DE69911157T2

DE69911157T2 - Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial, das Polyäthylenglykol und Polyvinylalkohol enthält

Info

Publication number: DE69911157T2
Application number: DE69911157T
Authority: DE
Inventors: Lori J. Rochester Shaw-Klein; Richard J. Rochester Kapusniak
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 1998-12-31
Filing date: 1999-12-13
Publication date: 2004-07-08
Anticipated expiration: 2019-12-14
Also published as: JP2000203156A; JP4372930B2; EP1016545B1; US6110601A; EP1016545A1; DE69911157D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Tintenstrahlaufzeichnungselement, das gedruckte Bilder mit matter Oberfläche, überlegener Tintenabsorption, Bildqualität, Wasserbeständigkeit, Farbwiedergabe und Lichtechtheit liefert.
In einem typischen Tintenstrahlaufzeichnungs- oder Tintenstrahldrucksystem werden Tintentröpfchen aus einer Düse mit hoher Geschwindigkeit auf ein Aufzeichnungselement oder Aufzeichnungsmedium ausgeworfen, um ein Bild auf dem Medium zu erzeugen. Die Tintentröpfchen oder die Aufzeichnungsflüssigkeit umfassen im Allgemeinen ein Aufzeichnungsmittel, wie einen Farbstoff oder ein Pigment, und eine große Menge an Lösemittel. Das Lösemittel oder die Trägerflüssigkeit besteht typischerweise aus Wasser, einem organischen Material, wie einem einwertigen Alkohol, einem mehrwertigen Alkohol oder Mischungen daraus.
Ein Tintenstrahlaufzeichnungselement umfasst typischerweise einen Träger, auf dessen mindestens einer Oberfläche eine Tintenempfangsschicht oder Bildaufzeichnungsschicht angeordnet ist, und es umfasst derartige Schichten, die zur Aufsichtsbetrachtung vorgesehen sind und einen lichtundurchlässigen Träger aufweisen, sowie derartige Schichten, die zur Durchsichtsbetrachtung vorgesehen sind und einen durchsichtigen Träger aufweisen.
Zwar sind bislang zahlreiche unterschiedliche Arten von Bildaufzeichnungselementen zur Verwendung mit Tintenstrahlvorrichtungen vorgeschlagen worden, aber nach dem Stand der Technik bestehen viele ungelöste Probleme und zahlreiche Nachteile in den bekannten Produkten, die deren kommerzielle Eignung erheblich einschränken. Die Anforderungen an ein Bildaufzeichnungsmedium oder Bildaufzeichnungselement für die Tintenstrahlaufzeichnung sind sehr anspruchsvoll.
Es ist bekannt, dass zur Erzeugung und Beibehaltung von Bildern in fotografischer Qualität auf einem derartigen Bildaufzeichnungselement ein Tintenstrahl-Aufzeichnungselement folgende Eigenschaften aufweisen muss:

– Es muss sich problemlos benetzen lassen, damit kein Puddeln auftritt, d. h. damit es zu keinem Zusammenwachsen benachbarter Tintentröpfchen kommt, was zu einer ungleichmäßigen Dichte führt.
– Kein Auslaufen des Bildes, d. h. keine unscharfen Kanten.
– Maximale gedruckte optische Dichten.
– Fähigkeit zur Absorption hoher Konzentrationen von Tinte und schnelles Trocknen, um zu verhindern, dass Elemente zusammenkleben, wenn sie zu mehreren Drucken oder mit anderen Oberflächen gestapelt werden.
– Keine Diskontinuitäten oder Defekte aufgrund von Interaktionen zwischen dem Träger und/oder der oder den Schichten, wie Reißen, Abstoßspuren, Kammlinien usw.
– Kein Zusammenballen nicht absorbierter Farbstoffe an der freien Oberfläche, was eine Kristallisation der Farbstoffe bewirkt, so dass die bebilderten Flächen ausblühen oder brünieren.
– Optimierte Bildfestigkeit zur Vermeidung von Auslaufen bei Kontakt mit Wasser oder Einwirkung von Tageslicht, Kunstlicht oder Fluoreszenzlicht.

Wenn ein Tintenstrahlempfangselement strukturelle Festigkeit, Maßhaltigkeit und Beständigkeit gegen Aufrollen oder Reißen haben soll, sollte die Tintenempfangsschicht auf einem für Tintenlösemittel undurchlässigen Träger aufgetragen sein, wie einer Polymerendlosbahn oder einem polyolefinbeschichteten Papier. Wenn ein derartiger Träger verwendet wird, hat kein Fasermaterial Kontakt mit dem Tintenlösemittel, so dass das Trocknen der Tinte vollständig über die beschichteten Schichten erfolgen muss.
EPA 199 874 beschreibt Tintenempfangsschichten für ein Tintenempfangselement, das Polyethylenoxid, weißes Pigment, Poly(vinylalkohol), kationisches Harz und mehrwertige Salze enthält. Die pigmenthaltige Tintenempfangsschicht ist direkt auf dem Träger aufgetragen, und das verwendete Poly(ethylenoxid) hat eine Molmasse im Bereich von 10.000 bis 900.000. Bei dieser Empfangsschicht besteht das Problem, dass sie eine schlechte Lichtbeständigkeit besitzt.
US-A-5,521,002 betrifft ein mattes Tintenstrahlempfangselement mit einem hydrophilen, wasserlöslichen Polymer, Ethylcellulose, Polyalkylenglycol und einem porösen anorganischen Füllstoff Das verwendete Polyalkylenglycol hat eine niedrige Molmasse von weniger als 3.000. Mit diesem Empfangselement gibt es allerdings insofern ein Problem, als dass darauf übertragene Bilder dazu neigen, auszulaufen oder durchzuschlagen. Zudem werden organische Lösemittel verwendet, um eine derartige Formulierung aufzutragen, was unter Gesundheits- und Umweltaspekten problematisch ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Tintenstrahlaufzeichnungselement bereitzustellen, das eine matte Oberfläche, überlegene Tintenabsorption, Bildqualität, Wasserbeständigkeit, Farbwiedergabe und Lichtechtheit aufweist. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Tintenstrahlaufzeichnungselement bereitzustellen, das gegen ein Auslaufen oder Durchschlagen des Bildes beständig ist.
Diese und andere Aufgaben werden mit der Erfindung gelöst, die ein Tintenstrahlaufzeichnungselement mit einem wasserundurchdringlichen Träger umfasst, auf dem folgende Schichten angeordnet sind:

a) eine wasserabsorbierende Schicht; und
b) eine Bildaufzeichnungsschicht mit einem in einem Bindemittel dispergierten kolloidalen Oxid und einem Pigment, wobei das Bindemittel eine Mischung von Poly(ethylenglycol) mit einer Molmasse zwischen 1.400 und 35.000 und Poly(vinylalkohol) umfasst, wobei das Verhältnis von Poly(ethylenglycol) zu Poly(vinylalkohol) zwischen 1 : 0,8 und 1 : 1,5 beträgt.

Das erfindungsgemäße Tintenstrahlaufzeichnungselement erzeugt ein Bild mit matter Oberfläche, überlegener Tintenabsorption, Bildqualität, Wasserbeständigkeit, Farbwiedergabe und Lichtechtheit. Das Tintenstrahlaufzeichnungselement ist zudem gegen ein Auslaufen oder Durchschlagen des Bildes beständig.
Der in der Erfindung verwendete, wasserundurchlässige Träger kann beispielsweise behandeltes oder kalandriertes Papier, mit Polyolefinschutzschichten beschichtetes Papier, Polymer filme, wie Poly(ethylenterephthalat), Poly(ethylennaphthalat), Poly(1,4-Cyclohexandimethylenterephthalat), Poly(vinylchlorid), Polyimid, Polycarbonat, Polystyrol oder Celluloseester sein. Der Träger sollte so ausgewählt sein, dass er hohe Druckdichten, gute Bildqualität, Maßhaltigkeit und Beständigkeit gegen Wellen und Kräuseln bietet. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird polyethylenbeschichtetes Papier oder Poly(ethylenterephthalat) verwendet.
Der Träger sollte eine Dicke von 50 bis 500 μm und vorzugsweise von 75 bis 300 μmm aufweisen. Antioxidanzien, Antistatikmittel, Weichmacher und weitere bekannte Additive können bei Bedarf in den Träger aufgenommen werden.
Um die Haftung der wasserabsorbierenden Schicht auf dem Träger zu verbessern, kann die Oberfläche des Trägers vor Aufbringen der wasserabsorbierenden Schicht einer Corona-Entladung unterzogen werden.
Zudem lässt sich auf der Oberfläche des Trägers eine Substratschicht aufbringen, beispielsweise eine Schicht aus einem halogenierten Phenol oder einem teilhydrolysierten Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymer, um die Haftung der wasserabsorbierenden Schicht zu verbessern. Falls eine Substratschicht verwendet wird, sollte diese eine Dicke (d. h. eine Trockenauftragsdicke) von weniger als 2 μm aufweisen.
Die in der vorliegenden Erfindung verwendete wasserabsorbierende Schicht kann beispielsweise ein hydrophiles Kolloid sein, wie Gelatine, Albumin, Guar, Xanthan, Rhasam, Wellan, arabisches Gummi, Tragantgummi, Carrageenan, Chitosan, Stärken und deren Derivate usw. Derivate natürlicher Polymere, wie funktionalisierte Proteine, funktionalisierte Gummis und Stärken sowie Celluloseether und deren Derivate, sind verwendbar, ebenso wie synthetische Polymere. Beispiele dieser Materialien sind Polyvinyloxazolin und Polyvinylmethyloxazolin, Polyoxide, Polyether, Poly(ethylenimin), Poly(acrylsäure), Poly(methacrylsäure), n-Vinylamid, einschließlich Polyacrylamid und Polyvinylpyrrolidon sowie Poly(vinylalkohol), dessen Derivate und Copolymere. Geeignete Materialien und deren wasserabsorbierende Eigenschaften werden beschrieben in "Water-Soluble Synthetic Polymers Properties and Behavior, Band 1 und 2", von Philip Molyneux, CRC Press, Inc., 1984.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die wasserabsorbierende Schicht Gelatine. Die Schicht sollte ausreichend dick sein, um die Absorption der Tintenlösemittel (Wasser) zu ermöglichen und eine Bildverschlechterung aufgrund von Auslaufen oder Durchschlagen usw. zu vermeiden, allerdings so dünn wie möglich, um die mit dem Auftrag dicker Schichten verbundenen Material- und Herstellungskosten zu reduzieren. Im Allgemeinen wird diese Schicht mit einer Dicke von 2 bis 16 g/m² aufgetragen.
In der Bildaufzeichnungsschicht sind viele Arten von Pigmenten verwendbar, wie Calciumcarbonat, Glimmer, Kaolin, Ton usw. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Pigment ausgefälltes, amorphes Kieselgel, da es gut erhältlich ist und ein hohes Maß an Porosität aufweist, was das Trocknen der Tinte unterstützt und ein Auslaufen oder Durchschlagen zu vermeiden hilft. Das Pigment ist in einer Menge von 0,8 g/m² bis 7 g/m², vorzugsweise von 1 g/m² bis 5 g/m² verwendbar.
Wie zuvor beschrieben, ist das in dem erfindungsgemäßen Bildaufzeichnungselement verwendete Bindemittel eine Mischung aus Poly(ethylenglycol) (PEG) und Poly(vinylalkohol) (PVA), wobei das Verhältnis von PEG zu PVA zwischen 1 : 0,8 und 1 : 1,5 beträgt. Das verwendete PVA hat vorzugsweise einen Hydrolysewert von 85 bis 95, um die Bildqualität zu verbessern. Das in der Bildaufzeichnungsschicht verwendete Poly(ethylenglycol) verfügt über eine bessere Beständigkeit gegenüber Koaleszenz, wenn es in Verbindung mit Tinten verwendet wird, die einen großen Anteil von Feuchthaltemitteln enthalten. Die optischen Dichten der Druckbereiche können zudem durch Zusatz von Poly(ethylenglycol) verbessert werden. Die Molmasse des Poly(ethylenglycols) ist oft derart gewählt, dass sie ausreichend hoch ist, um eine weiche, wachsähnlich beschichtete Oberfläche zu vermeiden. Wenn die Molmasse des Poly(ethylenglycols) kleiner als 1.400 ist, ist die Bildqualität inakzeptabel.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Bildaufzeichnungsschicht der Erfindung mit einer Dicke von 3 bis 9 g/m² aufgetragen.
In der Bildaufzeichnungsschicht und der erfindungsgemäßen wasserabsorbierenden Schicht ist zudem ein kationisches Beizmittel verwendbar, um die Beständigkeit gegen Auslaufen oder Durchschlagen zu verbessern. Beispiele eines derartigen Beizmittels sind eine polymere, quaternäre Ammoniumverbindung oder ein Grundpolymer, wie Poly(dimethylaminethyl)-Methacrylat, Polyalkylenpolyamine und Kondensationsprodukte davon mit Dicyanodiamid, Amin-Epichlorhydrinpolykondensaten, Lecithin und Phospholipidverbindungen. Konkrete Beispiele derartiger Beizmittel sind u. a.: Vinylbenzyltrimethylammoniumchlorid/Ethylenglycoldimethacrylat; Poly(diallyldimethylammoniumchlorid); Poly(2-N,N,N-Trimethylammonium)ethylmethacrylatmethosulfat; Poly(3-N,N,N-Trimethylammonium)propylmethacrylatchlorid; ein Copolymer von Vinylpyrrolidinon und Vinyl(N-methylimidazolchlorid und Hydroxyethylcellulose derivatisiert mit (3-N,N,N-Trimethylammonium)propylchlorid. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das kationische Beizmittel eine quaternäre Ammoniumverbindung.
Das in der Erfindung verwendbare Beizmittel ist in jeder Menge verwendbar, die für den vorgesehenen Zweck wirksam ist. Im Allgemeinen sind gute Ergebnisse erzielbar, wenn das Beizmittel in einer Menge von 0,3 bis 1,5 g/m² vorhanden ist.
Das in der Bildaufzeichnungsschicht verwendete kolloidale Oxid neigt dazu, im Wesentlichen große offene Strukturen in der porösen obersten Schicht zu verdichten, was zu einer verbesserten Wasserfestigkeit und Bildqualität und zu höheren optischen Dichten führt, weil die Farbstoffe nicht weit durch die tintenaufnehmende Bildaufzeichnungsschicht wandern. Gute Ergebnisse werden erzielt, wenn das kolloidale Oxid aus Mineralien ausgewählt wird, die eine positive Oberflächenladung besitzen, so dass die Schmelzstabilität verbessert und die Zusammenballung minimiert werden kann. In der vorliegenden Erfindung verwendete bevorzugte kolloidale Oxide sind u. a. Siliciumdioxid, wie aluminiumoxidmodifiziertes Siliciumdioxid, wie Ludox^® CL, (DuPont Corp.), oder hydriertes Aluminiumoxid, wie Dispal^® (Condea Vista Co.).
Das kolloidale Oxid ist in einer Menge von 0,1 g/m² bis 1,5 g/m², vorzugsweise von 0,3 g/m² bis 1,0 g/m² vorhanden.
In einem anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung verbessert die Zugabe einer kleinen Menge eines mehrwertigen Metallsalzes zur Bildaufzeichnungsschicht die Farbwiedergabe für bestimmte Farbstoffe. Hierzu sind beispielsweise Calciumchlorid, Bariumsulfat oder Aluminiumchlorid verwendbar. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird Calciumchlorid verwendet. Das Salz kann in einer Menge von 0,1 g/m² bis 1,0 g/m² vorhanden sein.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft ein Tintenstrahldruckverfahren mit:

a) Bereitstellen eines Tintenstrahlaufzeichnungselements, wie zuvor beschrieben, und
b) bildweises Aufbringen flüssiger Tintentröpfchen auf dem Tintenstrahlaufzeichnungselement.

In einem anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel kann die Bildaufzeichnungsschicht bis zu sechs verschiedene Materialien enthalten, jedes davon mit eigener Funktion. Insbesondere liefert eine Kombination aus ausgefälltem, amorphem Siliciumdioxid, Poly(vinylalkohol), kolloidalem Oxid, einem kationischen Beizmittel und einem mehrwertigen Metallsalz zusammengenommen eine matte Bildempfangsoberfläche mit optimaler Bildqualität und Haltbarkeit. Die relativen Mengen der Komponenten lassen sich zur Maximierung der Bildqualitätseigenschaften abstimmen. Das typische Gewicht dieser Materialien ist wie folgt:
Ausgefälltes, amorphes Siliciumdioxid: 25%–70%, vorzugsweise 35%–60%
Poly(vinylalkohol): 10%–40%, vorzugsweise 15%–30%
Poly(ethylenglycol): 10%–40%, vorzugsweise 15%–30%
Kolloidales Oxid: 5%–20%, vorzugsweise 7,5%–15%
Kationisches Beizmittel: 0%–20%, vorzugsweise 3%–15%
Mehrwertiges Salz: 0%–15%, vorzugsweise 3%–10%
Die in dem erfindungsgemäßen Aufzeichnungselement verwendete Bildaufzeichnungsschicht und/oder wasserabsorbierende Schicht kann zudem verschiedene bekannte Additive enthalten, u. a. Abstandskörner, wie vernetztes Poly(methylmethacrylat) oder Polystyrolkörner, die zur Vermeidung des Blockierungseffekts des Aufzeichnungselements und zur Verbesserung der Schmutzbeständigkeit beitragen; Surfactants, wie nicht ionische Kohlenwasserstoff oder Fluorkohlenstoff Surfactants oder kationische Surfactants, wie quaternäre Ammoniumsalze zwecks Verbesserung des Alterungsverhaltens des tintenabsorbierenden Harzes oder der Schicht, der Absorptionsunterstützung und Trocknung einer nachfolgend darauf aufgetrage nen Tinte, der Verbesserung der Oberflächengleichmäßigkeit der Tintenempfangsschicht und der Einstellung der Grenzflächenspannung der getrockneten Beschichtung; fluoreszierende Farbstoffe, pH-Einsteller, Schaumhemmer, Schmiermittel, Konservierungsstoffe, Viskositätsmodifikatoren, Farbstofffixiermittel, Schmiermittel, Viskositätsregler, Farbstofffixiermittel, wasserabstoßende Mittel, Dispergiermittel, UV-Absorptionsmittel, Schimmelfestausrüster, Beizmittel, Antistatikmittel, Antioxidationsmittel, optische Aufheller usw. Derartige Additive sind aus bekannten Verbindungen oder Materialien entsprechend der angestrebten Ziele auswählbar.
In der Erfindung verwendete Beschichtungszusammensetzungen können durch eine Vielzahl bekannter Techniken aufgebracht werden, wie Tauchbeschichten, Drahtumspannbeschichten, Schaberlamellenbeschichten, Gravurstreichverfahren und Umkehrwalzenbeschichten, Gleitbeschichten, Perlbeschichten, Extrusionsbeschichten, Vorhangsbeschichten usw. Bekannte Beschichtungs- und Trocknungsverfahren werden detaillierter in der Forschungsveröffentlichung "Research Disclosure", Nr. 308119, Dezember 1989, Seite 1007 bis 1008, beschrieben. Gleitbeschichten wird bevorzugt, wobei die wasserabsorbierende Schicht und die Bildaufzeichnungsschicht gleichzeitig aufgebracht werden können. Nach dem Beschichten werden die Schichten im Allgemeinen durch einfaches Verdampfen getrocknet, das durch bekannte Techniken beschleunigt werden kann, wie beispielsweise Konvektionserwärmung.
Um eine adäquate Beschichtbarkeit zu erzielen, sind in der Technik bekannte Additive verwendbar, wie Surfactants, Schaumhemmer, Alkohol usw. Ein gängiges Maß an Beschichtungsmitteln beträgt 0,01 bis 0,30% aktiver Beschichtungshilfen, bezogen auf das Gesamtgewicht der Lösung. Diese Beschichtungshilfen können nichtionisch, anionisch, kationisch oder amphoter sein. Konkrete Beispiele werden in McCutcheon's Band 1 beschrieben: Emulsifiers and Detergents (Emulgatoren und Detergenzien), 1995, Ausgabe Nordamerika.
Die zur Bebilderung der erfindungsgemäßen Aufzeichnungselemente verwendeten Tintenstrahltinten sind in der Technik bekannt. Die im Tintenstrahldrucken verwendeten Tintenzusammensetzungen sind typischerweise flüssige Zusammensetzungen aus einem Lösemittel oder einer Trägerflüssigkeit, Farbstoffen oder Pigmenten, Feuchthaltemitteln, organischen Lösemitteln, Detergenzien, Verdickern, Konservierungsstoffen usw. Das Lösemittel oder die Trägerflüssigkeit können reines Wasser sein oder Wasser, das mit anderen wassermischbaren Lösemitteln gemischt ist, wie mehrwertigen Alkoholen. Tinten, in denen organische Materialien, wie mehrwertige Alkohole, die vorherrschende Träger- oder Lösemittelflüssigkeit sind, sind ebenfalls verwendbar. Insbesondere sind gemischte Lösemittel aus Wasser und mehrwertigen Alkoholen geeignet. Die in diesen Zusammensetzungen verwendeten Farbstoffe sind typischerweise wasserlösliche Direktfarbstoffe oder saure Farbstoffe. Derartige flüssige Zusammensetzungen sind in der Technik bereits ausführlich beschrieben worden, beispielsweise in US-A-4,381,946, US-A-4,239,543 und US-A-4,781,758.
Die folgenden Beispiele dienen zur Veranschaulichung der Erfindung.
Beispiel 1 – Wasserfestigkeit
Kontrollelement C-1 (kein Poly(ethyglycol))
Ein Träger aus harzbeschichtetem Fotopapier wurde coronaentladen und dann mit einer wasserabsorbierenden Schicht aus nicht deionisierter Schweinehautgelatine in fotografischer Qualität (Sanofi Bio Industries Co.) beschichtet sowie mit einem Beizmittel eines Copolymers von Poly[vinylbenzyltrimethylammoniumchlorid-Co-Ethylenglycoldimethacrylat (Molverhältnis 93 : 7) in einem Gewichtsverhältnis von 90 : 10. Diese Schicht wurde aus einer 10 Gew.-% wässrigen Lösung aufgetragen, um einen Trockenauftrag von 8,6 g/m² zu erhalten.
Gleichzeitig wurde eine Bildaufzeichnungsschicht aus Poly(vinylalkohol), Elvanol^® 52–22 (Dow Chemical Co.) 1,45 g/m², ausgefälltem, amorphem Siliciumdioxid, IJ35 (Crosfield Co.), 1,85 g/m², kolloidalem Siliciumdioxid, Ludox^® CL (DuPont Corp.) 0,5 g/m², Calciumchlorid (Aldrich Co.) 0,20 g/m² und einem Beizmittel eines Copolymers von Poly[vinylbenzyltrimethylammoniumchlorid-Co-Ethylenglycoldimethacrylat (Molverhältnis 93 : 7) in einem Gewichtsverhältnis von 90 : 10, 0,40 g/m² aufgetragen. Die Bildaufzeichnungsschicht wurde aus 10% einer festen Dispersion aufgetragen, um einen Trockenauftrag von 4,3 g/m² zu erhalten Eine kleine Menge Surfactant 10G (Dixie Co.) wurde zugegeben, um eine effiziente Ausbreitung zu unterstützen. Die untere wasserabsorbierende Schicht und die obere Bildaufzeichnungsschicht wurden gleichzeitig durch Perlbeschichten aufgetragen, auf 4,4°C abgekühlt und durch Zwangsluftheizung getrocknet.
Kontrollelement C-2 (Poly(ethylenglycol) mit großer Molmasse)
Dieses Element entsprach dem Element C-1 mit dem Unterschied, dass Poly(vinylalkohol) zu 0,73 g/m² und Poly(ethylenoxid), Molmasse 200.000, (Poly(ethylenglycol) mit großer Molmasse) Polyox^® N-80 (Union Carbide Corp.), 0,73 g/m² zugegeben wurden.
Kontrollelement C-3 (Poly(ethylenglycol) : Polyvinylalkohol) im Verhältnis 1 : 3)
Dieses Element entsprach dem Element C-1 mit dem Unterschied, dass Poly(vinylalkohol) zu 1,1 g/m² und Poly(ethylenglycol), Molmasse 33.500, (Fluka Corp.), 0,36 g/m² zugegeben wurden.
Erfindungsgemäßes Element 1
Dieses Element entsprach dem Element C-3 mit dem Unterschied, dass Poly(vinylalkohol) zu 0,73 g/m² und Poly(ethylenglycol) zu 0,73 g/m² verwendet wurde.
Koaleszenz
Jedes der oben genannten Empfangselemente wurde mit einem Epson Stylus Photo^® Drucker und einer Farbtintenpatrone 5020110 (Epson Co.) bedruckt und auf Koaleszenz qualitativ bewertet. Koaleszenz wird als unerwünschte lokale Abweichung in der optischen Dichte innerhalb eines gesättigten Farbbereichs beschrieben, das sich durch Puddeln oder Streifenbildung der Tinte bildet. Im Falle des Epson Stylus Photo^® Druckers ist dieser Effekt besonders in den gesättigten Grünbereichen deutlich
Optische Dichte und Lichtechtheit
Die optischen Dichten der gesättigten blaugrünen, purpurroten, gelben und schwarzen Farbfelder, die mit einem Drucker des Typs Hewlett-Packard 890C und einer Farbpatrone des Typs HPC1823A sowie einer Schwarzweißpatrone des Typs HP51645A gedruckt worden waren, wurden mit einem fotografischen Densitometer des Typs X-Rite^® 310 ermittelt. Die Felder wurden dann für 7 Tage einer starken Tageslichtstrahlung mit 50 kLux ausgesetzt, um dann erneut die optische Dichte zu messen. Die endgültige optische Dichte, geteilt durch die anfängliche optische Dichte multipliziert mit 100 ist ein Maß der Lichtechtheit. Hohe Werte werden bevorzugt. Es wurde lediglich der gelbe Tintenfarbstoffgemessen, da dies für diesen Tintensatz der am wenigsten stabile Farbstoffist. Es wurden folgende Ergebnisse erzielt:
Tabelle 1
Die vorausgehenden Daten zeigen, dass die Anwesenheit von Poly(ethylenglycol) in Element 1 der Erfindung die optische Dichte steigert und die Koaleszenz im Vergleich zu Element C-1 reduziert, das kein Poly(ethylenglycol) beinhaltete. Wenn das Poly(ethylenglycol) eine hohe Molmasse (C-2) im Vergleich zum erfindungsgemäßen Element 1 aufweist, sinkt die Lichtechtheit. Wenn das Verhältnis von Poly(ethylenglycol) : Poly(vinylalkohol) kleiner (C-3) als das in dem erfindungsgemäßen Element 1 verwendete ist, wird die Koaleszenz vergrößert.
Beispiel 2 – Poly(ethylenglycol) Molmasse
Kontrollelement C-4 – Poly(ethylenglycol) mit niedriger Molmasse
Dieses Element war ähnlich wie Element 1, mit dem Unterschied, dass die Molmasse des Poly(ethylenglycols) 400 betrug.
Erfindungsgemäßes Element 2
Dieses Element war gleich wie C-4, mit dem Unterschied, dass die Molmasse des Poly(ethylenglycols) 1450 betrug.
Erfindungsgemäßes Element 3
Dieses Element war gleich wie C-4, mit dem Unterschied, dass die Molmasse des Poly(ethylenglycols) 6000 betrug.
Erfindungssgemäßes Element 4
Dieses Element war gleich wie C-4, mit dem Unterschied, dass die Molmasse des Poly(ethylenglycols) 10.000 betrug.
Erfindungsgemäßes Element 5
Dieses Element war gleich wie C-4, mit dem Unterschied, dass die Molmasse des Poly(ethylenglycols) 20.000 betrug.
Auslauf- oder Durchschlagprüfung
Die oben genannten Elemente sowie Element 1 aus Beispiel 1 wurden mit einem Drucker sowie Patronen des Typs Epson Stylus Photo^® gemäß Beispiel 1 bedruckt und qualitativ auf Auslaufen oder Durchschlag bewertet, d. h. auf fehlende scharfe Kanten. Es wurden folgende Ergebnisse erzielt.
Tabelle 2
Die vorausgehenden Ergebnisse zeigen, dass bei einer Molmasse des Poly(ethylenglycols) von unter 1.400 ein stärkeres Auslaufen auftritt.
Beispiel 3 – Verhältnis Poly(ethylenglycol) : Poly(vinvlalkohol)
Kontrollelement C-5 – Poly(ethylenglycol) : Poly(vinylalkohol) im Verhältnis 1 : 0
Dieses Element war ähnlich wie Element 1, mit dem Unterschied, dass kein Poly(vinylalkohol) vorhanden war, und dass die Menge von Poly(ethylenglycol) 1,45 g/m² betrug.
Kontrollelement C-6 – Poly(ethylenglycol) : Poly(vinylalkohol) im Verhältnis 1 : 0,5
Dieses Element war ähnlich wie Element 1, mit dem Unterschied, dass kein Poly(vinylalkohol) vorhanden war, und dass die Menge von Poly(ethylenglycol) 0,97 g/m² betrug.
Kontrollelement C-7 – Polylethylenglycol) : Poly(vinylalkohol) im Verhältnis 1 : 1,9
Dieses Element war ähnlich wie Element 1, mit dem Unterschied, dass kein Poly(vinylalkohol) vorhanden war, und dass die Menge von Poly(ethylenglycol) 0,50 g/m² betrug.
Abriebtest
Jedes der vorausgehenden Elemente sowie Element 1 aus Beispiel 1 wurden durch Reiben mit dem Finger qualitativ auf Abriebbeständigkeit geprüft, um festzustellen, ob die Tintenempfangsschicht abgelöst oder verformt wird.
Koaleszenz
Jedes der vorausgehenden Kontrollelemente sowie Element 1 aus Beispiel 1 wurden mit einem Tintenstrahldrucker des Typs Epson Stylus Color 600 und einer Farbpatrone des Typs 5020089 bedruckt und wie in Beispiel 1 auf Koaleszenz bewertet. Es wurden folgende Ergebnisse erzielt:
Tabelle 3
Die vorausgehenden Ergebnisse zeigen, dass die Abriebfestigkeit schlecht ist, wenn kein Poly(vinylalkohol) vorhanden ist (C-5). Wenn das Verhältnis von Poly(ethylen glycol) : Poly(vinylalkohol) größer (C-6) als das Verhältnis dieser Materialien in dem erfindungsgemäßen Element 1 ist, ist die Abriebbeständigkeit ebenfalls schlecht. Wenn das Verhältnis von Poly(ethylenglycol):Poly(vinylalkohol) kleiner (C-7) als das Verhältnis dieser Materialien in dem erfindungsgemäßen Element ist, ist die Koaleszenz schlecht.
Beispiel 4 – Verwendung von Salz in der Bildaufzeichnungsschicht
Erfindungsgemäßes Element 6
Dieses Element war ähnlich wie Element 1, mit dem Unterschied, dass kein Calciumchlorid vorhanden war, und dass das ausgefällte, amorphe Siliciumdioxid in einer Konzentration von 2,05 g/m² vorhanden war.
Drucken
Auf die Elemente 6 und 1 wurden mit einem Drucker des Typs Hewlett-Packard Photosmart und Patronen des Typs C3844A sowie C3845A gesättigte Farbfelder gedruckt. Auf die Elemente 6 und 1 wurden ebenfalls gesättigte Farbfelder mit einem Tintenstrahldrucker des Typs Lexmark 7200 und einer Farbpatrone des Typs 12A1980 sowie einer Fotopatrone des Typs 12A1990 gedruckt. Die optischen Dichten der blaugrünen, purpurroten und gelben Felder wurden wie in Beispiel 1 gemessen. Es wurden folgende Ergebnisse erzielt:
Tabelle 4
Die vorausgehenden Ergebnisse zeigen, dass bei Fehlen von CaCl₂ (Element 6) die Blaugründichte steigt, während die Purpurrot- und Gelbdichte konstant bleibt. Das Vorhandensein eines Metallsalzes ist daher zur Abstimmung der Farbbalance geeignet.
Beispiel 5 – Wirkung von kolloidalem Oxid und Beizmittel
Erfindungsgemäßes Element 7
Dieses Element entsprach Element 1, mit dem Unterschied, dass kein Beizmittel vorhanden war.
Kontrollelement C-8 – ohne kolloidales Oxid
Dieses Element entsprach Element 1, mit dem Unterschied, dass kolloidales Siliciumoxid weggelassen wurde.
Kontrolle C-9 – kein Pigment
Dieses Element entsprach Element 1, mit dem Unterschied, dass kein amorphes Siliciumdioxid ausgefällt wurde, und dass die Mengen von Poly(vinylalkohol) und Poly(ethylenglycol) jeweils auf 1,62 g/m² erhöht wurden.
Drucken und Koaleszenz
Für jedes der vorausgehenden Elemente und für Element 1 der Erfindung wurden qualitative Bewertungen der Beschichtungsqualität und Koaleszenz durchgeführt. Die Koaleszenz wurde wie in Beispiel 1 gemessen. Die Beschichtungsqualität wurde durch Sichtprüfung des beschichteten Elements auf unerwünschte Beschichtungsstreifen und Zusammenballungen bewertet. Es wurden folgende Ergebnisse erzielt:
Tabelle 5
Die vorausgehenden Ergebnisse zeigen, dass das Weglassen von Pigment (C-9) oder von kolloidalem Oxid (C-8) zu einer schlechten Koaleszenz und/oder Beschichtungsqualität im Vergleich zu den erfindungsgemäßen Elementen führt.

Claims

Tintenstrahlaufzeichnungselement mit einem wasserundurchdringlichen Träger, auf dem folgende Schichten angeordnet sind: a) eine wasserabsorbierende Schicht; und b) eine Bildaufzeichnungsschicht mit einem in einem Bindemittel dispergierten kolloidalen Oxid und einem Pigment, wobei das Bindemittel eine Mischung von Poly(ethylenglycol) mit einem Molekulargewicht zwischen 1.400 und 35.000 und Poly(vinylalkohol) umfasst, wobei das Verhältnis von dem Poly(ethylenglycol) zu dem Poly(vinylalkohol) zwischen 1 : 0,8 und 1 : 1,5 beträgt.
Tintenstrahlaufzeichnungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Pigment ausgefälltes amorphes Siliciumdioxid ist.
Tintenstrahlaufzeichnungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wasserabsorbierende Schicht Gelatine ist.
Tintenstrahlaufzeichnungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildaufzeichnungsschicht ein kationisches Beizmittel enthält.
Tintenstrahlaufzeichnungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das kolliodale Oxid kolloidales Siliciumdioxid ist.
Tintenstrahlaufzeichnungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildaufzeichnungsschicht ein mehrwertiges Metallsalz enthält.
Tintenstrahlaufzeichnungselement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das mehrwertige Metallsalz Calciumchlorid ist.
Tintenstrahlaufzeichnungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung der Bildaufzeichnungsschicht mit einem Auftrag von 3 bis 9 g/m² erfolgt.
Tintenstrahlaufzeichnungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung der wasserabsorbierenden Schicht mit einem Auftrag von 2 bis 16 g/m² erfolgt.
Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren mit folgenden Schritten: a) Erstellen eines Tintenstrahlaufzeichnungselements nach Anspruch 1, und b) bildweises Aufbringen flüssiger Tintentröpfchen auf dem Tintenstrahlaufzeichnungselement.