可喷墨印刷的微孔薄膜制造技术

揭示了含有液体控制系统和颜料控制系统的喷墨接受体介质，可与颜料喷墨油墨使用来生产光亮耐久的图象。由存在表面活性剂（如果需要）的微孔介质提供液体控制系统。颜料控制系统由浸入微孔介质孔隙中的氟化二氧化硅颗粒或无机多价金属盐提供。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及颜料油墨淀积在其上形成完美图象的微孔喷墨接受体。
技术介绍
喷墨印刷成象技术已经在工业和消费应用中广泛普及。使用个人电脑和桌面打印机在纸或其它接受体介质上印刷彩色图象的能力，已从染料基油墨扩展到颜料基油墨。颜料基油墨提供了色彩光亮和耐久的图象，因为颜料颗粒先包含在分散体系中，然后才使用热喷墨印刷头进行印刷，这些印刷头例如可从Hewlett PackardCorporation或LexMark Corporation购得的那些印刷头，它们装在从Hewlett PackardCorporation，Encad Inc.，Mimaki Corporation和其它公司购得的喷墨印刷机中。通常喷墨印刷机一直用于宽幅电子印刷的用途，如工程和建筑用图纸。由于喷墨印刷机操作简便又经济，又由于油墨技术的改进，喷墨印刷成象法保持了日益增长的优势，使印刷工业有望能根据要求生产宽幅图象，呈现优质耐久的图形。绘图用的喷墨系统，其部件可分为三个主要部分1计算机、软件、印刷机。2油墨。3接受体片材。计算机、软件和印刷机可控制油墨液滴的大小、数量和布局，并移送接受体薄膜。油墨含有可形成图象的色料或颜料，接受体薄膜则提供接受和保持油墨的介质。喷墨图象的质量取决于整个喷墨系统。然而，组成以及油墨和接受体薄膜间的相互作用，对喷墨系统是最重要的。图象质量正是观察图象的公众和付款的消费客户所希望和要求看到的。印刷厂还对喷墨介质/油墨系统提出许多其它要求，如迅速干燥、对湿度不敏感、耐水性和总体可处理性。印刷图象所处的环境还会对介质和油墨有另外的要求(取决于图象的用途)。通常选择多孔薄膜用作喷墨接受介质，因为多孔薄膜的毛细管作用可以将油墨吸入到其孔隙中，比薄膜的吸附作用快得多，从而形成水溶性涂层。然而，多孔涂层或薄膜过去一直用于获取要求的快速干燥，但因为色料过深地渗透到多孔网络中，而极大地影响了光学密度。对于分散每个油墨液滴体积大的印刷机，这类问题更为严重，因为这种情况需用更厚的接受体薄膜来容纳所有的油墨。当薄膜的孔径和孔容是敞开供颜料渗透进去时，颜料在薄膜中会分层。在不同的深度，根据施涂的顺序，主要呈现黑色、蓝绿色、深红色和黄色。而且，颜料的横向扩散也是用作接受介质的多孔薄膜固有的问题。因此，首次施涂的色料一部分会被随后施涂的其它颜料油墨捕集在图象中，当颜料油墨喷射到孔径太小的多孔薄膜上时，有色颜料会被过滤留在薄膜的表面上，结果光学密度很高，但是这些颜料易于抹去，并具有难以干燥的效果。油墨的过量液体会在其中的水/甘油载体被吸去之前汇集在一起，在图象上移动。因为要求油墨中的颜料颗粒在油墨的其它的物质中连续分散，颜料喷墨油墨的化学配方相当复杂。接受染料基喷墨油墨的常用介质一直是纸或特别涂布的纸。然而，在纸张给定的区域若施加过多的喷墨油墨，就会看到纸张的该区域充溢着许多水性油墨，染料是溶解在该水性油墨中的。随着喷墨油墨日益在工业上使用，并且颜料基油墨应用更普遍，人们试验采用不同的介质来控制油墨中的液体。一种方法是将控制油墨中液体的吸水层与其上的亲水层结合，在亲水层上面淀积油墨。颜料颗粒留在亲水层上，而液体通过吸水层迅速干燥。美国专利5,084,340中揭示了含吸收性聚合物和与粘合剂在一起的聚合物颗粒的油墨接受体。美国专利4,781,985揭示的喷墨透明薄膜包含一片基本上透明的树脂状支撑层，在其上面含有透明的吸收性涂层。美国专利5,102,731提出使用无孔基材和在其上面形成的涂层，该涂层包括含有含羧基的离聚物的亲水性聚氨酯树脂以及有机和/或无机细颗粒。美国专利4,954,395揭示的记录用介质包含多孔的转移油墨层和无孔的保持油墨层。德国专利30 24 205在接受油墨的纸张上面使用颜料/粘合剂混合物。颜料的作用是增加白度和孔隙度。大量的颜料将导致纸张的高孔隙度。这使得纸张耐污染，但是对光学密度不利，因为油墨中的染料被吸入到材料的内部。日本专利JP61-041585揭示使用一定比例的PVA/PVP生产印刷材料的方法。其缺点是耐水性和可湿擦性不足。日本专利JP61-261089揭示的透明材料除了有PVA/PVP混合物外，还有阳离子导电树脂。这种材料耐水性和防污性很好，但是可湿擦性较差。美国专利5,569,529揭示一种PVA/PVP涂层。它具有含醛基的水溶性化合物。还可以加入季铵化合物，如聚氯化二烯丙基二甲基铵。加在纸张背面，它们是以亲水性胶态粘合剂(如淀粉、PVA、或氧化的土豆淀粉)涂布的。当浸在水中时，损失部分色密度，但最初的颜色损失后，可抗轻微擦拭试验造成的进一步颜色损失。欧洲专利申请EP 0 716 931 A1揭示的系统使用能在两个或多个位置与金属离子配位的染料。在纸或薄膜中也使用粘合剂树脂与无机颜料。印刷成象之前，宜喷射金属离子，并需要另外加热以完成反应。这个系统并不声称有好的耐水性，重点是能够长期储藏，不因热和光而褪色。美国专利4,419,388揭示了一种防水系统，印刷成象后，可以喷涂一种含单价金属原子或铵基及三价金属原子的化合物。该专利提出权利要求的这些化合物的例子是KAl(SO4)2·12H2O。其权利要求8揭示，可将硫酸铝施用到印刷成象前的纸上，但是在油墨中必须有单价组分。美国专利5,537,137揭示的系统是通过加热或紫外光进行固化来得到耐水性。在此专利中，其涂层实施例含有CaCl2的Ca++。加入这个是为被分散聚合物中的酸基团提供反应物性质。这个涂层一直保持水溶性，直到印刷成象后的紫外光或加热固化为止。美国专利4,649,064采用明胶涂料中的多价金属盐来交联含磺酸根官能团的聚酯酰胺的油墨。油墨接受层则用二(乙烯基磺酰基甲基)醚交联。要求仔细选择材料，因为这类金属盐能在施涂油墨前交联明胶涂料。美国专利4,732,786也使用不溶解的亲水性聚合物(明胶)，该聚合物有来自金属盐的多价阳离子，此专利声称他们的方法因为能制造具有低颜料/粘合剂比例的涂层而具有优势。美国专利5,429,860揭示的油墨/接受体系统可含有多价阳离子。该系统在印刷成象后采用紫外光活化来交联该材料。因此，目前的特殊喷墨介质使用一些载色剂吸收性组分，有时还加入一些添加剂将油墨粘结到介质上。因此，目前的介质是天生湿敏感的，处理时易碎，并且容易被手指抹去图象。而且，载色剂吸收性组分一般由水溶性(或溶胀性)聚合物组成，所以会导致较慢的印刷速度和干燥时间。颜料油墨输送系统也涉及颜料控制系统，后者使得颜料颗粒的安置位置得以控制，提供最佳的图象。例如，PCT公开WO96/08377揭示一种颜料控制系统，其中一个合适的支撑层(包括一个微孔层)具有一个两层液体控制系统一层保护性渗透层和一层接受体层，这两层都含有填料颗粒，提供了两种不同的从最上面保护性渗透层伸出的突出物。电子显微照相显示了油墨中的颜料颗粒是如何遇到为颜料颗粒“束”提供合适形貌的光滑突出物以及有助于介质处理等方面的不规则突出物。揭示了其它油墨接受体的有美国专利5,342,688(Kitchin)；5,389,723和4,935,307(Iqbal等)；5,208,092(Iqbal)；5,302,437(Idei等)；美国专利5,206,071(Atherton等)和EPO专利公开0 4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种油墨接受体介质，它包括：含有与基材的孔隙表面接触的液体控制系统和颜料控制系统的多孔基材。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：CP小沃勒，JS姆罗津斯基，O法鲁基，SH格里斯基，TP克隆，LR克雷普斯基，
申请(专利权)人：美国三M公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]