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包括含有羟基的胺化合物的硬树脂溶液和水基复印清漆的制作方法

时间:2022-01-17 阅读: 作者:专利查询

包括含有羟基的胺化合物的硬树脂溶液和水基复印清漆
1.本发明涉及用于水基复印清漆(overprint varnish)的水性硬树脂溶液以及包括这种水性硬树脂溶液的水基复印清漆。
2.复印清漆通常分别为澄清且透明的硬涂层或薄膜,它们被施加到基材以保护基材对抗机械影响、为基材提供光滑且有光泽的表面和/或另一特别的效果,比如哑光或柔软触感的外观等等。通常,清漆完全不包括颜料或仅包括少量颜料且完全不具有任何颜色或仅有少量颜色。基材可以是例如印刷的片材或幅材,其可用于如包装应用,例如食品包装,如印刷的麦片盒、饼干盒、纸巾盒、宠物食品袋等等。
3.已知有多种分别的复印清漆,其中所述复印清漆通常分类为油基复印清漆、水基复印清漆、辐射固化复印清漆、溶剂型复印清漆和其他。
4.油基复印清漆通常包含树脂作为粘结剂,比如醇酸树脂或松香衍生物。此外,油基复印清漆通常还包括:蜡,以为基材提供高耐磨性;溶剂如植物油、矿物油或脂肪酸酯以及干燥剂,以促进和加速清漆的定形和干燥。通常,油基复印清漆具有4000 cps或甚至更高的高粘度,且通常通过油墨部件在胶印平版印刷机中施加。然而,氧化干燥的机制相对较慢且可花费若干小时或甚至若干天。此外,这类清漆常常包含金属盐络合物作为干燥剂,其大部分为被归类为有毒或致癌物。这些清漆的另一个缺点是它们有变黄的趋势。
5.溶剂型复印清漆在小市场中使用。它们最常见的树脂为硝化纤维,然而醋酸丙酸纤维素(cap)、氯乙烯共聚物、聚酰胺、醇酸树脂和丙烯酸树脂同样应用在这些涂层系统中。溶剂型复印清漆中主要的溶剂为酯类、醇类、酮类和芳烃类。使用塑化剂和其他添加剂以提供柔性。
6.水基复印清漆通常包含水、所谓的硬聚合物如苯乙烯聚合物或丙烯酸聚合物作为粘结剂、以及所谓的软聚合物如苯乙烯丙烯酸酯共聚物的乳液或分散体。为了改善硬聚合物在水中的溶解度,水基复印清漆还包括如主要为氨的中和剂。通常,首先通过混合水、硬树脂和中和剂制备硬树脂溶液,然后将如此制备的树脂溶液与软聚合物的乳液或分散体以及一种或更多种添加剂混合。通常使用水基复印清漆改善用相对低等级和低成本的油墨印刷的产品的特性。因此,对于不需要高品质印刷的产品,如麦片盒、饼干盒、纸巾盒、宠物食品袋等等,水基复印清漆提供了改善用低成本油墨印刷的基材的外观和其他特性的经济的方式。这种水基复印清漆也被用来改善更高等级产品例如平版印刷杂志封面等等的外观和触觉品质。这些水基复印清漆通常为无害的。此外,它们易于处理及施加且它们在水蒸发时基本物理干燥。此外,水基复印清漆可通过自交联和交联过程干燥。然而,通常水基复印清漆的光泽度需要改善,尤其是在水基复印清漆包含氨作为中和剂的情况下。通常,包含氨的水基高光泽度复印清漆在60
°
的视角下具有小于70的光泽度水平。包含其他中和剂如三乙醇胺、而不是氨的水基复印清漆,已知具有更好的光泽度;然而,它们具有不充分的抗粘连性,即它们具有粘附在其他表面的趋势,特别是在施加压力的情况下。最坏的情况下,表面不能被分开,使得印刷的基材不能进行任何进一步处理,例如处理成折叠盒,而需要被处置掉。因此,优秀的抗粘连性对于多种应用中的复印清漆是重要的特性,例如特别是对于包装应用,比如作为印刷的食品包装的涂层。
7.另一类复印清漆为辐射固化清漆,相比于水基复印清漆,其提供了更高的光泽度水平以及更好的机械和化学耐性。这被认为是由于化学反应,大部分为自由基聚合,其在uv光下的固化过程中进行,增加了网络密度。通常,这些辐射固化清漆包含乙烯基官能单体、低聚物和聚合物以及光引发剂,其在光化光辐照下引发聚合反应。所有这些化合物,特别是许多光引发剂在食品包装的标记、安全性和适应性上具有缺陷。另外,为引发聚合,辐射固化清漆需要特殊的灯,如汞灯、铁掺合灯或uv-led灯。uv固化复印清漆在60
°
的视角下达到超过85的光泽度水平,但相比水基复印清漆它们也更昂贵得多。
8.鉴于此,本发明的根本目的在于提供用于水基复印清漆的水性硬树脂溶液以及包括这种水性硬树脂溶液的水基复印清漆,其完美适用于作为食品包装、易处理、无安全风险且比辐射固化组合物更便宜,该水基复印清漆提供了极佳的高光泽度水平,但仍然具有高抗粘连性,即对抗在其他表面粘附的高抗性,特别是在施加压力的情况下。
9.依照本发明,此目的通过提供用于水基复印清漆的水性硬树脂溶液来满足,其中所述水性硬树脂溶液包含水、至少一种硬树脂和至少一种胺化合物,其中至少一种胺化合物中的至少一种具有一个氨基、至少两个羟基和至少一个含cn基团,其中n为3或更大的整数。
10.此溶液基于令人惊讶的发现,即,通过在水性硬树脂溶液中和包含所述水性硬树脂溶液的水基复印清漆中使用具有一个氨基、至少两个羟基和至少一个含cn基团(其中n为3或更大的整数)的胺作为中和剂,得到的水基复印清漆不仅具有极佳的光泽度(通常在60
°
的视角下有超过70的光泽度水平),而且还特别具有高抗粘连性,即对抗在其他表面粘附的高抗性,特别是在施加压力的情况下。此外,本发明的水性硬树脂溶液和水基复印清漆具有足够低的迁移潜力,即它们不会迁移到穿过基材如食品包装的纸板的显著程度。除此之外,具有一个氨基的胺,即一元胺,具有低气味,这是它们特别适用于涂覆在食品包装上或其他与食品接触的制品上的原因,以及与水性硬树脂溶液中和包含水性硬树脂溶液的水基复印清漆中的其他成分相容。此外,与已知的水性硬树脂溶液和水基复印清漆同样,本发明的水性硬树脂溶液和水基复印清漆易于处理、无安全风险且相当便宜,因为它们仅含有无毒且相当便宜的组分。另外,本发明的水性硬树脂溶液和水基复印清漆具有良好的耐磨性且它们的滑动可调。基于这些原因,本发明的水性硬树脂溶液和水基复印清漆适用于多种应用,例如但不限于印刷的包装、特别是印刷的食品包装的涂层。
11.硬树脂是在常规温度下坚固且脆的聚合物,易于粉碎且在加热和/或加入碱性化合物时可水溶。通常,硬树脂包含羧基。更具体地,依照本发明将硬树脂定义为具有用如下文进一步详细提出的凝胶渗透色谱(gpc)测量为至少800 g/mol的重均分子量的聚合物,依照 iso 6721-11:2012 塑料-动态机械性质的确定-11部分:玻璃化转变温度测量为超过40℃的玻璃化转变温度,以及在23℃下水中至少100 g/l、优选至少200 g/l、且更优选至少300 g/l的溶解度。如果硬树脂聚合物为中性分子,则用所述聚合物测量水溶解度,而如果硬树脂聚合物为带电荷的分子,则在硬树脂聚合物用胺化合物或用氨中和后测量水溶解度。优选地,在水蒸发后,厚度为1 到10
ꢀµ
m的硬树脂的薄层形成均匀、澄清的薄膜,其中如果黑色印刷测试表(leneta company test : n2a-2 unsealed test chart)的光密度没有被涂层薄膜降低,则均匀、澄清的薄膜存在。光密度可依照iso 5-4:2009 摄影和图形技术-密度测量来测量。
12.具有一个氨基的胺化合物依照本发明指具有恰好一个氨基的胺化合物,即不多于也不少于一个氨基。
13.优选地,所述水性硬树脂溶液中胺化合物中的所述一个氨基为末端氨基。
14.特别优选地,所述水性硬树脂溶液中的胺化合物中除了所述氨基中的氮原子外不含任何氮原子。
15.当胺化合物具有至少两个连位羟基时,尤其得到良好的结果。
16.此外,优选所述至少一个羟基是包含在所述至少一个含cn基团中的,其中n为3或更大的整数。
17.本发明的水性硬树脂溶液和水基复印清漆特别适用于用凹版印刷和柔版印刷部件来印刷。
18.依照本发明,所述水性硬树脂溶液包含具有一个氨基、至少两个羟基和至少一个含cn基团(n为3或更大的整数)的至少一种胺化合物。这意味着所述胺化合物的氮原子与一个烃基(伯胺的情况下)、两个烃基(仲胺的情况下)或三个烃基(叔胺的情况下)偶联,其中伯胺的情况下的所述一个烃基以及仲胺或叔胺的情况下的所有烃基总共包含两个或更多个羟基。伯胺或仲胺的情况下,所述两个或更多个羟基可为烃基中的一个的取代基,或两个或所有烃基基团可各自包含一个或更多个羟基。然而,这些烃基中的至少一个为含cn基团,其中n为3或更大的整数,即,例如,c
3-烷基、c
6-烷基、c
6-芳基或c
6-环烷基。烷基依照本发明指非官能化的烷基,即具有式(ch2)nch-的饱和烃基,其中n为0或例如1-24的整数,而烃基指包含氢原子、碳原子以及可选地任意其他取代基或官能团的任意有机基团。
19.在本发明思想的进一步发展中,提出所述水性硬树脂溶液的胺化合物具有通式(i):nr1r2r3ꢀꢀꢀꢀ(i),其中r1和r2相互独立为h、直链或分支的烷基、环烷基、烷基醚基团、羟基烷基醚基团、烷基硫醚基团、芳基或者直链或分支的羟基烷基,其中任意前述基团可以被一个或更多个杂原子和/或一个或更多个官能团取代或不被取代,且r3为直链或分支的烷基、环烷基、烷基醚基团、烷基硫醚基团、芳基或者直链或分支的羟基烷基,其中任意前述基团可以被一个或更多个杂原子和/或一个或更多个官能团取代或不被取代,条件是残基r1、r2和r
3 总共包含两个或更多个羟基,且残基r1、r2和r3中的至少一个为含cn基团,其中n为3或更大的整数。如以上所提出,所述胺化合物仅有一个氨基,即残基r1、r2和r3中无一包含任意氨基,且优选也不包括任意其他氮原子。
20.优选地,所述烷基为c
1-20-烷基且更优选为c
1-10-烷基,然而所述环烷基优选为c
6-24-环烷基且更优选为c
6-12-环烷基,所述(羟基)烷基醚基团优选为(羟基)c
1-20-烷基醚基团,且更优选为(羟基)c
1-10-烷基醚基团,所述芳基优选为c
6-24-芳基且更优选为c
6-12-芳基,且直链或分支的羟基烷基优选为直链或分支的c
1-20-羟基烷基,且更优选为直链或分支的c
1-10-羟基烷基。
21.当所述水性硬树脂溶液包含具有通式(i)的胺化合物时,尤其得到良好的结果,其中:
r1和r2相互独立为h、直链或分支的c
1-10-烷基、c
6-12-环烷基、c
1-10-烷基醚基团、直链或分支的c
1-10-羟基烷基醚基团、c
6-12-芳基或者直链或分支的c
1-10-羟基烷基,且r3为直链或分支的c
1-10-烷基、c
6-12-环烷基、c
1-10-烷基醚基团、c
6-12-芳基或优选直链或分支的c
3-10-羟基烷基(其可包含一个、两个或更多个羟基)。
22.当所述水性硬树脂溶液包含具有通式(i)的胺化合物时,尤其得到良好的结果,其中:r1和r2相互独立为h、直链或分支的c
1-10-烷基、直链或分支的c
1-10-羟基烷基醚基团、c
6-12-芳基或者直链或分支的c
1-10-羟基烷基,且r3为直链或分支的c
1-10-烷基、c
6-12-环烷基、c
1-10-烷基醚基团、c
6-12-芳基或优选直链或分支的c
3-10-羟基烷基(其可包含一个、两个或更多个羟基)。
23.依照本发明的一个更优选实施方案,所述水性硬树脂溶液包含具有通式(i)的胺化合物,其中:r1和r2相互独立为h或者直链或分支的c
1-10-烷基,且r3为直链或分支的c
3-20-羟基烷基(其可包含一个、两个或更多个羟基)。
24.优选地,所述直链或分支的c
1-10-烷基为直链c
1-6-烷基,如甲基、乙基、丙基或丁基。
25.相应地,更优选所述水性硬树脂溶液包含具有通式(i)的胺化合物,其中:r1和r2相互独立为h或者直链或分支的c
1-6-烷基,且r3为直链或分支的c
3-10-羟基烷基(其可包含一个、两个或更多个羟基)。
26.依照本发明的第一特别优选的实施方案,所述水性硬树脂溶液包含具有通式(i)的仲胺化合物,即一种胺化合物,其中:r1为h,r2和r3相互独立为直链或分支的烷基、环烷基、烷基醚基团、羟基烷基醚基团、烷基硫醚基团、烷基硫醚基团、芳基或者直链或分支的羟基烷基,条件是残基r1、r2和r
3 总共包含两个或更多个羟基,且残基r1、r2和r3中的至少一个为含cn基团,其中n为3或更大的整数。再一次,所述胺化合物仅有一个氨基,即残基r1、r2和r3中无一包含任意氨基,且优选也不包括任意其他氮原子。
27.当所述水性硬树脂溶液包含具有通式(i)的胺化合物时,在此实施方案中尤其得到良好的结果,其中:r1为h,r2为直链或分支的c
1-6-烷基,且r3为直链或分支的c
3-10-羟基烷基(其可包含一个、两个或更多个羟基)。
28.甚至更优选,r2为直链c
1-4-烷基,即甲基、乙基、丙基或丁基,还更优选甲基或乙基,且最优选甲基。
29.依照本发明的第二特别优选的实施方案,所述水性硬树脂溶液包含具有通式(i)的叔胺化合物,即一种胺化合物,其中:r1、r2和r3相互独立为直链或分支的烷基、环烷基、烷基醚基团、羟基烷基醚基团、烷基硫醚基团、烷基硫醚基团、芳基或者直链或分支的羟基烷基,条件是残基r1、r2和r
3 总共包含两个或更多个羟基,且残基r1、r2和r3中的至少一
个为含cn基团,其中n为3或更大的整数。再一次,所述胺化合物仅有一个氨基,即残基r1、r2和r3中无一包含任意氨基,且优选也不包括任意其他氮原子。
30.当所述水性硬树脂溶液包含具有通式(i)的胺化合物时,在此实施方案中尤其得到良好的结果,其中:r1和r2相互独立为直链或分支的c
1-6-烷基,且r3为直链或分支的c
3-10-羟基烷基(其可包含一个、两个或更多个羟基)。
31.甚至更优选地,r1和r2各自相互独立为直链c
1-4-烷基,即甲基、乙基、丙基或丁基,还更优选甲基或乙基,且最优选甲基。
32.依照本发明的第三特别优选的实施方案,所述水性硬树脂溶液包含具有通式(i)的伯胺化合物,即一种胺化合物,其中:r1和r2为h,且r3为含cn的直链或分支的羟基烷基,其中n为3或更大的整数。再一次,所述胺化合物仅有一个氨基,即残基r1、r2和r3中无一包含任意氨基,且优选也不包括任意其他氮原子。
33.当所述水性硬树脂溶液包含具有通式(i)的胺化合物时,在此实施方案中尤其得到良好的结果,其中:r1和r2为h,且r3为直链或分支的c
3-10-羟基烷基(其可包含一个、两个或更多个羟基)。
34.依照本专利申请思想的进一步发展,所述水性硬树脂溶液包含具有通式(i)的伯、仲和/或叔胺化合物,其中r3具有通式(ii):-(cr4r5)
m-(cr6(oh))
o-cr7r8h
p
(oh)qꢀꢀꢀꢀ(ii),其中m为0到2的整数,o为2到8的整数,q为0或1的整数,p为0或1的整数,其中当q为0时,p为1,且当q为1时,p为0,r4、r5、r6、r7、r8相互独立为h、直链或分支的烷基或者带有羟基官能团的直链或分支的烷基。
35.优选地,r4、r5、r6、r7、r8相互独立为h、直链或分支的c
1-10-烷基或者带有羟基官能团的直链或分支的c
1-10-烷基。
36.如果是伯胺,即具有通式(i)的胺,其中r1和r2为h且r3具有通式(ii) ,则所述胺来源于氨基糖。这种来源于氨基糖的胺优选用于本发明。与此同样,其中具有以上对式(i)提到的含义的r
1 和r2以及具有通式(ii)的r3的仲胺或叔胺在本发明中定义为胺基糖的衍生物。
37.然而,甚至更优选的是所述水性硬树脂溶液包含具有通式(i)的仲或叔胺化合物,其中r3具有通式(ii)。
38.独立于所述至少一种胺化合物是具有通式(i)的伯、仲还是叔胺化合物(其中r
3 具有通式(ii)),通式(ii)的r
3 的-( cr4r5)
m-部分为间隔基,其优选较短或甚至不存在。鉴于此,m优选为0或1的整数,且o优选为2到6的整数。
39.当通式(ii)中m为整数1且o为整数4时,尤其得到良好的结果。
40.依照本发明一个更特别优选的实施方案,所述水性硬树脂溶液包含具有通式(i)的伯、仲和/或叔胺化合物,其中r
3 具有通式(iii):-(ch2)
m-(ch(oh))
o-ch2ohꢀꢀꢀꢀꢀ(iii),其中m为0到2的整数,且o为2到8的整数。
41.如果是伯胺,即具有通式(i)的胺,其中r1和r2为h且r3具有通式(iii) ,则所述胺来源于氨基糖。这种来源于氨基糖的胺优选用于本发明。
42.然而,甚至更优选的是所述水性硬树脂溶液包含具有通式(i)的仲或叔胺化合物,其中r
3 具有通式(iii)。
43.独立于所述至少一种胺化合物是具有通式(i)的伯、仲还是叔胺化合物(其中r
3 具有通式(iii)),通式(iii)的r3的
ꢀ‑
(ch2)
m-部分为间隔基,其优选较短或甚至不存在。鉴于此,m优选为0或1的整数,且o优选为2到6的整数。
44.当通式(iii)中m为整数1且o为2到5的整数、且优选为4时,尤其得到良好的结果。
45.依照此实施方案一个特别优选的变体,所述胺化合物为n-甲基葡萄糖胺,即具有通式(i)的仲胺,其中r1为h,r2为-ch3且r3为具有通式(iii)的基团,其中m为整数1,o为整数4。
46.依照此实施方案一个替代的特别优选的变体,所述胺化合物为n,n-二甲基葡萄糖胺(也称为甲基葡甲胺),即具有通式(i)的叔胺,其中r1和r2为-ch3且r3为具有通式(iii)的基团,其中m为整数1,o为整数4。
47.也可使用环胺化合物,比如根据通式(iv)的环胺化合物:其中r9、r
10
、r
11
和r
12
相互独立为h、直链或分支的c
1-10-烷基、c
6-12-环烷基、c
1-10-烷基醚基团、直链或分支的c
1-10-羟基烷基醚基团、c
6-12-芳基或者直链或分支的c
1-10-羟基烷基。优选地,r
11
和r
12
相互独立为h或直链或分支的c
1-10-烷基,更优选为h或直链或分支的c
1-4-烷基,甚至更优选为h或直链或分支的c
1-2-烷基,且最优选为h。此外,优选r9和r
10
相互独立为h、直链或分支的c
1-6-烷基、c
6-环烷基、c
1-6-烷基醚基团、直链或分支的c
1-6-羟基烷基醚基团、c
6-芳基或者直链或分支的c
1-6-羟基烷基,更优选为h、直链或分支的c
1-6-烷基或者直链或分支的c
1-6-羟基烷基,甚至更优选为h、直链或分支的c
1-4-烷基或者直链或分支的c
1-4-羟基烷基,还更优选为h或直链或分支的c
1-4-烷基。最优选地,r9和r
10
各自为h,或r9和r
10
中一个为h,另一个为甲基,或r9和r
10
为甲基。
48.在本发明中发现,当所述硬树脂溶液包含以上描述的至少一种胺化合物和氨的组合时,在极佳的光泽度和仍然高的抗粘连性间达到了卓越的平衡。趋势上,使用的氨越少,光泽度越高,而使用的氨越多,包含硬树脂溶液的相应复印清漆的抗粘连性更差。
49.当胺化合物的比例为 0.1到99 %重量时,这方面尤其得到良好的结果。甚至更优选的是胺化合物的比例为硬树脂溶液中胺化合物和氨总含量的1到95%重量,且最优选为10到90%重量。
50.在本发明思想的进一步发展中,提出基于所述水性硬树脂溶液的总重量,胺化合物和可选的氨的总含量为10到80%重量,优选20到60%重量,且最优选为20到45%重量。
51.原则上,本发明不限制有关水性硬树脂溶液中包含的硬树脂的种类。当所述至少一种硬树脂选自丙烯酸共聚物、苯乙烯丙烯酸酯共聚物、苯乙烯马来酸共聚物、马来树脂、聚酯树脂、富马酸树脂、虫胶以及它们中两种或更多种的任意组合时,尤其得到良好的结果。
52.优选地,所述硬树脂为重均分子量为800到20,000 g/mol的(共)聚合物,其中所述重均分子量用凝胶渗透色谱(gpc)测量。优选地,用顺次一起使用的三个gpc柱进行gpc,即特别为柱-1:pss dsv analytical 50
ꢀå
,尺寸8 x 300 mm,颗粒尺寸:5
ꢀµ
m,由polymer standard services gmbh经销;柱-2:pss dsv analytical 1000
ꢀå
,尺寸8 x 300 mm,颗粒尺寸:5
ꢀµ
m,由polymer standard services gmbh经销;以及柱-3:pss dsv analytical 100.000
ꢀå
,尺寸8 x 300 mm,颗粒尺寸:5
ꢀµ
m,由polymer standard services gmbh经销。进一步优选,使用以下设定:样品制备:树脂在四氢呋喃(thf)中的1%溶液仪器设定:泵流量:1 ml/分钟,注射体积:100
ꢀµ
l,柱温箱温度:30℃,ri探测器温度:37℃。
53.对于gpc,例如可使用来自由agilent technologies经销的agilent 1200-系列的装置。
54.此外,优选所述硬树脂为具有40到170℃的玻璃化转变温度的(共)聚合物。
55.此外,优选所述硬树脂为具有150到500 mg koh/g的酸值的(共)聚合物。
56.一般而言,硬树脂具有800到20,000 g/mol间的重均分子量,100到190℃的软化点或熔点,0到200 mg koh/g的羟值,100到500 mg koh/g的酸值以及40到170℃的玻璃化转变温度。合适的硬树脂由如basf、indulor、lawter、hanwa、shiva或 polyscope提供。
57.更优选地,所述水性硬树脂溶液包含选自丙烯酸共聚物、苯乙烯丙烯酸酯共聚物、苯乙烯马来酸共聚物、马来树脂、虫胶以及它们中两种或更多种的任意组合的至少一种硬树脂。
58.最优选地,所述水性硬树脂溶液包含苯乙烯丙烯酸酯共聚物作为至少一种硬树脂。
59.依照本发明一个进一步优选的实施方案,基于所述水性硬树脂溶液的总重量,所述硬树脂的含量为22到50%重量,更优选为30到45%重量,且甚至更优选为33到45%重量。
60.根据本发明的一个特定变体,氨和胺化合物的胺值的总和为所述硬树脂的羧基值和羟值的总和的80到120%,优选90到110%,且更优选95到105%。
61.依照本发明的一个替代的特定变体,氨和胺化合物的胺值的总和超过硬树脂的羧基值的总和多于0或优选至少20摩尔当量。
62.本发明的另一个方面为水基复印清漆,其包含以上描述的水性硬树脂溶液。
63.除了以上描述的水性硬树脂溶液,所述水基复印清漆包含至少一种其他聚合物的至少一种乳液或分散体。优选地,此聚合物的所述至少一种乳液或分散体选自苯乙烯丙烯酸酯共聚物、苯乙烯马来酸丙烯酸共聚物、聚苯乙烯均聚物、醋酸乙烯酯聚合物、醋酸乙烯酯乙烯共聚物、聚氨酯、聚氨酯丙烯酸酯共聚物、醋酸乙烯酯丙烯酸共聚物、磺基聚酯、木质素衍生物、纤维素衍生物、淀粉或其衍生物、甲壳素或其衍生物、酪蛋白或其衍生物、明胶或其衍生物、聚交酯、聚羟基丁酸酯以及前述聚合物中两种或更多种的任意组合。
64.优选地,所述聚合物乳液或分散体具有20到60%重量的固体含量。
65.此外,优选所述乳液或分散体中的聚合物具有按以上说明用gpc测量的超过20,000到1,000,000 g/mol的重均分子量。
66.此外,优选所述乳液或分散体中的聚合物具有-50到150℃的玻璃化转变温度。
67.另外,优选所述乳液或分散体中的聚合物具有30到250 mg koh/g的酸值。
68.所述聚合物乳液或分散体也可包含一种或更多种中和剂如氨、氢氧化钠、氢氧化钾、三乙醇胺、二乙醇胺、单乙醇胺等等,以及防腐剂。
69.合适的聚合物乳液或分散体由例如basf、dow、celanese、indulor、shiva、eoc或allnex提供。
70.当所述聚合物溶液或分散体包含苯乙烯丙烯酸酯共聚物作为聚合物时,尤其得到良好的结果。
71.依照本发明一个特别优选的实施方案,所述水基复印清漆包含:a)10到30%重量且优选14到25%重量的硬树脂,b)1到30%重量且优选2到15%重量的胺化合物,c) 0.1到10%重量且优选1到5%重量的氨,以及d) 1到40%重量且优选2到25%重量的在聚合物乳液或分散体中的聚合物。
72.此外,所述水基复印清漆可包含最高达10%重量的一种或更多种添加剂,如一种或更多种消泡剂、润湿剂(如磺基琥珀酸二辛酯,钠盐)、防腐剂、蜡、填料、有机溶剂(如二醇)以帮助成膜等等。
73.本发明的另一个方面是包含具有至少一个表面的基材的制品,其中所述基材的至少一个表面的至少一部分被前述的水基复印清漆涂覆。优选地,至少一个表面被所述水基复印清漆完全涂覆。
74.所述制品的基材可为食品包装、板材制的折叠盒、纸制的标签、纸和/或板材制的食品托盘、在印刷侧具有纸和/或板材的复合材料等等。
75.另外,本发明涉及一种制备经涂覆的制品的方法,所述方法包含以下步骤:将前述的水基复印清漆施加到基材的至少一个表面的至少一部分上;以及干燥所述水基复印清漆。所述水基复印清漆可被动干燥,例如通过将其保持在大气中至少20秒钟,或主动干燥,例如通过在烘箱中在例如50℃的升高温度下温育所述制品至少10秒钟。
76.另外,本发明涉及前述水基复印清漆用于涂覆基材的用途,所述基材比如食品包装、板材制的折叠盒、纸制的标签、纸和/或板材制的食品托盘、在印刷侧具有纸和/或板材的复合材料等等。
77.随后,通过说明性而非限制性的实施例描述本发明。
实施例
78.使用以下商业产品作为原材料:joncryl 682:由德国路德维希港的basf se经销的丙烯酸树脂xiran 1000:由荷兰赫伦的polyscope polymers bv经销的苯乙烯马来酸共聚物erkamar 3269:由德国拉斯特德的robert kraemer gmbh经销的马来树脂induprint se 91:由德国安库姆的indulor chemie gmbh经销的丙烯酸树脂分散体ultralube md-2100:由德国基希贝格(洪斯鲁克)的keim additec surface gmbh经销的蜡tego foamex 1488:由德国埃森的evonik tego chemie gmbh经销的消泡剂byk 019:由德国维塞尔的byk additives & instruments gmbh经销的消泡剂。
79.首先,制备硬树脂溶液作为“第一部分”。在“第一部分”中,将下表中提到的“第一部分”的组分如下混合:将水倒入烧杯,然后在持续搅拌期间加入树脂,然后加入胺并将反应混合物加热至70到80℃。搅拌反应混合物约1到3小时直至得到澄清溶液。使得溶液冷却至室温。然后,加入下表中提到的“第二部分”的所有化合物并将混合物再搅拌5分钟以得到水基复印清漆。最后,将水加入水基复印清漆以便于调整其粘度用于印刷,直至在din 4 杯中40到55秒的最终流尽粘度。
80.使用以下等式来计算氨和分别的胺的胺值:1000 x 56.1/材料的分子量= 胺值(mg koh/g)胺分子量[g/mol]胺值[mgkoh/g]氨,在水中25%
ꢀꢀ
dea105.14533.57mdea119.16470.80tea149.188376.06mg209.24267.11* mg为甲基葡甲胺,也被称为二甲基葡萄糖胺酸值为有机材料如聚合物或树脂中cooh基团含量的量度。下表示出了研究的粘结剂的数值:硬树脂酸值[mgkoh/g]joncryl682230-245xiran1000p475erkamar3269190-210在配方的“第一部分”中,胺/氨对硬树脂的量被计算为略高于组合的胺值和酸值的1:1的当量比。
[0081]
按照以下对所有实施例和比较例的水基复印清漆关于它们的光泽度和抗粘连性进行评估:
复印清漆的施加:用都来自德国赫纳的erichsen gmbh & co. kg的k control coater 623和6
ꢀµ
m k棒将复印清漆施加在来自瑞典伊格森德的iggesund paperboard的invercote t上,220 g/m2。
[0082]
光泽度测量:在将清漆涂覆在作为基材的invercote t上后,用来自德国格雷茨里德的byk gardner gmbh的微型三角度光泽度仪测量光泽度。在测量光泽度之前,容许所述经涂覆的基材在21-23℃和湿度55-65%下的气候控制室干燥24小时。在两个不同的视角、即在20
°
和60
°
下测量光泽度。分别计算5次测量结果的平均值。
[0083]
光泽度单位的值越高,表面越有光泽。
[0084]
抗粘连性:用来自德国佩森波哥的pruefbau dr.-ing. h. duerner gmbh的pr
ü
fbau的粘连测试装置测试湿粘连性,以确定在潮湿或甚至湿环境中的粘连行为。在测量湿粘连行为之前,使得按以上描述涂覆的基材在21-23℃和湿度55-65%下的气候控制室干燥24小时。用切割装置切出10个2 cm
²
的小圆样品。将5个样品印刷侧朝上放入粘连测试装置。将经涂覆样品用另一经涂覆样品覆盖,而涂层面对经涂覆侧。将粘连测试装置中的样品“三明治”在50℃下在两个精密板间压缩3小时。在5个测量点施加不同的压力:0.25kg/cm
²
、0.5kg/cm
²
、1.0kg/cm
²
、2.0 kg/cm
²
、5.0 kg/cm
²
。3小时后,从粘连测试装置移除样品,且分离经涂覆的测试样品。样品确实粘连在一起或没有。在每个压力下分别计算两个测试结果的平均值。
[0085]
使用用于所确定的抗粘连性的以下等级:3:无粘着2:轻微粘着1:轻微破坏印刷表面0:延伸破坏印刷表面。
[0086]
所得的结果总结于表4-6中。
[0087]
结果示出了依照本发明包含胺化合物的实施例的水基复印清漆具有在60
°
视角下至少70的极佳的光泽度。相比包含二乙醇胺或三乙醇胺的比较例的水基复印清漆,实施例
的水基复印清漆具有改善的抗粘连性,且相比仅包含氨的比较例的水基复印清漆,实施例的水基复印清漆具有改善的光泽度。实施例2、5、8中得到了光泽度和抗粘连性的特别好的组合,其中水基复印清漆包含依照本发明的胺化合物的混合物和氨。