CN1795242A - 染色剂组合物与涂布剂组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明提供可以大幅度地减少染色、印刷、涂漆、涂层等的处理工序数，并且功能性化合物对对象物的固定性及坚牢度良好且不破坏对象物的手感的水性的染色剂组合物及水性的涂布剂组合物。将水性乳液型丙烯酸系粘合剂与阳离子系水溶性聚合物混合制成水性的涂布剂组合物。将水性乳液型丙烯酸系粘合剂与阳离子系水溶性聚合物混合后再混合染料、颜料、药物、防臭剂、香料等的功能性化合物制成染色、印刷、涂漆、涂层用染色剂组合物。

Description

染色剂组合物与涂布剂组合物
技术领域
本发明涉及用于染色、印刷、涂漆、涂层等中的水性染色剂组合物(染着剤組成物)及水性涂布剂组合物。
背景技术
在使用染料或颜料作为染色剂的染色领域中，可以根据拟染色纤维的种类分别使用直接染料、活性染料、酸性染料、分散染料、颜料等，但任何一种场合在染色工序之后都需要很多的后处理工序，需要大量的劳力的同时，产生耗用大量水的问题、为了加热·蒸热等而消耗大量能量的问题、用于废液处理的设备费及经费增大等的问题。
例如，使用直接染料或活性染料的浸染方式的染色法，为了使被染物的坚牢度(润湿坚牢度、耐光坚牢度、耐氯牢度)提高，一般使用阳离子类的染料固色剂，但被染物使用直接染料或活性染料进行染色后，由于都要通过将被染物浸渍在染料固色剂的水溶液中对被染物进行染料固定，故整体上需要很多的处理工序。
另外，使用酸性染料对羊毛、丝绸、尼龙等进行染色时，作为使润湿坚牢度提高的后处理丹宁处理等是必要的，所以整体上需要很多的处理工序。
此外，作为染色剂在含颜料的染印色等中，有时丙烯酸系的乳液作为糊料或连接料使用，但使这些印色着色于被染物后，需要通过蒸热等的后处理使颜料固定在被染物上，故整体上需要很多的处理工序。
另外，作为改善毛线或羊毛等手感用的整理处理剂，或防起球用处理剂丙烯酸系共聚物乳液被广泛使用，但过去这些处理剂所形成的涂膜固定性好的整理处理剂，有损伤毛线或羊毛制品等的手感的缺点，另外，可以保持毛线或羊毛制品等的手感的整理处理剂有固定性差的缺点。
如果在使染料着色于纤维之前将染料与染料固定剂混合，则染料与染料固定剂结合引起凝集，结果由于染料已经不能使纤维着色，故不能作为染色剂或印色使用。另外，即使是采用在水性乳液型丙烯酸系粘合剂中混合了染料的物质进行染色，也不能得到满意的润湿坚牢度。
因此，本发明的目的在于提供可大幅度地减少染色、印刷、涂漆、涂层等的处理工序数，并且功能性化合物对对象物的固定性及坚牢度良好的染色剂组合物及水性的涂布剂组合物。
另外，本发明的目的在于提供可以大幅度地减少涂层处理的工序数，并且对毛线或羊毛制品的固定性及坚牢度良好且不损伤毛线或羊毛制品地手感，可抑制起球的水性的涂布剂组合物。
发明内容
本发明人反复潜心研究的结果，发现如果在水性乳液型丙烯酸系粘合剂与阳离子系水溶性聚合物的混合物中混入染料，则出乎预料地获得非常坚牢并且染色性好的水性染色剂组合物。
使用这种含染料的染色剂组合物进行染色时，尽管染色剂组合物是水性的，但几乎不产生染料的渗色，并且，在染色剂组合物的水分蒸发的状态下，被染物的手感不遭到破坏，成为发色性良好，并且具有足够的润湿坚牢度的被染物。因此，使用染色剂组合物染色的被染物通常只需直接干燥便可以完成染色工序。
另外，本发明人还发现如果在水性乳液型丙烯酸系粘合剂与阳离子系水溶性聚合物的混合物中混入颜料，也同样地可得到非常坚牢且染色性好的水性染色剂组合物。这种含颜料的染色剂组合物，与只将水性乳液型丙烯酸系粘合剂与颜料混合的染色剂组合物相比，颜料对被染物的纤维的固定性大幅度地提高。
另外，如果使用这种含颜料的染色剂组合物进行染色，尽管染色剂组合物是水性的，但几乎不产生颜色的渗色，在染色剂组合物的水分蒸发的状态下，被染物的手感不遭到破坏，成为发色性良好，并且有足够的润湿坚牢度的被染物。因此，用这种含颜料的染色剂组合物染色的被染物，通常也只需直接干燥便可以完成染色工序。
此外，上述含染料或颜料的染色剂组合物，对纤维的种类没有限制，对任何的纤维结构物都可以牢固地染色。并且，也可在纸、木、石头、玻璃、塑料等的表面容易并且牢固地染色。
此外，发现水性乳液型丙烯酸系粘合剂与阳离子系水溶性聚合物的混合物，因对对象部件的吸附性良好，而且水分蒸发后形成柔软性、透明性、光泽性及防水性好的聚合物树脂被膜，故适合作为涂布剂，特别是作为对毛线或羊毛制品等的防止起球用的涂布剂有效。
另外，还发现通过在水性乳液型丙烯酸系粘合剂与阳离子系水溶性聚合物的混合物中，混合染料或颜料的同时，或省去染料或颜料而混合其他的功能性化合物，例如药物、香料、防臭剂等，可获得可以发挥这些功能性化合物的效能的染色剂组合物。
因此，本发明提供含有水性乳液型丙烯酸系粘合剂，阳离子系水溶性聚合物，染料、颜料、药物、防臭剂、香料等功能性化合物，在将水性乳液型丙烯酸系粘合剂与阳离子系水溶性聚合物混合后，混合功能性化合物而成的染色、印刷、涂漆或涂层用染色剂组合物。
优选前述染色剂组合物中前述涂布剂组合物中的前述水性乳液型丙烯酸系粘合剂由水系介质与树脂成分构成，并且前述树脂成分含有丙烯酸系单体及醋酸乙烯酯单体作为聚合单体成分。
另外，优选前述染色剂组合物中的前述水性乳液型丙烯酸系粘合剂由水系介质与树脂成分构成，并且前述树脂成分含有乙烯及醋酸乙烯酯单体作为聚合单体成分。
另外，还优选前述染色剂组合物中的前述水性乳液型丙烯酸系粘合剂的粒子所带电荷是阴离子性的。
还优选前述染色剂组合物中的前述功能性化合物在水系介质中是阴离子性的。
还优选前述染色剂组合物中的前述阳离子系水溶性聚合物含有由通式
                    CH2＝CH-CH2-NHR
(式中R表示氢或C1-C18的烷基、取代烷基、芳烷基、环烷基)表示的单烯丙基胺衍生物或其盐的聚合物，或者单烯丙基胺衍生物或其盐的聚合物与具有可与它们共聚的不饱和双键的单体的共聚物。
作为前述阳离子系水溶性聚合物，可以使用特开平2-80681号公报中作为实施例公开的聚阳离子水溶液，特别适合使用有式(1)或(2)的分子结构的聚阳离子水溶液。
另外，本发明还提供在水性乳液型丙烯酸系粘合剂中混合阳离子系水溶性聚合物而制得的涂布剂组合物。
另外，根据本发明，前述涂布剂组合物中的前述水性乳液型丙烯酸系粘合剂由水系介质与树脂成分构成，并且前述树脂成分含有乙烯及醋酸乙烯酯单体作为聚合单体成分。
另外优选前述涂布剂组合物中的前述水性乳液型丙烯酸系粘合剂的粒子所带电荷是阴离子性的。
还优选前述涂布剂组合物中的前述功能性化合物在水系介质中是阴离子性的。
还优选前述涂布剂组合物中的前述阳离子系水溶性聚合物含有由通式
                    CH2＝CH-CH2-NHR
(式中R表示氢或C1～C18的烷基、取代烷基、芳烷基、环烷基)表示的单烯丙基胺衍生物或其盐的聚合物，或者单烯丙基胺衍生物或其盐的聚合物与具有可与它们共聚的不饱和双键的单体的共聚物。
作为前述阳离子系水溶性聚合物，可以使用特开平2-80681号公报中作为实施例公开的聚阳离子水溶液，特别适合使用具有式(3)或(4)的分子结构的聚阳离子水溶液。
前述丙烯酸系水性乳液型粘合剂，优选水系介质为45～50重量％，树脂成分为50～55重量％，粘度为6,000～10,000mPa.s/30℃，平均粒径为0.2～0.5μm的丙烯酸系水性乳液型粘合剂，在该水性乳液型丙烯酸系粘合剂中混合阳离子系水溶性聚合物时，优选按10～50重量％的比例配合水性乳液型丙烯酸系粘合剂，按50～90重量％的比例配合阳离子系水溶性聚合物。在水性乳液型丙烯酸系粘合剂与阳离子系水溶性聚合物的混合物中混合染料、颜料、药物、防臭剂、香料等功能性化合物时，使易溶于水系介质的功能性化合物溶解于适量的水系介质中形成水溶液，而不溶于水系介质的功能性化合物以大致均匀地分散在适量的水系介质内的状态混合到水性乳液型丙烯酸系粘合剂和阳离子系水溶性聚合物的混合物中。其后可根据需要用适量的水系介质稀释，作为染色、印刷、涂漆、涂层等用的染色剂使用。
前述水性乳液型丙烯酸系粘合剂中的树脂成分没有特殊限定，但优选1种或2种以上的丙烯酸系单体与醋酸乙烯酯单体的共聚物，1种或2种以上的丙烯酸系聚合物或共聚物与醋酸乙烯酯聚合物的共聚物或混合物。
前述共聚物没有特殊限定，但优选在单体、乳化剂与水的体系中乳化聚合制得。
作为上述丙烯酸系单体，例如可例举丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸己酯、丙烯酸庚酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸十八烷基酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸庚酯、甲基丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸十八烷基酯、羟基甲基丙烯酸乙酯等。
作为前述乳化剂，可以使用选自各种脂肪酸酸盐、高级醇硫酸盐、烷基苯磺酸盐、烷基萘磺酸盐、烷基磷酸盐、烷基苯基聚氧乙烯硫酸盐等的阴离子表面活性剂。另外，根据需要可以加入选自聚氧乙烯烷基酯、聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基苯基醚等的非离子性表面活性剂。此外，对聚合催化剂没有特殊限定，但可以选择过硫酸钾、过硫酸铵等过硫酸盐。此外，聚合时还可以根据需要添加增粘剂、稳定剂、防腐剂等微量添加剂。
前述丙烯酸系水性乳液粘合剂，优选粘度为5,000～20,000mPa·s/30℃、平均粒径为0.1～1μm。另外，优选玻璃化转变温度为-20～-60℃、最低造膜温度是-5～5℃。另外，前述丙烯酸系粘合剂的水性乳液优选将pH调到4～8。
前述染料的种类没有特殊限定，但优选是有磺基、羧基等酸性基团的直接染料或活性染料，另外，前述颜料也可以任意地从有机颜料、无机颜料等中选择，但优选对表面赋予阴离子基团使之有水中分散性的颜料或使用阴离子性表面活性剂使之有水中分散性的颜料。
另外，颜料优选粒径尽量均匀且平均粒径小的颜料(优选0.2μm或以下，更优选0.1μm或以下，进一步优选0.08μm或以下)。然而，由于颜料的平均粒径低于0.02μm时难以得到足够的着色浓度，故优选是0.02μm或以上。
此外，前述水系介质可以从水或水与水溶性化合物(例如多元醇)中选择。
具体实施方式
实施例1
所使用的丙烯酸系水性乳液粘合剂中，水是约45重量％，树脂成分是约55重量％，树脂成分是含有丙烯酸酯及醋酸乙烯酯作为聚合成分的共聚物，粘度为8,000mPa·s/30℃，平均粒径为0.2～0.5μm。
所使用的阳离子系水溶性聚合物是pH1.5～3.5、比重约1.13/20℃、粘度约5mPa·s/20℃的聚阳离子水溶液，具体地使用有下述分子结构的日东纺织株式会社制的聚阴离子水溶液(商品名：ダンフイツクス一723)。
把上述丙烯酸系水性乳液粘合剂与上述聚阳离子水溶液按重量比约1∶5的比例大致均匀地混合后，与将直接染料溶解在适量的水中而得到的水溶液大致均匀地混合，制得水性染色剂组合物。再把该染色剂组合物用水稀释到约10倍，制成印色液(インク液)。
比较例1
所使用的丙烯酸系水性乳液粘合剂是与实施例1相同的组合物，但不含阳离子系水溶性聚合物，把将直接染料溶解在适量的水中而得到的水溶液大致均匀地混合到丙烯酸系水性乳液粘合剂中制得水性染色剂组合物。再把该染色剂组合物用水稀释到约10倍，制成印色液。
使用上述实施例1的印色液和比较例1的印色液，在作为对象物的木棉纤维的织布、羊毛纤维的织物、尼龙纤维的织物、丙烯腈纤维的织物、纸、玻璃板上分别用笔涂布(染色)后，在室温下自然干燥。
在对象物分别为木棉纤维的织布、羊毛纤维的织物、尼龙纤维的织物、丙烯腈纤维的织物、纸及玻璃板时，把采用实施例1的印色液和比较例1的印色液染色的结果示于以下的表中。
[表1]
                        实施例1               比较例1
颜色渗色                ○                    △
润湿坚牢度              ○                    ×
颜色的鲜明性            ○                    △
光泽                    ○                    ○
防水性                  ○                    △
手感                    ○                    ○
白浊                    ○                    ○
这里，有关印色液涂布时的颜色的渗色状况，基本上没有颜色渗色的状态为○，多少形成颜色渗色的状态为△，颜色严重渗色的状态为×。另外，有关润湿坚牢度，自然干燥后用洗衣机水洗5分钟后几乎没有掉色的状态为○，多少产生掉色的状态为△，掉色严重的状态为×。另外，有关干燥后的染色面颜色的鲜明性、光泽、防水性、手感，良好为○，不良为×。此外，有关干燥后的被膜的白浊状态，没有白浊的状态为○，有白烛的状态为×。
由上述比较结果可以确认实施例1的染料系印色液综合性能极好。
实施例2
所使用的丙烯酸系水性乳液粘合剂中水为约45重量％、树脂成分为约55重量％，树脂成分是含有丙烯酸酯及醋酸乙烯酯作为聚合成分的共聚物，粘度为8,000mPa·s/30℃、平均粒径为0.2～0.5μm。
所使用的阳离子系水溶性聚合物是pH1.5～3.5、比重约1.13/20℃、粘度约5mPa·s/20℃的聚阳离子水溶液，具体地使用日东纺织株式会社制的聚阳离子水溶液(商品名：：ダンフイツクス—723)。
将上述丙烯酸系水性乳液粘合剂与上述聚阳离子水溶液按重量比约1∶5的比例大致均匀地混合后，把该混合液与将颜料粉末分散在适量的水中制得的颜料液大致均匀地混合，制得水性染色剂组合物。再用水把该染色剂组合物稀释到约10倍，制成印色液。
比较例2
所使用的丙烯酸系水性乳液粘合剂是与实施例2相同的组合物，但在该丙烯酸系水性乳液粘合剂中，大致均匀地混合将颜料分散在适量的水中而制得的颜料液，得到水性染色剂组合物，将该组合物进一步用水稀释到约10倍，制成印色液。
使用上述实施例2的印色液和比较例2的印色液，在作为对象物的木棉纤维的织布、羊毛纤维的织物、尼龙纤维的织物、丙烯腈纤维的织物、纸、玻璃板上分别用笔涂布(染色)后，在室温下自然干燥。
在对象物分别为木棉纤维的织布、羊毛纤维的织物、尼龙纤维的织物、丙烯腈纤维的织物、纸及玻璃板时，把采用实施例2的印色液和比较例2的印色液染色的结果示于以下的表中。
[表2]
                       实施例2            比较例2
颜色渗色               ○                 △
润湿坚牢度             ○                 ×
颜色鲜明性             ○                 △
光泽                   ○                 ○
防水性                 ○                 △
手感                   ○                 ○
白浊                   ○                 ○
这里，印色液涂布时颜色渗色状态，几乎没有颜色渗色的状态为○，多少渗色的状态为△，颜色严重渗色的状态为×。另外，有关润湿坚牢度，自然干燥后用洗衣机洗5分钟后基本上没有掉色的状态为○，多少产生掉色的状态为△，严重掉色的状态为×。另外，关于干燥后的染色面颜色的鲜明性、光泽、防水性、手感，良好为○，不良为×。另外，关于干燥后的被膜的白浊状态，没有白浊的状态为○，有白烛的状态为×。
由上述比较结果确认实施例2的颜料系印液综合性能极好。
实施例3
所使用丙烯酸系水性乳液粘合剂中水为约45重量％、树脂成分为约55重量％，树脂成分是含有丙烯酸酯及醋酸乙烯酯作为聚合成分的共聚物，粘度为8,000mPa·s/30℃、平均粒径为0.2～2.5μm。
所使用的阳离子系水溶性聚合物是pH1.5～3.5、比重约1.13/20℃、粘度约5mPa·s/20C的聚阳离子水溶液，具体地使用日东纺织株式会社制的聚阳离子水溶液(商品名：ダンフイツクス—723)。
把上述丙烯酸系乳液粘合剂与上述聚阳离子水溶液按重量比约1∶5的比例大致均匀地混合后，再把该混合液用水稀释到约100倍制成涂布液。
比较例3
所使用的丙烯酸系水性乳液粘合剂是与实施例2相同的组合物，将该丙烯酸系水性乳液粘合剂进一步用水稀释到约100倍，制得涂布液。
使用上述实施例3的涂布液和比较例3的涂布液，用这些涂布液把羊毛纤维织物浸渍后，在室温下自然干燥。
把使用实施例3的涂布液与比较例3的涂布液形成被膜的结果示于以下的表3中。
[表3]
                        实施例3            比较例3
润湿坚牢度              ○                 ×
光泽                    ○                 ○
防水性                  ○                 △
手感                    ○                 ○
白浊                    ○                 ○
起球                    ○                 ×
这里，有关润湿坚牢度，自然干燥后用洗衣机洗5分钟后基本上没有被膜剥落的状态为○，多少产生被膜剥落的状态为△，严重产生被膜剥落的状态为×。另外，有关干燥后的涂布面的光泽、防水性、手感，良好为○，不良为×。另外，有关干燥后的被膜的白浊状态，没有白浊的状态为○，有白烛的状态为×。有关起球，互相摩擦涂布后的被膜面时，不起球的状态为○，起球的状态为×。
由上述比较结果可确认实施例3的涂布液与只由丙烯酸系水性乳液粘合剂构成的涂布液相比，显示了良好的防起球效果。
此外，使上述实施例1～3的丙烯酸系水性乳液粘合剂与聚阳离子水溶液的混合比变为约1∶1～1∶10时，也可以得到与上述实施例1～3大致相同的结果。把上述实施例1～3中的印色液或涂布液用水稀释的稀释度从上述100倍变更为200～500倍时，也可得到上述实施例1～3大致相同的结果。
另外，把上述丙烯酸系水性乳液粘合剂与上述聚阳离子水溶液按重量比约1∶5的比例大致均匀地混合后，在该混合液中适量均匀地混合水性的香料、防臭剂、药物等，形成水性的涂布剂组合物，把用水将该涂布剂组合物进一步稀释到100倍得到的涂布液涂布在各种纤维的织物上，在室温下自然干燥，结果确认可得到对织物的固定性良好的涂层被膜，并且香料、防臭剂、药物等功能性化合物可由该涂层被膜发挥的效果。
此外，作为上述实施例1～3的变形例，使用树脂成分为乙烯·醋酸乙烯酯共聚物的水性乳液型丙烯酸系粘合剂，代替树脂成分为丙烯酸·醋酸乙烯酯聚合物的水性乳液型丙烯酸系粘合剂时，虽然对象物的手感及润湿坚牢度多少有些降低，但确认能得到可达到本发明所期望目的的染色剂组合物或涂布剂组合物。
产业实用性
由以上的说明可以看出，根据本发明可以提供能大幅度地减少染色、印刷、涂漆、涂层等的处理工序数，并且功能性化合物对对象物的固定性及坚牢度良好且不破坏对象物的手感的染色剂组合物及水性的涂布剂组合物。
另外，根据本发明可以提供能大幅度地减少涂层处理的工序数，并且对毛线或羊毛制品的固定性及坚牢度良好且不损伤毛线或羊毛制品的手感，可抑制起球的水性涂布剂组合物。

Claims (11)

1.染色剂组合物，其含有水性乳液型丙烯酸系粘合剂和阳离子系水溶性聚合物以及染料、颜料、药物、防臭剂、香料等功能性化合物，是将水性乳液型粘合剂与阳离子系水溶性聚合物混合后，再混合功能性化合物而成的，用于染色、印刷、涂漆或涂层。
2.权利要求1所述的染色剂组合物，其特征在于前述水性乳液型丙烯酸系粘合剂由水系介质和树脂成分构成，并且树脂成分含有丙烯酸系单体及醋酸乙烯酯单体作为聚合单体成分。
3.权利要求1所述的染色剂组合物，其特征在于前述水性乳液型丙烯酸系粘合剂由水系介质和树脂成分构成，并且树脂成分含有乙烯及醋酸乙烯酯单体作为聚合单体成分。
4.权利要求1所述的染色剂组合物，其中前述水性乳液型丙烯酸系粘合剂的粒子所带电荷是阴离子性的。
5.权利要求1所述的染色剂组合物，其中前述功能性化合物在水系介质中是阴离子性的。
6.权利要求1所述的染色剂组合物，其特征在于前述阳离子系水溶性聚合物含有由通式
             CH2＝CH-CH2-NHR(式中R表示氢或C1～C18的烷基、取代烷基、芳烷基、环烷基)表示的单烯丙基胺衍生物或其盐的聚合物，或者单烯丙基胺衍生物或其盐的聚合物与具有可与它们共聚的不饱和双键的单体的共聚物。
7.涂布剂组合物，其是在水性乳液型丙烯酸系粘合剂中混合阳离子系水溶性聚合物而制成的。
8.权利要求7所述的涂布剂组合物，其特征在于前述水性乳液型丙烯酸系粘合剂由水系介质和树脂成分构成，并且树脂成分含有丙烯酸系单体及醋酸乙烯酯单体作为聚合单体成分。
9.权利要求1所述的涂布剂组合物，其特征在于前述水性乳液型丙烯酸系粘合剂由水系介质和树脂成分构成，并且树脂成分含有乙烯及醋酸乙烯酯单体作为聚合单体成分。
10.权利要求7所述的涂布剂组合物，其特征在于前述水性乳液型丙烯酸系粘合剂的粒子所带电荷是阴离子性的。
11.权利要求7所述的涂布剂组合物，其特征在于前述阳离子系水溶性聚合物含有由通式
            CH2＝CH-CH2-NHR(式中R表示氢或C1-C18的烷基、取代烷基、芳烷基、环烷基)表示的单烯丙基胺或其盐的聚合物，或者单烯丙基胺或其盐的聚合物与具有可与它们共聚的不饱和双键的单体的共聚物。
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