涂覆的微孔喷墨接受介质和控制墨点直径的方法技术

公开了一种喷墨接受介质，该介质是微孔的，在其一个表面上具有成象层，该成象层是含无定形沉淀的二氧化硅和热解法二氧化硅及粘合剂的涂层。使用该接受介质，可控制含颜料的喷墨油墨的墨点直径，这对于以小皮升体积液滴打印的油墨是有利的。还公开了制造和使用该介质的方法。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
专利技术的领域本专利技术涉及涂覆的喷墨接受介质，其涂覆的方式能控制喷至所述介质上的油墨点的铺展，从而形成优良的图象。专利技术的背景在现代生活中图象无所不在。用于警示、教育、娱乐、广告等的图象和数据被施加在各种内部和外部的、垂直和水平的表面上。图象的非限定性例子，包括墙上或车辆侧面上的广告、推出新电影的海报和楼梯边上的警示标志。近年来，随着价廉并有效的喷墨打印机、给墨体系等的快速发展，使用热和压力喷墨的油墨越来越普遍。热喷墨硬件可购自许多跨国公司，包括但不限于美国Palo Alto，CA的惠普公司、美国San Diego，CA的Encad公司、美国Rochester，NY的施乐公司、美国Eden Prairie，MN的LaserMaster公司和日本东京的Mimaki Engineering有限公司。由于打印机的制造商为消费者在不断改进其产品，因此打印机的型号和种类快速发生变化。根据最终图象所需的大小，可将打印机制成桌面型的和大尺寸(wide format)的。流行的商业规模热喷墨打印机的非限定性例子，有Encad公司的NovaJet Pro打印机和惠普公司的650C、750C和2500CP打印机。流行的大尺寸热喷墨打印机的非限定性例子，包括惠普公司的DesignJet打印机，其中2500CP是较好的，因为它具有600×600点/英寸(dpi)分辨率，墨点大小约为40皮升左右。3M推出的Graphic Maker Inkjet软件适用于将互联网、ClipArt或数码照相机的数字图象转换成供热喷墨打印机打印这种图象用的信号。喷墨油墨也可从许多跨国公司购得，尤其是3M公司推出了8551、8552、8553和8554系列加颜料的喷墨油墨。使用4种基色青、洋红、黄和黑(通常简称为CMYK)能在数字图象中形成多达256种或更多种颜色。喷墨打印机用的介质也经历了飞速的发展。由于在工业和消费用途中喷墨成象技术已变得非常流行，使用个人计算机在纸上或其它接受介质上打印彩色图象的能力已由染料基油墨扩展至颜料基油墨。介质必须适应这种变化。由于用热喷墨打印头分配以前，颜料颗粒包含在分散液中，因此颜料基油墨能提供更耐久的图象。喷墨打印机已被广泛用于大尺寸电子打印用途，例如用于工程制图和建筑制图。由于喷墨打印机容易操作并且经济，因此这种成象方法具有优良的成长潜力，使打印工业有望制造大尺寸、能按要求成象、显示质量好的图案。因此，用于打印图案的喷墨系统的部件可归纳成三大类1.计算机、软件、打印机；2.油墨；3.接受介质。计算机、软件和打印机用于控制油墨滴的大小、数量和位置，并输送接受介质使之通过打印机。油墨中含有形成图象的着色剂和该着色剂的载体。接受介质提供接受并容纳油墨的场所。喷墨图象的质量与总的系统有关。但是在喷墨系统中，油墨和接受介质的组成及其相互作用是非常重要的。图象质量是观看的公众和付款客户想要得到的并直接看到的。从形成图象的设备来看，打印商店对喷墨介质/油墨体系提出许多其它较不明显的要求。同样，根据图象的用途，其放置环境可对介质和油墨提出其它要求。根据PCT国际专利公布WO 97/17207(Warner等)，现有的喷墨接受介质上直接涂覆一层二元接受层，它以3MTMScotchcalTM3657-10不透明成象介质和3MTMScotchcalTM3637-20透明成象介质的牌号由3M公司推向市场。如美国专利5,271,765所述，喷墨油墨一般是全部或部分水基的。这些油墨的典型接受介质是普通纸或最好是特殊的喷墨接受纸，该纸经处理或涂覆以改进其接受性能或由其形成的图象的质量，例如如美国专利5,213,873所述。已公开了许多适合于涂覆在塑料上，使之能接受喷墨油墨的喷墨接受组合物。其在字幕片方面的用途是本领域已知的。这些字幕片由透明的塑料材料(如聚酯)组成，但这种材料单独不能接受水性油墨，因此需要涂覆接受层。这些接受层通常由水溶性聚合物的混合物组成，这些水溶性聚合物能吸收组成喷墨油墨的水性混合物。如美国专利4,379,804、4,903,041和4,904,519例举的那样，这些接受层通常是亲水性层，包含聚乙烯基吡咯烷酮或聚乙烯醇。还已知如美国专利4,649,064、5,141,797、5,023,129、5,208,092和5,212,008所述，在接受层中交联亲水性聚合物的方法。如美国专利5,084,338、5,023,129和5,002,825所述，其它涂料组合物含有吸水性颗粒，如无机氧化物。喷墨纸的接受涂层也发现有相似的性能，如美国专利4,935,307和5,302,437所述，这种涂层同样含有颗粒(如玉米淀粉)。许多这些喷墨接受介质形成图象的缺点在于它们具有水敏性聚合物层。即使随后经层压，它们仍含有水溶性或水可溶胀层。这种水敏性层随时间的推移会受到水分的作用，导致图象受损并使层压物脱层。另外，这些亲水性涂层的一些常见的组成含有水溶性聚合物，不适应室外环境中受到热量和UV照射的作用，从而限制了其室外寿命。最后，这些材料打印后的干燥速率显得太慢，因为在干燥前，涂层仍是塑性的，或者甚至会部分溶解在油墨溶剂(主要是水)中，使得图象容易受损，并且干燥前会发粘。近年来，使用微孔薄膜作为喷墨接受介质来克服部分或全部上述缺点已日益引起人们注意。如果该薄膜是油墨的吸收剂，打印后油墨会通过毛细作用吸入薄膜的孔隙中，感觉上干燥非常快，因为油墨离开了打印图象的表面。该薄膜无需含有水溶性或水可溶胀的聚合物，因此可以具有抗热性和抗紫外光性能，不会受到水的损害。如果材料本身是疏水性的，则多孔薄膜不一定对水基油墨具有接受性。使之具有亲水性的方法例举在例如PCT公布WO 92/07899中。由于某些薄膜材料(如购自PPG Industries的TeslinTM，一种填充二氧化硅的聚烯烃微孔薄膜和美国专利4,861,644例举的薄膜类型)本身的性能，它们就会是水性油墨的接受剂。但这种材料可能产生的问题是，当使用染料基油墨时，图象密度会较低，该图象密度取决于干燥后孔隙中保留的着色剂的量。避免该问题的一种方法是如PCT WO92/07899所述，在打印后熔凝该薄膜。如美国专利5,605,750所述，其它方法是用接受层涂覆微孔薄膜。如上所述，油墨和介质之间的关系是图象质量的关键。目前打印机的精度达到600×600dpi，喷墨液滴的尺寸比以前更小。如前面所述，对于这种dpi精度的典型液滴尺寸约为40皮升，这是以前用于宽行喷墨打印机140皮升液滴尺寸的1/3。打印机厂家正在尽量使用更小的液滴尺寸，如10-20皮升。对于加颜料的喷墨油墨，喷墨液滴的尺寸决定着包含在每个液滴中并施加至介质上某预定区域颜料颗粒的量。当喷墨液滴与接受介质接触时，同时发生两种现象，即喷墨液滴垂直地扩散至介质中并水平地在接受介质表面上扩散，结果使液滴铺展。但是，当颜料基喷墨油墨的颜料颗粒大小合适，与具有合适孔径的薄膜一起使用时，会产生某种程度的颗粒过滤在薄膜表面的现象，结果形成良好的密度和颜色饱和度。但是，如果由于“条纹现象”(此时保持的油墨不足以产生合适的点染图象)，以致墨点放大(dot-gain)程度较小，则图象仍非常差。如果墨点尺寸太小，则介质移动或打印头喷嘴失误造成的误差就会产生条本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种喷墨接受介质，它包括：在一个主表面上具有成象层的微孔介质，所述成象层是无定形沉淀的二氧化硅和粘合剂的涂层。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：D沃纳，LR施雷德，
申请(专利权)人：美国三M公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]