專利名稱：用于噴墨涂層的陽離子型溶脹性分散聚合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)一種具有極佳吸水特性的陽離子型非水溶性乳化膠乳聚合物組合物。特別是本發(fā)明是有關(guān)該非水溶性乳化膠乳聚合物組合物作為噴射式墨水感受性涂層的用途。
背景技術(shù)：
噴射式墨水印刷被廣泛用來在各種基板(包括紙張、織品、塑膠膜等類似物)上打印。這些基板上通常都會(huì)涂覆一種可加強(qiáng)基板對(duì)噴射式墨水的感受性的材料。對(duì)染料是墨水溶液來說，其主要包含目前用于噴射式墨水印刷的墨水，其中有三種特性是非常重要的。
第一種特性是該噴射式墨水感受性涂層的可潮濕性，該可潮濕性是由涂層表面張力(亦即，表面能量)來決定。內(nèi)含染料和/或顏料的噴射式墨水的墨水載體，特別是那些一般用于家庭打印裝置，通常是水性且含些許水溶性有機(jī)共溶劑作為濕潤劑(humectants)。這類墨水載體通常需要具相當(dāng)高表面能量的墨水感受性涂層。
第二種特性是對(duì)水的親和性，此是因噴射式墨水感受性涂層必須能在幾秒內(nèi)吸收大量墨水中的水分，以獲得一觸摸時(shí)干燥的打印結(jié)果。噴射式墨水配方通常含90％以上的水分。此外，該涂層在吸收所有水分的同時(shí)，還必須能維持其本身的完整物理性質(zhì)。換言之，該噴射式墨水感受性涂層必須具備足夠的親水性以在不被實(shí)質(zhì)溶解的情況下吸收大量的水分。為了獲得高吸水性，傳統(tǒng)上該噴射式墨水感受性涂層是與親水性無機(jī)顏料(例如，硅或鋁)及親水性結(jié)合劑一起進(jìn)行配方。最常使用的親水性結(jié)合劑是聚乙烯醇(polyvinyl alcohol，PVOH)和聚乙烯吡咯酮(polyvinylpyrrolidione，PVP)，其他適當(dāng)?shù)奶烊换蚝铣删酆衔锞谴祟I(lǐng)域習(xí)知的(例如，明膠、淀粉、聚環(huán)氧乙烷、羥乙基纖維素、羧甲基纖維素等類似物)。因這類涂層中存在大量顏料，因此經(jīng)常需要軋光以便在基板上獲得一平滑表面因此可能降低該具有涂層的基版的光澤。
第三種特性是染料的固定性。噴射式墨水溶液的主要部分是染料而不是顏料。為獲得具高顏色密度的打印，染料分子必須在墨水與基版接觸的瞬間立即被固定。若染料滲進(jìn)基版將導(dǎo)致顏色密度降低，至于染料分子的水平遷移則會(huì)導(dǎo)致所形成的影像不夠清晰。
常用于水性噴射式墨水溶液的染料是陰離子性，內(nèi)含磺酸基。因此，染料的固定通常借由陽離子型聚合物，借由形成鹽類的方式來達(dá)成。
最常用于噴射式墨水感受性涂層中的陽離子型染料固定劑是聚(二烯丙基二甲基氯化銨)，雖然其他水溶性陽離子型聚合物已為習(xí)知。舉例來說，美國專利第6,010,790號(hào)已揭示了聚(乙烯基苯甲基四級(jí)銨鹽)的用途。其他水溶性陽離子型聚合物的例子為陽離子型淀粉、陽離子型聚乙烯醇、胍-甲醛樹脂、表氯醇-聚胺縮合物及水溶性陽離子型丙烯樹脂。
可使用陽離子型丙烯或苯乙烯結(jié)晶作為水溶性陽離子型聚合物的另一種選擇。但是，因某些墨水配方需要使用具相當(dāng)高表面能量的噴射式墨水感受性涂層，因此可能必須添加親水性結(jié)合劑至配方有這類陽離子型結(jié)晶的涂層中，以確保足夠的吸水性和可潮濕性。
也有人使用水溶性凝膠系涂層來確保需要高表面能量噴射式墨水感受性涂層的墨水配方可具有足夠的吸水性和可潮濕性。這類水溶性凝膠系涂層通常包括諸如聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、羥烷基纖維素、羧甲基纖維素及凝膠之類的水溶性吸收材料。傳統(tǒng)的凝膠系涂層一般是制作成使可形成凝膠的材料是被包埋在水不可溶的親水性基質(zhì)中，借以形成一具有半通透性網(wǎng)路的涂層。雖然這些涂層在其干燥狀態(tài)下可吸收水以形成水性凝膠，但這類涂層傳統(tǒng)上具有極差的固水性。
因此，亟需制造一種可膨脹的聚合物涂層組合物，其是不溶于水但卻可吸收水分，借以排除需要使用傳統(tǒng)凝膠系涂層所必需使用的半通透性網(wǎng)路架構(gòu)。本發(fā)明即是關(guān)于吸水性聚合物涂層組合物。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明目的之一是揭示陽離子型非水溶性乳化膠乳聚合物組合物。
本發(fā)明另一目的是揭示適合用來配方噴射式墨水感受性涂層的陽離子型非水溶性乳化膠乳聚合物組合物。
本發(fā)明再一目的是揭示容易與水性染料和顏料墨水一同潮濕的相當(dāng)高表面能量噴射式墨水感受性涂層。
本發(fā)明另一目的是揭示玻璃轉(zhuǎn)換溫度不超過100℃的陽離子型非水溶性乳化膠乳聚合物組合物。
本發(fā)明再一目的是揭示核心殼組合物，其中該殼組件為陽離子型非水溶性乳化膠乳聚合物組合物。
本發(fā)明目的可借由制造陽離子型非水溶性乳化膠乳聚合物組合物來達(dá)成。以這些聚合物組合物作為噴射式墨水感受性涂層可避免許多與習(xí)知涂層相關(guān)的問題。
本發(fā)明的陽離子型非水溶性乳化膠乳聚合物組合物是絕佳的噴射式墨水感受性涂層，其具有優(yōu)異的染料固定能力，吸水特性(亦即，可膨脹性)及光澤性。這些特性使得此陽離子型非水溶性乳化膠乳聚合物組合物可無須添加染料固定劑及親水性結(jié)合劑，已知添加染料固定劑及親水性結(jié)合劑會(huì)對(duì)噴射式墨水感受性涂層的光澤及固水性造成不利影響。此外，本發(fā)明的噴射式墨水感受性涂層具有相當(dāng)高的表面能量，因此非常適合以水性墨水進(jìn)行印刷。此外，因本發(fā)明的噴射式墨水感受性涂層的玻璃轉(zhuǎn)換溫度并不超過100℃，因此其具有極佳的光澤性。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明適合作為噴射式墨水感受性涂層的陽離子型非水溶性乳化膠乳聚合物組合物，包含一混合物的自由基乳化聚合反應(yīng)產(chǎn)物，該混合物包含a)約40.0％至約62.0％的混合物總重的至少一種內(nèi)含羥基的單體，該單體是選自內(nèi)含1-4個(gè)碳原子的具有至少一個(gè)羥基的丙烯酸羥烷酯，內(nèi)含1-4個(gè)碳原子的具有至少一個(gè)羥基的甲丙烯酸羥烷酯，及其組合；b)約27.0％至約40.0％的混合物總重的至少一種疏水性單體，該單體是選自內(nèi)含約1至22個(gè)碳原子的醇類的丙烯酸酯，內(nèi)含約1至22個(gè)碳原子的醇類的甲丙烯酸酯、苯乙烯、有取代基的苯乙烯、丙烯腈、甲丙烯腈、乙烯基鹵化物(vinyl halides)、乙烯叉鹵化物(vinylidene halides)、乙烯醚、乙烯酯，及其組合；c)高達(dá)約10.0％的混合物總重的至少一種選自下列的化合物，包括丙烯酸、甲丙烯酸、順丁烯二酸、反丁酰二酸及其組合；d)約0.5％至約15.0％的混合物總重的至少一種選自下列的化合物，包括內(nèi)含至少一四級(jí)銨鹽基的不飽和乙烯基單體；e)高達(dá)約15.0％的混合物總重的至少一種酰胺官能基單體，其是選自N-乙烯酰胺、N-乙烯環(huán)酰胺、丙烯酰胺、內(nèi)含1-4個(gè)碳原子的具至少一烷基的N-烷基丙烯酰胺，甲丙烯酰胺及其組合；f)約0.5％至約8.0％的混合物總重的至少一種表面活性劑，其是選自非離子型表面活性劑、陽離子型表面活性劑及其組合；g)高達(dá)約4.0％的混合物總重的至少一種鏈轉(zhuǎn)移劑(chain transferagent)；h)一催化有效量的聚合起始物；及i)混合物總重的其余部分為水；以產(chǎn)生一固體含量介于約25.0％至約50.0％的聚合物組合物，其中在該聚合物組合物中每100克聚合物含有0.002至0.07莫耳當(dāng)量的四級(jí)銨基及0.002至0.17莫耳當(dāng)量的酰胺基，且其中的玻璃轉(zhuǎn)換溫度不超過約100℃。
較佳的適合作為噴射式墨水感受性涂層的陽離子型非水溶性乳化膠乳聚合物組合物，包含一混合物的自由基乳化聚合反應(yīng)產(chǎn)物，該混合物包含(a)約45.0％至約50.0％的混合物總重的至少一種內(nèi)含羥基的單體，該單體是選自內(nèi)含1-4個(gè)碳原子的具有至少一個(gè)羥基的丙烯酸羥烷酯，內(nèi)含1-4個(gè)碳原子的具有至少一個(gè)羥基的甲丙烯酸羥烷酯及其組合；(b)約30.0％至約37.0％的混合物總重的至少一種疏水性單體，該單體是選自內(nèi)含約1至22個(gè)碳原子的醇類的丙烯酸酯，內(nèi)含約1至22個(gè)碳原子的醇類的甲丙烯酸酯、苯乙烯、有取代基的苯乙烯、丙烯腈、甲丙烯腈、乙烯基鹵化物(vinyl halides)、乙烯叉鹵化物(vinylidene halides)、乙烯醚、乙烯酯，及其組合；(c)約3.0％至約10.0％的混合物總重的至少一種選自下列的化合物，包括丙烯酸、甲丙烯酸、順丁烯二酸、反丁酰二酸及其組合；(d)約7.0％至約10.0％的混合物總重的至少一種選自下列的化合物，包括內(nèi)含至少一四級(jí)銨鹽基的不飽和乙烯基單體；(e)高達(dá)約8.0％的混合物總重的至少一種酰胺官能基單體，其是選自N-乙烯酰胺、N-乙烯環(huán)酰胺、丙烯酰胺、內(nèi)含1-4個(gè)碳原子的具至少一烷基的N-烷基丙烯酰胺，甲丙烯酰胺及其組合；(f)約1.0％至約3.0％的混合物總重的至少一種表面活性劑，其是選自非離子型表面活性劑、陽離子型表面活性劑及其組合；(g)高達(dá)約2.0％的混合物總重的至少一種鏈轉(zhuǎn)移劑(chain transferagent)；(h)一催化有效量的聚合起始物；及(i)混合物總重的其余部分為水；以產(chǎn)生一固體含量介于約25.0％至約50.0％的聚合物組合物，其中在該聚合物組合物中每100克聚合物含有0.03至0.05莫耳當(dāng)量的四級(jí)銨基及0.03至0.12莫耳當(dāng)量的酰胺基，且其中的玻璃轉(zhuǎn)換溫度不超過約100℃。
適合用于本發(fā)明自由基乳化聚合反應(yīng)的內(nèi)含羥基的單體包括內(nèi)含1-4個(gè)碳原子的具有至少一個(gè)羥基的丙烯酸羥烷酯，內(nèi)含1-4個(gè)碳原子的具有至少一個(gè)羥基的甲丙烯酸羥烷酯及其組合。較佳的內(nèi)含羥基的單體包括(但不限于)下列丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯、丙烯酸羥丁酯、甲丙烯酸羥乙酯、甲丙烯酸羥丙酯等類似物。內(nèi)含羥基的單體占用于本發(fā)明自由基乳化聚合反應(yīng)的混合物總重量約40.0％至約62.0％，較佳則是占混合物總重量約45.0％至約50.0％。
適合用于本發(fā)明自由基乳化聚合反應(yīng)的疏水性單體包括內(nèi)含約1至22個(gè)碳原子的醇類的丙烯酸酯，內(nèi)含約1至22個(gè)碳原子的醇類的甲丙烯酸酯、苯乙烯、有取代基的苯乙烯、丙烯腈、甲丙烯腈、乙烯基鹵化物(vinyl halides)、乙烯叉鹵化物(vinylidene halides)、乙烯醚、乙烯酯等類似物。疏水性單體占用于本發(fā)明自由基乳化聚合反應(yīng)的混合物總重量約27.0％至約40.0％，較佳則是占混合物總重量約30.0％至約37.0％。
若希望改善某些顏色的印刷品質(zhì)，高達(dá)約10.0％的用于本發(fā)明自由基乳化聚合反應(yīng)的混合物可由至少一種選自丙烯酸、甲丙烯酸、順丁烯二酸、反丁酰二酸及其組合的化合物所組成。較佳是，該混合物內(nèi)含約3.0％至約10.0％的至少一種選自丙烯酸、甲丙烯酸、順丁烯二酸、反丁酰二酸及其組合的化合物所組成；較佳的用量是介于約4.0％至約8.0％。較佳是本發(fā)明的陽離子型非水溶性乳化膠乳聚合物組合物含有介于0.07至0.14當(dāng)量的羧基。
適合用于本發(fā)明的不飽和乙烯基單體(ethylenically unsaturatedmonomer)含有至少一四級(jí)銨基。該不飽和乙烯基單體是選自乙烯基苯甲基三甲基銨鹽、丙烯基氧乙基三甲基銨鹽、丙烯基氧乙基二乙基甲基銨鹽、甲丙烯基氧乙基三甲基銨鹽、甲丙烯基氧乙基苯甲基二甲基銨鹽、丙烯基氧乙基苯甲基二甲基銨鹽、2-羥基-3-甲丙烯基氧丙基三甲基銨鹽、2-羥基-3-丙烯基氧丙基三甲基銨鹽、甲丙烯基酰胺丙基三甲基銨鹽及其組合。更佳是這些鹽類內(nèi)含至少一個(gè)抗衡陰離子，其是選自鹵化物、硫酸根、烷基硫酸根、芳香基硫酸根及其組合。更佳是抗衡陰離子是選自氯、溴、甲烷硫酸根、硫酸根及其組合。內(nèi)含至少一四級(jí)銨基的不飽和乙烯基單體占用于本發(fā)明自由基乳化聚合反應(yīng)的混合物總重量約0.5％至約15.0％，較佳則是占混合物總重量約7.0％至約10.0％。
必要時(shí)，高達(dá)約15.0％的用于本發(fā)明自由基乳化聚合反應(yīng)的混合物可由酰胺官能基單體組成，其是選自N-乙烯酰胺、N-乙烯環(huán)酰胺、丙烯酰胺、內(nèi)含1-4個(gè)碳原子的具至少一烷基的N-烷基丙烯酰胺、甲丙烯酰胺及其組合。較佳是，該混合物中含高達(dá)約8.0％該混合物總重的酰胺官能基單體。本發(fā)明的陽離子型非水溶性乳化膠乳聚合物組合物中，每100克膠乳聚合物組合物含有介于0.03至0.12莫耳當(dāng)量的酰胺基。如果上述酰胺官能基單體并未用于該自由基乳化聚合反應(yīng)的混合物中，則必須經(jīng)由反應(yīng)混合物中所使用的至少一種其他單體來提供必須的酰胺官能基。在這種情況下，較佳是，該酰胺官能基是由內(nèi)含至少一四級(jí)銨基(即，甲丙烯基酰胺丙基三甲銨鹽)的不飽和乙烯基單體來提供。
適合用于該自由基乳化聚合反應(yīng)的表面活性劑包括非離子型表面活性劑、陽離子型表面活性劑及其組合。較佳的陽離子型表面活性劑包括乙氧基化的烷基苯酚類、乙氧基化的脂肪酸醇類、環(huán)氧乙烷/環(huán)氧丙烷嵌段共聚物等類似物。較佳的陽離子型表面活性劑包括(但不限于)下列烷基三甲銨鹽，其中該烷基含有約8至22個(gè)(較佳是12至18)的碳原子，且該鹽類的抗衡陰離子是選自氯、溴、甲基硫酸根及乙基硫酸根；烷基苯甲基二甲銨鹽，其中該烷基含有約8至22個(gè)(較佳是12至18)的碳原子，且該鹽類的抗衡陰離子是選自氯、溴、甲基硫酸根及乙基硫酸根；及烷基吡啶鎓鹽，其中該烷基含有約8至22個(gè)(較佳是12至18)的碳原子，且該鹽類的抗衡陰離子是選自氯、溴、甲基硫酸根及乙基硫酸根。更佳是至少一種非離子型表面活性劑及至少一種陽離子型表面活性劑是包含在該自由基乳化聚合反應(yīng)混合物中。該表面活性劑占用來產(chǎn)生該乳化聚合物組合物的混合物總重約0.5％至約8.0％間，較佳是約1.0％至約3.0％間。
需要時(shí)，可將高達(dá)約4.0％(較佳是高達(dá)約2.0％)混合物總重的至少一種鏈轉(zhuǎn)移劑可用于自由基乳化聚合反應(yīng)，以降低乳化聚合物組合物的分子量。較佳的鏈轉(zhuǎn)移劑包括十二烷基硫醇、2-氫硫基乙醇、氫硫基丙酸烷酯、氫硫基乙酸、氫硫基丙酸、辛基硫醇及其類似物。
一催化性量的至少一種聚合起始物是用于該自由基乳化聚合反應(yīng)中。所用的該起始物量，通常占用來產(chǎn)生該乳化聚合物的混合物總重約0.1％至3.0％(較佳是0.2％至2.0％)。傳統(tǒng)的乳化聚合反應(yīng)起始物(例如，熱起始物、氧化還原起始物等類似物)也適合用于此處的乳化聚合反應(yīng)。適當(dāng)?shù)臒崞鹗嘉锇?但不限于)下列過氧化氫、叔-丁基有機(jī)過氧化物、二-叔-丁基過氧化物、苯甲?；^氧化物、苯甲酰基有機(jī)過氧化物、2，4-二氯苯甲酰基過氧化物、過氧乙酸、叔-丁酯、雜氮二異丁腈及過氧碳酸異丙酯。適當(dāng)?shù)难趸€原起始物包括異丙苯有機(jī)過氧化物-間二亞硫酸鈉、異丙苯有機(jī)過氧化物-硫酸鐵(II)等類似物。較佳的起始物包括水溶性雜氮化合物(例如由Wako Chemicals所制造的V-50、V-60或VA-086)。
將足夠的水加到混合物中以制作出一固體含量在約25％至約50.0％的聚合物組合物。該乳化聚合反應(yīng)產(chǎn)物中較佳的固體含量在約30％至約40.0％間。
本發(fā)明陽離子型非水溶性乳化膠乳聚合物組合物是優(yōu)異的噴射式墨水感受性涂層。這類噴射式墨水感受性涂層可經(jīng)由在一選定基板的至少一面上涂布該噴射式墨水感受性涂層以制造出可印刷噴射式墨水的產(chǎn)品。適合用來制造這類可印刷噴射式墨水的產(chǎn)品的基板包括紙張、紙板、木材、塑膠層、金屬箔、織品等類似物。需要的話，任何習(xí)用于噴射式墨水感受性涂層中的顏料也可用于本發(fā)明涂層中，前提是該顏料需能與該膠乳聚合物組合物的陽離子性質(zhì)相容。這類顏料包括(但不限于)下列硅、鋁、塑膠顏料、碳酸鈣及高嶺黏土(kaolin clay)。
較佳是本發(fā)明噴射式墨水感受性涂層具有一介于約38達(dá)因/厘米至約70達(dá)因/厘米間的表面能量，更佳是介于約44達(dá)因/厘米至約65達(dá)因/厘米間。雖然本發(fā)明噴射式墨水感受性涂層的表面性質(zhì)對(duì)其與水性墨水配方一起使用來說乃是必要的，但這些噴射式墨水感受性涂層也適合和溶劑型墨水配方一起使用。
為幫助在合理溫度下于基板上形成膜層配方，本發(fā)明該陽離子型非水溶性乳化膠乳聚合物組合物具有一不高于100℃的玻璃轉(zhuǎn)換溫度(Tg)。較佳是該組合物具有一介于約58℃至低于約100℃間的Tg，更佳是介于約60℃至約78℃間。
若有需要的話，也可使用習(xí)知與羥基官能基樹脂一起使用的交鏈劑于本發(fā)明涂層中。這類交鏈劑包括尿素-甲醛樹脂、密胺-甲醛樹脂、乙二醛、戊二醛、鈦酸鹽、鋯鹽等類似物。當(dāng)本發(fā)明該陽離子型非水溶性乳化膠乳聚合物組合物含有羧酸基時(shí)，則可使用二聯(lián)胺、碳二酰亞胺、及多官能機(jī)型的氮丙啶(aziridines)作為交鏈劑。使用時(shí)，該交鏈劑用量通常是足以保持該聚合物組合物的吸水能力，通常用量高達(dá)約2％的混合物總重。熟悉本技術(shù)的人士應(yīng)能依據(jù)欲求組合物的性質(zhì)來決定該交鏈劑的恰當(dāng)用量。
若有需要的話，也可將其他的陽離子型及非離子型結(jié)合劑與本發(fā)明陽離子型非水溶性乳化膠乳聚合物組合物合并使用。這些結(jié)合劑包括(但不限于)下列聚乙烯醇、陽離子型聚乙烯醇、聚乙烯吡咯酮、陽離子型乙烯吡咯酮共聚物、聚乙基呃唑啉(oxazoline)、陽離子型水溶性丙烯酸聚合物、非離子型水溶性丙烯酸聚合物、淀粉、陽離子型淀粉、聚乙二醇、甲基纖維素、羥乙基纖維素及其混合物。
若有需要的話，本發(fā)明陽離子型非水溶性乳化膠乳聚合物組合物也可作為一核心-殼組合物(acore-shell composition)中的殼組成(shellcomponent)，該核心-殼組合物是適合作為一種噴射式墨水感受性涂層?？墒褂萌魏蜗嗳莸木酆衔镄秃诵慕M成(包括功能性及非功能性)。熟悉本技術(shù)人士可視欲求用途來制造功能性或非功能性的聚合物型核心組成，其是可與陽離子型非水溶性乳化膠乳聚合物組合物并用。制造可供核心-殼組合物使用的聚合物型核心組成是揭示于共同受讓予本案申請(qǐng)人的美國發(fā)明專利第6,521,342號(hào)及第6,521,343號(hào)，其全文在此以參考文獻(xiàn)方式并入本發(fā)明中。
適合用于本發(fā)明的非功能性聚合物型核心組成包括(但不限于)下列一混合物的該自由基聚合反應(yīng)產(chǎn)物其包含a)選自內(nèi)含約1至22個(gè)碳原子的醇類的丙烯酸酯，內(nèi)含約1至22個(gè)碳原子的醇類的甲丙烯酸酯，內(nèi)含1-4個(gè)碳原子的具有至少一個(gè)羥基的丙烯酸羥烷酯，內(nèi)含1-4個(gè)碳原子的具有至少一個(gè)羥基的甲丙烯酸羥烷酯、苯乙烯、有取代基的苯乙烯、丙烯腈、甲丙烯腈，乙烯基鹵化物(vinyl halides)、乙烯叉鹵化物(vinylidene halides)、乙烯醚、乙烯酯、N-乙烯酰胺、N-乙烯環(huán)酰胺、丙烯酰胺、甲丙烯酰胺，及其組合；及b)一催化有效量的聚合起始物。
適合用于本發(fā)明的功能性聚合物型核心組成包括，但不限于，一混合物的該自由基聚合反應(yīng)產(chǎn)物其包含(a)約80.0％至約99.5％(較佳是約85.0％至約95％)的混合物總重的一選自內(nèi)含約1至22個(gè)碳原子的醇類的丙烯酸酯，內(nèi)含約1至22個(gè)碳原子的醇類的甲丙烯酸酯，內(nèi)含1-4個(gè)碳原子的具有至少一個(gè)羥基的丙烯酸羥烷酯，內(nèi)含1-4個(gè)碳原子的具有至少一個(gè)羥基的甲丙烯酸羥烷酯、苯乙烯、有取代基的苯乙烯、丙烯腈、甲丙烯腈、氯化乙烯、乙烯叉氯(vinylidene chloride)、乙烯醚、乙烯酯、N-乙烯酰胺、N-乙烯環(huán)酰胺、丙烯酰胺、甲丙烯酰胺，及其組合的化合物；(b)約0.5％至約20.0％(較佳是約5.0％至約15％)的混合物總重的一選自內(nèi)含至少一四級(jí)銨基的不飽和乙烯基單體及其組合的化合物；及(c)一催化有效量的一聚合起始物。
本發(fā)明陽離子型非水溶性乳化膠乳聚合物組合物一般是為于一聚合物型核心組成附近，用以制備適合作為噴射式墨水感受性涂層的核心-殼組合物。熟悉本技術(shù)人士將能使用本發(fā)明的教示來制造核心-殼組合物，其殼組成是本發(fā)明的陽離子型非水溶性乳化膠乳聚合物組合物。若有需要的話，該核心-殼組合物可包含多個(gè)這類殼組成，每一均為該聚合物型核心組成。
適合作為本發(fā)明噴射式墨水感受性涂層的膠乳包括陽離子型核心-殼組合物的懸浮水溶液。這類膠乳的固體含量較佳是介于約20.0％至約60.0％間，更佳是介于約30.0％至約45.0％間。
本發(fā)明核心-殼膠乳是極佳的噴射式墨水感受性涂層，其可確保優(yōu)異的不褪色性質(zhì)。這類噴射式墨水感受性涂層可經(jīng)由在一選定基板的至少一面上涂布該噴射式墨水感受性涂層以制造出可印刷噴射式墨水的產(chǎn)品。適合用來制造這類可印刷噴射式墨水的產(chǎn)品的基板包括紙張、紙板、木材、塑膠層、金屬箔、織品等類似物。需要的話，任何習(xí)用于噴射式墨水感受性涂層中的顏料也可用于本發(fā)明涂層中，前提是該顏料需能與該膠乳聚合物組合物的陽離子性質(zhì)相容。這類顏料包括(但不限于)下列硅、鋁、塑膠顏料、碳酸鈣及高嶺黏土(kaolin clay)。
如熟悉本技術(shù)人士所知，一涂層應(yīng)用中的任一欲求組成的實(shí)際成分及比例均可經(jīng)過常規(guī)實(shí)驗(yàn)來決定，借以定出一特定應(yīng)用及欲求性質(zhì)所需的一最佳組成及比例。
以下實(shí)施例僅是供闡述本發(fā)明的用，并非用以限制本發(fā)明。
實(shí)施例1一適合用來配方噴射式墨水感受性涂層的非水溶性膠乳聚合物組合物是以如下方式制備。在一配有機(jī)械攪拌子、加熱器的圓底燒瓶中，于攪拌下，以一供單體進(jìn)料的內(nèi)管充填入219.0克去離子水和12.0克ARQUAD C-50(一溶于異丙醇的陽離子表面活性劑的50％溶液)。將7.5毫升溶有3.0克V-50(由Wako Chemicals制造的一種雜氮聚合起始物)的去離子水加到燒瓶中，之后將混合物加熱到60℃。
之后準(zhǔn)備兩種單體進(jìn)料。第一種是由45.0克苯乙烯、12.0克丙烯酸丁酯、及18.0克丙烯酸羥乙酯組成的混合物。第二種進(jìn)料是由30.0克甲丙烯基酰胺三甲基氯化銨的50％水溶液與60.0克甲丙烯酸羥乙酯所組成的混合物。之后在2.5小時(shí)期間將兩種單體進(jìn)料同時(shí)加到燒瓶中。之后，將25毫升溶有0.5克V-50(由Wako Chemicals制造的一種雜氮聚合起始物)的去離子水加到燒瓶中，之后將混合物加熱到80℃，在氮?dú)庀聰嚢杌旌衔?小時(shí)使所有殘余單體均被反應(yīng)掉。所得的膠乳聚合物組合物的固體含量約30％，平均顆粒大小約165nm，表面張力至少約44達(dá)因/厘米。
實(shí)施例2一非水溶性陽離子型膠乳聚合物組合物是以如下方式制備。在一配有機(jī)械攪拌子、加熱器的圓底燒瓶中，于攪拌下，以一供單體進(jìn)料的內(nèi)管充填入103.0克去離子水和0.9克ARQUAD C-50(一溶于異丙醇的陽離子表面活性劑的50％溶液)及1.5克TERGITOL NP-10(一種由Union Carbide公司制造的非離子型表面活性劑)。將7.5毫升溶有3.0克V-50(由Wako Chemicals制造的一種雜氮聚合起始物)的去離子水加到燒瓶中，之后將混合物加熱到60℃。
之后準(zhǔn)備兩種單體進(jìn)料。第一種是由53.0克苯乙烯、7.5克丙烯酸丁酯、及30.0克丙烯酸羥乙酯組成的混合物。第二種進(jìn)料是由30.0克甲丙烯基酰胺三甲基氯化銨的50％水溶液與45.0克甲丙烯酸羥乙酯及70毫升溶有0.9克ARQUAD C-50的去離子水所組成的混合物。之后在2.5小時(shí)期間將兩種單體進(jìn)料同時(shí)加到燒瓶中。之后，將25毫升溶有0.5克V-086(由Wako Chemicals制造的一種雜氮聚合起始物)的去離子水加到燒瓶中，之后將混合物加熱到80℃，在氮?dú)庀聰嚢杌旌衔?小時(shí)使所有殘余單體均被反應(yīng)掉。所得的膠乳聚合物組合物的固體含量約38％，平均顆粒大小約256nm，表面張力至少約44達(dá)因/厘米，Tg約64℃。
實(shí)施例3一非水溶性陽離子型膠乳聚合物組合物是以如下方式制備。在一配有機(jī)械攪拌子、加熱器的圓底燒瓶中，于攪拌下，以一供單體進(jìn)料的內(nèi)管充填入231.0克去離子水和0.9克ARQUAD C-50(一溶于異丙醇的陽離子表面活性劑的50％溶液)及1.5克TERGITOL NP-10(一種由Union Carbide公司制造的非離子型表面活性劑)。將7.5毫升溶有3.0克V-50(由Wako Chemicals制造的一種雜氮聚合起始物)的去離子水加到燒瓶中，之后將混合物加熱到60℃。
之后準(zhǔn)備兩種單體進(jìn)料。第一種是由45.0克苯乙烯、15.0克丙烯酸丁酯、及30.0克丙烯酸羥乙酯組成的混合物。第二種進(jìn)料是由30.0克甲丙烯基酰胺三甲基氯化銨的50％水溶液與45.0克甲丙烯酸羥乙酯100毫升溶有0.9克ARQUAD C-50的去離子水所組成的混合物。之后在2.5小時(shí)期間將兩種單體進(jìn)料同時(shí)加到燒瓶中。之后，將25毫升溶有0.5克V-086(由Wako Chemicals制造的一種雜氮聚合起始物)的去離子水加到燒瓶中，之后將混合物加熱到80℃，在氮?dú)庀聰嚢杌旌衔?小時(shí)使所有殘余單體均被反應(yīng)掉。所得的膠乳聚合物組合物的固體含量約29％，平均顆粒大小約157nm，表面張力至少約44達(dá)因/厘米，Tg約64℃。
實(shí)施例4一非水溶性陽離子型膠乳聚合物組合物是以如下方式制備。在一配有機(jī)械攪拌子、加熱器的圓底燒瓶中，于攪拌下，以一供單體進(jìn)料的內(nèi)管充填入387.0克去離子水和4.2克ARQUAD C-50(一溶于異丙醇的陽離子表面活性劑的50％溶液)及6.0克TERGITOL NP-10(一種由Union Carbide公司制造的非離子型表面活性劑)。將5.0毫升溶有6.0克V-50(由Wako Chemicals制造的一種雜氮聚合起始物)的去離子水加到燒瓶中，之后將混合物加熱到60℃。
之后準(zhǔn)備兩種單體進(jìn)料。第一種是由53.0克苯乙烯、15.0克丙烯酸丁酯、68.0克丙烯酸羥乙酯、15.0克丙烯酸及15.0克甲丙烯酸甲酯組成的混合物。第二種進(jìn)料是由60.0克甲丙烯基酰胺三甲基氯化銨的50％水溶液、90.0克甲丙烯酸羥乙酯、15.0克N-乙烯吡咯酮、及140毫升溶有1.8克ARQUAD C-50的去離子水所組成的混合物。之后在2.5小時(shí)期間將兩種單體進(jìn)料同時(shí)加到燒瓶中。之后，將0.5克叔-丁基有機(jī)過氧化物及6.0克溶有0.9克異抗壞血酸的去離子水所組成的溶液加到燒瓶中，之后將混合物加熱到80℃，在氮?dú)庀聰嚢杌旌衔?小時(shí)使所有殘余單體均被反應(yīng)掉。所得的膠乳聚合物組合物的固體含量約35％。
實(shí)施例5一非水溶性陽離子型膠乳聚合物組合物是以如下方式制備。在一配有機(jī)械攪拌子、加熱器的圓底燒瓶中，于攪拌下，以一供單體進(jìn)料的內(nèi)管充填入217.0克去離子水和0.9克ARQUAD C-50(一溶于異丙醇的陽離子表面活性劑的50％溶液)及1.5克TERGITOL NP-10(一種由Union Carbide公司制造的非離子型表面活性劑)。將7.5毫升溶有3.0克V-50(由Wako Chemicals制造的一種雜氮聚合起始物)的去離子水加到燒瓶中，之后將混合物加熱到60℃。
之后準(zhǔn)備兩種單體進(jìn)料。第一種是由45.0克苯乙烯、7.5克丙烯酸丁酯、27.0克丙烯酸羥乙酯及15.0克丙烯酸組成的混合物。第二種進(jìn)料是由30.0克甲丙烯基酰胺三甲基氯化銨的50％水溶液、41.0克甲丙烯酸羥乙酯、1.5克丙烯酰胺及100毫升溶有0.9克ARQUAD C-50的去離子水所組成的混合物。之后在2.5小時(shí)期間將兩種單體進(jìn)料同時(shí)加到燒瓶中。之后，將25毫升溶有0.5克V-086(由Wako Chemicals制造的一種雜氮聚合起始物)的去離子水加到燒瓶中，之后將混合物加熱到80℃，在氮?dú)庀聰嚢杌旌衔?小時(shí)使所有殘余單體均被反應(yīng)掉。所得的膠乳聚合物組合物的固體含量約30％，平均顆粒大小約151nm，表面張力至少約44達(dá)因/厘米，Tg約76℃。
實(shí)施例6一非水溶性陽離子型膠乳聚合物組合物是以如下方式制備。在一配有機(jī)械攪拌子、加熱器的圓底燒瓶中，于攪拌下，以一供單體進(jìn)料的內(nèi)管充填入217.0克去離子水和0.9克ARQUAD C-50(一溶于異丙醇的陽離子表面活性劑的50％溶液)及1.5克TERGITOL NP-10(一種由Union Carbide公司制造的非離子型表面活性劑)。將7.5毫升溶有3.0克V-50(由Wako Chemicals制造的一種雜氮聚合起始物)的去離子水加到燒瓶中，之后將混合物加熱到60℃。
之后準(zhǔn)備兩種單體進(jìn)料。第一種是由45.0克苯乙烯、7.5克丙烯酸丁酯、24.0克丙烯酸羥乙酯及15.0克丙烯酸組成的混合物。第二種進(jìn)料是由30.0克甲丙烯基氧乙基三甲基氯化銨的75％水溶液、36.0克甲丙烯酸羥乙酯、7.5克丙烯酰胺及100毫升溶有0.9克ARQUAD C-50的去離子水所組成的混合物。之后在2.5小時(shí)期間將兩種單體進(jìn)料同時(shí)加到燒瓶中。之后，將反應(yīng)溫度提高到70℃并維持在70℃下約1小時(shí)。之后，將25毫升溶有0.5克V-086(由Wako Chemicals制造的一種雜氮聚合起始物)的去離子水加到燒瓶中，并將混合物加熱到80℃，在氮?dú)庀聰嚢杌旌衔?小時(shí)使所有殘余單體均被反應(yīng)掉。所得的膠乳聚合物組合物的固體含量約30％，平均顆粒大小約147nm。
實(shí)施例7一非水溶性陽離子型膠乳聚合物組合物是以如下方式制備。在一配有機(jī)械攪拌子、加熱器的圓底燒瓶中，于攪拌下，以一供單體進(jìn)料的內(nèi)管充填入135.0克去離子水和0.9克ARQUAD C-50(一溶于異丙醇的陽離子表面活性劑的50％溶液)及1.5克TERGITOL NP-10(一種由Union Carbide公司制造的非離子型表面活性劑)。將7.5毫升溶有3.0克V-50(由Wako Chemicals制造的一種雜氮聚合起始物)的去離子水加到燒瓶中，之后將混合物加熱到60℃。
之后準(zhǔn)備兩種單體進(jìn)料。第一種是由45.0克苯乙烯、7.5克丙烯酸丁酯、30.0克丙烯酸羥乙酯及7.5克丙烯酸組成的混合物。第二種進(jìn)料是由30.0克甲丙烯基酰胺基丙基三甲基氯化銨的50％水溶液、45.0克甲丙烯酸羥乙酯及100毫升溶有0.9克ARQUAD C-50的去離子水所組成的混合物。之后在2.5小時(shí)期間將兩種單體進(jìn)料同時(shí)加到燒瓶中。之后，將反應(yīng)溫度提高到70℃并維持在70℃下約1小時(shí)。之后，將25毫升溶有0.5克V-086(由Wako Chemicals制造的一種雜氮聚合起始物)的去離子水加到燒瓶中，并將混合物加熱到80℃，在氮?dú)庀聰嚢杌旌衔?小時(shí)使所有殘余單體均被反應(yīng)掉。所得的膠乳聚合物組合物的固體含量約30％，平均顆粒大小約153nm，表面張力至少約44達(dá)因/厘米，Tg約72℃。
實(shí)施例8一具有一非功能性聚合物型核心組成(亦即，一不含可促進(jìn)染料的固定的陽離子型單體的核心組成)的非水溶性陽離子型膠乳聚合物組合物是以如下方式制備。
在一配有機(jī)械攪拌子、加熱器的圓底燒瓶中，于攪拌下，以一供單體進(jìn)料的內(nèi)管充填入410.0克去離子水，4.2克ARQUAD C-50(一溶于異丙醇的陽離子表面活性劑的50％溶液)，6.0克TERGITOL NP-10(一種由Union Carbide公司制造的非離子型表面活性劑)，27.0克苯乙烯，5.0克丙烯酸叔丁酯，15.0克溶有6.0克V-50(由Wako Chemicals制造的一種雜氮聚合起始物)的去離子水所組成的溶液加到燒瓶中，之后將混合物加熱到60℃。之后在2小時(shí)期間將一種由152.0克苯乙烯及27.0克丙烯酸叔丁酯組成的混合物加到燒瓶中，之后，將反應(yīng)溫度提高到70℃并維持在70℃下約1小時(shí)。
將所制得的聚合物型核心組成冷卻到60℃，在燒瓶中加入38.0克溶有2.4克V-50的去離子水。之后，準(zhǔn)備兩種單體進(jìn)料。第一種是由100.0克去離子水、1.8克ARQUAD C-50、18.0克甲丙烯基酰胺丙基三甲基氯化銨的50％水溶液、27.0克甲丙烯酸羥乙酯所組成的混合物。第二種進(jìn)料是由22.5克苯乙烯、22.5克丙烯酸羥乙酯、5.0克丙烯酸丁酯、及5.0克丙烯酸所組成的混合物。之后在1小時(shí)期間將兩種單體進(jìn)料同時(shí)加到燒瓶中。之后，將反應(yīng)溫度提高到70℃并維持在70℃下約1小時(shí)。之后，將0.5克叔丁基有機(jī)過氧化物及6.0克溶有0.9克異抗壞血酸的去離子水所組成的溶液加到燒瓶中，之后將混合物加熱到80℃，在氮?dú)庀聰嚢杌旌衔?小時(shí)使所有殘余單體均被反應(yīng)掉。所得的膠乳將是由核心-殼顆粒的懸浮溶液組成，其中該殼組成是一非水溶性的陽離子型聚合物。
實(shí)施例9一具有一功能性聚合物型核心組成(亦即，一含有可促進(jìn)染料的固定的陽離子型單體的核心組成)的非水溶性陽離子型膠乳聚合物組合物是以如下方式制備。
在一配有機(jī)械攪拌子、加熱器的圓底燒瓶中，于攪拌下，以一供單體進(jìn)料的內(nèi)管充填入410.0克去離子水，4.2克ARQUAD C-50(一溶于異丙醇的陽離子表面活性劑的50％溶液)，6.0克TERGITOL NP-10(一種由Union Carbide公司制造的非離子型表面活性劑)，27.0克苯乙烯，6.3克甲丙烯基氧乙基三甲基氯化銨及15.0克溶有6.0克V-50(由Wako Chemicals制造的一種雜氮聚合起始物)的去離子水所組成的溶液加到燒瓶中，之后將混合物加熱到60℃。
之后，準(zhǔn)備兩種單體進(jìn)料。第一種是152.0克苯乙烯，第二種進(jìn)料是6.3克甲丙烯基氧乙基三甲基氯化銨。在2小時(shí)內(nèi)將兩種單體同時(shí)加到燒瓶中，之后，將反應(yīng)溫度提高到70℃并維持在70℃下約1小時(shí)。
將所制得的聚合物型核心組成冷卻到60℃，在燒瓶中加入28.0克溶有2.4克V-50的去離子水。之后，準(zhǔn)備兩種單體進(jìn)料。第一種是由100.0克去離子水、1.8克ARQUAD C-50、18.0克甲丙烯基酰胺丙基三甲基氯化銨的50％水溶液、27.0克甲丙烯酸羥乙酯所組成的混合物。第二種進(jìn)料是由22.5克苯乙烯、22.5克丙烯酸羥乙酯、5.0克丙烯酸丁酯、及5.0克丙烯酸所組成的混合物。之后在1小時(shí)期間將兩種單體進(jìn)料同時(shí)加到燒瓶中。之后，將反應(yīng)溫度提高到70℃并維持在70℃下約1小時(shí)。之后，將0.5克叔丁基有機(jī)過氧化物及6.0克溶有0.9克異抗壞血酸的去離子水所組成的溶液加到燒瓶中，之后將混合物加熱到80℃，在氮?dú)庀聰嚢杌旌衔?小時(shí)使所有殘余單體均被反應(yīng)掉。所得的膠乳將是由核心-殼顆粒的懸浮溶液組成，其中該殼組成是一非水溶性的陽離子型聚合物。
實(shí)施例10以下列方法將實(shí)施例2的非水溶性陽離子型乳化膠乳聚合物組合物作為一種噴射式墨水感受性涂層。以第12號(hào)線圈纏繞型桿將該膠乳聚合物組合物涂布在STERLINGULTRA GLOSS(一種由MeadWestvaco公司制造的紙張)基板層上。這些涂覆了組合物的基板層在105℃的溫度下干燥約2分鐘。之后，測(cè)量該有涂層的基板層的光澤度，約在77-88之間。以固體PGBCMYK顏色包在Hewelett Packard 880噴墨式打印機(jī)上用該等具有干燥涂層的基板紙張進(jìn)行打印測(cè)試。記錄并評(píng)估該打印樣品的顏色密度及打印光澤。所打印出的樣品表現(xiàn)優(yōu)異的顏色范圍、印刷品質(zhì)及邊緣敏銳度。
實(shí)施例11以下列方法將實(shí)施例2的非水溶性陽離子型乳化膠乳聚合物組合物作為一種噴射式墨水感受性涂層。在實(shí)施例2的膠乳聚合物組合物中添加1％(重量比)多官能基型aziridine交鏈劑(Bayer公司制造)。以第12號(hào)線圈纏繞型桿將所得該膠乳聚合物組合物涂布在STERLINGULTRA GLOSS(一種由MeadWestvaco公司制造的紙張)基板層上。這些涂覆了組合物的基板層在105℃的溫度下干燥約2分鐘。之后，測(cè)量該有涂層的基板層的光澤度，約在77-88之間。以固體PGBCMYK顏色包在Hewelett Packard 880噴墨式打印機(jī)及一Epson 880打印機(jī)上用該具有干燥涂層的基板紙張進(jìn)行打印測(cè)試。記錄并評(píng)估該打印樣品的顏色密度及打印光澤。所打印出的樣品表現(xiàn)優(yōu)異的顏色范圍、印刷品質(zhì)及邊緣敏銳度。相較于實(shí)施例10的涂層而言，此噴射式墨水感受性涂層也表現(xiàn)出較佳的固水性。
實(shí)施例12以下列方法將實(shí)施例2的非水溶性陽離子型乳化膠乳聚合物組合物作為一種噴射式墨水感受性涂層。將80份重量的實(shí)施例2的膠乳聚合物組合物與20份重量的陽離子型顏料(非可形成水性凝膠的膠乳顆粒)及1％(重量比)多官能基型aziridine交鏈劑(Bayer公司制造)一起混合。以第12號(hào)線圈纏繞型桿將所得該膠乳聚合物組合物涂布在STERLINGULTRA GLOSS(一種由MeadWestvaco公司制造的紙張)基板層上。這些涂覆了組合物的基板層在105℃的溫度下干燥約2分鐘。之后，測(cè)量該有涂層的基板層的光澤度，約在50-70之間。以固體PGBCMYK顏色包在Hewelett Packard 880噴墨式打印機(jī)及一Epson 880打印機(jī)上用該具有干燥涂層的基板紙張進(jìn)行打印測(cè)試。記錄并評(píng)估該打印樣品的顏色密度及打印光澤。所打印出的樣品表現(xiàn)優(yōu)異的顏色范圍、印刷品質(zhì)及邊緣敏銳度。涂層的固水性則屬良好。
實(shí)施例13以下列方法將實(shí)施例7的非水溶性陽離子型乳化膠乳聚合物組合物作為一種噴射式墨水感受性涂層。以第12號(hào)線圈纏繞型桿將該膠乳聚合物組合物涂布在STERLINGULTRA GLOSS(一種由MeadWestvaco公司制造的紙張)基板層上。這些涂覆了組合物的基板層在105℃的溫度下干燥約2分鐘。之后，測(cè)量該有涂層的基板層的光澤度，約在70-90之間。以固體PGBCMYK顏色包在Hewelett Packard 880噴墨式打印機(jī)及一Epson 880打印機(jī)上用該具有干燥涂層的基板紙張進(jìn)行打印測(cè)試。記錄并評(píng)估該打印樣品的顏色密度及打印光澤。所打印出的樣品表現(xiàn)優(yōu)異的顏色范圍、印刷品質(zhì)及邊緣敏銳度。
實(shí)施例14以下列方法將實(shí)施例7的非水溶性陽離子型乳化膠乳聚合物組合物作為一種噴射式墨水感受性涂層。在實(shí)施例7的膠乳聚合物組合物中添加1％(重量比)多官能基型aziridine交鏈劑(Bayer公司制造)。以第12號(hào)線圈纏繞型桿將所得該膠乳聚合物組合物涂布在STERLINGULTRA GLOSS(一種由MeadWestvaco公司制造的紙張)基板層上。這些涂覆了組合物的基板層在105℃的溫度下干燥約2分鐘。之后，測(cè)量該等有涂層的基板層的光澤度，約在70-85之間。以固體PGBCMYK顏色包在Hewelett Packard 880噴墨式打印機(jī)及一Epson880打印機(jī)上用該具有干燥涂層的基板紙張進(jìn)行打印測(cè)試。記錄并評(píng)估該打印樣品的顏色密度及打印光澤。所打印出的樣品表現(xiàn)優(yōu)異的顏色范圍、印刷品質(zhì)及邊緣敏銳度。相較于實(shí)施例13的涂層而言，此噴射式墨水感受性涂層也表現(xiàn)出較佳的固水性。
實(shí)施例15以下列方法將實(shí)施例7的非水溶性陽離子型乳化膠乳聚合物組合物作為一種噴射式墨水感受性涂層。在實(shí)施例7的膠乳聚合物組合物中添加5％(重量比)的聚乙二醇及2％的多官能基型aziridine交鏈劑(Bayer公司制造)。以第12號(hào)線圈纏繞型桿將所得該膠乳聚合物組合物涂布在STERLINGULTRA GLOSS(一種由MeadWestvaco公司制造的紙張)基板層上。這些涂覆了組合物的基板層在105℃的溫度下干燥約2分鐘。之后，測(cè)量該等有涂層的基板層的光澤度，約在60-80之間。以固體PGBCMYK顏色包在Hewelett Packard 880噴墨式打印機(jī)及一Epson 880打印機(jī)上用該具有干燥涂層的基板紙張進(jìn)行打印測(cè)試。記錄并評(píng)估該打印樣品的顏色密度及打印光澤。所打印出的樣品表現(xiàn)優(yōu)異的顏色范圍、印刷品質(zhì)及邊緣敏銳度。
雖然本發(fā)明已通過較佳實(shí)施例詳述于上，但熟悉本技術(shù)人士應(yīng)能了解本發(fā)明尚有許多等效的變化，該種種的等效變化仍屬于后附的本申請(qǐng)權(quán)利要求范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種適合作為噴射式墨水感受性涂層的陽離子型非水溶性乳化膠乳聚合物組合物，該組合物包含一混合物的自由基乳化聚合反應(yīng)產(chǎn)物，該混合物包含a)約40.0％至約62.0％的混合物總重的至少一種內(nèi)含羥基的單體，該單體是選自內(nèi)含1-4個(gè)碳原子的具有至少一個(gè)羥基的丙烯酸羥烷酯，內(nèi)含1-4個(gè)碳原子的具有至少一個(gè)羥基的甲丙烯酸羥烷酯，及其組合；b)約27.0％至約40.0％的混合物總重的至少一種疏水性單體，該單體是選自內(nèi)含約1至22個(gè)碳原子的醇類的丙烯酸酯，內(nèi)含約1至22個(gè)碳原子的醇類的甲丙烯酸酯，苯乙烯，有取代基的苯乙烯、丙烯、甲丙烯、乙烯基鹵化物、乙烯叉鹵化物、乙烯醚、乙烯酯，及其組合；c)高達(dá)約10.0％的混合物總重的至少一種選自下列的化合物，包括丙烯酸、甲丙烯酸、順丁烯二酸、反丁酰二酸及其組合；d)約0.5％至約15.0％的混合物總重的至少一種選自下列的化合物，包括內(nèi)含至少一四級(jí)銨鹽基的不飽和乙烯基單體；e)高達(dá)約15.0％的混合物總重的至少一種酰胺官能基單體，其是選自N-乙烯酰胺、N-乙烯環(huán)酰胺、丙烯酰胺、內(nèi)含1-4個(gè)碳原子的具至少一烷基的N-烷基丙烯酰胺，甲丙烯酰胺及其組合；f)約0.5％至約8.0％的混合物總重的至少一種表面活性劑，其是選自非離子型表面活性劑、陽離子型表面活性劑及其組合；g)高達(dá)約4.0％的混合物總重的至少一種鏈轉(zhuǎn)移劑；h)一催化有效量的聚合起始物；及i)混合物總重的其余部分為水；以產(chǎn)生一固體含量介于約25.0％至約50.0％的聚合物組合物，其中在該聚合物組合物中每100克聚合物含有0.002至0.07莫耳當(dāng)量的四級(jí)銨基及0.002至0.17莫耳當(dāng)量的酰胺基，且其中的玻璃轉(zhuǎn)換溫度不超過約100℃。
2.一種適合作為噴射式墨水感受性涂層的陽離子型非水溶性乳化膠乳聚合物組合物，該組合物包含一混合物的自由基乳化聚合反應(yīng)產(chǎn)物，該混合物包含a)約45.0％至約50.0％的混合物總重的至少一種內(nèi)含羥基的單體，該單體是選自內(nèi)含1-4個(gè)碳原子的具有至少一個(gè)羥基的丙烯酸羥烷酯，內(nèi)含1-4個(gè)碳原子的具有至少一個(gè)羥基的甲丙烯酸羥烷酯及其組合；b)約30.0％至約37.0％的混合物總重的至少一種疏水性單體，該單體是選自內(nèi)含約1至22個(gè)碳原子的醇類的丙烯酸酯，內(nèi)含約1至22個(gè)碳原子的醇類的甲丙烯酸酯、苯乙烯、有取代基的苯乙烯、丙烯、甲丙烯、乙烯基鹵化物，乙烯叉鹵化物、乙烯醚、乙烯酯，及其組合；c)約3.0％至約10.0％的混合物總重的至少一種選自下列的化合物，包括丙烯酸、甲丙烯酸、順丁烯二酸、反丁酰二酸及其組合；d)約7.0％至約10.0％的混合物總重的至少一種選自下列的化合物，包括內(nèi)含至少一四級(jí)銨鹽基的不飽和乙烯基單體；e)高達(dá)約8.0％的混合物總重的至少一種酰胺官能基單體，其是選自N-乙烯酰胺、N-乙烯環(huán)酰胺、丙烯酰胺、內(nèi)含1-4個(gè)碳原子的具至少一烷基的N-烷基丙烯酰胺，甲丙烯酰胺及其組合；f)約1.0％至約3.0％的混合物總重的至少一種表面活性劑，其是選自非離子型表面活性劑、陽離子型表面活性劑及其組合；g)高達(dá)約2.0％的混合物總重的至少一種鏈轉(zhuǎn)移劑；h)一催化有效量的聚合起始物；及i)混合物總重的其余部分為水；以產(chǎn)生一固體含量介于約25.0％至約50.0％的聚合物組合物，其中在該聚合物組合物中每100克聚合物含有0.03至0.05莫耳當(dāng)量的四級(jí)銨基及0.03至0.12莫耳當(dāng)量的酰胺基，且其中的玻璃轉(zhuǎn)換溫度不超過約100℃。
3.如權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于該內(nèi)含羥基的單體是選自由丙烯酸羥乙酯，丙烯酸羥丙酯，丙烯酸羥丁酯，甲丙烯酸羥乙酯，甲丙烯酸羥丙酯及其組合所組成的群組中。
4.如權(quán)利要求2所述的組合物，其特征在于該內(nèi)含羥基的單體是選自由丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯、丙烯酸羥丁酯、甲丙烯酸羥乙酯、甲丙烯酸羥丙酯及其組合所組成的群組中。
5.如權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于該內(nèi)含至少一四級(jí)銨基的不飽和乙烯基單體是選自由乙烯基苯甲基三甲基銨鹽、丙烯基氧乙基三甲基銨鹽、丙烯基氧乙基二乙基甲基銨鹽、甲丙烯基氧乙基三甲基銨鹽、甲丙烯基氧乙基苯甲基二甲基銨鹽、丙烯基氧乙基苯甲基二甲基銨鹽、2-羥基-3-甲丙烯基氧丙基三甲基銨鹽、2-羥基-3-丙烯基氧丙基三甲基銨鹽、甲丙烯基酰胺丙基三甲基銨鹽及其組合所組成的群組中。
6.如權(quán)利要求2所述的組合物，其特征在于該內(nèi)含至少一四級(jí)銨基的不飽和乙烯基單體是選自由乙烯基苯甲基三甲基銨鹽、丙烯基氧乙基三甲基銨鹽、丙烯基氧乙基二乙基甲基銨鹽、甲丙烯基氧乙基三甲基銨鹽、甲丙烯基氧乙基苯甲基二甲基銨鹽、丙烯基氧乙基苯甲基二甲基銨鹽、2-羥基-3-甲丙烯基氧丙基三甲基銨鹽、2-羥基-3-丙烯基氧丙基三甲基銨鹽、甲丙烯基酰胺丙基三甲基銨鹽及其組合所組成的群組中。
7.如權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于該混合物含有占該混合物總重量約1.0％至約8.0％的至少一酰胺官能基單體，該酰胺官能基單體是選自由N-乙烯酰胺、N-乙烯環(huán)酰胺、丙烯酰胺、內(nèi)含1-4個(gè)碳原子的具至少一烷基的N-烷基丙烯酰胺，甲丙烯酰胺及其組合所組成的群組中。
8.如權(quán)利要求2所述的組合物，其特征在于該混合物含有占該混合物總重量約1.0％至約8.0％的至少一酰胺官能基單體，該酰胺官能基單體是選自由N-乙烯酰胺、N-乙烯環(huán)酰胺、丙烯酰胺、內(nèi)含1-4個(gè)碳原子的具至少一烷基的N-烷基丙烯酰胺，甲丙烯酰胺及其組合所組成的群組中。
9.如權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于該混合物含有至少一種非離子型表面活性劑及至少一種陽離子型表面活性劑。
10.如權(quán)利要求2所述的組合物，其特征在于該混合物含有至少一種非離子型表面活性劑及至少一種陽離子型表面活性劑。
11.如權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于該非離子型表面活性劑是選自由乙氧基化的烷基苯酚類、乙氧基化的脂肪酸醇類、環(huán)氧乙烷/環(huán)氧丙烷嵌段共聚物及其組合所組成的群組中。
12.如權(quán)利要求2所述的組合物，其特征在于該非離子型表面活性劑是選自由乙氧基化的烷基苯酚類、乙氧基化的脂肪酸醇類、環(huán)氧乙烷/環(huán)氧丙烷嵌段共聚物及其組合所組成的群組中。
13.如權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于該非離子型表面活性劑是選自由烷基三甲銨鹽，其中該烷基含有約8至22個(gè)(較佳是12至18)的碳原子，且該鹽類的抗衡陰離子是選自氯、溴、甲基硫酸根及乙基硫酸根；烷基苯甲基二甲銨鹽，其中該烷基含有約8至22個(gè)(較佳是12至18)的碳原子，且該鹽類的抗衡陰離子是選自氯、溴、甲基硫酸根及乙基硫酸根；及烷基吡啶鎓鹽，其中該烷基含有約8至22個(gè)(較佳是12至18)的碳原子，且該鹽類的抗衡陰離子是選自氯、溴、甲基硫酸根及乙基硫酸根；及其組合所組成的群組中。
14.如權(quán)利要求2所述的組合物，其特征在于該非離子型表面活性劑是選自由烷基三甲銨鹽，其中該烷基含有約8至22個(gè)(較佳是12至18)的碳原子，且該鹽類的抗衡陰離子是選自氯、溴、甲基硫酸根及乙基硫酸根；烷基苯甲基二甲銨鹽，其中該烷基含有約8至22個(gè)(較佳是12至18)的碳原子，且該鹽類的抗衡陰離子是選自氯、溴、甲基硫酸根及乙基硫酸根；及烷基吡啶鎓鹽，其中該烷基含有約8至22個(gè)(較佳是12至18)的碳原子，且該鹽類的抗衡陰離子是選自氯、溴、甲基硫酸根及乙基硫酸根；及其組合所組成的群組中。
15.如權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于該鏈轉(zhuǎn)移劑是選自由十二烷基硫醇、2-氫硫基乙醇、氫硫基丙酸烷酯、氫硫基乙酸、氫硫基丙酸、辛基硫醇及其組合所組成的群組中。
16.如權(quán)利要求2所述的組合物，其特征在于該鏈轉(zhuǎn)移劑是選自由十二烷基硫醇、2-氫硫基乙醇、氫硫基丙酸烷酯、氫硫基乙酸、氫硫基丙酸、辛基硫醇及其組合所組成的群組中。
17.如權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于該聚合起始物約占該混合物總重量約0.1％至約3.0％，且是選自由熱起始物、氧化還原起始物及其組合所組成的群組中。
18.如權(quán)利要求17所述的組合物，其特征在于該熱起始物是選自由過氧化氫、叔-丁基有機(jī)過氧化物、二-叔-丁基過氧化物、苯甲酰基過氧化物、苯甲酰基有機(jī)過氧化物、2，4-二氯苯甲酰基過氧化物、過氧乙酸、叔-丁酯、雜氮二異丁腈、過氧碳酸異丙酯及其組合所組成的群組中。
19.如權(quán)利要求17所述的組合物，其特征在于該氧化還原起始物是選自由異丙苯有機(jī)過氧化物-間二亞硫酸鈉、異丙苯有機(jī)過氧化物-硫酸鐵(II)及其組合所組成的群組中。
20.如權(quán)利要求2所述的組合物，其特征在于該聚合起始物約占該混合物總重量約0.1％至約3.0％，且是選自由熱起始物、氧化還原起始物及其組合所組成的群組中。
21.如權(quán)利要求20所述的組合物，其特征在于該熱起始物是選自由過氧化氫、叔-丁基有機(jī)過氧化物、二-叔-丁基過氧化物、苯甲?；^氧化物、苯甲酰基有機(jī)過氧化物、2，4-二氯苯甲?；^氧化物、過氧乙酸、叔-丁酯、雜氮二異丁腈、過氧碳酸異丙酯及其組合所組成的群組中。
22.如權(quán)利要求20所述的組合物，其特征在于該氧化還原起始物是選自由異丙苯有機(jī)過氧化物-間二亞硫酸鈉、異丙苯有機(jī)過氧化物-硫酸鐵(II)及其組合所組成的群組中。
23.一種噴射式墨水感受性涂層，其特征在于包含如權(quán)利要求1所述的組合物。
24.如權(quán)利要求23所述的噴射式墨水感受性涂層，其特征在于該涂層的表面能量介于約38達(dá)因/公分至70達(dá)因/公分間。
25.如權(quán)利要求23所述的噴射式墨水感受性涂層，其特征在于該涂層的表面能量介于約44達(dá)因/厘米至65達(dá)因/厘米間。
26.如權(quán)利要求23所述的噴射式墨水感受性涂層，其特征在于該涂層還包含一顏料。
27.如權(quán)利要求26所述的噴射式墨水感受性涂層，其特征在于該顏料是選自由硅、鋁、塑膠顏料、碳酸鈣、高嶺黏土及其組合中所組成的群組中。
28.一種噴射式墨水感受性涂層，其特征在于包含如權(quán)利要求2所述的組合物。
29.如權(quán)利要求28所述的噴射式墨水感受性涂層，其特征在于該涂層的表面能量介于約38達(dá)因/厘米至70達(dá)因/厘米間。
30.如權(quán)利要求28所述的噴射式墨水感受性涂層，其特征在于該涂層的表面能量介于約44達(dá)因/厘米至65達(dá)因/厘米間。
31.如權(quán)利要求28所述的噴射式墨水感受性涂層，其特征在于該涂層還包含一顏料。
32.如權(quán)利要求28所述的噴射式墨水感受性涂層，其特征在于該顏料是選自由硅、鋁、塑膠顏料、碳酸鈣、高嶺黏土及其組合中所組成的群組中。
33.一種可被噴射式墨水加以印刷的產(chǎn)品，其特征在于包含一基板，該基板的至少一面上涂布有如權(quán)利要求23所述的噴射式墨水感受性涂層。
34.如權(quán)利要求33所述的可被噴射式墨水加以印刷的產(chǎn)品，其特征在于該基板是選自由紙張、紙板、木材、塑膠膜層、金屬箔、織品及其組合中所組成的群組中。
35.一種可被噴射式墨水加以印刷的產(chǎn)品，其特征在于包含一基板，該基板的至少一面上涂布有如權(quán)利要求28所述的噴射式墨水感受性涂層。
36.如權(quán)利要求35所述的可被噴射式墨水加以印刷的產(chǎn)品，其特征在于該基板是選自由紙張、紙板、木材、塑膠膜層、金屬箔、織品及其組合中所組成的群組中。
37.如權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于，其固體含量介于約30.0％至約40.0％間。
38.如權(quán)利要求2所述的組合物，其特征在于其固體含量介于約30.0％至約40.0％間。
39.如權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于其中的玻璃轉(zhuǎn)換溫度(Tg)是介于約64℃至100℃以下。
40.如權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于其中的玻璃轉(zhuǎn)換溫度(Tg)是介于約68℃至78℃間。
41.如權(quán)利要求2所述的組合物，其特征在于其中的玻璃轉(zhuǎn)換溫度(Tg)是介于約64℃至100℃以下。
42.如權(quán)利要求2所述的組合物，其特征在于其中的玻璃轉(zhuǎn)換溫度(Tg)是介于約68℃至78℃間。
43.如權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于該混合物含有占該混合物總重量約3.0％至約10.0％的至少一種選自下列的成份，包括丙烯酸、甲丙烯酸、順丁烯二酸、反丁烯二酸及其組合。
44.如權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于該混合物含有占該混合物總重量約4.0％至約8.0％的至少一種選自下列的成員，包括丙烯酸、甲丙烯酸、順丁烯二酸、反丁烯二酸及其組合。
45.如權(quán)利要求2所述的組合物，其特征在于該混合物含有占該混合物總重量約4.0％至約8.0％的至少一種選自下列的成份，包括丙烯酸、甲丙烯酸、順丁烯二酸、反丁烯二酸及其組合。
46.一種核心-殼組合物，其特征在于包含大致位在一聚合物型核心組成附近的該如權(quán)利要求1所述的陽離子型非水溶性乳化膠乳聚合物組合物。
47.如權(quán)利要求46所述的核心-殼組合物，其特征在于該核心-殼顆粒還包含多個(gè)殼組成，每一均位于該核心組成附近。
48.一種膠乳，其特征在于包含一種如權(quán)利要求46所述的核心-殼組合物的懸浮溶液。
49.一種噴射式墨水感受性涂層，其特征在于包含如權(quán)利要求48所述的膠乳。
50.如權(quán)利要求49所述的噴射式墨水感受性涂層，其特征在于該涂層還包含一種顏料。
51.如權(quán)利要求50所述的噴射式墨水感受性涂層，其特征在于該顏料是選自由硅、鋁、塑膠顏料、碳酸鈣、高嶺黏土及其組合中所組成的群組中。
52.一種可被噴射式墨水加以印刷的產(chǎn)品，其特征在于包含一基板，該基板的至少一面上涂布有如權(quán)利要求49所述的噴射式墨水感受性涂層。
53.如權(quán)利要求52所述的可被噴射式墨水加以印刷的產(chǎn)品，其特征在于該基板是選自由紙張、紙板、木材、塑膠膜層、金屬箔、織品及其組合中所組成的群組中。
54.一種核心-殼組合物，其特征在于包含大致位在一聚合物型核心組成附近的該如權(quán)利要求2所述的陽離子型非水溶性乳化膠乳聚合物組合物。
55.如權(quán)利要求54所述的核心-殼組合物，其特征在于該核心-殼顆粒還包含多個(gè)殼組成，每一均位于該核心組成附近。
56.一種膠乳，其特征在于包含一種如權(quán)利要求54所述的核心-殼組合物的懸浮溶液。
57.一種噴射式墨水感受性涂層，其特征在于包含如權(quán)利要求56所述的膠乳。
58.如權(quán)利要求58所述的噴射式墨水感受性涂層，其特征在于該涂層還包含一種顏料。
59.如權(quán)利要求57所述的噴射式墨水感受性涂層，其特征在于該顏料是選自由硅、鋁、塑膠顏料、碳酸鈣、高嶺黏土及其組合中所組成的群組中。
60.一種可被噴射式墨水加以印刷的產(chǎn)品，其特征在于包含一基板，該基板的至少一面上涂布有如權(quán)利要求57所述的噴射式墨水感受性涂層。
61.如權(quán)利要求60所述的可被噴射式墨水加以印刷的產(chǎn)品，其特征在于該基板是選自由紙張、紙板、木材、塑膠膜層、金屬箔、織品及其組合中所組成的群組。
全文摘要
本發(fā)明有關(guān)一種具有極佳吸水特性的陽離子型非水溶性乳化膠乳聚合物組合物。具體說，本發(fā)明有關(guān)該非水溶性乳化膠乳聚合物組合物作為噴射式墨水感受性涂層的用途。
文檔編號(hào)C09D133/14GK1618904SQ200410085530
公開日2005年5月25日 申請(qǐng)日期2004年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月16日
發(fā)明者S·薩馬拉內(nèi)伊 蓋米尼, F·岡薩雷斯 勞德思 申請(qǐng)人:米得威斯特瓦可股份有限公司