专利名称：油墨/染料接受性薄膜、纸和织物的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种丙烯酸酯涂料，其能够赋予对聚烯烃基材，比如聚丙烯和聚乙烯增强的附着力特性。当该种丙烯酸酯聚合物作为油墨/染料吸收涂料用在固有地非油墨/染料接受性的轧制产品时，其还可以增强油墨或染料的接受性并增强图像质量。
背景技术：
轧制产品具有广泛的用途，比如标牌、印花面料以及作为印刷介质。在大多数上述应用中，重要的是轧制产品能容易地接受正常的印刷油墨，但同时重要的是其在所有类型的天气条件下，比如雨、雪和紫外线下也能够抗染色。目前在轧制产品中使用了很多不同的天然和合成聚合物，其能够在不同程度上满足不同应用的需要。例如，聚丙烯通常表现出了非凡的防水和耐化学性。聚丙烯还具有可回收的优势，这对世界许多地区不断增长的经济 和环境重要性来说是一个特点。凭借其理想的物理性质参数，聚丙烯轧制产品可广泛的用于薄膜、织造织物和非织造织物。但是，未改性的聚丙烯有油墨吸收性能差的倾向。这是由于在许多涂料配方中所使用的聚合物对聚丙烯薄膜粘附性能差。因此，通常要对聚丙烯薄膜进行电晕和/或等离子处理，以增强其吸收油墨的性能。美国专利5，700，867公开了一种水性聚氨酯分散体，其具有离子官能团，聚氧乙烯单元和肼基团，其可用在油墨、涂料和粘合剂组合物中。聚合物中的聚氧乙烯单元可在水性聚氨酯的主链中，在主链的端部或在侧链上。基于树脂的重量，聚氧乙烯单元的的重量为20%或更少。公开的组合物的理想的性能包括贮存稳定性、耐水性、颜料分散性和粘附性。美国专利5，043, 381涉及一种非离子型水分散型聚氨酯水性分散体，该聚氨酯具有聚氧乙烯侧链，以及每3000-100000原子重量单位一个交联。美国专利4，992，507涉及一种非离子型水分散型聚氨酯的水性分散体，该聚氨酯具有聚氧乙烯侧链和游离酸或游离叔氨基团。在上述后两个专利中，均提到具有聚氧乙烯侧链的二醇和二异氰酸酯，如分别在美国专利3，905, 929和3，920, 598中提到的。这里公开的水性分散体可用于涂料组合物。美国专利4，983，662涉及一种可自交联的水性涂料组合物，其包括至少一种聚氨酯的水性分散体，并在其中具有肼(或腙)基团和羰基官能团以进行自交联反应，在自交联反应中,聚氨酯通过在膜形成之前或之后的亚胺形成反应参与自交联反应。美国专利4，190，566涉及非离子水分散型聚氨酯，其具有基本线性的分子结构，并且侧聚氧化亚烷基链上有大约3-30重量％的横向聚氧化亚烷基聚醚链。这些聚合物的链上由40-95%的氧化乙烯单元和5-60%特定的其他烯烃氧化单元组成，特定的其他烯烃氧化单元选自氧化丙烯、氧化丁烯和氧化苯乙烯。这些水分散型聚氨酯公开的多种用途中包括涂料。美国专利4，092，286涉及水分散型聚氨酯弹性体，其具有基本线性的分子结构，特征在于(a)基于整个聚氨酯，其具有约O. 5%-约10重量％的氧化烷基侧链，以及
(b)=N+=, -C00_*-S03_基团的含量为每IOOg大约O. 1-15毫当量。除其他用途外，这些水分散型聚氨酯弹性体也可用作涂料。国际申请WO 2009/082640A1公开了一种聚合方法，其用于共聚疏水性烯属不饱和烯烃和极性单体，比如丙烯酸酯。该方法使用酸源来调整/催化极性单体和/或极性单体中自由基激活的重复单元的反应性，从而促进烯属不饱和烯烃的结合。通过该方法获得的共聚物对多种聚合和/或极性基材，比如聚烯烃、丙烯酸酯涂料和木材层显示出了有益的结合性能。人们希望开发出一种能够改善薄膜，尤其是聚烯烃薄膜，纸制品和织物的油墨/染料接受性能的涂料。例如，如果可以确定一种水基丙烯酸酯聚合物分散体或配方，其能够用于涂覆薄膜、纸制品、非织造织物和机织织物，以通过现有技术中已知的技术，比如喷墨印刷，旋转和平面丝网印刷，轧染，刮涂，喷涂，凹版印刷和类似的方法来增强这些物件的可印刷性和着色性，那将是非常有益的。发明概述本发明公开了对油墨或染料更具有接受性的薄膜、纸和织物(包括织造和非织造)。相对于竞争性脂肪族聚氨酯聚合物，本发明的丙烯酸类平台技术一般更具成本效益。这些油墨/染料接受性产品是通过用特定的丙烯酸酯聚合物涂覆薄膜、纸或织物来制成。·这些油墨/染料接受性薄膜、纸和织物可在之后用于制作层压或涂覆制品。在这样的制品中，由于能够接受油墨或染料来形成标记和/或观赏装饰，油墨/染料接受性薄膜、纸和织物通常用作制品的外层。本发明更具体地公开了一种油墨/染料接受性薄膜，该薄膜包括基底薄膜，其上涂覆有丙烯酸酯聚合物，其中基底薄膜包含聚烯烃以及约O. 1-20重量％的至少一种填料，并且其中丙烯酸酯聚合物包含(a) 1-20重量％的至少一种含有4-30个碳原子的不饱和脂肪族烯烃单体的重复单元，(b) 50-99重量％的至少一种丙烯酸酯单体的重复单元，和任选地(c) O. 2-30重量％选自不饱和羧酸，甲基丙烯酸酯单体，不饱和含腈基的单体，和乙烯基单体(如苯乙烯，α-甲基苯乙烯，和乙酸乙烯酯)的至少一种附加烯属不饱和单体的重复单元。本发明进一步公开了一种具有增强的油墨/染料接受性能和增强的粘合特性的织物，该织物包含基底织物，其中基底织物包含由聚烯烃组成的长丝以及约1-20重量％的至少一种填料，其中聚烯烃织物上涂覆有丙烯酸酯聚合物，该丙烯酸酯聚合物包含(a) 1-20重量％的至少一种含有4-30个碳原子的不饱和脂肪族烯烃单体的重复单元，(b) 50-99重量％的至少一种丙烯酸酯单体的重复单元,和任选地(c) O. 2-30重量％选自不饱和羧酸，甲基丙烯酸酯单体，不饱和含腈基的单体，和乙烯基单体的至少一种附加烯属不饱和单体的重复单元。本发明还公开了一种油墨/染料接受性纸，该纸包含纸层，其中纸层涂覆有丙烯酸酯聚合物，该聚合物包含(a) 1-20重量％的至少一种含有4-30个碳原子的不饱和脂肪族烯烃单体的重复单元，(b) 50-99重量％的至少一种丙烯酸酯单体的重复单元，和任选地
(c)O. 2-30重量％选自不饱和羧酸，甲基丙烯酸酯单体，不饱和含腈基的单体，和乙烯基单体的至少一种附加烯属不饱和单体的重复单元。本发明进一步公开了处理基底薄膜以使其对油墨/染料更具有接受性的方法，该方法包括用丙烯酸酯聚合物涂覆基底薄膜，其中基底薄膜包含约1-20重量％的至少一种填料，并且其中丙烯酸酯聚合物包含(a) 1-20重量％的至少一种含有4-30个碳原子的不饱和脂肪族烯烃单体的重复单元，(b) 50-99重量％的至少一种丙烯酸酯单体的重复单元，和任选地(C) O. 2-30重量％选自不饱和羧酸，甲基丙烯酸酯单体，不饱和含腈基的单体，和乙烯基单体的至少一种附加烯属不饱和单体的重复单元。本发明还公开了一种处理包含烯烃纤维的织物以使其更容易接受油墨的方法，该方法包括用丙烯酸酯聚合物涂覆织物，其中织物中的烯烃纤维包含用量为至多20重量％的至少一种填料，并且其中丙烯酸酯聚合物包含(a) 1-20重量％的至少一种含有4-30个碳原子的不饱和脂肪族烯烃单体的重复单元，(b) 50-98. 5重量％的至少一种丙烯酸酯单体的重复单元，和任选地(c)0. 2-30重量％选自不饱和羧酸，甲基丙烯酸酯单体，不饱和含腈基的单体，和乙烯基单体的至少一种附加烯属不饱和单体的重复单元。发明详述本发明中用于涂覆薄膜、纸和织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％的至少一种含有4-30个碳原子的不饱和脂肪族烯烃单体的重复单元，(b) 50-98. 5重量％的至少一种丙烯酸酯单体的重复单元，和(c)0. 2-30重量％选自不饱和羧酸，甲基丙烯酸酯单体，不饱和含腈基的单体，和乙酸乙烯酯的至少一种附加烯属不饱和单体的重复单元。该丙烯酸酯聚合物还可任选地含有至多2重量％的交联剂，比如双官能丙烯酸酯，双官能甲基丙烯酸酯，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，二乙烯苯及类似物。当丙烯酸酯聚合物中含有交联剂时，其通常的含量范围在约O. 2-0. 4重量％内。不饱和脂肪族烯烃单体可为直链、支链或环状结构，和将具有4-30个碳原子。但是，使用的烯烃单体不能为苯乙烯类型的单体，这种单体的的脂肪族特性在单体的前两个碳原子之后就不存在了。丙烯酸酯聚合物包含(a)至少一种含有4-30个碳原子的不饱和脂肪族烯烃单体的重复单元主(b)含有羰基或氮原子的至少一种烯属不饱和单体的重复单元。在一个实施方案中，不饱和脂肪族烯烃单体具有通式=CH2=CR1R2,其中R1表示具有1-28个碳原子的直链、支链或环状烷基，R2表示氢原子或者与R1相同的烷基，并且R1和R2 —共具有不多于28个碳原子。烯烃单体通常含有5-20个碳原子，更为通常含有5-12个碳原子。在大多数情况中，烯烃单体含有约6-10个碳原子。在多数情况中，烯烃单体为α -烯烃单体，比如I- 丁烯，I-戊烯，I-己烯，或I-庚烯。在其他实施方案中，其可为单，双或三取代的末端烯经，比如异丁烯，2-甲基-I-戍烯,2, 4, 4- 二甲基-I-戍烯或2-甲基-I-己烯。丙烯酸酯单体具有如下的结构
O
Il
H2C=CH—C-~O·~R其中R表示烷基，其可为直链或支链，并且可含有杂原子，比如氮和氧，其具有约
1-30个碳原子。在大多数情况中，R可为烷基，其可为直链或支链并且可包括杂原子，比如氮和氧，并且含有1-24个碳原子，更为普遍含有1-10个碳原子。例如，R可为含有1-10个碳原子直链或支链烷基基团。某些代表性的可使用的丙烯酸酯单体的例子包括，丙烯酸甲酯，丙烯酸乙酯，丙烯酸正丙酯，丙烯酸异丙酯，丙烯酸正丁酯，丙烯酸叔丁酯，丙烯酸异丁酯，丙烯酸正戊酯，丙烯酸叔戊酯，丙烯酸异戊酯，丙烯酸正己酯，丙烯酸2-羟乙酯，丙烯酸
2-羟丙酯，丙烯酸4-羟丁酯，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，丙烯酸缩水甘油酯，丙烯酸苄酯，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，丙烯酸环己酯，丙烯酸环戊酯，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。使用的附加的烯属不饱和单体选自甲基丙烯酸酯单体，不饱和羧酸，不饱和含腈基的单体，和其他含有乙烯基的单体(比如乙烯基芳族单体或乙酸乙烯酯)。使用的甲基丙烯酸酯单体具有如下结构
权利要求
1.一种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％的至少一种含有4-30个碳原子的不饱和脂肪族烯烃单体的重复单元、(b) 50-99重量％的至少一种丙烯酸酯单体的重复单元、以及任选地(c) O. 2-30重量％选自不饱和羧酸、甲基丙烯酸酯单体、不饱和含腈基的单体、和乙烯基单体的至少一种附加烯属不饱和单体的重复单元。
2.如权利要求I所述的基材，其中所述基材的形式为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烃和约O. 1%-50重量％的至少一种填料。
3.如权利要求2所述的油墨/染料接受性薄膜，其中填料的含量在约O.25-20重量％范围内，并且其中该填料选自硅藻土、二氧化钛、碳酸钙、滑石、粘土、和二氧化硅。
4.如权利要求3所述的油墨/染料接受性薄膜，其中丙烯酸类聚合物含有5-20重量％的不饱和脂肪族烯烃单体、55-95重量％的丙烯酸酯单体、和O. 4-25重量％的附加烯属不饱和单体。
5.如权利要求3所述的油墨/染料接受性薄膜，其中丙烯酸类聚合物含有10-15重量％的不饱和脂肪族烯烃单体、75-90重量％的丙烯酸酯单体、和O. 7-10重量％的附加烯属不饱和单体。
6.如权利要求4所述的油墨/染料接受性薄膜，其中不饱和脂肪族烯烃单体为2,4, 4-三甲基-I-戊烯。
7.如权利要求6所述的油墨/染料接受性薄膜，其中丙烯酸酯单体为丙烯酸乙酯。
8.如权利要求7所述的油墨/染料接受性薄膜，其中附加的烯属不饱和单体为甲基丙烯酸。
9.如权利要求I所述的基材，其中基材的形式为包含基底织物的油墨/染料接受性织物，其中该基底织物包含由聚烯烃组成的长丝以及约1-50重量％的至少一种填料。
10.如权利要求9所述的织物，其中丙烯酸类聚合物含有5-20重量％的不饱和脂肪族烯烃单体、55-95重量％的丙烯酸酯单体、和O. 4-25重量％的附加烯属不饱和单体。
11.如权利要求10所述的织物，其中不饱和脂肪族烯烃单体为2，4，4-三甲基-I-戊烯，其中丙烯酸酯单体为丙烯酸乙酯，和其中附加的烯属不饱和单体为甲基丙烯酸。
12.如权利要求11所述的油墨/染料接受性织物，其中基底织物为织造织物。
13.如权利要求11所述的油墨/染料接受性织物，其中基底织物为非织造织物。
14.如权利要求11所述的油墨/染料接受性织物，其中基底织物中填料的含量为在约O.25-12重量％范围内，并且填料选自硅藻土、二氧化钛、碳酸钙、滑石、粘土、和二氧化硅。
15.如权利要求I所述的基材，其中基材的形式为包括纸层的油墨/染料接受性纸，其中该纸层涂覆有丙烯酸酯聚合物。
16.如权利要求16所述的油墨接受性纸，其中油墨接受性纸为照相纸，其含有基底纸层以及基底纸层上表面上固定的聚烯烃层，和其中该聚烯烃层采用丙烯酸类聚合物涂覆。
17.如权利要求17所述的油墨接受性照相纸，其中聚烯烃为聚乙烯。
18.—种处理基材以使其对油墨或染料更具有接受性的方法，该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％的至少一种含有4-30个碳原子的不饱和脂肪族烯烃单体的重复单元、(b) 50-99重量％的至少一种丙烯酸酯单体的重复单元、以及任选地(C) O. 2-30重量％选自不饱和羧酸、甲基丙烯酸酯单体、不饱和含腈基的单体、和乙烯基单体的至少一种附加烯属不饱和单体的重复单元。
19.如权利要求18所述的方法，其中基材为基底薄膜或织物，其中基底薄膜或织物包括约1-50重量％的至少一种填料。
20.如权利要求18所述的方法，其中基材为纸或由纤维素纤维制成的非织造基材。
全文摘要
本发明公开了更易于接受油墨或染料的薄膜、纸和织物(织造和非织造)。这些接受油墨/染料的制品通过用特定的丙烯酸酯聚合物来涂覆薄膜、纸或织物制成。这些油墨/染料接受性薄膜、纸和织物能够在后续中用于制造层压和涂覆制品。本发明的主题进一步公开了一种油墨/染料接受性薄膜，其含有基底薄膜，该基底薄膜涂覆有丙烯酸酯聚合物，含有1-20重量%的至少一种含有4-30个碳原子的不饱和脂肪族烯烃单体的重复单元。
文档编号C09D133/08GK102918124SQ201180026824
公开日2013年2月6日 申请日期2011年6月2日 优先权日2010年6月2日
发明者J·C·斯科特, G·A·安德勒, R·J·帕福德四世, N·珀拉马蒂 申请人:路博润高级材料公司