DE10020346A1 - Tintenstrahl-Aufzeichnungsblatt - Google Patents
Tintenstrahl-AufzeichnungsblattInfo
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Abstract
Offenbart wird ein Blatt zum Tintenstrahldruck, das einen Träger und wenigstens eine auf dem Träger aufgebrachte tintenaufnahmefähige Schicht umfaßt, worin wenigstens eine der tintenaufnahmefähigen Schichten feine Silica-Partikel mit einem durchschnittlichen Primärpartikeldurchmesser von 20 nm oder weniger und wenigstens eine wasserlösliche mehrwertige Metallverbindung enthält.
Description
Diese Erfindung betrifft ein Tintenstrahl-Aufzeichnungsblatt,
insbesondere ein Tintenstrahl-Aufzeichnungsblatt, das keine
Risse auf der Oberfläche der tintenaufnahmefähigen Schicht
verursacht, und ausgezeichnet hinsichtlich Wasserechtheit,
Lichtechtheit, Tintenabsorption und Glanz ist.
Als Aufzeichnungsblatt, das zur Tintenstrahlaufzeichnung
verwendet wird, ist ein Aufzeichnungsblatt bekannt, das auf
einem Träger wie gewöhnlichem Papier oder dem sogenannten
Tintenstrahl-Aufzeichnungsblatt eine poröse
Tintenabsorptionsschicht, die ein Pigment wie feine Silica-
Partikel enthält, und ein hydrophiles Bindemittel wie
Polyvinylalkohol umfaßt.
Es wurden Aufzeichnungsblätter vorgeschlagen, die durch
Auftragen feiner Silica-Partikel und eines hydrophilen
Bindemittels auf einen Papierträger erhalten werden, wie sie
z. B. offenbart werden in den vorläufigen japanischen
Patentveröffentlichungen Nrn. 51583/1980, 157/1981,
107879/1982, 107880/1982, 230787/1984, 160277/1987,
184879/1987, 183382/1987 und 11877/1989 und dgl. Diese
Aufzeichnungsblätter sind minderwertig hinsichtlich
Wasserechtheit, Bildqualität und Oberflächenglanz, da sie
eine Kombination aus Pigment und Bindemittel umfassen.
Außerdem wurden in der japanischen Patentveröffentlichung Nr.
56552/1991 und den vorläufigen japanischen
Patentveröffentlichungen Nrn. 188287/1990, 81064/1998,
119423/1998, 175365/1998, 203006/1998, 217601/1998,
20300/1999, 20306/1999 und 24481/1999 Tintenstrahl-
Aufzeichnungsblätter offenbart, die synthetische feine
Silica-Partikel verwenden, die durch ein Gasphasenverfahren
hergestellt werden (nachfolgend als "Quarzstaub" bezeichnet).
Quarzstaub besteht aus ultrafeinen Partikeln mit einer
durchschnittlichen Partikelgröße eines Primärpartikels von
einigen nm bis einigen 10 nm und hat die Eigenschaft, daß er
leicht einen hohen Glanz ergibt.
Als Träger für die oben genannten Aufzeichnungsblätter wurde
allgemein in herkömmlicher Weise Papier verwendet, und das
Papier selbst hatte die Aufgabe einer
Tintenabsorptionsschicht. In den vergangenen Jahren war ein
Aufzeichnungsblatt mit photographieähnlichen Eigenschaften
sehr erwünscht. Jedoch besitzt ein Aufzeichnungsblatt, das
Papier als Träger verwendet, Probleme hinsichtlich Glanz,
Materialgriff, Wasserechtheit, Rollneigung (Knitter oder
Oberflächenwelligkeit) und dgl. Daher wird jetzt ein
wasserbeständiger Träger wie ein Kunstharzfilm,
einschließlich Polyethylenfilm, oder ein Polyolefin
beschichtetes Papier verwendet, worin beide Oberflächen des
Papiers mit einem Polyolefinharz wie Polyethylen laminiert
sind. Diese wasserbeständigen Träger können jedoch keine
Tinte absorbieren und unterscheiden sich darin von einem
Papierträger, so daß es wichtig ist, daß eine auf den Träger
aufgebrachte tintenaufnahmefähige Schicht eine hohe
Tintenabsorption besitzt. Entsprechend sollte zur Herstellung
eines Aufzeichnungsblattes unter Verwendung eines
wasserbeständigen Trägers eine größere Menge eines Pigments
auf den Träger aufgebracht werden, als dies im Vergleich mit
der Menge bei einem Aufzeichnungsblatt unter Verwendung eines
Papierträgers erfolgt. Wenn der Pigment-Gehalt erhöht wird,
verursacht dies leicht Oberflächenrisse (Mikrorisse) zum
Zeitpunkt der Trocknung der tintenaufnahmefähigen Schicht
nach der Auftragung, wodurch die Qualität des Blattes
deutlich verringert wird.
Das Auftreten von Oberflächenrissen wird leicht verursacht,
wenn die durchschnittliche Primärpartikelgröße sehr klein
ist, und es wird noch leichter verursacht bei dem oben
genannten Quarzstaub. Um eine hohe Tintenabsorption zu
erhalten, ist es ebenfalls bevorzugt, das Verhältnis des
Gehalts an hydrophilem Bindemittel bezogen auf den Gehalt an
feinen Silica-Partikeln zu verringern. Falls daher der Gehalt
des hydrophilen Bindemittels erhöht wird, werden noch
leichter Oberflächenrisse verursacht.
Für das Aufzeichnungsblatt sind ebenfalls hochgradige
Wasserechtheit und Lichtechtheit erforderlich. Die oben
genannten herkömmlichen Aufzeichnungsblätter genügten diesen
erforderlichen Eigenschaften jedoch nicht in ausreichendem
Maße. Die Wasserechtheit bedeutet hier, daß Tinte eines
aufgezeichneten Bildes nicht verwischt oder herausgelöst
wird, wenn das Aufzeichnungsblatt nach dem Bedrucken in
Kontakt mit Wasser gebracht oder unter sehr feuchten
Bedingungen stehengelassen wird. Die Lichtechtheit bedeutet,
daß ein Bild nicht ausbleicht, wenn das Aufzeichnungsblatt
nach dem Bedrucken Licht ausgesetzt wird.
Als eine Methode zur Verbesserung der Wasserechtheit ist die
Verwendung eines wasserlöslichen, organischen, kationischen
Polymers zur Fixierung der wasserlöslichen Tinte bekannt, wie
sie z. B. offenbart wird in den vorläufigen japanischen
Patentveröffentlichungen Nrn. 49990/1985, 83882/1985,
58788/1986, 174184/1987, 86508/1998, 193776/1998 und
217601/1998. Jedoch bestehen Probleme darin, daß die meisten
dieser wasserlöslichen, organischen, kationischen Polymere,
die die Wasserechtheit verbessern, häufig die Lichtechtheit
verschlechtern, während diejenigen, die die Lichtechtheit
nicht beeinflussen, immer unzureichend in Hinsicht auf die
Wasserechtheit sind. Der gegenwärtige Stand ist der, daß bis
heute ein wasserlösliches, organisches, kationisches Polymer,
das sowohl die Wasserechtheit als auch die Lichtechtheit
erfüllt, nicht erhalten werden konnte. Weiterhin besteht ein
Problem darin, daß diese wasserlöslichen, organischen,
kationischen Polymere leicht eine Aggregation der feinen
Silica-Partikel verursachen, wenn sie mit diesen feinen
Silica-Partikeln vermischt werden, so daß sich die
Beschichtungseigenschaften verschlechtern und das Auftreten
von Oberflächenrissen oder eine Verringerung des Glanzes
verursacht wird.
Als andere Methode zur Verbesserung der Wasserechtheit wurde
die Verwendung von Polyaluminiumhydroxychlorid z. B. in den
vorläufigen japanischen Patentveröffentlichungen Nrn.
257286/1985 und 16884/1986 vorgeschlagen, die Verwendung von
Zirconium in der vorläufigen japanischen
Patentveröffentlichung Nr. 32046/1994, oder die Verwendung
eines Elements der Gruppe 4 des Periodensystems in den
vorläufigen japanischen Patentveröffentlichungen Nrn.
258567/1998, 309862/1998, etc. Unter Verwendung dieser
Verbindungen wurde ein gewisser Grad an Verbesserung der
Wasserechtheit erreicht, aber die oben genannten
Tintenstrahl-Aufzeichnungsblätter sind nicht
zufriedenstellend hinsichtlich Glanz und Tintenabsorption.
Bei einem Aufzeichnungsblatt, das feine Silica-Partikel mit
einer durchschnittlichen Primärpartikelgröße von 20 nm oder
weniger verwendet, besteht ebenfalls ein Problem darin, daß
sich das Aufzeichnungsblatt zum Zeitpunkt der Benutzung
verwindet und leicht Risse auf seiner Oberfläche verursacht
werden, so daß eine Verbesserung in dieser Hinsicht erwünscht
war.
Bei einem Aufzeichnungsblatt besteht ein Problem darin, daß
ein aufgezeichnetes Bild leicht durch geringe Mengen von
Gasen ausgebleicht wird, die nachteilige Effekte verursachen,
wie Ozon, und in der Luft vorhanden sind, wenn das Blatt der
Luft ausgesetzt wird. Insbesondere besitzt ultrafeines
teilchenförmiges Silica mit einer durchschnittlichen
Primärpartikelgröße von 20 nm oder weniger eine hohe
spezifische Oberfläche, so daß die Oberfläche, die in Kontakt
mit Luft ist, groß wird, wodurch sie leicht durch eine
geringe Menge eines Gases beschädigt wird. Wie oben
angegeben, erleidet das Silica außerdem nachteilige Einflüsse
durch geringe Mengen von Gas, wenn die Menge des hydrophilen
Bindemittels zur Erhöhung der Tintenabsorption verringert
wird. Daher war es sehr erwünscht, dieses Problem zu
überwinden.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein
Tintenstrahl-Aufzeichnungsblatt bereitzustellen, das keine
Oberflächendefekte wie Oberflächenrisse besitzt und
gleichzeitig hohen Glanz, ausgezeichnete Wasserechtheit,
Lichtechtheit und Tintenabsorption aufweist. Eine andere
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Tintenstrahl-
Aufzeichnungsblatt bereitzustellen, das keine
Oberflächenrisse zum Zeitpunkt der Verwendung verursacht.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein
Tintenstrahl-Aufzeichnungsblatt bereitzustellen, daß nicht
aufgrund geringer Mengen von Gas in der Luft ausbleicht.
Die obigen Aufgaben der vorliegenden Erfindung wurden durch
ein Blatt zum Tintenstrahldruck gelöst, das einen Träger und
wenigstens eine auf den Träger aufgebrachte
tintenaufnahmefähige Schicht umfaßt, worin wenigstens eine
der tintenaufnahmefähigen Schichten feine Silica-Partikel mit
einem durchschnittlichen Primärpartikeldurchmesser von 20 nm
oder weniger und wenigstens eine wasserlösliche mehrwertige
Metallverbindung enthält.
Im folgenden werden die Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung im Detail erläutert.
Durch Verwendung feiner Silica-Partikel mit einem
durchschnittlichen Primärpartikeldurchmesser von 20 nm oder
weniger können hoher Glanz und hohe Tintenabsorption erhalten
werden, aber die Verwendung dieser Teilchen beinhaltete die
Probleme von Oberflächeriß beim Trocknen nach dem Beschichten
und Wasserechtheit und Lichtechtheit der gedruckten Bilder.
Die Erfinder haben gefunden, daß diese Probleme durch Zugabe
wenigstens einer wasserlöslichen mehrwertigen
Metallverbindung gelöst werden können.
Bei synthetischem Silica gibt zwei Typen von Stoffen, einen
(ausgefälltes Silica), der durch ein Naßverfahren hergestellt
wird, und einen anderen (Quarzstaub), der durch das
Gasphasenverfahren hergestellt wird. Gewöhnlich meinen feine
Silica-Partikel diejenigen, die durch das Naßverfahren in
vielen Fällen hergestellt werden. Als Silica, das durch das
Naßverfahren hergestellt wird, gibt es (1) ein Silica-Sol,
das durch Metathese von Natriumsilicat durch eine Säure oder
durch Hindurchleiten durch eine Schicht aus
Ionenaustauscherharz erhalten wird; (2) ein kolloidales
Silica, das durch Erhitzen und Reifen des Silica-Sols aus (1)
erhalten wird; (3) ein Silicagel, das durch Gelieren von
Silica-Sol erhalten wird, wobei die Bildungsbedingungen dafür
verändert werden, wodurch Primärpartikel aus einem Silicagel
mit einem Durchmesser von einigen µm bis 10 µm unter Bildung
dreidimensionaler Sekundärpartikel agglomerieren; und (4)
eine synthetische Kieselsäure-Verbindung, die hauptsächlich
Kieselsäure umfaßt, erhalten durch Erhitzen von Silica-Sol,
Natriumsilicat, Natriumaluminat etc.
Das Gasphasenverfahren zur Herstellung von Quarzstaub wird
ebenfalls als Trockenverfahren im Gegensatz zum Naßverfahren
bezeichnet, und der Quarzstaub kann allgemein durch ein
Flammenhydrolyseverfahren hergestellt werden. Speziell ist
ein Verfahren bekannt, in dem Siliciumtetrachlorid mit
Wasserstoff und Sauerstoff verbrannt wird. In diesem
Verfahren können Silane wie Methyltrichlorsilan,
Trichlorsilan etc. allein anstelle von Siliciumtetrachlorid
oder in Kombination mit Siliciumtetrachlorid verwendet
werden. Der Quarzstaub ist kommerziell erhältlich von Nippon
Aerosil K. K. (Japan), K. K. Tokuyama (Japan) etc.
In der vorliegenden Erfindung wird vorzugsweise Quarzstaub
mit einer durchschnittlichen Primärpartikelgröße von 20 nm
oder weniger verwendet, besonders bevorzugt mit einer
spezifischen Oberfläche von 200 m2/g oder mehr, gemessen
durch das BET-Verfahren (Brunauer-Emmett-Teller),
insbesondere bevorzugt mit einer durchschnittlichen
Primärpartikelgröße von 3 bis 10 nm und einer spezifischen
Oberfläche von 250 bis 500 m2/g oder mehr, gemessen durch das
BET-Verfahren. Das hier erwähnte BET-Verfahren ist eine
Methode zur Messung der Oberfläche eines pulverförmigen
Materials durch ein Gasphasen-Adsorptionsverfahren und ist
eine Methode, um die Gesamtoberfläche, die 1 g einer Probe
besitzt, d. h. die spezifische Oberfläche, aus einer
Adsorptionsisotherme zu erhalten. Als Adsorptionsgas wird
häufig Stickstoff verwendet, und die Methode der Messung der
Adsorptionsmenge, die durch die Änderung von Druck oder
Volumen des zu adsorbierenden Gases erhalten wird, wird am
häufigsten verwendet. Die am häufigsten verwendete Gleichung
zur Darstellung der Isotherme der polymolekularen Adsorption
ist die Brunauer-Emmett-Teller-Gleichung, die ebenfalls als
BET-Gleichung bezeichnet und weithin zur Bestimmung der
Oberfläche von zu untersuchenden Stoffen verwendet wird. Die
spezifische Oberfläche kann durch Messung der
Adsorptionsmenge auf der Grundlage der BET-Gleichung und
Multiplikation der Menge mit der Oberfläche erhalten werden,
die von der Oberfläche eines adsorbierten Moleküls besetzt
wird.
Das charakteristische Merkmal des vorzugsweise in der
vorliegenden Erfindung verwendeten Quarzstaubs liegt darin,
daß er in Sekundärpartikeln vorliegt, in denen Primärpartikel
in einer Netzwerkstruktur oder kettenartigen Struktur unter
Bildung einer Ausflockung miteinander verbunden sind, wodurch
eine höhere Tintenabsorption erhalten werden kann. Es ist
bevorzugt, den Zustand der oben genannten Sekundärpartikel
bei einem durchschnittlichen Durchmesser von 50 bis 500 nm zu
halten, wodurch eine höhere Tintenabsorption ohne
Verringerung des Glanzes erhalten werden kann.
Die Menge der feinen Silica-Partikel, die in der
tintenaufnahmefähigen Schicht in der vorliegenden Erfindung
enthalten sein soll, liegt vorzugsweise im Bereich von 8 g/m2
oder darüber und ist besonders bevorzugt 10 g/m2 oder darüber
und liegt noch mehr bevorzugt im Bereich von 13 bis 30 g/m2.
Die tintenaufnahmefähige Schicht, die feine Silica-Partikel
enthält, enthält vorzugsweise ein hydrophiles Bindemittel, um
die Eigenschaft als Film beizubehalten.
Als hydrophiles Bindemittel können verschiedene bekannte
hydrophile Bindemittel verwendet werden. Es können z. B.
genannt werden: Gelatine oder ihre Derivate,
Polyvinylpyrrolidon, Pullulan, Polyvinylalkohol oder seine
Derivate, Polyethylenglykol, Carboxymethylcellulose,
Hydroxyethylcellulose, Dextran, Dextrin, Polyacrylsäure oder
ihre Salze, Agar, Carrageenan, Xanthangummi,
Johannisbrotkernmehl, Alginsäure, Gummi arabicum,
Polyalkylenoxid-Copolymere, offenbart in den vorläufigen
japanischen Patentveröffentlichungen Nrn. 197826/1995 und
9757/1995, wasserlösliches Polyvinylbutyral oder ein
Homopolymer oder Copolymer eines Vinylmonomers mit einer
Carboxy-Gruppe oder Sulfonsäure-Gruppe, offenbart in der
vorläufigen japanischen Patentveröffentlichung Nr.
245260/1987, und dgl.
Unter den oben genannten hydrophilen Bindemitteln werden
Polyvinylalkohol und kationisch modifizierter
Polyvinylalkohol vorzugsweise verwendet. Besonders bevorzugt
ist teilweise oder vollständig verseifter Polyvinylalkohol
mit einem Verseifungsgrad von 80% oder mehr. Es ist
ebenfalls bevorzugt, daß der Polyvinylalkohol einen
durchschnittlichen Polymerisationsgrad von 500 bis 5000
besitzt.
Als kationisch modifizierter Polyvinylalkohol kann ein
Polyvinylalkohol mit einer primären bis tertiären Amino-
Gruppe oder einer quaternären Ammonium-Gruppe an seiner
Hauptkette oder Seitenkette genannt werden, wie er in der
vorläufigen japanischen Patentveröffentlichung Nr. 10483/1986
offenbart wird.
Die Menge des hydrophilen Bindemittels ist vorzugsweise klein
im Verhältnis zu den feinen Silica-Partikeln, das in einem
solchen Fall eine hohe Tintenabsorption erhalten werden kann.
Das hydrophile Bindemittel wird in einer Menge von 50 Gew.-%
oder weniger hinzugegeben, vorzugsweise im Bereich von 1 bis
30 Gew.-%, besonders bevorzugt 10 bis 30 Gew.-%, bezogen auf
die Menge der feinen Silica-Partikel.
Wenn der Gehalt an feinen Silica-Partikeln erhöht wird und
das Verhältnis von hydrophilem Bindemittel zu feinen Silica-
Partikeln verringert wird, treten leicht Oberflächenrisse zum
Zeitpunkt der Trocknung nach dem Beschichten auf, wie oben
erläutert. Ein solches Problem kann in der vorliegenden
Erfindung gelöst werden, indem eine wasserlösliche
mehrwertige Metallverbindung verwendet wird. Diese
Verbindungen verbessern die Wasserechtheit und Lichtechtheit
des Drucks nach der Aufzeichnung.
Unter den oben genannten wasserlöslichen mehrwertigen
Metallverbindungen ist eine wasserlösliche Aluminium-
Verbindung oder wasserlösliche Verbindung, die ein Element
der Gruppe 4 des Periodensystems enthält, in der vorliegenden
Erfindung bevorzugt.
Die in der vorliegenden Erfindung verwendete wasserlösliche
Aluminium-Verbindung ist nicht besonders beschränkt, so lange
sie wasserlöslich ist, und es sind wasserlösliche Aluminium-
Verbindungen bekannt, wie anorganische Aluminium-
Verbindungen, einschließlich Aluminiumchlorid und seine
Hydrate, Aluminiumsulfate und seine Hydrate, Aluminiumalaun,
etc., und außerdem Polyaluminiumhydroxychlorid, das ein
anorganisches aluminiumhaltiges kationisches Polymer ist.
Das oben genannte Polyaluminiumhydroxychlorid umfaßt als
Hauptkomponente die durch die folgenden Formeln (1) bis (3)
dargestellten Verbindungen und kann ein wasserlösliches
Poly(aluminiumhydroxid) einschließen, das ein mehrkerniges
kondensiertes Ion enthält, das in stabiler Form basisch ist,
wie [Al6(OH)15]3+, [Al8(OH)20]4+, [Al13(OH)34]5+,
[Al21(OH)60]3+, etc.
[Al2(OH)nCl6-n]m (1)
[Al(OH)3]nAlCl3 (2)
Aln(OH)mCl(3n-m) 0 < m < 3n (3)
Diese wasserlöslichen Aluminium-Verbindungen sind kommerziell
erhältlich von Taki Chemical, K. K., Japan als
Wasserbehandlungsmittel unter der Bezeichnung
Poly(aluminiumchlorid) (PAC, Handelsbezeichnung), von Asada
Chemical K. K., Japan unter der Bezeichnung
Poly(aluminiumhydroxid) (Paho, Handelsbezeichnung), von K. K.
Riken Green, Japan unter der Bezeichnung Pyurakemu WT
(Handelsbezeichnung) und von anderen Herstellern mit den
gleichen Waren, wodurch verschiedene Arten oder
unterschiedliche Qualitäten leicht erhalten werden können.
Die in der vorliegenden Erfindung verwendete wasserlösliche
Verbindung, die ein Element der Gruppe 4 des Periodensystems
enthält, ist nicht besonders beschränkt, solange sie
wasserlöslich ist, und eine wasserlösliche Verbindung, die
Titan und/oder Zirconium enthält, ist bevorzugt. Als
wasserlösliche Verbindung, die Titan enthält, kann z. B.
Titanchlorid, Titansulfat etc. genannt werden. Als
wasserlösliche Verbindung, die Zirconium enthält, kann z. B.
Zirconiumacetat, Zirconiumchlorid, Zirconiumoxychlorid,
Zirconiumhydroxychlorid, Zirconiumnitrat, basisches
Zirconiumcarbonat, Zirconiumhydroxid, Zirconiumlactat,
Zirconiumammoniumcarbonat, Zirconiumkaliumcarbonat,
Zirconiumsulfat, Zirconiumfluorid etc. genannt werden. In der
vorliegenden Beschreibung bedeutet der Begriff
"wasserlöslich", daß die Verbindung in einer Menge von
1 Gew.-% oder mehr bei normaler Temperatur und Normaldruck in
Wasser löslich ist.
Der Gehalt der oben genannten wasserlöslichen Aluminium-
Verbindung und/oder der wasserlöslichen Verbindung, die ein
Element der Gruppe 4 des Periodensystems enthält, in der
tintenaufnahmefähigen Schicht beträgt vorzugsweise 0,1 bis
10 g/m2, besonders bevorzugt 0,2 bis 5 g/m2.
In der vorliegenden Erfindung ist das Verfahren der Zugabe
der wasserlöslichen Aluminium-Verbindung und/oder der
wasserlöslichen Verbindung, die ein Element der Gruppe 4 des
Periodensystems enthält, zur tintenaufnahmefähigen Schicht
nicht speziell beschränkt. Es kann z. B. ein Verfahren genannt
werden, in dem die Verbindung zu den feinen Silica-Partikeln
zum Zeitpunkt ihrer Dispersion gegeben und dann mit einem
hydrophilen Bindemittel zur Herstellung einer
Beschichtungslösung vermischt wird; oder ein Verfahren, in
dem sie zu einer Lösung zur Bildung der tintenaufnahmefähigen
Schicht in der Endstufe der Herstellung gegeben wird. Es ist
bevorzugt, den Zeitpunkt der Zugabe der wasserlöslichen
Aluminium-Verbindung und/oder der wasserlöslichen Verbindung,
die ein Element der Gruppe 4 des Periodensystems enthält, zur
Beschichtungslösung für die tintenaufnahmefähige Schicht
hinsichtlich der Stabilität der Beschichtungslösung zu
bestimmen.
In der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, ein
Vernetzungsmittel (oder einen Härter) in der
tintenaufnahmefähigen Schicht in Kombination mit dem
hydrophilen Bindemittel zu verwenden. Spezielle Beispiele für
das Vernetzungsmittel können einschließen: eine Verbindung
aus der Aldehyd-Reihe wie Formaldehyd, Glutaraldehyd, etc.;
eine Keton-Verbindung wie Diacetyl, Chlorpentadion, etc.;
Bis(2-chlorethylharnstoff)-2-hydroxy-4,6-dichlor-1,3,5-
triazin, eine Verbindung mit reaktivem Halogen, wie sie in
US-A-3 288 775 offenbart wird, Divinylsulfon, eine Verbindung
mit einem reaktiven Olefin, wie sie in US-A-3 635 718
offenbart wird, eine N-Methylol-Verbindung, wie sie in US-A-
2 732 316 offenbart wird, eine Isocyanat-Verbindung, wie sie
in US-A-3 103 437 offenbart wird, eine Aziridin-Verbindung,
wie sie in US-A-3 017 280 und US-A-2 983 611 offenbart wird,
eine Verbindung der Carbodiimid-Reihe, wie sie in US-A-
3 100 704 offenbart wird, eine Epoxy-Verbindung, wie sie in
US-A-3 091 537 offenbart wird, eine Halogencarboxyaldehyd-
Verbindung wie Mucochlorsäure, ein Dioxan-Derivat wie
Dihydroxydioxan, ein anorganisches Vernetzungsmittel wie
Chromalaum, Zirkoniumsulfat, Borsäure und ein Borat, und sie
können einzeln oder in Kombination aus zwei oder mehreren
verwendet werden. Darunter sind Borsäure oder ein Borat
besonders bevorzugt. Durch weitere Zugabe von Borsäure oder
Borat zu den Komponenten, die die tintenaufnahmefähige
Schicht der vorliegenden Erfindung bilden, können Wirkungen
wie die Verhinderung von Rissen, des Verwischens bei hoher
Feuchtigkeit und des Abblätterns der Oberfläche verbessert
werden.
Das oben genannte Vernetzungsmittel kann in einer Menge von
0,01 bis 40 Gew.-% verwendet werden, besonders bevorzugt im
Bereich von 0,1 bis 30 Gew.-%, bezogen auf die Menge des
hydrophilen Bindemittels.
In der vorliegenden Erfindung kann zusätzlich ein organisches
kationisches Polymer zur tintenaufnahmefähigen Schicht
hinzugegeben werden. Als organische kationische Polymere, die
in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, können
ein kationisches Polydiallylamin-Polymer-Derivat, ein
Polydicyandiamid-Derivat, Polyalkylenpolyamin-Derivat, ein
Polyamin-Derivat, worin der Quaternisierungsgrad 30% oder
mehr beträgt, besonders bevorzugt 50% oder mehr, genannt
werden. Durch Verwendung des organischen kationischen
Polymers kann die Wasserechtheit, wie Verwischen bei hoher
Feuchtigkeit, der tintenaufnahmefähigen Schicht noch weiter
verbessert werden. Der Gewichtsmittelwert des
Molekulargewichts (Mw) des kationischen Polymers beträgt
vorzugsweise 5000 oder mehr, besonders 5000 bis 100 000.
Die tintenaufnahmefähige Schicht der vorliegenden Erfindung
kann zusätzlich verschiedene Arten von Öltröpfchen zur
Verbesserung der Sprödigkeit des Films enthalten. Als solche
Öltröpfchen kann ein hydrophobes organisches Lösungsmittel
mit hohem Siedepunkt und einer Löslichkeit in Wasser bei
Räumtemperatur von 0,01 Gew.-% oder weniger (z. B. flüssiges
Paraffin, Dioctylphthalat, Tricresylphosphat, Siliconöl,
etc.), Polymer-Partikel (z. B. Partikel, die durch
Polymerisation wenigstens eines polymerisierbaren Monomers
wie Styrol, Butylacrylat, Divinylbenzol, Butylmethacrylat,
Hydroxyethylmethacrylat, etc. erhalten werden) oder dgl.
verwendet werden. Die oben genannten Öltröpfchen können
vorzugsweise in einer Menge im Bereich von 10 bis 50 Gew.-%
verwendet werden.
Zur tintenaufnahmefähigen Schicht der vorliegenden Erfindung
kann ein Tensid gegeben werden. Als solche Tenside können
vorzugsweise ein kationisches Tensid, ein nichtionisches
Tensid, ein Tensid vom Betain-Typ und dgl. genannt werden.
Das Tensid kann ein Tensid mit niedrigem oder hohem
Molekulargewicht sein. Die zuzugebende Menge des Tensids kann
vorzugsweise 0,001 bis 5 Gew.-% betragen, besonders bevorzugt
0,01 bis 3 Gew.-%, bezogen auf das hydrophile Bindemittel,
das die tintenaufnahmefähige Schicht bildet.
In der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, daß die
tintenaufnahmefähige Schicht wenigstens einen Vertreter aus
der Gruppe aus Nitrit, Sulfit, Bisulfit, Phosphit,
Thiophosphat und einer Verbindung, die durch die folgende
Formel (I) dargestellt wird, enthält:
worin A eine Hydroxyl-Gruppe oder eine Amino-Gruppe, die mit
einer unsubstituierten oder substituierten Alkyl-Gruppe mit 1
bis 4 Kohlenstoffatomen substituiert sein kann, oder eine
unsubstituierte oder substituierte Aryl-Gruppe darstellt; R1
und R2 unter Bildung eines 5- oder 6gliedrigen Rings mit dem
Kohlenstoffatom, an das sie gebunden sind, kombiniert sind
oder eines davon ein Wasserstoffatom darstellt und das andere
ein Wasserstoffatom, eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 17
Kohlenstoffatomen, eine Aryl-Gruppe, die mit wenigstens einer
Hydroxyl-Gruppe oder -SO3M substituiert sein kann, oder eine
durch die folgende Formel (II) dargestellte Gruppe darstellt;
n 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 8 darstellt; und M ein
Kation darstellt,
worin n und M die gleiche Bedeutung wie oben definiert haben.
Durch Zugabe der oben genannten Verbindung kann das
Ausbleichen durch geringe Mengen eines Gases verhindert
werden, wenn das bedruckte Aufzeichnungsmedium der Luft
ausgesetzt wird.
Die durch die oben genannte Formel (I) dargestellte
Verbindung wird nachfolgend im Detail erläutert. Die Amino-
Gruppe in der Formel (I) schließt eine unsubstituierte und
substituierte Amino-Gruppe ein. Als Substituent für die
Amino-Gruppe kann z. B. genannt werden: eine Alkyl-Gruppe mit
1 bis 4 Kohlenstoffatomen (z. B. eine Methyl-Gruppe, Ethyl-
Gruppe, Isopropyl-Gruppe, etc.), eine substituierte Alkyl-
Gruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen (z. B. eine Hydroxyethyl-
Gruppe, eine Aminoethyl-Gruppe, etc.), eine Aryl-Gruppe (z. B.
eine Phenyl-Gruppe, eine Naphthyl-Gruppe, etc.), eine
substituierte Phenyl-Gruppe (z. B. eine 3-Aminophenyl-Gruppe,
eine 4-Chlorphenyl-Gruppe, etc.) und dgl. Das Kation M in
Formel (I) kann ein Wasserstoffatom, ein Alkalimetall wie
Natrium, Kalium, etc. und eine Ammonium-Gruppe einschließen.
Spezielle Beispiele für die durch die oben genannte Formel
(I) dargestellte Verbindung werden nachfolgend gezeigt.
Als Nitrit, Sulfit, Bisulfit, Phosphit oder Thiophosphat, die
in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, können die
herkömmlich bekannten und handelsüblichen Stoffe verwendet
werden. Als Kation dieser Salze kann genannt werden: ein
Metall-Ion eines Alkalimetalls wie Lithium, Natrium, Kalium,
etc., eines Übergangsmetalls wie Zink, Kupfer, Nickel, etc.,
oder ein Ammonium-Ion. Als Phosphit können ebenfalls
Natriumphosphit, Dinatriumhydrogenphosphit, Calciumphosphit,
etc. genannt werden. Diese Verbindungen können einzeln oder
in Kombination aus zwei oder mehreren verwendet werden.
Die Menge der oben genannten, durch die Formel (I)
dargestellten Verbindung, des Nitrits, des Sulfits, des
Bisulfits, des Phosphits und/oder des Thiophosphats kann
vorzugsweise 0,001 bis 10 g/m2 betragen, besonders bevorzugt
0,01 bis 5 g/m2, bezogen auf die tintenaufnahmefähige
Schicht.
In der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, daß in der
tintenaufnahmefähigen Schicht Polyvinylalkohol und ein
wasserlöslicher Weichmacher für den Polyvinylalkohol in
Kombination enthalten sind. Durch eine solche Zusammensetzung
kann das Auftreten von Oberflächenrissen beim Falten eines
Aufzeichnungsblattes zum Zeitpunkt der Verwendung verhindert
werden.
Als wasserlöslicher Weichmacher für den Polyvinylalkohol
können diejenigen genannt werden, die eine Weichmacherwirkung
auf den Polyvinylalkohol besitzen, wie offenbart in "POVAL",
verfaßt von Koichi Nagano et al., veröffentlicht am 10. April
1970, Kobunshi Kankokai, Japan, S. 155-161. Hier bedeutet der
Begriff "wasserlöslich" ein Material, das sich in reinem
Wasser in einer Menge von 1 Gew.-% oder mehr bei 25°C
auflöst. Spezielle Beispiele für den wasserlöslichen
Weichmacher schließen z. B. ein: Glykole wie Ethylenglykol,
Diethylenglykol, Triethylenglykol, Propylenglykol,
Dipropylenglykol, Polyethylenglykol, Polypropylenglykol,
etc.; Glycerin, Diglycerin, Butandiol, Trimethylolpropan,
Triethanolamin, Ethanolacetamid, Harnstoff und seine Derivate
(z. B. die in der vorläufigen japanischen
Patentveröffentlichung Nr. 184096/1999 beschriebenen), ein
Monosaccharid wie Sorbit, etc. Darunter sind Glycerin und
Harnstoff besonders wirksam zur Verhinderung der Verursachung
von Oberflächenrissen zum Zeitpunkt des Faltens des
Aufzeichnungsblattes.
Die Menge des wasserlöslichen Weichmachers beträgt
vorzugsweise 1 bis 30 Gew.-%, besonders bevorzugt 2 bis
20 Gew.-%, bezogen auf die Menge des Polyvinylalkohols.
In der vorliegenden Erfindung können zur
tintenaufnahmefähigen Schicht zusätzlich zum Tensid und
Vernetzungsmittel verschiedene Arten herkömmlich bekannter
Additive hinzugegeben werden, wie Farbstoff, Farbpigment,
Fixiermittel für den Tintenfarbstoff, UV-Absorber,
Oxidationsinhibitor, Dispergiermittel für das Pigment,
Entschäumungsmittel, Egalisiermittel, Mittel zur
Fäulnisverhinderung, optischer Aufheller,
Viskositätsstabilisator, pH-Regulierungsmittel, etc.
In der vorliegenden Erfindung besitzt die
tintenaufnahmefähige Schicht, die feine Silica-Partikel
enthält, vorzugsweise einen Oberflächen-pH von 3 bis 5. Der
Oberflächen-pH der tintenaufnahmefähigen Schicht ist der
Oberflächen-pH, der durch Auftropfen von destilliertem Wasser
auf die Oberfläche der tintenaufnahmefähigen Schicht und
Messen des pH in dem Bereich des destillierten Wassers 30 s
nach dem Auftropfen gemäß der Methode aus J. TAPPI "Paper
pulp testing method No. 49" erhalten wird.
Als Verfahren zur Einstellung des Oberflächen-pH können
genannt werden:
- 1. Ein Verfahren, in dem der pH der Beschichtungslösung zur Herstellung der tintenaufnahmefähigen Schicht vorläufig auf einen vorbestimmten Wert eingestellt wird und der pH der aufgetragenen Schicht auf den gewünschten Wert eingestellt wird;
- 2. Ein Verfahren, in dem eine Lösung mit geeignetem pH auf die tintenaufnahmefähige Schicht nach deren Auftragung und Trocknung aufgetragen und zum Erhalt des gewünschten pH getrocknet wird; und
- 3. Ein Verfahren, in dem nach dem Auftragen und Trocknen der tintenaufnahmefähigen Schicht das Aufzeichnungsblatt in eine wäßrige Lösung mit einem geeigneten pH getaucht und getrocknet wird.
Unter den oben genannten Verfahren (1) bis (3) ist das
Verfahren (1) bevorzugt, da es eine einfache Prozedur ist.
D. h., es ist bevorzugt, den pH zum Zeitpunkt der Herstellung
der Beschichtungslösung für die tintenaufnahmefähige Schicht
einzustellen. In diesem Fall müssen der pH der
Beschichtungslösung zur Herstellung der tintenaufnahmefähigen
Schicht und der pH der Oberfläche der tintenaufnahmefähigen
Schicht nach Beschichten und Trocknen nicht notwendigerweise
übereinstimmen. Dann wäre es notwendig, zuvor die Beziehung
zwischen dem pH der Beschichtungslösung zur Herstellung der
tintenaufnahmefähigen Schicht und dem pH der Oberfläche der
tintenaufnahmefähigen Schicht nach Beschichten und Trocknen
durch vorläufige Experimente zu bestimmen. Die pH-Einstellung
der Beschichtungslösung zur Herstellung der
tintenaufnahmefähigen Schicht kann unter Verwendung einer
Säure oder von Alkalien in geeigneter Kombination
durchgeführt werden. Als Säure kann eine anorganische Säure
wie Salzsäure, Salpetersäure, Schwefelsäure, Phosphorsäure,
etc. und eine organische Säure wie Essigsäure, Zitronensäure,
Bernsteinsäure, etc. verwendet werden, während als Alkali
Natriumhydroxid, wäßriges Ammoniak, Kaliumcarbonat,
Trinatriumphosphat oder ein Alkalimetallsalz einer schwachen
Säure als schwaches Alkali verwendet werden kann. Als das
oben genannte Alkalimetallsalz der schwachen Säure sind Salze
flüchtiger Säuren wie Essigsäure, Kohlensäure,
Hydrogencarbonat, Ameisensäure, Propionsäure, etc. und ein
Alkalimetall wie Natrium, Kalium, Lithium, etc. bevorzugt.
In der vorliegenden Erfindung kann die tintenaufnahmefähige
Schicht eine einzelne Schicht oder eine Anzahl von zwei oder
mehr Schichten sein, und das Beschichtungsverfahren dafür ist
nicht speziell beschränkt, und auf diesem Gebiet herkömmlich
bekannte Beschichtungsverfahren können verwendet werden. Z. B.
kann ein Slide-Bead-System, ein Florstreichsystem, ein
Extrusionssystem, ein Luftmesserstreichsystem, ein
Walzenstreichsystem, ein Stabschieberbeschichtungssystem,
etc. genannt werden.
Die auf einen Träger aufgetragene tintenaufnahmefähige
Schicht wird in einem Trocknungsschritt getrocknet, und es
ist in der vorliegenden Erfindung bevorzugt, das Trocknen der
tintenaufnahmefähigen Schicht bei einer Lufttemperatur für
das Trocknen von 60°C oder darunter durchzuführen. Ferner ist
es weiter bevorzugt, den mit einer tintenaufnahmefähigen
Schicht beschichteten Träger direkt nach dem Auftragen der
tintenaufnahmefähigen Schicht für 10 s oder mehr in einer
Umgebung von 20°C oder darunter abzukühlen, besonders
bevorzugt 15°C oder darunter. Weiter ist es bevorzugt, die
tintenaufnahmefähige Schicht von einem Feststoff-Gehalt von
95 Gew.-% bis zur vollständigen Trocknung in Luft mit einer
relativen Feuchtigkeit (RF) von 20 bis 60% zu trocknen,
besonders bevorzugt unter 25 bis 50% RF, am meisten
bevorzugt unter 25 bis 45% RF. Die oben genannten
Trocknungsbedingungen führen dazu, daß das Auftreten von
Oberflächenrissen zum Zeitpunkt der Trocknung der
tintenaufnahmefähigen Schicht verhindert wird.
Als Träger, der in der vorliegenden Erfindung verwendet wird,
ist ein wasserbeständiger Träger bevorzugt, und ein mit
Polyolefinharz beschichtetes Papier, worin das Papier mit
einem Polyolefinharz wie Polyethylen oder Polypropylen usw.
bedeckt (oder laminiert) ist, wird vorzugsweise verwendet.
Die Dicke des in der vorliegenden Erfindung verwendeten
wasserbeständigen Trägers beträgt vorzugsweise ca. 50 bis
300 µm. Im folgenden wird das mit Polyolefinharz beschichtete
Papier im Detail erläutert.
Das Rohpapier, das das mit Polyolefinharz beschichtete Papier
bildet, ist nicht speziell beschränkt, und jedes allgemein
verwendete Papier kann eingesetzt werden. Besonders bevorzugt
kann ein glattes Rohpapier wie dasjenige verwendet werden,
das als Papier für photographische Träger verwendet wird. Als
Zellstoff, der das Rohpapier bildet, können natürlicher
Zellstoff, regenerierter Zellstoff, synthetischer Zellstoff,
etc. einzeln oder in Kombination aus zwei oder mehreren
verwendet werden. Im Rohpapier können verschiedene Additive,
die herkömmlich in der Papierindustrie verwendet werden,
formuliert werden, wie Leimungsmittel, Verstärkungsadditive
für Papier, Füllstoffe, Antistatikmittel, optische Aufheller,
Farbstoffe, etc.
Außerdem können Oberflächenleimungsmittel,
Oberflächenverstärkungsadditive für Papier, optische
Aufheller, Antistatikmittel, Farbstoffe, Verwachsungsmittel,
etc. auf die Oberfläche des Blattes aufgetragen werden.
Die Dicke des Rohpapiers ist nicht speziell beschränkt und
vorzugsweise diejenige mit einer guten Oberflächenglätte,
hergestellt durch Pressen des Papiers während der
Papierherstellung oder nach der Papierherstellung durch
Anlegen von Druck unter Verwendung eines Kalanders etc. Sein
Flächengewicht beträgt vorzugsweise 30 bis 250 g/m2.
Als Harz für das mit dem Polyolefinharz beschichtete Papier
kann ein Polyolefinharz oder ein Harz verwendet werden, das
durch Bestrahlung mit Elektronenstrahlen härtet. Das
Polyolefinharz kann ein Homopolymer eines Olefins
einschließen, wie Polyethylen niedriger Dichte, Polyethylen
hoher Dichte, Polypropylen, Polybuten, Polypenten, etc.; ein
Copolymer, das zwei oder mehr Olefine umfaßt, wie ein
Ethylen-Propylen-Copolymer, etc.; oder eine Mischung daraus,
und diese Polymere mit unterschiedlichen Dichten und
Schmelzviskositätsindizes können einzeln oder in Kombination
aus zwei oder mehreren verwendet werden.
Ebenfalls können zum Harz des mit Polyolefinharz
beschichteten Papiers vorzugsweise verschiedene Arten von
Additiven gegeben werden, wobei gegebenenfalls zwei oder mehr
kombiniert werden, einschließlich Weißpigment wie Titanoxid,
Zinkoxid, Talkum, Calciumcarbonat, etc.; aliphatisches Amid
wie Stearinsäureamid, Arachidamid, etc.; aliphatisches
Metallsalz wie Zinkstearat, Calciumstearat, Aluminiumstearat,
Magnesiumstearat, etc.; Oxidationsinhibitor wie Irganox 1010,
Irganox 1076 (beides Handelsbezeichnungen, erhältlich von
Ciba Geigy AG), etc.; blaues Farbpigment oder Farbstoff wie
Cobaltblau, Ultramarinblau, Cäcilienblau ("cecilian blue"),
Phthalocyaninblau, etc.; Purpur-Farbpigment oder Farbstoff
wie Cobaltviolett, Echtviolett, Manganviolett, etc.;
optischer Aufheller, UV-Absorber, etc.
Im Falle der Verwendung eines Polyolefinharzes kann das mit
Polyolefinharz beschichtete Papier durch Gießen des
geschmolzenen Harzes unter Erwärmen auf das durchlaufende
Rohpapier hergestellt werden, welches das sogenannte
Extrusionsbeschichtungsverfahren ist, wodurch beide
Oberflächen des Rohpapiers mit dem Harz beschichtet werden.
Im Falle der Verwendung eines Harzes, das durch Bestrahlung
mit Elektronenstrahlen aushärtet, wird das Harz auf das
Rohpapier mittels einer herkömmlich verwendeten
Auftragmaschine aufgetragen, wie eine Gravur-Streichanlage,
einer Rakelstreichanlage, etc., und dann wird das Harz mit
Elektronenstrahlen bestrahlt, wodurch das Rohpapier mit dem
Harz beschichtet wird. Es ist ebenfalls bevorzugt, das
Rohpapier vor der Auftragung des Harzes auf das Rohpapier
einer Aktivierungsbehandlung zu unterziehen, wie einer
Glimmentladungsbehandlung, einer Flammbehandlung, etc. Es ist
nicht erforderlich, die Harzbeschichtung auf der Rückseite
des Rohpapiers durchzuführen, aber hinsichtlich der
Verhinderung von Welligkeit ist es bevorzugt, beide
Oberflächen des Rohpapiers mit dem Harz zu beschichten. Die
Aktivierungsbehandlung wie Glimmentladungsbehandlung,
Flammbehandlung, etc. kann auf der Vorderseite oder auf
sowohl der Vorder- als auch Rückseite durchgeführt werden, je
nach Notwendigkeit. Ebenfalls ist die Dicke der Harzschicht
nicht speziell beschränkt, und sie liegt allgemein im Bereich
von 5 bis 50 µm auf der Vorderseite oder sowohl auf der
Vorder- als auch auf der Rückseite.
Auf den Träger der vorliegenden Erfindung können verschiedene
Arten von Rückenbeschichtungsschichten aufgebracht werden, um
dem Träger Antistatikeigenschaften, Transporteigenschaften,
Antiaufrolleigenschaften usw. zu verleihen. In der
Rückenbeschichtungsschicht können in optionaler Kombination
ein anorganisches Antistatikmittel, ein organisches
Antistatikmittel, ein hydrophiles Bindemittel, ein Latex, ein
Härter, ein Pigment, ein Tensid usw. eingeschlossen sein.
Die vorliegende Erfindung wird im Detail unter Bezugnahme auf
Beispiele beschrieben, aber der Umfang der vorliegenden
Erfindung wird durch diese nicht beschränkt.
Auf die Vorderseite eines Rohpapiers, das eine Zellstoff-
Formulierung aus LBKP (50 Teile) und LBSP (50 Teile) mit
120 g/m2 als Träger umfaßte, wurde in einer Menge von 25 g/m2
eine Harzzusammensetzung aufgetragen, die Polyethylen
niedriger Dichte (70 Teile), Polyethylen hoher Dichte (20
Teile) und Titanoxid (10 Teile) umfaßt, und eine
Harzzusammensetzung, die Polyethylen hoher Dichte (50 Teile)
und Polyethylen niedriger Dichte (50 Teile) umfaßte, wurde
auf dessen Rückseite in einer Menge von 25 g/m2 zur
Herstellung eines mit Polyolefinharz beschichteten Papiers
aufgetragen.
Auf den oben genannten Träger wurde eine Beschichtungslösung
für die tintenaufnahmefähige Schicht mit einer
Zusammensetzung wie nachfolgend genannt aufgetragen und zur
Herstellung eines Aufzeichnungsblattes getrocknet. Die
Beschichtungsmenge der feinen Silica-Partikel wird für eine
Feststoff-Komponente von 15 g/m2 gewählt. Eine
Beschichtungslösung zur Herstellung der tintenaufnahmefähigen
Schicht wurde durch Dispergieren von feinen Silica-Partikeln
(10 Gew.-% des Gesamtgewichts) in einem Dispersionsmedium aus
Wasser : Ethylalkohol = 20 : 1 hergestellt, wobei ein
Hochdruckhomogenisator verwendet wurde, und dann wurden die
in Tabelle 1 gezeigte Verbindung A, Borsäure,
Polyvinylalkohol und ein Tensid zur Herstellung der
Beschichtungslösung zur Dispersion gegeben. Die Gesamt-
Feststoffkonzentration der obigen Beschichtungslösung betrug
10 Gew.-%. Nach Stehenlassen der Beschichtungslösung für 2 h
bei Raumtemperatur wurde diese aufgetragen. Dabei bedeuten
alle "Teile" Gew.-Teile einer Feststoffkomponente.
Feine Silica-Partikel | 100 Gew.-Teile |
Verbindung A (gezeigt in Tabelle 1) | 4 Gew.-Teile |
Borsäure | 3 Gew.-Teile |
Polyvinylalkohol (PVA235, Handelsbezeichnung, erhältlich von Kuraray, Verseifungsgrad 88%, durchschnittlicher Polymerisationsgrad 3500) | 20 Gew.-Teile |
Ampholytisches Tensid (SWAM AM-2150, Handelsbezeichnung, erhältlich von Nippon Surfactant K. K.) | 0,3 Gew.-Teile |
Durch Änderung der Art der feinen Silica-Partikel und der
Verbindung A gemäß Tabelle 1 wurden verschiedene Arten von
Aufzeichnungsblättern hergestellt. Dabei wurde die oben
genannte Beschichtungslösung bei der Herstellung so
eingestellt, daß der Oberflächen-pH der tintenaufnahmefähigen
Schicht nach dem Trocknen 4 ± 0,5 wurde.
Die Trocknungsbedingungen nach dem Auftragen der
Beschichtungslösung zur Herstellung der tintenaufnahmefähigen
Schicht waren wie nachfolgend angegeben.
D. h. nach dem Auftragen wurde das beschichtete Material
unverzüglich in einer Umgebung von 10°C für 20 s abgekühlt,
bei 50°C unter einer relativen Feuchtigkeit von 10%
getrocknet, bis die Feststoff-Konzentration der aufgetragenen
tintenaufnahmefähigen Schicht 95 Gew.-% erreichte, und bei
35°C unter einer relativen Feuchtigkeit von 40% bei einer
Feststoff-Konzentration der Schicht von 95 Gew.-% bis zur
Beendigung des Trocknens getrocknet.
Quarzstaub 1: Aerosil 380, Handelsbezeichnung, erhältlich von
Nippon Aerosil K. K., Japan, durchschnittliche
Primärpartikelgröße: 7 nm, spezifische Oberfläche gemäß BET-
Verfahren: 380 m2/g.
Quarzstaub 2: Aerosil 200 V, Handelsbezeichnung, erhältlich von Nippon Aerosil K. K., Japan, durchschnittliche Primärpartikelgröße: 12 nm, spezifische Oberfläche gemäß BET- Verfahren: 200 m2/g.
Quarzstaub 3: Aerosil 90 G, Handelsbezeichnung, erhältlich von Nippon Aerosil K. K., Japan, durchschnittliche Primärpartikelgröße: 20 nm, spezifische Oberfläche gemäß BET- Verfahren: 90 m2/g.
Basisches Poly(aluminiumhydroxid) 1: Pyurakemu WT, Handelsbezeichnung, erhältlich von K. K. Riken Green, Japan.
Basisches Poly(aluminiumhydroxid) 2: PAC300M, Handelsbezeichnung, erhältlich von Taki Kagaku K. K., Japan.
Zirconiumoxychlorid: erhältlich von Nippon Keikinzoku K. K., Japan.
Zirconiumnitrat: erhältlich von Nippon Keikinzoku K. K., Japan.
Zirconiumhydroxychlorid: erhältlich von Nippon Keikinzoku K. K., Japan.
Wasserunlösliches Aluminiumhydroxid: Hydilight H-42M (zur Beschichtungslösung als 10 gew.-%ige wäßrige Dispersion gegeben), erhältlich von Showa Denko K. K., Japan.
Alkylamin-Epichlorhydrin-Polykondensat: Jet-Fix 3, erhältlich von Satoda Kako K. K., Japan.
Quarzstaub 2: Aerosil 200 V, Handelsbezeichnung, erhältlich von Nippon Aerosil K. K., Japan, durchschnittliche Primärpartikelgröße: 12 nm, spezifische Oberfläche gemäß BET- Verfahren: 200 m2/g.
Quarzstaub 3: Aerosil 90 G, Handelsbezeichnung, erhältlich von Nippon Aerosil K. K., Japan, durchschnittliche Primärpartikelgröße: 20 nm, spezifische Oberfläche gemäß BET- Verfahren: 90 m2/g.
Basisches Poly(aluminiumhydroxid) 1: Pyurakemu WT, Handelsbezeichnung, erhältlich von K. K. Riken Green, Japan.
Basisches Poly(aluminiumhydroxid) 2: PAC300M, Handelsbezeichnung, erhältlich von Taki Kagaku K. K., Japan.
Zirconiumoxychlorid: erhältlich von Nippon Keikinzoku K. K., Japan.
Zirconiumnitrat: erhältlich von Nippon Keikinzoku K. K., Japan.
Zirconiumhydroxychlorid: erhältlich von Nippon Keikinzoku K. K., Japan.
Wasserunlösliches Aluminiumhydroxid: Hydilight H-42M (zur Beschichtungslösung als 10 gew.-%ige wäßrige Dispersion gegeben), erhältlich von Showa Denko K. K., Japan.
Alkylamin-Epichlorhydrin-Polykondensat: Jet-Fix 3, erhältlich von Satoda Kako K. K., Japan.
Bezüglich der oben genannten 13 Arten von Tintenstrahl-
Aufzeichnungsblättern wurden die folgenden Auswertungen
durchgeführt. Dabei wurde für die Tintenstrahl-Aufzeichnung
der Druck unter Verwendung eines PM-770C Farbdruckers
(Handelsbezeichnung, erhältlich von Seiko Epson Co., Japan)
bei normaler Temperatur und normaler Feuchtigkeit
durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.
Glanz auf der Oberfläche des Tintenstrahl-
Aufzeichnungsblattes vor dem Drucken wurde mit dem bloßen
Auge beurteilt und durch die folgenden vier Grade
ausgewertet.
: Glanz ist äußerst hoch und gut.
O: Glanz ist hoch, aber gegenüber geringfügig schlechter.
Δ: Glanz ist gegenüber O geringfügig schlechter.
X: Glanz ist niedrig.
O: Glanz ist hoch, aber gegenüber geringfügig schlechter.
Δ: Glanz ist gegenüber O geringfügig schlechter.
X: Glanz ist niedrig.
Die Gegenwart oder Abwesenheit von Rissen auf der Oberfläche
des Tintenstrahl-Aufzeichnungsblattes vor dem Drucken wurde
mit dem bloßen Auge beurteilt und durch die folgenden drei
Grade ausgewertet.
O: Kein Riß wurde beobachtet.
Δ: Geringfügige Risse wurden beobachtet.
X: Risse wurden auf der gesamten Oberfläche beobachtet.
Δ: Geringfügige Risse wurden beobachtet.
X: Risse wurden auf der gesamten Oberfläche beobachtet.
Die gesamte Oberfläche wurde flächig mit roter Tinte
bedruckt, und ein PPC-Papier wurde unter geringem Druck
direkt nach dem Drucken auf das Tintenstrahl-
Aufzeichnungsblatt gelegt, und der Grad der am PPC-Papier
anhaftenden Tintenmenge wurde mit dem bloßen Auge untersucht
und durch den folgenden Standard ausgewertet.
O: Keine Übertragung wurde beobachtet.
Δ: Eine geringfügige Übertragung wurde beobachtet.
X: Eine deutliche Übertragung wurde beobachtet.
Δ: Eine geringfügige Übertragung wurde beobachtet.
X: Eine deutliche Übertragung wurde beobachtet.
Ein Tintenstrahl-Aufzeichnungsblatt, das mit roten Lettern
auf seiner Oberfläche bedruckt war, wobei die gesamte
Oberfläche mit schwarzer Tinte flächig bedruckt worden war,
wurde gemäß den folgenden zwei Bedingungen getestet, und das
Verwischen des Bildes wurde durch den folgenden Standard
ausgewertet.
- 1. Das Aufzeichnungsblatt wurde in fließendes Wasser bei 20°C für 1 min getaucht.
- 2. Das Aufzeichnungsblatt wurde in einer Umgebung von 35°C und 90% relativer Feuchtigkeit für 2 Tage stehengelassen.
O: Kein Verwischen wurde unter beiden obigen
Bedingungen beobachtet.
Δ Geringfügiges Verwischen wurde in einer der Bedingungen beobachtet.
X: Deutliches Verwischen wurde unter beiden der obigen Bedingungen beobachtet.
Δ Geringfügiges Verwischen wurde in einer der Bedingungen beobachtet.
X: Deutliches Verwischen wurde unter beiden der obigen Bedingungen beobachtet.
Flächiges Drucken mit einer einzelnen Farbe aus C (Blaugrün),
M (Purpur), Y (Gelb) oder K (Schwarz) wurde jeweils mit der
maximalen Dichte durchgeführt, und die jeweiligen optischen
Dichten der entsprechenden Farben wurden mit einem
Reflexionsdensitometer (SPECTROLINO, Handelsbezeichnung,
erhältlich von GRETAG Co.) gemessen. Die Proben, deren
Dichten gemessen waren, wurden unter Fluoreszenzlicht
(Beleuchtungsstärke: 10000 Lux) für eine Woche
stehengelassen, und dann wurden die optischen Dichten der
entsprechenden Farben erneut gemessen, und die maximalen
Dichtedifferenzen der Proben wurden gemessen. Wenn die
Dichtedifferenz größer wird, zeigt es sich, daß das
Ausbleichen in Licht deutlich wird, mit anderen Worten, die
Lichtechtheit ist schlecht.
Wie aus den obigen Ergebnissen deutlich ersichtlich, waren
bei den erfindungsgemäßen Tintenstrahl-Aufzeichnungsblättern
alle Eigenschaften wie Wasserechtheit, Lichtechtheit, Glanz,
Oberflächendefekte wie Oberflächenrisse etc. und die
Tintenabsorption zufriedenstellend.
Daneben wurde als zusätzliches Vergleichsbeispiel ein
Tintenstrahl-Aufzeichnungsblatt hergestellt, in dem der
Quarzstaub 1 im oben genannten Tintenstrahl-
Aufzeichnungsblatt gegen einen Quarzstaub mit einer
durchschnittlichen Primärpartikelgröße von 30 nm ausgetauscht
war (Aerosil 50, Handelsbezeichdnung, erhältlich von Nippon
Aerosil K. K., durchschnittliche Primärpartikelgröße: 30 nm,
spezifische Oberfläche gemäß BET-Verfahren: 50 m2/g), aber
sein Glanz war deutlich verringert, so daß das in der
vorliegenden Erfindung geforderte gewünschte Material nicht
erhalten werden konnte.
Die jeweils in Tabelle 3 gezeigten Verbindungen B wurden
jeweils in einer Menge von 3 Gew.-Teilen zur Herstellung
entsprechender Tintenstrahl-Aufzeichnungsblätter zur
Beschichtungslösung zur Bildung der tintenaufnahmefähigen
Schicht der in Beispiel 1 hergestellten Tintenstrahl-
Aufzeichnungsblätter 1 und 7 gegeben. Bezüglich dieser
Tintenstrahl-Aufzeichnungsblätter wurden ihre Eigenschaften
in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 ausgewertet. Als
Ergebnis hatte jedes Tintenstrahl-Aufzeichnungsblatt ähnliche
Eigenschaften wie die Aufzeichnungsblätter 1 oder 7 aus
Beispiel 1. Außerdem wurde hinsichtlich dieser Tintenstrahl-
Aufzeichnungsblätter der Ausbleichungsgrad aufgrund der
Gegenwart geringer Mengen eines Gases in der Luft gemäß dem
folgenden Testverfahren ausgewertet. Die Ergebnisse sind in
Tabelle 3 gezeigt. Daneben ist ebenfalls das Ergebnis des
Aufzeichnungsblattes 10 für Vergleichszwecke beschrieben.
Die Aufzeichnung durch Drucken wurde in der gleichen Weise
wie in der Lichtechtheitsuntersuchung von Beispiel 1
durchgeführt, und nach Aussetzen an Luft bei Raumtemperatur
für 3 Monate wurden die jeweiligen Dichten im bedruckten
Bereich gemessen bzw. es wurden die Veränderungen in der
Dichte (die Dichte nach Aussetzen/die Dichte vor Aussetzen)
gemessen. Unter den jeweiligen Bildern für C, M, Y und K ist
der Wert gezeigt, der in der Dichte am meisten abnahm
(kleinster numerischer Wert).
Aus den Ergebnissen in der obigen Tabelle wird verständlich,
daß das Farbausbleichen bei Aussetzen an Luft durch weitere
Zugabe einer Verbindung der Formel (I), eines Nitrits, eines
Sulfits, eines Bisulfits, eine Phosphits oder eines
Thiosulfats zur tintenaufnahmefähigen Schicht unterdrückt
werden kann.
Harnstoff oder Glycerin wurden jeweils als Verbindung C zur
Beschichtungslösung zur Bildung der tintenaufnahmefähigen
Schicht der Tintenstrahl-Aufzeichnungsblätter 1 und 7,
hergestellt in Beispiel 1, in einer Menge von 1,4 Gew.-Teilen
zur Herstellung entsprechender Tintenstrahl-
Aufzeichnungsblätter gegeben. Bezüglich dieser Tintenstrahl-
Aufzeichnungsblätter wurden ihre Eigenschaften in der
gleichen Weise wie in Beispiel 1 ausgewertet. Als Ergebnis
besaß jedes Tintenstrahl-Aufzeichnungsblatt ähnliche
Eigenschaften wie die Aufzeichnungsblätter 1 oder 7 aus
Beispiel 1. Weiterhin wurde hinsichtlich dieser Tintenstrahl-
Aufzeichnungsblätter der Grad der Rißerzeugung gemäß dem
folgenden Testverfahren ausgewertet, wenn das Blatt gebogen
wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 gezeigt. Gleichzeitig
wird ebenfalls das Ergebnis für das Aufzeichnungsblatt 10 für
Vergleichszwecke beschrieben.
Ein noch nicht bedrucktes Tintenstrahl-Aufzeichnungsblatt
wurde zu einer Größe von 2 cm × 8 cm geschnitten, und wenn
das Blatt mit der zu bedruckenden Oberfläche nach oben in
Längsrichtung gebogen wurde, wurde der Krümmungsradius zum
Zeitpunkt der Erzeugung von Rissen auf der zu bedruckenden
Oberfläche gemessen. Dabei bedeutet ein kleinerer
Krümmungsradius eine bessere Eigenschaft bezüglich der
Verhinderung des Auftretens von Rissen auf der zu
bedruckenden Oberfläche.
Aus den obigen Ergebnissen ist verständlich, daß durch die
kombinierte Verwendung von Polyvinylalkohol, der ein
hydrophiles Bindemittel ist, und eines wasserlöslichen
Weichmachers dafür Oberflächenrisse zum Zeitpunkt der
Verwendung unterdrückt werden können.
Claims (14)
1. Blatt zum Tintenstrahldruck, das einen Träger und
wenigstens eine auf den Träger aufgebrachte
tintenaufnahmefähige Schicht umfaßt, worin wenigstens
eine der tintenaufnahmefähigen Schichten feine Silica-
Partikel mit einem durchschnittlichen
Primärpartikeldurchmesser von 20 nm oder weniger und
wenigstens eine wasserlösliche mehrwertige
Metallverbindung enthält.
2. Blatt zum Tintenstrahldruck gemäß Anspruch 1, worin die
wasserlösliche mehrwertige Metallverbindung ausgewählt
ist aus der Gruppe aus wasserlöslichen Aluminium-
Verbindungen und wasserlöslichen Verbindungen, die ein
Element der Gruppe 4 des Periodensystems enthalten.
3. Blatt zum Tintenstrahldruck gemäß Anspruch 1, worin die
feinen Silica-Partikel synthetisches Silica sind, das
durch ein Gasphasenverfahren hergestellt wurde.
4. Blatt zum Tintenstrahldruck gemäß Anspruch 1, worin die
wasserlösliche Aluminium-Verbindung
Polyaluminiumhydroxychlorid ist.
5. Blatt zum Tintenstrahldruck gemäß Anspruch 1, worin das
Element der Gruppe 4 des Periodensystems Titan oder
Zirconium ist.
6. Blatt zum Tintenstrahldruck gemäß Anspruch 1, worin die
tintenaufnahmefähige Schicht 8 g/m2 oder mehr an feinen
Silica-Partikeln enthält.
7. Blatt zum Tintenstrahldruck gemäß Anspruch 3, worin der
durchschnittliche Primärpartikeldurchmesser des
synthetischen Silica aus dem Gasphasenverfahren 20 nm
oder weniger und die spezifische Oberfläche, gemessen
durch das BET-Verfahren, 200 m2/g oder mehr beträgt.
8. Blatt zum Tintenstrahldruck gemäß Anspruch 7, worin die
tintenaufnahmefähige Schicht das synthetische Silica in
einer Menge von 10 g/m2 oder mehr und ein hydrophiles
Bindemittel in einer Menge von 10 bis 30 Gew.-%, bezogen
auf die Menge des synthetischen Silica, enthält.
9. Blatt zum Tintenstrahldruck gemäß Anspruch 1, worin der
pH der Oberfläche der tintenaufnahmefähigen Schicht 3
bis 5 beträgt.
10. Blatt zum Tintenstrahldruck gemäß Anspruch 1, worin die
tintenaufnahmefähige Schicht Polyvinylalkohol als
hydrophiles Bindemittel und zusätzlich einen
wasserlöslichen Weichmacher für den Polyvinylalkohol
enthält.
11. Blatt zum Tintenstrahldruck gemäß Anspruch 10, worin der
wasserlösliche Weichmacher Harnstoff oder Glycerin ist.
12. Blatt zum Tintenstrahldruck gemäß Anspruch 1, worin die
tintenaufnahmefähige Schicht wenigstens einen Vertreter
enthält, ausgewählt aus Nitrit, Sulfit, Bisulfit,
Phosphit, Thiosulfat und einer Verbindung, die durch die
folgende Formel (I) dargestellt wird:
worin A eine Hydroxyl-Gruppe oder eine Amino-Gruppe, die mit einer unsubstituierten oder substituierten Alkyl- Gruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen substituiert sein kann, oder eine unsubstituierte oder substituierte Aryl- Gruppe darstellt; R1 und R2 unter Bildung eines 5- oder 6gliedrigen Rings mit dem Kohlenstoffatom, an das sie gebunden sind, kombiniert sind oder eines davon ein Wasserstoffatom darstellt und das andere ein Wasserstoffatom, eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 17 Kohlenstoffatomen, eine Aryl-Gruppe, die mit wenigstens einem Vertreter aus einer Hydroxyl-Gruppe oder -SO3M substituiert sein kann, oder eine Gruppe darstellt, die durch die folgende Formel (II) dargestellt wird; n 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 8 darstellt; und M ein Kation darstellt,
worin n und M die gleiche Bedeutung wie oben definiert haben.
worin A eine Hydroxyl-Gruppe oder eine Amino-Gruppe, die mit einer unsubstituierten oder substituierten Alkyl- Gruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen substituiert sein kann, oder eine unsubstituierte oder substituierte Aryl- Gruppe darstellt; R1 und R2 unter Bildung eines 5- oder 6gliedrigen Rings mit dem Kohlenstoffatom, an das sie gebunden sind, kombiniert sind oder eines davon ein Wasserstoffatom darstellt und das andere ein Wasserstoffatom, eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 17 Kohlenstoffatomen, eine Aryl-Gruppe, die mit wenigstens einem Vertreter aus einer Hydroxyl-Gruppe oder -SO3M substituiert sein kann, oder eine Gruppe darstellt, die durch die folgende Formel (II) dargestellt wird; n 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 8 darstellt; und M ein Kation darstellt,
worin n und M die gleiche Bedeutung wie oben definiert haben.
13. Blatt zum Tintenstrahldruck gemäß Anspruch 1, worin der
Träger ein wasserbeständiger Träger ist.
14. Blatt zum Tintenstrahldruck gemäß Anspruch 13, worin der
wasserbeständige Träger ein mit Polyolefinharz
beschichtetes Papier ist.
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