專利名稱：改進的噴墨記錄材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種噴墨記錄材料，更具體地涉及一種有微孔性受墨層的噴墨記錄材料。
背景技術(shù)：
已知噴墨記錄元件中的受墨層必須滿足不同的嚴格要求·該受墨層應(yīng)當(dāng)有高吸墨能力，因而墨點不會流出，其尺寸也不會增大，而不止是獲得高光密度所必需的；·該受墨層應(yīng)當(dāng)有高吸墨速度(墨干燥時間短)，因而當(dāng)施用后立即觸摸時墨滴不會洇色；·施用到受墨層上的墨點應(yīng)當(dāng)是形狀上實質(zhì)上圓的、其周邊是光滑的。墨點直徑必須是恒定的且精確受控的；·該受墨層必須是容易潤濕的，因而不會“煉鐵”，即毗鄰墨點的凝聚，而且先吸收的墨滴不應(yīng)顯示出任何“滲色”，即與毗鄰或后放置的墨滴重疊；·透明噴墨記錄元件必須有低光霧值并顯示出優(yōu)異的透射性能；·打印后，影像必須有關(guān)于耐水性、耐光性的良好抗性，而且對于極端溫度和濕度條件是穩(wěn)定的；·該噴墨記錄材料在打印前后堆疊時不能顯示出任何翹曲或粘性行為；·該噴墨記錄元件必須能通過不同類型的打印機順利移動。
所有這些性能往往都呈一種彼此權(quán)衡的關(guān)系，因為難以同時滿足所有這些性能。
噴墨記錄介質(zhì)的受墨層要么是非吸收性的要么是吸收性的。在吸收性受墨層中，該墨要么是由于該層中存在的特定聚合物而通過該層的溶脹吸收的，要么是由于該層的微孔性特征而由毛細管吸收的。
這些微孔性層的孔度主要是通過向該受墨層中摻入填料例如氧化鋁、氧化鋁水合物和二氧化硅實現(xiàn)的。直徑小于0.1μm的填料微粒是得到透明層所必需的。進而，為了用這樣的小微粒達到足夠的孔度，填料/連接料比必須是高的，且較好重量比為至少4∶1。
為了得到色密度高、清晰度高、且沒有鋪展性、羽化和互相滲色的印刷影像，染料必須是物理固定或化學(xué)固定的。對于物理固定來說，該層必須有與墨中染料相反的表面電荷。由于水性染料系墨中的染料大多數(shù)含有酸性官能團例如磺基或羧基以改善在水中的溶解性，因而這意味著該表面必須有正電荷。這種固定可以通過使用陽離子型聚合物或媒染劑來實現(xiàn)的。在陽離子型聚合物或媒染劑不存在時，微孔性受墨層只在該填料微粒帶正電時才能確保該染料的充分固定。
最廣泛使用的、有正表面電荷和小于0.5μm粒度的填料是含Al氧化物或氫氧化物(氧化鋁(Al2O3))、氧化鋁水合物(AlO(OH))。然而，這些填料比其它無機填料例如二氧化硅昂貴得多。
火成法二氧化硅是表面積非常大而且有鏈狀微粒形態(tài)的小微粒。典型地說，其表面積大于200m2/g。在化學(xué)上，火成法二氧化硅由無定形二氧化硅組成，而且是通過將揮發(fā)性氯甲硅烷導(dǎo)入氫氧焰中生產(chǎn)的。首先，揮發(fā)性氯甲硅烷反應(yīng)產(chǎn)生二氧化硅初級微粒和鹽酸。HCl容易分離，因為它留在氣相中。這些SiO2初級微粒的粒度有約10nm的量級。這些微粒的表面是光滑的，而且不是微孔性的。在氫氧焰中，這些初級微粒融合成較大的單元或次級微粒，稱為聚集體。這些聚集體顯示出鏈狀微粒形態(tài)。聚集體的典型粒度在100～500nm之間。冷卻時，該聚集體絮凝形成附聚物。火成法二氧化硅有低成本價格和非常高孔度的優(yōu)點，但在一般用于涂布受墨層的pH(4～10)時顯示出帶負電荷的表面。與親水連接料例聚乙烯醇組合的有帶負電荷表面的火成法二氧化硅導(dǎo)致絮凝和涂層嚴重龜裂。為了用聚乙烯醇等水溶性聚合物配制火成法二氧化硅并避免絮凝，較好諸如通過添加陽離子型聚合物來使該火成法二氧化硅陽離子化。
EP 850777A(OJI PAPER CO.)公開了一種通過使陽離子型樹脂混合到二氧化硅水分散液中來制備陽離子化二氧化硅分散液的方法。然而，所得到的分散液顯示出高粘度，這是涂布用途所不希望的。
為了避免添加陽離子型聚合物使二氧化硅陽離子化時的這些高粘度，在US 6,403,162(三菱紙廠)和US 6,165,606(KONICA)中，公開了低分子量陽離子型聚合物的使用。US 6,403,162(三菱紙廠)主張平均分子量低于100,000、US 6,165,606(KONICA)主張平均分子量甚至低于50,000的陽離子型聚合物。然而，陽離子型聚合物平均分子量的降低提高了該陽離子型聚合物的遷移率，從而引起新問題。該涂布溶液的穩(wěn)定性降低了，因為該陽離子型聚合物的較高遷移率轉(zhuǎn)變成帶負電荷二氧化硅與陽離子型聚合物之間的較低相互作用。進而，在打印的影像中也觀察到“滲色”問題。當(dāng)受墨層上后放置的墨滴與毗鄰或先放置的墨滴混合或者“滲進”毗鄰或先放置的墨滴中時，滲色就發(fā)生了。
EP 1306395A(富士照像膠片公司)公開了一種陽離子型聚合物改性無機顏料微粒。該聚合物有可以偶合到該二氧化硅表面上的反應(yīng)性端基。為此，在該陽離子型聚合物的聚合中，使用巰丙基三甲氧基甲硅烷作為鏈轉(zhuǎn)移劑。然而，由于未知的理由，該涂布溶液也顯示出高粘度，因而不得不使用1000～20000g/mol的非常低分子量的聚合物。盡管通過降低該陽離子型聚合物的遷移率改善了滲色性能，但其穩(wěn)定性進一步降低了，因為非常低分子量陽離子型聚合物的導(dǎo)入使橋連絮凝更容易發(fā)生。進而，業(yè)內(nèi)人士知道，當(dāng)要求窄分布的低分子量聚合物時，聚合物合成就變得更困難。
US 2003/0137571(AGFA)和US 2003/0180479(AGFA)公開了在二氧化硅的存在下陽離子型或氨基官能單體聚合的可能性。
JP 2001293948(OJI PAPER CO.)公開了一種噴墨記錄介質(zhì)，其中包含一個受墨層，該受墨層含有一種通過使一種烯鍵不飽和基團的季銨化合物在二氧化硅溶膠中聚合而得到的陽離子化二氧化硅。二氧化硅溶膠由球形二氧化硅微粒組成。在噴墨記錄材料中，這些球形二氧化硅微粒緊密堆積，因而不能產(chǎn)生可以從火成法二氧化硅得到的非常高孔隙率。
因此，希望找到一種辦法來將火成法二氧化硅和容易合成的、有較高分子量的陽離子型聚合物用于一種有聚乙烯醇的涂布分散中，該分散液顯示出低粘度、高穩(wěn)定性、且不對所得到噴墨記錄材料的影像品質(zhì)產(chǎn)生有害影響例如滲色。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的 本發(fā)明的一個目的是提供一種噴墨記錄材料，該材料能提供一種顯示出有高光澤、高色密度、無滲色、和快速干燥時間的高影像品質(zhì)的影像。
本發(fā)明的一個進一步目的是提供一種噴墨記錄材料用涂布分散液，該分散液有高穩(wěn)定性和低粘度，可用于制造噴墨記錄材料。
本發(fā)明的又一個目的是提供一種用于噴墨記錄材料用涂布分散液中的陽離子化火成法二氧化硅。
本發(fā)明的又另一個目的是提供一種陽離子化火成法二氧化硅的合成方法。
本發(fā)明的進一步目的和優(yōu)點，將從以下的描述變得顯而易見。
發(fā)明概要 將JP 2001-293948(OJI PAPER CO.)的公開內(nèi)容運用于火成法二氧化硅，看來會是顯而易見的。然而，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)陽離子化火成法二氧化硅與聚乙烯醇這種噴墨記錄材料的較好連接料組合時，不可能制備一種不絮凝的涂布分散液。
然而，已經(jīng)令人驚訝地發(fā)現(xiàn)，通過使一種有烯鍵不飽和基團的季銨化合物與一種非陽離子型烯鍵不飽和單體在火成法二氧化硅的存在下共聚，得到一種添加聚乙烯醇時不絮凝的陽離子化火成法二氧化硅。進而，當(dāng)用多種噴墨用墨之一噴射時，用其涂布的受墨層提供一種顯示出有高光澤、高色密度、無滲色和快速干燥時間的高影像品質(zhì)的影像。
相信，反應(yīng)性單體和相互作用單體使該聚合物不能吸附到火成法二氧化硅表面上。因此，本發(fā)明的聚乙烯醇和陽離子化火成法二氧化硅的分散液將傾向于有較少的橋連絮凝。橋連絮凝涉及聚合物鏈粘到多個微粒上，使聚集體增大到足以沉降。共價鍵合或充分吸附到火成法二氧化硅表面上的陽離子型聚合物的另一個令人驚訝的優(yōu)點是該涂布分散液有低粘度。
本發(fā)明的目的是用一種陽離子化火成法二氧化硅的制備工藝實現(xiàn)的，該工藝包含以下步驟(i)使一種含有一種陽離子型單體和至少一種非陽離子型單體的單體混合物在火成法二氧化硅的存在下在一種液體介質(zhì)中共聚，產(chǎn)生一種原位陽離子化火成法二氧化硅的分散液。
本發(fā)明的目的是進一步用可按照上述工藝得到的陽離子化火成法二氧化硅實現(xiàn)的。
本發(fā)明的目的也是用一種包含一種載體和至少一個受墨層的噴墨記錄材料實現(xiàn)的，所述受墨層含有一種連接料和一種可用上述工藝得到的陽離子化火成法二氧化硅。
本發(fā)明的目的也是用一種包含下列步驟的噴墨記錄材料制備工藝實現(xiàn)的(i)將一種含有可用上述工藝得到的陽離子化火成法二氧化硅分散液的分散液涂布到所述載體上。
本發(fā)明的進一步目的公開于所附權(quán)利要求中。
具體實施例方式
定義 用于公開本發(fā)明的“陽離子型單體”這一術(shù)語系指一種有正電荷的單體。它也包括一種在pH＜7時變成陽離子型的單體。
用于公開本發(fā)明的“反應(yīng)性單體”這一術(shù)語系指一種能與火成法二氧化硅的表面形成共價鍵的單體。
用于公開本發(fā)明的“相互作用單體”這一術(shù)語系指一種能與火成法二氧化硅的表面形成非共價鍵例如氫鍵的單體。
在列為本文參考文獻的DIN 55943中，“顏料”這一術(shù)語定義為在相關(guān)環(huán)境條件下實際上不可溶于施用介質(zhì)、因而在其中的溶解度低于10mg/L的無機或有機、有色或非彩色的著色劑。
本發(fā)明中使用的“填料”這一術(shù)語系指添加到墨記錄材料中以改變其性能例如底膠層對聚酯薄膜的粘合、墨記錄材料的不透明性和摩擦起電性能的無機或有機材料。
“烷基”這一術(shù)語系指對于該烷基中每一個碳原子數(shù)可能的所有變種，即對于3個碳原子來說正丙基和異丙基；對于4個碳原子來說正丁基、異丁基和叔丁基；對于5個碳原子來說正戊基、1，1-二甲基丙基、2，2-二甲基丙基和2-甲基丁基等。
用于公開本發(fā)明的“?；边@一術(shù)語系指-(C＝O)芳基和-(C＝O)烷基。
用于公開本發(fā)明的“飽和脂肪族基團”這一術(shù)語系指飽和的直鏈、支化鏈和脂環(huán)烴基。
用于公開本發(fā)明的“不飽和脂肪族基團”這一術(shù)語系指含有至少一個雙鍵或三鍵的直鏈、支化鏈和脂環(huán)烴基。
用于公開本發(fā)明的“芳香族基團”這一術(shù)語系指以共振能量大為特征的環(huán)狀共軛碳原子的集合，例如苯、萘和蒽。
“脂環(huán)烴基”這一術(shù)語系指不形成芳香族基團的環(huán)狀共軛碳原子的集合，例如環(huán)己烷。
用于公開本發(fā)明的“有取代”這一術(shù)語系指脂肪族基團、芳香族基團或脂環(huán)烴基中一個或多個碳原子和/或一個或多個碳原子的氫原子被氧原子、氮原子、硫原子、硒原子或碲原子置換，或者含有這些所述碳和氫置換性原子中一個或多個的基團。這樣的取代基包括羥基、醚基、羧酸基、酯基、酰胺基和胺基。
“雜芳基”這一術(shù)語系指一種芳香族基團，其中，環(huán)狀共軛碳原子中至少一個被氧原子、氮原子、硫原子、硒原子或碲原子置換。
“雜環(huán)基團”這一術(shù)語系指一種脂環(huán)烴基，其中，環(huán)狀共軛碳原子中至少一個被氧原子、氮原子、硫原子、硒原子或碲原子置換。
“原位”這一術(shù)語系指“在……的存在下”。因此，原位聚合系指“在……的存在下聚合”。
陽離子化火成法二氧化硅 本發(fā)明的目的是用一種包含以下步驟的陽離子化火成法二氧化硅制備工藝實現(xiàn)的(i)一種含有至少一種陽離子型單體和至少一種非陽離子型單體的單體混合物在一種火成法二氧化硅的存在下在一種液體介質(zhì)中共聚，產(chǎn)生一種原位陽離子化火成法二氧化硅的分散液；而且是用可由所述工藝得到的陽離子化火成法二氧化硅實現(xiàn)的。
按照本發(fā)明的噴墨記錄材料中使用的火成法二氧化硅的適用類型包括可購自WACKER公司的WACKER HDKTM級例如WACKER HDKTMT30和WACKER HDKTMT40，可購自CABOT公司的CAB-O-SILTMM5和CAB-O-SILTMH5，和可購自DEGUSSA AG的AEROSIL 200TM和AEROSIL380TM。
火成法二氧化硅可以含有少量金屬氧化物，且金屬選自Al、Zr和Ti這一組。
聚合反應(yīng)不限定于特定類型的反應(yīng)，例如自由基聚、縮合聚合、陽離子型聚合、陰離子型聚合、開環(huán)聚合等。
本發(fā)明中使用的聚合方法較好是一種間歇的或半連續(xù)的自由基聚合。在間歇式聚合的一種實施方案中，將單體混合物添加到一個有氮氣流的夾套反應(yīng)器中、攪拌。將該反應(yīng)器加熱到所希望的溫度，并在攪拌下將含有火成法二氧化硅的溶液添加到該反應(yīng)器中。隨后，添加一種含有聚合引發(fā)劑的溶液來引發(fā)該聚合反應(yīng)。使該反應(yīng)能繼續(xù)某一數(shù)量的時間。
在間歇式聚合的一種更好實施方案中，將一種含有火成法二氧化硅的溶液添加到一個有氮氣流的夾套反應(yīng)器中、攪拌。將該反應(yīng)器加熱到所希望的溫度，并在攪拌下將單體混合物添加到該反應(yīng)器中。隨后，添加一種含有聚合引發(fā)劑的溶液來引發(fā)該聚合反應(yīng)。使該反應(yīng)能繼續(xù)某一數(shù)量的時間。
在半連續(xù)聚合的一種實施方案中，將一種含有火成法二氧化硅的溶液添加到一個有氮氣流的夾套反應(yīng)器中、攪拌。隨后，將單體混合物的一部分添加到該反應(yīng)器中、與火成法二氧化硅混合。將反應(yīng)器加熱到所希望的溫度。然后，以某一流量率同時添加單體混合物的余額和含有聚合引發(fā)劑的溶液。聚合引發(fā)劑引發(fā)該反應(yīng)。單體混合物添加后，使該反應(yīng)繼續(xù)某一數(shù)量的時間。
在半連續(xù)聚合的一種更好實施方案中，將單體混合物的一部分添加到一個有氮氣流的夾套反應(yīng)器中、攪拌。隨后，將一種含有火成法二氧化硅的溶液添加到該反應(yīng)器中，與該單體混合。將反應(yīng)器加熱到所希望的溫度。然后，以某一流量率同時添加該單體混合物的余額和一種含有聚合引發(fā)劑的溶液。聚合引發(fā)劑引發(fā)該反應(yīng)。在單體混合物添加之后，使該反應(yīng)繼續(xù)某一數(shù)量的時間。
在另一種較好實施方案中，該單體和火成法二氧化硅均半連續(xù)地添加到含有水或一種包含火成法二氧化硅和/或單體的溶液的反應(yīng)器中。
本發(fā)明中使用的一種較好聚合引發(fā)劑是2，2′-偶氮二(2-·咪基丙烷·二鹽酸鹽)。這種聚合引發(fā)劑是可購自WAKO CHEMICALS公司的WAKO V50TM。
其它適用引發(fā)劑包括其它水溶性偶氮引發(fā)劑例如2，2’-偶氮二(N，N’-二亞甲基異丁酰脒)(WAKO VAO61TM，可購自WAKOCHEMICALS公司)、4，4’-偶氮二(4-氰基戊酸)(WAKO V501TM，可購自WAKO CHEMICALS公司)，過硫酸鹽引發(fā)劑例如過硫酸銨、過硫酸鈉、或過硫酸鉀(可購自ALDRICH公司)，和過氧化物例如過氧化氫(可購自ALDRICH公司)和氫過氧化叔丁基(Trigonox A-W70TM，可購自AKZO公司)。
進而，還可以使用氧化還原引發(fā)劑，例如氫過氧化叔丁基/甲醛化次硫酸鈉和過氧化氫/抗壞血酸。
按照本發(fā)明用于陽離子化火成法二氧化硅制備工藝的單體混合物含有至少一種陽離子型單體和至少一種非陽離子型單體。該非陽離子型單體可以是一種反應(yīng)性單體或一種相互作用單體。
在該單體混合物中，一種或多種類型的陽離子型單體可以與一種或多種類型的非陽離子型單體組合使用。在使用若干種類型的非陽離子型單體的情況下，它可以是一種反應(yīng)性單體與不同類型的相互作用單體、一種相互作用單體與不同類型的反應(yīng)性單體、或不同類型的反應(yīng)性單體與不同類型的相互作用單體的混合物。
陽離子型單體 按照本發(fā)明用于陽離子化火成法二氧化硅制備工藝的陽離子型單體較好選自銨單體、鏻單體、锍單體、兩性離子單體和含氨基單體組成的一組。
銨單體的適用實例包括








鏻單體的適用實例包括






锍單體的適用實例包括


在按照本發(fā)明的陽離子化火成法二氧化硅制備工藝的一種進一步實施方案中，陽離子型單體較好是在pH＜7時變成陽離子的氨基官能單體。
氨基官能單體的適用實例包括





兩性離子型單體是在高pH時為陰離子而在低pH時為陽離子的單體。
兩性離子型單體的適用實例包括

反應(yīng)性單體 反應(yīng)性單體有一個對該火成法二氧化硅表面上的甲硅醇基有反應(yīng)性的官能團。氨基烷基·環(huán)氧丙基醚和氨基烷氧基甲硅烷是陽離子型反應(yīng)性單體的實例。烷氧基甲硅烷單體對火成法二氧化硅表面的共價鍵合是用超濾或滲析實驗證明的。
反應(yīng)性單體的適用實例包括



相互作用單體 相互作用單體與火成法二氧化硅的表面相互作用，但不形成共價鍵。它們可以用于不同的目的。例如，MPEG 350(化合物IM-5)等單體在陽離子型聚合物中的包括，由于PEO側(cè)鏈的形成而確保了立體穩(wěn)定作用。另一個目的可以是建立火成法二氧化硅的疏水/親水特征之間的最佳平衡。在化合物IM-1、化合物IM-2、化合物IM-3、和化合物IM-4這一序列中，陽離子化火成法二氧化硅變得更具疏水性。
相互作用單體的適用實例包括
適用于與至少一種陽離子型單體共聚的其它非陽離子型單體包括乙酸乙烯酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸異丙酯、丙烯酸硬脂酯、丙烯酸鯨蠟酯、丙烯酸芐酯、丙烯酸降冰片酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸異丙酯、甲基丙烯酸硬脂酯、甲基丙烯酸鯨蠟酯、甲基丙烯酸芐酯、甲基丙烯酸降冰片酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、正丁基-丙烯酰胺、叔丁基-丙烯酰胺、乙基-丙烯酰胺、正丙基-丙烯酰胺、異丙基-丙烯酰胺、硬脂基-丙烯酰胺、鯨蠟基-丙烯酰胺、芐基-丙烯酰胺、降冰片基-丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、甲基-甲基丙烯酰胺、正丁基-甲基丙烯酰胺、叔丁基-甲基丙烯酰胺、乙基-甲基丙烯酰胺、正丙基-甲基丙烯酰胺、異丙基-甲基丙烯酰胺、硬脂基-甲基丙烯酰胺、鯨蠟基-甲基丙烯酰胺、芐基甲基丙烯酰胺、降冰片基-甲基丙烯酰胺、乙烯基己內(nèi)酰胺、乙烯基乙酰胺、乙烯基甲酰胺、異丙烯醇、烯丙醇、乙烯基吡咯烷酮、乙烯基己內(nèi)酰胺、丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、富馬酸、馬來酸、衣康酸、富馬酸單烷酯、馬醚酸單烷酯、表康酸單烷酯、苯乙烯、α-甲基苯乙烯、對甲基苯乙烯、versatate(商品名，一種有支鏈的烷烴羧酸)酯、丙烯腈、甲基丙烯腈、氯乙烯、偏二氯乙烯、馬來酸酐、N-羥甲基丙烯酰胺、N-羥甲基甲基丙烯酰胺、乙烯、丙烯、丁二烯、異戊二烯、丙烯酸環(huán)氧丙酯、甲基丙烯酸環(huán)氧丙酯、4-乙酰氧基苯乙烯、丙烯醛、2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙磺酸、丙烯酸酐、N-丙烯酰氧基琥珀酰亞胺、丙烯酰氯、N-丙烯酰基嗎啉、N-烯丙基丙烯酰胺、烯丙基·環(huán)氧丙醚、甲基丙烯酸烯丙酯、丙烯酸烯丙酯、二甲基丙烯酸雙酚丙酮酯、丙烯酸2-溴乙酯、4-溴苯乙烯、二甲基丙烯酸-1，4-丁二醇酯、二丙烯酸-1，4-丁二醇酯、二甲基丙烯酸-1，2-乙二醇酯、二丙烯酸-1，2-乙二醇酯、N-(異丁氧甲基)甲基丙烯酰胺、N-(異丁氧甲基)丙烯酰胺、丙烯酸2-羧基乙酯、氯甲基苯乙烯、檸康酸酐、丙烯酸巴豆酯、甲基丙烯酸巴豆酯、丙烯酸2-氰基乙酯、二甲基丙烯酸-1，4-環(huán)己烷二醇酯、二丙烯酸-1，4-環(huán)己烷二醇酯、N-環(huán)己基丙烯酰胺、丙烯酸環(huán)己酯、甲基丙烯酸環(huán)己酯、N，N-二烯丙基丙烯酰胺。富馬酸二烯丙酯、衣康酸二正丁酯、馬來酸二乙酯、富馬酸二乙酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、馬來酸二(2-乙基己酯)、甲基丙烯酸2，3-二羥基丙酯、丙烯酸2，3-二羥基丙酯、丙烯酸正十二烷酯、甲基丙烯酸正十二烷酯、2-氰基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸2-乙硫基乙酯、一丙烯酸甘油酯、一甲基丙烯酸甘油酯、三甲基丙烯酸甘油酯、N，N’-六亞甲基二丙烯酰胺、丙烯酸4-羥基丁酯、甲基丙烯酸4-羥基丁酯、丙烯酸2-羥基乙酯、甲基丙烯酸2-羥基乙酯、丙烯酸2-甲氧基乙酯、甲基丙烯酸2-甲氧基乙酯、丙烯酸2-甲氧基丙酯、甲基丙烯酸2-甲氧基丙酯、N-甲基-N-乙烯基乙酰胺、甲基丙烯酸2-(N-嗎啉代)乙酯、四丙烯酸季戊四醇酯、三丙烯酸季戊四醇酯、季戊四醇三烯丙醚、丙烯酸2-苯氧基乙酯、一丙烯酸聚乙二醇酯、一甲基丙烯酸聚乙二醇酯、二丙烯酸聚乙二醇酯、二甲基丙烯酸聚乙二醇酯、一丙烯酸聚丙二醇酯、一甲基丙烯酸聚丙二醇酯、二丙烯酸聚丙二醇酯、二甲基丙烯酸聚丙二醇酯、4-苯乙烯磺酸、丙烯酸3-磺基丙酯、二丙烯酸三聚丙二醇酯、1，1，1-三(羥甲基)丙烷三烯丙醚、三(羥甲基)丙烷一烯丙醚、三丙烯酸三(羥甲基)丙烷酯、三甲基丙烯酸三(羥甲基)丙烷酯、二丙烯酸三聚丙二醇酯、乙烯基二氫唑酮、乙烯基咔唑、乙烯基·4-羥基丁基醚、N-乙烯基-N-甲基乙酰胺、乙烯基·甲基砜、乙烯基磺酸、N-乙烯基脲、丁二醇二乙烯基醚、三甲基丙烯酸1，1，1-三(羥甲基)丙烷酯、環(huán)己基·乙烯基醚、二甲基丙烯酸2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇酯、二丙烯酰胺基乙酸、丙烯酰嗎啉、N-乙烯基琥珀酰亞胺、丙烯酰胺基乙醇酸、乙烯基苯甲酸、二(甲基丙烯酸)二甘醇酯、甲基丙烯酸2-異氰酸根合乙酯、丙烯酰氯、甲基丙烯酰氯和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸。
噴墨記錄材料 本發(fā)明的目的是用一種包含一種載體和至少一個受墨層的噴墨記錄材料實現(xiàn)的，所述受墨層含有一種連接料和一種陽離子化火成法二氧化硅，后者可通過使至少一種陽離子型單體和至少一種非陽離子型單體在一種火成法二氧化硅的存在下聚合得到。按照本發(fā)明，該噴墨接受層中較好的連接料是一種聚乙烯醇。
本發(fā)明的目的也是用一種噴墨記錄材料的制備工藝實現(xiàn)的，該工藝包含下列步驟(i)將一種含有可用上述工藝得到的陽離子化火成法二氧化硅分散液的分散液涂布到所述載體上。從而得到一種含有聚乙烯醇和陽離子化火成法二氧化硅的穩(wěn)定涂布分散液。
用涂布了這種涂布分散液的噴墨記錄材料打印的影像顯示出有高光澤、高色密度、無滲色和快干時間的高影像品質(zhì)。
載體 按照本發(fā)明的噴墨記錄材料中使用的載體可以選自從照像技術(shù)眾所周知的紙型載體和聚合物型載體。紙型包括平紋紙、澆鑄涂裝紙、聚乙烯涂裝紙、和聚丙烯涂裝紙。聚合物載體包括乙酸丙酸纖維素酯、乙酸丁酸纖維素酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯和聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯、聚酰胺、聚碳酸酯、聚酰亞胺、聚烯烴、聚(乙烯醇縮醛)、聚醚、和聚磺酰胺。本發(fā)明的有用高品質(zhì)聚合物載體的其它實例包括不透明的白色聚酯和聚對苯二甲酸乙二醇酯與聚丙烯的擠塑共混物。聚酯薄膜載體、尤其聚(對苯二甲酸乙二醇酯)因其尺寸穩(wěn)定性的優(yōu)異性能而較好。當(dāng)使用這樣一種聚酯作為載體材料時，可以采用一個底膠層以改善該受墨層對該載體的粘合。這一目的的有用底膠層是照像業(yè)內(nèi)眾所周知的，而且包括諸如偏二氯乙烯聚合物例如偏二氯乙烯/丙烯腈/丙烯酸三元共聚物或偏二氯乙烯/丙烯酸甲酯/衣康酸三元共聚物。
按照本發(fā)明的載體也可以從無機材料例如金屬氧化物或金屬(例如鋁和鋼)制成。
受墨層和任選的輔層 按照本發(fā)明的噴墨記錄材料中的受墨層含有至少一種連接料和一種陽離子化火成法二氧化硅。該受墨層中可以存在除陽離子化火成法二氧化硅外的填料。
該受墨層可以只由一個單層組成，或替而代之，它可以由兩層或更多層組成。超頂級受墨層的一種特定類型是所謂“光澤改善層”，系指一個用一種REFOTM60(可購自Dr.Bruno Lange GmbH & Co.)在60°角測定時達到30以上的光澤的薄層。這種光澤性能可通過使用可溶脹聚合物和/或粒度小于500nm的無機(有機)填料來實現(xiàn)。
在雙或多受墨層的情況下，可以在只一層、或在若干層、或在所有層中摻入光穩(wěn)定劑。它也可以存在于另外的輔助層—當(dāng)存在時—例如防翹曲背襯層中。
該受墨層，或在多層的情況下至少一個受墨層，也可以進一步含有一種陽離子型表面活性劑作為媒染劑。
該受墨層，和任選的輔助層例如以防翹曲為目的的背襯層，可以進一步含有眾所周知的慣常成分，例如用來作為涂布助劑的表面活性劑、硬化劑、增塑劑、光穩(wěn)定劑、pH調(diào)節(jié)劑、增白劑、和消光劑。
該受墨層和任選的輔助層也可以進行交聯(lián)，以提供所希望的特色，例如耐水性和非粘連性特征。該交聯(lián)也可以用于提供耐磨蝕性和耐受由于操作的結(jié)果而在該元件上指紋的形成。
這些不同的層均可用任何一種慣常涂布技術(shù)例如浸涂、刮涂、擠涂、旋涂、滑動漏斗涂布和簾式淋涂等涂布到載體上。
連接料 按照本發(fā)明的噴墨記錄材料中較好的連接料是聚乙烯醇(PVA)，即聚乙烯醇、聚乙烯醇共聚物或改性聚乙烯醇。適用的聚乙烯醇是可購自CELANESE公司的CELVOL 540TM、可購自KURARAY公司的Poval 117TM和Poval 217TM、和可購自NIPPON GOHSEI公司的GohsenolGH23ATM。該聚乙烯醇較好是一種陽離子型聚乙烯醇，例如KURARAY公司的陽離子型聚乙烯醇級，如POVAL CM318TM、POVAL C506TM、POVALC118TM，和NIPPON GOHSEI公司的GOHSEFIMER K210TM。
按照本發(fā)明噴墨記錄材料的受墨層中使用的其它適用連接料包括羥乙基纖維素、羥丙基纖維素、羥乙基·甲基纖維素、羥丙基·甲基纖維素、羥丁基·甲基纖維素、甲基纖維素、羧甲基纖維素鈉、羧甲基羥乙基纖維素鈉、水溶性乙基·羥乙基纖維素、硫酸纖維素酯、乙酸纖維素酯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇縮醛、聚乙烯基吡咯烷酮、聚丙烯酰胺、丙烯酰胺/丙烯酸共聚物、聚苯乙烯、苯乙烯共聚物、丙烯酸或甲基丙烯酸聚合物、苯乙烯/丙烯酸共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯基·甲基醚/馬來酸共聚物、聚(2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸)、聚(二亞乙基三胺共己二酸)、聚乙烯基吡啶、聚乙烯基咪唑、表氯醇改性聚乙烯亞胺、乙氧基化聚乙烯亞胺、聚環(huán)氧乙烷、聚氨酯、蜜胺樹脂、明膠、角叉菜聚糖、葡聚糖、阿拉伯膠、酪蛋白、果膠、清蛋白、淀粉、骨膠原衍生物、火棉膠、和瓊脂。
填料 當(dāng)在按照本發(fā)明的噴墨記錄材料的受墨層中使用另外的填料時，它較好是一種無機填料，而且可選自中性、陰離子、和陽離子填料類型。有用的填料包括，例如，二氧化硅、滑石、粘土、水滑石、高嶺土、硅藻土、碳酸鈣、碳酸鎂、堿性碳酸鎂、硅鋁酸鹽、三氫氧化鋁、氧化鋁(礬土)、氧化鈦、氧化鋅、硫酸鋇、硫酸鈣、硫化鋅、緞光白、氧化鋁水合物例如勃姆石、氧化鋯或混合氧化物。
較好，該填料是一種陽離子型填料，選自氧化鋁水合物、氧化鋁、氫氧化鋁、硅酸鋁、和陽離子型改性二氧化硅。
氧化鋁水合物的一種較好類型是結(jié)晶勃姆石，或□-A10(OH)。勃姆石的有用類型包括呈粉末形式者，例如SASOL公司的DISPERAL、DISPERAL HP14和DISPERAL 40，MARTINSWERK GmbH的MARTOXIN VPP2000-2和GL-3；液體勃姆石氧化鋁體系，例如SASOL公司的DISPAL 23N4-20、DISPAL 14N-25、DISPERAL AL25。關(guān)于氧化鋁水合物的專利包括EP 500021A(旭硝子)、EP 634286 A(旭硝子)、US 5624428(KIMBERLY CLARK)、EP 742108 A(旭硝子)、US 6238047(旭硝子)、EP 622244 A(佳能)和EP 810101 A(佳能)。
按照本發(fā)明噴墨記錄材料的受墨層中使用的適用陽離子型氧化鋁(礬土)類型包括α-Al2O3類型，例如可購自SAINT-GOBAINCERAMICS & PLASTICS公司的NORTON E700，和□-Al2O3類型，例如DEGUSSA公司的ALUMINUM OXIDC；其它氧鋁等級，例如BAIKOWSKICHEMIE公司的BAIKALOX CR15和CR30；BAIKOWSKI CHEMIE公司的DURALOX級和MEDIALOX級；BAIKOWSKI CHEMIE公司的BAIKALOXCR80、DR140、CR125、BIO5CR；CABOT公司的CAB-O-SPERSE PG003TM；SASOL公司的CATALOX GRADES和CATAPAL GRADES，例如PLURALOXHP14/150；膠體Al2O3型，例如日產(chǎn)化學(xué)工業(yè)公司的ALUMINASOLTM100，ALUMINASOLTM200，ALUMINSOLTM220，AUMINASOLTM300，和ALUMINASOLTM520；或ONDEO NALCO公司的NALCOTM8676。
其它有用的陽離子型無機填料包括三氫氧化鋁例如三羥鋁石或α-Al(OH)3，例如SASOL公司的PLURAL BT，和三水鋁石或□-Al(OH)3，例如MARTINSWERK GmbH的MATINALTM級，MARTINSWERK GmbH的MARTIFINTM級，例如MARTIFINTMOL104，MARTIFINTMOL107和MARTIFINTMOL111；JM HUBER公司的MICRALTM級，例如MICRALTM1440、MICRALTM1500、MICRALTM632、MICRALTM855、MICRALTM916、MICRALTM932、MICRALTM932CM、MICRALTM9400；SHOWA DENKA K.K.的HIGILITETM級，例如HIGILITETMH42或HIGILITETMH43M。
按照本發(fā)明的噴墨記錄材料的受墨層中使用的陽離子型填料的另一種適用類型是氧化鋯，例如ONDEO NALCO公司的NALCOTMOOSS008；乙酸鹽穩(wěn)定的ZrO2，例如NYACOL NANO TECHNOLOGIES公司的ZR20/20、ZR50/20、ZR100/20、和ZRYS4商標。
按照本發(fā)明的噴墨記錄材料的受墨層中使用的適用混合氧化物包括SASOL公司的SIRAL級，NALCO公司的膠體金屬氧化物，例如NALCOTM1056、NALCOTMTX10496、NALCOTMTX11678。
無機填料的另一種較好類型是可以以其陰離子形式原樣使用或在陽離子改性后使用的二氧化硅。作為受墨元件中的填料的二氧化硅公開于許多老的和最近的專利中，例如US 4892591(MIZUSAWAINDUSTRIAL CHEM)、US 4902568(佳能)、EP 373573A(CIBA GEIGY)、EP 423829 A(OJI PAPER)、EP 487350 A(施樂)、EP 493100 A(SANYO KOKUSAKU PULP)、EP 514633 A(SCHOELLER FELIX JUNPAPIER)等。該二氧化硅可以選自不同類型，例如結(jié)晶二氧化硅、無定形二氧化硅、沉淀二氧化硅、火成法二氧化硅、二氧化硅凝膠、球形的和非球形的二氧化硅。該二氧化硅可以含有來自Al、Zr、Ti這一族的少量金屬氧化物。按照本發(fā)明的噴墨記錄材料的受墨層中使用的二氧化硅的適用類型包括AEROSILTMOX50(BET表面積50±15m2/g，平均初級粒度40nm，SiO2含量＞99.8％，Al2O3含量＜0.08％)，AEROSITMMOX170(BET表面積170m2/g，平均初級粒度15nm，SiO2含量＞98.3％，Al2O3含量0.3～1.3％)，AEROSILTMMOX80(BET表面積80±20m2/g，平均初級粒度30nm，SiO2含量＞98.3％，Al2O3含量0.3～1.3％)，或可購自DEGUSSA-HLS AG、可以給出平均粒度小(＜500nm)的水分散液的其它親水性AEROSILTM級別。
在一種替代實施方案中，該填料可以選自有機微粒，例如聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚硅氧烷、蜜胺-甲醛縮聚物、脲-甲醛縮聚物、聚酯和聚酰胺。
可以使用兩種或更多種無機和/或有機填料的混合物。然而，最好該填料是一種無機填料。
為了得到有光澤的受墨層，該填料的粒度較好應(yīng)當(dāng)小于500nm。為了得到一種可以用來作為能快速吸墨的受墨層的多孔性光澤層，填料/連接料比應(yīng)當(dāng)是至少4。只有在這些比例上，該連接料才不再能填充該涂層中由填料產(chǎn)生的所有小孔和空穴。為了達到足以使該涂層快速吸墨的孔隙率，這些高填料含量涂層的小孔體積應(yīng)當(dāng)高于0.1ml/g涂布固體。這種小孔體積可以用氣體吸附(氮氣)法或用汞擴散法測定。
為了改善無機填料微粒的分散性，該受墨層可以含有各種無機鹽、和酸或堿作為pH調(diào)節(jié)劑。
起媒染劑作用的陽離子型物質(zhì) 起媒染劑作用的陽離子型物質(zhì)可以與按照本發(fā)明的噴墨記錄材料的受墨層中存在的陽離子化火成法二氧化硅組合使用。起媒染劑作用的陽離子型物質(zhì)提高了該層固定和保持墨滴染料的能力。特別適用的化合物是聚(氯化二烯丙基二甲基銨)或簡稱聚(DADMAC)。這些化合物可購自若干家公司，例如ALDRICH、NALCO、CIBA、NITTOBOSEKI CO.，CLARIANT、BASF和EKA CHEMICALS。
按照本發(fā)明的噴墨記錄材料的受墨層中使用的其它適用陽離子型化合物包括DADMAC共聚物，例如與丙烯酰胺的共聚物，如ONDEONALCO公司的NALCOTM1470商標或可購自NITTO BOSEKI CO.的PAS-J-81TM；DADMAC與丙烯酸酯的共聚物，如可購自O(shè)NDEO NALCO公司的Nalco 8190TM；DADMAC與SO2的共聚物，如NITTO BOSEKI公司的PAS-A-1或PAS-92商標；DADMAC與馬來酸的共聚物，如NITTO BOSEKI公司的PAS-410TM；DADMAC與鹽酸二烯丙基(3-氯-2-羥基丙基胺的共聚物，如NITTO BOSEKI公司的PAS～880TM；二甲胺-表氯醇共聚物，如ONDEONALCO公司的Nalco 7135TM或SHOWA HIGH POLYMER公司的POLYFIX700；可以使用的其它POLYFIX級別是POLYFIX 601、POLYFIX 301、POLYFIX 301A、POLYFIX 250WS、和POLYFIX 3000；NICCA化學(xué)公司的NEOFIX E-117，即一種聚氧化烯多胺二氰基二胺，和EKA化學(xué)公司的REDIFLOC 4150，即一種多胺；MADAME(甲基丙烯酸二甲胺基乙酯)或MADQUAT(氯化甲基丙烯酰乙基三甲基銨)改性的聚合物，如RHM公司的ROHAGIT KL280、ROHAGIT 210、ROHAGIT SL144、PLEX4739L、PLEX 3073，DIAFLOC公司的DIAFLOC KP155和其它DIAFLOC產(chǎn)品，和EKA化學(xué)公司的BMB 1305及其它BMB產(chǎn)品；陽離子型表氯醇加合物，如HERCULES公司的POLYCUP 171和POLYCUP 172；Cytec工業(yè)公司的CYPRO產(chǎn)品，如CYPRO 514/515/516，SUPERFLOC 507/521/567；陽離子型丙烯酸聚合物，如CIBA公司的ALCOSTAT 567TM；陽離子型纖維素衍生物，如STARCH & CHEMICAL公司的CELQUAT L-200、H-100、SC-240C、SC-230M，以及QUATRISOFT LM200、UCARE聚合物JR125、JR400、LR400、JR30M、LR30M和UCARE聚合物L(fēng)K；CHUKYO EUPOPE公司的固定劑，如PALSET JK-512、PALSET JK512L、PALSET JK-182、PALSET JK-220、WSC-173、WSC-173L、PALSET JK-320、PALSET JK-320L和PALSET JK-350；聚乙烯亞胺和共聚物，例如BASF公司的LUPASOL；三乙醇-鈦螯合物，例如杜邦公司的TYZOR；乙烯基吡咯烷酮的共聚物，如ISP公司的VINIPRINT 111，即一種甲基丙烯酰胺基丙基二甲基胺共聚物；以及甲基丙烯酸二甲胺基乙酯，如ISP公司的COPOLYMER 845和COPOLYMER 937；和乙烯基咪唑，如BASF公司的LUVIQUAT CARE、LUVITEC 73W、LUVITEC VP155K18P、LUVITEC VP155K72W、LUVIQUATFC905、LUVIQUAT FC550、LUVIQUAT HM522、和SOKALAN HP56(全部為商品名；聚酰胺基胺，如拜耳公司的RETAMINOL和NADAVIN；鏻化合物，如EP 609930中所公開的，及其它陽離子型聚合物，如NICCA化學(xué)公司的NEOFIX RD-5TM)。
光穩(wěn)定劑 在按照本發(fā)明的噴墨記錄材料中，可以摻入光穩(wěn)定劑。按照本發(fā)明的噴墨記錄材料中使用的適用光穩(wěn)定劑包括位阻胺光穩(wěn)定劑(HALS)，例如WO 02055618(CIBA)、US 20030235706(惠普)、EP 1008457 A(JUJO PAPER)中所述的；硫醚，如EP 1195259 A(OJIPAPER)、EP 1138509 A(MITSUBISHI PAPER MILLS & SEIKO EPSON)、DE 10101309中所述；金屬鹽或金屬絡(luò)合物，如EP 1288007 A(TOMOEGAWA PAPER)、EP 1231071 A(ILFORD IMAGING)、EP 1080934A(FERRANIA)、US 6344262(旭硝子)、EP 1262328 A(SCHOELLERFELIX JUN FOTO)中所述；或紫外線吸收劑，如EP 1174279 A(JUJOPAPER)、US 6641257(AMERICAN INK JET)、EP 903246 A(OJI PAPER)中所述；或抗氧劑例如氫醌衍生物，如US 6362348(SEIKO EPSON)、WO 02055617(CIBA)、WO 20001025350、EP 1029793 A(HANSHIN KASEI)中所述；或能給出改善耐光性的特定聚合物連接料，如WO 2003054029(CIBA)、EP 1308309 A(伊斯曼·柯達)、WO 2001096124中所述；其它光穩(wěn)定劑，如EP 1239013 A(惠普)、EP 1260379 A(富士)、EP 1193079A(惠普)、JP 2000094829(柯尼卡)、EP 1170145 A(伊斯曼·柯達)、EP 1120279 A(惠普)、US 2003134093、US 2003096993和JP 2003300378中所述。
在按照本發(fā)明的噴墨記錄材料中，也可以摻入能減少氣體褪色或臭氧褪色的成分。在以上給出的關(guān)于光穩(wěn)定劑的很多專利和下列專利中描述了適用的穩(wěn)定劑WO 2003054029、JP 2003103909(三菱紙廠)、JP 2002316480(富士)、JP 2002127591(富士)、JP2003326842、JP 2003300378、EP 1331252 A(惠普)和EP 1288007A(TOMOEGAWA PAPER)。
表面活性劑 在按照本發(fā)明的噴墨記錄材料中可以摻入表面活性劑。它們可以是JP 62280068 A(佳能)中所述的陽離子型、陰離子型、兩性離子型、和非離子型表面活性劑中任何一種。
按照本發(fā)明的噴墨記錄材料中使用的適用表面活性劑包括N-烷基氨基酸鹽、烷基醚羧酸鹽、酰化肽、烷基磺酸鹽、烷基苯和烷基萘磺酸鹽、磺基琥珀酸鹽、α-烯烴磺酸鹽、N-?；撬猁}、磺化油、烷基磺酸鹽、烷基醚磺酸鹽、烷基·烯丙基醚磺酸鹽、烷基酰胺磺酸鹽、烷基磷酸鹽、烷基醚磷酸鹽、烷基·烯丙基醚磷酸鹽、烷基和烷基烯丙基聚氧乙烯醚、烷基烯丙基甲醛縮合酸鹽、烷基烯丙基醚磺酸鹽、烷基酰胺磺酸鹽、烷基磷酸鹽、烷基醚磷酸鹽、烷基烯丙基醚磷酸鹽、烷基和烷基烯丙基聚氧乙烯醚、烷基烯丙基甲醛縮合聚氧乙烯醚、有聚氧丙烯的封端聚合物、聚氧乙烯聚氧丙烯醚、乙二醇酯的聚氧乙烯醚、脫水山梨醇酯的聚氧乙烯醚、山梨醇酯的聚氧乙烯醚、聚乙二醇脂肪族酸酯、甘油酯、脫水山梨醇酯、丙二醇酯、糖酯、氟C2-C10烷基羧酸、N-全氟辛烷磺酰谷氨酸二鈉、3-(氟-C6-C11烷氧基)-1-C3-C4烷基磺酸鈉、3-(ω-氟C6-C8鏈烷酰-N-乙基氨基)-1-丙烷磺酸、N-[3-(全氟辛烷磺酰胺)丙基]-N，N-二甲基-N-羧基亞甲基銨甜萊堿、氟-C11-C20烷基羧酸、全氟-C7-C13烷基羧酸、全氟辛烷磺酸二乙醇酰胺、全氟C4-C12磺酸Li、K和Na、N-丙基-N-(2-羥基乙基)全氟辛烷磺酰胺、全氟-C6-C10烷基磺酰胺-丙磺酰甘氨酸鹽、二(N-全氟辛基磺酰-N-乙醇氨基乙基)膦酸鹽、乙基膦酸一全氟C6-C16烷酯鹽和全氟烷基甜菜堿。
按照本發(fā)明的噴墨記錄材料中使用的適用陽離子型表面活性劑包括氯化N-烷基二甲銨、氯化棕櫚基三甲銨、十二烷基二甲胺、十四烷基二甲胺、乙氧基化烷基胍-胺絡(luò)合物、氯化油胺羥丙基bistrimonium、油基咪唑啉、硬脂基咪唑啉、乙酸古柯胺、棕櫚胺、二羥基乙基古柯胺、氯化cocotrimonium、硫酸烷酯聚乙二醇醚銨、乙氧基化油胺、氯化月桂基吡啶鎓、N-油基-1，3-二氨基丙烷、乳酸硬脂酰胺基丙基二甲胺、椰子脂肪酰胺、油基羥乙基咪唑啉、isostearylethylimidonium ethosulphate、月桂酰胺基丙基PEG-dimoniumchloride磷酸鹽、氯化棕櫚基三甲銨、和溴化鯨蠟基三甲銨。
按照本發(fā)明的噴墨記錄材料中使用的特別適用表面活性劑是諸如US 4781985(JAMES RIVER GRAPHICS公司)中所述有以下結(jié)構(gòu)的氟碳表面活性劑F(CF2)4-9CH2CH2SCH2CH2N+R3X-，式中R是氫或烷基；和US 5084340(柯達)中所述有以下結(jié)構(gòu)的氟碳表面活性劑CF3(CF2)mCH2CH2O(CH2CH2O)nR，式中m＝2～10、n＝1～18、R是氫或有1～10個碳原子的烷基。這些表面活性劑可購自杜邦公司和3M公司。該受墨層中表面活性劑成分的濃度，以該層的總干重為基準，典型地在0.1～2wt％范圍內(nèi)、較好在0.4～1.5wt％范圍內(nèi)、最好是0.75wt％。
增塑劑 按照本發(fā)明的噴墨記錄材料也可以包含增塑劑，例如乙二醇、二甘醇、丙二醇、聚乙二醇、甘油單甲醚、甘油單氯乙醇、碳酸亞乙酯、碳酸亞丙酯、磷酸脲、磷酸三苯酯、甘油單硬脂酸酯、丙二醇單硬脂酸酯、四亞甲基砜、N-甲基-2-吡咯烷酮、N-乙烯基-2-吡咯烷酮。
交聯(lián)劑 按照本發(fā)明的噴墨記錄材料也可以含有一種交聯(lián)劑。交聯(lián)劑—也稱為硬化劑—將成膜性連接料交換。硬化劑可以以游離形式或受保護形式使用。該交聯(lián)劑可以單獨使用，或與兩種或更多種其它交聯(lián)劑組合使用?？梢允褂糜袡C交聯(lián)劑和無機交聯(lián)劑的組合。
按照本發(fā)明的噴墨記錄材料中使用的適用交聯(lián)劑包括甲醛和游離二醛例如琥珀醛和戊二醛、受保護二醛、活性酯、磺酸酯、活潑鹵素化合物、異氰酸酯或受保護異氰酸酯、多官能異氰酸酯、蜜胺衍生物、s-三嗪和二嗪、環(huán)氧化物、有兩個或更多個活潑鍵的活潑烯烴、碳二亞胺、鋯絡(luò)合物例如可購自MEL化學(xué)公司的BACOTETM20、ZIRMELTM1000或乙酸鋯TM、鈦絡(luò)合物例如杜邦公司的TYZORTM級、3-位上有取代的噁唑鎓鹽、2-烷氧基-N-羧基二氫喹啉的酯、N-氨基甲酰吡啶鎓鹽、有混合功能的硬化劑例如有鹵素取代的醛酸(例如粘氯酸和粘溴酸)、有鎓取代的丙烯醛和乙烯基砜，以及聚合物硬化劑例如二醛淀粉和共聚(丙烯醛-甲基丙烯酸)，和噁唑啉功能聚合物，例如可購自NIPPON SHOKUBAI公司的EPOCROSTMWS-500和EPOCROSTMK-1000系列，以及馬來酸酐共聚物，例如可購自INTERNATIONALSPECIALTY PRODUCTS公司的GANTREZTMAN119。
在本發(fā)明的實施中，硼酸是一種較好的交聯(lián)劑。
構(gòu)成該交聯(lián)劑溶液的主要部分的溶劑一般是水，而且可以是一種含有可與水混溶的有機溶劑的水性混合溶劑。
作為有機溶劑，可以使用任何一種能溶解該交聯(lián)劑的溶劑。其實例包括醇類例如甲醇、乙醇、異丙醇、和甘油；酮類例如丙酮和甲乙酮；酯類例如乙酸甲酯和乙酸乙酯；芳香族溶劑例如甲苯；醚類例如四氫呋喃；和鹵代烴溶劑例如二氯甲烷。
交聯(lián)劑的供給較好是在施用用于形成按照本發(fā)明噴墨記錄材料的受墨層的涂布溶液的同時進行的。該交聯(lián)劑可以已經(jīng)存在于該涂布溶液中，也可以在臨涂布之前添加。該交聯(lián)劑了可以通過使用一種在受墨層頂上涂布的第二涂布溶液供給，但較好在涂布該受墨層之前涂布該第二涂布溶液。用這種操作，可以減少該受墨層干燥期間發(fā)生的龜裂。
實施例 現(xiàn)在，借助于以下實施例詳細說明本發(fā)明。然而，本發(fā)明不限定于這些實施例。
材料 以下實施例中使用的材料全都可以容易地得自標準來源例如Aldrich Chemical公司(比利時)，除非另有說明。使用了下列術(shù)語和材料。
CELVOL 540TM是一種聚乙烯醇，可購自CELANESECHEMICALS公司。
PET是聚(對苯二甲酸乙二醇酯)。
HDK T30TM是一種火成法二氧化硅，可購自WACKER公司。
PET是聚(對苯二甲酸乙二醇酯)。
WAKO V50TM是二鹽酸2，2’-偶氮二(2-脒基丙烷)，可購自WAKO CHEMICALS公司。
MADQUAT MC75是氯化(甲基丙烯酰氧基)乙基三甲基銨(化合物CA-2)，可購自ELF ATOCHEM公司。
HEMA是甲基丙烯酸羥基乙酯(化合物IM-2)，可購自ALDRICH公司。
HEA是丙烯酸羥基乙酯(化合物IM-1)，可購自ALDRICH公司。
MMA是甲基丙烯酸甲酯(化合物IM-4)，可購自ALDRICH公司。
MA是丙烯酸甲酯(化合物IM-3)，可購自ALDRICH公司。
BISOMER MPEG 350 MA是甲基丙烯酸甲氧基聚乙二醇酯(化合物IM-5)，可購自LAPORTE INDUSTRIES公司。
MOPTMS是甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基甲硅烷(化合物RM-12)，可作為GENIOSIL GF-31TM購自WACKER SILICONES公司。
Gohsefimer K210TM是一種聚乙烯醇，可購自NipponGohsei公司。
“份”這個詞和“％”這個符號代表“重量份”和“wt％”。
實施例1陽離子化火成法二氧化硅的制備 在本實施例中，說明一種陽離子化二氧化硅的制備方法。MOPTMS和MADQUAT的共聚是在火成法二氧化硅WACKER HDK T30TM的存在下進行的。
首先，通過將180g火成法二氧化硅粉末添加到2000g蒸餾水中，制備WACKER HDK T30TM的水分散液。然后，使用一臺高剪切力混合機(PENDRAULIKTMLM34S型，可購自PENDRAULIK GmbH)使該分散液勻化。該二氧化硅分散液的pH用10％鹽酸水溶液調(diào)節(jié)到pH＝2。
將該二氧化硅分散液(504.72g，9％固體)添加到一臺2升反應(yīng)器中，以250rpm攪拌。在室溫下用30分鐘時間向該反應(yīng)器中添加單體MOPTMS(3.81g 6％單體/98％純度乙醇溶液)和MADQUAT(7.57G 30％單體水溶液)。該二氧化硅分散液用一臺高壓勻化器(MICROFLUIDIZER M-110FTM，可購自MFIC公司)處理10分鐘，以期制備一種勻化的微細二氧化硅分散液。這種機械處理也打破了大的聚集體。
為了聚合反應(yīng)，使用一臺配備冷卻器、氮氣入口和機械攪拌器的雙夾套2升反應(yīng)器。將該二氧化硅分散液添加到該反應(yīng)器中，用氮氣吹掃15分鐘，同時以250rpm攪拌。隨后，將該反應(yīng)器加熱到70℃，用90分鐘時間添加引發(fā)劑(5.32g 0.47％ WAKO V50TM水溶液)。引發(fā)劑添加完成之后，反應(yīng)混合物在70℃再攪拌2小時。然后將反應(yīng)器冷卻到室溫。然后，所得到的分散液就可用于涂布溶液的制備。用一臺BROOKHAVEN 90 PlusTM實測平均粒度為267nm。這是一種使用似彈性散射光的光子關(guān)聯(lián)能譜法、以平均散射激光光強度的波動與粒度的相關(guān)性為基礎(chǔ)的自動粒度儀。
實施例2 在本實施例中，說明按照本發(fā)明的噴墨記錄材料的制備。
涂布組合物的制備 以與實施例1中所述相同的方式，從火成法二氧化硅HDKT30TM制備不同的陽離子化火成法二氧化硅。所使用的單體的類型和濃度列于表1中。
例如，通過在火成法二氧化硅的存在下使單體MADQUAT和HEMA的混合物以MADQUAT/HEMA＝5/1的重量比聚合，制備一種用于涂布本發(fā)明實施例INV-1的9％陽離子化火成法二氧化硅分散液。二氧化硅HDK T30TM/(MADQUAT+HEMA)的重量比是100/5。

表1
用下列成分制備涂布分散液1.表1的陽離子型火成法二氧化硅分散液(水中9％)，2.Gohsefimer K210的水溶液(水中8.5％)，3.硼酸溶液(水中4％)。
6.62g Gohsefimer K210溶液用磁力攪拌器攪拌10分鐘。然后，用10分鐘時間向該聚乙烯醇溶液中添加25g二氧化硅分散液。臨涂布前，添加4.22g硼酸溶液以完成該涂布溶液。
樣品的涂布 借助于繞線棒刮涂器，將涂布溶器施用到作為載體的透明150μm有底膠層PET上，提供299μm的濕層厚和20g/m2的干涂層重量。涂布的樣品用毛發(fā)干燥器慢慢干燥。
試驗和評估 在本發(fā)明實施例INV-1～INV-6的每一個中，所得到的噴墨記錄材料都進行下列涂布質(zhì)量、干燥時間、凝聚、洇色和滲色的試驗和評估。
1.涂布質(zhì)量 觀察該噴墨記錄材料的表面上是否發(fā)生龜裂。然后，按照以下所述基準進行評估。結(jié)果列于表2中。
基準1＝該表面上根本觀察不到龜裂；2＝觀察到微小龜裂(用顯微鏡可見)；3＝觀察到大龜裂(用肉眼可見)。
2.干燥時間 用一臺噴墨打印機EPSON STYLUS PHOTO 870TM(可購自Seiko-Epson公司)在該噴墨記錄材料上以黃色(Y)、品紅(M)、青色(C)、黑色(K)、藍色(B)、綠色(G)和紅色(R)打印實心影像的試驗圖樣。此后立即(即10秒鐘后)用手指摩擦這些顏色，按照以下所述基準用目視法評估這些顏色的臟版。結(jié)果列于表2中。
基準1＝無臟版，2＝復(fù)色臟版，3＝原色臟版。
3.凝聚 該受墨層必須是如此容易潤濕的，以致在該噴墨記錄材料的表面上不出現(xiàn)“煉鐵”(puddling)，即毗鄰小墨滴凝聚形成大墨滴。用一臺噴墨打印機EPSON STYLUS PHOTO 870TM(可購自Seiko-Epson公司)在該噴墨記錄材料上以黃色(Y)、品紅(M)、青色(C)、黑色(K)、藍色(B)、綠色(G)和紅色(R)打印“全密度”影像的試驗圖樣。復(fù)色(B、G和R)是通過混合兩種或更多種原色(Y、M和C)而得到的。然后，按照以下所述基準進行評估。結(jié)果列于表2中。
基準1＝無凝聚，2＝復(fù)色中有凝聚，3＝原色中有凝聚，4＝全凝聚。
4.洇色 例如，當(dāng)有龜裂存在時出現(xiàn)洇色。在所噴墨小滴干燥之前，該墨的一部分移動到這些裂紋中并達到其它顏色，引起該影像的不同著色區(qū)域中著色的“羽毛狀”結(jié)構(gòu)。
基準
1＝無洇色，2＝復(fù)色中有洇色，3＝原色中有洇色。
5.滲色 用一臺噴墨打印機EPSON STYLUS PHOTO 870TM(可購自Seiko-Epson公司)在該噴墨記錄材料上以黃色(Y)、品紅(M)、青色(C)、黑色(K)、藍色(B)、綠色(G)和紅色(R)并列打印出影像的試驗圖樣。當(dāng)兩種顏色重疊產(chǎn)生所不希望的色線時，染料的互相滲色就會發(fā)生。然后，按照以下所述基準進行評估。結(jié)果列于表2中。
基準1＝無滲色，2＝用顯微鏡可見的滲色，3＝用肉眼看到的滲色。
結(jié)果 表2
根據(jù)表2的結(jié)果，可以看到，使用由陽離子型均聚物陽離子化的火成法二氧化硅的分散液是不可能涂布一個噴墨接受層的。在陽離子化火成法二氧化硅的制備中使用的MADQUAT(CA-2)的所有濃度上都發(fā)生陽離子化火成法二氧化硅分散液的絮凝。表2顯示，共聚單體的使用不僅改善了物理特征，而且也改善了影像質(zhì)量。例如INV-2的洇色和滲色可以通過用更疏水性的共聚單體例如INV-1中的HEMA或INV-3中的MMA代替HEA而得到改善。從表2應(yīng)當(dāng)清楚的是，以共聚單體的恰當(dāng)選擇，就有可能達到物理特征和影像質(zhì)量的最佳折衷。
詳細描述了本發(fā)明的較好實施方案，現(xiàn)在對于業(yè)內(nèi)人士來說顯而易見的是，只要不背離以下權(quán)利要求書中定義的本發(fā)明的范圍，就可以在其中做許多修飾。
權(quán)利要求
1.陽離子化火成法二氧化硅的制備工藝，包含以下步驟(i)使含有一種陽離子型單體和至少一種非陽離子型單體的單體混合物在一種火成法二氧化硅的存在下在一種液體介質(zhì)中共聚，產(chǎn)生原位陽離子化火成法二氧化硅的分散液。
2.按照權(quán)利要求1的工藝，其中，所述陽離子型單體是一種在pH＜7時變成陽離子型的氨基官能單體。
3.按照權(quán)利要求1或2的工藝，其中所述陽離子型單體選自下列組成的一組銨單體，鏻單體，锍單體，兩性離子型單體，和含氨基單體。
4.按照權(quán)利要求1～3中任何一項的工藝，其中所述非陽離子型單體或陽離子型單體是一種能與所述火成法二氧化硅的表面形成共價鍵的單體。
5.按照權(quán)利要求4的工藝，其中能與所述火成法二氧化硅形成共價鍵的所述非陽離子型單體是一種烷氧基硅烷單體。
6.按照權(quán)利要求1～3中任何一項的工藝，其中所述非陽離子型單體或陽離子型單體是一種能與所述火成法二氧化硅的表面形成氫鍵的單體。
7.按照權(quán)利要求1～6中任何一項的工藝，其中所述火成法二氧化硅有至少100m2/g的比表面積。
8.按照權(quán)利要求1～7中任何一項的工藝，其中所述火成法二氧化硅是摻雜了鋁或鋯的。
9.用按照權(quán)利要求1～8中任何一項的工藝得到的陽離子化火成法二氧化硅。
10.一種噴墨記錄材料，包含一種載體和至少一個受墨層，所述受墨層含有至少一種連接料和一種可用按照權(quán)利要求1的工藝得到的陽離子化火成法二氧化硅。
11.按照權(quán)利要求10的噴墨記錄材料，其中所述連接料是一種聚乙烯醇。
12.按照權(quán)利要求10或11的噴墨記錄材料，其中所述噴墨記錄材料進一步包含在所述至少一個受墨層與所述載體之間的一層。
13.一種噴墨記錄材料的制備工藝，包含以下步驟(i)將一種含有可用按照權(quán)利要求1的工藝得到的陽離子化火成法二氧化硅分散液的分散液涂布到一種載體上。
全文摘要
有一個載體和至少一個受墨層的噴墨記錄材料，該受墨層包含至少一種連接料和一種通過使至少一種陽離子型單體和至少一種非陽離子型單體在一種火成法二氧化硅的存在下共聚制備的陽離子化火成法二氧化硅。也公開了通過使這些單體在一種火成法二氧化硅的存在下聚合制備的陽離子化火成法二氧化硅和噴墨記錄材料的制備方法。
文檔編號C09C1/30GK1669816SQ20051005590
公開日2005年9月21日 申請日期2005年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月19日
發(fā)明者H·范埃爾特, S·林吉爾, C·杜克羅克茨 申請人:愛克發(fā)-格法特公司