CN1354715A - 带有多阶段油墨迁移抑制剂的喷墨接受介质 - Google Patents

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Abstract

一种喷墨接受介质,它包含:多孔膜;和用于颜料基油墨的多阶段迁移抑制剂,包含具有季铵官能团的聚合物,该聚合物的水溶性相当高。较好是该聚合物具有化学式P(X/Y/Z),式中X是含吡咯烷酮的聚合单体;Y是含酸的聚合单体;Z是含季铵的聚合单体。

Description

带有多阶段油墨迁移抑制剂的喷墨接受介质
发明领域
本发明涉及一种其上沉积颜料基油墨形成优良图象的微孔喷墨接受介质，当与水接触时它能阻止所述颜料基油墨的迁移。
发明背景
在商业和消费应用中喷墨成象技术已广为流行。使用个人计算机和桌面打印机将彩色图象打印在纸张和其它接受介质上的能力已由染料基油墨拓展至颜料基油墨。颜料基油墨具有鲜艳的色彩和更耐久的图象，这是因为在用热喷墨打印头(如购自惠普公司、Encad Inc.，Mimaki Corporation、EpsonCorporation等公司的打印机中的购自惠普公司或LexMark Corporation的打印头)分送前颜料颗粒存在于分散液中。
喷墨打印机一般用于例如工程和建筑制图中的宽幅电子打印。由于操作简单、喷墨打印机经济以及油墨技术的改进，因此喷墨成象法具有很大的发展前景，使打印工业能制得宽幅的、按需形成图象的并且图象质量耐久的图象。
用于形成图象的喷墨系统的组件可分成三大类：
1.计算机、软件、打印机；
2.油墨；
3.接受片材。
计算机、软件和打印机将控制墨滴的大小、数量和位置并输送受体薄膜。油墨含有构成图象的着色剂即颜料，受体薄膜提供接受并保持油墨的介质。喷墨图象的质量与整个系统有关。但是，在喷墨系统中油墨和受体薄膜的组成和相互作用是最重要的。
图象质量是观看的公众和消费者希望并需要看到的。印刷所对喷墨介质/油墨体系还有许多其它要求，例如快速干燥、对湿度不敏感性、延长的储存寿命、耐水和总体可操作性。同时，置于环境中时对介质和油墨还有其它的要求(取决于图象的用途)。
通常选用多孔膜作为喷墨接受介质，因为多孔膜的毛细管作用能将油墨吸入孔中，它比形成水溶性涂层的膜的吸收机理快得多。然而，过去在使用多孔涂层即薄膜以获得所需的快速干燥时，由于着色剂在多孔网络中渗入太深而造成光学密度有很大的下降。在分送每滴为大体积的油墨的打印机中这种问题尤为严重，因为需要额外的薄膜厚度来接纳所有油墨。当膜的孔尺寸和孔体积是开放的以便颜料渗入时，在膜中颜料会分层。也就是说，按照施加次序在不同的深度可发现主要是黑色、青色、品红和黄色。因此先施加的某些颜色在图像中被随后施加的其它颜料基油墨所光学抑制。另外，油墨的侧向扩散也是作为接受介质的多孔膜的固有问题。当将颜料基油墨喷射在孔尺寸太小的多孔薄膜上时，着色颜料会被过滤在薄膜的顶部，形成高的图象密度，但是该颜料容易抹去且有永不会变干的效果。同时，在水/二元醇载体被吸收前油墨中的过量流体会聚结，或甚至更严重会汇聚在图象上流淌。
由于在油墨喷射过程中和在剩余的油墨中要求颜料颗粒连续地分散，因此颜料基喷射油墨的化学配方是相当复杂的。
用于接受染料基喷射油墨的常见介质是纸张，或在特殊情况下是涂覆的纸张。但是，当纸张的给定区域具有太多喷射油墨时，会发现该纸张被溶解染料的水性油墨过饱和。
随着喷射油墨成为商业潮流和颜料基油墨的普遍流行，尝试了各种不同的介质以试图对油墨中流体加以控制。
日本专利JP 61-041585揭示了一种使用一定的PVA/PVP比例制造打印材料的方法。其缺点是耐水性和湿擦除性不佳。
日本专利JP 61-261089揭示了一种除PVA/PVP混合物以外还含有阳离子导电树脂的透明材料。该材料是耐水的并且防污，但是湿擦除性能差。
欧洲专利公报EP 0 716 931 A1揭示了一种使用能在两个或多个位置与金属离子配位键合的染料的体系。同时将粘合剂树脂与无机颜料一起用于纸张或薄膜上。较好在成象前喷射金属离子并需要额外加热来完成反应。未提到这种体系是耐水的，其目的是延长储存寿命，不会因热或光而褪色。
美国专利5,537,137揭示了一种通过热或紫外线固化来获得耐水性的体系。在该专利中，其涂层的例子含有来自CaCl2的Ca2+。这种物质的加入是为了向分散的聚合物上的酸基团提供活性物质。成象后在UV或热固化前涂层仍是水溶性的。
因此，目前特定的喷墨接受介质采用载体吸收组分，有时还含有任选的添加剂将油墨粘在介质上。结果造成现有的介质固有地对水汽敏感，操作时易碎裂且易被手指弄脏。另外，所述载体吸收组分通常由水溶性(或水溶胀性)聚合物组成，造成打印速度慢，干燥时间长。
颜料基油墨分送系统还涉及颜料控制体系，其中对颜料颗粒的施放位置进行控制以形成最佳可能的图象。例如美国专利5,747,148(Warner等)揭示了一种颜料控制体系，其中合适的支承层(列表中包括一层微孔层)具有两层流体控制体系：保护渗透层和接受层，这两层均含填料颗粒，以便从保护渗透层的最外层提供两种不同的许多突出部分。该申请的许多电子显微照片显示出了油墨的颜料颗粒如何遭遇光滑的突出部分(它们提供了合适地形供颜料颗粒“筑巢”)和岩石般的突出部分(它们有助于介质的处置等)。
还公开了其它油墨接受体，包括美国专利5,342,688(Kitchin)、5,389,723和4,935,307(均为Iqbal等)；5,208,092(Iqbal)、5,302,437(Idei等)；美国专利5,206,071(Atherton等)和EP0专利公报0 484 016 A1。
已有技术中已将流体控制体系和颜料控制体系组合起来，例如共同转让的待审美国专利申请08/892,902(代理人卷号53473USA1A)。这一工作解决了喷墨接受介质需要同时具备颜料控制体系(用于絮凝或凝聚进入的颜料/分散颗粒)和流体控制体系(用于在多孔基材中有效地分送载体流体)的问题。
已有技术中还使用了以共聚物为基的油墨迁移抑制剂，所述共聚物由至少两种不同的亲水单体组成，这些亲水单体中每种的均聚物是亲水的，但由不同的亲水单体制得的共聚物水溶性很低。共同转让的待审美国专利申请09/099,956(Waller等)揭示了以单阶段方式工作的所述油墨迁移抑制剂。
发明概述
发现在处于湿气、雨水、露水、雪等形式的水中时要求喷墨接受介质具有耐久性。
还发现当喷墨打印过程中将水性喷墨制剂中的颜料颗粒沉积在接受介质上时，该颜料颗粒需要时间与接受介质形成稳定的关系。
发现即使多孔喷墨接受介质具有流体控制体系和颜料控制体系，颜料颗粒也会在这种介质的孔中迁移。
共同转让的待审美国专利申请09/099,956(Waller等)提供了一种“单阶段”油墨迁移抑制剂，因为它使得在颜料颗粒(及其分散剂)和喷墨接受介质之间快速地建立稳定的关系，尤其是当打印介质在打印之后不久很可能与水接触时。
但是，现已发现颜料颗粒要求使用“多阶段”油墨迁移抑制剂，因为有些喷墨接受介质不宜用第一级油墨迁移抑制剂。
“多阶段”油墨迁移抑制剂有两个关键特征不同于“单阶段”油墨迁移抑制剂：(1)多阶段抑制剂组合物水溶性相当高，不象单阶段油墨迁移抑制剂水溶性很低；(2)多阶段抑制剂组合物起初能更有效地起作用，在颜料颗粒(及其分散剂)和喷墨接受介质之间建立稳定的关系，而该抑制剂的第二阶段的作用与已有技术的单阶段抑制剂的作用相同。
本领域技术人员可按照油墨和介质特性的具体要求选用单阶段抑制剂、多阶段抑制剂，或者这两者。在任一种可能性中，本发明具有当图像遇到水或者处于湿度过大的环境时能抑制油墨迁移的手段。
本发明的一个方面是用于颜料基油墨的多阶段迁移抑制剂，包含具有季铵官能团的聚合物，该聚合物的水溶性相当高。
本申请所用的“水溶性相当高”是指在室温(约15-18℃)单体在去离子水中以50-90克/100克水的量溶解。
着色过的喷射油墨包括热喷射油墨和压喷射油墨。这些油墨较好是水性喷射油墨。
本发明的一个特征是包含一个或多个季铵官能团的聚合物，其水溶性相当高，能与颜料基油墨及其分散剂起配位作用，产生不溶性、分子量较高的配合物。多孔喷墨接受介质中形成的新配合物对额外的水或湿气是基本上耐水的。水通常以湿气、雨、雪等形式来源于环境。
油墨组分和季铵官能团的配位作用的动力学被认为涉及亲水性相互作用(与共同转让的待审美国专利申请09/099,956(Waller等)中所揭示的相同)，但比使用用于单阶段配位作用中的微溶性的均聚物和共聚物所产生的作用更强烈和迅速，这是因为本发明溶解性相当高的聚合物更易于被油墨载体流体所溶解。因为本发明的聚合物是“多阶段”油墨迁移抑制剂，所以本发明的聚合物能够强烈且迅速地与需要抑制其迁移的油墨组分配位，于是更通常地说也就把需要抑制其迁移的油墨组分清除掉了。
对多阶段油墨迁移抑制剂的需求来自打印油墨的质量不可控制且各批油墨的质量互不相同这样一个事实。此外，各批喷墨接受介质的性质也互不相同。这些不同导致其它变化，从而需要更强烈的迁移抑制剂。本发明的多阶段抑制剂解决了由各批差异所产生的问题。
本文中所用的“亲水性相互作用”是指一种物理化学现象，此中多阶段油墨迁移抑制剂中的一个或多个官能团与亲水性介质中的分散剂和离子相互作用。
本发明的一个优点在于本发明溶解性相当高的聚合物能基本上固定颜料颗粒及其相关的分散剂，在打印后的喷墨接受介质与水接触时能防止颜料颗粒及分散剂迁移。某种意义上，本发明溶解性相当高的聚合物补充或代替了单阶段油墨迁移抑制剂的使用，它们在多阶段油墨迁移抑制剂的后续阶段或最终阶段都如此。
此外，本发明的季铵聚合物能增加图像的光学密度，与其它吸收组分一起形成更好的吸液溶液，用来涂覆多孔介质以制得有用的喷墨接受介质。这是因为在用于制备喷墨接受介质的涂覆溶液中可有更大量的本发明多阶段油墨迁移抑制剂。上述多阶段方式还具有更好的絮凝性质。
因此，本发明提供一种喷墨接受介质，该介质包括：多孔薄膜和用于颜料基油墨的多阶段迁移抑制剂，所述抑制剂包含具有季铵官能团的聚合物，所述聚合物的水溶性相当高。该聚合物较好是具有P(X/Y/Z)的化学式，其中X是含吡咯烷酮的聚合单体；Y是含酸的聚合单体；Z是含季铵的聚合单体。
下面结合本发明实例和附图描述本发明的其它特点和优点。
附图的简要说明
图1是比较用的彩色数字图像，显示当喷墨接受介质未使用本发明颜料迁移抑制剂时发生颜料迁移。
图2是彩色数字图像，显示在与图1相同的条件下，但是喷墨接受介质使用本发明颜料迁移抑制剂时基本无颜料迁移。
图3是另一个比较用的彩色数字图像，显示当喷墨接受介质未使用本发明颜料迁移抑制剂时发生颜料迁移，但其浓度不同于图1所用的。
图4是彩色数字图像，显示在与图3相同的条件下，但是喷墨接受介质使用本发明颜料迁移抑制剂时基本无颜料迁移，但其浓度不同于图2所用的。
图5是比较用的彩色数字图像，显示当喷墨接受介质未使用本发明颜料迁移抑制剂时发生颜料迁移，其浓度与图1相同，但暴露于水中的开始时间不同。
图6是彩色数字图像，显示在与图5相同的条件下，但是喷墨接受介质使用本发明颜料迁移抑制剂时基本无颜料迁移，其浓度与图2相同，但暴露于水中的开始时间不同。
图7是另一个比较用的彩色数字图像，显示当喷墨接受介质未使用本发明颜料迁移抑制剂时发生颜料迁移，尽管暴露于水中的开始时间相同，但其浓度不同于图5所用的。
图8是彩色数字图像，显示在与图7相同的条件下，但是喷墨接受介质使用本发明颜料迁移抑制剂时基本无颜料迁移，尽管暴露于水中的开始时间相同，但其浓度不同于图6所用的。
发明的较佳实施方案
喷墨接受介质
喷墨接受介质可以是本领域普通技术人员已知的任何多孔膜或薄膜，想要在该薄膜的至少一个主表面上打印喷射油墨。多孔膜较好是微孔膜，更好是相分离的微孔膜(如相转化膜，它可以是湿的或干的，如R.E.Kesting的合成聚合物膜：结构前景(Synthetic Polymeric Membranes：StructuralPerspective)，第二版，John Wiley & Sons，1985，第7章，第237-285页中所述)，更好的是热引发相分离(thermally induced phase separated，T.I.P.S.)的微孔膜，如美国专利4,539,256(Shipman)、4,726,989(Mrozinski)、5,120,594(Mrozinski)、4,867,881(Kinzer)和4,247,498(Castro)中所述类型的微孔膜。另一种微孔膜是TESLIN，按照美国专利4,892,779(Leatherman)所述方法制得，该方法需要“用增塑剂加工成均匀混合物”、萃取和拉伸。这些加工行为或技术是膜成形工艺中常用的。按照美国专利4,613,441(Kohno)所述方法制得的类似产品也可被认为是用于本发明的微孔膜。
较好是介质为喷墨接受介质，它包括具有流体控制体系和颜料控制体系的多孔基材，这些体系被浸渍至多孔基材的孔内，与基材的孔表面接触，例如揭示于共同转让的待审美国专利申请08/892.902(代理人卷号53473USA1A)和相关的PCT公报WO 99/03685。该介质的一个实例是一种喷墨接受体，它包括浸渍有无机多价金属盐以及专为所用油墨和薄膜选用的表面活性剂或表面活性剂混合物的微孔膜。
另一个实例是一种喷墨接受体，它包括浸渍有微孔氟化二氧化硅附聚物和粘合剂以及专为所用油墨和薄膜选用的表面活性剂或表面活性剂混合物的微孔膜。
本发明另一个实例是一种喷墨接受体，它包括浸渍有微孔氟化二氧化硅附聚物和粘合剂以及表面活性剂或表面活性剂混合物的微孔膜，所述表面活性剂选自以烃为基的阴离子表面活性剂、硅基非离子表面活性剂或以氟代烃为基的非离子表面活性剂或它们的混合物。
当在喷墨打印机中成象时，这些接受体形成非常高密度和非常高质量的图象，所述图象不发粘并且瞬间指触干燥。
油墨着色剂通常是带有与颜料相粘的分散剂的颜料分散液，在与接受介质组件接触时颜料分散液会去稳定、絮凝、附聚或凝结颜料。按照本发明，将各种着色剂沉积在膜的表面上或刚好在表面下使载体流体被吸入膜中，此时流体控制体系发挥作用，同时颜料控制体系为颜料提供了一个保护场所。
对于特别好的实例，喷墨接受介质使用美国专利4,539,256(Shipman)、4,726,989(Mrozinski)和5,120,594(Mrozinski)所述并可购自美国3M公司的热致相分离(T.I.P.S)微孔膜。为达到最佳效果，可根据喷墨打印机的型号或制造方式调节多孔薄膜的孔尺寸和孔体积，从而恰当地接纳打印机分送的油墨体积，确保最佳可能的图象质量。当以35皮升(picoliter)/滴×4种颜色×600×600滴/英寸进行打印时，本发明特别好的微孔膜是聚丙烯膜，它按照美国专利4,539,256(Shipman等)、4,726,989(Mrozinski)、更好是5,120,594(Mrozinski)所述，用热致相分离技术制得。较好是聚丙烯膜与矿物油共挤出，接着在热条件下双轴拉伸。
在较佳的介质/油墨组上的涂布对于商业打印中高要求的喷墨打印用途有其特殊的功效。因此，可“细调”这些接受体的性能以调节喷射油墨释放的变量，所述性能包括但不限于：介质的孔隙度、孔尺寸、表面湿润能、以及与介质接受各种配方和墨滴体积的油墨有关的其它性能。另外，这些介质显示复杂的多孔材料孔隙度，为流体控制提供曲折的通道，并且还提供曲折的通道以便在油墨释放过程中一开始并连续地捕获颜料。
颜料迁移抑制剂
本发明所用的颜料迁移抑制剂可以是以下通式I的含季铵官能团的聚合物：
                               I
                           P(X/Y/Z)其中，“P(X/Y/Z)”表示共聚单体X、Y和Z的聚合物；X是含吡咯烷酮的聚合单体；Y是含酸的聚合单体；Z是含季铵的聚合单体。
聚合物中X单体的重量百分含量约为整个聚合物的30-66重量％，较好约为40-50重量％。
聚合物中Y单体的重量百分含量约为整个聚合物的10-32重量％，较好约为10-20重量％。
X单体和Y单体的重量比约为2∶1至4∶1，较好是约为3∶1。
聚合物中Z单体的重量百分含量约为整个聚合物的2-50重量％，较好约为30-45重量％。
式I聚合物的非限制性的例子包括：乙烯基吡咯烷酮-丙烯酸-丙烯酸氯化三甲基铵基乙酯共聚物，缩写为“P(NVP/AA/DMAEA-CH3Cl)”；乙烯基吡咯烷酮-丙烯酸-甲基丙烯酸氯化三甲基铵基乙酯共聚物，缩写为“P(NVP/AA/DMAEMA-CH3Cl)”；乙烯基吡咯烷酮-丙烯酸-甲基丙烯酸氯化二甲基苄基铵基乙酯共聚物，缩写为“P(NVP/AA/DMAEMA-苄基氯)”；和乙烯基吡咯烷酮-丙烯酸-甲基丙烯酸溴化二甲基十六烷基铵基乙酯共聚物，缩写为“P(NVP/AA/DMAEMA-C16H33Br)”。
用于本发明的聚合物较好是P(NVP/AA/DMAEA-CH3Cl)，具有以下化学式II：
Figure A0080627200111
本发明的聚合物通过上述合适重量比的单体X、Y和Z的反应合成制得。
已发现分子量(数均分子量)对于本发明抑制剂聚合物的性能是重要的。聚合物的分子量约为10,000至300,000，较好约为20,000至200,000，更好约为30,000至100,000(大于约35,000)。
一旦选定单体，聚合反应就要简单得多了。在合适的溶剂中混合这些单体和适量引发剂，对这些混合物进行轻度加热，使得在合理的时间范围内发生聚合反应。应对引发剂浓度加以调节以使对于给定的一组单体浓度，能以95-99％的转化率获得所需分子量的共聚物。
确定聚合物组成的共聚单体比例是重要的。这些比例不仅反映了聚合物在水基组合物中的溶解度，而且决定了聚合物对颜料流动的抑制性能。多阶段油墨迁移抑制基于式I的P(X/Y/Z)出人意料的性能。含季铵的Z单体强烈且迅速地抑制油墨迁移，而X单体和Y单体的组合用作较缓慢、清除性更强的油墨迁移抑制剂。式I聚合物的多阶段油墨迁移抑制剂的性能对于不同类型的喷射油墨用颜料是通用的。例如，已发现最容易迁移的颜料是青色和黄色。多阶段油墨迁移抑制剂，由于式I聚合物中Z单体的存在而特别适合于抑制油墨迁移，而式I中X和Y单体可用于抑制品红和黑色颜料的迁移。将通用絮凝剂作为本发明的多阶段油墨迁移抑制剂，确保了在从打印后的即时起全沉浸至自然接触户外气候中数月的这段停留时间内抑制任何可能的打印颜料的迁移。
换言之，丙烯酸、(N-乙烯基-2-吡咯烷酮)和DMAEA-CH3Cl的三元共聚物具有高密度和低颜料流动性的综合性能，并且对其它性能(如流体控制和其它颜料控制，例如颜料颗粒的絮凝/附聚)不会产生不利影响。X、Y和Z单体聚合形成聚合物可使用任何常规的聚合技术，其中包括本体聚合、乳液聚合和溶液聚合，目前较好的是溶液聚合。这些聚合过程可用常规方法来实现，其中包括阴离子聚合、阳离子聚合和自由基聚合，目前较好的是自由基聚合。
抑制剂聚合物(即共聚物，此处用来指含有一种以上单体的聚合物，例如以上列出的三元共聚物)聚合之后，将该抑制聚合物加入涂料溶液(例如共同转让的待审美国专利申请08/892,902(代理人卷号53473USA1A)中所述)，用于涂覆在喷墨接受介质上。涂覆溶液中抑制剂聚合物所占的重量百分数，取决于分子量，约为1-10重量％(以涂料溶液的总重量计)，以使对其它打印性质的不利影响降至最低，较好是约为2-7重量％，更好是约为3-6重量％。涂覆溶液中抑制剂聚合物所占的重量百分数可高于不含Z单体的共聚物的该百分数，因为式I聚合物中Z单体官能团(季铵官能团)的存在使聚合物由水溶性很低转变成水溶性相当高。
任选的添加剂
除了本发明迁移抑制剂以外，还可加入其它化合物以改进图象的质量和稳定性。例如，为了克服在多孔喷墨介质(颜料颗粒被假定为将在此多孔喷墨介质的多孔性表面内筑巢)的外露表面存在任何残余物，可向用于使多孔介质带有流体控制体系和/或颜料控制体系的涂料溶液中加入干燥剂。干燥剂的一个例子是共同转让的待审美国专利申请09/099,961(Waller等)中揭示的任一种干燥剂。
本发明的应用和实施例
发现当用外叠层(overlaminate)保护的经过打印的喷墨介质的一部分被部分浸入水中，且毛细管力使水分持续地由该外叠层保护的经过打印的介质内的受浸泡部分流向另一处受浸泡部分，并有时流向未受浸泡部分时，会发生颜料颗粒的油墨迁移。在纯粹毛细管作用下这种持续水流动在浸泡区的不同位置之间输送颜料颗粒，有时将其输送至未浸泡的区域，将输送的颜料颗粒留在不需要的位置，使所需图象失真。打印过的油墨的一部分经过浸泡数分钟内或只有经数小时后才会发生该现象。这种显著的油墨迁移犹如薄层色谱法。本发明组合物抑制这种油墨的迁移，将这种现象由数分钟推迟至数星期或更长。叠合的打印过的喷墨图象的边缘或者该叠合物中的裂缝均可以是水流动或毛细管作用的根源。除非使用本发明组合物抑制颜料迁移，否则会发生颜料迁移。通过毛细管作用流入的水量还可决定迁移量，但是打印过的喷墨图象应设计成适应可能的严格条件，以免冒图象质量和图象精度下降的风险。
图1是一幅数种颜色的彩色数字照片，它是用购自美国惠普公司的HP 2500系列牌号的颜料基喷射油墨打印在喷墨接受介质上的试验图案的图象，所述喷墨接受介质是根据美国专利4,539,256(Shipman等)、4,726,989(Mrozinski)，尤其是5,120,594(Mrozinski)所述制得的含油入口微孔的聚丙烯膜。该膜用表1所示多种抑制剂组合物的涂料进行处理。
     表   1  --抑制剂组合物(重量百分数)和涂料溶液百分数
化合物   比较例A   实施例1   比较例B   实施例2
十四水合硫酸铝     2.9     2.9     2.4     2.4
磺基丁二酸二环己酯     5.8     5.8     4.8     4.8
D，L-2-吡咯烷酮-5-羧酸     2.0     2.0     1.6     1.6
磺基丁二酸二己酯     3.0     3.0     2.5     2.5
5-羟基间苯二甲酸     3.9     3.9     3.3     3.3
P(NVP/AA)     2.1     --     6.0     --
P(NVP/AA/DMAEA-CH3Cl)     --     2.1     --     6.0
异丙醇     9.6     9.6     8.0     8.0
乙醇     20.5     20.5     26.6     26.6
2-戊醇     4.8     4.8     4.0     4.0
去离子水     45.4     45.4     40.8     40.8
分子量(Mn)
溶液百分数     2.1     2.1     6.0     6.0
将例A、1、B和2涂覆在膜上。
该膜具有如下性能：
    泡点(bubble point)                   0.75μm
    Gurley 50cm3                        20秒
    孔隙度％孔隙                         41％
    表面湿润能
    (处理前)                             30达因/厘米2
    厚度                                 0.178mm(7mil)
例A和例1之间唯一的不同之处是例A使用P(X/Y)，而例1使用P(X/Y/Z)。例A和例1一组与例B和例2一组之间的不同是向用于薄膜的吸液溶液中加入的组合物的百分数为2％对6％。
用4号Meyer绕线棒涂布器将组合物涂覆在薄膜上。将经打印的介质与3M公司8519CP型号的外叠层(Overlaminate)(得自其明尼苏达州圣保罗的商业图像分部)层压在一起，并将层压的介质粘附在一片透明的聚酯上，将其约75％的面积在打印后30分钟内浸泡在水中24小时。在浸泡过程中，例A的图像由于青色和黄色的颜料迁移而使质量变差，如图1所示。
图2示出实施例1的结果。浸泡24小时后用肉眼检查，基本未发生颜料被吸至水线或水线以上。
例B和例2获得类似的结果，分别如图3和4所示，但是例B中吸液溶液由于P(X/Y)单阶段迁移抑制剂的溶解性很低而难以涂覆，而例2在制备和试验过程中表现非常好。事实上，在抑制青色和黄色颜料迁移这方面，实施例2的结果优于实施例1。
还在如上所述相同的条件下试验例A和例1以及例B和例2，只是改变了处于水中的起始时间，即直到打印后4天才开始将试样部分浸泡在水中，而不是打印后30分钟。在各例A(图5)、例1(图6)、例B(图7)和例2(图8)中，浸泡前较长的停留时间改进了试验图像的耐水性。但使用P(X/Y/Z)仍优于使用P(X/Y)。
图1-8所示图像的比较通过以下几方面的对照表明油墨迁移抑制性能的提高：
(a)P(X/Y)的使用(图1、3、5和7)与P(X/Y/Z)的使用(图2、4、6和8)的比较；
(b)不同浓度的抑制剂：图1、2、5和6与图3、4、7和8的比较；
(c)不同的处于水中的起始时间：图1-4与图5-8的比较。
图4所示的实例是目前较好的，因为较高的浓度提供了较强的第一阶段保护防止油墨迁移。
通常在浸泡后的前2天内就会观察到迁移试验的不合格。目前则可认为本发明的抑制作用能无限期地继续下去，其作用期间长于图像在含水环境中的任何可预计期间。这是因为组合使用作用较缓慢的X/Y单体能继续清除膜中未配位的颜料颗粒。事实上，图5-8所示的结果表明，作用较缓慢的X/Y单体具有该清除效应，以减小P(X/Y)抑制剂和P(X/Y/Z)抑制剂之间的性能差距。但是，在设计喷墨接受介质时，人们不可能知道图像处于水中的最早时间，这就使本发明的P(X/Y/Z)抑制剂由于其在多阶段抑制过程中的第一阶段性能而出乎意料地有价值。
本发明的目的和优点通过这些实施例加以说明，但是实施例中所引用的具体物质及其用量和其它条件及细节不应被认为对本发明起到限制作用。本文所引用的专利、专利文献和出版物的全部内容参考结合于本发明中，正如它们各自被单独引用一样。在不偏离本发明范围和精神的情况下，对本发明的各种改动和变化对本领域技术人员而言是显而易见的。应该理解，本发明不局限于本文中说明性的实施方案和实施例，这些实施例和实施方案只是作为例子给出，发明范围只受权利要求书的限制。

Claims (20)

1.一种喷墨接受介质，它包含：
多孔膜；和
用于颜料基油墨的多阶段迁移抑制剂，包含具有季铵官能团的聚合物，该聚合物的水溶性相当高。
2.如权利要求1所述的喷墨接受介质，其特征在于该聚合物具有化学式：
                           P(X/Y/Z)式中，X是含吡咯烷酮的聚合单体；Y是含酸的聚合单体；Z是含季铵的聚合单体。
3.如权利要求2所述的喷墨接受介质，其中
X单体的含量约为整个聚合物的30-66重量％；
Y单体的含量约为整个聚合物的10-32重量％；
Z单体的含量约为整个聚合物的2-50重量％。
4.如权利要求2所述的喷墨接受介质，其中
X单体的含量约为整个聚合物的40-50重量％；
Y单体的含量约为整个聚合物的10-20重量％；
Z单体的含量约为整个聚合物的30-45重量％。
5.如权利要求1所述的喷墨接受介质，其特征在于该聚合物的数均分子量约为10,000-300,000。
6.如权利要求1所述的喷墨接受介质，其特征在于Z单体选自丙烯酸氯化三甲基铵基乙酯、甲基丙烯酸氯化三甲基铵基乙酯、甲基丙烯酸氯化二甲基苄基铵基乙酯和甲基丙烯酸溴化二甲基十六烷基铵基乙酯。
7.如权利要求1所述的喷墨接受介质，其特征在于聚合物是N-乙烯基-2-吡咯烷酮-丙烯酸-丙烯酸氯化三甲基铵基乙酯共聚物。
8.如权利要求1所述的喷墨接受介质，其特征在于多孔膜是具有曲折通道的微孔膜。
9.如权利要求1所述的喷墨接受介质，其特征在于多孔膜是相分离的微孔膜。
10.如权利要求9所述的喷墨接受介质，其特征在于相分离微孔膜是热致相分离的微孔膜。
11.如权利要求1所述的喷墨接受介质，其特征在于多孔膜包含浸入多孔膜孔内的流体控制体系和颜料控制体系。
12.如权利要求11所述的喷墨接受介质，其特征在于颜料控制体系包含氟化二氧化硅附聚物。
13.如权利要求12所述的喷墨接受介质，其特征在于流体控制体系包含表面活性剂。
14.如权利要求11所述的喷墨接受介质，其特征在于多孔膜浸渍有无机多价金属盐和表面活性剂。
15.如权利要求14所述的喷墨接受介质，其特征在于流体控制体系包含表面活性剂。
16.一种喷墨接受介质，它包含：
(a)相分离微孔膜，和
(b)浸入微孔膜的用于颜料基油墨的多阶段迁移抑制剂，包含具有季铵官能团的聚合物，该聚合物的水溶性相当高。
17.如权利要求16所述的介质，它还包含浸入微孔膜的干燥剂。
18.如权利要求16所述的介质，该介质上还具有图像。
19.一种制备喷墨接受介质的方法，该方法包含提供多孔膜并施用颜料基油墨用的多阶段迁移抑制剂，该抑制剂包含具有季铵官能团的聚合物，该聚合物的水溶性相当高。
20.一种形成图像的方法，该方法包括提供权利要求1所述的喷墨接受介质并在其上打印具有颜料基油墨的图像。
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