DE69402003T2

DE69402003T2 - Aufzeichnungsblatt und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE69402003T2
Application number: DE69402003T
Authority: DE
Inventors: Hitoshi Kijimuta; Shinichi Suzuki
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Paper Mills Ltd
Priority date: 1993-07-16
Filing date: 1994-07-13
Publication date: 1997-06-19
Anticipated expiration: 2014-07-14
Also published as: EP0634287B1; DE69402003D1; US5463178A; EP0634287A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Aufzeichnungsblatt und ein Verfahren zu seiner Herstellung.
In jüngerer Zeit ist zusammen mit der weit verbreiteten Verwendung von elektronischen Einzelbild-Kameras oder Computern rasch eine Technologie für Hardcopies entwickelt worden, um Bilder auf Papierblättern oder etwas ähnlichem aufzuzeichnen. Das äußerste Ziel derartiger Hardcopies ist die Silberhalogenid- Photographie, und es ist insbesondere eine Aufgabe der Entwicklung, die Farbreproduktion, die Bilddichte, den Glanz, die Umgebungsbeständigkeit etc. so dicht wie möglich an die Silberhalogenid-Photographie heranzubringen. Für das Aufzeichnungssystem von Hardcopies ist nicht nur ein Verfahren der direkten Photographie einer Anzeige, auf der ein Bild dargestellt wird mit Silberhalogenid-Photographie, sondern auch verschiedene Systeme, wie ein Thermotransfer-System vom Sublimations-Typ, ein Tintenstrahl-System und ein elektrostatisches Transfersystem bekannt.
Tintenstrahldrucker sind in jüngerer Zeit in großem Umfang verwendet worden, da mit ihnen eine vollständige Färbung einfach ist und die Druckgeräusche gering sind. Das Tintenstrahl-System ist so konstruiert, daß es Tintentropfen in hoher Geschwindigkeit aus den Düsen auf das Aufzeichnungsblatt spritzt, und die Tinte enthält eine große Menge eines Lösungsmittels Daher muß das Aufzeichnungsblatt für einen Tintenstrahldrucker die Tinte schnell absorbieren und trotzdem hervorragende Farbbildungseigenschaften aufweisen. Zum Beispiel ist ein Aufzeichnungsblatt bekannt, das eine poröse Schicht aus Aluminiumoxidhydrat aufweist, die auf einen Substrat gebildet wurde (US-A-5 104 730 und EP-A-524 626A)
Wenn die poröse Schicht aus Aluminiumoxidhydrat, die auf einem Substrat bereitgestellt wird, jedoch mit etwas Scharfem in Kontakt steht, ist sie für ein Verkratzen anfällig. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Aufzeichnungsblatt mit einer hervorragenden Kratzbeständigkeit bereitzustellen.
Durch die vorliegende Erfindilng wird ein Aufzeichnungsblatt bereitgestellt, das ein Substrat, eine poröse Schicht aus Pseudo-Boehmit mit einer Dicke von 10 bis 100 µm, die auf dem Substrat erzeugt worden ist, und eine Schicht aus Kieselgel mit einer Dicke von 0,1 bis 30 µm umfaßt, die auf der porösen Schicht aus Pseudo-Boehmit erzeugt worden ist.
Nun wird die vorliegende Erfindung im Detail unter Bezugnahme auf die bevorzugten Ausführungsformen beschrieben.
Die poröse Schicht aus Pseudo-Boehmit ist vorzugsweise ein kolbidales Aggregat aus Boehmit-Kristallen (Al&sub2;O&sub3; nH&sub2;O, n = 1 bis 1,5). Sie enthält vorzugsweise eine organische Bindemittelkomponente. In den Aufzeichnungsblatt sind die Boehmit-Kristalle vorzugsweise so orientiert, daß die &supmin;b-Achse vertikal zu der Oberfläche des Blattes ausgerichtet ist, wodurch ein hohes Absorptionsvermögen und eine hohe Transparenz verliehen wird.
Die poröse Schicht aus Pseudo-Boehmit weist vorzugsweise eine poröse Struktur, die im wesentlichen aus Poren mit einem Radius von 1 bis 15 nm besteht, und ein Porenvolumen von 0,3 bis 1, cm³/g auf, wodurch sie ein angemessenes Absorptionsvermögen und eine hohe Transparenz aufweist. Wenn das Substrat und die adsorbierende Schicht aus einem Färbemittel transparent sind, wird das Aufzeichnungsblatt hier transparent sein. In der vorliegenden Erfindung wird die Verteilung der Porenradien durch ein Stickstoff-Adsorptions- und ein -Desorptionsverfahren gemessen.
Als ein Verfahren zur Erzeugung der porösen Schicht aus Pseudo- Boehmit auf dem Substrat ist es möglich, z.B. ein Verfahren zu verwenden, bei dem ein Bindemittel zu einem Boehmit-Sol gegeben wird, das dann mit einer Walzenstreichvorrichtung, einer Luftmesser-Streichvorrichtung, einer Rakel-Streichvorrichtung, einer Stangen-Streichvorrichtung, einer Stab-Streichvorrichtung oder einer Komma-Streichvorrichtung auf das Substrat gebracht wird, gefolgt von Trocknung. Als Bindemittel kann eine organische Substanz, wie Stärke oder ein modifiziertes Produkt davon, ein Polyvinylalkohol oder ein modifiziertes Produkt davon, ein SBR-Latex, ein NBR-Latex, carboxymethylcellulose, Hydroxymethylcellulose oder Polyvinylpyrrolidon verwendet werden. Das Bindemittel wird vorzugsweise in einer Menge von 5 bis 50 Gew.-% des Pseudo-Boehmits verwendet. Wenn die Menge des Bindemittels weniger als 5 Gew.-% beträgt, besteht die Tendenz, daß die Stärke der porösen Schicht aus Pseudo-Boehmit unzureichend wird. Wenn sie andererseits 50 Gew.-% überschreitet, besteht die Tendenz, daß das Adsorptionsvermögen für ein Färbemittel unzureichend ist.
In der vorliegenden Erfindung ist das Substrat nicht besonders beschränkt, und es können verschiedene Typen verwendet werden. Speziell können vorzugsweise verschiedene Kunststoffblätter, einschließlich Blätter, z.B. aus einem Polyesterharz, wie Polyethylenterephthalat, einem Polycarbonatharz und einem Fluorharz, wie ETFE, oder Papiernaterialien, verwendet werden. Im Falle eines Aufzeichnungsblatts für einen Overhead-Projektor muß das Substrat transparent sein. Es kann jedoch auch ein -undurchsichtiges Substrat verwendet werden. Um die Haftfähigkeit einer Farbmittel absorbierenden Schicht zu verbessern, ist es weiter möglich, eine Glimm-Entladungsbehandlung oder eine Unterschicht-Behandlung durchzuführen.
In der vorliegenden Erfindung wird eine Schicht aus Kieselgel auf der porösen Schicht aus Pseudo-Boehmit erzeugt. Die Kieselgelschicht weist vorzugsweise eine derartige Struktur auf, daß sphärische primäre Siliciumoxidteilchen miteinander verbunden sind und kein Pulver aus sekundären Teilchen in der Schicht enthalten ist. Wenn ein Pulver aus sekundären Siliciumoxidteilchen enthalten ist, besteht die Tendenz, daß die Transparenz der Beschichtungslage beeinträchtigt wird, und es besteht die Tendenz, daß die mechanische Festigkeit der Kieselgelschicht unzureichend ist, wodurch die Tendenz besteht, daß die Schutzwirkung der Pseudo-Boehmit-Schicht unzureichend wird. Die Kieselgelschicht kann durch Zugabe eines Bindemittels zu einem Kieselsol, gefolgt von Beschichten mit dem Gemisch hergestellt werden. Es wird bevorzugt, als Kieselsol ein Kieselsol mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 10 bis 90 nm und einer Konzentration des Feststoffgehalts von 1 bis 20 Gew.- % zu verwenden.
Als Bindemittel kann dasselbe Bindemittel wie zur Erzeugung der porösen Schicht aus Pseudo-Boehmit verwendet werden. Es wird jedoch insbesondere bevorzugt, ein Silanol enthaltendes Vinylalkohol-Copolymer zu verwenden. Das Bindemittel wird vorzugsweise in einer Menge von 1 bis 30 Gew.-%, bezogen auf den Feststoffgehalt des Kieselsols (als SiO&sub2; berechnet), verwendet. Wenn die Menge des Bindemittels weniger als 1 Gew.-% beträgt, besteht die Tendenz, daß die mechanische Festigkeit der Kieselgelschicht unzureichend ist, wodurch die Tendenz besteht, daß die Schutzwirkung der Pseudo-Boehmit-Schicht unzureichend ist. Wenn die Menge des Bindemittels andererseits 30 Gew.-% übersteigt, besteht die Tendenz, daß das Tinten-Absorptionsvermögen unzureichend ist, wodurch Tintentropfen auf der Oberfläche des Aufzeichnungsblattes wahrscheinlich miteinander in Verbindung treten und das Druckbild entstellt werden kann. Dieses pHänomen wird im allgemeinen "Beading" genannt.
Durch Aufbringen der Beschichtungsflüssigkeit auf die poröse Schicht aus Pseudo-Boehmit, gefolgt von Trocknen, kann eine Schicht aus Kieselgel erzeugt werden. Die Dicke dieser Kieselgelschicht beträgt vorzugsweise von 0,1 bis 30 µm. Wenn die Dicke der Kieselgelschicht weniger als 0,1 µm beträgt, besteht die Tendenz, daß die Schutzwirkung der porösen Schicht aus Pseudo-Boehmit unzureichend ist, wodurch die Tendenz besteht, daß die Kratzbeständigkeit unzureichend ist. Wenn die Dicke der Kieselgelschicht 30 µm beträgt, besteht die Tendenz, daß die Transparenz der aufgebrachten Schicht beeinträchtigt wird, und es besteht die Tendenz, daß das Tintenabsorptionsvermögen unzureichend wird, was wahrscheinlich zu Beading führt. Stärker bevorzugt, beträgt die Dicke der Kieselgelschicht von 0,1 bis 10 µm. Der Mechanismus zur Verbesserung der Kratzbeständigkeit durch Bereitstellen einer Kieselgelschicht in der vorliegenden Erfindung wird nicht klar verstanden. Wenn die beschichtete Oberfläche des Aufzeichnungsblatts der vorliegenden Erfindung jedoch mit einem Rasterelektronenmikroskop untersucht wird, wird beobachtet, daß die Kieselgelschicht auf der Oberfläche der Pseudo-Boehmit-Schicht in einem Zustand gebildet wird, bei dem die sphärischen primären Siliciumoxidteilchen regelmäßig ausgerichtet sind. Demgemäß wird angenommen, daß die Glätte der Oberfläche der aufgetragenen Schicht verbessert wird, wodurch Schmiereigenschaften verliehen werden, die ihrerseits zur Verbesserung der Kratzbeständigkeit beitragen.
Weiter stellt die Kieselgelschicht den zusätzlichen Effekt bereit, daß der Glanz des Aufzeichnungsblatts verbessert und zur Verbesserung der Bildqualität beigetragen wird.
Nun wird die vorliegenden Erfindung in größerem Detail unter Bezugnahme auf Beispiele beschrieben. Es sollte jedoch klar sein, daß die vorliegende Erfindung keinesfalls auf derartige spezielle Beispiele beschränkt ist.

BEISPIEL 1

Unter Verwendung eines Polyvinylalkohols (Verseifungsgrad: 99,8%, Polymerisationsgrad: 4000) und eines Boehmitsols, das durch Hydrolysepeptidierung von Aluminiumisopropoxid hergestellt worden ist, wurde ein Beschichtungsfluid mit einer Gesamtmenge der Konzentration des Feststoffgehalts von 15% hergestellt, in dem der Feststoffgehalt an Polyvinylalkohol, bezogen auf den Feststoffgehalt an Boehmit, 11% betrug. Dieses Beschichtungsfluid wurde auf einen Polyethylenterephthalatfilm mit einer Dicke von 100 µm mit einer Stab-Streichvorrichtung aufgetragen, so daß die Dicke der aufgetragenen Schicht nach der Trocknung 30 µm betragen würde, gefolgt von Trocknen, wodurch eine Schicht aus Pseudo-Boehmit erzeugt wurde. Weiter wurde ein Kieselsol-Beschichtungsfluid mit einem Feststoffgehalt von 5 Gew.-% (R-1130/Si&sub2; = 0,1), das ein Kieselsol mit einer Größe der primären Teilchen von 35 bis 55 µm und ein Silanol enthielt, das ein Polyvinylalkohol-Copolymer (R-Polymer R-1130, Handelsname, hergestellt von KURARAY CO., LTD.) umfaßte, aufgetragen und getrocknet, so daß die Dicke der Kieselgelschicht 1 µm betragen würde, gefolgt von einer Hitzebehandlung bei 140 ºC, wodurch ein Aufzeichnungsblatt erhalten wurde.
Dieses Aufzeichnungsblatt wurde durch ein Rasterelektronenmikroskop untersucht, wobei die Kieselgelschicht, die auf der Oberfläche der Pseudo-Boehmit-Schicht gebildet worden war, eine derartige Struktur aufwies, daß die kugelförmigen primären Teilchen aus Siliciumoxid regelmäßig ausgerichtet waren Dieses Aufzeichnungsblatt wies ein angemessenes Absorptionsvermögen auf, was eine Aufzeichnung mit einem Tintenstrahldrucker ermöglichte, und seine Transparenz war hervorragend. Dieses Aufzeichnungsblatt wurde dadurch 100 mal einem Abriebtest unterzogen, daß ein Wattebausch unter einer Last von 200 g mit einem Abrieb-Testgerät (das von Suga Shikenki K.K. hergestellt worden war) aufgedrückt wurde, wobei kein Kratzer beobachtet wurde. Der 60º-Spiegelglanz dieses Aufzeichnungsblatts betrug

VERGLEICHSBEISPIEL

Ein Aufzeichnungsblatt wurde auf dieselbe Art wie in Beispiel 1 hergestellt, außer daß keine Kieselgelschicht erzeugt wurde. Dieses Aufzeichnungsblatt wurden demselben Abriebtest unterzogen, wobei Kratzer beobachtet wurden. Der 60º-Spiegelglanz dieses Blatts betrug 40%.
Das Aufzeichnungsblatt der vorliegenden Erfindung weist ein hohes Absorptionsvermögen für Tinte und ein hohes Absorptionsvermögen für Färbemittel auf, und die Abriebbeständigkeit der Aufzeichnungsoberfläche ist hervorragend. Sein Glanz ist ebenfalls hervorragend. Somit ist es insbesondere zur Verwendung als ein Aufzeichnungsblatt für einen Tintenstrahldrucker geeignet.

Claims

1. Aufzeichnungsblatt, umfassend ein Substrat, eine poröse Schicht aus Pseudo-Boehmit mit einer Dicke von 10 bis 100 µm, die auf dem Substrat erzeugt worden ist, und eine Schicht aus Silicagel mit einer Dicke von 0,1 bis 30 µm, die auf der porösen Schicht aus Pseudo-Boehmit erzeugt worden ist.

2. Aufzeichnungsblatt nach Anspruch 1, worin die Schicht aus Silicagel eine derartige Struktur aufweist, daß primäre sphärische Teilchen aus Siliziumdioxid miteinander verbunden sind und die Schicht keine sekundären Teilchen enthält.

3. Aufzeichnungsblatt nach Anspruch 2, worin der Durchmesser der primären sphärischen Teilchen aus Siliciumdioxid von 10 bis 90 nm beträgt.

4. Aufzeichnungsblatt nach Anspruch 1, worin die Schicht aus Silicagel ein Bindemittel in einer Menge von 1 bis 30 Gew.-% des Silicagels enthält.

5. Aufzeichnungsblatt nach Anspruch 1, worin die poröse Schicht aus Pseudo-Boehmit eine poröse Struktur aufweist, die im wesentlichen aus Poren mit einem Radius von 1 bis 15 nm besteht und ein Porenvolumen von 0,3 bis 1,0 cm³/g aufweist.

6. Aufzeichnungsblatt nach Anspruch 1, worin die poröse Schicht aus Pseudo-Boehmit ein Bindemittel in einer Menge von 5 bis 50 Gew.-% des Pseudo-Boehmits enthält.

7. Verwendung des Aufzeichnungsblatts nach Anspruch 1 als Aufzeichnungsmedium für einen Tintenstrahldrucker.

8. Verfahren zur Herstellung eines Aufzeichnungsblatts, das das Erzeugen einer porösen Schicht aus Pseudo-Boehmit auf einem Substrat und das Beschichten von Kieselsol zusammen mit einem Bindemittel darauf, gefolgt von Trocknen zur Erzeugung einer Schicht aus Silicagel umfaßt.

9. Verfahren zur Herstellung eines Aufzeichnungsblattes nach Anspruch 8, worin der durchschnittliche Teilchendurchmesser des Kieselsols von 10 bis 90 nm beträgt.

10. Verfahren zur Herstellung eines Aufzeichmungsblattes nach Anspruch 8, worin das Bindemittel von 1 bis 30 Gew.-% bezogen auf den Feststoffgehalt des Kieselsols ausmacht.