專利名稱：噴墨記錄介質(zhì)及其使用方法
技術領域：
本發(fā)明一般涉及噴墨領域，具體地，涉及噴墨記錄介質(zhì)、印刷系統(tǒng)，和使用此類介質(zhì)的印刷方法。更具體地，本發(fā)明涉及自防水性到高度吸水性襯底的噴墨記錄介質(zhì)以及圖像增強表面處理或?qū)印?br> 背景技術：
本發(fā)明部分地涉及克服在光滑或半光滑的涂料紙或類似物上用水性噴墨油墨印刷的問題。多年來，目前可利用的此類涂料紙已經(jīng)被設計以與常規(guī)的類似的印刷技術(例如平版膠印)相容，且可設計成“膠版紙”。膠印方法中所使用的印刷油墨典型地具有非常高的 固體含量，且溶劑通常為非水性的。因此，目前用于制造光滑及半光滑膠印紙(例如用于雜志及郵購目錄的那些)的涂料已有意地設計成抵抗水的吸收。實際上，已發(fā)現(xiàn)，當通過標準測試針對它們的多孔性及/或滲透性來表征這些紙時，這些紙比典型的非涂料紙的滲透性差得多。與平版印刷油墨相比，噴墨油墨的特征在于低粘度、低固體含量及水性溶劑。當用包含多達90%到95%的作為載體溶劑的水的噴墨油墨印刷此類涂布膠印紙時，油墨具有停留在涂料的表面上而不滲透到涂料及/或下面的紙襯底中的趨勢。由于印刷在防水性承印物上的油墨主要通過水的蒸發(fā)來干燥而沒有任何顯著的水滲透或吸收到涂層或紙中，因此會遇到諸多問題。一個此類問題是，個別墨滴緩慢地橫向擴散到整個涂層的表面，最終觸及鄰近的墨滴并與其接合。此產(chǎn)生稱為“接合(coalescence) ”或“混攪(puddling) ”的視覺圖像質(zhì)量人工痕跡(artifact)。油墨干燥得過于緩慢時遇到的另一個問題是，當兩種不同顏色的油墨彼此相鄰印刷時，例如當用黃色油墨來突出黑色正文或圍繞黑色正文時，這兩種顏色往往彼此滲入，導致稱為“顏色間滲入(intercolor bleed)”的缺陷。又一個問題是，當在單張給紙印刷(sheet fed printing)方法或卷筒紙收紙式輪轉(zhuǎn)印刷(roll-to-roll printing)方法中以高速印刷時,在被印刷的圖像與未經(jīng)印刷的表面接觸之前，已印刷的圖像未充分干燥，且油墨自已印刷的區(qū)域轉(zhuǎn)移到未經(jīng)印刷的表面，導致“油墨再轉(zhuǎn)移”。與光滑的膠版紙相反，用于平版膠印的一些涂料紙具有多孔性高的不光滑表面。盡管高固體含量的平版印刷油墨仍然留在表面上，但另一方面，水性噴墨油墨的著色劑往往深深地吸收到紙中，導致光密度的大量損失且因此導致色域減小。最近已研發(fā)出適于高速中印量(mid-volume)印刷且已引起商業(yè)印刷工業(yè)的興趣的高速連續(xù)噴墨印刷方法。由于商業(yè)膠版紙是大量地進行制造，因此對于商業(yè)噴墨印刷來說，優(yōu)選地能夠使用此類膠版紙本身，以利用規(guī)?；慕?jīng)濟性。然而，出于上文所論述的若干個原因，用于平版膠印的襯底的標準制備使其不適宜用水性噴墨油墨進行印刷。因此，需要提供標準平版印刷級膠版紙的熟悉外觀及手感以及經(jīng)濟的成本的可噴墨印刷的承印物。商業(yè)印刷工業(yè)的要求之一包括圖像質(zhì)量關于高光密度、寬色域、分明的細節(jié)以及最少的接合、沾污、羽化等方面的問題。操作上，印刷方法力求低環(huán)境影響、低能量消耗、快速干燥等。所得印刷品顯示耐久性、耐磨損性(當干的或濕的時)。簡單地省略光滑平版膠印紙的防水性涂層不能實現(xiàn)高質(zhì)量噴墨印刷。非涂料紙不會將油墨著色劑保留在表面上，而是容許著色劑顯著滲透到紙的內(nèi)部中，導致光密度損失及低質(zhì)量圖像。而且，由于紙的不均勻性，油墨非均勻地滲透到紙中，從而產(chǎn)生斑點，此進一步降低圖像質(zhì)量。已為桌上型消費者噴墨印刷系統(tǒng)研發(fā)出非常高質(zhì)量的印相紙，這種印相紙包括多孔的及/或可滲透油墨的較高的覆蓋(lay down)的油墨接受層。然而，出于多個原因，此類經(jīng)涂布的印相紙通常并不適于高速商業(yè)噴墨印刷應用。厚涂料導致基重對于郵寄或其它整體分發(fā)方式來說不切實際地重。此類承印物并不打算用于粗率處理或折疊，粗率處理或 折疊會導致涂布層的破裂。通常，對于高速噴墨商業(yè)印刷應用(例如雜志、小冊子、目錄等)來說，這些涂布的印相紙過于昂貴。這是因為此類涂布的印相紙需要昂貴的材料(例如二氧化硅或氧化鋁的火成氧化物)以產(chǎn)生光滑的表面，或需要非常厚的涂料以充分吸收印刷高質(zhì)量照片所需要的較重的油墨覆蓋。已知多價金屬鹽可改善來自噴墨印刷機的在普通紙上形成的圖像的印刷密度及均勻性。例如，Cousin等人在美國專利4，554，181中公開組合干燥涂布重量為O. I g/m2到
15.0g/m2的的多價金屬離子的水溶性鹽與陽離子型聚合物的組合，其用于改善由使用基于陰離子型染料的油墨的噴墨印刷機印刷的圖像的印刷密度。未公開包含交聯(lián)親水性聚合物的層中的低涂料覆蓋。Varnell在美國專利6，207，258中公開在施膠機中使用多價金屬離子的水溶性鹽與聚合施膠劑及載劑的組合，以改善由采用在墨盒(ink set)中的顏料著色劑的噴墨印刷機在普通紙上形成的圖像的印刷密度及均勻性。根據(jù)施膠機應用方法的公開內(nèi)容，實際表面濃度不能顯而易見。Takayama等人在美國專利4，513，301中公開包含2 g/m2到12 g/m2的乙酰乙?；疨VA粘合劑的熱敏性記錄材料，但未提出其作為噴墨承印物的用途。在提出的兩打用于粘合劑的有機及無機固化劑中，尤其公開乙二醛及氯化鈣。未提出用于噴墨記錄的應用。Suzuki等人在美國專利6，238，047中公開用于顏料油墨的噴墨承印物,其包括襯底、氧化招水合物層及約O. 01 g/m2到50 g/m2的水溶性聚合物的上層。Sharmin等人在美國申請案2004/0241351中公開一種噴墨承印物，其中具有鄰近支撐體為多孔層，且在多孔層上方為包含O. 5 g/m2到5 g/m2的親水性聚合物的可膨脹層。Tanaka等人在美國專利7，199，182中公開一種噴墨記錄材料,其包括涂布了至少20 g/m2水性樹脂組合物的不透性襯底，所述組合物包含水溶性鎂鹽、水性聚氨酯及一種或一種以上陽離子型化合物(例如陽離子型聚合物)、非離子型水溶性高分子量化合物(例如乙酰乙?；?乙烯醇)(PVA acac))及水溶性環(huán)氧化合物。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個實施方式的主要目的是實現(xiàn)使用水性噴墨油墨以高速印刷光滑、半光滑及不光滑的涂布平版膠印紙，所述印刷具有高圖像質(zhì)量、高光密度及良好的物理耐久性，包括耐濕或干磨損性、防水性及抗后續(xù)高光標記(highlighter marking)模糊。
簡要概括，根據(jù)一個方面，本發(fā)明提供噴墨接受介質(zhì)，所述介質(zhì)包括襯底且具有上面以0.1 g/m2到25 g/m2的固體含量涂布的最上層，其中，最上層包含30重量％到70重量％的一種或一種以上多價金屬陽離子的水溶性鹽及至少O. 05 g/m2的交聯(lián)親水性聚合物粘合劑。當用基于顏料的水性油墨印刷承印物時，提供改善的光密度、減少的斑點及改善的耐濕磨損性。在其它實施方式中，最上層可進一步包含膠乳分散體以改善圖像耐久性。本發(fā)明的另一個方面涉及印刷方法，其中，用在水性油墨組合物中使用至少一種基于顏料的著色劑的噴墨印刷機來印刷上述噴墨接受介質(zhì)。在另一個實施方式中，本發(fā)明提供印刷方法，所述方法包括通過將噴墨油墨施加到所述接受介質(zhì)上的連續(xù)噴墨印刷頭來傳送本發(fā)明中所用的噴墨接受介質(zhì)，所述噴墨油墨在水性油墨組合物中包含至少一種基于顏料的著色劑，及隨后將經(jīng)印刷的接受介質(zhì)傳送通過干燥站(drying station)。本發(fā)明的各實施方式的優(yōu)點包括高印刷圖像質(zhì)量，包括高顏料密度及色域，以 及少顆粒及斑點；對干摩擦、濕磨損及高光標記的改善的印刷耐久性；提供所有表面類型的能力，包括光滑的、半光滑的及暗淡不光滑的；以及允許容易施加的極其低的覆蓋量(coverage)和低成本。發(fā)明詳述
本發(fā)明的噴墨接受介質(zhì)包括襯底且具有在襯底上以O. I g/m2到25 g/m2的固體含量涂布的優(yōu)選連續(xù)的最上層，其中，所述最上層包含30重量％到70重量％的一種或一種以上多價金屬陽離子的水溶性鹽及至少O. 05 g/m2的交聯(lián)親水性聚合物粘合劑。盡管認為本發(fā)明中所用的接受介質(zhì)的最上層在多種襯底上改善噴墨印刷性能，但是，在本發(fā)明的具體的實施方式中，襯底是光滑的、半光滑的或不光滑的涂布平版膠印紙中的一種。盡管此類涂布膠印紙設計成用于主要用基于非水性溶劑的油墨來印刷，但是已發(fā)現(xiàn)，在此類涂布膠印紙上提供本發(fā)明的最上層能夠?qū)崿F(xiàn)具有以下性質(zhì)的噴墨印刷高圖像質(zhì)量，包括斑點減少、高光密度；及良好的物理耐久性，包括耐濕或干磨損性、防水性及抗來自后續(xù)高光標記造成的模糊。使用涂布膠印紙作為本發(fā)明中所用的噴墨接受介質(zhì)的襯底的此類實施方式因此能夠?qū)崿F(xiàn)在介質(zhì)襯底的制備中利用規(guī)?；慕?jīng)濟性來制造有利的噴墨接受介質(zhì)。涂布平版膠印紙典型地包括紙基，其已涂布有粘土或類似物且經(jīng)歷表面砑光處理以提供期望的表面光滑度。本發(fā)明同時適用于使用光滑的及不光滑的涂布膠印紙。有利地，本發(fā)明中所用的噴墨接受介質(zhì)的最上層的較低的涂料重量有助于保持所用襯底的相對光滑或不光滑表面?？捎米鞅景l(fā)明中所用的噴墨接受介質(zhì)的襯底的此類涂布膠印紙可從多個商業(yè)紙制造商獲得，包括(例如)International Paper、Sappi、New Page、AppletonCoatecUAbitibi - Bowater、Mohawk Papers、Verso、Mitsubishi、Norpac、Domtar 及其它。具體的實例包括(例如)STERLING ULTRA GLOSS紙(80 Ib基重)，它是由NewPage制造的用于平版印刷的涂布光滑膠版紙；及UTOPIA BOOK (45 Ib基重)，其可自Appleton Coated購得且為涂布的不光滑膠版紙。在多個實施方式中，襯底可易于具有親水性且能夠在其上涂布本發(fā)明中所用的最上層之前將油墨著色劑吸附及轉(zhuǎn)移到襯底的內(nèi)部，例如其中襯底可為多孔的?；蛘?，襯底可實質(zhì)上不能透過水或水性油墨，例如非多孔塑料膜。在具體的優(yōu)選的實施方式中，本發(fā)明尤其有用，其中，襯底在其上涂布最上層之前包括較疏水性的經(jīng)涂布的表面且最上層提供連續(xù)的較親水性的表面。盡管在某些實施方式中本發(fā)明針對使用涂布膠印紙作為襯底，但是，本發(fā)明中所用的最上層也可與非涂布膠印紙或其它普通紙組合使用。此外，本發(fā)明還可與通常用于噴墨承印物的那些支撐體中的任意一種一起使用，所述支撐體例如涂布樹脂的紙、聚酯或多微孔材料例如以商品名TESLIN由PPG Industries公司(Pittsburgh, PA)出售的含有聚乙烯聚合物的材料、TYVEK合成紙(DuPont公司)及0PPALYTE膜(Mobil Chemical公司)以及美國專利5，244，861中列出的其它復合薄膜。不透明支撐體包括普通紙、涂料紙、合成紙、印相紙支撐體、熔融擠出涂料紙及層壓紙(例如雙軸定向的支撐體層壓物)。雙軸定向的支撐體層壓物闡述于美國專利5，853，965、5，866，282、5，874，205、5，888，643、5，888，681、5，888，683及5，888，714中。這些雙軸定向的支撐體包括紙基及層壓到紙基的一側或兩側的雙軸定向的聚烯烴薄片(典型地為聚丙烯)。透明的支撐體包括纖維素衍生物，例如，纖維素酯、三乙酸纖維素、二乙酸纖維素、乙酸丙酸纖維素、乙酸丁酸纖維素；聚酯，例如聚(對苯二甲酸乙二酯)、聚(萘二甲酸乙二酯)、聚(對苯二甲酸1，4_環(huán)己烷二甲酯)、聚(對苯二甲酸丁二酯)及它們的共聚物；聚酰亞胺；聚酰胺；聚碳 酸酯；聚苯乙烯；聚烯烴，例如聚乙烯或聚丙烯；聚砜；聚丙烯酸酯；聚醚酰亞胺；及它們的混合物。上文列出的紙支撐體的種類包括廣大范圍的紙，從高端紙(例如印相紙)到低端紙(例如用于新聞紙的種類)不等。在優(yōu)選實施方式中，使用商業(yè)膠印級涂料紙。最上面的涂料組合物可施加到襯底的兩側，或者替代地僅施加到一側。用以達成這一點的方法可選自諸多種已知技術，包括(但不限于)噴涂、棒式涂布、刮刀涂布、凹板涂布(直接、反向及膠印)、柔性版涂布、施膠機(攪拌型(puddle)及計量涂布)、擠出機料斗涂布及簾式涂布。干燥后，可將所得最上層砑光以改善光澤。在使用紙作為支撐體的一個實施方式中，最上層可作為紙制造方法的一部分聯(lián)機(in line)施加。在另一個實施方式中，最上層可作為單獨的涂布步驟在紙(或其它襯底)制造之后涂布。在具體的實施方式中，最上層可作為噴墨印刷操作的一部分聯(lián)機施加，其中，此類層是在印刷噴墨油墨之前在預涂布站中施加到襯底。此類聯(lián)機施加可通過上文所述的各種涂布方法來實施，或者通過與施加油墨的印刷頭聯(lián)機定位的印刷頭來實施。當使用印刷頭來施加涂料溶液時，可選擇用涂料材料覆蓋僅已印刷的圖像區(qū)域，而不是襯底的整個區(qū)域。預涂布應用提供消除在成像期間顏色間滲入的優(yōu)點，因為油墨的著色劑在油墨接觸預涂布的襯底時瞬間固定。而且，在預涂布的情況下，圖像顯得較暗且具有較分明的邊緣界定，因為此類涂布使油墨滲透最小化且容許更多的著色劑固定在表面上。最后，盡管可任選地在圖像印刷之前使預涂布材料完全干燥，但預涂布的襯底的完全干燥并非必需的。因此，替代地可在成像之后立即實施干燥，此可相當多地節(jié)省能量。本發(fā)明中所用的噴墨接受介質(zhì)的最上層包括多價金屬的水溶性鹽。水溶性在本文中定義為在20°C下100 ml水中能夠溶解至少O. 5 g的鹽。所述鹽優(yōu)選地基本上是無色的且非反應性的。更優(yōu)選地，多價金屬是選自Mg+2、Ca+2、Ba+2、Zn+2及Al+3的陽離子，最優(yōu)選地Ca+2或Mg+2與適宜的抗衡離子組合。本發(fā)明中所用的鹽的實例包括(但不限于)氯化鈣、乙酸鈣、硝酸鈣、氯化鎂、乙酸鎂、硝酸鎂、氯化鋇、硝酸鋇、氯化鋅、硝酸鋅、氯化鋁、羥基氯化鋁及硝酸鋁。本領域的技術人員應了解類似的鹽。尤其優(yōu)選的鹽是CaCl2、Ca (CH3CO2) 2、MgCl2、Mg (CH3CO2) 2、Ca (NO3) 2或Mg(NO3)2，包括這些鹽的水合的形式。也可使用上文所述的鹽的組合。最上層優(yōu)選地包含相當于至少O. 05 g/m2氯化鈣、更優(yōu)選地相當于至少O. I g/m2氯化鈣的鈣離子。本發(fā)明中所用的接受介質(zhì)的最上層進一步包括單獨的交聯(lián)親水性聚合物粘合劑或與一種或一種以上其它粘合劑的組合。此類親水性聚合物粘合劑包含能夠吸附水的、且優(yōu)選地能夠形成連續(xù)相溶液聚合物。此類材料的非排他性實例包括明膠、淀粉、羥基纖維素、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯亞胺、聚乙烯胺、及這些材料的衍生物。優(yōu)選的粘合劑是來自Nippon Gohsei的Gohsefimer Z-320, —種經(jīng)乙酰乙酸鹽修飾的聚乙烯醇。本發(fā)明中所用的最上層涂料配制物中的吸水親水性聚合物經(jīng)交聯(lián)以改善潤濕時的印刷耐磨損性，并且一經(jīng)干燥后使涂料的粘結性提高。為提供期望的耐磨損性及粘結性，最上層包含至少0.05 g/m2的交聯(lián)的親水性聚合物粘合劑。交聯(lián)劑的特性及量將取決于所選聚合物及聚合物與交聯(lián)劑的反應性、可利用的交聯(lián)位點的數(shù)量、與其它溶液組分的相容性以及制造約束(例如溶液罐的壽命及涂料的干燥速度)。交聯(lián)劑材料的非排他性實例是乙二醒、Cartabond TSI (Clariant)、Cartabond EPI (Clariant)、Sequarez755 (Omnova)、戍二醒硫酸氫鈉復合物(Aldrich)、Sunrez 700M (Omnova)、Sunrez 700C (Omnova)、CR-5L (Esprix)、雙(乙烯基)砜、雙(乙烯基)砜甲基醚、己二酰二肼、表氯醇聚酰胺樹脂及脲-甲醛樹脂。在具體的實施方式中，交聯(lián)的親水性聚合物包含交聯(lián)的乙酰乙?；木垡蚁┐季酆衔?，例如與乙二醛化合物交聯(lián)的乙酰乙酰化聚乙烯醇聚合物。根據(jù)本發(fā)明，以O. I g/m2到25 g/m2、優(yōu)選地O. I g/m2到12 g/m2、更優(yōu)選地O. 2 g/m2到8 g/m2、更優(yōu)選地O. 2 g/m2到3 g/m2、更優(yōu)選地O. 25 g/m2到2 g/m2且最優(yōu)選地O. 3g/m2到I. 5 g/m2的固體含量將最上層涂布到襯底上，且此類層包含30重量％到70重量％的一種或一種以上多價金屬陽離子的水溶性鹽。已發(fā)現(xiàn)，當在多種襯底(包括如上文所論述的涂布膠印紙)上印刷基于顏料的水性油墨時，在最上面的涂料組合物中較低的總固體覆蓋(Iaydown)與較高的多價金屬鹽濃度的組合連同使用交聯(lián)的親水性粘合劑一起出乎意料地能夠?qū)崿F(xiàn)改善的噴墨印刷性能。盡管已發(fā)現(xiàn)在根據(jù)上文說明書本身的最上層中使用多價金屬鹽及親水性交聯(lián)聚合物粘合劑可提供有利的性能，但是，在其它實施方式中，最上層可進一步包含聚合物膠乳填充劑，例如聚氨酯膠乳、乙酸乙烯酯-乙烯共聚物膠乳及苯乙烯-丙烯酸類膠乳聚合物分散體，以改善防水性及圖像耐久性。適宜的聚氨酯包括(例如)闡述于Tanaka等人的US7，199，182中的那些。然而，當存在時，其它膠乳填充劑的份額優(yōu)選地不超過最上層中總聚合物的75%，以避免在用基于顏料的噴墨油墨印刷后最大密度不期望的降低和斑點的增加。在具體的實施方式中，包含陰離子型基團的聚氨酯或其它聚合物膠乳可與聚酰胺/表氯醇樹脂組合使用，以改善聚合物分散體在公開于US 7，199，182中的其它陽離子型化合物存在下的穩(wěn)定性。最上層涂料配制物可進一步包含附加的任選的組分，例如無機或有機顆粒，只要符合本發(fā)明中所用的涂料固體覆蓋及相對濃度的要求。這些組分可包括(但不限于)高嶺土粘土、蒙脫石粘土、分層高嶺土粘土、碳酸鈣、鍛燒粘土、硅膠、火成二氧化硅、膠態(tài)二氧化硅、滑石、硅灰石、火成氧化鋁、膠質(zhì)氧化鋁、二氧化鈦、沸石或有機聚合物顆粒(例如DowHS3000NA)。本發(fā)明的另一個方面涉及印刷方法，其中上述承印物是用在水性油墨組合物中采用至少一種基于顏料的著色劑的噴墨印刷機來印刷。優(yōu)選地，使用陰離子型分散劑來穩(wěn)定基于顏料的著色劑。此類分散劑在性質(zhì)上可為聚合的(含有重復的亞單元)或可為單體的。本發(fā)明對于印刷期刊、報紙、雜志等尤其有利。所述印刷方法可使用連續(xù)高速商業(yè)噴墨印刷機，例如，其中印刷機以一定順序(圖像的不同具顏色部分以該順序套準)自至少兩個不同的印刷頭(優(yōu)選地對于介質(zhì)來說全開幅印刷頭)施加彩色圖像。一種類型的印刷技術通常稱為“連續(xù)流”或“連續(xù)”噴墨印刷，其使用產(chǎn)生墨滴的連續(xù)流的加壓油墨源。常規(guī)的連續(xù)噴墨印刷機使用充靜電裝置，這些裝置放置于接近工作流體細絲分成個體墨滴的位置。墨滴帶上電荷，隨后由具有大電勢差的偏轉(zhuǎn)電極引導到合適的位置。當不希望印刷時，使墨滴偏斜到油墨捕獲機構(捕獲器、攔截器、凹槽等)中且再循環(huán)或處理掉。當希望印刷時，不使墨滴偏斜且容許撞擊印刷介質(zhì)?；蛘?，可使經(jīng)偏斜的墨滴撞擊印刷介質(zhì)，而未經(jīng)偏斜的墨滴收集在油墨捕獲機構中。
·
典型地,連續(xù)噴墨印刷裝置比可控制噴墨(droplet on demand)裝置更快速且產(chǎn)生更高質(zhì)量的印刷圖像及圖形。然而，印刷的每一種顏色需要個體墨滴形成、偏斜及捕獲系統(tǒng)。此類連續(xù)噴墨印刷裝置采用能夠傳送卷筒紙或單張給紙接受介質(zhì)中的至少一種的高速噴墨接受介質(zhì)傳送系統(tǒng)，結合用于將噴墨油墨以圖像方式(image-wise)印刷到接受介質(zhì)上的連續(xù)噴墨印刷頭及用于干燥印刷的圖像的干燥站。在此類高速連續(xù)噴墨印刷裝置中使用本發(fā)明的最上層有利地使基于顏料的水性印刷噴墨圖像能夠一開始穩(wěn)定于接受介質(zhì)的表面上直到在印刷圖像可在裝置干燥站中干燥以導致改善的圖像質(zhì)量，尤其當在包含較疏水性的涂布膠印紙或水性油墨不透性塑料膜的襯底上印刷時。常規(guī)的連續(xù)噴墨印刷機的實例包括在1933年12月26日頒予Hansell的美國專利1，941，001、在1968年3月12日頒予Sweet等人的美國專利3，373，437、在1963年10月6日頒予Hertz等人的美國專利3，416，153、在1975年4月15日頒予Eaton的美國專利3，878，519及在1982年8月24日頒予Hertz的美國專利4，346，387。連續(xù)流噴墨印刷技術的更新發(fā)展公開于Jeanmaire等人的美國專利6，554，410中。這種設備包括油墨滴形成機構，這個機構可操作以選擇性地產(chǎn)生具有多種體積的墨滴流。此外，具有氣體源的墨滴偏向管制器以相對于墨滴流呈一定角度定位，且可操作以與墨滴流相互作用，以便將具有一個體積的墨滴與具有其它體積的墨滴分離開來。一個墨滴流經(jīng)引導以撞擊印刷介質(zhì)，且另一個流被引導到油墨捕獲器機構。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式使用的噴墨油墨組合物的著色劑系統(tǒng)可以是基于染料的、基于顏料的或染料與顏料的組合。包括顏料的組合物尤其有用。使用基于顏料的油墨組合物，因為與由其它類型的著色劑制得的印刷圖像相比，此類油墨使得印刷圖像具有更高的光密度及更好的耐光性及耐臭氧性。多種有機及無機顏料(單獨地或與附加的顏料或染料組合)可用于本發(fā)明。可用于本發(fā)明的顏料包括公開于(例如)US 5，026，427、5，086，698,5, 141，556,5, 160，370及5，169，436中的那些。顏料的確切選擇取決于具體的應用及性能要求(例如彩色復制及圖像穩(wěn)定性)。適用于本發(fā)明的顏料包括(但不限于)偶氮顏料、單偶氮顏料、重氮顏料、偶氮顏料色淀、β -萘酚顏料、萘酚AS顏料、苯并咪唑酮顏料、重氮縮合顏料、金屬絡合物顏料、異吲哚啉酮及異吲哚啉顏料、多環(huán)顏料、酞菁顏料、喹吖啶酮顏料、茈及紫環(huán)酮(perinone)顏料、硫靛藍顏料、蒽嘧啶酮顏料、黃烷士酮顏料、蒽嵌蒽醌顏料、二噁嗪顏料、三芳基碳鎗顏料、喹酞酮顏料、二酮基吡咯并吡咯顏料、氧化鈦、氧化鐵及炭黑。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，明確地使用包含青色、品紅色或黃色顏料的著色劑。用于本發(fā)明的顏料顆?？删哂锌杀粐娚渫ㄟ^印刷頭的任意粒徑。優(yōu)選地，顏料顆粒具有小于O. 5微米、更優(yōu)選地小于O. 2微米的平均粒徑。在不使用分散劑或表面活性劑時可分散的自分散顏料可用于本發(fā)明。此類型的顏料時已經(jīng)歷表面處理的那些，所述表面處理例如氧化/還原、酸/堿處理或經(jīng)由偶合化學進行官能化。表面處理可使顏料的表面具有陰離子型、陽離子型或非離子型基團，使得不必需要單獨的分散劑。適用于噴墨印刷的經(jīng)共價官能化的自分散顏料的制備及使用由Bergemann 等人在 US 6，758，891 B2 及 US 6，660，075 B2 中、由 Belmont 在 US 5，554，739中、由 Adams 及 Belmont 在 US 5, 707, 432 中、由 Johnson 及 Belmont 在 US 5, 803, 959 及5，922，118 中、由 Johnson 等人在 US 5，837，045 中、由 Yu 等人在 US 6，494，943 BI 及已公開的申請案 WO 96/18695、WO 96/18696、WO 96/18689、WO 99/51690、WO 00/05313 及 WO01/51566 中、由 Osumi 等人在美國專利 6，280，513 BI 及 US 6, 506, 239 BI 中、由 Karl 等人
在 US 6, 503, 311 BI 中、由 Yeh 等人在 US 6, 852, 156 B2 中、由 Ito 等人在 US 6, 488, 753BI中及由Momose等人在EP I, 479，732 Al中報道。用于本發(fā)明的使用非自分散顏料的基于顏料的油墨組合物可通過噴墨印刷領域中已知的任意方法來制備。在制備穩(wěn)定的顏料分散體中適用于本發(fā)明的分散劑包括(但不限于)常用于噴墨印刷領域的那些。對于基于顏料的水性油墨組合物來說，尤其有用的分散劑包括陰離子型表面活性劑，例如闡述于(例如)US 5,679, 138,US 5，651，813或US5，985，017中的十二烷基硫酸鈉、或油?；谆；撬徕浕蛴王；谆；撬徕c。聚合物分散劑也是已知的且可用于基于水性顏料的油墨組合物。聚合物分散劑包括聚合物，例如均聚物及共聚物；陰離子型、陽離子型或非離子型聚合物；或無規(guī)、嵌段、支化或接枝聚合物。共聚物設計成依靠疏水性及親水性單體的排列及比例用作顏料的分散齊U。顏料顆粒由分散劑以膠體方式穩(wěn)定化，且被稱為經(jīng)聚合物分散的顏料分散體。經(jīng)聚合物穩(wěn)定的顏料分散體具有在油墨在油墨承印物襯底上干燥之后賦予圖像耐久性的附加優(yōu)點。優(yōu)選的共聚物分散劑是其中親水性單體選自羧基化單體的那些。優(yōu)選的聚合物分散劑是由至少一種親水性單體制備的共聚物，所述親水性單體是丙烯酸或甲基丙烯酸單體、或它們的組合。優(yōu)選地，所述親水性單體是甲基丙烯酸。尤其有用的聚合物顏料分散劑進一步闡述于 US 2006/0012654 Al 及 US 2007/0043144 Al 中。印刷到本發(fā)明的噴墨接受介質(zhì)上的噴墨油墨可含有噴墨印刷領域中常規(guī)的其它附加物(addendum)。適用于本發(fā)明的特定實施方式的經(jīng)聚合物分散的基于顏料的水性噴墨油墨配制物包括闡述于(例如)共同待審且共同受讓的USSN 12/624, 439 (檔案號94842)、12/624，444 (檔案號 94267)、12/474，770 (檔案號 94841)及 12/474，730 (檔案號94783)中的那些。
實施例
印刷不均勻性(下文中稱為“斑點”)定義為意欲為均勻的印刷區(qū)域中所觀察的顏色密度的視覺上明顯的不同。接合是承印物表面上的未被吸收的液滴不期望地合并，在嚴重的情況下類似斑點，因為大片的不均勻密度是明顯的。在較不嚴重的接合的情況下，瑕疵以細“顆粒狀”不均勻性的特征呈現(xiàn)。出于評價本實驗結果的目的，不管來源或相對大小如何，在評價中包括所有不均勻性。
實施例I
制備三種涂料組合物。比較涂料組合物I包含干重比為100:0. 3的Gohsefimer Z-320聚乙烯醇(Z-320 PVAacac, Nippon Gohsei)及乙二醒(Cartabond GH, Clariant)的水性組合物。比較涂料組合物2包含無水氯化鈣的水溶液。本發(fā)明的涂料組合物3包含干重比為50:50:0. 15的Z-320 PVAacac、無水氯化鈣及乙二醛的水性組合物，且用水補充到4. 3%的固體含量。在添加乙二醛之前，用乙酸將溶液的PH調(diào)節(jié)到pH=4。通過擠出機料斗涂布方法將組合物施加到涂料紙支撐體，且隨后干燥以得到約I. I g/m2的干的覆蓋。支撐體S是Sterling Ultra gloss紙(80 Ib基重)，它是由NewPage制造的用于平版印刷的光滑涂布 膠印紙。支撐體U是Utopia Book (45 Ib基重)，可自Appleton Coated購得，一種用于平版印刷的不光滑涂布膠印紙。涂料的樣品是使用連續(xù)噴墨印刷機測試床、用KODAK PROSPER聚合物分散劑分散的基于顏料的青色及黑色水性噴墨油墨以密度從最小到最大變化的均勻小片的單獨圖案來印刷。使印刷品在環(huán)境條件下干燥3天。使用Sutherland摩擦試驗儀、使用證券紙作為磨蝕物(abrasive)在4 kg下磨損最大油墨覆蓋(Dmax)的黑色小片,進行10個循環(huán)，以測試耐干摩擦性。濕磨損是通過以下方式來測試將約O. 2 ml水施加到經(jīng)印刷的黑色Dmax小片上，保持20秒，隨后用以100 g黃銅重量(24 mm直徑)加重的雙層紙巾摩擦5個來回循環(huán)。使用Spectrolino光密度計(狀態(tài)T可見)來測定所測試印刷區(qū)域的密度變化以作為印刷品對這些測試的耐久性的指示。在相同的紙樣品上，青色印刷品由梯級密度目標制成，其由以10%增量從10%到100%油墨填充的10個均勻小片組成。使用QEA PIASII手持式圖像分析儀對這些印刷樣品進行表征。測定最大青色油墨水平的密度(狀態(tài)T光密度測定法，觀察者角度為2度)。根據(jù)CIE L*且闡述于IS013660中每一個程序都使用412 μ m的馬賽克(size)大小來測定每一梯級小片的斑點，并將所有10個密度小片加和。或者，記錄所測定的最大L*斑點值。測定的結果在表I中列出。
權利要求
1.一種噴墨接受介質(zhì)，其包括襯底，所述襯底具有以O. I g/m2到25 g/m2的固體含量涂布于其上的最上層，其中，所述最上層包含30重量％到70重量％的一種或一種以上多價金屬陽離子的水溶性鹽及至少O. 05 g/m2的交聯(lián)親水性聚合物粘合劑。
2.根據(jù)權利要求I所述的噴墨接受介質(zhì)，其中，所述最上層包含10重量％到70重量％的親水性聚合物粘合劑。
3.根據(jù)權利要求I所述的噴墨接受介質(zhì)，其中，所述一種或一種以上多價金屬鹽包含鈣鹽。
4.根據(jù)權利要求3所述的噴墨接受介質(zhì)，其中，所述最上層包含相當于至少O.10 g/m2氯化鈣的鈣離子。
5.根據(jù)權利要求I所述的噴墨接受介質(zhì)，其中，以O.I g/m2到12 g/m2的固體含量來涂布所述最上層。
6.根據(jù)權利要求I所述的噴墨接受介質(zhì)，其中，以O.2 g/m2到3 g/m2的固體含量涂布所述最上層。
7.根據(jù)權利要求I所述的噴墨接受介質(zhì)，其中，以O.25 g/m2到2 g/m2的固體含量涂布所述最上層。
8.根據(jù)權利要求I所述的噴墨接受介質(zhì)，其中，以O.3 g/m2到I. 5 g/m2的固體含量涂布所述最上層。
9.根據(jù)權利要求I所述的噴墨接受介質(zhì)，其中，所述襯底易于具有親水性且能夠在其上涂布所述最上層之前將油墨著色劑吸收及轉(zhuǎn)移到所述襯底。
10.根據(jù)權利要求I所述的噴墨接受介質(zhì)，其中，所述襯底在其上涂布所述最上層之前包含較疏水性的表面，且所述最上面的連續(xù)層提供連續(xù)的較親水性的表面。
11.根據(jù)權利要求I所述的噴墨接受介質(zhì)，其中，所述襯底是涂布膠印紙。
12.根據(jù)權利要求I所述的噴墨接受介質(zhì)，其中，所述襯底基本上不能透過水或水性油mO
13.根據(jù)權利要求12所述的噴墨接受介質(zhì)，其中，所述襯底包括塑料膜。
14.根據(jù)權利要求I所述的噴墨接受介質(zhì)，其中，所述交聯(lián)親水性聚合物包括交聯(lián)的乙酰乙?；木垡蚁┐季酆衔?。
15.根據(jù)權利要求14所述的噴墨接受介質(zhì)，其中，所述交聯(lián)親水性聚合物包括與乙二醛化合物交聯(lián)的乙酰乙?；木垡蚁┐季酆衔?。
16.根據(jù)權利要求I所述的噴墨接受介質(zhì)，其中，所述最上層進一步包含膠乳聚合物填充劑。
17.根據(jù)權利要求16所述的噴墨接受介質(zhì)，其中，所述附加的膠乳填充劑的份額不超過所述最上層中的所述總聚合物的75%。
18.根據(jù)權利要求I所述的噴墨接受介質(zhì)，其中，所述一種或一種以上多價金屬鹽包含選自 Mg+2、Ca+2、Ba+2、Zn+2 及 Al+3 的陽離子。
19.根據(jù)權利要求I所述的噴墨接受介質(zhì)，其中，所述一種或一種以上多價金屬鹽包括CaCl2、Ca (CH3CO2) 2、MgCl2、Mg (CH3CO2) 2、Ca (NO3) 2 或 Mg (NO3) 2、或這些鹽的水合物形式。
20.一種印刷方法，其中，用在水性油墨組合物中使用至少一種基于顏料的著色劑的噴墨印刷機來印刷根據(jù)權利要求I所述的噴墨接受介質(zhì)，其中，所述基于顏料的著色劑使用陰離子型分散劑來穩(wěn)定或為自分散的。
21.根據(jù)權利要求20所述的方法，所述方法包括通過將所述油墨組合物施加到所述接受介質(zhì)上的連續(xù)噴墨印刷頭來傳送所述噴墨接受介質(zhì)，及隨后將所述經(jīng)印刷的接受介質(zhì)傳送通過干燥站。
22.根據(jù)權利要求21所述的印刷方法，其中，所述噴墨印刷機是連續(xù)高速商業(yè)噴墨印刷機，且所述噴墨印刷機以一定順序自至少兩個不同的印刷頭施加顏色，其中，印刷于所述噴墨接受介質(zhì)上的圖像的不同顏色部分按所述順序進行套準。
全文摘要
一種噴墨接受介質(zhì)，其包括襯底且具有以0.1g/m2到25g/m2的固體含量涂布在襯底上的最上層，其中，所述最上層包含30重量%到70重量%的一種或一種以上多價金屬陽離子的水溶性鹽及至少0.05g/m2的交聯(lián)親水性聚合物粘合劑。當用基于顏料的水性油墨印刷所述承印物時，提供改善的光密度、減少的斑點及改善的耐濕磨損性。在其它實施方式中，所述最上層可進一步包含膠乳分散體以改善圖像耐久性。
文檔編號D21H19/64GK102892588SQ201180024384
公開日2013年1月23日 申請日期2011年5月13日 優(yōu)先權日2010年5月17日
發(fā)明者T.J.丹豪德, G.A.坎貝爾 申請人:伊斯曼柯達公司