CN101590752B - 一种喷墨打印铸涂相纸 - Google Patents
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Abstract
一种喷墨打印铸涂相纸，它在支持体上涂布一层含有吸墨颜料的涂布液，经过加热的金属镜面铸缸干燥后得到高光泽铸涂相纸，所述涂布液各组分按重量份数计为：无机颜料90～100份，聚乙烯醇3～5份，聚合物乳液5～30份，其它助剂2～5份。按照本发明制得的铸涂相纸，打印照片色彩鲜艳，打印性能可靠，它既适应水性染料墨水打印，也适应水性颜料墨水打印。
Description
技术领域
本发明涉及一种喷墨打印耗材，特别是喷墨打印铸涂相纸。
背景技术
喷墨打印由于具有记录速度快、易于彩色化、应用方便和无污染等特点，被广泛应用于各个领域。在影像领域喷墨打印技术发展迅速，已经是传统银盐照片的替代或互补材料，喷墨打印相纸依据涂布工艺和涂层材料的不同，可分为三类：膨润型、微孔型和铸涂型。膨润型相纸是以吸水膨胀的聚合物为主要成膜物涂布于RC纸(在原纸两面涂有防水的PE涂层)上形成高光泽膨润型涂层，相纸主要适应水性染料墨水打印。微孔型喷墨打印相纸以RC纸为基材，涂层由钠米二氧化硅或氧化铝等无机颜料和粘合剂组成，涂层形成孔隙结构，该类喷墨打印纸既可以适应染料墨水又可以适应颜料墨水。铸涂型喷墨相纸是将二氧化硅为主要原料的涂料涂布于透气性的原纸基材上，在半干的状态下，经高光洁度的镀铬烘缸(扬克式烘缸)压烫后剥离，形成高光泽的吸墨涂层。其吸墨层有单层结构，也有双层结构，该类相纸适应水性染料墨水打印。
近年来，铸涂高光相纸的使用量一直在迅速增长，铸涂高光相纸使用原纸纸基，废弃纸可百分之百回收利用，具有环保性，符合可持续性发展的要求。随着技术的进步和产品品质的不断提高，几年内铸涂相纸的用量会保持高速增长的态势，劳动力成本和最终产品的价格优势，也促使了铸涂相纸的迅速增长。
已经公开的一些单层涂布铸涂相纸由于要制造相纸的高光泽表面，经过铸涂生产工艺使得表面结构致密，一般只是对染料墨水有较好的适应性，不适应颜料墨水。
申请号为200710185201.3的中国专利公开了一种喷墨打印高光泽铸涂相纸，该相纸涂布有两层含有吸墨颜料的涂布液，具有较好的水性染料墨水的适应性和表面光泽，但对颜料墨水的适应性较差，工艺较为复杂，生产成本高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种喷墨打印铸涂相纸，它既适应水性染料墨水打 印，也适应水性颜料墨水打印，工艺简单，生产成本低。
为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：
一种喷墨打印铸涂相纸，在支持体上涂布一层含有吸墨颜料的涂布液，经过金属镜面铸缸加热干燥后，得到喷墨打印高光泽铸涂相纸，所述涂布液各组分按重量份数计为：
无机颜料 90～100份；
聚乙烯醇 3～5份；
聚合物乳液 5～30份；
助剂 2～5份；
所述无机颜料是两种不同粒径无机颜料的混合物，小粒径颜料的粒径为0.01～0.03μm；大粒径颜料的粒径为0.2～5μm；所述聚合物乳液与无机颜料的比是5∶100～30∶100。
上述喷墨打印铸涂相纸，所述大粒径与小粒径无机颜料的重量比是1∶1～3.5。
上述喷墨打印铸涂相纸，所述聚合物乳液与无机颜料的比是10∶100～15∶100。
上述喷墨打印铸涂相纸，所述聚合物乳液为苯乙烯-顺丁烯二酸酐-丙烯酸聚合物乳液、苯乙烯-顺丁烯二酸酐聚合物乳液、丙烯酸酯-顺丁烯二酸酐聚合物乳液、苯乙烯-丙烯腈乳液或丙烯酸酯-丙烯氰-苯乙烯乳液。
现有技术中，一些单层涂布铸涂相纸同样是由于要制造相纸的高光泽表面，经过铸涂生产工艺使得表面结构致密，一般只是对染料墨水有较好的适应性。由于颜料墨水的耐候性优于染料墨水，铸涂打印纸如果能够较好地适应颜料墨水，可以满足人们对照片保存性的要求，也可以使铸涂相纸适应多种打印机类型和墨水，本发明的目的就是通过一个涂层使得相纸既具有一定的光泽又可适应颜料墨水和染料墨水的打印。
单层构成的铸涂相纸涂层有吸墨和固色作用，经过铸涂加工工艺使其表面产生光泽，满足其既具有高光泽又适应水性染料墨水和水性颜料墨水的打印的要求。铸涂相纸因为使用照相原纸，纸基本身未经涂塑工艺处理，故纸基本身光泽很低。本发明的高光铸涂相纸的涂布液在湿润状态期间经过与高温铸涂烘缸贴压，干燥后剥离而产生光泽。
本发明中，涂层中的无机颜料是两种不同粒径无机颜料的混合物，这两种粒径的无机颜料的混合使用可以使小粒径颜料填补在大粒径颜料排布构成的间隙中，减小大粒径无机颜料的消光性，有利于涂层压缸干燥后表面产生分布均匀的间隙和提高铸涂相纸的光泽度；而所用两种无机颜料粒径分布较窄，干燥成膜后仍能形成一定的空隙同时无机颜料颗粒自身的孔隙在干燥剥离后得以保存，因此除染料墨水外对颜料墨水有较好的适应性。涂层中使用的无机颜料可以是二氧化硅、氧化铝、碳酸钙、蒙脱土等，优选二氧化硅或氧化铝。
本发明中，涂层中使用了玻璃化温度较高的聚合物乳液，所用聚合物的玻璃化温度一般在50℃以上，这些聚合物乳液的应用可以使涂层在贴缸干燥后产生较好的表面光泽，弥补因使用较大颗粒粒径的无机颜料对产品光泽度造成的损失。适合本发明的的聚合物乳液可以是苯乙烯-顺丁烯二酸酐-丙烯酸聚合物乳液、苯乙烯-顺丁烯二酸酐聚合物乳液、丙烯酸酯-顺丁烯二酸酐聚合物乳液、苯乙烯-丙烯腈乳液或丙烯酸酯-丙烯氰-苯乙烯乳液。
本发明中，为了使得到的铸涂相纸既能充分吸收墨水又能得到较高光泽，其关键还在于涂层中的胶颜比，即聚合物乳液与无机颜料的比。聚合物乳液与无机颜料的比高时，铸涂相纸的表面致密，吸墨颜料被聚合物包裹严密使吸墨性能下降；聚合物乳液与无机颜料的比低时表面光泽度下降，影响铸涂相纸的光泽。适合本发明的聚合物乳液与无机颜料的比是5∶100～30∶100，优选10∶100～15∶100。
适合本发明的助剂包括分散剂、消泡剂和剥离剂等。为了使无机颜料充分分散，得到所需要的粒径，配方中加入了分散剂。适合本发明的分散剂可以是阳离子聚合物，这类聚合物可以是阳离子丙烯酸酯聚合物、丙烯酰胺聚合物、马来酸丙烯酸酯共聚物等常用的聚合物，如聚氯化三甲基丙烯酰铵共聚物、聚氯化二甲基二烯丙基铵等。消泡剂可以是低碳链醇类如异丙醇、正丁醇等、酯类、硅或氟类消泡剂或聚合物类，如正丁醇、有机硅消泡剂(商品代号BYK-022，BYK化学公司)等。剥离剂可以是QT-1(上海争锐化工有限公司)、增光剥离剂(郑州中吉精细化工有限公司)、聚乙烯蜡等，其主要作用是涂层涂布液湿润状态期间压缸干燥后涂布纸易于剥离，不粘缸，保证涂布纸的光泽。
本发明所用纸基与一般的铸涂相纸相同，使用无涂塑层的照相原纸；制造工艺同常规双层铸涂相纸，在涂层湿润状态期间经镜面铸缸接压干燥后剥离而制成高光泽铸涂相纸。
本发明提供的喷墨打印高光泽铸涂相纸，它既适应水性染料墨水打印，也适应水性颜料墨水打印；打印照片色彩鲜艳，打印性能可靠；工艺简单，生产成本低。
具体实施方式
本发明采用公知的照相原纸，作为本发明生产喷墨打印高光照片相纸的纸基，按照传统的铸涂纸生产工艺生产。采用喷墨打印介质常用的测试评价方式判定喷墨打印纸的吸墨性能和画面质量。
实施例1
涂布液配方：
二氧化硅 22份，
胶态氧化硅溶胶(粒径20nm) 78份，
聚乙烯醇(PVA-1788水溶液，含量10％) 30份，
乙烯/醋酸乙聚合物烯乳液 15份，
聚氯化二甲基二烯丙基铵阳离子分散剂 1份，
消泡剂(正丁醇) 0.8份，
剥离剂(聚乙烯蜡) 0.2份，
将22份二氧化硅(商品名GASIL 23D，新加坡英力士二氧化硅公司，粒径5μm)、1份聚氯化二甲基二烯丙基铵阳离子分散剂，加入95份去离子水中，用齿盘分散机以每分钟3000转的速度分散1小时，然后加入78份胶态氧化硅溶胶、30份聚乙烯醇(PVA-1788水溶液，含量10％)、15份聚乙烯/醋酸乙烯乳液、消泡剂(正丁醇)0.8份、聚乙烯蜡剥离剂0.2份，加去离子水配制成浓度20％的涂布液，采用刮刀涂布方式涂布于照相原纸上，热风干燥水份蒸发至涂层定型，涂层表面呈湿润状态，表面施水与加热至表面温度90～100℃的镜面铸缸贴压，干燥后剥离得到喷墨打印铸涂相纸，测其性能(见表1)。
实施例2
涂布液配方：
二氧化硅 40份，
胶态氧化铝溶胶(粒径20nm) 60份，
聚乙烯醇(PVA-1788水溶液，含量10％) 50份，
聚乙烯/醋酸乙烯聚合物乳液 15份，
聚氯化二甲基二烯丙基铵阳离子分散剂 2份，
消泡剂(BVK-022) 0.2份，
剥离剂(聚乙烯蜡) 0.2份，
将40份二氧化硅、2份聚氯化二甲基二烯丙基铵阳离子分散剂，加入180份去离子水中，用齿盘分散机以每分钟3000转的速度分散1小时，然后加入60份胶态氧化铝溶胶、50份聚乙烯醇(PVA-1788水溶液，含量10％)、15份聚乙烯/醋酸乙烯乳液、消泡剂0.2份、 聚乙烯蜡剥离剂0.2份，加去离子水配制成浓度20％的涂布液，采用刮刀涂布方式涂布于照相原纸上，热风干燥水份蒸发至涂层定型，涂层表面呈湿润状态，表面施水与加热至表面温度90～100℃的镜面铸缸贴压，干燥后剥离得到喷墨打印铸涂相纸，测其性能(见表1)。
实施例3
涂布液配方：
二氧化硅 45份，
胶态氧化铝溶胶(粒径30nm) 45份，
聚乙烯醇(PVA-1788水溶液，含量10％) 40份，
苯乙烯-丙烯腈乳液 30份，
分散剂(聚氯化三甲基丙烯酰铵共聚物) 4份，
消泡剂(磷酸三丁酯) 0.8份，
剥离剂(聚乙烯蜡) 0.2份，
将45份二氧化硅(商品名AEROSIL 200，德国赢创公司，粒径0.2μm)、4份聚氯化三甲基丙烯酰铵共聚物分散剂，加入200份去离子水中，用齿盘分散机以每分钟3000转的速度分散1小时，然后加45份胶态氧化铝溶胶、40份聚乙烯醇(PVA-1788水溶液，含量10％)、30份苯乙烯-丙烯腈乳液、磷酸三丁酯0.8份、聚乙烯蜡剥离剂0.2份，加去离子水配制成浓度20％的涂布液，采用刮刀涂布方式涂布于照相原纸上，热风干燥水份蒸发至涂层定型，涂层表面呈湿润状态，表面施水与加热至表面温度90～100℃的镜面铸缸贴压，干燥后剥离得到喷墨打印铸涂相纸，测其性能(见表1)。
实施例4
涂布液配方：
二氧化硅 30份，
胶态氧化铝溶胶(粒径30nm) 70份，
聚乙烯醇(PVA-1788水溶液，含量10％) 30份，
苯乙烯-丙烯腈乳液 20份，
分散剂(聚氯化三甲基丙烯酰铵共聚物) 3份，
消泡剂(磷酸三丁酯) 0.8份，
剥离剂(QT-1) 0.2份，
将30份二氧化硅(商品名AEROSIL 200，德国赢创公司，粒径0.2μm)、3份聚氯化三甲基丙烯酰铵共聚物分散剂，加入135份去离子水中，用齿盘分散机以每分钟3000转的速度分散1小时，然后加入70份胶态氧化铝溶胶、30份聚乙烯醇(PVA-1788水溶液，含量10％)、20份苯乙烯-丙烯腈乳液、磷酸三丁酯0.8份、剥离剂(QT-1)0.2份，加去离子水配制成浓度20％的涂布液，采用刮刀涂布方式涂布于照相原纸上，热风干燥水份蒸发至涂层定型，涂层表面呈湿润状态，表面施水与加热至表面温度90～100℃的镜面铸缸贴压，干燥后剥离得到喷墨打印铸涂相纸，测其性能(见表1)。
实施例5
涂布液配方：
二氧化硅 35份，
胶态氧化铝溶胶(粒径30nm) 65份，
聚乙烯醇(PVA-1788水溶液，含量10％) 30份，
苯乙烯-顺丁烯二酸酐-丙烯酸聚合物乳液 10份，
分散剂(聚氯化三甲基丙烯酰铵共聚物) 3份，
消泡剂(磷酸三丁酯) 0.8份，
剥离剂(QT-1) 0.2份，
将35份二氧化硅(商品名SD-520，北京航天赛德粉体材料有限公司，粒径4μm)、3份聚氯化三甲基丙烯酰铵共聚物分散剂，加入125份去离子水中，用齿盘分散机以每分钟3000转的速度分散1小时，然后加入65份胶态氧化铝溶胶、30份聚乙烯醇(PVA-1788水溶液，含量10％)、10份苯乙烯-顺丁烯二酸酐-丙烯酸聚合物乳液、磷酸三丁酯0.8份、剥离剂(QT-1)0.2份，加去离子水配制成浓度20％的涂布液，采用刮刀涂布方式涂布于照相原纸上，热风干燥水份蒸发至涂层定型，涂层表面呈湿润状态，表面施水与加热至表面温度90～100℃的镜面铸缸贴压，干燥后剥离得到喷墨打印铸涂相纸，测其性能(见表1)。
实施例6
涂布液配方：
二氧化硅 35份，
胶态氧化硅溶胶(粒径10nm) 65份，
聚乙烯醇(PVA-1788水溶液，含量10％) 20份，
苯乙烯-顺丁烯二酸酐-丙烯酸聚合物乳液 10份，
分散剂(聚氯化三甲基丙烯酰铵共聚物) 2份，
消泡剂(磷酸三丁酯) 0.8份，
剥离剂(QT-1) 0.2份，
将35份二氧化硅(商品名SD-520，北京航天赛德粉体材料有限公司，粒径4μm)、2份聚氯化三甲基丙烯酰铵共聚物分散剂，加入125份去离子水中，用齿盘分散机以每分钟3000转的速度分散1小时，然后加入65份胶态氧化硅溶胶、20份聚乙烯醇(PVA-1788水溶液，含量10％)、10份苯乙烯-顺丁烯二酸酐-丙烯酸聚合物乳液、磷酸三丁酯0.8份、剥离剂(QT-1)0.2份，加去离子水配制成浓度20％的涂布液，采用刮刀涂布方式涂布于照相原纸上，热风干燥水份蒸发至涂层定型，涂层表面呈湿润状态，表面施水与加热至表面温度90～100℃的镜面铸缸贴压，干燥后剥离得到喷墨打印铸涂相纸，测其性能(见表1)。
比较例1
涂布液配方：
胶态氧化硅溶胶(粒径20nm) 100份，
聚乙烯醇(PVA-1788水溶液，含量10％) 30份，
聚乙烯/醋酸乙聚合物烯乳液 10份，
聚氯化二甲基二烯丙基铵阳离子分散剂 1份，
消泡剂(磷酸三丁酯) 0.8份，
剥离剂(聚乙烯蜡) 0.2份，
将100份胶态氧化硅溶胶(粒径20nm)、1份聚氯化二甲基二烯丙基铵阳离子分散剂、30份聚乙烯醇(PVA-1788水溶液，含量10％)、10份聚乙烯/醋酸乙烯、磷酸三丁酯消泡剂0.8份、聚乙烯蜡剥离剂0.2份，加去离子水配制成浓度20％的涂布液，采用刮刀涂布方式涂布于照相原纸上，热风干燥水份蒸发至涂层定型，涂层表面呈湿润状态，表面施水与加热至表面温度90～100℃的镜面铸缸贴压，干燥后剥离得到喷墨打印铸涂相纸，测其性能(见表1)。
比较例2
涂布液配方：
二氧化硅 40份，
胶态氧化铝溶胶(粒径20nm) 60份，
聚乙烯醇(PVA-1788水溶液，含量10％) 50份，
聚乙烯/醋酸乙烯聚合物乳液 15份，
聚氯化二甲基二烯丙基铵阳离子分散剂 4份，
消泡剂(正丁醇) 1份，
剥离剂(聚乙烯蜡) 0.2份，
将40份二氧化硅(商品名SD-640，北京航天赛德粉体材料有限公司，粒径8μm)、4份聚氯化二甲基二烯丙基铵阳离子分散剂，加入180份去离子水中，用齿盘分散机以每分钟3000转的速度分散1小时，然后加入60份胶态氧化铝溶胶、50份聚乙烯醇(PVA-1788水溶液，含量10％)、15份聚乙烯/醋酸乙烯乳液、正丁醇1份、聚乙烯蜡剥离剂0.2份，加去离子水配制成浓度20％的涂布液，采用刮刀涂布方式涂布于照相原纸上，热风干燥水份蒸发至涂层定型，涂层表面呈湿润状态，表面施水与加热至表面温度90～100℃的镜面铸缸贴压，干燥后剥离得到喷墨打印铸涂相纸，测其性能(见表1)。
由表1中的数据可以看出，本发明所得铸涂相纸，表现出很好的光泽度、防水性、打印干燥性，使用水性颜料墨打印，色密度高，有良好的抗墨堆积和墨洇渗的特性，可获得高品质的照片质量打印效果。
表1：实施例和比较例的测试结果
评价方法：
光泽度：
本发明实施例所得到的铸涂高光照片纸，用型号为PG-160的光泽度仪，测量入射角为60°时的表面光泽度。
打印干燥时间：
用一台Epson STYLUS PRO 7800打印机，在该铸涂相纸上打印黄(Y)、品(M)、青(C)、黑(K)四色图样(以下只要没有特别说明，都使用与此相同的打印方式)，经过一定时间后用手指轻按图样，通过目测，以手指上无墨迹的时间为打印干燥时间。
1：干燥时间小于等于5秒；2：干燥时间大于5秒，小于15秒；3：干燥时间大于15秒；
墨堆积：
打印涂层如果吸收墨水速度慢，到达涂层表面的墨滴又不能很好的横向铺展，就会出现相邻小墨滴聚集，图像出现色斑，这种现称为墨堆积。
1：无堆积；2.：轻微堆积；3：堆积。
洇渗
打印时，到达涂层表面的墨滴在干燥前，沿涂层表面移动，不同颜色的墨滴相互混合，引起图像模糊，这种现象称为墨洇渗。
1.无洇渗；2.轻微洇渗；3.洇渗。
色密度：
上述打印的黄(Y)、品(M)、青(C)、黑(K)四色图样，用X-Rite 310密度计测量单色反射密度。
防水性：
把上述打印图样，室温下在水中浸泡10分钟，拿出用手轻轻擦拭，目测表面状况。
1.表面无变污；2.表面轻微变污；3.表面变污。
Claims (4)
1.—种喷墨打印铸涂相纸，其特征是，在支持体上涂布一层含有吸墨颜料的涂布液，经过金属镜面铸缸加热干燥后得到喷墨打印高光泽铸涂相纸，所述涂布液各组分按重量份数计为：
无机颜料 90～100份；
聚乙烯醇 3～5份；
聚合物乳液 5～30份；
助剂 2～5份；
所述无机颜料是两种不同粒径无机颜料的混合物，小粒径颜料的粒径为0.01～0.03m，大粒径颜料的粒径为0.2～5μm；所述聚合物乳液与无机颜料的重量份数比是5∶100～30∶100。
2.根据权利要求1所述喷墨打印铸涂相纸，其特征是：所述大小粒径无机颜料的重量比1∶1～3.5。
3.根据权利要求2所述喷墨打印铸涂相纸，其特征是：所述聚合物乳液为苯乙烯-顺丁烯二酸酐-丙烯酸聚合物乳液、苯乙烯-顺丁烯二酸酐聚合物乳液、丙烯酸酯-顺丁烯二酸酐聚合物乳液、苯乙烯-丙烯腈乳液或丙烯酸脂-丙烯氰-苯乙烯乳液中的一种。
4.根据权利要求1、2或3所述喷墨打印铸涂相纸，其特征是：所述聚合物乳液与无机颜料的重量份数比是10∶100～15∶100。
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