專(zhuān)利名稱：油墨/染料接受性薄膜、紙和織物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種丙烯酸酯涂料，其能夠賦予對(duì)聚烯烴基材，比如聚丙烯和聚乙烯增強(qiáng)的附著力特性。當(dāng)該種丙烯酸酯聚合物作為油墨/染料吸收涂料用在固有地非油墨/染料接受性的軋制產(chǎn)品時(shí)，其還可以增強(qiáng)油墨或染料的接受性并增強(qiáng)圖像質(zhì)量。
背景技術(shù)：
軋制產(chǎn)品具有廣泛的用途，比如標(biāo)牌、印花面料以及作為印刷介質(zhì)。在大多數(shù)上述應(yīng)用中，重要的是軋制產(chǎn)品能容易地接受正常的印刷油墨，但同時(shí)重要的是其在所有類(lèi)型的天氣條件下，比如雨、雪和紫外線下也能夠抗染色。目前在軋制產(chǎn)品中使用了很多不同的天然和合成聚合物，其能夠在不同程度上滿足不同應(yīng)用的需要。例如，聚丙烯通常表現(xiàn)出了非凡的防水和耐化學(xué)性。聚丙烯還具有可回收的優(yōu)勢(shì)，這對(duì)世界許多地區(qū)不斷增長(zhǎng)的經(jīng)濟(jì) 和環(huán)境重要性來(lái)說(shuō)是一個(gè)特點(diǎn)。憑借其理想的物理性質(zhì)參數(shù)，聚丙烯軋制產(chǎn)品可廣泛的用于薄膜、織造織物和非織造織物。但是，未改性的聚丙烯有油墨吸收性能差的傾向。這是由于在許多涂料配方中所使用的聚合物對(duì)聚丙烯薄膜粘附性能差。因此，通常要對(duì)聚丙烯薄膜進(jìn)行電暈和/或等離子處理，以增強(qiáng)其吸收油墨的性能。美國(guó)專(zhuān)利5，700，867公開(kāi)了一種水性聚氨酯分散體，其具有離子官能團(tuán)，聚氧乙烯單元和肼基團(tuán)，其可用在油墨、涂料和粘合劑組合物中。聚合物中的聚氧乙烯單元可在水性聚氨酯的主鏈中，在主鏈的端部或在側(cè)鏈上?；跇?shù)脂的重量，聚氧乙烯單元的的重量為20%或更少。公開(kāi)的組合物的理想的性能包括貯存穩(wěn)定性、耐水性、顏料分散性和粘附性。美國(guó)專(zhuān)利5，043, 381涉及一種非離子型水分散型聚氨酯水性分散體，該聚氨酯具有聚氧乙烯側(cè)鏈，以及每3000-100000原子重量單位一個(gè)交聯(lián)。美國(guó)專(zhuān)利4，992，507涉及一種非離子型水分散型聚氨酯的水性分散體，該聚氨酯具有聚氧乙烯側(cè)鏈和游離酸或游離叔氨基團(tuán)。在上述后兩個(gè)專(zhuān)利中，均提到具有聚氧乙烯側(cè)鏈的二醇和二異氰酸酯，如分別在美國(guó)專(zhuān)利3，905, 929和3，920, 598中提到的。這里公開(kāi)的水性分散體可用于涂料組合物。美國(guó)專(zhuān)利4，983，662涉及一種可自交聯(lián)的水性涂料組合物，其包括至少一種聚氨酯的水性分散體，并在其中具有肼(或腙)基團(tuán)和羰基官能團(tuán)以進(jìn)行自交聯(lián)反應(yīng)，在自交聯(lián)反應(yīng)中,聚氨酯通過(guò)在膜形成之前或之后的亞胺形成反應(yīng)參與自交聯(lián)反應(yīng)。美國(guó)專(zhuān)利4，190，566涉及非離子水分散型聚氨酯，其具有基本線性的分子結(jié)構(gòu)，并且側(cè)聚氧化亞烷基鏈上有大約3-30重量％的橫向聚氧化亞烷基聚醚鏈。這些聚合物的鏈上由40-95%的氧化乙烯單元和5-60%特定的其他烯烴氧化單元組成，特定的其他烯烴氧化單元選自氧化丙烯、氧化丁烯和氧化苯乙烯。這些水分散型聚氨酯公開(kāi)的多種用途中包括涂料。美國(guó)專(zhuān)利4，092，286涉及水分散型聚氨酯彈性體，其具有基本線性的分子結(jié)構(gòu)，特征在于(a)基于整個(gè)聚氨酯，其具有約O. 5%-約10重量％的氧化烷基側(cè)鏈，以及
(b)=N+=, -C00_*-S03_基團(tuán)的含量為每IOOg大約O. 1-15毫當(dāng)量。除其他用途外，這些水分散型聚氨酯彈性體也可用作涂料。國(guó)際申請(qǐng)WO 2009/082640A1公開(kāi)了一種聚合方法，其用于共聚疏水性烯屬不飽和烯烴和極性單體，比如丙烯酸酯。該方法使用酸源來(lái)調(diào)整/催化極性單體和/或極性單體中自由基激活的重復(fù)單元的反應(yīng)性，從而促進(jìn)烯屬不飽和烯烴的結(jié)合。通過(guò)該方法獲得的共聚物對(duì)多種聚合和/或極性基材，比如聚烯烴、丙烯酸酯涂料和木材層顯示出了有益的結(jié)合性能。人們希望開(kāi)發(fā)出一種能夠改善薄膜，尤其是聚烯烴薄膜，紙制品和織物的油墨/染料接受性能的涂料。例如，如果可以確定一種水基丙烯酸酯聚合物分散體或配方，其能夠用于涂覆薄膜、紙制品、非織造織物和機(jī)織織物，以通過(guò)現(xiàn)有技術(shù)中已知的技術(shù)，比如噴墨印刷，旋轉(zhuǎn)和平面絲網(wǎng)印刷，軋染，刮涂，噴涂，凹版印刷和類(lèi)似的方法來(lái)增強(qiáng)這些物件的可印刷性和著色性，那將是非常有益的。發(fā)明概述本發(fā)明公開(kāi)了對(duì)油墨或染料更具有接受性的薄膜、紙和織物(包括織造和非織造)。相對(duì)于競(jìng)爭(zhēng)性脂肪族聚氨酯聚合物，本發(fā)明的丙烯酸類(lèi)平臺(tái)技術(shù)一般更具成本效益。這些油墨/染料接受性產(chǎn)品是通過(guò)用特定的丙烯酸酯聚合物涂覆薄膜、紙或織物來(lái)制成?！み@些油墨/染料接受性薄膜、紙和織物可在之后用于制作層壓或涂覆制品。在這樣的制品中，由于能夠接受油墨或染料來(lái)形成標(biāo)記和/或觀賞裝飾，油墨/染料接受性薄膜、紙和織物通常用作制品的外層。本發(fā)明更具體地公開(kāi)了一種油墨/染料接受性薄膜，該薄膜包括基底薄膜，其上涂覆有丙烯酸酯聚合物，其中基底薄膜包含聚烯烴以及約O. 1-20重量％的至少一種填料，并且其中丙烯酸酯聚合物包含(a) 1-20重量％的至少一種含有4-30個(gè)碳原子的不飽和脂肪族烯烴單體的重復(fù)單元，(b) 50-99重量％的至少一種丙烯酸酯單體的重復(fù)單元，和任選地(c) O. 2-30重量％選自不飽和羧酸，甲基丙烯酸酯單體，不飽和含腈基的單體，和乙烯基單體(如苯乙烯，α-甲基苯乙烯，和乙酸乙烯酯)的至少一種附加烯屬不飽和單體的重復(fù)單元。本發(fā)明進(jìn)一步公開(kāi)了一種具有增強(qiáng)的油墨/染料接受性能和增強(qiáng)的粘合特性的織物，該織物包含基底織物，其中基底織物包含由聚烯烴組成的長(zhǎng)絲以及約1-20重量％的至少一種填料，其中聚烯烴織物上涂覆有丙烯酸酯聚合物，該丙烯酸酯聚合物包含(a) 1-20重量％的至少一種含有4-30個(gè)碳原子的不飽和脂肪族烯烴單體的重復(fù)單元，(b) 50-99重量％的至少一種丙烯酸酯單體的重復(fù)單元,和任選地(c) O. 2-30重量％選自不飽和羧酸，甲基丙烯酸酯單體，不飽和含腈基的單體，和乙烯基單體的至少一種附加烯屬不飽和單體的重復(fù)單元。本發(fā)明還公開(kāi)了一種油墨/染料接受性紙，該紙包含紙層，其中紙層涂覆有丙烯酸酯聚合物，該聚合物包含(a) 1-20重量％的至少一種含有4-30個(gè)碳原子的不飽和脂肪族烯烴單體的重復(fù)單元，(b) 50-99重量％的至少一種丙烯酸酯單體的重復(fù)單元，和任選地
(c)O. 2-30重量％選自不飽和羧酸，甲基丙烯酸酯單體，不飽和含腈基的單體，和乙烯基單體的至少一種附加烯屬不飽和單體的重復(fù)單元。本發(fā)明進(jìn)一步公開(kāi)了處理基底薄膜以使其對(duì)油墨/染料更具有接受性的方法，該方法包括用丙烯酸酯聚合物涂覆基底薄膜，其中基底薄膜包含約1-20重量％的至少一種填料，并且其中丙烯酸酯聚合物包含(a) 1-20重量％的至少一種含有4-30個(gè)碳原子的不飽和脂肪族烯烴單體的重復(fù)單元，(b) 50-99重量％的至少一種丙烯酸酯單體的重復(fù)單元，和任選地(C) O. 2-30重量％選自不飽和羧酸，甲基丙烯酸酯單體，不飽和含腈基的單體，和乙烯基單體的至少一種附加烯屬不飽和單體的重復(fù)單元。本發(fā)明還公開(kāi)了一種處理包含烯烴纖維的織物以使其更容易接受油墨的方法，該方法包括用丙烯酸酯聚合物涂覆織物，其中織物中的烯烴纖維包含用量為至多20重量％的至少一種填料，并且其中丙烯酸酯聚合物包含(a) 1-20重量％的至少一種含有4-30個(gè)碳原子的不飽和脂肪族烯烴單體的重復(fù)單元，(b) 50-98. 5重量％的至少一種丙烯酸酯單體的重復(fù)單元，和任選地(c)0. 2-30重量％選自不飽和羧酸，甲基丙烯酸酯單體，不飽和含腈基的單體，和乙烯基單體的至少一種附加烯屬不飽和單體的重復(fù)單元。發(fā)明詳述本發(fā)明中用于涂覆薄膜、紙和織物以使其更容易接受油墨/染料的丙烯酸酯聚合 物包含(a) 1-20重量％的至少一種含有4-30個(gè)碳原子的不飽和脂肪族烯烴單體的重復(fù)單元，(b) 50-98. 5重量％的至少一種丙烯酸酯單體的重復(fù)單元，和(c)0. 2-30重量％選自不飽和羧酸，甲基丙烯酸酯單體，不飽和含腈基的單體，和乙酸乙烯酯的至少一種附加烯屬不飽和單體的重復(fù)單元。該丙烯酸酯聚合物還可任選地含有至多2重量％的交聯(lián)劑，比如雙官能丙烯酸酯，雙官能甲基丙烯酸酯，三官能丙烯酸酯，三官能甲基丙烯酸酯，1，4-丁二醇二甲基丙烯酸酯，二乙烯苯及類(lèi)似物。當(dāng)丙烯酸酯聚合物中含有交聯(lián)劑時(shí)，其通常的含量范圍在約O. 2-0. 4重量％內(nèi)。不飽和脂肪族烯烴單體可為直鏈、支鏈或環(huán)狀結(jié)構(gòu)，和將具有4-30個(gè)碳原子。但是，使用的烯烴單體不能為苯乙烯類(lèi)型的單體，這種單體的的脂肪族特性在單體的前兩個(gè)碳原子之后就不存在了。丙烯酸酯聚合物包含(a)至少一種含有4-30個(gè)碳原子的不飽和脂肪族烯烴單體的重復(fù)單元主(b)含有羰基或氮原子的至少一種烯屬不飽和單體的重復(fù)單元。在一個(gè)實(shí)施方案中，不飽和脂肪族烯烴單體具有通式=CH2=CR1R2,其中R1表示具有1-28個(gè)碳原子的直鏈、支鏈或環(huán)狀烷基，R2表示氫原子或者與R1相同的烷基，并且R1和R2 —共具有不多于28個(gè)碳原子。烯烴單體通常含有5-20個(gè)碳原子，更為通常含有5-12個(gè)碳原子。在大多數(shù)情況中，烯烴單體含有約6-10個(gè)碳原子。在多數(shù)情況中，烯烴單體為α -烯烴單體，比如I- 丁烯，I-戊烯，I-己烯，或I-庚烯。在其他實(shí)施方案中，其可為單，雙或三取代的末端烯經(jīng)，比如異丁烯，2-甲基-I-戍烯,2, 4, 4- 二甲基-I-戍烯或2-甲基-I-己烯。丙烯酸酯單體具有如下的結(jié)構(gòu)
O
Il
H2C=CH—C-~O·~R其中R表示烷基，其可為直鏈或支鏈，并且可含有雜原子，比如氮和氧，其具有約
1-30個(gè)碳原子。在大多數(shù)情況中，R可為烷基，其可為直鏈或支鏈并且可包括雜原子，比如氮和氧，并且含有1-24個(gè)碳原子，更為普遍含有1-10個(gè)碳原子。例如，R可為含有1-10個(gè)碳原子直鏈或支鏈烷基基團(tuán)。某些代表性的可使用的丙烯酸酯單體的例子包括，丙烯酸甲酯，丙烯酸乙酯，丙烯酸正丙酯，丙烯酸異丙酯，丙烯酸正丁酯，丙烯酸叔丁酯，丙烯酸異丁酯，丙烯酸正戊酯，丙烯酸叔戊酯，丙烯酸異戊酯，丙烯酸正己酯，丙烯酸2-羥乙酯，丙烯酸
2-羥丙酯，丙烯酸4-羥丁酯，N，N-二甲基氨基乙基丙烯酸酯，N，N- 二乙基氨基乙基丙烯酸酯，丙烯酸叔丁基氨基乙酯，丙烯酸縮水甘油酯，丙烯酸芐酯，丙烯酸烯丙酯，2-正丁氧基乙基丙烯酸酯，2-乙基丁基丙烯酸酯，肉桂基丙烯酸酯，巴豆基丙烯酸酯，丙烯酸環(huán)己酯，丙烯酸環(huán)戊酯，2-乙氧基乙基丙烯酸酯，丙烯酸糠酯，丙烯酸甲代烯丙酯，3-甲氧基丁基丙烯酸酯，2-甲氧基丁基丙烯酸酯，丙烯酸正辛酯，2-乙基己基丙烯酸酯，2-苯基乙基丙烯酸酯，丙烯酸苯酯，丙烯酸炔丙基酯及其混合物。使用的附加的烯屬不飽和單體選自甲基丙烯酸酯單體，不飽和羧酸，不飽和含腈基的單體，和其他含有乙烯基的單體(比如乙烯基芳族單體或乙酸乙烯酯)。使用的甲基丙烯酸酯單體具有如下結(jié)構(gòu)
權(quán)利要求
1.一種采用丙烯酸酯聚合物涂覆的油墨/染料接受性基材，其中所述丙烯酸酯聚合物包含(a) 1-20重量％的至少一種含有4-30個(gè)碳原子的不飽和脂肪族烯烴單體的重復(fù)單元、(b) 50-99重量％的至少一種丙烯酸酯單體的重復(fù)單元、以及任選地(c) O. 2-30重量％選自不飽和羧酸、甲基丙烯酸酯單體、不飽和含腈基的單體、和乙烯基單體的至少一種附加烯屬不飽和單體的重復(fù)單元。
2.如權(quán)利要求I所述的基材，其中所述基材的形式為含有基底薄膜的油墨/染料接受性薄膜，其涂覆有丙烯酸酯聚合物，其中基底薄膜含有聚烯烴和約O. 1%-50重量％的至少一種填料。
3.如權(quán)利要求2所述的油墨/染料接受性薄膜，其中填料的含量在約O.25-20重量％范圍內(nèi)，并且其中該填料選自硅藻土、二氧化鈦、碳酸鈣、滑石、粘土、和二氧化硅。
4.如權(quán)利要求3所述的油墨/染料接受性薄膜，其中丙烯酸類(lèi)聚合物含有5-20重量％的不飽和脂肪族烯烴單體、55-95重量％的丙烯酸酯單體、和O. 4-25重量％的附加烯屬不飽和單體。
5.如權(quán)利要求3所述的油墨/染料接受性薄膜，其中丙烯酸類(lèi)聚合物含有10-15重量％的不飽和脂肪族烯烴單體、75-90重量％的丙烯酸酯單體、和O. 7-10重量％的附加烯屬不飽和單體。
6.如權(quán)利要求4所述的油墨/染料接受性薄膜，其中不飽和脂肪族烯烴單體為2,4, 4-三甲基-I-戊烯。
7.如權(quán)利要求6所述的油墨/染料接受性薄膜，其中丙烯酸酯單體為丙烯酸乙酯。
8.如權(quán)利要求7所述的油墨/染料接受性薄膜，其中附加的烯屬不飽和單體為甲基丙烯酸。
9.如權(quán)利要求I所述的基材，其中基材的形式為包含基底織物的油墨/染料接受性織物，其中該基底織物包含由聚烯烴組成的長(zhǎng)絲以及約1-50重量％的至少一種填料。
10.如權(quán)利要求9所述的織物，其中丙烯酸類(lèi)聚合物含有5-20重量％的不飽和脂肪族烯烴單體、55-95重量％的丙烯酸酯單體、和O. 4-25重量％的附加烯屬不飽和單體。
11.如權(quán)利要求10所述的織物，其中不飽和脂肪族烯烴單體為2，4，4-三甲基-I-戊烯，其中丙烯酸酯單體為丙烯酸乙酯，和其中附加的烯屬不飽和單體為甲基丙烯酸。
12.如權(quán)利要求11所述的油墨/染料接受性織物，其中基底織物為織造織物。
13.如權(quán)利要求11所述的油墨/染料接受性織物，其中基底織物為非織造織物。
14.如權(quán)利要求11所述的油墨/染料接受性織物，其中基底織物中填料的含量為在約O.25-12重量％范圍內(nèi)，并且填料選自硅藻土、二氧化鈦、碳酸鈣、滑石、粘土、和二氧化硅。
15.如權(quán)利要求I所述的基材，其中基材的形式為包括紙層的油墨/染料接受性紙，其中該紙層涂覆有丙烯酸酯聚合物。
16.如權(quán)利要求16所述的油墨接受性紙，其中油墨接受性紙為照相紙，其含有基底紙層以及基底紙層上表面上固定的聚烯烴層，和其中該聚烯烴層采用丙烯酸類(lèi)聚合物涂覆。
17.如權(quán)利要求17所述的油墨接受性照相紙，其中聚烯烴為聚乙烯。
18.—種處理基材以使其對(duì)油墨或染料更具有接受性的方法，該方法包括采用丙烯酸酯聚合物涂覆基材，其中所述丙烯酸酯聚合物包含(a) 1-20重量％的至少一種含有4-30個(gè)碳原子的不飽和脂肪族烯烴單體的重復(fù)單元、(b) 50-99重量％的至少一種丙烯酸酯單體的重復(fù)單元、以及任選地(C) O. 2-30重量％選自不飽和羧酸、甲基丙烯酸酯單體、不飽和含腈基的單體、和乙烯基單體的至少一種附加烯屬不飽和單體的重復(fù)單元。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中基材為基底薄膜或織物，其中基底薄膜或織物包括約1-50重量％的至少一種填料。
20.如權(quán)利要求18所述的方法，其中基材為紙或由纖維素纖維制成的非織造基材。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了更易于接受油墨或染料的薄膜、紙和織物(織造和非織造)。這些接受油墨/染料的制品通過(guò)用特定的丙烯酸酯聚合物來(lái)涂覆薄膜、紙或織物制成。這些油墨/染料接受性薄膜、紙和織物能夠在后續(xù)中用于制造層壓和涂覆制品。本發(fā)明的主題進(jìn)一步公開(kāi)了一種油墨/染料接受性薄膜，其含有基底薄膜，該基底薄膜涂覆有丙烯酸酯聚合物，含有1-20重量%的至少一種含有4-30個(gè)碳原子的不飽和脂肪族烯烴單體的重復(fù)單元。
文檔編號(hào)C09D133/08GK102918124SQ201180026824
公開(kāi)日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2011年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月2日
發(fā)明者J·C·斯科特, G·A·安德勒, R·J·帕福德四世, N·珀拉馬蒂 申請(qǐng)人:路博潤(rùn)高級(jí)材料公司