專利名稱：高質(zhì)量多孔噴墨介質(zhì)的制作方法
高質(zhì)量多孔噴墨介質(zhì)
背景技術(shù)：
噴墨印刷已經(jīng)變成在各種介質(zhì)表面，尤其是紙張上記錄圖像的流行方法有著數(shù)種 原因。這些原因中的一些包括低打印機噪聲、高速記錄的能力和多色記錄。此外，消費者可 以按較低價格獲得這些優(yōu)點。噴墨印刷的已經(jīng)越來越流行的一個領(lǐng)域是照片印刷。為了獲得高質(zhì)量和持久的圖 像，通常在特定介質(zhì)上印刷照片。通常，使用明膠的打底層(subbing layer)使這些紙張的 油墨接受層附著于照相原紙(photobase)基底。令人遺憾地，使用明膠作為這些紙張中的 粘結(jié)劑通常導(dǎo)致紙張缺陷，尤其是邊緣缺陷例如在切割和裁切期間的剝落和裂片。因此，仍 研究開發(fā)具有優(yōu)異的圖像質(zhì)量特性的印刷照片介質(zhì)。打底層和油墨接受層組合方面的改進 將是本領(lǐng)域中的進步。優(yōu)選實施方案的詳細描述在公開和描述本發(fā)明之前，要理解本發(fā)明不限于本文中公開的具體的結(jié)構(gòu)、工藝 步驟或材料，而是如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的那樣擴展到它們的相應(yīng)的等同形式。還應(yīng)理 解，本文中使用的術(shù)語僅僅是為了描述具體實施方案的目的，而不是用于限制。在描述本發(fā)明并界定本發(fā)明的保護范圍時，以下術(shù)語根據(jù)下述定義使用。應(yīng)該指出，本說明書以及所附的權(quán)利要求書中所使用的單數(shù)形式"一個"、“一 種"和"該"包括復(fù)數(shù)形式，除非另有清楚的說明。因此，例如，所謂的"一種聚合物"包 括一種或多種所述聚合物，所謂的"該印刷介質(zhì)"包括一種或多種印刷介質(zhì)?！岸嗫捉橘|(zhì)涂層"通常包括通過聚合物粘結(jié)劑粘結(jié)在一起的金屬氧化物或半金 屬氧化物顆粒，例如二氧化硅或氧化鋁顆粒。任選地，還可以存在媒染劑和/或其它添加 劑。這些添加劑可以是水溶性的涂料配方添加劑，包括多價鹽，例如氯化羥鋁；與無機顆粒 化學(xué)連接或未連接的有機硅烷試劑；和/或酸性組分例如酸性交聯(lián)劑，例如可以用于使聚 合物粘結(jié)劑，例如聚乙烯醇交聯(lián)的是硼酸的酸性交聯(lián)劑。所述組合物可以用作各種介質(zhì)基 底的涂層，并且可以通過本領(lǐng)域中已知的許多方法中的任一種施用。此外，這些組合物可以 按單層或多層施用。如果施用多個層，則這些多層可以具有相同或相似的組成，或可以具有 不同的組成?！颁X配合物"是指許多鋁鹽或其它含鋁材料中的任一種，包括氯化鋁、氯化羥鋁 (aluminum chlorohydrate) (ACH)、羥基硫酸鋁、羥基硝酸鋁等。“氯化羥鋁〃、“ACH"、“聚合氯化鋁〃、“PAC"、“聚合羥基氯化鋁〃等 是指一類可溶性鋁產(chǎn)品，其中氯化鋁已經(jīng)部分地與堿發(fā)生了反應(yīng)。OH相對于Al的相對量可 以確定具體產(chǎn)品的堿度。ACH的化學(xué)性質(zhì)常常用化學(xué)式Aln(0H)mCl(3n_m)表示，其中η可以是 l-50，m可以是1-150。在上述公式中，堿度可以由m/(3η)來確定。ACH可以通過使水合氧 化鋁、AlCl3與鋁粉在受控條件下反應(yīng)來制備。精確組成取決于鋁粉的使用量和反應(yīng)條件。 通常，所述反應(yīng)可以得到堿度為40% -83%的產(chǎn)品。ACH可以作為溶液提供，但也可以作為 固體提供。本領(lǐng)域中已知有其它的方法指代ACH。通常，ACH在單一混合物中包含許多不同的分子大小和構(gòu)型。ACH中一種示例性的穩(wěn)定離子物種可以具有式[Al12(OH)24AlO4(H2O)12]7+O 其它實例包括[Al6(OH)15]3+, [Al8(OH)20]4+, [Al13(OH)34]5+, [Al21 (OH)60]3+等。其它用于描 述ACH或可能存在于ACH組合物中的組分的通用名稱包括氯化氫氧化鋁(8C1) ；A296 ；ACH 325 ；ACH 331 ；ACH 7-321 ；Aloxicoll ；AloxicollLR ；羥基氯化鋁；Aluminol ACH ；氯化羥 鋁；氫氧化氯化鋁(Aluminumchlorohydroxide)；堿式氯化氫氧化氧化鋁；氯化氧化鋁； 氯化輕招；Aluminum chIorohydrol ；S氧化氯化招；氯化S氧化招(Aluminumhydroxide chloride)；輕基氯化招；氯氧化招；Aquarhone ；Aquarhone 18 ；Astringen ；Astringen 10 ；BanoItan White ；堿式氯化鋁；堿式氯化鋁水合物；Berukotan AC-P ；Cartafix LA; Cawood 5025 ；Chlorhydrol ；Chlorhydrol Micro-Dry ；Chlorhydrol Micro-Dry SUF ； E 200 ；E 200 (凝結(jié)劑)；Ekoflock 90 ；Ekoflock 91 ；GenPac 4370 ；Gilufloc 83; HessidrexffT ；HPB 5025 ；Hydral ；Hydrofugall ；Hyper Ion 1026；Hyperdrol ；Kempac 10 ； Kempac 20 ；Kemwater PAX 14 ；Locron ；Locron P ；LocronS ；Nalco 8676 ；OCAL ；Oulupac 180 ;PAC ;PAC (鹽)；PAC IOOff ；PAC 250A ；PAC 250AD ；PAC 300M ；PAC 70 ；Paho 2S ；PALC ； PAX ；PAX IlS ；PAX 16 ；PAX 18 ；PAX 19 ；PAX60p ；PAX-XL 1 ；PAX-XL19 ；PAX-XL 60S ；PAX-XL 61S ；PAX-XL 69 ；PAX-XL 9 ；Phacsize ；Phosphonorm ； (14)聚(羥基鋁)氯化物；聚氯化鋁； Prodefloc AC 190 ；Prodefloc AL ；Prodefloc SAB 18 ；Prodefloc SAB 18/5 ；Prodefloc SAB 19 ；Purachem WT ；Reach 101 ；Reach 301 ；Reach 501 ；Sulzfloc JG ；SulzflocJG 15 ；Sulzfloc JG 19 ；Sulzfloc JG 30 ；TAI-PAC；Taipac ；Takibine ；Takibine 3000 ； Tanwhite ；TR 50 (無機化合物)；UPAX 20 ；VikramPAC-AC IOOS ；WAC ；WAC 2 ；Westchlor 200 ；Wickenol 303 ；WickenolCPS 325 氯化羥招 Al2ClH5O5 或 Al2 (OH) 5C1 · 2H20，或 [Al (OH) 2C1] x或Al6 (OH)15Cl3 ；Al2 (OH) 5C1]X氯化氫氧化鋁；羥基氯化鋁；堿式氯化鋁；氯化 氫氧化鋁；[Al2 (OH)nCl6Jm,[八工⑴田丄六^^，或六‘⑴！^以加-^其中通常。<m< 3η)。 在一個實施方案中，此種組合物可以包括式Al (OH) 2Χ至Al3 (OH) 8Χ的氯化鋁類和硝酸鋁類， 其中X是Cl或Ν03。在另一個實施方案中，組合物可以通過使二氧化硅顆粒與氯化羥鋁 (Al2 (OH) 5C1或Al2 (OH) Cl5. IiH2O)接觸來制備。據(jù)信，使二氧化硅顆粒與上述鋁化合物接觸 會引起所述鋁化合物締合到或結(jié)合到所述二氧化硅顆粒的表面上。這既可以是共價締合也 可以是經(jīng)由靜電相互作用來形成帶陽離子電荷的二氧化硅，這可以通過ζ電勢儀器來測 量?！坝袡C硅烷試劑"包括具有以共價鍵連接于硅烷基團的官能化或活性結(jié)構(gòu)部分 的組合物。有機硅烷試劑可以形成共價鍵連接于或是以其它方式吸引到金屬氧化物或半金 屬氧化物顆粒，例如二氧化硅或氧化鋁的表面上。術(shù)語"油墨接受層(或多層)“是指施用于介質(zhì)基底上，并配置用來在印刷時接 受油墨的層或多個涂層。因而，油墨接受層(或多層)不一定必須是最外層，而可以是在另 一個涂層下方的層。油墨接受層(或多層)通常呈多孔介質(zhì)涂層形式。本文所使用的術(shù)語"照相原紙"是指基紙，例如原基紙，它在至少一面上涂有隔 濕層。在一個實施方案中，“照相原紙"在兩面上涂有隔濕層。應(yīng)該指出，本發(fā)明中使用的噴墨油墨是本領(lǐng)域中通常已知的并通常包括液體連接 料或油墨連接料。“液體連接料"或"油墨連接料"是指其中置有著色劑以形成油墨的液 態(tài)流體。油墨連接料是本領(lǐng)域中熟知的，并且各種各樣的油墨連接料可以與本發(fā)明的體系和方法一起使用。這些連接料可以包括各種不同試劑的混合物，包括溶劑、共溶劑、緩沖劑、 殺生物劑、螯合劑、粘度改進劑、表面活性試劑(表面活性劑)、水等。本文所使用的"多種"是指超過一種。例如，多種聚合物是指至少兩種聚合物。本文所使用的術(shù)語"大約"用來提供數(shù)值范圍端點的靈活性，表示某一值可以" 稍高于"或"稍低于"該端點。該術(shù)語的靈活度取決于具體的變量并且在本領(lǐng)域技術(shù)人員 的知識范圍內(nèi)根據(jù)經(jīng)驗和本說明書相關(guān)描述能夠確定。本文所使用的許多項目、結(jié)構(gòu)化元素、組成元素和/或材料為了方便起見并列在 一個總列表中。然而，這些列表應(yīng)當理解為其中的每一項都各自獨立地表示單獨且獨特的 一項。因此，在沒有相反指示的情況下，列表中單獨各項都不應(yīng)僅僅因為它們列在同一組而 理解為真地等同于同一列表中的其它各項。濃度、含量和其它數(shù)值數(shù)據(jù)可在本文中以范圍模式表示或提供。應(yīng)該理解的是此 種范圍模式僅僅為了方便和簡潔并因此應(yīng)當靈活地解釋為不僅包括明確指示的該范圍的 上下限數(shù)值，而且包括包含范圍內(nèi)的所有單個數(shù)值和該范圍內(nèi)的所有子范圍，就如同各個 單個數(shù)值和子范圍同樣被明確指示那樣。例如，數(shù)值范圍"大約-大約5wt%"應(yīng)當 解釋為不僅包括明確指示的大約1-大約5wt%，還包括該指定范圍內(nèi)的各個值和子范圍。 因此，該數(shù)值范圍包括如2、3. 5和4的各單獨數(shù)值，以及如1-3、2-4和3_5等的子范圍。該 原則同樣適用于僅引用一個數(shù)值的范圍。此外，該解釋與所描述范圍或特征的范圍寬度無 關(guān)。傳統(tǒng)上，用于印刷的噴墨介質(zhì)，例如聚乙烯擠出相紙或其它照相原紙不在為向其 上直接施用多孔介質(zhì)涂層可接受的條件中。因此，通常，用薄的明膠層處理照相原紙以改進 油墨接受層和照相原紙之間的粘附性。令人遺憾地，此類印刷介質(zhì)通常遭受的缺點在于油 墨接受層和照相原紙基底之間的粘附性差，這導(dǎo)致邊緣缺陷例如切割和轉(zhuǎn)化期間的剝落和 裂片。此前，克服這些缺陷的嘗試集中于裁切方法，例如使用降低的切割加速和/或使用雙 重旋轉(zhuǎn)式或間刀式切紙機。當多孔介質(zhì)涂層除了金屬氧化物或半金屬氧化物顆粒和粘結(jié)劑 之外還包括添加劑時，這種問題可能是尤其成問題的。與這一種及其它現(xiàn)有方案相反，本公開內(nèi)容涉及照片質(zhì)量級噴墨介質(zhì)片材及其制 造方法，該介質(zhì)在油墨接受層和照片基紙之間具有改進的粘附性并提供高圖像質(zhì)量。在一 個實施方案中，提供了包括照相原紙基底、多孔油墨接受層和打底層的用于噴墨印刷的印 刷介質(zhì)。所述照相原紙可以包括紙張和涂覆在所述紙張的至少一面上的隔濕層。所述多孔 油墨接受層可以包括用有機硅烷試劑和氯化羥鋁處理的金屬氧化物或半金屬氧化物顆粒。 此外，所述多孔油墨接受層可以包括聚乙烯醇或聚乙烯醇共聚物粘結(jié)劑。打底層可以置于 所述照相原紙基底的隔濕層和所述多孔油墨接受層之間并且可以包括聚乙烯醇或聚乙烯 醇共聚物。在另一個實施方案中，用于噴墨印刷的印刷介質(zhì)的制備方法可以包括以下步驟 在照相原紙基底的隔濕層上涂覆包括聚乙烯醇或聚乙烯醇共聚物的打底層。附加的步驟包 括用有機硅烷試劑和鋁配合物處理金屬氧化物或半金屬氧化物顆粒以形成經(jīng)處理的顆粒； 和使用聚乙烯醇或聚乙烯醇共聚物粘結(jié)劑在所述打底層上涂覆所述經(jīng)處理的顆粒，從而形 成油墨接受層。打底層
如所提及的那樣，打底層包括聚乙烯醇或聚乙烯醇共聚物，它們可以用來提高油 墨接受層(包括有機硅烷試劑和氯化羥鋁)和照相原紙基底上的涂層之間的粘附性，從而 減少加工、切割等過程中的剝落和裂片。打底層中使用的聚乙烯醇或聚乙烯醇共聚物可以 由本領(lǐng)域中已知的任何聚乙烯醇或聚乙烯醇共聚物制成?？梢允褂玫木垡蚁┐己途垡蚁┐?共聚物的非限制性實例包括聚乙烯醇、聚乙烯-共聚-聚乙烯醇、陽離子聚乙烯醇、具有乙 酰乙?；倌軋F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-聚乙烯醇、聚乙烯醇-共聚-聚氧化乙烯和它們的組合。聚乙烯醇或聚乙烯醇 共聚物的適當?shù)闹鼐肿恿坷鐬?000Mw-l，000，OOOMw。打底層中使用的聚乙烯醇或聚乙烯醇共聚物可以是60% -99. 9%水解的。在一個 實施方案中，聚乙烯醇或聚乙烯醇共聚物是80-99 %水解的。聚乙烯醇或聚乙烯醇共聚物可 以，但是不必，使用交聯(lián)劑加以交聯(lián)?？梢允褂玫慕宦?lián)劑的非限制性實例包括硼酸、硼酸鹽、 戊二醛、甲醛、乙二醛、琥珀酸二醛、羥甲基蜜胺、鋅鹽和/或鋁鹽。當使用時，交聯(lián)劑可以占 所述聚乙烯醇或聚乙烯醇共聚物的大約0. Iwt % -大約15wt%?？梢允褂帽绢I(lǐng)域中任何已知的方法將所述聚乙烯醇或聚乙烯醇共聚物打底層施 用于照相原紙上，包括但不限于，Mylor棒施涂、輥施涂、用電暈處理的簾涂方法或其它已知 的涂覆施涂。所述打底層具有0. 01g/m2-2g/m2的涂層重量。照相原紙基底噴墨記錄介質(zhì)可以在照相原紙基底上形成。如上面所限定，照相原紙基底可以包 括原基紙(本文泛稱"紙張"或"紙基底")，它在至少一面上涂有隔濕層。在一個實施方案中，許多傳統(tǒng)使用的紙纖維基底可用來形成照相原紙基底的紙 張。實例包括，但不限于，包括用來形成圖像承載介質(zhì)的纖維、填料、添加劑等的任何紙張。 更具體地說，呈紙芯形式的紙基底可由任意數(shù)量的纖維類型制得，纖維類型包括但不限于 原硬木纖維、原軟木纖維、循環(huán)的木纖維等。除了上述纖維，所述紙基底還可包括許多填料和添加劑材料。在一個實施方案 中，所述填料包括但不限于碳酸鈣(CaCO3)、粘土、高嶺土、石膏(水合硫酸鈣)、氧化鈦 (TiO2)、滑石、三水合氧化鋁、氧化鎂(MgO)、礦物和/或人造和天然填料。在另一個實施方 案中，用于照相原紙的紙基底可以包含至多30% (按干重計)的填料。引入上述填 可以 多方面降低紙基底的總成本。另一方面，引入白色填料如碳酸鈣可增加亮度、白度以及所得 的圖像載體介質(zhì)的質(zhì)量?？梢氲钠渌砑觿┗蛱盍习ㄊ┠z劑，如脂肪酸的金屬鹽和/或脂肪酸，烷基 乙烯酮二聚物乳化產(chǎn)物和/或環(huán)氧化的高級脂肪酸酰胺；烯基或烷基琥珀酸酐乳化產(chǎn)物和 松香衍生物；干增強劑，如陰離子、陽離子或兩性聚丙烯酰胺，聚乙烯醇，陽離子化淀粉和植 物半乳甘露聚糖；濕增強劑，如聚胺聚酰胺表氯醇樹脂；固色劑，如水溶性鋁鹽，氯化鋁和 硫酸鋁；PH調(diào)節(jié)劑，如氫氧化鈉、碳酸鈉和硫酸；光學(xué)增白劑；以及著色劑，如顏料、著色染 料和/或熒光增白劑。另外，所述紙基底還可包括任意數(shù)量的助劑、助濾劑、濕強度添加劑、 消泡劑、殺生物劑、染料和/或其它濕部添加劑。除了上述填料和添加劑材料之外，小于20襯％的基礎(chǔ)基底可以是細粒組分，即粒 度為0. 2-5微米的組分，并任選地，可以包括紙漿精制加工中形成的切短或切碎的小木質(zhì) 纖維片。在一個實施方案中，所述細粒組分可以是大約4wt%-10wt% (干重)。
用于形成本公開內(nèi)容的照相原紙的紙基底可以具有涂在該紙張一面或兩面上的 隔濕層。在所述原基礎(chǔ)基底的至少一面上的隔濕層可以通過可擠出樹脂涂層形成。在一個 實施方案中，可將紙張或原基礎(chǔ)基底的至少一面附于擠出的隔濕層，例如使用聚乙烯、聚乙 烯醇縮丁醛和/或聚丙烯制備的隔濕層上。所述阻隔層可以包括任何聚烯烴或可用于此種 層的其它已知的材料。在一個實施方案中，所述隔濕層可以是低密度聚乙烯、高密度聚乙 烯、聚丙烯或它們的混合物。在另一個實施方案中，隔濕層可以涂到所述阻隔層的第一面和第二面上。所述第 一面和第二面可以定義為施加于相對面上。在一個實施方案中，所述隔濕層可以具有在所 述紙張的第一面或第二面上比其相對面更大的涂層重量?；蛘?，涂層重量可以在每一相對 面上相同。此外，在一些實施方案中，每一面上的涂料可以在一個實施方案中具有相同材 料。在其它實施方案中，涂在第一面上的隔濕層組成上不同于涂在該紙張第二面上的隔濕 層。一般而言，隔濕層可以在紙基底的任一面上具有大約10g/m2-50g/m2的涂層重量。在紙 基底上引入阻隔層可以為最終噴墨記錄介質(zhì)提供光澤或消光表面以及照片感覺。油墨接受層根據(jù)本公開內(nèi)容的實施方案，照相原紙基底的一面可以涂有單一微多孔油墨接受 層，或者，所述微-多孔油墨接受層可以包括多個層。所述微_多孔油墨接受層可以包括金 屬氧化物或半金屬氧化物顆粒、粘結(jié)劑、有機硅烷試劑(任選地與所述顆粒共價連接)和鋁 配合物，例如氯化羥鋁物質(zhì)或其它鋁鹽。在一個實施方案中，所述金屬氧化物或半金屬氧化物顆?？梢赃x自二氧化硅、氧 化鋁、氧化鈦、氧化鋯、硅酸鋁和/或碳酸鈣。在一個實施方案中，金屬氧化物或半金屬氧 化物顆?？梢允菐ш栯x子電荷的。如所提及的那樣，金屬氧化物或半金屬氧化物顆?？梢?用硅烷偶聯(lián)劑處理，該硅烷偶聯(lián)劑含有與其它添加劑，例如氯化羥鋁(ACH)相互作用或反 應(yīng)性的官能團。如果使用二氧化硅，它可以選自以下可商購的熱解法二氧化硅=Cab-O-Sil LM-150、Cab-O-Sil LM-5,Cab-O-Si1MS-55,Cab-O-Si1 MS-75D,Cab-O-Sil H-5、Cab-0-Sil HS-5、Cab-0-SilEH-5、Aerosil 150、Aerosil 200、Aerosil 300、Aerosil 350 和 Aerosil 400。所述金屬氧化物或半金屬氧化物顆?？梢园峤夥ǘ趸?改性或未改性 的)，或所述二氧化硅可以呈膠體形式。更具體地說，在一個實施方案中，所述熱解法二氧 化硅的尺寸可以是大約50-300nm。更具體地說，所述熱解法二氧化硅的尺寸可以是大約 100-250nm。所述熱解法二氧化硅的Brunauer-Emmett-Teller(BET)表面積可以是大約 100-400m2/g。更具體地說，所述熱解法二氧化硅可具有150-300m2/g的BET表面積?；卓梢酝坑醒趸X(改性或未改性的)。在一個實施方案中，所述氧化鋁涂層 可包括假勃姆石，即氧化鋁/氫氧化鋁仏1203 *11!120，其中11是1-1.5)。另外，在另一個實 施方案中，所述金屬氧化物或半金屬氧化物可包括包含稀土改性的勃姆石(如選自鑭、鐿、 鈰、釹、鐠及其混合物的那些)的氧化鋁。也可使用可商購的氧化鋁顆粒，如本領(lǐng)域中已知 的那樣，包括，但不限于Sasol Disperal HP 10、勃姆石以及Cabot SpectrAl 80熱解法氧 化鋁。如上所述，金屬氧化物或半金屬氧化物，例如二氧化硅或氧化鋁的層可以用含官 能團的硅烷偶聯(lián)劑和ACH，以及其它任選的官能化或改性材料處理。當使用有機硅烷時，它們可以與金屬氧化物或半金屬氧化物顆粒共價鍵接?？梢允褂玫挠袡C硅烷包括甲氧基硅烷 類、鹵代硅烷類、乙氧基硅烷類、烷基商代硅烷類、烷基烷氧基硅烷類或其它的已知反應(yīng)性 硅烷偶聯(lián)劑，其中的任一種可更進一步地用一個或多個官能團(包括胺、環(huán)氧基或雜環(huán)芳 族基團)改性?？梢愿鶕?jù)本公開內(nèi)容使用的一種有機硅烷試劑是含胺硅烷，例如胺硅烷，或 更具體地說，在一個實施方案中，是氨基硅烷。為了舉例說明可以用于改性此類顆粒的有機 硅烷試劑，提供如下式1
R
I
R-Si-R I
R式1在上面式1中，R基團中有0到2個可以是H、-CH3> -CH2CH3或-CH2CH2CH3 ；R基 團中有1到3個可以是羥基、鹵素或烷氧基；R基團中有1到3個可以是有機活性配體，例 如胺。可以使用的氨基硅烷試劑的實例包括3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基 硅烷、3-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨乙基氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨乙基氨乙基氨 丙基三甲氧基硅烷、3-氨乙基氨乙基氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基倍半硅氧烷、(正丁 基)-3_氨丙基三甲氧基硅烷、正丁基-3-氨丙基三乙氧基硅烷、雙(3-三甲氧基甲硅烷基 丙基)胺、N-芐基-N-氨乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷鹽酸鹽、N-苯基3-氨丙基三甲氧 基硅烷、N-(2-氨乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-(三乙氧基甲硅烷基丙基)-二亞乙基 三胺、聚(乙烯亞胺)三甲氧基硅烷和它們的組合等。當使用時，所述含胺有機硅烷可以按 1 50-1 5的含胺有機硅烷與金屬氧化物的重量比添加。在一個實施方案中，多孔介質(zhì)涂料組合物還可以包括氯化羥鋁。例如，可以使所述 有機硅烷試劑與氯化羥鋁起反應(yīng)。所述有機硅烷和氯化羥鋁可以一起用來處理金屬氧化物 或半金屬氧化物，例如熱解法二氧化硅，而從帶負電變成帶陽離子電荷。已經(jīng)認識到，當使 ACH與氨基硅烷偶合劑首先在含水介質(zhì)中起反應(yīng)形成各種配合物時，可以獲得好的印刷結(jié) 果，以及好的經(jīng)由聚乙烯醇(或共聚物)打底層的粘附性。精確結(jié)構(gòu)難以預(yù)測或知道，但是 總體相互作用可以提供有利的印刷結(jié)果。在一個預(yù)備性的實例中，認為此種"配合物"通 過與熱解法二氧化硅表面的共價鍵形成，并且然后可以將熱解法二氧化硅的粉末分散到包 含ACH和氨基硅烷的加合物的含水溶液中。當包括時，可以使氯化羥鋁與有機硅烷試劑按 1 10-5 1的氯化羥鋁與有機硅烷的重量比起反應(yīng)。油墨接受層還可以包括聚乙烯醇粘 結(jié)劑。此外，多孔油墨接受層還可以包括任意數(shù)量的表面活性劑、緩沖劑、增塑劑及其它本 領(lǐng)域中已知的添加劑。在施涂期間，可以通過任意數(shù)量的材料分配機器(包括，但不限于，槽式涂布機、 簾涂機、階式涂布機、刮刀涂布機、棒式涂布機、凹版涂布機、Mylar棒式涂布機、繞線式涂 布機等)將微-多孔油墨接受層涂覆到基底上。一般而言，多孔油墨接受層可以具有IOg/ m2-40g/m2的涂層重量。
實施例以下實施例舉例說明根據(jù)本發(fā)明實施方案的油墨印刷介質(zhì)的各種方面。以下實施
9例不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制，而僅僅是教導(dǎo)如何制備當前已知的最佳印刷介質(zhì)。實施例1-使用經(jīng)ACH和Dynasylan 1189處理的Cabot MS-55制備用于油墨接受 層的陽離子熱解法二氧化硅陽離子熱解法二氧化硅如下制備向3升不銹鋼容器中加入1265g去離子水， 28. 8g ACH (50%溶液，得自Clariant)和43. 2g正丁基-3-氨丙基三甲氧基硅烷(得自 Degussa的Dynasylan 1189)。用Kady實驗室轉(zhuǎn)子/定子剪切該混合物15分鐘。然后緩 慢地將480g Cabot MS-55添加到該混合物中并將剪切提高到60Hz。總添加時間為大約一 小時。使該分散體濾過10 μ m袋濾器并冷卻至室溫。通過Malvern PCS測量的Z均粒度是 109nm。實施例2-使用經(jīng)ACH和Silquest A-1110處理的Cabot MS-55制備用于油墨接 受層的陽離子熱解法二氧化硅向3升不銹鋼容器中加入1265g去離子水，28. 8g ACH(50%溶液，得自Clariant) 和32. 9g 3-氨丙基三甲氧基硅烷(得自Gelest的SilquestA-1110)。用Kady實驗室轉(zhuǎn) 子/定子在30Hz下剪切該混合物15分鐘。然后緩慢地將大約480g Cabot MS-55添加到 該混合物中并將剪切提高到60Hz?？偺砑訒r間為大約一小時。使該分散體濾過10 μ m袋濾 器并冷卻至室溫。通過Malvern PCS測量的Z均粒度是112nm。實施例3-使用經(jīng)ACH和Silquest A-111O處理的Orisil 200制備用于油墨接受
層的陽離子熱解法二氧化硅陽離子熱解法二氧化硅如下制備向3升不銹鋼容器中加入1265g去離子水， 23. Og ACH (50%溶液，得自Clariant)和26. 32g 3-氨丙基三甲氧基硅烷(得自Gelest的 Silquest A-1110)。如實施例1中那樣剪切該混合物15分鐘。然后緩慢地將大約480g Orisil 200熱解法二氧化硅添加到該混合物中并將剪切提高到60Hz?？偺砑訒r間為大約 一小時。使該分散體濾過10 μ m袋濾器并冷卻至室溫。通過Malvern PCS測量的Z均粒度 是 138nm。實施例4-使用經(jīng)ACH和Silquest A-1100處理的Orisil 200制備用于油墨接受
層的陽離子熱解法二氧化硅向3升不銹鋼容器中加入1265g去離子水，23. Og ACH(50%溶液，得自Clariant) 和32. 5g 3-氨丙基三甲氧基硅烷(得自Gelest的SilquestA-1100)。用Kady實驗室轉(zhuǎn)子 /定子在30Hz下剪切 混合物15分鐘。然后緩慢地將大約480g Orisil 200熱解法二氧 化硅添加到該混合物中并將剪切提高到60Hz。總添加時間為大約一小時。使該分散體濾過 10 μ m袋濾器并冷卻至室溫。通過Malvern PCS測量的Z均粒度是141nm。實施例5-使用經(jīng)ACH和Silquest A-1110處理的Orisil 150制備用于油墨接受 層的陽離子熱解法二氧化硅向3升不銹鋼容器中加入1265g去離子水，17. 28g六01(50%溶液，得自(131^&壯) 和19. 74g 3-氨丙基三甲氧基硅烷(得自Gelest的SilquestA-1110)。用Kady實驗室轉(zhuǎn) 子/定子在30Hz下剪切該混合物15分鐘。然后緩慢地將大約480g Orisil 150熱解法二 氧化硅添加到該混合物中并將剪切提高到60Hz?？偺砑訒r間為大約一小時。使該分散體濾 過10 μ m袋濾器并冷卻至室溫。通過Malvern PCS測量的Z均粒度是155nm。實施例6-多孔噴墨介質(zhì)的制備
如下制備多孔噴墨介質(zhì)a)用聚乙烯醇打底層制備照相原紙紙對于這一實施例使用166或171g/m2原基紙。使該原基紙穿過兩個擠出機以將 聚乙烯(PE)隔濕層依次施加在該紙張的正面和背面上。用輥涂機將聚乙烯醇(表Ia中 的"PVA 1-8")和明膠(表1中的"明膠"，作為對比實施例)的含水溶液施涂于該相紙 的正面上。包括對照樣品的各種打底溶液的配方示于表Ia和Ib中，其中Ia指示基礎(chǔ)聚合 物，Ib指示具有(或沒有)硬化劑的基礎(chǔ)聚合物。表 Ia
權(quán)利要求
一種用于噴墨印刷的印刷介質(zhì)，包括a)照相原紙基底，包括i)紙張，和ii)涂覆在所述紙張的至少一面上的隔濕層；b)多孔油墨接受層，包括i)用有機硅烷試劑和鋁配合物處理的金屬氧化物或半金屬氧化物顆粒，和ii)聚乙烯醇或聚乙烯醇共聚物粘結(jié)劑；和c)包括聚乙烯醇或聚乙烯醇共聚物的打底層，所述打底層置于所述照相原紙的隔濕層和所述多孔油墨接受層之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的印刷介質(zhì)，其中所述金屬氧化物或半金屬氧化物顆粒是帶陽離子 電荷的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的印刷介質(zhì)，其中所述鋁配合物是氯化羥鋁。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的印刷介質(zhì)，其中使所述氯化羥鋁與所述有機硅烷試劑按 1 10-5 1的氯化羥鋁與有機硅烷的重量比起反應(yīng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的印刷介質(zhì)，其中所述隔濕層是低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙 烯或它們的混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的印刷介質(zhì)，其中所述至少一面上的隔濕層具有10g/m2-50g/m2的涂層重量。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的印刷介質(zhì)，其中所述金屬氧化物或半金屬氧化物顆粒選自二氧化 硅、氧化鋁、氧化鈦、氧化鋯、硅酸鋁、碳酸鈣和它們的組合。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的印刷介質(zhì)，其中所述金屬氧化物或半金屬氧化物顆粒包括二氧化 硅顆粒，所述二氧化硅顆粒包含具有100-400m2/g的表面積的熱解法二氧化硅。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的印刷介質(zhì)，其中所述有機硅烷試劑是含胺有機硅烷。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的印刷介質(zhì)，其中按1 50-1 5的含胺有機硅烷與金屬氧化物 的重量比添加所述含胺有機硅烷。
11.根據(jù)權(quán)利要求9的印刷介質(zhì)，其中所述含胺硅烷選自3-氨丙基三甲氧基硅烷、 3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨乙基氨丙基三乙氧基硅烷、 3-氨乙基氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨乙基氨乙基氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基倍 半硅氧烷、(正丁基)-3_氨丙基三甲氧基硅烷、正丁基-3-氨丙基三乙氧基硅烷、雙(3-三 甲氧基甲硅烷基丙基)胺、N-芐基-N-氨乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷鹽酸鹽、N-苯基 3_氨丙基三甲氧基硅烷、N-(2-氨乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-(三乙氧基甲硅烷基丙 基)-二亞乙基三胺、聚(乙烯亞胺)三甲氧基硅烷和它們的組合。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的印刷介質(zhì)，其中所述油墨接受層具有10g/m2-40g/m2的總涂層重量。
13.根據(jù)權(quán)利要求1的印刷介質(zhì)，其中所述打底層中的所述聚乙烯醇或聚乙烯醇共聚 物是60% -99. 9%水解的。
14.根據(jù)權(quán)利要求1的印刷介質(zhì)，其中所述打底層中的所述聚乙烯醇或聚乙烯醇共聚 物是80% -99%水解的。
15.根據(jù)權(quán)利要求1的印刷介質(zhì)，其中所述打底層的涂層重量是0.01-2g/m2。
16.根據(jù)權(quán)利要求1的印刷介質(zhì)，其中所述聚乙烯醇或聚乙烯醇共聚物選自聚乙烯醇、 聚乙烯-共聚-聚乙烯醇、陽離子聚乙烯醇、具有乙酰乙?；倌軋F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-聚乙烯醇、聚乙烯醇-共 聚_聚氧化乙烯和它們的組合。
17.根據(jù)權(quán)利要求1的印刷介質(zhì)，其中所述聚乙烯醇或聚乙烯醇共聚物是以交聯(lián)劑交 聯(lián)的。
18.根據(jù)權(quán)利要求18的印刷介質(zhì)，其中所述交聯(lián)劑選自硼酸、硼酸鹽、戊二醛、甲醛、乙 二醛、琥珀酸二醛、羥甲基蜜胺、鋅鹽、鋁鹽。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的印刷介質(zhì)，其中所述交聯(lián)劑包含占所述打底層中的聚乙烯醇或 聚乙烯醇共聚物的0. Iwt% -15wt%。
20.根據(jù)權(quán)利要求1的印刷介質(zhì)，其中所述打底層具有0.01g/m2-2g/m2的涂層重量。
21.一種制備用于噴墨印刷的印刷介質(zhì)的方法，包括a)在照相原紙基底的隔濕層上涂覆包括聚乙烯醇或聚乙烯醇共聚物的打底層；b)用有機硅烷試劑和鋁配合物處理金屬氧化物或半金屬氧化物顆粒以形成經(jīng)處理的 顆粒；和c)使用聚乙烯醇或聚乙烯醇共聚物粘結(jié)劑在所述打底層上涂覆所述經(jīng)處理的顆粒，從 而形成油墨接受層。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的方法，其中所述金屬氧化物或半金屬氧化物顆粒是帶陽離子電 荷的。
23.根據(jù)權(quán)利要求21的方法，其中所述鋁配合物是氯化羥鋁。
24.根據(jù)權(quán)利要求21的方法，其中在所述隔濕層上涂覆所述打底層的步驟是按0.Olg/ m2-2g/m2的涂層重量。
25.根據(jù)權(quán)利要求21的方法，其中所述聚乙烯醇或聚乙烯醇共聚物是以交聯(lián)劑交聯(lián)的。
全文摘要
用于噴墨印刷的印刷介質(zhì)，包含照相原紙基底、多孔油墨接受層和打底層。所述照相原紙基底可以包括紙張和涂覆在所述紙張的至少一面上的隔濕層。所述多孔油墨接受層可以包括用有機硅烷試劑和氯化羥鋁處理的金屬氧化物或半金屬氧化物顆粒和聚乙烯醇粘結(jié)劑。所述打底層可以分配在所述照相原紙的隔濕層和所述油墨接受層之間并且包括聚乙烯醇或聚乙烯醇的共聚物。
文檔編號B41M5/00GK101983132SQ200880128441
公開日2011年3月2日 申請日期2008年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月31日
發(fā)明者B·達爾, C·E·斯泰肯, M·德雷克, R·維迪亞納桑, T·陳, X·付 申請人:惠普開發(fā)有限公司