CN1283659A - 含聚乙烯醇与烷基化多胺混合物的喷墨纸涂层 - Google Patents

含聚乙烯醇与烷基化多胺混合物的喷墨纸涂层 Download PDF

Info

Publication number
CN1283659A
CN1283659A CN00122759A CN00122759A CN1283659A CN 1283659 A CN1283659 A CN 1283659A CN 00122759 A CN00122759 A CN 00122759A CN 00122759 A CN00122759 A CN 00122759A CN 1283659 A CN1283659 A CN 1283659A
Authority
CN
China
Prior art keywords
coating composition
hydrogen
alkyl
aqueous coating
alkylation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN00122759A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1206297C (zh
Inventor
J·J·拉巴斯科
K·R·拉斯拉
R·V·C·卡尔
K·E·明尼克
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Air Products and Chemicals Inc
Original Assignee
Air Products and Chemicals Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Air Products and Chemicals Inc filed Critical Air Products and Chemicals Inc
Publication of CN1283659A publication Critical patent/CN1283659A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1206297C publication Critical patent/CN1206297C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M5/00—Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
    • B41M5/50—Recording sheets characterised by the coating used to improve ink, dye or pigment receptivity, e.g. for ink-jet or thermal dye transfer recording
    • B41M5/52—Macromolecular coatings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M5/00—Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
    • B41M5/50—Recording sheets characterised by the coating used to improve ink, dye or pigment receptivity, e.g. for ink-jet or thermal dye transfer recording
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C211/00—Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton
    • C07C211/01—Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton having amino groups bound to acyclic carbon atoms
    • C07C211/02—Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton having amino groups bound to acyclic carbon atoms of an acyclic saturated carbon skeleton
    • C07C211/14—Amines containing amino groups bound to at least two aminoalkyl groups, e.g. diethylenetriamines
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H19/00—Coated paper; Coating material
    • D21H19/36—Coatings with pigments
    • D21H19/44—Coatings with pigments characterised by the other ingredients, e.g. the binder or dispersing agent
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M5/00—Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
    • B41M5/50—Recording sheets characterised by the coating used to improve ink, dye or pigment receptivity, e.g. for ink-jet or thermal dye transfer recording
    • B41M5/502—Recording sheets characterised by the coating used to improve ink, dye or pigment receptivity, e.g. for ink-jet or thermal dye transfer recording characterised by structural details, e.g. multilayer materials
    • B41M5/508—Supports
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M5/00—Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
    • B41M5/50—Recording sheets characterised by the coating used to improve ink, dye or pigment receptivity, e.g. for ink-jet or thermal dye transfer recording
    • B41M5/52—Macromolecular coatings
    • B41M5/5218—Macromolecular coatings characterised by inorganic additives, e.g. pigments, clays
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M5/00—Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
    • B41M5/50—Recording sheets characterised by the coating used to improve ink, dye or pigment receptivity, e.g. for ink-jet or thermal dye transfer recording
    • B41M5/52—Macromolecular coatings
    • B41M5/5227—Macromolecular coatings characterised by organic non-macromolecular additives, e.g. UV-absorbers, plasticisers, surfactants
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M5/00—Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
    • B41M5/50—Recording sheets characterised by the coating used to improve ink, dye or pigment receptivity, e.g. for ink-jet or thermal dye transfer recording
    • B41M5/52—Macromolecular coatings
    • B41M5/5254—Macromolecular coatings characterised by the use of polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. vinyl polymers

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Ink Jet Recording Methods And Recording Media Thereof (AREA)
  • Ink Jet (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)

Abstract

本发明提供改进的喷墨纸涂层,它能使纸具有高光密度的图像和优良的防水性,本发明还提供一种制备改进的喷墨记录纸的方法。该涂料组合物含有一种无机颜料,优选硅石,和PVOH组合物,其中PVOH与烷基化非聚合多胺混合。

Description

含聚乙烯醇与烷基化多胺混合物的喷墨纸涂层
喷墨技术的发展对记录纸提出更高要求。记录纸必须能在打印后立即迅速地吸收油墨和油墨载色剂，使油墨光密度最大化，减少油墨的印流和毛细作用，并能提供良好的对水与光的不褪色性，才能有效地发挥作用。为了使一张纸能达到上述要求，它通常需要用一种或多种涂层进行处理。
喷墨纸涂层通常含有硅石颜料与一种聚合物粘合剂。因为硅石颜料具有很强的吸收能力，而聚合物粘合剂，如聚(乙烯醇)“PVOH”，则具有很强的粘合力。也可使用非硅石颜料，如粘土、碳酸钙、二氧化钛和氢氧化铝，其它所知的聚合物粘合剂包括聚(乙烯基吡咯烷酮)、苯乙烯一丁二烯共聚物、聚(乙烯基乙酸脂)、淀粉，胺官能聚合物如胺官能PVOH等。
大多数工业上使用的胺官能的均聚或共聚物和胺官能PVOHs并不经济实惠。工业上使用的胺官能PVOHs除了价格昂贵外，胺官能度也很低。胺官能度低导致的结果是这些材料无法满足好的喷墨打印质量要求的严格的性能，尤其无法满足高度照相级喷墨纸的要求。打印的图像密度与清晰度不够，抗水性与耐光性也不够。因此，就需要生产一种更高性能的聚合体系，来提供更好的打印图像密度和清晰度，并能抗水抗光。
多数现有技术通过把不同的含合成胺的聚合物或共聚物加入喷墨涂料组合物中来解决这些性能问题。再通过改变含胺聚合物或共聚物、PVOH粘合剂、颜料及其它添加剂的比率以获得所需要的最终喷墨纸质量。
然而，在使用这些混合物时，又带来一些相容性问题。举例来说：1．在将喷墨涂料组合物制备并混合在一起时，相分离、变稠和/或凝聚就导致出现一个非涂层体系；2．混合的聚合物体系可能与其它常用于喷墨涂料组合物中的试剂是不相容的；3．一旦纸张被涂上涂层并干燥后，混合物的互不相容就产生不均匀的涂层面，这会导致一旦打印就改变了图像的质量。
第二种现有技术的方法是对纸进行多层涂敷，以获得所需的喷墨打印质量。例如，一张多层涂敷的喷墨纸能包含一个染料固定层(其中，阳离子类聚合物是典型的活性剂)和一个通常含有PVOH来粘合颜料的粘合层。
喷墨纸涂层的现有技术公开了使用各种胺官能的或阳离子的聚合物和/或共聚物的混合物，将油墨与染料固定的性质赋予成品喷墨打印纸。
美国1998年9月29日的09/162,940与1998年7月21日的第09/119,563公开了用于喷墨纸涂层的胺改性PVOHs。’940号申请介绍了与一个烯类未饱和单体聚合产生的PVOH接枝，所说单体具有伯胺、仲胺、叔胺或季胺的官能团。’563号申请介绍了哌啶酮官能化的PVOH。
美国5,270,103公开了一种由底层与一个含颜料及粘合剂的涂层组成的接受器薄层。这种粘合剂含有PVOH和另外一种粘合组分；例如：阳离子多胺，如聚(2-羟丙基-1,1-N-二甲基氯化铵)或聚(二甲基二烯丙基氯化铵)，阳离子聚丙烯酰胺，或者阳离子聚乙烯亚胺。这种接受器薄层对采用水基的油墨打印尤其有用，例如在喷墨打印系统中。
日本第63049478号(摘要)公开了一种喷墨纸涂料组合物，它是首先由2-(二甲基氨基)乙基异丁烯酸酯(DMAEMA)的均聚反应，接着由3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵的季铵化反应而生成的阳离子聚合物。然后纸张被涂上一种含有此种阳离子聚合物、PVOH和硅石的混合物，以制成具有良好的抗水抗光性及良好的图片效果的喷墨记录薄层。
日本63160875(摘要)公开了一种喷墨纸涂料组合物的用途，该组合物由DMAEMA-甲基异丁烯酸酯-环己基异丁烯酸酯三元共聚物的甲基氯乙酸盐组成，里面混有甲基纤维素和PVOH。
美国4,944,988公开了一种喷墨记录纸的用途及生产方法，这种纸涂有一种，含有硅石、聚丙烯酸钠、PVOH和一种DMAEMA-乙烯基乙酸酯共聚物的组合物。
日本06247036(摘要)公开了用于涂敷喷墨纸的一种PVOH、硅石和季铵化聚哌嗪的混合物的用途。
日本06297833(摘要)公开了一种PVOH、颜料和聚哌嗪的混合物用于涂敷喷墨纸而获得色彩一致的清晰打印效果的用途。
日本06143800(摘要)公开了纸的双层涂层，内含一种PVOH、硅石、阳离子改性PVOH和季铵化聚哌嗪的混合物，这样生产出来的喷墨记录薄层能产生高密度的图像与抗水性。
日本01186372公开了含有一种PVOH、硅石和阳离子聚丙烯酰胺的混合物的纸涂层，它能生产出具有高色彩密度的喷墨记录薄层。
日本01283182(摘要)公开了含有一种PVOH、硅石、改性PVOH和阳离子聚丙烯酰胺的混合物的纸涂层，它能制造出高质量的喷墨记录薄层。
日本63162276(摘要)公开了含有一种PVOH、硅石和阳离子改性PVOH的混合物的纸涂层，它能制造出一种具有好的图片效果、抗水性及抗光性的喷墨记录薄层。
日本59096987(摘要)公开了一种喷墨记录薄层，它含有氯化烷基胺和烷基胺乙酸酯。
尽管已有众多关于烷基化多胺的公开，人们仍然没认识到这些原料在喷墨纸涂料组合物中的作用。下面的专利和出版物是关于烷基化聚亚乙基胺及其应用的：
美国2,267,205公开了含有以下形式的化合物的洗涤剂组合物X-NH-R-(NH-R)n-NH-Y其中R是一个亚烷基，选自亚乙基与亚丙基；n为0，1或2；X选自氢和低级烷基；Y是一个至少有7个并且不多于18个碳原子的烷基。这种原料在织物处理和矿石浮选上的用途也被公开。
美国5,804,640公开了一种含有卤化树脂、多羟基化合物、表面活性剂和胺的水基涂料组合物，其形式为其中R1-R7分别选自H、含约1-20个碳原子的直链烷基或支链烷基、羟烷基或烷氧基烷基。
美国4,195,152公开了二亚乙基三胺的MIBK和MIAK还原烷基化物：这些原料在高级固体环氧涂层中作为固化剂是很有效的，因为它们具有很低的粘度。其它建议性的用途是在陶瓷组合物中制造、层压和粘合。
Murata,Y.;Ueda,M.J.Antibact.Antifung.Agents1989,17(8),371-375公开了下列形式的N,N”-二烷基二亚乙基三胺的三盐酸化合物
Figure 0012275900112
其中R是一个线性的C8或C10烷基，它已显示出对牙齿斑细菌具有很好的抗菌性。这项研究表明其杀菌能力倾向于随着N-取代烷基链长度增加而增强。
美国1997年11月12日登记的08/968,224申请公开了含有具有以下结构的烷基化多胺化合物的水基组合物：
Figure 0012275900113
其中m为2-6，n为2或3，R和R’为C5到C8的烷基。
美国1997年11月12日登记的第08/968,222号申请公开了水基组合物，它含有至少一种结构Ⅰ和Ⅱ的烷基化多胺化合物。结构Ⅰ：其中R分别为氢或C5到C8的烷基，条件是至少一个R不是氢；n是2-6，p是2-8。结构Ⅱ：其中R分别为氢或C5到C8的烷基，条件是至少一个R不是氢；m是2-6，t是0-3，q是0-3，和r是0-5。
本发明涉及改进的喷墨纸涂层。其改进之处在于把一种涂层用于纸的底层，以产生很高的光密度图像与良好的抗水性，这是通过把一种聚合物加入涂料组合物来进行的，这种聚合物具有多种悬羟基基团，优选聚(乙烯醇)[PVOH]，以及至少一种烷基化非聚合多胺。
烷基化非聚合多胺能够轻易地混入含水的含硅石喷墨涂料组合物，没有不利的粘性或凝聚性，能提供更好的耐水性。
把以上混合物组分混入喷墨纸涂层中有以下几个优点：
●能制备具有该组合物单层的高质量喷墨记录纸；
●能生产出高质量的喷墨纸，在打印时，可产生对单色黑、复合黑及基本色来说高光密度的图像；
●能生产出高质量喷墨纸，在打印时，可产生耐水图像；和
●在打印在涂有上述组合物的喷墨纸上之后，油墨能够迅速干燥。
另外，可能有些益处源自烷基化非聚合多胺的特性，在基本上无泡沫生产时，可减小动态的表面张力。这样一个特性的结合能使涂层应用地更快，并能在涂层应用到纸上时，减少瑕疵的数量。
在本发明的另一个实施方案中，被涂敷的喷墨纸如下制备：
(a)将PVOH的水溶液与烷基化非聚合多胺混合，产生一种含水粘合剂组合物，如水溶液或分散体；
(b)将该含水粘合剂组合物加入到一种含水颜料中，优选是硅石、纸浆涂料组合物；
(c)用该含水粘合剂-颜料浆液组合物涂敷纸基材；
(d)干燥被涂敷的纸基材。
本发明的喷墨记录纸上有一层涂层，该涂层含有一个聚合物粘合体系，该体系含有混合有一种或多种烷基化非聚合多胺的、在聚合链上带有多个悬羟基的聚合物，如PVOH。本发明的一个关键发现是，与其非烷基化的相应物相比，采用烷基化非聚合多胺可获得更优良的性能。另外一个关键发现是：不要求胺官能团或阳离子聚合物体系把染料或油墨的固定特性(如，耐水性)赋予喷墨纸。良好的耐水性仅通过把烷基化非聚合多胺加入到涂料组合物中就可获得。
“非聚合多胺”是指一种分子重量最多为1000的化合物，它有至少两个，优选三个或更多的胺基，这些胺基可能是伯胺、仲胺或叔胺，即，是一种多胺官能化合物。
合适的烷基化非聚合多胺是那些被N-烷基化以足以提高耐水性的非聚合多胺，即包含当量百分比为5到75，优选当量百分比为25到50的被C3-C12烷基取代的胺氢。这些烷基可以相同或不同。它们可以是线性的或直链化的，与多胺氮连接的点可以在中间或末端的碳上。优选的烷基来源于C5到C8的醛或酮的还原性烷基化反应，特别是那些源于甲基异丁基酮或甲基异戊基酮的还原性烷基化反应。适合的C5到C8的醛和酮的具体例子包括：戊醛、2-戊酮、3-戊酮、甲基异丙基酮、己醛、2-己酮、3-己酮、甲基叔丁基酮、乙基异丙基酮、庚醛、2-甲基庚醛、2-庚酮、3-庚酮、4-庚酮、辛醛、2-辛酮、3-辛酮、4-辛酮、2-乙基己醛等。
能用作喷墨纸涂料组合物的一部分的有代表性的非聚合多胺包括二烷基酮与二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、四亚乙基五胺、四氨基丙基二氨基丁烷等的氢化加合物。合适的二烷基酮有甲基异丁基酮、甲基异戊基酮等。
这类烷基化非聚合多胺的例子包括那些在美国1997年11月12日登记的08/968,224中介绍的，其公开了结构1的烷基化多胺化合物：
Figure 0012275900141
其中J是2-6，优选是2或3；K是2或3；R分别为氢或C5-C8的烷基，条件是至少一个R不是氢，和美国1997年11月12日登记的08/968,222公开了如下结构2的烷基化多胺化合物：其中R分别为氢或C5-C8的烷基，条件是至少一个R不是氢；n为2-6，p为2-8，优选R是C5-C8的烷基，n为2或3，p为2或3，结构3为：
Figure 0012275900143
其中R分别为氢或C5-C8的烷基，条件是至少一个R不是氢，w是2-6，t是0-3，q是0-3，r是0-5，优选R为C5-C8的烷基，w是2或3，t是0或1，q是0-2，r是0-3；这两项申请在此结合作为参考。
具有结构4的烷基化多胺化合物也是合适的：
Figure 0012275900144
4其中R分别为氢或C5-C8的烷基，条件是至少一个R不是氢，x分别为2-6，y为0-2，z为0-2；优选R为C5-C8的烷基，x分别为2-4，y为1或2，z为1或2。
结构4的烷基化多胺化合物可通过合适的二或多氨基官能化合物与丙烯腈反应，使部分或全部的胺氢被氰乙基取代来制备。在合适的催化剂，如海绵状镍或海绵状钴的作用下，通过氢化反应，腈官能团就被还原成伯胺官能团。在合适的催化剂，如铂或钯的作用下，通过氢化反应，这些伯胺官团接着被醛或酮进行还原性烷基化。
适用于上述反应步骤的二胺原料包括1,2-乙二胺，1,3-丙二胺，1,2-丙二胺，1,4-丁二胺，1,5-戊二胺，2-甲基-1,5-戊二胺，1,6-己二胺，及1,2-环己二胺。适用于同一反应步骤的多氨官能化原料包括二亚乙基三胺，二-3-氨基丙胺，三亚乙基四胺，四亚乙基五胺，五亚乙基六胺，N,N,N’,N’,-四(3-氨基丙基)-1,2-亚乙基二胺，和N,N,N’,N’,-四(3-氨基丙基)-1,4-丁二胺。
下面的反应步骤显示通过完全氰乙基化原料胺来烷基化非聚合多胺。
Figure 0012275900151
下面反应步骤显示通过不完全氰乙基化原料胺来烷基化非聚合多胺。
Figure 0012275900152
适合的烷基化非聚合多胺的具体例子包括甲基异丁基酮和四氨基丙基二氨基丁烷的4∶1氢化加合物(TAPDAB/MIBK4)，甲基异戊基酮和二亚乙基三胺的2∶1氢化加合物(DETA/MIAK2)，及甲基异丁基酮和三-(2-氨基乙基)胺的3∶1氢化加合物(TAEA/MIBK3)。
Figure 0012275900162
带多个悬羟基的聚合物可以通过乙烯基或丙烯酸酯(酯单元含1到4个碳原子)的聚合反应生成。悬酯基团在水解时生成含悬羟基的聚合物。带多个悬羟基的优选类聚合物是基于氢化乙烯基乙酸酯聚合物，其中乙烯基乙酸酯作为均聚物聚合或与其它单体一起聚合形成共聚物，并分别是我们所知道的PVOH或烯醇共聚物。通常，乙烯基酯，特别是乙烯基乙酸酯，包含摩尔百分比为60到100的共聚物，优选至少90摩尔百分比，它被水解为乙烯醇一部分。
用于本发明中的PVOH，一般都有重均分子量(Mw)的范围为约5000到300000，优选10000到200000。或者，PVOH的聚合度(DPn)为100到5000，优选200到3500。工业上通过聚(乙烯基乙酸酯)的水解获得PVOH，它通常具有一个摩尔百分比从85变化到大于99的水解程度。对本发明来说，水解程度可以从50变化到99摩尔％，优选85到98摩尔％。通过混合不同分子量与水解度的PVOH得到的各级混合PVOH也可用于本发明中。
不同的单体能与乙烯基酯共聚，生成含有乙烯醇单元的共聚物。能与乙烯基酯(优选乙烯基乙酸酯)聚合的单体包括乙烯、不饱和酸(例如，马来酸、丙烯酸和甲基丙烯酸)和酯(例如，C1到C12的，优选C1到C6的丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯)。许多时候，这些聚合物能水解产生不同级别的PVOH，例如含有，仅水解乙烯基酯，留着丙烯酸酯官能团。其它有着2-12个碳原子的单体如烷基马来酸酯(如，二丁基马来酸酯等)能与乙烯基乙酸酯根据需要聚合，从而控制亲水和疏水部分的含量。用于本发明中的乙烯醇共聚物能溶于水。
表1列出了使用烷基化非聚合多胺与作为粘合剂体系的PVOH的混合物的可操作范围和优选范围：
操作范围 理想范围
PVOH(Mw) 5000-300000  10000-200000
水解的摩尔％ 50-＞99  85-98
相对于PVOH的烷基化多胺的重量百分比 0.5-70  5-30
喷墨涂层中粘合剂的重量百分比 5-90  10-50
喷墨涂层中颜料的重量百分比 10-95  50-90
喷墨涂层的pH值 3-10  4-8
喷墨涂料组合物一般含有颜料，如硅石、硅酸铝、粘土、滑石、碳酸钙、硅酸镁等，硅石的表面积应为50到700平方米/克，并可以有少量的一种其它矿物颜料。硅石颜料一般以约10到95重量％，优选50-90重量％(固体基础上)的量，掺入喷墨涂料组合物。聚合物粘合剂(PVOH和多胺)在喷墨涂料组合物中的量为5到90重量％，优选10到50重量％。
颜料和粘合剂的量由用于制备喷墨纸的涂敷机的类型决定。例如，一种搅拌施胶机与涂料相对于粘合剂的比例较大的气刀涂敷机相比，由于粘度限制，应使用相对于粘合剂的重量百分比浓度低的涂料。喷墨组合物还可含有常规添加剂，例如：消泡剂、表面活性剂、染料、紫外线吸收剂、颜料分散剂、霉菌抑制剂、增稠及抗水剂。
喷墨组合物通常用于纸表面的量约为2到20克/平方米，优选3到15克/平方米。涂层重量因不同类型的涂敷工具而不同。例如，搅拌施胶机可提供2到4克/平方米的涂层重量，而气刀涂敷机能提供多达10克/平方米的涂层重量。
尽管任何一类纸都可应用在本发明的喷墨涂层，但未涂敷的非木纸是最优选。
不受任何理论限制，我们认为烷基化非聚合多胺中的胺基团在纸表面提供正电荷，它和喷墨的直接染料或酸性染料的阴离子磺酸基团反应，形成不溶盐。这样，油墨在纸表面变得耐水。由于胺对硅石颜料上的硅烷醇基团的强吸收作用，颜料粘合力也由于使用烷基化非聚合多胺而提高。
                实施例1-TAEA/MIBK3
将三(2-氨基乙基)胺(0.5摩尔)(TAEA)、甲基异丁基酮(1.68摩尔)(MIBK)和10％Pd/C(总量的4重量％)放入一个一升的不锈钢高压釜中。将该反应器先用氮气再用氢气密封和净化。将反应器中的物质在7巴(100磅/平方英寸)氢气压力下加热到80℃。将氢气压力增加到55巴(800磅/平方英寸)并维持整个反应过程(24小时)，维持氢气压力需要通过圆顶形的调节器从1加仑(3.8升)的压载物注入氢气。将粗产品在真空中浓缩，然后在160-166℃1.0毫巴(0.8乇)下蒸馏，就能得到173.0克透明的无色液体。
                  实施例2-TAPDAB/MIBK4
将四氨基丙基二氨基丁烷(0.41摩尔，在异丙醇中65％的溶液)(TAPDAB)、MIBK(1.72摩尔)和10％Pd/C(总量的3重量％)被放入一个一升的不锈钢高压釜，并如实施例1反应24小时。将粗产品在真空中浓缩，然后在1.3毫巴下用20分钟加热到175℃，来去除剩余的水份和挥发性有机物，得到通过费歇尔滴定法测定，含有0.06重量％水份的透明无色液体。
                  实施例3-DETA/MIAK2
将二亚乙基三胺(1.5摩尔)(DETA)、甲基异戊基酮(3.2摩尔)(MIAK)和10％Pd/C(总量的2.4重量％)放入一个一升的不锈钢高压釜，并如实施例1反应5小时。将反应器中的物质进行GC/FID分析，发现92.4面积％的是二烷基化二亚乙基三胺。将该产物在155-157℃、2.7毫巴(2乇)下蒸馏纯化。
                  实施例4
PVOH与烷基化非聚合多胺的混合物如下制备：将Airvol523PVOH(21克，DPn～1200，88摩尔％水解)溶于水(127克)中，在90℃搅拌30分钟，得到14.1％的溶液。将甲基异丁基酮和四氨基丙基二氨基丁烷的4∶1氢化加合物加入到该冷却的PVOH溶液中并搅拌。再用乙酸将混合物的pH调到6和8之间。得到的均匀的同类含水聚合物混合物不经过进一步纯化，就被用来调配纸涂层。表2中的其它胺/PVOH混合物也同样制备。
                    实施例5
                  喷墨涂层制备
涂敷无涂层的基底纸来评价对几种色彩的喷墨光密度和耐水性。纸涂层分散体是通过混合800份水，100份硅石颜料，和40份(固体基础)在例4中制备的混合物来制备。在制备涂层时，先制备硅石颜料在水中的分散体，接着将PVOH与烷基化非聚合多胺的混合物(如，在实施例4中制备的混合物)在高切变力下加到该分散体中。采用Meyer Rod下拉棒，得到的分散体涂敷在无涂层的非无木质纸上，该纸本身重40克/平方米，涂层重7-8克/平方米。涂敷并在250下(121℃)下干燥60秒后，这些纸被一台Hewlett Packard 560喷墨打印机打印，这种打印机使用Hewlett Packard提供的HP测试纸样来测试喷墨纸介质。打印后，样品用一台Tobias IQ200反射密度计来测定光学密度。打印后，先通过测试单色黑油墨的密度来做耐水性测试。接着将打印区域浸入蒸馏水中30秒，轻微搅拌并在拉伸状态下在热平台上干燥。接着，再次测定光学密度。
表2显示了PVOH/烷基化胺混合物，即粘合剂体系的喷墨数据，在喷墨涂料组合物中，15重量％的固体含有100重量份的硅石和40重量份的粘合剂。将所列出的胺与含水AIRVOL523 PVOH(14.1重量％水溶液)以所列出的胺与PVOH的干重比例混合。含水混合物的pH值用醋酸调到7-8。把打印的纸在水中浸泡30秒，通过看单色黑油墨的光密度损失的百分比就能测试出耐水性。
表2
粘合剂体系     油墨光密度和耐水性
与AIRVOL523混合的胺的重量百分比 单色黑 红紫色 黄色 青色 复合黑色 耐水性
    10％DETA  1.00  0.81  0.55  1.09     0.67 -39.2％
    10％TBA  1.08  0.75  0.53  1.01     0.70 -47.7％
    10％TETA  1.09  0.93  0.66  1.26     0.79 -43.8％
    10％TEPA  1.08  0.82  0.61  1.08     0.79 -29.1％
    10％6辛基胺  1.23  0.86  0.62  1.15     0.81 -47.9％
   10％十二烷基胺  1.24  0.76  0.58  0.98     0.77 -24.4％
  10％TAPDAB/MIBK4  1.12  0.81  0.57  1.10     0.91 -3.6％
  15％TAPDAB/MIBK4  1.11  0.72  0.50  0.96     0.92     0
  20％TAPDAB/MIBK4  1.12   0.82  0.53  1.06     0.93     0
  10％ DETA/MIAK2  1.22  0.74  0.50  0.90     0.84 -15.1％
  20％ DETA/MIAK2  1.23  0.73  0.52  0.92     0.81 -5.7％
  10％ TAEA/MIBK3  1.20  0.85  0.62  1.02     0.99 -3.1％
  10％ TETA/MIBK2  1.16  0.77  0.54  0.94     0.85 -18.5％
  AIRVOL523-无胺  1.16  0.87  0.61  1.12     0.82 -51.7％
表2比较了打印在喷墨纸上的图像的油墨光密度和耐水性，该喷墨纸被本发明所描述的混合物所涂敷。对照胺，如DETA和TETA，与仅含有硅石和PVOH的涂层相比，实际上降低了打印质量，并且当加入到喷墨纸涂料组合物中时，没有明显改善耐水性。但是，由于这些胺如DETA/MIAK2，TAEA/MIBK3，特别是TAPDAB/MIBK4的烷基化作用，耐水性有很大改善，在有些情况下，甚至能达到完全耐水和非常好的油墨光学密度。
本发明为制造喷墨记录纸提供涂料组合物。

Claims (22)

1．一种用于喷墨记录纸的含水涂料组合物，它含有一种矿物颜料和聚合物粘合剂，其改进在于它含有聚合物粘合剂，该粘合剂含有带多个悬羟基的聚合物和烷基化非聚合多胺。
2．权利要求1的含水涂料组合物，其中矿物颜料是硅石，有多个悬羟基的聚合物是聚乙烯醇，烷基化非聚合多胺选自结构1的烷基化多胺化合物1：
Figure 0012275900021
其中J是2-6，K是2或3，R分别为氢或C5-C8烷基，条件是至少一个R不是氢；
结构2的烷基化多胺化合物：
Figure 0012275900022
其中R基团分别为氢或C5-C8烷基，条件是至少一个R不是氢；n是2-6，p是2-8；
结构3的烷基化多胺化合物：其中R基团分别为氢或C5-C8烷基，条件是至少一个R不是氢；w为2到6，t为0到3，q为0到3，r是0到5；和
结构4的烷基化多胺化合物：其中R基团分别为氢或C5-C8烷基，条件是至少一个R不是氢；x分别为2到6，y为0到2，z为0到2，和它们的结合。
3．权利要求2的含水涂料组合物，其中烷基化非聚合多胺选自：甲基异丁基酮和四氨基丙基二氨基丁烷的4∶1氢化加合物(TAPDAB/MIBK4)，甲基戊基酮和二亚乙基三胺的2∶1氢化加合物(DETA/MIAK2)，及甲基异丁基酮和三-(2-氨基乙基)胺的3∶1氢化加合物(TAEA/MIBK3)。
4．权利要求2中的含水涂料组合物，其中聚乙烯醇的重均分子为5000到300000，水解度为50到大于99摩尔％。
5．权利要求2中的含水涂料组合物，其中聚乙烯醇的重均分子为从10000到200000，水解度为85到98摩尔％。
6．权利要求2中的含水涂料组合物，其中聚合物粘合剂的量基于固体为10到50重量％，而硅石的量为50到90重量％。
7．一种用于喷墨记录纸的含水涂料组合物，它主要由硅石颜料和聚合物粘合剂组成，该聚合物粘合剂含有重均分子量为10000到200000、水解度为85到98摩尔％的聚乙烯醇和烷基化非聚合多胺，烷基化非聚合多胺选自结构1的烷基化多胺化合物：
Figure 0012275900032
其中J为2-6，K为2或3，R基团分别为氢或C5-C8烷基，条件是至少一个R不是氢；
结构2的烷基化多胺化合物：
Figure 0012275900041
其中R基团分别为氢或C5-C8烷基，条件是至少一个R不是氢；n是2到6，p是2到8；
结构3的烷基化多胺化合物：
Figure 0012275900042
其中R基团分别为氢或C5-C8烷基，条件是至少一个R不是氢；w为2到6，t为0到3，q为0到3，r为0到5；和
结构4的烷基化多胺化合物：其中R基团分别为氢或C5-C8烷基，条件是至少一个R不是氢；x分别为2到6，y为0到2，z为0到2，以及这些化合物的结合。
8．权利要求7的含水涂料组合物，其中烷基化非聚合多胺是结构1的烷基化多胺化合物：
Figure 0012275900051
其中J为2或3，K为2或3，R基团为C5-C8烷基。
9．权利要求7的含水涂料组合物，其中烷基化非聚合多胺是结构2的烷基化多胺化合物：其中R基团分别为C5到C8烷基，n为2或3，p为2或3。
10．权利要求7的含水涂料组合物，其中烷基化非聚合多胺是结构3的烷基化多胺化合物：
Figure 0012275900053
其中R基团分别为C5到C8烷基，w为2或3，t为0或1，q为0到2，r为0到3。
11．权利要求7的含水涂料组合物，其中烷基化非聚合多胺是结构4的烷基化多胺化合物：
Figure 0012275900054
其中R基团分别为C5到C8烷基，x分别为2到4，y为1或2，z为1或2。
12．权利要求7的含水涂料组合物，其中烷基化非聚合多胺选自：甲基异丁基酮和四氨基丙基二氨基丁烷的4∶1氢化加合物(TAPDAB/MIBK4)，甲基戊基酮和二亚乙基三胺的2∶1氢化加合物(DETA/MIAK2)，及甲基异丁基酮和三-(2-氨基乙基)胺的3∶1氢化加合物(TAEA/MIBK3)。
13．权利要求7中的含水涂料组合物，其中聚合物粘合剂的量基于固体为10到50重量％，而硅石的量为50到90重量％。
14．权利要求7中的含水涂料组合物，它还含有一种或多种添加剂，该添加剂选自：消泡剂、表面活性剂、染料、紫外线吸收剂、颜料分散剂、霉菌抑制剂、增稠剂及防水剂。
15．二种喷墨记录纸，它包括涂敷有约2到20克/平方米，由权利要求1的含水涂料组合物沉积而成的涂料组合物的纸基材。
16．一种喷墨记录纸，它包括涂敷有约2到20克/平方米，由权利要求2的含水涂料组合物沉积而成的涂料组合物的纸基材。
17．一种喷墨记录纸，它包括涂敷有约2到20克/平方米，由权利要求4的含水涂料组合物沉积而成的涂料组合物的纸基材。
18．一种喷墨记录纸，它包括涂敷有约2到20克/平方米，由权利要求7的含水涂料组合物沉积而成的涂料组合物的纸基材。
19．一种喷墨记录纸，它包括涂敷有约2到20克/平方米，由权利要求8的含水涂料组合物沉积而成的涂料组合物的纸基材。
20．一种喷墨记录纸，它包括涂敷有约2到20克/平方米，由权利要求9的含水涂料组合物沉积而成的涂料组合物的纸基材。
21．一种制备喷墨记录纸的方法，它包括：
(a)把PVOH的水溶液与烷基化非聚合多胺混合，生成一种含水粘合剂；
(b)把该含水粘合剂组合物混入一种含水颜料的浆状纸涂料组合物；
(c)用该含水粘合剂-颜料浆状组合物涂敷纸基材；
(d)干燥被涂敷的纸基材。
22．甲基异丁基酮和四氨基丙基二氨基丁烷的4∶1氢化加合物。
CNB001227599A 1999-08-09 2000-08-09 含聚乙烯醇与烷基化多胺混合物的喷墨纸涂层 Expired - Fee Related CN1206297C (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/370,802 US6458876B1 (en) 1999-08-09 1999-08-09 Ink jet paper coatings containing polyvinyl alcohol-alkylated polyamine blends
US09/370802 1999-08-09
US09/370,802 1999-08-09

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1283659A true CN1283659A (zh) 2001-02-14
CN1206297C CN1206297C (zh) 2005-06-15

Family

ID=23461251

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB001227599A Expired - Fee Related CN1206297C (zh) 1999-08-09 2000-08-09 含聚乙烯醇与烷基化多胺混合物的喷墨纸涂层

Country Status (6)

Country Link
US (1) US6458876B1 (zh)
EP (2) EP1075962B1 (zh)
JP (1) JP3703131B2 (zh)
KR (1) KR100375978B1 (zh)
CN (1) CN1206297C (zh)
DE (2) DE60023198D1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100374306C (zh) * 2005-11-29 2008-03-12 中国乐凯胶片集团公司 一种喷墨打印纸
CN102639330A (zh) * 2009-12-04 2012-08-15 理想科学工业株式会社 使用油性墨的印刷方法和油性墨用记录用纸

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050287312A1 (en) * 2004-06-28 2005-12-29 Jayprakash Bhatt Ink jet printing media
US8084107B2 (en) * 2004-10-20 2011-12-27 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Ink-jet media with multiple porous media coating layers
US7799393B2 (en) * 2004-10-20 2010-09-21 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Ink-jet media coatings including expoxy-functionalized inorganic particulates and amine-functionalized inorganic particulates
US7641961B2 (en) * 2004-10-20 2010-01-05 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Ink solvent assisted heat sealable media
JP4995831B2 (ja) * 2005-11-01 2012-08-08 インターナショナル・ペーパー・カンパニー 高印刷濃度を有する紙基材
EP1973587B1 (en) * 2005-12-12 2019-02-06 AllAccem, Inc. Methods and systems for preparing antimicrobial films and coatings
CA2848238C (en) * 2006-10-03 2016-07-19 Tekmira Pharmaceuticals Corporation Lipid containing formulations
ES2522908T3 (es) * 2007-02-21 2014-11-19 Allaccem, Inc. Composiciones a base de compuestos policíclicos con puente para la inhibición y el alivio de enfermedades
US8153617B2 (en) * 2007-08-10 2012-04-10 Allaccem, Inc. Bridged polycyclic compound based compositions for coating oral surfaces in humans
US8188068B2 (en) * 2007-08-10 2012-05-29 Allaccem, Inc. Bridged polycyclic compound based compositions for coating oral surfaces in pets
US8153618B2 (en) * 2007-08-10 2012-04-10 Allaccem, Inc. Bridged polycyclic compound based compositions for topical applications for pets
US20090074833A1 (en) * 2007-08-17 2009-03-19 Whiteford Jeffery A Bridged polycyclic compound based compositions for controlling bone resorption
CN101809229B (zh) * 2007-09-27 2012-02-15 可乐丽股份有限公司 包含乙烯醇类聚合物的纸用涂层剂、涂布其的纸和热敏纸
US20100004218A1 (en) * 2008-06-20 2010-01-07 Whiteford Jeffery A Bridged polycyclic compound based compositions for renal therapy
US20100016270A1 (en) * 2008-06-20 2010-01-21 Whiteford Jeffery A Bridged polycyclic compound based compositions for controlling cholesterol levels
US8323803B2 (en) * 2009-04-01 2012-12-04 Xerox Corporation Imaging member
AR090445A1 (es) * 2012-03-20 2014-11-12 Coldenhove Know How B V Papel decorativo
CN104861781B (zh) * 2015-06-16 2017-04-12 华东理工大学 一种环保纸喷墨打印涂层的制备方法

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2267205A (en) 1938-08-04 1941-12-23 Monsanto Chemicals Detergent
DE2641836C2 (de) * 1976-09-17 1978-11-16 Th. Goldschmidt Ag, 4300 Essen Alkylierte Polyamine, deren Herstellung und Verwendung als Mikrobicide &tgr
US4195152A (en) 1977-08-01 1980-03-25 Henkel Corporation N-Alkyl polyamines and curing of epoxy resins therewith
MX155643A (es) * 1980-02-29 1988-04-11 Ciba Geigy Ag Composicion blanqueadora de telas
JPS5996907A (ja) 1982-11-27 1984-06-04 松下電工株式会社 白木家具材の脱色法
JPH0745257B2 (ja) 1986-08-19 1995-05-17 三菱油化株式会社 インクジエツト記録用紙
JPS63162276A (ja) 1986-12-25 1988-07-05 Canon Inc 被記録材
JPS63160875A (ja) 1986-12-25 1988-07-04 Mitsubishi Petrochem Co Ltd 水性インク記録用シ−ト
JPH0753469B2 (ja) 1987-12-29 1995-06-07 新王子製紙株式会社 インクジェット記録用シート、およびその製造法
JPH0755580B2 (ja) 1988-01-20 1995-06-14 三菱製紙株式会社 インクジェット記録媒体
JP2618359B2 (ja) 1988-05-11 1997-06-11 キヤノン株式会社 インクジェット記録方法
JPH02141596A (ja) * 1988-11-21 1990-05-30 Yuken Kogyo Kk ジンケート型亜鉛合金メッキ浴
US5300363A (en) 1989-04-20 1994-04-05 A-Line Products Corporation Aqueous coating composition
US5270103A (en) 1990-11-21 1993-12-14 Xerox Corporation Coated receiver sheets
JP3123268B2 (ja) 1992-11-09 2001-01-09 王子製紙株式会社 インクジェット記録用シート
JPH06247036A (ja) 1993-02-23 1994-09-06 New Oji Paper Co Ltd インクジェット記録用紙
JP3204280B2 (ja) 1993-04-16 2001-09-04 富士ゼロックス株式会社 インクジェット用記録紙
EP0754560B1 (en) 1995-07-20 2000-01-26 Océ-USA Inc. Color ink jet recording sheet
US5660622A (en) * 1996-08-08 1997-08-26 Nikoloff; Koyu P. Coating for ink jet recording sheets
US5853899A (en) * 1996-11-04 1998-12-29 Rexam Graphics Inc. Aqueous ink receptive ink jet receiving medium yielding a water resistant ink jet print
US6187897B1 (en) 1997-09-01 2001-02-13 Toyo Ink Manufacturing Co., Ltd. Vinyl-group-containing dendrimer and curable composition
US5965244A (en) * 1997-10-24 1999-10-12 Rexam Graphics Inc. Printing medium comprised of porous medium
US6015852A (en) * 1997-11-12 2000-01-18 Air Products And Chemicals, Inc. Surface tension reduction with alkylated higher polyamines
US5939476A (en) 1997-11-12 1999-08-17 Air Products And Chemicals, Inc. Surface tension reduction with alkylated polyamines

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100374306C (zh) * 2005-11-29 2008-03-12 中国乐凯胶片集团公司 一种喷墨打印纸
CN102639330A (zh) * 2009-12-04 2012-08-15 理想科学工业株式会社 使用油性墨的印刷方法和油性墨用记录用纸
CN102639330B (zh) * 2009-12-04 2014-12-17 理想科学工业株式会社 使用油性墨的印刷方法和油性墨用记录用纸

Also Published As

Publication number Publication date
US6458876B1 (en) 2002-10-01
KR100375978B1 (ko) 2003-03-15
EP1075962B1 (en) 2005-05-04
EP1075962A1 (en) 2001-02-14
KR20010021197A (ko) 2001-03-15
DE60019855D1 (de) 2005-06-09
EP1433619A1 (en) 2004-06-30
EP1433619B1 (en) 2005-10-12
JP3703131B2 (ja) 2005-10-05
DE60019855T2 (de) 2006-01-26
JP2001130132A (ja) 2001-05-15
DE60023198D1 (de) 2006-02-23
CN1206297C (zh) 2005-06-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1206297C (zh) 含聚乙烯醇与烷基化多胺混合物的喷墨纸涂层
CN1100180C (zh) 纸张表面处理剂和喷墨打印用纸
JP2006518777A (ja) インクジェットコーティングインク受容層のためのカチオン性炭酸塩顔料
CN1213343A (zh) 记录片材和其生产方法
KR20060022250A (ko) 수성 백색 안료 조성물
CN1871130A (zh) 涂有胺官能聚乙烯醇的喷墨打印纸
CN1775548A (zh) 一种喷墨打印纸
US6348256B1 (en) Ink jet paper coatings containing amine functional monomer grafted poly(vinyl alcohol)
WO1999064249A1 (en) Coating system for ink jet applications
CN1243645C (zh) 用于喷墨－打印法的记录材料
JP3946193B2 (ja) インクジェット印刷法に用いられる記録材料
KR100631256B1 (ko) 아민 작용기로 그래프트된 폴리(비닐 알콜)을 함유하는잉크 수용성 피복 조성물
CN1470575A (zh) 用于印刷面的阳离子涂层
WO2007007751A1 (ja) 表面処理シリカゾル、その製造方法及びインクジェット記録媒体
JP4133077B2 (ja) 水系速乾性樹脂組成物
AU2004213307B2 (en) Water-soluble polymers reduced in molecular weight, process for production thereof and usage thereof
JP3552986B2 (ja) インクジェット記録用被記録材及びインクジェット記録用耐水化剤
JP5027354B2 (ja) 記録媒体用添加剤
JP3216064B2 (ja) インクジェット印刷用紙の表面塗布剤
JP3650086B2 (ja) インクジェット記録用被記録材及びインクジェット記録用耐水化剤
JP2000001046A (ja) インクジェット記録シート用添加剤
JP2002220559A (ja) インクジェット用退色防止剤及び被記録材
JP3175238B2 (ja) インクジェット用被記録材およびその製造方法
JP2000281722A (ja) シート表面処理剤およびインクジェット方式印刷用紙
JPH11240245A (ja) 記録媒体用添加剤及び記録媒体用添加剤の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C06 Publication
PB01 Publication
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C19 Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee