用于食品包装用塑性膜的数字喷墨印刷底涂料的制作方法

本发明涉及一种用作数字喷墨印刷用底涂料的组合物。

背景技术：

1、数字印刷正在获得越来越多的关注，涉及其提供了与以下相关的所有费用和停机时间(downtime)大幅降低的可能性：

2、·设定和准备凹版印刷或柔性版印刷的机器以生产新的印刷物品。

3、·印刷滚筒或印版的成本

4、存在能够包含在数字印刷概念中的多种技术，且在这些中最普遍的是：

5、·热转印技术

6、·激光技术，其中indigo是一种重新解释

7、·喷墨技术

8、我们的注意力特别聚集在喷墨印刷上，其中技术创新使得可以将越来越高效的印刷头投放在市场上，其确保更高的生产速度。正是通过这种方法，达到了与凹版印刷机更相似的小时生产率，且它是有可能与同样的凹版印刷潜在竞争的技术。

9、事实上，据计算，下一代印刷头能够以超过40khz的频率工作，允许支持大于90m/min的印刷速度；这使得喷墨印刷相对于凹版印刷的竞争力的盈亏平衡点(breakevenpoint)移动至超过15000延米(linear meter)。

10、根据墨的化学性质，喷墨印刷技术分成以下几类，例如：

11、·交联e-beam

12、·交联uv/uv-led

13、·溶剂系

14、·水系

15、所有这些墨必须满足使用的印刷头的一些典型的化学物理参数。一般，必须遵守的参数是：

16、·粒径：一般要求d99小于0.5μm。该要求与喷射墨滴的喷嘴的尺寸有关，尺寸一般约为10μm。因此，过大的粒径会导致不可逆的喷嘴堵塞问题而损坏印刷头；

17、·粘度：印刷头的工作粘度可根据其机械特性变化。一般印刷头具有1-2cp的最大工作范围。市场上可以找到在5cp下工作的印刷头，也有在超过20cp下工作的印刷头；

18、·表面张力：与在粘度的情况下一样，该参数也会根据使用的印刷头变化。参考值约为30mn/m

19、水系数字印刷技术是类似的，且适合用于必须符合管理意欲食品接触的包装的法规的生产。

20、喷墨印刷背后的逻辑是通过在印刷基体上沉积尺寸以皮升(picolitre)为量级的墨滴来创建和/或定义印刷布局。重要的是，到达基体的墨滴“结合”至其上，防止其移动导致图像分辨率的损失：在膜如纸(吸收性基体)的情况下，这种现象能够因基体的吸收发生，而在塑性膜的情况下，由于没有吸收能力，需要通过施加底涂料使塑性膜对于墨是易于接收的。

21、从化学的观点来看，底涂料含有带阳离子电荷的反应性基团。它们与阴离子性质的墨相互作用，导致离子型化学相互作用(等)。最终效果被称为“凝结”，且具有阻止液滴在基体的表面上，避免其移动(清晰度的损失)或与相邻的液滴的相互作用/混合(清晰度的损失导致“渗色”效果))的宏观效果。

22、从化学角度来看，在墨和底涂料之间的离子相互作用导致墨滴粘度增加，在液滴和表面之间形成约35°的接触角。

23、底涂料因此确保了印刷图像的清晰度。

24、除了此功能外，底涂料还必须确保墨对基体的粘合力，允许下游加工方法的适用性。

25、在柔性包装的情况下，这导致

26、·密封条处的耐热性

27、·将印刷膜对塑性膜、铝膜或纸匹配后的耐脱层性。

28、从这个角度来看，已经用不同的化学物质评估了不同的解决方案。

29、·水性乙酸乙烯酯分散体

30、·添加无机盐的水性聚氨酯分散体

31、·添加无机盐的丙烯酸系水性分散体

32、·聚氨酯-聚碳酸酯水性分散体

33、·添加有机盐的聚氨酯-聚碳酸酯水性分散体。

34、一些碱土金属如镁和钙的氯化物，或其它金属如铝的氯化物已经被用作无机盐。

35、如将在本说明书的实验部分中注意到的，用这种类型的底涂料获得的结果不能获得期望的结果。

36、事实上，水系底涂料显示不良的耐水性和由于底涂料从印刷基体脱离的明显低的粘合力。

37、这种不良的耐性的原因是由于反应性阳离子化合物的化学性质，无论它们是无机盐或与聚合物树脂结合的阳离子附加物。

38、这些盐有强的吸收水分的倾向。举例来说，氯化钙主要可以作为二水合物或六水合物存在且其用作干燥剂。在环境条件下，氯化钙吸收空气中的水分且趋于溶解，形成溶液，直到水性溶液的蒸气压和空气中存在的水的分压之间达到平衡。

39、无水氯化钙吸水时产生放热反应。不希望受任何理论的束缚，据信水的吸收造成相同底涂料的部分再溶解且损失粘合力，该结果通过红外反射分析(atr)证实，其显示底涂料从印刷基体上脱离是不良的粘合力的原因。

40、为了证实这个假设，当使用取向聚丙烯塑性膜(opp)作为印刷基体时，粘合力损失较低，这是因为opp比pet具有更好的水分屏障，且更好地保护底涂料和其中含有的有机/无机填料免受水分影响。

技术实现思路

1、申请人现已发现用于在塑性聚合物膜上的数字喷墨印刷的底涂料组合物，并且其形成本发明的目的，所述塑性聚合物膜可以层压有：

2、·一层或多层的相同或不同的聚合物的塑性膜

3、·铝

4、和/或

5、·纸

6、所述底涂料组合物包括：

7、a)至少一种具有与所述塑性聚合物的亲和性的树脂；

8、b)至少一种脂肪族的或芳香族的c2-c10有机单羧酸、双羧酸或三羧酸，其中脂肪族链或芳香族环可以被一个或多个卤素原子取代且具有在0.2和5之间的pka；

9、c)选自至少一种醚、至少一种酯、至少一种脂肪族醇、至少一种酮、至少一种c6-c10烷烃及其混合物的一种或多种有机溶剂，所述有机溶剂具有在35℃和250℃之间的沸点。

10、另一目的是数字喷墨印刷方法，所述方法包括以下步骤：

11、i)将本发明的底涂料组合物目的物沉积在所述塑性膜上；

12、ii)通过蒸发从来自步骤i)的塑性膜中去除溶剂

13、iii)进行来自步骤ii)的塑性膜的数字喷墨印刷。

技术特征：

1.一种底涂料用组合物，其用于在塑性聚合物膜上的数字喷墨印刷，所述塑性聚合物膜可以层压有：

2.根据权利要求1所述的底涂料组合物，其中所述塑性聚合物膜选自聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、取向聚丙烯膜、流延聚丙烯膜、与至少一层聚丙烯共挤出的膜、聚乙烯膜、与至少一层聚乙烯共挤出的膜、单或双取向聚乙烯膜、聚酰胺膜、单或双取向聚酰胺膜、聚氯乙烯膜、赛珞玢膜、聚乳酸膜、可堆肥膜以及可用于制造印刷膜的一般塑性膜。

3.根据权利要求1或2所述的底涂料组合物，其中所述具有与塑性聚合物的亲和性的树脂选自聚氨酯树脂、聚酯树脂、丙烯酸系树脂、乙烯基树脂、乙基乙烯基树脂、聚酰胺树脂、酮系树脂、醛系树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂、环氧树脂。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的底涂料组合物，其中所述至少一种酸选自：乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、三氯乙酸、三氟乙酸、氯乙酸、草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、癸二酸、邻苯二甲酸、苯甲酸、醛糖二酸、柠檬酸、异柠檬酸。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的底涂料组合物，其中所述有机溶剂选自乙酸乙酯、丙酸乙酯、甲乙酮、乙醇、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯、己烷或属于由swiss ordinance817.023.21annex 10中定义的肯定列表的物质和/或其混合物。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的底涂料组合物，其中所述溶剂是乙酸乙酯。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的组合物，其中以在10％和90％w/制备的组合物的总w之间，优选在40％和50％w/w之间的浓度含有所述树脂a)。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的组合物，其中以在1和10％w/制备的组合物的总w之间，优选在2和5％w/w之间的总量含有至少一种有机单羧酸、双羧酸或三羧酸或组分b)。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的组合物，其包括二氧化钛和/或能够赋予白色着色的物质。

10.根据权利要求9所述的组合物，其中以基于制备的组合物的总重量在10重量％和90重量％之间，优选在40重量％和50重量％之间的浓度含有所述二氧化钛和提供白色着色的所有物质。

11.一种数字喷墨印刷方法，其包括以下步骤:

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述方法是连续进行的，输送在传送带上的塑性膜，将所述膜送到进行施加所述底涂料组合物的步骤i)的区域，随后送到进行用热空气去除溶剂的步骤ii)的区域，且随后送到进行数字喷墨印刷膜的步骤iii)的区域。

技术总结
一种底涂料组合物，其用于在塑性聚合物膜上的数字喷墨印刷，所述塑性聚合物膜可以层压有：·一层或多层的相同或不同的聚合物的塑性膜和/或·铝和/或·纸所述底涂料组合物包括：·a)至少一种具有与所述塑性聚合物的亲和性的树脂；·b)至少一种脂肪族的或芳香族的C2‑C10有机单羧酸、双羧酸或三羧酸，其可以在脂肪族链或芳香族环中被一个或多个卤素原子取代且具有在0.2和5之间的pKA；·c)选自至少一种醚、至少一种酯、至少一种脂肪族醇、至少一种酮、至少一种C6‑C10烷烃、或属于由Swiss Ordinance 817.023.21Annex 10中定义的肯定列表的物质和/或其混合物的有机溶剂，所述有机溶剂具有在35℃和250℃之间的沸点。

技术研发人员：O·波塞蒂,M·费德利,F·里莫尔迪
受保护的技术使用者：戈利奥有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16