CN104404830A - 一种信息记录材料的基材、制备方法及其应用 - Google Patents

Abstract

一种信息记录材料的基材、制备方法及其应用，包括纸质支持体和在支持体两侧设置的防水底层,所述的纸质支持体为克重在50～300克/平米和吸水性在40～100克/平米的纸,所述的防水底层的吸水性在1.0～2.0克/平米。本发明得到信息记录材料用基材，对纸质支持体无过高的要求，适用范围较广，且能满足消费者对个性化需求，同时能够满足在其上涂布信息记录层和对信息记录层后期进行处理的需要。

Description

一种信息记录材料的基材、制备方法及其应用

技术领域

本发明涉及信息记录领域，涉及一种信息记录材料的基材、制备方法及其应用。

背景技术

目前，信息记录材料所用的基材，如相纸，其使用照相纸基作为支持体，两侧经PE淋膜处理而成，PE淋膜处理的作用是保证基材有较低的吸水性，以满足在其上涂布信息记录层的需要，防止信息记录层渗入纸质支持体,同时防止纸质支持体中的各种添加剂浸出，影响性能。

但是，目前使用的PE淋膜处理纸质支持体得到信息记录材料基材的方法需要使用大型淋膜设备，工艺复杂，且价格比较昂贵；且表面效果只有光面和绒面两种，不能满足多样化的需求。

随着社会物质的不断丰富，人们的审美观念也发生了转变，追求新奇成为了一种时尚。特别是在艺术领域人们更希望获得独特或者个性化的图像，丰富个性化的观赏和收藏，以提高影像的独特价值。如采用凹凸纸、铜版纸、宣纸、邮票纸、绘图纸、金箔纸、银箔纸等纸质基材作为信息记录材料基材，达到个性化需求的效果。但是这类效果主要由纸质基材本身的特性提供表面效果，若采用淋膜的方式，会破坏这些纸质基材原有的表面效果。

发明内容

本发明用于克服上述技术缺陷、提供一种信息记录材料的基材，所述基材对纸质支持体无过高的要求，适用范围较广，且能满足消费者对个性化的需求；除此之外，所述基材还应能够满足在其上涂布信息记录层和对信息记录层进行处理的需要。

本发明的另一个目的是提供上述信息记录材料基材的制备方法，这种制备方法较淋膜法更为简单、经济。

本发明的再一个目的是提供包含上述基材的信息记录材料。

本发明所述技术问题是通过以下技术方案解决的：

一种信息记录材料的基材，包括纸质支持体和在支持体两侧设置的防水底层,所述纸质支持体为克重在50～300克/平米和吸水性在40～100克/平米的纸,所述防水底层的吸水性在1.0～2.0克/平米。

上述信息记录材料的基材，所述防水底层由涂布液涂布干燥形成，所述涂布液的组成及重量份数为：

（a）耐水性聚合物  5～10份

（b）无机颗粒  0.25～0.5份  

（c）防静电剂 0.001～0.005份

（d）沸点在100℃以下的溶剂和沸点在100℃以上的溶剂     90～95份；

所述无机颗粒为平均粒径为15～100纳米的有机硅溶胶颗粒，防静电剂是ITO、ATO中的一种，沸点100℃以下与沸点100℃以上的有机溶剂的使用量比例为90：10～50:50。

上述信息记录材料的基材，所述耐水性聚合物选自聚合度为250～350，酰化度为45～60%三醋酸纤维素；

或分子量为10万～50万的聚偏氟乙烯、乙烯-二氟乙烯共聚物、聚四氟乙烯；

或聚合度为500～2400，羟基含量为15～30%，缩醛单元含量50～80%的PVB；

或分子量为1万～2万的PET中的1种。

一种用于信息记录材料基材的制备方法，其步骤如下：

a）配制涂布液；

b)将上述涂布液涂布在支持体上；

c）通过热风加热的干燥道，在50～70℃温度下干燥2～3分钟，之后， 70～90℃温度下干燥4～6分钟，之后； 50～70℃下干燥2～3分钟。

一种信息记录材料，包括上述基材及其上的信息记录层。

一种信息记录材料，所述信息记录层为一层、多层热敏打印层、喷墨打印接受层、激光打印接受层或感光乳剂层

本发明的有益效果为：

1. 本发明在纸质支持体两侧涂布吸水率在1.0～2.0克/平米的涂层，得到信息记录材料用基材，所述基材对纸质支持体无过高的要求，适用范围较广，且能满足消费者对个性化的需求；所述基材能够满足在其上涂布信息记录层和对信息记录层后期进行处理的需要。

2.本发明中纸质支持体两侧的防水底层采用耐水性高分子聚合物，吸水率在1.0～2.0克/平米，能够在纸质支持体表面形成致密涂层，阻断纸质支持体在涂布水性信息记录层的过程中与水的接触，避免因纸质支持体在水分作用下产生形变、褶皱和断裂现象；同时，保证纸质基材中的各种添加剂不会浸出影响其性能；在信息记录材料后期处理，如显影定影时能够保证定影显影液不损坏基材。

3.本发明防水底层吸水率控制在1.0～2.0克/平米。即除具备防水作用外，还具备一定的亲水性，具有较低的吸水率能保证基材对信息记录层性能无不良影响，并在随后进行的水性信息记录层涂布时，对水性信息记录层具有一定的亲水性，保证信息记录层不发生例如不润湿点、暗道、条道等表观弊病，保证信息记录层涂布均匀，防止因密度不匀而发花，不易辨识和观察。

4.本发明采用在纸质支持体两侧涂布防水底层的方式代替PE淋膜方式，使得设备投资少，工艺简单。

5.本发明采用在纸质支持体两侧涂布防水底层的方式制备信息记录材料基材，对支持体的硬度、吸水性、挺度都要求较低，基材适应性广，基材既可选用照相原纸还可选用如凹凸纸、铜版纸、邮票纸、绘图纸、宣纸、金箔纸、银箔纸等纸质，能够降低材料成本，且能够提供更多的表面效果供顾客选择；

6.本发明的信息记录材料，可以保持基材的原有形貌，呈现光面和不同个性化要求的表面。

附图说明

图1为本发明信息记录材料基材结构示意图；

图2为本发明信息记录材料结构示意图；

图中各标号表示为：1-支持体；2－防水底层；3-信息记录层。

具体实施方式

本发明中信息记录材料的基材，包括纸质支持体1和在支持体1两侧设置的防水底层2,其中，纸质支持体为克重在50～300克/平米和吸水性在40～100克/平米的纸,防水底层的吸水性在1.0～2.0克/平米,两侧设置的防水底层可以相同,也可以不同。

纸质支持体

适用本发明的纸质支持体为克重在50～300克/平米和吸水性在40～100克/平米的纸质基材，纸质基材为信息记录材料提供支撑，需具有一定的硬度和强度，适合本发明的纸质支持体为照相原纸、凹凸纸、铜版纸、宣纸、邮票纸、绘图纸金箔纸、银箔纸等。

防水底层

由于上述的纸质支持体的吸水性较大，而信息记录材料的涂布过程中，需要纸质基材具有较好的防水性能，因此，本发明在纸质基材上涂布亲水性的防水底层。防水底层的吸水性在1.0～2.0克/平米，若大于2.0克/平米，则在涂布过程中，容易造成涂布液渗入纸质支持体，或纸质支持体中的添加剂浸出并渗入涂布液中，影响其性能。若小于1.0克/平米，涂层亲水性变差，涂布信息记录层时易发生例如不润湿点、暗道、条道等表观弊病，因密度不匀而发花，不易辨识和观察。

防水底层由涂布液涂布干燥形成，所述的涂布液的组成及重量份数为：

（a）耐水性聚合物  5～10份，

（b）无机颗粒  0.25～0.5份  ，

（c）防静电剂 0.001～0.005份，

（d）沸点在100℃以下的溶剂和沸点在100℃以上的溶剂     90～95份；

所述的无机颗粒为平均粒径为15～100纳米的有机硅溶胶颗粒，防静电剂是ITO、ATO中的一种，沸点100℃以下与沸点100℃以上的有机溶剂的使用量比例为90：10～50:50。

耐水性聚合物      

本发明的耐水性聚合物为5～10份，耐水性聚合物提供防水底层的主要物质，若小于5，致使涂布液浓度低，制备的防水涂层的吸水率将会高于2.0克/平米；若大于10份，致使涂布液浓度高，制备的防水底层发生龟裂问题，防水性变差。

适合本发明的耐水性聚合物可以是PP、PE、PVB、PET、含氟树脂、TAC、苯丙胶乳、聚丙烯酸酯、聚氨酯树脂等中的一种，优选PET、 TAC、PVB、含氟树脂。

为保证防水底层的耐水效果，优选使用聚合度为250～350、酰化度为45～60%的TAC，聚合度太低，防水效果不佳，聚合度太高，涂布液的粘度会增大，不利于后期的涂布；酰化度太低溶解性不理想，制备的防水底层表观出现弊病，酰化度太高则防水底层的防水性不理想，也不能满足后期水性体系的加工要求。

优选使用聚合度为500～2400、羟基的含量为15～30%、缩丁醛的单元含量为50～80%的PVB。若聚合度太低，其分子链太短，防水效果不佳；聚合度太高，其分子链太长，涂布的粘度会增大，不利于后期的涂布。如果羟基含量太低，PVB和纸质支持体的粘结牢度会变差，太高则防水底层的防水性不理想，不能满足后期水性体系的加工要求。缩丁醛的单元含量为50～80%，优选65～75%，如果缩丁醛的含量太低防水性底层的防水性会变差，缩丁醛的含量太高则其合成过程难度太高而不容易获得。

含氟树脂为分子量为10～50万的聚偏氟乙烯、乙烯-二氟乙烯共聚物、聚四氟乙烯中的一种，如果分子量太小则对纸质支持体的粘结力太小，致使防水性不理想，分子量太高易造成防水底层的龟裂问题。

PET树脂，优选分子量为1～2万的PET树脂，可以获得较好的操作性和防水效果。

硅溶胶颗粒  

本发明防水底层中的无机颗粒为0.25～0.5份，可以使防水涂层表面形成微观的凹凸粗糙面，以增大与信息记录层的接触面积，提高粘牢强度。若大于0.5份，则涂层中无机颗粒含量太大，会影响纸质支持体的表面效果；若小于0.25则形成的防水底层与信息记录层层间附着力差，造成记录层容易脱落等弊病。作为无机颗粒可以是硅溶胶、二氧化钛、氧化铝、碳酸钙、硫酸钡。考虑对纸质支持体的色泽、光泽等外观性能的影响，无机颗粒的粒径优选15～100纳米。考虑无机颗粒与防水底层涂布液的其他成分的相容性优选有机硅溶胶。

防静电剂

本发明中，为了防止在涂布水性信息记录层的过程中，因摩擦和基材传输过程中产生高压静电，放电的火花造成静电斑纹，甚至影响信息记录材料的使用，在防水底层中加入防静电剂是非常必要的。作为防静电剂的具体例子，可以是季铵盐、带叔、伯胺基的阳离子化合物；还可以是具有磺酸盐、硫酸酯盐等带阴离子的化合物；还可以是导电微粒ITO(氧化铟锡)、 ATO（锑掺杂氧化锡）、AZO（铝掺杂氧化锡）等；还可以是有机防静电剂如酰胺磷酸酯。考虑到色调的影响优选ITO、ATO。

溶剂

本发明中的溶剂由沸点在100℃以上的有机溶剂和沸点在100℃以下的有机溶剂组成。使用沸点100℃以下的有机溶剂，优选沸点60℃～100℃的有机溶剂，更优选沸点70℃～90℃的有机溶剂，这样可以使得在涂布后干燥时溶剂快速挥发，降低生产成本。这些有机溶剂选自市售公知的醇类如甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇等类；酮类如丙酮、丁酮、甲乙酮等；酯类如甲酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸异丙酯等；卤代烷类如二氯乙烷、三氯乙烷、四氯甲烷等。

本发明中，作为沸点为100℃以上的溶剂，可以是甲基异丁酮，甲基正丁酮，环己酮、六氟丙酮等酮类；乙酸丁酯、乙醇酸丁酯、丙二醇单甲醚乙酸酯、乙酸异丁酯、磷酸三甲酯等酯类；丁醇、异丁醇、二丙酮醇、苯甲醇等醇类。甲苯、二甲苯等芳香烃类。甲酸、乙酸、乙二酸、石炭酸等酸类。

本发明中，沸点100℃以下与沸点100℃以上的有机溶剂的使用量比例为90：10～50:50，控制此比例可以使耐水性聚合物更好的溶解，并使涂布液的粘度降到最低，有利于防水底层的涂布。

为了提高基材与信息记录层的结合牢度，优选对支持体上的双亲性底层进行电晕处理。

涂布方式

将双亲性防水底层的涂布液涂布到支持体上的涂布方法，可以使用任意公知的方法，可以是刮刀涂布法、气刀涂布法、浸涂法、喷涂法、凹版辊涂布法、条缝涂布法、棒涂法、坡流挤压涂布法等。

涂布后的干燥方式，优选2个或多个干燥温度梯度干燥方式去除溶剂，更优选通过热风加热的干燥道，在50～70℃温度下干燥2～3分钟，之后， 70～90℃温度下干燥4～6分钟，之后； 50～70℃下干燥2～3分钟，制备信息记录材料的基材。

在上述基材上涂布一层或多层热敏打印层或喷墨接受层或激光打印接受层或感光乳剂层，制备信息记录材料 。

下面具体实施例对本发明作进一步说明。

信息记录材料基材

实施例1

将耐水聚合物PVB（其聚合度为2400、羟基含量为30%，缩丁醛含量为50%）5份，充分溶解在由45份乙醇和45份甲基异丁酮组成的混合溶剂中，加入0.25份平均粒径15纳米的有机硅溶胶，0.001份防静电剂ATO，分散15分钟，消泡。用坡流挤压涂布机，将上述溶液分别涂布在克重50克/平米、吸水量40克/平米凹凸纸的两面，通过热风加热的干燥道，在50～70℃温度下干燥2分钟，之后， 70～90℃温度下干燥5分钟； 50～70℃下干燥2分钟，形成防水底层，制备成用于信息记录材料的基材。

实施例2-12

制备方法同实施例1,其组成中的耐水聚合物按照表1所示的耐水聚合物，其他组分和纸质支持体按照附表2所示，各组分含量按照表3所示。

对比例1

   将丁苯胶乳用10微米滤芯进行过滤，加入适量的自制7#表面活性剂，配制成25%固含量的涂层液，消泡，制备防水底层涂液，其他操作同实施例1。

信息记录材料

实施例1

用坡流挤压涂布机，将感光乳剂层和保护层涂布到防水底层2上，40℃加热干燥25分钟，制备成感光记录材料。

用坡流挤压涂布机，将喷墨接受层涂布到防水底层2上，40℃加热干燥25分钟，制备成喷墨记录材料。

实施例2-12

制备方法同实施例1

  对比例1

制备方法同实施例1

对比例2

用涂塑相纸替代本发明制备的信息材料的基材，其他与实施例1相同。

本发明实施例和对比例制备样片的测试结果列于表4。

通过对比，本发明得到的信息记录材料的基材，设备投资少、工艺简单，适应了水性信息记录层涂布和后期处理的需要，未发生形变、褶皱、断裂、暗道、不润湿点等弊病。本发明的信息记录材料基材防水底层的吸水率在1.0～2.0克/平米，可以保持基材的原有形貌，呈现光面和不同个性化要求的表面，对信息记录层的性能无影响。

表1实施例1～12中耐水聚合物一览表

；

表2-1 其他组分情况

；

表2-2 纸质支持体情况

；

表3 防水底层涂布液的组成和重量份数

；

表4-1实施例制备样片的测试结果

；

表4-2实施例制备样片的测试结果

；

注：/表示不能测出数。

测试方法

（1）  表观质量检验

用肉眼观察信息记录材料的表面，是否存在断裂、褶皱、形变、暗道、不润湿点等弊病。

A级:无上述弊病

B级：存在暗道、不润湿点等弊病

C级：存在断裂、褶皱、形变等弊病

（2）  防水底层的吸水率

将称量（m₁）后、面积S为10cm*10 cm试条放在25℃±0.2℃、5000 mL左右的蒸馏水中，静置浸泡3min，取出后甩掉表面水滴，夹在上、下各两层滤纸中，放入吸水率挤压机（自制），使装有试样的滤纸两次通过挤压机滚轴，再称量（m₂），吸水率按下式计算：

                   吸水率＝（m₂- m₁）/S 

（3）光泽度

XGP便携式镜向光泽度计（天津市信光科技开发公司）测试光泽度（60^。）。

(4)白度

按照国家标准《纸、纸板和纸浆亮度（白度）的测定（漫射/垂直法）》（GB/T 7974-2002）测试白度。

（5）照相性能

按照GB11501标准，用U.S.A梅特勒彩色密度计测灰雾、各级光楔密度、最大密度，并计算感光度、反差。

（6）喷墨信息记录性能

色密度

 用爱普生Stylus Pro7600型喷墨打印机打印图像，用反射密度计测定黑（100%）、黄（100%）、品（100%）、青（100%）的密度。

Claims (6)

1.一种信息记录材料的基材，包括纸质支持体（1）和在支持体两侧设置的防水底层（2）,其特征在于，所述纸质支持体为克重在50～300克/平米和吸水性在40～100克/平米的纸，所述防水底层的吸水性在1.0～2.0克/平米。

2.根据权利要求1所述的基材，其特征在于，所述的防水底层由涂布液涂布干燥形成，所述涂布液的组成及重量份数为：

（a）耐水性聚合物  5～10份，

（b）无机颗粒  0.25～0.5份 ，

（c）防静电剂 0.001～0.005份，

（d）沸点在100℃以下的溶剂和沸点在100℃以上的溶剂     90～95份；

所述无机颗粒为平均粒径为15～100纳米的有机硅溶胶颗粒，防静电剂是ITO、ATO中的一种，沸点100℃以下与沸点100℃以上的有机溶剂的使用量比例为90：10～50:50。

3.根据权利要求2所述的基材，其特征在于，所述耐水性聚合物选自聚合度为250～350，酰化度为45～60%三醋酸纤维素；

或分子量为10万～50万的聚偏氟乙烯、乙烯-四氟乙烯共聚物、聚四氟乙烯；

或聚合度为500～2400，羟基含量为15～30%，缩醛单元含量50～80%的PVB；

或分子量为1万～2万的PET中的一种。

4.一种制备如权利要求1-3所述的用于信息记录材料基材的方法，其特征在于，它按如下步骤进行：

a）配制涂布液；

b)将上述涂布液涂布在支持体上；

c）通过热风加热的干燥道，在50～70℃温度下干燥2～3分钟，之后，70～90℃温度下干燥4～6分钟，之后； 50～70℃下干燥2～3分钟。

5.一种信息记录材料，其特征在于，它包括如权利要求1-4所述基材及其上的信息记录层（3）。

6.根据权利要求5所述的信息记录材料，其特征在于，所述信息记录层为一层或多层热敏打印层、喷墨打印接受层、激光打印接受层或感光乳剂层。