具有頂塗層的列印介質的製作方法
2023-12-03 10:27:11
具有頂塗層的列印介質的製作方法
【專利摘要】在一個實施例中，列印介質（200)包含尺寸小於一百納米的顏料顆粒和摩擦控制添加劑。底塗層（205)位於基材和頂塗層之間。所述底塗層包含含有顏料固定劑的第一亞層（202)和含有染料固定劑的第二亞層（203)。所述頂塗層在底塗層上形成保護和低摩擦塗層。
【專利說明】具有頂塗層的列印介質
[0001]發明背景
噴墨列印涉及在傳送列印介質經過噴墨印表機的列印頭時使油墨液滴分配在列印介質的表面上。油墨液滴中的著色劑接觸到列印介質的表面並粘附至其上。在一些實例中，在列印之前將塗層施加到列印介質的表面上。當塗布該介質時，著色劑可以粘合至塗層中的固定劑，如陽離子試劑，其可以吸引著色劑的靜電負電荷。
[0002]附圖簡述
附圖圖解了本文所述原理的各種實例，並且是說明書的一部分。圖解的實例僅僅是實施例，並不限制權利要求書的範圍。
[0003]圖1是根據本文所述的原理，圖解的列印介質的圖。
[0004]圖2是根據本文所述的原理，圖解的列印介質的剖面圖。
[0005]圖3是根據本文所述的原理，圖解的列印介質的剖面圖。
[0006]圖4是根據本文所述的原理，圖解的用於形成列印介質的方法的流程圖。
[0007]圖5是根據本文所述的原理，圖解的列印介質的剖面圖。
[0008]圖6是根據本文所述的原理，圖解的列印介質的剖面圖。
[0009]圖7是根據本文所述的原理，圖解的列印介質的剖面圖。
【發明內容】
[0010]列印介質表面塗層可以具有各種各樣的塗飾(finishes)。例如，光澤塗層具有高鏡面反射率，並且賦予介質閃亮的外觀。啞光塗飾漫射反射的光。漫射光在不同的方向上反射光，但是不會提供用光澤塗層獲得的相同的光澤。通常，啞光塗層使用比光澤塗飾大的顆粒，賦予高光學粗糙度和漫射反射。
[0011]表面塗層也顯示出用於相對列印頭移動介質的摩擦係數。通常，用足夠的力將橡膠輥下壓到介質表面上，並相對介質表面旋轉，來移動單層介質。如果壓力太大，會移動多於一層。另一方面，如果在輥上施加微弱的力，若頂層有所移動，頂層也不會如期望地移動。如期望地穩定傳送單層介質通過印表機的印表機被認為具有良好的層輸送性(sheet feedreliability)。層的表面特性、摩擦係數和與其它介質和/或印表機託盤(printer tray)的緊密接觸可以影響層輸送可靠性。
[0012]本說明書描述了主題，其包括例如具有施加在基材表面上的多個塗層的列印介質。頂塗層可以提供低的摩擦係數，其提供在傳送列印介質通過噴墨印表機時的層輸送可靠性。這種列印介質的實例可以包括具有由尺寸小於一百納米的顏料顆粒和摩擦控制劑製成的保護表面的頂塗層。此外，該介質可以具有包含著色劑固定劑的底塗層(undercoating)。
[0013]在下面的說明書中，將出於解釋的目的提出多個具體細節來提供對本系統和方法的全面理解。然而，對於本領域技術人員來說明顯的是沒有這些具體細節本發明的設備、系統和方法也可以實施。在說明書中對「實例」的說明或類似語言表示在至少這一個實例中包括特定的特性、結構或特徵描述，但並非在其他實例中也是必要的。
[0014]濃度、量和其他數值數據在此可以表示為範圍格式。應理解的是，這種範圍格式的使用僅僅為了方便和簡潔，並且應該靈活地理解為不僅包括明確描述為範圍限值的數值，還包括包含在該範圍內的所有的單獨數值或子範圍，如同明確描述了各個數值和子範圍。例如，大約I wt%至大約20 wt%的重量範圍應理解為不僅包括明確描述的I wt%至大約20wt%的濃度限值,還包括單個的濃度,如2 wt%、3 wt%、4 wt%,和子範圍，如5 wt%至15 wt%>10 wt% 至 20 wt% 等。
[0015]圖1是根據本文所述原理所圖解的列印介質(100)的圖。在該實例中顯示了介質的頂層(101)和底層(102)。層(101、102)都塗布了多個塗層(103)。下面將更詳細地描述這些塗層。
[0016]當輥(105)壓到頂層(101)上時，該輥(105)會旋轉使頂層移動。頂層(101)的低摩擦表面(104)與輥(105)之間的摩擦力是決定應該施加在輥(105)上來移動單層的向下壓力的量的因素。在這些實施例中，底層(102)具有多個塗層，其能使底層(102)的頂面
(106)和頂層(101)的底面之間的摩擦力最小化。多個塗層(103)所提供的低摩擦力減小了操作輥以移動單層介質所需要的向下的力，並且提供了更大的層輸送可靠性。
[0017]圖2是根據本文所述原理所圖解的列印介質(200)的剖面圖。在該實例中，介質(200 )具有頂塗層(201)和處於基材(204)之上的底塗層(205 )。該底塗層(205 )具有第一亞層(sub-layer) (202)和第二亞層(203)。頂塗層(201)可以是摩擦控制塗層，且底塗層(205)可以使著色劑固定塗層。
[0018]基材(204)可以是纖維基材料、塑料、透明材料、不透明材料、紙、卡片紙、織物、用於列印介質的其它基材，或其組合。在一些實例中，基材(204)經過預塗布來改進基材
(204)和底塗層(205)之間的粘合性。
[0019]在一個實例中，基材(204)由纖維素纖維製成。在另一個實例中，基材(204)由合成纖維，如聚醯胺、聚酯、聚乙烯和聚丙烯酸纖維製成。而在另一個實例中，基材(204)由無機纖維，如石棉、陶瓷和玻璃纖維製成。還有另一個實例中，基材(204)可以由上述材料的組合製成。基材(204)可以以任何尺寸、大小或厚度形成。此外，基材(204)可以是任何形式的，如紙漿、溼紙或幹紙。此外，基材(204)可以包含纖維的混合物，例如木纖維、非木纖維和再生纖維(recycled fiber)。基材(204)可以是列印紙，例如噴墨列印紙，並且可以進一步包括其它形式的紙，如信紙、繪圖紙和攝像原紙，以及板材料，如卡片板、海報板和細料紙板(Bristol board)ο
[0020]例如，所述纖維可以由化學漿、機械漿、熱機械漿、化學機械漿和化學熱機械漿(CTMP)來生產。木漿的實例包括，但不限於，牛皮紙漿(kraft pulps)和亞硫酸鹽漿，其各自可以漂白也可以不漂白。軟木的實例包括，但不限於，松樹、雲杉和鐵杉。硬木的實例包括，但不限於，樺樹、楓樹、橡樹、白楊和山楊。
[0021]在圖2的實例中，底塗層(205)具有兩個各自包含著色劑固定劑的亞層(202、203)。油墨中的著色劑可以是染料著色劑、顏料著色劑，或其組合。染料是在油墨中可溶的材料，並且與來自第二亞層(203)的染料固定劑結合。顏料是不可溶材料，其與來自第一亞層(202)的顏料固定劑結合。
[0022]在圖2的實例中，第一亞層(202 )靠近基材(204)布置。該亞層(202 )可以包含顏料固定劑。可以用於第一亞層(202)的顏料固定劑的非窮盡列表包括多價鹽、氯化鈣(CaCl2)、乙酸鈣(Ca (C2H3OO) 2)、檸檬酸鈣(Ca3 (C6H5O7) 2)、硫酸鎂(MgSO4)、氯化羥鋁(aluminumchlorohydrate, AlnCl(3n_m) (OH)m),或其組合。
[0023]在圖2的實例中，第二亞層(203)可以具有染料固定劑。可以用於第一亞層(202)的染料固定劑的非窮盡列表包括陽離子固定劑、聚二烯丙基二甲基氯化銨(PolyDADMAC)、多胺、聚六亞甲基雙胍(PHMB)、其他染料固定劑，或其組合。
[0024]邊界(206)可以使第一亞層(202)與第二亞層(203)分開。邊界(206)可以通過分別施加各個亞層(202、203)形成。
[0025]頂塗層(201)可以沉積在底塗層(205)上。頂塗層(201)可以具有多孔結構，其通過毛細作用力將位於頂塗層的保護表面(208)上的著色劑和/或油墨拉入到多個塗層中。
[0026]頂塗層(201)包含粘土顆粒、礦物顆粒、重質碳酸鈣、沉澱碳酸鈣、滑石顆粒、二氧化矽顆粒、氧化鋁顆粒，或其組合。這些材料可以具有尺寸小於一百納米的小顆粒。在一些實例中，平均顆粒尺寸在十五和八十五納米之間。在其它實例中，平均顆粒尺寸在三十和七十納米之間。然而，在其它實例中，平均顆粒尺寸為大約四十五至五十五納米。
[0027]小顆粒的高表面積可以為頂塗層(201)的保護表面(208)提供高度多孔結構，從而產生強的毛細作用力，其將油墨和/或著色劑拉入頂塗層(201)和亞層中。在頂塗層
(201)中，當顆粒尺寸越小時，毛細作用力越大，因為顆粒之間的間隔也更小。具有尺寸在一百納米以下的顏料顆粒的頂塗層(201)能產生強的毛細作用力。因此，可以通過毛細作用相對快速地使油墨和/或著色劑穿過這些孔，將其拉入到底塗層中。小顆粒也會降低頂塗層(201)的摩擦力，從而增加列印介質的層輸送可靠性。
[0028]頂塗層(201)也可以包含摩擦控制添加劑。摩擦控制添加劑在室溫下可以具有液態，使添加劑分子移動直到它們達到它們最低的表面能態。摩擦控制添加劑通過降低頂塗層的表面能，可以有助於降低塗層表面(208)的摩擦係數。較低的摩擦係數防止物體破壞列印介質和其塗層上的列印圖像。例如，與頂塗層的表面接觸的水和物體更易於滑離列印介質，而不會固著或結合頂塗層表面。此外，可預測的摩擦係數可以增加介質的送紙可靠性。
[0029]摩擦控制添加劑可以是非極性的烴合成聚合物乳液或分散體，如高密度或低密度聚乙烯((C2H4)nX具有高分子量和固體微粒物理形貌的合成聚合物，如高密度聚乙烯粉末、蠟，如巴西棕櫚蠟和石蠟、潤滑劑、其他摩擦控制添加劑，或其組合。與本文所述的原理相容的摩擦控制添加劑的合適例子是可以通過位於Cincinnati, Oh1的Michelman Inc.公司得到的Michem Shield?、Michem Lube?和Michem Emuls1n?。其它與本文所述的原理相容的摩擦控制添加劑是位於Tulsa, Oklahoma的Frict1n Solut1ns, LLC公司銷售的Ultralube ?。
[0030]在一些實例中，頂塗層具有在大約50:50和99:1之間的顏料顆粒與摩擦控制添加劑的比率。而在其它實例中，頂塗層具有在大約90:10和99:1之間的顏料顆粒與摩擦控制添加劑的比率。
[0031]這些頂塗層的顆粒的小尺寸可以使頂塗層保持低的摩擦係數。顆粒可以經過配置來反射入射光，使其在期望的角度或角度範圍反射，並且可以產生光澤、啞光和其他塗層塗飾。
[0032]頂塗層(201)可以相對薄。在一些實例中，頂塗層(201)具有十微米以下的厚度。在一些實例中，頂塗層的厚度小於五微米。而在其它實例中，該厚度小於一微米。在一些實例中，該厚度小於0.5微米。
[0033]在一些實例中，頂塗層(201)具有小於十克每平方米的塗層重量。在一些實例中，頂塗層(201)具有小於五克每平方米的塗層重量。然而，在其它實例中，頂塗層(201)具有小於一克每平方米的塗層重量。
[0034]底塗層(205)可以具有小於三十克每平方米的底塗層重量。在一些實例中，頂塗層具有小於底塗層重量的百分之二十五的塗層重量。在一些實例中，底塗層重量小於一克每平方米。在一些實例中，底塗層重量小於二十克每平方米。在一些實例中，底塗層(205)的第一亞層(202)重約二十克每平方米。在一些實例中，第二亞層(203)是十克每平方米。例如，底塗層重量可以小於二十克每平方米，其中第一亞層包含至少3克每平方米的塗層重量，且第二亞層包含至少5克每平方米的塗層重量。
[0035]在一些實例中，將頂塗層(201)和底塗層(205)的材料施加在基材(204)的單面上。在其他實例中，將所述材料施加在基材(204)的雙面上。
[0036]圖3是根據本文所述原理所圖解的列印介質(300)的剖面圖。在此實例中，含有染料或顏料著色劑的油墨(301)沉積在頂塗層(303)的表面(302)上。一些著色劑(301)被拉入穿過了頂塗層厚度的孔，然而其它著色劑保留在頂塗層(303)的表面(302)上。染料著色劑可以具有比顏料著色劑更小的尺寸，所以更大比例的染料著色劑可以被拉入穿過頂塗層(303)。
[0037]一旦在頂塗層(303)之下，著色劑(301)可以與第二亞層(304)的固定劑結合。儘管顏料固定劑沉積於第一亞層(305)，但是第二亞層(304)可以具有染料固定劑和顏料固定劑的組合，因為顏料固定劑可以擴散進入第二亞層(304)。當通過頂塗層(303)觀看時，在第二亞層(304)結合的著色劑(301)可以形成圖像。染料固定劑可以在第二亞層(304)保留染料(301)。此外，顏料固定劑有助於在頂塗層(303)的表面上保留顏料著色劑。
[0038]在使用顏料著色劑的實例中，大部分的顏料可以保留在頂塗層(303)的表面(302)上，因為顏料著色劑可能太大而不能穿過頂塗層(303)的孔。此外，顏料固定劑可以擴散進入頂塗層(303)中，並且使顏料著色劑分子相互結合，這能改進由著色劑形成的圖像的列印質量。在一些實例中，染料固定劑也會擴散進入頂塗層(303)，並且與保留在表面
(302)上的染料著色劑結合。
[0039]在一個列印工作中，著色劑可以保留在頂塗層(303)的表面(302)上，在頂塗層(303 )的厚度內，和在第二亞層(304)的厚度內。染料固定劑和顏料固定劑都可以防止著色劑散布、擴散、芯吸(wicking)，或者以其它方式從著色劑初始在第二亞層(304)或頂塗層
(303)中結合的位置移動。
[0040]在一些實施過程中，頂塗層(303)、第二亞層(304)和第一亞層(305)可以具有一定的透明度，因此當看向頂塗層(303)時，可以看到與第一或第二亞層(304、305)結合的著色劑。在一些實例中，頂塗層(303)比較不透明，且當著色劑保留在頂塗層(303)的表面(302)上時，列印質量最好。
[0041]在一些實例中，頂塗層(303)具有0.5克每平方米的塗層重量，且由下述組分製成:一百份的 Cartacoat? K303C,其為位於 Charlotte, North Carolina 的 Clariant 公司銷售的二氧化娃的商業形式、三份的Mow1l? 18-88,其為總部設於St.Louis, Missouri的Sigma-Aldrich公司銷售的聚乙烯醇((C2H4O)x)的商業形式、0.5份的Michemshield?253滑爽助劑，作為摩擦控制添加劑、0.5份的光學增白劑和0.005份的藍色染料。在一些實例中，頂塗層(303)具有0.5克每平方米的塗層重量，且由下述組分製成:一百份的 Cartacoat? K303C、三份的 Mow1l? 18-88,總部設於 St.Louis, Missouri 的Sigma-Aldrich公司銷售的聚乙烯醇((C2H4O)x)的商業形式、一份的Michemshield? 253滑爽助劑，作為摩擦控制添加劑、0.5份的光學增白劑和0.005份的藍色染料。在一些實例中，頂塗層(303)具有一百份的Laponite? JS納米粘土,其為位於Widnes, Cheshire,United Kingdom的Rockwood Additives Limited公司銷售的粘土的商業形式、三份的Mow1l? 18-88,其為總部設於St.Louis, Missouri的Sigma-Aldrich公司銷售的聚乙烯醇((C2H4O)x)的商業形式、一份的Michemshield? 253滑爽助劑，作為摩擦控制添加劑、0.5份的光學增白劑和0.005份的藍色染料。
[0042]下表I包括可以根據本文所述原理使用的頂塗層的配方的具體實例。
[0043]表I
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[0044]在一些實例中，第二亞層(304 )具有三克每平方米的塗層重量。在一些實例中，第二亞層(304)具有一百份的Sylojet? A25, 二氧化娃的商業形式。Sylojet? A25是位於Columbia, Marylanc^tJW.R.Grace & C0.公司銷售的。在一些實例中，第二亞層(304)也可以具有二十份的Mow1l? 18-88。在一些實例中，第二亞層(304)具有五份的Glascol?F207,BASF公司銷售的有機聚電解質、總部設於St.Louis, Missouri的Sigma-Aldrich公司銷售的聚乙烯卩比咯燒酮((C6H9NO)n)或Wilmington, DE.的Avecia Inc.公司銷售的聚六亞甲基雙胍(PHMB)。在一些實例中，第二亞層(304)具有0.5份的光學增白劑和0.005份的藍色染料。
[0045]下表2包括可以根據本文所述原理使用的第二亞層的配方的具體實例。
[0046]表21:j內I
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[0047]在一些實例中，第一亞層(305)具有四十份Hydrocarb? 90,其為位於Proctor,Vermont的Omya North America公司銷售的碳酸I丐的商業形式；和六十份Kaocal?,其為位於Borger, Texas的J.M.Huber公司銷售的粘土的商業形式。在其它實例中，第一亞層(305)具有六十份 Kaocal? 和四十份 Opacarb? A40,這是位於 Adams, Massachusetts 的Specialty Minerials, Inc公司銷售的碳酸I丐顏料的商業形式。在一些實例中，第一亞層(305)具有三至十二份由二十五份的Plur1l? E600 (這也是由化學公司BASF銷售的聚乙二醇的商業形式)製成的溶液、二十五份的氯化鈣(CaCl2)和五十份水。在一些實例中，第一亞層(305)還具有七份Acronal? S728,由總部設於Ludwigshafen, Germany的化工公司BASF銷售的苯乙烯-丙烯酸膠乳的商業形式。
[0048]下表3包括可以根據本文所述原理使用的第一亞層的配方的具體實例。
[0049]表3
蛋二亞層實例 |l.l|l.2|l.3|1.4
Hydrocar b?90 40 40 40
Kaocal?60 60 60 60
Opacarb?A4040
W混物—?2~6~3 12
Acronal?S7287~ 7 7 7~.總份數TT?TT? 110 119
￥~層重量(gsm) 110 110 110 110
[0050]在一些實例中，在上表中的預混溶液可以包含二十五份的Plur1l E600、二十五份的氯化鈣(CaCl2)和五十份水(H20)。
[0051]雖然用非窮舉的列表中的特定實例來描述了塗層和亞層，實施上述功能的以各種量的材料的任意組合在本文所述的原理的範圍內。
實施例
[0052]下面的實施例是主題創新原理的示例性或說明性應用。應注意的是，所提供的實驗數據不限制實施方案的範圍。相反，這樣的數據僅說明與主題創新一致的組合物實施方案的製備，以及證明了說明組合物對於塗布介質的用處的上述性質。
[0053]除非在下面的實施例以及說明書和權利要求書的其它部分另有說明，所有份數和百分數以重量計，所有溫度以攝氏度計，和壓力處於或接近大氣壓。
[0054](a)用於塗布介質的組合物的製備
第一亞層(FSL)組合物通過下述步驟製備:首先將水加入到小容器中；然後加入40份的 Hydrocarb? 90(位於 Proctor, Vermont 的 Omya North America 銷售的碳酸I丐的商業形式)和六十份Kaocal? (位於Borger, Texas的J.M.Huber公司銷售的粘土的商業形式)，並且混合10分鐘；單獨地，通過混合25份的Plur1l? E600，(其為BASF銷售的聚乙二醇的商業形式)、二十五份的氯化鈣(CaCl2)和五十份水(H2O)製備成預混溶液。然後，將12份預混物加入到顏料混合物中，並混合5分鐘；最後，向顏料和預混溶液的混合物中加入7份的Acronal? S728 (總部設於(Ludwigshafen, Germany的BASF銷售的苯乙烯-丙烯酸膠乳的商業形式)。
[0055]第二亞層(SSL)組合物通過下述步驟製備:首先將水加入到小容器中；然後向該容器中加入 100 份的 Sylo jet? A25(位於 Columbia, Maryland 的 W.R.Grace & C0.銷售的二氧化矽的商業形式)，並攪拌5分鐘；向該容器中加入5份的Glascol? F207CBASF銷售的有機聚電解質)，並攪拌5分鐘；單獨地,在95°C下將來自位於Houston, Texas的KurarayAmerica, Inc的水溶性粘合劑MOW1L? 20-98 PVA在水中煮20分鐘；將20幹份煮過的PVA加入到容器中的混合物，並且混合10分鐘；最後，加入0.5份的光學增白劑Tinopal ABP-A和0.005份的藍色染料Irgalite Blue R-L (二者都可以從BASF化學公司獲得)，並且混合2分鐘。
[0056]第一頂塗層(TC3.1)組合物通過下述步驟製備:首先將水加入到小容器中；然後加入 100 份的 Cartacoat? K303C (位於 Charlotte, North Carolina 的 Clariant 公司銷售的二氧化娃的商業形式)、3份的Mow1l? 18-88 (總部設於St.Louis, Missouri的Sigma-Aldrich公司銷售的聚乙烯醇((C2H4O)x)的商業形式)、0.5份的Michemshield? 253滑爽助劑(來自位於Cincinnati, Oh1的Michelman Inc.)、0.5份的光學增白劑TinopalABP-A和0.005份的藍色染料Irgalite Blue R-L (二者都可以從BASF化學公司獲得)，並且混合10分鐘。第二頂塗層(TC3.2)組合物通過下述步驟製備:首先將水加入到小容器中；然後，加入 100 份 Cartacoat? K303CC 位於 Charlotte, North Carolina 的 Clariant公司銷售的二氧化娃的商業形式)、3份Mow1l? 18-88 (位於Houston, Texas的KurarayAmerica, Inc銷售的聚乙烯醇((C2H4O)x)的商業形式)、I份Michemshield? 253滑爽助齊Li(來自位於 Cincinnati, Oh1 的 Michelman, Inc.)、0.5 份光學增白劑 Tinopal ABP-A和0.005份藍色染料Irgalite Blue R-L(兩者都可以從BASF化學公司獲得)，並混合10分鐘。第三頂塗層(TC3.3)組合物通過下述步驟製備:首先將水加入到小容器中；然後加入 Laponite? JS 納米粘土(其為位於 Widnes, Cheshire, United Kingdom 的 RockwoodAdditives Limited 銷售的粘土的商業形式)、3 份的 Mow1l? 18_88(位於 Houston, Texas的Kuraray America, Inc 銷售的聚乙烯醇((C2H4O) x)的商業形式)、0.5 份的Michemshield?253滑爽助劑(來自位於Cincinnati, Oh1的Michelman Inc.公司)、0.5份的光學增白劑Tinopal ABP-A和0.005份的藍色染料Irgalite Blue R-L (二者都可以從BASF化學公司獲得)，並且混合10分鐘。
[0057](b)塗布介質製備塗布介質樣品1、2和3通過將10 gsm塗層重量的第一亞層(FSL-1.2)施加在90 gsmHPLaserJet普通紙(plain paper)上來製備。然後,將3 gsm第二亞層(SSL-2.1)施加在第一亞層(FSL-1.2)之上。隨後，0.5 gsm的頂塗層(TC-2.1，3.2 & 3.1)施加在第二亞層(SSL-2.1))之上。塗層通過繞線邁耶棒(wire-wound Mayer rod)在操作臺drawdown桌上施加。在施加各個塗層後，塗布的樣品使用手持式空氣加熱槍(hand held heat gun)空氣乾燥I分鐘。表4提供了三個塗布介質樣品(1、2和3)和對照商業啞光塗布的噴墨紙120gsm的列表。
[0058]下表4包括塗布介質的具體實施例。
[0059]表4
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[0060]實施例介質的摩擦係數(COF)使用Lab Master?Slipand Frict1n TMI測試儀，以1360 g的滑車重量(sled weight)、2 cm/min的靜態速度和76 cm/min的動態測試速度來測量。印表機的層拾取可靠性(sheet pick reliability)和運轉性能可以通過層與層，以及層與橡膠拾取棍(pick-up rollers)(如果用來拾取紙)的COF來表徵。COF是指示介質的化學和物理性質的綜合參數，所述性質的例子包括，但不限於表面極性、粗糙度、孔隙率和滲透性、溼度等等。如表5所示，介質實施例1、2和3提供了相對於對照介質較低的層與層COF。
[0061]塗布樣品以優質顯示正常列印模式設置，用標準墨盒在兩個不同的印表機上列印。惠普HP OfficeJet Pro 8000顏料型油墨和HP OfficeJet 6500染料油墨型印表機用來評價塗布介質1、2、3和對照樣品的圖像質量。圖像質量測試包括使用上述噴墨印表機和油墨的標準光學密度(0D)、黑點(L*min)和色域(color Gamut)的評估。黑點(L*min)和黑色光學密度(KOD)使用由X-rite，Green Rapids, MI提供的透射/反射密度儀來測量。基於從8個色塊(color patch) (100%青色、100%洋紅色、100%黃色、100%紅色、100%綠色、100%藍色、100%黑色和白色(未列印區域))的L*，a*, and b*的X_rite透射/反射密度儀測量來計算色域體積。表5中較高的KOD和色域值和較低的L*min值說明各個樣品更好的性能。
[0062]下表5包括塗布介質的具體實施例的摩擦係數(COF)和圖像質量數據。
[0063]表5..............................................................................................................:...........................1...........................?...............................2...............................:............................3............................:—S1:
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[0064]圖4是根據本文所述原理，用於形成列印介質的圖解方法(400)的流程圖。在該實施例中，方法(400)包括(401)將底塗層施加至基材的表面和(402)在底塗層上施加頂塗層。該頂塗層可以具有小於一百納米的顏料顆粒尺寸和摩擦控制添加劑，以及底塗層可以具有著色劑固定劑。
[0065]底塗層可以在兩個施加程序中施加。第一個施加程序可以包括將第一亞層施加至基材的表面。第二個施加程序可以包括在第一亞層上施加第二亞層。各個亞層可以包含著色劑固定劑。在一些實施例中，第一亞層包含顏料固定劑，和第二亞層包含染料固定劑。
[0066]在一些實施例中，頂塗層、底塗層、亞層或其組合可以在水溶液中預混，然後施加在介質上。水性塗層可以通過狹縫模頭施加(slotted die applicat1ns)、棍施加、簾幕施加(fountain curtain applicat1ns)、刮刀施加、棒施加、空氣刀施加、凹版印刷施加、空氣刷施加、其它水性塗層施加或其組合來施加。
[0067]在一些實施例中，基材用膠粘材料預塗布來改進基材與第一亞層的粘合。在各個施加後，可以乾燥亞層。所述亞層和/或塗層可以通過傳導、對流、輻射、大氣條件或其組合來乾燥。
[0068]在一些實施例中，施加水性塗層後，塗層和基材通過輥來展平。在一些實施例中，加熱所述輥來乾燥水性塗層、改進塗層之間的粘合、改進塗層與基材的粘合、展平介質、防止介質捲曲，或它們的組合。在一些實施例中，介質經過稱為壓光(calendaring)的工藝，其中在施加塗層後，加熱的輥展平介質。
[0069]根據具體實施例，第一亞層可以通過用水性塗層輥施加和通過輻射有效乾燥來施加到基材上。然後，第二亞層可以用水性塗層輥施加和通過輻射有效乾燥來施加到第一亞層之上。最後，頂塗層可以通過水性塗層輥施加和通過輻射有效乾燥來施加到基材上。
[0070]頂塗層可以改進通過著色劑結合到頂塗層下面的著色劑固定劑亞層所形成的圖像的耐久性。頂塗層可以使著色劑與介質上的外力隔離，如與頂塗層接觸的物體。例如，如果手、書、其他介質層、戒指或其他物體接觸到介質，該物體將直接接觸頂塗層。因為著色劑不在頂塗層中，所以著色劑不會與物體直接接觸。
[0071]圖5是根據本文所述原理的圖解的列印介質(500)的剖面圖。在該實施例中，所述介質(500 )具有頂塗層(501)和位於基材(503 )上的底塗層(502 )。
[0072]基材(503)可以是纖維基材料、塑料、透明材料、不透明材料、紙、卡片紙、織物、用於列印介質的其它基材，或其組合。在一些實例中，基材(503)用材料預塗布來改進基材(503)和底塗層(502)之間的粘合性。
[0073]底塗層(502)可以包含混合在一起的染料著色劑和顏料著色劑二者的著色劑固定齊U。可用於底塗層(502)中的顏料固定劑的非窮盡列表包括顏料著色劑固定劑如多價鹽、氯化鈣(CaC 12)、乙酸鈣(Ca (C2H3OO) 2)、檸檬酸鈣(Ca3 (C6H5O7) 2)、硫酸鎂(MgSO4)、氯化羥鋁(AlnCl(3n_m)(0H)m)，或其組合。可用於底塗層(502)的染料固定劑的非窮盡列表包括陽離子固定劑、聚二烯丙基二甲基氯化銨(PolyDADMAC)、多胺、聚六亞甲基雙胍(PHMB)、其他染料固定劑，或其組合。這些著色劑固定劑可以在底塗層(502)中以任意組合混合到一起。
[0074]在一些實例中，染料固定劑和顏料固定劑均等分布在底塗層(502)中。在替代的實施例中，顏料固定劑橫跨底塗層(502)的厚度具有不均等分布。例如，更多的顏料固定劑可以集中在底塗層(502 )厚度的底部，其靠近基材(503 )。在一些實例中，顏料固定劑在底塗層(502)中具有不均等分布，而染料固定劑在底塗層(502)中具有基本均等的分布。在一些實例中，染料固定劑在底塗層(502)中具有不均等分布。例如，染料固定劑朝向頂塗層(501)具有更大的濃度。在一些實例中，染料固定劑具有不均等分布，而顏料固定劑組分(pigment fixative elements)具有基本均等的分布。
[0075]頂塗層(501)可以位於底塗層(502)上。頂塗層(501)可以具有多孔結構，其通過毛細作用力將在頂塗層(501)的表面(504)上沉積的著色劑和/或油墨拉入到多個塗層中。頂塗層(501)可以由粘土、礦物、滑石、重質碳酸鈣、沉澱碳酸鈣、二氧化矽、土質材料、合成材料，或其組合製成。這些材料可以具有尺寸小於一百納米的小顏料顆粒。
[0076]頂塗層(501)中顆粒的小尺寸為塗層(501)的表面提供了顆粒之間的大量的孔。這些孔具有小的直徑，其提供強的導致快速吸收的毛細作用力。通過毛細作用力可以將油墨和/或著色劑經過這些孔拉入到底塗層(502)中。此外，這些頂塗層顆粒的小尺寸可以使頂塗層保持低的摩擦係數。頂塗層(501)也可以包含摩擦控制添加劑。摩擦控制添加劑也可以有助於降低塗層表面(504)上的摩擦係數。
[0077]頂塗層(501)可以相對薄。在一些實例中，頂塗層(501)具有低於十微米的厚度，其可對應於每平方米小於十克的重量。在一些實例中，頂塗層的厚度小於五微米，其可對應於每平方米小於五克的重量。而在其它實例中，該厚度小於一微米，其可對應於每平方米小於一克的重量。在一些實例中，該厚度小於0.5微米，其可對應於每平方米小於0.5克的重量。
[0078]在一些實例中，頂塗層(501)的重量小於底塗層(502)的塗層重量的百分之二十五。在一些實例中，底塗層(502 )至少比頂塗層(501)重二十倍。
[0079]圖6是根據本文所述原理的圖解的列印介質(600)的剖面圖。在該實施例中，所述介質(600)具有分別在第一底塗層(603)和第二底塗層(604)之上的第一頂塗層(601)和第二頂塗層(602)。第一和第二底塗層(603、604)沉積於基材(607)的第一面(605)和第二面(606)上。底塗層(603、604)各具有第一亞層(608)和第二亞層(609)。頂塗層(601、602)可以是摩擦控制塗層，和底塗層(603、604)可以是著色劑固定塗層。
[0080]在圖6的實施例中，底塗層(603、604)的兩個亞層(608、609)各包含著色劑固定齊U。油墨中的著色劑可以是染料著色劑、顏料著色劑，或其組合。在圖6的實施例中，第一亞層(608)靠近基材(607)布置。這些亞層(608)可以包含顏料固定劑。此外，第二亞層(609)可以包含染料固定劑。
[0081]頂塗層(601、602)可以位於底塗層(603、604)上。頂塗層(601、602)可以具有多孔結構，其通過毛細作用力將沉積於頂塗層上的著色劑和/或油墨拉入到底塗層(703、704)中。
[0082]頂塗層(601、602)包含粘土顆粒、礦物顆粒、重質碳酸鈣、沉澱碳酸鈣、滑石顆粒、二氧化矽顆粒、氧化鋁顆粒，或其組合。這些材料可以具有尺寸小於一百納米的小顆粒。
[0083]頂塗層(601、602 )也可以包含摩擦控制添加劑。摩擦控制添加劑可以有助於降低頂塗層的摩擦係數。頂塗層(601、602)可以相對薄。在一些實例中，頂塗層(601、602)具有小於十微米的厚度。在一些實例中，頂塗層的厚度小於五微米。而在其它實例中，該厚度小於一微米。在一些實例中，該厚度小於0.5微米。在一些實例中，頂塗層(601、602)具有小於十克每平方米的塗層重量。
[0084]圖7是根據本文所述原理的圖解的列印介質(700)的剖面圖。在該實施例中，所述介質(700)具有分別在第一底塗層(703)和第二底塗層(704)之上的第一頂塗層(701)和第二頂塗層(702)。第一和第二底塗層(703、704)位於基材(707)的第一面(705)和第二面(706)上。
[0085]底塗層(703、704 )可以包含混合在一起的染料著色劑和顏料著色劑二者的著色劑固定劑。在一些實例中，染料固定劑和顏料固定劑均等分布在底塗層(703、704)中。在替代的實施例中，顏料固定劑橫跨底塗層(703、704)的厚度具有不均等分布。在一些實例中，底塗層具有染料固定劑或顏料固定劑，但不是二者都有。
[0086]頂塗層(701、702)可以位於底塗層(703、704)上。頂塗層(701、702)可以具有多孔結構，其將沉積於頂塗層(701、702)上的著色劑和/或油墨拉入到下面的底塗層(703、704)中。
[0087]在一些實例中，基材(707)用膠粘材料預塗布來改進基材與底塗層(703、704)的粘合。在各個施加程序後，可以乾燥底塗層(703、704 )。
[0088]在一些實例中，將著色劑固定劑混合和分散在基材中。例如，可以將顏料固定劑混合進基材中。在一些實例中，底塗層包含染料固定劑，而顏料固定劑混合進基材中。
[0089]儘管用特定數量的塗層和亞層來描述介質，但是用各種濃度的著色劑固定劑製成的任何數量的塗層和亞層都可以與本文所述的原理相一致。
[0090]上述說明書僅為了說明和描述所述原理的實施例。該說明書並不旨在窮舉或將這些原理限制在所公開的任何精確形式。根據上述教導可能進行多種改變和變化。
【權利要求】
1.列印介質(200)，其包含: 頂塗層(201)，其包含尺寸小於一百納米的顏料顆粒和摩擦控制添加劑；和 位於基材和所述頂塗層之間的底塗層(205)，所述底塗層包含: 第一亞層(202)，其包含顏料固定劑；和 第二亞層(203)，其包含染料固定劑； 其中所述頂塗層在所述底塗層上形成保護和低摩擦塗層。
2.權利要求1的介質，其中所述第二亞層位於所述第一亞層和所述頂塗層之間。
3.權利要求1的介質，其中所述染料固定劑包含陽離子固定劑、聚二烯丙基二甲基氯化銨、多胺、聚六亞甲基雙胍，和其組合。
4.權利要求1的介質，其中所述顏料固定劑包含多價鹽、氯化鈣、乙酸鈣、檸檬酸鈣、硫酸鎂，或其組合。
5.權利要求1的介質，其中所述顆粒包含至少下述中的一種:粘土顆粒、礦物顆粒、重質碳酸鈣、沉澱碳酸鈣、滑石顆粒、二氧化矽顆粒、氧化鋁顆粒，和其組合。
6.權利要求1的介質，其中所述摩擦控制添加劑包含至少下述中的一種:非極性烴合成聚合物乳液或分散體、聚乙烯，合成聚合物、聚乙烯粉末、蠟、巴西棕櫚蠟、石蠟、潤滑劑，和其組合。
7.權利要求6的介質，其中所述頂塗層包含在大約90:10至99:1之間的顏料顆粒與摩擦控制添加劑的比率。
8.權利要求6的介質，其中所述頂塗層是透明的，且具有小於十克每平方米的塗層重量。
9.權利要求1的介質，其中所述底塗層重量小於二十克每平方米，其中第一亞層包含至少3克每平方米的塗層重量，和第二亞層包含至少5克每平方米的塗層重量。
10.權利要求1的介質，其中所述第二亞層包含染料固定劑和顏料固定劑的組合。
11.形成列印介質的方法(400)，其包括: (401)將底塗層施加到基材的表面，所述底塗層包含著色劑固定劑；和 (402)將頂塗層施加到所述底塗層上，所述頂塗層包含尺寸小於一百納米的顆粒。
12.權利要求11的方法，其中將底塗層施加到基材的表面包括 將第一亞層施加到所述基材的所述表面；和 將第二亞層施加到所述第一亞層上。
13.列印介質(200)，其包含: 在包含著色劑固定劑的底塗層(205)上形成的頂塗層(201)； 在基材(204)上形成的所述底塗層；和 所述頂塗層包含小於所述底塗層的底塗層重量的百分之二十五的塗層重量。
14.權利要求13的介質，其中所述底塗層重量小於一克每平方米。
15.權利要求11的介質，其中所述底塗層重量小於二十克每平方米。
【文檔編號】B41M5/155GK104220267SQ201280072350
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2012年4月17日 優先權日:2012年4月17日
【發明者】L.帕爾, 巫緒龍, J.C.阿隆索 申請人:惠普發展公司有限責任合夥企業