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打印介质的制作方法
来自 : www.xjishu.com/zhuanli/17/2011
发布时间：2021-03-24
打印介质的制作方法
【专利摘要】打印介质包括在基底的第一面和第二面的至少之一上的第一层和第二层。第一层基本由按干重量计至少80%的一种或多种微粒无机颜料(PIP)构成。粒度和第一层在基底上的涂布重量的组合实现大约0.008至大约0.5微米的第一层的有效孔径。对于第一层中的两种或更多种PIPs，PIPs之一的平均粒度与另一PIPs的平均粒度相差不大于大约50%。第二层在第一层上并包括具有大约0.1至大约2微米的平均粒度的微粒无机颜料(PIP)。
【专利说明】打印介质
[0001]对相关申请的交叉引用
N/A。
[0002]关于联邦政府赞助的研究或开发的声明 N/A。
[0003]背景
喷墨打印机如今非常普遍和实惠并能够获得得体的打印质量。它们用于家庭打印、办公打印和商业打印。喷墨打印的增长是许多因素的结果，包括喷墨打印机成本的降低以及打印分辨率和整体打印质量的改进。对喷墨打印的持续需求导致需要在保持合理成本的同时制造具有高质量、高性能、良好的渗色和聚结性能、良好的图像光泽和高耐久性的图像。
[0004]已用于制造可用于喷墨打印的涂布光泽介质的两种方法涉及含盐涂料和无盐涂料。含盐涂料具有良好的渗色和聚结特性，但没有良好的图像光泽和耐久性。无盐涂料具有良好的耐久性和图像光泽特性，但没有良好的渗色和聚结。在一些情况中，可能使用粘合剂；但是，此类试剂不能改进所有这些特性。在一些情况中，可能使用具有必要的打印特性的涂布打印介质。遗憾地，这样的打印介质是用对商业打印而言太昂贵的材料涂布的。
[0005]高速喷墨纸幅打印(High speed inkjet web printing)是近年来尤其为商业打印开发的打印技术。但是，在用于闻速喷墨纸幅打印时，打印介质面临许多挑战。例如，用于喷墨纸幅打印的光泽介质在介质的光泽与吸收性之间做出权衡。在打印耐久性和打印质量(尤其是密度和色域体积)之间做出另一权衡。
[0006]附图简述
本文中提供的附图是为了便于理解本文中参照下列详述描述的原理的实例的各种特征，其中类似的标号是指类似的结构原件，并作为图解提供而非限制所附权利要求书的范围。
[0007]图1宏观图解根据本文所述的原理的一个实例的打印介质的示意图。
[0008]图2宏观图解根据本文所述的原理的另一实例的打印介质的示意图。
[0009]图3是图解根据本文所述的原理的一个实例制备打印介质的方法的图。
[0010]图4是图解根据本文所述的原理的另一实例制备打印介质的方法的图。
[0011]图5是图解用各种材料(包括根据本文所述的原理的那些的实例)实现的有效孔径的图。
[0012]详述
根据本文所述的原理的实例涉及打印介质，其包含打印介质基底、与其结合的第一层和第二层。该打印介质基底包含第一面和第二面。第一层在打印介质基底的第一面和第二面的至少之一上。第一层基本由一种或多种微粒无机颜料构成，其中对于第一层中的两种或更多种微粒无机颜料，微粒无机颜料之一的平均粒度与另一微粒无机颜料的平均粒度相差不大于大约50%。粒度和在打印介质基底上的第一层的涂布重量的组合实现大约0.008微米至大约0.5微米的第一层的有效孔径。第二层在第一层上并包含具有大约0.1至大约2微米的平均粒度的微粒无机颜料。[0013]根据本文所述的原理的打印介质可用于通过将墨水分配到打印介质而制备打印图像。第二层和第一层是吸墨性的。在一些实例中，该打印介质可避免由光泽介质例如在喷墨纸幅打印中表现出的折衷。通过选择第一层的平均粒度和涂布重量，所得打印图像具有高光泽度、良好的黑色光学密度和优异的耐久性和打印质量。在基本没有可见的颜色间渗色并具有良好聚结特性的情况下实现高打印密度和色域体积。根据本文所述的原理的打印介质是可以以商业和其它打印机，例如Hewlett Packard (HP) Inkjet Web Press(Hewlett Packard Inc., Palo Alto CA)需要的速度打印并具有上文提到的性质和特征，如良好的渗色和聚结、良好的耐久性和高图像光泽度的涂布光泽介质。此外，根据本文所述的原理的打印介质的性质和成本与胶版打印用的涂布介质相当。
[0014]打印介质基底(即“基底”)包含充当其上施加第一层和第二层的基底的材料。该打印介质基底为所得打印介质提供完整性。该材料应该对施加到该材料的墨水具有良好的亲合力和/或良好的相容性。打印介质基底的实例包括，但不限于，天然纤维素材料、合成纤维素材料(例如二乙酸纤维素、三乙酸纤维素、丙酸纤维素、丁酸纤维素、乙酸丁酸纤维素和硝基纤维素)、包含一种或多种聚合物的材料，例如聚烯烃、聚酯、聚酰胺、乙烯共聚物、聚碳酸酯、聚氨酯、聚环氧烷、聚酯酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚乙烯醇缩醛、聚烷基噁唑啉、聚苯基噁唑啉、聚乙烯亚胺、聚乙烯基吡咯烷酮和上述两种或更多种的组合。在一些实例中，该打印介质基底包含纸基底，包括例如纸、硬纸板、纸板、与塑料层合的纸和树脂涂布的纸。
[0015]该打印介质基底可以是平面的(光滑或粗糙)或适合其所用的特定用途的其它形状。该打印介质基底可以是例如多孔或无孔的、刚性、半刚性或挠性的。平面基底可以是例如但不限于膜、板、纸板、纸幅或片的形式。
[0016]打印介质基底的基重取决于该打印介质的应用性质，例如其中较轻的重量用于杂志和三折页(tr1-folds)，较重重量用于明信片。在该打印介质用于纸幅打印用途的根据本文所述的原理的一些实例中，该打印介质具有例如大约60克/平方米(gsm)至大约300gsm,或大约100 gsm至大约250 gsm的基重。
[0017]如上所述，第一层与打印介质基底的第一面和第二面的至少之一相结合。在根据本文所述的原理的一些实例中，第一层与打印介质基底的第一面和第二面都结合。第一层包含微粒无机颜料。粒度和在打印介质基底上的第一层的涂布重量的组合实现大约0.008微米至大约0.5微米的第一层的有效孔径。
[0018]术语“有效孔径”是指由与打印介质基底结合的微粒无机颜料形成的孔隙。通过微粒无机颜料的平均粒度、微粒无机颜料的粒度分布和微粒无机颜料的涂布重量的组合形成有效孔隙。术语“粒度”是指假如颗粒是球形，颗粒的直径。术语“平均粒度”是指颗粒的所有粒度的总和除以颗粒总数。术语“中值粒度”是指相对于该粒度，50质量％的颗粒具有更大直径，另外50质量％具有更小直径。
[0019]术语“粒度分布”是指落在特定粒度范围内的颗粒百分比。例如，大约65%至大约90%，或大约65%至大约85%，或大约70%至大约90%，或大约70%至大约85%，或75%至大约85%的颗粒具有某一粒度或粒度范围(用于举例说明而非限制，一个实例是其中大约75%至大约85%的颗粒具有大约1.0至大约1.4微米的粒度的粒度分布)。
[0020]根据本文所述的原理，第一层的微粒无机颜料的平均粒度或中值粒度为例如大约0.5至大约10微米,或大约0.5至大约8微米,或大约0.5至大约6微米,或大约0.5至大约4微米，或大约0.5至大约2微米，或大约0.5至大约I微米，或大约0.75至大约10微米，或大约0.75至大约8微米,或大约0.75至大约6微米,或大约0.75至大约4微米,或大约0.75至大约2微米，或大约0.75至大约I微米，或大约2至大约10微米，或大约2至大约8微米，或大约2至大约6微米，或大约2至大约4微米，或大约I至大约2微米。
[0021]上文论述的粒度分布适用于上文对第一层的颗粒(微粒无机颜料)给出的任何平均粒度或中值粒度或粒度范围。例如，平均粒度为大约1.2微米的微粒无机颜料可能具有这样的粒度分布:大约I微米至大约4微米的颗粒占该颜料的所有颗粒的大约80%。在一些实例中，对于一定百分比的颗粒(例如至少大约50%，或至少大约55%，或至少大约60%，或至少大约65%，或至少大约70%，或至少大约75%，或至少大约80%，或至少大约85%，或至少大约90%)，无机颜料的颗粒的粒度在特定粒度(在上述实例中为大约1.2微米)的大约50%内，或大约45%内，或大约40%内，或大约35%内，或大约30%内，或大约25%内，或大约20%内，或大约15%内，或大约10%内。
[0022]不希望受制于任何操作理论，但粒度分布应使得第一层与第二层一起产生具有大约0.008至大约0.5微米的有效孔径的涂层。如果粒度分布的范围太宽，则较小颗粒会嵌入较大颗粒之间的间隙中，以致无法获得上述有效孔径范围。
[0023]平均粒度和在打印介质基底上的第一层的涂布重量的组合实现例如大约0.008微米至大约0.5微米，或大约0.008微米至大约0.4微米，或大约0.008微米至大约0.3微米，或大约0.008微米至大约0.2微米，或大约0.008微米至大约0.1微米，或大约0.01微米至大约0.5微米，或大约0.01微米至大约0.4微米，或大约0.01微米至大约0.3微米，或大约0.01微米至大约0.2微米,或大约0.01微米至大约0.1微米,或大约0.05微米至大约0.5微米，或大约0.05微米至大约0.4微米，或大约0.05微米至大约0.3微米，或大约0.05微米至大约0.2微米，或大约0.05微米至大约0.1微米的第一层的有效孔径。
[0024]适用于第一层的微粒无机颜料(B卩“PIPs”)例如例如但不限于，包括具有上述平均粒度和粒度分布的煅烧粘土、超细沉淀碳酸钙、改性碳酸钙和重质碳酸钙。在根据本文所述的原理的一些实例中，该微粒无机颜料(即“PIPs”)是例如但不限于，KA0CAL?煅烧粘土 (粒度分布为大约 83-92%颗粒比 2微米细)(来自 Thiele Kaolin Company, Sandersville GA)；OMYAJET? B5260超细沉淀碳酸钙(平均粒度为大约2.4微米)(来自Omya Inc.，FlorenceVT);或KA0CAL?煅烧粘土和HYDR0CARB? 60细重质碳酸钙(平均粒度为大约1.5微米)(来自Omya Inc.)的混合物,其中该混合物包含按干重量计例如至少大约50%,或至少大约55%,或至少大约60%，或至少大约65%，或至少大约70%，或至少大约75%，或至少大约80%，或至少大约85%，或至少大约90%的KA0CAL?煅烧粘土。
[0025]在一些实例中，为了改进该组合物的特性以将其施加到打印介质基底，可能需要两种或更多种无机颜料的组合。这样的特征包括，但不限于，例如可涂布性、流变性和涂层固含量。无机颜料的组合中的一个或多个成员本身可能不适用于第一层。但是，这样的无机颜料可能与适用于第一层的微粒无机颜料结合以改进如上论述的合适的微粒无机颜料的性质。
[0026]在根据本文所述的原理的一些实例中，第一层包含按干重量计至少80%，或至少85%，或至少90%，或至少95%的微粒无机颜料，例如但不限于，煅烧粘土、改性碳酸钙、重质碳酸钙、超细沉淀碳酸钙和其中两种或更多种的组合。对于在根据本文所述的原理的一些实例中的微粒无机颜料的组合，颜料的平均粒度不相差大于大约50%，或大于大约45%，或大于大约40%，或大于大约35%，或大于大约30%，或大于大约25%，或大于大约20%，或大于大约15%，或大于大约10%，或大于大约5%。
[0027]在根据本文所述的原理的一些实例中，第一层进一步包含按干重量计的总量为例如大约2%至大约20%，或大约2%至大约15%，或大约2%至大约10%，或大约2%至大约8%，或大约2%至大约6%，或大约2%至大约4%，或大约2%至大约3%，或大约3%至大约10%，或大约3%至大约8%，或大约3%至大约6%，或大约3%至大约4%，或大约4%至大约10%，或大约4%至大约8%，或大约4%至大约6%，或大约4%至大约5%，或大约5%至大约10%，或大约5%至大约8%，或大约5%至大约6%的一种或多种聚合粘合剂。
[0028]该聚合粘合剂可以是，但不限于，例如胶乳聚合物、聚乙烯醇和聚乙烯基吡咯烷酮。该胶乳聚合物可以衍生自许多单体，例如但不限于乙烯基单体、烯丙基单体、烯烃和不饱和烃及其混合物。乙烯基单体的种类包括，但不限于，例如乙烯基芳族单体(例如苯乙烯)、乙烯基脂族单体(例如丁二烯)、乙烯基醇、卤乙烯(vinyl halides)、羧酸的乙烯基酯(例如乙酸乙烯酯)、乙烯基醚、(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯腈和上述两种或更多种的混合物。术语“(甲基)丙烯酸胶乳”包括丙烯酸单体的聚合物、甲基丙烯酸单体的聚合物和上述单体与其它单体的共聚物。在一些实施方案中，该聚合物是胶乳聚合物。
[0029]可形成胶乳聚合粘合剂的乙烯基芳族单体的实例包括，但不限于，苯乙烯、3-甲基苯乙烯、4-甲基苯乙烯、苯乙烯-丁二烯、对氯-甲基苯乙烯、2-氯苯乙烯、3-氯苯乙烯、4-氯苯乙烯、二乙烯基苯、乙烯基萘和二乙烯基萘。可用的卤乙烯包括，但不限于，氯乙烯和偏二氟乙烯。可用的羧酸的乙烯基酯包括，但不限于，乙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、甲基丙烯酸乙烯酯、3，4-二甲氧基苯甲酸乙烯酯、苹果酸乙烯酯和苯甲酸乙烯酯。可用的乙烯基醚的实例包括，但不限于，例如丁基乙烯基醚和丙基乙烯基醚。
[0030]在根据本文所述的原理的一些实例中，该粘合剂可以是苯乙烯/ 丁二烯胶乳共聚物。在一些实例中，该粘合剂可以`是`苯乙烯/ 丁二烯/丙烯腈胶乳共聚物。在根据本文所述的原理的一些实例中，该胶乳聚合物是，但不限于例如GENCRYL? 9525苯乙烯/ 丁二烯/丙烯腈共聚物(来自RohmNova, Akron OH) GENCRYL? 9750苯乙烯/ 丁二烯/丙烯腈(来自RohmNova) STR 5401 苯乙烯/丁二烯(来自 Dow Chemical Company, Midland MI)、M0W10L?4-98聚乙烯醇(Kuraray America, Inc., Houston TX),或上述两种或更多种的组合。
[0031]根据本文所述的原理形成第一层用的组合物中可能存在的其它组分包括一种或多种影响该组合物的各种性质的添加剂。该添加剂包括，但不限于，例如流变改性剂、表面活性剂或润湿剂和分散剂中的一种或多种。用于形成第一层的组合物中的添加剂的按重量计的总量为例如大约0.1%至大约2%，或大约0.1%至大约1%，或大约0.1%至大约0.5%，或大约0.1%至大约0.2%，或大约0.2%至大约1%，或大约0.2%至大约0.5%，或大约0.5%至大约1%。
[0032]如上文提到，第一层与打印介质结合。术语“与…结合”是指层例如形成、涂布、吸附在打印介质基底的至少一个表面上或吸收在打印介质基底的至少一个表面中。通过借助例如喷涂、浸涂和涂布(包括例如辊涂、刮刀涂布、棒涂、狭缝模头或幕涂)使基底与形成该层的组合物接触实现层与打印介质基底的表面之间的结合。
[0033]使用包含第一层的组分的组合物在打印介质基底的第一面上或第一面和第二面上形成第一层。在一些实例中，该组合物是包含一种或多种微粒无机颜料以及聚合粘合剂、表面活性剂、流变改性剂、染料和荧光增白剂中的一种或多种的水-基介质。该组合物中存在上文提到的各组分的量以使所得第一层在干状态下具有上述量的各组分。
[0034]在该打印介质基底是原纸料(base paper stock)的一些实例中，可以通过在线表面施胶法，例如池施胶法(puddle-sized press)或膜施胶法(film-sized press)在原纸料上施加用于形成第一层的组合物。除在线表面施胶法外，也可以使用离线涂布技术以将用于形成第一层的组合物施加到打印介质基底。合适的涂布技术的实例包括，但不限于，例如狭缝模头涂布机、辊涂机、幕涂机、刮刀涂布机、棒涂机、气刀涂布机、凹版打印施加和气刷施加。
[0035]如上文提到，在根据本文所述的原理的打印介质中，第二层与可以在打印介质基底的第一面上或在第一面和第二面上的第一层结合。第二层包含一种或多种微粒无机颜料(PIPs)以及例如聚合粘合剂、表面活性剂、流变改性剂、染料和荧光增白剂中的一种或多种。
[0036]根据本文所述的原理，第二层的微粒无机颜料(PIP)的平均粒度或中值粒度为例如大约0.1至大约2微米，或大约0.1至大约1.5微米，或大约0.1至大约I微米，或大约0.1至大约0.5微米，或大约0.2至大约2微米，或大约0.2至大约1.5微米，或大约0.2至大约I微米，或大约0.2至大约0.5微米，或大约0.5至大约2微米，或大约0.5至大约1.5微米，或大约0.5至大约I微米。上文论述的粒度分布适用于上文对第二层的颗粒(微粒无机颜料)给出的任何平均粒度或中值粒度或粒度范围。例如，用于举例说明而非限制，平均粒度为大约1.2微米的微粒无机颜料可能具有这样的粒度分布:大约I微米至大约4微米的颗粒占该颜料的所有颗粒的大约80%。
[0037]适用于第二层的微粒无机颜料例如但不限于，包括具有上述平均粒度和上述粒度分布的例如粘土、煅烧粘土、沉淀碳酸钙、重质碳酸钙、白云石、硅酸铝、云母、碳酸镁、二氧化硅、氧化铝、勃姆石、滑石和上述两种或更多种的组合。在根据本文所述的原理的一些实例中，第二层的微粒无机颜料是例如但不限于，OMYAPRIME? HG30碳酸钙(平均粒度为大约0.27微米)(来自Omya Inc.) ；0PACARB? A40沉淀碳酸钙(平均粒度为大约0.4微米)(来自 Specialty Minerals Inc., Bethlehem PA)、HYDRAFI NE? 90W 细粘土(大约 90%_96% 颗粒比2微米细)(来自KaMin LLC, Sandersville GA);和上述的组合。
[0038]在根据本文所述的原理的一些实例中，第二层进一步包含按干重量计的量为例如大约2%至大约20%，或大约2%至大约15%，或大约2%至大约10%，或大约2%至大约8%，或大约2%至大约6%，或大约2%至大约4%，或大约2%至大约3%，或大约3%至大约10%，或大约3%至大约8%，或大约3%至大约6%，或大约3%至大约4%，或大约4%至大约10%，或大约4%至大约8%，或大约4%至大约6%，或大约4%至大约5%，或大约5%至大约10%，或大约5%至大约8%，或大约5%至大约6%的聚合粘合剂。
[0039]该聚合粘合剂可以是上文对第一层所列的任一聚合粘合剂或其中两种或更多种的组合。此外，用于形成第二层的组合物可包含上文就用于形成第一层的组合物提到的一种或多种添加剂。[0040]在根据本文所述的原理的一些实例中，第二层还包含一种或多种染料，例如但不限于，紫色染料。第二层中的染料量足以或有效增强第二层的颜色。在一些实例中，第二层中染料的按干重量计的量为例如大约0.001%至大约0.01%,或大约0.005%至大约0.01%。
[0041]在根据本文所述的原理的一些实例中，第二层还包含例如一种或多种荧光增白剂(OBA)0第二层中的OBA量足以或有效增强第二层的亮度。在一些实例中，第二层中OBA的按干重量计的量为大约0.01%至大约0.5%，或大约0.1%至大约0.5%。
[0042]在一些实例中，用于形成第一层的组合物与打印介质基底的表面结合以在表面上形成层，接着在该表面上的第一层上结合用于形成第二层的组合物。
[0043]使用包含第二层的组分的组合物将第二层与如上论述的可能在打印介质基底的第一面上或第一面和第二面上的第一层结合。在一些实例中，用于形成第二层的组合物是包含一种或多种微粒无机颜料以及例如聚合粘合剂、染料和荧光增白剂中的一种或多种的水-基介质。该组合物中存在上文提到的各组分的量以使所得第二层在干状态下具有上述量的各组分。
[0044]在打印介质基底上施加用于形成第一层的组合物和在第一层上施加用于形成第二层的组合物后，可以对打印介质基底施以用于干燥该组合物的条件。所得打印介质基底随后储存在适当的条件下直至使用。
[0045]在干状态下打印介质上的第一层的量和第二层的量应至少足以留住要施加到该打印介质上的所有墨水。在打印介质基底一面上的第一层的涂布重量为例如大约2至大约30克/平方米(gsm),或大约2至大约25 gsm,或大约2至大约20 gsm,或大约2至大约15gsm,或大约2至大约10 gsm,或大约2至大约5 gsm,或大约5至大约30 gsm,或大约5至大约25 gsm,或大约5至大约20 gsm,或大约5至大约15 gsm,或大约5至大约10 gsm,或大约10至大约30 gsm,或大约10至大约25 gsm,或大约10至大约20 gsm,或大约10至大约15 gsm。在打印介质基底一面上的第二层的涂布重量为例如大约2至大约30 gsm，或大约2至大约25 gsm,或大约2至大约20 gsm,或大约2至大约15 gsm,或大约2至大约10gsm,或大约2至大约5 gsm,或大约5至大约30 gsm,或大约5至大约25 gsm,或大约5至大约20 gsm,或大约5至大约15 gsm,或大约5至大约10 gsm,或大约10至大约30 gsm,或大约10至大约25 gsm,或大约10至大约20 gsm,或大约10至大约15 gsm。
[0046]用于举例说明而非限制，根据本文所述的原理的打印介质的一个实例显示在图1中。打印介质10包含平面基底12，其具有在平面基底12的表面16上的第一层14和在第一层14的表面20上的第二层18。
[0047]用于举例说明而非限制，根据本文所述的原理的打印介质的另一实例显示在图2中。打印介质30包含平面基底32，其具有在平面基底32的表面36a和36b上的第一层34和在第一层34的表面40a和40b上的第二层38。
[0048]根据本文所述的原理和用于举例说明而非限制，用于制备如图1中例示的打印介质的方法一个实例例如但非限制地显示在图3中。通过上文论述的任何方法在平面基底12的表面16上形成第一层14。通过上文论述的任何方法在第一层14的表面20上形成第二层18，从而产生打印介质10。
[0049]根据本文所述的原理和用于举例说明而非限制，用于制备如图2中例示的打印介质的方法一个实例显示在图4中。通过上文论述的任何方法在平面基底32的表面36a和36b上形成第一层34。也通过上文论述的任何方法在第一层34的表面40a和40b上形成第二层38。打印介质30包含平面基底32，其具有在平面基底32的表面36a和36b上的第一层34。第二层38与第一层34的表面40a和40b结合。
[0050]如上文提到，根据本文所述的原理的打印介质可用于在该打印介质的一个或多个表面上打印图像。在一些实例中，打印图像的方法包括沉积包含微粒着色剂的墨水。打印介质在打印过程中的温度取决于例如打印机的一个或多个性质。可以使用任何合适的打印机，例如但不限于，胶印机和喷墨打印机。在一个实例中，该打印机是HP EDGELINE? CM8060打印机(Hewlett Packard Inc.)。
[0051]打印图像可以在打印后干燥。干燥阶段可以例如但不限于通过热空气、电加热器或光辐射(例如IR灯)或此类干燥方法的组合进行。为了实现最佳性能，可以在打印介质允许的能够实现良好图像品质而不变形的最大温度下干燥墨水。干燥过程中的温度的实例包括例如大约90°C至大约205°C，或大约120°C至大约180°C。
[0052]定义:
下面提供之前没有定义的上文所用的术语和短语的定义。
[0053]本文所用的短语“至少”是指数目可能等于或大于所列数目。
[0054]除非另行指明，本文所用的短语“大约”是指数值在用于测量该数值的设备的正常公差内，或在一些实例中可能是指所列数值可能相差+或-10%，或+或-5%，或+或-1%。
[0055]与两个数值结合使用时的术语“之间”，例如“大约2至大约50之间”在一些实例中包括这两个所列数值。
[0056]除非另行指明，本文所用的名称“第一”和“第二”不暗示任何重要性排序或任何特定次序。
实施例
[0057]除非另行指明，下列实验中的材料可购自Aldrich Chemical Company, St.LouisM0.Parts，且除非另行指明，百分比按重量计。STR? 5401改性苯乙烯-丁二烯聚合物来自Dow Chemical Company。
[0058]在下列实施例中，如下制备打印介质。在一些实例中，用于在纸基底(paper base)(76 gsm)上形成第一层的组合物通过台面刮刀涂布机施加到该纸的两面上，然后用热枪干燥60秒；涂布重量为15 gsm。
[0059]在一些实例中，通过台面刮刀涂布机将用于形成第二层的组合物施加到该纸的两面，涂布的纸用热枪干燥60秒；涂布重量为6 gsm。
[0060]在一些实例中，用于在纸基底(76 gsm)上形成第一层的组合物通过台面刮刀涂布机施加到该纸的两面，然后用热枪干燥大约60秒(涂布重量为15 gsm)，然后通过台面刮刀涂布机将用于形成第二层的组合物施加到第一层的表面上，涂布的纸用热枪干燥大约60秒(涂布重量为6 gsm)ο
[0061]使用台面刮刀涂布机(来自Euclid Coating Systems, Inc., Bay City MI)用该组合物涂布纸，然后在中试(pilot)压光机(calender) (Independent Machine Company,Fairfield NJ)上在 22063 千帕(kPa) (3200 磅 / 平方英寸(psi) ),54.4°C (130 0F )下压光(calender) 2 遍。样品在 HP EDGELINE? CM8060 打印机(Hewlett Packard Inc.)上用来自 HP T300 Web Press 墨水组(ink set) (Hewlett Packard Inc.)的颜料墨水以 I 遍和2遍打印模式打印。使用如下所述进行的试验测试打印介质的色域、KOD、渗色、聚结、吸收、75°光泽度和耐久性。
[0062]对于第一层的组合物的下列实施例(实施例1-7)，第二层是下述实施例8。
[0063]实施例1
用于形成第一层的组合物是与STR? 5401改性苯乙烯-丁二烯聚合物(6份)结合的KA0CAL? 煅烧粘土(Thiele Kaolin Company)(在水中的大约 50% 浆料)(100份)。
[0064]实施例2
用于形成第一层的组合物是与STR? 5401改性苯乙烯-丁二烯聚合物(6份)结合的OMYAJET? B5260超细沉淀碳酸钙(Omya Inc.)(在水中的大约31%浆料)(100份)。
[0065]实施例3
用于形成第一层的组合物是与STR? 5401改性苯乙烯-丁二烯聚合物(6份)结合的HYDR0CARB? 60细重质碳酸钙(Omya Inc.)(在水中的大约70%浆料)(100份)。
[0066]实施例4
用于形成第一层的组合物是与STR? 5401改性苯乙烯-丁二烯聚合物(6份)结合的HYDROCARB? PG3重质碳酸钙(Omya Inc.)(在水中的大约70%浆料)(100份)。
[0067]实施例5 用于形成第一层的组合物是与STR? 5401改性苯乙烯-丁二烯聚合物(6份)结合的C0VERCARB? 75重质碳酸钙(Omya Inc.)(在水中的大约70%浆料)(100份)。
[0068]实施例6
用于形成第一层的组合物是与STR? 5401改性苯乙烯-丁二烯聚合物(6份)结合的改性碳酸钙(MCC) (Omya, Inc.)(在水中的大约36%浆料)(100份)。
[0069]实施例7
用于形成第一层的组合物是与STR? 5401改性苯乙烯-丁二烯聚合物(6份)结合的KA0CAL?煅烧粘土(Thiele Kaolin CompanyX在水中的大约 50%浆料)(60份)和HYDROCARB?60细重质碳酸钙(Omya Inc.)(在水中的大约70%浆料)(40份)。尽管未显示在表1中，如下改变KA0CAL?煅烧粘土和HYDROCARB?细重质碳酸钙的份数比:80:20和40:60，以制备上述组合物。这些后面的组合物表现出良好的有效孔径。
[0070]实施例1-7的组合物的渗色性能的结果概括在表1中。较低数值表明较好的渗色性能，这以微米(Mffl)给出。小于381微米的渗色值是第一层材料的可接受的渗色性能。实施例1、2、6和7表现出可接受的渗色性能。
[0071]表1
【权利要求】
1.打印介质，其包含: 在基底的第一面和第二面的至少之一上的第一层，所述第一层主要由按干重量计至少80%的一种或多种微粒无机颜料(PIP)构成，其中粒度和在所述基底上的第一层的涂布重量的组合实现大约0.008至大约0.5微米的第一层的有效孔径，且其中对于第一层中的两种或更多种PIP，PIP的一种的平均粒度与PIP的另一种的平均粒度相差不大于50% ;和 在所述第一层上的第二层，所述第二层包含具有大约0.1至大约2微米的平均粒度的PIP。
2.根据权利要求1的打印介质，其中第一层的微粒无机颜料(PIP)具有大约0.5至大约10微米的平均粒度。
3.根据权利要求1的打印介质，其中第一层在打印介质基底上的涂布重量为大约2至大约30克/平方米。
4.根据权利要求1的打印介质，其中第一层的微粒无机颜料(PIP)是煅烧粘土、超细沉淀碳酸钙、改性碳酸钙、重质碳酸钙或其组合。
5.根据权利要求1的打印介质，其中第二层的PIP是粘土、煅烧粘土、沉淀碳酸钙、重质碳酸钙、白云石、硅酸铝、云母、碳酸镁、二氧化硅、氧化铝、勃姆石、滑石或其组合。
6.打印介质，其包含: 包含第一面和第二面的打印介质基底； 在打印介质基底的第一面和第二面的至少之一上的第一层，所述第一层主要由按干重量计至少80%的选自煅烧粘土、改性碳酸钙、重质碳酸钙、超细沉淀碳酸钙及其组合的微粒无机颜料(PIP)构成，其中对于微粒无机颜料(PIP)的组合，PIP的平均粒度相差不大于大约50% ;和 在第一层上的第二层，所述第二层包含具有大约0.1至大约2微米的平均粒度的PIP。
7.根据权利要求6的打印介质，其中所述微粒无机颜料的平均粒度和粒度分布与第一层在打印介质基底上的涂布重量的组合实现大约0.008微米至大约0.5微米的第一层的有效孔径。
8.根据权利要求6的打印介质，其中所述第一层的微粒无机颜料是煅烧粘土和重质碳酸钙的组合。
9.根据权利要求6的打印介质，其中所述第一层的微粒无机颜料具有大约0.5微米至大约10微米的平均粒度。
10.根据权利要求6的打印介质，其中所述第一层在打印介质基底上的涂布重量为大约2至大约30克/平方米。
11.根据权利要求6的打印介质，其中所述第二层的微粒无机颜料选自粘土、煅烧粘土、沉淀碳酸钙、白云石、硅酸铝、云母、碳酸镁、二氧化硅、氧化铝、勃姆石、滑石及其组合。
12.根据权利要求6的打印介质，其中所述打印介质基底是纸或涂布纸。
13.根据权利要求6的打印介质，其中第一层和第二层在打印介质基底的第一面和第二面两者上。
14.根据权利要求6的打印介质，其中第一层和第二层之一或两者包含按干重量计大约2%至大约20%的量的聚合粘合剂。
15.制备打印介质的方法，所述方法包括:用第一层涂布打印介质基底，所述第一层在干燥状态下主要由按干重量计至少80%的选自煅烧粘土、改性碳酸钙、重质碳酸钙、超细沉淀碳酸钙及其组合的微粒无机颜料构成，其中对于两种或更多种微粒无机颜料的组合，微粒无机颜料的平均粒度相差不大于大约50% ;和 在第一层上涂布第二层，其中第二层包含具有大约0.1微米至大约2微米的平均粒度的微粒无机颜料 。
【文档编号】B41M5/50GK103796839SQ201180073525
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2011年7月21日 优先权日:2011年7月21日
【发明者】J.斯维, S.K.班加鲁 申请人:惠普发展公司，有限责任合伙企业
【专利摘要】打印介质包括在基底的第一面和第二面的至少之一上的第一层和第二层。第一层基本由按干重量计至少80%的一种或多种微粒无机颜料(PIP)构成。粒度和第一层在基底上的涂布重量的组合实现大约0.008至大约0.5微米的第一层的有效孔径。对于第一层中的两种或更多种PIPs，PIPs之一的平均粒度与另一PIPs的平均粒度相差不大于大约50%。第二层在第一层上并包括具有大约0.1至大约2微米的平均粒度的微粒无机颜料(PIP)。
【专利说明】打印介质
[0001]对相关申请的交叉引用
N/A。
[0002]关于联邦政府赞助的研究或开发的声明 N/A。
[0003]背景
喷墨打印机如今非常普遍和实惠并能够获得得体的打印质量。它们用于家庭打印、办公打印和商业打印。喷墨打印的增长是许多因素的结果，包括喷墨打印机成本的降低以及打印分辨率和整体打印质量的改进。对喷墨打印的持续需求导致需要在保持合理成本的同时制造具有高质量、高性能、良好的渗色和聚结性能、良好的图像光泽和高耐久性的图像。
[0004]已用于制造可用于喷墨打印的涂布光泽介质的两种方法涉及含盐涂料和无盐涂料。含盐涂料具有良好的渗色和聚结特性，但没有良好的图像光泽和耐久性。无盐涂料具有良好的耐久性和图像光泽特性，但没有良好的渗色和聚结。在一些情况中，可能使用粘合剂；但是，此类试剂不能改进所有这些特性。在一些情况中，可能使用具有必要的打印特性的涂布打印介质。遗憾地，这样的打印介质是用对商业打印而言太昂贵的材料涂布的。
[0005]高速喷墨纸幅打印(High speed inkjet web printing)是近年来尤其为商业打印开发的打印技术。但是，在用于闻速喷墨纸幅打印时，打印介质面临许多挑战。例如，用于喷墨纸幅打印的光泽介质在介质的光泽与吸收性之间做出权衡。在打印耐久性和打印质量(尤其是密度和色域体积)之间做出另一权衡。
[0006]附图简述
本文中提供的附图是为了便于理解本文中参照下列详述描述的原理的实例的各种特征，其中类似的标号是指类似的结构原件，并作为图解提供而非限制所附权利要求书的范围。
[0007]图1宏观图解根据本文所述的原理的一个实例的打印介质的示意图。
[0008]图2宏观图解根据本文所述的原理的另一实例的打印介质的示意图。
[0009]图3是图解根据本文所述的原理的一个实例制备打印介质的方法的图。
[0010]图4是图解根据本文所述的原理的另一实例制备打印介质的方法的图。
[0011]图5是图解用各种材料(包括根据本文所述的原理的那些的实例)实现的有效孔径的图。
[0012]详述
根据本文所述的原理的实例涉及打印介质，其包含打印介质基底、与其结合的第一层和第二层。该打印介质基底包含第一面和第二面。第一层在打印介质基底的第一面和第二面的至少之一上。第一层基本由一种或多种微粒无机颜料构成，其中对于第一层中的两种或更多种微粒无机颜料，微粒无机颜料之一的平均粒度与另一微粒无机颜料的平均粒度相差不大于大约50%。粒度和在打印介质基底上的第一层的涂布重量的组合实现大约0.008微米至大约0.5微米的第一层的有效孔径。第二层在第一层上并包含具有大约0.1至大约2微米的平均粒度的微粒无机颜料。[0013]根据本文所述的原理的打印介质可用于通过将墨水分配到打印介质而制备打印图像。第二层和第一层是吸墨性的。在一些实例中，该打印介质可避免由光泽介质例如在喷墨纸幅打印中表现出的折衷。通过选择第一层的平均粒度和涂布重量，所得打印图像具有高光泽度、良好的黑色光学密度和优异的耐久性和打印质量。在基本没有可见的颜色间渗色并具有良好聚结特性的情况下实现高打印密度和色域体积。根据本文所述的原理的打印介质是可以以商业和其它打印机，例如Hewlett Packard (HP) Inkjet Web Press(Hewlett Packard Inc., Palo Alto CA)需要的速度打印并具有上文提到的性质和特征，如良好的渗色和聚结、良好的耐久性和高图像光泽度的涂布光泽介质。此外，根据本文所述的原理的打印介质的性质和成本与胶版打印用的涂布介质相当。
[0014]打印介质基底(即“基底”)包含充当其上施加第一层和第二层的基底的材料。该打印介质基底为所得打印介质提供完整性。该材料应该对施加到该材料的墨水具有良好的亲合力和/或良好的相容性。打印介质基底的实例包括，但不限于，天然纤维素材料、合成纤维素材料(例如二乙酸纤维素、三乙酸纤维素、丙酸纤维素、丁酸纤维素、乙酸丁酸纤维素和硝基纤维素)、包含一种或多种聚合物的材料，例如聚烯烃、聚酯、聚酰胺、乙烯共聚物、聚碳酸酯、聚氨酯、聚环氧烷、聚酯酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚乙烯醇缩醛、聚烷基噁唑啉、聚苯基噁唑啉、聚乙烯亚胺、聚乙烯基吡咯烷酮和上述两种或更多种的组合。在一些实例中，该打印介质基底包含纸基底，包括例如纸、硬纸板、纸板、与塑料层合的纸和树脂涂布的纸。
[0015]该打印介质基底可以是平面的(光滑或粗糙)或适合其所用的特定用途的其它形状。该打印介质基底可以是例如多孔或无孔的、刚性、半刚性或挠性的。平面基底可以是例如但不限于膜、板、纸板、纸幅或片的形式。
[0016]打印介质基底的基重取决于该打印介质的应用性质，例如其中较轻的重量用于杂志和三折页(tr1-folds)，较重重量用于明信片。在该打印介质用于纸幅打印用途的根据本文所述的原理的一些实例中，该打印介质具有例如大约60克/平方米(gsm)至大约300gsm,或大约100 gsm至大约250 gsm的基重。
[0017]如上所述，第一层与打印介质基底的第一面和第二面的至少之一相结合。在根据本文所述的原理的一些实例中，第一层与打印介质基底的第一面和第二面都结合。第一层包含微粒无机颜料。粒度和在打印介质基底上的第一层的涂布重量的组合实现大约0.008微米至大约0.5微米的第一层的有效孔径。
[0018]术语“有效孔径”是指由与打印介质基底结合的微粒无机颜料形成的孔隙。通过微粒无机颜料的平均粒度、微粒无机颜料的粒度分布和微粒无机颜料的涂布重量的组合形成有效孔隙。术语“粒度”是指假如颗粒是球形，颗粒的直径。术语“平均粒度”是指颗粒的所有粒度的总和除以颗粒总数。术语“中值粒度”是指相对于该粒度，50质量％的颗粒具有更大直径，另外50质量％具有更小直径。
[0019]术语“粒度分布”是指落在特定粒度范围内的颗粒百分比。例如，大约65%至大约90%，或大约65%至大约85%，或大约70%至大约90%，或大约70%至大约85%，或75%至大约85%的颗粒具有某一粒度或粒度范围(用于举例说明而非限制，一个实例是其中大约75%至大约85%的颗粒具有大约1.0至大约1.4微米的粒度的粒度分布)。
[0020]根据本文所述的原理，第一层的微粒无机颜料的平均粒度或中值粒度为例如大约0.5至大约10微米,或大约0.5至大约8微米,或大约0.5至大约6微米,或大约0.5至大约4微米，或大约0.5至大约2微米，或大约0.5至大约I微米，或大约0.75至大约10微米，或大约0.75至大约8微米,或大约0.75至大约6微米,或大约0.75至大约4微米,或大约0.75至大约2微米，或大约0.75至大约I微米，或大约2至大约10微米，或大约2至大约8微米，或大约2至大约6微米，或大约2至大约4微米，或大约I至大约2微米。
[0021]上文论述的粒度分布适用于上文对第一层的颗粒(微粒无机颜料)给出的任何平均粒度或中值粒度或粒度范围。例如，平均粒度为大约1.2微米的微粒无机颜料可能具有这样的粒度分布:大约I微米至大约4微米的颗粒占该颜料的所有颗粒的大约80%。在一些实例中，对于一定百分比的颗粒(例如至少大约50%，或至少大约55%，或至少大约60%，或至少大约65%，或至少大约70%，或至少大约75%，或至少大约80%，或至少大约85%，或至少大约90%)，无机颜料的颗粒的粒度在特定粒度(在上述实例中为大约1.2微米)的大约50%内，或大约45%内，或大约40%内，或大约35%内，或大约30%内，或大约25%内，或大约20%内，或大约15%内，或大约10%内。
[0022]不希望受制于任何操作理论，但粒度分布应使得第一层与第二层一起产生具有大约0.008至大约0.5微米的有效孔径的涂层。如果粒度分布的范围太宽，则较小颗粒会嵌入较大颗粒之间的间隙中，以致无法获得上述有效孔径范围。
[0023]平均粒度和在打印介质基底上的第一层的涂布重量的组合实现例如大约0.008微米至大约0.5微米，或大约0.008微米至大约0.4微米，或大约0.008微米至大约0.3微米，或大约0.008微米至大约0.2微米，或大约0.008微米至大约0.1微米，或大约0.01微米至大约0.5微米，或大约0.01微米至大约0.4微米，或大约0.01微米至大约0.3微米，或大约0.01微米至大约0.2微米,或大约0.01微米至大约0.1微米,或大约0.05微米至大约0.5微米，或大约0.05微米至大约0.4微米，或大约0.05微米至大约0.3微米，或大约0.05微米至大约0.2微米，或大约0.05微米至大约0.1微米的第一层的有效孔径。
[0024]适用于第一层的微粒无机颜料(B卩“PIPs”)例如例如但不限于，包括具有上述平均粒度和粒度分布的煅烧粘土、超细沉淀碳酸钙、改性碳酸钙和重质碳酸钙。在根据本文所述的原理的一些实例中，该微粒无机颜料(即“PIPs”)是例如但不限于，KA0CAL?煅烧粘土 (粒度分布为大约 83-92%颗粒比 2微米细)(来自 Thiele Kaolin Company, Sandersville GA)；OMYAJET? B5260超细沉淀碳酸钙(平均粒度为大约2.4微米)(来自Omya Inc.，FlorenceVT);或KA0CAL?煅烧粘土和HYDR0CARB? 60细重质碳酸钙(平均粒度为大约1.5微米)(来自Omya Inc.)的混合物,其中该混合物包含按干重量计例如至少大约50%,或至少大约55%,或至少大约60%，或至少大约65%，或至少大约70%，或至少大约75%，或至少大约80%，或至少大约85%，或至少大约90%的KA0CAL?煅烧粘土。
[0025]在一些实例中，为了改进该组合物的特性以将其施加到打印介质基底，可能需要两种或更多种无机颜料的组合。这样的特征包括，但不限于，例如可涂布性、流变性和涂层固含量。无机颜料的组合中的一个或多个成员本身可能不适用于第一层。但是，这样的无机颜料可能与适用于第一层的微粒无机颜料结合以改进如上论述的合适的微粒无机颜料的性质。
[0026]在根据本文所述的原理的一些实例中，第一层包含按干重量计至少80%，或至少85%，或至少90%，或至少95%的微粒无机颜料，例如但不限于，煅烧粘土、改性碳酸钙、重质碳酸钙、超细沉淀碳酸钙和其中两种或更多种的组合。对于在根据本文所述的原理的一些实例中的微粒无机颜料的组合，颜料的平均粒度不相差大于大约50%，或大于大约45%，或大于大约40%，或大于大约35%，或大于大约30%，或大于大约25%，或大于大约20%，或大于大约15%，或大于大约10%，或大于大约5%。
[0027]在根据本文所述的原理的一些实例中，第一层进一步包含按干重量计的总量为例如大约2%至大约20%，或大约2%至大约15%，或大约2%至大约10%，或大约2%至大约8%，或大约2%至大约6%，或大约2%至大约4%，或大约2%至大约3%，或大约3%至大约10%，或大约3%至大约8%，或大约3%至大约6%，或大约3%至大约4%，或大约4%至大约10%，或大约4%至大约8%，或大约4%至大约6%，或大约4%至大约5%，或大约5%至大约10%，或大约5%至大约8%，或大约5%至大约6%的一种或多种聚合粘合剂。
[0028]该聚合粘合剂可以是，但不限于，例如胶乳聚合物、聚乙烯醇和聚乙烯基吡咯烷酮。该胶乳聚合物可以衍生自许多单体，例如但不限于乙烯基单体、烯丙基单体、烯烃和不饱和烃及其混合物。乙烯基单体的种类包括，但不限于，例如乙烯基芳族单体(例如苯乙烯)、乙烯基脂族单体(例如丁二烯)、乙烯基醇、卤乙烯(vinyl halides)、羧酸的乙烯基酯(例如乙酸乙烯酯)、乙烯基醚、(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯腈和上述两种或更多种的混合物。术语“(甲基)丙烯酸胶乳”包括丙烯酸单体的聚合物、甲基丙烯酸单体的聚合物和上述单体与其它单体的共聚物。在一些实施方案中，该聚合物是胶乳聚合物。
[0029]可形成胶乳聚合粘合剂的乙烯基芳族单体的实例包括，但不限于，苯乙烯、3-甲基苯乙烯、4-甲基苯乙烯、苯乙烯-丁二烯、对氯-甲基苯乙烯、2-氯苯乙烯、3-氯苯乙烯、4-氯苯乙烯、二乙烯基苯、乙烯基萘和二乙烯基萘。可用的卤乙烯包括，但不限于，氯乙烯和偏二氟乙烯。可用的羧酸的乙烯基酯包括，但不限于，乙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、甲基丙烯酸乙烯酯、3，4-二甲氧基苯甲酸乙烯酯、苹果酸乙烯酯和苯甲酸乙烯酯。可用的乙烯基醚的实例包括，但不限于，例如丁基乙烯基醚和丙基乙烯基醚。
[0030]在根据本文所述的原理的一些实例中，该粘合剂可以是苯乙烯/ 丁二烯胶乳共聚物。在一些实例中，该粘合剂可以`是`苯乙烯/ 丁二烯/丙烯腈胶乳共聚物。在根据本文所述的原理的一些实例中，该胶乳聚合物是，但不限于例如GENCRYL? 9525苯乙烯/ 丁二烯/丙烯腈共聚物(来自RohmNova, Akron OH) GENCRYL? 9750苯乙烯/ 丁二烯/丙烯腈(来自RohmNova) STR 5401 苯乙烯/丁二烯(来自 Dow Chemical Company, Midland MI)、M0W10L?4-98聚乙烯醇(Kuraray America, Inc., Houston TX),或上述两种或更多种的组合。
[0031]根据本文所述的原理形成第一层用的组合物中可能存在的其它组分包括一种或多种影响该组合物的各种性质的添加剂。该添加剂包括，但不限于，例如流变改性剂、表面活性剂或润湿剂和分散剂中的一种或多种。用于形成第一层的组合物中的添加剂的按重量计的总量为例如大约0.1%至大约2%，或大约0.1%至大约1%，或大约0.1%至大约0.5%，或大约0.1%至大约0.2%，或大约0.2%至大约1%，或大约0.2%至大约0.5%，或大约0.5%至大约1%。
[0032]如上文提到，第一层与打印介质结合。术语“与…结合”是指层例如形成、涂布、吸附在打印介质基底的至少一个表面上或吸收在打印介质基底的至少一个表面中。通过借助例如喷涂、浸涂和涂布(包括例如辊涂、刮刀涂布、棒涂、狭缝模头或幕涂)使基底与形成该层的组合物接触实现层与打印介质基底的表面之间的结合。
[0033]使用包含第一层的组分的组合物在打印介质基底的第一面上或第一面和第二面上形成第一层。在一些实例中，该组合物是包含一种或多种微粒无机颜料以及聚合粘合剂、表面活性剂、流变改性剂、染料和荧光增白剂中的一种或多种的水-基介质。该组合物中存在上文提到的各组分的量以使所得第一层在干状态下具有上述量的各组分。
[0034]在该打印介质基底是原纸料(base paper stock)的一些实例中，可以通过在线表面施胶法，例如池施胶法(puddle-sized press)或膜施胶法(film-sized press)在原纸料上施加用于形成第一层的组合物。除在线表面施胶法外，也可以使用离线涂布技术以将用于形成第一层的组合物施加到打印介质基底。合适的涂布技术的实例包括，但不限于，例如狭缝模头涂布机、辊涂机、幕涂机、刮刀涂布机、棒涂机、气刀涂布机、凹版打印施加和气刷施加。
[0035]如上文提到，在根据本文所述的原理的打印介质中，第二层与可以在打印介质基底的第一面上或在第一面和第二面上的第一层结合。第二层包含一种或多种微粒无机颜料(PIPs)以及例如聚合粘合剂、表面活性剂、流变改性剂、染料和荧光增白剂中的一种或多种。
[0036]根据本文所述的原理，第二层的微粒无机颜料(PIP)的平均粒度或中值粒度为例如大约0.1至大约2微米，或大约0.1至大约1.5微米，或大约0.1至大约I微米，或大约0.1至大约0.5微米，或大约0.2至大约2微米，或大约0.2至大约1.5微米，或大约0.2至大约I微米，或大约0.2至大约0.5微米，或大约0.5至大约2微米，或大约0.5至大约1.5微米，或大约0.5至大约I微米。上文论述的粒度分布适用于上文对第二层的颗粒(微粒无机颜料)给出的任何平均粒度或中值粒度或粒度范围。例如，用于举例说明而非限制，平均粒度为大约1.2微米的微粒无机颜料可能具有这样的粒度分布:大约I微米至大约4微米的颗粒占该颜料的所有颗粒的大约80%。
[0037]适用于第二层的微粒无机颜料例如但不限于，包括具有上述平均粒度和上述粒度分布的例如粘土、煅烧粘土、沉淀碳酸钙、重质碳酸钙、白云石、硅酸铝、云母、碳酸镁、二氧化硅、氧化铝、勃姆石、滑石和上述两种或更多种的组合。在根据本文所述的原理的一些实例中，第二层的微粒无机颜料是例如但不限于，OMYAPRIME? HG30碳酸钙(平均粒度为大约0.27微米)(来自Omya Inc.) ；0PACARB? A40沉淀碳酸钙(平均粒度为大约0.4微米)(来自 Specialty Minerals Inc., Bethlehem PA)、HYDRAFI NE? 90W 细粘土(大约 90%_96% 颗粒比2微米细)(来自KaMin LLC, Sandersville GA);和上述的组合。
[0038]在根据本文所述的原理的一些实例中，第二层进一步包含按干重量计的量为例如大约2%至大约20%，或大约2%至大约15%，或大约2%至大约10%，或大约2%至大约8%，或大约2%至大约6%，或大约2%至大约4%，或大约2%至大约3%，或大约3%至大约10%，或大约3%至大约8%，或大约3%至大约6%，或大约3%至大约4%，或大约4%至大约10%，或大约4%至大约8%，或大约4%至大约6%，或大约4%至大约5%，或大约5%至大约10%，或大约5%至大约8%，或大约5%至大约6%的聚合粘合剂。
[0039]该聚合粘合剂可以是上文对第一层所列的任一聚合粘合剂或其中两种或更多种的组合。此外，用于形成第二层的组合物可包含上文就用于形成第一层的组合物提到的一种或多种添加剂。[0040]在根据本文所述的原理的一些实例中，第二层还包含一种或多种染料，例如但不限于，紫色染料。第二层中的染料量足以或有效增强第二层的颜色。在一些实例中，第二层中染料的按干重量计的量为例如大约0.001%至大约0.01%,或大约0.005%至大约0.01%。
[0041]在根据本文所述的原理的一些实例中，第二层还包含例如一种或多种荧光增白剂(OBA)0第二层中的OBA量足以或有效增强第二层的亮度。在一些实例中，第二层中OBA的按干重量计的量为大约0.01%至大约0.5%，或大约0.1%至大约0.5%。
[0042]在一些实例中，用于形成第一层的组合物与打印介质基底的表面结合以在表面上形成层，接着在该表面上的第一层上结合用于形成第二层的组合物。
[0043]使用包含第二层的组分的组合物将第二层与如上论述的可能在打印介质基底的第一面上或第一面和第二面上的第一层结合。在一些实例中，用于形成第二层的组合物是包含一种或多种微粒无机颜料以及例如聚合粘合剂、染料和荧光增白剂中的一种或多种的水-基介质。该组合物中存在上文提到的各组分的量以使所得第二层在干状态下具有上述量的各组分。
[0044]在打印介质基底上施加用于形成第一层的组合物和在第一层上施加用于形成第二层的组合物后，可以对打印介质基底施以用于干燥该组合物的条件。所得打印介质基底随后储存在适当的条件下直至使用。
[0045]在干状态下打印介质上的第一层的量和第二层的量应至少足以留住要施加到该打印介质上的所有墨水。在打印介质基底一面上的第一层的涂布重量为例如大约2至大约30克/平方米(gsm),或大约2至大约25 gsm,或大约2至大约20 gsm,或大约2至大约15gsm,或大约2至大约10 gsm,或大约2至大约5 gsm,或大约5至大约30 gsm,或大约5至大约25 gsm,或大约5至大约20 gsm,或大约5至大约15 gsm,或大约5至大约10 gsm,或大约10至大约30 gsm,或大约10至大约25 gsm,或大约10至大约20 gsm,或大约10至大约15 gsm。在打印介质基底一面上的第二层的涂布重量为例如大约2至大约30 gsm，或大约2至大约25 gsm,或大约2至大约20 gsm,或大约2至大约15 gsm,或大约2至大约10gsm,或大约2至大约5 gsm,或大约5至大约30 gsm,或大约5至大约25 gsm,或大约5至大约20 gsm,或大约5至大约15 gsm,或大约5至大约10 gsm,或大约10至大约30 gsm,或大约10至大约25 gsm,或大约10至大约20 gsm,或大约10至大约15 gsm。
[0046]用于举例说明而非限制，根据本文所述的原理的打印介质的一个实例显示在图1中。打印介质10包含平面基底12，其具有在平面基底12的表面16上的第一层14和在第一层14的表面20上的第二层18。
[0047]用于举例说明而非限制，根据本文所述的原理的打印介质的另一实例显示在图2中。打印介质30包含平面基底32，其具有在平面基底32的表面36a和36b上的第一层34和在第一层34的表面40a和40b上的第二层38。
[0048]根据本文所述的原理和用于举例说明而非限制，用于制备如图1中例示的打印介质的方法一个实例例如但非限制地显示在图3中。通过上文论述的任何方法在平面基底12的表面16上形成第一层14。通过上文论述的任何方法在第一层14的表面20上形成第二层18，从而产生打印介质10。
[0049]根据本文所述的原理和用于举例说明而非限制，用于制备如图2中例示的打印介质的方法一个实例显示在图4中。通过上文论述的任何方法在平面基底32的表面36a和36b上形成第一层34。也通过上文论述的任何方法在第一层34的表面40a和40b上形成第二层38。打印介质30包含平面基底32，其具有在平面基底32的表面36a和36b上的第一层34。第二层38与第一层34的表面40a和40b结合。
[0050]如上文提到，根据本文所述的原理的打印介质可用于在该打印介质的一个或多个表面上打印图像。在一些实例中，打印图像的方法包括沉积包含微粒着色剂的墨水。打印介质在打印过程中的温度取决于例如打印机的一个或多个性质。可以使用任何合适的打印机，例如但不限于，胶印机和喷墨打印机。在一个实例中，该打印机是HP EDGELINE? CM8060打印机(Hewlett Packard Inc.)。
[0051]打印图像可以在打印后干燥。干燥阶段可以例如但不限于通过热空气、电加热器或光辐射(例如IR灯)或此类干燥方法的组合进行。为了实现最佳性能，可以在打印介质允许的能够实现良好图像品质而不变形的最大温度下干燥墨水。干燥过程中的温度的实例包括例如大约90°C至大约205°C，或大约120°C至大约180°C。
[0052]定义:
下面提供之前没有定义的上文所用的术语和短语的定义。
[0053]本文所用的短语“至少”是指数目可能等于或大于所列数目。
[0054]除非另行指明，本文所用的短语“大约”是指数值在用于测量该数值的设备的正常公差内，或在一些实例中可能是指所列数值可能相差+或-10%，或+或-5%，或+或-1%。
[0055]与两个数值结合使用时的术语“之间”，例如“大约2至大约50之间”在一些实例中包括这两个所列数值。
[0056]除非另行指明，本文所用的名称“第一”和“第二”不暗示任何重要性排序或任何特定次序。
实施例
[0057]除非另行指明，下列实验中的材料可购自Aldrich Chemical Company, St.LouisM0.Parts，且除非另行指明，百分比按重量计。STR? 5401改性苯乙烯-丁二烯聚合物来自Dow Chemical Company。
[0058]在下列实施例中，如下制备打印介质。在一些实例中，用于在纸基底(paper base)(76 gsm)上形成第一层的组合物通过台面刮刀涂布机施加到该纸的两面上，然后用热枪干燥60秒；涂布重量为15 gsm。
[0059]在一些实例中，通过台面刮刀涂布机将用于形成第二层的组合物施加到该纸的两面，涂布的纸用热枪干燥60秒；涂布重量为6 gsm。
[0060]在一些实例中，用于在纸基底(76 gsm)上形成第一层的组合物通过台面刮刀涂布机施加到该纸的两面，然后用热枪干燥大约60秒(涂布重量为15 gsm)，然后通过台面刮刀涂布机将用于形成第二层的组合物施加到第一层的表面上，涂布的纸用热枪干燥大约60秒(涂布重量为6 gsm)ο
[0061]使用台面刮刀涂布机(来自Euclid Coating Systems, Inc., Bay City MI)用该组合物涂布纸，然后在中试(pilot)压光机(calender) (Independent Machine Company,Fairfield NJ)上在 22063 千帕(kPa) (3200 磅 / 平方英寸(psi) ),54.4°C (130 0F )下压光(calender) 2 遍。样品在 HP EDGELINE? CM8060 打印机(Hewlett Packard Inc.)上用来自 HP T300 Web Press 墨水组(ink set) (Hewlett Packard Inc.)的颜料墨水以 I 遍和2遍打印模式打印。使用如下所述进行的试验测试打印介质的色域、KOD、渗色、聚结、吸收、75°光泽度和耐久性。
[0062]对于第一层的组合物的下列实施例(实施例1-7)，第二层是下述实施例8。
[0063]实施例1
用于形成第一层的组合物是与STR? 5401改性苯乙烯-丁二烯聚合物(6份)结合的KA0CAL? 煅烧粘土(Thiele Kaolin Company)(在水中的大约 50% 浆料)(100份)。
[0064]实施例2
用于形成第一层的组合物是与STR? 5401改性苯乙烯-丁二烯聚合物(6份)结合的OMYAJET? B5260超细沉淀碳酸钙(Omya Inc.)(在水中的大约31%浆料)(100份)。
[0065]实施例3
用于形成第一层的组合物是与STR? 5401改性苯乙烯-丁二烯聚合物(6份)结合的HYDR0CARB? 60细重质碳酸钙(Omya Inc.)(在水中的大约70%浆料)(100份)。
[0066]实施例4
用于形成第一层的组合物是与STR? 5401改性苯乙烯-丁二烯聚合物(6份)结合的HYDROCARB? PG3重质碳酸钙(Omya Inc.)(在水中的大约70%浆料)(100份)。
[0067]实施例5 用于形成第一层的组合物是与STR? 5401改性苯乙烯-丁二烯聚合物(6份)结合的C0VERCARB? 75重质碳酸钙(Omya Inc.)(在水中的大约70%浆料)(100份)。
[0068]实施例6
用于形成第一层的组合物是与STR? 5401改性苯乙烯-丁二烯聚合物(6份)结合的改性碳酸钙(MCC) (Omya, Inc.)(在水中的大约36%浆料)(100份)。
[0069]实施例7
用于形成第一层的组合物是与STR? 5401改性苯乙烯-丁二烯聚合物(6份)结合的KA0CAL?煅烧粘土(Thiele Kaolin CompanyX在水中的大约 50%浆料)(60份)和HYDROCARB?60细重质碳酸钙(Omya Inc.)(在水中的大约70%浆料)(40份)。尽管未显示在表1中，如下改变KA0CAL?煅烧粘土和HYDROCARB?细重质碳酸钙的份数比:80:20和40:60，以制备上述组合物。这些后面的组合物表现出良好的有效孔径。
[0070]实施例1-7的组合物的渗色性能的结果概括在表1中。较低数值表明较好的渗色性能，这以微米(Mffl)给出。小于381微米的渗色值是第一层材料的可接受的渗色性能。实施例1、2、6和7表现出可接受的渗色性能。
[0071]表1
【权利要求】
1.打印介质，其包含: 在基底的第一面和第二面的至少之一上的第一层，所述第一层主要由按干重量计至少80%的一种或多种微粒无机颜料(PIP)构成，其中粒度和在所述基底上的第一层的涂布重量的组合实现大约0.008至大约0.5微米的第一层的有效孔径，且其中对于第一层中的两种或更多种PIP，PIP的一种的平均粒度与PIP的另一种的平均粒度相差不大于50% ;和 在所述第一层上的第二层，所述第二层包含具有大约0.1至大约2微米的平均粒度的PIP。
2.根据权利要求1的打印介质，其中第一层的微粒无机颜料(PIP)具有大约0.5至大约10微米的平均粒度。
3.根据权利要求1的打印介质，其中第一层在打印介质基底上的涂布重量为大约2至大约30克/平方米。
4.根据权利要求1的打印介质，其中第一层的微粒无机颜料(PIP)是煅烧粘土、超细沉淀碳酸钙、改性碳酸钙、重质碳酸钙或其组合。
5.根据权利要求1的打印介质，其中第二层的PIP是粘土、煅烧粘土、沉淀碳酸钙、重质碳酸钙、白云石、硅酸铝、云母、碳酸镁、二氧化硅、氧化铝、勃姆石、滑石或其组合。
6.打印介质，其包含: 包含第一面和第二面的打印介质基底； 在打印介质基底的第一面和第二面的至少之一上的第一层，所述第一层主要由按干重量计至少80%的选自煅烧粘土、改性碳酸钙、重质碳酸钙、超细沉淀碳酸钙及其组合的微粒无机颜料(PIP)构成，其中对于微粒无机颜料(PIP)的组合，PIP的平均粒度相差不大于大约50% ;和 在第一层上的第二层，所述第二层包含具有大约0.1至大约2微米的平均粒度的PIP。
7.根据权利要求6的打印介质，其中所述微粒无机颜料的平均粒度和粒度分布与第一层在打印介质基底上的涂布重量的组合实现大约0.008微米至大约0.5微米的第一层的有效孔径。
8.根据权利要求6的打印介质，其中所述第一层的微粒无机颜料是煅烧粘土和重质碳酸钙的组合。
9.根据权利要求6的打印介质，其中所述第一层的微粒无机颜料具有大约0.5微米至大约10微米的平均粒度。
10.根据权利要求6的打印介质，其中所述第一层在打印介质基底上的涂布重量为大约2至大约30克/平方米。
11.根据权利要求6的打印介质，其中所述第二层的微粒无机颜料选自粘土、煅烧粘土、沉淀碳酸钙、白云石、硅酸铝、云母、碳酸镁、二氧化硅、氧化铝、勃姆石、滑石及其组合。
12.根据权利要求6的打印介质，其中所述打印介质基底是纸或涂布纸。
13.根据权利要求6的打印介质，其中第一层和第二层在打印介质基底的第一面和第二面两者上。
14.根据权利要求6的打印介质，其中第一层和第二层之一或两者包含按干重量计大约2%至大约20%的量的聚合粘合剂。
15.制备打印介质的方法，所述方法包括:用第一层涂布打印介质基底，所述第一层在干燥状态下主要由按干重量计至少80%的选自煅烧粘土、改性碳酸钙、重质碳酸钙、超细沉淀碳酸钙及其组合的微粒无机颜料构成，其中对于两种或更多种微粒无机颜料的组合，微粒无机颜料的平均粒度相差不大于大约50% ;和 在第一层上涂布第二层，其中第二层包含具有大约0.1微米至大约2微米的平均粒度的微粒无机颜料 。
【文档编号】B41M5/50GK103796839SQ201180073525
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2011年7月21日 优先权日:2011年7月21日
【发明者】J.斯维, S.K.班加鲁 申请人:惠普发展公司，有限责任合伙企业
本文链接： http://rohmnova.immuno-online.com/view-680295.html
发布于 ： 2021-03-24
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