[发明专利]涂料组合物

说明书

发明背景

商业数字印刷例如高速喷墨网印刷(high speed inkjet web printing)快速代替了传统的冲击印刷或者“板式”印刷方法例如平版印刷。确实的，喷墨印刷今天正在变成一种流行的在不同的介质表面特别是纸张上记录图像的方式，这归因于诸多的原因，包括更好的彩色图像质量，高速记录的能力和成本竞争力。在这种印刷方法中，印刷介质在整个图像质量和印刷图像的持久性方面起着关键的作用。因此，寻求能够有效的用于这样的印刷技术中的介质经常成为一种挑战。

为了获得优异的图像质量，典型的使用涂覆介质。这样介质具有单个或者多个图像接受层，其布置在介质基底上。典型的，该图像接受层是由这样的涂料组合物制成的，其包括无机或者有机颜料作为填料和聚合物材料作为粘合剂，以及其他的功能材料。该图像接受层通常促进了介质的油墨接受性例如图像质量、油墨干燥时间和双重能力(capacity of duplex)。它还提高了印刷介质的纸张质量。例如，涂覆的介质表现出在纸张物理外观例如光泽度和表面光滑度方面优于未涂覆介质的物理性能。当使用低成本的介质基底例如纤维素基底(含有木浆)时，该图像接受层可明显提高纸张白度和亮度，以及还能够充当抗黄变的滚筒层(barrel layer)。

用于印刷纸的涂料组合物经常包括白色颜料和粘合剂。粘合剂的作用主要是通过形成连续膜来将颜料粒子结合到一起，以及将颜料粒子粘合到基底上。

更经常的，纸张涂料中的粘合剂是带负电荷的乳胶(形成阴离子聚合物乳胶)，并因此能够与带负电荷的颜料浆体相容，而不引起浆体在混合到一起时的任何沉淀。这样的粘合剂的例子是合成聚合物乳液例如苯乙烯丁二烯乳胶(SBR)，羧化SBR，苯乙烯丙烯酸酯乳胶(丙烯酸酯乳胶)和聚乙酸乙烯酯乳胶(PVAc)。

当纸张用于喷墨印刷时，非常令人期望的是图像接受纸张不仅满足印刷介质的一般要求，而且还要官能化来提高喷墨特性，具有快速的油墨干燥、高的光密度，最小的铺展(羽化或者渗析)和尖锐的或者干净的边缘(毛细现象或者线边缘破损)。虽然上面所列的特性提供了待实现的有价值的目标，但是仍然难以满足全部的上述特性。因此，持续的进行了研究来开发这样的涂料配方，其提供了高质量的印刷介质。

印刷纸张的表面特性对于喷墨印刷质量具有主要的影响。为此目的，油墨定色剂经常被包括在涂料组合物中，并且施涂到纸张表面上。但是，油墨定色剂经常是一种电解质，来自其的阳离子对于带负电荷的粘合剂(阴离子聚合物)的稳定性产生了不利的影响。确实的，油墨定色剂会沉淀粘合剂，然后导致不能涂覆的涂料组合物。

发明内容

在公开和描述本发明的具体实施方案之前，应当理解本发明同样不限于这里所公开的具体方法和材料，并且进行一定程度的变化。还应当理解这里所用的术语仅仅是用于描述具体的实施方案的目的，并且其目的并非进行限制，因为本发明的范围将仅仅通过附加的权利要求和其等价物来定义。在描述和请求保护本发明的示例性组合物和方法中，将使用下面的术语：单数形式“一个”、“一种”和“该”包含复数指示物，除非上下文另有明确指示。因此，例如，提及到“一种颜料”时包括一种或多种这样的材料的指示物。浓度，量和其他数值在此可以以范围形式来存在。应当理解这样的范围形式仅仅是为了便利和简要而使用的，并且应当灵活的解释为不仅包括所述范围的界限所明确表示的数值，而且还包括在所述范围内的全部单个数值或者亚范围，如同每个数值和亚范围被明确表述一样。例如，大约1wt%-大约20wt%的重量范围应当解释为不仅包括1wt%-大约20wt%的明确表述的浓度界限，而且还包括单个浓度例如2wt%，3wt%，4wt%和亚范围例如5wt%-15wt%，10wt%-20wt%等。作为另外一个例子，1份到20份的范围应当解释为不仅包括大约1份到大约20份的明确表述的浓度界限，而且还包括单个浓度例如2份、3份、4份等。全部的份数是干重单位的份数，并且无机颜料的总和等于100份，除非另有指示。

本发明涉及一种涂料组合物，包括该涂料组合物的介质以及制造和使用这样的介质和涂料组合物的方法。在本发明的一种实施方案中，该涂料组合物是油墨接受涂料组合物。在另外一种实施方案中，该涂料组合物被用于在介质基底上形成图像接受层。在一种实施方案中，涂料组合物和基底这样的组合形成了具有提高的印刷特性的介质纸(media sheet)。