DE60017679T2

DE60017679T2 - Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial

Info

Publication number: DE60017679T2
Application number: DE2000617679
Authority: DE
Inventors: Keiji Hino-shi Ohbayashi; Yoshinori Hinos-shi Tsubaki; Kimie Hino-shi Tachibana
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1999-11-18
Filing date: 2000-11-16
Publication date: 2005-12-22
Anticipated expiration: 2020-11-17
Also published as: US6582802B1; DE60017679D1; EP1101626A3; EP1101626A2; EP1101626B1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Tintenstrahlaufzeichnungsmedium (im folgenden als Aufzeichnungsmedium, Tintenstrahlaufzeichnungsblatt oder Aufzeichnungsblatt bezeichnet) mit einer tintenabsorbierenden Schicht und insbesondere ein Tintenstrahlaufzeichnungsmedium, bei dem Brüchigkeit und Wasserbeständigkeit einer Beschichtungsschicht verbessert sind.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
In den letzten Jahren führte Tintenstrahlaufzeichnung zu einem raschen Fortschritt der Bildqualität, die der herkömmlicher Photographie fast gleichkommt. Um die Qualität herkömmlicher Photographie zu erreichen, wurde eine Verbesserung des Aspekts der Aufzeichnungsblätter durchgeführt. Aufzeichnungsblätter, die durch Applikation einer feinen Hohlraumschicht auf einem Schichtträger mit hoher Oberflächenglätte hergestellt werden, zeigen hervorragende Tintenabsorptions- und Trocknungseigenschaften. Daher ergibt dieses Blatt nun eine Bildqualität, die herkömmlicher Photographie nahekommt.
Um derartige Druckbilder hoher Qualität zu erhalten, ist eine hohe Tintenabsorptionsrate erforderlich. Wenn die Tintenabsorptionsrate niedrig ist, vereinigen sich Tintentröpfchen, bevor sie vollständig absorbiert sind, miteinander, was Fleckigkeit ergibt.
Bei derzeitigem Schnelldruck ist es im Hinblick auf die Bildqualität essentiell erforderlich, dass eine tintenab sorbierende Schicht eine Hohlraumstruktur umfasst.
Da die tintenabsorbierende Schicht die Hohlraumstruktur umfasst, werden Tintentröpfchen vorübergehend in Hohlräume absorbiert. Daher zeigt die Oberfläche auch unmittelbar nach dem Drucken nahezu einen getrockneten Zustand. Jedoch zeigt die gebildete beschichtete Schicht im Vergleich zu vor dem Drucken nicht immer ausreichende Festigkeit, da Tintenlösemittel (beispielsweise Wasser und organische Lösemittel) in der Hohlraumstruktur verbleiben. Infolgedessen tritt das Problem auf, dass eine Neigung zu Abrieb der Oberfläche während einer Handhabung unmittelbar nach dem Bedrucken besteht.
Dieses Problem tritt insbesondere gerne auf, wenn ein nicht-wasserasorbierender Schichtträger, der Tintenlösemittel nicht absorbiert, verwendet wird.
Früher wurde zur Verstärkung der Beschichtungsfestigkeit einer tintenabsorbierenden Schicht eines Tintenstrahlaufzeichnungsblatts das Härten eines hydrophilen Bindemittels unter Verwendung von Härtern in weitem Umfang in der gleichen Weise wie üblicherweise verwendet durchgeführt.
Im Falle von Aufzeichnungsblättern, die eine tintenabsorbierende Schicht des sog. Quellungstyps umfassen, wobei Tinte unter Verwendung der Quelleigenschaften eines hydrophilen Bindemittels absorbiert wird, ist es bei Härten durch Zugabe eines Härtungsmittels schwierig, eine ausreichende Härtung aufgrund einer Abnahme des Tintenabsorptionsvermögens durchzuführen. Ferner war es in den meisten Fällen unmöglich, ein bedrucktes Blatt unmittelbar nach dem Bedrucken auf ein früher bedrucktes zu legen. Im Gegensatz dazu wurde entdeckt, dass ein eine Hohlraumstruktur umfassendes Aufzeichnungsblatt, das eine tintenabsorbierende Schicht (im folgenden fallweise als porenhaltige tintenabsorbierende Schicht bezeichnet) enthält, fast keine derartigen Beschränkungen aufweist, sondern die Neigung zu einen um so höheren Tintenabsorptionsvermögen besteht, je stärker es gehärtet ist.
Aus diesem Grund wird überlegt, dass in einem Aufzeichnungsblatt mit einer Hohlraumstruktur, das eine tintenabsorbierende Schicht umfasst, die Quellbarkeit eines eine Hohlraumstruktur bildenden hydrophilen Bindemittels weiter beschränkt ist und im oberen Bereich (d.h. auf der der Oberfläche näheren Seite) der tintenabsorbierenden Schicht die Hinderung des Eindringens von Tinte aufgrund der Quellung des hydrophilen Bindemittels beschränkt ist.
Daher ist es in Tintenstrahlaufzeichnungsblättern mit einer Hohlraumstruktur, die eine tintenabsorbierende Schicht umfassen, entsprechend einer Zunahme der Härtung der tintenabsorbierenden Schicht möglich, das Tintenabsorptionsvermögen zu erhöhen und die Wasserbeständigkeit der Schicht zu steigern.
Da in der die Hohlraumstruktur umfassenden tintenabsorbierenden Schicht Tintentröpfchen vorübergehend in die Hohlraumschicht absorbiert werden, zeigt die Oberfläche auch unmittelbar nach dem Bedrucken nahezu einen trockenen Zustand. Da jedoch Tintenlösemittel (beispielsweise Wasser und organische Lösemittel) in der Hohlraumstruktur verbleiben, trägt die gebildete Schicht im Vergleich zu vor dem Bedrucken nicht immer ausreichende Festigkeit. Infolgedessen tritt das Problem auf, dass die Oberfläche während einer Handhabung unmittelbar nach dem Bedrucken zu Abrieb neigt.
Bisher ist bekannt, dass in Tintenstrahlaufzeichnungsblät tern hydrophile Bindemittel gehärtet sind.
Beispielsweise offenbaren sowohl das US-Patent 4 592 951 als auch EP-A-888 904 Tintenstrahlaufzeichnungsblätter, die einen Polyvinylalkohol umfassen, der unter Verwendung von Vernetzungsmitteln auf Borsäurebasis gehärtet wird; die Japanese Patent Publication Open to Public Inspection Nr. 10-119423 ein Tintenstrahlaufzeichnungsblatt, das feine anorganische Teilchen und Härter auf Borsäurebasis oder Härter auf Epoxybasis umfasst; und die Japanese Patent Publication Open to Public Inspection Nr. 11-115308 ein Verfahren, wobei nach der Applikation einer Beschichtungszusammensetzung, die feine anorganische Teilchen und ein hydrophiles Harz umfasst, ein Vernetzungsmittel vor einem Verringerungstrocknen zugeführt wird. Bevorzugte Härtungsmittel sind Borsäuresalze, Aldehyde, Polyisocyanate, Methylolharnstoff. Borsäuresalze sind als besonders bevorzugte Härter aufgelistet. Ferner beschreibt die Japanese Patent Publication Open to Public Inspection Nr. 11-198519 ein Tintenstrahlaufzeichnungsblatt unter Verwendung spezieller Härter auf Epoxybasis.
Wenn jedoch Härten unter Verwendung von einschlägig bekannten herkömmlichen Verfahren durchgeführt wird, treten Nebenwirkungen auf. Daher ist kaum festzustellen, das ausreichende Wirkungen erhalten wurden.
Beispielsweise ist im Falle der Verwendung anorganischer Härter, wie Borsäuresalze und dgl., wenn die Menge der Härter zur Durchführung eines ausreichenden Härtens erhöht wird, um die gewünschte Schichtfestigkeit zu erreichen, die gebildete Schicht brüchiger und neigt dazu, bei niedriger Feuchtigkeit zu Reißen zu führen.
Andererseits findet, wenn Härter wie Härter auf Epoxybasis und Aldehydbasis oder Polycyanatbasis in einer Menge zur Bildung einer ausreichenden Schichtfestigkeit verwendet werden, eine ausreichende Härtung des hydrophilen Bindemittels selbst statt. Jedoch nimmt der Hohlraumanteil der Tintenstrahlaufzeichnungsblätter mit einer Hohlraumstruktur in der tintenabsorbierenden Schicht ab und die Tintenabsorptionsmenge neigt ebenfalls zur Verminderung. Daher ist es unmöglich, die hohe Schichtfestigkeit unter Beibehalten einer hohen Tintenabsorptionsmenge beizubehalten.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung stellten fest, dass bei einer Härtung der Tintenempfangsschicht mit einer Hohlraumstruktur die Tintenabsorptionsrate zu einer Zunahme neigt. Dann wurde angenommen, dass in dem oberen Teil (auf der zur Oberfläche näheren Seite) der Hohlraumschicht die Hinderung des Eindringens von Tinte aufgrund der Tatsache beschränkt ist, dass die Quellfähigkeit von die Hohlraumstruktur umfassenden hydrophilen Bindemitteln weiter beschränkt ist. Das heißt, es wurde entdeckt, dass, wenn die Tintenempfangsschicht mit dieser Hohlraumstruktur in einem Tintenstrahlaufzeichnungsblatt gehärtet wird, das Tintenabsorptionsvermögen zunimmt und gleichzeitig die Hydrophilie der Schicht verstärkt wird.
Jedoch wurde ermittelt, dass, wenn ein Härten unter Verwendung der im vorhergehenden genannten herkömmlichen einschlägig bekannten Verfahren durchgeführt wird, Nebenwirkungen auftreten und es unmöglich ist, ausreichende physikalische Eigenschaften der gebildeten Schicht zu erhalten. Beispielsweise wurde ermittelt, dass, wenn Härter wie Borate und dgl. in einer Menge, die zur Bildung von ausreichender Wasserbeständigkeit notwendig ist, verwendet werden, die Brüchigkeit der gebildeten Schicht verschlechtert wird und bei Aufbewahren unter strengen Bedingungen bei einer relativ niedrigen Temperatur die Neigung zu Reißen auftritt.
Ferner wurde ermittelt, dass, wenn eine eine Bildempfangsschicht bildende Beschichtungszusammensetzung, die Härter auf Epoxybasis, Aldehydbasis oder Polyisocyanatbasis umfasst, aufgetragen wird, aufgrund der Instabilität dieser Härter gegenüber Wasser, eine ausreichende Härtung in einer Menge, die theoretisch zu ausreichender Härtung führt, nicht erhalten wird. Es wurde jedoch auch ermittelt, dass, wenn eine hierzu überschüssige Menge verwendet wird, wahrscheinlich aufgrund einer Abnahme des Hohlraumanteils der Hohlraumschicht Tinte nicht ausreichend absorbiert wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Daher ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Bereitstellung eines Tintenstrahlaufzeichnungsmediums, das hohes Tintenabsorptionsvermögen und gewünschte Wasserbeständigkeit ohne Abbauen der Schichtbrüchigkeit durch ausreichende Härtung der Schicht unter Verwendung einer geeigneten Menge von Härtern zeigt.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Tintenstrahlaufzeichnungsmediums, das eine porenhaltige tintenabsorbierende Schicht umfasst, das die Tintenabsorptionsmenge und die Brüchigkeit einer Schicht nicht verschlechtert und die Schichtfestigkeit verstärkt.
Die Erfindung und deren Ausführungsform werden im folgenden beschrieben.
Durch die Erfindung erfolgt die Bereitstellung eines Tintenstrahlaufzeichnungsmediums, das einen Schichtträger mit einer darauf befindlichen porenhaltigen tintenabsorbieren den Schicht, die anorganische Teilchen und ein hydrophiles Bindemittel, das unter Verwendung eines anorganischen Härters und eines organischen Härters gehärtet wird, umfasst, wobei das Verhältnis der anorganischen Teilchen zu dem hydrophilen Bindemittel zwischen 3:1 und 8:1 beträgt, umfasst.
Der anorganische Härter ist vorzugsweise eine ein Boratom umfassende Säure oder ein Salz derselben.
Der bevorzugte organische Härter ist ein Härter auf Polyisocyanatbasis, ein Härter auf Epoxybasis oder ein Härter auf Aldehydbasis.
Das bevorzugte hydrophile Bindemittel ist ein Polyvinylalkohol.
Der bevorzugte anorganische Härter ist Borsäure, Orthoborsäure, Diborsäure, Metaborsäure, Tetraborsäure, Heptaborsäure oder ein Salz derselben.
Der bevorzugte organische Härter ist eine Polyisocyanatverbindung.
Das bevorzugte Verhältnis von anorganischem Härter zu organischem Härter beträgt 5:1 bis 1:5, bezogen auf das Gewicht.
Die tintenabsorbierende Schicht ist porenhaltig.
Die bevorzugte Menge des anorganischen Härters beträgt 4 bis 50 Gew.-% und die Menge des organischen Härters beträgt 5 bis 100 Gew.-%, bezogen auf das hydrophile Bindemittel.
Das Verhältnis der anorganischen Teilchen zu dem hydrophi len Bindemittel in der tintenabsorbierenden Schicht beträgt zwischen 3:1 und 8:1, bezogen auf das Gewicht.
Die Erfindung stellt ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahlaufzeichnungsmediums bereit, das das Auftragen einer Zusammensetzung zur Bildung einer porenhaltigen Tintenempfangsschicht, die anorganische Teilchen, ein hydrophiles Bindemittel und einen anorganischen Härter umfasst, auf einen Schichtträger, das Trocknen der aufgetragenen Zusammensetzung und die anschließende Zufuhr eines organischen Härters zu der aufgetragenen Zusammensetzung umfasst.
Bei einem Bilderzeugungsverfahren kann eine wasserlösliche Tinte auf das oben beschriebene Aufzeichnungsmedium ausgestoßen werden.
Härter, die hydrophile Bindemittel härten, zeigen allgemein eine relativ hohe Reaktivität mit Wasser. Daher erfolgt, wenn die Härter mit Lösemitteln (Wasser und dgl.), die in einer Beschichtungszusammensetzung für eine Tintenempfangsschicht, die feine anorganische Teilchen und hydrophile Bindemittel umfasst, enthalten sind, in Kontakt gebracht werden, eine Reaktion und es kann in diesem Fall ihre Fähigkeit zur Härtung der hydrophilen Bindemittel abnehmen. Gemäß der vorliegenden Erfindung werden Härter nach dem Trocknen der Beschichtungszusammensetzung auf Wasserbasis bereitgestellt. Auf diese Weise wird die Härtungsreaktion zwischen den Härtern und hydrophilen Bindemitteln nicht behindert und die Reaktion kann stattfinden. Daher ist es möglich, ein Tintenstrahlaufzeichnungsmedium, das hohes Tintenabsorptionsvermögen und die gewünschte Wasserbeständigkeit zeigt, ohne Verschlechterung der Brüchigkeit der gebildeten Schicht bereitzustellen.
Des weiteren wirken Verbindungen auf Isocyanatbasis auf hydrophile Bindemittel in der Tintenempfangsschicht unter Festigung der Tintenempfangsschicht. Die Verbindungen auf Isocyanatbasis können mit Wasser, das als Lösemittel in der Beschichtungszusammensetzung für die Tintenempfangsschicht verwendet wird, auf die gleiche Weise wie Härter hydrophiler Bindemittel reagieren. Daher wurde überlegt, dass, wenn die Verbindungen auf Isocyanatbasis nach dem Auftragen der die Tintenabsorptionsschicht bildenden Beschichtungszusammensetzung und anschließenden Trocknen der aufgetragenen Schicht bereitgestellt werden, die gebildete tintenabsorbierende Schicht in ausreichender Weise derart gehärtet werden kann, dass die Reaktion von Verbindungen auf Isocyanatbasis mit den hydrophilen Bindemitteln aufgrund der Abwesenheit von Wasser und dgl. nicht gehindert wird. Infolgedessen ist es möglich, ein Tintenstrahlaufzeichnungsmedium, das hohes Tintenabsorptionsvermögen und die gewünschte Wasserbeständigkeit zeigt, ohne Verschlechterung der Brüchigkeit der gebildeten Schicht bereitzustellen.
Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die folgende:
Ein Tintenstrahlaufzeichnungsmedium, das durch ein Verfahren der Bereitstellung eines Härters auf Polyisocyanatbasis nach der Applikation einer eine Bildempfangsschicht bildenden Beschichtungszusammensetzung, die feine Teilchen, ein hydrophiles Bindemittel auf Polyvinylalkoholbasis und Borsäure oder Salze derselben umfasst, auf einen Schichtträger und dem anschließenden Trocknen der aufgetragenen Schicht erhalten wird. Durch Verwendung dieser Ausführungsform ist es möglich, die Wirkungen der vorliegenden Erfindung am stärksten zur Geltung zu bringen.
Ferner werden in der bevorzugten Ausführungsform die Härter und Verbindungen auf Isocyanatbasis nach der Applikation einer eine tintenabsorbierende Schicht bildenden Beschichtungszusammensetzung auf einen Schichtträger und anschließendem Trocknen der aufgetragenen Schicht bereitgestellt. Jedoch kann die Stufe der Zugabe des Härters nach dem Auftragen der eine tintenabsorbierende Schicht bildenden Beschichtungszusammensetzung auf einen Schichtträger, Trocknen der aufgetragenen Schicht und vorübergehendem Aufwickeln der getrockneten Beschichtung bereitgestellt werden. Alternativ kann die gebildete Beschichtung dem Auftragen einer Härterlösung und dgl. ohne Aufwickeln unterzogen werden. Es besteht keine spezielle Beschränkung.
Die vorliegende Erfindung wird nun detailliert im folgenden angegeben.
Als Schichtträger des Tintenstrahlaufzeichnungsmediums der vorliegenden Erfindung werden nicht-wasserabsorbierende oder wasserabsorbierende Schichtträger verwendet. Wenn der Schichtträger ein nicht-wasserabsorbierender Typ ist, diffundieren während der Applikation einer Tintenabsorptionsschicht auf den Schichtträger weder organische Härter noch anorganische Härter in den Schichtträger und diese können einen Polyvinylakohol wirksam härten. Infolgedessen sind die Wirkungen der vorliegenden Erfindung deutlich ausgeprägt. Zusätzlich zeigt der Schichtträger selbst hohe Wasserbeständigkeit. Daher wird ein nicht-wasserabsorbierender Schichtträger vorzugsweise verwendet. Ferner ergeben nicht-wasserabsorbierende Schichtträger vorzugsweise Drucke hoher Qualität.
Ferner kann der Schichtträger ein transparenter Schichtträger oder ein opaker Schichtträger sein.
Als in der vorliegenden Erfindung verwendete transparente Schichtträger werden beispielsweise Filme, die aus Materialien, wie Harzen auf Polyesterbasis, Harzen auf Diacetatbasis, Harzen auf Triacetatbasis, Harzen auf Acrylbasis, Harzen auf Polycarconatbasis, Harzen auf Polyvinylchloridbasis, Harzen auf Polyimidbasis, Cellophan oder Celluloid bestehen, aufgelistet. Wenn das Tintenstrahlaufzeichnungsmedium der vorliegenden Erfindung für OHP verwendet wird, sind Schichtträger, die gegenüber Strahlungswärme beständig sind, bevorzugt und Polyethylenterephthalat besonders bevorzugt. Die Dicke derartiger transparenter Schichtträger beträgt vorzugsweise zwischen 50 und 200 μm.
Ferner sind als opake Schichtträger beispielsweise harzbeschichtetes Papier (sog. RC-Papier) mit einer aus Polyolefinharzen bestehenden Schicht, in die beispielsweise Weißpigmente eingearbeitet sind, auf mindestens einer Seite eines Schichtträgers und weiße PET-Filme, die durch Zugabe von Weißpigmenten, beispielsweise Bariumsulfat, in einen Polyethylenterephthalatfilm hergestellt werden, bevorzugt.
Zum Zweck der Erhöhung der Adhäsion zwischen den im vorhergehenden genannten verschiedenen Typen von Schichtträgern und der tintenabsorbierenden Schicht wird jeder Schichtträger vor dem Auftragen der tintenabsorbierenden Schicht vorzugsweise einer beispielsweise Koronaentladungsbehandlung oder Haftgrundbeschichtungsbehandlung unterzogen. Ferner muss das Aufzeichnungsblatt der vorliegenden Erfindung nicht immer farblos sein, d.h. farbige Aufzeichnungsblätter können ebenfalls verwendet werden.
Um Bilder hoher Qualität zu niedrigen Kosten, die herkömmlicher Photographie nahekommen, zu erhalten, ist es insbesondere günstig, einen Papierschichtträger zu verwenden, der auf beiden Oberflächen polyethylenlaminiert ist. Ein derartiger polyethylenlaminierter Papierschichtträger wird im folgenden beschrieben.
Für den Papierschichtträger verwendetes Papier wird unter Verwendung von Holzschliff als Hauptausgangsmaterial und zusätzlich unter Verwendung von synthetischer Pulpe, wie Polypropylen oder einer Kunstfaser, wie Nylon oder Polyester, falls erforderlich, hergestellt. Als Holzschliff können beliebig LBKP, LBSP, NBKP, NBSP, LDP, NDP, LUKP und NUKP verwendet werden. Jedoch werden LBKP, NBSP, LBSP, NDP und LDP mit einem Anteil kürzerer Fasern vorzugsweise in einem größeren Anteil verwendet. Jedoch beträgt der Mengenanteil von LBSP und/oder LDP vorzugsweise zwischen 10 und 70 Gew.-%.
Als die im vorhergehenden genannte Pulpe wird eine chemische Pulpe (beispielsweise Sulfatsalzpulpe oder Sulfitpulpe), die minimale Verunreinigungen enthält, vorzugsweise verwendet, und eine Pulpe, die einer Bleichbehandlung zur Erhöhung der Weiße unterzogen wurde, ist ebenfalls vorteilhaft.
Optional können dem Papier höhere Fettsäuren, Schlichtemittel, wie Alkylketendimer; Weißpigmente, wie Calciumcarbonat, Talkum oder Titanoxid; Papierverstärkungsmittel, wie Stärke, Polyacrylamid oder Polyvinylakohol; fluoreszierende Weißmacher, Feuchthaltemittel, wie Polyethylenglykol; und Dispergiermittel oder Weichmacher, wie quaternäres Ammonium, zugesetzt werden.
Es ist möglich, dass Papierschichtträger durch mechanisches Mischen von faserartigen Substanzen, wie Holzschliff, mit verschiedenen Arten von Additiven und anschließendes Durchführen einer Papierherstellung mit dem gebildeten Gemisch unter Verwendung von verschiedenen Arten von Papierherstellungsmaschinen, wie einer Langsiebpapierherstellungsma schine, einer Kreissiebpapierherstellungsmaschine oder einer Doppeldrahtpapierherstellungsmaschine, hergestellt werden. Ferner ist es, falls gewünscht, während der Papierherstellungsstufe möglich, Leimbehandlungen unter Verwendung von beispielsweise Stärke oder Polyvinylalkhol in der Papierherstellungsmaschine sowie verschiedene Beschichtungsbehandlungen oder eine Kalandrierbehandlung durchzuführen.
Der Entwässerungsgrad der zur Papierherstellung verwendeten Pulpe beträgt vorzugsweise zwischen 200 und 500 cc nach CSF-Spezifikationen. Ferner beträgt die Summe des Gewichtsprozentsatzes des 24-mesh-Rückstands und des Gewichtsprozentsatzes des berechneten 42-mesh-Teils im Hinblick auf die Faserlänge nach dem Mahlen, was in JIS-P-8207 spezifiziert ist, vorzugsweise zwischen 30 und 70%. Ferner beträgt der Gewichtsprozentsatz des 4-mesh-Rückstands vorzugsweise 20 Gew.-% oder weniger.
Das Gewicht des Papiers beträgt zweckmäßigerweise zwischen 30 und 250 g/m² und vorzugsweise zwischen 50 und 200 g/m². Die Dicke des Papiers liegt vorzugsweise zwischen 40 und 250 μm.
Das Papier kann während oder nach dem Papierherstellungsverfahren kalandriert werden, um verstärkte Glätte zu erhalten. Die Dichte des Papiers beträgt allgemein zwischen 0,7 und 1,2 g/m² (JIS-P-8118). Ferner beträgt die Steifigkeit des Papiers vorzugsweise zwischen 20 und 200 g unter den in JPS-P-8143 spezifizierten Bedingungen.
Ein Oberflächenschlichtemittel bzw. -leim kann auf die Oberfläche des Papiers appliziert werden. Als Oberflächenschlichtemittel können die gleichen wie die oben beschriebenen, die in das Papier eingearbeitet werden können, verwendet werden.
Der pH-Wert des Papiers beträgt, wenn er unter Verwendung des Heißwasserextraktionsverfahrens, das in JIS-P-8113 spezifiziert ist, ermittelt wird, vorzugsweise zwischen 5 und 9.
Als Polyethylen, das beide Oberflächen des Papiers bedeckt, werden primär Polyethylen niedriger Dichte (LDPE) und/oder Polyethylen hoher Dichte (HDPE) verwendet. Jedoch können andere als diese, beispielsweise LLDPE oder Polypropylen, ebenfalls partiell verwendet werden.
Insbesondere ist eine Polyethylenschicht auf der Oberfläche einer Tintenempfangsschicht vorzugsweise eine, in der, was in weitem Umfang bei photographischem Papier durchgeführt wird, Titanoxid des Rutil- oder Anatastyps in das Polyethylen eingearbeitet ist, und Opazität und Weiße verbessert werden. Der Gehalt an Titanoxid beträgt üblicherweise zwischen 3 und 20 Gew.-% in Bezug auf Polyethylen und vorzugsweise zwischen 4 und 13 Gew.-%.
Polyethylenbeschichtetes Papier kann als Glanzpapier verwendet werden. Ferner kann polyethylenbeschichtetes Papier mit einer matten oder Seidenglanzoberfläche ebenfalls verwendet werden, wobei dieses durch Prägen, wenn Polyethylen durch Schmelzextrusion auf die Oberfläche des Papiers aufgetragen wird, hergestellt wird.
In dem polyethylenbeschichteten Papier wird der Feuchtigkeitsgehalt des Papiers besonders bevorzugt zwischen 3 und 10 Gew.-% gehalten.
Die tintenabsorbierende Schicht des Mediums gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst ein hydrophiles Bindemittel und anorganische Teilchen. Anorganische Teilchen werden vor zugsweise verwendet.
In der Erfindung umfasst "wasserlösliches Polymer" "Polymer, das in einem Lösemittelgemisch aus Wasser und einem mit Wasser mischbaren organischen Lösemittel, wie Methanol, Isopropanol, Aceton und Ethylacetat, löslich ist" zusätzlich zu "Polymer, das in Wasser löslich ist".
Der Ausdruck "wasserlöslich" bedeutet, dass das Polymer eine Löslichkeit von nicht weniger als 1 Gew.-% in den oben genannten Lösemitteln bei Raumtemperatur aufweist.
Als Beispiele für hydrophile Bindemittel, die in der Tintenempfangsschicht des Mediums der vorliegenden Erfindung verwendet werden, werden Polyvinylalkohol, Gelatine, Polyethylenoxid, Polyvinylpyrrolidon, Polyacrylsäure, Polyacrylamid, Polyurethan, Dextran, Dextrin, Carrageen (beispielsweise λ oder ι), Altar-Agar, Pullulan, wasserlösliches Polyvinylbutyral, Hydroxyethylcellulose oder Carboxymethylcellulose aufgelistet. Diese hydrophilen Bindemittel können in Kombination von zwei oder mehreren Arten verwendet werden. Das bevorzugte Beispiel für das hydrophile Bindemittel ist ein Polyvinylalkohol.
Ein Polyvinylalkohol umfasst zusätzlich zu üblichen Polyvinylalkoholen, die durch Hydrolyse von Polyvinylacetat erhalten werden, auch modifizierte Polyvinylakohole, wie einen Polyvinylalkohol, dessen Enden einer Kationmodifikation unterzogen wurden, oder einen anionmodifizierten Polyvinylakohol mit einer anionischen Gruppe.
Polyvinylalkohole mit einem durchschnittlichen Polymerisationsgrad von mindestens 1000, die durch Hydrolyse von Polyvinylacetat erhalten werden, werden im Hinblick auf die Brüchigkeit der gebildeten Schicht vorzugsweise verwendet, und diejenigen mit einem durchschnittlichen Polymerisationsgrad von 1500 bis 5000 werden am stärksten bevorzugt verwendet.
Polyvinylalkohole mit einem Verseifungsgrad von 70 bis 100%, noch besser 80 bis 99,5%, sind bevorzugt.
Als kationmodifizierte Polyvinylalkohole werden Polyvinylalkohole aufgelistet, die eine primäre, sekundäre oder tertiäre Aminogruppe und eine quaternäre Ammoniumgruppe in der Haupt- oder Seitenkette der Polyvinylalkohole aufweisen, gemäß der Beschreibung in der Japanese Patent Publication Open to Public Inspection Nr. 61-10483. Diese werden durch Verseifen eines Copolymers eines ethylenisch ungesättigten Monomers mit einer kationischen Gruppe mit Vinylacetat erhalten.
Als ethylenisch ungesättigte Monomere mit einer kationischen Gruppe werden beispielsweise Trimethyl-(2-acrylamid-2,2-dimethylethyl)ammoniumchlorid, Trimethyl-(3-acrylamid-3,3-dimethylpropyl)ammoniumchlorid, N-Vinylimidazol, N-Vinyl-2-methylimidazol, N-(3-Dimethylaminopropyl)methacrylamid, Hydroxylethyldimethyl(3-methacrylamin)ammoniumchlorid, Trimethyl-(3-methacrylamidopropyl)ammoniumchlorid oder N-(1,1-Dimethyl-3-dimethylaminopropyl)acrylamid aufgelistet.
Der Anteil von eine kationmodifizierte Gruppe enthaltenden Monomeren in dem kationmodifizierten Polyvinylalkohol beträgt allgemein zwischen 0,1 und 10 Mol-% in Bezug auf Vinylacetat und vorzugsweise zwischen 0,2 und 5 Mol-%.
Als anionmodifizierte Polyvinylalkohole werden beispielsweise ein Polyvinylalkohol mit einer anionischen Gruppe gemäß der Beschreibung in der Japanese Patent Publication Open to Public Inspection Nr. 1-206088, Copolymere von Polyvinylalkohol und Vinylverbindungen mit einer wasserlöslichen Gruppe gemäß der Beschreibung in der Japanese Patent Publication Open to Public Inspection Nr. 61-237681 und 63-307979 und ein modifizierter Polyvinylalkohol mit einer wasserlöslichen Gruppe gemäß der Beschreibung in der Japanese Patent Publication Open to Public Inspection Nr. 7-285265 aufgelistet.
Ferner werden als nichtionische modifizierte Polyvinylalkohole beispielsweise Polyvinylalkoholderivate, die durch Addition einer Polyalkylenoxidgruppe an einen Teil des Vinylalkohols gemäß der Beschreibung in der Japanese Patent Publication Open to Public Inspection Nr. 7-97581 hergestellt wurden, und Blockpolymere von Vinylverbindungen mit einer hydrophoben Gruppe und einem Vinylalkohol gemäß der Beschreibung in der Japanese Patent Publication Open to Public Inspection Nr. 8-25795 aufgelistet.
Es ist möglich, zwei oder mehrere Arten von Polyvinylalkoholen, die hinsichtlich ihres Polymerisationsgrades, der Arten einer Modifikation und dgl. verschieden sind, zu verwenden.
Ferner ist es möglich, hydrophile Polymere zusammen mit Polyvinylalkoholen zu verwenden. Als derartige hydrophile Polymere werden beispielsweise Gelatine, Polyvinylpyrrolidon, Polyethylenoxid, Agar-Agar, Dextrin, Carboxymethylcellulose, Hydroxyethylcellulose, Pullulan, Polyacrylsäure oder Polyacrylamid aufgelistet.
Wenn diese hydrophilen Polymere zusammen mit einem Polyvinylalkohol verwendet werden, ist die Menge dieser Polymere vorzugsweise möglichst klein, so dass die gewünschten Wirkungen von Polyvinylalkohol nicht vermindert werden. Die bevorzugte Menge liegt zweckmäßigerweise im Bereich von 0 bis 50 Gew.-% in Bezug auf Polyvinylalkohol und vorzugsweise im Bereich von 0 bis 30 Gew.-%.
Als Beispiele für anorganische Härter, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, werden Säuren mit Boratomen (beispielsweise Borsäure, Orthoborsäure, Diborsäure, Metaborsäure, Tetraborsäure oder Heptaborsäure) und Salze derselben, Zinksalze (beispielsweise Zinksulfat), Kupfersalze (beispielsweise Kupfersulfat), Zirconiumsalze (beispielsweise Zirconiumsulfat) und Aluminiumsalze (beispielsweise Aluminiumsulfat) aufgelistet. Von diesen sind zweckmäßige anorganische Härter Säuren mit Boratomen und Salze derselben und Aluminiumsalze und die bevorzugten Härter sind Säuren mit Boratomen oder Salze derselben.
Organische Härter, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, sind diejenigen, die eine Verbrückungsreaktion mit der Hydroxylgruppe des Bindemittels, beispielsweise einem Polyvinylalkohol, eingehen. Als diese werden beispielsweise Härter auf Aldehydbasis (beispielsweise Formalin, Glyoxal, Dialdehydstärke, Polyacrolein, N-Methylolharnstoff, N-Methylolmelamin oder N-Hydroxylmethylphthalimid), Härter auf der Basis von aktivem Vinyl (beispielsweise Bisvinylsulfonylmethylmethan, Tetrakisvinylsulfomethylmethan oder N,N,N-Trisacryloyl-1,3,5-hexahydrotriazin), Härter auf Epoxybasis und Härter auf Polyisocyanatbasis aufgelistet.
Von diesen sind Polymere auf Polyisocyanatbasis, Polymere auf Epoxybasis und Polymere auf Aldehydbasis günstig, Härter auf Polyisocyanatbasis und Härter auf Epoxybasis zweckmäßig und Polyisocyanatpolymere bevorzugt.
Die Härter auf Epoxybasis sind Verbindungen, die mindestens zwei Glycidylgruppen in deren Molekülen besitzen, wovon viele Arten auf dem Markt unter Handelsbezeichnungen, wie Denacol, vertrieben von Nagase Kasei Kogyo Co., Ltd., erhältlich sind.
Isocyanatverbindungen sind diejenigen, die mindestens eine Isocyanatgruppe in deren Molekülen aufweisen und hohe Reaktivität mit Polymeren mit aktivem Wasserstoff, beispielsweise einer -OH-Gruppe, einer -NH₂-Gruppe, einer -SH-Gruppe oder einer -COOH-Gruppe, zeigen. Die in der vorliegenden Erfindung verwendeten Isocyanatverbindungen sind Härter auf Isocyanatbasis, die vorzugsweise mindestens zwei Isocyanatgruppen in deren Molekülen besitzen und hohe Reaktivität mit Polymeren mit aktivem Wasserstoff, wie einer -OH-Gruppe, einer -NH₂-Gruppe, einer -SH-Gruppe oder einer -COOH-Gruppe, zeigen.
Als hauptsächliche Polyisocyanathärter werden beispielsweise Tolylendiisocyanat (beispielsweise Takenate 80, vertrieben von Takeda Yakuhin Co., und Desmodule T-80, vertrieben von Nippon Polyurethane Co.), Diphenylmethandiisocyanat (beispielsweise Isonate 125M, vertrieben von Kasei Upjohn Co., und Suminate M, vertrieben von Sumitomo Kataku Co.), Hexamethylendiisocyanat (beispielsweise Duranate 50M, vertrieben von Asahi Kasei Co.), Isophorondiisocyanat (beispielsweise IPDI-T1890, vertrieben von Hüls) und modifizierte Produkte und Präpolymere derselben (beispielsweise Desmodule E1160, vertrieben von Sumitomo Bayer Co.), multifunktionale aromatische Isocyanate (beispielsweise Desmodule L, vertrieben von Sumitomo Bayer Co.), aromatische Polyisocyanate (beispielsweise Desmodule VL, vertrieben von Sumitomo Bayer Co.), polyfunktionale aliphatische Isocyanate (beispielsweise Desmodule HL, vertrieben von Sumitomo Bayer Co.), Polyisocyanate des Blocktyps (beispielsweise Desmodule AP Stable, vertrieben von Sumitomo Bayer Co.) oder Polyisocyanatpräpolymere aufgelistet.
Diese Härter auf Polyisocyanatbasis sind detailliert in beispielsweise "Kakyozai Handobukku (Handbook of Cross Linking Agents)", S. 594–601 (veröffentlicht von Taisei Co., Oktober 1981) angegeben.
Die verwendete Menge der Härter auf anorganischer Basis liegt zweckmäßigerweise im Bereich von 4 bis 50 Gew.-%, bezogen auf das hydrophile Bindemittel, und vorzugsweise im Bereich von 6 bis 40 Gew.-%.
Ferner liegt die verwendete Menge der Härter auf organischer Basis zweckmäßigerweise im Bereich von 5 bis 100 Gew.-%, bezogen auf das hydrophile Bindemittel, und vorzugsweise im Bereich von 10 bis 70 Gew.-%.
Die verwendete Menge an anorganischen Härtern und organischen Härtern ist größer als die üblicher Härter. Dies beruht auf der Tatsache, dass die tintenabsorbierende Schicht porenhaltig ist. Da Moleküle des hydrophilen Bindemittels, beispielsweise von Polyvinylalkohol, relativ weit voneinander positioniert sind, wird angenommen, dass es notwendig ist, eine relativ große Menge Härter zu verwenden.
Das Verhältnis von anorganischen Härtern zu organischen Härtern liegt näherungsweise im Bereich von 5:1 bis 1:5 in Form des Gewichtsverhältnisses.
Die Verfahren der Zufuhr von anorganischen Härtern und organischen Härtern zu einem Tintenstrahlaufzeichnungsmedium sind nicht speziell beschränkt. Beispielsweise können sie einer eine tintenabsorbierende Schicht bildenden Beschichtungszusammensetzung so zugesetzt werden, dass sie der tintenabsorbierenden Schicht direkt zugeführt werden. Ferner können die Härter nachdem Auftragen der tintenabsorbierenden Schicht auf die tintenabsorbierende Schicht appliziert werden.
Ferner können anorganische Härter und organische Härter in Kombination zugeführt werden oder getrennt zugeführt werden. Beispielsweise werden anorganische Härter, wenn die Härter als Überzug aufgetragen werden, mit organischen Härtern gemischt und dann als Überzug aufgetragen, oder sie können getrennt als einzelne Beschichtungszusammensetzungen als Überzug aufgetragen werden. Nach der Zugabe von anorganischen Härtern zu der die tintenabsorbierende Schicht bildenden Beschichtungszusammensetzung können die organischen Härter als Überzug aufgetragen werden oder es kann die umgekehrte Reihenfolge verwendet werden.
In der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden Borsäure oder deren Salze in eine eine Tintenempfangsschicht bildende Beschichtungszusammensetzung, die organische feine Teilchen und hydrophile Bindemittel umfasst, eingearbeitet und nach dem Auftragen der gebildeten Zusammensetzung auf einen Schichtträger und anschließendes Trocknen der aufgetragenen Schicht werden Härter auf Polyisocyanatbasis auf die gebildete Beschichtung appliziert und anschließend getrocknet, wobei ein Aufzeichnungsmedium erhalten wird. Dadurch ist es möglich, dass die Wirkungen der vorliegenden Erfindung sehr deutlich zur Geltung kommen.
Härter, wie Borsäure oder Salze derselben, die hier verwendet werden, können in eine Beschichtungszusammensetzung für die Tintenempfangsschicht eingearbeitet werden. Die Härter können in eine eine Tintenempfangsschicht bildende Beschichtungszusammensetzung oder eine Beschichtungszusammensetzung, die eine an die Tintenempfangsschicht angrenzende andere Schicht bildet, eingearbeitet werden. Ferner ist es möglich, die Härter der Tintenempfangsschicht derart zuzuführen, dass eine eine Tintenempfangsschicht bildende Beschichtungszusammensetzung auf einen Schichtträger appliziert wird, auf den eine Härter umfassende Beschichtungszusammensetzung appliziert wurde und ferner nach der Applikation einer härterfreien, eine Tintenempfangsschicht bildenden Beschichtungszusammensetzung auf einen Schichtträger eine einen Härter enthaltende Beschichtungszusammensetzung als Überzug aufgetragen wird. Im Hinblick auf die Produktionseffizienz und die Minimierung von Rissen während der Bildung der Tintenempfangsschicht ist es günstig, wenn Härter in die eine Tintenempfangsschicht bildende Beschichtungszusammensetzung oder eine Beschichtungszusammensetzung, die eine an die Tintenempfangsschicht angrenzende andere Schicht bildet, eingearbeitet werden, so dass die Härter gleichzeitig mit der Bildung der Tintenempfangsschicht zugeführt werden.
In der vorliegenden Erfindung werden die Härter nach dem Auftragen der eine Tintenempfangsschicht bildenden Beschichtungszusammensetzung auf einen Schichtträger und anschließendem Trocknen der aufgetragenen Schicht bereitgestellt. Der hier beschriebene Ausdruck "nach dem Auftragen" bedeutet den Zustand, in dem die Lösemittel (beispielsweise Wasser) in der eine Tintenempfangsschicht bildenden Beschichtungszusammensetzung von der aufgetragenen Schicht fast abgedampft sind. Das heißt, es bedeutet, dass nach der Applikation der eine Tintenempfangsschicht bildenden Beschichtungszusammensetzung auf einen Schichtträger der Gehalt an Lösemitteln in der aufgetragenen Schicht mit ablaufender Zeit proportional abnimmt und ein Zustand einer abnehmenden Trocknungsrate erhalten wird. Ferner ist es günstig, die Härter in einem derartigen Zustand aufzutragen, bei dem der Wassergehalt der Tintenempfangsschicht 100% oder weniger in Bezug auf das Hohlraumvolumen der porenhaltigen Schicht als durch die vorliegende Erfindung gebildete Tintenempfangsschicht ist. Ein stärker bevorzugter Zustand ist einer, bei dem der Wassergehalt 50% oder weniger beträgt, und ein noch stärker bevorzugter Zustand ist einer, bei dem der Wassergehalt 30% oder weniger beträgt. Das hier beschriebene Hohlraumvolumen bedeutet "Gesamtdicke der getrockneten Schicht – Dicke des aufgetragenen festen Teils".
Die Härter können unter Verwendung von Verfahren aufgetragen werden, wobei die Härter selbst oder Beschichtungszusammensetzungen, die durch Auflösen von Härtern in oleophilen Lösemitteln (beispielsweise Ethylacetat oder Aceton) und hydrophilen Lösemitteln (beispielsweise Wasser oder Alkohol) hergestellt wurden, aufgetragen oder aufgesprüht werden oder ein Eintauchen in die Zusammensetzungen durchgeführt wird. Jedoch sind die Beschichtungsverfahren nicht speziell beschränkt.
Als Beispiele für in der tintenabsorbierenden Schicht verwendete anorganische Teilchen werden beispielsweise Weißpigmente, wie ausgefälltes Calciumcarbonat, schweres Calciumcarbonat, Magnesiumcarbonat, Kaolin, Ton, Talkum, Calciumsulfat, Bariumsulfat, Titandioxid, Zinkoxid, Zinkhydroxid, Zinksulfid, Zinkcarbonat, Hydrotalcit, Aluminiumsilicat, Diatomeenerde, Calciumsilicat, Magnesiumsilicat, synthetisches nichtkristallines Siliciumdioxid, kolloides Siliciumdioxid, Aluminiumoxid, kolloides Aluminiumoxid, falscher Böhmit, Aluminiumhydroxid, Lithopone, Zeolith oder Magnesiumhydroxid aufgelistet.
Die Primärteilchen derartiger anorganischer Teilchen können ohne jede Modifikation verwendet werden, und Teilchen, die der Bildung von aggregierten Sekundärteilchen unterzogen wurden, können ebenfalls verwendet werden. Jedoch ist es im Hinblick auf das Erreichen von hohem Glanz und hoher Druckbilddichte günstig, wenn anorganische Teilchen verwendet werden, die in der tintenabsorbierenden Schicht einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser (Primärteilchendurchmesser der Teilchen, die keiner Modifikation unterzogen wurden, und Durchmesser aggregierter Sekundärteilchen von Teilchen, die einer Sekundäraggregation unterzogen wurden) von 200 nm oder weniger aufweisen.
Der hier beschriebene durchschnittliche Teilchendurchmesser kann derart erhalten werden, dass anorganische Teilchen in einer verdünnten Dispersion feiner anorganischer Teilchen oder in einer tintenabsorbierenden Schicht unter Verwendung eines Elektronenmikroskops photographiert werden und die jeweilige Fläche von willkürlich ausgewählten 100 Teilchen in der erhaltenen Photographie bestimmt wird und unter der Annahme eines Kreises mit der gleichen Fläche der Durchmesser des Kreises erhalten wird.
Der durchschnittliche Teilchendurchmesser anorganischer Teilchen in der im vorhergehenden genannten tintenabsorbierenden Schicht beträgt vorzugsweise 100 nm oder weniger.
Die in der vorliegenden Erfindung beschriebenen anorganischen Teilchen umfassen sowohl anorganische Teilchen mit anionischer Eigenschaft auf der Oberfläche, die im Hinblick auf Farbstoffe kein Fixiervermögen zeigen, und solche mit kationischer Eigenschaft auf der Oberfläche, die im Hinblick auf Farbstoffe Fixiervermögen zeigen.
In der vorliegenden Erfindung sind als anorganische Teilchen mit anionischer Eigenschaft auf deren Oberfläche Siliciumdioxid oder kolloides Siliciumdioxid, das unter Verwendung eines Gasphasenverfahrens synthetisiert wurde, be vorzugt, da Siliciumdioxid oder kolloides Siliciumdioxid weniger kostenaufwändig ist und aus feinen Teilchen mit einem niedrigen Brechungsindex besteht, wodurch eine hohe Reflexionsdichte erhalten werden kann.
Wenn anorganische Teilchen mit anionischer Eigenschaft auf deren Oberfläche verwendet werden, ist es günstig, wenn kationische Polymere, die eine tertiäre Aminogruppe oder eine quaternäre Ammoniumsalzgruppe besitzen, die Fixiervermögen für Farbstoffe zeigt, in die tintenabsorbierende Schicht eingearbeitet werden.
Als derartige kationische Polymere werden einschlägig bekannte Polymere verwendet, die beispielsweise Polyethylenimin, Polyallylamin, Dicyandiamidopolyalkylenpolyamin, Kondensate von Dialkylamin mit Epichlorhydrin, Polyvinylamin, Polyvinylpyridin, Polyvinylimidazol, Kondensate von Diallyldimethylammoniumsalzen oder quaternäre Produkte von Polyacrylsäureestern umfassen. Speziell sind jedoch Verbindungen bevorzugt, die in der Japanese Patent Publication Open to Public Inspection Nr. 10-193776, 10-217601, 11-20300 und WO99/64248 beschrieben sind.
Die Menge der kationischen Polymere beträgt üblicherweise zwischen 0,01 und 0,3, bezogen auf die feinen anorganischen Teilchen in Form des Gewichtsverhältnisses und vorzugsweise zwischen 0,05 und 0,2.
Ferner werden als anorganische Teilchen mit kationischer Eigenschaft auf deren Oberfläche ein Gasphasenverfahren-Siliciumdioxid, das einer Kationoberflächenbehandlung unterzogen wurde, und kolloides Siliciumdioxid, das einer Kationoberflächenbehandlung unterzogen wurde, aufgelistet. Außer diesen können beispielsweise Aluminiumoxid, kolloides Aluminiumoxid oder falscher Böhmit verwendet werden.
Die anorganischen Teilchen mit kationischer Eigenschaft auf deren Oberfläche umfassen diejenigen, bei denen die Oberflächenladung zu kationisch geändert wurde, indem die Oberfläche von anorganischen Teilchen mit Silankopplungsmitteln mit einer Gruppe auf der Basis eines quaternären Ammoniums gemäß der Beschreibung in der Japanese Patent Publication Open to Public Inspection Nr. 8-34160 koppeln gelassen wurde.
Die verwendete Menge der Härter auf organischer Basis variiert in Abhängigkeit von den Arten der Härter und den Arten der hydrophilen Bindemittel in weitem Umfang und sie beträgt allgemein zwischen 0,01 und 1,5, vorzugsweise zwischen 0,05 und 1,0.
Die Zugabemenge der in der tintenabsorbierenden Schicht verwendeten anorganischen Teilchen hängt stark von dem erforderlichen Tintenabsorptionsvermögen, dem Hohlraumanteil der Hohlraumschicht, den Arten der anorganischen Teilchen und den Arten der hydrophilen Bindemittel ab. Jedoch beträgt die Menge allgemein zwischen 5 und 30 g pro m² des Aufzeichnungsmediums, vorzugsweise zwischen 10 und 25 g.
Ferner beträgt das Verhältnis der in der tintenabsorbierenden Schicht verwendeten anorganischen Teilchen zu dem hydrophilen Bindemittel zwischen 3:1 und 8:1 in Form des Gewichtsverhältnisses.
Durch Erhöhen des Verhältnisses der anorganischen Teilchen zu den hydrophilen Bindemitteln zu einem derart hohen Wert, wie er oben beschrieben ist, ist es möglich, einen hohen Hohlraumanteil in der tintenabsorbierenden Schicht zu realisieren. Der Hohlraumanteil liegt zweckmäßigerweise zwischen 40 und 80% und vorzugsweise zwischen 50 und 70%.
Der hier beschriebene Hohlraumanteil ist einer, der durch die im folgenden beschriebene Formel erhalten wird.
Hohlraumanteil = 100 × (Dicke der vollständig getrockneten Schicht – Schichtdicke des aufgetragenen festen Teils)/Dicke der vollständig getrockneten Schicht
Wenn der Hohlraumanteil nicht mehr als 40% beträgt, neigt die Tintenabsorptionsrate zu einer Verminderung, während, wenn der Anteil 80% übersteigt, die Tendenz besteht, dass es zu einem Reißen der tintenabsorbierenden Schicht während deren Herstellung und während der Aufbewahrung kommt.
Zusätzlich zu den oben beschriebenen können verschiedene Arten von Additiven in eine tintenabsorbierende Schicht des Tintenstrahlaufzeichnungsmediums der vorliegenden Erfindung und andere Schichten, die nach Bedarf angeordnet sind, eingearbeitet werden.
Beispielsweise können solche eingearbeitet werden, die beispielsweise verschiedene Arten von einschlägig bekannten Additiven, wie Polystyrol, Polyacrylsäureester, Polymethacrylsäureester, Polyacrylamide, Polyethylen, Polypropylen, Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid oder Copolymere von Monomeren derselben, die diese bilden, feine organische Latexteilchen von Harnstoffharzen oder Melaninharzen, verschiedene Arten von anionischen, kationischen, nichtionischen oder amphoteren oberflächenaktiven Mitteln, oberflächenaktive Mittel auf Fluorbasis, UV-Absorptionsmittel gemäß der Beschreibung in der Japanese Patent Publication Open to Public Inspection Nr. 57-74193, 57-87988 und 62-261476, Antiausbleichadditive gemäß der Beschreibung in beispielsweise Japanese Patent Publication Open to Public Inspection Nr. 57-74192, 57-87989, 60-72785, 61-146591, 1-950919, 3-13376, fluoreszierende Weißmacher gemäß der Be schreibung in beispielsweise Japanese Patent Publication Open to Public Inspection Nr. 5-9-42993, 59-52689, 62-280069, 61-242871 und 4-219266, pH-Regulatoren, wie Schwefelsäure, Phosphorsäure, Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid oder Kaliumcarbonat, und beispielsweise Antischäumungsmittel, Antiseptika, Dickungsmittel, antistatische Mittel oder Mattiermittel, umfassen.
Ferner sind Beispiele für Verbindungen, die zur Minimierung des Ausblutens und dgl. zugesetzt werden können, wasserlösliche mehrwertige Metallionen. Als Beispiele werden zweiwertige, dreiwertige und vierwertige Metallionen aufgelistet. Besonders bevorzugt sind Ca²⁺, Mg²⁺, Zn²⁺ und Al³⁺.
Wenn derartige mehrwertige Metallionen verwendet werden, beträgt die Menge vorzugsweise zwischen 0,1 und 10 mmol pro m² des Aufzeichnungsblatts. Wenn die Menge 0,1 mmol oder mehr beträgt, wird das Ausbluten wirksam minimiert, während, wenn die Menge 10 mmol oder weniger beträgt, die Minimierung anderer Probleme, wie die Aggregation von Farbstoffen, möglich ist. Die Menge liegt vorzugsweise zwischen 0,2 und 2 mmol.
Eine porenhaltige Tintenempfangsschicht kann aus mindestens zwei Schichten bestehen. In diesem Fall kann die Konfiguration jeder tintenabsorbierenden Schicht die gleiche oder eine unterschiedliche sein.
Im Hinblick auf die Bildung stärkerer Schichten ohne Verminderung von Glanz ist es günstig, wenn der pH-Wert der der tintenabsorbierenden Oberfläche entgegengesetzten Oberfläche der vorliegenden Erfindung vorzugsweise zwischen 3,5 und 7 beträgt.
Der hier beschriebene pH-Wert der Schichtoberfläche ist ein Wert, der derart bestimmt wird, dass, wenn 20 bis 50 μl reines Wasser auf die Oberfläche der tintenabsorbierenden Schicht des Aufzeichnungsmediums unter Verwendung von beispielsweise einer Mikrospritze getropft werden, dann der Oberflächen-pH-Wert bei Raumtemperatur unter Verwendung eines auf dem Markt erhältlichen Oberflächen-pH-Meters gemessen wird.
Verschiedene Arten hydrophiler Schichten des Aufzeichnungsmediums der vorliegenden Erfindung, wie eine tintenabsorbierende Schicht, eine Teil- bzw. Unterschicht, die, falls gewünscht, in geeigneter Weise bereitgestellt wird, können auf einen Schichtträger unter Verwendung eines in geeigneter Weise aus einschlägig bekannten Beschichtungsverfahren gewählten Verfahrens appliziert werden. Ein bevorzugtes Verfahren ist ein beliebiges, bei dem die jeweilige Schicht bildende Beschichtungszusammensetzungen auf einen Schichtträger appliziert und anschließend getrocknet werden. Eine gleichzeitige Beschichtung, wobei die gesamte Beschichtung durch gleichzeitige Applikation aller hydrophilen Bindemittelschichten auf den Schichtträger durchgeführt wird, ist besonders bevorzugt.
Bevorzugt verwendete Beschichtungsverfahren sind: ein Walzenbeschichtungsverfahren, ein Streichbalkenbeschichtungsverfahren, ein Luftrakelbeschichtungsverfahren, ein Sprühbeschichtungsverfahren, ein Vorhangbeschichtungsverfahren oder ein Extrusionsbeschichtungsverfahren, wobei ein Gleittrichter verwendet wird, gemäß der Beschreibung in US-Patent Nr. 2 681 294.
Wenn Bilder auf dem Tintenstrahlaufzeichnungsmedium der vorliegenden Erfindung aufgezeichnet werden, wird eine Tinte auf Wasserbasis vorzugsweise verwendet.
Die hier beschriebene Tinte auf Wasserbasis ist eine Aufzeichnungsflüssigkeit, die aus den im folgenden beschriebenen Farbmitteln, flüssigen Medien und anderen Additiven besteht. Als Farbmittel werden Direktfarbstoffe, saure Farbstoffe, basische Farbstoffe und Reaktivfarbstoffe, die bei Tintenstrahldruck bekannt sind, oder wasserlösliche Farbstoffe, wie Lebensmittelfarbstoffe, oder in Wasser dispergierbare Pigmente verwendet.
Als Lösemittel für eine Tinte auf Wasserbasis werden Wasser und verschiedene Arten von wasserlöslichen organischen Lösemitteln, beispielsweise Alkohole, wie Methylalkohol, Isopropylalkohol, n-Butylalkohol, tert-Butylalkohol oder Isobutylalkohol; Amide, wie Dimethylformamid oder Dimethylacetamid; Ketone und Ketonalkohole, wie Aceton oder Diacetonalkohol; Ether, wie Tetrahydrofuran oder Dioxan; Polyalkylenglykole, wie Polyethylenglykol oder Propylenglykol; mehrwertige Alkohole, wie Ethylenglykol, Propylenglykol, Butylenglykol, Triethylenglykol, 1,2,6-Hexantriol, Thiodiglykol, Hexylenglykol, Diethylenglykol, Glycerin oder Triethanolamin; Niederalkylether mehrwertiger Alkohole, wie Ethylenglykolmethylether, Diethylenglykolmethyl(oder ethyl)ether oder Triethylenglykolmonobutylether; oder Harnstoff aufgelistet.
Von diesen wasserlöslichen Lösemitteln sind mehrwertige Alkohole, wie Diethylenglykol, Triethanolamin oder Glycerin, und Niederalkylether mehrwertiger Alkohole, wie Triethylenglykolmonobutylether, bevorzugt.
Der Tinte auf Wasserbasis können beispielsweise pH-Regulatoren, Metallmaskierungsmittel, Antiseptika, Viskositätsregulatoren, Oberflächenspannungsregulatoren, Feuchthaltemittel, oberflächenaktive Mittel oder Rostschutzmittel zugesetzt werden.
BEISPIELE
Die vorliegende Erfindung wird nun im folgenden unter Bezug auf Beispiele beschrieben. Jedoch ist die vorliegenden Erfindung nicht auf diese Beispiele beschränkt. Hierbei bedeutet "%" in den Beispielen absolut trockene Gewichtsprozent, falls nicht anders angegeben.
Beispiel 1
Herstellung der Siliciumdioxiddispersion 1
Zu 520 l reinem Wasser, dessen pH-Wert durch Zugabe von Salpetersäure auf 3,0 eingestellt worden war, wurden 150 kg eines Gasphasenverfahren-Siliciumdioxids, das aus Primärteilchen eines durchschnittlichen Teilchendurchmessers von 0,012 μm bestand, (hergestellt von Nihon Aerosil Kogyo Co., Ltd.) gegeben, und das gebildete Gemisch wurde einer Saugdispersion bei Raumtemperatur unter Verwendung eines Jet Stream Inductor Mixer TDS, hergestellt von Mitamura Riken Kogyo Co., Ltd., unterzogen. Danach wurde das Gesamtvolumen durch Zugabe von reinem Wasser auf 630 l eingestellt.
Herstellung der Siliciumdioxiddispersion 2
Unter Rühren wurden zu 18 l einer wässrigen Lösung (mit einem pH-Wert von 3,0), die 1,24 kg des im folgenden beschriebenen Kationpolymers P-1, 2,2 l Ethanol und 1,5 l n-Propanol enthielt, 63,0 l der Siliciumdioxiddispersion 1 und anschließend 1 g des Antischäumungsmittels SN381 (hergestellt von San Nopuco Co., Ltd.) gegeben.
Das gebildete Gemisch wurde einer Dispersion unter Verwendung eines Hochdruckhomogenisators, hergestellt von Sanwa Kogyo Co., Ltd., unterzogen und das Gesamtvolumen wurde durch Zugabe von reinem Wasser auf 90 l eingestellt, wobei die Siliciumdioxiddispersion 2 hergestellt wurde.
Die gebildete Dispersion wurde verdünnt, dann auf einen transparenten Schichtträger appliziert und unter Verwendung eines Elektronenmikroskops betrachtet. Danach wurde ermittelt, dass der durchschnittliche Teilchendurchmesser etwa 70 nm (Sekundärteilchen) betrug.
Herstellung der Beschichtungszusammensetzung
Anschließend wurde die im folgenden beschriebene Beschichtungszusammensetzung unter Verwendung der wie oben beschrieben hergestellten Siliciumdioxiddispersion 2 hergestellt.
Unter Rühren wurden bei 40°C nacheinander die im folgenden beschriebenen Additive zu 600 ml der Siliciumdioxiddispersion 2 gegeben.
10%-ige wässrige Lösung eines Polyvinylalkohols (PVA203, hergestellt von Kuraray Kogyo Co., Ltd.): 10 ml
7%-ige wässrige Lösung eines Polyvinylalkohols (PVA235, hergestellt von Kuraray Kogyo Co., Ltd.): 10 ml
Das Gesamtvolumen wurde durch Zugabe von reinem Wasser auf 1000 ml eingestellt.
Herstellung des Aufzeichnungsblatts
Die Beschichtungszusammensetzung wurde auf ein polyethylenbeschichtetes Papier, das durch Laminieren eines Rohpapiers mit einem Gewicht von 170 g/m² mit Polyethylen auf beiden Seiten hergestellt wurde (wobei das Polyethylen auf der Tintenempfangsschichtseite Titandioxid des Anatasetyps in einer Menge von 8 Gew.-% umfasste; die Gelatineteilschicht von 0,05 g/m² auf die Oberfläche der Tintenempfangsschichtseite appliziert wurde, während auf der entgegengesetzten Seite die Rückschicht, die 0,2 g/m² eines Latexpolymers mit einem Tg-Wert von etwa 80°C umfasste, appliziert wurde), unter Bildung einer Nassschichtdicke von 160 μm appliziert und vorübergehend auf etwa 7°C gekühlt. Danach wurde die gebildete Beschichtung unter einem Luftstrom 30 s bei 20°C, 30 s bei 50°C, 1 min bei 70°C und 30 s bei 40°C getrocknet. Auf diese Weise wurde das Tintenstrahlaufzeichnungsblatt 1 hergestellt.
Das gebildete Aufzeichnungsblatt umfasste 16,0 g Siliciumdioxid und 4,2 g Polyvinylalkohol (PVA) pro m².
Als nächstes wurden die einzelnen verschiedenen, in Tabelle 1 angegebenen Vernetzungsmittel auf das gebildete Aufzeichnungsblatt 1 als Überzug aufgetragen, und dann erfolgte eine Lagerung bei 40°C und 50% relativer Luftfeuchtigkeit während 24 h, wobei die Aufzeichnungsblätter 2 bis 14 hergestellt wurden.
Hierbei wurden anorganische Härter in einer Menge von 0,6 g pro m² des Aufzeichnungsblatts eingearbeitet, während organische Härter in einer Menge von 0,8 g eingearbeitet wurden.
Die erhaltenen Aufzeichnungsblätter wurden unter Verwendung der im folgenden beschriebenen Verfahren einer Bewertung des Tintenabsorptionsvermögens, der Schichtbrüchigkeit und der Schichtfestigkeit unterzogen. Tabelle 1 zeigt die erhaltenen Ergebnisse.
(1) Tintenabsorptionsvermögen
Das Drucken eines einheitlich grünen Bildes wurde unter Verwendung eines Tintenstrahldruckers PM3000, hergestellt von Seiko-Epson Co., durchgeführt und dann wurde die Bildung von Fleckigkeit der Bildfläche auf der Basis der im folgenden beschriebenen Bewertungskriterien visuell bewertet. Mit Abnahme der Tintenabsorptionsrate nahm die Erzeugung von Fleckigkeit zu.
Bewertungskriterien

A: es wurde keine Fleckigkeit beobachtet
B: eine leichte Fleckigkeit wurde beobachtet, die im Bereich kommerzieller Verwendbarkeit lag
C: Fleckigkeit wurde beobachtet, die außerhalb des Bereichs kommerzieller Verwendbarkeit lag

(2) Schichtbrüchigkeit
Der Feuchtigkeitsgehalt von Aufzeichnungsblättern wurde durch Aufbewahren der Blätter bei 23°C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 20% während 24 h gesteuert und anschließend wurde jedes Blatt auf einen zylidrischen Stab aus nichtrostendem Stahl mit einem Durchmesser von 10 mm, 15 mm, 20 mm, 25 mm, 30 mm, 35 mm und 40 mm gewickelt. Dann wurde der Durchmesser des Stabs, bei dem die tintenabsorbierende Schicht rissig wurde, bestimmt. Die Schichtbrüchigkeit wurde durch den Durchmesser des Stabs, bei dem die tintenabsorbierende Schicht rissig wurde, angegeben.
Hierbei wurde, wenn der Wert unter 35 mm lag, das Blatt als kommerziell verwendbar beurteilt.
(3) Schichtfestigkeit
Unmittelbar nach dem Drucken eines schwarzen einheitlichen Bildes unter Verwendung des während der Bewertung des Tintenabsorptionsvermögens verwendeten Tintenstrahldruckers wurde eine Last, die kontinuierlich von 0 g auf 100 g erhöht wurde, unter Verwendung einer Nadel mit einer kugelförmigen Spitze mit einem Durchmesser von 1 mm auf den erhaltenen Ausdruck ausgeübt und die Last, die zu einen Riss führte, bestimmt. Die erhaltene Last wurde als die Schichtfestigkeit bezeichnet.
Tabelle 1

HI-1: Borsäure/Borax (Gemisch eines Gewichtsverhältnisses 5/5)
HI-2: Aluminiumsulfat
HO-1: Sumidule N3300 (Härter auf Polyisocyanatbasis, hergestellt von Sumitomo Bayer Urethane)
HO-2: Glyoxal
HO-3: Denacol EX421 (Härter auf Epoxybasis), hergestellt von Nagase Kasei
HO-4: Tetrakisvinylsulfonylmethylmethan (Härter auf der Basis von aktivem Vinyl)
HO-5: N,N,N-Triacryloyl-hexahydrotriazin (Härter auf der Basis von aktivem Vinyl)

Auf der Basis der in Tabelle 1 angegebenen Ergebnisse zeigte sich, dass die Aufzeichnungsblätter 2 und 3, die nur anorganische Härter umfassen, zu einer leichten Verbesserung des Tintenabsorptionsvermögens und der Schichtfestigkeit führen, während sie zu einer Verschlechterung der Brüchigkeit im Vergleich zu den Härtern umfassenden Aufzeich nungsblättern führen.
Ferner zeigte sich auch, dass die Aufzeichnungsblätter 4 bis 6, die nur organische Härter umfassen, zu einer deutlichen Verbesserung der Schichtfestigkeit und der Brüchigkeit führen, während sie zu einer Verminderung des Tintenabsorptionsvermögens führen.
Im Gegensatz dazu führen die Aufzeichnungsblätter 7 bis 14, die sowohl anorganische Härter als auch organische Härter umfassen, zu einer Verbesserung von sowohl Tintenabsorptionsvermögen als auch Brüchigkeit als auch Schichtfestigkeit.
Insbesondere werden, wenn Härter auf Polyisocyanatbasis als die organischen Härter verwendet werden (Aufzeichnungsblätter 7 und 10), die besten Ergebnisse erhalten, und die Aufzeichnungsblätter 8 bis 12, in denen Härter auf Epoxybasis und die Härter auf Aldehydbasis verwendet werden, zeigen bessere Wirkungen als die Aufzeichnungsblätter 13 und 14, in denen Härter auf der Basis von aktivem Vinyl verwendet werden.
Aufzeichnungsblätter, in denen Härter auf Borsäurebasis als die anorganischen Härter verwendet werden, zeigen die besten Ergebnisse.
Beispiel 2
Die Aufzeichnungsblätter 21 bis 29 wurden auf die gleiche Weise wie Aufzeichnungsblatt 7 hergestellt, wobei jedoch die Menge an anorganischen Härtern und organischen Härtern, die für die Herstellung des Aufzeichnungsblatts 7 von Beispiel 1 verwendet wurde, wie in Tabelle 2 angegeben variiert wurden.
Die erhaltenen Aufzeichnungsblätter 21 bis 29 wurden wie Beispiel 1 bewertet. Tabelle 2 zeigt die erhaltenen Ergebnisse. Hierbei sind in Tabelle 2 die Ergebnisse von Aufzeichnungsblatt 7 als Bezug angegeben.
Tabelle 2
Auf der Basis der in Tabelle 2 angegebenen Ergebnisse zeigte sich, dass die Aufzeichnungsblätter 7 und 22 bis 24, in denen anorganische Härter in einer Menge von 6 bis 40 in Bezug auf den Polyvinylalkohol verwendet werden, besonders bevorzugt sind.
Andererseits sind die Aufzeichnungsblätter 7, 27 und 28, in denen organische Härter in einer Menge von 10 bis 70% in Bezug auf den Polyvinylalkohol verwendet werden, am stärksten bevorzugt.
Beispiel 3
Die Aufzeichnungsblätter 31 bis 36 wurden gemäß Aufzeichnungsblatt 7 hergestellt, wobei jedoch die Arten von organischen Härtern, die für die Herstellung von Aufzeichnungsblatt 7 von Beispiel 1 verwendet wurden, wie in Tabelle 3 angegeben variiert wurden. Ferner war die Zugabemenge organischer Härter die gleiche wie bei Aufzeichnungsblatt 7.
Die erhaltenen Aufzeichnungsblätter 31 bis 36 wurden gemäß Beispiel 1 bewertet. Tabelle 3 zeigt die erhaltenen Ergebnisse.
Tabelle 3

HO-6: Sumidule IL (auf Isocyanatbasis), hergestellt von Sumitomo Bayer Urethane)
HO-7: Takenate D204EA (auf Isocyanatbasis), hergestellt von Takeda Yakuhin Co.
HO-8: Coronate HX (auf Isocyanatbasis}, Nihon Polyurethane Co.
HO-9Aquanate 1: 00 (auf Isocyanatbasis), hergestellt von Nihon Polyurethane Co.
HO-10: Denacol EX-811 (auf Epoxybasis), hergestellt von Nagase Kasei Co.
HO-11: Denacol EX-150 (auf Epoxybasis), hergestellt von Nagase Kasei Co.

Auf der Basis der in Tabelle 3 angegebenen Ergebnisse zeigte sich, dass alle Aufzeichnungsblätter 31 bis 34, in denen Härter auf Polyisocyanatbasis verwendet werden, die gleichen Eigenschaften wie Aufzeichnungsblatt 7 zeigen, und die Schichtbrüchigkeit und die Schichtfestigkeit ohne eine Abnahme des Tintenabsorptionsvermögens verbessert ist.
Ferner zeigte sich, dass die Aufzeichnungsblätter 35 und 36, wenn Härter auf Polyisocyanatbasis verwendet werden, unzureichende Wirkungen zeigen, jedoch im Hinblick auf die Schichtbrüchigkeit und die Schichtfestigkeit aufgrund der Wirkungen von in Kombination verwendeten Härtern stärker verbessert als Vergleichsbeispiel 1 sind.
Beispiel 4
Herstellung der Siliciumdioxiddispersion 3
Zu 620 l reinem Wasser, dessen pH-Wert durch Zugabe von Salpetersäure auf 2,7 eingestellt worden war, wurden 125 kg eines Gasphasenverfahren-Siliciumdioxids, das aus Primärteilchen eines durchschnittlichen Teilchendurchmessers von 0,007 μm bestand, {Aerosil 300, hergestellt von Nihon Aerosil Kogyo Co., Ltd.) gegeben, und das gebildete Gemisch wurde einer Saugdispersion bei Raumtemperatur unter Verwendung eines Jet Stream Inductor Mixer TDS, hergestellt von Mitamura Riken Kogyo Co., Ltd., unterzogen. Danach wurde das Gesamtvolumen durch Zugabe von reinem Wasser auf 694 l eingestellt.
Herstellung der Siliciumdioxiddispersion 4
Unter Rühren wurden zu 18 l einer wässrigen Lösung (mit einem pH-Wert von 3,0), die 1,63 kg des im folgenden beschriebenen Kationpolymers P-1, 2,0 l Ethanol und 1,5 l n-Propanol enthielt, 69,4 l der Siliciumdioxiddispersion 3 und anschließend 7,0 l einer wässrigen Lösung, die 260 g Borsäure und 230 g Borax enthielt, und dann 1 g des Antischäumungsmittels SN381 (hergestellt von San Nopuco Co., Ltd.) gegeben.
Das gebildete Gemisch wurde einer Dispersion unter Verwendung eines Hochdruckhomogenisators, hergestellt von Sanwa Kogyo Co., Ltd., unterzogen und das Gesamtvolumen wurde durch Zugabe von reinem Wasser auf 97 l eingestellt, wobei die Siliciumdioxiddispersion 4 hergestellt wurde.
Die gebildete Dispersion wurde verdünnt, dann auf einen transparenten Schichtträger appliziert und unter Verwendung eines Elektronenmikroskops betrachtet. Danach wurde ermit telt, dass der durchschnittliche Teilchendurchmesser etwa 50 nm (Sekundärteilchen) betrug.
Herstellung der Beschichtungszusammensetzung
Anschließend wurde die im folgenden beschriebene Beschichtungszusammensetzung unter Verwendung der wie oben beschrieben hergestellten Siliciumdioxiddispersion 4 hergestellt.
Unter Rühren wurden bei 40°C nacheinander die im folgenden beschriebenen Additive zu 650 ml der Siliciumdioxiddispersion 4 gegeben.

(1) 10%-ige wässrige Lösung eines Polyvinylalkohols (PVA203, hergestellt von Kuraray Kogyo Co., Ltd.): 6 ml
(2) 5%-ige wässrige Lösung eines Polyvinylalkohols (PVA235, hergestellt von Kuraray Kogyo Co., Ltd.): 300 ml

Das Gesamtvolumen wurde durch Zugabe von reinem Wasser auf 1000 ml eingestellt.
Herstellung des Aufzeichnungsblatts
Die Beschichtungszusammensetzung wurde auf ein polyethylenbeschichtetes Papier, das durch Laminieren eines Rohpapiers mit einem Gewicht von 180 g/m² mit Polyethylen auf beiden Seiten hergestellt wurde (wobei das Polyethylen auf der Tintenempfangsschichtseite Titandioxid des Anatasetyps in einer Menge von 8 Gew.-% umfasste; die Gelatineteilschicht von 0,05 g/m² auf die Oberfläche der Tintenempfangsschichtseite appliziert wurde, während auf der entgegengesetzten Seite die Rückschicht, die 0,2 g/m² eines Latexpolymers mit einem Tg-Wert von etwa 80°C umfasste, appliziert wurde), unter Bildung einer Nassschichtdicke von 170 μm appliziert und vorübergehend auf etwa 7°C gekühlt. Danach wurde der gebildete Überzug unter einem Luftstrom bei 20°C bis 65°C getrocknet, so dass der Wassergehalt in der Tintenempfangsschicht niedriger als 30% des Hohlraumgehalts wird. Auf diese Weise wurde das Tintenstrahlaufzeichnungsblatt A hergestellt.
Als nächstes wurden die jeweiligen verschiedenen, in Tabelle 1 angegebenen Härtungsmtitel auf das erhaltene Aufzeichnungsblatt A als Überzug aufgetragen, sie wurden 20 s bei 80°C getrocknet und dann bei 40°C und 30% relativer Luftfeuchtigkeit 24 h aufbewahrt, wobei die Aufzeichnungsblätter 101 bis 108 hergestellt wurden.
Ferner wurde ein Aufzeichnungsblatt A unter Verwendung eines Verfahrens hergestellt, bei dem eine Beschichtungszusammensetzung auf einen Schichtträger unter Bildung einer Nassdicke von 170 μm appliziert, vorübergehend auf etwa 7°C gekühlt und danach Luft bei 20 bis 50°C über die gebildete Beschichtung geblasen wurde, an einem Zeitpunkt, an dem der Wassergehalt der tintenabsorbierenden Schicht 200% in Bezug auf das Hohlraumvolumen betrug, die jeweiligen, in Tabelle 4 angegebenen Härter als Überzug aufgetragen wurden und anschließend 4 min bei 80°C getrocknet wurden und dann jede gebildete Beschichtung 24 h bei 40°C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 30% aufbewahrt wurde, wobei die Aufzeichnungsblätter 132, 133 und 138 hergestellt wurden. Hierbei wurde die Bildung eines Überzugs derart durchge führt, dass eine Beschichtungsmenge der Härter von 1,0 g/m² erhalten wurde. Tabelle 4 zeigt ebenfalls die Ergebnisse.
Ferner wurden die einzelnen Härter anstelle von Borsäure und Borax in die Siliciumdioxiddispersion 4 derart eingearbeitet, dass die in Tabelle 4 angegebene Beschichtungsmenge des Härters erhalten wurde, und auf diese Weise wurden die Siliciumdioxiddispersionen 5a, 5b und 5g hergestellt. Die Aufzeichnungsblätter 105a, 105b und 105g wurden dann auf die gleiche Weise wie Aufzeichnungsblatt A hergestellt, wobei jedoch die Beschichtungszusammensetzungen unter Ersetzen der Siliciumdioxiddispersion 4 durch die Siliciumdioxiddispersion 5a, 5b und 5g hergestellt wurden.
Die erhaltenen Aufzeichnungsblätter wurden unter Verwendung der im folgenden angegebenen Verfahren einer Bewertung des Tintenabsorptionsvermögens, der Schichtbrüchigkeit und der Schichtfestigkeit unterzogen. Tabelle 4 zeigt die erhaltenen Ergebnisse.
Tintenabsorptionsvermögen
Das Drucken eines einheitlich grünen Bildes wurde unter Verwendung eines Tintenstrahldruckers PM3000, hergestellt von Seiko-Epson Co., durchgeführt und dann wurde die Bildung von Fleckigkeit der Bildfläche auf der Basis der im folgenden beschriebenen Bewertungskriterien visuell bewertet. Mit Abnahme der Tintenabsorptionsrate nahm die Erzeugung von Fleckigkeit zu.
Bewertungskriterien

A: es wurde keine Fleckigkeit beobachtet
B: eine leichte Fleckigkeit wurde beobachtet, die im Bereich kommerzieller Verwendbarkeit lag
C: Fleckigkeit wurde beobachtet, die außerhalb des Be reichs kommerzieller Verwendbarkeit lag

Schichtbrüchigkeit
Der Feuchtigkeitsgehalt von Aufzeichnungsblättern wurde durch Aufbewahren der Blätter bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 17% während 24 h gesteuert und anschließend wurde jedes Blatt auf einen zylidrischen Stab aus nichtrostendem Stahl mit einem Durchmesser von 10 mm, 15 mm, 20 mm, 25 mm, 30 mm, 35 mm und 40 mm gewickelt. Dann wurde der Durchmesser des Stabs, bei dem die tintenabsorbierende Schicht rissig wurde, bestimmt. Die Schichtbrüchigkeit wurde durch den Durchmesser des Stabs, bei dem die tintenabsorbierende Schicht rissig wurde, angegeben.
Das Blatt wurde als kommerziell verwendbar beurteilt, wenn der Wert unter 35 mm lag.
Wasserbeständigkeit
Das Aufzeichnungspapier wurde 1 min in gereinigtes Wasser getaucht und dann einem Lufttrocknen unterzogen. Die erhaltenen Proben wurden durch Beobachten einer Veränderung von Oberflächenglanz und Rauheit bewertet. Die Kriterien sind:

A: Es wird keine Änderung beobachtet.
B: Eine leichte Änderung wird beobachtet.
C: Eine große Änderung hinsichtlich Faltenbildung oder Glanz wird beobachtet.

Das Ergebnis ist in Tabelle 4 angegeben.
Tabelle 4
Die Wasserbeständigkeit (Faltigwerden) wurde als A eingestuft.
Die Symbole bedeuten das folgende:

a: Ethylacetatlösung von Takenate WD-720, hergestellt von Takeda Seiyaku Co.
b: Ethylacetatlösung von Sumidule N3300, hergestellt von Sumitomo Bayer Urethane
C: Ethylacetatlösung von Coronate HL, hergestellt von Nihon Urethane Kogyo
d: Ethylacetatlösung von Aquanate 110, hergestellt von Nihon Urethane Kogyo
e: Methanollösung von Glyoxal
f: Methanollösung von Methylolmelamin
g: Methanollösung von Diglycidylethylether

Wie aus Tabelle 4 ersichtlich ist, zeigten Blätter der vorliegenden Erfindung, die derart hergestellt wurden, dass Borsäure und Borax in die Tintenempfangsschicht bildende Beschichtungszusammensetzungen eingearbeitet wurden und nach Auftragen der Tintenempfangsschicht und anschließendes Trocknen der aufgetragenen Schicht Härter als Überzug aufgetragen wurden, besseres Absorptionsvermögen und bessere Wasserbeständigkeit und weniger Brüchigkeit als diejenigen, bei denen Härter nach dem Auftragen der die Tintenempfangsschicht bildenden Beschichtungszusammensetzung nicht als Überzug aufgetragen wurden, Härter vor dem Trocknen der aufgetragenen Schicht als Überzug aufgetragen wurden und Härter nur in die die Bildempfangsschicht bildende Beschichtungszusammensetzung eingearbeitet wurden. Insbesondere zeigten Ausführungsformen, in denen nach dem Auftragen der die Tintenempfangsschicht bildenden Beschichtungszusammensetzung und dem anschließenden Trocknen der aufgetragenen Schicht Verbindungen auf Polyisocyanatbasis als Überzug aufgetragen wurden, ein viel besseres Tintenabsorptionsvermögen, viel bessere Wasserbeständigkeit (Glanz) und Brüchigkeit.
Vergleichsbeispiel 5
Das Aufzeichnungsblatt B wurde unter Verwendung des gleichen Verfahrens wie zur Herstellung von Aufzeichnungsblatt A hergestellt, wobei jedoch die Siliciumdioxiddispersion 4 durch die Siliciumdioxiddispersion 6 ersetzt wurde (die Siliciumdioxiddispersion 6 wurde gemäß Siliciumdioxiddispersion 4 hergestellt, wobei jedoch Borsäure und Borax bei der Herstellung der Siliciumdioxiddispersion nicht zugesetzt wurden). Anschließend wurden die einzelnen, in Tabelle 5 angegebenen Härter auf das gebildete Aufzeichnungsblatt B als Überzug aufgetragen und 2 min bei 80°C getrocknet. Danach wurden die getrockneten Blätter 24 h bei 40°C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 30% aufbewahrt. Auf diese Weise wurden die Aufzeichnungsblätter 111 bis 115 hergestellt. Die Bewertung erfolgte gemäß Beispiel 4. Tabelle 5 zeigt die Ergebnisse.
Tabelle 5
Die Bildung eines Überzugs wurde so durchgeführt, dass die Beschichtungsmenge der Härter 1,0 g/m² betrug.
Die Wasserbeständigkeit (Faltigwerden) aller Blätter wurde als A bewertet.
Ferner zeigen Blätter, wenn Borsäure und Borax in die die tintenabsorbierende Schicht bildende Beschichtungszusammensetzung nicht eingearbeitet sind, bessere Brüchigkeit, während sowohl das Tintenabsorptionsvermögen als auch die Wasserbeständigkeit gut sind. Ferner zeigte sich, dass auch, wenn Borsäure und Borax in die die tintenabsorbierende Schicht bildende Beschichtungszusammensetzung eingearbeitet sind, für praktische Verwendungszwecke kein Problem besteht und die Wasserbeständigkeit hervorragend ist.
Beispiel 6
Die einzelnen, in Tabelle 6 angegebenen verschiedenen Härter wurden als Überzug auf das in Beispiel 4 hergestellte Aufzeichnungsblatt A aufgetragen, anschließend 2 min bei 85°C getrocknet und dann 24 h bei 40°C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 30% aufbewahrt. Auf diese Weise wurden die Aufzeichnungsblätter 121, 122 und 25 bis 28 hergestellt. Die Bewertung erfolgte auf die gleiche Weise. Tabelle 6 zeigt die Bewertungsergebnisse.
Tabelle 6
Die Wasserbeständigkeit (Faltigwerden) aller Blätter wurde als A bewertet.
Des weiteren wurden die im folgenden beschriebenen Härter A und D bis G aufgetragen, wobei eine Beschichtungsmenge von 1,0 g/m² erhalten wurde.

A: wässrige Dispersion von Takenate WD-720, hergestellt von Takeda Yakuhin Co.
D: wässrige Lösung von Aquanate 110, hergestellt von Nihon Polyurethane Kogyo
E: wässrige Glyoxallösung
F: wässrige Methylolmelaminlösung
G: wässrige Diglycidylethyletherlösung

Wie aus Tabelle 6 ersichtlich ist, zeigten bei Auftragen von Härtern in der Form einer wässrigen Dispersion oder wässrigen Lösung die gebildeten Schichten gutes Tintenabsorptionsvermögen und gute Wasserbeständigkeit und weniger Brüchigkeit.
Beispiel 7
Das Aufzeichnungsblatt C wurde unter Verwendung des Verfahrens zur Herstellung von Aufzeichnungsblatt A hergestellt, wobei jedoch das als Schichtträger bei der Herstellung des Aufzeichnungsblatts A verwendete polyethylenbeschichtete Papier durch ein 160 μm dickes wasserabsorbierendes gießbeschichtetes Papier ersetzt wurde. Anschließend wurde jedes Aufzeichnungsblatt durch Bildung eines Überzugs von Härtern auf dem gebildeten Aufzeichnungsblatt C in der gleichen Weise wie bei Herstellung der Aufzeichnungsblätter 102 bis 108 hergestellt.
Die gleiche Bewertung wurde durchgeführt, und es zeigte sich, dass, obwohl ein Problem im Hinblick auf die durch den wasserabsorbierenden Schichtträger verursachte unzureichende Wasserbeständigkeit noch zu lösen blieb, Wirkungen hinsichtlich der Verbesserung des Tintenabsorptionsvermögens und der Wasserbeständigkeit der tintenabsorbierenden Schicht, die die Aufgabe der vorliegenden Erfindung war, festgestellt wurden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Festigkeit der porenhaltigen Schicht eines Tintenstrahlaufzeichnungsmediums zu verstärken, ohne das Tintenabsorptionsvermögen und die Schichtbrüchigkeit zu verschlechtern.
Ferner ist es möglich, ein Tintenstrahlaufzeichnungsmedium bereitzustellen, das mit der gewünschten Wasserbeständig keit ohne Verschlechterung der Schichtfestigkeit ausgestattet ist und hohes Tintenabsorptionsvermögen zeigt.

Claims

Tintenstrahlaufzeichnungsmedium, umfassend einen Schichtträger mit einer darauf befindlichen porenhaltigen tintenabsorbierenden Schicht, die anorganische Teilchen und ein hydrophiles Bindemittel umfasst, wobei das Gewichtsverhältnis der anorganischen Teilchen zu dem hydrophilen Bindemittel zwischen 3:1 und 8:1 beträgt und wobei das hydrophile Bindemittel unter Verwendung eines anorganischen Härters und eines organischen Härters gehärtet ist.
Tintenstrahlaufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, wobei der anorganische Härter eine ein Boratom umfassende Säure oder ein Salz derselben ist.
Tintenstrahlaufzeichnungsmedium nach Anspruch 2, wobei der anorganische Härter Borsäure, Orthoborsäure, Diborsäure, Metaborsäure, Tetraborsäure, Heptaborsäure oder ein Salz derselben ist.
Tintenstrahlaufzeichnungsmedium nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der organische Härter ein Härter auf Polyisocyanatbasis, ein Härter auf Epoxybasis oder ein Härter auf Aldehydbasis ist.
Tintenstrahlaufzeichnungsmedium nach Anspruch 4, wobei der organische Härter eine Polyisocyanatverbindung ist.
Tintenstrahlaufzeichnungsmedium nach Anspruch 5, wobei die Polyisocyanatverbindung mindestens zwei Iso cyanatgruppen umfasst.
Tintenstrahlaufzeichnungsmedium nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das hydrophile Bindemittel ein Polyvinylalkohol ist.
Tintenstrahlaufzeichnungsmedium nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der anorganische Härter in einer Menge von 4 bis 50 Gew.-% in Bezug auf das hydrophile Bindemittel vorhanden ist.
Tintenstrahlaufzeichnungsmedium nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der organische Härter in einer Menge von 5 bis 100 Gew.-% in Bezug auf das hydrophile Bindemittel vorhanden ist.
Tintenstrahlaufzeichnungsmedium nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verhältnis des anorganischen Härters zu dem organischen Härter 5:1 bis 1:5, bezogen auf das Gewicht, beträgt.
Tintenstrahlaufzeichnungsmedium nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das mindestens zwei porenhaltige Tintenaufnahmeschichten umfasst.
Verwendung eines Aufzeichnungsmediums nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Herstellung eines Bilds auf dem Medium.
Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahlaufzeichnungsmediums, das das Auftragen einer Zusammensetzung, die anorganische Teilchen, ein hydrophiles Bindemittel und einen anorganischen Härter umfasst, wobei das Gewichtsverhältnis der anorganischen Teilchen zu dem hydrophilen Bindemittel zwischen 3:1 und 8:1 beträgt, zur Bildung einer porenhaltigen Tintenaufnahmeschicht auf einen Träger, das Trocknen der aufgetragenen Zusammensetzung und das anschließende Zuführen eines organischen Härters zu der aufgetragenen Zusammensetzung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei der organische Härter ein Härter auf Polyisocyanatbasis ist.