專利名稱：經(jīng)涂覆的基底及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制備經(jīng)涂覆的基底的方法，以及經(jīng)涂覆的基底本身。
背景技術(shù)：
噴墨印刷機(jī)的發(fā)展導(dǎo)致對(duì)適于該目的的紙的需求。特別是，需要簡(jiǎn)單生產(chǎn)但仍能獲得高質(zhì)量噴墨印刷的紙。已公開了使用各種涂料生產(chǎn)適于噴墨印刷的紙。這類涂料公開于美國(guó)專利申
請(qǐng)公布 2002/0039639、2002/0164464、2003/0099816、2003/0224129、2004/0255820 和2005/0106317,美國(guó)專利 4554181,5551975,6472013 和 6797347，和 WO 03/011981、WO01/53107,WO 01/45956,EP 947349,EP 112028UEP 1106373 和 EP 1580019 中。其它實(shí)例包括美國(guó)專利6416626、5352503和6110601，其公開了包含二氧化硅、聚乙二醇和有機(jī)粘結(jié)劑如淀粉或聚乙烯醇的涂料組合物。基于二氧化硅或硅酸鹽的新一代涂料組合物公開于WO 2006/049545、WO2006/049546、TO 2006/049547 和 TO 2008/105717 中。TO2006/049545 公開了一種包含膠態(tài)二氧化硅或鋁硅酸鹽與增量劑顆粒組合的涂料組合物。WO 2006/049546公開了一種包含二氧化硅或鋁硅酸鹽與水溶性鋁鹽或陽(yáng)離子聚合物組合的涂料組合物。WO 2006/049547公開了一種包含膠態(tài)二氧化硅或鋁硅酸鹽與水溶性鋁鹽或陽(yáng)離子聚合物組合的涂料組合物，其可在沒(méi)有任何有機(jī)涂料粘結(jié)劑下使用。WO 2008/105717公開了一種包含膠態(tài)二氧化硅或鋁硅酸鹽與水溶性鋁鹽或陽(yáng)離子聚合物和聚亞烷基二醇組合的涂料組合物。發(fā)明概述本發(fā)明的目的是提供一種制備經(jīng)涂覆的基底，尤其是適于噴墨印刷的經(jīng)涂覆的基底的方法，該方法容易進(jìn)行。本發(fā)明的另一目的是提供一種容易生產(chǎn)的經(jīng)涂覆的基底，尤其是適于噴墨印刷的這種經(jīng)涂覆的基底。本發(fā)明的又一目的是提供一種適于噴墨印刷且能獲得高質(zhì)量印刷輸出的經(jīng)涂覆的基底。已發(fā)現(xiàn)以上目的可通過(guò)新的兩種涂料組合物組合實(shí)現(xiàn)。因此，在第一方面中，本發(fā)明涉及一種用于制備經(jīng)涂覆的基底的方法，其包括以下步驟a)提供基底；b)在所述基底的至少一側(cè)上施涂第一含水組合物的第一涂層，所述第一含水組合物包含BET表面積為40m2/g以上的多孔陰離子顏料顆粒和粘結(jié)劑；和c)向所述第一涂層上施涂第二含水組合物的第二涂層，所述第二含水組合物包含陽(yáng)離子膠態(tài)二氧化硅或硅酸鹽基顆粒和聚亞烷基二醇。在第二方面中，本發(fā)明涉及一種可通過(guò)本發(fā)明方法得到的經(jīng)涂覆的基底。在第三方面中，本發(fā)明涉及包括第一含水組合物和第二含水組合物的套件，其中第一含水組合物包含BET表面積為40m2/g以上的多孔陰離子顏料顆粒和粘結(jié)劑，第二含水組合物包含陽(yáng)離子膠態(tài)二氧化硅或硅酸鹽基顆粒和聚亞烷基二醇。已發(fā)現(xiàn)涂有第一涂層和在第一涂層上的第二涂層的組合的基底提供適于高品質(zhì)且快速干燥噴墨印刷輸出的基底。盡管第二層非常適于保持和結(jié)合噴墨印刷機(jī)中所用油墨中的顏料和染料，盡管能賦予具有高光澤度的平滑表面，第二層在油墨液體吸收能力方面是差的。第一層在油墨液體吸收能力方面優(yōu)秀，因此可幫助油墨液體吸收到表面中。因此，本發(fā)明能賦予適于具有高光澤和快速油墨干燥的噴墨印刷的經(jīng)涂覆的基底。另外，本發(fā)明方法在生產(chǎn)設(shè)備中相對(duì)容易實(shí)施。現(xiàn)在在以下發(fā)明詳述中描述本發(fā)明的這些和其它方面。應(yīng)當(dāng)指出本發(fā)明涉及所附權(quán)利要求的所有可能組合。發(fā)明詳述本發(fā)明涉及一種經(jīng)涂覆的基底，尤其是適于噴墨印刷的基底，和這種基底的制備方法?；變?yōu)選為紙或紙板幅，但也可預(yù)期其它基底，例如但不限于塑料膜(例如用于OH膜中)和織物幅。待涂覆的紙和紙板可由任何種類的漿料制成，例如化學(xué)漿料如硫酸鹽、亞硫酸
鹽和有機(jī)溶膠(organosolve)衆(zhòng)料,機(jī)械衆(zhòng)料如熱機(jī)械衆(zhòng)料(TMP)、化學(xué)-熱-機(jī)械楽;料(CTMP)、精磨漿料或磨木漿，其來(lái)自基于原始或再循環(huán)纖維或其任何組合的硬木和軟木漂白或未漂白漿料。也可根據(jù)本發(fā)明涂覆來(lái)自任何其它種類漿料的紙和紙板。紙和紙板可以為內(nèi)部施膠至各種程度或未施膠的，且可含有常用填料如各種粘土、碳酸鈣、滑石等。紙可任選為表面處理的，例如用淀粉表面處理?？酥乜稍趯挿秶鷥?nèi)變化，例如約40至約800g/m2或更高，或約70至約300g/m2。在以下描述中，術(shù)語(yǔ)紙指紙和紙板二者。通常，本發(fā)明的經(jīng)涂覆的基底在兩步涂覆方法中生產(chǎn)。在第一步驟中，將如本文所定義的第一含水組合物施涂在基底如紙基底的至少一側(cè)上以在其上形成第一涂層。在第二步驟中，將不同于第一含水組合物的如本文所定義的第二含水組合物施涂在第一涂層上以形成第二涂層。優(yōu)選在第一涂層與第二涂層之間不配置其它涂層。第一含水組合物包含BET表面積為40m2/g以上的多孔陰離子型、優(yōu)選無(wú)機(jī)顏料顆粒和粘結(jié)劑，并通常以水分散體的形式施涂在基底上。組合物的BET表面積作為組合物中所有顏料顆粒的重均BET表面積計(jì)算。平均BET表面積為40m2/g以上的顏料顆粒優(yōu)選包含沉淀二氧化硅、熱解法二氧化硅或凝膠型二氧化硅或硅酸鹽基顏料顆粒。優(yōu)選無(wú)機(jī)顏料顆粒具有約50，例如約70至約500，例如至約400m2/g的BET表面。本文所用“BET 表面積”指由通過(guò) Brunauer, S, Emmett, P. H.和 Teller, E,“Adsorption of gases in Multimolecular Layers，，J. Am. Chem. Soc. , 1938,60 (2),第309-319頁(yè)所述方法的N2吸收測(cè)量和通過(guò)在177K下使用Micromeritics ASAP 2010儀器的N2吸附測(cè)量得到的表面積。優(yōu)選，第一含水組合物包含BET孔體積為從約0. 15，如從約0. 30,至約I. 5，例如至約I. 2cm3/g的顏料顆粒。本文所述“BET孔體積”指由通過(guò)Brunauer, S, Emmett, P. H和Teller，E (如前)所述方法的N2吸收測(cè)量得到的孔體積。除上述二氧化硅或硅酸鹽基顏料顆粒外或作為替代，第一組合物可包含其它類型的顏料顆粒。這類顏料顆粒的實(shí)例包括但不限于高嶺石、蒙脫石、滑塊石、碳酸鈣礦物、沉淀碳酸鈣、硫酸鈣及其混合物。然而，優(yōu)選在第一組合物中，二氧化硅顏料顆粒可構(gòu)成顏料顆?？偭康?0-100重量％。沉淀二氧化硅指當(dāng)含水介質(zhì)中的最終二氧化硅顆粒凝結(jié)成疏松聚集體、回收、洗滌并干燥時(shí)形成的二氧化硅。沉淀二氧化硅可市購(gòu)，例如以商標(biāo)名TiX0SilTM、Ze0leXTM 123
坐寸ο
凝膠型二氧化硅指由硅膠形成的顆粒(通常描述為膠態(tài)二氧化硅鄰近顆粒的連貫剛性三維網(wǎng)絡(luò))。凝膠型二氧化硅可市購(gòu)，例如以商標(biāo)名Sylojet 。熱解法二氧化硅指通過(guò)火焰水解法制備的二氧化硅。熱解法二氧化硅可市購(gòu)，例如以商標(biāo)名CabosiI 和AerosiI 。在第一含水組合物中包含一種或多種粘結(jié)劑從而第一組合物當(dāng)干燥時(shí)在基底上形成具有合適性能如層完整性和對(duì)基礎(chǔ)基底的附著力的涂層。在本發(fā)明實(shí)施方案中，所述一種或多種粘結(jié)劑包括一種或多種有機(jī)粘結(jié)劑。這種有機(jī)粘結(jié)劑的實(shí)例包括但不限于聚乙烯醇、任選改性的淀粉、樹膠、蛋白質(zhì)粘結(jié)劑(如酪蛋白和大豆蛋白粘結(jié)劑)、膠乳(例如基于苯乙烯丁二烯、丙烯酸酯、乙酸乙烯酯、乙烯與乙酸乙烯酯的共聚物、苯乙烯丙烯酸酯等)及其混合物。粘結(jié)劑可例如以從約5pph (重量份/100重量份顏料)，如從約10，至約50，例如至約40pph,例如10-30pph的量存在。另外，第一組合物可包含流變改性劑，例如纖維素，如羧甲基纖維素(CMC)。第一組合物中流變改性劑的量取決于所需粘度，并可以在從約0，如約O. 5，至約15，例如至約IOpph(重量份/100重量份顏料)的范圍內(nèi)。第一組合物通常為在水中的分散體的形式。組合物的水和任選流變改性劑的含量?jī)?yōu)選調(diào)節(jié)至得到具有合適粘度的組合物。該所需粘度水平取決于將組合物施涂在基底上的方法，如本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的那樣，但通常在100cP-2000cP范圍內(nèi)，25°C下在配有50rpm的4號(hào)心軸的布氏粘度計(jì)上測(cè)量。第一含水組合物中顏料顆粒的總含量?jī)?yōu)選為總組合物的約I至約70重量％，最優(yōu)選約5至約60重量％，特別最優(yōu)選約10至約60重量％，或總含水組合物的約20或甚至約25至約60重量％。第一組合物還可包含通常用于紙涂料組合物中的其它常規(guī)組分，例如但不限于熒光增白劑、著色染料、不溶粘料、潤(rùn)滑劑、殺微生物劑、穩(wěn)定劑、施膠劑、消泡劑等。第一含水組合物的顏料顆粒優(yōu)選為陰離子型的。第一組合物的優(yōu)選組分自然為陰離子型的，因此，該組合物的制備是本領(lǐng)域中慣常的。使用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何類型涂覆設(shè)施將第一含水組合物施涂在基底上。通常將組合物施涂在基底上以在整個(gè)基底表面上形成基本連續(xù)涂層，即使還預(yù)期以圖案化方式將涂層設(shè)置在基底上。優(yōu)選將第一含水組合物以足夠得到每基底涂覆側(cè)干組合物重量為約O. 4至約40g/m2，更優(yōu)選約O. 5至約40g/m2，最優(yōu)選約I至約25g/m2的第一涂層的量施涂在基底上。將第二含水組合物施涂在由第一含水組合物得到的第一涂層上以在基底上形成層化結(jié)構(gòu)。第二含水組合物包含陽(yáng)離子膠態(tài)二氧化硅或硅酸鹽基顆粒，并進(jìn)一步包含聚亞烷基二醇。聚亞烷基二醇優(yōu)選構(gòu)成第二含水組合物中有機(jī)材料總量的50-100，例如60-100或70-100重量％。第二含水組合物中聚亞烷基二醇含量基于100重量份干二氧化硅或硅酸鹽基顆粒優(yōu)選為從約2pph(重量份/100重量份干二氧化硅或硅酸鹽基顆粒)，如約10，至約60,如至約50,例如至約40pph。已發(fā)現(xiàn)聚亞烷基二醇的存在能賦予高顆粒濃度，使得可以以單一涂覆操作將大量顆粒施涂在紙或紙板上。另外，優(yōu)異結(jié)果可通過(guò)將紙或紙板用不包含或僅包含低量其它有機(jī)材料，特別是有機(jī)粘結(jié)劑的第二含水組合物涂覆得到。因此，第二含水組合物優(yōu)選不含有機(jī)粘結(jié)劑，或包含基于顏料顆粒的總量小于30，優(yōu)選小于10，最優(yōu)選小于3或小于I重量％有機(jī)粘結(jié)劑。這類有機(jī)粘結(jié)劑的實(shí)例包括但不限于以上關(guān)于第一含水涂料組合物提到的那些。本文所用術(shù)語(yǔ)聚亞烷基二醇指氧化烯的聚合物，優(yōu)選基本不含其它共聚單體。優(yōu)選的聚亞烷基二醇基本不含取代基。有用的聚亞烷基二醇包括聚乙二醇(PEG)、聚丙二醇及其混合物，其中聚乙二醇是特別優(yōu)選的。聚亞烷基二醇的平均分子量凡優(yōu)選為從約10，000，例如從約20，000，至約500，000，例如至約300，OOOD0高分子量，例如高于100，000，例如高于或約200，000D在一些情況下是有利的，因?yàn)檫@容許在較高溫度下砑光，這又容許具有更高光澤度的產(chǎn)品。第二含水組合物包含陽(yáng)離子膠態(tài)二氧化硅或硅酸鹽基顆粒，優(yōu)選為合成和無(wú)定形的。已發(fā)現(xiàn)相當(dāng)高量的陽(yáng)離子膠態(tài)二氧化硅或硅酸鹽基顆粒與聚亞烷基二醇的組合賦予經(jīng)涂覆的基底如經(jīng)涂覆的紙的優(yōu)異印刷性能。陽(yáng)離子膠態(tài)二氧化硅或硅酸鹽基顆粒優(yōu)選具有約5-125nm，例如IO-IOOnm的膠態(tài)顆粒平均直徑。第二含水組合物中的陽(yáng)離子膠態(tài)二氧化硅或硅酸鹽基顆?？删奂善骄睆絻?yōu)選為小于約25 μ m,更優(yōu)選小于約15 μ m的多孔聚集體。應(yīng)當(dāng)理解這類多孔聚集體的平均直徑總是大于形成它們的顆粒的平均直徑。本文所用術(shù)語(yǔ)直徑指等效球形直徑。聚集體的表面積通常與形成聚集體的陽(yáng)離子膠態(tài)顆?；鞠嗤ｊ?yáng)離子膠態(tài)顆粒的表面積優(yōu)選為約30至約600m2/g,更優(yōu)選約30至約450m2/g,最優(yōu)選約40至約400m2/g或約50至約300m2/g，如根據(jù) G. ff. Sears 在 J. Anal. Chem, 28，1981 中描述的方法測(cè)量。第二組合物中膠態(tài)二氧化硅或硅酸鹽基顆粒的凈表面電荷主要為正的，在這種情況下這些顆粒稱為陽(yáng)離子型的。第二含水組合物的二氧化硅或硅酸鹽基顆粒的陽(yáng)離子性質(zhì)可例如通過(guò)使用主要包含陽(yáng)離子二氧化硅或硅酸鹽基顆粒的市售組合物如陽(yáng)離子硅溶膠，或通過(guò)將陽(yáng)離子組分加入主要包含陰離子二氧化硅或硅酸鹽基顆粒如陰離子硅溶膠的組合物中而實(shí)現(xiàn)。第二組合物優(yōu)選包含水溶性鋁鹽、陽(yáng)離子有機(jī)聚合物或其混合物作為陽(yáng)離子組分。水溶性鋁鹽優(yōu)選以約O. I至約10重量％，最優(yōu)選約O. 2至約5重量％的量存在于第二含水組合物中，以基于膠態(tài)二氧化硅或硅酸鹽基顆粒的重量％ Al2O3計(jì)。可使用任何含鋁鹽，鹽的實(shí)例包括氯化鋁、聚氯化鋁、聚硅酸硫酸鋁、硫酸鋁及其混合物。鋁可部分或完全存在于膠態(tài)二氧化硅或硅酸鹽基顆粒和任選其它顏料顆粒的表面上或水相中。第二含水組合物中水溶性鋁鹽的總含量可源自陽(yáng)離子膠態(tài)二氧化硅或硅酸鹽基顆粒。然而，顏料組合物也可包含其它水溶性鋁鹽。陽(yáng)離子有機(jī)聚合物的平均分子量Mw優(yōu)選為約2,000至約1，000，000D，最優(yōu)選約2，000至約500，000D或約4，000至約200，OOOD0電荷密度優(yōu)選為約O. 2至約12meq/g,最優(yōu)選約O. 3至約llmeq/g,或約O. 5至約10meq/g。陽(yáng)離子有機(jī)聚合物優(yōu)選以基于干顏料顆粒的量為約O. I至約20重量％，更優(yōu)選約O. 3至約15重量％，最優(yōu)選約O. 4至約10重量％的量存在于第二含水組合物中。合適陽(yáng)離子有機(jī)聚合物的實(shí)例包括合成和天然聚電解質(zhì)如PAM(聚丙烯酰胺)、聚DADMAC(聚二烯丙基二甲基氯化銨)、聚烯丙胺、聚胺、多糖及其混合物，優(yōu)選滿足關(guān)于分子量和電荷密度的以上規(guī)格。陽(yáng)離子聚合物可部分或完全存在于膠態(tài)二氧化硅或硅酸鹽基顆粒和任選其它顏料顆粒的表面上或水相中。
第二含水組合物中陽(yáng)離子聚合物的總含量可源自陽(yáng)離子膠態(tài)二氧化硅或硅酸鹽基顆粒。然而，顏料組合物也可包含其它陽(yáng)離子聚合物。特別優(yōu)選的第二含水組合物包含如上所述的水溶性鋁鹽和如上所述的陽(yáng)離子聚
合物之一或二者。第二含水組合物中陽(yáng)離子二氧化硅或硅酸鹽基顆粒的干含量?jī)?yōu)選為約O. 5至約70重量0Z0，最優(yōu)選約I至約60重量0Z0。在一個(gè)實(shí)施方案中，第二組合物的陽(yáng)離子膠態(tài)顆粒包含二氧化硅基顆粒。在另一實(shí)施方案中，陽(yáng)離子膠態(tài)顆粒包含硅酸鹽基顆粒，例如鋁硅酸鹽或硼硅酸鹽。膠態(tài)硼硅酸鹽顆粒的實(shí)例和它們的制備方法包括例如W099/16708中所述那些。也可使用各種陽(yáng)離子膠態(tài)二氧化硅基和硅酸鹽基顆粒的混合物或其聚集體。第二含水組合物中陽(yáng)離子膠態(tài)二氧化硅或硅酸鹽基顆粒優(yōu)選源自膠態(tài)二氧化硅或硅酸鹽基顆粒的溶膠。第二含水組合物中膠態(tài)二氧化硅或硅酸鹽基顆粒的溶膠優(yōu)選由堿金屬硅酸鹽的水溶液形成，其中堿金屬離子被氫離子取代。為得到低鹽含量溶膠，優(yōu)選使用離子交換或膜方法?；陔x子交換的方法遵循R. K. Iler, “The Chemistry ofSilica” 1979，第333-334頁(yè)所述的基本原理并產(chǎn)生包含二氧化硅或硅酸鹽基顆粒的膠態(tài)帶負(fù)或正電荷顆粒的水溶膠。第二含水組合物可包含二氧化硅的膠態(tài)顆粒，其可被或未被表面改性，例如可被或未被金屬氧化物或其它金屬鹽如鋁、鈦、鉻、鋯、硼或任何其它合適金屬的氧化物或其它鹽表面改性。合適的膠態(tài)二氧化硅或硅酸鹽基顆粒的水溶膠可市購(gòu)，例如以商標(biāo)名Ludox 、Snowtex 、Bindzil⑧、Nyacol > Vinnsil 或 Fennosil 。不同于通過(guò)將例如沉淀二氧化硅、凝膠型二氧化硅或熱解法二氧化硅的粉末分散而形成的溶膠，通過(guò)離子交換或膜方法由堿金屬硅酸鹽制備的溶膠中的膠態(tài)顆粒從未被干燥成粉末。已發(fā)現(xiàn)通過(guò)離子交換由堿金屬硅酸鹽制備的溶膠，特別是具有相當(dāng)?shù)捅砻娣e的那些導(dǎo)致顏料顆粒對(duì)下面表面的如此良好附著，以致可省去有機(jī)粘結(jié)劑。第二含水組合物中部分或所有陽(yáng)離子膠態(tài)二氧化硅或硅酸鹽基顆?？梢詾榫奂w的形式。顆粒在溶膠中聚集形成聚集體的分散體可用任何合適方法進(jìn)行，例如R. K. Iler,“The Chemistry of Silica” 1979，第364-407頁(yè)所述那些。聚集度可通過(guò)測(cè)量粘度和應(yīng)用 Einstein and Mooney 等式(例如參見 R. K. Iler,“The Chemistry of Silica，，1979,第360-364頁(yè))跟蹤。聚集可作為單獨(dú)的步驟進(jìn)行或在還包含其它顏料顆粒的混合物中進(jìn)行。在一個(gè)實(shí)施方案中，將陰離子溶膠(包含帶負(fù)電荷膠態(tài)顆粒)和陽(yáng)離子溶膠(包含帶正電荷膠態(tài)顆粒)混合，導(dǎo)致由這兩種溶膠形成顆粒的陽(yáng)離子聚集體。在另一實(shí)施方案中，將鹽，優(yōu)選選自二價(jià)、多價(jià)或復(fù)鹽，加入陰離子或陽(yáng)離子溶膠中，也導(dǎo)致陽(yáng)離子聚集體的形成。鹽的實(shí)例為氯化鋁、聚氯化鋁、聚硅酸硫酸鋁、硫酸鋁、碳酸鋯、乙酸鋯、堿金屬硼酸鹽及其混合物。在又一實(shí)施方案中，使用橋聯(lián)物質(zhì)以由初級(jí)顆粒形成聚集體。合適橋聯(lián)物質(zhì)的實(shí)例為合成和天然聚電解質(zhì)如CMC(羧甲基纖維素)、PAM(聚丙烯酰胺)、聚DADMAC(聚二烯丙基二甲基氯化銨)、聚烯丙胺、聚胺、淀粉、瓜爾膠及其混合物。
也可使用包含1、2或所有三種以上聚集方法的任意組合。第二含水組合物還可包含一種或多種其它無(wú)機(jī)材料的顆粒，例如高嶺石、蒙脫石、滑塊石、碳酸鈣礦物、沉淀碳酸鈣、硫酸鈣、沉淀二氧化硅、凝膠型二氧化硅、熱解法二氧化硅及其混合物的顆粒。第二含水組合物中陽(yáng)離子膠態(tài)二氧化硅或硅酸鹽基顆粒的含量?jī)?yōu)選為固體顆?？偭康募s10-100重量％，最優(yōu)選約30-100重量％或約50-100重量％。第二含水組合物中顆粒的總含量?jī)?yōu)選為約I至約80重量％，最優(yōu)選約5至約70重量％，特別最優(yōu)選約10至約60重量％或約20或甚至約25至約60重量％。第二含水組合物還可包含常用于紙涂覆的其它添加劑，例如熒光增白劑、著色染料、不溶粘料、潤(rùn)滑劑、殺微生物劑、穩(wěn)定劑、施膠劑、消泡劑等以及來(lái)自原料的各種雜質(zhì)。其
它添加劑和可能的雜質(zhì)的總量基于干含量?jī)?yōu)選為O至約50重量％，最優(yōu)選O至約30重量％。顏料組合物的總干含量?jī)?yōu)選為約2至約80重量％，最優(yōu)選約10至約75重量％或約20或甚至30至約75重量％。已發(fā)現(xiàn)作為第二含水組合物，包含具有低表面積，優(yōu)選450m2/g以下且通過(guò)如前所述離子交換由堿金屬硅酸鹽制備的膠態(tài)初級(jí)二氧化硅或硅酸鹽基顆?；蚱渚奂w的顆粒的組合物是優(yōu)選的。第二含水組合物通常通過(guò)將聚亞烷基二醇和包含膠態(tài)二氧化硅或硅酸鹽基顆粒的含水組合物混合而制備。優(yōu)選將聚亞烷基二醇加入陽(yáng)離子膠態(tài)二氧化硅或硅酸鹽基顆粒的水分散體中，例如通過(guò)將固體粉末溶于水分散體中，但也可預(yù)先稀釋或溶于例如水中。包含水溶性鋁鹽和/或陽(yáng)離子有機(jī)聚合物的組合物優(yōu)選通過(guò)將這些組分與水分散體如本文所述的還任選包含其它顏料顆粒的膠態(tài)二氧化硅或硅酸鹽基顆粒的溶膠混合，然后加入聚亞烷基二醇而得到。優(yōu)選將膠態(tài)二氧化硅或硅酸鹽顆粒、水溶性鋁鹽和陽(yáng)離子聚合物以避免顯著膠凝或沉淀的方式混合。例如，可將鋁鹽和陽(yáng)離子聚合物混合以形成其水溶液，然后可向其中加入膠態(tài)和任選其它顏料顆粒的水分散體，優(yōu)選在攪拌下進(jìn)行，以確保所得分散體中總是存在顆粒的陽(yáng)離子凈電荷。將膠態(tài)二氧化硅或硅酸鹽基顆粒和任選其它顏料顆粒與鋁鹽和陽(yáng)離子聚合物混合的各種合適方法也描述在先前提到的WO 2006/049546和WO2006/049547 中。優(yōu)選將第二含水組合物以足夠得到每基底涂覆側(cè)干組合物重量為約O. 4至約40g/m2,更優(yōu)選約O. 5至約40g/m2,最優(yōu)選約I至約25g/m2的第二涂層的量施涂。將第一和第二含水組合物施涂在基底上以形成涂層的方法包括但不限于刮刀涂覆、氣刀涂覆、棍涂、幕涂、噴涂、加壓施膠(press size)涂覆和流延涂覆。在計(jì)量膜壓涂(metering film press coating)的情況下,可使用各種棒和棒壓力，例如約0. 5至約8巴，例如約I至約5巴。當(dāng)涂覆紙或紙板時(shí)，涂覆可在紙或紙板機(jī)中進(jìn)行或在紙或紙板機(jī)外進(jìn)行。在施涂涂料以后，將經(jīng)涂覆的基底干燥，在機(jī)器上涂覆的情況下，干燥在機(jī)器的干燥段中進(jìn)行?？墒褂萌魏胃稍锓椒?，例如紅外線照射、熱空氣、加熱筒或其任何組合。然后可使紙經(jīng)受任何種類的常規(guī)處理如砑光等?？墒褂酶鞣N砑光壓力(線荷載)以實(shí)現(xiàn)理想的表面平滑度，例如約20kN/m或更低至約700kN/m或更高，或從約50或約100至約600kN/m。優(yōu)選，在通過(guò)用第一組合物涂覆以后且在用第二組合物涂覆基底以前的基底上進(jìn)行中間干燥步驟以及任選砑光步驟。本文所用術(shù)語(yǔ)涂覆指其中將顏料施涂在基底的表面上的任何方法，因此不僅包括常規(guī)涂覆，而且包括其它方法如著色。本發(fā)明的一個(gè)方面涉及包括如本文所述第一含水組合物和如本文所述第二含水組合物的套件，其意欲用于如本文所述涂覆基底如原紙。本發(fā)明的另一方面涉及一種可通過(guò)上述方法得到的經(jīng)涂覆的基底，尤其是經(jīng)涂覆的紙或紙板。本發(fā)明的經(jīng)涂覆的基底，尤其是經(jīng)涂覆的紙或紙板包含在至少一側(cè)上具有如上所述第一含水組合物的第一涂層和置于第一涂層上的如上所述第二含水組合物的第二涂層的基底。將第一和第二含水組合物在其施涂以后至少部分干燥。關(guān)于第一和第二組合物的其它詳情和實(shí)施方案，參考其以上描述。本發(fā)明的經(jīng)涂覆的紙優(yōu)選具有在75°下60%以上的光澤度值，通過(guò)BYK Gardner方法測(cè)量?，F(xiàn)在在以下實(shí)施例中進(jìn)一步描述本發(fā)明。除非另外說(shuō)明，所有份和百分?jǐn)?shù)指重量份和百分?jǐn)?shù)。表示為PPh的含量涉及每100份干顏料顆粒的份數(shù)。實(shí)施例I在這些試驗(yàn)中，生產(chǎn)含兩層涂層的經(jīng)涂覆的紙。為此，制備各種配制劑并施涂在原紙(來(lái)自Staples Inc.的80g/m2復(fù)印紙)上。a)制備用于第一涂層的配制劑制備具有不同無(wú)機(jī)顏料組成的六種配制劑。將顏料在攪拌(lOOOOrpm)下分散在水中。加入粘結(jié)劑苯乙烯丁二烯膠乳(來(lái)自Eka Polymer Latex Oy的Litex P6115),其后加入CMC (來(lái)自Noviant Oy的Finnfix 10)。將配制劑調(diào)節(jié)至8. 5-9. 5的pH (2M NaOH)，然后在使用以前在溫和攪拌下保持2小時(shí)。在所有配制劑中，膠乳的加入量相同，為15pph，即基于100份干顏料為15份干膠乳。CMC的量在3-6pph之間變化以得到約500cP的粘度(布氏粘度計(jì)，25°C，4號(hào)心軸，50rpm)。計(jì)算配方以在所有6個(gè)配制劑中得到相同的固體含量(33重量％ )。在下表中更詳細(xì)地給出配制劑。表I
權(quán)利要求
1.一種制備經(jīng)涂覆的基底的方法，其包括以下步驟 a)提供基底； b)在所述基底的至少一側(cè)上施涂第一含水組合物的第一涂層，該第一含水組合物包含BET表面積為40m2/g以上的多孔陰離子顏料顆粒和粘結(jié)劑；和 c)向所述第一涂層上施涂第二含水組合物的第二涂層，該第二含水組合物包含陽(yáng)離子膠態(tài)二氧化硅或硅酸鹽基顆粒和聚亞烷基二醇。
2.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其中所述基底為紙或紙板。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2的方法，其中所述第一含水組合物包含沉淀二氧化硅顆粒、熱解法二氧化硅顆?；蚰z型二氧化硅顆粒作為顏料顆粒。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中所述沉淀二氧化硅顆粒、熱解法二氧化硅顆?；蚰z凝二氧化硅顆粒構(gòu)成所述第一組合物中干顏料顆粒的50-100重量％。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中將所述第一含水組合物以至少lg/m2的干組合物重量施涂在所述基底上。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中所述第二含水組合物中的所述陽(yáng)離子膠態(tài)二氧化硅或硅酸鹽基顆粒具有約30至約600m2/g的BET表面積。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中所述第二含水組合物中的所述陽(yáng)離子膠態(tài)二氧化硅或硅酸鹽基顆粒源自膠態(tài)二氧化硅或硅酸鹽基顆粒的溶膠。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中所述陽(yáng)離子膠態(tài)二氧化硅或硅酸鹽基顆粒包含膠態(tài)二氧化硅或硅酸鹽基顆粒和選自水溶性鋁鹽、陽(yáng)離子聚合物及其混合物的陽(yáng)離子組分。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中所述第二含水組合物中的所述膠態(tài)二氧化硅或硅酸鹽基顆粒具有約5至約125nm的平均直徑。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中所述聚亞烷基二醇具有10，000-500, 000D的重均分子量。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中所述聚亞烷基二醇包括聚乙二醇。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中所述聚亞烷基二醇以基于100份所述膠態(tài)二氧化硅或硅酸鹽基顆粒至少2pph的重量濃度存在于所述第二組合物中。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中將所述第二含水組合物以至少lg/m2的干組合物重量施涂在所述第一涂層上。
14.一種經(jīng)涂覆的基底，其包含至少一側(cè)涂有第一涂層和在所述第一涂層上的第二涂層的基底，其中 所述第一涂層包含第一含水組合物，該第一含水組合物包含BET表面積為40m2/g以上的陰離子多孔顏料顆粒和粘結(jié)劑，該第一含水組合物已至少部分干燥，和 所述第二涂層包含第二含水組合物，該第二含水組合物包含陽(yáng)離子膠態(tài)二氧化硅或硅酸鹽基顆粒和聚亞烷基二醇，該第二含水組合物已至少部分干燥。
15.包括第一含水組合物和第二含水組合物的套件，其中所述第一含水組合物包含BET表面積為40m2/g以上的陰離子多孔顏料顆粒和粘結(jié)劑，所述第二含水組合物包含陽(yáng)離子膠態(tài)二氧化硅或硅酸鹽基顆粒和聚亞烷基二醇。
全文摘要
提供一種制備經(jīng)涂覆的基底的方法，其包括以下步驟提供基底；在所述基底的至少一側(cè)上施涂第一含水組合物的第一涂層，所述第一含水組合物包含BET表面積為40m2/g以上的多孔陰離子顏料顆粒和粘結(jié)劑，并向所述第一涂層上施涂第二含水組合物的第二涂層，所述第二含水組合物包含陽(yáng)離子膠態(tài)二氧化硅或硅酸鹽基顆粒和聚亞烷基二醇。已發(fā)現(xiàn)涂有第一涂層和第二涂層的組合的基底提供適于高品質(zhì)且快速干燥噴墨印刷輸出的基底。
文檔編號(hào)D21H17/68GK102803607SQ201080027139
公開日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2010年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月26日
發(fā)明者K·R·安德森, E·林德格倫 申請(qǐng)人:阿克佐諾貝爾化學(xué)國(guó)際公司