CN104053553A - 具有保护层的记录介质 - Google Patents

Abstract

记录介质包括保护层和多孔受墨层。该保护层包括第一粘合剂和第一组聚合珠粒。第一组聚合珠粒具有等于或大于10微米的平均体积基粒度。该保护层具有等于或小于3克/平方米的涂布重量。该记录介质还包括具有第一组颜料和第二粘合剂的多孔受墨层。

Description

具有保护层的记录介质

背景

记录介质，如纸页介质（sheet media）和纸幅介质（web media）可用于接收带颜料墨水以在其上形成图像。该图像可以是设计、符号、照片和/或文本形式。可通过墨水施加装置将该带颜料墨水施加到记录介质上。

附图简述

在参考附图阅读的下列说明书中描述了本公开的非限制性实例并且不限制权利要求书的范围。在附图中，在多于一个图中出现的相同和类似的结构、元件或其部分通常在它们出现的图中用相同或类似的标号标记。主要为了陈述的方便和清晰性选择附图中所示的部件、层、基底和构件的尺寸，不一定成比例。参照附图：

图1A是图解根据一个实例的记录介质的剖视图。

图1B是图解根据一个实例在其上接收带颜料墨水后的图1A的记录介质的剖视图。

图2是用根据一个实例的带颜料墨水打印的记录介质的试样的剖视图的扫描电子显微镜显微照片。

图3是图解根据一个实例用于将包含墨水颜料的带颜料墨水施加到记录介质上的打印系统的方框图。

图4是图解根据一个实例将包括墨水颜料的带颜料墨水打印到包括保护层的记录介质上的方法的流程图，所述保护层具有上部和位于上部下方的下部，各自的高度等于所述保护层总高度的一半。

在所有附图中，相同标号是指类似但不一定相同的要素。

详述

记录介质，如纸页介质或纸幅介质可用于接收包括墨水颜料的带颜料墨水以形成图像，如设计、符号、照片、文本等。该带颜料墨水可以是多种形式，包括乳胶基墨水。可通过墨水施加装置，如喷墨打印头施加该带颜料墨水。例如，打印系统，如零售照片系统（retail-photo-system）可包括喷墨打印头以施加包含墨水颜料的带颜料墨水，以在记录介质上形成图像，如照片。该记录介质可以是多层的。例如，该记录介质可包括基础基底和顶层，如易熔层和/或多孔层。通常，打印在记录介质的一些多孔和/或易熔顶层上的带颜料墨水可能留在该顶层的上部上和/或中。例如，甚至在记录介质的一些多孔层中，可能快速吸收带颜料墨水中的溶剂，以致墨水颜料聚集在一起以形成团块（blockages）如bridges或滤饼。因此，可能在顶层的上部形成滤饼层并将墨水颜料保留在顶层的上部上和/或中。另外，易熔层中的聚合材料可能变软并聚结形成聚合膜层以形成光泽图像。通常，光泽图像中的墨水颜料也留在顶层的上部上或中。相应地，由于其易受外力（如施加到记录介质顶面上的刮擦和磨损）影响，由该带颜料墨水形成的图像的耐久性降低。

例如，记录介质尤其包括基层、保护层和位于基层与保护层之间的多孔受墨层（ink receiving layer）。该保护层包括第一粘合剂和第一组聚合珠粒。第一组聚合珠粒具有等于或大于10微米的平均体积基粒度。体积基粒度（下称“粒度”）可相当于与各个颗粒具有相同体积的球体的直径。例如，各个颗粒可能是各个聚合珠粒。该保护层具有等于或小于3克/平方米（gsm）的涂布重量。多孔受墨层包括第一组颜料和第二粘合剂。聚合珠粒的尺寸和保护层的涂布重量能使保护层中的孔隙和通道的尺寸足以使墨水颜料经其进入保护层下部中和/或下方。相应地，由于其耐受外力（如施加到记录介质顶面上的刮擦和磨损），可以提高由该带颜料墨水的墨水颜料形成的图像的耐久性。也就是说，位于保护层的上部下方的墨水颜料不容易被涂污或除去。

图1A是图解根据一个实例的记录介质的剖视图。图1B是图解根据一个实例在其上接收带颜料墨水后的图1A的记录介质的剖视图。参照图1A，在一些实例中，记录介质100包括基础基底10、保护层12和位于基础基底10与保护层12之间的多孔受墨层14。保护层12可包括第一粘合剂16a和第一组聚合珠粒18。第一组聚合珠粒18可具有等于或大于10微米的平均粒度。保护层12还可具有等于或小于3gsm的涂布重量。涂布重量例如可相当于施加到基底和/或层上的涂层和/或层的重量。多孔受墨层14可包括第一组颜料15和第二粘合剂16b。

基底

参照图1A，在一些实例中，基础基底10可包括纤维素纤维和/或合成纤维。基础基底10还可包括聚合粘合剂。例如，在使用非纤维素纤维时，可以包括聚合粘合剂。在一些实例中，基础基底10可包括纤维素纤维和合成纤维。纤维素纤维可以由硬木或软木物类制成。合成纤维可以由有机单体的聚合制成。在一些实例中，基础基底10可包括非纤维素纤维。基础基底10可以用试验（pilot）造纸机用纸浆等形成。

或者，基础基底10可包括在纤维素纤维和/或合成纤维上的涂层。例如，该涂层可包括至少无机颜料和粘合剂。或者，该涂层可包括聚合粘合剂或树脂。在一些实例中，基础基底10可包括在纤维素纤维和/或合成纤维上的挤出聚合膜层，如照片基底(photo base)或照片纸。基础基底还可包括聚合膜，经过或未经过表面处理，或具有或没有表面涂层。

保护层

参照图1A，在一些实例中，保护层12可包括第一组聚合珠粒18和第一粘合剂16a。在一些实例中，保护层12还可包括表面活性剂、消泡剂、流变改性剂、pH控制剂、分散剂等。保护层12可以是涂层形式。保护层12可通过池涂布（pond coating）、Meyer棒涂、刮刀涂布、气刀涂布、幕涂等形成。

第一粘合剂

第一粘合剂16a可包括聚乙烯醇、聚乙烯醇衍生物、聚乙二醇、聚乙二醇衍生物、聚氨酯、聚乙烯吡咯烷酮、淀粉、淀粉衍生物、明胶、明胶衍生物、纤维素、纤维素衍生物、马来酸酐聚合物、马来酸酐共聚物、丙烯酸酯聚合物、丙烯酸酯共聚物、聚甲基丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯共聚物、聚丙烯酰胺和胶乳树脂中的至少一种。该胶乳树脂可基于苯乙烯丁二烯、丙烯酸、苯乙烯丙烯酸、苯乙烯甲基丙烯酸酯、苯乙烯丙烯腈、苯乙烯马来酸酐、乙烯基丙烯酸、乙酸乙烯酯、乙烯酯和乙烯醚的聚合物和共聚物中的至少一种。第一粘合剂16a可提供聚合珠粒18之间的粘合。第一粘合剂16a还可提供保护层12与多孔受墨层14之间的粘合。

聚合珠粒

第一组聚合珠粒18可包括合成聚合物和/或天然聚合物。该合成聚合物可包括聚乙烯、聚丙烯、石蜡、聚丁二烯、聚氨酯、环氧树脂、有机硅树脂、聚酰胺树脂和胶乳树脂中的至少一种。该胶乳树脂例如可包括苯乙烯、苯乙烯丁二烯、苯乙烯丙烯酸酯、苯乙烯丙烯酸、酯、丙烯酸、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、乙烯酯、乙烯醚和乙烯酮中的至少一种。该天然聚合物可包括天然蜡、明胶、明胶衍生物、纤维素、纤维素衍生物、淀粉和淀粉衍生物中的至少一种。在一些实例中，第一组聚合珠粒18可具有50℃至250℃的熔化温度。在一些实例中，熔化温度可以为80℃至150℃。例如，该熔点可相当于在保护层12的形成过程中防止聚合珠粒18变形。该熔点还可相当于在带颜料墨水的墨水颜料11穿过其上部12a后能够通过后处理单元37使保护层12中的聚合珠粒18变形（图3）。

第一组聚合珠粒18可以是半透明和/或透明的以便透过保护层12观察墨水颜料11的颜色。例如，墨水颜料11可以从聚合珠粒18之间穿过保护层12的上表面12a以位于保护层12的上部12a中或下方。因此，墨水颜料11可位于保护层12的下部内和/或下方和各聚合珠粒18下方。例如，墨水颜料11可位于保护层12与多孔受墨层14之间。聚合珠粒18可包括具有比各自的墨水颜料11大的粒度的固体聚合珠粒。在一些实例中，聚合珠粒18可具有球形和相当于体积基粒度的直径。或者，聚合珠粒18可包括非球形的形状，包括不规则形状。

聚合珠粒12的尺寸和保护层12的涂布重量能使保护层中的孔隙和通道具有足以使墨水颜料11经其进入保护层12的下部12b中和/或下方的尺寸。相应地，墨水颜料11可位于聚合珠粒18下方，其保护其下方的墨水颜料11。在一些实例中，平均孔隙尺寸或通道开口可大于1微米，例如以适应50至200纳米的墨水颜料11的平均粒度。

多孔受墨层

参照图1A，在一些实例中，多孔受墨层14可包括第二粘合剂16b和第一组颜料15。多孔受墨层14可包括大孔隙体积和大量小尺寸孔隙以快速吸收例如墨水溶剂以便其渗透通过保护层12的上部12a和/或下部12b。相应地，可以形成具有良好色域、锐利线边缘、良好分辨率等的图像。多孔受墨层14可包括可溶胀的受墨层、原纸基等。多孔受墨层14可通过池涂布、Meyer棒涂、刮刀涂布、气刀涂布、幕涂等形成。

第二粘合剂

第二粘合剂16b可包括聚乙烯醇、聚乙烯醇衍生物、聚乙二醇、聚乙二醇衍生物、聚氨酯、聚乙烯吡咯烷酮、淀粉、淀粉衍生物、明胶、明胶衍生物、纤维素、纤维素衍生物、马来酸酐聚合物、马来酸酐共聚物、丙烯酸酯聚合物、丙烯酸酯共聚物、聚甲基丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯共聚物、聚丙烯酰胺和胶乳树脂中的至少一种。该胶乳树脂可基于苯乙烯丁二烯、丙烯酸、苯乙烯丙烯酸、苯乙烯甲基丙烯酸酯、苯乙烯丙烯腈、苯乙烯马来酸酐、乙烯基丙烯酸、乙酸乙烯酯、乙烯酯和乙烯醚的聚合物和共聚物中的至少一种。

颜料

多孔受墨层14的第一组颜料15可包括煅制二氧化硅、胶态二氧化硅、沉淀二氧化硅、硅胶、勃姆石、氧化铝、二氧化钛、沉淀碳酸钙、重质碳酸钙、粘土和煅烧粘土中的至少一种。在一些实例中，多孔受墨层14可以是涂层形式。

参照图1B，在一些实例中，记录介质10可以接收包括墨水颜料11的带颜料墨水以在其上形成图像。记录介质100可包括上部12a和下部12b，各自的高度h等于保护层12的总高度h_t的一半。也就是说，上部12a的各自高度等于位于上部12a下方的下部12b的各自高度。因此，上部12a和下部12b的总高度等于保护层12的总高度h_t。将带颜料墨水施加到记录介质100上以使保护层12包括等于或小于3gsm的涂布重量和具有等于或大于10微米的平均粒度的第一组聚合珠粒18。

参照图1B，在一些实例中，聚合珠粒18的尺寸和保护层12的涂布重量能使保护层12中的孔隙和通道的尺寸足以使墨水颜料11经其进入保护层12的下部12b中和/或下方。相应地，由于其耐受外力（如施加到记录介质100顶面上的刮擦和磨损），可以提高由墨水颜料11形成的图像的耐久性。也就是说，位于保护层12的上部12a下方的墨水颜料11不容易被涂污或除去。

在一些实例中，也可以通过后处理单元37施加后处理工艺。例如，可以在墨水颜料11经过保护层12的上部12a后对保护层12施加压力、热、微波、红外辐射、紫外线等。因此，聚合珠粒18可以完全或部分熔化和/或变形以形成膜层，从而进一步保护其下方的墨水颜料11。例如，保护层12中的孔隙或通道可以完全或部分封闭以进一步保护其下方的墨水颜料11。在一些实例中，第一组聚合珠粒18可具有50℃至250℃的范围，包括80℃至150℃的范围的熔化温度。该熔点可相当于在保护层12的形成过程中防止聚合珠粒18变形并在墨水颜料11穿过其上部12a后能够通过后处理单元37使保护层12中的聚合珠粒18变形（图3）。

试验结果

表1中的实施例1至5例示记录介质100的试样的保护层12的配方，包括聚合珠粒。表1中的各实施例包括不同组的本文中规定的聚合珠粒。在实施例中，记录介质100由多个层形成，包括基础基底10、多孔受墨层14和保护层12。基础基底10是Sappi提供的具有大约150 gsm的普通纸。多孔受墨层14是施加在该普通纸上的22 gsm的煅制二氧化硅涂层。在多孔受墨层14上施加保护层12。对于各实施例，通过使用正常台式搅拌设备在烧杯中将表1中规定的化学品混合在一起并不断搅拌足以获得均匀混合物的时间。通过使用适当的Meyer棒将该均匀混合物涂布在多孔受墨层14上以获得3 gsm的涂布重量。随后借助实验室中的正常空气加热枪将样品干燥。

表2中的实施例1至5对应于表1的各试样，其中在其上打印了图像并施以视觉和耐久性试验。表2例示其中所用的各聚合珠粒的平均粒度和各自的试验结果。用HP Photosmart PM2000e打印机在各试样上打印图像。目测检查打印图像的明显图像缺陷，如渗色、聚结、局部颜色填充（area color fill）等。还对试样施以指甲刮擦试验，其中指甲刮擦试样上的图像区域。在刮擦各试样后，仔细检查图像有没有任何除去的墨水或划痕。在一些情况下，也对打印样品施以压光工艺。压光工艺包括使其上带有打印图像的试样经过具有单辊隙（nip）的实验室压光机以对打印图像施以3200磅/线性英寸（pli）的压力和105℃的温度。在压光工艺后，目测各图像的缺陷并施以指甲刮擦试验。

表2列出各配方中的聚合珠粒的平均粒度和各样品的相应的测试结果。结果表明，当这种保护层中的聚合珠粒的平均粒度小于10微米时，由于墨水颜料11在各试样的保护层的上部上形成图像，图像看起来具有极差的抗刮擦性。也就是说，留在上表面上的墨水颜料11可能容易受外力（如锐器和/或粗糙表面）影响。或者，当该保护层中的聚合珠粒的粒度大于10微米时，如在实施例#3和#4中，墨水颜料11穿过和渗透保护层的上部。也就是说，墨水颜料11如图2（其是表2中的实施例4的扫描电子显微镜显微照片）中所示位于保护层的下部下方和/或分布在保护层的下部内。因此，墨水颜料11不容易暴露在施加到保护层顶面上的外力下。因此，打印图像的耐久性，如抗刮擦性提高。

表1. 实施例1-5的配方

	实施例#1	实施例#2	实施例#3	实施例#4	实施例#5
						聚合珠粒名	Ultralube MD2000	Ultralube E846	Slip Ayd SL18	Slip Ayd SL300	DPP 756A
珠粒量	100份	100份	100份	100份	100份
						Acrynol S728	12份	12份	12份	12份	12份
Mowiol 40-88	0.5份	0.5份	0.5份	0.5份	0.5份
						Tegowet 510	0.5份	0.5份	0.5份	0.5份	0.5份

表2. 实施例1-5中的聚合珠粒的平均粒度和它们的测试结果

	实施例#1	实施例#2	实施例#3	实施例#4	实施例#5
						颜料的平均粒度	1-2 μm	0.15-0.25 μm	10-15 μm	15-20 μm	0.1-0.2 μm
一般图像质量	极差，大量渗色	极差，大量渗色	OK，图像轻微模糊	良好，没有明显缺陷	良好，没有明显缺陷
						压光前的指甲刮擦测试	极差，容易除去墨水	极差，容易除去墨水	良好，没有除去墨水	良好，没有除去墨水	极差，容易除去墨水
压光后的指甲刮擦测试	极差，容易除去墨水	极差，容易除去墨水	良好，没有除去墨水	良好，没有除去墨水	差，在大力下除去墨水

图3是图解根据一个实例用于将包含墨水颜料的带颜料墨水施加到记录介质上的打印系统的方框图。参照图3，在一些实例中，打印系统310包括墨水施加单元33、记录介质传送单元35和后处理单元37。记录介质传送单元35可以将记录介质100送往和送离打印区。例如，记录介质传送单元35可包括辊（roller）、带、托盘等。墨水施加单元33可以在记录介质100位于打印区时将包括墨水颜料的带颜料墨水施加到记录介质100上以形成图像。例如，墨水施加单元33可以是喷墨打印头、显影剂单元等。在一些实例中，打印系统310还可包括后处理单元37以在将带颜料墨水施加到记录介质100上后对记录介质100施以后处理工艺。例如，后处理单元37可包括加热单元、施压单元、微波单元、红外辐射单元、紫外线单元等。在一些实例中，后处理单元37可以在墨水颜料11传送穿过其中后改变第一组聚合珠粒18的各个珠粒的各自形状。例如，在经受后处理单元37时，球形聚合珠粒可能软化和/或熔化并变形。

图4是图解根据一个实例将包括墨水颜料的带颜料墨水打印到包括保护层的记录介质上的方法的流程图，所述保护层具有上部和位于上部下方的下部，各自的高度等于所述保护层总高度的一半。参照图4，在方框S410中，将带颜料墨水施加到记录介质上以使保护层包括等于或小于3 gsm的涂布重量和具有等于或大于10微米的平均体积基粒度的第一组聚合珠粒。在一些实例中，第一组聚合珠粒各自具有形状并且是半透明和/或透明的。第一组聚合珠粒可具有50℃至250℃的熔化温度。例如，第一组聚合珠粒可具有80℃至150℃的熔化温度。

在方框S420中，使墨水颜料传送穿过保护层上部及其各聚合珠粒之间。在一些实例中，在使墨水颜料传送穿过其中的同时，保持第一组聚合珠粒的各个珠粒的各自形状。在方框S430中，由传送穿过保护层上部的墨水颜料在上部的各聚合珠粒下方形成图像。在一些实例中，也可以使墨水颜料传送穿过保护层下部和/或分布在下部内。在一些实例中，该墨水颜料可位于多孔受墨层上和/或内。该方法还可包括在墨水颜料传送穿过其中后，通过施加后处理单元，改变第一组聚合珠粒的各个珠粒的各自形状。

要理解的是，图4的流程图图解本公开的一个实例的构造、功能和/或操作。如果体现在软件中，各方框可代表包括一个或多个可执行指令的代码模块、代码段或代码部分以执行指定逻辑功能。如果体现在硬件中，各方框可代表回路或许多互连回路以执行指定逻辑功能。尽管图4的流程图图解了具体的执行次序，但执行次序可能不同于所描绘的这种。例如，可以相对于所示次序打乱两个或更多个方框的执行次序。也可以同时或部分同时执行图4中相继显示的两个或更多个方框。所有这样的变动都在本公开的范围内。

已经使用其实例的非限制性详述描述了本公开并且无意限制本公开的范围。应该理解的是，参照一个实例描述的要素和/或操作可用于其它实例，并非本公开的所有实例都具有特定附图中图解或参照实例之一描述的所有要素和/或操作。本领域技术人员会想到所述实例的变动。此外，术语“包含”、“包括”、“具有”和它们的变化形式在用于本公开和/或权利要求时应是指“包括但不一定限于”。

要指出，一些上述实例可能包括对本公开而言不是基本的并且意为示例性的结构、操作或结构和操作的细节。如本领域中已知，本文所述的结构和操作可被发挥相同作用的等效物替代，即使结构或操作不同。因此，本公开的范围不仅限于如权利要求中所用的要素和限制。

Claims (15)

1.记录介质，其包含：

基础基底；

包含第一粘合剂和第一组聚合珠粒的保护层，所述第一组聚合珠粒具有等于或大于10微米的平均体积基粒度；和

位于所述基础基底与所述保护层之间的多孔受墨层，所述多孔受墨层包含第一组颜料和第二粘合剂；且

其中所述保护层具有等于或小于3克/平方米的涂布重量。

2.根据权利要求1的记录介质，其中所述第一组聚合珠粒是半透明和透明至少之一。

3.根据权利要求1的记录介质，其中所述第一组聚合珠粒包含下列至少一种：

合成聚合物，其包括聚乙烯、聚丙烯、石蜡、聚丁二烯、聚氨酯、环氧树脂、有机硅树脂、聚酰胺树脂和胶乳树脂中的至少一种；和

天然聚合物，其包括天然蜡、明胶、明胶衍生物、纤维素、纤维素衍生物、淀粉和淀粉衍生物。

4.根据权利要求3的记录介质，其中所述胶乳树脂包含苯乙烯、苯乙烯丁二烯、苯乙烯丙烯酸酯、苯乙烯丙烯酸、酯、丙烯酸、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、乙烯酯、乙烯醚和乙烯酮中的至少一种。

5.根据权利要求1的记录介质，其中所述第一粘合剂包含聚乙烯醇、聚乙烯醇衍生物、聚乙二醇、聚乙二醇衍生物、聚氨酯、聚乙烯吡咯烷酮、淀粉、淀粉衍生物、明胶、明胶衍生物、纤维素、纤维素衍生物、马来酸酐聚合物、马来酸酐共聚物、丙烯酸酯聚合物、丙烯酸酯共聚物、聚甲基丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯共聚物、聚丙烯酰胺和胶乳树脂中的至少一种。

6.根据权利要求1的记录介质，其中所述第一组聚合珠粒的熔化温度为50℃至250℃。

7.根据权利要求1的记录介质，其中所述第一组聚合珠粒的熔化温度为80℃至150℃。

8.根据权利要求1的记录介质，其中所述多孔受墨层的第一组颜料包含煅制二氧化硅、胶态二氧化硅、沉淀二氧化硅、硅胶、勃姆石、氧化铝、二氧化钛、沉淀碳酸钙、重质碳酸钙、粘土和煅烧粘土中的至少一种。

9.记录介质，用以接收包含墨水颜料的带颜料墨水以在其上形成图像，所述记录介质包含：

基础基底；

具有等于或小于3克/平方米的涂布重量的保护层，所述保护层包含第一粘合剂和第一组聚合珠粒；

所述第一组聚合珠粒具有等于或大于10微米的平均直径和50℃至250℃的熔化温度；和

位于所述基础基底与所述保护层之间的多孔受墨层，所述多孔受墨层包含第一组颜料和第二粘合剂；且

其中所述第一组聚合珠粒是半透明和/或透明的。

10.将包含墨水颜料的带颜料墨水打印到包含保护层的记录介质上的方法，所述保护层具有上部和位于上部下方的下部，各自的高度等于所述保护层总高度的一半，所述方法包括：

将带颜料墨水施加到记录介质以使所述保护层包括等于或小于3克/平方米的涂布重量和具有等于或大于10微米的平均体积基粒度的第一组聚合珠粒；

使所述墨水颜料传送穿过所述保护层的上部及其各聚合珠粒之间；和

由传送穿过所述保护层上部的墨水颜料在所述上部的各聚合珠粒下方形成图像。

11.根据权利要求10的方法，其中由传送穿过所述保护层上部的墨水颜料在所述上部的各聚合珠粒下方形成图像进一步包括：

使所述墨水颜料传送穿过所述保护层的下部和/或使所述墨水颜料分布在所述下部内。

12.根据权利要求10的方法，其中所述第一组聚合珠粒各自具有形状并且是半透明和透明至少之一。

13.根据权利要求12的方法，其中使所述墨水颜料传送穿过所述保护层的上部进一步包括：

在使所述墨水颜料传送穿过其中的同时，保持所述第一组聚合珠粒的各个珠粒的各自形状。

14.根据权利要求13的方法，进一步包括：

在所述墨水颜料传送穿过其中后，通过施加后处理单元，改变所述第一组聚合珠粒的各个珠粒的各自形状。

15.根据权利要求10的方法，其中所述第一组聚合珠粒具有50℃至250℃的熔化温度。