CN100334300C - 喷墨记录材料、其制备方法和使用该喷墨记录材料的喷墨记录方法 - Google Patents

喷墨记录材料、其制备方法和使用该喷墨记录材料的喷墨记录方法 Download PDF

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Abstract

本发明披露了一种喷墨记录材料,所述材料基本没有粘性并且能在其上接收具有高耐开裂性和渗墨性的油墨图像,在载体上有油墨接收层,并且包含(A)2%水溶液的粘度为200cP(20℃)的羟丙基甲基纤维素,以及可有可无的(B)N-乙烯基吡咯烷酮聚合物和(C)阳离子树脂。

Description

喷墨记录材料、其制备方法和使用该喷墨记录材料的喷墨记录方法
本发明涉及喷墨记录材料,其制备方法和使用该喷墨记录材料的喷墨记录方法。更准确地说,本发明涉及一种喷墨记录材料,所述材料含有:通过颜料油墨或染料油墨能在其上记录具有优异光泽和透明度的油墨图像的油墨接收层,并且不会在油墨接收层的表面上产生粘性层;本发明还涉及所述喷墨记录材料的制备方法以及使用该喷墨记录材料的喷墨记录方法。
其中使水性油墨通过细小的喷嘴射向记录材料从而在记录材料上形成图像的喷墨记录系统是有益的,因为喷墨记录操作的噪音低,能容易地记录彩色图像,能高速地进行记录并且记录装置较其它打印装置要便宜。因而,所述的喷墨记录系统广泛地用于终端打印机,传真机和绘图仪中以及用于帐簿和票签的打印。
迄今为止,用作喷墨记录纸的有:改善渗墨性的、不含木浆的纸和表面涂布有多孔颜料的涂布纸。这些常规的喷墨记录纸的表面光泽低,因此具有织物状的外观。然而,随着喷墨打印机的迅速流行,喷墨图像的质量和全色性能的提高,要求喷墨记录材料具有高的表面光泽、高的成象质量,以及高的图像彩色密度。例如,需要光泽和图像质量类似于银盐成像法得到的图像。另外,由于所有上述常规的记录纸均是不透明的,甚至当使用具有高表面光泽的载体或透明载体时,在该载体上形成的涂层也是不透明的,因此,不可能得到具有令人满意的光泽和透明度的记录纸。因此,为提供具有增加透明度或光泽的喷墨记录纸,已进行了这样的尝试,即在纸上或塑料薄膜上形成得自亲水聚合物树脂的油墨接收层,所述树脂选自:例如,淀粉,水溶性纤维素衍生物,聚乙烯醇,和聚乙烯吡咯烷酮。所述纤维素衍生物包括:如日本末审专利公开56-080489,63-160875和3-69388中所披露的,羟丙基甲基纤维素,甲基纤维素,羧甲基纤维素,羟丙基纤维素和羟乙基纤维素。
另一方面,在具有油墨接收层的常规喷墨记录纸中,包含作为主成份的多孔颜料,以便防止图像边界中的渗墨,并改善打印染料的耐水性能,通常已知的是,将具有特定化学结构的各种阳离子树脂,例如,聚胺,聚乙烯亚胺,双氰胺缩合产物,以及季铵盐化合物添加至油墨接收层(涂层)中,这些内容披露于,例如日本未审专利公开56-84992,60-161188,61-293886和6-92012中。
如在日本未审专利公开63-160875和日本未审实用新型公开60-96069中所述,即便在包含作为主成份的纤维素衍生物的油墨接收层中,也能通过添加阳离子型树脂来增加油墨接收层的耐水性能。然而,添加至油墨接收层中阳离子树脂量的增加,将使得油墨接收层表面的粘性增加,并使打印在该接收层上油墨的干燥速率降低。
日本未审专利公开7-144466披露了一种由涂布液形成的油墨接收层,所述涂布液包含作为主成份的的羧甲基纤维素。然而,所得到的油墨接收层在图像质量方面以及该油墨接收层的耐水性能方面是不能令人满意的。另外,该涂布液的涂布性能很差,而且所得到的涂层(油墨接收层)的外观不能令人满意。
目前,喷墨记录系统被用作大型图文输出装置,在如外部和内部广告牌和标志牌,以及POP广告的应用中,对其的需求正迅速地增加。
在常规的系统中,通常使用包含着色材料的含水染料油墨,所述着色材料具有高的着色性能。另外,业已开发出具有优异耐晒牢度的含水颜料油墨,并已用于实践中。
日本未审专利公开60-262685,63-191670,1-502805,和8-324103,以及日本的PCT公开1-502805披露了具有油墨接收层的喷墨记录材料,所述油墨接收层包含作为主成份的水溶性纤维素衍生物,例如羟乙基纤维素,羧甲基纤维素,羟丙基纤维素等。在这些喷墨记录材料中,由于油墨接收层是透明的,因此,所得到的油墨图像具有优异的透明性和光泽。然而,油墨在接收层上的干燥速率很慢,因此,油墨接收层的打印表面将在很长一段时间内保持湿、粘状态,因此将难于进行使用。另外,当通过含水颜料油墨进行打印时,油墨接收层遇到水性油墨将发生溶胀,并因此使打印在油墨接收层上的油墨图像开裂。开裂指的是:当固着至油墨接收层上时,包含着色颜料作为着色材料的油墨图像发生开裂的一种现象。尽管开裂的尺寸相当小,但裂口可通过肉眼观察到,这将使得油墨图像的颜色密度变得不均匀。在包含两种或多种彼此颜色不同的油墨的混色图像中,可明显地观察到这种图像开裂现象。因此,在油墨图像中形成的开裂将使得油墨图像呈现出低的颜色密度和光泽,并因此使图像变得不清楚。
为解决打印油墨图像湿及发粘这个问题,日本未审专利公开61-74879披露了一种包含环氧乙烷聚合物的油墨接收层。在所述的这种油墨接收层中,可解决打印油墨图像的湿和发粘问题。然而,当使用含水染料油墨时,这种油墨接收层具有这样的缺点:打印油墨图像的光泽将降低,随着时间的推移,打印油墨将扩散入油墨接收层中,因此所得的油墨图像不适用于必须进行长期储存的记录。
另外,当使用含水颜料油墨时,所述的这种油墨接收层就耐图像开裂问题而言没有任何的改善。因此,在这种油墨接收层上形成的颜料油墨图像将发生开裂。
为解决含水颜料油墨图像的开裂问题,日本未审专利公开10-67168提供了一种带有油墨接收层的喷墨记录材料,所述油墨接收层含有粘合剂和平均粒径从20-200nm的硅胶颗粒和铝胶颗粒并显示出高的透明性。在这种喷墨记录材料中,由于油墨吸收在细小颜料颗粒间形成的细孔中,因此油墨接收层由于油墨而产生的溶胀趋势很小,并增强了打印在油墨接收层上的含水颜料油墨图像的耐开裂性。然而,油墨接收层本身在油墨接收层的涂布液体层的干燥步骤期间有这样一种趋势,结果使所得的油墨接收层发生开裂,并显示出降低的透明性。
当为了防止油墨接收层发生开裂而增加粘合剂的含量时,在颜料颗粒间形成的孔的尺寸将减小。因此,为防止油墨接收层发生开裂,必须增加油墨接收层的量。油墨接收层量的增加,将使所得的油墨接收层的透明性下降。另外,还将使所得油墨接收层的油墨吸收速率下降,并使油墨易于扩散入油墨接收层中,而且,将难于平衡油墨接收层的各种性能。此外,这种油墨接收层对于形成在其上的含水颜料油墨图像的耐开裂性不够。
本发明的一个目的是提供一种喷墨记录材料,所述喷墨记录材料的制备方法以及利用所述记录材料的喷墨记录方法,所述材料没有发粘和湿的表面状态,能在其上记录高光泽和优异透明性的油墨图像,并且显示出的油墨干燥性能和优异的耐水性。
本发明的另一个目的是提供一种备有油墨接收层的喷墨记录材料,所述喷墨记录材料的制备方法以及利用所述记录材料的喷墨记录方法,所述油墨接收层具有高透明性,优异的含水颜料油墨打印图像耐开裂性,很高的耐油墨扩散入油墨接收层中的性能以及优异的油墨干燥性能;并且能在油墨接收层上记录高均匀性、高颜色密度和优异光泽的油墨图像。
本发明的再一个目的是提供一种喷墨记录材料,所述喷墨记录材料的制备方法以及利用所述记录材料的喷墨记录方法,与含水颜料油墨相似,所述记录材料具有优异的含水染料油墨的适用性。
通过本发明的喷墨记录材料,所述喷墨记录材料的制备方法以及利用所述记录材料的喷墨记录方法,能实现上述目的。
因此,本发明提供了一种包含载体和在载体表面上形成的油墨接收层的喷墨记录材料,所述喷墨记录材料包含有:粘度为200cP或更低的羟丙基甲基纤维素(A),所述粘度是在20℃于所述纤维素的2%水溶液中测得的,(B)N-乙烯基吡咯烷酮树脂,所述N-乙烯基吡咯烷酮树脂(B)至少包括一种选自下列的物质:N-乙烯基吡咯烷酮的均聚物,和N-乙烯基吡咯烷酮与至少一种其它可聚合单体的共聚物和至少一种阳离子树脂(C);羟丙基甲基纤维素(A),N-乙烯基吡咯烷酮树脂(B)和阳离子树脂(C)的重量比(A)∶(B)∶(C)从100∶5至100∶1-20。
在本发明的喷墨记录材料(1)中,在20℃于所述纤维素的2%水溶液中测得的羟丙基甲基纤维素的粘度优选为20-200cP。
在本发明的喷墨记录材料(1)中,优选羟丙基甲基纤维素的甲氧基取代度为1.5或更高,所述取代度定义为每个纤维素环单元被甲氧基基团所取代的羟基基团的平均数。
在本发明的喷墨记录材料(1)中,除羟丙基甲基纤维素(A)以外,油墨接收层还可包括:N-乙烯基吡咯烷酮树脂(B),所述N-乙烯基吡咯烷酮树脂(B)至少包括一种选自下列的物质:N-乙烯基吡咯烷酮的均聚物,和N-乙烯基吡咯烷酮与至少一种其它可聚合单体的共聚物。
在本发明的喷墨记录材料(1)中,N-乙烯基吡咯烷酮的均聚物和N-乙烯基吡咯烷酮与至少一种其它可聚合单体的共聚物,其重均分子量优选从5000至100,000。
在本发明的喷墨记录材料(1)中,N-乙烯基吡咯烷酮树脂(B)的含量优选为:每100重量份羟丙基甲基纤维素,5-150重量份。
在本发明的喷墨记录材料(1)中,载体优选选自:层压纸和塑料薄膜;所述层压纸中的原纸涂布有热塑性树脂组分。
在本发明的喷墨记录材料(1)中,除羟丙基甲基纤维素(A)以外,油墨接收层还可包括:N-乙烯基吡咯烷酮树脂(B),和至少一种阳离子树脂(C);所述N-乙烯基吡咯烷酮树脂(B)至少包括一种选自下列的物质:N-乙烯基吡咯烷酮的均聚物,N-乙烯基吡咯烷酮与至少一种其它可聚合单体的共聚物;羟丙基甲基纤维素(A)与N-乙烯基吡咯烷酮树脂(B)和阳离子树脂(C)的重量比(A)∶(B)∶(C)从100∶5至100∶1-20。
在本发明的喷墨记录材料(1)中,N-乙烯基吡咯烷酮的均聚物和N-乙烯基吡咯烷酮与至少一种其它可聚合单体的共聚物,其重均分子量优选从5000至500,000。
在本发明的喷墨记录材料(1)中,载体优选包括:中心线平均粗糙度Ra为0.5μm或更小的聚烯烃树脂层压纸页;且油墨接收层至少包括羟丙基甲基纤维素(A)和平均粒径为1-30m的颜料颗粒。
平均粒径为1-30μm的颜料颗粒,其含量以每100重量份的油墨接收层总重量计为1-10重量份。
油墨接收层的干重量为3-20g/m2
具有喷墨记录表面的本发明的喷墨记录材料,根据JIS P 8142在75度进行测量时,具有20-60%的镜面光泽。
在本发明的上述喷墨记录材料(1)中,平均粒径为1-30μm的颜料颗粒优选自:平均粒径为3-15μm的无机颜料颗粒。
本发明的喷墨记录材料(2)包含载体和在载体表面上形成的油墨接收层,所述油墨接收层包含羟丙基甲基纤维素(a)和N-乙烯基吡咯烷酮树脂(B),所述N-乙烯基吡咯烷酮树脂(B)至少包括一种选自下列的物质:N-乙烯基吡咯烷酮的均聚物,N-乙烯基吡咯烷酮与至少一种其它可聚合单体的共聚物。
在本发明的喷墨记录材料(2)中,形成在载体上的油墨接收层包含:羟丙基甲基纤维素(a);(B)N-乙烯基吡咯烷酮树脂;和(C)阳离子树脂;其中所述N-乙烯基吡咯烷酮树脂(B)至少包括一种选自下列的物质:N-乙烯基吡咯烷酮的均聚物,N-乙烯基吡咯烷酮与至少一种其它可聚合单体的共聚物。
羟丙基甲基纤维素(a),N-乙烯基吡咯烷酮树脂(B)和阳离子树脂(C)以如下混合重量比进行混合:(a)/(B)/(C)从100∶5至100∶1-20。
用于制备喷墨记录材料的本发明的方法包括:
制备含水涂布液,将该含水涂布液的粘度调节至500-15,000cP,所述涂布液包含在20℃于所述纤维素的2%水溶液中测得粘度为200cP(厘泊)或更低的羟丙基甲基纤维素(A),所述涂布液的粘度是在25℃测量的;和
通过使用口模式涂布机,用含水涂布液对载体表面进行涂布,从而形成油墨接收层。
利用喷墨记录材料的本发明的喷墨记录方法包括:将包含着色颜料作为着色材料的成影像的液体墨滴喷射至喷墨记录材料的油墨接收层上,从而在油墨接收层上形成油墨图像。
本发明的喷墨记录材料包含:优选成片状的载体,和在载体上形成的并包含吸墨聚合材料的油墨接收层。所述吸墨聚合材料包括纤维素衍生物,例如,带有甲氧基和/或羟丙基基团的甲基纤维素,羟丙基纤维素和羟丙基甲基纤维素,并且能赋予油墨接收层以高光泽和令人满意的吸墨性。在本发明中,使用在20℃时其2%水溶液的粘度为200cP或更低的特定羟丙基甲基纤维素。
由于本发明者针对带有油墨接收层的喷墨记录材料进行了深入的研究,所述油墨接收层含有作为主成份的水溶性树脂,例如,纤维素衍生物,业已发现,当使用具有特定粘度的羟丙基甲基纤维素时,所得到的喷墨记录材料的油墨接收层没有发粘的表面并且能在其上记录具有高光泽和优异透明性的油墨图像。
纤维素衍生物,如羟丙基甲基纤维素可用于各种用途,例如用作食品、药品,化妆品和建筑材料的增稠剂或粘合剂。对上述用途有用的纤维素衍生物具有极高的粘度。可用于本发明的羟丙基甲基纤维素,其粘度限制在200cP或更低,优选为100cP或更低,所述粘度是通过B-型粘度计,在20℃,在其2%水溶液中测量的。
当羟丙基甲基纤维素2%水溶液的粘度大于200cP时,所得到的用于油墨接收层的涂布液的流平性不能令人满意,并且所得到的油墨接收层由于涂布液的高粘度而有条纹。另外,当降低涂布液中纤维素衍生物的浓度以降低涂布液的粘度时,通过一次涂布操作所得到的涂层的厚度将变得太薄。因此,甚至在由两种或多种不同颜色的油墨形成油墨图像时,为了在没有渗墨的情况下,形成能接收高透明性油墨图像的油墨接收层,必须将稀释的涂布液涂布两次或多次。这将使得涂布操作变得更为复杂,并使涂布成本变得更高。
本发明者对于各种含水树脂在含水颜料油墨中的适用性进行了对比。结果是,通过使用羟丙基甲基纤维素(HPMC)(它是水溶性纤维素衍生物之一),所得到的油墨接收层能在其上接收没有渗墨、没有油墨图像开裂且实心打印均匀性高的油墨图像。另外,所得到的油墨接收层具有良好的油墨干燥性能和很高的抗形成湿和发粘打印表面的性能。
当通过使用颜料油墨进行喷墨记录时,优选的是,通过B-型粘度计,在20℃,在其2%水溶液中测量的羟丙基甲基纤维素的粘度为20-200cP。当HPMC2%水溶液的粘度低于20cP(20℃)时,在利用含水颜料油墨在所得到的油墨接收层上进行打印时,在所得到的颜料油墨图像中将形成明显的开裂。另外,当HPMC2%水溶液的粘度高于200cP(20℃)时,所得到的用于油墨接收层的涂布液的粘度将变得太高,难以使用,因此涂布效率将降低。此外,所得的油墨接收层将出现涂布缺陷。当降低涂布液中HPMC的浓度以改善涂布效率时,所得稀释的涂布液必须重复地进行涂布,以便得到具有所希望涂布量的油墨接收层。重复的涂布操作将使涂布效率降低,并使涂布成本增加。
此外,在适用于本发明的羟丙基甲基纤维素中,HPMC的甲氧基基团的取代度优选为1.5或更大,更优选为1.7或更大,更为优选的是1.8或更大;其中所述的取代度相当于:纤维素结构中每个葡萄糖环单元中羟基基团被甲氧基基团取代的甲氧基的平均数量。当使用甲氧基基团取代度为1.5或更大的HPMC时,油墨接收层具有优异的吸墨性和高光泽,并且所得到的油墨图像将具有高的颜色密度。当甲氧基取代度小于1.5时,所得到的油墨接收层可能会有不能令人满意的透明性和不足的光泽。对于甲氧基基团的取代度没有上限。由于每个葡萄糖环单元的羟基基团数为3,因此甲氧基基团的取代度必须低于3。
将HPMC的每个葡萄糖环单元中羟丙基基团的平均加成摩尔数限制在一特定的范围内。通常,羟丙基基团的平均加成摩尔数优选在0.10至0.34的范围内,更优选的是从0.10至0.30。
本发明者已发现,当使用HPMC时,甚至当将染料油墨用于喷墨记录时,所得到的油墨接收层能在其上均匀地形成高光泽的含水染料油墨图像,而没有含水染料油墨沿图像的渗墨现象。另外,在油墨接收层上形成的含水染料油墨图像具有高的油墨干燥性能、和令人满意的抗形成湿和发粘打印表面的性能。
对于羟丙基甲基纤维素的重均分子量没有限制。通常,用于本发明的HPMC的重均分子量从80,000至170,000。
当利用含水染料油墨对包含特定HPMC的油墨接收层进行打印,并将打印过的喷墨记录材料暴露于低温环境或暴露至高湿度环境时,根据含水染料油墨的种类,将发生油墨图像部分泛白的现象。
通过将N-乙烯基吡咯烷酮树脂(B)添加至用于油墨接收层的羟丙基甲基纤维素(A)中,可防止染料油墨图像的泛白现象。所述N-乙烯基吡咯烷酮树脂(B)至少包括一种选自下列的物质:N-乙烯基吡咯烷酮的均聚物,和N-乙烯基吡咯烷酮与至少一种其它可聚合单体的共聚物。
当将染料油墨用于喷墨记录中时,N-乙烯基吡咯烷酮的均聚物和N-乙烯基吡咯烷酮与至少一种其它可聚合单体的共聚物,其重均分子量优选500,000或更低,更优选从5,000至500,000。当分子量低于5,000时,所得到的油墨接收层的耐油墨图像渗色性能将降低。当分子量大于500,000时,所得到的N-乙烯基吡咯烷酮树脂(B)与HPMC的相容性较差,并因此使所得的油墨接收层具有不能令人满意的光泽。
在本发明的油墨接收层中,包含N-乙烯基吡咯烷酮的均聚物,N-乙烯基吡咯烷酮与至少一种其它可聚合单体的共聚物的N-乙烯基吡咯烷酮树脂(B),其含量以100重量份HPMC计,优选5-150重量份,更优选10-80重量份。当N-乙烯基吡咯烷酮树脂(B)的含量低于5重量份时,在所得油墨接收层上形成的油墨图像的光泽度将不能令人满意。另外,当N-乙烯基吡咯烷酮树脂(B)的量高于150重量份时,N-乙烯基吡咯烷酮树脂(B)与HPMC的相容性将降低,并且所得油墨接收层的光泽将下降。特别是,当使用含有染料作为着色材料的水性油墨时,包含在油墨接收层中的N-乙烯基吡咯烷酮树脂(B)的量,以100重量份HPMC计,优选10-40重量份。
在本发明中,另外还发现,通过将至少包含一种选自N-乙烯基吡咯烷酮的均聚物、N-乙烯基吡咯烷酮与至少一种其它可聚合单体的共聚物的N-乙烯基吡咯烷酮树脂(B)添加至HPMC中,可有助于增加含水颜料油墨对于所得油墨接收层的适用性。也就是说,通过将N-乙烯基吡咯烷酮树脂(B)添加至HPMC中,可进一步增强在所得油墨接收层上形成的含水颜料油墨图像的耐开裂性,并且能改善油墨图像的颜色密度和光泽。
对于N-乙烯基吡咯烷酮树脂(B)的组成没有任何限制。N-乙烯基吡咯烷酮均聚物是聚N-乙烯基吡咯烷酮(PVP),而N-乙烯基吡咯烷酮共聚物包括:N-乙烯基吡咯烷酮-醋酸乙烯酯共聚物,N-乙烯基吡咯烷酮-阳离子单体共聚物,例如,N-乙烯基吡咯烷酮-季甲基-乙烯基咪唑翁盐共聚物,和N-乙烯基吡咯烷酮-丙烯酸共聚物。
在上述的均聚物和共聚物中,PVP对于改善含水颜料油墨图像的耐开裂性有很大影响,因此优选用于本发明。
当使用含水颜料油墨时,N-乙烯基吡咯烷酮均聚物和共聚物的重均分子量优选从5,000至100,000,更优选从6,000至50,000。当N-乙烯基吡咯烷酮均聚物和共聚物的分子量低于5,000,并利用含水染料油墨对所得到的油墨接收层进行打印时,打印油墨明显渗墨。另外,当所述分子量大于100,000时,所得到的油墨接收层,对于在其上形成的含水颜料油墨图像的抗开裂性将产生不能令人满意的增强效果。
将上述用量的N-乙烯基吡咯烷酮树脂(B)添加至HPMC中。当N-乙烯基吡咯烷酮树脂(B)的用量太少,将不能获得令人满意的颜料油墨图像的抗开裂性。另外,当N-乙烯基吡咯烷酮树脂(B)的用量太大时,油墨图像的抗渗墨性,油墨的干燥性能以及抗湿和发粘表面形成的性能将不能令人满意。另外,包含HPMC和N-乙烯基吡咯烷酮树脂(B)的本发明的油墨接收层能均匀地接收含水染料油墨图像,并且不会渗墨,而且所得到的油墨图像在颜色密度,光泽和油墨干燥性能方面将是令人满意的。
用于本实施方案的油墨接收层的聚合物组分显示出对含水颜料油墨增强的接收性能,这种现象的原因尚不十分清楚,但可以将这些原因假设为如下所述。通常,当将其中水溶性染料溶解于水介质(例如水或少量醇化合物,例如乙二醇的水溶液)中的含水染料油墨施加至油墨接收层上时,用作着色剂的染料易于和水介质一起渗入油墨接收层中。然而,当将其中着色剂以细固体颗粒的形式分散于水介质中的含水颜料油墨施加至油墨接收层上时,颜料颗粒将沉积并固着在油墨接收层的表面上,从而形成颜料层,同时水介质易于渗入油墨接收层的内部。因此,随着颜料颗粒分散液的干燥,留着在油墨接收层表面上的颜料颗粒分散液将变得不稳定,而且颜料颗粒彼此易于聚集在一起,从而在油墨接收层表面上形成颜料层。由于油墨接收层在吸收油墨水介质时将发生溶胀,因此,通过着色颜料层形成的图像将由于油墨接收层的膨胀而产生细小的开裂。
用于本发明的HPMC的粘度高于其它水溶性树脂例如聚乙烯醇和乙烯基吡咯烷酮聚合物,因此,就限制颜料颗粒的聚集而言,将显示出很高的活性。另外,由于用于本发明的HPMC的粘度较高,因此,所得到的油墨接收层对于载体具有高的粘结力。此外,油墨介质是在厚度方向上被吸入油墨接收层,而不是从平行于油墨接收层表面的方向上被吸取。因此,油墨接收层在厚度方向上的溶胀较大,而在平行于喷墨接收层表面的方向上的溶胀较小。因而,不同于其它水溶性树脂,油墨图像的开裂将难于发生。
在该实施方案的油墨接收层中,能与HPMC一起使用的N-乙烯基吡咯烷酮树脂(B)的分子量相当较低且易溶于水。因此,假定将含水颜料油墨施加至油墨接收层中时,水介质将迅速地被油墨接收层中的N-乙烯基吡咯烷酮树脂(B)所吸收,然后渐渐地渗入HPMC中。因而,包含HPMC和N-乙烯基吡咯烷酮树脂(B)的本发明油墨接收层的溶胀将小于包含HPMC但不含N-乙烯基吡咯烷酮树脂(B)的油墨接收层的溶胀另外,N-乙烯基吡咯烷酮树脂(B)有助于防止或阻止颜料颗粒在油墨接收层表面上的聚集。这种作用由N-乙烯基吡咯烷酮树脂(B)渗至油墨接收层表面上而得到。
因而,由含水颜料油墨形成的油墨图像的开裂,可通过在油墨接收层中存在N-乙烯基吡咯烷酮树脂(B)而完全防止。另外,所得到的油墨图像具有优异的光泽。
只要不妨碍本发明的效果,用于形成油墨接收层的涂布液组分还可包含另外的含水树脂。另外的含水树脂包括水溶性树脂和水可分散的树脂。
所述水溶性树脂选自:例如,聚乙烯醇,改性的聚乙烯醇,例如阳离子改性的聚乙烯醇,甲硅烷基改性的聚乙烯醇,水溶性丙烯酸树脂,酪蛋白,淀粉,淀粉衍生物,例如氧化淀粉和阳离子淀粉,除羟丙基甲基纤维素以外的水溶性纤维素衍生物,聚丙烯酰聚丙烯酸金属盐,聚丙烯酰胺,聚环氧乙烷,聚乙二醇,聚乙烯基·甲基醚,明胶,几丁质和脱乙酰几丁质。上述的含水树脂可以包含在油墨接收层中。另外,水可分散的树脂包括:例如,通过在可有可无乳化剂的存在下,在水介质中使可聚合的单体聚合而制得的聚合树脂的水乳液;以及在用亲水基团对聚合树脂进行改性或者未改性之后,通过使聚合树脂强制地分散于水介质中而制得的水分散的树脂。
用于水可分散树脂的聚合树脂包括:例如,共轭二烯聚合物,例如,苯乙烯-丁二烯共聚物,甲基丙烯酸甲酯-丁二烯共聚物,丙烯酸树脂,例如丙烯酸酯聚合物和甲基丙烯酸酯聚合物,乙烯基聚合物,例如,聚醋酸乙烯酯和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物,聚酯树脂,氨基甲酸乙酯聚合物,和聚烯烃树脂。
此外,本发明的油墨接收层还可包含聚氨酯树脂,以便增强其防水性能。对于聚氨酯的种类没有任何限制。所述的聚氨酯包括:用乳化剂强制乳化的聚氨酯,和通过用某些亲水基团对聚氨酯树脂进行取代而改性成水溶性的或者可自分散的聚氨酯树脂。然而,在具有连接至甲烷骨架上的嵌段异氰酸酯基团的热-活性聚氨酯树脂的情况下,随着时间的推移,该树脂的耐水性将增加,同时减少该树脂的吸墨作用。因而,用于本发明的聚氨酯树脂优选自非活性的聚氨酯树脂。
在油墨接收层中,对聚氨酯树脂的含量没有任何限制。通常,在油墨接收层中,以100重量份的羟丙基甲基纤维素计,聚氨酯树脂的含量优选为30重量份或更少,更优选5-25重量份。如果聚氨酯树脂的含量大于30重量份,那么,所得到的油墨接收层将显示出不能令人满意的吸墨作用和透明性。
上述含水树脂可单独使用或以两种或多种的混合物使用。
只要不妨碍本发明的效果,用于油墨接收层的涂布液组分还可包含阳离子树脂,以便增强打印油墨图像的耐水性。当使用含水染料油墨时,阳离子树脂的作用将极为明显。然而,当阳离子树脂的含量太高时,所得到的油墨接收层将显示出降低的油墨干燥性能和降低的纸页光泽。另外,由于阳离子树脂可使得由含水颜料油墨在所得油墨接收层上形成的油墨图像的耐开裂性降低,因此,在油墨接收层中,阳离子树脂的含量优选控制在以下所述范围。当阳离子树脂的含量太高,那么,所得到的颜料油墨图像,其耐开裂性将下降,而且所得到的油墨接收层将具有温和发粘的表面。
可用于本发明的阳离子树脂包括:例如,能与包含在喷墨记录用含水油墨中的染料和颜料的砜基团和羧基基团反应,以便形成树脂的水不溶性盐的各种树脂;和带有仲氨基基团,叔氨基基团或季铵盐基团的阳离子树脂。例如,所述阳离子树脂包含选自下列物质的至少一种:例如,聚乙烯亚胺,聚乙烯基吡啶,聚乙烯基胺,单烯丙基胺-盐酸盐聚合物,二烯丙基胺-盐酸盐聚合物,单烯丙基胺-盐酸盐-二烯丙基胺-盐酸盐共聚物,(甲基)丙烯酰胺烷基季铵盐聚合物,多亚烷基多胺-双氰胺缩合产物,仲胺-表氯醇缩合产物,聚环氧胺,聚二甲基二烯丙基氯化铵,聚(烯丙基胺盐酸盐),烯丙基胺-二烯丙基胺共聚物,(甲基)丙烯酰胺-二烯丙基胺共聚物,丙烯酰胺-二甲基二烯丙基胺共聚物,表氯醇聚酰胺,聚二烷基氨基乙基丙烯酰胺,双氰胺聚乙烯胺和聚二甲基胺表氯醇铵。
优选用于本发明的是:包含多亚烷基多胺与双氰胺的共聚物的阳离子树脂,因为这种阳离子树脂可用来制备这样的喷墨记录材料,即所述材料与利用其它阳离子树脂得到的记录材料相比,前者能得到更高的耐水性,并且能在其上记录具有更高颜色密度的油墨图像。另外,在油墨接收层中,可单独使用或以两种或多种的混合物使用有助于增强油墨图像耐水性的烯丙基胺-二烯丙基胺共聚物,以及仲胺与表卤醇例如表氯醇的加聚物。另外,优选使用(甲基)丙烯酰胺二烯丙基胺共聚物。
在油墨接收层中,以100重量份羟丙基甲基纤维素计,阳离子树脂的含量优选1-30重量份,更优选1-20重量份,更为优选1-10重量份。当阳离子树脂的含量低1重量份时,将不能充分显示出阳离子树脂的耐水性增强作用。当阳离子树脂的含量大于30重量份时,将会降低在所得油墨接收层上形成的油墨图像的光泽和油墨接收层的油墨干燥性能。
为了防止形成发粘表面和记录材料的供料阻塞,或者为了控制油墨接收层的光泽和透明性,在油墨接收层中还可包含各种无机和有机颜料,以及其它颗粒材料。无机颜料优选包括至少一种选自下面的物质:例如,硅石,粘土,滑石粉,碳酸钙,硅酸铝,沸石和氧化铝。有机颜料和其它颗粒材料包括:例如,各种塑性树脂颗粒,例如,苯乙烯树脂、丙烯酸树脂和聚氨酯树脂的颗粒,以及细碎的纤维素粉末和淀粉粉末。
对于颜料及其它颗粒材料的含量没有任何限制。通常,在油墨接收层中,以100重量份HPMC计,其含量优选为20重量份或更少,更优选为10重量份或更少,但其含量不低于0.1重量份。当所述含量低于0.1重量份时,将不能发挥出颜料和其它颗粒材料的作用。另外,当含量大于20重量份时,在所得油墨接收层上形成的油墨图像将显示出降低的光泽和颜色密度。
此外,用于本发明油墨接收层的涂布液组分还可包含至少一种选自下面的物质:例如,分散剂,交联剂,增稠剂,消泡剂,湿润剂,荧光染料,着色材料,抗静电剂,防腐剂和紫外线吸收剂。
并不将可用于本发明的载体局限于特定种类的载体。为得到能记录高光泽油墨图像的片材,或具有高光泽的记录材料,可使用各种纸页,例如,不含木浆的纸,中级纸,涂布纸,美术纸,涂布美术纸,合成纸,着成白色的塑料薄膜,层压片材,透明塑料薄膜和半透明塑料薄膜。在这种情况下,通过形成透明且光线在其内部和表面上的扩散反射较小的油墨接收层,所得到的喷墨记录材料能记录具有高颜色密度并显示出高光泽的油墨图像。为使油墨接收层高效显示出增强的光泽,用于油墨接收层的载体优选由能形成对油墨接收层的涂布液组分坚固阻挡层的材料形成。例如,可用于本发明的载体有:由聚对苯二甲酸乙二醇酯,聚氯乙烯,聚碳酸酯,聚酰亚胺,聚醋酸乙烯酯,聚乙烯,聚丙烯或聚苯乙烯树脂制得的白色不透明塑料薄膜,所述这些薄膜是通过混合颜料,如二氧化钛或硫酸钡或者通过在薄膜中形成许多孔而变得不透明和变白的;或者原纸与热塑性树脂进行层合的层压片材,所述热塑性树脂例如有聚乙烯或聚丙烯树脂。在层压片材中,层压层必须在原纸的至少一个表面上形成,在该表面上将形成油墨接收层。层压层还可包含颜料,例如二氧化钛或硫酸钡,以便改善载体的白度和不透明度,或者包含着色染料,着色颜料或荧光增白剂,以便将载体的表观白度和色相调节至希望值。另外,层压片材可以有背层压层,以便防止片材的卷曲。此外,在将油墨接收层涂布至载体上之后,还可以使所得的涂布片材经受压光处理,以增加油墨接收层表面的平滑度和光泽。
在喷墨记录材料中,当载体由纸页,例如不含木浆的纸页或中级纸页,织物状涂布纸或织物状层压片材形成,以控制载体的表面粗糙度时,能制得半-光泽纸状手感和外观的喷墨记录材料。
可用作载体的纸页是包含作为主成份的木浆的纸页。木浆选自:例如化学浆,例如LBKP和NBKP,机械浆,例如GP,PGW,RMP,TMP,CTMP,CMP和CGP,和使用的废纸纸浆,例如DIP。为形成纸页,还可向纸浆中添加常规的添加剂。成纸添加剂包括:例如,各种颜料,粘合剂,施胶剂,固着剂,得率增加剂,阳离子化剂,干纸强度增强剂,湿纸强度增强剂,pH-调节剂,导电剂,和染料。这些添加剂可以单独使用或以两种或多种的混合物使用。造纸机可以选自:常规的长网造纸机,圆网造纸机,以及夹网造纸机。造纸方法有酸法,中性法或碱法。
用作载体的纸页可以利用淀粉或聚乙烯醇进行槽法施胶或施胶压榨,或者通过机械压光机,热压光机,软压光机或超级压光机进行表面压光。
通过用包含作为主成份的聚烯烃树脂和可有可无的白色颜料和/或添加剂的树脂组合物熔体对载体的基片表面进行涂布,形成了载体用的聚烯烃树脂涂布层。可用于本发明的聚烯烃树脂选自:例如,乙烯和丙烯的均聚物和共聚物。这些树脂可以单独使用或以其两种或多种的混合物使用。在这些树脂中,低密度聚乙烯,中密度聚乙烯,高密度聚乙烯,线性低密度聚乙烯和聚丙烯树脂易于进行加工,并且易于得到,因此,将被有益地用作载体。
对于聚烯烃树脂的物理性能没有特别的限制。通常,考虑至其可加工性和耐卷曲性,用于载体的聚烯烃树脂的数均分子量优选从20,000至200,000,比重优选从0.915至0.950g/cm3,熔体指数优选2-40g/10min,所述的这些性能是根据JIS K 6760进行量的。
载体的聚烯烃涂布层还可包含白色颜料和各种添加剂。特别是,为了增加聚烯烃树脂涂层的白度和不透明度,优选使白色颜料包含在该层中。
用于本发明的白色颜料优选包括:一种或多种选自下面的物质,例如,锥型钛白粉,金红石型钛白粉,氧化锌,碳酸钙,和滑石。以100重量份聚烯烃树脂计,这些白色颜料的用量为0.1-30重量份。当白色颜料的含量低于0.1重量份时,涂层白度和不透明度的增加将显得不够。另外,当所述含量大于30重量份时,该白色颜料将难于均匀地分散于聚烯烃树脂中。优选的是,在聚烯烃中白色颜料的含量,以100重量份聚烯烃树脂计为1-15重量份。考虑到白度和不透明度的增强作用,白色颜料优选包含:锥型钛白粉和/或金红石型钛白粉。
除白色颜料以外,聚烯烃树脂涂层还可包含至少一种选自下面的添加剂:例如,着色颜料,着色染料,荧光增白剂,抗氧剂,增塑剂和分散剂。
通过使用用于捏合的挤塑机,加热辊捏合机,班伯里密炼机或加压捏合机,可将聚烯烃树脂与白色颜料和添加剂混合。
通过挤塑-涂布法形成聚烯烃树脂涂层。也就是说,将基片连续地供至熔融挤塑机中,将聚烯烃树脂组合物的熔体挤出通过可形成薄膜的缝型模头,并将挤出的聚烯烃树脂组合物熔体的成膜料流涂布至运行基片的表面上。在这种涂布方法中,根据树脂的种类而确定成膜熔体料流的温度。通常,熔体温度从200℃至350℃。缝型模头优选自:T-型模头,L-型模头,鱼尾型模头,和扁平模头。缝型模头的开模宽度优选从0.1至2毫米。为得到聚烯烃树脂涂层的所希望的中心线平均粗糙度,用于基片上涂布树脂熔体层的冷却辊优选自:可形成,例如用作高平滑表面镜面修饰的冷却辊。另外,用于由聚烯烃树脂组合物熔体形成的背涂层的冷却辊可以与用于正面涂层的冷却辊相同,或者可选自具有粗糙修饰冷却辊表面的冷却辊。
与将油墨接收层涂布其上的表面相对的载体背面,也可以用聚烯烃涂层进行涂布,以控制喷墨记录材料的卷曲。
在基片的正面和背面,分别形成5-50g/m2的聚烯烃树脂涂层。当聚烯烃涂层的量低于5g/m2时,所得到的涂层对于基片的粘结力不够,并且所得到的喷墨记录材料的光泽不能令人满意。另外,当所述涂层的量超过50g/m2时,所得喷墨记录材料将变得太厚,并且在没有任何优点的情况下增加成本。优选的是,聚烯烃树脂涂层的量为10-30g/m2
在本发明中,可将油墨接收层和背涂层直接涂布至载体上。然而,为增强油墨接收层或涂层与载体的粘结力,可以对载体的涂布表面进行表面活性处理,例如,进行电晕放电处理或火焰处理(flame treatment),或者可以用底涂层进行涂布。
另外,通过控制基片或载体的树脂涂层的表面粗糙度,还能赋予所得的喷墨记录材料表面以半光泽外观。
在本发明的喷墨记录材料中,由于油墨接收层是透明的,因此,当使用透明载体时,所得到的喷墨记录片适用作透光的记录介质,例如用于OHP的记录片。透明载体优选自:塑料薄膜,例如,聚对苯二甲酸乙二醇酯,聚氯乙烯,聚碳酸酯,聚酰亚胺,聚醋酸乙烯酯,聚乙烯,聚丙烯,和聚苯乙烯薄膜。在这种情况下,包括透明载体、油墨接收层和可有可无背涂层(防卷曲层)的整个喷墨记录材料的浊度或雾度优选为10%或更低,所述值是根据日本工业标准(JIS)K7150测量的。当所述的浊度大于10%时,OHP投影图像的清晰度和锐度可能会降低。对于载体的厚度没有限制。通常,考虑到容易加工和成本,本发明载体的厚度优选25-500μm,更优选50-300μm。
对于油墨接收层的涂布液组合物的固含量没有限制。
所述固含量可根据涂布方法而变化,并且优选控制在4-50%重量,更优选控制在5-20%重量。通过常规的涂布装置,例如杆式涂布机、刮涂机,刮刀涂布机,气刀涂布机,辊涂机,凹槽辊涂布机,棒式涂布机,挤压涂布机、滑漏斗、短停留时间涂布机、幕帘式涂布机或口模式涂布机,将包含上述组成的用于油墨接收层的涂布液组合物涂布至载体上,并进行干燥。在载体上形成的干燥涂布液组合物层的定量优选1-50g/m2,更优选3-30g/m2,更为优选5-30g/m2。当涂布液组合物的干燥定量低于1g/m2时,所得到的油墨接收层的吸墨作用将不够,并且油墨图像可能会渗色且显示出低的油墨干燥速率。另外,如果干燥定量大于50g/m2,那么,油墨接收层的油墨接收性能将饱和,并且使所得到的喷墨记录材料的成本变高并呈现出增加的卷曲性。
特别是,当通过口模式涂布机进行涂布时,能防止种种涂布缺陷,例如涂布液的排斥,涂层不均匀,涂层裂缝,斑点,以及条痕,高粘度的涂布液组合物可大量地涂布至载体上,并且所得到的油墨接收层具有均匀的厚度,均一的外观并呈现出高的光泽。因而,所得到的油墨图像将具有高且均匀的颜色密度,清晰度和光泽。
在口模式涂布机中,利用根据泵和加压容器的供液速率,模唇的开模宽度以及载片和模头之间的间隙所确定的量,将涂布液组合物涂布至由纸页或薄膜组成的载体上,并载在垫辊上通过模唇。所述的这种口模式涂布机是预定量供料、非接触式涂布装置,其中涂布液以预定的用量施加,它不是这样的涂布装置,即其中涂布液先大量地施加,然后除去所得的部分涂层。在口模式涂布法中,当增加涂布液组合物的固体含量时,涂布量也将增加,并且将增加干燥效率。然而,浓度的增加将使得涂布液的粘度增加。因而,当利用常规的涂布装置,例如刮涂机,刮刀涂布机,凹槽辊涂布机,辊涂机或气刀涂布机施加涂布液时,所得到的涂层会出现刮痕,条痕,凹槽的图案,辊的图案和/或可能使涂层不均匀,并且当使用某些涂布机时,可能不能进行涂布。另外,当使用上述的涂布装置,并在涂布过程中对涂布液进行剧烈地搅拌,或循环和回用时,在涂布液中将不可避免地形成泡沫。
泡沫可能导致形成条痕或使涂层不均匀。当使用口模式涂布机时,通过布洛克菲尔德粘度计测定的涂布液的粘度优选500-15,000cP,更优选从1,000至8,000cP。
当粘度太低时,所得到的涂层的涂布量将变得太少,和/或干燥该涂布液层所需的工作量将变得太大。当粘度太高时,可能会产生不均匀的涂层和/或形成涂层缝隙。
可根据涂布液的组成,即各组分的种类和混合比以及涂布液的总浓度,将涂布液的粘度控制在所希望的值上。通常,涂布液的浓度优选4-50%重量,更优选6-30%重量。
通过上述方法生产的本发明高光泽度喷墨记录材料,在75度角时的光泽可根据用途及其等级而变化。优选的是,光泽度为40%或更高,更优选70%或更高,更为优选80%或更高。为形成最高质量的油墨图像,优选光泽度为80%或更高。
为防止或阻止本发明喷墨记录材料发生卷曲,可以在载体的形成油墨接收层的表面的反面上形成防卷曲层。在这种情况下,对防卷曲层的组分没有任何限制。通常认为,卷曲是根据湿度的改变,通过吸收和解吸油墨接收层中的水份而造成的,因此,防卷曲层具有类似于油墨接收层的组成将是有益的。
上面,已解释了具有高光泽的本发明喷墨记录材料的一个实施方案。
下面将阐明本发明喷墨记录材料的另一个实施方案,即所述记录材料具有类似于半光泽度的常规银盐照相印刷纸的手感和外观,并显示出高的吸墨作用和高的抗渗墨性。
在本发明的半光泽度喷墨记录材料的实施方案中,载体包括:中心线平均粗糙度Ra为0.5μm或更低的聚烯烃树脂层压纸页;并且油墨接收层至少包含羟丙基甲基纤维素(A)和平均粒径为1-30μm的颜料颗粒平均粒径为1-30μm的颜料颗粒的含量以总重量为100重量份的油墨接收层计,为1-10重量份;油墨接收层的干燥定量为3-20g/m2;具有喷墨记录表面的本发明的喷墨记录材料,根据JIS P 8142在75度进行测量时,具有20-60%的镜面光泽。本实施方案的这种喷墨记录材料呈现出与半光泽度的照相印刷纸页类似的手感和外观。
在本实施方案中,油墨接收层包含:羟丙基甲基纤维素和N-乙烯基吡咯烷酮树脂,所述树脂包含至少一种选自下面的物质:N-乙烯基吡咯烷酮的均聚物,和N-乙烯基吡咯烷酮与至少一种其它可聚合单体、尤其是可与N-乙烯基吡咯烷酮共聚的烯属不饱和单体的共聚物。
只要不妨碍本发明油墨接收层的油墨接收性能,除羟丙基甲基纤维素和N-乙烯基吡咯烷酮树脂以外,油墨接收层还可包含上述的水溶性树脂和/或上述可水分散的树脂。
只要能得到所希望的喷墨记录层光泽,对于颜料没有任何的限制。例如,颜料优选包含至少一种选自下面的物质:无机颜料,例如合成的非晶形二氧化硅,胶体二氧化硅,沉淀碳酸钙,重质碳酸钙,碳酸镁,氧化铝,高岭土,粘土,缎光白,硅藻土,硫酸钙,硫酸钡,硅酸钙,硅酸镁,二氧化钛,氢氧化镁,合成沸石,氧化锌,硫化锌,和碳酸锌;和有机颜料,例如,苯乙烯塑性聚合物颜料,丙烯酸塑性树脂颜料,微胶囊,玉米淀粉颗粒,土豆淀粉颗粒,和改性的淀粉颗粒。颜料颗粒的平均粒径为1-30μm,优选3-15μm。优选的是,将无机颜料用于本发明。尤其优选的是通过沉淀法或凝胶法生产的非晶形二氧化硅,这是因为所得到的油墨接收层能形成色彩亮丽的油墨图像并显示出增强的吸墨作用。
在油墨接收层中,平均粒径为1-30μm的颜料颗粒的含量以100重量份油墨接收层计,优选1-10重量份,更优选1-8重量份。当颜料含量低于1重量份时,难于将油墨接收层的光泽控制在所希望的半光泽水平上。另外,当平均粒径为1-30μm的颜料颗粒的含量超过10重量份时,所得到的油墨接收层基本没有光泽。
可包含在油墨接收层中的阳离子树脂起着墨剂的作用。所述的阳离子树脂可以选自上面所述的那些阳离子树脂。
本发明的油墨接收层还可包含至少一种选自下面的物质:颜料分散剂,增稠剂和流动性增强剂,消泡剂,泡沫抑制剂,防粘剂,发泡剂,渗透剂,着色染料,着色颜料,荧光增白剂,紫外线吸收剂,抗氧剂,防腐剂,防霉剂和防水剂。
在本发明中,优选以3-20g/m2,更优选以5-18g/m2的干燥定量形成油墨接收层。当干燥定量低于3g/m2时,所得到的油墨接收层不能充分吸收施加至其上的全色油墨。另外,当干燥定量高于20g/m2时,所得到的喷墨记录材料将变得太厚,并且将使得耐卷曲性下降,另外还有高成本这样的经济上的缺点。
本发明喷墨记录材料的表面,根据JIS P 8142在75度进行测量时,优选具有20-60%的镜面光泽,更优选为25-60%。当光泽低于20%时,所得喷墨记录材料的记录表面在用肉眼观察时将显示出不能令人满意的光泽。另外,如果光泽大于60%时,油墨接收层的光泽将超过半光泽水平,并可能将达到高光泽。
本发明半光泽的油墨接收层可通过上述的涂布方法来形成。
用于本发明半光泽喷墨记录材料的基片包含:带有原纸的聚烯烃树脂涂布纸页,并且至少一个聚烯烃树脂涂层形成在原纸的至少一个将在其上形成油墨接收层的表面上。对于原纸的厚度没有任何的限制。优选的是,原纸的厚度为30--500μm,更优选50-300μm。当厚度小于30μm时,所得到的喷墨记录材料的挺度将不够,并将显示出不能令人满意的手感,重量,和不透明度。
当厚度大于500μm时,所得到的记录材料会过于挺硬,并难于加工,而且可能会在供料通过打印机时出现问题。对于原纸的定量没有任何限制。优选的原纸定量为30-500g/m2,更优选50-300g/m2
作为主组份,所述原纸包含木浆。
木浆可选自前述的那些木浆。另外,原纸还可包含用于成纸步骤的常规添加剂。
原纸还可以利用淀粉或聚乙烯醇进行槽法施胶或施胶压榨,或者通过机械压光机,热压光机,软压光机或超级压光机进行表面压光。
通过用包含作为主成份的聚烯烃树脂和可有可无的白色颜料和常规的添加剂的树脂组合物对原纸进行挤塑涂布,从而形成聚烯烃树脂层压层。
所述聚烯烃树脂可以选自前述的那些树脂。
所述聚烯烃树脂层压层还可包含白色颜料和/或添加剂。特别是,聚烯烃树脂层压层的正面层优选包含白色颜料以增强基材的白度和不透明度。
可用于本发明的白色颜料包括锥型钛白粉,金红石型钛白粉,氧化锌,碳酸钙,和滑石。这些颜料可以单独使用或以其两种或多种的混合物使用。为得到具有所需中心线平均粗糙度Ra的聚烯烃树脂涂布原纸,优选的是,白色颜料颗粒的平均粒径为1μm或更小,更优选0.5微米或更小,更为优选0.1-0.3微米。
在聚烯烃树脂层压层的制备过程中,白色颜料的含量以100重量份聚烯烃树脂计,优选0.1-30重量份。
另外,还可以用铝或硅对白色颜料颗粒进行表面处理。
用于聚烯烃树脂涂层的添加剂优选自:着色染料,着色颜料,荧光增白剂,抗氧剂,增塑剂,和分散剂。
通过使用捏合挤塑机,加热辊捏合机,班伯里密炼机或加压捏合机,进行聚烯烃树脂与白色颜料和/或添加剂的混合。
通过挤塑涂布法形成聚烯烃树脂涂层。即,将聚烯烃树脂组合物的熔体以薄膜的形式分布并涂布至通过挤塑机的缝型模头连续供至熔融挤塑机的至少一个表面上。
聚烯烃树脂组合物的成膜料流的温度可根据树脂的种类而改变。通常,熔体的温度为200-350℃。所述的缝型模头优选自:T型模头,L型模头,鱼尾型模头或扁平型模头。缝型模头的开模宽度优选0.1-2mm。
为获得具有所推导出的中心线平均粗糙度Ra的本发明喷墨记录材料,用于原纸上正面树脂熔体薄膜层冷却固化的冷却辊优选自:具有高平滑度、带有圆周冷却表面的冷却辊。例如,使用具有镀铬的镜面修饰圆周表面且具有高平滑度的冷却辊,或使用其中心线平均粗糙度Ra优选为1.0微米或更小,更优选为0.5微米或更小的冷却辊。当冷却辊具有粗糙的圆周表面时,所得到的载片将具有粗糙的表面并且显示出很差的光泽。
在载片中,与将油墨接收层涂布至其上的正面相对的载片背面,可以用聚烯烃涂层对原纸页进行涂布,以增强喷墨记录材料的抗卷曲性。
用于背面聚烯烃树脂涂层的冷却辊可以与用于正面涂层的冷却辊相同,或者可以是粗糙表面修饰的冷却辊。
在基片的正面和背面,聚烯烃树脂涂层的定量优选5-50g/m2,更优选10-30g/m2
此外,本发明的喷墨记录材料还可以有背层,所述背层包含具有吸墨性的上述树脂或另一树脂,以及上述的颜料和添加剂,以便改善在打印或储存期间,所得到的记录材料的传送性能,抗阻塞性以及抗卷曲性。
在本发明的喷墨记录材料中,可将油墨接收层和背层直接涂布至载片上。然而,为增强这些层与载片的粘结力,载片表面可以通过电晕放电处理或火焰处理而表面活化,或利用底涂层进行涂布。
包含在含水油墨中的着色剂包含至少一种选自下列的物质:例如,直接染料,酸性染料,碱性染料,活性染料,食用染料,分散染料,油性染料和着色颜料,其中,能将常规的染料和颜料用于本发明而没有任何限制。在油墨中着色剂的含量可根据液体介质的种类和油墨所需的性能而改变。在本发明中,油墨优选包含0.1-20%重量的着色剂,这与用于喷墨记录的常规油墨中的着色剂量相似。
用于本发明油墨的液体介质优选包含:水或至少一种水溶性有机溶剂。水溶性有机溶剂选自:例如1-4个碳原子的烷醇,例如甲醇,乙醇,正丙醇,异丙醇,正丁醇,和异丁醇;酮和酮醇,例如,丙酮,双丙酮醇;聚亚烷基二醇,例如,聚乙二醇和聚丙二醇;其中亚烷基基团有2-6个碳原子的亚烷基二醇,例如乙二醇,丙二醇,丁二醇,三甘醇,硫二甘醇,已二醇和二甘醇;酰胺化合物,例如,二甲基甲酰胺;醚化合物,例如四氢呋喃;和多元醇的低级烷基醚,例如,甘油,乙二醇甲基醚,二甘醇甲基(或乙基)醚,以及三甘醇单甲基醚。
可用于本发明喷墨记录材料的颜料油墨包含:作为成色组份的着色颜料。在含水颜料油墨中,通过使用分散剂或其它添加剂,将有机和/或无机颜料颗粒分散于水中、水溶液中或有机溶剂的溶液中。
有机颜料包括:例如偶氮颜料,酞菁系颜料,柏林颜料,异吲哚啉酮颜料(isoindole one pigments),咪唑啉酮颜料(imidazolone pigments),皮蒽酮颜料和硫靛红颜料。无机颜料包括:例如,炭黑,石墨,合成氧化铁黄,纯红氧化铁,钛黄,钼橙,氧化亚铜,钴蓝和群青。
用于含水颜料油墨的分散剂包括:例如,各种表面活性剂,低分子量分散剂,带有亲水和疏水官能团的聚合分散剂。
通常,通过下列步骤制备颜料:在液体介质中将着色颜料颗粒和分散剂混合;使用油漆搅拌机或砂磨机对混合物进行粉碎,以便细粉碎颜料颗粒;然后使粉碎的颗粒混合物过滤通过孔径为1.0微米或更小的过滤器,以便除去粗颗粒。
实施例
通过下列实施例将对本发明进行具体的说明,这些实施例只是举例性的,因此无论如何也不构成对本发明范围的限制。在实施例中,除非另有说明,“份数”和“%”均指“重量份”和“%重量”。另外,除非另有说明,在实施例中,聚合材料例如纤维素衍生物的粘度,是在20℃,通过布洛克菲尔德型粘度计,在其2%的水溶液中测量的粘度。此外,除非另有说明,涂层量是在其干燥之后测量的。
实施例I-1
通过将打浆至250mlCSF(加拿大标准游离度,根据日本工业标准(JIS)P8121测量)的针叶木漂白硫酸盐浆(LBKP)和打浆至280mlCSF的阔叶木漂白硫酸盐浆以2∶8混合重量比的混合物悬浮于水介质中,而制备浓度为0.5%的含水纸浆。将2%的阳离子淀粉,0.4%的烷基烯酮二聚体,0.1%的阴离子聚丙烯酰胺树脂和0.7%的聚酰胺聚胺-表氯醇树脂添加至该含水浆液中,然后对所得到的浆液进行充分搅拌,以便使添加剂分散于浆液中。
使用长网造纸机,使所得到的浆液经受成纸步骤,然后通过烘缸、施胶压榨、以及机械压光机,以便提供定量为128g/m2,松密度为1.0g/cm3的纸页。在上述施胶压榨步骤中,以25ml/m2的用量,将压榨施胶液涂布至干燥纸页的两个表面上,所述施胶液通过将羧基-改性的聚乙烯醇与氯化钠以2∶1混合重量比的混合物溶解于水中而制得,其固含量为5%。
对所得到的原纸的两个表面进行电晕放电处理。
具体地说,通过用班伯里密炼机对下面所示用量的各组份进行混合,而制得聚烯烃树脂组合物(I-1)。另外,还根据下面所示的组份制备聚烯烃树脂组合物(I-2)。
聚烯烃树脂组合物(I-1)
组份                                                  用量(份)
长链线性低密度聚乙烯树脂                               35
(密度:0.926g/cm3,熔体指数:20g/10分钟)
低密度聚乙烯树脂                                       50
(密度:0.919g/cm3,熔体指数:2g/10分钟)
锥型钛白粉(商标:A-220,由ISHIHARA SANGYO K.K.制造)    15
硬脂酸锌                                               0.1
抗氧剂(商标:IRGANOX 1010,由Ciba-Geigy制造)           0.03
群青(商标:Bluish ultramarine No.2,000,         0.09
由DAIICHI KASEIKOGYO K.K.制造)
荧光增白剂(商标:UVITEX OB,由Ciba-Geigy制造)    0.3
聚烯烃树脂组合物(I-2)
组份                                                    用量(份)
高密度聚乙烯(密度:0.954g/cm3,熔体指数:20克/10分钟)    65
低密度聚乙烯树脂(密度:0.924g/cm3,熔体指数:4克/10分钟) 35
在320℃的熔体温度下,通过使用带有T-模头的熔体挤塑机,以25g/m2的涂布量,将聚烯烃树脂组合物(I-1)涂布至电晕放电处理过的、原纸的毛毯侧表面上,并将得到的聚烯烃树脂组合物(I-1)的熔体层与冷却辊的镜面修饰外表面接触,从而使熔体层冷却并固化。这样便形成了正面的聚烯烃树脂涂层。
另外,除了以25g/m2的涂布量形成背面聚烯烃树脂涂层以外,用与聚烯烃树脂组合物(I-1)相同的方式,通过聚烯烃树脂组合物(I-2)对电晕放电处理过的原纸表面进行涂布。
在聚烯烃树脂组合物(I-1)中,抗氧剂用来防止在熔体挤出步骤期间聚烯烃树脂的氧化。另外,群青和荧光增白剂用来增加正面聚烯烃树脂涂层的表观白度,并用来改善该涂层的外观。
通过将下面所示的组合物溶解并分散于水中而制得用于油墨接收层的含水涂布液,并且,通过利用口模式涂布机,以15克/平方米的干用量将该涂布液涂布至正面的聚烯烃树脂涂层上,然后进行干燥,从而形成油墨接收层。
由此得到了喷墨记录纸。
形式油墨接收层的涂布液
组份                                                       用量(份)
羟丙基甲基纤维素(甲氧基取代度:1.9,2%水溶液粘度:15cP,  100
商标:METHOLOSE 60SH 15,由SHINETSU
KAGAKUKOGYO K.K.制造)
阳离子树脂(单烯丙基氯化胺盐-二烯丙基氯化胺盐共聚物,       3
(商标:PAA-D11-HCL,由NITTO BOSEKI K.K.制造)
防粘连剂(粒径约12微米的非晶形二氧化硅,                 1
(商标:MIZUKASIL P78F,由MIZUSAWA KAGAKU K.K.制造)
所述含水涂布液中各组份的总固含量为12%,并且粘度为4,000cP。
实施例I-2
通过与实施例I-相同的步骤来生产喷墨记录纸,所不同的是,在用于油墨接收层的涂布液中,羟丙基甲基纤维素被甲氧基-取代度为1.8,2%水溶液粘度约50cP(商标:METHOLOSE 65SH 50,由SHINETSU KAGAKUKOGYO K.K.制造)的所替代,涂布液各组份的总固含量变为9%,所形成的油墨接收层的干重量为12克/平方米。
用于油墨接收层的涂布液的粘度为7,000cP。
实施例I-3
通过与实施例I-1相同的步骤来生产喷墨记录纸,所不同的是,在用于油墨接收层的涂布液中,羟丙基甲基纤维素被甲氧基-取代度为1.4,2%水溶液粘度约100cP(商标:METHOLOSE 90SH 100,由SHINETSU KAGAKUKOGYO K.K.制造)的所替代,涂布液各组份的总固含量变为7%,所形成的油墨接收层的干重量为10克/平方米。
用于油墨接收层的涂布液的粘度为8,000cP。
实施例I-4
通过与实施例I-1相同的步骤来生产喷墨记录纸,所不同的是,在用于油墨接收层的涂布液中,阳离子树脂的含量变成1.5份;通过使用杆式涂布机进行涂布步骤;所形成的油墨接收层的干重量为10克/平方米;涂布液各组分的总固体含量为10%;涂布液的粘度为2,000cP。
实施例I-5
通过与实施例I-1相同的步骤来生产喷墨记录纸,所不同的是,在用于油墨接收层的涂布液中,阳离子树脂的含量变成25份;通过使用辊涂机进行涂布步骤;涂布液的粘度为4,000cP。
实施例I-6
通过与实施例I-1相同的步骤来生产喷墨记录纸,所不同的是,在用于油墨接收层的涂布液中,作为阳离子树脂,使用3份表氯醇-二甲胺加聚产物(商标:PAL-2,由SENKA制造);作为防粘连剂,使用0.5份氧化淀粉(商标:OJI ACEA,由OJI CORNSTARCH K.K.制造);通过使用刮刀涂布机进行涂布步骤;各组份的总含量为12%;涂布液的粘度为4,000cP。
实施例I-7
通过与实施例I-1相同的步骤来生产喷墨记录纸,所不同的是,在用于油墨接收层的涂布液中,另外还包括有每100份羟丙基甲基纤维素为10份的聚氨酯树脂乳液(商标:SUPERFLEX E4500,由DAIICHI KOGYO SEIYAKU K.K.制造);各组份的总含量为12%;涂布液的粘度为3,000cP。
实施例I-8
通过与实施例I-1相同的步骤来生产喷墨记录纸,所不同的是,在用于油墨接收层的涂布液中,没有阳离子树脂;并且含水涂布液的粘度为4,000cP。
实施例I-9
通过与实施例I-1相同的步骤来生产喷墨记录纸,所不同的是,在用于油墨接收层的涂布液中,阳离子树脂的含量变成35份;并且含水涂布液的粘度为4,000cP。
对比例I-1
通过与实施例I-1相同的步骤来生产喷墨记录纸,所不同的是,在用于油墨接收层的含水涂布液中,羟丙基甲基纤维素被甲氧基-取代度为1.8,2%水溶液粘度约为400cP(商标:METHOLOSE 65SH 400,由SHINETSU KAGAKUKOGYO K.K.制造)的所替代,涂布液各组份的总含量变为15%。
所得到的涂布液将发生胶凝,因此,不能进行涂布步骤。
于是,用水稀释涂布液,从而使各组份的总含量降至4%。所得稀释的含水涂布液的粘度为10,000cP。将稀释的涂布液涂布至载体上。能进行涂布,但稍稍有点困难。所得涂层不平整。在涂层上没形成条痕。涂层量为4克/平方米。
对比例I-2
通过与实施例I-1相同的步骤来生产喷墨记录纸,所不同的是,在用于油墨接收层的含水涂布液中,羟丙基甲基纤维素被甲氧基-取代度为1.4,2%水溶液粘度约为400cP(商标:METHOLOSE 90SH 400,由SHINETSU KAGAKUKOGYO K.K.制造)的所替代,涂布液各组份的总含量变为15%。
所得到的涂布液将发生胶凝,因此,不能进行涂布步骤。
于是,用水稀释涂布液,从而使各组份的总含量降至10%。所得稀释的含水涂布液的呈凝胶状。当将涂布液涂布至载体上时,所得到的涂层存在着各种各样的涂层缺陷,如:流平性差,以及由凝胶涂布液的漆皮所形成的条痕。所得涂层的量为10克/平方米。
对比例I-3
通过与实施例I-1相同的步骤来生产喷墨记录纸,所不同的是,在用于油墨接收层的含水涂布液中,羟丙基甲基纤维素被羧甲基纤维素(商标:Cellogen7A,由DAIICHI KOGYOSEIYAKU K.K.制造,其2%水溶液的粘度:15cP)替代;各组份的总含量为12%;并且含水涂布液的粘度为6,000cP。
对比例I-4
通过与实施例I-1相同的步骤来生产喷墨记录纸,所不同的是,在用于油墨接收层的含水涂布液中,羟丙基甲基纤维素被羟乙基纤维素(商标:HEC-SP400,由DAICEL K.K.制造,其2%水溶液的粘度:15cP)替代;各组份的总含量为12%;并且含水涂布液的粘度为4,000cP。
对比例I-5
通过与实施例I-1相同的步骤来生产喷墨记录纸,所不同的是,在用于油墨接收层的含水涂布液中,羟丙基甲基纤维素被聚乙烯吡咯烷酮(商标:Luviskolk-60,由BASF制造,其5%溶液的粘度:10cP)替代;各组份的总含量为12%;并且含水涂布液的粘度为3,500cP。
对比例I-6
通过与实施例I-1相同的步骤来生产喷墨记录纸,所不同的是,在用于油墨接收层的含水涂布液中,羟丙基甲基纤维素被聚乙烯醇(商标:PVA-117,由K.K.KURARAY制造,其4%溶液的粘度:5cP)替代;各组份的总含量为12%;并且含水涂布液的粘度为4,000cP。
测试:
对上述实施例和对比例的每一个中得到的喷墨记录纸进行下面的喷墨记录性能测试。
通过使用喷墨绘图仪(商标:NOVAJET,PRO(由ENCAD CO.制造,GA inks),用青色,品红,黄色含水染料油墨对喷墨记录纸进行打印。
[实心打印油墨图像的均匀性]
按照下面三个等级,用肉眼进行观察来评估每一色彩中实心打印油墨图像颜色密度的均匀性。
等级          均匀性
3            基本上没有发现颜色密度的不均匀性。打印良好。
2            发现有一些颜色密度的不均匀性。能实际使用。
1            明显不均匀。很难实际使用。
[油墨干燥性]
在打印完成之后,用手指擦试打印的油墨图像,并以下面三个等级评估油墨干燥性。
等级          油墨干燥性
3            在打印之后10分钟内油墨图像完全干燥。
2            在打印之后10-30分钟,油墨图像完全干燥。
1            甚至在打印之后30分钟,油墨图像还没有完全干燥。
[油墨图像的光泽]
根据JIS P 8142,测量在75度角时实心打印的、红色图像(品红油墨+黄色油墨)的光泽。
[油墨图像的耐水性]
将记录纸的打印油墨图像部分浸于水中10秒钟,然后在室温下进行干燥。
用下面五个等级对沿油墨图像的渗墨进行评估。
等级           渗墨
5             没有发现渗墨。
4             发现轻微的渗墨。油墨图像完全保持其原始条件。
3             发现了一些渗墨。油墨图像基本保持其原始条件。
2             油墨图像扩散,但保留在记录纸上。
1             油墨基本上消失。没有保留任何图像。
[在高湿环境下打印油墨图像的粘性]
将打印记录纸在30℃和80%的相对湿度下保存24小时。通过用手指进行接触,用下面三个等级对打印油墨图像的粘性进行评估。
等级            粘性
3              没有感觉到粘性。
2              感觉到一点粘性。
1              感觉到很强的粘性。
[油墨接收层表面的外观]
通过肉眼观察,用下面三个等级对油墨接收层表面的外观进行评估。测试结果示于表1中。
等级           外观
3             既没有发现不均匀的涂层,也没有发现任何条痕。
              非打印部分的外观和光泽优异。
2             发现一定的涂层不均匀性,非打印部分的光泽良
              好。在实际中能使用。
1             发现了明显的涂层缺陷,如涂层不均匀,油墨间隙,疏
              墨,斑点,条痕,以及涂层图案。
表1
实施例序号 油墨图像的均匀性 油墨干燥性 光泽(%) 油墨图像的耐水性 粘性 油墨接收层的外观
实施例 I-1 3 3 91 4 3 3
I-2 3 3 90 4 3 3
I-3 3 3 86 4 3 3
I-4 3 3 88 4 3 2
I-5 3 2 86 5 3 2
I-6 3 3 89 4 3 2
I-7 3 3 87 5 3 3
I-8 3 3 91 3 3 3
I-9 3 2 88 4 3 3
对比例 I-1 1 1 80 1 3 3
I-2 2 3 65 5 3 1
I-3 1 2 85 5 3 3
I-4 1 2 87 5 3 3
I-5 3 1 91 5 1 3
I-6 1 1 88 5 2 3
表1清楚地表明,在其中使用高粘度的常规羟丙基甲基纤维素的对比例I-1中,低浓度涂布液的涂层将使得所得到的涂层量不够。在其中使用涂布性能差的高粘度涂布液的对比例I-2中,形成在所得到的油墨接收层上的油墨图像将显示出不能令人满意的图像质量。与之相比,在其中使用2%水溶液粘度为200cP或更低的羟丙基甲基纤维素的实施例I-1至I-9中,所有的测试结果均良好。另外,当将1-30份阳离子树脂与100份羟丙基甲基纤维素一起使用时,形成在所得到的油墨接收层上的油墨图像将显示出优异的耐水性,其它的测试结果均为良好。特别是,在通过使用口模式涂布机进行涂布步骤的实施例I-1至I-3和I-7至I-9中,所得到的油墨接收层将显示出良好的表面外观,并且将增加打印油墨图像的光泽。在对比例I-3至I-6中,使用水溶性树脂而不使用羟丙基甲基纤维素。在对比例I-3,I-4和I-6中,打印油墨图像的光泽和吸墨作用低下,因此,图像质量不能令人满意。
在对比例I-5中,尽管图像质量和油墨图像的光泽良好,但油墨的干燥性能差,因此所得到的喷墨记录纸不能在实际中使用。
实施例II-1
根据将打浆至250mlCSF(加拿大标准游离度,根据日本工业标准(JIS)P8121测量)的针叶木漂白硫酸盐浆(NBKP)和阔叶木漂白硫酸盐浆(LBKP)以2∶8混合重量比的混合物,制备浆浓为0.5%的纸浆悬浮液。
向该浆液中添加以绝干纸浆混合物重量计如下所示用量的成纸添加剂,并对得到的浆液进行充分搅拌:
阳离子淀粉               2.0%
烷基烯酮二聚体           0.4%
阴离子聚丙烯酰胺树脂     0.1%
聚酰胺聚胺-表氯醇树脂    0.7%。
使用长网造纸机,使所得到的浆液经受成纸步骤,然后通过烘缸、施胶压榨、以及机械压光机。所得到的用于载体基纸的纸页定量为128g/m2,松密度为1.0g/cm3。在上述施胶压榨步骤中,以25ml/m2的用量,将压榨施胶液涂布至干燥纸页的两个表面上,所述施胶液通过将羧基-改性的聚乙烯醇与氯化钠以2∶1混合重量比的混合物溶解于水中而制得,其固含量为5%。
对所得到的原纸的两个表面进行电晕放电处理。具体地说,通过用班伯里密炼机对下面所示用量的各组份进行混合,而制得用于正面聚烯烃树脂涂层的聚烯烃树脂组合物(II-1)和用于背面聚烯烃树脂涂层的聚烯烃树脂组合物(II-2)。
聚烯烃树脂组合物(II-1)
组份                                                 用量(份)
长链线性低密度聚乙烯树脂                               35
(密度:0.926g/cm3,熔体指数:2g/10分钟)
低密度聚乙烯树脂                                       50
(密度:0.919g/cm3,熔体指数:2g/10分钟)
锥型钛白粉(商标:A-220,由ISHIHARA SANGYO K.K.制造)    15
硬脂酸锌                                               0.1
抗氧剂(商标:Irganox1010,由Ciba-Geigy制造)            0.03
群青(商标:Bluish Ultramarine No.2,000,               0.09
由Daiichi Ksei K.K.制造)
荧光增白剂(商标:UVITEX OB,由Ciba-Geigy制造)          0.3
聚烯烃树脂组合物(II-2)
组份                                                   用量(份)
高密度聚乙烯树脂(密度:0.954g/cm3,熔体指数:20克/10分钟)65
低密度聚乙烯树脂(密度:0.924g/cm3,熔体指数:4克/10分钟) 35
通过使用T-模头,在320℃的熔体温度下,以25g/m2的涂布量,将聚烯烃树脂组合物(II-1)挤压涂布至原纸的正面(毛毯侧表面)上,并通过使用T-模头,在320℃的熔体温度下,以25g/m2的涂布量,将聚烯烃树脂组合物(II-2)挤压涂布至原纸的背面(网侧表面)上。将得到的聚烯烃树脂熔体涂布层与冷却辊的镜面修饰外表面接触,从而使聚烯烃树脂熔体层冷却并固化,由此制得了载体。
在上述用于正面聚烯烃树脂涂层的聚烯烃树脂组合物(II-1)中,抗氧剂用来防止在挤压涂布期间聚乙烯树脂的氧化。另外,群青和荧光增白剂用来引入浅蓝色调并用来改善油墨接收层表面白度的外观,以及用来改善油墨接收层通过肉眼观察的外观。具体地说,通过下面所示的组合物,以10%的固含量制备用于油墨接收层的含水涂布液。
组份                                                         用量(份)
羟丙基甲基纤维素(2%水溶液粘度:50cP,平均甲氧基取代度:1.9, 95
平均羟基丙氧基取代度:0.25商标:METHOLOSE 60SH 50,
由SHINETSU KAGAKUKOGYO K.K.制造)
重均分子量为9000的聚乙烯吡咯烷酮                              5
(商标:Luviskol K-17,由BASF制造)
防粘连剂(粒径约10-20微米的淀粉颗粒                            0.2
商标:ACE A,由OJI CORNSTARCH K.K.制造)
通过利用口模式涂布机,将该含水涂布液涂布至正面的聚烯烃树脂涂层上,然后进行干燥,从而形成15克/平方米干重量的油墨接收层。
由此得到喷墨记录纸。
实施例II-2
按照与实施例II-1相同的步骤生产喷墨记录纸,所不同的是,通过使用口模式涂布机,用具有下面组分的含水涂布液对与实施例II-1相同的载片进行涂布,并干燥形成干重量为15克/平方米的油墨接收层。
用于油墨接收层的含水涂布液
组份                                                        用量(份)
羟丙基甲基纤维素(2%水溶液粘度:50cP,平均甲氧基取代度1.9,  80
平均羟基丙氧基取代度:0.25商标:METHOLOSE 60SH-50,
由SHINETSU KAGAKUKOGYO K.K.制造)
重均分子量为9000的聚乙烯吡咯烷酮                             20
(商标:Luviskol K-17,由BASF制造)
防粘连剂(粒径约10-20微米的淀粉颗粒                           0.2
商标:ACE A,由OJI CORNSTARCH K.K.制造)
实施例II-3
按照与实施例II-1相同的步骤生产喷墨记录纸,所不同的是,通过使用口模式涂布机,用具有下面组分的含水涂布液对与实施例II-1相同的载片进行涂布,并干燥形成干重量为15克/平方米的油墨接收层。
用于油墨接收层的含水涂布液
组份                                                         用量(份)
羟丙基甲基纤维素(2%水溶液粘度:50cP,平均甲氧基取代度:1.9,  60
平均羟基丙氧基取代度:0.25商标:METHOLOSE 60SH 50,
由SHINETSU KAGAKUKOGYO K.K.制造)
重均分子量为9000的聚乙烯吡咯烷酮                               40
(商标:Luviskol K-17,由BASF制造)
防粘连剂(粒径约10-20微米的淀粉颗粒                             0.2
商标:ACE A,由OJI CORNSTARCH K.K.制造)
实施例II-4
按照与实施例II-1相同的步骤生产喷墨记录纸,所不同的是,通过使用口模式涂布机,用具有下面组分的含水涂布液对与实施例II-1相同的载片进行涂布,并干燥形成干重量为15克/平方米的油墨接收层。
用于油墨接收层的含水涂布液
组份                                                         用量(份)
羟丙基甲基纤维素(2%水溶液粘度:50cP,平均甲氧基取代度:1.9,  50
平均羟基丙氧基取代度:0.25商标:METHOLOSE 60SH-50,
由SHINETSU KAGAKUKOGYO K.K.制造)
重均分子量为9000的聚乙烯吡咯烷酮                               50
(商标:Luviskol K-17,由BASF制造)
防粘连剂(粒径约10-20微米的淀粉颗粒                             0.2
商标:ACE A,由OJI CORNSTARCH K.K.制造)
实施例II-5
按照与实施例II-1相同的步骤生产喷墨记录纸,所不同的是,通过使用口模式涂布机,用具有下面组分的含水涂布液对与实施例II-1相同的载片进行涂布,并干燥形成干重量为15克/平方米的油墨接收层。
用于油墨接收层的含水涂布液
组份                                                          用量(份)
羟丙基甲基纤维素(2%水溶液粘度:50cP,平均甲氧基取代度:1.9,  30
平均羟基丙氧基取代度:0.25商标:METHOLOSE 60SH-50,
由SHINETSU KAGAKUKOGYO K.K.制造)
重均分子量为9000的聚乙烯吡咯烷酮                           70
(商标:Luviskol K-17,由BASF制造)
防粘连剂(粒径约10-20微米的淀粉颗粒                         0.2
商标:ACE A,由OJI CORNSTARCH K.K.制造)
实施例II-6
按照与实施例II-1相同的步骤生产喷墨记录纸,所不同的是,通过使用口模式涂布机,用具有下面组分的含水涂布液对与实施例II-1相同的载片进行涂布,并干燥形成干重量为15克/平方米的油墨接收层。
用于油墨接收层的含水涂布液
组份                                                           用量(份)
羟丙基甲基纤维素(2%水溶液粘度:100cP,平均甲氧基取代度:1.4,  60
平均羟基丙氧基取代度:0.20,商标:METHOLOSE 90SH-100,
由SHINETSU KAGAKUKOGYO K.K.制造)
重均分子量为9000的聚乙烯吡咯烷                                  40
(商标:Luviskol K-17,由BASF制造)
防粘连剂(粒径约10-20微米的淀粉颗粒                              0.2
商标:ACE A,由OJI CORNSTARCH K.K.制造)
实施例II-7
按照与实施例II-1相同的步骤生产喷墨记录纸,所不同的是,通过使用口模式涂布机,用具有下面组分的含水涂布液对与实施例II-1相同的载片进行涂布,并干燥形成干重量为15克/平方米的油墨接收层。
用于油墨接收层的含水涂布液
组份                                                          用量(份)
羟丙基甲基纤维素(2%水溶液粘度:50cP,平均甲氧基取代度:1.8,  60
平均羟基丙氧基取代度:0.15商标:METHOLOSE 65SH-50,
由SHINETSU KAGAKUKOGYO K.K.制造)
重均分子量为45,000的聚乙烯吡咯烷酮                             40
(商标:Luviskol K-30,由BASF制造)
防粘连剂(粒径约10-20微米的淀粉颗粒                             0.2
商标:ACE A,由OJI CORNSTARCH K.K.制造)
实施例II-8
按照与实施例II-1相同的步骤生产喷墨记录纸,所不同的是,通过使用口模式涂布机,用具有下面组分的含水涂布液对与实施例II-1相同的载片进行涂布,并干燥形成干重量为15克/平方米的油墨接收层。
用于油墨接收层的含水涂布液
组份                                                          用量(份)
羟丙基甲基纤维素(2%水溶液粘度:50cP,平均甲氧基取代度:1.8,  60
平均羟基丙氧基取代度:0.15商标:METHOLOSE 65SH-50,
由SHINETSU KAGAKUKOGYO K.K.制造)
重均分子量为9000的聚乙烯吡咯烷酮                               40
(商标:Luviskol K-17,由BASF制造)
防粘连剂(粒径约10-20微米的淀粉颗粒                             0.2
商标:ACE A,由OJI CORNSTARCH K.K.制造)
实施例II-9
通过与实施例II-3相同的方法生产喷墨记录纸,所不同的是,通过使用口模式涂布机,将与实施例II-3相同的含水涂布液涂布至厚度为100微米的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜(商标:MERINEX D535,由ICI制造)上,然后进行干燥,以形成干重量为15克/平方米的油墨接收层。
实施例II-10
按照与实施例II-1相同的步骤生产喷墨记录纸,所不同的是,通过使用口模式涂布机,用具有下面组分的含水涂布液对与实施例II-1相同的载片进行涂布,并干燥形成干重量为15克/平方米的油墨接收层。
用于油墨接收层的含水涂布液
组份                                                          用量(份)
羟丙基甲基纤维素(2%水溶液粘度:50cP,平均甲氧基取代度:1.8,  100
平均羟基丙氧基取代度:0.15商标:METHOLOSE 65SH-50,
由SHINETSU KAGAKUKOGYO K.K.制造)
防粘连剂(粒径约10-20微米的淀粉颗粒                             0.2
商标:ACE A,由OJI CORNSTARCH K.K.制造)
对比例II-1
按照与实施例II-1相同的步骤生产喷墨记录纸,所不同的是,通过使用口模式涂布机,用具有下面组分的含水涂布液对与实施例II-1相同的载片进行涂布,并干燥形成干重量为15克/平方米的油墨接收层。
用于油墨接收层的含水涂布液
组份                                  用量(份)
重均分子量为9000的聚乙烯吡咯烷酮       100
(商标:Luviskol K-17,由BASF制造)
防粘连剂(粒径约10-20微米的淀粉颗粒      0.2
商标:ACE A,由OJI CORNSTARCH K.K.制造)
对比例II-2
按照与实施例II-1相同的步骤生产喷墨记录纸,所不同的是,通过使用口模式涂布机,用具有下面组分的含水涂布液对与实施例II-1相同的载片进行涂布,并干燥形成干重量为15克/平方米的油墨接收层。
用于油墨接收层的含水涂布液
组份                                    用量(份)
重均分子量为1,200,000的聚乙烯吡咯烷酮    100
(商标:Luviskol K-90,由BASF制造)
防粘连剂(粒径约10-20微米的淀粉颗粒       0.2
商标:ACE A,由OJI CORNSTARCH K.K.制造)
对比例II-3
按照与实施例II-1相同的步骤生产喷墨记录纸,所不同的是,通过使用口模式涂布机,用具有下面组分的含水涂布液对与实施例II-1相同的载片进行涂布,并干燥形成干重量为15克/平方米的油墨接收层。
用于油墨接收层的含水涂布液
组份                                      用量(份)
聚乙烯醇((商标:PVA 420,由KURARAY制造)    100
防粘连剂(粒径约10-20微米的淀粉颗粒         0.2
商标:ACE A,由OJI CORNSTARCH K.K.制造)
对比例II-4
按照与实施例II-1相同的步骤生产喷墨记录纸,所不同的是,通过使用口模式涂布机,用具有下面组分的含水涂布液对与实施例II-1相同的载片进行涂布,并干燥形成于重量为15克/平方米的油墨接收层。
用于油墨接收层的含水涂布液
组份                                                用量(份)
羟丙基纤维素(商标:HPC-M,由NIPPON SODA K.K.制造)    100
防粘连剂(粒径约10-20微米的淀粉颗粒                   0.2
商标:ACE A,由OJI CORNSTARCH K.K.制造)
对比例II-5
按照与实施例II-1相同的步骤生产喷墨记录纸,所不同的是,通过使用口模式涂布机,用具有下面组分的含水涂布液对与实施例II-1相同的载片进行涂布,并干燥形成干重量为15克/平方米的油墨接收层。
用于油墨接收层的含水涂布液
组份                                用量(份)
羧甲基纤维素(商标:CELOGEN-7A,       100
由DAIICHI KOGYOSEIYAKU K.K.制造)
防粘连剂(粒径约10-20微米的淀粉颗粒    0.2
商标:ACE A,由OJI CORNSTARCH K.K.制造)
对比例II-6
按照与实施例II-1相同的步骤生产喷墨记录纸,所不同的是,通过使用口模式涂布机,用具有下面组分的含水涂布液对与实施例II-1相同的载片进行涂布,并干燥形成干重量为15克/平方米的油墨接收层。
用于油墨接收层的含水涂布液
组份                                               用量(份)
羟乙基纤维素(商标:HEC-SP400,由DAICEL K.K.制造)    100
防粘连剂(粒径约10-20微米的淀粉颗粒                  0.2
商标:ACE A,由OJI CORNSTARCH K.K.制造)
实施例II-11
按照与实施例II-1相同的步骤生产喷墨记录纸,所不同的是,通过使用口模式涂布机,用具有下面组分的含水涂布液对与实施例II-1相同的载片进行涂布,并干燥形成干重量为15克/平方米的油墨接收层。
用于油墨接收层的含水涂布液
组份                                                          用量(份)
羟丙基甲基纤维素(2%水溶液粘度:15cP,平均甲氧基取代度:1.9,  100
平均羟基丙氧基取代度:0.25;商标:METHOLOSE 60SH 15,
由SHINETSU KAGAKUKOGYO K.K.制造)
防粘连剂(粒径约10-20微米的淀粉颗粒                     0.2
商标:ACE A,由OJI CORNSTARCH K.K.制造)
实施例II-2
按照与实施例II-1相同的步骤生产喷墨记录纸,所不同的是,通过使用口模式涂布机,用具有下面组分的含水涂布液对与实施例II-1相同的载片进行涂布,并干燥形成干重量为15克/平方米的油墨接收层。
用于油墨接收层的含水涂布液
组份                                                        用量(份)
羟丙基甲基纤维素(2%水溶液粘度:50,平均甲氧基取代度:1.9,  60
平均羟基丙氧基取代度:0.25商标:METHOLOSE 60SH-50
由SHINETSU KAGAKUKOGYO K.K.制造)
分子量为450000的聚乙烯吡咯烷酮
(商标:“Luviskol K-60S”,由BASF制造)                       40
防粘连剂(粒径约10-20微米的淀粉颗粒                           0.2
商标:ACE A,由OJI CORNSTARCH K.K.制造)。
测试:
对上述实施例II-1至II-12和对比例II-1至II-6的每一个中得到的喷墨记录纸进行下面的喷墨记录性能测试。
通过使用喷墨绘图仪(商标:NOVAJET,PRO(由ENCAD CO.制造,GA含水染料油墨),用含水染料油墨或含水颜料油墨对喷墨记录纸进行打印。
[实心打印油墨图像的均匀性]
按照下面五个等级,用肉眼进行观察来评估每一色彩中油墨图像边界油墨的渗墨和实心打印油墨图像颜色密度的均匀性。
等级       图像质量
5         基本上没有发现颜色密度的不均匀性、没有发现油墨渗
          出、和没有发现油墨图像的裂纹。
4         稍稍发现了一些颜色密度的不均匀性、一些油墨渗
          出、和/或一些油墨图像(由含水颜料油墨所形成)的裂
          纹。
          在实际中使用良好。
3               发现了一些颜色密度的不均匀性、一些油墨渗
                出、和/或一些油墨图像(由含水颜料油墨所形成)的裂
                纹。
2               发现了颜色密度的不均匀性、油墨渗
                出、和/或油墨图像(由含水颜料油墨所形成)的裂纹。
                实际中难于使用。
1               产生了明显的油墨渗墨和油墨图像(由含水颜
                料油墨所形成)的裂纹。实际中不能使用。
[油墨干燥性]
在打印完成之后,用手指擦试打印的油墨图像,并以下面四个等级评估油墨干燥性。
等级          油墨干燥性
4            在打印之后20分钟或更短时间,油墨图像完全
             干燥。
3            在打印之后大于或等于20分钟至低于40分钟
             的时间内油墨图像完全干燥。
2            在打印之后大于或等于40分钟至低于60分钟
             的时间内油墨图像完全干燥。
1            甚至在打印之后60分钟,油墨图像还没有完全
             干燥。
[油墨图像的透明性]
根据下面四个等级,通过肉眼观察来评估油墨图像的透明性。
等级           透明性
4             油墨图像具有优异的颜色密度、光泽和透明性。
3             油墨图像具有良好的颜色密度、光泽和透明性。
2             油墨图像的颜色密度、光泽和透明性偏低。
1             油墨图像的颜色密度、光泽和透明性不能令人满意。
              难于实际使用。
[油墨图像的颜色密度]
利用黑色图像和蓝色图像(青色油墨+品红油墨),将油墨图像打印在喷墨记录纸上,并通过Macbeth颜色密度计(RD914型)测量油墨图像的油墨密度。在表2中,青色的密度通过青色滤色器进行测量.
[油墨图像的光泽]
根据JIS P 8142,测量在75度角时实心打印的、黑和蓝色图像的光泽。
[记录纸的光泽]
根据JIS P 8142,测量在75度角时喷墨记录纸的非打印部分的光泽。
[混浊度]
通过使用光线反射和透射仪(型号:HR-100,由MURAKAMI SHIKISAI GIJUTSUKENKYUSHO制造)测量喷墨记录纸的混浊度。
测试结果列于表2中.
表2
实施例序号       GA含水染料油墨图像                               GO含水颜料油墨图像 白纸
图像均匀性 油墨的干燥性 图像的透明性 图像的均匀性 油墨干燥性 图像的透明性          颜色密度 光泽 光泽(%) 混浊度(%)
实心黑色图像  实心蓝色图像 黑色 蓝色
青色 品红
实施例 II-1 5 4 4 5 4 3 2.37 1.44 1.68 100 76 91 -
II-2 5 4 4 5 4 4 2.44 1.54 1.80 100 83 92 -
II-3 5 4 4 5 4 4 2.62 1.67 1.96 100 88 90 -
II-4 5 4 4 5 4 4 2.68 1.75 2.08 100 85 91 -
II-5 4 3 4 4 3 4 2.70 1.80 2.12 100 80 91 -
II-6 5 4 3 5 4 3 2.32 1.41 1.65 100 75 80 -
II-7 5 4 4 5 4 4 2.41 1.66 1.92 100 87 88 -
II-8 5 4 4 5 4 4 2.64 1.66 1.98 100 92 90 -
II-9 5 4 4 5 4 4 2.65 1.56 1.85 - - - 5.0
II-10 5 4 4 5 4 2 2.28 1.38 1.60 100 70 92 -
对比例 II-1 2 1 - 1 1 - - - - - - 92 -
II-2 4 1 4 2 1 1 1.23 1.23 1.38 91 65 93 -
II-3 2 2 2 2 2 1 1.19 1.14 1.28 83 79 90 -
II-4 2 1 2 2 1 1 1.62 1.27 1.33 90 62 94 -
II-5 3 3 4 5 3 1 1.89 1.13 1.42 93 68 93 -
II-6 2 1 - 1 1 - - - - - - 90 -
II-11 5 4 4 2 4 1 2.00 1.15 1.39 98 80 91 -
II-12 5 4 4 4 4 2 2.03 1.41 1.54 92 70 65 -
表2附注
在生产透明喷墨记录纸的实施例II-9中,以这样的方式来测量打印图像的颜色密度,即将打印记录纸置于实施例II-1中使用的载片上,然后测量打印图像的颜色密度。
表2清楚地表明,在其中油墨接收层基本上由HPMC单独组成且不含聚乙烯吡咯烷酮的实施例II-10中,油墨图像的均匀性,油墨干燥性,油墨图像的颜色密度和油墨图像的光泽要好于对比例,并且这些性能之间有良好的平衡。然而,当将实施例II-10的测试结果与在油墨接收层中包含有聚乙烯吡咯烷酮的其它实施例相比时,含水颜料油墨图像的颜色密度和光泽要稍低于这些实施例。实施例II-5的油墨接收层显示出稍低的油墨干燥性能和高的含水染料油墨的渗墨性。另外,在其中使用低平均甲氧基取代度(1.4)的HPMC的实施例II-6中,油墨接收层的透明性稍低,并因此非打印喷墨记录纸的光泽稍低。因此,当由含水颜料油墨形成油墨图像时,实施例II-6的颜料油墨图像的颜色密度和光泽将大大好于实施例II-10。
在对比例II-1和对比例II-6中,经常发生渗墨和油墨图像的开裂,并因此无法测量油墨图像的颜色密度和光泽。
在对比例II-2至对比例II-6的每一个中,替代HPMC,将非HPMC的水溶性树脂包括在油墨接收层中,与其它实施例相比,测试性能将更加不能令人满意。
在其中HPMC具有低粘度的实施例II-11中,由含水染料油墨形成的图像显示出优异的性能。然而,由含水颜料油墨形成的图像的耐开裂性稍低,颜料油墨图像的颜色密度和光泽低于实施例II-1至II-10。因而,对于实施例II-11的喷墨记录纸,推荐使用常规的含水染料油墨。
在具有高分子量的聚乙烯吡咯烷酮与HPMC一起包含在油墨接收层中的实施例II-12中,所得到的油墨接收层显示出比实施例II-1至II-9稍低的油墨图像的透明性,稍低的油墨图像的颜色密度和光泽。
本发明能提供这样的喷墨记录材料,该材料具有优异的图像光泽和优异的耐渗墨性,并且没有粘性或有很低的粘性。
在本发明的喷墨记录材料中,油墨接收层显示出高的透明性、高的耐开裂性以及高的耐油墨图像渗墨性,特别是含水颜料油墨图像。另外,打印在本发明油墨接收层上的油墨图像具有高的均匀性、优异的颜色密度、光泽和耐水性。
此外,本发明的油墨接收层基本上没有粘性,并且具有令人满意的油墨干燥性能。
实施例III-1
通过将250mlCSF(加拿大标准游离度,根据日本工业标准(JIS)P8121测量)的针叶木漂白硫酸盐浆(NBKP)和280mlCSF的阔叶木漂白硫酸盐浆(LBKP)以2∶8的混合重量比混合,并悬浮于水中,而制备浓度为0.5%的纸浆悬浮液。以纸浆混合物的绝干重量为基,将2.0%的阳离子淀粉,0.4%的烷基烯酮二聚体,0.1%的阴离子聚丙烯酰胺树脂和0.7%的聚酰胺聚胺-表氯醇树脂混入该含水浆液中,并对所得到的浆液进行充分搅拌,以便使混合的组份分散于浆液中。
使用长网造纸机,使所得到的浆液经受成纸步骤,然后通过烘缸、施胶压榨步骤、以及机械压光机,以便提供定量为128g/m2,松密度为1.0g/cm3的纸页。在上述施胶压榨步骤中,以25ml/m2的用量,将压榨施胶液涂布至干燥纸页的两个表面上,所述施胶液通过将羧基-改性的聚乙烯醇与氯化钠以2∶1混合重量比混合,并将得到的混合物加热溶解于水中而制得,其固含量为5%。
对所得到的原纸的两个表面进行电晕放电处理;通过使用T-模头,在320℃的熔体温度下,以25g/m2的涂布量,将如下所述组分的聚烯烃树脂组合物(III-1)涂布至原纸的正面(毛毯侧表面)上,并通过与聚烯烃树脂组合物(III-1)相同的步骤,以25g/m2的涂布量,将如下所述组分的聚烯烃树脂组合物(III-2)涂布至原纸的网侧表面(背面)上。
将得到的聚烯烃树脂熔体层分别与冷却辊的镜面修饰外表面接触,从而使聚烯烃树脂熔体层冷却固化,由此制得了载体。
聚烯烃树脂组合物(III-1)
组份                                                   用量(份)
长链线性低密度聚乙烯树脂                               35
(密度:0.926g/cm3,熔体指数:20g/10分钟)
低密度聚乙烯树脂                                       50
(密度:0.919g/cm3,熔体指数:2g/10分钟)
锥型钛白粉(商标:A-220,由ISHIHARA SANGYO K.K.制造)    15
硬脂酸锌                                               0.1
抗氧剂(商标:IRGANOX 1010,由Ciba-Geigy制造)           0.03
群青(商标:BLUEISH ULTRAMARINE No.2,000,                    0.09
由DAIICHI KASEI K.K.制造)
荧光增白剂(商标:UVITEX OB,由Ciba-Geigy制造)                0.3
聚烯烃树脂组合物(III-2)
组份                                                       用量(份)
高密度聚乙烯树脂(密度:0.954g/cm3,熔体指数:20克/10分钟)    65
低密度聚烯烃树脂(密度:0.924g/cm3,熔体指数:4克/10分钟)     35
在聚烯烃树脂组合物(III-1)中,抗氧剂用来防止在熔体挤出涂布期间聚乙烯树脂的氧化。另外,群青和荧光增白剂用来向聚烯烃树脂组合物(III-1)层中引入表观浅蓝白色,并用来改善该聚烯烃树脂涂层的表观白度。
通过下面的组合物制得用于油墨接收层的含水涂布液。
用于油墨接收层的涂布液
组份                                                 用量(份)
(A)羟丙基甲基纤维素(商标:METHOLOSE 60SH 15,         100
由SHINETSU KAGAKUKOGYO K.K.制造,
2%水溶液粘度:15cP)
(B)重均分子量为45,000的乙烯基吡咯烷酮-醋酸乙烯共聚物  30
(商标:PVP/VA S-630,由ISP制造)
(C)多亚烯基多胺-双氰胺缩合物                          3
(商标:AMIGEN NP,由DAIICHI KOGYOSEIYAKU K.K.制造)
(D)烯丙基胺-二烯丙基胺共聚物(商标:PAA-D11,          2
由NITTO BOSEKI K.K.制造)
防粘连剂(非晶形二氧化硅,                             1
商标:FINESIL X-45,由TOKUYAMA K.K.制造)
含水涂布液中各组份的总固含量为12%。
通过使用口模式涂布机,将含水涂布液涂布至载片的聚烯烃树脂组合物(III-1)-涂布表面上,然后干燥,以便形成干重量为15克/平方米的油墨接收层。
实施例III-2
通过与实施例III-1相同的方法生产喷墨记录纸,所不同的是,在用于油墨接收层的含水涂布液中,用重均分子量为60,000的聚乙烯吡咯烷酮(商标:PVPK-30,由ISP制造)替代乙烯基吡咯烷酮-醋酸乙烯共聚物(PVP/VA S-630),并且,载片由厚度为125微米的白色聚酯薄膜(商标:CRYSPER G2323,由TOYOBOK.K.制造)组成。
实施例III-3
通过与实施例III-1相同的方法生产喷墨记录纸,所不同的是,在用于油墨接收层的含水涂布液中,用重均分子量为1,200,000的聚乙烯吡咯烷酮(商标:PVP K-120,由ISP制造)替代乙烯基吡咯烷酮-醋酸乙烯共聚物(PVP/VAS-630)。
实施例III-4
通过与实施例III-1相同的方法生产喷墨记录纸,所不同的是,在用于油墨接收层的含水涂布液中,用重均分子量为66,000的烷基化聚乙烯吡咯烷酮(商标:ANTARON P-904,由ISP制造)替代乙烯基吡咯烷酮-醋酸乙烯共聚物(PVP/VA S-630)。
实施例III-5
通过与实施例III-1相同的方法生产喷墨记录纸,所不同的是,在用于油墨接收层的含水涂布液中,乙烯基吡咯烷酮-醋酸乙烯共聚物(PVP/VA S-630)的用量为7份。
实施例III-6
通过与实施例III-1相同的方法生产喷墨记录纸,所不同的是,在用于油墨接收层的含水涂布液中,乙烯基吡咯烷酮-醋酸乙烯共聚物(PVP/VA S-630)的用量为85份。
实施例III-7
通过与实施例III-1相同的方法生产喷墨记录纸,所不同的是,在用于油墨接收层的含水涂布液中,将多亚烷基多胺-双氰胺缩合物(AMIGEN NF)用作阳离子树脂,其用量为1.0份,并且烯丙基胺-二烯丙基胺共聚物(PAA-D11)的用量为0.5份。
实施例III-8
通过与实施例III-1相同的方法生产喷墨记录纸,所不同的是,在用于油墨接收层的含水涂布液中,将多亚烷基多胺-双氰胺缩合物(AMIGEN NF)用作阳离子树脂,其用量为12份,并且烯丙基胺-二烯丙基胺共聚物(PAA-D11)的用量为6份。
实施例III-9
通过与实施例III-1相同的方法生产喷墨记录纸,所不同的是,作为载片,使用厚度为110微米的合成纸(商标:YUPO FPG-110,由OJI YUKAGOSEISHI K.K.制造),所述合成纸包含聚丙烯树脂和无机颜料,以及由芯-基层和纸状正面层和背面层组成的三层结构。
对比例III-1
通过与实施例III-1相同的方法生产喷墨记录纸,所不同的是,在用于油墨接收层的含水涂布液中,用羟乙基纤维素(商标:SP 200,由DAICEL K.K.制造)替代HPMC(METHOLOSE 60 SH 15)。
实施例III-10
通过与实施例III-1相同的方法生产喷墨记录纸,所不同的是,在用于油墨接收层的含水涂布液中,乙烯基吡咯烷酮-醋酸酯乙烯共聚物(PVP/VA S-630)的用量为2份。
实施例III-11
通过与实施例III-1相同的方法生产喷墨记录纸,所不同的是:
在制备油墨接收层的涂布液的过程中,用100份羟丙基甲基纤维素(商标:METHOLOSE 60SH50,由SHINETSU KAGAKUKOGYO K.K.制造,2%水溶液粘度:50cP)替代羟丙基甲基纤维素(METHOLOSE 60SH15);并用30份聚乙烯吡咯烷酮(商标:PVPK15,重均分子量:10,000,由ISP制造)替代乙烯基吡咯烷酮-醋酸乙烯酯共聚物(PVP/VAS-630)。
测试:
对上述实施例III-1至III-11和对比例III-1的每一个中得到的喷墨记录纸进行下面的喷墨记录性能测试。
通过使用喷墨绘图仪(商标:NOVAJET,PRO(由ENCAD CO.制造,GA inks)),用青色,品红,黄色含水染料油墨对喷墨记录纸进行打印。
[油墨图像的耐渗墨性]
按照下面三个等级,用肉眼进行观察来评估每一色彩中实心打印油墨图像颜色密度的均匀性。
等级                       均匀性
3     基本上没有发现渗墨。打印良好。
2     发现有一些渗墨。能实际使用。
1     渗墨明显。很难实际使用。
[油墨图像的光泽]
根据JIS P 8142,测量在75度角时由黄色油墨和青色油墨形成的实心打印绿色图像的光泽。
[在高湿环境下打印油墨图像的粘性]
将打印记录纸在35℃和80%的相对湿度下保存24小时。通过用手指进行接触,用下面三个等级对打印油墨图像的粘性进行评估。
等级    粘性
3      没有感觉到粘性。
2      感觉到某些粘性。
1      感觉到很强的粘性。实际使用困难。
[油墨干燥性]
在打印完成之后某一时间,用手指擦试打印的油墨图像,并以下面三个等级评估油墨干燥性。
等级     油墨干燥性
3       在打印之后10分钟内油墨图像完全干燥。
2       在打印之后10-30分钟,油墨图像完全干燥。
1       甚至在打印之后30分钟,油墨图像还没有完全干燥。
[油墨图像的耐水性]
将记录纸的打印油墨图像部分浸于水中10秒钟,然后在室温下进行干燥。用下面四个等级对沿油墨图像的渗墨进行评估。
等级     耐水性
4       没有发现渗墨或发现很少的渗墨。油墨图像基本保持
        原始条件。
3       发现轻微的渗墨。实际能使用。
2       发现渗墨。实际可能还可以使用。
1       渗墨明显。实际难于使用。
测试结果示于表3中。
表3
耐渗墨性 图像的光泽(%) 粘性 油墨干燥性 油墨图像的耐水性
实施例 III-1 3 92 3 3 3
III-2 3 90 3 3 3
III-3 3 82 3 3 3
III-4 3 85 3 3 4
III-5 3 81 3 3 3
III-6 2 80 2 2 3
III-7 2 90 3 3 2
III-8 3 80 2 2 3
III-9 3 83 3 3 3
III-10 3 69 3 3 3
III-11 3 92 3 3 3
对比例III-1 1 70 3 3 3
表3清楚地表明,其中,在油墨接收层中包含有(A)HPMC,(B)N-乙烯基吡咯烷酮均聚物或N-乙烯吡咯烷酮与其它可聚合单体的共聚物,和(C)阳离子树脂的实施例III-1至III-11的喷墨记录纸的测试结果,在实践中均令人满意。
尤其是,在其中使用乙烯基吡咯烷酮-醋酸乙烯酯共聚物的实施例III-1中,打印在所得油墨接收层上的油墨图像显示出比其中使用烷基化PVP的实施例III-4更高的光泽。另外,在其中使用重均分子量为60,000(该分子量低于500,000)的聚乙烯吡咯烷酮的实施例III-2中,所有测试结果在实践中均令人满意。
与其中载片由非树脂涂布纸,即合成纸页组成的实施例III-9相比,其中将树脂涂布纸用作载片并且油墨接收层与实施例III-9相同的实施例III-1显示出了优异的油墨图像光泽。
在其中用羟乙基纤维素替代HPMC的对比例III-1中,所得到的油墨图像显示出低的耐渗墨性。
在其中乙烯基吡咯烷酮-醋酸乙烯酯共聚物用量少于5份的实施例III-10中,所得到的油墨图像显示出不能令人满意的油墨图像光泽。
在本发明中,能得到这样的喷墨记录材料,所述材料没有渗墨,没有粘性,具有高的油墨图像耐水性,优异的油墨图像光泽,以及优异的图像质量。
实施例IV-1
载片的制备
通过将250mlCSF(加拿大标准游离度,根据日本工业标准(JIS)P8121测量)的针叶木漂白硫酸盐浆(NBKP)和280mlCSF的阔叶木漂白硫酸盐浆(LBKP)以2∶8混合重量比的混合物悬浮于水介质中,而制备浓度为0.5%的纸浆悬浮液。将2%的阳离子淀粉,0.4%的烷基烯酮二聚体,0.1%的阴离子聚丙烯酰胺树脂和0.7%的聚酰胺聚胺-表氯醇树脂添加至该含水浆液中,对所得到的浆液进行充分搅拌,以便使添加剂分散于浆液中。通过将氢氧化钠水溶液添加至该浆液中而将含水浆液的pH值调节至7.5。
使用长网造纸机,使所得到的浆液经受成纸步骤,然后通过烘缸、施胶压榨、以及机械压光机,以便提供定量为180g/m2,松密度为1.0g/cm3且水含量为7.5%的纸页。在上述施胶压榨步骤中,以25ml/m2的用量,将压榨施胶液涂布至干燥纸页的两个表面上,所述施胶液包含2份羧基-改性聚乙烯醇与1份氯化钠溶解于水中的混合物,并且其固含量为5%。
涂布聚烯烃树脂涂层
对所得到的原纸的正、反面进行电晕放电处理。
通过用班伯里密炼机对下面所示用量的各组份进行混合,而单独地制得用于背面聚烯烃树脂组合物(IV-1)。另外,还根据下面所示的组份制备用于正面的聚烯烃树脂组合物(IV-2)。
聚烯烃树脂组合物(IV-1)
组份                                                     用量(份)
高密度聚乙烯(密度:0.945g/cm3,熔体指数:20克/10分钟)     65
低密度聚乙烯树脂(密度:0.914g/cm3,熔体指数:4克/10分钟)  35
聚烯烃树脂组合物(IV-2)
组份                                                    用量(份)
长链线性低密度聚乙烯树脂                                  35
(密度:0.926g/cm3,熔体指数:20g/10分钟)
低密度聚乙烯树脂                                          50
(密度:0.919g/cm3,熔体指数:2g/10分钟)
平均粒径为0.2微米的锥型钛白粉                   10
(商标:A-220,由ISHIHARA SANGYO K.K.制造
用铝表面处理过的)
硬脂酸锌                                        0.1
抗氧剂(商标:IRGANOX 1010,由Ciba-Geigy制造)    0.03
群青(商标:Bluish ultramarine No.2,000,        0.09
由DAIICHI KASEIKOGYO K.K.制造)
荧光增白剂(商标:UVITEX OB,由Ciba-Geigy制造)   0.3
在280℃的熔体温度下,通过使用带有T-模头的熔体挤塑机,以30g/m2的涂布量,将聚烯烃树脂组合物(IV-1)涂布至电晕放电处理过的、原纸的网侧表面(背面)上。
另外,用与聚烯烃树脂组合物(IV-2)相同的方式,借助聚烯烃树脂组合物(IV-2)对该电晕放电处理过的毛毯侧表面进行涂布,以形成定量为30g/m2的正面聚烯烃树脂涂层,所不同的是,所得到的聚烯烃树脂组合物(IV-2)熔体层的表面与冷却辊的镀铬的、镜面修饰外表面接触,从而使熔体层冷却并固化。
根据JIS B 0601测量,聚烯烃树脂正面涂层的中心线平均粗糙度Ra为0.4微米。
涂布背层
通过电晕放电处理使聚烯烃树脂涂层的背面进行表面活化,然后用如下所示组分的涂布液对该电晕放电处理过的表面进行涂布,从而形成干重量为10g/m2的涂层。
背面涂布液
组份                                         用量(份)
聚乙烯醇((商标:PVA 420,由KURARAY制造)       95
表面活性剂(商标:NONION MN811,               0.1
由NIPPON YUSHI K.K.制造)
合成非晶形二氧化硅(商标:MIZUKASIL P-526,    5
由MIZUSAWA KAGAKUKOGYO K.K.制造)
涂布油墨接收层
通过将下面所示的组合物溶解并分散于水中而制得用于油墨接收层的含水涂布液,并且,通过利用杆式涂布机,以15克/平方米的干用量将该涂布液涂布至正面的聚烯烃树脂涂层上,然后进行干燥,从而形成油墨接收层。
由此得到了喷墨记录纸。
形式油墨接收层的涂布液
组份                                                用量(份)
羟丙基甲基纤维素(商标:METHOLOSE 60SH 15,              90
由SHINETSU KAGAKUKOGYO K.K.制造)
阳离子双氰胺树脂((商标:E-117,由NIKKA KAGAKU K.K.制造) 10
通过凝胶法制得并且平均粒径为12.5微米的非晶形二氧化硅    2
(商标:MIZUKASIL P78F,由MIZUSAWA KAGAKU K.K.制造)
实施例IV-2
通过与实施例IV-1相同的步骤生产喷墨记录纸,不同之处如下:
用于油墨接收层的涂布液含有如下组分:
形式油墨接收层的涂布液
组份                                                   用量(份)
羟丙基甲基纤维素(商标:METHOLOSE 60SH 50,              55
由SHINETSU KAGAKUKOGYO K.K.制造,
2%水溶液的粘度:50cP)
阳离子双氰胺树脂((商标:E-117,由NIKKA KAGAKU K.K.制造) 10
聚乙烯吡咯烷酮(商标:PVP K-15,重均分子量:             35
10,000,由ISP制造)
通过凝胶法制得并且平均粒径为12.5微米的非晶形二氧化硅    2
(商标:MIZUKASIL P78F,由MIZUSAWA KAGAKU K.K.制造)
测试
[打印]
对上述实施例所得到的喷墨记录纸进行下面的喷墨记录性能测试。
通过使用喷墨绘图仪(商标:BJC-420(由CANON K.K.制造),使用标准油墨)对喷墨记录纸进行全色油墨图像打印。
[实心打印的、混色油墨图像的质量]
用下面三个等级,通过肉眼观察评估红色(品红油墨+黄色油墨),绿色(黄色油墨+青色油墨)和蓝色(青色油墨+品红油墨)的每种色彩中,实心打印油墨图像颜色密度的均匀性。
等级      均匀性
3        基本上没有发现颜色密度的不均匀性和吸墨作用。打印优异。
2        发现有一些颜色密度的不均匀性和吸墨作用。能实际使用。
1        颜色密度不均匀和吸墨作用十分明显。很难实际使用。
[耐渗墨性]
将打印记录纸在高温高湿环境中(40℃和90%RH)保存24小时。通过用肉眼进行观察,用下面三个等级对油墨图像的渗墨性进行评估。
等级       耐渗墨性
3        没有发现油墨图像渗墨。
2        发现油墨图像有些渗墨。实际能使用。
1        发现油墨图像明显的渗墨。所得到的油墨图像不清晰。
[光泽]
根据JIS P 8142在75度对喷墨记录纸的非打印部分的光泽进行测量。
半光泽记录纸优选具有20-60%的光泽。当光泽低于20%时,光泽将会太低。当光泽大于60%时,该光泽将不能落入半光泽的范围内。
测试结果列于表4中。
表4
实施例序号 实施例IV-1 实施例IV-2
载片中心线平均粗糙度(Ra)吸墨聚合物(A)阳离子树脂(B)混合比(A)/(B)无机颜料(C)平均粒径混合比(A+B)/(C)油墨接收层定量 树脂涂布纸0.4μm(HPMC METHOLOSE)E-11790/10Silica P78F12.5μm100∶215g/m2 树脂涂布纸0.4μmHPMC/PVPE-11790/10Silica P78F12.5μm100∶215g/m2
测试结果
图像质量耐渗墨性光泽 2230% 3335%
在如实施例IV-1和实施例IV-2所述的本发明实施方案中,所得到的喷墨记录纸具有类似于常规银盐照相印刷纸的半光泽度手感和外观,优异的吸墨作用和高的耐渗墨性,因此可用于全色油墨图像记录。

Claims (11)

1.一种包含载体和在载体表面上形成的油墨接收层的喷墨记录材料,所述喷墨记录材料包含有:粘度为200cP或更低的羟丙基甲基纤维素(A),所述粘度是在20℃于所述纤维素的2%水溶液中测得的;N-乙烯基吡咯烷酮树脂(B),所述N-乙烯基吡咯烷酮树脂(B)至少包括一种选自下列的物质:N-乙烯基吡咯烷酮的均聚物,和N-乙烯基吡咯烷酮与至少一种其它可聚合单体的共聚物和至少一种阳离子树脂(C);羟丙基甲基纤维素(A),N-乙烯基吡咯烷酮树脂(B)和阳离子树脂(C)的重量比(A)∶(B)∶(C)从100∶5至100∶1-20。
2.如权利要求1所述的喷墨记录材料,其中羟丙基甲基纤维素的粘度为20-200cP,所述粘度是在20℃于所述纤维素的2%水溶液中测得的。
3.如权利要求1或2所述的喷墨记录材料,其中羟丙基甲基纤维素的甲氧基取代度为1.5或更大;所述取代度定义为每个纤维素环单元被甲氧基基团所取代的羟基基团的平均数。
4.如权利要求1所述的喷墨记录材料,其中,N-乙烯基吡咯烷酮树脂(B)的含量为:每100重量份羟丙基甲基纤维素,5-150重量份。
5.如权利要求1所述的喷墨记录材料,其中,载体选自:层压纸和塑料薄膜;所述层压纸中原纸涂布有热塑性树脂组分。
6.如权利要求1所述的喷墨记录材料其中N-乙烯基吡咯烷酮均聚物以及N-乙烯基吡咯烷酮与至少一种其它可聚合单体的共聚物的重均分子量从5,000至500,000。
7.如权利要求1所述的喷墨记录材料,其中载体包括:中心线平均粗糙度Ra为0.5μm或更小的聚烯烃树脂层压纸页;且油墨接收层还包括平均粒径为1-30μm的颜料颗粒,
平均粒径为1-30μm的颜料颗粒的含量以油墨接收层总重量计为每100重量份为1-10重量份,
油墨接收层的干重量为3-20g/m2,且
具有喷墨记录表面的喷墨记录材料,根据JISP8142在75度进行测量时,具有20-60%的镜面光泽。
8.如权利要求7所述的喷墨记录材料,其中,平均粒径从1-30μm的颜料颗粒选自:平均粒径为3-15μm的无机颜料颗粒。
9.包含载体和在载体表面上形成的油墨接收层的喷墨记录材料,所述喷墨记录材料包含有:(A)羟丙基甲基纤维素;(B)N-乙烯基吡咯烷酮树脂,所述N-乙烯基吡咯烷酮树脂至少包括一种选自下列的物质:N-乙烯基吡咯烷酮的均聚物,N-乙烯基吡咯烷酮与至少一种其它可聚合单体的共聚物;以及(C)阳离子树脂,
羟丙基甲基纤维素(A),N-乙烯基吡咯烷酮树脂(B)和阳离子树脂(C)以如下混合重量比进行混合:(A)/(B)/(C)从100∶5至100∶1-20。
10.一种生产喷墨记录材料的方法,该方法包括:
制备含水涂布液,所述涂布液包含(A)在20℃于所述纤维素的2%水溶液中测得的、黏度为200cP(厘泊)或更低的羟丙基甲基纤维素,(B)N-乙烯基吡咯烷酮树脂,后者至少包括一种选自下列的物质:N-乙烯基吡咯烷酮的均聚物和N-乙烯基吡咯烷酮与至少一种其它可聚合单体的共聚物,和(C)阳离子树脂(C);其中羟丙基甲基纤维素(A),N-乙烯基吡咯烷酮树脂(B)和阳离子树脂(C)的重量比(A)∶(B)∶(C)从100∶5至100∶1-20;
将该含水涂布液的粘度调节至500-15,000cP,所述粘度是在25℃测定的;通过使用口模式涂布机,用该含水涂布液对载体的表面进行涂布;和将载体表面上涂覆的含水涂布液层干燥,从而形成油墨接收层。
11.一种利用权利要求1-9任一项所述的喷墨记录材料的喷墨记录方法,包括:将包含着色颜料作为着色材料的成影像的液体墨滴喷射至喷墨记录材料的油墨接收层上,从而在油墨接收层上形成油墨图像。
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