DE102004015254A1

DE102004015254A1 - Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial

Info

Publication number: DE102004015254A1
Application number: DE102004015254A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Sakaguchi; Yukihiro Suzuki
Original assignee: Mitsubishi Paper Mills Ltd
Current assignee: Mitsubishi Paper Mills Ltd
Priority date: 2003-03-28
Filing date: 2004-03-29
Publication date: 2004-10-21
Also published as: JP3996078B2; JP2004291521A; US20040191433A1

Abstract

Es ist offenbart ein Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial, das einen Träger und wenigstens eine poröse, tintenaufnehmende Schicht umfaßt, die anorganische Feinteilchen und Polyvinylalkohol enthält, bereitgestellt als eine Hauptkomponente eines Bindemittels auf dem Träger, wobei wenigstens eine von besagten tintenaufnehmenden Schichten eine Polymeremulsion enthält, die eine Polymerverbindung enthält, die eine hydrophile Eigenschaft in einem Temperaturbereich einer vorbestimmten Temperatur, die eine wärmeempfindliche Temperatur ist, oder darunter zeigt und eine hydrophobe Eigenschaft in einem Temperaturbereich oberhalb der wärmeempfindlichen Temperatur zeigt, in einer Menge von 1 bis 25 Gew.-%, bezogen auf die Menge des Polyvinylalkohols, als Feststoffgehalt.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial, genauer ein Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial, das fotoähnlichen hohen Glanz besitzt, hervorragende Tintenabsorptionseigenschaften aufweist und hohe Produktivität besitzt.
2. Stand der Technik
Als ein Aufzeichnungsmaterial, das für ein Tintenstrahlaufzeichnungssystem verwendet werden kann, ist ein Aufzeichnungsmaterial allgemein bekannt gewesen, das eine poröse, tintenaufnehmende Schicht umfaßt, die ein Pigment, wie etwa amorphe Kieselsäure, und ein wasserlösliches Bindemittel, wie etwa Polyvinylalkohol, umfaßt, die auf einem Träger bereitgestellt ist, was das sogenannte Tintenstrahlaufzeichnungsblatt ist.

In den letzten Jahren ist, als ein Aufzeichnungsmaterial mit fotoähnlichem Glanz, vorgeschlagen worden, ultrafeine Teilchen, wie etwa amorphe Kieselsäure oder Naßprozeß-Kieselsäure, vermahlen oder pulverisiert zu mehreren 100 nm, als anorganische Feinteilchen einer tintenaufnehmenden Schicht zu verwenden. In der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 56552/1991, den japanischen vorläufigen Patentveröffentlichungen Nr. 119423/1998, Nr. 2000-211235 und Nr. 2000-309157, ist zum Beispiel offenbart worden, Kieselsäure zu verwenden, die mit einem Gasphasenverfahren hergestellt ist (im weiteren als „pyrogene Kieselsäure" bezeichnet), in den japanischen vorläufigen Patentveröffentlichungen Nr. 286165/1997 und Nr. 181190/1998 ist offenbart worden, pulverisierte Kieselsäure zu verwenden, die hergestellt ist mit einem Ausfällungsverfahren, und in der japanischen vorläufigen Patentveröffentlichung Nr. 2001-277712 ist offenbart worden, pulverisierte Kieselsäure zu verwenden, die mit einem Gelverfahren hergestellt ist. Die Verbesserung von Eigenschaften in einem Tintenstrahldrucker ist bemerkenswert, die Druckgeschwindigkeit wird zusätzlich zu feinerem Druckbild ebenfalls abrupt verbessert, und dennoch sind höhere Tintenabsorptionseigenschaften erwünscht.

Andererseits ist, um ein Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial mit fotoähnlichem hohen Glanz und hohen Tintenabsorptionseigenschaften zu erhalten, ein Verfahren offenbart worden, bei dem ein Trocknungsschritt, nach Bereitstellen einer Beschichtungslösung auf einem Träger, unter relativ milden Bedingungen durchgeführt wird. In der japanischen vorläufigen Patentveröffentlichung Nr. 91238/1999 ist z.B. ein Verfahren offenbart worden, bei dem Trocknung ohne Gasstrom durchgeführt wird, und in der japanischen vorläufigen Patentveröffentlichung Nr. 2001-10207 und Nr. 2001-96900 ist ein Verfahren offenbart worden, bei dem Trocknung bei einer relativ niedrigen Temperatur durchgeführt wird. Bei diesen Verfahren ist jedoch eine lange Zeit für den Trocknungsschritt erforderlich, so daß das Problem besteht, daß die Produktivität nicht erhöht werden kann. In der internationalen Patentanmeldung WO 02/85634 (Seiten 3 bis 6) und der japanischen vorläufigen Patentveröffentlichung Nr. 2003-40916 (Seiten 3 und 4) ist ein Verfahren offenbart worden zur Herstellung eines Tintenstrahlaufzeichnungsmaterials mit hoher Produktivität sowie gutem Glanz und guten Tintenabsorptionseigenschaften, durch Verwendung anorganischer Teilchen, wie etwa Kieselsäure etc., und eines wärmeempfindlichen Polymerlatex als einem Bindemittel, und das beschichtete Material wird nach Bereitstellen einer Beschichtungslösung auf einem Träger auf weniger als die wärmeempfindliche Temperatur des wärmeempfindlichen Polymerlatex abgekühlt, um die aufgebrachte Lösung einzudicken und zu gelieren, und das Material wird getrocknet, während die obige Situation aufrechterhalten wird. Die Beschichtungslösung, die den wärmeempfindlichen Polymerlatex und die Kieselsäure-Feinteilchen enthält, dickt jedoch bei einer Temperatur der wärmeempfindlichen Temperatur oder darunter irreversibel ein und geliert und die einmal gelierte Beschichtungslösung kehrt nicht in einen fließfähigen Zustand zurück, selbst wenn sie erneut erwärmt wird. Somit wird die Leitung, wenn die Temperatur der Beschichtungslösung in einer Leitung auf eine Temperatur unterhalb der wärmeempfindlichen Temperatur aus einem bestimmten Grund abgesenkt wird, verstopft und Gegenmaßnahmen sind schwierig, wodurch Probleme im Produktionsprozeß bleiben.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial mit fotoähnlichem hohen Glanz, hohen Tintenabsorptionseigenschaften und hoher Produktivität zur Verfügung zu stellen.

Die obigen Aufgaben der vorliegenden Erfindung können mit einem Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial gelöst werden, das einen Träger und wenigstens eine poröse, tintenaufnehmende Schicht umfaßt, die anorganische Feinteilchen und Polyvinylalkohol enthält, bereitgestellt als eine Hauptkomponente eines Bindemittels auf dem Träger, wobei wenigstens eine von besagten tintenaufnehmenden Schichten eine Polymeremulsion enthält, die eine Polymerverbindung enthält, die eine hydrophile Eigenschaft in einem Temperaturbereich einer vorbestimmten Temperatur (einem wärmeempfindlichen Punkt) oder darunter zeigt und eine hydrophobe Eigenschaft in einem Temperaturbereich oberhalb des wärmeempfindlichen Punktes zeigt, in einer Menge von 1 bis 25 Gew.-%, bezogen auf die Menge des Polyvinylalkohols, als Feststoffgehalt.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Im folgenden wird die vorliegende Erfindung im Detail erläutert werden. Als die anorganischen Feinteilchen, die in der tintenaufnehmenden Schicht der vorliegenden Erfindung verwendet werden sollen, können verschiedene Arten von herkömmlich bekannten Feinteilchen erwähnt werden, wie etwa Kieselsäure, Aluminiumoxid, Aluminiumoxid-Hydrat, Calciumcarbonat, Magnesiumcarbonat, Titandioxid, etc., und Kieselsäure-Feinteilchen sind im Hinblick auf Tintenabsorptionseigenschaften und Produktivität bevorzugt. Es ist insbesondere bevorzugt, einen Naßprozeß-Kieselsäure oder eine pyrogene Kieselsäure, jeweils fein pulverisiert, zu verwenden.

Bei synthetisierten Kieselsäuren können diese in Naßprozeß-Kieselsäure, pyrogene Kieselsäure und andere, entsprechend den Herstellungsverfahren, einklassifiziert werden. Die Naßprozeß-Kieselsäure kann weiter einklassifiziert werden in eine Ausfällungsverfahrens-Kieselsäure, eine Gelverfahrens-Kieselsäure und eine Solverfahrens-Kieselsäure, entsprechend den Herstellungsverfahren. Die ausgefällte Kieselsäure kann hergestellt werden durch Umsetzen von Natriumsilikaten und Schwefelsäure unter alkalischen Bedingungen, wobei Kieselsäureteilchen, die zu Teilchengröße wachsen, aggregieren und ausfällen und anschließend durch Filtration, Waschen, Trocknen, Pulverisierung und Klassierung weiterverarbeitet werden, um ein Produkt zu erhalten. Eine solche ausgefällte Kieselsäure ist kommerziell erhältlich von TOSOH SILICA CORPORATION (Japan) unter dem Markennamen Nipsil, und von K.K. Tokuyama (Japan) unter dem Markennamen Tokusil. Die Gelverfahrens-Kieselsäure kann hergestellt werden durch Umsetzen von Natriumsilikat und Schwefelsäure unter sauren Bedingungen. Bei diesem Verfahren werden kleine Kieselsäureteilchen während des Reifens gelöst und so zwischen Primärteilchen erneut ausgefällt, die größere Teilchen sind, wodurch mehr Teilchen miteinander vereinigt werden. Somit verschwinden klare Primärteilchen und bilden relativ harte agglomerierte Teilchen mit innerer Hohlraumstruktur. Dies ist z.B. kommerziell erhältlich von TOSOH SILICA CORPORATION (Japan) unter dem Markennamen Nipgel, von Grace Japan Co., Ltd. (Japan) unter den Markennamen Syloid, Sylojet und dergleichen. Die Solverfahrens-Kieselsäure wird auch als kolloidale Kieselsäure bezeichnet und kann erhalten werden durch Erhitzen und Reifen von Kieselsäuresol, erhalten durch Metathese von Natriumsilikat mit einer Säure wie etwa Natriumsilikat oder Durchleiten durch eine Ionenaustauschharzschicht, und ist kommerziell erhältlich von Nissan Chemical Industries, Ltd. (Japan) unter dem Markennamen SNOWTEX.

Pyrogene Kieselsäure wird auch als Trocknungsverfahrens-Kieselsäure, im Gegensatz zum Naßverfahren, bezeichnet, und sie kann im allgemeinen mit einem Flammenhydrolyseverfahren hergestellt werden. Genauer ist allgemein ein Verfahren bekannt, bei dem Siliciumtetrachlorid mit Wasserstoff und Sauerstoff verbrannt wird, und ein Silan, wie etwa Methyltrichlorsilan oder Trichlorsilan, kann statt Siliciumtetrachlorid verwendet werden, allein oder als eine Mischung in Kombination mit Siliciumtetrachlorid. Die pyrogene Kieselsäure ist kommerziell erhältlich von Nippon Aerosil K.K. (Japan) unter dem Markennamen Aerosil, und K.K. Tokuyama (Japan) unter dem Markennamen QS-Typ, etc.

In der vorliegenden Erfindung wird eine Naßverfahrens-Kieselsäure, pulverisiert zu einer durchschnittlichen Sekundärteilchengröße von 400 nm oder weniger, besonders bevorzugt verwendet. Die Naßverfahrens-Kieselsäure, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden soll, sind Kieselsäureteilchen, die vorzugsweise eine durchschnittliche Primärteilchengröße von 50 nm oder weniger, bevorzugter 3 bis 40 nm, und eine durchschnittliche Sekundärteilchengröße von 1 μm oder mehr, bevorzugter 5 bis 50 μm, aufweisen, und weiter bevorzugt sind Naßverfahrens-Kieselsäureteilchen, die in Gegenwart einer kationischen Verbindung auf eine durchschnittliche Sekundärteilchengröße von 400 nm oder weniger fein pulverisiert sind. Ausfällungsverfahrens-Kieselsäureteilchen sind besonders bevorzugt. Die durchschnittlichen Primär- und Sekundärteilchengrößen, die in der vorliegenden Beschreibung erwähnt sind, beruhen auf dem herkömmlich bekannten Verfahren, auf der Grundlage von Beobachtungen mit einem Elektronenmikroskop (Rasterelektronenmikroskop und Transmissionselektronenmikroskop).

Da die Naßverfahrens-Kieselsäure, die mit dem herkömmlichen Verfahren hergestellt wird, eine durchschnittliche Sekundärteilchengröße von 1 μm oder mehr aufweist, wird diese verwendet, nachdem sie fein pulverisiert worden ist. Als Pulverisierungsverfahren wird vorzugsweise ein Naßpulverisierungsverfahren verwendet, bei dem in einem wässrigen Medium dispergierte Kieselsäure mechanisch pulverisiert wird. Gegenwärtig ist es besonders bevorzugt, eine Ausfällungsverfahrens-Kieselsäure zu verwenden, die eine Ölabsorptionsmenge von 210 ml/100 g oder mehr und eine durchschnittliche Sekundärteilchengröße von 5 μm oder mehr aufweist, da der Anstieg der anfänglichen Viskosität der Dispersion kontrolliert ist, eine Dispersion mit hoher Konzentration realisiert wird und die Teilchen aufgrund des Anstiegs der Pulverisierungs- und Dispersionseffizienzen feiner pulverisiert werden können. Durch Verwendung einer Dispersion mit höherer Konzentration wird auch die Produktivität des Aufzeichnungspapiers verbessert. Die Ölabsorption kann gemäß der Beschreibung von JIS K-5101 gemessen werden.

Als ein spezifisches Verfahren, um Naßverfahrens-Kieselsäurefeinteilchen mit einer durchschnittlichen Sekundärteilchengröße von 400 nm oder weniger der vorliegenden Erfindung zu erhalten, kann z.B. ein Verfahren erwähnt werden, bei dem Kieselsäureteilchen und eine kationische Verbindung in Wasser vermischt werden (die Zugabe kann von jedem davon zuerst durchgeführt werden oder kann gleichzeitig durchgeführt werden), ein Verfahren, bei dem Dispersionen oder wässrige Lösungen von jedem vermischt und anschließend die Flüssigkeit durchmischt wird unter Verwendung wenigstens einer Dispergiervorrichtung vom Sägeblatt typ oder einer Dispergiervorrichtung vom Propellerschaufeltyp und einer Dispergiervorrichtung vom Rotor-Stator-Typ, um eine vorläufige Dispersion zu erhalten. Falls erforderlich, kann eine geeignete Menge eines niedrig siedenden Lösungsmittels, etc. zur Dispersion zugegeben werden. Eine Menge der kationischen Verbindung beträgt vorzugsweise 0,5 bis 20 Gew.-%, bevorzugter 1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf die Menge der Kieselsäureteilchen. Durch Verwendung der Verbindung innerhalb des oben spezifizierten Bereichs ist die Viskosität der vorläufigen Kieselsäuredispersion nicht so hoch und die Feststoffkonzentration kann erhöht werden. Die Feststoffkonzentration der vorläufigen Kieselsäuredispersion der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise hoch, aber wenn sie zu hoch ist, wird Dispersion unmöglich, so daß sie vorzugsweise im Bereich von 15 bis 40 Gew.-%, bevorzugter 20 bis 35 Gew.-% liegt.

Als nächstes wird die vorläufige Kieselsäuredispersion, die mit dem oben erwähnten Verfahren erhalten ist, weiter dispergiert durch Verwendung leistungsfähigerer mechanischer Mittel, um eine Naßverfahrens-Kieselsäurefeinteilchendispersion mit einer durchschnittlichen Sekundärteilchengröße von 400 nm oder weniger zu erhalten. Als die mechanischen Mittel können diejenigen eingesetzt werden, die herkömmlicherweise im Stand der Technik bekannt sind, und es kann z.B. eine Medienmühle verwendet werden, wie etwa eine Kugelmühle, eine Perlenmühle, eine Sandmühle, etc., eine Druckdispergiervorrichtung, wie etwa ein Hochdruckhomogenisator, ein Ultrahochdruckhomogenisator, etc., eine Ultraschalldispergiervorrichtung und eine Dünnfilmschleuderdispergiervorrichtung, etc.

In der vorliegenden Erfindung wird vorzugsweise auch pyrogene Kieselsäure verwendet. Eine durchschnittliche Teilchengröße eines Primärteilchens der pyrogenen Kieselsäure, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden soll, beträgt vorzugsweise 30 nm oder weniger und bevorzugter 15 nm oder weniger, um höheren Glanz zu erhalten. Bevorzugter sind diejenigen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße der Primärteilchen von 3 bis 15 nm, besonders bevorzugt 3 bis 10 nm, und mit einer spezifischen Oberfläche, gemessen mit der BET-Methode, von 200 m²/g oder mehr, bevorzugter 250 bis 500 m²/g. Die in der vorliegenden Erfindung erwähnte BET-Methode bedeutet eine Methode zum Messen einer Oberfläche von Pulvermaterial mit einer Gasphasenadsorptionsmethode und ist eine Methode zur Bestimmung der Gesamtoberfläche, die 1 g einer Probe besitzt, d.h. einer spezifischen Oberfläche, aus einer Adsorptionsisotherme. Im allgemeinen ist, als ein Adsorptionsgas, häufig Stickstoffgas verwendet worden, und eine Methode zum Messen einer Adsorptionsmenge, die durch die Veränderung des Drucks oder des Volumens eines zu adsorbierenden Gases erhalten wird, ist am häufigsten verwendet worden. Die berühmteste Gleichung zur Darstellung der Isotherme polymolekularer Adsorption ist die Brunauer-Emmett-Teller-Gleichung, die auch als BET-Gleichung bezeichnet wird, und diese ist in breitem Umfang zum Bestimmen einer Oberfläche einer zu untersuchenden Substanz verwendet worden. Eine Oberfläche kann erhalten werden durch Messen einer Adsorptionsmenge, auf der Basis der BET-Gleichung, und Multiplizieren der Menge mit einer Oberfläche, die von der Oberfläche eines adsorbierten Moleküls eingenommen wird.

In der tintenaufnehmenden Schicht der vorliegenden Erfindung wird vorzugsweise pyrogene Kieselsäure, dispergiert zu einer durchschnittlichen Aggregationsteilchengröße von 300 nm oder weniger, in Gegenwart einer kationischen Verbindung, verwendet. Als die Dispersionsmethode werden pyrogene Kieselsäure und ein Dispersionsmedium zunächst mit üblichem Propellerrühren, Turbinenrühren, Homomixerrühren, etc. vermischt und anschließend wird die Dispersion vorzugsweise durch Verwendung einer Medienmühle, wie etwa einer Kugelmühle, einer Perlenmühle, einer Sandmühle, etc., einer Druckdispersionsvorrichtung, wie etwa einem Hochdruckhomogenisator, einem Ultrahochdruckhomogenisator, etc., einer Ultraschalldispersionsvorrichtung und einer Dünnfilmschleuderdispersionsvorrichtung, etc., durchgeführt.

Als die für die Kieselsäure zu verwendende kationische Verbindung kann ein kationisches Polymer oder eine wasserlösliche Metallverbindung verwendet werden. Als das kationische Polymer können vorzugsweise erwähnt werden Polyethylenimin, Polydiallylamin, Polyallylamin, Polyalkylamin sowie Polymere mit einer primären bis tertiären Aminogruppe oder einer quartären Ammoniumgruppe, wie offenbart in den japanischen vorläufigen Patentveröffentlichungen Nr. 20696/1984, Nr. 33176/1984, Nr. 33177/1984, Nr. 155088/1984, Nr. 11389/1985, Nr. 49990/1985, Nr. 83882/1985, Nr. 109894/1985, Nr. 198493/1987, Nr. 49478/1988, Nr. 115780/1988, Nr. 280681/1988, Nr. 40371/1989, Nr. 234268/1994, Nr. 125411/1995 und Nr. 193776/1998, etc.. Insbesondere wird vorzugsweise ein Diallylamin-Derivat als das kationische Polymer verwendet. Ein durchschnittliches Molekulargewicht (Mw; Molekulargewicht im Gewichtsmittel) dieser kationischen Polymere beträgt vorzugsweise 2.000 bis 100.000, besonders bevorzugt im Bereich von 2.000 bis 30.000, im Hinblick auf Dispergierbarkeit und Viskosität der Dispersion.

Als die wasserlösliche Metallverbindung kann z.B. ein wasserlösliches mehrwertiges Metallsalz erwähnt werden. Als solch ein Salz kann ein wasserlösliches Salz eines Metalls erwähnt werden, das ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus Calcium, Barium, Mangan, Kupfer, Cobalt, Nickel, Aluminium, Eisen, Zink, Titan, Zirconium, Chrom, Magnesium, Wolfram und Molybdän besteht. Insbesondere kann eine wasserlösliche Metallverbindung z.B. Calciumacetat, Calciumchlorid, Calciumformiat, Calciumsulfat, Bariumacetat, Bariumsulfat, Bariumphosphat, Manganchlorid, Manganacetat, Manganformiat-Dihydrat, Ammoniummangansulfat-Hexahydrat, Kupfer(II)-chlorid, Kupfer(II)-ammoniumchlorid-Dihydrat, Kupfersulfat, Cobaltchlorid, Cobaltthiocyanat, Cobaltsulfat, Nickelsulfat-Hexahydrat, Nickelchlorid-Hexahydrat, Nickelacetat-Tetrahydrat, Ammoniumnickelsulfat-Hexahydrat, Amidnickelsulfat-Tetrahydrat, Aluminiumsulfat, Aluminiumsulfat, Aluminiumthiosulfat, Poly(aluminiumchlorid), Aluminiumnitrat-Nonahydrat, Aluminiumchlorid-Hexahydrat, Eisen(II)-bromid, Eisen(II)-chlorid, Eisen(III)-chlorid, Eisen(II)-sulfat, Eisen(III)-sulfat, Zinkbromid, Zinkchlorid, Zinknitrat-Hexahydrat, Zinksulfat, Zink-p-phenolsulfat, Titanchlorid, Titansulfat, Titanlactat, Zirconiumacetat, Zirconiumchlorid, Zirconiumoxychlorid-Octahydrat, Zirconiumhydroxychlorid, Chromacetat, Chromsulfat, Magnesiumsulfat, Magnesiumchlorid-Hexahydrat, Magnesiumcitrat-Nonahydrat, Natriumphosphorwolframat, Wolframnatriumcitrat, Dodecawolframatophosphat-n-Hydrat, Dodecawolframatosilikat-26-Hydrat, Molybdänchlorid, Dodecamolybdatophosphat-n-Hydrat, etc. einschließen.

Von diesen wasserlöslichen mehrwertigen Metallverbindungen, wie oben erwähnt, ist eine Verbindung besonders bevorzugt, die Aluminium oder ein Metall der Gruppe 4A (Gruppe 4) des Periodensystems (z.B. Zirconium, Titan) umfaßt. Eine wasserlösliche Aluminiumverbindung wird besonders bevorzugt verwendet. Die wasserlösliche Aluminiumverbindung kann z.B. Aluminiumchlorid und seine Hydrate, Aluminiumsulfat und seine Hydrate, Aluminiumalum, etc. als ein anorganisches Salz davon einschließen. Überdies ist eine basische Poly(aluminiumhydroxid)-Verbindung bekannt gewesen, die ein anorganisches aluminiumhaltiges kationisches Polymer ist, und diese wird bevorzugt verwendet.

Die oben erwähnte Poly(aluminiumhydroxid)-Verbindung ist ein wasserlösliches Poly(aluminiumhydroxid), dessen Hauptkomponente dargestellt wird durch die folgende Formel (1), (2) oder (3) und die ein mehrkerniges kondensiertes Ion enthält, das basisch ist und ein Polymer in einer stabilen Form, wie etwa [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) Al_n(OH)_mCl_(3n-m ₎ (3)

Diese wasserlöslichen Aluminiumverbindungen sind kommerziell erhältlich von Taki Chemical, K.K. (Japan) unter dem Handelsnamen Poly(aluminiumchlorid) (PAC, Handelsname) als ein Wasserbehandlungsmittel, von Asada Chemical K.K. (Japan) unter dem Handelsnamen Poly(aluminiumhydroxid) (Paho, Handelsname), von K.K. Riken Green (Japan) unter dem Handelsnamen Pyurakemu WT (Handelsname) und anderen Herstellern mit denselben Zielen, wobei verschiedene Arten technischer Qualitätsstufen leicht erhältlich sind.

Die ein Element aus Gruppe 4 des Periodensystems enthaltende wasserlösliche Verbindung, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, ist bevorzugter eine wasserlösliche Verbindung, die Titan oder Zirconium enthält. Als die wasserlösliche Verbindung, die Titan enthält, können erwähnt werden Titanchlorid und Titansulfat und als die wasserlösliche Verbindung, die Zirconium enthält, können erwähnt werden Zirconiumacetat, Zirconiumchlorid, Zirconiumoxychlorid, Zirconiumhydroxychlorid, Zirconiumnitrat, basisches Zirconiumcarbonat, Zirconiumhydroxid, Zirconiumlactat, Ammoniumzirconiumcarbonat, Kaliumzirconiumcarbonat, Zirconiumsulfat, Zirconiumfluorid und dergleichen. In der vorliegenden Erfindung bedeutet der Ausdruck „wasserlöslich", daß die Verbindung in Wasser in einer Menge von 1 Gew.-% oder mehr bei Normaltemperatur unter Normaldruck gelöst ist.

In der vorliegenden Erfindung wird Polyvinylalkohol als eine Hauptkomponente eines Bindemittels für die anorganischen Teilchen verwendet. Polyvinylalkohol ist hervorragend in seiner Fähigkeit als ein Bindemittel für anorganische Feinteilchen, ebenso hervorragend in Transparenz und relativ niedriger Quellbarkeit bei etwa Raumtemperatur, so daß die Eigenschaften vorliegen, daß die Hemmung der Tintenabsorption durch Aufquellen gering ist oder dergleichen. Wenn der Polyvinylalkohol als eine Hauptkomponente des Bindemittels verwendet wird und die wärmeempfindliche Polymerlatex in Kombination verwendet wird, zeigt eine Beschichtungslösung einen ausreichenden Anstieg der Viskosität, wenn sie auf eine niedrige Temperatur gebracht wird. Auch tritt ein Phänomen einer irreversiblen Gelierung, von der man glaubt, daß sie durch eine Wechselwirkung zwischen dem wärmeempfindlichen Polymerlatex und anorganischen Feinteilchen hervorgerufen wird, wenn der wärmeempfindliche Polymerlatex als eine Hauptkomponente des Bindemittels verwendet wird, nicht auf, so daß die Handhabung der Beschichtungslösung einfach ist.

Unter den Polyvinylalkoholen ist ein vollständig oder teilweise verseifter Polyvinylalkohol oder ein kationisch modifizierter Polyvinylalkohol bevorzugt. Besonders bevorzugt ist ein teilweise oder vollständig verseifter Polyvinylalkohol mit einem Verseifungsgrad von 80% oder mehr. Diejenigen mit einem durchschnittlichen Polymerisationsgrad von 200 bis 5.000 sind bevorzugt.

Als der kationisch modifizierte Polyvinylalkohol kann z.B. ein Polyvinylalkohol erwähnt werden, der primäre bis tertiäre Aminogruppen oder eine quartäre Ammoniumgruppe an der Hauptkette oder Seitenkette des Polyvinylalkohols besitzt, wie offenbart in der japanischen vorläufigen Patentveröffentlichung Nr. 10483/1986.

Die Menge des Polyvinylalkohols ist vorzugsweise so gering wie möglich, da das Hohlraumvolumen in der tintenaufnehmenden Schicht groß ist und die Tintenabsorptionsfähigkeit hoch ist, aber wenn sie zu gering ist, ist die tintenaufnehmende Schicht so brüchig, daß Oberflächendefekte wie etwa Reißen etc. bewirkt werden oder der Glanz herabgesetzt wird. Somit liegt sie vorzugsweise im Bereich von 5 bis 40 Gew.-%, besonders bevorzugt 10 bis 30 Gew.-%, bezogen auf die Menge der anorganischen Feinteilchen.

In der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, ein Vernetzungsmittel (Filmaushärtungsmittel) für den Polyvinylalkohol zu verwenden. Spezifische Beispiele für das Vernetzungsmittel können eine Verbindung vom Aldehyd-Typ, wie etwa Formaldehyd und Glutaraldehyd; eine Keton-Verbindung, wie etwa Diacetyl und Cyclopentandion; eine Verbindung mit einem reaktiven Halogen, wie etwa Bis-(2-chlorethylharnstoff), 2-Hydroxy-4,6-dichlor-1,3,5-triazin und diejenigen, die in U.S.-Patent Nr. 3,288,775 offenbart sind; Divinylsulfon; eine Verbindung mit einem reaktiven Olefin, wie offenbart in U.S.-Patent Nr. 3,635,718; eine N-Methylol-Verbindung, wie offenbart in U.S.-Patent Nr. 2,732,316; eine Isocyanat-Verbindung, wie offenbart in U.S.-Patent Nr. 3,103,437; eine Aziridin-Verbindung, wie offenbart in den U.S.-Patenten Nr. 3,017,280 und Nr. 2,983,611; eine Verbindung von Carbodiimid-Typ, wie offenbart in U.S.-Patent Nr. 3,100,704; eine Epoxy-Verbindung, wie offenbart in U.S.-Patent Nr. 3,091,537; eine Halogencarboxyaldehyd-Verbindung, wie etwa Mucochlorsäure, ein Dioxan-Derivat, wie etwa Dihydroxydioxan, ein anorganisches Vernetzungsmittel, wie etwa Chromalum, Zirconiumsulfat, Borsäure, ein Borat und Borax einschließen und sie können unabhängig oder in Kombination von zwei oder mehreren verwendet werden. Von diesen sind Borsäure, Borax und ein Borat besonders bevorzugt.

Als nächstes wird die Polymeremulsion der vorliegenden Erfindung erläutert. In der vorliegenden Beschreibung wird eine Eigenschaft, bei der sich die hydrophile Eigenschaft/hydrophobe Eigenschaft bei einer bestimmten Temperatur abrupt verändert, als eine wärmeempfindliche Eigenschaft bezeichnet, und eine Temperatur, die die Grenze hierfür ist, wird als eine wärmeempfindliche Temperatur bezeichnet. Eine Polymerverbindung, die in der Polymeremulsion der vorliegenden Erfindung enthalten sein kann, die eine hydrophile Eigenschaft bei einer bestimmten Temperatur (der wärmeempfindlichen Temperatur) oder darunter zeigt und eine hydrophobe Eigenschaft bei einer Temperatur oberhalb der wärmeempfindlichen Temperatur zeigt, ist ein Homopolymer eines Monomers, das eine Polymerverbindung ergibt, die reversible Veränderungen zwischen der hydrophilen Eigenschaft und der hydrophoben Eigenschaft zeigt, wenn es homopolymerisiert wird, oder ein Copolymer davon mit einem anderen Monomer(en), wobei dieses Copolymer die wärmeempfindliche Eigenschaft besitzt. Diese wärmeempfindliche Eigenschaft kann z.B. durch abrupte Veränderung der Viskosität oder abrupte Veränderung der Löslichkeit einer Mischung aus der Polymerverbindung und Wasser bei der wärmeempfindlichen Temperatur bestätigt werden. Es ist ähnlich im Falle der Polymeremulsion, und die wärmeempfindliche Eigenschaft und die wärmeempfindliche Temperatur können durch abrupte Veränderung der Viskosität oder Transparenz der Polymeremulsion bei der wärmeempfindlichen Temperatur bestätigt werden.

Als das Monomer, das die wärmeempfindliche Eigenschaft ergibt, wenn das Monomer homopolymerisiert wird, sind Derivate von N-Alkyl- oder N-Alkylen(meth)acrylamid (hier bedeutet „(Meth)acryl" „Methacryl und Acryl"), Vinylmethylether, Derivate von Polyethylenglykol(meth)acrylat und dergleichen bekannt und sie können fakultativ verwendet werden. In der vorliegenden Erfindung ist es besonders bevorzugt, die Derivate von N-Alkyl- oder N-Alkylen(meth)acrylamid zu verwenden.

Beispiele für die Derivate von N-Alkyl- oder N-Alkylen(meth)acrylamid können N-Ethyl(meth)acrylamid, N-Isopropyl(meth)acrylamid, N-Cyclopropyl(meth)acrylamid, N-Ethyl(meth)acrylamid, N,N-Diethylacrylamid, N,N-Dimethyl(meth)acrylamid, N-n- Propyl(meth)acrylamid, N-Methyl-N-n-propylacrylamid, N-Methyl-N-isopropylacrylamid, N(Meth)acryloylpyrrolidin, N-(Meth)acryloylpiperidin, N-Tetrahydrofurfuryl(meth)acrylamid, N-Methoxypropyl(meth)acrylamid, N-Ethoxypropyl(meth)acrylamid, N-Isopropoxypropyl(meth)acrylamid, N-Ethoxyethyl(meth)acrylamid, N-(2,2-Dimethoxyethyl)-N-methylacrylamid, N-Methoxyethyl(meth)acrylamid, N-(Meth)acryloylmorpholin, etc. einschließen. Von diesen sind N-Isopropylacrylamid, N-n-Propylacrylamid, N,N-Diethylacrylamid, N-Acryloylmorpholin im Hinblick auf die wärmeempfindliche Eigenschaft, Einfachheit der Handhabung und leichte Verfügbarkeit bevorzugt.

Als das andere Monomer, das mit dem Monomer copolymerisierbar ist, das eine Polymerverbindung mit der oben erwähnten wärmeempfindlichen Eigenschaft ergibt, können eine lipophile Vinylverbindung, eine hydrophile Vinylverbindung und eine ionische Vinylverbindung erwähnt werden. Beispiele für die lipophile Vinylverbindung können (Meth)acrylate, wie etwa Methyl(meth)acrylat, n-Butyl(meth)acrylat, 2-Ethylhexyl(meth)acrylat, etc. Styrol, Ethylen, Vinylacetat und dergleichen einschließen. Beispiele für die hydrophile Vinylverbindung können (Meth)acrylate, wie etwa 2-Hydroxypropyl(meth)acrylat, etc., Acrylamide, wie etwa (Meth)acrylamid, N-Methyl(meth)acrylamid, N-Vinyl-2-pyrrolidon, etc. einschließen, die die wärmeempfindliche Eigenschaft nicht zeigen, wenn sie homopolymerisiert werden, und Beispiele für die ionische Vinylverbindung können Carbonsäuregruppen enthaltende Monomere, wie etwa Acrylsäure, Methacrylsäure, Maleinsäure, Monoethylmaleat, etc., Sulfonsäuregruppen enthaltende Monomere, wie etwa Styrolsulfonsäure, etc., Aminogruppen enthaltende Monomere, wie etwa N,N-Dimethylaminoethyl(meth)acrylat, N,N-Dimethylaminopropyl(meth)acrylat, etc. und deren quartäre Ammoniumsalze und dergleichen einschließen. Wenn die anorganischen Feinteilchen der vorliegenden Erfindung anorganische Feinteilchen sind, die in Gegenwart einer kationischen Verbindung fein dispergiert werden, ist eine Polymeremulsion besonders bevorzugt, die eine Polymerverbindung enthält, an die ein Monomer mit einer tertiären Aminogruppe und/oder quartären Ammoniumgruppe copolymerisiert wird.

Auch kann ein Monomer mit einer Carbonylgruppe bevorzugt als ein zu copolymerisierendes Monomer verwendet werden. Insbesondere wird, wenn eine Polymeremulsion, die ein Monomer verwendet, das eine Carbonylgruppe enthält, und ein Vernetzungsmittel mit wenigstens zwei Hydrazingruppen oder Semicarbazidgruppen, zu einer Beschichtungslösung zugegeben wird, Festigkeit und Wasserbeständigkeit der resultierenden tintenaufnehmenden Schicht erhöht, so daß dies bevorzugt ist. Spezifische Beispiele für das Monomer mit einer Carbonylgruppe können Acrolein, Diacetonacrylamid, Diacetonmethacrylat, etc. einschließen, und als das Vernetzungsmittel vom Hydrazin-Typ kann ein Produkt eingesetzt werden, das erhalten wird durch die Reaktion von Adipinsäurehydrazid oder einer Polyisocyanatverbindung mit Hydrazin, und andere kommerziell verfügbare Vernetzungsmittel vom Hydrazin-Typ.

In der Polymeremulsion der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die wärmeempfindliche Temperatur der Polymeremulsion durch Auswahl der Art und des Gehaltes einer Monomerkomponente, die die wärmeempfindliche Eigenschaft ergibt, und einer Monomerkomponente, die diese in der Polymerverbindung nicht ergibt, zu steuern. Der Anteil der Monomerkomponente, die die wärmeempfindliche Eigenschaft nicht ergibt, liegt vorzugsweise bei 50 Gew.-% oder weniger, bevorzugter 30 Gew.-% oder weniger, in der Gesamtmonomerkomponente zum Zeitpunkt der Temperaturreaktion.

Die wärmeempfindliche Temperatur der Polymeremulsion gemäß der vorliegenden Erfindung ist nicht spezifisch beschränkt, und es ist möglich, sie im Bereich von 1 bis 100°C und vorzugsweise von 5 bis 50°C im Betriebspunkt, bevorzugter 5 bis 40°C, einzustellen.

Als ein Verfahren zur Herstellung der Polymeremulsion der vorliegenden Erfindung kann eine übliche Emulsionspolymerisationstechnik eingesetzt werden. Da die Polymerverbindung bei einer Temperatur oberhalb der wärmeempfindlichen Temperatur hydrophob wird, ist es bevorzugt, die Polymerisationsreaktion bei einer Temperatur oberhalb der wärmeempfindlichen Temperatur der Verbindung durchzuführen. Als ein für die Emulsionspolymerisation zu verwendendes Tensid kann entweder ein anionisches, kationisches, nicht-ionisches oder amphoteres Tensid verwendet werden. Wenn die anorganischen Feinteilchen der vorliegenden Erfindung anorganische Feinteilchen sind, die in Gegenwart einer kationischen Verbindung fein dispergiert werden, ist ein kationisches Tensid besonders bevorzugt. Auch wird vorzugsweise ein reaktives Tensid verwendet.

Wenn die Polymerisationsreaktion der Polymeremulsion durchgeführt wird, wird die Polymerisationsreaktion in gleichzeitiger Gegenwart des Polyvinylalkohols oder der Polyvinylalkohol-Derivate durchgeführt, da die Kompatibilität der Polymeremulsion mit dem Polyvinylalkohol verbessert wird.

Die Polymeremulsion der vorliegenden Erfindung kann entweder eine Emulsion mit gleichförmiger Zusammensetzung sein oder eine Emulsion, in der die Zusammensetzungen zwischen dem Mittelteil und dem Randteil variiert werden können. Es ist bevorzugt, eine Emulsion mit einer Kern/Mantel-Struktur mit unterschiedlichen Zusammensetzungen in den Punkten viskositätserhöhender Effekte zum Zeitpunkt der Abkühlung auf eine Temperatur von nicht mehr als der wärmeempfindlichen Temperatur und Oberflächenglanz des beschichteten Produktes zu verwenden. In diesem Fall ist das Polymer mit der wärmeempfindlichen Eigenschaft vorzugsweise im Mantelteil enthalten.

Für den Kernteil können eine herkömmlich bekannte organische Polymerlösung oder anorganische Feinteilchen verwendet werden. Eine Teilchengröße des Kernteils ist vorzugsweise so klein wie möglich im Hinblick auf den Oberflächenglanz, und diejenigen mit einer Größe von 3 bis 100 nm, bevorzugter 5 bis 70 nm, werden für Herstellungszwecke bevorzugt verwendet.

Eine durchschnittliche Teilchengröße der Polymeremulsion der vorliegenden Erfindung beträgt vorzugsweise 10 bis 300 nm, bevorzugter 50 bis 200 nm, im Hinblick auf den Oberflächenglanz des beschichteten Produktes, die Tintenabsorptionseigenschaft der tintenaufnehmenden Schicht und einer die Viskosität erhöhenden Eigenschaft bei einer niedrigen Tempe ratur. Die durchschnittliche Teilchengröße, die hierin erwähnt ist, bedeutet eine Teilchengröße im Zahlendurchschnitt, gemessen mit der dynamischen Lichtstreuungsmethode bei einer Temperatur oberhalb der wärmeempfindlichen Temperatur.

Spezifische Beispiele für eine solche Polymeremulsion können Polymeremulsionen einschließen, die in der obengenannten internationalen Patentanmeldung WO 02/85634 und der japanischen vorläufigen Patentveröffentlichung Nr. 2003-40916 offenbart sind, und sie werden bevorzugt in der vorliegenden Erfindung verwendet.

Wenn die Polymeremulsion der vorliegenden Erfindung zu einer Beschichtungslösung zugegeben wird, kann der Zugabezeitpunkt irgendein beliebiger Zeitpunkt sein, solange er vor dem Auftrag liegt. Sie wird vorzugsweise zur Beschichtungslösung bei einer Temperatur zugegeben, die nicht unter der wärmeempfindlichen Temperatur liegt. Die Beschichtungslösung wird vorzugsweise bei einer Temperatur von nicht unter der wärmeempfindlichen Temperatur gehalten, bevor sie zum Beschichten aufgetragen wird.

Wenn die Beschichtungslösung auf ein Substrat aufgetragen wird, wird sie unmittelbar auf eine Temperatur von nicht oberhalb der wärmeempfindlichen Temperatur der Polymeremulsion abgekühlt, vorzugsweise auf eine Temperatur von 5°C oder mehr unterhalb der wärmeempfindlichen Temperatur, bevorzugter auf eine Temperatur von 5°C oder mehr unterhalb der wärmeempfindlichen Temperatur und nicht mehr als 10°C für 10 Sekunden oder länger abgekühlt, und anschließend bei einer Temperatur von 60°C oder darunter getrocknet. Bei Verwendung dieser Trocknungsbedingungen kann mit hoher Produktivität ein Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial hergestellt werden, das hervorragend in Glanz und Tintenabsorptionseigenschaft ist.

Das heißt, die aufgebrachte Lösung dickt stark ein, durch Verwendung eines Polyvinylalkohols als einer Hauptkomponente eines Bindemittels und durch Verwendung einer wärmeempfindlichen Polymeremulsion in Kombination, wenn sie auf eine Temperatur von nicht ober halb der wärmeempfindlichen Temperatur der wärmeempfindlichen Polymeremulsion abgekühlt wird, und eine Hohlraumstruktur kann aufrechterhalten werden, wenn sie bei relativ wirkungsvollen Trocknungsbedingungen getrocknet wird. Somit ist es möglich, mit hoher Produktivität ein Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial mit hohem Glanz und Tintenabsorptionseigenschaft herzustellen.

Ein Gehalt der Polymeremulsion der vorliegenden Erfindung, der in der tintenaufnehmenden Schicht enthalten sein sollte, liegt im Bereich von 1 bis 25 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 5 bis 20 Gew.-%, bezogen auf die Menge des Polyvinylalkohols als Feststoffgehalt. Bei Verwendung der Polymeremulsion im obengenannten Bereich kann eine ausreichende die Viskosität erhöhende Eigenschaft erhalten werden, wenn die Beschichtungslösung bei niedriger Temperatur hergestellt wird, und guter Oberflächenglanz und gute Tintenabsorptionseigenschaft können erreicht werden. Wenn die Menge der wärmeempfindlichen Polymeremulsion erhöht wird und dieselbe Menge oder so der wärmeempfindlichen Polymeremulsion mit derjenigen des Polyvinylalkohols verwendet wird, neigt der Oberflächenglanz dazu zu sinken. Durch Verwendung der Polymeremulsion im obengenannten Bereich ist die Viskositätsveränderung der aufgetragenen Lösung reversibel. Wenn die durch Abkühlen eingedickte aufgetragene Lösung wieder erhitzt wird, zeigt sie erneut Fließfähigkeit, so daß es zu keinem Problem im Herstellungsprozeß kommt, wie etwa Verstopfen von Rohrleitungen durch die Lösung, was dann vorkommt, wenn die wärmeempfindliche Polymeremulsion als eine Hauptkomponente des Bindemittels verwendet wird.

Es ist bevorzugt, eine kationische Verbindung zur tintenaufnehmenden Schicht der vorliegenden Erfindung zum Zwecke der Verbesserung der Wasserbeständigkeit oder dergleichen zuzusetzen. Beispiele für die kationische Verbindung können das kationische Polymer und die wasserlösliche Metallverbindung einschließen, die in der obigen Erläuterung bei der Dispersion der Kieselsäure erwähnt sind. Ein kationisches Polymer mit einem Molekulargewicht (Mw) von etwa 5.000 bis etwa 100.000 und eine Verbindung, die Aluminium oder ein Metall, das zur Gruppe 4A (z.B. Zirconium, Titan, etc.) des Periodensystems gehört, umfaßt, sind bevorzugt, und eine Aluminiumverbindung ist besonders bevorzugt enthalten. Die kationische Verbindung kann eine einzige Verbindung sein oder kann als eine Anzahl von Verbindungen in Kombination verwendet werden.

Eine aufgetragene Menge nach Trocknen der tintenaufnehmenden Schicht der vorliegenden Erfindung liegt vorzugsweise im Bereich von 8 bis 40 g/m², besonders bevorzugt 10 bis 30 g/m², als eine feste Komponente der anorganischen Feinteilchen, im Hinblick auf Tintenabsorptionseigenschaft, Festigkeit der tintenaufnehmenden Schicht und Produktivität.

Im Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial der vorliegenden Erfindung kann zusätzlich zu wenigstens einer der oben erwähnten tintenaufnehmenden Schichten, die die obengenannte wärmeempfindliche Polymeremulsion enthalten, eine Tintenabsorptionsschicht mit einem anderen Aufbau oder eine Schicht mit einer anderen Funktion, wie etwa eine Schutzschicht, vorgesehen werden.

Wenn zwei oder mehr tintenaufnehmende Schichten in einer laminierten Struktur auf dem Träger bereitgestellt werden, ist es bevorzugt, die Polymeremulsion in einer tintenaufnehmenden Schicht zuzusetzen, die näher zum Träger angeordnet ist, und die Polymeremulsion nicht in einer tintenaufnehmenden Schicht zuzusetzen, die weiter vom Träger vorgesehen ist.

In der vorliegenden Erfindung können zur tintenaufnehmenden Schicht verschiedene Arten von herkömmlich bekannten Zusatzstoffen zugesetzt werden, wie etwa ein Farbstoff, ein Farbpigment, ein Fixierungsmittel für einen Tintenfarbstoff, ein UV-Absorber, ein Antioxidationsmittel, ein Dispergiermittel für das Pigment, ein Antischaummittel, ein Egalisiermittel, ein antiseptisches Mittel, ein fluoreszierender Aufheller, ein Viskositätsstabilisator, ein pH-Puffer, etc..

Wenn das Tensid verwendet wird, sind diejenigen, die eine Oberflächenspannung der Beschichtungslösung zur Herstellung der tintenaufnehmenden Schicht von 25 mN/m oder weniger bewirken können, und ein Tensid vom Fluor-Typ wird bevorzugt verwendet.

In der vorliegenden Erfindung ist das Beschichtungsverfahren für die entsprechenden Schichten nicht besonders beschränkt und ein herkömmliches bekanntes Beschichtungsverfahren kann verwendet werden. Es können z.B. ein Gleitperlensystem, ein Vorhangsystem, ein Extrusionssystem, ein Luftmessersystem, ein Walzenbeschichtungssystem, ein Stangenbeschichtungssystem, etc. erwähnt werden.

Als ein in der vorliegenden Erfindung zu verwendender Träger kann z.B. ein wasserbeständiger Träger erwähnt werden, wie etwa ein Film aus einem Polyethylen, Polypropylen, Polyvinylchlorid, einem Diacetatharz, einem Triacetatharz, Cellophan, einem Acrylharz, Polyethylenterephthalat, Polyethylennaphthalat, etc., und ein mit Polyolefinharz beschichtetes Papier, etc., ein wasserabsorbierendes Papier, wie etwa unbeschichtetes Papier, Künstlerpapier, beschichtetes Papier, gießbeschichtetes Papier und dergleichen. Von diesen wird vorzugsweise ein wasserbeständiger Träger verwendet, und ein mit Polyolefinharz beschichtetes Papier wird bevorzugt verwendet. Die Dicke des Trägers liegt vorzugsweise bei etwa 50 μm bis etwa 250 μm.

Wenn eine Beschichtungslösung zur Herstellung einer tintenaufnehmenden Schicht auf einem Filmträger oder einem Träger aus mit Harz beschichtetem Papier bereitgestellt wird, ist es bevorzugt, eine Coronaentladungsbehandlung, Flammenbehandlung, UV-Bestrahlungsbehandlung, Plasmabehandlung und dergleichen vor der Bereitstellung der Beschichtung durchzuführen.

Wenn ein Träger, insbesondere ein Film oder ein mit Harz beschichtetes Papier, was ein wasserbeständiger Träger ist, verwendet wird, wird vorzugsweise eine Grundierungssschicht auf der Oberfläche des Trägers, auf der die tintenaufnehmende Schicht bereitgestellt werden soll, bereitgestellt, die eine natürliche Polymerverbindung oder ein synthetisches Harz umfaßt. Wenn die Kieselsäurefeinteilchen enthaltende, tintenaufnehmende Schicht der vorliegenden Erfindung auf der Grundierungsschicht bereitgestellt wird und sie dann bei einer relativ niedrigeren Temperatur getrocknet wird, wird die Transparent der tintenaufnehmende Schicht weiter verbessert.

Die auf dem Träger bereitzustellende Polymerschicht umfaßt hauptsächlich eine natürliche Polymerverbindung, wie etwa Gelatine, Casein, etc., oder ein synthetisches Harz. Das synthetische Harz kann ein Acrylharz, ein Polyesterharz, ein Polyvinylidenchloridharz, ein Polyvinylchloridharz, ein Polyvinylacetatharz, ein Polystyrol, ein Polyamidharz, ein Polyurethanharz, etc. einschließen.

Die oben erwähnte Grundierungsschicht wird auf dem Träger mit einer Dicke (getrockneten Dicke) von vorzugsweise 0,01 bis 5 μm, bevorzugter im Bereich von 0,05 bis 5 μm bereitgestellt.

Zur Unterstützung der vorliegenden Erfindung können verschiedenen Arten von Rücküberzugsschicht(en) zum Zwecke der Bereitstellung von Beschreibbarkeit, antistatischen Eigenschaften, Transporteigenschaften, Eigenschaften zur Verhinderung des Aufwellens, etc. bereitgestellt werden. In der Rücküberzugsschicht können ein anorganisches Antistatikum, ein organisches Antistatikum, ein hydrophiles Bindemittel, ein Latex, ein Antiaushärtungsmittel, ein Pigment, ein Aushärtungsmittel, ein Tensid, etc. in fakultativer Kombination eingeschlossen sein.

Im folgenden wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die Beispiele detaillierter beschrieben, aber die vorliegende Erfindung ist nicht durch diese Beispiele beschränkt. Im übrigen bedeuten „Teil(e)" und „%" „Gewichtsteil(e)" und „Gew.-%" einer festen Komponente.
Beispiel 1
<Herstellung von Papierträger, beschichtet mit Polyolefinharz>
Eine Mischung aus gebleichtem Kraftzellstoff aus Hartholz (LBKP) und gebleichtem Sulfitzellstoff aus Weichholz (NBSP) in einem Gewichtsverhältnis von 1:1 wurde einem Schlagen unterworfen, bis sie nach Canadian Standard Freeness 300 ml wird, um eine Zellstoffaufschlämmung herzustellen. Zu der Aufschlämmung wurden Alkylketen-Dimer in einer Menge von 0,5 Gew.-%, bezogen auf die Menge des Zellstoffes, als Schlichtungsmittel, Polyacrylamid in einer Menge von 1,0 Gew.-%, bezogen auf dasselbe, als ein Verstärkungszusatzstoff für das Papier, kationische Stärke in einer Menge von 2,0 Gew.-%, bezogen auf dasselbe, und Polyamidepichlorhydrinharz in einer Menge von 0,5 Gew.-%, bezogen auf dasselbe, zugesetzt und die Mischung wurde mit Wasser verdünnt, um eine 1 Gew.-% Aufschlämmung herzustellen. Diese Aufschlämmung wurde mit einer Tourdrinier-Papiermaschine zu Papier mit einem Basisgewicht von 170 g/m² verarbeitet, getrocknet und einer Feuchtigkeitskonditionierung unterworfen, um ein Basispapier für ein mit Polyolefinharz beschichtetes Papier herzustellen. Eine Polyethylenharz-Zusammensetzung, die 100 Gew.-% eines low-density-Polyethylens mit einer Dichte von 0,918 g/cm³ umfaßte, und 10 Gew.-% Titandioxid vom Anatase-Typ, gleichförmig dispergiert im Harz, wurde bei 320°C geschmolzen und die geschmolzene Harzzusammensetzung wurde einer Extrusionsbeschichtung auf einer Oberfläche unterworfen, auf der die tintenaufnehmende Schicht des obengenannten Basispapiers mit einer Dicke von 35 μm mit 200 m/min bereitgestellt wird, und einer Extrusionsbeschichtung durch Verwendung einer Abkühlwalze unterzogen, die einer leichten Aufrauhungsbehandlung unterzogen worden ist. Auf der anderen Oberfläche des Basispapiers wurde eine gemischte Harzzusammensetzung, die 70 Gewichtsteile eines high-density-Polyethylenharzes mit einer Dichte von 0,962 g/cm³ und 30 Gewichtsteile eines low-density-Polyethylenharzes mit einer Dichte von 0,918 g/cm³ umfaßte, in ähnlicher Weise bei 320°C geschmolzen, und die geschmolzene Harzzusammensetzung wurde einer Extrusionsbeschichtung in einer Dicke von 30 um unterzogen und einer Extrusionsbeschichtung durch Verwendung einer Abkühlwalze unterzogen, die einer Aufrauhungsbehandlung unterzogen worden ist.
Die Vorderseite des obengenannten mit Polyolefinharz beschichteten Papiers wurde einer Hochfrequenzcoronaentladungsbehandlung unterzogen, und anschließend wurde eine Beschichtungslösung zur Ausbildung einer Zwischenschicht darauf aufgebracht, um eine Gelatinemenge von 50 mg/m² bereitzustellen, und getrocknet, um einen Träger herzustellen.
<Zwischenschicht>

Kalkbehandelte Gelatine 100 Teile

2-Ethylhexylsulfosuccinat 2 Teile

Chromalum 10 Teile
<Wärmeempfindliche Polymeremulsion>
Eine Polymeremulsion mit einem Kernteil (Teilchendurchmesser im Zahlenmittel: 11 nm), der 5 Teile N,N-Dimethylaminopropylacrylamidmethylchlorid-Quartärsalz, 9 Teile Methylmethacrylat, 9 Teile Butylacrylat, 9 Teile Styrol, 2 Teile Diacetonacrylamid und 2 Teile 2-Hydroxyethylmethacrylat umfaßt, und einem Mantelteil, der 290 Teile N-Isopropylacrylamid, 10 Teile Diacetonacrylamid, 3,5 Teile N,N-Dimethylaminopropylacrylamidmethylchlorid-Quartärsalz umfaßt, mit einer Teilchengröße im Zahlenmittel von 100 nm, einer Harz-Feststoffkomponente von 11% und einem Ethanolgehalt von 20%, wobei der Rest Wasser ist, wurde hergestellt. Die wärmeempfindliche Temperatur der Polymeremulsion betrug 30°C.
<Kieselsäuredispersion 1>
Zu Wasser wurden ein Dimethyldiallylammoniumchlorid-Homopolymer (Molekulargewicht (Mw): 9.000, 4 Teile) und ausgefällte Kieselsäure (Ölabsorptionsmenge: 200 ml/100 g, durchschnittliche Primärteilchengröße: 16 nm; durchschnittliche Sekundärteilchengröße: 9 μm, 100 Teile) zugegeben und die Mischung wurde unter Verwendung einer Dispersionsvorrichtung vom Sägeblatttyp (Blattrandgeschwindigkeit: 30 m/s) dispergiert, um eine vorläufige Dispersion herzustellen. Als nächstes wurde die erhaltene vorläufige Dispersion mit einer Perlenmühle behandelt, um Kieselsäuredispersion 1 mit einer Feststoffkonzentration von 30 Gew.-% und einer durchschnittlichen Sekundärteilchengröße von 200 nm zu erhalten.
<Kieselsäuredispersion 2>
Zu Wasser wurden ein Dimethyldiallylammoniumchlorid-Homopolymer (Molekulargewicht (Mw): 9.000, 4 Teile) und pyrogene Kieselsäure (durchschnittliche Primärteilchengröße: 7 nm, spezifische Oberfläche: 300 m²/g, 100 Teile) zugegeben und die Mischung wurde dispergiert, um eine vorläufige Dispersion herzustellen. Anschließend wurde die erhaltene vorläufige Dispersion mit einem Hochdruckhomogenisator behandelt, um Kieselsäuredispersion 2 mit einer Feststoffkonzentration von 20 Gew.-% und einer durchschnittlichen Sekundärteilchengröße von 140 nm zu erhalten.
<Aufzeichnungsblatt 1>
Die obengenannte Kieselsäuredispersion 1 und die anderen Chemikalien wurden bei 50°C vermischt, um Beschichtungslösung 1 für eine tintenaufnehmende Schicht mit der folgenden Zusammensetzung herzustellen. Die Beschichtungslösung wurde mit einem Gleitperlenbeschichtungssystem auf den obengenannten Träger so aufgebracht, daß die Beschichtungsmenge der Kieselsäureteilchen 20 g/m² betrug. Anschließend wurde das beschichtete Material zunächst bei 8°C für 30 Sekunden abgekühlt und anschließend wurde Luft mit einer Temperatur von 20 bis 45°C nacheinander eingeblasen, um die Trocknung durchzuführen.

<Beschichtungslösung 1 für tintenaufnehmende Schicht>

Kieselsäuredispersion 1 (als Kieselsäure-Feststoffgehalt)	100 Teile
Polyvinylalkohol (Verseifungsgrad: 88%, durchschnittlicher Polymerisationsgrad: 3.500)	18 Teile
Borsäure	3 Teile
Feststoffkonzentration von Kieselsäure	16 Gew.-%

<Aufzeichnungsblatt 2>
Abkühl- und Trocknungsbedingungen für das obengenannte Aufzeichnungsblatt 1 wurden verändert. Zunächst wurde das Material bei 8°C 15 Sekunden abgekühlt und anschließend wurde Luft mit einer Temperatur von 35 bis 55°C suksessiv eingeblasen, um die Trocknung durchzuführen.
<Aufzeichnungsblatt 3>
Aufzeichnungsblatt 3 wurde in derselben Art und Weise hergestellt wie in Aufzeichnungsblatt 2, ausgenommen die Veränderung der Bindemittelkomponente der obengenannten Beschichtungslösung 1 für die tintenaufnehmende Schicht von 18 Teilen Polyvinylalkohol zu 15 Teilen Polyvinylalkohol und 3 Teilen der wärmeempfindlichen Polymeremulsion (20 Gew.-%, bezogen auf die Menge des Polyvinylalkohols, als Feststoffgehalt).
<Aufzeichnungsblatt 4>
Aufzeichnungsblatt 4 wurde hergestellt in derselben Art und Weise wie in Aufzeichnungsblatt 2, ausgenommen der Veränderung der Bindemittelkomponente der obengenannten Beschichtungslösung 1 für die tintenaufnehmende Schicht von 18 Teilen Polyvinylalkohol zu 13 Teilen Polyvinylalkohol und 5 Teilen der wärmeempfindlichen Polymeremulsion (38 Gew.-%, bezogen auf die Menge des Polyvinylalkohols, als Feststoffgehalt).
<Aufzeichnungsblatt 5>
Aufzeichnungsblatt 5 wurde hergestellt in derselben Art und Weise wie in Aufzeichnungsblatt 2, ausgenommen der Veränderung der Bindemittelkomponente der obengenannten Beschichtungslösung 1 für die tintenaufnehmende Schicht von 18 Teilen Polyvinylalkohol zu 18 Teilen der wärmeempfindlichen Polymeremulsion und Weglassen von Borsäure.
<Aufzeichnungsblat 6>
Die obengenannte Kieselsäuredispersion 2 und die anderen Chemikalien wurden bei 50°C vermischt, um Beschichtungslösung 2 für die tintenaufnehmende Schicht mit der folgenden Zusammensetzung herzustellen. Die Beschichtungslösung wurde auf den obengenannten Träger so aufgebracht, daß die Beschichtungsmenge der Kieselsäureteilchen 20 g/m² betrug, mit einem Gleitperlenbeschichtungssystem. Anschließend wurde das beschichtete Material zunächst bei 8°C für 15 Sekunden abgekühlt und anschließend wurde Luft mit einer Temperatur von 35 bis 55°C suksessiv eingeblasen, um die Trocknung durchzuführen.
<Beschichtungslösung 2 für tintenaufnehmende Schicht>

Kieselsäuredispersion 2 (als Kieselsäure-Feststoffgehalt) 100 Teile

Polyvinylalkohol (Verseifungsgrad: 88%, durchschnittlicher Polymerisationsgrad: 3.500) 23 Teile

Borsäure 4 Teile

Basisches Polyaluminiumhydroxid (Pyurakemu WT, Handelsname, erhältlich von Riken Green K.K.) 3 Teile

Feststoffkonzentration Kieselsäure 10 Gew.-%
<Aufzeichnungsblatt 7>
Aufzeichnungsblatt 7 wurde hergestellt in derselben Art und Weise wie in Aufzeichnungsblatt 6, ausgenommen der Veränderung der Bindemittelkomponente der obengenannten Beschichtungslösung 2 für die Tinten aufnehmende Schicht von 23 Teilen Polyvinylalkohol zu 20 Teilen Polyvinylalkohol und 3 Teilen der wärmeempfindlichen Polymeremulsion (15 Gew.-%, bezogen auf die Menge des Polyvinylalkohols, als Feststoffgehalt).
<Aufzeichnungsblatt 8>
Aufzeichnungsblatt 8 wurde hergestellt in derselben Art und Weise wie in Aufzeichnungsblatt 6, ausgenommen der Veränderung der Bindemittelkomponente der obengenannten Beschichtungslösung 2 für die tintenaufnehmende Schicht von 23 Teilen Polyvinylalkohol zu 17 Teilen Polyvinylalkohol und 6 Teilen der wärmeempfindlichen Polymeremulsion (35 Gew.-%, bezogen auf die Menge des Polyvinylalkohols, als Feststoffgehalt).
<Aufzeichnungsblatt 9>
Aufzeichnungsblatt 9 wurde hergestellt in derselben Art und Weise wie in Aufzeichnungsblatt 6, ausgenommen der Veränderung der Bindemittelkomponente der obengenannten Beschichtungslösung 2 für die tintenaufnehmende Schicht von 23 Teilen Polyvinylalkohol zu 23 Teilen der wärmeempfindlichen Polymeremulsion und Weglassen von Borsäure.
Im Hinblick auf die entsprechenden Tintenstrahlaufzeichnungsblätter, die so erhalten wurden, wurde die folgende Bewertung durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.
<Bewertung von Beschichtungsdefekten>
Eine Beschichtungsoberfläche der beschichteten und getrockneten, tintenaufnehmenden Schicht wurde mit bloßem Auge betrachtet und nach den folgenden Kriterien bewertet.
O : Kein Beschichtungsdefekt und die Beschichtungsoberfläche war gleichförmig.
Δ: Blasse Beschichtungsstreifen traten teilweise auf.
X : Beschichtungsstreifen traten auf der gesamten Oberfläche auf.
<Glanz an weißen Stellen>
Glanz an den weißen Papierstellen des Aufzeichnungsmaterials vor dem Bedrucken wurde unter schräg einfallendem Licht betrachtet und nach den folgenden Kriterien beurteilt.
O: Es besitzt hohes Glanzgefühl, wie dasjenige einer Farbfotografie.
Δ: Es gibt wenig Glanzgefühl.
X: Es gibt kein Glanzgefühl.
<Tintenabsorptionseigenschaft>
Durch Verwendung eines kommerziell verfügbaren Tintenstrahldruckers (PM-950C, Handelsname, erhältlich von Seiko Epson K.K., Japan) wurde kräftiges Drucken jeweils mit roter, blauer, grüner oder schwarzer Farbe durchgeführt und unmittelbar nach dem Bedrucken wurde ein PPC-Papier unter leichter Druckanwendung über den bedruckten Bereich gelegt und das Ausmaß der Tintenmenge, die auf das PPC-Papier übertragen wurde, wurde mit bloßem Auge betrachtet und nach den folgenden Kriterien bewertet.
⦾ : Keine Übertragung wurde beobachtet.
O: Leichte Übertragung wurde beobachtet.
Δ: Blasse Übertragung wurde im gesamten Bereich des bedruckten Bereichs beobachtet.
X: Dunkle Übertragung wurde im gesamten Teil des bedruckten Bereichs beobachtet.
Auch im Hinblick auf die entsprechenden Beschichtungslösungen wurde die folgende Bewertung durchgeführt.
<Reversibilität der Beschichtungslösung nach Gelierung>
Die entsprechenden Beschichtungslösungen wurden jeweils in ein Becherglas gegeben und durch Abkühlen auf 10°C geliert. Anschließend wurde das gelierte Material auf 40°C erhitzt und der Zustand der Beschichtungslösung wurde betrachtet. Reversibilität der Beschichtungslösung wurde nach den folgenden Kriterien beurteilt.
O: Es gibt eine Fließfähigkeit.
X: Es gibt keine Fließfähigkeit.
Tabelle 1
Aus den Ergebnissen, wie oben erwähnt, kann man verstehen, daß Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial mit guten Tintenabsorptionseigenschaften und geringen Beschichtungsdefekten, sogar wenn die Trocknungsbedingungen verschärft wurden, um die Produktivität zu erhöhen, durch Verwendung einer wärmeempfindlichen Polymeremulsion in einem Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial mit einer porösen tintenaufnehmenden Schicht erhalten werden kann, die anorganische Feinteilchen und Polyvinylalkohol enthält. In der vorliegenden Erfindung tritt keine irreversible Gelierung auf wie in dem Fall, in dem die wärmeempfindliche Polymeremulsion als eine Hauptkomponente des Bindemittels verwendet wurde. Auch wird, wenn die Menge der wärmeempfindlichen Polymeremulsion zu hoch ist, der Glanz gesenkt, so daß man verstehen wird, daß die Menge der wärmeempfindlichen Polymeremulsion so eingestellt werden muß, daß sie im Bereich der vorliegenden Erfindung liegt, bezogen auf die Menge des Polyvinylalkohols.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial mit fotoähnlichem hohen Glanz, hervorragend in Tintenabsorptionseigenschaften und mit hoher Produktivität erhalten werden.

Claims

Ein Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial, das einen Träger und wenigstens eine poröse, tintenaufnehmende Schicht umfaßt, die anorganische Feinteilchen und Polyvinylalkohol enthält, bereitgestellt als eine Hauptkomponente eines Bindemittels auf dem Träger, wobei wenigstens eine von besagten tintenaufnehmenden Schichten eine Polymeremulsion enthält, die eine Polymerverbindung enthält, die eine hydrophile Eigenschaft in einem Temperaturbereich einer vorbestimmten Temperatur, die eine wärmeempfindliche Temperatur ist, oder darunter zeigt und eine hydrophobe Eigenschaft in einem Temperaturbereich oberhalb der wärmeempfindlichen Temperatur zeigt, in ei ner Menge von 1 bis 25 Gew.-%, bezogen auf die Menge des Polyvinylalkohols, als Feststoffgehalt.
Das Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, wobei die anorganischen Feinteilchen Feinteilchen sind, bei denen Naßverfahrens-Kieselsäure pulverisiert ist, um eine durchschnittliche Sekundärteilchengröße von 400 nm oder weniger aufzuweisen.
Das Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, wobei die anorganischen Feinteilchen pyrogene Kieselsäure sind.
Das Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Polymeremulsion in einer Menge von 5 bis 20 Gew.-%, bezogen auf die Menge des Polyvinylalkohols, als Feststoffgehalt, enthalten ist.
Das Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Polymeremulsion eine wärmeempfindliche Temperatur im Bereich von 5 bis 50°C besitzt.
Das Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial nach Anspruch 5, wobei die Polymeremulsion eine wärmeempfindliche Temperatur im Bereich von 5 bis 40°C besitzt.
Das Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Polymeremulsion einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser im Bereich von 10 bis 300 nm besitzt.
Das Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial nach Anspruch 7, wobei die Polymeremulsion einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser im Bereich von 50 bis 200 nm besitzt.
Das Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei außerdem ein Vernetzungsmittel des Polyvinylalkohols in der tintenaufnehmenden Schicht enthalten ist.
Das Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial nach Anspruch 9, wobei das Vernetzungsmittel Borsäure, Borax oder ein Borat ist.
Das Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der Träger ein wasserbeständiger Träger ist.
Das Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial nach Anspruch 11, wobei der wasserbeständige Träger ein mit Polyolefinharz beschichtetes Papier ist.
Das Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Polymeremulsion eine N-Alkyl- oder N-Alkylen(meth)acrylamid-Verbindung umfaßt.
Das Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial nach Anspruch 13, wobei die Polymeremulsion ein Homopolymer oder Copolymer wenigstens eines Monomers umfaßt, das ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus N-Ethyl(meth)acrylamid, N-Isopropyl(meth)acrylamid, N-Cyclopropyl(meth)acrylamid, N-Ethyl(meth)acrylamid, N,N-Diethylacrylamid, N,N-Dimethyl(meth)acrylamid, N-n-Propyl(meth)acrylamid, N-Methyl-N-n-propylacrylamid, N-Methyl-N-isopropylacrylamid, N-(Meth)acryloylpyrrolidin, N-(Meth)acryloylpiperidin, N-Tetrahydrofurfuryl(meth)acrylamid, N-Methoxypropyl(meth)acrylamid, N-Ethoxypropyl(meth)acrylamid, N-Isopropoxypropyl(meth)acrylamid, N-Ethoxyethyl(meth)acrylamid, N-(2,2-Dimethoxyethyl)-N-methylacrylamid, N-Methoxyethyl(meth)acrylamid und N-(Meth)acryloylmorpholin besteht.
Das Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial nach Anspruch 13, wobei die Polymeremulsion ein Homopolymer oder Copolymer wenigstens eines Monomers umfaßt, das ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus N-Isopropylacrylamid, N-n-Propylacrylamid, N,N-Diethylacrylamid und N-Acryloylmorpholin besteht.