專利名稱:記錄片材和其生產方法
技術領域:
本發明涉及記錄片材和其生產方法,更具體涉及具有極好油墨吸收性和耐水性并因此用于噴墨記錄體系的印刷記錄片材和其生產方法。
背景技術:
噴墨記錄體系目前流行很快,因為該體系特別適合全色影像復印、低噪音和優異的印刷質量。考慮到安全和可記錄性,基本上將水基油墨用于噴墨記錄中,其中油墨液滴自噴嘴噴于用于影像記錄的記錄片材背面。因此,要求記錄片材吸收油墨快。因此,當使用油墨吸收慢的記錄片材時,完成記錄后油墨長時間保持在記錄片材表面上,這樣記錄片材容易弄臟接觸的設備、操作者和疊在一起的記錄片材。此外,在高密度影像區域,大量供給的油墨不能被充分吸收而溢流出來造成模糊影像。
日本專利申請特開36692/1982(JP-57-36692)描述了用堿性膠乳聚合物涂布的噴墨記錄片材,由此改進耐水性并獲得更好的分辨性能。該文獻中提及可加入水溶性聚合物和顏料等。日本專利申請特開115780/1988(JP-A-63-115780)描述了包括載體和由含季銨鹽的聚合物組成的涂層的噴墨記錄片材,并教導伴隨使用合成二氧化硅和作為粘合劑的聚乙烯醇等。日本專利申請特開61113/1995(JP-A-7-61113)描述了具有由聚乙烯醇縮乙醛樹脂和陽離子化合物組成的油墨接受層的噴墨記錄介質。日本專利申請特開227114/1994(JP-A-6-227114)描述了具有顏料如二氧化硅微細粉末和兩性離子膠乳組成的油墨接受層的噴墨記錄片材。
在這些記錄片材中,在一定程度上改進了油墨固定性和耐水性。然而,在油墨固定性/耐水性和油墨吸收性之間存在矛盾關系,即,對耐水性的任何改進不可避免地伴隨油墨吸收性降低。因此,高耐水性和高油墨吸收性幾乎不能同時滿足。日本專利申請特開174484/1989(JP-A-1-174484)描述了包括基片和沉積于其上的涂層的噴墨記錄片材,所述涂層由包括顏料及脂肪酸乙烯基酯(如乙酸乙烯酯)與陽離子單體的共聚物。該文獻還教導陽離子共聚物可為含非離子單體單元的共聚物或聚乙烯醇接枝共聚物,并可進一步含水溶性粘合劑。日本專利申請特開83178/1987(JP-A-62-83178)提出具有包含細粉末硅酸和陽離子聚合物乳液的噴墨記錄片材。該文獻進一步提及優選使用玻璃轉化溫度不高于0℃的可自交聯丙烯酸系乳液作為粘合劑。
這些交聯片材其特征在于改進了耐水性。然而,獲得的耐水性不足夠高,因此例如當該片材與水滴接觸時,文字或圖形滲出,在某些極端情況下局部消失,因此大大降低了記錄質量。因此,難以同時以足夠程度改進耐水性和油墨吸收性而同時確保印刷質量。
因此,本發明目的是提供一種同時大大改進耐水性和油墨吸收性的記錄片材和該片材的生產方法。
本發明的另一目的是提供一種其耐水性和油墨吸收性這兩個矛盾特性相互協調的記錄片材,和生產該記錄片材的方法。
本發明公開本發明人為實現上述目的做了大量研究工作,發現具有至少交聯或可交聯基團的陽離子聚合物與親水聚合物(大分子化合物)并用獲得對耐水性和油墨吸收性的改進,和相互反應的陽離子聚合物與親水聚合物(大分子化合物)并用獲得對耐水性和油墨吸收性的更大改進。基于上述發現完成了本發明。
因此,本發明的記錄片材包括基材(載體片材)和沉積于基材的至少一面上的由具有交聯或可交聯基團的陽離子聚合物和親水性聚合物(大分子化合物)組成的油墨吸收層。在該記錄片材中,陽離子聚合物可包括丙烯酸系聚合物乳液。陽離子聚合物可包括(1)陽離子單體與交聯單體的共聚物,或(2)陽離子單體、交聯單體和親水性單體的共聚物。交聯單體可具有可水解的縮合基團(水解縮合基團),如烷氧基甲硅烷基。親水性單體可具有聚氧亞烷基單元。本發明的記錄片材可包括基材(載體片材)和沉積于基材的至少一面上的包括含至少一種交聯單體作為共聚單體單元的陽離子聚合物的的油墨吸收層,例如(1)陽離子聚合物含交聯單體作為共聚單體單元或(2)陽離子聚合物包括交聯單體和親水性單體作為共聚單體單元。
本發明進一步涉及一種生產記錄片材的方法,包括在基材或載體的至少一個面上形成包括含交聯基團的陽離子聚合物和親水性聚合物的油墨吸收層。
本說明書中使用的術語“親水性聚合物”是指具有親水性的各種高分子物質(大分子化合物),因此包括吸水性聚合物和水溶性聚合物。
本發明的最佳實施方式本發明的記錄片材包括基材或載體和油墨吸收層,油墨吸收層包括至少一種具有交聯或可交聯基團的陽離子聚合物。這種記錄片材作為用于其中用油墨飛出液滴形成記錄的噴墨記錄的記錄片材具有很大價值。
基材可為不透明、半透明和透明的,取決于預定用途。對于用于架空投影儀(OHP),基材通常是透明的。
對于基材的種類并無特殊限制。因此基材或載體包括但不限于紙、涂布紙、無紡布、塑料薄膜、其中塑料薄膜是優選的。
對于構成塑料薄膜的聚合物,可以提及聚烯烴如聚乙烯和聚丙烯,乙烯-乙酸乙烯酯共聚物,聚氯乙烯,氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚(甲基)丙烯酸酯,聚苯乙烯,聚乙烯醇,乙烯-乙烯醇共聚物,纖維素衍生物如纖維素乙酸酯,聚酯(例如聚對苯二甲酸亞烷基酯,如聚對苯二甲酸乙二醇酯和聚對苯二甲酸丁二醇酯,聚萘二酸亞烷基酯如聚萘二酸乙二醇酯和聚萘二酸丁二醇酯),聚碳酸酯,聚酰胺(例如聚酰胺6、聚酰胺6/6、聚酰胺6/10、聚酰胺6/12),聚酯酰胺,聚醚,聚酰亞胺,聚酰胺酰亞胺和聚醚酯。此外,可以使用相應的共聚物,共混物和交聯聚合物。
在上述薄膜中,通常使用聚烯烴(特別是聚丙烯),聚酯(特別是聚對苯二甲酸乙二醇酯等)和聚酰胺薄膜。考慮到機械強度和加工性能,優選聚酯(特別是聚對苯二甲酸乙二醇酯)。
載體的厚度可根據預定用途自由選擇,通常為約5至約250μm,優選約10至200μm,用于OHP的薄膜的厚度可為(例如)約50至200μm。
必要時,可將常規添加劑如抗氧劑、紫外線吸收劑、熱穩定劑、潤滑劑、顏料等加入塑料薄膜中。此外,可對薄膜進行表面處理,如電暈放電處理或底涂布處理以增強油墨吸收層的附著力。
將至少包括陽離子聚合物的油墨吸收層設置于基材的至少一面上。優選的油墨吸收層可由陽離子聚合物和親水性聚合物形成。可不用任何親水性聚合物,而使用含至少一種選自多種交聯單體的交聯單體和親水單體作為一種或多種共聚單體單元的陽離子聚合物構成本發明記錄片材的吸收層,即(1)陽離子聚合物含交聯單體作為共聚單體單元,或(2)陽離子聚合物含交聯單體和親水單體作為共聚單體單元。該交聯片材顯示高耐水性和油墨吸收性。
上述聚合物具有至少一個交聯基團。含交聯基團的陽離子聚合物可為(1)包括含至少一種陽離子單體和交聯單體的單體組合物的聚合物,或(2)包括含至少一種陽離子單體、交聯單體和親水單體的單體組合物的聚合物。優選的陽離子聚合物包括上述聚合物(2)。
陽離子單體不僅包括各自具有一個叔氨基或其鹽的各種單體,而且還包括各自具有或能夠形成季銨堿或氫氧化銨的各種單體。
因此,陽離子單體包括二-C1-4烷氨基-C2-3烷基(甲基)丙烯酰胺和其鹽[二甲氨基乙基(甲基)丙烯酰胺、二乙氨基乙基(甲基)丙烯酰胺、二甲氨基丙基(甲基)丙烯酰胺、二乙氨基丙基(甲基)丙烯酰胺等和其鹽],二-C1-4烷氨基-C2-3烷基(甲基)丙烯酸酯和其鹽[二甲氨基乙基(甲基)丙烯酸酯、二乙氨基乙基(甲基)丙烯酸酯、二甲氨基丙基(甲基)丙烯酸酯、二乙氨基丙基(甲基)丙烯酸酯等和其鹽],二-C1-4烷氨基-C2-3烷基取代芳族乙烯基化合物和其鹽[4-(2-二甲氧基乙基)苯乙烯、4-(2-二甲氨基丙基)苯乙烯等和其鹽],含氮的雜環化合物和其鹽[乙烯基吡啶、乙烯基咪唑、乙烯基吡咯烷酮等和其鹽]。上述鹽包括與氫鹵酸(鹽酸、氫溴酸等)的鹽,硫酸鹽,烷基硫酸鹽(甲基硫酸鹽,乙基硫酸鹽等),烷基磺酸鹽,芳基磺酸鹽和羧酸鹽等(乙酸鹽等)。應注意的是可將烷基化試劑(表氯醇,二氯甲烷、芐基氯等)作用于叔氨基上形成季銨堿。
交聯單體包括各種自交聯單體(可自交聯單體)和具有活性官能團的單體,如含環氧基團的單體[(甲基)丙烯酸縮水甘油酯、(甲基)烯丙基縮水甘油基醚、1-烯丙氧基-3,4-環氧丁烷、1-(3-丁烯氧基)-2,3-環氧丙烷、4-乙烯基-1-環己烯-1,2-環氧化物等],含羥甲基的單體和其衍生物[N-羥甲基(甲基)丙烯酰胺,N-C1-4烷氧基甲基(甲基)丙烯酰胺如N-甲氧基甲基(甲基)丙烯酰胺、N-羥丁基(甲基)丙烯酰胺等],含甲硅烷基或其它可水解縮合基團的單體[乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三丁氧基硅烷、乙烯基甲氧基二甲基硅烷、乙烯基乙氧基二甲基硅烷、乙烯基異丁氧基二甲基硅烷、乙烯基二甲氧基甲基硅烷、乙烯基二乙氧基甲基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基二苯基乙氧基硅烷、乙烯基三苯氧基硅烷、γ-(乙烯基苯基氨丙基)三甲氧基硅烷、γ-(乙烯基芐基氨丙基)三甲氧基硅烷、γ-(乙烯基苯基氨丙基)三乙氧基硅烷、γ-(乙烯基芐基氨丙基)三乙氧基硅烷、二乙烯基二甲氧基硅烷、二乙烯基二乙氧基硅烷、二乙烯基二(β-甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基二乙酰氧基甲基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、乙烯基雙(二甲氨基)甲基硅烷、乙烯基甲基二氯硅烷、乙烯基二甲基氯硅烷、乙烯基三氯硅烷、乙烯基甲基苯基氯硅烷、烯丙基三乙氧基硅烷、烯丙基氨丙基三甲氧基硅烷、烯丙基二乙酰氧基甲基硅烷、烯丙基三乙氧基硅烷、烯丙基雙(二甲基氨基)甲基硅烷、烯丙基甲基二氯硅烷、烯丙基二甲基氯硅烷、烯丙基三氯硅烷、甲基烯丙基苯基二氯硅烷、β-(甲基)丙烯酰氧基乙基三甲氧基硅烷、β-(甲基)丙烯酰氧基乙基三乙氧基硅烷、γ-(甲基)丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-(甲基)丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、γ-(甲基)丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-(甲基)丙烯酰氧基丙基甲基二氯硅烷、γ-(甲基)丙烯酰氧基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷等。]和含吖丙啶基的單體[(甲基)丙烯酸2-(1-吖丙啶基)乙基酯、(甲基)丙烯酸2-(1-吖丙啶基)丙基酯、(甲基)丙烯酸3-(1-吖丙啶基)丙基酯等]。這些交聯單體可單獨使用或以其兩種或多種的混合物形式使用。
優選的交聯單體包括那些具有可水解縮合基團,特別是甲氧基甲硅烷基(C1-4烷氧基甲硅烷基如甲氧基甲硅烷基和乙氧基甲硅烷基)的單體。
親水單體包括但不限于含羧基的單體[具有游離羧基或酸酐基團的單體如(甲基)丙烯酸、衣康酸、馬來酸、馬來酸酐、富馬酸和巴豆酸、和相應的鹽(堿金屬鹽、堿土金屬鹽、銨鹽、胺鹽等)],不飽和多羧酸或其酸酐與含1至約20個碳原子的直鏈或支化醇的半酯[馬來酸單甲酯、馬來酸單乙酯、馬來酸單丁酯、馬來酸單辛酯、馬來酸單2-乙基己酯等],含羥基的單體[(甲基)丙烯酸的羥基-C2-6烷基酯,包括(甲基)丙烯酸2-羥乙基酯、(甲基)丙烯酸2-羥丙基酯、(甲基)丙烯酸3-羥丙基酯和(甲基)丙烯酸4-羥丁基酯等],含酰胺基的單體[(甲基)丙烯酰胺、α-乙基(甲基)丙烯酰胺、N-甲基(甲基)丙烯酰胺、N-丁氧基(甲基)丙烯酰胺、二丙酮(甲基)丙烯酰胺等],含磺基的單體[苯乙烯磺酸、乙烯基磺酸等],含醚基的單體[乙烯基醚如乙烯基甲基醚、乙烯基乙基醚和乙烯基異丁基醚],和含聚氧亞烷基的單體[二甘醇單(甲基)丙烯酸酯、三甘醇單(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇單(甲基)丙烯酸酯等]。這些親水單體也可單獨使用或以其兩種或多種的混合物形式使用。
優選的親水單體包括含羧基的單體[(甲基)丙烯酸等]、含羥基的單體[(甲基)丙烯酸2-羥乙基酯、(甲基)丙烯酸羥丙基酯等],和含聚氧亞烷基單元的單體[二甘醇單(甲基)丙烯酸酯、三甘醇單(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇單(甲基)丙烯酸酯等]。
這些單體通常以與一種或多種非離子單體的混合物形式使用以合適地控制成膜性能和薄膜特性。
可以使用的非離子單體包括(例如)烷基酯[(甲基)丙烯酸C1-18烷基酯,如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸異丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸月桂酯和(甲基)丙烯酸十八烷基酯],環烷基酯[(甲基)丙烯酸環己基酯等],芳酯[(甲基)丙烯酸苯酯等]、芳烷基酯[(甲基)丙烯酸芐酯等]、芳基乙烯基化合物[苯乙烯、乙烯基甲苯、α-甲基苯乙烯等],乙烯基酯[乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、支鏈烷烴羧酸乙烯酯等],烯丙基酯[乙酸烯丙基酯等]、含鹵素的單體[1,1-二氯乙烯、氯乙烯等],乙烯基氰化物[(甲基)丙烯腈等]、烯烴[乙烯、丙烯等],等等。
這些非離子單體還可單獨或以其兩種或多種的混合物形式使用。
對于非離子單體,通常可以使用(甲基)丙烯酸的C1-18烷基酯[特別是丙烯酸的C2-10烷基酯和甲基丙烯酸的C1-6烷基酯,芳族乙烯基單體[特別是苯乙烯],和乙烯基酯[特別是乙酸乙烯基酯]。
陽離子單體、交聯單體和親水單體的比例可在不降低耐水性和油墨吸收性的范圍內合適地選取。例如,陽離子單體可為總單體組分的約0.1至50mol%(例如1至45mol%),優選約0.5至40mol%(例如2至35mol%),更優選約1至30mol%(例如3至25mol%),通常約2至25mol%。交聯單體可為總單體組分的約0.1至25mol%,優選約0.2至20mol%,更優選約0.5至15mol%,和通常約0.3至10mol%。
親水單體的比例可為總單體組分的約0至50mol%,優選約0至45mol%(0.5至45mol%),更優選約0至40mol%(1至35mol%),通常約1至20mo1%。通常上述非離子單體構成總單體組分的其余量。
陽離子單體的玻璃轉化溫度可在對成膜和其它特性無不利影響的范圍內選取,并可為(例如)約-20℃至約50℃,優選約-10℃至40℃,更優選約0℃至30℃。具有這些玻璃轉化溫度的聚合物可通過使用合適的陽離子單體和交聯單體以及非必要的親水單體按合適組合形式生產。這些單體實踐上可與硬質單體[例如可制備玻璃轉化溫度約80至120℃(特別是90至105℃)的均聚物的單體],如(甲基)丙烯酸甲酯和苯乙烯],和軟質單體[例如可制備玻璃轉化溫度約-85℃至-10℃(特別是-85℃至-20℃)的均聚物的單體,如丙烯酸的C2-10烷基酯]共聚,由此形成共聚物。
對于以組合形式使用的相應單體,其比例可從如下范圍內選取(a)陽離子單體1至40wt(重量)%(優選3至35wt%,特別是5至30wt%)(b)交聯單體0.5至20wt%(優選1至15wt%,特別是2至10wt%)(c)親水單體0至50wt%(優選2至45wt%,特別是5至40wt%)(d)硬質單體10至60wt%(優選20至55wt%,特別是25至50wt%)(e)軟質單體10至60wt%(優選15至50wt%,特別是20至45wt%)陽離子聚合物的重均分子量可在(例如)約0.2×104至100×104,優選約1×104至50×104范圍內選取。
陽離子聚合物的形式可為一種溶液,例如有機溶劑溶液或水溶液,但優選為陽離子乳液(特另是水乳液)。
聚合物顆粒在陽離子乳液中的表面電勢(ζ電勢)可為(例如)約+10至+60mV,優選約+12至+55mV(例如+15至+55mV),更優選約+20至約+55mV。聚合物顆粒的表面電勢越低,油墨的固定性和耐水性越低,而表面電勢越高,油墨吸收性越低。
聚合物顆粒的表面電勢(ζ電勢)可在如下條件下測定儀器電泳光散射光度計,由Otsuka Electronics制造;ELS-800)測量溫度25℃濃度將乳液用水稀釋至濃度0.01至0.05wt%(按非揮發性物質計)。
電極之間的距離32mm電場50V/cm
聚合物顆粒在陽離子乳液中的平均直徑可為(例如)約1至200nm,優選約3至100nm,更優選約5至50nm。含該陽離子聚合物的陽離子乳液可通過常規技術制備,所述常規技術包括其中上述單體為在含非離子表面活性劑和/或陽離子表面活性劑的乳液聚合體系中進行乳液聚合的方法,和其中在單體聚合之后,將反應產物轉化為叔胺鹽或季銨鹽以提供目標水乳液的方法。
當并用陽離子聚合物(優選含陽離子聚合物的陽離子乳液)和親水性聚合物(水溶性聚合物或水不溶聚合物、吸水性聚合物)形成油墨吸收層時,可在不犧牲耐水性的條件下以任何合適的方法確保增強的油墨吸收性。
親水性聚合物包括但不限于天然存在的親水性聚合物和其衍生物(淀粉、玉米淀粉、藻酸鈉、阿拉伯樹膠、明膠、酪蛋白、糊精等),纖維素衍生物(甲基纖維素、乙基纖維素、羥乙基纖維素、羧甲基纖維素、纖維素硫酸酯、氰乙基纖維素等),乙烯醇系聚合物(聚乙烯醇、乙烯-乙烯醇共聚物等)、烯屬聚合物(乙烯-馬來酸酐共聚物等),乙酸乙烯酯系共聚物(例如乙酸乙烯酯-丙烯酸甲酯共聚物等),聚氧亞烷基(例如聚環氧乙烷、環氧乙烷-環氧丙烷嵌段共聚物等),含羧基或磺基的聚合物和其鹽[丙烯酸系聚合物聚(甲基)丙烯酸或其鹽(銨鹽和堿金屬鹽如鈉鹽)、甲基丙烯酸甲酯-(甲基)丙烯酸共聚物、丙烯酸-聚乙烯醇共聚物等),乙烯基醚系聚合物(聚(乙烯基烷基醚)如聚(乙烯基甲基醚)和聚(乙烯基異丁基醚)、甲基乙烯基醚-馬來酸酐共聚物等),苯乙烯聚合物(苯乙烯-馬來酸酐共聚物、苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物、聚(苯乙烯磺酸鈉),等),聚(乙烯基磺酸鈉)等],含氮聚合物(或陽離子聚合物)和其鹽(季銨鹽如聚乙烯基芐基三甲基氯化銨、聚二烯丙基二甲基氯化銨等、聚二甲基氨乙基(甲基)丙烯酸酯鹽酸化物、聚乙烯基吡啶、聚乙烯基咪唑、聚亞乙基亞胺、聚酰胺聚胺、聚丙烯酰胺和聚乙烯吡咯烷酮等),等等。這些親水性聚合物可單獨使用或混合使用。
在這些親水性聚合物中,優選纖維素衍生物(特別是羥乙基纖維素等),乙烯醇系聚合物(特別是聚乙烯醇等)、乙烯酯系聚合物(特別是乙酸乙烯酯系共聚物等),聚乙烯吡咯烷酮等。
還優選各自具有至少一個選自聚氧亞烷基單元、乙酰乙酰基、羧基、酸酐基和氨基的官能基團的親水性聚合物。
上述乙烯基酯系聚合物(例如乙酸乙烯酯系共聚物是乙烯酯(例如乙酸乙烯酯)與另一可共聚單體的共聚物,并包括這些共聚物的部分水解產物(例如皂化度約10至90%的部分水解產物)。優選的可共聚單體包括具有親水性基團(例如羧基和磺基,包括它們的鹽,羥基,醚等)的親水單體。特別優選使用具有醚基團,特別是氧亞烷基單元的乙烯基單體,其中氧亞烷基單元的數量(加入的摩爾數)為1至約100,優選約2至80(例如5至80),更優選約5至70(例如10至50),具體例子是(甲基)丙烯酸酯和烯丙基醚。
具有氧亞烷基單元的乙烯基單體包括但不限于二甘醇單(甲基)丙烯酸酯、三甘醇單(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇單(甲基)丙烯酸酯、一縮二丙二醇單(甲基)丙烯酸酯、二縮三丙二醇單(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇單(甲基)丙烯酸酯、二甘醇單(甲基)烯丙基醚、三甘醇單(甲基)烯丙基醚、聚乙二醇單(甲基)烯丙基醚、一縮二丙二醇單(甲基)烯丙基醚、二縮三丙二醇單(甲基)烯丙基醚和聚丙二醇單(甲基)烯丙基醚。這些單體可單獨使用或以其兩種或多種的混合物形式使用。優選的單體是(甲基)丙烯酸酯(為含氧亞乙基作為氧亞烷基單元的乙烯基單體),特別是聚氧亞烷基(甲基)烯丙基醚(尤其是聚氧亞乙基烯丙基醚)。
在乙酸乙烯酯系共聚物中,可共聚單體的比例可在對影響清晰度和耐水性無不利影響的范圍內選取,可為(例如)總單體組分的約0.1至50mol%,優選約1至30mol%,更優選約2.5至25mol%(例如3至20mol%)。
乙酸乙烯酯與具有聚氧亞烷基單元的乙烯基單體共聚物(改性乙酸乙烯酯系系樹脂)可以市購,例如購自Nippon Synthetic Chemical Industry的商品名為OKS-7158的產品。
優選的親水性聚合物還包括與陽離子聚合物的活性官能基團(例如環氧基團如縮水甘油基,烷氧基甲硅烷基)反應的官能基團的親水性聚合物。這些親水性聚合物可按照陽離子聚合物具有的各種活性基團(部分交聯的基團)以(例如)如下組合形式使用。
(1)陽離子聚合物環氧基團如縮水甘油基,親水性聚合物羧基、酸酐基、氨基(2)陽離子聚合物羥甲基親水性聚合物羥基、羧基、酸酐基(3)陽離子聚合物可水解的縮合基團如烷氧基硅烷親水性聚合物羥基、羧基(4)陽離子聚合物吖丙啶基親水性聚合物羥基、羧基、氨基在這些組合中,陽離子聚合物和親水性聚合物相互鍵合或交聯,由此形成具有高油墨吸收性能的高耐水性油墨吸收層。
與陽離子聚合物反應的優選親水性聚合物包括自交聯(可交聯)的并含有與陽離子聚合物的活性基團反應的官能團的親水性聚合物,例如下列親水性聚合物,1.乙酰乙酰基改性親水性聚合物乙酰乙酰基改性的親水性聚合物包括通過含羥基的親水性聚合物與乙酰乙酸酯反應獲得的含乙酰乙酰基的親水性聚合物,如乙酰乙酰基改性乙酸乙烯酯系共聚物(如含乙酰乙酰基的聚乙烯醇,含乙酰乙酰基的纖維素衍生物等)。乙酰乙酰基改性乙酸乙烯酯系共聚物可以市購,例如購自NiponSynthetic Chemical Industry,Co.Ltd。
2.羧基改性親水性聚合物(2a)羧基改性聚乙烯醇例如乙烯酯(如乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、甲酸乙烯酯等)與含羧基的不飽和單體(單羧酸如(甲基)丙烯酸,二羧酸如馬來酸、富馬酸和衣康酸,或酸酐或其烷基單酯等)的共聚物的部分水解產物。這些羧基改性聚乙烯醇可市購,例如購自Kuraray Co.,Ltd。
羧基改性親水性聚合物進一步包括苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物、(甲基)丙烯酸酯-(甲基)丙烯酸共聚物(例如甲基丙烯酸甲酯-(甲基)丙烯酸共聚物),乙酸乙烯酯-(甲基)丙烯酸共聚物等。
(2b)含羧基的多糖如羧基C1-4烷基纖維素、羧甲基葡聚糖和藻酸。
3.含酸酐的親水性聚合物烷基乙烯基醚-馬來酸酐共聚物(例如甲基乙烯基醚-馬來酸酐共聚物)、乙烯-馬來酸酐共聚物、乙酸乙烯酯-馬來酸酐共聚物、苯乙烯-馬來酸酐共聚物和(甲基)丙烯酸酯-馬來酸酐共聚物(例如甲基丙烯酸甲酯-馬來酸酐共聚物)。
4.含氨基的親水性聚合物聚酰胺聚胺、聚乙烯胺、聚(N-乙烯基甲酰胺)部分水解產物、含氨基的多糖(氨基葡聚糖、脫乙酰殼多糖等),等等。
陽離子聚合物與親水性聚合物的比例可根據陽離子聚合物和親水性聚合物的種類以及可獲得的交聯基團的濃度,從不降低耐水性和油墨吸收性的范圍內選取。例如,該比例(前者/后者)可在約5/95至95/5(wt%),優選約10/90至90/10(wt%),更優選約20/80至80/20(wt%)(按非揮發性組分計)范圍內選取。該比例通常為約10/90至50/50(wt%),特別是約20/80至40/60(wt%)。
親水性聚合物可具有陽離子聚合物的活性官能團。在這些情況下,陽離子聚合物可具有相應于親水性聚合物的官能團的官能團。例如,當親水性聚合物為含環氧基的聚合物時,陽離子聚合物可具有羧基或氨基。含環氧基的聚合物包括但不限于含環氧基的單體((甲基)丙烯酸縮水甘油酯、烯丙基縮水甘油基醚等)與乙烯酯(乙酸乙烯酯等)的共聚物的水解產物,其中環氧基通過含活潑氫(羥基、氨基、羧基等)的親水性聚合物與表氯醇反應獲得的含環氧基的聚乙烯醇,和通過含環氧基的單體與乙烯基吡咯烷酮共聚獲得的含環氧基的聚乙烯基吡咯烷酮。環氧含量為約0.01至5mol%,優選約0.1至3mol%(例如0.2至2.5mol%),和特別優選約0.2至2mol%,按總單體組分計。
固化劑(固化催化劑或固化促進劑)可加入油墨吸收層中用于促進固化反應。可使用的固化劑包括(例如)有機錫化合物(二月桂酸二丁基錫、二馬來酸二丁基錫、二月桂酸二辛基錫、二馬來酸二辛基錫、二乙酸二丁基錫、二丁基錫二甲醇化物、亞硫酸三丁基錫、巰基乙酸二丁基錫、辛酸亞錫等),有機鋁化合物(如異丙基鋁、三(乙酰乙酸乙酯)合鋁、三(乙酰基丙酮酸)鋁、乙酰乙酸乙酯二異丙基鋁等),有機鈦化合物(如異丙基三硬脂酰基鈦酸酯、四異丙基雙(亞磷酸二辛基酯)鈦酸酯、雙(焦磷酸二辛酯)氧乙酸鈦酸酯等),有機鋯化合物(如四正丁氧基鋯、辛酸鋯茂、烷氧基鋯與乙酰基丙酮或乙酰乙酸酯的反應產物等),酸性化合物(有機酸如脂族有機酸,例如乙酸、丙酸、羥基羧酸,芳族羧酸如苯甲酸,磺酸如苯磺酸、對甲苯磺酸、十二烷基苯磺酸等),堿性化合物(堿,如有機堿,包括三乙胺,和無機堿化合物包括氫氧化鈉和氫氧化鉀),酸性磷酸酯(磷酸單丁酯、磷酸二丁酯、酸式磷酸異丙基酯、酸式磷酸丁酯、酸式磷酸辛酯、酸式磷酸十三烷基酯等),和酸式磷酸酯與胺(己胺、三乙基胺、N,N-二甲基十二烷基胺、3-丙醇胺等)的混合物或反應產物。這些固化劑可單獨使用或以其兩種或多種物質的混合物形式使用。
固化劑的量可在有助于促進固化的范圍內選取,例如從約0.01至10重量份,優選約0.1至5重量份(按100重量份包括陽離子聚合物和親水性聚合物的樹脂組合物計,基于非揮發性物質)的范圍內選取。
為改進著色劑(染料)的固定性,使用固色劑、特別是大分子固色劑或高分子量固色劑是有利的。固色劑(高分子固色劑)通常在分子中含有陽離子基團(特別是強陽離子基團如胍基或季銨鹽基團)。固色劑可溶于水中。
因此固色劑包括但不限于二氰基系固色劑(雙氰胺-甲醛縮聚物等),多胺系固色劑(脂族多胺如二亞乙基三胺、三亞乙基四胺、二亞丙基三胺和多烯丙基胺,芳族多胺如亞苯基二胺、雙氰胺-(聚)C2-4亞烷基多胺縮合物(雙氰胺-二亞乙基三胺縮聚物等)],和聚陽離子系固色劑。聚陽離子系固色劑包括但不限于表氯醇-二-C1-4烷基胺加成聚合物(表氯醇-二甲胺加成聚合物等),烯丙基胺或其鹽的聚合物(多烯丙基胺或其鹽的聚合物,如PAA-10C、PAA-HCl-3L、PAA-HCL-10L等,都購自Nitto Boseki Co.,Ltd),二烯丙基-C1-4烷基胺或其鹽酸鹽的聚合物,如PAS-M-1,購自Nitto Boseki Co.,Ltd),二烯丙基-二C1-4烷基銨鹽的聚合物(二烯丙基二甲基氯化銨聚合物,如PAS-H-5L、PAS-H-10L等,都購自Nitto Boseki Co.,Ltd),二烯丙基或其鹽與二氧化硫的共聚物(二烯丙基鹽酸鹽-二氧化硫共聚物,例如PAS-92,購自NittoBoseki Co.,Ltd),二烯丙基C1-4烷基銨鹽-二氧化硫共聚物(例如,二烯丙基C1-4烷基銨鹽-二硫化物共聚物如PAS-A-1、PAS-A-5、PAS-A-120L、PAS-A-120A等,購自Nitto Boseki Co.,Ltd),二烯丙基-二C1-4烷基銨鹽與二烯丙基胺或其鹽或其衍生物的共聚物(例如二烯丙基二甲基氯化銨-二烯丙基胺鹽酸鹽衍生物的共聚物,如PAS-880,購自購自Nitto Boseki Co.,Ltd),二烯丙基-二C1-4烷基銨鹽的聚合物,二-C1-4烷基銨鹽乙基(甲基)丙烯酸酯季銨鹽的聚合物,二烯丙基-二C1-4烷基銨鹽-丙烯酰胺共聚物(二烯丙基二甲基氯化銨-丙烯酰胺共聚物,如PAS-J-81,購自Nitto Boseki Co.,Ltd),和胺-羧酸共聚物(例如PAS-410,購自Nitto Boseki Co.,Ltd),這些固色劑還可以單獨使用或以其兩種或多種的混合物形式使用。
固色劑的量可在有利于改進固色的范圍內,例如按每100重量份包括陽離子聚合物和親水聚合物的樹脂組合物(基于非揮發性物質)計0.1至40重量份,優選約1至30重量份,更優選約2至20重量份的范圍內選取。
必要時,油墨吸收層可補充其它組分,如不具有交聯基團的聚合物或含聚合物顆粒的水乳液(例如丙烯酸樹脂水乳液,乙烯-乙酸乙烯酯共聚物乳液,乙酸乙烯酯系乳液)。
顆粒物質(例如顏料)可包括于油墨吸收層中。顆粒物質包括(例如)無機粉末(顆粒狀礦物質如白炭黑、細粉末硅酸鈣、沸石、鋁硅酸鎂、煅燒硅藻土、細粉末碳酸鎂、細粉末氧化鋁、二氧化硅、滑石、高嶺土、層離高嶺土、粘土、重質碳酸鈣、輕質碳酸鈣、碳酸鎂、二氧化鈦、氫氧化鋁、氫氧化鈣、氫氧化鎂、硅酸鎂、硫酸鈣、絲云母、膨潤土、蒙脫石等),和有機粉末(有機顆粒如交聯或非交聯聚苯乙烯、丙烯酸類、脲、三聚氰胺、苯并胍的細有機粉末,及其它樹脂和微細中空粉末)。這些顆粒可獨立地使用或以其兩種或多種物質的混合物形式使用。當使用顆粒物質時,上述親水性聚合物可用作粘合劑樹脂。
顆粒物質與粘合劑樹脂的比例可為(例如)約0.1至80重量份,優選約0.2至50重量份,按100重量份粘合劑樹脂計。
油墨吸收層還可包括常規添加劑,如消泡劑、可涂布性改進劑、增稠劑、潤滑劑、穩定劑(抗氧劑、紫外性吸收劑、熱穩定劑等)、抗靜電劑和抗粘連劑,各自的用量應對油墨吸收層的特性無不利影響。
油墨吸收層的厚度可按照預定用途選取,并可為(例如)約5至50μm,優選約10至30μm,通常約5至30μm,通過設置上述油墨吸收層,本發明的記錄片材具有高的油墨吸水性能和高的油墨固定性能,并且同時顯著改進了耐水性。因此,當將通過噴墨記錄體系用水基油墨形成且干燥后的印刷文字或影像浸入溫度30℃的水中1分鐘時,記錄片材顯示的顏色密度保持比例不低于80%(例如約85至100%),優選不低于85%(例如約90至99%)。
本發明的記錄片材可通過在基材的至少一面上設置一種如下油墨吸收層的方式生產,所述油墨吸收層為(1)一種包括含交聯基團的陽離子聚合物和親水性聚合物的油墨吸收層,(2)一種包括含交聯和親水基團的陽離子聚合物和親水性聚合物的油墨吸收層,(3)一種包括含交聯基團的陽離子聚合物的油墨吸收層,或(4)一種包括含交聯基團和親水基團的陽離子聚合物的油墨吸收層。
上述任何一種油墨吸收層可通過用涂料組合物涂布基材或載體形成,所述涂料組合物用合適的溶劑(水、可溶于水的親水性溶劑、疏水性溶劑、或這些溶劑的混合物)制備。當陽離子聚合物為水乳液時,使用水基或含水涂料組合物。該涂料組合物通過輥涂、氣刀刮涂、刮板涂布、棒涂、刮涂、commacoating、照相凹板涂布、絲網涂布或其它常規流延或涂布工藝來流延或涂布。
油墨吸收層可通過將含各組分的涂料組合物涂于基材的至少一面上并使該涂層干燥形成。必要時,交聯的油墨吸收層可通過在選自約50至150℃范圍內的合適溫度下加熱涂布的基材形成。
必要時,可在油墨吸收層上重疊多孔層、抗粘連層、潤滑或滑爽層。
工業實用性根據本發明,油墨吸收層由含至少交聯基團的陽離子聚合物形成,因此耐水性和油墨吸收性能呈現顯著改進。此外,耐水性與油墨吸收性之間的矛盾關系得到調節,并確保改進的印刷質量。因此,本發明的記錄片材不僅作為其中使用噴出油墨液滴形成記錄的噴墨記錄體系的記錄片材而有價值,而且可用作膠印、彈性板印刷或其它印刷方法的印刷片材(特別是用于水基油墨的片材)實施例下列實施例用于進一步詳細說明本發明,而不應作為對本發明范圍的限制在實施例中,術語“份數”是指重量份。在實施例和比較例中制備的記錄片材的各種性能參數通過如下方法測定和評估。
使用噴墨印刷機(BJC-420J,由Canon,Inc.制造),將各自顏色為青色、黃色、品紅色和黑色的固體記錄圖象印刷于實施例和比較例中獲得的記錄片材上。
(油墨吸收性)在印刷后各預定時間期間,將PPC復印紙設置在印刷部分上,并對復印紙施加荷載(250g/cm2)10秒。然后將復印紙取出并用肉眼觀察透印蹭臟。油墨吸收性用不再觀察到透印蹭臟的時間來評估。
(耐水性)印刷后,將該印刷物用浸濕水的墩布來回擦10次并目測評估脫墨(除去油墨)的程度。
○無變化△某些脫墨導致印刷物變暗×印刷物已被擦去(印刷質量)按照如下標準目測評估印刷物的質量○均勻印刷物△稍微不均勻印刷物×相當不均勻印刷物(水浸泡試驗)將印刷部分浸泡于30℃的水中1分鐘,然后從水中豎直取出,充分瀝干并干燥。干燥后,按照如下標準目測評估印刷物。
○印刷物無損傷△印刷物被弄臟×無印刷物保留(顏色密度保持性)將用反射型Macbeth光密度RD-1255(Sakata Inx Corp.)測定印刷物的顏色密度。顏色密度由青色、黃色、品紅和黑色的最大反射密度之和表示。將印刷部分在30℃的水中浸泡1分鐘,然后從水中豎直取出,充分瀝干并干燥。干燥后,類似地測定顏色密度并用如下方程計算顏色密度保持性。
顏色密度保持性(%)=(浸泡后的顏色密度/浸泡前的顏色密度)×100實施例1(1)陽離子丙烯酸共聚物乳液1將219份異丙醇(IPA)和1.23份偶氮二異丁腈(AIBN)投入裝有攪拌器、回流冷凝器、滴液漏斗、氮氣進料管和溫度計的2,000ml反應器中。將該物料經攪拌溶解并加熱至80℃。作為共聚組分,將93.7份甲基丙烯酸甲酯(MMA)、98.7份丙烯酸正丁酯(BA)、49.3份甲基丙烯酸二乙基氨乙基酯(DEAEMA)和4.93份甲基丙烯酸三甲氧基硅烷丙基酯(Nippon Unicar,A-174;以下簡稱為A-174)在約4小時內滴加入反應器中。完成滴加后,進一步滴加入0.25份AIBN和25份IPA的混合物溶液作為增加的催化劑,并將反應再繼續進行2小時以完成聚合反應。
完成聚合后,將16份乙酸在恒定攪拌下加入燒瓶中,然后在約2小時內滴加入705份水以進行乳化。從所得乳液中,在旋轉蒸發器上蒸出IPA以提供陽離子丙烯酸系共聚物乳液1(非揮發性物質34.7%)。經在上述條件下測定,該乳液的聚合物顆粒的表面電勢(ζ電勢)為+23mV。
(2)記錄片材1A通過將86.5份(非揮發性物質30份)在上述步驟(1)中獲得陽離子丙烯酸系共聚物乳液1與700份(非揮發性物質70份)10wt%的乙酰乙酰基改性乙酸乙烯酯系共聚物(Nippon Synthetic Chemical Industry,Co.Ltd.,Z-320)水溶液混合,制備水基涂料組合物。
將上述水基涂料組合物涂于100μm厚的預先進行增加鍵合親和性的聚對苯二甲酸酯乙二醇酯薄膜(ICI Japan,Mellinex 705;以下某些時候稱為PET薄膜)上,并在100℃下干燥3分鐘以提供具有15μm厚的油墨吸收層的記錄片材lA。
(3)記錄片材1B通過將72.0份(非揮發性物質25份)在上述步驟(1)中獲得陽離子丙烯酸系共聚物乳液1與500份(非揮發性物質75份)15wt%的改性乙酸乙烯酯系共聚物(Nippon Synthetic Chemical Industry,Co.Ltd.,OKS-7l58G)水溶液混合,制備水基涂料組合物。將該水基涂料組合物涂于PET薄膜上,并在100℃下干燥3分鐘以提供具有15μm厚的油墨吸收層的記錄片材1B。
(4)記錄片材lC通過將72.0份(非揮發性物質25份)在上述步驟(1)中獲得陽離子丙烯酸系共聚物乳液1與750份(非揮發性物質75份)10wt%的聚乙烯基吡咯烷酮(重均分子量36×104)水溶液混合,制備水基涂料組合物。將該水基涂料組合物涂于PET薄膜上,并在100℃下干燥3分鐘以提供具有15μm厚的油墨吸收層的記錄片材1C。
(5)記錄片材1D通過將115.3份(非揮發性物質40份)在上述步驟(1)中獲得陽離子丙烯酸系共聚物乳液1與400份(非揮發性物質60份)15wt%的改性乙酸乙烯酯系共聚物(Nippon Synthetic Chemical Industry,Co.Ltd.,OKS-7158G)水溶液、4份固化或交聯促進劑(對甲苯磺酸)和0.4份顆粒物質(Sekisui Plastics CO.,Ltd.,已交聯的聚(甲基丙烯酸甲酯)MBX-20)混合,制備水基涂料組合物。將該水基涂料組合物涂于PET薄膜上,并在100℃下干燥3分鐘以提供具有15μm厚的油墨吸收層的記錄片材1D。
(6)記錄片材1E通過將115.3份(非揮發性物質40份)在上述步驟(1)中獲得陽離子丙烯酸系共聚物乳液1與600份(非揮發性物質60份)10wt%的乙酰乙酰基改性乙酸乙烯酯系共聚物(Nippon Synthetic Chemical Industry,Co.Ltd.,Z-320)水溶液和35.7份(非揮發性物質10份)濃度28wt%的固色劑(Nitto Boseki Co.Ltd.,PAS-H-5L)水溶液混合,制備水基涂料組合物。將該水基涂料組合物涂于PET薄膜上,并在100℃下干燥3分鐘以提供具有15μm厚的油墨吸收層的記錄片材1E。
實施例2(1)陽離子丙烯酸烯共聚物溶液2除了使用71.6份MMA、71.6份BA、49.3份DEAEMA、49.3份聚乙二醇甲基丙烯酸酯(NOF Corporation,Blemmer PEG-200,以下某些時候簡稱為PEG-200)和4.9份“A-174”外,重復實施例1的步驟以提供陽離子丙烯酸系共聚物乳液2(非揮發性物質31.9%)。經在上述條件下測定,該乳液的聚合物顆粒的表面電勢(ζ電勢)為+32mV。
(2)記錄片材2A將上述步驟(1)中獲得的陽離子丙烯酸系共聚物乳液2涂于PET薄膜上,并在100℃下干燥3分鐘以提供具有15μm厚的油墨吸收層的記錄片材2A。
(3)記錄片材2B通過將125.4份(非揮發性物質40份)在上述步驟(1)中獲得陽離子丙烯酸系共聚物乳液2與600份(非揮發性物質60份)10wt%的乙酰乙酰基改性乙酸乙烯酯系共聚物(Nippon Synthetic Chemical Industry,Co.Ltd.,Z-320)水溶液混合,制備水基涂料組合物。將該水基涂料組合物涂于PET薄膜上,并在100℃下干燥3分鐘以提供具有15μm厚的油墨吸收層的記錄片材2B。
(4)記錄片材2C通過將78.4份(非揮發性物質25份)在上述步驟(1)中獲得陽離子丙烯酸系共聚物乳液2與500份(非揮發性物質75份)15wt%的改性乙酸乙烯酯系共聚物(Nippon Synthetic Chemical Industry,Co.Ltd.,OKS-7158G)水溶液混合,制備水基涂料組合物。將該水基涂料組合物涂于PET薄膜上,并在100℃下干燥3分鐘以提供具有15μm厚的油墨吸收層的記錄片材2C。
(5)記錄片材2D通過將156.7份(非揮發性物質50份)在上述步驟(1)中獲得陽離子丙烯酸系共聚物乳液2與500份(非揮發性物質50份)10wt%的聚乙烯基吡咯烷酮(重均分子量36×104)水溶液混合,制備水基涂料組合物。將該水基涂料組合物涂于PET薄膜上,并在100℃下干燥3分鐘以提供具有15μm厚的油墨吸收層的記錄片材2D。
(6)記錄片材2E通過將125.4(非揮發性物質40份)在上述步驟(1)中獲得陽離子丙烯酸系共聚物乳液2與600份(非揮發性物質60份)10wt%的乙酰乙酰基改性乙酸乙烯酯系共聚物(Nippon Synthetic Chemical Industry,Co.Ltd.,Z-320)水溶液和0.5份固化催化劑(二月桂酸二丁基錫)混合,制備水基涂料組合物。將該水基涂料組合物涂于PET薄膜上,并在100℃下干燥3分鐘以提供具有15μm厚的油墨吸收層的記錄片材2E。
實施例3(1)陽離子丙烯酸烯共聚物溶液3除了使用71.6份MMA、71.6份BA、49.3份DEAEMA、49.3份甲基丙烯酸2-羥乙基酯和2.5份“A-174”作為共聚組分外,重復實施例1的步驟以提供陽離子丙烯酸系共聚物乳液3(非揮發性物質26.9%)。經在上述條件下測定,該乳液的聚合物顆粒的表面電勢(ζ電勢)為+35mV。
(2)記錄片材3A將上述步驟(1)中獲得的陽離子丙烯酸系共聚物乳液3涂于PET薄膜上,并在100℃下干燥3分鐘以提供具有15μm厚的油墨吸收層的記錄片材3A。
(3)記錄片材3B通過將148.7份(非揮發性物質40份)在上述步驟(1)中獲得陽離子丙烯酸系共聚物乳液3與600份(非揮發性物質60份)10wt%的乙酰乙酰基改性乙酸乙烯酯系共聚物(Nippon Synthetic Chemical Industry,Co.Ltd.,Z-320)水溶液混合,制備水基涂料組合物。將該水基涂料組合物涂于PET薄膜上,并在100℃下干燥3分鐘以提供具有15μm厚的油墨吸收層的記錄片材3B。
(4)記錄片材3C通過將92.9份(非揮發性物質25份)在上述步驟(1)中獲得陽離子丙烯酸系共聚物乳液3與500份(非揮發性物質75份)15wt%的改性乙酸乙烯酯系共聚物(Nippon Synthetic Chemical Industry,Co.Ltd.,OKS-7158G)水溶液混合,制備水基涂料組合物。將該水基涂料組合物涂于PET薄膜上,并在100℃下干燥3分鐘以提供具有15μm厚的油墨吸收層的記錄片材3C。
(5)記錄片材3D通過將92.9份(非揮發性物質25份)在上述步驟(1)中獲得陽離子丙烯酸系共聚物乳液3與750份(非揮發性物質75份)10wt%的聚乙烯基吡咯烷酮(重均分子量36×104)水溶液混合。將該水基涂料組合物涂于PET薄膜上,并在100℃下干燥3分鐘以提供具有15μm厚的油墨吸收層的記錄片材3D。
實施例4(1)陽離子丙烯酸烯共聚物溶液4使用59.1份MMA、59.1份BA、49.3份DEAEMA、49.3份PEG-200、24.7份丙烯酸和4.9份“A-174”,按與實施例1中相同的方式進行聚合。
完成聚合后,將5.8份25%的氨水在攪拌下加入燒瓶中,并在約2小時內滴加入705份水以進行乳化。將所得乳液按與實施例1中相同的方式濃縮以提供陽離子丙烯酸系共聚物乳液4(非揮發性物質34.0%)。經在上述條件下測定,該乳液的聚合物顆粒的表面電勢(ζ電勢)為+15mV。
(2)記錄片材4A將上述步驟(1)中獲得的陽離子丙烯酸系共聚物乳液4涂于PET薄膜上,并在100℃下干燥3分鐘以提供具有15μm厚的油墨吸收層的記錄片材4A。
(3)記錄片材3B通過將88.2份(非揮發性物質30份)在上述步驟(1)中獲得陽離子丙烯酸系共聚物乳液4與700份(非揮發性物質70份)10wt%的乙酰乙酰基改性乙酸乙烯酯系共聚物(Nippon Synthetic Chemical Industry,Co.Ltd.,Z-320)水溶液混合,制備水基涂料組合物。將該水基涂料組合物涂于PET薄膜上,并在100℃下干燥3分鐘以提供具有15μm厚的油墨吸收層的記錄片材4B。
(4)記錄片材4C通過將88.2份(非揮發性物質30份)在上述步驟(1)中獲得陽離子丙烯酸系共聚物乳液4與466.7份(非揮發性物質70份)15wt%的改性乙酸乙烯酯系共聚物(Nippon Synthetic Chemical Industry,Co.Ltd.,OKS-7158G)水溶液混合,制備水基涂料組合物。將該水基涂料組合物涂于PET薄膜上,并在100℃下干燥3分鐘以提供具有15μm厚的油墨吸收層的記錄片材4C。
(5)記錄片材4D通過將73.5份(非揮發性物質25份)在上述步驟(1)中獲得陽離子丙烯酸系共聚物乳液4與750份(非揮發性物質75份)10wt%的聚乙烯基吡咯烷酮(重均分子量36×104)水溶液混合,制備水基涂料組合物。將該水基涂料組合物涂于PET薄膜上,并在100℃下干燥3分鐘以提供具有15μm厚的油墨吸收層的記錄片材4D。
比較例1(1)丙烯酸系共聚物乳液5將679份水加入裝有攪拌器、回流冷凝器、滴液漏斗、氮氣進料管和溫度計的2,000ml反應器中,接著加入0.75份聚氧亞乙基壬基苯基醚和2.8份烷基二苯基醚磺酸鈉,并將該物料在攪拌下充分溶解。然后加入60份MMA和60份BA,并將該混合物加熱至50℃,向該混合物中加入0.3g過硫酸鉀以開始聚合。2小時反應后,再加入0.3g過硫酸鉀,并使該混合物反應3小時以完成聚合反應,由此獲得丙烯酸系共聚物乳液5(非揮發性物質16.8%)。經在上述條件下測定,該乳液的聚合物顆粒的表面電勢(ζ電勢)為-18mV。
(2)記錄片材5A將上述步驟(1)中獲得的陽離子丙烯酸系共聚物乳液5涂于PET薄膜上,并在100℃下干燥3分鐘以提供具有15μm厚的油墨吸收層的記錄片材5A。
(3)記錄片材5B
通過將148.8份(非揮發性物質25份)在上述步驟(1)中獲得丙烯酸系共聚物乳液5與750份(非揮發性物質75份)10wt%的乙酰乙酰基改性乙酸乙烯酯系共聚物(Nippon Synthetic Chemical Industry,Co.Ltd.,Z-320)水溶液混合,制備水基涂料組合物。將該水基涂料組合物涂于PET薄膜上,并在100℃下干燥3分鐘以提供具有15μm厚的油墨吸收層的記錄片材5B。
(4)記錄片材5C通過將148.8份(非揮發性物質25份)在上述步驟(1)中獲得丙烯酸系共聚物乳液5與500份(非揮發性物質75份)15wt%的改性乙酸乙烯酯系共聚物(Nippon Synthetic Chemical Industry,Co.Ltd.,OKS-7158G)水溶液混合,制備水基涂料組合物。將該水基涂料組合物涂于PET薄膜上,并在100℃下干燥3分鐘以提供具有15μm厚的油墨吸收層的記錄片材5C。
(5)記錄片材5D通過將148.8份(非揮發性物質25份)在上述步驟(1)中獲得丙烯酸系共聚物乳液5與750份(非恢復性物質75份)10wt%的聚乙烯基吡咯烷酮(重均分子量36×104)水溶液混合,制備水基涂料組合物。將該水基涂料組合物涂于PET薄膜上,并在100℃下干燥3分鐘以提供具有15μm厚的油墨吸收層的記錄片材5D。
比較例2將15wt%的改性乙酸乙烯酯系共聚物(Nippon Synthetic ChemicalIndustry,Co.Ltd.,OKS-7158G)水溶液涂于PET薄膜上,并在100℃下干燥3分鐘以提供具有15μm厚的油墨吸收層的記錄片材6。
比較例3將10wt%的乙酰乙酰基改性乙酸乙烯酯系共聚物(Nippon SyntheticChemical Industry,Co.Ltd.,Z-320)水溶液涂于PET薄膜上,并在100℃下干燥3分鐘以提供具有15μm厚的油墨吸收層的記錄片材7。
比較例4將10wt%的聚乙烯基吡咯烷酮(重均分子量36×104)水溶液涂于PET薄膜上,并在100℃下干燥3分鐘以提供具有15μm厚的油墨吸收層的記錄片材8。
將上述實施例和比較例中獲得的記錄片材的評估結果在表1中給出。
表1
從該表中顯而易見,實施例中獲得的記錄片材其耐水性和油墨吸收性總是優于比較例中獲得的記錄片材。
權利要求
1.一種記錄片材,包括基材及由具有交聯基團的陽離子聚合物和親水性聚合物組成的并在基材的至少一面上形成的油墨吸收層。
2.根據權利要求1的記錄片材,其中陽離子聚合物包括丙烯酸系聚合物乳液。
3.根據權利要求1的記錄片材,其中陽離子聚合物為包括任一如下組分的單體的共聚物,所述組分為(1)陽離子單體和交聯單體(2)陽離子單體、交聯單體和親水單體。
4.根據權利要求3的記錄片材,其中交聯單體含水解縮合或可水解縮合的基團。
5.根據權利要求3的記錄片材,其中交聯單體具有烷氧基甲硅烷基。
6.根據權利要求3的記錄片材,其中親水性單體為具有聚氧亞烷基單元的(甲基)丙烯酸酯。
7.根據權利要求1的記錄片材,其中陽離子聚合物與親水性聚合物鍵合或交聯。
8.根據權利要求1的記錄片材,其中陽離子聚合物和親水性聚合物相互具有活性官能基團。
9.根據權利要求1的記錄片材,其中陽離子聚合物為包括0.1至50mol%含叔氨基或季銨堿的單體和0.1至25mol%的交聯單體的共聚物。
10.根據權利要求2的記錄片材,其中陽離子乳液的表面電勢ζ電勢為10至60mV。
11.根據權利要求1的記錄片材,其中陽離子聚合物的重均分子量為0.2×104至100×104。
12.根據權利要求1的記錄片材,其中陽離子聚合物的玻璃轉化溫度為-20℃至50℃。
13.根據權利要求1的記錄片材,其中親水性聚合物為至少一種選自纖維素衍生物、乙烯醇系聚合物、乙烯酯系聚合物和聚乙烯基吡咯烷酮的聚合物。
14.根據權利要求1的記錄片材,其中該親水性聚合物是具有至少一個選自下列基團的官能基的聚合物,這些基團為聚氧亞烷基單元、乙酰乙酰基、羧基、酸酐基和氨基。
15.根據權利要求1的記錄片材,其中陽離子聚合物與親水性聚合物的比例為5/95至95/5,前者/后者,wt%,按非揮發性物質計。
16.根據權利要求1的記錄片材,其中油墨吸收層還含有固化劑。
17.根據權利要求1的記錄片材,其中油墨吸收層還含有固色劑。
18.根據權利要求1的記錄片材,它具有的顏色密度比例不低于80%,通過將采用水基油墨的噴墨記錄片材形成的印刷物在30℃的水中浸泡1分鐘的方式來測定。
19.一種記錄片材,包括基材及由陽離子聚合物組成的并在基材的至少一面上形成的油墨吸收層,所述陽離子聚合物包括至少交聯單體作為共聚組分,該共聚組分由交聯單體和親水單體組成。
20.一種制備記錄片材的方法,包括在基材的至少一面上形成包括具有交聯基團的陽離子聚合物和親水性聚合物的油墨吸收層。
全文摘要
一種記錄片材,通過在基材的至少一面上形成包括具有至少交聯基團的陽離子聚合物的油墨吸收層的方式制得。油墨吸收層可包括(1)含交聯單體(例如具有可水解縮合基團如烷氧基甲硅烷基的單體)作為共聚單體單元的陽離子聚合物,(2)含交聯單體和親水性單體(如具有聚氧亞烷基單元的單體)作為共聚單元的陽離子聚合物,或(3)上述陽離子聚合物(1)和(2),和親水性聚合物。陽離子聚合物與親水性聚合物具有相互反應的基團。該記錄片材可在噴墨記錄片材中用于改進耐水性和油墨吸收性。
文檔編號B41M5/52GK1213343SQ9719308
公開日1999年4月7日 申請日期1997年12月8日 優先權日1997年1月23日
發明者川合賢一, 水元清治, 豬塚昭博, 藤輪高明, 井神清隆 申請人:大賽璐化學工業株式會社