[发明专利]喷墨记录介质

说明书

发明领域

本发明涉及能够迅速形成精确图象的喷墨记录介质。

发明背景

喷墨记录介质被优选用于形成来自电脑打印机等的图象，其用途包括从台面出版用纸或上方投影幻灯片到例如告示牌及其它户外广告介质等商业上的图案招贴。

为了同时使用以颜料和染料为基的油墨迅速形成精确的图象，目前在喷墨介质生产中一般采用三种方法。这三种方法都存在着一些缺陷和问题未能解决。

最基本的方法是使用纸张作为喷墨图象的受体。普通纸张不能表现出高图象深度或准确的象点复制，因为喷墨所用溶剂中含有的染料或颜料会扩散到纸张的孔隙中。结果是形成低分辨率的模糊图象。

对此的一个改进方法是在纸张表面施加一层可将染料和颜料固着于表面的涂层。这种亲水涂层很容易接受喷墨图象，溶剂促使染料和颜料扩散到下面的纸张中。这样就加强了色浓度和分辨率从而改善了图象的外观。所述涂层一般是一层水溶性或溶胀性的涂层，它可以包含亲水性填料如二氧化硅。最近的一个改进实例是美国专利5,213,873。

虽然上述介质提供了可接受的图象质量，但是其中的底层表现出纸张原有的全部缺点，例如缺乏尺寸稳定性和水敏感性。涂层下面的纸张不耐用，而且当油墨或环境中存在太多水分时，特别容易卷曲或发生其它形变。纸张单单因吸水膨胀和收缩而产生的卷曲或皱缩，就限制了其在大型和多组图象方面的用途。户外用途尤其受到限制。

第二种方法是将喷墨图象用在透明的聚合物或其它耐用底层上形成幻灯片。许多专利公开了油墨吸收层在透明聚合物材料上的使用。例如美国专利4,935,307和美国专利4,956,230。这个油墨吸收层一般是一层水溶性或溶胀层。这种材料的一个主要问题是，由于底层薄膜不吸收喷墨中的水或液体，全部油墨载体溶剂都留在亲水性涂层中。干燥时间据称延长至4分钟左右。这使得表面在完全干燥前总是软或粘手的。在Iqbal等人的美国专利5,134,198和美国专利5,219,928中提出的进一步改进是在含有相互连通孔隙的材料上施加一层透明塑料，以改善其视觉效果。当所述涂料涂在标准聚合物薄膜上时，干燥时间虽然比提供高持久性图象的标准水溶性材料短，但是仍然过长。

最近的其它工作是针对消除聚合物薄膜上亲水性涂层的污染性和粘手性。其中包括各种使表面不接触到水以避免粘手的方法。最近的包括例如美国专利4,379,804，美国专利5,192,617和美国专利5,352,736中所述的复合层，其中的表层将溶剂向亲水性的下一层传递。该系统效果良好，但是需要多次涂覆操作。而且，进入系统的全部溶剂必须通过其进入时的同一面蒸发出去。

为了避免过高的水敏感性，通常可以在吸水性涂料中使用交联剂。利弊的权衡在于任何吸水性的降低都会损失涂层吸收沉积在表面上的全部油墨而不发生象点散开的能力。美国专利5,241,006，美国专利5,208,092，美国专利5,376,727和美国专利4,904,519中论述了为平衡这些性能而进行的各种工作。

第三种方法使用一种亲水性而又多孔的聚合物基质或聚合物/纸张纤维混合物(其上面不采用任何其它油墨吸收性涂层或附加层)来直接接受喷墨图象。所述的材料可能是尺寸稳定的，但是没有良好的图象浓度和分辨率。图象干燥时间一般很短。

多孔的亲水性聚合物基质很容易接受喷墨图象，携带染料和颜料的溶剂扩散到基质中。但是溶剂的扩散也会引起颜料和染料的扩散，因而不能形成精确、清晰的图象。美国专利5,443,727提供了一种减轻精确图象的扩散和提高表观图象浓度的方法，它需要加热基质使基质的孔隙破坏，以及将图象封闭在要求的位置上。加热操作比较困难，尤其是对于必须避免皱缩和卷曲的大型图案更为不便。

发明概述

生产喷墨记录介质的现有技术还没有发现既能提供干燥迅速的精确喷墨图象，又能特别适合要求尺寸稳定性所用的材料组合。本发明认识到，问题在于在喷墨介质中要有一些合适的层，用于将油墨中的溶剂与染料和颜料分离而又不造成不良的图象扩散。

本发明通过在喷墨记录介质中提供可产生快干、精确图象的一组多层材料解决了现有技术中的问题。

一方面，本发明提供了一种喷墨记录介质，它包含亲水性微孔聚合物薄膜，它具有正反两个主表面和位于其至少一个主表面上的非孔性吸水层。

喷墨记录介质的这两层组合的特点是其每一层都不能单独解决现有技术中的问题。

吸水层能够接受喷墨图象并滞留油墨中所含的染料和颜料。