CN116176151A - 具有高光泽度的喷墨打印耗材和打印产品 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了具有高光泽度的喷墨打印耗材和打印产品。该喷墨打印耗材包括介质层和复合涂层，复合涂层设在介质层的至少一个表面上，复合涂层包括至少三层子涂层，每层子涂层分别独立地包括无机颗粒和粘结剂，所述无机颗粒包括勃姆石和/或二氧化硅，至少三层子涂层沿远离介质层的方向逐层布置，且在远离介质层的方向上，至少三层子涂层的折射率逐层增大。该喷墨打印耗材可以在不降低其吸墨能力的基础上显著提高其光泽度。
Description
技术领域
本发明属于喷墨打印领域，具体而言，涉及具有高光泽度的喷墨打印耗材和打印产品。
背景技术
喷墨记录方法是通过使诸如墨水的液体(记录液体)的微小液滴通过各种工作原理飞行，并将这种微小液滴施加到诸如纸张的记录介质上来记录图像或字符，其具有以下优点：记录模式具有很大的灵活性，不需要开发过程，不仅迅速扩展到了独立打印机，而且迅速扩展到了信息设备中的输出单元，如复印设备、文字处理器、传真设备、绘图仪等，还有各种最近商业化了的高性能成像设备，诸如数码相机、数码摄像机、扫描仪等，并且利用喷墨记录方法的打印机有利于结合个人电脑的普及，输出由这种成像设备获得的图像信息。基于这样的背景，期望通过喷墨记录的方法以更简单的方式输出与卤化银照片或多色压印的图像相当的图像。
发明内容
本申请主要是基于以下问题和发现提出的：
迄今为止公开了各种喷墨记录介质，例如，有的记录介质具有墨接收层，该墨接收层包含具有大的比表面积的二氧化硅类颜料作为主要成分并且具有空隙以提高墨吸收率；有的记录介质在颜料层中具有可调节的空隙以构成墨水接收层；有的记录介质将粉末状无定形二氧化硅掺入到墨接收层中以增加墨接收层的墨吸收性，从而获得具有高打印密度的打印点，而没有墨流动。近年来，水合氧化铝(即勃姆石，分子式为γ-AlOOH，属于正交晶系，具有类似于石墨烯的层状结构，其主要性质特点有：孔隙率大、比表面积大、分散性好、胶溶性好、耐热度好、硬度低)作为构成记录介质受墨部的材料而受到广泛关注。例如，目前有的记录介质的油墨接收层主要由形成在纸基上的水合氧化铝颗粒的聚集体构成，其所用树脂为聚乙烯醇，该发明的特点是图像性能优异具有更高的墨吸收性，以实现打印机的打印速度高而不降低图像密度，但缺点也比较明显，即光泽度不如二氧化硅的产品。
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出具有高光泽度的喷墨打印耗材和打印产品。该喷墨打印耗材可以在不降低其吸墨能力的基础上显著提高其光泽度。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种喷墨打印耗材。根据本发明的实施例，该喷墨打印耗材包括：介质层和复合涂层。所述复合涂层设在所述介质层的至少一个表面上，所述复合涂层包括至少三层子涂层，每层所述子涂层分别独立地包括无机颗粒和粘结剂，所述无机颗粒包括勃姆石和/或二氧化硅，所述至少三层子涂层沿远离所述介质层的方向逐层布置，且在远离所述介质层的方向上，所述至少三层子涂层的折射率逐层增大。与现有技术相比，该喷墨打印耗材通过在远离介质层的方向上设置折射率逐层增大的至少三层子涂层，不仅可以在不影响内层子涂层吸墨能力的基础上使最外层子涂层具有较高的光泽度，而且还有利于获得增反效应，从而能够进一步提高产品的光泽度，由此可以在不降低喷墨打印耗材吸墨能力的基础上显著提高其光泽度；进一步地，通过选择二氧化硅作为无机颗粒更有利于保证该喷墨打印耗材的高光泽度，而结合该打印耗材的结构，通过选择勃姆石作为无机颗粒，不仅可以显著改善现有采用勃姆石作为无机颗粒时打印耗材光泽度低的问题，还有利于改善打印耗材的可弯折性，并获得更好的吸墨能力。
另外，根据本发明上述实施例的喷墨打印耗材还可以具有如下附加的技术特征：
在本发明的一些实施例中，各层所述子涂层中，所述无机颗粒和所述粘结剂的种类均相同。
在本发明的一些实施例中，所述粘结剂包括聚乙烯醇和/或聚酯。
在本发明的一些实施例中，该喷墨打印耗材满足以下条件中的至少之一：所述无机颗粒为勃姆石，所述粘结剂为聚乙烯醇；所述聚乙烯醇聚合度为1400～2500，皂化值为85～90；所述无机颗粒的平均粒径为0.01～1微米；每层所述子涂层中，所述无机颗粒与所述粘结剂的质量比分别独立地为(5～40)：1。
在本发明的一些实施例中，在远离所述介质层的方向上，所述至少三层子涂层中，所述无机颗粒与所述粘结剂的质量比逐层增大；和/或，所述无机颗粒的平均粒径为0.05～0.3微米。
在本发明的一些实施例中，在远离所述介质层的方向上，所述至少三层子涂层的厚度逐层下降。
在本发明的一些实施例中，所述子涂层中还包括固化剂，所述固化剂包括选自醛类化合物、硼酸、硼酸盐、含铬无机化合物、含矾无机化合物、含钒铬的无机化合物和三聚氰胺中的至少之一；和/或，所述子涂层中还包括表面活性剂，所述表面活性剂用于改善涂覆浆料在所述介质层上或相邻子涂层上的分散性。
在本发明的一些实施例中，每层所述子涂层中，所述固化剂的添加量为该层所述子涂层中所述粘结剂用量的0.1～20wt％；和/或，每层所述子涂层中，所述表面活性剂的添加量不大于该层所述子涂层涂覆浆料质量的20wt％。
在本发明的一些实施例中，相邻两层所述子涂层满足：n1d1＝n2d2＝Nλ/4，其中，d1、d2分别为相邻两层所述子涂层的厚度，n1为厚度为d1的子涂层的折射率，n2为厚度为d2的子涂层的折射率，λ为光源的波长，N为1～400中的正整数。
在本发明的再一个方面，本发明提出了一种打印产品。根据本发明的实施例，该打印产品包括上述喷墨打印耗材。针对上述喷墨打印耗材所描述的特征及效果同样适用于该打印产品，此处不再赘述。总的来说，与现有技术相比，该打印产品兼具较好的光泽度和吸墨性能，综合品质更优。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明一个实施例的喷墨打印耗材的结构示意图；
图2是根据本发明再一个实施例的喷墨打印耗材的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种喷墨打印耗材，根据本发明的实施例，该喷墨打印耗材包括介质层100和复合涂层200。其中，复合涂层200设在介质层100的至少一个表面上，复合涂层200包括至少三层子涂层210，每层子涂层210分别独立地包括无机颗粒和粘结剂，无机颗粒包括勃姆石和/或二氧化硅，该至少三层子涂层210沿远离介质层100的方向逐层布置，且在远离介质层100的方向上，该至少三层子涂层210的折射率逐层增大。与现有技术相比，该喷墨打印耗材通过在远离介质层的方向上设置折射率逐层增大的至少三层子涂层，不仅可以在不影响内层子涂层吸墨能力的基础上使最外层子涂层具有较高的光泽度，而且还有利于获得增反效应，从而能够进一步提高产品的光泽度，由此可以在不降低喷墨打印耗材吸墨能力的基础上显著提高其光泽度；进一步地，通过选择二氧化硅作为无机颗粒更有利于保证该喷墨打印耗材的高光泽度，而结合该打印耗材的结构，通过选择勃姆石作为无机颗粒，不仅可以显著改善现有采用勃姆石作为无机颗粒时打印耗材光泽度低的问题，还有利于改善打印耗材的可弯折性，并获得更好的吸墨能力。
下面结合图1～2对本发明上述实施例的喷墨打印耗材进行详细描述。
根据本发明的实施例，针对该复合涂层200的结构，还有利于通过一次多层涂布等的涂布方式、子涂层210中无机颗粒和粘结剂的选择、不同子涂层210中无机颗粒与粘结剂的质量配比，以及子涂层210的层数等来灵活调节喷墨打印耗材的成本、吸墨能力和光泽度，从而更有利于获得兼具加工成本低、吸墨性能好和具有较高光泽度的喷墨打印耗材。
根据本发明的实施例，复合涂层200设在介质层100的至少一个表面上。需要说明的是，本发明中介质层100的种类并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要灵活选择，例如该介质层既可以为木质纤维介质，也可以为纯塑料膜层介质，或者可以为具有涂塑层的介质。另外，还需要说明的是，复合涂层200可以根据单面打印和双面打印的不同需求，设在介质层100的一个表面上(结合图1理解)或相对设置的正反两个表面上(结合图2理解)。
根据本发明的实施例，复合涂层200包含的各层子涂层210中，不同的子涂层210中，选用的无机颗粒和粘结剂的种类既可以相同，也可以不同，例如既可以均选择勃姆石或均选择二氧化硅，也可以随机选择勃姆石或二氧化硅，只要能够满足在远离介质层100的方向上该至少三层子涂层210的折射率逐层增大即可，例如，根据本发明的具体示例，包括但不限于：通过调整不同子涂层中某个或多个组分的用量或不同组分的配比，来实现在远离介质层的方向上多层子涂层的折射率逐层增大的效果；在远离介质层的方向上，通过选用折射率依次增大的无机颗粒和/或粘结剂，来实现在远离介质层的方向上多层子涂层的折射率逐层增大的效果；通过使各层子涂层选择不同聚合度和皂化值的粘结剂，来实现在远离介质层的方向上多层子涂层的折射率逐层增大的效果，等等。
根据本发明的实施例，在喷墨打印耗材的各层子涂层210中，无机颗粒和粘结剂的种类可以均相同。通过使各子涂层中选择相同材质的无机颗粒和粘结剂，一方面能够减少原料种类，降低工艺的复杂程度和操作成本，另一方面可以通过更便捷的方式控制各子涂层的折射率，例如可以通过调节不同子涂层中无机颗粒和粘结剂的质量比、和/或不同子涂层中无机颗粒的粒径、和/或不同子涂层中粘结剂的聚合度和皂化值等等，来实现各层子涂层的折射率沿远离介质层的方向逐层增大的效果。由此更有利于降低操作难度和成本。
根据本发明的实施例，各层子涂层210中选择的粘结剂的种类均没有特别限制，本领域技术人员可根据实际需要灵活选择，例如各层子涂层中粘结剂可以均选择为聚乙烯醇、聚酯或聚丙烯酸等。
根据本发明的实施例，各层子涂层210中的无机颗粒可以均包括勃姆石和/或二氧化硅，其中二氧化硅作为一种较早使用在记录介质中的无机颗粒，具有较高的光泽度和良好的吸墨性能，选择二氧化硅作为无机颗粒更有利于提高喷墨打印耗材的光泽度；而勃姆石具有较大的孔隙率和比表面积，可以快速吸收油墨，当选择勃姆石作为无机颗粒时，处于带正电荷的细颗粒状态的勃姆石能够固定油墨的染料并形成透明层，呈现具有高显色性和高耐水性的图像，同时由于其具有较高的吸墨性，能够在不降低图像密度的同时实现打印机的高效打印速度，由此选择勃姆石作为无机颗粒(即受墨材料)更有利于提高喷墨打印耗材的吸墨能力、打印速率和打印效果。进一步地，发明人还发现，仅以二氧化硅作为无机颗粒时，涂层虽然具备较高的光泽度高，且吸墨性能尚可，但其弯折性能较差，几乎稍微弯折就会产生裂痕，弯折度几乎不能超过60度，这是由于二氧化硅纳米颗粒在成膜时收缩较大，涂膜易龟裂，由此，可以优选使各层子涂层中的无机颗粒均仅包括勃姆石或均同时包括勃姆石和二氧化硅，从而更有利于改善喷墨打印耗材及产品的可弯折性。更优选地，可以使各层子涂层中的无机颗粒均仅为勃姆石，发明人发现，勃姆石作为喷墨打印介质填充颗粒时其光泽度较二氧化硅虽然相对较低，但其涂层可弯折性更好，且能通过多层子涂层的设置来获得更高的整体光泽度，因此结合本发明中复合涂层的结构，通过仅选择勃姆石作为各子涂层中的无机颗粒，更有利于使喷墨打印耗材兼具较高的光泽度、吸墨能力、打印速率和打印效果，综合性能更优。
根据本发明的一些具体实施例，各层子涂层210中的粘结剂可以均包括聚乙烯醇和/或(水溶性)聚酯。其中，水溶性聚酯作为粘结剂具有粘度低、浸润速度快、对无机颗粒的粘附能力良好及透明性高等优点，将其用于子涂层中可以使涂层既兼具较好的硬度和柔韧性，以及优异的耐水性、光泽性和一定的吸湿传导性，有利于对抗日常生活中的划伤和改善耐弯折性；而聚乙烯醇作为水溶性聚合物，具有良好的粘结性、颜料分散性和成膜强度，将其用于子涂层中可以使涂层具有较好的附着力和柔韧性，以及较好的墨吸收性和一定的防水性，更有利于获得具有高打印密度的打印点而没有墨流动，得到高显色性和耐水性的图像。由此，将聚乙烯醇和/或聚酯用于复合涂层中对无机颗粒进行分散和粘合，还可以在一定程度上改善复合涂层的耐弯折性。考虑到聚乙烯醇方便易得，价格低廉，粘结剂还可以优选仅采用聚乙烯醇。
根据本发明的实施例，在选择聚乙烯醇作为粘合剂时，聚乙烯醇聚合度可以为1400～2500，皂化值可以为85～90。发明人发现，随聚乙烯醇聚合度的增大，其分子链增长，水溶液粘度增大，成膜后的强度提高，水溶性下降，耐水性提高，能降低涂层表面开裂的风险，同时大分子量的聚乙烯醇羟基还可以充分与固色剂分子亲和吸附，使得纸张的吸墨性和固色性都得到提高；但若聚乙烯醇分子量持续增大，分子链过长，又会导致其粘度过大，不仅影响其与无机颗粒的分散均匀性，还会影响涂层的白度和光泽度，进而影响打印耗材的品质和打印效果。本发明中通过选择具有上述聚合度范围的聚乙烯醇，不仅可以使复合涂层具有较好的强度和均一性，还能使其具有较好的防开裂性、耐水性和吸墨性，同时还能结合固化剂来进一步提高涂层的附着力和防水性，从而更有利于获得高显色性和高耐水性的图像。进一步地，用于各子涂层210中的聚乙烯醇的皂化值可以为85～90，聚乙烯醇的性能主要由分子聚合度和皂化值决定，发明人发现，聚乙烯醇的溶解性随着皂化值的高低而有很大差别，其中，皂化值增大，其水溶性下降，耐水性提高，粘结力增大，成膜性变好，本发明中通过选择上述皂化值范围的聚乙烯醇，可以在保证各子涂层具有较好吸墨性的同时还兼具较好的防开裂性和耐水性，从而更有利于获得高显色性和高耐水性的图像。
根据本发明的实施例，无机颗粒的平均粒径可以为0.01～1微米(优选粒径为0.01～1微米)，例如可以为0.05微米、0.1微米、0.2微米、0.3微米、0.5微米、0.6微米、0.7微米或0.8微米等。发明人发现，当无机颗粒粒径过小时，虽然有利于保证各子涂层的平整性，保证打印耗材的整体折射率和高光泽度，但会导致子涂层中颗粒间的孔隙度太小，影响各子涂层的吸墨性能；而当无机颗粒粒径过大时，其比表面积较小，使得子涂层的吸附能力、油墨浸润效果和固色能力都变差，并且，形成涂层时需要通过粘合剂将无机颗粒浸润，当无机颗粒的粒径过大时，颗粒间形成的间隙也较大，可能会导致粘合剂堵塞无机颗粒之间的空隙从而影响吸墨性能。进一步的，优选无机颗粒的粒径可以为0.05～0.3微米，从而更有利于在保证图像品质的基础上，提高打印效率，获得具有高显色性的图像。
根据本发明的实施例，每层子涂层210中，无机颗粒与粘结剂的质量比可以分别独立地为(5～40)：1，例如可以各自独立地选择为8：1、10：1、15：1、20：1、25：1或30：1等。发明人发现，无机颗粒与粘结剂的质量比会显著影响涂层的吸墨性和涂层的柔韧性，若无机颗粒与粘结剂的质量比过小，过多的粘结剂会堵塞纳米颗粒之间形成的空隙，从而影响吸墨性能，而若无机颗粒与粘结剂的质量比过大，一方面会影响涂层的附着力，另一方面会导致无机颗粒成膜后易发生龟裂，既影响涂层的柔韧性和耐折性，还会影响涂层的防水性能。本发明通过选择上述范围的无机颗粒与粘结剂用量比，可以兼顾涂层的吸墨性和柔韧性，有利于获得高显色性的图像。
根据本发明的实施例，当各层子涂层中选择相同种类的无机颗粒和粘结剂时，还可以通过控制各层子涂层210中无机颗粒与粘结剂的质量比来控制各层子涂层的折射率在远离介质层100的方向上逐层增大。例如，当无机颗粒的折射率小于粘结剂的折射率时，可以使各层子涂层在远离介质层的方向上，无机颗粒与粘结剂的质量比逐层降低来实现各层子涂层的折射率在远离介质层的方向上逐层增大的效果；当无机颗粒的折射率大于粘结剂的折射率时，可以使各层子涂层在远离介质层的方向上，无机颗粒与粘结剂的质量比逐层增加来实现各层子涂层的折射率在远离介质层的方向上逐层增大的效果。再例如，根据本发明的具体示例，当各层子涂层210中均选择勃姆石作为无机颗粒，选择聚乙烯醇作为粘结剂时，可以使各层子涂层在远离介质层的方向上无机颗粒与粘结剂的质量比逐层增加。
根据本发明的实施例，在远离介质层100的方向上，该至少三层子涂层210的厚度逐层下降。其中，复合涂层的最内层为设在介质层至少一个表面上的子涂层，通过使其厚度在各层子涂层中最大，既可以获得足够的吸墨能力，还有利于在满足光学原理的基础上获得更好的光泽度；进一步地，在远离介质层的方向上，通过使各层子涂层的厚度依次减薄，还有利于使油墨能被顺利沉淀至最内层中，达到较好的油墨浸润效果，提高图像的显色度；此外，通过控制各层子涂层厚度在远离介质层的方向上逐层下降而折射率逐层升高，还有利于形成增反效应，从而能够使喷墨打印耗材产品获得更好的光泽度。
根据本发明的实施例，子涂层210中还可以包括固化剂，固化剂可以包括选自醛类化合物、硼酸、硼酸盐、含铬无机化合物、含矾无机化合物、含钒铬的无机化合物和三聚氰胺中的至少之一，其中，当选用粘结剂包括聚乙烯醇时，加入的固化剂可以包括选自醛类化合物、硼酸、硼酸盐、含铬无机化合物、含矾无机化合物、含钒铬的无机化合物中的至少之一；当选用粘结剂包括聚酯时，加入的固化剂可以包括三聚氰胺，固化剂的加入可以在保证子涂层具有较好吸墨性的同时进一步提高其防水性能。进一步地，每层子涂层中固化剂的用量可以为该层子涂层中粘结剂用量的0.1～20wt％，例如可以为0.5wt％、1wt％、3wt％、5wt％、7wt％、9wt％、11wt％、13wt％、15wt％、17wt％或19wt％等，发明人发现，若涂层中固化剂的加入量过多，会导致涂层过硬，喷墨打印耗材稍微一弯折就会出现涂层龟裂，而若涂层中固化剂的加入量过少，则涂层的附着力太差，容易从介质层上脱落，同时涂层的防水性也太差，即使手上出汗都有可能造成影像的破坏以及涂层的损失，本发明中通过控制固化剂用量为上述范围，可以提高子涂层的附着力、防开裂性和防水性，在一定程度上改善喷墨打印耗材的耐弯折性，获得高显色性和高耐水性的图像。
根据本发明的实施例，子涂层210中还可以包括表面活性剂，表面活性剂用于改善涂覆浆料在介质层100上或相邻子涂层210上的分散性，进一步地，表面活性剂的添加量可以不大于该层子涂层涂覆浆料质量的20wt％，发明人发现，若表面活性剂用量过小，难以使无机颗粒在浆料中实现较好的分散，不利于浆料在介质层或相邻子涂层上达到快速浸润的效果；而当表面活性剂的用量增加到一定程度后，继续增加其用量并不能使无机颗粒的分散性得到进一步显著提升，反而还会增加加工成本。本发明通过控制表面活性剂的用量为上述范围，可以在保证喷墨打印耗材光泽度的前提下，加快浆料的涂覆速度，提高生产效率。
根据本发明的实施例，相邻两层子涂层210满足：n1d1＝n2d2＝Nλ/4，其中，d1、d2分别为相邻两层子涂层的厚度，n1为厚度为d1的子涂层的折射率，n2为厚度为d2的子涂层的折射率，N为1～400中正整数，λ为光源的波长，例如该光源可以为自然光或白光，例如波长可以为550nm。通过控制各子涂层厚度满足上述条件，还能利用增反效应进一步提高喷墨打印耗材的光泽度。
根据本发明的实施例，在各子涂层210中还可以根据实际需要，分别独立地进一步灵活加入选自分散剂、增粘剂、pH调节剂、润滑剂、流动性改性剂、表面活性剂、消泡剂、防水剂、脱模剂、荧光增白剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂等中的至少之一。另外，还需要说明的是，复合涂层的形成方式也不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要灵活选择，例如可以采用现有常规的涂布装置进行，具体可以采用刮刀涂布机、气刀涂布机、辊涂机、帘式涂布机、刮棒涂布机、凹版涂布机、模涂机或喷涂机等进行涂布，涂布完成后通过干燥即可得到所需涂层。优选地，可以选择多层的帘式涂布机，以便实现一次多层涂层的涂布，进而避免喷墨打印耗材产品因制程的因素而产生的高昂成本，实现低成本高光泽度喷墨打印耗材的生产。
在本发明的再一个方面，本发明提出了一种打印产品。根据本发明的实施例，该打印产品包括上述喷墨打印耗材。针对上述喷墨打印耗材所描述的特征及效果同样适用于该打印产品，此处不再赘述。总的来说，与现有技术相比，该打印产品兼具较好的光泽度和吸墨性能，综合品质更优。
下面详细描述本发明的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
实施例1
(1)在600克水中加入纳米氧化铝(粒径为50～300nm)300克，在高剪切分散器下(大于8000转)分散20分钟后，使用柠檬酸将其pH值调整至2.0～3.5之间，得到纳米氧化铝分散体。
(2)取100克纳米氧化铝分散体，在45℃下加入10wt％的聚乙烯醇217溶液(PVA-217)(10wt％表示加入的PVA-217溶液中聚乙烯醇的浓度为10wt％)13.2克后搅拌20分钟，加入15毫升20wt％的表面活性剂1283(表示加入的1283为浓度为20wt％的1283溶液)，再搅拌10分钟，再加入2wt％的硼酸3g(表示加入的硼酸为浓度为2wt％的硼酸溶液)搅拌10分钟后得到最外层涂布液。
(3)取100克纳米氧化铝分散体，在45℃下加入10wt％的PVA-217溶液33克，搅拌20分钟，加入5毫升20wt％的1283再搅拌10分钟，再加入2wt％的硼酸9g，搅拌10分钟后得到中间层涂布液。
(4)取100克纳米氧化铝分散体，在45℃下加入10wt％的PVA-217溶液66克后搅拌20分钟，再加入2wt％的硼酸20g，搅拌10分钟后得到最内层涂布液。
(5)使用多层的帘式涂布机进行涂布，最外层湿涂布量为34.2克/平米，中间层的涂布量为38.3克/平米，最内层的涂布量为44.4克/平米，在130℃下进行干燥后得到产品。
实施例2
(1)在600克水中加入纳米氧化铝(粒径为50～300nm)300克，在高剪切分散器下(大于8000转)分散20分钟后，使用柠檬酸将其pH值调整至2.0～3.5之间，得到纳米氧化铝分散体。
(2)取100克纳米氧化铝分散体，在45℃下加入10wt％的PVA-217溶液16.5克后搅拌20分钟，加入20毫升20wt％的表面活性剂1283再搅拌10分钟，再加入2wt％的硼酸4g搅拌10分钟后得到最外层涂布液。
(3)取100克纳米氧化铝分散体，在45℃下加入10wt％的PVA-217溶液25.38克后搅拌20分钟，加入5毫升20wt％的表面活性剂1283再搅拌10分钟，再加入2wt％的硼酸9g搅拌10分钟后得到中间层涂布液。
(4)取100克纳米氧化铝分散体，在45℃下加入10wt％的PVA-217溶液47.14克后搅拌20分钟，再加入2wt％的硼酸12g搅拌10分钟后得到最内层涂布液。
(5)使用多层的帘式涂布机进行涂布，最外层湿涂布量为34.9克/平米，中间层的涂布量为36.8克/平米，最内层的涂布量为41.0克/平米，在130℃下进行干燥后得到产品。
实施例3
(1)在600克水中加入纳米氧化铝(粒径为50～300nm)300克，在高剪切分散器下(大于8000转)分散20分钟后，使用柠檬酸将pH值调整至2.0～3.5之间，得到纳米氧化铝分散体。
(2)取100克纳米氧化铝分散体，在45℃下加入10wt％的PVA-217溶液13.2克后搅拌20分钟，加入20毫升20wt％的1283再搅拌10分钟，再加入2wt％的硼酸3g搅拌10分钟后得到最外层涂布液。
(3)取100克纳米氧化铝分散体，在45℃下加入10wt％的PVA-217溶液16.5克后搅拌20分钟，加入10毫升20wt％的1283再搅拌10分钟，再加入2wt％的硼酸4g搅拌10分钟后得到次外层涂布液。
(4)取100克纳米氧化铝分散体，在45℃下加入10wt％的PVA-217溶液22克后搅拌20分钟，加入5毫升20wt％的1283再搅拌10分钟，再加入2wt％的硼酸4g搅拌10分钟后得到次内层涂布液。
(5)取100克纳米氧化铝分散体，在45℃下加入10wt％的PVA-217溶液66克后搅拌20分钟，加入15毫升20wt％的1283再搅拌10分钟，再加入2wt％的硼酸20g搅拌10分钟后得到最内层涂布液。
(6)使用多层的帘式涂布机进行涂布，最外层湿涂布量为27.3克/平米，次外层的涂布量为28克/平米，第三层的涂布量为29克/平米，最内层的涂布量为35.5克/平米，之后在130摄氏度下进行干燥后得到产品。
对比例1
(1)取1400克水，在搅拌下加入12克10wt％的HNO3(表示加入的HNO3为浓度为10wt％的HNO3溶液)，再加氯化十二烷基二甲基苄基铵11克后在高剪切分散器下(大于5000转)下加入胶体二氧化硅(粒径不大于100nm)200克，分散20分钟后得到二氧化硅分散体。
(2)在600克水中加入纳米氧化铝300克在高剪切分散器下(大于8000转)分散20分钟后，使用柠檬酸将pH值调整至2.0～3.5之间，得到纳米氧化铝分散体。
(3)取100克二氧化硅分散体，在45℃下加入10wt％的PVA-217溶液11克后搅拌20分钟，加入5毫升20wt％的表面活性剂1283再搅拌10分钟，再加入2wt％的硼酸3g搅拌10分钟，之后再加入10wt％的表面活性剂FS-31(表示加入的FS-31为浓度为10wt％的FS-31溶液)1.2克，搅拌10分钟后得到固墨层涂布液。
(4)取100克纳米氧化铝分散体，在45℃下加入10wt％的PVA-217溶液11克后搅拌20分钟，加入5毫升20wt％的1283再搅拌10分钟，再加入2wt％的硼酸3g，搅拌10分钟后得到吸墨层涂布液。
(5)使用丝棒在260克涂塑纸基上分别按顺序将固墨层涂布液、吸墨层涂布液依次涂布，并在大于90℃小于130℃下干燥，要求吸墨层干燥后涂层厚度为35μm，固墨层干燥后涂层厚度1μm。
对比例2
(1)取1400克水，在搅拌下加入氯化十二烷基二甲基苄基铵11克，之后在高剪切分散器下(大于5000转)下加入胶体二氧化硅(粒径不大于100nm)200克，分散20分钟后得到二氧化硅分散体。
(2)取100克二氧化硅分散体，在45℃下加入10wt％的PVA-217溶液11克后搅拌20分钟，加入5毫升20wt％的1283再搅拌10分钟，再加入2wt％的硼酸3g搅拌10分钟后，之后再加入10wt％的FS-31 1.2克，搅拌10分钟后得到涂布液。
(3)使用丝棒在260克涂塑纸基上将层涂布液涂布，并在大于90℃小于130℃下干燥，要求涂层干燥后涂层厚度为35μm。
对比例3
(1)在600克水中加入纳米氧化铝(粒径为50～300nm)300克在高剪切分散器下(大于8000转)分散20分钟后，使用硝酸将pH值调整至2.0～3.5之间，得到纳米氧化铝分散体。
(2)取100克纳米氧化铝分散体，在45℃下加入10wt％的PVA-217溶液11克后搅拌20分钟，加入5毫升20wt％的1283再搅拌10分钟，再加入2wt％的硼酸溶液3g搅拌10分钟，之后再加入10wt％的FS-31 1.2克，搅拌10分钟后得到固墨层涂布液。
(3)使用丝棒在260克涂塑纸基上分别按顺序将涂布液涂布，并在大于90℃小于130℃下干燥，要求涂层干燥后涂层厚度为32μm。
性能测试：在相同条件下，将上述实施例和对比例通过以下测试方法进行表征，表征结果如表1所示。
测试方法：
1)墨水吸收时间
使用喷墨打印机(MJ-700V 2C，由Seiko Epson制造)在记录体上用青色和黑色打印3mm宽和15cm长的线。完成打印后，立即用手指擦线，手上无墨的为合格，有墨的为不合格。此时的墨水量为约0.4μl/cm2。
2)表面光泽
使用Nippon Denshoku Kogyo Co.，Ltd.VGS-1001DP，对于记录体获得60度入射光和反射光的反射率。
表1实施例及对比例性能测试结果
| 吸墨时间 | 表面光泽 | |
| 实施例1 | 合格 | 57 |
| 实施例2 | 合格 | 56.5 |
| 实施例3 | 合格 | 58 |
| 对比例1 | 合格 | 56 |
| 对比例2 | 合格 | 57 |
| 对比例3 | 合格 | 54 |
结果与结论：结合实施例、对比例和表1数据可知，实施例1～3的光泽度较高，是优于双层氧化铝结构(对比例3)和双层硅铝结构(对比例1)的，可达到媲美于甚至超越氧化硅涂层(对比例2)的光泽度效果。需要说明的是，对比例2中其光泽度高的原因在于胶体二氧化硅的透明性，其光泽度主要来源于介质层本身，而在勃姆石光泽度不如二氧化硅的基础上，本发明上述实施例中能够获得媲美于甚至超越涂层的光泽度，进一步佐证了采用本发明上述实施例的喷墨打印耗材能进一步提高整体光泽度的技术效果。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
Claims (10)
1.一种喷墨打印耗材，其特征在于，包括：
介质层；
复合涂层，所述复合涂层设在所述介质层的至少一个表面上，所述复合涂层包括至少三层子涂层，每层所述子涂层分别独立地包括无机颗粒和粘结剂，所述无机颗粒包括勃姆石和/或二氧化硅，所述至少三层子涂层沿远离所述介质层的方向逐层布置，且在远离所述介质层的方向上，所述至少三层子涂层的折射率逐层增大。
2.根据权利要求1所述的喷墨打印耗材，其特征在于，各层所述子涂层中，所述无机颗粒和所述粘结剂的种类均相同。
3.根据权利要求2所述的喷墨打印耗材，其特征在于，所述粘结剂包括聚乙烯醇和/或聚酯。
4.根据权利要求3所述的喷墨打印耗材，其特征在于，满足以下条件中的至少之一：
所述无机颗粒为勃姆石，所述粘结剂为聚乙烯醇；
所述聚乙烯醇聚合度为1400～2500，皂化值为85～90；
所述无机颗粒的平均粒径为0.01～1微米；
每层所述子涂层中，所述无机颗粒与所述粘结剂的质量比分别独立地为(5～40)：1。
5.根据权利要求4所述的喷墨打印耗材，其特征在于，在远离所述介质层的方向上，所述至少三层子涂层中，所述无机颗粒与所述粘结剂的质量比逐层增大；和/或，
所述无机颗粒的平均粒径为0.05～0.3微米。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的喷墨打印耗材，其特征在于，在远离所述介质层的方向上，所述至少三层子涂层的厚度逐层下降。
7.根据权利要求1～5中任一项所述的喷墨打印耗材，其特征在于，所述子涂层中还包括固化剂，所述固化剂包括选自醛类化合物、硼酸、硼酸盐、含铬无机化合物、含矾无机化合物、含钒铬的无机化合物和三聚氰胺中的至少之一；和/或，
所述子涂层中还包括表面活性剂，所述表面活性剂用于改善涂覆浆料在所述介质层上或相邻子涂层上的分散性。
8.根据权利要求7所述的喷墨打印耗材，其特征在于，每层所述子涂层中，所述固化剂的添加量为该层所述子涂层中所述粘结剂用量的0.1～20wt％；和/或，
每层所述子涂层中，所述表面活性剂的添加量不大于该层所述子涂层涂覆浆料质量的20wt％。
9.根据权利要求1或8所述的喷墨打印耗材，其特征在于，相邻两层所述子涂层满足：n1d1＝n2d2＝Nλ/4，其中，d1、d2分别为相邻两层所述子涂层的厚度，n1为厚度为d1的子涂层的折射率，n2为厚度为d2的子涂层的折射率，λ为光源的波长，N为1～400中的正整数。
10.一种打印产品，其特征在于，包括权利要求1～9中任一项所述的喷墨打印耗材。
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2022
- 2022-09-08 CN CN202211100294.6A patent/CN116176151B/zh active Active
Patent Citations (6)
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