DE3018342A1

DE3018342A1 - Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren

Info

Publication number: DE3018342A1
Application number: DE19803018342
Authority: DE
Inventors: Shizuoka Fujinomiya; Masakazu Maekawa; Sukenori Nakamura; Hideo Odawara; Masatoshi Sugiyama
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1979-05-14
Filing date: 1980-05-13
Publication date: 1980-11-27
Also published as: GB2052390B; JPS62796B2; GB2052390A; JPS55150370A; US4308542A

Description

KÖHLER GERNHARDT GLAESER PATiNTANWXlTE Zugelasstn b«im Europäisdwn Patentamt MDMCHEN TELEFON: 089-555*76/7

M. E. WIEGAND Il TELEGRAMME: KARPATENT

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DIPL-ING. C GERNHARDT

HAMBURG

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13. Mai 1980 W.43689/80 - Eo/CTe

Puji Photo Film Co., Ltd. Minami Ashigara-Shi, Kanagawa (Japan)

l'intcnstrahlauf zeichnungsverfahren

Die Erfindung betrifft ein Tintenstrahlaufzeichnungs- oder Tintenstrahl schreibverfahren, insbesondere ein Tintenstrahlschreibverfahren, wobei die Tintenstrahlaufzeichnung auf ein synthetisches Pülpenpapier aufgebracht wird und dann das Papier aus synthetischer Pulpe wärmebehandelt wird, um die synthetische Pulpe zu schmelzen, was eine Tintenstrahlaufzeichnung von hoher Aufzeichnungsdichte, ausgezeichneter Vasserbeständigkeit und ausgezeichneter Parbwiedergabe bei der Mehrfarbenaufzeichnung ergibt (ink jet recording method).

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Aufgrund ihrer Lautlosigkeit und Fähigkeit zum raschen Aufzeichnen und Anwendbarkeit auf Papier von gewöhnlicher Qualität wurde die Tintenstrahlcufzeichnung zunehmend populärer5 beispielsweise besteht eine Anwendung in Drucken von Ctomputeraufzeichnungen (computer terminal printers)ο Ferner kann das Tintenstrahlverfahren zur Erzielung einer mehrfarbigen Aufzeichnung unter Anwendung einer Mehrzahl von Tintendüsen angewandt werden» Jedoch ergibt ,die mehrfarbige Tintenstrahlaufzeichnung Probleme, die bei der monochromen Aufzeichnung nicht auftreten«. Bei der monochromen Aufzeichnung wird ein Punkt auf einem Aufzeichnungspapier lediglich einew Aufzeichnungsarbeitsgang unterworfen und infolgedessen ist eine zufriedenstellende Aufzeichnung auf den meisten Arten von Papieren erhältlich, beispielsweise Pein-Papieren, Eollenpapier für Lohn-, Kassen- und/oder Gehaltsstreifen und Papieren mit einem größeren Ausmaß von Tintenahsorption als die vorstehend aufgeführten.

Bei der mehrfarbigen Aufzeichnung wird hingegen die Tinte aus zwei oder mehr Düsen aufgestrahlt und zwei oder mehr, bisweilen vier, Punkte können an einer Stelle des Aufzeichnungspapieres zusammenstossen» Falls nicht äer Tintentropfen rasch durch die Papierschicht absorbiert wird, stösst er mit einem nachfolgenden auf die gleiche Stelle des Papiers auftreffenden Tintentropfen zusammen, was ein Verfliessen oder Fliegen der Druckfarbe und Verschmieren derselben auf dem weissen Hintergrund des Papieres verursacht. Falls das Aufzeichnungspapier unvorsichtig gehandhabt wird, kann dessen Oberfläche gerieben werden, so dass das Bild abblättert. Deshalb ist die Anwendung eines Aufzeichnungspapieres mit einem hohen Tintenabsorptionsausmass besonders bei der mehrfarbigen Aufzeichnung notwendig»

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w:

Bei Anwendung eines Aufzeichnungspapieres, das die Tinte gut absorbiert, breitet sich der Tintenpunkt im allgemeinen aus und gleichzeitig dringt er tief in das Papier ein. Ein beispielsweise so flauschig als möglich ohne Anwendung , eines Leimungsmittels gemachtes Papier absorbiert die Tints sehr gut und empfiehlt sich deshalb zur Anwendung für die mehrfarbige TintenstrahlSchreibung. Jedoch breiten sich die Tintenpunkte auf diesem Papier so sehr aus, dass sie eine niedrige Auflösung ergeben und die Tinte dringt in das Papier so tief ein, dass eine Lichtstreuung auf Grund der Zwischen räume in der oberen Schicht des Papiere s auftritt, so dass das erhaltene Bild weisslich und wenig scharf wird. Falls eine vierfarbige Aufzeichnung (Blau, Purpur, Gelb und Ausziehtusche (indian ink)) auf einem Papier mit einer derartig hohen Tintenabsorption bewirkt wird, ist die Tiefe der Eindringung des ersten Tintenpunktes in dem Papier ausreichend, um dessen Sichtbarkeit von oben zu verringern, so daß sich eine schlechte Parbxviedergabe ergibt. Ein durch Aufziehen eines Pigmentes und eines Klebstoffes auf ein geleimtes Papier hergestelltes pigmentüberzogenes Papier hat niedrige Tintenabsorptionseigenschaften und.kann nicht für die mehrfarbige Tintenstrahlaufzeichnung verwendet werden.

Aus der vorstehenden Diskussion ergibt sich ganz klar, daß zur Herstellung eines Bildes von hoher !Dichte, Auflösung und guter Parbwiedergabe durch eine Mehrfarbentintenstrahlaufzeichnung die folgenden drei scheinbar unverträglichen Erfordernisse erfüllt werden müssen: (1) die Färbungskomponente der Tinte darf nicht irgendeine-merkliche Ausbreitung auf dem verwendeten Aufzeichnungspapier zeigen, (2) der grössere Teil dieser Komponente muss auf der Oberfläche des Papiers ohne tiefes Eindringen in das Papier

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verbleiben und (3) das Aufzeichnungspapier muss Absorbiereigenschaften besitzen^. Verschiedene Entwicklungen wurden bereits vorgenommen, um derartige Aufgaben su erreichen.

Wie in der japanischen Patentveröffentlichung 53012/1977 angegeben, dringt _e falls ein Pigment auf einem Papier mit einem niedrigen Ausmass der Leimung aufgezogen wird, die Hauptmenge von Pigment und Klebstoff in das Papier ein, so.dass ein ρigmectgefülltes Papier geliefert wird, worin das Pigment in die Poren des Papieres eingefüllt ist« Dieses pigmentgefüllte Papier hat Tintenabsorptionseigenschaiten und eine Aufzeichnungsdichte zwischen einem flauschigen Papier, das kein Leimungsmittel enthält, und dem pigmentüberzogenen Papier» Obwohl das pigmentgefüllte Papier höhere Tintenabsorptionseigenschaften als ein pigmentüberzogenes Papier besitzt, sind sie nicht in einem derartigen Ausmass ausreichend,dass es für eine mehrfarbige Aufzeichnung verwendet werden könnte„ In der japanischen Patentveröffentlichung 4-9113/78 ist ein Tintenstrahlaufzeichnungspapier beschrieben, worin das Papier mit dem Gehalt eines feinen Pulvers eines Harnstoff-Formalinharzes mit einem wasserlöslichen Polymeren imprägniert wird= In der japanischen Patentveröffentlichung 74-34O/77 ist ein Tintenstrahlaufzeichnungspapier mit einem spezifischen Ausmass an Luftdurchlässigkeit beschrieben, x^elches die Tinte innerhalb eines spezifischen Zeitraumes absorbiert« Das diesen drei üblichen Verfahren geraeinsame Konzept besteht darin, die Tintenabsorption im Hinblick auf die Ausbildung einer hohen Auflösung und Dichte herabzusetzen. Obwohl hierbei die gewünschte Aufgabe in gewissem Ausmass erzielt wird, absorbieren die erhaltenen Papiere die Tinte nicht gut und sie sind nicht zur Anwendung für die Mehrfarbentintenstrahlaufzeichnung geeignet. Infolgedessen besteht

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ssch wie vos ©in Bedarf in eier Industrie für eis Papier für die

_5 welches die -vorstehend erfüllte

"·&".© vorstehend abgehandelt, war bisher kein Tintenstrahl erhältlich, weiches zur Anwendung in der

geeignete Tintenabsorptionseigen-

^@r. besitzt und welches eine ausgezeichnete Aufzeichiicjite usd 3?arbwiedergabe liefert.»

FiKer ist bei den üblichen Tintenstrahlaufseiehnungs-T&.^r'-^.'T-r.s worin praktisch keine L-siaungsmittel zur Yerbes-.je^-^.g c.er T'intenabsc^ptionseigenschaften verwendet werden, '^?cj.3 Kt^EFCsb®ständigkeit des Aufzeichnungspapiers schlecht, ('•■λ )rUi€ wässrige Q?inte allgemein häufig .als Aufzeichnungs- ■^tariQ irerxieadet tiird, und das durch den Tintenstrahl gebü=- ßM^Q fef^r-bte Aufzeichnungsbild strömt nach der Befeuchtung ai'i Ifec&er aus und verläuft, wodurch eine Verblassung der l^?a;?bo t.c.ftritt_β Somit können sie nicht für -Anzeigen la 1^:':,ν52,ΘΏ verwendet werden.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht in einem Sintenaufseielmungsverfahren, welches Tintenstrahlaufzeichnungen alt aoher Aufzeichnungsdichte liefert.

■Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in einem ®in*fees.strahlaufzeichnungsverfahren, welches mehrfarbige Siat@astrahlaufaeichnungen mit hoher Aufzeichnungsdichte imfi gater Farbwiedergabe ergibt.

line weitere Aufgabe der Erfindung besteht in einem astrahlaufzeichnungsverfahren, welches Tintenstrahl-

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aufzeichnungen mit hoher Wasserbeständigkeit liefert=

Infolge ausgedehnter Untersuchungen zur Lösung der Nachteile der üblichen Tintenstrahlaufzeichnungspapiere wurde nun gefunden, daß Tintenstrahlaufzeichnungen mit hoher Dichte und Wasserbeständigkeit durch Anwendung eines synthetischen Pülpepapiers als Tintenstrahlaufzeichnungspapier und durch Wärmebehandlung des synthetischen Pülpepapiers nach der Tintenstrahlaufzeichnung zum Schmelzen der in dem synthetischen Pülpepapier enthaltenen synthetischen Pulpe erhalten werden können»

Die Erfindung liefert somit ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren, wobei ein synthetisches Pülpepapier der Tintenstrahlaufzeichnung und dann einer Wärmebehandlung zum Schmelzen der- darin enthaltenen synthetischen Pulpe unterworfen wird.

Papiere aus synthetischer Pulpe besitzen gute Tintenabsorptionseigenschaften, ähnlich denjenigen der üblichen Tintenstrahlaufzeichnungspapiere und können für die mehrfarbige Tintenstrahlaufzeichnung verwendet werden« Palis jedoch nicht zusätzliche Behandlungen angewandt werden, ist die Aufzeichnungsdichte niedrig und die Wasserbeständigkeit ist ebenso wie im lall der üblichen Tintenstrahlaufzeichnungspapiere schlecht»

Bei der Wärmebehandlung der mit Tintenstrahlaufzeichnung versehenen synthetischen Pülpepapiere schmilzt die synthetische Pulpe, wodurch der Teil aus der synthetischen Pulpe transparent wird, die Hohlräume

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-/-is.

im Papier abnehmen, die Lichtstreuung im Papier Terringert wird, die Aufzeichnungsdichte erhöht wird und die Ausbildung von scharfen Bildern ermöglicht wird. Perner wird die IParbwiedergabe bei der mehrfarbigen Aufzeichnung verbessert. Außerdem bildet die geschmolzene synthetische Pulpe einen wasserabweisenden kontinuierlichen Mim,-so daß sich eiae ausgezeichnete Wasserbeständigkeit für das Aufzeichmmgspapier und das gefärbte Bild ergibt.

Die Ausbreitung der Druckfarbe in der Seitrichtung, welche nachteilig die Auflösung des Bildes beeinflußt, wird durch das Schmelzen der synthetischen Pulpe nicht geändert, kann jedoch durch die Einverleibung von Pigmenten und wasserlöslichen Klebstoffen im voraus hierin, wie nachfolgend beschrieben, welche die Sintenabsorptionseigenschaften nicht hemmen, in das Papier aus synthetischer Pulpe gesteuert werden.

Die gemäß der Erfindung eingesetzten Papiere aus synthetischem Papierbrei umfassen solche Papiere, die hauptsächlich aus synthetischer Pulpe und Holzpülpe gefertigt sind, sowie Papiere, die aus synthetischer Pulpe allein gefertigt sind. Gewünschtenfalls können synthetische IPasern, anorganische !Fasern, pflanzliche Pasern, außer Holzpülpe und dergleichen, zugesetzt sein.

Die hier verwendete synthetische Pulpe umfaßt thermoplastische Polymere, beispielsweise Homo- oder Copolymere von Vinylmonomeren, wie z. B. Ibhylen, Propylen, Acrylnitril, Styrol, Acrylestern, Vinylacetat, Vinylchlorid und Vinylidenchlorid, Polyamide und Polyester.

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Sie synthetische Pulpe oder der synthetische Papierbrei kann beispielsweise hergestellt werden durch (1) Polymerisationsverfahren, wie in den JP-Patentveröffentlichungen 21898/1972 und 29675/1972 beschrieben, (2) den Spaltverfahren, wie in den japanischen Patent-Veröffentlichungen 9651/1960 und 7881/1973 und der japanischen Patent-Veröffentlichung 1402/1973 beschrieben, (3) dem Entspannungsspinnverfahren wie in den japanischen Patent-Veröffentlichungen 16460/1961 und 28125/1965 beschrieben, (4) dem Fibridverfahren wie in der japanischen Patent-Veröffentlichung 11851/1960 beschrieben, und (5) dem Emulsionsentspannungsspinnverfahren, wie in der japanischen Patent-Veröffentlichung 32133/1972 beschriebene

Hinsichtlich der IOrm ist der synthetische Papierbrei ähnlich zu geholländertera Holzbrei und' hat im allgemeinen eine durchschnittliche Länge von 0,1 bis 5 mm und einen Oberflächenbereich von 0,5 bis 100 m /g. Bei der praktischen Ausübung der Erfindung ist ein durch das Polymerisationsverfahren hergestellter synthetischer Polyäthylenpapierbrei aus den Gründen besonders geeignet-, dass der Schmelzpunkt niedrig ist, die Papierherstellung erleichtert ist und Papier von einheitlichen Eigenschaften erhalten werden kann* Bevorzugte Beispiele für Holzpapierbreie, die mit dem synthetischen Papierbrei vermischt xferden können, umfassen gebleichte Holzpapierbreie mit hohem Helligkeitsgrad, wie KBKP, LBKP₉ KBSP und LBSP₀

Das Mischverhältnis des synthetischen Papierbreis beträgt günstigerweise 10 bis 100 Gew_o% des gesamten Gewichtes» Bei einem Mischverhältnis von· 25 Gew,% oder mehr

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wird die Transparenz des Aufzeichnungspapiere s durch, die Wärmebehandlung erhöht, was eine Tintenstrahlaufzeichnung erlaubt, die besonders zur Beobachtung im durchfallenden Licht geeignet ist. Die bevorzugten Bereiche für reflektive und transparente AusführuEgsformen betragen 25 bis 80 % bzw. 25 bis 100 Gew.%.

Papiere aus synthetischem Papierbreien, welche durch Anwendung bekannter Wärmebehandlungen transparent und wasserbeständig gemacht wurden, können bei der praktischen Ausführung . der Erfindung verwendet werden, bei spiel svrsise die in den japanischen Patent-Anmeldungen 35608/1974, 42902/1974, 81608/1974, 12302/1975, 35409/1975, 118008/1975, 155703/1975, 30739/1976, 32803/1976, und den japanischen Gebrauchsmusteranmeldungen 116464/1974, 135507/1974, I75O6/I976, 17507/1976 und 43604/1976 beschriebenen.

Nasspartiezusätze können zu dem Papier aus synthetischem Papierbrei zum Zweck der Erhöhung der Eignung für die Tintenstrahlaufzeichnung und für das praktische Verhalten zugesetzt werden. Das heisst, die Nasspartiezusätze werden zu den 3?asersuspensionen vor der Ausbildung von Bahnen zur Verteilung innerhalb der Fasersuspensionen zugegeben. Da ein Leimungsmittel bei der Absorption der Tinte stört, wird es allgemein bevorzugt, zu der Tintenabsorptionsschicht kein Leimungsmittel zuzusetzen.

Zu dem Papier aus dem synthetischen Papierbrei zuzusetzende Zusätze umfassen Mittel zur Verbesserung der Nassfestigkeit, wie Melaminharze, Harnstoffharze, Polyamid-

*) (wet-end additives)

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ß.

Polyamin-Epichlorhydrinharze und Poiyäthylenimin, Mittel zur Verbesserung der Trockenfestigkeit, wie Polyacrylamid und Stärke, Fixiermittel, wie Aluminiumsulfat, Färbuügsraittel, wie Farbstoffe, Pigmente und fluoreszierende Farbstoffe, und Füllstoffe, wie Ton, Talk, Calciumcarbonat, Titandioxid, Kieselgur, saurer Ton, synthetische Silicat- . salze und feine Pulver von Harnstoffharz, Polystyrol oder Polyäthylen«

Allgemein haben die Füllstoffe den Effekt der Verbesserung der Tintenabfaorptionseigenschafteno Es 5 st auch möglich, die Füllstoffe mit spezifischen Effekten zu versehen. Da beispielsweise saurer Ton den in einer wässrigen Tinte enthaltenen basischen Farbstoff absorbiert, steuert er die Ausbreitung der Tinte und erhöht di© Aufzeichnungsdichte . Feine Pulver aus thermoplastischen Harzen, wie feine Pulver aus Polyäthylen, schmelzen bei der Wärmebehandlung nach der Tintenstrahlaufzeichnung und verbessern wirksam die Aufzeichnungsdichte in der gleichen Weise wie .der synthetische Papierbrei<> Die Zugabe eines kationischen Polymeren verhindert die Elui©rung von Direktfarbstoffen und sauren Farbstoffen aus der für die Tinten-Strahlaufzeichnung eingesetzten wässrigen Tinte und sie spielen eine Hilfsrolle hinsichtlich des Effektes der Verbesserung der Wasserbeständigkeit auf Grund des Schmelzens des synthetischen Papierbreisο Die Zugabe von wasserabsorbierenden Substanzen, wie Hydrolysaten von Stärke-Acrylnitril-Pfropfpolymeren und· Polyacryl ami dge I erhöht die Tinten ab sorp ti on sei gen schäften <,

Das Papier aus dem synthetischen Papierbrei kann ein Produkt in Einzelschicht sein, wi© es auf einer

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Fourdrinier-Papiermaschine hergestellt wird. Ein Kombinationspapier, wie es durch eine Zylinderpapiermaschine und eine Fourdrinier-Zylinder-Koinbinationspapiermaschine hergestellt wird, kann, wenn es in dem Schichtaufbau geändert wird, spezifische Effekte liefern.

Beispielsweise wird ein Aufzeichnungspapier, welches mit einem hohen Mischverhältnis des synthetischen Papierbrei^!s hergestellt wurde, bei der Wärmebehandlung nach der Tintenstrahlaufzeichnung transparent und liefert aufgezeichnete Bilder, welche für eine Beobachtung im durchfallenden Licht geeignet sind, ,jedoch nicht für eine Beobachtung im reflektiertem Licht geeignet sind. Falls in diesem Fall jedoch ein Kombinationspapier angewandt wird, welches aus einer oberen Schicht und einer unteren Schicht

besteht, wobei die obere Schicht aus einer durch Vermischen von synthetischem Papierbrei hergestellte Tintenstrahlaufzeichnungsschicht ist und die untere Schicht eine Eeflexionsschichb zur Verhinderung der Tintenaindringung ist, die keinen synthetischen Papierbrei enthält, sondern die vielmehr durch Zusatz eines Leimungsmittels und eines Füllstoffes zu Holzpapierbrei hergestellt wurde, bildet die Wärmebehandlung nach der Tintenstrahlaufzeichnung einen Schichtaufbau einer tintenhaltigen transparenten Schicht, die auf einer opaken Schicht; mit einer hohen Helligkeit vorliegt, so dass infolgedessen scharfe reflektierte Bilder von markant hoher Dichte erhalten werden können. Falls ferner eine farbstoffabsorbierende Substanz, wie saurer Ton, lediglich zur oberen Papierbreischicht einer Tintestrahlauf Zeichnungsschicht mit dem'Gehalt eines synthetischen Papierbreis zugesetzt wird und kein Leimungsmittel zu der unteren, Eoizpapierbrei ohne synthetischen Papier-

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brei enthaltenden Schicht zugesetzt ist, um diese wasserabsorbierend zu halten, xcLrd der Farbstoff in der Tinte in die obere Schicht absorbiert und Lösungsmittel, wie Wasser, werden in der unteren Schicht absorbiert, so dass sich die Ausbildung von Bildern mit guten Tin tenab sorption seigenschaften und hoher Dichte ergibt«

, Die Trocknung durch die Papiermaschine wird bei einer solchen Temperatur ausgeführt, dass der synthetische Papierbrei nicht zu dem Ausmass schmilzt,, dass eine "Verringerung der Tintenabsorptionseigenschaften verursacht wird und ein übermässigen Kalandrierverfahren wird nicht bevorzugt, .da hierbei das Hohlraumvolumen abnimmt ο Pigmente, Klebstoffe und dgl= können auf das Papier aus dem synthetischen Papierbrei unter Anwendung einer Schlichtepresse, eines Off-machine-Sättigungsgerätes und dgl» gewünschtenfalls aufgebracht werden.

Wasserlösliche Kleb »stoffe, wie Stärke, sind wirksam zur Verbesserung der Oberflächenfestigkeit, jedoch können wasserlösliche Klebstoffe von niedrig hydrophiler Art nicht verwendet werden, da sxe die Tintenabsorptionseigenschaften verringern. Wasserlösliche Klebstoffe von stark--hydrophiler Art, wie Polyvinylalkohol, Gelatine, Natriumalginat, Hydroxyäthylcellulose, Carboxymethylcellulose, Polyacrylamid, Natriunrpolystyrolsulfonat, Natriumpolyacrylat, PoIydimethyldiallylammoniumchlorid, Polyvinylbenzyltrimethylammoniumchlorid, Polyvinylpyridin, Polyvinylpyrrolidon, Polyäthylenoxid und Hydrolysat von Stärke-Acrylnitril-Pfropfpolyaeren sind nicht nur zur Erhöhung der Oberflächenfestigkeit, sondern auch zur Verbesserung der Tintenabsorptionseigenschaften wirksam» Diese wasserlöslichen

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Klebstoffe können in Kombination mit wasserlöslichen Klebstoffen, wie Melaminharz'en, Epoxyharzen und Isocyanatverbindungen zur Anwendung zur Verbesserung der Vasserbe ständigkeit verwendet werden.

Palis der wasserlösliche Klebstoff aus einem polymeren Elektrolyt besteht, kann er die Eluierung des Farbstoffes in der Tinte verhindern, vorausgesetzt, der Farbstoff hat"entgegengesetzte elektrische Ladung zu derjenigen des polymeren Elektrolyts; die wasserlö suchen Klebstoffe erhöhen auch die Wasserbeständigkeit auf Grund des synthetischen Papierbreis.

Wenn sie in grossen Mengen verwendet werden, verringern Latexe die Tintenabsorptionseigenschaften, jedoch können sie, falls" sie innerhalb eines solchen Bereiches aufgezogen werden, dass die Tintenabsorptionseigenschaften nicht gehemmt werden, wirksam die Oberflächenfestigkeit und Vasserbeständigkeit erhöhen. Die bevorzugte Menge der zugesetzten Latexe beträgt etwa 2 bis 5 Gew.%.

Das Einsättigen eines Pigmentes in das Papier aus synthetischem Papierbrei ist wirksam zur Erhöhung der Tintenabsorptionseigenschaften und zur Verhinderung der Ausbreitung des Tintenpunkts. Jedoch ist die Einsättigung einer grossen Menge an Pigment mit einem hohen Brechungsindex, wie Titandioxid, nicht günstig, da dadurch die Lichtstreuung der geschmolzenen Schicht aus dem synthetischen Papierbrei erhöht wird und die Aufzeichnungsdichte gesenkt wird. Beispiele für derartige für solche Überzüge geeignete Pigmente sind Tone, Talk, Calciumcarbonate Kieselgur, saurer Ton, synthetische Silicatsalze, Kieselsäure-

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sol, Aluminiumsol und feine Harzpul vex· von Harnstoffharz, Polystyrol, Polyäthylen und dgl«. Da saurer Ton, Kieselsäuresol, Aluminiumsol und dglo den Farbstoff in der Tinte adsorbieren, können sie wirksam zur Erhöhung der Wasserbeständigkeit des Farbstoffes und zur Erhöhung der Dichte durch Verhinderung des Eindringens des Farbstoffes in d©r Tinte verwendet werden» Diese Pigmente werden in Kombination mit Klebstoffen, wie wasserlöslichen Klebstoffen und Latexen, wie sie vorstehend abgehandelt sind, verwendet.

Der im Gemisch mit dem synthetischen Papierbrei vorliegende Holzpapierbrei wird durch eine Wärmebehandlung nicht geschmolzen und nicht transparent gemacht= Deshalb macht die Einsättigung eines Päpieres aus synthetischem Papierbrei mit einem Transparentmachungsmittel mit einem nahe demjenigen von Holzpapierbrei liegenden Brechungsindex vor der Tintenstrahlaufzeichnung die Tintenstrahlaufzeichnungsschicht transparenter und erhöht die Aufzeichnungsdichte. Transparentmachungsmittel, die für diesen Zweck verwendet werden können, umfassen Emulsionen von farblosen, flüssigen und nicht-fluchtigen Substanzen, wie Dioctylphthalat, Tricresylphosphat, flüssigem Paraffin und Polybuten, wie beispielsweise in den japanischen Patent-Veröffentlichungen 36366/76, 36367/76 und ΊΟΟ1/77 beschrieben.

Die zur Anwendung in der Tintenstrahlaufzeichnung mit dem Papier aus dem synthetischen Papierbrei gemäss der Erfindung verwendete Tinte ist allgemein eine wässrige Tinte und sie besteht aus einem wasserlöslichen Farbstoff, einem Benetzungsmittel, einem Färbstofflöslichmaehungs-

mittel, einem Mittel zur Erteilung einer Beständigkeit gegen Schimmelbildung, V/asser, einem mit

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Wasser verträglichen organisehen Lösungsmittel ured dgl., wie beispielsweise in den japanischen Patentanmeldungen 12105/1972, 97620/1974, 143602/1975, 102407/1975, 129310/1976, 137506/1976, 137505/1976, 115 106/1976, 139408/1976, 12008/1977, 12009/^977, 1201Ü/1977, 89534/1974 und dgl. beschrieben. Ausserdem kann eine ölartige Tinte, wie in den japanischen Patent-Veröffentlichungen 84311/1975 und 28007/1876 und dgl. beschrieben, bei der praktischen Ausführung der Erfindung verwendet werden.

Die Wärmebehandlung des Papieres aus synthetischem Papierbrei kann durch Verfahren unter Anwendung eines Zylindertrockners, eines Heisslufttrockners, eines Wärmekalandrierers, e±ner.Heizpresse, eines Bügeleisens, Infrarotstrahlen und Mikrowellen, einer Koronabehandlung, einer Flammbehandlung und dgl. durchgeführt werden.

Die Anwendung einer Wärmebehandlung und einer Druckbehandlung gleichzeitig oder aufeinanderfolgend stellt eine bevorzugte Ausführungsform dar, da in dieser Weise die Verringerung des Eohlraumvolumens des Papieres aus synthetischem Papierbrei und das Ausmass, womit die Aufzeichnungsdichte und die Wasserbeständigkeit erhöht werden, gesteigert werden. I¹Ur die Druckbehandlung kann ein Maschinenkai andrierer, ein Superkalandrierer, ein Glanzkalandrierer, eine Presse und dgl. angewandt werden. Die Wärmebehandlung des Papieres aus synthetischem Papierbrei wird günstigerweise in der Weise ausgeführt, dass die Temperatur des Papieres aus dem synthetischen Papierbrei oberhalb des Erweichungspunktes des synthetischen Papierbreis, vorzugsweise oberhalb des Schmelzpunktes liegt,

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obwohl dies in Abhängigkeit von dem Ausmass variiert, mit dem gleichzeitig eine Druckbehandlung ausgeübt wird«

Die Wärmebehandlungsbedingungen des Papiers aus dem •synthetischen Papierbrei werden von der Art des synthetischen Papierbreis, dem Mischverhältnis des synthetischer? Papierbreis, dem Grundgewicht des Papiers aus dem synthetischen Papierbrei, der erforderlichen Qualität und dgl. bestimmt. Falls ein synthetischer Papierbrei aus Hochdruckpolyäthylen verwendet wird, ist es günstig, dass die Temperatur des Papiers aus dem synthetischen Papierbrei von 100 bis 150 C beträgt, die Wärmebehandlungszeit während eines Zeitraumes von 1 Sekunde bis zu 10 Minuten, der Druck von 0 bis 100 kg/cm und die Druckanwendungszeit 0 bis 10 Minuten betragen»

Gemäss der Erfindung wird somit ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren vorgeschlagen, welches die Aufbringung eines Tintenstrahls auf ein Papier aus synthetischem Papierbrei und eine anschliessende Wärmebehandlung des Papieres aus synthetischem Papierbrei zum Schmelzen des synthetischen Papierbreis umfasst, so dass eine Tintenstrahlaufzeichnung von hoher Dichte, Wasserbeständigkeit und guten 3?arbwiedergabeeigenschaften erhalten wird.

Gemäss den Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren der vorliegenden Erfindung werden die folgenden neuen Effekte erhalten:

(1) Sowohl die Tintenabsorptionseigenschaften als auch die Tintenstrahlaufzeichnungsdichte sind ausgezeichnet,

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-λ/-φ.

(2) die Wasserbeständigkeit des Tintenstrahlaufzeichnungspapieres und des Bildbereiehes sind ausgezeichnet,

(3) eine Wiedergabe unter Anwendung von durchfallendem Licht ist möglich,

(4-) die Farbwiodergabe bei Anwendung einer mehrfarbigen Tintenstrahl aufzeichnung ist ausgezeichnet,

(5) bei Anwendung eines Kombinationspapieres, welches den synthetischen Papierbrei lediglich in der TintenstrahlaufZeichnungsschicht enthält, werden Bilder mit höheren Reflexionsdichten als bei Papieren mit einer Einzelschicht erhalten.

Die folgenden Beispiele dienen zur weiteren Erläuterung der vorliegenden Erfindung.

Beispiel 1

70 Teile UBSP wurden zu einem Mahlgrad von 500 ml geholländert und mit 30 Teilen eines synthetischen Papierbreis aus Hochdruckpolyäthylen mit einer durchschnittlichen Faserlänge von 0,9 mm und einem Schmelzpunkt,von 131° Q. vermischt. Ein Polyaraid-Polyamin-Epichlorhydrinharz wurde in einer Menge von 0,5 Teilen zugesetzt und das erhaltene Gemisch wurde mit einer üOurdrinier-Papiermaschine zur Bildung eines Papieres mit einem Grundgewicht von 70 g/m behandelt. Dieses Papier wird als "Aufzeichnungspapier 1" bezeichnet.

100 Teile UBSP wurden zu einem Mahlgrad von 500 ml geholländert und 0,5 Teile eines Polyamid-Polyamin-Epichlorhydrinharzes wurden hierzu zugesetzt. Das erhaltene

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Gemisch wurde mit einer Fourdrinier- Papiermaschine zu einem Papier mit einem G-rundgewicht von 70 g/m verarbeitet. Dieses Papier wird als "Aufzeichnungspapier 2" bezeichnet.

Auf die Aufzeichnungspapiere 1 und 2 wurden vier Farbtinten von Cyan, Magenta, Gelb und Ausziehtusche (indian ink, Sumi) jeweils mit einem Direktfarbstoff als Färbungskomponente aufeinanderfolgend auf das Papier unter Anwendung eines Tintenstrahlschreibers mit vier Tintenstrahldüsen aufgedüst, um eine mehrfarbige Aufzeichnung zu erhalten.

Für die beiden Aufzeichnungspapiere waren die Tintenabsorptionseigenschaften an den Stellen, wo die vier Farbtinten übereinander lagen, gut, jedoch war die Aufzeichnungsdichte niedrig. Insbesondere beim Aufzeichnungspapisr 1, wo der synthetische Papierbrei mitverwendet wurde, wurde lediglich eine verblasste Farbe erhalten.

Nach der Tintenstrahlaufzeichnung wurden die Aufzeichnungspapiere 1 und 2 einer Wärmebehandlung durch Pressen mit einem Bügeleisen mit einer Oberflächentemperatur von 135° C unterworfen. Wie aus Tabelle I ersichtlich ist, wurden die Aufzeichnungsdichte und die Wasserbeständigkeit des Aufzeichnungspapieres 1 durch die Wärmebehandlung erhöht. Keine Änderungen traten beim Aufzeichnungspapier 2 auf. Beim Eintauchen dieser Aufzeichnungspapiere in Wasser wurde eine Eluierung der Farbstoffe bei den Aufzeichnungspapieren 1 und 2, die keiner Wärmebehandlung unterworfen worden waren, und dem Aufzeichnungs-

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- f-ιχ.

papier 2, welches der Wärmebehandlung unterworfen worden war, beobachtet, während praktisch keine Eluierung boim Aufzeichnungspapier 1 auftrat, welches der Wärmebehandlung unterworfen worden war.

	Tabelle I	1	Jt	2	2	2200 c während
		- Nein	Ja	Nein ..	Ja
	Aufzeichnunsspapier	0,72	1,05	0,85	0,85
Wärmebehandlung	Nicht	Gut	Nicht	Nicht
Dichte *1	gut		gut	gut
Wasserbe ständig-	(Eluie	(Schwa	(Eluie	(.Eluie
keit *2	rung d.	che Elu	rung d.	rung d.
	Farbstof	ierung	Farb	Farb
	fes )	d.Farb-.	stof	stoffes)
		stoffes)	fes)
	Gut	Gut	Gut	Gut
	(ohne	(ohne	(ohne	(ohne
Tintenab sorptions-	Ausflies-	Aus-	Aus-	Auö-
eigenschaften *3	sen)	f lies-	f lies-	f lies-
		sen)	sen)	sen)
	der blauen		Sinte wurde gemessen.
		*2 Nach dem Eintauchen in Wasser bei
*1 Der Hauptteil

10 Minuten wurde die Eluierung des Farbstoffes untersucht*

*3 Das Ausströmen der Tinte an dem Hauptteil der vier Farben wurde beobachtet.

Beispiel 2

Gelatine wurde zu einer Menge von 2 g/m auf die Oberfläche des in Beispiel 1 eingesetzten Aufzeichnungspapieres 1 eingesättigt. Dieses Aufzeichnungspapier wurde

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der gleichen Tintenstrahlaufzeichnung und Wärmebehandlung wie in Beispiel 1 unterworfen„

Die Tintenabsorptionseigenschaften und die Aufzeichnungsdichte dieses Aufzeichnungspapieres waren gleich zu denjenigen des Aufzeichnungspapieres 1₃ xrobei jedoch die Ausbreitung der Tintenpunkte gering war« B©i dem Aufzeichnungspapier 1 von-Beispiel 1 war die Form der Punkte unregelmässig und der Durchmesser betrug 200 bis 250/um, während bei dem Aufzeichnungspapier von Beispiel 2 die Form der Punkte nahezu kreisförmig war und der Durchmesser etwa 200/um betrug. Die Bildschärfe dieses Aufzeichnungspapiere s war gegenüber derjenigen des Aufzeichnungspapieres 1 von Beispiel 1 überlegene

Wenn weiterhin mit durchfallendem Licht beobachtet wurde, war das Bild scharf und hell im Vergleich zu demjenigen vor der Wärmebehandlung., Dies belegt, dass das Aufzeichnungspapier zur Anwendung mit durchfallendem Licht geeignet ist»

Beispiel 5

Eine Einsättigungslösung (Feststoffgehalt 30 Gew=%) aus 100 Teilen saurem Ton und 20 Teilen einer Polyäthylenionomeremulsion wurde in einer Mange von 5 g/m auf eine Oberfläche des Aufzeichnungspapieres 1 von Beispiel 1 eingesättigt ο Drei wässrige Farbtinten mit Blau, Purpur· und Gelb, die jeweils einen basischen Farbstoff als färbendes Material enthielten, wurden aufeinanderfolgend auf das vorstehend hergestellte Aufzeichnungspapier sur Ausbildung einer mehrfarbigen Aufzeichnung aufgedüst, welches

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- ζ/-If-

dann einer Wärmebehandlung unterworfen wurde.

Die Schärfe und Wasserbeständigkeit des auf diesem Aufzeichnungspapier ausgebildeten Bildes waren gegenüber' denjenigen des Aufzeichnungspapieres 1 aus Beispiel 1 über legen.

Beispiel 4

30 Teile LBSP wurden zu einem Mahlgrad von 350 ml geholländert und mit 70 Teilen eines synthetischen Papierbreis aus Hochdruckpolyäthylen mit einer durchschnittlichen Faserlänge von 0,9 mm und eineis Schmelzpunkt von 13I⁰ C vermischt. 0,3 Teile Polyäthylenimin wurden hierzu zur Bildung eines Oberschichtmaterials zugesetzt.

Dann wurden 100 Teile LBKP zu einem Mahlgrad von 5OO ml geholländert und ein Gemisch aus 5 Teilen Titanweiss, 1 Teil Kolophonium, 2 Teilen Aluminiumsulfat wurde hierzu zur Bildung eines Unterschichtmaterials zugesetzt.

Anschliessend wurde ein Zwei-Schichtkombinationspapier mit einem Grundgewicht von 100 g/m durch Kombination der

O P-

Oberschicht mit 40 g/m^ und der Unterschicht mit 60 g/m unter Anwendung einer Zylinderpapiermaschine hergestellt.

Die gleiche Tintenstrahlaufzeichnung wie in Beispiel 1 wurde mit der Oberschicht dieses Aufzeichnungspapieres angewandt. Die Tintenabsorptionseigenschaften waren gut, während die Aufzeichnungsdichte niedrig war.

Dieses Aufzeichnungspapier wurde nach der Aufzeichnung einmal zwischen zwei erhitzten Walzen mit einer Oberflächen-

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- ψ-ts

temperatur von 135° C mit einem Lineardruck von 50 kg/cm und einer Lineargeschwindigkeit von 1 m/Minute Toindurchgeführt. Bas Bild wurde durch die Einwirkung der unteren, als Heflexionsschicht wirkenden Schicht scharf» Selbst wenn das Aufzeichnungspapier in Wasser eingetaucht wurde, wurde keine Farbstoffeluierung beobachtete Die Dichte in dem Bereich, wo die drei Farben von Cyan, Magenta und Gelb übereinander lagen, betrug 0,68 vor der Wärmebehandlung, wurde jedoch 1,20 durch die Wärmebehandlung«

Beispiel 5

100 Teile eines synthetischen Papierbreis aus Hochdruckpolyäthylen mit einer durchschnittlichen Faserlänge von 0,9 mm und einem Schmelzpunkt von 131° C wurden zerteilt und 1 Seil eines Polyamid-Polyamn-Epxchlorhydrinharzes wurden hierzu zur Bildung eines Materials für die Oberschicht und einer Unterschicht zugesetzt«

Ein Gemisch aus 80 Seilen LBKP und 20 Seilen IiBEP wurde zu einem Mahlgrad von 350 ml geholländert und 8 Teile Titandioxid, 1 Teil Kolophonium, 2 Teile Aluminiumsulfat und 0,5 Teile eines Polyamid-Polyamin-Epichlorhydrinharzes wurden hierzu zur Bildung eines Materials für eine Zwischenschicht zugesetzt»

Dann wurde ein dreischichtiges Kombinationspapier

mit einem Grundgewicht von 140 g/m durch Kombination einer Oberschicht mit 40 g/m _? der Zwischenschicht mit 70 g/m

und der Unterschicht mit; 30 g/m durch Anwendung einer Zylinderpapier maschine hergestellt.,

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Die gleiche Tintenstrahlaufzeichnung wie in Beispiel 1 wurde mit der Oberschicht dieses Aufzeichnungspapieres angewandt, welches dann der gleicher» Wärmebehandlung wie in Beispiel 4- unterworfen wurde.

Die obere und untere Schicht wurden beide in einen Film überführt und es wurden scharfe und glänzende Bilder erhalten, flach der Aufzeichnung war die Wasserbeständigkeit des Bildes stark verbessert. Daraus ist ersichtlich, dass dieses Aufzeichnungspapier für Plakatzwecke im Freien geeignet ist.

Die Erfindung wurde vorstehend anhand bevorzugter" Ausführungsformen beschrieben, ohne dass die Erfindung hierauf begrenzt ist.

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Claims

Patentansprüche

■y. Tintsnstrahlaufzeichntuigsverfahren, dadurch, gekennzeichnet, dass eine Tintenstrahlaufzeichnung auf einem Papier aus einem synthetischen Papierbrei, welches mindestens 10 Gew.% synthetischen Papierbrei enthält, aufgebracht wird und anschliessend eine Wärmebehandlung bei der Temperatur des Erweichungspunktes des synthetischen Papierbreis oder darüber mit dem Papier aus dem synthetischen Papierbrei unter Schmelzen des syntheOisehen Papierbreis durchgeführt wird.
2. Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es zur Ausbildung einer Tintenstrahlaufzeichnung, welche zur Beobachtung in durchfallendem Licht geeignet ist, fähig ist, wobei die Tintenstrahlaufzeichnung mit einem Papier aus synthetischem Papierbrei mit einem Gehalt von mindestens 25 Gew.% an synthetischem Papierbrei ausgeführt wird und anschliessend die Wärmebehandlung mit dem.Papier aus dem synthetischen Papierbrei unter Schmelzen des synthetischen Papierbreis durchgeführt wird.
3. Tinten straMauf zeichnung sverfafcren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Tintenstrahlaufzeichnung eine mehrfarbige Tintenstrahlaufzeichnung durchgeführt wird.
4·. Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Papier aus synthetischem Papierbrei verwendet wird, welches synthetischen Papierbrei und Holzpapierbrei enthält.

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5. Tintenstrahlauf zeichnungsverfahren nach Anspruch oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein synthetischer Papierbrei verwendet wird, welcher als thermoplastische Harzpolymere Homo- oder Copolymere von Äthylen, Propylen, Acrylnitril, Acrylat, Styrol, Vinylacetat, "VinylChlorid und Yinylidenchlorid, Polyamide und Polyester enthält.
6. Tin tenstrahl auf zei chnungsverf ahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Papier aus synthetischem Papierbrei verwendet wird, welches aus einem Kombinationspapier mit einer Mehrzahl von Schichten besteht.
7· Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmebehandlung in der Weise durchgeführt wird, dass die Temperatur des Papieres aus dem synthetischen Papierbrei oberhalb des Schmelzpunktes des synthetischen Papierbreis liegt.

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8. Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren nach Anspruch Λ oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Druckbehandlung mit dem Papier während.oder nach der Wärmebehandlung durchgeführt wird.

9. Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmebehandlung in der Weise durchgeführt wird, dass die Temperatur des synthetischen Papierbreis oberhalb des Schmelzpunktes des synthetischen Papierbreis liegt.

10. Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren nach Anspruch 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet, dass als synthetischer

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Papierbrei ein synthetischer Papierbrei aus Polyäthylen, welches nach dem Polymerisationsverfahren hergestellt wurde, verwendet wird.

11. Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren nach Anspruch.

10, dadurch gekennzeichnet, dass das Papier aus dem synthetischen Papierbrei auf eine Temperatur zwischen 100 und 150° C während eines Zeitraums von 1 Sekunde bis zu 10 Minuten erhitzt wird.

12. Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren nach Anspruch

11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Di-uck von bis zu

100 kg/cm auf das Papier aus dem synthetischen Papierbrei während eines Zeitraumes bis zu 10 Minuten während oder nach der Wärmebehandlung ausgeübt wird.

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