DE60012496T2

DE60012496T2 - Aufzeichnungssubstrat

Info

Publication number: DE60012496T2
Application number: DE2000612496
Authority: DE
Inventors: Kenichi Fukui-shi Miyamoto; Masahiro Fukui-shi Makino
Original assignee: Nicca Chemical Co Ltd
Current assignee: Nicca Chemical Co Ltd
Priority date: 1999-03-29
Filing date: 2000-03-24
Publication date: 2005-01-13
Anticipated expiration: 2020-03-25
Also published as: JP2000272236A; EP1172224B1; EP1172224B2; EP1172224A4; US6455137B1; DE60012496T3; JP3636426B2; DE60012496D1; WO2000058107A1; EP1172224A1

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Aufzeichnungsmaterial, und insbesondere ein Aufzeichnungsmaterial, welches besonders zur Verwendung in dem Tintenstrahlaufzeichnungssystem geeignet ist.
Stand der Technik
Die neuerliche Ausbreitung von Personal Computern nicht nur in Betrieben, sondern auch zuhause hat eine Zunahme des Ausdruckens von Informationen durch Drucker mit sich gebracht. Die neuerlichen Verbesserungen der Leistung von Personal Computern hat es ermöglicht, Bilddaten, die aus einer großen Informationsmenge bestehen, sehr leicht zu handhaben, und hat zu einer Zunahme des Ausdruckens von vollfarbigen Bildern geführt.
Beispiele von Druck- und Aufzeichnungssystemen durch Drucker umfassen Tintenstrahlaufzeichnungssysteme, Heißfolienaufzeichnungssysteme, Sublimationstransfer-Aufzeichnungssysteme und Direkt-Wärme-empfindliche Aufzeichnungssysteme. Alle diese Systeme erfordern ein Aufzeichnungsmaterial, das Eigenschaften aufweist, wie etwa eine hohe Druckdichte, ausgezeichnete Farbentwicklungseigenschaften, keine Neigung zum Verschmieren während des Druckens und eine Widerstandsfähigkeit gegen Tintenzerfließen und Verschmieren, wenn das Aufzeichnungsmaterial mit Wasser benetzt wird.
Für Tintenstrahlaufzeichnungssysteme, bei denen die Aufzeichnung durch das Aufsprühen feiner Tintentröpfchen auf ein Aufzeichnungsmaterial wie etwa Papier geschieht, ist es besonders wichtig, sicherzustellen, dass die Tinte auf dem Aufzeichnungsmaterial nicht verschmiert, wenn es darauf haftet, und die Tinte sollte auch bei Kontakt mit Wasser nicht auf dem Aufzeichnungsmaterial zerfließen oder verschmieren.
Es wurden Versuche unternommen, verschiedene Verbindungen zu einem Aufzeichnungsmaterial hinzuzugeben, um die oben genannten Erfordernisse zu erfüllen. Beispielsweise gibt es Studien über die Zugabe von verschiedenen Chemikalien zu einem Aufzeichnungsmaterial. Solche Chemikalien umfassen Polyethylenimin, eine quaternäre Verbindung von Polyvinylpyridin, offenbart in der japanischen offengelegten Patentanmeldung (JP-A) Nr. 56-84992, ein Kondensationsprodukt eines Polyalkylenpolyamindicyandiamids, offenbart in der japanischen offengelegten Patentanmeldung (JP-A) Nr. 60-49990, und ein Reaktionsprodukt eines sekundären Amins und Epihalohydrin, offenbart in der japanischen offengelegten Patentanmeldung (JP-A) Nr. 6-92012.
Offenbarung der Erfindung
Ein Aufzeichnungsmaterial, das alle oben genannten Erfordernisse für die verschiedenen Druck- und Aufzeichnungssysteme erfüllt, ist jedoch noch nicht bekannt. Da das Tintenstrahlaufzeichnungssystem normalerweise eine Tinte verwendet, die einen wasserlöslichen Farbstoff oder einen wasserdispergierbaren Farbstoff enthält, ist es besonders schwierig, die Probleme des Tintenverschmierens während des Druckvorgangs und das Zerfließen oder Verschmieren der Tinte auf dem Aufzeichnungsmaterial zu beheben, wenn dieses nach dem Drucken mit Wasser in Kontakt kommt, selbst wenn ein Aufzeichnungsmaterial verwendet wird, welches die oben genannten Chemikalien enthält.
Im Hinblick auf diese technischen Probleme ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Aufzeichnungsmaterial bereitzustellen, welches besonders geeignet ist für die Verwendung in einem Tintenstrahlaufzeichnungssystem, welches während des Druckens kein Verschmieren der Tinte und kein Zerfließen oder Verschmieren der Tinte bei einem Kontakt mit Wasser nach dem Drucken zeigt.
Die Erfinder haben detaillierte Studien zu den Mitteln zum Lösen der oben genannten Aufgabe unternommen und haben im Ergebnis gefunden, dass die Zugabe eines Polyguanidinsalzes zu einem Substrat es ermöglicht, ein Aufzeichnungsmaterial zu erhalten, welches kein Verschmieren der Tinte während des Druckens und kein Zerfließen oder Verschmieren der Tinte bei Wasserkontakt nach dem Drucken zeigt. Die Erfinder haben auch entdeckt, dass ein Aufzeichnungsmaterial, umfassend ein Substrat und ein Polyguanidinsalz enthaltend in dem Substrat besonders wirksam ist bei der Verhinderung des Verschmierens der Tinte während des Druckens und bei der Verhinderung des Zerfließens oder Verschmierens der Tinte bei Wasserkontakt nach dem Drucken, wenn Tinten, die einen wasserlöslichen Farbstoff oder einen wasserdispergierbaren Farbstoff enthalten, für die Tintenstrahlaufzeichnungssysteme verwendet werden, wobei die vorliegende Erfindung verwirklicht wird.
Somit stellt die vorliegende Erfindung ein Aufzeichnungsmaterial bereit, umfassend ein Substrat und ein Polguanidinsalz der allgemeinen Formel (1), enthaltend in dem Substrat:
wobei R¹ und R² gleich oder verschieden sein können, und jeder eine Gruppe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer zweiwertigen aliphatischen Kohlenwasserstoffgruppe, einer zweiwertigen aromatischen Kohlenwasserstoffgruppe und einer zweiwertigen alicyclischen Kohlenwasserstoffgruppe darstellt; HX ist eine Säure ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer Mineralsäure und einer organischen Säure; und p ist eine ganze Zahl von 1 bis 250.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist das Polyguanidinsalz vorzugsweise ein Polyguanidinsalz der allgemeinen Formel (2):
wobei HX eine Säure ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer Mineralsäure und einer organischen Säure ist; n eine ganze Zahl von 3 bis 500 ist; und m eine ganze Zahl von 2 bis 6 ist.
Die vorliegende Erfindung stellt auch ein Aufzeichnungsmaterial bereit, in dem das Substrat mindestens ein Material ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Papier, einem Fasermaterial und einer Harzfolie umfasst.
Das Substrat des Aufzeichnungsmaterials der vorliegenden Erfindung enthält vorzugsweise das Polyguanidinsalz in einer Menge von 0,01 bis 10 g pro Quadratmeter in der Nähe seiner Oberfläche. Und das Aufzeichnungsmaterial enthält vorzugsweise das Polyguanidinsalz in einer Menge von 0,01 bis 10 Gew.-% basierend auf dem Gesamtgewicht des Aufzeichnungsmaterials.
Die vorliegende Erfindung stellt weiterhin ein Aufzeichnungsmaterial bereit, welches für ein Tintenstrahlaufzeichnungssystem geeignet ist.
Bevorzugte Ausführungsform der Erfindung (Best Mode)
Die vorliegende Erfindung wird nun im Detail beschrieben.
Das Aufzeichnungsmaterial der vorliegenden Erfindung umfasst ein Substrat und ein Polyguanidinsalz der allgemeinen Formel (1 ), enthaltend in dem Substrat:
wobei R¹ und R² gleich oder verschieden sein können und jeder eine Gruppe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer zweiwertigen aliphatischen Kohlenwasserstoffgruppe, einer zweiwertigen aromatischen Kohlenwasserstoffgruppe und einer zweiwertigen alicyclischen Kohlenwasserstoffgruppe darstellt; HX eine Säure ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer Mineralsäure und einer organischen Säure ist; und p eine ganze Zahl von 1 bis 250 ist.
Hier bedeutet das Polyguanidinsalz ein Salz, das aus einem Polyguanidin der allgemeinen Formel (3) und einer Säure HX gebildet ist:
wobei R¹ und R² gleich oder verschieden sein können und jeder eine Gruppe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer zweiwertigen aliphatischen Kohlenwasserstoffgruppe, einer zweiwertigen aromatischen Kohlenwasserstoffgruppe und einer zweiwertigen alicyclischen Kohlenwasserstoffgruppe darstellt; und p eine ganze Zahl von 1 bis 250 ist.
HX in der allgemeinen Formel (1) ist nicht besonders beschränkt, solange es eine Säure ist, die mit Guanidin ein Salz bildet. Jede der verschiedenen bekannten Mineralsäuren oder organischen Säuren können bevorzugt verwendet werden. Die Mineralsäuren, die verwendet werden können, umfassen Salzsäure, Schwefelsäure, Salpetersäure, Phosphorsäure und Kohlensäure. Die organischen Säuren, die verwendet werden können, umfassen monobasische Säuren, vertreten durch Essigsäure, Milchsäure und Gluconsäure; und polybasische Säuren, vertreten durch Maleinsäure, Fumarsäure und Weinsäure. In der vorliegenden Erfindung werden Phosphorsäure, Salzsäure und Milchsäure bevorzugt verwendet.
Das Polyguanidinsalz der allgemeinen Formel (1) kann erhalten werden, beispielsweise durch Reagieren eines Diamins mit Diisothiocyanat zum Erhalten von Polythioharnstoff, wobei =S in der Thioharnstoffgruppe in dem Polythioharnstoff zu =NH konvertiert wird durch eine geeignete Funktionelle-Gruppe-Umwandlung, um ein Polyguanidin der allgemeinen Formel (3) zu erhalten, und Neutralisieren des Polyguanidins mit einer Säure HX. Da das Polyguanidinsalz der allgemeinen Formel (1) durch Polyaddition, wie oben beschrieben, erhalten werden kann, kann das Ende seines Moleküls eine Aminogruppe (-NH₂), die von Diamin abgeleitet ist, eine Isothiocyanatgruppe (-NCS), die von Düsothiocyanat abgeleitet ist, oder eine funktionelle Gruppe, die von der oben genannten funktionellen Gruppe – Umwandlung und/oder Neutralisierung abgeleitet ist, bilden.
In der allgemeinen Formel (1) ist p eine ganze Zahl von 1 bis 250. Vorzugsweise ist p eine ganze Zahl von 3 bis 250. Wenn p größer als 250 ist, hat das Polyguanidinsalz ein zu hohes Molekulargewicht, als dass es einfach gehandhabt werden könnte. R¹ und R² sind vorzugsweise eine zweiwertige aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe und stärker bevorzugt eine zweiwertige aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen. In diesem Fall kann R¹ von R² verschieden sein. In der vorliegenden Erfindung kann das Polyguanidinsalz allein verwendet werden oder in Kombination mit zwei oder mehr Arten.
In der vorliegenden Erfindung ist das Polyguanidinsalz der allgemeinen Formel (1) vorzugsweise ein Polyguanidinsalz der allgemeinen Formel (2):
wobei HX eine Säure ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer Mineralsäure und einer organischen Säure ist; n eine ganze Zahl von 3 bis 500 ist; und m eine ganze Zahl von 2 bis 6 ist.
Die allgemeine Formel (1), worin R¹ und R² beide -(CH₂)_m- sind, entspricht der allgemeinen Formel (2). Das Polyguanidinsalz der allgemeinen Formel (2) kann erhalten werden beispielsweise durch Reagieren eines Diamins mit einer chemischen Struktur von H₂N-(CH₂)_m-NH₂ mit Düsothiocyanat mit einer chemischen Struktur von SCN-(CH₂)_m-NCS, um einen Polythioharnstoff zu erhalten, Umwandeln von =S in dem Polythioharnstoff zu =NH, und anschließend Neutralisieren des resultierenden Produkts mit einer Säure HX. Das Polyguanidinsalz der allgemeinen Formel (2) hat einen Teil Alkylen, daher kann es als Polyalkylenguanidinsalz bezeichnet werden. Die Säure HX in der allgemeinen Formel (2) ist dieselbe wie oben beschrieben.
In der allgemeinen Formel (2) ist n vorzugsweise 3 bis 500 und stärker bevorzugt 6 bis 500. Wenn n weniger als 3 beträgt, ist im Allgemeinen die Widerstandsfähigkeit gegen Verschmieren der Tinte und Zerfließen der Tinte bei Wasserkontakt verschlechtert. Wenn n größer als 500 ist, besteht eine Neigung, dass das Molekulargewicht des Polyguanidinsalzes zu hoch wird, um eine leichte Verarbeitung zu ermöglichen.
Das oben beschriebene Polyguanidinsalz wird zu dem Substrat in der vorliegenden Erfindung hinzugegeben. Das Substrat kann Papier, ein Fasermaterial oder eine Harzfolie sein.
Hierin umfasst das als Substrat verwendete Papier ein aus Pulpe hergestelltes Papier; ein Papier, hergestellt aus einem Gemisch aus Pulpe und synthetischen Fasern auf Polyester-Basis, Nylon- oder Acryl-Basis; und ein synthetisches Papier mit einer mikroporösen Polymerschicht auf einer Grundfolie, wie etwa einer Polyesterfolie, einer Polypropylenfolie, Polystyrolfolie und Polyvincylchloridfolie. Alle obigen Papiere können für das Aufzeichnungsmaterial des Tintenstrahldrucksystems verwendet werden.
Das Fasermaterial, das als Substrat verwendet wird, umfasst einen gewebten Stoff, einen gestrickten Stoff und einen nicht-gewebten Stoff, hergestellt aus synthetischen Fasern, natürlichen Fasern, halbsynthetischen Fasern oder Hybridfasern auf der Basis von natürlichen und synthetischen Fasern. Ein nicht gewebter, aus einem thermoplastischen Harz hergestellter Stoff kann ebenfalls verwendet werden.
Die als Substrat verwendete Harzfolie umfasst Polyesterfolie, Polyvinylchloridfolie und Polyolefinfolie. Falls erforderlich, können diese Folien oberflächenbehandelt werden.
Das Aufzeichnungsmaterial der vorliegenden Erfindung kann gemäß jedem bekannten Verfahren ohne Beschränkungen hergestellt werden.
Wenn beispielsweise Papier aus Pulpe oder Papier aus einem Gemisch aus Pulpe und synthetischen Fasern als das Substrat für das Aufzeichnungsmaterial verwendet wird, kann das Aufzeichnungsmaterial hergestellt werden durch die Durchführung eines Papierherstellungsverfahrens aus Pulpe oder einem Gemisch aus Pulpe und synthetischen Fasern in Gegenwart des Polyguanidinsalzes der allgemeinen Formel (1) oder seiner Lösung. Alternativ kann nach der Papierherstellung das Polyguanidinsalz der allgemeinen Formel (1) auf das Papier beschichtet oder aufgesprüht werden.
Wenn als Substrat für das Aufzeichnungsmaterial ein synthetisches Papier, ein Fasermaterial oder eine Harzfolie verwendet werden, kann das Aufzeichnungsmaterial durch Beschichten, Auffüllen („padding") oder Aufsprühen des Polyguanidinsalzes der allgemeinen Formel (1) auf das Substrat hergestellt werden.
Die Menge an Polyguanidinsalz in dem Aufzeichnungsmaterial ist nicht beschränkt und kann gemäß dem Zweck seiner Anwendung ausgewählt werden. Beispielsweise enthält das Aufzeichnungsmaterial das Salz vorzugsweise in einer Menge von 0,01 bis 10 g pro Quadratmeter. In diesem Fall enthält das Aufzeichnungsmaterial das Polyguanidinsalz vorzugsweise in der Nähe seiner Oberfläche. Hierin bedeutet die Nähe der Oberfläche eine Region einschließlich der äußeren Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials. Wenn die Menge an Polyguanidinsalz weniger als 0,01 g pro Quadratmeter beträgt, tendiert die Widerstandsfähigkeit gegen Verschmieren der Tinte und Zerfließen der Tinte bei Wasserkontakt dazu, verschlechtert zu sein. Wenn die Menge 10 g pro Quadratmeter übersteigt, gibt es eine Tendenz, dass sich das Aufzeichnungsmaterials im Vergleich mit einem Aufzeichnungsmaterial, welches kein Polyguanidinsalz enthält, verändert anfühlt.
Alternativ enthält das Aufzeichnungsmaterial vorzugsweise das Polyguanidinsalz in einer Menge von 0,01 bis 10 Gew.-%, basierend auf seinem Gesamtgewicht. In diesem Fall kann das Polyguanidinsalz gleichmäßig im Aufzeichnungsmaterial verteilt sein, oder es kann in dem Aufzeichnungsmaterial ungleichmäßig verteilt sein. Wenn die Menge an Polyguanidinsalz weniger als 0,01 Gew.-% beträgt, neigt die Widerstandsfähigkeit gegen Verschmieren der Tinte und Zerfließen der Tinte bei Wasserkontakt dazu, verschlechtert zu sein. Wenn die Menge 10 Gew.-% übersteigt, gibt es eine Tendenz, dass sich das Aufzeichnungsmaterial im Vergleich mit einem Aufzeichnungsmaterial, das kein Polyguanidinsalz enthält, anders anfühlt.
Das Aufzeichnungsmaterial der vorliegenden Erfindung kann weiterhin, falls erforderlich, weitere Zusätze enthalten. Es kann beispielsweise ein Bindemittel enthalten, ein anorganisches Pigment oder ein organisches Pigment, die normalerweise in dieser Art Anwendung verwendet wurden. Beispiele von Bindemitteln umfassen oxidierte Stärke und Polyvinylalkohol. Beispiele für anorganische Pigmente umfassen weiches Calciumcarbonat, schweres Calciumcarbonat, Kaolin (Porzellanerde), Talkum, Calciumsulfat, Bariumsulfat, Titanoxid, Zinkoxid, Zinksulfat, Zinkcarbonat, Aluminiumsilikat, Kieselgur, Calciumsilikat, synthetisches Sllikamaterial, Aluminiumhydroxid und Tonerde. Beispiele für organische Pigmente umfassen ein Styrolkunststoffpigment, ein Acrylkunststoffpigment, ein Mikrokapselpigment und ein Kohlenstoftharzpigment.
Wie oben erläutert, zeigt das Aufzeichnungsmaterial der vorliegenden Erfindung kein Verschmieren der Tinte während des Druckvorgangs und kein Zerfließen oder Verschmieren der Tinte bei Wasserkontakt nach dem Druckvorgang, da das Aufzeichnungsmaterial das Polyguanidinsalz der allgemeinen Formel (1) enthält. Diese Leistung kann für verschiedene Drucksysteme erhalten werden. Obwohl der Mechanismus für die Widerstandsfähigkeit gegen Verschmieren und Zerfließen der Tinte nicht voll erklärt ist, nehmen die Erfinder an, dass das Polyguanidinsalz möglicherweise eine starke Wechselwirkung zwischen den Tinten, die in verschiedenen Drucksystemen verwendet werden, oder mit Farbstoffen oder Pigmenten, die darin enthalten sind, verursachen. Die Erfinder nehmen ebenfalls an, dass die Wechselwirkung aufgrund der chemischen Struktur des Polyguanidinsalzes auftreten könnte, welches abwechselnd einen Guanidinteil und einen hydrophoben Teil (aliphatische, aromatische oder alicyclische Kohlenwasserstoffgruppe) aufweist.
Die vielfach verwendete Tinte für das Tintenstrahldrucksystem wird durch Auflösen eines wasserlöslichen Farbstoffs, wie etwa eines sauren Farbstoffs, eines basischen Farbstoffs und eines Direktfarbstoffs, in einem Lösungsmittel, wie etwa Wasser, Alkohol und Glykol, hergestellt. Eine einen öllöslichen Farbstoff oder Pigment enthaltende Tinte ist ebenfalls in dem Tintenstrahlaufzeichnungssystem verwendbar. In der vorliegenden Erfindung hat das Polyguanidinsalz in dem Aufzeichnungsmaterial wahrscheinlich die Fähigkeit, die Tinte an dem Ort festzuhalten, wo die Tinte durch den Druckvorgang aufgebracht wurde. Daher ist das Aufzeichnungsmaterial der vorliegenden Erfindung besonders geeignet zur Verwendung in dem Tintenstrahlaufzeichnungssystem.
(Beispiele)
Im Folgenden werden bevorzugte Beispiele der vorliegenden Erfindung genauer erklärt, was die vorliegende Erfindung jedoch nicht beschränkt.
(Testverfahren)
Das Testverfahren bezüglich des Fließens oder Verschmierens der Tinte auf dem Aufzeichnungsmaterial, wenn es mit Wasser benetzt wird (nachfolgend als Wasserresistenztest bezeichnet) und das Testverfahren bezüglich des Verschmierens von Tinte, wenn es auf das Aufzeichnungsmaterial aufgebracht wird (nachfolgend als Tinten-Verschmiertest bezeichnet), sind wie folgt:
Wasserresistenztest: Ein Aufzeichnungsmaterial wurde durchgehend bedruckt in einer einzigen Farbe, ausgewählt aus Schwarz, Cyan, Magenta und Gelb unter Verwendung des Tintenstrahldruckers MJ-700V2C, hergestellt von Epson Corporation. Das bedruckte Aufzeichnungsmaterial wurde für eine Stunde stehend gelassen und für 5 Minuten unter einen Wasserstrahl getaucht. Anschließend wurde der bedruckte Bereich des Aufzeichnungsmaterials visuell ausgewertet. Die Tintenpatrone, enthaltend eine schwarze Tinte (Produktnummer: MJIC2), und die Tintenpatrone, enthaltend eine Cyan-Tinte, eine Magneta-Tinte und eine gelbe Tinte (Produktnummer: MJIC2C), wurden zum Testen verwendet.

O: Kein Zerfließen oder Verschmieren der Tinte in dem bedruckten Bereich wurde bei Kontakt mit Wasser beobachtet;
Δ: Ein leichtes Verschmieren der Tinte in dem bedruckten Bereich wurde beobachtet;
X: Ein sichtbares Zerfließen oder Verschmieren der Tinte im bedruckten Bereich wurde bei Wasserkontakt beobachtet.

Tintenverschmiertest: Schwarze Punkte wurden unter Verwendung des Tintenstrahldruckers MJ-700V2C, hergestellt von Epson Corporation, auf ein Aufzeichnungsmaterial gedruckt. Die Punkte wurden mit einer Lupe (50-fache Vergrößerung) visuell ausgewertet.

O: Es wurde kein Verschmieren beobachtet;
Δ: Es wurde ein leichtes Verschmieren beobachtet;
X: Ein Verschmieren wurde beobachtet.

Das Gewichtsmittel-Molekulargewicht des Polymers wurde durch Gelpermeationschromatographie (GPC), hergestellt von Tosoh Corporation (Modell: HLC-8120GPC), unter Verwendung einer Polyoxyethylenglykolkalibrierungsbasis besitmmt. Das Lösungsmittel für die GPC war eine Essigsäurepufferlösung (pH: 4,7).
(Synthesebeispiel 1)
Synthese von Polyhexamethylenguanidinphosphat
Ein Reaktionsgefäß wurde mit 20,0 g 1,6-Hexamethylendiisothiocyanat, 11,6 g 1,6-Hexamethylendiamin und 130 g N,N-Dimethylformamid beladen. Diese Chemikalien ließ man bei 40 °C bis 60 °C für 3 Stunden reagieren, und es wurde das Verschwinden der NCS-Gruppe bestätigt. Anschließend wurden 14,0 g Kaliumcarbonat hinzugefügt, und die Temperatur wurde auf 80 °C erhöht. 13,0 g Dimethylschwefelsäure wurden weiter tropfenweise hinzugefügt, und die Reaktion wurde für 2 Stunden bei derselben Temperatur weitergeführt. Nach der Beendigung der Reaktion wurde die Temperatur gesenkt und das Reaktionsgemisch in Wasser gegossen. Das resultierende Präzipitat wurde durch Filtrieren gesammelt und luftgetrocknet.
Das resultierende feste Produkt wurde in N,N-Dimethylformamid gelöst, und es wurde Ammoniakgas bei 30 °C bis 40 °C für die Substitution eingeführt, wobei Polyhexamethylenguanidin erhalten wurde. Anschließend wurden 9,8 g Phoshporsäure hinzugefügt, um das Polyhexamethylenguanidinphosphat auszufällen, und das Präzipitat wurde in einer kleinen Menge Wasser gelöst. Für die Repräzipitation wurde Methanol zu der wässrigen Lösung des Präzipitats hinzugefügt. Das resultierende Produkt wurde durch Filtrieren gesammelt und getrocknet. Das erhaltene Polyhexamethylenguanidinphosphat hatte ein Gewichtsmittel-Molekulargewicht von 1440.
(Synthesebeispiel 2)
Synthese von Polyhexamethylenguanidinhydrochlorid
Ein Reaktionsgefäß wurde mit 20,0 g 1,6-Hexamethylendiisothiocyanat, 11,6 g 1,6-Hexamethylendiamin und 130 g N,N-Dimethylformamid beladen. Diese Chemikalien wurden bei 40 °C bis 60 °C für 4 Stunden reagiert, und das Verschwinden der NCS-Gruppe wurde bestätigt. Anschließend wurden 14,0 g Kaliumcarbonat hinzugefügt, und die Temperatur wurde auf 80 °C erhöht. Weiterhin wurden 13,0 g Dimethylschwefelsäure tropfenweise hinzugefügt, und die Reaktion wurde für 2 Stunden bei derselben Temperatur weitergeführt. Nach der Beendigung der Reaktion wurde die Temperatur gesenkt, und das Reaktionsgemisch wurde in Wasser gegossen. Das resultierende Präzipitat wurde durch Filtrieren gesammelt und luftgetrocknet.
Das resultierende feste Produkt wurde in N,N-Dimethylformamid gelöst, und Ammoniakgas wurde bei 30 °C bis 40 °C für die Substitution eingeführt, wobei Polyhexamethylenguanidin erhalten wurde. Anschließend wurden 5,5 g Salzsäure hinzugefügt, um das Polyhexamethylenguanidinhydrochlorid auszufällen, und das Präzipitat wurde in einer kleinen Menge Wasser gelöst. Für die Repräzipitation wurde Methanol zu der wässrigen Lösung des Präzipitats hinzugegeben. Das resultierende Produkt wurde durch Filtrieren gesammelt und getrocknet. Das erhaltene Polyhexamethylenguanidinhydrochlorid hatte ein Gewichtsmittel-Molekulargewicht von 1240.
(Synthesebeispiel 3)
Synthese von Polyhexamethylenguanidinlactat
Polyhexamethylenguanidin wurde auf die gleiche Art und Weise wie in Synthesebeispiel 1 erhalten. Anschließend wurden 13,5 g Milchsäure hinzugefügt, um Polyhexamethylenguanidinlactat auszufällen, und das Präzipitat wurde in einer kleinen Menge Wasser gelöst. Für die Repräzipitation wurde Methanol zu der wässrigen Lösung des Präzipitats hinzugegeben. Das resultierende Produkt wurde durch Filtrieren gesammelt und getrocknet. Das erhaltene Polyhexamethylenguanidinlactat hatte ein Gewichtsmittel-Molekulargewicht von 1380.
(Synthesebeispiel 4)
Synthese von Polyethylenguanidinphosphat
Ein Reaktionsgefäß wurde mit 28,8 g Ethylendiisothiocyanat, 12,0 g Ethylendiamin und 130 g N,N-Dimethylformamid beladen. Diese Chemikalien wurden bei 40 °C bis 60 °C für 4 Stunden reagiert, und das Verschwinden der NCS-Gruppe wurde bestätigt. Anschließend wurden 80,0 g Kaliumcarbonat hinzugefügt und die Temperatur auf 80 °C erhöht. Weiterhin wurden 26,0 g Dimethylschwefelsäure tropfenweise hinzugegeben, und die Reaktion wurde für 2 Stunden bei derselben Temperatur weitergeführt. Nach der Beendigung der Reaktion wurde die Temperatur gesenkt und das Reaktionsprodukt wurde in Wasser gegossen. Das resultierende Präzipitat wurde durch Filtrieren gesammelt und luftgetrocknet.
Das resultierende feste Produkt wurde in N,N-Dimethylformamid gelöst, und Ammoniakgas wurde bei 30 °C bis 40 °C für die Substitution eingeführt, wobei Polyethylenguanidin erhalten wurde. Anschließend wurden 19,6 g Phosphorsäure hinzugefügt, um das Polyethylenguanidinphosphat auszufällen, und das Präzipitat wurde in einer kleinen Menge Wasser gelöst. Für die Repräzipitation wurde Methanol zu der wässrigen Lösung des Präzipitats hinzugegeben. Das resultierende Produkt wurde durch Filtrieren gesammelt und getrocknet. Das erhaltene Polyethylenguanidinphosphat hatte ein Gewichtsmittel-Molekulargewicht von 1840.
(Beispiel 1)
Eine Zwei-Gew.-%ige wässrige Lösung des in Synthesebeispiel 1 erhaltenen Polyhexamethylenguanidinphosphats (Gewichtsmittel-Molekulargewicht: 1440) wurde auf ein qualitativ hochwertiges Papier unter Verwendung einer Streichmaschine aufgebracht, und das beschichtete Papier wurde bei 105 °C für 3 Minuten getrocknet, um ein Aufzeichnungsmaterial zu erhalten. Die Menge an aufgebrachtem Polyhexamethylenguanidin betrug 0,5 g/m². Unter Verwendung dieses Aufzeichnungsmaterials wurden der Wasserresistenztest und der Tintenverschmiertest wie oben beschrieben durchgeführt.
(Beispiel 2)
Ein Aufzeichnungsmaterial wurde auf die gleiche Art und Weise wie in Beispiel 1 erhalten, außer dass das in Synthesebeispiel 2 erhaltene Polyhexamethylenguanidinhydrochlorid (Gewichtsmittel-Molekulargewicht: 1240) anstelle des Polyhexamethylenguanidinphosphats (Gewichtsmittel-Molekulargewicht: 1440) verwendet wurde. Anschließend wurden der Wasserresistenztest und der Tintenverschmiertest wie oben beschrieben durchgeführt unter Verwendung dieses Aufzeichnungsmaterials. Die Menge an aufgebrachtem Polyhexamethylenguanidinhydrochlorid betrug 0,5 g/m².
(Beispiel 3)
Ein Aufzeichnungsmaterial wurde auf dieselbe Art und Weise wie in Beispiel 1 erhalten, außer dass Polyhexamethylenguanidinlactat (Gewichtsmittel-Molekulargewicht: 1380), erhalten in Synthesebeispiel 3, anstelle von Polyhexamethylenguanidinphosphat (Gewichtsmittel-Molekulargewicht: 1440) verwendet wurde. Anschließend wurden der Wasserresistenztest und der Tintenverschmiertest wie oben beschrieben durchgeführt unter Verwendung dieses Aufzeichnungsmaterials. Die Menge an aufgebrachtem Polyhexamethylenguanidinlactat betrug 0,5 g/m².
(Beispiel 4)
Ein Aufzeichnungsmaterial wurde auf dieselbe Art und Weise wie in Beispiel 1 erhalten, außer dass Polyethylenguanidinphosphat (Gewichtsmittel-Molekulargewicht: 1840), erhalten in Synthesebeispiel 4, anstelle von Polyhexamethylenguanidinphosphat (Gewichtsmittel-Molekulargewicht: 1440) verwendet wurde. Anschließend wurden der Wasserresistenztest und der Tintenverschmiertest wie oben beschrieben durchgeführt unter Verwendung dieses Aufzeichnungsmaterials. Die Menge an aufgebrachtem Polyethylenguanidinphosphat betrug 0,5 g/m².
(Vergleichsbeispiel 1)
Ein Aufzeichnungsmaterial wurde auf dieselbe Art und Weise wie in Beispiel 1 erhalten, außer dass Polyethylenimin (Gewichtsmittel-Molekulargewicht: 1200) anstelle von Polyhexamethylenguanidinphosphat (Gewichtsmittel-Molekulargewicht: 1440) verwendet wurde. Anschließend wurden der Wasserresistenztest und der Tintenverschmiertest wie oben beschrieben durchgeführt unter Verwendung dieses Aufzeichnungsmaterials. Die Menge an aufgebrachtem Polyethylenimin betrug 0,5 g/m².
Die Ergebnisse des Wasserresistenztests und des Tintenverschmiertests für die in den Beispielen 1 bis 4 und Vergleichsbeispiel 1 erhaltenen Aufzeichnungsmaterialien sind in Tabelle 1 dargestellt.
(Tabelle 1)
(Beispiel 5)
Eine Ein-Gew.-%ige wässrige Lösung des in Synthesebeispiel 1 erhaltenen Polyhexamethylenguanidinphosphats (Gewichtsmittel-Molekulargewicht: 1440) wurde auf einen Polyester-Seiden-Stoff durch Auffüllen ("padding") aufgebracht (die Aufnahme betrug 80 %). Der beschichtete Stoff wurde bei 105 °C für 3 Minuten getrocknet, um ein Aufzeichnungsmaterial zu erhalten. Die Menge an aufgebrachtem Polyhexamethylenguanidinphosphat betrug 0,8 Gew.-% basierend auf dem Gesamtgewicht des Aufzeichnungsmaterials. Unter Verwendung dieses Aufzeichnungsmaterials wurden der Wasserresistenztest und der Tintenverschmiertest wie oben beschrieben durchgeführt.
(Beispiel 6)
Ein Aufzeichnungsmaterial wurde auf dieselbe Art und Weise wie in Beispiel 5 erhalten, außer dass Polyhexamethylenguanidinhydrochlorid (Gewichtsmittel-Molekulargewicht: 1240), erhalten in Synthesebeispiel 2, anstelle von Polyhexamethylenguanidinphosphat (Gewichtsmittel-Molekulargewicht: 1440) verwendet wurde. Anschließend wurden der Wasserresistenztest und der Tintenverschmiertest wie oben beschrieben durchgeführt unter Verwendung dieses Aufzeichnungsmaterials. Die Menge an aufgebrachtem Polyhexamethylenguanidinhydrochlorid betrug 0,8 Gew.-%, basierend auf dem Gesamtgewicht des Aufzeichnungsmaterials.
(Beispiel 7)
Ein Aufzeichnungsmaterial wurde auf dieselbe Art und Weise wie in Beispiel 5 erhalten, außer dass Polyhexamethylenguanidinlactat (Gewichtsmittel-Molekulargewicht: 1380), erhalten in Synthesebeispiel 3, anstelle von Polyhexamethylenguanidinphosphat (Gewichtsmittel-Molekulargewicht: 1440) verwendet wurde. Anschließend wurden der Wasserresistenztest und der Tintenverschmiertest wie oben beschrieben durchgeführt unter Verwendung dieses Aufzeichnungsmaterials. Die Menge an aufgebrachtem Polyhexamethylenguanidinlactat betrug 0,8 Gew.-%, basierend auf dem Gesamtgewicht des Aufzeichnungsmaterials.
(Beispiel 8)
Ein Aufzeichnungsmaterial wurde auf dieselbe Art und Weise wie in Beispiel 5 erhalten, außer dass in Synthesebeispiel 4 erhaltenes Polyethylenguanidinphosphat (Gewichtsmittel-Molekulargewicht: 1840) anstelle von Polyhexamethylenguanidinphosphat (Gewichtsmittel-Molekulargewicht: 1440) verwendet wurde. Anschließend wurden der Wasserresistenztest und der Tintenverschmiertest wie oben beschrieben durchgeführt unter Verwendung dieses Aufzeichnungsmaterials. Die Menge an aufgebrachtem Polyethylenguanidinphosphat betrug 0,8 Gew.-%, basierend auf dem Gesamtgewicht des Aufzeichnungsmaterials.
(Vergleichsbeispiel 2)
Ein Aufzeichnungsmaterial wurde auf dieselbe Art und Weise wie in Beispiel 5 erhalten, außer dass Polyethylenimin (Gewichtsmittel-Molekulargewicht: 1200) anstelle von Polyhexamethylenguanidinphosphat (Gewichtsmittel-Molekulargewicht: 1440) verwendet wurde. Anschließend wurden der Wasserresistenztest und der Tintenverschmiertest wie oben beschrieben durchgeführt unter Verwendung dieses Aufzeichnungsmaterials. Die Menge an aufgebrachtem Polyethylenimin betrug 0,8 Gew.-%, basierend auf dem Gesamtgewicht des Aufzeichnungsmaterials.
Die Ergebnisse des Wasserresistenztests und des Tintenverschmiertests für die in den Beispielen 5 bis 8 und Vergleichsbeispiel 2 erhaltenen Aufzeichnungsmaterialien sind in Tabelle 2 dargestellt.
(Tabelle 2)
(Beispiel 9)
Eine gemischte Lösung wurde hergestellt durch Mischen von 2 Gew.-%iger wässriger Lösung des Polyhexamethylenguanidinphosphats (Gewichtsmittel-Molekulargewicht: 1440) und 2 Gew.-%iger wässriger Lösung von Neosticker 700 (Folienverankerungsmittel), hergestellt von Nicca Chemical Co., Ltd. Die gemischte Lösung wurde auf eine Polyesterfolie unter Verwendung einer Streichmaschine aufgebracht, und die beschichtete Folie wurde bei 105 °C für 3 Minuten getrocknet, um ein Aufzeichnungsmaterial zu erhalten. Die Menge an aufgebrachtem Polyhexamethylenguanidinphosphat betrug 0,5 g/m². Unter Verwendung dieses Aufzeichnungsmaterials wurden der Wasserresistenztest und der Tintenverschmiertest wie oben beschrieben durchgeführt.
(Beispiel 10)
Ein Aufzeichnungsmaterial wurde auf dieselbe Art und Weise wie in Beispiel 9 erhalten, außer dass Polyhexamethylenguanidinhydrochlorid (Gewichtsmittel-Molekulargewicht: 1240), erhalten in Synthesebeispiel 2, anstelle von Polyhexamethylenguanidinphosphat (Gewichtsmittel-Molekulargewicht: 1440) verwendet wurde. Anschließend wurden der Wasserresistenztest und der Tintenverschmiertest wie oben beschrieben durchgeführt unter Verwendung dieses Aufzeichnungsmaterials. Die Menge an aufgebrachtem Polyhexamethylenguanidinhydrochlorid betrug 0,5 g/m².
(Beispiel 11)
Ein Aufzeichnungsmaterial wurde auf dieselbe Art und Weise wie in Beispiel 9 erhalten, außer dass in Synthesebeispiel 3 erhaltenes Polyhexamethylenguanidinlactat Gewichtsmittel-Molekulargewicht: 1380), anstelle von Polyhexamethylenguanidinphosphat (Gewichtsmittel-Molekulargewicht: 1440) verwendet wurde. Anschließend wurden der Wasserresistenztest und der Tintenverschmiertest wie oben beschrieben durchgeführt unter Verwendung dieses Aufzeichnungsmaterials. Die Menge an aufgebrachtem Polyhexamethylenguanidinlactat betrug 0,5 g/m².
(Beispiel 12)
Ein Aufzeichnungsmaterial wurde auf gleiche Art und Weise wie in Beispiel 9 erhalten, außer dass in Synthesebeispiel 4 erhaltenes Polyethylenguanidinphosphat (Gewichtsmittel-Molekulargewicht: 1840) anstelle von Polyhexamethylenguanidinphosphat (Gewichtsmittel-Molekulargewicht: 1440) verwendet wurde. Anschließend wurden der Wasserresistenztest und der Tintenverschmiertest wie oben beschrieben durchgeführt unter Verwendung dieses Aufzeichnungsmaterials. Die Menge an aufgebrachtem Polyhexamethylenguanidinphosphat betrug 0,5 g/m².
(Vergleichsbeispiel 3)
Ein Aufzeichnungsmaterial wurde auf dieselbe Art und Weise wie in Beispiel 9 erhalten, außer dass Polyethylenimin (Gewichtsmittel-Molekulargewicht: 1200) anstelle von Polyhexamethylenguanidinphosphat (Gewichtsmittel-Molekulargewicht: 1440) verwendet wurde. Anschließend wurden der Wasserresistenztest und der Tintenverschmiertest wie oben beschrieben durchgeführt unter Verwendung dieses Aufzeichnungsmaterials. Die Menge an aufgebrachtem Polyethylenimin betrug 0,5 g/m².
Die Ergebnisse des Wasserresistenztests und des Tintenverschmiertests für die in den Beispielen 9 bis 12 und Vergleichsbeispiel 3 erhaltenen Aufzeichnungsmaterialien sind in Tabelle 3 dargestellt.
(Tabelle 3)
Wie aus den Ergebnissen des Wasserresistenztest und des Tintenverschmiertests für die in den Beispielen 1 bis 12 und Vergleichsbeispielen 1 bis 3 erhaltenen Aufzeichnungsmaterialien zu ersehen ist, zeigten die Aufzeichnungsmaterialien der vorliegenden Erfindung eine exzellente Widerstandsfähigkeit gegen Zerfließen und Verschmieren von allen Tinten (schwarze, cyan-farbene, magentafarbene und gelbe Tinten). Diese Eigenschaft wurde für alle verwendeten Substrate erhalten (Papier, ein Fasermaterial und eine Harzfolie). Andererseits zeigten die Aufzeichnungsmaterialien, die in den Vergleichsbeispielen erhalten wurden, eine schlechte Resistenz gegen Zerfließen und Verschmieren von Tinten bei allen verwendeten Substraten. In den Vergleichsbeispielen war die Resistenz gegen Zerfließen und Verschmieren von Cyan-Tinte und gelber Tinte sehr unbefriedigend.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Wie eingangs beschrieben, kann die vorliegende Erfindung ein Aufzeichnungsmaterial bereitstellen, welches besonders geeignet ist für die Verwendung in einem Tintenstrahlaufzeichnungssystem, welches kein Verschmieren von Tinte während des Druckvorgangs und kein Zerfließen oder Verschmieren von Tinte bei Wasserkontakt nach dem Drucken zeigt.

Claims

Aufzeichnungsmaterial umfassend ein Substrat und ein Polyguanidinsalz der allgemeinen Formel (1), enthalten in dem Substrat:
wobei R¹ und R² gleich oder verschieden sein können und jeder eine Gruppe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer zweiwertigen aliphatischen Kohlenwasserstoffgruppe, einer zweiwertigen aromatischen Kohlenwasserstoffgruppe und einer zweiwertigen alicyclischen Kohlenwasserstoffgruppe darstellt; HX eine Säure ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer Mineralsäure und einer organischen Säure ist; und p eine ganze Zahl von 1 bis 250 ist.
Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, wobei das Polyguanidinsalz ein Polyguanidinsalz der allgemeinen Formel (2) ist:
wobei HX eine eine Säure ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer Mineralsäure und einer organischen Säure ist; und n eine ganze Zahl von 3 bis 500 ist; und m eine ganze Zahl von 2 bis 6 ist.
Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, wobei das Substrat mindestens ein Material ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Papier, einem Fasermaterial und einer Harzfolie umfaßt.
Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, wobei das Substrat das Polyguanidinsalz in einer Menge von 0,01 bis 10 g pro Quadratmeter in der Nähe einer Oberfläche davon umfaßt.
Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, wobei das Aufzeichnungsmaterial das Polyguanidinsalz in einer Menge von 0,01 bis 10 Gew.-% basierend auf dem Gesamtgewicht des Aufzeichnungsmaterials umfaßt.
Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, wobei wobei das Aufzeichnungsmaterial ein Aufzeichnungsmaterial für ein Tintenstrahlaufzeichnungssystem ist.