DE69307113T2 - Aufzeichnungsmaterial für Tintenstrahlaufzeichnung - Google Patents

Aufzeichnungsmaterial für Tintenstrahlaufzeichnung

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DE69307113T2
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Susumu Ogawa
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Description

    HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Tintenstrahl- Aufzeichnungsfolie, die ein gutes Tintenfixierungsverhalten zeigt, wobei ein Verlaufen der Tintenpunkte insbesondere bei hoher Feuchtigkeit verhindert wird und ferner ein Verblassen oder eine Farbänderung der aufgezeichneten Bilder, die im Laufe der Zeit eintreten können, verhindert wird.
  • Durch Tintenstrahltechnik werden Bilder oder Buchstaben aufgezeichnet, indem gemäß verschiedenen Prinzipien ausgestoßene Tintentröpfchen auf einem Aufzeichnungsblatt, wie Papier, abgeschieden werden. Die Tintenstrahlaufzeichnung ist insofern vorteilhaft, als sie eine Hochgeschwindigkeitsaufzeichnung ermöglicht, wenig Lärm hervorruft, leicht für Mehrfarben-Aufzeichnungen eingesetzt werden kann, hinsichtlich der Art der Muster oder Bilder keine Beschränkungen kennt und keine Verarbeitung für Entwicklung und Fixieren erforderlich macht. Daher hat sich die Tintenstrahlaufzeichnung rasch auf verschiedenen Gebieten durchgesetzt, z.B. für Vorrichtungen zum Aufzeichnen verschiedener Bilder, einschließlich Kanji-Schriftzeichen (chinesische Schriftzeichen) und Farbbilder. Ferner sind die durch das Mehrfarben-Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren erzeugten Bilder in keiner Weise Bildern unterlegen, die mit einer Mehrfarben-Druckpresse oder durch Farbphotographie erhalten worden sind. Daneben erstreckt sich die Verwendung der Tintenstrahlaufzeichnung auf das Gebiet der Herstellung von Vollfarbenbildern, wo keine große Kopienanzahl erforderlich ist, da die Kosten pro Kopie günstiger als bei Anwendung photographischer Verfahren sind.
  • Was die Aufzeichnungsblätter für die Tintenstrahlaufzeichnung betrifft, wurden Anstrengungen im Hinblick auf die Drucker- Hardware oder Tintenzusammensetzungen unternommen, um holzfreie Papiere oder beschichtete Papiere, die für übliche Druck- oder Schreibvorgänge verwendet werden, einzusetzen. Jedoch sind zunehmend Verbesserungen der Aufzeichnungsblätter erforderlich, um Schritt zu halten mit der Entwicklung der Drucker-Hardware, beispielsweise in bezug auf ständig steigende Geschwindigkeiten, Entwicklung von noch feiner definierten Vollfarbenbildern und auch Schritt zu halten mit der Ausdehnung der Anwendungsgebiete. Dies bedeutet, daß ein Bedarf an Aufzeichnungsblättern besteht, die eine beständig hohe Reproduzierbarkeit der Abbildungen gewährleisten. Um die Erfordernisse in bezug auf eine hohe Bilddichte der gedruckten Punkte, sowie in bezug auf brillante und ansprechende Farbtoneigenschaften zu erfüllen, muß die aufgebrachte Tinte rasch fixieren und darf nicht durchschlagen oder verlaufen, selbst wenn unterschiedliche Farbtinten übereinander aufgebracht werden. Außerdem soll die Tinte sich rasch verfestigen, die Punkte sollen nicht mehr als notwendig verlaufen und der Umfang der Punkte soll scharf und markant sein.
  • Bisher wurden einige Vorschläge gemacht, um diese Anforderungen zu erfüllen. Beispielsweise wurde versucht, die Tintenabsorptionseigenschaft durch Bereitstellung einer Tintenempfangsschicht, die vorwiegend aus Siliziumdioxid- Pigment besteht, zu verbessern, wobei diese als absorbierende Schicht auf der Oberfläche eines Trägers dient (JP-A-52-9074 und JP-A-58-72495). Um die Tintenabsorptionseigenschaft dieser Tintenempfangsschicht zu verbessern und um eine hohe Bilddichte der gedruckten Punkte unter Zurückdrängung eines Verlaufens zu erreichen, schlagen JP-A-55-51583 und JP-A-56- 157 den Zusatz von nicht-kolbidalen Siliziumdioxid-Pulvern zu der Tintenempfangsschicht vor. Ein weiterer Versuch beschäftigt sich mit dem Farbstoffverteilungszustand in der Tintenempfangsschicht als ein Faktor, der die Färbeeigenschaften und die Schärfe beeinflußt. Gemäß diesem Versuch wird die Verwendung eines speziellen farbstoffabsorbierenden Mittels vorgeschlagen, das die Farbstoffkomponente in der Tinte adsorbiert (JP-A-55-144172).
  • Die vorstehenden Vorschläge sind insofern erfolgreich, als sie ein Verlaufen zurückdrängen und die Erzeugung von Bildern mit hervorragender Schärfe und Farbqualität ermöglichen, wobei dies aber nur unter relativ günstigen Umgebungsbedingungen möglich ist. Diese erfolgreichen Wirkungen lassen sich kaum durchgehend aufrechterhalten, wenn sich die Aufzeichnungs- und Lagerungsumgebung verändert. Insbesondere wenn eine Aufzeichnung unter stark feuchten Bedingungen durchgeführt oder das Druckerzeugnis unter solchen Bedingungen gelagert wird, kommt es dazu, daß die Tinte, die üblicherweise auf wäßriger Basis ist und sich verfestigt hat, durch Absorption von Feuchtigkeit flüssig wird und verläuft. Eine weitere Schwierigkeit besteht darin, daß sich das farbgebende Mittel im zeitlichen Verlauf verändert, wodurch eine Verfärbung des aufgezeichneten Bildes erfolgt. Das vorerwähnte Verlaufen von Tinte führt zu einer Vergrößerung der Tüpfeldurchmesser unter Beeinträchtigung ihrer Schärfe, ihrer Farbqualität und der Bildreproduzierbarkeit. Ferner führt eine Verfärbung des aufgezeichneten Bildes nicht nur zu einer Beeinträchtigung der Farbqualität, sondern bringt auch die Schwierigkeit mit sich, daß Bilder von höchst unterschiedlicher Farbe entstehen.
  • Bei Auftreten dieser Schwierigkeiten wird der Wert eines Tintenstrahl-Aufzeichnungsblattes beeinträchtigt. Folgende Maßnahmen kommen zur Vermeidung dieser Schwierigkeiten in Frage. Zur Erzielung eines scharfen Bildes ist es bevorzugt, daß das horizontale Verlaufen eines Tintentüpfels eingedämmt wird. Zur Aufrechterhaltung der Farbqualität der Bilder ist es bevorzugt, daß das farbgebende Mittel der Tinte auf der Oberfläche des Aufzeichnungsblattes verbleibt. Somit ist es ideal, daß nur der Tintenträger in das Innere des Aufzeichnungsblattes wandert und das farbgebende Mittel an dessen Oberfläche verbleibt. Um andererseits eine im Laufe der Zeit eintretende Verfärbung zu vermeiden, soll das farbgebende Mittel vorzugsweise mit dem Träger in eine solche Tiefe, gesehen von der Oberfläche des Aufzeichnungsblattes aus, eindringen, daß es gegen äußere Faktoren, wie Licht oder Ozongas, geschützt ist. Somit stehen die Eindämmung des Verlaufens der Tüpfel und die Verhinderung einer Beeinträchtigung der Farbqualität im Konflikt zueinander, so daß es schwierig ist, die beiden Probleme gleichzeitig zu lösen.
  • Mit der in neuerer Zeit erfolgten weiten Verbreitung von Titenstrahldruckern kam es auch zu einer erheblichen Diversifikation der Umgebungsbedingungen, unter denen der Druckvorgang durch Tintenstrahlaufzeichnung durchgeführt wird. Es besteht daher ein Bedürfnis, daß die Bildreproduzierbarkeit durch die Umgebungsbedingungen nicht beeinträchtigt wird. Ferner wird auf dem Gebiet der Vollfarben-Hard-Copies, auf dem das Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren in zunehmendem Maße eingesetzt wird, immer mehr nach der Lagerstabilität gefragt. Somit besteht ein Bedürfnis nach Aufzeichnungsblättern, die diese Anforderungen erfüllen.
  • ZUSAMMENFASSENDE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Tintenstrahl- Aufzeichnungsblatt bereitzustellen, das ein günstiges Tintenfixierungsverhalten aufweist, wobei ein Verlaufen von Tintentüpfeln, insbesondere unter starker Feuchtigkeit, verhindert wird und ferner ein Bleichen oder eine Farbänderung der aufgezeichneten Bilder, die im Laufe der Zeit auftreten können, ebenso gehemmt werden.
  • Als Ergebnis umfangreicher, von den Erfindern durchgeführter Untersuchungen über Tintenstrahl-Aufzeichnungsblätter wurde festgestellt, daß sich das Fixierungsverhalten verbessern läßt, ein Verlaufen von Tintentüpfeln auch unter stark feuchter Umgebung verhindert werden kann und ferner eine Beeinträchtigung der Farbqualität unter Kontrolle gehalten werden kann, indem man auf dem Aufzeichnungsblatt eine Tintenempfangsschicht bereitstellt, die aus einer Beschichtungsmasse mit einem Gehalt an einem speziellen Mittel gebildet ist.
  • Somit wird erfindungsgemäß ein Tintenstrahl- Aufzeichnungsblatt bereitgestellt, das einen Träger und mindestens eine auf eine Seite des Trägers schichtförmig aufgebrachte Tintenempfangsschicht aufweist und dadurch gekennzeichnet ist, daß die Tintenempfangsschicht eine Überzugsmasse mit einem Gehalt an einem quaternären Salz eines Dimethylamin. Epichlorhydrin-Addukts der folgenden Formel (1) enthält:
  • worin n eine ganze Zahl ist, die den Polymerisationsgrad angibt und im Bereich von 2 bis 2000 liegt.
  • BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Beim erfindungsgemäß verwendeten quaternären Salz des Dimethylamin Epichlorhydrin-Addukts handelt es sich um ein quaternäres Ammoniumsalz mit kationischer Beschaffenheit. Der Polymerisationsgrad n und die Menge des quaternären Salzes stehen in enger Beziehung zur Viskosität der Überzugsmasse der Tintenempfangsschicht und können wahlweise im Hinblick auf eine Viskosität festgelegt werden, die die Produktionsstufen, z.B. die Herstellung der Überzugsmasse und das Aufbringen dieser Masse in bezug auf die Einstellbarkeit des Beschichtungsgewichts, nicht beeinträchtigt. Jedoch beträgt der Polymerisationsgrad n vorzugsweise 2000 oder weniger im Hinblick auf die Handhabung. Die Menge dieses Produkts wird so eingestellt, daß der PD-Wert, der gemäß der folgenden Gleichung definiert ist, im Bereich von 0,2 bis 40 meq/m² und vorzugsweise von 0,7 bis 20 meq/m² liegt,
  • PD = ED × WD,
  • worin die einzelnen Symbole folgende Bedeutungen haben:
  • ED: [meq/g] - kationische Ladungsmenge, wiedergegeben durch die kolloidale Titrationsmenge des kationischen quaternären Salzes;
  • WD [g/m²]: Menge des quaternären Salzes WD [g/m²] in der Tintenempfangs schicht; und
  • PD: [meq/m²] : kationische Ladungsmenge, wiedergegeben durch die kolloidale Titrationsmenge pro Flächeneinheit des Aufzeichnungsblattes.
  • Die Größe von PD variiert je nach den für den beabsichtigten Zweck erforderlichen Konzentrationen. Liegt sie unter 0,2 meq/m², so ist es schwierig, das Tintenfixierungsverhalten zu gewährleisten. Ferner wird es dann schwierig, die Beeinträchtigung der Farbqualität zu verhindern. Wenn dieser Wert 40 meq/m² übersteigt, so ergibt sich eine niedere Tintenabsorptionsgeschwindigkeit, d.h. die Geschwindigkeit des Tintenträgers zur Durchdringung der Tintenempfangsschicht, so daß die Tinte dazu neigt, sich auf der Oberfläche der Tintenempfangsschicht unter Herbeiführung einer Vergrößerung des Tüpfeldurchmessers zu verteilen, was die Schärfe des gedruckten Bildes vermindert. Ferner muß zur Erzielung eines bestimmten Grads an Tintenfixierungsverhalten die Menge des quaternären Salzes unter Verringerung des Polymerisationsgrads n erhöht werden. Der Polymerisationsgrad n des quaternären Salzes liegt vorzugsweise im Bereich von 300 bis 2000.
  • Die Beschichtungsmasse für die Tintenempfangsschicht kann zusätzlich (Meth)acrylamid-Diallylamin-Copolymeres enthalten, bei dem es sich um ein kationisches sekundäres Amin handelt, und das in starkem Maße die Beeinträchtigung der Farbqualität hemmt. Die Verwendung des Copolymeren trägt auch zur Erzielung des Tintenfixierungsverhaltens unter normalen Umgebungsbedingungen bei, jedoch nicht unter einer Umgebung von starker Feuchtigkeit, so daß das Ziel der vorliegenden Erfindung durch die Zugabe des Copolymeren allein nicht erreicht werden kann. Bei gemeinsamer Verwendung mit dem vorerwähnten quaternären Salz des Dimethylamin Epichlorhydrin-Addukts lassen sich die beiden günstigen Wirkungen ohne Ausfälle erreichen.
  • Erfindungsgemäß kann das vorerwähnte quaternäre Salz des Dimethylamin Epichlorhydrin-Addukts allein verwendet werden; um jedoch in ausreichender Weise die jeweiligen Vorteile des quaternären Salzes und des Copolymeren zu erzielen, ist es bevorzugt, beide Bestandteile in kombinierter Form einzusetzen. Die Menge des Copolymeren in der Tintenempfangsschicht liegt vorzugsweise im Bereich von 1/4 bis 2/1, angegeben als Gewichtsverhältnis zum quaternären Salz. Die Gesamtmenge davon wird vorzugsweise so eingestellt, daß sich eine kolloidale Titrationsmenge P [meq/m²], die gemäß der folgenden Formel berechnet wird, im Bereich von 0,2 bis 40 meq/m² und vorzugsweise von 0,7 bis 20 meq/m² ergibt.
  • P = ED × Wd + EA × WA
  • worin die einzelnen Symbole folgende Bedeutung haben:
  • ED und EA: Kolloidale Titrationsmenge [meq/g] des Kations des quaternären Salzes bzw. des Copolymeren;
  • WD und WA: Beschichtungsgewicht (g/m²) des quaternären Salzes bzw. des Copolymeren.
  • Zu den erfindungsgemäß verwendeten Trägern gehören Basispapiere, die hergestellt worden sind, indem man einen Holzstoff, z.B. einen chemischen Holzstoff, wie LBKP oder NBKP, einen mechanischen Holzstoff, wie GP, PGW, RMP, TMP, CTMP, CMP oder CGP, oder Recycling-Fasern, wie DIP und bekanntes Pigment als Hauptkomponenten mit mindestens einem Additiv, wie Bindemittel, Schlichtemittel, Fixiermittel, Retentionshilfsmittel, Kationisierungsmittel und Verstärkungsmittel, vermischt und aus dem erhaltenen Gemisch mit einer Papiermaschine, wie einer Foudrinier-Maschine, Zylindermaschine und Doppeldrahtmaschine, Papier herstellt. Zu den Trägern gehören ferner beliebige Blattaufbauten, wie Papiere, auf die unter Verwendung einer Leimpresse Stärke, Polyvinylalkohol oder dgl. als Verankerungsschicht aufgebracht ist, oder beschichtete Papiere, die mit einer Pigmentschicht versehen sind, wie Kunstdruckpapier, Gußstreichpapiere oder dgl. Ferner kann es sich bei den Trägern um solche mit einer Polyolefinharzschicht, synthetische Harzfilme, wie Polyethylen, Propylen, Polyester, Nylon, Rayon und Polyurethan sowie Gemische davon, oder um solche aus synthetischen Fasern aus derartigen Harzen handeln. Zur Verbesserung der glatten Oberflächenbeschaffenheit können diese Träger vor dem Aufbringen der Tintenempfangsschicht durch einen Maschinenkalander, TG-Kalander, Weichkalander und dgl. verarbeitet werden.
  • Die Tintenempfangsschicht ist vorwiegend zusammengesetzt aus einem Pigment und einem Bindemittel, dem das quaternäre Salz des Dimethylamin Epichlorhydrin-Addukts als wesentliche Komponente zugesetzt ist. Erfindungsgemäße Ausführungsformen umfassen ein Papier mit einer Tintenempfangsschicht, in der das quaternäre Salz des Dimethylamin Epichlorhydrin-Addukts enthalten ist. Eine spezielle Ausführungsform der Erfindung ist auf Papiere mit einer rückwärtigen Überzugsschicht auf der der Tintenempfangsschicht gegenüberliegenden Seite abgestellt.
  • Das Basispapier, die Tintenempfangsschicht und die rückwärtige Überzugsschicht gemäß der vorliegenden Erfindung können eine oder mehrere Arten von bekannten weißen Pigmenten enthalten. Beispiele für das weiße Pigment sind anorganische weiße Pigmente, wie gefälltes Calciumcarbonat, gemahlenes Calciumcarbonat, Kaolin, Talkum, Calciumsulfat, Bariumsulfat, Titandioxid, Zinkoxid, Zinksulfid, Zinkcarbonat, Satinweiß, Aluminiumsilikat, Diatomeenerde, Calciumsilikat, Magnesiumsilikat, synthetisches amorphes Siliziumdioxid, kolbidales Siliziumdioxid, kolbidales Aluminiumoxid, Pseudoboehmit, Aluminiumhydroxid, Aluminiumoxid, Lithopon, Zeolith, hydrolysiertes Halbysit, Magnesiumcarbonat und Magnesiumhydroxid, sowie organische Pigmente, wie Styrol, Kunststoffpigmente, Acryl-Kunststoffpigmente, Polyethylen, Mikrokapseln, Harnstoffharze und Melaminharze.
  • Zu Bindemitteln in der Tintenempfangsschicht und der rückwärtigen Überzugsschicht gehören Polyvinylalkohol, Vinylacetat, oxidierte Stärke, veretherte Stärke, Cellulosederivate, wie Carboxymethylcellulose und Carboxyethylcellulose, Casein, Gelatine, Sojaprotein, silylmodifizierter Polyvinylalkohol, konjugierte Dien- Copolymer-Latices, wie Maleinsäureanhydridharze, Styrol- Butadien-Copolymere und Methylmethacrylat-Butadien- Copolymere, Acryl-Polymer-Latices, wie Polymere oder Copolymere von Acrylestern und Methacrylestern, und Polymere oder Copolymere von Acrylsäure und Methacrylsäure, Vinyl- Polymer-Latices, wie Ethylen-Vinylacetat-Copolymere, mit funktionellen Gruppen modifizierte Polymer-Latices, die durch Modifizieren der vorerwähnten verschiedenen Polymeren mit Monomeren mit einem Gehalt an einer funktionellen Gruppe, z.B. einer Carboxylgruppe, erhalten worden sind, wäßrige Klebstoffe, wie hitzehärtende synthetische Harze, wie Melaminharze und Harnstoffharze&sub1; synthetische Harzklebstoffe, wie Polymethylmethacrylat, Polyurethanharze, ungesättigte Polyesterharze, Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymere, Polyvinylbutyral und Alkydharze. Diese können allein oder in Kombination aus zwei oder mehr dieser Bestandteile eingesetzt werden.
  • In einer speziellen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, in der eine oder mehrere Arten der vorerwähnten Pigmente als Hauptbestandteil verwendet werden, wird die Verwendung eines porösen anorganischen Pigments bevorzugt. Beispiele für derartige poröse anorganische Pigmente sind poröses, synthetisches amorphes Siliciumdioxid, poröses Magnesiumcarbonat und poröses Aluminiumoxid, wobei poröses synthetisches amorphes Siliciumdioxid mit einem großen Porenvolumen besonders bevorzugt wird.
  • Die Gesamtmenge der Bindemittel kann wahlweise je nach den Eigenschaften des gewünschten Tintenstrahl- Aufzeichnungsblattes eingestellt werden, liegt aber im allgemeinen bei 5 bis 60 Gew.-%, bezogen auf 100 Gew.-% des Pigments.
  • Die Zusammensetzung der Tintenempfangsschicht kann ferner wahlweise als weitere Additive Pigmentdispergiermittel, Verdickungsmittel, Fluiditätsverbesserer, Entschäumungsmittel, Schauminhibitoren, Trennmittel, Schaummittel, Eindringhilfsmittel, Farbstoffe, Farbpigmente, fluoreszierende Aufheller, UV-Absorber, Antioxidantien, Konservierungsmittel, Schlammbeseitigungsmittel, wasserfest ausrüstende Mittel, Naßfestigkeitsmittel und Trockenfestigkeitsmittel enthalten.
  • Die Beschichtungsmasse für die rückwartige Überzugsschicht kann als weitere Additive Pigmente, Dispergiermittel, Verdickungsmittel, Fluiditätsverbesserer, Entschäumungsmittel, Schauminhibitoren, Trennmittel, Schäumungsmittel, Eindringhilfsmittel, Farbstoffe, Farbpigmente, fluoreszierende Aufheller, UV-Absorber, Antioxidantien, Konservierungsmittel, Schlammbeseitigungsmittel, wasserfest ausrüstende Mittel, Naßfestigkeitsmittel und Trockenfestigkeitsmittel enthalten.
  • Zum Aufbringen der Tintenempfangsschicht und der rückwärtigen Überzugsschicht durch Beschichten oder Imprägnieren kann man sich verschiedener, aus dem Stand der Technik bekannter Aufbringvorrichtungen bedienen, wie Rakelbeschichter, Walzenbeschichter, Luftmesserbeschichter, Stabbeschichter, Stab-Klingen-Beschichter, Vorhangbeschichter, Kurzstiftbeschichter ("short dowel coater") und Leimpressen, die jeweils in die Maschine integriert sind oder nicht. Nach Beendigung des Beschichtungs- oder Imprägniervorgangs wird die Schicht getrocknet und kann ferner unter Verwendung von Kalandern, wie Maschinenkalandern, TG-Kalandern, Superkalandern und Weichkalandern, einer endgültigen Oberflächenbehandlung unterzogen werden.
  • Bei der erfindungsgemäß verwendeten Tinte handelt es sich um eine Aufzeichnungslösung mit einem Gehalt an farbgebendem Mittel, Lösungsmittel und weiteren Additiven. Zu den farbgebenden Mitteln gehören wasserlösliche Farbstoffe, wie Direktfarbstoffe, Säurefarbstoffe, basische Farbstoffe, Reaktivfarbstoffe und Nahrungsmittelfarbstoffe. Zu den Lösungsmitteln für die wäßrige Tinte gehören Wasser und verschiedene wasserlösliche, organische Lösungsmittel, wie Alkohole mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, wie Methylalkohol, Ethylalkohol, n-Propylalkohol, Isopropylalkohol, n- Butylalkohol, sec.-Butylalkohol, tert.-Butylakohol und Isobutylalkohol; Amide, wie Dimethylformamid und Dimethylacetamid; Ketone oder Ketonalkohole, wie Aceton und Diacetonalkohol; Ether, wie Tetrahydrofuran und Dioxan, Polyalkylenglykole, wie Polyethylenglykol und Polypropylenglykol; Alkylenglykole mit 2 bis 6 Alkylengruppen, wie Ethylenglykol, Propylenglykol, Butylenglykol, Triethylenglykol, 1,2,6-Hexantriol, Thiodiglykol, Hexylenglykol und Diethylenglykol; sowie niedere Alkylether von mehrwertigen Alkoholen, wie Glycerin, Ethylenglykolmethylether, Diethylenglykolmethyl- (oder ethyl) -ether und Triethylenglykolmonomethylether. Unter diesen zahlreichen wasserlöslichen organischen Lösungsmitteln sind mehrwertige Alkohole, wie Diethylenglykol, und niedere Alkylether von mehrwertigen Alkoholen, wie Triethylenglykolmonomethylether und Triethylenglykolmonoethylether, bevorzugt. Als weitere Additive lassen sich beispielsweise pH-Regulatoren, chelatbildende Mittel, Konservierungsmittel, Viskositätsmodifikatoren, Tenside, Netzmittel und korrosionsverhindernde Mittel erwähnen.
  • Das erfindungsgemäße Tintenstrahl-Aufzeichnungsblatt kann nicht nur als Tintenstrahl-Aufzeichnungsblatt sondern auch als ein beliebiges Auf zeichnungsblatt verwendet werden, auf das eine flüssige Tinte oder eine Tinte, die zum Zeitpunkt der Aufzeichnung flüssig ist, für den Aufzeichnungsvorgang aufgebracht wird. Zu derartigen Aufzeichnungsblättern, die für andere Zwecke als für übliche Tintenstrahl- Aufzeichnungssysteme verwendet werden, gehören Bildempfangsblätter für Wärmeübertragungs- Aufzeichnungssysteme, bei denen ein Tintenblatt mit einem Gehalt an einem dünnen Träger, wie einem Harzfilm, einem hochdichten Papier oder einem synthetischen Papier, das mit einer unter wärmeeinwirkung schmelzbaren Tinte, die überwiegend aus einer unter Warmeeinwirkung schmelzbaren Substanz und einem Farbstoff oder Pigment besteht, von der Rückseite her erwärmt wird, um die Tinte zu schmelzen und die geschmolzene Tinte zu übertragen; ein Blatt für eine spezielle Tintenstrahlaufzeichnung, bei der man sich einer erwärmten und geschmolzenen Tinte oder einer oleophilen Tintenlösung, in der ein öllöslicher Farbstoff in einem organischen Bestandteil gelöst ist, bedient; und ein Tintenempfangsblatt, auf das Bilder von einem lichtempfindlichen und druckempfindlichen Donorblatt, das mit Mikrokapseln mit einem Gehalt an einem photopolymerisierbaren Monomeren und einem farblosen oder gefärbten Farbstoff oder Pigment beschichtet ist, übertragen werden.
  • Diesen Aufzeichnungssystemen ist gemeinsam, daß sich die Tinte zum Zeitpunkt des Aufzeichnungsvorgangs in einem flüssigen Zustand befindet. Die flüssige Tinte durchdringt in vertikaler und horizontaler Richtung die Tintenempfangsschicht und diffundiert darin, bis sie ihre Fluidität verliert und fixiert wird. Ein Tintenabsorptionsvermögen des Aufzeichnungsblattes ist in Übereinstimmung mit dem jeweiligen Aufzeichnungssystem erforderlich, so daß das erfindungsgemäße Tintenstrahl- Aufzeichnungsblatt in erfolgreicher Weise für diese Aufzeichnungssysteme verwendet werden kann.
  • Ferner kann das erfindungsgemäße Tintenstrahl- Aufzeichnungsblatt als Aufzeichnungsblatt für elektrophotographische Aufzeichnungssysteme verwendet werden, die in Kopiergeräten, Druckern und dgl., bei denen ein Toner unter Erwärmen fixiert wird, weit verbreitet sind.
  • Das Verlaufen des Tintentüpfels ist eine Erscheinung, bei der die Tinte in horizontaler Richtung auf der Oberfläche des Aufzeichnungsblattes diffundiert. Um das Verlaufen des Tüpfels zu verhindern, muß seine Diffusion in der Z-Richtung unterstützt werden. Die Bereitstellung einer Tintenempfangsschicht mit einer großen Oberfläche unterstützt eine derartige Diffusion in der Z-Richtung, wodurch das Verlaufen des Tintentüpfels gehemmt werden kann. Andererseits dringt das farbgebende Mittel der Tinte ebenfalls ein oder sinkt tief in das Aufzeichnungsblatt ein, was zu einer Verringerung der Bilddichte führt, wodurch die Farbqualität beeinträchtigt wird. Da das im Tintenträger gelöste farbgebende Mittel anionisch ist, trägt die Verwendung eines Mittels mit einer kationischen Gruppe in der Tintenempfangsschicht zur Fixierung des farbgebenden Mittels auf der Oberfläche zur Verbesserung der Bilddichte bei, blockiert aber die Diffusion der Tinte entlang der Z-Richtung unter Förderung des Verlaufens des Tintentüpfels.
  • Während das Verlaufen des Tintentüpfels und die Bilddichte miteinander in Konflikt stehende Eigenschaften sind, ist unter der Bilddichte mit Sicherheit die Reflexion von sichtbarem Licht zu verstehen, wobei die Reflexion nicht nur an der Oberfläche der Tintenempfangsschicht, sondern auch in einem Abstand im Innern der Oberfläche stattfindet. Dies läßt darauf schließen, daß das farbgebende Mittel der Tinte die Oberflächenschicht durchdringen und sich im Innern in einem Abstand von der Oberfläche befinden kann, ohne die Bilddichte zu beeinflussen. Somit lassen sich die im Konflikt zueinander stehenden Eigenschaften verbessern, wenn die Tintenempfangsschicht eine Passage der Tinte an der Oberfläche erlaubt, das farbgebende Mittel der Tinte aber innerhalb der Schicht festhält.
  • Es kommen zwei Optionen in Frage, um die miteinander in Konflikt stehenden Eigenschaften weiter zu entwickeln. Eine Möglichkeit besteht darin, die Oberfläche der Tintenempfangsschicht zu erhöhen, während die andere Möglichkeit in der Verwendung einer Verbindung mit einer kationischen Gruppe in der Schicht besteht. Im Hinblick auf eine Hemmung des Verlaufens der Tinte unter stark feuchten Umgebungsbedingungen, was eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darstellt, wird die letztgenannte Möglichkeit bevorzugt. Die Wirkung der erstgenannten Möglichkeit besteht in einer physikalischen Absorption, während bei der letztgenannten Möglichkeit eine elektrophile oder chemische Bindung stattfindet, so daß ein Verlaufen des farbgebenden Mittels durch Feuchtigkeitseinwirkung viel weniger wahrscheinlich ist.
  • Die letztgenannte Möglichkeit begünstigt auch eine Hemmung des Abbaus der Farbqualität im Laufe der Zeit, was eine weitere Aufgabe der Erfindung darstellt. Es wird angenommen, daß eine Farbänderung oder ein Verblassen auf eine Veränderung der spektralen Absorptionswellenlänge eines im farbgebenden Mittel enthaltenen Chromophors oder Auxochroms, die durch einen bestimmten Umgebungseinfluß hervorgerufen werden, zurückzuführen ist. Das in der erfindungsgemäßen Tintenempfangsschicht enthaltene quaternäre Salz des Dimethylamin Epichlorhydrin-Addukts blockiert in wirksamer Weise diese Veränderung. Obgleich die Theorie dieses Blockierungsmechanismus noch nicht geklärt ist, wird angenommen, daß das Absorptionsspektrum des Chromophors oder Auxochroms durch Bindung des quaternären Salzes an das farbgebende Mittel stabilisiert wird oder das quaternäre Salz eine Filmbildungsfähigkeit besitzt und der erhaltene Film das farbgebende Mittel bedeckt und es gegen den äußeren Einfluß durch Licht oder Ozongas schützt. Ferner kann die Hemmung der Farbbeeinträchtigung zusätzlich gewährleistet werden, indem man ein (Meth)acrylamid-Diallylamin-Copolymeres in Kombination mit dem quaternären Salz verwendet.
  • Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung und sollen in keiner Weise den Schutzumfang der Erfindung beschränken. Sämtliche Teil- und Prozentangaben beziehen sich auf das Gewicht, sofern nichts anderes angegeben ist.
  • Beispiel 1
  • Ein Papierausgangsmaterial wurde hergestellt, das 25 Teile Pigmente mit einem Gehalt an gefälltem Calciumcarbonat/gemahlenem Calciumcarbonat/Talkum (30/35/35), 0,10 Teile eines handelsüblichen Alkylketendimeren, 0,03 Teile eines handelsüblichen kationischen (Meth)acrylamids, 0,8 Teile einer handelsüblichen kationisierten Stärke und 0,4 Teile Aluminiumsulfat, bezogen auf 100 Gew.-Teile eines Faserbeschickungspapierstoffs mit einem Gehalt an 80 Teilen LBKP (Mahlgrad 400 ml CSF) und 20 Teile NBKP (Mahlgrad 450 ml CSF), enthielt. Unter Verwendung des auf diese Weise hergestellten Papierausgangsmaterials wurde eine als Träger dienende Papierbahn mit einem Flächengewicht von 90 g/m² mit einer Fourdrinier-Maschine hergestellt.
  • Eine Tintenempfangsschicht wurde auf der Oberfläche des auf diese Weise erhaltenen Trägers ausgebildet. Eine Beschichtungsmasse für die Tintenempfangsschicht wurde unter Verwendung von 100 Teilen eines synthetischen amorphen Siliziumdioxids (FINESIL X37B, Produkt der Firma Tokuyama Soda Co., Ltd.), 50 Teilen Polyvinylalkohol (PVA 117, Produkt der Firma Kuraray Co., Ltd.) und 10 Teilen eines kationischen Fixiermittels (ACCURAC 41, Produkt der Firma Mitsui Cyanamid Co., Ltd.; durchschnittlicher Polymerisationsgrad n = 363), dessen kationische Ladung als kolloidale Titrationsmenge 6,9 meq/g betrug, hergestellt. Die Feststoffkonzentration der Beschichtungsmasse wurde auf 13 % eingestellt. Die erhaltene Beschichtungsmasse für die Tintenempfangsschicht wurde schichtförmig in einer Beschichtungsmenge von 6 g/m² auf die Oberfläche des vorstehend erhaltenen Trägers mit einem Luftmesserbeschichter aufgebracht und getrocknet. Die erhaltene Bahn wurde sodann kalandriert. Man erhielt das erfindungsgemäße Tintenstrahl-Aufzeichnungsblatt von Beispiel 1.
  • Beispiel 2
  • Ein Träger wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt. Eine Beschichtungsmasse für die Tintenempfangsschicht wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß das kationische Fixiermittel in einer Menge von 20 Teilen verwendet wurde. Die erhaltene Beschichtungsmasse wurde unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 auf den Träger schichtförmig aufgebracht, getrocknet und der Kalandrierung unterworfen. Man erhielt das Tintenstrahl-Aufzeichnungsblatt von Beispiel 2.
  • Beispiel 3
  • Ein Träger wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt. Eine Beschichtungsmasse für die Tintenempfangsschicht wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß das kationische Fixiermittel in einer Menge von 50 Teilen verwendet wurde. Die erhaltene Beschichtungsmasse wurde unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 auf den Träger schichtförmig aufgebracht, getrocknet und der Kalandrierung unterworfen. Man erhielt das Tintenstrahl-Aufzeichnungsblatt von Beispiel 3.
  • Beispiel 4
  • Ein Träger wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt. Eine Beschichtungsmasse für die Tintenempfangsschicht wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß das kationische Fixiermittel in einer Menge von 20 Teilen verwendet wurde und zusätzlich 20 Teile eines (Meth)acrylamid-Diallylamin- Copolymeren mit einer kolbidalen Titrationsmenge des Kations von 3,7 meq/g zusätzlich verwendet wurde. Die erhaltene Beschichtungsmasse wurde unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 auf den Träger schichtförmig aufgebracht, getrocknet und der Kalandrierung unterworfen. Man erhielt das Tintenstrahl-Aufzeichnungsblatt von Beispiel 4.
  • Vergleichsbeispiel 1
  • Ein Träger wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt. Eine Beschichtungsmasse für die Tintenempfangsschicht wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß das kationische Fixiermittel nicht verwendet wurde. Die erhaltene Beschichtungsmasse wurde unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 auf den Träger schichtförmig aufgebracht, getrocknet und der Kalandrierung unterworfen. Man erhielt das Tintenstrahlaufzeichnungsblatt von Vergleichsbeispiel 1.
  • Vergleichsbeispiel 2
  • Ein Träger wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt. Eine Beschichtungsmasse für die Tintenempfangsschicht wurde auf die gleiche Weise wie in Vergleichsbeispiel 1 hergestellt. Die erhaltene Beschichtungsmasse wurde unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 schichtförmig auf den Träger aufgebracht, getrocknet und der Kalandrierung unterworfen, mit der Ausnahme, daß die Beschichtungsmenge 10 g/m² betrug. Man erhielt das Tintenstrahl-Aufzeichnungsblatt von Vergleichsbeispiel 2.
  • Die Bewertung der in den Beispielen 1 bis 4 und den Vergleichsbeispielen 1 und 2 erhaltenen Tintenstrahl- Aufzeichnungsblätter wurde durch Messen der Tüpfelverlaufrate und der Farbabbaurate des Bilds gemäß folgenden Methoden durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt. Die Tüpfelverlaufrate zeigt das Verlaufen des Tüpfels unter stark feuchten Bedingungen. Je größer der Wert ist, desto stärker wird die Rate durch Feuchtigkeit beeinflußt, was zu einer beeinträchtigten Schärfe und Farbqualität des Bildes führt. Die Farbabbaurate des Bildes zeigt den Grad der Farbveränderung des Bildes vom Zustand unmittelbar nach der Aufzeichnung bis zum Ablauf einer bestimmten Zeitspanne. Je größer der Wert ist, desto stärker ist der Farbabbau des Bildes.
  • Tüpfelverlaufrate
  • Man läßt die Probe 24 Stunden in einer Atmosphäre von 20ºC und 65 % relativer Feuchtigkeit zur Konditionierung stehen. Anschließend werden Tintentüpfel mit einem Titenstrahldrucker (IO-720, Produkt der Firma Sharp Corporation) unter Verwendung einer schwarzen Tinte aufgedruckt. Der Durchmesser des Tüpfels in Kreisform, der durch die folgende Formel definiert ist, wird durch einen Bildanalysator gemessen. Anschließend läßt man die Druckprobe 24 Stunden in feuchter Atmosphäre von 40ºC und 90 % relativer Feuchtigkeit stehen und berechnet erneut auf die vorstehend beschriebene Weise den Durchmesser des kreisförmigen Tüpfels. Das Verhältnis D&sub2;/D&sub1; des Durchmessers (D&sub1; und D&sub2;) des kreisförmigen Tüpfels vor und nach Einwirkung der genannten feuchten Atmosphäre wird als Tüpfelverlaufrate definiert.
  • Di = {(4/π) × A}1/2
  • In der vorstehenden Formel bedeutet Di den Durchmesser des kreisförmigen Tüpfels. D1 (i=1) ist ein Durchmesser des kreisförmigen Tüpfels der Probe vor der Einwirkung der feuchten Atmosphäre. D2 (i=2) ist der Durchmesser des kreisförmigen Tüpfels der Probe nach Einwirkung der genannten Atmosphäre.
  • Farbabbau
  • Ein ausgefülltes Muster wurde auf die Aufzeichnungsblattprobe mit einem Tintenstrahldrucker (IO-720, Produkt der Firma Sharp Corporation) unter Verwendung einer schwarzen Tinte aufgedruckt und in einem Xenon-Fadeometer 20 Stunden dem Licht einer Xenonlampe ausgesetzt. Die Farbdifferenz der Probe vor und nach der Belichtung wird gemessen. Die Farbdifferenz läßt sich gemäß der folgenden Formel auf der Grundlage der Ergebnisse der Messung der Farbe der Probe vor und nach der Belichtung gemäß dem kolorimetrischen L*a*b*- System (CIE 1976) definieren. Je größer der Farbdifferenzwert ist, desto intensiver ist der Farbaubbau. Die Messung wird mit dem Farbdifferenzmeßgerät CR100 der Firma Minolta Camera Co., Ltd. unter Verwendung von Licht C als Standardlichtquelle durchgeführt. Liegt die Farbdifferenz unter 1,0, so läßt sich die Farbdifferenz kaum visuell feststellen.
  • ΔE = {(ΔL*)2 + (Δa*)2 + (Δb*)2}1/2
  • In der vorstehenden Formel bedeutet AE die Farbdifferenz und ΔL* und Δa* und Δb* bedeuten die Differenzen L*, a* bzw. b* vor und nach der Belichtung. Tabelle 1
  • RH = relative Feuchtigkeit
  • Vergleichsbeispiel 3 und Beispiele 5 bis 9
  • Träger wurden auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 unter Verwendung einer Fourdrinier-Papiermaschine hergestellt. Anschließend wurden die Träger durch Imprägnieren mit den nachstehenden Leimpressen-Beschichtungsmassen mit einer direkt mit der Maschine gekoppelten Leimpresse in einer Beschichtungsmenge von 4 g/m², angegeben in Trockenbestandteilen, beschichtet, sodann getrocknet und kalandriert. Man erhielt die Tintenstrahl- Aufzeichnungsblätter von Vergleichsbeispiel 3 und der Beispiele 5 bis 9.
  • Leimpressen-Beschichtungsmasse Vergleichsbeispiel 3
  • Stärkelösung mit einer Feststoffkonzentration von 6 %.
  • Beispiel 5
  • Eine Mischlösung aus 50 Teilen einer Stärkelösung mit einer Feststoffkonzentration von 6 % und 50 Teilen einer Lösung (Feststoffkonzentration 6 %) eines kationischen Fixiermittels (entsprechend der Formel (1), wobei der Polymerisationsgrad n = 2 bis 3) mit einer kolbidalen Titrationsmenge des Kations von 6,9 meq/g.
  • Beispiel 6
  • Die gleiche Mischlösung wie in Beispiel 5, mit der Ausnahme, daß das kationische Fixiermittel einen durchschnittlichen Polymerisationsgrad n = 25 aufwies.
  • Beispiel 7
  • Gleiche Mischlösung wie in Beispiel 5, mit der Ausnahme, daß das kationische Fixiermittel einen durchschnittlichen Polymerisationsgrad n = 360 aufwies.
  • Beispiel 8
  • Gleiche Mischlösung wie in Beispiel 5, mit der Ausnahme, daß das kationische Fixiermittel einen durchschnittlichen Polymerisationsgrad n = 545 aufwies.
  • Beispiel 9
  • Gleiche Mischlösung wie in Beispiel 5, mit der Ausnahme, daß das kationische Fixiermittel einen durchschnittlichen Polymerisationsgrad n = 1820 aufwies.
  • Die Bewertung der Tintenstrahl-Aufzeichnungsblätter von Vergleichsbeispiel 3 und der Beispiele 5 bis 9 wurde durch Messen der Tüpfelvergrößerungsrate durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 aufgeführt. Tabelle 2
  • Wie aus den Tabellen 1 und 2 ersichtlich ist, wurde das Verlaufen von Tintentüpfeln, die durch Feuchtigkeit unter stark feuchten Bedingungen hervorgerufen wurde, durch die Tintenempfangsschicht mit dem quaternären Salz des Dimethylamin Epichlorhydrin-Addukts gemäß der vorliegenden Erfindung gehemmt. Ferner ist ersichtlich, daß der Farbabbau des Bildes in Beispiel 4 zusätzlich gehemmt wurde, wenn außerdem (Meth)Acrylamid-Diallylamin-Copolymeres verwendet wurde. Ferner ist ersichtlich, daß sich ein beträchtliches Verlaufen der Tüpfel und ein ebenfalls erheblicher Farbabbau des Bildes in den Aufzeichnungsblättern der Vergleichsbeispiele 1 und 2, die nicht das quaternäre Salz des Dimethylamin. Epichlorhydrin-Addukts enthielten, ergaben. In Vergleichsbeispiel 2, wo die Beschichtungsmenge der Tintenempfangsschicht erhöht war, war die Hemmung des Verlaufens der Tintentüpfel und der Farbabbau des Bildes merklich, jedoch war der Hemmgrad geringer als in den Beispielen 1 bis 4. Außerdem zeigen das Vergleichsbeispiel 3 und die Beispiele 5 bis 9, daß die Verlaufrate unter stark feuchten Bedingungen in den Tintenstrahl- Aufzeichnungsblättern mit einem Gehalt an dem erfindungsgemäßen quaternären Salz des Dimethylamin- Epichlorhydrin-Addukts äußerst gering war.
  • Aus den vorstehenden Erläuterungen ist ersichtlich, daß man erfindungsgemäß Tintenstrahl-Aufzeichnungsblätter erhält, bei denen ein günstiges Tintenfixierungsverhalten gewährleistet ist, und bei denen das Verlaufen der Tintentüpfel unter stark feuchten Bedingungen und der Farbabbau des Bildes im Laufe der Zeit gehemmt sind.

Claims (6)

1. Tintenstrahl-Aufzeichnungsblatt, das einen Träger und mindestens eine auf eine Seite des Trägers schichtförmig aufgebrachte Tintenempfangsschicht aufweist, wobei die Tintenempfangsschicht eine Überzugsmasse mit einem Gehalt an einem quaternären Salz eines Dimethylamin Epichlorhydrin- Addukts der folgenden Formel (1) enthält:
worin n eine ganze Zahl ist, die den Polymerisationsgrad angibt und im Bereich von 2 bis 2000 liegt.
2. Tintenstrahl-Aufzeichnungsblatt nach Anspruch 1, wobei die Beschichtungsmasse der Tintenempfangsschicht zusätzlich ein (Meth)acrylamid-Diallylamin-Copolymeres enthält.
3. Tintenstrahl- Aufzeichnungsblatt nach Anspruch 1, wobei die Menge des quaternären Salzes des Dimethylamin- Epichlorhydrin-Addukts 0,2 bis 40 meq/m², angegeben als kolloidale Titrationsmenge des Kations pro Einheitsfläche des vorstehend definierten Aufzeichnungsblattes, beträgt.
4. Tintenstrahl-Aufzeichnungsblatt nach Anspruch 2, wobei die Gesamtmenge des quaternären Salzes des Dimethylamin- Epichlorhydrin-Addukts und des (Meth)acrylamid-Diallylamin- Copolymeren 0,2 bis 40 meq/m², angegeben als kolloidale Titrationsmenge des Kations pro Einheitsfläche des vorstehend definierten Aufzeichnungsblattes, beträgt.
5. Tintenstrahl-Aufzeichnungsblatt nach Anspruch 2, wobei das Gewichtsverhältnis des quaternären Salzes zum Copolymeren 1/4 bis 2/1 beträgt.
6. Tintenstrahl-Aufzeichnungsblatt nach Anspruch 1, wobei es sich bei dem Träger um ein Papier oder um ein beschichtetes Papier handelt.
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