МНОГОСЛОЙНАЯ КОМПОЗИЦИЯ, ПЛЕНКА И СООТВЕТСТВУЮЩИЕ СПОСОБЫ
MULTILAYER COMPOSITION, FILM AND CORRESPONDING METHODS

Перекрестная ссылка на родственные заявки
Настоящая заявка испрашивает приоритет предварительной заявки на патент США, рег. номер 61/529895 от 31 августа 2011, озаглавленной "Многослойная композиция, пленка и соответствующие способы", которая включена в настоящий документ ссылкой во всей своей полноте. Эта заявка является частичным продолжением международной патентной заявки PCT/US 08/84812, зарегистрированной 26 ноября 2008 и являющейся частичным продолжением международной патентной заявки PCT/US 2008/069706, полное содержание обеих заявок введено в настоящий документ ссылкой. Настоящая заявка является также частичным продолжением патентной заявки US 13/040642 от 4 марта 2011, которая испрашивает приоритет предварительной патентной заявки 61/310378 от 4 марта 2010, обе заявки введены в настоящий документ ссылкой во всей своей полноте.
Область техники
Настоящее изобретение относится к адгезионным и неадгезионным изделиям и способам их получения. Изделия могут применяться во множестве областей, включая, например, обозначения, графику, облицовку стен, чувствительные к давлению продукты и т.д.
Уровень техники
Виниловые пленки, пластифицированные пластификаторами, многие годы используются в клейких этикетках, лентах и декоративных листах. Виниловые пленки, в частности, пленки из поливинилхлорида (ПВХ), получили широкое признание в таких областях, так как они, помимо прочего, недороги, устойчивы к атмосферным воздействиям и могут легко окрашиваться пигментами и красителями. Кроме того, пластифицированный поливинилхлорид (ПВХ) получил особенно широкое распространение, так как его свойства можно менять в широких пределах, вводя пластификаторы. Эти пленки с успехом применялись в различных графических приложениях.
Пленки из ПВХ широко применялись в прошлом в ряде рекламных кампаний и кампаний по раскрутке, например, в области наружной графической рекламы. Такие приложения включают вывески, баннеры, парковую маркетинговую графику, архитектурные и стеновые покрытия, этикетки для потребительских продуктов и другие чувствительные к давлению продукты. В настоящее время имеется тенденция к снижению или даже исключению применения продуктов на основе ПВХ в потребительском маркетинге, продвижении и рекламе потоков продуктов ввиду все большего осознания в последние годы потенциального влияния ПВХ как на окружающую среду, так и на здоровье.
Пленки для наружного маркетинга и графических приложений в идеале должны обладать по меньшей мере некоторыми из следующих свойств: пригодность для печатания, долговечность, сохранение окраски или цветостойкость, устойчивость к атмосферным воздействиям, стойкость к мягким химикатам и средствам для чистки, стабильность размеров, сопротивление разрыву и сопротивление царапанию. Для процесса нанесения выгодны также способность прилегать и соответствующие механические свойства, такие как удлинение при растяжении, характеристики напряжения и релаксации и предел прочности на растяжение. Плохо прилегающая пленка, т.е. пленка, которая не имеет достаточного удлинения или гибкости, не может следовать контуру подложки или поверхности, на которую она наносится, что создает пузырьки или зазоры между поверхностью и пленкой. Недостаточные характеристики удлинения могут усложнить нанесение пленки на поверхность, например, на поверхности, имеющие кривизну, углы, гофрировку, выступы и другие неплоские конфигурации. Однако слишком большое удлинение может привести к деформированию пленки при нанесении и вызвать искажение напечатанных элементов. Пленки с низким пределом прочности на растяжение могут с легкостью вызвать разрыв пленки при растягивании, например, когда пленку наносят на неплоскую поверхность.
Желательные функциональные свойства таких слоистых материалов включают возможность легко снимать вручную содержащую адгезив пленку с антиадгезионной накладки и наносить на множество основ в теплое или холодное время года; хорошее прилегание к заклепкам и гофрам (чтобы иметь вид, будто графика, содержащая многослойные знаки, была раскрашена); возможность переустановки слоистого материала благодаря минимизации начальной адгезии к основе; минимизация или исключение захвата воздушных пузырьков при нанесении на основы; отличная совместимость с различными методами печати, а также хорошее принятие печатных красок различного типа; выдерживание больших изменений наружных погодных условий, таких, как дождь, солнечная радиация, как зимние, так и летние температуры; при желании аккуратное удаление со стороны этих носителей, не оставляющее остатков клея или без разрывов пленки из-за того, что она стала хрупкой, и обеспечение достаточной адгезии к различным окрашенным металлическим и пластмассовым основам в широком диапазоне температур, охватывающих летние и зимние месяцы. Таким образом, успешное получение всех этих желательных отличительных черт товара у слоистого материала является достаточно сложной задачей, которая требует искусного сочетания лицевого материала, адгезива и антиадгезионной накладки при оптимальных требуемых свойствах.
Виниловые пленки были полезны в графических приложениях и в области стеновых покрытий благодаря их исключительной гибкости и способности прилегать. Однако общепризнано, что такие галогенсодержащие материалы, как ПВХ, образуют нежелательные побочные продукты при горении. Кроме того, многие экологически чистые пленки, не содержащие ПВХ, продемонстрировали хорошо ценящие на рынке долговечность и/или сопротивление царапанию.
Среди разрабатываемых новых пленок для замены ПВХ-пленок некоторые имеют превосходные характеристики в одной области, например, пригодность для печати, но недостаток надлежащей функциональности в отношении других свойств, как долговечность на открытом воздухе, чтобы эти пленки стали приемлемыми для требовательного рекламно-информационного рынка. Один возможный путь решения вышеуказанной проблемы состоит в использовании многослойного пленочного материала, каждый слой которого обеспечивает одно или более желаемых свойств, так что слоистый материал в целом имеет все требуемые свойства.
При использовании в качестве верхнего защитного слоя в многослойной пленке или просто в качестве защитной пленки для заданной поверхности требуются также хорошая долговечность на открытом воздухе и, во многих случаях, также оптическая прозрачность, чтобы были видны печатные элементы на нижнем пригодном для печатания слое.
Сущность изобретения
В одном аспекте настоящее изобретение дает экологически чистую многослойную структуру с улучшенными свойствами, такими как улучшенные печатные свойства, структурные свойства или то и другое. Многослойная структура может иметь хорошие долговечность, сопротивление царапанию, способность к высококачественной печати, будучи также экологически чистой, имеющей отличные характеристики прилегаемости и способности к переустановке или любую их комбинацию.
В одном аспекте настоящее изобретение дает многослойную структуру, содержащую печатную пленку, содержащую печатный слой, причем печатный слой содержит эмульсионный полимер, выбранный из винилацетат-содержащего полимера, смеси винилацетата с этиленвинилацетатом, чисто акриловой композиции, этиленвинилацетатной эмульсии, гомополимера винилацетата, сополимера винилацетата, смеси гомополимера винилацетата и сополимера винилацетата, акрилового сополимера или его смеси с сополимером этиленвинилацетата, этиленвинилацетат-акрилового гибрида, полимера, содержащего полиуретан, смеси акрилового сополимера с полимером, содержащим полиуретан, или комбинации двух или более из них; и припрессовываемую пленку, покрывающую верхнюю поверхность печатной пленки, причем припрессовываемая пленка содержит полимер, выбранный из полиуретана, сополимера акрила с полиуретаном, смеси полиуретана с акрилом, уретан-акрилового гибридного сополимера, акрилового сополимера, смеси акриловых полимеров или комбинации двух или более из них.
В другом аспекте настоящее изобретение дает самоклеющуюся многослойную структуру, содержащую печатную пленку, содержащую: (1) адгезионный слой, (2) несущий слой, расположенный выше адгезионного слоя, и (3) печатный слой, расположенный выше несущего слоя, причем несущий слой содержит сшивающийся сополимер винилацетата, эмульсию ЭВА, полиуретановую эмульсию, акриловый латекс или комбинацию двух или более из них; печатный слой содержит винилацетат-содержащий полимер, смесь винилацетата с этиленвинилацетатом, чисто акриловую композицию, эмульсию этиленвинилацетата, гомополимер винилацетата, сополимер винилацетата, смесь гомополимера винилацетата и сополимера винилацетата, акриловый сополимер или его смесь с сополимером этиленвинилацетата, этиленвинилацетат-акриловый гибрид, смесь акрилового сополимера с полимером, содержащим полиуретан, полимер, содержащий полиуретан, эмульсию акрилового сополимера или комбинацию двух или более из них; и припрессовываемую пленку, покрывающую печатную пленку, причем припрессовываемая пленка содержит (1) верхний слой, содержащий полиуретан, сополимер полиуретана с акрилом, полиуретан-акриловую смесь, уретана-акриловый гибридный полимер или комбинацию двух или более из них, и (2) нижний слой, содержащий полимер, не имеющий в основе ПВХ.
В одном аспекте многослойная структура включает печатный слой, содержащий полимерную пленку, дополненную добавкой с низкой поверхностной энергией, такой, например, как силиконовый материал. Было обнаружено, что полимерная печатная пленка, дополненная силиконовой добавкой, дает пленку, имеющую отличные печатные характеристики в широком спектре методов и технологий печати.
В одном варианте осуществления печатная пленка дополнительно содержит адгезионный слой.
Припрессовываемый материал содержит полимерный материал. Припрессовываемый материал может, кроме того, содержать функциональный материал. Печатная пленка и припрессовываемая пленка могут быть выполнены из материалов, не содержащих ПВХ. Комбинация печатной пленки и припрессовываемой пленки дает многослойную структуру, обладающую отличными характеристиками для печати, а также хорошей прилегаемостью, долговечностью и возможностью переустановки, так что эти слоистые материалы хорошо подходят для применения в графических приложениях.
В другом аспекте настоящее изобретение дает способ получения многослойной структуры, включающий образование печатного слоя на основе из композиции для печатного слоя, содержащей полимерный материал, выбранный из полимера, содержащего винилацетат, смеси винилацетата с этиленвинилацетатом, чисто акриловой композиции, этиленвинилацетатной эмульсии, гомополимера винилацетата, сополимера винилацетата, смеси гомополимера винилацетата и сополимера винилацетата, акрилового сополимера или его смеси с сополимером этиленвинилацетата, этиленвинилацетат-акрилового гибрида, полимера, содержащего полиуретан, смеси акрилового сополимера с полиуретансодержащим полимером или комбинации двух или более из них; образование несущего слоя поверх поверхности печатного слоя из композиции для несущего слоя; и ламинирование припрессовываемой пленки с верхней поверхностью печатного слоя.
Описание чертежей
Объекты и преимущества изобретения, а также его осуществление станут более понятными при обращении к следующему подробному описанию, проводимому в сочетании со следующими иллюстрациями, на которых:
фиг. 1 является видом в поперечном разрезе многослойной структуры согласно одному варианту осуществления изобретения;
фиг. 2 является видом в поперечном разрезе одного варианта осуществления печатной пленки для применения в многослойной структуре в соответствии с вариантами осуществления изобретения;
фиг. 3 является видом в поперечном разрезе многослойной структуры согласно аспектам изобретения;
фиг. 4 является видом в поперечном разрезе одного варианта осуществления многослойной структуры, содержащей функциональное покрытие, находящееся выше припрессовываемой пленки;
фиг. 5 является видом в поперечном разрезе многослойной структуры в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
фиг. 6 является видом в поперечном разрезе одного варианта осуществления припрессовываемой пленки, подходящей для применения в многослойной структуре согласно аспектам настоящего изобретения; и
фиг. 7 является видом в поперечном разрезе одного варианта осуществления графической многослойной структуры в соответствии с аспектами изобретения.
Подробное описание
Обратимся теперь подробно к иллюстративным вариантам осуществления настоящего изобретения, примеры которых показаны на приложенных чертежах. Следует понимать, что могут использоваться и другие варианты осуществления, и могут быть внесены структурные и функциональные изменения, не выходящие за соответствующий объем изобретения. Кроме того, отличительные признаки различных вариантов осуществления могут комбинироваться или изменяться, не выходя из объема изобретения. Таким образом, следующее описание представлено только в качестве иллюстрации и никоим образом не должно ограничивать различные альтернативы и модификации, которые могут быть внесены в иллюстративные варианты осуществления, не выходя за пределы сущности и объема изобретения.
Настоящее изобретение дает различные композиции, пленки, сделанные из этих композиций, многослойные пленки и соответствующие способы получения и применения композиций и слоистых материалов.
Фиг. 1-6 показывают неограничивающие варианты осуществления многослойных пленок и составляющих слоев и структур для применения в таких пленках в соответствии с аспектами настоящего изобретения. В одном аспекте настоящее изобретение дает многослойную структуру 100, содержащую печатную пленку 110 и защитный слой 120, лежащий выше печатной пленки (фиг. 1). Как используется здесь, защитный слой (например, слой 120) можно также назвать припрессовываемой пленкой. Печатная пленка 110 может иметь отличные свойства, включая, без ограничений, хорошую пригодность к печати, отличное восприятие печати различными печатными материалами, прилегаемость, низкая усадка, долговечность и комбинации двух или более из них. Печатная пленка 110 содержит материал, восприимчивый к чернилам или другому материалу, подходящему для формирования изображения.
Следует понимать, что как печатная пленка 110, так и припрессовываемая пленка 120 могут состоять из одного, двух или более слоев. В одном варианте осуществления, показанном на фиг.  2, печатная пленка 110 может содержать печатный слой 112 и несущий слой 114, расположенный на нижней поверхности печатного слоя 112. Печатный слой содержит верхнюю поверхность (называемую здесь также печатной поверхностью), которая способна принимать краску или подходящий печатный материал для формирования изображения на печатной поверхности.
Как показано на фиг. 3, многослойная печатная пленка с фиг.  2 может быть введена в многослойную структуру 100, чтобы получить многослойную структуру 100, включающую печатную пленку 110, содержащую печатный слой 112 и несущий слой 114, причем припрессовываемая пленка 120 находится на верхней поверхности печатного слоя 112. Припрессовываемый адгезионный слой 126 находится на припрессовываемой пленке 120, позволяя ламинировать припрессовываемую пленку 120 с печатной пленкой 110. Примеры припрессовываемого адгезионного слоя включают, без ограничений, контактные клеи. Как показано также на фиг. 3, печатная пленка 110 может дополнительно содержать адгезионный слой 116, расположенный на нижней поверхности несущего слоя 114.
Фиг. 4 показывает другой вариант осуществления многослойной структуры 100, содержащей печатную пленку 110, припрессовываемую пленку 120 и функциональное покрытие 130, находящееся на верхней поверхности припрессовываемой пленки 120.
Фиг. 5 показывает вариант осуществления многослойной структуры 100, содержащей печатную пленку 110, припрессовываемую пленку 120, функциональное покрытие 130 и антиадгезионную накладку 140, причем печатная пленка содержит печатный слой 112, несущий слой 114 и адгезионный слой 116. Хотя это не показано на фиг. 1 или 5, следует понимать, что слоистый материал может при желании включать любые связующие слои или адгезионные слои, чтобы скрепить соседние слои друг с другом. Например, припрессовываемая пленка может содержать адгезионный слой на своей нижней поверхности для облегчения ламинирования припрессовываемой пленки с печатной пленкой.
Фиг. 6 показывает один вариант осуществления припрессовываемой пленки 120, которая может применяться в слоистом материале в соответствии с настоящим изобретением, включающим, без ограничений, варианты осуществления, показанные на фиг. 1, 3, 4 и 5. Припрессовываемая пленка 120 на фиг. 6 содержит верхний слой 122 и нижний слой 124, расположенный на нижней поверхности верхнего слоя 122.
Фиг. 7 показывает другой вариант осуществления слоистого материала согласно аспектам настоящего изобретения. Слоистый материал 100 включает печатную пленку 110 и припрессовываемую пленку 120, расположенную поверх верхней поверхности печатной пленки. Печатная пленка 110 содержит печатный слой 112, несущий слой 114, расположенный на нижней поверхности печатного слоя 112, и адгезионный слой 116, расположенный на нижней поверхности несущего слоя 114. Припрессовываемая пленка 120 содержит верхний слой 122, нижний слой 124, находящийся на нижней поверхности верхнего слоя 122, и адгезионный слой 126, расположенный на нижней поверхности нижнего слоя 124. Припрессовываемая пленка 120 ламинируется или приклеивается к печатной пленке посредством адгезионного слоя 126. Кроме того, пленка включает удаляемую антиадгезионную накладку 140, покрывающую адгезионный слой 116, которая может защищать адгезионный слой 116 при хранении и до тех пор, пока слоистый материал не будет готов для нанесения на поверхность.
Печатный слой 112 представляет собой пленку, образованную из полимерной или эмульсионной композиции, содержащей винилацетат-содержащий полимер, смесь винилацетата с этиленвинилацетатом ("ЭВА"), чисто акриловую композицию, эмульсию ЭВА, гомополимер винилацетата, сополимер винилацетата, смесь гомополимера винилацетата и сополимера винилацетата, акриловый сополимер, смесь акрилового сополимера с сополимером ЭВА, гибрид ЭВА и акрила, смесь акрилового сополимера с полиуретансодержащим полимером, полимер, содержащий полиуретан, и комбинации двух или более из них. Неограничивающие примеры подходящих полимерных материалов для печатного слоя включают акриловые смолы, какие продаются под торговой маркой Rhoplex, производство Dow, и смолы Hycar производства Lubrizol.
В одном варианте осуществления содержащие карбоксильные группы компоненты печатного слоя способны сшиваться при использовании полиазиридина, например, CX-100 от DSM NeoResins. Компоненты, содержащие гидроксильные группы, могут сшиваться при использовании полиазиридина или меламин-формальдегидной смолы, например, CYMEL 385 от Cytec Industries Inc. Для сшивки компонентов печатного слоя могут использоваться и другие сшивающие агенты, известные специалистам, такие, без ограничений, как полиизоцианат.
В одном варианте осуществления печатная пленка или печатный слой могут содержать небольшое количество винилгалогенидного полимера или сополимера. Количество поливинилгалогенида или его сополимера, введенного в печатную пленку или печатный слой, может выбираться по желанию для конкретной цели или предполагаемого назначения. В одном варианте осуществления поливинилгалогенид или его сополимер могут добавляться в печатный слой в концентрации достаточной, чтобы улучшить определенные свойства печатного слоя, такие, как пригодность к печати, гибкость, прилегаемость и долговечность. Примеры подходящих винилгалогенидных полимеров или их сополимеров включают, без ограничений, поливинилхлорид, тройной сополимер этилена, винилацетата и винилхлорида и поливинилиденхлоридный сополимер. В одном варианте осуществления печатная пленка (или печатный слой) могут содержать до примерно 90 вес.% винилгалогенида.
В другом варианте осуществления печатный слой может быть выполнен так, чтобы уменьшить концентрацию винилагалогенида до значения, которое соответствует инициативам "зеленых" по уменьшению применения винилгалогенидов и дает экологически чистые слоистые материалы. В одном варианте осуществления концентрация винилгалогенида в полимерном материале меньше 15%. В другом варианте осуществления концентрация винилгалогенида в полимерном материале меньше 10%. В другом варианте осуществления концентрация винилгалогенида в полимерном материале меньше 5%. В одном варианте осуществления полимерный материал по существу не содержит винилгалогенидов.
В одном варианте осуществления печатный слой содержит добавку с низкой поверхностной энергией. Введение в печатный слой добавки с низкой поверхностной энергией, такой, как силиконовый материал, дает печатный слой с улучшенными свойствами, включая пригодность для печати посредством широкого спектра технологий печати, однородное качество печати, без отрицательного влияния на другие физические или механические свойства пленки, такие, как низкая усадка, прилегаемость и долговечность. Материалы с низкой поверхностной энергией, подходящие для печатного слоя, включают, без ограничений, фторированные соединения и силикон-содержащие материалы. В одном варианте осуществления материал с низкой поверхностной энергией является силикон-содержащим материалом, выбранным из дисперсии высокомолекулярного силикона с силанольными функциональными группами, мультифункционального самосшивающегося водорастворимого силоксана, полидиметилсилоксановой эмульсии или комбинаций двух или более из них. Добавки с низкой поверхностной энергией, такие, как силикон-содержащие добавки, можно смешивать с или прививать на полимерный материал печатного слоя. Примеры силиконовых добавок, которые можно вводить в печатный слой, включают, без ограничений, Silres BS 4004, Silres BS 50, Silres BS 3003, Silres Creme N, Silres BS 1001, Silres MP 50 E, Silres BS 2002, Silres BS 54, Silres BS 45, Silres BS 43 N, Silres BS 1306, Silres BS 29, Silres BS 1042 (реактивный полидиметилсилоксан, ПДМС), Silres BS Creme C, Silres BS 46 и Silres BS 1006 от Wacker Chemie AG. Другие примеры силиконовых добавок, которые можно вводить в печатный слой, включают, без ограничений, водные дисперсии, содержащие смеси силиконов и фторолигомеров или фторполимеров, и водный дисперсии фторолигомеров или фторполимеров.
В одном варианте осуществления печатный слой может содержать 3 ат. % силикона на поверхности печатного слоя. В одном варианте осуществления концентрация атомов Si на поверхности составляет примерно 4 ат. % или больше. В другом варианте осуществления концентрация атомов Si на поверхности составляет примерно 5 ат. % или больше. Еще в одном варианте осуществления концентрация атомов Si на поверхности составляет примерно 10 ат. % или больше. В одном варианте осуществления концентрация атомов Si на поверхности составляет от примерно 3 ат. % до примерно 15 ат. %. В одном варианте осуществления концентрация атомов Si на поверхности составляет от примерно 4 ат. % до примерно 12 ат.%. В одном варианте осуществления концентрация атомов Si на поверхности составляет от примерно 5 ат. % до примерно 10 ат. %.
В одном варианте осуществления печатный слой содержит примерно 0,1-20 вес. % силикона. В другом варианте осуществления печатный слой содержит примерно 2-15 вес. % силикона. В другом варианте осуществления печатный слой содержит примерно 5-10 вес. % силикона. В другом варианте осуществления печатный слой содержит примерно 0,1-5 вес. % силикона. В другом варианте осуществления печатный слой содержит примерно 1 вес. % силикона. В другом варианте осуществления печатный слой содержит примерно 5 вес. % силикона. В другом варианте осуществления печатный слой содержит примерно 10 вес. % силикона. В другом варианте осуществления печатный слой содержит примерно 15 вес. % силикона. В другом варианте осуществления печатный слой содержит примерно 20 вес. % силикона. Здесь, как и везде в описании и формуле, численные значения могут комбинироваться, образуя дополнительные или нераскрытые диапазоны.
2
2
В другом варианте осуществления печатный слой может, кроме того, содержать другие добавки, желательные для конкретной цели или намеченного применения. Примеры других добавок включают, без ограничений, пигмент, ПАВ, диспергатор, смачиватель, пластификатор, пеногаситель, связующий агент, термостабилизатор, растворитель, коагуляторы, УФ-абсорбер, огнезащитное средство, светостабилизатор и комбинации двух или более из них. В одном варианте осуществления печатный слой может содержать пигмент, такой, например, как диоксид титана (TiO), латекс, как ROPAQUE OP-96 или ULTRA-OPAQUE, производство Dow. В другом варианте осуществления пигмент типа TiO можно не включать, если желательна прозрачная пленка. В следующем варианте осуществления CYMEL 385 от Cytec Industries Inc., West Paterson, New Jersey, может применяться в качестве сшивающего агента для увеличения предела прочности пленки на растяжение. В другом варианте осуществления, применяемом в приложениях, не связанных с печатью, в любой из указанных выше десяти вариантов осуществления композиции и пленки может быть добавлена эмульсия воска, например, MICHEM GUARD 55 от Michelman, Цинциннати, Огайо, обеспечивая тем самым легкость очистки пленки. В еще одном варианте осуществления эмульсия воска, например, MICHEM EMULSION 47950 от Michelman, может добавляться в любой из десяти указанных выше вариантов осуществления композиции и пленки по настоящему изобретению, и произведенная пленка может быть полезной для нанесения в целях борьбы с граффити.
Изображения могут быть напечатаны или отображены любым способом, известным в данной области. Примеры печати или отображения изображений на печатном слое включают, без ограничений, такие обычные способы, как струйная печать, трафаретная печать, печать с использованием термопереноса, сублимационная печать и электростатическая печать. Примеры подходящих печатных красок включают, без ограничений, латексные чернила, УФ-отверждаемые краски, чернила на основе эко-растворителей, сольвентные чернила. Примеры чернил, подходящих для трафаретной печати, включают, без ограничений, сольвентные чернила для трафаретной печати и УФ-отверждаемые чернила для трафаретной печати.
Как описано выше, печатная пленка может содержать несущий слой, расположенный на нижней поверхности печатного слоя. Примеры материалов, использующихся в несущем слое 114, включают, без ограничений, эмульсии сшивающегося сополимера винилацетата с ЭВА, полиуретан, неопрен, каучук Buna-N (бутадиен-нитрильный каучук), фторэластомеры, бутадиенстирольный каучук, натуральный каучук, бутилкаучук на изобутиленовой/изопреновой основе, уретан, акриловый полимер, или комбинацию двух или более из них. Примеры подходящих материалов включают ЭВА-смолы, такие как смолы VINAC от Celanese и смолы VINNAPAS от Wacker.
Адгезионный слой особо не ограничивается, но он может содержать любой подходящий адгезионный материал, такой, без ограничений, как адгезив на основе нефти или адгезив на основе обновляемых биопродуктов; чувствительный к давлению адгезив, клей или термоклей; растворитель, УФ-отверждаемую или радиационно-отверждаемую эмульсию, адгезив с высоким содержанием твердых веществ, адгезивы перманентного, удаляемого или любого другого типа. Адгезионный слой может быть нанесен по трафарету, экструзией через щелевую головку, поливом, и может выбираться для достижения конкретных свойств, таких, так перманентная адгезия, возможность удаления или возможность переустановки, и т.п.
Адгезив может иметь в основе статистические сополимеры или быть адгезивом на основе блок-сополимеров. Адгезив на основе статистических сополимеров включает адгезивы на основе акриловых и/или метакриловых сополимеров, α-олефиновых сополимеров, силиконовых сополимеров, сополимеров хлоропрена с акрилонитрилом и т.п. Адгезивы на основе блок-сополимеров включает сополимеры на основе линейных блок-сополимеров (т.е. типа A-B и A-B-A), разветвленных блок-сополимеров, звездчатых блок-сополимеров, привитых или радиальных блок-сополимеров, и т.п., а также адгезивы на основе натурального и синтетического каучука. Описание подходящих чувствительных к давлению адгезивов можно найти в энциклопедии Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, Vol. 13. Wiley-lnterscience Publishers (New York, 1988). Дополнительное описание подходящих чувствительных к давлению адгезивов можно найти в энциклопедии Encyclopedia of Polymer Science and Technology, Vol. 1, Interscience Publishers (New York, 1964).
Примеры не содержащих галогенов адгезивов включают, без ограничений, акриловые адгезивы, такие, как акриловый термоклей и акриловый адгезив на основе водного латекса. Другие не содержащие галогенов адгезивы включают резиновый термоклей, силиконовый адгезив, термоэластопласты, другие не содержащие галогенов адгезивы, известные в данной области, и любую комбинацию любых этих веществ в любых пропорциях.
Примеры подходящих адгезивов на биооснове включают, без ограничений, адгезивы, раскрытые в патентной заявке US 12/599693, которая введена в настоящий документ ссылкой со всей своей полноте.
В одном варианте осуществления адгезив может быть выполнен с нижней поверхностью, которая структурирована с множеством неадгезионных областей и/или выполнена с множеством каналов, чтобы обеспечить пути выхода воздуха. Такие конфигурации адгезивов дают адгезив, имеющий достаточно низкую начальную клейкость, которая облегчает переустановку слоистого материала. Примеры подходящих структурированных адгезионных слоев включают, без ограничений, конфигурации адгезионных слоев, какие описаны в патентах US 6630049, 7332205 и 7344618 и в патентной заявке US 11/757535, каждый из этих документов введен в настоящий документ ссылкой со всей своей полноте.
В другом варианте осуществления адгезив может быть активируемым адгезивом. Одним примером активируемого адгезива является адгезив, являющийся неклейким до активации, но становящийся клейким после активации, какой указан в международной патентной заявке PCT/US 2010/047428, введенной в настоящий документ ссылкой со всей своей полноте. Кроме того, в другом варианте осуществления адгезив может также отклеиваться по требованию, как описано в международной патентной заявке PCT/US 2010/032610, которая введена в настоящий документ ссылкой со всей своей полноте.
Следует понимать, что каждый из описанных выше адгезивов может поставляться как адгезив на основе растворителя, в виде эмульсий, термоклеев, УФ-отверждаемых или радиационно-отверждаемых адгезивов. Кроме того, любой из адгезивов может быть выполнен как удаляемый или перманентный. Системные и рабочие характеристики адгезивов можно выбирать по желанию для конкретной цели или намеченного применения.
В одном варианте осуществления многослойная структура 100 может также содержать антиадгезионную накладку 140, находящуюся на печатной пленке 110, как показано на фиг. 5. Когда используются адгезивы, антиадгезионная накладка может применяться для защиты адгезионного слоя от непреднамеренного контакта с непредусмотренными поверхностями. Могут использоваться любые антиадгезионные накладки, подходящие для выбранных адгезивов. В случае контактных клеев антиадгезионные накладки могут быть, например, бумагой или пленками с покрытием и суперкаландрированной бумагой. Материалы для покрытий, подходящие для антиадгезионных накладок, включают, например, материалы на основе силикона и на основе фтора или любой другой материал, который имеет желаемые разделительные свойства, например, воски и карбаматы. Антиадгезионная накладка предпочтительно является ультратонкой или ультралегкой пленкой, имеющей толщину менее 1,02 мил (0,026 мм), менее 1 мил (0,0254 мм), менее 0,8 мил (0,0203 мм), менее 0,6 мил (0,015 мм), менее 0,50 мил (0,013 мм), или меньше или равную 0,25 мил (0,00626 мм). Такие тонкие накладки выпускаются в продажу в виде полиэфирной пленки HOSTAPHAN (например, покрытая силиконом пленка торговой марки 2SLK толщиной 0,5 мил (0,0127 мм) производства Mitsubishi Chemical Company, Токио, Япония). Другой материал для накладки выпускается в продажу Avery Dennison Corporation, Пасадена, Калифорния, в виде полиэфирного листа-подложки толщиной 1,02 мил (0,026 мм) с адгезионным слоем толщиной 1,25 мил (0,032 мм).
В альтернативном варианте осуществления вместо добавления в печатный слой силикона обратную сторону антиадгезионной накладки обрабатывают коронным разрядом до того, как привести поверхность печатного слоя в контакт с обратной стороной антиадгезионной накладки при свертывании в рулон. Обработка обратной стороны антиадгезионной накладки коронным разрядом превращает свободный силикон в силикат, что предотвращает загрязнение обратной стороной антиадгезионной накладки поверхности печатного слоя при свертывании в рулон.
В одном варианте осуществления печатная пленка содержит печатный слой и несущий слой, причем печатный и несущий слои содержат следующее: печатный слой содержит смесь двух акриловых смол, ПАВ, смачиватель, диспергирующий агент, комплекс пигментов, фторированный ПАВ, пеногаситель, добавку для придания блеска, загуститель, воду, второй загуститель и полисилоксан. Несущий слой содержит смолы на основе сополимеров винилацетата, воду, пеногаситель и фторированный ПАВ.
Припрессовываемая пленка 120 может обеспечивать слоистому материалу желаемый уровень защиты нижележащего печатного слоя, несущего напечатанное изображение или графическую информацию. В одном неограничивающем примере припрессовываемая пленка может использоваться для наружных графических приложений, рекламы, стимулирования сбыта и других маркетинговых кампаний. Пленочный слоистый материал обеспечивает подходящую долговечность на открытом воздухе, сопротивление царапанию, блеск, прилегаемость, удлинение при растяжении и предел прочности на растяжение.
Припрессовываемая пленка может быть образована из любой подходящей полимерной композиции, способной обеспечить пленке желаемые свойства. В одном варианте осуществления припрессовываемая пленка для таких приложений образована из материала, не содержащего ПВХ. Примеры припрессовываемых пленок описаны в патентной заявке US 13/040642, которая введена в настоящий документ ссылкой со всей своей полноте.
В варианте осуществления, показанном на фиг. 6, припрессовываемая пленка 120 содержит верхний слой 122 и нижний слой 124. Верхний слой может быть выполнен из полиуретана, полиуретан-акрилового сополимера, полиуретан-акриловой смеси или полиуретан-акрилового гибридного полимера. Нижний слой может включать полимер, не содержащий эмульсии ПВХ. Обычно, полимер не на основе ПВХ может быть полимером на эмульсионной основе, полимером на основе растворителя и/или экструдированным полимером. В некоторых вариантах осуществления полимер не на основе ПВХ является акриловым полимером. В одном варианте осуществления верхний слой 122 может быть уретан-акриловым гибридным полимером. В одном варианте осуществления нижний слой 124 может быть упрочняющим полимерным слоем.
Уретан-акриловый гибридный полимер верхнего слоя 122 может быть комбинацией уретанового полимера и акрилового полимера, перемешанных на молекулярном уровне. Чтобы быть экологически чистым, верхний слой 122 может быть образован из водной дисперсии, хотя могут также применяться и другие способы получения уретан-акрилового гибридного полимера. Типично, существует два способа получения таких дисперсий гибридного полимера. В первом способе готовят полиуретановую дисперсию. Затем в полиуретановую дисперсию добавляют акриловые мономеры. Акриловый полимер образуется в присутствии полиуретановой дисперсии. Во втором способе готовят полиуретановый преполимер. Затем в преполимер добавляют акриловые мономеры. Полимеризации уретана и акрила завершаются одновременно. Способы получения таких материалов описаны, например, в патентах US 3684758, 4198330, 4644030 и 5594065, каждый из которых введен в настоящий документ ссылкой во всей своей полноте.
Было найдено, что дисперсии уретан-акрилового гибридного полимера, приготовленные согласно вышеописанным способам, имеют лучшие механические свойства, чем простая смесь этих двух полимеров, благодаря смешению на молекулярном уровне, которое происходит при применении вышеназванных способом. Чтобы сделать рецептуру еще более экологически чистой, то есть снизить воздействие на окружающую среду по сравнению с другими рецептурами, дисперсии уретан-акрилового гибридного полимера можно дополнительно улучшить, чтобы они не содержали N-метилпирролидона (NMP), являющегося компонентом, типично использующимся как технологический растворитель в других приложениях.
Дисперсии уретан-акрилового гибридного полимера, подходящие для применения в припрессовываемой пленке, включают дисперсии с алифатическими акриловыми мономерами и алифатическими полиуретановыми компонентами. Так как продукты, полученные с припрессовываемой пленкой, будут использоваться в наружной среде, припрессовываемая пленка будет подвергаться действию влаги, такой, как роса, дождь или снег; колебаниям температуры; свету и другим условиям, которые могут повлиять на характеристики припрессовываемой пленки. Например, влага может вызвать обесцвечивание или выцветание компонентов припрессовываемой пленки или изображений на ней, и побледнение самой припрессовываемой пленки. Таким образом, может потребоваться поддержание надлежащего баланса между гидрофильными мономерами и другим компонентами, чтобы эта припрессовываемая пленка достигала требуемой стойкости при воздействии таких условий. Мономеры и другие компоненты должны также выбираться так, чтобы быть сбалансированными, чтобы достичь требуемых механических свойств при растяжении, устойчивости к слипанию, сопротивления царапанию, прозрачности и блеска. Например, количество акрила, присутствующего в уретан-акриловом гибридном полимере, контролирует свойства при растяжении этого верхнего слоя.
Дисперсии уретан-акрилового гибрида, подходящие для применения в настоящем изобретении, доступны для приобретения под торговой маркой HYBRIDUR от Air Products, Allentown, Pennsylvania, в том числе HYBRIDUR 870, HYBRIDUR 570, HYBRIDUR 580, HYBRIDUR 878; и NEOPAC R9000 от DSM NeoResins, Waalwijk, Нидерланды.
В одном варианте осуществления, когда акриловые полимеры используются в нижнем слое 124, акриловые полимеры могут быть теми же или отличными от полимеров, использующихся в верхнем слое 122. Для включения в нижний слой годятся как алифатические, так и ароматические акриловые полимеры. Подходящие акриловые полимеры включают акриловые эмульсии с высоким сопротивлением слипанию, хорошими свойствами при растяжении и высокой прозрачностью, такие как JONCRYL 617A производства BASF и JONCRYL 1987 производства BASF, Ludwigshafen, Германия.
Припрессовываемая пленка и каждый из слоев, образующих припрессовываемую пленку, может при желании включать любую подходящую добавку, чтобы придать особое свойство припрессовываемой пленке. Припрессовываемая пленка может быть прозрачной, полупрозрачной, бесцветной или иметь другие желательные оптические свойства. Кроме того, в любой из верхнего и нижнего слоев или в оба можно ввести по меньшей мере одну добавку, или две добавки могут добавляться в один или оба слоя. Если, как предусмотрено в другом варианте осуществления (не показан), между верхним и нижним слоем включен промежуточный слой, добавка может также присутствовать и в промежуточном слое. Добавки выбраны из группы, содержащей УФ-стабилизаторы, ловушки свободных радикалов, сшивающие агенты, загустители, добавки, повышающая текучесть, и выравнивающие средства, модификаторы реологических свойств, ПАВы, пеногасители, диспергаторы, смачиватели, красители, пигменты, сорастворители или их комбинации.
УФ-блокаторы и ловушки свободных радикалов могут добавляться в верхний слой для улучшения долговечности на открытом воздухе. УФ-блокаторами, подходящими для этой цели, типично являются соединения на основе бензотриазола, или другие соединения, способные поглощать энергию УФ-излучения в требуемом диапазоне. Имеющиеся в продаже УФ-поглотители включают, без ограничений, TINUVIN 400 DW, TINUVIN 292 от BASF, Ludwigshafen, Германия, и HOSTAVIN 3310 от Clariant; Muttenz, Швейцария. Количество УФ-блокаторов может варьироваться в диапазоне от примерно 0% до примерно 5%.
Ловушки свободных радикалов также могут добавляться в верхний слой припрессовываемой пленки для улучшения стойкости верхнего слоя к погодным условиям. Подходящие ловушки свободных радикалов включают, без ограничений, TINUVIN 1130, TINUVIN 123 DW от BASF, Ludwigshafen, Германия, и HOSTAVIN 3065 от Clariant, Muttenz, Швейцария. Количество ловушек свободных радикалов может составлять от примерно 0% до примерно 5%.
Могут использоваться и другие УФ-блокирующие системы для улучшения стойкости к погодным условиям припрессовываемой пленки. Эти системы включают наночастицы оксида цинка и оксида церия или их комбинации, которые могут применяться для получения стойкости к ультрафиолету, необходимой для припрессовываемой пленки. Подходящие наночастицы оксидов металлов включают, без ограничений, NANOBYK 3840, NANOBYK 3810 от BYK Additives, Altana, Wesel, Германия. Полное количество добавок может варьироваться от примерно 0% до примерно 10%.
В одном варианте осуществления припрессовываемой пленки 120 нижний слой 124 может включать полимерный слой, который улучшает механические свойства припрессовываемой пленки 120 при растяжении. Примеры такого упрочняющего полимерного слоя включают, без ограничений, полимеры на основе эмульсии, полимеры на основе растворителя и экструдированные полимеры. Подходящие полимеры включают, без ограничений, акриловые полимеры, стирол-акриловые полимеры, сополимеры этиленвинилацетата и полиолефины. УФ-стабилизаторы и ловушки свободных радикалов также могут добавляться в нижний слой. Полное содержание добавок может составлять от примерно 0% до примерно 5% от всей композиции.
В одном варианте осуществления на припрессовываемую пленку можно поместить припрессовываемый адгезионный слой 126. Припрессовываемый адгезионный слой позволяет ламинировать припрессовываемую пленку с печатной пленкой. Примеры припрессовываемого адгезионного слоя включают, без ограничений, контактные клеи или любые другие подходящие адгезивы, в том числе описанные здесь выше.
В одном варианте осуществления припрессовываемая пленка может также содержать функциональный материал, добавленный в припрессовываемую пленку, такой, без ограничений, как материал для борьбы с нанесением граффити. Примеры функционального материала включают, без ограничений, покрытия на основе полиуретанов, наночастиц, фторированных углеводородов и силоксанов.
В другом варианте осуществления, показанном на фиг. 4-5, функциональное покрытие 130 находится поверх припрессовываемой пленки 120. Функциональное покрытие может быть пленкой, содержащей желаемый функциональный материал, такой, без ограничений, как материал для борьбы с нанесением граффити. В одном варианте осуществления функциональное покрытие может отражать тепло или инфракрасное излучение.
Многослойная структура может иметь толщину по желанию, чтобы обеспечить многослойный материал подходящими характеристиками и свойствами, желательными для подходящей цели или намеченного применения. В одном варианте осуществления многослойная структура имеет полную толщину от примерно 1,5 мил до примерно 15 мил (от примерно 35 микрон до примерно 350 микрон). В другом варианте осуществления многослойная структура имеет полную толщину от примерно 3 мил до примерно 10 мил (от примерно 70 микрон до примерно 254 микрон). В еще одном варианте осуществления многослойная структура имеет полную толщину от примерно 5 мил до примерно 8 мил (от примерно 120 микрон до примерно 205 микрон).
В одном варианте осуществления толщина печатного слоя составляет от примерно 0,8 мил до примерно 2,0 мил (от примерно 20 микрон до примерно 50 микрон). В другом варианте осуществления толщина несущего слоя составляет от примерно 1,2 мил до примерно 1,6 мил (от примерно 30 микрон до примерно 40 микрон).
В одном варианте осуществления несущий слой может иметь толщину от примерно 0,1 мил до примерно 5,0 мил (от примерно 2,5 микрон до примерно 127 микрон). В другом варианте осуществления несущий слой может иметь толщину от примерно 0,2 мил до примерно 2,0 мил (от примерно 5 микрон до примерно 50 микрон). В другом варианте осуществления несущий слой может иметь толщину от примерно 0,5 мил до примерно 1,2 мил (от примерно 12 микрон до примерно 30 микрон). Здесь, как и везде в описании и формуле, численные значения могут комбинироваться, чтобы получить дополнительные или неописанные диапазоны. Еще в одном варианте осуществления несущий слой может иметь толщину менее примерно 1,2 мил (30 микрон). Авторы заявки обнаружили, что варианты осуществления, в которых используется несущий слой толщиной менее 1,2 мил (30 микрон), дают печатную пленку с отличными свойствами, включая возможность удаления и переустановки в течение длительного времени, а также пленку, которая меньше подвержена разрыву или ломке.
Толщина верхнего слоя 122 может варьироваться от примерно 0,2 мил до примерно 5 мил. Толщина нижнего слоя 124 может составлять от примерно 0,2 мил (12,7 микрон) до примерно 5 мил (127 микрон). Здесь, как и везде в описании и формуле, численные значения могут комбинироваться, чтобы получить дополнительные или неописанные диапазоны. Если толщина верхнего слоя 102 слишком маленькая, могут ухудшиться химическая стойкость, сопротивление царапанию и долговечность пленки на открытом воздухе. Если нижний слой 124 слишком тонкий, могут быть недостаточными механические свойства при растяжении пленки в целом. Напротив, когда верхний и нижний слои 122, 124 соответственно, являются слишком толстыми, толщина структуры также может повлиять на прилегаемость пленки.
В одном варианте осуществления печатная пленка и припрессовываемая пленка могут быть составлены как однослойная пленка при правильном выборе сополимеров, какие перечислены выше.
Слоистый материал и соответствующие пленочные слои могут быть образованы любым подходящим способом для получения пленочного слоя. Такие способы включают, без ограничений, нанесение покрытия поливом, нанесение рифленым валиком, реверсивным рифленым валиком, нанесение офсетно-гравюрным способом, нанесение покрытия валиком, нанесение покрытия с ножа над рулоном, грунтованием с помощью воздушного ракеля, покрытие с дозирующего наконечника, покрытие реверсивным валиком, покрытие с щелевой головки и т.д., или любым другим подходящим способом, известным в данной области или какой будет разработан в будущем для получения пленочного покрытия. В одном варианте осуществления многослойную структуру можно получить путем последовательного нанесения слоев, чтобы обеспечить желаемую структуру. Это можно сделать, подготовив подложку, например, полиэтилентерефталатную (ПЭТ) пленку, и нанося слои, начиная с самого внешнего слоя многослойной структуры, с последующим нанесением желаемых слоев печатной пленки, и нанося позже адгезионный пленочный слой.
В другом варианте осуществления печатную пленку и припрессовываемую пленку можно изготовить по отдельности и затем прокатать вместе, чтобы получить желаемую структуру. Следует понимать, что до ламинирования печатной пленки с припрессовываемой пленкой на верхней поверхности печатного слоя будет напечатано желаемая графическая информация. Кроме того, следует понимать, что на припрессовываемой пленке можно предусмотреть любые подходящие связующие слои или адгезионные слои, чтобы в достаточной степени спрессовать друг с другом печатную пленку и припрессовываемую пленку.
Печатную пленку можно получить, приготовив жидкую композицию или эмульсию одного варианта осуществления композиции по настоящему изобретению, и затем нанося композицию или эмульсию на подложку, например, способом нанесения покрытия поливом. В одном варианте осуществления подложка является накладкой. В другом варианте осуществления подложка является ПЭТ-пленкой.
В одном варианте осуществления первый этап способа получения печатной пленки состоит в подготовке компонентов печатного слоя и несущего слоя и подложки. Затем соответствующие компоненты смешиваются по отдельности, чтобы получить композицию для печатного слоя и композицию для несущего слоя, соответственно. Далее, несущую основу покрывают печатным слоем и сушат, и затем материал покрывают несущим слоем на печатный слой. Затем печатный слой и несущий слой сушат, получая печатную пленку. После этого высушенную печатную пленку удаляют с подложки. Эти два покрытия можно нанести за один технологический этап или за несколько технологических этапов, чтобы создать желаемую структуру.
После того, как печатная пленка высохла, на одну или обе главные поверхности печатной пленочной структуры можно нанести адгезив, чтобы образовать адгезионный слой и несущий слой, используя известные способы, такие, например, как ламинирование способом проклейки. Антиадгезионные накладки для применения в настоящем изобретении могут быть накладками, известными в данной области, или какие будут разработаны в будущем. Вообще говоря, подходящие антиадгезионные накладки включают, без ограничений, покрытую полиэтиленом бумагу с коммерческим силиконовым антиадгезионным покрытием, покрытые полиэтиленом полиэтилентерефталатные пленки с коммерческим силиконовым антиадгезионным покрытием или отлитые из раствора полипропиленовые пленки, на которых может быть вытиснен рисунок или рисунки при изготовлении таких пленок, и которые после этого покрывают коммерческим силиконовым антиадгезионным покрытием. Типичной антиадгезионной накладкой является крафт-бумага, имеющая покрытие из полиэтилена низкой плотности на передней стороне, с силиконовым антиадгезионным покрытием и покрытием из полиэтилена высокой плотности или из полипропилена на обратной стороне. Годятся и другие антиадгезионные накладки, известные в данной области, если они выбраны за их антиадгезионные свойства по отношению к контактному клею, выбранному для применения в клеевом изделии, то есть адгезив должен иметь большее сродство к лицевому материалу, чем к накладке. В одном варианте осуществления антиадгезионная накладка содержит формующийся слой полимера под антиадгезионным покрытием. Формующийся слой типично является полиолефином, таким, как полиэтилен или полипропилен. Поверхность разделительного слоя антиадгезионной накладки может иметь фактурную отделку, гладкую отделку или узорчатое покрытие. Разделительный слой может иметь произвольно микроструктурированную поверхность, например, матовую отделку, или иметь рисунок из трехмерных микроструктур. Микроструктуры могут иметь сечение, выполненное из кругов, овалов, ромбов, квадратов, прямоугольников, треугольников, многоугольников, линий или неправильных форм, если сечение проводится параллельно поверхности разделительного слоя. Способ изготовления припрессовываемой пленки состоит в подготовке компонентов верхнего слоя и удаляемой подложки. Далее компоненты верхнего слоя смешивают, образуя композицию для верхнего слоя. Затем удаляемую подложку покрывают композицией для верхнего слоя, например, способом нанесения покрытия через щелевую головку, поливом или другими подходящими способами. Затем композицию верхнего слоя сушат. Сушку можно проводить, используя нагретый или окружающий воздух, отверждением или другими подходящими способами.
Затем готовят компоненты нижнего слоя. Компоненты нижнего слоя смешивают, образуя композицию для нижнего слоя. Композицию для нижнего слоя наносят поверх верхнего слоя любыми способами, известными в данной области, такими, например, но без ограничений, как покрытие через щелевую головку. Затем композицию для нижнего слоя сушат. Альтернативно, прежде чем перейти к следующему этапу, пленку дополнительно ламинируют с антиадгезионной накладкой, покрытой контактным клеем (PSA). Далее удаляемую подложку удаляют или отделяют от сухой двухслойной пленки. Отделение или удаление может проводиться любыми средствами, известными в данной области, такими, например, но без ограничений, как использующими соскабливающее лезвие или нож, который служит для отделения пленки от подложки или несущего слоя. Альтернативно, пленку можно отделить от подложки под острым углом, чтобы пленку можно было легко подцепить с носителя или подложки. Затем припрессовываемую пленку свертывают в рулон, и она готова к применению. Альтернативно, пленку можно резать и делить на листы или секции эквивалентных размеров или различных длин.
Верхний слой и нижний слой имеют по существу одинаковые размеры, то есть края и/или стороны выровнены и находятся в смежном положении. Конечно, можно, чтобы верхний слой мог наноситься по шаблону поверх нижнего слоя таким образом, чтобы слои не были полностью в контактном положении друг на друге.
В другом варианте осуществления изобретения композиции для верхнего слоя и для нижнего слоя могут наноситься на удаляемую подложку одновременно. Первым этапом является подготовка компонентов верхнего слоя, компонентов нижнего слоя и удаляемой подложки. Затем компоненты верхнего слоя смешивают, получая композицию для верхнего слоя. По существу одновременно смешиваются компоненты нижнего слоя, образуя композицию для нижнего слоя. Затем композицию для верхнего слоя и композицию для нижнего слоя наносят одновременно, используя любой подходящий метод нанесения, в том числе нанесение покрытие с двойной головки, покрытие, реверсивным валиком, покрытие рифленым валиком, а также покрытие поливом, и неконтактными способами нанесения покрытий, такими, как покрытие распылением. Слои наносят таким образом, чтобы композиция для верхнего слоя контактировала с удаляемой подложкой, а композиция для нижнего слоя контактировала с композицией для верхнего слоя. Кроме того, верхний слой и нижний слой можно формировать по отдельности и затем экструдировать или наносить на подложку или носитель посредством обычного устройства. Затем нанесенные композиции сушат. Альтернативно, прежде чем перейти к следующему этапу, пленку дополнительно ламинируют с покрытой контактным клеем антиадгезионной накладкой. После сушки композиций удаляемую подложку или несущий слой можно удалить с высушенной двухслойной пленки. Пленку можно свернуть в рулон, и она готова к применению, или ее можно разрезать на листы, в зависимости от требований конкретного применения.
В дополнение к изложенному выше, пленку можно, кроме того, покрыть сверху лаком или другим материалом, чтобы обеспечить глянцевый вид. Этот этап можно проводить в процессе формования пленки, после печати или после сбора материала по окончании производственного процесса.
После того как печатная пленка и припрессовываемая пленка сформированы, на припрессовываемую пленку можно нанести припрессовываемый адгезионный слой. Припрессовываемый адгезионный слой позволяет ламинировать припрессовываемую пленку с печатной пленкой. Затем припрессовываемую пленку с припрессовываемым адгезионным слоем можно поместить на печатную пленку, чтобы образовать графическую многослойную структуру, если требуется. Припрессовываемую пленку можно поместить на печатную пленку любыми средствами, известными в данной области.
Методы испытаний
Свойства многослойной структуры и печатной пленки согласно настоящему изобретению могут быть охарактеризованы различными аналитическими методами. Ниже приводится краткое описание этих аналитических методов.
Удлинение при растяжении
Удлинение печатной пленки при растяжении устанавливается с применением методов измерения механических свойств, например, разрывной машины "Инстрон". Для определения предела прочности на растяжение и относительного удлинения пленок по настоящему изобретению использовался модифицированный стандарт ASTM D882. Порядок действий следующий:
1. Вырезать образец размером 1"×4" в направлении машины.
2. Захватить пленку с обоих концов на расстоянии 1" от края, так что расстояние между захватами составляет 2 дюйма.
3. Установить скорость траверсы 12 дюймов в минуту ("ipm") (=30,48 см/мин).
4. Рассчитать предел прочности на растяжение, являющийся произведением растягивающего напряжения на толщину пленки.
5. Относительное удлинение выдается машиной.
2
Стандарт требует минимального предельного удлинения 50% и минимального предела прочности на растяжение 0,5 фунтов на квадратный дюйм ("psi") (0,036 кг/см). Присутствие или отсутствие контактного клея на печатной пленке существенно не изменяет прочность и/или удлинение пленки. По существу, всякий раз, когда печатная пленка в приводимых ниже примерах включала контактный клей (PSA), испытание на удлинение при растяжении проводилось с пленкой без слоя PSA.
Пригодность к печати
Пригодность печатной пленки для печати испытывалась путем прямой печати на образце пленки, используя струйный принтер для печати сольветными чернилами. Другие способы печати могут включать, например, сольвентную трафаретную печать, печать с эко-растворителями, способы цифровой, пьезоэлектрической струйной, УФ-отверждаемой трафаретной печати и УФ-отверждаемой струйной печати. Затем проводится визуальный осмотр, чтобы определить, не было ли размазывания чернил на поверхности пленки и диффузии чернил внутрь пленки. Хорошая печать получается, когда размазывание и диффузия чернил отсутствуют.
Долговечность
Долговечность печатной пленки проверяется с использованием везерометра с ксеноновой дуговой лампой, согласно стандарту SAE J1960 (ред. октябрь 2004). Метод испытаний разработан для ускорения моделирования экстремальных условий окружающей среды, таких, как солнечный свет, тепло и влагосодержание (в форме влажности, конденсата или дождя) в целях предсказания устойчивости пленок к атмосферным воздействиям. Измеряли также блеск при угле наблюдения 20, 60 и 85 градусов, а также оценку цвета по цветовой системе LAB.
ПРИМЕРЫ
Следующие примеры описывают различные варианты осуществления настоящего изобретения. Специалистам в данной области будут очевидны многочисленные модификации и изменения в пределах объема настоящего изобретения, и настоящее изобретение не ограничено приводимыми ниже примерами. Если не указано иное, все части, процентные доли и отношения, приводимые в следующих примерах, рассчитаны на вес, и все реагенты, использованные в примерах, были получены или доступны для приобретения у поставщиков химических продуктов, указанных ниже, или могут быть синтезированы обычными методами.
В следующей таблице 1 приводится список химических продуктов, которые могут применяться в различных вариантах осуществления, указаны их поставщики, функция, химическое название, формула или тип, содержание твердых веществ и Tg. Белый пигмент получен от American Color.
Таблица 1
Подходящие материалы, использованные в примерах
Описание материала
Поставщик
Функция
Химический продукт
% твердых веществ
Tg (°C)
ZONYL FS-300
Du Pont
ПАВ
фторированный ПАВ
40
TAMOL 731A
Dow
диспергатор
гидрофобный сополимер
25
AIRFLEX 465
Wacker
связующее
эмульсия ЭВА
67
-5
VINACXX-230
Celanese
связующее
эмульсия ВА
55
30
AIRFLEX 323
Wacker
связующее
эмульсия ЭВА
55
22
VINAC 890DPN
Celanese
связующее
эмульсия ВА
49
30
HYCAR 26349
Lubrizol
связующее
акриловый латекс
49
12
HYCAR 26348
Lubrizol
связующее
акриловый латекс
48,5
30
JONCRYL 617A
BASF
связующее
акриловый латекс
45,5
7
TINUVIN 1130
BASF
УФ-абсорбер
гидроксифенил бензотриазол
TINUVIN 292
BASF
свето-стабилизатор
себакатного типа
CYMEL 385
Cytec Industries Inc.
сшивающий агент
меламин формальдегид
EVOCAR LATEX DA-280
Arkema
связующее
ЭВА
55
12
TRITON X-405
Dow
ПАВ
оксифенола этоксилат
70
TRITON X-45
Dow
ПАВ
оксифенола этоксилат
100
XAMA7
Lubrizol
сшивающий агент
полиазиридин
95
HYCAR 26-1265
Lubrizol
связующее
акриловая смола этоксилиро-ванный полиол
49
23
DISPONIL AFX4030
BASF
ПАВ
смесь
30
RHEOLATE 350
Elementis
загуститель
полиуретан
50
DEV 5147
Avery Dennison
связующее
ЭВА/акриловый полимер
60
12-40
Ниже подробнее описываются подходящие для применения химические реагенты.
AIRFLEX 465: маловязкая/с высоким содержанием твердой фазы (67%), защищенная поливиниловым спиртом эмульсия этиленвинилацетата ("ЭВА") с высокой скоростью твердения, производство Air Products.
AIRFLEX 323: защищенная поливиниловым спиртом эмульсия ЭВА, со стандартным содержанием твердых веществ (55%), высокой Tg и отличной термостойкостью, производство Air Products.
DISPONIL AFX 4030: неионный ПАВ с 40 молями этиленоксида при содержании твердых веществ 30%, производство Cognis Corporation, Цинциннати, Огайо.
VINAC XX-230: защищенная поливиниловым спиртом эмульсия ВА, со стандартным содержанием твердых веществ 55%, производство Air Products.
VINAC 890DPN: поливинилацетатная дисперсия, содержащая реакционноспособные группы, алюминийхлоридный отвердитель и небольшую долю коагулятора. Содержание твердых веществ 49%, производство Air Products.
VINNAPAS 315: стабилизированный поливиниловым спиртом сополимер этиленвинилацетата с температурой стеклования 17°C.
TAMOL 731A: гидрофобный сополимерный диспергирующий агент с отличной совместимостью и хорошим смачиванием пигмента, производство Dow Chemical.
HYCAR 26349: защищенный ПАВом акриловый латекс с содержанием твердых веществ 49% и Tg 12°C, для долговечных покрытий/клеев, производство The Lubrizol Corporation, Wickliffe, Огайо.
HYCAR 26348: защищенный ПАВом акриловый латекс с содержанием твердых веществ 48,5% и Tg 30°C, с высокой стойкостью к маслам и растворителям, производство The Lubrizol Corporation.
HYCAR 26-1265: защищенный ПАВом акриловый латекс с содержанием твердых веществ 49% и Tg 23°C, для покрытий/клеев с ультравысокой стойкостью к воде, производство The Lubrizol Corporation.
HYCAR 265917: акриловый латекс от The Lubrizol Corporation.
JONCRYL 1987: мягкая, гибкая, повышенной мягкости, повышенной гибкости, одноупаковочная, самосшивающаяся акриловая эмульсия, не выделяющая формальдегида.
RHEOLATE 350: реологическая добавка от Element, Лондон, Великобритания.
DEV 5147: ЭВА/акриловый гибрид, увеличенная модификация 1277-72.
RHOPLEX Ac-261LF: акриловая смола от Dow.
SANCURE 899: дисперсия алифатического полиэфирполиуретана с содержанием твердых веществ 30%, обеспечивает высокий блеск покрытий, производство The Lubrizol Corporation.
ZONYL FS-300: Неионный фторированный ПАВ общего назначения, являющийся идеальным смачивающим и выравнивающим средством для водных композиций, содержание твердых веществ 40%, производство DuPont, Wilmington, Delaware.
BENZOFLEX 2088: пластификатор на основе бензоата дипропиленгликоля, производство Velsicol Chemical Corporation, Rosemont, Иллинойс.
TINUVIN 1130: УФ-абсорбер класса гидроксифенилбензотриазолов, производство Ciba, Базель, Швейцария.
TINUVIN 292: Жидкий светостабилизатор на основе затрудненных аминов для нанесения покрытий, производство Ciba.
Пример 1:
Слоистый материал, имеющий структуру, показанную на фиг. 7, готовили, беря (1) печатную пленку, содержащую печатный слой, несущий слой и адгезионный слой, и (2) припрессовываемую пленку, содержащую верхний слой, нижний слой и адгезионный слой. Печатный слой имеет состав, включающий от примерно 50 до примерно 100 вес. % акриловой смолы и может содержать две или более акриловые смолы, и от примерно 0,5 до примерно 3 вес. % полисилоксана как добавки с низкой поверхностной энергией. Несущий слой содержит от примерно 40 до примерно 60 вес. % смолы ЭВА и может содержать от примерно 60 до примерно 40 вес. % двух или более смол на основе сополимера ВА. Печатный слой и несущий слой по желанию могут также содержать и другие добавки, такие, как фторированные ПАВы, загустители, смачиватели, пеногасители и пигменты. Верхний слой припрессовываемой пленки содержит от примерно 70 до примерно 99 вес. % смолы уретанового гибридного полимера. Нижний слой припрессовываемой пленки содержит от примерно 85 до примерно 99 вес. % акриловой полимерной смолы. Верхний и нижний слои могут также содержать другие добавки, как добавка для защиты от УФ-излучения, загустители, фторированные ПАВы и т.д.
Адгезионный слой печатной пленки представляет собой слой S4000, производство Avery Dennison. Адгезионный слой припрессовываемой пленки является слоем материала S8072, производство Avery Dennison. Соответствующие пленки готовили описанным здесь способом нанесения покрытия, и припрессовываемую пленку ламинировали с печатной пленкой путем припрессывания адгезионного слоя припрессовываемой пленки к верхней поверхности печатного слоя.
Хотя варианты осуществления настоящего изобретения были проиллюстрированы на приложенных чертежах и описаны в приведенном выше подробном описании, следует понимать, что настоящее изобретение не ограничено только описанными вариантами осуществления, но что в описанное здесь изобретение можно внести множество переделок, модификаций и замен, не выходя за объем описываемой ниже формулы. Предполагается, что следующая формула включает все изменения и модификации в той мере, в какой они охватываются объемом формулы или ее эквивалентов.