DE69909344T2

DE69909344T2 - Aluminiumoxidhydratpulver für die Herstellung einer Farbstoffempfangsschicht, die bei einem Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren verwendet wird

Info

Publication number: DE69909344T2
Application number: DE69909344T
Authority: DE
Inventors: Masanobu Ohta-ku Asaoka; Akemi Ohta-ku Ishizaki; Nobuyuki Ohta-ku Hosoi; Katsutoshi Ohta-ku Misuda
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-02-06
Filing date: 1999-02-05
Publication date: 2004-05-27
Anticipated expiration: 2019-02-06
Also published as: ATE244684T1; US6649234B1; EP0934905A3; DE69909344D1; EP0934905B1; EP0934905A2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf ein feines Pulvermaterial zur Herstellung einer Tintenaufnahmeschicht, auf ein Herstellungsverfahren für das feine Pulvermaterial, auf ein Aufzeichnungsmaterial, in dem das feine Pulvermaterial verwendet wird, und auf ein Bilderzeugungsverfahren, in dem das Aufzeichnungsmaterial verwendet wird.
Ein Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren ist ein Verfahren, in dem winzige Tröpfchen einer Tinte mittels verschiedener Prinzipien auf Aufzeichnungsmaterialien, wie Papier, ausgestoßen werden und dort haften bleiben, um Bilder, Buchstaben und ähnliches zu erzeugen. Da die Merkmale dieses Verfahrens es gestatten, daß verschiedene Muster mit hoher Geschwindigkeit, geringem Lärm, mit verschiedenen Farben und ohne Entwicklung aufgezeichnet werden können, setzte sich dieses Verfahren nicht nur rasch für Drucker durch, sondern auch für Informationsgeräte, wie Kopiergeräte, Textverarbeitungsvorrichtungen, Faxgeräte und Plotter. Desweiteren wurden in den letzten Jahren, in denen Hochleistungsdigitalkameras, digitale Bildbetrachtungsgeräte und Scanner zu geringen Preisen angeboten wurden und sich Personalcomputer auf breiter Basis durchsetzten, in zunehmenden Maße Bilddaten, die durch diese Vorrichtungen erhalten wurden, mittels des Tintenstrahlaufzeichnungsverfahrens aufgezeichnet. Dementsprechend wurden Forderungen nach Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren laut, die in der Lage wären, Bilder zu liefern, die im Vergleich zu Fotografien vom Silbersalz-Typ und mehrfarbigen Drucken vom Plattenherstellungstyp nicht schlechter als diese wären.
Obwohl die Aufzeichnungsgeräte und die Aufzeichnungsverfahren in Bezug auf die Aufzeichnungsgeschwindigkeit und die Genauigkeit der aufgezeichneten Bilder und das Drucken von mehrfarbigen Bildern verbessert wurden, wurde noch immer nach verbesserten Eigenschaften der Aufzeichnungsmaterialien verlangt.
In Beziehung stehender Stand der Technik
Herkömmlicherweise wurden verschiedene Aufzeichnungsmaterialien als Aufzeichnungsmaterialien für die Tintenstrahlaufzeichnung vorgeschlagen. Beispielsweise offenbart die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 52-53012 ein Papier für die Tintenstrahlaufzeichnung, bei dem ein wenig geleimtes Rohpapier mit einem Deckanstrich durchtränkt ist. Die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 53-49113 offenbart ein Papier für die Tintenstrahlaufzeichnung, bei dem eine Schicht, die ein Harnstoff-Formalin-Harzpulver umfaßt, mit einem wasserlöslichen Polymer durchtränkt ist. Die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 55-5830 offenbart ein Papier für die Tintenstrahlaufzeichnung, das mit einer Tintenabsorptionsschicht auf der Oberfläche eines Substrates versehen ist, die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 55-51583 offenbart ein Beispiel, in dem amorphes Siliciumdioxid als Pigment in einer Deckschicht verwendet wird, und die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 55-146786 offenbart ein Beispiel, in dem eine Überzugsschicht aus einem wasserlöslichen Polymer verwendet wird.
Aluminiumoxidhydrat zog in letzter Zeit als Material für den Aufbau eines Bereichs eines Aufzeichnungsmaterials, in dem Tinte aufgenommen wird, die Aufmerksamkeit auf sich. Dies deshalb, weil Aluminiumoxidhydrat positive elektrische Ladungen aufweist und die Tinte gut zurückhält, wodurch es geeignet ist, Bilder zu liefern, die ein hohes koloristisches Leistungsverhalten und einen hohen Glanz aufweisen, und die mit herkömmlichen Aufzeichnungsmaterialien nicht erhalten werden können. Die US-Patentschriften Nr. 4,879,166 und 5,104,730 und die japanischen Patentoffenlegungsschriften Nr. 2-276670, 4-37576 und 5-32037 offenbaren Aufzeichnungs materialien, in denen Schichten verwendet werden, die Aluminiumoxidhydrat mit Pseudoboehmitstrukturen als Tintenaufnahmeschichten enthalten.
Die Aufzeichnungsmaterialien, in denen Aluminiumoxidhydrat als Material für die Tintenaufnahmeschichten verwendet wird, können jedoch in bestimmten Fällen, in denen eine Aufzeichnung versucht wird, mit der in viel kürzerer Zeit sehr genaue Bilder aufgezeichnet werden sollen, die im Vergleich zu denjenigen, die auf Fotografien vom Silbersalztyp und mehrfarbigen Drucken vom Plattenherstellungstyp erhalten werden, nicht schlechter sind, mit den nachstehend aufgezählten Problemen verbunden sein.

(1) Da den Aufzeichnungsmaterialien Tinten in größeren Mengen pro Zeiteinheit für die Aufzeichnung hochgenauer Farbbilder in kürzerer Zeit zugeführt werden, kann die gedruckte Tinte durch die Poren nicht vollständig absorbiert werden und fließt über die Oberflächen der Tintenaufnahmeschichten, wodurch es zu einem Ausbluten kommt und sich die Qualität der Drucke verschlechtert.
(2) Wenn die Tintenabsorptionsgeschwindigkeit nicht in ausreichendem Maße mit der hohen Aufzeichnungsgeschwindigkeit Schritt halten kann, obwohl die Aufzeichnungsmaterialien hohe Tintenabsorptionsgeschwindigkeiten für eine Aufzeichnung bei hohen Geschwindigkeiten aufweisen müssen, kommt es zu einer Perlbildung (beading).

Die "Perlbildung" ist eine Erscheinung, bei der ein vorher gebildeter Tintenpunkt bzw. Tintenfleck in Kontakt mit dem nächsten Tintenfleck kommt, bevor er durch ein Aufzeichnungsmaterial absorbiert und fixiert wird, wodurch benachbarte Druckflecken wie Perlen miteinander verbunden werden und es zu einer ungleichmäßigen optischen Dichte des Bildes kommt.
Diese Probleme sind miteinander verknüpft und die Absorptionsgeschwindigkeit neigt natürlich dazu, höher zu sein, wenn das Aufzeichnungsmaterial ein größeres Tintenabsorp tionsvermögen aufweist. Bestimmte Aufzeichnungsmaterialien, die ein großes Tintenabsorptionsvermögen aufweisen, zeigen jedoch geringe Tintenabsorptionsgeschwindigkeiten. Solch ein Aufzeichnungsmaterial ermöglicht es den Tinten einen Zustand beizubehalten, in dem sie über das Aufzeichnungsmaterial fließen, bevor dieses die Tinten vollständig absorbiert, wenn eine große Tintenmenge aufgebracht wird. Dementsprechend vermischen sich die Tinten benachbarter Flecken miteinander, wodurch es zu einem Ausbluten der gedruckten Buchstaben und einer Farbvermischung beim Mehrfarbendruck kommt. Als Ergebnis verschlechtert sich die Qualität der Drucke und der Bilder auf dem Aufzeichnungsmaterial beträchtlich.
Desweiteren muß die Beziehung zwischen dem Tintenabsorptionsvermögen und der Farbdichte zusätzlich zu den vorstehend erwähnten Problemen in Betracht gezogen werden.
Die Beziehung ist mit dem Porenvolumen und dessen Verteilung im Aluminiumoxidhydrat verknüpft. Um das Tintenabsorptionsvermögen zu erhöhen, reicht es üblicherweise aus, das Porenvolumen zu vergrößern. Anders ausgedrückt, reicht es aus, die Porenradiusverteilung auf die größere Seite zu verschieben. Wenn die Porenradiusverteilung (insbesondere das Porenradiusmaximum) jedoch zu weit auf die größere Seite verschoben wird, wird das mittels des Tintenstrahlverfahrens erzeugte Bild auf Grund einer irregulären Reflexion oder ähnlichem, zu der es in den Poren kommt, als ganzes weißlich, wodurch die Tendenz auftritt, daß die Färbeeigenschaften des Farbstoffs beeinträchtigt werden und sich die Farbdichte verringert.
Als Maßnahme zur Verhinderung solch einer negativen Erscheinung schlägt die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 57-44605 ein Verfahren zur Einengung des Bereichs der Porenradiusverteilung durch die Wiederholung mehrerer Behandlungen und die Verschiebung der Porenradiusverteilung auf die größere Seite vor. Wenn Behandlungen durchgeführt werden, um die Porenradiusverteilung enger zu machen, wird die Verteilung üblicherweise zu einem höheren Porenradiusmaximum verschoben. Solch ein Verfahren erhöht jedoch die Anzahl der Behandlungsschritte und führt dazu, daß die Herstellungsmenge des Aufzeichnungsmaterials durch das Fassungsvermögen des Reaktionskessels eingeschränkt wird, der zunächst bei den die Behandlungen in einem Chargen-Systems installiert wird. Dementsprechend ist das Verfahren mit der Tendenz verbunden, die Herstellungskosten des Aufzeichnungsmaterials zu erhöhen.
Im Gegensatz dazu steht ein kontinuierliches Verfahren, das geeignet ist, das Aufzeichnungsmaterial in großer Menge herzustellen, wodurch es ermöglicht wird, das Material mit geringen Kosten zu erzeugen. Das mittels solch eines kontinuierlichen Verfahrens hergestellte Aluminiumoxid weist jedoch eine breite Porenradiusverteilung als eine seiner physikalischen Eigenschaften auf. Dies deshalb, weil die Ausgangsmaterialien so wie es die Situation für die Herstellung mittels des kontinuierlichen Verfahrens erfordert, zur Verfügung gestellt werden, d. h. Anteile auf fortgeschrittenen Reaktionsstufen mit Anteilen auf anfänglichen Reaktionsstufen gemischt werden und die Kristalle ungleichmäßig wachsen, wodurch sich die Porenradiusverteilung verbreitert. Dementsprechend enthält das Aluminiumoxid eine große Menge an Bestandteilen, die kleine Porenradien aufweisen, in der großen Porenradiusverteilung und behindert die Absorption von Tinten, wodurch es zu einem unzufriedenstellenden Tintenabsorptionsvermögen kommt. Desweiteren weist das Aluminiumoxid eine unzureichende Farbdichte auf, da es eine Porenradiusverteilung zeigt, die große Porenradien umfaßt.
Die europäische Patentschrift EP-A-0 622 244 offenbart ein Aufzeichnungsmaterial, in dem poröses Aluminiumoxidhydrat für die Tintenaufnahmeschicht verwendet wird. Die Porenradiusverteilung des Aluminiumoxidhydrats ist durch einen mittleren Porenradius von 2 bis 20 nm gekennzeichnet und die halbe Breite der Porenradiusverteilung liegt in einem Bereich von 2 bis 15 nm. Die Porenradiusverteilung ist durch mindestens zwei Peaks gekennzeichnet, einem bei einem Porenradius von kleiner 10 nm und der andere Peak liegt in einem Bereich von 10 bis 20 nm. Solch ein Aufzeichnungsmaterial kann die Absorption und die Fixierung des Farbstoffes in der Tinte ver bessern, um ein Ausbluten und eine Perlbildung auf den Bildern zu verhindern, und verbessert desweiteren die Absorption des Lösungsmittelbestandteils in der Tinte, wodurch die Trocknung der gedruckten Bilder beschleunigt wird.
Andererseits offenbart die Patentschrift US-A-4,969,900 einen Kohlenwasserstoff-Hydroprocessing-Katalysator, der mindestens einen aktiven Metallhydrierungsbestandteil, üblicherweise einen Metallbestandteil, der aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Metallen der Gruppe VIB und der Gruppe VIII besteht, auf Nicht-Zeolith-Trägerteilchen umfaßt, die ein poröses amorphes feuerfestes Oxid umfassen. Als solche Trägerteilchen ist ein Material bevorzugt, das Aluminiumoxid enthält. Die Trägerteilchen sind durch eine enge Porengrößenverteilung gekennzeichnet, wobei mindestens 75% des gesamten Porenvolumens aus Poren mit einem Durchmesser von 2 nm unterhalb des Modalporendurchmessers bis 2 nm über dem Modaldurchmesser besteht.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine Hauptaufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung eines feinen Pulvermaterials, das eine erhöhte Tintenabsorptionsgeschwindigkeit aufweist, wobei es günstige Farbstoff-Fixiereigenschaften, eine ausgezeichnete Farbdichte, eine hohe Anfärbbarkeit und einen hohen Glanz beibehält, und es ermöglicht, daß zu erzeugende Druckflecke mit niedrigen Kosten und hoher Reproduktivität hergestellt werden können, und in der Bereitstellung eines Herstellungsverfahrens für dieses feine Pulvermaterial und eines Aufzeichnungsmaterials, in dem das feine Pulvermaterial verwendet wird. Eine andere Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Bilderzeugungsverfahrens mittels einer Tintenstrahlaufzeichnung unter Verwendung des Aufzeichnungsmaterials.
Erfindungsgemäß wird ein feines Pulvermaterial zur Herstellung einer Tintenaufnahmeschicht eines Aufzeichnungsmaterials zur Verfügung gestellt, in dem das Porenradiusmaximum in einem Bereich von 9 bis 12 nm in der Porenradiusverteilung des feinen Pulvermaterials auftritt, und das Gesamtvolumen der Poren mit Radien, die 5 nm nicht überschreiten, nicht mehr als 6% des Volumens aller Poren beträgt, wobei es sich bei dem feinen Pulvermaterial um Aluminiumoxidhydrat handelt.
Erfindungsgemäß wird auch ein Herstellungsverfahren für das feine Pulver zur Verfügung gestellt, wobei das feine Pulvermaterial, das das Porenradiusmaximum N₁ in der Porenradiusverteilung aufweist, behandelt wird, um ein feines Pulvermaterial herzustellen, das ein Porenradiusmaximum N₂ in der Porenradiusverteilung aufweist, und somit der nachstehenden Gleichung genügt: N1 ≌ N2 oder N2 < N1 wobei das Gesamtvolumen der Poren, die Radien aufweisen, die 5 nm nicht überschreiten, nicht mehr als 6,0% des Volumens aller Poren nach der Behandlung beträgt, wobei es sich bei dem feinen Pulvermaterial um Aluminiumoxidhydrat handelt.
Erfindungsgemäß wird desweiteren ein Aufzeichnungsmaterial zur Verfügung gestellt, das mit einer Tintenaufnahmeschicht versehen ist, die ein feines Pulvermaterial und ein Bindemittel umfaßt, und auf einem Trägermaterial gebildet ist, wobei das Porenradiusmaximum in einem Bereich von 9 bis 12 nm in der Porenradiusverteilung der Tintenaufnahmeschicht auftritt und das Gesamtvolumen der Poren mit Radien, die 5 nm nicht überschreiten, nicht mehr als 10% des Volumens aller Poren beträgt, wobei es sich bei dem feinen Pulvermaterial um Aluminiumoxidhydrat handelt.
Erfindungsgemäß wird noch ein Aufzeichnungsmaterial zur Verfügung gestellt, das mit einer Tintenaufnahmeschicht versehen ist, die ein feines Pulvermaterial und ein Bindemittel umfaßt, und auf einem Trägermaterial gebildet ist, wobei das Porenradiusmaximum in einem Bereich von 9 bis 12 nm in der Porenradiusverteilung des feinen Pulvermaterials auftritt und das Gesamtvolumen der Poren mit Radien, die 5 nm nicht überschreiten, nicht mehr als 6% des Volumens aller Poren des feinen Pulvermaterials beträgt, und wobei das Porenradiusmaximum in einem Bereich von 9 bis 12 nm in der Porenradiusverteilung der Tintenaufnahmeschicht auftritt und das Gesamt volumen der Poren mit Radien, die 5 nm nicht überschreiten, nicht mehr als 10% des Volumens aller Poren auf der Tintenaufnahmeschicht beträgt, wobei es sich bei dem feinen Pulvermaterial um Aluminiumoxidhydrat handelt.
Bei dem erfindungsgemäßen Bilderzeugungsverfahren handelt es sich um ein Verfahren, in dem die Aufzeichnung auf das vorstehend beschriebene Aufzeichnungsmaterial mittels eines Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahrens durchgeführt wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Transmissionselektronen-Mikrofotografie eines Schnitts des erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmaterials, die in Richtung senkrecht zu dem Substrat aufgenommen wurde.
2 ist eine Rasterelektronen-Mikrofotografie der Oberfläche der Tintenaufnahmeschicht eines erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmaterials.
3 ist eine Rasterelektronen-Mikrofotografie der Oberfläche der Tintenaufnahmeschicht eines erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmaterials.
4 ist eine Transmissionselektronen-Mikrofotografie eines Schnitts des Aufzeichnungsmaterials von Vergleichsbeispiel 1, die in Richtung senkrecht zu dem Substrat aufgenommen wurde.
5 ist eine Rasterelektronen-Mikrofotografie der Oberfläche der Tintenaufnahmeschicht des Aufzeichnungsmaterials von Vergleichsbeispiel 1.
6 ist eine Rasterelektronen-Mikrofotografie der Oberfläche der Tintenaufnahmeschicht des Aufzeichnungsmaterials von Vergleichsbeispiel 1.
7 ist ein Diagramm, das die Tintenabsorptionsgeschwindigkeiten der Aufzeichnungsmaterialien zeigt, die mittels einer Bristow-Testvorrichtung gemessen wurden.
8 ist ein Diagramm, das die Porenradiusverteilungen vor und nach der Behandlung des Aluminiumoxidhydrates zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Das erfindungsgemäße Aufzeichnungsmaterial weist eine auf einem Substrat gebildet Tintenaufnahmeschicht auf. Die Tintenaufnahmeschicht ist eine poröse Schicht, die aus einem feinen Pulvermaterial aus Aluminiumoxidhydrat gebildet ist, und ihre Funktion besteht darin, Tinte zu absorbieren und festzuhalten. Das Volumen der Poren, die kleine Radien aufweisen, die 5 nm nicht überschreiten, ist in der Porenradiusverteilung des feinen Aluminiumoxidhydrat-Pulvermaterials des erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmaterials äußerst gering. Anders ausgedrückt sind Poren mit kleinen Radien im wesentlichen nicht in dem feinen Aluminiumoxidhydrat-Pulvermaterial vorhanden. In der Porenradiusverteilung des feinen Aluminiumoxidhydrat-Pulvermaterials beträgt das Gesamtvolumen der Poren, die Radien aufweisen, die 5 nm nicht überschreiten, nicht mehr als 6,0% des Volumens aller Poren. Dies bedeutet, daß das Gesamtvolumen der Poren mit Radien, die 5 nm nicht überschreiten, 0,05 cm³/g oder weniger entspricht.
Es ist allgemein bekannt, daß dann, wenn eine Lösung, die Teilchen mit einer bestimmten Teilchengrößenverteilung enthält, getrocknet wird, um sie zu härten und eine Schicht zu bilden, ein Anteil der kleinen Teilchen dazu neigt, sich in einem Verfahren, in dem die Lösung vom flüssigen Zustand in den festen Zustand übergeht, in Bereichen anzureichern, die die Oberfläche der Schicht bilden sollen. Es tritt die Erscheinung auf, daß die kleinen Teilchen zwischen die großen Teilchen eindringen und miteinander in der Nähe der Oberfläche agglomerieren, wodurch die Porengröße in der Nähe der Oberfläche klein gemacht wird. Wenn es bei der Bildung der Tintenaufnahmeschicht unter Verwendung von Aluminiumoxidhydrat zu solch einer Erscheinung kommt, verringert sie das Tintenabsorptionsvermögen, wodurch sie einen Grund für eine Verringerung der Absorptionsgeschwindigkeit abgibt.
4 ist eine Transmissionselektronen-Mikrofotografie (bei einer Vergrößerung von 200.000) eines Schnitts einer Schicht in einer Richtung senkrecht zum Substrat, die durch das Aufbringen einer Mischung aus Aluminiumoxidhydrat mit einer breiten Teilchengrößenverteilung, einem Bindemittel und reinem Wasser, auf einen Träger, und eine Trocknung erhalten wurde, wohingegen die 5 und 6 Rasterelektronen-Mikrofotografien der Oberfläche einer Schicht mit einer breiten Teilchengrößenverteilung sind (5 bei einer Vergrößerung von 20.000 und 6 bei einer Vergrößerung von 10.000). Aus 5 wird verständlich, daß Schichten kleiner Bestandteile auf der Oberfläche dieser Schicht verteilt sind (siehe Bereiche, die auf der Oberflächenseite dicht erscheinen). Desweiteren tritt eine große Zahl an Bereichen, die aus agglomerierten kleinen Teilchen bestehen, auf der Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials auf, wie aus den 5 und 6 ersichtlich ist. Diese Bereiche besitzen Strukturen, in denen Lücken in einer äußerst kleinen Zahl ausgebildet sind.
Im Gegensatz dazu enthält das in dem erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmaterial verwendete Aluminiumoxidhydrat eine kleine Anzahl an Poren mit kleinen Radien, wodurch es ein günstiges Tintenabsorptionsvermögen aufweist. In dem erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmaterial ist unter Verwendung von Aluminiumoxidhydrat, in dem das Gesamtvolumen an Poren, die Radien aufweisen, die 5 nm nicht überschreiten, in der Porenradiusverteilung nicht mehr als 6,0% des Volumens aller Poren beträgt, eine Tintenaufnahmeschicht ausgebildet. Anders ausgedrückt ist das erfindungsgemäße Aufzeichnungsmaterial dadurch gekennzeichnet, daß es eine äußerst kleine Zahl an Poren mit kleinen Radien aufweist. Dies bedeutet, daß kleine Teilchen auf der Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials nur wenig verteilt sind, wodurch auf der Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials kleine Poren ebenfalls nur wenig verteilt sind. Dementsprechend wird die Absorption der Tinte nicht durch kleine Poren behindert, die auf der Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials verteilt sind, wodurch es möglich wird, ein Aufzeichnungsmaterial mit einer hohen Tintenabsorptionsgeschwindigkeit zu erhalten. Dieses Aufzeichnungsmaterial ist geeignet, eine hohe Druckqualität zur Verfügung zu stellen, die von einer Verschlechterung auf Grund einer Vermischung der Farben und ähnlichem frei ist.
Wenn auf die gleiche Weise eine Schicht unter Verwendung des erfindungsgemäßen Aluminiumoxidhydrates auf einem Substrat gebildet wird, wird so gut wie keine Schicht, die aus kleinen Bestandteilen besteht, auf der Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials gebildet, wie in der Transmissionselektronen-Mikrofotografie gezeigt ist, die in 1 zur Verfügung gestellt wird (Vergrößerung von 200.000). Desweiteren sind auch kaum kleine Teilchen auf der Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials zu erkennen und Lücken sind so ausgebildet, daß sie auf der Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials eine einheitliche Größe aufweisen, wie aus den in den 2 und 3 wiedergegebenen Rasterelektronen-Mikrofotografien ersichtlich ist (2 bei einer Vergrößerung von 20.000 und 3 bei einer Vergrößerung von 100.000).
Als Aluminiumoxidhydrat für das erfindungsgemäße Aufzeichnungsmaterial verwendbar sind diejenigen, die geeignet sind, Tintenaufnahmeschichten mit den erforderlichen Aufzeichnungseigenschaften zu bilden, oder bevorzugt diejenigen, die durch die allgemeine Formel Al₂O_3-n(OH)_2n·mH₂O dargestellt werden.
In der vorstehend erwähnten allgemeinen Formel steht n für eine ganze Zahl von 0, 1, 2 oder 3, und m bezeichnet einen Wert von 0 bis 10, bevorzugt einen Wert von 0 bis 5. m und n weisen jedoch nicht gleichzeitig den Wert 0 auf. Da mH₂O eine desorbierbare wäßrige Phase wiedergibt, die in den meisten Fällen nicht zur Bildung eines Kristallgitters aus mH₂O beiträgt, kann m einen Wert aufweisen, der eine ganze Zahl ist oder keine ganze Zahl ist. Desweiteren kann der Wert von m gegen Null gehen, wenn solch ein Material erwärmt wird.
Das Aluminiumoxidhydrat kann durch das Hydrolysieren eines Aluminiumalkoxides oder von Natriumaluminat, wie in den US-Patentschriften Nr. 4,242,271 oder 4,202,870 offenbart ist, oder mittels eines bekannten Verfahrens hergestellt werden, wie das Verfahren, das in der japanischen Patentschrift Nr. 57-44605 oder ähnlichem offenbart ist, in dem eine wäßrige Lösung aus Natriumaluminat durch die Zugabe einer wäßrigen Lösung aus Aluminiumsulfat oder Aluminiumchlorid neutralisiert wird. Roceck et al. (Collect Czech Chem Commun, Bd. 56, 1253 bis 1262, 1991) berichteten, daß die poröse Struktur eines Aluminiumoxidhydrats durch die Abscheidungstemperatur, den pH-Wert der Lösung, der Alterungsdauer und dem grenzflächenaktiven Mittel beeinflußt wird. Ferner ist allgemein bekannt, daß Pseudoboehmit, aus den Aluminiumoxidhydraten, eine Ziliarform oder eine davon unterschiedliche Form aufweist, wie in der Literatur (Rocek J., et al., Applied catalysis, Bd. 74, 29 bis 36, 1991) beschrieben ist.
Desweiteren können die spezifische BET-Oberfläche, die Porenradiusverteilung und das Porenvolumen eines Aluminiumoxidhydrates gleichzeitig mittels des Stickstoff-Adsorptions·Desorptionsverfahrens ermittelt werden.
Das für das erfindungsgemäße Aufzeichnungsmaterial verwendete Aluminiumoxidhydrat ist ein Aluminiumoxidhydrat, das mittels des vorstehend erwähnten Verfahrens synthetisiert wurde, oder ein im Handel erhältliches Aluminiumoxidhydrat, aus dem Bestandteile mit kleinen Porenradien mittels einer sekundären Behandlung entfernt werden. Als im Handel erhältliche, industrielle Aluminiumoxidhydrate können beispielsweise AS-2 und AS-3, Handelsname, von Shokubai Kagaku K. K. (Catalyst Chemical Industries, Ltd.), als auch #520, Handelsname, von Nissan Kagaku K. K. (Nissan Chemical Ind. Co., Ltd.) erwähnt werden.
Für die Behandlung zur Beseitigung kleiner Bestandteile steht das Ultrafiltrationsverfahren oder ähnliches zur Verfügung, um solche Bestandteile mittels Filtration zu entfernen, oder ein anderes Verfahren des Wachsenlassens kleiner Bestandteile mittels einer Resynthese nach der Synthese des Aluminiumoxidhydrats. Beispielsweise kann ein für das erfindungsgemäße Aufzeichnungsmaterial zu verwendendes Aluminiumoxidhydrat durch die Hydrolysierung von Aluminiumalkoxid oder durch die Hydrolysierung von Aluminiumnitrat und Natriumaluminat, um eine Aluminiumoxid-Hydrogelaufschlämmung zu bilden, die Herstellung eines Aluminiumoxidhydrat-Pulvers mittels des Sprühtrocknungsverfahrens oder ähnlichem, der Dispergierung des Pulvers in einer sauren Lösung und der anschließenden Beseitigung kleiner Bestandteile mittels des Ultrafiltrationsverfahrens oder ähnlichem erhalten werden.
Ein Verfahren zur Resynthese wird nachstehend beschrieben. Zunächst wird ein Aluminiumoxidhydrat in einer sauren Lösung gelöst. Es ist bevorzugt, daß die Lösung bei diesem Schritt einen pH-Wert von 3 bis 4 aufweist. Anschließend wird der pH-Wert mit einem alkalischen Reagens auf 10 eingestellt. Als alkalisches Reagens verwendbar ist Natriumaluminat, Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid oder ähnliches. Wenn die Lösung einen pH-Wert von kleiner 10 aufweist, ist eine größere Zeitdauer für den nächsten Schritt erforderlich. Im Gegensatz dazu führt ein zu hoher pH-Wert zu einer Verringerung der Wirkung. Es ist bevorzugt, den pH-Wert auf 10 bis 11 einzustellen. Anschließend wird die Lösung auf 80°C erwärmt und gerührt. Es ist bevorzugt, das Rühren 4 bis 20 Stunden fortzusetzen, obwohl das Rühren in Abhängigkeit von den Ausgangssubstanzen variabel ist. Eine zu kurze Rührdauer führt zu einer unzureichenden Wirkung, wohingegen eine zu lange Rührdauer unnötig ist, da die Wirkung dadurch, daß über eine gewisse Zeitdauer hinaus gerührt wird, kaum vergrößert werden kann. Anschließend wird durch die Einstellung des pH-Wertes mit einem sauren Reagens auf 8 ein kolloidales Sol hergestellt. Ein für das erfindungsgemäße Aufzeichnungsmaterial zu verwendendes Aluminiumoxidhydrat kann durch eine Entsalzung und eine Entflockung des kolloidalen Sols erhalten werden.
Wenn kleine Bestandteile ohne eine sekundäre Behandlung des Aluminiumoxidhydrates entfernt werden, wird das Gesamtvolumen der Poren mit Radien, die 5 nm nicht überschreiten, üblicherweise 12% des Volumens aller Poren überschreiten.
Erfindungsgemäß ist, wie in 8 gezeigt, das Porenradiusmaximum nach der Behandlung zur Beseitigung der Bestand teile (N₂) im wesentlichen gleich (N₁ ≌ N₂) oder kleiner als (N₁ > N₂) das Porenradiusmaximum vor der Behandlung (N₁). In der Erfindung steht N₁ ≌ N₂ für die Gleichung |N₁ – N₂| ≤ 0,5 nm. Dementsprechend kann gesagt werden, daß die Bestandteile, die kleine Porenradien aufweisen, die 5 nm nicht überschreiten, in dem Aluminiumoxidhydrat für das erfindungsgemäße Aufzeichnungsmaterial beseitigt werden, ohne daß sich die Porenradiusverteilung in Richtung eines größeren Porenradiuses verschiebt. Das heißt die Erfindung vergrößert das Tintenabsorptionsvermögen ohne die Farbdichte zu verringern.
Das erfindungsgemäße Aufzeichnungsmaterial kann mittels eines Verfahrens erhalten werden, in dem eine Tintenaufnahmeschicht gebildet wird, wobei eine Beschichtungsflüssigkeit, die ein feines Pulvermaterial aus Aluminiumoxidhydrat und, falls benötigt, ein Bindemittel (Aluminiumoxidhydratdispersion) umfaßt, auf ein Substrat aufgebracht und getrocknet wird. Charakteristische Werte der Tintenaufnahmeschicht können durch die Variation der Herstellungsbedingungen, wie die Art und das Mischungsverhältnis des Bindemittels, die Konzentration, die Viskosität und den Dispersionszustand der Beschichtungsflüssigkeit, die Beschichtungsvorrichtung, den Beschichtungskopf, die Beschichtungsmenge und die Trocknungsbedingungen, zusätzlich zu den Arten des verwendeten Aluminiumoxidhydrates eingestellt werden, und die Herstellungsbedingungen können auf geeignete Weise in Abhängigkeit von den gewünschten Eigenschaften der Tintenaufnahmeschicht ausgewählt werden.
Die Tintenaufnahmeschicht weist ein Porenradiusmaximum in der Porenradiusverteilung in einem Bereich von 9 bis 12 nm, bevorzugter in einem Bereich von 9 bis 11 nm, auf. In der Porenradiusverteilung der Tintenaufnahmeschicht, die aus einem feinen Pulvermaterial und einem Bindemittel besteht, beträgt das Gesamtvolumen der Poren, die Radien aufweisen, die 5 nm nicht überschreiten, nicht mehr als 10,0 des Volumens aller Poren der Tintenaufnahmeschicht. Es ist bevorzugt, daß das Porenradiusmaximum des Aluminiumoxidhydrats, das die Tintenaufnahmeschicht aufbaut, ebenfalls in einem Bereich von 9 bis 12 nm, bevorzugter in einem Bereich von 9 bis 11 nm, liegt. Wenn das Porenradiusmaximum des Aluminiumoxidhydrates zu groß ist, verringert sich die Farbdichte auf Grund der Reflexion und ähnlichem in den Poren, wie vorstehend beschrieben, wenn ein Bild erzeugt wird. Wenn das Porenradiusmaximum des Aluminiumoxidhydrates zu klein ist, wird das Volumen der Poren des Aluminiumoxidhydrates, die Radien aufweisen, die 5 nm nicht überschreiten, vor einer Behandlung groß, wodurch viel Mühe erforderlich ist, um das Volumen der Poren, die Radien aufweisen, die 5 nm nicht übersteigen, auf unter 6,0% zu verringern. Als Ergebnis nehmen die Kosten für die Behandlung zu, wodurch es schwierig wird, ein Aluminiumoxidhydrat mit geringen Herstellungskosten zur Verfügung zu stellen.
Das Bindemittel, das in Kombination mit einem Aluminiumoxidhydrat für das erfindungsgemäße Aufzeichnungsmaterial verwendet werden kann, kann frei unter wasserlöslichen Polymeren ausgewählt werden. Es ist bevorzugt, zum Beispiel Polyvinylalkohol oder modifizierte Produkte davon, Stärke oder modifizierte Produkte davon, Gelatine oder modifizierte Produkte davon, Kasein oder modifizierte Produkte davon, Gummi arabicum, ein Cellulosederivat, wie Carboxymethylcellulose, Hydroxyethylcellulose oder Hydroxypropylmethylcellulose, einen Copolymer-Latex aus der Reihe der konjugierten Diene, wie SRB-Latex, NBR-Latex oder ein Methylmethacrylat-Butadien-Copolymer, einen Copolymer-Latex aus der Vinylreihe, wie Copolymer-Latex mit einer modifizierten funktionellen Gruppe, und ein Ethylenacetatvinyl-Copolymer, Polyvinylpyrrolidon, Maleinsäureanhydrid oder ein Copolymer davon und ein Acrylsäureester-Copolymer zu verwenden. Diese Bindemittel können unabhängig voneinander oder als Mischung mehrerer dieser Bindemittel verwendet werden.
Es ist möglich, ein auf das Gewicht bezogenes Mischungsverhältnis zwischen dem Aluminiumoxidhydrat und dem Bindemittel in einem Bereich von 1 : 1 bis 30 : 1, bevorzugter in einem Bereich von 5 : 1 bis 25 : 1, auszuwählen. Durch die Verwendung eines Bindemittels mit einer Menge in diesem Bereich ist es möglich, die mechanische Festigkeit der Tintenaufnahmeschicht weiter zu erhöhen und ein ausreichendes Porenvolumen zu reservieren, wodurch ein Zerbrechen der Tintenaufnahmeschicht und ein Herausfallen des Pulvermaterials in ausreichendem Maß verhindert und ein bevorzugtes Tintenabsorptionsvermögen erhalten wird.
Zusätzlich zu dem Aluminiumoxidhydrat und dem Bindemittel kann ein Dispersionsmittel, ein Verdickungsmittel, ein Mittel zur Einstellung des pH-Wertes, ein Schmiermittel, ein Mittel zur Modifizierung des Fließvermögens, ein grenzflächenaktives Mittel, ein Antischaummittel, ein Hydrophobiermittel, ein Formtrennmittel, ein optisches Aufhellungsmittel, ein UV-Absorptionsmittel, ein Antioxidans und ähnliches zu der Beschichtungsflüssigkeit zur Bildung der Tintenaufnahmeschicht gegeben werden, solange es die Wirkung der Erfindung nicht beeinträchtigt.
Als Substrat für das erfindungsgemäße Aufzeichnungsmaterial verwendbar ist Papier, wie ein Papier, das in ausreichendem Maß geleimt ist, das nicht geleimt ist, oder das mit einem Harz, wie Polyethylen, beschichtet ist, ein flächiges Material, wie eine thermoplastische Folie und ein Stoff, wobei das Aufzeichnungsmaterial aber nicht darauf beschränkt ist.
Eine Tintenaufnahmeschicht kann auf einem Substrat des erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmaterials mittels Beschichtens des Substrates mit einer Dispersionslösung, die ein Aluminiumoxidhydrat enthält, unter Verwendung einer Beschichtungsvorrichtung und einer Trocknung gebildet werden. Um das Substrat mit der Lösung zu beschichten, ist es möglich, eine Rakelstreichanlage, eine Luftbürsten-Streichmaschine, eine Walzenauftragmaschine, eine Florstreichmaschine, eine Stabauftragmaschine, eine Gravurstreichmaschine, eine Sprühvorrichtung oder ähnliches zu verwenden. Die Dispersionslösung soll in einer Menge von 0,5 bis 60 g/m², bevorzugter von 5 bis 45 g/m², ausgedrückt als Menge des getrockneten Feststoffes, aufgebracht werden. Nach dem Aufbringen kann die Oberflächen glätte der Tintenaufnahmeschicht durch die Verwendung einer Kalandermaschine, je nach Erfordernis, verbessert werden.
Das erfindungsgemäße Aufzeichnungsmaterial wird bevorzugt für die Erzeugung eines Bildes mittels eines Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahrens eingesetzt, wodurch eine Vergrößerung der Tintenabsorptionsgeschwindigkeit ermöglicht wird und wobei klare Bilder mit einer hohen Reproduktivität der gedruckten Punkte erzeugt werden, wobei Vorteile, wie günstige Fixiereigenschaften, ein hohes koloristisches Leistungsverhalten und ein hoher Glanz der Tintenaufnahmeschicht, die das Aluminiumoxidhydrat enthält, beibehalten werden, wenn ein Aluminiumoxidhydrat als Bestandteil zur Herstellung der Tintenaufnahmeschicht verwendet wird. Für das als erfindungsgemäßes Bilderzeugungsverfahren anzuwendende Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren gibt es keine besonderen Einschränkungen und es ist möglich, verschiedene Arten von Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren anzuwenden, bei denen die Aufzeichnung durch den Ausstoß einer Aufzeichnungsflüssigkeit aus Ausstoßöffnungen entsprechend der Aufzeichnungsinformation auf Aufzeichnungsmaterialien erfolgt.
Die Erfindung wird nachstehend im Detail unter Bezugnahme auf Beispiele beschrieben, wobei die Erfindung jedoch nicht darauf beschränkt ist. In diesen Beispielen wurden die physikalischen Werte auf die nachstehende Weise gemessen.
1. Porenradiusverteilung und Porenvolumen
Im Falle von Aluminiumoxiddispersionen (kolloidalen Solen) wurden die Meßproben durch Trocknen der Flüssigkeiten bei 80°C über Nacht und einer anschließenden Zerkleinerung in einem Mörser hergestellt. Im Falle von Folien wurden die Proben durch das Zuschneiden mit einer Stanzmaschine hergestellt. Diese Proben wurden 8 Stunden lang bei 120°C unter einem Vakuum von 1,33 Pa entgast und anschließend mit einem Stickstoff-Adsorptions·Desorptionsapparat (Omnisorp, Handelsname, von Coulter Co. hergestellt) gemessen. Dieses Instrument ist so gestaltet, daß es Porenradien messen kann.
2. Betrachtung von Schichten, die Aluminiumoxidhydrate enthalten
(1) Betrachtung von Schnitten in einer Richtung senkrecht zu den Substraten
Die Meßproben wurden durch das Zuschneidens eines Aufzeichnungsmaterials mit einer auf einem PET-Film gebildeten Tintenaufnahmeschicht unter Verwendung eines Ultramikrotoms (von Sorvall, Ltd. hergestellt) zu dünnen Platten mit einer Dicke von ungefähr 100 nm, Eintauchen auf einem Cu-Netz, das mit einem Kollodiumfilm bedeckt war, der einer elektrischen Leitfähigkeitsmessung unterzogen worden war, und Entfernen des überschüssigen Wassergehaltes hergestellt. Diese Proben wurden durch ein Transmissionselektronenmikroskop bei einer Beschleunigungsspannung von 200 kV (H-800, Handelsname, von Hitachi, Ltd. hergestellt) betrachtet.
(2) Betrachtung der Oberflächen
Aufzeichnungsmaterialien mit auf PET-Filmen gebildeten Tintenaufnahmeschichten wurden einer elektrischen Leitfähigkeitsbehandlung unterzogen, um Pt in einer Größenordnung von 1 nm aufzubringen (Ion Beam Spatter VA10S, Handelsname, von Hitachi, Ltd. hergestellt). Oberflächen dieser Proben wurden bei einer Beschleunigungsspannung von 3 kV unter Verwendung eines Rasterelektronenmikroskops (FE-SEM; S-5000H, Handelsname, von Hitachi, Ltd. hergestellt) betrachtet.
3. Tintenabsorptionsvermögen
Die Tintenabsorptionsvermögen wurden mit einer Bristow-Testvorrichtung beurteilt, die von Toyo Seisaku-sho K. K. (Toyo Precision Instruments, Ltd.) erhältlich ist.
4. Druckeigenschaften
Die optischen Dichten des Bildes, das Ausbluten und die Perlbildung wurden mittels der Durchführung einer Tintenstrahlaufzeichnung unter Verwendung von Tinten, die jeweils die nachstehend angegebenen Zusammensetzungen aufwiesen, mittels eines Tintenstrahldruckers beurteilt, der mit vier Tintenstrahlköpfen für die vier Farben Y (gelb), M (magenta), C (cyan) und Bk (schwarz) versehen war, wobei jeder davon 128 Düsen aufwies, die in einem Verhältnis von 16 Düsen pro mm angeordnet waren.
5. Optische Dichten des Bildes (OD)
Optische Dichten von durchgehend bedruckten Proben bzw. vollfarbigen Druckproben, die jeweils mit Y-, M-, C- und Bk-Tinten, die die nachstehend angegebene Tintenzusammensetzung 1 aufwiesen, monochromatisch gedruckt worden waren, wurden mit einem Macbeth-Reflexionsdensitometer RD -918 beurteilt. (Tintenzusammensetzung 1)

Farbstoff 5 Gewichtsteile

Ethylenglykol 10 Gewichtsteile

Polyethylenglykol 10 Gewichtsteile

Wasser 75 Gewichtsteile
(Für die Tintenzusammensetzungen verwendete Farbstoffe)

Y: CI Direktgelb 86 (C. I. Direct Yellow 86)
M: CI Säurerot 35 (C. I. Acid Red 35)
C: CI Direktblau 199 (C. I. Direct Blue 199)
Bk: CI Lebensmittelschwarz 2 (Food Black 2)

Beispiel 1
Aluminiumoctaoxid wurde mittels des Verfahrens synthetisiert, das in den US-Patentschriften Nr. 4,242,271 und 4,202,870 offengelegt ist, und anschließend hydrolysiert, um eine Aluminiumoxidaufschlämmung herzustellen. Wasser wurde zu der Aluminiumoxidaufschlämmung gegeben, bis sie 5 Gewichts-% an festen Stoffen aus Aluminiumoxidhydrat enthielt. Die Aluminiumoxidaufschlämmung wurde auf 80°C erwärmt und 10 Stunden lang umgesetzt, um sie zu altern, und das so erhaltene kolloidale Sol wurde mit einer Sprühvorrichtung getrocknet, wodurch das Aluminiumoxidhydrat Nr. 1 hergestellt wurde. Das Aluminiumoxidhydrat Nr. 1 wurde mit Wasser gemischt, um es darin zu dispergieren, mit Salzsäure auf einen pH-Wert von 4 eingestellt und anschließend eine gewisse Zeit gerührt. Anschließend wurden kleine Bestandteile mittels des Ultrafiltrationsverfahrens (unter Verwendung eines ACV-3050 Moduls, Handelsname, von Asahi Chemical Corp. hergestellt) beseitigt, wodurch ein kolloidales Sol erhalten wurde. Das kolloidale Sol wurde durch die Zugabe von Essigsäure entsalzt und entflockt. Das Aluminiumoxidhydrat Nr. 2 wurde durch Trocknung des kolloidalen Sols nach der Entflockung hergestellt, und eine Röntgenbeugungsanalyse des Aluminiumoxidhydrates Nr. 2 offenbarte eine Pseudoboehmitstruktur. Desweiteren zeigte eine Messung der Porenradiusverteilung mittels des Stickstoff-Adsorptions·Desorptionsverfahrens an, daß das Volumen der Poren, die Radien aufwiesen, die 5 nm nicht überschritten, nicht mehr als 6% des Volumens aller Poren betrug, wie in Tabelle 1 gezeigt ist.
Polyvinylalkohol PVA 117 (Handelsname, ein Produkt von Kurare, Ltd.) wurde in reinem Wasser gelöst, um eine 10 gew.-%ige Lösung herzustellen. Eine 17 gew.-%ige Lösung wurde durch Eindampfen des kolloidalen Sols des Aluminiumoxidhydrates Nr. 2 erhalten. Eine als Beschichtungsflüssigkeit zu verwendende Dispersion wurde durch Mischen und Rühren der kolloidalen Sol-Lösung des Aluminiumoxidhydrates Nr. 2 und der Polyvinylalkohollösung hergestellt, dergestalt, daß das Mischungsverhältnis des Feststoffgehaltes des Aluminiumoxidhydrats zu dem Feststoffgehalt des Polyvinylalkohols bezogen auf das Gewicht 10 : 1 betrug.
Die Dispersion wurde direkt auf ein Substrat aus einem 100 μm dicken PET-Film (Lumirror, Handelsname, ein Produkt von Toray Co., Ltd.) aufgebracht, um ein Aufzeichnungsmaterial herzustellen, das mit einer Tintenaufnahmeschicht mit einer trockenen Dicke von ungefähr 40 g/m² versehen war.
Kleine, auf der Oberfläche der Tintenaufnahmeschicht verteilte Bestandteile waren nicht zu erkennen, wie in 1 gezeigt ist, die eine Transmissionselektronen-Mikrofotografie (bei einer Vergrößerung von 200.000) eines Schnitts der Tintenaufnahmeschicht in Richtung senkrecht zu dem Substrat ist. Eine Schicht, die das Eindringen der Tinten behinderte, war nicht zu erkennen, und es wurden Poren, die als Ganzes gleichmäßig auftraten, auf der Oberflächenschicht beobachtet, wie in den 2 und 3 gezeigt ist, bei denen es sich um Rasterelektronen-Mikrofotografien handelt (2 bei einer Vergrößerung von 20.000 und 3 bei einer Vergrößerung von 100.000). Ein Bild wurde mit dem vorstehend beschriebenen Tintenstrahldrucker auf die Tintenaufnahmeschicht aufgezeichnet und die optische Dichte des Bildes wurde gemessen. Die gemessenen Ergebnisse sind in Tabelle 2 aufgelistet. Desweiteren wurde die Porenradiusverteilung der Tintenaufnahmeschicht gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt.
Beispiel 2
Aluminiumchlorid wurde in einer Konzentration von 4,5 Gew.-% gemischt und in reinem Wasser gerührt. Anschließend wurde der pH-Wert durch die Zugabe von Natriumaluminat auf 4 eingestellt. Die Lösung wurde auf 90°C erwärmt, unter Verwendung von Natriumhydroxid auf einen pH-Wert von 9 eingestellt und 35 Stunden lang zur Alterung umgesetzt. Anschließend wurde das Aluminiumoxidhydrat Nr. 3 durch die Trocknung des so erhaltenen kolloidalen Sols mit einer Sprühvorrichtung hergestellt. Das Aluminiumoxidhydrat Nr. 3 wurde mit reinem Wasser gemischt, um es darin zu dispergieren, mit Salzsäure auf einen pH-Wert von 4 eingestellt und eine bestimmte Zeit gerührt. Anschließend wurde ein kolloidales Sol durch die Beseitigung kleiner Bestandteile mittels des Ultrafiltrationsverfahrens wie in Beispiel 1 hergestellt. Das kolloidale Sol wurde durch die Zugabe von Essigsäure entsalzt und entflockt. Das Aluminiumoxidhydrat Nr. 4 wurde durch die Trocknung des kolloidalen Soles nach der Entflockung hergestellt, und eine Röntgenbeugungsanalyse des Aluminiumoxidhydrats Nr. 4 zeigte eine Pseudoboehmitstruktur an. Desweiteren ergab die Messung der Porenradiusverteilung mittels des Stickstoff-Adsorptions·Desorptionsverfahrens, daß das Volumen der Poren, die Radien aufwiesen, die 5 nm nicht überstiegen, nicht mehr als 6,0% des Volumens aller Poren betrug, wie in Tabelle 1 gezeigt ist.
Unter Verwendung des Aluminiumoxidhydrates Nr. 4 wurde mittels eines Verfahrens, das demjenigen in Beispiel 1 glich, ein Aufzeichnungsmaterial hergestellt, und die Oberfläche und ein Schnitt der Tintenaufnahmeschicht des Aufzeichnungsmaterials wurden durch ein Transmissionselektronenmikroskop und ein Rasterelektronenmikroskop betrachtet. Es war keine Schicht zu erkennen, die die Tintenabsorption behinderte, wobei Poren beobachtet wurden, die als Ganzes gleichmäßig waren. Die optische Dichte eines Bildes und die Porenradiusverteilung dieser Tintenaufnahmeschicht wurden ebenfalls wie in Beispiel 1 gemessen. Die Meßergebnisse sind in den Tabellen 2 und 3 zusammengefaßt.
Beispiel 3
Das Aluminiumoxidhydrat Nr. 1 wurde wie in Beispiel 1 hergestellt. Das Aluminiumoxidhydrat Nr. 1 wurde mit reinem Wasser gemischt, um es darin zu dispergieren, mit Salzsäure auf einen pH-Wert auf 4 eingestellt und eine bestimmte Zeit lang gerührt. Anschließend wurde die Dispersion erneut auf 90°C erwärmt, mit Natriumaluminat auf einen pH-Wert von 10 eingestellt und 8 Stunden lang gerührt. Anschließend wurde durch die Abkühlung der Dispersion auf Raumtemperatur und die Einstellung des pH-Wertes mit Salzsäure auf 8 ein kolloidales Sol hergestellt. Das kolloidale Sol wurde durch die Zugabe von Essigsäure entsalzt und entflockt. Das kolloidale Sol wurde getrocknet, um das Aluminiumoxidhydrat Nr. 5 zu erhalten, dessen Röntgenbeugungsanalyse eine Pseudoboehmitstruktur ergab. Desweiteren ergab eine Messung der Porenradiusverteilung mittels des Stickstoff-Adsorptions·Desorptionsverfahrens ein Volumen der Poren, die Radien aufwiesen, die 5 nm nicht überschritten, von nicht mehr als 6% des Volumens aller Poren, wie in Tabelle 1 gezeigt ist. Danach wurde mittels eines Verfahrens, das demjenigen in Beispiel 1 glich, ein Aufzeichnungsmaterial hergestellt, und die optische Dichte eines Bildes und die Porenradiusverteilung wurden wie in Beispiel 1 gemessen. Die Meßergebnisse sind in den Tabellen 2 und 3 angegeben.
Beispiel 4
Das Aluminiumoxidhydrat Nr. 3 wurde wie in Beispiel 2 hergestellt. Das Aluminiumoxidhydrat Nr. 3 wurde mit reinem Wasser gemischt, um es darin zu dispergieren, mit Salzsäure auf einen pH-Wert von 4 eingestellt und eine bestimmte Zeit lang gerührt. Anschließend wurde die Dispersion erneut auf 90°C erwärmt, mit Natriumaluminat auf einen pH-Wert von 10 eingestellt und vier Stunden lang gerührt. Anschließend wurde durch die Abkühlung der Dispersion auf Raumtemperatur und die Einstellung des pH-Wertes mit Salzsäure auf 8 ein kolloidales Sol hergestellt. Das kolloidale Sol wurde durch die Zugabe von Essigsäure entsalzt und entflockt. Das kolloidale Sol wurde getrocknet, um das Aluminiumoxidhydrat Nr. 6 zu erhalten, dessen Röntgenbeugungsanalyse eine Pseudoboehmitstruktur ergab. Desweiteren ergab eine Messung der Porenradiusverteilung mittels des Stickstoff-Adsorptions·Desorptionsverfahrens ein Volumen der Poren, die Radien aufwiesen, die 5 nm nicht überschritten, von nicht mehr als 6% des Volumens aller Poren, wie in Tabelle 1 gezeigt ist. Danach wurde mittels eines Verfahrens, das demjenigen in Beispiel 1 glich, ein Aufzeichnungsmaterial hergestellt, und die optische Dichte eines Bildes und die Porenradiusverteilung der Tintenaufnahmeschicht wurden gemessen. Die Meßergebnisse sind in den Tabellen 2 und 3 angegeben.
Beispiel 5
Das als Ausgangsmaterial zu verwendende Aluminiumoxidhydrat wurde mittels des gleichen Verfahrens wie für das Aluminiumoxidhydrat Nr. 1 in Beispiel 1 hergestellt, außer daß die Dauer der Alterungsreaktion auf 15 Stunden eingestellt worden war. Das Aluminiumoxidhydrat wurde einer Behandlung wie in Beispiel 1 unterzogen und die Porenradiusverteilung wurde mittels des Stickstoff-Adsorptions·Desorptionsverfahrens gemessen. Die Meßergebnisse sind in Tabelle 1 aufgelistet.
Unter Verwendung dieses Aluminiumoxidhydrates wurde mittels Verfahren, die denjenigen in Beispiel 1 glichen, ein Aufzeichnungsmaterial hergestellt, und die optische Dichte eines Bildes und die Porenradiusverteilung wurden wie in Beispiel 1 gemessen. Die Meßergebnisse sind in den Tabellen 2 und 3 zusammengefaßt.
Beispiel 6
Das als Ausgangsmaterial zu verwendende Aluminiumoxidhydrat wurde mittels des gleichen Verfahrens wie für das Aluminiumoxidhydrat Nr. 3 in Beispiel 2 hergestellt, außer daß die Dauer der Alterungsreaktion auf 45 Stunden eingestellt worden war. Das Aluminiumoxidhydrat wurde einer Behandlung wie in Beispiel 3 unterzogen und die Porenradiusverteilung wurde mittels des Stickstoff-Adsorptions·Desorptionsverfahrens gemessen. Die so erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgelistet.
Unter Verwendung dieses Aluminiumoxidhydrates wurde mittels eines Verfahrens, das dem in Beispiel 1 glich, ein Aufzeichnungsmaterial hergestellt, und die optische Dichte eines Bildes und die Porenradiusverteilung der Tintenaufnahmeschicht wurden wie in Beispiel 1 gemessen. Die Meßergebnisse sind in den Tabellen 2 und 3 aufgelistet.
Vergleichsbeispiel 1
Das Aluminiumoxidhydrat Nr. 1, das in Beispiel 1 ohne einer Behandlung mittels des Ultrafiltrationsverfahrens unterzogen worden zu sein, synthetisiert worden war, wurde mit reinem Wasser gemischt, um es darin zu dispergieren, entsalzt und entflockt. Das Aluminiumoxidhydrat Nr. 7 wurde durch die Trocknung der Dispersion hergestellt. Eine Röntgenbeugungsanalyse des Aluminiumoxidhydrates Nr. 7 verwies auf eine Pseudoboehmitstruktur. Desweiteren ergab eine Messung der Porenradiusverteilung mittels des Stickstoff-Adsorptions·Desorptionsverfahrens, daß das Volumen der Poren, die Radien aufwiesen, die 5 nm nicht überstiegen, 6% des Volumens aller Poren überschritt (in Tabelle 1 gezeigt). Unter Verwendung des Aluminiumoxidhydrates Nr. 7 wurde durch die Bildung einer Tintenaufnahmeschicht mittels eines Verfahrens, das dem von Beispiel 1 glich, ein Aufzeichnungsmaterial hergestellt. Die Betrachtung eines Schnitts der Tintenaufnahmeschicht durch ein Transmissionselektronenmikroskop ermöglichte es, Schichten auf der Tintenaufnahmeschicht wahrzunehmen, von denen angenommen wird, daß sie aus kleinen Bestandteilen bestehen. Desweiteren gestattete das Rasterelektronenmikroskop die Beobachtung, daß Schichten, die das Eindringen der Tinte behinderten, auf der Oberfläche gebildet worden waren, und die Poren als Ganzes ungleichmäßig verteilt waren. Die optische Dichte eines Bildes der Tintenaufnahmeschicht wurde wie in Beispiel 1 gemessen. Die Meßergebnisse sind in Tabelle 2 zusammengefaßt.
Vergleichsbeispiel 2
Aluminiumchlorid wurde mit reinem Wasser in einer Konzentration von 4,5 Gew.-% gemischt und gerührt. Anschließend wurde der pH-Wert durch die Zugabe von Natriumaluminat auf 4 eingestellt. Diese Lösung wurde auf 90°C erwärmt, mit Natriumhydroxid auf einen pH-Wert von 9 eingestellt und 35 Stunden für eine Alterung umgesetzt. Danach wurde durch die Trocknung des so erhaltenen kolloidalen Sols mit einer Sprühvorrichtung ein Aluminiumoxidhydrat hergestellt. Ohne das Aluminiumoxidhydrat mittels des Ultrafiltrationsverfahrens zu behandeln, wurde es mit reinem Wasser gemischt, um es darin zu dispergieren, entsalzt und entflockt. Das Aluminiumoxidhydrat Nr. 8 wurde durch die Trocknung der Dispersion hergestellt. Eine Röntgenbeugungsanalyse des Aluminiumoxidhydrats Nr. 8 ergab, daß das Aluminiumoxidhydrat eine Pseudoboehmitstruktur aufwies. Die Messung der Porenradiusverteilung mittels des Stickstoff-Adsorptions·Desorptionsverfahrens ergab, daß das Volumen der Poren, die Radien aufwiesen, die 5 nm nicht überstiegen, 6,0% des Volumens aller Poren überschritt (Tabelle 1).
Unter Verwendung des Aluminiumoxidhydrates Nr. 8 wurde durch die Bildung einer Tintenaufnahmeschicht mittels eines Verfahrens, das dem in Beispiel 1 glich, ein Aufzeichnungsmaterial hergestellt. Wenn ein Schnitt der Tintenaufnahmeschicht durch ein Transmissionselektronenmikroskop betrachtet wurde, war zu erkennen, daß Schichten, von denen angenommen wird, daß sie aus kleinen Bestandteilen bestehen, auf der Oberfläche der Tintenaufnahmeschicht gebildet worden waren. Desweiteren gestattete die Betrachtung durch ein Rasterelektronenmikroskop die Bestätigung, daß Schichten, die das Eindringen der Tinte verhinderten, auf der Oberfläche ge bildet worden waren und daß die Poren als Ganzes ungleichmäßig verteilt waren. Die optische Dichte eines Bildes der Tintenaufnahmeschicht wurde wie in Beispiel 1 gemessen. Die Meßergebnisse sind in Tabelle 2 aufgelistet.
Vergleichsbeispiel 3
Das Aluminiumoxidhydrat, das vor der zweiten Behandlung in Beispiel 5 erhalten worden war, wurde mit reinem Wasser gemischt, um es darin zu dispergieren, entsalzt und entflockt. Die Porenradiusverteilung des so erhaltenen Aluminiumoxidhydrates wurde mittels des Stickstoff-Adsorptions·Desorptionsverfahrens gemessen, wodurch die in Tabelle 1 gezeigten Ergebnisse erhalten wurden.
Unter Verwendung des Aluminiumoxidhydrates wurde mittels eines Verfahrens, das dem in Beispiel 1 glich, ein Aufzeichnungsmaterial hergestellt und die optische Dichte eines Bildes der Tintenaufnahmeschicht wurde wie in Beispiel 1 gemessen. Die Meßergebnisse sind in Tabelle 2 aufgelistet.
Vergleichsbeispiel 4
Das Aluminiumoxidhydrat, das vor der zweiten Behandlung in Beispiel 6 erhalten worden war, wurde mit reinem Wasser gemischt, um es darin zu dispergieren, entsalzt und entflockt. Die Porenradiusverteilung des so erhaltenen Aluminiumoxidhydrates wurde mittels des Stickstoff-Adsorptions·Desorptionsverfahrens gemessen, wodurch die in Tabelle 1 gezeigten Ergebnisse erhalten wurden.
Unter Verwendung des Aluminiumoxidhydrates wurde mittels eines Verfahrens, das dem in Beispiel 1 glich, ein Aufzeichnungsmaterial hergestellt und die optische Dichte eines Bildes der Tintenaufnahmeschicht wurde wie in Beispiel 1 gemessen. Die Meßergebnisse sind in Tabelle 2 aufgelistet.
Tabelle 1
Tabelle 2
Tabelle 3
7 zeigt die Ergebnisse, die durch das Messen der übertragenen Tintenmengen mittels einer Bristow-Testvorrichtung für die Beispiele 1 bis 6 und die Vergleichsbeispiele 1 bis 4 erhalten wurden. Aus 7 wird verständlich, daß die Tintenaufnahmeschicht eine hohe Tintenabsorptionsgeschwindigkeit zeigt, wenn das Volumen der Poren, die Radien aufweisen, die 5 nm nicht überschreiten, nicht mehr als 6% des Volumens aller Poren beträgt.
Wie aus der vorstehenden Beschreibung verständlich wird, ist die Erfindung geeignet, ein neues Aufzeichnungsmaterial zur Verfügung zu stellen, das eine hohe Tintenabsorptionsgeschwindigkeit aufweist und geeignet ist, Druckpunkte mit hoher Reproduzierbarkeit zu erzeugen.
Desweiteren ermöglicht das erfindungsgemäße Bilderzeugungsverfahren Drucke mit einer hohen optischen Dichte des Bildes, mit einem Glanz und einer hohen Qualität, die derjenigen von Fotografien vom Silbersalztyp entspricht, zu erhalten.

Claims

Feines Pulvermaterial zur Herstellung einer Tintenaufnahmeschicht auf einem Aufzeichnungsmaterial, wobei das Porenradiusmaximum in einem Bereich von 9 bis 12 nm in der Porenradiusverteilung des feinen Pulvermaterials auftritt und wobei das Gesamtvolumen der Poren, die Radien aufweisen, die 5 nm nicht überschreiten, nicht mehr als 6,0% des Volumens aller Poren beträgt, wobei es sich bei dem feinen Pulvermaterial um ein Aluminiumoxidhydrat handelt.
Feines Pulvermaterial nach Anspruch 1, wobei das Porenradiusmaximum in einem Bereich von 9 bis 11 nm auftritt.
Herstellungsverfahren für ein feines Pulvermaterial, wobei ein feines Pulvermaterial, das in der Porenradiusverteilung das Porenradiusmaximum N₁ aufweist, einer Behandlung unterzogen wird, um ein feines Pulvermaterial zu erzeugen, das in der Porenradiusverteilung das Porenradiusmaximum N₂ aufweist, das gleich oder kleiner als N₁ ist und wobei nach der Behandlung das Gesamtvolumen der Poren, die Radien aufweisen, die 5 nm nicht überschreiten, nicht mehr als 6,0% des Volumens aller Poren beträgt, wobei es sich bei dem feinen Pulvermaterial um ein Aluminiumoxidhydrat handelt.
Herstellungsverfahren für ein feines Pulvermaterial nach Anspruch 3, worin N₂ kleiner als N₁ ist und in einem Bereich von 9 bis 12 nm liegt.
Herstellungsverfahren für ein feines Pulvermaterial nach Anspruch 4, worin N₂ in einem Bereich von 9 bis 11 nm liegt.
Aufzeichnungsmaterial, das ein feines Pulvermaterial, das durch das Verfahren nach Anspruch 3 erhältlich ist, in einer auf einem Substrat aufgebrachten Tintenaufnahmeschicht umfaßt.
Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 6, wobei das Porenradiusmaximum N₁ des feinen Pulvermaterials vor der Behandlung und das Porenradiusmaximum N₂ nach der Behandlung zueinander in der Beziehung N₂ < N₁ stehen und N₂ in einem Bereich von 9 bis 12 nm liegt.
Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 7, wobei N₂ in einem Bereich von 9 bis 11 nm liegt.
Aufzeichnungsmaterial mit einer Tintenaufnahmeschicht, die aus einem feinen Pulvermaterial und einem Bindemittel besteht, und auf einem Trägermaterial gebildet ist, wobei in der Porenradiusverteilung der Tintenaufnahmeschicht das Porenradiusmaximum in einem Bereich von 9 bis 12 nm liegt und das Gesamtvolumen der Poren, die Radien aufweisen, die 5 nm nicht überschreiten, nicht mehr als 10,0% des Volumens aller Poren in der Porenradiusverteilung der Tintenaufnahmeschicht beträgt, wobei es sich bei dem feinen Pulvermaterial um ein Aluminiumoxidhydrat handelt.
Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 9, wobei in der Porenradiusverteilung des feinen Pulvermaterials das Porenradiusmaximum in einem Bereich von 9 bis 12 nm liegt und das Gesamtvolumen der Poren, die Radien aufweisen, die 5 nm nicht überschreiten, nicht mehr als 6% des Volumens aller Poren in der Porenradiusverteilung des feinen Pulvermaterials beträgt.
Bilderzeugungsverfahren, das den nachstehenden Schritt umfaßt: Durchführung einer Bildaufzeichnung auf dem Aufzeichnungsmaterial von Anspruch 9 oder Anspruch 10 mittels eines Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahrens.