FR2874032A1 - Materiau destine a la formation d'images par impression par jet d'encre - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un matériau destiné à la formation d'images par impression par jet d'encre présentant une très bonne stabilité à l'ozone et à la lumière.Ledit matériau comprend un support et au moins une couche réceptrice d'encre, ladite couche réceptrice d'encre comprenant au moins un polymère de silice amorphe présentant un degré de condensation compris entre 75 et 88%. Un tel polymère peut être obtenu par voie sol-gel en catalyse acide à partir d'alcoxydes de silicium.
Description
MATERIAU DESTINE A LA FORMATION D'IMAGES PAR IMPRESSION
PAR JET D'ENCRE La présente invention concerne un matériau destiné à la formation d'images par impression par jet d'encre.
La photographie numérique est en plein essor depuis quelques années, le grand public disposant désoimais d'appareils photographiques numériques performants et au coût raisonnable. On recherche donc à pouvoir réaliser des tirages photographiques à partir d'un simple ordinateur et de son imprimante, avec la meilleure qualité possible.
De nombreuses imprimantes, en particulier celles liées à la bureautique personnelle, utilisent la technique d'impression par jet d'encre. Il existe deux grandes familles de techniques d'impression par jet d'encre: le jet continu et la goutte à la demande.
Le jet continu est le système le plus simple. On force l'encre sous pression (3.105 Pa) à passer à travers une ou plusieurs buses de sorte que l'encre se transforme en un flux de gouttelettes. Afin d'obtenir des tailles et des espaces entre gouttes les plus réguliers possibles, on envoie des impulsions de pression régulières au moyen par exemple d'un cristal piézo-électrique en contact avec l'encre alimenté en courant alternatif haute fréquence (jusqu'à 1 MHz). Pour que l'on puisse imprimer un message à l'aide d'une buse unique, il faut que chaque goutte soit contrôlée et dirigée individuellement. Pour cela, on utilise l'électrostatique: on place une électrode autour du jet d'encre à l'endroit où les gouttes se forment. Le jet se charge par induction et chaque goutte porte désormais une charge dont la valeur dépend de la tension appliquée. Les gouttes passent ensuite entre deux plaques déflectrices chargées de signe opposé et suivent alors une direction donnée, l'amplitude du mouvement étant proportionnelle à la charge portée par chacune d'entre elles. Pour empêcher les autres gouttes d'atteindre le papier, on les laisse non chargées: ainsi, au lieu de se diriger vers le support elles continuent leur chemin sans être déviées et vont directement dans un réceptacle.
L'encre est alors filtrée et peut être réutilisée.
L'autre catégorie d'imprimante à jet d'encre est la goutte à la demande ("drop-on-demand" DOD). Elle constitue la base des imprimantes jet d'encre utilisées en bureautique. Avec cette méthode, la pression dans le bac à encre n'est pas maintenue constante mais est appliquée quand un caractère doit être formé. Dans un système largement répandu on trouve une rangée de 12 buses ouvertes, chacune d'entre elles étant activée par un cristal piézo-électrique. On donne à l'encre contenue dans la tête une impulsion: l'élément piézo est contracté par une tension électrique, qui provoque une diminution de volume, entraînant l'expulsion de la goutte par la buse. Quand l'élément reprend sa forme initiale, il pompe dans le réservoir l'encre nécessaire pour de nouvelles impressions. La rangée de buses est ainsi utilisée pour générer une matrice colonne, de sorte qu'aucune déflexion de goutte n'est nécessaire. Une variation de ce système consiste à remplacer les cristaux piézo-électriques par de petits éléments chauffants derrière chaque buse. Les gouttes sont éjectées à la suite de la formation de bulles de vapeur de solvant. L'augmentation de volume permet l'expulsion de la goutte. Enfin, il existe un système de jet d'encre à impulsion dans lequel l'encre est solide à température ambiante. La tête d'impression doit donc être chauffée pour que l'encre se liquéfie et puisse imprimer. Ceci permet un séchage rapide sur une gamme plus large de produits que les systèmes conventionnels.
Il existe à l'heure actuelle de nouvelles imprimantes "jet d'encre" capables de produire des images photographiques d'excellente qualité. Toutefois, elles ne peuvent pas fournir de bonnes épreuves si on utilise un papier d'impression de qualité médiocre. Le choix du papier d'impression est primordial pour la qualité d'image obtenue. Le papier d'impression doit réunir les propriétés suivantes: une image imprimée de grande qualité, un séchage rapide lors de l'impression, une bonne tenue des couleurs de l'image dans le temps, un aspect lisse et brillant.
Le papier d'impression est d'une manière générale constitué d'un support revêtu d'une ou plusieurs couches en fonction des propriétés recherchées.
Il est possible par exemple d'appliquer sur un support une couche de primaire d'accrochage, une couche absorbante, une couche de fixation des colorants de l'encre et une couche protectrice ou une couche de surface pour assurer la brillance du matériau. La couche absorbante absorbe la partie liquide de la composition d'encre aqueuse après création de l'image. L'élimination du liquide réduit le risque de migration de l'encre en surface. La couche de fixation des colorants de l'encre évite toute déperdition de colorant dans les fibres de la base papier de manière à obtenir une bonne saturation des couleurs tout en évitant un excès d'encre qui favoriserait l'augmentation de la taille des points d'impression et diminuerait la qualité de l'image. La couche absorbante et la couche de fixation peuvent constituer une seule couche réceptrice d'encre assurant les deux fonctions. La couche protectrice est conçue de manière à assurer une protection contre les empreintes digitales et les traces de pression des rouleaux d'insertion des imprimantes. La couche réceptrice d'encre comprend habituellement un liant, un agent receveur et divers additifs. Le but de l'agent receveur est de fixer les colorants dans le papier d'impression. Les receveurs inorganiques les plus connus sont la silice colloïdale ou encore la boehmite. Par exemple, les demandes de brevet européen EP-A-976 571 et EP-A-1 162 076 décrivent des matériaux pour l'impression par jet d'encre dans lesquels la couche réceptrice d'encre contient comme receveurs inorganiques du LudoxTM CL (silice colloïdale) commercialisé par Grace Corporation ou du DispalTM (boehmite colloïdale) commercialisé par Sasol. Cependant, les papiers d'impression comportant une couche réceptrice d'encre contenant de tels receveurs inorganiques peuvent présenter une mauvaise stabilité d'image au cours du temps qui se manifeste par une perte de densité des couleurs.
Pour répondre aux nouveaux besoins du marché en terme de qualité photographique, de vitesse d'impression et de stabilité des couleurs, il est nécessaire de proposer un nouveau matériau destiné à l'impression par jet d'encre présentant les propriétés telles que définies ci-dessus et plus particulièrement une bonne tenue des couleurs de l'image dans le temps, se traduisant en particulier par une bonne stabilité des couleurs de l'image imprimée à l'ozone et à la lumière.
Dans ce but, le nouveau matériau selon la présente invention, destiné à la formation d'images par impression par jet d'encre, comprend un support et au moins une couche réceptrice d'encre, et est caractérisé en ce que ladite couche réceptrice d'encre comprend au moins un polymère de silice amorphe présentant un degré de condensation compris entre 75% et 88%.
Ledit polymère de silice amorphe peut être obtenu par voie sol-gel en catalyse acide à partir d'alcoxydes de silicium.
Le matériau destiné à la formation d'images par impression par jet d'encre selon la présente invention permet d'obtenir une image imprimée présentant une tenue des couleurs dans le temps améliorée, se traduisant en particulier par une stabilité des couleurs de l'image imprimée à l'ozone et à la lumière améliorée.
D'autres caractéristiques apparaîtront à la lecture de la description qui suit, faite en référence aux dessins dans lesquels: la figure 1 représente le pourcentage de perte de densité des couleurs pour différents matériaux comparatifs et selon la présente invention 15 exposés à l'ozone, et les figures 2 et 3 représentent le pourcentage de perte de densité des couleurs pour différents matériaux comparatifs et selon la présente invention exposés à la lumière.
Le matériau destiné à la formation d'images par impression par jet d'encre selon la présente invention comprend tout d'abord un support. Ce support est choisi en fonction de l'utilisation souhaitée. Il peut être un film thermoplastique transparent ou opaque, en particulier un film à base de polyester tel que le polyéthylène téréphtalate; dérivés de cellulose, tels que ester de cellulose, triacétate de cellulose, diacétate de cellulose; polyacrylates; polyimides; polyamides; polycarbonates; polystyrènes; polyoléfines; polysulfones; polyétherimides; polymères vinyliques tels que le polychlorure de vinyle; et leurs mélanges. Le support utilisé dans l'invention peut également être en papier, dont les deux faces peuvent être éventuellement recouvertes d'une couche de polyéthylène. Lorsque le support constitué de pâte de papier est enduit sur ses deux faces de polyéthylène, il est appelé Resin Coated Paper (RC Paper) et est commercialisé sous différentes marques. Ce type de support est particulièrement préféré pour constituer un matériau destiné à l'impression à jet d'encre. La face du support qui est utilisée peut être revêtue d'une très fine couche de gélatine ou d'une autre composition afin d'assurer l'adhésion de la première couche sur le support. Pour améliorer l'adhérence de la couche réceptrice d'encre sur le support, la surface du support peut également avoir été soumise à un traitement préliminaire par décharge Corona avant d'appliquer la couche réceptrice d'encre.
Le matériau selon l'invention comprend au moins une couche réceptrice d'encre comprenant au moins un liant hydrosoluble. Ledit liant hydrosoluble peut être un polymère hydrophile tel que l'alcool polyvinylique, le poly(vinyl pyrrolidone), la gélatine, les éthers de cellulose, les poly(oxazolines), poly(vinylacétamides), poly(acétate de vinyle/vinyle alcool) partiellement hydrolysés, poly(acide acrylique), poly(acrylamide), les polyesters et polystyrènes sulfonés ou phosphatés, la caséine, zéine, albumine, chitine, dextrane, pectine, dérivés du collagène, agar-agar, guar, carraghenane, tragacanth, xanthane et autres.
De préférence, on utilise de la gélatine ou l'alcool polyvinylique. La gélatine est celle utilisée traditionnellement dans le domaine photographique. Une telle gélatine est décrite dans Research Disclosure Septembre 1994, n 36544, part IIA. Research Disclosure est une publication de Kenneth Mason Publications Ltd., Dudley House, 12 North Street, Emsworth, Hampshire PO10 7DQ Grande- Bretagne. La gélatine peut être obtenue chez SKW et l'alcool polyvinylique chez Nippon Gohsei, ou chez Air Product sous le nom de Airvol 130.
Selon la présente invention, la couche réceptrice d'encre comprend au moins un polymère de silice amorphe présentant un degré de condensation compris entre 75 et 88%. Ce polymère de silice est utilisé comme agent receveur.
Le degré de condensation est défini par la formule suivante: Degré de Condensation = E (i * %Q; ) / 4 où Qi désigne un site Si entouré de i ponts oxo.
Ainsi, les unités Qi sont représentées de la manière suivante: OSi OSi OSi Si0 Si.. XO Si.. XO Si..
"'OSi / "OSi / "'OSi OSi OSi OX Q3 Q2 où X représente H ou un groupe R, R étant un groupe alkyle C0H2n+1, n variant de 1 à 3.
Les unités Qi sont déterminées par analyse des spectres RMN 29Si, 10 à l'aide d'un spectromètre RMN Bruker AVANCETM 300, muni d'une sonde CPMAS 7 mm / Rotor: ZrO2 / Vitesse de Rotation MAS: 4 kHz.
Les spectres 29Si sont enregistrés à l'aide d'une séquence à une impulsion (durée de l'impulsion: 4.2 us (90 ) et durée entre impulsions 150 s). Ces conditions permettent une analyse quantitative des spectres. Le nombre d'accumulations varie entre 200 et 336 selon l'échantillon. Les spectres ont été simulés avec le programme "WinFit" développé par D. Massiot ("WinFit A windows-based program for lineshapes analysis", Massiot D., Thiele H. and Germanus A., BRUCKER Report 1994, 140, 43-46).
De préférence, ledit polymère de silice amorphe présente un degré 20 de condensation compris entre 75 et 87%, de préférence compris entre 75 et 86%, de préférence entre 80 et 86% et de préférence entre 84 et 86%.
Selon un mode de réalisation préféré, le polymère de silice amorphe utilisé dans la présente invention est obtenu par voie sol-gel en catalyse acide à partir d'alkoxydes de silicium utilisés comme precurseurs.
La synthèse sol-gel est une voie de synthèse connue de l'homme du métier et est par exemple décrite dans la publication "Recent progress in the study of the kinetics of sol-gel SiO2, synthesis reactions", Alan Mc Colfnick, dans Sol-Gel Processing and Applications, édité par Y.A. Attia, Plenum Press, New York (1994), 3. Q4 30
Elle conduit, à partir de précurseurs moléculaires dilués dans un solvant (obtention d'un sol) à la formation d'un réseau tridimensionnel amorphe solide, poreux et gonflé de liquide (obtention d'un gel) par le biais de deux réactions chimiques, hydrolyse et polymérisation par condensation. Ainsi, l'utilisation d'alcoxydes de silicium comme précurseur permet de former un polymère de silice amorphe.
Le précurseur alkoxyde de silicium a pour formule générale Si(OR)4 où R est un groupement organique alkyle CnH2n_,, n variant de 1 à 3, les quatre fonctions pouvant être identiques ou différentes.
De préférence, on utilise comme précurseur de l'orthosilicate de tétraéthyle.
Les solvants utilisés dans la synthèse sol-gel sont l'eau, l'éthanol, le méthanol, le dioxanne ou le tétrahydrofuranne.
De préférence, on utilise, avec le précurseur orthosilicate de tétraéthyle, de l'eau et de l'éthanol. Une fois l'orthosilicate de tétraéthyle et l'eau mélangés dans de l'éthanol, la réaction d'hydrolyse débute et conduit à la formation de groupes silanol Si-OH. Les particules ainsi obtenues constituent le sol. Grâce à une réaction chimique de polymérisation par condensation, ces particules vont s'agréger et former des liaisons Si-O-Si interconnectées, conduisant à la formation d'un gel.
Pour obtenir un polymère pouvant être utilisé selon l'invention, la synthèse par voie sol-gel doit se dérouler en catalyse acide. L'acide peut être constitué d'une solution d'acide monovalent minéral ou organique, l'acide choisi pouvant être l'acide chlorhydrique, l'acide perchlorique ou l'acide nitrique.
Il est possible, après la polymérisation initiale en catalyse acide, de réaliser la gélation sous des conditions basiques pour neutraliser le catalyseur acide, par ajout d'hydroxyde d'ammonium par exemple. De préférence, la quantité de base est telle que le catalyseur acide n'est pas entièrement neutralisé. Ainsi, le catalyseur acide peut être neutralisé jusqu'à 91%.
Après la gélification, le polymère est séché pour évacuer le solvant en dehors du réseau polymère. On obtient alors un gel sec ou xérogel.
Un procédé de préparation d'un polymère de silice amorphe par la voie solgel en catalyse acide avec neutralisation partielle de l'acide est décrit dans la publication Sasaki, D.Y.; Alam, T.M. American Chemical Society 2000,12, 1400-1407.
La couche réceptrice d'encre comprend entre 5 et 95% en poids de polymère de silice amorphe par rapport au poids total de la couche réceptrice d'encre à l'état sec.
La composition de couchage destinée à former la couche réceptrice d'encre est réalisée en mélangeant le liant hydrosoluble et le polymère de silice. La composition peut comprendre également un surfactant pour améliorer ses propriétés d'enduction. La composition peut être couchée sur le support selon n'importe quel procédé d'enduction approprié, tel que l'enduction à lame, au couteau, ou au rideau. La composition est appliquée avec une épaisseur comprise approximativement entre 100 et 300 m à l'état humide. La composition formant la couche réceptrice d'encre peut être appliquée sur les deux faces du support. Il est également possible de prévoir au dos du support revêtu de la couche réceptrice d'encre, une couche antistatique ou anti enroulement.
Le matériau destiné à la formation d'images par impression par jet d'encre selon l'invention peut comprendre, en plus de la couche réceptrice d'encre décrite ci-dessus, d'autres couches ayant une autre fonction, disposées au-dessus ou au-dessous de ladite couche réceptrice d'encre. La couche réceptrice d'encre ainsi que les autres couches peuvent comprendre tous les autres additifs connus de l'homme du métier pour améliorer les propriétés de l'image obtenue, tels que des absorbeurs de rayons UV, des azurants optiques, des antioxydants, des plastifiants, etc...
Le matériau destiné à la formation d'images par impression par jet d'encre selon l'invention présente une bonne tenue des couleurs dans le temps. Il peut être utilisé pour tout type d'imprimante à jet d'encre ainsi que pour toutes les encres développées pour cette technologie.
Les exemples suivants illustrent la présente invention sans toutefois en limiter la portée.
1) Préparation de polymère de silice par voie sol-gel sans catalyse acide On prépare un polymère de silice par voie sol-gel à partir d'orthosilicate de tétraéthyle pour obtenir un xérogel de formule générale SiO2.
On mélange 39,5 g d'orthosilicate de tétraéthyle avec 38,6 g d'éthanol et 42 g d'eau désionisée. On agite pendant 10 minutes à température ambiante puis pendant 27 heures à 60 C pour obtenir un gel. Le gel est mis à incuber sans agitation pendant 16 heures à 75 C.
Le gel est ensuite lavé deux fois avec 100 ml d'éthanol puis deux fois avec 100 ml d'eau désionisée. L'excès de liquide est éliminé par filtration après chaque lavage. Le gel lavé est ensuite lyophilisé jusqu'à masse constante. La poudre obtenue est broyée. On obtient 9,7 g d'une poudre blanche (polymère 1).
2) Préparation de polymères de silice par voie sol-gel en catalyse acide a) Polymère 2 On prépare un polymère de silice par voie sol-gel à partir d'orthosilicate de tétraéthyle pour obtenir un xérogel de formule générale SiO2, avec neutralisation à 30% de l'acide.
On mélange 39,5 g d'orthosilicate de tétraéthyle avec 38,6 g d'éthanol, 42 g d'eau désionisée et 4,5 ml d'une solution d'acide chlorhydrique 0,1M. On agite pendant 10 minutes à température ambiante puis pendant 1,5 heures à 60 C. On ajoute ensuite à la solution obtenue 1,35 ml d'une solution aqueuse d'hydroxyde d'ammonium 0,1M. Puis le mélange est mis à incuber sans agitation pendant 16 heures à 75 C. On obtient un gel qui est ensuite lavé deux fois avec 100 ml d'éthanol puis deux fois avec 100 ml d'eau désionisée. L'excès de liquide est éliminé par filtration après chaque lavage. Le gel lavé est ensuite lyophilisé jusqu'à masse constante. La poudre obtenue est broyée. On obtient 9,7 g d'une poudre blanche (polymère 2).
b) Polymère 3 On prépare un polymère de silice par voie sol-gel à partir d'orthosilicate de tétraéthyle pour obtenir un xérogel de formule générale SiO2, avec neutralisation à 30% de l'acide.
On mélange 39,5 g d'orthosilicate de tétraéthyle avec 19,3 g d'éthanol, 21 g d'eau désionisée et 1 ml d'une solution d'acide chlorhydrique 0,1M. On agite pendant 10 minutes à température ambiante puis pendant 1,5 heures à 60 C. On ajoute ensuite à la solution obtenue 0,3 ml d'une solution aqueuse d'hydroxyde d'ammonium 0,1M. Puis le mélange est mis à incuber sans agitation pendant 16 heures à 75 C. On obtient un gel qui est ensuite chauffé doucement à 40 C sous vide (15 mm Hg) pour éliminer pratiquement tout l'éthanol restant. Le gel obtenu est ensuite lyophilisé jusqu'à masse constante. La poudre obtenue est broyée. On obtient 13,1 g d'une poudre blanche (polymère 3).
c) Polymère 4 On prépare un polymère de silice par voie sol-gel à partir d'orthosilicate de tétraéthyle pour obtenir un xérogel de formule générale SiO2, sans neutralisation de l'acide.
On mélange 39,5 g d'orthosilicate de tétraéthyle avec 19,3 g d'éthanol, 21 g d'eau désionisée et 0,5 ml d'une solution d'acide chlorhydrique 0,1M. On agite pendant 10 minutes à température ambiante puis pendant 1,5 heures à 60 C. Puis le mélange est mis à incuber sans agitation pendant 16 heures à 75 C. On obtient un gel qui est ensuite chauffé doucement à 40 C sous vide (15 mm Hg) pour éliminer pratiquement tout l'éthanol restant. Le gel obtenu est ensuite lyophilisé jusqu'à masse constante. La poudre obtenue est broyée. On obtient 13,7 g d'une poudre blanche (polymère 4).
d) Polymère 5 On prépare un polymère de silicate par voie sol-gel à partir d'orthosilicate de tétraéthyle pour obtenir un xérogel de formule générale SiO2 selon la synthèse décrite dans la publication Sasaki, D.Y.; Alam, T.M. American Chemical Society 2000, 12, 1400-1407. Dans ce cas, l'acide est neutralisé à 91%.
On mélange 30,5 g d'orthosilicate de tétraéthyle avec 30,6 g d'éthanol, 42 g d'eau désionisée et 1 ml d'une solution d'acide chlorhydrique 0,1M. On agite pendant 10 minutes à température ambiante puis pendant 1,5 heures à 60 C. On ajoute ensuite à la solution obtenue 0,91 ml d'une solution aqueuse d'hydroxyde d'ammonium 0,1 M. Puis le mélange est mis à incuber sans agitation pendant 24 heures à 50 C. On obtient un gel qui est ensuite lavé deux fois avec 100 ml d'éthanol. L'excès de liquide est éliminé par filtration après chaque lavage. Le gel est ensuite lavé deux fois avec 100 ml d'eau désionisée, l'excès de liquide étant éliminé par ultra-centrifugation (3200 tours/minutes pendant 10 minutes) après chaque lavage. Le gel est ensuite lyophilisé jusqu'à masse constante. La poudre obtenue est broyée. On obtient 8,2 g d'une poudre blanche (polymère 5).
f) Polymère 6 On prépare un polymère de silice par voie sol-gel à partir d'orthosilicate de tétraéthyle pour obtenir un xérogel de formule générale SiO2, sans neutralisation de l'acide.
On mélange 4740 g d' orthosilicate de tétraéthyle avec 1200 g d'éthanol, 2520 g d'eau désionisée et 60 ml d'une solution d'acide chlorhydrique 0, 1M. On agite pendant 10 minutes à température ambiante. Puis le mélange est mis à incuber sans agitation pendant 12 heures à 75 C. On obtient un gel qui est ensuite chauffé doucement à 40 C sous vide (15 mm Hg) pour éliminer pratiquement tout l'éthanol restant. Le gel obtenu est ensuite lyophilisé jusqu'à masse constante. La poudre obtenue est broyée. On obtient 1596 g d'une poudre blanche (polymère 6).
3) Mesure des spectres RMN 29Si On mesure les spectres RMN 29Si des polymères 1, 4 et 6. A titre comparatif, on mesure également le spectre RMN 29Si de la silice colloïdale amorphe LudoxTM PGE à 30% dans l'eau, commercialisée par Grace Davison.
On utilise la méthode de mesure indiquée dans la description. On utilise comme référence le tétraméthylsilane pour calculer les déplacements.
Les quatre échantillons de silice sont caractérisés par 3 pics vers 108/-110, -101 et -92 ppm attribués respectivement aux unités Q4, Q3 et Q2.
L'analyse quantitative des spectres RMN 29Si est résumée dans le Tableau I, ainsi que le degré de condensation du réseau qui correspond au rendement de condensation (pourcentage de groupes éthoxy qui a conduit à la formation d'un pont oxo).
Tableau I
Q2 Q3 Q4 Echantillon 8(ppm) 8(ppm) 8(ppm) Degré de Cond.
(%) (%) (%) (%) Silice LUDOXTM PGE - -101,3 -111,3 (15,6) (84,4) 96,1 Polymère 1 -92,1 -100,6 -109,8 (6,8) (30,0) (63,2) 89,1 Polymère 4 -92,1 -100,4 -109,00 (8,7) (39,4) (51,9) 85,8 Polymère 6 -92,1 -100,3 -108,9 (10,9) (39,0) (50,1) 84,8 Les polymères 4 et 6 ont un degré de condensation inférieur à celui de la silice 10 LUDOXTM PGE et du polymère 1, et sont retenus pour être utilisés dans la présente invention.
4) Préparation des compositions destinées à être couchées sur un support pour constituer une couche réceptrice d'encre On utilise comme liant hydrosoluble de l'alcool polyvinylique (GohsenolTM GH23 commercialisé par Nippon Gohsei) dilué à 9% en poids dans de l'eau osmosée.
Les compositions comprennent comme agent receveur les polymères de silice préparés selon les paragraphes 1 et 2 ainsi que la silice Ondeo Nalco 2329 commercialisée par Ondeo Nalco Corporation (silice colloïdale amorphe, dispersion à 40%) et la silice LudoxTM PGE.
Toutes les compositions de couchage comprenant les polymères de silice 1 à 6 sont obtenues en mélangeant: 3 g d'agent receveur (matière sèche) 4 g d'alcool polyvinylique à 9% 15 g d'eau désionisée La compositions de couchage comprenant la silice LudoxTM PGE est obtenue en mélangeant: g d'agent receveur (30%) 4 g d'alcool polyvinylique à 9% 8 g d'eau désionisée La compositions de couchage comprenant la silice Nalco 2329 est obtenue en mélangeant: 7,5 g d'agent receveur (40%) 4 g d'alcool polyvinylique à 9% 10,5 g d'eau désionisée Les mélanges sont homogénéisés avec un agitateur à rouleau et 5 billes de verre de 10 mm de diamètre pendant 12 heures.
5) Préparation des matériaux destinés à la formation d'images par impression par jet d'encre Pour cela, on place sur un enducteur un support du type Resin Coated Paper enduit au préalable d'une très mince couche de gélatine et maintenu sur l'enducteur par dépression. On enduit ce support d'une composition telle que 25 préparée selon le paragraphe 4 au moyen d'un couteau. Puis, on laisse sécher pendant 12 heures à l'air ambiant (21 C) pour obtenir une densité de couchage comprise entre 15 et 20 g/m2.
Les matériaux obtenus correspondent aux exemples indiqués dans le tableau II ci-dessous en précisant l'agent receveur utilisé dans la couche 30 réceptrice d'encre:
Tableau II
Matériau Agent receveur dans la couche réceptrice d'encre Ex 1 (comp.) Polymère 1 Ex 2 (inv.) Polymère 2 Ex 3 (inv.) Polymère 3 Ex 4 (inv.) Polymère 4 Ex 5 (inv.) Polymère 5 Ex 6 (inv.) Polymère 6 Ex 7 (comp.) LudoxTM PGE Ex 8 (comp.) Nalco 2329 4) Evaluation de la tenue des couleurs au cours du temps Pour évaluer la tenue des couleurs au cours du temps, on réalise pour chaque matériau obtenu un test d'altération des couleurs par exposition à l'ozone. Pour cela, on imprime, sur chaque matériau, des mires composées de quatre couleurs, noir, jaune, cyan et magenta en utilisant une imprimante KODAK PPM 200 et l'encre associée. Les mires sont analysées au moyen d'un densitomètre GretagMacbeth Spectrolino qui mesure l'intensité des différentes couleurs. Puis les matériaux sont placés au noir dans une pièce à atmosphère contrôlée en ozone (60 ppb) pendant 3 semaines. Chaque semaine, on suit à l'aide du densitomètre l'éventuelle dégradation de la densité des couleurs.
On réalise également pour certains matériaux obtenus un test d'altération des couleurs par exposition à une lumière de 50 Klux pendant 2 semaines. Pour cela, on imprime sur les matériaux obtenus des mires composées de quatre couleurs, noir, jaune, cyan et magenta en utilisant une imprimante KODAK PPM 200 et l'encre associée ou une imprimante Hewlett Packard HP 5550 et l'encre associée. Puis les mires imprimées sont placées sous une plaque de Plexiglas de 6 mm d'épaisseur et totalement transparente aux spectres d'émission des tubes néon utilisés (Osram Lumilux FQ 80 W/ 840 Cool White), de façon à minimiser les phénomènes d'oxydation atmosphériques. On mesure l'éventuelle dégradation de la densité des couleurs l'aide du densitomètre au bout de 2 semaines.
La figure 1 représente le pourcentage de perte de densité observé pour la densité originale égale à 0,5 pour les quatre couleurs de la mire au bout de trois semaines pour les exemples 1 à 8 imprimés avec l'imprimante KodakPPM 200 et exposés à l'ozone. Les lettres K, C, M, Y représentent respectivement les couleurs noire, cyan, magenta et jaune.
On remarque que les matériaux selon l'invention (Exemples 2 à 6) comprenant un polymère de silice amorphe ayant un degré de condensation compris entre 75 et 88% présentent une plus grande stabilité à l'ozone et donc une meilleure tenue des couleurs que les matériaux comparatifs.
La figure 2 représente le pourcentage de perte de densité observé pour la densité originale égale à 0,5 pour les quatre couleurs de la mire au bout de deux semaines pour les exemples 1, 2, 3, 5, 6, et 8 imprimés avec l'imprimante HP 5550 et exposés à la lumière.
La figure 3 représente le pourcentage de perte de densité observé pour la densité originale égale à 0,5 pour les quatre couleurs de la mire au bout de deux semaines pour les exemples 1, 4 et 8 imprimés avec l'imprimante Kodak PPM 200 et exposés à la lumière.
On remarque que les matériaux selon l'invention comprenant un polymère de silice amorphe ayant un degré de condensation compris entre 75 et 88% présentent une plus grande stabilité à la lumière et donc une meilleure tenue des couleurs que les matériaux comparatifs. En particulier, la couleur jaune imprimée sur les matériaux selon l'invention est beaucoup plus stable à la lumière que lorsqu'elle est imprimée sur des matériaux comparatifs.
Claims (10)
1 - Matériau destiné à la formation d'images par impression par jet d'encre, comprenant un support et au moins une couche réceptrice d'encre, caractérisé en ce que ladite couche réceptrice d'encre comprend au moins un polymère de silice amorphe présentant un degré de condensation compris entre 75 et 88%.
2 - Matériau selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit polymère de silice amorphe est obtenu par voie sol-gel en catalyse acide à partir d'alcoxydes de silicium.
3 - Matériau selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'alcoxyde de silicium est l'orthosilicate de tétraéthyle.
4 - Matériau selon la revendication 2, caractérisé en ce que le milieu acide de la 15 catalyse acide comprend un acide choisi parmi le groupe comprenant l'acide chlorhydrique, l'acide perchlorhydrique et l'acide nitrique.
- Matériau selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit polymère de silice amorphe présente un degré de condensation compris entre 75 et 87%.
6 - Matériau selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit polymère de silice amorphe présente un degré de condensation compris entre 75 et 86%.
7 - Matériau selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit polymère de 25 silice amorphe présente un degré de condensation compris entre 80 et 86%.
8 - Matériau selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit polymère de silice amorphe présente un degré de condensation compris entre 84 et 86%.
9 - Matériau selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche réceptrice d'encre comprend entre 5 et 95% en poids dudit polymère de silice amorphe par rapport au poids total de la couche réceptrice sèche.
10 - Matériau selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche réceptrice d'encre comprend un liant hydrosoluble.
11 - Matériau selon la revendication 10, caractérisé en ce que le liant hydrosoluble est la gélatine ou l'alcool polyvinylique.
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