MX2011005716A

MX2011005716A - Revestimiento sobre el que se puede imprimir.

Info

Publication number: MX2011005716A
Application number: MX2011005716A
Authority: MX
Inventors: Alastair Hugh Servante; Simon James Read
Original assignee: Innovia Films Ltd
Priority date: 2008-12-09
Filing date: 2009-12-08
Publication date: 2011-06-20
Also published as: GB2486831A; GB2476438A; GB2486835A; CN102227315A; GB2483169B; EP2355982A2; ES2525647T3; CN104693927A; PL2355982T3; BRPI0921545A2; EP2821238A1; US20140141186A1; WO2010067111A2; US20120164404A1; GB2486831B; CA2743388C; JP2012136700A; US9816005B2; EP2821238B1; JP2016006181A

Abstract

Se describe una composición de revestimiento sin imprimador que comprende: un aglutinante que es un polímero dispersable en agua; un compuesto etilénicamente insaturado que es dispersable y miscible en medios acuosos con o unido al polímero dispersable en agua, en donde el compuesto etilénicamente insaturado es capaz de formar un enlace covalente con una tinta; y un entrelazador, en donde el entrelazador es adecuado para unir el revestimiento al substrato base. La composición de revestimiento puede ser aplicada a un substrato para formar una película sobre la que se puede imprimir. Una película impresa de acuerdo con la invención puede usarse en una etiqueta, por ejemplo para usarse en un recipiente tal como una botella.

Description

REVESTIMIENTO SOBRE EL QUE SE PUEDE IMPRIMIR Descripción de la Invención La presente invención se refiere a un revestimiento mejorado al cual se le puede aplicar impresión. En particular, aunque no exclusivamente, la presente invención se refiere a una película que puede ser impresa mejorada que tiene buenas propiedades adhesivas cuando se usa con tinta curable por radiación.

En años recientes, la diversificación de los productos impresos ha requerido la impresión sobre una amplia variedad de materiales en hojas; por ejemplo, papeles, papeles sintéticos, películas poliméricas tales como películas de resina termoplástica, hojas metálicas, hojas metalizadas, etc. Estos elementos impresos son impresos mediante métodos tales como impresión offset, grabado, flexografía, impresión por proceso de litografía e impresión por tipografía. En estos métodos de impresión, un método que usa tinta curable por radiación recientemente se ha vuelto popular debido a que las tintas curables por radiación se curan rápidamente, y el método de impresión que usa tinta curable por radiación es de manejo superior. Se sabe 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 contienen típicamente acrilatos insaturados, poliésteres, EF.: 219675 fotoiniciadores y aditivos . En las tintas curadas por haz de electrones sin embargo, los fotoiniciadores pueden ser omitidos.

Después de la deposición de la tinta curable por radiación sobre el elemento que puede ser impreso, la impresión es expuesta a radiación y se endurece dentro de una fracción de un segundo.

Velocidades de impresión de hasta 300 m/minuto se logran durante impresión continua. Actualmente, existe una gran demanda por elementos que puedan ser impresos tipo hoj a .

En métodos de impresión, la hoja de impresión deseablemente tiene adecuadas propiedades de conducción de hoja y propiedades antibloqueo, produciendo una dispersión uniforme de la tinta sobre la superficie de la hoja, así como propiedades antiestáticas. Aparte de estas propiedades generalmente requeridas, en métodos de impresión que usan tinta curable por radiación, la hoja de impresión requiere en particular la propiedad de adherirse fuertemente a tinta curada por radiación.

En particular, las películas poliméricas impresas con tinta curable por radiación, diseñadas para usarse como etiquetas, por ejemplo en el mercado de etiquetado de botellas, deben ser resistentes tanto a las condiciones de agua congelada (para permitir el almacenamiento de producto resultante en congeladores o hieleras) como a procesos de esterilización por ejemplo mediante exposición a vapor (para asegurar que las botellas pre-etiquetadas sean adecuadas para su llenado) .

La solicitud de patente europea EP-A1-410051 describe hojas de impresión que comprenden una capa de soporte y una capa superficial sobre al menos una cara del soporte, la capa superficial contiene al menos un polímero a base de acrilato y un compuesto insaturado (ácido cinámico o derivados del mismo) . Este documento no enseña nada acerca de la posibilidad de usar otros monómeros para reemplazar ácido cinámico.

WO-A-02/048260 describe lo que se dice son aglutinantes mejorados, composiciones receptoras de tinta y substratos revestidos que contienen un aglutinante, una carga particulada y un mordiente. Los aglutinantes que se prefieren incluyen uno o más copolímeros acrílicos hechos con por lo menos un monómero de incremento de resistencia a la abrasión húmeda. Las composiciones de revestimiento descritas ahí son completamente saturadas, proporcionando receptividad de tinta por el mordiente y/o la carga.

WO-A- 01/60878 describe composiciones de éster de poliuretano-polivinilo co-entrelazadas para usarse como revestimientos diseñados para protección en lugar de recepción de tinta. Este documento sugiere el uso de un revestimiento híbrido UV dispersable en agua el cual se cura completamente durante el proceso de fabricación.

US 2002/0098340 describe una película en la que se puede imprimir que comprende un substrato y al menos una capa superficial que cubre al menos una cara del substrato y que comprende un polímero dispersable en agua y un compuesto etilénicamente insaturado. Sin embargo este producto puede ser costoso y complicado de producir debido a su naturaleza de varios componentes . Este documento enseña el uso de imprimadores intermedios entre el substrato y la capa superficial para proporcionar un nivel de adherencia satisfactorio .

Sin embargo, los materiales listados arriba formados en hojas, especialmente películas poliméricas, no se adhieren suficientemente a tinta curable por radiación después de impresión y curado, especialmente en estas condiciones extremas. En consecuencia la tinta curada por radiación e impresa es problemática ya que la tinta impresa y curada por radiación se separa de la película polimerica.

Se requieren mejoras en el área de películas sobre las que se puede imprimir, para lograr así un producto que sea económico, fácil de fabricar y que también tenga propiedades de adhesión mejoradas.

Desde un primer aspecto la presente invención proporciona un revestimiento sin imprimador para substrato base, que comprende: un aglutinante que es un polímero dispersable en agua; un compuesto etilénicamente insaturado que es dispersable en medios acuosos y miscible con o que se une al polímero dispersable en agua, en donde el compuesto etilénicamente insaturado es capaz de formar un enlace covalente con una tinta; y un entrelazador, en donde el entrelazador es adecuado para aglutinar el revestimiento al substrato base.

Los substratos adecuados, los cuales pueden usarse en esta invención como el substrato base, son películas poliméricas, especialmente películas de poliolefina, papeles, papeles sintéticos, telas tejidas, telas no tejidas, hojas de cerámica, placas metálicas y hojas compuestas multicapas formadas por la combinación de estos materiales. Para película que puede ser impresa diseñada para usarse como etiquetas, se prefieren películas de poliolefina, especialmente películas de polipropileno orientadas, y se prefiere más una película de polipropileno orientada de acuerdo con EP-A-0202812.

Las películas en las que se puede imprimir mencionadas en la presente son películas que pueden ser directamente entintadas, es decir, una película de la cual la capa superficial es lo suficientemente fuerte como para resistir la tracción de la tinta pegajosa, de otra manera áreas de la capa superficial pueden ser jaladas de la superficie, dando un defecto conocido como levantamiento.

La formulación de revestimiento, revestimiento resultante y productos revestidos no comprenden un imprimador. Esto da ventajas no sólo en términos de costo sino también en términos de equipo de producción y simplicidad. Además, los sistemas sin imprimador permiten capacidad de impresión mejorada. El considerable volumen de técnica anterior que describe imprimadores se aleja del sistema sin imprimador de la presente solicitud.

En algunos sistemas de la técnica anterior una superficie que puede ser impresa abierta es provista por una interacción entre un polímero (por ejemplo un polímero acrílico) y un compuesto etilénicamente insaturado (por ejemplo Ebecryl* de Cytec Industries Inc.). Cuando se imprime la película la tinta húmeda se adhiere a la superficie revestida y después, cuando la película impresa es curada por radiación, los iniciadores UV (contenidos en la tinta) empiezan una reacción de curado de radicales que entrelaza Ebecryl con sí mismo y la tinta y de esta manera aglutina la tinta sobre la superficie de la película. La persona capacitada ha evitado típicamente usar entrelazadores con el propósito de unir el revestimiento de la película, debido al miedo de dar origen a una película dura y sobre la que no se pueda imprimir; en lugar de ello se ha usado normalmente una capa de imprimador separada en los sistemas de la técnica anterior entre la película y el revestimiento con el propósito de unir la película al revestimiento .

Sorprendentemente los presentes inventores han encontrado que un entrelazador puede usarse en la formulación de revestimiento para de esta manera llevar a cabo la unión, sin comprometer otras calidades tales como una adecuada capacidad de impresión. Los presentes inventores han encontrado que un entrelazador puede usarse para unir grupos funcionales sobre la superficie de película con grupos funcionales en los componentes de la composición de revestimiento. El entrelazador proporciona también la película con resistencia al agua sin endurecer excesivamente el producto, significando de esta manera que la superficie aún puede ser impresa fácilmente. De hecho, se observan mejoras en la capacidad de impresión.

El entrelazador se usa de tal manera que pueda proporcionar una adhesión efectiva (y opcionalmente también resistencia al agua) mientras que también se traduce en capacidad de impresión efectiva. Se prefieren los entrelazadores que no son de isocianato, toda vez que los inventores han encontrado que el isocianato puede auto-entrelazarse para dar un componente de poliurea duro y resistente a impresión. Los inventores han obtenido buenos resultados con carbodiimida y especialmente entrelazadores de aziridina y por lo tanto se prefieren estos entrelazadores . La persona capacitada apreciará que otros enlazadores, los cuales proporcionen el efecto de unión y se traduzcan en capacidad de impresión efectiva, también están dentro del alcance de la presente invención.

El sistema de la presente invención puede nuevamente contrastarse con los sistemas a base de imprimadores de la técnica anterior, en los que se forma un enlace por medio de la capa de imprimador separada que está presente sólo en la interfaz entre la película y el revestimiento superior y no está presente en el propio revestimiento superior.

En la presente invención el entrelazador es típicamente capaz de reaccionar con el compuesto etilénciamente insaturado, el cual puede o no formar parte y/o colgar de, el esqueleto del polímero dispersable en agua. Opcionalmente la interacción química es una interacción de tres días que incluye estos dos materiales y también el polímero, de esta manera formando efectivamente un pre-polímero sobre la superficie de la película para la recepción de tinta y curado subsecuente por la cura con radiación .

Además, el entrelazador está típicamente presente en la composición de revestimiento en una cantidad mayor que aquella requerida para el entrelazamiento estequiométrico del polímero dispersable en agua. Esto hace posible entonces que haya cierto entrelazador dejado disponible para reaccionar con el compuesto etilénicamente insaturado.

En el sistema sin imprimador de la presente invención, el entrelazador está de preferencia presente a lo largo del revestimiento. El entrelazador va de preferencia desde la película (substrato) en donde se une a grupos funcionales sobre la misma (por ejemplo, grupos ácido, hidroxilo y amino en la misma) , hasta llegar al revestimiento superior en donde entrelaza el polímero e interactúa químicamente con el compuesto etilénicamente insaturado, a la superficie en donde se fija en el compuesto etilénicamente insaturado y aún deja grupos funcionales disponibles en el compuesto etilénicamente insaturado para unirse a la tinta. Una característica clave de la presente invención es que el compuesto etilénicamente insaturado presente en el sistema conserva al menos algo de insaturación en el punto en el cual se aplica la tinta al sistema. En otras palabras, el revestimiento comprende un compuesto etilénicamente insaturado que no se cura hasta ningún grado que podría remover completamente la insaturación etilénica del compuesto y evitar su unión a una tinta aplicada a la superficie de un revestimiento. El compuesto etilénicamente insaturado usado en la formulación de revestimiento de la invención debe tener la capacidad (a través de uno o más de sus grupos etilénicamente insaturados) de unirse a una tinta aplicada al revestimiento. Una formulación de revestimiento formulada originalmente con un compuesto etilénicamente insaturado pero después curada antes de la impresión con tinta de tal manera que grupos etilénicamente insaturados insuficientes para la adhesión de la tinta permanezcan en el revestimiento no estará de acuerdo con la invención.

La combinación de componentes es tal que el exceso de entrelazador puede usarse sin que dé como resultado una película sobre-entrelazada y dura y que no se puede imprimir. Algunos entrelazadores preferidos son capaces de evitar las desventajas del exceso de entrelazamiento por hidrolización en su lugar. Los siguientes pueden jugar también un papel, y pueden ser variados por la persona capacitada en consecuencia: la reacción con el compuesto etilénicamente insaturado; la interacción de tres vías tomando en cuenta el polímero; la funcionalidad particular de los materiales incluyendo por ejemplo un nivel limitado de funcionalidad ácida en la constitución del polímero; la cantidad de entrelazador y los monómeros seleccionados cuando se lleve a cabo la polimerización original.

El mecanismo de la interacción química entre el entrelazador y el compuesto etilénicamente insaturado puede opcionalmente ser una reacción de adición nucleofílica inducida por base a través del enlace (etilénico) insaturado, por ejemplo una adición de Michael o como alternativa/además una reacción de Baylis-Hiliman.

La composición de revestimiento es de preferencia una composición de base acuosa; como alternativa se puede usar un sistema a base de solventes (por ejemplo MEK - metil etil cetona - o acetato de isopropilo) . Los sistemas a base de solventes se pueden usar opcionalmente en combinación con aglutinantes de poliéster y/o entrelazadores aromáticos .

El compuesto etilénicamente insaturado es de preferencia dispersable o miscible (a diferencia de soluble) en agua.

El revestimiento de la presente invención puede formar una capa que cubra al menos una cara del substrato listado arriba. El polímero dispersable en agua puede a manera de ejemplo no limitativo seleccionarse de acrilatos, uretanos, acrilatos de uretanp, copolímeros de estireno butadieno/anhídrido maleico dispersables en agua y mezclas de los mismos. El polímero dispersable en agua forma una superficie receptora de tinta en forma de película y lisa.

Los polímeros acrílicos usados como el polímero dispersable en agua incluyen copolímeros obtenidos mediante la polimerización por adición de radicales libres de al menos un monómero tipo (met) acrílico y opcionalmente de otros compuestos vinílicos y alílicos. Los polímeros acrílicos proporcionan una superficie en forma de película y receptora de tinta lisa.

Una amplia variedad de polímeros acrílicos son capaces de satisfacer este requerimiento. Los polímeros acrílicos adecuados son homopolímeros de ácido (met) acrílico o (met) acrilato de alquilo, el radical alquilo teniendo 1 a 10 átomos de carbono, o copolímeros de dos o más del monómero tipo (met) acrílico y opcionalmente de otros compuestos vinílicos o alílicos.

Como se indicó arriba, se puede usar también adecuadamente un polímero de uretano dispersable en agua. Al igual que con el polímero de acrílico, es esencial que este polímero de uretano deba ser capaz de proporcionar una superficie receptora de tinta y en forma de película lisa.

Una amplia variedad de polímeros de uretano son capaces de satisfacer esta necesidad. Los polímeros de uretano adecuados son por ejemplo el producto de reacción de un prépolímero de poliuretano terminado en isocianato formado al hacer reaccionar al menos un exceso de un poliisocianato orgánico, un compuesto orgánico que contenga al menos dos grupos reactivos con isocianato y un compuesto reactivo con isocianato que contenga grupos funcionales de sal aniónica (o grupos de ácido que pueden convertirse posteriormente en estos grupos de sal aniónica) o grupos no iónicos y un extensor de cadena que contenga hidrógeno activo .

El polímero dispersable en agua tiene niveles suficientemente bajos de grupos funcionales reactivos para limitar la densidad de entrelazamiento y de esta manera proporcionar suficiente resistencia al agua para propiedades de película terminadas mientras deja una superficie que es receptora a tintas de impresión, estas tintas . siendo curables por UV, a base de agua o a base de solventes . Hay de preferencia menos de 10% en peso de grupos funcionales reactivos.

La cantidad de polímero dispersable en agua es por ejemplo de 10 a 98%, de preferencia 60-95%, muy preferiblemente 74-92% en términos del peso después del secado de la composición de revestimiento.

La capa superficial comprende también un compuesto etilénicamente insaturado.

El compuesto etilénicamente insaturado se selecciona para ser miscible en la etapa húmeda en la fase acuosa y para ser compatible en el estado seco con el propio polímero dispersable en agua. En consecuencia, el compuesto etilénicamente insaturado actúa como un plastificante para la capa superficial una vez endurecida permitiendo la fase y penetración de la tinta curable por radiación en la misma. Como alternativa, o también, el compuesto etilénciamente insaturado puede ser provisto como parte del propio polímero dispersable en agua - por ejemplo como una cadena lateral funcional del mismo.

El compuesto etilénicamente insaturado también debe ser capaz, cuando la película impresa sea sometida a radiación para curar la tinta, de reaccionar con los componentes insaturados de la tinta que hayan penetrado en la capa superficial.

Esta reacción entre los compuestos etilénicamente insaturados de la capa superficial y los compuestos insaturados de la tinta curable por radiación forma enlaces químicos entre estos compuestos y entrelaza superficialmente la capa superficial, generando de esta manera el producto resistente final.

De preferencia, el compuesto etilénicamente insaturado contiene 1 a 10 dobles enlaces por molécula y aún más preferiblemente 2 a 5 dobles enlaces por molécula (o por grupo funcional en caso de que el compuesto sea provisto como una cadena lateral pendiente de, o de otra manera como parte de, el polímero dispersable en agua) .

Los compuestos etilénicamente insaturados adecuados son los derivados de éster de ácidos a, ß-etilénicamente insaturados, tales como ácidos acrílieos o metacrílieos , ácidos itacónicos o citracónicos , ácidos maleicos o fumáricos, etc., con polioles o polioles alcoxilados. Otros compuestos etilénicamente insaturados adecuados incluyen derivados de prepolímeros u oligómeros de isocianato que reaccionan con alcoholes etilénciamente insaturados y variantes etoxiladas de los mismos, tales como isocianato trifuncional Desmodur (Bayer) hecho reaccionar con metacrilato de hidroxil etilo. En otras palabras, los compuestos etilénicamente insaturados usados de acuerdo con la invención pueden contener uno o más enlaces de uretano además de, o en lugar de, uno o más enlaces de éster.

Los polioles adecuados incluyen dioles alifáticos saturados tales como etilenglicol , dietilenglicol , trietilenglicol, propilenglicol , dipropilenglicol, tripropilenglicol, butilenglicoles, neopentilglicol, 1,3- y 1 , 4-butanodioles , 1 , 5-pentanodiol , 1 , 6 -hexanodiol y 2-metil-1 , 3-propanodiol . También se pueden 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 listados arriba.

Ejemplos de compuestos etilénicamente insaturados de acuerdo con la invención son acrilatos polifuncionales tales como acrilatos difuncionales , tales como diacrilato de 1,4-butano diol, diacrilato de 1,6-hexano diol, diacrilato de neopentil glicol, diacrilato de trietilenglicol, diacrilato de polietilenglicol , diacrilato de tripropilenglicol, diacrilato de 2,2-dionol, diacrilato de bisfenol A, etc., acrilatos trifuncionales tales como triacrilato de pentaeritritol , triacrilato de trimetilolpropano, etc., acrilatos tetrafuncionales, etc.

Debe entenderse que los derivados de metacrilato que corresponden a estos derivados de acrilato también pueden ser usados .

Además, se ha encontrado que los derivados de polialilo tales como tetraaliloxietano también son adecuados. Los materiales adecuados a este respecto están disponibles comercialmente con el nombre comercial Ebecryl de Cytec Industries Inc.

La cantidad del compuesto etilénicamente insaturado puede por ejemplo ser de alrededor de 2 a aproximadamente 90% en peso del polímero acrílico, y es de preferencia de alrededor de 2 a aproximadamente 15% o 2 a 10% (en la presente descripción, todos los porcentajes son a base de peso en seco) .

Los agentes de entrelazamiento adecuados incluyen entrelazadores de carbodiimida y aziridina, y entrelazadores descritos por ejemplo en WO 02/31016. Los entrelazadores pueden formar enlaces entre grupos funcionales carboxilo, hidroxilo o amina en la interfaz entre la base y el revestimiento superior.

El agente de entrelazamiento también puede mejorar la dureza y/o resistencia al agua de la capa superficial depositada sobre la película y en consecuencia, del producto terminado, dando como resultado al mismo tiempo una capa superficial que, una vez endurecida, permita la fácil penetración de la tinta curable por radiación en la misma.

Por ejemplo, pueden usarse 1-10% de entrelazador, o muy preferiblemente 1-5% o 2-5%.

Por ejemplo, cuando el polímero es un polímero acrílico, la cantidad del agente de entrelazamiento puede ser de hasta 10% en peso del polímero acrílico, y es de preferencia de 1 a 5% en peso del polímero acrílico.

La capa superficial puede contener todos los demás agentes adicionales, si es necesario, para prevenir el bloqueo de una hoja a otra, y para mejorar la propiedad de conducción de la hoja, propiedades antiestática, propiedad de no transparencia, etc. Estos agentes adicionales se agregan generalmente en una cantidad total que no exceda alrededor de 40% en peso del polímero acrílico. Como el agente adicional, por ejemplo, un pigmento tal como óxido de polietileno, sílice, gel de sílice, arcilla, talco, tierra diatomácea, carbonato de calcio, sulfato de calcio, sulfato de bario, silicato de aluminio, zeolita sintética, alúmina, óxido de zinc, óxido de titanio, litopón, blanco satín, etc., y agentes antiestática catiónicos, aniónicos y no iónicos, etc., pueden ser usados.

Por ejemplo, un promotor de adhesión de tinta y endurecedor superficial puede ser usado, por ejemplo sílice coloidal. Un promotor de adhesión de tinta y endurecedor superficial puede estar por ejemplo presente en una cantidad de 5 a 20%.

Los materiales antibloqueo adecuados que pueden usarse incluyen sílice, arcillas, polímeros no formadores de película (por ejemplo, dispersiones y esferas de PMMA), por ejemplo además en una cantidad de 0.1 a 3%, de preferencia 0.1 a 1.0%.

Puede usarse agua para dar sólidos de revestimiento de aproximadamente 5 a 20%.

De acuerdo con la presente invención, la capa superficial puede aplicarse como una dispersión acuosa a aproximadamente 0.5 a alrededor de 2.5 g/m2 sobre el substrato mediante el método de revestimiento con rodillo, revestimiento con cuchilla, revestimiento por aspersión, revestimiento con cuchillo de aire, revestimiento con barra de varilla, grabado inverso, etc., sobre la superficie y luego secarse, por ejemplo, en un horno de aire caliente.

Después de la etapa de secado, la capa superficial comprende entonces el polímero dispersable en agua, suavemente entrelazado por el agente de entrelazamiento y, incluido en la matriz de polímero acrílico, el compuesto etilénicamente insaturado. Esto permite la fácil penetración de la tinta curable por radiación en la capa superficial así como su reacción subsecuente con el compuesto etilénicamente insaturado.

La presente invención no usa un imprimador. Sin embargo, antes de aplicar la capa superficial, si suficiente funcionalidad no está disponible a la superficie del substrato, se puede pre-tratar opcionalmente de una manera convencional con el objetivo de mejorar la humeetabilidad y adhesión. Para este propósito, es posible, por ejemplo, pre-tratar al substrato por el efecto de corona, descarga de corona, llama o químicos oxidantes, pero debe entenderse que todas las técnicas conocidas que se enfoquen a mejorar la superficie de un elemento tipo hoja con el objetivo de la aplicación de la composición, pueden ser adecuados.

Una cara inversa del substrato, en particular una cara no cubierta por la capa superficial, puede ser cubierta con una capa de adhesivo sensible a la presión que consista en un agente adhesivo sensible a la presión usado comúnmente. Además, si es necesario, una película u hoja de liberación que consista en un agente de liberación, puede cubrir la capa de adhesivo sensible a la presión. Este laminado que comprende la hoja de impresión de acuerdo con la invención puede usarse como una etiqueta adhesiva que puede ser fijada a la mayoría de los tipos de superficies.

Otro aspecto de la invención se refiere entonces a una película en la que se puede imprimir diseñada para etiquetas, que conprende un substrato del cual sólo una cara es revestida con una capa superficial y del cual la otra cara es revestida con una capa de adhesivo sensible a la presión que es a su vez cubierta con una película u hoja de liberación.

Otro aspecto de la presente invención se refiere a un proceso para la elaboración de una película en la que se puede imprimir, que comprende la etapa de revestir al menos un lado dé un substrato con una dispersión acuosa que comprende un polímero dispersable en agua y un compuesto etilénicamente insaturado y un agente de entrelazamiento adecuado y opcionalmente aditivos convencionales, y que comprende además la etapa de secar el revestimiento obtenido de esta manera.

El proceso de fabricación de una película sobre la que se puede imprimir puede comprender opcionalmente antes de la etapa de revestimiento de al menos una cara del substrato, una etapa adicional de pretratamiento del substrato (tal como tratamiento de descarga en corona) .

En una modalidad particular dirigida a la preparación de etiquetas, sólo una cara del substrato es revestida con una capa superficial y el substrato revestido en una cara obtenido de esta manera se reviste con un adhesivo sensible a la presión o en una variante, el adhesivo sensible a la presión puede transferirse de un forro de liberación con el cual se combine el substrato revestido.

Otro objetivo de la presente invención se refiere a una película inpresa que comprende un substrato del cual al menos una cara es revestida con una capa superficial que comprende un polímero dispersable en agua y un compuesto etilénicamente insaturado y entrelazador adecuado, la cara revestida del substrato siendo impresa mediante métodos convencionales tales como impresión offset, grabado, flexografía, impresión por proceso de serigrafía e impresión por tipografía usando tinta curable por radiación, y posteriormente curada por radiación.

Las formulaciones de tinta para el curado por radiación contiene generalmente pigmentos, vehículos, solventes y aditivos. Los solventes en estos sistemas son monómeros de baja viscosidad, capaces de reaccionar a su vez (es decir, usados como diluyentes reactivos) . El vehículo está normalmente compuesto de una resina derivada de monómeros insaturados, prepolímeros u oligómeros tales como derivados de acrilatos los cuales son capaces de reaccionar con el compuesto etilénicamente insaturado de la capa superficial. Para una tinta UV, los "aditivos" contienen una gran cantidad de fotoiniciadores que responden a los fotones de luz UV para empezar la reacción del sistema.

Una formulación de tinta UV puede generalizarse como: Pigmento 15-20% Prepolímeros 20-35% Vehículo 10-25% Fotoiniciadores 2-10% Otros aditivos 1-5% Para una tinta curable por haz de electrones, los "aditivos" generalmente no contienen fotoiniciador .

Los monómeros de baja viscosidad, llamados algunas veces diluyentes, son capaces de reacciones químicas que se traducen en que se vuelvan completamente incorporados en la matriz de polímero final.

El vehículo proporciona la porción de "resina dura de la formulación" . Típicamente, éstos se derivan de resinas sintéticas tales como por ejemplo, uretanos, epóxidos, poliésteres que han sido modificados mediante reacción con compuestos que portan grupos etilénicos tales como por ejemplo ácido (met)acrílico, (met (acrilato de hidroxietilo, productos de reacción de caprolactona con compuestos insaturados que portan un grupo hidroxilo, y similares.

Pueden hacerse ajustes adecuados en la selección de los prepolímeros y monómeros usados para de esta manera lograr las viscosidades requeridas para los diferentes métodos de aplicación.

Otro aspecto de la invención se refiere a un proceso para la elaboración de una película impresa, que comprende las etapas de a) revestir un substrato con una dispersión acuosa que comprende un polímero dispersable en agua y un compuesto etilénicamente insaturado y un entrelazador adecuado; b) secar el revestimiento obtenido de esta manera; c) entintar el revestimiento seco con tinta curable por radiación; d) curar la tinta con radiaciones UV o EB.

Debe notarse que las diferentes etapas de' este proceso pueden llevarse a cabo en las mismas condiciones (velocidad, costos, etc . ) que con la capa superficial convencional .

Finalmente, la invención se refiere también a una película impresa como la obtenida al entintar una película en la que se puede imprimir de acuerdo con la invención, y especialmente una etiqueta impresa obtenida de esta forma.

Un ejemplo de una película revestida de acuerdo con la presente invención se muestra, esquemáticamente y no a escala, en la Tabla 1.

Tabla 1.

Substrato Base para Etiquetas sin imprimador Revestimiento Superior sin Imprimador Tratamiento de corona en aire Polímero de piel - Polímero extruíble funcional, es decir, terpolímero de Propileno-Etileno-Butileno Polímero central; ya sea homopolímero de Polipropileno Isotáctico, o un copolímero de Propileno-Etileno Aleatorio, Y potencialmente agentes de vacío y/o pigmentación Polímero de piel - Polímero extruíble funcional, es decir, terpolímero de Propileno-Etileno-Butileno E emplos Los siguientes ejemplos se dan con el propósito de ilustrar la presente invención y pueden revestirse sobre una película de substrato de acuerdo con técnicas estándares.

La materia prima usada en estos ejemplos provino de los siguientes proveedores: Cytec Surface Specialties S.A./N.V. Ander lecht straat , 33, 1620 Drogenbos ; Alberdingk Boley GmbH Europe Headquarters , Duesseldorfer Str. 53, 47829 Krefeld, Alemania; Cray Valley Laporte Road, Stallingborough, North East Lincolnshire , DN41 8DR; Xama Aziridenes Flevo Chemie (Nederland) B.V., Havenkijk 8a, 3846 AD Harderwijk, Los Países Bajos; Gasil Silica INEOSSilicas Limited arrington. 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 Wegl, B-2070 Zwijndrecht, Bélgica; Nissando Industries Inc. 1-2-3, Onodai Midori-ku, China; DSM NeoResins+ Sluisweg 12, PO Box 123 5140 AC Waalwijk, Los Países Bajos.

Muestra 1 Copolímero acrílico (Craymul 8500; Cray Valley) 74.0-90.9) % Sílice (Gasil HP250; Crossfield) 0.2 (0.1-1.0)% Sílice coloidal (Ludox x30; GRACE Davison) 2(5-20) % Ebecryl 160 (Cytec) 3 (2-10) % XAMA-7 (entrelazador de azirideno polifuncional; Bayer Polymers) 2 (2-5) % Agua para dar sólidos de revestimiento de aproximadamente 5-20% Muestra 2 Copolímero acrílico (Craymul 8405; Cray Valley) 1.5 (74.0-90.9)% Sílice (Seahostar KE250; Nippon Shokubai) .5 (0.1-1.0) % Sílice coloidal (Bindzil 15/500; GRACE Davison) -20% Ebecryl 160 (Cytec) 5 (2-10) % PFAZ 322 (entrelazador de azilideno polifuncional; Bayer Polymers) 3 (2-5) % Agua para dar sólidos de revestimiento de aproximadamente 5-20% Muestra 3 Dispersión PU (Witcobond 315-40; Baxenden Chemicals) 33% Copolímero acrílico (Craymul 8500; Cray Valley) 42.8 (41.0-57.9)% Sílice (Seahostar KE250; Nippon Shokubai) 0.5 (0.1-1.0)% Sílice coloidal (Ludox x30; GRACE Davison) 15 (5-20) % Ebecryl 160 (Cytec) 5 (2-10)% XAMA-2 ( entrelazador de azirideno poli funcional ; Bayer Polymers) 3.7 (2-5) % Agua para dar sólidos de revestimiento de aproximadamente 5-20% (Los intervalos indicados entre paréntesis en las muestras 1 a 3 anteriores son intervalos preferidos para los materiales indicados, y los números indicados antes de los paréntesis son ejemplos específicos de formulaciones contempladas dentro de los intervalos preferidos sugeridos) .

Las siguientes formulaciones más específicas de acuerdo con la invención fueron preparadas, o preparadas en una forma adecuada para pruebas de laboratorio en ausencia de un componente antibloqueo indicado, y se probaron como se describe: Ejemplo 1 Ejemplo Componente % En seco Descripción Ucecoat 7655 85.00 Acrilato de PU de Cytec con insaturación etilénica construido en esqueleto de polímero Ludox X30 10.00 Sílice coloidal Antibloqueo 1.00 PMMA en partículas PZ-28 4.00 Entrelazador de azirideno (PolyAziridine , LLC) Ejemplo 3 Componente % En seco Descripción Alberdingk 76.96 Dispersión de acrilato PU U3305 Ludox X30 10.00 Sílice coloidal Antibloqueo 1.00 PMMA en partículas Sartomer CN133 7.00 Tri-acrilato de oligómero alifático Dowfax 2A1 0.04 Agente tensioactivo en dispersión Carbodilite 5.00 Entrelazador de carbodiimida 03A (Nissindo Industries) Ejemplo 4 Componente % En seco Descripción Ucecoat 7655 64.56 Acrilato de PU de Cytec con insaturación etilénica construido en esqueleto de polímero Ludox X30 10.00 Sílice coloidal (Grace Davidson) Antibloqueo 1.00 PMMA en partículas CX 100 4.00 Entrelazador de azirideno (DSM) R610 20.00 PU dispersión (DSM) Ejemplo 5 Otras formulaciones más específicas contempladas de acuerdo con la invención son las siguientes: Componente % En seco Descripción Alberdingk 76.96 Dispersión de acrilato PU U3305 Bindzil 30/310 10.00 Sílice coloidal Antibloqueo 1.00 PMMA en partículas Ebecryl 1160 7.00 TMPTA etoxilado (Cytec) Dowfax 2A1 0.04 Agente tensioactivo en dispersión CX 100 4.00 Entrelazador de azirideno Ejemplo 7 Los sistemas de estas muestras y ejemplos deben tener una vida en recipiente útil de aproximadamente 8 a 12 horas antes de que se consuma el entrelazador . No obstante, la adición de entrelazador adicional revitaliza la formulación, sin efectos significativos en las propiedades de película terminadas.

Después del revestimiento de las formulaciones específicas anteriores de los ejemplos 1 a 5 sobre una película, la película revestida se secó en un horno de aire caliente y luego se imprimió en un proceso de impresión por estarcido con tintas para estarcido curables por UV disponibles comúnmente, a 5 a 15 g/m2. Ejemplos son tintas RN752 y 650-CWHD de FUJIFILM SERICOL, tinta UVSF-172 de PARAGON INKS, tintas de la serie RSP de NORCOTE o tinta Combiwhite USW90004 y UVOSCREEN II™ de FLINT INKS .

La película impresa obtenida de esta manera fue curada por UV usando condiciones comerciales típicas: potencias de lámpara UV de 100-200 W/cm a velocidades de prensa típicas de 50-100 m/min.

La película impresa obtenida finalmente se probó de acuerdo con el siguiente método: Exposición a condiciones húmedas extremas a alta temperatura (típicamente >90°C) y baja temperatura (0°C) seguida por prueba de rayado inmediata. Cada uno de los ejemplos 1 a 5 pasaron la prueba de alta temperatura, y el ejemplo 3 pasó una prueba a 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 acuerdo con las muestras 1 a 3.

Los resultados demostraron que el nuevo sistema sin imprimador de la presente invención brinda una excelente película impresa adecuada para etiquetado en, por ejemplo, la industria de las bebidas .

Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones :

1. Una composición de revestimiento sin imprimador para substrato base, caracterizada porque comprende: un aglutinante que es un polímero dispersable en agua; un compuesto etilénicamente insaturado que es dispersable en medios acuosos y miscible con o unido al polímero dispersable en agua, en donde el compuesto etilénicamente insaturado es capaz de formar un enlace covalente con una tinta; y un entrelazador, en donde el entrelazador es adecuado para unir y adherir efectivamente el revestimiento al substrato base.

2. La composición de revestimiento de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la unión en el producto terminado ocurre entre el entrelazador y el compuesto etilénicamente insaturado.

3. La composición de revestimiento de conformidad con la reivindicación 1 o reivindicación 2, caracterizada porque es capaz de proporcionar una superficie lisa en forma de película y receptora de tinta adecuada para impresión.

4. La composición de revestimiento de conformidad con cualquier reivindicación anterior, caracterizada porque el polímero dispersable en agua está presente en una cantidad de 10 a 98% en peso después del secado de la composición de revestimiento.

5. La composición de revestimiento de conformidad con cualquier reivindicación anterior, caracterizada porque el compuesto etilénicamente insaturado está presente en una cantidad de 2 a 90% en peso después del secado de la composición de revestimiento.

6. La composición de revestimiento de conformidad con cualquier reivindicación anterior, caracterizada porque el entrelazador está presente en una cantidad de 1 a 5% en peso después del secado de la composición de revestimiento.

7. La composición de revestimiento de conformidad con cualquier reivindicación anterior, caracterizada porque el polímero dispersable en agua se selecciona de acrilatos, uretanos, acrilatos de uretano, copolímeros de estireno butadieno/anhídrido maleico dispersables en agua y mezclas de los mismos.

8. La composición de revestimiento de conformidad con cualquier reivindicación anterior, caracterizada porque el agente de entrelazamiento es un entrelazador de carbodiimida o un entrelazador de aziridina.

9. La composición de revestimiento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque el compuesto etilénicamente insaturado es capaz de formar un enlace covalente con una tinta en virtud de los grupos etilénicaraente insaturados que existen en el revestimiento en el momento en que se aplica una tinta al mismo .

10. Una película sobre la que se puede imprimir, caracterizada porque comprende un substrato y al menos una capa superficial formada a partir de la composición de revestimiento de conformidad con cualquier reivindicación anterior, que no comprende imprimador.

11. Una película sobre la que se puede imprimir, caracterizada porque comprende: un substrato, una primera capa superficial, adecuada para impresión, formada a partir de la composición de revestimiento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, que no comprende imprimador; y una segunda capa superficial, adecuada para adhesión.

12. La película sobre la que se puede imprimir de conformidad con la reivindicación 11, caracterizada porque la segunda capa superficial se forma a partir de la composición de revestimiento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, que no comprende capa de imprimado .

13. La película sobre la que se puede imprimir de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 10 a 12, caracterizada porque el substrato se selecciona del grupo que consiste en películas poliméricas, películas de poliolefina, papeles, papeles sintéticos, telas tejidas, telas no tejidas, hojas de cerámica, hojas de fibra metálica, hojas metalizadas (película) , hojas metálicas, placas metálicas y hojas compuestas de varias capas formadas por la combinación de estos materiales.

14. La película sobre la que se puede imprimir de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 10 a 13, caracterizada porque el substrato es una película de polipropileno orientada.

15. La película sobre la que se puede imprimir de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 10 a 14, caracterizada porque sólo una cara es revestida con una capa superficial y la cara inversa del substrato se cubre con una capa de adhesivo sensible a la presión.

16. Una película impresa, caracterizada porque comprende la película sobre la que se puede imprimir de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 10 a 15, que porta además impresión.

17. Un proceso para la fabricación de la película sobre la que se puede imprimir de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 10 a 15, caracterizado porque comprende la etapa de revestir al menos un lado del substrato con una dispersión acuosa que comprende el revestimiento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 y que comprende además la etapa de secar el revestimiento obtenido de esta manera.

18. El proceso para la elaboración de una película impresa de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque comprende las etapas de la reivindicación 17 y comprende además las etapas de: entintar el revestimiento seco con una tinta curable por radiación; y curar la tinta con radiaciones UV o EB.

19. Una película impresa caracterizada porque puede obtenerse mediante el proceso de conformidad con la reivindicación 18.

20. El proceso de conformidad con la reivindicación 18 ó 19, caracterizado porque la tinta se aplica al revestimiento en un momento en el que el revestimiento ha sido aplicado a una película por medio de una etapa de revestimiento y la película revestida ha sido suministrada sobre una estación de impresión.

21. La película impresa de conformidad con la reivindicación 16 ó reivindicación 20, caracterizada porque está en forma de una etiqueta, la película siendo combinada antes o después de impresión con una capa de adhesivo sensible a la presión y opcionalmente con una película de liberación.

22. Un recipiente, por ejemplo una botella, caracterizado porque es etiquetado con la etiqueta de conformidad con la reivindicación 21.