TWI680870B - 一種具有柔感的ｐｅｔ合成紙 - Google Patents

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Abstract

一種具有柔感的PET合成紙，由一PET基材及一塗佈在所述PET基材上的軟質吸墨塗層所組成，且所述軟質吸墨塗層包含一壓克力塗層及一從壓克力塗層凸起的聚氨酯塗層，其中，所述壓克力塗層具備優良列印性，而所述聚氨酯塗層具備柔細絨毛的手觸感，使得PET合成紙藉具備此特性而提升接受度與使用率。

Description

一種具有柔感的PET合成紙
本發明係有關一種PET合成紙，特別是一種具有手觸柔感且適合應用於傳統平版印刷、數位印刷及噴墨(Inkjet)印刷的PET合成紙。
現有技術中的天然木漿紙張或聚烯烴合成紙，都適用於傳統平版印刷、數位印刷與噴墨(Inkjet)印刷。但是，缺點就是手觸摸的感覺都是粗糙的、沒有柔韌感。
為了提升聚烯烴合成紙的接受度與使用率，開發具有柔軟度、手感彈性好且列印效果、色墨密著性及防水性均佳的合成紙，是合成紙業界不斷努力追尋的目標。
有鑑於此，本發明的主要目的在於提供一種PET合成紙，具備柔細絨毛的手觸感、低光澤度及優良列印性，由一PET基材及一塗佈在所述PET基材上且厚度為4~24μm的軟質吸墨塗層所組成，所述軟質吸墨塗層包含一壓克力塗層及一從壓克力塗層凸起且構成島型的聚氨酯塗層，且所述軟質吸墨塗層的組成，基於軟質吸墨塗層的總重量，包含以下各成分，且各成的總合100wt%：(1)2-40wt%聚氨酯樹脂；且所述聚氨酯樹脂為彈性體其主鏈是具有由多元 異氰酸酯與聚多元醇所形成的聚合物；(2)2-40wt%壓克力樹脂單體；(3)0.5-30wt%交聯劑；選自異氰酸酯系交聯劑、氮丙啶系交聯劑、噁唑啉系交聯劑或碳二亞胺系交聯劑中的一種以上(4)0.05-30wt%表面改質填充粒子；(5)0.5-30wt%發泡劑；選自N-亞硝基化合物、偶氮化合物或酰肼類化合物；(6)0.05-10wt%添加劑，包括選自助劑、觸媒或共溶劑中的一種以上；及(7)50-85wt%水溶媒。
本發明的PET合成紙的有益效果，為具備柔細絨毛的手觸感、低光澤度及優良列印性，可以提升PET合成紙的接受度與使用率。
10‧‧‧PET合成紙
11‧‧‧PET基材
15‧‧‧軟質吸墨塗層
16‧‧‧壓克力塗層
18‧‧‧聚氨酯塗層
圖一為本發明的PET合成紙的結構示意圖。
如圖1所示，本發明的PET合成紙10，是一種具有手觸柔細感、低光澤，且適用平版印刷與數位印刷的PET合成紙，由一PET基材11及一軟質吸墨塗層15組成，其中，所述軟質吸墨塗層15是一種海島型聚氨酯與壓克力的塗層，以壓克力樹脂成分構成海型的壓克力塗層16、以聚氨酯成分從壓克力塗層16凸起且構成島型的聚氨酯塗層18。而且，所述軟質吸墨塗層15塗佈在所述PET基材11的表面，且構成所述PET基材11表面上的塗層。
本發明的PET合成紙10，藉所述軟質吸墨塗層15的聚氨酯 塗層18具有手觸柔細感及低光澤等特性，藉所述軟質吸墨塗層15的壓克力塗層16適合應用於傳統平版印刷、數位印刷及噴墨(Inkjet)印刷。
所述軟質吸墨塗層15的組成，為一種水溶性塗佈液，基於塗佈液的總重量，包含以下各成分，且各成的總合100wt%：(1)2-40wt%聚氨酯樹脂；(2)2-40wt%壓克力樹脂單體；(3)0.5-30wt%交聯劑；(4)0.05-30wt%表面改質填充粒子；(5)0.5-30wt%發泡劑；(6)0.05-10wt%添加劑；及(7)50-85wt%水溶媒。
本發明的聚酯氨酯樹脂，為彈性體，其主鏈是具有由多元異氰酸酯(polyisocyanate)與聚多元醇(polyol)所形成的線型聚合物，然後用乙二胺擴鏈，得到以聚醚或聚酯為“軟段”非離子基團，側鏈則具有含磺酸基之陰離子基團及非離子基團。
所述多元異氰酸酯選自甲苯二異氰酸酯(TDI)、異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)、二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)、二環己基甲烷二異氰酸酯(HMDI)、賴氨酸二異氰酸酯(LDI)、對苯二異氰酸酯(PPDI)，萘二異氰酸酯(NDI)，二甲基聯苯二異氰酸酯(TODI)、環己烷二異氰酸酯(CHDI)，四甲基苯二亞甲基二異氰酸酯(TMXDI)，和1,3-二(異氰酸根合甲基)環己烷(H6XDI)。
所述聚多元醇(polyol)可為聚酯多元醇與聚醚多元醇。聚酯 多元醇由低分子二醇及二羧酸縮合所得，如：由乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇等的低分子多元醇與琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、軟木酸(suberic acid)、壬二酸(azelaic acid)、癸二酸(sebacic acid)、癸烷二羧酸、環己烷二羧酸等的脂肪族二羧酸縮合所得的縮合系聚酯多元醇。另外，也可使用ε-己內酯等的環狀酯、二醇的一部分反應為六亞甲基二胺或異佛爾酮二胺(isophorone diamine)等胺類的聚酯醯胺多元醇等。上述各多元醇皆可單獨使用，也可混合複數個使用，也可使用上述的共聚合物。
聚醚多元醇為選自聚四亞甲基醚二醇(PTMG)、聚丙二醇(PPG)及主鏈及側鏈之聚乙二醇(PEG)所組成之群中的一種以上。
本發明的壓克力樹脂單體選自(甲基)丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸乙酯(EA)、(甲基)丙烯酸丙酯(PA)、丙烯酸正丁酯(BA)、(甲基)丙烯酸異丁酯(IBA)、(甲基)丙烯酸戊酯、(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2-乙基己酯(2-HEA)、(甲基)丙烯酸正辛酯(OA)、(甲基)丙烯酸異辛酯(IOA)、(甲基)丙烯酸壬酯(NA)、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸月桂酯(LA)、(甲基)丙烯酸十八酯、(甲基)丙烯酸甲氧基乙酯(MOEA)、正丁基-丙烯酸甲酯(n-BMA)、丙烯酸2-乙基己酯(2-EHA)或(甲基)丙烯酸乙氧基甲酯(EOMAA)中的一種單獨使用或二種以上混合並用，作為塗佈海型樹脂。
所述交聯劑可為三聚氰胺、三聚氰胺與甲醛縮合之羥甲基改質的三聚氰胺衍生物、異氰酸酯系交聯劑、氮丙啶系交聯劑、噁唑啉系交聯劑、碳二亞胺系交聯劑中之至少一種交聯劑。本發明中，以交聯樹脂為主成分之較佳用量為0.5-30wt%，更佳則為1-20wt%。
本發明的填充粒子選自氧化矽、氧化鈦、氧化鋁、氫氧化鋁、碳酸鈣、磷酸鈣或硫酸鋇中的一種以上，所述填充粒子的粒徑介於0.005~10μm，視透明度、霧度、滑性、抗黏層性等不同物性需求，可選擇不同大小粒徑之填充粒子。當填充粒子之粒徑愈大，高溫下抗黏層效果愈好。填充粒子之分散性愈佳，填充粒子愈不易團聚，使得本發明的PET合成紙的霧度愈低。
本發明的填充粒子，使用表面改質處理劑獲得表面改質。所述表面改質處理劑選自乙烯基矽烷偶聯劑、環氧基矽烷偶聯劑、苯乙烯基矽烷偶聯劑、甲基丙烯醯氧基矽烷偶聯劑、丙烯醯氧基矽烷偶聯劑、氨基矽烷偶聯劑、異氰脲酸酯基矽烷偶聯劑、脲基矽烷偶聯劑或異氰酸鹽矽烷偶聯劑中的一種以上。經過表面處理劑改質的無機粒子，可改善粒子團聚、分散性不佳、相容性低、接著性低等缺點。本發明中，表面改質處理劑較佳用量為0.5-30wt%，更佳則為5-20wt%。
本發明使用的添加劑，包括助劑、觸媒或共溶劑中的一種以上。添加助劑的目的，可以調整水溶性塗佈液的表面張力，提升水溶性塗佈液形成塗層與基材的潤濕性及塗層的平坦度；添加觸媒的目的，可以控制塗層架橋的反應速率；添加共溶劑的目的，可以控制液態成份的揮發速率。
所述助劑包括含矽或含氟或含矽/氟混合成分之助劑。所述含矽助劑可選自BYK公司之BYK307、BYK325、BYK331、BYK380N或BYK381中的一種以上；所述含氟助劑可選自3M公司的FC-4430及FC-4432、美國杜邦公司的Zonyl FSN-100或日本大金公司的DSX中的一種以上；所述 含矽/氟混合成分的助劑可選自BYK346、BYK347或BYK348中的一種以上。
所述觸媒為無機物質、鹽類、有機物質、鹼性物質或酸性物質等。所述共溶劑為甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、丁醇、異丁醇、二甲基亞砜、丙酮或四氫呋喃等溶劑。
如圖1所示，本發明的PET合成紙10，是採用傳統線外(off-line)的凹版塗佈方式，將所述軟質吸墨塗層15塗佈到PET基材11的表面，塗佈塗層的厚度介於4~24μm，優選為5~20μm，並可進行雙面塗佈。
塗佈後，所述軟質吸墨塗層15經過120℃塗液乾燥，在120℃環境下，所述軟質吸墨塗層15的聚氨酯樹脂透過發泡劑進行發泡產生微孔隙，且形成凸起狀的聚氨酯塗層18，使本發明的PET合成紙10表面具有柔細觸感且塗佈外觀良好。
在120℃環境下，所述軟質吸墨塗層15的壓克力樹脂透過發泡劑產生微孔隙，且形成平坦狀的壓克力塗層16，可增加印刷時的吸墨性，使本發明的PET合成紙10適用於傳統平版印刷、數位印刷、噴墨(Inkjet)印刷。
所述軟質吸墨塗層15添加表面經過改質的填充粒子的效果，在於增加本發明的PET合成紙10的吸墨能力，並且增加PET合成紙10的表面摩擦力，在連續送紙的列印過程中，可以防止PET合成紙10發生卡紙或表面受到擦傷。
其他的添加劑的用途，可以改善所述軟質吸墨塗層15的塗佈情況，使塗層塗佈均勻且外觀良好。
以下列舉實施例具體說明本發明的內容及可達成的功效，但本發明並不僅局限於此等實施例。實施例的各項物性評估，係採行下列方法加以進行：
(1)塗佈外觀：採用人體視覺在強光環境下觀察塗佈外觀。
(2)手觸感：採用人體手指觸摸質感。
(3)防水性：將具有軟質吸墨塗層的PET合成紙與列印後的PET合成紙，浸泡在水中24小時，觀察是否色墨暈開。測試用手巾沾水擦拭列印面10次，觀察色墨是否脫落，完全無脫落評價佳。
(4)列印效果：列印的機台包含傳統平版印刷機、數位噴墨機台HP 5800、數位電子油墨機台HP Indigo系列、乾粉雷射印表機：HP CP1000系列。
(5)色墨密著性：以3M Scotch膠帶黏貼於列印後的PET合成紙上，並透過手指指壓膠帶黏貼處5次，已加強膠帶黏貼於膜表面，隨後快速撕掉膠帶，並觀察列印色墨是否脫落。評價色墨完全無脫落則評價佳，色墨有脫落則評價不佳。
【實施例一】
按照表1的配方調配用於形成軟質吸墨塗層的水溶性塗佈液，包括20克的聚氨酯樹脂、8克的壓克力樹脂、1.0克的三聚氰胺系交聯劑、0.5克的噁唑啉系交聯劑、0.1克的陰離子界面活性劑A、0.25克的非離子界面活性劑B、0.1克的含矽化合物為處理劑，1.2克的發泡劑，1.6克的粒徑2μm的氧化矽粒子A、3.6克之粒徑0.1μm的氧化矽粒子B，62.32克的水，0.1克的觸 媒、1.2克的丁基纖維素及0.03克的含矽或氟助劑化合物等；經過攪拌均勻後，將水溶性塗佈液均勻塗佈到PET基材上約達10μm，再將塗佈完成的PET基材導入120℃加熱區，藉乾燥去除水溶性塗佈液(或塗佈層)的水分，並使塗佈層的聚氨酯樹脂發泡成微孔隙且成為凸起狀的聚氨酯塗層，從而製得PET合成紙。測定PET合成紙的物性，結果如表1。
【實施例二】
按照表1的配方調配用於形成軟質吸墨塗層的水溶性塗佈液，與實施例一的配方相較，其含矽化合物的用量，由0.1克減為0.05克，氧化矽粒子A的用量，由1.6克增為2.1克，氧化矽粒子B的用量，由3.6克減為2.5克。測定製得的PET合成紙的物性，結果如表1。
【實施例三】
按照表1的配方調配用於形成軟質吸墨塗層的水溶性塗佈液，與實施例一的配方相較，其樹脂、表面處理劑、填充粒子及添加劑的用量為增倍使用，包括40克的聚氨酯樹脂、16克的壓克力樹脂、1.5克的三聚氰胺系交聯劑、1.2克的噁唑啉系交聯劑、0.2克的陰離子界面活性劑A、0.5克的非離子界面活性劑B、0.2克的含矽化合物為處理劑，2.5克的發泡劑，3.2克的粒徑2μm的氧化矽粒子A、7.2克之粒徑0.1μm的氧化矽粒子B，25.24克的水，0.2克的觸媒、2.4克的丁基纖維素及0.06克的含矽或氟助劑化合物等；經過攪拌均勻後，將水溶性塗佈液均勻塗佈到PET基材上約達10μm，再將塗佈完成的PET基材導入120℃加熱區，藉乾燥去除水溶性塗佈液(或塗佈層) 的水分，並使塗佈層的聚氨酯樹脂發泡成微孔隙且成為凸起狀的聚氨酯塗層，從而製得PET合成紙。測定PET合成紙的物性，結果如表1。
【實施例四】
按照表1的配方調配用於形成軟質吸墨塗層的水溶性塗佈液，與實施例一的配方相較，其樹脂、交聯劑及發泡劑的用量為減半使用，包括10克的聚氨酯樹脂、4克的壓克力樹脂、0.5克的三聚氰胺系交聯劑、0.25克的噁唑啉系交聯劑、0.05克的陰離子界面活性劑A、0.1克的非離子界面活性劑B、0.1克的含矽化合物為處理劑，0.6克的發泡劑，0.8克的粒徑2μm的氧化矽粒子A、2.0克之粒徑0.1μm的氧化矽粒子B，80.89克的水，0.1克的觸媒、0.6克的丁基纖維素及0.01克的含矽或氟助劑化合物等；經過攪拌均勻後，將水溶性塗佈液均勻塗佈到PET基材上約達10μm，再將塗佈完成的PET基材導入120℃加熱區，藉乾燥去除水溶性塗佈液(或塗佈層)的水分，並使塗佈層的聚氨酯樹脂發泡成微孔隙且成為凸起狀的聚氨酯塗層，從而製得PET合成紙。測定PET合成紙的物性，結果如表1。
【比較例一】
按照表1的配方調配用於形成軟質吸墨塗層的水溶性塗佈液，與實施例一的配方相較，為不使用交聯劑，且水的用量為62.17克。測定製得的PET合成紙的物性，結果如表1。
【比較例二】
按照表1的配方調配用於形成軟質吸墨塗層的水溶性塗佈液，與實施例一的配方相較，為不使用發泡劑，且提高交聯劑的用量，包括20克的聚氨酯樹脂、8克的壓克力樹脂、5.0克的三聚氰胺系交聯劑、3.0克的噁唑啉系交聯劑、0.1克的陰離子界面活性劑A、0.25克的非離子界面活性劑B、0.1克的含矽化合物為處理劑，1.6克的粒徑2μm的氧化矽粒子A、3.6克之粒徑0.1μm的氧化矽粒子B，62.32克的水，0.1克的觸媒、1.2克的丁基纖維素及0.03克的含矽或氟助劑化合物等；經過攪拌均勻後，將水溶性塗佈液均勻塗佈到PET基材上約達10μm，再將塗佈完成的PET基材導入120℃加熱區，藉乾燥去除水溶性塗佈液(或塗佈層)的水分，並使塗佈層的聚氨酯樹脂發泡成微孔隙且成為凸起狀的聚氨酯塗層，從而製得PET合成紙。測定PET合成紙的物性，結果如表1。
【比較例三】
按照表1的配方調配用於形成軟質吸墨塗層的水溶性塗佈液，與實施例一的配方相較，為不使用表面處理劑。測定製得的PET合成紙的物性，結果如表1。
【比較例四】
按照表1的配方調配用於形成軟質吸墨塗層的水溶性塗佈液，與實施例一的配方相較，為不使用填充粒子。測定製得的PET合成紙的物性，結果如表1。
Figure 107136855-A0101-12-0011-1
結果討論：
1.本發明的水溶性塗佈液的配方，由聚氨酯樹脂、壓克力樹脂、交聯劑、表面改質的填充粒子及其它添加劑等所組成，塗佈於PET基材後形成軟 質吸墨塗層，顯著改善PET合成紙的透明性度、手觸感、塗佈層外觀，不但適合應用於傳統平版印刷、數位印刷、噴墨印刷，且列印效果、色墨密著性及防水性均佳。
2.實施例1-4的水溶性塗佈液，因為配方中的聚氨酯樹脂、壓克力樹脂與交聯劑反應構成PET合成紙的軟質吸墨塗層，結果製得的PET合成紙的塗佈面具有手觸柔細感及低光澤等特性，且PET合成紙具備優異的色墨密著性；另外，所述軟質吸墨塗層中添加經表面改質的填充粒子，不但均勻分散在塗層中，增加PET合成紙的吸墨性及列印效果，而且列印色彩更加鮮艷。此外，所述軟質吸墨塗層混摻不同粒徑的填充粒子，可改善PET合成紙的滑性，並且達到提高連續送紙不卡紙的效果。
3.實施例2的水溶性塗佈液，與實施例1的水溶性塗佈液相較，為添加不同粒徑及不同用量的填充粒子，此說明可以相對不同列印需求而調整填充粒子的粒徑及用量比例。例如，數位噴墨印刷需要較大的吸墨量，則可增加粒徑較小的填充粒子的比例，以獲得較佳的列印效果。例如，傳統平版轉印印刷需要較小的吸墨量，則可增加粒徑較大的填充粒子的比例，以獲得較佳的列印效果及轉印效果。
4.實施例3及4的水溶性塗佈液，與實施例1的水溶性塗佈液相較，為增倍或減半使用配方中的樹脂、交聯劑、表面處理劑、填充粒子、發泡劑或添加劑的用量，結果製得的PET合成紙的物性皆保持正常，此說明本發明的水溶性塗佈液的配方條件範圍廣泛。
6.比較例2的水溶性塗佈液，為配方中不使用發泡劑，且提高交聯劑的用量，結果製得的PET合成紙的塗佈面的手觸柔細感消失轉變成硬化，但PET合成紙的色墨密著度則維持不變。
7.比較例3的水溶性塗佈液，為配方中不使用表面處理劑，結果製得的PET合成紙的塗層表面不平坦，有塗布紋、月牙紋、氣泡斑等現象。
8.比較例4的水溶性塗佈液，為配方中不添加填充粒子，結果製得的PET合成紙的吸墨效果不佳，列印品質及列印效果差，連續送紙的性能也差。
10‧‧‧PET合成紙
11‧‧‧PET基材
15‧‧‧軟質吸墨塗層
16‧‧‧壓克力塗層
18‧‧‧聚氨酯塗層

Claims (8)

  1. 一種具有柔感的PET合成紙，由一PET基材及一塗佈在所述PET基材上且厚度為4~24μm的軟質吸墨塗層所組成，其特徵在於，所述軟質吸墨塗層包含一壓克力塗層及一從壓克力塗層凸起且構成島型的聚氨酯塗層，且所述軟質吸墨塗層的組成，基於軟質吸墨塗層的總重量，包含以下各成分，且各成分的總合100wt%：(1)2-40wt%聚氨酯樹脂；(2)4-16wt%壓克力樹脂單體；(3)0.75-2.7wt%交聯劑；(4)3.05-11.3wt%表面改質填充粒子；(5)0.6-2.5wt%發泡劑；(6)0.7-2.6wt%添加劑；及(7)50-85wt%水溶媒。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之具有柔感的PET合成紙，其中，所述聚氨酯樹脂為水溶性或水分散型聚氨酯樹脂，且所述聚氨酯樹脂為彈性體其主鏈是具有由多元異氰酸酯與聚多元醇所形成的聚合物。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之具有柔感的PET合成紙，其中，所述壓克力樹脂單體選自(甲基)丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸乙酯(EA)、(甲基)丙烯酸丙酯(PA)、丙烯酸正丁酯(BA)、(甲基)丙烯酸異丁酯(IBA)、(甲基)丙烯酸戊酯、(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2-乙基己酯(2-HEA)、(甲基)丙烯酸正辛酯(OA)、(甲基)丙烯酸異辛酯(IOA)、(甲基)丙烯酸壬酯(NA)、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸月桂酯(LA)、(甲基)丙烯酸十八酯、(甲基)丙烯酸甲氧基乙酯(MOEA)、正丁基-丙烯酸甲酯(n-BMA)、丙烯酸2-乙基己酯(2-EHA)或(甲基)丙烯酸乙氧基甲酯(EOMAA)中的一種以上。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之具有柔感的PET合成紙，其中，所述交聯劑選自三聚氰胺或三聚氰胺與甲醛縮合之羥甲基改質的三聚氰胺衍生物。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之具有柔感的PET合成紙，其中，所述交聯劑選自異氰酸酯系交聯劑、氮丙啶系交聯劑、噁唑啉系交聯劑或碳二亞胺系交聯劑中的一種以上。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之具有柔感的PET合成紙，其中，所述填充粒子選自氧化矽、氧化鈦、氧化鋁、氫氧化鋁、碳酸鈣、磷酸鈣或硫酸鋇中的一種以上，且粒徑介於0.005~10μm。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之具有柔感的PET合成紙，其中，所述發泡劑選自N-亞硝基化合物、偶氮化合物或酰肼類化合物。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之具有柔感的PET合成紙，其中，所述添加劑包括助劑、觸媒或共溶劑中的一種以上。
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