涂有胺官能聚乙烯醇的喷墨打印纸制造技术

本发明专利技术涉及对特别适用于制备纸张制品的涂料的改进，该纸张制品上涂有一种喷墨涂料，还涉及制成的纸张制品。该喷墨涂料的改进在于将一种伯胺官能聚乙烯醇（ＰＶＯＨ／ＰＶＮＨ↓［２］）作为聚合物粘合剂混入。胺官能聚乙烯醇中的一种是通过醋酸乙烯基酯与Ｎ－乙烯基甲酰胺或醋酸乙烯基酯与烯丙胺的共聚物的水解而生成的。另一种是通常通过４－氨基烷基醛缩二烷基醇（例如４－氨基丁醛缩二甲醇）与聚乙烯醇的反应生成的聚乙烯醇的聚乙烯缩丁醛衍生物。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及涂有独特涂层从而非常适合喷墨打印机使用的纸制品。
技术介绍
喷墨打印技术的进步对打印纸和纸张涂料提出了新的要求。为了正常发挥作用，打印底材必须在打印后直接快速吸收墨水和墨水载色剂，最大限度地提高墨水的光密度，最大限度地减少墨水的洇渗和芯吸，并提供一种使墨水耐水的方法。喷墨涂料通常含有具有高吸收能力的白炭黑和具有高粘结强度的高分子粘合剂(例如聚乙烯醇粘合剂)所组成。许多添加剂已经被用来提高涂料的性能。例如，加入阳离子添加剂以助于提高墨水的耐水性和耐光性。在喷墨涂料配方中的其它变化包括使用例如白土、氢氧化铝、碳酸钙、二氧化钛、碳酸镁的非硅颜料，以及使用例如苯乙烯-丁二烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙酸乙烯酯、丙烯酸粘合剂和淀粉的粘合剂。下面的专利和论文是各种树脂和喷墨纸张涂料中有代表性的。美国专利4,818,341揭示了将一种阳离子聚合物(例如水解的醋酸乙烯基酯或丙酸乙烯基酯/N-乙烯基甲酰胺共聚物)添加到纸料中，以提高所有类型的纸张或纸板(例如写字纸和包装纸)的干燥强度。用于纸张时，聚合物的加入量为35-150克/米2，用于纸板时，该量可高达600克/米2。美国专利4,880,497揭示了在纸张成型之前，将含有聚合乙烯基胺单元的水溶性共聚物(例如水解的醋酸乙烯基酯/N-乙烯基甲酰胺共聚物)以干燥纤维的0.1-5％的量添加到纸料中。日本特许公开5-278323揭示了一种具有良好的吸墨性、图象质量和极佳的耐水性的记录纸，其包括固色层和在上面的吸墨层。用于该记录纸的固色层的一种主要成分是一种阳离子改性聚乙烯醇。阳离子改性聚乙烯醇的特征是醋酸乙烯基酯和含有季铵盐基团的烯键式不饱和单体的水解共聚物。阳离子基团的含量为0.1-10摩尔百分数。日本专利63162276A2的摘要揭示了一种用于喷墨记录的图象受体。该图象受体在记录表面或在受体中含有用水溶性树脂预处理过的二氧化硅。将一种硅酸钠和硫酸的溶液与5％的阳离子改性聚乙烯醇混合，并涂布在纸张上，随即涂上墨水。日本专利05139023揭示了一种由白炭黑和完全水解的、中分子量的聚乙烯醇涂料组成的水基喷墨涂料。以0.7到0.8克/厘米2的涂布重量将该涂料涂在纸张上，以获得具有良好点形的高色彩质量图象。德国专利514633 A1 921125描述了一种喷墨涂料，其含有50％的白炭黑、40％水解值为92.5％的聚乙烯醇、以及10％的阳离子聚丙烯酰胺。当以10克/米2的涂布重量将该涂料涂在纸张底材上时，能够获得极佳的色密度和小的色点直径，从而产生极佳的打印保真度。日本专利01186372 A2 890725描述了将聚丙烯酰胺添加到一种由白炭黑和完全水解的低分子量聚乙烯醇组成的喷墨涂料中。这种涂料能产生良好的防污染性及耐光性。日本专利06247036 A2 940906揭示了一种阳离子聚乙烯亚胺季铵盐与白炭黑和完全水解的低分子量聚乙烯醇一起，用作喷墨接收层。日本专利61134291 A2 860621揭示了用在喷墨涂料中的阳离子PVOH粘合剂；所用的粘合剂是一种皂化的三甲基-3-(1-丙烯酰胺丙基)氯化铵-醋酸乙烯基酯共聚物，其水解率为98.5，阳离子含量为3摩尔％，聚合度为1750。含有白炭黑并使用该粘合剂的涂料使纸张具有极佳的打印保真度和良好的耐水性。美国专利5,405,678揭示了一种喷墨纸张，其含有用非凝聚胶乳树脂膜覆盖的底材，其中非凝聚胶乳树脂是由疏水性聚合物(例如乙烯-氯乙烯共聚物)、丙烯酸胶乳、二氧化硅以及分散剂组成。美国专利5,270,103揭示了适于用水基墨水(例如用在喷墨打印系统中的那些)打印的受体纸张。涂料配方是由一种颜料和一种含聚乙烯醇和其它聚合物(例如阳离子聚乙烯醇和聚乙烯吡咯烷酮)的粘合剂组成。美国专利6,096,826揭示了通过哌啶酮与聚乙烯醇颗粒反应，合成胺官能聚乙烯醇。最终产物可以用作喷墨涂布用纸张的媒染剂/粘合剂。美国专利6096440揭示了一种喷墨记录介质的应用，该介质具有由亲水性树脂、聚乙烯醇与疏水性聚合物的嵌段共聚物组成的吸收层。US‘440进一步讨论了使用阳离子改性聚乙烯醇，Kurray CM-318(Kuraray Co.Ltd.制造)，作为喷墨吸收层的粘合剂。专利技术概要本专利技术涉及对表面涂有水基喷墨涂料的纸张制品的一项改进。该项改进主要在于将一种伯胺官能的聚乙烯醇(PVOH/NH2)作为聚合物粘合剂加入喷墨涂料中。胺官能聚乙烯醇中的一种是通过醋酸乙烯基酯和N-乙烯基甲酰胺的共聚物(PVOH/PVNH2)的水解生成的，另一种是通过醋酸乙烯基酯与烯丙胺聚合生成的，又一种则是聚乙烯醇的4-氨基缩丁醛衍生物。涂有改进的喷墨涂料的纸张制品具有一些优点，这些优点包括在喷墨涂料中加入伯胺官能聚乙烯醇作为聚合物粘合剂，无需再加入阳离子原料，简化了涂料的制造程序(MAKE-DOWN)；伯胺官能聚乙烯醇使喷墨涂料中所用的白炭黑获得极佳的粘结强度；对于单色黑、复合黑以及原色，加入伯胺官能聚乙烯醇可以获得极佳的墨水光密度；伯胺官能聚乙烯醇的加入使打印墨水获得极佳的耐水性；加入伯胺官能聚乙烯醇可以获得极佳的墨水耐光性；与白炭黑一起使用时，加入伯胺官能聚乙烯醇可以获得极佳的以剪切稠化响应表示的流变响应，从而使纸张涂布机达到更高的固体涂量，由此可以达到更高的涂布重量和更快的生产速度；而且加入伯胺官能聚乙烯醇可以使打印到涂布过的喷墨用纸上的墨水获得极佳的干燥时间。通常，伯胺官能聚乙烯醇选自醋酸乙烯基酯和N-乙烯基酰胺的水解共聚物、醋酸乙烯基酯和烯丙基胺的水解共聚物和聚乙烯醇的伯胺基烷基缩醛衍生物。附图的简要说明下面将联系各种图表对本专利技术进行详细描述。其中附图说明图1为柱式图表，显示单色黑喷墨光密度与所用树脂及矿物填料量的关系；图2为柱式图表，显示复合黑光密度与所用树脂及矿物填料量的关系；图3为柱式图表，显示品红光密度与填料含量及所用树脂的关系；图4为柱式图表，显示黄色光密度与所用树脂及二氧化硅含量的关系；图5为柱式图表，显示青色光密度与所用树脂及二氧化硅填料含量的关系；图6为各种喷墨涂料配方的粘度对剪切速率的坐标图；图7为柱式图表，表明在各种二氧化硅/聚乙烯醇涂料上的墨水干燥时间；图8为柱式图表，表示各种已涂布和未涂布原纸的单色及复合黑光密度；图9为柱式图表，表明单色黑墨水在表面用各种树脂上胶并涂布的纸张上的耐水性；图10为柱式图表，表示表面上胶的纸张的干抗拉强度对涂布纸张的干抗拉强度；图11为各种涂布纸张的单色及复合黑的光密度的柱式图表；图12为柱式图表，表示单色黑墨水在已涂布和未涂布原纸上的耐水性；以及图13为柱式图表，表示各种已涂布和未涂布纸张的单色黑和复合黑的光密度。本专利技术的详细描述本专利技术涉及在优先适用于喷墨打印机的纸张制品方面的改进。制造改进的用于喷墨打印的纸张制品，其关键在于涂于纸张表面的喷墨涂料。具体地说，该项改进在于将一种胺官能聚乙烯醇聚合物作为粘合剂混入喷墨涂料中。胺官能聚乙烯醇是已知的，在Robeson等人的美国专利5380403中列出了此类胺官能聚乙烯醇有代表性的例子，其内容经此引用并入本文。为了完整性并在Robeson等人一般性内容上进行扩展，制造胺官能聚乙烯醇的方法包括将醋酸乙烯基酯与一种N-乙烯基酰胺(例如N-乙烯基甲本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种表面涂有喷墨涂料的喷墨打印纸制品，该喷墨涂料含有一种矿物颜料和一种水基高分子粘合剂，其特征包括其中含有一种伯胺官能聚乙烯醇作为高分子粘合剂。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：JR博伊兰，
申请(专利权)人：塞拉尼斯国际公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]