DE60316271T2

DE60316271T2 - Aufzeichnungsmedien

Info

Publication number: DE60316271T2
Application number: DE2003616271
Authority: DE
Inventors: Kenichi Mitsukaido-shi Kawano; Hiroshi Mitsukaido-shi Kakihira; Akira Mitsukaido-shi Kita; Hayato Mitsukaido-shi Tomihara; Koji Mitsukaido-shi Fujimoto
Original assignee: Canon Finetech Inc
Current assignee: Canon Finetech Nisca Inc
Priority date: 2002-04-25
Filing date: 2003-04-25
Publication date: 2008-01-10
Anticipated expiration: 2023-04-26
Also published as: WO2003091039A1; ATE372880T1; DE60316271D1; EP1497138B1; EP1497138A4; US20050158485A1; EP1497138A1

Description

Technisches Gebiet
Diese Erfindung betrifft Aufzeichnungsmedien, die zur Durchführung einer Tintenaufzeichnung geeignet sind, und insbesondere Aufzeichnungsmedien, die ein Drucken mit hervorragendem Glanz und Tintenabsorptionseigenschaften ermöglichen, in denen die Farbwanderung nach dem Drucken inhibiert ist, und die auch mit geringerem irritierenden Geruch (oder üblen Geruch) einer niederen Fettsäure aus einer Tintenaufnahmeschicht oder aus der Tintenaufnahmeschicht kurz nach dem Drucken, wenn sie für Drucker oder Plotter, die von der Tintenaufzeichnung Gebrauch machen, verwendet werden. Zusätzlich betrifft die vorliegende Erfindung auch Aufzeichnungsmedien, die einen hervorragenden Glanz aufweisen, und bei denen auch eine Farbwanderung nach dem Drucken und ein Bildverblassen und eine Verfärbung bei der Lagerung während eines verlängerten Zeitraums inhibiert sind.
Stand der Technik
EP-A 1 048 479 beschreibt ein Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial aus einem Basismaterial und Tintenaufnahmeschichten, die ein Pigment und ein Bindemittel aufweisen. Es wird auch die Verwendung eines Acrylamid-Diallylaminsalzes und eines Gelatinierungsmittels beschrieben.
JP-A 2002/079746 , WO 02/34541 , JP-A 2001/071626 und EP-A 0 893 270 beschreiben ein Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial, das ein Basismaterial und eine Tintenaufnahmeschicht, die ein Pigment und ein Bindemittel umfasst, aufweist.
EP-A 0 634 286 beschreibt ein spezifisches Aluminiumoxidhydrat und Polyvinylalkohol als Komponenten einer Tintenaufnahmeschicht.
Die Tintenstrahlaufzeichnung ist ein Aufzeichnungsverfahren, das ein Aufzeichnen eines Bildes, von Schriftzeichen oder dergleichen durchführt, indem es winzige Tintentröpfchen nach einem von verschiedenen Verfahrensprinzipien ausschleudert, die sich dann auf einem Aufzeichnungsmedium, wie z.B. Papier, ablagern können. Tintenstrahlaufzeichnungsmerkmale sind eine hohe Druckgeschwindigkeit, ein geringes Betriebsgeräusch, die Anwendbarkeit für das Aufzeichnen einer großen Vielzahl von Schriftzeichen und Mustern, ein leichter Mehrfarbendruck und ein Vermeiden der Entwicklung und der Bildfixierung. Insbesondere kann ein durch eine Mehrfarben-Tintenstrahlaufzeichnung ausgebildetes Bild eine Aufzeichnung ergeben, die in keiner Beziehung schlechter ist als ein Bild, das durch Mehrfarbendruck unter Verwendung eines Formplatten-abhängigen Druckverfahrens oder durch ein farbphotographisches Verfahren erhalten wird. Die Tintenstrahlaufzeichnung hat noch den weiteren Vorteil, dass, wenn die Zahl der herzustellenden Kopien oder Drucke gering ist, ein Tintenstrahlaufzeichnen geringere Druckkosten erfordert als ein übliches Druckverfahren oder photographisches Verfahren. In den letzten Jahren findet deshalb die Tintenstrahlaufzeichnung rasch eine weit verbreitete Anwendung als Bildaufzeichnung für verschiedene Informationseinrichtungen.
In einer solchen Tintenstrahlaufzeichnung wurden Verbesserungen in den Aufzeichnungsgeräten und Aufzeichnungsmethoden gemacht, um die Aufzeichnungscharakteristika zu verbessern, z.B., um ein Hochgeschwindigkeitsaufzeichnen, eine Aufzeichnung mit hoher Schärfe und eine Vollfarbenaufzeichnung zu erreichen. Mit solchen Verbesserung Schritt haltend entstand auch ein zunehmendes Bedürfnis für Aufzeichnungsmedien mit noch besseren Eigenschaften. Spezifisch beschrieben umfassen Eigenschaften, für die im Hinblick auf Aufzeichnungsmedien ein Bedürfnis entstand, um Aufzeichnungsbilder mit hoher Auflösung und mit hoher Qualität zu erhalten, die mit denen von Silberhalogenidbildern vergleichbar sind:

(1) die gedruckten Punkte können eine hohe Dichte aufweisen und können leuchtende und glänzende Farbtöne erzeugen,
(2) es kann ein hoher Kontrast erzeugt werden,
(3) die Tintenabsorptionseigenschaft ist so hoch, dass selbst dann, wenn gedruckte Punkte überlappen, die Tinte nicht verläuft oder ausblutet,
(4) ein Ausbreiten oder Diffundieren von Tinte in horizontaler Richtung nicht über die Notwendigkeit hinaus stattfindet, und gedruckte Punkte eine Form aufweisen, die nahe der eines echten Kreises ist, und
(5) die Punkte am Umfang glatt und gut definiert sind.

Um diese Erfordernisse zu erzielen, wurden bis jetzt verschiedene Vorschläge gemacht. JP 52-53012 A beschreibt z.B. ein Tintenstrahlaufzeichnungspapier aus üblichem Papier, das mit einer erhöhten Tintenabsorptionsfähigkeit ausgestattet ist, indem man eine Oberflächenbehandlungsbeschichtungsformulierung als dünne Schicht auf ein gering verleimtes Basispapier aufbringt. JP 55-51583 A und JP 64-11877 A beschreiben jede ein Tintenstrahlaufzeichnungsmedium, das amorphes Siliciumdioxid als Pigment in einer Deckschicht verwendet, um die Form und Dichte der Punkte oder die Tönungsreproduzierbarkeit zu verbessern, die im vorstehend beschriebenen Tintenstrahlaufzeichnungspapier vom üblichen Papier-Typ als schlecht angesehen wurden. Ferner wurden als Tintenaufnahmeschichten mit verbesserten Tintenabsorptionseigenschaften und die die Ausbildung von Bildern mit erhöhtem Glanz und Transparenz ermöglichen, solche, die ein feines Aluminiumoxidhydrat zusammen mit einem wasserlöslichen Bindemittel auf einem Basismaterial aufgeschichtet enthalten, in jüngster Zeit vorgeschlagen, z.B. in JP 2-276670 A , JP 7-76161 A und JP 11-34484 A .
Aluminiumoxidhydrat wird als ideales Pigment betrachtet, weil es eine positive Ladung trägt und gute Fixiereigenschaften für einen Farbstoff in einer Tinte aufweist. Um es zu ermöglichen, dass ein Aufzeichnungsmedium diese vorteilhaften Eigenschaften vollständig aufweist, ist es notwendig, eine Tintenaufnahmeschicht mit einer Beschichtungsformulierung auszubilden, in der das Aluminiumoxidhydrat in einem gut dispergierten Zustand enthalten ist. Dazu wird im allgemeinen eine Säure als Entflockungsmittel zu einem wässerigen Sol des Aluminiumoxidhydrats zugegeben. JP 4-67985 A und JP 9-24666 A beschreiben z.B. Verfahren zur Herstellung eines gut dispergierten klaren Sols durch Zugeben einer organischen Säure, wie z.B. Essigsäure, Ameisensäure oder Oxalsäure, oder einer anorganischen Säure, wie z.B. Salpetersäure, Chlorwasserstoffsäure oder Schwefelsäure.
Um Bilder mit einem Glanz zu erzeugen, der so hoch ist wie der von Silberhalogenidbildern, kommen andererseits Aufzeichnungsmedien, von denen jedes ein Basismaterial verwendet, das eine hohe Oberflächenglätte aufweist, wie z.B. harzbeschichtetes Papier oder ein Film, die eine auf dem Basismaterial ausgebildete Tintenaufnahmeschicht tragen, immer mehr zur Anwendung. Solche Basismaterialien weisen jedoch eine geringe Hitzebeständigkeit auf, weshalb ein Hochtemperaturtrocknen nicht durchgeführt werden geringe Hitzebeständigkeit auf, weshalb ein Hochtemperaturtrocknen nicht durchgeführt werden kann, nachdem die Beschichtungsformulierung mit dem darin enthaltenen vorstehend beschriebenen Aluminiumoxidhydrat appliziert wurde. Die Säure als Entflockungsmittel verbleibt deshalb in den Tintenaufnahmeschichten und verursacht das Auftreten von unangenehmem Geruch. Wenn Aufzeichnungsmedien mit darauf ausgebildeten Bildern einer Umgebung mit hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit ausgesetzt werden, unterliegen die Farben einer Wanderung, was zu einem Ausbluten der Bilder führt. Um diese Probleme zu lösen, wurde deshalb eine Vielzahl kationischer Harze als Farbfixiermittel verwendet. Wenn eine Säure in einer Tintenaufnahmeschicht zurückbleibt, erniedrigt die verbleibende Säure jedoch die Wirkungen des kationischen Harzes, wodurch es in einigen Fällen nicht möglich ist, zufriedenstellende vorteilhafte Wirkungen zu erzielen. Dies bleibt immer noch ein ungelöstes Problem.
Im Hinblick auf die vorstehend genannte derzeitige Sachlage weist die vorliegende Erfindung als Aufgabenstellung die Bereitstellung eines Aufzeichnungsmediums auf, das Bilder mit hervorragendem Glanz bilden kann, und eine Tintenaufnahmeschicht aufweist, die eine hervorragende Tintenabsorptionseigenschaft aufweist, und bei der ein irritierender Geruch (übler Geruch) einer aus der Tintenaufnahmeschicht oder aus der Tintenaufnahmeschicht kurz nach dem Bedrucken gebildeten niederen Fettsäure inhibiert wird.
Beschreibung der Erfindung
Die Erfinder der vorliegenden Anmeldung haben verschiedene Untersuchungen durchgeführt, um diese Aufgabenstellung zu erzielen, d.h., um ein Aufzeichnungsmedium zu erhalten, das ein Drucken mit hervorragender Qualität ermöglicht, eine inhibierte Farbwanderung aufweist und einen geringeren unangenehmen Geruch aus einer Tintenaufnahmeschicht aufweist. Als Ergebnis wurde gefunden, dass die vorstehend genannte Aufgabenstellung erzielt werden kann, indem man die Konzentration einer niederen Fettsäure, die in einer Tintenaufnahmeschicht verbleibt, auf einen spezifischen Bereich in einem Aufzeichnungsmedium einstellt, das mit einer Tintenaufnahmeschicht versehen ist, die ein Aluminiumoxidhydrat aufweist, was zur Vervollständigung der vorliegenden Erfindung führte.
Spezifisch beschrieben stellt die vorliegende Erfindung in einem ersten Aspekt, der die Aufgabenstellung erzielt, ein Aufzeichnungsmedium bereit, wie es im Anspruch 1 definiert ist.
Das erfindungsgemäße Aufzeichnungsmedium kann vorzugsweise einen Film oder ein Polyolefinharzbeschichtetes Papier als Basismaterial verwenden.
Aufgrund des Einsatzes des erfindungsgemäßen Aspekts weist das erfindungsgemäße Aufzeichnungsmaterial hervorragende Druckeigenschaften auf, wie z.B. Bilddichte, Farbton und Tintenabsorptionseigenschaft, und auch im Hinblick auf Bildglanz, und weist außerdem eine inhibierte Farbwanderung nach dem Drücken und einen geringeren reizenden Geruch (oder unangenehmen Geruch) einer aus der Tintenaufnahmeschicht oder aus der Tintenaufnahmeschicht kurz nach dem Bedrucken gebildeten niederen Fettsäure auf.
Beste erfindungsgemäße Ausführungsformen
Die vorliegende Erfindung wird als nächstes spezifischer auf der Basis bestimmter bevorzugter Ausführungsformen beschrieben.
Bevorzugte Beispiele des Basismaterials zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung können umfassen angemessen geleimtes Papier, nicht geleimtes Papier, beschichtetes Papier, dicht beschichtetes Papier und harzbeschichtetes Papier, von dem beide Seiten mit einem Harz, wie z.B. Polyolefin, beschichtet sind (nachstehend als "harzbeschichtetes Papier" bezeichnet); transparente Filme thermoplastischer Harze, wie z.B. Polyethylen, Polypropylen, Polyester, Polymilchsäure, Polystyrol, Polyacetate, Polyvinylchlorid, Celluloseacetat, Polyethylenterephthalat, Polymethylmethacrylat und Polycarbonate; bahnförmige Materialien (synthetisches Papier und dergleichen) aus durch anorganische Füllstoffe oder feine Blasen opafizierten Filmen; Folien aus Glas oder Metallen. In der vorliegenden Erfindung wird eine Tintenaufnahmeschicht auf einem Basismaterial ausgebildet. Vom Gesichtspunkt des Bereitstellens einer Oberfläche der Tintenaufnahmeschicht mit einem erhöhten Glanz ist es bevorzugt, einen Film oder ein harzbeschichtetes Papier zu verwenden, das nicht wasserabsorptiv ist und eine hohe Glätte aufweist. Um die Adhäsionsfestigkeit zwischen diesen Basismaterialien und den Tintenaufnahmeschichten zu verbessern, können auf den Oberflächen dieser Basismaterialien eine Korona-Entladungsbehandlung oder verschiedene Voranstriche appliziert werden.
Das Aluminiumoxidhydrat zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung umfasst ein als "Aluminiumhydroxid" bezeichnetes und kann vorzugsweise durch die folgende Formel (1) definiert werden: Al₂O_3-n(OH)_2n·mH₂O (1)worin n für irgendeine ganze Zahl 0, 1, 2 und 3 steht, und m für einen Wert von 0 bis 10, vorzugsweise von 0 bis 5, steht. Weil mH₂O eine entfernbare Wasserphase bedeutet, die in vielen Fällen nicht an der Bildung des Kristallgitters teilnimmt, kann m einen Wert bedeuten, der keine ganze Zahl ist. Es ist darauf hinzuweisen, dass m den Wert 0 erreichen kann, wenn ein Aluminiumoxidhydrat dieser Sorte einer Kalzinierung unterworfen wird.
Unter den durch die Formel (1) repräsentierten Aluminiumoxidhydraten ist ein Aluminiumoxidhydrat, das die Boehmit-Struktur oder die pseudo-Boehmit-Struktur aufweist, besonders bevorzugt. Im allgemeinen ist ein Aluminiumoxidhydrat mit Boehmit-Struktur eine Schichtverbindung deren (020)-Kristallebene eine große Ebene bildet, und zeigt in seinem Röntgenbeugungsdiagramm einen bestimmten. Beugungs-Peak. Als Boehmit-Struktur ist es möglich, zusätzlich zur vollständigen Boehmit-Struktur eine Struktur zu verwenden, die zwischen den Schichten von (020)-Ebenen überschüssiges Wasser enthält, und "Pseudo-Boehmit" genannt wird. Als Röntgenbeugungsdiagramm zeigt dieser Pseudo-Boehmit einen breiteren Beugungs-Peak als vollständiger Boehmit. Weil vollständiger Boehmit und Pseudo-Boehmit nicht klar von einander unterscheidbar sind, werden sie nachstehend, wenn nicht anders spezifisch angegeben, als Aluminiumoxidhydrat mit Boehmit-Struktur bezeichnet.
Für das Verfahren zur Herstellung des Aluminiumoxidhydrats, das in dem erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmedium enthalten ist, besteht keine besondere Beschränkung. Es kann irgendein Verfahren angewendet werden, das z.B. das Bayer-Verfahren des Alaunpyrolyse-Verfahrens umfasst. Ein besonders bevorzugtes Verfahren ist die Hydrolyse eines langkettigen Aluminiumalkoxids, durch Hinzugeben einer Säure. Der Ausdruck "langkettiges Aluminiumalkoxid", wie er hier verwendet wird, bedeutet z.B. ein Alkoxid mit 5 oder mehr Kohlenstoffatomen. Die Verwendung eines Aluminiumalkoxids mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen ist bevorzugt, weil ein solches langkettiges Aluminiumalkoxid die Eliminierung der Alkohol-Einheit und die Formkontrolle des resultierenden Aluminiumhydrats, wie dies nachstehend hier beschrieben wird, erleichtert. Das vorstehend beschriebene Verfahren, das die Hydrolyse eines Aluminiumalkoxids umfasst, weist den Vorteil auf, dass, verglichen mit Herstellungsverfahren von Aluminiumoxid-Hydrogel oder kationischem Aluminiumoxid, Verunreinigungen, wie z.B. verschiedene Arten von Ionen, kaum beigemischt sind.
Ein langkettiges Aluminiumalkoxid hat ferner den weiteren Vorteil, dass, weil ein langkettiger Alkohol leicht nach der Hydrolyse eliminiert werden kann, die Dealkoholisierung des Aluminiumoxidhydrats im Vergleich zur Verwendung eines kurzkettigen Alkoxids, wie z.B. Aluminiumisopropoxid, vollständig bewirkt werden kann.
Die Teilchenform des durch das vorstehend beschriebene Verfahren erhaltene Aluminiumoxidhydrats kann in einem spezifischen Bereich eingeregelt werden, indem man Bedingungen für eine Alterungsstufe einstellt, in der Teilchen dazu veranlasst werden, nach einer hydrothermalen Synthesestufe zu wachsen. Ein adäquates Festlegen der Alterungszeit ermöglicht ein Wachstum der Primärteilchen des Aluminiumoxidhydrats, wobei die Primärteilchen in der Teilchenform relativ gleichmäßig sind. Das so erhaltene 501 kann als Dispersion verwendet werden, indem man eine Säure als Entflockungsmittel zugibt. Um die Dispergierbarkeit des Aluminiumoxidhydrats in Wasser weiter zu verbessern, ist es jedoch bevorzugt, das Sol nach einem Verfahren, wie z.B. Sprühtrocknen, in ein Pulver zu überführen und dann eine Säure zuzufügen, um eine Dispersion zu erhalten.
Im erfindungsgemäßen Aluminiumoxidhydrat kann die mittlere Teilchengröße vorzugsweise im Bereich von 150 nm bis 250 nm liegen, besonders bevorzugt in einem Bereich von 160 nm bis 230 nm, um eine Tintenaufnahmeschicht mit hohem Glanz und hoher Transparenz zu erhalten. Ein Aluminiumoxidhydrat, dessen mittlere Teilchengröße geringer als 150 nm ist, führt zu einer Verringerung der Tintenabsorptionseigenschaft, weshalb, wenn es mit einem Drucker mit einer hohen Strahlbildungsrate oder mit einem Drucker mit hoher Ausstoßgeschwindigkeit bedruckt wird, ein Ausbluten oder eine Randbildung auftreten können. Eine mittlere Teilchengröße von mehr als 250 nm ergibt auf der anderen Seite eine Tintenaufnahmeschicht mit verringerter Transparenz und ebenfalls mit verringerter Gasbeständigkeit.
Jede "mittlere Teilchengröße", auf die hier Bezug genommen wird, kann nach der dynamischen Lichtstreuungsmethode gemessen werden, und kann aus einer Analyse bestimmt werden, die von der in "Polymer Structures (2), Scattering Experiments and Form Observations, Chapter 1: Light Scattering" (KYORITSU SHUPPAN CO., LTD.; zusammengestellt von der Society of Polymer Science, Japan) oder "J. Chem. Phys., 70(B), 15 Apl., 3965 (1979)" beschriebenen kumulierenden Methode Gebrauch macht. Die dynamische Lichtstreuungsmethode macht von dem Phänomen Gebrauch, dass, wenn feine Teilchen mit verschiedenen Teilchengrößen als Mischung existieren, eine Verteilung in der Abnahme einer aus Intensitäten des Streulichts erhaltenen Zeit-Korrelationsfunktion vorhanden ist. Eine Analyse der Zeit-Korrelationsfunktion gemäß der kumulierenden Methode macht es möglich, den Mittelwert (T) und die Dispersion (μ) der Zerfallsraten zu bestimmen. Weil die Zerfallsraten (T) durch Diffusionskoeffizienten und Streuungsvektoren der Teilchen ausgedrückt werden, kann unter Verwendung der Stokes-Einstein-Gleichung eine hydrodynamische mittlere Teilchengröße bestimmt werden. Jede in der vorliegenden Erfindung definierte mittlere Teilchengröße kann leicht bestimmt werden unter Verwendung von z.B. eines Laserbeugungsteilchengrößenanalysators, "PARIII" (Handelsname, hergestellt von OTSUKA ELECTRONICS CO., LTD.), oder dergleichen. Das Aluminiumoxidhydrat zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung kann vorzugsweise eine BETspezifische Oberfläche von 40 bis 500 m²/g aufweisen. Eine BET-spezifische Oberfläche von kleiner als 40 m²/g bedeutet ein großes Aluminiumoxidhydrat-Teilehen und ergibt eine Tintenaufnahmeschicht mit schlechterer Transparenz und nach dem Bedrucken besteht die Tendenz, Bilder zu erhalten, die so aussehen, als wenn sie mit einem weißen leichten Nebel bedeckt wären. Eine BET-spezifische Oberfläche von mehr als 500 m²/g erfordert andererseits eine große Menge an Säure zur Entflockung des Aluminiumoxidhydrats. Besonders bevorzugt liegt die BET-spezifische Oberfläche in einem Bereich von 50 bis 250 m²/g, wobei ein Bereich von 50 bis 150 m²/g besonders bevorzugt ist.
Für die in der vorliegenden Erfindung geeignete Säure zur Entflockung des Aluminiumoxidhydrats sind veranschaulichende Beispiele organische Säuren, wie z.B. Essigsäure, Ameisensäure, Oxalsäure; und anorganische Säuren, wie z.B. Salpetersäure, Chlorwasserstoffsäure und Schwefelsäure. Von diesen Säuren kann/können eine oder mehrere Säuren beliebig ausgewählt und verwendet werden. Mit einer solchen Säure wird das Aluminiumoxidhydrat leicht in primäre Teilchen entflockt, wodurch eine gut dispergierte gleichmäßige Dispersion erhalten werden kann. Die Anwendung der Dispersion ergibt deshalb eine Tintenaufnahmeschicht mit einer hervorragenden Transparenz, Glätte und Filmeigenschaften. Als Säure zur Verwendung der vorliegenden Erfindung ist im Hinblick darauf, dass eine resultierende stabile Dispersion, die leicht gehandhabt werden kann, relativ leicht bereitgestellt werden kann, eine niedere Fettsäure, wie z.B. Essigsäure, bevorzugt. Im Hinblick auf die Menge der zuzugebenden Säure besteht keine besondere Beschränkung, und es ist bloß erforderlich, die Säure in einer Menge zuzufügen, die ausreicht, um das Aluminiumoxidhydrat zu entflocken und zu dispergieren. Bevorzugt ist es, die Säure in einem Anteil von 0,5 bis 60 Gew.-%, bezogen auf das Aluminiumoxidhydrat, zuzugeben. Eine Menge von kleiner als 0,5 Gew.-% ist nicht bevorzugt, weil sie zu einer Beschichtungsformulierung führt, deren Viskosität mit der Zeit ansteigt. Eine Menge von mehr als 60 Gew.-% kann auf der anderen Seite keinen größeren Dispersionseffekt bewirken und bildet Probleme, wie z.B. ein Ansteigen im spezifischen Geruch der niederen Fettsäure und der zum Trocknen erforderlichen Energie.
In der vorliegenden Erfindung wird eine Tintenaufnahmeschicht ausgebildet, indem man ein spezifisches kationisches Harz in Kombination mit dem Aluminiumoxidhydrat verwendet. Das kationische Harz ist ein Acrylamid/Diallylaminhydrochlorid-Copolymer, das hervorragend ist zum Bereitstellen einer stabilen Beschichtungsformulierung, die eine Farbwanderung bei der Ausbildung einer Tintenaufnahmeschicht in der vorliegenden Erfindung wirksam verhindert. Diese kationischen Harze können einzeln oder in Kombination mit anderen kationischen Harzen verwendet werden.
Im Hinblick auf die massegemittelte Molekülmasse des kationischen Harzes besteht keine besondere Beschränkung, obwohl sie vorzugsweise im Bereich von 1.000 bis 200.000, insbesondere von 3.000 bis 150.000, liegen kann. Eine massegemittelte Molekülmasse von weniger als 1.000 führt zu aufgezeichneten Bildern mit unzulänglicher Wasserfestigkeit, während eine massegemittelte Molekülmasse von mehr als 200.000 eine Beschichtungsformulierung ergibt, deren Viskosität zu hoch ist, um eine leichte Handhabung zu ermöglichen. Ein kationisches Harz mit hohem Molekulargewicht weist ferner die Tendenz auf, dass es aufgrund einer sterischen Hinderung durch seine Molekularstruktur zu einer Verringerung in der Effizienz der Bindung mit den Farbstoffmolekülen führt, wodurch hier der die Wasserfestigkeit verbessernde Effekt nicht zufriedenstellend erzielt werden kann, insbesondere wenn es in einem kleinen Anteil zugegeben wird.
Wenn das Aufzeichnen mit Tinten auf Farbstoffbasis auf einer Tintenaufnahmeschicht, die ein kationisches Harz enthält, durchgeführt wird, weist das so aufgezeichnete Bild im allgemeinen eine geringere Lichtfestigkeit auf, obwohl die Tendenz besteht, dass es mit verbesserter Wasserfestigkeit und Bilddichte bereitgestellt wird. Der Zusatz des kationischen Harzes in einem größeren Anteil führt ferner zu einer Beschichtungsformulierung, deren Viskosität höher ist, wodurch die Beschichtungsformulierung mit verringerter Lagerfähigkeit und Beschichtungsanwendbarkeit bereitgestellt wird. Es ist deshalb bevorzugt, das kationische Harz in einem so klein wie möglich gehaltenen Anteil zuzufügen. Wenn das Aufzeichnen mit Tinten auf Pigmentbasis durchgeführt wird, wird das resultierende Bild auf der anderen Seite mit einer verbesserten Dichte bereitgestellt, und gleichzeitig eine Verhinderung des Ausblutens der Tinten verschiedener Farben ermöglicht. Die Verwendung des kationischen Harzes in einem großen Anteil ergibt eine Tintenaufnahmeschicht, deren eigene Wasserfestigkeit verringert ist. Es ist deshalb erforderlich, seinen Anteil auf die minimale Notwendigkeit zu beschränken. Im dritten erfindungsgemäßen Aspekt wird das kationische Harz zugefügt, um der Gleichung A ≥ 20 × C (Gleichung 1) zu entsprechen, in der A und C die gleichen Bedeutungen wie vorstehend definiert besitzen. Bevorzugt ist es, das kationische Harz in einem Anteil von 0,05 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Aluminiumoxidhydrat, zuzugeben. Sofern der Anteil des kationischen Harzes in diesen Bereich fällt, ermöglicht es die resultierende Tintenaufnahmeschicht, ein Aufzeichnungsbild auszubilden, das in der Wasserfestigkeit und Langzeitlagerfähigkeit in einer Umgebung hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit wirksam verbessert ist.
In der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, ein wasserlösliches Harz und/oder in Wasser dispergierbares Harz, das in der vorliegenden Erfindung auch "Binderharz" bezeichnet werden kann, in Kombination mit dem Aluminiumoxidhydrat und dem kationischen Harz zu verwenden. Veranschaulichend für das wasserlösliche Harz und/oder in Wasser dispergierbare Harz zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung sind Stärke, Gelatine, Casein und modifizierte Produkte davon; Cellulose-Derivate, wie z.B. Methylcellulose, Carboxymethylcellulose und Hydroxyethylcellulose; vollständig oder teilweise verseifte Polyvinylalkohole und modifizierte Produkte davon (einschließlich solcher mit Kationen, Anionen, Silanolen oder dergleichen modifizierten); Hamstoffharze, Melaminharze, Epoxyharze, Epichlorhydrinharze, Polyurethanharze, Polyethylen-Imin-Harze, Polyamidharze, Polyvinylpyrrolidonharze, Polyvinylbutyrolharze, Poly(meth)acrylsäure und Copolymere davon; Acrylamidharze, Maleinsäureanhydrid-Copolymere, Polyesterharze, SBR-Latex, NBR-Latex, Methylmethacrylat/Butadien-Copolymerlatex, Acrylsäurepolymer-Latices, wie z.B. Acrylatester-Copolymere, Vinylpolymer-Latices, wie z.B. Ethylen/Vinylacetat-Copolymer, und funktionelle Gruppe-modifizierte Polymer-Latices, gebildet durch Binden kationischer Gruppen oder anionischer Gruppen an eine Vielzahl dieser Polymer-Latices. Bevorzugt ist durch Hydrolyse von Polyvinylacetat erhaltener Polyvinylalkohol mit einem mittleren Polymerisationsgrad von 300 bis 5.000. Sein Verseifungsgrad beträgt vorzugsweise 70 bis weniger als 100%, wobei 80 bis 99,5% besonders bevorzugt sind. Diese wasserlöslichen oder in Wasser dispergierbaren Harze können entweder allein oder in Kombination verwendet werden.
Das wasserlösliche oder in Wasser dispergierbare Harz kann vorzugsweise in einem Bereich von 1/30 bis 1/1 verwendet werden, insbesondere von 1/20 bis 1/3, bezogen auf das Mischgewichtsverhältnis des Aluminiumoxidhydrats. Ein Einstellen des Anteils des wasserlöslichen Harzes und/oder in Wasser dispergierbares Harzes innerhalb dieses Bereichs ermöglicht es, die resultierende Tintenaufnahmeschicht mit einer Widerstandsfähigkeit gegenüber einem Crazing-Effekt oder einer Abtrennung als Staub, und ebenfalls mit einer guten Tintenabsorptionsfähigkeit, bereitzustellen.
In der vorliegenden Erfindung kann ein Härter verwendet werden, um einen Film, der mit dem wasserlöslichen oder in Wasser dispergierbaren Harz ausgebildet werden würde, mit verbesserten Filmbildungseigenschaften, Wasserfestigkeit und Filmeigenschaft bereitzustellen. Abhängig von den Arten der in den zu verwendenden Polymeren vorhandenen reaktiven Gruppen werden im allgemeinen verschiedene Harter ver wendet. Im Falle eines Polyvinylalkoholharzes wird z.B. ein Epoxyhärter oder ein anorganischer Härter, wie z.B. Borsäure, oder ein wasserlösliches Aluminiumsalz verwendet. Als Härter zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung kann vorzugsweise eine um ein Boratom als Zentrum gebildete Oxysäure oder ein Salz davon verwendet werden, wie z.B. Borsäure oder ein Boratsalz, spezifischerweise Orthophosphorsäure, Metaphosphorsäure, Hypoborsäure, Tetraborsäure oder Pentaborsäure, oder ein Salz davon.
Der Anteil der zu verwendenden Borverbindung variiert abhängig von dem als Bindemittel verwendeten wasserlöslichen Harz und/oder in Wasser dispergierbaren Harz. Im allgemeinen kann die Borverbindung jedoch in einem Anteil von 0,1 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das wasserlösliche Harz und/oder in Wasser dispergierbare Harz, zugegeben werden. Ein Gehalt der Borverbindung von weniger als 0,1 Gew.-%, bezogen auf das wasserlösliche Harz und/oder in Wasser dispergierbare Harz, führt zu einer Verringerung in den filmbildenden Eigenschaften, weshalb die resultierende Tintenaufnahmeschicht nicht mit einer ausreichenden Wasserfestigkeit versehen werden kann. Ein Gehalt von mehr als 30 Gew.-% führt auf der anderen Seite zu einer Beschichtungsformulierung, deren Viskosität signifikanten Veränderungen während der Zeit unterliegt, weshalb die Beschichtungsformulierung in der Beschichtungsstabilität in einigen Fällen schlechter sein kann.
Die Viskosität der Beschichtungsformulierung, in der das wasserlösliche und/oder in Wasser dispergierbare Harz enthalten ist, ist auch vom Anteil des kationischen Harzes abhängig. Wenn der Anteil des wasserlöslichen Harzes und/oder des in Wasser dispergierbaren Harzes steigt, wird die Viskosität der resultierenden Beschichtungsformulierung höher als im Fall der Borverbindung. Es ist deshalb bevorzugt, die Borverbindung und das kationische Harz so zuzufügen, dass sie der Gleichung B ≥ 2 × (C + D) (Formel 2) genügen, worin B, C und D die gleichen Bedeutungen wie vorstehend angegeben besitzen. Die zuzugebende Gesamtmenge der Borverbindung und des kationischen Harzes liegt vorzugsweise in einem Bereich von 5 bis 50 Gew.-%, bezogen auf das wasserlösliche und/oder in Wasser dispergierbare Harz. Innerhalb dieses Bereichs ist die resultierende Beschichtungsformulierung gegenüber einer Gelierung weniger anfällig und behält ihre Beschichtungsstabilität, wodurch eine Tintenaufnahmeschicht mit einer hohen Glätte appliziert werden kann.
Das erfindungsgemäße Aufzeichnungsmedium kann erhalten werden durch Mischen einer Zusammensetzung, die das Aluminiumoxidhydrat, das kationische Harz, das wasserlösliche Harz und/oder das in Wasser dispergierbare Harz und die Borverbindung enthält, mit einer entsprechenden Menge eines wässerigen Mediums zur Herstellung einer Beschichtungsformulierung, Applizieren der Beschichtungsformulierung auf die Oberfläche eines Basismaterials, und dann Trocknen der so applizierten Beschichtungsformulierung unter Ausbildung einer Tintenaufnahmeschicht. Im Hinblick auf das wässerige Medium in der Beschichtungsformulierung besteht keine besondere Beschränkung, solange es Wasser oder eine Mischung aus Wasser und einem wassermischbaren organischen Lösungsmittel ist. Beispiele für das wassermischbare organische Lösungsmittel können umfassen Alkohole, wie z.B. Methanol, Ethanol und Propanol; Niederalkylester von mehrwertigen Alkoholen, wie z.B. Ethylenglykolmonomethylether und Ethylenglykoldimethylether; Ketone, wie z.B. Aceton und Methylethylketon; und Ether, wie z.B. Tetrahydrofuran die Konzentration der Feststoffe in der zur Ausbildung einer Tintenaufnahmeschicht angepassten Formulierung besteht keine besondere Beschränkung, solange die Beschichtungsformulierung eine Konzentration aufweist, die eine Viskosität in einer solchen Größenordnung ergibt, dass die Tintenaufnah meschicht auf dem Basismaterial ausgebildet werden kann. Die bevorzugte Feststoffkonzentration kann jedoch im Bereich von 5 bis 50 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Beschichtungsformulierung, liegen. Eine Feststoffkonzentration von weniger als 5 Gew.-% führt zur Notwendigkeit, das Beschichtungsgewicht zu erhöhen, um eine Tintenaufnahmeschicht mit einer ausreichenden Dicke auszubilden. Weil eine längere Zeit und größere Energie zum Trocknen erforderlich sind, dürfte in einigen Fällen eine solche niedrige Feststoffkonzentration nicht wirtschaftlich sein. Eine Feststoffkonzentration von höher als 50 Gew.-% ergibt auf der anderen Seite eine Beschichtungsformulierung mit hoher Viskosität, und die Beschichtbarkeit kann in einigen Fällen verringert sein.
Um eine solche Beschichtungsformulierung auf einem Basismaterial aufzutragen, kann eine konventionell bekannte Beschichtungsmethode verwendet werden, wie z.B. Wirbelbeschichtung, Walzenbeschichtung, Rakelbeschichtung, Luftbürsten-Streichverfahren, Gitterwalzenbeschichtung, Stabbeschichtung, Zweiwalzenbeschichtung, Sprühbeschichtung, Gravurstreichverfahren, Florstreichverfahren, Stabrakelbeschichtung, Gießlippenbeschichtung oder Spreizschlitzbeschichten. Nach dem Beschichten kann die Oberflächenglätte der Tintenaufnahmeschicht unter Verwendung einer Kalanderwalze oder dergleichen, wie erforderlich, verbessert werden.
Als Beschichtungsgewicht der Beschichtungsformulierung zum Basismaterial liegt der bevorzugte Bereich bei 0,5 bis 60 g/m² und der besonders bevorzugte Bereich bei 5 bis 55 g/m². Ein Beschichtungsgewicht von weniger als 0,5 g/m² kann zu einer Bildung einer Tintenaufnahmeschicht führen, die nicht dazu fähig ist, Wasser ausreichend aus der Tinte zu absorbieren, wodurch die Tinte auslaufen oder das Bild ausbluten kann. Ein Beschichtungsgewicht von mehr als 60 g/m² führt auf der anderen Seite zum Auftreten einer Kräuselung am Aufzeichnungsmedium beim Trocknen, so dass, was die Bedruckfähigkeit belangt, keine vorteilhaften Effekte in einem erwarteten Ausmaß erzielt werden können.
Als Methode zum Anwenden des kationischen Harzes kann das kationische Harz, zusätzlich zur direkten Zugabe zur Beschichtungsformulierung, wie vorstehend beschrieben, zugegeben werden, damit das Aufzeichnungsmedium, auf dem die das Aluminiumoxidhydrat enthaltende Tintenaufnahmeschicht ausgebildet wurde, mit dem kationischen Harz imprägniert wird. Diese Methoden sind beide in der vorliegenden Erfindung anwendbar. Im Falle der letzteren Methode kann die Imprägnierung bewirkt werden, indem man das kationische Harz vorher in einem Lösungsmittel löst und dann ein Aufzeichnungsmedium in die Lösung eintaucht oder die Lösung appliziert.
Das erfindungsgemäße Aufzeichnungsmedium kann erhalten werden, indem man die Beschichtungsformulierung auf dem Basismaterial nach einer dieser Beschichtungsmethoden aufträgt, und die so erhaltene Beschichtungsformulierung in einem Trockner, z.B. einem Heißluftofen, einer Heißtrommel oder einem fernes Infrarot-Trockner trocknet. Das Basismaterial kann an einer Seite davon mit einer Tintenaufnahmeschicht bzw. an beiden Seiten davon mit Tintenaufnahmeschichten versehen werden. Wenn Tintenaufnahmeschichten auf beiden Seiten appliziert werden, können diese Tintenaufnahmeschichten die gleiche Zusammensetzung oder verschiedene Zusammensetzungen aufweisen.
In dem wie vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmedium ist es erforderlich, die Konzentration der niederen Fettsäure, die in der Tintenaufnahmeschicht verbleibt, in einem bestimmten Bereich einzustellen, damit die Farbwanderung nach dem Drucken verhindert oder von der Tintenaufnahmeschicht abgegebener übler Geruch verringert wird. Um die Konzentration der niederen Fettsäure in der Tin tenaufnahmeschicht zu kontrollieren, ist es erwünscht, die Temperatur in der Trockenstufe hoch einzustellen oder, wenn die Temperatur, der das Basismaterial widerstehen kann, niedrig ist, die Trockenzeit zu regeln. Wenn das Trocknen nicht in einer ausreichenden Zeit durchgeführt werden kann, z.B. aufgrund einer Beschränkung des Raumes, der für die Installation eines Trockners verfügbar ist, so kann, obwohl es gewünscht ist, das Trocknen kontinuierlich durchzuführen, ein Aufzeichnungsmedium, das einmal getrocknet wurde, unter Verwendung eines Trockners konstanter Temperatur oder eines Vakuumtrockners nochmals getrocknet werden.
Im erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmedium wird die Konzentration der niederen Fettsäure, die in der Tintenaufnahmeschicht des Aufzeichnungsmediums verbleibt, durch die vorstehend beschriebene Methode geregelt. Als Konzentrationsbereich für die niedere Fettsäure ist ein Bereich von 0,1 bis 1,0 ppm/m²·l, bezogen auf die Konzentration der abgegebenen niederen Fettsäure, wenn das Aufzeichnungsmedium bei 60°C l Stunde lang erwärmt wird, wesentlich. Eine niedrigere Fettsäure-Konzentration von weniger als 0,1 ppm/m²·l kann die vorteilhaften Effekte der vorliegenden Erfindung in einem signifikanten Ausmaß nicht hervorbringen, und auf der anderen Seite ist es unpraktisch, wenn die Trocknungsstufe höhere Kosten erfordert. Eine Konzentration an niederer Fettsäure von mehr als 1,0 ppm/m²·l kann andererseits zu einer Verringerung der Wasserbeständigkeit der Tintenaufnahmeschicht führen. Der Ausdruck "Konzentration an niederer Fettsäure", wie er hier verwendet wird, bedeutet die Konzentration einer niederen Fettsäure, die in ein bestimmtes konstantes Volumen (1 I) aus dem Aufzeichnungsmedium pro Einheitsfläche (m²) freigesetzt wird.
Für das Aufzeichnungsmedium ist es ferner bevorzugt, dass die Konzentration an niederer Fettsäure, die abgegeben wird, wenn das Aufzeichnungsmedium bei 23°C 10 Minuten nach der Ausbildung eines Bildes auf der Tintenaufnahmeschicht belassen wird, 2,5 ppm/m²·l oder geringer ist, wobei ein Bereich von 0,1 bis 2,0 ppm/m²·l besonders bevorzugt ist. Innerhalb dieses bevorzugten Bereiches ist es möglich, die Farbwanderung wirksam zu inhibieren und den üblen Geruch aus der Tintenaufnahmeschicht bei der Ausbildung eines Bildes wirksam zu verringern.
Durch Ausbilden einer Tintenaufnahmeschicht mit dem Aluminiumoxidhydrat, dem wasserlöslichen Harz und/oder dem in Wasser dispergierbaren Harz, dem kationischen Harz und der Borverbindung, wie vorstehend beschrieben, und ferner durch Einstellen der arithmetischen mittleren Rauhigkeit Ra (μm) der Oberfläche der Tintenaufnahmeschicht bei 0,1 μm oder weniger, gemessen durch Festlegen des Grenzwertes und der Messlänge bei 0,25 mm bzw. 1,25 mm, wie in JIS-B-0601 spezifiziert, kann eine hohe Glätte erreicht werden, ohne nach dem Beschichten zusätzlich eine Kalanderwalze oder dergleichen zu verwenden. Die Verwendung des Aufzeichnungsmaterials macht es möglich, ein Bild zu erhalten, das einen hervorragenden Glanz aufweist, und deren Farbwanderung nach dem Bedrucken und ebenfalls das Bildausbleichen und die Verfärbung bei der Lagerung während eines längeren Zeitraums inhibiert sind.
Es ist auch möglich, zur Tintenaufnahmeschicht des erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmediums in einem Ausmaß, das die Leistungsfähigkeit als Aufzeichnungsmedium nicht verschlechtert, Beizenfarbstoffe, Beizenpigmente, Dispersionsmittel, Verdickungsmittel, pH-Einstellmittel, Schmiermittel, Fließmodifikatoren, oberflächenaktive Mittel, antistatische Mittel, Entschäumungsmittel, Penetrationsverbesserer, fluoreszierende Weißmacher, Ultraviolett-Absorptionsmittel, Antioxidantien (Verbleichungsverhütungsmittel) und dergleichen zuzugeben. Insbesondere kann die Verwendung einer Thioharnstoffverbindung als Ausbleich- Schutz wirksam eine Bildverfärbung und ein Ausbleichen, die durch Stickoxide, Schwefeloxide, Ozon und dergleichen in der Luft verursacht werden, wirksam inhibieren.
Im Hinblick auf die bei der Ausbildung einer Aufzeichnung auf dem erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmedium zu verwendende Tinte besteht keine besondere Beschränkung. Es ist jedoch bevorzugt, für ein Tintenstrahlaufzeichnen übliche Tinten auf Wasserbasis zu verwenden, in denen ein Farbstoff oder Pigment als Farbmittel verwendet wird, eine Mischung aus Wasser und einem mit Wasser mischbaren organischen Lösungsmittel als Medium verwendet wird, und der Farbstoff oder das Pigment in dem Medium gelöst oder dispergiert wird.
Als Methode zur Durchführung der Ausbildung eines Bildes durch Applizieren der vorstehend beschriebenen Tinte auf dem erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmedium ist eine Tintenstrahlaufzeichnung besonders geeignet. Es kann irgendein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren verwendet werden, sofern es eine Tinte auf einem Aufzeichnungsmedium applizieren kann, indem es wirksam verursacht, dass die Tinte aus einer Düse ausgespritzt wird. Ein besonders brauchbares Verfahren ist ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren, das in JP 54-59936 A oder dergleichen beschrieben wird, oder dergleichen, bei dem als Ergebnis der Einwirkung von thermischer Energie eine Tinte einer raschen Volumenänderung unterliegt, und die resultierende Kraft die Tinte dazu veranlasst, herauszuspritzen.
Beispiele
Die folgende Erfindung wird nachstehend spezifisch auf der Basis von Beispielen und Vergleichsbeispielen beschrieben, worin jede Bezeichnung "Teil" oder "Teile" oder "%" sich, wenn nicht anders spezifisch angegeben, auf das Gewicht bezieht.
<<Erste und zweite Aspekte der vorliegenden Erfindung>>
Die Messungen und die Bewertung verschiedener physikalischer Eigenschaften jedes Aufzeichnungsmediums gemäß dem ersten oder zweiten erfindungsgemäßen Aspekt wurden, wie nachstehend beschrieben, durchgeführt.
<Messung 1: Konzentration an niederer Fettsäure im Aufzeichnungsmedium>
Nach stehen lassen von vier (4) Folien des Aufzeichnungsmediums, von denen jede auf A4-Größe (210 × 297 mm) zurecht geschnitten wurde, bei 23°C und 50% relativer Luftfeuchtigkeit (R.H.) während 12 Stunden, wurden sie vorsichtig dreifach gefaltet, um zu verhindern, dass die Oberfläche der Tintenaufnahmeschicht jeder individuellen Folie in engen Kontakt mit irgendeiner der verbleibenden Folien oder der Innenwand eines verschließbaren Behälters (Innenvolumen: 4 1), der mit einem Gummischlauch für einen Gasdetektor ausgestattet war, kommt, und in den Behälter gegeben und dann darin eingeschlossen. Der Behälter mit den darin eingeschlossenen Folien wurde 1 Stunde lang bei 60°C erwärmt und wurde dann 10 Minuten an der Luft auf Raumtemperatur abkühlen gelassen. Unter Verwendung eines Essigsäure-Detektors ("Nr. 81L", Handelsname, hergestellt von GASTEC CORPORATION) wurde die Konzentration an Essigsäure innerhalb des Behälters gemessen. Der so erhaltene Wert wurde einer Korrektur gemäß der Temperatur (Standard: 20°C) und dem Atmosphärendruck (Standard: 1,013 hPa) unterworfen und dann in einen entspre chenden Wert in ppm/m²·l (die Konzentration an pro Volumeneinheit aus dem Aufzeichnungsmedium pro Flächeneinheit freigesetzte Essigsäure) umgerechnet.
<Messung 2: Konzentration der niederen Fettsäure im bedruckten Aufzeichnungsmedium>
Eine A-4-Folie (210 × 297 mm) jedes Aufzeichnungsmediums wurde bei 23°C und 50% RH 12 Stunden belassen. Unter Verwendung eines Tintenstrahldruckers ("BJS500", Handelsname, hergestellt von Canon Inc.) wurde auf der Tintenaufnahmeschicht des Aufzeichnungsmediums nach der nachstehend beschriebenen Methode ein Vollseitendruck einer schwarzen Farbmischung durchgeführt. Innerhalb von 10 Sekunden nach Vervollständigung des Bedruckens wurde der resultierende Druck in einen versiegelbaren Behälter (Innenvolumen: 4 l), der mit einem Gummischlauch für einen Gasdetektor versehen war, auf solche Weise eingeführt und verschlossen, dass die bedruckte Seite daran gehindert wurde, in Kontakt mit der Innenwand des Behälters zu kommen. Zehn (10) Minuten später wurde die Konzentration an Essigsäure innerhalb des Behälters mittels eines Essigsäure-Detektors ("Nr. 81L", Handelsname, hergestellt von GASTEC CORPORATION) gemessen. Der so erhaltene Wert wurde einer Korrektur in Übereinstimmung mit der Temperatur und dem atmosphärischen Druck unterworfen und dann in einen entsprechenden Wert in der Konzentrationseinheit (ppm/m²·l) wie in der Messung 1 umgerechnet.
<Herstellungsmethode für ein gedrucktes Bild>
Unter Verwendung einer Graphik-Software (Photoshop Version 4.0.1J, Produkt von Adobe Systems) wurde ein Bild des TIFF-Formats unter den folgenden Bedingungen hergestellt:

– Betriebssoftware: Windows Me (Produkt von Microsoft)
– Bildgröße: 210 × 297 mm
– Bildmodus: RGB Farbe (8 Bits/Kanal)
– "Fill" Farbe: Schwarz (R = 0, G = 0, B = 0)

<Druckverfahren>
Ein Vollseitendruck wurde unter Verwendung der Standardeinstellungen durchgeführt, mit der Ausnahme, dass im Menü der Druckereigenschaften die folgenden Einstellungsveränderungen durchgeführt wurden:

– Basis-Einstellungen: Medium-Typ: Photo Papier Pro Farbeinstellung: manuell Druckart: Graphics Seitenanordnung: Drucktyp: begrenzungsfreies Bedrucken Erweiterungsgrad: maximum

<Bewertung 1: Farbwanderung>
Unter Verwendung eines Tintenstrahldruckers ("BJF900", Handelsname, hergestellt von Canon Inc.) wurde Volldruck (Tintenpunktfläche: 100%) mit Einfarbentinten von Gelb (Y), Magenta (M), Cyan (C) und Schwarz (Bk) auf jeder Tintenstrahlaufzeichnungsfolie durchgeführt. Jedes bedruckte Aufzeichnungsmedium wurde 1 Woche lang einer Umgebung von 30°C und 80% RH ausgesetzt. Der Grad der Wanderung der individuellen Farben wurde visuell bewertet. Das Aufzeichnungsmedium wurden mit "A" bewertet, wenn keine Wanderung im Hinblick auf eine der Farben stattfand, das Aufzeichnungsmedium wurde mit "B" bewertet, wenn eine geringe Wanderung im Hinblick auf eine der Farben auftrat, und das Aufzeichnungsmedium wurde mit "C" bewertet, wenn eine signifikante Wanderung im Hinblick auf eine der Farben auftrat.
<Herstellung von Aluminiumoxidhydrat>
Unter Nacharbeitung des im US-Patent Nr. 4 242 271 beschriebenen Verfahrens wurde Aluminiumdodexid hergestellt. Nach dem im US-Patent Nr. 4 202 870 beschriebenen Verfahren wurde das Aluminiumdodexid dann zur Herstellung einer Aluminiumoxidaufschlämmung hydrolysiert. Zur Aluminiumoxidaufschlämmung wurde Wasser zugegeben, bis der Feststoffgehalt an Aluminiumoxidhydrat 7,8% erreichte. In einem Autoklaven wurde die Aufschlämmung dann einer Alterung (Alterungstemperatur: 150°C, Alterungszeit: 6,5 Stunden) unterworfen, und ein kolloidales Sol erhalten. Das kolloidale Sol wurde bei einer Einlasstemperatur von 87°C zu einem Aluminiumoxidhydrat-Pulver sprühgetrocknet. Das so erhaltene Pulver besaß eine plättchenförmige Teilchenform, und gemäß einer Röntgenbeugungsanalyse zeigte die Kristallstruktur die Pseudo-Boehmit-Struktur.
Unter Verwendung eines Messinstruments für die spezifische Oberfläche und die Porenverteilung ("Micromeritics ASAP2400", Handelsname, hergestellt von Shimadzu Corporation) wurde die BET-spezifische Oberfläche des so erhaltenen Pulvers gemessen. Sie betrug 138,9 m²/g.
Beispiel 1
Zu deionisiertem Wasser (100 Teile) wurde das Aluminiumoxidhydrat (23 Teile) und eine 6% wässerige Lösung von Essigsäure (11,5 Teile, 3%, bezogen auf Aluminiumoxidhydrats) zugegeben. Die resultierende Mischung wurde bei 2.000 UpM 5 Minuten lang in einem Homomischer (hergestellt von Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.) gerührt, und eine Aluminiumoxidhydrat-Dispersion A erhalten [als Ergebnis einer Messung der so erhaltenen Aluminiumoxidhydrat-Dispersion mittels eines Laserbeugungsteilchengrößenanalysators ("PARIII", Handelsname, hergestellt von OTSUKA ELECTRONICS CO., LTD.) wurde die mittlere Teilchengröße der Teilchen des Aluminiumoxidhydrats mit 173,6 nm bestimmt]. In die Dispersion A (100 Teile) wurde "SumirezResin 1001" (0,077 Teile, 0,1%, auf der Basis des Aluminiumoxidhydrats; Handelsname, 30%ige wässerige Lösung; Produkt von Sumitomo Chemical Co., Ltd.) und eine 3%ige wässerige Lösung von Borsäure (15,3 Teile) zugemischt. Zur resultierenden Mischung wurde eine Lösung (23 Teile) von Polyvinylalkohol (5 Teile; "PVA-224", Handelsname, Produkt von Kuraray Co., Ltd.) in deionisiertem Wasser (45 Teile) zugegeben, um eine Beschichtungsformulierung herzustellen.
Unter Verwendung eines harzbeschichteten Papiers mit einem Basisgewicht von 234 g/m² (Produkt von Oji Papier Co., Ltd.) als Basismaterial wurde die vorstehend hergestellte Beschichtungsformulierung auf das Basismaterial mittels Stabbeschichtung aufgetragen, um ein Trockenbeschichtungsgewicht von 30 g/m² zu ergeben. Das so beschichtete Basismaterial wurde dann mit Heißluft bei 110°C 15 Minuten lang getrocknet unter Ausbildung einer Tintenaufnahmeschicht. Unter Verwendung des so erhaltenen Aufzeichnungsmediums wurden die vorstehend beschriebenen Tests für die Messungen 1 und 2 und die Bewertung 1 durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben.
Beispiel 2
Auf ähnliche Weise wie in Beispiel 1 wurde ein Aufzeichnungsmedium hergestellt, mit der Ausnahme, dass die Menge des kationischen Harzes auf 0,767 Teile (1,0%, bezogen auf das Aluminiumoxidhydrat) geändert wurde, und die Messung und Bewertungstests wurden durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben.
Beispiel 3
Auf ähnliche Weise wie in Beispiel 2 wurde ein Aufzeichnungsmedium hergestellt, mit der Ausnahme, dass nach dem Beschichten das Trocknen bei 90°C während 30 Minuten und dann bei 40°C während 90 Minuten durchgeführt wurde, und dann wurden die Messung und Bewertungstests durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben.
Beispiel 4
Eine Aluminiumoxidhydrat-Dispersion B (mittlere Teilchengröße des Aluminiumoxidhydrats: 172,3 nm) wurde auf ähnliche Weise wie in Beispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme, dass die Menge der 6%igen wässerigen Lösung von Essigsäure auf 26,8 Teile (7,0%, bezogen auf Aluminiumoxidhydrat) geändert wurde. Das Aufzeichnungsmedium wurde auf ähnliche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass die Menge des mit der Dispersion B zu vermischenden kationischen Harzes auf 2,3 Teile (3,0%, bezogen auf das Aluminiumoxidhydrat) geändert wurde, und das Trocknen bei 110°C während 120 Minuten durchgeführt wurde, und die Messung und die Bewertungstests wurden durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben.
Bezugsbeispiel 1
Auf ähnliche Weise wie in Beispiel 2 wurde ein Aufzeichnungsmedium hergestellt, mit der Ausnahme, dass kein kationisches Harz zugegeben wurde, und die Messung und Bewertungstests wurden durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben.
Vergleichsbeispiel 1
Auf ähnliche Weise wie in Beispiel 3 wurde ein Aufzeichnungsmedium hergestellt, mit der Ausnahme, dass das Wiedertrocknen bei 40°C während 90 Minuten nicht durchgeführt wurde und die Messung und Bewertungstests wurden durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben.
Vergleichsbeispiel 2
Auf ähnliche Weise wie in Beispiel 4 wurde ein Aufzeichnungsmedium hergestellt, mit der Ausnahme, dass das Trocknen nach der Beschichtung bei 110°C während 15 Minuten durchgeführt wurde, und Messung und Bewertungstests wurden durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben.
Aus Tabelle 1 ist es ersichtlich, dass die erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmedien eine geringere Abgabe der niederen Fettsäure aus den Tintenaufnahmeschichten oder aus den Tintenaufnahmeschichten kurz nach dem Bedrucken aufwiesen, und deshalb einen geringeren reizenden Geruch (oder unangenehmen Geruch) der niederen Fettsäure aufweisen. Aufgrund des Einschlusses des kationischen Harzes in den Tintenaufnahmeschichten waren die erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmedien, in denen die Konzentrationen der niederen Fettsäure niedrig eingestellt waren, dazu fähig, eine Farbwanderung in einer Umgebung hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit wirksam zu verhindern. Insbesondere konnten auch mit denen, denen geringe Mengen des kationischen Harzes zugegeben wurden, eine gute Feuchtbeständigkeit erhalten werden. Die erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmedien wiesen auch hervorragenden Bildglanz und Tintenabsorptionseigenschaften auf.
<<Dritter Aspekt der vorliegenden Erfindung>>
Die Bewertung und Messungen verschiedener physikalischer Eigenschaften jedes Aufzeichnungsmediums gemäß dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wurden wie nachstehend beschrieben durchgeführt.
<Messung 3: Oberflächenrauhigkeit>
Unter Verwendung von "Form Talysurf S5" (Handelsname, hergestellt von Taylor Hobson Ltd.) wurde die arithmetische mittlere Rauhigkeit Ra (μm) der Oberfläche der Tintenaufnahmeschicht jedes Aufzeichnungsmediums gemessen, indem der Grenzwert und die Messlänge bei 0,25 mm bzw. 1,25 mm, wie in JIS-B-0601 spezifiziert, festgelegt wurden.
<Messung 4: Glanz>
Unter Verwendung eines Glanzmessgeräts ("VG-2000", Handelsname, hergestellt von Nippon Denshoku Industries Co., Ltd.) wurde der 75-Grad-Spiegelglanz, wie in JIS-Z-8741 spezifiziert, der Oberfläche der Tintenaufnahmeschicht jeder Tintenstrahlaufzeichnungsfolie gemessen.
<Bewertung 2: Wanderungs-verhindernder Effekt>
Die Bewertung geschah auf ähnliche Weise wie im ersten und zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung
<Messung 5: Ausbleichen und Verfärbung inhibierende Effekte>
Auf jedem Aufzeichnungsmedium wurde ein Volldruck (Tintenpunktfläche: 100%) mit Einfarbentinten von Gelb (Y), Magenta (M), Cyan (C) und Schwarz (Bk) unter Verwendung eines Tintenstrahlaufzeichnungsgeräts ("BJF900", Handelsname, hergestellt von Canon Inc.) durchgeführt. Mittels eines Ozon-Einwirkungs-Testgeräts (hergestellt von SUGA TEST INSTRUMENTS CO., LTD.) wurde das Aufzeichnungsmedium Ozon in einer Konzentration von 3 ppm während 2 Stunden bei 40°C und 55% RH ausgesetzt. Unter Verwendung eines optischen Densitometers ("RD-918", Handelsname, hergstellt von GretagMacbeth AG) wurde die optische Dichte (OD) der bedruckten Fläche vor und nach dem Aussetzen gegenüber Ozon gemessen, lind der Prozentsatz an verbleibender Dichte (Prozent verbleibende OD) wurde bestimmt.
<Herstellung einer Aluminiumoxidhydrat-Dispersion>
Zu deionisiertem Wasser (100 Teile) wurde das im ersten und zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung erhaltene Aluminiumoxidhydrat-Pulver (19 Teile) und eine 6%ige wässerige Lösung von Essigsäure (11,5 Teile, 3%, bezogen auf das Aluminiumoxidhydrat) zugegeben. Die resultierende Mischung wurde bei 2.000 UpM 5 Minuten lang in einem Homomischer (hergestellt von Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.) gerührt und eine Aluminiumoxidhydrat-Dispersion C erhalten (mittlere Teilchengröße des Aluminiumoxidhydrats: 175,4 nm).
Beispiel 5
In die Aluminiumoxidhydrat-Dispersion C (100 Teile) wurde "SumirezResin 1001" (0,063 Teile, 0,1%, bezogen auf Aluminiumoxidhydrat; Handelsname, hergestellt von Sumitomo Chemical Co., Ltd.) als Acrylamid/Diallylaminhydrochlorid-Copolymer und eine 3%ige wässerige Lösung von Borsäure (3,17 Teile, 0,5%, bezogen auf Aluminiumoxidhydrat) zur Ausbildung einer Dispersion C' zugemischt. Zu der Dispersion wurde eine Lösung (19 Teile) von Polyvinylalkohol (5 Teile; "PVA-235", Handelsname, hergestellt von Kuraray Co., Ltd.) in deionisiertem Wasser (45 Teile) zugegeben, um eine Beschichtungsformulierung herzustellen.
Unter Verwendung des harzbeschichteten Papiers mit einem Basisgewicht von 234 g/m² (Produkt von Oji Paper Co., Ltd.) als Basismaterial wurde die vorstehend hergestellte Beschichtungsformulierung auf dem Basismaterial mittels Schmelzbeschichten aufgetragen, um ein Trockenbeschichtungsgewicht von 30 g/m² zu erhalten. Das so beschichtete Basismaterial wurde dann mit Heißluft bei 110°C während 15 Minuten getrocknet unter Bildung einer Tintenaufnahmeschicht. Unter Verwendung des so erhaltenen Aufzeichnungsmediums wurden die vorstehend beschriebenen Tests für die Messungen 3 bis 5 und die Bewertung 2 durchgeführt. Die Ergebnisse der Messungen 3 und 4 sind in Tabelle 2 angegeben, und die Ergebnisse der Messung 5 und der Bewertung 2 sind in der Tabelle 3 angegeben.
Beispiel 6
Auf ähnliche Weise wie in Beispiel 5 wurde ein Aufzeichnungsmedium hergestellt, mit der Ausnahme, dass die Menge des Acrylamid/Allylaminhydrochlorid-Copolymers auf 0,317 Teile (0,5%, bezogen auf Aluminiumoxidhydrat) und die Menge der 3%igen wässerigen Lösung von Borsäure auf 12,7 Teile (2%, bezogen auf das Aluminiumoxidhydrat) verändert wurde, und die Messung und Bewertungstests wurden durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 und Tabelle 3 angegeben.
Beispiel 7
Auf ähnliche Weise wie in Beispiel 6 wurde ein Aufzeichnungsmedium hergestellt, mit der Ausnahme, dass die Menge des Acrylamid/Allylaminhydrochlorid-Copolymers auf 0,63 Teile (1,0%, bezogen auf Aluminiumoxidhydrat) verändert wurde, und Bewertung und Messtests wurden durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 und Tabelle 3 angegeben.
Beispiel 8
Auf ähnliche Weise wie in Beispiel 5 wurde ein Aufzeichnungsmedium hergestellt, mit der Ausnahme, dass die Menge des Acrylamid/Allylaminhydrochlorid-Copolymers auf 1,90 Teile (3,0%, bezogen auf Aluminiumoxidhydrat) und die Menge der 3%igen wässerigen Lösung von Borsäure auf 9,50 Teile (1,5%, bezogen auf Aluminiumoxidhydrat) verändert wurde, und die Messung und Bewertungtest wurden durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 und Tabelle 3 angegeben.
Vergleichsbeispiel 3
Auf ähnliche Weise wie in Beispiel 7 wurde ein Aufzeichnungsmedium hergestellt, mit der Ausnahme, dass kein Acrylamid/Allylaminhydrochlorid-Copolymers zugegeben wurde, und Bewertung und Messtests wurden durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 und Tabelle 3 angegeben.
Vergleichsbeispiel 4
Auf ähnliche Weise wie in Beispiel 8 wurde ein Aufzeichnungsmedium hergestellt, mit der Ausnahme, dass die Menge der 3%igen wässerigen Lösung von Borsäure auf 19,0 Teile (3%, bezogen auf Aluminiumoxidhydrat) geändert wurde, und die Messung und Bewertungstests wurden durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 und Tabelle 3 angegeben.
Vergleichsbeispiel 5
Auf ähnliche Weise wie in Beispiel 7 wurde ein Aufzeichnungsmedium hergestellt, mit der Ausnahme, dass "PAA-HCl-3L" (Handelsname für Polyallylaminhydrochlorid, 50%ige wässerige Lösung, Produkt von Nitto Boseki Co., Ltd.) in einem Anteil von 0,38 Teilen (1,0%, bezogen auf das Aluminiumoxidhydrat) anstelle des Acrylamid/Allylaminhydrochlorid-Copolymers zugegeben wurde, und die Messung und Bewertungstests wurden durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 und Tabelle 3 angegeben.
Vergleichsbeispiel 6

Auf ähnliche Weise wie in Beispiel 7 wurde ein Beschichtungsformulierung hergestellt, mit der Ausnahme, dass "PAS-M-1" (Handelsname für N-Methyldiallylaminhydrochloridpolymer, 60%ige wässerige Lösung, Produkt von Nitto Boseki Co., Ltd.) in einem Anteil von 0,317 Teilen (1,0%, bezogen auf das Aluminiumoxidhydrat) anstelle des Acrylamid/Allylaminhydrochlorid-Copolymers zugegeben wurde. Weil die Beschichtungsformulierung in ca. 10 Minuten nach der Herstellung gelierte, war es unmöglich, ein Aufzeichnungsmedium herzustellen. Tabelle 2

	Oberflächenrauhigkeit Ra (μm)	75-Grad Glanz
Beispiel 5	0,036	68,6
Beispiel 6	0,036	66,9
Beispiel 7	0,045	64,8
Beispiel 8	0,079	61,5
Vergleichsbeispiel 3	0,031	69,3
Vergleichsbeispiel 4	0,129	50,3
Vergleichsbeispiel 5	0,121	56,2

Aus der Tabelle 2 ist es ersichtlich, dass bei jedem mit der Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung, die das kationische Harz enthielt, hergestelltem Aufzeichnungsmedium, da die Beschichtungsformulierung gegenüber einer Gelierung weniger anfällig war, die Glätte der Oberfläche der Tintenaufnahmeschicht nach der Beschichtung auf im wesentlichen dem gleichen Niveau verblieb, wie die der Aufzeichnungsmedien, die kein kationisches Harz enthielten. Aus Tabelle 3 ist es ersichtlich, dass die Aufzeichnung eines Bildes auf jedem erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmedium wirksam eine Wanderung der Farben nach dem Bedrucken in einer Umgebung hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit wirksam verhinderte und außerdem erfolgreich eine Verfärbung und ein Ausbleichen durch Stickoxide, Schwefeloxide, Ozon und dergleichen in der Luft, die die Haltbarkeit von Bildern in Räumen beeinträchtigen, verhinderte.
Industrielle Anwendbarkeit
Nach dem ersten oder zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Konzentration an niederer Fettsäure, die in einer Tintenaufnahmeschicht, die aus Aluminiumoxidhydrat besteht, verbleibt, in einem spezifischen Bereich kontrolliert. Dies ermöglicht es, ein Aufzeichnungsmedium bereitzustellen, in dem nach dem Bedrucken die Farbwanderung inhibiert ist, und bei dem ebenfalls ein reizender Geruch (oder unangenehmer Geruch) von niederer Fettsäure aus der Tintenaufnahmeschicht oder aus der Tintenaufnahmeschicht kurz nach dem Bedrucken verringert ist.
Nach dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung sind ein Aluminiumoxidhydrat, ein wasserlösliches Harz und/oder ein in Wasser dispergierbares Harz, ein kationisches Harz und eine Borverbindung in spezifischen Anteilen in einer Tintenaufnahmeschicht enthalten, und die Rauhigkeit der Oberfläche der Tintenaufnahmeschicht wird in einem spezifischen Bereich kontrolliert. Dies ermöglicht die Bereitstellung eines Aufzeichnungsmediums, das einen hohen Glanz aufweist, das Bedrucken mit hervorragender Qualität ermöglicht, und in dem die Farbwanderung nach dem Bedrucken und ein Ausbleichen und eine Verfärbung durch Lagerung während eines längeren Zeitraums inhibiert sind.

Claims

Aufzeichnungsmedium, bestehend aus einem Basismaterial und einer Tintenaufnahmeschicht umfassend (a) eine niedere Fettsäure, (b) ein Aluminiumoxidhydrat und (c) ein Acrylamid/Diallylaminhydrochlorid-Copolymer, die an mindestens einer Seite des Basismaterials angeordnet ist, wobei das Aufzeichnungsmedium beim Erwärmen während 1 Stunde bei 60°C eine niedere Fettsäure in einer Konzentration im Bereich von 0,1 bis 1,0 ppm/m²·l abgibt.
Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, das, wenn es bei 23°C während 10 Minuten nach Ausbildung eines Bildes auf der Tintenaufnahmeschicht des Aufzeichnungsmediums stehen gelassen wird, das Aufzeichnungsmedium eine niedere Fettsäure in einer Konzentration von nicht mehr als 2,5 ppm/m²·l abgibt.
Aufzeichnungsmedium nach einem der Ansprüche 1 oder 2, worin das Basismaterial ein Film oder ein Polyolefinharz-beschichtetes Papier ist.
Aufzeichnungsmedium nach einem der Ansprüche 1 oder 2, worin die Tintenaufnahmeschicht auf ihrer Oberfläche eine arithmetische mittlere Rauhigkeit Ra von nicht mehr als 0,1 um aufweist, wenn gemessen durch Festlegen des Grenzwerts und der Messlänge bei 0,25 mm und 1,25 mm, wie in JIS-B-0601 spezifiziert.