CN101983132A - 高质量多孔喷墨介质 - Google Patents
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Abstract
用于喷墨印刷的印刷介质,包含照相原纸基底、多孔油墨接受层和打底层。所述照相原纸基底可以包括纸张和涂覆在所述纸张的至少一面上的隔湿层。所述多孔油墨接受层可以包括用有机硅烷试剂和氯化羟铝处理的金属氧化物或半金属氧化物颗粒和聚乙烯醇粘结剂。所述打底层可以分配在所述照相原纸的隔湿层和所述油墨接受层之间并且包括聚乙烯醇或聚乙烯醇的共聚物。
Description
发明背景
喷墨印刷已经变成在各种介质表面,尤其是纸张上记录图像的流行方法有着数种原因。这些原因中的一些包括低打印机噪声、高速记录的能力和多色记录。此外,消费者可以按较低价格获得这些优点。
喷墨印刷的已经越来越流行的一个领域是照片印刷。为了获得高质量和持久的图像,通常在特定介质上印刷照片。通常,使用明胶的打底层(subbing layer)使这些纸张的油墨接受层附着于照相原纸(photobase)基底。令人遗憾地,使用明胶作为这些纸张中的粘结剂通常导致纸张缺陷,尤其是边缘缺陷例如在切割和裁切期间的剥落和裂片。因此,仍研究开发具有优异的图像质量特性的印刷照片介质。打底层和油墨接受层组合方面的改进将是本领域中的进步。
优选实施方案的详细描述
在公开和描述本发明之前,要理解本发明不限于本文中公开的具体的结构、工艺步骤或材料,而是如本领域技术人员所理解的那样扩展到它们的相应的等同形式。还应理解,本文中使用的术语仅仅是为了描述具体实施方案的目的,而不是用于限制。
在描述本发明并界定本发明的保护范围时,以下术语根据下述定义使用。
应该指出,本说明书以及所附的权利要求书中所使用的单数形式″一个″、″一种″和″该″包括复数形式,除非另有清楚的说明。因此,例如,所谓的″一种聚合物″包括一种或多种所述聚合物,所谓的″该印刷介质″包括一种或多种印刷介质。
″多孔介质涂层″通常包括通过聚合物粘结剂粘结在一起的金属氧化物或半金属氧化物颗粒,例如二氧化硅或氧化铝颗粒。任选地,还可以存在媒染剂和/或其它添加剂。这些添加剂可以是水溶性的涂料配方添加剂,包括多价盐,例如氯化羟铝;与无机颗粒化学连接或未连接的有机硅烷试剂;和/或酸性组分例如酸性交联剂,例如可以用于使聚合物粘结剂,例如聚乙烯醇交联的是硼酸的酸性交联剂。所述组合物可以用作各种介质基底的涂层,并且可以通过本领域中已知的许多方法中的任一种施用。此外,这些组合物可以按单层或多层施用。如果施用多个层,则这些多层可以具有相同或相似的组成,或可以具有不同的组成。
″铝配合物″是指许多铝盐或其它含铝材料中的任一种,包括氯化铝、氯化羟铝(aluminum chlorohydrate)(ACH)、羟基硫酸铝、羟基硝酸铝等。
″氯化羟铝″、″ACH″、″聚合氯化铝″、″PAC″、″聚合羟基氯化铝″等是指一类可溶性铝产品,其中氯化铝已经部分地与碱发生了反应。OH相对于Al的相对量可以确定具体产品的碱度。ACH的化学性质常常用化学式Aln(OH)mCl(3n-m)表示,其中n可以是1-50,m可以是1-150。在上述公式中,碱度可以由m/(3n)来确定。ACH可以通过使水合氧化铝、AlCl3与铝粉在受控条件下反应来制备。精确组成取决于铝粉的使用量和反应条件。通常,所述反应可以得到碱度为40%-83%的产品。ACH可以作为溶液提供,但也可以作为固体提供。
本领域中已知有其它的方法指代ACH。通常,ACH在单一混合物中包含许多不同的分子大小和构型。ACH中一种示例性的稳定离子物种可以具有式[Al12(OH)24AlO4(H2O)12]7+。其它实例包括[Al6(OH)15]3+,[Al8(OH)20]4+,[Al13(OH)34]5+,[Al21(OH)60]3+等。其它用于描述ACH或可能存在于ACH组合物中的组分的通用名称包括氯化氢氧化铝(8Cl);A296;ACH 325;ACH 331;ACH 7-321;Aloxicoll;AloxicollLR;羟基氯化铝;Aluminol ACH;氯化羟铝;氢氧化氯化铝(Aluminumchlorohydroxide);碱式氯化氢氧化氧化铝;氯化氧化铝;氯化羟铝;Aluminum chlorohydrol;氢氧化氯化铝;氯化氢氧化铝(Aluminumhydroxide chloride);羟基氯化铝;氯氧化铝;Aquarhone;Aquarhone 18;Astringen;Astringen 10;Banoltan White;碱式氯化铝;碱式氯化铝水合物;Berukotan AC-P;Cartafix LA;Cawood 5025;Chlorhydrol;Chlorhydrol Micro-Dry;Chlorhydrol Micro-Dry SUF;E 200;E 200(凝结剂);Ekoflock 90;Ekoflock 91;GenPac 4370;Gilufloc 83;HessidrexWT;HPB 5025;Hydral;Hydrofugall;Hyper Ion 1026;Hyperdrol;Kempac 10;Kempac 20;Kemwater PAX 14;Locron;Locron P;LocronS;Nalco 8676;OCAL;Oulupac 180;PAC;PAC(盐);PAC 100W;PAC 250A;PAC 250AD;PAC 300M;PAC 70;Paho 2S;PALC;PAX;PAX 11S;PAX 16;PAX 18;PAX 19;PAX60p;PAX-XL 1;PAX-XL19;PAX-XL 60S;PAX-XL 61S;PAX-XL 69;PAX-XL 9;Phacsize;Phosphonorm;(14)聚(羟基铝)氯化物;聚氯化铝;Prodefloc AC 190;Prodefloc AL;Prodefloc SAB 18;Prodefloc SAB 18/5;Prodefloc SAB 19;Purachem WT;Reach 101;Reach 301;Reach 501;Sulzfloc JG;SulzflocJG 15;Sulzfloc JG 19;Sulzfloc JG 30;TAI-PAC;Taipac;Takibine;Takibine 3000;Tanwhite;TR 50(无机化合物);UPAX 20;VikramPAC-AC 100S;WAC;WAC 2;Westchlor 200;Wickenol 303;WickenolCPS 325氯化羟铝Al2ClH5O5或Al2(OH)5Cl·2H2O,或[Al(OH)2Cl]x或Al6(OH)15Cl3;Al2(OH)5Cl]x氯化氢氧化铝;羟基氯化铝;碱式氯化铝;氯化氢氧化铝;[Al2(OH)nCl6-n]m,[Al(OH)3]nAlCl3,或Aln(OH)mCl(3n-m)(其中通常0<m<3n)。在一个实施方案中,此种组合物可以包括式Al(OH)2X至Al3(OH)8X的氯化铝类和硝酸铝类,其中X是Cl或NO3。在另一个实施方案中,组合物可以通过使二氧化硅颗粒与氯化羟铝(Al2(OH)5Cl或Al2(OH)Cl5.nH2O)接触来制备。据信,使二氧化硅颗粒与上述铝化合物接触会引起所述铝化合物缔合到或结合到所述二氧化硅颗粒的表面上。这既可以是共价缔合也可以是经由静电相互作用来形成带阳离子电荷的二氧化硅,这可以通过ζ电势仪器来测量。
″有机硅烷试剂″包括具有以共价键连接于硅烷基团的官能化或活性结构部分的组合物。有机硅烷试剂可以形成共价键连接于或是以其它方式吸引到金属氧化物或半金属氧化物颗粒,例如二氧化硅或氧化铝的表面上。
术语″油墨接受层(或多层)″是指施用于介质基底上,并配置用来在印刷时接受油墨的层或多个涂层。因而,油墨接受层(或多层)不一定必须是最外层,而可以是在另一个涂层下方的层。油墨接受层(或多层)通常呈多孔介质涂层形式。
本文所使用的术语″照相原纸″是指基纸,例如原基纸,它在至少一面上涂有隔湿层。在一个实施方案中,″照相原纸″在两面上涂有隔湿层。
应该指出,本发明中使用的喷墨油墨是本领域中通常已知的并通常包括液体连接料或油墨连接料。″液体连接料″或″油墨连接料″是指其中置有着色剂以形成油墨的液态流体。油墨连接料是本领域中熟知的,并且各种各样的油墨连接料可以与本发明的体系和方法一起使用。这些连接料可以包括各种不同试剂的混合物,包括溶剂、共溶剂、缓冲剂、杀生物剂、螯合剂、粘度改进剂、表面活性试剂(表面活性剂)、水等。
本文所使用的″多种″是指超过一种。例如,多种聚合物是指至少两种聚合物。
本文所使用的术语″大约″用来提供数值范围端点的灵活性,表示某一值可以″稍高于″或″稍低于″该端点。该术语的灵活度取决于具体的变量并且在本领域技术人员的知识范围内根据经验和本说明书相关描述能够确定。
本文所使用的许多项目、结构化元素、组成元素和/或材料为了方便起见并列在一个总列表中。然而,这些列表应当理解为其中的每一项都各自独立地表示单独且独特的一项。因此,在没有相反指示的情况下,列表中单独各项都不应仅仅因为它们列在同一组而理解为真地等同于同一列表中的其它各项。
浓度、含量和其它数值数据可在本文中以范围模式表示或提供。应该理解的是此种范围模式仅仅为了方便和简洁并因此应当灵活地解释为不仅包括明确指示的该范围的上下限数值,而且包括包含范围内的所有单个数值和该范围内的所有子范围,就如同各个单个数值和子范围同样被明确指示那样。例如,数值范围″大约1wt%-大约5wt%″应当解释为不仅包括明确指示的大约1-大约5wt%,还包括该指定范围内的各个值和子范围。因此,该数值范围包括如2、3.5和4的各单独数值,以及如1-3、2-4和3-5等的子范围。该原则同样适用于仅引用一个数值的范围。此外,该解释与所描述范围或特征的范围宽度无关。
传统上,用于印刷的喷墨介质,例如聚乙烯挤出相纸或其它照相原纸不在为向其上直接施用多孔介质涂层可接受的条件中。因此,通常,用薄的明胶层处理照相原纸以改进油墨接受层和照相原纸之间的粘附性。令人遗憾地,此类印刷介质通常遭受的缺点在于油墨接受层和照相原纸基底之间的粘附性差,这导致边缘缺陷例如切割和转化期间的剥落和裂片。此前,克服这些缺陷的尝试集中于裁切方法,例如使用降低的切割加速和/或使用双重旋转式或闸刀式切纸机。当多孔介质涂层除了金属氧化物或半金属氧化物颗粒和粘结剂之外还包括添加剂时,这种问题可能是尤其成问题的。
与这一种及其它现有方案相反,本公开内容涉及照片质量级喷墨介质片材及其制造方法,该介质在油墨接受层和照片基纸之间具有改进的粘附性并提供高图像质量。在一个实施方案中,提供了包括照相原纸基底、多孔油墨接受层和打底层的用于喷墨印刷的印刷介质。所述照相原纸可以包括纸张和涂覆在所述纸张的至少一面上的隔湿层。所述多孔油墨接受层可以包括用有机硅烷试剂和氯化羟铝处理的金属氧化物或半金属氧化物颗粒。此外,所述多孔油墨接受层可以包括聚乙烯醇或聚乙烯醇共聚物粘结剂。打底层可以置于所述照相原纸基底的隔湿层和所述多孔油墨接受层之间并且可以包括聚乙烯醇或聚乙烯醇共聚物。
在另一个实施方案中,用于喷墨印刷的印刷介质的制备方法可以包括以下步骤:在照相原纸基底的隔湿层上涂覆包括聚乙烯醇或聚乙烯醇共聚物的打底层。附加的步骤包括用有机硅烷试剂和铝配合物处理金属氧化物或半金属氧化物颗粒以形成经处理的颗粒;和使用聚乙烯醇或聚乙烯醇共聚物粘结剂在所述打底层上涂覆所述经处理的颗粒,从而形成油墨接受层。
打底层
如所提及的那样,打底层包括聚乙烯醇或聚乙烯醇共聚物,它们可以用来提高油墨接受层(包括有机硅烷试剂和氯化羟铝)和照相原纸基底上的涂层之间的粘附性,从而减少加工、切割等过程中的剥落和裂片。打底层中使用的聚乙烯醇或聚乙烯醇共聚物可以由本领域中已知的任何聚乙烯醇或聚乙烯醇共聚物制成。可以使用的聚乙烯醇和聚乙烯醇共聚物的非限制性实例包括聚乙烯醇、聚乙烯-共聚-聚乙烯醇、阳离子聚乙烯醇、具有乙酰乙酰基官能团的聚乙烯醇、具有硅醇官能团的聚乙烯醇、阴离子聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮-共聚-聚乙烯醇、聚乙烯醇-共聚-聚氧化乙烯和它们的组合。聚乙烯醇或聚乙烯醇共聚物的适当的重均分子量例如为2000Mw-1,000,000Mw。
打底层中使用的聚乙烯醇或聚乙烯醇共聚物可以是60%-99.9%水解的。在一个实施方案中,聚乙烯醇或聚乙烯醇共聚物是80-99%水解的。聚乙烯醇或聚乙烯醇共聚物可以,但是不必,使用交联剂加以交联。可以使用的交联剂的非限制性实例包括硼酸、硼酸盐、戊二醛、甲醛、乙二醛、琥珀酸二醛、羟甲基蜜胺、锌盐和/或铝盐。当使用时,交联剂可以占所述聚乙烯醇或聚乙烯醇共聚物的大约0.1wt%-大约15wt%。
可以使用本领域中任何已知的方法将所述聚乙烯醇或聚乙烯醇共聚物打底层施用于照相原纸上,包括但不限于,Mylor棒施涂、辊施涂、用电晕处理的帘涂方法或其它已知的涂覆施涂。所述打底层具有0.01g/m2-2g/m2的涂层重量。
照相原纸基底
喷墨记录介质可以在照相原纸基底上形成。如上面所限定,照相原纸基底可以包括原基纸(本文泛称″纸张″或″纸基底″),它在至少一面上涂有隔湿层。
在一个实施方案中,许多传统使用的纸纤维基底可用来形成照相原纸基底的纸张。实例包括,但不限于,包括用来形成图像承载介质的纤维、填料、添加剂等的任何纸张。更具体地说,呈纸芯形式的纸基底可由任意数量的纤维类型制得,纤维类型包括但不限于原硬木纤维、原软木纤维、循环的木纤维等。
除了上述纤维,所述纸基底还可包括许多填料和添加剂材料。在一个实施方案中,所述填料包括但不限于:碳酸钙(CaCO3)、粘土、高岭土、石膏(水合硫酸钙)、氧化钛(TiO2)、滑石、三水合氧化铝、氧化镁(MgO)、矿物和/或人造和天然填料。在另一个实施方案中,用于照相原纸的纸基底可以包含至多30%(按干重计)的填料。引入上述填料可以多方面降低纸基底的总成本。另一方面,引入白色填料如碳酸钙可增加亮度、白度以及所得的图像载体介质的质量。
可引入的其它添加剂或填料包括施胶剂,如脂肪酸的金属盐和/或脂肪酸,烷基乙烯酮二聚物乳化产物和/或环氧化的高级脂肪酸酰胺;烯基或烷基琥珀酸酐乳化产物和松香衍生物;干增强剂,如阴离子、阳离子或两性聚丙烯酰胺,聚乙烯醇,阳离子化淀粉和植物半乳甘露聚糖;湿增强剂,如聚胺聚酰胺表氯醇树脂;固色剂,如水溶性铝盐,氯化铝和硫酸铝;pH调节剂,如氢氧化钠、碳酸钠和硫酸;光学增白剂;以及着色剂,如颜料、着色染料和/或荧光增白剂。另外,所述纸基底还可包括任意数量的助剂、助滤剂、湿强度添加剂、消泡剂、杀生物剂、染料和/或其它湿部添加剂。
除了上述填料和添加剂材料之外,小于20wt%的基础基底可以是细粒组分,即粒度为0.2-5微米的组分,并任选地,可以包括纸浆精制加工中形成的切短或切碎的小木质纤维片。在一个实施方案中,所述细粒组分可以是大约4wt%-10wt%(干重)。
用于形成本公开内容的照相原纸的纸基底可以具有涂在该纸张一面或两面上的隔湿层。在所述原基础基底的至少一面上的隔湿层可以通过可挤出树脂涂层形成。在一个实施方案中,可将纸张或原基础基底的至少一面附于挤出的隔湿层,例如使用聚乙烯、聚乙烯醇缩丁醛和/或聚丙烯制备的隔湿层上。所述阻隔层可以包括任何聚烯烃或可用于此种层的其它已知的材料。在一个实施方案中,所述隔湿层可以是低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯或它们的混合物。
在另一个实施方案中,隔湿层可以涂到所述阻隔层的第一面和第二面上。所述第一面和第二面可以定义为施加于相对面上。在一个实施方案中,所述隔湿层可以具有在所述纸张的第一面或第二面上比其相对面更大的涂层重量。或者,涂层重量可以在每一相对面上相同。此外,在一些实施方案中,每一面上的涂料可以在一个实施方案中具有相同材料。在其它实施方案中,涂在第一面上的隔湿层组成上不同于涂在该纸张第二面上的隔湿层。一般而言,隔湿层可以在纸基底的任一面上具有大约10g/m2-50g/m2的涂层重量。在纸基底上引入阻隔层可以为最终喷墨记录介质提供光泽或消光表面以及照片感觉。
油墨接受层
根据本公开内容的实施方案,照相原纸基底的一面可以涂有单一微多孔油墨接受层,或者,所述微-多孔油墨接受层可以包括多个层。所述微-多孔油墨接受层可以包括金属氧化物或半金属氧化物颗粒、粘结剂、有机硅烷试剂(任选地与所述颗粒共价连接)和铝配合物,例如氯化羟铝物质或其它铝盐。
在一个实施方案中,所述金属氧化物或半金属氧化物颗粒可以选自二氧化硅、氧化铝、氧化钛、氧化锆、硅酸铝和/或碳酸钙。在一个实施方案中,金属氧化物或半金属氧化物颗粒可以是带阳离子电荷的。如所提及的那样,金属氧化物或半金属氧化物颗粒可以用硅烷偶联剂处理,该硅烷偶联剂含有与其它添加剂,例如氯化羟铝(ACH)相互作用或反应性的官能团。如果使用二氧化硅,它可以选自以下可商购的热解法二氧化硅:Cab-O-Sil LM-150、Cab-O-Sil LM-5、Cab-O-SilMS-55、Cab-O-Sil MS-75D、Cab-O-Sil H-5、Cab-O-Sil HS-5、Cab-O-SilEH-5、Aerosil 150、Aerosil 200、Aerosil 300、Aerosil 350和Aerosil 400。
所述金属氧化物或半金属氧化物颗粒可以包括热解法二氧化硅(改性或未改性的),或所述二氧化硅可以呈胶体形式。更具体地说,在一个实施方案中,所述热解法二氧化硅的尺寸可以是大约50-300nm。更具体地说,所述热解法二氧化硅的尺寸可以是大约100-250nm。所述热解法二氧化硅的Brunauer-Emmett-Teller(BET)表面积可以是大约100-400m2/g。更具体地说,所述热解法二氧化硅可具有150-300m2/g的BET表面积。
基底可以涂有氧化铝(改性或未改性的)。在一个实施方案中,所述氧化铝涂层可包括假勃姆石,即氧化铝/氢氧化铝(Al2O3·nH2O,其中n是1-1.5)。另外,在另一个实施方案中,所述金属氧化物或半金属氧化物可包括包含稀土改性的勃姆石(如选自镧、镱、铈、钕、镨及其混合物的那些)的氧化铝。也可使用可商购的氧化铝颗粒,如本领域中已知的那样,包括,但不限于Sasol Disperal HP 10、勃姆石以及Cabot SpectrAl 80热解法氧化铝。
如上所述,金属氧化物或半金属氧化物,例如二氧化硅或氧化铝的层可以用含官能团的硅烷偶联剂和ACH,以及其它任选的官能化或改性材料处理。当使用有机硅烷时,它们可以与金属氧化物或半金属氧化物颗粒共价键接。可以使用的有机硅烷包括甲氧基硅烷类、卤代硅烷类、乙氧基硅烷类、烷基卤代硅烷类、烷基烷氧基硅烷类或其它的已知反应性硅烷偶联剂,其中的任一种可更进一步地用一个或多个官能团(包括胺、环氧基或杂环芳族基团)改性。可以根据本公开内容使用的一种有机硅烷试剂是含胺硅烷,例如胺硅烷,或更具体地说,在一个实施方案中,是氨基硅烷。为了举例说明可以用于改性此类颗粒的有机硅烷试剂,提供如下式1:
式1
在上面式1中,R基团中有0到2个可以是H、-CH3、-CH2CH3或-CH2CH2CH3;R基团中有1到3个可以是羟基、卤素或烷氧基;R基团中有1到3个可以是有机活性配体,例如胺。可以使用的氨基硅烷试剂的实例包括3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨乙基氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨乙基氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨乙基氨乙基氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基倍半硅氧烷、(正丁基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷、正丁基-3-氨丙基三乙氧基硅烷、双(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)胺、N-苄基-N-氨乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷盐酸盐、N-苯基3-氨丙基三甲氧基硅烷、N-(2-氨乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-(三乙氧基甲硅烷基丙基)-二亚乙基三胺、聚(乙烯亚胺)三甲氧基硅烷和它们的组合等。当使用时,所述含胺有机硅烷可以按1∶50-1∶5的含胺有机硅烷与金属氧化物的重量比添加。
在一个实施方案中,多孔介质涂料组合物还可以包括氯化羟铝。例如,可以使所述有机硅烷试剂与氯化羟铝起反应。所述有机硅烷和氯化羟铝可以一起用来处理金属氧化物或半金属氧化物,例如热解法二氧化硅,而从带负电变成带阳离子电荷。已经认识到,当使ACH与氨基硅烷偶合剂首先在含水介质中起反应形成各种配合物时,可以获得好的印刷结果,以及好的经由聚乙烯醇(或共聚物)打底层的粘附性。精确结构难以预测或知道,但是总体相互作用可以提供有利的印刷结果。在一个预备性的实例中,认为此种″配合物″通过与热解法二氧化硅表面的共价键形成,并且然后可以将热解法二氧化硅的粉末分散到包含ACH和氨基硅烷的加合物的含水溶液中。当包括时,可以使氯化羟铝与有机硅烷试剂按1∶10-5∶1的氯化羟铝与有机硅烷的重量比起反应。油墨接受层还可以包括聚乙烯醇粘结剂。此外,多孔油墨接受层还可以包括任意数量的表面活性剂、缓冲剂、增塑剂及其它本领域中已知的添加剂。
在施涂期间,可以通过任意数量的材料分配机器(包括,但不限于,槽式涂布机、帘涂机、阶式涂布机、刮刀涂布机、棒式涂布机、凹版涂布机、Mylar棒式涂布机、绕线式涂布机等)将微-多孔油墨接受层涂覆到基底上。一般而言,多孔油墨接受层可以具有10g/m2-40g/m2的涂层重量。
实施例
以下实施例举例说明根据本发明实施方案的油墨印刷介质的各种方面。以下实施例不应理解为对本发明的限制,而仅仅是教导如何制备当前已知的最佳印刷介质。
实施例1-使用经ACH和Dynasylan 1189处理的Cabot MS-55制备用于油墨接受层的阳离子热解法二氧化硅
阳离子热解法二氧化硅如下制备:向3升不锈钢容器中加入1265g去离子水,28.8g ACH(50%溶液,得自Clariant)和43.2g正丁基-3-氨丙基三甲氧基硅烷(得自Degussa的Dynasylan 1189)。用Kady实验室转子/定子剪切该混合物15分钟。然后缓慢地将480g Cabot MS-55添加到该混合物中并将剪切提高到60Hz。总添加时间为大约一小时。使该分散体滤过10μm袋滤器并冷却至室温。通过Malvern PCS测量的Z均粒度是109nm。
实施例2-使用经ACH和Silquest A-1110处理的Cabot MS-55制备用于油墨接受层的阳离子热解法二氧化硅
向3升不锈钢容器中加入1265g去离子水,28.8g ACH(50%溶液,得自Clariant)和32.9g 3-氨丙基三甲氧基硅烷(得自Gelest的SilquestA-1110)。用Kady实验室转子/定子在30Hz下剪切该混合物15分钟。然后缓慢地将大约480g Cabot MS-55添加到该混合物中并将剪切提高到60Hz。总添加时间为大约一小时。使该分散体滤过10μm袋滤器并冷却至室温。通过Malvern PCS测量的Z均粒度是112nm。
实施例3-使用经ACH和Silquest A-1110处理的Orisil 200制备用于油墨接受层的阳离子热解法二氧化硅
阳离子热解法二氧化硅如下制备:向3升不锈钢容器中加入1265g去离子水,23.0g ACH(50%溶液,得自Clariant)和26.32g 3-氨丙基三甲氧基硅烷(得自Gelest的Silquest A-1110)。如实施例1中那样剪切该混合物15分钟。然后缓慢地将大约480g Orisil 200热解法二氧化硅添加到该混合物中并将剪切提高到60Hz。总添加时间为大约一小时。使该分散体滤过10μm袋滤器并冷却至室温。通过Malvern PCS测量的Z均粒度是138nm。
实施例4-使用经ACH和Silquest A-1100处理的Orisil 200制备用于油墨接受层的阳离子热解法二氧化硅
向3升不锈钢容器中加入1265g去离子水,23.0g ACH(50%溶液,得自Clariant)和32.5g 3-氨丙基三甲氧基硅烷(得自Gelest的SilquestA-1100)。用Kady实验室转子/定子在30Hz下剪切该混合物15分钟。然后缓慢地将大约480g Orisil 200热解法二氧化硅添加到该混合物中并将剪切提高到60Hz。总添加时间为大约一小时。使该分散体滤过10μm袋滤器并冷却至室温。通过Malvern PCS测量的Z均粒度是141nm。
实施例5-使用经ACH和Silquest A-1110处理的Orisil 150制备用于油墨接受层的阳离子热解法二氧化硅
向3升不锈钢容器中加入1265g去离子水,17.28g ACH(50%溶液,得自Clariant)和19.74g 3-氨丙基三甲氧基硅烷(得自Gelest的SilquestA-1110)。用Kady实验室转子/定子在30Hz下剪切该混合物15分钟。然后缓慢地将大约480g Orisil 150热解法二氧化硅添加到该混合物中并将剪切提高到60Hz。总添加时间为大约一小时。使该分散体滤过10μm袋滤器并冷却至室温。通过Malvern PCS测量的Z均粒度是155nm。
实施例6-多孔喷墨介质的制备
如下制备多孔喷墨介质:a)用聚乙烯醇打底层制备照相原纸纸
对于这一实施例使用166或171g/m2原基纸。使该原基纸穿过两个挤出机以将聚乙烯(PE)隔湿层依次施加在该纸张的正面和背面上。用辊涂机将聚乙烯醇(表1a中的″PVA 1-8″)和明胶(表1中的″明胶″,作为对比实施例)的含水溶液施涂于该相纸的正面上。包括对照样品的各种打底溶液的配方示于表1a和1b中,其中1a指示基础聚合物,1b指示具有(或没有)硬化剂的基础聚合物。
表1a
表1b
b)油墨接受底层
包含如上实施例1-5中所述的二氧化硅的油墨接受层的涂料配方描述在表2中。
表2
c)光泽顶层
将光泽顶层涂覆在油墨接受底层的顶部以改进光泽和可处理性。应该指出,这两个层的组合构成这个实施方案中的″油墨接受层″。使用的光泽顶层包括Boehmite HP-14、Cartacoat K303C和聚乙烯醇。涂层重量是0.5g/m2。
d)两层多孔喷墨介质的制造
使用帘涂机以单遍(湿压湿)涂覆方法制备包括光泽顶层和油墨接受层的两层多孔喷墨介质片材。首先施加的层是油墨接受层,其次施加的层是光泽层。将油墨接受层和光泽层施加于具有打底层的照相原纸上。使用的照相原纸和打底层在下表3中阐明。油墨接受层的涂层重量是10-40gsm,光泽层的涂层重量是0.1-2gsm。
e)裁切试验和结果
用Womako Photocut 92切纸机将表3(下)中给出的多孔喷墨介质转成4×6片材。采用定期的凝胶打底照相原纸在未担载的纵割边缘或横切边缘中看出剥落片和裂片。裂片是从纸张的边缘落下的涂层的窄丝束。″剥落片″是指从相纸的边缘落下的涂层的较大屑片。当提高压片机的运行速度时,剥落通常增加。视觉评价剥落。无边界地印刷100张4×6相纸,并在印刷后处理,然后视觉检查任何剥落缺陷。当5或更多片材/100次印刷具有较大剥落时,介质的性能评为″差″。如果在0或1/100个片材中发生剥落,则介质的性能评为″好″。当在2-5/100个片材中发生剥落时,介质的性能评为″勉强″。如表3所示,PVA打底的照相原纸上涂覆的多孔喷墨介质具有比传统的明胶打底的照相原纸纸上的介质少得多的缺陷。
表3
当然,应该理解的是,上述配方和安排仅仅是示出了本发明的原理的应用。在不偏离本发明的精神和范围的条件下,本领域技术人员可设计出大量的修改和备选安排,并且所附的权利要求书用于覆盖这些修改和安排。
Claims (25)
1.一种用于喷墨印刷的印刷介质,包括:
a)照相原纸基底,包括:
i)纸张,和
ii)涂覆在所述纸张的至少一面上的隔湿层;
b)多孔油墨接受层,包括:
i)用有机硅烷试剂和铝配合物处理的金属氧化物或半金属氧化物颗粒,和
ii)聚乙烯醇或聚乙烯醇共聚物粘结剂;和
c)包括聚乙烯醇或聚乙烯醇共聚物的打底层,所述打底层置于所述照相原纸的隔湿层和所述多孔油墨接受层之间。
2.根据权利要求1的印刷介质,其中所述金属氧化物或半金属氧化物颗粒是带阳离子电荷的。
3.根据权利要求1的印刷介质,其中所述铝配合物是氯化羟铝。
4.根据权利要求3的印刷介质,其中使所述氯化羟铝与所述有机硅烷试剂按1∶10-5∶1的氯化羟铝与有机硅烷的重量比起反应。
5.根据权利要求1的印刷介质,其中所述隔湿层是低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯或它们的混合物。
6.根据权利要求1的印刷介质,其中所述至少一面上的隔湿层具有10g/m2-50g/m2的涂层重量。
7.根据权利要求1的印刷介质,其中所述金属氧化物或半金属氧化物颗粒选自二氧化硅、氧化铝、氧化钛、氧化锆、硅酸铝、碳酸钙和它们的组合。
8.根据权利要求1的印刷介质,其中所述金属氧化物或半金属氧化物颗粒包括二氧化硅颗粒,所述二氧化硅颗粒包含具有100-400m2/g的表面积的热解法二氧化硅。
9.根据权利要求1的印刷介质,其中所述有机硅烷试剂是含胺有机硅烷。
10.根据权利要求9的印刷介质,其中按1∶50-1∶5的含胺有机硅烷与金属氧化物的重量比添加所述含胺有机硅烷。
11.根据权利要求9的印刷介质,其中所述含胺硅烷选自3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨乙基氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨乙基氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨乙基氨乙基氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基倍半硅氧烷、(正丁基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷、正丁基-3-氨丙基三乙氧基硅烷、双(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)胺、N-苄基-N-氨乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷盐酸盐、N-苯基3-氨丙基三甲氧基硅烷、N-(2-氨乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-(三乙氧基甲硅烷基丙基)-二亚乙基三胺、聚(乙烯亚胺)三甲氧基硅烷和它们的组合。
12.根据权利要求1的印刷介质,其中所述油墨接受层具有10g/m2-40g/m2的总涂层重量。
13.根据权利要求1的印刷介质,其中所述打底层中的所述聚乙烯醇或聚乙烯醇共聚物是60%-99.9%水解的。
14.根据权利要求1的印刷介质,其中所述打底层中的所述聚乙烯醇或聚乙烯醇共聚物是80%-99%水解的。
15.根据权利要求1的印刷介质,其中所述打底层的涂层重量是0.01-2g/m2。
16.根据权利要求1的印刷介质,其中所述聚乙烯醇或聚乙烯醇共聚物选自聚乙烯醇、聚乙烯-共聚-聚乙烯醇、阳离子聚乙烯醇、具有乙酰乙酰基官能团的聚乙烯醇、具有硅醇官能团的聚乙烯醇、阴离子聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮-共聚-聚乙烯醇、聚乙烯醇-共聚-聚氧化乙烯和它们的组合。
17.根据权利要求1的印刷介质,其中所述聚乙烯醇或聚乙烯醇共聚物是以交联剂交联的。
18.根据权利要求18的印刷介质,其中所述交联剂选自硼酸、硼酸盐、戊二醛、甲醛、乙二醛、琥珀酸二醛、羟甲基蜜胺、锌盐、铝盐。
19.根据权利要求18的印刷介质,其中所述交联剂包含占所述打底层中的聚乙烯醇或聚乙烯醇共聚物的0.1wt%-15wt%。
20.根据权利要求1的印刷介质,其中所述打底层具有0.01g/m2-2g/m2的涂层重量。
21.一种制备用于喷墨印刷的印刷介质的方法,包括:
a)在照相原纸基底的隔湿层上涂覆包括聚乙烯醇或聚乙烯醇共聚物的打底层;
b)用有机硅烷试剂和铝配合物处理金属氧化物或半金属氧化物颗粒以形成经处理的颗粒;和
c)使用聚乙烯醇或聚乙烯醇共聚物粘结剂在所述打底层上涂覆所述经处理的颗粒,从而形成油墨接受层。
22.根据权利要求21的方法,其中所述金属氧化物或半金属氧化物颗粒是带阳离子电荷的。
23.根据权利要求21的方法,其中所述铝配合物是氯化羟铝。
24.根据权利要求21的方法,其中在所述隔湿层上涂覆所述打底层的步骤是按0.01g/m2-2g/m2的涂层重量。
25.根据权利要求21的方法,其中所述聚乙烯醇或聚乙烯醇共聚物是以交联剂交联的。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20110302 |