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CN107735265A - 有光泽的印刷介质 - Google Patents

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CN107735265A
CN107735265A CN201580081354.6A CN201580081354A CN107735265A CN 107735265 A CN107735265 A CN 107735265A CN 201580081354 A CN201580081354 A CN 201580081354A CN 107735265 A CN107735265 A CN 107735265A
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CN
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glossy
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metal core
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core substrate
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Application number
CN201580081354.6A
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周晓奇
弗朗索瓦·K·皮拉叶什
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Hewlett Packard Development Co LP
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Publication date
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Abstract

有光泽的印刷介质包括：有光泽的金属芯基底；设置在有光泽的金属芯基底上的基础层；和设置在基础层上的图像接收层。还提供了制备有光泽的印刷介质的方法以及用于在有光泽的印刷介质上印刷的方法。

Description

有光泽的印刷介质
背景技术
喷墨技术的应用已经扩展至高速的商业和工业印刷，以及家用和办公用途，因为其能够生产经济的、高质量、彩色印刷品。该技术是一种无压(nonimpact)印刷方法，其中电子信号控制和引导可沉积在各种介质基底上的油墨的液滴或流。这些可印刷的介质或记录材料可以是切割尺寸的纸张或商用大格式的介质，比如横幅和墙纸。当前的喷墨印刷技术涉及通过热喷射、压电式压力或振动，迫使油墨滴通过小的喷嘴到这种介质的表面上。在该印刷方法中，介质基底对于印刷图像的总体图像质量和持久性起到关键作用。
目前，对于数字印刷内容的要求持续增加，其不再限于“传统的”黑白文本图像和全色照片图像，而且也扩展至例如具有独特的视觉效果(比如金属外观和/或反射性)的印刷品。因此，研究持续关注开发可有效使用这种印刷技术的介质和/或印刷方法，其提供良好的图像质量并且允许产生特定外观。
附图说明
图1A根据实施例描绘了有光泽的(lustrous)印刷介质的横截面图。
图1B根据实施例描绘了另一有光泽的印刷介质的横截面图。
图2是描绘用于制备有光泽的印刷介质的示例性方法的流程图。
图3是描绘用于将含颜料的喷墨油墨印刷到有光泽的印刷介质上的示例性方法的流程图。
具体实施方式
现详细参考具体实例，其阐明目前被发明人视为实施本发明的最佳模式。还简单描述了适用的可替代的实例。
在公开和描述本公开的具体实例之前，应当理解本公开不限于本文公开的具体方法和材料。还应理解，本文使用的术语仅用于描述具体的实例而不旨在是限制性的，因为保护范围将由权利要求及其等同方式限定。在描述和要求本发明的制品和方法时，将使用下面的术语：单数形式“一个(a)”、“一种(an)”和“所述(the)”包括复数指代，除非上下文另外明确指出。因此，例如，提及“一个颗粒”包括提及一个或多个这种材料。浓度、数量和其它数值数据可以在本文中以范围形式出现。应当理解，使用这种范围形式仅仅为了方便和简洁，并且应灵活地解释为不仅包括明确叙述为范围界限的数值，而且包括该范围内涵盖的全部单个数值或子范围，如同每个数值和子范围都被明确叙述。例如，约1wt％至约20wt％的重量范围应解释为不仅包括明确叙述的1wt％至20wt％的浓度界限，而且包括单个浓度，比如2wt％、3wt％、4wt％，以及子范围，比如5wt％至15wt％、10wt％至20wt％等。除非另外指出，否则所有百分比都按重量计(wt％)。再如，1份至20份的范围应解释为不仅包括明确叙述的约1份至约20份的浓度界限，而且包括单个浓度，比如2份、3份、4份等。除非另外指出，否则所有的份都是以单位重量计的干燥份，且无机颜料之和等于100份。此外，当使用“约”描述一个值时，这表示包括与所叙述值的较小差异(至多±10％)。
数字印刷，比如喷墨印刷和电子照相印刷正快速普及。应用范围从小格式台式电脑A尺寸或更小的相册尺寸印刷至大格式，比如墙面材料、标志、横幅等，其中图像为设计、符号、照片和/或文本的形式。图像接收介质从传统的纤维素纸到塑料薄膜、木板、织物纺织品等差异甚广。这种数字印刷技术的特殊领域是金属印刷，其中金属油墨，比如基于银或金颗粒的油墨，或使用一些金属氧化物颗粒以替代昂贵的金属粉末的仿金属油墨，或金属介质(比如金属箔)可用于产生金属外观。使用金属介质的后一种印刷可用于许多情况下，因为其不需要专用油墨组来产生金属外观从而维持低的操作成本，并且介质本身可存在一些纸张或塑料介质不具有的特有效果，比如高强度和高硬度。这些物理特性有时专用于特定应用，例如标签和专用高端贺卡、木板和纪念奖杯。
金属介质印刷的挑战来自其固有的特性。金属介质通常不具有溶剂吸收性，这可使包含任何溶剂或水性溶剂的油墨(比如喷墨油墨)不可用；油墨颗粒在金属表面上的粘附力不强，这可使图像的耐久性(例如耐刮伤性或耐敲击性)差。极高的光反射也不是终端用户所期望的。
本公开描述了金属印刷介质，其显示期望的有光泽的外观，但是不太强的光反射。金属印刷介质包括金属箔，其作为芯支撑(core-supporting)基底和光泽效果提供者，和涂覆层，其起到图像接收层的作用，以产生高质量和耐久的图像。
根据本文的教导，印刷介质可包括有光泽的金属芯基底、基础层和在一面上的图像接收层。在一个实例中，可在印刷介质的背面(与印刷面相对)上形成使用层压粘结剂的层压背支撑层。在另一实例中，介质可以是双面可印刷的介质，其中层压背支撑层可由具有与相对的图像接收层相同组成或不同组成的图像接收层代替。
图1A描绘了印刷介质100的横截面图，该印刷介质100具有有光泽的金属芯基底102、基础层104和图像接收层106。可在印刷介质100的背面上形成层压背支撑层108。图1B描绘了可选的构造，其中层压背支撑层108可被第二基础层104’和第二图像接收层106’替代。两个基础层104、104’的组成可以相同或不同。两个图像接收层106、106’的组成可以相同或不同。
有光泽的金属芯基底102：
有光泽的，在本文中意指光滑的、闪光的和明亮的表面。当光射在有光泽的金属表面上时，光子与金属键中的电子相互作用。因为光子不能渗入金属很深，因此它们通常被反射。当它们被反射时，尽管也可能吸收一些，但可见光谱中所有反射的光子给人造成一种闪光的或“有光泽的”感觉。有光泽的感觉的程度可使用术语例如“光泽度(luster)”或动态色指数(flop index)来表达。由于光泽度取决于亮度和反射角度的变化，因此其在400nm至700nm的可见光谱中可被简化，并且表达为：
S＝3(L1-L3)/L2，
其中S是测量的光泽度，L1是以15度的逆定向反射角(aspecular angle)测量的CIELAB L*，L2是以45度的逆定向反射角测量的CIELAB L*，并且L3是以110度的逆定向反射角测量的CIELAB L*。
在一个实例中，有光泽的金属芯基底的S值可大于6.5。在另一实例中，有光泽的金属芯基底的S值可大于8。并且在又一实例中，有光泽的金属芯基底的S值可大于12。这些值用于在添加后续层104和106(和第二面的104’和106’)之前的有光泽的金属芯基底。
可根据本发明的教导选择的用于有光泽的金属基底102的金属箔的化学类型是不受限制的。可选择化学周期表中IB族至VIIB和VIII族的任何金属，和它们的合金。例如，可采用铝、铜、不锈钢、镍、碳钢、黄铜、银箔、金箔等。对于具体的印刷应用，终端用户可具有期望的颜色范围的选择。对于本发明的教导中的印刷介质，介质颜色主要取决于有光泽的金属芯基底102的颜色。换句话说，光子的反射和吸收之间的平衡可决定有光泽的金属芯基底102看起来多白或多灰。在其它实例中，可选择铜箔或金箔。这些有光泽的金属芯基底可分别作为淡红色样铜芯基底或淡黄色样金芯基底存在。在另一实例中，可选择银箔，其中截止频率在远UV中，并且基底可表现为有光泽的金属外观中最白的一种。
在又一实例中，印刷介质的颜色可能不是主要由有光泽的金属芯基底决定，而是主要归因于所用的油墨组的L*a*b*值，并且有光泽的金属芯基底的光学功能是提供有光泽的外观。例如，白色有光泽的金属芯基底可以是显得发白的铝箔，其用具有L*a*b*坐标例如L*＝85-87，a*＝2.5-7.5，和b*27-32的黄色油墨组印刷。所得组合可具有金色外观，以较低的材料成本产生。
对于有光泽的金属芯基底的厚度没有具体限制。在一些实例中，可选择厚度以确保良好的印刷操作，例如，0.005英寸至0.1英寸。可选择一些商业产品在本文中用于本发明的教导。例如，可使用1000、2000、3000、5000、6000、8000系列铝箔，102和110系列铜箔，304、309和321不锈钢箔，260黄铜箔，201镍箔以及1008和1010碳钢箔，其全部可由ALL FoilsInc.(Strongsville，Ohio)提供。
基础层104、104’：
在有光泽的金属芯基底102和图像接收层106、106’之间，可施加称为基础层104、104’的薄涂覆层。
不与任何理论相关联，据信基础层104、104’能够提供有光泽的金属芯基底102和施加于其上的后续材料层(例如图像接收层106、106’)之间更好的粘附力。基础层也可用作油墨着色剂固定层，其中分散的油墨颜料着色剂从油墨载体脱离并且通过层中金属离子的离子力结合。另外，基础层可用于优化最终有光泽的印刷介质100的光泽。
基础层104、104’可包括成膜聚合物材料，例如各种聚丙烯酸酯、各种聚甲基丙烯酸酯、聚环氧乙烷、聚乙烯醇、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰胺、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚氯丙烯、聚氧乙烯、聚(2-乙烯基吡啶)、环氧树脂，或这些材料的两种或更多种的组合或混合物。在一些实例中，基础层104、104’的聚合物材料可以是丙烯酸丁酯-丙烯酸乙酯的共聚物乳液。
基础层104、104’也可包括二价或更高价并且是金属盐一部分的多价金属离子。金属盐可包括但不限于水溶性多价金属盐。在一些实例中，金属盐可包括金属阳离子，比如II族金属、III族金属和过渡金属，以及其两种或更多种的组合。金属的具体实例可包括但不限于钙、铜II、镍、镁、锌、钡、铁、铝和铬。
多价金属离子可进一步包括抗衡离子，其性质取决于例如多价金属离子的性质。多价金属离子和抗衡离子的组合形成金属盐，其在许多实例中是水溶性的。用于多价金属离子的抗衡离子的具体实例可包括但不限于卤素阴离子，例如氯化物、溴化物和碘化物；羧酸阴离子，比如醋酸根；磷酸阴离子；硫酸阴离子(硫酸根)；亚硫酸根；磷酸根；氯酸根；卤化鏻盐(phosphonium halide salt)，例如六氟磷阴离子；四苯基硼阴离子；高氯酸根；硝酸根；酚盐(phenolate)，或其两种或更多种的组合。在一些实例中，多价金属盐可以是但不限于以下中的一种或多种：硝酸铝、氯化钙、硝酸镁和有机酸盐。
基础层中多价金属离子的量可取决于例如以下中的一个或多个：多价离子的性质、阴离子的性质、成膜聚合物的性质和类型、以及印刷油墨的性质。例如，基础层中多价离子的量可在约0.05wt％至约20wt％的范围内。在一些实例中，印刷介质表面处理中多价金属离子的量可在约0.5wt％至约8wt％的范围内。
可选地，基础层可包括非多孔无机颜料填料，其含量为整个基础层的约5wt％至约30wt％。填料的实例可包括但不限于碳酸钙(碾碎的(GCC)或沉淀的(PCC))、硅酸铝、云母、碳酸镁、硅胶、氧化铝、勃姆石、滑石、高岭土或煅烧粘土，或任意上述的两种或更多种的组合。填料的量可与有光泽的特性直接相关。量过多可能降低光泽的程度但是量不足可能造成低粘附力和差的着色剂固定。
有光泽的金属芯基底102上基础层104、104’材料的量可在约0.01克每平方米(gsm；g/m2)至约5gsm的范围内。在一些实例中，在有光泽的金属芯基底上施加的基础层材料的量可在约0.1gsm至约5gsm，或约0.3gsm至约4gsm，或约0.5gsm至约3gsm的范围内。基础层104、104’的厚度可在约0.01微米(μm，10-6m)至约5μm的范围内或在约0.2μm至约0.5μm的范围内。
在一些实例中，在将任何涂层104、104’施加至有光泽的金属芯基底102之前，可进行电晕处理，以便去除有光泽的金属芯基底的表面上的任何氧化物。因此，可在电晕腔中于室温和大气压下，预处理有光泽的金属芯基底102。在另一实施方式中，有光泽的金属芯基底102可以用酸性溶液，例如按重量计5％至30％浓度的HC1或H2SO4溶液预冲洗，以去除氧化物和“蚀刻”表面，从而改善与基础层104、104’和图像接收层106、106’的粘附力。
图像接收层106、106’：
印刷介质100可包括有光泽的金属芯基底102，并且至少图像接收层106可设置在基底的至少一面上。在一些实例中，在有光泽的金属芯基底102的一面上可出现图像接收层或喷墨接收层或油墨记录层或油墨接收层106。在其它实例中，在有光泽的金属芯基底102的背面上可出现另外的图像接收层106’。
图像接收层106、106’可视为是复合材料结构。词“复合材料”在本文中是指由至少两种组成材料，或多个相制成的材料，所述至少两种成分材料或多个相具有彼此不同的物理和/或化学特性，并且其中这些组成材料/多个相在分子水平上保持分离并且在复合材料的结构中不同。
图像接收层106可设置在有光泽的金属芯基底102的一面，并且可形成涂布量在约0.5gsm至约30gsm、或约1gsm至约20gsm、或约1gsm至约15gsm的范围内的层。在一些实例中，印刷介质100可具有油墨接收层106，其仅仅施加至有光泽的金属芯基底102的一面并且具有约2gsm至约10gsm的范围内的涂布量。在其它实例中，印刷记录介质100可包含图像接收层106、106’，其各自施加至有光泽的金属芯基底102的一面并且每面涂布量的范围为约1gsm至约10gsm。
图像接收层106、106’可包括纳米级无机颜料颗粒、带电物质和至少聚合物粘结剂。有两个主要功能可归因于纳米级无机颜料颗粒，其中，这些颗粒或聚集的颗粒(次级颗粒)可具有形成吸收层的能力，以适应油墨着色剂和油墨载体(溶剂)，并且这些颗粒或聚集的颗粒也可起到消除从有光泽的金属芯基底的表面的强反射的作用。在一些实例中，有光泽的金属芯基底102可反射光子从而显示金属光泽，但是该反射可限于一定范围内，即，有光泽的印刷介质100的光泽水平S值可在6.5至10.5的范围内，即，在施加层104、106之后。否则，如果反射太高，可产生“太闪耀的”光泽图像，例如，太闪光或有光泽，其可能很难被看到。另一方面，如果反射过低，则可感知到图像的无光泽外观。根据颗粒尺寸、颗粒尺寸的分布、包括纳米级无机颜料颗粒的次级颗粒的聚集颗粒的体积百分数、以及涂布量，在一个实例中，可在图像接收层中使用特定尺寸的纳米级无机颜料颗粒。也就是说，颗粒尺寸可用于控制反射的量。尽管纳米颗粒的颗粒尺寸可在纳米(nm)范围(见下方)内，但是在另一实例中，较大的颗粒尺寸可与纳米颗粒结合使用，以进一步减少反射。为了扩散反射，较大的颗粒可在约0.5μm至约10μm的范围内。
“纳米级”颜料颗粒，在本文中意指呈颗粒形式的颜料，其平均颗粒尺寸在纳米(nm，10-9米)范围内。颗粒可以基本上是球形的或不规则的。在一些实例中，无机颜料颗粒可具有的平均颗粒尺寸在约1nm至约150nm的范围内；在其它实例中，无机颜料颗粒可具有的平均颗粒尺寸在约2nm至约100nm的范围内。
在一些实例中，无机颜料颗粒的表面积可在约20m2/g至约800m2/g的范围内或约25m2/g至约350m2/g的范围内。例如可通过使用BET(Brimauer-Emmet-Teller)等温线吸附测量表面积。在一些实例中，无机颜料颗粒可被预分散为分散的浆料形式，然后与用于涂布在基底上的组合物混合。例如可用高剪切转子-定子型分散系统(例如ystral系统，可获自德国的ystral)分散氧化铝粉末。
在一些实例中，按层的总重计，图像接收层106、106’可包含约40wt％至约95wt％的纳米级无机颜料颗粒。在其它实施例中，按层的总重计，图像接收层106、106’可包含约65wt％至约85wt％的纳米级无机颜料颗粒。在一些实例中，图像接收层106、106’的纳米级无机颜料颗粒可为金属氧化物或复合金属氧化物颗粒。如本文所使用，术语“金属氧化物颗粒”包括金属氧化物颗粒或不溶解的金属盐颗粒。金属氧化物颗粒是可具有高折射率(即，大于1.65)并且可具有纳米范围内颗粒尺寸的颗粒，使得它们用肉眼看起来基本上是透明的。可见波长在约400nm至约700nm的范围内。
无机颜料的例子可包括但不限于二氧化钛、水合氧化铝、碳酸钙、硫酸钡、二氧化硅、高亮度硅酸铝、勃姆石、假勃姆石、氧化锌、高岭土和/或其组合。无机颜料可包括粘土或粘土混合物。无机颜料填料可包括碳酸钙或碳酸钙混合物。碳酸钙可为下述的一种或多种：碾碎的碳酸钙(GCC)、沉淀的碳酸钙(PCC)、改性的GCC和改性的PCC。无机颗粒也可选自氧化铝(Al2O3)、二氧化硅(SiO2)、纳米晶体勃姆石氧化铝(AlO(OH))和磷酸铝(AlPO4)。这种无机颗粒的实例可为HP-14、HP-16和HP-18，其可获自SasolCo.，Johannesburg，南非。
纳米级无机颜料颗粒也可为“胶体溶液”或“溶胶(colloidal sol)”。这种溶胶是纳米级颗粒与金属氧化物结构在液体中的组合物。金属氧化物的实例可包括氧化铝、氧化硅、氧化锆、氧化钛、氧化钙、氧化镁、氧化钡、氧化锌、氧化硼、以及两种或更多种金属氧化物的混合物。在一些实例中，溶胶可为约10wt％至约20wt％的氧化铝和约80wt％至约90wt％的氧化硅的混合物。在具体的实例中，溶胶可为约14wt％的氧化铝和约86wt％的氧化硅的混合物。纳米级无机颜料颗粒可以在水性溶剂中，以阳离子带电或阴离子带电并且被各种带相反电荷的基团(例如氯化物、钠、铵和乙酸根离子)稳定。商业上可得的溶胶的实例可包括由NALCO Chemical Company提供的商品名为8676、1056或Nalco1057的那些；或来自Grace，Inc.的商品名为比如HS40和HS30、TM/SM/AM/AS/LS/SK/CL-X和TMA的那些；或来自Eminess Technologies，Inc.的名称为Ultra-Sol 201A-280/140/60的那些。
也可通过使用颗粒团聚体制备溶胶，所述颗粒团聚体具有如上述的化学结构但是其具有的初始始颗粒尺寸在约5μm至约10μm的范围内。可通过利用化学分离和机械剪切力能破坏聚集体而获得这种溶胶。可使用PKa值为4.0至5.0的单价酸，例如硝酸、盐酸、甲酸或乙酸。团聚体是商业上可得的，例如，来自德国Sasol，商品名为或来自比利时Dequenne Chimie，商品名为HP。
就纳米级无机颜料颗粒而言，为了控制有光泽的反射的程度，图像接收层106、106’可进一步包括第二颗粒，所述第二颗粒的尺寸显著大于第一纳米颗粒(即，纳米级无机颜料颗粒)，或大至少20至500倍。可根据印刷介质102所需的光泽水平而添加这种第二颗粒。例如，该颗粒可为碾碎的碳酸钙，例如可获自Omya，Inc.的60；沉淀碳酸钙，例如可获自Specialty Minerals Inc.(SMI)的A40或3000；粘土，例如可获自Engelhard Corporation的合成粘土，例如水合硅酸钠锂镁，比如，例如，可获自Southern Clay Product Inc.的以及可获自例如Sigma-Aldrich Co的二氧化钛(TiO2)。第二种类型的颗粒可以是与第一类型不同的其它类型的颗粒或颜料。第二无机颗粒的实例可包括但不限于下述的以分散浆料或以固体粉末存在的颗粒：聚苯乙烯及其共聚物、聚甲基丙烯酸酯和它们的共聚物、聚丙烯酸酯和它们的共聚物、聚烯烃和它们的共聚物(例如聚乙烯和聚丙烯)、或两种或更多种聚合物的组合。第二无机颗粒可选自硅胶(例如，可获自Grace Co.的703C)、改性(例如，表面改性、化学改性等)的碳酸钙(例如，B6606、C3301和5010，其均可获自Omya，Inc.)、沉淀的碳酸钙(例如，可获自Specialty Minerals，Inc.的30)、以及它们的组合。
除了纳米级无机颜料颗粒之外，图像接收层106、106’可包含至少一种聚合物粘结剂。不与任何理论相关联，据信聚合物粘结剂可用于提供图像接收层106、106’中无机颗粒之间的粘附力。聚合物粘结剂也可用于提供图像接收层106、106’和下方基础层104之间的粘附力。在一些实例中，聚合物粘结剂在图像接收层106、106’中的含量为每100份的纳米颗粒中约5份(按干重计)至25份(按干重计)。
聚合物粘结剂可为水溶性物质(合成的或天然的)或水分散性物质，例如聚合物胶乳。粘结剂可选自水溶性粘结剂和水分散性聚合物，其单独或作为组合对于原纸料和颜料呈现高粘结力。“高粘结力”意指粘结剂经受剥离强度测试的能力。玻璃化转变温度(Tg)越低，越好。然而，如果Tg太低，那么粘结剂可能变得太软。在一些实例中，聚合物粘结剂组分可具有-10℃至+50℃的范围内的玻璃化转变温度(Tg)。测量玻璃化转变温度(Tg)参数的方式描述在，例如，Polymer Handbook，第三版，作者J.Brandrup，编辑E.H.Immergut，Wiley-Interscience，1989中。
如上所述，合适的粘结剂可包括但不限于水溶性聚合物和水分散性聚合物。水溶性聚合物的实例可包括聚乙烯醇、淀粉衍生物、明胶、纤维素衍生物和丙烯酰胺聚合物。水分散性聚合物可包括丙烯酸聚合物或共聚物、乙酸乙烯酯胶乳、聚酯、偏二氯乙烯胶乳、苯乙烯-丁二烯共聚物以及丙烯腈-丁二烯共聚物。合适的粘结剂的非限制性实例可包括苯乙烯-丁二烯共聚物、聚丙烯酸酯(polyacrylates)、聚乙酸乙烯酯、聚丙烯酸、聚酯、聚乙烯醇、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酸酯(polyacrylic esters)、聚甲基丙烯酸酯、聚氨酯、它们的共聚物、以及它们的组合。在一些实例中，粘结剂可为选自下列中的聚合物或共聚物：丙烯酸聚合物或共聚物、乙酸乙烯酯聚合物或共聚物、聚酯聚合物或共聚物、偏二氯乙烯聚合物或共聚物、丁二烯聚合物或共聚物、苯乙烯-丁二烯聚合物或共聚物以及丙烯腈-丁二烯聚合物或共聚物。在其它实例中，粘结剂组分可为包含基于乙酸乙烯酯的聚合物、丙烯酸聚合物、苯乙烯聚合物、基于SBR的聚合物、基于聚酯的聚合物、基于氯乙烯的聚合物等的颗粒的胶乳。在另外的实例中，粘结剂可为选自丙烯酸聚合物、乙烯基-丙烯酸共聚物和丙烯酸-聚氨酯共聚物中的聚合物或共聚物。这种粘结剂可为聚乙烯醇或乙烯基吡咯烷酮的共聚物。乙烯基吡咯烷酮的共聚物可包括各种其它共聚的单体，例如丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、乙烯、乙酸乙烯酯、乙烯基咪唑、乙烯基吡啶、乙烯基己内酰胺、甲基乙烯基醚、马来酸酐、乙烯基酰胺、氯乙烯、偏二氯乙烯、甲基丙烯酸二甲氨乙酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、丙烯腈、苯乙烯、丙烯酸、乙烯基磺酸钠、丙酸乙烯酯和甲基乙烯酮等。粘结剂的实例可包括但不限于聚乙烯醇及其水溶性共聚物，例如，聚乙烯醇和聚(环氧乙烷)的共聚物或聚乙烯醇和聚乙烯胺的共聚物；阳离子聚乙烯醇；乙酰乙酰化聚乙烯醇；聚乙酸乙烯酯；聚乙烯吡咯烷酮，包括聚乙烯吡咯烷酮和聚乙酸乙烯酯的共聚物；明胶；甲硅烷基改性的聚乙烯醇；苯乙烯-丁二烯共聚物；丙烯酸聚合物胶乳；乙烯-乙酸乙烯酯共聚物；聚氨酯树脂；聚酯树脂；和它们的组合。粘结剂的商业实例可包括可获自Kuraray和Clariant的235、56-88和40-88。
粘结剂的重均分子量(Mw)可为约5,000至约500,000。在一些实例中，粘结剂可具有约100,000至约300,000的范围的Mw。在其它实例中，粘结剂可具有约250,000的Mw。胶乳粘结剂的平均粒径可为约10nm至约10μm，并且在其它实例中，约100nm至约5μm。粘结剂的粒度分布没有具体限制，并且可使用具有宽粒度分布的粘结剂或具有单分散粒度分布的粘结剂。粘结剂可包括但不限于以下述名称售卖的胶乳树脂：或可获自Lubrizol Advanced Materials Inc.；可获自Rohm&Hass Company；可获自陶氏化学公司；可获自BYC Inc.，或可获自Rohm&HaasCompany。
在一些实例中，粘结剂可选自天然高分子材料，例如淀粉、化学或生物改性的淀粉以及明胶。粘结剂可为淀粉添加剂。淀粉添加剂可为任何类型，包括但不限于氧化的、乙基化的、阳离子的和珍珠淀粉。在一些实例中，淀粉可用于水溶液中。本文中可使用的合适的淀粉是改性的淀粉，例如淀粉醋酸酯、淀粉酯、淀粉醚、淀粉磷酸酯、淀粉黄原酸酯、阴离子淀粉、阳离子淀粉等，其可通过淀粉与适当的化学或酶试剂反应而得到。在一些实例中，淀粉添加剂可为天然淀粉或改性淀粉(酶改性淀粉或化学改性淀粉)。在其它实例中，淀粉可为阳离子淀粉或化学改性淀粉。可用的淀粉可通过已知的技术制备或从商业渠道获得。合适的淀粉的实例包括可获自Penford Products的Penford Gum-280；可获自St.LawrenceStarch的SLS-280；可获自National Starch的阳离子淀粉CatoSize 270，以及可获自Polysciences，Inc的聚(丙烯酰胺/丙烯酸)接枝淀粉。在一些实例中，适当的施胶/表面淀粉添加剂可为2-羟乙基淀粉醚，其可获自Penford Products，商品名为Gum 270。
在一些实例中，由于纳米颗粒因离子强度的改变而重新团聚的较强趋势，粘结剂可为非离子粘结剂。这种粘结剂的实例例如商业上可获自陶氏化学公司，商品名为和乳液，或可用作聚乙烯醇，其商业上可获自Kuraray American，Inc.，商品名为和
图像接收层106、106’可进一步包括带电物质。“带电”是指具有一些原子的化学物质获得或丧失一个或多个电子或质子，以及由具有相反电荷的原子的聚集而组成的络离子。带电物质可以是可在水性环境中解耦的带电离子或缔合的络离子。在一些实例中，带电物质是具有低分子量物质的电解质，比如氯化钙或氮化铝，或具有高分子量物质的电解质，比如聚(二烷基氨基烷基(甲基)丙烯酰胺)、聚(N-烷基(甲基)丙烯酰胺)或聚(N,N-二烷基(甲基)丙烯酰胺)。带电物质在图像接收层106、106’中的含量可为约0.005gsm至约1.5gsm的基底102；或在另一实例中为约0.2gsm至约0.8gsm的基底102。
在一些实例中，带电物质可为水溶性二价或多价金属盐。术语“水溶性”意指广义地理解为易溶于水的物质。因此，水溶性盐可指20℃时1大气压下，溶解度大于15g/100gH2O的盐。
带电物质可为水溶性金属盐。水溶性金属盐可为有机盐或无机盐。带电物质可为无机盐；在一些实例中，带电物质可为水溶性和多价带电的盐。多价带电的盐可包括阳离子，例如I族金属、II族金属、III族金属或过渡金属，例如钠、钙、铜、镍、镁、锌、钡、铁、铝和铬离子。缔合的络离子可为氯化物、碘化物、溴化物、硝酸根、硫酸根、亚硫酸根、磷酸根、氯酸根或乙酸根离子。
带电物质可为有机盐；在一些实例中，带电物质可为水溶性有机盐；在其它实例中，带电物质可为水溶性有机酸盐。术语“有机盐”可指为有机物质的缔合的络离子，其中阳离子可以与无机盐样金属阳离子相同或不同。有机金属盐是由阳离子和阴离子组成的，具有式例如(CnH2n+1COO-M+)*(H2O)m的离子化合物，其中M+是阳离子物质，其包括I族金属、II族金属、III族金属，和过渡金属，比如，例如，钠，钾、钙、铜、镍、锌、镁、钡、铁、铝和铬离子。阴离子物质可包括n值为1至35的任何带负电的碳物质。水合物(H2O)可为连接至盐分子的水分子，m值为0至20。水溶性有机酸盐的实例可包括金属乙酸盐、金属丙酸盐、金属甲酸盐等。有机盐可包括水分散性有机酸盐。水分散性有机酸盐的实例可包括金属柠檬酸盐、金属油酸盐、金属草酸盐等。
在一些实例中，带电物质可以是水溶性的、二价或多价金属盐。在涂层中使用的二价或多价金属盐的具体实例可包括但不限于氯化钙、乙酸钙、硝酸钙、泛酸钙、氯化镁、乙酸镁、硝酸镁、硫酸镁、氯化钡、硝酸钡、氯化锌、硝酸锌、氯化铝、羟基氯化铝和硝酸铝。二价或多价金属盐也可包括CaCl2、MgCl2、MgSO4、Ca(NO3)2和Mg(NO3)2，包括这些盐的水合形式。在一些实例中，水溶性的二价或多价盐可选自乙酸钙、乙酸钙水合物、乙酸钙一水合物、乙酸镁、乙酸镁四水合物、丙酸钙、丙酸钙水合物、葡萄糖酸钙一水合物，甲酸钙以及它们的组合。在一些实例中，带电物质可为氯化钙和/或乙酸钙。在其它实例中，金属盐可为氯化钙。
除了上述组分之外，必要时，图像接收层106、106’配方也可包含其它组分或添加剂，以进行所需的混合、涂布、制造和其它加工步骤，以及满足最终产品的其它要求，这取决于其预期用途。添加剂可包括但不限于下述中的一种或多种：例如，流变改性剂、增稠剂、交联剂、表面活性剂、消泡剂、光学增亮剂、染料、pH控制剂或湿润剂以及分散剂。用于形成图像接收层的组合物中添加剂的总量按图像接收层106、106’的总干重计，可为约0.1wt％至约10wt％或约0.2wt％至约5wt％。
背支撑层108：
在一个实例中，可在图像接收层106的相对面形成背支撑层108。背支撑层108可包括用聚丙烯酸酯层压胶层压的纤维素纸。背支撑层108的功能是防止对于有光泽的金属芯基底的任何机械刮伤并且还可在印刷介质100的背面提供笔可书写的表面。纤维素纸可以是任何类型的纸张，彩色的或白色的，定量(basis weight)为60gsm至250gsm。如上所述，如果在有光泽的金属芯基底102的背面上形成基础层104'和油墨接收层106’，则可省略背支撑层108。
有光泽的印刷介质的形成：
各种层104、104’、106、106’、108可通过诸如Mayer棒涂布、帘式涂布、刮涂、辊涂、喷涂、狭缝式模具涂布等模拟工艺形成在它们下方的层上。图2描绘了用于制备有光泽的印刷介质100的示例性方法200。方法200可包括提供205有光泽的金属芯基底102。方法200可进一步包括在有光泽的金属芯基底102上形成210基础层104。方法200可以以在基础层104上形成215图像接收层106结束。
如上所述，方法可进一步包括在有光泽的金属芯基底102的背面上形成层压背支撑层108。或者，如上所述，方法可进一步包括在有光泽的金属芯基底102的背面上形成第二基础层104’以及在第二基础层104’上形成第二图像接收层106’。
无论是否在有光泽的金属芯基底102的一面上形成基础层104或在有光泽的金属芯基底的另一面上另外形成第二基础层104’，有光泽的金属芯基底都可进行清洁，以去除有光泽的金属芯基底的表面上的任何氧化物。清洁可通过电晕放电或酸冲洗。
有光泽的印刷介质上的印刷：
有光泽的印刷介质上的印刷可通过将有光泽的印刷介质插入用于印刷图像的适当印刷装置来实现。例如，可使用喷墨印刷机(比如热喷墨印刷机)来印刷图像。
图3描绘了用于将油墨印刷在有光泽的印刷介质100上的示例性方法300。方法300可包括在用于在有光泽的印刷介质上印刷图像的印刷装置中提供305有光泽的印刷介质。方法300可以以通过将含颜料的油墨喷射到有光泽的印刷介质100上来印刷所述图像而结束。
如上所述，在有光泽的印刷介质100具有两个图像接收层106和106’的情况下，油墨可印刷在图像接收层106、106’的一层或两层上。
实施例
出于说明的目的，制备了特定有光泽的印刷介质100。使用0.012英寸厚的铝箔作为有光泽的金属基底102。基础层104、图像接收层106和层压胶的配方列于下面表I中。将120gsm无木质的白纸层压在介质100的背面，以形成背支撑层108。使用PhotoSmart7640台式印刷机产生金色图像和有光泽的图像，选纸器设置为照片纸。用Mayer棒法施加各种层。然而，生产规模应用可用帘式涂布来实现。
表I：层的组成(值为重量份).
注：1本文其它地方未给出的表I中列举的化学物质的来源如下：4017可获自Mallard Creek Polymers；SD690可获自中国北京Sai De；L-7657可获自Momentive Performance Materials，Waterford，NY；BYK-024和BYK-Dynwet 800可获自德国Geretsried；Violett和Blau和可获自BASF，Southfield，MI。
进行比较研究，其中具有表I中所示的图像接收层106的制备的印刷介质标注为实施例(Ex.)1。比较(Comp.)例2-6的不同在于例如图像接收层106的分散的颗粒尺寸、存在或不存在基础层104和图像接收层106的涂布量。结果列于下面表II中。
表II：对于图像接收层的比较研究(值为重量份)
注：*分散的颗粒尺寸120nm。
**分散的颗粒尺寸4.7μm。
分散的颗粒尺寸6至8μm。
1本文其它地方未给出的表II中列举的化学物质的来源如下：23F可获自PQCorporation，Valley Forge，PA。
从实施例中可见，基础层104改善了涂层粘附力。例如，省略基础层(实施例3)导致“非常差的图像耐久性”，这意味着差的涂层粘附力。也可以看出，较大的颗粒尺寸(例如，4.7μm)降低了有光泽的外观(参见实施例4)。另一方面，适当添加次级颗粒有助于平衡有光泽的水平，例如实施例1的情况。

Claims (15)

1.有光泽的印刷介质，包括：
有光泽的金属芯基底；
设置在所述有光泽的金属芯基底上的基础层；和
设置在所述基础层上的图像接收层。
2.根据权利要求1所述的有光泽的印刷介质，进一步包括：
设置在所述印刷介质的背面上的层压背支撑层。
3.根据权利要求1所述的有光泽的印刷介质，其中所述有光泽的金属芯具有正面和背面，其中第一基础层和第一图像接收层设置在所述正面上，并且其中所述有光泽的印刷介质进一步包括：
设置在所述有光泽的金属芯基底的背面上的第二基础层；和
设置在所述第二基础层上的第二图像接收层。
4.根据权利要求3所述的有光泽的印刷介质，其中所述有光泽的金属芯基底具有至少6.5的光泽S值，其中S由3(L1-L3)/L2确定，其中S是测量的光泽，L1是以15度的逆定向反射角测量的CIELAB L*，L2是以45度的逆定向反射角测量的CIELAB L*，并且L3是以110度的逆定向反射角测量的CIELAB L*。
5.根据权利要求1所述的有光泽的印刷介质，其中所述基础层包括：
成膜聚合物材料；和
金属盐，所述金属盐由二价或更高价的多价金属离子和抗衡离子组成。
6.根据权利要求5所述的有光泽的印刷介质，其中所述成膜聚合物材料选自聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚环氧乙烷、聚乙烯醇、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰胺、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚氯丙烯、聚氧乙烯、聚(2-乙烯基吡啶)、环氧树脂、以及两种或更多种所述聚合物材料的组合或混合物。
7.根据权利要求5所述的有光泽的印刷介质，其中所述基础层进一步包括：
非多孔无机颜料填料，其含量为整个所述基础层的约5wt％至约30wt％。
8.根据权利要求1所述的有光泽的印刷介质，其中所述图像接收层包括：
纳米级无机颜料颗粒；
带电物质；和
聚合物粘结剂。
9.根据权利要求8所述的有光泽的印刷介质，其中所述图像接收层进一步包括比所述纳米级无机颜料颗粒大20至500倍的无机颜料颗粒，以控制有光泽的反射的程度。
10.一种用于制备有光泽的印刷介质的方法，所述方法包括：
提供有光泽的金属芯基底；
在所述有光泽的金属芯基底上形成基础层；和
在所述基础层上形成图像接收层。
11.根据权利要求10所述的方法，进一步包括在所述印刷介质的背面上形成层压背支撑层。
12.根据权利要求10所述的方法，其中所述有光泽的金属芯具有正面和背面，其中第一基础层和第一图像接收层设置在所述正面上，所述方法进一步包括：
在所述有光泽的金属芯基底的所述背面上形成第二基础层；和
在所述第二基础层上形成第二图像接收层。
13.根据权利要求10所述的方法，其中，在形成所述基础层之前，对所述有光泽的金属芯基底进行清洁，以去除所述有光泽的金属芯基底的表面上的任何氧化物。
14.一种用于在有光泽的印刷介质上印刷油墨的方法，所述有光泽的印刷介质包括有光泽的金属芯基底；设置在所述有光泽的金属芯基底上的基础层；和设置在所述基础层上的图像接收层，所述方法包括：
在用于在所述有光泽的印刷介质上印刷图像的印刷装置中提供所述有光泽的印刷介质；和
通过将含颜料的油墨喷射到所述有光泽的印刷介质上来印刷所述图像。
15.根据权利要求14所述的方法，进一步包括：
提供有光泽的印刷介质，所述有光泽的印刷介质具有有光泽的金属芯基底；在所述有光泽的金属芯基底的另一面上的另一基础层；和在所述基础层上的另一图像接收层，其中油墨印刷在所述另一图像接收层上。
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