DE69825359T2

DE69825359T2 - Tintenstrahlaufzeichnngsverfahren und Herstellungsverfahren dafür

Info

Publication number: DE69825359T2
Application number: DE69825359T
Authority: DE
Inventors: Ryu Mihama-ku Kitamura; Tomomi Takahashi; Shunichiro Ichikawa-shi Mukoyoshi
Original assignee: Oji Paper Co Ltd
Current assignee: New Oji Paper Co Ltd
Priority date: 1997-05-15
Filing date: 1998-05-15
Publication date: 2005-07-21
Anticipated expiration: 2018-05-16
Also published as: EP1038691B1; EP0878322A3; DE69825477D1; DE69825359D1; US6465086B1; EP1038691A1; EP0878322A2; DE69825477T2; EP0878322B1; HK1030908A1

Description

1. GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial sowie Verfahren zur Herstellung desselben. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial, das einen ausgezeichneten Glanz sowie eine ausgezeichnete Tintenabsorption aufweist und in der Lage ist, Tintenabbildungen mit einer ausgezeichneten Farbdichte aufzuzeichnen. Zudem betrifft sie Verfahren zur Herstellung desselben.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Das Tintenstrahlaufzeichnungssystem ist ein System zur Aufzeichnung von Tintenabbildungen, bei dem Tintentröpfchen unter hoher Geschwindigkeit durch eine Tintenstrahldüse auf ein Aufzeichnungsmaterial gestrahlt werden, und die gestrahlten Tintentröpfchen zur Bildung von Tintenabbildungen von dem Aufzeichnungsmaterial absorbiert und auf ihm fixiert werden. Dieses Tintenstrahlaufzeichnungssystem ist dahingehend vorteilhaft, dass vollfarbige Abbildungen leicht gebildet werden können und der Drucklärm gering ist.
Die für das Tintenstrahlaufzeichnungssystem verwendbare Tinte umfasst eine große Menge eines Lösungsmittels in dem ein färbendes Material aufgelöst oder dispergiert ist, und daher muss zum Erhalt einer hohen Farbdichte der aufgezeichneten Tintenabbildungen eine große Menge der Tinte in dem Aufzeichnungsmaterial absorbiert werden. Für die vollständige Absorption der Tintentröpfchen, die das Aufzeichnungsmaterial erreicht haben, ist eine gewisse Zeitdauer notwendig. Wenn die Tintentröpfchen kontinuierlich abbildungsweise zur Bildung von Tintenpunkten auf der Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials gestrahlt werden, führt dieses Merkmal des Tintenstrahlaufzeichnungssystems zu dem Nachteil, dass die Tintentröpfchen manchmal einen Zielpunkt erreichen, bevor ein dem Zielpunkt benachbarter Tintenpunkt vollständig in dem Aufzeichnungsmaterial absorbiert wurde, und der Zieltintentropfen sich mit dem benachbarten Tintenpunkt verbindet, so dass die resultierende Tintenabbildung unklar wird.
Wenn das Aufzeichnungsmaterial für das Tintenstrahlaufzeichnungssystem den Vorteil aufweisen soll, dass die auf ihm gebildeten Tintenpunkte eine hohe Farbdichte und Helligkeit sowie eine hohe Klarheit aufweisen, müssen dementsprechend die Tintentröpfchen schnell in dem Aufzeichnungsmaterial absorbiert werden und selbst wenn die Tintenpunkte einander überlappen, kann im Wesentlichen kein Verschmieren der Tinte erfolgen.
Da sich Tintenstrahldrucker sehr schnell ausbreiten, besteht gegenwärtig eine Nachfrage nach verschiedenen Hochglanz-Tintenstrahlausdrucken für Blätter für Veröffentlichungen sowie für Packpapierblätter. Bei farbigen Ausdrucken besteht insbesondere große Nachfrage nach filmartigen Tintenstrahlaufzeichnungsblättern oder Tintenstrahlaufzeichnungsblättern, die von der Art wie beschichtete Aufzeichnungsblätter sind, mit einer geeigneten Punktform (echter Kreis), einer hohen Punktschärfe und hohen tintenempfangenden Eigenschaften wie zum Beispiel hohe Tintenabsorbierungs- und Tintenfixierungsgeschwindigkeiten und einer hohen Tintenabsorption.
Um den oben genannten Ansprüchen nachzukommen, ist eine große Anzahl an Arten von Tintenstrahlaufzeichnungsblättern, bei denen eine Beschichtungsschicht, die ein tintenabsorbierendes Pigment, zum Beispiel Siliciumdioxid oder Aluminiumoxid, umfasst, und ein Bindemittel enthält, auf einer Oberfläche eines Trägerblattes ausgebildet ist, erhältlich. Bei diesen Aufzeichnungsblättern weisen die Pigmente eine sehr geringe Teilchengröße von mehreren μm auf, und daher ist die Oberfläche des resultierenden Aufzeichnungsblattes rau und es ist schwierig, einen hohen Glanz der resultierenden Ausdrucke zu erhalten. Da die Beschichtungsschicht ziemlich undurchsichtig ist, ist zudem die angewendete Tinte leicht in der Beschichtungsschicht eingebettet und daher ist die Farbdichte der resultierenden Tintenabbildungen gering. Die Tintentröpfchen verteilen sich nämlich leicht zwischen den feinen Pigmentteilchen über eine weite Fläche und die Farbdichte der Abbildung nimmt mit zunehmender Distanz vom Mittelpunkt der Abbildung ab. Zudem wird der Bereich, in dem die Tinte sich verteilt, unnötig groß. Aus diesem Grund wird die Farbdichte der Tintenabbildung insgesamt gering und die Schärfe und Klarheit der Abbildung nimmt ab. Aus diesem Grund treten eine unerwünschte Ungleichmäßigkeit und ein unerwünschtes Verschmieren der Abbildung auf.
Um die obenstehend genannten Probleme zu lösen, wird in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung Nr. 62–111,782 ein Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial vorgeschlagen, bei dem obere und untere poröse Beschichtungsschichten, die sich in der Porosität voneinander unterscheiden, auf einem Trägerblatt gebildet werden, um die Ausbreitung der Tinte zu kontrollieren, und um eine Ungleichmäßigkeit und ein Verschmieren der Tintenabbildungen zu verhindern. Da die oberen und unteren Beschichtungsschichten jedoch Pigmente umfassen, die eine relative hohe Teilchengröße aufweisen, im μm-Bereich, wies das resultierende Aufzeichnungsblatt einen nicht zufrieden stellenden Glanz und eine nicht zufrieden stellende Farbdicht der Tintenabbildung auf.
Auch die japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. 62–244,689 offenbart ein Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial, bei dem ein Träger mit einer unteren Beschichtungsschicht beschichtet wird, die ein Weißpigment mit einer Brechung von 1,50 oder mehr enthält, und dann mit einer oberen Beschichtungsschicht beschichtet wird, die ein Siliciumpigment mit einer Brechung von 1,43 bis 1,48 enthält. Dieses Tintenstrahlaufzeichnungsblatt kann Tintenabbildungen aufzeichnen, die eine leuchtende Farbe und eine hohe Klarheit aufweisen. Bei dieser Art des Aufzeichnungsmaterials weisen die Pigmente jedoch eine große Teilchengröße von 1 μm oder mehr auf, und daher weist das Aufzeichnungsmaterial einen nicht zufrieden stellenden Glanz auf und die resultierenden Tintenabbildungen weisen eine nicht zufrieden stellende Farbdichte auf.
Ferner offenbart die japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. 63–104,878 ein Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial, bei dem ein Träger mit einer zweischichtigen Aufzeichnungsschicht beschichtet wird. Bei dieser Aufzeichnungsschicht sind die in einer oberen Schicht und in einer unteren Schicht enthaltenen Pigmente in der Teilchengröße unterschiedlich und eine der oberen und unteren Beschichtungsschichten enthält sphärische Siliciumdioxidteilchen, um die tintenfärbende Eigenschaft, und die Punkteigenschaften, zum Beispiel die echte Kreisform der Punkte, zu verbessern. Dennoch weist das Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial immer noch einen nicht zufrieden stellenden Glanz und eine nicht zufrieden stellende Farbdichte der Tintenabbildungen auf.
Zum Zwecke der Verbesserung des Glanzes der Tintenabbildungen und des Tintenabsorbierungsvermögens des Tintenstrahlaufzeichnungsmaterials offenbaren gegenwärtig zum Beispiel die japanischen ungeprüften Patentveröffentlichungen Nr. 7–101,142 und Nr. 7–117,335 eine zweischichtige Aufzeichnungsschicht, bei der die obere Beschichtungsschicht als eine Hochglanzschicht dient. Bei diesen Veröffentlichungen ist die Porosität der Hochglanzschicht sehr niedrig, da die Hochglanzschicht Primärteilchen eines Pigmentes umfasst. Aus diesem Grund weist die Hochglanzschicht nur sehr wenig oder im Wesentlichen gar keinen Platz zum Empfangen und Fixieren der Tinte auf und daher kann sie nur als eine Schicht dienen, durch die die Tinte hindurchtritt. Fast die gesamte angewendete Tinte kann nur durch die Beschichtungsschicht fixiert werden. Die untere Beschichtungsschicht umfasst Pigmentteilchen, die eine Teilchengröße im μm-Bereich aufweisen. Aus diesem Grund weist die resultierende untere Beschichtungsschicht eine minderwertige Transparenz auf und kann daher keine Tintenabbildungen aufzeichnen, die eine hohe Farbdichte aufweisen. Aus diesem Grund kann diese Art des Tintenstrahlaufzeichnungsmaterials im Wesentlichen keine photographischen Abbildungen entsprechenden Tintenabbildungen aufzeichnen, die einen hohen Glanz und eine hohe Farbdichte aufweisen.
Ferner offenbart EP-A-803374 ein Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial, bei dem ein Träger mit einer tintenempfangenden Schicht beschichtet ist, die Sekundärteilchen umfasst, die eine mittlere Teilchengröße der Sekundärenteilchen von 10 bis zu 300 nm aufweisen und aus Primärteilchen bestehen, die eine mittlere Teilchengröße von 3 bis zu 40 nm aufweisen und miteinander agglomeriert sind. Dieses Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial kann Tintenabbildungen aufzeichnen, die fotographischen Abbildungen ähnlich sind und einen hohen Glanz sowie eine hohe Farbdichte aufweisen. Bei den gegenwärtigen Tintenstrahldruckern muss jedoch ein Verschmieren und eine Ungleichmäßigkeit der gedruckten Tintenabbildungen weiterhin verhindert werden, da die Druckgeschwindigkeit und die Tintenstrahlgeschwindigkeit in hohem Maße erhöht sind.
EP-A-0759365 offenbart ein Tintenstahlaufzeichnungsmaterial, das einen Träger und wenigstens eine Aufzeichnungsschicht umfasst, die kolloidale Primärteilchen und ein wasserlösliches Harz aufweisen.
EP-A-0450540 offenbart ein Tintenstrahlaufzeichnungsmedium, das ein Substrat und eine Pigmentschicht umfasst, die auf dem Substrat gebildet ist. Die Pigmentschicht umfasst eine obere Schicht, die Aluminiumoxidteilchen, mit einer Primärteilchengröße von 50 nm und eine Teilchengröße der Sekundärteilchen von 1800 nm enthält. Die untere Schicht umfasst primäre Aluminiumoxidteilchen, die eine Größe von 200 nm aufweisen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial zur Verfügung zu stellen, das einen hohen Glanz, ein hohes Tintenabsorbierungsvermögen und eine hohe Beständigkeit gegen Verschmieren der Tinte aufweist und in der Lage ist, klare Tintenabbildungen aufzuzeichnen, die eine ausgezeichnete Farbdichte und Schärfe aufweisen. Des Weiteren wird ein Verfahren zur Herstellung desselben zur Verfügung gestellt.
Die obenstehend genannte Aufgabe kann durch das erfindungsgemäße Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial gemäß Anspruch 1 erzielt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahlaufzeichnungsmaterials gemäß Anspruch 7 umfasst die folgenden Schritte:
Ausbildung von wenigstens einer ersten Beschichtungsschicht, die der wenigstens einen oberen Aufzeichnungsschicht entspricht, auf einer Formgebungsoberfläche;
Ausbildung wenigstens einer zweiten Beschichtungsschicht, die der wenigstens einen unteren Aufzeichnungsschicht entspricht, auf der ersten Beschichtungsschicht;
Laminieren eines Trägers auf die ersten und zweiten Beschichtungsschichten, die auf der Formgebungsoberfläche gebildet sind; und
Trennen des resultierenden Laminats von der Formgebungsoberfläche.
Bevorzugte Ausführungsformen des beanspruchten Tintenstrahlaufzeichnungsmaterials und des beanspruchten Verfahrens sind in den Unteransprüchen offenbart und beansprucht.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 stellt ein beispielhaftes Querschnittsprofil einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Tintenstrahlaufzeichnungsmaterials dar; und
2 stellt ein beispielhaftes Querschnittsprofil einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial dar.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben Tintenstrahlaufzeichnungsmaterialien ausgiebig untersucht, um die obenstehend genannten Probleme der herkömmlichen Tintenstrahlaufzeichnungsmaterialien zu lösen, und haben herausgefunden, dass wenn eine vielschichtige tintenempfangende Schicht, die wenigstens eine untere Aufzeichnungsschicht und wenigstens eine obere Aufzeichnungsschicht umfasst, wobei jede Sekundärteilchen eines Pigmentes enthält, welche jeweils im Wesentlichen aus einer Vielzahl von miteinander agglomerierten Primärteilchen bestehen, auf einem Träger gebildet wird, die mittlere Teilchengröße der Sekundärteilchen im Bereich von 10 bis zu 400 nm gesteuert wird und die mittlere Teilchengröße der Primärteilchen im Bereich von 3 bis zu 40 nm gesteuert wird, und die mittlere Teilchengröße der Primärteilchen in der unteren Aufzeichnungsschicht so gesteuert wird, dass sie größer ist als die mittlere Teilchengröße der Primärteilchen in der oberen Aufzeichnungsschicht, das resultierende Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial einen hohen Glanz aufweist, ebenso wie ein hohes Tintenabsorbierungsvermögen und eine hohe Beständigkeit gegen das Verschmieren der Tinte, und klare Tintenabbildungen, die eine hohe Farbdichte aufweisen, aufzeichnen kann. Die vorliegende Erfindung gemäß der vorliegenden Ansprüche wurde auf der Basis der oben genannten Erkenntnisse fertig gestellt.
Ist die Teilchengröße der Primärteilchen, aus denen Sekundärteilchen eines Pigmentes mit einer mittleren Teilchengröße der Sekundärteilchen von 10 bis zu 400 nm gebildet werden, gering, weist die resultierende Aufzeichnungsschicht eine hohe Transparenz auf und die zwischen den Teilchen gebildeten Poren sind relativ klein. Zudem ist die spezifische Oberfläche der kleinen Teilchen groß und daher wird der Tintenfarbstoff leicht auf den Oberflächen der Teilchen fixiert und es kann leicht ein gedrucktes Material erhalten werden, das einen hohen Glanz und eine hohe Farbdichte der gedruckten Tintenabbildungen aufweist. Die geringe Größe der Primärteilchen führt jedoch dazu, dass das Filmbildungsvermögen der Primärteilchen gering ist und eine große Menge an Bindemittel verwendet werden muss, um eine Aufzeichnungsschicht mit einem zufrieden stellenden Flächengewicht zu erhalten. Ist der Gehalt des Bindemittels in der Aufzeichnungsschicht zu hoch, weist die resultierende Aufzeichnungsschicht eine signifikant verringerte Tintenabsorbierungsgeschwindigkeit und Kapazität auf. Die derzeitigen Tintenstrahldrucker weisen eine hohe Tintenstrahlgeschwindigkeit und -Kapazität auf. Aus diesem Grund kann die verringerte Tintenabsorbierungsgeschwindigkeit und -Kapazität dazu führen, dass die auf das Aufzeichnungsmaterial aufgebrachten Tintentröpfchen zerfließen oder in den Bereich außerhalb der Tintenpunkte verschmieren.
Um die obenstehend genannten Probleme zu lösen, ist die tintenempfangende Schicht bei dem erfindungsgemäßen Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial zwei- oder mehrschichtig gebildet und die mittlere Teilchengröße der Primärteilchen in der unteren Aufzeichnungsschicht wird so gesteuert, dass sie größer als diejenige der oberen Aufzeichnungsschicht ist.
Ist die Größe der Primärteilchen, aus denen die Sekundärteilchen der oberen Aufzeichnungsschicht gebildet werden, gering, weist die resultierende tintenempfangende Schicht einen hohen Glanz auf und ist in der Lage, Tintenabbildungen aufzuzeichnen, die eine hohe Farbdichte aufweisen. Ist die Größe der Primärteilchen, aus denen die Primärteilchen der unteren Aufzeichnungsschicht gebildet werden, groß, weist die untere Aufzeichnungsschicht ein verbessertes Filmbildungsvermögen auf und kann in einem großen Flächengewicht gebildet werden. Zudem wird es möglich, die Tintenabsorbierungsgeschwindigkeit der unteren Aufzeichnungsschicht so zu steuern, dass sie höher als diejenige der oberen Aufzeichnungsschicht ist. In diesem Fall wird ein Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial, das eine hohe Tintenabsorbierungskapazität und eine signifikant hohe Beständigkeit gegenüber Verschmieren der Tinte aufweist, erhalten.
Ein anionischer Farbstoff der Tinte kann leicht auf der tintenempfangenden Schicht fixiert werden und die resultierenden Ausdrucke weisen eine wesentlich verbesserte Wasserresistenz und Lagerbeständigkeit auf, wenn das Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial eine kationische Verbindung in der tintenempfangenden Schicht enthält.
Enthält das Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial eine kationische Verbindung in der Tintenaufzeichnungsschicht, kann ein anionischer Farbstoff der Tinte leicht in der Tintenaufzeichnungsschicht fixiert werden und die resultierenden Ausdrucke weisen eine wesentlich verbesserte Wasserbeständigkeit und Lagerbeständigkeit auf.
Ferner weist das resultierende Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial einen fotopapierähnlichen Hochglanz auf, wenn wenigstens die obere Aufzeichnungsschicht auf einer Formgebungsoberfläche gebildet wird und dann auf einen Träger oder auf eine auf dem Träger ausgebildete untere Aufzeichnungsschicht transferiert wird.
Das erfindungsgemäße Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial umfasst einen Träger und eine mehrlagige tintenempfangende Schicht, die wenigstens eine untere Aufzeichnungsschicht umfasst, die auf dem Träger gebildet ist, und wenigstens eine obere Aufzeichnungsschicht, die auf der unteren Aufzeichnungsschicht gebildet ist, wobei die unteren und oberen Aufzeichnungsschichten Sekundärteilchen eines Pigmentes umfassen, die eine mittlere Teilchengröße der Sekundärteilchen von 10 bis zu 400 nm aufweisen und wobei jedes im Wesentlichen aus einer Vielzahl von miteinander agglomerierten Primärteilchen mit einer mittleren Teilchengröße der Primärteilchen von 3 bis zu 40 nm besteht, und wobei die mittlere Teilchengröße der in der unteren Aufzeichnungsschicht enthaltenen Primärteilchen größer ist als die mittlere Primärteilchengröße der Primärteilchen, die in der oberen Aufzeichnungsschicht enthalten sind.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die mittlere Teilchengröße der Sekundärteilchen in den Bereich von 10 bis zu 300 nm gesteuert.
Bei dem erfindungsgemäßen Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial kann die mittlere Teilchengröße der Primärteilchen der in der unteren Aufzeichnungsschicht enthaltenen Primärteilchen 1,2- bis 10-mal die mittlere Primärteilchengröße der in der oberen Aufzeichnungsschicht enthaltenen Primärteilchen sein.
Bei dem erfindungsgemäßen Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial umfasst die obere Aufzeichnungsschicht optional ferner eine kationische Verbindung.
Bei dem erfindungsgemäßen Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial umfasst die tintenempfangende Schicht ferner optional eine zusätzliche Aufzeichnungsschicht, die als einen Hauptbestandteil ein polymeres Material umfasst. Die zusätzliche Schicht ist zwischen dem Träger und der unteren Aufzeichnungsschicht angeordnet.
Bei dem erfindungsgemäßen Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial kann die obere Aufzeichnungsschicht derart sein, dass sie so zur Verfügung gestellt ist, dass eine der oberen Aufzeichnungsschicht entsprechende erste Beschichtungsschicht auf einer Formgebungsoberfläche gebildet wird, eine zweite der unteren Aufzeichnungsschicht entsprechende Beschichtungsschicht auf der ersten Beschichtungsschicht gebildet wird, ein Träger der zweiten Beschichtungsschicht überlagert und an die zweite Beschichtungsschicht gebunden wird, und das resultierende Laminat von der Formgebungsoberfläche getrennt wird.
Bei dem erfindungsgemäßen Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial umfasst das Pigment amorphes Siliciumdioxid.
Bei dem erfindungsgemäßen Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial kann außer der obersten Aufzeichnungsschicht der tintenempfangenden Schicht wenigstens eine Aufzeichnungsschicht Risse aufweisen, die so stark ausgeprägt sind, dass bei der Anwendung eines Tintenstrahlpunktdruckes auf der mit Rissen gebildeten Aufzeichnungsschicht das Rissverhältnis, das durch ein Verhältnis in % der Anzahl der gedruckten Punkte, bei denen Risse gebildet werden, zu der Gesamtanzahl an gedruckten Punkten 30% oder mehr beträgt, wenn die gedruckten Punkte, die einen Durchmesser von 50 μm aufweisen, bei einer 150-fachen Vergrößerung durch ein optisches Mikroskop beobachtet werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial kann die oberste Aufzeichnungsschicht einen Rissanteil aufweisen, der geringer ist als der Rissanteil der anderen Aufzeichnungsschichten.
Bei dem erfindungsgemäßen Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial kann die oberste Aufzeichnungsschicht einen Porenumfang von 0,2 bis zu 3,0 ml/g aufweisen.
Bei dem erfindungsgemäßen Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial kann wenigstens die oberste Aufzeichnungsschicht auf einer Formgebungsoberfläche gebildet sein, die in die anderen Aufzeichnungsschichten, von denen wenigstens eine Schicht die Risse aufweist, integriert ist, und den Träger, und sie kann dann von der Formgebungsoberfläche abgelöst werden.
Das erfindungsgemäße Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial kann durch ein Verfahren hergestellt werden, bei dem außer der obersten Aufzeichnungsschicht wenigstens eine Aufzeichnungsschicht auf einer Oberfläche eines Trägers gebildet und getrocknet wird: Während der Bildung der anderen Aufzeichnungsschicht wird wenigstens eine Oberfläche von wenigstens einer weiteren Aufzeichnungsschicht mit Wasser oder einem Lösungsmittel befeuchtet und dann wird die oberste Aufzeichnungsschicht auf wenigstens eine weitere Aufzeichnungsschicht beschichtet und getrocknet.
Bei dem erfindungsgemäßen Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial besteht keine Einschränkung hinsichtlich der Art, Form und Größe des Trägers. Der Träger kann transparent oder opak sein. Der Träger kann zum Beispiel aus wenigstens einem Mitglied sein, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Cellulosefolien, Kunststofffolien, zum Beispiel Polyethylen-, Polypropylen-, Weichpolyvinylchlorid-, Hartpolyvinylchlorid- und Polyesterfolien, Papierblättern, zum Beispiel holzfreien Papierblättern, neutralen Papierblättern, Trägerblättern für Fotopapier, Kunstpapierblättern, beschichteten Papierblättern, gussbeschichteten Papierblättern, Papierblättern, die mit einer metallischen Folie laminiert sind, Kraftpapierblättern, mit Polyethylen laminierten Papierblättern, imprägnierten Papierblättern, metallisierten Papierblättern und wasserlöslichen Papierblättern, Metallfolien und synthetischen Papierblättern.
Die erfindungsgemäße mehrschichtige tintenempfangende Schicht wird nachstehend ausführlich beschrieben.
Die tintenempfangende Schicht umfasst wenigstens eine untere Aufzeichnungsschicht sowie wenigstens eine obere Aufzeichnungsschicht. Jede Aufzeichnungsschicht umfasst ein Bindemittel und ein Pigment.
Das Pigment umfasst amorphes Siliciumdioxid. Um jedoch das erfindungsgemäße Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial zu erhalten, das einen hohen Glanz sowie eine hohe Tintenabsorbierungsfähigkeit aufweist und in der Lage ist, Tintenabbildungen aufzunehmen, die eine hohe Farbdichte aufweisen, müssen die sekundären Pigmentteilchen verwendet werden, die eine mittlere Teilchengröße der Sekundärteilchen von 10 bis zu 400 nm aufweisen und aus einer Mehrzahl an Primärteilchen bestehen, die eine mittlere Teilchengröße der Primärteilchen von 3 bis zu 40 nm aufweisen. Damit das Sekundärteilchen eines Pigmentes, das eine mittlere Teilchengröße der Sekundärteilchen von 10 bis zu 400 nm aufweist, erhalten wird, werden handelsübliche Pigmentteilchen, die eine Teilchengröße im μm-Bereich aufweisen, einer hohen mechanischen Kraft unterzogen, das heißt es wird ein Aufbruchverfahren oder ein Abbauverfahren auf die Pigmentteilchen angewendet. Das Aufbruchverfahren wird verwendet, um ein klumpiges Material fein zu pulverisieren. Die mechanischen Mittel umfassen Ultraschallhomogenisatoren, Druckhomogenisatoren, Nanomizer, Mühlen mit Hochgeschwindigkeitsumdrehung, Walzenmühlen, Behälterantreibende Mediummühlen (container-driving medium mills), Mediumrührwerke (medium-stirring mills), Strahlmühlen, Mörser und Sandmühlen. Die für die vorliegende Erfindung verwendbaren feinen Pigmentteilchen können kolloide Teilchen sein und in Form einer Aufschlämmung vorliegen. Damit so viel der Wirkung der vorliegenden Erfindung wie möglich erzielt wird, ist das Pigment vorzugsweise ausgewählt aus Siliciumdioxid, Aluminiumoxidsilicat, Aluminiumoxid (einschließlich Pseudoböhmit) und Kalziumcarbonatpigmenten, besonders bevorzugt aus amorphem Siliciumdioxid und Aluminiumoxidsilicat. Insbesondere amorphes Siliciumdioxid ist bevorzugt. Sofern nicht eigens erwähnt, ist die in der vorliegenden Erfindung verwendete mittlere Teilchengröße ein Teilchendurchmesser (Größe nach Martin), der unter Verwendung eines Elektronenmikroskops (sowohl SEM als auch TEM) (Asakura Shoten, "Fine Particle Handbook" Seite 52) bestimmt wird.
Bei der oberen Aufzeichnungsschicht weisen die Primärteilchen, aus denen die Sekundärteilchen gebildet werden, eine mittlere Teilchengröße von 3 bis zu 40 nm auf, bevorzugt von 3 bis zu 25 nm, besonders bevorzugt von 5 bis zu 20 nm. Ist die mittlere Teilchengröße der Primärteilchen gering, sind die zwischen den Primärteilchen gebildeten Lücken gering, und das Absorbierungsvermögen der Aufzeichnungsschicht hinsichtlich eines Lösungsmittels oder Wasser in der Tinte ist bemerkenswert gering. Ferner weist die resultierende Aufzeichnungsschicht eine verringerte Transparenz auf und es besteht aus diesem Grund die Gefahr, dass keine Tintenabbildungen, die eine hohe Farbdichte aufweisen, gebildet werden können, wenn die Teilchengröße der Primärteilchen groß ist, da die resultierenden Sekundärteilchen, die aus den miteinander agglomerierten Primärteilchen gebildet sind, groß sind.
Die mittlere Teilchengröße der Primärteilchen, aus denen die Sekundärteilchen für die untere Aufzeichnungsschicht gebildet werden, ist größer als die mittlere Teilchengröße der oberen Aufzeichnungsschicht. Bevorzugt beträgt die mittlere Teilchengröße der Primärteilchen in der unteren Aufzeichnungsschicht 1,2- bis 10-mal, besonders bevorzugt 1,5- bis 5-mal die Teilchengröße in der oberen Aufzeichnungsschicht.
Ist die mittlere Teilchengröße der Primärteilchen in der unteren Aufzeichnungsschicht zu nahe an der durchschnittlichen Teilchengröße der Primärteilchen in der oberen Aufzeichnungsschicht, ist es schwierig, die Farbdichte der Tintenabbildungen und das Tintenabsorbierungsvermögen der tintenempfangenden Schicht ins Gleichgewicht zu bringen. Wenn die mittlere Teilchengröße der Primärteilchen in der unteren Aufzeichnungsschicht zu groß ist, weist die resultierende untere Aufzeichnungsschicht eine geringe mechanische Festigkeit auf und ist nicht bevorzugt.
Bei der vorliegenden Erfindung ist die mittlere Teilchengröße der Sekundärteilchen in der unteren Aufzeichnungsschicht bevorzugt größer als die mittlere Teilchengröße der Sekundärteilchen in der oberen Aufzeichnungsschicht. Bei der vorliegenden Erfindung liegt die Teilchengröße der Sekundärteilchen in den unteren und oberen Aufzeichnungsschichten im Bereich von 10 bis zu 400 nm, bevorzugt im Bereich von 10 bis zu 300 nm, besonders bevorzugt im Bereich von 15 bis zu 200 nm, insbesondere besonders bevorzugt im Bereich von 20 bis zu 150 nm. Die Tintenabsorbierungsgeschwindigkeit der resultierenden Aufzeichnungsschicht ist gering, wenn die die Teilchengröße der Sekundärteilchen zu gering ist. Auch wenn die mittlere Teilchengröße der Sekundärteilchen zu groß ist, ist die Oberfläche der resultierenden Aufzeichnungsschicht rau und weist einen geringen Glanz auf.
Zur Steigerung des Tintenabsorbierungsvermögens können herkömmliche Pigmente, die allgemein bekannt sind und deren Verwendung im allgemeinen Gebiet von beschichteten Papierblättern weit verbreitet ist, und deren Teilchengröße im μm-Bereich liegt, zusammen mit den spezifischen erfindungsgemäßen Pigmentteilchen verwendet werden, solange der Glanz und die Farbdichte der Tintenabbildungen nicht verringert sind.
Die erfindungsgemäßen unteren und oberen Aufzeichnungsschichten umfassen ein Bindemittel. Das Bindemittel umfasst wenigstens ein Mitglied ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus, zum Beispiel, wasserlöslichem polymerem Material, zum Beispiel Polyvinylalkohol, der im Nachfolgenden als PVA bezeichnet wird, modifizierten Polyvinylalkoholen, wie zum Beispiel Silyl-modifizierte Polyvinylalkohole, kationenmodifizierten Polyvinylalkoholen, Casein, Sojabohnenprotein, synthetischen Proteinen, Stärke und Cellulosederivaten, wie zum Beispiel Carboxymethylcellulose und Methylcellulose; und wasserdispergierbaren oder emulgierbaren polymeren Materialien, zum Beispiel konjugierte Dienpolymerlatizes, wie zum Beispiel Styrol-Butadien-Copolymer- und Methylmethacrylat-Butadien-Copolymerlatize, Acrylpolymerlatizes, und Vinylcopolymerlatizes wie zum Beispiel Styrol-Vinylacetatcopolymerlatizes, und Acrylpolymerlatizes, die für gewöhnlich für die herkömmlichen beschichteten Papierblätter verwendet werden. Die obenstehend genannten Bindemittelmaterialien können alleine oder in einer Mischung zweier oder mehrerer von ihnen verwendet werden. Zur Verbesserung der Adhäsion zwischen dem Träger und der tintenempfangenden Schicht oder zwischen den Aufzeichnungsschichten, werden die wasserlöslichen polymeren Materialien bevorzugt verwendet. Die Adhäsion zwischen der tintenempfangenden Schicht und dem Träger ist insbesondere hoch, wenn ein Polyvinylalkohol mit einem Polymerisationsgrad von 2000 oder mehr verwendet wird. Somit weist das resultierende Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial einen hohen Glanz, ein hohes Tintenabsorbierungsvermögen und eine hohe Wasserbeständigkeit auf und kann Tintenabbildungen, die eine hohe Farbdichte aufweisen, aufzeichnen.
Bei jeder der unteren und oberen Aufzeichnungsschichten wird ein Feststoffgewichtsverhältnis des Pigments zum Bindemittel bevorzugt auf ein Niveau von 100/5 bis 100/200, besonders bevorzugt auf ein Niveau von 100/10 bis 100/100, gesteuert. Ist der Anteil des Bindemittels zu hoch, kann es sein, dass die zwischen den Pigmentteilchen gebildeten Poren klein sind, und es kann sein, dass die Tintenabsorbierungsgeschwindigkeit der resultierenden Aufzeichnungsschicht gering ist. Wenn der Anteil an Bindemittel zu gering ist, kann es zudem sein, dass die resultierende Aufzeichnungsschicht leicht Risse bildet und es kann sein, dass sie einen geringen Glanz aufweist.
Bei der vorliegenden Erfindung werden kleine Risse mit einer Länge von 0,02 mm oder weniger in der resultierenden oberen Aufzeichnungsschicht gebildet, wenn das Feststoffgewichtsverhältnis des Pigments zu dem Bindemittel in der oberen Aufzeichnungsschicht zwischen 100/10 und 100/60 gesteuert wird. Die kleinen Risse tragen zur Verbesserung der Tintenabsorbierungsgeschwindigkeit der Schicht bei und führen im Wesentlichen nicht dazu, dass der Glanz der Schicht verringert wird. Daher weist das resultierende Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial einen hohen Glanz sowie eine sehr hohe Tintenabsorbierungsgeschwindigkeit auf und es kann Tintenabbildungen aufzeichnen, die eine hohe Farbdichte aufweisen.
Bei dem erfindungsgemäßen Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial enthält die tintenempfangende Schicht optional ein kationisches Harz, das zur Verbesserung des Tintenfixierungsvermögens der tintenempfangenden Schicht beiträgt.
Das kationische Harz ist insbesondere bevorzugt in der oberen Aufzeichnungsschicht enthalten. Das kationische Harz ist bevorzugt ausgewählt aus Polyalkylenpolyaminen, zum Beispiel Polyethylenpolyamin und Polypropylenpolyamin, und Derivaten daraus, Acrylharzen, die tertiäre Aminogruppen und/oder quartäre Ammoniumgruppen aufweisen; und Diacrylaminoverbindungen, die bekannte Verbindungen sind, und die als handelsübliche Chemikalien erhältlich sind.
Bei der tintenempfangenden Schicht ist das kationische Harz bevorzugt in einer Menge von 1 bis zu 30 Gewichtsteilen, besonders bevorzugt in einer Menge von 5 bis zu 20 Gewichtsteilen, pro 100 Gewichtsteilen des Pigmentes enthalten. Das kationische Harz kann einer Dispersion aus feinen Pigmentteilchen beigemischt werden, die zum Beispiel durch das Abbauverfahren hergestellt wurde. Sind die feinen Pigmentteilchen anionisch, führt das Mischen des kationischen Harzes mit den feinen anionischen Pigmentteilchen zu einer Agglomeration der feinen Pigmentteilchen. Aus diesem Grund wird das Mischen des kationischen Harzes mit den anionischen Pigmentteilchen bevorzugt derart durchgeführt, dass feine Pigmentteilchen, die eine Teilchengröße im μm-Bereich aufweisen, mit einem kationischen Harz vermischt werden, und die resultierende Mischung dispergiert und ferner mechanisch pulverisiert und dispergiert wird. Ansonsten werden Sekundärteilchen eines Pigments, das durch ein Dispergierungs-Pulverisiserungs-Verfahren hergestellt wurde, und eine Sekundärteilchengröße von 10 bis zu 400 nm aufeist, mit einem kationischen Harz vermischt, um eine koagulierte Mischung zur Verfügung zu stellen, die eine erhöhte Viskosität aufweist. Die koagulierte Mischung wird mechanisch pulverisiert und dispergiert. Zudem enthält die tintenempfangende Schicht optional ein herkömmliches Zusatzmittel, das wenigstens ein Mitglied ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Dispergiermitteln, Verdickungsmitteln, Entschäumern, färbenden Materialien, antistatisch-wirkenden Mitteln und Konservierungsmitteln umfasst.
Hinsichtlich der Mengen der oberen Aufzeichnungsschicht und der unteren Aufzeichnungsschicht besteht keine Einschränkung. Bevorzugt wird die Menge der oberen Aufzeichnungsschicht auf 1 bis zu 50 g/m², besonders bevorzugt auf 2 bis zu 20 g/m² gesteuert. Zudem wird die Menge der unteren Aufzeichnungsschicht bevorzugt auf 2 bis zu 80 g/m²; besonders bevorzugt auf 5 bis zu 70 g/m² gesteuert. Ist die Menge der oberen oder unteren Aufzeichnungsschicht klein, kann es sein, dass die Schicht schwer gleichmäßig gebildet werden kann. Außerdem kann die resultierende Schicht große Risse aufweisen, wenn die Menge der Schicht groß ist.
Zur Erhöhung der Tintenabsorbierungskapazität kann zum Beispiel die obere Aufzeichnungsschicht in zwei oder mehreren Schichten gebildet werden. Zudem kann die tintenempfangende Schicht eine zusätzliche Aufzeichnungsschicht aufweisen, die als ein Hauptbestandteil ein tintenabsorbierendes Harz aufweist, und sie kann zwischen dem Träger und der unteren Aufzeichnungsschicht angeordnet sein.
Das tintenabsorbierbare Harz kann wenigstens ein Mitglied ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus, zum Beispiel Polyalkylenoxiden, PVA, modifizierten Polyvinylalkoholen, Cellulosederivaten, Casein, Gelatin und Polyvinylpyrrolidon umfassen. Aus diesen Harzen werden vernetzte thermoplastische Polyalkylenoxidharze bevorzugt verwendet. Im Vergleich zu anderen Harzen sind die thermoplastischen Polyalkylenoxidharze hinsichtlich der Verarbeitbarkeit, der hohen Tintenabsorbierungskapazität und einer hohen Schärfe der resultierenden Tintenabbildungen vorteilhaft. Insbesondere, das vernetzte Polyalkylenoxidharz wird vorteilhaft mit einem Polyamidharz vermischt. Bei dieser Mischung gehen sowohl die durch das vernetzte Polyalkylenoxidharz erzeugte hohe Tintenabsorbierungsleistung als auch die durch das Polyamidharz erzeugte hohe Hitzebeständigkeit und Wasserbeständigkeit nicht verloren und eine synergistische Wirkung kann erzielt werden.
In einer Ausführungsform des Verfahrens des erfindungsgemäßen Tintenstrahlaufzeichnungsmaterials wird wenigstens die obere Aufzeichnungsschicht, nämlich die obere Aufzeichnungsschicht alleine, oder sowohl die oberen- als auch die unteren Aufzeichnungsschichten auf einer Formgebungsoberfläche gebildet und auf die untere Aufzeichnungsschicht, die auf einem Träger gebildet wurde, oder auf den Träger (wenn die untere Aufzeichnungsschicht auf der oberen Aufzeichnungsschicht auf die Formgebungsschicht gebildet ist) übertragen, und das resultierende Laminat wird von der Formgebungsoberfläche getrennt. Bei diesem Verfahren weist die Oberfläche der resultierenden oberen Aufzeichnungsschicht einen hohen Glanz auf.
Die Formgebungsoberfläche kann aus hochglatten Oberflächen von Polymerfilmen ausgewählt werden, zum Beispiel aus regenerierten Cellulosefolien, Polyethylenfolien, Polypropylenfolien, Weichpolyvinylchloridfolien, Hartpolyvinylchloridfolien, und Papierblättern mit Polyesterfolien mit geglätteter Oberfläche, zum Beispiel mit Polyethylen laminierte Papierblätter, Pergaminpapierblätter, imprägnierte Papierblätter und metallisierte Papierblätter, Metallfolien, und thermoplastische Blätter, zum Beispiel synthetische Papierblätter, anorganische Glassplatten und Metall- und Kunststofftrommeln und -Platten, deren Oberfläche geglättet wurde. Unter Berücksichtigung der Erleichterung der Produktion und der Trennung der resultierende Aufzeichnungsschicht von der Formgebungsoberfläche wird eine Polymerfolie, zum Beispiel eine Polyethylen-, Polypropylen- oder Polyesterfolie, oder eine metallische Trommel mit einer hohen Oberflächenglätte als eine Formgebungsoberfläche verwendet.
Um der oberen Aufzeichnungsschicht einen hohen Glanz zu verleihen, weist die Formgebungsoberfläche bevorzugt eine hohe Glätte auf. Die Oberflächenrauheit Ra der Formgebungsoberfläche beträgt nämlich bevorzugt 0,5 μm oder weniger, besonders bevorzugt 0,05 μm oder weniger, bestimmt in Übereinstimmung mit JIS B 0601. Ferner kann die Oberfläche der oberen Aufzeichnungsschicht halb glänzend oder matt sein. Die glänzende oder matte Oberfläche der oberen Aufzeichnungsschicht kann erhalten werden, indem die Oberflächenrauheit Ra der Formgebungsoberfläche gesteuert wird.
Die Formgebungsoberfläche kann eine nicht behandelte Formgebungsoberfläche sein. Um die Bindungsfestigkeit zwischen der Formgebungsoberfläche und der oberen Aufzeichnungsschicht auf ein niedrigeres Niveau als die Bindungsfestigkeit zwischen dem Träger und der tintenempfangenden Schicht zu steuern, kann die Formgebungsoberfläche mit einem Trennmittel beschichtet werden, zum Beispiel einem Silikon oder einem Fluorenthaltenden Harz.
Das Bindungsverfahren zwischen der oberen auf der Formgebungsoberfläche gebildeten Aufzeichnungsschicht und der unteren auf dem Träger gebildeten Aufzeichnungsschicht, oder zwischen der unteren Aufzeichnungsschicht, die auf der oberen Aufzeichnungsschicht gebildet ist, die auf der Formgebungsoberfläche gebildet ist, und dem Träger ist nicht auf ein bestimmtes Verfahren beschränkt, solange sie fest aneinander gebunden sind. Das Bindungsverfahren kann aus einem direkten Bindungsverfahren ausgewählt werden, bei der sie zur Bindung direkt durch Druck aufeinander gepresst werden, und aus einem indirekten Bindungsverfahren ausgewählt werden, bei dem die Oberfläche des Trägers oder der unteren auf dem Träger gebildeten Aufzeichnungsschicht mit einer Zwischenschicht beschichtet wird (einschließlich einer Klebschicht, einer klebenden Aufzeichnungsschicht oder einer haftenden oder klebenden tintenabsorbierbaren Harzschicht), und dann auf die Beschichtungsschicht laminiert wird, die durch die Zwischenschicht auf der Formgebungsoberfläche gebildet wird. Anderenfalls wird die Zwischenschicht auf die auf der Formgebungsschicht gebildeten Beschichtungsschicht beschichtet und der Träger oder der mit der unteren Aufzeichnungsschicht beschichtete Träger wird dann auf die Beschichtungsschicht auf der Formgebungsoberfläche durch die Zwischenschicht laminiert. Nach Abschluss der Laminierung wird das resultierende Laminat von der Formgebungsoberfläche getrennt.
Die Aufzeichnungsschichten und die Zwischenschicht können durch herkömmliche Beschichtungsvorrichtungen gebildet werden, zum Beispiel durch einen Schmelzbeschichter, eine Messerstreichvorrichtung, eine Luftbürstenstreichvorrichtung, eine Walzenstreichvorrichtung, eine Balkenstreichvorrichtung, eine Gravurstreichvorrichtung, eine Stabrakelstreichvorrichtung, eine Lippenstreichvorrichtung, oder eine Florstreichvorrichtung.
Die für das erfindungsgemäße Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial verwendbare Tinte umfasst als unverzichtbare Bestandteile ein färbendes Material zur Bildung von farbigen Abbildungen und ein liquides Medium zur Auflösung oder Dispergierung des färbenden Materials, und als optionale Bestandteile ein Dispergiermittel, einen oberflächenaktiven Stoff, einen Viskositätsmodifikator, einen Modifikator eines spezifischen Widerstands, ein Mittel zur Anpassung des pH-Werts, ein Fungizid, und ein Stabilisierungsmittel für eine Lösung oder einen Dispersionsstabilisator für ein Aufzeichnungsmittel.
Das Aufzeichnungsmittel für die Tinte umfasst wenigstens ein Mitglied ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus direkten Farbstoffen, sauren Farbstoffen, basischen Farbstoffen, reaktiven Farbstoffen, Substanzen zum Färben von Nahrungsmitteln, Dispergierfarbstoffen, Ölfarbstoffen und Pigmenten. Herkömmliche Aufzeichnungsmittel können ohne jegliche Einschränkung für die Tinte verwendet werden. Der Gehalt des färbenden Materials in der Tinte wird je nach der Art des liquiden Mediums und der Eigenschaften, die das färbende Material benötigt, festgesetzt. Bei der für das erfindungsgemäße Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial verwendbaren Tinte, beträgt der Gehalt des färbenden Materials etwa 0,1 bis zu 20 Gew.-%, dies ist für herkömmliche Tinten völlig üblich.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial, das eine hohe Oberflächenglätte, einen hohen Glanz, sowie eine hohe Tintenabsorbierungskapazität aufweist, und in der Lage ist, Tintenabbildungen auf ihm aufzunehmen, die eine hohe Farbdichte und einen hohen Farbgrad aufweisen, sowie ein Verfahren zur Herstellung desselben, zur Verfügung gestellt.
Wird eine Dispersion verwendet, die Teilchen enthält, die eine Teilchengröße von 300 nm oder mehr aufweisen, weist die resultierende Aufzeichnungsschicht, die daraus gebildet wurde, im Allgemeinen eine nicht zufrieden stellende Transparenz sowie eine minderwertige Oberflächenglätte auf und ist daher nicht zur Herstellung eines Tintenstrahlaufzeichnungsmaterials, das einen hohen Glanz aufweist und in der Lage ist, Tintenabbildungen, die ein hohe Farbdichte aufweisen, auf ihm aufzunehmen.
Wird die obere Aufzeichnungsschicht auf einer Formgebungsoberfläche gebildet, bestehen keine besonders strengen Einschränkungen hinsichtlich der Viskosität und der Teilchenkonzentration der Beschichtungsflüssigkeit für die obere Aufzeichnungsschicht. Die eine hohe Oberflächenglätte und einen hohen Glanz aufweisende obere Aufzeichnungsschicht kann erhalten werden, indem sie aus einer Beschichtungsflüssigkeit gebildet wird, die ein Bindemittel und Sekundärteilchen eines Pigments, das eine mittlere Teilchengröße der Sekundärteilchen von 10 bis zu 400 nm, bevorzugt von 10 bis zu 300 nm aufweist, und von denen jedes im Wesentlichen aus einer Vielzahl von Primärteilchen, die eine mittlere Teilchengröße von 3 bis zu 40 nm aufweisen, besteht, enthält. Eine hohe Glätte der Oberfläche der oberen Aufzeichnungsschicht kann erhalten werden, wenn die Formgebungsoberfläche eine hohe Glätte aufweist. Ferner weist die resultierende obere Aufzeichnungsschicht eine hohe Transparenz auf und kann Tintenabbildungen aufzeichnen, die eine hohe Farbdichte aufweisen, wenn sekundäre Pigmentteilchen mit einer mittleren Teilchengröße der Sekundärteilchen von 10 bis zu 400 nm verwendet werden.
Zudem werden in dem Oberflächenabschnitt der oberen Aufzeichnungsschicht keine Blasen oder Poren gebildet, wenn die obere Aufzeichnungsschicht durch ein Nasslaminierungsverfahren auf die untere Aufzeichnungsschicht gebunden wird. Ferner besteht nicht die Gefahr, dass die Beschichtungsflüssigkeit für die obere Aufzeichnungsschicht mit der Beschichtungsflüssigkeit für die untere Aufzeichnungsschicht vermischt wird, wenn die obere Aufzeichnungsschicht nach dem Trocknen auf die untere Aufzeichnungsschicht gebunden wird. Durch Erhöhung der Gesamtmenge der Tintenaufzeichnungsschicht kann die Tintenabsorbierungskapazität des resultierenden Tintenstrahlaufzeichnungsmaterials erhöht werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial weist die tintenempfangende Schicht einen hohen Glanz auf und kann Tintenabbildungen, die eine hohe Farbdichte aufweisen, auf ihm aufzeichnen, da die unteren und oberen Aufzeichnungsschichten sehr feine sekundäre Pigmentteilchen enthalten, die eine mittlere Teilchengröße der Sekundärteilchen von 10 bis zu 400 nm aufweisen, bevorzugt von 10 bis zu 300 nm, und im Wesentlichen aus Primärteilchen bestehen, die eine mittlere Teilchengröße der Primärteilchen von 4 bis zu 40 nm aufweisen und miteinander agglomeriert sind.
Ist ein kationisches Harz in der oberen Aufzeichnungsschicht enthalten, können die anionischen Farbstoffe leicht in der oberen Aufzeichnungsschicht fixiert werden und die resultierenden Tintenabbildungen weisen eine verbesserte Wasserbeständigkeit und Lagerbeständigkeit auf.
Die vorliegende Erfindung umfasst die untenstehend dargestellten Ausführungsformen.
Zur Fixierung des Farbstoffs in der Tinte in der obersten Aufzeichnungsschicht weist die oberste Aufzeichnungsschicht bevorzugt ein Porenvolumen von 0,2 bis zu 3,0 ml/g auf, besonders bevorzugt von 0,5 bis zu 2,5 ml/g. Das Porenvolumen wurde bestimmt, indem die Aufzeichnungsschicht auf einer Kunststofffolie gebildet wurde, um einen Einfluß des Trägers zu verhindern. Die Folie wurde dann von der der Aufzeichnungsschicht getrennt, indem zum Beispiel eine Schneidevorrichtung verwendet wurde, und das Porenvolumen der Aufzeichnungsschicht wurde durch den Poresizer 9320, hergestellt von SHIMAZU SEISAKUSHO durch ein Quecksilberpenetrationsverfahren gemessen.
Die vorliegende Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele weiter erläutert, wobei die Beispiele jedoch lediglich repräsentativ sind und den Umfang der vorliegenden Erfindung in keiner Weise einschränken.
Soweit nicht anderweitig angegeben, bedeuten bei den Beispielen und Vergleichsbeispielen „Teil" und „%" „Feststoffgewichtsteil", bzw. „Feststoffgewichtsprozent".
Bei der Gruppe I der Beispiele und Vergleichsbeispiele wurden die folgenden Pigmente verwendet.
Es sollte bemerkt werden, dass das Pulverisierungs- und Dispergierungsverfahren nicht dazu geführt hat, dass die mittlere Teilchengröße der Primärteilchen des Pigmentes sich änderte.
[Siliciumdioxidsol I-A]
Ein synthetisches amorphes Siliciumdioxid (NIPSIL^® HD-2, hergestellt von NIPPON SILICA INDUSTRIAL CO., LTD.), das eine mittlere Teilchengröße der Sekundärteilchen von 3 μm und eine mittlere Teilchengröße der Primärteilchen von 11 nm aufweist, wurde zunächst durch eine Sandmühle und dann durch einen Druckhomogenisator pulverisiert und dispergiert. Danach wurde ein Pulverisierungs- und Dispergierungsverfahren durch eine Sandmühle und einen Ultraschallhomogenisator wiederholt auf das Siliciumdioxidpigment angewendet, bis die mittlere Teilchengröße der Sekundärteilchen 70 nm erreichte. Damit wurde eine Dispersion zur Verfügung gestellt, die einen Feststoffgehalt des Pigmentes von 7% aufweist.
[Siliciumdioxidsol I-B]
Ein synthetisches amorphes Siliciumdioxid (NIPSIL^® E-1011, hergestellt von NIPPON SILICA INDUSTRIAL CO., LTD.), das eine mittlere Teilchengröße der Sekundärteilchen von 1,5 μm und eine mittlere Teilchengröße der Primärteilchen von 24 nm aufweist, wurde zunächst durch eine Sandmühle und dann durch einen Druckhomogenisator pulverisiert und dispergiert. Danach wurde ein Pulverisierungs- und Dispergierungsverfahren durch eine Sandmühle und dann einen Ultraschallhomogenisator wiederholt auf das Siliciumdioxidpigment angewendet, bis die mittlere Teilchengröße der Sekundärteilchen 100 nm erreichte. Damit wurde ein Siliciumdioxidsol I-B, das einen Feststoffpigmentgehalt von 10% aufweist, zur Verfügung gestellt.
Beispiel I-1
Es wurde eine 10%-ige wässrige Beschichtungsflüssigkeit, die eine Mischung aus 100 Teilen Siliciumdioxidsol I-B mit 40 Teilen eines Polyvinylalkohols (Warenzeichen: PVA-135H, hergestellt von KURARAY CO., LTD.) mit einem Polymerisationsgrad von 3500 und einem Verseifungsgrad von 99% oder mehr, enthält, hergestellt.
Als einen Träger wurde ein mit Polyethylen laminiertes Papierblatt, das hergestellt wurde, indem Polyethylen durch ein Extrusionslaminierverfahren in einer Dicke von 25 μm auf eine Oberfläche eines handelsüblichen beschichteten Papierblattes (Warenzeichen: OK COAT, hergestellt von OJI PAPER CO., LTD.), das ein Flächengewicht von 127,9 g/m² aufweist, laminiert wurde, und das im Nachfolgenden als laminiertes Papierblatt bezeichnet werden wird, verwendet.
Die 10%-ige wässrige Beschichtungsflüssigkeit wurde zur Bildung einer unteren Aufzeichnungsschicht in einer Menge von 30 g/m² auf die Laminatoberfläche des laminierten Papierblattes beschichtet und getrocknet.
Danach wurde eine 7%-ige wässrige Beschichtungsflüssigkeit, die eine Mischung aus 100 Teilen Siliciumdioxidsol I-A mit 30 Teilen PVA (PVA-135H) enthielt, hergestellt und auf die untere Aufzeichnungsschicht beschichtet und getrocknet, um eine obere Aufzeichnungsschicht in einer Menge von 10 g/m² zu bilden.
Es wurde ein erfindungsgemäßes Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial erhalten.
Beispiel I-2
Das erfindungsgemäße Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial wurde durch dieselben Verfahren wie in Beispiel I-1 hergestellt, mit den folgenden Ausnahmen.
Auf die untere Aufzeichnungsschicht, die Siliciumdioxidsol I-B enthielt und die auf dem laminierten Papierblatt gebildet wurde, wurde eine obere Aufzeichnungsschicht durch die folgenden Verfahren beschichtet.
Als 100 Teile an Siliciumdioxidsol I-A mit 15 Teilen eines kationischen Harzes, das aus einem Diallyldimethylammoniumchlorid-Acrylamid-Copolymer (Warenzeichen: PAS-J-81, hergestellt von NITTO BOSEKI CO., LTD.) vermischt wurden, wurden die Siliciumdioxidsolteilchen agglomeriert. Die agglomerierten Siliciumdioxidteilchen wurden durch einen Druckhomogenisator pulverisiert und dispergiert, bis die mittlere Teilchengröße der Sekundärteilchen 120 nm erreichte. Die mittlere Teilchengröße der Primärteilchen wurde auf 11 nm belassen. Das resultierende ein kationisches Harz enthaltende Siliciumdioxidsol wurde mit 25 Teilen eines Polyvinylalkohols vermischt (Warenzeichen: PVA-135H, hergestellt von KURARAY CO., LTD.), und die resultierende Beschichtungsflüssigkeit wurde auf die untere Aufzeichnungsschicht beschichtet und getrocknet, um eine obere Aufzeichnungsschicht in einer Menge von 10 g/m² zu bilden.
Beispiel I-3
Zur Herstellung einer Beschichtungsflüssigkeit für eine obere Aufzeichnungsschicht wurden demselben, ein kationisches Harz umfassenden Siliciumdioxidsol wie in Beispiel I-2 25 Teile eines Polyvinylalkohols (Warenzeichen: PVA-135H, hergestellt von KURARAY CO., LTD.) hinzugefügt.
Als eine Formgebungsoberfläche wurde eine Oberfläche einer PET-Folie (Warenzeichen: LUMILAR T, hergestellt von TORAY INDUSTRIES INC.), die eine Dicke von 50 μm und eine Oberflächenrauheit Ra von 0,02 μm aufwies, verwendet.
Die Beschichtungsflüssigkeit wurde in einer Trockenbeschichtungsmenge von 10 g/m² auf die Formgebungsoberfläche beschichtet und getrocknet, um eine Beschichtungsschicht zu bilden, die einer oberen Aufzeichnungsschicht entsprach. Nachdem Wasser auf die Beschichtungsschicht auf der Formgebungsoberfläche angewendet wurde, wurde dieselbe Siliciumdioxidsol I-B-enthaltende Beschichtungsflüssigkeit wie in Beispiel I-1 auf die mit Wasser befeuchtete Beschichtungsschicht beschichtet und getrocknet, um eine Beschichtungsschicht zu bilden, die einer unteren Beschichtungsschicht und in einer Menge von 30 g/m² entsprach.
Danach wurde dasselbe laminierte Papierblatt an dessen Laminatoberfläche bei einer Kalandertemperatur von 75°C und unter einem linearen Kalanderdruck von 20 kg/cm auf die Beschichtungsschicht laminiert und gebunden. Danach wurde die PET-Folie von dem resultierenden Laminat entfernt.
Es wurde ein erfindungsgemäßes Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial erhalten.
Beispiel I-4
Auf der Laminatoberfläche desselben laminierten Papierblattes wie in Beispiel I-1 wurde ein Acrylesterklebemittel (Warenzeichen: A-02, hergestellt von NIPPON CARBIDE INDUSTRIES CO., LTD.) in einer Menge von 15 g/m² beschichtet und getrocknet.
Durch Mischen desselben, ein kationisches Harz enthaltenden Siliciumdioxidsols wie Beispiel I-2 mit 25 Teilen eines Polyvinylalkohols (Warenzeichen: PVA-135H, hergestellt von KURARAY CO., LTD.) wurde eine Beschichtungsflüssigkeit hergestellt. Die Beschichtungsflüssigkeit wurde zur Bildung einer Beschichtungsschicht in der Menge von 10 g/m², entsprechend einer oberen Aufzeichnungsschicht, auf dieselbe Formgebungsoberfläche wie in Beispiel I-3 (PET-Folie, Warenzeichen: LUMILAR T, hergestellt von TORAY INDUSTRIES INC.), die eine Dicke von 50 μm und eine Oberflächenrauheit von 0,02 μm aufweist, beschichtet und getrocknet.
Nachdem Wasser auf die getrocknete Beschichtungsschicht angewendet wurde, wurde zur Bildung einer Beschichtungsschicht in einer Menge von 30 g/m², entsprechend einer unteren Aufzeichnungsschicht, dieselbe, das Siliciumdioxidsol I-B enthaltende Beschichtungsflüssigkeit wie in Beispiel I-1, auf die Beschichtungsflüssigkeit, auf die Wasser angewendet wurde, beschichtet und getrocknet. Die klebende Schicht auf dem laminierten Papierblatt wurde auf die der unteren Aufzeichnungsschicht entsprechenden Beschichtungsschicht laminiert und gebunden. Das resultierende Laminat wurde von der PET-Folie getrennt.
Es wurde ein erfindungsgemäßes Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial erhalten.
Beispiel I-5
Eine Oberfläche eines handelsüblichen beschichteten Papierblattes (Warenzeichen: OK COAT, hergestellt von OJI PAPER CO., LTD.), das ein Flächengewicht von 127,9 g/m² aufweist, wurde mit einem vernetzten thermoplastischen Polyethylenoxid (Warenzeichen: AQUACOK, hergestellt von SUMITOMO SEIKA CHEMICALS CO., LTD.) in einer Menge von 25 g/m² laminiert.
Davon unabhängig wurde eine Beschichtungsflüssigkeit, die hergestellt wurde, indem dasselbe ein kationisches Harz enthaltende Siliciumdioxidsol wie in Beispiel I-2 mit 25 Teilen PVA (Warenzeichen: PVA-135H, hergestellt von KURARAY CO., LTD.) vermischt wurde, auf eine Formgebungsoberfläche, die aus einer Oberfläche einer PET-Folie (Warenzeichen: LUMILAR T, hergestellt von TORAY INDUSTRIES INC.), die eine Dicke von 50 μm und eine Oberflächenrauheit Ra von 0,02 μm aufwies, bestand, beschichtet und getrocknet, um eine Beschichtungsschicht zu bilden, die ein Gewicht von 10 g/m² aufwies und einer oberen Aufzeichnungsschicht entsprach.
Nach der Anwendung von Wasser auf die Beschichtungsschicht wurde dieselbe Siliciumdioxidsol I-B-enthaltende Beschichtungsflüssigkeit wie in Beispiel I-1 auf die mit Wasser befeuchtete Beschichtungsschicht beschichtet und zur Bildung einer Beschichtungsflüssigkeit, entsprechend einer unteren Aufzeichnungsschicht, in einer Menge von 30 g/m² getrocknet. Die Beschichtungsschicht wurde auf die laminierte Polyethylenoxidschicht auf dem beschichteten Papierblatt laminiert und gebunden. Das resultierende Laminat wurde von dem PET-Film abgelöst.
Es wurde ein erfindungsgemäßes Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial erhalten.
Vergleichsbeispiel I-1
Zur Bildung einer Beschichtungsschicht in einer Menge von 10 g/m² wurde eine 7%-ige wässrige Beschichtungsflüssigkeit, die eine Mischung aus 100 Teilen Siliciumdioxidsol I-A mit 30 Teilen PVA (Warenzeichen: PVA-135H, hergestellt von KURARAY CO., LTD.) enthielt, auf eine Oberfläche desselben laminierten Papierblattes wie in Beispiel I-1 beschichtet und getrocknet.
Ein Vergleichs-Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial wurde erhalten.
Vergleichsbeispiel I-2
Zur Bildung einer Beschichtungsschicht in einer Menge von 40 g/m² wurde eine 7%-ige wässrige Beschichtungsflüssigkeit, die eine Mischung aus 100 Teilen Siliciumdioxidsol I-A mit 30 Teilen PVA (Warenzeichen: PVA-135H, hergestellt von KURARAY CO., LTD.) enthielt, auf eine Oberfläche desselben laminierten Papierblattes wie in Beispiel I-1 beschichtet und getrocknet.
Ein Vergleichs-Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial wurde erhalten.
Vergleichsbeispiel I-3
Zur Bildung einer Beschichtungsschicht in einer Menge von 40 g/m² wurde eine 10%-ige wässrige Beschichtungsflüssigkeit, die eine Mischung aus 100 Teilen Siliciumdioxidsol I-B mit 40 Teilen PVA (Warenzeichen: PVA-135H, hergestellt von KURARAY CO., LTD.) enthielt, auf eine Oberfläche desselben laminierten Papierblattes wie in Beispiel I-1 beschichtet und getrocknet.
Ein Vergleichs-Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial wurde erhalten.
Vergleichsbeispiel I-4
Zur Bildung einer Beschichtungsschicht in einer Menge von 30 g/m² wurde eine 7%-ige wässrige Beschichtungsflüssigkeit, die eine Mischung aus 115 Teilen desselben ein kationisches Harz enthaltenden Siliciumdioxidsols wie in Beispiel I-2 mit 25 Teilen PVA (Warenzeichen: PVA-135H, hergestellt von KURARAY CO., LTD.) enthielt, auf eine Oberfläche desselben laminierten Papierblattes wie in Beispiel I-1 beschichtet und getrocknet.
Auf die Beschichtungsschicht wurde eine 10%-ige wässrige Beschichtungsflüssigkeit, die eine Mischung aus 100 Gewichtsteilen Siliciumdioxidsol I-B mit 40 Teilen PVA (Warenzeichen: PVA-135H) enthielt, beschichtet und getrocknet, um eine Beschichtungsschicht in einer Menge von 10 g/m² zu bilden.
Ein Vergleichs-Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial wurde erhalten.
Vergleichsbeispiel I-5
Ein handelsübliches Glanzpapierblatt (Warenzeichen: KONICA PHOTOJET PAPER, hergestellt von KONICA), bei dem ein hydrophiles Harz auf ein Trägerpapierblatt beschichtet war, wurde als ein Vergleichs-Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial verwendet.
[Bewertung]
Das Tintenabsorbierungsvermögen, der Glanz und die Farbdichte der Tintenabbildungen des Tintenstrahlaufzeichnungsmaterials der Beispiele I-1 bis I-5 und der Vergleichsbeispiele I-1 bis I-5 wurden durch die untenstehend dargestellten Verfahren getestet und bewertet.
Bei der Untersuchung des Glanzes, des Tintenabsorbierungsvermögens und der Farbdichte der Tintenabbildungen wurde jedes Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial durch einen handelsüblichen Tintenstrahldrucker (Warenzeichen: PM-700 C, hergestellt von EPSON CORP., LTD.) bedruckt und der Glanz, das Tintenabsorbierungsvermögen und die Farbdichte eines einfarbig bedruckten Abschnittes wurden gemessen.
[Tintenabsorbierungsvermögen]
Ein einfarbiger Druck wurde zur Verfügung gestellt, indem eine gelbfarbige Tinte, eine magentafarbige Tinte und eine cyanfarbige Tinte einander überdeckt wurden. Jeweils 5 Sekunden sofort nach dem Druck wurde ein holzfreies Papierblatt auf den einfarbigen Druck gelegt, um zu überprüfen, ob die Tinte des einfarbige Druck auf das Papierblatt übertragen wird. Die Tintentrocknungszeit, nach der keine Übertragung der Tinte mehr stattfand, wurde bestimmt. Das Tintenabsorbierungsvermögen des Tintenstrahlaufzeichnungsmaterials wurde in den folgenden vier Klassen bewertet.
Das Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial wurde hinsichtlich seiner Tintenabsorbierungsgeschwindigkeit und Tintenabsorbierungskapazität als ausgezeichnet oder zufrieden stellend bewertet, wenn die Tintentrocknungszeit geringer als 15 Sekunden (Klasse 4 oder 3) ist.
[Glanz (Schimmer) des bedruckten Abschnitts]
Der Glanz des bedruckten Abschnittes wurde bewertet, indem jede der schwarz-, gelb-, cyan- und magentafarbigen Abbildungen mit dem bloßen Auge in einem schrägen Winkel in den folgenden vier Klassen bewertet wurde.
[Farbdichte der Tintenabbildung]
Eine einfarbig schwarze Tintenabbildung wurde einer Farbdichte-Messung mittels eines Macbeth Reflexionsfarbdichteprüfgerätes (Model: RD-920) unterzogen. Die Farbdichte wurde durch einen Durchschnitt der Daten aus fünf Messungen dargestellt.
[Feuchtigkeitsbeständigkeit für die Lagerung]
Der Ausdruck wurde in einem Behälter unter konstanter Temperatur und konstanter Feuchtigkeit bei einer Temperatur von 40°C bei einer Feuchtigkeit von 90% 48 Stunden lang gelagert. Nach der Lagerung wurde der Ausdruck aus dem Behälter entfernt und es wurde überprüft, ob ein Verschmieren der Tinte auftrat. Die Testergebnisse wurden in den folgenden vier Klassen bewertet.
[Wasserbeständigkeit der tintenempfangenden Schicht]
Ein Wassertropfen wurde auf eine tintenempfangende Schicht aufgebracht und 5 Minuten nach dem Aufbringen des Wassertropfens wurde der mit Wasser benässte Bereich leicht gerieben und die Veränderung, die in der tintenempfangenden Schicht auftrat, wurde untersucht und in den folgenden drei Klassen bewertet.
Die Testergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.
Tabelle 1
Tabelle 1 zeigt deutlich, dass die erfindungsgemäßen Tintenstrahlaufzeichnungsmaterialien ein ausgezeichnetes oder zufrieden stellendes Tintenabsorbierungsvermögen, einen ausgezeichneten oder zufrieden stellenden Glanz, eine ausgezeichnete oder zufrieden stellende Farbdichte der Tintenabbildung, eine ausgezeichnete oder zufrieden stellende Feuchtigkeitsbeständigkeit und eine ausgezeichnete oder zufrieden stellende Wasserbeständigkeit aufweist.
In der Gruppe der Beispiele III-1 bis III-6 und der Vergleichsbeispiele III-1 und III-2, wurden die in der tintenempfangenden Schicht gebildeten Risse auf die folgende Art und Weise geprüft.
Für jedes Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial wurden zehn Proben gesammelt und jeweils mit 100 Tintenpunkten pro mm² bedruckt. Die Tintenpunkte waren gleichmäßig verteilt, wobei jeder der Punkte einen Durchmesser von 50 μm aufwies und die Punkte durch einen handelsüblichen Tintenstrahldrucker (Model: PM-700C, hergestellt von EPSON CORP., LTD.) mit einer Punktdichte von 720 Punkte/2,54 cm × 720 Punkte/2,54 cm erzeugt wurden.
Die gedruckten Tintenpunkte wurden mit einem optischen Mikroskop bei einer 150-fachen Vergrößerung untersucht. Wenn in den Punkten Risse in der Anzahl gefunden wurden, die 60% oder mehr der Gesamtzahl der auf den 10 Proben gedruckten Punkte entsprach, wurde anerkannt, dass das Tintenaufzeichnungsmaterial eine ausreichende Anzahl an Rissen aufweist, die in wenigstens einer Aufzeichnungsschicht gebildet sind. Wurden zum Beispiel Risse in den Punkten in einer Anzahl gefunden, die 50% der Gesamtzahl der auf den 10 Proben gedruckten Punkte entsprach, beträgt der Rissgrad des Tintenaufzeichnungsmaterials 50%.
Bei den Beispielen III-1 bis III-6 und Vergleichsbeispielen III-1 und III-2 wurden die folgenden Pigmente verwendet.
[Siliciumdioxidsol III-A]
Synthetische amorphe Siliciumdioxidteilchen (Warenzeichen: NIPSIL^® HD-2, hergestellt von NIPPON SILICA INDUSTRIAL CO., LTD.), die eine mittlere Teilchengröße der Sekundärteilchen von 3 μm und eine mittlere Teilchengröße der Primärteilchen von 11 nm aufweisen, wurden durch eine Sandmühle und dann durch einen Druckhomogenisator pulverisiert und dispergiert. Die Pulverisierungs- und Dispergierungsverfahren durch eine Sandmühle und dann durch einen Druckhomogenisator wurden wiederholt auf die Siliciumdioxidteilchen angewendet, bis die mittlere Teilchengröße der Sekundärteilchen 60 nm erreichte. Es wurde eine 7%-ige Siliciumdioxidteilchendispersion hergestellt.
[Siliciumdioxidsol III-B]
Synthetische amorphe Siliciumdioxidteilchen (Warenzeichen: NIPSIL LP, hergestellt von NIPPON SILICA INDUSTRIAL CO., LTD.), die eine mittlere Teilchengröße der Sekundärteilchen von 3 μm und eine mittlere Teilchengröße der Primärteilchen von 16 nm aufweisen, wurden durch eine Sandmühle und dann durch einen Druckhomogenisator pulverisiert und dispergiert. Danach wurde ein Pulverisierungs- und Dispergierungsverfahren durch eine Sandmühle und einen Druckhomogenisator wiederholt auf die Siliciumdioxidteilchen angewendet, bis die mittlere Teilchengröße der Sekundärteilchen 100 nm erreichte. Es wurde eine 9%-ige Siliciumdioxidteilchendispersion hergestellt.
[Siliciumdioxidsol III-C]
Synthetische amorphe Siliciumdioxidteilchen (Warenzeichen: NIPSIL E-1011, hergestellt von NIPPON SILICA INDUSTRIAL CO., LTD.), die eine mittlere Teilchengröße der Sekundärteilchen von 1,5 μm und eine mittlere Teilchengröße der Primärteilchen von 24 nm aufweisen, wurden durch eine Sandmühle und dann durch einen Druckhomogenisator pulverisiert und dispergiert. Die Pulverisierungs- und Dispergierungsverfahren durch eine Sandmühle und einen Druckhomogenisator wurden wiederholt auf die Siliciumdioxidteilchen angewendet, bis die mittlere Teilchengröße der Sekundärteilchen 150 nm erreichte. Es wurde eine 12%-ige Siliciumdioxidteilchendispersion hergestellt.
Beispiel III-1
Als ein Träger wurde ein laminiertes Papierblatt, das durch Laminierung einer Polyethylenschicht bei einer Dicke von 25 μm durch ein Extrusionslaminerverfahren auf ein handelsübliches beschichtetes Papierblatt (Warenzeichen: OK COAT, hergestellt von OJI PAPER CO., LTD.) mit einem Flächengewicht von 127,9 g/m² hergestellt wurde, verwendet. Dieses laminierte Papierblatt wird im Nachfolgenden als "Laminatblatt" bezeichnet.
Eine 10%-ige wässrige Beschichtungsflüssigkeit, die eine Mischung aus 100 Teilen Siliciumdioxidsol III-C mit 35 Teilen eines Polyvinylalkohol (Warenzeichen: PVA-135H, hergestellt von KURARAY CO., LTD.) mit einem Polymerisationsgrad von 3500 und einem Verseifungsgrad von 99% oder mehr enthält, wurde auf die mit Polyethylen beschichtete Oberfläche des Laminatblatts beschichtet und bei einer Temperatur von 120°C getrocknet, um eine untere Aufzeichnungsschicht zu bilden, die ein Trockengewicht von 20 g/m² aufweist. Die resultierende untere Aufzeichnungsschicht wies einen Grad der Rissbildung von 80% auf.
Die untere Aufzeichnungsschicht wurde in einer Menge von 20 g/m² mit Wasser benässt und dann mit einer 7%-igen wässrigen Beschichtungsflüssigkeit, die aus einer Mischung aus 100 Teilen Siliciumdioxidsol III-A mit 30 Teilen eines PVA (PVA-135H) hergestellt wurde, beschichtet und bei einer Temperatur von 50°C getrocknet, um eine obere Aufzeichnungsschicht mit einem Grad der Rissbildung von 30% und einem Porenvolumen von 0,9 ml/g zu bilden.
Es wurde ein erfindungsgemäßes Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial erhalten.
Beispiel III-2
Siliciumdioxidsol III-A in einer Menge von 100 Teilen wurde mit 15 Teilen eines kationischen Harzes, das aus Diallyldimethylammoniumchlorid-Acrylamid-Copolymer (Warenzeichen: PAS-J-81, hergestellt von NITTO BOSEKI CO., LTD.) besteht, vermischt. Die resultierende Mischung wies eine erhöhte Viskosität auf und die Siliciumdioxidteilchen waren agglomeriert. Die Mischung wurde durch einen Druckhomogenisator pulverisiert und dispergiert, bis die mittlere Teilchengröße der agglomerierten Teilchen 100 nm erreichte. Danach wurde das resultierende, ein kationisches Harz enthaltende Siliciumdioxidsol weiter mit 20 Teilen eines Polyvinylalkohols (PVA-135H) vermischt, um eine 8%-ige wässrige Beschichtungsflüssigkeit zur Verfügung zu stellen.
Derselbe Träger wie in Beispiel III-1 wurde mit derselben Siliciumdioxidsol III-C-enthaltenden unteren Aufzeichnungsschicht wie in Beispiel III-1 beschichtet. Nachdem die untere Aufzeichnungsschicht mit Wasser in einer Menge von 20 g/m² benässt worden war, wurde die obenstehend genannte Beschichtungsflüssigkeit auf die mit Wasser benässte untere Aufzeichnungsschicht beschichtet und bei einer Temperatur von 50°C getrocknet, um eine obere Aufzeichnungsschicht zu bilden, die ein Trockengewicht von 8 g/m², einen Grad der Rissbildung von 30% und ein Porenvolumen von 0,83 ml/g aufweist.
Beispiel III-3
Dasselbe Diallyldimethylammoniumchlorid-Acrylamid-Copolymer-enthaltende Siliciumdioxidsol III-A wie in Beispiel III-2 und in einer Menge von 115 Teilen wurde mit 20 Teilen eines Polyvinylalkohol (PVA-135H) vermischt, um eine wässrige Beschichtungsflüssigkeit zu bilden, die einen Feststoffgehalt von 8% aufweist.
Die Beschichtungsflüssigkeit wurde auf eine Oberfläche einer PET-Folie (Warenzeichen: LUMILAR T, hergestellt von TORAY INDUSTRIES INC.), die eine Dicke von 50 μm sowie eine Oberflächenrauheit Ra von 0,02 μm aufweist und als Formgebungsoberfläche verwendet wird, beschichtet und bei einer Temperatur von 40°C getrocknet, um eine Beschichtungsschicht zu bilden, die einer oberen Aufzeichnungsschicht entspricht, die ein Gewicht von 8 g/m² und einen Grad der Rissbildung von 10% oder weniger aufweist.
Unabhängig davon wurde eine 10%-ige wässrige Beschichtungsflüssigkeit, die eine Mischung aus 100 Teilen Siliciumdioxidsol III-C mit 30 Teilen eines Polyvinylalkohols (PVA-135H) auf eine Oberfläche eines handelsüblichen holzfreien Papierblattes mit einem Flächengewicht von 157 g/m² beschichtet und bei einer Temperatur von 120°C getrocknet, um eine untere Aufzeichnungsschicht zu bilden, die ein Gewicht von 20 g/m² und einen Grad der Rissbildung von 90% aufweist.
Nachdem die ein kationisches Harz umfassende auf der PET-Folie gebildete Beschichtungsschicht mit 5 g/m² Wasser befeuchtet wurde, wurde die untere Aufzeichnungsschicht bei einer Kalandertemperatur von 75°C unter einem linearen Kalanderdruck von 20 kg/cm auf die befeuchtete Beschichtungsschicht laminiert und gebunden. Nach dem Trocknen wurde das resultierende Laminat von der PET-Folie getrennt. Es wurde ein erfindungsgemäßes Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial erhalten. Bei dem Aufzeichnungsmaterial wies die obere Aufzeichnungsschicht ein Porenvolumen von 0,76 ml/g auf.
Beispiel III-4
Dasselbe ein Diallyldimethylammoniumchlorid-Acrylamid-Copolymer-enthaltende Siliciumdioxidsol III-A wie in Beispiel III-2 und in einer Menge von 115 Teilen wurde mit 20 Teilen eines Polyvinylalkohol (PVA-135H) vermischt, um eine wässrige Beschichtungsflüssigkeit mit einem Feststoffgehalt von 8% zur Verfügung zu stellen.
Die Beschichtungsflüssigkeit wurde auf eine Oberfläche einer PET-Folie (Warenzeichen: LUMILAR T, hergestellt von TORAY INDUSTRIES INC.), die eine Dicke von 50 μm aufwies und als eine Formgebungsoberfläche verwendet wurde, beschichtet und bei einer Temperatur von 40°C getrocknet, um eine Beschichtungsschicht zu bilden, entsprechend einer oberen Aufzeichnungsschicht mit einem Gewicht von 8 g/m² und einem Grad der Rissbildung von 10% oder weniger.
Die Beschichtungsschicht wurde mit einer 10%-igen wässrigen Beschichtungsflüssigkeit, die eine Mischung aus 100 Teilen Siliciumdioxidsol III-B mit 35 Teilen eines Polyvinylalkohols (PVA-135H) enthielt, beschichtet und bei einer Temperatur von 80°C getrocknet, um eine Zwischen-Aufzeichnungsschicht zu bilden, die ein Trockengewicht von 10 g/m² und einen Grad der Rissbildung von 20% aufweist.
Unabhängig davon wurde eine 10%-ige wässrige Beschichtungsflüssigkeit, die eine Mischung aus 100 Teilen Siliciumdioxidsol III-C mit 25 Teilen eines Polyvinylalkohols (PVA-135H) enthielt, auf eine Oberfläche eines handelsüblichen holzfreien Papierblattes, das ein Flächengewicht von 157 g/m² aufweist, beschichtet, um eine Beschichtungsflüssigkeitsschicht in einer Trockenmenge von 10 g/m² zu bilden.
Die Beschichtungsflüssigkeitsschicht wurde über die Zwischen-Aufzeichnungsschicht gelegt und an sie gebunden, und bei einer Temperatur von 130°C getrocknet, um eine untere Aufzeichnungsschicht zu bilden. Das resultierende Laminat wurde von dem PET-Film getrennt. Es wurde ein erfindungsgemäßes Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial erhalten.
Bei dem erhaltenen Aufzeichnungsmaterial wies die Siliciumdioxidsol III-C-enthaltende untere Aufzeichnungsschicht einen Grad der Rissbildung von 95% auf, der durch das obenstehend genannte Verfahren gemessen wurde, nachdem die obere Aufzeichnungsschicht und die Zwischen-Aufzeichnungsschicht durch Schaben entfernt wurden und mit der Tinte bedruckt wurden. Die obere Aufzeichnungsschicht wies ein Porenvolumen von 0,76 ml/g auf.
Beispiel III-5
Die mit Polyethylen laminierte Oberfläche desselben Laminatblattes wie in Beispiel III-1 wurde mit einer 10%-igen wässrigen Beschichtungsflüssigkeit, die eine Mischung aus 100 Teilen Siliciumdioxidsol III-C mit 35 Teilen eines Polyvinylalkohols (PVA-135H) enthielt, beschichtet und bei einer Temperatur von 100°C getrocknet, um eine untere Aufzeichnungsschicht, die ein Trockengewicht von 20 g/m² und einem Grad der Rissbildung von 65% aufweist, zu bilden.
Die untere Aufzeichnungsschicht wurde mit 15 g/m² Wasser benässt und dann mit einer 7%-igen wässrigen Beschichtungsflüssigkeit, die 100 Teile Siliciumdioxidsol III-A mit 25 Teilen eines Polyvinylalkohols (PVA-135H) enthält, beschichtet und bei einer Temperatur von 80°C getrocknet, um eine obere Aufzeichnungsschicht zu bilden, die ein Trockengewicht von 8 g/m² und einen Grad der Rissbildung von 80% umfasst.
Es wurde ein erfindungsgemäßes Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial erhalten.
Vergleichsbeispiel III-1
Die mit Polyethylen laminierte Oberfläche desselben Laminatblattes wie in Beispiel III-1 wurde mit einer 10%-igen wässrigen Beschichtungsflüssigkeit beschichtet, die eine Mischung aus 100 Teilen Siliciumdioxidsol III-B mit 45 Teilen Polyvinylalkohol (PVA-135H) umfasst, und bei einer Temperatur von 100°C getrocknet, um eine tintenempfangende Schicht zu bilden, die ein Trockengewicht von 28 g/m² und einen Grad der Rissbildung von 10% oder weniger aufweist.
Ein Vergleichs-Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial wurde erhalten.
Beispiel III-6
Eine 10%-ige wässrige Beschichtungsflüssigkeit, die eine Mischung aus 100 Teilen Siliciumdioxidsol III-C mit 40 Teilen Polyvinylalkohol (PVA-135H) enthält, wurde auf die mit Polyethylen laminierte Oberfläche desselben Laminatblattes wie in Beispiel III-1 beschichtet und bei einer Temperatur von 100°C getrocknet, um eine untere Aufzeichnungsschicht zu bilden, die ein Trockengewicht von 20 g/m² und einen Grad der Rissbildung von 20% aufweist.
Die untere Aufzeichnungsschicht wurde mit Wasser in einer Menge von 20 g/m² benässt und dann mit einer 7%-igen wässrigen Beschichtungsflüssigkeit, die eine Mischung aus 100 Teilen Siliciumdioxidsol III-A mit 30 Teilen Polyvinylalkohol (PVA-135H) umfasst, beschichtet und bei einer Temperatur von 50°C getrocknet, um eine obere Aufzeichnungsschicht zu bilden, die ein Trockengewicht von 8 g/m², einen Grad der Rissbildung von 30% und ein Porenvolumen von 0,91 ml/g aufweist.
Es wurde ein erfindungsgemäßes Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial erhalten.
Vergleichsbeispiel III-2
Ein handelsübliches Glanzpapierblatt (Warenzeichen: GP-101, hergestellt von CANON), das eine Beschichtungsschicht mit einem Grad der Rissbildung von 100 aufweist, wurde als ein Vergleichs-Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial verwendet.
[Bewertung]
Jedes der Tintenstrahlaufzeichnungsmaterialien der Beispiele III-1 bis III-6 und der Vergleichsbeispiele III-1 und III-2 wurde durch die untenstehend dargestellten Verfahren den Bewertungen der Tintenabsorbierungsgeschwindigkeit, der Tintenabsorbierungskapazität, des Glanzes und der Farbdichte der Tintenabbildung unterzogen. Bei den Bewertungen des Glanzes und der Farbdichte der Abbildung wurden einfarbige Tintendrucke durch einen handelsüblichen Tintenstrahldrucker gebildet (Model: PM-700C, hergestellt von EPSON CORP., LTD.), und der Glanz und die Farbdichte der einfarbigen Drucke wurde bestimmt.
[Tintenabsorbierungsgeschwindigkeit]
Eine gelbfarbige Tinte, eine magentafarbige Tinte und eine cyanfarbige Tinte wurden aufeinander gedruckt und übergelagert, um einen schwarzen einfarbigen Druck auf einem Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial zu bilden. Jeweils fünf Sekunden nach dem Druck wurde ein holzfreies Papierblatt über den einfarbigen Druck gelegt, um eine Tintentrocknungszeit zu bestimmen, nach der keine Tinte von dem einfarbigen Druck mehr auf das Papierblatt übertragen wurde. Die Tintenabsorbierungsgeschwindigkeit wurde wie untenstehend dargestellt in vier Klassen bewertet.
[Tintenabsorbierungskapazität]
Eine Probe eines Tintenstrahlaufzeichnungsmaterials in den Abmessungen 10 cm × 10 cm wurde an einem zentralen Abschnitt eines PPC-Papierblattes im A4-Format angebracht und eine schwarze Tinte wurde zur Bildung eines schwarzen einfarbigen Druckes in einer Tintenextrusionsmenge von 40 g/m² auf die Probe gestrahlt. Jeweils 10 Sekunden nach dem Druck wurde ein holzfreies Papierblatt über den einfarbigen Druck auf der Probe gelegt und eine Tintentrocknungszeit, nach der keine Tinte mehr von dem einfarbigen Druck auf die Probe übertragen wurde, wurde bestimmt.
Die Tintenabsorbierungskapazität wurde wie untenstehend dargestellt in vier Klassen bewertet.
[Glanz (Schimmer) der Tintenabbildung]
Schwarze Abbildungen, gelbfarbige Abbildungen, cyanfarbige Abbildungen und magentafarbige Abbildungen, die auf einem Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial gebildet wurden, wurden mit dem bloßen Auge in einem schrägen Winkel betrachtet und der Glanz der Abbildungen wurde in den folgenden vier Klassen bewertet.
[Farbdichte der Abbildung]
Ein schwarzer einfarbiger Druck, der auf einem Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial gebildet wurde, wurde einer Farbdichtemessung mittels eines Macbeth Reflexionsfarbdichteprüfgerätes (Model RD-920) unterzogen.
Die Farbdichte wurde durch einen Durchschnitt der Daten aus fünf Messungen dargestellt.
[Feuchtigkeitsbeständigkeit für die Lagerung]
Eine mit Tinte bedruckte Probe wurde in einem Behälter unter konstanter Temperatur und konstanter Feuchtigkeit bei einer Temperatur von 40°C bei einer Feuchtigkeit von 90% 48 Stunden lang gelagert. Danach wurde das Verschmieren der Tinte auf der Probe überprüft und in den folgenden vier Klassen bewertet.
[Wellenbildung]
Auf einer Probe eines Tintenstrahlaufzeichnungsmaterials wurde ein schwarzer einfarbiger Druck gebildet, indem gelb-, cyan- und magentafarbige Tinten überlagert wurden und die Wellenbildung der einfarbig gedruckten Probe wurde überprüft und in den folgenden drei Klassen bewertet.
Die Testergebnisse sind in Tabelle 3 dargestellt
Tabelle 3
Tabelle 3 zeigt, dass die erfindungsgemäßen Tintenstrahlaufzeichnungsmaterialien ein ausgezeichnetes Tintenabsorbierungsvermögen sowie einen zufrieden stellenden Glanz und eine zufrieden stellende Farbdichte einer Tintenabbildung aufwiesen.

Claims

Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial, das einen Träger und eine mehrlagige Tintenaufnahmeschicht umfaßt, die mindestens eine untere Aufzeichnungsschicht, die auf dem Träger ausgebildet ist, und mindestens eine obere Aufzeichnungsschicht, die auf der unteren Aufzeichnungsschicht ausgebildet ist, umfaßt, wobei die untere und obere Aufzeichnungsschicht Sekundärteilchen eines Pigments, die amorphes Siliciumdioxid umfassen und eine mittlere Sekundärteilchengröße von 10 bis 400 nm aufweisen, wobei jedes der Sekundärteilchen aus im wesentlichen einer Vielzahl an Primärteilchen besteht, die miteinander agglomeriert sind und eine mittlere Primärteilchengröße von 3 bis 40 nm aufweisen, wobei die mittleren Primär- und Sekundärteilchengrößen mittels eines Elektronenmikroskops gemessen werden, und ein Bindemittel umfassen; und wobei die mittlere Primärteilchengröße der Primärteilchen, die in der unteren Aufzeichnungsschicht enthalten sind, größer ist als die mittlere Primärteilchengröße der Primärteilchen, die in der oberen Aufzeichnungsschicht enthalten sind.
Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, wobei die mittlere Primärteilchengröße der Primärteilchen, die in der unteren Aufzeichnungsschicht enthalten sind, 1,2 bis 10-mal die mittlere Primärteilchengröße der Primärteilchen, die in der oberen Aufzeichnungsschicht enthalten sind, ist.
Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, wobei die obere Aufzeichnungsschicht ferner eine kationische Verbindung umfaßt.
Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, wobei die Tintenaufnahmeschicht ferner eine zusätzliche Aufzeichnungsschicht umfaßt, die als eine Hauptkomponente ein polymeres Material umfaßt und zwischen dem Träger und der unteren Aufzeichnungsschicht angeordnet ist.
Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, wobei die obere Aufzeichnungsschicht eine ist, die erhältlich ist durch ein Verfahren, bei dem eine Beschichtungsschicht, die der oberen Aufzeichnungsschicht entspricht, auf einer Formgebungsoberfläche ausgebildet wird; eine auf einem Träger ausgebildete untere Aufzeichnungsschicht auf die auf der Formgebungsoberfläche angeordnete Beschichtungsschicht gelegt und daran gebunden wird und das resultierende Laminat von der Formgebungsoberfläche getrennt wird.
Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, wobei die obere Aufzeichnungsschicht eine ist, die erhältlich ist durch ein Verfahren, bei dem eine erste Beschichtungsschicht, die der oberen Aufzeichnungsschicht entspricht, auf einer Formgebungsoberfläche ausgebildet wird; eine zweite Beschichtungsschicht, die der unteren Aufzeichnungsschicht entspricht, auf der ersten Beschichtungsschicht ausgebildet wird; ein Träger auf die zweite Beschichtungsschicht gelegt und daran gebunden wird und das resultierende Laminat von der Formgebungsoberfläche getrennt wird.
Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, wobei die mittlere Sekundärteilchengröße der Sekundärteilchen des Pigments 10 bis 300 nm beträgt.
Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, wobei die mittlere Sekundärteilchengröße der Sekundärteilchen des amorphen Siliciumdioxidpigments in der unteren Aufzeichnungsschicht größer ist als die mittlere Sekundärteilchengröße der Sekundärteilchen des amorphen Siliciumdioxidpigments in der oberen Aufzeichnungsschicht.
Verfahren zur Herstellung eines wie in Anspruch 1 definierten Tintenstrahlaufzeichnungsmaterials, das die folgenden Schritte umfaßt: Ausbilden von mindestens einer ersten Beschichtungsschicht, die der mindestens einen oberen Aufzeichnungsschicht entspricht, auf einer Formgebungsoberfläche; Ausbilden von mindestens einer zweiten Beschichtungsschicht, die der mindestens einen unteren Aufzeichnungsschicht entspricht, auf der ersten Beschichtungsschicht; Laminieren eines Trägers auf die erste und zweite Beschichtungsschicht, die auf der Formgebungsoberfläche ausgebildet sind; und Trennen des resultierenden Laminats von der Formgebungsoberfläche.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die mittlere Sekundärteilchengröße der Sekundärteilchen des Pigments 10 bis 300 nm beträgt.