DE102016002462A1

DE102016002462A1 - Aufzeichnungsmedium

Info

Publication number: DE102016002462A1
Application number: DE102016002462.3A
Authority: DE
Inventors: Takashi Sugiura; Shinya Yumoto; Naotoshi Miyamachi; Tetsuro Noguchi; Hisao Kamo; Kazuhiko Araki; Ryo Taguri
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2015-03-02
Filing date: 2016-03-01
Publication date: 2016-09-08
Anticipated expiration: 2036-03-02
Also published as: US9662921B2; US20160257156A1; DE102016002462B4

Abstract

Aufzeichnungsmedium enthaltend ein Substrat und eine Tintenaufnahmeschicht auf dem Substrat, wobei die Tintenaufnahmeschicht anorganische Partikel und ein wasserlösliches Harz beinhaltet. Das Aufzeichnungsmedium weist eine HM1 von 40 N/mm2 oder weniger und ein Änderungsverhältnis einer HM2 zur HM1 von 400% oder weniger auf. HM1 ist eine Martenshärte bei Drücken eines Indenters mit einer 500 mN Last für 180 Sekunden von einer Oberfläche des Aufzeichnungsmediums in eine Tiefe von 1 μm in einer Dickenrichtung desselben. HM2 ist eine Martenshärte bei Drücken des Indenters nach oben in eine Position, in welcher der Indenter nicht in Kontakt mit der Oberfläche steht, und dann Drücken des Indenters mit einer 500 mN Last für 180 Sekunden von einer Drückstartposition in eine Tiefe von 1 μm in der Dickenrichtung, an dem gleichen Punkt wie demjenigen an dem der Indenter zuerst gedrückt wird.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Aufzeichnungsmedium.
Beschreibung des Standes der Technik
Als Aufzeichnungsmedien, auf denen mit Tinten Bilder gebildet werden, ist ein Aufzeichnungsmedium mit einer porösen Tintenaufnahmeschicht bekannt, welche aus anorganischen Partikeln wie Siliziumoxidpartikeln und Aluminiumoxidpartikeln als Hauptkomponente auf einem Substrat gebildet ist, um eine Tintenabsorbtionsfähigkeit zu verbessern.
Allerdings kann die poröse Tintenaufnahmeschicht bei Anlegen einer (mechanischen) Spannung (engl. stress) rissig werden bzw. reißen. Um zu verhindern, dass die Tintenaufnahmeschicht reißt, offenbart die japanische Patentanmeldung JP 2006-212994 ein Tintenstrahlaufzeichnungsmedium, das eine Tintenaufnahmeschicht enthält, die Polyvinylalkohol, Urethan und Siliziumoxid beinhaltet und eine dynamische Härte von 9 oder mehr aufweist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung ist ein Aufzeichnungsmedium, welches ein Substrat und eine Tintenaufnahmeschicht auf dem Substrat enthält. Die Tintenaufnahmeschicht beinhaltet anorganische Partikel und ein wasserlösliches Harz, wobei das Aufzeichnungsmedium eine HM1 von 40 N/mm² oder weniger und ein Änderungsverhältnis einer HM2 zur HM1 (HM2/HM1 × 100) von 400% oder weniger aufweist, wobei die HM1 eine Martenshärte darstellt, und zwar bei Drücken eines Indenters mit einer Last von 500 mN für 180 Sekunden von einer Oberfläche des Aufzeichnungsmediums in eine Tiefe von 1 μm in einer Dickenrichtung desselben, und die HM2 eine Martenshärte darstellt, und zwar bei Drücken des Indenters nach oben in eine Position, in welcher der Indenter nicht in Kontakt mit der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums steht, und dann Drücken des Indenters mit einer Last von 500 mN für 180 Sekunden von einer Drückstartposition in eine Tiefe von 1 μm in der Dickenrichtung, an dem gleichen Punkt wie dem Punkt an dem der Indenter zuerst gedrückt wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Aufzeichnungsmedium mit hervorragender Widerstandsfähigkeit gegen faltungshervorgerufenes Reißen sowie Tintenabsorbtionsfähigkeit bereitgestellt werden.
Weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen deutlich.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Ansicht, die den Zustand vor der Messung der Martenshärte (HM1) und bevor ein Indenter gegen die Oberfläche eines Aufzeichnungsmediums gedrückt wird veranschaulicht.
2 ist eine schematische Ansicht, die den Zustand veranschaulicht, in dem der Indenter von der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums in eine Tiefe von 1 μm in die Dickenrichtung desselben gedrückt wird, um die Martenshärte (HM1) zu messen.
3 ist eine schematische Ansicht, die den Zustand veranschaulicht, in dem, nach der Messung der Martenshärte (HM1), der Indenter nach oben in eine Position gedrückt wird, in der der Indenter nicht in Kontakt mit der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums steht.
4 ist eine schematische Ansicht, die den Zustand veranschaulicht, in dem der Indenter von einer Drückstartposition in eine Tiefe von 1 μm in die Dickenrichtung gedrückt wird, um die Martenshärte (HM2) zu messen.
5 ist eine schematische Ansicht, die den Zustand veranschaulicht, in dem, nach der Messung der Martenshärte (HM2), der Indenter nach oben in eine Position gedrückt wird, in der der Indenter nicht in Kontakt mit der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums steht.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun in Übereinstimmung mit den begleitenden Zeichnungen genau beschrieben.
In den letzten Jahren werden bevorzugte Fotografien oder Fotografien mit Zeichen oder Grafiken auf Aufzeichnungsmedien mit einer Tintenaufnahmeschicht auf Anforderung gedruckt und die gedruckten Medien werden beispielsweise in ein Fotobuch oder ein Fotoalbum gebunden.
In diesem Buchbindevorgang kann das folgende Buchbindeverfahren verwendet werden: auf einem Aufzeichnungsmedium mit einer bedruckten Fläche wird eine Falzlinie erstellt; das Aufzeichnungsmedium wird entlang der Falzlinie in solcher Weise gefaltet, dass sich die bedruckte Fläche innen befindet; dann wird die andere nicht-bedruckte Fläche des Aufzeichnungsmediums an die eines anderen Aufzeichnungsmediums gebunden; und folglich werden die Aufzeichnungsmedien aneinander gebunden um ein Buch zu ergeben. Dieses Buchbindeverfahren ermöglicht die Herstellung von Fotobüchern und Fotoalben, die entlang der Falzlinie als Mitte ausgebreitet werden und große Fotografien oder Bilder seitenübergreifend aufweisen können.
Wenn solch ein zweiseitig ausbreitbares Fotobuch oder Fotoalbum hergestellt wird, reißt in manchen Fällen eine Tintenaufnahmeschicht entlang der Falzlinie, dann wird der gefaltete Bereich weiß und die Bildqualität verschlechtert sich. Um dem zu begegnen, besteht ein Bedarf für ein Aufzeichnungsmedium mit hoher Widerstandsfähigkeit gegen faltungshervorgerufenes Reißen.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben das in der japanischen Patentanmeldung JP 2006-212994 offenbarte Aufzeichnungsmedium geprüft, aber dieses Aufzeichnungsmedium verfehlte es eine ausreichende Widerstandsfähigkeit gegen faltungshervorgerufenes Reißen zu erreichen.
Die vorliegende Erfindung kann ein Aufzeichnungsmedium mit hervorragender Widerstandsfähigkeit gegen faltungshervorgerufenes Reißen und hervorragender Tintenabsorbtionsfähigkeit bereitstellen.
In der vorliegenden Erfindung beinhaltet die Tintenaufnahmeschicht anorganische Partikel und ein wasserlösliches Harz. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben herausgefunden, dass ein Aufzeichnungsmedium, welches ferner eine besondere Martenshärte aufweist, eine ausreichende Widerstandsfähigkeit gegen faltungshervorgerufenes Reißen erreichen kann. In anderen Worten weist das die vorliegende Erfindung betreffende Aufzeichnungsmedium einen gefalteten Bereich auf, der mit geringer Wahrscheinlichkeit weiß wird, selbst wenn das Aufzeichnungsmedium in einem Buchbindeverfahren unter Last gefaltet wird und weiterhin wiederholt gefaltet wird, beispielsweise in einer Weise, dass ein Fotobuch geöffnet und geschlossen wird.
Die Beziehung zwischen der die vorliegende Erfindung betreffenden Martenshärte und der Widerstandsfähigkeit gegen faltungshervorgerufenes Reißen wird zuerst beschrieben.
Im Schritt des Faltens eines Aufzeichnungsmediums beim Buchbinden wird eine Tintenaufnahmeschicht an einem gefalteten Bereich durch externe Spannung (engl. stress) komprimiert. Durch die Komprimierung werden Aussparungen bzw. Lücken (engl. voids) unter bzw. zwischen Sekundärpartikeln aus anorganischen Partikeln in der Tintenaufnahmeschicht am gefalteten Bereich eingedrückt bzw. zerkleinert (engl. crushed). Dies veranlasst die anorganischen Partikel in der Tintenaufnahmeschicht dichter vorhanden zu sein und härtet die Tintenaufnahmeschicht am gefalteten Bereich. Es ist typischerweise wahrscheinlich, dass die Tintenaufnahmeschicht in einem gehärteten Bereich spröde wird und daher ist es wahrscheinlich, dass die Tintenaufnahmeschicht in einem Falzlinienbereich reißt. In anderen Worten wird angenommen, dass, wenn ein gefalteter Bereich von der Kompression durch die externe Spannung befreit wird, eine Tintenaufnahmeschicht im gefalteten Bereich abblättert um ein Substrat freizulegen und dadurch der gefaltete Bereich weiß wird. Insbesondere für das für Fotobücher und Fotoalben verwendete Aufzeichnungsmedium ist es wichtig, dass die Tintenaufnahmeschicht in einem gefalteten Bereich nicht abblättert, selbst wenn ein Fotobuch oder Fotoalbum geöffnet oder geschlossen wird, oder der gefaltete Bereich wiederholt gefaltet wird.
Daher ist es wesentlich die Tintenaufnahmeschicht in einem gefalteten Bereich nicht spröde zu machen, selbst wenn Öffnen und Schließen (Kompression und Kompressionsfreigabe) wiederholt werden, oder es ist wesentlich, dass die durch Öffnen und Schließen (Kompression und Kompressionsfreigabe) veranlasste Änderung an Härte klein ist.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben ihre Aufmerksamkeit auf die Änderung an Härte bei Kompression einer Tintenaufnahmeschicht gerichtet und diese studiert. Als ein Ergebnis haben die Erfinder eine Beziehung zwischen der Martenshärte einer Tintenaufnahmeschicht und der Widerstandsfähigkeit gegen faltungshervorgerufenes Reißen gefunden und die vorliegende Erfindung abgeschlossen.
Genauer wird die Martenshärte bei Drücken eines Indenters mit einer Last von 500 mN für 180 Sekunden von der Oberfläche eines Aufzeichnungsmedium (hinein) in eine Tiefe von 1 μm in die Dickenrichtung desselben als HM1 genommen. Die Martenshärte bei Drücken des Indenters nach oben in eine Position, in welcher der Indenter nicht in Kontakt mit der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums steht, und dann Drücken des Indenters mit einer Last von 500 mN für 180 Sekunden von einer Drückstartposition (hinein) in eine Tiefe von 1 μm in die Dickenrichtung, an dem gleichen Punkt wie dem Punkt an dem der Indenter zuerst gedrückt wird, wird als HM2 genommen. Bei derartigen Bedingungen ist es wichtig, dass die HM1 40 N/mm² oder weniger beträgt und das Änderungsverhältnis bzw. die Änderungsrate der HM2 zur HM1 (HM2/HM1 × 100) 400% oder weniger beträgt, um eine hervorragende Widerstandsfähigkeit gegen faltungshervorgerufenes Reißen zu erreichen.
Um die Widerstandsfähigkeit gegen faltungshervorgerufenes Reißen weiter zu verbessern, ist es bevorzugt, dass die HM1 30 N/mm² oder weniger ist. Um die Widerstandsfähigkeit gegen faltungshervorgerufenes Reißen weiter zu verbessern, ist es bevorzugt, dass das Änderungsverhältnis (HM2/HM1 × 100) 350% oder weniger ist.
Messverfahren der Martenshärten HM1 und HM2
Das Verfahren zum Messen der Martenshärten HM1 und HM2 in der vorliegenden Erfindung wird als nächstes beschrieben.
In der vorliegenden Erfindung wird die Martenshärte gemäß ISO 14577 ermittelt. In der Messung der Martenshärte gemäß ISO 14577, wird eine Last an einen Indenter angelegt und die Tiefe sowie die Härte der resultierenden Indentation werden sofort gemessen. Als eine Messeinrichtung zum Messen der Martenshärte kann beispielsweise ein Picoindentor (HM500, hergestellt von Fischer Instruments Co.) verwendet werden.
Die Messprozedur der Martenshärten HM1 und HM2 wird beschrieben unter Bezugnahme auf die 1 bis 5.
Wie in 1 gezeigt, weist ein Aufzeichnungsmedium 1 ein Substrat 2 und eine Tintenaufnahmeschicht 3 auf. Ein Indenter wird nach unten gedrückt in eine Drückstartposition (1) auf der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums 1 an der Seite der Tintenaufnahmeschicht. Dann wird der Indenter mit einer Last von 500 mN für 180 Sekunden von der Drückstartposition (1) hinein gedrückt in eine, in 2 gezeigte, Tiefe von 1 μm in der Dickenrichtung des Aufzeichnungsmediums. Die durch diesen Vorgang erhaltene Martenshärte wird als HM1 genommen.
Als nächstes wird, nach der Messung der Martenshärte HM1, der Indenter vorübergehend nach oben in eine Position gedrückt, in welcher der Indenter nicht in Kontakt mit der Oberfläche des Aufzeichnungsmedium steht, wie in 3 gezeigt. Dann wird der Indenter erneut nach unten gedrückt, am gleichen Punkt wie dem Punkt an dem der Indenter zuerst gedrückt wird, und der Indenter wird erneut mit einer Last von 500 mN für 180 Sekunden von einer Drückstartposition (2), angegeben durch ”6” in 3, hinein gedrückt in eine, in 4 gezeigte, Tiefe von 1 μm. Die durch diesen Vorgang erhaltene Martenshärte wird als HM2 genommen.
Nach der Messung der Martenshärte HM2 wird der Indenter nach oben in eine Position gedrückt, in welcher der Indenter nicht in Kontakt mit der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums steht, wie in 5 gezeigt, zum Entladen.
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen genau beschrieben.
Aufzeichnungsmedium
Das Aufzeichnungsmedium der vorliegenden Erfindung enthält ein Substrat und eine Tintenaufnahmeschicht. In der vorliegenden Erfindung wird bevorzugt ein für ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren verwendetes Tintenstrahlaufzeichnungsmedium verwendet.
Die entsprechenden, das Aufzeichnungsmedium der vorliegenden Erfindung bildenden, Komponenten werden als nächstes beschrieben.
Substrat
Als das Substrat können beispielsweise Papiere, wie gießbeschichtetes Papier, Barytpapier und harzbeschichtetes Papier (harzbeschichtetes Papier das beide Flächen mit einem Harz wie Polyolefin beschichtet aufweist) und aus Filmen ausgeführte Substrate bevorzugt verwendet werden. Als Film können zum Beispiel die folgenden transparenten thermoplastischen Harzfilme verwendet werden.
Polyethylen, Polypropylen, Polyester, Polymilchsäure, Polystyrol, Polyacetat, Polyvinylchlorid, Celluloseacetat, Polyethylenterephthalat, Polymethylmethacrylat und Polycarbonat Filme.
Zusätzlich zu diesen Substraten können auch ungeleimtes Papier und beschichtetes Papier, die geeignetem Leimen unterzogen wurden, sowie bogenartige Substanzen, die aus einem Film zusammengesetzt sind, der durch Füllen mit einer anorganischen Substanz oder durch Feinaufschäumen getrübt ist (zum Beispiel synthetisches Papier), als das Substrat verwendet werden. Aus Glas, Metall, oder ähnlichem Material zusammengesetzte Bögen können auch verwendet werden.
Das bevorzugt verwendete Substrat für ein Aufzeichnungsmedium, dem eine Bildqualität und eine Textur vergleichbar mit denjenigen von Silberhalogenidfotografie verliehen werden sollen, ist bevorzugt ein harzbeschichtetes Papier, welches zumindest eine mit Polyolefinharz beschichtete Fläche (Oberflächenseite) aufweist, auf der eine Tintenaufnahmeschicht vorzusehen ist. Bevorzugter ist ein harzbeschichtetes Papier, welches beide Flächen mit einem Polyolefinharz beschichtet hat. Ein Typ oder Zwei oder mehr Typen von Polyolefinharzen können wie benötigt verwendet werden. Insbesondere wird ein Polyethylen bevorzugt verwendet. Als das Polyethylen wird bevorzugt ein niedrigdichtes Polyethylen (LDPE für low-density polyethylene) oder ein hochdichtes Polyethylen (HDPE für high-density polyethylene) verwendet.
Eine Harzüberzugschicht kann ein weißes Pigment, einen fluoreszierenden Aufheller, Ultramarin und dergleichen beinhalten, um Trübung (Opazität), Helligkeit oder Farbtöne (engl. hues) zu steuern. Insbesondere ist ein weißes Pigment bevorzugt beinhaltet, weil die Trübung verbessert werden kann. Beispielhaft für das weiße Pigment ist Rutiltitanoxid und Anatastitanoxid. In der vorliegenden Erfindung ist der Gehalt des weißen Pigments in der Harzschicht bevorzugt 3 g/m² oder mehr und 30 g/m² oder weniger. Wenn die Harzschicht auf beiden Flächen eines Substratpapiers vorgesehen ist, liegt der Gesamtgehalt des weißen Pigments in den beiden Harzschichten bevorzugt im obigen Bereich. Vom Gesichtspunkt der Dispersionsstabilität des weißen Pigments ist der Gehalt des weißen Pigments in der Harzschicht bevorzugt 25 Massen-% oder weniger relativ zum Gehalt eines Harzes.
Die Dicke des Substrates ist nicht eingeschränkt auf bestimmte Werte, aber bevorzugt 25 μm oder mehr und 500 μm oder weniger. Falls es eine Dicke von 25 μm oder mehr aufweist, kann das Substrat hervorragend verhindern, dass das Aufzeichnungsmedium eine niedrigere Steifigkeit aufweist, sowie hervorragend Nachteile unterdrücken, wie z. B. die Verschlechterung eines Gefühls oder einer Textur, wenn das Aufzeichnungsmedium von Hand gehalten wird, und eine Reduzierung an Trübung. Falls es eine Dicke von 500 μm oder weniger aufweist, kann das Substrat hervorragend verhindern, dass das Aufzeichnungsmedium eine überschüssige Steifigkeit aufweist, die es schwierig zu handhaben macht, und kann bei glattem Papierzuführen helfen. Das Substrat weist bevorzugter einen Dickenbereich von 50 μm oder mehr und 300 μm oder weniger auf. Das Basisgewicht des Substrats ist nicht eingeschränkt auf bestimmte Werte, aber bevorzugt 25 g/m² oder mehr und 500 g/m² oder weniger. Das in der vorliegenden Ausführungsform verwendete Substrat ist vom Gesichtspunkt der Oberflächenglattheit bevorzugt ein Substrat ohne Gaspermeabilität.
Tintenaufnahmeschicht
In der vorliegenden Erfindung beinhaltet die Tintenaufnahmeschicht anorganische Partikel und ein wasserlösliches Harz.
Um die Tintenabsorbtionsfähigkeit weiter zu verbessern sind die in der Tintenaufnahmeschicht beinhalteten anorganischen Partikel bevorzugt zumindest ein Typ von anorganischen Partikeln, ausgewählt aus Aluminiumoxidpartikeln und Siliziumoxidpartikeln.
Um die Widerstandsfähigkeit gegen faltungshervorgerufenes Reißen weiter zu verbessern beinhaltet die Tintenaufnahmeschicht bevorzugt weiterhin ein wasserunlösliches Harz.
Die Tintenaufnahmeschicht weist bevorzugt eine Schichtdicke von 15 μm oder mehr und 35 μm oder weniger auf, bevorzugter 20 μm oder mehr und 35 μm oder weniger. Falls die Tintenaufnahmeschicht eine Schichtdicke in diesem Bereich aufweist, kann die Tintenabsorbtionsfähigkeit und die Widerstandsfähigkeit gegen faltungshervorgerufenes Reißen weiter verbessert werden.
Die Tintenaufnahmeschicht kann eine einzelne Schicht oder mehrere Schichten enthalten.
In der vorliegenden Erfindung weist die Tintenaufnahmeschicht bevorzugt eine Tintenaufnahmeschicht (A) und eine Tintenaufnahmeschicht (B) in dieser Reihenfolge auf dem Substrat auf, um die Farbentwickelbarkeit und die Tintenabsorbtionsfähigkeit zu verbessern. Die Tintenaufnahmeschicht (B) beinhaltet bevorzugt Aluminiumoxid oder Gasphasenprozess-Siliziumoxid und ein wasserlösliches Harz.
Die Tintenaufnahmeschicht (B) weist bevorzugt eine Schichtdicke von 1 μm oder mehr und 10 μm oder weniger auf, um die Tintenabsorbtionsfähigkeit und die Widerstandsfähigkeit gegen faltungshervorgerufenes Reißen weiter zu verbessern.
Die Schichtdicke in der vorliegenden Erfindung ist eine Schichtdicke unter absolut trockenen Bedingungen und ist der Mittelwert von vier Punkten aus mit einem Rasterelektronenmikroskop gemessenen Querschnitten. In der vorliegenden Erfindung ist ein Objekt zur Messung der Schichtdicke viereckig und die Dicken werden an vier Punkten 1 cm entfernt in Richtung Schwerpunkt von vier Ecken des Vierecks gemessen.
Die Tintenaufnahmeschicht der vorliegenden Erfindung ist ein verfestigtes Produkt einer Beschichtungslösung zum Bilden einer Tintenaufnahmeschicht und wird gebildet durch Aufbringen der Beschichtungslösung zum Bilden einer Tintenaufnahmeschicht auf das Substrat und Trocknen der Beschichtung. Die Tintenaufnahmeschicht kann auf nur einer Fläche eines Substrats oder auf beiden Flächen vorgesehen werden.
Die in der Tintenaufnahmeschicht beinhalteten Bestandteilsmaterialien werden als nächstes im Detail beschrieben.
Aluminiumoxid
Beispielhaft für das Aluminiumoxid in der vorliegenden Erfindung ist γ-Aluminiumoxid, α-Aluminiumoxid, δ-Aluminiumoxid, θ-Aluminiumoxid, χ-Aluminiumoxid, und Aluminiumoxidhydrat (engl. alumina hydrate). Insbesondere sind γ-Aluminiumoxid und Aluminiumoxidhydrat vom Gesichtspunkt der Bilddichte und Tintenabsorbtionsfähigkeit bevorzugt.
Beispiele des γ-Aluminiumoxids enthalten ein kommerziell erhältliches Gasphasen-γ-Aluminiumoxid (zum Beispiel Markenname: AEROXIDE Alu C, hergestellt von EVONIK Co.).
Als das Aluminiumoxidhydrat sind durch Allgemeine Formel (X) dargestellte Aluminiumoxidhydrate bevorzugt. Al2O3-n(OH)2n·mH2O (X)
(In der Formel ist n eines von 0, 1, 2 und 3; m ist ein Wert im Bereich von 0 bis 10, bevorzugt von 0 bis 5; m und n sind nicht gleichzeitig 0; m kann eine ganze Zahl sein oder ein Wert der keine ganze Zahl ist, weil mH2O entfernbares Wasser dargestellt, welches in vielen Fällen nicht zum Bildung eines Kristallgitters beiträgt; und m kann einen Wert von 0 erreichen wenn Aluminiumoxid erhitzt wird)
Als die Kristallstruktur des Aluminiumoxidhydrats sind eine amorphe Struktur, eine Gibbsitstruktur und eine Böhmitstruktur bekannt und die Struktur hängt von der Temperatur einer Wärmebehandlung ab. Ein Aluminiumoxidhydrat mit einer dieser Kristallstrukturen kann verwendet werden. Unter ihnen ist ein bevorzugtes Aluminiumoxidhydrat ein Aluminiumoxidhydrat mit einer Böhmitstruktur oder einer amorphen Struktur, was durch Röntgenbeugungsanalyse ermittelt wird. Insbesondere werden die Aluminiumoxidhydrate wie offenbart in Japanischer Patentanmeldung JP H07-232473 , Japanischer Patentanmeldung JP H08-132731 , Japanischer Patentanmeldung JP H09-66664 und Japanischer Patentanmeldung JP H09-76628 erwähnt. Spezifische Beispiele der Form des in der vorliegenden Erfindung verwendeten Aluminiumoxidhydrats enthalten eine unbestimmte Form sowie bestimmte Formen, beispielsweise eine sphärische Form und eine platte Form. Aluminiumoxid kann in einer unbestimmten Form oder einer bestimmten Form verwendet werden und Aluminiumoxide in einer unbestimmten Form sowie in einer bestimmten Form können in Kombination verwendet werden. Insbesondere ist ein Aluminiumoxidhydrat mit einem zahlengemittelten Partikeldurchmesser der Primärpartikel von 5 nm oder mehr und 50 nm oder weniger und ein plattenförmiges Aluminiumoxidhydrat mit einem Seitenverhältnis von 2 oder mehr bevorzugt. Das Seitenverhältnis kann durch das Verfahren ermittelt werden, wie offenbart in Japanischer Patentanmeldung JP H05-16015 . In anderen Worten wird das Seitenverhältnis durch das Verhältnis von ”Durchmesser” zu ”Dicke” eines Partikels dargestellt. Hier ist ”Durchmesser” der Durchmesser eines Kreises mit der gleichen Fläche wie der projizierten Fläche eines Partikels wenn ein Aluminiumoxidhydrat mit einem Mikroskop oder einem Elektronenmikroskop betrachtet wird (äquivalenter Kreisdurchmesser).
Das Aluminiumoxidhydrat kann hergestellt werden durch ein bekanntes Verfahren enthaltend ein Verfahren zum Hydrolysieren eines Aluminiumalkoxids und ein Verfahren zum Hydrolysieren von Natriumaluminat wie offenbart in der Beschreibung von US Patent Nr. 4,242,271 und der Beschreibung von US Patent Nr. 4,202,870 . Das Aluminiumoxidhydrat kann auch durch ein bekanntes Verfahren, enthaltend ein Verfahren zum Neutralisieren durch Hinzufügen einer wässrigen Lösung von Aluminiumsulfat, Aluminiumchlorid oder dergleichen zu einer wässrigen Lösung von Natriumaluminat oder dergleichen hergestellt werden. Spezifische Beispiele des in der vorliegenden Erfindung verwendeten Aluminiumoxidhydrats enthalten ein Aluminiumoxidhydrat mit einer Böhmitstruktur und ein Aluminiumoxidhydrat mit einer amorphen Struktur, welche durch Röntgenbeugungsanalyse ermittelt werden. Es kann genauer genannte Aluminiumoxidhydrate geben wie offenbart in Japanischer Patentanmeldung JP H07-232473 , Japanischer Patentanmeldung JP H08-132731 , Japanischer Patentanmeldung JP H09-66664 und Japanischer Patentanmeldung JP H09-76628 . Spezifische Beispiele des Aluminiumoxidhydrat enthalten ferner ein kommerziell erhältliches Aluminiumoxidhydrat (zum Beispiel Markenname: DISPERAL HP14, hergestellt von Sasol Co.).
In der vorliegenden Erfindung weist das Aluminiumoxid bevorzugt eine durch ein BET-Verfahren (BET spezifische Oberfläche) ermittelte spezifische Oberfläche von 100 m²/g oder mehr und 250 m²/g oder weniger und bevorzugter von 125 m²/g oder mehr und 200 m²/g oder weniger auf. Hier ist das BET Verfahren ein Verfahren zum Ermitteln der spezifischen Oberfläche einer Probe aus einer Adsorptionsmenge von Molekülen oder Ionen mit einer gewissen Größe, wenn die Moleküle oder Ionen an der Probenoberfläche adsorbiert werden. In der vorliegenden Erfindung wird Stickstoffgas als das an einer Probe zu adsorbierende Gas verwendet.
Das Aluminiumoxid und das Aluminiumoxidhydrat können gemischt und verwendet werden. Wenn gemischt, können das Aluminiumoxid und das Aluminiumoxidhydrat in Pulverformen gemischt und in eine Dispersionsflüssigkeit (Sol) dispergiert werden. Alternativ kann eine Aluminiumoxid-Dispersionsflüssigkeit mit einer Aluminiumoxidhydrat-Dispersionsflüssigkeit gemischt werden.
In der vorliegenden Erfindung ist das Aluminiumoxid bevorzugt in Wasser dispergiert und solch ein dispergiertes Aluminiumoxid wird bevorzugt in einer Beschichtungslösung für eine Tintenaufnahmeschicht verwendet. Das Aluminiumoxid in einem Dispersionszustand weist bevorzugt einen mittleren Sekundärpartikeldurchmesser von 0,1 nm oder mehr und 500 nm oder weniger auf, bevorzugter 1,0 nm oder mehr und 300 nm oder weniger, und besonders bevorzugt 10 nm oder mehr und 250 nm oder weniger. Der mittlere Sekundärpartikeldurchmesser von anorganischen Partikeln in einem Dispersionszustand kann durch dynamische Lichtstreuung ermittelt werden.
Siliziumoxid
Als das Siliziumoxid in der vorliegenden Erfindung kann ein bekanntes Siliziumoxid verwendet werden und ein Gasphasenprozess-Siliziumoxid ist insbesondere bevorzugt.
Das Gasphasenprozess-Siliziumoxid ist ein typischerweise durch Brennen von Siliziumtetrachlorid, Wasserstoff und Sauerstoff hergestelltes Siliziumoxid und wird auch trockenes Siliziumoxid oder geglühtes bzw. pyrogenes Siliziumoxid (engl. fumed silica) genannt. Das Gasphasenprozess-Siliziumoxid weist bevorzugt eine durch das BET Verfahren ermittelte spezifische Oberfläche von 50 m²/g oder mehr und 400 m²/g oder weniger und bevorzugter 200 m²/g oder mehr und 350 m²/g oder weniger auf, und zwar vom Gesichtspunkt der Tintenabsorbtionsfähigkeit, Bilddichte und Unterdrückung von Rissen zur Zeit des Beschichtens und Trocknens. Spezifische Beispiele des Gasphasenprozess-Siliziumoxids enthalten ein kommerziell erhältliches Gasphasenprozess-Siliziumoxid (zum Beispiel Markenname: AEROSIL 300, hergestellt von EVONIK Co.).
Das Gasphasenprozess-Siliziumoxid wird bevorzugt mit einem kationischen Harz, einem polyvalenten Metallsalz oder dergleichen als Dispersionsmittel und einer Beize gemischt und in Wasser dispergiert.
Beispiele des kationischen Harzes enthalten Polyethyleniminharze, Polyaminharze, Polyamidharze, Polyamidepichlorohydrinharze, Polyaminepichlorohydrinharze, Polyamidpolyaminepichlorohydrinharze, Polydiallylaminharze, und Dicyandiamidkondensate. Diese kationischen Harze können allein oder in Kombination von zwei oder mehr davon verwendet werden.
Beispiele des polyvalenten Metallsalzes enthalten Aluminiumverbindungen, beispielsweise Polyaluminiumchlorid, Polyaluminiumacetat und Polyaluminiumlaktat.
In der vorliegenden Erfindung ist das Gasphasenprozess-Siliziumoxid bevorzugt in Wasser dispergiert und solch ein dispergiertes Gasphasenprozess-Siliziumoxid wird bevorzugt in einer Beschichtungslösung für eine Tintenaufnahmeschicht verwendet. Das Gasphasenprozess-Siliziumoxid in einem Dispersionszustand weist bevorzugt einen mittleren Sekundärpartikeldurchmesser von 0,1 nm oder mehr und 500 nm oder weniger auf, bevorzugter 1,0 nm oder mehr und 300 nm oder weniger, und besonders bevorzugt 10 nm oder mehr und 250 nm oder weniger. Der mittlere Sekundärpartikeldurchmesser von anorganischen Partikeln in einem Dispersionszustand kann durch dynamische Lichtstreuung ermittelt werden.
Wasserlösliches Harz
In der vorliegenden Erfindung wird das in der Tintenaufnahmeschicht beinhaltete wasserlösliche Harz bevorzugt als Bindeharz verwendet, welches anorganische Partikel binden und eine Beschichtung bilden kann.
In der vorliegenden Erfindung ist das in der Tintenaufnahmeschicht beinhaltete wasserlösliche Harz bevorzugt in einer Menge von 35 Massenteilen oder weniger und bevorzugter 30 Massenteilen oder weniger bezogen auf 100 Massenteile der anorganische Partikel beinhaltet, und zwar vom Gesichtspunkt der Tintenabsorbtionsfähigkeit. Vom Gesichtspunkt der Widerstandsfähigkeit gegen faltungshervorgerufenes Reißen ist das wasserlösliche Harz bevorzugt in einer Menge von 5 Massenteilen oder mehr und bevorzugter 10 Massenteilen oder mehr bezogen auf 100 Massenteile der anorganischen Partikel beinhaltet.
Wenn die Tintenaufnahmeschicht eine Tintenaufnahmeschicht (A) und eine Tintenaufnahmeschicht (B) enthält, ist das in der Tintenaufnahmeschicht (A) beinhaltete wasserlösliche Harz bevorzugt in einer Menge von 35 Massenteilen oder weniger und bevorzugter 30 Massenteilen oder weniger bezogen auf 100 Massenteile der anorganische Partikel beinhaltet, und zwar vom Gesichtspunkt der Tintenabsorbtionsfähigkeit. Vom Gesichtspunkt der Widerstandsfähigkeit gegen faltungshervorgerufenes Reißen ist das in der Tintenaufnahmeschicht (A) beinhaltete wasserlösliche Harz bevorzugt in einer Menge von 5 Massenteilen oder mehr und bevorzugter 10 Massenteilen oder mehr bezogen auf 100 Massenteile der anorganischen Partikel beinhaltet. Das in der Tintenaufnahmeschicht (B) beinhaltete wasserlösliche Harz ist bevorzugt in einer Menge von 30 Massenteilen oder weniger und bevorzugter 25 Massenteilen oder weniger bezogen auf 100 Massenteile der anorganische Partikel in der Tintenaufnahmeschicht (B) beinhaltet, und zwar vom Gesichtspunkt der Tintenabsorbtionsfähigkeit. Vom Gesichtspunkt der Widerstandsfähigkeit gegen faltungshervorgerufenes Reißen ist das in der Tintenaufnahmeschicht (B) beinhaltete wasserlösliche Harz bevorzugt in einer Menge von 5 Massenteilen oder mehr und bevorzugter 10 Massenteilen oder mehr beinhaltet.
In der vorliegenden Erfindung enthalten Beispiele des wasserlöslichen Harzes Stärke-Derivate wie z. B. oxidierte Stärke, veretherte Stärke und phosphorylierte Stärke, Cellulose-Derivate wie z. B. Carboxymethylcellulose und Hydroxyethylcellulose, Casein, Gelatine, Sojaprotein, Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon, Polyacrylsäure, Polyacrylamid, Polyvinylacetamid und Derivate davon. Diese Harze können allein oder in Kombination von zwei oder mehr davon wie benötigt verwendet werden.
Unter diesen Harzen wird Polyvinylalkohol oder Polyvinylalkohol-Derivat bevorzugt verwendet und zwar vom Gesichtspunkt der Unterdrückung von Rissen zu Zeit des Beschichtens und Trocknens, sowie der Wasserbeständigkeit. Beispiele des Polyvinylalkohol-Derivats enthalten kationisch modifizierte Polyvinylalkohole, anionisch modifizierte Polyvinylalkohole, silanolmodifizierte Polyvinylalkohole und Polyvinylacetal. Als der kationisch modifizierte Polyvinylalkohol ist ein Polyvinylalkohol mit einer primären bis tertiären Aminogruppe oder einer quaternären Ammoniumgruppe auf der Hauptkette oder eine Seitenkette von Polyvinylalkohol, wie beispielsweise offenbart in Japanischer Patentanmeldung JP S61-10483 bevorzugt.
Der Polyvinylalkohol kann beispielsweise durch Verseifung bzw. Saponifikation von Polyvinylacetat synthetisiert werden. Der Polyvinylalkohol weist bevorzugt einen Verseifungsgrad von 80 Mol-% oder mehr und 100 Mol-% oder weniger und bevorzugter 85 Mol-% oder mehr und 98 Mol-% oder weniger auf. Der Verseifungsgrad ist der Anteil an Molen von durch Verseifungsreaktion gebildeten Hydroxygruppen wenn Polyvinylacetat in Polyvinylalkohol verseift wird und in der vorliegenden Erfindung ist beabsichtigt den durch das Verfahren gemäß JIS-K6726 ermittelten Wert davon zu verwenden.
Der mittlere Polymerisationsgrad des Polyvinylalkohols oder des Polyvinylalkohol-Derivats ist bevorzugt 2500 oder mehr und bevorzugter 3000 oder mehr und 5000 oder weniger. Als den mittleren Polymerisationsgrad in der vorliegenden Erfindung ist es beabsichtigt den durch das Verfahren gemäß JIS-K6726 ermittelten viskositätsgemittelten Polymerisationsgrad zu verwenden.
Die Glasübergangstemperatur (Tg) des Polyvinylalkohols oder des Polyvinylalkohol-Derivats ist bevorzugt 40°C oder mehr. Die Glasübergangstemperatur ist bevorzugter 70°C oder mehr und 90°C oder weniger.
Wenn eine Beschichtungslösung für eine Tintenaufnahmeschicht vorbereitet wird, wird der Polyvinylalkohol oder das Polyvinylalkohol-Derivat bevorzugt als wässrige Lösung verwendet. In solch einem Fall ist der Feststoffgehalt des Polyvinylalkohols und des Polyvinylalkohol-Derivats in der wässrigen Lösung bevorzugt 3 Massen-% oder mehr und 20 Massen-% oder weniger.
Wasserunlösliches Harz
Die Tintenaufnahmeschicht beinhaltet bevorzugt ein wasserunlösliches Harz. Falls die Tintenaufnahmeschicht ein wasserunlösliches Harz beinhaltet, kann die Aufnahmeschicht davon abgehalten werden zu reißen, wenn das Aufzeichnungsmedium in der Hälfte gefaltet wird, sowie Öffnen und Schließen wiederholt werden. Das in der vorliegenden Erfindung verwendete wasserunlösliche Harz weist bevorzugt eine kationische Oberflächenladung oder keine Oberflächenladung auf, und zwar vom Gesichtspunkt der chromogenen bzw. farbstoffbildenden Eigenschaften von Tinten.
Vom Gesichtspunkt der Mischbarkeit mit einer Beschichtungslösung für eine Tintenaufnahmeschicht welche eine wässrige Lösung ist, wird eine das wasserunlösliche Harz beinhaltende Emulsion bevorzugt mit einer zu verwendenden Beschichtungslösung für eine Tintenaufnahmeschicht gemischt.
In der vorliegenden Erfindung liegt das in der Tintenaufnahmeschicht beinhaltete wasserunlösliche Harz bevorzugt in einer in der Tintenaufnahmeschicht als Harzaggregate dispergierten Form vor. In anderen Worten weist die Tintenaufnahmeschicht bevorzugt eine Matrix-Domänen-Struktur auf, enthaltend einen Matrixabschnitt mit einem wasserlöslichen Harz und einen Domänenabschnitt mit einem wasserunlöslichen Harz. Falls das wasserunlösliche Harz in der Tintenaufnahmeschicht wie oben genannt dispergiert ist, kann das wasserunlösliche Harz effektiver physikalische Eigenschaften desselben in der Tintenaufnahmeschicht zeigen. In anderen Worten wird zur Zeit einer kompressiven Verformung der Tintenaufnahmeschicht durch Falten eines Aufzeichnungsmediums das wasserunlösliche Harz von dem wasserlöslichen Harz und dem wasserunlöslichen Harz in der Tintenaufnahmeschicht selektiv kompressiv verformt, um die Kompression der ganzen Tintenaufnahmeschicht zu entspannen und damit die Tintenaufnahmeschicht davon abzuhalten zu reißen. Zusätzlich kann, durch Auswählen eines geeigneten Partikeldurchmessers und einer Ausdehnung, der obige Kompressions-Entspannungs-Effekt erhalten werden, wenn Öffnen und Schließen weiterhin wiederholt werden, und es kann eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen faltungshervorgerufenes Reißen erreicht werden.
Der Zustand des in der Tintenaufnahmeschicht vorliegenden wasserunlöslichen Harzes kann durch die folgende Prozedur ermittelt werden: eine Querschnittsprobe einer Tintenaufnahmeschicht wird beispielsweise mit einem Mikrotom vorbereitet; und der Querschnitt wird unter Verwendung einer Betrachtungsvorrichtung wie einem SEM betrachtet. Zur Vorbereitung einer Querschnittsprobe wird bevorzugt ein Einfrierverfahren wie ein Kryomikrotomverfahren verwendet, um die Verformung eines Harzes und dergleichen weitest möglich zu unterdrücken. Der durch die Querschnittsbetrachtung ermittelte mittlere Durchmesser von Harzaggregaten (Domänenabschnitt) eines wasserunlöslichen Harzes ist im wesentlichen der gleiche Wert wie der Dispersionspartikeldurchmesser des wasserunlöslichen Harzes in einer Emulsion in welcher das wasserunlösliche Harz dispergiert ist, wie durch die obige dynamische Lichtstreuung ermittelt.
Um die Verteilung von Harzen in der Tintenaufnahmeschicht wie oben genannt zu bilden, werden ein wasserlösliches Harz und ein wasserunlösliches Harz bevorzugt in der Tintenaufnahmeschicht verwendet. Das liegt daran, dass das wasserlösliche Harz und das wasserunlösliche Harz eine geringe Kompatibilität mit einander aufweisen und daher eine Phasentrennung in einem Beschichtungs- und Trocknungsschritt einer Beschichtungslösung für eine Tintenaufnahmeschicht veranlasst wird, wenn eine Tintenaufnahmeschicht hergestellt wird. Dieser Effekt erlaubt wahrscheinlich das wasserunlösliche Harz in einem in der Tintenaufnahmeschicht dispergierten Zustand vorzuliegen, selbst bei einer Trocknungstemperatur nicht niedriger als einer minimalen Filmbildungstemperatur des wasserunlöslichen Harzes. In anderen Worten kann die Matrix-Domänen-Struktur, in welcher die Matrix ein wasserlösliches Harz und die Domäne ein wasserunlösliches Harz ist, einfach gebildet werden.
Um den Kompressions-Entspannungs-Effekt durch das wasserunlösliche Harz ausreichend zu erreichen, ist die Größe von Harzaggregaten des wasserunlöslichen Harzes in der Tintenaufnahmeschicht (mittlerer Durchmesser der Domänen Teile) bevorzugt 0,3 μm oder mehr. Die Größe der Harzaggregate ist im Wesentlichen die gleiche wie der Dispersionspartikeldurchmesser des wasserunlöslichen Harzes in einer Beschichtungslösung für eine Tintenaufnahmeschicht. Daher wird das wasserunlösliche Harz in einer wasserunlöslichen Emulsion bevorzugt eingestellt einen mittleren Dispersionspartikeldurchmesser von 0,3 μm oder mehr aufzuweisen. Um den Harzaggregaten zu erlauben den Kompressions-Entspannungs-Effekt in der Tintenaufnahmeschicht effektiv zu zeigen, weist das wasserunlösliche Harz bevorzugt eine Bruchdehnung von 550% oder mehr auf.
Beispiele des wasserunlöslichen Harzes enthalten Polyesterharze; konjugierte Dien-Polymere wie z. B. Styrol-Butadien-Copolymere, Acrylnitril-Butadien-Copolymere und Methylmethacrylat-Butadien-Copolymere; Acrylpolymere wie z. B. Polymere und Copolymere von Acrylsäureestern und Methacrylsäureestern; Vinylpolymere wie z. B. Vinylacetat-Maleinsäureester-Copolymere, Vinylacetat-Ethylen-Copolymere, Vinylacetat-Acryl-Copolymere, Vinylacetat-Ethylenacryl-Copolymere, und Vinylacetat-Vinylchlorid-Copolymere; modifizierte Polymere dieser verschiedenen Polymere, beinhaltend eine funktionelle Gruppe wie z. B. eine Carboxygruppe und kationische Gruppen; und Polymere enthaltend wässrige Klebstoffe von synthetischen Harzen bzw. Kunstharzen wie z. B. Melaminharzen, Harnstoffharzen und anderen wärmeaushärtenden Harzen und enthaltend Kunstharzklebstoffe wie z. B. Maleinsäureanhydrid-Copolymerharzklebstoffe, Polyacrylamidklebstoffe, Polymethylmethacrylatklebstoffe, Polyurethanharzklebstoffe, ungesättigte Polyesterharzklebstoffe, Polyvinylbutyralklebstoffe und Alkydharzklebstoffe. Vom Gesichtspunkt der Widerstandsfähigkeit gegen faltungshervorgerufenes Reißen sind Polyurethanharze bevorzugt.
In der vorliegenden Erfindung ist das in der Tintenaufnahmeschicht beinhaltete wasserunlösliche Harz bevorzugt in einer Menge von 60 Massenteilen oder weniger, bevorzugter 50 Massenteilen oder weniger und noch bevorzugter 40 Massenteile oder weniger beinhaltet, bezogen auf 100 Massenteile der in der Tintenaufnahmeschicht beinhalteten anorganischen Partikel, und zwar vom Gesichtspunkt der Tintenabsorbtionsfähigkeit. Vom Gesichtspunkt der Widerstandsfähigkeit gegen faltungshervorgerufenes Reißen ist das wasserunlösliche Harz bevorzugt in einer Menge von 15 Massenteilen oder mehr und bevorzugter 20 Massenteilen oder mehr bezogen auf 100 Massenteile der anorganischen Partikel beinhaltet.
In der vorliegenden Erfindung ist der Gesamtgehalt des in der Tintenaufnahmeschicht beinhalteten wasserlöslichen Harzes und des wasserunlöslichen Harzes bevorzugt 90 Massenteile oder weniger, bevorzugter 50 Massenteile oder weniger und noch bevorzugter 45 Massenteile oder weniger bezogen auf 100 Massenteile der anorganischen Partikel, und zwar vom Gesichtspunkt der Tintenabsorbtionsfähigkeit. Vom Gesichtspunkt der Widerstandsfähigkeit gegen faltungshervorgerufenes Reißen ist der Gesamtgehalt bevorzugt 20 Massenteile oder mehr und bevorzugter 25 Massenteile oder mehr bezogen auf 100 Massenteile der anorganischen Partikel.
Vernetzungsmittel
In der vorliegenden Erfindung kann die Tintenaufnahmeschicht ein Vernetzungsmittel beinhalten. Falls ein Vernetzungsmittel beinhaltet ist, kann die Widerstandsfähigkeit gegen faltungshervorgerufenes Reißen verbessert werden. Beispiele des Vernetzungsmittels enthalten Aldehydverbindungen, Melaminverbindungen, Isocyanatverbindungen, Zirkoniumverbindungen, Amidverbindungen, Aluminiumverbindungen, Borsäuren und Borate. Diese Vernetzungsmittel können allein oder in Kombination von zwei oder mehr von ihnen wie benötigt verwendet werden. Insbesondere wenn Polyvinylalkohol oder Polyvinylalkohol-Derivat als das Harz verwendet wird, wird eine Borsäure oder ein Borat aus den obigen Vernetzungsmitteln bevorzugt verwendet.
Beispielhaft für die Borsäure ist Orthoborsäure (H3BO3), Metaborsäure und Hypoborsäure. Als das Borat ist ein wasserlösliches Salz der Borsäure bevorzugt. Beispiele des Borats enthalten Alkalimetallsalze von Borsäuren wie z. B. ein Natriumsalz und ein Kaliumsalz von Borsäuren; Erdalkalimetallsalze von Borsäuren wie z. B. ein Magnesiumsalz und ein Calciumsalz von Borsäuren; und ein Ammoniumsalz von Borsäuren. Insbesondere Orthoborsäure wird bevorzugt verwendet vom Gesichtspunkt der Zeitstabilität einer Beschichtungslösung und einem Effekt des Unterdrückens von Rissen.
Die Menge des Vernetzungsmittels kann geeignet angepasst werden, beispielsweise gemäß Herstellbedingungen. In der vorliegenden Erfindung ist der Gehalt des Vernetzungsmittels in der Tintenaufnahmeschicht bevorzugt 1,0 Massen-% oder mehr und 50 Massen-% oder weniger und bevorzugter 5 Massen-% oder mehr und 40 Massen-% oder weniger relativ zum Gehalt des wasserlöslichen Harzes.
Wenn das wasserlösliche Harz Polyvinylalkohol ist und das Vernetzungsmittel zumindest eine Verbindung, ausgewählt aus Borsäuren und Borsten, dann ist der Gesamtgehalt von der Borsäure und dem Borat bevorzugt 2 Massen-% oder mehr und 20 Massen-% oder weniger relativ zum Gehalt des Polyvinylalkohols in der Tintenaufnahmeschicht.
In der vorliegenden Erfindung kann die Tintenaufnahmeschicht, zusätzlich zu den oben genannten Komponenten, andere Additive beinhalten. Spezifische Beispiele des Additivs enthalten pH-Einsteller, Verdickungsmittel, Fließverbesserer, Antischäumungsmittel, Schaumunterdrücker, grenzflächenaktive Substanzen, Trennmittel, eindringungsfördernde Mittel, Farbpigmente, Farbtinten, fluoreszierende Aufheller, Ultraviolettabsorber, Antioxidationsmittel, Antiseptika, Antimykotika, Imprägniermittel, Farbstoffixiermittel, Härtungsmittel und wetterfeste Materialien.
Unterbeschichtungsschicht
In der vorliegenden Erfindung kann eine Unterbeschichtungsschicht zwischen dem Substrat und der Tintenaufnahmeschicht vorgesehen werden, um die Haftung zwischen dem Substrat und der Tintenaufnahmeschicht zu verbessern. Die Unterbeschichtungsschicht beinhaltet bevorzugt z. B. ein wasserlösliches Polyesterharz, Gelatine und Polyvinylalkohol. Die Unterbeschichtungsschicht weist bevorzugt eine Schichtdicke von 0,01 μm oder mehr und 5 μm oder weniger auf.
Rückseitenbeschichtungsschicht
In der vorliegenden Erfindung kann eine Rückseitenbeschichtungsschicht auf einer, der Fläche mit der Tintenaufnahmeschicht entgegengesetzten, Fläche des Substrats vorgesehen werden, um Handhabungseigenschaften, Einfachheit des Transports und Transportabriebbeständigkeit bei kontinuierlichem Drucken von gestapelten Bögen zu verbessern. Die Rückseitenbeschichtungsschicht beinhaltet bevorzugt z. B. ein weißes Pigment und ein Bindemittel. Die Schichtdicke der Rückseitenbeschichtungsschicht wird bevorzugt auf eine Weise gesteuert, dass sich eine Trockenbeschichtungsmenge von 0,1 g/m² oder mehr und 25 g/m² oder weniger ergibt.
Deckbeschichtungsschicht
In der vorliegenden Erfindung kann eine kolloidales Siliziumoxid als Hauptkomponente beinhaltende Schicht auf der Oberflächenschicht der Tintenaufnahmeschicht vorgesehen werden um die Kratzerbeständigkeit zu verbessern. Das kolloidale Siliziumoxid weist bevorzugt einen mittleren Partikeldurchmesser von 20 nm oder mehr und 200 nm oder weniger auf. Falls das kolloidale Siliziumoxid einen mittleren Partikeldurchmesser in diesem Bereich aufweist kann die Kratzerbeständigkeit, der Glanz und die Bilddichte weiter verbessert werden.
Die kolloidales Siliziumoxid als Hauptkomponente beinhaltende Schicht weist bevorzugt eine Trockenbeschichtungsmenge von 0,01 g/m² oder mehr und 2 g/m² oder weniger auf. Falls die zusätzliche Schicht anorganischen Pigments eine Trockenmasse von 0,01 g/m² oder mehr aufweist, kann eine geeignete Kratzerbeständigkeit erreicht werden, und falls die zusätzliche Schicht anorganischen Pigments eine Trockenmasse von 2 g/m² oder weniger aufweist, kann die Verringerung an Tintenabsorbtionsfähigkeit unterdrückt werden.
Beschichtungs- und Trocknungsverfahren der Beschichtungslösung zum Bilden der Tintenaufnahmeschicht
In der vorliegenden Erfindung wird eine Beschichtungslösung zum Bilden einer Tintenaufnahmeschicht aufgebracht und getrocknet um eine Tintenaufnahmeschicht zu ergeben. Zur Aufbringung der Beschichtungslösung zum Bilden einer Tintenaufnahmeschicht kann ein bekannter Beschichtungsvorgang verwendet werden. Beispiele des Vorgangs enthalten Düsenbeschichtung (slot die coating), Wulstbeschichtung (slide bead coating), Vorhangbeschichtung (curtain coating), Extrusionsbeschichtung (extrusion coating), Luftklingenbeschichtung (air knife coating), Walzenbeschichtung (roll coating) und Stabrakelstreichen (rod bar coating). Eine Beschichtungslösung für eine erste Tintenaufnahmeschicht und eine Beschichtungslösung für eine zweite Tintenaufnahmeschicht können nacheinander aufgebracht und getrocknet oder durch Simultanmehrschichtaufbringung (simultaneous multilayer application) aufgebracht werden. Insbesondere die Simultanmehrschichtaufbringung durch Wulstbeschichtung erreicht eine hohe Produktivität und ist daher ein bevorzugtes Verfahren.
Das Trocknen nach Beschichtung wird beispielsweise durchgeführt mit einem Heißlufttrockner wie z. B. einem Lineartunneltrockner (linear tunnel dryer), einem Bogentrockner (arch drier), einem Luftkreislauftrockner (air loop drier) und einem Sinuskurvenluftschwebetrockner (sine curve air floating dryer), oder einem anderen Trockner wie z. B. einem IR-Trockner, einem Heiztrockner und einem Mikrowellentrockner.
In der vorliegenden Erfindung kann das Vorliegen von anorganischen Partikeln in der durch das obige Verfahren bereitgestellten Tintenaufnahmeschicht durch eine Elementaranalyse identifiziert werden, beispielsweise durch Röntgenphotoelektronenspektroskopie (XPS für X-ray photoelectron spectroscopy) und energiedispersive Röntgenanalyse (EDX für energy dispersive X-ray analysis).
Beispiele
Die vorliegende Erfindung wird als nächstes detaillierter unter Zuhilfenahme von Beispielen und Vergleichsbeispielen beschrieben. Es ist nicht beabsichtigt, dass die vorliegende Erfindung auf die folgenden Beispiel beschränkt ist, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. In der folgenden Beschreibung von Beispielen ist ”Teil” als basierend auf Masse zu verstehen, soweit nichts anderes angegeben ist. Materialien der Tintenaufnahmeschichten und Auswertungsergebnisse der in den Beispielen und Vergleichsbeispielen verwendeten Aufzeichnungsmedien sind in Tabellen 1 und 2 gezeigt.
Herstellung des Aufzeichnungsmediums
Beispiel 1
Vorbereitung des Substrats
In 100 Teilen von gebleichtem Laubholz-Kraftzellstoffbrei (engl. Laubholz Bleached Kraft Pulp slurry) wurden 20 Teile von ausgefälltem Calciumcarbonat und 2 Teile von kationischer Stärke sowie 0,3 Teile von Alkenylbernsteinsäureanhydrid beinhaltendem neutralem Leimungsmittel hinzugefügt. Das Ganze wurde sorgfältig vermischt um ein Material zur Papierherstellung zu ergeben. Das erhaltene Material zur Papierherstellung wurde unter Verwendung einer Papiermaschine vom Fourdrinier-Mehr-Rohr-Typ auf einen Wassergehalt von 10% getrocknet. Eine 7 prozentige Lösung von oxidierter Stärke wurde auf beide Flächen des Materials zur Papierherstellung bei 4 g/m² mit einer Leimpresse aufgebracht und dann wurde das Material auf einen Wassergehalt von 7% getrocknet, was ein Papiersubstrat mit einem Basisgewicht von 110 g/m² ergab. Auf beiden Oberflächen des Papiersubstrats wurde eine Harzzusammensetzung, die 20 Teile von hochdichtem Polyethylen und 70 Teile von niedrigdichtem Polyethylen beinhaltete, durch Schmelzextrusion aufgebracht, um eine Beschichtungsmenge von 30 g/m² pro Fläche zu ergeben. Unmittelbar nach der Schmelzextrusion wurden Kühlwalten mit einer rauen Oberfläche verwendet um eine Prägebehandlung an den Polyethylenoberflächen durchzuführen während das Papiersubstrat gekühlt wurde, was ein Substrat mit einem Basisgewicht von 170 g/m² ergab.
Vorbereitung der Aluminiumoxidhydrat-Sol
Zu 333 Teilen von ionenausgetauschtem Wasser wurden 1,5 Teile von Methansulfonsäure als Entflockungssäure hinzugefügt um eine wässrige Methansulfonsäurelösung zu ergeben. Während die wässrige Methansulfonsäurelösung mit einem Homomixer (T. K. Homomixer MARKII 2.5, hergestellt von Tokusyu Kika Kogyo Co.) bei einer Drehzahl von 3000 U/min gerührt wurde, wurden 100 Teile von Aluminiumoxidhydrat (DISPERAL HP14, hergestellt von Sasol Co., spezifische Oberfläche von 190 m²/g) langsam hinzugefügt. Nach Abschluss der Hinzufügung wurde die Mischung für 30 Minuten weiter gerührt, was ein Aluminiumoxidhydrat-Sol mit einer Feststoffgehaltkonzentration von 23,0 Massen-% ergab.
Vorbereitung der Gasphasenprozess-Siliziumoxid-Sol
Zu 333 Teilen von ionenausgetauschtem Wasser wurden 4,0 Teile von kationischem Polymer (SHAROLL DC902P, hergestellt von Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co.) hinzugefügt um eine wässrige Lösung kationischen Polymers zu erhalten. Während die wässrige Lösung kationischen Polymers mit einem Homomixer (T. K. Homomixer MARKII 2.5, hergestellt von Tokusyu Kika Kogyo Co.) bei einer Drehzahl von 3000 U/min gerührt wurde, wurden 100 Teile von Gasphasenprozess-Siliziumoxid (AEROSIL 300, hergestellt von EVONIK Co.) langsam hinzugefügt. Nach Abschluss der Hinzufügung wurde die Mischung mit ionenausgetauschtem Wasser verdünnt und mit einem Hochdruck-Homogenisierer (Nanomizer, hergestellt von Yoshida Kikai Co.) zweimal behandelt, was ein Gasphasenprozess-Siliziumoxid mit einer Feststoffgehaltkonzentration von 20,0 Massen-% ergab.
Vorbereitung der wässrigen Polyvinylalkohol-Lösung
Zu 1150 Teilen von ionenausgetauschtem Wasser wurden 100 Teile von Polyvinylalkohol (PVA 235, hergestellt von Kuraray Co., Verseifungsgrad von 88%, mittlerer Polymerisationsgrad von 3500) als wasserlösliches Harz unter Rühren hinzugefügt. Nach Abschluss der Hinzufügung wurde der Polyvinylalkohol durch Erwärmen bei 90°C aufgelöst, was eine wässrige Polyvinylalkohol-Lösung mit einer Feststoffgehaltkonzentration von 8,0 Massen-% ergab.
Vorbereitung der Aluminiumoxid-Beschichtungslösung A für Tintenaufnahmeschicht (A)
Die wässrige Polyvinylalkohol-Lösung wurde mit der Aluminiumoxidhydrat-Sol unter einer derartigen Bedingung gemischt, dass der Feststoffgehalt des Polyvinylalkohols 15 Teile bezogen auf 100 Teile Feststoffgehalt von im Aluminiumoxidhydrat-Sol beinhaltetem Aluminiumoxid betrug. Als nächstes wurde die gemischte Flüssigkeit mit einer Urethanharzemulsion (Superflex E2000, hergestellt von Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co.) unter einer derartigen Bedingung gemischt, dass der Feststoffgehalt des Urethanharzes 30 Teile bezogen auf 100 Teile des Aluminiumoxid Feststoffgehalts in der gemischten Flüssigkeit betrug. Das in der Urethanharzemulsion (Superflex E2000) beinhaltete Polyurethanharz ist ein wasserunlösliches Harz. Als nächstes wurde die resultierende Mischung mit einer wässrigen Orthoborsäurelösung mit einer Feststoffgehaltkonzentration von 5 Massen-% unter einer derartigen Bedingung gemischt, dass der Feststoffgehalt der Orthoborsäure 0,75 Teile bezogen auf 100 Teile Aluminiumoxid Feststoffgehalt betrug, was die Beschichtungslösung A ergab.
Vorbereitung der Siliziumoxid-Beschichtungslösung B für Tintenaufnahmeschicht (A)
Die wässrige Polyvinylalkohol-Lösung wurde mit der Gasphasenprozess-Siliziumoxid-Sol unter einer derartigen Bedingung gemischt, dass der Feststoffgehalt des Polyvinylalkohols 25 Teile bezogen auf 100 Teile Feststoffgehalt des in der Gasphasenprozess-Siliziumoxid-Sol beinhalteten Gasphasenprozess-Siliziumoxids betrug. Als nächstes wurde die gemischte Flüssigkeit mit einer Urethanharzemulsion (Superflex E2000, hergestellt von Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co.) unter einer derartigen Bedingung gemischt, dass der Feststoffgehalt des Urethanharzes 35 Teile bezogen auf 100 Teile Feststoffgehalt des Gasphasenprozess-Siliziumoxids in der gemischten Flüssigkeit betrug. Als nächstes wurde die resultierende Mischung mit einer wässrigen Orthoborsäurelösung mit einer Feststoffgehaltkonzentration von 5 Massen-% unter einer derartigen Bedingung gemischt, dass der Feststoffgehalt der Orthoborsäure 3,75 Teile bezogen auf 100 Teile Feststoffgehalt des Gasphasenprozess-Siliziumoxids betrug, was die Beschichtungslösung B ergab.
Vorbereitung der Aluminiumoxid-Beschichtungslösung C für Tintenaufnahmeschicht (B)
Die wässrige Polyvinylalkohol-Lösung wurde mit der Aluminiumoxidhydrat-Sol unter einer derartigen Bedingung gemischt, dass der Feststoffgehalt des Polyvinylalkohols 11 Teile bezogen auf 100 Teile Feststoffgehalt von im Aluminiumoxidhydrat-Sol beinhaltetem Aluminiumoxid betrug. Als nächstes wurde die resultierende Mischung mit einer wässrigen Orthoborsäurelösung mit einer Feststoffgehaltkonzentration von 5 Massen-% unter einer derartigen Bedingung gemischt, dass der Feststoffgehalt der Orthoborsäure 1 Teil bezogen auf 100 Teile Aluminiumoxid Feststoffgehalt betrug, was die Beschichtungslösung C ergab.
Herstellung des Aufzeichnungsmediums
Die Beschichtungslösung A wurde auf eine Fläche des oben genannten Substrats in solcher Weise aufgebracht und getrocknet, dass sich nach Trocknen eine Dicke von 25 μm ergab, was das Aufzeichnungsmedium 1 ergab.
Beispiel 2
Aufzeichnungsmedium 2 wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass die Beschichtungslösung B an Stelle der Beschichtungslösung A verwendet wurde.
Beispiel 3
Aufzeichnungsmedium 3 wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass eine Urethanharzemulsion (BONTIGHTER HUX 895, hergestellt von ADEKA Co.) an Stelle der Urethanharzemulsion (Superflex E2000, hergestellt von Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co.) in der Beschichtungslösung A verwendet wurde.
Beispiel 4
Aufzeichnungsmedium 4 wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass der Gehalt der Urethanharzemulsion in der Beschichtungslösung A von 30 Teilen auf 13 Teile geändert wurde.
Beispiel 5
Aufzeichnungsmedium 5 wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass der Gehalt der Urethanharzemulsion in der Beschichtungslösung A für eine Tintenaufnahmeschicht (A) von 30 Teilen auf 15 Teile geändert wurde.
Beispiel 6
Aufzeichnungsmedium 6 wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass der Gehalt der Urethanharzemulsion in der Beschichtungslösung A für eine Tintenaufnahmeschicht (A) von 30 Teilen auf 60 Teile geändert wurde.
Beispiel 7
Aufzeichnungsmedium 7 wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass der Gehalt der Urethanharzemulsion in der Beschichtungslösung A für eine Tintenaufnahmeschicht (A) von 30 Teilen auf 62 Teile geändert wurde.
Beispiel 8
Aufzeichnungsmedium 8 wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass das wasserlösliche Harz in der Beschichtungslösung A von Polyvinylalkohol mit einem mittleren Polymerisationsgrad von 3500 in Polyvinylalkohol mit einem mittleren Polymerisationsgrad von 1700 geändert wurde.
Beispiel 9
Aufzeichnungsmedium 9 wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass das wasserlösliche Harz in der Beschichtungslösung A von Polyvinylalkohol in Polyvinylacetamid (PNVA, hergestellt von Showa Denko) geändert wurde.
Beispiel 10
Aufzeichnungsmedium 10 wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass der Gehalt des Polyvinylalkohols in der Beschichtungslösung A von 15 Teilen auf 3 Teile geändert wurde.
Beispiel 11
Aufzeichnungsmedium 11 wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass der Gehalt des Polyvinylalkohols in der Beschichtungslösung A von 15 Teilen auf 5 Teile geändert wurde.
Beispiel 12
Aufzeichnungsmedium 12 wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass der Gehalt des Polyvinylalkohols in der Beschichtungslösung A von 15 Teilen auf 35 Teile geändert wurde.
Beispiel 13
Aufzeichnungsmedium 13 wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass der Gehalt des Polyvinylalkohols in der Beschichtungslösung A von 15 Teilen auf 37 Teile geändert wurde.
Beispiel 14
Aufzeichnungsmedium 14 wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass die Urethanharzemulsion in der Beschichtungslösung A in eine Ethylen/Vinylacetat-Copolymer-Emulsion (SUMIKAFLEX 201HQ, Sumika Chemtex Co., Ltd.) geändert wurde.
Beispiel 15
Aufzeichnungsmedium 15 wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass die Beschichtungslösung A auf eine Weise aufgebracht wurde, dass sich nach Trocknen eine Dicke von 13 μm ergab.
Beispiel 16
Aufzeichnungsmedium 16 wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass die Beschichtungslösung A auf eine Weise aufgebracht wurde, dass sich nach Trocknen eine Dicke von 15 μm ergab.
Beispiel 17
Aufzeichnungsmedium 17 wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass die Beschichtungslösung A auf eine Weise aufgebracht wurde, dass sich nach Trocknen eine Dicke von 35 μm ergab.
Beispiel 18
Aufzeichnungsmedium 18 wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass die Beschichtungslösung A auf eine Weise aufgebracht wurde, dass sich nach Trocknen eine Dicke von 37 μm ergab.
Beispiel 19
Aufzeichnungsmedium 19 wurde hergestellt durch Aufbringen der Beschichtungslösung C auf die Tintenaufnahmeschicht des in Beispiel 1 hergestellten Aufzeichnungsmediums 1 und Trocknen der Beschichtung auf eine Weise, dass sich nach Trocknen eine Dicke von 1 μm ergab.
Beispiel 20
Aufzeichnungsmedium 20 wurde hergestellt durch Aufbringen der Beschichtungslösung C auf die Tintenaufnahmeschicht des in Beispiel 1 hergestellten Aufzeichnungsmediums 1 und Trocknen der Beschichtung auf eine Weise, dass sich nach Trocknen eine Dicke von 5 μm ergab.
Beispiel 21
Aufzeichnungsmedium 21 wurde hergestellt durch Aufbringen der Beschichtungslösung C auf die Tintenaufnahmeschicht des in Beispiel 1 hergestellten Aufzeichnungsmediums 1 und Trocknen der Beschichtung auf eine Weise, dass sich nach Trocknen eine Dicke von 10 μm ergab.
Vergleichsbeispiel 1
Aufzeichnungsmedium 22 wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass eine Urethanharzemulsion (Superflex M500, hergestellt von Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co.) an Stelle der Urethanharzemulsion (Superflex E2000, hergestellt von Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co.) in der Beschichtungslösung A verwendet wurde.
Vergleichsbeispiel 2
Aufzeichnungsmedium 23 wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass das Gasphasenprozess-Siliziumoxid (AEROSIL 300, hergestellt von EVONIK Co.) in der Beschichtungslösung B in ein Gasphasenprozess-Siliziumoxid (AEROSIL 300SF75, hergestellt von Nippon Aerosil Co.) geändert wurde, die Urethanharzemulsion (Superflex E2000, hergestellt von Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co.) in der Beschichtungslösung B in eine Urethanharzemulsion (SUPERFLEX 650, hergestellt von Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co.) geändert wurde und die Beschichtungslösung B auf eine Weise aufgebracht wurde, dass sich nach Trocknen eine Dicke von 32 μm ergab.
Vergleichsbeispiel 3
Aufzeichnungsmedium 24 wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass der Gehalt der Urethanharzemulsion in der Beschichtungslösung A von 30 Teilen auf 0 Teile geändert wurde und der Gehalt des Polyvinylalkohols in der Beschichtungslösung A von 15 Teilen auf 45 Teile geändert wurde.
Vergleichsbeispiel 4
Aufzeichnungsmedium 25 wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass der Gehalt des Polyvinylalkohols in der Beschichtungslösung A von 15 Teilen auf 0 Teile geändert wurde und der Gehalt der Urethanharzemulsion in der Beschichtungslösung A von 30 Teilen auf 45 Teile geändert wurde.
Vergleichsbeispiel 5
Aufzeichnungsmedium 26 wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass das Gasphasenprozess-Siliziumoxid (AEROSIL 300, hergestellt von EVONIK Co.) in der Beschichtungslösung B in ein synthetisches amorphes Siliziumoxid (Finesil X37B, hergestellt von Tokuyama Co.) geändert wurde und die Urethanharzemulsion in der Beschichtungslösung B in eine Ethylen/Vinylacetat-Copolymer-Emulsion (AM-3100, hergestellt von Showa Highpolymer Co.) geändert wurde.
Bewertung
In der vorliegenden Erfindung wurde eine Probe mit einem der Bewertungsränge 5 bis 2 in jedem Bewertungselement als ein bevorzugtes Niveau genommen und eine Probe mit Bewertungsrang 1 wurde als nicht akzeptierbares Niveau genommen.
Betrachtung des Dispersionszustands von wasserunlöslichem Harz in Tintenaufnahmeschicht
Für die in Beispielen 1 bis 21 verwendeten Aufzeichnungsmedien 1 bis 21 wurde eine Querschnittsprobe der Tintenaufnahmeschicht von jedem Aufzeichnungsmedium durch ein Kryomikrotomverfahren vorbereitet. Die erhaltene Querschnittsprobe der Tintenaufnahmeschicht wurde mit einem SEM betrachtet. Die Matrix-Domänen-Struktur, enthaltend einen Matrixabschnitt mit einem wasserlöslichen Harz und einen Domänenabschnitt mit einem wasserunlöslichen Harz wurde in jeder Querschnittsprobe beobachtet.
Jeder Domänenteil wies einen mittleren Durchmesser von 0,3 μm oder mehr auf.
Messung der Martenshärte
Das erhaltene Aufzeichnungsmedium wurde in A4-Göße geschnitten und ein rein schwarzes Bild wurde auf den gesamten Bereich der Aufzeichnungsfläche unter Verwendung eines Tintenstrahldruckers (Markenname: MP990, hergestellt von Canon Co.) gedruckt. Bei 30 Minuten nach Drucken wurde die Martenshärte der bedruckten Fläche mit einem Picoindentor (HM500, hergestellt von Fischer Instruments Co.) durch die nachfolgende Prozedur gemessen.
In einer Umgebung von 23°C und 50% RH wurde ein Indenter mit einer Quadratpyramidenform (Scheitelwinkel: 113°) mit einer Last von 500 mN für 180 Sekunden von jeder Oberfläche (Drückstartposition (1)) der Aufzeichnungsmedien 1 bis 26 in eine Tiefe von 1 μm in der Dickenrichtung gedrückt, und die Martenshärte (HM1) bei einer Tiefe von 1 μm von der Drückstartposition (1) wurde gemessen (1 und 2). Als nächstes wurde der Indenter vorübergehend nach oben gedrückt, in eine Position in welcher der Indenter nicht in Kontakt mit der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums stand, und dann wurde der Indenter mit einer Quadratpyramidenform (Scheitelwinkel: 113°) noch einmal mit einer Last von 500 mN für 180 Sekunden von einer Drückstartposition (2) in eine Tiefe von 1 μm in der Dickenrichtung gedrückt, an dem gleichen Punkt wie dem Punkt an dem der Indenter zuerst gedrückt wurde, und die Martenshärte (HM2) bei einer Tiefe von 1 μm von der Drückstartposition (2) wurde gemessen (3 und 4). Die Drückstartposition (2) war der Talpunkt der Indentationsmarke, die gebildet wurde, nachdem die Tintenaufnahmeschicht von der ersten Kompression durch den Indenter frei wurde und durch Elastizität ausreichend wiederhergestellt wurde.
Aus den erhaltenen Martenshärten HM1 und HM2 wurde das Änderungsverhältnis der Martenshärte (HM2/HM1 × 100) berechnet. Die erhaltene HM1 und das Änderungsverhältnis der Martenshärte sind in Tabelle 1 gezeigt.
Widerstandsfähigkeit gegen faltungshervorgerufenes Reißen während wiederholtem Falten
Das erhaltene Aufzeichnungsmedium wurde in A4-Göße geschnitten und ein rein schwarzes Bild wurde auf den gesamten Bereich der Aufzeichnungsfläche unter Verwendung eines Tintenstrahldruckers (Markenname: MP990, hergestellt von Canon Co.) gedruckt. Das bedruckte Aufzeichnungsmedium wurde in der Hälfte gefaltet, so dass die bedruckte Fläche innen lag. Eine Pressmaschine wurde verwendet um eine Last von 500 kg an das gefaltet Aufzeichnungsmedium anzulegen und die Last wurde für 5 Minuten aufrechterhalten. Öffnen und Schließen des Aufzeichnungsmedium wurde weiterhin 100-mal wiederholt. Der gefaltete Bereich wurde visuell betrachtet und auf Basis der folgenden Kriterien bewertet. Die Bewertungsergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
5. Keine weiße Linie wird beobachtet.
4. Eine weiß Linie wird geringfügig beobachtet.
3. Eine weiße Linie wird in einem gewissen Ausmaß beobachtet.
2. Eine weiße Linie wird klar beobachtet.
1. Eine fette weiße Linie wird klar beobachtet.
Tintenabsorbtionsfähigkeit
Auf jeder Aufzeichnungsfläche der erhaltenen Aufzeichnungsmedien wurde ein rein grünes Bild mit einem Tintenstrahldrucker (Markenname: MP990, hergestellt von Canon Co.) gedruckt, und zwar im Modus Foto-Papier-Glanz-Gold und ohne Farbkorrektur.
Der bedruckte Bereich wurde visuell betrachtet und auf Basis der folgenden Kriterien bewertet. Die Bewertungsergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
5: Fast keine Ungleichmäßigkeit wird in einem reinen Bereich beobachtet.
4: Ungleichmäßigkeit wird in einem reinen Bereich geringfügig beobachtet.
3: Ungleichmäßigkeit wird in einem reinen Bereich in einem gewissen Ausmaß beobachtet.
2: Ausgeprägte Ungleichmäßigkeit wird in einem reinen Bereich beobachtet.
1: Tintenüberlauf wird in einem reinen Bereich beobachtet.
Obwohl die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf Ausführungsbeispiele beschrieben worden ist, versteht sich, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele begrenzt ist. Dem Umfang der folgenden Ansprüche soll die weitestgehende Interpretation zugestanden werden, sodass all solche Modifikationen und äquivalenten Strukturen und Funktionen erfasst sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2006-212994 [0003, 0016]
JP 232473 [0054]
JP 08-132731 [0054, 0055]
JP 09-66664 [0054, 0055]
JP 09-76628 [0054, 0055]
JP 05-16015 [0054]
US 4242271 [0055]
US 4202870 [0055]
JP 07-232473 [0055]
JP 61-10483 [0069]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

ISO 14577 [0026]
JIS-K6726 [0070]
JIS-K6726 [0071]

Claims

Aufzeichnungsmedium umfassend: ein Substrat; und eine Tintenaufnahmeschicht auf dem Substrat, wobei die Tintenaufnahmeschicht anorganische Partikel und ein wasserlösliches Harz beinhaltet, wobei das Aufzeichnungsmedium eine HM1 von 40 N/mm² oder weniger und ein Änderungsverhältnis einer HM2 zur HM1 (HM2/HM1 × 100) von 400% oder weniger aufweist, wobei die HM1 eine Martenshärte darstellt, und zwar bei Drücken eines Indenters mit einer Last von 500 mN für 180 Sekunden von einer Oberfläche des Aufzeichnungsmediums in eine Tiefe von 1 μm in einer Dickenrichtung desselben, und die HM2 eine Martenshärte darstellt, und zwar bei Drücken des Indenters nach oben in eine Position, in welcher der Indenter nicht in Kontakt mit der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums steht, und dann Drücken des Indenters mit einer Last von 500 mN für 180 Sekunden von einer Drückstartposition in eine Tiefe von 1 μm in der Dickenrichtung, an dem gleichen Punkt wie dem Punkt an dem der Indenter zuerst gedrückt wird.
Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, wobei die HM1 30 N/mm² oder weniger beträgt.
Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Änderungsverhältnis (HM2/HM1 × 100) 350% oder weniger beträgt.
Aufzeichnungsmedium nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Tintenaufnahmeschicht ein wasserunlösliches Harz beinhaltet.
Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 4, wobei das wasserunlösliche Harz ein Polyurethanharz ist.
Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 4 oder 5, wobei ein Gehalt des wasserunlöslichen Harzes in der Tintenaufnahmeschicht 15 Massenteile oder mehr und 60 Massenteile oder weniger bezogen auf 100 Massenteile der anorganischen Partikel beträgt.
Aufzeichnungsmedium nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei ein Gesamtgehalt des wasserlöslichen Harzes und des wasserunlöslichen Harzes in der Tintenaufnahmeschicht 20 Massenteile oder mehr und 90 Massenteile oder weniger bezogen auf 100 Massenteile der anorganischen Partikel beträgt.
Aufzeichnungsmedium nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die anorganischen Partikel zumindest ein Typ von anorganischen Partikeln, ausgewählt aus Aluminiumoxidpartikeln und Siliziumoxidpartikeln, sind.
Aufzeichnungsmedium nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das wasserlösliche Harz Polyvinylalkohol oder ein Polyvinylalkohol-Derivat ist.
Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 9, wobei der Polyvinylalkohol oder das Polyvinylalkohol-Derivat einen mittleren Polymerisationsgrad von 2500 oder mehr aufweist.
Aufzeichnungsmedium nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei ein Gehalt des wasserlöslichen Harzes in der Tintenaufnahmeschicht 5 Massenteile oder mehr und 35 Massenteile oder weniger bezogen auf 100 Massenteile der anorganischen Partikel beträgt.
Aufzeichnungsmedium nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Tintenaufnahmeschicht zumindest eine Verbindung, ausgewählt aus Borsäuren und Boraten, beinhaltet.
Aufzeichnungsmedium nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Tintenaufnahmeschicht eine Schichtdicke von 15 μm oder mehr und 35 μm oder weniger aufweist.
Aufzeichnungsmedium nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Tintenaufnahmeschicht auf dem Substrat eine Tintenaufnahmeschicht (A) und eine Tintenaufnahmeschicht (B) in dieser Reihenfolge aufweist, und die Tintenaufnahmeschicht (B) eine Schichtdicke von 1 μm oder mehr und 10 μm oder weniger aufweist.