CN103930282A - 喷墨记录材料 - Google Patents

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Abstract

喷墨记录材料，其包含载体基材和在所述载体基材的至少一侧上形成的图像接收层，所述层包括至少一种无机颜料和具有式(I)的胶乳粘合剂。本发明还公开了制造所述喷墨记录材料的方法以及包括使用所述记录材料制备印刷图像的方法。

Description

喷墨记录材料
技术背景
除了家庭和办公用途外，喷墨技术的应用还扩展到了高速的商业和工业印刷。在这种印刷方法中，印刷介质在印刷图像的整体图像质量和持久性中起着重要作用。因此，找到能以这种印刷技术有效使用的介质常常形成挑战。涂敷记录材料(或介质)可用于喷墨技术，生成能与胶印相媲美的高图像质量。理想的是使这些记录材料低成本，以保证喷墨印刷经济有效并能够与传统的模拟印刷或其它的数字印刷技术如激光印刷或液体电子照相技术竞争。
考虑到获得优异的图像质量，已经开发了涂敷记录材料用于喷墨技术工艺，特别是用于高速印刷机。这种材料具有单个或多个布置在介质基体上的图像接收层，即油墨液滴沉积在其上的层。
所述图像接收层通常是由涂料组合物组成，所述涂料组合物包括作为填料的无机或有机颜料和作为粘合剂的聚合物材料以及其它任选的功能材料。所述图像接收层常常促进所述介质的油墨接收性能，如图像质量和耐久性。它也促进了所述印刷介质的片材质量。例如，就纸张的物理外观如光泽度和表面平滑度而言，经涂敷的介质表现出比未经涂敷的介质卓越的物理性能。
虽然上述特征列表提供了有价值的实现目标，但还有与满足上述所有特征伴随的诸多困难。因此，开发提供高质量记录材料的涂料配制剂的研究持续进行。
附图的简要说明
附图示意出了本发明的多个实施方案，并且是说明书的一部分。图1和图2是根据本发明的一些实施方案的喷墨记录材料的横剖面图。
详细说明
在公开和描述本发明的具体实施方案之前，应当理解的是：本发明并不限定于本文所公开的特定的方法和材料。还应当理解的是：本文所使用的术语仅用于描述特定的实施方案，并不旨在进行限制，因为保护的范围将由权利要求及其等同物来规定。在描述和要求保护本文和方法时，将使用下列术语：单数形式“一个”、“一种”和“所述”包括复数指代，除非上下文另有明确规定。因此，例如，提及“颜料”包括一种或多种这类材料。浓度、用量和其它数值数据在本文中可以范围的形式提出。应当理解的是：这样的范围形式仅仅是为了使用方便和简洁，应该灵活地理解为不仅包括明确列举的作为范围界限的数值，而且还包括所有在此范围内包含的单个数值或子范围，如同每个数值和子范围已被明确列举。例如，约1重量%至约20重量%的重量范围应当解释为不仅包括明确列举的1重量%到20重量%的浓度限度，而且还包括单个的浓度，如2重量%、3重量%、4重量%和子范围如5重量%至15重量%、10重量%至20重量%等。除非另有说明，所有百分数都是按重量计(重量%)。作为另一个例子，1份到20份的范围应当解释为不仅包括明确列举的约1份至约20份的浓度限度，而且还包括单个的浓度，如2份、3份、4份等。除非另有说明，所有份数都是单位重量的干燥份数，其中无机颜料的总和等于100份。
本发明的公开内容涉及包含载体基材和在所述载体基材的至少一侧上形成的图像接收层的喷墨记录材料，所述层包含至少一种无机颜料和具有通式(I)的单体的胶乳聚合物粘合剂
其中R是含1至20个碳原子的支化的、环状的或非支化的烷基。本文还公开了用于制造所述喷墨记录材料的方法以及使用这样的喷墨记录材料产生印刷图像的方法。
所述图像接收层是本发明的喷墨记录材料的一部分，其使用涂料组合物，也称为图像接收层组合物形成。所述涂料组合物是不同成分的混合物，包括至少一种无机颜料和具有通式(I)的单体的胶乳聚合物粘合剂。
当使用所述涂料或图像接收层组合物在喷墨记录材料上形成图像接收层时，所述涂层或图像接收层组合物改善了所述记录材料的印刷性能。例如，它增加了印刷在所述记录材料上的图像的背面光密度和色域。另外，当使用所述涂料组合物在记录材料或介质基材上形成图像接收层时，所述涂料组合物增加了印刷图像的耐久性。此外，当所述图像接收层存在于所述记录材料上时，所述图像接收层改善了所述记录材料的整体印刷质量和物理性质，包括油墨的渗色性能和耐久性。
不受限于理论，据认为当在喷墨印刷中使用所述记录材料时，所述记录材料给予了良好的图像质量，包括改善的耐久性能和耐荧光笔阴渗性(highlighter smear resistance)，所述记录材料包含载体基材和在所述载体基材的至少一侧上形成的图像接收层，该图像接收层含有至少一种无机颜料和具有通式(I)的单体的胶乳聚合物粘合剂。术语“耐荧光笔阴渗性”在本文中指的是当用荧光记号笔划时，印刷图像的耐阴渗性/耐渗开性(blurring)。
因此，根据本发明，所述喷墨记录材料包括载体基材和图像接收层。所述图像接收层或油墨接收层是通过将涂料组合物直接施加在载体基材上形成的涂层。所述载体基材可以是未涂敷的纸基体或预涂敷的纸基体(即，涂敷有一个或多个中间涂层的纸基体)。
图1和图2说明了本发明的喷墨记录材料(100)的一些实施方案。正如本领域技术人员所理解，图1和图2说明了所述记录介质(100)的各层的相对位置，但无需说明所述层的相对厚度。如图1和图2所示，所述记录材料(100)包括基础载体基材(110)。所述载体基材(110)具有两个表面：可被称为“图像面”或“图像侧” 的第一表面(101)，和第二表面，即相对的表面，它可以被称为“背面”或“背侧”(102)。图1说明了所述记录材料(100)的一些实施方案，其中该材料包括施加在所述载体基材(110)的图像侧(101)上的图像接收层(120)。图2说明了所述记录材料(100)的其它一些实施方案，其中该材料包括在所述载体基材(110)两侧上形成的图像接收层(120)。由此所述图像接收层(120)存在于所述基础基材(110)的背侧(102)上和图像侧(101)上。
所述记录材料(100)的所述图像接收层(120)可以具有大于约25的光泽度，以75度视角测量。在一些实施例中，所述图像接收层具有约50至约75的光泽度，使用由BYK－Gardner GmbH (Geretsried，德国)制造的微光泽5度光泽计以75度视角测量。
所述图像接收层(120)可以具有大于约1微米(µm)的厚度。在一些实施例中，所述图像接收层(120)具有约2微米(µm)至约50微米(µm)的厚度。如图1和图2所示，所述图像接收层(120)是介质片材(100)的最外层；然后所述图像接收层在印刷工艺过程中接收由成像装置喷出的标记液体，例如液体油墨滴。
在一些实施例中，所述喷墨记录材料包含图像接收层，所述图像接收层具有约0.5至约20克/平方米(g/m2)范围的涂层重量，或在一些其它实施例中具有约1至约10克/平方米(g/m2)范围的涂层重量。
胶乳聚合物粘合剂
在一些实施方案中，所述喷墨记录材料(100)包含含有胶乳聚合物粘合剂的图像接收层(120)。胶乳聚合物粘合剂包括胶乳颗粒以及胶乳颗粒分散于其中的水性介质。更具体地，所述胶乳聚合物粘合剂是含液体(如水和/或其它液体)和粒度范围约20nm至约500nm的聚合物颗粒的液体悬浮液。在一些实施例中，所述胶乳聚合物粘合剂是胶乳颗粒形式的水性乳液，其中所述胶乳粒度范围为约150至约350nm。在一些实施方案中，所述胶乳聚合物粘合剂是具有通式(I)的单体的聚合物
其中R是含1至20个碳原子的支化的、环状的或非支化的烷基。在一些实施例中，R是含1至9个碳原子的支化的、环状的或非支化的烷基。在其它一些实施例中，R是含1、2或9个碳原子的支化的、环状的或非支化的烷基。然而，在其它一些实施例中，R1是CH3、CHCH3 或CH3(CH2)5C(CH3)2。如本文中使用的术语“烷基”是指支化的、环状的或非支化的饱和烃基，它可以含有例如1至约20个碳原子，或1至约10个碳原子。烷基包括但不限于例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、辛基和癸基以及环烷基如环戊基、金刚烷基和环己基。R可以是取代的烷基或杂烷基烷基。如本文中使用，术语“取代的烷基”指的是被一个或多个取代基所取代的烷基。术语“杂烷基”指的是其中至少一个碳原子被杂原子替代的烷基。
在一些实施方案中，所述胶乳聚合物粘合剂是具有下式的化合物作为单体的三元共聚物：
(II)
(III)
和/或 (IV)
。
在其它一些实施方案中，所述胶乳聚合物粘合剂是聚乙烯-叔碳酸乙烯酯(vinyl versatate)共聚物。而在其它一些实施方案中，所述胶乳聚合物粘合剂是含有选自乙酸乙烯酯单体、丙烯酸乙烯酯单体和叔碳酸乙烯酯单体的单体的三元共聚物。
胶乳聚合物粘合剂可以由Arkema Emulsion Systems以商品名为Neocar® 2300市售可得。在所述图像接收层配制剂中，该胶乳聚合物粘合剂的存在量为约0.1重量%至约30重量%，或约1重量%至约15重量%，基于所述图像接收层配制剂的总重量计。
无机颜料
如本文中描述，所述喷墨记录材料(100)的图像接收层(120)包含至少一种无机颜料。所述无机颜料(或无机颗粒)可以是碳酸钙、改性碳酸钙、沸石、二氧化硅、滑石、氧化铝、勃姆石、假勃姆石、硅酸盐(如硅酸铝，硅酸钙，硅酸镁等)、三水合铝(ATH)、氧化钛、氧化锆、粘土(高岭土、煅烧粘土)或它们的任意组合。在一些实施例中，所述无机颜料选自下组：二氧化硅、勃姆石、假勃姆石、碳酸钙、沉淀碳酸钙(PCC)、研磨碳酸钙(GCC)、改性碳酸钙( MCC)和高岭土。所述颜料的物理形式可以是粉末或水性预分散浆料。在其它一些实施例中，所述无机颜料是碳酸钙(PCC、GCC、MCC)、高岭土或它们的组合。
在所述图像接收层(120)中可以有辅颜料。所述辅颜料包括例如同时具有微孔结构如热解二氧化硅和硅胶、改性碳酸钙和“结构化的”颜料的那些颜料。结构化的颜料例如煅烧粘土和多孔粘土/碳酸钙，它们是粘土/碳酸钙与胶体二氧化硅的反应产物。其它无机颗粒如二氧化钛(TiO2)、二氧化硅(SiO2)、氢氧化铝(ATH)、碳酸钙(CaCO3) 和氧化锆(ZrO2)的颗粒可以间插煅烧(inter-calcined)到结构化的粘土或碳酸钙中。辅颜料颗粒可以是具有特殊形态的基本上无孔的矿物颗粒，当这些颗粒凝固进入图像接收层时可以产生多孔的涂层结构。
所述图像接收层(120)中存在的无机颜料的量可以是基于所述涂层(120)的总重量计约40至约95重量%或者是约60至约90重量%。
在一些实施方案中，所述图像接收层包括第一种无机颜料和第二种无机颜料。所述第一种无机颜料可以具有小于约1微米(µm)或小于约0.4微米(µm)的平均粒度。第二种颜料可以具有约0.5至约10µm，或者约0.5至约5µm，或者约0.8至约2µm范围内的平均粒度。在所述涂料组合物中，所述第一种颜料可以是沉淀碳酸钙(PCC)颗粒。所述沉淀碳酸钙(PCC)通常具有窄的粒度分布。因为较小尺寸的颗粒得到高的液体吸收率，因此在所述图像接收层中具有小粒度的PCC颗粒的窄的尺寸分布可能是期望的。PCC颗粒合适的制剂是由Specialty Minerals 公司以商品名为Opacarb ® A40(文石晶体结构)市售可得的。可选择地，在特定尺寸范围内的PCC颗粒可以按照文献(例如，由J. C. Walter编辑的“The Coating Processes”第2章, Tappi Press，Atlanta, GA，1993)中描述的方法制备。所述第一种颜料也可以是超细高岭土，如由Englehard Corporation(Iselin，NJ，U.S.A.)生产的Miraglos®91, 或由J.M.Huber Corporation(Edison，NJ，U.S.A.)生产的Polygloss®90。所述第一种颜料可以起到提供图像接收层(120)的光泽特性和改善油墨吸收的均匀性的作用。在一些实施例中，所述第一种无机颜料是沉淀碳酸钙(PCC)。在其它一些实施例中，所述第一种无机颜料是沉淀碳酸钙(PCC)且以基于无机颜料的总干重计约20重量%至约60重量%的量存在。
在所述图像接收层中，所述第一种无机颜料可以以基于颜料的总干重计约1重量%至约80重量%的量存在；或以约25重量%至约60重量%的量存在。
所述第二种无机颜料可具有比所述第一种颜料更大的粒度，并能产生许多比单独用第一种颜料更大尺寸的孔。不限于任何理论，据认为包含所述第二种颜料干扰了所述第一种颜料的堆积结构，在颗粒之间产生了空隙，所述空隙提高了液体流动和贮存。所述第二种颜料可以是研磨碳酸钙(GCC颜料)或粘土颜料如高岭土、水合粘土、煅烧粘土，或是能够以类似的方式起作用的其它材料。在一些实施例中，所述第二种颜料是研磨碳酸钙(GCC颜料)或粘土颜料。在其它一些实施例中，所述第二种颜料是MCC(改性碳酸钙)，如Omya以商品名Omyajet®5020销售的产品。
研磨碳酸钙(GCC)、改性碳酸钙(MCC)和粘土颗粒可以按照例如J.C. Walter编辑的“The Coating Processes”第2章，Tappi Press，Atlanta, GA, 1993中所描述的方法制备。在一些实施例中，所述第二种颜料可以是煅烧粘土，如Englehard Corporation(Iselin，NJ，USA)生产的Ansilex®93，或Imerys Pigments Inc.(Roswell, GA, U.S.A)生产的Neogen®2000。不联系任何理论，据认为所述第二种颜料可起到为所述记录材料提供良好的吸收，使得在成像设备完成在介质上的图像处理之后，喷射到所述记录材料(120)上的油墨充分干燥。
在一些实施例中，所述第二种无机颜料在图像接收层(120)中的存在量为基于无机颜料的总干重计约20重量%至约90重量%，或约40重量%至约80重量%。
所述图像接收层组合物可以进一步包括第三种颜料。为了进一步改善液体在涂敷记录材料中的渗透性，特别是当所述记录材料旨在用于喷墨数字印刷应用时，可以加入所述第三种颜料。所述第三种颜料可以有比所述第一和第二种颜料更高的表面积，在一些实施例中，具有50平方米/克、100平方米/克或200平方米/克。所述第三种颜料颗粒的合适材料包括但不限于热解二氧化硅、硅胶、胶体二氧化硅、沸石和氧化铝；但是也可以使用能够起到与那些材料相似作用的任何其它合适的材料。在一些实施例中，所述第三种颜料是二氧化硅。所述二氧化硅颜料颗粒可以具有小粒度的初级颗粒的多孔次级结构，或者在每个颗粒中具有许多内部多孔结构。合适的二氧化硅包括但不限于热解二氧化硅、硅胶、胶体二氧化硅和沉淀二氧化硅。当存在于所述图像接收层组合物中时，所述第三种颜料可以以基于无机颜料总干重计约1至约80重量%的量或者约10至约60重量%的量存在。
在一些实施方案中，所述喷墨记录材料包含在载体基材的至少一侧上形成的图像接收层，所述层包含至少三种颜料，其中第一种颜料是沉淀碳酸钙(PCC)，其中第二种颜料是研磨碳酸钙(GCC)或粘土，和其中第三种颜料是二氧化硅颜料或不同的二氧化硅颜料的组合。
任选的成分
所述图像接收层(120)还可以进一步包括任选的添加剂如杀生物剂、表面活性剂、增塑剂、流变改性剂、消泡剂、光学增亮剂、染料、pH调节剂和用于进一步提高所述涂层的性能的其它添加剂。任选的涂层添加剂的总量可以为基于有机颜料总干重计约0至约5重量%。
在这些添加剂中，流变改性剂对解决流动性问题非常有用。合适的流变改性剂包括聚羧酸酯基化合物、聚羧酸酯基碱性可溶胀乳液或它们的衍生物。流变改性剂有助于在一定的pH下，在低剪切或高剪切或两者兼而有之的情况下增大粘度。流变改性剂的例子包括但不限于Sterocoll® FS (来自于BASF)、 Cartocoat® RM 12 (来自于Clariant)、 Acrysol® TT-615 (来自于 Rohm and Haas) 和Acumer® 9300 (来自于Rohm and Haas)。
所述图像接收层(120)可以包括表面活性剂。对在所述图像接收层中使用的表面活性剂的化学结构没有特别的限制。在一些实施例中，所述涂层中可以使用聚环氧烷基表面活性剂如Surfynol® (由Air Product提供)或硅酮基表面活性剂 (由BYK Inc提供的BYK® 表面活性剂)。
所述图像接收层(120) 也可以包括聚合物辅颜料作为任选组分。合适的聚合物辅颜料包括塑料颜料(例如聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酸酯、它们的共聚物和/或它们的组合)。合适的固体球状塑料颜料是由 Dow 化学公司市售可得的(例如DPP 756A或HS 3020)。聚合物辅颜料在所述涂料组合物中的量基于100份无机颜料计可以为1份到10份。所述图像接收层(120)也可以包括水基粘合剂。水基粘合剂包括聚合物溶液、聚合物分散体和聚合物晶格(lattices)。合适的粘合剂聚合物包括聚乙烯醇、苯乙烯-丁二烯、丙烯腈-丁二烯、苯乙烯-丙烯酸丁酯、丙烯酸、乙酸乙烯酯、偏二氯乙烯、聚酯、聚乙烯基吡咯烷酮、它们的共聚物或组合。在一些实施例中，所述图像接收层包括聚乙烯醇。
所述图像接收层(120)还可以含有油墨固定剂，所述固定剂包括但不限于二价或多价的金属盐(例如钙、镁或铝的氯化物、溴化物、硝酸盐或乙酸盐或这些物质的任意组合)。在一些实施例中，所述图像接收层包括油墨固定剂如氯化钙(CaCl2)或硫酸镁(MgSO4)。
载体基材
在一些实施方案中，所述记录材料(100)包含带一个或两个图像接收层(120)的载体基材(110)。其上施加了所述涂料组合物的载体基材(110)可以采取适合于在喷墨印刷机中使用的介质片材或连续卷材的形式。所述载体基材可以是由纤维素纤维制成的原纸。所述原纸可以由化学纸浆、机械纸浆、热机械纸浆和/或化学与机械纸浆的组合制造。所述原纸也可以包括常规的添加剂如内上浆剂和填料。将所述内上浆剂加入到纸浆中，然后将所述纸浆转变成卷筒纸或基材。它们可以从印刷用纸的常规内上浆剂中选择。所述填料可以是在造纸中使用的任何特定类型。作为非限制性例子，所述填料可以选自碳酸钙、滑石、粘土、高岭土、二氧化钛和它们的组合。纸基体可以包含原料基体总重的约5%至约30%的量的填料。其它可应用的基材包括织物、非织造布、毛毡和合成的(非纤维素)纸。所述载体基材可以是未涂敷的原纸或预涂敷的纸。在一些实施例中，所述载体基材(110)是含有纤维素纤维的纸基体。所述载体基材(基础片材)也可以具有沉积在其上的多个“底漆层”，本文中描述的图像接收层施加在这些底漆层上。
所述载体基材(110)可以具有约50至约300克/平方米 (gsm)的基础重量，或者可以具有约100至约220 gsm的基础重量。在一些实施例中，所述纸的不透明度是70%或更高。所述纸的不透明度也可以大于80%。所述纸的TAPPI亮度可以是70或更高(如使用TAPPI测试法测量)。在其它一些实施例中，所述纸的亮度大于80。
如上所述，所述图像接收层可以施加到所述载体基材的一侧或相对的两侧。如果使用经涂敷的一侧作为所述图像接收侧，那么另一侧，即背面，可以没有任何涂层，或者可以用其它化学品(如上浆剂)或涂料涂敷以满足某种需求，以便平衡最终产品的卷曲或者改善印刷机的片材供给。双面涂敷的介质具有夹层结构，即，所述载体基材的两侧都涂有相同的涂层且两侧都可以印上图像或文字。
涂敷方法
制备记录材料的方法包括提供载体基材；在所述载体基材的至少一侧施加图像接收层，以及，然后干燥和压延所述图像接收层，所述图像接收层包含至少一种无机颜料和具有通式(I)的单体的胶乳聚合物粘合剂
其中R是含1至20个碳原子的支化的、环状的或非支化的烷基。在一些实施例中，所述方法包含在所述载体基材(110)的两侧施加图像接收层和干燥并压延所述图像接收层(120)。
可以使用多种合适的涂敷方法中的任一种将图像接收层组合物，即形成所述图像接收层或油墨接收层的涂料组合物施加到所述载体基材(110)上，所述方法如刮涂法、喷射刮涂法、气刀刮涂法、施胶压榨法、狭缝模头、计量棒涂法、幕涂法，或另外的合适技术。也可以使用低成本的涂敷方法，如刮涂法、喷射刮涂法或计量棒涂法将所述涂料组合物施加到所述载体基材上，并在高速下运行涂敷工艺。对于双面涂敷的材料，取决于工厂中生产机器的装配，所述基材的两侧在单个生产趟次(single manufacture pass)过程中都可被涂敷，或者可选择地，每一面可以在单独的趟次(separate passes)中涂敷。可以以高的施涂速度将所述涂料组合物施加到介质基材(例如纸)上，并且所述涂料组合物具有良好的流动性，如由将所述涂料组合物施加到所述介质基材上并获得具有需要的涂层重量的无缺陷涂敷介质的能力所定义。
用于形成所述图像接收层而施加的涂料组合物可以在造纸机脱机或在线施加到所述纸基材上。例如，当正在造纸机上生产所述纸时，所述图像接收涂料组合物可以在表面上浆阶段期间由上浆压机联机地施加到所述载体基材(如纸基材)上。涂敷后，所述记录材料可以进行干燥处理以除去所述图像接收层中和所述基材中的水和其它挥发组分。干燥装置包括但不限于红外(IR)干燥机、表面热辊和热空气浮选干燥机。涂敷后，可以压延所述记录材料以增加光泽度和/或赋予光滑的表面。当引入压延步骤时，所述涂敷的介质可以通过联机或脱机的压延机压延，压延机可以是软夹(soft nip)压延机或超级压延机。所述压延机中的辊筒可以加热或不加热，并且可以给所述压延机辊筒施加压力。
所述图像接收层可以在所述载体基材的一侧或两侧上形成，并可以具有每侧约0.5至约20克/平方米(g/m2)的涂层重量或每侧约1至约10g/m2的涂层重量。
印刷方法
用于生产印刷图像的印刷方法包括获得含有带图像接收层的载体基材的喷墨记录材料，和将油墨组合物喷射到所述记录介质上形成印刷图像，所述图像接收层在所述载体基材的至少一侧上形成，所述图像接收层包含至少一种无机颜料和具有通式(I)的单体的胶乳聚合物粘合剂
其中R是含1到20个碳原子的支化的、环状的或非支化的烷基。 然后干燥所述印刷的图像。
本文描述的喷墨记录材料是具有良好的油墨接收和油墨保持能力的印刷介质。因此，当在印刷法中使用这样的记录材料时，所述记录材料提供了良好的图像质量和对沉积在其上的油墨的优异的附着性以及改善的耐久性。
在一些实施例中，如本文中所描述的产生印刷图像的方法在加热环境中进行。所述方法包括喷射油墨组合物的液滴流到所述记录材料上以形成需要的印刷图像。所述油墨组合物可以通过任何合适的喷墨印刷技术确立在所述介质上。这样的喷墨印刷技术的非限制性例子包括热、声、连续的和压电的喷墨印刷。可以通过任何合适的喷墨印刷机和用于喷墨印刷的任何油墨组合物使用所述喷墨记录介质。这种印刷机的例子有HP L25500和HP L65500(惠普公司)。至于喷墨组合物，本文意思是所述组合物非常适于在喷墨印刷设备和/或喷墨印刷工艺中使用。
前面的描述已经说明并描述了本发明的一些实施方案。但是，应当理解的是下列实施例仅是本发明的材料和方法的原理的说明性的应用。
实施例
成分
成分名称 性质和供应商
Opacarb® A40 沉淀碳酸钙(PCC)，由Specialty Minerals Inc.可得
OmyaJet® 5020 改性碳酸钙，由Omya可得
Styronal® D628 胶乳粘合剂(苯乙烯-丁二烯丙烯腈)，由BASF Corp.可得
STR® 5401 胶乳粘合剂(苯乙烯丁二烯)，由Dow Chemical可得
Gencryl® PT9525 胶乳粘合剂(苯乙烯-丁二烯丙烯腈)，由Omnova可得
Neocar® latex 2300 胶乳粘合剂(叔碳酸乙烯酯基的三元共聚物)，由Arkema可得
Styron® XZ 胶乳粘合剂，由Styron LCC可得
Acronal® s728 胶乳粘合剂(苯乙烯丙烯酸)，由BASF Corp.可得
Mowiol®15-99 聚乙烯醇粘合剂，由Clariant可得
Agitan®103 消泡剂，由Munzing可得
Wax- Ultra lube E846 由Keim Additec可得
Carteren®Violet 79732 染料，由Clariant Corp可得
Tinopal® 光学增亮剂，由 Ciba Specialty Chemicals可得
Ansilex®93 煅烧粘土，由BASF Corp可得
Sylojet®a25 颜料，由Grace Davison可得
Mowiol®15-79 粘合剂，由Clariant可得
Gasil®IJ624 颜料，由Ineos Silicas可得
Rheovis®802 流变改性剂，由Clariant CIBA可得
表1。
实施例 1 －胶乳粘合剂对油墨的亲和力
使用如表2中所示的Opacarb®A40(沉淀碳酸钙)和14重量%(基于PCC固体的总重计)的不同胶乳粘合剂的混合物制成若干配制剂。将所述配制剂倒入浅的铝盘中，并在强制通风烘箱中温和地干燥。24小时后，将20μL 颜料WebPress油墨组合物(Senjed油墨)的液滴施加到这些“蛋糕（cake）”，并静置1分钟。之后，使用5ml去离子水漂洗掉所述油墨液滴。蛋糕上剩余的油墨由含PCC和胶乳粘合剂的配制剂所保留。剩余的量多说明油墨和胶乳粘合剂之间的亲和力高(漂洗后污斑越暗，亲和力越高)。为了量化这种结果，漂洗后对污斑进行拍照。用Photoshop处理所述图像并转换为8位灰度(0-255)。使用“直方图”工具(设定污斑值为0-255)分析污斑的一部分，为了考虑到所述图像照明不佳，选择未污染的“蛋糕”，并测量其像素值。将所述两个值相减(黑色值－白色值，即所谓的“Δ”)，并将检查的5个格子重复3次进行绘制。结果示于下表2 。Δ值越高，污斑越暗。结果表明含PCC和Neocar®2300胶乳配制剂的组合具有最黑的油墨污斑，由此表明对油墨的亲和力最强。当使用该组合时，油墨被紧紧地保持，漂洗后导致“最暗”的污斑。所有其它格子保留的油墨较少，显示出少得多的油墨污染。　
胶乳粘合剂 Δ测量值 平均Δ (基于3次测量)
Neocar® 胶乳2300 101, 102, 108 104
Gencryl® PT9525 33, 34, 35 34
STR® 5401 29,32,36 33
Styron® XZ 27,27,29 28
Styronal® D628 38,36,35 36
表2。
实施例 2 －涂料组合物和喷墨记录材料
用沉淀碳酸钙 (Opacarb®A40)和改性碳酸钙 (OmyaJet® 5020)结合各种胶乳粘合剂和聚乙烯醇(Mowiol®15-99)制成涂料组合物(a)、(b)、(c)和(d)。所述涂料配制剂示于下表3中。给出的数字是“干燥份基础”(重量份)。通过混合如表4中所述的成分获得涂料组合物(e)、(f)和(g)。此表中的数字是重量份。在涂料组合物(e)、(f)和(g)中，为了提高成像性能加入二氧化硅颜料。用顶置式搅拌器以约30重量%的固体在烧杯中制备所述涂料混合物。
将如表3中所示的涂料组合物(a)、( b)、(c)和(d)施加到作为载体基材的90gsm胶版预涂敷的基础的一侧，形成图像接收层。将如表4中所示的涂料配制剂(e)、 (f) 和(g)施加到作为载体基材的31# 未涂敷的原纸(来自于Appleton)的一侧，形成图像接收层。所述涂敷工艺可以在板式涂敷操作台(plate coating station)上使用Mayer棒较小量地通过手工拉动完成，或者为了生产具有改进的纸张质量和印刷性能的介质片材以实验室用的“刮涂机”完成。得到的涂层重量大约为每侧7g/m2。然后，为了获得喷墨记录材料A-F，使用实验室压延机以1000 psi/室温/1趟次压延所述介质。
实施例 3 －喷墨记录材料的耐久性能
使用高速喷墨印刷机HP Edgeline 印刷机( CM8050 )用HP T300 卷筒纸轮转印刷机中使用的颜料油墨组合物印刷如实施例2中得到的喷墨记录材料A、B、C和D(即：分别含有涂料组合物(a)、(b)、(c)和(d))。印刷后，评价所述印刷品的耐久性。结果示于下表5 。用湿摩擦试验评估所述样品的耐久性。使用自动移液管，将5毫升去离子水滴加到印刷方格上，进行湿摩擦试验。30秒后，数字油墨摩擦试验仪(TMI, inc.)，用0.25磅重量加到所述印刷品上，并以42圈/分钟摩擦5个摩擦周期。然后将样品扫描到Photoshop里并转换为“灰度”图像。每一个黑色印刷方格周围选择228像素方格，和由Photoshop中的直方图特征记录平均像素值(在0-255级)。在此试验中，较低的平均像素值是较好的(表明在湿摩擦后图像中留下了较多的黑色像素)。结果表明含有Neocar®2300的图像接收层组合物具有卓越的性能。这样的组合物看起来受所述湿摩擦耐久性试验影响最小，并因此对包含它的记录介质提供了改善的耐久性。　
经涂敷的介质 涂敷用的配制剂 平均像素值(0－255)
A (a) 91
B (b) 105
C (c) 96
D (d) 80
表5。
实施例4－喷墨记录材料的印刷性能
将如实施例2中获得的喷墨记录材料E、F和G(即分别含有涂料组合物(e)、(f)和(g))在HP CM8060 MFP(Hewlett-Packard 公司)上用Edgeline技术印刷。印刷后，将每一记录材料在室温下空气干燥24小时。然后对色域、KOD、最大渗色和荧光笔阴渗性能评估所述记录材料E、F和G的图像质量。结果示于下表6。
色域测量封闭在可获得的颜色里面的色彩空间的体积。色域由使用黑色、白色、红色、绿色、蓝色、青色、品红色和黄色拼贴（tile）的八色模型进行评定。使用由X-rite提供的938型分光密度计作为仪器来测量色域。分数越高意味着性能越好。
KOD测量黑色区域填充的黑色光密度。KOD由X-rite提供的938型分光密度计测量。分数越高意味着性能越好。
最大渗色是在相邻拼贴中颜色从一种颜色渗到另一种颜色的最远距离。分数越低意味着性能越好。通过质量工程协会(QEA)提供的个人图像分析系统进行测量。以6次测量的平均值报告结果。
荧光笔阴渗试验测量在初始印刷的样品图像外部的所述图像的阴渗部分。用毫光密度值(milli OD)来表示。较高的值意味着阴渗出更多的油墨，而较低的值表示改善的阴渗牢度。在印刷后24、72小时使用Faber-Castell®荧光笔测试所述印张。使用X-Rite光密度计，测量所述印刷图像相邻的空白区域的光学密度(OD)以测定由荧光笔从所述印刷图像转移到未印刷区域的油墨的量。
结果表明含有Neocar®胶乳2300的涂料组合物具有最好的性能。特别是，在所述荧光笔试验中得到了非常少量的油墨转移。据发现这种组合物大大降低了由荧光笔转移或“阴渗”的油墨的量。同时，它也改善了色域、黑色光密度(Kod)和颜色到颜色的渗色。

Claims (15)

1.喷墨记录材料，包括载体基材和在所述载体基材的至少一侧上形成的图像接收层；所述层包括至少一种无机颜料和具有通式(I)的单体的胶乳聚合物粘合剂
其中R是含1至20个碳原子的支化的、环状的或非支化的烷基。
2.根据权利要求1的喷墨记录材料，其中所述胶乳聚合物粘合剂是含有选自下组的单体的三元共聚物：乙酸乙烯酯单体、丙烯酸乙烯酯单体和叔碳酸乙烯酯单体。
3.根据权利要求1的喷墨记录材料，其中所述胶乳聚合物粘合剂是聚乙烯-叔碳酸乙烯酯共聚物。
4.根据权利要求1的喷墨记录材料，其中所述胶乳聚合物存在的量为所述图像接收层总重量的约0.1重量%至约30重量%。
5.根据权利要求1的喷墨记录材料，其中所述无机颜料选自下组：二氧化硅、勃姆石、假勃姆石、碳酸钙、沉淀碳酸钙、研磨碳酸钙、改性碳酸钙和高岭土。
6.根据权利要求1的喷墨记录材料，其中所述图像接收层包括第一种无机颜料和第二种无机颜料。
7.根据权利要求6的喷墨记录材料，其中所述第一种无机颜料是沉淀碳酸钙(PCC)。
8.根据权利要求6的喷墨记录材料，其中所述第二种无机颜料是研磨碳酸钙(GCC)或粘土颜料。
9.根据权利要求1的喷墨记录材料，其中所述图像接收层包含至少三种颜料，和其中第一种颜料是沉淀碳酸钙(PCC)，第二种颜料是研磨碳酸钙(GCC)或粘土以及第三种颜料是二氧化硅颜料或不同的二氧化硅颜料的组合。
10.根据权利要求1的喷墨记录材料，其中所述载体基材是含有纤维素纤维的纸基体。
11.根据权利要求1的喷墨记录材料，其中所述图像接收层在所述载体基材的两侧形成。
12.制备喷墨记录材料的方法，包括：
a. 提供载体基材；
b. 将图像接收层施加到所述载体基材的至少一侧；所述图像接收层包含至少一种无机颜料和具有通式(I)的单体的胶乳聚合物粘合剂
其中R是含1至20个碳原子的支化的、环状的或非支化的烷基；
c. 和干燥并压延所述图像接收层。
13.根据权利要求12的方法，其中将所述图像接收层施加到所述载体基材上以便具有约0.5至约20 g/m2的涂层重量。
14.产生印刷图像的方法，包括：
a. 获得包含载体基材和在所述载体基材的至少一侧上形成的图像接收层的喷墨记录材料；所述图像接收层包括至少一种无机颜料和具有如下通式的单体的胶乳聚合物粘合剂
其中R是含1至20个碳原子的支化的、环状的或非支化的烷基；
b. 将油墨组合物施加到所述喷墨记录材料上以形成印刷图像。
15.根据权利要求14用于产生印刷图像的方法，其中所述油墨组合物通过喷墨印刷技术确立在所述记录材料上。
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