Способы и композиции для прямой печати c улучшенной способностью к вторичной переработке - RU2729955C2

Чертежи

Описание

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

Настоящая заявка испрашивает приоритет на основании заявки на патент США №14/846032, поданной 4 сентября 2015 г., которая является частичным продолжением заявки на патент США №14/528324, поданной 30 октября 2014 г., которая является составной частью заявки на патент США №13/168181, поданной 24 июня 2011 г., и в настоящее время опубликованной как патент США №8876979, который испрашивает приоритет на основании предварительной заявки на патент США №61/360512, поданной 1 июля 2010 г., и, кроме того, является частичным продолжением заявки на патент США №12/581952, поданной 28 октября 2009 г., которая испрашивает приоритет на основании предварительной заявки на патент США №61/106860, поданной 20 октября 2008 г., все вышеуказанные заявки включены в данный документ в полном объеме посредством ссылки.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение в целом относится к композициям маркировочной краски для цифровой печати на внешних поверхностях изделий из пластмассы. Настоящее изобретение также относится к изделиям из пластмассы с напечатанными на них цифровыми изображениями, включающим в себя тару из пластмассы с цифровыми изображениями, с улучшенными характеристиками адгезии и/или вторичной переработки, а также способам, которые упрощают их вторичную переработку.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В индустрии тары из пластмассы продолжаются тенденции все увеличивающихся объемов вторичной переработки. В последнее время производители тары начали выпускать тару с маркировками, нанесенными цифровой печатью, которые имеют достаточную четкость изображения и качество для того чтобы конкурировать и, возможно, заменять предшествующие обычные технологии маркировки. Примеры таких технологий печати описаны в находящихся в общем пользовании патенте США №7625059 и патенте США №7736713, которые полностью включены в данный документ посредством ссылки.

В ситуациях, когда тара с маркировками, нанесенными цифровой печатью, обрабатывается с помощью обычных способов вторичной переработки тары, возникают потенциальные проблемы. Некоторые проблемы были упомянуты и рассмотрены в заявке на патент США №12/581952, которая также полностью включена в данный документ посредством ссылки. Между производителями тары, владельцами брендов, конечными пользователями и государственными структурами прослеживается четкая тенденция улучшения и увеличения усилий по повторному использованию тары из пластмассы. Следовательно, желательно предоставить приемлемые для промышленности изделия, которые достаточно совместимы с существующей инфраструктурой и способами вторичной переработки, или которые обеспечивают достаточные стимулирующие факторы и/или объемы для осуществления изменений в масштабах всей отрасли. По меньшей мере первоначально было бы желательно предоставить изделия с изображением, нанесенным цифровой печатью, которые пригодны для вторичной переработки, используя существующие в настоящее время в отрасли стандартные процессы, то есть процессы, которые обычно включают в себя высокотемпературную промывку и измельчение. Таким образом, существует потребность в изделиях из пластмассы с изображением, нанесенным цифровой печатью, таких как тара, которые имеют цифровые изображения, которые адгезируются к изделию без проблем качества в течение всего срока его службы, но более легко удаляются во время способов вторичной переработки пластмассы.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В типовом аспекте описана композиция маркировочной краски для печати цифровой печатью на изделии из пластмассы. Композиция маркировочной краски обычно содержит основную маркировочную краску, добавку, способствующую удалению маркировочной краски и несущую среду, способную растворять по меньшей мере часть добавки, способствующей удалению маркировочной краски. Добавка, способствующая удалению, выполнена с возможностью или выбрана таким образом, чтобы вызвать отделение от внешней поверхности или ослабление адгезии с внешней поверхностью изделия из пластмассы по меньшей мере части отвержденных капель маркировочной краски, когда изображение, нанесенное цифровой печатью, подвергается воздействию жидкого раствора (например, на водной основе) при заранее заданной повышенной температуре или около такой температуры. Такая заранее заданная повышенная температура может, без ограничения, включать в себя такую температуру, которая связана с обычными способами вторичной переработки.

В другом аспекте описано изделие из пластмассы, подлежащее вторичной переработке, которое имеет внешнюю поверхность с напечатанным на ней цифровой печатью, отвержденными каплями маркировочной краски, изображением. Капли маркировочной краски содержат композицию маркировочной краски, как кратко сформулировано выше, которая включает в себя добавку, способствующую удалению. Также описаны варианты осуществления способов удаления указанной маркировочной краски с тары из пластмассы и способы облегчения такой вторичной переработки.

Дополнительные преимущества данного изобретения частично изложены в нижеследующем описании, они частично станут понятными из этого описания или могут быть изучены при практическом осуществлении данного изобретения. Преимущества данного изобретения будут реализованы и достигнуты путем применения элементов и комбинаций, указанных, в частности, в прилагаемой формуле изобретения. Следует понимать, что изложенное выше общее описание и нижеследующее подробное описание являются лишь примерными и предоставляются с целью пояснения, а не являются ограничивающими данное изобретение, как заявлено.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

Далее, лишь для примера, со ссылками на прилагающиеся графические материалы будут описаны варианты осуществления данного изобретения, при этом:

На Фиг. 1 в общем проиллюстрирован вид сбоку части тары из пластмассы с вариантом осуществления напечатанного на ней цифровой печатью изображения;

Фиг. 2 является общим представлением таблицы/матрицы обзора качества, которая может использоваться для оценки приемлемости напечатанного изображения на изделии из пластмассы.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Теперь будет сделан подробный обзор типичных вариантов осуществления настоящего изобретения в различных аспектах, примеры которых описаны в данном документе и проиллюстрированы в сопроводительных графических материалах. Хотя данное изобретение будет описано в отношении перечисленных вариантов осуществления изобретения, необходимо понимать, что они не предназначены для ограничения изобретения такими вариантами осуществления изобретения. Напротив, данное изобретение предусматривает охват всех альтернатив, модификаций и эквивалентов, которые могут быть включены в сущность и объем данного изобретения, определяемые прилагаемой формулой изобретения.

В общем контексте, но без ограничения, часть поверхности 10 изделия из пластмассы (например, тары) с вариантом осуществления печатного изображения 20 в целом проиллюстрирована на Фиг. 1. Проиллюстрированный вариант осуществления изображения 20 включает в себя базовое покрытие 30, которое может состоять из множества капель 32 маркировочной краски базового покрытия и может также включать в себя дополнительное покрытие 40, которое может состоять из множества капель 42 маркировочной краски дополнительного покрытия.

Тара (которая включают в себя бутылки), связанная с настоящим изобретением, состоит из пластичного деформируемого материала или смолы (например, акрилонитрилбутадиенстирола (АБС), полиэтилентерефталата (ПЭТ), полистирола (ПС), полиэтилена (ПЭ) (который включает в себя полиэтилен высокой плотности (ПЭВП), полипропилен (ПП), поливинилхлорид (ПВХ) и т.д.). Кроме того, тара может быть однослойной или многослойной тарой и может быть сформирована с использованием различных обычных технологий формования, включая, без ограничения, литье под давлением, литье с раздувом, термоформование и т.д. В одном варианте осуществления изобретения самый наружный слой/поверхность может состоять из пластичного деформируемого материала, который не был в употреблении. Хотя следует отметить, что тара в соответствии с принципами данного изобретения может также включать в себя некоторый процент вторично переработанного содержимого, включая таким образом определенный процент вторично переработанного содержимого во внешний слой тары.

В вариантах осуществления изобретения изделие (например, тара) может включать в себя первое покрытие или базовое покрытие (например, базовое покрытие 30, показанное на Фиг. 1). Базовое покрытие 30 может состоять из множества капель 32 маркировочной краски базового покрытия, которые печатаются (например, наносятся цифровой печатью, как, например, с помощью процесса струйной печати маркировочной краской «нанесение капли в нужную точку в нужный момент») на внешней поверхности изделия и впоследствии затвердевают, или которым обеспечивают отверждение. Маркировочная краска может быть маркировочной краской со способностью отверждения под воздействием УФ излучения, которое могут применяться различными известными способами, включающими в себя, но не ограничиваясь перечисленным, УФ или светодиодные (LED) лампы. Капли маркировочной краски могут быть на основе мономеров и состоят из композиции маркировочной краски, которая служит для улучшения нанесения капель маркировочной краски (например, обеспечивает хорошие технологические характеристики для печати) и/или обеспечивает визуальную характеристику (например, цвет или текстуру). Для вариантов осуществления изобретения базовое покрытие 30 может содержать белые и/или бесцветные участки. Кроме того, с описанными каплями маркировочной краски, то есть теми, которые основаны на мономерах, отверждение может привести к полимеризации капель маркировочной краски. Поскольку используемые маркировочные краски не являются красками на основе растворителя, маркировочная краска может быть составлена таким образом, что во время способов вторичной переработки маркировочная краска не сочится в растворах и не выделяет летучие компоненты, что возможно для растворителей. Отмечается, что Агентство по защите окружающей среды США (Environmental Protection Agency, EPA) обнародовало рекомендации для растворителей, однако полимеры являются твердыми телами и не испаряются, или не выделяют летучие вещества. Это означает, что отделение маркировочной краски таким образом, как описано в данном документе, может быть механическим по своей природе, поскольку маркировочная краска находится в состоянии отвержденного полимера и может быть физически удалена (например, в виде хлопьев или пленки), а не входить в состав как часть химического разложения.

Как кратко сформулировано выше, композиция маркировочной краски, которая составляет капли маркировочной краски, включает добавку, способствующую удалению. В некоторых аспектах «добавка, способствующая удалению», содержит по меньшей мере один гидрофильный компонент или кислотный компонент. Гидрофильные компоненты могут содержать один или несколько композиционных элементов, которые обладают гидрофильными (влаголюбивыми) свойствами. Кислотные компоненты могут содержать один или несколько композиционных элементов, которые проявляют кислотные свойства. В некоторых вариантах осуществления изобретения добавка, способствующая удалению, будет содержать комбинацию гидрофильных и кислотных компонентов, то есть по меньшей мере двух добавок, способствующих удалению. Для некоторых композиций капель маркировочной краски «двойная» композиция, в которой добавка, способствующая удалению, содержит как гидрофильные, так и кислотные компоненты, меньшего процента от массы (до общего количества) может быть использована для обеспечения результатов, сопоставимых с использованием композиции лишь с одной добавкой.

Такие гидрофильные компоненты могут включать в себя гидрофильные мономеры, гидрофильные олигомеры и диспергируемые в воде мономеры, которые обеспечивают желаемую функциональность. Гидрофильные мономеры часто определяются как мономеры с атомами кислорода или азота в дополнение к галогенам в их структуре основной цепи. Такие мономеры обычно подвержены разрушению полярными растворителями, такими как вода и кетоны. Гидрофильные мономеры также имеют меньшую устойчивость к термическому разложению. Следовательно, включение одного или нескольких гидрофильных компонентов в соответствующие капли маркировочной краски может в более поздней точке (например, в точке вторичной переработки после использования) улучшить отделение изображения (то есть отвержденных капель маркировочной краски) от структуры пластмассы изделия. В качестве примера, но без ограничения, в отвержденном состоянии гидрофильная часть полимера обычно поглощает воду. Когда это происходит, вода может действовать как пластификатор, увеличивая подвижность цепей полимера. Повышенная подвижность может смягчать полимер, делая его более податливым к удалению. Таким образом, воздействие на изделие из пластмассы, такого как тара, включающее изображение, содержащее композицию маркировочной краски с добавкой, способствующей удалению (например, гидрофильный мономер), раствора на жидкой основе (например, активно перемешиваемой воды) при повышенной температуре будет способствовать смягчению композиции маркировочной краски (то есть гидрофильного мономера) и отделению изображения от пластичного деформируемого материала. Повышенная температура может быть заранее заданной и может быть температурой, которая выше температуры, с которой изделие обычно сталкивается при нормальном использовании. Кроме того, в тех случаях, когда это желательно, может быть установлен порог отделения адгезионного сцепления, так что размягчение и последующее удаление по существу происходит только при повышенных температурах (например, во время процесса вторичной переработки) и, по существу, не допускается при нормальном предопределенном использовании. Отмечается, что алифатические уретанакрилаты представляют собой общий класс гидрофильных мономеров, которые обычно поглощают воду и могут потенциально использоваться в качестве гидрофильного компонента. Кроме того, при условии, что они обладают соответствующей вязкостью (то есть являются не слишком вязкими) для применения в струйной/цифровой печати, некоторые гидрофильные олигомеры также могут использоваться в качестве гидрофильного компонента.

Без ограничений, для некоторых вариантов осуществления изобретения добавка, способствующая удалению, может включать в себя гидрофильные мономеры с процентной массой по отношению к общей массе (например, связанной маркировочной краски и добавки, способствующей удалению) в пределах от около 0 до 20% по массе. В некоторых вариантах осуществления изобретения процентная масса добавки, способствующей удалению, будет находиться в пределах от около 0 до 10% от общей массы. Без ограничений, пример гидрофильного мономера, который может быть использован, представляет собой метоксиполиэтиленгликоля моноакрилат (например, CD 553, коммерческий продукт от Sartomer USA, LLC (Sartomer)).

Отмечается, что некоторые диспергируемые в воде мономеры также являются гидрофильными и склонны к поглощению воды при отверждении. С такой композицией вода может действовать как пластификатор и смягчать отвержденную композицию маркировочной краски (например, отвержденную пленку маркировочной краски на поверхности тары), что облегчает удаление пленки маркировочной краски во время процесса вторичной переработки. В вариантах осуществления данного изобретения включение подходящего гидрофильного компонента в композицию маркировочной краски может добавить маркировочной краске гидрофильное качество, сохраняя при этом способность к струйной печати и адгезию маркировочной краски к подложке изделия в течение всего срока службы изделия.

Кислотные компоненты включают кислотные мономеры, которые имеют измеряемое кислотное значение. Отмечается, что измеряемая величина может быть основана на значении рН, массовом проценте кислоты или значении титрования щелочного химического вещества (например, мг КОН/г [миллиграммов гидроксида калия на 1 грамм мономера]). Кроме того, например, в отвержденном состоянии кислотная часть полимера может быть подвержена воздействию щелочного раствора. Реакция между кислотной функциональностью полимерной цепи и щелочными свойствами раствора может приводить к уменьшению адгезии к нанесенной подложке, что способствует отделению полимера. Без ограничений, примеры кислотных мономеров, которые могут быть использованы, включают в себя кислотный акрилатный олигомер (например, CN 147, коммерческий продукт от компании Sartomer) и монофункциональный кислый эфир (например, CD 9050, коммерческий продукт от компании Sartomer). Например, когда тара, содержащая кислотный компонент, контактирует с промывочным раствором (например, щелочным промывочным раствором обычного типа), взаимодействующие связи могут быть разрушены, что способствует желаемому отделению печатного изображения (капель маркировочной краски) от пластмассовой подложки.

В других аспектах добавка, способствующая удалению, выполнена с возможностью или иным образом выбрана в соответствии с ее желаемыми свойствами, которые могут облегчить удаление отвержденной композиции маркировочной краски с поверхности изделия из пластмассы. Например, в одном аспекте желательно, чтобы добавка, способствующая удалению, демонстрировала относительно высокую растворяющую способность растворителя и относительно высокую растворяющую способность воды в сочетании с температурой стеклования, которая ниже чем температура, которая как правило используется в обычных процессах вторичной переработки. Для этого, в соответствии с типовыми аспектами, добавка, способствующая удалению, обладает температурой стеклования (Tg), которая составляет менее чем около 130°С. Типовые аспекты могут включать в себя добавки, способствующие удалению, которые имеют температуру стеклования (Tg), которая составляет менее чем около 120°С, менее чем около 110°С, менее чем около 100°С, менее чем около 90°С, менее чем около 80°С, менее чем около 70°C, менее чем около 60°C или даже менее чем около 50°C. В дополнительном аспекте добавка, способствующая удалению маркировочной краски, имеет температуру стеклования (Tg) в диапазоне от около 50°С до около 130°С. В еще одном аспекте добавка, способствующая удалению маркировочной краски, имеет температуру стеклования (Tg) в диапазоне от около 55°С до около 125°С, или от около 65°С до около 105°С, или от около 55°С до около 95°С. В еще одном аспекте добавка, способствующая удалению маркировочной краски, может иметь температуру стеклования (Tg) в любом диапазоне, полученном из любого из приведенных выше типовых значений.

Как будет понятно специалисту в данной области техники, желаемый уровень растворяющей способности в воде можно охарактеризовать как функцию, например, кислотного числа добавки, способствующей удалению. Кислотное число может быть выражено в виде значения титрования щелочного химического вещества (например, мг КОН/г [миллиграммов гидроксида калия на грамм добавки, способствующей удалению)]. В этих аспектах добавка, способствующая удалению, может демонстрировать кислотное число в диапазоне от около 100 мг КОН/г до около 250 мг КОН/г, что включает в себя значения: 110 мг КОН/г, 120 мг КОН/г, 130 мг KOH/г, 140 мг КОН/г, 150 мг КОН/г, 160 мг КОН/г, 170 мг КОН/г, 180 мг КОН/г, 190 мг КОН/г, 200 мг КОН/г, 210 мг КОН/г, 220 мг КОН/г, 230 мг КОН/г и 240 мг КОН/г. В еще одном аспекте добавка, способствующая удалению маркировочной краски, имеет кислотное число в диапазоне от около 150 мг КОН/г до около 205 мг КОН/г, что включает в себя значения: 175 мг КОН/г, 185 мг КОН/г и 195 мг КОН/г. В еще одном аспекте добавка, способствующая удалению маркировочной краски, может иметь кислотное число в любом диапазоне, полученном из любого из приведенных выше типовых значений.

В дополнительных аспектах добавка, способствующая удалению, может иметь температуру стеклования (Tg), которая составляет менее чем около 100°С, и кислотное число в диапазоне от около 100 мг КОН/г до около 250 мг КОН/г. В еще одном аспекте добавка, способствующая удалению маркировочной краски, может демонстрировать температуру стеклования (Tg) в диапазоне от около 50°C до около 90°С, и кислотное число в диапазоне от около 150 мг КОН/г до около 205 мг КОН/г. В еще одном аспекте добавка, способствующая удалению маркировочной краски, может иметь температуру стеклования (Tg) и кислотное число в любом диапазоне, полученном из любого из приведенных выше типовых значений.

Путем выбора добавки, способствующей удалению, которая демонстрирует желаемую комбинацию растворяющей способности в воде и температуры стеклования, можно обеспечить маркировочную краску, способную к отверждению, которая демонстрирует желаемую адгезию, устойчивость к царапанью и устойчивость к растворителям, и при этом также облегчить способ удаления маркировочной краски как способ, который предшествует способу вторичной переработки. При воздействии щелочной водной среды при температуре, превышающей Tg добавки, способствующей удалению, размягчение добавки может приводить к относительно более чистому отслоению отвержденного слоя маркировочной краски с поверхности пластмассы, на которую он был нанесен.

Такие добавки, способствующие удалению, могут присутствовать в композициях маркировочной краски в количестве от около 1 до около 20 мас.% композиции маркировочной краски. Дополнительно конкретные примеры могут включать в себя количества в 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 и 19 мас.% В дополнительном аспекте добавка, способствующая удалению маркировочной краски, может присутствовать в количестве из любого диапазона количеств, полученных из любого из приведенных выше типовых значений. Например, добавки, способствующие удалению, могут присутствовать в композициях маркировочной краски в количестве от около 5 до около 20 мас.% композиции маркировочной краски.

В типовом аспекте добавки, способствующие удалению маркировочной краски, которые демонстрируют вышеуказанную комбинацию растворяющей способности в воде и относительно низкую температуру стеклования, включают в себя стирол-малеиновые ангидридные смолы. В еще одном аспекте стирол-малеиновые ангидридные смолы могут быть сополимером стирол-малеинового ангидридного сополимера. Еще в одном аспекте стирол-малеиновый ангидрид представляет собой превращенный в сложный эфир стирол-малеиновый ангидрид. Типичными, не ограничивающими изобретение, коммерчески доступными стирол-малеиновыми ангидридными смолами, которые пригодны для использования в качестве добавки, способствующей удалению, являются смолы Cray Valley SMA®3840 и SMA®1440F, доступные от компании Total.

В дополнительных аспектах композиция маркировочной краски, которая составляет капли маркировочной краски, также содержит несущую среду, способную делать растворимой и растворять по меньшей мере часть добавки, способствующей удалению маркировочной краски. Несущая среда может представлять собой среду на основе мономеров или на основе растворителей. Типовые мономеры, которые могут быть использованы в качестве несущей среды, включают класс акриловых мономеров. В типовом аспекте подходящие акриловые мономеры могут включать в себя 1,3-бутиленгликольдиакрилат, 1,6-гександиолдиакрилат, 1,3-бутиленгликольдиметакрилат, изоборнилакрилат или изодецилметакрилат, или их комбинацию. В некоторых аспектах акриловый мономер выбирают из 1,3-бутиленгликольдиакрилата, 1,6-гександиолдиакрилата и 1,3-бутиленгликольдиметакрилата. Как отмечено выше, в аспектах несущая среда, способная делать растворимой добавку, способствующую удалению, может представлять собой среду на основе растворителя. Подходящими растворителями в некоторых аспектах могут быть апротонные растворители или растворители на водной основе. Конкретные, но не ограничивающие изобретение, примеры подходящих несущих сред на основе растворителя включают в себя N-метил-2-пирролидон (NMP) и ацетон.

Компонент несущей среды может присутствовать в композициях маркировочной краски в количестве от около 1 до около 20 мас.% композиции маркировочной краски. Дополнительно конкретные примеры могут включать в себя количества в 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 и 19 мас.% В дополнительном аспекте несущая среда может присутствовать в количестве из любого диапазона количеств, полученных из любого из приведенных выше типовых значений. Например, несущая среда может присутствовать в композициях маркировочной краски в количестве от около 5 до около 15 мас.% композиции маркировочной краски.

Основной красящей частью композиции маркировочной краски может быть любая традиционно известная маркировочная краска со способностью отверждения, такая как обычная маркировочная краска со способностью отверждения под действием УФ излучения. Основная маркировочная краска может присутствовать в композиции маркировочной краски в количестве от около 50 до около 85 мас.% композиции маркировочной краски, что включает в себя типовые значения массового процента: 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, и 84 мас.% В дополнительном аспекте основная маркировочная краска может присутствовать в любом диапазоне из количеств, которые получены из любого из приведенных выше типовых значений. Например, основная маркировочная краска может присутствовать в композициях маркировочной краски в количестве от около 65 до около 85 мас.% композиции маркировочной краски

Один типовой аспект, описанный в данном документе, представляет собой композицию маркировочной краски, содержащую: (a) от около 65 до около 85 мас.% основной маркировочной краски; (b) от около 5 до около 20 мас.% добавки, способствующей удалению маркировочной краски, имеющей температуру стеклования менее чем около 100°С; и (c) от около 5 до около 15 мас.% несущей среды, способной растворять по меньшей мере часть добавки, способствующей удалению маркировочной краски. Согласно этому типовому аспекту основной маркировочной краской может быть основная белая маркировочная краска со способностью отверждения под действием УФ излучения, добавкой, способствующей удалению маркировочной краски может быть смола стирол-малеинового ангидрида, а несущая среда может быть средой на основе растворителя и может содержать N-метил-2-пирролидон (NMP) или ацетон или другой приемлемый растворитель.

Как описано в данном документе, раскрыты изделия из пластмассы, подлежащие вторичной переработке, содержащие изображение, нанесенное цифровой печатью непосредственно на изогнутую наружную поверхность, изображение содержит отвержденные капли композиции маркировочной краски, как описано выше в данном документе. В дополнительном аспекте типовое изделие из пластмассы, подлежащее вторичной переработке, содержит изогнутую наружную поверхность с изображением, нанесенным цифровой печатью непосредственно на изогнутую наружную поверхность, изображение содержит отвержденные капли маркировочной краски, а капли маркировочной краски содержат композицию, включающую в себя добавку, способствующую удалению маркировочной краски, которая имеет температуру стеклования менее чем около 100°С. В еще одном аспекте изображение, нанесенное цифровой печатью имеет показатель адгезии не менее 6,0 и вплоть до 9,0, а добавка, способствующая удалению, выполнена с возможностью отделения отвержденных капель маркировочной краски от изогнутой наружной поверхности или ослабления адгезии с изогнутой наружной поверхностью в случае, когда изображение, нанесенное цифровой печатью подвергается воздействию основного раствора при повышенной температуре, по меньшей мере около 70°С.

В дополнительном аспекте изделие включает в себя тару из пластмассы. В еще одном аспекте тара из пластмассы представляет собой бутылку. Еще в одном аспекте тара из пластмассы состоит из одного или нескольких из следующих материалов: полиэтилена, полиэтилентерефталата, полиэтилена высокой плотности и полипропилена.

В еще одном аспекте добавка, способствующая удалению, присутствующая в композиции маркировочной краски, выполнена с возможностью отделения отвержденных капель маркировочной краски от изогнутой наружной поверхности или ослабления адгезии с изогнутой наружной поверхностью в случае, когда изображение, нанесенное цифровой печатью подвергается воздействию раствора на жидкой основе, такого как водный раствор или раствор на водной основе, при заранее заданной повышенной температуре. Например, отвержденные капли маркировочной краски могут отделяться от изогнутой наружной поверхности изделия или ослаблять адгезию, когда изображение, нанесенное цифровой печатью, подвергается воздействию основного раствора с рН по меньшей мере около 10, 11, 12 или 13 и повышенной температуре в интервале от около 70 до 90°С. В дополнительном аспекте основной раствор имеет рН в диапазоне от около 12 до 13. Согласно аспектам, после воздействия основного раствора при повышенной температуре в течение достаточного периода времени по меньшей мере около 90 мас.% отвержденных капель маркировочной краски отделены от изогнутой наружной поверхности изделия. В еще одном дополнительном аспекте изображение, нанесенное цифровой печатью содержит базовое покрытие, включающее в себя множество отвержденных капель маркировочной краски базового покрытия, и дополнительное покрытие, включающее в себя множество отвержденных капель маркировочной краски дополнительного покрытия, дополнительное покрытие наносят по меньшей мере на часть базового покрытия.

В качестве примера, но без ограничения изобретения, подвергали тестированию на предмет удаления маркировочной краски вариант осуществления тары из полиэтилентерефталата (ПЭТ), который включает в себя нанесенную маркировочную краску со способностью отверждения под воздействием УФ излучения, с подмешанной добавкой, способствующей удалению. Подмешанная добавка, способствующая удалению, тестируемой тары включала кислотные мономеры указанного выше типа, то есть кислотного акрилатного олигомера и/или монофункционального кислого эфира. Тара могла быть обработана омывающим раствором с уровнем рН по меньшей мере 9,0, который может помочь удалить маркировку, как общеизвестно в области вторичной переработки тары из пластмассы, при этом раствор нагревают примерно до 85°С. Различные образцы подвергали обработке при таких условиях в течение 12 минут и оценивали по шкале от 0 до 5 следующим образом:

0 - никакого улучшения удаления по сравнению с контрольным образцом

1 - наблюдается минимальное улучшение, удаление происходит только в некоторых областях вследствие скобления металлическим предметом

2 - наблюдается некоторое улучшение, всю пленку можно удалить с помощью скобления металлическим предметом

3 - отвержденная пленка маркировочной краски удаляется с помощью скобления ногтем

4 - отвержденная пленка маркировочной краски легко удаляется просто путем протирки чистой салфеткой

5 - отвержденная пленка маркировочной краски отпадает во время промывки.

Тестирование предназначалось, среди прочего, для определения растворов, обеспечивающих уровень эффективности удаления 4 или 5. Однако уровень по меньшей мере 4 не обязательно является обязательным требованием, и для некоторых применений также может быть приемлемым более низкий уровень удаления. Результаты испытаний показали, что включение добавок, способствующих удалению (кислотных), смешанных с композицией маркировочной краски, обеспечивает значительное улучшение удаления отвержденной маркировочной краски с пластмассового (ПЭТ) материала. Хотя обе формы кислотных добавок демонстрировали улучшение, способствующее удалению маркировочной краски, с текущей тестовой конфигурацией, несколько меньший процент композиционного состава кислотного акрилатного олигомера, в отличие от монофункционального кислого эфира (10% против 15% соответственно), использовали для того, чтобы получить по меньшей мере уровень 4 по шкале уровней удаления.

В вариантах осуществления изобретения композиция маркировочной краски может необязательно включать в себя гидрофобный компонент. То есть композиция маркировочной краски может, например, включать в себя гидрофильные и гидрофобные компоненты. Гидрофобные компоненты могут включать в себя гидрофобные (водоотталкивающие) мономеры. Гидрофобные свойства обычно относятся к полярности. Группа гидрофобных мономеров характеризуется наличием органической структуры основной цепи, состоящей в основном из водорода и углерода и, таким образом, такие мономеры имеют тенденцию быть неполярными и обладают стойкостью к полярным растворителям (таким как вода и спирты), а также к кислотам и основаниям. Для таких двухкомпонентных вариантов осуществления изобретения композиция маркировочной краски должна находить баланс между гидрофильными и гидрофобными компонентами (например, гидрофильными мономерами и гидрофобными мономерами). Гидрофобные мономеры могут помочь удерживать капли маркировочной краски, прикрепленные к подложке изделия, а гидрофильные мономеры могут помочь размягчить (и даже отделить), когда изображение подвергается воздействию способа вторичной переработки/омыванию (например, в активно перемешиваемой воде при повышенной температуре).

Для варианта осуществления тары с нанесенным на него изображением, по меньшей мере первое базовое покрытие 30 (которое может включать гидрофильный компонент) может быть нанесено на поверхность тары в первый момент времени t₁ и при первой температуре T₁. Температура T₁ будет находиться в диапазоне температур, которые подходят для нанесения связанного базового покрытия. В одном варианте осуществления изобретения базовое покрытие 30 может иметь способность отверждения (например, отверждения под действием ультрафиолетового (УФ) излучения) и, кроме того, может быть отверждено до нанесения дополнительного покрытия.

В некоторых вариантах осуществления изобретения дополнительное покрытие 40 может состоять из множества капель 42 маркировочной краски дополнительного покрытия, которые распределены по меньшей мере на части базового покрытия 30. Кроме того, при желании, добавочные слои «дополнительных» покрытий (например, третичный слой и т.д.) также могут быть нанесены на дополнительное покрытие 40. В вариантах осуществления данного изобретения раскрытия капли 42 маркировочной краски дополнительного покрытия могут также состоять из композиции маркировочной краски, включающей в себя гидрофильный компонент.

Множество капель 42 маркировочной краски дополнительного покрытия может в совокупности сформировать часть шаблона нанесения, который, в свою очередь, может образовывать всю или часть изображения. Кроме того, как в целом показано на Фиг. 1, части одной или нескольких смежных капель 42 маркировочной краски дополнительного покрытия могут перекрываться или смешиваться друг с другом. Дополнительное покрытие 40 и составляющие его капли 42 маркировочной краски дополнительного покрытия могут содержать различные известные цвета, включая, без ограничения, первичные цвета печати, такие как голубой, пурпурный и желтый. Кроме того, управление наложением или комбинацией определенных цветов в определенных областях может обеспечить дополнительные «переработанные» цвета. Кроме того, капли 42 маркировочной краски дополнительного покрытия могут иметь способность отверждения. Например, капли маркировочной краски дополнительного покрытия со способностью отверждения под воздействием УФ излучения могут содержать все предполагаемое изображение или часть предполагаемого изображения. Когда отверждение осуществляется под воздействием излучения, композиция маркировочной краски может включать в себя фотоинициатор. Кроме того, отмечается, что отвержденная маркировочная краска на поверхности тары может в основном удерживаться двумя связями - то есть полярной связью между полимером маркировочной краски и пластмассой, и механической связью, возникающей в результате того, что поверхность пластмассы имеет неровную поверхность на микроскопическом уровне (например, микроструктуры). Для ряда вариантов осуществления настоящего изобретения наилучшим является использование обеих связей. Для некоторых применений гидрофильный компонент может лучше работать на механических связях, тогда как кислотный компонент может лучше работать на полярных связях. В зависимости от применения капли маркировочной краски дополнительного покрытия могут варьироваться в диаметре, который может находится в диапазоне, например, от около 10 микрон до около 200 микрон. Дополнительное покрытие 40 может быть нанесено на поверхность 10 тары во второй момент времени t₂ и при второй температуре T₂, при этом вторая температура T₂, при которой наносится дополнительное покрытие 40, обычно меньше, чем первая температура T₁, при которой наносится базовое покрытие 30.

В вариантах осуществления данного изобретения время между нанесением базового покрытия и нанесением дополнительного покрытия (например, t₂ минус t₁) может быть уменьшено - например, до десяти секунд или менее. Для некоторых вариантов осуществления изобретения разница во времени нанесения будет составлять от двух до шести секунд. Кроме того, в вариантах осуществления изобретения разницу температур между температурой, при которой нанесено базовое покрытие 30 и температурой, при которой дополнительное покрытие 40 наносится на часть базового покрытия 30, то есть T₁ минус T₂, можно регулировать до значения равного или менее чем около 10°F. В некоторых вариантах осуществления изобретения разница температур нанесения составляет от около 5°F до около 10°F. Кроме того, для некоторых случаев нанесения может быть желательным изменение температур, связанных с нанесением базового покрытия 30 и дополнительного покрытия 40, так что соответствующие температуры нанесения будут ближе друг к другу - т. е. чтобы разница температур между нанесенными покрытиями была уменьшена или сведена к минимуму. Такой вариант может быть достигнут, например, путем (а) снижения/уменьшения T₁, (b) повышения/увеличения T2 или (c) комбинации (а) и (b). Такое вышеупомянутое управление временем и/или температурой в отношении нанесения базового покрытия и дополнительного покрытия могут обеспечить лучшую адгезию полученного в результате нанесенного изображения в отношении данного изделия.

Отмечается, что в дополнение к времени и температуре, фактором, который также может влиять на эффективную скорость отверждения для нанесенного изображения, является поверхностная плотность потока излучения. То есть с конкретными моментами времени (например, t₁ и t₂) и температурами (например, T₁ и T₂) может быть связана поверхностная плотность потока излучения - т.е. ε₁ и ε₂. Например, в вариантах осуществления изобретения базовое покрытие может быть отверждено при поверхностной плотности потока излучения ε_l, а связанное дополнительное покрытие может быть отверждено при поверхностной плотности потока излучения ε₂. Кроме того, в вариантах осуществления изобретения эффективная скорость отверждения, которая может быть основана на комбинации времени, температуры и поверхностной плотности потока излучения, может быть обеспечена, как правило, следующим уравнением:

Поверхностная плотность потока излучения (ε)=(dΦ/dA)

при этом, Φ=поток излучения (измеренный в ваттах), а A= площадь (см ²)

Например, без ограничения, диапазон поверхностной плотности потока излучения для некоторых вариантов осуществления изобретения будет составлять от около 0,1 Вт/см² до около 10,0 Вт/см².

Для некоторых применений, например, когда используются маркировочная краска со способностью отверждения (например, маркировочная краска со способностью отверждения под воздействием УФ излучения или маркировочная краска со способностью отверждения под воздействием облучения), соответствующее покрытие или маркировочная краска могут быть отверждены после каждой соответствующей станции нанесения изображения. Например, без ограничения, вариант осуществления способа может по меньшей мере частично включать в себя: нанесение базового покрытия; этап отверждения; нанесение дополнительного покрытия и этап отверждения. В качестве альтернативы, а также в качестве примера, но без ограничения изобретения, способ может по меньшей мере частично включать: нанесение базового покрытия, этап отверждения, нанесение базового покрытия, этап отверждения, нанесения дополнительного покрытия и этап отверждения.

Кроме того, для вариантов осуществления данного изобретения может быть желательно, чтобы скорость производства/последующей обработки тары/бутылок соответствовала или в основном соответствовала скорости потока/обработки соответствующей печатной машины (машин).

Кроме того, было обнаружено, что качество нанесенных изображений может быть по меньшей мере частично управляться и/или улучшаться с помощью одной или нескольких из следующих технологий:

(a) выбор и/или калибровка наборов маркировочной краски;

(b) управление температурой подложки (то есть поверхности тары); и/или

(c) управление временем.

Что касается выбора и/или калибровки наборов маркировочной краски, они выполняются по меньшей мере частично путем выбора и/или калибровки маркировочной краски, содержащей базовое и дополнительное покрытия. Было обнаружено, что используемые маркировочные краски могут быть выбраны для обеспечения желаемых временных и/или температурных характеристик, в том числе по отношению друг к другу в комбинации. Например, выбор определенных маркировочных красок с заданной вязкостью может демонстрировать или обеспечивать определенные желаемые эффекты, связанные с температурой.

Что касается управления температурой подложки (то есть поверхности тары), то соответствующая часть боковой стенки (или другой части тары) может быть нагрета до определенной температуры или в какой-то мере контролироваться. Например, данная часть тары может быть предварительно обработана. Такая предварительная обработка может быть облегчена с использованием различных известных технологий, которые могут включать в себя, без ограничения, обработку пламенем, обработку коронным разрядом и плазменную обработку. Однако данное изобретение не ограничивается этими конкретными технологиями предварительной обработки.

Что касается управления временем, то можно управлять временем, связанным с перемещением тары, например, через производственную машину, а также временем нанесения базового покрытия и/или дополнительного покрытия. Может быть желательным, чтобы скорость производства/последующей обработки тары/бутылок соответствовала или в основном соответствовала скорости потока/обработки соответствующей печатной машины (машин).

Настоящее изобретение может также включать в себя систему для определения или оценки «приемлемости», такой как коммерческая приемлемость тары, имеющей нанесенное изображение, такое как маркировка, нанесенная цифровой печатью. То есть для вариантов осуществления данного изобретения система для определения или оценки может обеспечить «оценку адгезии». Фиг. 2 является общим представлением таблицы/матрицы оценки качества, которая может использоваться для того, чтобы определить или оценить приемлемости нанесенного на тару изображения. Как показано в целом, ось Y может содержать числа, связанные с общей оценкой «прошло успешно» - «окончилось неудачей». В проиллюстрированном варианте осуществления изобретения числа от 1 до 5 показывают, что тара является неприемлемой, а числа от 6 до 9 указывают, что соответствующая тара являются приемлемой. Важно отметить, что хотя оценка по меньшей мере 6 будет указывать «прошло успешно» как приемлемое значение по отношению к текущей таблице/матрице, данное изобретение не ограничивается конкретной показанной таблицей/матрицей, и в качестве альтернативы может быть предоставлено больше оценок прохождения и/или проходной балл может быть поднят или снижен по желанию или необходимости. Множество тестов, которые могут включать в себя различные стандартные тесты, в том числе ранее отмеченные, представлены в столбцах, размещенных по оси X. Например, без ограничения, Тест 1 может включать в себя «Тест Sutherland Rub», Тест 2 может содержать «Тест методом клейкой ленты 3M №610», Тест 3 может включать в себя «Тест моделирования доставки», а Тест 4 может содержать «Тест методом клейкой ленты 3M №810». Как в целом показано в таблице, различные обозначения «прошло успешно» - «окончилось неудачей» могут быть представлены в таблице в связи с каждым отмеченным Тестом. Что касается некоторых из вышеупомянутых «стандартных» тестов, тесты могут быть изменены соответствующим образом для использования в связи с наносимым изображением в отличие от традиционно наносимой маркировки. Например, при различных тестах методом клейкой ленты, которые могут следовать стандартам ASTM D 3359-08, тесты, связанные с таблицей/матрицей, могут включать или не включать в себя срезание участка изображения с помощью режущего инструмента до применения чувствительной к давлению клейкой ленты. То есть в одном варианте осуществления изобретения «Тест 2» может включать в себя «модифицированный» тест методом клейкой ленты 3М №610, поскольку часть участка изображения тары, который подвергается тестированию, не будет поперечно разрезан или иным образом отделен от тары. Кроме того, на таблице, представленной на Фиг. 2, указание «прошло успешно» по отношению к тестам методом клейкой ленты, непосредственно использующим модифицированный стандарт ASTM (то есть тест не включает поперечное разрезание/отделение), обычно будет представлять собой любые удаленные части, не превышающие 2,0 мм². Что касается тестов методом клейкой ленты, непосредственно применяющих стандарт ASTM, указание «прошло успешно» обычно представляет собой классификацию «4B» или «5B» (в соответствии с Фиг. 1 - Классификация результатов теста адгезии - ASTM), или будет удалено менее 5% нанесенной области.

В одном варианте осуществления изобретения желательно предоставить тару с нанесенным изображением (например, нанесенным цифровой печатью изображением), которая, как минимум, успешно проходит модифицированный тест методом клейкой ленты 3M №610 и, тем не менее, «пригодно для вторичной переработки». Изображение, которое цифровой печатью наносится на тару, считается «пригодным для вторичной переработки», если оно достигнет значения по классификации меньшего, чем «4B» (т.е. 5% или больше площади удаляется), используя стандарт ASTM D 3359 теста методом клейкой ленты №810. Тара с нанесенным цифровой печатью изображением, которая успешно проходит Тест 2 (модифицированный Тест методом клейкой ленты 3M №610) и Тест 3 (Тест моделирования доставки»), но все же не проходит Тест 4 (Тест методом клейкой ленты 3M №810), достигает показателя адгезии либо 6,0, либо 7,0. Такая тара с нанесенным изображением, имеющим показатель адгезии 6,0 или 7,0, коммерчески подходит для перевозки товара (то есть успешно проходит Тест моделирования доставки), обеспечивая при этом адгезию, связанную с нанесенным изображением, которая является достаточной для нормального/предназначенного использования, но благоприятно отделяется для последующей вторичной переработки. Иными словами, адгезия, связанная с выполненным цифровой печатью изображением является достаточно прочной для целевого использования, но не препятствует отделению во время вторичной переработки.

Что касается такой таблицы/матрицы, каждый тест может проводиться на соответствующей требованиям (например, статистически значимой или представительной) выборке тары. После завершения всех тестов результаты могут быть сведены в таблицу и введены в таблицу/матрицу, чтобы обеспечить оценку «адгезии». Соответствующие результаты оценки могут быть скоррелированы.

Помимо прочего, принципы настоящего раскрытия могут обеспечить улучшенную способность к вторичной переработке. Эффективная вторичная переработка маркировочной краски, нанесенной на различные изделиях может обеспечить ряд преимуществ по затратам и эффективности, а также обеспечить преимущества для окружающей среды. Например, без ограничения, тара с нанесенным цифровой печатью изображениями (которые могут быть образованы маркировочной краской со способностью отверждения в результате воздействия УФ излучения или маркировочной краской со способностью отверждения в результате воздействия облучения) которые содержат по меньшей мере частично, композицию маркировочной краски, включающую в себя гидрофильный и/или кислотный компонент, может быть удобно выведена из обращения по сравнению с традиционными способами переработки пластмассы. Способ, вторичной переработки пластиковой тары, принятый в качестве отраслевого стандарта, обычно включает в себя измельчение тары в гранулированные хлопья пластмассы, обработку таких хлопьев способом воздействия щелочным промывочным раствором с высокой температурой, сушку очищенных хлопьев, сортировку и экструзию в гранулы смолы для последующей перепродажи. В вариантах осуществления изобретения, которые воплощают аспекты описанных принципов, нанесенное на тару цифровой печатью изображение может оставаться с хлопьями смолы после способа измельчения, нанесенное цифровой печатью изображение будет в значительной степени отделено от хлопьев смолы во время способа воздействия щелочным промывочным раствором с высокой температурой, который может активно перемешиваться, и таким образом не загрязнять чистые хлопья смолы, которые должны быть образованы в гранулы смолы.

При использовании технологий отделения существует по меньшей мере четыре методологии, которые могут быть использованы - отдельно или в различных комбинациях - для использования полярных и/или механических связей для содействия удалению маркировочной краски с поверхности изделия. Технологии включают в себя такие, которые используют: (1) растворы на водной основе или на жидкой основе (например, для добавок с гидрофильными компонентами или таких, которые имеют требуемые значения Tg и кислотные числа, как описано в данном документе), (2) компоненты щелочного раствора (например, для добавок с кислотными компонентами или желаемой комбинации Tg и кислотного числа, как описано в данном документе) ̶ т.e., химические реакции могут быть использованы для высвобождения полярных связей, (3) нагрев или температуру, и/или (4) механическую силу (например, струю, подаваемую под высоким давлением (psi, фунт на квадратный дюйм, 1 фунт/кв. дюйм=6894, 757 Па)), или любые их комбинации.

Данное изобретение предусматривает ряд способов вторичной переработки, которые могут быть использованы для удаления с изделия маркировочной краски. Например, один вариант осуществления способа для переработки тара из пластмассы включает в себя: обеспечение тары из пластмассы с нанесенным цифровой печатью изображением, композиция маркировочной краски, включает с себя добавку, способствующую удалению (например, гидрофильный или кислотный компонент), и обработку нанесенного цифровой печатью изображения раствору на жидкой основе - например, воде с компонентами щелочного раствора или без компонентов щелочного раствора - при повышенной температуре; необязательным условием является перемешивание раствора. До или после воздействия тара может подвергаться операции измельчения. Можно сказать, что аналогичные варианты осуществления изобретения функционируют по типу, который включает в себя сухое измельчение, вымывание, промывание, сушку и вымывание.

Другой способ, который может быть более похожим на обычную промышленную вторичную переработку и является коммерчески доступным (например, от компании SOREMA (Италия)), можно сказать, включает в себя однократное промывание, мокрое измельчение, центрифугирование, сортировку и бак с поплавковым регулятором уровня/отделение. Например, «однократное промывание» может быть использовано путем подачи бутылок (например, с помощью регулирующего винта или многовинтовой системы) через промывку под высоким давлением (например, высокотемпературную щелочную промывку). Это может добавить компонент механической силы для облегчения удаления маркировки. Как правило, бутылки являются целыми, то есть не сминаются до такой промывки. Материалы, в том числе полимеризованная маркировочная краска, могут быть смыты и помещены в систему сбора или решетчатую систему, расположенную ниже транспортировочного механизма.

В дополнительном аспекте данное изобретение относится к способу удаления отвержденной маркировочной краски с тары из пластмассы, способ содержит: (а) обеспечение тара из пластмассы, которая имеет криволинейную внешнюю поверхность с изображением, нанесенным цифровой печатью непосредственно на изогнутую внешнюю поверхность тары из пластмассы с помощью способа струйной печати «нанесение капли в нужную точку в нужный момент», изображение содержит отвержденные капли маркировочной краски, нанесенные непосредственно на изогнутую наружную поверхность тары из пластмассы и имеющую оценку адгезии по меньшей мере 6,0 и вплоть до около 9,0, и капли маркировочной краски содержат композицию, включающую добавку, способствующую удалению маркировочной краски, имеющую температуру стеклования менее чем около 100°С; (b) обработку по меньшей мере части нанесенным цифровой печатью изображения тары из пластмассы основным раствором при повышенной температуре, по меньшей мере около 70°С и (c) удаление по меньшей мере части нанесенного цифровой печатью изображения с изогнутой наружной поверхности, на которую было нанесено изображение.

В дополнительном аспекте тара из пластмассы представляет собой бутылку. Еще в одном аспекте тара из пластмассы состоит из одного или нескольких из следующих материалов: полиэтилена, полиэтилентерефталата, полиэтилена высокой плотности и полипропилена.

В дополнительном аспекте добавка, способствующая удалению маркировочной краски, содержит стирол-малеиновый ангидридный сополимера. В еще одном аспекте добавка, способствующая удалению маркировочной краски, имеет температуру стеклования (Tg) в диапазоне от около 50°С до около 130°С. В еще одном аспекте добавка, способствующая удалению маркировочной краски, имеет температуру стеклования (Tg) в интервале от около 65°С до около 110°С. В еще одном аспекте добавка, способствующая удалению маркировочной краски, имеет температуру стеклования (Tg) в диапазоне от около 55°С до около 65°С. В еще одном аспекте добавка, способствующая удалению маркировочной краски, имеет кислотное число в диапазоне от около 150 мг КОН/г до около 205 мг КОН/г. В еще одном аспекте добавка, способствующая удалению маркировочной краски, имеет кислотное число в диапазоне от около 165 мг КОН/г до около 205 мг КОН/г.

В дополнительном аспекте основной раствор представляет собой водный раствор, имеющий рН в диапазоне около 12-13 и при этом повышенная температура находится в интервале от около 70 до 90°С. В еще одном аспекте этап удаления включает в себя скобление или вытирание маркировочной краски с тары после обработки изображения основным раствором. В еще одном аспекте маркировочная краска механически удаляется в виде хлопьев или пленки.

Вышеупомянутые описания конкретных вариантов осуществления настоящего изобретения были представлены в иллюстративных и описательных целях. Настоящее описание не предназначено для того, чтобы являться исчерпывающим или ограничивать изобретение точными описанными формами, при этом возможны различные модификации и изменения в свете вышеприведенных принципов. Варианты осуществления изобретения были выбраны и описаны для объяснения принципов изобретения и его практического применения, чтобы тем самым дать возможность другим специалистам в данной области техники использовать данное изобретение и различные варианты осуществления изобретения с различными модификациями, которые подходят для конкретного использования. Предполагается, что объем данное изобретения определяется пунктами формулы изобретения, прилагаемой к настоящему документу, и их эквивалентами.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Следующие примеры приведены, чтобы предоставить специалистам в данной области техники полное раскрытие и описание того, как получаются и оцениваются соединения, композиции, изделия, устройства и/или способы, заявленные в настоящем документе, и предназначены лишь для иллюстративного описания, а не для ограничения данного изобретения. Для обеспечения точности в отношении чисел (например, количества, температуры и т.д.) были предприняты соответствующие усилия, но следует учитывать некоторые погрешности и отклонения. Если не указано иное, то доли представляют собой массовые доли, температура выражена в °C или представляет собой комнатную температуру, а давление равно атмосферному или около него.

В следующих типовых примерах различные композиция маркировочной краски в соответствии с настоящим изобретением были получены и испытаны для использования при прямой печати на внешнюю поверхность изделия из пластмассы. Композиции маркировочной краски могут быть получены с помощью того, что сначала растворяется добавка, способствующая удалению маркировочной краски, в несущей среде, а затем раствор несущей среды добавляется к основной маркировочной краске. Затем полученная композиция маркировочной краски может быть использована при прямой печати на внешнюю поверхность изделия из пластмассы.

Также были оценены производительность и способность к вторичной переработке различных композиций маркировочной краски на изделиях из пластмассы. Композиции маркировочной краски, в том числе маркировочная краска со способностью отверждения в результате воздействия УФ излучения с добавкой, способствующей удалению, и несущая среда, были нанесены методом прямой печати на поверхность образцов полиэтилентерефталата (ПЭТ), полиэтилена (ПЭ) и/или полиэтилена высокой плотности (ПЭВП) и отверждены.

Затем отвержденную маркировочную краску образца подвергали тесту на удаление маркировочной краски, который мог включать в себя тестирование одной или нескольких из: характеристик адгезии, устойчивости к царапанию и устойчивости к растворителям. Образцы могут быть подвергнуты обработке различными омывающими растворами, которые могут облегчить удаление маркировки, как общеизвестно в области вторичной переработки тары из пластмассы, например омывающим раствором, содержащий уровень рН по меньшей мере 9,0 и при нагревании раствора до около 75°С или 85°C. Тестирование проводилось в периоды времени, включающие в себя момент времени немедленно после обработки (немедленно) и через 1 час (1 ч) после обработки.

Материалы, представленные в Таблице 1, были использованы для получения описанных и оцененных в данном документе композиций.

Таблица 1

1. ПРИМЕР 1.

В нижеследующем примере добавками, способствующими удалению тестируемых образцов были парафины и смолы. Несущая среда представляла собой ацетон или N-метил-2-пирролидон (NMP) (коммерчески доступный от компании Sigma Aldrich). Представленные в изобретении составы маркировочной краски и данные о производительности приведены ниже в Таблицах 2-5. Для следующих данных «прошло успешно» означает, что удаление маркировочной краски не наблюдалось, а «окончилось неудачей» указывает на то, что наблюдалось значительное и/или полное удаление маркировочной краски. Любое из перечисленных значений % соответствует наблюдаемому % удаления маркировочной краски.

Таблица 2

окончилось неудачей*=окончилось неудачей частично из-за недостаточной адгезии клейкой ленты к поверхности; маркировочная краска легко удаляется

Таблица 2. (продолжение)

Таблица 3

Таблица 3. (продолжение)

Таблица 4

Таблица 4. (продолжение)

Таблица 5

Таблица 5. (продолжение)

НЕ ПРИМЕНИМО*=удаление маркировочной краски слишком велико, чтобы проверить (вся маркировочная краска удалена)

Как показывают данные, образцы SMA3840 и SMA1440F состава маркировочной краски демонстрируют улучшенные характеристики. Состав SMA3840 маркировочной краски показал некоторые признаки улучшения, которые указывают на улучшение удаления маркировочной краски по сравнению с контрольным. Состав SMA1440F маркировочной краски не показал значительных признаков во время обычных тестов («в использовании»), но показал значительные признаки удаления во время теста промывки щелочным раствором. Тестирование повторяли несколько раз на ПЭТ, EPET и ПЭ, все демонстрировали хорошее удаление в тесте промывки щелочным раствором.

2. ПРИМЕР 2.

В этом примере композиции маркировочной краски, которые включают в себя белую маркировочную краску со способностью отверждения в результате воздействия УФ излучения с добавкой, способствующей удалению и несущей средой были непосредственно нанесены на поверхность образцов полиэтилентерефталата (ПЭТ) и полиэтилена высокой плотности (ПЭВП) и отверждены. Добавка, способствующая удалению испытываемых образцов представляла собой стирол-малеиновый ангидридный сополимер (SMA1440F, коммерчески доступный от компании Cray Valley USA, LLC), а несущая среда представляла собой N-метил-2-пирролидон (NMP, коммерчески доступный от компании Sigma Aldrich). Ниже в Таблице 6 представлены составы маркировочной краски и данные о производительности.

Таблица 6

% удаленной маркировочной краски/счищенных хлопьев (на основе визуального анализа)

Как показывают данные, наблюдалось почти 100% удаление композиций для краски согласно изобретению по сравнению с удалением маркировочной краски только на 50-60% стандартных контрольных образцов маркировочной краски. На образцах ПЭВП композиции маркировочной краски согласно изобретению демонстрируют удаление более чем 50% маркировочной краски по сравнению с удалением лишь приблизительно 10% маркировочной краски для стандартных контрольных образцов маркировочной краски. Результаты композиций маркировочной краски согласно настоящему изобретению удовлетворяют текущим нормативам вторичной переработки, опубликованным Ассоциацией переработчиков полимерных бытовых отходов.

Специалистам в данной области понятно, что для настоящего изобретения могут быть сделаны различные модификации и изменения без отступления от объема или сущности данного изобретения. Другие варианты осуществления данного изобретения будут очевидны для специалистов в данной области техники после рассмотрения описания и практики изобретения, описанных в данном документе. Предполагается, что описание и примеры следует рассматривать лишь как иллюстративные, при этом истинный объем и сущность настоящего изобретения указаны в нижеследующей формуле изобретения.

Реферат

Изобретение относится к композициям маркировочной краски для технологии цифровой печати на внешней поверхности изделия из пластмассы. Композиции маркировочной краски содержат добавку, способствующую удалению маркировочной краски. В некоторых аспектах добавка, способствующая удалению маркировочной краски, может способствовать отделению изображения от внешней поверхности изделия или ослаблению адгезии с внешней поверхностью изделия в случае, когда изображение подвергается воздействию раствора на жидкой основе при повышенной температуре. Также описаны пригодные для вторичной переработки изделия из пластмассы, которые имеют внешнюю поверхность с нанесенным на нее, с использованием описанных композиций маркировочной краски, изображением, и способы удаления отвержденной маркировочной краски с тары из пластмассы. Представленный реферат предусмотрен в качестве инструмента сканирования для поиска в определенной области техники и не предназначен для ограничения данного изобретения. 4 н. и 49 з.п. ф-лы, 6 табл., 2 пр., 2 ил.

Формула