CN105038532A - 一种亲水pet底层涂布液及其在pet上的应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种亲水PET底层涂布液及其在PET底层上的应用，所述涂布液以改性亲水聚对（间）苯二甲酸乙二醇酯水胶乳、交联剂等和/或明胶为主要成膜材料，得到的涂布液对环境友好。本发明应用在PET基膜后，在不影响照相性能的前提下，具有良好的粘牢性，能够消除涂布弊病，并提高了产品质量。

Description

一种亲水PET底层涂布液及其在PET上的应用

技术领域

本发明涉及一种涂布液,具体涉及一种亲水PET底层涂布液。

背景技术

聚酯薄膜(PET膜)以其物理、化学稳定性强而早就成为感光胶片的理想支撑体，尤其是在医疗胶片、工业胶片、印刷胶片等对尺寸稳定性和耐候性要求较高的领域，早期的醋酸纤维素胶片明显不能满足要求，但是PET膜因分子链刚性高，且极性基团少，这决定了它的表面能小、表面张力低，亲水能力差，很难与亲水涂层尤其是含亲水性的明胶的感光乳剂层牢固结合，虽然可以通过对PET膜的电晕处理来改善其表面性能，但是，电晕处理虽然可以改善PET膜的表面状态，提高亲水性，但交联程度远达不到实际使用要求，后来人们不断研究PET膜的表面改性技术，开发出粘结PET膜与亲水涂层尤其是含明胶的感光层之间的底层涂布液，目前成熟的普遍应用的是含氯烯烃丙烯酸共聚乳液（即多元水乳胶）与间苯二酚（和类似的交联剂）以及明胶的水性涂布液，可以牢固粘结PET膜与含明胶的感光层，而且不影响感光层的性能，满足使用要求。但是间苯二酚本身绝大多数会在干燥时挥发掉，并扩散到生产车间和工作环境中，造成设备被污染和腐蚀，也能污染环境，同时对生产工人的健康造成损害，而且凝结在干燥道里的间苯二酚粉尘会散落到后续涂布的片基底层上而导致在后面工序涂布感光乳剂层时易造成“砂眼”弊病。现有多元水乳胶以偏二氯乙烯为单体聚合而成，含有较高的氯，在回收环节焚烧时会产生大量的有毒有害含氯气体。还有一种是利用对苯二酸与间苯二酸共聚物：这类底层共聚物是四聚物, 包括: a) 对苯二酸或其酯和间苯二酸或其酯； b ) 带有磺酸基的二羧酸或其酯；c) 脂环二羧酸或其酯；d) 亚乙基二醇。该聚酯制作成水胶乳与明胶的交联性不强，采用这类聚合物时必须伴随有能与明胶反应的辅加粘性促进剂, 最普通的这类粘性促进剂是“ 明胶交联剂” , 即能交联明胶大分子的双功能反应化合物, 如: 蜜胺甲醛, 二氯三嗪及二甲基脲等。但这类的涂层通常都要涂布多层才能牢固粘合PET底层和上面的含明胶感光层，生产周期延长，能耗增加，成本大幅提高。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明的一个目的是提供亲水PET底层涂布液，所述涂布液对环境友好。

本发明的第二个目的是提供该亲水PET底层涂布液在PET基膜上的应用，本发明的涂布液应用在PET基膜后，在不影响照相性能的前提下，具有良好的粘牢性，能够消除涂布弊病提高产品质量。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种亲水PET底层涂布液，其组成及质量百分含量为：

改性亲水聚对（间）苯二甲酸乙二醇酯水胶乳：0.1-10%；

明胶：0-5%；

交联剂：0.01-20%；

表面活性剂：0-1%；

pH值调节剂：0-1%；

涂布助剂：0-5%；

水：58%-99.89%。

上述亲水PET底层涂布液，所述改性亲水聚对（间）苯二甲酸乙二醇酯水胶乳中的聚酯含量为20~40%。

上述亲水PET底层涂布液，所述pH值调节剂为柠檬酸、乙酸、氢氧化钠。

上述亲水PET底层涂布液，所述表面活性剂为阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂或两性表面活性剂。

上述亲水PET底层涂布液，所述涂布助剂为乙醇、异丙醇、丁醇中的一种或多种。

一种PET底层涂布液在PET基材上的应用，包括：

对PET基膜进行电晕处理；

在经电晕处理的基膜上进行涂布；

在110~130℃下，干燥1~3分钟；

形成厚度0.05-3.0微米的涂层。

上述PET底层涂布液在PET基材上的应用，所述涂层厚度0.07-1.0微米。

上述PET底层涂布液在PET基材上的应用，所述涂层厚度为0.1-0.3微米。

有益效果：

本发明通过使用由改性亲水聚对（间）苯二甲酸乙二醇酯水胶乳和交联剂和/或明胶做为成膜物组成底层涂布液，不含有间苯二酚，底解决了现有底层涂布液所含间苯二酚对设备、环境的腐蚀和污染以及对工人的健康危害，明显改善点子弊病。

本发明的涂布液组合物中不含氯，消除了在回收环节中焚烧时产生的大量有毒有害含氯气体这一现有涂布液的伴生危害。

本发明的涂布液组合物通过原材料选择和配方调整，不使用粘性促进剂，涂布在PET膜上干燥后，形成的底层具有很高的亲水性，而且既能与PET膜很好的粘结，又能与明胶亲和交联，完全可以满足含明胶的感光层与PET膜的牢固结合的要求。而且只需要单一涂层就能很好地将PET底层与感光层牢固结合。

具体实施方式

本发明中的亲水PET底层涂布液，按质量百分比由以下原料组分制成：

(1) 改性亲水聚对（间）苯二甲酸乙二醇酯水胶乳：0.1-10%；

(2) 明胶：0-5%；

(3) 交联剂：0.01-20%；

(4) 表面活性剂：0.01-1%；

(5) pH值调节剂：0-1%；

(6) 涂布助剂：0-5%；

(7) 水：58%-99.89%。

所述改性亲水聚对（间）苯二甲酸乙二醇酯水胶乳中的聚酯含量为20-40%。

所述改性亲水聚对（间）苯二甲酸乙二醇酯水胶乳为改性亲水聚对（间）苯二甲酸乙二醇酯的水乳液。

改性亲水聚对（间）苯二甲酸乙二醇酯为带有亲水基团的多元酸或多元酸酯与多元醇反应得到的。所述的亲水基团为间苯二甲酸磺酸盐、间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸盐中的一种或多种的多元共聚物；所述的多元酸为对苯二甲酸、间苯二甲酸；所述的多元酸酯为对苯二甲酸二甲酯、对苯二甲酸二乙酯、间苯二甲酸二甲酯、间苯二甲酸二乙酯的一种或多种；所述的多元醇为乙二醇、聚乙二醇、聚醚二醇、双酚A、双酚S。

改性亲水聚对（间）苯二甲酸乙二醇酯使用本领域内公知的转相法或乳化法制备成聚酯质量含量20-40%的水乳液，即所述的水胶乳，聚酯含量优选25-35%。

所述的交联剂包含但不局限于多异腈酸酯、封端聚异腈酸酯、含有与羧基和氨基反应的活性基团的交联剂等。

所述pH值调节剂为柠檬酸、乙酸、氢氧化钠，所述的pH值调节剂在配方中的质量百分含量为0-1%，视配置的涂布液的pH值情况添加，主要作用是调节涂布液的pH值在6.5~7.5范围内，便于涂布及对后续的感光层不造成不良影响等作用。

所述的表面活性剂为阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂或两性表面活性剂。优选十二烷基硫酸钠，丁二酸二异辛酯磺酸钠（1292），所述的表面活性剂在配方中的质量百分含量为0-1%，其作用是调节涂布液的表面张力，适合在PET上进行常规涂布。

所述涂布助剂为乙醇、异丙醇、丁醇中的一种或多种，涂布助剂的作用是使涂层利于铺展，有利于流平和干燥固化成膜。

所述的交联剂为多异氰酸酯或水性封端聚合异腈酸酯，所述的交联剂在配方中的质量百分含量为0.01-20%。

所述涂布助剂为乙醇、异丙醇、丁醇中的一种或多种，在配方中的质量百分含量为0-5%；

所述的pH值调节剂在配方中的质量百分含量为0-5%。

将上述的组分按照比例配置成涂布液，将涂布液涂布在PET基材上，之后进行干燥固化，形成0.05-3.0微米的涂层，优选形成0.07-1.0微米厚度的涂层，更优选形成0.1-0.3微米厚度的涂层。

PET底层涂布液的涂布方式可以是丝棒涂布、浸涂、挤压涂布、转印涂布、丝网涂布、凹版涂布等，将上述涂布液均匀涂布于未经过或经过电晕处理的PET膜上，经过干燥热处理，使涂布液中的溶剂蒸发，涂布液成膜，牢固附着在PET膜上，成为带亲水底层的PET膜，再于此膜上可以涂布含明胶的感光乳剂层。

下面通过几个实施例，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。

实施例1

1.亲水PET底层涂布液配制：

(1) 改性亲水聚对（间）苯二甲酸乙二醇酯水胶乳，Eastman化学公司的Eastek®系列树脂Eastek®1300（固含量30%）33.3g；

(2) 交联剂：多异腈酸酯0.1g ；

(3) 表面活性剂：十二烷基硫酸钠(10%水溶液) 2.0g；

检测涂布液的PH值为6.52。

上述物料加入后，搅拌均匀，经过过滤设备如5μm纸芯过滤器过滤。

底层涂布：将上述涂布液，用丝棒涂布方式，涂布于经电晕处理的PET膜上，经过135℃，1.0min干燥后，得到亲水PET底层，涂层厚度0.11μm。

性能检测：在上述亲水PET底层上涂布亲水印刷油墨，经过干燥后，按照上述检测方法，测试底层牢度和印刷油墨层牢度结果见表1。

实施例2

1.涂布液配制：

(1) 改性亲水聚对（间）苯二甲酸乙二醇酯水胶乳，Eastman化学公司的Eastek®系列树脂Eastek®1300（固含量30%）33.3g；

(2) 明胶：10g；

(3) 交联剂：多异腈酸酯1g ；

(4) 表面活性剂：十二烷基硫酸钠(10%水溶液) 2.0g；

(5) pH值调节剂：NaOH（2%）0.6g，调节pH值到7.30 ；

(6) 涂布助剂：乙醇8g；

(7) 水：945.1g。

上述物料加入后，搅拌均匀，经过适当的过滤设备如5μm纸芯过滤器过滤。

底层涂布：将上述涂布液，用丝棒涂布方式，涂布于经电晕处理的PET膜上，经过115℃，2min干燥后，得到亲水PET底层，涂层厚度0.20μm。

性能检测：在上述亲水PET底层上涂布印刷胶片感光乳剂层，经过干燥后，按照上述检测方法，测试底层牢度和乳剂层牢度、砂眼数结果见表1。

实施例3

1.涂布液配制：

(1) 改性亲水聚对（间）苯二甲酸乙二醇酯水胶乳，互应化学工业（株）制Plus coat Z678（固含量25%）166.6g；

(2) 明胶：50g；

(3) 交联剂：多异腈酸酯 20g ；

(4) 表面活性剂：丁二酸二异辛酯磺酸钠(8%乙醇水溶液) 2.0g；

(5) pH值调节剂：NaOH（2%）0.8g，调节pH值到7.20；

(6) 涂布助剂：异丙醇11g；

(7) 水：749.6g。

上述物料加入后，搅拌均匀，经过适当的过滤设备如1μm纸芯过滤器过滤。

底层涂布：将上述涂布液，用挤压涂布方式，涂布于未经电晕处理的PET膜上，经过115℃，2min干燥后，得到亲水PET底层，涂层厚度0.46μm。

性能检测：在上述亲水PET底层上涂布印刷胶片感光乳剂层，经过干燥后，按照上述检测方法，测试底层牢度和乳剂层牢度、砂眼数结果见表1。

实施例4

1.涂布液配制：

(1) 改性亲水聚对（间）苯二甲酸乙二醇酯水胶乳，东洋纺（株）制Bironal MD-1245（聚酯含量30%）333.3g；

(2) 明胶：50g；

(3) 交联剂：封端聚合异腈酸酯10g（西南实业，水性封闭性异氰酸酯固化剂NX 6130）；

(4) 表面活性剂：丁二酸二异辛酯磺酸钠(8%乙醇水溶液) 2.0g ；

(5) pH值调节剂：NaOH（2%）0.4g，调节pH值到7.5；

(6) 涂布助剂丁醇6.5g.；

(7) 水：5978g。

上述物料加入后，搅拌均匀，经过适当的过滤设备如10μm纸芯过滤器过滤。

底层涂布：将上述涂布液，用丝网印刷涂布方式，涂布于未经电晕处理的PET膜上，经过120℃，1.5min干燥后，得到亲水PET底层，涂层厚度1.63μm。

性能检测：在上述亲水PET底层上涂布印刷胶片感光乳剂层，经过干燥后，按照上述检测方法，测试底层牢度和乳剂层牢度、砂眼数结果见表1。

实施例5

1.涂布液配制：

(1) 改性亲水聚对（间）苯二甲酸乙二醇酯水胶乳，东洋纺（株）制Bironal MD-1245（固含量30%）133.3g；

(2) 明胶：15g；

(3) 交联剂：含与羧基、氨基反应的活性基团的交联剂200g（青岛柏晴水性环保交联剂BaiQ-WT）；

(4) 表面活性剂：十二烷基硫酸钠(10%水溶液)3.0g；

(5) 涂布pH值调节剂：柠檬酸（10%）1.1g，调节pH值到6.6；

(6) 助剂：乙醇24g；

(7) 水：623.6g。

上述物料加入后，搅拌均匀，经过适当的过滤设备如10μm纸芯过滤器过滤。

底层涂布：将上述涂布液，用凹版涂布方式，涂布于经电晕处理的PET膜上，经过125℃，2min干燥后，得到亲水PET底层，涂层厚度0.40μm。

性能检测：在上述亲水PET底层上涂布工业X-射线胶片的感光乳剂层，经过干燥后，按照上述检测方法，测试底层牢度和乳剂层牢度、砂眼数结果见表1。

实施例6

1.涂布液配制：

(1) 改性亲水聚对（间）苯二甲酸乙二醇酯水胶乳，互应化学工业（株）制Plus coat Z678（固含量25%）183.3g；

(2) 明胶：50g；

(3) 交联剂：封端聚合异腈酸酯10g（西南实业，水性硬化剂NX-618H ）；

(4) 表面活性剂：十二烷基硫酸钠(10%水溶液)2.0g；

(5) pH值调节剂：HAc（10%）2.5g，调节pH值到6.55；

(6) 涂布助剂：乙醇20g；

(7) 水：732.2g。

上述物料加入后，搅拌均匀，经过适当的过滤设备如1μm中空纤维过滤器过滤。

底层涂布：将上述涂布液，用转印涂布方式，涂布于经电晕处理的PET膜上，经过118℃，2.5min干燥后，得到亲水PET底层，涂层厚度0.63μm。

性能检测：在上述亲水PET底层上涂布医用X-光胶片感光乳剂层，经过干燥后，按照上述检测方法，测试底层牢度和乳剂层牢度、砂眼数结果见表1。

实施例7

1.涂布液配制：

(1) 改性亲水聚对（间）苯二甲酸乙二醇酯，Eastman化学公司的Eastek®系列树脂Eastek®1300（固含量30%）110g；

(2) 明胶：20g；

(3) 交联剂：水性固化剂10g（中山中益油墨涂料有限公司WG-002）；

(4) 表面活性剂：十二烷基硫酸钠(10%水溶液)2.0g适量；

(5) pH值调节剂：NaOH（2%）2.0g，调节pH值到7.13；

(6) 涂布助剂：乙醇8g；

(7) 水：848g。

上述物料加入后，搅拌均匀，经过适当的过滤设备如5μm纸芯过滤器过滤。

底层涂布：将上述涂布液，用浸涂涂布方式，涂布于未经电晕处理的PET膜上，经过110℃，2min干燥后，得到亲水PET底层，涂层厚度0.35μm。

性能检测：在上述亲水PET底层上涂布印刷胶片感光乳剂层，经过干燥后，按照上述检测方法，测试底层牢度和乳剂层牢度、砂眼数结果见表1。

比较例1

外购含间苯二酚的涂布液制作的PET底层片基，在上述亲水PET底层上涂布印刷胶片感光乳剂层，经过干燥后，涂层厚度0.23μm，按照上述检测方法，测试底层牢度和乳剂层牢度、砂眼数结果见表1。

表1

。

测试方法：

牢度测试方法：百格法，参考标准：《GBT9286-1998 色漆和清漆漆膜的划痕实验》。百格刀，刀口宽度约为10mm~12mm，每1mm~1.2mm为间隔，共有10格，直线划下时会出现10条间隔相同的直线刀痕，于直线刀痕的垂直位置划下，便成为10*10的100格的正方形，百格刀划下去的时候应该割到见到底材，不可只割在涂料上，否则测试便不成立。 当百格刀划完之后，还必须用胶带测试会不会脱落，首先，胶带贴于百格位置，以手指压下将胶带紧密贴附，再以瞬间的力道将胶带撕起，目视素材上的涂料是否有脱落现象此外，胶带并非随便一种都可以，以JIS标准而言，是必须指定厂牌与型号的。例如3M的Transparent Tape 600，此种胶带宽度为3/4inch，长度有1296inch和2592inch两种。

ISO等级：0切口的边缘完全光滑，格子边缘没有任何剥落。

1 在切口的相交处有小片剥落，划格区内实际破损≤5% 。

2 切口的边缘和/或相交处有被剥落，其面积大于5%～15% 。

3 沿切口边缘有部分剥落或整大片剥落，或部分格子被整片剥落。剥落的面积超过15%～35% 。

4 切口边缘大片剥落/或者一些方格部分部分或全部剥落，其面积大于划格区的35%～65% 。ISO等级：5 在划线的边缘及交叉点处有成片的油漆脱落，且脱落总面积大于65％。

对有明胶的底层与PET之间的粘牢度测试也适合上述标准，而与后续的含明胶的感光乳剂层的粘牢度测试方法如下：

干牢度：首先在待测样品即涂布底层的PET基膜涂上乳剂，40℃干燥20分钟后，用刀片横竖刮百格，然后用透明胶带粘3次，无脱落为合格。

湿牢度：做过干牢度的片子，放入显影液中显影4分钟，水洗后，再定影6分钟，然后放到自来水下用手搓，不掉膜为合格。

60℃20min老化牢度：做过湿牢度的片子，放入60℃干燥箱中干燥20分钟，然后用透明胶带粘3次，不掉膜为合格；

120℃20min老化牢度：做过60℃20min老化牢度的样片，接着放入120℃干燥箱中干燥20分钟，然后用透明胶带粘3次，不掉膜为合格。

砂眼试验：PET底层后涂布乳剂层的样片依照行业标准HG/T4239-2011《印刷线路板用银盐胶片》检验表观，测定每平方米砂眼数。

Claims (8)

1.一种亲水PET底层涂布液，其特征在于，所述涂布液各组分按质量百分比计为：

改性亲水聚对（间）苯二甲酸乙二醇酯水胶乳：0.1-10%；

明胶：0-5%；

交联剂：0.01-20%；

表面活性剂：0-1%；

pH值调节剂：0-1%；

涂布助剂：0-5%；

水：58%-99.89%。

2.所述改性亲水聚对（间）苯二甲酸乙二醇酯水胶乳中的聚酯含量为20~40%。

3.根据权利要求2所述的亲水PET底层涂布液，其特征在于，所述pH值调节剂为柠檬酸、乙酸、氢氧化钠。

4.根据权利要求3所述的亲水PET底层涂布液，其特征在于，所述表面活性剂为阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂或两性表面活性剂。

5.根据权利要求4所述的亲水PET底层涂布液，其特征在于，所述涂布助剂为乙醇、异丙醇、丁醇中的一种或多种。

6.一种根据权利要求1-5所述的PET底层涂布液在PET基材上的应用，其特征在于，包括：

对PET基膜进行电晕处理；

在经电晕处理的基膜上进行涂布；

在110~130℃下，干燥1~3分钟；

形成厚度0.05-3.0微米的涂层。

7.根据权利要求6所述的PET底层涂布液在PET基材上的应用，其特征在于，所述涂层厚度0.07-1.0微米。

8.根据权利要求6所述的PET底层涂布液在PET基材上的应用，其特征在于，所述涂层厚度为0.1-0.3微米。