壳聚糖及其在喷墨记录材料中作为固色剂的用途制造技术

为了提供喷墨记录材料，其特别要避免印刷品的光稳定性的问题，即要避免油墨的有机颜料分解，本发明专利技术建议使用壳聚糖或其衍生物作为固色剂用于喷墨记录材料的颜色吸收层中。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及壳聚糖或其衍生物在喷墨记录材料的基本上不含填料的颜色吸收层中作为固色剂的用途，以及涉及具有平面载体和颜色吸收层的喷墨记录材料。另外，本专利技术还涉及制备该记录材料的方法。喷墨应用的市场，特别是在所谓照相蜡光纸的高质量市场区划中发展非常迅速。由于售卖的数码相机的数量迅速增加，因此对那种能在SOHO区(小型办公室/家庭办公室)用喷墨打印机打印的照相纸的需求也就急剧增加。为高质量的图片复制找寻最佳的纸张涂层，人们提出了多种建议方案，例如可参见EP0847868。一直以来，都存在着与印刷技术和与此有关的油墨制剂以及作为颜色吸收或接收层的纸张相协调的问题。目前并列存在的各种纸张涂层的概念，都是在不同的领域内解决所出现的问题并且还各有难点。在一种普及的纸张涂层的方案中，使用多孔材料(颜料)和廉价的粘结剂作为纸张涂层。这里用作颜料的是多孔硅石颗粒，部分甚至是纳米颗粒形式但也可以是其他高孔隙率的材料。作为粘结剂的常常是非离子的聚合物，如聚乙烯醇。这些纸张的特点在于油墨有着很快的干燥时间。但另一方面，颜色常常较浅并且表面光泽很小。此外，这些纸张的耐老化性也特别会因为喷墨颜料缺乏光稳定性而表现得很弱。特别是因为多孔材料的大表面积，所以空气氧会很强烈地加速有机颜料的氧化。此外还认为，用作固色剂的阳离子物质同样会起到加速氧化的作用。这常常要归因于其中含有季胺官能团的PolyDAMAC。另一方面，阳离子固色剂对于油墨中常常是阴离子的有机颜料的固色是必要的，以避免颜色可能轻易地从纸张上抹去或者在纸内迁移。当含硅石的涂层更偏向于具有阴离子性能之后，特别是如此。在诸如KatriVikman，Journal of Imaging Science and Technology(2003)47，30-37中记载了其通常缺乏光稳定性的问题。作为替代前述具有多孔材料的涂层的，可使用凝胶作为涂层。凝胶属于可溶胀的成膜物质，利用其可实现轻薄的涂层。在含水油墨的场合中，凝胶膜会多倍溶胀并由此吸收大量的水。在渗入到层中去之后，颜料会尽可能位于上方，从而可获得较高的色彩密度。利用凝胶也可获得非常均质的膜，即达到一种很均质的涂层，由此得到高的光泽度。凝胶涂层的纸张特别适于开头所述的照相蜡光纸的应用，在该应用中由于凝胶涂层而达到印刷的高的光稳定性。这一点要归因于，凝胶在颜料上形成了一层封闭的膜并且可阻止与空气氧的接触。由于凝胶是一种聚合电解质，所以凝胶本身会或多或少地(根据制备方法不同)对阴离子的固色起到一定作用。但是，这种固色作用通常不足以得到令人满意的固色效果。在凝胶涂层中也可使用阳离子固色剂。但是除了对画面质量和油墨的干燥时间会有影响外，特别是传统已知的固定剂(例如PolyDADMAC)也会损害到经凝胶涂层的纸张上的印刷的光稳定性。因此，通常有着如下一条规则，即固色作用的改善同时会相反地导致印刷品的光稳定性的劣化。本专利技术的任务在于建议一种基于凝胶的喷墨记录材料，其特别能解决印刷的光稳定性问题，即避免油墨中的有机颜料氧化分解。根据本专利技术，对于具有平面载体和油墨吸收层的喷墨记录材料来说，该任务可通过以下方法解决，即制得基于凝胶的油墨吸收层并作为固色剂而包括一定量的壳聚糖和/或其衍生物，同时其中的油墨吸收层基本上不含填料。本专利技术的蜡光纸除了同时保留良好的干燥速率外还令人惊奇地表现出了卓越的固色效果和很好的喷墨颜料的光稳定性。因此，所得的记录材料由此达到高端蜡光纸的标准。令人惊奇地是，将壳聚糖和/或壳聚糖衍生物作为固色剂用于油墨吸收层的基于凝胶制得的基体中时，颜料的光稳定性不会显著受损，尽管根据文献所记载的结果，聚阳离子体系(例如有PolyDADMAC)通常被归类为会损害光稳定性这一类。因此，本专利技术总的主题在于将壳聚糖或其衍生物用于实质上不含填料的喷墨记录材料的颜色吸收层中作为固色剂的用途。壳聚糖本身是一种改性的天然产品并且基于天然产品几丁质，该产品中在脱乙酰基反应之后就会存在很高量的游离氨基，这些氨基在较低的pH值下具有很强的阳离子特性。壳聚糖虽然已经在有关制备喷墨记录材料的内容有所记述(参见例如开头所提到的EP0847868)，但是并没有提及作为颜料接受层或颜色吸收层的成分。JP05-169789A中建议了一种用于记录材料的颜色吸收层，该层除了阳离子颜料(填料)外还含有壳聚糖或壳聚糖盐，且其中所述颜色吸收层还可含有作为粘结剂的凝胶。记录材料虽然相对于纯粹的凝胶记录材料有着更好的固色作用，但是喷墨颜料的颜色稳定性却如所有多孔材料那样明显减弱。另外，该记录材料也不具有作为高端蜡光产品用的资格。在EP0764546A1中介绍了在记录材料上设置一个油墨吸收层，该层由颜料和羧基改性的凝胶组成。这里也是虽然相对于纯凝胶油墨吸附能力有所改善，但是喷墨颜料的光稳定性却变差了。类似的，对于记载在US专利5165973中的记录材料也是如此。在此建议除了超微细形式的无水硅石(填料)外的聚阳离子聚合物，尤其是将壳聚糖衍生物乙二醇一甲醚壳聚糖用于颜色记录层。现已惊奇地发现，使用壳聚糖作为固色剂一方面可在通常使用的喷墨油墨的有机颜料上得到很好的固色效果，另一方面也不会对喷墨油墨的有机颜料的光稳定性造成不利影响。在此重要的是，在颜色吸收层中基本上不含有填料组分。以下使用术语“壳聚糖”来代表壳聚糖产品本身或是其衍生物。壳聚糖本身优选具有脱乙酰基化度大于50％、特别优选大于70％。使用脱乙酰基化度在75至97％范围内的壳聚糖品质可获得特别好的结果。根据本专利技术同样可使用由前述的壳聚糖品质衍化的壳聚糖衍生物，例如具有改性氨基官能团的壳聚糖。改性的氨基官能团例如可与双官能团的交联剂反应生成交联的壳聚糖衍生物。颜色吸收层近表面区域内的壳聚糖含量优选为至多20重量％。原则上也可以有更高的含量，但是涂层的固色性不再会有实质的提高。在颜色吸收层中的含量大于20重量％的情况下也没有记录到对喷墨颜料的光稳定性产生的影响。另一方面，成像质量(例如印刷点的边缘锐度以及着色面的均匀度)在更高的壳聚糖含量条件下会下降而干燥时间增加。鉴于在涂层中壳聚糖含量所引起的成本因素，这一含量优选为至多10重量％。当壳聚糖含量或其衍生物含量的数量级大于1重量％时就已经能获得明显的效果。除了壳聚糖的高固色作用外，制备基于凝胶的颜色吸收层会得到开头所述的凝胶涂层的优点。此外，记录材料也会从凝胶的良好吸水能力中大获裨益。优选本专利技术中所用的凝胶品质特别是低起霜的凝胶，特别是骨胶和/或以琥珀酸酐改性的凝胶。考虑到壳聚糖在中性水中是不溶的，因此必须在含水介质pH值≤5的条件下进行处理。本专利技术记录材料的颜色吸收层优选在载体层上具有5至20g/m2的面积重量。特别优选所述颜色吸收层的面积重量在10至15g/m2的范围内。先前所述的本专利技术记录材料的颜色吸收层还可通过加入UV吸收剂、表面活性剂和类似添加剂来进一步完善。那些包括无机颜料在内的且在文献中时常用于颜色吸收层中的填料是高岭土、碳酸钙或碳酸钡、二氧化硅、二氧化钛、膨润土、沸石、硅酸铝、硅酸钙或胶体二氧化硅，以及还有惰性的有机颗粒如塑料微球。无机颜料的例子是氧化铝或氢氧化铝、氧化铝水合物、多孔硅土、胶体硅土及其混合物、硫酸钡、氧化钛和波美石(Bhmit)(参见本文档来自技高网...

【技术保护点】
壳聚糖或其衍生物在喷墨记录材料的基本上不含填料的颜色吸收层中用作固色剂的用途。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：B科勒，M阿勒斯，
申请(专利权)人：格利达股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]