可叠起堆放的喷墨介质的制作方法

专利名称：：可叠起堆放的喷墨介质的制作方法可叠起堆放的喷墨介质
背景技术：
：喷墨印刷已经变成了在各种介质(尤其是纸)表面上记录图像的流行的方式是有一些原因的。这些原因中的一些包括较低的印刷机噪声、能够高速记录、以及多色记录。另外，这些优点可以较低的价格使消费者享受。虽然喷墨印刷技术已经有了巨大的改进，但是伴随着这一改进的是该领域消费者的要求的增加，例如更高的速度、更高的分辨率、全色图像形成、油墨稳定性的增加等。随着新的喷墨油墨和印刷机械的开发，在评价油墨连同印刷表面或基材时要考虑一些传统的特征。这些特征包括表面上图像的边缘锐度和光学密度、光泽度、黑色至彩色流失控制(blacktocolorbleedcontrol)、基材上油墨的干燥时间、对记载的粘着、在墨滴安置时没有偏差、干燥后油墨对水和其它溶剂的耐性、长期的存储稳定性、以及没有降解的长期可靠性。另外，当堆叠一段时间后，由于印刷的图像的油墨的不稳定性，具有多微孔型涂层的喷墨介质可显示出印刷的图像的增加的模糊度、流失性(bleed)、色调偏移、或者光圈效应。因此，对于具有改善的印刷的图像稳定性的极好的图像特性的印刷的光介质的开发的研究一直在进行。优选实施方式的详细描述在公开和描述本发明之前，要理解本发明不限于本文中公开的具体的结构、工艺步骤或材料，而是扩展到各种相应的等同形式，正如本领域技术人员所理解的。还应理解，本文中使用的术语仅仅是为了描述具体实施方式的目的，而不是用于限制。在描述本发明并界定本发明的保护范围时，以下术语根据下述定义使用。要注意的是，如本说明书以及所附的权利要求书中所使用的，单数形式"一"、和"该"包括复数含义，除非另有清楚的说明。因此，例如，"一聚合物"包括一种或多种所述聚合物，"该印刷介质"包括一种或多种印刷介质。如本文中使用的，"液体载体"或"油墨载体"是指加入着色剂以形成油墨的液态流体。油墨载体是本领域所熟知的，许多种油墨载体可用于本发明的体系和方法。这些载体可以包括各种不同试剂(包括溶剂、助溶剂、缓冲剂、生物杀伤剂、多价螯合剂、粘度调节剂、表面活性剂、水等)的混合物。如本文中使用的，"介质基材"或"基材"包括可用于喷墨印刷领域的各种基材，包括原料基纸和其它纸、涂层纸、工艺纸(例如，水彩纸)等。如本文中使用的，术语"巻曲"是指从一侧到另一侧的涂层差异或溶剂蒸汽的吸收性之差所导致的纸张或其它喷墨记录介质的各种扭曲变形。如本文中使用的，术语"出血"是指油墨在印刷到所需的基材上之后的各种不期望的迁移。类似地，术语"色偏"包括出血或其它油墨迁移所导致的印成图像的各种着色改变。如本文中使用的，术语"湿蒸汽透射率"(MVTR)是指能够以蒸发形成的蒸汽形式通过背衬层向基材移送的液体量。通常，该术语在描述油墨溶剂或蒸汽(例如水和有机溶剂)时使用，所述油墨溶剂或蒸汽在堆叠后会从第一介质的着印前表面转移到第二介质的未印刷的背面。此处的"湿(气)"应不限于水，因为除水之外的其它溶剂也可形成蒸汽，这些湿气或湿物质如果以留存液体形式或成为被困蒸汽与印刷图像长时间接触会降低印刷图像质量。在本申请中，该术语的测量单位通常为g/m2/24小时。术语"溶剂蒸汽"的包括普通油墨组成中各种油墨溶剂形成的蒸汽，不限于有机溶剂和水。如本文中使用的，"多个(种)"是指超过一个(种)。例如，多种聚合物是指至少两种聚合物。如本文中使用的，术语"约"用来提供数值范围端点的灵活性，表示某一值可以"稍高于"或"稍低于"端点。该术语的灵活度取决于具体的变量，是本领域技术人员参照经验和本说明书相关描述能够确定。如本文中使用的，方便起见，会将许多项目、结构化元素、组成元素、和/或材料并列在一个总列表中。但是，这些列表应当理解为其中的的每一项都各自独立地表示单独、独特的一项。因此，列表中单独各项都不应仅仅因为它们列在同一组而理解为为真地等同于同一列表中的其它各项，除非声明等同。浓度、含量和其它数值数据可在本文中以范围模式表述或陈述。要理解，这些范围模式仅仅为了方便和简洁，应当灵活地解释为不仅包括明确指示的该范围的上下限数值，还包括包含范围内的所有单个数值和该范围内的所有子范围，就如同各个单个数值和子范围同样被明确指示。例如，数值范围"约1-5重量％"应当解释为不仅包括明确指示的约1重量％至5重量％，还包括该指定范围内的各个值和子范围。因此，该数值范围包括如2、3.5和4等各单独数值，以及如l-3、2-4和3-5等子范围。该原则同样适用于仅引用一个数值的范围。此外，该解释无关所描述特征或范围的宽度。已经意识到，最好能开发一种可堆叠的多微孔照片喷墨介质片材，其能够通过在印刷后将溶剂蒸汽从印刷图像上移走从而在与其它介质片材相邻堆叠时保持印刷介质片材上的图像质量。通常，高图像质量的喷墨照片印刷材料包括施加在原料基纸的两面的挤涂(extruded)聚乙烯或聚丙烯阻挡层，用以提供高光泽度和照片感(photofeel)。但是，传统的多微孔喷墨照片印刷材料如果在图像印刷后马上堆叠通常会导致颜色出血、色偏和发花，这通常是因为基于染料的喷墨油墨中使用了大量油墨载体，包括溶剂。与传统的喷墨照片材料不同，本发明提供了用作高光或亚光基材的喷墨照片印刷介质，显示出改善的可堆叠性能。更具体地说，本发明涉及用于喷墨印刷的介质，包括包含原料基纸以及涂覆在给原料基纸上的湿气阻挡层的基材；涂覆在湿气阻挡层上的多微孔油墨接受层；以及挤制在原料基纸上的聚合物挤涂背衬层。所述聚合物挤涂背衬层也可构造为以至少15g/m2/24小时的速率将溶剂蒸汽向基材移送。另一个实施方式提供了一种在印刷和堆叠多个印刷图像时保持图像质量的方法，其可包括在第一印刷介质上印刷图像以形成第一印成图像，以及在所述第一印成图像干燥前将第二印刷介质堆叠到第一印刷介质上。所述第一和第二印刷介质可各自包括第一侧施加有湿气阻挡层的基材、涂覆在湿气阻挡层上的多微孔油墨接受层、以及施加在所述基材第二侧上的聚合物挤涂背衬层。所述聚合物挤涂背衬层也可构造为以至少15g/m2/24小时的速率将溶剂蒸汽向基材移送。另一个实施方式提供了一种制造可堆叠的喷墨印刷介质的方法，其可包括在基材的一侧上涂覆湿气阻挡层并在相对的另一侧上挤制聚合物挤涂背衬层；以及在湿气阻挡层上涂覆多微孔油墨接受层。所述聚合物挤涂背衬层也可构造为以至少15g/m2/24小时的速率将溶剂蒸汽向基材移送。要注意，在讨论本文中描述的印刷介质和方法时，各种事项的具体讨论通用于这些实施方式中的每一个，无论其是否明示包含在所论述的实施方式中。因此，例如，在讨论背衬层时，这种关于背衬层的讨论即可与印刷介质实施方式相关联也可与方法实施方式相关联，反之亦然。基材所述喷墨记录介质可形成在基材或载体上。所述基材可以是原料基纸和其它纸，涂层纸、织物、工艺纸(例如，水彩纸)等，具有仅在原料基纸一侧上挤涂湿气阻挡层。因此，虽然本文总体上描述三层，即，基材、油墨接受层和背衬层，但是要注意，这些层中的任一层本身可以是多层的。在一个实施方式中，可使用任意数量的常用纸纤维基材来形成本发明所述基材的原料基纸，使得所述基材能够以至少约15g/m"24小时的速率接受、吸附或吸收溶剂蒸汽。更具体地说，根据一个实施方式，本发明方法可采用任意数量的原料基纸载体。例子包括但不限于用于形成图像承载介质的各种包含纤维、填料、调节剂等的非挤涂(non-extruded)纸。更具体地说，呈原料基纸核的形式的基材可由任意数量的纤维制得，纤维类型包括但不限于原硬木纤维、原软木纤维、循环木纤维等。除了上述纤维，所述原料基材还可包含大量填料和添加剂。在一个实施方式中，所述填料包括但不限于碳酸钙(CaC03)、粘土、高岭土、石膏(水合硫酸钙)、氧化钛(Ti02)、滑石、三水合氧化铝、氧化镁(MgO)、矿物、和/或人造和天然填料。在一个实施方式中，如果原料基纸或其它纤维基材用作基材，填料可占原料基纸核基材的高达40%(干重)。引入上述填料可以多方面降低原料基纸核芯基材或其它基材的总体成本。另一方面，引入白色填料如碳酸钙可增加明亮度、白度、以及所得的图像承载介质的质量。可引入的其它添加剂是施胶剂，如脂肪酸的金属盐和/或脂肪酸，垸基乙烯酮二聚物乳化产物和/或环氧化的高级脂肪酸酰胺；烯基或烷基琥珀酸酐乳化产物和松香衍生物；干强剂，如阴离子、阳离子或两性聚丙烯酰胺，聚乙烯醇，阳离子化淀粉和植物半乳甘露聚糖；湿强剂，如聚胺聚酰胺表氯醇树脂；固定剂，如水溶性铝盐，氯化铝和硫酸铝；pH调节剂，如氢氧化钠，碳酸钠和硫酸；光学增白剂；以及着色剂，如颜料、着色染料和荧光增白剂。另外，所述基材还可包含任意数量的助留剂、助滤剂、湿润增强剂、消泡剂、杀虫剂、染料、和/或其它湿部添加剂。除了上述填料和添加剂材料之外，小于20重量％的基材可以是细粒组分，即粒度为0.2-5微米的组分，包括纸浆精制加工中形成的小的木质纤维碎片或断片。在一个实施方式中，所述细粒组分可以是约4-10重量％(干重)。在所述原料基材的一侧上的湿气阻挡层可用可挤涂(extrudable)树脂涂层来形成。在一个实施方式中，可在原料基材的上表面挤涂形成湿气阻挡层(包括，但不限于聚乙烯、聚乙烯基丁縮醛或聚丙烯)。所述阻挡层可包括各种聚烯烃或已知可用作此类阻挡层的其它材料。基材包含阻挡层可使喷墨介质具有高光或亚光表面和照片感。油墨接受层根据本发明的实施方式，所述基材的一侧可用多微孔油墨接受层涂覆，或者，所述多微孔油墨接受层可包括许多层，如本领域中已知的那样。所述多微孔油墨接受层可包含无机颜料。在一个实施方式中，所述无机颜料可包括任意数量的无机氧化物，包括，但不限于氧化硅和/或氧化铝，包括用含有官能团的硅烷偶合剂或其它试剂如氯水合铝(aluminumchlorohydrate)(ACH)处理的那些。如果使用硅烷，其可选自下组市售的煅制氧化硅Cab-O-SilLM-150、Cab-O-SilLM-5、Cab-O-SilMS-55、Cab-O-SilMS-75D、Cab-O-SilH-5、Cab-O-SilHS-5、Cab-O-SilEH-5、Aerosil(硅胶)150、Aerosil200、Aerosil300、Aerosil350和Aerosil400。在一个实施方式中，所述基材可用煅制氧化硅(改性的或非改性的)涂覆，并且所述氧化硅可以呈胶体形式。更具体地说，在一个实施方式中，所述煅制氧化硅的骨料粒径可以是约50-300nm。更具体地说，可以是约100-250nm。所述煅制氧化硅的Brunauer-Emmett-Teller(BET)表面积可以是约100-400m2/g。更具体地说，所述煅制氧化硅可具有150-300m2/g的BET表面积。或者，所述基材可用氧化铝(改性的或非改性的)涂覆。在一个实施方式中，所述氧化铝涂层可包括假勃姆石，即氧化铝/氢氧化铝(Al203，nH20，其中n是1-1.5)。另外，在另一个实施方式中，所述基材可用包含稀土改性的勃姆石(如选8自镧、镱、铈、钕、镨及其混合物的那些)的氧化铝涂覆。也可使用市售的氧化铝颗粒，如本领域中已知的，包括，但不限于SasolDisperalHP10、勃姆石、以及CabotSpectrAl80煅制氧化铝。如上所述，煅制氧化硅层或氧化铝层可用含有官能团的硅垸偶联剂、ACH、和/或其它功能性或改性材料处理。另外，所述多微孔油墨接受层还可包含任意数量的本领域已知的表面活性剂、缓冲剂、增塑剂和其它添加剂。在应用中，所述多微孔油墨接受层可用一种或多种材料分配机械(包括，但不限于，槽式涂布机、帘式涂布机、阶式涂布机、刮刀涂布机、杆式涂布机、凹板式涂布机、聚酯树脂杆式涂布机、丝网涂布机等)涂覆到基材上。背衬层根据本发明的实施方式，所述基材还可用在油墨接受层的背面具有聚合物挤涂背衬层。在一个实施方式中，所述聚合物挤涂背衬层可施加在基材的底表面。所述背衬层可包括任意数量的层和聚合物。所述背衬层构造为向基材(在一些实施方式中送入原料基纸)移送油墨溶剂如水、醇、吡咯垸酮和其它高沸点水混溶性溶剂。具体而言，形成背衬层的聚合物可包括能以至少约15g/m2/24小时的湿蒸汽透射率(MVTR)将油墨溶剂移送到原料基材上的各种聚合物，或者所述经改性或施用后能以至少约15g/m"24小时的湿蒸汽透射率(MVTR)向基材移送油墨溶剂的各种聚合物。在一个实施方式中，MVTR可以是至少20g/m"24小时。在另一实施方式中，MVTR可以是至少30g/m"24小时。可使用的聚合物包括但不限于可挤涂热塑性聚氨酯、羟丙基纤维素或聚-2-乙基噁唑啉(ethloxazoline)。在一个实施方式中，所述聚合物可以是掺混物或共聚物。在另一实施方式中，所述聚合物可以是聚氨酯或聚氨酯/聚烯烃掺混物或共聚物。所述聚氨酯/聚烯烃掺混物可包含至少5%聚烯烃。在一个实施方式中，所述掺混物可包含至少10%聚烯烃。在另一个实施方式中，所述掺混物可包含至少20%聚烯烃。本文中使用的聚烯烃可包括但不限于聚丙烯(PP)、高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)和线性低密度聚乙烯(LLDPE)。另外，所述聚氨酯/聚烯烃掺混物可包含约5-99.9%的聚氨酯。在一个实施方式中，所述聚氨酯可以是热塑性脂肪族聚氨酯水凝胶。所述背衬层可以一种或多种挤出涂覆方法挤涂或共挤涂在基材的底表面上。此外，在一个实施方式中，背衬层的MVTR能力可通过在背衬层的外露表面上形成较粗糙的外表饰面(例如，至少约200Sheffield单位)，或者通过在背衬层中形成孔或空隙来增强。较粗糙的饰面能增强背衬层的毛细作用并增强聚合物涂层的MVTR性能。可用一种或多种方法(包括但不限于对背衬层进行压花处理，或将刚形成的背衬层压在具有所需对称饰面的压辊上)在背衬层的外露表面上形成较粗糙的饰面。或者，在一个实施方式中，所述聚合物涂层可包含具有孔的蒸汽阻挡聚合物，这些孔提供环境空气与基材表面之间的蒸汽流通。在另一个实施方式中，所述聚合物涂层包括其中分布有颗粒物的蒸汽阻挡聚合物。所述颗粒物可构造为提供颗粒间空距，这种颗粒间的空距提供环境空气与基材表面之间的蒸汽流通。根据本发明的实施方式，在基材的背面上包括背衬层可改善堆叠品质和抗巻曲性。更具体地说，当许多本发明喷墨印刷介质在作为上表面的油墨接受层上印刷了图像后叠放在一起时，所述基材底面上的背衬层可将印成图像的湿油墨中的溶剂通过背衬层从油墨接受层移走。这样能够极大地减少堆叠介质上图像的出血和色偏现象。另外，背衬层可使得喷墨印刷介质不易巻曲。实施例以下实施例展示本发明多种实施方式所述喷墨介质的多方面特性。以下实施例不应理解为对本发明的限制，而仅仅是目前所知制作本发明印刷介质的最佳实施方式。实施例1:具有透气背衬层的介质片材的制备和测试制备聚氨酯和低密度聚乙烯的三种不同的掺混物用作背衬层。将这些背衬层组分与不透气的聚合物涂层组分相比较。具体而言，将所有四种涂层施加到基材材料的背面上。所述基材材料可包含其上涂覆有湿气阻挡层的原料基纸。将油墨接受层涂覆在基材的前表面上。将喷墨油墨形成的图像印刷在各个油墨接受层上，并将印有图像的介质按照前表面对背面的方式与10张同型介质叠放在一起(图像向下)。在叠放了1、2、4和6个小时后，计算印有图像的介质的重量损失，这对应于有多少溶剂蒸汽从第一介质片材被移走。结果如下:表1时间90%热塑性脂肪族聚氨酯水凝胶/10%LDPE30%热塑性脂肪族聚氨酯水凝胶，64%LDPE40%热塑性脂肪族聚氨酯水凝胶，52%LDPE具有湿气阻挡背衬层的不透气的照相纸堆叠小时数溶剂蒸汽蒸发(g)溶剂蒸汽蒸发(g)溶剂蒸汽蒸发(g)溶剂蒸汽蒸发(g)10.14560.05650扁70.02920.14920.07450扁0.031640.15250.07450.0870.032260.15240.1260.09290.0412堆叠4小时后蒸发的溶剂蒸汽重量％97重量％49重量％54重量％21重量％堆叠头4小时的速率(g/m2/小时)2.461.201.410.52速率(g/m2/24小时)59293412堆叠性能(1=最差，5=最好)522.51数据显示，加入溶剂蒸汽移送聚合物可增加印刷介质的MVTR性能。具体地说，在该实施方式中，数据显示，聚氨酯的含量越高，背衬层的MVTR越高。类似地，加入其它溶剂蒸汽移送聚合物也能够将有害的溶剂蒸汽移走(若非如此，那些有害蒸汽会滞留在印成的图像表面上)，改善MVTR性能，改善图像质量和存储性。要注意的是，虽然不透气的背衬层所得结果较差，但是通过在该背衬层中制造孔或空隙，由此使得原料基材与周围空气或环境形成蒸汽流通，也能得到可接受的结果。所述孔可通过穿孔形成，或类似地，空隙可通过在聚合物基质中分散颗粒物来形成，由此获得本文所述的蒸汽移送速率。实施例2:具有透气背衬层的介质片材的制备和测试参照实施例l进行测试，其中，使用Mocon101K水蒸气传输法(38°C/90%相对湿度)来测定各种堆叠聚氨酯的湿蒸汽透射率(MVTR)。下表概括了结果<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>数据显示，向背衬层中加入溶剂蒸汽移送聚合物提高了MVTR，并改善了印刷介质印刷后和印后即叠的性能。该实施例显示速率都提高了，但是，速率还取决于温度和湿度。该测试是在较高温度和湿度下进行的，这会使得MVTR升高。即使如此，该测试仍然表明溶剂蒸汽移送聚合物与MVTR提高之间有关联，且与印刷介质性能总体改善也有关联。需要在此提请注意的是，在表现不佳的背衬涂层中制造孔或空隙也是将溶剂蒸汽从印后的油墨接受层通过背衬层移走的手段之一。当然，要理解的是，上述组成和结构仅仅是示出了本发明的原理的应用。在不偏离本发明的精神和范围的条件下，本领域技术人员可设计出大量的修改和可替换的结构，并且所附的权利要求书用于覆盖这些修改和结构。权利要求1.一种用于喷墨印刷的印刷介质，包括a)基材，包含i)原料基纸，以及ii)涂覆在所述原料基纸上的湿气阻挡层；b)涂覆在所述湿气阻挡层上的多微孔油墨接受层；以及c)挤涂在所述原料基纸上的聚合物挤涂背衬层，其中，所述聚合物挤塑背衬层构造为以至少15g/m2/24小时的速率向基材移送溶剂蒸汽。2.—种在印刷和堆叠多个印刷图像时保持图像质量的方法，包括a)在第一印刷介质上印刷图像以形成第一印刷图像，以及b)在所述第一印刷图像干燥前将第二印刷图像堆叠到第一印刷介质上其中，所述第一和第二印刷介质各自包含在其第一侧施加有湿气阻挡层的基材、涂覆在所述湿气阻挡层上的多微孔油墨接受层、以及施加在所述基材第二侧上的聚合物挤涂背衬层，所述聚合物挤涂背衬层构造为以至少15g/m2/24小时的速率向基材移送溶剂蒸汽。3.—种制造可堆叠的喷墨印刷介质的方法，包括a)在基材的一侧上涂覆湿气阻挡层；b)在所述湿气阻挡层上涂覆多微孔油墨接受层；以及c)在基材的另一侧上挤涂聚合物挤涂背衬层；其中，所述聚合物挤涂背衬层构造为以至少15g/m2/24小时的速率向基材移送溶剂蒸汽。4.如权利要求l所述的印刷介质，如权利要求2所述的方法，或者如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述湿气阻挡层包含聚烯烃阻挡层。5.如权利要求l所述的印刷介质，如权利要求2所述的方法，或者如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述聚合物挤涂背衬层包含具有孔的蒸汽阻挡聚合物，所述孔提供环境空气与基材表面之间的蒸汽流通。6.如权利要求l所述的印刷介质，如权利要求2所述的方法，或者如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述聚合物挤涂的背衬层包含其中分布有颗粒物的蒸汽阻挡聚合物，所述颗粒物构造为提供颗粒间空距，所述颗粒间空距提供环境空气与基材表面之间的蒸汽流通。7.如权利要求l所述的印刷介质，如权利要求2所述的方法，或者如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述聚合物挤涂背衬层以至少20g/m2/24小时的速率移送溶剂蒸汽。8.如权利要求1所述的印刷介质，如权利要求2所述的方法，或者如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述聚合物挤涂背衬层包含热塑性聚氨酯/聚烯烃惨混物或共聚物。9.如权利要求l所述的印刷介质，如权利要求2所述的方法，或者如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述聚合物挤涂背衬层包含热塑性聚氨酯，其在掺混物中的含量为约5-99.9%。10.如权利要求1所述的印刷介质，如权利要求2所述的方法，或者如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述聚合物挤涂背衬层包含热塑性聚氨酯脂肪族聚氨酯水凝胶。全文摘要一种用于喷墨印刷的印刷介质，包含基材、多微孔油墨接受层、以及背衬层。所述基材可包括原料基纸、以及位于所述原料基纸与油墨接受层之间的湿气阻挡层。所述油墨接受层可以是多微孔型的，可将所述油墨接受层施加在所述湿气阻挡层上，所述湿气阻挡层位于所述基材的第一侧，所述背衬层可以施加到所述基材的第二侧。所述背衬层可包括挤涂的聚合物层，并且可构造为以至少15g/m²/24小时的速率向基材移送溶剂蒸汽。文档编号B41M5/00GK101687425SQ200880012980公开日2010年3月31日申请日期2008年4月22日优先权日2007年4月23日发明者C·帕科,E·L·布奇,R·J·塞伦斯基,巫绪龙,涛陈申请人:惠普发展公司，有限责任合伙企业