用于喷墨介质的表面涂料组合物制造技术

本发明专利技术涉及一种用于喷墨介质的表面涂料组合物，其包括：粘合剂，该粘合剂包括水溶性聚合物、水可分散性聚合物或者其组合中的至少一种；颜料，该颜料包括低表面积无机颜料、有机颜料、多孔无机颜料或者其组合中的至少一种；光学增白剂；金属盐；和化学螯合剂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于喷墨介质的表面涂料组合物
技术介绍
本专利技术通常涉及一种用于喷墨介质的表面涂料组合物。 数字印刷例如喷墨印刷快速的取代了传统的冲击印刷或者“板式”印刷方法，例如平版印刷。有时候的挑战是寻找这样的介质，其可以有效的使用这样的数字印刷技术。为了用喷墨印刷来产生优异的图像，典型的使用涂覆纸。这样的介质具有单层或者多层的组合物涂层，该组合物具有作为填充料的无机或者有机颜料以及其他功能材料(其提高了对油墨的接受性)。带有涂层的纸通常表现出比未涂覆的纸在光泽度和表面光滑度方面更优的物理外观。为了实现更高的亮度和白度，经常向涂料组合物中加入光学增白剂(0ΒΑ)，也称作荧光增白剂(FWA)。为了提高总的图像质量，已经将金属盐例如多价盐如氯化钙用于未涂覆的普通纸的表面施胶加工中。盐从油墨溶液中沉淀出颜料分散体，因此带有颜料的着色剂基本上处于介质最外面的表面层上。这样的盐的阳离子进一步将阴离子带电的着色剂固定到带颜料的油墨中。这种工艺提高了印刷图像的光密度和色饱和度，并且降低了这样的图像的干燥时间。它还通过锐化印刷点边缘而提高了印刷质量。这种工艺的一个缺点是这些盐对于光学增白剂(OBA)的猝灭效应。OBA通常对于盐非常敏感，特别是对于盐中的离子污染物非常敏感。在加入盐后，CIE白度/国际标准化组织(ISO)方法11475例如会降低高达3_4单位。附图说明本专利技术实施方案的特征和优点将参考下面的详细说明和附图而变得显而易见，在其中图1是一种图，绘制了本专利技术一种实施方案中，CIE白度与盐含量的关系；和图2是一个条线图，比较了在本专利技术一种实施方案中，在不同的光学增白剂(OBA)量时的CIE白度。详细说明将金属盐例如二价金属盐加入到涂覆介质的涂层中时，能够明显提高颜料基油墨的性能，例如黑色光密度(KOD)、干燥时间和色饱和度。但是，当将金属盐加入到同样包含OBA和其他典型的添加剂的层中时，经常观察到对于亮度和白度产生了不利影响。盐通常猝灭了 OBA的大量效率。当使用低等级的盐时，该盐经常包含金属污染物例如Fe+++和Cu++离子，其可能显著降低纸的亮度和白度。当盐和OBA—起加入时，为了保持涂覆纸的亮度和白度，经常提高OBA的剂量。但是，有时候白度/亮度的损失并不能通过加入过量的昂贵的OBA来弥补。这可以至少部分的归因于由于OBA本身所形成的不可避免的纸“增绿”效应。同样， 增加OBA导致明显更高的成本，并且过量的OBA可引起“增绿”效应，其改变了涂覆纸的色调。当波长高于可见光谱的蓝色区域和进入绿色区域的光从涂覆纸表面反射时，引起了“增绿”效应。可见光谱的蓝色区域中的波长的反射光通过使得涂覆纸看起来不太黄，而提高了 OBA的“增白效应”。但是，可见光谱的绿色区域中的波长的反射光具有相反的效应。另外，申请人以前公开了(参见例如PCT/US08/56237，申请日2008年3月7日) 多价金属盐(其加入到未涂覆的普通纸中来提高总图像质量)具有猝灭OBA的效应。这导致了 OBA的增白/增亮效率的降低。为了补偿因为加入多价金属盐而形成的猝灭效应，现有技术的涂层包括了这样量的0ΒΑ，该量在某些情况中可能不期望的接近于产生“增绿效应” 的量。此外，使用这样高量的OBA会提高所形成的介质的成本，这是因为OBA的高成本。 申请人:已经在2008年3月7日申请的PCT/US08/56237中公开了一种避免OBA猝灭的方法。这样的方法包括使用螯合剂以及多价金属盐一起作为作为普通纸上的涂层。该方法公开了使用少量的昂贵0ΒΑ，同时仍然实现了期望的白度/亮度效应和避免了“增绿”。 很显然螯合剂具有部分结合盐的效应，因此阻止了它们对于OBA的猝灭效应。在本申请中，申请人已经发现有效的组合0ΒΑ、金属盐和螯合剂的方法，以使得该组合可有效的用于提高颜料基纸涂层的白度。其中所公开的组合使得纸的白度/亮度最大，降低了 OBA的用量，和避免了“增绿”效应。下面进一步详细描述该涂料的实施方案，包括合适的0ΒΑ、金属盐和螯合剂的例子，和每种成分的合适范围。本专利技术所述的涂覆的喷墨印刷介质的实施方案包括基底，例如纤维素纸，和施涂于其上的涂料组合物。在一种实施方案中，该纤维素原纸的定量是35gsm-250gsm，并且包括 5-35重量％的填料。该原纸包括机械纸浆(磨木浆、热机械纸浆和化学_热机械纸浆)、无木纸浆和/或非木纤维，例如甘蔗渣或者竹子。为了实现最大的油墨吸收，由此优化图像质量，对原纸的内部施胶/表面施胶进行仔细控制，使得Cobb值是22gsm-30gsm，Bristow吸收值是 18ml/m2-30ml/m2。为了研究OBA对于这些涂覆纸的亮度/白度和增绿效应，在涂覆方法过程中加入化学螯合剂和盐。作为此处所述的，在原纸制造方法中(即，造纸的湿端)，这里没有加入 0ΒΑ。在一种实施方案中，将该涂料组合物直接施涂到基底的单面或者两个面上。该组合物在基底上形成了油墨接受层(在这里也称作油墨接受涂层)。该涂料组合物包括颜料(填料)、粘合剂、盐、化学螯合剂、0ΒΑ，和在某些情况中，有助于加工的其他添加剂。该涂料配方中所用的粘合剂在颜料中，和颜料与基底之间提供了粘合附着性。合适的粘合剂包括水溶性聚合物(例如聚乙烯醇、淀粉衍生物、凝胶、纤维素衍生物或者丙烯酰胺聚合物)，水可分散性聚合物(例如丙烯酸聚合物或者共聚物，乙酸乙烯酯胶乳，聚酯， 偏二氯乙烯胶乳，或者苯乙烯-丁二烯或者丙烯腈-丁二烯共聚物胶乳)。配方中粘合剂的用量与所用的颜料的类型和量有关。粘合剂的用量可以通过“湿粘附性能”和“干粘附性能”强度来度量。在一种实施方案中，该粘合剂量是大约5-大约20重量份/100重量份颜料。在一种实施方案中，涂料组合物中所用的合适的颜料是具有相对低的表面积的无机颜料，包括但不限于粘土，高岭土，碳酸钙，滑石，二氧化钛和沸石。仍然另外，该无机颜料可以是任何种类的白色无机颜料。在另外一种实施方案中，使用包括多个孔结构的无机颜料，来提供经由毛细管作用和其他类似手段对于液体油墨载色体高度的吸收能力。这样的多孔无机颜料的例子是合成的无定形二氧化硅，胶体二氧化硅，氧化铝，胶体氧化铝，和假勃姆石(氧化铝/氢氧化铝)。在另外一种实施方案中，合适的颜料是有机颜料，例如聚乙烯，聚甲基丙烯酸甲酯，聚苯乙烯和它的共聚物，聚四氟乙烯(Teflon )粉末，和/或这样的颜料的组合。应当理解所述的有机颜料可以处于固态形式或者处于经常称作“中空”粒子的形式。在仍然的另外一种实施方案中，可以使用前述颜料的任何组合。组合物中任何颜料的量是大约60%-大约95%，基于油墨接受涂料的总干重。优选的，颜料总量是大约70%-大约85%，基于油墨接受涂料的总干重。在一种实施方案中，上述低表面积无机颜料可以作为它们的初级粒子来使用，或者处于具有较高的孔隙率结构的成形的、次级聚集粒子的状态来使用。这样的较高孔隙率粒子的一个例子是高岭土粘土。结构化的高岭土粘土粒子可以已知的通过将含水粘土在高温进行煅烧或者进行化学处理来形成。这样的方法将粘土粒子彼此粘合来形成较大的聚集粘土粒子。该聚集的粒子因此用于提高孔隙体积。在另外一种实施方案中，该多孔无机颜料可以与低表面积无机颜料和/或有机颜料以多孔无机颜料其他颜料为5%-40%的重量百分比混合本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．　一种用于喷墨介质的表面涂料组合物，其包括：粘合剂，该粘合剂包括水溶性聚合物、水可分散性聚合物或者其组合中的至少一种；颜料，该颜料包括低表面积无机颜料、有机颜料、多孔无机颜料或者其组合中的至少一种；光学增白剂；金属盐；和化学螯合剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：X周，
申请(专利权)人：惠普开发有限公司，
类型：发明
国别省市：US