混合介質板的制作方法

混合介質板的制作方法
【專利摘要】本公開涉及混合介質板、用于涂布在介質襯底上的油墨接收層組合物以及一種制造混合介質板的方法。所述混合介質板可具有介質襯底，所述介質襯底具有前屏障層、后屏障層、涂覆至所述前屏障層的粘附促進層以及涂覆至所述粘附促進層的油墨接收層。所述油墨接收層可包括水溶性聚合物、媒染劑以及金屬氧化物或半金屬氧化物的顆粒。
【專利說明】混合介質板
【背景技術】
[0001] 噴墨照片介質通常分為兩類:多孔介質和可膨脹介質。多孔介質一般具有油墨接 收層，所述油墨接收層由與聚合物粘結劑結合的多孔無機顆粒形成。噴墨油墨被吸收至所 述無機顆粒的孔中并且著色劑可通過與所述油墨接收層合并的多種化學物質和/或通過無 機氧化物的物理表面或微粒間間隙固定。多孔介質傾向于具有較短的干燥時間和較好的抗 涂抹性，因為油墨快速地被吸收至油墨接收層的孔中。然而，多孔介質可對圖像褪色敏感， 呈現較低的色域，并且呈現差的耐光性。在可膨脹介質中，油墨接收層為可膨脹的、聚合物 基質的連續層。當涂覆噴墨油墨時，噴墨油墨通過聚合物基質的膨脹被吸收，并且著色劑被 固定在連續層內部。由于著色劑受到保護以免于外部環境影響，因此可膨脹介質傾向于具 有大于多孔介質的耐光性和空氣褪色抗性。然而，可膨脹介質與多孔介質相比一般具有差 的耐涂抹性和較長的干燥時間。
【附圖說明】
[0002] 圖1為根據本公開的一個實例的混合介質板的部分截面；
[0003] 圖2為根據本公開的一個實例的制造混合介質板的方法的流程圖；并且
[0004] 圖3為根據本公開的一個實例的混合介質板的干燥時間和膠體氧化鋁含量數據的 圖。
【具體實施方式】
[0005] -般說來，如本文所公開的混合介質板可包括襯底基底(例如原紙）、涂覆至所述 襯底的正面和背面的屏障層、涂覆至前屏障層之上的粘附促進底層和涂覆至所述粘附促進 底層之上的油墨接收層。在一個實例中，后屏障層可比前屏障層涂覆得更厚，其有助于減少 卷曲。所述油墨接收層可包括占大部分的水溶性聚合物、占小部分的金屬氧化物或半金屬 氧化物的顆粒以及媒染劑。在一個實例中，這些混合介質板可用于噴墨印刷技術。
[0006] 根據本公開制備的混合介質可在多種溫度和濕度條件下具有可接受的耐光性、耐 涂抹性、干燥時間和卷曲性能。例如，在多種情況下，所述混合介質板可具有比常規多孔介 質更好的耐光性，以及比常規可膨脹介質更好的耐涂抹性。另外，改善的卷曲性能可防止在 印刷后介質的過度卷曲。所述混合介質板還可具有類似于常規可膨脹照片介質的光澤感。 因此，所述混合介質板可適用于由噴墨印刷機印刷照片。
[0007] 如本文所使用的，術語"耐光性（light-fastness)"、"耐光（light-fast)"等是指 混合介質在天然或人造光的存在下隨著時間流逝以穩定方式在其上保留圖像而無明顯褪 色、模糊、失真等的能力。如本文所使用的，術語"耐涂抹(smear-fast)"、"耐涂抹性(smear-fastness)"等是指當摩擦或在其它情況下與多種物體物理嚙合時呈現最小至無涂抹或模 糊的圖像的產生。在噴墨印刷中所關注的一種類型的耐涂抹性是對熒光筆尖端的摩擦的抗 性。涂抹是指由于摩擦而使印刷的油墨從印刷區域轉移至周圍區域。由于摩擦導致的另一 種類型的破壞可包括從介質表面實際去除印刷油墨。這可由于油墨不充分粘附于介質表面 或油墨吸收至表面中，以及印刷油墨內的不充分剪切阻力。
[0008] 據此，圖1顯示根據本公開的實例制備的示例性混合介質板100的部分截面。所述 介質板包括介質襯底110、涂覆至所述介質襯底的正面的前屏障層120、涂覆至所述介質襯 底的背面的后屏障層130、涂覆至所述前屏障層的粘附促進底層140以及涂覆至所述粘附促 進底層的油墨接收層150。盡管各種層未必按比例繪制，但如該實例所示，所述后屏障層比 所述前屏障層更厚。另外，所述后屏障層比所述油墨接收層和所述底層更厚。在該特定實施 例中，選擇所述前屏障層、底層和油墨接收層的厚度，使得這些層的組合厚度160約等于后 屏障層厚度170。換句話說，后屏障層與組合的前層的厚度比為約1:1。在其它實例中，后屏 障層與組合的前層之比可為約0.5:1至2:1。
[0009] 圖1中描繪的混合介質板僅為本公開技術的一個具體實例。因此，本公開不受圖1 或本文所公開的其它具體實例中的任一種限制。此外，在本文所述的各種實例中的每一個 中，無論是討論所述混合介質板、涂布組合物或相關方法，都可存在一些常見特征，所述特 征進一步表征根據本文所討論的原理的選項。因此，對于單獨或組合的材料或方法的任何 討論也都適用于未具體提到的其它實例。例如，在所述材料的上下文中對所述混合介質板 中的層的尺寸或組成的討論也適用于相關方法，反之亦然。
[0010]據此，所述混合介質板可包括襯底，例如紙。在一些實例中，所述襯底可為包括木 纖維基質的原基紙。這些纖維可為原生硬木纖維、原生軟木纖維或它們的組合。所述纖維可 具有各種纖維長度。例如，在一些情況下，所述紙可具有約〇.5mm至約3mm的平均纖維長度。 此外，可使用各種重量的原基紙。在一些實例中，所述原基紙可具有約80g/m 2至約200g/m2的 重量。在其它實例中，所述原基紙可具有約120g/m2至約180g/m 2的重量。在一個具體實施例 中，所述原基紙可具有約150g/m2至約155g/m2的重量。另外，所述原基紙可具有相對低水平 的粗糙度或可為平滑的。在一個具體實例中，所述原基紙（或其它襯底)可具有小于4mi的 PPS粗糙度。在另一實例中，所述原基紙（或其它襯底）可具有通過Sheffield方法的小于 50mL/m i n的粗糙度。
[0011] 在本公開技術的其它實例中，可將一種或多種填料添加至襯底中，例如添加至紙 纖維基質中。填料可在一些情況下通過補償纖維含量降低造紙成本。另外，填料可改善紙的 多種特性，例如亮度、光學特性、平滑性、不透明性、尺寸穩定性等。所述原基紙中的填料含 量范圍可為約lwt %至約40wt %。合適的填料的實例包括碳酸|丐(CaC〇3)、粘土、高嶺土、石 膏(水合硫酸鈣）、氧化鈦(Ti〇2)、滑石、氫氧化鋁、氧化鎂(MgO)等。
[0012] 在其它實例中，原基紙還可包括添加劑，例如施膠劑、乳化產品、增強劑、定影劑、 pH調節劑、光學增亮劑、著色劑等。如本文所使用的，"光學增亮劑(optical brightener)" 或"光學增亮劑(optical brightening agent)"是指吸收電磁譜的紫外和紫光區（通常340 ~370nm)中的光并且再發射藍光區（典型地420~470nm)中的光的染料。這些添加劑通常用 于增強織物和紙的顏色呈現，引起"增白"效應，通過增加反射的藍光的總量使材料看起來 不太黃。該術語包括熒光增亮劑（FBA)和熒光增白劑（FWA)。如本文所使用的，"著色劑 (coloring agent)"和"著色劑(colorant)"可包括染料、顏料和/或其它微粒。染料通常為 水溶或溶劑可溶的，而顏料通常并非如此。如本文所使用的，"顏料(pigment)"一般包括顏 料著色劑、磁性顆粒、氧化鋁、二氧化硅和/或其它陶瓷、有機金屬物質或其它不透明顆粒， 無論所述微粒是否賦予顏色。因此，盡管本發明主要說明了顏料著色劑的用途，但術語"顏 料"可更普遍地用于不僅描述顏料著色劑，而且描述其它顏料，例如有機金屬物質、鐵氧體、 陶瓷等。如本文所使用的，"染料"是指向襯底或油墨提供顏色的化合物、絡合物或分子，并 且通常為水溶或溶劑可溶的。該術語還包括影響油墨的總體顏色但本身不為主要顏色的染 料。例如，黑色油墨可含有一種或多種黑色染料，但也可含有允許更自然的黑色的黃色染 料。
[0013] 在一些實例中，所述襯底可包括不同于原基紙的材料。所述襯底還可包含（不限 于)其它材料，例如木材、布、無紡布、氈、合成(例如非纖維素)紙、陶瓷組合物、玻璃或含玻 璃產品、乙烯樹脂、金屬箱（例如鋁(A1)、銀(Ag)、錫(Sn)、銅(Cu)和它們的混合物），以及這 些材料的復合物或混合物。同樣地，各種有機聚合物組合物可用于形成所述襯底，例如聚乙 烯、聚苯乙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯樹脂、Teflon? (聚四氟乙烯）、聚酰亞胺、 聚丙烯、乙酸纖維素、聚氯乙烯)和它們的混合物。
[0014] 再次參見圖1，混合介質板100可包括涂覆至介質襯底110的前屏障層120和后屏障 層。所述屏障層可保護所述襯底免于濕氣影響以及向所述襯底提供支撐和強度。所述屏障 層還可改進對根據本公開的混合介質的卷曲控制。在常規可膨脹照片紙中，常見缺陷為增 加的卷曲。這可由于相對濕度的變化而發生，該變化使油墨接收層中的水溶性聚合物擴張 或收縮。
[0015] 在本發明技術的一些實施例中，后屏障層可抗衡前屏障層和油墨接收層。這可通 過以平衡前屏障層和油墨接收層的厚度的厚度涂覆后屏障層來實現。例如，在一些實例中， 后屏障層與組合的前層（即屏障層、底層和油墨接收層）的厚度比可為約0.5:1至約2:1。類 似地，后屏障層與組合的前層的重量比（以g/m 2計)可為約0.5:1至約2:1。在其它實例中，后 屏障層可更接近地等于組合的前層。例如，后屏障層與前屏障層、底層以及油墨接收層的厚 度比和重量比可各自為約1:1。因此，后屏障層的厚度和重量可約等于前屏障層和油墨接收 層合起來的厚度和重量。
[0016] 在其它實例中，前屏障層可比后屏障層更薄。前屏障層與后屏障層的厚度比可為 約1:1.5至約1:3。類似地，前屏障層與后屏障層的重量比可為約1:1.5至約1:3。在其它實例 中，前屏障層可具有約12g/m 2至約30g/m2的重量，并且后屏障層可具有約20g/m2至約40g/m 2 的重量。
[0017] 在許多實例中，屏障層可包括聚合物材料。在一些這樣的實例中，屏障層可為樹脂 涂布層。所述樹脂可為聚合物聚烯烴樹脂。合適的聚烯烴樹脂可包括(不限于)高密度聚乙 烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、聚丙烯(PP)、聚甲基戊烯(PMP)、乙烯與己烷、丁烷以及辛 烷的共聚物(線性低密度聚乙烯，LLDPE)等。所述聚烯烴樹脂也可為這些聚合物材料的共混 物，例如HDPE/LDPE、LDPE/LLDPE、PP/LDPE和PP/LLDPE。在某些實例中，所述聚烯烴樹脂可選 自聚乙烯(PE)、聚丙烯、聚甲基戊烯、聚丁烯聚合物和它們的混合物。在一些其它實例中，所 述聚烯烴材料可為聚乙烯、聚丙烯、乙烯乙酸乙烯酯聚合物或它們的混合物。
[0018] 在某些實例中，屏障層可為聚合物聚烯烴樹脂的連續層。屏障層可包括聚乙烯。所 述聚乙烯可包括低密度聚乙烯、高密度聚乙烯或它們的混合物。在一些情況下，屏障層可基 本上由低密度聚乙烯、高密度聚乙烯或它們的混合物組成。在其它實例中，后屏障層可具有 大于前層中的高密度聚乙烯含量的高密度聚乙烯含量。例如，前層可不含高密度聚乙烯，而 后層含有大于零的任何量的高密度聚乙烯。在另一實例中，前屏障層和后屏障層均可包含 低密度聚乙烯和高密度聚乙烯的混合物，其中后屏障層中具有較大的高密度聚乙烯含量。 在一個具體實例中，后屏障層可包括低密度聚乙烯和20wt %至70wt %的量的高密度聚乙 烯，并且前屏障層包含低密度聚乙烯，并且或者不包含高密度聚乙烯或者包含的高密度聚 乙烯的量少于后屏障層中包含的高密度聚乙烯的量。無論用于介質襯底的正面或背面的聚 烯烴材料如何，這些材料有時為簡便起見將被稱為"第一聚烯烴"和"第二聚烯烴"。該描述 未必意指這些組合物是不同的，不過在一些情況下，它們是不同的。此外，一般對于"聚烯 烴"的提及包括多種類型的本文所述和本領域中已知的聚烯烴，例如聚烯烴共混物、樹脂 等。
[0019] 屏障層也可被配置來影響所述混合介質板的外觀。例如，所述屏障層可具有光澤、 半光澤、綢紋面或無光表面(matte finish)。可將諸如CaC〇3和Ti〇2的顏料添加至屏障層中。 也可包括其它添加劑，例如著色劑和光學增亮劑。
[0020] 再次參見圖1，混合介質板100可包括涂覆至前屏障層120的粘附促進底層140。粘 附促進底層未必按圖1中的比例繪制，因為該層一般可比其它層薄得多。因此，粘附促進底 層繪制得較大以更清楚地說明本公開的技術。粘附促進底層可涂布在前屏障層上以改善油 墨接收層150的粘附性。在一些實例中，粘附促進底層可具有約0. lg/m2至約2g/m2的重量。在 一個具體實例中，該重量可為約〇. 3g/m2至約0.7g/m2。在本發明技術的其它實例中，粘附促 進底層可具有一定厚度，以使底層、前屏障層和油墨接收層的組合厚度與后屏障層抗衡，如 先前所述。
[0021] 粘附促進底層可由改善油墨接收層對前屏障層的粘結的材料形成。在一些實例 中，所述材料可包括聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯醇的共聚物、明膠以及其它材料。可使用的聚乙 烯醇以及聚乙烯醇的共聚物的非限制性實例包括聚乙烯醇、聚乙烯-共-聚乙烯醇、陽離子 聚乙烯醇、具有乙酰乙酰基官能團的聚乙烯醇、具有硅醇官能團的聚乙烯醇、陰離子聚乙烯 醇、聚乙烯吡咯烷酮-共-聚乙烯醇、聚乙烯醇-共-聚氧化乙烯和它們的組合。聚乙烯醇或聚 乙烯醇共聚物可具有例如約2000Mw至約l，000,000Mw的重均分子量。在一些具體實例中可 添加交聯劑，例如硼酸。在一個實例中，粘附促進底層可包括〇. lwt %至約10wt %的交聯劑。 在另一實例中，該交聯劑可為硼酸。交聯劑的其它非限制性實例可包括硼酸鹽、戊二醛、甲 醛、乙二醛、丁二醛、羥甲基三聚氰胺、鋅鹽、鋁鹽和它們的組合。交聯劑可在一些情況下減 少關于基底輥的堵塞。在另一實例中，一小部分的金屬氧化物可包含于底層中。例如，底層 可含有小于約5wt %的金屬氧化物。
[0022] 再次參見圖1，混合介質板100可包括涂覆至所述粘附促進底層140的油墨接收層 150。在圖1所示的具體實例中，選擇前屏障層120、底層和油墨接收層的厚度，以使這些層的 組合厚度160約等于后屏障層厚度170。換句話說，后屏障層130與組合的前層的厚度比為約 1:1，不過也可使用在該范圍外的比率。據此，在本發明技術的一些實例中，后屏障層可抗衡 前屏障層、底層和油墨接收層。因此，油墨接收層可以以一定厚度涂覆，以使前屏障層、底層 和油墨接收層的組合厚度與后屏障層厚度達到平衡，或在先前在其它具體實例中討論的比 率內。
[0023] 油墨接收層可包括水溶性聚合物、媒染劑以及金屬氧化物或半金屬氧化物的顆 粒。在一些實例中，水溶性聚合物可以以等于或大于金屬氧化物或半金屬氧化物的顆粒的 量存在。例如，在一些情況下，金屬氧化物或半金屬氧化物與水溶性聚合物的重量比可為約 1:10至約1:1。在其它實例中，所述比率可為約1:5至約1: 2。所述水溶性聚合物可為連續的， 其中無機顆粒分布于所述水溶性聚合物中。水溶性聚合物和氧化物顆粒的這種混合物可板 賦予混合介質板耐光性、耐涂抹性、快速干燥時間以及良好印刷光澤的組合。
[0024]在本公開技術的一些實例中，水溶性聚合物可為聚乙烯醇(PVA)、改性聚乙烯醇或 聚乙烯醇化合物的混合物。聚乙烯醇的基礎結構式如下：
[0025] (―CH2CHOH-)x
[0026] 其中x為約1至約10000。聚乙烯醇可商購自多種來源，包括但不限于Nippon Gohsei(0saka,日本，產品名稱G0HSEN0L NH-26)，以及Air Products and Chemicals,Inc. (Allentown，Pa. (USA)，產品名稱Airvol? .523) 〇
[0027]應涵蓋于如本文所使用的術語"聚乙烯醇"內的PVA的示例性和非限制性衍生物包 括但不限于未取代的PVA(如上文所說明和討論）、羧基化PVA、磺化PVA、乙酰乙酰化PVA和它 們的混合物。還包括乙酰乙酰化PVA，并且其具有以下基礎結構式：
[0028] (-CH2CH0H-）x (-CH2CHOCOCH2COCH3-）y
[0029] 其中x為約1至約10000并且y為約1至約100。乙酰乙酰化PVA可商購自多種來源，包 括例如Nippon Gohsei(0saka，日本，產品名稱GOHSEFMER Z 200)。在一些情況下，油墨接 收層可包括通過對PVA分子的末端進行陽離子或陰離子改性所形成的改性PVA。這些改性 PVA化合物可購自多種來源，例如Kuraray Specialties Europe GmbH(Frankfurt，德國）和 Nippon Gohsei(Osaka，日本）〇
[0030] 如本文所使用的術語"聚乙烯醇"應涵蓋"完全水解"或"部分水解"的聚乙烯醇。在 與PVA相關的生產過程期間，可發生不同程度的水解，由此在某些情況下，殘留乙酸酯基(一 0C0CH 3)被留在PVA主鏈內（取決于多種生產和反應參數）。例如，如果小于約1.5摩爾百分比 的乙酸酯基被留在PVA分子上，那么所述分子傳統上被認為是"完全水解"。
[0031] 另外，術語"聚乙烯醇"還應在本文中定義和解釋為涵蓋其中其PVA組分被認為是 "部分水解"的結構。部分水解的PVA通常被定義為包括這樣的PVA分子:其中約1.5至多達約 20摩爾百分比或更多的乙酸酯基被留在所述分子上。此外，水解程度將取決于多種生產參 數。在一些情況下，部分水解的PVA可為約60%至約99.9%水解。在某些實例中，各自具有約 60%至約99%水解的PVA化合物的混合物可用于油墨接收層中，或在另一實例中可使用處 于約80 %至約88 %水解下的混合物。所述混合物可提供良好的聚結。示例性88 %水解的PVA 可購自 Clariant Corporation(Charlotte，N. C. (USA)，產品名稱PVA 2688)。另外，合適的 PVA化合物可具有約2000Mw至約1，000，000Mw的重均分子量。
[0032] 可用于油墨接收層（以及混合介質板中的其它層）中的額外材料的代表性和非限 制性實例包括(不限于)淀粉、SBR膠乳、海藻酸鹽、明膠、大豆蛋白、甲硅烷基改性的聚乙烯 醇、羧基纖維素材料(例如，甲基_羥丙基纖維素、乙基羥丙基纖維素等）、聚丙烯酸或其衍生 物、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯吡咯烷酮和聚乙酸乙烯酯的共聚物、改性淀粉(包括氧化或醚 化淀粉）、酪蛋白、聚乙二醇、聚氨酯(例如改性聚氨酯樹脂分散體）、聚酰胺樹脂(例如含表 氯醇聚酰胺）、聚（乙酸乙烯酯_乙烯)共聚物、聚（乙烯吡咯烷酮-乙酸乙烯酯)共聚物、共輒 二烯共聚物膠乳(包括馬來酸酐樹脂或苯乙烯-丁二烯共聚物）；丙烯酸聚合物膠乳(包括丙 烯酸和/或甲基丙烯酸的聚合物或共聚物）；乙烯基聚合物膠乳(包括乙烯-乙酸乙烯酯共聚 物）；官能團改性膠乳(包括通過用含有官能團（例如羧基、氨基、酰胺基、磺基等）的單體對 上文提及的聚合物改性所獲得的那些）；熱固性樹脂(包括三聚氰胺樹脂或尿素樹脂）的水 性粘結劑;合成樹脂粘結劑(包括聚甲基丙烯酸甲酯或聚乙烯醇縮丁醛、烷基樹脂）；或它們 的混合物。
[0033] 在一些情況下，油墨接收層可包括來自超過一個種類的水溶性聚合物的超過一種 的化合物。在一些這樣的實例中，PVA可作為混合物的主要組分存在。例如，PVA可以以大約 80wt %至大約99wt %存在于混合物中。在一個這樣的實例中，油墨接收層可包括約90 %至 約95%的PVA和約5%至約10%的聚乙烯吡咯烷酮的水溶性聚合物混合物。在其它實例中， 油墨接收層可包括約90 %至約95 %的PVA和約5 %至約10 %的第二組分的水溶性聚合物混 合物，所述第二組分選自聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯吡咯烷酮的共聚物、陽離子聚乙烯醇、羧 基化PVA和它們的組合。
[0034] 用于油墨接收層的金屬氧化物或半金屬氧化物顆粒可具有小粒徑。例如，所述顆 粒可具有約l〇nm至約100nm的平均直徑。所述顆粒可包括但不限于沉淀碳酸鈣、合成非晶二 氧化硅、膠體二氧化硅、氧化鋁、膠體氧化鋁、假勃姆石、氫氧化鋁以及其它金屬氧化物和半 金屬氧化物。在一些實例中，所述顆粒可帶正電或帶負電。這可通過對所述顆粒的表面進行 改性來實現。在一個具體實例中，所述氧化物顆粒為膠體氧化鋁顆粒。在另一具體實例中， 所述氧化物顆粒為陽離子超細膠體二氧化硅顆粒。陽離子超細膠體二氧化硅可商購自多種 來源，例如來自Grace Davison(Columbia，MD)的 Lud〇x?CL〇
[0035] 用于油墨接收層中的媒染劑可為不與水溶性聚合物或交聯劑（如果存在的話)相 互作用的水溶性化合物。另外，媒染劑可為不會不利地影響印刷過程的物質。在一些實例 中，媒染劑可為陽離子聚合物，例如具有伯氨基、仲氨基、叔氨基、季銨鹽基或季膦鹽基的聚 合物。媒染劑可呈水溶性形式或呈水分散性形式，如呈膠乳。在某些實例中，媒染劑可包括 水溶性陽離子聚合物，其可為(不限于)聚乙烯亞胺、聚烯丙胺、聚乙烯胺、雙氰胺-聚亞烷基 聚胺縮合物、聚亞烷基聚胺-雙氰胺銨縮合物、雙氰胺-福爾馬林縮合物、表氯醇-二烷胺的 加成聚合物、二烯丙基二甲基氯化銨（"DADMAC"）的聚合物、二烯丙基二甲基氯化銨-S0 2的 共聚物、聚乙烯基咪唑、聚乙烯吡咯烷酮、乙烯基咪唑的共聚物、聚脒、殼聚糖、陽離子化淀 粉、乙烯基苯甲基三甲基氯化銨的聚合物、（2-甲基丙烯酰氧基乙基)三甲基-氯化銨、甲基 丙烯酸二甲基氨基乙酯的聚合物、具有側位季銨鹽的聚乙烯醇等。可以以膠乳形式購得并 且適用作媒染劑的水溶性陽離子聚合物的實例包括TruDot P-2604、P-2606、P-2608、P-2610、P-2630或P-2850(可購自MeadWestvaco Corp. (Stamford，CT))和Rh〇plex?Primal-26(可購自Rohm and Haas Co. (Philadelphia,PA))。具有較小程度的水溶性的陽離子聚合 物也可通過將所述聚合物溶解于水混溶性有機溶劑中而用于油墨接收層中。
[0036] 在本公開技術的其它實例中，媒染劑可為金屬鹽，例如有機或無機酸、有機金屬化 合物或金屬絡合物的鹽。在一些實例中，鋁鹽可用作媒染劑。所述鋁鹽可包括但不限于氟化 鋁、六氟鋁酸鹽(例如鉀鹽）、氯化鋁、堿式氯化鋁(聚氯化鋁）、四氯鋁酸鹽(例如鈉鹽）、溴化 鋁、四溴鋁酸鹽(例如鉀鹽）、碘化鋁、鋁酸鹽(例如鈉鹽、鉀鹽或鈣鹽）、氯酸鋁、高氯酸鋁、硫 氰酸鋁、硫酸鋁、堿式硫酸鋁、硫酸鋁鉀（明礬）、硫酸鋁銨(銨明礬）、硫酸鈉鋁、磷酸鋁、硝酸 鋁、磷酸氫鋁、碳酸鋁、聚硅酸硫酸鋁、甲酸鋁、二甲酸鋁、三甲酸鋁、乙酸鋁、乳酸鋁、草酸 鋁、異丙酸鋁、丁酸鋁、乙酸乙酯二異丙酸鋁、三(丙烯酰丙酮)鋁、三（乙基乙酰乙酸)鋁或單 乙酰丙酮-雙（乙基乙酰乙酸)鋁。
[0037]在某些實例中，媒染劑可為季銨鹽，例如DADMAC衍生物；鋁鹽，例如三甲酸鋁或水 合氯化鋁;或包含季銨官能團的陽離子膠乳。"水合氯化鋁"、"ACH"、"聚氯化鋁"、"PAC"、"聚 羥基氯化鋁"等是指一類可溶性鋁產品，其中氯化鋁已經部分地與堿反應。與A1的量相比， 0H的相對量可決定特定產品的堿度。ACH的化學組成通常以形式Al n(0H)mCl(3n-m)表示，其中n 可為1至50,并且m可為1至150。堿度可由該等式中的條件m/(3n)定義。ACH可通過使水合氧 化鋁A1C13與鋁粉末在控制條件下反應來制備。確切的組成取決于所用的鋁粉末的量和反 應條件。通常，可進行所述反應以產生具有40 %至83 %堿度的產物。ACH可作為溶液供應，但 也可作為固體供應。
[0038]存在涉及ACH的其它方式，這些方式是本領域中已知的。通常，ACH在單一混合物中 包含多種不同的分子大小和結構。ACH中的不例性穩定離子種類可具有式[Ali2(OH)24Al04 (H20) 12]7+。其它實例包括[A16(0H)15]3+、[A1 8(0H)2q]4+、[A113(0H)34] 5+、[A121(0H)6()]3+等。用 于描述ACH或可存在于ACH組合物中的組分的其它常用名稱包括例如羥鋁基氯化物(8C1); A296;ACH 325;ACH 331 ;ACH 7-321 ;Aloxicoll ;Aloxicoll LR;羥基氯化鋁；Aluminol ACH;氯水合鋁;氯化羥鋁;堿式羥鋁基氯化物氧化物;氯化鋁氧化物;氯水合鋁;聚合氯化鋁 (Aluminum chiorohydrol);氯化輕錯；氫氧化錯氯化物；羥基氯化錯；氧氯化錯； Aquarhone；Aquarhone 18；Astringen；Astringen 10;Banoltan White;喊式氯化錯；喊式 氯化錯水合物；Berukotan AC_P;Cartafix LA;Cawood5025;Chlorhydrol ;Chlorhydrol Micr〇-Dry;Chlorhyd;rol Micro-Dry SUF;E 200;E 200(凝結劑）；Ekoflock 90;Ekoflock 91;GenPac 4370;Gilufloc 83;Hessidrex WT;HPB5025;水合氯酸（Hydral);Hydrofugal; Hyper Ion 1026；Hyperdrol；Kempac 10；Kempac20；Kemwater PAX 14；Locron；Locron P； Locron S;Nalco 8676;0CAL;0ulupac 180;PAC;PAC(鹽）；PAC 100W;PAC 250A;PAC 250AD; PAC 300M；PAC 70；Paho 2S；PALC；PAX；PAX 11S；PAX 16；PAX 18；PAX 19；PAX 60p；PAX-XL 1；PAX-XL 19；PAX-XL 60S；PAX-XL 61S；PAX-XL 69；PAX-XL 9；Phacsize；Phosphonorm； (14)聚（氫氧化錯）氯化物；聚氯化錯；Prodefloc AC 190;Prodefloc AL;Prodefloc SAB 18；Prodefloc SAB 18/5；Prodefloc SAB 19；Purachem WT；Reach 101；Reach 301； Reach501；Sulzfloc JG；Sulzfloc JG 15；Sulzfloc JG 19；Sulzfloc JG 30；TAIPAC； Taipac;Takibine;Takibine 3000;Tanwhite;TR 50;TR 50(無機化合物）；UPAX 20;Vikram PAC-AC 100S;WAC;WAC 2;Westchlor 200;Wickenol 303;Wickenol CPS 325氯水合鋁 Al2ClH5〇5 或 A12(0H)5C1 ? 2H20 或[A1(OH)2C1]xSA16(OH)15C1 3;A12(OH)5C1]x 氯化羥鋁；羥基 氯化鋁;堿式氯化鋁;羥鋁基氯化物；[Al2(0H)nCl 6-n]m;[Al(OH)3]nAlCl 3;或Aln(0H)mCl(3n-m) (其中一般說來，〇〈m〈3n)。
[0039] 媒染劑可以通常小于水溶性聚合物的量的量存在。例如，在一種情況下，油墨接收 層中的媒染劑與水溶性聚合物的重量比可為約1:5至約1:25。此外，媒染劑可包括一種或多 種上文確定的媒染劑材料。在一些實例中，媒染劑可包括陽離子聚合物和金屬鹽。金屬鹽可 在其上將印刷基于顏料的油墨的混合介質板中有效。在一個具體實例中，油墨接收層可包 括約50wt%至約95wt%的PVA、5wt%至50wt%的金屬氧化物或半金屬氧化物的顆粒，以及 選自陽離子聚合物、金屬鹽和它們的組合的媒染劑。
[0040] 除媒染劑之外，可存在于油墨接收層中的其它可選組分可包括陰離子表面活性 劑、陽離子表面活性劑、殺菌劑、增塑劑、光學增亮劑、pH調節劑、粘度調節劑、勻染劑、UV吸 收劑、受阻胺穩定劑、抗臭氧劑、硅烷偶聯劑以及其它已知添加劑。
[0041]現轉向圖2,一種制造混合介質板的方法200可包括用包含第一聚烯烴的后屏障層 涂布220介質襯底的背面以及用包含第二聚烯烴的前屏障層涂布所述板的正面。在一個具 體實例中，前屏障層與后屏障層的厚度比可為約1:1.5至約1:3。額外步驟可包括將粘附促 進底層涂布230至前屏障層上，所述粘附促進底層包含聚乙烯醇。所述方法還可包括將油墨 接收層涂布240至粘附促進底層上，所述油墨接收層包含聚乙烯醇、媒染劑以及金屬氧化物 或半金屬氧化物的顆粒。原基紙、屏障層、粘附促進底層以及油墨接收層可使用本文所公開 的組合物中的任一者形成。
[0042]所述各種層可使用本領域中已知的涂覆方法涂覆，所述方法例如簾式涂布機、棒 式涂布機、線棒涂布機、刮涂機、輥涂機、狹縫式涂布機、滑斗涂布機、凹印涂布機、級聯涂布 機或氣刀涂布機。在一個具體實例中，所述層可使用簾式涂布來涂覆。在另一具體實例中， 所述層可使用棒式涂布來涂覆。層材料可預加熱至室溫以上的溫度以用于涂布。例如，該溫 度可為約40 °C或更高。
[0043] 所述層可以以允許后屏障層抗衡其它層的厚度涂布，以改善如上文所述的卷曲控 制。在一個實例中，粘附促進底層和油墨接收層可以以一定厚度涂布，以使前屏障層、粘附 促進底層和油墨接收層的組合厚度約等于后屏障層的厚度。所述層也可具有任何如上文所 述的重量、厚度、組成和比率。
[0044] -般說來，涂布所述層可通過混合干燥成分與水以形成水性溶液或混合物，接著 將所述水性混合物涂布至混合介質板上并且使所述混合物干燥而實現。本文所公開的層組 分的組合物以干基量給出。因此，當根據本公開技術制造混合介質板時，所述干燥成分可與 一定量的水預混合，接著涂布在所述介質板上。在一些實例中，所述固體成分和水可以以約 19wt%至約40wt%的固體含量混合。在其它實例中，所述成分可以以約60wt%至約80wt% 的水含量混合。
[0045]如本文所使用的，"噴墨（inkjet)"或"噴墨（inkjetting)"是指用于從噴射結構 (例如噴墨結構)噴出組合物的系統。噴墨結構可包括熱或壓電印刷頭。術語"噴墨油墨"是 指包括液體載劑和著色劑(例如染料和/或顏料)的可噴墨組合物。任選地，其它成分也可由 所述液體載劑攜帶，例如膠乳聚合物、聚合物分散體、UV可固化材料、增塑劑、抗氧化劑、光 穩定劑、除氧劑等。如本文所使用的，"液體載劑（1 i qu i d v e h i c 1 e) "可包括可用于將染料 和/或其它物質攜帶至襯底的液體組合物。液體載劑為本領域中眾所周知的，并且多種油墨 載劑可根據本公開技術使用。所述油墨載劑可包括多種不同試劑的混合物，所述試劑包括 不限于表面活性劑、溶劑、共溶劑、緩沖劑、殺菌劑、粘度調節劑、掩蔽劑、穩定劑和水。
[0046]本公開通篇提供項目或材料的清單，例如上文填料材料的清單。為方便起見，如本 文所使用的，多種項目、結構元件、組成元件和/或材料可提供于共同的清單中。然而，這些 清單應解釋為該清單的各成員各自被認為是獨立和唯一的成員。因此，該清單中的單個成 員均不應僅僅基于其在共同組中的呈現而無相反指示即解釋為該同一清單中的任何其它 成員的實際等價物。另外，應注意，如本公開和所附權利要求書中所使用的，除非上下文另 外清楚地指出，否則單數形式"一個(a)"、"一種(an)"和"所述(the)"包括復數指代。例如， "填料"可指單一填料材料，以及多種所述材料。
[0047]如上文在例如"約0.5mm至約3mm"中以及在本公開中通篇所用的術語"約"用于通 過規定給定值可"略高于"或"略低于"數值范圍端點而對該端點提供靈活性，。該術語的靈 活性程度可由特定變量控制并且將在本領域技術人員的知識內以基于經驗和本文相關描 述加以確定。
[0048] 此外，濃度、量和其它數值數據可以以范圍形式表述或提供于本文中。應理解的 是，所述范圍形式僅僅為了方便和簡潔而使用，并且因此應被靈活地解釋為不僅包括作為 范圍的限值明確列舉的數值，而且包括該范圍內涵蓋的所有單個數值或子范圍，就如同各 數值和子范圍被明確列舉一般。例如，"約lwt%至約5wt%"的數值范圍應解釋為不僅包括 約lwt %至約5wt %的明確列舉的值，而且包括所指示的范圍內的單個值和子范圍。因此，該 數值范圍內包括諸如2、3.5和4的單個值以及諸如1~3、2~4和3~5的子范圍等。這一相同 原理適用于僅描述一個數值的范圍。此外，無論正在描述的范圍或特征的寬度如何，所述解 釋都應適用。
[0049] 雖然本公開已經參考某些實例加以描述，但本領域技術人員應認識到，在不背離 本公開的精神的情況下可進行各種修改、變化、省略和取代。因此，本公開旨在僅受所附權 利要求書的范圍所限制。
[0050] 實施例
[0051]以下實施例說明了本發明已知的混合介質、涂布組合物和方法的一些實施方式。 然而，應理解，以下僅為示例性或說明性的本發明油墨和方法的原理的應用。在不背離本發 明組合物和方法的精神和范圍的情況下，本領域技術人員可設計多種修改和替代實施例。 所附權利要求書旨在涵蓋所述修改和布置。
[0052]實施例1-制備介質板
[0053]通過用多種配方制備介質板并且將示例照片印刷在各個板上來測試一組用于所 述油墨接收層的配方。對于所制備的各介質板(使用如下文在表1中示出的各種油墨接收層 樣品），將12g/m2油墨接收層涂布在具有153g/m 2原基紙、13g/m2具有100wt%LDPE(高達150， 0001^，0.910至0.925的密度）的前屏障層、2(^/111 2具有60:40(以重量計）110?￡(高達150， OOOMw)和LDPE(高達200,0001^，0.94至0.96的密度)混合物的后屏障層的介質板上，并且將 薄的基于PVA的底層涂布在所述前屏障層上。所有層成分以40:60的固體與水之比與水混 合，接著涂布在所述介質板上。
[0054]實施例2-介質板測試方案和結果
[0055]使用裝載有典型的基于水性染料的油墨的HP DesignJet T7100印刷機將示例照 片印刷在實施例1的介質板上。按照以下步驟測試所述示例照片的干燥時間：印刷具有2" x2〃的100%黑色、100%青色、100%品紅色和100%黃色正方形的一組圖像。1分鐘之后，將 一張8.5 X11〃HP多合一紙(all in one paper)放在所述圖像上，使用21b輯向所述紙施加 重量。檢查是否有任何油墨從所述圖像轉移至所述多合一紙。如果無油墨轉移，那么將干燥 時間記錄為1分鐘。如果油墨轉移至所述多合一紙，那么在2分鐘之后再次向所述圖像施加 多合一紙，檢查油墨轉移。如果無油墨轉移，那么干燥時間為2分鐘。如果油墨轉移，那么在3 分鐘之后再次向所述圖像施加多合一紙。重復這一步驟直至無油墨轉移。
[0056] 按照以下步驟測試示例照片的油墨涂抹：印刷具有2〃x2〃的100%黑色、100%青 色、100%品紅色和100%黃色正方形的一組圖像。在印刷所述圖像之后24小時，用手指用力 涂抹各顏色。檢查是否有顏色從印刷區域移動到未印刷區域。
[0057] 按照以下步驟測試示例照片的印刷光澤：印刷100%黑色正方形。用60度光澤計 (例如BYK Gardner Tri-光澤計)測量印刷光澤。
[0058]按照以下步驟測試示例照片的耐光性：印刷ISO耐光性圖，包括所有主要顏色和密 度等于1的復合黑色。在具有預置曝光級的光盒中用玻璃蓋板測試印刷樣品。測量各顏色的 0D變化直至低于預置失效級。計算曝光時間，并且以年計報告。
[0059]表1顯示關于各測試的樣品組合物的組成。膠體氧化鋁、媒染劑、PVP、膠體二氧化 硅以及ACH含量以每100份Poval-235的重量份顯示。
[0060]表 1
[0063]表2顯示每個測試的油墨接收層樣品的測試結果。所述樣品與參照1(HP普通即干 照片紙)和參照2(HP普通光澤照片紙)比較。
[0064]表 2

[0066] 應注意，不含任何氧化物顆粒的樣品1、2和13具有極長的干燥時間，并且在印刷期 間產生不需要的印刷印記。這些樣品的涂抹抗性也差。結果顯示這樣的大致趨勢:氧化物顆 粒和媒染劑的增加的含量提高了干燥時間和涂抹抗性，但降低了耐光性和印刷光澤。為了 獲得良好的干燥時間、耐涂抹性、耐光性以及印刷圖像質量，在這一特定研究中，確定約40: 100的氧化鋁與PVA之比是有利的。第二染料定影劑或鹽可提高干燥時間和耐涂抹性，如樣 品6中所示。
[0067]下表3顯示與參照樣品相比，來自以上表1的樣品6的卷曲性能。在每個測試樣品 中，后屏障層與油墨接收層與前屏障層的組合之間的重量比大約為1: 1。卷曲性能在幾種相 對濕度水平下為可接受的。參照樣品為不具有任何屏障層的照片紙。由表3可見，在低濕度 下參照樣品介質的卷曲大于50mm，而樣品6介質板小于10_。
[0068]表 3
[0070]圖3顯示來自以上樣品的測試的干燥時間相對于膠體氧化鋁含量的圖。結果顯示， 當更多金屬氧化物添加至油墨接收層組合物中時，所述油墨接收層表現得更像多孔介質。
[0071]雖然已經參考某些實施方式描述了本公開，但本領域技術人員應認識到，在不背 離本公開的精神的情況下，可作出各種修改、變化、省略和取代。因此，本公開旨在僅受所附 權利要求書的范圍所限制。
【主權項】
1. 一種混合介質板，包括： 介質襯底； 涂覆至所述介質襯底的正面的包含第一聚烯烴的前屏障層； 涂覆至所述介質襯底的背面的包含第二聚烯烴的后屏障層； 涂覆至所述前屏障層的粘附促進底層；以及 涂覆至所述粘附促進底層的油墨接收層，所述油墨接收層包含水溶性聚合物、媒染劑 以及金屬氧化物或半金屬氧化物的顆粒。2. 如權利要求1所述的混合介質板，其中所述前屏障層和所述后屏障層具有約1:1.5至 約1:3的厚度比。3. 如權利要求1所述的混合介質板，其中所述前屏障層具有約12g/m2至約30g/m2的重 量，并且所述后屏障層具有約20g/m 2至約40g/m2的重量，條件是所述前屏障層比所述后屏障 層薄。4. 如權利要求1所述的混合介質板，其中所述后屏障層包含低密度聚乙稀和20wt %至 70wt%的量的高密度聚乙烯，并且所述前屏障層包含低密度聚乙烯，并且或者不包含高密 度聚乙烯或者包含的高密度聚乙烯的量少于所述后屏障層中包含的高密度聚乙烯的量。5. 如權利要求1所述的混合介質板，其中所述粘附促進底層包括聚乙烯醇和O.lwt%至 約10wt%的交聯劑。6. 如權利要求1所述的混合介質板，其中所述金屬氧化物或半金屬氧化物的顆粒以重 量計以約1:1至約1:10的顆粒與水溶液聚合物之比存在。7. 如權利要求1所述的混合介質板，其中所述金屬氧化物或半金屬氧化物的顆粒為碳 酸鈣、合成非晶二氧化硅、膠體二氧化硅、氧化鋁、膠體氧化鋁、假勃姆石、氫氧化鋁或它們 的組合。8. 如權利要求8所述的混合介質板，其中所述金屬氧化物或半金屬氧化物的顆粒為膠 體氧化鋁、陽離子超細膠體二氧化硅或它們的組合。9. 如權利要求1所述的混合介質板，其中所述媒染劑為陽離子聚合物、金屬鹽或它們的 組合。10. 如權利要求所述的混合介質板，其中所述介質襯底包含原基紙并且具有小于4μπι的 表面粗糙度。11. 一種用于涂布混合介質板的油墨接收層組合物，包含： 50wt %至95wt %的聚乙稀醇； 5wt %至50wt %的金屬氧化物或半金屬氧化物的顆粒；以及 選自陽離子聚合物、金屬鹽、水合氯化鋁或它們的組合的媒染劑。12. 如權利要求11所述的油墨接收層組合物，其中所述媒染劑與所述聚乙烯醇的比率 為以重量計約1:5至約1:25。13. 如權利要求11所述的油墨接收層組合物，其中所述聚乙烯醇為各自具有60%至 99 %水解的聚乙烯醇化合物的混合物。14. 一種制造混合介質板的方法，包括： 用包含第一聚烯烴的后屏障層涂布介質襯底的背面，并且用包含第二聚烯烴的前屏障 層涂布所述介質襯底的正面，其中所述前屏障層與所述后屏障層的厚度比為1:1.5至1:3; 將粘附促進底層涂布至所述前屏障層上，所述粘附促進底層包含聚乙烯醇；以及 將油墨接收層涂布至所述粘附促進底層上，所述油墨接收層包含聚乙烯醇、媒染劑以 及金屬氧化物或半金屬氧化物的顆粒。15.如權利要求14所述的方法，其中所述粘附促進底層和油墨接收層以一定厚度涂布， 以使所述前屏障層、粘附促進底層和油墨接收層的組合厚度約等于所述后屏障層的厚度。
【文檔編號】B41M5/00GK106029392SQ201480075430
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2014年3月19日
【發明人】巫緒龍, 于浩文, 布魯斯·L·克羅默, 羅納德·J·塞倫斯基
【申請人】惠普發展公司，有限責任合伙企業