[发明专利]适用于吸墨性涂料的配制剂

说明书

发明背景

本发明涉及一种包括无机氧化物颗粒的配制剂。具体地说，本发明涉及一种用于纸张的吸墨性涂料配制剂，包含新型的有孔、微细无机氧化物，该氧化物提供了优异的油墨吸收性，如果需要，提供光泽涂饰。

吸墨性涂料一般含有各种比例的无机颜料和粘合剂。这些组分的比例影响这些涂料的性能，例如油墨吸收性能。一种表征无机颜料相对于粘合剂的比例的方法是采用颜料的体积浓度，或PVC。颜料的体积浓度(PVC)的定义是：100*V_p/(V_p＋V_b)，其中V_p是颜料的体积，V_b是粘合剂的体积。

当以低PVC配制涂料时，粘合剂形成了涂料的连续相，颜料颗粒分散在其中。当以高PVC配制涂料时，粘合剂不再是连续相，即没有足够的粘合剂来填充密集的、半刚性或刚性的颜料颗粒之间的空隙。粘合剂不再看作连续相时的比例在本领域被定义为临界颜料体积浓度(CPVC)。比例大于CPVC时，在紧密堆积的颗粒之间形成粒间孔隙网络，这些粒子间孔隙成为随后施加在已干燥涂层上的油墨的储留区。

在本领域已经知道，包括无机颜料和粘合剂的涂料的光泽性和透气性取决于PVC。见涂料技术概要第三版，W.M.Morgans，Halsted出版公司(John Wiley & Sons有限公司的分公司)纽约，NY，1990年，第7页。当涂料按照低于CPVC的情况配制时，由于表面粗糙度而产生消光效应，在颜料颗粒大小大于涂层厚度时是经常出现的。当颜料颗粒大小小于涂层厚度时可获得较为光泽的涂层。因此通过谨慎地对颜料颗粒大小和涂层膜厚之间的关系进行选择，可以控制消光处理和涂层光泽。但是，除非粘合剂是吸湿性的，这种涂层将会相对不透水。对于使用水性油墨的喷墨打印应用来说，这种涂层将会受到油墨干燥时间较长的困扰。易于吸收油墨的涂料的一个关键性质是迅速吸收油墨液体的能力，从而影像能够尽快地在介质上定影。使得模糊现象最小化。

一种已知的包括吸湿性粘合剂的配制剂是一种在低PVC配制的易于吸收油墨的涂料，采用胶体二氧化硅作为颜料与例如PVOH的吸湿性粘合剂结合使用。这些配制剂一般可获得较为光泽的涂层，并且吸湿性粘合剂借助于油墨流体的部分溶解而吸收水分。在这种情况下，胶体二氧化硅用来改善涂层性能以在印刷之后提高影像质量。但是胶体二氧化硅是无孔的，因此由胶体二氧化硅制备的涂料较浓。所以这种涂料缺乏吸收大量液体油墨的能力。另外，油墨干燥时间较慢。

当以高PVC(尤其是在CPVC以上)配制涂料时，与以低于CPVC配制的涂料相比，一般可以观察到非常不同的光泽和透湿性。在高PVC时，因为颗粒的不完全填充以及缺少适量的粘合剂来填补缝隙间空隙，所以形成了颗粒之间的缝隙间空隙空间或孔隙的网络。这种涂料倾向于具有高度的透湿性，因为液体可以缝隙间孔隙之中流过，这一点正是当用于易于吸收油墨的涂料所需要的。但是，这种涂层的光泽一般较低，因为其表面具有与颜料颗粒大小相关的粗糙度。使用这种体系可以获得较为光泽的涂层，但是颜料颗粒的尺寸必须较小，并且一般使用相对无孔的颗粒。例如，在欧洲专利申请803374中公开的胶体二氧化硅可被用于光泽方面的应用。由煅制二氧化硅制成的胶体也已被用于这种用途，但是这些材料也是无孔的。

其它颜料诸如粘土，氧化铝，硅藻土，沉淀二氧化硅等也被使用，例如在美国专利US4460637和US5030286中披露的。尽管这些颜料的确具有内部孔隙率，但是当含有这种颜料的涂料被涂布以及干燥后，该孔隙率会显著的缩减。

因此，需要提供一种用于光泽的吸墨性涂料的颜料，在该涂料中无机颗粒具有与涂料PVC无关的内部孔隙率。也希望具有颜料孔隙率以及由此产生的涂料孔隙率，该孔隙率不会受外界因素例如剪切的影响，并且在颜料和涂料被处理和干燥之后仍然可靠地存在。

发明概述