用于喷墨涂层的阳离子型溶胀性分散聚合物制造技术

本发明专利技术有关一种具有极佳吸水特性的阳离子型非水溶性乳化胶乳聚合物组合物。具体说，本发明专利技术有关该非水溶性乳化胶乳聚合物组合物作为喷射式墨水感受性涂层的用途。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术有关一种具有极佳吸水特性的阳离子型非水溶性乳化胶乳聚合物组合物。特别是本专利技术是有关该非水溶性乳化胶乳聚合物组合物作为喷射式墨水感受性涂层的用途。
技术介绍
喷射式墨水印刷被广泛用来在各种基板(包括纸张、织品、塑胶膜等类似物)上打印。这些基板上通常都会涂覆一种可加强基板对喷射式墨水的感受性的材料。对染料是墨水溶液来说，其主要包含目前用于喷射式墨水印刷的墨水，其中有三种特性是非常重要的。第一种特性是该喷射式墨水感受性涂层的可潮湿性，该可潮湿性是由涂层表面张力(亦即，表面能量)来决定。内含染料和/或颜料的喷射式墨水的墨水载体，特别是那些一般用于家庭打印装置，通常是水性且含些许水溶性有机共溶剂作为湿润剂(humectants)。这类墨水载体通常需要具相当高表面能量的墨水感受性涂层。第二种特性是对水的亲和性，此是因喷射式墨水感受性涂层必须能在几秒内吸收大量墨水中的水分，以获得一触摸时干燥的打印结果。喷射式墨水配方通常含90％以上的水分。此外，该涂层在吸收所有水分的同时，还必须能维持其本身的完整物理性质。换言之，该喷射式墨水感受性涂层必须具备足够的亲水性以在不被实质溶解的情况下吸收大量的水分。为了获得高吸水性，传统上该喷射式墨水感受性涂层是与亲水性无机颜料(例如，硅或铝)及亲水性结合剂一起进行配方。最常使用的亲水性结合剂是聚乙烯醇(polyvinyl alcohol，PVOH)和聚乙烯吡咯酮(polyvinylpyrrolidione，PVP)，其他适当的天然或合成聚合物均是此领域习知的(例如，明胶、淀粉、聚环氧乙烷、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素等类似物)。因这类涂层中存在大量颜料，因此经常需要轧光以便在基板上获得一平滑表面因此可能降低该具有涂层的基版的光泽。第三种特性是染料的固定性。喷射式墨水溶液的主要部分是染料而不是颜料。为获得具高颜色密度的打印，染料分子必须在墨水与基版接触的瞬间立即被固定。若染料渗进基版将导致颜色密度降低，至于染料分子的水平迁移则会导致所形成的影像不够清晰。常用于水性喷射式墨水溶液的染料是阴离子性，内含磺酸基。因此，染料的固定通常借由阳离子型聚合物，借由形成盐类的方式来达成。最常用于喷射式墨水感受性涂层中的阳离子型染料固定剂是聚(二烯丙基二甲基氯化铵)，虽然其他水溶性阳离子型聚合物已为习知。举例来说，美国专利第6,010,790号已揭示了聚(乙烯基苯甲基四级铵盐)的用途。其他水溶性阳离子型聚合物的例子为阳离子型淀粉、阳离子型聚乙烯醇、胍-甲醛树脂、表氯醇-聚胺缩合物及水溶性阳离子型丙烯树脂。可使用阳离子型丙烯或苯乙烯结晶作为水溶性阳离子型聚合物的另一种选择。但是，因某些墨水配方需要使用具相当高表面能量的喷射式墨水感受性涂层，因此可能必须添加亲水性结合剂至配方有这类阳离子型结晶的涂层中，以确保足够的吸水性和可潮湿性。也有人使用水溶性凝胶系涂层来确保需要高表面能量喷射式墨水感受性涂层的墨水配方可具有足够的吸水性和可潮湿性。这类水溶性凝胶系涂层通常包括诸如聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、羟烷基纤维素、羧甲基纤维素及凝胶之类的水溶性吸收材料。传统的凝胶系涂层一般是制作成使可形成凝胶的材料是被包埋在水不可溶的亲水性基质中，借以形成一具有半通透性网路的涂层。虽然这些涂层在其干燥状态下可吸收水以形成水性凝胶，但这类涂层传统上具有极差的固水性。因此，亟需制造一种可膨胀的聚合物涂层组合物，其是不溶于水但却可吸收水分，借以排除需要使用传统凝胶系涂层所必需使用的半通透性网路架构。本专利技术即是关于吸水性聚合物涂层组合物。
技术实现思路
因此，本专利技术目的之一是揭示阳离子型非水溶性乳化胶乳聚合物组合物。本专利技术另一目的是揭示适合用来配方喷射式墨水感受性涂层的阳离子型非水溶性乳化胶乳聚合物组合物。本专利技术再一目的是揭示容易与水性染料和颜料墨水一同潮湿的相当高表面能量喷射式墨水感受性涂层。本专利技术另一目的是揭示玻璃转换温度不超过100℃的阳离子型非水溶性乳化胶乳聚合物组合物。本专利技术再一目的是揭示核心壳组合物，其中该壳组件为阳离子型非水溶性乳化胶乳聚合物组合物。本专利技术目的可借由制造阳离子型非水溶性乳化胶乳聚合物组合物来达成。以这些聚合物组合物作为喷射式墨水感受性涂层可避免许多与习知涂层相关的问题。本专利技术的阳离子型非水溶性乳化胶乳聚合物组合物是绝佳的喷射式墨水感受性涂层，其具有优异的染料固定能力，吸水特性(亦即，可膨胀性)及光泽性。这些特性使得此阳离子型非水溶性乳化胶乳聚合物组合物可无须添加染料固定剂及亲水性结合剂，已知添加染料固定剂及亲水性结合剂会对喷射式墨水感受性涂层的光泽及固水性造成不利影响。此外，本专利技术的喷射式墨水感受性涂层具有相当高的表面能量，因此非常适合以水性墨水进行印刷。此外，因本专利技术的喷射式墨水感受性涂层的玻璃转换温度并不超过100℃，因此其具有极佳的光泽性。具体实施例方式本专利技术适合作为喷射式墨水感受性涂层的阳离子型非水溶性乳化胶乳聚合物组合物，包含一混合物的自由基乳化聚合反应产物，该混合物包含a)约40.0％至约62.0％的混合物总重的至少一种内含羟基的单体，该单体是选自内含1-4个碳原子的具有至少一个羟基的丙烯酸羟烷酯，内含1-4个碳原子的具有至少一个羟基的甲丙烯酸羟烷酯，及其组合；b)约27.0％至约40.0％的混合物总重的至少一种疏水性单体，该单体是选自内含约1至22个碳原子的醇类的丙烯酸酯，内含约1至22个碳原子的醇类的甲丙烯酸酯、苯乙烯、有取代基的苯乙烯、丙烯腈、甲丙烯腈、乙烯基卤化物(vinyl halides)、乙烯叉卤化物(vinylidene halides)、乙烯醚、乙烯酯，及其组合；c)高达约10.0％的混合物总重的至少一种选自下列的化合物，包括丙烯酸、甲丙烯酸、顺丁烯二酸、反丁酰二酸及其组合；d)约0.5％至约15.0％的混合物总重的至少一种选自下列的化合物，包括内含至少一四级铵盐基的不饱和乙烯基单体；e)高达约15.0％的混合物总重的至少一种酰胺官能基单体，其是选自N-乙烯酰胺、N-乙烯环酰胺、丙烯酰胺、内含1-4个碳原子的具至少一烷基的N-烷基丙烯酰胺，甲丙烯酰胺及其组合；f)约0.5％至约8.0％的混合物总重的至少一种表面活性剂，其是选自非离子型表面活性剂、阳离子型表面活性剂及其组合；g)高达约4.0％的混合物总重的至少一种链转移剂(chain transferagent)；h)一催化有效量的聚合起始物；及i)混合物总重的其余部分为水；以产生一固体含量介于约25.0％至约50.0％的聚合物组合物，其中在该聚合物组合物中每100克聚合物含有0.002至0.07莫耳当量的四级铵基及0.002至0.17莫耳当量的酰胺基，且其中的玻璃转换温度不超过约100℃。较佳的适合作为喷射式墨水感受性涂层的阳离子型非水溶性乳化胶乳聚合物组合物，包含一混合物的自由基乳化聚合反应产物，该混合物包含(a)约45.0％至约50.0％的混合物总重的至少一种内含羟基的单体，该单体是选自内含1-4个碳原子的具有至少一个羟基的丙烯酸羟烷酯，内含1-4个碳原子的具有至少一个羟基的甲丙烯酸羟烷酯及其组合；(b)约30.0％至约37.0％的混合物总重的至少一种疏水性单体，该单体是选自内含约1至22个碳原子的醇类的丙烯酸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适合作为喷射式墨水感受性涂层的阳离子型非水溶性乳化胶乳聚合物组合物，该组合物包含一混合物的自由基乳化聚合反应产物，该混合物包含：ａ）约４０．０％至约６２．０％的混合物总重的至少一种内含羟基的单体，该单体是选自内含１－４个碳原子的 具有至少一个羟基的丙烯酸羟烷酯，内含１－４个碳原子的具有至少一个羟基的甲丙烯酸羟烷酯，及其组合；ｂ）约２７．０％至约４０．０％的混合物总重的至少一种疏水性单体，该单体是选自内含约１至２２个碳原子的醇类的丙烯酸酯，内含约１至２２个碳原 子的醇类的甲丙烯酸酯，苯乙烯，有取代基的苯乙烯、丙烯、甲丙烯、乙烯基卤化物、乙烯叉卤化物、乙烯醚、乙烯酯，及其组合；　ｃ）高达约１０．０％的混合物总重的至少一种选自下列的化合物，包括丙烯酸、甲丙烯酸、顺丁烯二酸、反丁酰二酸及其组合； ｄ）约０．５％至约１５．０％的混合物总重的至少一种选自下列的化合物，包括内含至少一四级铵盐基的不饱和乙烯基单体；ｅ）高达约１５．０％的混合物总重的至少一种酰胺官能基单体，其是选自Ｎ－乙烯酰胺、Ｎ－乙烯环酰胺、丙烯酰胺、内含１ －４个碳原子的具至少一烷基的Ｎ－烷基丙烯酰胺，甲丙烯酰胺及其组合；ｆ）约０．５％至约８．０％的混合物总重的至少一种表面活性剂，其是选自非离子型表面活性剂、阳离子型表面活性剂及其组合；ｇ）高达约４．０％的混合物总重的至少一种链 转移剂；ｈ）一催化有效量的聚合起始物；及ｉ）混合物总重的其余部分为水；以产生一固体含量介于约２５．０％至约５０．０％的聚合物组合物，其中在该聚合物组合物中每１００克聚合物含有０．００２至０．０７莫耳当量的四级铵基及０ ．００２至０．１７莫耳当量的酰胺基，且其中的玻璃转换温度不超过约１００℃。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：盖米尼S萨马拉内伊，劳德思F冈萨雷斯，
申请(专利权)人：盖米尼S萨马拉内伊，劳德思F冈萨雷斯，
类型：发明
国别省市：US[美国]