用于印刷面的阳离子涂层制造技术

一种用于纤维基材的涂层组合物，包括： ａ）０．５－２５％（重量）的水不溶性乳液聚合物，所述聚合物包含０．４－３％（摩尔）的一种或者多种阳离子单体单元，及至少５０％（摩尔）的一种或者多种乙烯酯单体单元； ｂ）２５－７５％（重量）的颜料；和 ｃ）水。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于印刷面的阳离子涂层。具体地说，所述涂层组合物包括一种乳液聚合物，该乳液聚合物包含0.4-3％(摩尔)的阳离子单体，及至少50％(摩尔)的一种或者多种乙烯酯类单体。所述涂层被用在其上将固定液墨的纤维基材上。该涂层的阳离子特性为基材提供了极好的附着点以附着阴离子油墨和颜料，从而得到明亮的、优质的图案。所述涂层尤其适用于在纸张、纸板、织物、无纺布和木质品上进行喷墨打印。
技术介绍
纤维基材(例如纸)被涂覆以得到一种更加平滑的、更低吸收性的表面以便在其上涂施印刷油墨或者其他功能涂料。所述涂层组合物典型地包括自然产生或者人工生产的颜料、合成的或者天然的聚合物涂层粘合剂、水、以及少量掺杂的添加剂。所述颜料被用来填平纤维质纸网的不平表面并使该表面光滑，所述粘合剂是用来粘聚颜料颗粒及使所述涂层粘着在纸上。典型的纸涂层粘合剂由合成的聚合物、天然的聚合物、或者它们的混合物组成。在美国专利US4944988中公开的涂层组合物包含具有少量叔胺官能团的聚合物，所述叔胺官能团的含量最多可达0.4％(摩尔)。美国专利US5660928公开了一种用于喷墨打印机的多层纸涂层，所述涂层的第三层为阳离子水溶性聚合物。在其实施例中该阳离子层太薄以至于无法测量。美国专利US6153288公开了一种共聚物纸涂层，所述涂层含有乙烯乙酸乙烯酯聚合物和水溶性阳离子聚合物的混合物。所述阳离子聚合物占涂层组合物总量的5-50％，及其可以是一种含有季化丙烯酸或甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯的水溶性共聚物。其他水溶性聚合物，如聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮被用在纸涂层上。不幸地是，这些涂层对湿气敏感，及难以用于潮湿的环境中。聚乙烯醇的缺点是形成可用的溶液时需要蒸煮，此外，难以使使用聚乙烯醇的涂层固体最大化。聚乙烯吡咯烷酮膜成本高并且易于变黄。美国专利US6194007公开了低分子量的水不溶性阳离子聚合物与凝胶和交联剂一起用在纸涂层中。美国专利US6358306公开了一种具有水不溶性树脂的喷墨记录片材，所述树脂含有亲水基团和叔铵基团，含量最高达5％(重量)。所述树脂为聚氨酯、聚脲和聚酰胺在有机溶剂中通过溶液聚合形成的浓缩聚合物。用于喷墨纸的阳离子乳液已在JP11123867中记载。所述的乳液为丙烯酸基乳液。因此，需要一种用于纸和其它纤维基材的由水基、水不溶性合成聚合物构成的涂层组合物，所述涂层组合物具有比现有组合物高的阳离子度(cationicity)，从而可提供更高的墨留性(ink retention)并且提高其它印刷性能。令人惊奇的是，含有至少50％(摩尔)的乙烯酯单体和大于0.4％(摩尔)的阳离子单体的水不溶性合成乳液聚合物可被用来制造稳定的涂层组合物，当所述涂层组合物被涂施于基材之上时可以很好地固定液墨。
技术实现思路
本专利技术涉及一种用于纤维基材的涂层组合物，所述组合物包括a)0.5-25％(重量)的水不溶性乳液聚合物，所述聚合物包含0.4-3％(摩尔)的一种或者多种阳离子单体单元，及至少50％(摩尔)的一种或者多种乙烯酯单体；b)25-75％(重量)的颜料；和c)水。所述涂层组合物还可以含有其它掺杂的添加剂。优选地，阳离子单体为一种或多种伯胺、仲胺或者叔胺单体。本专利技术进一步地还涉及到被涂布的纤维基材，在所述基材的至少一个面上具有包含所述阳离子聚合物的涂层组合物，以及一种制备涂布基材的方法。所述涂布基材还包括在印刷或者染色步骤之后与所述涂层结合的墨水或染料。专利技术的具体实施例方式本专利技术中的涂层组合物含有颜料、阳离子乳液聚合物和水。所述的阳离子乳液聚合物含有至少50％(摩尔)的一种或者多种乙烯酯类单体，0-49.4％(摩尔)的一种或多种其它烯键式不饱和单体，和0.4-3％(摩尔)的一种或者多种阳离子单体。优选地所述聚合物含有0.4-2％(摩尔)的阳离子单体。优选的阳离子单体包括伯胺、仲胺、或者叔胺。所述的单体的实例包括但不限于N，N-二烷基氨基烷基(甲基)丙烯酸酯；N，N-二烷基氨烷基(甲基)丙烯酰胺；和N，N-二烷基氨烷基丙烯酰胺，其中所述烷基是独立的C1 -18。可以使用含有单体如乙烯基吡啶的芳香胺。另外，在水解作用下可以产生胺的乙烯基甲酰胺、乙烯基乙酰胺等也可以被使用。优选地所述亲水的酸中和单体为N，N-二甲氨基乙基(甲基)丙烯酸酯，和N，N-二甲基氨基丙基(甲基)丙烯酰胺。可以使用的阳离子单体为上述单体的季化衍生物以及二烯丙基二甲基铵氯化物、甲基丙烯酰基丙基三甲基铵氯化物。优选的单体为N，N-二烷基氨基烷基丙烯酸酯和N，N-二烷基氨基烷基甲基丙烯酸酯。特别优选的是二甲基氨基乙基甲基丙烯酸酯。如果阳离子官能团的数量太多，则所述聚合物变为水溶性而成为一种稠化剂，而不能继续用作本专利技术的水不溶性聚合物。所述阳离子聚合物含有至少50％(摩尔)的一种或者多种乙烯基酯类单体，优选地含量为至少70％(摩尔)，最优选地为至少80％(摩尔)的乙烯基酯类单体。合适的乙烯基酯包括但不限于乙酸乙烯酯、甲酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、异丁酸乙烯酯、戊酸乙烯酯和2-乙基-己酸乙烯酯。优选的聚合物为乙酸乙烯酯均聚物，及乙烯乙酸乙烯酯和阳离子单体的共聚物。所述乙烯酯类单体为亲水性的，由于其易于水解而难于和含氮的阳离子聚合物共聚。已经发现本专利技术的聚合物中阳离子官能团含量即使超过1％(摩尔)所述聚合物的性能也没有明显地降低，最多达3％(摩尔)百分数。在所述的阳离子聚合物中占0-48.6％(摩尔)的其它合适的烯键式不饱和单体包括但不限于顺丁烯二酸酯、(甲基)丙烯酰胺、衣康酸酯、苯乙酸(styrenics)、不饱和烃和丙烯腈、含氮官能团的单体、含醇官能团的单体、不饱和烃、以及(甲基)丙烯酸酯。由于酸官能团和胺官能团之间发生的任何反应会带来不利影响，所以如果需要的话只有少量的羧酸或者其它酸单体可以被使用。小量的交联单体如N-羟甲基丙烯酰胺也可以用于本专利技术的聚合物中。轻微交联的聚合物被特别地用在纺织品印刷工艺。所述的阳离子聚合物乳液是水不溶性的，并且能形成不溶于水的膜。本专利技术的阳离子乳液聚合物为高分子聚合物，平均分子量大于100,000，及优选地大于500,000。所述聚合物由本领域已知的乳液聚合工艺形成，得到水合乳胶或者分散体聚合物系统。所述乳液工艺可以为分批、半分批或者连续式操作，及优选地包括每隔几个小时进行单体进料。优选地所述阳离子单体在聚合过程被缓慢地加入。在所述乳液的制备过程中通过使用种子聚合物来控制颗粒的大小。所述乳液可以在表面活性剂、胶状稳定剂或者它们的混合物的作用下被稳定化。一种优选的稳定剂为聚乙烯醇。聚乙烯醇中的一些或全部具有阳离子官能团。所述的稳定剂既可以对乳液/分散体中的聚合物颗粒起稳定作用，也可以被用来稳定涂层组合物(其中所述乳液聚合物被用作粘合剂)。同时还发现所述涂层组合物中表面活性剂有助于使涂层粘着在基材上，特别是对于由人造纤维组成的基材。所述聚合物分散体与颜料和其它添加剂结合在一起形成用于纸涂布的组合物。典型的喷墨纸涂层组合物含有55-80％(重量)的无机颜料。对颜料的选择取决于在纸面上需要的特性。由于强阴离子颜料(如碳酸钙)会沉淀所述阳离子粘合剂，所以阳离子粘合剂通常与非离子颜料如硅石一起使用。用于纸涂层的优选的硅石颜料的颗粒范围为4-1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：P·孔法洛尼，R·法瓦哈，
申请(专利权)人：国家淀粉及化学投资控股公司，
类型：发明
国别省市：