具有改善的摩擦牢度的基底的制作方法

专利名称：具有改善的摩擦牢度的基底的制作方法
技术领域：
本发明涉及用包含水基墨的墨组合物印刷基底。具体地讲，本发明涉及用水基墨 进行印刷从而使摩擦牢度(crockfastness)得到改善的印刷非织造纤维网。
背景技术：
诸如织造和非织造织物与薄膜的基底的印刷为人们所熟知。用墨和染料来印刷织 物是向基本织物赋予图案和色彩的常见且广泛使用的方法。诸如尿布和训练裤的许多现有 产品包括印刷图案以改善其外观。此类印刷产品存在的一个问题是印刷图案会在制造、包 装和使用期间的产品搬运期间由于摩擦而变得模糊或者甚至被摩掉。有颜料的墨有益地用于基底上，因为它们趋于比染料基的墨更耐浸滤和机械摩 擦，因此趋于更不易从基底表面除去。颜料基墨还比染料基墨具有更好的每单位重量的光 密度(更佳的“哩数”)，这意味着产生色彩强度所需要的颜料基墨较少。然而，粘合剂组分 需要与有颜料的墨一起使用，以防止颜料通过机械磨损或化学浸滤而从表面上移除。最近颜料基墨的工业重要性已增加。这部分地是由如下原因造成的已开发出许 多新的不能够印刷有常规溶剂基或水基墨的合成基底，并且消费者偏好在其物品上印刷有 品牌标识符、在美学上令人愉悦的设计或功能标记。为了使颜料基墨适用于多种应用，即， 适用于低表面张力的基底，其他人已采用高负载的挥发性有机化合物(“V0C”)，从而降低墨 的静态和动态表面张力。然而，诸如醇、酯、酮、芳族和脂族的挥发性有机化合物在其生产、 处置和使用中会造成环境危害。它们还价格昂贵。用于低表面张力基底上的墨的一个实例 阐述于授予Schleinz等人的美国专利5，458，590中，其采用溶剂共混物以向墨赋予期望的 表面张力。还已认识到，向聚合物粘合剂中添加少量蜡会改善干擦性能。这阐述于授予 Schlienz等人的美国专利5，458，590 (其示出利用0. 5-5. 0%的蜡)和授予Steiner等人 的美国专利申请#旧2007/0100025A1 (其示出利用0. 至2. 0%的蜡)中。仍有其他人已设想出将墨粘附到低表面张力基底上的方法，所述方法如借助电晕 放电处理、等离子体处理的表面预处理或者利用底漆，如授予Yahiaoui等人的美国专利申 请 2006/0246263 中所述。为使墨能够使用，其需要处于能够与基底进行化学或物理结合的介质中。在其中 期望物理结合时，墨的介质可具有粘附特性并且可稍微柔韧以耐受基底变形。含水聚合物 的柔韧性通常被表示为其玻璃化转变温度或Tg。较低的玻璃化转变温度一般与较大的伸 长而无破裂相关联。伸长特性在粘合和着色中非常显著，这是由于配方聚合物的柔韧性/ 伸长率影响耐摩擦性。具体地讲，与低玻璃化转变温度聚合物相关联的柔韧性和柔软性提 供高度的吸引性和粘着性，其表示为高摩擦系数(CoF)。摩擦系数越高，则聚合物越有可能 “吸引到”某些其它基底或表面上并被这些基底或表面“磨损掉”，从而降低组合物的耐摩擦 性。因此，在常规墨中，所期望的粘附性和柔韧性特性以耐摩擦性为代价。作为另外一种选 择，改善耐摩擦性常规上会造成粘附性和柔韧性问题。因此，需要一种通过使用环境友好的水基墨而具有改善的摩擦牢度的基底。需要一种适用于多种基底(包括具有低表面张力的那些)上的水基墨，所述水基墨具有所期望 的湿擦和干擦性能，从而得到改善的基底摩擦牢度。发明概述本发明涉及包括基底和印刷在基底上的水基墨组合物(water-based inkcomposition)的墨印刷基底(ink-printed substrate)，其中所述墨印刷基底具有至少 约2. 5或更大的平均摩擦牢度。在本发明的一些实施方案中，基底可为非织造纤维网。在本 发明的一些实施方案中，基底可具有低表面张力。在本发明的一些实施方案中，水基墨组合 物可包括低玻璃化转变温度CC )的水基聚合物组分(water-based polymer component)。 在本发明的一些实施方案中，基底可在施用墨组合物之前进行电晕处理。在本发明的一些 实施方案中，套印清漆(oVer[rint varnish)可在墨组合物已施用之后施加。附图概述

图1为如本发明的一个实施方案所述的尿布的平面图。图2是沿图1的截线2-2截取的图1所示尿布的截面图。图3为根据本发明的一个实施方案的吸收芯层的局部剖面图。图4a为包括第一和第二吸收芯层的组合的吸收芯的局部截面图。图4b为包括第一和第二吸收芯层的组合的吸收芯的局部截面图。发明详述本发明涉及用包含水基墨的墨组合物印刷基底。具体地讲，所述基底适用于诸如 尿布的吸收制品。本文中，下列术语具有以下含义“吸收制品”是指吸收和容纳身体流出物的装置，更具体地讲是指紧贴或邻近穿着 者的身体放置以吸收和容纳由身体排泄的各种流出物的装置。吸收制品可包括尿布、训练 裤、成人失禁内衣、妇女卫生制品、胸垫、护理垫、围兜、伤口敷料产品等。如本文所用，术语 “体液”或“身体流出物”包括但不限于尿液、血液、阴道排出物、乳汁、汗液和粪便。“吸收芯”是指如下结构，所述结构通常设置在吸收制品的顶片和覆盖片之间，用 于吸收和容纳由吸收制品接收的液体，并且可包括一个或多个基底、设置在一个或多个基 底上的吸收性聚合材料、以及吸收性粒状聚合材料和一个或多个基底的至少一部分上的热 塑性组合物，所述组合物用于将吸收性粒状聚合材料固定在一个或多个基底上。在多层的 吸收芯中，吸收芯也可包括覆盖层。该一个或多个基底和覆盖层可包括非织造材料。此外， 吸收芯可基本上不含纤维素。吸收芯不包括吸收制品的采集系统、顶片、或底片。在某个实 施方案中，吸收芯将基本上由所述一个或多个基底、吸收性聚合材料、热塑性组合物、以及 任选的覆盖层组成。本文所用“透气毡”是指粉碎的木浆，其为纤维素纤维的一种形式。“着色剂”包括一种或多种颜料和/或染料；着色剂还可包括丙烯酸类胶态分散 体、丙烯酸类溶液、或表面活性剂和水。“色密度”和“光密度”是指表示印刷到基底上的墨亮度的无量纲值。本文所得数 据是基于用于测量的Gretag/Macbeth SpectroEye分光光度计/显像密度计。“颜色转移”是指有多少墨从给定样本摩擦掉。本文所得数据是基于CIE颜色系 统，其利用Hunter Color LabscanXE颜色分光光度计测量转移到另一基底上的色彩量。
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“包括”及“包含”是开放式术语，每个均指定其后所述例如一个组件的存在，但不 排除本领域已知的或本文所公开的其它特征例如元件、步骤或组件的存在。“基本上由...组成”在本文中用来将主题(诸如权利要求中所述的主题)的范围 限制于指定的材料或步骤、以及不显著地影响主题的基本和新型特性的材料或步骤。“摩擦牢度”和“摩擦牢度等级”是指表示为0至5等级的耐摩擦性，其中5显示无 颜色转移迹象。本文所报导的摩擦牢度利用经过鉴定的美国纺织染化工作者协会旋转垂直 摩擦色牢度仪(M238E型号)测定，所述摩擦色牢度仪支撑白布基底并以来回相反的圆周运 动摩擦、同时向印刷基底施加7. 62磅/平方英寸的力。由于其严格性，该测试设备为地毯 和纺织物工业中测量耐摩擦性的通常接受的方法。“一次性的”以其普通的含义使用，其是指在不同时长内的有限数目的使用事件 (例如小于约20次事件，小于约10次事件，小于约5次事件，或小于约2次事件)之后被处 理或丢弃的制品。“尿布”是指一般被婴儿和失禁患者围绕下体穿着以便环绕穿着者的腰部和腿部 并且特别适于接收和容纳尿液和粪便的吸收制品。如本文所用，术语“尿布”也包括下文所 定义的“裤”。“纤维”和“长丝”可互换使用。“玻璃化转变温度” 一般是指如下温度在低于该温度时，给定聚合物在物理性质 上类似于玻璃(尤其是易碎固体)；在高于该温度时则聚合物的行为如同液体，尽管仍有高 粘度。Tg为玻璃化转变温度的缩写，其中Tg°C是指用摄氏度表示的玻璃化转变温度。玻璃 化转变温度利用ASTM方法D7028-07测量。“墨”和“组合物”在本文可互换使用；墨或组合物可包括着色剂或不包括着色剂。本文所用“低表面张力基底”是指用于接纳墨的基底，所述基底表现出低表面张力 并因此难以用常规的墨和方法印刷。这些基底通常为疏水性的、非极性的且惰性的。此类 基底的实例包括聚烯烃聚合物非织造纤维的纤维网，其存在于合成窗帘和竖式窗帘、女性 护理产品、尿布、失禁短裤、训练裤、和一次性擦拭物中。其它实例为挤出聚烯烃聚合物基底 的连续薄膜。“非织造材料”为由定向或任意取向的纤维通过摩擦和/或粘合和/或粘着而粘 结成的、或通过湿磨法而毡化成的人造片、纤维网或毛层，不包括纸张和通过织造、编织、簇 成、缝编而合并束缚的纱或长丝的产品，不考虑是否另外缝过。非织造材料可包括水刺法非 织造材料。这些纤维可为天然或人造来源，并且可为短纤维或连续长丝或为就地形成的纤 维。市售纤维的直径范围为小于约0. OOlmm至大于约0. 2mm，并且它们具有几种不同的形 式短纤维(又称为化学短纤维或短切纤维)、连续单纤维(长丝或单丝)、无捻连续长丝束 (丝束)和加捻连续长丝束(纱)。非织造织物可通过许多方法诸如熔喷法、纺粘法、溶液 纺丝、静电纺纱、以及粗梳法来形成。非织造织物的基重通常用克/平方米(gsm)表示。如本文所用，“裤”或“训练短裤”是指为婴儿或成人穿着者设计的具有腰部开口 和腿部开口的一次性衣服。可通过将穿着者的腿伸入腿部开口并将裤拉到围绕穿着者下体 的适当位置来将裤穿到使用者身上。裤可使用任何合适的技术来预成形，所述技术包括但 不限于利用可重复扣紧的和/或不可重复扣紧的粘结(例如，缝合、焊接、粘合剂、胶粘剂粘 结、扣件等)将制品的各部分接合在一起。裤可在沿该制品圆周的任何地方预成形(例如，侧扣紧、前腰扣紧)。尽管本文使用的是术语“短裤”或“裤”，但裤通常也称为“闭合尿布”、 “预紧固尿布”、“套穿尿布”、“训练裤”和“尿布裤”。合适的裤公开于以下专利中1993年9 月21日授予Hasse等人的美国专利5，246，433 ； 1996年10月29日授予Buell等人的美国 专利5，569，234 ；2000年9月19日授予Ashton的美国专利6，120，487 ；2000年9月19日 授予Johnson等人的美国专利6，120，489 ； 1990年7月10日授予Van Gompel等人的美国 专利4，940，464 ；1992年3月3日授予Nomura等人的美国专利5，092，861 ；提交于2002年 6 月 13 日的题目为“Highly Flexible And Low Deformation Fastening Device” 的美国 专利公布2003/0233082A1 ；1999年4月27日授予Kline等人的美国专利5，897，545 ； 1999 年9月28日授予Kline等人的美国专利5，957，908。“聚氨酯分散体”，也已知为PUD，为分散于水中的聚氨酯。本文所用聚氨酯分散体 是指包含催化剂、未封端、完全反应的聚氨酯水分散体。“基本上不含纤维素”在本文中用来描述制品诸如吸收芯，其包含按重量计小于 10%的纤维素纤维，小于5%的纤维素纤维，小于的纤维素纤维，不含纤维素纤维，或不 超过非显著量的纤维素纤维。非显著量的纤维素材料将不会显著地影响吸收芯的薄度、柔 韧性或吸收性。如本文所用，“基本上连续分布的”是指排列在吸收性粒状聚合材料区域上的吸 收性粒状聚合材料。任选地，吸收性粒状聚合材料可排列成使得各基底层在各种区中不接 触。在一个实施方案中，各基底层可在吸收性粒状聚合材料区域外部的周边区域中接触。重 要的是应当注意，本发明所用的热塑性材料不中断基本上连续地分布的吸收性粒状聚合材 料。因此，基本上连续地分布的吸收性粒状聚合材料包括热塑性材料。“基底”包括本发明的墨可印刷在其上的任何材料。因此，本发明的基底包括但不 限于非织造材料、薄膜、纤维性聚烯烃纤维网、聚烯烃纤维网、纤维素网、弹性体纤维网、上 述材料中一种或多种材料的层压体或上述材料中一种或多种材料的任何组合。“合成尿”是指合成尿液样本，其通过将2. Og氯化钾、2. Og硫酸钠、0. 85g磷酸二氢 铵、0. 15g磷酸氢二铵、0. 25g无水氯化钙以及0. 50g六水氯化镁溶解于1升蒸馏水中进行 制备。“厚度”(Thickness，caliper)在本文中可互换使用。本文所用“极低玻璃化转变温度CC )，，为约_82°C。“挥发性有机化合物”，也称为V0C，包括醇、酯、酮、芳族和脂族。“重量％ ”是指具体组分相对于全部组合物的重量百分数。吸收制品图1为根据本发明的某个实施方案的尿布10的平面图。尿布10被显示处于其平 展未收缩状态(即，没有弹性诱导收缩)，并且尿布10的一些部分被切除以更清楚地显示尿 布10的底层结构。在图1中，尿布10的接触穿着者的部分面对观察者。尿布10 —般可包 括底座12和设置在底座中的吸收芯14。图1中的尿布10的底座12可包括尿布10的主体。底座12可包括外覆盖件16， 所述外覆盖件包括可为液体可透过的顶片18和/或可为液体不可透过的底片20。吸收芯 14可封装在顶片18和底片20之间。底座12也可包括侧片22、弹性化腿箍24和弹性腰部 组件26。
腿箍24和弹性腰部组件26通常可各包括弹性构件28。尿布10的一个端部可被 构造为尿布10的第一腰区30。第一腰区30具有第一边缘100。尿布10的相对的端部可 被构造为尿布10的第二腰区32。第二腰区32具有第二边缘110。尿布10的中间部分可 被构造为裆区34，所述裆区在第一和第二腰区30和32之间纵向延伸。腰区30和32可包 括弹性元件，以使得它们围绕穿着者的腰部聚拢以提供改进的贴合性和密封性(弹性腰部 组件26)。裆区34为当尿布10被穿着时尿布10的一般定位在穿着者的两腿之间的那个部 分。尿布10在图1中被描绘成具有纵向轴线36和横向轴线38。尿布10的周边40由 尿布10的外边缘限定，其中纵向边缘42大致平行于尿布10的纵向轴线36延伸，并且端边 44大致平行于尿布10的横向轴线38在纵向边缘42之间延伸。底座12也可包括扣紧系 统，所述扣紧系统可包括至少一个扣紧构件46和至少一个存储着陆区48。尿布20也可包括在本领域已知的其它此类部件，包括前后耳片、腰罩部件、弹性 部件等，以提供更好的贴合性、密封性和审美特性。此类附加部件已为本领域所熟知并例如 描述于美国专利3，860，003和美国专利5，151，092中。为了将尿布10保持在围绕穿着者的适当位置，第一腰区30的至少一部分可由扣 紧构件46连接到第二腰区32的至少一部分上以形成腿部开口和制品腰部。当扣紧时，扣 紧系统承受制品腰部周围的拉伸载荷。扣紧系统可允许制品使用者抓持扣紧系统的一个元 件诸如扣紧构件46，并且在至少两个位置上将第一腰区30连接到第二腰区32上。这可通 过操纵扣紧装置的元件之间的粘结强度来实现。根据某些实施方案，尿布10可具有可重新闭合的扣紧系统，或可作为另外一种选 择以裤型尿布的形式提供。当吸收制品为尿布时，其可包括接合到底座上的可重新闭合的 扣紧系统，所述扣紧系统用于将尿布固定到穿着者身上。当吸收制品为裤型尿布时，制品可 包括至少两个接合到底座上并且彼此接合的侧片以形成裤。扣紧系统及其任何组件可包括 适于此用途的任何材料，包括但不限于塑料、薄膜、泡沫、非织造纤维网、织造纤维网、纸、层 压体、纤维增强的塑料及类似材料、或其组合材料。在某些实施方案中，构成扣紧装置的材 料可为柔韧的。该柔韧性可允许扣紧系统适形于身体的形状，因此可减小扣紧系统刺激或 伤害穿着者皮肤的可能性。对于一体的吸收制品，底座12和吸收芯14可形成在添加其它部件后形成复合尿 布结构的尿布10的主结构。尽管顶片18、底片20、和吸收芯14可以多种熟知的构型装配， 但是尿布构型大体描述于以下专利中1996年9月10日授予Roe等人的题目为“Absorbent Article With Multiple ZoneStructural Elastic-Like Film Web Extensible Waist Feature”的美国专利5，554，145 ；1996年10月29日授予Buell等人的题目为“Disposable PulI-OnPant"的美国专利5，569，234 ；和1999年12月21日授予Robles等人的题目为 "Absorbent Article With Multi-Directional Extensible Side Panels” 的美国专利 6，004，306。图1中的顶片18可被完全或部分地弹性化或可缩短，以在顶片18和吸收芯14 之间提供空隙空间。包括弹性化的或缩短的顶片的示例性结构更详细地描述于以下专利 中1991 年 8 月 6 日授予 Alien 等人的题目为 “Disposable Absorbent Article Having Elastically Extensible Top sheet” 的美国专利 5，037，416 ；和 1993 年 12 月 14 日授予Freeland 等人的题目为"TrisectionTop sheets for Disposable Absorbent Articles and Disposable Absorbent ArticlesHaving Such Trisection Top sheets，，的美国专利 5，269，775。底片26可与顶片18接合。底片20可防止被吸收芯14所吸收的并容纳在尿布10 内的流出物弄脏可能接触尿布10的其它外部制品，诸如床单和内衣。在某些实施方案中， 底片26可为基本上液体(例如，尿液)不可透过的，并且包括非织造材料和薄塑料薄膜的 层压体，所述薄膜诸如具有约0. 012mm(0. 5mil)至约0. 051mm(2. OmiIs)厚度的热塑性薄 膜。合适的底片薄膜包括由Tredegar Industries Inc. (Terre Haute, Ind.)制造并以商 品名X15306、X10962和X10964出售的那些。其它适合的底片材料可包括允许水蒸汽从尿 布10逸出、同时还防止渗出物透过底片10的透气材料。示例性透气材料可包括诸如织造纤 维网、非织造纤维网之类的材料、诸如膜包衣的非织造纤维网的复合材料以及诸如日本的 Mitsui Toatsu Co.制造的命名为 ESPOIR NO 和 EXXON Chemical Co. (Bay City, TX)制造 的命名为EXXAIRE的微孔薄膜。包括共混聚合物的适用透气复合材料以名称HYTREL共混 物P18-3097得自Cincinnati，Ohio的Clopay Corporation。此类透气复合材料更详细地 描述于1995年6月22日以E. I.DuPont的名义公布的PCT专利申请WO 95/16746中。包 括非织造纤维网和开孔成形薄膜在内的其它透气底片描述于1996年11月5日授予Dobrin 等人的美国专利5，571,096中。图2显示沿图1的截线2-2截取的图1的横截面。从面向穿着者侧开始，尿布10 可包括顶片18、吸收芯14的组件、和底片20。根据某个实施方案，尿布10也可包括采集系 统50，所述采集系统设置在液体可透过的顶片18和吸收芯14的面向穿着者侧之间。采集 系统50可直接接触吸收芯。采集系统50可包括单一层或多个层，诸如面向穿着者皮肤的 上部采集层52和面向穿着者衣服的下部采集层54。根据某个实施方案，采集系统50可用 来接收液体浪涌诸如尿液涌流，并且快速地吸收液体并将其分配在吸收芯14上以便吸收 芯可在液体流动超过吸收层14并流出尿布10之前吸收液体。换句话讲，采集系统50可用 作液体的暂时贮存器直到吸收芯14吸收液体为止。吸收芯14设置在顶片18和底片20之间，并且包括两个层，即，第一吸收层60和 第二吸收层62。如图3所示，吸收芯14的第一吸收层60包括基底64、基底64上的吸收性 粒状聚合材料66、以及吸收性粒状聚合材料66和第一基底64的至少部分上的热塑性组合 物68，所述组合物用作用于将吸收性粒状聚合材料66覆盖并固定在第一基底64上的粘合 剂。根据另一个实施方案，吸收芯14的第一吸收层60也可包括热塑性组合物68上的覆盖 层。同样，如图2所示，吸收芯14的第二吸收层62也可包括基底72、第二基底72上的 吸收性粒状聚合材料74、以及吸收性粒状聚合材料74和第二基底72的至少一部分上的热 塑性组合物66，所述组合物用于将吸收性粒状聚合材料74固定在第二基底72上。虽然未 示出，但第二吸收层62也可包括覆盖层诸如该覆盖层。第一吸收层60的基底64可称为除尘层并且具有面对尿布10的底片20的第一表 面78和面对吸收性粒状聚合材料66的第二表面80。同样，第二吸收层62的基底72可称 为芯覆盖件并且具有面对尿布10的顶片18的第一表面82和面对吸收性粒状聚合材料74 的第二表面84。第一和第二基底64和72可用粘合剂围绕周边彼此粘附以围绕吸收性粒状聚合材料66和74形成包层，从而将吸收性粒状聚合材料66和74保持在吸收芯14内。根据某个实施方案，第一和第二吸收层60和62的基底64和72可为非织造材料。 在某些实施方案中，这些非织造材料为多孔的并且在一个实施方案中具有约32微米的孔径。如图3、4a和4b所示，吸收性粒状聚合材料66和74以颗粒簇90的形式沉积在第 一和第二吸收层60和62的各自的基底64和72上以形成网格图案，所述网格图案包括位 于着陆区域94和着陆区域94之间的接合区域96。网格图案中的接合区域96包含极少的 或不包含任何吸收性粒状聚合材料66和74。着陆区域94和接合区域96可具有多种形状， 所述形状包括但不限于圆形、椭圆形、正方形、矩形、三角形等等。第一和第二吸收层60和62可组合在一起形成吸收芯14，使得各自的第一和第二 吸收层62和64的网格图案沿吸收芯14的长度和/或宽度彼此偏移。各自的网格图案可 偏移而使得吸收性粒状聚合材料66和74基本上连续地分布在吸收粒状聚合物区域上。在 某个实施方案中，吸收性粒状聚合材料66和74基本上连续地分布在吸收性粒状聚合材料 区域上，尽管个别的包括吸收性粒状聚合材料66和74的网格图案可成簇地不连续地分布 在第一和第二基底64和72上。在某个实施方案中，网格图案可偏移而使得第一吸收层60 的着陆区域94面对第二吸收层62的接合区域96，并且第二吸收层62的着陆区域94面对 第一吸收层60的接合区域96。当着陆区域94和接合区域96的尺寸和排列得当时，所得吸 收性粒状聚合材料66和74的组合为吸收芯14的吸收性粒状聚合材料区域上的吸收性粒 状聚合材料的基本上连续的层。在某个实施方案中，第一和第二吸收层60和62的各自的 网格图案可基本上相同。在某个实施方案中，吸收性粒状聚合材料66和74的量可沿网格图案的长度而变 化。在某个实施方案中，网格图案可被划分成任何数目的区，其中吸收性粒状聚合材料66 和74的量因区而异。在某个实施方案中，吸收性粒状聚合材料66和74的量可从多个吸收 区中的一个至另一个逐渐过渡。该吸收性粒状聚合材料66和74的量的逐渐过渡可减小在 吸收芯14中形成断裂的可能性。存在于吸收芯14中的吸收性粒状聚合材料66和74的量可有变化，但在某些实施 方案中，吸收性粒状聚合材料以按吸收芯的重量计大于约80%，或按吸收芯的重量计大于 约85%，或按吸收芯的重量计大于约90%，或按芯的重量计大于约95%的量存在于吸收芯 中。在一个特定实施方案中，吸收芯14基本由第一和第二基底64和72、吸收性粒状聚合材 料66和74和热塑性粘合剂组合物68和76组成。在一个实施方案中，吸收芯14可基本上 不含纤维素。在某些非基本上不含纤维素的实施方案中，吸收芯14可包括一定量的纤维素纤 维材料，诸如透气毡。在某些实施方案中，使用相对低量的纤维素材料，即，使用与吸收芯的 重量相比小于40重量％，或20重量％的纤维素材料。可用作吸收组合件的示例性吸收结构描述于以下专利中美国专 利4，610, 678 (Weisman等人)；美国专利4，834，735 (Alemany等人)；美国专利 4，888，231 (Angstadt)；美国专利 5，260，345 (DesMarais 等人)；美国专利 5，387，207 (Dyer 等人)；美国专利5，397，316 (LaVon等人)；和美国专利5，625，222 (DesMarais等人)。热塑性材料68和76可用来覆盖和至少部分地固定吸收性粒状聚合材料66和74。在本发明的一个实施方案中，热塑性材料68和76可基本均勻地设置在吸收性粒状聚合材 料66和74内。然而，在某个实施方案中，可将热塑性材料68和76提供为纤维层，所述纤 维层至少部分地接触吸收性粒状聚合材料66和74，并且部分地接触第一和第二吸收层60 和62的基底层64和72。图3、4a和4b显示了这种结构，并且在该结构中，将吸收性粒状聚 合材料66和74提供为不连续的层，并且将纤维热塑性材料68和76层铺设到吸收性粒状 聚合材料66和74层上，使得热塑性材料68和76直接接触吸收性粒状聚合材料66和74， 但也直接接触基底64和72的第二表面80和84，在那里基底不被吸收性粒状聚合材料66 和74覆盖。这赋予热塑性材料68和76的纤维层基本三维的结构，所述结构本身与长度方 向和宽度方向上的伸出部相比为具有相对小厚度的基本二维的结构。换句话讲，热塑性材 料68和76在吸收性粒状聚合材料68和76以及基底64和72的第二表面之间起伏。根据某些实施方案，热塑性材料68和76可包括任何热塑性材料，包括但不限于粘 合剂热塑性材料，也称为热熔性粘合剂。一些初始时具有热塑性的材料，后来由于固化步骤 可失去其热塑性，例如通过热、紫外线辐射、电子束照射、或者水份进行激发的固化方法或 其它固化方法，从而导致不可逆地形成共价键交联网。本文认为已经失去其初始热塑性性 能的那些材料也是热塑性材料。作为另外一种选择，本发明的吸收芯可仅包括一个层。在一个此类实施方案中，吸 收芯包括第一吸收层，第一吸收层包括第一基底、沉积在第一基底上的吸收性粒状聚合材 料、和覆盖第一基底上的吸收性粒状聚合材料的热塑性材料，吸收性粒状聚合材料基本上 连续地分布在吸收性粒状聚合材料区域上。作为另外一种选择，第一吸收层可包括第二基底。墨组合物本发明的实施方案包括含有水基墨的墨组合物。墨组合物可包括极低玻璃化转变 温度CC )的水基聚合物、粘合剂组分、解粘剂、复溶剂、以及任选的蜡、润滑剂和/或颜料。 用于本发明中的水基墨以下列编号得自Environmental Inks and Coatings Corporation 或 Morganton，NC :EH034677 (泛黄)；EH057960 (品红)；EH028676 (青)；EH092391 (黑)； EH034676 (橙)；和 EH064447 (绿)。墨组合物包括极低玻璃化转变温度CC )的水基聚合物组分，以用于提供对基底 的粘附及改善的摩擦牢度。在一个实施方案中，极低玻璃化转变温度(°C )的聚合物为丙烯酸胶乳。在一个实 施方案中，极低玻璃化转变温度CC )的聚合物为墨组合物的约5至约30重量％，墨组合物 的约7至约15重量％，墨组合物的约11重量％。聚合物的组合也用于本发明中。尽管具有约_82°C的极低玻璃化转变温度(°C )的聚合物适用于本发明中，但是具 有小于约-80°C的玻璃化转变温度的聚合物、具有小于约_75°C的玻璃化转变温度的聚合 物、具有小于约_70°C的玻璃化转变温度的聚合物、具有小于约-60°C的玻璃化转变温度的 聚合物、具有小于约_50°C的玻璃化转变温度的聚合物、具有小于约_42°C的玻璃化转变温 度的聚合物也将适用。适用于本发明中的极低玻璃化转变温度CC )的聚合物的实例包括 聚丙烯酸类、丙烯酸胶乳、苯乙烯化聚丙烯酸、乙烯-乙酸乙烯酯、乙烯-氯乙烯和苯乙烯丁 二烯橡胶(SBR)。墨组合物可包括粘合剂组分。粘合剂组分可为墨组合物的约20至约45重量％。在本发明的一个实施方案中，粘合剂组分可为聚氨酯分散体(在本文也已知为“PUD”)。聚 氨酯分散体可为高伸长率、高拉伸强度、高硬度的水基聚合分散体。墨组合物可包括解粘剂以改善摩擦牢度。合适的解粘剂包括无机材料，其中滑石 用于一个实施方案中。其它可能的解粘剂可包括碳酸钙、二氧化硅和硬脂酸镁。解粘剂的 含量可为组合物的约1至约4重量％。墨可包括蜡组分。蜡组分可为墨组合物的约8至约18重量％。蜡或蜡共混物可 用于本发明中。合适的蜡/共混物包括聚乙烯、巴西棕榈蜡、石蜡、硅油、聚丙烯、聚烯烃共 混物、以及它们的组合。墨可包括复溶剂。复溶剂可为墨组合物的约5. 0至约16. 0重量％。适用于本发 明中的复溶剂包括具有高度至中度羧基官能度的丙烯酸类溶液及分散体。在一个实施方案 中，中等酸值的丙烯酸类胶态分散体复溶剂适用于本发明中。墨可包括附加蜡及润滑剂以用于解粘并降低摩擦系数。附加蜡/润滑剂共混物可 由巴西棕榈蜡(蜡)和硅油(润滑剂)构成。在一个实施方案中，蜡/润滑剂共混物为组 合物的约1至约4重量％。适用于本发明中的蜡包括聚乙烯、聚丙烯、高密度聚乙烯、低密 度聚乙烯和石蜡。尽管没有必要，但是墨也可包括颜料。合适颜料的实例包括但不限于蓝15:3、紫 23、紫 27、黄 14、黄 74、黄 83、黄 97、黄 13、绿 7、红 2、红 22、红 48:1、红 57:1、红 122、红 184、 红 238、红 269、红 49:1、红 81:1、红 49:2、红 166、红 170、橙 5、橙 16、橙 46、白 7、黑 7、氧化 铁、以及它们的组合。在一个实施方案中，采用约10至约16重量％的颜料，但是这可根据 具体颜色及期望密度改变。在一个实施方案中，胶态分散体形式的颜料(通称为着色剂) 适用于本发明中。墨组合物可包括表面活性剂。表面活性剂可以墨组合物的约1. 0至约10. 0重量％ 范围内的含量存在。适用于本发明中的表面活性剂包括磺基琥珀酸二辛酯、磷酸酯、烷氧基 化醇、乙氧基化二醇、以及它们的混合物或共混物。在本发明的一个实施方案中，可使用套印清漆(也称为“0PV”)。用于本发明中 白勺 $ 青m EHO12608 得自 Environmental Inks and CoatingsCorporation Morganton,NC0套印漆可包括如上所述的极低玻璃化转变温度(°C )的聚合物、如上所述的 聚氨酯分散体、如上所述的胶态分散体、如上所述的表面活性剂、如上所述的滑石、氨和水。 极低玻璃化转变温度CC )的聚合物可以约3%至约20%，约5%至约15%的量存在于套印 清漆中。聚氨酯分散体可以约30%至约60%的量存在于套印清漆中。胶态分散体可以约 5%至约25%的量存在于套印清漆中。表面活性剂可以约至约15%的量存在于套印清 漆中。滑石可以约0. 至约10%的量存在于套印清漆中。氨可以约0. 至约10%的量 存在于套印清漆中。水可以约至约50%的量存在于套印清漆中。墨组合物中所述的任 何其它组分也可用于套印清漆中。墨组合物可通过本领域已知的任何方法施用到基底上。具体地讲，墨组合物可利 用喷墨印刷机、柔性版印刷机、照相凹版印刷机、或它们的组合施用到基底上。墨组合物可 印刷在许多制品组件上，所述组件包括但不限于底片、顶片、箍等。在一个实施方案中，墨组 合物通过柔性版印刷或卷筒纸凹版印刷施用到基底上。可利用计量辊或刮粉刀系统。在一 个实施方案中，印刷以超过500ft/min进行，仅仅需要最小限度的pH调节。
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套印清漆可通过本领域已知的任何方法施用到印刷基底上。套印清漆可施用到整 个基底上，可仅仅施用到墨印刷区域上，或者可施用到它们的任何组合上。套印清漆可利用 喷墨印刷机、柔性版印刷机、照相凹版印刷机、或它们的组合施用到基底上。在一个实施方 案中，套印清漆通过柔性版印刷或卷筒纸凹版印刷施用到印刷基底上。在一个实施方案中， 套印清漆利用80-100%的丝网印刷板印刷。套印清漆可在墨印刷之后印刷并通过在线强制 通风烘干机使其干燥。用于干燥墨和套印清漆的烘干机温度为约80°C至约95°C。套印清 漆可印刷在许多制品组件上，所述组件包括但不限于底片、顶片、箍等。可利用计量辊或刮 粉刀系统。在一个实施方案中，印刷以超过500ft/min进行，仅仅需要最小限度的pH调节。未处理的聚烯烃薄膜和非织造基底具有低表面能。未处理的聚丙烯和聚乙烯基底 在20°C时将具有低表面能(通常30至32达因/厘米)。20°C时的水具有72. 8达因/厘 米的表面张力，这与乙醇的22. 3达因/厘米形成对比，乙醇通常为用于溶剂基墨中的溶剂。 因此，水基墨可能不会充分粘附或印刷在聚烯烃纤维非织造基底和薄膜上。在一个实施方 案中，水基墨体系可需要约40至约45达因/厘米的基底表面张力，以便提供可接受的粘附 性和浸润。此外，可有用的是添加表面活性剂以降低水基墨或漆组合物的表面张力。然而， 添加薄膜活性剂可造成起泡。因此，在一个实施方案中，聚烯烃基底可需要某种程度的表面 处理以便接受水基墨。在一个实施方案中，基底的表面能可比墨的表面张力大约3达因/ 厘米至约10达因/厘米；基底的表面能可比墨的表面张力大约7达因/厘米至约9达因/ 厘米。本领域已知的任何表面处理可用于本发明中。表面处理包括但不限于等离子体处 理、紫外线处理、火焰处理、热处理、磨蚀处理和电晕处理。在一个实施方案中，在将墨组合物印刷在基底上之前，基底可经电晕处理。电晕处 理为一种增加基底上的表面能的方法，以在印刷、涂覆或层压时促进基底的表面润湿及对 基底的粘附性。电晕处理的目的是增加基底纤维网的表面能，以改善墨和粘合剂对聚烯烃 薄膜和非织造基底的可润湿性及粘附特性。与纯粹的机械结合(如在墨渗透到诸如纸材的 多孔表面中的情况下)不同，塑料薄膜和非织造基底可能需要某些表面处理方式以实现与 墨或粘合剂的可接受的化学粘合。电晕处理系统由若干个组件组成，所述组件被设计成向基底施加高电压、高频率 放电。电晕放电会在聚合物表面内引入极性基团，因此增加了其表面能、可润湿性和粘附特 性。电晕处理的主要化学机理为氧化。高电压电离气隙中的空气以产生电晕，其对在电接 地辊上经过的基底表面进行改性并增加表面能。该效应不能长期持续且表面能的增加在两 至六周内消散。取决于电晕处理的功率密度，利用电晕处理可增加表面能水平到约38至约 44达因/厘米或者约40至约42达因/厘米的值水平。电晕处理可以约1. 0至约10. 0瓦 特/平方英尺/分钟；约3. 0至约5. 0瓦特/平方英尺/分钟；或者约4. 0瓦特/平方英尺 /分钟施加。因此，在本发明的一些实施方案中，通过利用本领域已知的包括电晕处理机制在 内的表面处理，基底的表面能可被增加，从而改善摩擦牢度。如以下数据所示，电晕处理在 考虑婴儿护肤油耐擦掉时尤其有价值。试验测量方法摩擦牢度测量方法
摩擦牢度方法的目的为通过利用旋转垂直摩擦色牢度仪进行摩擦来测量由印刷 表面的表面转移到标准织造样本表面上的色彩量。颜色转移(摩擦脱色)利用三原色色度 计(分光光度计/色度计)进行量化并转化成由0 =大量转移到5 =无颜色转移范围内的 摩擦脱色值刻度。该方法适用于墨印刷非织造材料。摩擦脱色可在干燥基础上进行或者通过用水、 盐水、苹果汁或婴儿润肤油润湿标准织造样本进行。摩擦脱色区域应为大体上覆盖有墨的 区域。参考美国纺织染化工作者协会测试方法116-2005，摩擦脱色色牢度旋转垂直 摩擦色牢度仪方法旋转垂直摩擦色牢度仪美国纺织染化工作者协会摩擦色牢度仪，型号CM6 ；得自 Textile Innovators Corporation, Windsor NC摩擦色牢度仪布料2英寸乘2英寸的正方形织造样本；得自Testfabricslnc.， West Pittston PA三原色色度计(分光光度计/色度计)=HunterLab Labscan XE,带有通用软件 3. 80 ；得自 Hunter Associates Laboratory Inc. , Reston VA,或等同物分析天平顶部加载，精确至士0. OOlg ；来源方便称量船3英寸见方，一次性聚乙烯；来源方便容量瓶100mL，A级；来源方便试剂纯化水蒸馏、去离子或反渗透纯化；来源方便氯化钠，ACS试剂级，来源方便0. 9%的盐水溶液通过向IOOmL的纯化水中添加0. 908g士0. OOlg的氯化钠来制备苹果汁，GerberBaby，s 1st Foods 浓缩苹果汁婴儿润肤油，Johnson & Johnson，s “ Johnson Baby Oil 普通无香味婴儿润肤油。仪器装配与校准Hunter色度计(分光光度计/色度计)设置如下 几何条件......45/0 色标............CIE L*a*b* 照明.........D65 视角............10° 端口尺寸......0.7〃 照明面积......0.5〃颜色报导为L*a*b*值士 0. 01单位根据供应商的指导，使用由供应商提供的标准黑色和白色板校准仪器。校准应在 进行分析之前每天进行。分析应在温度和湿度受控的实验室(分别为23°C 士2°C和50% 士2%的相对湿 度)内进行。步骤
1.所有样本和摩擦色牢度仪布料在分析前于23°C 士2°C和50% 士2%的相对湿度 下平衡至少2小时。2.将单块摩擦色牢度仪布料居中置于色度计(分光光度计/色度计)端口之上并 用标准白色板将其覆盖。读取并记录读数。从仪器上移除摩擦色牢度仪布料并将其置于称 量船中，其中刚刚测量的侧(下文称作A侧)面向上。注重要的是在整个实验中保持摩擦色牢度仪布料的取向，使得所有颜色测量和 摩擦在同一侧进行。3.利用镊子从称量船中移除摩擦色牢度仪布料。将称量船置于分析天平上并称取自重。4.将摩擦色牢度仪布料A侧朝上置于称量船中并记录其质量，精确至O.OOlg。计 算摩擦色牢度仪布料质量的65%，精确至0. OOlg并记录为Ml。5.利用一次性吸移管将等于Ml (士5% )数量的测试溶液添加到摩擦色牢度仪布 料的表面上，将其均勻润湿。6.从称量盘中立即移除润湿的摩擦色牢度仪布料并将其固定到摩擦色牢度仪的 测试脚上，其中A侧面朝样本表面。注:润湿的摩擦色牢度仪布料应在润湿后小心且快速处理以防止水分在摩擦样本 之前损失掉。7.将样本置于摩擦色牢度仪脚之下，使得要测试区域大体上覆盖有墨并位于脚的 正下方且面朝脚。8.降低脚至样本上。将样本安全地保持在适当位置并使摩擦色牢度仪柄部进行五 次全程旋转。9.升高脚并移除摩擦色牢度仪布料。将其置于称量船中，其中A侧朝上。将摩擦 色牢度仪布料固定在其边缘处，轻轻平滑其表面。10.使布料完全干燥(婴儿润肤油将不能完全干燥，使其干燥至少8小时)。11.取下摩擦色牢度仪布料并使A侧面朝色度计(分光光度计/色度计)端口放 置，注意使摩擦区域居中位于端口之上。用标准白色板将其覆盖。读取并记录读数。12.对于每次平行测定和每种需求的测试溶液重复步骤2至11。注对于每种颜色仅仅利用0. 9%的盐水测试溶液分析至少5次平行测定。提交 者可需要更多次平行测定和/或不同的测试溶液。计算由对未处理的摩擦色牢度仪布料(空白)和摩擦脱色(摩擦)后的相同布料的颜 色读数组如下计算ΔΕ*:ΔΕ* = [ (L*θ-L*)2+ (a*θ -a*)2+ (b*θ-b*)2]1/2如果ΔΕ*大于或等于12，则摩擦脱色值计算为摩擦脱色值=5.063244059532x^*'如果ΔΕ*小于12，则摩擦脱色值计算为摩擦脱色值=4.0561216(-α°41218ΧΔΕ*)报告摩擦脱色值报告为5次平行测定的平均值，精确至士0. 1单位。
光密度/饩密度测量方法该方法的目的是提供用方便且便携式装置(GreytagMacbeth SpectroEye)定量测 量着色(印刷且有颜料的)材料的颜色和密度(墨强度)的步骤。在该方法中，用手持式 分光光度计利用标准步骤和基准材料测量材料的反射颜色和密度。密度为无量纲值。密度为反射光百分比的函数。密度=log1(1l/R，其中R =反射 率。下表示出了反射率百分数与密度的关系。
权利要求
一种墨印刷基底，所述墨印刷基底包括a.基底；和b.印刷在所述基底上从而形成水基墨印刷区域的水基墨组合物；其特征在于，所述墨印刷基底具有至少2.5或更大的平均摩擦牢度。
2.如权利要求1所述的墨印刷基底，其中色密度为至少0.48或更大。
3.如权利要求1或2所述的墨印刷基底，其中所述基底为非织造纤维网。
4.如前述任一项权利要求所述的墨印刷基底，其中所述水基墨组合物包含玻璃化转变 摄氏温度小于_42°C的水基聚合物组分。
5.如前述任一项权利要求所述的墨印刷基底，所述墨印刷基底还包括施用到所述水基 墨印刷区域上的套印清漆。
6.如权利要求5所述的墨印刷基底，其中所述套印清漆为水基的。
7.如权利要求5所述的墨印刷基底，其中既包括水基套印清漆又包括水基墨组合物的 基底的区域的平均摩擦牢度为至少3. 8或更大。
8.如前述任一项权利要求所述的墨印刷基底，其中用表面处理对所述基底进行预处 理，所述表面处理选自由下列组成的组等离子体处理、紫外线处理、火焰处理、热处理、磨 蚀处理和电晕处理。
9.如权利要求8所述的墨印刷基底，其中用电晕处理对所述基底进行预处理，并且其 中既包括电晕处理又包括水基墨组合物的基底的区域相对于婴儿润肤油的平均摩擦牢度 为至少3. 5或更大。
10.如前述任一项权利要求所述的墨印刷基底，其中所述可浸润色牢度等级小于10。
11.如前述任一项权利要求所述的墨印刷基底，其中所述摩擦牢度损失对密度比率 为-1.0 至-6.0。
12.如权利要求4所述的墨印刷基底，其中所述水基聚合物组分具有小于-80°C的玻璃 化转变摄氏温度。
13.如前述任一项权利要求所述的墨印刷基底，其中所述基底具有低表面张力。
14.如权利要求10所述的墨印刷基底，其中所述可浸润色牢度等级小于5。
15.如权利要求8所述的墨印刷基底，其中用3.0至5. 0瓦特/平方英尺/分钟的电晕 处理对所述基底进行预处理。
全文摘要
本发明涉及包括基底和印刷在基底上的水基墨组合物的墨印刷基底，其中所述墨印刷基底具有至少约2.5或更大的平均摩擦牢度。
文档编号C09D11/00GK101959978SQ200980106973
公开日2011年1月26日 申请日期2009年2月25日 优先权日2008年2月29日
发明者李文斌, 查尔斯·D·麦卡里, 蒂莫西·W·罗伯特森, 阿尔里克·V·沃纳 申请人:宝洁公司