DE3510538C2

DE3510538C2 -

Info

Publication number: DE3510538C2
Application number: DE3510538A
Authority: DE
Inventors: Kakuji Shizuoka Jp Murakami; Eiichi Ichikawa Chiba Jp Akutsu; Tamotsu Numazu Shizuoka Jp Aruga
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1984-03-23
Filing date: 1985-03-22
Publication date: 1988-07-07
Also published as: DE3510538A1; GB8507707D0; JPS60198285A; US4680235A; GB2155815B; GB2155815A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bilderzeugung durch Tintenstrahldruck mit einer Strahldrucktinte auf einem Aufzeichnungsmaterial, das einen Schichtträger und eine darauf aufgebrachte Aufzeichnungsschicht aufweist, welche ein Tensid enthält.

Als Aufzeichnungsmaterialien für den Tintenstrahldruck sind z. B. die folgenden Materialien bekannt: ein beschichtetes Aufzeichnungsblatt, das ein Blatt Normalpapier und eine darauf aufgebrachte Aufzeichnungsschicht umfaßt, welches ein polymeres Bindemittel oder ein Pigment zur Erhöhung der Dichte oder Auflösung der aufgezeichneten Bilder enthält (JP-A-57-93193 und 57-70691) sowie ein nicht-poröses Auf zeichnungsmaterial, das insbesondere für Überkopfprojektoren geeignet ist und eine Oberflächenschicht aufweist, die ein spezielles Material enthält, welches in flüssiger Tinte ge löst oder gequollen wird (JP-A-56-80489).

Aufzeichnungsmaterialien für Tinten aus einem Schichtträ ger und einer darauf aufgebrachten Aufzeichnungsschicht, die ein Tensid enthält, sind aus DE-GBM 74 01 330, JP- A-59-33177 und JP-A-59-35980 bekannt.

Ferner ist es aus der JP-A-56-99636 bekannt, zur Verbesserung der Wasserbeständigkeit der durch Tintenstrahldruck erzeugten Bilder ein Aufzeichnungsmaterial, das in der Oberflächen schicht ein kationisches Tensid enthält, und eine wäßrige Tinte zu verwenden, die mindestens einen wasserlöslichen Direktfarbstoff oder sauren Farbstoff enthält.

Im allgemeinen werden für den Tintenstrahldruck ungeleimte Bögen mit hoher Wasserabsorptionsfähigkeit eingesetzt. Die üblicherweise verwendeten Tintenstrahldruckgeräte sind dem entsprechend so ausgelegt, daß sie eine geeignete Punktgröße ergeben, wenn ungeleimte Bögen angewandt werden. Führt man daher den Tintenstrahldruck mit den oben genannten beschich teten Bögen oder der Folie für Überkopfprojektoren durch, so läßt sich keine geeignete Punktgröße erhalten, da die Tinte ungenügend absorbiert und die gedruckten Punkte sich ungenügend auf den Bögen verteilen. Es entstehen somit un bedruckte Bereiche in den Bildern. Insbesondere ist es un möglich, perfekte vollständige Bilder auf transparenten Folien zu erhalten, wie sie allgemein für Überkopfprojektoren eingesetzt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Bilderzeugung durch Tintenstrahldruck bereitzustellen, das eine Aufzeichnung von vollständigen Bildern mit aus reichender Punktgröße ermöglicht, selbst wenn der Schicht träger des Aufzeichnungsmaterials nicht-porös und wasser undurchlässig ist und eine niedrige Oberflächenenergie hat, wie dies z. B. bei Kunststoffolien für Überkopfprojek toren der Fall ist, oder wenn der Tintenstrahldruck mit einer Vorrichtung durchgeführt wird, die für ungeleimtes Papier ausgelegt ist.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren der eingangs genannten Art, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man in der Aufzeichnungsschicht ein anionisches oder nicht- ionisches Tensid verwendet, wenn die Tinte einen anioni schen Farbstoff enthält; ein kationisches oder nicht- ionisches Tensid verwendet, wenn die Tinte einen kationi schen Farbstoff enthält; oder ein kationisches, nicht- ionisches oder amphoteres Tensid verwendet, wenn die Tinte einen Öl- oder Disperionsfarbstoff enthält.

In der Zeichnung zeigen die Fig. 1 bis 3 schematische Quer schnitte durch drei Ausführungsformen von im erfindungs gemäßen Verfahren verwendbaren Aufzeichnungsmaterialien.

Das Aufzeichnungsmaterial von Fig. 1 umfaßt einen Schicht träger 1 und eine Aufzeichnungsschicht 2 an dessen Ober fläche. Die Aufzeichnungsschicht 2 enthält mindestens ein Tensid sowie gegebenenfalls zusätzlich ein Bindemittel, ein Weißpigment und andere Additive. Die Aufzeichnungsschicht 2 hat die Fähigkeit, das Lösungsmittel der aufprallenden Tinten tröpfchen zu absorbieren.

Das Aufzeichnungsmaterial von Fig. 2 umfaßt zusätzlich eine im wesentlichen aus einem Tensid bestehende Tensidschicht 3 auf der Aufzeichnungsschicht 2.

Bei dem Aufzeichnungsmaterial von Fig. 3 sind beide Seiten des Schichtträgers 1 mit einer Grundschicht 5 versehen und die Aufzeichnungsschicht 2 ist auf eine dieser Grundschich ten 5 aufgebracht. Die Grundschicht 5 besteht ebenfalls aus herkömmlichen Materialien und wird z. B. durch Auftragen einer Vinylacetatemulsion, in der Tonerde oder Zinkoxid dispergiert sind, hergestellt.

Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen sind ledig lich beispielhaft und selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf sie beschränkt.

Wenn erfindungsgemäß eine Tinte angewandt wird, die einen anionischen Farbstoff enthält, z. B. wasserlöslichen sauren Farbstoff oder einen Direktfarbstoff, enthält die Aufzeichnungsschicht vorzugsweise ein anionisches oder nicht- ionisches Tensid.

Spezielle Beispiele für anionische Tenside sind Alkylsulfate, wie Natriumlaurylsulfat, Monoethanolaminlaurylsulfat, Trietha nolaminlaurylsulfat und Natriumcetylsulfat; Polyoxyethylen alkylethersulfate, wie Polyoxyethylenlaurylethernatriumsulfat, Polyoxyethylenlaurylethertriethanolaminsulfat und Polyoxy ethylennonylphenylethernatriumsulfat; Alkylphosphate, wie Natriumlaurylphosphat und Natriumoleylphosphat; Polyoxy ethylenalkyletherphosphate, wie Polyoxyethylenlaurylether natriumphosphat, Tripolyoxyethylenalkyletherphosphat und Dipolyoxyethylenalkyletherphosphat; Alkylbenzolsulfonsäuren, wie Dodecylbenzolsulfonsäuren; Polyoxyethylenalkyletheracetate, Alkylsulfosuccinate, α-Olefinsulfonate, Acylkollagenpeptid salze, N-Acylmethyltaurinsalze, N-Acylamine, N-Acylaminchloride und fluorhaltige Tenside.

Spezielle Beispiele für nicht-ionische Tenside sind Polyoxy ethylenalkylether, wie Polyoxyethylenlaurylether, Polyoxy ethylencetylether und Polyoxyethylenoleylether; Polyoxy ethylenalkylphenylether, wie Polyoxyethylennonylphenylether und Polyoxyethylenoctylphenylether; Sorbitanfettsäureester, wie Sorbitanmonooleat, Sorbitanmonopalmitat und Sorbitantri stearat; Glycerinfettsäureester, wie Glycerylmonostearat und Glyceryldioleat; Polyoxyethylenalkylamine, wie Polyoxyethy lenstearylamin und Polyoxyethylenoleylamin; Polyoxyethylen fettsäureamide, Polyoxyethylenlanolinderivate, Polyoxy ethylenfettsäureester, Polyglycerinfettsäureester, Propy lenglykolfettsäureester, Pentaerythritfettsäureester, Poly oxyethylensorbitanfettsäureester, Polyoxyethylensorbitfett säureester und fluorhaltige nicht-ionische Tenside.

Wenn die Tinte einen kationischen, d. h. einen basischen Farbstoff enthält, werden vorzugsweise kationische und nicht-ionische Tenside eingesetzt.

Spezielle Beispiele für kationische Tenside sind quaternäre Ammoniumsalze, wie Benzalkoniumchloride und Cetyltrimethyl ammoniumbromid.

Wenn die Tinte einen Ölfarbstoff oder Dispersionsfarbstoff enthält, werden vorzugsweise kationische, anionische, nicht- ionische und amphotere Tenside eingesetzt.

Als Schichtträger eignen sich erfindungsgemäß z. B. Papiere, transparente und opake Kunststoffolien, Glas, Keramikstoffe und Metallplatten. Wenn das Aufzeichnungsmaterial opak ist, kann die Aufzeichnungsschicht ebenfalls ein Weißpigment und ein Bindemittel enthalten. Besteht die Aufzeichnungsschicht aus einem Tensid, einem Bindemittel und einem Weißpigment, so beträgt vorzugsweise der Tensidgehalt 0,5 bis 5 Gewichts prozent, der Bindemittelgehalt 5 bis 30 Gewichtsprozent und der Weißpigmentgehalt 65 bis 95 Gewichtsprozent.

Beispiele für geeignete Weißpigmente sind Bariumsulfat, Calciumcarbonat, Siliciumdioxid, Zinkoxid, Titanoxid, Ton erde, Talkum, Diatomeenerde, Zinksulfid, Zinkcarbonat und Zeolith.

Beispiele für geeignete Bindemittel sind Polyvinylalkohol, Ethylcellulose, Hydroxyethylcellulose, Carboxymethylcellu lose, Stärke, Polyvinylbutyral, Polyacrylamid, Natriumpoly acrylat, Maleinsäureanhydridharze, Gelatine, Gummi arabicum, Casein, Polyvinylpyrrolidon, Natriumalginat, Polymerlatices, Polyamide, Cellulosesulfat, Carboxy-modifizierter Polyvinyl alkohol, Polyethylenimine, Sojaprotein, Polyvinylsulfonsäure, das Natriumsalz von Ethylen-Maleinsäureanhydrid-Copolymeren, Ethylen-Maleinsäureanhydrid-Copolymere und kationische Poly mere, die quaternäre Ammoniumsalze enthalten.

Wenn das Aufzeichnungsmaterial transparent sein muß, werden die genannten Weißpigmente nicht in der Aufzeichnungsschicht verwendet, sondern diese besteht aus einem der genannten Tenside und einem der genannten Bindemittel auf einem trans parenten Schichtträger.

Die oben genannten Bindemittel sind in wäßrigen Tinten lös lich oder quellen.

Bei geringem Wassergehalt der wäßrigen Tinten oder bei Ver wendung von öligen Tinten können in der Aufzeichnungsschicht wasserunlösliche Polymermaterialien enthalten sein, z. B. Polymethylacrylat, Polymethylmethacrylat, Polyvinylchlorid, Polystyrol und Polyvinylacetat.

Um die Fixiereigenschaften und Stabilität der gedruckten Bilder bei Verwendung von sauren Farbstoffen oder Direkt farbstoffen zu verbessern, können die folgenden Bildsta bilisatoren der Aufzeichnungsschicht zugesetzt werden, vor zugsweise in einer Menge von 0,1 bis 10 g/m² und vorzugs weise derart, daß ihre Konzentration gegen den Schichtträger hin zunimmt: die vorstehend genannten kationischen Tenside, anorganische Verbindungen, die in Kombinationen mit den in der Tinte enthaltenen Farbstoffen unlösliche Salze bilden, z. B. FeCl₃, SnCl₄, AlCl₃, FeSO₄, NiCl₂, CaCl₂, MgCl₂, CaSO₄, Co(NO₃)₂, CoCl₂, ZnCl₂, SrCl₂, PbCl₄, CuSO₄, BaCl₂, Ba(NO₃)₂, Ba (OH)₂, InCl₃ und Ga₂(SO₄)₃; Benzalkoniumchloride (Alklylbenzyldimethylammoniumchloride), Cetylmethylammoniumbromid, Alkylaminsalze, wie Decylammo niumacetat, Undecylammoniumacetat, Dodecylammoniumhydrochlorid, Hexadecylammoniumsulfat und Eicodecylammoniumacetat; Polyamid polyamine, Polydimethylaminoethylmethacrylat, Polymere, die Polyalkylammoniumsalze enthalten, und Polymere, die basische Gruppen enthalten, z. B. basische Latices. Die genannten Mittel verbessern auch die Wasserbeständigkeit für saure Farbstoffe und Direktfarbstoffe.

Außerdem können in der Aufzeichnungsschicht Antioxidantien, UV-Absorbentien, Fluoreszenzfarbstoffe zur Erhöhung des Weißgrades und Weichmacher enthalten sein.

Spezielle Beispiele für Antioxidantien sind Pyrogallol, Hydrochinon, p-t-Butylphenol, Diphenylamin, Hydrochinon dimethylether, Benzotriazol, styryliertes Phenol, Methyl hydrochinon und Monoisopropylcitrat.

Als UV-Absorbentien eignen sich z. B. Benzotriazole, wie 2-(2′-Hydroxy-5′-t-butylphenyl)-5-chlorbenzotriazol.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.

Beispiel 1-1

Als erfindungsgemäß verwendete Tensidlösung wird eine 5ge wichtsprozentige wäßrige Lösung von Polyoxyethylencetyl ether hergestellt.

Diese Tensidlösung wird auf die Oberfläche eines handels üblichen Tintenstrahlpapiers aufgesprüht, um ein erfindungs gemäßes Aufzeichnungsmaterial Nr. 1-1 herzustellen.

Durch Vermischen der folgenden Komponenten wird eine Pur purtinte hergestellt:

Gewichtsteile C. I. Acid Red 52 2 Polyethylenglykol (MG 200) 7 N-Methyl-2-pyrrolidon 6 Natriumdehydroacetat 0,5 Ionen-ausgetauschtes Wasser84,5

Unter Verwendung der erhaltenen Purpurtinte wird der Tinten strahldruck unter Verwendung eines handelsüblichen Tinten strahlgerätes mit dem Aufzeichnungsmaterial Nr. 1-1 durch geführt. Hierbei werden Punkte von 320 µm Größe aufgezeich net und zwar in Form von vollständigen Bildern, die frei sind von unbedruckten Bereichen.

Beispiel 1-2

Ein Polyethylenterephthalatfilm, der mit Polyvinylpyrrolidon in einer Dicke von 10 µm beschichtet ist, wird mit einer 5gewichtsprozentigen wäßrigen Lösung des Polyoxyethylen cetylethers von Beispiel 1-1 besprüht, wobei ein erfindungs gemäßes Aufzeichnungsmaterial Nr. 1-2 erhalten wird.

Mit diesem Aufzeichnungsmaterial wird der Tintenstrahldruck gemäß Beispiel 1-1 durchgeführt, wobei Punkte mit einer Größe von 310 µm aufgezeichnet werden und vollständige Bil der erhalten werden, die frei sind von unbedruckten Berei chen.

Beispiel 1-3

Ein Blatt handelsübliches Qualitätspapier wird mit einer 1gewichts prozentigen wäßrigen Lösung von Polyoxyethylencetylether (hergestellt durch Verdünnen der in Beispiel 1-1 verwendeten Polyoxyethylencetyletherlösung) besprüht, wobei ein erfin dungsgemäßes Aufzeichnungsmaterial Nr. 1-3 erhalten wird.

Mit diesem Aufzeichnungsmaterial wird der Tintenstrahldruck gemäß Beispiel 1-1 durchgeführt, wobei Punkte mit einer Größe von 320 µm aufgezeichnet und vollständige Bilder er halten werden, die frei sind von unbedruckten Bereichen.

Vergleichsbeispiel 1-1

Beispiel 1-1 wird wiederholt, jedoch beschichtet man den verwendeten Papierträger nicht mit der Polyoxyethylence tyletherlösung. Hierbei beträgt die Größe der aufgezeich neten Punkte nur 200 µm und die Bilder enthalten unbedruckte Bereiche.

Vergleichsbeispiel 1-2

Beispiel 1-2 wird wiederholt, jedoch wird die mit Polyvinyl pyrrolidon beschichtete Polyethylenterephthalatfolie nicht zusätzlich mit der Polyoxyethylencetyletherlösung beschichtet. Hierbei beträgt die Größe der aufgezeichneten Punkte nur 190 µm und die erhaltenen Bilder enthalten unbedruckte Be reiche.

Vergleichsbeispiel 1-3

Beispiel 1-3 wird wiederholt, jedoch wird das handelsübliche Qualitätspapier nicht mit der Polyoxyethylencetyletherlösung beschichtet. Hierbei beträgt die Größe der aufgezeichneten Punkte nur 180 µm und die Bilder enthalten unbedruckte Bereiche.

Vergleichsbeispiel 1-4

Unter Verwendung der Purpurtinte von Beispiel 1-1 wird der Tintenstrahldruck unter Verwendung eines gewöhnlichen unge leimten Papiers wie in Beispiel 1-1 durchgeführt. Hierbei beträgt die Größe der aufgezeichneten Punkte 310 µm und es entstehen perfekte vollständige Bilder.

In der folgenden Tabelle sind die oben genannten Ergebnisse zusammengestellt.

Tabelle

Tabelle (Fortsetzung)

Beispiel 2

Ein Gemisch der folgenden Komponenten wird unter Rühren er hitzt, um eine Beschichtungsflüssigkeit für die Aufzeich nungsschicht herzustellen:

Gewichtsteile Polyvinylalkohol 5 Polyvinylpyrrolidon10 Polyoxyethylenoctylphenylether 1 Wasser40 Methanol40

Die erhaltene Beschichtungsflüssigkeit wird mit einer Rakel auf einen Polyethylenterephthalatfilm aufgetragen und dann bei 100°C getrocknet, wobei ein erfindungsgemäßes Aufzeich nungsmaterial Nr. 2 mit einer 15 µm dicken Aufzeichnungs schicht erhalten wird.

Mit diesem Aufzeichnungsmaterial wird der Tintenstrahldruck gemäß Beispiel 1-1 durchgeführt, wobei gedruckte Punkte mit einer Größe von 310 µm und vollständige Bilder erhalten werden.

Vergleichsbeispiel 2

Beispiel 2 wird wiederholt, jedoch enthält die Beschichtungs flüssigkeit für die Aufzeichnungsschicht keinen Polyoxyethy lenoctylphenylether. Hierdurch erhält man ein Vergleichma terial Nr. 2.

Mit diesem Vergleichsmaterial wird der Tintenstrahldruck ge mäß Beispiel 1-1 durchgeführt, wobei gedruckte Punkte mit einer Größe von 200 µm entstehen und keine vollständigen Bilder erhalten werden.

Claims

1. Verfahren zur Bilderzeugung durch Tintenstrahldruck mit einer Strahldrucktinte auf einem Aufzeichnungsmate rial, das einen Schichtträger und eine darauf aufge brachte Aufzeichnungsschicht aufweist, welche ein Tensid enthält, dadurch gekennzeichnet, daß man in der Aufzeichnungsschicht
ein anionisches oder nicht-ionisches Tensid verwendet, wenn die Tinte einen anionischen Farbstoff enthält;
ein kationisches oder nicht-ionisches Tensid verwendet, wenn die Tinte einen kationischen Farbstoff enthält; oder
ein kationisches, nicht-ionisches oder amphoteres Ten sid verwendet, wenn die Tinte einen Öl- oder Dispersions farbstoff enthält.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das anionische Tensid unter Alkylsulfaten, Po lyoxyethylenalkylethersulfaten, Alkylphosphaten, Poly oxyethylenalkyletherphosphaten, Alkylbenzolsulfonsäu ren, Polyoxyethylenalkyletheracetaten, Alkylsulfosucci naten, α-Olefinsulfonaten, Acylkollagenpeptidsalzen, N-Acylmethyltaurinsalzen, N-Acylaminen, N-Acylaminchlo riden und fluorhaltigen Tensiden auswählt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das nicht-ionische Tensid unter Polyoxyethylenalkyl ethern, Polyoxyethylenalkylphenylethern, Sorbitanfett säureestern, Glycerinfettsäureestern, Polyoxyethylen alkylaminen, Polyoxyethylenfettsäureamiden, Polyoxy ethylenlanolinderivaten, Polyoxyethylenfettsäureestern, Polyglycerinfettsäureestern, Propylenglykolfettsäure estern, Pentaerythritfettsäureestern, Polyoxyethylen sorbitanfettsäureestern, Polyoxyethylensorbitfettsäure estern und fluorhaltigen nicht-ionischen Tensiden auswählt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das kationische Tensid unter Benzalkoniumchloriden und Cetylmethylammoniumbromid auswählt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Aufzeichnungsschicht, die ein Bindemittel enthält, und einen transparenten Schichtträger verwendet.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Aufzeichnungsschicht, die ein Bindemittel und ein Weißpigment zusätzlich zu dem Tensid enthält, wobei der Tensidgehalt 0,5 bis 5 Ge wichtsprozent, der Bindemittelgehalt 5 bis 30 Gewichts prozent und der Weißpigmentgehalt 65 bis 95 Gewichts prozent beträgt, einsetzt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Aufzeichnungsschicht, die zusätzlich 0,1 bis vorzugsweise 10 g/m² eines Bildsta bilisators enthält, der ausgewählt ist unter FeCl₃, SnCl₄, AlCl₃, FeSO₄, NiCl₂, CaCl₂, MgCl₂, CaSO₄, Co(NO₃)₂, CoCl₂, ZnCl₂, SrCl₂, PbCl₄, CuSO₄, BaCl₂, Ba(NO₃)₂, Ba(OH)₂, InCl₃ und Ga₂(SO₄)₃, Benzalkoniumchloriden, Ce tylmethylammoniumbromid, Decylammoniumacetat, Undecyl ammoniumacetat, Dodecylammoniumhydrochlorid, Hexadecyl ammoniumsulfat, Eicodecylammoniumacetat, Polyamidpoly aminen, Polydimethylaminoethylmethacrylat, Polymeren, die ein Polyalkylammoniumsalz enthalten, und Polymeren, die basische Gruppen aufweisen, einsetzt.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß man eine zunehmende Konzentration des Bildstabilisators in der Aufzeichnungsschicht gegen den Schichtträger vorsieht.