專利名稱：用于抗靜電塑料膜的印刷油墨和用該油墨印刷的抗靜電膜的制作方法
技術領域：
本發明涉及用于透明或半透明塑料膜的抗靜電印刷油墨，更尤其涉及通過尤其向用于背襯的油墨賦予抗靜電性能而制成的、并有效地用于抑制在塑料膜片材的兩個表面上產生摩擦帶電的油墨，以及涉及用該油墨印刷的透明或半透明塑料膜印刷材料。
背景技術：
在塑料膜的情況下，在層壓工藝，印刷工藝，和袋-形成工藝過程中發生摩擦帶電，因此已提出各種方案來防止帶電。例子包括在樹脂被加工成膜之前將抗靜電劑捏合入樹脂中的方法，和用抗靜電劑涂覆膜表面的方法。日本專利延遲公開出版物No.HEI 05-345351為了提供一種通過向其中捏合抗靜電劑而具有優異抗靜電效果和不破壞膜的優異特性如透明性、可加工性等的用于印刷層壓品的膜，此發明提供了一種制造用于印刷層壓品的膜的方法，其中利用壓延法，T型模頭擠塑法，或溶劑鑄塑法將帶有捏合入其中的抗靜電劑的樹脂加工成膜，利用諸熱輥法、拉幅法或吹脹法之類的方法拉伸膜，并在高于拉伸步驟過程中所用溫度的溫度下進一步熱硬化該拉伸膜。日本專利延遲公開出版物No.HEI 10-058622本發明涉及一種具有PVA涂膜12的氧阻隔能力和防帶電能力的抗靜電隔絕膜，該抗靜電隔絕膜10包括通過粘合劑層4或粘合劑樹脂層7相互層壓的位于基材膜1或蒸汽沉積膜上的PVA涂層2，和位于熱封膜5上的橋型抗靜電劑涂層3，其特征在于橋型抗靜電劑涂層3構成由共聚物制成的表面活性抗靜電劑涂層，所述共聚物包含具有四銨基團的丙烯酸酯，丙烯酸酯，和甲基丙烯酸酯，聚乙烯亞胺和縮水甘油基化合物。
發明目的本發明的一個目的是提供具有優異抗靜電性能且不會造成滲色之類問題的用于塑料膜的印刷油墨。本發明的另一目的是提供能夠克服環境污染問題的用于塑料膜的印刷油墨。
優選實施方案的簡要描述本發明人認為，因為塑料膜經常進行印刷，為了實現上述目的，可通過向鋪展在塑料膜的整個表面上的用于背襯的印刷油墨賦予抗靜電性能而防止帶電。
本發明人為了實現該目的進行了艱辛努力并完成以下描述的本發明。
根據權利要求1的本發明提供在其中加入有抗靜電劑的用于塑料膜的印刷油墨。
在從屬于根據權利要求1的本發明的根據權利要求2的本發明中，塑料膜是透明或半透明的，和抗靜電印刷油墨是用于背襯的凹版油墨。
在從屬于根據權利要求1或權利要求2的本發明的根據權利要求3的本發明中，用于抗靜電油墨中的連接料的主要組分是兩種或多種聚氨酯樹脂的復合組合物。
在從屬于根據權利要求3的本發明的根據權利要求4的本發明中，聚氨酯是水分散型較高Tg的聚合物和水分散型較低Tg的聚合物的混合組合物。
在從屬于根據權利要求4的本發明的根據權利要求5的本發明中，將超高分子量聚乙烯基吡咯烷酮作為穩定劑加入聚合物的混合組合物中。
在從屬于根據權利要求1的本發明的根據權利要求6的本發明中，將抗靜電劑加入復合聚氨酯樹脂和聚乙烯基吡咯烷酮的混合水溶液中。
在從屬于根據權利要求6的本發明的根據權利要求7的本發明中，抗靜電劑是烷基二甲基氨基甜菜堿乙酸鹽和電解金屬鹽的混合水溶液。
根據權利要求8的本發明提供了一種由含水抗靜電印刷油墨背襯的塑料膜印刷材料。
以上述構型，其中加入有抗靜電劑的印刷油墨可用于通過常規印刷方法用一般印刷機印刷。最有效的是將抗靜電劑加入用于背襯的油墨中，但也可根據印刷設計將抗靜電劑加入任何其它油墨中。但當在整個印刷區域中或在盡可能接近整個印刷區域的區域中提供抗靜電性能時，抗靜電性能的最佳效力得以實現，因此用于背襯的油墨是最有效的。
關于印刷方法，用于背襯的油墨不僅可用于凹版印刷，而且可用于苯胺印刷，且對印刷方法沒有限制。
本發明涉及一種用于含水抗靜電印刷油墨，如用于背襯的印刷油墨的連接料，且按照本發明的含水抗靜電印刷油墨可通過將顏料如氧化鈦加入連接料中而制備。
在根據權利要求4的本發明中，高Tg聚氨酯樹脂是一種由異佛爾酮二異氰酸酯和聚己內酯二醇組成的聚酯產品，且該樹脂中Tg是0-40攝氏度。另一方面，低Tg聚氨酯樹脂是一種由異佛爾酮二異氰酸酯和聚酯二醇組成的聚酯產品，且在該樹脂中，Tg是-30至0攝氏度。
前述高Tg樹脂和低Tg樹脂的混合比優選為1∶2(以固體重量計)。該混合比對于避免在印刷有該油墨的表面上的粘連性能是優選的。
在根據權利要求5的本發明中，可接受作為合適加入比的聚乙烯基吡咯烷酮與復合聚氨酯的混合比是1∶2-1∶5(以固體重量計)，和更優選1∶2.5-1∶3。所用的聚乙烯基吡咯烷酮的分子量是600,000-1,200,000。
在根據權利要求7的本發明中，用于制備抗靜電劑的烷基二甲基氨基甜菜堿乙酸鹽和電解金屬鹽的混合比是95∶5-90∶10，和更優選94∶6-92∶8。用于制備按照本發明的連接料的組分在下表1中給出。
按照本發明的含有上述液體A-液體E的連接料的配方在表2中給出。 將具有10-15微米粒徑的氧化鈦白色顏料(用于背襯印刷)加入實施例1中的連接料含水制劑液體。用于背襯印刷的白色油墨通過將加入比設定為制劑液體的35％重量而制成。使用在實施例2中得到的用于凹版背襯印刷的白色油墨，在由Toyobo有限公司制造的12微米PET膜(E-5100)的電暈放電處理表面上，通過雕刻凹版印刷平板(150條線)進行印刷。凹版印刷機的印刷速率是70m/min且用于干燥的溫度是60攝氏度。下表3給出了通過在流動方向上每100m處取樣一次而得到的有關粘附性和抗靜電效果的評估結果。
(23攝氏度，40％RH)(a)油墨的撕脫性這樣檢查用雙手握住印刷材料并將印刷表面面對面地在一起摩擦10次，以檢查油墨的撕脫性。
(無問題/○，稍微脫離/△，部分脫離/×)(b)將18mm賽璐玢膠帶壓向印刷表面并隨后用力與其分開，以檢查油墨的粘附性。
(無問題/○，稍微脫離/△，部分脫離/×)(c)印刷材料通過報紙進行目測，以評估印刷文字的可見性。
(不可見性/○，稍微可見/△，可見/×)(d)檢查沒有不勻度或流動的印刷均勻性。
(完全均勻/○，稍微不勻/△，稍微流動/×)[實施例4]將在以上實施例2中得到的用于背襯的白色凹版油墨印刷到另一種油墨之上，以確認相互粘附性和抗靜電性能。如同實施例3，將12微米雙軸拉伸PET膜(E-5100)的電暈放電處理表面用另一種油墨作為第一顏色，使用雕刻凹版印刷板(175條線)印刷成實心態，并隨后用在實施例2中得到的用于背襯的白色凹版油墨作為第二顏色，通過雕刻凹版印刷板(150條線)印刷。凹版印刷機的印刷速率是70m/min，和用于干燥的溫度是60攝氏度。
對油墨粘附性以及抗靜電性能的評估結果在下表4中給出。
通過在流動方向上每100m取樣一次而測定的油墨粘附性和抗靜電性能的評估結果在下表5中給出。
(a)，(b)，(c)和(d)中的數據按照與實施例3中相同的方式收集。LLDPE(線性低密度聚乙烯)膜(40微米)被選作密封劑膜，以及酯粘合劑A-620/A-65(由Mitsui Takeda化學品公司制造)被選作用于根據實施方案4的雙色套印材料的粘合劑，隨后配制粘合劑。在將預定配方施用到印刷膜的油墨印刷表面上，并將該表面干燥之后，將密封劑膜的電暈放電處理表面膠粘到密封劑膜上。干層合機的雕刻凹版印刷板有100條線且所施用的粘合劑在干燥之后的使用比是3g/m2。印刷材料在溫控室中在40攝氏度下儲存48小時以進行硬化。在實施例5中得到的層壓膜的層壓強度和熱封強度在下表7中給出，而摩擦帶電靜電電勢的測量結果在表6中給出。1.摩擦帶電靜電電勢(v)測量環境23攝氏度，40％RH
(在摩擦之后60sec內測定)[表7]2.層壓強度和熱封強度
在上述實施例1-6中，印刷油墨是凹版油墨，印刷機是凹版印刷機，并使用用于背襯的油墨。但本發明不限于這些情形，只要可防止帶電。根據權利要求1-8的本發明可向如上述印刷有按照本發明的油墨的塑料膜賦予抗靜電性能。具有優異抗靜電性能的印刷材料可通過尤其向用于背襯的油墨賦予抗靜電性能而得到。
另外，抗靜電性能可在印刷工藝過程中賦予塑料膜，這樣與用于防止塑料膜帶電的常規方法相比可在更多地降低成本的情況下改善性能。
另外，按照本發明的含水抗靜電印刷油墨有效地克服環境污染。
對于從屬于根據權利要求1或權利要求2的本發明的根據權利要求9的本發明，在抗靜電印刷油墨中，連接料的樹脂組分是能夠溶解在有機溶劑中的酯-基聚氨酯樹脂。
從屬于根據權利要求9的本發明的根據權利要求10的本發明，酯-基聚氨酯樹脂是分別基于有機溶劑的高Tg聚合物和低Tg聚合物的混合組合物。
根據權利要求11的本發明，將用于根據權利要求10的酯-基聚氨酯的抗靜電劑加入有機溶劑溶液中。
根據權利要求12的本發明，權利要求11中所述的抗靜電劑是脂肪酸二甲基乙基乙硫酸銨和聚氧乙烯烷基醚的混合組合物。
根據權利要求13的本發明，塑料膜印刷材料用基于有機溶劑的抗靜電印刷油墨背襯。在根據以上權利要求9-13的本發明中，其中加入有抗靜電劑的印刷油墨可用于通過常規印刷方法用一般印刷機印刷。對于印刷，最有效的是將抗靜電劑加入用于背襯的油墨，但也可將抗靜電劑加入任何其它油墨。但當在整個印刷區域中或在盡可能接近整個印刷區域的區域中提供抗靜電性能時，抗靜電性能的最佳效果得以實現，因此用于背襯的油墨是最有效的。
關于印刷方法，用于背襯的油墨不僅可用于凹版印刷，而且可用于苯胺印刷，且對印刷方法沒有限制。
本發明提供了基于有機溶劑的抗靜電印刷油墨，該有機溶劑是用于背襯的印刷油墨所用的連接料，而且可通過在該連接料中混合例如顏料如氧化鈦和溶劑而制備出基于有機溶劑的抗靜電印刷油墨。
連接料的樹脂組分是能夠溶解在有機溶劑中的酯-基聚氨酯樹脂，且該樹脂是高Tg聚合物和低Tg聚合物的混合組合物。高Tg聚氨酯樹脂的Tg＝0-40攝氏度。
另一方面，低Tg聚氨酯樹脂的Tg＝-30至0攝氏度。
高Tg樹脂和低Tg樹脂的混合比是1∶5-1∶1(以固體重量計)，和更優選是1∶2-1∶2.5。
根據本發明的抗靜電劑是脂肪酸二甲基乙基乙硫酸銨和聚氧乙烯烷基醚的混合組合物，且混合比是8∶1-15∶1(以固體重量計)，和更優選是10∶1-12∶1。根據本發明的連接料制劑的組分在下表8中給出。
以下在表9中給出具有上述液體A-液體C的連接料的配方。 將具有10-15微米粒徑的氧化鈦白色顏料(用于背襯印刷)加入在實施例7中得到的配制連接料含水制劑。用于背襯的白色油墨通過將35份顏料加入65份配制溶液(通過將15份包含以上表2所示組分的溶液稀釋成50份IPA/乙酸乙酯混合溶液而制成的溶液)而制成。使用在實施例8中得到的用于凹版背襯印刷的白色油(a)，和由TOYO INKMFG.有限公司制造的NEW-LP super白色油墨(氨基甲酸酯基)(b)，在以下膜的電暈放電處理表面的表面上，用雕刻凹版印刷板(50條線)印刷成實心態由Toyobo有限公司制造的12μ雙軸拉伸PET膜(E-5100)；由Unitika有限公司制造的15μ雙軸拉伸尼龍膜(emblem ONU)；和20μ雙軸拉伸PP膜(FOR)。
凹版印刷機的印刷速率是120m/min，且用于干燥的溫度是60攝氏度。
表10給出了通過將12μ雙軸拉伸PET膜，在流動方向上，在5個位置上每5m取樣一次而在5個位置上得到的油墨的粘附性和抗靜電性能的結果。(20攝氏度，50％RH)
另外，15μ雙軸拉伸尼龍膜所得的結果在表11中給出。(20攝氏度，50％RH)
另外，20μ雙軸拉伸PP膜所得的結果在表12中給出。(20攝氏度，50％RH)
*1油墨的撕脫性這樣檢查用雙手握住印刷材料并將印刷表面面對面地在一起摩擦10次，以檢查油墨的撕脫性。
(無問題/○，稍微脫離/△，部分脫離/×)*2將18mm賽璐玢膠帶壓向印刷表面并隨后用力與其分開，以檢查油墨的粘附性。
(無問題/○，稍微脫離/△，部分脫離/×)*3印刷材料通過報紙進行目測以評估印刷文字的可見性。
(不可見性/○，稍微可見/△，可見/×)*4檢查沒有不勻度或流動的印刷均勻性。
(完全均勻/○，稍微不勻/△，稍微流動/×)。將在實施例8中得到的用于背襯的白色凹版油墨印刷到另一種油墨之上，以檢查相互粘附性和抗靜電性能。如同實施例9，將由Toyobo有限公司制造的12微米雙軸拉伸PET膜(E-5100)的電暈放電處理表面用另一種油墨作為第一顏色，使用雕刻凹版印刷板(175條線)印刷成實心態，并隨后用在實施例2中得到的用于背襯的白色凹版油墨作為第二顏色，用雕刻凹版印刷板(150條線)印刷。凹版印刷機的印刷速率是120m/min，和用于干燥的溫度是60攝氏度。
表13給出了油墨的粘附性和印刷材料的抗靜電性能。
表14給出了油墨的粘附性和印刷材料的抗靜電性能。 在表15中列舉的膜分別被選作密封劑膜，并將由Mitsui Takeda化學品公司制造的酯-基粘合劑被選作根據表16所示混合比制備所用的粘合劑。
將所配制的粘合劑施用到印刷有油墨的印刷膜的表面上，并在印刷表面干燥之后，將它與密封劑膜的電暈放電處理表面膠粘到一起。干層合機的雕刻凹版印刷板有100條線且所施用的粘合劑在干燥之后的容量是3g/m2。粘合劑在溫控室中在40攝氏度下儲存48小時以進行硬化。
表17給出了如上所述膠粘的多層膜的層壓強度的測量結果。
(g/15mm)
另外，膠粘層壓膜的熱封強度的測量結果在下表18中給出。
(g/15mm)
*熱封條件/0.2MPa，0.5sec，在棒下的溫度為70℃另外，表19給出了膠粘多層膜在表面電阻方面的測量結果。
另外，表20給出了膠粘多層膜在帶電值方面的測量結果。
根據以上每個結果可以理解，通過使用根據本發明的印刷油墨可以充分實現抗靜電性能，而不會降低作為印刷材料的質量。在如描述于權利要求9-13的本發明中，抗靜電性能通過用按照本發明的在其中加入有抗靜電劑的印刷油墨，進行例如背襯印刷，而在印刷工藝過程中提供給塑料膜。在其中加入有抗靜電劑的印刷油墨不會造成在常規技術中所遇到的滲色問題，其中抗靜電劑捏合入樹脂中，尤其當印刷油墨用于背襯時，這樣可避免印刷質量的下降。
另外，不同于膜表面涂有抗靜電劑的常規體系，在本發明中抗靜電性能在印刷工藝過程中提供，這樣可省略涂覆步驟，并可實現具有抗靜電性能的塑料膜產品的成本下降。
權利要求
1.一種在其中加入有抗靜電劑的用于塑料膜的印刷油墨。
2.用于塑料膜的印刷油墨，其中描述于權利要求1中的所述塑料膜是透明或半透明的，和抗靜電印刷油墨是用于背襯的凹版油墨。
3.根據權利要求1或權利要求2的抗靜電印刷油墨，其中其連接料的主要組分是兩種或多種聚氨酯樹脂的復合組合物。
4.用于塑料膜的印刷油墨，其中描述于權利要求3中的聚氨酯樹脂是包含水分散型高Tg聚合物和水分散型低Tg聚合物的混合組合物的印刷油墨。
5.用于塑料膜的印刷油墨，其中描述于權利要求4中的聚合物混合組合物包含作為穩定劑加入其中的超高分子量聚乙烯基吡咯烷酮。
6.用于塑料膜的印刷油墨，其中將描述于權利要求1中的抗靜電劑加入復合聚氨酯樹脂和聚乙烯基吡咯烷酮的混合水溶液中。
7.塑料油墨，其中描述于權利要求6中的抗靜電劑是烷基二甲基甜菜堿乙酸鹽和電解金屬鹽的混合水溶液。
8.一種通過含水抗靜電印刷油墨背襯的透明或半透明塑料膜印刷材料。
9.根據權利要求1或權利要求2的抗靜電印刷油墨，其中連接料的樹脂組分是能夠溶解在有機溶劑中的酯-基聚氨酯樹脂。
10.用于塑料膜的塑料油墨，其中描述于權利要求9中的酯-基聚氨酯樹脂是分別基于有機溶劑的高Tg聚合物和低Tg聚合物的混合組合物。
11.用于塑料膜的印刷油墨，其中將根據權利要求10的抗靜電劑加入酯-基聚氨酯的有機溶劑溶液中。
12.用于塑料膜的印刷油墨，其中描述于權利要求11中的抗靜電劑是脂肪酸二甲基乙基乙硫酸銨和聚氧乙烯烷基醚的混合組合物。
13.一種用基于有機溶劑的抗靜電印刷油墨背襯的透明或半透明塑料膜印刷材料。
全文摘要
[技術問題]通過提供含水抗靜電印刷油墨而提供抗靜電性能，同時不會造成透明或半透明塑料膜中發生滲色，并進一步防止環境污染。[解決方案]向用于印刷在透明或半透明塑料膜上的印刷油墨賦予抗靜電性能。該油墨中的連接料的主要組分是兩種或多種聚氨酯樹脂的復合組合物。通過尤其向用于背襯的油墨賦予抗靜電性能而得到具有優異的抗靜電性能的印刷材料。進一步，油墨通過將包含脂肪酸二甲基乙基乙硫酸銨和聚氧乙烯烷基醚的混合組合物的抗靜電劑，加入作為酯－基聚氨酯樹脂(包含高Tg聚合物和低Tg聚合物的混合組合物)的有機溶劑溶液的連接料中而制成，并通過用該油墨背襯塑料膜而賦予該塑料膜以抗靜電性能。結果，抗靜電性能可在印刷工藝過程中賦予塑料膜，這樣與向塑料膜賦予抗靜電性能的常規方法相比，可在改善性能的同時更多地降低成本。此外，根據本發明的含水抗靜電印刷油墨有效地克服環境污染的問題。
文檔編號C09D11/02GK1550529SQ20041004514
公開日2004年12月1日 申請日期2004年4月22日 優先權日2003年4月22日
發明者林寬治 申請人:林寬治