用于喷墨记录的粘合标签的制作方法_2

文档序号:9308656阅读:来源:国知局
基纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素、甲基纤 维素和乙基纤维素,水溶性聚合物,如聚丙烯酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、丙烯酰胺-丙烯酸酯 共聚物、丙烯酰胺-丙烯酸酯-甲基丙烯酸三元共聚物、苯乙烯-马来酸酐共聚物的碱盐、 异丁烯-马来酸酐共聚物的碱盐、聚丙烯酰胺、藻酸钠、明胶和酪蛋白,聚醋酸乙烯酯、聚氨 基甲酸酯、聚丙烯酸、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚甲基丙 烯酸丁酯和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物;苯乙烯_ 丁二烯共聚物和基于苯乙烯-丁二烯-丙 烯酸的共聚物的乳胶。可以单独使用这些中的一种,或者可以组合使用这些中的两种或更 多种。
[0119] 这些之中,在与无机颗粒的粘合度方面优选聚乙烯醇,如聚乙烯醇和改性聚乙烯 醇,因为这些将使其更易形成为不连续层或岛状分散层的脱模层。在油墨接收层表面的油 墨吸收性和光滑性的控制方面更优选聚合度为1,700或更大的聚乙烯醇。特别优选聚合度 为2, 500或更大的聚乙烯醇。
[0120] _无机颗粒_
[0121] 无机颗粒的个数平均粒径优选为0. 1ym至0. 5ym,并且在减小从卷展开所需的 力(分离力)和喷墨记录适用性之间的平衡方面更优选为〇? 1ym至0? 3ym。
[0122] 通过在含有个数平均粒径为0. 1ym至0. 5ym的无机颗粒的油墨接收层的表面上 提供脱模层,能够得到需要较小的从卷展开的力、特别具有与水基喷墨油墨的优异喷墨记 录适用性且没有纸衬片的粘合标签。此外,当在油墨接收层的表面上形成脱模层时,容易形 成为不连续层和岛状分散层中的至少任何一种的脱模层。
[0123] 这估计是因为含个数平均粒径为0. 1ym至0. 5ym的无机颗粒的油墨接收层具有 适于在其上形成脱模层的这种小孔径和光滑性,并且这使其能够在特别优选的状态下形成 脱模层,导致高效的功能性表达。还认为这样的油墨接收层具有有利的油墨吸收能力,并因 此将得到优异的喷墨记录适用性。
[0124] 当无机颗粒的个数平均粒径小于0. 1ym时,油墨接收层的油墨吸收能力可能差, 并且喷墨记录适用性可能差。当其大于0. 5ym时,脱模层可以非均匀地形成,并且从卷展 开所需的力可能增加。
[0125] 在此,个数平均粒径意指无机颗粒的二次颗粒的平均粒径,并且是用电子显微镜 观察到的分散的二次颗粒(凝集的颗粒)投影面积直径的平均值。在此,投影面积直径是与 颗粒的投影面积具有相同面积的圆的直径。个数平均粒径是通过在能够识别二次颗粒直径 的放大倍数下用电子显微镜观察无机颗粒,得到存在于具有预定面积的任意区域中的1〇〇 个无机颗粒中每个的投影面积直径,并对所得的投影面积直径进行数量平均而获得的值。
[0126] 个数平均粒径为0. 1ym至0. 5ym的无机颗粒的含量相对于油墨接收层的总质量 优选为按质量计40%或更大,并且更优选为按质量计70%或更大。当含量小于按质量计 40%时,喷墨记录适用性可能差,或者从卷展开所需的力可能增加。
[0127] 个数平均粒径为0. 1ym至0. 5ym的无机颗粒不受具体限制,并且可以根据目的 适当地选择。其实例包括:金属氧化物如无定形合成二氧化娃、氧化错、水合氧化错和二氧 化钛的无色或白色颗粒,;碳酸钙;和碳酸镁。在这些之中,在油墨吸收能力方面特别优选无 定形合成二氧化硅、氧化铝和水合氧化铝。
[0128] 无定形合成二氧化硅大致可以分为气相二氧化硅、湿法二氧化硅及其它。在油墨 吸收能力方面优选气相二氧化硅。
[0129] 相对于湿法二氧化硅,气相二氧化硅也称作干法二氧化硅,并且通常由火焰水解 法合成。具体地,与氢和氧一起燃烧四氯化硅的合成方法通常是已知的。替代四氯化硅,也 能够单独使用硅烷,如甲基三氯硅烷和三氯硅烷,或者与四氯化硅混合使用。作为气相二氧 化娃可以使用商业上可获得的产品。商业上可获得的产品的实例包括由NipponAerosil 有限公司生产的AER0SIL和由Tokuyama公司生产的RE0L0SIL。
[0130] 由普通方法生产的气相二氧化硅的平均凝集粒径为1ym或更大。因此,其在经精 细粉碎后使用。优选的粉碎方法是对分散在水介质中的二氧化硅进行机械粉碎的湿法分 散。
[0131] 具体地,为了精细粉碎气相二氧化硅,可以用至少一种分散器如锯齿状叶片式分 散器、螺旋桨叶片式分散器和转子定子分散器将二氧化硅颗粒和阳离子化合物混合在水中 (可以先加入一种,或者可以同时加入二者),或可选地将这两种的分散液或这两种的水溶 液互相混合,并得到初级分散液。此外,如果需要,能够适当地添加低沸点溶剂等。
[0132] 接下来,气相二氧化硅的初级分散液经历更强的机械装置,从而得到个数平均粒 径为0. 1ym至0. 5ym的气相二氧化硅分散液。机械装置不受具体限制,并且可以是公众 所知的系统。其实例包括研磨机,如球磨机、珠磨机和砂磨机,压力分散器,如高压匀浆器和 超高压勾衆器、超声波分散器和薄膜旋转分散器。
[0133] 根据生产方法,湿法二氧化硅被进一步分成沉淀法二氧化硅、凝胶法二氧化硅和 溶胶法二氧化硅。
[0134] 在碱性条件下通过使硅酸钠和硫酸反应,导致生长的二氧化硅颗粒的凝集和沉 淀,制造沉淀法二氧化硅。此后,二氧化硅颗粒经过滤、用水冲洗、干燥、粉碎并分级而成为 最终产品。
[0135] 沉淀法二氧化硅可以是商业上可获得的产品。商业上可获得的产品的实例包括由 TosohSilica公司生产的NIPSIL和由Tokuyama公司生产的T0KUSIL。
[0136] 在酸性条件下通过使硅酸钠和硫酸反应制造凝胶法二氧化硅。在老化过程中,通 过加入其它初级颗粒,细颗粒溶解并再沉淀。因此,明显的初级颗粒消失,而形成具有内部 孔隙结构的相对硬的凝集颗粒。商业上可获得的其产品的实例包括由TosohSilica公司 生产的NIPGEL和由GraceJapan有限公司生产的SIL0YD和SIL0JET。
[0137] 溶胶法二氧化硅也称作胶体法二氧化硅,并且是通过加热和老化用酸使硅酸钠双 重分解或将硅酸钠通过离子交换树脂层而得到的二氧化硅溶胶进行制造。商业上可获得的 其产品的实例包括由Nissan化学工业有限公司生产的SN0WTEX。
[0138] 由普通方法制造的沉淀法二氧化硅和凝胶法二氧化硅的平均凝集粒径为1ym或 更大。因此,它们在精细粉碎后使用。
[0139] 优选的粉碎方法是对分散在水介质中的二氧化硅进行机械粉碎的湿法分散。在 此,优选使用吸油量为210mL/100g或更少并且平均凝集粒径为5ym或更大的沉淀法二氧 化硅,因为分散这种二氧化硅的液体将抑制初始粘度增加,从而使二氧化硅能够在高浓度 下分散并且以改进的粉碎和分散效率更精细地粉碎。高浓度分散液的使用也提高了记录片 材的生产率。根据JISK-5101中的描述对吸油量进行测量。
[0140] 具体地,为了精细粉碎沉淀法二氧化硅和凝胶法二氧化硅,可以用至少一种分散 器如锯齿状叶片式分散器、螺旋桨叶片式分散器和转子定子分散器将二氧化硅颗粒和阳离 子化合物混合在水中(可以先加入一种,或者可以同时加入二者),或可选地将这两种的分 散液或这两种的水溶液互相混合,并得到初级分散液。此外,如果需要,能够适当地添加低 沸点溶剂等。
[0141] 沉淀法二氧化硅和凝胶法二氧化硅的初级分散体不受具体限制,并且可以根据目 的适当地选择。但是,优选具有高固体含量浓度。但是,如果浓度过高,初级分散体无法进 行分散。因此,浓度优选为按质量计15%至按质量计40%,并且更优选为按质量计20%至 按质量计35%。
[0142] 接下来,初级分散液经历更强的机械装置,从而得到个数平均粒径为0.lym至 0. 5ym的湿法二氧化娃分散液。
[0143] 机械装置不受具体限制,并且可以是公众所知的系统。其实例包括研磨机,如球磨 机、珠磨机和砂磨机,压力分散器,如高压匀浆器和超高压匀浆器、超声波分散器和薄膜旋 转分散器。
[0144] 氧化铝不受具体限制,并且可以根据目的适当地选择。但是,优选为氧化铝的 Y-型结晶的Y-氧化铝,并且特别优选基团结晶。y-氧化铝可以具有小到约l〇nm 的初级粒径。但是,通常使用的颗粒是直径为几千nm至几万nm的二次颗粒结晶,所述二次 颗粒结晶然后用超声波、高压匀质机、对向碰撞型喷射式粉磨机等进行粉碎。
[0145] 水合氧化错由结构式A1203 ?nH20(n= 1至3)表示。当n是1时,该式表示具有 勃姆石结构的水合氧化铝。当n小于3但大于1时,该式表示具有拟勃姆石结构的水合氧 化铝。可以通过公知的制造方法得到水合氧化铝,如铝醇盐(如异丙醇铝)的水解、铝盐与 碱的中和,和铝酸盐的水解。
[0146] 无机颗粒的平均初级粒径不受具体限制,并且可以根据目的适当地选择。但是,优 选为30nm或更少,为了得到更高的光泽度更优选15nm或更少,还优选3nm至15nm,且特别 优选3nm至10nm。
[0147] 平均初级粒径是通过使用用电子显微镜观察的与存在于具有预定面积的区域中 的100个初级颗粒每个的投影面积具有相同面积的圆的直径作为颗粒的粒径并对直径求 平均值而得到的平均粒径。
[0148] 根据BET法的无机颗粒的比表面积不受具体限制,并且可以根据目的适当地选 择。但是,优选为200m2/g或更大,并且更优选250m2/g至500m2/g。
[0149] BET法是利用气相吸附法的表面积测量方法中的一种,并从吸附等温线得到比表 面积,即,lg样品具有的总表面积。通常,氮气常被用作吸附气体。最常使用基于吸附气体 的压力或体积变化测量吸附量的方法。最著名的绘制等温线的方法是布鲁诺-埃梅特-特 勒(BrunauerEmmettTeller)法,称为BET法。该方法广泛用于表面积的测定。基于BET 法得到吸附量,并乘以一个吸附分子所占其表面的面积,从而得到表面面积。
[0150] _阳离子化合物_
[0151] 可以将阳离子化合物添加至油墨接收层用于油墨固着。
[0152] 阳离子化合物不受具体限制,并且可以根据目的适当地选择。其实例包括:聚亚烷 基聚胺,如聚亚乙基胺和聚亚丙基聚胺或其衍生物;含仲胺基、叔胺基或季铵基的丙烯酸树 脂;聚乙烯基胺、聚乙烯基脒和五环脒;由双氰胺-福尔马林缩聚物表示的基于双氰的阳离 子树脂;由双氰胺-二亚乙基三胺缩聚物表示的基于聚胺的阳离子树脂;环氧氯丙烷-二 甲胺加成聚合物;和铝盐,如二甲基二烯丙基氯化铵-S02共聚物、二烯丙胺-S02共聚物、二 甲基二烯丙基氯化铵聚合物、烯丙胺盐的聚合物、二烷氨基乙基(甲基)丙烯酸酯季盐聚合 物、丙烯酰胺-二烯丙胺盐共聚物、聚氯化铝、聚醋酸铝和聚乳酸铝。可以单独使用这些中 的一种,或者可以组合使用这些中的两种或更多种。
[0153] 阳离子化合物的含量不受具体限制,并且可以根据目的适当地选择。但是,相对于 无机颗粒的按质量计100份优选按质量计1份至按质量计30份,并且更优选按质量计2份 至按质量计15份。
[0154]-其它组分-
[0155] 作为其它组分,油墨接收层可根据需要含有多种添加剂。添加剂的实例包括 紫外线吸收剂、抗氧化剂、荧光增白剂、单体、聚合引发剂、聚合抑制剂、防渗剂(blot inhibitor)、防腐剂、粘度稳定剂、防泡剂、表面活性剂、抗静电剂、消光剂、防卷曲剂 (curlinginhibitor)和耐水添加剂。
[0156] 可以通过涂布油墨接收层涂布液形成油墨接收层,所述油墨接收层涂布液含有粘 合剂,优选含有无机颗粒并根据需要进一步含有其它组分。涂布方法的实例包括刷涂、喷 涂、丝网印刷、凹版印刷、胶版印刷、凸版印刷、麦勒棒涂布器、滚压涂布器、唇式涂布器、直 接辊式涂布器、胶版辊式涂布器、凹版辊式涂布器、逆转辊式涂布器、棒式涂布器、刮刀式涂 布器、气刀式涂布器、狭缝模式涂布器和幕帘式涂布器。
[0157] 油墨接收层涂布液的涂布量不受具体限制,并且可以根据目的适当地选择。但是, 优选lg/m2至30g/m2,更优选3g/m2至25g/m2。当涂布量小于lg/m2时,喷墨印刷适用性可 能不足。当其大于30g/m2时,经济效率可能很低,因为喷墨印刷适用性将超出必要。
[0158] 油墨接收层不受具体限制,并且可以根据目的适当地选择。但是,油墨接收层优选 被表面处理,以呈现不光泽、光泽、超光泽等。
[0159]〈支撑构件〉
[0160] 支撑构件的形状、结构、尺寸、材料等不受具体限制,并且可以根据目的适当地选 择。例如,形状可以是扁平板形状。结构可以是单层结构或多层结构。尺寸可以根据用于 喷墨记录的粘合标签的尺寸等适当地选择。
[0161] 支撑构件的材料不受具体限制,并且可以根据目的适当地选择。大致可以分为无 机材料和有机材料。无机材料的实例包括玻璃、石英、硅、二氧化硅、氧化铝、SiOjP金属。 有机材料的实例包括:纸,如高质量纸(酸性纸、中性纸),中等质量纸、涂布纸、美术纸、玻 璃纸、层压纸和人造纸;纤维素衍生物,如三乙酸纤维素;聚酯树脂,如聚对苯二甲酸乙二 醇酯(PET)和聚对苯二甲酸丁二醇酯;聚烯烃,如聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、 聚酰胺、聚乙烯和聚丙烯。在这些之中,特别优选高质量纸、涂布纸,塑料膜和人造纸。
[0162] 优选将支撑构件进行表面改性,如电晕放电处理、氧化反应处理(铬酸等)刻蚀工 艺、易粘合处理和抗静电处理,以期改善待涂布在其上的粘合度。优选将白色颜料一一如二 氧化钛--添加至支撑构件。
[0163] 支撑构件的平均厚度不受具体限制,并且可以根据目的适当地选择。但是,优选 50ym至 2, 000ym,并且更优选 100ym至 1,000ym。
[0164]〈粘合层〉
[0165] 在与形成油墨接收层的表面相反的支撑构件的表面上形成粘合层。
[0166] 粘合层的粘合剂不受具体限制,并且可以根据目的适当地选择。其实例包括多种 粘合剂,如溶剂型粘合剂、乳液型粘合剂和热熔型粘合剂。
[0167] 粘合剂的涂布量不受具体限制,并且可以根据目的适当地选择。但是,在干的质量 基础上,优选5g/m2至50g/m2,并且更优选10g/m2至30g/m2。当粘合剂的涂布量小于5g/m2 时,不会得到作为标签的充分的粘合度。当其大于50g/m2时,经济效率可能较低,因为粘合 度饱和。
[0168] 粘合剂的涂布方法不受具体限制,并且可以根据目的适当地选择。其实例包括刷 涂、喷涂、丝网印刷、凹版印刷、胶版印刷、凸版印刷、麦勒棒涂布器、滚压涂布器、唇式涂布 器、直接辊式涂布器、胶版辊式涂布器、凹版辊式涂布器、逆转辊式涂布器、棒式涂布器、刮 刀式涂布器、气刀式涂布器、狭缝模式涂布器和幕帘式涂布器。
[0169] 当涂布后有必要进行干燥时,可以用干燥器进行。当辐射固化必要时,可以适当地 使用辐射照射器,如紫外线照射器和电子束照射器。
[0170] 代替用粘合剂直接涂布与形成油墨接收层的表面相反的支撑构件的表面,也能够 通过以下方法形成粘合层:一旦用粘合剂涂布工程纸并干燥粘合剂,此后,将粘合剂转移至 与形成油墨接收层的表面相反的支撑构件的表面,并在此后,分离和移除工程纸。
[0171]〈其它层〉
[0172] 其它层不受具体限制,并且可以根据目的适当地选择。其实例包括下层和阻挡层。
[0173] 可以在支撑构件和油墨接收层之间提供下层。
[0174] 由于粘合剂渗透进支撑构件,在将形成粘合层的支撑构件的表面上提供阻挡层, 以便加强强度或防止粘合度降低。
[0175]〈油墨〉
[0176] 用于本发明的用于喷墨记录的粘合标签的油墨不受具体限制,并且可以根据目的 适当地选择。可以使用水基油墨和油基油墨中的至少任何一种。特别优选水基油墨。
[0177] 将包含在油墨中的油墨可以是着色剂,如染料和颜料,以及具有显色性质的材料 中的至少任何一种。将要用于喷墨记录的染料的优选实例包括由直接染料、酸性染料、碱性 染料、反应性染料和食用染料代表的水溶性染料。颜料的实例包括各种碳黑、颜料黄、颜料 红和颜料蓝。在这些之中,因为可以获得高图像密度和在抗褪色性方面,特别优选含颜料的 油墨,。
[0178] 本发明的用于喷墨记录的粘合标签的结构不受具体限制,并且可以适当地选择。 其实例包括卷结构、片材结构和膜结构。在这些之中,优选卷结构。
[0179] 粘合标签可以像卷一样缠绕而不需在粘合层表面上堆叠的纸衬片,并且可以通过 展开而使用。作为卷的外表面出现的表面不受具体限制,并且可以根据目的适当地选择。脱 模层侧和粘合层侧中的任一个都可以出现。更优选使脱模层侧成为外表面的卷,因为操作 更容易。 实施例
[0180] 下面将对本发明的实施例进行说明。本发明不以任何手段受限于以下实施例。
[0181](实施例1)
[0182]〈用于喷墨记录的粘合标签的制造〉
[0183]-无机颗粒分散液A的制备-
[0184] 将聚二稀丙基二甲基氯化铵(由Dai-IchiKogyoSeiyaku有限公司生产的 SHALLOLDC-902P,按质量计51 %水溶液)(按质量计0? 78份)溶于水(按质量计39. 22 份)中,并将气相二氧化硅(产品名称:由NipponAerosil有限公司生产的AER0SIL300) (按质量计10份)分散在所得溶液中。用高压匀浆器处理该分散液,从而制备固体含量浓 度为按质量计20. 8 %且平均粒径为0. 25ym的无机颗粒分散液A。
[0185]-油墨接收层涂布液1的制备-
[0186] 将水(按质量计31. 4份)添加至无机颗粒分散液A(按质量计47. 6份),并将乙 酰乙酰基改性的聚乙烯醇(产品名称:由Nippon合成化学工业有限公司生产的GOHSEFHffiR Z-410)(按质量计21. 0份)的按质量计10%水溶液与其混合,从而制备固体含量浓度为按 质量计12 %的油墨接收层涂布液1。
[0187]-油墨接收层1的形成_
[0188] 将基重为63g/m2的高质量纸用作支撑构件。用线棒将高质量纸的一个表面涂有 油墨接收层涂布液1,使得涂布的固体含量的量为15g/m2。此后,涂布表面以用积算紫外线 照度计(由EyeGraphics有限公司生产的H)-365)测量的500mJ/cm2的积算辐射量用高 压汞灯经紫外线进行照射,并用120°C的热空气进行干燥,从而形成油墨接收层1。
[0189]-脱模层涂布液1的制备-
[0190] 将以下成分进行混合,制备固体含量浓度为按质量计20%的脱模层涂布液1。
[0191][成分]
[0192]-有机硅树脂乳液(产品名称:由Shin-Etsu化学有限公司生产的KM-3951,固体 含量浓度为按质量计40% )按质量计47. 6份
[0193]-有机硅树脂固化催化剂(产品名称:由Shin-Etsu化学有限公司生产的 CAT-PM-10A,固体含量浓度为按质量计40% )按质量计2. 4份
[0194]-水按质量计50. 0份
[0195] _脱模层1的形成_
[0196]用线棒将形成的油墨接收层1的表面涂有脱模层涂布液1,使得涂布的固体含量 的量为3.Og/m2。然后,在100°C的烘箱中使涂布表面干燥10分钟,从而形成脱模层。
[0197]-粘合层1的形成-
[0198] 将不提供油墨接收层的支撑构件的表面上涂有压敏粘合剂(丙烯酸乳液,产品名 称:由Toyo油墨有限公司生产的BPW6111,固体含量浓度为按质量计60% ),使得涂布的固 体含量的量为15g/m2,并用110°C的热空气进行干燥,从而形成粘合层1。以上述方式,制造 实施例1的用于喷墨记录的粘合标签。
[0199] 对所制造的实施例1的用于喷墨记录的粘合标签的特性如下进行评价。结果显示 在表1中。
[0200]〈膜形成状态和脱模层覆盖率〉
[0201] 在以下条件下,以XI,000的放大倍数观察用扫描电子显微镜(产品名称:由日 立高新技术公司生产的S-3700N)捕捉的所制造的用于喷墨记录的粘合标签的记录表面的 SEM图像,从而得到表面图像。
[0202] 〈捕捉条件〉
[0203]_检测器:SE检测器
[0204]-加速电压:15kV
[0205]-工作距离:10mm
[0206] -发射电流:70yA
[0207] -探测电流:50
[0208]根据电子显微镜的标准附属操作程序作为JPEG格式图像得到所得的表面图像。 将该图像加载到图像处理软件程序[由Mitani公司生产的WINROOFVERSION7. 0. 0,试用 版本(用于Windows个人计算机的软件)]中,并且使用"二元化处理"指令,基于图像亮度 进行二元化并被分为脱模层部分和油墨接收层部分。手动调节二元化的阈值以匹配视觉观 察表面图像时识别出的脱模层部分和油墨接收层部分之间的分界线。接下来,使用"测量" 指令,得到脱模层部分的面积比作为脱模层覆盖率。
[0209] 进一步,根据获得的表面图像和二元化图像,基于脱模层部分的分布,评价膜形成 状态。
[0210] <分离力>
[0211] 将切割尺寸为宽20_和长100mm的用于喷墨记录的两个粘合标签彼此重叠,使得 记录表面和粘合剂表面可以彼此接触、放于平板上并用宽为20mm且质量为2. 6kg的橡胶辊 以10mm/秒的速度、从上面施加两次贴合压力将彼此粘贴。在它们被粘贴后六十分钟,在分 离角度为180度且分离速度为300mm/分钟的条件下,用拉力测试器(由Imada-SS公司生 产的SV-55C)将它们分离,以测量分离力。对任何样品记录每lcm宽度的分离力,其可以在 不破坏用于喷墨记录的粘合标签的情况下被分离。分离力的单位是N/cm。记录在分离测试 过程中造成用于喷墨记录的粘合标签破坏的任何样品的该效果。如果分离力的值更小则更 优选,因为从卷展开所需的力小。
[0212] 〈喷墨印刷适用性〉
[0213] 在纸张类型为高级普通纸张且打印设置为"快速"的条件下,用商业上可获得的颜 料
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