ES2823980T3

ES2823980T3 - Recubrimiento imprimible y proceso

Info

Publication number: ES2823980T3
Application number: ES14170619T
Authority: ES
Inventors: Alastair Hugh Servante; Simon James Read
Original assignee: Innovia Films Ltd
Current assignee: Innovia Films Ltd
Priority date: 2008-12-09
Filing date: 2009-12-08
Publication date: 2021-05-11
Anticipated expiration: 2029-12-08
Also published as: GB201115729D0; MX2011005716A; GB201106616D0; US20110300349A1; PL2355982T5; GB2485933A; US8568863B2; US20110236611A1; US8551605B2; JP2012197439A; EP2821238B1; PL2821238T3; JP6199345B2; BRPI0921545A2; GB0822412D0; AU2009326206A1; US8551606B2; KR101359335B1; ES2525647T3; JP2012136700A

Abstract

Una película imprimible que comprende un sustrato y al menos una capa de superficie formada de una composición de recubrimiento que comprende: un aglutinante que es un polímero dispersable en agua; un compuesto etilénicamente insaturado que es dispersable en agua y miscible con o enlazado a un polímero dispersable en agua, donde el compuesto etilénicamente insaturado retiene al menos parte de su insaturación después de la relación con el reticulante y es capaz de formar un enlace covalente con una tinta; y un reticulante que comprende un aziridina o una carbodiimida, donde dicho reticulante está presente en una cantidad tal que es capaz de enlazar el recubrimiento al sustrato, donde el reticulante se une a los grupos funcionales en la superficie de película con grupos funcionales en los componentes de la composición de recubrimiento y donde la película no comprende una capa de imprimación.

Description

DESCRIPCIÓN

Recubrimiento imprimible y proceso

La presente invención se relaciona con un recubrimiento mejorado al cual se le puede aplicar una impresión. En particular, aunque no exclusivamente, la presente invención se relaciona con una película imprimible mejorada que tiene propiedades de adhesión buenas cuando se usa con una tinta curable por radiación.

En los últimos años, la diversificación de productos impresos ha requerido la impresión en una variedad más amplia de materiales en láminas; por ejemplo, papeles, papeles sintéticos, películas poliméricas como películas de resina termoplástica, láminas metálicas, láminas metalizadas, etc. Estos productos impresos se imprimen mediante métodos como, por ejemplo, impresión offset, grabado, flexografía, serigrafía y tipografía. En estos métodos de impresión, un método que utiliza tinta curable por radiación se ha vuelto recientemente popular dado que las tintas curables por radiación se curan rápidamente y el método de impresión que utiliza tinta curable por radiación tiene una manipulación superior. Se conoce que las tintas curables por radiación son útiles en la impresión de envases, etiquetas y materiales de impresión no absorbentes. Las tintas de impresión curables por radiación suelen contener acrilatos insaturados, poliésteres, fotoiniciadores y aditivos. En las tintas curadas por haz electrónico, sin embargo, se pueden omitir los fotoiniciadores.

Después de la sedimentación de la tinta curable por radiación en el artículo imprimible, la impresión es expuesta a radiación y fragua en una fracción de segundo.

Se logran velocidades de impresión de hasta 300 m/min. durante una impresión continua. Actualmente, existe una alta demanda de artículos imprimibles tipo lámina.

En los métodos de impresión, la lámina de impresión tiene buenas propiedades de funcionamiento y propiedades anti bloqueo, lo que produce una diseminación uniforme de la tinta en la superficie de la lámina, así como también propiedades antiestáticas. Además de estas propiedades generalmente requeridas, en métodos de impresión que usan tinta curable por radiación, la lámina de impresión requiere de una propiedad particular de adhesión fuerte a la tinta curada por radiación.

En particular, las películas poliméricas impresas con tinta curable por radiación, destinadas al uso como etiquetas, por ejemplo, en el mercado de etiquetado de botellas, deben ser resistentes a condiciones de congelamiento del agua (para permitir almacenamiento del producto resultante en refrigeradores o cubeteras) y procesos de esterilización, por ejemplo, mediante exposición a vapor (para garantizar que las botellas pre-etiquetadas sean aptas para su llenado).

La solicitud de patente europea EP-A1-410051 divulga láminas de impresión que comprenden una capa de soporte y una capa de superficie en al menos una cara de dicho soporte, donde dicha capa de superficie contiene al menos un polímero a base de acrilato y un compuesto insaturado (ácido cinámico o sus derivados). Este documento no brinda enseñanza sobre la posibilidad de uso de otros monómeros para reemplazar el ácido cinámico.

WO-A-02/048260 divulga lo que se denominan aglutinantes mejorados, composiciones receptoras de tintas y sustratos recubiertos que contienen un aglutinante, un relleno de partículas y un mordiente. Los aglutinantes preferidos incluyen uno o más copolímeros acrílicos hechos con al menos un monómero mejorador de la resistencia a la abrasión húmeda. Las composiciones de recubrimiento divulgadas en la presente están totalmente saturadas, y el mordiente y/o el relleno brindan receptividad de tinta.

WO-A-01/60878 divulga composiciones de éster de poliuretano y polivinilo entremezcladas para uso como recubrimientos a fines de la protectividad más que la receptividad de la tinta. Este documento sugiere el uso de un recubrimiento híbrido UV dispersable en agua que está totalmente curada durante el proceso de fabricación.

US 2002/0098340 divulga una película imprimible que comprende un sustrato y al menos una capa de superficie que cubre al menos una cara del sustrato y que comprende un polímero dispersable en agua y un compuesto etilénicamente insaturado. Sin embargo, dicho producto puede ser costoso y complicado de producir debido a su naturaleza de componentes múltiples. Este documento enseña el uso de imprimaciones intermedias entre el sustrato y la capa de superficie para proporcionar un nivel de adhesión satisfactorio.

Sin embargo, los materiales anteriormente enumerados formados en láminas, especialmente películas poliméricas, no se adhieren suficientemente a la tinta curable por radiación después de la impresión y el curado, especialmente en estas condiciones extremas. Por lo tanto, la tinta impresa y curada por radiación es problemática ya que la tinta impresa y por radiación se separa de la película polimérica.

Se necesitan mejoras en el área de las películas imprimibles, para alcanzar un producto que sea económico, fácil de fabricar y que también tenga propiedades de adhesión adecuadas.

Desde un primer aspecto, la presente invención proporciona una película imprimible que comprende un sustrato y al menos una capa de superficie formada de una composición de recubrimiento que comprende: un aglutinante que es un polímero dispersable en agua; un compuesto etilénicamente insaturado que es dispersable en agua y miscible con o enlazado a un polímero dispersable en agua, donde el compuesto etilénicamente insaturado retiene al menos parte de su insaturación después de la reacción con el reticulante y es capaz de formar un enlace covalente con una tinta; y un reticulante que comprende un aziridina o una carbodiimida, donde dicho reticulante está presente en una cantidad tal que es capaz de enlazar el recubrimiento al sustrato, donde el reticulante se une a los grupos funcionales en la superficie de película con grupos funcionales en los componentes de la composición de recubrimiento y donde la película no comprende una capa de imprimación.

Los sustratos adecuados, que se pueden usar en esta invención, como la lámina, son películas poliméricas, especialmente películas de poliolefina, papeles, papeles sintéticos, tela tejida, tela no tejida, láminas cerámicas, placas metálicas, y láminas de compuesto de capas múltiples formadas por combinación de dichos materiales. Para película imprimible para uso como etiquetas, se prefieren las películas de poliolefina, especialmente películas de polipropileno orientadas y aún más preferiblemente, es una película de polipropileno orientada de conformidad con EP-A-0202812.

Las películas imprimibles mencionadas en la presente son películas que pueden entintar directamente, es decir, una película cuya capa de superficie es lo suficientemente fuerte para resistir el retiro de tinta pegajosa; de lo contrario, las áreas de la capa de superficie se pueden retirar de la superficie, generando un defecto conocido como recolección.

La formulación de recubrimiento, el recubrimiento resultante y los productos recubiertos no comprenden una imprimación. Esto brinda ventaja no solo en términos de costo, sino que también en términos de equipo de producción y simplicidad. Además, los sistemas sin imprimación permiten una mejor impresión. El volumen considerable de imprimaciones que se divulga en la técnica anterior se aleja del sistema sin imprimación de la presente solicitud.

En los sistemas de la técnica anterior se proporciona una superficie imprimible abierta mediante una interacción entre un polímero (por ejemplo, un polímero acrílico) y un compuesto etilénicamente insaturado (por ejemplo, Ebecryl® de Cytec Industries Inc.). Cuando la película se imprime, la tinta húmeda se adhiere a la superficie recubierta y posteriormente, cuando la película impresa se cura por radiación, los iniciadores de UV (incluidos en la tinta) inician una reacción de curado radical que reticula Ebecryl con sí mismo y la tinta y une la tinta a la superficie de la película. El entendido en la técnica ha evitado, en general, el uso de reticulantes para unir el recubrimiento a la película por el temor de generar una película dura, no imprimible; por el contrario, se ha utilizado, usualmente, una capa de imprimación por separado en sistemas de la técnica anterior entre la película y el recubrimiento a los efectos de unir la película al recubrimiento.

Sorprendentemente, los inventores de la presente invención han descubierto que se puede usar un reticulante en la formulación de recubrimiento para realizar la unión, sin comprometer otras cualidades como la buena impresión. Los inventores de la presente invención han descubierto que se puede usar un reticulante para unir los grupos funcionales en la superficie de la película con los grupos funcionales en los componentes de la composición de recubrimiento. El reticulante también le brinda a la película resistencia al agua sin endurecer el producto en exceso, lo que significa que la superficie aún se puede imprimir. De hecho, se ven mejoras en la impresión.

El reticulante se usa de modo que puede brindar una adhesión efectiva (y opcionalmente también resistencia al agua) mientras también genera una impresión efectiva. Los inventores han descubierto que el isocianato puede autoreticularse para generar un componente de poliurea duro, resistente a la impresión. Los inventores han obtenido buenos resultados con carbodiimida y especialmente con reticulantes de aziridina.

El sistema de la presente invención puede contrastarse nuevamente con sistemas basados en imprimaciones de la técnica anterior, donde se forma un enlace mediante la capa de imprimación independiente que está presente solo en la interfaz entre la película y el acabado y no está presente en el acabado en sí mismo.

En la presente invención, el reticulante puede reaccionar, generalmente, con el compuesto etilínicamente insaturado, que puede formar parte o no y/o depender del eje del polímero dispersable en agua. Opcionalmente, la interacción química es una interacción de tres vías que incluyen estos dos materiales y también el polímero, formando de manera efectiva un pre-polímero en la superficie de la película para la recepción de tinta y el curado posterior mediante curado por radiación.

Además, el reticulante suele estar presente en la composición de recubrimiento en una cantidad en exceso de la requerida para la reticulación estoiquimétrica del polímero dispersable en agua. Esto permite que haya disponibilidad de cierta cantidad de reticulante para reaccionar con el compuesto etilénicamente insaturado.

En los sistemas sin imprimación de la presente invención, el reticulante está presente, preferiblemente en todo el recubrimiento. El reticulante va, preferiblemente, desde la película (sustrato) donde se une a los grupos funcionales (por ejemplo, grupos ácido, hidroxilo y amino), todo el camino a través del acabado donde reticula el polímero e interactúa químicamente con el compuesto etilénicamente insaturado, hasta la superficie donde se bloquea en el compuesto etilénicamente insaturado y deja los grupos funcionales disponibles en el compuesto etilénicamente insaturado para unir la tinta. Es una característica clave de la presente invención que el compuesto etilénicamente insaturado en el sistema retenga al menos parte de su insaturación en el punto en que se aplica tinta en el sistema. En otras palabras, el recubrimiento comprende un compuesto etilénicamente insaturado que no está curado de modo que removería por completo la insaturación etilénica del compuesto y evitaría su unión a una tinta aplicada a la superficie de recubrimiento. El compuesto etilénicamente insaturado usado en la formulación de recubrimiento de la invención debe tener la capacidad (a través de uno o más de sus grupos etilénicamente insaturados) de unirse a una tinta aplicada en el recubrimiento. Una formulación de recubrimiento formulada, originalmente, con un compuesto etilénicamente insaturado, pero posteriormente curada antes de la colocación de tinta de modo que los grupos etilénicamente insaturados insuficientes para la adhesión de tinta permanezcan en el recubrimiento, no serán consistentes con la invención.

La combinación de los componentes es tal que el reticulante en exceso se puede usar sin que resulta en una película dura no imprimible, sobrereticulada. Algunos reticulantes preferidos son capaces de evitar las desventajas de la reticulación en exceso por hidrolización. Lo siguiente puede desempeñar un papel y puede ser variado por el entendido en la técnica: la reacción con el compuesto etilénicamente insaturado; la interacción de tres vías teniendo en cuenta el polímero; la funcionalidad particular de los materiales que incluyen, por ejemplo, un nivel limitado de funcionalidad ácida en la composición del polímero; la cantidad de reticulante; y los monómeros elegidos al realizar la polimerización original.

El mecanismo de la interacción química entre el reticulante y el compuesto etilénicamente insaturado puede ser, opcionalmente, una reacción de adición nucleofílica inducida de base a lo largo del enlace (etilénico) insaturado, por ejemplo, una adición de Michael o alternativamente o adicionalmente una reacción de Baylis-Hillman.

La composición de recubrimiento es preferiblemente una composición acuosa; alternativamente, se puede usar un sistema basado en un disolvente (por ejemplo, MEK- metiletilcetona o isopropil acetato). Los sistemas basados en disolventes orgánicos se pueden usar, opcionalmente, en combinación con aglutinantes de poliéster, y/o reticulantes aromáticos.

El compuesto etilénicamente insaturado es preferiblemente dispersable o miscible (en oposición a soluble) en agua.

El recubrimiento de la presente invención puede formar una capa que cubre al menos una cara del sustrato mencionado anteriormente. El polímero dispersable en agua puede, a modo ejemplificativo, seleccionarse de acrilatos dispersables en agua, uretanos, uretano acrilatos, compuestos de estireno y butadieno o anhídrido maleico y mezclas de estos El polímero dispersable en agua forma una superficie suave, formada con película y receptiva de tinta.

Los polímeros acrílicos usados como el polímero dispersable en agua incluyen (co)polímeros obtenidos de la polimerización de adición libre de radicales de al menos un monómero tipo (met)acrílico y opcionalmente, otros compuestos vinílicos o alílicos. Los polímeros acrílicos proporcionan una superficie suave formada con película y receptiva de tinta.

Una amplia variedad de polímeros acrílicos puede cumplir con este requisito. Los polímeros acrílicos adecuados son homopolímeros de ácido (met)acrílico o (met)acrilato de alquilo, donde el radical alquilo tiene entre 1 y 10 átomos de carbono o copolímeros de dos o más de dicho monómero tipo (met)acrílico y opcionalmente, de otros compuestos vinílicos o alílicos.

Como se indicó anteriormente, también se puede usar un polímero de uretano dispersable en agua. Al igual que con el polímero acrílico, es fundamental que este polímero de uretano pueda proporcionar una superficie formada por película suave y receptiva de tinta.

Una amplia variedad de polímeros de uretano puede cumplir con este requisito. Los polímeros de uretano adecuados son, por ejemplo, el producto de reacción de un prepolímero de poliuretano con terminación isocianato formado mediante la reacción de al menos un exceso de poliisocianato orgánico, un compuesto orgánico que contiene al menos dos grupos isocianato reactivos y un compuesto isocianato reactivo que contiene grupos funcionales de sal aniónica (o grupos ácidos que pueden convertirse, posteriormente, en dichos grupos de sal aniónica) o grupos no iónicos y un extensor de cadena que contiene hidrógeno activo.

El polímero dispersable en agua tiene niveles suficientemente bajos de grupos funcionales reactivos para limitar la densidad de reticulación con el objeto de proporcionar resistencia suficiente al agua para las propiedades de película terminada mientras deja una superficie que recibe tintas de impresión, donde dichas tintas son curables de UV, a base de agua o disolvente. Preferiblemente, hay menos de un 10% en peso de grupos funcionales reactivos.

La cantidad de polímero dispersable en agua es, por ejemplo, entre un 10 y un 98%, preferiblemente entre un 60 y un 95%, más preferiblemente entre un 74 y un 92%, en términos de peso después del secado de la composición de recubrimiento.

La capa de superficie comprende también un compuesto etilénicamente insaturado.

El compuesto etilénicamente insaturado se selecciona para ser miscible en la etapa húmeda en la fase acuosa y compatible en el estado seco con el polímero dispersable en agua en sí mismo. Por lo tanto, el compuesto etilénicamente insaturado actúa como un plastificante para la capa de superficie una vez endurecida, lo que permite la fácil penetración de la tinta curable por radiación. Alternativamente, o así también, el compuesto etilénicamente insaturado puede proporcionarse como parte del polímero dispersable en agua en sí mismo, por ejemplo, como cadena lateral funcional de este.

El compuesto etilénicamente insaturado también debe poder, cuando se somete la película impresa a radiación para curar la tinta, reaccionar con los componentes insaturados de la tinta que han penetrado en la capa de superficie.

Esta reacción entre los compuestos etilénicamente insaturados de la capa de superficie y los compuestos insaturados de la tinta curable por radiación forma enlaces químicos entre aquellos compuestos y reticula, de manera simultánea, la capa de superficie generando así el producto resistente final.

Preferiblemente, el compuesto etilénicamente insaturado contiene entre 1 y 10 enlaces dobles por molécula y más preferiblemente entre 2 y 5 enlaces dobles por molécula (o por grupo funcional en caso que el compuesto se brinde como una cadena lateral colgante de o como parte del polímero dispersable en agua).

Los compuestos etilénicamente insaturados adecuados son los derivados éster de ácidos [alfa], [beta]-etilénicamente insaturados como ácidos acrílicos o metacrílicos, ácidos itacónicos o citracónicos, ácidos maleicos o fumáricos, etc. con polioles o polioles alcoxilados. Otros compuestos etilénicamente insaturados adecuados incluyen derivados de prepolímeros de isocianato u oligómeros que reaccionan con alcoholes etilénicamente insaturados y variantes etoxiladas de estos, como isocianato trifuncional Desmodur (Bayer) reaccionado con metacrilato de hidroxietilo. En otras palabras, los compuestos etilénicamente insaturados usados de conformidad con la invención pueden contener una o más uniones de uretano, además, o en lugar de una o más uniones de éster.

Los polioles adecuados incluyen dioles alifáticos saturados como etilenglicol, dietilenglicol, trietilenglicol, propilenglicol, dipropilenglicol, tripropilenglicol, butilenglicoles, neopentil glicol, 1,3- y 1,4-butanodioles, 1,5-pentanodiol, 1,6-hexanodiol y 2-metil-1,3-propanodiol. También se puede usar glicerol, 1,1,1-trimetilolpropano, bisfenol A y sus derivados hidrogenados. Los polioles alcoxilados adecuados incluyen los derivados etoxilados o propoxilados de los polioles mencionados.

Los ejemplos de compuestos etilénicamente insaturados que se pueden usar de conformidad con la invención son acrilatos polifuncionales como acrilatos disfuncionales, como diacrilato de 1,4-butanodiol, diacrilato de 1,6-hexanodiol, diacrilato de neopentilglicol, diacrilato de trietilenglicol, diacrilato de polietilenglicol, diacrilato de tripropilenglico, diacrilato de 2,2-dionol, diacrilato de bisfenol A, etc. acrilatos trifuncionales como triacrilato de pentaeritritol, triacrilato de trimetiolpropano, etc. acrilatos tetrafuncionales, etc.

Se entiende que también se pueden usar los derivados de metacrilato que corresponden a estos derivados de acrilato.

Además, se ha descubierto que los derivados de polialilo como tetraaliloxietano también son adecuados. Los materiales adecuados en esta conexión están disponibles comercialmente con el nombre comercial Ebecryl de Cytec Industries Inc.

La cantidad de compuesto etilénicamente insaturado puede oscilar, por ejemplo, entre aproximadamente 2 y aproximadamente un 90% en peso del polímero acrílico, y preferiblemente entre aproximadamente un 2 y aproximadamente un 15% o entre un 2 y un 10% (en la presente memoria descriptiva, todos los porcentajes son en función del peso seco).

Los agentes reticulantes son reticulantes de carbodiimida o aziridina. Los reticulantes pueden formar enlaces entre grupos funcionales carboxilo, hidroxilo, o amina en la interfaz entre la base y el acabado.

El agente reticulante también puede mejorar la dureza y/o la resistencia al agua de la capa de superficie depositada en la película y por ende, del producto terminado, mientras resulta en una capa de superficie que, una vez endurecida, permite la fácil penetración de la tinta curable por radiación.

Por ejemplo, se puede usar entre un 1 y un 10% del reticulante, o más preferiblemente entre un 1 y un 5% o entre un 2 y un 5%.

Por ejemplo, en el caso que el polímero sea un polímero acrílico, la cantidad de agente reticulante puede ser de hasta un 10% en peso del polímero acrílico y preferiblemente oscila entre un 1 y un 5% en peso del polímero acrílico.

La capa de superficie puede contener todos los otros agentes adicionales, de ser necesario, para evitar el bloqueo de una lámina con otra, y para mejorar la propiedad de funcionamiento de la lámina, la propiedad antiestática, la propiedad de no transparencia, etc. Estos agentes adicionales suelen agregarse en una cantidad total que no excede aproximadamente el 40% en peso de polímero acrílico. Como dicho agente adicional, por ejemplo, se puede usar óxido de polietileno, sílice, gel de sílice, arcilla, talco, tierra de diatomeas, carbonato de calcio, sulfato de calcio, sulfato de bario, silicato de aluminio, zeolita sintética, alúmina, óxido de zinc, óxido de titanio, litopona, blanco satinado, etc. y agentes antiestáticos catiónicos, aniónicos y no inónicos.

Por ejemplo, se puede usar un promotor de adhesión de tinta y un endurecedor de superficie, p.ej., sílice coloidal. Un promotor de adhesión de tinta y un endurecedor de superficie pueden estar presentes, por ejemplo, en una cantidad entre un 5 y un 20%.

Los materiales antibloqueo adecuados que se pueden usar incluyen sílice, arcillas, polímeros no formadores de película (p.ej., dispersiones y perlas de PMMA), por ejemplo, en una cantidad de adición de 0,1 a un 3%, preferiblemente de un 0,1 a un 1,0%.

Se puede usar agua para producir sólidos de recubrimiento de aproximadamente un 5 a un 20%.

De conformidad con la presente invención, la capa de superficie se puede aplicar como una dispersión acuosa en aproximadamente 0,5 y aproximadamente 2,5 g/m2en el sustrato mediante el método de recubrimiento con rodillo, recubrimiento con cuchilla, recubrimiento por pulverización, recubrimiento con cuchillo de aire, recubrimiento con barra y rodillo, grabado inverso, etc. en el sustrato y después de secarse, en un horno de aire caliente.

Después de la etapa de secado, la capa de superficie comprende el polímero dispersable en agua, suavemente reticulado con el agente de reticulación y el compuesto etilénicamente insaturado, incluido en la matriz del polímero acrílico. Esto permite la fácil penetración de la tinta curable por radiación en la capa de superficie, así como su posterior reacción con el compuesto etilénicamente insaturado.

La presente invención no usa imprimaciones. Sin embargo, antes de aplicar la capa de superficie, si no hay funcionalidad suficiente en la superficie del sustrato, puede pretratarse, opcionalmente de manera convencional con el objetivo de mejorar la humedad y la adhesión. Para ello, es posible, por ejemplo, pretratar el sustrato mediante el efecto corona, descarga de corona, llama o la oxidación de productos químicos. Sin embargo, debe entenderse que son adecuadas todas las técnicas conocidas destinadas a mejorar la superficie de un producto tipo lámina con miras a la aplicación de una composición.

Una cara inversa del sustrato, a saber, una cara no cubierta por la capa de superficie, puede cubrirse con una capa de adhesivo sensible a la presión que consiste de un agente adhesivo sensible a la presión comúnmente usado. Además, de ser necesario, una película o lámina de liberación que consiste de un agente de liberación, puede cubrir la capa adhesiva sensible a la presión. Este laminado que comprende la lámina de impresión de conformidad con la invención se puede usar como una etiqueta adhesiva que se puede adjuntar a la mayoría de las superficies.

Otra realización de la invención hace referencia a una película imprimible destinada a etiquetas que comprende un sustrato del cual solo se recubre una cara con una capa de superficie y del cual la otra cara se recubre con una capa adhesiva sensible a la presión que se cubre a sí misma con una película o lámina de liberación.

Otro aspecto de la presente invención se relaciona con un proceso para fabricar una película imprimible que comprende la etapa de recubrimiento de al menos un lado de un sustrato con una dispersión acuosa que comprende el recubrimiento analizado con anterioridad y que comprende otra etapa de secado del recubrimiento así obtenido.

El proceso de fabricación de una película imprimible puede comprender, opcionalmente, antes de la etapa de recubrimiento, al menos una cara del sustrato, una etapa de pretratamiento del sustrato (como un tratamiento de descarga de corona).

En una realización particular dirigida a la preparación de etiquetas, solo se recubre una cara de dicho sustrato con una capa de superficie y el sustrato con una cara recubierta obtenido se reviste con un adhesivo sensible a la presión o en una variante, el adhesivo sensible a la presión puede transferirse de un recubrimiento de liberación con el que se combina el sustrato recubierto.

Otra realización de las presentes invención hace referencia a una película impresa que comprende un sustrato del cual se reviste al menos una cara con una capa de superficie que comprende el recubrimiento anteriormente analizado, dicha cara recubierta del sustrato se imprime mediante métodos convencionales como impresión offset, grabado, flexografía, serigrafía y tipografía utilizando una tinta curable por radiación y radiación posteriormente curada.

Las formulaciones de tinta para el curado por radiación contienen generalmente pigmentos, vehículo, disolvente y aditivos. Los disolventes en estos sistemas son monómeros de baja viscosidad, capaces de reaccionar por sí mismos (es decir, usados como diluyentes reactivos). El vehículo suele estar compuesto por una resina derivada de monómeros insaturados, prepolímeros u oligómeros como derivados de acrilatos que son capaces de reaccionar con el compuesto etilénicamente insaturado de la capa de superficie. Para la tinta UV, los «aditivos» contienen una gran cantidad de fotoiniciadores que responden a los fotones de luz UV para iniciar la reacción del sistema.

Una formulación de tinta UV puede generalizarse como: Entre un 15 y un 20% de pigmento, entre un 20 y un 35% de prepolímeros, entre un 10 y un 25% de vehículo, entre un 2 y un 10% de fotoiniciadores, entre un 1 y un 5% de aditivos.

Para una tinta curable con haz electrónico, en general, los «aditivos» no contienen fotoiniciadores.

Los monómeros de baja viscosidad, en ocasiones denominados diluyentes, son capaces de reacciones químicas que hacen que se incorporen, por completo, en la matriz polimérica final.

El vehículo proporciona la porción de «resina dura» de la formulación. Típicamente, se derivan de resinas sintéticas como, por ejemplo, uretanos, epóxidos, poliésteres que han sido modificados por reacción con compuestos que tienen grupos etilénicos como por ejemplo ácido (met)acrílico, hidroxietil(met)acrilato, producto de reacción de caprolactona con compuestos insaturados que tienen un grupo hidroxilo y similares.

Se pueden hacer ajustes adecuados en la selección de prepolímeros y monómeros usados para lograr las viscosidades requeridas para los diferentes métodos de aplicación.

Otra realización de la invención se relaciona con un proceso para fabricar una película impresa que comprende las etapas de

a) recubrimiento de un sustrato con una dispersión acuosa que comprende el recubrimiento analizado anteriormente;

b) secado del recubrimiento obtenido;

c) colocación de tinta en el recubrimiento seco con una tinta curable por radiación;

d) curado de la tinta con radiaciones UV o EB.

Se debe mencionar que las distintas etapas de este proceso pueden llevarse a cabo en las mismas condiciones (velocidad, costos, etc.), que con la capa de superficie convencional.

Finalmente, la invención hace referencia también a una película impresa obtenida mediante la colocación de tinta en una película imprimible de conformidad con la invención, y especialmente una etiqueta impresa obtenida.

Un ejemplo de una película recubierta de conformidad con la presente invención se muestra esquemáticamente y no a escala, en la Figura 1.

EJEMPLOS

Los siguientes Ejemplos se brindan a los efectos de ilustrar la presente invención y se pueden recubrir en una película de sustrato de conformidad con las técnicas estándar.

Las materias primas usadas en estos ejemplos son proporcionadas por los siguientes proveedores: Cytec Surface Specialties S.A./N.V. Anderlechtstraat, 33, 1620 Drogenbos; Alberdingk Boley GmbH sede europea, Duesseldorfer Str.

53, 47829 Krefeld, Alemania; Cray Valley Laporte Road, Stallingborough, North East Lincolnshire, DN41 8DR; Xama Aziridenes Flevo Chemie (Nederland) B.V., Havendijk 8a, 3846 AD Harderwijk, Países Bajos; Gasil Silica INEOSSilicas Limited, Warrington, Inglaterra WA5 1AB; Baxenden Chemicals Ltd, Paragon Works, Worsley Street, Rising Bridge, Accrington, BB5 2SL; Bayer Material Science 100 Bayer Road, Pittsburgh, PA 15205; Grace Davison Oak Park Business Centre, Alington Road, Little Barford, St. Neots, Cambs PE19 6WL; NIPPON SHOKUBAI EUROPE N.V. Haven 1053, Nieuwe Weg1, B-2070 Zwijndrecht, Bélgica; Nissando Industries Inc. 1-2-3, Onodai Midori-ku, China; DSM NeoResins+ Sluisweg 12, PO Box 1235140 AC Waalwijk, Países Bajos.

Muestra 1 Copolímero acrílico (Craymul 8500; Cray Valley) 82,8 (74,0 - 90,9) % de sílice (Gasi1HP250; Crossfield) 0,2 (0,1 -1,0) % de sílice coloidal (Ludox x30; GRACE Davison) 12 (5 -20) % de Ebecryl 160 (Cytec) 3 (2 -10) % XAMA-7 (reticulante de aziridina polifuncional; Bayer Polymers) 2 (2 - 5) % de agua para producir sólidos de recubrimiento de aproximadamente un 5 a un 20%

Muestra 2 Copolímero acrílico (Craymul 8405; Cray Valley) 81,5 (74,0 - 90,9) % de sílice (Seahostar KE250; Nippon Shokubai) 0.5 (0,1 -1,0) % de sílice coloidal (Bindzil 15/500; GRACE Davison) 5 - 20 % de Ebecryl 160 (Cytec) 5 (2 -10) % de PFAZ 322 (reticulante de aziridina polifuncional; Bayer Polymers) 3 (2 - 5) % de agua para producir sólidos de recubrimiento de aproximadamente un 5 aun 20%

Muestra 3 Dispersión de PU (Witcobond 315-40; Baxenden Chemicals) 33% de copolímero acrílico (Craymul 8500; Cray Valley) 42,8 (41,0 - 57,9) % de sílice (Seahostar KE250; Nippon Shokubai) 0,5 (0,1 - 1,0) % de sílice coloidal (Ludox x30; GRACE Davison) 15 (5 - 20) % de Ebecryl 160 (Cytec) 5 (2 - 10) % de XAMA-2 (reticulante de aziridina polifuncional; Bayer Polymers) 3,7 (2 - 5) % de agua para producir sólidos de recubrimiento de aproximadamente un 5 a un 20%

(Los intervalos mencionados entre paréntesis en las muestras 1 a 3 anteriores son intervalos preferidos para los materiales declarados y los números indicados antes de los paréntesis son ejemplos específicos de las formulaciones contempladas en los intervalos preferidos sugeridos).

Las siguientes formulaciones más específicas de conformidad con la invención se prepararon en una forma adecuada para la prueba de laboratorio en ausencia de un componente antibloqueo declarado y se probaron como se describe a continuación:

E m l 1

E m l 2

E m l

E m l 4

E m l

Otras formulaciones más específicas contempladas de conformidad con la invención son las siguientes:

E m l

E m l 7

Los sistemas de estas muestras y ejemplos deben tener una vida útil de aproximadamente 8 a 12 horas antes de que el reticulante se consuma. Sin embargo, la adición de otro reticulante revitaliza la formulación sin efectos significativos en las propiedades de la película terminada.

Después del recubrimiento de las formulaciones específicas mencionadas de los Ejemplos 1 a 5 en una película, la película recubierta se secó en un horno de aire caliente y posteriormente se imprimió en un proceso de serigrafía con tintas serigráficas curables UV disponibles comercialmente, a 5 a 15 g/m2 Los ejemplos son tintas RN752 y 650-CWHD de FUJIFILM SERICOL, tinta UVSF-172 de PARAGON INKS, tintas RSP Series de NORCOTE o tinta Combiwhite USW90004 & UVOSCREEN II(tm) de FLINT INKS.

La película impresa obtenida fue sometida a un curado UV usando potencias de lámpara UV en condiciones comerciales típicas de 100 a 200 W/cm a velocidades de típicas de prensa de 50 a 100 m/min.

La película impresa finalmente obtenida se probó de conformidad con el siguiente método: La exposición a condiciones húmedas extremas a alta temperatura (generalmente > 90°C) y baja temperatura (0°C) seguido de prueba de rayado inmediata. Cada uno de los Ejemplos 1 a 5 pasó la prueba de alta temperatura y el Ejemplo 3 pasó una prueba de baja temperatura modificada a 4 °C.

Se esperan resultados similares en relación con cada uno de los Ejemplos 6 y 7 y Ejemplos específicos formulados de conformidad con las Muestras 1 a 3.

Los resultados demostraron que el nuevo sistema sin imprimación de la presente invención genera una película impresa excelente adecuada para etiquetad en, por ejemplo, la industria de bebidas.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Una película imprimible que comprende un sustrato y al menos una capa de superficie formada de una composición de recubrimiento que comprende: un aglutinante que es un polímero dispersable en agua; un compuesto etilénicamente insaturado que es dispersable en agua y miscible con o enlazado a un polímero dispersable en agua, donde el compuesto etilénicamente insaturado retiene al menos parte de su insaturación después de la relación con el reticulante y es capaz de formar un enlace covalente con una tinta; y un reticulante que comprende un aziridina o una carbodiimida, donde dicho reticulante está presente en una cantidad tal que es capaz de enlazar el recubrimiento al sustrato, donde el reticulante se une a los grupos funcionales en la superficie de película con grupos funcionales en los componentes de la composición de recubrimiento y donde la película no comprende una capa de imprimación.

2. Una película imprimible de conformidad con la reivindicación 1, donde la unión en el producto terminado se produce entre el reticulante y el compuesto etilénicamente insaturado, opcionalmente donde hay una interacción química de tres vías entre el reticulante, el polímero dispersable en agua y el compuesto etilénicamente insaturado.

3. Una película imprimible de conformidad con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, que es capaz de proporcionar una superficie formada por una película suave y receptiva de tinta adecuada para la impresión.

4. Una película imprimible de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde:

el polímero dispersable en agua está presente en una cantidad entre un 10 y un 98% en peso después del secado de la composición de recubrimiento;

dicho compuesto etilénicamente insaturado está presente en una cantidad entre un 2 y un 90% en peso después del secado de la composición de recubrimiento; y/o

dicho reticulante está presente en una cantidad entre un 1 y un 5% en peso después del secado de la composición de recubrimiento.

5. Una película imprimible de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde dicho polímero dispersable en agua se selecciona de acrilatos dispersables en agua, acrilatos de uretano, copolímeros de butadieno y estireno / de anhídrido maleico y mezclas de estos y/o donde el polímero dispersable en agua tiene menos de un 10% en peso de grupos funcionales reactivos.

6. Una película imprimible de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el agente reticulante:

está presente en una cantidad en exceso de la requerida para la reticulación estoiquiomérica del polímero dispersable en agua; y/o

donde el compuesto etilénicamente insaturado comprende una o más uniones de uretano.

7. Una película imprimible de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, que comprende: una segunda capa de superficie, adecuada para la adhesión, opcionalmente donde la segunda capa de superficie está formada por una composición de recubrimiento como se define en las reivindicaciones 1 a 6 que comprende una capa sin imprimación.

8. Una película imprimible de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, donde el sustrato se selecciona del grupo que consiste de películas poliméricas, películas de poliolefina, papeles, papeles sintéticos, tela tejida, tela no tejida, láminas de cerámica, láminas de fibra metálica, láminas metalizadas (película), pliegues metálicos, placas metálicas y láminas de compuesto de capas múltiples formados por una combinación de los materiales mencionados, opcionalmente donde el sustrato es una película de polipropileno orientada.

9. Una película imprimible de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, donde solo una cara está recubierta con capa de superficie y la cara inversa del sustrato está cubierta con una capa adhesiva sensible a la presión.

10. Una película impresa que comprende una película imprimible de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, que lleva una impresión.

11. Una película imprimible de conformidad con la reivindicación 10, donde el compuesto etilénicamente insaturado ha formado un enlace covalente con una tinta que comprende la impresión por grupos etilénicamente insaturados en el recubrimiento al momento en que se aplica la tinta.

12. Un proceso para la fabricación de una película imprimible de conformidad con la reivindicación 1 a 9, que comprende la etapa de recubrir al menos un lado del sustrato con una dispersión acuosa que comprende el recubrimiento definido en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 y que comprende, además, la etapa de secado del recubrimiento obtenido.

13. Un proceso para la fabricación de una película impresa de conformidad con la reivindicación 10 o la reivindicación 11, que comprende las etapas de la reivindicación 12 y que comprende, además, las etapas de: colocación de tinta en el recubrimiento seco con una tinta curable por radiación; y el curado de la tinta con radiaciones UV o EB; opcionalmente donde la tinta se aplica al recubrimiento en cualquier momento cuando el recubrimiento ha sido aplicado a una película mediante una etapa de recubrimiento y la película recubierta ha sido suministrada en una estación de impresión.

14. Una película impresa de conformidad con la reivindicación 10 o la reivindicación 11, en la forma de una etiqueta, dicha película se combina antes o después de la impresión con una capa adhesiva sensible a la presión y opcionalmente, con una película de liberación.

15. Un recipiente, por ejemplo, una botella, etiquetada con una etiqueta de conformidad con la reivindicación 14.