使用在喷墨记录介质涂料中的颜料及其制备方法技术

适合用在涂料组合物中的颜料，该涂料组合物用于喷墨记录介质。无机微粒的表面与水溶性多价金属盐在含水介质中相互作用。处理过的颗粒表面具有大量的赋予它们的阳离子表面电荷。所述盐是元素周期表中族Ⅱ或族Ⅲ金属的盐。用含有上述颜料的涂料组合物处理过的喷墨记录介质提供高密度、快速干燥、以及耐水性合适的非羽状油墨影像，同时该涂料组合物还具有成本低的优点，并且与基于二氧化硅颜料的涂料相比，改进了较高颜料含量下的流变性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利技术背景
本专利技术涉及用在特别适用于喷墨印刷的墨记录介质涂料组合物中的颜料，以及制备和使用该颜料和涂料组合物的方法。
技术介绍
在高速电子印刷中，喷墨记录工艺过程是最重要、应用最广的技术之一。喷墨打印机通常包括多个与供应的液态墨水相连的喷嘴。根据要求可对喷嘴施加能量，使其喷出极小的墨水液滴。通常，对一系列的喷嘴加以控制，使其喷射出的墨水液滴具有图案特征或在纸面上成影像(image)。热泡打印机和压电打印机是现阶段打印机制造商普遍采用的两种主要喷墨技术。通常，喷墨打印机使用水基油墨。通常油墨含有少量的油墨颜料和大量的作为介质的水。用在喷墨打印机中的纸很大程度的决定着印刷的影像的质量。适合用在喷墨打印机中的纸通常涉及一种涂敷有一种组合物的原纸，该组合物能够改进纸对油墨的接受性能。用于油墨接受涂层的原纸通常由漂白的化学纸浆料制成，并向纸浆料中加入填充料、染料，如果需要的话，还加入上浆剂和强度增强剂。施涂到原纸上的常规油墨接受涂料组合物一般包括粘合剂和能够吸收涂敷在纸表面上的油墨的多孔细粉末。消光的和高光泽度的喷墨纸目前以比未涂敷的纸高得多的价格购得。纸的光亮度和吸收性能很大程度上影响着影像质量。标准的未涂敷的纸通常不适用于高分辨的喷墨印刷。粗糙或原生的纸与表面平整的纸相比，通常使光向更多的方向散射。较为平整的纸使印刷在它上面的影像看上去更亮一些，而其它方面都是一样的。关于吸收性，理论上，当油墨喷涂到纸上时，它会停留在紧密的、对称的点中。油墨不应该被纸吸收得太深，因为喷涂的点会失去其在纸表面上的光学密度，从而呈“羽状”。“呈羽状”指油墨的喷涂点以这样的方式被纸所吸收，即它以无规则的方式沿侧向铺开，从而覆盖了比指定区域稍大的区域。结果，印刷的影像看上去有些模糊，特别是在边缘处。高质量的喷墨纸实际上要预先涂敷上一层膜，该膜使油墨紧靠在纸面上，得到光学密度得到提高的印刷影像，而同时允许水介质或载色体更深的吸收到纸体中去，以加速油墨的固定和干燥。这提供更快的印刷速率，减少了由较浅的载色体吸收性所引起的粘脏(set-off)或油墨转移问题。因此，需要改进印刷质量和加快油墨干燥的时间。这些性质很难达到的一个恰当的平衡，特别是较高的打印机分辨率和较小的点直径。目前，二氧化硅是最常用在制造经涂敷的喷墨纸中的涂层颜料。结构化二氧化硅是合成产物。二氧化硅通常能在喷墨印刷性和油墨干燥性之间产生一个可接受的平衡。但是，现有技术中，二氧化硅用作此目的也存在一些缺点。二氧化硅对于制造来说，成本相对较高。除了二氧化硅的成本较高以外，在施加涂层的过程中，与二氧化硅相关的研磨除尘也必须作为材料的处理问题加以解决。而且，二氧化硅具有较高的表面积，含有它们的涂层往往在二氧化硅含量只有少量增加时，其粘度就迅速增加。因此，对于使用二氧化硅的喷墨纸用品涂层，二氧化硅的固体含量通常被调制为较低的数值，同时需要大量的粘合剂，以得到足够高的粘合强度。涂料粘度增加往往造成与使用二氧化硅相关的颜料含量较低，因为纸涂层中的吸收颜料使在这些低固体含量下难以控制涂层的重量。二氧化硅的高表面积是有用的，因为它在连续的粘合剂相中产生敞开式结构。这种敞开式结构加速了油墨的吸收，使喷墨打印机具有较好的油墨干燥性能。美国专利第4478910号中描述了喷墨纪录纸，其包括具有涂层的、大小特定的原纸片，其中涂层包括二氧化硅细颗粒和水溶性的聚合物粘合剂。美国专利第6140406号和第6129785号描述了一种用于喷墨纪录介质的涂料组合物，其包括吸水性二氧化硅颜料、聚乙烯醇粘合剂和阳离子固定剂的水性悬浮液。优选的颜料是75％或更多的孔体积为0.5-2.0cc/g的硅胶和10％或更多的氧化铝或三水合氧化铝的混合物。美国专利第5985424号中描述了用于喷墨印刷的涂敷纸，其中，底层对于油墨载色体具有较好的吸收性，顶层是油墨接受涂层。在一个优选的实施方式中，底层含有分散在标准的涂料粘合剂中的沉淀碳酸钙和煅烧粘土的混合物，而顶层包括分散在乳液中的热解法二氧化硅或火成二氧化硅，该乳液由苯乙烯在聚乙烯吡咯烷酮(非标准的粘合剂)存在下聚合来制备。除二氧化硅以外，还开发了其它类型的颜料，用于纸用的涂料组合物。例如，常规的碳酸钙粉末用作纸涂料颜料，不能起到提高喷墨涂敷纸印刷性能的作用。因此，可将常规碳酸钙有效的加入到纸涂料中，以使其具有光学效应，例如，提高光亮度和平整度，但是通常会对印刷性能和油墨干燥性能造成不利的影响。美国专利第6441076号中描述了可施涂到喷墨纸上的纸涂料组合物的生产，其中组合物含有高固体含量的、粒径极小的碳酸钙和溶解的粒径较小的、部分水解的、低分子量聚乙烯醇。在此应用中，碳酸钙的表面积较高，以模拟高表面积二氧化硅的性能。但是，颜色的复现性和油墨的干燥性仍然与硅涂敷的纸片不一致。美国专利第5397619号中描述了一种喷墨纪录纸，其包括在至少一个面上有记录层的原纸，该记录层含有至少40重量％的颜料和不超过60重量％的粘合剂，通过测量记录层表面的十点高度(ten point height)得到其表面粗糙度不超过5微米，且空气渗透率不超过1000秒。颜料可以是通过湿法制得的二氧化硅、白碳或硅胶、由干法制得的超细二氧化硅，或者是颗粒结构主要由二氧化硅结晶在碳酸钙晶体中形成的碳酸钙二氧化硅复合物。美国专利第6274226号中描述了中孔硅铝酸盐颜料，其与聚乙烯醇粘合剂配制使用，用在喷墨和无碳的纸涂层中。美国专利第5997625号中描述了用在喷墨印刷中的涂料颜料，其包括水合粘土、腐蚀性沥滤过的煅烧粘土和多孔矿物质。美国专利第5882396号中描述了一种用在制备喷墨印刷中所用的涂敷纸的纸涂料组合物，其包括一种复合颜料和亲水性聚合物胶粘剂，其中复合颜料选自高岭土、煅烧的高岭土、白云石、研磨天然碳酸钙、沉淀碳酸钙、硫酸钙或滑石中的一种或多种，优选含有具有一定规定粒径分布的1-50重量％的粗颜料和99-50重量％的细颜料。美国专利第4554181号中描述了具有双组分阳离子记录表面的喷墨记录片，其包括具有记录表面的基底，该记录表面含有与水溶性多价金属盐组合使用的阳离子聚合物，其中，聚合物使表面具有阳离子基团，用来与阴离子颜料发生离子相互作用，而不溶解它。对于涂料组合物含有颜料的程度，’181专利中没有描述任何与该类组分同其它组分混合的顺序相关的重要性，并说明了用于配制涂料组合物的单釜混合步骤。另外，’181专利只描述了非阴离子型粘合剂在涂料组合物中的应用。大部分阳离子聚合物在它们呈液体形式时是略带颜色的，从浅橙色到深橙红色。用在纸涂料组合物中的阳离子聚合物的固有颜色可以影响最终涂敷片的光亮度和色调。而且，使用特定的阳离子颜料，能够使带有颜色的喷墨组分具有不同的活性，产生较好的油墨保存，但却能改变要印刷图画的颜色。期望提供一种涂料组合物，该组合物使用的阳离子聚合物含量减少，同时仍然符合性能需要。需要找到一种成本较低的颜料替代品来取代合成二氧化硅用在纸涂料用品中，特别是喷墨纸中，该颜料替代品对于高固体用品提供所需的涂料流变性，同时得到均一的印刷性能，这些印刷性能包括(但不限于)颜色复现性、印刷密度和油墨干燥性能。如果这些涂料颜料能与标准纸涂料粘合剂一起作用，并能以高速应用到现代造纸机中，则也是所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适合用在油墨记录介质涂料组合物中的颜料，其包括一种无机微粒，所述无机微粒具有通过使无机微粒的表面与水溶性多价金属盐在含水介质中接触而得到的处理过的表面，其中，所述处理过的表面具有阳离子表面电荷，所述盐是元素周期表中族Ⅱ或族Ⅲ金属的盐。

【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：CY陈，RL吉登斯，RD卡特，
申请(专利权)人：JM休伯有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]