以陶瓷颜料为基底、带有化学改性多孔涂料的涂层，可以用来提高喷墨墨水打印影像的持久性。主要公开内容是：带有多孔涂层的介质层包括介质底物以及涂在其上的多孔涂料，多孔涂料包含了用固定剂配体（４６）和／或稳定剂配体（４８）改性的陶瓷颜料（１０），配体各自共价结合在陶瓷颜料（１２）上。附带也提供了制备持久性喷墨墨水影像的方法和系统。
【技术实现步骤摘要】
提高喷墨墨水影像性能的化学改性涂层本申请是2002年3月12日提交的、题为“提高喷墨墨水影像耐湿牢度和抗褪色性能的化学结合型多孔涂层”的、美国专利申请第10/096 981号的部分继续申请。 专利
本专利技术一般地涉及喷墨墨水打印技术。更具体地说，本专利技术涉及的是用来提高喷墨墨水打印质量和持久性的喷墨墨水打印介质、系统和方法。 专利技术背景画面褪色性，包括由光线和周围空气引起的褪色，被认为是喷墨墨水打印技术中需要克服的主要问题。早期解决这类问题时关注的一个话题是在用以产生影像的喷墨墨水中包含有影像褪色方面的添加物。但是，这一思路导致喷墨墨水的复杂化，没有得到所希望的结果。例如，包含的这种添加物常常降低了使用这些改进型喷墨墨水的喷墨墨水笔头的可靠性。此外，稳定剂添加物倾向于和染料分开，这使得稳定剂稳定染料的能力变成无效。早期解决这类问题时关注的另一个方案是在涂层材料介质中或介质上包含的添加物，例如用于涂纸的添加物。典型的涂层包含有二氧化硅或者氧化铝之类的亚微米大小的陶瓷颜料颗粒，由聚乙烯醇之类的聚合物粘合剂粘合在一起。虽然没有要求，但是颜料对粘合剂的重量比可能在约15∶1的量级，使得在颜料中可以间充有毫微米大小的孔隙以便吸收水分。当墨水触及涂层表面时，墨水载体迅速落入间隙的空间，通过液面张力，使水分离开表面、进入介质中。染料通常被吸收在陶瓷颜料或者粘合剂的表面，以便得到最适宜的打印颜色密度和影像质量。然而，吸收染料的多孔表面，具有前面提到的缺点，即对光氧化的颜色稳定性和耐湿牢度较差。当色料接触陶瓷颜料时，可能进一步加速这种降解，这取决于所用色料。要记住，在喷墨墨水行业内，有一种很大的期望是发现一种适用于多孔介质的耐光-->照的喷墨墨水打印液。 专利技术概述本专利技术提供了一种方法来提高打印在喷墨墨水介质上的喷墨墨水影像的持久性。该方法包含的步骤有：(a)用改性基团使陶瓷颜料表面改性，改性基团从由固定剂基团、稳定剂基团，和它们的结合组成的组中选择；(b)用陶瓷颜料涂涂覆介质底物，形成带有涂层的介质底物的影象；(c)将喷墨墨水喷墨，在带涂层的介质底物上成像，其中喷墨墨水中的组合物在介质底物上和改性基团相互作用，从而提高了影像的持久性。在另一种实施方案中，产生耐久的喷墨墨水影像的系统包括：(a)带有多孔涂层覆盖其上的介质底物，所述多孔涂层包含有改性的陶瓷颜料；(b)一种喷墨墨水，其在带有涂层的介质底物上打印该喷墨墨水时，其中包含了与改性的陶瓷颜料的改性基团相互作用的组合物。在又一种实施方案中，多孔涂层介质包含：(a)其上带涂层的介质底物；(b)多孔涂层，其包含有改性陶瓷颜料，所述陶瓷颜料含有固定剂基团和稳定剂基团，它们都以共价键形式附在陶瓷颜料上。 专利技术详述在本专利技术公开说明以前，必须理解本专利技术不限于在这儿公开的特定工艺步骤和/或材料，因为这些工艺步骤和材料在某些实施方案中有可能变化。还必须理解，在这儿所用的术语仅是为了描述特定的实施方案。因为本专利技术的范围只打算用后面所附的权利要求及其等价条件来限定，因此不打算将术语用于这类限定。应当指出，在用于本专利说明书及其所附权利要求时，单数形式也包括了复数的含义，除非内容上另有明确指明。“影像持久性”指喷墨墨水打印的影像的一种特性，即影像在一定时间周期内能持久保持的性能。影像持久性这一特性包括画面褪色性、耐水牢度、耐湿牢度、耐光性、抗污性、空气污染诱发褪色、抗刮力和耐擦性、微生物生长扼制性。“介质底物”或“底物”包括可能用在喷墨墨水打印工艺中的任何底物，如纸、幻灯胶片上层、涂层纸、织物、工艺纸(如水彩纸)及其同类物。“陶瓷颜料”包括微米和毫微米大小的凝聚态无机颗粒，如二氧化硅和-->氧化铝、二氧化钛、氧化锆，或者可能包括有机金属材料。陶瓷颜料还可能包括陶瓷颗粒的气凝胶。“改性基团”，在本专利技术的上下文中包括固定剂基团，或者是稳定剂基团。“稳定剂基团”，在本专利技术的上下文中包括自由基淬灭剂、抗氧化剂、抗臭氧剂和光子能量吸收剂。适合于本专利技术的稳定剂基团具有稳定剂功能部分，和化学附着或者束缚于颜料表面的结合部分两者。稳定剂功能部分能够起到使喷墨墨水中的染料超时稳定的作用。“固定剂基团”包括了和喷墨墨水中现有组合物如染料组合物有着反向电荷的组合物。典型地说，当大多数染料在经受硫酸根和羧酸根之类阴离子基团的作用而在水中分散或成水溶性时，就选用阳离子型固定剂。但是，如果现有阳离子型染料，则用阴离子型固定剂。适合于本专利技术的固定剂基团具有荷电部分，和化学附着或者束缚于颜料表面的结合部分两者。“间隔基团”指中间基团或者束缚剂，如硅烷、硅氧烷、或者其它已知的偶合剂，即能够用来使固定剂基团和/或稳定剂基团附着于陶瓷颜料。当具有合适结构的陶瓷颜料和改进型基团能够直接相互作用时，就不要求有间隔基团。如有间隔基团，它可以包含有机链，以便在陶瓷颜料和与之作用的改进型基团之间提供适当的空间，正如工艺中常识所知。这类有机链被看成是改进型基团部分，还是间隔基团部分并不重要，在有些情况下可能两者都是。已经发现，在包含有这些染料的喷墨墨水在多孔介质上打印时，某些种类组合物对染料的稳定性有正面影响。这些种类组合物或者改进型基团，在喷墨墨水中可能起一种稳定效应或固定效应。它们包括：苯酚及其取代苯酚，芳香族和脂肪族伯、仲、叔胺，聚胺，醇和多元醇，糖类及其衍生物，羟胺，联氨，氧化胺，酰胺，尿素，聚酰胺，氨基酸，羟基酸，硫氰化物，以氮和/或硫作为芳香环上杂原子的杂环化合物。杂环化合物举例包括：吡咯，噻吩，咪唑，噻唑，吡唑，吡咯啉，吡咯烷，吡啶，嘧啶，嘌呤，喹啉，异喹啉，咔唑，及其衍生物。当这些化合物以低浓度(1.5％)存在时，喷墨墨水在涂层上所产生画面中的染料稳定性会显著提高，但是当它们直接包含在喷墨墨水中或者仅仅与介质涂层混合时，只有很小的影响。这被认为是由于这些化合物和染料可能在打印时是色谱上分离的，同样这些化合物和介质涂层并不以所希望的方式结合。-->本专利技术利用这些化合物作为改进型基团共价结合在陶瓷颜料表面，并在打印时在那儿另行吸收染料，从而克服了前面所说的化合物和染料的分离问题。另外，针对染料与陶瓷金属氧化物联合诱发的光催化褪色作用，改性后的陶瓷表面也缓解陶瓷了这一作用。如上所说，附在陶瓷表面的改进型基团可以作为墨水或染料的稳定剂、墨水或染料的固定剂，甚至兼作两者起作用。附着的固定剂通过更快速地将打印染料固定在陶瓷表面，可以提高打印的光学密度和打印质量，并因为固定剂基团和染料配对离子之间生成的离子键而提高耐水牢度和除湿控制。附着的稳定剂基团可能具有自由基淬灭剂、抗氧化剂、抗臭氧剂和/或光子能量吸收剂的重要特性。也可以选择多种改进型基团附在普通颜料的表面，至少其中之一是墨水或染料的固定剂，还有至少其中之一是墨水或染料的稳定剂。用于喷墨墨水多孔涂层的陶瓷颜料是众所周知的，最为常见的是微米和毫微米大小的二氧化硅和氧化铝、二氧化钛、氧化锆的聚集体。陶瓷颜料也可以是有机金属材料，或者是陶瓷颗粒的气凝胶。非陶瓷颗粒也可以用稳本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种使打印在喷墨介质上的喷墨影像提高影像持久性的方法，包括：（ａ）用一种配体使陶瓷颜料表面改性，所述配体从由固定剂配体、稳定剂配体和它们的结合者组成的基团中选择；（ｂ）用所述陶瓷颜料涂涂覆介质底物，形成带有涂层的介质底物； （ｃ）将喷墨墨水进行喷墨，在带涂层的介质底物上成像，其中喷墨墨水中的组合物在介质底物上和至少一种配体相互作用，从而提高了影像的持久性。
【技术特征摘要】
US 2003-7-30 10/6320051.一种使打印在喷墨介质上的喷墨影像提高影像持久性的方法，包括：(a)用一种配体使陶瓷颜料表面改性，所述配体从由固定剂配体、稳定剂配体和它们的结合者组成的基团中选择；(b)用所述陶瓷颜料涂涂覆介质底物，形成带有涂层的介质底物；(c)将喷墨墨水进行喷墨，在带涂层的介质底物上成像，其中喷墨墨水中的组合物在介质底物上和至少一种配体相互作用，从而提高了影像的持久性。2.在权利要求1的方法，其中陶瓷颜料从由二氧化硅、氧化铝、二氧化钛、氧化锆和有机金属材料组成的组分中选择。3.在权利要求1的方法，其中至少用两种不同的配体使陶瓷颜料改性。4.在权利要求1的方法中，其中多个配体包括了至少一个固定剂配体和至少一个稳定剂配体。5.在权利要求1的方法，其中涂涂覆步骤发生在改性步骤之后。6.在权利要求1的方法，其中改性步骤发生在涂涂覆步骤之后。7.在权利要求1的方法，其中通过硅烷基团或者硅氧烷基团使配体附着在陶瓷颜料上。8.一种产生按照权利要求1的方法的持久的喷墨墨水影像的系统，包括：(a)所述带有涂层的介质底物，包含有用配体改性后的陶瓷颜料；(b)一种喷墨墨水，其在带有涂层的介质底物上打印该喷墨墨水时，其中包含了与带有涂层的介质底物相互...
【专利技术属性】
技术研发人员：KD文森特，S加纳帕蒂亚潘，SXA张，P维克拉曼纳亚克，
申请(专利权)人：惠普开发有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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