DE60217003T2

DE60217003T2 - Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial

Info

Publication number: DE60217003T2
Application number: DE60217003T
Authority: DE
Inventors: Yuji c/o Research Laboratory of Prod Ozawa; Toshikazu c/o Research Lab. of Produ Teramasa; Masashi Seki; Tadashi Saito
Original assignee: Nippon Paper Industries Co Ltd; Jujo Paper Co Ltd
Current assignee: Nippon Paper Industries Co Ltd; Jujo Paper Co Ltd
Priority date: 2001-03-30
Filing date: 2002-03-21
Publication date: 2007-07-12
Anticipated expiration: 2022-03-22
Also published as: DE60217003D1; ATE349334T1; JP2002293014A; EP1245402B1; EP1245402A3; US6846524B2; US20020176968A1; EP1245402A2; JP3745637B2

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Tintenstrahl-Aufzeichnungsmedium, das einen guten Glanz und eine hohe Oberflächenfestigkeit aufweist, wobei gleichzeitig eine Verfärbung des Aufzeichnungsmediums und ein Ausbleichen (Fading) des Bildes unterdrückt werden, und sie bezieht sich insbesondere auf ein Tintenstrahl-Aufzeichnungsmedium, das für ein Aufzeichnungsverfahren geeignet ist, in dem eine wässrige Tinte verwendet wird.
Stand der Technik
In den letzten Jahren wurde ein bemerkenswerter Fortschritt erzielt in Bezug auf Tintenstrahl-Drucker und wegen der großen Popularität von Digital-Kameras wird jedes Jahr eine höhere Qualität für Tintenstrahl-Aufzeichnungsmedien gefordert. Dies gilt insbesondere in Bezug auf Tintenstrahl-Aufzeichnungsmedien, die einen Glanz aufweisen, der vergleichbar mit demjenigen konventioneller Silbersalz-Fotografien ist. Bisher waren die wichtigsten Qualitäten ein hoher Glanz, eine gute Tinteabsorption und eine hohe Druckdichte, und dies gilt bis heute immer noch, aber zusätzlich zu diesen Qualitäten sind auch verbesserte Eigenschaften in Bezug auf die Retention des bildfreien (unbehandelten) Papierteils, des Bildteils und die Oberflächenfestigkeit dringend erwünscht.
Ein solches Tintenstrahl-Aufzeichnungsmedium vom Glanz-Typ kann auf verschiedene Weise hergestellt werden, wobei man die Charakteristika der Herstellungsvorrichtung ausnutzt, und vom Kostenstandpunkt aus betrachtet am vorteilhaftesten ist seine Herstellung unter Verwendung einer Gießbeschichtungs-Vorrichtung.
Bei den Gießbeschichtungs-Verfahren werden ein Pigment und ein Bindemittel als Hauptkomponenten in Form einer Überzugsschicht auf ein unbehandeltes Papier aufgebracht und dann einer Oberflächengießbehandlung unterzogen. Insbesondere werden derzeit die folgenden drei Verfahren allgemein angewendet: (1) das Nassgieß-Verfahren (direktes Verfahren), bei dem eine Überzugsschicht auf eine beheizte Trommel mit einer hochglanzpolierten Oberfläche aufgepresst wird, während sie noch feucht ist, und getrocknet wird; (2) ein Wiederanfeuchtungs-Verfahren, bei dem die feuchte Überzugsschicht zuerst getrocknet oder halbgetrocknet wird, durch Wiederanfeuchtung durch Aufquellen plastifiziert wird, auf eine beheizte Trommel mit einer hochglanzpolierten Oberfläche aufgepresst und getrocknet wird, und (3) das Gelierungs-Gießverfahren, bei dem eine feuchte Überzugsschicht durch Koagulation in ein Gel überführt wird, auf eine beheizte Trommel mit einer hochglanzpolierten Oberfläche aufgepresst und getrocknet wird.
Bei diesen Herstellungsverfahren ist das Prinzip des Aufpressens der feuchten Überzugsschicht auf eine hochglanzpolierte Oberfläche, um der aufgebrachten Überzugsschicht einen Glanz zu verleihen, das gleiche, unterschiedliche Hersteller wenden jedoch unterschiedliche Methoden an und die durch Koagulation hergestellten Aufzeichnungsmedien weisen ein Oberflächenaussehen und einen Oberflächenglanz auf, der konkurrieren kann mit demjenigen von Silbersalz-Fotografien.
Vom Standpunkt des in dem Tintenstrahl-Aufzeichnungsmedium verwendeten Pigments und den Tintenabsorptionseigenschaften aus betrachtet sind im Allgemeinen permeable Materialien, wie z.B. Siliciumdioxid und Aluminiumoxid, geeignet. Andererseits unterscheiden sich die beim Gießbeschichten verwen deten Bindemittel voneinander in Bezug auf ihre Eignung in Abhängigkeit von dem jeweiligen Herstellungsverfahren, wobei geeignete Beispiele dafür sind PVA, Casein, Stärke, SBR, Acryl, Styrolacryl, Vinylacetat und Urethan.
Insbesondere SBR und Acryl weisen einen ausgezeichneten Glanz und eine ausgezeichnete Oberflächenfestigkeit auf und werden daher in großem Umfang in handelsüblichen Tintenstrahl-Aufzeichnungsmedien verwendet. In SBR hat die Doppelbindung des Butadien-Grundgerüsts die Funktion eines Antioxidationsmittels und dadurch wird ein Ausbleichen (Fading) des Bildes unterdrückt. Wenn jedoch die Doppelbindung des das SBR-Grundgerüst bildenden Butadiens oxidiert wird, unterliegt das Tintenstrahl-Aufzeichnungsmedium selbst einer Verfärbung.
Acryl weist einen Glanz und eine Festigkeit auf, die äquivalent zu denjenigen von SBR sind, und es tritt keine Verfärbung des Aufzeichnungsmediums auf, die ein Problem bei SBR ist, der Bildteil hat jedoch die Neigung, leicht auszubleichen. Die allgemein in Tintenstrahl-Aufzeichnungsmedien verwendeten Bindemittel haben somit alle Vorteile und Nachteile.
Im Falle von Urethan ist in der publizierten japanischen Patentanmeldung (Kokai) Hei 8-246392 ein durch Gießbeschichten hergestelltes Tintenstrahl-Aufzeichnungspapier beschrieben, bei dem ein wässriges Urethanharz verwendet wird, da jedoch die Eigenschaften des Urethans je nach der Kombination von Isocyanat und Polyol völlig unterschiedlich sind, haben nicht alle Urethanharze identische Eigenschaften. Infolgedessen ist es erforderlich, zur Herstellung eines Urethans, das in der Tinte aufnehmenden Schicht verwendet wird, welche die für ein Tintenstrahl-Aufzeichnungsmedium erforderlichen Eigenschaften hat, aus einer großen Anzahl von Isocyanat- und Polyol-Kombinationen eine Auswahl zu treffen.
In EP 0 339 604 , US 4 911 977 und in "Patent Abstracts of Japan", Band 1998, Nr. 12, 31. Oktober 1998, und in JP 10-1 882 962 sind Tintenstrahl-Aufzeich nungsmedien beschrieben, die mindestens eine Tinte aufnehmende Schicht auf einem Träger aufweisen.
Probleme, die mit der vorliegenden Erfindung gelöst werden sollen
Als Ergebnis von Untersuchungen, die mit Urethanen durchgeführt wurden, die einen geeigneten Glanz, eine geeignete Festigkeit, keine Verfärbung in dem bildfreien (unbehandelten) Papierteil aufweisen und bei denen ein Ausbleichen der Farbe in dem Bildteil verhindert wird, haben die Erfinder gefunden, dass die oben genannten Probleme gelöst werden können durch Verwendung eines wässrigen Polyurethanharzes mit einer spezifischen Zusammensetzung und mit spezifischen Harzeigenschaften und dies hat zu der vorliegenden Erfindung geführt.
Mittel, die zur Lösung der oben genannten Probleme angewendet werden
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Tintenstrahl-Aufzeichnungsmedium, das mindestens eine Tinte aufnehmende Schicht auf einem Träger umfasst, wobei die Tinte aufnehmende Schicht, bei der es sich um die äußerste Schicht handelt, ein Pigment und ein wässriges Polyurethanharz als Hauptkomponenten enthält, wobei der Mengenanteil des wässrigen Polyurethanharzes, bezogen auf das Pigment in der Tinte aufnehmenden Schicht, bei der es sich um die äußerste Schicht handelt, 5 bis 80 Gew.-% beträgt, wobei das wässrige Polyurethanharz hergestellt worden ist durch Umsetzung einer aktiven Wasserstoff-Verbindung (einer Verbindung mit aktivem Wasserstoff) mit einer aliphatischen und/oder alicyclischen Polyisocyanat-Verbindung, wobei die aktive Wasserstoff-Verbindung 40 bis 80 Gew.-% einer Polyetherpolyol-Verbindung mit einem zahlendurchschnittlichen Molekulargewicht von 500 bis 3000 enthält und die minimale Filmbildungstemperatur des wässrigen Polyurethanharzes –10 bis 50 °C beträgt.
Das Tintenstrahl-Aufzeichnungsmedium kann außerdem ein Bindemittel, das von dem wässrigen Polyurethanharz verschieden ist, in der Tinte aufnehmen den Schicht, welche die äußerste Schicht darstellt, in einer Menge enthalten, die nicht höher ist als die Gewichtsmenge des wässrigen Polyurethanharzes. Vorzugsweise wird die Tinte aufnehmende Schicht der äußersten Schicht nach dem Gelierungsgießverfahren hergestellt, und besonders bevorzugt wird in dem Gelierungsgießverfahren eine koagulierende Flüssigkeit verwendet, die Ammoniumformiat enthält.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich außerdem auf eine Beschichtungslösung zur Herstellung einer Tinte aufnehmenden Schicht eines Tintenstrahl-Aufzeichnungsmediums, in der ein Pigment und ein wässriges Polyurethanharz als Hauptkomponenten in Wasser gelöst oder dispergiert sind, wobei der Mengenanteil des wässrigen Polyurethanharzes, bezogen auf das Pigment in der Tinte aufnehmenden Schicht, welche die äußerste Schicht darstellt, 5 bis 80 Gew.-% beträgt, wobei das wässrige Polyurethanharz durch Umsetzung einer aktiven Wasserstoff-Verbindung (einer Verbindung mit aktivem Wasserstoff) mit einer aliphatischen und/oder alicyclischen Polyisocyanat-Verbindung hergestellt worden ist, wobei die aktive Wasserstoff-Verbindung 40 bis 80 Gew.-% einer Polyetherpolyol-Verbindung mit einem zahlendurchschnittlichen Molekulargewicht von 500 bis 3000 enthält und die minimale Filmbildungstemperatur des wässrigen Polyurethan-Harzes –10 bis 50 °C beträgt, wobei das wässrige Polyurethanharz eine saure Gruppe aufweist und die Säurezahl des Feststoffgehaltes des Harzes 20 bis 60 mg KOH/g beträgt und der gewichtsdurchschnittliche Teilchendurchmesser des wässrigen Polyurethanharzes 80 bis 200 nm beträgt. Die Beschichtungslösung kann außerdem ein Bindemittel, das von dem wässrigen Polyurethanharz verschieden ist, in einer Menge enthalten, die nicht größer ist als die Gewichtsmenge des wässrigen Polyurethanharzes.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Erfindungsgemäß bedeutet der Ausdruck "wässrig" in Bezug auf das "wässrige Polyurethanharz", dass das Polyurethanharz in einem Medium, das Wasser oder Wasser und eine geringe Menge eines organischen Lösungsmittel enthält, gelöst oder dispergiert und dadurch stabilisiert wird. Wenn ein organi sches Lösungsmittel verwendet wird, beträgt sein Mengenanteil weniger als 50 Gew.-% und vorzugsweise weniger als 10 Gew.-%, bezogen auf das Wasser, und es ist erforderlich, dass die Harzlösung keinen Flash-Punkt aufweist. Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Tintenstrahl-Aufzeichnungsmediums wird dieses wässrige Polyurethanharz in der auf den Träger aufgebrachten Beschichtungslösung gelöst oder dispergiert, und nach dem Aufbringen in Form einer Schicht und dem Trocknen wird das Polyurethanharz zu einem Pigment-Bindemittel.
Das erfindungsgemäß verwendete wässrige Polyurethanharz wird erhalten durch Umsetzung einer geeigneten Polyisocyanat-Verbindung mit einer aktiven Wasserstoff-Verbindung (einer aktiven Wasserstoff enthaltenden Verbindung).
Die Polyisocyanat-Verbindung kann aliphatisch oder alicyclisch sein, wobei diesbezüglich keine spezielle Beschränkung besteht, vorausgesetzt, dass die Verbindung innerhalb des erfindungsgemäßen Bereiches liegt. Spezifische Beispiele, die leicht industriell hergestellt werden können, sind Polyisocyanat-Verbindungen, bei denen keine Vergilbung (Gelbverfärbung) auftritt oder die nicht leicht gelb werden, wie z.B. Hexamethylen-diisocyanat, Isophoron-diisocyanat, 4,4-Dicyclohexylmethan-diisocyanat, Norbornylisocyanat, Xylylendiisocyanat, hydriertes Xyloldiisocyanat oder m-Tetramethyl-xylylendiisocyanat, Alkyl-Derivate, Alkoxy-Derivate oder Nitro-Derivate, Prepolymere, Carbodiimide oder Biuret-Verbindungen mit polybasischen Alkoholen und dimere/trimere Reaktionsprodukte. Unter diesen sind, vom Standpunkt der Verhinderung einer Verfärbung des Tintenstrahl-Aufzeichnungsmediums aus betrachtet, diejenigen vom sich nicht gelb verfärbenden Typ bevorzugt und besonders bevorzugt sind Hexamethylen-diisocyanat, Isophoron-diisocyanat, 4,4-Dicyclohexylmethandiisocyanat, Norbornylisocyanat, hydratisiertes Xyloldiisocyanat, Alkyl-Derivate, Alkoxy-Derivate oder Nitro-Derivate, Prepolymere, Carbodiimide oder Biuret-Verbindungen mit polybasischen Alkoholen und dimere/trimere Reaktionsprodukte.
Eine Polyetherpolyol-Verbindung kann als aktive Wasserstoff-Verbindung verwendet werden, die mit den oben genannten Polyisocyanat-Verbindungen reagieren kann.
Die erfindungsgemäß verwendete Polyetherpolyol-Verbindung kann hergestellt werden durch eine Ringöffnungs-Polymerisation oder -Copolymerisaton von cyclischen Ether-Verbindungen. Beispiele dafür sind Polyethylenglycol, Polypropylenglycol, Polybutylenglycol, Polytetramethylenetherglycol und Ethylenoxide oder Propylenoxide derselben. Diese Verbindungen können einzeln verwendet werden oder es können zwei oder mehr derselben in Kombination verwendet werden.
Die erfindungsgemäß verwendete Polyetherpolyol-Verbindung kann hergestellt werden durch eine Ringöffnungs-Polymerisation oder -Copolymerisation, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt ist.
Beispiele für Initiatoren, die bei der Herstellung der erfindungsgemäß verwendeten Polyetherpolyole durch Ringöffnungs-Polymerisation oder -Copolymerisation verwendet werden können, sind aliphatische Polyole, wie z.B. Ethylenglycol, Diethylenglycol, Triethylenglycol, 1,4-Butandiol, 1,3-Butandiol, Propylenglycol, Dipropylenglycol, Butylenglycol, Neopentylglycol, Glycerin, Trimethyloylmethan, Trimethylolpropan, Butantriol, Pentaerythrit, Dipentaerythrit, Tripentaerythrit, Hexantriol, Tris(2-hydroxyethyl)isocyanat, Cyclopentandiol, Cyclohexandiol, Cyclohexandimethanol und Dicyclohexandiol; aromatische Polyole, wie z.B. Dihydroxybenzol, Bisphenol A, Bisphenol F, Xylolglycol, Bisphenol A-bis-(2-hydroxyethylether) und Bisphenol S; und aktive Wasserstoff-Verbindungen, wie z.B. Ethylendiamin, Diethylentriamin, Triethylentetraamin, Propylendiamin, Butylendiamin, Hexamethylendiamin, Cyclohexylendiamin, Phenylendiamin, Tolylendiamin, Xyloldiamin, m-Xyloldiamin, Isophorondiamin und Norbornyldiamin.
Beispiele für alicyclische Ether-Verbindungen, die bei der Ringöffnungs-Polymerisation oder -Copolymerisation der erfindungsgemäß verwendeten Polye therpolyol-Verbindung eingesetzt werden können, sind Ethylenoxid, Propylenoxid, Trimethylenoxid, Butylenoxid, α-Methyltrimethylenoxid, 3,3'-Dimethyltrimethylenoxid, Tetrahydrofuran und Dioxan.
Erfindungsgemäß kann eine aktive Wasserstoff-Verbindung, die von den oben genannten Polyetherpolyol-Verbindungen verschieden ist, die mit der Polyisocyanat-Verbindung reagieren kann, ebenfalls in Kombination verwendet werden.
Beispiele für diese aktiven Wasserstoff-Verbindungen sind Polyol-Verbindungen, d.h. aliphatische Polyole, wie z.B. Ethylenglycol, Diethylenglycol, Triethylenglycol, 1,4-Butandiol, 1,3-Butandiol, Propylenglycol, Dipropylenglycol, Butylenglycol, Neopentylglycol, Glycerin, Trimethyloylethan, Trimethyloylpropan, Butantriol, Pentaerythrit, Dipentaerythrit, Tripentaerythrit, Hexantriol, Tris(2-hydroxyethyl)isocyanat, Cyclopentandiol, Cyclohexandiol, Cyclohexandimethanol und Dicyclohexandiol und aromatische Polyole, wie z.B. Dihydroxybenzol, Bisphenol A, Bisphenol F, Xylylenglycol, Bisphenol A-bis-(2-hydroxyethylether) und Bisphenol S; Polyesterpolyole, Polycarbonatpolyole, Polycaprolactonpolyole und Siliconpolyole; Kondensationsprodukte einer organischen Säure, wie z.B. Oxalsäure, Glutaminsäure, Adipinsäure, Essigsäure, Phthalsäure, Isophthalsäure, Salicylsäure und Pyromellithsäure, mit den oben genannten Polyolen; und Polyamine, wie z.B. Ethylendiamin, Diethylentriamin, Triethylentetramin, Propylendiamin, Butylendiamin, Hexamethylendiamin, Cyclohexylendiamin, Phenylendiamin, Tolylendiamin, Xyloldiamin, m-Xyloldiamin, Isophorondiamin und Norbornyldiamin.
Diese Verbindungen können einzeln verwendet werden oder es können zwei oder mehr derselben gemeinsam verwendet werden.
Das erfindungsgemäß verwendete wässrige Polyurethanharz muss 40 bis 80 Gew.-% und vorzugsweise 40 bis 65 Gew.-% einer Polyetherpolyol-Verbindung mit einem zahlendurchschnittlichen Molekulargewicht von 500 bis 3000 und vorzugsweise von 1000 bis 2000, bezogen auf 100 Gew.-Teile der aktiven Wasserstoff-Verbindung, die mit der oben genannten Polyisocyanat-Verbindung in der Molekülkette reagieren kann, enthalten. Das zahlendurchschnittliche Molekulargewicht kann ermittelt werden durch eine Polystyrol-Standardumwandlung unter Anwendung der Gelpermeationschromatographie (GPC).
Durch Verwendung der oben genannten Polyetherpolyol-Verbindung sind das Anfühlen der Oberfläche und der Glanz des Papiers besser als wenn eine gleiche Gewichtsmenge einer Esterpolyol-Verbindung, Carbonatpolyol-Verbindung oder Caprolactonpolyol-Verbindung mit einem zahlendurchschnittlichen Molekulargewicht von 500 bis 3000 als aktive Wasserstoff-Verbindung verwendet wird.
Der Wert für die Säurezahl der Feststoffe in dem erfindungsgemäß verwendeten wässrigen Polyurethanharz, der unter Anwendung eines Messverfahrens auf der Basis des JIS (Japanischen Industriestandards) K5400 bestimmt wird, beträgt vorzugsweise 20 bis 60 mg KOH/g und besonders bevorzugt 25 bis 45 mg KOH/g. Innerhalb der oben genannten Bereiche der Säurezahl sind die Koagulationseigenschaften und der Glanz zufriedenstellend.
Erfindungsgemäß enthält das wässrige Polyurethan-Harz eine saure Gruppe. Diese saure Gruppe kann irgendeine Gruppe mit sauren Eigenschaften sein, wobei solche Gruppen, die eine Carboxylgruppe oder Sulfonsäuregruppe enthalten, bevorzugt sind. Die Komponente, welche die saure Gruppe in das wässrige Polyurethanharz einführt, kann beispielsweise sein 2,2-Dimethyloylmilchsäure, 2,2-Dimethyloylpropionsäure, 2,2-Dimethyloylvaleriansäure, 3,4-Diaminobutansulfonsäure, 3,6-Diamino-2-toluolsulfonsäure oder mit Caprolacton modifizierte Produkte davon.
Es ist erforderlich, dass die minimale Filmbildungstemperatur (MFT) des erfindungsgemäß verwendeten wässrigen Polyurethanharzes in dem Bereich von –10 bis 50 °C und vorzugsweise in dem Bereich von –10 bis 30 °C liegt. Wenn die minimale Filmbildungstemperatur höher als –10 °C ist, führt die Papieroberfläche nicht zu einer leichten Blockierung (Blocking), und wenn die minimale Filmbildungstemperatur unterhalb 50 °C liegt, besteht die Neigung, dass die Festigkeit der Papieroberfläche zunimmt. Diese minimale Filmbildungstemperatur wird auf der Basis des JIS K6828 bestimmt.
Der gewichtsdurchschnittliche Teilchendurchmesser des erfindungsgemäß verwendeten wässrigen Polyurethanharzes beträgt vorzugsweise 80 bis 200 nm und besonders bevorzugt 100 bis 200 nm. Wenn der gewichtsdurchschnittliche Teilchendurchmesser weniger als 200 nm beträgt, ist der Beschichtungsvorgang zufriedenstellend, und wenn der gewichtsdurchschnittliche Teilchendurchmesser mehr als 80 nm beträgt, werden die Tinteabsorptionseigenschaften während des Druckens besser. Der gewichtsdurchschnittliche Teilchendurchmesser gemäß der vorliegenden Erfindung wird durch Anwendung eines dynamischen Lichtstreuungsverfahrens bestimmt.
Es gibt keine spezielle Beschränkung in Bezug auf das Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen wässrigen Polyurethan-Harzes, und es können beispielsweise die folgenden Verfahren angewendet werden:

(1) Eine Polyisocyanat-Verbindung, eine aktive Wasserstoff-Verbindung, die mit einer Isocyanatgruppe reagieren kann, und eine Verbindung, die eine aktive Wasserstoffgruppe enthält, die mit einer Isocyanatgruppe reagieren kann, die mindestens eine Carboxylgruppe und/oder Sulfonsäuregruppe im Molekül enthält, werden in Gegenwart oder Abwesenheit eines organischen Lösungsmittels bei einem solchen Äquivalent-Verhältnis miteinander umgesetzt, dass die Isocyanatgruppe im Überschuss vorliegt, zur Herstellung eines Urethanprepolymers, das am Ende des Moleküls Isocyanatgruppen aufweist. Anschließend wird (werden) die Carboxylgruppe und/oder die Sulfonsäuregruppe in dem Prepolymer durch ein Neutralisationsmittel, wie z.B. ein tertiäres Amin, neutralisiert. Danach wird dieses neutrale Prepolymer zur Reaktion gebracht durch Einführen desselben in eine wässrige Lösung, die ein Kettenverlängerungsmittel enthält, und es wird ein organisches Lösungsmittel aus dem System entfernt, wobei das wässrige Polyurethanharz erhalten wird;
(2) das nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren hergestellte Urethanprepolymer, das noch nicht neutralisiert ist, wird in eine wässrige Lösung eingeführt, die ein Neutralisationsmittel und ein Kettenverlängerungsmittel enthält, und wird reagieren gelassen zur Herstellung eines wässrige Prepolymerharzes;
(3) eine wässrige Lösung, die ein Kettenverlängerungsmittel enthält, wird dem nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren (1) hergestellten neutralisierten Prepolymer zugesezt und damit reagieren gelassen, wobei man ein wässriges Prepolymerharz erhält;
(4) eine wässrige Lösung, die ein Neutralisationsmittel und ein Kettenverlängerungsmittel enthält, wird dem nach dem oben genannten Verfahren (1) hergestellten Urethanprepolymer, das noch nicht neutralisiert ist, zugesetzt und damit reagieren gelassen, wobei man ein wässriges Prepolymerharz erhält.

Bei dem erfindungsgemäß verwendeten Kettenverlängerungsmittel kann es sich um irgendein Agens handeln, das normalerweise bei der Polyurethan-Herstellung verwendet wird, wobei beispielsweise geeignet sind Wasser oder eine Polyamin-Verbindung, wie z.B. Ethylendiamin, Diethylentriamin, Triethylentetramin, Propylendiamin, Butylendiamin, Hexamethylendiamin, Cyclohexylendiamin, Tolylendiamin, Xyloldiamin, Isophorondiamin oder Norbornyldiamin.
Ferner kann dann, wenn ein organisches Lösungsmittel bei der Herstellung des Prepolymers verwendet wird, dieses organische Lösungsmittel sein ein Keton, wie z.B. Methylethylketon oder Aceton, ein Ester, wie z.B. Methylacetat oder Ethylacetat, ein Glycolether, wie z.B. Tetrahydrofuran oder Diethylenglycoldimethylether, oder N-Methyl-2-pyrrolidon. Diese Lösungsmittel können einzeln verwendet werden oder es können zwei oder mehr derselben in Form einer Mischung verwendet werden. Wenn das oben genannte organische Lösungsmittel in dem erhaltenen wässrigen Polyurethanharz vorliegt, ist es erforderlich, dass die Harzlösung keinen Flash-Punkt aufweist, gemessen in einem geschlossenen TAG-System, bei einem Mengenanteil von weniger als 50 Gew.-% und vorzugsweise von weniger als 10 Gew.-%, bezogen auf das Wasser in der Harzlösung.
Das bei dem oben genannten Herstellungsverfahren erhaltene Prepolymer wird durch das Neutralisationsmittel in einen quaternären Zustand überführt. Das Neutralisationsmittel kann beispielsweise sein ein tertiäres Amin, wie z.B. N,N-Dimethylethanolamin, N,N-Diethylethanolamin, Triethylamin, N-Methylmorpholin oder N-Ethylmorpholin, eine Alkalimetall-Verbindung, wie z.B. Kaliumhydroxid oder Natriumhydroxid, ein Ammoniumsalz, wie z.B. Tetramethylammoniumhydroxid oder Tetraethylammoniumhydroxid, oder Ammoniak.
Die erfindungsgemäße Tinte aufnehmende Schicht umfasst ein Pigment und ein Bindemittel, dies schließt jedoch andere (weitere) Komponenten nicht aus. Erfindungsgemäß wirkt das wässrige Polyurethanharz als Bindemittel.
Erfindungsgemäß ist es bevorzugt, dass der oben genannte Gehalt an wässrigem Polyurethanharz in der Tinte aufnehmenden Schicht 5 bis 80 Gew.-Teile, besonders bevorzugt 10 bis 60 Gew.-Teile und ganz besonders bevorzugt 30 bis 50 Gew.-Teile auf 100 Gew.-Teile des Pigments beträgt. Wenn der Mischungsanteil des wässrigen Polyurethanharzes zunimmt, werden die Tinteabsorptionseigenschaften des Aufzeichnungsmediums schlechter.
Erfindungsgemäß kann zusätzlich zu dem wässrige Polyurethanharz in der Tinte aufnehmenden Schicht ein Bindemittel, das aus dem Stand der Technik bekannt ist, in einem Umfang verwendet werden, der den erfindungsgemäßen Effekt nicht beeinträchtigt. Dies kann beispielsweise sein eine Stärke, wie z.B. Stärkeoxid, veresterte Stärke, mit einem Enzym denaturierte Stärke oder kationische Stärke, ein Protein, wie z.B. Casein oder Sojabohnenprotein, ein Cellulose-Derivat, wie z.B. Carboxylmethylcellulose oder Hydroxyethylcellulose, eine in Wasser dispergierbare Polymer-Verbindung, wie z.B. eine Acrylemulsion, eine Vinylacetatemulsion, eine Acryl-Vinylacetat-Emulsion, eine Vinylidenchloridemulsion, ein Styrol-Butadien-Latex, ein Acrylnitril-Butadien-Latex oder eine Polyesterdispersion.
Erfindungsgemäß ist es bevorzugt, dass das wässrige Polyurethanharz mindestens 50 Gew.-% der Gesamtmenge des in der Tinte aufnehmenden Schicht enthaltenen Bindemittels ausmacht.
Wenn das Koagulationsverfahren, das als Gelbildungsbeschichtungsverfahren bekannt ist, angewendet wird, ist es besonders bevorzugt, dass dem Bindemittel Casein zugemischt wird. Erfindungsgemäß werden die Beschichtungseigenschaften der Beschichtungslösung der Tinte aufnehmenden Schicht verbessert, wenn Casein der Tinte aufnehmenden Schicht zugemischt wird, was wünschenswert ist. Der Zumischungsanteil von Casein beträgt vorzugsweise 10 Gew.-% oder weniger in der Tinte aufnehmenden Schicht. Wenn der Zumischungsanteil von Casein ansteigt, besteht die Neigung, dass die Retentionseigenschaften für den unbehandelten (nicht bedruckten) Papierabschnitt schlechter werden.
Es besteht keine spezielle Beschränkung in Bezug auf den Träger, vorausgesetzt, dass es sich dabei um ein für Luft durchlässiges Blatt handelt, und er kann transparent oder nicht transparent sein. Als geeignet für die vorliegende Anmeldung können beispielsweise verwendet werden Papiere, wie z.B. ein qualitativ hochwertiges Papier, ein mit Bleistift beschreibbares Papier, ein Zeichnungspapier, ein Kunstpapier, ein beschichtetes Papier, ein gießbeschichtetes Papier oder Kraftpapier oder ein Fließstoff-Gewebe. Als Träger können auch Blätter verwendet werden, die Überzugsschichten mit verschiedenen Funktionen in dem erforderlichen Umfang aufweisen. Vom Standpunkt der Ver- bzw. Bearbeitbarkeit aus betrachtet ist es wünschenswert, dass die Permeabilität (Durchlässigkeit) 1000 s oder weniger beträgt, und vom Standpunkt der Beschichtungseigenschaften aus betrachtet ist es wünschenswert, dass der Steckigt-Verleimungsgrad 5 s oder mehr beträgt.
Das in der erfindungsgemäßen Tinte aufnehmenden Schicht verwendete Pigment kann ein leichtes Calciumcarbonat, ein schweres Calciumcarbonat, Kaolin, Ton, Talk, Titandioxid, Zinkoxid, Zinkcarbonat, Satinweiß, Magnesiumcar bonat, Magnesiumsilicat, Magnesiumsulfat, Calciumsilicat, Aluminiumsilicat, Aluminiumhydroxid, Aluminiumoxid-Sol, kolloidales Aluminiumoxid, ein Aluminiumoxid oder Aluminiumoxidhydrat, wie z.B. Pseudoboehmit, Zeolith, Siliciumdioxid, kolloidales Siliciumdioxid oder ein plastisches Pigment sein, vom Standpunkt der Tinteabsorptionseigenschaften und der Tintefixiereigenschaften aus betrachtet ist jedoch Aluminiumoxid oder synthetisches Siliciumdioxid bevorzugt. Der erfindungsgemäße Effekt ist besonders bemerkenswert, wenn das Pigment ein synthetisches Siliciumdioxid ist.
Erfindungsgemäß können der Tinte aufnehmenden Schicht erforderlichenfalls innerhalb von Grenzwerten, welche die Wirksamkeit der Erfindung nicht beeinträchtigen, auch zugesetzt werden Verdickungsmittel, Entschäumungsmittel, Schaumsuppressoren, Pigment-Agentien, Freisetzungsmittel, Schaumbildner, pH-Regulierungsmittel, Oberflächenverleimungsmittel, färbende Farbstoffe, Farbpigmente, fluoreszierende Farbstoffe, Ultraviolettabsorber, Oxidationsinhibitoren, optische Stabilisierungsmittel, Antiseptika, wasserbeständig machende Mittel, Farbstoff-Fixiermittel, Tenside, feuchtes Papier verstärkende Mittel und dgl.
Die Tinte aufnehmende Schicht kann auf den Träger aufgebracht werden unter Verwendung einer aus dem Stand der Technik bekannten Beschichtungs-Vorrichtung, im eingeschalteten oder ausgeschalteten Zustand, wie z.B. einem Klingenbeschichter, einem Walzenbeschichter, einem Rakelbeschichter, einem Stabbeschichter, einem Vorhangbeschichter, einem Fotogravürbeschichter, einem Gießwalzenbeschichter oder einem Beschichter mit kurzer Verweilzeit. Glanz kann erzielt werden durch eine Oberflächenbehandlung unter Anwendung eines bekannten Verfahrens, beispielsweise durch eine Kalander-Behandlung der Tinte aufnehmenden Schicht. Glanz kann auch erzielt werden durch Herstellung der Tinte aufnehmenden Schicht unter Anwendung des Gießverfahrens oder eines Transferdruckverfahrens. Bei dem Gießverfahren wird die noch feuchte Überzugsoberfläche nach dem Beschichten auf eine erhitzte Finishing-Oberfläche aufgepresst und dann getrocknet. Bei dem Transfer-Druckverfahren wird die Tinte aufnehmende Schicht, die auf einen Zwi schenträger aufgebracht ist, auf einen Träger übertragen mit einem Aufdruck auf der Zwischenträger-Oberfläche mittels einer Klebeeinrichtung. Bei dem Gießverfahren ist der Effekt des erfindungsgemäßen wässrigen Polyurethanharzes besonders bemerkenswert.
Die Beschichtungsmenge der Tinte aufnehmenden Schicht kann in dem gewünschten Umfang eingestellt werden innerhalb des gewünschten Bereiches, sodass die unbehandelte (bildfreie) Papieroberfläche bedeckt ist und ausreichende Tinteabsorptionseigenschaften erhalten werden, vom Standpunkt der Erzielung sowohl einer guten Aufzeichnungsdichte als auch guter Tinteabsorptionseigenschaften aus betrachtet ist es jedoch bevorzugt, dass diese Menge 5 bis 30 g/m² beträgt, und wenn die Produktivität ebenfalls berücksichtigt werden soll, ist es besonders bevorzugt, dass die Auftragsmenge auf jede Oberfläche 10 bis 25 g/m² beträgt. Wenn ein Wert von 30 g/m² überschritten wird, besteht die Gefahr, dass die Ablösungseigenschaften von der hochglanzpolierten Oberfläche schlechter werden und die Überzugsschicht an der hochglanzpolierten Oberfläche haftet.
Wenn die Tinte aufnehmende Schicht durch Anwendung des Koagulationsverfahrens, das als Gelbeschichtungsverfahren bekannt ist, hergestellt wird, wird die Tinte aufnehmende Schicht mittels der oben genannten, aus dem Stand der Technik bekannten Beschichtungsvorrichtungen aufgebracht, wobei die Tinte aufnehmende Schicht, die noch nicht getrocknet ist, durch die Koagulationslösung erzeugt wird, die auf die erhitzte hochglanzpolierte Oberfläche aufgepresst und getrocknet wird. Das in der Koagulationslösung verwendete Koagulierungsmittel kann ein Salz, wie z.B. ein Calcium-, Zink- oder Magnesiumsalz, von Ameisensäure, Essigsäure, Citronensäure, Weinsäure, Milchsäure, Chlorwasserstoffsäure oder Schwefelsäure sein. Erfindungsgemäß sind Ammoniumsalze bevorzugt und Ammoniumformiat ist besonders bevorzugt. Wenn ein Ammoniumsalz als Koagulationsmittel verwendet wird, wird nicht nur die kontinuierliche Bearbeitbarkeit verbessert, sondern es wird auch eine Gelbverfärbung des wässrigen Polyurethanharzes unterdrückt.
Vorteile der Erfindung
Da das erfindungsgemäße Tintenstrahl-Aufzeichnungsmedium als äußerste Schicht eine Tinte aufnehmende Schicht umfasst, die ein wässriges Polyurethanharz enthält, weist es Vorteile in Bezug auf die Oberflächenfestigkeit, keine Verfärbung des unbehandelten (bildfreien) Papierabschnitts und kein Ausbleichen (Fading) des Bildabschnitts auf. Außerdem kann auch ein Glanz erzielt werden, indem man die Tinte aufnehmende Schicht unter Anwendung eines Gießverfahrens herstellt.
Beispiele
Nachstehend wird das erfindungsgemäße Aufzeichnungsmedium anhand von spezifischen Beispielen beschrieben und die Eigenschaften des Aufzeichnungsmediums werden beschrieben im Vergleich zu Vergleichsbeispielen, es ist jedoch klar, dass die Erfindung keineswegs darauf beschränkt ist. Die in den Beispielen verwendeten Bezeichnungen "Teile" und "%" beziehen sich jeweils auf "Gew.-Teile" und "Gew.-%".
Herstellung eines Trägers
4 Teile Calciumcarbonat, 1 Teil kationische Stärke, 0,3 Teile Polyacrylamid und 0,5 Teile Alkylketonlactatdimer wurden zu einer Pulpe (einem Zellstoffbrei) zugegeben, die (der) hergestellt worden war durch Schlagen von 100 Teilen einer Kraftpulpe eines breitblättrigen Baumes (L-BKP) bis zu einer Entwässerung von 350 ml csf und daraus wurde Papier hergestellt unter Anwendung des üblichen Verfahrens, unter Verwendung einer Nagaoka-Papierherstellungsvorrichtung. Das Vortrocknen wurde durchgeführt, unter Verwendung einer Leimpresse wurde eine 5 % mit Phosphorsäure veresterte Stärke und 0,5 % Vinylalkohol enthaltende Lösung aufgebracht bis zu einem Trockengewicht von 3,2 g/m² und es wurden eine Nachtrocknungs-Behandlung und eine Maschinenkalander-Behandlung durchgeführt, wobei man einen Träger mit einem Flächengewicht von 100 g/m² erhielt.
Herstellung eines wässrigen Polyurethanharzes (UD-1)
205,0 g Polypropylenglycol mit einem zahlendurchschnittlichen Molekulargewicht von 2000, 91,8 g Neopentylglycol, 9,2 g Trimethyloylpropan, 53,8 g 2,2-Dimethyloylpropionsäure, 429,4 g Methylethylketon, 85,9 g N-Methyl-2-pyrrolidon und 390,2 g Isophorondiisocyanat wurden in einen mit einem Thermometer, einem Stickstoff-Einleitungsrohr und einem Kühler ausgestatteten 3000 ml-Vierhalskolben eingeführt und die Reaktion wurde 10 h lang bei 80 °C durchgeführt. Wenn der NCO-Gehalt in dem System 1,7 % Gew.-% betrug, wurde die Mischung auf 60 °C abgekühlt, es wurden 32,5 g Triethanolamin zugegeben und die Mischung wurde 30 min lang gerührt. Die erhaltene neutralisierte Prepolymer-Lösung wurde mit 1631,7 g ionenausgetauschtem Wasser gemischt und das verbliebene Methylethylketon wurde unter vermindertem Druck bei 50 °C abdestilliert, wobei man ein wässriges Polyurethanharz (UD-1) erhielt, das 30 % nicht-flüchtige Komponenten enthielt und eine Viskosität von 200 mPa.s, einen pH-Wert von 7,9, einen gewichtsdurchschnittlichen Teilchendurchmesser von 170 nm, eine minimale Filmbildungstemperatur von 10 °C und eine Säurezahl der Harz-Feststoff von 30 mg KOH/g aufwies. Der gewichtsdurchschnittliche Teilchendurchmesser wurde bestimmt durch Messung unter Verwendung einer Teilchendurchmesser-Messvorrichtung nach dem dynamischen Streuungsverfahren (der Firma Otsuka Electronics Co., LPA-3000) (siehe weiter unten).
Herstellung eines wässrigen Polyurethanharzes (UD-2)
107,4 g Polypropylenglycol mit einem zahlendurchschnittlichen Molekulargewicht von 2000, 68,5 g Neopentylglycol, 6,9 g Trimethyloylpropan, 121,8 g mit Propylenoxid modifiziertes Bisphenol A mit einem zahlendurchschnittlichen Molekulargewicht von 356, 48,4 g 2,2-Dimethyloylpropionsäure, 385,3 g Ethylacetat, 77,1 g N-Methyl-2-pyrrolidon und 397,8 g 4,4'-Dicyclohexylbutan-diisocyanat wurden in einen mit einem Thermometer, einem Stickstoffeinleitungsrohr und einem Kühler ausgestatteten 3000 ml-Vierhalskolben eingeführt und die Reaktion wurde 10 h bei 80 °C durchgeführt. Wenn der NCO-Gehalt in dem System 1,9 Gew.-% betrug, wurde die Mischung auf 60 °C abgekühlt, es wurden 87,6 g Triethanolamin zugegeben und die Mischung wurde 30 min lang gerührt. Die erhaltene neutralisierte Prepolymer-Lösung wurde mit 1464,1 g ionenausgetauschtem Wasser gemischt und das verbliebene Ethylacetat wurde unter vermindertem Druck bei 50 °C abdestilliert, wobei man ein wässriges Polyurethanharz (UD-2) erhielt, das 30 % nicht-flüchtige Komponenten enthielt und eine Viskosität von 10 mPa.s, einen pH-Wert von 7,8, einen gewichtsdurchschnittlichen Teilchendurchmesser von 220 nm und eine minimale Filmbildungstemperatur von 100 °C aufwies.
Herstellung eines wässrigen Polyurethanharzes (UD-3)
205,0 g Polypropylenglycol mit einem zahlendurchschnittlichen Molekulargewicht von 2000, 91,8 g Neopentylglycol, 9,2 g Trimethyloylpropan, 53,8 g 2,2-Dimethyloylpropionsäure, 429,4 g Methylethylketon, 85,9 g N-Methyl-2-pyrrolidon und 390,2 g Isophorondiisocyanat wurden in einen mit einem Thermometer, einem Stickstoffeinleitungsrohr und einem Kühler ausgestatteten 3000 ml-Vierhalskolben eingeführt und die Reaktion wurde 10 h lang bei 80 °C durchgeführt. Wenn der NCO-Gehalt in dem System 1,7 Gew.-% betrug, wurde die Mischung auf 60 °C abgekühlt, es wurden 32,5 g Triethanolamin zugegeben und die Mischung wurde 30 min lang gerührt. Die erhaltene neutralisierte Prepolymer-Lösung wurde mit 1631,78 ionenausgetauschtem Wasser gemischt und das verbliebene Methylethylketon wurde unter vermindertem Druck bei 50 °C abdestilliert, wobei man ein wässriges Polyurethanharz (UD-3) mit einem Gehalt an nicht-flüchtigen Komponenten von 30 % erhielt, das eine Viskosität von 21 mPa.s, einen pH-Wert von 7,9, einen gewichtsdurchschnittlichen Teilchendurchmesser von 197 nm und eine minimale Filmbildungstemperatur von 5 °C aufwies.
Herstellung einer Koagulationslösung 1
Es wurde eine wässrige Lösung hergestellt, die 5 % Ammoniumformiat, 5 eines Farbstoff-Fixiermittels (Showa Polymers, Polyfix FP700) und 0,5 % eines Ablösungsmittels (Nopcoat SYC) enthielt.
Herstellung einer Koagulationslösung 2
Es wurde eine wässrige Lösung hergestellt, die 5 % Calciumformiat, 5 % eines Farbstoff-Fixiermittels (Showa Polymers, Polyfix FP700) und 0,5 % eines Ablösungsmittels (Nopcoat SYC) enthielt.
Beispiel 1
100 Teile Siliciumdioxid (Tokuyama, Fine Seal X37B) wurden als Pigment in Wasser dispergiert und 10 Teile Casein, 50 Teile eines wässrigen Polyurethanharzes (UD-1) wurden zugegeben zur Herstellung einer Beschichtungsflüssigkeit mit einem Feststoffgehalt von 25 %.
Nach dem Aufbringen dieser Beschichtungsflüssigkeit auf eine Seite eines Trägers unter Verwendung eines üblichen Komma-Beschichters in einer Beschichtungsmenge von 18 g/m² und nach dem Koagulieren mit der Koagulationsflüssigkeit 1 wurde sie auf eine hochglanzpolierte Oberfläche aufgepresst, die auf 100 °C erhitzt worden war, während die Beschichtungsflüssigkeit noch feucht war, und getrocknet zur Herstellung eines gießbeschichteten Papiers.
Beispiel 2
100 Teile Siliciumdioxid (Tokuyama, Fine Seal X37B) wurden als Pigment in Wasser dispergiert und es wurden 10 Teilen Casein, 60 Teile eines wässrigen Polyurethanharzes (UD-1) zugegeben zur Herstellung einer Beschichtungsflüssigkeit mit einem Feststoffgehalt von 25 %.
Nach dem Aufbringen dieser Beschichtungsflüssigkeit auf eine Seite eines Trägers unter Verwendung eines Komma-Beschichters in einer Beschich tungsmenge von 18 g/m² und nach dem Koagulieren mit der Koagulationsflüssigkeit 1, wurde die Beschichtungsflüssigkeit auf eine auf 100 °C erhitzte hochglanzpolierte Oberfläche aufgepresst, während die Beschichtungsflüssigkeit noch feucht war, und getrocknet zur Herstellung eines gießbeschichteten Papiers.
Beispiel 3
100 Teile Siliciumdioxid (Tokuyama, Fine Seal X37B) wurden als Pigment in Wasser dispergiert und es wurden 10 Teile Casein, 30 Teile eines wässrigen Polyurethanharzes (UD-1) zugegeben zur Herstellung einer Beschichtungsflüssigkeit mit einem Feststoffgehalt von 25 %.
Nach dem Aufbringen dieser Beschichtungsflüssigkeit auf eine Seite eines Trägers unter Verwendung eines Komma-Beschichters in einer Beschichtungsmenge von 18 g/m² und nach dem Koagulieren mit der Koagulationsflüssigkeit 2 wurde die Beschichtungsflüssigkeit auf eine hochglanzpolierte Oberfläche, die auf 100 °C erhitzt worden war, aufgepresst, während die Überzugsschicht noch feucht war, und getrocknet zur Herstellung eines gießbeschichteten Papiers.
Vergleichsbeispiel 1
100 Teile Siliciumdioxid (Tokuyama, Fine Seal X37B) wurden als Pigment in Wasser dispergiert und es wurden 10 Teile Casein, 5 Teile eines wässrigen Polyurethanharzes (UD-1) zugegeben zur Herstellung einer Beschichtungsflüssigkeit mit einem Feststoffgehalt von 25 %.
Nach dem Aufbringen dieser Beschichtungsflüssigkeit auf eine Seite eines Trägers unter Verwendung eines Komma-Beschichters in einer Beschichtungsmenge von 18 g/m² und nach dem Koagulieren mit der Koagulationsflüssigkeit 1 wurde die Überzugsschicht auf eine hochglanzpolierte Oberfläche, die auf 100 °C erhitzt worden war, aufgepresst, während die Überzugsschicht noch feucht war, und getrocknet zur Herstellung eines gießbeschichteten Papiers.
Vergleichsbeispiel 2
100 Teile Siliciumdioxid (Tokuyama, Fine Seal X37B) wurden als Pigment in Wasser dispergiert und es wurden 10 Teile Casein, 30 Teile eines wässrigen Polyurethanharzes (UD-2) zugegeben zur Herstellung einer Beschichtungsflüssigkeit mit einem Feststoffgehalt von 25 %.
Nach dem Aufbringen dieser Beschichtungsflüssigkeit auf eine Seite eines Trägers unter Verwendung eines Komma-Beschichters in einer Beschichtungsmenge von 18 g/m² und nach dem Koagulieren mit der Koagulationsflüssigkeit 1 wurde die Überzugsschicht auf eine hochglanzpolierte Oberfläche, die auf 100 °C erhitzt worden war, aufgepresst, während die Überzugsschicht noch feucht war, und getrocknet zur Herstellung eines gießbeschichteten Papiers.
Vergleichsbeispiel 3
100 Teile Siliciumdioxid (Tokuyama, Fine Seal X37B) wurden als Pigment in Wasser dispergiert und es wurden 10 Teile Casein, 30 Teile eines wässrigen Polyurethanharzes (UD-3) zugegeben zur Herstellung eines Beschichtungsflüssigkeit mit einem Feststoffgehalt von 25 %.
Nach dem Aufbringen dieser Beschichtungsflüssigkeit auf eine Seite eines Trägers unter Verwendung eines Komma-Beschichters in einer Beschichtungsmenge von 18 g/m² und nach dem Koagulieren mit der Koagulationsflüssigkeit 1 wurde die Überzugsschicht auf eine hochglanzpolierte Oberfläche, die auf 100 °C erhitzt worden war, aufgepresst, während die Überzugsschicht noch feucht war, und getrocknet zur Herstellung eines gießbeschichteten Papiers.
Vergleichsbeispiel 4
100 Teile Siliciumdioxid (Tokuyama, Fine Seal X37B) wurden als Pigment in Wasser dispergiert und es wurden 10 Teile Casein, 30 Teile SBR (Sumitomo A & L, SN335R) zugegeben zur Herstellung einer Beschichtungsflüssigkeit mit einem Feststoffgehalt von 25 %.
Nach dem Aufbringen dieser Beschichtungsflüssigkeit auf eine Seite eines Trägers unter Verwendung eines Komma-Beschichters in einer Beschichtungsmenge von 18 g/m² und nach dem Koagulieren mit der Koagulationsflüssigkeit 1 wurde die Überzugsschicht auf eine hochglanzpolierte Oberfläche, die auf 100 °C erhitzt worden war, aufgepresst, während die Überzugsschicht noch feucht war, und getrocknet zur Herstellung eines gießbeschichteten Papiers.
Vergleichsbeispiel 5
100 Teile Siliciumdioxid (Tokuyama, Fine Seal X37B) wurden als Pigment in Wasser dispergiert und es wurden 10 Teile Casein, 30 Teile Acryl (Clariant Polymer, Movinyl 747) zugegeben zur Herstellung einer Beschichtungsflüssigkeit mit einem Feststoffgehalt von 25 %.
Nach dem Aufbringen dieser Beschichtungsflüssigkeit auf eine Seite eines Trägers unter Verwendung eines Komma-Beschichters in einer Beschichtungsmenge von 18 g/m² und nach dem Koagulieren mit der Koagulationsflüssigkeit 1 wurde die Überzugsschicht auf eine hochglanzpolierte Oberfläche, die auf 100 °C erhitzt worden war, aufgepresst, während die Überzugsschicht noch feucht war, und getrocknet zur Herstellung eines gießbeschichteten Papiers.
Der Glanz, die Retention des Bildteils, die Retention des bildfreien (unbehandelten) Papierteils und die Oberflächenfestigkeit der Überzugsschicht in den Beispielen 1 bis 3 und in den Vergleichsbeispielen 1 bis 5 wurden bewertet unter Anwendung der folgenden Bewertungskriterien und die dabei erhaltenen Ergebnisse sind in der Tabelle 1 angegeben. Wenn die Bewertung nicht "X" lautet, so bedeutet dies, dass das Produkt nicht problemlos verwendet werden konnte. Die Aufzeichnung wurde durchgeführt unter Verwendung eines Tintenstrahldruckers (PM-8000C, Seiko Epson Inc.).
1. Glanz
Die Messungen wurden durchgeführt auf der Basis des Japanischen Industriestandards JIS P8142. Es ist bevorzugt, dass Glanzpapier einen möglichst hohen Glanz aufweisen soll.
2. Retention des Bildteils (1):
Nach 3-ständiger Belichtung mit einer Ozon-Konzentration von 50 ppm bei 20 °C wurde der Konzentrationsrestfaktor des Bildteils (Blaugrün und Purpurrot) unter Verwendung der folgenden Gleichung ermittelt:
Konzentrationsrestfaktor (%) = Macbeth-Dichte nach der Behandlung/Macbeth-Dichte vor der Behandlung × 100 %

– Blaugrün 80 % oder höher: O weniger als 80 %: x
– Purpurrot 60 % oder höher: O weniger als 60 %: x

3. Retention des Bildteils (2): Retention des Bildteils (1):
Nach 24-stündiger Belichtung mit ultravioletter Strahlung (Xenonlampe, 70 W/m²) wurde der Konzentrationsrestfaktor des Bildteils (Blaugrün und Purpurrot) aus der folgenden Gleichung ermittelt:
Konzentrationsrestfaktor (%) = Macbeth-Dichte nach der Behandlung//Macbeth-Dichte vor der Behandlung × 100 %

4. Retention des unbehandelten (bildfreien) Papierabschnitts
Die Farbänderung des unbehandelten (bildfreien) Papierabschnitts (ΔE*) wurde bestimmt, indem man das Papier 4 Wochen lang an einer Bürowand aufhängte, ohne es dem direkten Sonnenlicht auszusetzen.
weniger als 1,8: ©
1,8 bis 2,0: O
2,0 oder höher: x
5. Bleistifthärte:
Ein Bleistiftbeschreibungstest und eine Bewertung wurden durchgeführt auf der Basis des Japanischen Industriestandards JIS K5400.
3H oder höher: ©
2H–HB: O
B oder niedriger: x
6. Anfühlen der Oberfläche:
Defekte (Feinlunker, ungleichmäßiger Glanz) in der Aufzeichnungsmedium-Oberfläche wurden visuell bewertet auf der Basis der folgenden Kriterien:
O: nahezu keine Defekte oder ein Defektniveau, das kein Problem darstellt
x: Defekte konnten eindeutig festgestellt werden.
7. Tinteabsorptionseigenschaften (Ausbluten):
Ein Verwischen bzw. Verschmieren wurde visuell bewertet an der Grenze zwischen den Bildteilen mit verschiedenen Farben.
O: die Farbgrenzen waren klar erkennbar
Δ: geringfügiges Verwischen (Verschmieren) an der Farbgrenze
x: beträchtliches Verwischen (Verschmieren) an der Farbgrenze

Claims

Tintenstrahl-Aufzeichnungsmedium, das mindestens eine Tinte aufnehmende Schicht auf einem Träger, der ein luftdurchlässiges Blatt ist, umfasst, wobei die Tinte aufnehmende Schicht, welche die äußerste Schicht darstellt, ein Pigment und ein wässriges Polyurethanharz als Hauptkomponenten umfasst, wobei der Mengenanteil des wässrigen Polyurethanharzes, bezogen auf das Pigment in der Tinte aufnehmenden Schicht, welche die äußerste Schicht darstellt, 5 bis 80 Gew.-% beträgt, wobei das wässrige Polyurethanharz hergestellt worden ist durch Umsetzung einer Verbindung mit aktivem Wasserstoff mit einer aliphatischen und/oder alicyclischen Polyisocyanat-Verbindung, wobei die Verbindung mit aktivem Wasserstoff 40 bis 80 Gew.-% einer Polyetherpolyol-Verbindung mit einem zahlendurchschnittlichen Molekulargewicht von 500 bis 3000 enthält und die minimale Filmbildungstemperatur des wässrigen Polyurethanharzes –10 bis 50 °C beträgt.
Tintenstrahl-Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, das außerdem ein anderes Bindemittel als das wässrige Polyurethanharz in einer Menge, die nicht größer ist als das Gewicht des wässrigen Polyurethanharzes in der Tinte aufnehmenden Schicht, welche die äußerste Schicht darstellt, umfasst.
Tintenstrahl-Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1 oder 2, in dem das wässrige Polyurethanharz eine saure Gruppe aufweist und die Säurezahl pro Harzfeststoffgehalt 20 bis 60 mg KOH/g beträgt.
Tintenstrahl-Aufzeichnungsmedium nach einem der Ansprüche 1 bis 3, in dem die Tinte aufnehmende Schicht der äußersten Schicht unter Anwendung eines Gelbildungsverfahrens hergestellt worden ist.
Tintenstrahl-Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 4, bei dem zur Durchführung des Gelbildungsverfahrens eine Ammoniumformiat enthaltende Koagulationsflüssigkeit verwendet worden ist.
Beschichtungslösung zur Herstellung einer Tinte aufnehmenden Schicht eines Tintenstrahl-Aufzeichnungsmediums, in der ein Pigment und ein wässriges Polyurethanharz als Hauptkomponenten in Wasser gelöst oder dispergiert sind, wobei der Mengenanteil des wässrigen Polyurethanharzes, bezogen auf das Pigment in der Tinte aufnehmenden Schicht, welche die äußerste Schicht darstellt, 5 bis 80 Gew.-% beträgt, wobei das wässrige Polyurethanharz durch Umsetzung einer Verbindung mit aktivem Wasserstoff mit einer aliphatischen und/oder alicyclischen Polyisocyanat-Verbindung hergestellt worden ist, wobei die Verbindung mit aktivem Wasserstoff 40 bis 80 Gew.-% einer Polyetherpolyol-Verbindung mit einem zahlendurchschnittlichen Molekulargewicht von 500 bis 3000, enthält und die minimale Filmbildungstemperatur des wässrigen Polyurethanharzes –10 bis 50 °C beträgt, wobei das wässrige Polyurethanharz eine saure Gruppe aufweist und die Säurezahl pro Harzfeststoffgehalt 20 bis 60 mg KOH/g beträgt und der gewichtsdurchschnittliche Teilchendurchmesser des wässrigen Polyurethanharzes 80 bis 200 nm beträgt.
Beschichtungslösung nach Anspruch 6, die außerdem ein anderes Bindemittel als das wässrige Polyurethanharz in einer Menge enthält, die nicht größer ist als das Gewicht des wässrigen Polyurethanharzes.