专利名称：透明外涂层组合物及其稳定方法
技术领域：
本公开总体涉及一种可用于外涂布例如基于油墨的图像或静电印刷的图像的透明或基本无色的外涂层组合物。本文所述外涂层组合物是一种透明固体油墨，其包含一种或多种具体的可在喷墨印刷机或打印机中使用的蜡。还描述了使用和稳定该外涂层组合物的方法。
背景技术：
通常，喷墨印刷机或打印机包括至少一个印刷头，其将液体油墨的液滴或射流喷射到一种记录或成像介质上。相变喷墨印刷机使用相转变油墨，其在环境温度下为固相，但在升高的温度下转变为液相。然后熔融的油墨可被喷射到一种印刷介质上，这通过印刷头直接喷射到图像接收衬底上，或间接喷射到中间成像部件然后该图像被转印到图像接收衬 底上而进行。一旦经喷射的油墨位于图像接收衬底上，油墨液滴就快速固化形成图像。在直接印刷和胶版印刷体系中，图像可形成于一个介质片或介质网上。成像设备，特别是使用相变油墨形成图像的成像设备面临的两个难题是在处理印刷品过程中的油墨摩擦(rub)和粘脏(offset)。如本文所用的，油墨摩擦是指图像的油墨在接收衬底(如张纸)上的涂污或磨损。油墨粘脏是指在接收衬底的表面或部分表面上形成的图像中的油墨转印到衬底的另一个表面或另一部分上。油墨摩擦和粘脏特别在要求大量处理的应用(如信封的外侧或插入信封的印刷纸张)中是一个顾虑。为防止油墨摩擦和/或粘脏，已采用了一些现有已知的系统，以在衬底上的印刷图像上施加保护性涂层来防止印刷图像的油墨摩擦或粘脏，或使其最小化，如在2009年11月12日提交的David A. Mantell等人的第12/617，230号美国专利申请所公开的。但是，仍然存在改进这些已知的保护基于油墨或调色剂的图像的系统和方法的需要，以例如增强保护性涂层的性能、维持保护性涂层在印刷机中的所需粘度更长的时间以避免堵塞、或需要更少的用以实现保护的覆盖范围以降低成本。因此，仍然需要一种可用于保护基于固体油墨和基于调色剂的图像的外涂层组合物，其可对基于调色剂的图像和基于油墨的图像提供外涂层涂布性能，包括例如热和光稳定性、抗划伤性和抗涂污(或摩擦)性，尤其是在商业印刷应用中，并且可容易地用于目前的印刷系统中。
发明内容
根据本文展示的实施方案，提供了一种外涂层组合物及其用于基于油墨的和静电印刷的印刷品的方法。在一个实施方案中，公开了一种用于保护基于油墨的或基于调色剂的图像的透明或基本透明的外涂层组合物，包含一种或多种蜡；稳定剂；和任选的树脂，其中该外涂层组合物防止基于油墨的或基于调色剂的图像涂污或粘脏，或使其最小化。在另一个实施方案中，提供了一种用于保护基于油墨的或基于调色剂的图像的透明或基本透明的外涂层固体油墨，包含羟基封端的聚乙烯蜡；4，4’ -双(a，a-二甲基苄基)二苯胺；和任选的树脂，其中该外涂层固体油墨防止基于油墨的或基于调色剂的图像涂污或粘脏。在又一个实施方案中，提供了一种经保护的基于油墨的或基于调色剂的图像，包含置于衬底上的基于油墨的或基于调色剂的图像；置于至少该基于油墨的或基于调色剂的图像的一部分上的透明或基本透明的外涂层组合物，其中该外涂层组合物包含一种或多种蜡、稳定剂；和任选的树脂，其中该经保护的基于油墨的或基于调色剂的图像未显示出或显示出更少的涂污或粘脏。本发明还提供了以下优选实施方案 I. 一种透明或基本透明的外涂层组合物，用于保护基于油墨的或基于调色剂的图像，所述外涂层组合物包含一种或多种蜡；稳定剂；和任选的树脂，其中该外涂层组合物防止基于油墨的或基于调色剂的图像的涂污或粘脏。2.实施方案I的外涂层组合物，其中所述一种或多种蜡选自在链端含有或不含有官能团的聚乙烯蜡及其混合物。3.实施方案2的外涂层组合物，其中所述官能团选自-OH、-COOH及其混合物。4.实施方案2的外涂层组合物，其中所述一种或多种蜡为平均分子量为约500至约1，000且熔点为约60°C至约150°C的聚乙烯蜡。5.实施方案I的外涂层组合物，其中所述一种或多种蜡在约120°C的温度下具有约3至约30cPs的粘度。6.实施方案I的外涂层组合物，其中所述一种或多种蜡的存在量为外涂层组合物的总重量的约30至约100重量％。7.实施方案I的外涂层组合物，其中所述任选的树脂选自氨基甲酸酯、酰胺、酯及其混合物。8.实施方案I的外涂层组合物，其中所述稳定剂为受阻叔胺。9.实施方案8的外涂层组合物，其中所述稳定剂为4，4’-双(a，a-二甲基苄
基)二苯胺。10.实施方案I的外涂层组合物，其中所述稳定剂的存在量为外涂层组合物的总重量的约0. 05至约I. 0重量％。11.实施方案I的外涂层组合物，其中该透明外涂层组合物还包含选自分散剂、抗氧化剂、粘度改进剂、增滑剂、增粘剂及其混合物的添加剂。12.实施方案I的外涂层组合物，为固体油墨。13.实施方案I的外涂层组合物，适合在喷墨印刷机中使用。14. 一种透明或基本透明的外涂层组合物，用于保护基于油墨的或基于调色剂的图像，所述外涂层组合物包含羟基封端的聚乙烯蜡；4，4’ -双(a，a-二甲基苄基)二苯胺；和
任选的树脂，其中该外涂层固体油墨防止基于油墨的或基于调色剂的图像的涂污或粘脏。15.实施方案14的外涂层固体油墨，在印刷机中保持热稳定约两周以上的时间段。16.实施方案14的外涂层固体油墨，在约120°C的温度下的粘度为约5至约15cPs。17. 一种经保护的基于油墨的或基于调色剂的图像，包含置于衬底上的基于油墨的或基于调色剂的图像；置于至少该基于油墨的或基于调色剂的图像的一部分上的透明或基本透明的外涂层组合物，其中该外涂层组合物包含一种或多种蜡， 稳定剂；和任选的树脂，其中经保护的基于油墨的或基于调色剂的图像未显示出涂污或粘脏。18.实施方案17的经保护的基于油墨的或基于调色剂的图像，其中所述外涂层组合物是固体油墨。19.实施方案17的经保护的基于油墨的或基于调色剂的图像，其中所述外涂层组合物置于约10%的基于油墨的或基于调色剂的图像至约100%的基于油墨的或基于调色剂的图像上。20.实施方案17的经保护的基于油墨的或基于调色剂的图像，其中所述外涂层组合物通过喷墨印刷机施用于基于油墨的或基于调色剂的图像上。
为更好地理解，可参考附图。该图是示出在本发明实施方案的保护性外涂层固体油墨中的稳定剂效果的图表。
具体实施例方式如上文所述，仍然需要可用于保护基于固体油墨和基于调色剂的图像的外涂层组合物，其可对基于调色剂的图像和基于油墨的图像提供外涂层涂布性能，包括例如热和光稳定性、抗划伤性和抗涂污(或摩擦)性，尤其是在商业印刷应用中，并且也可用于目前的印刷系统中。在一些实施方案中，该外涂层组合物用作透明固体油墨的基体的一部分。在主要市场，如涉及直接邮寄应用的那些市场中，印刷品必须在整个邮件处理过程中保持高图像质量。该外涂层组合物对现有的印刷应用提供了进一步改进的性能，如更少的涂污和粘脏。因此本发明实施方案提供了显示出所需的高图像品质的耐久印刷品，即使是在包括扩展处理(extended handling)的苛刻条件下。特别地，本发明实施方案提供了一种透明或基本无色的外涂层组合物，包含一种或多种特定的蜡，其为可数字印刷到需要保护的具体图像上的固体油墨的一部分。对于直接邮寄，这意味着要用该透明外涂层固体油墨外涂布需要保护的具体文本，例如邮件接收人的地址和姓名。在一些实施方案中，基于油墨的图像由该外涂层固体油墨本身组成，因而基于油墨的图像在形成时已经包括了该外涂层组合物而无需单独的涂布该基于油墨的图像的步骤。如所讨论的，可印刷保护性外涂层固体油墨以更好地保护下面的印刷图像。本发明实施方案的固体油墨已显示出在较低的约10%的覆盖率至最高达全部区域覆盖率时均有效。该固体油墨已显示出可以减轻经该固体油墨涂布的印刷品的粘脏和涂污。另外，经涂布的图像能够保持低摩擦系数(COF)，这是目前的复印机的自动文件进料系统所需要的。在一些实施方案中，该保护性固体油墨包含蜡、热稳定剂、任选的树脂、一种或多种添加剂。添加剂的实例可包括抗氧化剂、粘度改进剂、增滑剂、增粘剂等，如第6，860，930号美国专利所公开，其内容以引用的方式纳入本文。本发明实施方案的保护性固体油墨包含一种或多种具体的蜡，如聚乙烯蜡，其市售可得并且具有合适的熔点和相对低的粘度。在一些实施方案中，所述蜡选自在链末端含有或不含有官能团的聚乙烯蜡。在一些具体实施方案中，所述官能团选自-0H、-C00H等，及其混合物。这些蜡具有在约60°C至约150°C，或更具体地约70°C至约140°C温度范围内的熔 点。这些蜡的粘度在120°C的温度下为约3cPs至约30cPs，或更具体地，在120°C温度下为约4cPs至约20cPs。在一些具体实施方案中，所述腊可为购自Baker Petrolite (Houston,Texas)的POLYWAX 。包含这些蜡的本发明实施方案的外涂层固体油墨在约120°C的温度下具有约5至约15cPs、或约6至约14cPs的粘度。优选所述腊为具有至少18个碳原子、优选20至100个碳原子、最佳为25至75个碳原子的羟基官能化的蜡。在一些实施方案中，所述蜡是一种完全饱和的直链烃，如一种羟基封端的聚乙烯蜡。这种蜡的合适的实例包括，但不仅限于，Mn 分别约等于 375、460、550 和 700g/mol 的 UNILIN 350, UNILIN 425, UNILIN550和UNILIN 700 ;平均分子量分别为约1000,655和500的PW1000.PW655和PW500聚乙烯腊。所有这些腊可购自Baker-Petrolite (Sugar Land,Texas)。所述腊在保护性外涂层固体油墨中的存在量为约30至约100重量％、约50至约100重量％或约70至约99. 98重量％，基于固体油墨的总重量计。该外涂层可任选地含有树脂，例如酰胺、氨基甲酸酯、脲和酯。适用于本发明实施方案的酰胺的实例包括第6，860，930号美国专利中所公开的三酰胺。树脂在保护性外涂层固体油墨中的存在量为约0. 5至约30重量％、约3至约25重量％或约5至约20重量％，基于固体油墨的总重量计。在一些其他的实施方案中，可使用一种过滤方法降低所述蜡的浊点(cloudpoint)以得到具有较低喷射温度的外涂层固体油墨，从而有利于低能耗。流体的浊点是一部分蜡不再完全熔化的温度(因为蜡是不同分子量(具有不同熔点)的混合物)，作为第二相沉淀而使所述流体具有浑浊外观。在一些实施方案中，所述蜡的浊点从约115°C降低至约105°C。为了在尽可能低的温度下喷射所述保护性外涂层固体油墨，开发了一种冷过滤方法以降低经过滤的外涂层固体油墨的浊点。在该过滤方法中，将蜡首先加热至熔化温度(例如130°C)，然后使其冷却(例如115°C)以过滤该蜡。当此过滤方法用于UNLIN 700时，经过滤的蜡的浊点比其未经过滤的对应物低10度，如表I所示。经过滤和未经过滤的蜡二者的粘度在130°C下均为9. 13。表I
权利要求
1.ー种透明或基本透明的外涂层组合物，用于保护基于油墨的或基于调色剂的图像，所述外涂层组合物包含 ー种或多种蜡； 稳定剂；和 任选的树脂，其中该外涂层组合物防止基于油墨的或基于调色剂的图像的涂污或粘脏。
2.权利要求I的外涂层组合物，其中所述ー种或多种蜡选自在链端含有或不含有官能团的聚こ烯蜡及其混合物。
3.权利要求I的外涂层组合物，其中所述ー种或多种蜡的存在量为外涂层组合物的总重量的约30至约100重量％。
4.权利要求I的外涂层组合物，其中所述稳定剂为受阻叔胺。
5.权利要求I的外涂层组合物，为固体油墨。
6.权利要求I的外涂层组合物，适合在喷墨印刷机中使用。
7.—种透明或基本透明的外涂层组合物，用于保护基于油墨的或基于调色剂的图像，所述外涂层组合物包含 羟基封端的聚こ烯蜡； 4，4’ -双(a，α-ニ甲基苄基)ニ苯胺；和 任选的树脂，其中该外涂层固体油墨防止基于油墨的或基于调色剂的图像的涂污或粘脏。
8.权利要求7的外涂层固体油墨，在印刷机中保持热稳定约两周以上的时间段。
9.权利要求7的外涂层固体油墨，在约120°C的温度下的粘度为约5至约15cPs。
10.一种经保护的基于油墨的或基于调色剂的图像，包含 置于衬底上的基于油墨的或基于调色剂的图像； 置于至少该基于油墨的或基于调色剂的图像的一部分上的透明或基本透明的外涂层组合物，其中该外涂层组合物包含一种或多种蜡， 稳定剂；和 任选的树脂，其中经保护的基于油墨的或基于调色剂的图像未显示出涂污或粘脏。
全文摘要
本发明涉及透明外涂层组合物及其稳定方法。本发明实施方案总体涉及一种新的透明或无色外涂层组合物，其可用于外涂布例如基于油墨的图像和静电印刷的图像。该外涂层组合物可用作透明固体油墨的基体，包含一种或多种蜡。本发明实施方案还包括使用和稳定作为固体油墨的该外涂层组合物的方法。
文档编号C09D11/12GK102732100SQ20121010736
公开日2012年10月17日 申请日期2012年4月12日 优先权日2011年4月12日
发明者吴波, 小J·W·托马斯 申请人:施乐公司