預(yù)處理涂層的制作方法
【專利說(shuō)明】預(yù)處理涂層
【背景技術(shù)】
[0001] 除了家庭和辦公室用途之外，噴墨技術(shù)已將其應(yīng)用擴(kuò)展到高速、商業(yè)和工業(yè)印刷。 這種技術(shù)是其中電子信號(hào)控制并引導(dǎo)能夠被沉積在各種基材上的油墨的微滴或流的非擊 打式印刷方法。當(dāng)前的噴墨印刷技術(shù)涉及通過(guò)熱噴射、壓電式壓力或振蕩迫使墨滴通過(guò)小 噴嘴滴到介質(zhì)的表面上。
[0002] 同樣可以將預(yù)處理組合物或涂層施加至各種介質(zhì)來(lái)改善印刷性質(zhì)和圖像的屬性。 這樣的組合物可以是基本上無(wú)色的，并且可以被配制成與著色劑和/或與特定的油墨組合 物的聚合物組分相互作用。由于采用了這樣的預(yù)處理組合物，所以沉積于記錄介質(zhì)的表面 上的沉淀著色劑能提供增強(qiáng)的圖像質(zhì)量。例如，改善的光密度和高速印刷可以通過(guò)這樣的 預(yù)處理組合物來(lái)實(shí)現(xiàn)。然而，許多在一個(gè)領(lǐng)域中可接受的預(yù)處理制劑在其它領(lǐng)域中不可接 受，因此繼續(xù)尋求與能夠在印刷介質(zhì)表面上產(chǎn)生更高質(zhì)量的印刷圖像的預(yù)處理制劑相關(guān)的 研宄和開(kāi)發(fā)。
【附圖說(shuō)明】
[0003] 本公開(kāi)的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將通過(guò)隨后的詳細(xì)描述，結(jié)合通過(guò)實(shí)例的方式共同說(shuō)明 本發(fā)明特征的附圖而變得顯而易見(jiàn)；并且，其中： 圖1提供了根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的在印刷介質(zhì)上的預(yù)處理涂層的橫截面圖；和 圖2描繪了根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的方法的流程圖。
[0004] 現(xiàn)在將參考在本文中說(shuō)明的若干個(gè)實(shí)施例，并且在本文中將使用特定的語(yǔ)言來(lái)描 述所述若干個(gè)實(shí)施例。然而應(yīng)當(dāng)理解，并不因此而意在限制本公開(kāi)的范圍。
[0005] 發(fā)明詳述 已經(jīng)意識(shí)到當(dāng)其用于使印刷圖像經(jīng)受高度表面接觸的包裝應(yīng)用或類似應(yīng)用中時(shí)，能夠 提供高品質(zhì)印刷圖像的傳統(tǒng)預(yù)處理涂層缺乏耐久性。因此，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在預(yù)處理涂層中使用 蠟顆?？梢蕴峁﹥?yōu)異的耐久性，從而即使在更顯著的表面對(duì)表面接觸下，也能保持印刷圖 像的質(zhì)量。具體地，本公開(kāi)的預(yù)處理涂層可包含蠟顆粒，其具有大于也被用在所述預(yù)處理涂 層中的基質(zhì)的厚度的粒度。
[0006] 應(yīng)注意當(dāng)討論本發(fā)明組合物、介質(zhì)基材和方法時(shí)，這些討論中的每個(gè)討論都可以 被視為適用于這些實(shí)施方案中的每一個(gè)，無(wú)論它們是否在該實(shí)施方案的上下文中被明確地 討論。因此，例如，在討論預(yù)處理涂層中的蠟時(shí)，這樣的蠟也可以用在向印刷介質(zhì)提供耐久 涂層的方法中，反之亦然。
[0007] 因此，預(yù)處理涂層可以包含可蒸發(fā)溶劑、基質(zhì)和蠟。所述基質(zhì)可以包含粘合劑和固 定劑（fixer);并且所述賭可以包含分散在所述基質(zhì)中的賭顆粒。所述賭顆粒的至少一部 分可以具有大于當(dāng)以0.5 gsm-20 gsm的定量（basis weight)將所述預(yù)處理涂層施加至介 質(zhì)基材并且將所述可蒸發(fā)溶劑除去時(shí)的所述基質(zhì)的厚度的粒度。
[0008] 在另一個(gè)實(shí)例中，介質(zhì)基材可以包含施加至所述介質(zhì)基材的預(yù)處理涂層。所述預(yù) 處理涂層可包含基質(zhì)和蠟顆粒。所述固定劑可包含固定劑和粘合劑，并且所述蠟顆粒可以 具有100 nm-100 Mm的平均粒度。所述賭顆粒的至少一部分可以具有大于所述基質(zhì)的厚度 的粒度。應(yīng)注意在本具體實(shí)例中沒(méi)有描述可蒸發(fā)溶劑，原因是施加至所述介質(zhì)基材上的預(yù) 處理涂層是在已將所述溶劑除去之后且所述預(yù)處理涂層處于接收噴墨或其它印刷油墨的 狀態(tài)來(lái)描述的。
[0009] 應(yīng)注意，術(shù)語(yǔ)"預(yù)處理涂層"是指用于形成涂覆層的組合物以及涂覆層本身，描述 其的上下文是可適用的。例如，包含可蒸發(fā)溶劑的預(yù)處理涂層通常是指施加至介質(zhì)基材的 組合物涂層。一旦被涂覆在介質(zhì)基材上且將可蒸發(fā)溶劑除去之后，所得到的涂覆層也可以 被稱為預(yù)處理涂層。
[0010] 通常，在這些實(shí)例的每一個(gè)中，所述基質(zhì)包含所述預(yù)處理涂層的除蠟以外的組分。 所述蠟含有伸出超過(guò)如本文所述的下層基質(zhì)的蠟顆粒。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)當(dāng)所述預(yù)處理涂層接觸其 它基材、物體等時(shí)，這樣的結(jié)構(gòu)允許蠟顆粒保護(hù)下層基質(zhì)。得到的效果是所述預(yù)處理涂層和 可被印刷在其上的印刷圖像的優(yōu)異的耐久性。這樣的耐久性使得保留了印刷圖像的印刷質(zhì) 量，這可通過(guò)光澤度、光密度、滲色、耐刮擦性、聚結(jié)、水污跡（water smudge)等來(lái)衡量。 [0011] 通常，所述蠟包含蠟顆粒，當(dāng)將其印刷到印刷介質(zhì)上時(shí)，其平均粒度大于所述預(yù)處 理基質(zhì)的厚度。參照?qǐng)D1，經(jīng)涂覆的介質(zhì)100可以包括涂覆有預(yù)處理涂層104的印刷介質(zhì) 102。所述預(yù)處理涂層可以包含嵌有蠟顆粒108的基質(zhì)106。所述蠟顆粒通常在所述基質(zhì) 的表面上方伸出，但并不要求所有蠟顆粒的尺寸大于所述基質(zhì)的厚度。例如，所述蠟顆粒的 至少一部分的尺寸可以大于所述基質(zhì)的厚度。在一個(gè)實(shí)例中，所述蠟顆粒的至少50%可以 具有大于所述基質(zhì)的厚度的粒度。在一個(gè)方面，所述蠟顆粒的至少75%可以具有大于所述 基質(zhì)的厚度的粒度。在一個(gè)具體的方面，所述蠟顆粒的至少90%可以具有大于所述基質(zhì)的 厚度的粒度。在一個(gè)實(shí)例中，所述基質(zhì)可以具有100 nm-100 Mm的厚度，并且所述賭可以具 有100 nm-100 Mm的平均粒度。雖然這些范圍重疊，但應(yīng)理解所述蠟顆粒的一部分的尺寸 將大于所述基質(zhì)的厚度。
[0012] 在關(guān)于蠟顆粒粒度的其它細(xì)節(jié)中，這些蠟顆?？梢跃哂欣?00 nm-100 Mm、0. 5 Mm-100 Mm、0. 5 Mm-50 Mm或I Mm-50 Mm的平均粒度。在另一實(shí)例中，所述賭顆?？梢跃?有5 Mm-50 Mm的平均粒度。在又另一實(shí)例中，所述蠟顆粒可以具有5 Mm-12 Mm的平均粒 度。在一個(gè)方面，所述賭顆粒可以具有12 Mm-20 Mm的平均粒度。在一個(gè)具體方面，所述賭 顆粒可以具有約8 Mm的平均粒度。在另一個(gè)方面，所述蠟顆?？梢跃哂屑s15 Mm-18 Mm的 平均粒度。當(dāng)顆粒為非球形時(shí)，可安置在所述顆粒內(nèi)的最大直徑球體可以被視為D1。能夠 完全包含所述顆粒的最小直徑球體可以被視為D2。在一個(gè)實(shí)例中，"粒度"可作為Dl和D2 的平均值來(lái)測(cè)量，其被簡(jiǎn)單地稱為D。因此，當(dāng)在本文中提到"粒度"時(shí)，可以計(jì)算顆粒直徑 D。另一方面，"平均粒度"是指多個(gè)顆粒，各自具有其自身的粒度，其是集體的平均值。此 外，所述蠟顆?？梢员讳佌乖谡麄€(gè)涂層中，使得所述顆粒具有至少兩倍于所述顆粒的直徑D 的平均間距S。在一個(gè)實(shí)例中，平均間距S為至少3倍的D。在另一實(shí)例中，平均間距S為 至少4倍的D。
[0013] 此外，所述蠟顆粒可以被分散，以便具有在特定范圍內(nèi)的面積密度覆蓋率。面積密 度覆蓋率是介質(zhì)被所述顆粒覆蓋的區(qū)域的百分?jǐn)?shù)。根據(jù)這個(gè)度量，每個(gè)顆粒覆蓋由垂直于 所述介質(zhì)的所述顆粒的圓柱形投影所限定的那部分介質(zhì)。因此，所覆蓋的面積將通過(guò)具有 與所述顆粒相同的直徑（D)的圓來(lái)限定。在一個(gè)實(shí)例中，所述面積密度覆蓋率將在所述介 質(zhì)面積的0. 5%-30%的范圍內(nèi)。在又一個(gè)更具體的方面，所述面積密度覆蓋率將是所述介質(zhì) 面積的1%-1〇%。面積密度覆蓋率的一些具體實(shí)例是約1%、約4%、約5%的覆蓋率?？傮w而 言，高于約30%的覆蓋率的面積覆蓋率密度可能開(kāi)始不利地影響印刷質(zhì)量。低于約0. 5%的 面積覆蓋率密度可能不足以提供印刷于所述介質(zhì)上的圖像的耐刮擦性和/或耐摩擦性。
[0014] 通常，可以選擇所述蠟顆粒，使得所述蠟顆粒粒度對(duì)所述預(yù)處理涂層加任何印刷 于其上的油墨的厚度的比率大于1。這樣的比使得所述蠟顆粒在所述預(yù)處理涂層上的任 何印刷表面的上方伸出，從而保護(hù)了下層的印刷圖像。在一個(gè)實(shí)例中，所述比率可以為 10:1-1. 01:1，并且在一個(gè)方面，其可以為3:1-1. 01:1。在另一特定方面，所述比率可以為 2:1-1. 01:1，或甚至 L 1:1-1. 01:1。
[0015] 可以基于各種印刷因素諸如相容性、粒度、熔點(diǎn)等來(lái)選擇蠟。通常，蠟可作為蠟 乳化液獲得。賭乳化液可商購(gòu)自許多廠商，例如Keim-Additec、Lubrizol、Michelman和 BYK Chemie。可用于本發(fā)明組合物的賭乳化液可以包括但不限于：Lubrizol :Liquilube? 411、Liquilube? 405、Liquilube? 488、Liquilube? 443、Liquilube? 454 ;Michelman: ME80825、ME48040、ME98040M1、ME61335、ME90842、ME91240、ML160 ;Keim-Additec : Ultralube? E-521/20、Ultralube? E-7093、Ultralube? 7095/1、Ultralube? E-8046、 Ultralube? D806、Ultralube? E-502V、Ultralube? E-842N;Byk :Aquacer? 2650、 Aquacer? 507、Aquacer? 533、Aquacer? 515、Aquacer? 537、Aquaslip? 671、Aquaslip? 942 ；Arkema ：0rgasol? 2001 EXD NATU3501 EXD NAT I; Elementis: Slip-ayd? SL300