seinem Schmelzpunkt thermofixiert, wobei Schrumpfung unterdrückt wird oder sogar die konstanten Abmessungen beibehalten werden. Die optimale Temperatur zum Thernofixieren kann leicht durch einfaches Experimentieren ermittelt werden. In geeigneter Weise wird eine Polypropylen-Folie bei Temperaturen im Bereich von etwa 100 °C bis etwa 160 °C thermofixiert. Thermofixieren kann durch übliche Techniken erfolgen, beispielsweise mit Hilfe von einem oder mehreren der Folgenden: einem Spannrahmen-System; einer oder mehrerer Heizwalzen (z.B. wie in GB 1124886 beschrieben) und/oder einer eingeschränkten Wärmebehandlung (z.B. wie in EP 023776 beschrieben).
Die Folie kann einen großen Anteil an Polypropylen, wie zum Beispiel isotaktischem Polypropylen-Homopolymer, umfassen, doch kann auch coextrudierte Mehrschichtfolien umfassen, wobei das Polymer von mindestens einer Schicht isotaktisches Polypropylen-Homopolymer darstellt und das Polymer von einer oder beiden Außenschichten ein Oberflächenschicht-Polymer mit Eigenschaften, die sich vom isotaktischen Polypropylen-Homopolymer unterscheiden, darstellt.
Die erfindungsgemäße Folie kann aus nur einer Schicht bestehen oder kann mehrschichtig sein, d.h. eine Vielzahl von Schichten umfassen. Die Schichten können durch Laminierung oder Coextrusion verbunden werden. Bevorzugter umfasst die Folie mindestens drei Schichten, wobei mindestens eine Schicht(en) zwischen andere Schichten eingeschoben wird/werden, sodass keine der auf diese Weise eingeschobenen Schicht(en) die beiden Oberflächen der Folie bilden.
Somit kann eine erfindungsgemäße Folie beispielsweise eine Dreischicht-Folie umfassen, wobei das Polymer einer mittleren oder Kernschicht einen Polymerstoff umfasst. Die Kernschicht kann eine Dicke von etwa 90 bis etwa 98 % der gesamten Dicke der Folie haben. Der Rest einer derartigen Dreischicht-Folie kann zwei Außenschichten aus einem anderen Polymerstoff umfassen, wobei jede Außenschicht im Wesentlichen eine identische Dicke aufweist.
Eine andere erfindungsgemäße Folie kann eine coextrudierte Fünfschicht-Folie umfassen, die eine mittlere Kernschicht, zwei, der mittleren Kernschicht, benachbarte Schichten und zwei äußerste Schichten umfasst, wobei die mittlere Kernschicht und derartige benachbarte Schichten einen Polymerstoff umfassen und die zwei Außenschichten einen anderen Polymerstoff umfassen.
Bevorzugt hat die mittlere Kernschicht eine Dicke von etwa 70 % bis etwa 96 %, bevorzugter von etwa 76 % bis etwa 90 %, der gesamten Dicke der Folie. Bevorzugt hat jede der derartigen benachbarten Schichten im Wesentlichen die gleiche Dicke, die bevorzugter von etwa 1 % bis etwa 6 %, am bevorzugtesten von etwa 1 % bis etwa 2 %, der gesamten Dicke der Folie beträgt. Bevorzugt hat jede Außenschicht im Wesentlichen die gleiche Dicke, die bevorzugter von etwa 1 % bis etwa 6 %, am bevorzugtesten von etwa 1 % bis etwa 2 %, der gesamten Dicke der Folie beträgt.
Eine erfindungsgemäße Folie kann auch durch Laminierung von zwei coextrudierten Folien hergestellt werden.
Eine oder mehrere Schichten der erfindungsgemäßen Folien können in Abhängigkeit von der Endverwendung der Folie opak oder transparent sein. Derartige Schichten können auch Leerstellen, die beim Streckorientieren einer derartigen Schicht, die (wahlweise kugelförmige) Partikel aus einem Stoff enthält, der höher als der Schichtstoff schmilzt und mit dem Schichtstoff nicht mischbar ist (z.B. wenn die Schicht isotaktisches Polypropylen-Homopolymer umfasst, können derartige Partikel dann Polybutylenterephthalat sein, wie beispielsweise in US 4632869 und US 4720716 gezeigt), eingeführt werden, umfassen. Bevorzugt können derartige Partikel Naturfaser (wie zum Beispiel cellulosehaltige Faser, Wollfaserstoff, Baumwoll-Linters, Pflanzenfaser, Hanf und/oder Sisal), synthetische Faser (wie zum Beispiel Viskose, Polyester und/oder Nylon) und/oder organische und/oder anorganische Partikel irgendeiner Form, wie zum Beispiel kugelförmige und/oder amorphe Partikel (z.B. Calciumcarbonat, gemahlene Cellulose, Cellulosekugeln, amorphe Polysaccharide, Stärke, Chitin und/oder superabsorbierendes Polyacrylat-Pulver), umfassen.
Erfindungsgemäße Mehrschichtfolien können in einem Bereich der Dicke hergestellt werden, die hauptsächlich durch die endgültige Anwendung, für die eine bestimmte Folie eingesetzt werden soll, bestimmt wird. Zur allgemeinen Verwendung sind Folien mit einer durchschnittlichen Dicke von etwa 2,5 μm bis etwa 150 μm, bevorzugt von etwa 4 μm bis etwa 100 μm, geeignet. Für bestimmte Anwendungen, wie zum Beispiel Verpackung, haben bevorzugtere Folien ein durchschnittliche Dicke von etwa 8 μm bis 50 μm, am bevorzugtesten von etwa 10 μm bis etwa 40 μm.
Wenn gewünscht, kann der Bogen vor der Auftragung einer erfindungsgemäßen Beschichtung (oder einer jedweden anderen Vorbeschichtung oder Vorschicht) einer chemischen oder physikalischen Oberflächen-modifizierenden Behandlung unterworfen werden, um sicherzustellen, dass die Beschichtung besser auf der Folie haftet, wodurch die Möglichkeit, dass die Beschichtung von der Folie abblättert oder sich ablöst, reduziert wird. Bekannte Techniken des Stands der Technik zur Vorbehandlung der Oberfläche vor der Beschichtung umfassen beispielsweise: Chlorierung der Folien, d.h. die Folie Chlorgas aussetzen; Behandlung mit Oxidationsmitteln, wie zum Beispiel Chromsäure, Behandlung mit heißer Luft oder Dampf; Flammenbehandlung und desgleichen. Eine derartige Behandlung ist, auf Grund ihrer Einfachheit und Wirksamkeit, die sogenannte elektronische Behandlung, bei der die Folie zwischen einem Paar von positionierten Elektroden entlanggeführt wird, um die Folienoberfläche einer elektrischen Belastung durch hohe Spannung, begleitet von Corona-Entladung, auszusetzen.
Wahlweise kann, wenn eine gleichmäßige Haftung der Beschichtung wünschenswert ist, eine intermediäre kontinuierliche Beschichtung eines Grundierungsmediums auf eine Folienoberfläche, die mit einer der hierin beschriebenen Verfahren behandelt wurde, aufgetragen werden. Grundierungsstoffe können Titanate und Poly(ethylenimin) umfassen und können als übliche Lösungsbeschichtungen aufgetragen werden [wie zum Beispiel Poly(ethylenimin) als entweder eine wässrige oder eine organische Lösungsmittellösung, z.B. in Ethanol, das etwa 0,5 Gew.-% des Imins umfasst, aufgetragen]. Ein anderes Grundierungsmedium umfasst die interpolymerisierten Kondensations-Acrylharze, die in Gegenwart eines C_1-6-Alkanols hergestellt werden, wie entweder in GB 1134876 (Kondensation eines Monoaldehyds mit einem Interpolymer von Acrylamid oder Methacrylamid mit mindestens einem anderen ungesättigten Monomer) oder in GB 1174328 (Kondensation eines Monoaldehyds mit Acrylamid oder Methacrylamid und anschließende Interpolymerisation des Kondensationsprodukts mit mindestens einem anderen ungesättigten Monomer) beschrieben. Jedoch in einer bevorzugten Ausführungsform erfordern erfindungsgemäße Beschichtungsfolien keine Grundierungsschicht.
Eine oder mehrere der Schichten und/oder Beschichtungen, die die erfindungsgemäßen Folien umfassen, können in geeigneter Weise jedwede Zusatzstoffe enthalten, die in die Folie und/oder als Teil einer Beschichtung auf die Folie, die üblicherweise bei der Herstellung von Folien eingesetzt wird, gegeben werden, und derartige Zusatzstoffe und/oder Beschichtungen können für mehr als eine Wirkung und/oder für ähnliche Zwecke (auf beiden Seiten der Folie) und zusätzlich zu den hierin erwähnten Beschichtungsbestandteilen, wie zum Beispiel Zusatzstoffe zur Verbesserung der Haftung der Farbe und/oder Bedruckbarkeit, und Vernetzungsmitteln zugegeben werden.
Derartige Zusatzstoffe und/oder Beschichtungen können aus einem oder mehreren der Folgenden, Mischungen davon und/oder Kombinationen davon ausgewählt werden: Farbstoffen; Pigmenten, Farbmitteln; metallisierten und/oder pseudometallisierten Beschichtungen; Gleitmitteln, Antioxidationsmitteln, Antistatikmitteln; oberflächenaktiven Mitteln, Versteifungshilfsmitteln, Glanzverbesserungsmitteln, Pro-Abbaumitteln, UV abschwächenden Stoffen (z.B. UV-Lichtstabilisatoren); Siegelfähigkeitszusatzstoffen; Klebrigmachern, Anti-Blockmitteln, backenfreigebenden Hilfsmitteln, Haftschicht (z.B. ein druckempfindliches Haftmittel); Haftmittelabziehschicht (z.B. zur Verwendung als ein Stützmaterial im Abzieh-Verfahren zur Herstellung von Etiketten); und/oder einer Barriereschicht und/oder Bestandteilen zur Erlangung oder Verbesserung der Impermeabilität der Folie, beispielsweise für Feuchtigkeit und/oder Sauerstoff (wie zum Beispiel Vinylidenhalogenid-Homo- oder -Copolymere, z.B. PVDC oder PVDF, die in Form einer stabilisierten Dispersion vorliegen können, wahlweise mit anionischen oder kationischen oberflächenaktiven Mitteln stabilisiert). Es wird anerkannt werden, dass eine Vielzahl der vorstehenden Eigenschaften durch einen oder mehrere Zusatzstoffe und/oder Beschichtungen, die zwei oder mehr dieser Wirkungen zeigen, erreicht werden kann.
Weitere Bestandteile der Beschichtung umfassen die, die den Reibungskoeffizienten (COF) vermindern, wie zum Beispiel: Kieselsäure und/oder ein in US 3753769 beschriebenes Terpolymer, das von etwa 2 % bis etwa 15 % w/w Acryl- oder Methacrylsäure, von etwa 10 % bis etwa 80 % w/w Methyl- oder Ethylacrylat und von etwa 10 % bis etwa 80 % w/w Methylmethacrylat, zusammen mit kolloidaler Kieselsäure und Mikrokristallinwachs, wie zum Beispiel Bienenwachs, Praffinwachs und/oder Carnaubawachs, umfasst.
Noch weitere Zusatzstoffe umfassen Gleithilfsmittel, wie zum Beispiel heiße Gleithilfsmittel oder kalte Gleithilfsmittel, die die Fähigkeit einer Folie, bei etwa Raumtemperatur über Oberflächen zu gleiten, verbessern, beispielsweise Mikrokristallinwachs. Bevorzugt liegt der Wachs in der Beschichtung in einer Menge von etwa 0,5 % bis etwa 5,0 % w/w, bevorzugter von etwa 1,5 % bis etwa 2,5 % w/w, vor. Die Wachspartikel können eine Durchschnittsgröße in geeigneter Weise von etwa 0,1 μm bis 0,6 μm, in geeigneterer Weise von etwa 0,12 μm bis etwa 0,30 μm, aufweisen.
Noch weitere Zusatzstoffe umfassen übliche inerte partikuläre Zusatzstoffe, bevorzugt mit einer durchschnittlichen Partikelgröße von etwa 0,2 μm bis etwa 4,5 μm, bevorzugter von etwa 0,7 μm bis etwa 3,0 μm. Die Verringerung der Partikelgröße verbessert den Glanz der Folie. Die Menge des Zusatzstoffs, bevorzugt kugelförmig, die in die oder jede Schicht eingearbeitet wird, liegt wünschenswerterweise in einem Überschuss von etwa 0,05 Gewichts-%, bevorzugt von etwa 0,1 Gewichts-% bis etwa 0,5 Gewichts-%, beispielsweise etwa 0,15 Gewichts-%, vor. Geeignete inerte partikuläre Zusatzstoffe können einen anorganischen oder einen organischen Zusatzstoff oder eine Mischung aus zwei oder mehr derartigen Zusatzstoffen umfassen. Geeignete partikuläre anorganische Zusatzstoffe schließen anorganische Füllstoffe, wie zum Beispiel Talk, und besonders Metall oder Halbmetalloxide, wie zum Beispiel Aluminium und Kieselsäure, ein. Feste oder hohle, gläserne oder keramische Mikroperlen oder Mikrokugeln können auch eingesetzt werden. Ein geeigneter organischer Zusatzstoff umfasst Partikel, bevorzugt kugelförmige, eines Acryl- und/oder Methacrylharzes, das ein Polymer oder Copolymer von Acrylsäure und/oder Methacrylsäure und/oder eines C_1-6-Esters davon umfasst. Derartige kugelförmige Harzpartikel können vernetzt sein, beispielsweise durch den Einschluss eines vernetzenden Mittels darin, wie zum Beispiel eines methylierten Melamin-Formaldehyd-Harzes. Die Förderung der Vernetzung kann durch die Bereitstellung von geeigneten funktionellen Gruppierungen, wie zum Beispiel Hydroxy-, Carboxy- und Amido-Gruppierungen, im Acryl und/oder Methacrylpolymer unterstützt werden.
Noch weitere Zusatzstoffe umfassen pyrogene Kieselsäure zum Zweck der weiteren Reduzierung der Klebrigkeit der Beschichtung bei Raumtemperatur. Die pyrogene Kieselsäure setzt sich aus Partikeln zusammen, die Agglomerate kleinerer Partikel sind und die eine durchschnittliche Partikelgröße von beispielsweise etwa 2 μm bis etwa 9 μm, bevorzugt von etwa 3 μm bis etwa 5 μm, aufweisen, und liegt in der Beschichtung in einer Menge von beispielsweise etwa 0,1 Gewichts-% bis etwa 2,0 Gewichts-%, bevorzugt etwa 0,2 Gewichts-% bis etwa 0,4 Gewichts-%, vor.
Es wird erwogen, dass die erfindungsgemäß verwendeten Zusatzstoffe in einigen Fällen einen zusätzlichen Vorteil zur Unterstützung oder Verbesserung der Eigenschaften von anderen üblichen, in der Folie verwendeten Zusatzstoffen, wie zum Beispiel der hierin Aufgelisteten, haben sollten.
Einige oder alle der gewünschten, vorstehend aufgelisteten Zusatzstoffe können zusammen als eine Zusammensetzung zum Beschichten der erfindungsgemäßen Folie und/oder zur Bildung einer neuen Schicht, die selbst beschichtet werden kann (d.h. zur Bildung einer der inneren Schichten einer enggültigen Mehrschichtfolie) und/oder die äußere Schicht oder Oberflächenschicht der Folie bilden kann, zugegeben werden. Alternativ können einige oder alle der vorstehenden Zusatzstoffe getrennt und/oder direkt in die Masse der Folie eingearbeitet werden, wahlweise während und/oder vor der Bildung der Folie (z.B. als Teil der ursprünglichen Polymerzusammensetzung durch jedwede geeigneten Mittel, beispielsweise Compoundieren, Vermengen und/oder Einspritzen, eingearbeitet), und kann somit Schichten oder Beschichtungen als solche bilden oder nicht bilden.
Die Bildung einer erfindungsgemäßen Folie (wahlweise orientiert und wahlweise thermofixiert, wie hierin beschrieben), die eine oder mehrere zusätzliche Schichten und/oder Beschichtungen umfasst, erfolgt in geeigneter Weise durch eine der Laminierungs- oder Beschichtungstechniken, die den Fachpersonen gut bekannt sind.
Eine erfindungsgemäße Folie kann auch mit einem oder mehreren, hierin beschriebenen Zusatzstoffen aus einer Lösung oder Dispersion des Zusatzstoffs in einem geeigneten Lösungsmittel oder Dispergiermittel unter Verwendung üblicher Beschichtungstechniken beschichtet werden. Ein wässriges Latex (beispielsweise durch Polymerisieren von Polymer-Vorläufern eines polymeren Zusatzstoffes hergestellt) in einer wässrigen Emulsion in Gegenwart eines geeigneten Emulgators ist ein bevorzugtes Medium, aus dem ein polymerer Zusatzstoff oder eine polymere Beschichtung aufgetragen werden kann.
Derartige Beschichtungen können auf die zweite Oberfläche der Folie (d.h. die Oberfläche, die nicht die ist, auf die die erfindungsgemäße hochbeständige, bedruckbare Beschichtung aufgetragen wird) auf entweder eine Oberfläche oder auf beide Oberflächen aufgetragen werden. Die oder jede Beschichtung kann nacheinander, gleichzeitig und/oder anschließend auf jedwede oder alle anderen Beschichtungen aufgetragen werden.
Eine Beschichtungszusammensetzung kann auf die behandelte Oberfläche der Folie (wie zum Beispiel der Polymerfolie) in einer jedweden geeigneten Weise, wie zum Beispiel durch Tiefdruck, Walzenstreichen, Stabstreichen, Eintauchen und/oder Spritzen, aufgetragen werden. Lösungsmittel, Verdünnungsmittel und Hilfsmittel können auch, wenn gewünscht, in diesen Verfahren verwendet werden. Die überschüssige Flüssigkeit (z.B. wässrige Lösung) kann durch jedwede geeigneten Mittel, wie zum Beispiel Quetschwalzen und/oder Streichmesser, entfernt werden. Die Beschichtungszusammensetzung wird gewöhnlich in einer derartigen Menge aufgetragen werden, dass nach dem Trocknen eine glatte, gleichmäßig verteilte Schicht geeigneter Dicke aufgetragen sein wird. Im Allgemeinen ist die Dicke der aufgetragenen Beschichtung derart, dass sie zur Verleihung der gewünschten Eigenschaften auf die Substratfolie ausreichend ist. Sobald eine Beschichtung auf die Folie aufgetragen wurde, kann die Beschichtung anschließend durch heiße Luft, Strahlungswärme oder durch jedwede andere geeigneten Mittel zur Bereitstellung einer erfindungsgemäßen Folie mit den anderen gewünschten Eigenschaften (wie zum Beispiel einer nicht-wasserlöslichen, wahlweise klaren, haftenden, glänzenden Beschichtungsfolie, die beispielsweise beim Etikettieren und/oder bei Grafik-Anwendungen nützlich ist) getrocknet werden.
Es wäre auch möglich, mehr als eins der vorstehenden Verfahren für eine oder mehrere der Zusatzstoffe oder Komponenten davon, hierin beschrieben, zu verwenden, beispielsweise können eine oder mehrere der Komponenten in das Harz vor der Herstellung der Folie eingearbeitet werden und die eine oder mehreren anderen können auf die Oberfläche aufgetragen werden.
Weitere erfindungsgemäße Aspekte umfassen auch:
Verpackung für einen Artikel, die Verpackung umfasst eine erfindungsgemäße Folie, wie hierin beschrieben;
einen Artikel, der mit genannter Verpackung verpackt ist;
ein Etikett und/oder eine grafische Ansicht, die eine erfindungsgemäße Folie, wie hierin beschrieben, umfassen; und/oder
einen Artikel, der genanntes Etikett und/oder genannte grafische Ansicht umfasst.
Ein weiterer erfindungsgemäßer Aspekt ist die Beschichtungszusammensetzung, die zur Beschichtung der Folien, hierin beschrieben, verwendet wird und in Beziehung stehende Aspekte derartiger Zusammensetzungen. Es ist leicht offensichtlich, dass alle bevorzugten Merkmale, Ausführungsformen und/oder Beispiele, hierin beschrieben, die mit erfindungsgemäßen Folien in Beziehung stehen, sinngemäß für alle hierin beschriebenen Erfindungen gelten, wie zum Beispiel für die Zusammensetzungen, Mittel, deren Verwendungen und Verfahren zur Herstellung dieser, die nachstehend beschrieben sind.
Somit ist allgemein eine Zusammensetzung bereitgestellt, wie hierin beschrieben, die zur Auftragung als eine Beschichtung effektiv ist, um eine Folie mit den hierin beschriebenen vorteilhaften Eigenschaften herzustellen.
Noch weitere erfindungsgemäße Aspekte umfassen:
ein Verfahren zur Beschichtung einer Folie mit einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung, wie hierin beschrieben;
Verwendung einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung, wie hierin beschrieben, zum Zweck der Beschichtung einer Folie, um die Folie mit mindestens einer verbesserten Eigenschaft zu versehen, bevorzugt (einer) derartigen Eigenschaft(en), die aus Folgenden ausgewählt ist/sind: verbesserter Abnutzungsbeständigkeit, verbesserter Lösungsmittelbeständigkeit und verbesserter Bedruckbarkeit.
Noch weitere erfindungsgemäße Aspekte und bevorzugte Merkmale davon sind in den Patentansprüchen angegeben.
Die Erfindung ist weiter durch Bezugnahme auf die folgenden uneingeschränkten Beispiele, die auf verschiedene Eigenschaften untersucht wurden, erläutert. Die hierin verwendeten, grundlegenden Tests sind Pasteurisierung, Kühlbox, Lösungsmittel/Alkoholbeständigkeit und Abnutzungsbeständigkeit (die nicht quantitativ ist) und diese sind nachfolgend beschrieben.
Drucken
Die getesteten Proben werden auf einem Leinenbindungs-Raster von 140 mesh bei einer Zugspannung von 22 N/cm bedruckt. Die Probe wird an einer Vakuumhalterung positioniert und ein einzelner Durchlauf der UV-härtenden orangen Siebdruckfarbe, die von Norcote unter der Handelsbezeichnung Norcote RSP-019 gewerblich erhältlich ist, wurde auf die Probe aufgetragen. Die Farbe wird dann durch zwei Durchläufe durch ein Labor-UV-Aushärtungsgerät mit einer Standard-Quecksilberdampflampe, auf 300 W/Zoll und eine Bandgeschwindigkeit von 40 ft/min eingestellt, ausgehärtet. Die Proben sollten vor dem Drucken 16 Stunden und weitere 16 Stunden nach dem Drucken altern bevor weitere Tests an ihnen ausgeführt werden. Sofern nicht anderweitig im Beispiel hierin angezeigt, war die verwendete Farbe wie vorstehend beschrieben. Wo andere Farben in den Tests hierin verwendet wurden, wurden sie analog zum vorstehenden Verfahren oder durch andere gut bekannte Verfahren, soweit angemessen, aufgetragen.
Pasteurisierungstest
Die bedruckten Proben werden in ein gerührtes Wasserbad gegeben, das bei einer Temperatur von 95 °C geregelt wird. Die Proben werden 30 Minuten in dem gerührten Wasserbad belassen, bevor sie entfernt werden. Sobald die Proben entfernt wurden, werden sie sofort getestet (im Ritztest und/oder der Klebebandmethode, wie nachstehend beschrieben), um jedweder Wiederherstellung, wenn sie abkühlen, vorzubeugen.
Kühlbox
Die Proben werden über doppelseitiges Klebeband auf einer Glasplatte befestigt und in einer Kühlbox untergebracht. Der Bereich zwischen den Platten wird mit Eis gefüllt bis die Etiketten bedeckt sind und der übrige Raum in der Kühlbox mit Wasser gefüllt ist. Die Proben werden dann 24 Stunden belassen. Wenn die Proben entfernt werden, werden sie dem Ritztest und/oder der Klebebandmethode, wie nachstehend beschrieben, unterworfen.
Ritztest/Münzentest
Zur Testung auf Kratzbeständigkeit wird eine USA 5-Cent-Münze über die Oberfläche auf dem bedruckten Bereich bei einem ungefähren Winkel von 30° zur Oberfläche gefahren. Das Ausmaß des aufgegebenen Drucks auf die Münze wird mit jedem Kratzer durch einen Buchstaben angezeigt; L bedeutet leichter Druck, M bedeutet mittlerer Druck und H bedeutet hoher Druck. Das Ergebnis wird durch die Menge der entfernten Farbe quantifiziert. Die Ergebnisskala reicht von 0 bis 4, wobei 0 bedeutet, dass keine Farbe entfernt wurde, und 4 bedeutet, dass eine große Menge von Farbe entfernt wurde. 0 oder 1 ist akzeptierbar, 2 wird als „Grenze" angesehen, 3 und 4 sind Misserfolge.
Klebebandmethode
Nachdem die farbbedruckte Oberfläche mit einer Münze getestet wurde, wird ein Stück Klebeband auf die Probe gebracht und bei einem Winkel von 90° schnell abgezogen. Dies wird die Haftung der Farbe auf der Beschichtungsoberfläche wiedergeben. Ein Verlust an Farbe von 10 % ist akzeptabel. Ein höherer führt zu einem Misserfolg.
Lösungsmittel-/Alkoholbeständigkeit
Es werden 1 ml Aceton für den Lösungsmittelbeständigkeitstest und 1 ml IPA für den Alkoholbeständigkeitstest auf die Oberfläche der Beschichtung aufgetragen. Die Lösung wird dann in einer kreisförmigen Bewegung mit einem medizinischen Kimberley Clark Kimwipe Tuch 12-mal mit einem mittleren Druck herumgerieben. Die Oberfläche der Beschichtung wird dann auf Schaden untersucht. Die Ergebnisse werden von 1 bis 5 folgendermaßen quantifiziert, umso höher die Bewertung, umso bessere Beständigkeit. Erhebliche Beständigkeit kann bei einer Bewertung von 4 oder 5 angesehen werden.
Alkoholbeständigkeit – Bewertungen

1. Beschichtung wurde vollständig entfernt.
2. Beschichtung wurde unterbrochen und einiges der Beschichtung wurde entfernt.
3. Beschichtung wurde unterbrochen und etwas Oberflächenumverteilung, die durch streifige Farbflecken wiedergegeben wird.
4. Einige Anzeichen für Unterbrechung, die durch Oberflächenflecken und Blasenbildung angezeigt wird.
5. Keine Auswirkung

Lösungsmittel(Aceton)beständigkeit – Bewertungen

1. Beschichtung wurde vollständig entfernt – leicht durch Kontakt von Aceton und Papiertuch.
2. Beschichtung wurde durch mittelmäßiges Reiben von Aceton und Papiertüchern entfernt.
3. Beschichtung wurde vollständig oder teilweise entfernt – Reiben mit konstantem hohem Druck und wiederholter/n Auftragung(en) von Aceton.
4. Beschichtung wurde vollständig oder teilweise unter höchster Schwierigkeit entfernt – mehr als drei Auftragungen von Aceton.
5. Beschichtung konnte nicht entfernt werden.

Kreuzschraffur
Die Beständigkeit kann auch durch Testen der Haftung der Beschichtung nach Beanspruchung unter Verwendung des gut bekannten Kreuzschraffur-Tests und durch visuelles Einstufen des Ergebnisses durch eine Bewertung von 0 bis 5, wie in BS 3900-E6, ASTM D3359-B, DIN53 151 oder ISO 2409 beschrieben, gemessen werden. In diesem Test bedeutet eine niedrigere Zahl beständiger und eine erhebliche Beständigkeit kann bei einer Bewertung von 0 oder 1 angesehen werden.
Glanz und Trübung
Glanz wird unter Verwendung eines Pacific Scientific Glossgard 2 45° Glanzmessers gemessen und die Trübung ist Weitwinkel-Trübung (WAH), wie durch ein Diffusion Systems Ltd. Weitwinkel-Trübungsmessgerät gemessen wurde.
"Bleichen"
Die Folie wird zum Licht gehalten und visuell untersucht. Die Bewertungsskala reicht von 1 bis 10, wobei 1 eine vollständig klare Folie darstellt, die von der Beanspruchung durch Wasser unbeeinträchtigt ist, und 10 eine vollständig weiße Folie darstellt, deren äußeres Erscheinungsbild der Polypropylen-Folie ähnelt, die gewerblich von UCB Films unter der Handelsbezeichnung W58 erhältlich ist.
In den Beispielen hierin wurden die erfindungsgemäßen Beschichtungen alle auf eine gewöhnliche OPP-Folie aufgetragen, die durch jedwedes geeignete, gut bekannte Verfahren, wie zum Beispiel das nachstehend beschriebene, hergestellt wurde.
Herstellung von unbeschichteter OPP-Folie
Aus einer Dreikanal-Ringdüse wurden zur Bildung eines Polypropylens ein Propylen-Homopolymer und eine Zusammensetzung coextrudiert. Der beschichtete Polypropylen-Schlauch wurde durch den Lauf über ein Dorn innerhalb des Schlauchs gekühlt und äußerlich durch den Durchgang durch ein, den Dorn umgebendes, Wasserbad abgeschreckt, auf Strecktemperatur erwärmt, durch inneren Gasdruck gedehnt und bei einer größeren Geschwindigkeit als die, bei der er zugeführt wurde, aus dem Dehnungsbereich entzogen, sodass der Schlauch auf das Siebenfache seiner ursprünglichen Abmessungen in sowohl der Richtung der Extrusion als auch einer Richtung quer dazu gestreckt wurde. Die gestreckte Schlauchfolie wurde dann geöffnet, um eine glatte Folie zu bilden, die anschließend bei einer Temperatur von 120 °C auf einer Walzthermofixieranlage mit matter Oberfläche, derart wie in GB-A-1124886 beschrieben, thermofixiert wurde. Die Entladungsbehandlung der thermofixierten Folie erfolgte durch eine einzelne Aluminium-Stabelektrode, die sich über die gesamte Breite der Folie ausdehnt, und die Verbindung zu einer Sherman GT60, 6 Kilowatt, Festkörper-Corona-Anlage, betrieben bei 2 Ampere.
Beispiele und Testergebnisse
Es wurden Beschichtungen des Stands der Technik hergestellt und getestet, um als ein Vergleich zu den erfindungsgemäßen Beschichtungen zu fungieren und diese sind mit Buchstaben bezeichnet. Erfindungsgemäße Beschichtungen sind mit Nummern bezeichnet.
Folien mit den in Tabelle 1 gezeigten Beschichtungen wurden, wie hierin beschrieben, hergestellt und getestet. Die folgenden Bestandteile wurden verwendet.
Das Aziridin, das von UCB Chemicals unter dem Handelsnamen Ucecoat M2 gewerblich erhältlich ist;
Das Isocyanat, das von UCB Chemicals unter dem Handelsnamen Ucecoat XE410 gewerblich erhältlich ist;
Das Urethan/Acryl-Hybrid-Harz, das von UCB Chemicals unter dem Handelsnamen Ucecoat DW 5861 gewerblich erhältlich ist, das ein gleiches Gewicht von Polyurethan- und Acryl-Komponenten aufweist.
Das kolloide Kieselsäure, die von Grace Davison unter der Handelsbezeichnung Ludox PX-30 gewerblich erhältlich ist.
Das UV-härtende Monomer, das von UCB Chemicals unter dem Handelsnamen Ebecryl 40 gewerblich erhältlich ist (zugegeben, um die Funktionalität der Beschichtung zur Verbesserung der Haftung der Farbe zu erhöhen).
Wenn notwendig, kann auch etwas oberflächenaktiver Stoff zur Stabilisierung der Formulierung in Wasser zugegeben werden.
Tabelle 1
Tabelle 2 (Testen nach einem Tag Alterung)
Diese Ergebnisse zeigen den synergistischen Nutzen von zwei Vernetzern in Beispiel 1 im Vergleich zu einem Vernetzer, selbst bei größeren Mengen. Die Lösungsmittel- und Alkoholbeständigkeit der Beschichtung ist verbessert, während die Wasserbeständigkeit in den anderen Tests aufrechterhalten wird.
Es ist eine Reihe von Urethan-Acryl-Copolymer-Dispersionen erhältlich, die bereits einen internen Vernetzungsmechanismus besitzen, wie zum Beispiel Ucecoat DW 5681, das von UCB Chemicals erhältlich ist. Diese Polymere wurden mit zusätzlichen Vernetzern von Aziridin und Isocyanat verwendet. Die Zugabehöhe von beiden Vernetzern betrug zwischen 2 % und 25 %, in Abhängigkeit von den gewünschten erforderlichen Eigenschaften. Die Formulierungen sind in Tabelle 3 nachstehend wiedergegeben.
Tabelle 3
Die Beschichtung wird bei 20 % Feststoffen verwendet, um ein Trockengewicht der Beschichtung von 1 Gramm pro Quadratmeter zu ergeben. Beispiel 3 wird auf genau die gleiche Weise wie Beispiel 2 hergestellt, doch mit einem NMP-freien Bindemittel. Die Daten der Pasteurisierung, Kühlbox, des Bleichens und der Beständigkeit für diese doppelt vernetzten Beschichtungen sind in Tabelle 4 angeordnet.
Tabelle 4
Die positive Wirkung, die der zusätzliche Aziridin-Vernetzer auf die Folien-Bildungseigenschaften der Beschichtung hat, kann durch den Anstieg bei den Glanz-Ergebnissen und die Abnahme bei den Trübungs-Ergebnissen beobachtet werden. Der Test des Beispiels 2 hat gezeigt, dass die Folie nicht blockiert, mit erhaltenen Ergebnissen von Null.
Verschiedene andere erfindungsgemäße Beschichtungsfolien wurden bedruckt und getestet, wie hierin beschrieben, und die Ergebnisse sind in den nachstehenden Tabellen wiedergegeben.
Tabelle 5 (durchgeführte Tests nach einer Woche Alterung der Beschichtung).
Tabelle 6
Die Beispiele in Tabelle 6 umfassen physikalische Mischungen von Urethan- und Acryl-Polymer. Beispiel 9 war das gleiche wie Beispiel ! [sic] mit Ausnahme, dass die Mischung 50 zu 50 von DW 4860 und WB 1274 durch das gleiche Gesamtgewicht (10,8 g) des Urethan/Acryl-Hybrid-Polymers ersetzt wurde, das von UCB Chemicals unter der Handelsbezeichnung DW 5861 erhältlich ist, wobei die Urethan- und Acryl-Komponenten ebenfalls zu gleichem Gewicht vorlagen: Tabelle 7
Tabelle 7 zeigt, dass die Beständigkeit mit der Urethan-Konzentration steigt.
Die folgenden Beispiele in Tabelle 8 vergleichen ein anderes Hybrid-Harz-System unter Verwendung eines einzigen (Isocyanat-) Vernetzers (Beschichtung F) mit der Zugabe eines zweiten Aziridin-Vernetzers (Beispiel 11).
Tabelle 8
Incobond 004 ist eine aliphatische Polyurethan-Acryl-Dispersion, die für eine gute Haftung an Substraten mit niedriger Oberflächenenergie entwickelt wurde. Es ist bekannt, dass das Polymer funktionelle Carboxyl-Gruppen aufweist, es hat einen pH von 8, es ist naturgemäß anionisch und ist von Industrial Copolymers Ltd unter der gegebenen Handelsbezeichnung gewerblich erhältlich. Diese Beschichtungszusammensetzungen wurden zur Beschichtung von Folien, wie hierin beschrieben, verwendet (unter Verwendung der Norcote-Farbe, wie vorstehend beschrieben) und die Ergebnisse sind in Tabelle 9 wiedergegeben.
Tabelle 9
Diese Beschichtungen wurden auch mit zwei verschiedenen Farben bedruckt und, nachdem die Beschichtung 2 Wochen gealtert war, getestet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 10 wiedergegeben.
Tabelle 10
Puritan bezeichnet die auf Lösungsmittel basierende, orange Flexodruckfarbe, die von BASF unter dem Handelsnamen Puritan PF gewerblich erhältlich ist.
Hydrofilm bezeichnet die auf Wasser basierende, blaue Flexodruckfarbe, die von Akzo Nobel unter dem Handelsnamen Hydrofilm 4000 gewerblich erhältlich ist. Diese Daten zeigen, dass die erfindungsgemäßen Beschichtungen mit einer großen Vielfalt an Farben bedruckt werden können und doch mit einem einzigen Vernetzer den Vorteil von Farben des Stands der Technik zeigen.
Die folgenden Formulierungen wurden auch mit einem Epoxy-Vernetzer getestet, worin:
DWX 1210 eine unverdünnte, klare, bifunktionelle Bisphenol-A-Epichlorhydrin-Flüssigkeit mit einem Epoxy-Äquivalent von 1,85 g ist und von UCB Chemicals gewerblich erhältlich ist.
Tabelle 11 (DW 5861 Harz & Epoxy)
Tabelle 12 (DW 5861 Harz & Epoxy) (Tests wurden nach zwei Wochen Alterung der Beschichtung durchgeführt).
Die Tests wurden mit einer anderen Art Urethan-Acryl-Polymer wiederholt, das von Baxenden unter dem Handelsnamen Xenacryl 1554 gewerblich erhältlich (und ähnlich denen in WO 92/14768 beschriebenen, beispielsweise Beispiel 2) ist.
Tabelle 13 (Xenacryl 1554 Harz & Epoxy)
Tabelle 14 (Xenacryl 1554 Harz & Epoxy) (Tests wurden nach zwei Wochen Alterung der Beschichtung durchgeführt).
Ein weiterer Vernetzer wurde in Kombination mit dem Isocyanat getestet, der das von UCB Chemicals unter der Handelsbezeichnung Ucarink XL29SE gewerblich erhältliche Carbodiimid (CDI) darstellte.
Tabelle 15 (DW 5861 Harz & – CDI)
Tabelle 16 (DW 5861 Harz & CDI) (Tests wurden nach zwei Wochen Alterung der Beschichtung durchgeführt).
Die Ergebnisse hierin zeigen, dass eine Vielzahl von verschiedenen Beschichtungsharzen, ob physikalische Gemische, Hybride oder Copolymere von Urethan und Acryl, eine verbesserte Lösungsmittel-(Aceton)- und/oder Alkohol- (IPA)-Beständigkeit zeigt, wenn sie mit synergistischen Mischungen von zwei oder mehr Vernetzern formuliert sind. Die Verbesserung ist größer als durch das äquivalente Gewicht eines einzelnen Vernetzers erwartet werden würde. Doch entgegen dem, was durch die Zugabe von zusätzlichen Vernetzern erwartet werden würde, sind die Beschichtungen bedruckbar und andere Eigenschaften, wie zum Beispiel Wasserbeständigkeit, werden aufrechterhalten. Die verbesserte Beständigkeit wurde dadurch gezeigt, als die Folie mit einer Vielzahl von Farben bedruckt wurde, und unter Verwendung einer Vielzahl von verschiedenen Kombinationen von zwei oder mehr Vernetzern.

Claims

Beschichteter Bogen, in dem die Beschichtungszusammensetzung eine Urethanpolymer-Komponente und eine Acrylpolymer-Komponente umfasst und weiter eine Vielzahl von Vernetzern umfasst, worin der Bogen eine Folie aus Polyolefinpolymer umfasst.
Bogen nach Anspruch 1, in dem mindestens einer der Vernetzer aus Oxiran-, Carbodiimid-, Isocyanat-, Aziridin-Verbindungen und Mischungen davon ausgewählt ist.
Bogen nach einem der vorstehenden Ansprüche, in dem mindestens einer der Vernetzer aus einer Carbodiimid- und/oder einer Aziridin-Verbindung ausgewählt ist.
Bogen nach einem der vorstehenden Ansprüche, der zwei oder drei Vernetzer umfasst.
Bogen nach einem der vorstehenden Ansprüche, in dem die Beschichtungszusammensetzung ohne eine Grundierungsschicht aufgetragen ist.
Bogen nach einem der vorstehenden Ansprüche, der für Farben aufnahmefähig (d.h. bedruckbar) ist und wasserbeständig, lösungsmittelbeständig und alkoholbeständig ist (wie hierin definiert).
Verfahren zur Beschichtung eines Bogens in Abwesenheit einer Grundierungsschicht, das auf einen Bogen ohne Grundierung in einem oder mehreren Schritten das direkte Auftragen einer Beschichtung umfasst, wie in einem der vorstehenden Ansprüche beschrieben.
Bedruckbares Etikett und/oder bedruckbare grafische Ansicht, die einen beschichteten Bogen nach einem der Ansprüche 1 bis 6 umfassen.