专利名称：图像接收介质及打印方法
技术领域：
本发明主要涉及一种转印介质，尤其针对一种接收打印图像的多层介质。打印图像从所述转印介质转印至深色基片上。
背景技术：
转印工艺采用物理方式将图像从一个基片转印到另一个基片上。转印介质是打印介质的接受者，随后从该打印介质转印图像。转印介质通常是表面涂敷有一种或多种材料、 例如A或者A4大小的长方形薄片。该转印介质可包括离型层，在转印过程中该离型层促使图像脱除至基片上。涂敷于转印介质上的材料可以是将图像结合到最终基片上的粘合材料。图像将显示在最终基片上。最终基片可以是织物。升华转印技术被广泛使用于数字打印应用中。然而，这些应用局限于基片包含一种合成组分，例如聚酯材料。由于升华着色剂的特性，目前全色彩升华转印技术主要用于白色或浅色基片上。另外，升华打印方法要求相对中低能的升华着色剂以及牢度特性，尤其是耐光性，这已经成为这些应用中的一个难题。已尝试在深色基片例如深色织物材料上打印图像。例如，可剥型白色转印纸已与升华墨结合使用。这种方法需要相对较厚的涂层结构以允许转移膜从支撑纸上机械分离。 这种厚结构在织物基片上产生了一种笨重、不合要求的手感。另外，从支撑纸上剥离的膜在形成图像之后变得尺寸不稳定，从而导致图像变形。采用其他形式的白色转印纸的升华打印业已应用于深色织物材料的打印中。然而，在转移层中大量使用了白色颜料和对升华染料具有高亲和力的粘合剂，产生了低的渗透性和转印效率，以及由于网点扩大造成低图像分辨率，使得在需要高质量或照片级质量的图像时，其最终产品难以满足服装和精细织物的要求。升华染料在整个颜料层上的分布耗费了本不必要的大量色料。
发明内容
本发明涉及一种新的转印介质，通过由包含热可扩散着色剂的墨或墨粉(toner) 在该介质形成图像，该热可扩散着色剂包括分散染料和升华染料，本发明还涉及使用该介质将图像呈现在基片上的方法。该介质具有能让图像从该介质转印至深色基片的不透明层，并当该图像被转印到深色基片时提供图像背景，使得该深色基片不模糊图像。本发明的一个目的是提供一种热转印介质，以及一种使用该介质在深色基片上成像的方法，将彩色图像印在白色或类似浅色背景上。可以使用热扩散着色剂，例如分散和升华染料，包括高耐光性分散染料。这些着色
3剂被打印或涂布于转印介质的一面，转印时，由于对不透明层没有材料亲和性，着色剂热扩散并转移通过不透明层。也就是说，着色剂对该不透明层没有或仅具有低的亲和性，并且当转印时能够在不透明层上面形成满意的图像。在转印图像时，染料附着于单个或多个聚合物层，对该聚合物层染料具有高亲和性。当图像层被打印或涂布于介质上时，这些聚和物层被置于与图像层相对的位置。在转印至最终基片时，图像呈现于最终基片的外表面。
图1示出了根据本发明的数字打印及转印图像的优选方法。图2示出了本发明的一个实施例的转印介质的层结构。图3示出了本发明的另一实施例的转印介质的层结构。
具体实施例方式参见图2，在本发明的一个实施例中，转印介质包括离型底片10;净聚合物层 (clear polymer layer) 8，其对本发明的热扩散着色剂具有强亲和性；以及可渗透不透明层6，该不透明层6含有例如白色颜料之类的遮光剂。参见图3，在本发明的另一个实施例中，转印介质包括离型底片10 ；净聚合物层 8，其对热扩散着色剂具有强亲和性；可渗透不透明层6，其含有例如白色颜料这样的遮光剂；以及墨或墨粉接受层4。该墨可以是液态墨，例如Hale等在美国专利US5，488，907中描述的喷墨式墨水。在本发明的又一个实施例中，在图像用打印或其他方式应用于转印介质上之后， 转印介质的一部分印上一抗蚀层(resist layer)，其中该转印介质覆盖有粘合剂或其他材料但尚未形成图像。当热和/或压力作用于转印介质的背面时，已应用在转印介质上但未被图像覆盖的粘合材料不会被转移到最终基片上，因为抗蚀层防止到最终基片的实质性转印(或者这些材料的粘结)。抗蚀层可按照美国专利US6，540, 345和Xu等人在2006年4 月观日提交的美国专利申请11/413，734中所描述的那样形成，其教导通过引用并入本文。图像打印在与底片相对的介质上。该图像可以由数字打印机打印，例如由计算机 20驱动的喷墨打印机M。当图像被打印到应用或没有应用抗蚀层的介质上之后，图像准备好从介质转印到最终基片上。可以加热转印介质的背面或者底片10，通过最终基片与介质的紧密接触，并且优选在压力作用下，将图像从转印介质转印至最终基片上。热可以同时作用于图像和/或反应部件，并使最终基片与着色剂结合和/或交联。图像被结合在基片上，并且在最终基片上显示的最终设计图案可以获得出色的耐久性和稳定的性质。在转印过程中施加适当的压力以保证介质与最终基片之间适当的表面接触。在转印过程中还可利用真空进一步提高转印效率。离型底片10优选提供一表面，该表面将促使若干层上的涂层在转印到基片上时容易从该若干层上离型或剥离。该离型底片可以是非织物纤维片或者聚合物膜，例如聚烯烃或聚酯膜，优选是涂覆有丙烯酸树脂或硅酮(silicone)的离型纸或膜。在一个实施例中，净聚合物层8是对被用于墨或墨粉中以生成图像的热扩散着色剂具有高亲和性的聚合物层。一个例子是聚酯，它是扩散和升华染料出色的受体。为获得最终图像的柔韧性和柔软的手感，聚合材料的完全玻璃转化温度Tg优选为-20°C-10(TC。 该聚合物可以是聚酯、聚酰胺、丙烯酸/丙烯酸酯、尼龙或其他可接受的对热可扩散着色剂具有高亲和性的聚合物或者它们的组合。聚酯可以是可交联聚合物的混合物。例如，封闭型聚异氰酸酯和羟基功能化(hydroxyl-fimctionalized)聚酯树脂可与热熔性粘胶结合以形成聚合物层8。在转印过程中施加热的时候，聚异氰酸酯和羟基功能化聚酯树脂相交联以在基片上形成永久结合的彩色图像。聚合物层8可以用例如水基涂布、溶剂基涂布、热熔涂布、挤压、转移涂布或层压这些已知方法涂布到离型底片10上。聚合物层8的干涂布重量可在5-60g/m2范围内，优选10-30g/m2。 聚合物层8的示例
Rucote 热固性聚酯树脂0-50%
热熔性粘胶0-50%
Rhodocoat WT-1000封闭型聚异氰酸酯0-15% 涂布添加剂0-20%具有渗透性的不透明层6包括一种或多种遮光剂(opacifying agent)及适合的聚合物粘合剂。优选遮光剂为白色颜料，例如二氧化钛、碳酸钙、氧化铝或氧化锌，或者它们的结合。也可以使用有机白色着色剂。优选地，遮光剂占渗透性不透明层的20-30%。干涂布重量一般在5-60g/m2之间，优选10-45g/m2。不透明层可充当粘合物。优选地，该层对于优选地用于本发明中的热可扩散或升华着色剂具有小的或没有亲和性。在一个实施例中，含有可扩散或升华着色剂的图像层被打印到不透明层6上。本发明的一个目的是制备一种允许使用分散染料墨或墨粉印刷的转印介质。当热转印至基片时，该分散染料扩散并迁移透过渗透性不透明层6进入到聚合物层8中，并且在着色剂扩散和通过的一个或多个不透明层时很少或没有染料被残留。该渗透性不透明层的材料优选是将不透明层粘合到基片上的材料，例如但不限于纤维素和化学改性纤维素、低密度聚乙烯、氯化聚乙烯、聚氯乙烯、聚砜、聚苯乙烯或交联聚苯乙烯、三聚氰胺/甲醛树脂、酚/醅树脂、氟化聚合物、硅氧烷和/或改性硅氧烷聚合物材料，共聚物例如聚四氟乙烯以及聚偏二氟乙烯。可以使用低分子量乳化聚合物，例如聚乙烯醇、聚醋酸乙烯酯或硅基弹性体。聚合物粘合剂可以具有无聚酯官能度的脂肪族结构，其与芳族聚合物粘合剂相比对热扩散着色剂没有或仅具有低亲和性，当转印至基片时其具有低的着色剂残留、高渗透性和着色剂扩散/转移效率，以及高图像色密度。聚合物粘合剂可以是可交联的粘合剂。为进一步提高可渗透不透明层的渗透率，可以加入添加剂，例如一种或多种发泡剂/起泡剂。这些发泡剂/起泡剂的化学剂在热转印过程中通过不透明层产生微小孔隙， 进一步让着色剂透过不透明层扩散和转移到净聚合物层。优选的发泡剂包括那些在加热时分解以释放一种或多种气体的发泡剂，气体引起墨层膨胀。这种发泡剂，俗称化学起泡剂或晶胀剂，其包括有机膨胀剂，例如偶氮化合物 (包括偶氮二异丁腈、偶氮二甲酰胺和重氮胺基苯)，亚硝基化合物(例如N，N’ - 二亚硝基五次甲基四胺、N, N’ - 二亚硝基-N，N’ -二甲基对酞酰胺)，磺酰胼(例如苯磺酰胼、对甲苯磺酰胼、对甲苯磺酰叠氮、亚胼基二甲酰胺(Hydrazolcarbonamide)、丙酮-对酰基腙 (acetone-p-sulfonyl hydrazone)；以及无机膨胀剂，例如碳酸氢钠、碳酸铵和碳酸氢铵偶氮二甲酰胺。为了在热转印后获得柔软的手感和图像区域的柔韧性，渗透性不透明层包括低的完全玻璃转化温度(Tg)的聚合物。聚合物Tg值优选在-30°c-20°c范围内。聚合物粘合剂被选作用来形成可渗透不透明层，在转印过程中着色剂穿过不透明层到达聚合物层时，该不透明层不会材料性地干扰着色剂热扩散的渗透，由此着色剂粘合在聚合物层上。转印之后，可以在该基片之上提供一个图像层，该图像层在提供背景的可渗透不透明层之上，并从可渗透不透明层与基片相对。该基片可以为深色，比如黑色、海军蓝或者褐色，由于不透明层所提供的浅色背景，深色并不会使彩色图像模糊。为了产生白色或浅色的不透明背景，该不透明背景具有在热转印后显示高质量图形图像而所需的高的白度(white point)，可以在配方中加入阳离子高分子化合物和交联剂。
可渗透不透明层的涂层组分示例
TritonX-IOO非离表面活性剂0-10%
伊士曼CP 349W氯化脚径0-20%
杜邦 Ti-Pure R960 二氧末0-30%
Michem Wax 437孩刷七糾径聰0-15%
陶颇UcarAW-875絲乙稀錄剂0-20%
Quab 1510-20%
MelCross 86 树脂0-25%
XAMA 7氮丙@联剂0-5%
物理改性添加剂0-25%
水好可选的喷墨或墨粉接受层4接收通过热可扩散着色剂墨或墨粉所打印出来的图像。图像接受层4包括可以用来接受和保持打印所用的墨或墨粉的材料，接受可以是物理截留(entrapment)，也可以是化学反应。该层迅速吸收液态喷墨的墨滴，最小化图像的渗色，并保持图像的高清晰度。另外，该层暂时保持从靠近转印介质表层的墨或墨粉中的热扩散着色剂。墨滴的扩散被减少，由此提高了图像的分辨率，并提供高光密度的图像。图像接受层还可以作为蜡热墨(wax thermal ink)或者电子照相打印墨粉的接受表层。该图像接受层可以根据本领域所知的任何打印方法的需要而定制。比如，本领域某些公知的用于形成喷墨或墨粉接受纸张涂层的材料可根据合适的应用而使用。可以通过物理截留保留液体的材料范例包括，但不限于多孔材料例如硅胶、氧化铝、硅酸铝、硅酸钙、硅酸镁、沸石、多孔玻璃、硅藻土以及蛭石；液体可膨胀材料例如蒙脱石型粘土，比如膨润土和水辉石；以及多糖，例如淀粉、阳离子淀粉、壳聚糖、接枝壳聚糖、糊精、环糊精；精细分割的有机颜料，例如聚苯乙烯树脂、离子交换树脂、脲醛树脂、密胺树脂； 以及填料，例如碳酸钙、碳酸镁、高岭土、滑石、二氧化钛、氧化锌、氧化镁、氢氧化镁、氢氧化钙和硫酸钙。可以通过化学反应保留液体的材料范例包括，但不限于基于甲基丙烯酸酯、 丙烯酸酯或类似物的聚合物；以及带有合适交联剂的单体例如二乙烯基苯。
水溶性聚合物例如聚乙烯醇、改性聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚甲基醚、聚乙烯醇缩、聚乙烯亚胺、聚乙烯氧化物，纤维素衍生物例如甲基乙基纤维素、乙基纤维素、甲基纤维素、羟丙基纤维素，天然聚合物例如阿拉伯树胶、酪蛋白、明胶、海藻酸钠和壳聚糖通常被用作粘合剂。不溶于水的聚合物或许可以用作粘合剂。这样的例子有苯乙烯-丁二烯共聚物、丙烯酸乳液、聚丙烯酰胺以及聚醋酸乙烯酯。液体保留/接受层可以含有与水和/或溶剂发生不可逆的反应的化学物质，使它们不易挥发。一个例子是聚乙烯醇。助剂可以被包含在液体保留层的配方中，例如紫外线吸收剂、增稠剂、分散剂、消泡剂、荧光增亮剂、PH缓冲液、着色剂、润湿剂、和/或润滑剂。由上面提到的液体保留化合物和粘合剂构成的图像接受层可以以任意比例由一种或者多种上面提到的液体保留化合物和粘合剂制成。在一个实施例中，5-50%的粘合剂和50-95%液体保留化合物组合在一起。一个优选实施例是5-25%的粘合剂和75-95%的液体保留化合物。图像接受层4可以通过任何已知的涂布工艺施加于渗透性不透明层6。 干涂布重量通常在l-40g/m2范围内，优选2-20g/m2。
例3:图像接受层的涂层组分聚乙烯醇粘合剂5-50%
液体保留化合物50-95%
物理改性添加剂0-25%
液体载体(水)余量转印方法并不需要将图像化层从支撑基片剥离。本发明能够创建一种多层转印介质，该介质带有不透明渗透性层，例如白色颜料层，其遮盖有色或暗的基片，例如棉织物。彩色图像可以在外部表层上和白色颜料层之上生成。得到的图像具有柔软的手感(low hand)，鲜艳的色彩，高光强度，以及具有柔韧性和高光牢度性能，并且深色基片不会模糊图像。本发明通过在转印介质中使用一种或多种可渗透粘合材料，包括反应性粘合剂材料，能够实现高色牢度，并且耐洗涤、耐汗渍褪色和耐风化。转印介质上粘合材料的总的覆盖范围不一定要和打印在该粘合材料上面的图像覆盖范围相匹配。一种或多种材料被涂布于通常区域上方的转印介质上，在该通常区域上将施加由墨形成的图像层。为了实现粘合剂材料在转印介质上的充分覆盖，被表层涂敷材料覆盖的区域可以大于被形成图像的墨或墨粉覆盖的区域。在图像被打印在基片上之后，粘合剂材料延伸超出图像的边缘，并被转印到最终基片。计算机技术的使用使得即时图像打印得以实现。例如，视频摄像头或扫描仪30可以被用来捕捉计算机20上的彩色图像。计算机上生成或者保存的图像可以根据需要打印， 无需考虑批量(rim size)。该图像可以通过任何能够打印多种色彩的、合适的打印设备M 从计算机打印到基片上，并按照前述方式转印，其中该打印设备包括机械热敏打印机、喷墨打印机以及电子照相或静电打印机。计算机和数字打印机并不昂贵，照片以及计算机生成的图像可以转印在例如陶瓷、织物，包括T恤16以及其他物品等基片上。这些转印可以由最终用户在家里或者商业机构中制作。图像通过以上描述的施加热的方式被转印。旨在实现这类转印的服装熨斗或热压机沈，就是可用于热转印设备的实例。
权利要求
1.一种用于将形成在不透明层上的图像施加到基片上的转印介质，其包括在可扩散着色剂的热转印时与所述可扩散着色剂有亲和性的层；以及不透明层，当通过向所述可扩散着色剂施加热使所述可扩散着色剂扩散时，所述可扩散着色剂通过该不透明层以到达与所述可扩散着色剂有亲和性的所述层。
2.如权利要求1所述的用于将形成在不透明层上的图像施加到基片的转印介质，其中，所述可扩散着色剂包括分散染料。
3.如权利要求1所述的用于将形成在不透明层上的图像施加到基片的转印介质，其中，所述可扩散着色剂包括升华染料。
4.如权利要求1所述的用于将形成在不透明层上的图像施加到基片的转印介质，其中，所述不透明层包括遮光剂。
5.如权利要求1所述的用于将形成在不透明层上的图像施加到基片的转印介质，其中，所述不透明层包括二氧化钛。
6.如权利要求1所述的用于将形成在不透明层上的图像施加到基片的转印介质，其中，所述可扩散着色剂对所述不透明层没有材料亲和性。
7.如权利要求1所述的用于将形成在不透明层上的图像施加到基片的转印介质，其中，所述不透明层包括遮光剂和聚合物粘合剂，并且所述可扩散着色剂对所述不透明层没有材料亲和性。
8.如权利要求1所述的用于将形成在不透明层上的图像施加到基片的转印介质，其中，与所述可扩散着色剂有材料亲和性的所述层包括净聚合物层。
9.如权利要求1所述的用于将形成在不透明层上的图像施加到基片的转印介质，其进一步包括包括所述可扩散着色剂的图像层，其中，所述图像层被形成于所述不透明层上方的所述转印介质上，并且和与所述可扩散着色剂有亲和性的所述层相对。
10.如权利要求1所述的用于将形成在不透明层上的图像施加到基片的转印介质，其中，所述不透明层包括二氧化钛。
11.如权利要求1所述的用于将形成在不透明层上的图像施加到基片的转印介质，其进一步包括存在于所述不透明层上方的图像接受层。
12.如权利要求1所述的用于将形成在不透明层上的图像施加到基片的转印介质，其进一步包括存在于所述不透明层上方的图像接受层，其中，所述图像接受层包括液体保留化合物。
13.如权利要求1所述的用于将形成在不透明层上的图像施加到基片的转印介质，其进一步包括底片，其从与所述可扩散着色剂有亲和性的所述层与所述不透明层相对。
14.如权利要求1所述的用于将形成在不透明层上的图像施加到基片的转印介质，其中，不透明层包括白色遮光剂和聚合物粘合剂，并且所述可扩散着色剂对所述不透明层没有材料亲和性。
15.如权利要求1所述的用于将形成在不透明层上的图像施加到基片的转印介质，其中，所述不透明层包括一种在图像转印过程中向所述不透明层施加热时产生气体的材料。
全文摘要
提供一种转印介质，其用于接受包含热可扩散着色剂的墨或墨粉在该介质形成的图像，其中所述热可扩散着色剂包括分散染料和升华染料；以及一种使用该介质在基片上成像的方法。该介质具有能让图像从该介质转印至基片的不透明层，并在该图像被转印到深色基片时提供图像背景，使得该深色基片不模糊图像。
文档编号B41M5/025GK102438837SQ200980154762
公开日2012年5月2日 申请日期2009年11月20日 优先权日2008年11月25日
发明者张素昆, 许铭, 郭振荣 申请人:索格拉斯技术公司