喷墨底漆液制造技术

示例喷墨底漆液包括烷氧基硅烷、表面活性剂、共溶剂和余量的水；并且至少基本上无色。在示例方法中，从热喷墨打印头热喷墨打印包括烷氧基硅烷、表面活性剂、共溶剂和余量的水的底漆液，以在电阻器上形成二氧化硅膜。然后，从热喷墨打印头热喷墨打印包括悬浮的纳米颗粒的可喷射组合物。在另一示例方法中，将悬浮的纳米颗粒、烷氧基硅烷和生长介质组合以形成混合物。将混合物加热到约60℃至约80℃范围内的温度并搅拌约12小时至约36小时，以形成二氧化硅涂覆的悬浮的纳米颗粒。然后，将表面活性剂、两性离子稳定剂、共溶剂和余量的水添加到混合物中，以形成稳定的可喷射组合物。

Inkjet primer

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】喷墨底漆液
技术介绍
除了家庭和办公室使用之外，喷墨技术已扩展到高速、商业和工业打印以及三维(3D)打印。喷墨打印是一种无压印(non-impact)的打印方法，它利用电子信号控制并引导要沉积在介质上的油墨的液滴或液流，或控制并引导要沉积在构建材料上的一种或多种试剂(例如，熔剂、细化剂等)的液滴或液流。目前的喷墨打印技术涉及通过热喷射、压电压力或振动使油墨液滴通过小喷嘴喷到介质的表面上。由于多种原因，包括，例如，低打印机噪音、高速记录和多色记录的能力，这种技术已经成为在各种介质表面(例如，纸张)上记录图像的流行方式。由于多种原因，例如，一种或多种试剂的快速且精确沉积，这种技术在3D打印中也变得越来越流行。附图说明通过参考以下详细描述和附图，本专利技术的示例的特征将变得明显，附图中相似的附图标记对应于相似的(尽管可能不完全相同)的组件。图1是说明本文所公开方法的示例的流程图；图2是说明本文所公开方法的另一示例的流程图；图3是说明本文所公开方法的又一示例的流程图；图4是说明示例喷墨底漆液对相对于所发射的组分的液滴(每喷嘴百万液滴(MDPN)，X轴)的液滴重量(ng，Y轴)的影响的曲线图；图5是说明示例喷墨底漆液对相对于所发射的组分的液滴(每喷嘴百万滴(MDPN)，X轴)的液滴速度(m/s，Y轴)的影响的曲线图；且图6是说明原子浓度值(％，通过俄歇电子能谱(AES)测量，Y轴)对溅射时间(分钟，X轴)中深度-溅射实验结果的曲线图。具体实施方式热喷墨打印头可能容易结垢。结垢是指在热喷墨打印头的加热元件或电阻器上沉积干燥的可喷射组合物组分或其氧化产物。结垢的累积会影响电阻器在其使用寿命内产生均匀重量和速度的液滴的能力。因此，结垢会对打印头性能产生有害影响(例如，液滴位置、颜色一致性等)，甚至会导致打印头故障。一些可喷射组合物包括悬浮的纳米颗粒，比如陶瓷纳米颗粒或金属纳米颗粒。已发现，当这些含纳米颗粒的可喷射组合物从热喷墨打印头打印时，纳米颗粒会在它们暴露于发射电阻器的热量时烧结在一起。烧结的纳米颗粒可以在电阻器的表面上形成热绝缘层，这会增加结垢及其有害影响。例如，电阻器表面上的这些厚的热绝缘层会导致每喷嘴5千万液滴(MDPN)内的液滴重量和液滴速度降低33％。本文所公开的方法的示例利用喷墨底漆液(其包括烷氧基硅烷)来减少热喷墨打印期间的结垢(参见图1)。当从热喷墨打印头热喷墨打印喷墨底漆液时，电阻器的热量可激活烷氧基硅烷和电阻器表面之间的反应。该反应可导致在电阻器表面上形成二氧化硅(SiO2)膜。这种二氧化硅膜可减少电阻器上的结垢和/或减轻对液滴重量和液滴速度的有害影响，例如，当从打印头热喷墨打印包含悬浮的纳米颗粒的可喷射组合物时。本文所公开另一方法的示例利用烷氧基硅烷来将二氧化硅(SiO2)涂层引入到适用于可喷射组合物的纳米颗粒上(参见图2)。将二氧化硅引入到纳米颗粒表面上可提高包含二氧化硅涂覆的纳米颗粒的可喷射组合物(与类似的可喷射组合物相比，该组合物具有相同量的相同组分但包括未涂覆的悬浮的纳米颗粒而不是二氧化硅涂覆的悬浮的纳米颗粒)的物理稳定性。将二氧化硅引入到纳米颗粒表面上也可使纳米颗粒与电阻器表面的反应性降低，从而可减少在电阻器上结垢和/或减轻对液滴重量和液滴速度的有害影响，例如，当可喷射组合物(其包括二氧化硅涂覆的纳米颗粒)从打印头热喷墨打印时。该示例方法包括加热并搅拌混合物，该混合物包括悬浮的纳米颗粒、烷氧基硅烷和生长介质(growthmediator)，以在悬浮的纳米颗粒上形成二氧化硅涂层。如本文所用，术语“二氧化硅膜”和“二氧化硅涂层”是指其中硅原子表现出四面体配位的膜或涂层，其中，四个氧原子围绕中心硅原子。根据膜或涂层的厚度，(多个)氧原子可存在于两个硅原子之间。在某些情况下，四面体的两个氧原子与电阻器表面处的(多个)原子键合，而在其他情况下，四面体的两个氧原子与纳米颗粒表面处的(多个)原子键合。应理解，二氧化硅膜或二氧化硅涂层表面处的(多个)氧原子可以附着至氢原子。因此，二氧化硅膜或二氧化硅涂层可在最外表面具有羟基(-OH)，这样可以脱质子以产生带负电荷的表面。如本文所提到的，术语“物理稳定性”是指可喷射组合物中的纳米颗粒随时间推移保持基本不变的能力。为了测定组合物的物理稳定性，可随时间推移测量粒径的变化(例如，使用动态光散射)，并可测定粒径变化的百分比。当粒径增加不超过20nm(从其原始尺寸)时，粒径可视为“随时间推移基本不变”。然而，在某些情况下，只要颗粒不沉降，较大粒径的增加仍可视为是物理上稳定的。测定物理稳定性的一种方法是就体积加权分布而言测量纳米颗粒的粒径。这样的分布表示以其体积来看颗粒的总数(population)。作为示例，可使用从Microtrac,Inc.市售的粒径测定系统(其可使用体积加权平均直径的50％累积值)测量体积加权平均直径。粒径测定系统利用激光的动态散射。为了便于测量粒径变化，可喷射组合物可储存在加速储存(AS)环境中。粒径可在可喷射组合物储存于AS环境之前和之后测量。加速储存环境可为温度在约45℃至约60℃的范围内的环境。在一个示例中，加速储存环境是在约60℃温度下烘烤的烘箱，并且可喷射组合物在AS环境中储存约四周。图1中所示的示例方法100包括用本文公开的底漆液的示例处理热喷墨打印头，然后使用处理后的热喷墨打印头打印包含悬浮的纳米颗粒的可喷射组合物。更具体地，图1所示的方法100包括：从热喷墨打印头热喷墨打印包括烷氧基硅烷、表面活性剂、共溶剂和余量的水的底漆液，从而在热喷墨打印头的电阻器上形成二氧化硅膜(如附图标记102所示)；然后从热喷墨打印头热喷墨打印可喷射组合物，可喷射组合物包括悬浮的纳米颗粒(如附图标记104所示)。底漆液(本文中也称为喷墨底漆液)通常包括喷墨底漆液(IPF)载剂和烷氧基硅烷。在一个示例中，IPF载剂包括表面活性剂、共溶剂和余量的水。因此，在一个示例中，喷墨底漆液包含烷氧基硅烷、表面活性剂、共溶剂和余量的水，其中喷墨底漆液至少基本上无色。在另一示例中，喷墨底漆液由烷氧基硅烷和IPF载剂组成，而没有其他组分。喷墨底漆液中的烷氧基硅烷有助于在暴露于喷墨底漆液的热喷墨打印头的(多个)电阻器表面上形成二氧化硅(SiO2)膜。喷墨底漆液打印期间产生的热量可激活一系列涉及烷氧基硅烷的反应，即水解后在电阻器表面上缩合。因此，可使用任何可发生这些反应的烷氧基硅烷。在一些示例中，烷氧基硅烷选自由正硅酸四乙酯(TEOS)、正硅酸四甲酯(TMOS)、正硅酸四异丙酯、正硅酸四丁酯、3-氨基丙基三乙氧基硅烷及其组合组成的组中。在其他示例中，烷氧基硅烷可因其在(IPF)载剂中以及因此在喷墨底漆液中的稳定性而被选择。烷氧基硅烷结构中较大的烷基使烷氧基硅烷以较慢的速率水解，从而在(IPF)载剂中更稳定，这延长了喷墨底漆液的保质期。例如，正硅酸四丁酯比正硅酸四丙酯水解更慢且更稳定，而正硅酸四丙酯比正硅酸四乙酯水解更慢且更稳定。可因其在喷墨底漆液中的稳定性而选择的烷氧基硅烷的实例包括四元烷氧基硅烷，比如正硅酸四乙酯(TEOS)、正硅酸四甲酯(TMOS)、正硅酸四异丙酯、正硅酸四丁酯等。烷氧基硅烷的其他实例可包括极性、取代的三烷氧基硅烷，比如，3-氨基丙基三乙氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种喷墨底漆液，包括：烷氧基硅烷；表面活性剂；共溶剂；和余量的水；其中，所述喷墨底漆液至少基本上无色。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种喷墨底漆液，包括：烷氧基硅烷；表面活性剂；共溶剂；和余量的水；其中，所述喷墨底漆液至少基本上无色。2.如权利要求1所述的喷墨底漆液，其中所述烷氧基硅烷选自由以下组成的组中：正硅酸四乙酯(TEOS)、正硅酸四甲酯(TMOS)、正硅酸四异丙酯、正硅酸四丁酯、3-氨基丙基三乙氧基硅烷及其组合。3.如权利要求1所述的喷墨底漆液，进一步包括：稳定化醇；和选自由以下组成的组中的添加剂：抗结垢剂、螯合剂、抗微生物剂及其组合；其中以下任意情况：基于所述喷墨底漆液的总wt％，所述烷氧基硅烷的含量在约0.1wt％至约2wt％的范围内；基于所述喷墨底漆液的总wt％，所述表面活性剂的含量在约0.01wt％至约2wt％的范围内；基于所述喷墨底漆液的总wt％，所述共溶剂的含量在约15wt％至约98wt％的范围内；基于所述喷墨底漆液的总wt％，所述稳定化醇的含量在约1wt％至约70wt％的范围内；以及基于所述喷墨底漆液的总wt％，所述添加剂的含量在约0.1wt％至约2wt％的范围内。4.如权利要求1所述的喷墨底漆液，其中所述喷墨底漆液不包括着色剂和分散剂。5.如权利要求1所述的喷墨底漆液，其中所述喷墨底漆液：包括颜料，基于所述喷墨底漆液的总wt％，所述颜料的量在约0.002wt％至约0.01wt％的范围内；且不包括分散剂。6.一种方法，包括：从热喷墨打印头热喷墨打印包括烷氧基硅烷、表面活性剂、共溶剂和余量的水的底漆液，从而在所述热喷墨打印头的电阻器上形成二氧化硅膜；和然后从所述热喷墨打印头热喷墨打印可喷射组合物，所述可喷射组合物包括悬浮的纳米颗粒。7.如权利要求6所述的方法，其中所述二氧化硅膜具有：孔径在约50nm至约1000nm范围内的孔；以及不均匀的厚度。8.如权利要求6所述的方法，其中所述二氧化硅膜的厚度在约5nm至约500nm的范围内。9.如权利要求6中所述的方法，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯蒂芬·G·鲁迪西尔，阿列克谢·S卡巴尔诺夫，弗拉德克·卡斯佩尔奇克，
申请(专利权)人：惠普发展公司，有限责任合伙企业，
类型：发明
国别省市：美国,US