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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Harzzusammensetzung für ein Tintenstrahlaufzeichnungsblatt, ein
Tintenstrahlaufzeichnungsblatt, ein Verfahren zum Tintenstrahlaufzeichnen
und ein Verfahren zum Herstellen eines Tintenstrahlaufzeichnungsblatts,
insbesondere eine Harzzusammensetzung, die zum Tintenstrahlaufzeichnen
geeignet ist, wobei wasserbasierte Tinte benutzt wird, ein solches
Tintenstrahlaufzeichnungsblatt, ein Verfahren zum Tintenstrahlaufzeichnen,
wobei wasserbasierte Tinte benutzt wird, und ein Verfahren zum Herstellen
eines solchen Tintenstrahlaufzeichnungsblatts.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Tintenstrahlaufzeichnen
ist nicht geräuschvoll,
gestattet Hochgeschwindigkeitsdrucken, macht mehrfarbiges Drucken
mittels Benutzung mehrerer Düsen
möglich
und ermöglicht
geringe Kosten; daher ist es schnell in weit verbreitete Benutzung
als Ausgabevorrichtungen für
Bildinformationen, wie z.B. Farbkopieren, Computer und dergleichen,
gekommen. Medien für
dieses Tintenstrahlaufzeichnen benötigen die folgenden Eigenschaften:
- (1) Absorptionsgeschwindigkeit von Tinte ist
hoch,
- (2) Tinte kann unverzüglich
zur Trockne verdampft werden,
- (3) Diffusion nach Absorption von Tinte und Bildung unklarer
Randabschnitte von Punkten werden verhindert,
- (4) Häufigkeit
des Auftretens fehlender Druckgleichmäßigkeit ist gering,
- (5) klare Übergänge zwischen
verschiedenen Farbzonen können
geschaffen werden und
- (6) Konstanz der Qualität
ist während
der Langzeitbewahrung nach dem Drucken gewahrt, insbesondere ist
geringes Auftreten geringer Veränderungen
von Bildern, wie z.B. Verwischen, selbst bei feuchten Bedingungen
möglich.
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Herkömmlicherweise
ist ein Tintenstrahlaufzeichnungsblatt benutzt worden, welches einen
wasserunlöslichen
Film als einen Träger
und hydrophiles Polymer als eine Hauptkomponente einer Tintenabsorptionsschicht
umfasst, die auf den Träger
aufgetragen ist. Das hydrophile Polymer kann wasserlösliche Polymere, z.B.
Polyvinylalkohol, denaturierten Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon,
Gelatine und dergleichen, umfassen. Ferner sind auch Tintenstrahlaufzeichnungsblätter, die
Kombinationen aus den oben beschriebenen hydrophilen Polymeren und
einem wasserabsorbierenden Harz und Kombinationen mit porösem anorganischem
Pulver, wie z.B. Siliziumdioxid, Aluminiumoxid und dergleichen,
umfassen, vorgeschlagen worden. Es wird jedoch auf Probleme hingewiesen,
dass das wasserlösliche
Harz, das als eine Tintenabsorptionsschicht aufgetragen ist, während der
Lagerung Wasser absorbiert, woraus ein Verwischen von Tinte resultiert,
wenn Aufzeichnen unter Benutzung dieser Tintenstrahlaufzeichnungsblätter durchgeführt wird.
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WO-A-9
749 561 offenbart eine Harzzusammensetzung für Tintenstrahldruckmaterial,
die 13 bis 95 Gew.-% vernetztes Polyalkylenoxidharz, 3 bis 80 Gew.-%
Polyamidharz und 1 bis 50 Gew.-% kationisches Polymer umfasst.
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Um
solche Nachteile zu überwinden,
ist ein Tintenstrahlaufzeichnungsblatt vorgeschlagen, das eine kationische
Substanz in der Tintenabsorptionsschicht enthält, die das Verhindern des
Verwischens von Tinte durch Reaktionen zwischen der kationischen
Substanz und anionischen Farbstoffen, die in der wasserbasierten
Tinte benutzt werden, ermöglichen
würde.
Dieser Typ Tintenstrahlaufzeichnungsblatt kann jedoch aufgrund einer
schlechten gegenseitigen Löslichkeit
der kationischen Substanz und des wasserlöslichen Polymers zum Ausbluten
der kationischen Substanz an der Oberfläche einer Tintenaufnahmeschicht
führen.
Außerdem
können,
da solche kationischen Substanzen keine Thermoplastizität aufweisen,
auch Einschränkungen
bei der Herstellung zwingend sein, dass nämlich zur Herstellung des Tintenstrahlaufzeichnungsblatts
das Auftragen der Beschichtung mit einer Lösung durchgeführt werden
muss. Zudem kann die Fixiermitteleigenschaft von Reaktionsprodukten
der kationischen Substanz mit anionischen Farbstoffen, die Inhaltsstoffe
von Tinte sind, nicht ausreichend sein; infolgedessen kann die Verhinderung
des Phänomens
des Verwischens bisweilen unmöglich
sein. Außerdem
können
durch Reaktionsprodukte der kationischen Substanz mit anionischen
Farbstoffen Farbtonveränderungen
auftreten.
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Wie
oben erläutert,
herrscht tatsächlich
ein Zustand, dass ein Tintenstrahlaufzeichnungsblatt, das all die
verschiedenen gewünschten
Eigenschaften aufweist, bis jetzt noch nicht geschaffen worden ist.
Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung dieser Probleme
verwirklicht und ist darauf gerichtet, eine Harzzusammensetzung
für ein
Tintenstrahlaufzeichnungsblatt, ein Tintenstrahlaufzeichnungsblatt,
ein Verfahren zum Tintenstrahlaufzeichnen und ein Verfahren zum
Herstellen eines Tintenstrahlaufzeichnungsblatts bereitzustellen,
das hinsichtlich mehrerer gewünschter
Eigenschaften, insbesondere einer Tintenabsorptionsfähigkeit
und einer das Verwischen unterdrückenden
Wirkung, zufriedenstellend sein kann.
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KURZDARSTELLUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung, die gemacht wurde, um die Aufgaben zu lösen, die
oben angegeben sind, ist auf eine Harzzusammensetzung zum Tintenstrahlaufzeichnen
gerichtet, wobei die Zusammensetzung umfasst:
- (1)
ein wasserabsorbierendes Polymer mit einem gewichtsmittleren Molekulargewicht
von 10.000 bis 300.000 der allgemeinen Formel [AX1AR1 ] (I),worin
X1 der Rest einer organischen Verbindung
mit zwei aktiven Wasserstoffatomen ist, R1 der
Rest einer Dicarbonsäure
ist und A (CH2CH2O) und verbunden unter Bildung von worin
Y eine Kohlenwasserstoffgruppe mit zwei oder mehr Kohlenstoffatomen
ist und m, n und p jeweils eine
ganze Zahl von 1 oder mehr sind und derartig vorbestimmt sind, dass
sie die Bedingungen
44(m + p)/n (Molekulargewicht von
[CH2CHYO] = 94/6 bis 80/20 und p/(m + p) ≥ 1/2 erfüllen, und
- (2) ein kationisches Polymer mit einem gewichtsmittleren Molekulargewicht
von 1.000 bis 50.000.
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Die
Harzzusammensetzung für
ein Tintenstrahlaufzeichnungsblatt der vorliegenden Erfindung umfasst
(1) eine Komponente einer wasserabsorbierenden Polymerverbindung,
dargestellt durch die obige Formel (I), und (2) eine kationische
Polymerverbindung, die mit der Verbindung (I) ineinander löslich gemacht
ist, demzufolge Verwischen bei der Lagerung unter einer feuchten
Bedingung unterdrückt
werden kann, während eine
ausgezeichnete Tintenabsorptionsfähigkeit bewahrt ist.
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Unter
diesem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird, wenn die folgende
Verbindung (a) als die kationische Polymerverbindung (2) benutzt
wird, aufgrund ihrer Affinität
zu der wasserabsorbierenden Polymerverbindung (1) Ausbluten an einer
Oberfläche
der Tintenaufnahmeschicht vermieden, wobei außerdem Farbtonveränderungen,
die aus Reaktionen mit den anorganischen Farbstoffen resultieren,
welche als Inhaltsstoffe von Tinte benutzt werden, verhindert werden.
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(a)
eine kationische Polymerverbindung mit einem gewichtsmittleren Molekulargewicht
im Bereich zwischen 1.000 und 50.000 mit linearer und irregulärer Anordnung,
umfassend 65 Mol-% bis 99 Mol-% einer Ethylen-Struktureinheit, dargestellt durch die
folgende Formel (II), weniger als oder gleich 15 Mol-% einer Acrylat-Struktureinheit,
dargestellt durch die folgende Formel (III), und 1 Mol-% bis 35
Mol-% einer Acrylamid- Struktureinheit,
dargestellt durch die folgende Formel (IV),
(CH2CH2 ) (II), (worin
R
2 eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen
darstellt),
(worin
R
3 eine Alkylengruppe mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen
darstellt; R
4 bzw. R
5 eine
Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen darstellen; R
6 ein
Wasserstoff, eine Alkylgruppe mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, eine
Arylalkylgruppe mit 7 bis 12 Kohlenstoffatomen oder eine alicyclische
Alkylgruppe mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen darstellt; und X
⊝ ein
Halogenion, CH
3OSO
3 – oder
C
2H
5OSO
3 – darstellt.)
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Die
kationische Polymerverbindung (2) unter oben beschriebenem (a) umfasst
vorzugsweise die Acrylat-Struktureinheit,
dargestellt durch die Formel (III), obwohl die Acrylat-Struktureinheit
keine notwendige Komponente ist, die darin enthalten sein muss.
Daher ist der Stoffmengenanteil dieser Acrylat-Struktureinheit nur
als die obere Grenze (15 Mol-%) definiert, und ihre untere Grenze
ist nicht besonders definiert.
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In
der vorliegenden Erfindung, die oben angegeben ist, können, wenn
das gewichtsbezogene Mischungsverhältnis der wasserabsorbierenden
Polymerverbindung (1) und der kationischen Polymerverbindung (2)
im Bereich zwischen 50/50 und 99/1 liegt, wohlausgewogene Tintenabsorptionsfähigkeit
und ein das Verwischen unterdrückende
Wirkung erzielt werden.
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In
der vorliegenden Erfindung, die oben angegeben ist, kann, wenn ein
kationisches oder nichtionisches oberflächenaktives Mittel in der Harzzusammensetzung
enthalten ist, Verwischen bei Lagerung unter einer feuchten Bedingung
ausreichender unterdrückt
werden. Eine Menge des oberflächenaktiven
Mittels (3), die enthalten sein soll, kann vorzugsweise 1 Gew.-%
(Gewichtsprozent) bis 10 Gew.-% betragen.
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Wenn
ein Tintenstrahlaufzeichnungsblatt durch Auftragen einer Tintenaufnahmeschicht,
in welcher die Harzzusammensetzung für ein Tintenstrahlaufzeichnungsblatt
benutzt wird, auf eine Substratschicht gebildet wird und danach
Tintenstrahlaufzeichnen durch Ausgabe kleiner Tröpfchen wasserbasierter Farbtinte
durchgeführt
wird, derart, dass sie an der Tintenaufnahmeschicht adsorbiert werden,
können
klare Bilder mit weniger Verwischen bei Lagerung unter einer feuchten
Bedingung resultieren.
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Dieses
Tintenstrahlaufzeichnungsblatt kann leicht hergestellt werden durch:
Extrudieren einer Harzzusammensetzung, die eine Substratschicht
in einer Blattform bildet, während
die oben beschriebene Harzzusammensetzung für ein Tintenstrahlaufzeichnungsblatt
der vorliegenden Erfindung gleichzeitig mit der Substratschicht
auch in eine Blattform extrudiert wird, und gleichzeitiges Bilden
von Schichten beider Harzzusammensetzungen.
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BESTE AUSFÜHRUNGSFORM
ZUM VERWIRKLICHEN DER ERFINDUNG
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Das
am stärksten
kennzeichnende Merkmal eines erfindungsgemäßen Tintenstrahlaufzeichnungsblatts
ist, dass die Tintenaufnahmeschicht eine Hauptkomponente aus einer
wasserabsorbierenden Polymerverbindung (1) umfasst, die durch die
obige Formel (I) dargestellt ist. Hierin bedeutet „eine Hauptkomponente aus
einer wasserabsorbierenden Polymerverbindung (1) umfassen", dass die wasserabsorbierende
Polymerverbindung (1) ein Haupt-Polymermaterial
der Tintenaufnahmeschicht ist. Spezifisch kann der Prozentgehalt der
wasserabsorbierenden Polymerverbindung (1) in der Tintenaufnahmeschicht
vorzugsweise größer als oder
gleich 50 Gew.-% betragen.
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Ein
Teil, der in der obigen Formel (I) als „A" dargestellt ist, kann in einer Anordnung
vorliegen, wobei eine Alkylenoxidkette mit mehr als oder gleich
4 Kohlenstoffatomen, die durch eine Wiederholungszahl n ausgewiesen
ist, zwischen einer Ethylenoxidkette, die durch eine Wiederholungszahl
m ausgewiesen ist, und einer Ethylenoxidkette, die durch eine Wiederholungszahl
p ausgewiesen ist, an entgegengesetzten Enden eingefügt ist.
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Die
obige Alkylenoxidkette mit mehr als oder gleich 4 Kohlenstoffatomen,
die durch eine Wiederholungszahl n ausgewiesen ist, kann beispielsweise
eine Butylenoxidkette, die von Butylenoxid abgeleitet ist, oder
eine α-Olefinoxidkette
mit mehr als oder gleich 12 Kohlenstoffatomen, die von α-Olefinoxid
mit mehr als oder gleich 12 Kohlenstoffatomen abgeleitet ist, sein.
Und zwar kann Y in der obigen Formel (I) eine Ethylgruppe sein,
wenn die Alkylenoxidkette, die durch eine Wiederholungszahl n ausgewiesen
ist, eine Butylenoxidkette ist, die von Butylenoxid abgeleitet ist.
Y kann indessen eine Kohlenwasserstoffgruppe mit mehr als oder gleich
10 Kohlenstoffatomen sein, wenn die Alkylenoxidkette, die durch
eine Wiederholungszahl n ausgewiesen ist, eine α-Olefinoxidkette mit mehr als
oder gleich 12 Kohlenstoffatomen, die von α-Olefinoxid mit mehr als oder
gleich 12 Kohlenstoffatomen abgeleitet ist.
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Außerdem ist
in Fällen,
in denen eine α-Olefinoxidkette
einbezogen ist, das α-Olefinoxid
mit mehr als oder gleich 12 Kohlenstoffatomen, von dem die Kette
abgeleitet ist, nicht besonders beschränkt, sofern es eine Epoxidverbindung
ist, die eine Alkylengruppe mit mehr als oder gleich 12 Kohlenstoffatomen
enthält,
und kann stärker
bevorzugt eine Epoxidverbindung sein, die eine Alkylengruppe mit
Kohlenstoffatomen im Bereich zwischen 12 und 30 enthält. Ein
solches α-Olefinoxid
kann allein oder als ein Gemisch in einer Kombination von zwei oder
mehr Arten davon benutzt werden.
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Wenn
die Alkylenoxidkette, die durch eine Wiederholungszahl n ausgewiesen
ist, eine Butylenoxidkette ist, können die beiden Ethylenoxidketten,
die durch die Wiederholungszahlen m und p ausgewiesen sind, so bestimmt
werden, dass jene Ketten in den ausgewiesenen Teil „A" in der obigen Formel
(I) zu 80 Gew.-% bis 90 Gew.-%, vorzugsweise zu 82 Gew.-% bis 87
Gew.-%, einbezogen sind. Wenn die Alkylenoxidkette, die durch eine
Wiederholungszahl n ausgewiesen ist, eine α-Olefinoxidkette mit mehr als
oder gleich 12 Kohlenstoffatomen ist, können die beiden Ethylenoxidketten,
die durch die Wiederholungszahlen m und p ausgewiesen sind, ferner
so bestimmt werden, dass jene Ketten in den ausgewiesenen Teil „A" in der obigen Formel
(I) zu 90 Gew.-% bis 94 Gew.-%, vorzugsweise zu 92 Gew.-% bis 94
Gew.-%, einbezogen werden. Demgemäss kann in dem ausgewiesenen
Teil „A" in der obigen Formel
(I) ein Wert, der mittels der folgenden Formel berechnet wird, so
vorbestimmt werden, dass er im Bereich zwischen 80/20 und 94/6 liegt:
(44 × (m + p)/(das
Molekulargewicht der Einheit des Alkylenoxids mit mehr als oder
gleich vier Kohlenstoffatomen) × n).
Als Bezug bezeichnet „44" hierin das Molekulargewicht
von Ethylenoxid.
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Wenn
das Verhältnis
der beiden Ethylenoxidketten, die durch die Wiederholungszahlen
m und p ausgewiesen sind, unterhalb des obigen Bereichs liegt, kann
dies zu einer Verringerung einer Tintenabsorptionsfähigkeit
des Tintenstrahlaufzeichnungsblatts führen. Wenn dieses Verhältnis oberhalb
des obigen Bereichs liegt, kann andererseits Verwischen von Tinte
bei Lagerung unter einer feuchten Bedingung als eine Folge des Absorbierens
von Wasser erfolgen.
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In
dem ausgewiesenen Teil „A" in der obigen Formel
(I) muss ein Wert, der durch Berechnung von „p/(m + p)" erhalten wird, nämlich ein Verhältnis eines
Ethylenoxidkettenteils, der durch die Wiederholungszahl p ausgewiesen
ist, in zweien der Ethylenoxidketten (Teile ausgewiesen durch die
Wiederholungszahlen m und p) so bestimmt werden, dass er mehr als
oder gleich 50% beträgt
und besonders bevorzugt in dem Bereich zwischen 60% und 80% liegt.
Infolgedessen können
eine Veresterungsreaktion und eine Esteraustauschreaktion mit der
Dicarbonsäureverbindung
R1, unten in Einzelheiten dargestellt, leicht
durchgeführt
werden.
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In
der oben beschriebenen Formel (I) ist ein Teil, der als X1 ausgewiesen ist, ein Rest einer organischen
Verbindung mit zwei aktiven Wasserstoffgruppen. Die organischen
Verbindungen mit zwei aktiven Wasserstoffgruppen können beispielsweise
Ethylenglycol, Diethylenglycol, Propylenglycol, Dipropylenglycol, 1,4-Butandiol,
1,6-Hexandiol, Neopentylglycol,
Bisphenol A, Polytetramethylenglycol, alicyclische Diole, wie z.B.
Cyclohexan-1,4-dimethanol und dergleichen, Amine, wie z.B. Butylamin,
Laurylamin, Octylamin, Cyclohexylamin, Anilin und dergleichen, umfassen.
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In
der oben beschriebenen Formel (I) ist ein Teil, der als R1 ausgewiesen ist, ein Rest einer Dicarbonsäureverbindung.
Die anwendbaren Dicarbonsäureverbindungen
können
beispielsweise Dicarbonsäure,
Dicarbonsäureanhydrid,
Niederalkylester von Dicarbonsäure
und dergleichen umfassen. Dicarbonsäuren, die oben beschrieben
sind, können
beispielsweise Phthalsäure,
Isophthalsäure,
Terephthalsäure,
Malonsäure, Bernsteinsäure, Sebacinsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Adipinsäure, Itaconsäure und
dergleichen umfassen. Dicarbonsäureanhydride,
die oben beschrieben sind, können
beispielsweise Anhydride verschiedener Arten von Dicarbonsäuren, die
oben beschrieben sind, umfassen. Die Niederalkylester von Dicarbonsäuren, die oben
beschrieben sind, können
außerdem
beispielsweise Methylester, Dimethylester, Ethylester, Diethylester, Propylester,
Dipropylester und dergleichen verschiedener Arten der Dicarbonsäuren, die
oben beschrieben sind, umfassen. Diese können allein oder in Kombination
zweier oder mehr Arten davon benutzt werden. Von diesen können hinsichtlich
der Durchführbarkeit
der Reaktionen insbesondere Dicarbonsäureanhydrid oder Niederalkylester
von Dicarbonsäure
vorzugsweise benutzt werden.
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Da
diese wasserabsorbierende Polymerverbindung (1), die durch Formel
(I) dargestellt ist, Wasserabsorptionsfähigkeit aufweist, die das 5-
bis 15-fache ihres
eigenen Gewichts beträgt,
kann der Tintenaufnahmeschicht durch Benutzung dieser Verbindung
eine Tintenabsorptionsfähigkeit
verliehen werden. Zudem kann die wasserabsorbierende Polymerverbindung
(1) wegen ihrer Thermoplastizität
mittels Extrusion in eine Blattform gebracht werden; daher kann
die erleichterte Herstellung eines Tintenstrahlaufzeichnungsblatts
ermöglicht
werden.
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Ein
beispielhaftes Verfahren zum Herstellen der wasserabsorbierenden
Polymerverbindung (1), die durch Formel (I) dargestellt ist, ist
unten erläutert.
Zuerst wird eine organische Verbindung mit mehr als oder gleich
2 Kohlenstoffatomen einer Additionspolymerisation mit Ethylenoxid
bei etwa 90 bis 200°C
unter Benutzung von kaustischem Alkali, wie z.B. Natriumhydroxid
oder Kaliumhydroxid, als einem Katalysator unterworfen. Danach wird
eine Additionspolymerisation mit Alkylenoxid mit mehr als oder gleich
4 Kohlenstoffatomen an dieser herbeigeführt, und dann folgt weitere
Additionspolymerisation mit Ethylenoxid. Und zwar werden Ethylenoxid,
Butylenoxid oder α-Olefinoxid
mit mehr als oder gleich 12 Kohlenstoffatomen und dann Ethylenoxid
einer Additionspolymerisation als ein Block in dieser Reihenfolge
zu einer organischen Verbindung mit zwei aktiven Wasserstoffgruppen
unterworfen. Vorsichtshalber kann die Polyalkylenoxidverbindung,
die in diesem Schritt erhalten wird, vorzugsweise ein gewichtsmittleres
Molekulargewicht im Bereich zwischen 5.000 und 30.000 und besonders
bevorzugt ein gewichtsmittleres Molekulargewicht im Bereich zwischen
10.000 und 30.000 aufweisen. Wenn das gewichtsmittlere Molekulargewicht
unterhalb des obigen Bereichs liegt, kann eine Verschlechterung
der Ausbildungsfähigkeit
einer Tintenaufnahmeschicht resultieren. Wenn das gewichtsmittlere
Molekulargewicht oberhalb des obigen Bereiches liegt, kann andererseits
die Alkylenoxid-Additionsreaktion von einer bemerkenswerten Verminderung
der Reaktionsgeschwindigkeit begleitet werden. Danach wird der Polyalkylenoxidverbindung
eine Dicarbonsäureverbindung
zugegeben. Dann, im Anschluss an eine Temperaturerhöhung, wird
unter Erwärmen
auf 80 bis 250°C
Dehydrierung oder Dealkoholisierung bei einem verminderten Druck
von 0,1 bis 2,7 × 103 Pa durchgeführt. Die Reaktionsdauer kann
im allgemeinen 30 Minuten bis 10 Stunden betragen. Demgemäß wird die
wasserabsorbierende Polymerverbindung (1) erhalten.
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Wenn
der Polyalkylenoxidverbindung Dicarbonsäureverbindung zugegeben wird,
wird das Einbindungsverhältnis
beider Verbindungen vorzugsweise im Bereich zwischen 1:3,5 und 1:0,5
bei einem äquivalenten
Verhältnis
festgelegt.
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Ein
gewichtsmittleres Molekulargewicht der auf diese Weise erhaltenen
wasserabsorbierenden Polymerverbindung (1) kann vorzugsweise so
vorbestimmt werden, dass es im Bereich zwischen 10.000 und 30.000
und besonders bevorzugt zwischen 50.000 und 200.000 liegt. Außerdem kann
ein Wert, der sich aus der Division eines gewichtsmittleren Molekulargewichts
der wasserabsorbierenden Polymerverbindung (1), die in dieser Weise
erhalten wird, durch ein gewichtsmittleres Molekulargewicht der
Polyalkylenoxidverbindung, die zur Herstellung benutzt wird, vorzugsweise
größer als
oder gleich 3 sein, stärker
bevorzugt im Bereich zwischen 3 und 21 und noch stärker bevorzugt
im Bereich zwischen 5 und 21 liegen.
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Ein
anderes Merkmal des erfindungsgemäßen Tintenstrahlaufzeichnungsblatts
ist durch den Punkt gekennzeichnet, dass die Tintenaufnahmeschicht
eine kationische Polymerverbindung (2) umfasst. Da die kationische
Polymerverbindung (2) mit anionischen Farbstoffen reagieren kann,
die in wasserbasierter Tinte im allgemeinen benutzt werden, kann
ein Verwischen von Tinte dadurch verhindert werden. Außerdem braucht, da
die kationische Polymerverbindung (2) ein Makromolekül ist, an
der Oberfläche
der Tintenaufnahmeschicht kein Ausbluten zu resultieren. Vorsichtshalber
bedeutet kationische Polymerverbindung (2) hierin kationische Substanzen
mit einem gewichtsmittleren Molekulargewicht von mehr als oder gleich
1.000 und vorzugsweise mehr als oder gleich 5.000.
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Eine
Menge der kationischen Polymerverbindung (2), die enthalten sein
soll, kann als ein gewichtsbezogenes Mischungsverhältnis der
wasserabsorbierenden Polymerverbindung (1) und der kationischen
Polymerverbindung (2) vorzugsweise im Bereich zwischen 50/50 und
99/1 und stärker
bevorzugt im Bereich zwischen 65/35 und 90/10 liegen. Wenn die Menge
der kationischen Polymerverbindung (2) unterhalb des obigen Bereichs
liegt, kann infolge von Absorbieren von Wasser ein Verwischen von
Tinte bei Lagerung des Tintenstrahlaufzeichnungsblatts unter einer
feuchten Bedingung auftreten. Wenn die Menge oberhalb des obigen
Bereichs liegt, kann andererseits eine Tintenabsorptionsfähigkeit
der Tintenaufnahmeschicht verschlechtert sein.
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Als
eine geeigneterweise benutzte kationische Polymerverbindung (2)
kann
- (a) eine kationische Polymerverbindung
mit einem gewichtsmittleren Molekulargewicht im Bereich zwischen
1.000 und 50.000 mit einer linearen und irregulären Anordnung, umfassend 65
Mol-% bis 99 Mol-% einer Ethylen-Struktureinheit,
dargestellt durch die obige Formel (II), weniger als oder gleich
15 Mol-% einer Acrylat-Struktureinheit,
dargestellt durch die obige Formel (III), und 1 Mol-% bis 35 Mol-%
einer Acrylamid-Struktureinheit, dargestellt durch die obige Formel
(IV), benutzt werden.
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Die
kationische Polymerverbindung (2) unter oben beschriebenem (a) muss
65 Mol-% bis 99 Mol-% umfassen und kann stärker bevorzugt 65 Mol-% bis
80 Mol-% der Ethylen-Struktureinheit,
dargestellt durch die obige Formel (II), umfassen. Wenn der Gehalt
an der Ethylen-Struktureinheit unterhalb des obigen Bereichs liegt,
kann die gegenseitige Löslichkeit
mit der wasserabsorbierenden Polymerverbindung (1) verringert sein. Wenn
der Gehalt an der Ethylen-Struktureinheit
oberhalb des obigen Bereichs liegt, kann andererseits aufgrund der
fehlenden verfügbaren
Reaktionsfähigkeit
mit den Farbstoffen aufgrund nicht ausreichend vorhandener Acrylamid-Struktureinheit,
die an einer Reaktion mit den Farbstoffen teilnimmt, ein Auftreten
des Verwischens resultieren.
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Die
oben beschriebene kationische Polymerverbindung (2) unter oben beschriebenem
(a) muss weniger als oder gleich 15 Mol-% und kann stärker bevorzugt
5 Mol-% bis 10 Mol-% einer Acrylat-Struktureinheit, dargestellt
durch die obige Formel (III), umfassen. Wenn der Gehalt an der Acrylat-Struktureinheit unterhalb des
obigen Bereichs liegt, kann eine gegenseitige Löslichkeit mit der wasserabsorbierenden
Polymerverbindung (1) möglicherweise
nicht erreicht werden. Wenn andererseits der Gehalt an der Acrylat-Struktureinheit oberhalb
des obigen Bereichs liegt, können
Schwierigkeiten beim Herstellen der kationischen Polymerverbindung
(2) auftreten.
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Die
oben beschriebene kationische Polymerverbindung (2) unter oben beschriebenem
(a) muss 1 Mol-% bis 35 Mol-% und kann besonders bevorzugt 10 Mol-%
bis 30 Mol-% einer Acrylamid-Struktureinheit, dargestellt durch
die obige Formel (IV), umfassen. Wenn der Gehalt an der Acrylamid-Struktureinheit unterhalb des
obigen Bereichs liegt, kann aufgrund des Vorhandenseins nicht umgesetzter
Farbstoffe Verwischen von Tinte auftreten, weil die Reaktionsäquivalenz
mit den Farbstoffen auf ein nicht ausreichendes Maß sinkt.
Wenn andererseits der Gehalt an der Acrylamid-Struktureinheit oberhalb
des obigen Bereichs liegt, kann eine extreme Verschlechterung der
gegenseitigen Löslichkeit
mit der wasserabsorbierenden Polymerverbindung (1) resultieren.
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Die
kationischen Polymerverbindungen (2) unter obigem (a) weisen lineare
und irreguläre
Anordnungen in jeder der Formeleinheiten auf. Dadurch ist Thermoplastizität erworben,
und das Warmformen der Tintenaufnahmeschicht, kombiniert mit der
Thermoplastizität
der wasserabsorbierenden Polymerverbindung (1), ist durchführbar. Zudem
liegt das gewichtsmittlere Molekulargewicht einer solchen kationischen
Polymerverbindung (2) in dem Bereich zwischen 1.000 und 50.000,
und es ist besonders bevorzugt, wenn es im Bereich zwischen 5.000
und 30.000 liegt. Wenn das gewichtsmittlere Molekulargewicht unterhalb
des obigen Bereichs liegt, kann Ausbluten der kationischen Polymerverbindung
(2) an der Oberfläche
der Tintenaufnahmeschicht erfolgen. Wenn das gewichtsmittlere Molekulargewicht
andererseits oberhalb des obigen Bereichs liegt, kann die Erhöhung der
Schmelzviskosität
oftmals in Schwierigkeiten beim Mischen mit der wasserabsorbierenden Polymerverbindung
(1) resultieren.
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Vorzugsweise
umfasst die Tintenaufnahmeschicht des erfindungsgemäßen Tintenstrahlaufzeichnungsblatts
ein kationisches oder nichtionisches oberflächenaktives Mittel (3). Auf
der Grundlage, dass die Hydrophilie der Tintenaufnahmeschicht dadurch
vergrößert ist,
kann die Absorptionsgeschwindigkeit von Tinte verbessert werden
und außerdem
Verwischen von Tinte verhindert werden.
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Geeigneterweise
eingesetzte kationische oberflächenaktive
Mittel (3) können
beispielsweise kationische oberflächenaktive Mittel vom Typ sekundäres Ammoniumsalz,
kationische oberflächenaktive
Mittel vom Typ tertiäres
Ammoniumsalz, kationische oberflächenaktive
Mittel vom Typ quaternäres
Ammoniumsalz und dergleichen umfassen. Außerdem können geeigneterweise eingesetzte
nichtionische oberflächenaktive
Mittel (3) beispielsweise nichtionische oberflächenaktive Mittel vom Typ Alkylphenol,
nichtionische oberflächenaktive Mittel
vom Typ höherer
Alkohol, nichtionische oberflächenaktive
Mittel vom Typ höhere
Fettsäure,
nichtionische oberflächenaktive
Mittel vom Typ Pluronic, Ester von Propylenglycolfettsäure, Ester
von Glycerinfettsäure und
dergleichen umfassen.
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Eine
Menge des kationischen oder nichtionischen oberflächenaktiven
Mittels (3), die in der Tintenaufnahmeschicht enthalten sein soll,
kann vorzugsweise 1 Gew.-% bis 10 Gew.-% und besonders bevorzugt
2 Gew.-% bis 5 Gew.-% betragen. Wenn die Menge an dem oberflächenaktiven
Mittel (3) unterhalb des obigen Bereichs liegt, kann eine Verringerung
der Tintenabsorptionsgeschwindigkeit auftreten oder das Auftreten
des Verwischens von Tinte kann zunehmen. Wenn die Menge oberhalb
des obigen Bereichs liegt, kann andererseits ein Ausbluten an der
Oberfläche
der Tintenaufnahmeschicht erfolgen, was zu Klebrigkeit an der Oberfläche führen kann.
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Obwohl
die Dicke der Tintenaufnahmeschicht nicht besonders begrenzt ist,
sofern für
die Absorption der Tinte gesorgt werden kann, liegt sie im allgemeinen
in dem Bereich zwischen 10 μm
und 50 μm
und insbesondere von 20 μm
bis 30 μm.
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Ein
erfindungsgemäßes Tintenstrahlaufzeichnungsblatt
ist gebildet durch eine Substratschicht und eine Tintenaufnahmeschicht,
die auf der Substratschicht aufgetragen ist. Das Material der Substratschicht
ist nicht besonders beschränkt,
jedoch kann ein Film, der aus wasserunlöslichen Kunststoffen, beispielsweise
Polyesterharzen, Polyamiden, Polyolefinen und dergleichen, gebildet
ist, in geeigneter Weise benutzt werden. Insbesondere sind Polyesterharze
mit überlegener
Filmhärte,
Durchsichtigkeit und Eigenschaft der Haftung an die Aufnahmeschicht
bevorzugt. Obwohl die Dicke der Substratschicht nicht besonders
begrenzt ist, liegt sie im allgemeinen in dem Bereich zwischen 50 μm und 100 μm und insbesondere
von 70 μm
bis 100 μm.
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Ein
Verfahren zum Herstellen eines Tintenstrahlaufzeichnungsblatts der
vorliegenden Erfindung ist unten erläutert. Zuerst wird eine Harzzusammensetzung
hergestellt durch: Schmelzen und Zusammenmischen einer wasserabsorbierenden
Polymerverbindung (1) und einer kationischen Polymerverbindung (2)
gemäß bekannter
Verfahren und Zugeben von kationischem oder nichtionischem oberflächenaktivem
Mittel (3), falls erforderlich. Danach wird die Harzzusammensetzung
pelletisiert, gefolgt von Aufschmelzen und Extrusion in eine Filmform,
während
gleichzeitig die Substratschicht darauf aufgetragen wird, derart,
dass ein Tintenstrahlaufzeichnungsblatt hergestellt werden kann.
Wenn die Substratschicht aus Kunststoffen gebildet wird, kann das Tintenstrahlaufzeichnungsblatt
durch sogenannte Coextrusion hergestellt werden, wobei das Auftragen
durchgeführt
wird, während
sowohl die Tintenaufnahmeschicht als auch die Substratschicht extrudiert
werden. Durch diese Coextrusion kann eine Vereinfachung des Verfahrens
zum Herstellen des Tintenstrahlaufzeichnungsblatts erreicht werden.
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Zudem
kann ein Tintenstrahlaufzeichnungsblatt auch hergestellt werden
durch: Auflösen
der Harzzusammensetzung in einem Lösemittel, das die oben erwähnte Harzzusammensetzung
lösen kann,
die für
die Tintenaufnahmeschicht benutzt wird (z.B. ein Lösemittelgemisch
aus Toluol und Methanol), und Auftragen der gelösten Zusammensetzung auf eine
Substratschicht. Für
das Beschichtungsverfahren können
mehrere Arten bekannter Mittel, beispielsweise ein Stabauftraggerät, Walzenauftraggerät, Rakelauftraggerät, Schleifauftraggerät und dergleichen,
eingesetzt werden.
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Wenn
eine Tintenaufnahmeschicht mittels der oben beschriebenen Extrusion
oder Auftragen auf eine Substratschicht aufgetragen wird, kann,
falls erforderlich, eine Behandlung an der Oberfläche der
Substratschicht mit Grundierer durchgeführt werden, um die Haftfestigkeit
der beiden Schichten zu verbessern.
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Wenn
Tintenstrahlaufzeichnen unter Benutzen dieses Tintenstrahlaufzeichnungsblatts
durchgeführt wird,
wird wasserbasierte Tinte schnell in die Tintenaufnahmeschicht absorbiert,
wodurch klare Bilder erhalten werden können. Außerdem tritt, selbst wenn das
Tintenstrahlaufzeichnungsblatt für
eine große
Zeitspanne unter einer feuchten Bedingung gelagert wird, kaum Verwischen
von Tinte auf.
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Die
Wirkungen, die von der vorliegenden Erfindung ausgeübt werden,
würden
aus den untenstehenden Beispielen offensichtlich; diese Beispiele
sollten jedoch nicht als eine Beschränkung der vorliegenden Erfindung
aufgefasst werden.
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[Beispiel 1]
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Eine
wasserabsorbierende Polymerverbindung (1) wurde hergestellt, wobei
in der oben beschriebenen Formel (I) m 52 ist, n 14 ist, p 155 ist,
Y eine Ethylgruppe ist, X1 ein Ethylenglycolrest
ist und R1 ein Eicosandisäurerest
ist. Das Gewichtsverhältnis
von Alkylenoxid mit 4 oder mehr Kohlenstoffatomen in der Polyalkylenoxidverbindung
betrug 11 Gew.-% für
diese wasserabsorbierende Polymerverbindung (1). Außerdem betrug
das gewichtsmittlere Molekulargewicht des Polyalkylenoxidrestes,
dargestellt durch AX1A, 20.294. Ferner betrug
das gewichtsmittlere Molekulargewicht dieser wasserabsorbierenden
Polymerverbindung (1) 154.800. Als Bezug wurde eine Messung eines
Molekulargewichts mittels Bestimmung durch PEO-Umwandlung unter Benutzung
von GPC in einem wasserbasierten System mit einer gemischten Lösung aus
Acetonitril und Wasser mit einem Verhältnis von 1:1 als einem Lösemittel
zum Lösen
der wasserabsorbierenden Polymerverbindung (1) durchgeführt.
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Inzwischen
wurde eine kationische Polymerverbindung (2) hergestellt, wobei
R2 in der obigen Formel (III) C2H5 ist, in der obigen Formel (IV) R3 eine Ethylengruppe ist, R4,
R5 und R6 Methylgruppen
sind und X1 C2H5OSO3 – sind.
Die Stoffmengenanteile (bestimmt mittels NMR) in dieser kationischen
Polymerverbindung (2) betrugen: 65 Mol-% für eine Ethylen-Struktureinheit,
dargestellt durch die obige Formel (II), 5 Mol-% für eine Acrylat-Struktureinheit,
dargestellt durch die obige Formel (III), und 30 Mol-% für eine Acrylamid-Struktureinheit,
dargestellt durch die obige Formel (IV). Zudem betrug das gewichtsmittlere
Molekulargewicht (bestimmt mittels GPC) dieser kationischen Polymerverbindung
(2) 23.000.
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Dann
wurden 80 Gewichtsteile der wasserabsorbierenden Polymerverbindung
(1) und 20 Gewichtsteile der kationischen Polymerverbindung (2)
unter Benutzung eines Doppelwellenextruders bei einer Extrusionsbedingung
von 150°C
gemischt, wodurch die Pelletierung erreicht wurde. Danach wurde
das resultierende Pellet unter Benutzung eines Einwellenextruders
bei 150°C
extrudiert, wodurch ein Film mit 40 μm Dicke gebildet wurde. Abschließend wurde
ein Tintenstrahlaufzeichnungsblatt des Beispiels 1 durch Auftragen
eines Polyethylenterephthalatfilms (100 μm Dicke) auf den auf diese Weise
gebildeten Film, gefolgt vom Laminierungsverfahren bei 160°C, hergestellt.
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[Beispiel 2]
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Eine
wasserabsorbierende Polymerverbindung (1) wurde hergestellt, wobei
in der oben beschriebenen Formel (I) m 28 ist, n 2 ist, p 118 ist,
Y eine Kohlenwasserstoffgruppe mit 12 bis 14 Kohlenstoffatomen ist, X1 ein Ethylenglycolrest ist und R1 ein Terephthalsäurerest ist. Das Gewichtsverhältnis von
Alkylenoxid mit 4 oder mehr Kohlenstoffatomen in der Polyalkylenoxidverbindung
betrug 6 Gew.-% für
diese wasserabsorbierende Polymerverbindung (1). Außerdem betrug
das gewichtsmittlere Molekulargewicht des Polyalkylenoxidrestes,
dargestellt durch AX1A, 13.873. Ferner betrug
das gewichtsmittlere Molekulargewicht dieser wasserabsorbierenden
Polymerverbindung (1) 97.111, wenn es in einer dem Messverfahren
in dem obigen Beispiel 1 ähnlichen
Weise bestimmt wurde.
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Inzwischen
wurde eine kationische Polymerverbindung (2) hergestellt, wobei
R2 in der obigen Formel (III) C2H5 ist, in der obigen Formel (IV) R3 eine Ethylengruppe ist, R4,
und R5 Methylgruppen sind, R6 eine
Laurylgruppe ist und X– ein Chloridion ist.
Die Stoffmengenanteile (bestimmt mittels NMR) in dieser kationischen Polymerverbindung
(2) betrugen: 70 Mol-% für
eine Ethylen-Struktureinheit, dargestellt durch die obige Formel (II),
10 Mol-% für
eine Acrylat-Struktureinheit, dargestellt durch die obige Formel
(III), und 20 Mol-% für
eine Acrylamid-Struktureinheit, dargestellt durch die obige Formel
(IV). Zudem betrug das gewichtsmittlere Molekulargewicht (bestimmt
mittels GPC) dieser kationischen Polymerverbindung (2) 23.000.
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Dann
wurden 75 Gewichtsteile der wasserabsorbierenden Polymerverbindung
(1) und 25 Gewichtsteile der kationischen Polymerverbindung (2)
benutzt, um ein Tintenstrahlaufzeichnungsblatt des Beispiels 2 in
einer der Arbeitsweise in Beispiel 1 ähnlichen Weise herzustellen.
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[Beispiel 3]
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Eine
wasserabsorbierende Polymerverbindung (1) wurde hergestellt, wobei
in der oben beschriebenen Formel (I) m 42 ist, n 23 ist, p 168 ist,
Y eine Ethylgruppe ist, X1 ein Ethylenglycolrest
ist und R1 ein Eicosandisäurerest
ist. Das Gewichtsverhältnis
von Alkylenoxid mit 4 oder mehr Kohlenstoffatomen in der Polyalkylenoxidverbindung
betrug 18 Gew.-% für
diese wasserabsorbierende Polymerverbindung (1). Außerdem betrug
das gewichtsmittlere Molekulargewicht des Polyalkylenoxidrestes,
dargestellt durch AX1A, 21.854. Ferner betrug
das gewichtsmittlere Molekulargewicht dieser wasserabsorbierenden
Polymerverbindung (1) 139.860, wenn es in einer dem Messverfahren
in dem obigen Beispiel 1 ähnlichen
Weise bestimmt wurde.
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Dann
wurden 85 Gewichtsteile der wasserabsorbierenden Polymerverbindung
(1) und 15 Gewichtsteile der kationischen Polymerverbindung (2)
wie in Beispiel 1 benutzt, um ein Tintenstrahlaufzeichnungsblatt des
Beispiels 3 in einer der Arbeitsweise in Beispiel 1 ähnlichen
Weise herzustellen.
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[Beispiel 4]
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Ein
Tintenstrahlaufzeichnungsblatt des Beispiels 4 wurde in einer der
Arbeitsweise in Beispiel 1 ähnlichen
Weise hergestellt, mit der Ausnahme, dass die 20 Gewichtsteile der
kationischen Polymerverbindung (2), die in Beispiel 1 benutzt wurden,
durch ein Gemisch aus 10 Gewichtsteilen der kationischen Polymerverbindung
(2) wie in Beispiel 1 und 10 Gewichtsteilen Lauryltrimethylammoniumchlorid
als ein kationischen oberflächenaktives
Mittel (3), das vorher gemischt und mit einer beheizten Walze bei
150°C pelletisiert
worden war, ersetzt wurden.
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[Vergleichsbeispiel 1]
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Ein
Tintenstrahlaufzeichnungsblatt des Vergleichsbeispiels 1 wurde in
einer der Arbeitsweise in Beispiel 1 ähnlichen Weise hergestellt,
mit der Ausnahme, dass 100 Gewichtsteile der wasserabsorbierenden
Polymerverbindung (1), die in Beispiel 1 benutzt wurde, ohne Benutzung
jeglicher kationischen Polymerverbindung (2) benutzt wurde.
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[Vergleichsbeispiel 2]
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Ein
Tintenstrahlaufzeichnungsblatt des Vergleichsbeispiels 2 wurde in
einer der Arbeitsweise in Beispiel 1 ähnlichen Weise hergestellt,
mit der Ausnahme, dass die 20 Gewichtsteile der kationischen Polymerverbindung
(2), die in Beispiel 1 benutzt wurden, durch 20 Gewichtsteile Lauryltrimethylammoniumchlorid
als ein kationisches oberflächenaktives
Mittel (3) ersetzt wurden.
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[Prüfung der Tintenabsorptionsfähigkeit]
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Unter
Benutzung von Tintenstrahldruckern (Handelsname „Epson PM750C" und Handelsname „Canon
BJC-455J") wurde
auf dem Tintenstrahlaufzeichnungsblatt gedruckt, das in jedem der
Beispiele und Vergleichsbeispiele hergestellt wurde. Eine Minute
nach der Beendigung des Druckens wurde auf dem bedruckten Abschnitt
der Tintenaufnahmeschicht behutsam mit einem Finger gerieben; auf
diese Weise wurde die jeweilige Tintenabsorptionsfähigkeit
visuell bewertet. Die Ergebnisse wurden bewertet mit:
„o" höchstausgezeichnete
Tintenabsorptionsfähigkeit
ohne jegliche Veränderung
des bedruckten Abschnitts, „o" ausgezeichnete Tintenabsorptionsfähigkeit, „Δ" deutlich schlechtere
Tintenabsorptionsfähigkeit
und „>" in Fällen, in denen die Tinte sich
bei schmutzig bedrucktem Abschnitt ablöste. Die Ergebnisse sind in
Tabelle 1 unten dargestellt.
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[Prüfung der Tintenverwischeigenschaft]
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Die
Tintenstrahlaufzeichnungsblätter,
die ähnlich
wie in der oben beschriebenen Arbeitsweise bedruckt wurden, wurden
nach der Beendigung des Druckens 3 Stunden lang bei Raumtemperatur
stehen lassen. Dann wurden die Blätter in eine temperatur- und
feuchtigkeitskonstante Kammer bei einer Temperatur von 35°C und einer
Feuchtigkeit von 90% eingebracht, und dann wurde das Verwischen
von Tinte nach 24 Stunden und nach 120 Stunden visuell untersucht.
Die Ergebnisse wurden bewertet mit: „1" überhaupt
kein Verwischen wurde beobachtet, „2" leichtes Verwischen wurde beobachtet, „3" deutliches Verwischen
wurde beobachtet und „4" Verwischen zeigte
sich in solch einem Ausmaß,
dass der Druck nicht wiedererkennbar war. Die Ergebnisse sind in
Tabelle 1 unten dargestellt.
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Wie
in Tabelle 1 gezeigt ist, war es offensichtlich, dass das Tintenstrahlaufzeichnungsblatt,
das in jedem der Beispiele hergestellt wurde, sowohl hinsichtlich
der Tintenabsorptionsfähigkeit
als auch der Tintenverwischeigenschaft überlegen war, wenn es mit denjenigen
der Tintenstrahlaufzeichnungsblätter
verglichen wurde, die in jedem der Vergleichsbeispiele hergestellt
wurden. Folglich wurden Vorteile der vorliegenden Erfindung aufgezeigt.
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INDUSTRIELLE
ANWENDBARKEIT
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Wie
hierin oben erläutert,
kann erfindungsgemäß bessere
Tintenabsorptionsfähigkeit
bereitgestellt werden, wenn Tintenstrahldrucken durchgeführt wird,
und zudem kann das Verwischen von Tinte, das herkömmlicherweise
in Fällen
nachteilig war, in denen hydrophiles Polymer in einer Tintenaufnahmeschicht
benutzt wurde, verhindert werden.