CN101216671A - 用于柔性印刷版的聚酯薄膜 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于柔性印刷版的聚酯薄膜,其包含聚酯基层(B)、使用聚酯树脂和丙烯酸树脂在所述聚酯基层的一个表面上形成的可分离的粘合层(A);以及在所述聚酯基层的另一个表面上形成的抗静电层(C)。在所公开的聚酯薄膜中,使用聚酯树脂和丙烯酸树脂的组合在聚酯基层的一个表面上形成可分离的粘合层,因此可以增加与所述基层和光敏树脂的附着力。另外,在聚酯基层的另一个表面上形成抗静电层(C),其具有优异的抗静电性能,并且不会转移到与之相对的表面上,同时所述抗静电层受湿度的影响不大。因此,本发明公开的聚酯薄膜适用于柔性印刷版。
Description
技术领域
本发明涉及用于柔性印刷版的聚酯薄膜,并且更具体地说涉及适用于柔性印刷版的聚酯薄膜,其中使用聚酯树脂结合丙烯酸树脂在聚酯基层的一个表面上形成可分离的粘合层,从而增加与基层和光敏树脂的附着力,并且在所述聚酯基层的另一个表面上形成抗静电层,因此具有优异的抗静电性能,并且所述抗静电层同时不会转移到与之相对的表面上,并且受湿度的影响不大。
背景技术
通过涂布或挤出方法在聚酯基膜的一个表面上层合光敏树脂,还层合保护膜来保护所述光敏树脂,接着老化来制造柔性印刷版。然后,将聚酯基底暴露于紫外光(背曝光)下,保证聚酯基膜和光敏树脂层之间的粘结,然后除去所述保护膜。然后,在所述光敏树脂层上形成负膜掩模,并且将光敏树脂层暴露于紫外光下并且用溶剂或热进行显影。最后,进行曝光后处理,从而除去光敏树脂层的胶粘,同时光敏树脂层具有耐印刷性。通过使用在聚酯基底上形成的双面胶带将所制造的橡胶印刷版安装在柔性版印刷辊上,可以使所制造的橡胶印刷版接受柔性版印刷。
上述过程中用作基底的聚酯薄膜需要具有与光敏树脂优异的附着力,并且特别是甚至在背曝光(back exposure)完成和曝光后也应该具有与光敏树脂层优异的附着力。
为了改善与光敏树脂的附着力,使用涂覆材料在聚酯基膜的一个表面上形成涂层。但是,在高温和高湿度的工艺条件中,由于与聚酯基膜附着力的降低并且由于与光敏树脂的粘结,涂覆材料可能会从聚酯基膜上剥落。
另外,在所述过程期间薄膜应该是透明的,从而在曝光期间不会折射光的运动,增加了分辨率。另外,薄膜应该具有抗静电性能,从而使由于异物粘附引起的缺陷最小。
另外,用于柔性印刷版的聚酯基膜需要抗静电性能。由于优异的性质,包括高的力学性质、高的耐热性、高的透明度和耐化学性,传统的聚酯膜用于许多应用,包括摄影、绘图、OHP(投影仪)、电学/电子部件、一般工业部件和包装材料。
但是,这些聚酯薄膜具有本征表面电阻高并容易通过摩擦等起电的缺点。当聚酯薄膜起电时,污染物或灰尘附着到膜表面,因此引起产品失效。
另外,因为在膜的制备或加工期间发生放电,所以在加工期间使用有机溶剂有起火的危险。因此,为了防止在加工期间由于起电引起的问题,用于柔性印刷版的聚酯薄膜还需要抗静电处理。
现有技术中已知的抗静电处理方法包括使用有机磺酸盐或有机磷酸盐的内位加成方法、沉积金属化合物的方法、施用导电无机颗粒的方法和施用阴离子或阳离子单体化合物或聚合物化合物的方法。
但是,使用有机磺酸盐或有机磷酸盐的内位加成方法因其具有优异的老化或稳定性性质而是有利的,但是它降低了薄膜载体的固有特性并且抗静电效应有限。
沉积金属化合物的方法和施用导电无机颗粒的方法提供了优异的抗静电性能,因此最近经常被用于透明的导电薄膜。但是,这些方法引起生产成本的很大增加,因此仅用于特殊的应用。
另一方面,因为具有相对良好的抗静电作用并且在生产成本方面是有利的,所以广泛使用施用阴离子或阳离子单体化合物或聚合物化合物的方法。但是,它具有如下缺点:根据该方法制备的薄膜与湿度高度相关,并且特别是在施用膜辊的情况中,抗静电剂转移到与之相对的表面上。
因此,本发明人已经试图改善适合柔性印刷版用的聚酯薄膜的性质,特别是改善与光敏树脂的附着力,结果制备出如下聚酯薄膜:其中使用聚酯树脂结合丙烯酸树脂在聚酯基层的一个表面上形成可分离的粘合层,从而增加与基层和光敏树脂的附着力,并且在聚酯基层的另一个表面上形成抗静电层,并因此具有优异的抗静电性能,同时所述抗静电层不会转移到与之相对的表面上,并且受湿度的影响不大,从而实现了本发明。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种适合柔性印刷版的聚酯薄膜。
本发明的另一个目的是提供一种适合柔性印刷版的聚酯薄膜,其包含聚酯基层、在所述聚酯基层的一个表面上形成的并与光敏树脂和所述基层具有优异的附着力的可分离的粘合层;以及沉积在所述聚酯基层另一个表面上的抗静电层。
为了实现上述目的,本发明提供了一种用于柔性印刷版的聚酯薄膜,其包含聚酯基层(B)、使用包含聚酯树脂和丙烯酸树脂的涂覆溶液在聚酯基层的一面上形成的可分离的粘合层(A);以及在所述聚酯基层的相对表面上形成的抗静电层(C)。
在本发明的用于柔性印刷版的聚酯薄膜中,通过施用在纯水中溶解100重量份聚酯树脂、30-200重量份丙烯酸树脂、5-50重量份交联剂和1.0-3.0重量份表面活性剂制备的涂覆溶液来形成可分离的粘合层(A)。
在本发明的用于柔性印刷版的聚酯薄膜中,通过施用在纯水中溶解100重量份由与丙烯酸骨架共聚合的季铵组成的抗静电剂、3-30重量份交联剂和1.0-3.0重量份表面活性剂制备的涂覆溶液来形成抗静电层(C)。
本文中,交联剂是选自三聚氰胺化合物、环氧化合物、异氰酸酯化合物、碳酰亚胺(carbonylimide)化合物和噁唑啉化合物中的至少一种。
具体实施方式
下文中,将详细说明本发明。
本发明提供了一种用于柔性印刷版的聚酯薄膜,其包含聚酯基层(B)、使用包含聚酯树脂和丙烯酸树脂的涂覆溶液在聚酯基层的一个表面上形成的可分离的粘合层(A);以及使用包含由与丙烯酸骨架共聚合的季铵组成的抗静电剂的涂覆溶液在聚酯基层的另一个表面上形成的抗静电层(C)。
通过向聚酯基层(B)的一个表面上施用由丙烯酸树脂、聚酯树脂、交联剂和表面活性剂组成的涂覆溶液形成本发明中的可分离的粘合层(A)。
更具体地说,通过在纯水中溶解100重量份聚酯树脂、30-200重量份丙烯酸树脂、5-50重量份交联剂和1.0-3.0重量份表面活性剂制备用于形成可分离的粘合层(A)的涂覆溶液。
作为用于形成可分离粘合层(A)的涂覆溶液中的树脂组合物,为了增加与光敏树脂的附着力和为了增加与聚酯基膜的附着力,使用聚酯树脂和丙烯酸树脂的组合。具体地说,本发明中可分离的粘合层(A)包含聚酯树脂和丙烯酸树脂的混合物,因此在它们之间存在表面能的差异,使得聚酯树脂增加与聚酯基层(B)的附着力,并且丙烯酸树脂通过紫外光固化增加与光敏树脂的附着力。
在将包含聚酯树脂和丙烯酸树脂组合的涂覆溶液施用到聚酯薄膜表面上后,使其接受干燥过程,在此期间使具有高表面能的聚酯树脂朝着基层,具有相对低表面能的丙烯酸树脂作为表面层布置,因此在这两层之间存在由聚酯树脂和丙烯酸树脂组成的混合层。在上述结构中,通过聚酯树脂可以增加与基底的附着力,并且使用随后的紫外光固化通过丙烯酸树脂可以增加与光敏树脂的附着力。
在聚酯树脂和丙烯酸树脂的组合中,丙烯酸树脂的用量基于100重量份聚酯树脂为30-200重量份。
如果丙烯酸树脂的用量小于30重量份,通过紫外光固化与光敏树脂的附着力将是不足的,并且如果用量大于200重量份,将降低透明度。
为了给树脂赋予交联密度和耐溶剂性,用于形成可分离的粘合层(A)的涂覆溶液包含选自三聚氰胺化合物、环氧化合物、异氰酸酯化合物、碳酰亚胺化合物和噁唑啉化合物中的至少一种交联剂。
基于100重量份聚酯树脂,交联剂的用量优选为5-50重量份。如果交联剂用量小于5重量份,聚酯树脂和丙烯酸树脂间界面层的交联度将降低,导致剥落现象,并且如果用量大于50重量份,由于粘度增加涂覆表面将是不均匀的,并且由于过度的交联作用而是脆的,使得涂覆表面容易剥落。
另外,在用于形成根据本发明的可分离粘合层(A)的涂覆溶液中使用表面活性剂来在涂覆过程中改善流平性,并且基于100重量份聚酯树脂优选用量为1.0-3.0重量份。
作为用于本发明的表面活性剂,优选使用选自非离子表面活性剂,包括聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯脂肪酸酯、聚氧乙烯烷酚醚、脱水山梨糖醇脂肪酸酯、聚氧乙烯脱水山梨糖醇脂肪酸酯和蔗糖脂肪酸酯中的任意一种。如果表面活性剂的含量小于1.0重量份,难以在施用涂覆溶液的过程中形成均匀的涂层,并且如果含量超过3.0重量份,将发生由于使用过量表面活性剂产生的气泡引起的涂覆缺陷,并且丙烯酸树脂和光敏层间的附着力将降低。
根据本发明的可分离的粘合层(A)的厚度没有特别限制,但是优选施用至0.01-1μm,并且更优选0.02-0.5μm的厚度。如果可分离粘合层的厚度小于0.01μm,可分离粘合层将具有良好的透明度,但是将表现出降低的附着力,并且如果所述厚度大于1μm,可分离粘合层将具有良好的附着力,但是将表现出降低的透明度和涂覆性质,并且在膜表面间可能发生结块。
通过向所述聚酯基层(B)的另一个表面上施用由抗静电层、交联剂和表面活性剂组成的涂覆溶液来形成本发明中的抗静电层(C)。
具体地说,通过在所述聚酯基层(B)的另一个表面上施用用于形成抗静电层(C)的涂覆溶液来给聚酯薄膜赋予优异的抗静电性能,并且所述抗静电涂层不会转移到与之相对的表面上,同时所述抗静电层受湿度的影响不大。因此,可以提供适合柔性印刷版的聚酯薄膜。
更具体地说,通过在纯水中溶解基于100重量份由与丙烯酸骨架共聚合的季铵组成的抗静电剂、3-30重量份选自三聚氰胺化合物、环氧化合物、异氰酸酯化合物、碳酰亚胺化合物和噁唑啉化合物中的至少一种交联剂、以及和1.0-3.0重量份表面活性剂来制备用于形成抗静电层(C)的涂覆溶液。
用于形成根据本发明的抗静电层(C)的涂覆溶液中的抗静电剂由与丙烯酸骨架共聚合的季铵组成。
具体地说,抗静电剂的骨架是选自甲基丙烯酸酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯和丙烯酸中的至少一种的共聚物,并且它们的侧链具有季铵盐,例如二甲基氨基乙基甲基丙烯酸酯或者缩水甘油氧三甲基铵。丙烯酸树脂的主链包含羧基作为反应性官能团,从而它与例如三聚氰胺化合物或者环氧化合物的交联剂交联,并因此可以具有优异的抗静电性能和优异的特性,包括耐用性和防水性。另外,为了增加抗静电层的强度,还可以添加可与羧基反应的粘合剂树脂,例如丙烯酸树脂、聚氨酯树脂或环氧树脂。
交联剂和表面活性剂与关于可分离的粘合层(A)描述的相同。
根据本发明的抗静电层(C)的厚度没有特别限制,但是优选施用抗静电层至0.01-1μm,并且更优选0.02-0.3μm的厚度。如果厚度小于0.01μm,所述层将不具有足够的抗静电性能,并且如果所述厚度大于1μm,所述层将具有优异的抗静电性能,但是由于使用过量的抗静电剂而难以形成均匀且透明的涂层。
聚酯基层(B)是通过如下方法获得的拉伸膜:在真空中干燥聚酯树脂、用挤出机熔化树脂、通过T形模以片形挤出熔化的树脂、通过静电钉扎将所述树脂片粘附到冷却辊上的流延鼓上以冷却并且固化所述树脂片,从而获得未拉伸的聚酯片、在加热至高于聚酯树脂玻璃化转变温度的温度下的辊中,通过辊和辊间速率比的差异纵向拉伸聚酯薄膜2.5-4.5倍、在横向拉幅机中横向拉伸所述薄膜3.0-7.0倍,从而机械拉伸由夹具固定的薄膜、以及热固定拉伸的薄膜。
优选使用麦耶棒涂方法或者凹版涂覆方法实施使用形成可分离的粘合层(A)的涂覆溶液和形成抗静电层(C)的涂覆溶液的涂覆方法,但是本发明没有具体局限于此。另外,为了改善涂层和薄膜之间的附着力或涂覆性质,在施用涂覆溶液之前,还可以向膜表面引入极性基团,并且电晕放电处理膜表面。
在用于根据本发明的柔性印刷版的聚酯薄膜中,使用丙烯酸树脂与聚酯树脂的组合在聚酯基层(B)的一个表面上形成可分离的粘合层,并因此具有与光敏树脂提高的附着力并具有与基层(B)强的附着力。另外,使用由与丙烯酸骨架共聚合的季铵组成的抗静电剂在聚酯基层(B)的另一个表面上形成抗静电层,并因此具有优异的抗静电性能,所述抗静电层不会转移到与之相对的表面上,并且所述抗静电层受湿度的影响不大。
下文中,将参考实施例更详细地说明本发明。但是,应当理解这些实施例只是示例性的,并且没有将本发明的范围限制于此。
实施例1
1.用于形成可分离的粘合层(A)的涂覆溶液的制备
向通过了离子交换树脂的纯水中加入100重量份(基于非挥发性组分)的水可分散的聚酯树脂(由Nippon Synthesis公司生产)、100重量份丙烯酸树脂(由Nippon Carbide公司生产)、10重量份三聚氰胺基交联剂(由Cytec生产)和2.5重量份非离子actylenic二醇(NissanChemical Industries有限公司)作为表面活性剂,并且搅拌所述溶液来制备涂覆溶液。涂覆溶液具有3.0%的总固体含量。
2.用于形成抗静电层(C)的涂覆溶液的制备
向通过了离子交换树脂的纯水中加入100重量份由与丙烯酸树脂骨架共聚合的季铵盐组成的阳离子聚合物抗静电剂(由Konishi公司生产)、2.5重量份非离子actylenic二醇(Nissan Chemical Industries有限公司)作为表面活性剂以及5重量份环氧树脂(由Nagasechemtec公司生产),并且充分搅拌所述溶液来制备涂覆溶液。涂覆溶液具有3.0%的总固体含量。
3.用于柔性印刷版的聚酯薄膜的制造
将特性粘度为0.625dl/g并且包含20ppm平均粒径为2.5μm的无定形球形二氧化硅颗粒的聚对苯二甲酸乙二醇酯颗粒在160℃的真空干燥器中充分干燥7小时,并且熔化干燥的颗粒,并且通过静电钉扎(electrostatic pinning)经挤出模将其粘到冷却鼓上来制备未拉伸的片。再次加热所述未拉伸的片并且在100℃下于膜的移动方向拉伸3.5倍来制备基膜。在使所制备的基膜的一个表面接受电晕放电处理后,使用麦耶棒涂方法(第5号线棒)将用于形成可分离的粘合层(A)的涂覆溶液施用到电晕放电处理过的表面上,从而形成可分离的粘合层(A)。使形成了可分离粘合层的基膜的相对表面接受电晕放电处理,然后使用麦耶棒涂方法(第5号线棒)将用于形成抗静电层(C)的涂覆溶液施用到电晕放电处理过的表面上,从而形成抗静电层(C)。然后,在105-140℃下的温和区中,在与运动方向垂直的方向拉伸膜3.5倍,然后在240℃热处理,因此获得175μm厚的用于柔性印刷版的聚酯薄膜。下面的表1中显示了该聚酯薄膜的评价结果。
实施例2
除了在制备用于形成可分离的粘合层(A)的涂覆溶液的步骤中,向通过了离子交换树脂的纯水中加入100重量份聚酯树脂(由NipponSynthesis公司生产)、150重量份丙烯酸树脂(由Nippon Carbide公司生产)、20重量份环氧基交联剂(由Nagasechem Co.)和1.5重量份非离子actylenic二醇(Nissan Chemical Industries有限公司生产)作为表面活性剂,并且搅拌所述溶液来制备具有3.0%总固体含量的涂覆溶液外,按照与实施例1相同的方法制造用于柔性印刷版的聚酯薄膜。下面的表1中显示了该聚酯薄膜的评价结果。
实施例3
除了在制备用于形成可分离的粘合层(A)的涂覆溶液的步骤中,添加30重量份三聚氰胺树脂(由Cytec公司生产)作为交联剂外,按照与实施例1相同的方法制造用于柔性印刷版的聚酯薄膜。下面的表1中显示了该聚酯薄膜的评价结果。
比较例1
除了在制备用于形成可分离的粘合层(A)的涂覆溶液的步骤中,向通过了离子交换树脂的纯水中加入100重量份(基于非挥发性组分)的丙烯酸树脂(由Nippon Carbide公司生产)、20重量份三聚氰胺基交联剂(由Cytec公司生产)和1.5重量份非离子actylenic二醇(NissanChemical Industries有限公司)作为表面活性剂,并且搅拌来制备具有3.0%总固体含量的涂覆溶液外,按照与实施例1相同的方法制造用于柔性印刷版的聚酯薄膜。下面的表1中显示了该聚酯薄膜的评价结果。
比较例2
除了在制备用于形成可分离的粘合层(A)的涂覆溶液的步骤中,向通过了离子交换树脂的纯水中加入100重量份(基于非挥发性组分)的聚酯树脂(由Nippon Synthesis公司生产)、25重量份三聚氰胺基交联剂(由Cytec公司生产)和1.5重量份非离子actylenic二醇(NissanChemical Industries有限公司)作为表面活性剂,并且搅拌来制备具有3.0%总固体含量的涂覆溶液外,按照与实施例1相同的方法制造用于柔性印刷版的聚酯薄膜。下面的表1中显示了该聚酯薄膜的评价结果。
比较例3
除了在制备用于形成抗静电层(C)的涂覆溶液的步骤中,加入100重量份季铵盐(由Cytec公司生产)作为低分子量阳离子抗静电剂、50重量份丙烯酸树脂(由Nippon Carbide公司生产)、2.5重量份非离子actylenic二醇(Nissan Chemical Industries有限公司)作为表面活性剂以及10重量份环氧树脂(由Nagasechemtec公司生产),并且搅拌来制备具有3.0%总固体含量的涂覆溶液外,按照与实施例1相同的方法制造用于柔性印刷版的聚酯薄膜。下面的表1中显示了该聚酯薄膜的评价结果。
实验实施例1
按照下面的方法测量在实施例1-3和比较例1-3中制造的聚酯薄膜的物理性质。
1.表面电阻和湿度依赖性
将每片薄膜置于25℃温度和60%相对湿度的条件下24小时,然后使用R-503型表面电阻测量装置(Kaoguchi公司,日本)在500V的外加电压下测量它们的表面电阻。另外,基于在40%和85%的湿度条件下测量的表面电阻值的常用对数值的差值,根据下面的标准来评价每片薄膜的湿度依赖性。
优异:当表面电阻小于1011时并且常用对数值的差值小于2;及
不好:当表面电阻大于1011时,或者常用对数值的差值大于2。
2.透明度
使用自动数字浊度计(Nippon Densoku公司,日本)测量每片所制造的薄膜的浊度,并且基于和未处理膜的浊度的差值,根据下面的标准划分与未处理膜的浊度的差值。浊度变化越低表明更好的透明度。
○:小于0.5%;
△:大于0.5%,但小于1.0%;及
×:大于1.0%。
3.附着力
通过在每片聚酯薄膜的粘合层上层合UV可固化的光敏树脂、由所述层合物制备25mm的样品、将该样品放在Instron仪器上并且测量在光敏树脂层和所述聚酯层发生剥离时施加的负载来评价附着力。在紫外光曝光之前和之后进行评价。
◎:两层间没有剥离;
○:在大于2.5kg/25mm时剥离;
△:在大于1.0kg/25mm;但是小于2.5kg/25mm时剥离;
×:在小于0.5kg/25mm时剥离。
4.不转移的能力
将胶带(3M 610胶带)粘贴到抗静电层的表面上,并且与该表面分离。然后,评价当将胶带粘贴到清洁的钢板并且从该钢板分离时发生的附着力。与胶带的初始剥离力比较,根据下面的标准评价薄膜的不转移能力。
○:剥离力变化,大于初始剥离力的95%;
△:剥离力变化,为初始剥离力的85-95%;及
×:剥离力变化,小于初始剥离力的85%。
表1
从上面的表1中可见,在实施例1-3中制造的聚酯薄膜与在比较例1-3中制造的薄膜相比,表现出明显优异的与光敏树脂的附着力,并且具有108的表面电阻值,表明优异的抗静电性能。另外,在实施例1-3中制造的聚酯薄膜的抗静电性能受湿度的影响不大,并且抗静电层没有转移到与之相对的表面上。另外,本发明的聚酯薄膜具有优异的透明度并且在曝光过程中不会折射光的运动,因此增加了分辨率,从而适用于柔性印刷版。
如上所述,在根据本发明的聚酯薄膜中,与丙烯酸树脂组合使用聚酯树脂而不是只使用丙烯酸树脂来在聚酯基层(B)的一个表面上形成可分离的粘合层,从而使聚酯树脂增加了与基层的附着力,并且丙烯酸树脂增加了光敏树脂的附着力。因此,本发明的用于柔性印刷版的聚酯薄膜已经增加了与光敏树脂的附着力。
另外,使用由与丙烯酸骨架共聚合的季铵组成的抗静电剂在聚酯基层(B)的相对表面上形成抗静电层,本发明的用于柔性印刷版的聚酯薄膜具有优异的抗静电性能,并且同时不会转移到与之相对的表面上并且受湿度的影响不大。
尽管已经出于举例说明的目的说明了本发明的优选实施方案,但是本领域技术人员将清楚许多修改、添加和替换都是可能的,而不会背离如下面权利要求书公开的本发明的范围和精神。
Claims (4)
1.一种用于柔性印刷版的聚酯薄膜,其包含:
聚酯基层(B);
使用包含聚酯树脂和丙烯酸树脂的涂覆溶液在所述聚酯基层的一个表面上形成的可分离的粘合层(A);以及
在所述聚酯基层的另一个表面上形成的抗静电层(C)。
2.权利要求1的聚酯薄膜,其中通过施用涂覆溶液来形成所述粘合层(A),所述涂覆溶液通过在纯水中溶解100重量份聚酯树脂、30-200重量份丙烯酸树脂、5-50重量份交联剂和1.0-3.0重量份表面活性剂来制备。
3.权利要求1的聚酯薄膜,其中通过施用涂覆溶液来形成所述抗静电层(C),所述涂覆溶液通过在纯水中溶解100重量份由与丙烯酸骨架共聚合的季铵组成的抗静电剂、3-30重量份交联剂和1.0-3.0重量份表面活性剂来制备。
4.权利要求2或3的聚酯薄膜,其中所述交联剂是选自三聚氰胺化合物、环氧化合物、异氰酸酯化合物、碳酰亚胺化合物和噁唑啉化合物中的至少一种。
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