Una composición de barniz para sobreimpresión curable por UV de alto brillo que comprende:

A. una resina de adición de Michael líquida presente en cantidades de hasta el 99% p basándose en el peso total de la composición de barniz para sobreimpresión, que comprende el producto de reacción no reticulado de:

i. un donador de Michael ß-carboxilo,

ii. un aceptor de Michael que comprende un acrilato multifuncional y un acrilato monofuncional, donde el acrilato multifuncional se selecciona entre el grupo que consiste en diacrilatos, triacrilatos, tetraacrilatos y mezclas de los mismos, y

iii. un producto sinérgico amínico y

B. opcionalmente al menos uno de los siguientes:

i. un diluyente,

ii. un fotoiniciador,

iii. un promotor de adhesión,

iv. un agente desespumante y

v. un adyuvante del flujo y nivelación,

donde la composición de barniz para sobreimpresión de alto brillo tiene una viscosidad de menos de aproximadamente 500 centipoise

Composicion de barniz para sobreimpresión de alto brillo curables por radiación.

Antecedentes de la invención

La presente invención se refiere a barnices para sobreimpresión curables por radiación (OPV). Los barnices para sobreimpresión se definen más adelante y, en términos generales, se basan en resinas de adición de Michael líquidas multifuncionales y no reticuladas formadas a partir de la reacción de monómeros de acrilato, conocidos como aceptores de reacción de adición de Michael (en lo sucesivo en este documento aceptores de Michael) y ß-cetoésteres (por ejemplo, acetoacetato de etilo), ß-dicetonas (por ejemplo, 2,4-pentanodiona y/o ß-cetoamidas (por ejemplo, acetoacetanitida y acetoacetamida) u otros compuestos de ß-dicarbonilo y mezclas de los mismos, conocidos como donadores de reacción de adición de Michael (en lo sucesivo en este documento donadores de Michael) que pueden participar en la reacción de adición de Michael. Las formulaciones de OPV basadas en las resinas de adición de Michael líquidas multifuncionales y no reticuladas anteriores se pueden curar en condiciones de cura por UV convencionales sin fotoiniciador o con considerablemente menos fotoiniciador que lo que se usa actualmente en composiciones de OPV curables por UV.

Se conocen OPV curables por UV. Típicamente, los recubrimientos de barniz para sobreimpresión curables por UV comprenden una composición que se puede curar cuando se expone a radiación UV tal como un monómero, oligómero o polímero de acrilato en presencia de un fotoiniciador de algún tipo. Además del componente curable, los OPV contienen diversos aditivos para modificar y mejorar el funcionamiento del recubrimiento curado. Los ejemplos de OPV incluyen las composiciones descritas en las Patentes de Estados Unidos Nº 4.204.010, 4.227.979 y la solicitud de Estados Unidos publicada 20020121631. La Patente de Estados Unidos 4.204.010 describe un agente tixotrópico reactivo etilénicamente insaturado para uso en barnices para sobreimpresión curables por radiación formado haciendo reaccionar un éster de ácido graso que contiene hidroxilo con un isocianato etilénicamente insaturado. La composición generalmente contiene un componente fotoiniciador tal como benzofenona: la Patente de Estados Unidos 4.227.979 describe OPV curables por UV que contienen un acrilato de amina y diversos fotopromotores. La solicitud de Estados Unidos publicada 20020121631 describe composiciones de OPV curables por UV que generalmente incluyen monómero de acrilato di y trifuncional, un fotoiniciador, un oligómero acrilado y una emulsión polimérica acrílica.

Los barnices para sobreimpresión se usan para producir recubrimientos curados que proporcionan tanto una capa protectora como un tacto o aspecto decorado a materiales impresos. Los recubrimientos de barniz para sobreimpresión de alta calidad pueden proporcionar resistencia al rozamiento y rallado mejorada y los coeficientes de fricción inferiores necesarios para uso en líneas de envasado de alta velocidad. Los OPV también se pueden usar para mejorar el aspecto de disolventes convencionales y tintas a base de agua, que con frecuencia se caracterizan por brillo bajo. Se pueden incorporar acabados especiales en los OPV mediante el uso de aditivos adecuados. Por ejemplo, se pueden conseguir efectos nacarados mediante el uso de pigmentos nacarados basados en mica especializados. También se pueden añadir aditivos fluorescentes y de iluminación óptica. Existe una amplia gama de acabados especializados hecho posible mediante el uso de tales aditivos para mejorar el producto curado final.

El modo de aplicación de los OPV depende de la viscosidad final de la formulación líquida no reticulada. Las formulaciones de baja viscosidad típicamente se aplican usando equipo flexográfico, de fotograbado, de recubrimiento por rodillo y de recubrimiento por inundación o manto. Históricamente, el barnizado se realizaba con frecuencia por separado de la impresión y hoy en día muchas máquinas de impresión nuevas tienen recubridores de barniz en línea montados después de las unidades de impresión. Para aplicación sobre tintas basadas en UV, algunas máquinas están equipadas con lámparas UV interdeck y de pre-recubrimiento para asegurar que las tintas se curen antes de aplicar el barniz, consiguiendo de ese modo un depósito liso y alto brillo.

Las formulaciones de punto inicial típicas para OPV curables por UV convencionales contienen hasta 10 partes por ciento (10% p/p) de un paquete de fotoiniciador. Los fotoiniciadores tradicionales (por ejemplo, benzofenona) pueden ser tóxicos, costosos y malolientes y contribuir al color de la película, lo cual limita la aplicabilidad de barnices sobre tintas blancas y de colores claros.

La cantidad de fotoiniciador añadido a formulaciones de OPV se puede reducir significativamente mediante el uso de la tecnología de oligómero de acrilato descrita en las patentes US 5.945.489 y US 6.025.410 (ambas de Ashland, Inc.) cuyos contenidos se incorporan en este documento como referencia. Estas patentes describen resinas no reticuladas preparadas a través de la reacción de adición de Michael de donadores de Michael tales como compuestos de ß-dicarbonilo con aceptores de Michael tales como acriltatos multifuncionales. La invención descrita en este documento demuestra el uso provechoso de estas resinas no reticuladas modificadas mediante reacción con un producto sinérgico amínico en formulaciones para aplicaciones de barniz para sobreimpresión. Las resinas se pueden modificar adicionalmente mediante reacción y combinándolas con materiales adicionales. Estos materiales adicionales incluyen una diversidad de diluyentes reactivos y monómeros y oligómeros acrílicos promotores de adhesión así como otros monómeros de vinilo como N-vinil caprolactama, aminas primarias, secundarias y terciarias, materiales funcionales ácidos, desespumantes basados en siloxano, agentes humectantes, elastómeros adyuvantes de flujo y nivelación, ceras y otros componentes para modificar y mejorar el funcionamiento del barniz.

Los barnices basados en las resinas descritas anteriormente se pueden curar mediante todos los métodos usados típicamente para reticular materiales acrílicos. La cura, o el reticulado, se consigue habitualmente a través de un mecanismo de cadena de radical libre, que puede requerir cualquiera de una diversidad de especies generadoras de radicales libres tales como peróxidos, hidroperóxidos, combinaciones de óxido reducción, etc, las cuales se descomponen para formar radicales cuando se calientan o a temperatura ambiente en presencia de aminas y promotores de metales de transición. La radiación ultravioleta (UV) es otro medio para iniciar la reacción, mediante la descomposición de un fotoiniciador apropiado para formar radicales libres. También se puede usar radiación con haz de electrones (EB) para lograr la cura.

Los OPV basados en los oligómeros de acrilato descritos en esta invención ofrecen ventajas significativas sobre los barnices basados en monómeros y oligómeros acrílicos multifuncionales tradicionales en lo referente a que los mismos se pueden curar mediante exposición a radiación UV sin fotoiniciador o una fracción del fotoiniciador necesario para barnices de cura por UV convencionales. En condiciones de curado por UV típicas para OPV (exposición <300 mJ/cm²), estos barnices se pueden curar eficazmente en una diversidad de sustratos con muy poco o ningún fotoiniciador.

Las formulaciones de OPV nuevas descritas en este documento muestran propiedades de funcionamiento que las hacen muy eficaces a través de una variedad de sustratos y esta propiedad se puede modificar enormemente dependiendo de la composición del oligómero y la formulación de recubrimiento en lugar de mediante la mezcla con aditivos, como se hace en sistemas curables por UV tradicionales. Los barnices pueden mostrar amplios intervalos de flexibilidad, resistencia a la tinción, resistencia al rayado, resistencia al clima, resistencia a disolventes, etc. Casi cualquier parámetro deseado de funcionamiento de barniz se puede conseguir mediante la selección apropiada de los componentes básicos de material bruto usados para elaborar los oligómeros que forman la base de la formulación de OPV.

Sumario de la invención

Una realización de la presente invención se refiere a una composición de barniz para sobreimpresión curable por UV de alto brillo, que comprende:

1. Una composición de barniz para sobreimpresión curable por UV de alto brillo que comprende:

donde la composición de barniz para sobreimpresión de alto brillo tiene una viscosidad de menos de aproximadamente 500 centipoise.

2. La composición de la reivindicación 1, en la que el donador de Michael se selecciona entre el grupo que consiste en un ß-cetoéster, una ß-dicetona, una ß-cetoamida, una ß-cetoanilida y mezclas de los mismos.

3. La composición de la reivindicación 1, en la que la resina de adición de Michael se modifica para contener un resto fotoactivo de Tipo I y/o fotoactivo de Tipo II colgante.

4. La composición de la reivindicación 1, en la que el donador de Michael se modifica para contener un resto fotoactivo de Tipo I y/o fotoactivo de Tipo II colgante.

5. La composición de la reivindicación 1, en la que el aceptor de Michael se modifica para contener un resto fotoactivo de Tipo I y/o fotoactivo de Tipo II colgante.

6. La composición de la reivindicación 1, en la que la resina de adición de Michael está presente en una cantidad de aproximadamente el 60% p a aproximadamente el 98% p.

7. La composición de la reivindicación 1, en la que la resina de adición de Michael está presente en una cantidad de aproximadamente el 80% p a aproximadamente el 98% p.

8. La composición de la reivindicación 1 que contiene además un promotor de adhesión.

9. La composición de la reivindicación 1 que contiene además un diluyente reactivo.

10. La composición de la reivindicación 1 que contiene además un diluyente reactivo, un fotoiniciador y un adyuvante de nivelación.

11. La composición de la reivindicación 1 que contiene además un diluyente reactivo y un fotoiniciador.

12. Un artículo recubierto que comprende:

13. El artículo recubierto de la reivindicación 12, en el que la resina de adición de Michael tiene un brillo de al menos 80.

14. El artículo recubierto de la reivindicación 12 comprendiendo además uno o más:

15. El artículo recubierto de la reivindicación 12, en el que la resina de adición de Michael se modifica para contener un resto fotoactivo de Tipo I y/o fotoactivo de Tipo II colgante.

16. El artículo recubierto de la reivindicación 12, en el que el donador de Michael se modifica para contener un resto fotoactivo de Tipo I y/o fotoactivo de Tipo II colgante.

17. El artículo recubierto de la reivindicación 12, en el que el aceptor de Michael se modifica para contener un resto fotoactivo de Tipo I y/o fotoactivo de Tipo II colgante.

18. El artículo recubierto de la reivindicación 12, en el que el donador de Michael se selecciona entre el grupo que consiste en un ß-cetoéster, una ß-dicetona, una ß-cetoamida, una ß-cetoanilida y mezclas de los mismos.

19. El artículo recubierto de la reivindicación 12, en el que la resina de adición de Michael se cura a través de exposición a radiación actínica.