DE602005002288T2

DE602005002288T2 - Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial.

Info

Publication number: DE602005002288T2
Application number: DE602005002288T
Authority: DE
Inventors: Takashi Kobayashi
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2004-03-25
Filing date: 2005-03-29
Publication date: 2008-05-29
Anticipated expiration: 2025-03-30
Also published as: EP1580019B1; EP1580019A1; DE602005002288D1; JP4102771B2; JP2005271485A; US20050214484A1

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein unter Verwendung einer flüssigen Tinte wie zum Beispiel Wasserfarbtinte oder Tinte auf Öl-Basis oder einer festen Tinte, die bei Umgebungstemperatur fest ist und zum Drucken eines Bildes verflüssigt wird, zur Tintenstrahlaufzeichnung geeignetes Aufzeichnungsmedium und insbesondere ein Tintenstrahlaufzeichnungsmedium mit überlegenem Tintenaufnahmeverhalten.
Beschreibung verwandter Techniken
In den vergangenen Jahren wurden mit der schnellen Entwicklung der Informationsindustrie verschiedene Informationsverarbeitungssysteme entwickelt. Aufzeichnungsverfahren und für Informationsverarbeitungssysteme geeignete Geräte wurden entwickelt und in der Praxis angewendet.
Aus folgenden Gründen hat das Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren unter den oben genannten Aufzeichnungsverfahren breite Anwendung nicht nur im Büro sondern auch zu Hause erfahren: Bildaufzeichnungen auf verschiedenen Aufzeichnungsmaterialien ist möglich; die Hardware ist relativ günstig und kompakt; und das Aufzeichnen ist nicht laut.
Mit Zunahme der Auflösung von Tintenstrahldruckern in den vergangenen Jahren wurde sogenanntes photographieähnliches aufgezeichnetes Material mit hoher Bildqualität erhältlich. Darüber hinaus wurden mit der Entwicklung von Hardware verschiedene Aufzeichnungsmedien für die Tintenstrahlaufzeichnung entwickelt.
Die für die oben genannten Aufzeichnungsmedien zur Tintenstrahlaufzeichnung benötigten Eigenschaften sind im allgemeinen wie folgt: (1) die Medien haben ein schnelles Trocknungsvermögen (d.h. eine hohe Tintenabsorptionsrate); (2) die Medien erlauben exakte und gleichmäßige Durchmesser der Tintenpunkte (d.h. die Medien verursachen kein Bleeding); (3) die Medien haben eine gute Körnung; (4) die Medien ermöglichen eine hohe Zirkularität der Tintenpunkte; (5) die Medien erlauben eine hohe Farbdichte; (6) die Medien erlauben eine hohe Chromatizität (d.h. die Medien weisen keine Mattheit auf); (7) die Medien haben eine gute Lichtbeständigkeit, Gasbeständigkeit und Wasserbeständigkeit im Bereich des gedruckten Bildes; (8) die Medien haben einen hohen Weißegrad; (9) die Medien haben eine gute Lagerfähigkeit (d.h. die Medien vergilben weder kommt es zu einem Bleeding während langer Lagerung); (10) die Medien verformen nicht leicht und haben eine gute Dimensionsstabilität (d.h. die Medien weisen eine ausreichend geringe Rollneigung auf); (11) die Medien haben in bezug auf Hardware eine gute Laufeigenschaft. Um ein Tintenstrahlaufzeichnungsmedium als photographisches Kunstdruckpapier zu verwenden, welches benutzt wird, um photographieähnliches aufgezeichnetes Material mit hoher Bildqualität zu erhalten, sind neben den oben genannten Eigenschaften Glanz, Oberflächenglätte und eine Photopapiertextur, die der von Silbersalzphotographien ähnlich ist, erforderlich.
Als Tintenstrahlaufzeichnungsmedien, die die oben genannten Erfordernisse erfüllen, sind Tintenstrahlaufzeichnungsmedien mit wenigstens einer tintenaufnehmenden Schicht auf oder über einem Träger, die Silica enthält, das in einem Gasphasenverfahren hergestellt wurde, bekannt (siehe zum Beispiel japanische offengelegte Patentanmeldungen ( JP-A) 2001-96897 , 2002-127593 ).
EP-1 153 760 A2 betrifft ein Pigment-enthaltendes Aufzeichnungsmaterial, das eine Farbaufnahmeschicht umfaßt. US 6,183,851 beschreibt ein Bildaufzeichnungsmedium, umfassend eine auf einem Träger angeordnete Überzugsschicht, worin die Überzugsschicht ein farbstoffaufnahmefähiges Polymer umfaßt, das eine Monomereinheit und ein oder mehrere anorganische Pigmente darin eingearbeitet umfaßt.
Solche Tintenstrahlaufzeichnungsmedien mit einer tinteaufnehmenden Schicht, die Silica enthält, das in einem Gasphasenverfahren hergestellt wurde, finden breite Anwendung da sie hohen Glanz und gutes Tintenabsorptionsvermögen besitzen.
Um photographische Qualitätsbilder zu reproduzieren, mußten in vergangenen Jahren Tintenstrahlaufzeichnungsmedien ein derartiges Tintenabsorptionsvermögen aufweisen, daß die Medien Tinte aus Druckern genügend absorbieren, um photographische Qualitätsbilder zu erhalten (Tintenstrahlmenge: ungefähr 20 ml/m²). Bisher wurde das benötigte Tintenabsorptionsvermögen daher durch Einstellen der Dicke ihrer tintenaufnehmenden Schichten auf einen Bereich von 30 bis 40 μm gewährleistet. Wenn jedoch die Dicke der tintenaufnehmenden Schichten groß ist, entstehen Probleme wie erhöhtes Kräuseln der Tintenstrahlaufzeichnungsmedien und leichte Entstehung von Defekten wie Risse.
Von den oben genannten Problemen wird das Kräuseln durch Optimieren der Dicke von auf den Vorder- und Rückseiten von harzbeschichtetem Papier (RC-Papier – "resin-coated paper"), welches als Träger verwendet wird, gebildeten Polyethylenschichten überwunden, indem der Wassergehalt in dem Grundpapier der Tintenstrahlaufzeichnungsmedien eingestellt wird oder indem der Mahlgrad (degree of beating) während der Grundpapierherstellung eingestellt wird. Darüber hinaus wird das oben genannte Problem der Rißbildung durch Zugabe eines Weichmachers von Polyvinylalkohol oder einer Emulsion mit niedrigem Tg zu den Tintenstrahlaufzeichnungsmedien gelöst.
Wenn jedoch das Tintenaufnahmevolumen einer tintenaufnehmenden Schicht gesteigert werden kann, während die gleiche Menge von in in herkömmlicher Weise verwendeten Medien enthaltenem Silica verwendet wird, kann die tintenaufnehmende Schicht das gleiche Tintenaufnahmevermögen erreichen, das herkömmliche Medien besitzen, und darüber hinaus eine geringere Dicke realisieren. Im Ergebnis kann die Bildung von Fehlern der Tintenstrahlaufzeichnungsmedien wie Kräuseln und Rißbildung verhindert werden. Darüber hinaus ist bevorzugt, daß das Tintenaufnahmevolumen der Tintenstrahlaufzeichnungsmedien pro Mengeneinheit verwendeten Silicas groß ist. Dies liegt daran, daß das Tintenabsorptionsvermögen der Medien verbessert werden kann, und eine Verminderung der Randbildung (beading) und der Bronzefärbung (bronzing) hiervon kann realisiert werden. Insofern ist eine weitere Verbesserung des Tintenabsorptionsvermögens erwünscht.
Deshalb besteht ein Bedarf an Tintenstrahlaufzeichnungsmedien mit hohem Tintenabsorptionsvermögen.
Zusammenfassung der Erfindung
Der Erfinder der Erfindung hat entdeckt, daß eine Kontrolle der Anzahl der Silanol-Gruppen, welche ein in einem Gasphasenverfahren hergestelltes und in einer tintenaufnehmenden Schicht enthaltenes Silicat aufweist, und eine Steigerung der Porosität der Schicht das Tintenabsorptionsvermögen verbessert. So wurde die Erfindung gemacht. Der oben genannte Bedarf wird durch die folgende Erfindung adressiert.
Die Erfindung stellt ein Tintenstrahlaufzeichnungsmedium bereit, das eine tintenaufnehmende Schicht umfaßt, das Silica, das in einem Gasphasenverfahren hergestellt wurde, und ein wasserlösliches Harz auf oder über einem Träger umfaßt, worin die Silanolgruppendichte des Silicas (d.h. die Anzahl von SiOH-Gruppen von Silica pro nm²) von 1,0 bis 2,3 SiOH-Gruppe/nm² ist.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Im folgenden wird das erfindungsgemäße Tintenstrahlaufzeichnungsmedium detailliert beschrieben.
Das erfindungsgemäße Tintenstrahlaufzeichnungsmedium hat eine tintenaufnehmende Schicht auf oder über einem Träger, die Silica, das in einem Gasphasenverfahren hergestellt wurde, und ein wasserlösliches Harz enthält, und die Dichte der Silanol-Gruppen des Silica ist von 1,0 bis 2,3 SiOH-Gruppen/nm².
Da die tintenaufnehmende Schicht ein in einem Gasphasenverfahren hergestelltes Silica mit einer Silanolgruppendichte von 1,0 bis 2,3 SiOH-Gruppe/nm² (im folgenden teilweise als "erfindungsgemäßes Gasphasen(verfahren)-Silica" bezeichnet) enthält, weist das Tintenstrahlaufzeichnungsmedium der Erfindung ein verbessertes Tintenabsorptionsvermögen des Mediums auf, wie zum Beispiel eine Tintenabsorptionsrate und ein Tintenabsorptionsvolumen hiervon. In dem erfindungsgemäßen Tintenstrahlaufzeichnungsmedium kann die Entstehung von Rändern (beading) und Bronzeglanz mit der Verbesserung des Tintenabsorptionsvermögens unterdrückt werden. Des weiteren kann die Farbdichte und Ozonbeständigkeit der gebildeten Bilder mit der Verbesserung des Tintenabsorptionsvermögens verbessert werden.
<Tintenaufnehmende Schicht>
Die tintenaufnehmende Schicht in der Erfindung beinhaltet in einem Gasphasenverfahren hergestelltes Silica mit einer Silanolgruppendichte von 1,0 bis 2,3 SiOH-Gruppen/nm² und ein wasserlösliches Harz. Die Schicht kann, wenn nötig, feine Teilchen, hergestellt aus einem anorganischen Material, das sich von dem Gasphasenverfahren-Silica unterscheidet, ein Härtemittel, ein kationisches Harz, eine wasserlösliche Metallverbindung, eine wasserlösliche Schwefelverbindung, ein Beizmittel und/oder ein Tensid enthalten.
-Gasphasenverfahren-Silica-
Grundsätzlich werden feine Silica-Teilchen in Übereinstimmung mit ihrem Produktionsverfahren grob in Feuchtverfahrenteilchen und Trockenverfahren(Gasphasenverfahren-)Teilchen eingeteilt. In einem größtenteils durchgeführten Feuchtverfahren wird Silicat mit einer Säure zersetzt, um aktives Silica zu erzeugen, und das aktive Silica wird angemessen polymerisiert, aggregiert und gefällt, um wasserhaltiges Silica zu ergeben. In dem hauptsächlich durchgeführten Gasphasenverfahren wird Siliciumhalogenid in einer Gasphase bei hoher Temperatur hydrolysiert (Flammen-Hydrolyseverfahren), oder Silicasand und Koks werden mit einem Lichtbogen in einem elektrischen Ofen erwärmt, um den Silicasand zu reduzieren und in Gas umzuwandeln, und das erhaltene Gas wird dann mit Luft oxidiert (Lichtbogenverfahren). In diesen Verfahren wird trockenes Silica erhalten. Das "in einem Gasphasenverfahren hergestellte Silica" oder "Gasphasenverfahren-Silica" in der Erfindung bedeutet trockene feine Silica-Teilchen, die in einem Gasphasenverfahren erhalten wurden.
Das Gasphasenverfahren-Silica unterscheidet sich von wasserhaltigen Silica hinsichtlich der Dichte der Silanol-Gruppen und der Anwesenheit oder Abwesenheit von Poren und weist andere Eigenschaften als die des wasserhaltigen Silicas auf. Deshalb ist das Gasphasenverfahren-Silica zur Bildung einer dreidimensionalen Struktur mit hoher Porosität geeignet. Der Grund hierfür ist nicht klar aber folgendes wird vermutet. Die Dichte der Silanol-Gruppen auf der Oberfläche von wasserhaltigen feinen Silica-Teilchen beträgt so viel wie 5 bis 8 SiOH-Gruppen/nm², und die feinen Silica-Teilchen aggregieren leicht und dicht. Die Dichte der Silanol-Gruppen auf der Oberfläche der feinen Teilchen des Gasphasenverfahren-Silica, welches in herkömmlichen tintenaufnehmenden Schichten verwendet wird, beträgt von ungefähr 2,5 bis 3 SiOH-Gruppe/nm², und die Teilchen flocken dünn aus, wodurch eine Struktur mit hoher Porosität erhalten werden kann. In der Erfindung wird umfangreiches Gasphasenverfahren-Silica mit einer Silanolgruppendichte von ungefähr 1,0 bis ungefähr 2,3 [SiOH-Gruppen/nm²] verwendet, welche kleiner ist als die von herkömmlichem Gasphasenverfahren-Silica. Im Ergebnis wird eine dreidimensionale Struktur mit hoher Porosität gebildet. Es ist daher möglich, eine tintenaufnehmende Schicht mit, im Vergleich zu tintenaufnehmenden Schichten, die herkömmliches Gasphasenverfahren-Silica beinhalten, höherem Tintenabsorptionsvermögen zu bilden (d.h. Gasphasenverfahren-Silica mit einer Silanolgruppendichte von ungefähr 2,5 bis ungefähr 3 [SiOH-Gruppen/nm²]).
Der Ausdruck "Silanolgruppendichte (oder Dichte der Silanol-Gruppen)" bedeutet die Anzahl der Silanol-Gruppen pro nm² auf der Oberfläche der feinen Silica-Teilchen. Die Silanolgruppendichte des Gasphasenverfahren-Silica, das in der Erfindung verwendet wird, beträgt 1,0 bis 2,3 [SiOH-Gruppen/nm²]. Wenn die Silanolgruppendichte des Gasphasenverfahren-Silica weniger als 1,0 ist, werden die Silica-Teilchen nicht einfach in einem wäßrigen Lösungsmittel dispergiert und aggregieren leicht. Daher sinkt der Glanz der tintenaufnehmenden Schicht und ein photoähnliches Bild kann nicht erhalten werden. Wenn die Silanolgruppendichte mehr als 2,3 beträgt, sinkt das Tintenabsorptionsvermögen und die Entstehung von Rändern (Beading) oder Bronzeglanz tritt merklich auf. Infolgedessen wird die Farbdichte oder Ozonbeständigkeit des gebildeten Bildes verringert.
Darüber hinaus ist die Silanolgruppendichte des Gasphasenverfahren-Silica in der Erfindung bevorzugt von 1,5 bis 2,5 [SiOH-Gruppen/nm²] und bevorzugter von 1,5 bis 1,9 [SiOH-Gruppen/nm²] aus dem Gesichtspunkt der Dispergierbarkeit, Glanz und Tintenabsorptionsvermögen des Silica. Die Silanolgruppendichte des Gasphasenverfahren-Silica kann zum Beispiel mit einem Lithiumaluminiumhydrid-Verfahren gemessen werden, das in "TECHNICAL BULLETIN AEROSIL NR. 17 "BASIC PERFORMANCE OF AEROSIL", S. 41, Nippon Aerosil Co., Ltd." beschrieben ist.
Da das Gasphasenverfahren Silica in der Erfindung eine besonders große spezifische Oberfläche hat, ist das Tintenabsorptionsvermögen und die Tintenhaltefähigkeit hiervon hoch. Wenn das Silica dispergiert wird, um eine angemessene Teilchengröße zu haben, kann der tintenaufnehmenden Schicht Transparenz aufgrund des einen niedrigen Brechungsindex aufweisenden Silica verliehen werden. Folglich kann eine hohe Farbdichte und eine gute farbgebende Eigenschaft erhalten werden. Die transparente tintenaufnehmende Schicht ist für einen Gegenstand, der Transparenz aufweisen muß, wie zum Beispiel eine Overhead-Projektor (OHP)-Folie, bevorzugt. Darüber hinaus ist de transparente tintenaufnehmende Schicht auch für ein Aufzeichnungsblatt wie ein photographisches Glanzpapier bevorzugt, da eine hohe Farbdichte, eine gute farbgebende Eigenschaft und Glanz erhalten werden kann.
Der durchschnittliche Hauptteilchendurchmesser (average primary particle diameter) des Gasphasenverfahrens-Silica ist bevorzugt 20 nm oder kleiner, bevorzugter 10 nm oder kleiner und am bevorzugtesten 3 bis 10 nm. Die Silanol-Gruppen der Gasphasenverfahren-Silica-Teilchen bilden eine Wasserstoffbrückenbindung und die Teilchen haften leicht aneinander an. Daher kann eine Struktur mit hoher Porosität gebildet werden, wenn der durchschnittliche Hauptteilchendurchmesser 20 nm oder niedriger ist.
Die BET-Oberflächenkennzahl des Gasphasenverfahren-Silica in der Erfindung ist bevorzugt 180 m²/g oder mehr, bevorzugter 200 m²/g oder mehr und noch bevorzugt 250 m²/g oder mehr. Wenn die BET-Oberflächenkennzahl des Gasphasenverfahren-Silica in der Erfindung 180 m²/g oder mehr beträgt, kann die Transparenz der tintenaufnehmenden Schicht verbessert werden. Wenn zum Beispiel ein weißer Träger wie ein harzbeschichtetes Papier verwendet wird, kann die Dichte eines darauf gedruckten Bildes verbessert werden.
Die "BET-Oberflächenkennzahl" in der Erfindung bedeutet einen Wert, der aus der Menge Vm [ml/g] von dem durch die Oberfläche des Silica adsorbierten Stickstoffgas im Zustand einer monomolekularen Schicht berechnet und mit einer automatischen BET-Oberflächekennzahl-Meßeinheit (SOPTPMATIC SERIES 1800, hergestellt von Carlo-ERBA Co.), und der folgenden Gleichung (A) gemessen wird. BET-Oberflächenkennzahl = 4,35 × Vm[ml/g]
Das Gasphasenverfahren-Silica in der Erfindung, welches eine Silanolgruppendichte von 1,0 bis 2,3 [SiOH-Gruppen/nm²] aufweist, kann in Übereinstimmung mit einem Verfahren hergestellt werden, welches entsprechend aus zum Beispiel in JP-A-9-71411 , 2000-19131 , 2000-264621 und 2002-256170 beschriebenen Verfahren ausgewählt wird. In der Erfindung ist es besonders bevorzugt, daß das Gasphasenverfahren-Silica in der Erfindung durch Behandeln von gewöhnlichem Gasphasenverfahren-Silica, welches nicht oberflächenbehandelt worden war, mit Alkylsilan hergestellt wird. Die "Alkylsilan-Behandlung" bedeutet eine Behandlung von feinen Silica-Teilchen mit Alkylsilan, wobei die Behandlung durchgeführt wird, um das Gasphasenverfahren-Silica für die Erfindung zu erhalten.
Ein typisches Verfahren zum Durchführen der Alkylsilan-Behandlung, um das Gasphasenverfahren-Silica für die Erfindung herzustellen, wird im folgenden erklärt, wobei das typische Verfahren keine Einschränkung für das Verfahren zur Herstellung des Gasphasenverfahren Silica für die Erfindung bedeutet. In diesem Verfahren wird gewöhnliches Gasphasenverfahren-Silica, welches nicht oberflächenbehandelt wurde, in Kontakt mit Alkylsilandampf gebracht. Der Alkylsilandampf wird mit inaktivem Gas wie Stickstoff verdünnt, so daß die Konzentration des Alkylsilandampfes einen erwünschten Wert annimmt. So kann die Anzahl der Silanol-Gruppen auf der Oberfläche der feinen Silica-Teilchen kontrolliert werden. Das Alkylsilan kann geeignet aus bekannten Alkylsilanen ausgewählt werden. Beispiele von Alkylsilanen beinhalten Monomethyltrichlorsilan, Dimethyldichlorsilan, Trimethylchlorsilan, Hexamethyldisilazan und Mischungen hiervon. Das Alkylsilan ist bevorzugt Monomethyltrichlorsilan, Dimethyldichlorsilan oder eine Mischung hiervon.
Die Reaktionstemperatur in dem Verfahren, in dem das Alkylsilan verwendet wird, beträgt bevorzugt von ungefähr 300 bis 650°C. Insbesondere wenn Monomethyltrichlorsilan, Dimethyldichlorsilan oder eine Mischung hiervon als Alkylsilan(e) verwendet wird, ist die Reaktionstemperatur bevorzugt von 400 bis 500°C. In der Erfindung kann das Molverhältnis des Alkylsilans zu dem im gemischten Dampf enthaltenen inaktiven Gas entsprechend und experimentell bestimmt werden, um die Anzahl der Silanol-Gruppen pro nm² auf den Oberflächen der feinen Silan-Teilchen auf einen Bereich von 1,0 bis 2,3 einzustellen.
Darüber hinaus kann die Alkylsilan-Behandlung nicht nur das oben beschriebene Verfahren (Gasphasenverfahren), in dem Alkylsilan verwendet wird, sein, sondern auch ein Verfahren, in dem gewöhnliches Gasphasen-Silica, das nicht oberflächenbehandelt wurde, mit dem Alkylsilan in einem Lösungsmittel wie zum Beispiel Hexan (Flüssigphasenverfahren) reagiert.
-Feine Partikel aus anderem anorganischen Material-
In der Erfindung kann das Gasphasenverfahren-Silica für die Erfindung zusammen mit feinen Teilchen aus anderem anorganischen Material, welches sich von Silica unterscheidet, verwendet werden, solange das Erreichen der erfindungsgemäßen Ziele nicht verhindert wird. Spezifische Beispiele der feinen Teilchen anorganischen Materials beinhalten gewöhnliches Gasphasenverfahren-Silica, welches nicht oberflächenbehandelt wurde, wasserhaltige Silica- Teilchen, kolloidales Silica, Titandioxid, Bariumsulfat, Calciumsilicat, Zeolith, Kaolinit, Halloysit, Glimmer, Talk, Calciumcarbonat, Magnesiumcarbonat, Calciumsulfat, Boehmit und feinen Pseudboehmit-Teilchen.
Wenn die feinen Teilchen aus anorganischem Material zusammen mit dem Gasphasenverfahren-Silica für die Erfindung verwendet werden, ist der Gehalt des Gasphasenverfahren-Silica in der Erfindung bevorzugt 60 Massen-% oder mehr und bevorzugter 70 Massen-% oder mehr, bezogen auf die Gesamtmenge dieses Silicas und der feinen Teilchen aus anorganischem Material.
In der Erfindung ist der Gehalt des Gasphasenverfahren-Silica für die Erfindung in der tintenaufnehmenden Schicht bevorzugt von 40 bis 85 Massen-% und bevorzugter von 50 bis 75 Massen-% vor dem Hintergrund des Tintenabsorptionsvermögens, der Entstehung von Rändern (beading) und einer Bronzefärbung (bronzing).
-Wasserlösliches Harz-
Beispiele des erfindungsgemäß zu verwendenden Harzes beinhalten Polyvinylalkohol (PVA), Polyvinylacetal, Celluloseharze (z.B. Methylcellulose (MC), Ethylcellulose (EC), Hydroxycellulose (HEC) und Carboxymethylcellulose (CMC)), Chitine, Chitosane, Stärke, Harze mit Ether-Bindungen (z.B. Polyethylenoxid (PEO), Polypropylenoxid (PPO), Polyethylenglykol (PEG) und Polyvinylether (PVE)), Harze mit Amid-Gruppen oder Amid-Bindungen (z.B. Polyacrylamid (PAAM) und Polyvinylpyrrolidon (PVP)), und Harze mit Carboxyl-Gruppen als dissoziierbare Gruppen (z.B. Polyacrylsäuresalze, Maleinsäuresalze, Algininsäuresalze und Gelatine). Von diesen Harzen kann eins alleine oder zwei oder mehr von ihnen können gemeinsam verwendet werden.
Das wasserlösliche Harz ist bevorzugt Polyvinylalkohol. Wenn der Polyvinylalkohol und ein anderes wasserlösliches Harz zusammen verwendet werden, ist der Gehalt des Polyvinylalkohols im gesamten wasserlöslichen Harz bevorzugt mindestens 90 Massen-% und bevorzugter wenigstens 95 Massen-%.
Beispiele des Polyvinylalkohols beinhalten Polyvinylalkohol (PVA), Kationen-modifizierten Polyvinylalkohol, Anionen-modifizierten Polyvinylalkohol, Silanol-modifizierten Polyvinylalkohol und Polyvinylalkohol-Derivate. Von diesen Polyvinylalkoholen kann einer alleine verwendet werden oder zwei oder mehr können zusammen verwendet werden. Wenn zwei oder mehr der Polyvinylalkohole zusammen verwendet werden, ist es bevorzugt, einen Polyvinylalkohol mit einem Polymerisationsgrad von 1000 oder weniger und einen Polyvinylalkohol mit einem Polymerisationsgrad von 2000 oder mehr zusammen zu verwenden. In solch einem Fall kann die Aggregation der feinen Teilchen aus anorganischen Material (Poval Schock – poval shock) unterdrückt werden.
Der Polyvinylalkohol weist Hydroxyl-Gruppen in seinen Struktureinheiten auf. Diese Hydroxyl-Gruppen und die Silanol-Gruppen auf der Oberfläche des Gasphasenverfahren-Silica dieser Erfindung bilden Wasserstoffbrückenbindungen, wodurch eine dreidimensionale Netzwerkstruktur mit sekundären Teilchen des Gasphasenverfahren-Silica in der Erfindung als Ketteneinheiten leicht gebildet werden. Es wird vermutet, daß der Grund hierfür ist, daß eine tintenaufnehmende Schicht mit einer porösen Struktur mit hoher Porosität aufgrund der Struktur der dreidimensionalen Netzwerkstruktur gebildet werden kann. Auch wird vermutet, daß hydrophobe Teile des Gasphasenverfahren-Silica in der Erfindung und die Acetyl-Gruppen von Polyvinylalkohol hydrophobe Bindungen bilden, wodurch die Porosität der porösen Struktur weiter verstärkt wird.
Beim Tintenstrahlaufzeichnen absorbiert die so erhaltene poröse tintenaufnehmende Schicht schnell Tinte aufgrund der Kapillarität, so daß fast vollständig runde Punkte ohne Bleeding gebildet werden.
Um einen Tropfen in der Stärke der tintenaufnehmenden Schicht oder ein Reißen der Schicht, wenn eine aufgebrachte tintenaufnehmende Schicht getrocknet wird, was durch einen allzu kleinen Gehalt von Polyvinylalkohol verursacht wird, zu vermeiden, und um ein leichtes Verstopfen der Poren der Schicht durch das Harz und umgekehrt einen Abfall der Porosität und des Tintenabsorptionsvermögens der tintenaufnehmenden Schicht, welches durch einen allzu großen Gehalt von Polyvinylalkohol verursacht wird, zu vermeiden, ist der Gehalt an Polyvinylalkohol (wasserlösliches Harz) bevorzugt von 9 bis 40 Massen-% und bevorzugter von 12 bis 33 Massen-%, bezogen auf den gesamten Feststoffgehalt der tintenaufnehmenden Schicht.
Das zahlengemittelte Molekulargewicht des Polyvinylalkohols ist bevorzugt 1800 oder mehr, bevorzugter 2000 oder mehr, um ein Reißen der tintenaufnehmenden Schicht zu vermeiden. Der Polyvinylalkohol hat bevorzugt einen Verseifungsgrad von 88 % oder mehr von dem Gesichtspunkt der Transparenz der tintenaufnehmenden Schicht und der Viskosität der Beschichtungslösung zum Bilden dieser Schicht.
Das Verhältnis der Menge (i) des Gasphasenverfahrens-Silica in der Erfindung oder, wenn das Silica zusammen mit feinen Teilchen aus anderem anorganischen Material verwendet wird, die Gesamtmenge des Gasphasenverfahren-Silica in der Erfindung und der feinen Teilchen aus anorganischem Material zu der Menge (p) des Polyvinylalkohols oder, wenn Polyvinylalkohol zusammen mit einem anderen wasserlöslichen Harz verwendet wird, die Menge aller wasserlöslichen Harze [d.h. das PB-Verhältnis (i:p)] beeinflußt stark die Filmstruktur der tintenaufnehmenden Schicht. Wenn das PB-Verhältnis ansteigt, steigt die Porosität, das Porenvolumen und die Oberfläche (pro Einheitsmasse) an.
Insbesondere ist ein PB-Verhältnis (i:p) von 1,5:1 bis 10:1 bevorzugt, um einen Tropfen in der Stärke der tintenaufnehmenden Schicht oder eine Rißbildung zu vermeiden, wenn eine aufgebrachte tintenaufnehmende Schicht getrocknet wird, was durch ein zu hohes PB-Verhältnis verursacht wird, und um ein Verstopfen der Poren der Schicht durch das Harz und eine Abnahme der Porosität und des Tintenabsorptionsvermögens der tintenaufnehmenden Schicht zu vermeiden, was durch ein zu geringes PB-Verhältnis verursacht wird.
Wenn das Tintenstrahlaufzeichnungsmedium durch das Tragesystem eines Tintenstrahldruckers transportiert wird, kann Streß auf das Medium einwirken. Es ist daher notwendig, daß die tintenaufnehmende Schicht eine ausreichende Filmstärke aufweist. Wenn das Medium in Blätter geschnitten wird, ist dies ebenfalls notwendig, um zu verhindern, daß die tintenaufnehmende Schicht reißt oder vom Medium abblättert.
In diesem Fall ist das PB-Verhältnis bevorzugt von 7:1 oder weniger. Das PB-Verhältnis ist bevorzugt von 2:1 oder mehr, um ein schnelles Tintenabsorptionsvermögen der tintenaufnehmenden Schicht in jedem Tintenstrahldrucker zu gewährleisten.
Zum Beispiel ist es möglich, leicht eine dreidimensionale Netzwerkstruktur mit sekundären Teilchen des Gasphasenverfahren-Silica in der Erfindung als Ketteneinheiten und einen transparenten porösen Film mit einem durchschnittlichen Porendurchmesser von 30 nm oder weniger, einer Porosität von 50 bis 80 % einem spezifischen Porenvolumen von 0,5 ml/g oder mehr und einer spezifischen Oberfläche von 100 m²/g oder mehr zu bilden, wenn eine Beschichtungslösung, in der das Gasphasenverfahren-Silica in der Erfindung und das wasserlösliche Harz bei einem PB-Verhältnis im Bereich von 2:1 bis 7:1 vollständig in Wasser dispergiert sind, auf einen Träger aufgebracht wird und die erhaltene Überzugsschicht getrocknet wird.
-Härtemittel-
Die tintenaufnehmende Schicht des erfindungsgemäßen Tintenstrahlaufzeichnungsmediums kann ein Härtemittel enthalten, welches das wasserlösliche Harz härten kann. Das Härtemittel verursacht, daß das wasserlösliche Harz quervernetzt wird, so daß die Überzugsschicht härtet. Im Ergebnis wird die tintenaufnehmende Schicht gebildet.
Eine Bor-Verbindung wird bevorzugt verwendet, um das wasserlösliche Harz, insbesondere Polyvinylalkohol, zu vernetzen. Beispiele der Bor-Verbindung beinhalten Borax, Borsäure, Borste wie Orthoborate, InBO₃, ScBO₃, YBO₃, LaBO₃, Mg₃(BO₃)₂ und Co₃(BO₃)₂, Diborate wie Mg₂B₂O₅ und CO₂B₂O₅, Metaborate wie LiBO₂, Ca(BO₂)₂, NaBO₂ und KBO₂, Tetraborate wie Na₂B₄O₇·10H₂O und Pentaborate wie KB₅O₈·4H₂O, Ca₂B₆O₁₁·7H₂O und CsB₅O₅. Die Bor-Verbindung ist bevorzugt Borax, Borsäure und/oder Borat, da sie schnell die quervernetzende Reaktion hervorrufen können. Die Bor-Verbindung ist bevorzugter Borsäure.
Das Härtemittel für das wasserlösliche Harz kann eine andere Verbindung als die oben genannten Bor-Verbindungen sein. Spezifische Beispiele hiervon beinhalten Aldehyd-Verbindungen wie Formaldehyd, Glyoxal, Succinaldehyd, Glutaraldehyd, Dialdehydstärke und Dialdehyd-Derivate von Pflanzengummi; Keton-Verbindungen wie Diacetyl, 1,2-Cyclopentandion und 3-Hexen-2,5-dion; aktive Halogen-Verbindungen wie Bis(2- chlorethyl)harnstoff, Bis(2-chlorethyl)sulfon und ein Natriumsalz von 2,4-Dichlor-6-hydroxy-s-triazin, aktive Vinyl-Verbindungen wie Divinylsulfon, 1,3-Bis(vinylsulfonyl)-2-propanol, N,N'-Ethylenbis(vinylsulfonylacetamid), Divinylketon, 1,3-Bis(acryloyl)harnstoff und 1,3,5-Triacryloyl-hexahydro-s-triazin; N-Methylol-Verbindungen wie Dimethylolharnstoff und Methyloldimethylhydantoin; Melamin-Verbindungen wie Trimethylolmelamin, alkyliertes Methylolmelamin, Melamin, Benzoguanamin und Melaminharz; und Epoxy-Verbindungen wie Ethylenglykoldiglycidylether, Propylenglykoldiglycidylether, Polyethylenglykoldiglycidylether, Diglycerinpolyglycidylether, Spiroglykoldiglycidylether und Polyglycidylether von Phenolharz, Isocyanat-Verbindungen wie 1,6-Hexamethylendiisocyanat und Xylylendiisocyanat; Aziridin-Verbindungen, offenbart in den US-Patenten 3,017,280 und 2,983,611 ; Carbodiimid-Verbindungen, offenbart im US-Patent 3,100,704 ; Ethylenimino-Verbindungen wie 1,6-Hexamethylen-N,N'-bisethylenharnstoff; halogenierte Carboxaldehyd-Verbindungen wie Mucochlorsäure und Mucophenoxychlorsäure; Dioxan-Verbindungen wie 2,3-Dihydroxydioxan, Metall-haltige Verbindungen wie Titanlactat, Aluminiumsulfat, Polyaluminiumchlorid, Chromalaun, Kaliumalaun, Zriconylacetat und Chromacetat; Polyamin-Verbindungen wie Tetraethylenpentamin; Hydrazid-Verbindungen wie Adipinsäuredihydrazid; Verbindungen mit geringem Molekulargewicht oder Polymere mit zwei oder mehr Oxazolin-Gruppen; Anhydride, Säurechloride oder Bis(sulfonat)Verbindungen von Polysäuren, offenbart in den US-Patenten 2,725,294 , 2,725,295 , 2,726,162 und 3,834,902 ; und aktive Ester-Verbindungen, offenbart in den US-Patenten 3,542,558 und 3,251,972 .
Es kann lediglich ein quervernetzendes Mittel verwendet werden, oder zwei oder mehr quervernetzende Mittel können in Kombination verwendet werden.
In der Erfindung wird das Quervernetzen und das Härten bevorzugt ausgetragen, indem wenigstens das Härtemittel zu einer das Gasphasenverfahren-Silica für die Erfindung und das wasserlösliche Harz enthaltenden Beschichtungslösung (im folgenden als "erste Beschichtungslösung" bezeichnet) und/oder eine im folgenden beschriebene basische Lösung gegeben wird; und durch Zugeben der basischen Lösung mit einem pH von 7,1 oder mehr (im folgenden als "zweite Beschichtungslösung" bezeichnet) zu einer durch Auftragen der ersten Beschichtungslösung auf einen Träger gebildeten Überzugsschicht, wobei (1) die erste Beschichtungslösung gleichzeitig auf einen Träger aufgebracht wird, um die Überzugsschicht zu bilden, oder (2) bevor die Überzugsschicht eine sinkende Trocknungsgeschwindigkeit aufweist während die Überzugsschicht getrocknet wird.
Die basische Lösung mit einem pH von 7,1 oder mehr (die "zweite Beschichtungslösung") kann als Base eine Basizität aufweisende organische oder anorganische Verbindung enthalten (wobei Beispiele Metallkomplexe und Salze organischer Säuren enthalten) oder einen Basenvorläufer neben einem organischen kationischen Harz mit einer primären, sekundären oder tertiären Amino-Gruppe, welche später beschrieben werden. Beispiele einer solchen Verbindung beinhalten Ammoniumsalz-Verbindungen, in denen eine der Komponenten des Salzes Ammoniak ist, Verbindungen mit niedrigem Molekulargewicht oder Oligomer-Verbindungen, die jeweils eine primäre, sekundäre oder tertiäre Amino-Gruppe aufweisen, Hydroxide quaternärer Ammoniumsalze, Stickstoffhaltige heterocyclische Verbindungen, Hydroxide von Alkalimetallen oder Erdalkalimetallen und Salze von Säuren.
Spezifische Beispiele hiervon beinhalten Ammoniakwasser, Ammoniumcarbonat, Ammoniumacetat, Zirkoniumammoniumcarbonat, Ammoniumchlorid, Ammoniumsulfat, Ammoniumtoluolsulfonat, ein Polymer mit einer sauren Gruppe, Ammoniumsalze von Latex, Triethanolamin, Triethylamin, Butylamin, Diallylamin, Piperidin, 2-Methylpiperidin, Dimethylpiperidin, Imidazol, Tetramethylammoniumhydroxid, Natriumacetat und Guanidin.
Um den Oberflächen-pH des Tintenstrahlaufzeichnungsmediums einzustellen, wird aus diesen Verbindungen als Base bevorzugt eine Ammoniumsalz-Verbindung verwendet.
Im Falle einer Bor-Verbindung wird die Zugabe des Härtmittels bevorzugt wie folgt durchgeführt. Für den Fall, daß die tintenaufnehmende Schicht eine durch Quervernetzen und Härten einer Überzugsschicht gebildete Schicht ist, die durch Auftragen einer Beschichtungslösung, enthaltend das Gasphasenverfahren-Silica für die Erfindung und Polyvinylalkohol (eine erste Beschichtungslösung) erhalten wurde, wird das Quervernetzen und Härten durch Auftragen einer basischen Lösung mit einem pH von 7,1 oder mehr (eine zweite Beschichtungslösung) auf eine durch Auftragen der ersten Beschichtungslösung gebildete Überzugsschicht durchgeführt (1) gleichzeitig während die erste Beschichtungslösung auf einen Träger aufgetragen wird, um die Überzugsschicht zu bilden, oder (2) bevor die Überzugsschicht eine sinkende Trocknungsgeschwindigkeit aufweist während die Überzugsschicht getrocknet wird. Die als Härtemittel dienende Bor-Verbindung kann in die erste Beschichtungslösung oder in die zweite Beschichtungslösung eingearbeitet werden, oder sie kann in beiden Verbindungen eingearbeitet werden.
Der Gehalt des Härtemittels in der tintenaufnehmenden Schicht in der Erfindung beträgt bevorzugt von 1 bis 50 Massen-% und bevorzugter von 5 bis 40 Massen-%, bezogen auf das wasserlösliche Harz.
Die zweite Beschichtungslösung kann eine Metallverbindung enthalten. Die Metallverbindung kann eine Verbindung sein, die stabil in der basischen Lösung mit einem pH von 7,1 oder höher ist. Die Metallverbindung kann ein Metallsalz, eine Metallkomplex-Verbindung, ein anorganisches Oligomer oder ein anorganisches Polymer sein. Die Metallverbindung ist bevorzugt ein später beschriebenes anorganisches Beizmittel. Die Metallverbindung ist bevorzugter eine Zirkonium-Verbindung oder eine Zink-Verbindung und noch bevorzugter eine Metallverbindung mit einer Valenz von drei oder mehr (z.B. eine Zirkonium-Verbindung). Beispiele hiervon beinhalten Ammoniumzirkoniumcarbonat, Ammoniumzinkacetat, Ammoniumzinkcarbonat, Ammoniumzirkoniumnitrat, Kaliumzirkoniumcarbonat und Ammoniumzirkoniumcitrat.
-Kationisches Harz-
Das Gasphasenverfahren-Silica in der Erfindung und optional feine Teilchen aus anderem anorganischen Material werden bevorzugt in einem Zustand verwendet, in dem sie in einem kationischen Harz dispergiert sind.
Das kationische Harz ist auf keine besondere Art und Weise limitiert und ist bevorzugt ein wasserlösliches Harz oder ein Harz vom Wasser-Emulsions-Typ. Beispiele das kationischen Harzes beinhalten polykationische Harze wie zum Beispiel Dicyan-kationische Harze wie Dicyandiamid-Formalin-Polykondensat, Polyamin-kationische Harze wie zum Beispiel Dicyanamid-Diethylentriamin-Polykondensat, Epichlorhydrin-Dimethylamin-Additionspolymer, Dimethyldiallylammoniumchlorid-SO₂-Copolymer und Diallylaminsalz-SO₂-Copolymer, Dimethyldiallylammoniumchlorid-Polymer, ein Polymer eines Allylaminsalzes, ein Polymer eines quaternären Dialkylaminoethyl(meth)acrylatsalzes und ein Acrylamid-Diallyaminsalz-Copolymer. Dimethyldiallylammoniumchlorid-Polymer, Monomethyldiallylammoniumchlorid-Polymer und Polyamidin sind bevorzugt. Dimethyldiallylammoniumchlorid- Polymer und Monomethyldiallylammoniumchlorid-Polymer sind besonders bevorzugt aus dem Gesichtspunkt der Wasserbeständigkeit hiervon. Ein kationisches Harz kann alleine verwendet werden, oder zwei oder mehr kationische Harze können zusammen verwendet werden. Ein Copolymer eines quaternären Dialylaminoethyl(meth)acrylatsalzes und Styrol ist ebenfalls als kationisches Harz bevorzugt. Das gewichtsgemittelte Molekulargewicht des kationischen Harzes ist bevorzugt von 1000 bis 100 000, bevorzugter von 3000 bis 70 000 und noch bevorzugter von 4000 bis 50 000 aus dem Gesichtspunkt der Dispergierbarkeit der anorganischen feinen Teilchen (das Gasphasenverfahren-Silica in der Erfindung), der Viskosität der ersten Beschichtungslösung und der Wasserbeständigkeit und dem Glanz der tintenaufnehmenden Schicht.
Der Gehalt des in der tintenaufnehmenden Schicht enthaltenen kationischen Harzes ist bevorzugt von 1 bis 30 Massenteilen und bevorzugter von 3 bis 20 Massenteilen, bezogen auf 100 Massenteile des gesamten Gasphasenverfahren-Silica in der Erfindung und der anderen feinen Teilchen aus anorganischem Material. Ein Verfahren zum Zugeben des kationischen Harzes zu dem Gasphasenverfahren-Silica in der Erfindung unterliegt keinen besonderen Einschränkungen und kann zum Beispiel ein Verfahren (1) sein, in dem Gasphasenverfahren-Silicapulver und Gasphasenverfahren-Silicaschlamm zu einer das kationische Harz enthaltenden wäßrigen Lösung gegeben wird oder ein Verfahren (2), in dem das kationische Harz zu einer Gasphasenverfahren-Silicaschlammlösung gegeben wird. In dem oben genannten Verfahren (1) kann das kationische Polymer zu einem System in einer kleinen Menge gegeben werden, bevor das Gasphasenverfahren-Silica in der Erfindung usw. pulverisiert und dispergiert, pulverisiert und in eine gewünschte Teilchengröße dispergiert wird, und das kationische Polymer kann zu dem System weiter zugegeben werden.
-Wasserlösliche Metallverbindung-
In dem erfindungsgemäßen Tintenstrahlaufzeichnungsmedium ist es bevorzugt, daß die tintenaufnehmende Schicht eine wasserlösliche Metallverbindung enthält, um die Wasserbeständigkeit der gebildeten Bilder und ihre Bleeding-Beständigkeit zu verbessern. Die wasserlösliche Metallverbindung in der tintenaufnehmenden Schicht kann mit der flüssigen Tinte, die einen anionischen Farbstoff als Farbmittel enthält, Wechselwirken, um das Farbmittel zu stabilisieren und um die Wasserbeständigkeit und die Bleeding-Beständigkeit weiter zu verbessern.
Die wasserlösliche Metallverbindung kann ein wasserlösliches Metallsalz mit einer Valenz von zwei oder mehr sein. Beispiele hiervon beinhalten anorganische Metallsalze wie Halogenide, Hexafluorsilyl-Verbindungen, Sulfate, Thiosulfate, Phosphate, Chlorate und Nitrate von typischen Metallelementen wie Magnesium, Calcium, Strontium, Barium, Aluminium, Zirkon, Gallium, Indium, Tallium, Germanium, Zinn, Blei und Wismut. Metallsalze organischer Säuren können ebenfalls verwendet werden, wenn die Salze wasserlöslich sind.
Spezifische Beispiele hiervon beinhalten Magnesiumchlorid, Calciumchlorid, Bariumchlorid, Aluminiumchlorid, Zinnchlorid, Bleichlorid, Strontiumchlorid, Polyaluminiumchlorid, Magnesiumsulfat, Calciumsulfat, Aluminiumsulfat, Aluminiumkaliumsulfat, Magnesiumchlorat, Magnesiumphosphat, Magnesiumnitrat, Calciumnitrat, Bariumnitrat, Aluminiumnitrat, Strontiumhydroxid, Aluminiumlactat, Zirkonacetylacetonat, Zirkonylacetat, Zirkonylsulfat, Zirkonammoniumcarbonat, Zirkonylstearat, Zirkonyloctat, Zirkonylnitrat, Zirkonoxychlorid und Zirkonhydroxychlorid.
Als wasserlösliche Metallverbindung wird bevorzugt wenigstens eines ausgewählt aus den oben genannten Aluminiumsalzen und Zirkoniumsalzen verwendet, da ein überlegener Tinten-Bleeding-Beständigkeitseffekt erhalten werden kann.
Das Aluminiumsalz kann Polyaluminiumchlorid sein. Die Verwendung von Polyaluminiumchlorid kann die Wasserbeständigkeit, die Wetterbeständigkeit und die Bleeding-Beständigkeit der tintenaufnehmenden Schicht verbessern und das Reißen der Schicht unterdrücken.
Das gewichtsgemittelte Molekulargewicht von dem Polyaluminiumchlorid ist bevorzugt 500 und mehr und bevorzugter von ungefähr 1000 bis ungefähr 100 000.
Der Gehalt des Polyaluminiumchlorides ist bevorzugt von 1 bis 100 % und bevorzugter von 3 bis 50 Massen-%, bezogen auf das gesamte Gasphasenverfahren-Silica in der Erfindung und optional enthaltener anderer feiner Teilchen aus anorganischem Material.
Darüber hinaus wird bevorzugt eine wasserlösliche Metallverbindung, die in einer sauren Flüssigkeit stabil ist, zu der ersten Beschichtungslösung gegeben und eine wasserlösliche Metallverbindung, die in einer alkalischen Flüssigkeit stabil ist (z.B. Ammoniumzinkacetat, Ammoniumzinkcarbonat, Ammoniumzikroncarbonat, Ammoniumzikronnitrat, Kaliumzirkoncarbonat oder Ammoniumzirkoncitrat) wird bevorzugt zu der zweiten Beschichtungslösung gegeben.
In dem Fall, in dem die wasserlösliche Metallverbindung (insbesondere Polyaluminiumchlorid) in einen luftdichten Mischcontainer (In-Line-Mixer) gegeben wird, wird eine Lösung für die In-Line-Zugabe bevorzugt durch Lösen oder Dispergieren der wasserlöslichen Metallverbindung in einem im wesentlichen Wasser-beinhaltenden Lösungsmittel zubereitet, um die Konzentration dieser Verbindung in der resultierenden Lösung oder Dispersion auf einen Wert in einem Bereich von 2 bis 20 Massen-% einzustellen. Gemäß dieser Konzentration wird die Durchflußgeschwindigkeit der Lösung eingestellt und eine vorbestimmte Menge der wasserlöslichen Metallverbindung wird zu einer vorbestimmten Menge der Beschichtungslösung gegeben, die mit einem Durchflußgeschwindigkeitsmeßgerät (flow rate meter) kontrolliert wird.
Als das im wesentlichen Wasser-beinhaltende Lösungsmittel kann Wasser, ein organisches Lösungsmittel oder ein gemischtes Lösungsmittel hiervon verwendet werden. Das organische Lösungsmittel, welches hier verwendet werden kann, ist bevorzugt ein Lösungsmittel das gut mit Wasser kompatibel ist, wie zum Beispiel Alkohol wie Methanol, Ethanol, n-Propanol, Isopropanol, Methylolpropan, Diethylenglykol, Triethylenglykol, Glycerin, Ethylenglykol, Propylenglykol, 3,6-Dithion-1,8-octandiol und/oder Methoxypropanol, Keton wie Aceteon oder Methylethylketon, Tetrahydrofuran, Acetonitril und/oder Pyrrolidon.
In der Erfindung kann ein Teil der oder die gesamte wasserlösliche Metallverbindung In-Line zugegeben werden. Das Verhältnis der Menge der In-Live-zugegebenen wasserlöslichen Metallverbindung zu der auf andere Art und Weise zugegebenen wasserlöslichen Metallverbindung hängt von den Arten des Gasphasenverfahren-Silica in der Erfindung und der gegebenenfalls anderen feinen Teilchen aus anorganischem Material, dem Gehalt hiervon in der Beschichtungslösung, der Art der wasserlöslichen Metallverbindung (insbesondere Polyaluminiumchlorid), und den Zugabemengen hiervon ab. Insofern kann das Verhältnis nicht klar bestimmt werden. Jedoch kann das Verhältnis experimentell aus dem Blickpunkt des Vorbeugens des Aggregierens der das Gasphasenverfahren-Silica in der Erfindung und gegebenenfalls andere feine Teilchen aus anorganischem Material enthaltenden Lösung mit der Zeit erhalten werden.
Die Konzentration der in der wasserlöslichen Metallverbindung enthaltenen Sulfationen (insbesondere Polyaluminiumchlorid) ist bevorzugt 0,5 Massen-% oder weniger, bevorzugter 0,3 Massen-% oder weniger und noch bevorzugter 0,1 Massen-% oder weniger. Um zu verhindern, daß das Silica und gegebenenfalls die anderen feinen Teilchen aggregieren, und um einen Anstieg in der Viskosität der Beschichtungslösung zu verhindern, ist es bevorzugt, die Konzentration der in der wasserlöslichen Metallverbindung enthaltenen Sulfationen auf 0,5 Massen-% oder weniger in der Herstellung der Beschichtungslösung für die tintenaufnehmende Schicht, die eine Dispersionsflüssigkeit enthält, die das Gasphasenverfahren-Silica in der Erfindung und optional andere feine Teilchen aus anorganischem Material enthält, einzustellen.
Die Sulfationen sind aus Rohmaterialien oder einem Stabilisator, der zum Herstellen der wasserlöslichen Metallverbindung (insbesondere Polyaluminiumchlorid) verwendet wird, abgeleitet und bleiben in der wasserlöslichen Metallverbindung. Es ist daher bevorzugt, daß die wasserlösliche Metallverbindung unter solchen Bedingungen hergestellt wird, daß die Menge der Sulfationen so gering wie möglich ist.
In der Spezifikation wird die Sulfationenkonzentration erhalten durch: Messender Masse einer Probelösung der wasserlöslichen Metallverbindung, Entfernen des Wassergehaltes hiervon bei 100°C, Verbrennen des Rückstandes bei 1450°C, um ein SO₄-Infrarot-Absorptionsspektrum hiervon zu erhalten, und anschließendem quantitativen Bestimmen der Innenkonzentration aus dem Spektrum. Eine Einheit zum Messen der Konzentration kann ein Schwefelanalysator (Produktname: EMIR-120 model, hergestellt von Horiba Ltd.) sein.
Das Verfahren zum Herstellen der die wasserlösliche Metallverbindung enthaltenden Dispersion kann ein Verfahren sein, in dem das Gasphasenverfahren-Silica in der Erfindung, gegebenenfalls andere feine Teilchen aus anorganischem Material und die wasserlösliche Metallverbindung zu einem Lösungsmittel gegeben werden (wobei der Gehalt des Gasphasenverfahren-Silica in dem Lösungsmittel bevorzugt 10 bis 20 Massen-% ist) und die resultierende Mischung mit zum Beispiel einem Dispergierer (Produktname: KDL-PILO, hergestellt von Shinmaru Enterprises Corporation) gerührt wird.
Zu dieser Zeit können alle beispielhaft als das oben genannte organische kationische Harz genannten Verbindungen als Dispergiermittel für das Gasphasenverfahren-Silica in der Erfindung und gegebenenfalls andere feine Teilchen aus anorganischem Material verwendet werden. Der I/O-Wert des als Dispergiermittel dienenden kationischen Harzes ist bevorzugt 3,0 oder weniger, bevorzugt 2,7 oder weniger und noch bevorzugter 2,5 oder weniger, um die Bleeding-Beständigkeit der tintenaufnehmenden Schicht nach Drucken eines Bildes hierauf zu verbessern. In diesem Zusammenhang ist der I/O-Wert ein Parameter, der einen Index der Balance zwischen der hydrophilen Eigenschaft einer Verbindung oder eines Substituenten und der lipophilen Eigenschaft hiervon darstellt, und der im Detail in "Organic Conception Diagram", geschrieben von Yoshio Kohda (veröffentlicht 1984 von Sankyo Shuppan Co., Ltd.) erklärt wird. Das Symbol "I" stellt die anorganische Eigenschaft dar, und das Symbol "O" stellt die organische Eigenschaft dar. Je größer der I/O-Wert einer Verbindung desto größer ist die anorganische Eigenschaft (die Polarität und die hydrophile Eigenschaft hiervon steigen an).
Organische kationische Harze, die unterschiedliche I/O-Wert haben, können gemeinsam verwendet werden.
Die Dispersionsflüssigkeit des Gasphasenverfahrens-Silica in der Erfindung und optional anderer feiner Teilchen aus anorganischem Material und der wasserlöslichen Metallverbindung können durch Herstellen einer das Silica und gegebenenfalls feine Partikel enthaltenden Dispersionsflüssigkeit und anschließendem Zugeben der Dispersionsflüssigkeit zu einer Lösung der wasserlöslichen Metallverbindung hergestellt werden; durch Zugeben einer Lösung der wasserlöslichen Metallverbindung zu einer das Gasphasenverfahren-Silica und die optionalen feinen Teilchen enthaltenden Dispersionsflüssigkeit; oder durch gleichzeitiges Mischen dieser Komponenten. Das Silica und die optionalen feinen Teilchen können zu der Lösung der wasserlöslichen Metallverbindung nicht in Form einer Dispersionsflüssigkeit aber in Form eines Pulvers gegeben werden.
Eine exakte Teilchendispersion des Gasphasenverfahren-Silica in der Erfindung, optional anderer feiner Teilchen und der wasserlöslichen Metallverbindung können durch Mischen des Silicas, der optionalen feinen Teilchen aus anorganischem Material, dem kationischen Harz und der wasserlöslichen Metallverbindung, und durch Rühren der erhaltenen Mischung mit einem Disperger, um die Teilchen in der Mischung zu zerkleinern, hergestellt werden.
Eine zum Erhalten der Dispersion verwendete Misch/Dispergiermaschine kann von verschiedenen bekannten Dispergern wie zum Beispiel einem Hochgeschwindigkeits-Rotationsdisperger, Mediumrührtypdisperger (wie z.B. einer Kugelmühle und einer Sandmühle), einem Ultraschalldisperger, einem Kolloidmühlendisperger und einem Hochdruckdisperger ausgewählt werden. Um die geformten klumpigen feinen Teilchen wirksam zu dispergieren ist ein Mediumrührtypdisperger, ein Kolloidmühlendisperger und/oder ein Hochdruckdisperger bevorzugt.
Die gesamte Menge der wasserlöslichen Metallverbindung, die in der tintenaufnehmenden Schicht in der Erfindung enthalten ist, beträgt bevorzugt 0,5 bis 10 g/m² und bevorzugter 0,7 bis 4 g/m².
-Wasserlösliche Schwefel-Verbindung-
Es ist bevorzugt, daß das erfindungsgemäße Tintenstrahlaufzeichnungsmedium in seiner tintenaufnehmenden Schicht eine wasserlösliche Schwefel-Verbindung beinhaltet. Die wasserlösliche Schwefel-Verbindung in der tintenaufnehmenden Schicht kann eine durch Ozongas hervorgerufene Verfärbung der gebildeten Bilder in der Schicht unterdrücken (d.h. die Ozonbeständigkeit der Schicht verbessern).
Die wasserlösliche Schwefel-Verbindung ist bevorzugt eine Verbindung, die durch Formel (1) oder (2) dargestellt wird: X-Y-S-CH₂-CH₂-S-Y-X Formel (1) X-V-S-S-Y-X Formel (2)
In den Formeln stellen Xs jeweils unabhängig voneinander eine Hydroxyl-Gruppe, eine Carboxyl-Gruppe, ein Carbonsäuresalz, eine Acyl-Gruppe, eine Amino-Gruppe, eine Thiocarbamoyl-Gruppe, eine Sulfamoyl-Gruppe oder eine Sulfoamino-Gruppe dar und Ys stellen jeweils unabhängig voneinander eine Alkylen-Gruppe, die einen Substituenten tragen kann, dar.
Beispiele des Carbonsäuresalzes beinhalten Natrium-, Kalium- und Ammoniumsalze der Säure. Das Natriumsalz und/oder Ammoniumsalz ist bevorzugt.
Die Acyl-Gruppe wird durch "R-CO-" dargestellt. R kann eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 7 Kohlenstoffatomen oder ein Wasserstoffatom sein und ist bevorzugt eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen oder ein Wasserstoffatom. Spezifische Beispiele der Acyl-Gruppe beinhalten Formyl-, Acetyl-, Propionyl- und Butyryl-Gruppen.
In der Formel ist X bevorzugt eine Hydroxyl-Gruppe, eine Carboxyl-Gruppe, ein Carboxylat oder eine Amino-Gruppe und bevorzugter eine Hydroxyl- oder Carboxyl-Gruppe.
In den Formeln (1) und (2) stellen Ys jeweils unabhängig voneinander eine Alkylen-Gruppe dar, die einen Substituenten tragen kann. Die Zahl der in der Alkylen-Gruppe enthaltenen Kohlenstoffatome ist bevorzugt von 1 bis 10 und bevorzugter von 1 bis 5.
Beispiele des Substituenten beinhalten Alkyl-Gruppen; Halogenatome wie Fluor-, Chlor-, Brom- und Iodatome; eine Hydroxyl-Gruppe; Alkoxy-Gruppen wie Methoxy- und Ethoxy-Gruppen; eine Carboxyl-Gruppe und Salze davon; Acyl-Gruppen; Stickstoff-haltige Gruppen wie Amino-, Methylamino-, Dimethylamino-, Hydroxyamino-, Acetoamid-, Carbamoyl-, Oxamoxyl- und Cyano-Gruppen; Schwefel-haltige Gruppen wie Thiocyanat-, Thioformyl-, Thioacetyl-, Methylthio-, Methylsulfonyl- und Methylsulfinyl-Gruppen; eine Thiocarbamoyl-Gruppe; eine Sulfamoyl-Gruppe; und eine Sulfoamino-Gruppe. Der Substituent ist bevorzugt eine Hydroxyl-Gruppe, eine Carboxyl-Gruppe, eine Carboxylat-Gruppe oder eine Amino-Gruppe.
Der Ausdruck "wasserlöslich", der in der Erfindung verwendeten wasserlöslichen Schwefel-Verbindung bedeutet, daß die Schwefel-Verbindung in Wasser zu einem Verhältnis von 1 Massen-% oder mehr gelöst ist. Wenn eine Verbindung, die in Wasser zu einem Verhältnis von weniger als 1 Massen-% gelöst ist, anstelle der wasserlöslichen Schwefel-Verbindung verwendet wird, wird die Verbindung nicht leicht in der Beschichtungslösung für eine tintenaufnehmende Schicht gelöst und als Emulsion zugegeben, und der Glanz des Aufzeichnungsmediums kann daher niedriger sein. Indessen kann die wasserlösliche Schwefel-Verbindung leicht in der Beschichtungslösung gelöst werden, und der Glanz des Aufzeichnungsmediums kann verbessert werden.
Das Molekulargewicht der durch die Formeln (1) und (2) dargestellten Verbindungen ist bevorzugt 180 oder mehr, bevorzugter von 200 bis 500, und noch bevorzugter von 200 bis 350. Wenn das erfindungsgemäße Tintenstrahlaufzeichnungsmedium eine wasserlösliche Schwefel-Verbindung mit einem Molekulargewicht von 180 oder mehr beinhaltet, kann das Bleeding des Mediums mit der Zeit ausreichend unterdrückt werden.
Es ist ausreichend, daß das Tintenstrahlaufzeichnungsmedium der Erfindung wenigstens eine der durch die Formeln (1) und (2) dargestellten Verbindungen beinhaltet. Eine durch die Formel (1) oder (2) dargestellte Verbindung kann alleine verwendet werden, oder zwei oder mehr durch die Formel (1) oder (2) dargestellten Verbindungen können zusammen verwendet werden, oder die durch Formel (1) dargestellte(n) Verbindung(en) kann (können) zusammen mit der/den durch Formel (2) dargestellten Verbindung(en) verwendet werden. In dem Fall, in dem die durch Formel (1) dargestellte(n) Verbindung(en) [x] zusammen mit der/den durch Formel (2) dargestellten Verbindung(en) [y] verwendet wird, ist das Massenverhältnis der Verbindung(en) [x] und der Verbindung(en) [y] nicht besonders beschränkt, aber es ist bevorzugt von 1:10 bis 10:1 und bevorzugter von 1:5 bis 5:1. Die gesamte Menge der durch die Formeln (1) und (2) dargestellten und in der tintenaufnehmenden Schicht enthaltenen Verbindungen ist bevorzugt von 0,1 bis 10 g/m² und bevorzugter von 0,5 bis 5 g/m². Wenn die gesamte Menge in einem Bereich von 0,1 bis 10/m² ist, kann der tintenaufnehmenden Schicht eine ausreichende Ozonbeständigkeit verliehen werden. Darüber hinaus ist es möglich, ein Ausfallen der wasserlöslichen Schwefel-Verbindung auf der Oberfläche des Tintenstrahlaufzeichnungsmediums zu unterdrücken oder ein Erniedrigen der Dichte der hierauf gedruckten Bilder zu unterdrücken, wenn das Tintenstrahlaufzeichnungsmedium bei niedriger Temperatur gelagert wird (zum Beispiel wenn es bei 5°C für eine Woche gelagert wird).
Spezifische Beispiele der wasserlöslichen Schwefel-Verbindung sind im folgenden gezeigt (Verbindungen A bis F). In der Erfindung ist die wasserlösliche Schwefel-Verbindung jedoch nicht auf diese Beispiele beschränkt.
Verbindung A
Verbindung B
Verbindung C
Verbindung D
Verbindung E
Verbindung F
-Tensid-
In der Erfindung ist es bevorzugt, daß die tintenaufnehmende Schicht zusätzlich ein Tensid enthält. Das Tensid kann ein nicht-ionisches, amphoteres, anionisches, kationisches, fluoriertes und/oder Silicium-haltiges Tensid sein.
Beispiele des nicht-ionischen Tensids beinhalten Polyoxyalkylenalkylether und Polyoxyalkylenalkylphenylether (wie Diethylenglykolmonoethylether, Diethylenglykoldiethylether, Polyoxyethylenlaurylether, Polyoxyethylenstearylether und Polyoxyethylennonylphenylether), Oxyethylen/Oxypropylen-Blockcopolymer, aliphatische Sorbitansäureester (wie Sorbitanmonolaurat, Sorbitanmonooleat, und Sorbitantrioleat), aliphatische Polyoxyethylensorbitansäureester (wie Polyethylensorbitanmonolaurat, Polyoxyethylensorbitanmonooleat und Polyoxyethylensorbitantrioleat), aliphatische Polyoxyethylensorbitolsäureester (wie Polyoxyethylensorbittetraoleat), aliphatische Glycerinsäureester (wie Glycerinmonooleat), aliphatische Polyoxyethylenglycerinsäureester (wie Polyoxyethylenglycerinmonostearat und Polyoxyethylenglycerinmonooleat), aliphatische Polyoxyethylensäureester (wie Polyethylenglykolmonolaurat und Polyethylenglykolmonooleat), Polyoxyethylenalkylamin, Acetylenglykole (wie 2,4,7,9-Tetramethyl-5-decyn-4,7-diol und ein Ethylenoxid-Addukt des Diols und ein Propylenoxid-Addukt davon). Das nicht-ionische Tensid ist bevorzugt ein Polyoxyalkylenalkylether. Das nicht-ionische Tensid kann in der ersten Beschichtungslösung und/oder in der zweiten Beschichtungslösung enthalten sein. Darüber hinaus kann eines der nicht-ionischen Tenside alleine verwendet werden, oder zwei oder mehr von ihnen können gemeinsam verwendet werden. Der HLB-wert des nicht-ionischen Tensids ist bevorzugt von 9 bis 20 und bevorzugt von 10 bis 18.
Beispiele des amphoteren Tensids beinhalten jene vom Aminosäure-Typ, Carboxyammoniumbetain-Typ, Sulfonammoniumbetain-Typ, Ammoniumsulfatbetain-Typ und Imidazoliumbetain-Typ. Zum Beispiel können als solche bevorzugt die in USP Nr. 3,843,368 , JP-A-Nrn. 59-49535 , 63-236546 , 5-303205 , 8-262742 , 10-282619 , JP-Patent-Nrn. 2514194 und 2759795 und JP-A-Nr. 2000-351269 beschriebenen Tenside verwendet werden. Das amphotere Tensid ist bevorzugt wenigstens eines vom Aminosäure-Typ, Carboxyammoniumbetain-Typ und Sulfonammoniumbetain-Typ. Eines der amphoteren Tenside kann alleine verwendet werden, oder zwei oder mehr von ihnen können gemeinsam verwendet werden.
Beispiele des anionischen Tensids beinhalten aliphatische Säuresalze (zum Beispiel Natriumstearat und Kaliumoleat), Alkylsulfate (zum Beispiel Natriumlaurylsulfat und Laurylsulfattriethanolamin), Sulfonate (zum Beispiel Natriumdodecylbenzolsulfonat), Alkylsulfosuccinate (zum Beispiel Natriumdioctylsulfosuccinat), Alkyldiphenyletherdisulfonate und Alkylphosphate.
Beispiele des kationischen Tensids beinhalten Alkylaminsalze, quaternäre Ammoniumsalze, Pyridiniumsalze und Imidazoliumsalze.
Beispiele des fluorierten Tensids beinhalten Verbindungen, die über Intermediate mit einer Perfluoralkyl-Gruppe gemäß einer elektrolytischen Fluorierbehandlung, Telomerisation und/oder Oligomerisation abgeleitet sind.
Beispiele hiervon beinhalten Perfluoralkylsulfonate, Perfluoralkylcarboxylate, Perfluoralkylethylenoxid-Addukte, Perfluoralkyltrialkylammoniumsalze, Perfluoralkylgruppenhaltige Oligomere und Perfluoralkylphosphate.
Das Silicium-haltige Tensid ist bevorzugt ein mit einer organischen funktionellen Gruppe modifiziertes Siliconöl. Beispiele hiervon beinhalten Siliconöl, wobei Seitenketten seiner Siloxan-Hauptkettenstruktur mit organischen Gruppen modifiziert worden sind; Siliconöle, in denen beide Endgruppen modifiziert wurden; und Siliconöle, in denen eine einzelne Endgruppe modifiziert wurde. Beispiele der organischen funktionellen Gruppe für die Modifikation beinhalten Amino-, Polyether-, Epoxy-, Carboxyl-, Carbinol-, Alkyl-, Aralkyl- und Phenol-Gruppen. Das mit Fluor modifizierte Siliconöl wird ebenfalls von dem Bereich des oben genannten Silicium-haltigen Tensids umfaßt.
Der Gehalt des Tensids ist bevorzugt 0,01 bis 2,0 % und bevorzugter 0,01 bis 1,0 %, bezogen auf die Beschichtungsflüssigkeit für eine tintenaufnehmende Schicht. Wenn wenigstens zwei Beschichtungslösungen für eine tintenaufnehmende Schicht zum Beschichten verwendet werden, ist es bevorzugt ein Tensid zu den jeweiligen Beschichtungsflüssigkeiten zu geben.
Die in der Erfindung verwendeten Tenside beinhalten bevorzugt das amphotere Tensid. Die Verwendung des amphoteren Tensids verbessert zusätzlich die Entwicklungsdichte.
Ein anderes Tensid kann zusammen mit dem amphoteren Tensid verwendet werden.
Die tintenaufnehmende Schicht enthält bevorzugt ein Beizmittel, um die Wasserbeständigkeit der hierin gebildeten Bilder und ihre Bleeding-Beständigkeit im Verlaufe der Zeit zu verbessern.
Das Beizmittel in der tintenaufnehmenden Schicht kann mit der flüssigen Tinte Wechselwirken, die einen anionischen Farbstoff als Farbmittel aufweist, um das Farbmittel zu stabilisieren, und die Wasserbeständigkeit und die Bleedingbeständigkeit im Laufe der Zeit zu verbessern. Als Beizmittel kann bevorzugt das oben genannte kationische Harz verwendet werden. Ebenfalls kann das folgende Beizmittel verwendet werden.
Das Beizmittel kann ein organisches Beizmittel sein und ist bevorzugt zum Beispiel ein kationisches Beizmittel. Das kationische Beizmittel ist bevorzugt ein Polymerbeizmittel mit einer primären, sekundären oder tertiären Amino-Gruppe oder einer quaternären Ammoniumsalz-Gruppe als kationische Gruppe, aber kann ebenfalls ein kationisches nicht-polymeres Beizmittel sein.
Das polymere Beizmittel ist bevorzugt ein aus einem Monomer mit einer primären, sekundären oder tertiären Amino-Gruppe oder einem Salz hiervon oder einer quaternären Ammoniumsalz-Gruppe hergestelltes Homopolymer (d.h. ein Beizmittelmonomer) oder ein Copolymer oder ein kondensiertes Polymer, das aus dem/den Beizmittelmonomer/en und (einem) anderen Monomer(en) (im folgenden als "Nicht-Beizmittelmonomer(e)" bezeichnet) hergestellt ist. Das Polymer-Beizmittel kann in Form eines wasserlöslichen Polymers oder in Form von wasserdispergierbaren Latex-Teilchen verwendet werden.
Beispiele des oben genannten Monomers (Beizmittelmonomer) beinhalten Trimethyl-p-vinylbenzylammoniumchlorid, Trimethyl-m-vinylbenzylammoniumchlorid, Triethyl-p-vinylbenzylammoniumchlorid, Triethyl-m-vinylbenzylammoniumchlorid, N,N-Dimethyl-N-ethyl-N-p-vinylbenzylammoniumchlorid, N,N-Diethyl-N-methyl-N-p-vinylbenzylammoniumchlorid, N,N-Dimethyl-N-n-propyl-N-p-vinylbenzylammoniumchlorid, N,N-Dimethyl-N-n-octyl-N-p-vinylbenzylammoniumchlorid, N,N-Dimethyl-N-benzyl-N-p-vinylbenzylammoniumchlorid, N,N-Diethyl-N-benzyl-N-p-vinylbenzylammoniumchlorid, N,N-Dimethyl-N-(4-methyl)benzyl-N-p-vinylbenzylammoniumchlorid, N,N-Dimethyl-N-phenyl-N-p-vinylbenzylammoniumchlorid, Trimethyl-p-vinylbenzylammoniumbromid, Trimethyl-p-vinylbenzylammoniumsulfonat, Trimethyl-p-vinylbenzylammoniumacetat, Trimethyl-m-vinylbenzylammoniumacetat, N,N,N-Triethyl-N-2-(4-vinylphenyl) ethylammoniumchlorid, N,N,N-Triethyl-N-2-(3-vinylphenyl)ethylammoniumchlorid, N,N-Diethyl-N-methyl-N-2-(4-vinylphenyl)ethylammoniumchlorid, N,N-Diethyl-N-methyl-N-2-(4-vinylphenyl)ethylammoniumacetat, quaternäre Ammoniumsalze wie Methylchlorid, Ethylchlorid, Methylbromid, Ethylbromid, Methyliodid oder Ethyliodid von
N,N-Dimethylaminoethyl(meth)acrylat,
N,N-Diethylaminoethyl(meth)acrylat,
N,N-Dimethylaminopropyl(meth)acrylat,
N,N-diethylaminopropyl(meth)acrylat,
N,N-Dimethylaminoethyl(meth)acrylamid,
N,N-Diethylaminoethyl(meth)acrylamid,
N,N-Dimethylaminopropyl(meth)acrylamid und
N,N-Diethylaminopropyl(meth)acrylamid und Sulfonate, Alkylsulfonate, Acetate und durch Substituieren der Anionen dieser quaternären Salze erhaltene Alkylcarboxylate.
Spezifische Beispiele hiervon beinhalten Monomethyldiallylammoniumchlorid, Trimethyl-2-(methacryloyloxy)ethylammoniumchlorid, Triethyl-2-(methacryloyloxy)ethylammoniumchlorid, Trimethyl-2-(acryloyloxy)ethylammoniumchlorid, Triethyl-2-(acryloyloxy)ethylammoniumchlorid, Trimethyl-3-(methacryloyloxy)propylammoniumchlorid, Triethyl-3-(methacryloyloxy)propylammoniumchlorid, Trimethyl-2-(methacryloylamino)ethylammoniumchlorid, Triethyl-2-(methacryloylamino)ethylammoniumchlorid, Trimethyl-2-(acryloylamino)ethylammoniumchlorid, Triethyl-2-(acryloylamino)ethylammoniumchlorid, Trimethyl-3-(methacryloylamino)propylammoniumchlorid, Triethyl-3-(methacryloylamino)propylammoniumchlorid, Trimethyl-3-(acryloylamino)propylammoniumchlorid, Triethyl-3-(acryloylamino)propylammoniumchlorid, N,N-Dimethyl-N-ethyl-2-(methacryloyloxy)ethylammoniumchlorid, N,N-Diethyl-N-methyl-2-(methacryloyloxy)ethylammoniumchlorid, N,N-Dimethyl-N-ethyl-3-(acryloyloxy)propylammoniumchlorid, Trimethyl-2-(methacryloyloxy)ethylammoniumbromid, Trimethyl-3-(acryloylamino)propylammoniumbromid, Trimethyl-2-(methacryloyloxy)ethylammoniumsulfonat und Trimethyl-3-(acryloylamino)propylammoniumacetat.
Beispiele des Monomers, das copolymerisiert werden kann, beinhalten N-Vinylimidazol und N-Vinyl-2-methylimidazol.
Das Nicht-Beizmittelmonomer ist ein Monomer, das keine primäre, sekundäre oder tertiäre Amino-Gruppe oder ein Salz hiervon beinhaltet oder das keine basische oder kationische Einheit wie zum Beispiel eine quaternäre Ammoniumsalz-Gruppe beinhaltet und das nicht mit einem in einer Tintenstrahltinte enthaltenen Farbstoff wechselwirkt oder eine im wesentlichen kleine Wechselwirkung mit dem Farbstoff zeigt.
Beispiel des Nicht-Beizmittelmonomers beinhalten Alkyl(meth)acrylate; Cycloalkyl(meth)acrylate wie Cyclohexyl(meth)acrylat; Aryl(meth)acrylate wie Phenyl(meth)acrylat; Aralkyl(meth)acrylate wie Benzyl(meth)acrylat; aromatische Vinyl-Verbindungen wie Styrol, Vinyltoluol und α-Methylstyrol; Vinylester wie Vinylacetat, Vinylpropionat und Vinylversatat; Allylester wie Allylacetat; Halogen-haltige Monomere wie Vinylidenchlorid und Vinylchlorid; Vinycyanide wie (Meth)acrylonitril; und Olefine wie Ethylen und Propylen.
Der Alkyl(meth)acrylatester hat bevorzugt einen Alkyl-Teil mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen, und Beispiele hiervon beinhalten Methyl(meth)acrylat, Ethyl(meth)acrylat, Propyl(meth)acrylat, Isopropyl(meth)acrylat, n-Butyl(meth)acrylat, Isobutyl(meth)acrylat, t-Butyl(meth)acrylat, Hexyl(meth)acrylat, Octyl(meth)acrylat, 2-Ethylhexyl(meth)acrylat, Lauryl(meth)acrylat und Stearyl(meth)acrylat.
Unter anderem sind Methylacrylat, Ethylacrylat, Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat und Hydroxyethylmethacrylat bevorzugt.
Eines der Nicht-Beizmittelmonomere kann alleine verwendet werden, oder zwei oder mehr von ihnen können gemeinsam verwendet werden.
Typische Beispiele des Polymerbeizmittels beinhalten Polydiallyldimethylammoniumchlorid, Polymethacryloyloxyethyl-β-hydroxyethyldimethylammoniumchlorid, Polyethylenimin, Polyallylamin und modifizierte Produkte davon, Polyallylaminhydrochlorid, Polyamidpolyaminharz, kationisierte Stärke, Dicyandiamid-Formalin-Kondensate, Dimethyl-2-hydroxypropylammoniumsalz-Polymer, Polyamidin, Polyvinylamin und in JP-A-Nr. 10-86505 beschriebenes kationisches Polyurethanharz.
Das modifizierte Polyallylamin kann ein Polyallylamin sein, an das 2 bis 50 mol% Acrylonitril, Chlormethylstyrol, TEMPO, Epoxyhexan und/oder Sorbinsäure addiert wurden. Es ist bevorzugt ein Polyallylamin, an das 5 bis 10 mol% Acrylonitril, Chlormethylstyrol und/oder TEMPO addiert wurden. Von dem Gesichtspunkt des die Ozon-Ausbleichungseigenschaft verhindernden Effekts ist ein Polyallylamin, an das 5 bis 10 mol% TEMPO addiert wurden, besonders bevorzugt.
Das gewichtsgemittelte Molekulargewicht des Beizmittels ist bevorzugt von 2000 bis 300 000, bevorzugter von 3000 bis 10 000 und am bevorzugtesten von 4000 bis 50 000. Wenn das Molekulargewicht von 2000 bis 300 000 reicht, kann die Wasserbeständigkeit und die Bleeding-Beständigkeit mit der Zeit verbessert werden.
Die Menge des in der tintenaufnehmenden Schicht enthaltenen Beizmittels in der Erfindung ist bevorzugt von 0,01 bis 5 g/m² und bevorzugter von 0,1 bis 3 g/m².
Das Beizmittel wird unter Berücksichtigung der Lösungsstabilität zu der ersten Beschichtungslösung oder zu der zweiten Beschichtungslösung gegeben. Zum Beispiel wird das Beizmittel bevorzugt zu der zweiten Beschichtungslösung gegeben, wenn die Zugabe des organischen kationischen Beizmittels zu der ersten Beschichtungslösung, die das Gasphasenverfahren-Silica enthält, eine Aggregation zwischen dem Beizmittel und dem Gasphasenverfahren-Silica, welches eine anionische Ladung trägt, hervorrufen kann.
-Andere Komponenten-
Die tintenaufnehmende Schicht enthält bevorzugt ein organisches Lösungsmittel mit hohem Siedepunkt, um ein Kräuseln zu vermeiden. Das organische Lösungsmittel mit hohem Siedepunkt ist eine organische Verbindung mit einem Siedepunkt von 150°C oder mehr bei Atmosphärendruck und eine wasserlösliche oder hydrophobe Verbindung. Das Lösungsmittel kann bei Raumtemperatur fest oder flüssig sein und kann eine Verbindung mit niedrigem Molekulargewicht oder hohem Molekulargewicht sein.
Beispiele des organischen Lösungsmittels beinhalten aromatische Carbonsäureester (wie Dibutylphthalat, Diphenylphthalat und Phenylbenzoat); aliphatische Carbonsäureester (wie Dioctyladipat, Dibutylsebacat, Methylstearat, Dibutylmaleat, Dibutylfumarat und Triethylacetylcitrat); Phosphorsäureester (wie Trioctylphosphat und Tricresylphosphat), Epoxy-Verbindungen (wie epoxyliertes Sojabohnenöl und epoxylierte Fettsäuremethylester); Alkohole (wie Stearylalkohol, Ethylenglykol, Propylenglykol, Diethylenglykol, Triethylenglykol, Glycerin, Diethylenglykolmonobutylether (DEGMBE), Triethylenglykolmonobutylether, Glycerinmonomethylether, 1,2,3-Butantriol, 1,2,4-Butantriol, 1,2,4-Pentantriol, 1,2,6-Hexantriol, Thiodiglykol, Triethanolamin und Polyethylenglykol); pflanzliche Öle (wie Sojabohnenöl und Sonnenblumenöl); und höhere aliphatische Carbonsäure (wie Linolsäure und Ölsäure). Das organische Lösungsmittel mit hohem Siedepunkt ist bevorzugt Diethylenglykolmonobutylether (DEGMBE).
Wenn ein Ozon-Verfärbungsinhibitor wie Thioharnstoff oder Thiocyanat in die tintenaufnehmende Schicht des erfindungsgemäßen Tintenstrahlaufzeichnungsmediums eingearbeitet wird, kann eine Ozonverfärbung unterdrückt werden.
Beispiele des Thiocyanates beinhalten Ammoniumthiocyanat, Zinkthiocyanat, Calciumthiocyanat, Kaliumthiocyanat, Natriumthiocyanat, Magnesiumthiocyanat, Aluminiumthiocyanat, Lithiumthiocyanat, Silberthiocyanat, Chlormethylthiocyanat, Cobaltthiocyanat, Kupferthiocyanat, Bleithiocyanat, Bariumthiocyanat und Benzylthiocyanat. Eines der Thioharnstoffe und Thiocyanate kann alleine verwendet werden, oder zwei oder mehrere von ihnen können gemeinsam verwendet werden.
In der Erfindung können Thioharnstoff oder Thiocyanate zu der ersten oder zweiten Beschichtungslösung gegeben werden. Vor dem Hintergrund der Lösungsstabilität ist es bevorzugt (den) Ozon-Verfärbungsinhibitor(en) zu der zweiten Beschichtungslösung zu geben und ihn in die tintenaufnehmende Schicht einzuarbeiten. Der Gehalt des in der tintenaufnehmenden Schicht enthaltenen Thioharnstoffs oder Thiocyanats ist bevorzugt von 1 bis 20 Massen-% und bevorzugt von 2 bis 10 Massen-%. Wenn der Gehalt von 1 bis 20 Massen-% reicht, kann die Ozon-Verfärbungsbeständigkeit zufriedenstellender ausgeprägt sein und ein Reißen der tintenaufnehmenden Schicht kann unterdrückt werden.
In der Erfindung kann die tintenaufnehmende Schicht ein beliebiges Ultraviolett-Absorptionsmittel, Antioxidans und/oder Farbausbleichinhibitor wie zum Beispiel einen Singulett-Sauerstoffquencher enthalten, um zu verhindern, daß das in der Schicht enthaltene Farbmittel zerstört wird.
Beispiele des Ultraviolett-Absorptionsmittels umfassen Zimtsäure-Derivate, Benzophenon-Derivate und Benzotriazoylphenol-Derivate. Spezifische Beispiele hiervon beinhalten Butyl-α-cyanophenylcinnamat, o-Benzotriazolphenol, o-Benzotriazol-p-chlorphenol, o-Benzotriazol-2,4-d-t-butylphenol und o-Benzotriazol-2,4-d-t-octylphenol. Eine gehinderte Phenol-Verbindung kann ebenfalls als Ultraviolett-Absorptionsmittel verwendet werden. Insbesondere ist die Verbindung bevorzugt ein Phenol-Derivat, das als wenigstens einen Substituenten eine oder mehrere verzweigte Alkyl-Gruppen in der 2-Position oder der 6-Position hat.
Alternativ kann ein Benzotriazol-Ultraviolett-Absorptionsmittel, ein Salicylsäure-Ultraviolett-Absorptionsmittel, Cyanoacrylat-Ultraviolett-Absorptionsmittel und/oder ein Oxalsäureanilid-Ultraviolett-Absorptionsmittel verwendet werden. Diese Ultraviolett-Absorptionsmittel sind zum Beispiel in JP-A-Nrn. 47-10537 , 58-111942 , 58-212844 , 59-19945 , 59-46646 , 59-109055 und 63-53544 , der japanischen Patentveröffentlichung ( JP-B) Nrn. 36-10466 , 42-26187 , 48-30492 , 48-31255 , 48-41572 , 48-54965 und 50-10726 und in US-Patent Nrn. 2,719,086 , 3,707,375 , 3,754,919 und 4,220,711 beschrieben.
Ein Fluoreszenzaufheller kann als Ultraviolett-Absorptionsmittel verwendet werden und kann ein Coumarin-Fluoreszenzaufheller sein. Diese Mittel sind insbesondere in JP-B-Nrn. 45-4699 und 54-5324 beschrieben.
Beispiele des Antioxidationsmittels beinhalten EP-Nrn. 223739 , 309401 , 309402 , 310551 , 310552 und 459416 , DE-A-Nr. 3435443 und JP-A-Nrn. 54-48535 , 60-107384 , 60-107383 , 60-125470 , 60-125471 , 60-125472 , 60-287485 , 60-287486 , 60-287487 , 60-287488 , 61-160287 , 61-185483 , 61-211079 , 62-146678 , 62-146680 , 62-146679 , 62-282885 , 62-262047 , 63-051174 , 63-89877 , 63-88380 , 63-88381 , 63-113536 , 63-163351 , 63-2033752 , 63-224989 , 63-251282 , 63-267594 , 63-182484 , 1-239282 , 2-262654 , 2-71262 , 3-121449 , 4-291685 , 4-291684 , 5-61166 , 5-119449 , 5-188687 , 5-188686 , 5-110490 , 5-1108437 und 5-170361 , JP-B-Nrn. 48-43292 und 48-33212 und US-Patent-Nm. 4,814,262 und 4,980,275 .
Insbesondere beinhalten Beispiele hiervon 6-Ethoxy-1-phenyl-2,2,4-trimethyl-1,2-dihydrochinolin, 6-Ethoxy-1-octyl-2,2,4-trimethyl-1,2-dihydrochinolin, 6-Ethoxy-1-phenyl-2,2,4-trimethyl-1,2,3,4-tetrahydrochinolin, 6-Ethoxy-1-octyl-2,2,4-trimethyl-1,2,3,4-tetrahydrochinolin, Nichelcyclohexanoat, 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)propan, 1,1-Bis(4-hydroxyphenyl)-2-ethylhexan, 2-Methyl-4-methoxy-diphenylamin und 1-Methyl-2-phenylindol.
Einer der Farbausbleichinhibitoren kann alleine verwendet werden, oder zwei oder mehrere von ihnen können gemeinsam verwendet werden. Dieser Farbausbleichinhibitor kann wassergelöst, dispergiert oder emulgiert oder in Mikrokapseln enthalten sein.
Der Gehalt des Farbausbleichinhibitors ist bevorzugt 0,01 bis 10 Massen-% der ersten Beschichtungslösung.
Die tintenaufnehmende Schicht kann ein beliebiges anorganisches Salz enthalten, um die Dispergierbarkeit des Gasphasenverfahren-Silica in der Erfindung und gegebenenfalls anderer feiner Teilchen aus anorganischem Material zu verbessern, und kann ein pH-Einstellmittel wie zum Beispiel eine Säure oder eine Base enthalten, um den Filmoberflächen-pH der tintenaufnehmenden Schicht einzustellen. Der Filmoberflächen-pH ist bevorzugt von 2 bis 7 und bevorzugter von 3 bis 5.
Die tintenaufnehmende Schicht kann elektrisch leitfähige feine Metalloxidteilchen enthalten, um Reibungsaufladung oder Delaminierungsladung der Oberfläche zu unterdrücken, oder kann ein Mattiermittel zum Absenken der Reibungseigenschaften der Oberfläche enthalten.
<Verfahren zum Bilden der tintenaufnehmenden Schicht>
Im folgenden wird ein Verfahren zum Bilden der tintenaufnehmenden Schicht beschrieben.
Die tintenaufnehmende Schicht in dem Tintenstrahlaufzeichnungsmedium der Erfindung wird bevorzugt durch Quervernetzen und Härten einer Überzugsschicht gebildet, die durch Auftragen der ersten Beschichtungslösung, die das Gasphasenverfahren-Silica in der Erfindung und das wasserlösliche Harz enthält, erhalten wurde. Quervernetzung und Härten wird bevorzugt durch Zuführen einer eine Metallverbindung enthaltenden Lösung mit einem pH von 7,1 oder mehr (d.h. eine zweite Beschichtungslösung) zu der durch Auftragen der ersten Beschichtungslösung gebildeten Überzugsschicht (1) gleichzeitig während die erste Beschichtungslösung aufgetragen wird, (2) bevor die Überzugsschicht eine sinkende Trocknungsgeschwindigkeit aufweist während die Überzugsschicht getrocknet wird, oder (3) nachdem die Überzugsschicht getrocknet ist, um einen trockenen Überzugsfilm zu bilden, durchgeführt.
In der Erfindung kann eine Beschichtungslösung, die das Gasphasenverfahren-Silica in der Erfindung, das kationische Harz, Borsäure und ein nicht-ionisches oder amphoteres Tensid und ein Lösungsmittel mit hohem Siedepunkt enthält (d.h. eine Beschichtungslösung für die tintenaufnehmende Schicht) wie folgt dargestellt werden.
Das Gasphasenverfahren-Silica in der Erfindung wird zu Wasser gegeben und das kationische Harz wird zu dem resultierenden zugefügt. Das Silica wird in Wasser mit einem Hochdruckhomogenisierer oder einer Sandmühle dispergiert. Anschließend wird Borsäure zu der erhaltenen Dispersion gegeben. Eine wäßrige Lösung von Polyvinylalkohol wird zu der Dispersion gegeben, so daß die Masse des Polyvinylalkohols zum Beispiel ungefähr ein Drittel des Gasphasenverfahren-Silica beträgt. Außerdem werden das nicht-ionische oder amphotere Tensid und das Lösungsmittel mit hohem Siedepunkt zu der Dispersion gegeben, und das Resultierende wir gerührt. Eine Beschichtungslösung kann so zubereitet werden. Die erhaltene Beschichtungslösung ist ein homogenes Sol und wird auf einen Träger gemäß einem später beschriebenen Beschichtungsverfahren aufgetragen. Auf diese Weise kann die tintenaufnehmende Schicht, die eine poröse dreidimensionale Netzwerkstruktur besitzt, gebildet werden.
Durch Zugeben von Polyvinylalkohol zu der Dispersion nach der Verdünnung von Borsäure wie oben beschrieben, kann verhindert werden, daß der Polyvinylalkohol teilweise geliert.
Es ist bevorzugt, daß in der Erfindung die erste Beschichtungslösung eine saure Lösung ist. Der pH der Beschichtungslösung ist bevorzugt 5,0 oder niedriger, bevorzugter 4,5 oder niedriger und noch bevorzugter 4,0 oder niedriger. Der pH der Beschichtungslösung kann durch geeignetes Auswählen der Art und der Zugabemenge des kationischen Harzes eingestellt werden. Alternativ kann der pH durch Zugeben einer organischen oder anorganischen Säure zu der ersten Beschichtungslösung eingestellt werden. Wenn der pH der Beschichtungslösung 5,0 oder niedriger ist, kann eine durch eine Borverbindung hervorgerufene quervernetzende Reaktion eines wäßrigen Harzes in einer Beschichtungslösung zufriedenstellender unterdrückt werden.
Das Auftragen der ersten Beschichtungslösung kann in Übereinstimmung mit bekannten Beschichtungsverfahren wie zum Beispiel einer Preßmatrizenbeschichtung (extrusion die coating), einer Luftpinselbeschichtung (air doctor knife coating), "Bread Coating", Stabstreichen (rod coating), einem Rakelstreichverfahren (knife coating), einer Preßbeschichtung (squeeze coating), einem Gegenlauf-Walzenstreichen (reverse roll coating) und/oder einem Rollrakelstreichen (bar coating) durchgeführt werden.
Die Auftragungsmenge der ersten Beschichtungslösung ist im allgemeinen von 50 bis 300 g/m² und bevorzugter von 100 bis 250 g/m².
Der pH der zweiten Beschichtungslösung ist bevorzugt 7,1 oder höher, bevorzugter 7,5 oder höher und noch bevorzugter 8,0 oder höher. Wenn der pH der basischen Lösung niedriger als 7,1 ist, reißt die tintenaufnehmende Schicht. Der pH kann mit einer basischen Metallverbindung oder einem basischen Beizmittel (zum Beispiel Ammoniumzirkoniumcarbonat) oder anderen basischen Substanzen (Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Calciumhydroxid, Ammoniak, Tetramethylammoniumhydroxid, Ethanolamin, Ethylendiamin oder einem Salz davon) oder beidem eingestellt werden. Basisches kolloidales Silica, zum Beispiel "SNOWTEX^® 20, 30, 40, C, N, S, 20L, XS, SS, XL, YL, ZL, UP, QAS-40 oder LSS-35", hergestellt von Nissan Chemical Industries, Ltd. kann zum Einstellen des pHs der zweiten Beschichtungslösung verwendet werden.
Das gleiche Härtemittel, das in der ersten Beschichtungslösung enthalten ist, kann auch zu der zweiten Beschichtungslösung bei einem pH von 7,1 oder höher zugegeben werden.
Die zweite Beschichtungslösung wird bevorzugt auf eine Überzugsschicht aufgetragen, die durch Auftragen der ersten Beschichtungslösung auf einen Träger erhalten wurde bevor die Überzugsschicht eine abnehmende Trocknungsgeschwindigkeit aufweist.
In diesem Zusammenhang bedeutet der Ausdruck "bevor die Beschichtungslösung eine abnehmende Trocknungsgeschwindigkeit aufweist" im allgemeinen einige Minuten direkt nach dem Auftragen der ersten Beschichtungslösung. Eine konstante Trocknungsgeschwindigkeit, bei der der Lösungsmittelgehalt in der Überzugsschicht proportional mit der Zeit abnimmt, liegt während dieser Periode vor. Die Zeit, zu der eine konstante Trocknungsgeschwindigkeit vorliegt, wird in "Chemical Engineering Handbook" (S. 707–712, veröffentlicht von Marzen Co., Ltd., 25. Oktober 1980) beschrieben.
Wie oben beschrieben, wird die durch Auftragen der ersten Beschichtungslösung auf einen Träger gebildete Überzugsschicht getrocknet bis die Überzugsschicht eine abnehmende Trocknungsgeschwindigkeit aufweist. Die Trocknung wird im allgemeinen bei einer Temperatur von 40 bis 180°C für eine Dauer von 0,5 bis 10 Minuten durchgeführt (bevorzugt für eine Dauer von 0,5 bis 5 Minuten). Diese Trocknungszeit, die von der aufgetragenen Menge der Lösung abhängt, liegt bevorzugt in dem oben genannten Bereich. Die Überzugsschicht kann durch kalten Wind wie in JP-A-Nr. 2004-1240 beschrieben getrocknet werden.
Ein Verfahren zum Beschicken der zweiten Beschichtungslösung bevor die Überzugsschicht eine abnehmende Trocknungsgeschwindigkeit aufweist kann ein Verfahren (1) sein, in dem die zweite Beschichtungslösung auf die Überzugsschicht aufgetragen wird, ein Verfahren (2), in dem die zweite Lösung mit einer Düse aufgesprüht wird, oder ein Verfahren (3), in dem der Träger, auf dem die Überzugsschicht gebildet ist, in die zweite Beschichtungslösung getaucht wird.
In Verfahren (1) kann ein bekanntes Beschichtungsgerät verwendet werden wie zum Beispiel eine Flohrstreichflußmaschine (curtain flow coater), ein Preßmatritzenbeschichter (extrusion die coater), ein Luftpinselbeschichter (air doctor coater), ein "Bread Coater", ein Stabbeschichter (rod coater), ein Rakelstreichbeschichter (knife coater), ein Preßbeschichter (squeeze coater), ein Gegenlaufwalzenbeschichter (reverse roll coater) und/oder ein Rollrakelbeschichter (bar coater). Jedoch ist ein Preßmatrizenbeschichter, ein Flohrstreichflußbeschichter und/oder ein Rollrakelbeschichter, der nicht in direktem Kontakt mit der schon gebildeten Überzugsschicht gebracht wird.
Die Auftragungsmenge der zweiten Beschichtungslösung ist im allgemeinen von 5 bis 50 g/m² und bevorzugter von 7 bis 30 g/m².
Alternativ können die zweite Beschichtungslösung und die erste Beschichtungslösung gleichzeitig aufgetragen werden.
In diesem Fall werden die erste Beschichtungslösung und die zweite Beschichtungslösung gleichzeitig auf einen Träger aufgetragen (überstehende Beschichtung – overlaying coating) so daß die erste Beschichtungslösung in Kontakt mit dem Träger gebracht wird. Anschließend werden die erhaltenen Überzugsschichten getrocknet und gehärtet, wodurch eine tintenaufnehmende Schicht gebildet werden kann.
Das gleichzeitige Beschichten (überstehendes Beschichten) kann zum Beispiel mit einem Beschichtungsverfahren durchgeführt werden, das einen Preßmatritzenbeschichter (extrusion die coater) oder einen Kartonflußbeschichter (carton flow coater) verwendet. Nach gleichzeitigem Beschichten werden die gebildeten Überzugsschichten getrocknet. Das Trocknen wird im allgemeinen unter Erwärmen der Überzugsschichten auf eine Temperatur von 40 bis 150°C für eine Dauer von 0,5 bis 10 Minuten und bevorzugt bei einer Temperatur von 40 bis 100°C für eine Dauer von 0,5 bis 5 Minuten durchgeführt.
Es ist zum Beispiel bevorzugt, wenn eine Bor-Verbindung verwendet wird, die Überzugsschichten bei einer Temperatur von 60 bis 100°C für eine Dauer von 5 bis 20 Minuten zu erwärmen. Die Überzugsschichten können durch kühlenden Wind wie in JP-A-Nr. 2004-1240 beschrieben getrocknet werden.
Wenn das gleichzeitige Beschichten (d.h. das überstehende Beschichten) mit zum Beispiel einem Preßmatrizenbeschichter durchgeführt wird, werden zwei gleichzeitig ausgestoßene Lösungen in zwei überstehende Schichten in der Nähe der Ausstoßöffnung des Preßmatritzenbeschichters geformt (d.h. bevor die zwei Lösungen auf den Träger transferiert werden) und die zwei überlappenden Schichten werden auf den Träger transferiert. Die zwei vor ihrer Auftragung auf den Träger überlappten Beschichtungslösungen verursachen leicht eine quervernetzende Reaktion in der Grenzfläche zwischen den zwei Lösungen, wenn die Lösungen auf den Träger gebracht werden. Die zwei ausgestoßenen Lösungen werden in der Nähe der Ausstoßöffnung des Preßmatritzenbeschichters vermischt und die Viskosität der Mischung kann dabei leicht ansteigen. So kann der Auftragungsablauf erschwert werden. Insofern ist es bevorzugt, eine Barriereschichtlösung (d.h. eine Lösung für eine intermediäre Schicht) enthaltend ein Material, das nicht mit dem Härter zwischen der ersten Beschichtungslösung und der basischen Lösung (d.h. der zweiten Beschichtungslösung) reagiert, einzufügen, um ein überstehendes Beschichten der drei Schichten durchzuführen, wenn das überstehende Beschichten durchgeführt wird.
Die Barriereschichtlösung kann eine beliebige Lösung sein, die nicht mit der Bor-Verbindung reagiert und die die Bildung eines flüssigen Films erlaubt. Zum Beispiel kann die Barriereschichtlösung eine wäßrige Lösung sein, die eine Spur eines wasserlöslichen Harzes, das nicht mit der Borverbindung reagiert, oder Wasser enthält. Das wasserlösliche Harz wird hinsichtlich der Beschichtungseigenschaft zum Zwecke des Eindickens verwendet, und Beispiele hiervon beinhalten Polymere wie zum Beispiel Hydroxypropylmethylcellulose, Methylcellulose, Hydroxyethylmethylcellulose, Polyvinylpyrrolidon und Gelatine.
Die Barriereschichtlösung kann das zuvor genannte Beizmittel enthalten.
Das in jedem der Schritte verwendete Lösungsmittel kann Wasser, ein organisches Lösungsmittel oder eine gemischte Lösung hiervon sein. Beispiele des organischen Lösungsmittels beinhalten Alkohole wie zum Beispiel Methanol, Ethanol, n-Propanol, Isopropanol und Methoxypropanol, Ketone wie Aceton und Methylethylketon, Tetrahydrofuran, Acetonitril, Ethylacetat und Toluol. Das Lösungsmittel ist bevorzugt Ethanol.
Um eine auf einem Träger gebildete tintenaufnehmende Schicht zu glätten, kann der Träger derart gemacht sein, daß er durch eine Anpreßwalze (roll nip) eines Superkalanders oder einer Glanzglättwerkvorrichtung paßt, während Wärme und Druck auf den Träger einwirken. Dadurch können Oberflächenglätte, Glanz, Transparenz und Stärke des beschichteten Films der tintenaufnehmenden Schicht verbessert werden. Da jedoch die Glättwerkbehandlung in einigen Fällen eine Reduktion der Porosität verursacht (d.h. die Tintenabsorptionseigenschaften werden in einigen Fällen verschlechtert) ist es nötig, die Bedingungen derart einzustellen, daß die Porosität kaum reduziert wird.
Die Rolltemperatur während der Glättwerkbehandlung ist bevorzugt 30 bis 150°C und bevorzugter 40 bis 100°C.
Darüber hinaus beträgt ein Liniendruck zwischen den Rollen während der Glättwerkbehandlung bevorzugt 40 bis 400 kg/cm und bevorzugter 100 bis 200 kg/cm.
Im Falle einer Tintenstrahlaufzeichnung muß die tintenaufnehmende Schicht ein Absorptionsvolumen zum Absorbieren aller erhaltenen Tintentröpfchen aufweisen. Es ist insofern notwendig, daß die Dicke der tintenaufnehmenden Schicht unter Berücksichtigung der Porosität der Schicht bestimmt wird. Zum Beispiel ist es für den Fall, daß die Menge der aufgenommenen Tinte 8 nl/mm² beträgt und die Porosität 60 % ist, notwendig, daß die Schicht eine Dicke von ungefähr 15 μm oder mehr beträgt.
Die tintenaufnehmende Schicht, die das Gasphasenverfahren-Silica in der Erfindung beinhaltet, weist ein höheres Tintenabsorptionsvermögen auf als die tintenaufnehmende Schicht irgendeines Tintenstrahlaufzeichnungsmediums im Stand der Technik. Insofern kann die Dicke der tintenaufnehmenden Schicht dünn sein, während die Schicht ein dem Stande der Technik entsprechendes Tintenabsorptionsvermögen beibehält. Die Dicke der tintenaufnehmenden Schicht kann im Bereich von zum Beispiel 30 bis 35 μm und bevorzugt 25 bis 29 μm sein. In dem Fall, in dem die Dicke der tintenaufnehmenden Schicht im Bereich von 30 bis 35 μm ist, aber wie oben beschrieben ein konstantes Tintenabsorptionsvermögen beibehalten wird, ist es möglich, ein Tintenstrahlaufzeichnungsmedium darzustellen, das Tinte von einem beliebigen Tintenstrahldrucker ausreichend absorbiert, um Photographiebildqualität zu gewährleisten (Tintenstrahlmenge von ungefähr 20 ml/m²), und keine Defekte wie zum Beispiel Kräuseln oder Rißbildung verursacht.
Darüber hinaus ist der mittlere Durchmesser der Mikroporen der tintenaufnehmenden Schicht bevorzugt 0,005 bis 0,030 μm und bevorzugter 0,01 bis 0,025 μm.
Die Porosität und der mittlere Durchmesser der Mikroporen kann mit einem Quecksilber-Porosimeter gemessen werden (PORESIZER 9320-PC2, hergestellt von Shimadzu Corporation).
Darüber hinaus ist es bevorzugt, daß die tintenaufnehmende Schicht exzellent bezüglich der Transparenz ist. Als Index ist der Haze-Wert der auf einem transparenten Filmträger gebildeten tintenaufnehmenden Schicht bevorzugt 30 % oder niedriger und bevorzugter 20 % oder niedriger.
Der Haze-Wert kann mit einem Haze-Meter (HGM-2DP, hergestellt von Suga Test Instrument Co., Ltd.) gemessen werden.
<Träger>
Der Träger kann ein beliebiger Träger sein, der ausgewählt ist aus transparenten Trägern, die aus transparentem Material wie zum Beispiel aus Plastik hergestellt sind, und undurchsichtigen Trägern, die aus undurchsichtigem Material wie zum Beispiel Papier hergestellt sind. Um die Transparenz der tintenaufnehmenden Schicht zu nutzen, ist es bevorzugt, einen transparenten Träger oder einen hochglänzenden undurchsichtigen Träger zu verwenden.
Der Träger ist nicht auf Papier oder eine Kunststofffolie (oder einen Film) beschränkt und kann eine ausschließlich lesbare optische Disk wie zum Beispiel eine CD-ROM oder eine DVD-ROM, eine aufzeichenbare optische Disc wie zum Beispiel eine CD-R oder eine DVD-R oder eine wiederbeschreibbare optische Disk sein. Die tintenaufnehmende Schicht kann auf die Informationsaufzeichnungsseite des Trägers aufgebracht werden.
Das Material, das für den transparenten Träger verwendet werden kann, ist bevorzugt ein transparentes Material, das beständig gegenüber Strahlungswärme ist, die erzeugt wird, wenn der transparente Träger auf einer OHP-Einheit oder einem Schwarzlicht-Display verwendet wird. Beispiele des Materials beinhalten Phase wie zum Beispiel Polyethylenterephthalat (PET), Polysulfon, Polyphenylenoxid, Polyimid, Polycarbonat und Polyamid. Unter diesen ist das Material bevorzugt Polyester und bevorzugter PET. Der transparente Träger kann blaugefärbt sein, da das Aufzeichnungsmedium für medizinische Behandlung verwendet wird.
Die Dicke des transparenten Trägers ist nicht besonders limitiert, aber ist aus Handhabbarkeits-Gesichtspunkten bevorzugt 50 bis 200 μm.
Im Falle eines undurchsichtigen Trägers mit hohem Glanz weist die Oberfläche des Trägers, auf der eine tintenaufnehmende Schicht bereitgestellt ist, bevorzugt einen Glanz von 40 % oder mehr auf. Der Glanz wird gemäß einem in JIS P-8142 beschriebenen Verfahren erhalten (Testverfahren für einen 75 Grad spiegelnden Oberflächenglanz von Papier und Kartonpapier (board paper)).
Beispiele eines solchen Trägers beinhalten Papierträger mit einem hohen Glanz wie zum Beispiel Kunstpapier, beschichtetes Papier, gußgestrichenes Papier und RC-Papier und Barytpapier, die als Träger von Silbersalz-Photographiematerialien verwendet werden; Filme mit hohem Glanz, die durch Zugeben eines weißen Pigments zu Kunststofffolien, beinhaltend Polyester wie zum Beispiel Polyethylenterephthalat (PET), Celluloseester wie zum Beispiel Nitrocellulose, Celluloseacetat, Celluloseacetatbutyrat, Polysulfon, Polyphenylenoxid, Polyimid, Polycarbonat oder Polyamid, deren Oberfläche geglättet sein kann) um die Filme undurchsichtig zu machen, erhalten wurde; und Träger, in denen eine Abdeckschicht von Polyolefin enthaltend oder nicht-enthaltend ein weißes Pigment auf einer Oberfläche des Papierträgers, des transparenten Trägers oder des ein weißes Pigment enthaltenden Films mit hohem Glanz bereitgestellt ist.
Der hoch glänzende und undurchsichtige Träger kann ebenfalls ein ein weißes Pigment enthaltender ausgedehnter Polyesterfilm sein (z.B. ausgedehntes PET, welches feine Polyolefin-Teilchen enthält und in dem Lücken durch das Ausdehnen entstanden sind).
Die Dicke des undurchsichtigen Trägers ist nicht besonders limitiert, jedoch beträgt sie aus Handhabbarkeitsgesichtspunkten bevorzugt 50 bis 300 μm.
Der Träger kann einer Koronaentladungsbehandlung, einer Glühentladungsbehandlung, einer Flammenbehandlung und/oder einer Ultraviolettstrahlen-Beleuchtungsbehandlung unterworfen werden.
Im folgenden wird das Rohpapier des Papierträgers im Detail beschrieben.
Das Rohpapier ist aus Holzzellstoff (Hauptkomponente) und gegebenenfalls synthetischem Zellstoff wie zum Beispiel Polypropylenzellstoff und/oder gegebenenfalls synthetischer Faser wie Nylon oder Polyesterfaser hergestellt. Der Holzzellstoff kann LBKP, LBSP, NBKP, NBSP, LDP, NDP, LUKP und/oder NUKP sein. Es ist bevorzugt, eine größere Menge von LBKP, NBSP, LBSP, NDP und/oder LDP, die eine große Menge kurzer Fasern enthält, zu verwenden.
Der Prozentsatz von LBSP und/oder LDP ist bevorzugt von 10 bis 70 Massen-%.
Der Zellstoff ist bevorzugt ein chemischer Zellstoff (Sulfatzellstoff oder Sulfitzellstoff) mit wenig Verunreinigungen, und ein Zellstoff, dessen Weißegrad durch ein Bleichverfahren verbessert wurde, ist ebenfalls als Zellstoff nützlich.
Ein Leimungsmittel, wie zum Beispiel eine höhere Fettsäure oder Alkylketen-Dimer, eine weißes Pigment wie zum Beispiel Calciumcarbonat, Talk oder Titanoxid, ein Papierstärkeverstärker wie zum Beispiel Stärke, Polyacrylamid oder Polyvinylalkohol, ein Fluoreszenzglanzzusatz, ein Feuchthaltemittel, wie zum Beispiel Polyethylenglykol, ein Dispergiermittel und/oder ein Weichmacher wie zum Beispiel quaternäres Ammonium kann, wenn nötig, zum Rohpapier gegeben werden.
Der in CSF ausgedrückte Mahlgrad (freeness) des zur Papierherstellung verwendeten Zellstoffs ist bevorzugt 200 bis 500 ml. Die Faserlänge nach dem Mahlen (beating) ist bevorzugt derart, daß die Summe der Mengen eines Rückstandes, der nicht durch ein 24 mesh-Sieb (24 mesh) hindurchpaßt, und eines Rückstandes, der nicht durch ein 42 mesh-Sieb (42 mesh) paßt, wie in JIS P8207 ausgeführt ist, 30 bis 70 Massen-% beträgt. Darüber hinaus ist es bevorzugt, daß die Menge des Rückstandes, der nicht durch ein 4 mesh-Sieb paßt, 20 Massen% oder kleiner.
Das Gewicht des Rohpapiers ist bevorzugt von 30 bis 250 g und bevorzugter von 50 bis 200 g. Die Dicke des Rohpapiers ist bevorzugt von 40 bis 250 μm. Das Rohpapier kann während oder nach der Papierherstellung geglättet werden, um eine hohe Glätte zu gewährleisten. Die gemäß JIS P-8118 gemessene Dicke des Rohpapiers ist im allgemeinen von 0,7 bis 1,2 g/m².
Darüber hinaus ist die Steifheit des Rohpapiers bevorzugt von 20 bis 200 g unter den in JIS P8143 spezifizierten Bedingungen.
Ein Oberflächenleimungsmittel kann auf die Oberfläche des Rohpapiers aufgetragen werden, und dieses Oberflächenleimungsmittel kann das gleiche Leimungsmittel sein, das im Rohpapier enthalten ist.
Der pH des Rohpapiers ist bevorzugt 5 bis 9, wenn er in Übereinstimmung mit dem in JIS P8113 beschriebenem Heißwasser-Extraktionsverfahren gemessen wird.
Obwohl das Material, das zum Beschichten der Vorderseite und der Rückseite des Rohpapiers verwendet wird, Polyethylen geringer Dichte (LDPE – low density polyethylene) und/oder Polyethylen hoher Dichte (HDPE – high density polyethylene) sein kann, kann LLDPE und/oder Polypropylen anteilig verwendet werden.
Es ist bevorzugt, daß das Polyethylen, das die Oberfläche des Trägers bedeckt, auf dessen Oberfläche eine tintenaufnehmende Schicht gebildet wird, Titanoxid vom Rutil- oder Anatas-Typ enthält, welches in photographischem Druckpapier breite Anwendung findet, um die Undurchsichtigkeit und/oder den Weißegrad zu verbessern. Die Menge des Titanoxids beträgt bevorzugt 3 bis 20 Massen-% und bevorzugter 4 bis 13 Massen-%, bezogen auf das Polyethylen.
Das mit Polyethylen beschichtete Papier kann als Glanzpapier verwendet werden oder eine matte Oberfläche oder eine seidenartige Oberfläche aufweisen, die der von gewöhnlichem photographischen Druckpapier ähnelt und die durch Prägen des Polyethylens gebildet wurde, welches gerade auf das Rohpapier schmelzextrudiert wurde, um einen Polyethylen-Überzug zu erhalten.
Beispiele
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Beispiele beschränkt. Das Symbol "%" und der Ausdruck "Teil(e)" bedeuten "Massen-%" bzw. "Massen-Teil(e)", sofern nicht anders spezifiziert.
Beispiel 1
-Herstellung des Trägers-
Ein aus 100 Teilen LBKP hergestellter Holzzellstoff wurde mit einer Doppelscheibenmühle gemahlen, so daß der Canadian-Mahlgrad 300 ml wurde. 0,5 Teile epoxidierten Behenamids, 1,0 Teil eines anionischen Polyacrylamids, 0,1 Teil eines Polyamidpolyaminepichlorhydrins und 0,5 Teile eines kationischen Polyacrylamids wurden zu dem Zellstoff gegeben. Diese Mengen waren Trockenmassen bezogen auf die Masse des Zellstoffs. Eine Fourdrinier-Papiermaschine wurde verwendet, um den Rückstand zu wiegen und Rohpapier mit einem Gewicht von 170 g/m² herzustellen.
Ein Fluoreszenz-Bleichmittel (Whitex BB^®, hergestellt von Sumitomo Chemical Co., Ltd.) wurde zu einer 4%igen wäßrigen Lösung von Polyvinylalkohol gegeben, so daß die Konzentration des Fluoreszenz-Bleichmittels 0,04 % betrug. Um die Oberflächengröße des Rohpapiers einzustellen, wurde das Rohpapier mit dieser Lösung imprägniert, so daß eine Schicht der Lösung mit einer Trockenmasse von 0,5 g/m² auf dem Rohpapier gebildet wurde. Das Rohpapier wurde getrocknet und anschließend geglättet, um eine Trägerfolie mit einer eingestellten Dichte von 1,05 g/ml zu ergeben.
Die Leitungsseite (wire face) (Rückseite) der erhaltenen Trägerfolie wurde einer Koronaentladung unterworfen und anschließend mit Polyethylen hoher Dichte aus einem Schmelzextruder beschichtet, um eine Harzschicht mit einer Dicke von 25 μm und einer matten Oberfläche zu ergeben (die Harzschichtoberfläche wird im folgenden als "Rückseite" bezeichnet). Die Harzschicht auf der Rückseite wurde einer Korona-Entladungsbehandlung unterworfen. Anschließend wurde eine Dispersionsflüssigkeit, in der eine Kombination eines Aluminiumoxids (ALUMINA SOL 100^®, hergestellt von Nissan Chemical Industries, Ltd.) und Siliciumdioxid (SNOWTEX O^®, hergestellt von Nissan Chemical Industries, Ltd.) in einem Massenverhältnis des ersteren zu dem letzteren von 1:2 in Wasser dispergiert war, als antistatisches Mittel auf die Harzschicht aufgetragen, so daß die Trockenmassen des antistatischen Mittels 0,2 g/m² betrug.
Zusätzlich wurde die gefühlte Seite (Vorderseite) der Substratfolie, auf der keine Harzschicht gebildet worden war, einer Koronaentladung unterzogen. Anschließend wurde ein Polyethylen geringer Dichte, das 10 % eines Anatas-Typ-Titandioxids, eine Spur Ultramarinblau und ein Fluoreszenz-Bleichmittel enthielt, dessen Menge bezogen auf das Polyethylen 0,01 % betrug, und das eine MFR (Schmelzflußrate) von 3,8 aufwies, aus einem Schmelzextruder auf die Vorderseite extrudiert, so daß eine hochglänzende thermoplastische Harzschicht mit einer Dicke von 22 μm darauf gebildet wurde. Auf diese Weise wurde der Träger hergestellt.
-Herstellung des Gasphasenverfahren-Silica A-
Gasphasenverfahren-Silica A (Gasphasenverfahren-Silica in der Erfindung) wurde gemäß dem folgenden Verfahren hergestellt. Gewöhnliches hydrophiles Gasphasenverfahren Silica (AEROSIL 300^®, hergestellt von Nippon Aerosil Co., Ltd.), welches nicht oberflächenbehandelt worden war, wurde zunächst mit Dimethyldichlorsilan behandelt, um die Silanolgruppendichte des Gasphasenverfahren-Silica A auf 2,0 SiOH-Gruppe/nm² einzustellen.
-Herstellung der Beschichtungslösung für die tintenaufnehmende Schicht-
(1) Herstellung der Silica-Dispersion A
144,1 g Ethanol und 65,5 g eines als Dispergiermittel dienenden kationischen Harzes (SHALLOL DC-902P^®, hergestellt von Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) wurden zu 4000 g deionisiertem Wasser gegeben. Anschließend wurden 750 g des Gasphasenverfahren-Silica A zu dem Erhaltenen gegeben und das Erhaltene wurde mit einem Dissolver bei 6000 Upm für 20 Minuten gerührt. Nach dem Rühren wurden 40,4 g Zrikonylacetat (ZA-30^®, hergestellt von Daichi Kigenso Kagaku Kogyo Co., Ltd.) zu der resultierenden Dispersionsflüssigkeit gegeben und die Dispersionsflüssigkeit wurde mit dem Disslover bei 3500 Upm für 5 Minuten gerührt. Die erhaltene Dispersionsflüssigkeit wurde zweimal mit einer Dyno-Mühle (KDP^®, hergestellt von Shinmaru Enterprises Corporation) gerührt, um eine Silica-Dispersionsflüssigkeit A zu ergeben. Hinsichtlich der physikalischen Eigenschaften der resultierenden Silica-Dispersionsflüssigkeit A betrug die Viskosität hiervon 220 mPas (30°C) und der pH betrug 3,32.
Die Silica-Dispersionsflüssigkeit A wurde bei 45°C für 20 Stunden gelagert, um eine stabile Viskosität zu erhalten und anschließend bei 23°C gelagert.
(2) Herstellung der Polyvinylalkohol (PVA)-Lösung A
73,06 kg deionisiertes Wasser, 0,712 kg eines nicht-ionischen Tensids (EMULGEN 109P^®, hergestellt von Kao Corp., eine 10%ige wäßrige Lösung), 0,928 g Diethylenglykolmonobutylether, 0,156 g N,N'-Bis(carbamoylmethyl)ethylendiamin und 5,599 kg Polyvinylalkohol (PVA235^®, hergestellt von Kuraray Co., Ltd.) wurden gemischt, um eine wäßrige Lösung herzustellen. Die Lösung wurde bei 90°C für 60 Minuten erwärmt um eine PVA-Lösung A zu ergeben. Die Viskosität der erhaltenen PVA-Lösung A betrug 590 mPas (30°C) und der pH hiervon betrug 4,04.
(3) Herstellung einer Beschichtungslösung für die tintenaufnehmende Schicht
15,3 g entionisiertes Wasser, eine wäßrige Borsäure-Lösung, in der 4,3 g Borsäure in 65,86 g entionisiertem Wasser gelöst waren, und 2,9 g eines kationischen Harzes (SC-505^®, Hymo Corp.) wurden zu 754,5 g der Silica-Dispersionsflüssigkeit A gegeben und das Resultierende wurde bei 2000 Upm mit einem Dissolver für 10 Minuten gerührt. Nach dem Rühren wurden 329,6 g der PVA-Lösung A und 2,9 g Diethylenglykolmonobutylether zu der resultierenden Mischung gegeben und die resultierende Mischung wurde bei 1400 Upm für 10 Minuten gerührt. Anschließend wurden 14,1 g eines wasserdispergierbaren Urethan-Polymers (SUPERFLEX 600B^®, hergestellt von Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) und 70,4 g einer 40%igen Ethanol-Lösung zu der resultierenden Mischung gegeben, und die resultierende Mischung wurde mit dem Dissolver bei 1400 Upm für 5 Minuten gerührt. Zusätzlich wurden 2,1 g eines amphoteren Tensid (AMPHITOL 24B^®, hergestellt von Kao Corp.) und 7,0 g eines nicht-ionischen Tensides (EMULGEN 109P^®, hergestellt von Kao Corp., eine 2%ige wäßrige Lösung) zu der Mischung gegeben, und die resultierende Mischung wurde mit dem Dissolver bei 1400 Upm 5 Minuten gerührt. Eine Beschichtungslösung A für die tintenaufnehmende Schicht wurde so zubereitet. Die Beschichtungslösung A für die tintenaufnehmende Schicht wurde bei 30°C gelagert. Direkt vor ihrer Verwendung wurden 62,5 Teile einer wäßrigen Lösung eines Polyaluminiumchlorids (ALFINE 83^®, hergestellt von Taimei Chemicals Co., Ltd.), welche durch Verdünnen einer Polyaluminiumchlorid-Lösung mit Wasser erhalten wurde, so daß die Menge der verdünnten Lösung 5-mal so groß war wie die Originallösung, zu 1000 Teilen der Beschichtungslösung A für die tintenaufnehmende Schicht gegeben. Das resultierende Gemisch wurde mit dem Dissolver bei 1400 Upm 5 Minuten gerührt. Dies wurde als Beschichtungslösung AA für eine tintenaufnehmende Schicht verwendet.
Bezüglich der physikalischen Eigenschaften der Beschichtungslösung A der tintenaufnehmenden Schicht gilt, daß die Viskosität 254 mPas (30°C), der pH 3,80 und die Oberflächenspannung 41,7 mN/cm betrug.
Die Viskosität der Beschichtungslösung AA der tintenaufnehmenden Schicht betrug 160 mPas (30°C).
-Herstellung der Härtemittellösung A-
7,8 g Borsäure, 42,0 g Ammoniumcarbonat, 30,5 g Zirkoniumcarbonat (ZIRCO SOL AC-7^®, hergestellt von Daichi Kigenso Kagaku Kogyo Co., Ltd.), 68,6 g Hydroxypropylcellulose (HPC-SL^®, hergestellt von Nippon Soda Co., Ltd., eine 7%ige wäßrige Lösung) und 240,0 g eines nicht-ionischen Tensids (EMULGEN 109P^®, hergestellt von Kao Corp., eine 2%ige wäßrige Lösung) wurden zu 811,1 g entionisiertem Wasser gegeben, um die Härtemittellösung A herzustellen.
Hinsichtlich der physikalischen Eigenschaften der Härtemittellösung A gilt, daß die Viskosität 1,38 mPas (30°C), der pH 8,02 und die Oberflächenspannung 31,5 mN/cm betrug.
-Herstellung eines Tintenstrahlaufzeichnungsblattes-
Die zuvor genannte Beschichtungslösung AA für die tintenaufnehmende Schicht wurde auf die Vorderseite eines Trägers mit einem Preßmatritzenbeschichter bei einer Auftragungsmenge von 194,4 g/m² aufgebracht. Die erhaltene Schicht wurde bei 70°C mit einem Heißlufttrockner (Windgeschwindigkeit 3 bis 8 m/s) getrocknet bis die feste Konzentration in der Überzugsschicht 20 % betrug. Die Überzugsschicht wies eine konstante Trocknungsgeschwindigkeit während dieser Dauer auf. Direkt anschließend wurde der Träger, auf dem eine Überzugsschicht gebildet worden war, in die Härtemittel-Beschichtungslösung A für 5 Sekunden getaucht, um die Lösung an die Überzugsschicht in einer Menge von 10 g/m² anhaften zu lassen. Anschließend wurde das Resultierende bei 70°C für 10 Minuten getrocknet. Auf diese Weise wurde eine tintenaufnehmende Schicht mit einer Trockendicke von 34 μm auf dem Träger gebildet. So wurde ein erfindungsgemäßes Tintenstrahlaufzeichnungsblatt A zubereitet.
Beispiel 2
Ein erfindungsgemäßes Tintenstrahlaufzeichnungsblatt wurde auf die gleiche Art und Weise wie in Beispiel 1 hergestellt mit der Ausnahme, daß das "Gasphasenverfahren-Silica B" mit einer Silanolgruppendichte von 1,8 [SiOH-Gruppen/nm²] anstelle des "Gasphasenverfahrens-Silica A" verwendet wurde.
Beispiel 3
Ein erfindungsgemäßes Tintenstrahlaufzeichnungsblatt wurde auf die gleiche Art und Weise wie in Beispiel 1 hergestellt mit der Ausnahme, daß das "Gasphasenverfahren-Silica C" mit einer Silanolgruppendichte von 1,5 [SiOH-Gruppen/nm²] anstelle des "Gasphasenverfahren-Silica A" verwendet wurde.
Beispiel 4
Ein erfindungsgemäßes Tintenstrahlaufzeichnungsblatt wurde auf die gleiche Art und Weise wie in Beispiel 1 hergestellt mit der Ausnahme, daß das "Gasphasenverfahren-Silica D" mit einer Silanolgruppendichte von 1,2 [SiOH-Gruppen/nm²] anstelle des "Gasphasenverfahren-Silica A" verwendet wurde.
Beispiel 5
Ein erfindungsgemäßes Tintenstrahlaufzeichnungsblatt wurde auf die gleiche Art und Weise wie in Beispiel 1 hergestellt mit der Ausnahme, daß die vorgenannte Schwefel-Verbindung A zu der Beschichtungslösung für die tintenaufnehmende Schicht gegeben wurde und mit der Ausnahme, daß die Anwendungsmenge der Schwefel-Verbindung A 1 g/m² betrug.
Vergleichsbeispiel 1
Ein Tintenstrahlaufzeichnungsblatt wurde auf die gleiche Art und Weise wie in Beispiel 1 hergestellt mit der Ausnahme, daß das "Gasphasenverfahren-Silica A" durch "Gasphasenverfahren-Silica E" (AEROSIL 300^®, hergestellt von Nippon Aerosil, Co., Ltd.) ersetzt wurde.
Vergleichsbeispiel 2
Ein Tintenstrahlaufzeichnungsblatt wurde auf die gleiche Art und Weise wie in Beispiel 1 hergestellt mit der Ausnahme, daß das "Gasphasenverfahren-Silica A" durch das folgende "Gasphasenverfahren-Silica F" ersetzt wurde.
-Herstellung des Gasphasenverfahren Silica F-
Das Gasphasenverfahren Silica F wurde gemäß dem folgenden Verfahren hergestellt. Gewöhnliches hydrophiles Gasphasenverfahren-Silica (AEROSIL 300^®, hergestellt von Nippon Aerosil Co., Ltd.), welches nicht oberflächenbehandelt worden war, wurde zunächst mit Dimethyldichlorsilan behandelt, um die Silanolgruppendichte des Gasphasenverfahren-Silica F auf 0,7 [SiOH-Gruppen/nm²] einzustellen.
Auswertung
Die folgenden Punkte wurden für die feinen Silica-Teilchen und das Tintenstrahlaufzeichnungsblatt jedes Beispiels und jedes Vergleichsbeispiels ermittelt.
-BET-Oberflächenkennzahl-
Die BET-Oberflächenkennzahl jedes der in den Beispielen und Vergleichsbeispielen verwendeten Gasphasenverfahren Silica wurde mit einer automatischen BET-Oberflächenkennzahlmeßeinheit (SOPTPMATIC SERIES 1800^®, hergestellt von Carlo-Erba Co.) gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
-Silanolgruppendichte-
Die Silanolgruppendichte jedes der in den Beispielen und Vergleichsbeispielen verwendeten Gasphasenverfahren Silica wurde gemäß einem im "TECHNICAL BULLETIN AEROSIL NO. 17 "BASIC PERFORMANCE OF AEROSIL", S. 41, Nippon Aerosil Co., Ltd." beschriebenen Lithiumaluminiumhydrid-Verfahren gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
-Tintenabsorptionsvolumen-
Das Tintenabsorptionsvolumen pro m² jeder der Tintenstrahlaufzeichnungsblätter wurde mit einem Quecksilber-Porosimeter (PORESIZER 9320-PC2^®, hergestellt von Shimadzu Corp.) gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
Glanz
Der 60°-Glanz der Oberfläche der tintenaufnehmenden Schicht jedes der Tintenstrahlaufzeichnungsblätter wurde mit einem digitalen Winkel-variablen Glanzmeter (UGV-50DP^®, hergestellt von Suga Test Instruments Co., Ltd.) gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
-Tintenabsorptionsvermögen-
Trockene Bilder wurden auf die Oberfläche der tintenaufnehmenden Schicht jedes der Tintenstrahlaufzeichnungsblätter mit gelber (Y), magentafarbener (M), cyanfarbener (C), schwarzer (K), blauer (B), grüner (G) und roter (R) Tinte und einem Tintenstrahldrucker (PM-G800^®, hergestellt von Seiko Epson Corp.) gedruckt. Direkt nach dem Drucken (ungefähr 10 Sekunden später) wurde ein Blatt Papier gegen die bildbedruckte Oberfläche gedrückt. Mit bloßen Augen wurde kontrolliert, ob die die Tinten auf das Blatt Papier transferiert wurden. Gemäß dem folgenden Kriterium wurde das Tintenabsorptionsvermögen jedes Tintenstrahlaufzeichnungsblattes bewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
Kriterium

O:

Keine Tinte wurde auf das Blatt Papier transferiert.

X:

Eine große Menge der Tinten wurde auf das Blatt Papier transferiert.

-Entstehung von Rändern (Beading)-
Gelbe (Y), magentafarbene (M), cyanfarbene (C), schwarze (K), blaue (B), grüne (G) und rote (R) feste Bilder wurden auf die Oberfläche der tintenaufnehmenden Schicht jedes der Tintenstrahlaufzeichnungsblätter mit einem Tintenstrahldrucker (PM-T800^®, hergestellt von Seiko Epson Corp.) gedruckt. Der Entstehungsgrad von Farbunregelmäßigkeiten in Form von Flecken (d.h. die Entstehung von Rändern – Beading) wurde in den resultierenden Bildern mit bloßen Augen überprüft und gemäß dem folgenden Kriterium ausgewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
Kriterium

O:

Keine Enstehung von Rändern (Beading) wurde beobachtet.

X:

Entstehung von Rändern (Beading) trat deutlich auf.

-Bronzeglanz-
Ein blaues (B) festes Bild wurde auf die Oberfläche der tintenaufnehmenden Schicht jedes der Tintenstrahlaufzeichnungsblätter mit einem Tintenstrahldrucker (PM-G800^®, hergestellt von Seiko Epson Corp.) gedruckt. Das Ausmaß der Entstehung von Bronzeglanz in dem resultierenden Bild wurde mit bloßen Augen überprüft und gemäß dem folgenden Kriterium eingestuft. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
Kriterium

O:

Kein Bronzeglanz wurde beobachtet.

X:

Bronzeglanz trat merklich auf.

-Visuelle Dichte-
Ein schwarzes (K) festes Bild wurde auf die Oberfläche der tintenaufnehmenden Schicht jedes der Tintenstrahlaufzeichnungsblätter mit einem Tintenstrahldrucker (PM-G800, hergestellt von Seiko Epson Corp.) gedruckt. Nach dem Drucken wurde jedes Blatt für 3 Stunden stehengelassen, und anschließend wurde die visuelle Dichte (Schwarz Dm) des Bildes mit einem visuellen Densitometer (X RITE 310TR^®, hergestellt von X-Rite Inc.) gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
-Ozonbeständigkeit-
Ein magentafarbenes (M) festes Bild wurde auf die Oberfläche der tintenaufnehmenden Schicht jedes der Tintenstrahlaufzeichnungsblätter mit einem Tintenstrahldrucker (PM-G800^®, hergestellt von Seiko Epson Corp.) gedruckt. Nach dem Drucken wurde jedes Blatt in einer Umgebung mit einer Ozonkonzentration von 5 ppm für 16 Stunden gelagert. Die Magentadichte (D₀) des Bildes vor dem Lagern und die Magentadichte (D₁) nach dem Lagern wurde mit einem Reflexionsdensitometer (X RITE 93, hergestellt von X-Rite Inc.) gemessen. Der verbleibende Anteil des Magentabildes wurde gemäß der folgenden Gleichung berechnet: (D₁ × 100)/D₀.
Wie aus den Ergebnissen in Tabelle 1 verstanden wird, wiesen die Tintenstrahlaufzeichnungsblätter der Beispiele, die das Gasphasenverfahren Silica in der Erfindung enthalten, ein höheres Tintenabsorptionsvolumen, Tintenabsorptionsvermögen, Schwarz Dm und Ozonbeständigkeit auf und verursachten ein geringes Entstehen von Rändern (Beading) und Bronzeglanz als das Blatt des Vergleichsbeispiels 1, welches das Gasphasenverfahren-Silica E mit einer Silanolgruppendichte von 2,5 (SiOH-Gruppen/nm²) enthielt. Darüber hinaus wies das Blatt von Vergleichsbeispiel 2, welches das Gasphasenverfahren-Silica F mit einer Silanolgruppendichte 0,7 (SiOH-Gruppen/nm²) beinhaltet, ein höheres Tintenabsorptionsvolumen, Tintenabsorptionsvermögen und Ozonbeständigkeit auf und wies ein unterdrücktes Entstehen von Rändern (Beading) und Bronzeglanz auf, hatte jedoch einen merklich verringerten Glanz und Schwarz Dm.

Claims

Tintenstrahl-Aufzeichnungsmedium, das eine tintenaufnehmende Schicht umfaßt, die Silica, das in einem Gasphasenverfahren hergestellt wurde, und ein wasserlösliches Harz auf oder über einem Träger umfaßt, worin die Silanolgruppendichte des Silica von 1,0 bis 2,3 SiOH-Gruppen/nm² ist.
Tintenstrahl-Aufzeichnungsmedium gemäß Anspruch 1, worin die Silanolgruppendichte des Silica von 1,0 bis 1,9 SiOH-Gruppen/nm² ist.
Tintenstrahl-Aufzeichnungsmedium gemäß Anspruch 1 oder 2, worin das Silica Alkylsilan-behandelt ist.
Tintenstrahl-Aufzeichnungsmedium gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, worin das wasserlösliche Harz Polyvinylalkohol ist.
Tintenstrahl-Aufzeichnungsmedium gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, worin die tintenaufnehmende Schicht zusätzlich ein Härtungsmittel und ein kationisches Harz umfaßt.
Tintenstrahl-Aufzeichnungsmedium gemäß Anspruch 5, worin das Härtungsmittel eine Borverbindung ist.
Tintenstrahl-Aufzeichnungsmedium gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, worin die tintenaufnehmende Schicht zusätzlich eine wasserlösliche Metallverbindung umfaßt.
Tintenstrahl-Aufzeichnungsmedium gemäß Anspruch 7, worin die wasserlösliche Metallverbindung wenigstens eine Verbindung ist, die aus Aluminiumsalzen und Zirkoniumsalzen ausgewählt ist.
Tintenstrahl-Aufzeichnungsmedium gemäß Anspruch 8, worin eine der wenigstens einen Verbindung, die aus Aluminiumsalzen und Zirkoniumsalzen ausgewählt ist, Polyaluminiumchlorid ist.
Tintenstrahl-Aufzeichnungsmedium gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, worin die tintenaufnehmende Schicht zusätzlich eine wasserlösliche Schwefelverbindung umfaßt.
Tintenstrahl-Aufzeichnungsmedium gemäß Anspruch 10, worin die wasserlösliche Schwefelverbindung durch wenigstens eine der folgenden Formeln (1) und (2) dargestellt wird: X-Y-S-CH₂-CH₂-S-Y-X (1) X-Y-S-S-Y-X (2)worin Xs jeweils unabhängig voneinander eine Hydroxyl-, Carboxyl-, Carbonsäuresalz-, Acyl-, Amino-, Thiocarbamoyl-, Sulfamoyl- oder Sulfoaminogruppe darstellen und Ys jeweils unabhängig voneinander eine Alkylengruppe darstellen, die einen Substituenten tragen kann.
Tintenstrahl-Aufzeichnungsmedium gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, worin die BET-Oberflächenkennzahl des Silica 180 m²/g oder mehr beträgt.