[发明专利]印刷热塑性材料及其制备方法

说明书

发明领域

本发明涉及热塑性包装材料的印刷，特别是涉及包括使用用于保护其下的印刷标记层的可辐射固化的涂层的印刷技术。

虽然多年来印刷技术已经非常专业化并且业已成熟，但热塑性包装薄膜的印刷一直都有点扑朔迷离。包装者一直以来都要求薄膜制造商提供带有照片品质的印刷图像的包装薄膜。这本身就是一个相当大的挑战，但是有些包装者使用这类薄膜的应用经常情况更加糟糕。

需要热收缩薄膜的包装应用对薄膜制造商提出了特别具有挑战性的问题。这是因为印刷油墨需要显示足够的柔韧性以便薄膜一旦发生热收缩不致破裂或剥落。那些涉及相当大量的热、摩擦和/或薄膜与金属接触的热收缩应用更加剧了该问题。预期用于连袋蒸煮应用的薄膜会遇到所有这些苛刻条件并给薄膜制造商和加工商提出一些印刷技术上最大的挑战。

为了防止印刷图像破裂和/或剥落，薄膜制造商已经开发了几种战略。最常见的包括使用新型油墨配方。用于热塑性薄膜印刷的标准油墨包括溶于载体溶剂(例如醇)中的树脂(比如硝基纤维素，聚酰胺等)所携带的颜料。一旦将油墨施加到薄膜上，溶剂蒸发，剩下树脂-颜料组合物。更新更为特殊的配方包括双组份聚氨酯树脂体系以及无溶剂体系，其中树脂可通过紫外(UV)线固化。但是这些新方法并不是没有缺点，主要原因是考虑到对操作者暴露问题(由于这些组分引起短期效应如恶心、头疼、流鼻血等)及确保这些组分在足以保证该体系符合适用的政府食品安全法规方面达标的要求。在前者的双组份体系中所用的组分通常不能被批准用于食品包装薄膜而后者需要存在将迁移到包装产品中的光引发剂。所有这些都是负责的薄膜制造商所不能接受的。

本领域尚未述及且一直需要的是允许使用标准油墨配方但可避免这类油墨在由热收缩应用所引起的苛刻条件下所产生的破裂和/或剥落问题的印刷技术。

发明概述

简而言之，本发明提供了印刷热塑性软包装材料，该材料包括保护印刷图像的材料涂层。该包装材料包括至少两个主表面。在其中至少一个表面上，施加印刷图像。该图像包括至少一个来自溶剂型油墨的含颜料标记和覆盖在最外层含颜料标记上的无颜料涂层。该涂层包括一种或多种可聚合材料，每种均可通过电离辐射固化。当印刷包装材料暴露于电离辐射中时，涂层硬化，在印刷图像的含颜料标记上形成保护层。

另一方面，本发明提供了一种印刷包装材料的方法。该方法包括(a)将一种或多种溶剂型油墨施加到热塑性软包装材料上并让或促使所施加的油墨附着在包装材料上以在包装材料上产生含颜料标记；(b)在带标记的包装材料上以基本完全覆盖全部含颜料标记的方式施加包含一种或多种可聚合材料的无颜料涂层；和(c)将带标记的包装材料暴露于电离辐射中以进行聚合并且任选交联在无颜料涂层中的一种或多种可聚合材料。在将一种以上油墨施加到包装材料上时，优选每种油墨只在前一种油墨已经充分附着到包装材料上后再施加，这可避免蹭脏和粘脏。

本发明方法比前述印刷方法在允许使用标准溶剂型油墨方面，即使是在印刷薄膜的最终用途涉及在物理和/或化学上严重使用不当的情况下，提供了截然不同且显著的优势。通过在这类油墨上使用极其坚韧的涂层，这些油墨即使经过苛刻的处理和加工条件也会被保护。这就避免了对特殊油墨体系的需求和/或对处理和加工条件的调节。

除非清楚地指明相反的意图，下列定义适用于全文：

“包括”表示包括至少，但不限于指定的材料(涉及制品或组合物)、部件(涉及机器)、或步骤(涉及方法)；

“排列在...上”涉及油墨相对印刷薄膜表面层的位置，表示被涂布或施加以使其与薄膜的主表面紧密接触；

“弹性”表示能够变形而不会大损坏；

“包装件”表示一种或多种成型于产品周围的包装材料(例如薄膜)；

“聚合物”表示一种或多种单体的聚合产物并且包括均聚物、共聚物(copolymer)和互聚物(interpolymer)以及共混物及其改性物；

“链节单元”表示衍生自单个反应物分子的聚合物那一部分；例如源自乙烯的链节单元具有通式-CH₂CH₂-；

“均聚物”表示基本由单一类型的重复链节单元组成的聚合物；

“共聚物”表示包括衍生自两种反应物(通常为单体)的链节单元的聚合物并且包括无规、嵌段、链段、接枝等共聚物；

“共聚体”表示包括衍生自至少两种反应物(通常为单体)的链节单元的聚合物并且包括共聚物、三元共聚物、四元共聚物等；