外涂层组合物、涂布的基底和相关方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求2012年12月28日提交的美国临时申请号61/746, 713的优先权，其 通过引用W其全部并入本文。
技术领域
[0003] 本主题设及诸如外涂层组合物的涂层组合物、具有组合物的涂层的基底和相关方 法。具体地，主题设及用于印刷和防渗应用中的涂层。
【背景技术】
[0004] 为了改进随后施加至基底的油墨、调色剂或其它材料的粘合或固着，向纸或薄膜 基底施加底漆涂层或"外涂层"是众所周知的。涂层的配制通常取决于众多因素，诸如基底 和印刷介质一-即油墨、调色剂或其它材料一-的性质。涂层的特性还可取决于用于施加 油墨或调色剂的印刷方法的具体类型。虽然已知众多类型的涂层，其中许多提供令人满意 的性能，但依然需要与当前已知的组合物比较时表现改进的性质的涂层组合物。
[0005] 提供可与各种不同的印刷方法结合使用的底漆或外涂层组合物也将是有利的。例 如，考虑到HPIndigo印刷、UV印刷和喷墨印刷的不断增加的普及；提供可用于所有运些方 法的单一种类的组合物将是期望的。目P，虽然某些组合物可为一种类型的印刷方法提供令 人满意的结果，但是往往运样的结果不扩展至同一组合物用于其它印刷方法。
[0006] 更具体地，对于某些基底，HPIndigo印刷应用的油墨固着通常是差的并难W实 现。运被认为是由于至少两个因素。一个因素可W设及基底的类型。例如，实现至诸如聚 丙締和铸造光泽纸（castglosspaper)的某些基底的好的外涂层粘合是困难的。第二个 因素设及许多油墨和外涂层之间的相容性困难。对于HPIndigo印刷技术，外涂层必须相 对地是极性的并且与待被施加至其的油墨是相容的。因此，提供对诸如聚丙締和铸造光泽 纸的基底表现好的粘合的外涂层将是有利的；并且其相对地是极性的W及与通常用于HP Indigo印刷的油墨是相容的。
[0007] 发明概述
[0008] 在本组合物、涂布的基底和方法中解决了与先前已知的组合物和涂布的基底相关 联的困难和缺点。
[0009] 在一个方面，本主题提供了组合物，其包括0.01 %至5%的至少一种聚乙締亚胺、 5%至50%的至少一种乙締丙締酸或甲基丙締酸共聚物、0. 001 %至2 %的至少一种交联剂 和10%至95%的水。
[0010] 在另一方面，本主题提供了组合物，其包括0.01%至2%的至少一种聚乙締亚胺、 25%至40%的至少一种乙締丙締酸或甲基丙締酸共聚物、0. 01 %至2%的至少一种交联剂 和50%至85%的水。
[0011] 在又另一方面，本主题提供了适合用于接收施加在其上的印刷介质的涂布的基 底。涂布的基底包括限定外表面的基底。涂布的基底还包括布置在基底的外表面的至少一 部分上的组合物层。组合物包括（i)0.01 %至5%的至少一种聚乙締亚胺、（ii)5%至50% 的至少一种乙締丙締酸或甲基丙締酸共聚物、（iii)O. 001 %至2%的至少一种交联剂和 (iv) 10%至 95% 的水。
[0012] W及，在又另一方面，本主题还提供了用于改进油墨或调色剂固着至基底和/或 基底的防渗性质的方法。方法包括提供限定外表面的基底W接收油墨或调色剂。方法还 包括向基底的外表面施加组合物。组合物包括（i)〇. 01%至5%的至少一种聚乙締亚胺、 (ii)5%至50%的至少一种乙締丙締酸或甲基丙締酸共聚物、（iii)O. 001%至2%的至少 一种交联剂和（iv) 10%至95%的水。将组合物层形成在基底的外表面上。W及，方法还包 括固化组合物层。
[0013] 如将认识到的，主题能够进行其它和不同的实施方式并且在各个方面中其若干细 节能够进行修改，而全部不背离主题。因此，描述被认为是说明性的而非限制性的。
[0014] 实施方式详述
[0015] 本主题提供了组合物，其可被用作施加至基底的底漆涂层或外涂层。经过施加和 固化，组合物为随后施加的印刷介质一一例如，调色剂和或/油墨一一提供接收表面。在本 主题的某些形式中，组合物增加调色剂或油墨对下面的基底的粘合和/或固着。
[0016] 一般地，组合物为水性的并且包括（i) 一种或多种聚乙締亚胺、（ii) 一种或多种 乙締丙締酸（或甲基丙締酸）共聚物和（iii) 一种或多种交联剂。组合物可任选地进一步 包括一种或多种添加剂，例如缓冲剂、防结块剂、湿润剂、消泡剂、消光剂、抗静电剂、表面活 性剂及其组合。本主题包括使用其它试剂和/或添加剂。
[0017] 在本主题的某些形式中，在水溶液一一即，基于水的组合物中使用W下比例的组 分，如下面在表1中所提到的。本文提到的所有百分比为按重量计的百分比，除非另有说 明。
[0018] 表1--代表性组合物中组分的比例
[0019]
[0020] 关于本主题的组合物中使用的各种组分的细节如下。
[0021] 聚乙締亚胺（一种或多种）
[0022] 聚乙締亚胺也称为聚（亚胺基乙締）或聚氮丙晚或聚[亚胺基（1，2-乙二基）]。 聚乙締亚胺是直链的或是支链的。与可包含伯、仲和叔氨基基团的支链聚乙締亚胺相反，直 链聚乙締亚胺全部包含仲胺。
[0023] 在本主题的组合物中可W使用广泛系列的聚乙締亚胺。例如，考虑的是一种或多 种聚乙締亚胺可W是直链的、支链的；可包括烷氧基化的基团、娃烷基团；和/或被径基化。 在组合物的某些形式中，由美国康涅狄格州谢尔顿的MicaCo巧.W名称AJ-131-X可得的 水中5%的聚乙締亚胺的配方是有用的。参考"5%"指水中5%的聚乙締亚胺固体。应当 理解的是，可W使用包括一种或多种聚乙締亚胺的其它配方。例如，还可利用来自BASF的 某些聚乙締亚胺产品。
[0024] 乙締丙締酸（或甲基丙締酸）共聚物
[00巧]在本主题的组合物中可W使用广泛系列的乙締丙締酸（或甲基丙締酸）共聚物。
[0026] 在主题的某些形式中，已经发现从美国俄亥俄州辛辛那提的Michelman，Inc.W 名称MP4990可得的乙締丙締酸共聚物是有用的。MP4990产品包括35%的水中的乙締丙 締酸共聚物固体。应当理解的是本主题包括在共聚物的类型和百分比固体中变化的宽范围 的乙締丙締酸（或甲基丙締酸）共聚物和相关产品。例如，可W使用包含诸如25%的固体 的较低固体含量的其它商业上可得的产品。还考虑使用较高固体含量的产品。
[0027] 本主题组合物中使用的乙締丙締酸（或甲基丙締酸）共聚物通常具有从大约2000 至大约100, 000 ;W及一般从大约2000至大约50, 000的分子量。 阳02引 乙締丙締酸（或甲基丙締酸）共聚物通常包括从60%至95%的乙締和从5%至 35%的丙締酸或甲基丙締酸。然而，应当理解的是本主题包括具有大于或小于运些量的乙 締、丙締酸和/或甲基丙締酸的比例的共聚物。
[0029] 在本主题的某些形式中，可W期望的是涂层表现相对高程度的柔初性并且因此为 无定形的。一般地，较高量的丙締酸或甲基丙締酸导致增加的柔初性和无定形性质。增加 水平的丙締酸或甲基丙締酸还增加组合物内的极性，其促进粘合。此外，较高水平的丙締酸 或甲基丙締酸通常引起较高的溫度热粘性，运对于使用140°C的橡皮布溫度的HP4000系 列设备是期望的。另外，更大量的丙締酸或甲基丙締酸提供更多数目的交联位点，运改进所 得涂层的粘合和防水性。
[0030] 一般地，共聚物中较高浓度的乙締提供改进的防水性。使用支链聚乙締将额外地 改进柔初性和与聚乙締薄膜的相容性，运可W提供改良的加工优势。运些优势可W消除或 至少减少否则可出现的结块问题。
[0031] 一般地，乙締丙締酸（或甲基丙締酸）共聚物中的乙締部分提供诸如增加的防水 性、柔初性、结晶性、耐化学品性和防渗性质的性质。自然中长的直聚乙締链是高度结晶的 (>90%结晶），运产生规则的填充排布。通过长聚乙締链可W与彼此对齐的便利运是容易解 释的。
[0032] 一般地，丙締酸赋予所得涂层中的极性、初度、交联能力、热粘性强度、低溫热密 封。共聚物中丙締酸（和/或甲基丙締酸）的存在降低乙締部分的结晶性。增加共聚物中 的丙締酸（和/或甲基丙締酸）将导致更多无定形区域的形成，从而破坏晶体的形成。正 如在低密度聚乙締（LDP巧中增加的支化降低聚乙締的结晶性，丙締酸（或甲基丙締酸）的 存在也将如此。此外，增加丙締酸的含量也将增加涂层对极性基底的粘合，降低软化点和烙 点，改进光学并且增加涂层的强度。
[0033] 适合的乙締丙締酸（或甲基丙締酸）共聚物或含水媒介中运种共聚物的分散系从 Michelman,Inc.;荷兰的ParameltB.V.;和DowQiemical是商业上可得的。 阳〇34] 交联剂
[0035] 在本主题中可使用各种交联剂。
[0036] 在本主题的某些形式中，可使用基于氮丙晚的交联剂。运种试剂的实例是