CN1814913A

CN1814913A - 一种相片级高光防水彩色喷墨打印纸

Info

Publication number: CN1814913A
Application number: CN 200610034109
Authority: CN
Inventors: 翟大昌
Original assignee: XINXIE PACKAGE MATERIAL FACTORY SHANTOU
Current assignee: XINXIE PACKAGE MATERIAL FACTORY SHANTOU
Priority date: 2006-03-08
Filing date: 2006-03-08
Publication date: 2006-08-09
Anticipated expiration: 2026-03-08
Also published as: CN100497813C

Abstract

一种相片级高光防水彩色喷墨打印纸，包括基材和涂布于基材表面的涂层，其特征在于：上述涂层中主要含有用强阳离子分散剂改性的纳米级改性氧化铝和粘结剂。由于其涂层中含有粒径为30～80纳米改性氧化铝和粒径小于20纳米的无机硅溶胶，所以，本发明的彩色喷墨打印纸，既能吸收水性油墨又能使墨滴不向周边扩散；又能使喷绘影像的画面质量接近或达到银盐摄影画面效果，彩色还原逼真、色牢度好，色彩鲜明、丰满，密度大，图像清晰、有层次感，解像力好；具有高的光泽性、耐水性，喷墨打印后喷绘画面可迅速干燥；具备防水性能，非打印部分的白度高，能适应各种品牌、型号的彩色喷墨打印机。

Description

一种相片级高光防水彩色喷墨打印纸

技术领域

本发明涉及彩色喷墨打印纸的技术领域，更具体地说，涉及一种相片级高光防水彩色喷墨打印纸。

背景技术

经过国人20多年的努力，中国的打印耗材已经成为全球打印耗材的重要组成部分，随着IT行业及数码相机、喷墨打印机在社会上的迅猛发展，其下游配套的材料——彩色喷墨打印纸紧跟其后，成为市场需求增长快速且利润极大的产品，并以每年25％以上的速度递增。

世界范围内的相片级高光防水彩色喷墨打印纸基本被爱普生、柯达、惠普、富士等跨国公司所垄断，但随着产品的更新换代，国内也有厂家生产此类产品，但是绝大部分生产厂家的高光彩色喷墨打印纸，其涂层材料多以硅溶胶为主体材料，限于硅溶胶行业技术的制约，现有的高光彩色喷墨打印纸用于室外大型喷绘尚能满足打印要求，但对画像浓度要求极高，成像清晰的相片级喷墨打印已不能满足要求。

中国专利CN1544252中公开了“一种防水高光喷墨打印介质”，其中陈述了粒径在8-15纳米氧化铝的使用。由于纳米氧化铝的颗粒太小，其渗透性过强，涂层的孔隙度不够高，因而影响涂层的吸墨性能；同时，由于纳米氧化铝的比面积大，必须使用较多的粘剂，才不至于使涂层脱落，但过多的粘结剂会堵塞涂层的孔隙，使打印介质干燥变慢，引起墨水堆积，致使打印图像的质量变差。

中国专利CN1730281中公开了一种“高光泽防水彩色喷墨打印相纸”。该打印相纸的吸墨层为一种含有颜料颗粒尺寸150纳米以下的氧化铝材料，当纳米氧化铝的粒径较大时，造成涂层的光泽度不够，同时，该专利对纳米氧化铝如何使用并未做出合理的解释，因而缺乏可操作性。

中国专利CN1558025中公开了“高光泽彩色喷墨相片纸的制造方法”，但是，该专利对油墨接受层没有进行深入的阐述。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在涂料中加入纳米级改性氧化铝粉的相片级高光防水彩色喷墨打印纸。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种相片级高光防水彩色喷墨打印纸，包括基材和涂布于基材表面的涂层，其特征在于：上述涂层中主要含有用强阳离子分散剂改性的纳米级改性氧化铝和粘结剂。

由于纳米级氧化铝的透明性好，比表面积大，形成的空隙吸墨层，使涂层具有严格粒径要求和适宜的吸收性，所以涂层具有很高的光泽度，并且具有良好的墨水吸收性。

上述纳米级改性氧化铝可以由纳米级氧化铝与强阳离子分散剂反应而成。

上述纳米级氧化铝可以优选粒径为30～80纳米的氧化铝，其比表面积为150～250m²/g。

上述强阳离子分散剂为改性聚胺(PloyFIX-700)、氯化三甲基十二烷基铵、或者氯化十八烷基二甲基苄基铵。上述改性聚胺(PloyFIX-700)为合成聚合物，是日本昭和高分子株式会社的产品。

由于纳米氧化铝的颗粒表面带负电荷(阴离子型)，所以纳米氧化铝具有疏水性，这就使其在水中极难分散，因而本发明选用了一种强阳离子分散剂，置换出氧化铝颗粒表面的阴离子，使纳米氧化铝的颗粒表面带正电荷，由于粒子表面电荷密度升高，离子间斥力相应增加，因而具有亲水性，即纳米氧化铝发生了改性，从而解决了纳米氧化铝在水中极难分散的问题。

将经水稀释后的强阳离子分散剂高速搅拌，并加入上述纳米氧化铝，纳米氧化铝便在水中分散。添加强阳离子分散剂以后，减少或避免了纳米氧化铝颗粒之间的团聚。涂料浓度可以在10～30％之间，而纳米改性氧化铝在涂料中的浓度为5-20％，因而粘度较低，有利于打印纸的涂布加工。同时，由于改性后的氧化铝颗粒表面带正电荷，可以与喷墨墨水中带负电荷的染料产生静电吸附，因此，图像的质量好。喷墨打印干燥后，即使涂层上有过量的液体，也不会将吸附在氧化铝颗粒上的染料带走，从而使打印影像具有高的耐水性。

为使涂层与纸基有良好的粘附及光泽度，上述粘结剂可以是硅溶胶粘结剂。

上述纳米级改性氧化铝与粘结剂的重量比可以优选5～20∶3～10。

上述硅溶胶粘结剂可以优选粒径小于20纳米的无机硅溶胶(mSiO₂.nH₂O)，上述无机硅溶胶(mSiO₂.nH₂O)为阳离子纳米级硅溶胶粘结剂，其比面积高达250m²/g。

由于纳米氧化铝的比表面积大，颗粒疏松，因而在涂层内需要使用较多的粘结剂。颜料是涂层浆料中的第一重要的成分，而粘结剂则是涂层浆料中的第二重要的成分，但是，粘结剂通常会降低涂层的吸收能力和打印颜色质量。为避免粘结剂对打印质量的影响，本发明优选粒径小于20纳米的无机硅溶胶。由于所选纳米无机硅溶胶的胶体粒子微细(10-20nm)，粘度较低，因此易于渗透氧化铝，当纳米无机硅溶胶其水分蒸发时，胶体粒子牢固地附着在氧化铝颗粒表面，粒子间形成硅氧结合，以使涂层牢固地附着在基材上，而纳米无机硅溶胶的比面积高达250m²/g，因而有良好的吸墨性能。

为了改善打印纸的防水性及固色性。涂层中还可以含有少量的固色剂及防水剂。确保打印干燥后水性油墨能牢固地吸附在涂层上，打印完全干燥后浸水无溶墨现象。

上述固色剂可以优选丙烯酸酯类。

上述防水剂可以优选氨基树脂或三聚氰胺甲醛树脂。

上述涂层中还可以含有少量的粘合剂，该粘合剂可以优选聚乙烯醇(1788)，聚乙烯醇的主要是起粘结作用和提高粘度作用。

上述涂层中还可以含有消泡剂、润滑剂、降粘剂、保水剂、防霉防腐剂、抗氧化剂、增塑剂(例如丙三醇)、增亮剂、荧光增白剂、表面活性剂等其它微量助剂。在涂料中有选择性地添加上述助剂，可以达到改善涂布工艺和满足纸张打印性能及其它物理性能目的。

上述基材可以是普通相纸或者涂有底层的普通相纸。

本发明的彩色喷墨打印纸，其涂层所用的涂料可以通过以下方法配制。

一、配方：

原料重量百分比(wt％)

纳米级氧化铝 5～20

硅溶胶粘结剂(浓度30％) 3～10

强阳离子分散剂 0.5～2

粘合剂(聚乙烯醇1788) 0～3

增塑剂(丙三醇) 0～2

增白剂JB 0～0.5

防水剂(三聚氰胺甲醛树脂) 0～2

固色剂(丙烯酸酯类) 0～5

去离子水 70～90

二、涂布液配制：

1、将阳离子分散剂用去离子水稀释；

2、在高速搅拌的条件下，向稀释的强阳离子分散剂的溶液，加入纳米氧化铝，从而制得改性纳米氧化铝溶液；

3、在搅拌同时，向上述改性纳米氧化铝溶液加入硅溶胶粘结剂及粘合剂水溶液；

4、在高速搅拌的条件下，依次投入增塑剂、增白剂JB、防水剂、固色剂，从而制得涂布液。

三、喷墨用纸加工条件：

涂布液浓度：根据设备要求，调整涂布液的浓度，一般为10～30％；

涂布量：固体成份5～15g/m²；

涂布基材：定量120～230g/m²相片级原纸；

干燥条件：100℃×30秒；

涂布方法：超级压光或铸涂。

四、使用上述涂布液获得的打印纸的性能测定结果如下：

光泽度(60°)，％：＞45；

白度，％：＞70；

防水性：打印图像干燥后，浸入蒸馏水10秒，无有溶墨现象；

洇渗：无；

吸墨性：打印后无油墨堆积现象；

干燥速度：＜15秒；

注：

光泽度：按GB/T456的规定进行；

白度：按GB/T7974的规定进行；

吸墨性：用EPSON2100打印机，用黄色、品红、青色、黑色对这四种颜色进行试验，墨水为水溶性颜料而制成；

干燥速度：在环境温度(23±2)℃，相对湿度(55±10)％的条件下测定。

本发明对照现有技术的有益效果是，由于其涂层中含有粒径为30～80纳米改性氧化铝和粒径小于20纳米的无机硅溶胶，改性氧化铝不但透明性好，比表面积大，能形成空隙度高的涂层，而且颗粒表面带正电荷，可以与喷墨墨水中带负电荷的染料产生静电吸附；纳米无机硅溶胶的胶体粒子微细，粘度较低，易于渗透氧化铝，当纳米无机硅溶胶其水分蒸发时，胶体粒子牢固地附着在氧化铝颗粒表面，粒子间形成硅氧结合，以使涂层牢固地附着在基材上，硅溶胶的比面积高达250m²/g，有良好的吸墨性能。因此，本发明的彩色喷墨打印纸，既能吸收水性油墨又能使墨滴不向周边扩散；又能使喷绘影像的画面质量接近或达到银盐摄影画面效果，彩色还原逼真、色牢度好，色彩鲜明、丰满，密度大，图像清晰、有层次感，解像力好；具有高的光泽性、耐水性，喷墨打印后喷绘画面可迅速干燥；具备防水性能，非打印部分的白度高，能适应各种品牌、型号的彩色喷墨打印机。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明。

实施例1

一、配方：

原料重量百分比(wt％)

粒径30～80纳米的氧化铝(AL₂O₃) 20g

粒径小于20纳米的无机硅溶胶(浓度30％) 8g

改性聚胺PloyFIX-700(强阳离子分散剂) 2g

去离子水 70g

二、涂布液配制：

1、将阳离子分散剂——改性聚胺(PloyFIX-700)用去离子水稀释；

2、在高速搅拌的条件下，向稀释的改性聚胺溶液，加入纳米氧化铝，从而制得改性纳米氧化铝溶液；

3、在搅拌同时，向上述改性纳米氧化铝溶液加入无机硅溶胶，从而制得涂布液。

三、喷墨用纸加工条件：

涂布液浓度：上述涂布液的浓度为30％，纳米改性氧化铝在涂料中的浓度为20％；

涂布量：固体成份10g/m²；

涂布基材：定量230g/m²相片级原纸；

干燥条件：100℃×30秒；

涂布方法：超级压光或铸涂。

四、使用上述涂布液获得的打印纸的性能测定结果如下：

光泽度(60°)，％：＞55，按GB/T456的规定进行；

白度，％：＞70，按GB/T7974的规定进行；

洇渗：无；

吸墨性：用EPSON2100打印机，用黄色、品红、青色、黑色对这四种颜色进行试验，墨水为水溶性颜料而制成，打印后无油墨堆积现象；

干燥速度：在环境温度(23±2)℃，相对湿度(55±10)％的条件下测定，小于10秒。

实施例2

一、配方：

原料重量

粒径30～80纳米的氧化铝(AL₂O₃) 18g

粒径小于20纳米的无机硅溶胶(浓度30％) 7g

改性聚胺PloyFIX-700(强阳离子分散剂) 1g

聚乙烯醇1788(粘合剂) 1g

丙三醇(增塑剂) 0.7g

增白剂JB 0.3g

三聚氰胺甲醛树脂(防水剂) 0.5g

丙烯酸酯类(固色剂) 1.5g

去离子水 70g

二、涂布液配制：

3、在搅拌同时，向上述改性纳米氧化铝溶液加入纳米无机硅溶胶及聚乙烯醇(1788)水溶液；

4、在高速搅拌的条件下，依次投入增塑剂丙三醇、增白剂JB及防水剂三聚氰胺甲醛树脂、固色剂丙烯酸酯类，从而制得涂布液。

三、喷墨用纸加工条件：

涂布液浓度：上述涂布液的浓度为30％，纳米改性氧化铝在涂料中的浓度为18％；

涂布量：固体成份15g/m²；

涂布基材：定量230g/m²相片级原纸；

干燥条件：100℃×30秒；

涂布方法：超级压光或铸涂。

四、使用上述涂布液获得的打印纸的性能测定结果如下：

光泽度(60°)，％：＞55，按GB/T456的规定进行；

白度，％：＞90，按GB/T7974的规定进行；

洇渗：无；

实施例3

一、配方：

原料重量

粒径30～80纳米的氧化铝(AL₂O₃) 6g

粒径小于20纳米的无机硅溶胶(浓度30％) 4g

氯化三甲基十二烷基铵(强阳离子分散剂) 1g

增白剂JB 0.3g

氨基树脂(防水剂) 0.5g

丙烯酸酯类(固色剂) 1g

去离子水 87.2g

二、涂布液配制：

1、将阳离子分散剂——氯化三甲基十二烷基铵用去离子水稀释；

2、在高速搅拌的条件下，向稀释的氯化三甲基十二烷基铵溶液，加入纳米氧化铝，从而制得改性纳米氧化铝溶液；

3、在搅拌同时，向上述改性纳米氧化铝溶液加入纳米无机硅溶胶；

4、在高速搅拌的条件下，依次投入增白剂JB及防水剂氨基树脂、固色剂丙烯酸酯类，从而制得涂布液。

三、喷墨用纸加工条件：

涂布液浓度：上述涂布液的浓度为12.8％，纳米改性氧化铝在涂料中的浓度为6％；

涂布量：固体成份5g/m²

涂布基材：定量130g/m²相片级原纸；

干燥条件：100℃×30秒；

涂布方法：超级压光或铸涂。

四、使用上述涂布液获得的打印纸的性能测定结果如下：

光泽度(60°)，％：＞48，按GB/T456的规定进行；

白度，％：＞80，按GB/T7974的规定进行；

洇渗：无；

干燥速度：在环境温度(23±2)℃，相对湿度(55±10)％的条件下测定，小于15秒。

实施例4

一、配方：

原料重量

粒径30～80纳米的氧化铝(AL₂O₃) 11g

粒径小于20纳米的无机硅溶胶(浓度30％) 6g

氯化十八烷基二甲基苄基铵(强阳离子分散剂) 1.5g

聚乙烯醇1788(粘合剂) 0.5g

丙三醇(增塑剂) 0.6g

增白剂JB 0.4g

三聚氰胺甲醛树脂(防水剂) 0.5g

丙烯酸酯类(固色剂) 1g

去离子水 78.5g

二、涂布液配制：

1、将阳离子分散剂——氯化十八烷基二甲基苄基铵用去离子水稀释；

2、在高速搅拌的条件下，向稀释的氯化十八烷基二甲基苄基铵溶液，加入纳米氧化铝，从而制得改性纳米氧化铝溶液；

3、在搅拌同时，向上述改性纳米氧化铝溶液加入纳米无机硅溶胶及粘合剂聚乙烯醇水溶液；

三、喷墨用纸加工条件：

涂布液浓度：上述涂布液的浓度为21.5％，纳米改性氧化铝在涂料中的浓度为11％；

涂布量：固体成份8g/m²；

涂布基材：定量180g/m²相片级原纸；

干燥条件：100℃×30秒；

涂布方法：超级压光或铸涂。

四、使用上述涂布液获得的打印纸的性能测定结果如下：

光泽度(60°)，％：＞50，按GB/T456的规定进行；

白度，％：＞90，按GB/T7974的规定进行；

洇渗：无；

Claims

1、一种相片级高光防水彩色喷墨打印纸，包括基材和涂布于基材表面的涂层，其特征在于：上述涂层中主要含有用强阳离子分散剂改性的纳米级改性氧化铝和粘结剂。

2、如权利要求1所述的相片级高光防水彩色喷墨打印纸，其特征在于：所述纳米级改性氧化铝由纳米级氧化铝与强阳离子分散剂反应而成。

3、如权利要求2所述的相片级高光防水彩色喷墨打印纸，其特征在于：所述纳米级氧化铝其粒径为30～80纳米，其比表面积为150～250m²/g。

4、如权利要求2所述的相片级高光防水彩色喷墨打印纸，其特征在于：所述强阳离子分散剂为改性聚胺、氯化三甲基十二烷基铵、或者氯化十八烷基二甲基苄基铵。

5、如权利要求1所述的相片级高光防水彩色喷墨打印纸，其特征在于：所述纳米级改性氧化铝与粘结剂的重量比为5～20∶3～10。

6、如权利要求1所述的相片级高光防水彩色喷墨打印纸，其特征在于：所述粘结剂为硅溶胶粘结剂。

7、如权利要求6所述的相片级高光防水彩色喷墨打印纸，其特征在于：所述硅溶胶粘结剂为粒径小于20纳米的无机硅溶胶。

8、如权利要求1至7中任一项所述的相片级高光防水彩色喷墨打印纸，其特征在于：所述涂层中还含有固色剂及防水剂。

9、如权利要求8所述的相片级高光防水彩色喷墨打印纸，其特征在于：所述固色剂为丙烯酸酯类；所述防水剂为氨基树脂或三聚氰胺甲醛树脂。

10、如权利要求9所述的相片级高光防水彩色喷墨打印纸，其特征在于：所述涂层中还含有粘合剂、消泡剂、润滑剂、降粘剂、保水剂、防霉防腐剂、抗氧化剂、增塑剂、增亮剂、荧光增白剂、表面活性剂。