DE60208757T2

DE60208757T2 - Tintenstrahlaufzeichnungselement und Druckverfahren

Info

Publication number: DE60208757T2
Application number: DE2002608757
Authority: DE
Inventors: c/o Eastman Kodak Company Yongcai Rochester Wang; Kurt Michael c/o Eastman Kodak Compa Rochester Schroeder; Lori J. c/o Eastman Kodak Company Rochester Shaw-Klein; c/o Eastman Kodak Company Thomas P. Rochester Nicholas; c/o Eastman Kodak Company Sridhar Rochester Sadasivan; c/o Eastman Kodak Company Christine M. Rochester Vargas
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 2001-12-12
Filing date: 2002-11-25
Publication date: 2006-09-14
Anticipated expiration: 2022-11-26
Also published as: JP2003191635A; EP1319517A1; EP1319517B1; DE60208757D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Tintenstrahlaufzeichnungselement mit einer Mischung aus verschiedenen Partikeln und ein Druckverfahren zur Verwendung des Elements.
In einem typischen Tintenstrahlaufzeichnungs- oder Tintenstrahldrucksystem werden Tintentröpfchen aus einer Düse mit hoher Geschwindigkeit auf ein Aufzeichnungselement oder Aufzeichnungsmedium ausgestoßen, um ein Bild auf dem Medium zu erzeugen. Die Tintentröpfchen oder die Aufzeichnungsflüssigkeit umfasst im Allgemeinen ein Aufzeichnungsmittel, wie einen Farbstoff oder ein Pigment, und eine große Menge an Lösungsmittel. Das Lösemittel oder die Trägerflüssigkeit besteht typischerweise aus Wasser und einem organischen Material, wie einem einwertigen Alkohol, einem mehrwertigen Alkohol oder Mischungen daraus.
Ein Tintenstrahlaufzeichnungselement umfasst typischerweise einen Träger, auf dessen mindestens einer Oberfläche eine Tintenempfangsschicht oder Bilderzeugungsschicht angeordnet ist, und es umfasst derartige Schichten, die zur Aufsichtbetrachtung vorgesehen sind und einen lichtundurchlässigen Träger aufweisen, sowie derartige Schichten, die zur Durchsichtbetrachtung vorgesehen sind und einen durchsichtigen Träger aufweisen.
Eine wichtige Eigenschaft von Tintenstrahlaufzeichnungselementen ist das schnelle Trocknen nach dem Druck. Zu diesem Zweck sind poröse Aufzeichnungselemente entwickelt worden, die nahezu sofort trocknen, sofern sie eine ausreichende Dicke und ein Porenvolumen aufweisen, das die flüssige Tinte wirksam aufnehmen kann. Ein poröses Aufzeichnungselement lässt sich beispielsweise im Gießstreichverfahren herstellen, wobei eine partikelhaltige Beschichtung auf einen Träger aufgebracht und in Kontakt mit einer polierten, glatten Oberfläche getrocknet wird.
Es gibt im Allgemeinen zwei Arten von Tintenempfangsschichten (IRL/Ink-Receiving Layers). Die erste Art von Tintenempfangsschicht umfasst eine nicht poröse Beschichtung aus einem Polymer mit einer hohen Quellkapazität zur Aufnahme von Tinte durch molekulare Diffusion. Kationische oder anionische Substanzen werden der Beschichtung zugesetzt und dienen als Farbstofffixiermittel oder als Beizmittel für den kationischen oder anionischen Farbstoff. Diese Beschichtung ist optisch transparent und sehr glatt, was ein hochglänzendes Empfangselement in „fotografischer Qualität" erzeugt. Die zweite Art von Tintenempfangsschicht umfasst eine Beschichtung aus anorganischen, polymeren oder organisch-anorganischen Verbundpartikeln, ein polymeres Bindemittel sowie Additive, wie Farbstofffixiermittel oder Beizmittel. Diese Partikel können sich in ihrer chemischen Zusammensetzung, Größe, Form und der intrapartikulären Porosität ändern. In diesem Fall wird die Druckflüssigkeit in den offenen Poren der Tintenempfangsschicht absorbiert, um einen Ausdruck zu erhalten, der sofort berührungstrocken ist.
Eine glänzende, poröse Tintenempfangsschicht enthält üblicherweise eine Grundschicht und eine glänzende Bildempfangsschicht. Bei Auftragen auf Normalpapier wird die Grundschicht unter der glänzenden Bildempfangsschicht angeordnet. Um eine glatte, glänzende Oberfläche auf der Bildempfangsschicht zu erhalten, werden oft spezielle Beschichtungsprozesse verwendet, beispielsweise das Gießstreichverfahren und die Filmtransferbeschichtung. Das Kalandrieren mit Wärme und Druck wird oft in Verbindung mit der herkömmlichen Rakel-, Stabrakel- oder Luftrakelbeschichtung auf Normalpapier durchgeführt, um der Bildempfangsschicht Glanz zu verleihen.
Trotz des Glanzes sind poröse Tintenempfangsschichten in der Lage, Tinte in hohen Konzentrationen sofort zu absorbieren, aber sie weisen Probleme mit der Bildbeständigkeit auf, beispielsweise durch Ausbleichen unter Einwirkung von Tageslicht, Glühbirnenlicht, Fluoreszenzlicht oder Ozon, wie von D. E. Bugner und C. Suminski beschrieben in „Filtration and Reciprocity Effects on the Fade Rate of Inkjet Photographic Prints", Proceedings of IS&T's NIP16: International Conference on Digital Printing Technologies, Vancouver, BC, Okt. 2000. Es wird angenommen, dass die schlechtere Bildbeständigkeit auf die höhere Durchlässigkeit der porösen Tintenempfangsschichten gegenüber Sauerstoff und/oder anderen Reaktionsteilnehmern in der Luft, wie Ozon, zurückzuführen ist.
EP-A 1,034,940A1 beschreibt ein Tintenstrahlaufzeichnungselement, worin die Tintenempfangsschicht anorganische Partikel und eine Öldispersion aus einem hydrophoben Antioxida tionsmittel umfasst, dispergiert in einem hoch siedenden organischen Lösungsmittel. Doch auch bei diesem Element tritt das Problem auf, dass die mechanische Festigkeit und Kratz- und Abriebfestigkeit der Oberfläche der Tintenempfangsschicht deutlich reduziert sind.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein glänzendes Tintenstrahlaufzeichnungselement bereitzustellen, das bei Bedrucken mit farbstoffbasierenden Tinten guten Oberflächenglanz, kurze Trocknungszeiten und eine sehr gute Bildbeständigkeit aufweist.
Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Druckverfahren unter Verwendung des zuvor beschriebenen Elements bereitzustellen.
Diese sowie weitere Aufgaben werden mit der Erfindung gelöst, die ein Tintenstrahlaufzeichnungselement mit einem Träger und einer darauf befindlichen Bildempfangsschicht mit einer Dicke von 5 bis 20 μm und einer zwischen dem Träger und der Bildempfangsschicht angeordneten Grundschicht mit einer Dicke von 20 bis 50 μm umfasst, wobei beide Schichten anorganische Partikel und Stabilisatorpartikel umfassen, wobei die Stabilisatorpartikel frei von organischen Lösungsmitteln sind und mehr als 80 Gew.-% eines wasserunlöslichen Antioxidationsmittels umfassen und eine mittlere Partikelgröße von mehr als 5 nm aufweisen, wobei die anorganischen Partikel mehr als 50 Gew.-% der Bildempfangsschicht und der Grundschicht umfassen und wobei die Beschichtungsdicke der Bildempfangsschicht derart bestimmt wird, dass die Bildempfangsschicht Tinte in Nähe der Oberfläche der Bildempfangsschicht über der Grundschicht zu halten vermag, wenn Tinte in einem Lösungsmittel mithilfe eines Tintenstrahldruckers auf das Tintenstrahlaufzeichnungselement aufgebracht wird.
Mit der vorliegenden Erfindung wird ein Tintenstrahlaufzeichnungselement bereitgestellt, das bei Bedrucken mit farbstoffbasierenden Tinten guten Oberflächenglanz, kurze Trocknungszeiten und eine sehr gute Bildbeständigkeit aufweist.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft ein Tintenstrahldruckverfahren mit folgenden Schritten:

A) Bereitstellen eines Tintenstrahldruckers, der auf digitale Datensignale anspricht;
B) Beladen des Druckers mit dem oben beschriebenen Tintenstrahlaufzeichnungselement;
C) Laden des Druckers mit einer Tintenstrahltintenzusammensetzung; und
D) Bedrucken der Bildempfangsschicht mit der Tintenstrahltintenzusammensetzung in Abhängigkeit von den digitalen Datensignalen.

Der Träger für das in der Erfindung verwendete Tintenstrahlaufzeichnungselement kann ein beliebiger Träger sein, so wie er üblicherweise für Tintenstrahlempfangselemente Verwendung findet, wie beispielsweise harzbeschichtetes Papier, Papier, Polyester oder mikroporöse Materialien, wie polyethylenpolymerhaltiges Material, das von PPG Industries, Inc., Pittsburgh, Pennsylvania, USA unter dem Markennamen Teslin^®, Tyvek^® Synthetikpapier (DuPont Corp.) vertrieben wird, und OPPalyte^® Folien (Mobil Chemical Co.) sowie andere in US-A-5,244,861 aufgeführte Folien. Lichtundurchlässige Träger sind u.a. Normalpapier, beschichtetes Papier, Synthetikpapier, Fotopapierträger, schmelzextrusionsbeschichtetes Papier und laminiertes Papier, wie biaxial ausgerichtete Trägerlaminate. Biaxial ausgerichtete Trägerlaminate werden in US-A-5,853,965; 5,866,282; 5,874,205; 5,888,643; 5,888,681; 5,888,683 und 5,888,714 beschrieben. Diese biaxial ausgerichteten Träger beinhalten einen Papiergrundträger und einen biaxial ausgerichteten Polyolefinbogen, typischerweise aus Polypropylen, der auf eine oder beide Seiten des Papiergrundträgers auflaminiert ist. Transparente Träger sind u.a. Glas, Cellulosederivative, z.B. ein Celluloseester, Cellulosetriacetat, Cellulosediacetat, Celluloseacetatpropionat, Celluloseacetatbutyrat; Polyester, wie Poly(ethylenterephthalat), Poly(ethylennaphthalat), Poly(1,4-Cyclohexandimethylenterephthalat), Poly(butylenterephthalat) und Copolymere davon; Polyimide; Polyamide; Polycarbonate; Polystyrol; Polyolefine, wie Polyethylen oder Polypropylen; Polysulfone; Polyacrylate; Polyetherimide und Mischungen daraus. Die zuvor aufgeführten Papiere umfassen einen breiten Bereich von Papieren, von hochwertigen Papieren, wie Fotopapieren, bis zu einfachen Papieren, wie Zeitungspapier. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird polyethylenbeschichtetes Papier verwendet.
Der in der vorliegenden Erfindung verwendete Träger kann eine Dicke von 50 bis 500 μm und vorzugsweise von 75 bis 300 μm aufweisen. Antioxidantien, Antistatikmittel, Weichmacher und weitere bekannte Additive können bei Bedarf in den Träger aufgenommen werden.
Um die Haftung der Tintenempfangsschicht auf dem Träger zu verbessern, kann die Oberfläche des Trägers vor Aufbringen der Bildempfangsschicht einer Corona-Entladung unterzogen werden.
Wie zuvor erwähnt, enthalten die Tintenempfangsschicht und die Grundschicht mindestens 50 Gew.-% anorganische Partikel. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfassen die anorganischen Partikel Calciumcarbonat, Magnesiumcarbonat, Kaolin, Ton, Talkum, Calciumsulfat, Bariumsulfat, Titandioxid, Zinkoxid, Zinkhydroxid, Zinkcarbonat, Aluminiumsilicat, Calciumsilicat, Magnesiumsilicat, synthetisches amorphes Siliciumdioxid, hochdisperses Siliciumdioxid, kolloidales Siliciumdioxid, Kieselgel, Aluminiumoxidgel, hochdisperses Aluminiumoxid, kolloidales Aluminiumoxid, Pseudo-Boehmit oder Zeolit. In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel haben die anorganischen Partikel eine mittlere Partikelgröße von 50 nm bis 500 nm.
Die Porosität der Tintenempfangsschicht ist notwendig, um ein sehr schnelles Trocknen zu erreichen. Die zwischen den Partikeln gebildeten Poren müssen ausreichend groß und untereinander verbunden sein, so dass die Drucktinte weg von der Oberfläche schnell durch die Schicht tritt, um den Eindruck zu vermitteln, dass die Oberfläche schnell trocknet. Gleichzeitig müssen die Partikel so angeordnet sein, dass die zwischen den Partikeln gebildeten Poren klein genug sind, um keine Streuung des sichtbaren Lichts zu verursachen.
In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel enthalten die Tintenempfangsschicht und die Grundschicht ein Bindemittel, wie beispielsweise ein Polymermaterial, und/oder ein Latexmaterial, wie Poly(vinylalkohol) und/oder Styrolbutadienlatex. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Bindemittel in der Grundschicht in einer Menge von 5 bis 20 Gew.-% vorhanden. In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel kann die Dicke der Grundschicht von 5 μm bis 50 μm und vorzugsweise von 20 bis 40 μm betragen.
Wie zuvor erwähnt, umfassen die in der Erfindung verwendbaren Stabilisatorpartikel mehr als 80 Gew.-% eines wasserunlöslichen Antioxidationsmittels und weisen eine mittlere Partikelgröße von mehr als 5 nm auf. Beispiele für Antioxidationsmittel, die in der Erfindung verwendbar sind, sind u.a. substituiertes Phenol, aromatisches Amin, piperidinbasiertes Amin, Mercaptan, organisches Sulfid oder organisches Phosphat. Bevorzugte Antioxidationsmittel umfassen gehinderte Pheonole, bei denen mindestens eine der Hydroxylgruppen in der Orthoposition durch eine tertiäre Alkylgruppe substituiert ist, oder wobei mindestens eine Hydroxylgruppe in den Phenolen oder Hydroxybenzen durch eine Alkylgruppe modifiziert ist.
Konkrete Beispiele der in der Erfindung verwendbaren wasserunlöslichen Antioxidationsmittel sind u.a.:
Die in der vorliegenden Erfindung verwendeten Stabilisatorpartikel können ein Dispergiermittel oder ein Surfactant enthalten. Je nach vorgesehener Anwendung kann das Dispergiermittel nichtionisch, anionisch oder kationisch oder polymer sein. Die Surfactants sind in einer Menge von bis zu 20% der Stabilisatorpartikel verwendbar.
In der Erfindung verwendete Stabilisatorpartikel können anhand verschiedener, in der Technik bekannter Verfahren ausgebildet werden. Beispielsweise sind sie durch Pulverisierung und Klassifizierung des trockenen Antioxidationsmittels oder durch Sprühtrocknen einer Lösung herstellbar, die Antioxidantien enthält, gefolgt vom Redispergieren der resultierenden Partikel in Wasser mithilfe eines Dispergators. Die Partikel sind zudem mithilfe einer Suspensionstechnik herstellbar, die das Auflösen eines Antioxidationsmittels in beispielsweise einem nicht wassermischbaren Lösungsmittel umfasst, das Dispergieren der Lösung in Form feiner flüssiger Tröpfchen in wässriger Lösung und das Entfernen des Lösungsmittels durch Verdampfen oder andere geeignete Techniken. Die Partikel sind auch durch mechanisches Zerkleinern eines Antioxidationsmaterials in Wasser auf eine gewünschte Partikelgröße in Anwesenheit eines Dispergators herstellbar. Die Partikel sind zudem durch die so genannte „atmosphärische Emulgierung" und durch Druckemulgierungstechniken herstellbar. Das atmosphärische Emulgierverfahren wird zur Herstellung von Antioxidationsdispersionen für Antioxidationsmittel verwendet, deren Schmelzpunkte unterhalb des Wassersiedepunktes liegen. Das typische Verfahren besteht aus dem Schmelzen des Antioxidationsmittels und eines Surfactants und dem optionalen Zugeben einer Base. Dann wird heißes Wasser allmählich der Antioxidationslösung unter starkem Rühren zugegeben. Die Antioxidationsdispersion ist auch durch Zugabe einer Mischung aus geschmolzenem Antioxidationsmittel und Surfactant zu kochendem Wasser unter starkem Rühren herstellbar. Die Druckemulgiertechnik wird im Allgemeinen mit einem Antioxidationsmittel verwendet, das einen Schmelzpunkt von über 100°C aufweist.
Die zur Verwertung der Erfindung verwendeten Stabilisatorpartikel haben eine mittlere Partikelgröße von mehr als 5 nm, vorzugsweise von 5 nm bis 10 μm. Bei Verwendung in der Bildempfangsschicht haben die Stabilisatorpartikel vorzugsweise eine mittlere Größe von 5 nm bis 500 nm und insbesondere von 5 nm bis 300 nm. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel variiert das Auftragsgewicht der Stabilisatorpartikel in der Tintenempfangsschicht zwischen 10 mg/m² und 5 g/m², vorzugsweise zwischen 100 mg/m² und 2 g/m².
In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel umfasst die Farbstoff-Bildempfangsschicht ein Farbstofffixiermittel. Für die Fixierung von kationischen Farbstoffen enthält die Tintenempfangsschicht vorzugsweise ein anionisches Fixiermittel. Für die Fixierung von kationischen Farbstoffen enthält die Bildempfangsschicht vorzugsweise ein anionisches Fixiermittel. Auch amphotere Fixiermittel sind zur Fixierung kationischer Farbstoffe oder anionischer Farbstoffe verwendbar. Derartige Fixiermittel können wasserlöslich oder wasserunlöslich sein. Vorzugsweise sind die Fixiermittel wasserdispergierbare Polymerpartikel.
Die Dicke der Bildempfangsschicht kann zwischen 5 und 40 μm betragen, vorzugsweise zwischen 10 und 20 μm. Die erforderliche Beschichtungsdicke ist durch die Notwendigkeit bestimmt, dass die Beschichtung zur Absorption von Tintenlösungsmittel dient, und durch die Notwendigkeit, die Tinte in Nähe der Beschichtungsoberfläche zu halten.
Nach dem Beschichten kann das Tintenstrahlaufzeichnungselement zur Verbesserung der Oberflächenglätte einer Kalandrierung oder Superkalandrierung unterzogen werden. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird das Tintenstrahlaufzeichnungselement einer Hot/Soft-Nip-Kalandrierung bei einer Temperatur von 65°C und einem Druck von 14.000 kg/m bei einer Geschwindigkeit von 0,15 m/s bis 0,3 m/s unterzogen.
In der Erfindung verwendete Beschichtungszusammensetzungen können durch eine Vielzahl bekannter Techniken aufgebracht werden, wie Tauchbeschichten, Drahtumspannbeschichten, Schaberlamellenbeschichten, Stabrakelbeschichtung, Luftrakelbeschichtung, Gravurstreichverfahren und Umkehrwalzenbeschichten, Gleitbeschichten, Perlbeschichten, Extrusionsbeschichten, Vorhangbeschichten usw. Bekannte Beschichtungs- und Trocknungsverfahren werden detaillierter in der Forschungsveröffentlichung „Research Disclosure", Nr. 308119, Dezember 1989, Seite 1007 bis 1008, beschrieben. Gleitbeschichten wird bevorzugt, wobei die Grundschichten und die Schutzschicht gleichzeitig aufgebracht werden können. Nach dem Beschichten werden die Schichten im Allgemeinen durch einfaches Verdampfen getrocknet, das durch bekannte Techniken beschleunigt werden kann, wie beispielsweise Konvektionserwärmung.
Um dem Tintenstrahlaufzeichnungselement eine mechanische Festigkeit zu verleihen, können Vernetzungsmittel in kleinen Mengen zugesetzt werden, die auf das Bindemittel wirken, wie zuvor besprochen. Ein derartiges Additiv verbessert die Kohäsionsfestigkeit der Schicht. Vernetzungsmittel, wie Carbodiimide, polyfunktionale Aziridine, Aldehyde, Isocyanate, Epoxide, polyvalente Metallkationen usw. sind verwendbar.
Um das Ausbleichen der Farbstoffe zu reduzieren, können der Bildempfangsschicht auch UV-Absorptionsmittel, Radikalenlöscher oder Antioxidationsmittel zugesetzt werden, wie in der Technik bekannt ist. Weitere Additive sind u.a. pH-Modifikatoren, Haftvermittler, Rheologiemodifikatoren, Surfactants, Biozide, Schmiermittel, Farbstoffe, optische Aufheller, Mattiermittel, Antistatikmittel usw. Um eine adäquate Beschichtbarkeit zu erzielen, sind in der Technik bekannte Additive verwendbar, wie Surfactants, Schaumhemmer, Alkohol usw. Ein gängi ges Maß an Beschichtungsmitteln beträgt 0,01 bis 0,30% aktiver Beschichtungshilfen, bezogen auf das Gesamtgewicht der Lösung. Diese Beschichtungshilfen können nichtionisch, anionisch, kationisch oder amphoter sein. Konkrete Beispiele werden in McCutcheon's Band 1 beschrieben: Emulsifiers and Detergents (Emulgatoren und Detergenzien), 1995, Ausgabe Nordamerika.
Die Beschichtungsmasse kann entweder aus Wasser oder organischen Lösungsmitteln aufgetragen werden, wobei Wasser bevorzugt wird. Der Gesamtgehalt an Feststoffen sollte so gewählt werden, dass er eine geeignete Beschichtungsdicke auf möglichst wirtschaftliche Weise ermöglicht, wobei für partikelhaltige Beschichtungsformulierungen Feststoffanteile von 10–40% typisch sind.
Die zur Bebilderung der erfindungsgemäßen Aufzeichnungselemente verwendeten Tintenstrahltinten sind in der Technik bekannt. Die im Tintenstrahldrucken verwendeten Tintenzusammensetzungen sind typischerweise flüssige Zusammensetzungen aus einem Lösemittel oder einer Trägerflüssigkeit, Farbstoffen oder Pigmenten, Feuchthaltemitteln, organischen Lösemitteln, Detergenzien, Verdickern, Konservierungsstoffen usw. Das Lösemittel oder die Trägerflüssigkeit können reines Wasser sein oder Wasser, das mit anderen wassermischbaren Lösemitteln gemischt ist, wie mehrwertigen Alkoholen. Tinten, in denen organische Materialien, wie mehrwertige Alkohole, die vorherrschende Träger- oder Lösemittelflüssigkeit sind, sind ebenfalls verwendbar. Insbesondere sind gemischte Lösemittel aus Wasser und mehrwertigen Alkoholen geeignet. Die in diesen Zusammensetzungen verwendeten Farbstoffe sind typischerweise wasserlösliche Direktfarbstoffe oder saure Farbstoffe. Derartige flüssige Zusammensetzungen sind in der Technik bereits ausführlich beschrieben worden, beispielsweise in US-A-4,381,946; 4,239,543 und 4,781,758.
Die folgenden Beispiele dienen zur Veranschaulichung der Erfindung.
Ausfüllung von Stabilisatorpartikeldispersionen
Eine Stabilisatorpartikeldispersion bezeichnet eine Suspension von Stabilisatorpartikeln in einem wässrigen Medium.
SP-1:
In einem Behältnis wurde Lösung A durch Kombination von 240 g S-11 (siehe oben) mit 360 g Ethylacetat und Erwärmen auf 50°C unter Mischen zur Auflösung des Antioxidationsmittels hergestellt. In einem separaten Behältnis wurde Lösung B durch Kombination von 250 g einer 20%igen Polyvinylalkohollösung aus Airvol 205^® (Air Products Corp.), 140 g Alkanol XC^® anionischem Surfactant (DuPont Corp.), 4 g einer 0,7%igen Kathon LX^® Lösung (Rohm and Haas) und 1006 g deionisiertem Wasser unter Erwärmung auf 45°C und unter Mischen hergestellt.
Eine Vormischung (eine Rohöl-in-Wasser-Emulsion) wurde hergestellt, indem Lösung A und B mittels einer Silverson Rotor-Stator-Vorrichtung bei 5.000 U/min für die Dauer von zwei Minuten gemischt wurden. Dann wurde die Vormischung einmal bei 1,4 × 10⁶ kg/m² durch einen Crepaco Hochleistungshomogenisierer gegeben, worauf die Feinemulsion in einem Glasrundkolben gesammelt wurde. Die Emulsion wurde bei 65°C unter Vakuum rotationsverdampft, um Ethylacetat und etwas Wasser zu entfernen. Für die resultierenden Feinpartikel des Antioxidationsmittels in Wasser wurde mit einem Partikelmessgerät des Typs Microtrac – UPA 150 ein volumenmittlerer Durchmesser von 220 nm ermittelt.
SP-2:
SP-2 wurde in gleicher Weise wie SP-1 hergestellt, mit dem Unterschied, dass der Stabilisator S-20 statt des Stabilisators S-11 verwendet wurde.
SP-3:
SP-3 wurde in gleicher Weise wie SP-1 hergestellt, mit dem Unterschied, dass Cetyltrimethylammoniumbromid (CTAB) statt des Surfactants Alkanol XC^® verwendet wurde.
SP-4:
SP-4 wurde in gleicher Weise wie SP-2 hergestellt, mit dem Unterschied, dass Cetyltrimethylammoniumbromid (CTAB) statt des Surfactants Alkanol XC^® verwendet wurde.
SP-5:
SP-5 wurde in gleicher Weise wie SP-1 hergestellt, mit dem Unterschied, dass kein Polyvinylalkohol verwendet wurde.
SP-6:
SP-6 wurde in gleicher Weise wie SP-2 hergestellt, mit dem Unterschied, dass kein Polyvinylalkohol verwendet wurde.
SP-7:
SP-7 wurde in ähnlicher Weise wie SP-5 hergestellt, mit dem Unterschied, dass diese eine Mischung aus S-11 und S-41 in einem Verhältnis von 90:10 statt von S-11 enthielt.
SP-8:
SP-8 wurde in ähnlicher Weise wie SP-3 hergestellt, mit dem Unterschied, dass diese eine Mischung aus S-11 und S-41 in einem Verhältnis von 90:10 statt von S-11 enthielt.
Herstellung einer modifizierten kolloidalen Siliciumdioxidpartikeldispersion
1,29 g Aminopropylmethyldimethoxysilan wurden bei Raumtemperatur tropfenweise einer Lösung aus 325 g Nalco 2329^® (40% Feststoffe von Nalco Co.) unter Rühren zugegeben. Die Reaktion wurde bei Raumtemperatur für weitere 24 Stunden vor Gebrauch fortgesetzt.
Herstellung einer Grundschicht-Beschichtungslösung 1
Eine Beschichtungslösung wurde durch Mischen folgender Bestandteile hergestellt

(1) 242,6 g Wasser
(2) 225,6 g Albagloss-s^® ausgefälltes Calciumcarbonat (Specialty Minerals Inc.) bei 70 Gew.-%
(3) 8,75 g Kieselgel Crosfield 23F^® (Crosfield Ltd.)
(4) 8,75 g Airvol 125^® Poly(vinylalkohol) (Air Product) bei 10 Gew.-%
(5) 14,3 g Styrolbutadienlatex CP692NA^® (Dow Chemicals Corp.) mit 50 Gew.-%
(6) 75 g SP-1

Herstellung einer Grundschicht-Beschichtungslösung 2
Grundschicht 2 wurde in ähnlicher Weise wie Grundschicht 1 hergestellt, mit dem Unterschied, dass SP-2 statt SP-1 verwendet wurde.
Herstellung einer Grundschicht-Beschichtungslösung 3
Grundschicht 3 wurde in ähnlicher Weise wie Grundschicht 1 hergestellt, mit dem Unterschied, dass SP-8 statt SP-1 verwendet wurde.
Herstellung einer Grundschicht-Beschichtungslösung 4
Grundschicht 3 wurde in ähnlicher Weise wie Grundschicht 1 hergestellt, mit dem Unterschied, dass keine Stabilisatorpartikel verwendet wurden.
Herstellung einer Bildempfangsschicht-Beschichtungslösung 1
Eine Bildempfangsschicht-Beschichtungslösung 1 wurde durch Kombination von Aluminiumoxid (Dispal^® 14N4-80^®, Condea Vista Co.), hochdisperses Aluminiumoxid (Cab-O-Sperse^® PG003, Cabot Corp.), Poly(vinylalkohol) Gohsenol^® GH-17 (Nippon Gohsei Co.) und SP2 im Verhältnis 66:20:4:10 hergestellt, um eine wässrige Beschichtungsformulierung von 15 Gew.% zu erhalten. Die Surfactants Zonyl^® FSN (DuPont Co.) und Silwet L-7602^® (Witco Corp.) wurden in kleinen Mengen als Beschichtungshilfen zugesetzt.
Herstellung einer Bildempfangsschicht-Beschichtungslösung 2:
Die Bildempfangsschicht-Beschichtungslösung 2 wurde durch Kombination von 269 g des vorstehend modifizierten Nalco 2329^®, von 82 g SP-1 und von 1,12 g des Surfactants Zonyl^® FSN sowie von 44 g eines Kern-/Mantelpartikels [Siliciumdioxidkern und Poly(butylacrylat)mantel] anhand des für Beispiel 1 aus der US-Patentanmeldung Nr. 09/535,703, eingereicht am 27. März 2000, beschriebenen Verfahrens hergestellt.
Herstellung einer Bildempfangsschicht-Beschichtungslösung 3:
Die Bildempfangsschicht-Beschichtungslösung 3 wurde auf gleiche Weise wie die Bildempfangsschicht-Beschichtungslösung 2 hergestellt, mit dem Unterschied, dass die Beschichtungslösung 90 g SP-3 enthielt.
Herstellung einer Bildempfangsschicht-Beschichtungslösung 4:
Die Bildempfangsschicht-Beschichtungslösung 4 wurde auf gleiche Weise wie die Bildempfangsschicht-Beschichtungslösung 2 hergestellt, mit dem Unterschied, dass die Beschichtungslösung 90 g SP-4 enthielt.
Beispiel 1 (Stabilisatorpartikel in der Grundschicht) (Bezugsbeispiel)
Vergleichselement C-1 (keine Stabilisatorpartikel in der Grundschicht
Die Grundschicht-Beschichtungslösung 4 wurde auf fotografischem Trägerpapier aufgetragen und bei 90°C getrocknet, um eine Trockendicke von 25 μm oder ein Auftragsgewicht der trockenen Beschichtung von 27 g/m² zu erhalten.
Die Bildempfangsschicht-Beschichtungslösung 1 wurde über der Grundschicht aufgetragen und bei 90°C getrocknet, um eine Trockendicke von 8 μm m oder ein Auftragsgewicht der trockenen Beschichtung von 8,6 g/m² zu erhalten.
Element 1
Element 1 wurde in gleicher Weise wie Vergleichselement 1 hergestellt, mit dem Unterschied, dass die Grundschicht-Beschichtungslösung 3 verwendet wurde.
Element 2
Element 3 wurde in gleicher Weise wie Vergleichselement 1 hergestellt, mit dem Unterschied, dass die Grundschicht-Beschichtungslösung 1 verwendet wurde.
Drucken und Prüfung auf Ausbleichen unter Umgebungslicht
Die vorstehenden Elemente wurden mit einem Drucker des Typs Kodak PPM 200^® unter Verwendung von Farbpatronen des Typs 195-1730 gedruckt. Das Bild bestand aus benachbarten Feldern von blaugrünen, purpurroten, gelben, schwarzen, grünen, roten und blauen Feldern, wobei jedes Feld die Form eines Rechtecks von 0,4 cm Breite und 1,0 cm Länge aufwies. Die Bilder wurden für die Dauer einer Woche einer Prüfung auf Ausbleichen durch fluoreszierendes Weißlicht unterzogen. Die Auflichtdichte, die dem Wert 1,0 am nächsten lag, wurde vor und nach dem Ausbleichtest verglichen, und ein prozentualer Dichteverlustwert wurde für den Gelbfarbstoff für jedes Empfangselement berechnet. Es wurden folgende Ergebnisse erzielt:
Tabelle 1
Die vorstehenden Ergebnisse zeigen, dass die erfindungsgemäß hergestellten Elemente im Vergleich mit dem Vergleichselement weniger Farbstoffverlust aufwiesen.
Beispiel 2 (Stabilisatorpartikel in der Bildempfangsschicht) (Bezugsbeispiel)
Vergleichselement C-2 (keine Stabilisatorpartikel in der Bildempfangsschicht)
Element C-2 wurde in gleicher Weise wie Vergleichselement C-1 hergestellt, mit dem Unterschied, dass die Bildempfangsschicht-Beschichtungslösung 2 verwendet wurde.
Element 3
Element 3 wurde in gleicher Weise wie Element 1 hergestellt, mit dem Unterschied, dass die Bildempfangsschicht-Beschichtungslösung 3 verwendet wurde.
Element 4
Element 4 wurde in gleicher Weise wie Element 1 hergestellt, mit dem Unterschied, dass die Bildempfangsschicht-Beschichtungslösung 4 verwendet wurde.
Glanz
Für die vorstehenden Aufzeichnungselemente wurde mithilfe eines Glanzmessgeräts des Typs Gardener^® Gloss Meter ein Glanzwert von 60° gemessen.
Die vorstehenden Elemente wurden dann gedruckt und wie in Beispiel 1 getestet. Es wurden folgende Ergebnisse erzielt: Tabelle 2

1. Vor dem Kalandrieren.
2. Nach dem Kalandrieren bei 0,42 × 10⁶ kg/m² und 52°C.

Die vorstehenden Ergebnisse zeigen, dass die erfindungsgemäßen Elemente im Vergleich mit dem Vergleichselement vor und nach dem Kalandrieren einen geringeren Dichteverlust für purpurrot aufwiesen.
Beschleunigter Ozontest:
Die vorstehend gedruckten Elemente wurden dann für die Dauer von zwei Wochen einer Ozoneinwirkung ausgesetzt. Die Auflichtdichte, die dem Wert 1,0 am nächsten lag, wurde vor und nach dem Ozontest (Konzentration 50 ppb/50 Teile auf 1 Milliarde Teile) jeweils für 3 und 5 Tage verglichen, und ein prozentualer Dichteverlustwert wurde für den Gelbfarbstoff für jedes Empfangselement berechnet. Es wurden folgende Ergebnisse erzielt:
Tabelle 3
Die vorstehenden Ergebnisse zeigen, dass die erfindungsgemäßen Elemente im Vergleich mit dem Vergleichselement einen geringeren Dichteverlust für purpurrot und blaugrün aufwiesen.
Beispiel 3 (Stabilisatorpartikel in der Grundschicht und in der Bildempfangsschicht) (erfindungsgemäß)
Element 5 (Erfindung)
Element 5 wurde in gleicher Weise wie Element 3 hergestellt, mit dem Unterschied, dass die Grundschicht-Beschichtungslösung 1 verwendet wurde.
Element 6 (Erfindung)
Element 6 wurde in gleicher Weise wie Element 4 hergestellt, mit dem Unterschied, dass die Grundbeschichtungslösung 2 verwendet wurde.
Die vorstehenden Elemente wurden dann einem beschleunigten Ozontest wie in Beispiel 2 unterzogen. Es wurden folgende Ergebnisse erzielt:
Tabelle 4
Die vorstehenden Ergebnisse zeigen, dass die erfindungsgemäßen Elemente eine gute Beständigkeit gegen Ausbleichen durch Ozoneinwirkung aufwiesen.

Claims

Tintenstrahlaufzeichnungselement mit einem Träger und einer darauf befindlichen Bildempfangsschicht mit einer Dicke von 5 bis 20 μm und einer zwischen dem Träger und der Bildempfangsschicht angeordneten Grundschicht mit einer Dicke von 20 bis 50 μm, wobei beide Schichten anorganische Partikel und Stabilisatorpartikel umfassen, wobei die Stabilisatorpartikel frei von organischen Lösungsmitteln sind und mehr als 80 Gew.-% eines wasserunlöslichen Antioxidationsmittels umfassen und eine mittlere Partikelgröße von mehr als 5 nm aufweisen, wobei die anorganischen Partikel mehr als 50 Gew.-% der Bildempfangsschicht und der Grundschicht umfassen und wobei die Beschichtungsdicke der Bildempfangsschicht derart bestimmt wird, dass die Bildempfangsschicht Tinte in Nähe der Beschichtungsoberfläche der Bildempfangsschicht zu halten vermag, wenn Tinte in einem Lösungsmittel mithilfe eines Tintenstrahldruckers auf das Tintenstrahlaufzeichnungselement aufgebracht wird.
Tintenstrahlaufzeichnungselement nach Anspruch 1, worin die Grundschicht zudem ein Bindemittel in einer Menge von 5 bis 20 Gew.-% enthält.
Tintenstrahlaufzeichnungselement nach Anspruch 1, worin der Träger mit der Grundschicht beschichtet ist, und wobei die Bildempfangsschicht darauf hin kalandriert wird.
Tintenstrahlaufzeichnungselement nach Anspruch 1, worin die anorganischen Partikel Calciumcarbonat, Magnesiumcarbonat, Kaolin, Ton, Talkum, Calciumsulfat, Bariumsulfat, Titandioxid, Zinkoxid, Zinkhydroxid, Zinkcarbonat, Aluminiumsilicat, Calciumsilicat, Magnesiumsilicat, synthetisches amorphes Siliciumdioxid, hochdisperses Siliciumdioxid, kolloidales Siliciumdioxid, Kieselgel, Aluminiumoxidgel, hochdisperses Aluminiumoxid, kolloidales Aluminiumoxid, Pseudo-Boehmit oder Zeolit umfassen.
Tintenstrahlaufzeichnungselement nach Anspruch 1, worin die anorganischen Partikel eine mittlere Partikelgröße von 50 nm bis 500 nm aufweisen.
Tintenstrahlaufzeichnungselement nach Anspruch 1, worin die Bildempfangsschicht zudem ein Bindemittel in einer Menge von 5 bis 20 Gew.-% enthält.
Tintenstrahlaufzeichnungselement nach Anspruch 6, worin das Bindemittel ein hydrophiles Polymer ist.
Tintenstrahldruckverfahren mit folgenden Schritten: A) Bereitstellen eines Tintenstrahldruckers, der auf digitale Datensignale anspricht; B) Beladen des Druckers mit dem Tintenstrahlaufzeichnungselement nach Anspruch 1; C) Laden des Druckers mit einer Tintenstrahltintenzusammensetzung; und D) Bedrucken der Bildempfangsschicht mithilfe der Tintenstrahltintenzusammensetzung in Abhängigkeit von den digitalen Datensignalen.