TW200817483A - Flexible polymer coating and coated flexible substrates - Google Patents

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James A Trainham
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Description

200817483 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明大體上係關於經塗覆之撓性基板,諸如織物。 【先前技術】 許多基板(諸如織物、熱塑性胺基甲酸酯、乙烯乙酸乙 烯酯發泡體及皮革)具有顯著撓曲量。通常需要用塗層塗 覆此等基板以改良外觀、抗水性、耐化學性、抗擦性、抗 紫外線性及耐久性。亦可能需要塗覆或另外”裝飾”此等基 板以提供改良之外觀、應用圖案及進行類似操作。改良此 等性質之許多塗層為適於在硬質基板上使用之硬質塗層。 當將諸如丙烯酸系塗層之硬質塗層施加於撓性基板時,在 將基板撓曲時該塗層通常會破裂且自基板脫落。因此,需 要一種適於在撓性基板上使用之撓性塗層。 【發明内容】 本發明係針對於一種經塗覆之撓性基板,該經塗覆之撓 性基板包含一撓性基板及一沈積於該基板之至少一部分上 之塗層,其中該塗層包含:第一組份,該第一組份包含⑴ 具有第一官能度之第一聚酯多元醇及(ii)具有第二官能度 之第二聚酯多元醇,其中該第二官能度大於該第一官能 度;及第二組份,該第二組份包含異氰酸酯,其中該塗層 具有I:1或大於M之NCO:OH比率;其中該撓性基板包含 織物。 本發明另外係針對於一種經塗覆之撓性基板,該經塗覆 之挽性基板包含一撓性基板及一沈積於該基板之至少一部 122820.doc 200817483 7刀上之塗層’其中該塗層包含具有小於ίο之羥基數的含水 聚胺酯樹脂及著色劑。 本發明另外係針對於一種經塗覆之撓性基板,該經塗覆 之撓性基板包含一撓性基板及一沈積於該基板之至少一部 分上之塗層’其中該塗層包含酸官能性聚胺酯分散液與交 聯劑之反應產物,其中該酸官能性聚胺酯分散液包含具有 大於或等於2000之重量平均分子量之含活性氳之聚醚、二 經甲基丙酸、聚異氰酸酯及增鏈劑,其中至少之酸官 ( 能基經中和。 【實施方式】 本發明係針對於一種經塗覆之撓性基板,其包含一撓性 基板及一沈積於該基板之至少一部分上之塗層。在某些實 施例中,該塗層包含雙組份(或"2K”)基於溶劑之聚合物塗 層組合物。第一組份包含具有第一官能度之第一聚酯多元 醇及具有第二官能度之第二聚酯多元醇,其中第二官能度 大於第一官能度。"官能度’’意指每分子多元醇中之經基的 數目。’’多元醇π意指多元醇及/或多元醇組合物。第二組份 包含異氰酸酯。塗層組合物之NCChOH比率為1:1或大於 - 1:1。"NCO:OH比率”意指在塗層組合物中之異氰酸酯基與 - 羥基的比率。應瞭解,當組合時,該兩種組份將產生聚胺 6旨塗層。 在一實施例中,第一聚酯多元醇之羥基數與第二聚酯多 元醇之羥基數之差為至少10。在另一實施例中,第一聚酯 多元醇之羥基數與第二聚酯多元醇之羥基數之差為至少 122820.doc 200817483 20。在一實施例中,第一組份之第一聚酯多元醇具有低官 能度。如本文中所使用,術語”低官能度”及其類似術語意 謂聚酯多元醇具有小於65(諸如小於60)之羥基數。合適低 官能度聚酯多元醇具有40至60之羥基數。在一實施例中, 第一聚酯多元醇具有54至58之羥基數。第一聚酯多元醇之 低官能度導致撓性增加及在與塗層中之異氰酸酯反應時形 成交聯之傾向降低。可在本發明中使用具有低官能度之任 何聚酯多元醇。舉例而言,第一聚酯多元酵可為羧酸與多 元醇之反應產物;該等產物可自Bayer Corporation之 DESMOPHEN系列、Degussa之 DYNAP0L系列、Eastman之 P0LYMAC 1935及 ALBESTER 6325 以及 Synthopol Chemie 之 SYNTHOESTER 1170購得。 在一實施例中,第一組份之第二聚酯多元醇具有中等官 能度。如本文中所使用,術語”中等官能度”及其類似術語 意謂聚酯多元醇具有90至125之羥基數。在一實施例中, 第二聚酯多元醇具有104至118之羥基數。第二聚酯多元醇 之中等官能度通常增加塗層之交聯密度,導致塗層硬度增 加及耐化學性改良。可在本發明中使用具有中等官能度之 任何聚酯多元醇。舉例而言,第二聚酯多元醇可為多元 醇、芳族二羧酸及/或酸酐、及/或脂族二羧酸及/或酸酐之 反應產物。第二聚酯多元醇可為間苯二甲酸、鄰苯二甲酸 酐、己二酸、三羥甲基丙烷及1,6己二醇之反應產物;該 等產物可自 Bayer Corporation 之 DESMOPHEN 系列、 Degussa 之 DYNAP0L 系列、Eastman 之 P0LYMAC 系列及 122820.doc 200817483 REACTOL PE 125 以及 Synthopol 之 SYNTHOESTER 系列購 得。在某些實施例中,聚酯多元醇中之一或兩者特別排除 新戊二醇。 可將第一聚酯多元醇與第二聚酯多元醇組合在一起以在 第一組份中形成聚酯多元醇摻合物。在一實施例中,第一 聚醋多元醇與第二聚酯多元醇在聚酯多元醇摻合物中之比 率為5··1至8··1。在另一實施例中,第一聚酯多元醇與第二 聚S旨多元醇在聚酯多元醇掺合物中之比率為ϋ·ι至7.5:1。 在摻合物中,可選擇第一聚酯多元醇之量及第二聚酯多元 醇之量以最優化每一多元醇之某些特徵。舉例而言,增加 第一聚酯多元酵之量導致撓性增加,而增加第二聚醋多元 醇之量導致硬度及耐化學性增加。基於此等考慮,熟習此 項技術者可視使用者之需要而確定最佳比率。 在一實施例中,可將第一聚酯多元醇、第二聚酯多元醇 及丙烯酸系多元醇組合以產生第一組份。可將丙烯酸系多 元醇添加至第一組份中之聚酯多元醇摻合物中以進一步增 加塗層之強度。在一實施例中,丙烯酸系多元醇為苯乙烯 化丙烯酸系多元醇。其他合適之丙烯酸系多元醇之實例包 括(曱基)丙浠酸甲醋與羥基官能性(甲基)丙烯酸醋單體之 共聚物、(甲基)丙烯酸異冰片酯、(甲基)丙烯酸乙酯共聚 物、(甲基)丙烯酸羥基-乙基酯及曱基丙烯酸羥基_丙基酯 之共聚物。丙烯酸系多元醇可具有官能度或為大體上非官 能性的。在一實施例中,在本發明中使用之丙烯酸系多元 醇可具有至少50之羥基數。在一實施例中,可將諸如苯乙 122820.doc 200817483 浠化丙稀酸糸多元醇之丙烯酸系多元醇以高達重量百分 比之量添加至第一組份中。 可以將提供足夠強度給塗層所需之任何量提供丙烯酸系 多元醇。在最終塗層中,丙烯酸系多元醇通常與異氰酸酯 交聯,藉此增加塗層之交聯密度及硬度。因增加丙烯酸系 多元醇之量可增加塗層之強度而減少撓曲量,故必須基於 使用者之需要來確定所需丙烯酸系多元醇之量。 某些實施例中之雙組份塗層的第二組份包含異氰酸酯。 如本文中所使用,術語"異氰酸酯”及其類似術語包括異氰 酸酯、聚異氰酸酯及聚異氰酸酯之環狀三聚體。合適之異 氰酸酯包括:異佛爾酮二異氰酸酯、1,3_或ι,4-環己烷二 異氰酸酯、雙環己基甲烷二異氰酸酯、諸如間四甲基二甲 苯二異氰酸酯之四烷基二甲苯二異氰酸酯、對伸苯基二異 氰酸酯、聚亞甲基聚苯二異氰酸酯、二苯基亞曱基二異氰 酸自旨、2,6 -曱苯二異氰酸g旨、聯茴香胺二異氰酸醋、雙曱 代苯撐二異氰酸酯、萘二異氰酸酯、雙(4-異氰酸基 苯基)甲烷、4,4’-聯苯基丙烷二異氰酸酯、六亞甲基二異 氰酸酯及(合適情況下)其三聚體,諸如六亞甲基異氰酸酯 之異氣酸S旨三聚體。 可選擇聚酯多元醇摻合物及丙烯酸系多元醇(若使用)在 第一組份中之量及異氰酸酯在第二組份中之量以使異氰酸 酯基與羥基之比率(亦即,NCO:OH)將產生具有1:1或大於 1:1之NCO:〇H比率的塗層組合物。”大於1:1"、"1:1或大於 1:1"及其類似術語意謂NCO組份將高於OH組份。在某些實 122820.doc 200817483 施例中,NCO:OH比率大於1:1。在某些實施例中, NCO:OH比率為至少1.2:1,諸如大於1·2··1。在某些實施例 中,NCO:OH比率為至少ΐ·4··1,諸如大於1.4:1。在某些實 施例中,NCO:OH比率為1.7:1或大於1.7:1,諸如2:1或大於 2:1。大體而言,NCO:OH比率可為3:1或低於3:1,諸如 2 · 5:1或低於2 · 5:1。令人驚舒地,在本發明之某些實施例中 使用之塗層(諸如具有大於1.2:1之NCO:OH比率的彼等塗 層)展現改良之撓性。習知教示指出,具有較高NCO:OH比 率的塗層展現增加之硬度。在傳統聚胺酯組合物中,過多 異氰酸S旨基(NCO基)通常形成與可用胺、水及/或醇之副反 應且變硬。因此,令人驚訝地,具有與傳統塗層相比相對 高之NCO:OH比率的塗層具有改良撓性。另外,令人驚訝 地,根據本發明之某些實施例使用的塗層(其中NCO:OH比 率為1·2··1或大於1.2:1,諸如1.4:1或大於1.4:1)可具有對於 具有較低NCO:OH比率的塗層所特有之楊氏模數(Y〇ung,s modulus)及/或拉伸強度。 在本發明之某些其他實施例中,塗層包含具有小於丨〇之 羥基數的含水聚胺酯樹脂及著色劑。 在本發明之某些實施例中,包含含水聚胺酯樹脂之塗層 大體上不含溶劑。本文中所使用之術語”大體上不含溶劑,, 意謂塗層組合物包含小於約15或2〇重量百分比之有機溶劑 (較佳小於5或10重量百分比),其中重量百分比係以待施加 於基板上之塗層組合物之總重量計。舉例而言,塗層組合 物可包含0至2(或3)重量百分比之有機溶劑。 122820.doc -10- 200817483 本文中所使用之術語”含水"意謂以重量百分比計組合物 之載劑流體主要為水的塗層組合物,亦即,大於5〇重量百 分比之載劑包含水。載劑之剩餘物包含小於5〇重量百分比 之有機溶劑,通常小於25重量百分比,更佳小於15重量百 分比之有機溶劑。以塗層組合物(包括載劑及固體)之總重 量計,水可構成總組合物之約2〇至約8〇重量百分比,通常 約30至約70重量百分比。 根據本發明使用之塗層可包含聚胺酯分散液。可根據本 ’X明使用形成合適薄膜且與含水組合物相容之任何聚胺g旨 樹脂而不存在相容性問題。合適之聚胺酯樹脂包括由以下 各物形成之彼等聚胺酯樹脂:聚異氰酸酯;含活性氫之材 料,諸如多元醇、聚醚、聚酯、聚碳酸酯、聚醯胺、聚胺 酯、聚脲 '多元胺、聚烯烴、矽氧烷多元醇及/或其混合 物;具有與異氰酸酯及(視需要)多元胺反應之官能基的酸 官能性材料。酸官能性材料之實例包括二曱基丙酸及丁 酸。在美國專利第5,939,491號(以引用之方式併入本文中) 中描述可適於在本發明之塗層組合物中使用之一些樹脂實 例。 在一非限制性實施例中,聚胺酯具有至少1〇,〇〇〇,諸如 至少25,000,諸如1〇〇,〇〇〇或1〇〇,〇〇〇以上之平均分子量。 在某些實施例中之聚胺醋樹脂具有小於約10,諸如小於約 5,諸如小於約3之羥基數。成膜聚胺酯樹脂通常以大於約 20重量百分比,諸如大於約40重量百分比且小於90重量百 分比之量存在於塗層中,其中重量百分比係以固化塗層之 122820.doc -11 - 200817483 總固體重量計。舉例而言,樹脂之重量百分比可在2〇重量 百分比與80重量百分比之間。 在一非限制性實施例中,可將二官能性及/或三官能性 丙稀Sic糸、聚g旨、聚_、聚碳酸醋、聚醢胺、環氧基及/ 或乙烯基作為對一部分聚胺酯分散液之部分替代物而添 加 5適之一官能性及/或三官能性丙烯酸系樹脂可包括 不飽和丙烯酸系單體及/或與經乳液聚合製備之乙烯系單 體之共聚物。合適之聚酯樹脂可包括多官能性酸酐、多官 月b性醇及單官能性酸及醇之反應產物。其他合適樹脂包括 此等樹脂中之任一樹脂的雜合物或混合物,例如,丙烯酸/ 聚胺酯及/或丙烯酸/聚酯雜合物及/或摻合物。 在某些其他實施例中,塗層包含酸官能性聚胺酯分散液 與交聯劑之反應產物,其中該酸官能性聚胺酯分散液包含 具有大於或等於2000之重量平均分子量之含活性氫之聚 鱗、二羥甲基丙酸、聚異氰酸酯及增鏈劑,且其中至少 70%的酸官能基得以中和。本文中所使用之”聚胺酯,,包括 聚胺酯、聚脲及其混合物。 根據本發明之此等實施例使用之塗層將,,柔軟手感”職予 基板。術語”柔軟手感”理解為將似絲絨或似皮革之手感給 予另外較硬基板。 根據本發明之某些實施例使用之柔軟手感塗層包含峻官 能性聚胺酯分散液與交聯劑之反應產物。聚胺酯分散液包 含具有大於或等於2000之重量平均分子量之含活性氫之聚 醚。合適之聚醚包括具有與異氰酸酯反應之含活性氫之基 122820.doc -12- 200817483 團的彼等聚醚。實例包括(但不限於)羥基及胺基。合適之 含活性氫材料之非限制性實例包含多元醇、聚醚、聚酯' 聚碳酸酯、聚醯胺、聚胺酯、聚脲、多元胺、聚烯烴、矽 氧烷多元醇及其混合物。在某些實施例中,含活性氫材料 不包括酸官能基。舉例而言,含活性氫之聚醚可為聚四亞 甲基醚乙二醇;諸如可自invista,Inc購得之terethane 2000。在美國第11/02〇,9〇6號(其内容以引用之方式併入本 文中)中揭示合適之含活性氫材料的其他實例。 大體而言’以用於製造聚胺酯組份之樹脂固體的總重量 计’用於製備聚胺酯之含活性氫材料的量可高達7〇重量百 分比,且可在1〇至25重量百分比之範圍内。 在本發明之某些實施例中使用的聚胺酯分散液進一步包 含二羥甲基丙酸。”二羥甲基丙酸,,包括經取代之二羥甲基 丙酸。可在不使用吡咯啶酮或其他與水相容之高沸點溶劑 的情況下將二甲基丙酸併入聚合物中。因此,某些實施例 特別排除該等溶劑,諸如吡咯啶酮及/或N_曱基吡咯啶 _。 以用於形成聚胺酯之樹脂固體的總重量計,用於製備聚 胺醋之二經甲基丙酸的量為至少1重量百分比,通常在至 yl至20重里百分比之範圍内,且在一些實施例中,在6至 1〇重量百分比之範圍内。 酸官能性聚胺酯進一步包含聚異氰酸酯。用於製備聚胺 酯組份之合適聚異氰酸酯可包括脂族、環脂族、芳脂族及 方方矢異氣酸酯及其混合物。 122820.doc -13 - 200817483 合適之脂族及環脂族聚異氰酸酯的實例包括4,4-亞甲基 雙二環己基二異氰酸酯(氫化MDI)、六亞甲基二異氰酸酯 (HDI)、異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)、亞曱基雙(環己基異 氰酸醋)、三甲基六亞甲基二異氰酸酯(TMDI)、間四曱基 苯二亞甲基二異氰酸酯(TMXDI)及二異氰酸環己二酯(氫化 XDI)。其他脂族聚異氰酸酯包括11>]31及HDI之異三聚氰酸 酯。 合適之芳族聚異氰酸酯的實例包括甲苯二異氰酸酯 (TDI)(亦即,2,4-曱苯二異氰酸酯、2,6-曱苯二異氰酸酯或 其混合物)、二苯基甲烷-4,4-二異氰酸酯(MDI)、萘-1,5-二 異氰酸酯(NDI)、3,3-二甲基-4,4_聯伸二苯二異氰酸酯 (TODI)、粗TDI(亦即,TDI及其寡聚物之混合物)、聚亞曱 基聚苯聚異氰酸酯、粗MDI(亦即,MDI及其寡聚物之混合 物)、苯二亞甲基二異氰酸酯(XDI)及伸苯基二異氰酸酯。 由六亞曱基二異氰酸酯、1-異氰酸酯_3,3,5·三曱基-5-異 氰酸酯基甲基環已烷(”IPDI”)(包括其異三聚氰酸酯)及/或 4,4’-雙(異氰酸酯基環己基)甲烷製得之聚異氰酸酯衍生物 亦係合適的。 以用於製備聚胺酯組份之樹脂固體的總重量計,用於製 備聚胺酯組份之聚異氰酸酯的量通常在15至50重量百分比 之範圍内,且可在20至35重量百分比之範圍内。 應瞭解,聚胺酯分散液之酸官能基源自二經甲基丙酸。 可中和在聚胺酯分散液上之至少70°/。的酸官能基。在某些 實施例中,諸如當需要較長適用期時,中和百分比可接近 122820.doc • 14- 200817483 1〇〇%,諸如至少嶋。在其他實施例中,可添加過量中和 劑。可使用任何適當^和劑。實例包括(但不限於)益機 及有機驗,諸如氫氧化納、氫氧化鉀、氨、胺及具有至少 -個第-、第二或第三胺基及至少一個羥基之醇胺。合適 之胺包括鏈烷醇胺,諸如單乙醇胺、二乙醇胺、二甲基胺 . 基乙醇、:異丙醇胺及其類似物。另外應瞭解,中和劑與 #胺®旨上之酸官能基形成鹽。因好擾酸官能基與交聯劑 之間的反應,故鹽之作用有些類似於阻斷劑。其使在本發 f, 明中使用之未固化塗層組合物獲得優良之"適用期,,。亦 即,未固化塗層組合物之適用期可在2至6個月之範圍内。 如上文所表明,在中和量與適用期之間存在相關性。當將 塗層沈積至基板上及/或加熱時,中和劑揮發,留下與交 聯劑自由反應之酸官能基,因此固化塗層。 聚胺酯進一步包括增鏈劑,諸如多元胺。有用之多元胺 包括第一或第二二胺或多元胺,其中與氮原子連接之基團 可為飽和或不飽和之脂族、脂環族、芳族、經芳族取代之 ^ 脂族、經脂族取代之芳族及雜環的。例示性合適之脂族及 月曰環族二胺包括1,2_乙二胺、ι,2-丙二胺、丨,8_辛烧二胺、 異佛爾酮一胺、丙烧-2,2-環己基胺、已二酸二醯肼、2-胺 * 基乙基乙醇胺及其類似物。合適之芳族二胺包括苯二胺及 甲苯二胺,例如鄰苯二胺及對甲苯二胺。在以引用之方式 併入本文中之美國專利第4,046,729號的行6、列61至行7、 列26中詳細描述此等及其他合適多元胺。以形成聚胺酯組 份之樹脂固體的總重量計,增鏈劑之量可在丨至8重量百分 122820.doc -15- 200817483 比之範圍内’且在一些實施例中可在2.5至5重量範圍内。 可使用任何合適之交聯劑。碳化二醯亞胺或氮丙啶交聯 劑係特別合適的。在某些實施例中,可使用交聯劑之組 口在其他貝施例中,僅使用一種交聯劑,諸如碳化二醯 亞胺或氮丙啶。 父聯劑與酸官能基之比率可視使用者之需要而改變。舉 ’ 例而言,該比率可在0·1··1至1·5:1之範圍内,諸如〇.5:1。 在本發明之某些實施例中,此等塗層大體上不含溶劑。 f、 "大體上不含溶劑,,係如上文所定義。 在本發明之某些實施例中,此等塗層含水。術語"含水,, 亦如上文所定義。 聚胺酯分散液及交聯劑通常以大於20重量百分比,諸如 大於40重量百分比且小於90重量百分比之量存在於塗層 中其中重里百分比係以固化塗層之總固體重量計。舉例 而言,聚胺酯分散液及交聯劑之重量百分比可在20重量百 分比與80重量百分比之間。 ^ 可將多種添加劑添加至任一根據本發明使用之塗層中。 對2K塗層而言,通常將此等添加劑添加至第一組份中,但 基於使用者之需要可將其添加至任一組份或兩種組份中。 • 合適添加劑之實例包括溶劑,諸如乙酸酯、醇、酮、二 醇、驗、脂族物、環脂族物及芳族物。乙酸酯之實例包括 乙酉文乙S曰、乙酸丁醋及乙二醇乙酸酯。酮之實例包括甲基 乙基酮及甲基-N-戊基酮。芳族物之實例為甲苯、萘及二 甲苯。在一實施例中,將一或多種溶劑添加至第一組份及 122820.doc • 16 - 200817483 2組份中之每—者中。合適之溶劑摻合物可包括(例如) 或多.種乙酸醋、丙醇及其衍生物;—或多種一或多 種醇及/或一或多種芳族物。 Ο 、其他合適添加劑包括增強紋理之添加劑,諸如二氧化石夕 或石蠛卩改良塗層之表面手感且增強抗污染性。其他合 適之添加劑可包括此項技術中之彼等標準物,包括(但不 限於)增塑劑、黏度改質劑、調平劑、增黏劑、著色劑、 流變改質齊丨、紫外線(uv)吸收劑及受阻胺光穩定劑 (HALS)。合適之黏度改質劑為乙酸丁酸纖維素。合適之 uv吸收劑包括由Ciba以其tinuvin系列出售之彼等群吸 =劑,諸如328及292。合適之觸媒包括二月桂酸二丁錫。 a適之懸浮劑包括可自Elementis Specialties購得之 BENT〇NE產品,諸如BENTONE 34;及可自Degussa購得 之AEROSIL產品,諸如AER〇SIL 2〇〇。合適之流動控制添 加劑包括可自 Bayer Corporation購得之BAYSILONE 067。 本發明之塗層亦包括著色劑。如本文中所使用,術語 著色劑’’意謂賦予組合物色彩及/或其他不透明性及/或其 他視覺效應的任何物質。著色劑可以諸如離散粒子、分散 液、溶液及/或薄片之任何合適形 式添加至塗層中。在本 發明之塗層中可使用單一著色劑或兩種或兩種以上著色劑 之混合物。 著色劑實例包括顏料、染料及染色劑(tint),諸如彼等在 油漆工業中所使用及/或在乾彩製造商協會(Dry Color
Manufacturers Association)(DCMA)中所列舉者以及其他特 122820.doc -17· 200817483 殊效應組合物。著色劑可包括(例如)在使用條件下不可溶 但可濕潤之細粉狀固體粉末。著色劑可為有機或無機著色 劑且可聚結或不聚結。可藉由使用諸如丙烯酸系研磨媒劑 之研磨媒劑將著色劑併入塗層中,熟習此項技術者將熟悉 研磨媒劑之使用。 顏料及/或顏料組合物之實例包括(但不限於)咔唑二噁嗪 粗顏料、偶氮、單偶氮、雙偶氮、萘酚AS、鹽型(色澱)、 苯幷味嗤酮、縮合物、金屬錯合物、異叫| ϋ朵琳酮、異U引TJ朵 琳及多環献菁、啥°丫 17定嗣、花、旅瑞酮(perinone)、二酮 基吡咯幷吡咯、硫靛、蒽醌、靛蒽醌、蒽嘧啶、黃烷士酮 (flavanthrone)、皮蒽酮、蒽傲蒽 g昆(anthanthrone)、二口惡 嗪、三芳基碳鏽(triarylcarbonium)、 喧献酮 (quinophthalone)顏料、二 _ 基 σ比洛幷 ϋ比洛紅(’’DPPBO紅")、 二氧化鈦、碳黑及其混合物。術語”顏料"及"著色填料"可 互換使用。 染料之實例包括(但不限於)彼等為溶劑及/或水基之染 料,諸如酞菁綠或酞菁藍、氧化鐵、釩酸鉍、蒽醌、茈、 鋁及喹吖啶酮。 染色劑之實例包括(但不限於)分散於水基或水可混溶載 劑中之顏料,諸如可自Degussa,Inc·購得之AQUA-CHEM 896、自 Eastman Chemical, Inc.之 Accurate Dispersions division 購得之 CHARISMA COLORANTS 及 MAXITONER INDUSTRIAL COLORANTS。 如上文所表明,著色劑可呈分散液形式,該分散液包括 122820.doc -18- 200817483 (但不限於)奈米粒子分散液。奈米粒子分散液可包括一或 多種產生所要視覺色彩及/或不透明性及/或視覺效應之高 度分散之奈米粒子著色劑及/或著色劑粒子。奈米粒子分 散液可包括著色劑,諸如具有小於150 nm,諸如小於7〇 nm或小於30 nm之粒度的顏料或染料。可藉由利用具有小 於0.5 mm之粒度的研磨介質碾磨儲備有機或無機顏料來產 生奈米粒子。在以引用之方式併入本文中的美國專利第 6,875,800 B2號中確定奈米粒子分散液之實例及其製備方 法。奈米粒子分散液亦可藉由結晶、沈澱、氣相濃縮及化 學磨耗(亦即,部分溶解)而產生。為最小化塗層内奈米粒 子之再聚結,可使用經樹脂塗覆之奈米粒子分散液。如本 文中所使用,”經樹脂塗覆之奈米粒子分散液”意指其中為 分散之離散’’複合微粒"的連續相,"複合微粒”包含奈米粒 子及在奈米粒子上之樹脂塗層。在亦以引用之方式併入本 文中之2004年6月24日申請之美國專利申請公開案第2〇〇5_ 0287348 A1號、2003年6月24日申請之美國臨時申請案第 60M82,167號及2006年1月20日申請之美國專利申請案第 11/33 7,062號中確定經樹脂塗覆之奈米粒子分散液之實例 及其製備方法。 可在本發明之塗層中使用之特殊效應組合物之實例包括 產生一或多種外觀效應(諸如反光、珠光、金屬光、磷 光、螢光、光致變色、光敏性、熱致變色、角致變色及/ 或變色)之顏料及/或組合物。額外特殊效應組合物可提供 其他可感覺的性質,諸如不透明性或紋理。在一非限制性 122820.doc -19- 200817483 實施例中,特殊效應組合物可產生色移,使得當以不同角 度觀察塗層時,塗層之顏色改變·。在以引用之方式併入本 文中之美國專利第6,894,086號中確定色彩效應組合物之實 例。額外色彩效應組合物可包括透明塗覆之雲母及/或合 成雲母、塗覆之二氧化矽、塗覆之氧化鋁、透明液晶顏 料、液晶塗層及/或其中干擾係由材料内之折射率差產生 而並非由於材料表面與空氣之間的折射率差產生的任何組 合物。 在某些非限制性實施例中,光敏性組合物及/或光致變 色組合物可用於本發明之塗層中,該等光敏性組合物及/ 或光致變色組合物在曝露於一或多種光源中時可逆地改變 其顏色。光致變色及/或光敏性組合物可藉由曝露於指定 波長之輻射下而活化。當組合物受激發時,分子結構改變 且改變之結構展現不同於組合物之初始顏色的新顏色。當 移除於所曝露之輻射時,光致變色及/或光敏性組合物可 返回靜止狀態,其中組合物之初始顏色返回。在一非限制 性實施例中,光致變色及/或光敏性組合物在非激發態下 可無色且在激發態下可展現顏色。全變色可於數毫秒至若 干分鐘内出現,諸如20秒至60秒。光致變色及/或光敏性 組合物之實例包括光致變色染料。 在一非限制性實施例中,光敏性組合物及/或光致變色 組合物可與聚合物及/或可聚合組份之聚合材料相關聯及/ 或諸如藉由共價鍵結至少部分結合。與其中光敏性組合物 可遷移出塗層且結晶至基板中之一些塗層相反,根據本發 122820.doc -20- 200817483 明之一非限制性實施例與聚合物及/或可聚合組份相關聯 及/或至少部分結合之光敏性組合物及/或光致變色組合物 遷移出塗層的程度最小。在2004年7月16日申請且以引用 之方式併入本文中之美國申請案第10/892,919號中確定光 敏性組合物及/或光致變色組合物之實例及其製備方法。 大體而言,著色劑可以足以賦予所要視覺及色彩效應的 任何量存在於塗層組合物中。以佔組合物之總重量的重量 百分比計,著色劑可構成本發明組合物之1至65重量百分 比,諸如3至40重量百分比或5至35重量百分比。 如本文中所使用,術語”塗層"意謂在基板上形成大體上 連縯之層或薄膜的材料。可以任何所要厚度(諸如適於達 成所要機械及/或視覺效應之厚度)將塗層施加於撓性基 板,該等撓性基板包括(但不限於)織物。在一非限制性實 施例中,塗層可滲入撓性基板之一部分表面中,同時將塗 層維持於撓性基板之外表面上。在某些實施例中,塗覆撓 性基板之外表面。”外表面”意謂在將撓性基板裝配至最終 產品中時曝露之表面。與使用織物有關之實例包括一件衣 服之外表面或覆地板物之外表面。 根據本發明使用之塗層組合物適於產生任何類型之塗 層,且特別適於作為基板上之頂塗物。在一實施例中,本 發明之塗層可用作單施加塗層或單塗層。在另—實施例 中’塗層可用作多層塗層中之—或多個塗層,1中^一塗 層可含有相同或不同之添加劑。本發明之塗層可單獨或斑 其他塗層組合使用。在某些實施例中’需要在待塗覆之基 122820.doc -21- 200817483 板上使用增黏劑層。在某些實施例中,需要將上文描述之 -或多個塗層以設計或圖案形式施加於基板上。該等設計 及/或圖案可使用上文描述之塗層的一種色彩,或兩種或 種、上色彩在某些實施例中,可能需要將一或多個塗 層施加於大體上所有基板上。以此方式,可將一或多種色 彩賦予基板。 *刷拭贺務、滾壓、滾塗、狹縫塗覆及/或浸 沒之任何已知方式將根據本發明使用之塗層組合物施加於 包括織物之撓性基板上。塗層亦可藉由 之任何已知方式(諸如絲印、喷墨印刷、喷射染色= 喷射染色、轉移印刷及其類似方式)來施加。如由熟習此 項技術者所瞭解’該等方法可受電腦控制,且可涉及對基 板之色彩像素逐次(pixel_wise)應用,諸如在美國專利第 6,792,329號及第6,854,146號中所論述,該兩者均以引用之 方式全文併入本文t。"像素”為在圖案中或在基板上之可 個別分配或用給定色彩定出的最小區域或位置。舉例而 言,該等方法可用於將圖案及/或色彩印刷至基板上;在 基板上之目案"可意謂,基板已藉由通常以預定方式將著 色劑施加於基板而諸如在逐像素基礎上著L在用於毕 色、印刷或其他將色彩賦予基板之多種方法中,電腦及數 位設計軟體可用於顯影送至數位控制染色、印刷或著色裝 置之數位設計;該等裝置係市售的且可根據製造商之說明 來使用。 此等塗層之固化可包含在周圍溫度或高溫下閃蒸,接著 122820.doc -22- 200817483 進行熱烘烤,以獲得最佳性質。本發明之塗層通常在撓性 基板上沈積0.1密耳至3密耳之厚度。在一實施例中,塗層 沈積0.5密耳至1.0密耳之厚度。 如本文中所使用,術語,,撓性基板,,意指可經歷機械應力 (諸如考曲或拉伸及其類似行為)而無顯著不可逆改變之基 ’ 板。在某些實施例中,撓性基板為可壓縮基板。”可壓縮 , 基板”及其類似術語意指能夠經受壓縮變形且在停止壓縮 變形後回復至大體相同形狀的基板。術語”壓縮變形”及其 ^ 類似術語意謂至少暫時性地在至少一個方向上減小基板體 積之機械應力。撓性基板之實例包括非硬質基板,諸如編 織及非編織玻璃纖維、編織及非編織玻璃、編織及非編織 聚酯、熱塑性胺基甲酸酯(TPU) '合成皮革、天然皮革、 經修整之天然皮革、經修整之合成皮革、發泡體、充有空 氣之聚合氣泡、液體及/或電漿、胺基曱酸酯彈性體、合 成織物及天然織物。’’發泡體”可為包含開放氣室式發泡體 及/或封閉氣室式發泡體之聚合或天然材料。,,開放氣室式 U 發泡體"意謂發泡體包含複數個互連氣室;”封閉氣室式發 泡體"意謂發泡體包含離散封閉孔。發泡體之實例包括(但 • 不限於)聚苯乙烯發泡體、聚乙酸乙烯酯及/或共聚物、聚 - 氣乙烯及/或共聚物、聚(甲基)丙烯醯亞胺發泡體、聚氯乙 烯發泡體、聚胺酯發泡體及聚烯烴發泡體及聚烯烴摻合 物。聚烯烴發泡體包括(但不限於)聚丙烯發泡體、聚乙烯 發泡體及乙烯乙酸乙烯酯(’’EVA")發泡體。EVA發泡體可 包括平板或層板或模製EVA發泡體,諸如鞋中底。不同類 122820.doc -23- 200817483 型之EVA發泡體可具有不同類型之表面孔隙率。模製eva 可包含緻密表面或”皮膚",而平板或層板可展現多孔表 面。"織物”可包括天然及/或合成織物,諸如織品、乙烯樹 脂及胺基甲酸酯塗覆之織品、篩網、網織品、繩線、紗線 及其類似物,且可包含(例如)帆布;棉;聚酯; KELVAR,聚合物纖維;聚醯胺,諸如耐綸及其類似物; 聚醋,諸如聚對苯二甲酸乙二酯及聚對苯二甲酸丁二酯及 其類似物;聚烯烴,諸如聚乙烯及聚丙烯及其類似物;人 棉,聚乙烯聚合物,諸如聚丙烯腈及其類似物;其他纖維 材料;纖維素材料及其類似材料。 本發明之撓性塗層具有多種廣泛應用。舉例而言,可將 撓性基板併入以下各物中及/或形成以下各物之部分:體 育用品,諸如運動鞋、球、包、衣服及其類似物;服裝; 車内組件;摩托車組件;傢具,諸如裝潢件及傢具裝潢材 料;牆面塗料,諸如牆紙、壁毯及其類似物;覆地板物, 諸如毛毯、窄毯、小地毯、地墊、乙烯樹脂及其他地板、 地毯、方塊地毯及其類似物。 本發明之塗層展現挽性’以使其適於施加至挽性基板 上。本發明之塗層在手動撓曲基板時不易破裂。本發明之 塗層的另一優點為當於撓曲位置中長期(諸如高達三個月) 限制時’該等塗層不會破裂或脫落。 在本發明之某些實施例中,本文中所描述之塗層具有至 少50%(諸如最少100%)之斷裂伸長率。在一實施例中,塗 層具有1.4:1之NCO:OH比率及140%或140%以上之斷裂伸 122820.doc -24- 200817483 ’塗覆有本發明之塗層的撓
長率。在本發明之一實施例中,塗憑 性基板具有至少 術語”斷裂伸長率”意謂在拉伸模式下在觀察到試樣損 之應變百分比。較高之斷裂伸長率指示試樣巧 可例如使用配備有50 N測力計之Instr〇n Mini 定斷裂伸長率。 、如本文中所使用,除非另外明確規定,否則諸如彼等表 達值、範圍、量或百分比之所有數值均可視作如同前面加 上詞語"約",即使該術語未明確出現。本文中所引述之任 何數值範圍意欲包括其中所包含之所有子範圍。複數涵蓋 單數,且反之單數亦涵蓋複數。因此,儘管在說明書中提 及,,一,,多元醇、丨,一丨,異氰酸酯、"一”溶劑、,,一,,叛酸曰及/或 酸酐、”一”多元醇(polyalcohol)、”一”撓性基板、"一,,織 物、"一"塗層、"一 ”著色劑等,但可使用該等組份之組 合。同樣,如本文中所使用,術語,,聚合物”意指寡聚物以 及均聚物與共聚物;前綴,,聚/多,,意指兩個或兩個以上。 以下實例意欲說明本發明,且不應解釋為以任何方式限 制本發明。可假設用以下方式製備本發明之塗層: 藉由製備第一組份及第二組份且在施加之前混合該兩種 、、且伤,可製備雙組份塗層。為形成第一組份,可諸如在周 圍溫度下使用旋轉攪拌器以低速混合兩種聚酯多元醇。該 兩種夕元醇可為例如彼等於本文中所列出之多元醇。可以 本文中描述之任何比率使用該兩種多元醇。可在攪拌下添 122820.doc •25- 200817483 加夕種添加劑,諸如觸媒、著色劑、懸浮劑、UV吸收劑 戈丨谷劑。根據在此項技術中已知之方法及實踐,可同 時或依序添加添加劑/溶劑。應攪拌組份歷時足以確保充 分合併組份之時間。 藉由將所要異氰酸酯與合適溶劑混合來製備第二組份。 接著可將第一組份與第二組份混合一段時間以假定完全 a併 應以適當置使用兩種組份,以得到所要之NCΟ · 比率。熟習此項技術者應瞭解,應使用多元醇在第一組份 中之量或濃度及異氰酸酯在第二組份中之量或濃度來確定 用於得到所要之NCO:OH比率之每一組份的量。亦可能需 要使用在此項技術中標準之方式調整塗層之黏度。 在完成兩種組份之混合之後,可藉由任何合適方式將塗 層施加於所要撓性基板上,諸如在60至70 psi之霧化壓力 及低流體流量下使用(例如)Binks Model #7喷搶進行喷 霧。可將塗層喷霧至(例如)EVA發泡體、TPU積層、皮 革、經修整之天然皮革、乙烯樹脂(PVC)及/或1^11上。塗 層厚度可如本文中所描述,諸如〇·6密耳+/-〇·4密耳。接著 可藉由在此項技術中標準之方式固化塗層,諸如在周圍溫 度下閃蒸10分鐘,接著在180。下熱烘烤30分鐘。可進一步 調整經塗覆之基板,諸如在72Τ及周圍濕度下歷時若干天 以確保更完全之固化。 根據ASTM標準D3359之測試方法Β(晶格圖案切穿塗層 至基板,應用且快速移除壓敏膠帶),可預計本發明之經 塗覆之基板(諸如EVA發泡體、TPU積層、TPU、經修整之 122820.doc -26- 200817483 天然皮革及乙烯樹脂(PVC))展現5B之初始黏著力,其中以 0至5之標度來量度代表黏著力之數值,其中5係無脫層。 在24個小時皆在i〇〇°f及100%相對濕度之潮濕箱中歷時1〇 天之後測試經塗覆之基板,可預計類似結果(亦即, "5B”)。當在固化七天之後藉由手動彎曲基板度來測試 時’可預計經塗覆之基板具有最小裂痕或無裂痕。 雖然出於說明之目的在上文中描述了本發明之特定實施 例,但熟習此項技術者應顯而易見在不偏離隨附申請專利 範圍中界定之本發明之情況下可對本發明之細節做出多種 變化。 122820.doc -27-

Claims (1)

  1. 200817483 十、申請專利範圍: 1· 一種經塗覆之撓性基板,其包含: 一撓性基板,及 一沈積於該基板之至少一部分上之塗層,其中該 包含: a)第一組份,該第一組份包含:⑴具有第一官能度 ^ 之第一聚酯多元醇及(Η)具有第二官能度之第二聚酯多元 醇’其中該第二官能度大於該第一官能度;及 O b)第二組份,該第二組份包含異氰酸酯,其中該塗 層具有1:1或大於1:1之NC0:0H比率;其中該撓性基板包 含織物。 2·如請求項1之經塗覆之撓性基板,其中該第一聚酯多元 醇之羥基數與該第二聚酯多元醇之羥基數之差為至少 10 ° 3·如請求項1之經塗覆之撓性基板,其中該第一聚酯多元 醇之羥基數與該第二聚酯多元醇之羥基數之差為至少 〇 20。 4. 如請求項1之經塗覆之撓性基板,其中該第一聚酯多元 • 醇包含二羧酸及/或酸酐與多元醇之反應產物。 5. 如請求項1之經塗覆之撓性基板,其中該第二聚酯多元 醇包含二羧酸及/或酸酐與多元酵之反應產物。 6. 如請求項1之經塗覆之撓性基板’其中該第二聚醋多元 醇包含間苯二甲酸、鄰苯二甲酸酐、己二酸、三羥甲基 丙烷及1,6己二醇之反應產物。 122820.doc 200817483 7·如請求項1之經塗覆之撓性基板,其中該塗層具有ι·2:1 或大於1.2:1之NCO:OH比率。 8·如晴求項1之經塗覆之挽性基板’其中該塗層具有ι·4·ι 或大於1.4:1之NCO:OH比率。 9·如請求項1之經塗覆之撓性基板,其中該塗層具有ι ·7或 大於1.7之NCChOH比率。 I 〇·如請求項1之經塗覆之撓性基板,其中該織物經併入_ 覆地板物中。 II · 一種經塗覆之撓性基板,其包含: 一撓性基板,及 一沈積於該基板之至少一部分上之塗層,其中該塗層 包含具有小於10之羥基數的含水聚胺酯樹脂及著色劑。 12.如請求項11之經塗覆之撓性基板,其中該羥基數小於 5 〇 13 ·如請求項11之經塗覆之撓性基板,其中該聚胺酯具有至 少10,000之分子量。 14·如請求項11之經塗覆之撓性基板,其中該塗層大體上不 含溶劑。 15 ·如請求項11之經塗覆之撓性基板,其中該著色劑包含奈 米粒子分散液。 16·如請求項11之經塗覆之撓性基板,其中該撓性基板包含 織物。 17 · —種經塗覆之撓性基板,其包含: 一撓性基板,及 122820.doc 200817483 一沈積於該基板之至少一部分上之塗層,其中該塗層 包含酸官能性聚胺酯分散液與交聯劑之反應產物,其中 該酸B能性聚胺酯分散液包含具有大於或等於2〇〇〇之重 量平均分子量之含活性氫之聚醚、二羥甲基丙酸、聚異 氰酸酯及增鏈劑,其中至少70%之酸官能基得以中和。 18·如請求項17之經塗覆之撓性基板,其中該撓性基板包含 織物。 19·如請求項18之經塗覆之撓性基板,其中該織物經併入一 覆地板物中。 20·如請求項17之經塗覆之撓性基板,其中該塗層包含著色 劑且該著色劑包含奈米粒子分散液。 21·如請求項1之經塗覆之撓性基板,其中該塗層包含著色 劑且該著色劑包含奈米粒子分散液。 22·如請求項16之經塗覆之撓性基板,其中該織物經併入一 覆地板物中。 122820.doc 200817483 七、指定代表囷: (一) 本案指定代表圖為:(無) (二) 本代表圖之元件符號簡單說明: 八、本案若有化學式時,請揭示最能顯示發明特徵的化學式: (無) 122820.doc
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