CN105517809B - 可印刷记录介质 - Google Patents

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Abstract

包含支撑基础基底的可印刷记录介质，所述可印刷记录介质在两个支撑面上具有包含无机颜料和聚合物粘合剂的预涂层，并且在预涂层之上具有至少一个包含无机颜料和具有在约0℃至约35℃范围内的玻璃化转变温度的水分散性聚合物粘合剂的顶部墨水接收层。本文中还描述了用于制造所述可印刷记录介质的方法，用于形成印刷制品的方法和获得的印刷制品。

Description

可印刷记录介质
背景
如今，图像通常是用数字式照相机来获取，电子传输至具有印刷机的计算机或直接至印刷机，然后通过印刷机以硬拷贝的形式产生。彩色喷墨印刷和/或激光喷射印刷尤其经常用于印刷这样的高质量照片。然而近年来，消费者和商家已经转向电子照相印刷系统以在各种基底上产生这样的数字式图像。电子照相印刷系统使用液体或干燥调色剂电子照相墨水作为墨水组合物。
已经迅速变得明确的是使用这样的印刷技术的印刷图像的图像质量强烈地依赖于使用的记录介质的构造。因此，已经开发了改进的记录介质(通常是特别设计的)以用于电子照相印刷装置中。然而，虽然已经取得了许多进展，但是经常带来挑战的是发现可以有效地与电子照相印刷技术一起使用和具有良好的图像质量以及良好的耐久性的可印刷记录介质。因此，继续进行研究以开发这样的介质基底。
附图简要说明
附图例示本发明记录介质的各种实施方案并且是说明书的一部分。图1和2是根据本公开内容的实施方案的可印刷记录介质的横截面视图。图3是根据本公开内容的实施方案获得的印刷制品的横截面视图。图4是例示用于制备根据本公开内容的一些实施方案的印刷制品的方法的流程图。
发明详述
在公开和描述本公开内容的特定实施方案之前，将理解的是本公开内容不限于本文中公开的特定方法和材料。还将当理解的是本文中使用的术语仅用于描述特定的实施方案并不意在是限制性的，因为保护的范围将由权利要求书及其等同内容所限定。在描述和要求保护本发明的制品和方法中，将使用以下术语：除非上下文清楚地另行指出，否则单数形式“一个”、“一种”和“所述”包括复数的指代对象。浓度、量和其它数值数据可以范围的形式存在于本文中。将当理解的是这样的范围形式仅仅为了方便和简洁而使用，并且其应该被灵活地解释以不仅包括明确叙述为范围界限的数值，且还包括包含于该范围内的所有单个数值或子范围，如同明确叙述了各个数值和子范围。例如，应该将约1重量%至约20重量%的重量范围解释为不仅包括明确叙述的1重量%至20重量%的浓度界限，而且还包括单个浓度如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，否则所有百分比是按重量计(重量%)的。如本文中所用，“图像”指的是用可见或不可见的墨水组合物在材料或基底上沉积的标记、标识、符号、图形、指示和/或外观(appearance)。图像的实例可以包括字符、词语、数字、字母数字符号、标点、文本、线条、下划线、突出显示（highlight）等。
本公开内容涉及可印刷记录介质，其包含支撑基础基底，并且具有施加至支撑基础基底的两面的包含无机颜料和聚合物粘结剂的预涂层；并且具有施加在所述预涂层之上的至少一个顶部墨水接收层，其包含无机颜料和具有在约0℃至约35℃范围内的玻璃化转变温度的水分散性聚合物粘结剂。
本公开内容的可印刷介质为多层复合结构。词语“复合”在本文中指的是由至少两种具有彼此不同的物理和/或化学特性的构成材料或层制成的材料，并且其中这些构成层在复合物的结构内在分子水平上保持分离和保持不同。该可印刷记录介质包含图像接收涂层或顶部墨水接收层。如本文中所用，术语“图像接收涂层”或“顶部墨水接收层”意在被宽泛地理解为可以接收墨水或调色剂的任何涂层。
在一些实施例中，本公开内容的可印刷记录介质为照相印刷记录介质或照片纸（photo paper）记录介质，这在本文中表示可印刷记录介质非常适合用于照相印刷并且在其上印刷图像时，其具有至少等同于卤化银照片介质基底的特性和外观的特性和外观。因此在用于制备照相印刷输出品（printout）时，可印刷记录介质能够提供例如有光泽的外观、表面光滑度和优异的图像质量的优点。此外，本文中描述的可印刷记录介质提供了优异的照片原纸（photobase）的感觉。如本文中所用，术语“照片感觉”表示印刷的图像在触摸时感觉像是照相用的卤化银材料。
在一些其它实例中，可印刷记录介质为电子照相记录介质。电子照相记录介质在本文中表示该介质非常适合用于电子照相印刷方法。术语“电子照相印刷”意在被宽泛地理解为包括使用光来产生静电电荷分布的变化以形成照相图像（photographic image）的许多种方法，包括但绝不限于激光印刷。因此，可印刷介质非常适合用于液体电子照相印刷装置(即使用液体电子照相调色剂，例如HP Indigo Digital Press 6000或6600)。
因此在又一些其它实例中，可印刷记录介质为电子照相的照相记录介质。该介质可以是用于液体电子照相印刷(LEP)的电子照相的照相记录介质，并且可以用于形成照相印刷图像的方法中。贯穿本申请的各个说明性实例，该电子照相的照相记录介质可以接收来自印刷装置如可获自Hewlett–Packard公司(Palo Alto, Calif., USA)的Indigo®WS6000P Digital Printing Press的图像。不被任何理论关联，可以说使用六色Indigo®数字式印刷机WS6000P或6600P，用户能够制备比得上卤化银照片印刷品的照片质量的印刷品。此外，在使用本文中描述的可印刷记录介质的情况下，将不需要任何额外的表面处理(底漆层)和加工以解决对介质的不充分的墨水或调色剂粘附和印刷均匀性问题（尽管这是使用传统的胶印型介质常有的情况）。
本文中描述的可印刷记录介质是显示出优异的印刷图像质量的图像接收介质。所述记录介质不仅产生高光泽度的外观，而且进一步提供在加热下保持光泽度稳定的解决方案，不论印刷机配备有单一的或双重的经加热的定影辊（fuser roller）。在一些实例中，可印刷记录介质具有根据T480的Tappi测试法在75°角下测试时高于约60至100%，或在60°角下测试时高于约25至50 %的非成像光泽度（non-imaged gloss）。
本公开内容的可印刷记录介质具有优异的卷曲控制并且不具有任何卷曲的问题。所述介质在贯穿15°至30°和20 %至80% RH 条件下被认为是平放的(即具有小于20 mm的卷曲)，同时在贯穿不同的用户环境下印刷之后实现良好的调色剂粘附。(卷曲大于20 mm的照片纸可导致差的用户体验)。因此，该可印刷记录介质具有优异的运转性（runnability）(运转性指的是在不造成堵塞的情况下介质通过复印机进给和递送的能力)。
因此在用于制备照相印刷输出品时，本文中描述的记录介质具有良好的表面光滑度，具有高光泽度的外观，显示出优异的图像质量和运转性性能。此外，该记录介质具有接受性和对其上沉积(deposed)的墨水呈现出优异的吸收和粘附特性的结构。因此在不需要使用任何底漆组合物的情况下，该可印刷记录介质实现了电子照相照片印刷，例如Indigo照片印刷。
图1和图2示意性地例示了可印刷记录介质(100)的一些实施方案。图3示意性地例示了印刷制品(200)的一些实施方案。图4是例示用于制备所述印刷制品(200)的方法的流程图。如本领域中技术人员将意识到的，图1、图2和图3例示可印刷介质或印刷制品的各层的相对位置，在不必需例示各层的相对厚度。将理解的是为了说明性目的，夸大了各层的厚度。
在一些实例中，如图1或图2中所示，可印刷介质(100)包括基础基底(110)；所述基础基底(110)可以为纸基础基底。所述基础基底具有两个表面：可以称为“图像接收面”、“图像表面”或“图像面”(101)的第一表面，和可以称为“背表面”或“背面”(102)的第二表面(相反的表面)。该介质的图像面(101)和背面(102)两者可以接收、支撑和保护图像。在一些实施方案中，如图1中所例示的，可印刷记录介质(100)包含支撑基底(110)，在其上施加预涂层(120)和顶部墨水接收层(130)。如图1中所例示的，仅在支撑基底(110)的一面上施加顶部墨水接收层(130)。在支撑基底(110)的另一面(即背面)上，仅施加预涂层(120)。图2例示了可印刷介质(100)的一些其它实施方案，其中可印刷介质在基础基底(110)的两面上均包含预涂层(120)和顶部墨水接收层(130)。
图3例示了根据本公开内容的印刷制品(200)的一个实例。该印刷制品包括含有支撑基底(110)的可印刷介质，所述可印刷介质在两面上具有预涂层(120)和顶部墨水接收层(130)，印刷图像(210)存在于所述顶部墨水接收层(130)之上。将图像后层压膜（post-image lamination film）(220)布置在所述印刷图像(210)之上以及经印刷的介质上的背面上(即在顶部墨水接收层(130)之上)。
可印刷介质(100)
支撑基础基底(110)
可印刷介质(100)包含充当底部基底层的支撑基底(110)。该印刷介质基底(即“基底”)包含用作将墨水接收层施加在其上的基材（base）的材料。该印刷介质基底为所得的印刷媒介提供完整性。在其上施加涂层组合物的支撑基础基底或原始基础基底(110)可以采取适合在印刷机中使用的介质片材（sheet）或连续卷材（web）的形式。该支撑基底可以是由纤维素纤维制造的原纸。该原纸可以是由化学纸浆、机械纸浆、热机械纸浆和/或化学纸浆和机械纸浆的组合制备。在一些情况下，在添加机械纸浆时，机械纸浆的总百分比小于总原始基材(raw base)重量的20 %。该原纸还可以包含常规的添加剂，例如助留剂、干或湿强剂、浆内施胶剂(internal sizing agent)和填料。
支撑基础基底(110)可以为纤维素原纸。原始基础基底(110)可以是由任何合适的木质或非木质纸浆制成。合适的纸浆的非限制性实例包括任何种类的化学纸浆、机械木浆、经化学处理的研磨纸浆、CTMP(化学热机械纸浆)和/或其混合物。经漂白的硬木化学纸浆可以构成主要的纸浆组成。相比软木，该纸浆具有更短的纤维结构，其有助于成品纸的良好形成。在一些实例中，原始基础基底(110)包含100 %的经化学处理的纤维，例如经漂白的硬木、软木纤维、非木质纤维、合成纤维及组合。在一些其它实例中，原始基础基底(110)包含100 %的经漂白的硬木，并且在又一些其它实例中，原始基础基底(110)包含约50至约95 %的经漂白的硬木和约5至约50 重量 %的软木。
例如，可以将填料并入纸浆中以充分控制最终的经涂布的纸张的物理特性。填料颗粒填充纤维网络的空隙空间并且导致更致密、更光滑、更亮且不透明的片材。填料的实例包括但不限于重质碳酸钙（ground calcium carbonate）、沉淀碳酸钙、二氧化钛、高岭土、硅酸盐、塑料颜料、三水合氧化铝、氧化镁和/或其混合物。在一些实例中，支撑基础基底以原始基材的约0.2重量%至约25重量%的量包含填料，和在一些其它实例中，填料的量为原始基材的约3重量%至约15重量%。
在制备纸基原纸（paper base stock）时，可以使用浆内施胶（internal sizing）和表面施胶。该方法可以改进基底纤维的内部粘接强度，并且可以控制经涂布的基底对水性液体的润湿、渗透和吸收的抵抗性。可以通过将施胶剂添加至在湿部中的原始基材来完成浆内施胶。合适的施胶剂的非限制性实例包括基于松香的施胶剂(一种或多种)、基于蜡的施胶剂(一种或多种)、纤维素反应性施胶剂(一种或多种)和其它合成施胶剂(一种或多种)和/或混合物。在一些实例中，浆内施胶剂为烷基烯酮二聚体(AKD)和烯基琥珀酸酐(ASA)。将理解的是表面施胶剂(一种或多种)的类型和量可以充分改进耐湿性和可以改变原纸纸张(base stock paper)的挺度。可以通过膜式施胶压榨（film size press）、浸池式施胶压榨（pond size press）和其它表面技术来完成表面施胶(即在造纸方法过程中将施胶剂施加至纸张表面)。可以将额外的功能性添加剂例如但不限于分散剂、生物杀灭剂、助留剂、消泡剂、染料和荧光增白剂包括在该湿部处理中。还可以用淀粉或淀粉和具有颜料的胶乳粘结剂来表面处理原始基础基底(110)。表面施胶剂可以导致施胶剂的涂布重量（coatweight）为约0.2gsm至约4gsm。
在一些实例中，原始基础基底具有约 80至约300 gsm的纸张定量，且在一些其它实例中，具有约150至约220 gsm的纸张定量。在纸张纵向上原始基材的挺度可以为约200Gurley挺度单位至约2000 Gurley挺度单位，并且在纸张横丝绺（cross machinedirection）上可以为约 400 Gurley挺度单位至约1200 Gurley挺度单位。在一些其它实例中，在纸张纵向上原纸挺度为约800 Gurley挺度单位至约1500 Gurley挺度单位，并且在纸张横丝绺为约 600 Gurley挺度单位至约1000 Gurley挺度单位。使用Gurley型挺度测试仪的方法例如TAPPI T543 om-94可用于确定纸料（paper stock）的挺度。不被任何理论关联，据信原纸纸张的表面光滑度在纸张和其上印刷的照相图像的质量方面是重要的因数。只要着色的子层片材具有最小的光滑度和光泽度水平，就可以以有效地低成本制得高光滑度和光泽度的照相印刷原纸。表面光滑度可以为约0.3至约5.0 µm，如通过进行高速、精确的纸张表面粗糙度测量的Parker Print Surface (PPS)微处理器控制的仪器(来自TestingMachine Inc. (TMI), DE, USA)所测量。
预涂层(120)
可印刷记录介质(100)包含预涂层(120)。例如图1和2中所例示的,在支撑基础基底(110)的两面上将所述预涂层(120)施加至支撑基础基底(110)之上。在一些实例中，将预涂层(120)施加至原始基材(110)，其中涂布重量为约2至约25克/米2 (gsm)或涂布重量为约10至约15 gsm。不被任何理论关联，据信预涂层(120)的功能是产生光滑表面以帮助形成优越的光泽度。此外预涂层(120)可以促进印刷介质的改进的不透明度、亮度和适当的色调（color hue）。
预涂层(120)包含至少一种无机颜料和至少一种聚合物粘结剂。在一些实例中，在与粘结剂混合用于在基底上涂布之前，可以以粉末或浆料的形式制备无机颜料。无机颜料的实例包括但不限于二氧化钛、水合氧化铝、碳酸钙、硫酸钡、二氧化硅、高亮铝硅酸盐(alumina silicate)、勃姆石、假勃姆石、氧化锌、高岭土和/或它们的组合。碳酸钙可以为重质碳酸钙(GCC)或可以为化学沉淀碳酸钙(PCC)。
预涂层(120)可以包含按所述层的总重量计的约 40至约95重量%的无机颜料。进一步地，就颜料而言，该预涂层(120)可以包含例如重质碳酸钙，如可获自Omya Inc.的Hydrocarb® 60；沉淀碳酸钙，如可获自Specialty Minerals Inc.的Opacarb® A40或Opacarb® 3000；粘土，如可获自Engelhard Corporation的Miragloss®；合成粘土如水合钠锂镁硅酸盐，例如可获自Southern Clay Products Inc.的Laponite®，和二氧化钛(TiO2)，如可获自Sigma-Aldrich Co。无机颜料的粒度可为约0.2至约1.5微米，或可为约0.5至约1.0微米。
预涂层(120)包含至少一种聚合物粘结剂。在不被任何理论关联，据信粘结剂的功能是供应原始基材(110)和颜料颗粒之间的粘附力，以及使颜料颗粒彼此粘结。该粘结剂可以单独或以组合形式选自对原纸料（base paper stock）和颜料表现出高粘结力的水溶性粘结剂和水分散性聚合物。合适的聚合物粘结剂包括但不限于水溶性聚合物，如聚乙烯醇、淀粉衍生物、明胶、纤维素衍生物、丙烯酰胺聚合物，和水分散性聚合物，如丙烯酸类聚合物或共聚物、乙酸乙烯酯胶乳、聚酯、偏二氯乙烯胶乳、苯乙烯-丁二烯或丙烯腈-丁二烯共聚物。该聚合物粘结剂可以为聚乙烯醇或乙烯基吡咯烷酮的共聚物。该乙烯基吡咯烷酮的共聚物可以包含各种其它共聚单体，例如丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、乙烯、乙酸乙烯酯、乙烯基咪唑、乙烯基吡啶、乙烯基己内酰胺、甲基乙烯基醚、马来酸酐、乙烯基酰胺、氯乙烯、偏二氯乙烯、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、丙烯腈、苯乙烯、丙烯酸、乙烯基磺酸钠、丙酸乙烯酯和甲基乙烯基酮等。在一些实例中，乙烯基吡咯烷酮的共聚物可以为乙烯基吡咯烷酮和乙酸乙烯酯或乙烯基己内酰胺或聚乙烯醇的共聚物。该聚乙烯醇或乙烯基吡咯烷酮的共聚物可以具有约10,000 Mw至约1,000,000 Mw的重均分子量或可以具有约20,000 Mw至约500,000 Mw的重均分子量。在一些实例中，该粘结剂是具有20,000至500,000的分子长度的聚乙烯醇。可以以下面的比例或有效量使用无机颜料和粘结剂： 5至15份(按干重计)的粘结剂与100份(按干重计)的无机颜料。在一些其它实例中，相对于100份的颜料使用了8至10份粘结剂。
预涂层(120)可以包含按所述预涂层的总重量计的约5至约40重量%的水分散性粘结剂和高至10重量%的水溶性粘结剂，。水分散性粘结剂的实例可以包括例如苯乙烯-丁二烯胶乳，如Gencryl®9780或PT9619 (来自Omnova Solution Inc.)；丙烯酸类聚合物，其以商品名称Raycryl® 48083销售(可获自Specialty Polymers)；丙烯酸正丁酯-丙烯腈-苯乙烯共聚物的水性分散体，其可以商品名称Acronal®S 504商购(可获自Baden Aniline andSoda Factory (BASF))；苯乙烯/丙烯酸正丁酯共聚物Acronal® S 728(可获自BadenAniline和Soda Factory (BASF))。在一些其它实例中，水分散性粘结剂具有在约-20℃至约35℃范围内的玻璃化转变温度(Tg)。在一些其它实例中，水分散性粘结剂的Tg为-10℃至0℃。水溶性粘结剂的实例可以包括例如聚乙烯醇与甲醇的组合，其以商品名称Mowiol®6-98销售(可获自Kuraray America, Inc.)，和2-羟乙基淀粉醚，其以商品名称Penford® Gum280销售(可获自Penford Products Co)。
预涂层组合物的固体含量可以为按重量计约60%至约75%(重量%)，其中如通过低剪切Brookfield粘度计在100转/每分钟(rpm)的速度下测量的粘度为1000至1500厘泊(cps)，或使用高剪切Hercules粘度计在4500 rpm的更高剪切速率下测量的粘度为30 cps至40 cps。该预涂层组合物还可以包含任何各种已知的涂层添加剂以改进介质的外观或功能性，例如媒染剂(mordant)、生物杀灭剂、荧光增白剂、表面活性剂、增塑剂、增稠剂和交联剂。
顶部墨水接收层(130)
可印刷介质(100)还包含至少一个顶部墨水接收层(130)。在预涂层(120)之上，可以将所述顶部墨水接收层(130)施加在基础基底的一面上(如图1中所例示)，或可施加在基础基底的两面上(如图2中所例示)。在不被任何理论关联，据信顶部墨水接收层(130)被专门配制以与墨水相互作用，以致改进印刷图像的质量。这样的顶部墨水接收层(130)可以为液体电子照相印刷(LEP)图像接收层。液体电子照相印刷(LEP)图像接收层在本文中表示该层适于接收使用LEP技术印刷的图像，例如由Hewlett-Packard Company’s Indigo press制造的使用液体调色剂的印刷装置。
顶部墨水接收层(130)包含无机颜料和具有在约0℃至约35℃范围内的玻璃化转变温度的水分散性聚合物粘结剂。该顶部墨水接收层(130)还可包含非成膜聚合物作为任选成分。在一些实例中，顶部墨水接收层(130)的涂布重量为约5至约35克/米2 (gsm)。在一些其它实例中，顶部墨水接收层(130)的涂布重量为约10至约20克/米2 (gsm)。
在顶部墨水接收层(130)中存在的水分散性聚合物粘结剂具有在约0℃至约35℃范围内的玻璃化转变温度(Tg)。所述水分散性聚合物粘结剂的玻璃化转变温度(Tg)还可以为约10℃至约30℃。测量玻璃化转变温度(Tg)参数的方式例如描述于作者为J. Brandrup，由E. H. Immergut编辑的Polymer Handbook，第三版(Wiley-Interscience, 1989)中。
水分散性聚合物粘结剂可以占该层总重量的约10 %至约30%的量存在于顶部墨水接收层(130)中。这样的水分散性聚合物粘结剂的实例包括例如苯乙烯-丁二烯胶乳，如Gencryl®9780 (可获自Omnova Solution Inc.)、XU31258.50 (可获自Styron Inc.)或Litex®PX 9330 (来自Synthomer)。合适的水分散性聚合物粘结剂的实例还包括聚丁二烯胶乳、苯乙烯-丁二烯共聚物胶乳、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物胶乳、聚氯丁二烯胶乳、丙烯酸类胶乳、聚酯乳液、丙烯腈-丁二烯胶乳、聚乙酸乙烯酯、聚乙酸乙烯酯共聚物(例如乙酸乙烯酯-乙烯胶乳)及其组合。在一些实例中，水分散性聚合物粘结剂为选自聚丁二烯胶乳、苯乙烯-丁二烯共聚物胶乳、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物胶乳、聚氯丁二烯胶乳、丙烯酸类胶乳、聚酯乳液、丙烯腈-丁二烯胶乳、聚乙酸乙烯酯和聚乙酸乙烯酯共聚物的胶乳粘结剂。在一些其它实例中，水分散性聚合物粘结剂为苯乙烯-丁二烯共聚物胶乳。在又一些其它实例中，聚合物粘结剂为羧化苯乙烯/丁二烯共聚物。
除水分散性聚合物之外，顶部涂层(130)还可包含水溶性粘结剂作为任选成分。合适的水溶性粘结剂包括但不限于聚合物如聚乙烯醇、淀粉衍生物、明胶、纤维素衍生物和丙烯酰胺聚合物。当存在时，水溶性粘结剂的量小于该层总重量的10重量%。在顶部墨水接收层(130)中存在的水溶性粘结剂可以与预涂层(120)中存在的聚合物粘结剂是类似或不同的。在一些实例中，顶部墨水接收层(130)中和预涂层(120)中存在的聚合物粘结剂是具有在约0℃至约35℃范围内的玻璃化转变温度(Tg)的水分散性粘结剂。
顶部墨水接收层(130)包含无机颜料。无机颜料是以占该层(130)总重量的约50 %至约90 %的量存在于顶部墨水接收层(130)中。合适的无机颜料可以粉末或浆料的形式提供。合适的无机颜料的实例包括但不限于二氧化钛、水合氧化铝、碳酸钙、硫酸钡、二氧化硅、粘土(例如高亮高岭土)、氧化锌和/或其组合。无机颜料的实例包括但绝不限于Cartacoat®K (可获自Clariant Chemical)；Snowtex® ST-O、ST-OL、ST-20L和ST-C (可获自Nissan Chemical)；Ludox® CL、AM和TMA (可获自Grace-Davison Chemical)；Nyacol®AL20、Nyacol®AL20、Nyacol®A1530、Nyacol®Ce02、Nyacol®SN15、Nyacol®DP5370和NYACOL®Zr50/20 (可获自Nyacol Nano Technologies)。无机颜料的实例还包括GCC，其以商品名称Hydrocarb®HG或Covercarb®HP (来自Omya Inc.)销售，或PCC，其以商品名称Opacarb®A40销售(可获自Specialty Minerals Inc.)。
仅举例而言，一种合适的具有所需特性的无机颜料为碳酸钙。在一些实例中，顶部墨水接收层(130)中存在的无机颜料为碳酸钙。该碳酸钙可以是重质碳酸钙(GCC)、沉淀碳酸钙(PCC)、改性GCC和改性PCC中的一种或多种。在一些其它实例中，颜料为重质碳酸钙(GCC)或沉淀碳酸钙(PCC)。取决于晶体结构中形成碳酸钙的钙、碳和氧原子的不同排列，碳酸钙可以呈现出三种不同的晶体结构：方解石、文石和/或不稳定的球霰石晶体。碳酸钙的方解石晶体形式可以呈现出以下四种不同形状中的任何一种：菱形（rhombohedral）、偏三角面形（scalenohedral）、棱柱形（prismatic）和球形。进一步地，碳酸钙的文石晶体形式呈现出离散或成簇的针状形状。
可以通过并入具有离散的针形形态和一定长宽比的碳酸钙颜料来形成顶部墨水接收层(130)。颜料涂层中针状文石颗粒的长宽比可以定义为：(An = l/d )，其中An是颜料顶部涂层中针状颗粒的长宽比；(l)是碳酸钙颗粒的平均长度和(d)是该颗粒的平均宽度。在一些实例中，碳酸钙颗粒的平均长度(l)比它们的平均宽度(d)大得多。在一些其它实例中，长宽比(An)为约50至约300或约70至约180。
在顶部墨水接收层(130)中存在的基于碳酸钙的颜料的粒度可以为约0.1至约0.8微米或约0.2至约0.5微米。无机颜料可以具有窄粒度分布(PSD)，其中PSD = (D85/d15)½，其中"D85"意在被理解为以微米计的粒度，在该粒度下根据分布曲线在其中基于碳酸钙的颜料中大约 85 %的颗粒按尺寸计是更小的。同样地，术语"d15"意在被理解为以微米计的粒度，在该粒度下根据尺寸分布曲线在其中大约15 %的颗粒按尺寸计是更小的。在一些实例中，为顶部墨水接收层(130)的部分的无机颜料具有约1.2至约1.8的PSD。颜料涂层中更大的PSD将导致微观尺度上更粗糙和较不光滑的表面饰面（finish），并且减少 Indigo印刷机的滚筒包衬寿命（blank life）。可以在随后的通过施加更高温度和管线压力（linepressure）的超级压光（super calendaring）处理中烫平粗糙的表面饰面。
顶部墨水接收层(130)可以进一步包含非成膜聚合物(本文中还称为塑料颜料)。非成膜聚合物是被水分散的、填充有水的聚合物中空球形颗粒，其在环境条件下是非成膜的并且在涂布过程中保持为离散的颗粒。在制造和储存条件下这样的聚合物没有大量的聚结。更详细地，在连续相(例如分散的固-液体系的溶剂和/或水) 蒸发时，该聚合物能够抗变形和进一步的聚结。所述聚合物可以具有约0.3 µm至约2 µm的粒度和/或约50℃至约120℃的玻璃化转变温度(Tg)。在一些实例中，对于这些非成膜聚合物，玻璃化转变温度(Tg)大于约70˚C。这样的非成膜聚合物可以占顶部墨水接收层总重量的约 5至约30重量%的量存在。非成膜聚合物与颜料之间的比率可以为1: 100至1: 10。非成膜聚合物可以选自聚苯乙烯(styrene)、聚丙烯酸(acrylic)、苯乙烯/丙烯酸类共聚物(styrene/acrylics)、聚乙酸乙烯酯(vinyl/acetate)、聚丙烯酸类(polyacrylics)、聚甲基丙烯酸酯类(methacrylates)及其组合。据信如果非成膜聚合物(即塑料颜料)的粒度大于约2-3微米，那么塑料颜料颗粒可有助于提高可印刷介质(100)的表面光滑度和光泽度。因此，墨水接收层可以包含具有与针状文石颗粒的粒度相近的粒度的非成膜聚合物颗粒。非成膜聚合物颗粒的尺寸可以为约0.2至0.5微米，并且可以约0.5至5重量份的量存在，基于100份的无机颜料计。
在一些实例中，非成膜聚合物为聚苯乙烯胶乳聚合物。在一些其它实例中，非成膜聚合物为苯乙烯/丁二烯乳液共聚物的塑料颜料浆料。可以根据本发明的实施方案使用的非成膜聚合物的实例包括Ropaque®BC-643、Ropaque®HP-543或Ropaque®OP-84 (全部由Rohm and Haas Company, USA制造)和HS-3000NA或HS-3020NA (可获自The Dow ChemicalCompany, USA)。这些聚合物的其它具体实例可以包括苯乙烯丙烯酸乳液聚合物，其以商品名称Raycat® 29033销售，聚丙烯酸乳液聚合物，其以商品名称Raycat® 78销售，和以商品名称Raycryl® 30S销售的丙烯酸乳液聚合物，其可获自Specialty Polymers, Inc.。这样的非成膜聚合物的其它实例包括Dow DPP™ 3720 (可获自Dow Chemical)。还可以将其它少量的添加剂如滑移助剂(slip aid)、消泡剂、染料、OBA、pH控制剂、分散剂和增稠剂添加至顶部墨水接收层(130)。
用于形成印刷制品的方法
考虑到形成印刷制品，将所述可印刷记录材料用于印刷过程中。在一些实施方案中，用于形成印刷制品(200)的方法包括：获得包含支撑基础基底(110)的可印刷记录介质(100)，所述可印刷记录介质在两个支撑面上具有包含无机颜料和聚合物粘结剂的预涂层(120)，并且在预涂层之上具有至少一个包含无机颜料和具有在约0℃至约35℃范围内的玻璃化转变温度的水分散性聚合物粘结剂的顶部墨水接收层(130)；将墨水组合物施加在可印刷介质的图像面上以形成印刷图像；并且在印刷图像上施加图像后层压膜(220)。
在一些实例中，将图像后层压膜(220) 仅施加至介质的图像面。在一些其它实例中，将图像后层压膜(220)施加至介质的两面。考虑到具有更好的卷曲控制，例如可以将层压膜施加至印刷面和至未印刷面。在一些实施方案中，当可印刷记录介质具有施加在基底(110)的两面上的顶部墨水接收层(130)时，可以将墨水组合物施加至介质的两面并且还可以将图像后层压膜(220)施加至介质的两面。
这样的印刷方法导致了具有提高的图像质量和提高的吸收性能的印刷制品(200)。通过例示而非限制的方式，根据本文中描述的原理的用于形成印刷制品的方法的实例显示于图4中。图4例示了包括获得如本文中所定义的可印刷记录介质(100)，将墨水组合物施加至所述介质上，在所述介质上施加图像后层压膜(220)和获得印刷制品(200)的印刷方法的实施方案。
在使图像沉积、固定或印刷在可印刷介质(100)上之后，即墨水层(210)形成在可印刷介质上之后，布置图像后层压膜或层压层(220)。使这样的图像后层压膜(220)沉积在顶部图像接收层(130)上存在的墨水或印刷图像上。通过这种方式，该层压膜可以提供最终的照片饰面如有光泽的饰面或哑光(matte)饰面。进一步地，层压层可以为介质提供图像耐久性(例如抗刮擦性)和图像持久性，其中消费者可以通过这些认为是相纸的真实的外观和感觉。由这样的印刷技术所得的印刷图像为照片印刷图像，其呈现高的图像质量、良好的表面光滑度和高光泽的外观。
可以在印刷过程期间(在印刷过程中在印刷机上)施加或可以在印刷过程之后使用热或冷层压机施加图像后层压膜层(220)。该图像后层压膜层(220) 可由聚酯材料或聚丙烯组合物制成。在一些实例中，层压膜(220)为聚酯材料。这样的聚酯材料包括但不限于聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、二醇改性的PET、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚醚对苯二甲酸酯(polyetherterephthalate)、聚氨酯对苯二甲酸酯(polyurethane terephthalate)，或其两种或更多种的组合或混合物。PET可以由Chevron Phillips Chemical Company, The Woodlands,TX或由Formosa Plastics Corporation, USA, Livingston, NJ获得。在一些实例中，层压膜为聚丙烯组合物。例如，该聚丙烯组合物包含聚丙烯(PP)和聚(乙烯乙酸乙烯酯)(EVA)的均聚物。可以一起共挤出所述两种组分(即‘PP和EVA’)。该PP膜聚合物和EVA膜聚合物(分开或共同挤出的)可以由膜挤出机公司和铸造公司获得，包括但不限于Fabrene、OntarioCanada；Yidu Digital Image company, China。通过热层压机将层压膜热层压至图像层。热层压机的典型温度为约150 °F。
如本文中所述的可印刷记录介质(100)(即包含支撑基础基底(110)，所述可印刷介质在两面上具有包含无机颜料和聚合物粘结剂的预涂层(120)，并且在预涂层上在至少一面上具有包含无机颜料和具有在约0℃至约35℃范围内的玻璃化转变温度的水分散性聚合物粘结剂的顶部墨水接收层(130))还包含在印刷墨水层之后布置在顶部墨水接收层(210)之上的图像后层压膜(220)。可以在该介质的一面上或介质的两面上施加所述图像后层压膜(220)。
使用任何合适的印刷装置，可以使墨水组合物沉积、固定或印刷在可印刷介质上。可以借助于数字式印刷技术来完成用于形成印刷图像的方法。在一些实例中，可以在可印刷介质上沉积、固定或以其它方式印刷的墨水为固体调色剂或液体调色剂。该固体调色剂或液体调色剂可以包括例如由聚合物载体和一种或多种颜料制成的调色剂颗粒。液体调色剂可以是基于有机溶剂(例如烃)的液体调色剂。分别使用合适的干燥或液体压印（press）技术，可以使固体调色剂或液体调色剂沉积、固定或以其它方式印刷在可印刷介质的实例上，例如使用干燥调色剂电子照相印刷装置或液体调色剂电子照相印刷装置。在一些其它实例中，墨水为液体电子照相墨水(液体调色剂或液体电子墨水)并且经由电子照相印刷方法施加。用于在可印刷介质上印刷的印刷机的代表性实例包括但不限于Indigo® WS6000PDigital Printing Press或T300 Digital Web Press，两者均可获自Hewlett -PackardCompany (Palo Alto, Calif., USA)。
因此，在一些实施方案中，用于形成印刷制品的方法包括获得包含支撑基础基底(110)的可印刷记录材料(100)，所述可印刷记录材料在两个支撑面上具有包含无机颜料和聚合物粘结剂的预涂层(120)，并且在预涂层之上在至少一个支撑面上具有包含无机颜料和具有在约0℃至约35℃范围内的玻璃化转变温度(Tg)的水分散性聚合物粘结剂的顶部墨水接收层(130)；提供液体电子照相墨水；经由电子照相印刷方法在可印刷介质的至少一面上施加所述墨水组合物以形成印刷图像；和施加图像后层压膜(220)。
印刷制品
因此，由如上所述的印刷方法所得的印刷制品(200)包含具有支撑基础基底(110)的可印刷记录介质(100)，所述可印刷记录介质在两面上具有包含无机颜料和聚合物粘结剂的预涂层(120)；和施加在预涂层(120)之上的至少一个包含无机颜料和具有在约0℃至约35℃范围内的玻璃化转变温度的水分散性聚合物粘结剂的顶部墨水接收层(130)；施加在所述可印刷记录材料的顶部上的印刷特征体(210)；和布置在所述印刷图像(210)之上的印刷后层压层(220)。在例如印刷过程期间，在已经将墨水层(210)印刷或以其它方式布置在顶部墨水接收层(130)上之后施加印刷后层压层(220)或层压膜。
在不被任何理论关联，据信施加至印刷制品(200)的印刷后层压层(220)有助于提供有光泽的饰面、半光泽(semi-gloss)、柔光(luster)或哑光饰面。该层压膜还可以为印刷制品提供耐刮擦性。如上所述，层压层或图像后层压膜(220) 可以是由聚酯材料或聚丙烯组合物制成。在一些实例中，图像后层压层(220)包括聚酯、聚丙烯(PP)、PVC、尼龙和其它合适的聚合物膜。在一些其它实例中，层压膜(220)为聚酯材料。在又一些其它实例中，印刷后层压层(220)由BOPP(双向拉伸的聚丙烯)或由PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)材料制成。这样的BOPP或PET材料可获自GMP (Korea)和Yidu Digital Image Company (China)。
在一些实施方案中，印刷后层压层(220)的厚度可为约10 µm至约60 µm (微米)；或约25 µm至约40 µm。
用于形成可印刷记录介质的方法
在一些实例中，根据本文中描述的原理，提供了制造具有支撑基础基底(110)的可印刷记录介质(100)的方法，所述可印刷记录介质(100)在两面上具有包含无机颜料和聚合物粘结剂的预涂层(120)；和施加在预涂层上的至少一个包含无机颜料和具有在约0℃至约35℃范围内的玻璃化转变温度的水分散性聚合物粘结剂的顶部墨水接收层(130)。这样的方法包括提供支撑基础基底(110)；在支撑基础基底的两面上施加包含无机颜料和聚合物粘结剂的预涂层(120)；在预涂层(120)之上施加至少一个包含无机颜料和具有在约0℃至约35℃范围内的玻璃化转变温度(Tg)的水分散性聚合物粘结剂的顶部墨水接收层(130)；和干燥和压光所述预涂层(120)和顶部墨水接收层(130)。在一些实例中，将顶部墨水接收层(130)施加在支撑基础基底的两面上。
可以使用机器上(on-machine)或脱机(off-machine)涂布机施加这样的预涂层(120)和顶部墨水接收层(130)。合适的涂布技术的实例包括狭缝模头施加、辊式施加、帘幕式涂覆机、刮刀施加、棒式施加、气刀施加、凹版印刷施加、喷枪施加和本领域中已知的其它技术。在一些实例中，使用线下(offline)涂布机涂布或在原始原纸制造过程期间施加预涂层(120)。可以使用线上(in line)或线下涂布机如刮刀涂布机、辊式涂布机、狭缝式或帘幕式涂布机施加顶部墨水接收层(130)。取决于使用的涂布方法，顶部墨水接收层(130)的固体含量可以为约20重量%至约68重量%，其中如通过低剪切Brookfield粘度计在约100 rpm的速度下测量的粘度为约100 cps至约2000 cps。然后可以通过对流、传导、红外辐射、大气暴露或其它已知方法干燥涂层。
在用预涂层(120)和顶部墨水接收层(130)涂布原纸之后，可以使用压光过程以实现所需的光泽度或表面光滑度。压光装置可以是单独的超级压光机、线上软压区压光单元、线下软压区压光机等。超级压光是在压光单元中压光，其中压区在光滑表面压辊（如金属辊）和覆盖有弹性覆盖物的辊（如聚合物辊）之间形成。弹性表面辊自适应纸张表面的轮廓并且抵靠光滑表面压辊对纸张的相反面均匀地压制。可以使用多种压光装置和方法中的任一种。该压光装置可以是单独的超级压光机、线上压光单元、线下软压区压光机等。一些压光系统不要求纸张如同其他压光形式那样完全干燥。在一些实例中，压光是在约50至约220℃的温度(金属辊表面温度)下进行，和在一些其它实例中为约100至约170℃。压区压力可以是约50至约300 Kg/cm2之间的任何值。在压光过程之后，按照Park Print Surface方法(PPS法)，可印刷记录介质的粗糙度可为小于6 µm或小于3 µm。
实施例
成分：
。
实施例1-介质的制备
鉴于获得介质A和B，通过混合如表2中所例示的成分来制备预涂层和顶部墨水接收层制剂。原始基材是由用纤维素纤维制备的原纸料制成。这样的原纸料包含约60 %的硬木、约20 %的软木和约10 %的碳酸钙填料。用氧化淀粉对该原始基材表面施胶。淀粉的贴装率(pickup rate)为每面1 gsm。使用实验室刮刀涂布机在约12 gsm的涂布重量下，将预涂层(120)和顶部涂布层(130)施加在原始基材的两面上，其中涂布重量为约12 gsm。然后用实验室软压光机在1000 psi和100℃下压光该介质。按照PPS法，该记录介质的最终光滑度为约1微米。预涂层和顶部涂层的制剂例示于下表2中。介质A是根据本公开内容的可印刷记录介质；介质B是对比例。
实施例2–可印刷记录介质的性能
在HP Indigo印刷机 WS6000上印刷介质A和B以检测墨水粘附力。用热层压方法(100℃)将图像后层压膜施加至两个印刷介质。该印刷介质A和B进一步包含具有约29 µm的涂布重量的图像后层压膜(220)。该层压膜是由BOPP(可购自GMP, Korea)制成。针对它们的印刷性能和针对它们的粘附性能，评估介质A和B。结果显示于下表3中。
运转性指的是在没有任何缺陷和在没有关于图像质量和断纸或堵塞问题的情况下，介质平稳运行通过Indigo卷材印刷机的能力。在印刷过程的整个持续时间期间评估运转性能。在高速和默认速度下成功进行并且纸量在没有任何有关介质的问题的情况下运行时，该测试被认为是“通过”。
通过使用3M胶带来测量墨水粘附力。将胶带放在图像样品上。在将胶带从图像脱去之后，测量OD损失。测量将墨水从介质去除的百分比。进行两个测试：“在15和60分钟时剥离100 %墨水覆盖贴片(patch)(CMYK)(100 %测试贴片)”和“在15和60分钟时剥离400 %墨水覆盖贴片(CMYK)(400 %测试贴片)”。在表3中，%表达了留在介质上的墨水的量。
评估滚筒包衬（blanket）相容性测试(即先前图像的滚筒包衬记忆（Blanketmemory）)。该测试例示了至具有可接受的墨水粘附力的介质的墨水转移。介质和滚筒包衬之间的相互作用可能造成“滚筒包衬记忆”效应，反映在固体之间的光泽度差异和先前印刷图像的背景区域。在没有光泽度差异和背景区域问题的情况下成功进行时，该测试被认为是“通过”。
“清除页（Clear Page）”测试例示了从滚筒包衬除去全部材料所需的页数(超过2次尝试被认为是测试失败)。考虑到除去从滚筒包衬转移的污染物、部分或半完成的墨水，通过在纸上运行两帧(frame)的黄色墨水来评估“清除页”测试。
结果表明对比介质B具有非常差的耐久性性能和呈现出运转性的问题，而介质A表现出优异的耐久性性能并且没有呈现出任何运转性的问题。

Claims (16)

1.可印刷记录介质，其包含：
支撑基础基底；
施加至支撑基础基底的两面的预涂层，其包含无机颜料和聚合物粘结剂；和
至少一个顶部墨水接收层，其包含：
无机颜料；
具有在0℃至35℃范围内的玻璃化转变温度的水分散性聚合物粘结剂；和
具有50℃至120℃的玻璃化转变温度的非成膜聚合物，其中所述非成膜聚合物与所述无机颜料的重量比为0.5:100至5:100。
2.根据权利要求1的可印刷记录介质，其中所述顶部墨水接收层施加在各个预涂层之上。
3.根据权利要求1的可印刷记录介质，其中所述顶部墨水接收层的涂布重量为5至35gsm。
4.根据权利要求1的可印刷记录介质，其中所述顶部墨水接收层中的水分散性聚合物粘结剂以占所述顶部墨水接收层总重量的10重量%至30重量%的量存在。
5.根据权利要求1的可印刷记录介质，其中所述顶部墨水接收层中的水分散性聚合物粘结剂为苯乙烯-丁二烯共聚物胶乳。
6.根据权利要求1的可印刷记录介质，其中所述无机颜料以占所述顶部墨水接收层总重量的50重量%至90重量%的量存在于顶部墨水接收层中。
7.根据权利要求1的可印刷记录介质，其中所述预涂层的涂布重量为2至25 gsm。
8.根据权利要求1的可印刷记录介质，其中所述预涂层中的聚合物粘结剂为聚乙烯醇或乙烯基吡咯烷酮的共聚物。
9.根据权利要求1的可印刷记录介质，其中在印刷墨水层之后，将图像后层压膜布置在所述顶部墨水接收层之上。
10.根据权利要求9的可印刷记录介质，其中所述图像后层压膜由聚酯材料或由聚丙烯组合物制成。
11.用于形成印刷制品的方法，其包括：
获得可印刷记录介质，所述可印刷记录介质具有：
支撑基础基底；
包含无机颜料和聚合物粘结剂的预涂层，所述预涂层被施加至支撑基础基底的两面；和
施加在所述预涂层中的至少一个之上的至少一个顶部墨水接收层，所述顶部墨水接收层包含无机颜料、具有在0℃至35℃范围内的玻璃化转变温度的水分散性聚合物粘结剂、和具有50℃至120℃的玻璃化转变温度的非成膜聚合物，其中所述非成膜聚合物与所述无机颜料的重量比为0.5:100至5:100；
在可印刷介质的至少一面上施加墨水组合物以形成在顶部墨水接收层上的印刷图像；和
在印刷图像之上施加图像后层压膜。
12.根据权利要求11的用于形成印刷制品的方法，其中所述墨水组合物为液体电子照相墨水。
13.根据权利要求11的方法获得的印刷制品，其包含：
可印刷记录介质，所述可印刷记录介质具有：
支撑基础基底；
包含无机颜料和聚合物粘结剂的预涂层，所述预涂层被施加至支撑基础基底的两面；和
施加在所述预涂层中的至少一个之上的至少一个顶部墨水接收层，所述顶部墨水接收层包含无机颜料、具有在0℃至35℃范围内的玻璃化转变温度的水分散性聚合物粘结剂、和具有50℃至120℃的玻璃化转变温度的非成膜聚合物，其中所述非成膜聚合物与所述无机颜料的重量比为0.5:100至5:100；
施加在顶部墨水接收层上的印刷图像；和
布置在所述印刷图像之上的图像后层压膜。
14.用于制造可印刷记录材料的方法，其包括：
提供支撑基础基底；
在支撑基础基底的两面上施加包含无机颜料和聚合物粘结剂的预涂层；
在所述预涂层中的至少一个之上施加至少一个顶部墨水接收层，所述顶部墨水接收层包含无机颜料、具有在0℃至35℃范围内的玻璃化转变温度的水分散性聚合物粘结剂、和具有50℃至120℃的玻璃化转变温度的非成膜聚合物，其中所述非成膜聚合物与所述无机颜料的重量比为0.5:100至5:100；和
干燥并且压光所述层。
15.根据权利要求1的可印刷记录介质，其中所述水分散性聚合物粘结剂为苯乙烯-丁二烯聚合物胶乳，并且所述非成膜聚合物为聚苯乙烯胶乳。
16.根据权利要求15的可印刷记录介质，其中所述非成膜聚合物与所述无机颜料的重量比为3:100。
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