水性組合物以及由其提供的不透明涂層制造技術

一種水性組合物可用于在噴墨印刷之前預處理基材(300)，以便為噴墨印刷的圖像提供白色不透明背景(330)。該水性組合物包括：基于水性組合物總重量計，5

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】水性組合物以及由其提供的不透明涂層
專利

本專利技術涉及噴墨印刷領域。更特別地，其涉及可作為預處理劑施加于基材，以形成具有不透明的(“白色”)涂層或圖案的噴墨接受介質的水性組合物。該噴墨接受介質具有增強的噴墨印刷和成像性質，并且可使用水性基于顏料的噴墨油墨或水性無色噴墨油墨來印刷。
[0002]專利技術背景眾所周知，將水性油墨，特別是具有陰離子穩定的分散顏料著色劑的那些沉積到在其表面上具有多價金屬鹽的陽離子的基材上。此類多價金屬陽離子的存在可用來防止沉積的油墨滴滲透到吸水性基材的表面之下太遠，從而防止降低光密度。多價金屬陽離子還可用來防止相鄰沉積的相同或不同顏色的油墨滴在吸收性較差的基材(例如疏水基材)上滲出或聚結，從而防止形成模糊或顆粒狀外觀的圖像。包含多價金屬離子的水性鹽的表面處理劑對于使用頁寬噴墨陣列的高速印刷特別有利，由此相鄰的油墨滴在僅幾微秒內彼此沉積到基材上。
[0003]美國專利9,067,448(Dannhauser等人)和9,434,201(Dannhauser等人)描述了適用于高速噴墨印刷的噴墨接受介質，所述介質包括具有涂覆于其上的最頂層的基材，該最頂層包含多價金屬陽離子的水溶性鹽和交聯的親水聚合物粘合劑。各種類型的各種無機顆粒也可存在于該最頂層中。
[0004]美國專利8,562,126(Xiang等人)描述了噴墨接受介質，其包含基材和涂覆于其上的最頂層，其中該最頂層包括一種或更多種多價金屬陽離子的水溶性鹽、包含脒部分的陽離子聚電解質、和與包含脒部分的陽離子聚電解質不同的第二聚合物。/>[0005]可使用美國專利9,427,975(Bugner等人)的教導來提供噴墨印刷圖像耐久性方面的改善，在所述專利中，將噴墨接受介質上的噴墨印刷圖像在印刷之后立即干燥，施以純水和熱量，并且然后返回到環境條件。
[0006]使用陰離子穩定的水性基于顏料的油墨的用于高速噴墨印刷的本領域中已知的噴墨接受介質有時候不透明度低或者甚至是透明的，并且在許多情況下，這些介質上的噴墨接受層(例如上文描述的專利中描述的那些)也是視覺上清晰且透明或半透明的。然而，在清澈的膜基材或深色的基材上噴墨印刷時，通常合意的是，在隨后的各種顏色的噴墨印刷圖像下方包括“白色”不透明的層或圖案。
[0007]可能通過以下方式(實現)該目標：噴墨印刷白色油墨層(例如美國專利9,994,723(Bauer等人)中描述的那種)，然后施加已知的油墨接受層配制物。雖然這種方法可在噴墨接受介質中提供一定不透明度，但是其增加了需要分離油墨接受層下方的“白色”油墨層的復雜性，這需要分開的油墨沉積或涂覆步驟。然后基材上的多層形成要求小心最優化用于施加多個層的多步驟操作，以確保良好的粘附并避免層配制物之間不利的相互作用。此外，白色噴墨油墨的施加可能不會為所得噴墨接受介質提供所需的不透明度。
[0008]為了避免這些問題，已努力在噴墨印刷之前使用“白色”著色的組合物的柔版印刷或凹版印刷來提供白色不透明層。然而，使用陰離子穩定的水性基于顏料的油墨直接噴墨
印刷到已通過這些方式施加的預印刷的白色層上的嘗試導致了高度可變的且不可接受的圖像質量。
[0009]本領域中已提議了某些類型的白色油墨接受層，其形成為微孔層或含有陽離子固定劑。然而，這些白色油墨接受層相對厚，并且不適用于商業規模的高速噴墨印刷，在欲使用陰離子穩定的水性基于顏料的油墨時尤其如此。
[0010]因此，需要提供白色背景(呈均勻的層或圖案)作為相對薄且具有高不透明度的油墨接受層，并且合意的是，使用柔版或凹版涂覆或噴墨印刷技術以高速提供此類油墨接受層。尤其，需要提供此類白色背景，在其上可在商業操作中高速噴墨印刷陰離子穩定的水性基于顏料的油墨，以提供高質量的單色或多色圖像，在白色背景與底下的基材之間、在白色背景與隨后的噴墨印刷圖像之間、以及在非噴墨印刷的白色背景與任何在印刷操作下游可施加在其上方的隨后的層或涂層之間都具有優異的粘附。
[0011]專利技術概述為解決上文描述的問題，本專利技術提供了用于在基材上噴墨印刷之前預處理該基材的水性組合物，該水性組合物具有至少2％固體且至多并包括90％固體，并且該水性組合物包含：(a)一種或更多種多價金屬陽離子的水溶性鹽，所述(a)一種或更多種水溶性鹽的存在量為至少0.6重量％且至多并包括30重量％；(b)一種或更多種非離子或陽離子型水溶性或水分散性聚合物粘合劑材料，其存在量為至少0.1重量％且至多并包括30重量％；和(c)散射可見光的顆粒，其已被表面處理，以致所述水性組合物具有大于+4毫伏的穩定ζ
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電位，并且所述(c)經表面處理的散射可見光的顆粒的存在量為至少5重量％且至多并包括60重量％，其中(a)、(b)和(c)組分的量基于水性組合物的總重量計。
[0012]一些特別有用的本專利技術實施方案包括用于在基材上噴墨印刷之前預處理該基材的水性組合物，該水性組合物具有至少5％固體且至多并包括70％固體，以及如使用布氏轉軸粘度計在25℃下所測量的，具有至少30厘泊(30mPa.s)且至多并包括800厘泊(800mPa.s)的動態粘度，并且該水性組合物包含：(a)一種或更多種鎂(+2)、鈣(+2)、鋇(+2)或其混合物的水溶性鹽，基于水性組合物的總重量計，所述(a)一種或更多種水溶性鹽的存在量為至少1重量％且至多并包括25重量％；(b)一種或更多種非離子或陽離子型水溶性或水分散性聚合物粘合劑材料，其至少包含聚乙烯醇、聚乙烯胺、聚乙烯亞胺、至少衍生自乙烯胺和乙烯醇的共聚物、或這些聚合物材料中的兩種或更多種的組合，基于水性組合物的總重量計，所述(b)一種或更多種非離子或陽離子型水溶性或水分散性聚合物粘合劑材料的存在量為至少0.1重量％且至多并包括8重量％；(c)包含散射可見光的二氧化鈦顆粒的散射可見光的顆粒，其已被表面處理，以致水性組合物具有大于+10毫伏的穩定ζ
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電位，其中如使用提供體積加權粒度分布的粒度分析儀所測量的，經表面處理的散射可見光的二氧化鈦顆粒展現至少0.04μm且至多并包括2μ
m的D
50
，并且基于水性組合物的總重量計，(c)經表面處理的散射可見光的顆粒的存在量為至少10重量％且至多并包括40重量％；(d)與(c)組分不同的顆粒，所述(d)顆粒具有小于或等于R75的洛氏硬度，并且基于水性組合物的總重量計，其存在量為至少0.05重量％且至多并包括3重量％；(e)可交聯聚合物材料，其與所有的(a)、(b)、(c)和(d)不同，并且基于水性組合物的總重量計，所述(e)可交聯聚合物材料的存在量為至少0.2重量％且至多并包括8重量％；以及(f)用于(c)經表面處理的散射可見光的二氧化鈦顆粒的分散助劑，所述(f)分散助劑是具有質子化的氮原子的聚合物，并且基于(c)經表面處理的散射可見光的二氧化鈦顆粒的總重量計，其存在量為至少0.2重量％且至多并包括50重量％。
[0013]此外，噴墨接受介質包含基材和設置在其表面上的面漆(topcoat)組合物，所述面漆組合物包含：(a)一種或更多種多本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】1.一種用于在基材上噴墨印刷之前預處理所述基材的水性組合物，所述水性組合物具有至少2％固體且至多并包括90％固體，并且所述水性組合物包含以下(a)、(b)和(c)組分：(a)一種或更多種多價金屬陽離子的水溶性鹽，所述(a)一種或更多種多價金屬陽離子的水溶性鹽的存在量為至少0.5重量％且至多并包括30重量％；(b)一種或更多種非離子或陽離子型水溶性或水分散性聚合物粘合劑材料，其存在量為至少0.1重量％且至多并包括30重量％；和(c)散射可見光的顆粒，其已被表面處理，以致所述水性組合物具有大于+4毫伏的穩定ζ
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電位，并且所述(c)經表面處理的散射可見光的顆粒的存在量為至少5重量％且至多并包括60重量％，其中所述(a)、(b)和(c)組分的量基于所述水性組合物的總重量計。2.權利要求1所述的水性組合物，其中如由提供體積加權粒度分布的顆粒分析儀所測量的，所述(c)經表面處理的散射可見光的顆粒展現至少0.04μm且至多并包括2μm的D
50
粒度。3.權利要求1或2所述的水性組合物，其進一步包含：(d)與所述(c)組分不同的顆粒，所述(d)顆粒具有小于或等于R90的洛氏硬度，并且基于所述水性組合物的總重量計，其存在量為至少0.02重量％且至多并包括5重量％。4.權利要求1
?
3中任一項所述的水性組合物，其進一步包含：(e)可交聯聚合物材料，其與所有的所述(a)、(b)和(c)組分不同，并且基于所述水性組合物的總重量計，所述(e)可交聯聚合物材料的存在量為至少0.1重量％且至多并包括30重量％。5.權利要求1
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4中任一項所述的水性組合物，其進一步包含：(f)用于所述(c)經表面處理的散射可見光的顆粒的分散助劑，所述(f)分散助劑按累積電荷計為陽離子型，并且基于所述(c)經表面處理的散射可見光的顆粒的總重量計，其存在量為至少0.2重量％且至多并包括50重量％。6.權利要求5所述的水性組合物，其中所述(f)分散助劑是具有至少一個質子化的氮原子的聚合物，并且基于所述(c)經表面處理的散射可見光的顆粒的總重量計，其在所述水性組合物中的存在量為至少1重量％且至多并包括20重量％。7.權利要求1
?
6中任一項所述的水性組合物，其中所述(b)一種或更多種非離子或陽離子型水溶性或水分散性聚合物粘合劑材料包含以下中的一種或更多種：聚乙烯醇、聚乙烯亞胺、聚氧化乙烯、聚乙烯胺、至少部分衍生自乙烯醇和氧化乙烯的共聚物、至少部分衍生自乙烯胺和乙烯醇的共聚物、或這些聚合物材料中的兩種或更多種的組合。8.權利要求1
?
7中任一項所述的水性組合物，其中所述(b)一種或更多種非離子或陽離子型水溶性或水分散性聚合物粘合劑材料至少包含聚乙烯胺、聚乙烯亞胺、聚乙烯醇、至少部分衍生自乙烯胺和乙烯醇的共聚物、或這些聚合物材料中的兩種或更多種的組合。9.權利要求6所述的水性組合物，其中所述(b)一種或更多種非離子或陽離子型水溶性或水分散性聚合物粘合劑材料與所述(f)分散助劑相同。10.權利要求1
?
9中任一項所述的水性組合物，其中所述(a)一種或更多種多價金屬陽離子的水溶性鹽是一種或更多種鎂(+2)、鈣(+2)、鋇(+2)、鋅(+2)和鋁(+3)的水溶性鹽。11.權利要求1
?
10中任一項所述的水性組合物，其中所述(c)經表面處理的散射可見光
的顆粒包含二氧化硅、氧化鋅、二氧化鈦、氧化鋯、氧化鋁、硫酸鋇、氧化鎂或這些材料中的兩種或更多種的組合。12.權利要求1
?
11中任一項所述的水性組合物，其中所述(c)經表面處理的散射可見光的顆粒至少包含經表面處理的散射可見光的二氧化鈦顆粒。13.一種噴墨接受介質，其包含基材和設置在其表面上的面漆組合物，所述面漆組合物包含以下(a)、(b)和(c)組分：(a)一種或更多種多價金屬陽離子的水溶性鹽，所述(a)一種或更多種水溶性鹽的存在量為至少0.4重量％且至多并包括40重量％；(b)一種或更多種非離子或陽離子型水溶性或水分散性聚合物粘合劑材料，其存在量為至少0.5重量％且至多并包括90重量％；和(c)散射可見光的顆粒，其已被表面處理，并且其存在量為至少6重量％且至多并包括90重量％，其中所述(a)、(b)和(c)組分的量基于所述面漆組合物的總重量計。14.權利要求13所述的噴墨接受介質，其中所述面漆組合物具有至少0.1g/m2且至多并包括10g/m2的干固體涂層重量。15.權利要求13或14所述的噴墨接受介質，其中所述基材是透明、半透明或金屬化的聚合物膜。16.權利要求13
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15中任一項所述的噴墨接受介質，其中所述基材具有50或更小的L*值。17.權利要求13
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16中任一項所述的噴墨接受介質，其中所述面漆組合物具有至少30％的不透明度以及由至少
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5且至多并包括+5的a*值和至少
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5且至多并包括+5的b*值限定的比色度。18.權利要求13
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17中任一項所述的噴墨接受介質，其中將所述面漆組合物作為連續分布層設置在所述基材表面上。19.權利要求13
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17中任一項所述的噴墨接受介質，其中將所述面漆組合物作為圖案設置在所述基材表面上。20.權利要求13
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19中任一項所述的噴墨接受介質，其中所述基材在將所述面漆組合物設置于其上之前包含疏水表面，所述疏水表面不透水或不透水性基于顏料的油墨組合物，并且所述面漆組合物提供相對于所述基材的所述疏水表面的親水表面。21.權利要求13
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20中任一項所述的噴墨接受介質，其中所述不透水支撐體包含透明、半透明或金屬化的聚合物膜、或兩個或更多個透明、半透明或金屬化的聚合物膜的共擠出物或層壓物。22.權利要求13
?
21中任一項所述的噴墨接受介質，其中所述面漆組合物進一步包含：(d)與所述(c)組分不同的顆粒，所述(d)顆粒具有小于或等于R90的洛氏硬度，并且基于所述面漆組合物的總重量計，其存在量為至少0.06重量％且至多并包括10重量％。23.權利要求13
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22中任一項所述的噴墨接受介質，其中所述面漆組合物進一步包含：(e)可交聯聚合物材料，其與所有的所述(a)、(b)和(c)組分不同，并且基于所述面漆組合物的總重量計，所述(e)可交聯聚合物材料在所述面漆組合物中的存在量為至少0.1重量％且至多并包括30重量％。
24.權利要求13
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23中任一項所述的噴墨接受介質，其進一步包含：(f)用于所述(c)經表面處理的散射可見光的顆粒的分散助劑，所述(f)分散助劑按累積電荷計為陽離子型，并且基于所述(c)經表面處理的散射可見光的顆粒的總重量計，其在所述面漆組合物中的存在量為至少0.2重量％且至多并包括50重量％。25.權利要求13
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24中任一項所述的噴墨接受介質，其中所述(b)一種或更多種非離子或陽離子型水溶性或水分散性聚合物粘合劑材料包含聚乙烯醇、聚乙烯亞胺、聚氧化乙烯、聚乙烯胺、至少部分衍生自乙烯醇和氧化乙烯的共聚物、至少部分衍生自乙烯胺和乙烯醇的共聚物、或這些材料中的兩種或更多種的組合。26.權利要求13
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25中任一項所述的噴墨接受介質，其中所述(b)一種或更多種非離子或陽離子型水溶性或水分散性聚合物粘合劑材料至少包含聚乙烯胺、聚乙烯醇、至少衍生自乙烯胺和乙烯醇的共聚物、或這些聚合物材料中的兩種或更多種的組合。27.權利要求24所述的噴墨接受介質，其中所述(b)一種或更多種非離子或陽離子型水溶性或水分散性聚合物粘合劑材料可與所述(f)分散助劑相同。28.權利要求13
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27中任一項所述的噴墨接受介質，其中所述(c)經表面處理的散射可見光的顆粒包含二氧化硅、氧化鋅、二氧化鈦、氧化鋯、氧化鋁、硫酸鋇、氧化鎂或這些材料中的兩種或更多種的組合。29.一種用于提供噴墨接受介質的方法，所述方法按序包括：A)提供基材；和B)將水性組合物設置到所述基材的至少一個表面上，以在所述至少一個表面上提供面漆組合物，所述水性組合物具有至少2％固體且至多并包括90％固體，并且包含以下(a)、(b)和(c)組分：(a)一種或更多種多價金屬陽離子的水溶性鹽，所述(a)一種或更多種水溶性鹽的存在量為至少0.5重量％且至多并包括30重量％；(b)一種或更多種非離子或陽離子型水溶性或水分散性聚合物粘合劑材料，其量為至少0.1重量％且至多并包括30重量％；和(c)散射可見光的顆粒，其已被表面處理，以致所述水性組合物具有大于+4毫伏的穩定ζ
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電位，并且所述(c)散射可見光的顆粒的存在量為至少5重量％且至多并包括60重量％，其中所述(a)、(b)和(c)組分的量基于所述水性組合物的總重量計，以提供在所述至少一個基材表面上具有面漆組合物的噴墨接受介質，所述面漆組合物具有至少0.1g/m2且至多并包括10g/m...

【專利技術屬性】
技術研發人員：M，
申請(專利權)人：伊斯曼柯達公司，
類型：發明
國別省市：