CN105176208B - 一种激光打印介质、其制备方法及涂层 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种激光打印介质、其制备方法及涂层。本发明的激光打印介质包括基材，以及分别涂布于基材的两个表面上的涂层，即第一表面涂层和第二表面涂层；其中，所述的第一表面涂层包含无机颜料、水基聚合物、抗静电剂、水以及有机硅乳液和/或乳化蜡，所述的第二表面涂层包含无机颜料、水基聚合物、抗静电剂、水以及有机硅乳液和/或乳化蜡，所述的第一表面涂层的表面粗糙度Ra值为0.08～1.5μm，所述的第二表面涂层的表面粗糙度Ra值为1.6～3.0μm。所述的两涂层的表面粗糙度的差值不小于0.6μm。本发明的激光打印介质除能得到良好的打印质量外，连续高速打印时不卡纸，尤以PET等塑料树脂为基材时，更能体现其优势。

Description

一种激光打印介质、其制备方法及涂层

技术领域

本发明具体的涉及一种激光打印介质、其制备方法及涂层。

背景技术

激光打印机是一种打印输出设备，其工作原理基于电子照相技术，即碳粉在正负电荷吸附作用下，经过一系列转移，到达打印介质表面，在热辊加热(温度通常高达180℃左右)、加压作用下使碳粉固化，最终在介质表面形成所需图文影像。其中彩色激光打印图像质量好，打印速度快，图像不易褪色、保存时间长，是近年来发展很快的一种数字印刷方式，可以应用于不同领域，例如广告、包装、证照、医疗影像胶片等。

随着技术的进步，激光打印机打印速度越来越快，每分钟可达50张甚至更高，打印机靠滚轮摩擦进纸，一旦出现进纸故障，就会影响连续打印作业，需要人员维护，甚至必须更换机器部件。此处所述进纸故障，也称卡纸，包括夹纸、不进纸、一次进多页纸以及乱走纸等现象。打印材料的性质与进纸故障的发生关系很大，如表面粗糙度影响摩擦系数：如果过于光滑，搓纸轮会打滑，而叠在一起的打印材料紧密贴合在一起，摩擦力反而增大，不易进纸；如果过于粗糙，表面也会产生很大的摩擦力，滑动进纸困难。其中使打印材料吸附在一起的原因还包括：一是表面比较粘，不干爽，相互之间产生一定粘附力；二是由于连续进纸不断摩擦产生静电，材料通过静电吸附在一起。

PET薄膜耐热性好，强度高，刚性好，耐撕裂，无毒，耐候，适用于激光打印，也是传统医疗影像胶片的基材。但未经处理的PET基材表面光滑，表面张力小，硬度高，电阻大，如果直接用于激光打印，图像质量差，碳粉附着不牢，因此无法直接使用。即使经过表面处理后的PET打印介质，与纸张相比，通常也存在一些问题，如表面电阻高，摩擦易产生静电，甚至表面处理的涂层间相互粘连，这些都会导致打印时进纸不顺畅，发生进纸故障，同时也使打印图文质量变差。

专利CN103625143A提到了在PET基材的一面施涂防静电涂层，解决因静电吸附造成的卡纸问题。该材料的缺点是，只处理PET基材防静电，而没有解决表面粗糙摩擦和不干爽而粘附的问题，且只能单面打印。专利CN102159998A提到了一种激光打印记录材料，在原纸双面施涂PE树脂层，PE树脂上再施涂碳粉容纳层，该材料包含原纸总共5层，结构和生产工艺复杂，且没有提到使用防粘剂使表面干爽、不产生粘连、防止打印卡纸的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是为了克服现有的激光打印介质打印时容易卡纸、打印图像质量差等问题，而提供了一种激光打印介质及其制备方法及涂层。本发明的激光打印介质除能得到良好的打印质量外，连续高速打印时不卡纸，尤其是使用以PET等塑料树脂为基材的打印材料时，更能体现出不卡纸的优势。

本发明人经过大量研究发现：本发明的激光打印介质中，通过配合特别的成分配方，及调整两个表面涂层的粗糙度，可以使得打印介质叠放在一起时，明显减轻了打印介质间紧密贴合相互吸附在一起的现象。

本发明是通过下述技术方案来解决上述问题的：

本发明提供了一种激光打印介质，其包括基材，以及分别涂布于基材的两个表面上的涂层，即第一表面涂层和第二表面涂层；其中，所述的第一表面涂层包含无机颜料、水基聚合物、抗静电剂、水以及有机硅乳液和/或乳化蜡，所述的第二表面涂层包含无机颜料、水基聚合物、抗静电剂、水以及有机硅乳液和/或乳化蜡，所述的第一表面涂层的表面粗糙度Ra值为0.08～1.5μm，优选0.1～1.2μm，进一步优选0.3～1.0μm；所述的第二表面涂层的表面粗糙度Ra值为1.6～3.0μm，优选1.6～2.7μm；所述的两涂层的表面粗糙度的差值不小于0.6μm，优选不小于0.9μm，更优选1.3～2.6μm。

本发明中，所述的无机颜料可为本领域此类介质涂层中常用的无机颜料，如二氧化硅，碳酸钙，钛白粉，高岭土，瓷土，滑石粉和氧化锌等常见无色、白色粉体中的一种或多种，本发明特别优选无定型二氧化硅和/或轻质碳酸钙。

所述的第一表面涂层和/或第二表面涂层中的无机颜料在相应的第一或第二表面涂层中的含量优选为重量百分比1～25％，进一步优选3～20％，更进一步优选6～12％。

所述的第一表面涂层中的无机颜料的粒径较佳的为2～10μm，进一步优选5～8μm；所述的第二表面涂层中的无机颜料的粒径较佳的为10～16μm，进一步优选12～15μm。

本发明中，所述的第一表面涂层和/或第二表面涂层的厚度为5～30μm，优选6～22μm。

本发明中，所述的水基聚合物可为本领域此类介质涂层中常用的水性涂料类粘合剂，较佳的为聚丙烯酸酯乳液、乙烯-醋酸乙烯共聚乳液(VAE乳液)、苯丙乳液、水性聚氨酯和聚乙烯醇中的一种或几种。

所述的第一表面涂层和/或第二表面涂层中的水基聚合物在相应的第一或第二表面涂层中的含量优选为重量百分比15～50％，进一步优选20～45％，更进一步优选20～40％。

所述的第一表面涂层和/或第二表面涂层中的有机硅乳液和/或乳化蜡在相应的第一或第二表面涂层中的含量优选重量百分比0.1～5％，进一步优选0.5～3％。

本发明中，所述的有机硅乳液优选水性有机硅乳液；乳化蜡优选聚乙烯蜡乳液。本发明人发现，所述的有机硅乳液和/或乳化蜡能够减轻涂层受潮吸湿回粘，使表面保持干燥滑爽。

本发明中，所述的抗静电剂为本领域常用的在薄膜或片材、板材表层施涂能够起到较好防静电效果的材料，较佳的为导电微粒ATO(掺锑二氧化锡)、ITO(氧化铟锡)、聚吡咯、聚噻吩、季铵盐、烷基磺酸盐和聚氧乙烯醚硫酸盐中的一种或多种。所述的抗静电剂在表面电阻较高(通常大于1×10¹²Ω)的薄膜或片材、板材表面施涂一定量后，能够显著降低表面电阻，可起到较好的抗静电效果。

所述的第一表面涂层和/或第二表面涂层中的抗静电剂在相应的第一或第二表面涂层中的含量优选为重量百分比0.1～10％，进一步优选0.5～8％，更进一步优选1～6％。

本发明中，所述的第一表面涂层和/或第二表面涂层的表面电阻范围为10⁶～10¹²Ω，优选10⁷～10¹¹Ω。本发明中表面电阻值主要是靠添加不同量上述抗静电剂来实现的。

本发明中，在所述的第一表面涂层和/或第二表面涂层中，还可以含有其它助剂，例如增白剂、分散剂和润湿流平剂中的一种或几种。其中，润湿流平剂为本领域常规使用的润湿流平剂，优选有机改性聚硅氧烷类和/或炔醇类，具体可选择有机改性聚硅氧烷二丙二醇单甲醚或乙氧基化炔二醇。

所述的第一表面涂层和/或第二表面涂层中的其他助剂在相应的第一或第二表面涂层中的含量优选重量百分比0.01～2％。

本发明中，所述的第一表面涂层和/或第二表面涂层中的水在相应的第一或第二表面涂层中的含量可为补足各成分含量至100％即可。

本发明中，所述的基材可以为纸类基材或树脂薄膜类基材。其中，所述的纸类基材较佳地为原纸或涂塑纸基(例如表面覆PE层的涂塑纸基)；其中，所述的树脂薄膜类基材较佳地为PET、PVC、PE或PP薄膜，进一步优选PET；其中，所述的树脂薄膜类基材可为透明，彩色透明或白色不透明，厚度可为75～200μm。例如，可选用厚度100μm的透明PET、厚度150μm的白色PET或厚度250μm的白色PVC等基材。

本发明还提供了上述激光打印介质的制备方法，其包含下列步骤：将上述第一表面涂层中的各成分混合在一起后得到的涂层胶液施涂于所述的基材的第一表面，将上述第二表面涂层中的各成分混合在一起后得到的涂层胶液施涂于所述的基材的第二表面，分别干燥，即可。

其中，将上述第一表面涂层或第二表面涂层中的各成分混合的方法可为：将所述的无机颜料加入至去离子水中，用分散机分散，然后加入上述第一表面涂层或第二表面涂层中的其他各成分，补齐余量水，搅拌混合均匀，制得涂层胶液。具体地，本发明通过调节涂层两面涂层胶液中的各成分的类别和含量，使得制备而得的第一表面或第二表面涂层的粗糙度值及粗糙度差值满足本发明的要求。

本发明的制备方法中，所述的施涂的方式可为本领域常规操作方法，例如用刮刀、刮棒、刮板、辊涂、浸涂、喷涂、气刀涂布、挤出涂布或帘式涂布。本发明的制备方法中，所述的干燥的方法可为热空气干燥，红外干燥或微波干燥。

本发明中的制备方法中，所述的基材还可进行预处理，较佳地为电晕或化学腐蚀，有利于提高胶液润湿铺展性和涂层附着牢度。

本发明还进一步提供了上述激光打印介质中的第一表面涂层或第二表面涂层。

本发明所用试剂和原料均市售可得。

在不违背本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明的积极进步效果在于：本发明提供的激光打印介质，图像色彩还原度好，清晰度高，防水耐磨，打印进纸顺畅、不易卡纸，尤其是可以有效解决PET等塑料类基材用于激光打印时易卡纸的问题。

附图说明

图1为本发明一较佳实施例的激光打印介质示意图。其中1为第一表面涂层，2为第二表面涂层，3为基材。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。本发明中表面粗糙度Ra根据GB/T13542.2-2009测定，表面电阻根据GB/T13542.2-2009测定。

实施例1

第一表面胶液配方：(胶液A-1)

把二氧化硅加入去离子水中，用齿盘分散机分散30分钟，分散速度为1200转/分钟，然后加入乙烯-醋酸乙烯共聚乳液、防粘剂、抗静电剂、润湿流平剂，搅拌混合均匀，制得涂层胶液A-1。

采用刮刀涂布方式把胶液涂布于厚度100μm的透明PET(市售，生产商合肥乐凯科技产业有限公司，型号FP1)上，热风干燥，热风最高温度90℃，干燥后测得涂层厚度12μm。

第二表面胶液配方：(胶液B-1)

配制方法同胶液A-1，制得胶液B-1。按同样涂布和干燥方法，在已经涂了胶A-1的另一面涂布，干燥后测得涂层厚度15μm。

两面都涂好后，制得打印介质1,测其性能(见表1)。

实施例2

第一表面胶液配方：(胶液A-2)

按同样方法制得胶液A-2，采用刮刀涂布方式把胶液涂布于厚度250μm的白色PVC材料的一面，干燥后制得厚度10.5μm的涂层。

第二表面胶液配方：(胶液B-2)

使用二氧化硅(SD-621，北京航天赛德科技发展有限公司，粒径13μm)代替胶液B-1中的二氧化硅YH-200，使用水性聚氨酯代替胶液B-1中的聚丙烯酸酯乳液，按同样方法涂布制得厚度16μm的涂层。

两面都涂好后，制得打印介质2,测其性能(见表1)

实施例3

第一表面胶液配方：(胶液A-3)

第二表面胶液配方：(胶液B-3)

按照实施例1相同的方法，分别在厚度150μm的白色PET的两个表面涂布，制得打印介质3,测其性能(见表1)。

实施例4

第一表面胶液配方：(胶液A-4)

按照实施例1的方法，在厚度150μm的白色PET的一个表面涂布、干燥。

第二表面胶液，使用实施例3中的第二表面胶液B-3，在PET的另一表面涂布、干燥，制得打印介质4，测其性能(见表1)。

实施例5

用厚度150μm的白色PET，在其第一表面涂布实施例1中的胶液A-1，在第二表面涂布实施例2中的胶液B-2，制得打印介质5，测其性能(见表1)。

对比例1

把实施例1中的胶液A-1，按照相同的方法，涂在厚度100μm透明PET基材的两面，制得打印介质6，测其性能(见表1)。

对比例2

按照实施例2相同的方法，配制胶液A-2和胶液B-2，不同之处是胶液B-2中不添加抗静电剂，按照相同的方法，分别涂在同一基材的两面，制得打印介质7，测其性能(见表1)。

对比例3

按照实施例5相同的方法，不同之处是第一表面所涂胶液A-1中，不添加聚乙烯蜡乳液。按照相同方法制得打印介质8，测其性能(见表1)。

对比例4

把实施例4中的胶液A-4，按照相同的方法，涂在厚度150μm白色PET基材的第一表面。

第二表面胶液配方：(胶液B-9)

按照实施例1相同的方法，在PET的第二表面涂布，制得打印介质9，测其性能(见表1)。

表1：实施例和对比例测试结果

打印卡纸评价方法：把制得的打印介质分切成A3大小(297×420mm)，在相同条件下，用一台富士施乐DC 3373激光打印机打印测试，每次在同一纸盘中放入100张测试样品，连续打印直至打完，查看卡纸次数。每种样品重复测试三次，共300张，计算平均每100张的卡纸率。

Claims (15)

1.一种激光打印介质，其包括基材，以及分别涂布于基材的两个表面上的涂层，即第一表面涂层和第二表面涂层；其中，所述的第一表面涂层包含无机颜料、水基聚合物、抗静电剂、水以及有机硅乳液和/或乳化蜡，所述的第二表面涂层包含无机颜料、水基聚合物、抗静电剂、水以及有机硅乳液和/或乳化蜡；所述的第一表面涂层的表面粗糙度Ra值为0.08～1.5μm，所述的第二表面涂层的表面粗糙度Ra值为1.6～3.0μm，所述的两涂层的表面粗糙度的差值不小于0.6μm，所述的第一表面涂层和/或第二表面涂层中的无机颜料在相应的第一或第二表面涂层中的重量百分比为1～25％；所述的第一表面涂层和/或第二表面涂层中的水基聚合物在相应的第一或第二表面涂层中的重量百分比为15～50％；所述的第一表面涂层和/或第二表面涂层中的有机硅乳液和/或乳化蜡在相应的第一或第二表面涂层中的重量百分比为0.1～5％；所述的第一表面涂层和/或第二表面涂层中的抗静电剂在相应的第一或第二表面涂层中的重量百分比为0.1～10％。

2.如权利要求1所述的激光打印介质，其特征在于，所述的第一表面涂层的表面粗糙度Ra值为0.1～1.2μm；

和/或，所述的第二表面涂层的表面粗糙度Ra值为1.6～2.7μm；

和/或，所述的两涂层的表面粗糙度的差值不小于0.9μm。

3.权利要求2所述的激光打印介质，其特征在于，所述的第一表面涂层的表面粗糙度Ra值为0.3～1.0μm；

和/或，所述的两涂层的表面粗糙度的差值为1.3～2.6μm。

4.如权利要求1所述的激光打印介质，其特征在于，所述的无机颜料为二氧化硅，碳酸钙，钛白粉，高岭土，滑石粉和氧化锌中的一种或多种；

和/或，所述的第一表面涂层和/或第二表面涂层中的无机颜料在相应的第一或第二表面涂层中的重量百分比为3～20％；

和/或，所述的第一表面涂层中的无机颜料的粒径为2～10μm；

和/或，所述的第二表面涂层中的无机颜料的粒径为10～16μm。

5.如权利要求4所述的激光打印介质，其特征在于，所述的无机颜料为无定型二氧化硅和/或轻质碳酸钙；

和/或，所述的第一表面涂层和/或第二表面涂层中的无机颜料在相应的第一或第二表面涂层中的重量百分比为6～12％；

和/或，所述的第一表面涂层中的无机颜料的粒径为5～8μm；

和/或，所述的第二表面涂层中的无机颜料的粒径为12～15μm。

6.如权利要求1所述的激光打印介质，其特征在于，所述的水基聚合物为聚丙烯酸酯乳液、乙烯-醋酸乙烯共聚乳液、苯丙乳液、水性聚氨酯和聚乙烯醇中的一种或几种；

和/或，所述的第一表面涂层和/或第二表面涂层中的水基聚合物在相应的第一或第二表面涂层中的重量百分比为20～45％；

和/或，所述的有机硅乳液为水性有机硅乳液；

和/或，所述的乳化蜡为聚乙烯蜡乳液；

和/或，所述的第一表面涂层和/或第二表面涂层中的有机硅乳液和/或乳化蜡在相应的第一或第二表面涂层中的重量百分比为0.5～3％；

和/或，所述的抗静电剂为导电微粒掺锑二氧化锡、氧化铟锡、聚吡咯、聚噻吩、季铵盐、烷基磺酸盐和聚氧乙烯醚硫酸盐中的一种或多种；

和/或，所述的第一表面涂层和/或第二表面涂层中的抗静电剂在相应的第一或第二表面涂层中的重量百分比为0.5～8％。

7.如权利要求6所述的激光打印介质，其特征在于，所述的第一表面涂层和/或第二表面涂层中的水基聚合物在相应的第一或第二表面涂层中的重量百分比为20～40％；

和/或，所述的第一表面涂层和/或第二表面涂层中的抗静电剂在相应的第一或第二表面涂层中的重量百分比为1～6％。

8.如权利要求1所述的激光打印介质，其特征在于，所述的第一表面涂层和/或第二表面涂层的表面电阻为10⁶～10¹²Ω；

和/或，所述的第一表面涂层和/或第二表面涂层的厚度为5～30μm。

9.如权利要求8所述的激光打印介质，其特征在于，所述的第一表面涂层和/或第二表面涂层的表面电阻为10⁷～10¹¹Ω；

和/或，所述的第一表面涂层和/或第二表面涂层的厚度为6～22μm。

10.如权利要求1所述的激光打印介质，其特征在于，所述的基材为纸类基材或树脂薄膜类基材中的一种；

其中，所述的纸类基材为原纸或涂塑纸基；所述的树脂薄膜类基材为PET、PVC、PE或PP薄膜中的一种。

11.如权利要求10所述的激光打印介质，其特征在于，所述的树脂薄膜类基材为透明或白色不透明；

和/或，所述的树脂薄膜类基材厚度为75～200μm。

12.如权利要求11所述的激光打印介质，其特征在于，所述的树脂薄膜类基材为彩色透明。

13.如权利要求1～12任一项所述的激光打印介质的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：将如权利要求1～12任一项所述的第一表面涂层中的各成分混合在一起后得到的涂层胶液施涂于所述的基材的第一表面，将如权利要求1～12任一项所述的第二表面涂层中的各成分混合在一起后得到的涂层胶液施涂于所述的基材的第二表面，分别干燥，即可。

14.如权利要求13所述的激光打印介质的制备方法，其特征在于，所述的第一表面涂层或第二表面涂层中的各成分混合的方法为：将如权利要求1～12任一项所述的无机颜料加入至去离子水中，用分散机分散，然后加入如权利要求1～12任一项所述的第一表面涂层或第二表面涂层中的其他各成分，补齐余量水，搅拌混合均匀，制得涂层胶液；

和/或，所述的施涂方式为用刮刀、刮棒、刮板、辊涂、浸涂、喷涂、气刀涂布、挤出涂布或帘式涂布中的一种；

和/或，所述的干燥方法可为热空气干燥，红外干燥或微波干燥中的一种；

和/或，所述的基材进行电晕和/或化学腐蚀预处理。

15.如权利要求1～14任一项所述的激光打印介质中的第一表面涂层或第二表面涂层。