DE69700652T2

DE69700652T2 - Bedruckbare folie

Info

Publication number: DE69700652T2
Application number: DE69700652T
Authority: DE
Inventors: Colin Marshall; Gary Power; Alastair Hugh Servante
Original assignee: UCB SA
Current assignee: Innovia Films Ltd
Priority date: 1996-01-25
Filing date: 1997-01-21
Publication date: 2000-06-08
Anticipated expiration: 2017-01-22
Also published as: EP0876259B1; ZA97523B; ATE185745T1; CN1083345C; CA2245219A1; PT876259E; ES2140955T3; AU725708B2; CN1209777A; US8673415B2; AU1433497A; HK1018759A1; CA2245219C; US20120135650A1; US8663760B2; US7758965B2; US20100267301A1; HRP970037A2; KR19990081965A; US20110201736A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen verbesserten bedruckbaren Film, der gute Adhäsionseigenschaften der Druckfarbe besitzt, und betrifft spezieller einen verbesserten bedruckbaren Film, der gute Adhäsionseigenschaften besitzt, wenn er mit einer strahlungshärtbaren Druckfarbe verwendet wird.
In den letzten Jahren hat die Mannigfaltigkeit der bedruckten Produkte das Bedrucken einer größeren Vielfalt an Folienmaterialien erfordert; beispielsweise die Papiere, die synthetischen Papiere, die Polymerfilme, wie die Filme aus thermoplastischem Harz, die Metallfolien, die metallisierten Blätter usw. Diese bedruckten Gegenstände werden mit Verfahren wie dem Offsetdruck, dem Gravieren, der Flexographie, dem Bedrucken durch Siebdruck und dem typographischen Bedrucken bedruckt. Bei diesen Druckverfahren ist ein Verfahren, das strahlungshärtbare Druckfarbe verwendet, vor kurzem beliebt geworden, denn die strahlungshärtbaren Druckfarben härten schnell aus und das Druckverfahren, das die strahlungshärtbare Druckfarbe verwendet, ist einfacher durchzuführen. Die strahlungshärtbaren Druckfarben gelten beim Bedrucken von Verpackungen, Etiketten und nicht absorbierenden Bedruckungsmaterialien als nützlich. Die strahlungshärtbaren Druckfarben enthalten typischerweise ungesättigte Acrylate, Polyester, Photoinitiatoren und Zusatzstoffe. In den durch Elektronenstrahl ausgehärteten Druckfarben können die Photoinitiatoren jedoch weggelassen werden.
Nach Abscheidung der strahlungshärtbaren Druckfarbe auf dem zu bedruckenden Gegenstand wird die Probe der Bestrahlung ausgesetzt und härtet im Bruchteil einer Sekunde aus. Bedruckungsgeschwindigkeiten bis 300 m/min werden während einer kontinuierlichen Bedruckung erreicht. Gegenwärtig besteht eine große Nachfrage nach bedruckbaren Gegenständen in Folienform.
Bei den Druckverfahren muss die zu bedruckende Folie Gleiteigenschaften, Antiblockingeigenschaften besitzen, eine gleichmäßige Ausbreitung der Druckfarbe auf der Oberfläche der Folie hervorbringen, sowie antistatische Eigenschaften besitzen. Neben diesen allgemein erforderlichen Eigenschaften muss bei den Bedruckungsverfahren, die strahlungshärtbare Druckfarbe verwenden, die zu bedruckende Folie insbesondere eine starke Adhäsionseigenschaft der durch Bestrahlung ausgehärteten Druckfarbe aufweisen.
Insbesondere müssen die mit strahlungshärtbarer Druckfarbe bedruckten Polymerfilme, die für die Verwendung als Etiketten bestimmt sind, beispielsweise auf dem Markt der Etikettierung von Flaschen, gleichzeitig unter Kältebedingungen (unter anderem bei der Lagerung in Kühlschränken oder Eiskübeln 24 Stunden lang) und Siedebedingungen (unter anderem bei der Pasteurisierung durch Eintauchen in 95ºC heißes Wasser bis zu 1 Stunde lang) beständig sein.
Die Patentanmeldung EP-A1-410051 verbreitet Folien zum Bedrucken, die eine Trägerschicht und eine Oberflächenschicht auf wenigstens einer Seite besagten Trägers umfassen, wobei besagte Oberflächenschicht wenigstens ein Polymer auf der Basis von Acrylat und eine ungesättigte Verbindung (Zimtsäure oder ihre Derivate) enthält.
Weder diese Schrift noch die anderen Schriften des Stands der Technik geben einen Hinweis, der die Möglichkeit der Verwendung anderer Monomere als Ersatz für die Zimtsäure betrifft.
Jedoch haften die oben aufgezählten Folienmaterialien, insbesondere die Polymerfilme, nach Bedrucken und Aushärten nicht ausreichend an der strahlungshärtbaren Druckfarbe, insbesondere unter diesen extremen Bedingungen. Folglich gibt es bei der aufgedruckten und durch Bestrahlung ausgehärteten Druckfarbe das Problem, das in der Tatsache liegt, dass die aufgedruckte und durch Bestrahlung ausgehärtete Druckfarbe sich vom Polymerfilm abtrennt.
Demzufolge wäre ein bedruckbarer Film, der selbst unter extremen Bedingungen eine höhere Adhäsion zu der strahlungshärtbaren Druckfarbe besitzt, sehr nützlich.
Die vorliegende Erfindung, die sich der oben beschriebenen Probleme bewusst ist, hat folglich zum Gegenstand, einen bedruckbaren Film zu liefern, insbesondere einen bedruckbaren Polymerfilm, der die besseren Eigenschaften hat, die für die bedruckbaren Filme erforderlich sind, und insbesondere eine höhere Adhäsionseigenschaft gegenüber strahlungshärtbarer Druckfarbe besitzt.
Folglich liefert die vorliegende Erfindung einen bedruckbaren Film, der ein Substrat und wenigstens eine Oberflächenschicht umfasst, die wenigstens eine Seite des Substrats bedeckt und die ein in Wasser dispergierbares Polymer und eine ethylenisch ungesättigte Verbindung umfasst.
Die geeigneten Substrate, die bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, sind die Polymerfilme, speziell die Polyolefinfilme, die Papiere, die synthetischen Papiere; die gewebten Textilien, die nicht gewebten Textilien, die Keramikfolien, die Metallplatten und die mehrschichtigen Verbundfolien, die durch Kombination besagter Materialien gebildet werden. Bei den bedruckbaren Filmen, die für die Verwendung als Etiketten bestimmt sind, sind die Polyolefinfilme bevorzugt, insbesondere die Filme aus orientiertem Polypropylen und vorteilhafterweise ein Film aus orientiertem Polypropylen gemäß der europäischen Patentanmeldung 202 812.
In der vorliegenden Beschreibung bezeichnet der Ausdruck "bedruckbarer Film" einen Film, den man direkt einfärben kann, das heißt einen Film, dessen Oberflächenschicht ausreichend fest ist, um der Zugkraft der trocknenden Druckfarbe zu widerstehen, andernfalls können Teile der Oberflächenschicht aus der Oberfläche herausgerissen werden, was Fehler bewirkt, die "piq res" genannt werden.
Der Ausdruck "wenigstens eine Oberflächenschicht" bezeichnet eine Schicht, die wenigstens eine Seite eines oben angegebenen Substrats bedeckt. Diese Oberflächenschicht umfasst ein in Wasser dispergierbares Polymer, wie beispielsweise ein in Wasser dispergierbares Acryl- oder Urethanpolymer. In der vorliegenden Beschreibung bedeutet ein "Acrylpolymer" ein (Co)polymer, das durch Polymerisation wenigstens eines Monomers vom (Meth)acryltyp und gegebenenfalls anderer Vinyl- oder Allylverbindungen durch radikalische Addition erhalten wird. Es ist wesentlich, dass dieses Acrylpolymer in der Lage ist, eine Filmoberfläche in glatter und mäßig offener Form zu erzeugen.
Eine große Vielfalt an Acrylpolymeren ist in der Lage, diese Bedingung zu erfüllen. Geeignete Acrylpolymere sind die Homopolymere der (Meth)acrylsäure oder des Alkyl(meth)acrylats, wobei der Alkylrest 1 bis 10 Kohlenstoffatome zählt, oder Copolymere von zwei (oder mehr) Monomeren besagten (meth)acrylischen Typs und gegebenenfalls anderer Vinyl- oder Allylverbindungen.
Wie oben erklärt, kann sich auch ein in Wasser dispergierbares Urethanpolymer eignen. Wie beim Acrylpolymer ist es wesentlich, dass dieses Urethanpolymer in der Lage ist, eine Filmoberfläche in glatter und mäßig offener Form zu erzeugen.
Eine große Vielfalt an Urethanpolymeren ist in der Lage, diese Bedingung zu erfüllen. Geeignete Urethanpolymere sind beispielsweise das Produkt der Reaktion eines durch ein Isocyanat terminierten Polyurethanvorpolymers, das durch Reaktion wenigstens eines Überschusses eines organischen Polyisocyanats, einer organischen Verbindung, die wenigstens zwei Gruppen, die mit den Isocyanaten reagieren, enthält, und einer Verbindung, die mit den Isocyanaten reagiert, die funktionelle anionische Salzgruppen (oder saure Gruppen, die in der Folge in solche anionischen Salzgruppen umgewandelt werden können) oder nicht ionische Gruppen und einen Kettenverlängerer, der aktiven Wasserstoff enthält, enthält, gebildet wird.
Die Oberflächenschicht umfasst auch eine ethylenisch ungesättigte Verbindung. Die ethylenisch ungesättigte Verbindung wird wegen ihrer Mischbarkeit in der wässrigen Phase in feuchtem Zustand und wegen ihrer Kompatibilität in trockenem Zustand mit dem in Wasser dispergierbaren Polymer selbst gewählt. Folglich spielt die ethylenisch ungesättigte Verbindung die Rolle eines Weichmachers für die Oberflächenschicht, wenn sie erst einmal ausgehärtet ist, was ein leichtes Eindringen der strahlungshärtbaren Druckfarbe in diese ermöglicht.
Die ethylenisch ungesättigte Verbindung muss auch in der Lage sein, mit den ungesättigten Verbindungen der Druckfarbe, die in die Oberflächenschicht eingedrungen ist, zu reagieren, wenn der bedruckbare Film der Bestrahlung unterzogen wird, um die Druckfarbe auszuhärten.
Diese Reaktion zwischen den ethylenisch ungesättigten Verbindungen der Oberflächenschicht und den ungesättigten Verbindungen der strahlungshärtbaren Druckfarbe bildet chemische Bindungen zwischen diesen Verbindungen und vernetzt gleichzeitig die Oberflächenschicht, was auf diese Weise das widerstandsfähige Endprodukt schafft.
Die ethylenisch ungesättigte Verbindung enthält vorzugsweise 1 bis 10 ethylenische Bindungen pro Molekül und vorteilhafterweise 2 bis 5 ethylenische Bindungen pro Molekül.
Die geeigneten ethylenisch ungesättigten Verbindungen sind die Esterderivate von α,β-ethylenisch ungesättigten Säuren, wie der Acryl- oder Methacrylsäure, der Itacon- oder Citraconsäure, der Malein- oder Ameisensäure usw., mit Polyolen oder alkoxylierten Polyolen.
Die geeigneten Polyole umfassen gesättigte aliphatische Diole wie Ethylenglykol, Diethylenglykol, Triethylenglykol, Propylenglykol, Dipropylenglykol, Tripropylenglykol, die Butylenglykole, Neopentylglykol, 1,3- und 1,4-Butandiol, 1,5-Pentandiol, 1,6-Hexandiol und 2-Methyl-1,3-propandiol. Glycerin, 1,1,1-Trimethylolpropan, Bisphenol A und seine hydrierten Derivate können auch verwendet werden.
Die geeigneten alkoxylierten Polyole umfassen die ethoxylierten oder propoxylierten Derivate der oben aufgezählten Polyole.
Beispiele ethylenisch ungesättigter Verbindungen, die gemäß der Erfindung verwendet werden können, sind polyfunktionelle Acrylate, wie difunktionelle Acrylate, wie 1,4-Butandioldiacrylat, 1,6-Hexandioldiacrylat, Neopentylglykoldiacrylat, Triethylenglykoldiacrylat, Polyethylenglykoldiacrylat, Tripropylenglykoldiacrylat, 2,2-Dionoldiacrylat, Bisphenol A-diacrylat usw., trifunktionelle Acrylate, wie Pentaerythritoltriacrylat, Trimethylolpropantriacrylat usw., tetrafunktionelle Acrylate usw.
Es versteht sich, dass die Methacrylatderivate, die diesen Acrylatderivaten entsprechen, auch verwendet werden können.
Außerdem wurde beobachtet, dass sich Polyallylderivate, wie Tetraallyloxyethan, auch eignen. Ethoxyliertes Trimethylolpropantriacrylat (EBECRYL 1160 von UCB CHEMICALS) wird bevorzugt verwendet.
Die Menge der ethylenisch ungesättigten Verbindung kann etwa 2 bis etwa 90 Gew.-% des Acrylpolymers betragen und beträgt bevorzugt etwa 2 bis etwa 15% (in der vorliegenden Beschreibung basieren alle Prozentangaben auf dem Trockengewicht).
Um die Härte und/oder die Wasserbeständigkeit der auf dem Film abgeschiedenen Oberflächenschicht und folglich des Endprodukts zu verbessern, kann der Oberflächenschicht nützlicherweise ein Vernetzungsmittel zugesetzt werden. Man muß jedoch anmerken, dass ein solches Vernetzungsmittel so ausgewählt sein muss, dass die Oberflächenschicht, wenn sie erst einmal ausgehärtet ist, ein leichtes Eindringen der strahlungshärtbaren Druckfarbe in diese ermöglicht.
Die Metallkoordinationsliganden, die stabile koordinierte Strukturen mit Carboxy- oder Carbonylfunktionen bilden können, erfüllen diese Bedingung perfekt. (Stabilisiertes oder nicht stabilisiertes) Zirkonium- und Ammoniumcarbonat ist besonders bevorzugt. Die Menge an Vernetzungsmittel kann bis zu 5 Gew.-% des Acrylpolymers betragen und liegt vorzugsweise zwischen 1 und 5 Gew.-% des Acrylpolymers.
Die Oberflächenschicht kann, wenn notwendig, jedes andere zusätzliche Mittel enthalten, um dem Aneinanderhaften einer Folie an einer anderen vorzubeugen und um die Gleiteigenschaft der Folien, die antistatische Eigenschaft, die Eigenschaft der Nichttransparenz usw. zu verbessern. Diese zusätzlichen Mittel werden im Allgemeinen in einer Gesamtmenge zugegeben, die etwa 40 Gew.-% des Acrylpolymers nicht übersteigt. Als besagtes zusätzliches Mittel kann man beispielsweise ein Pigment, wie Polyethylenoxid, Siliciumdioxid, Kieselgel, Kreide, Talkum, Kieselgur, Calciumcarbonat, Calciumsulfat, Bariumsulfat, Aluminiumsilikat, einen synthetischen Zeolith, Aluminiumoxid, Zinkoxid, Titanoxid, Lithopone, Satinweiß, usw. und die kationischen, anionischen und nicht ionischen antistatischen Mittel usw. verwenden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Oberflächenschicht auf das Substrat in Form einer wässrigen Dispersion mit etwa 0,5 bis etwa 2,5 g/m² durch das Verfahren des Walzenauftragens, des Rakelauftragens, des Aufspritzens, des Luftbürstenstreichverfahrens, des Stabrakelauftragens, des Inversgravierens usw. aufgetragen und dann, beispielsweise in einem Heißluftofen, getrocknet werden.
Nach dem Trocknungsschritt umfasst die Oberflächenschicht also das in Wasser dispergierbare Polymer, das durch das Vernetzungsmittel gleichmäßig vernetzt ist, und, eingeschlossen in die Acrylpolymermatrix, die ethylenisch ungesättigte Verbindung.
Wie oben erklärt, ermöglicht dies ein leichtes Eindringen der strahlungshärtbaren Druckfarbe in die Oberflächenschicht, sowie ihre spätere Reaktion mit der ethylenisch ungesättigten Verbindung.
Vor dem Auftragen der Oberflächenschicht kann die Substratoberfläche zuvor auf herkömmliche Weise behandelt werden, um ihr Haftvermögen zu verbessern. Für diese Anwendung ist es beispielsweise möglich, das Substrat durch Koronaeinwirkung zu behandeln, aber es versteht sich, dass sich alle bekannten Verfahren eignen können, die zum Ziel haben, die Oberfläche eines Foliengegenstands im Hinblick auf das Auftragen einer Zubereitung zu verbessern.
Es wurde beobachtet, dass in bestimmten Fällen die Oberflächenschicht, um die es hier geht, auf den Oberflächen der Filme nicht gut haftet, selbst wenn diese letzteren gut bekannten Vorbehandlungsschritten unterzogen wurden, wie beispielsweise der Behandlung durch Coronaentladung, durch Flammen oder durch oxidierende Chemikalien. Es wurde jedoch beobachtet, dass es die Verwendung von intermediären Primerschichten zwischen dem Substrat und der Oberflächenschicht ermöglicht, einen hohen Grad an Haftvermögen zu erhalten.
In der Tat ist es beim Auftragen der Überzugsschicht auf ein Polyolefinfilmsubstrat im Allgemeinen vorzuziehen, erst eine intermediäre Primerschicht oder Verankerungsschicht für den Überzug auf dem Substrat aufzutragen, um eine geeignete Haftung zwischen dem Substrat und der später aufgetragenen Überzugsschicht zu gewährleisten. Obwohl ein erfindungsgemäßer Film selbst als ein solches Substrat verwendet werden kann (beispielsweise ist ein erfindungsgemäßer bedruckbarer Film ohne Primerschicht in der Lage, der Kälte zu widerstehen), ist es vorzuziehen, als Substrat für eine später aufgetragene Oberflächenschicht einen Film zu verwenden, auf dessen Oberfläche oder Oberflächen eine Primer-Überzugsschicht oder Verankerungsschicht aufgetragen wurde.
Der Film umfasst also außerdem vorteilhafterweise eine Primerschicht zwischen dem Substrat und der oder den Oberflächenschichten.
Man kann die Polyethylenimin- oder Polyurethanacrylat-Primer, die durch Isocyanat-, Epoxy-, Aziridin- oder Silanderivate vernetzt sind, als Beispiele für geeignete Primer anführen.
Das Primerharz kann durch herkömmliche Überzugtechniken aufgetragen werden - beispielsweise durch ein Tiefdruckbeschichtungsverfahren. Das Harz wird praktischerweise in Form einer Dispersion oder einer Lösung aufgetragen. Es wäre ökonomisch vorzuziehen, das Harz in Form einer Dispersion in Wasser aufzutragen. Die Techniken der wässrigen Dispersion haben den zusätzlichen Vorteil, nicht zu Restgerüchen aufgrund des vorhandenen Lösungsmittels Anlass zu geben, was im Allgemeinen bei der Verwendung von organischen Lösungsmitteln der Fall ist. Jedoch ist es bei der Verwendung von Techniken in wässriger Phase im Allgemeinen notwendig, den Film zum Trocknen des Dispersionsmittels auf höhere Temperaturen zu erhitzen als bei den Systemen, die ein organisches Lösungsmittel oder Dispersionsmittel verwenden. Außerdem neigt die Gegenwart eines oberflächenaktiven Mittels, das im Allgemeinen für die Verbesserung der Dispersion des Beschichtungsmaterials in Wasser verwendet wird, dazu, die Haftung des Harzes auf dem Grundfilm zu vermindern. Es ist daher auch möglich, das Harz aus einem organischen Lösungs- oder Dispersionsmittel aufzutragen. Beispiele akzeptabler organischer Lösungsmittel umfassen die Alkohole, die aromatischen Kohlenwasserstofflösungsmittel, wie Xylen, oder Gemische dieser Lösungsmittel, falls notwendig.
Eine andere Seite des Substrats, nämlich eine Seite, die nicht mit der Oberflächenschicht bedeckt ist, kann mit einer druckempfindlichen Haftschicht bedeckt werden, die aus einem üblicherweise verwendeten druckempfindlichen Klebstoff besteht. Außerdem, kann, wenn notwendig, ein Film oder eine dünne Folie, die ein Trennmittel enthält, die druckempfindliche Haftschicht bedecken. Dieses Laminat, das die erfindungsgemäße bedruckbare Folie umfasst, kann als Haftetikett verwendet werden, das auf die meisten Oberflächen aufgebracht werden kann.
Ein anderer Aspekt der Erfindung betrifft daher einen bedruckbaren Film, der für Etiketten ausgelegt ist, der ein Substrat umfasst, bei dem eine einzige Seite mit einer Oberflächenschicht überzogen ist und dessen andere Seite mit einer druckempfindlichen Haftschicht überzogen ist, die selbst mit einem Trennfilm oder einer Trennfolie bedeckt ist.
Ein anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines bedruckbaren Films, das den Schritt zum Einstreichen wenigstens einer Seite eines Substrats mit einer wässrigen Dispersion umfasst, die ein in Wasser dispergierbares Polymer und eine ethylenisch ungesättigte Verbindung und gegebenenfalls ein Vernetzungsmittel und/oder herkömmliche Zusatzstoffe umfasst, und dann den Schritt zum Trocknen der so erhaltenen Beschichtung umfasst.
Das Verfahren zur Herstellung eines bedruckbaren Films umfasst vorteilhafterweise vor dem Schritt zum Einstreichen wenigstens einer Seite des Substrats einen zusätzlichen Schritt zur Vorbehandlung des Substrats (wie eine Behandlung durch Coronaentladung) und noch vorteilhafter einen Schritt zur Abscheidung einer Primerschicht auf dem Substrat.
In einer besonderen Ausführungsform, die auf die Herstellung von Etiketten ausgerichtet ist, wird eine einzige Seite besagten Substrats mit einer Oberflächenschicht überzogen, und das so erhaltene, auf einer Seite überzogene Substrat wird mit einem druckempfindlichen Klebstoff überzogen, oder, in einer Variante, kann der druckempfindliche Klebstoff mit einer Trennschicht, mit der das überzogene Substrat kombiniert wird, versehen werden.
Ein anderer Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft einen bedruckten Film, der ein Substrat umfasst, bei dem wenigstens eine Seite mit einer Oberflächenschicht, die ein in Wasser dispergierbares Polymer und eine ethylenisch ungesättigte Verbindung umfasst, überzogen ist, wobei besagte überzogene Seite des Substrats mit herkömmlichen Verfahren, wie Offsetdruck, Gravieren, Flexographie, Siebdruck und Typographie, unter Verwendung der strahlungshärtbaren Druckfarbe, die später durch Bestrahlung ausgehärtet wird, bedruckt ist.
Die Formulierungen der strahlungshärtbaren Druckfarben enthalten im Allgemeinen Pigmente, ein Bindemittel, ein Lösungsmittel und Zusätze. Die Lösungsmittel in diesen Systemen sind Monomere mit geringer Viskosität, die in der Lage sind, selbst zu reagieren (d. h., die als reaktive Verdünnungsmittel verwendet werden). Das Bindemittel ist üblicherweise aus einem von ungesättigten Monomeren, Vorpolymeren oder Oligomeren abgeleiteten Harz zusammengesetzt, wie Acrylatderivate, die in der Lage sind, mit der ethylenisch ungesättigten Verbindung der Oberflächenschicht zu reagieren. Bei einer UV-Druckfarbe enthalten die "Zusatzstoffe" eine große Menge an Photoinitiatoren, die auf die Photonen des UV-Lichts ansprechen, um die Reaktion des Systems zu starten.
Eine Formulierung einer UV-Druckfarbe kann wie folgt verallgemeinert werden:
Pigment 15-20%
Vorpolymere 20-35%
Bindemittel 10-25%
Photoinitiatoren 2-10%
andere Zusatzstoffe 1-5%.
Bei einer durch Elektronenstrahl härtbaren Druckfarbe enthalten die "Zusatzstoffe" im Allgemeinen keinen Photoinitiator.
Die Monomere mit geringer Viskosität, bisweilen Verdünnungsmittel genannt, sind in der Lage, chemisch zu reagieren, was dazu führt, dass sie vollständig in die Endpolymermatrix eingebaut werden.
Das Bindemittel liefert den Anteil an "festem Harz" der Formulierung. Typischerweise sind sie von synthetischen Harzen, wie beispielsweise den Urethanen, den Epoxiden, den durch Reaktion mit ethylenische Gruppen tragenden Verbindungen modifizierten Polyestern, wie beispielsweise (Meth)acrylsäure, Hydroxyethyl(meth)acrylat, dem Produkt der Reaktion von Caprolacton mit ungesättigten Verbindungen, die eine Hydroxygruppe tragen, und ähnlichen Produkten abgeleitet.
Geeignete Anpassungen können bei der Auswahl der verwendeten Vorpolymere und Monomere mit dem Ziel vorgenommen werden, die für die verschiedenen Auftragsverfahren erforderlichen Viskositäten zu erhalten.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung richtet sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines bedruckten Films, das die Schritte umfasst zum
a) Einstreichen eines Substrats mit einer wässrigen Dispersion, die ein in Wasser dispergierbares Polymer und eine ethylenisch ungesättigte Verbindung umfasst;
b) Trocknen der so erhaltenen Beschichtung;
c) Einfärben der getrockneten Beschichtung mit der strahlungshärtbaren Druckfarbe;
d) Aushärten der Druckfarbe durch UV-Strahlungen oder Elektronenstrahl.
Es muss angemerkt werden, dass die verschiedenen Schritte dieses Verfahrens unter den gleichen Bedingungen (Geschwindigkeit, Kosten...) wie für eine herkömmliche Oberflächenschicht ausgeführt werden können.
Schließlich betrifft die Erfindung auch einen bedruckten Film, der durch Einfärben eines erfindungsgemäßen bedruckbaren Films erhalten wird, und insbesondere ein so erhaltenes bedrucktes Etikett.
Die folgenden Beispiele werden gegeben, um die vorliegende Erfindung zu erläutern.
In diesen Beispielen wurde die Bestimmung bestimmter charakteristischer Werte in Übereinstimmung mit den unten beschriebenen Verfahren durchgeführt. Die Haftung der durch Bestrahlung ausgehärteten Druckfarbe am Film unter Siedebedingungen (was die Pasteurisierung simuliert) wird gemäß den folgenden Verfahren kontrolliert:
A) ein gerührtes Wasserbad wird auf 95ºC erhitzt. Sobald die Temperatur stabilisiert ist, wird die Probe des zu testenden bedruckten Films in das Wasser getaucht. Nach 45 Minuten wird die Probe aus dem Wasserbad herausgenommen, und ihre Oberfläche wird unter mäßigem Druck mit einem senkrecht zur Probenoberfläche gehaltenen Teil gekratzt. Das Abgehen des Aufdrucks wird als "akzeptiert" oder "abgelehnt" protokolliert, wobei "akzeptiert" bedeutet, dass kein Abgehen des Aufdrucks auftritt und "abgelehnt" bedeutet, dass es ein bedeutendes Abgehen des Aufdrucks gibt.
B) die Probe wird aus dem Wasserbad mit 95ºC nach 45 Minuten herausgenommen, wie in A beschrieben.
Ein Klebeband wird auf die Probe aufgetragen, dann schnell abgezogen. Auf diese Weise werden die Eigenschaften der auf die zu bedruckende Folie aufgedruckten Druckfarbe beobachtet.
Der Prozentanteil der Oberfläche mit abgelöster Druckfarbe (visuelle Abschätzung) wird vermerkt.
Die Haftung der strahlungshärtbaren Druckfarbe am Film unter Kältebedingungen (was das Eintauchen in einen Eiskübel simuliert) wird gemäß dem folgenden Verfahren kontrolliert.
Ein Wasserbad, das ein Gemisch aus Wasser und Eis (50 : 50) enthält, wird auf 0ºC abgekühlt. Sobald die Temperatur stabilisiert ist, wird die zu testende Probe des bedruckten Films in das Wasser getaucht.
Nach 24 Stunden wird die Probe aus dem Wasserbad herausgenommen und ihre Oberfläche unter mäßigem Druck mit einem senkrecht zur Oberfläche der Probe gehaltenen Teil gekratzt. Das Abgehen des Aufdrucks wird wie oben beschrieben mit "akzeptiert" oder "abgelehnt" vermerkt.

BEISPIEL 1

Ein durch Coronaentladung behandelter Polypropylenfilm mit 50 um Dicke erhält auf einer Seite eine Primerschicht mit 0,2 g/m² Polyurethanacrylat, dem man vor dem Auftragen einen Isocyanatvernetzer zusetzt. Die Seite des Substrats mit der Primerschicht wird dann mit 1,0 g/m² durch Inversgravieren mit einer wässrigen Dispersion bedeckt, die 21,0 kg eines Polyurethans auf der Basis von aliphatischem Polyester (DAOTAN VTW 1238 von HOECHST; Feststoffgehalt 50%), das 80,8% (in Trockengewicht) der wässrigen Dispersion darstellt, 0,9 kg Tripropylenglykoldiacrylat (Feststoffgehalt 100%; 7% (in Trockengewicht) der wässrigen Dispersion), 1,1 kg Ammonium- und Zirkoniumcarbonat (Feststoffgehalt 20%; 1,7% (in Trockengewicht) der wässrigen Dispersion), 4,3 kg kolloidales Siliciumdioxid (LUDOX HS40 von DU PONT; Feststoffgehalt 30%; 10% (in Trockengewicht) der wässrigen Dispersion) und 0,85 kg Kieselgel als Antiblockingmittel (GASIL HP 250 von CROSFIELD; Feststoffgehalt 10%; 0,5% (in Trockengewicht) der wässrigen Dispersion) enthält.
Der überzogene Film wird dann in einem Heißluftofen getrocknet.
[0066] Der so erhaltene überzogene Film wird dann durch einen Siebdruck mit einer Druckfarbe der Serie RSP (von NORCOTE) mit 12 g/m² bedruckt.
Der so erhaltene bedruckte Film wird dann mit UV mittels einer Quecksilberdampflampe von mittlerem Druck (120 W/cm) mit 12,2 m/min ausgehärtet. Der schließlich erhaltene bedruckte Film wird gemäß dem oben beschriebenen Verfahren getestet. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 angegeben.

VERGLEICHSBEISPIEL A

Ein durch Coronaentladung behandelter Polypropylenfilm (aber ohne Primerschicht) mit 50 um Dicke wird bedruckt, dann ausgehärtet wie in Beispiel 1 beschrieben. Der schließlich erhaltene bedruckte Film wird gemäß dem oben beschriebenen Verfahren getestet. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 angegeben.

VERGLEICHSBEISPIEL B

Ein bedruckter Film wird genau wie in Beispiel 1 beschrieben hergestellt, außer dass die wässrige Dispersion kein Tripropylenglykoldiacrylat enthält.
Der schließlich erhaltene bedruckte Film wird gemäß dem oben beschriebenen Verfahren getestet. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 angegeben. TABELLE 1
* zum Vergleich
Diese Ergebnisse zeigen, dass der erfindungsgemäße bedruckbare Film sehr interessante Eigenschaften bezüglich der Haftung der strahlungshärtbaren Druckfarbe auf dem Substrat besitzt. Insbesondere geht der Einfluss der Gegenwart der Oberflächenschicht aus dem Vergleich zwischen den Beispielen A und B hervor, und der Einfluss der ethylenisch ungesättigten Verbindung geht aus dem Vergleich zwischen den Beispielen B und 1 hervor.

BEISPIEL 2

Ein bedruckter Film wird genau wie in Beispiel 1 beschrieben hergestellt, außer dass die ethylenisch ungesättigte Verbindung durch ethoxyliertes Trimethylolpropantriacrylat (EBECRYL 1160 von UCB S. A.) ersetzt wird.

BEISPIEL 3

Ein bedruckter Film wird genau wie in Beispiel 1 beschrieben hergestellt, außer dass das Urethanpolymer durch ein anionisches Acrylpolymer (NEOCRYL XK-90 von ZENECA) ersetzt wird.

BEISPIELE 4 BIS 9

Bedruckte Filme werden genau wie in Beispiel 2 beschrieben hergestellt, außer dass das Urethanpolymer durch ein anionisches Acrylpolymer (NEOCRYL XK-90 von ZENECA) (Beispiel 4) beziehungsweise ein Styren-Acryl-Copolymer (GLASCOL LE 31 von ALLIED COLLOIDS) (Beispiel 5) beziehungsweise ein anderes anionisches Acrylpolymer (NEOTAC A-572 von ZENECA) (Beispiel 6) ersetzt wird.
Die in den Beispielen 2 bis 6 erhaltenen bedruckten Filme werden gemäß dem oben beschriebenen Verfahren getestet und die Ergebnisse sind in der Tabelle 2 angegeben. TABELLE 2
Diese Ergebnisse zeigen, dass eine große Vielfalt an Oberflächenschichten und an ethylenisch ungesättigten Verbindungen verwendet werden kann.

Claims

1. Bedruckbarer Film, der ein Substrat und wenigstens eine Oberflächenschicht umfaßt, wobei besagte Schicht wenigstens eine Seite besagten Substrats bedeckt und im wesentlichen aus 10 bis 98 Gew.-% eines Polymers, das in Wasser dispergierbar ist und das in der Lage ist, eine Filmoberfläche in glatter und mäßig offener Form zu erzeugen, und aus 2 bis 90 Gew.-% einer ethylenisch ungesättigten Verbindung, die unter den polyfunktionellen Acrylaten, die aus der Veresterung eines Polyols durch (Meth)acrylsäure resultieren, oder Polyallylderivaten ausgewählt ist, besteht, wobei besagte Oberflächenschicht keinen Polymerisationsphotoinitiator durch Zugabe enthält.

2. Bedruckbarer Film gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat aus der Gruppe ausgewählt ist, die die Polymerfilme, die Polyolefinfilme, die Papiere, die synthetischen Papiere, die gewebten Textilien, die nichtgewebten Textilien, die Keramikfolien, die Folien aus Metallfasern, die metallisierten Folien (Filme), die Metallklingen, die Metallplatten und die mehrschichtigen Verbundfolien, die durch Kombination besagter Materialien gebildet werden, umfaßt.

3. Bedruckbarer Film gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat ein Film aus orientiertem Polypropylen ist.

4. Bedruckbarer Film gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das in Wasser dispergierbare Polymer im wesentlichen aus einem Homopolymer von (Meth)acrylsäure oder Alkyl(meth)acrylat, wobei der Alkylrest 1 bis 10 Kohlenstoffatome umfaßt, oder einem Copolymer von zwei oder mehr der besagten Monomere oder gegebenenfalls von anderen Vinyl- oder Allylverbindungen besteht.

5. Bedruckbarer Film gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das in Wasser dispergierbare Polymer ein Urethan- oder Urethanacrylatpolymer ist.

6. Bedruckbarer Film gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß besagte Oberflächenschicht außerdem ein Vernetzungsmittel in einer Menge, die von 1 bis 5 Gew.-% des in Wasser dispergierbaren Polymers geht, umfaßt.

7. Bedruckbarer Film gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, der außerdem zwischen besagtem Substrat und besagter oder besagten Oberflächenschichten eine Primärschicht umfaßt.

8. Bedruckbarer Film gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine einzige Seite mit einer Oberflächenschicht überzogen ist, und dadurch, daß die andere Seite des Substrats mit einer druckempfindlichen Haftschicht bedeckt ist.

9. Verfahren zur Herstellung eines bedruckbaren Films gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, das den Schritt zum Einstreichen wenigstens einer Seite des Substrats mit einer wäßrigen Dispersion umfaßt, die das in Wasser dispergierbare Polymer und die ethylenisch ungesättigte Verbindung umfaßt, und das außerdem den Schritt zum Trocknen der so erhaltenen Beschichtung umfaßt.

10. Verfahren gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Dispersion außerdem ein Vernetzungsmittel umfaßt.

11. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß es vor dem Auftragen besagter wäßriger Dispersion einen zusätzlichen Schritt zur Abscheidung einer Primärschicht auf dem Substrat umfaßt.

12. Verfahren zur Herstellung eines bedruckten Films, das die Schritte umfaßt zum

a) Einstreichen eines Substrats mit einer wäßrigen Dispersion, die ein in Wasser dispergierbares Polymer, das in der Lage ist, einen Oberflächenfilm in glatter und mäßig offener Form zu erzeugen, und eine ethylenisch ungesättigte Verbindung umfaßt, die unter den polyfunktionellen Acrylaten, die aus der Veresterung eines Polyols mit (Meth)acrylsäure resultieren, oder Polyallylderivaten ausgewählt ist, wobei besagte Dispersion kernen Polymerisationsphotoinitiator durch Zugabe enthält;

b) Trocknen der so erhaltenen Beschichtung;

c) Einfärben der getrockneten Beschichtung mit einer strahlungshärtbaren Druckfarbe;

d) Aushärten der Druckfarbe durch eine UV-Strahlung oder einen Elektronenstrahl.

13. Bedruckter Film, der durch Einfärben eines bedruckbaren Films gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 mittels einer strahlungshärtbaren Druckfarbe und durch Aushärten besagter Druckfarbe mittels Strahlungen erhalten wird.

14. Etikett, das durch Einfärben eines bedruckbaren Films gemäß Anspruch 8 mittels einer strahlungshärtbaren Druckfarbe und durch Aushärten besagter Druckfarbe mittels Strahlungen erhalten wird, wobei besagter Film vor oder nach dem Bedrucken mit einer druckempfindlichen Haftschicht und einem ablösbaren Film kombiniert wird.

15. Behälter, insbesondere eine Flasche, die mit einem Etikett gemäß Anspruch 14 etikettiert ist.