DE69916366T2

DE69916366T2 - Aufzeichnungsmedium, Bilderzeugungsverfahren damit, Herstellungsverfahren dafür, Aluminiumoxiddispersion und Herstellungsverfahren dafür

Info

Publication number: DE69916366T2
Application number: DE69916366T
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Ohta-ku Tomioka; Tsuyoshi Ohta-ku Santo; Yuji Ohta-ku Kondo
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-06-18
Filing date: 1999-06-17
Publication date: 2004-12-09
Anticipated expiration: 2019-06-18
Also published as: EP0965460B1; EP0965460A2; EP0965460A3; US6565950B1; DE69916366D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Aufzeichnungsmedium, das zur Tintenstrahlaufzeichnung und insbesondere zur Ausgabe eines photographischen Bildes zweckmäßig ist, ein Verfahren zur Erzeugung des Aufzeichnungsmediums, ein Bilderzeugungsverfahren unter Verwendung des Aufzeichnungsmediums, eine Aluminiumoxiddispersion und ein Verfahren zur Erzeugung der Aluminiumoxiddispersion.
Das Tintenstrahlaufzeichnungssystem, welches das Ausstoßen von kleinen Tintentropfen durch verschiedene Prinzipien und die Abscheidung solcher Tintentropfen auf einem Aufzeichnungsmedium, wie etwa einem Papier, zur Aufzeichnung eines Bildes oder eines Zeichens umfasst, ist in den letzten Jahren schnell populär geworden, und zwar in verschiedenen Anwendungen bei der Aufzeichnung von verschiedenen Bildern, einschließlich Geräte bzw. Anlagen zur Informationsverarbeitung, da es Merkmale, wie etwa eine hohe Geschwindigkeit, einen geringen Geräuschpegel, eine leichte Erzeugung von Vielfarbenbildern, eine Flexibilität in den aufgezeichneten Mustern, keine Notwendigkeit zur Bildentwicklung oder Fixierung usw. aufweist. Ebenso sind die durch das Vielfarben-Tintenstrahlaufzeichnungssystem erzeugten Bilder in der Bildqualität mit dem Vielfarbendruck mit Druckplatten oder dem Druck mittels Farbphotographie vergleichbar, und es wird weitgehend auf dem Gebiet der Vollfarbenbildaufzeichnung eingesetzt, weil es nur wenig teurer als der gewöhnliche Vielfarbendruck oder ein photographischer Druck ist, falls die Anzahl an Druck niedrig ist.
Verwandter Stand der Technik
In dem Tintenstrahlaufzeichnungssystem wurden das Aufzeichnungsgerät und das Verfahren zusammen mit der Verbesserung der Aufzeichnungscharakteristik, wie etwa der Steigerung der Aufzeichnungsgeschwindigkeit und der Bilddefinition, sowie der Übertragung auf das Vollfarbenaufzeichnen verbessert, aber die Forderung nach einem höheren Niveau wird ebenso für das Aufzeichnungsmedium gefordert. Um solche Anforderungen zu erfüllen, wurden Aufzeichnungsmedien in verschiedenen Formen vorgeschlagen. Zum Beispiel offenbart die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 55-5830 ein Tintenstrahlaufzeichnungspapier, das mit einer auf einem Substrat beschichteten Tintenabsorptionsschicht versehen ist, und die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 55-51583 offenbart eine Konfiguration, die amorphes Siliciumoxid als das Pigment in der Beschichtungsschicht verwendet.
Die US-Patente Nr. 4,879,166 und 5,104,730, die offengelegten japanischen Patentanmeldungen Nrn. 2-276670, 3-215082 und 3-281383 und die Patentanmeldung der vorliegenden Erfinder schlagen ein Aufzeichnungsblatt mit einer Tintenaufnahmeschicht vor, in der Aluminiumoxyhydrat mit einer Pseudo-Boehmitstruktur verwendet wird.
Ebenso wurden in den letzten Jahren verstärkt Aufzeichnungsmedien vorgeschlagen, in denen eine Zirkoniumverbindung verwendet wird. Zum Beispiel offenbart die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 4-7189 ein Verfahren zur Erzeugung eines Aufzeichnungsmediums, das mit einer Tintenaufnahmeschicht mit einem porösen Pigment und einer Zirkoniumverbindung versehen ist. Ebenso offenbaren die offengelegten japanischen Patentanmeldungen Nrn. 5-85033, 5-85034 und 5-85085 ein Aufzeichnungsmedium mit einer Zwischenschicht zwischen der Tintenaufnahmeschicht und dem Substrat und offenbarten ein Beispiel der Verwendung eines Zirkoniumhaltigen Vernetzungsmittels in der Zwischenschicht. Ebenso schlägt die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 6-32046 ein Aufzeichnungsmedium vor, das mit einer Tintenaufnahmeschicht versehen ist, in der spezifische Mengen an amorphem Silicumoxid, ein Vinylalkoholcopolymer mit Silanolresten und eine Zirkoniumverbindung enthalten sind. Ferner offenbart das US-Patent Nr. 4,732,786 ein Aufzeichnungsmedium, das mit einer Tintenaufnahmeschicht versehen ist, die spezifische Mengen eines Pigments, eines Bindemittels, eines unlöslich gemachten hydrophilen Polymers und einer Zirkoniumverbindung als polyvalenten Kation enthält.
Die vorstehend erwähnten Aufzeichnungsmedien können die Beschichtungsfestigkeit verbessern, sie besitzen aber jedoch noch eine unzureichende Tintenabsorptionsfähigkeit, Auflösung oder Gradation, die zur Erzeugung einer mit der Silberhalogenid-basierten Photographie vergleichbaren Bildqualität hinreichend ist, und sie besitzen eine schlechte Wasserechtheit und eine schlechte Bildhaltbarkeit.
Ebenso offenbart die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 9-76628 ein Aufzeichnungsmedium, das mit einer Tintenaufnahmeschicht mit einem Aluminiumoxyhydrat versehen ist, welches mit einem Zirkoniumhaltigen Kopplungsmittel oberflächenbehandelt ist.
Jedoch ist eine weitere Verbesserung der Leistung selbst für ein solches Aufzeichnungsmedium erwünscht, und zwar für den Einsatz in den in den letzten Jahren erhältlichen Phototintenstrahldruckern, die ein hochqualitatives Bild vergleichbar zu dem der Silberhalogenid-basierten Photographie ausgeben können.
Die Phototintenstrahldrucker erzeugen die Dichtegradation bzw. Dichteabstufung durch Überlagern einer Tinte mit geringer Konzentration oder von Tinten mit unterschiedlichen Konzentrationen, um eine feine Abstufung zu erhalten, welche zur Erzeugung eines photographischen Bildes wichtig ist. Aus diesem Grund ist die Menge an Tinte, die pro Flächeneinheit abgeschieden wird, signifikant größer als in den herkömmlichen Tintenstrahldruckern. Um andererseits die Permeabilität der Tinte für die Bildausgabe auf Normalpapier zu erhöhen, wird eine große Menge an oberflächenaktivem Mittel zu dem Tintenlösungsmittel gegeben oder es wird ein stark hydrophiler Farbstoff verwendet. Aus diesem Grund neigte die Tinte dazu, in einer Fläche mit einer hohen Tintenabscheidungsmenge auszubluten, selbst wenn ein Aluminiumoxyhydrat mit einer hohen Färbefähigkeit eingesetzt wird, und somit wird die Auflösung des Bildes verschlechtert oder eine Farbstoffwanderung nach der Bildaufzeichnung wird verursacht.
Andererseits sind verschiedene Verfahren zur Erzeugung einer Aluminiumoxyhydrat-Dispersion bekannt. Zum Beispiel offenbaren die offengelegten japanischen Patentanmeldungen Nrn. 54-116398, 55-23034 und 55-27824 ein Verfahren zur Herstellung eines Aluminumoxyhydrat-Gels durch Reaktion eines basischen Aluminiumsalzes mit einem Alkali oder einer Säure oder durch die Reaktion eines sauren Aluminiumsalzes mit einem Alkali und der Entflockung des erhaltenen Gels zur Ausbildung einer Aluminiumoxyhydrat-Dispersion. Ebenso wird zum Beispiel in den offengelegten japanischen Patentanmeldungen Nrn. 57-88074, 62-56321, 4-275817, 6-64918, 7-10535, 7-267633, dem US-Patent Nr. 2,656,321 und dem Am. Ceramic Soc. Bull., 54, S. 289 (1975) ein Verfahren zur Hydrolysierung von Aluminiumalkoxid zur Herstellung eines Aluminiumoxyhydrats und der Entflockung von diesem mit einer Säure vorgeschlagen, um eine Aluminiumoxyhydrat-Dispersion zu erhalten.
Jedoch ist es zum Erhalten einer Aluminiumoxyhydrat-Dispersion mit einem Entflockungsmittel, wie etwa einer Säure, notwendig, eine große Menge an Entflockungsmittel zuzugeben, wie es in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 62-56321 beschrieben ist. Wenn die Menge an Entflockungsmittel zu gering ist, ist eine längere Zeit der Entflockung erforderlich oder es kommt zu einer ungenügenden Entflockung. Die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 7-10535 offenbart ein Verfahren zur Entflockung bei einer hohen Temperatur und unter Druck, um die Menge an Entflockungsmittel und die erforderliche Zeit zur Entflockung zu reduzieren, aber eine solche Entflockung bei hoher Temperatur und unter Druck erfordert einen Druckreaktor. Ebenso führt der Einsatz von Säure bei hoher Temperatur und unter Druck zu verschiedenen Beschränkungen bei der Herstellung, wie etwa einer reduzierten Lebenszeit des Reaktors.
Ferner offenbart die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 6-064919 ein Verfahren zur Zugabe einer Säure zu Aluminiumoxyhydrat und der Anwendung einer Ultraschallbehandlung, um Sol zu erhalten, aber ein solches Verfahren erfordert nicht nur eine spezielle Anlage, welche somit mit Beschränkungen bei der Herstellung einhergeht, sondern führt ebenso zu Schwierigkeiten mit der Entflockung und Dispersion und zu einer kurzen Topfzeit bzw. Verweilzeit (pot life) bei einer hohen Feststoffkonzentration.
Wie in der japanischen Patentanmeldung Nr. 7-10535 beschrieben ist, wird leicht ein Gel bei einer hohen Feststoffkonzentration erzeugt, wenn eine große Menge an Säure zur Entflockung eingesetzt wird, so dass eine Aluminiumoxyhydrat-Dispersion mit einer hohen Konzentration extrem schwer zu erzielen ist.
Das Aluminiumoxidsol mit einer hohen Konzentration und einer geringen Viskosität wurde in verschiedenen Formen vorgeschlagen, wie etwa einer Form mit einer wasserlösliche aliphatischen Aminosäure oder einem davon abgeleiteten Lactam (siehe die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 61-283335), eine Form mit einem Säureamid (siehe die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 1-171633) oder eine Form mit einem definierten Gehalt an Kationen neben einem Wasserstoffion (siehe die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 8-295509). Jedoch zeigt selbst die Dispersion von solchen Formen eine ungenügende Stabilität, falls ein wasserlösliches oder wasserdispergierbares Polymer für den Erhalt einer Bindungseigenschaft oder einer Formungseigenschaft zum Zwecke der Ausbildung eines Beschichtungsmaterials, eines Anstrichs, einer Keramik aus einer Schüttung oder eines Katalysatorträgers zugemischt wird, und es kann nicht eine hinreichend geringe Viskosität oder eine hinreichend Topfzeit erhalten werden.
Die EP-A-0 749 845 beschreibt ein Aufzeichnungsmedium, das eine poröse Tintenaufnahmeschicht mit einschließt, welche ein Aluminiumoxyhydrat mit einer Boehmit-Struktur und ein Bindemittel als Hauptkomponenten umfasst. Das eingesetzte Aluminiumoxyhydrat umfasst optional Metalloxide und wird durch Hydrolyse einer gemischten Lösung eines Aluminiumoxidalkoxids und eines Metallalkoxids erhalten.
Die EP-A-0 636 489 beschreibt ein Aufzeichnungsmedium mit einer Tintenaufnahmeschicht, welche ein Aluminiumoxyhydrat, Gelatine und optional ein anorganisches Härtungsmittel umfasst.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Unter Berücksichtigung des Vorstehenden ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Aufzeichnungsmedium vorzusehen, welches eine große Auswahl an Tinten erlaubt, welches eine geringe Tintenwanderung oder ein geringes Ausbluten zeigt, welches eine hohe optische Dichte in dem bedruckten Bereich, eine zufriedenstellende Transparenz und eine ausgezeichnete Halbtonreproduktion, insbesondere bei Ausgabe eines photographischen Bildes, zeigt, sowie ein Bildererzeugungsverfahren vorzusehen, in welchem das Aufzeichnungsmedium verwendet wird.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Erzeugung des Aufzeichnungsmedium vorzusehen, und zwar mit einer Beschichtungsdispersion mit einer ausgezeichneten Stabilität mit einem hohen pH-Wert und mit einer geringen Korrosion, und ohne eine spezielle Herstellungsanlage zu erfordern.
Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Aluminiumoxiddispersion vorzusehen, die eine ausgezeichnete Bindungseigenschaft und Gestaltungseigenschaft zeigt, und welche eine hohe Feststoffkonzentration, eine geringe Viskosität, eine ausgezeichnete Stabilität der Dispersion und eine lange Topfzeit hat.
Eine noch weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Erzeugung der Aluminiumoxiddispersion mit den vorstehend erwähnten Eigenschaften in einer einfachen Art und Weise ohne irgendeine spezielle Herstellungsanlage herzustellen.
Die vorstehend erwähnten Aufgaben können gemäß den unabhängigen Ansprüchen der vorliegenden Erfindung in der folgenden Art und Weise erzielt werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Aufzeichnungsmedium vorgesehen, welches mit einer auf einem Substrat ausgebildeten Tintenaufnahmeschicht versehen ist, wobei die Tintenaufnahmeschicht ein Aluminiumoxyhydrat mit einer Boehmit-Struktur und eine nicht-koppelnden Zirkoniumverbindung, wie sie in den Ansprüchen beschrieben ist, umfasst.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ebenso ein Verfahren zur Erzeugung eines Aufzeichnungsmediums durch Ausbilden einer Tintenaufnahmeschicht auf einem Substrat vorgesehen, welches das Auftragen einer Dispersion gemäß den Ansprüchen 19 bis 23 auf das Substrat und das Trocknen umfasst.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ferner ein Bilderzeugungsverfahren mittels Tintenstrahldruck durch Ausstoßen einer Tinte aus einer kleinen Öffnung unter Abscheidung von dieser auf einem Aufzeichnungsmedium zur Erzeugung eines Bildes vorgesehen, wobei das Aufzeichnungsmedium irgendeines der vorstehend erwähnten Aufzeichnungsmedien ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird auch noch eine Aluminiumoxiddispersion vorgesehen, die ein Aluminiumoxyhydrat mit einer Boehmit-Struktur, ein Bindemittel und ein anorganisches Salz und/oder ein Salz einer organischen Säure von Zirkonium als die nicht-koppelnde Zirkoniumverbindung gemäß Anspruch 1 umfasst.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird auch noch ein Verfahren zur Erzeugung einer Aluminiumoxiddispersion gemäß Anspruch 19 vorgesehen, welches das Vermischen und Dispergieren eines Bindemittels in einer Dispersion, die ein Aluminiumoxyhydrat mit einer Boehmit-Struktur und ein anorganisches Salz und/oder ein Salz einer organischen Säure von Zirkonium umfasst.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Das Aufzeichnungsmedium gemäß der vorliegenden Erfindung hat einen Aufbau, in dem eine Tintenaufnahmeschicht, welche ein Aluminiumoxyhydrat mit einer Boehmit-Struktur, eine nicht-koppelnde Zirkoniumverbindung, wie sie in Anspruch 1 definiert ist, und bevorzugt ein Bindemittel umfasst, auf einem Substrat vorgesehen ist.
Aluminiumoxyhydrat ist im Allgemeinen ein bevorzugtes Material für den Einsatz in einer Tintenaufnahmeschicht, da es eine hervorragende Fixierung eines Farbstoffs in der Tinte ermöglicht, ein Bild mit einem hervorragenden Farberscheinungsbild und ein Bild, das keine Nachteile, wie etwa die Veränderung von schwarzer Tinte in eine braune Farbe oder eine ungenügende Lichtechtheit, besitzt, und zwar aufgrund seiner positiven Ladung.
In der vorliegende Erfindung wird ein Aluminiumoxyhydrat mit einer Boehmit-Struktur in der Röntgenstrahldiffraktion eingesetzt, weil es eine hohe Farbstoffadsorption, Tintenabsorption und Transparenz zeigt.
Das Aluminiumoxyhydrat ist durch die folgende allgemeine Formel definiert: Al₂O_3–n(OH)_2n·mH₂O worin n eine ganze Zahl von 0 bis 3 ist und m einen Wert innerhalb eines Bereichs von 0 bis 10 und bevorzugt von 0 bis 5 annimmt, und zwar vorausgesetzt, dass m und n nicht gleichzeitig Null sind. Die Angabe mH₂O gibt eine entfernbare Wasserphase an, welche in den meisten Fällen nicht bei der Ausbildung eines Kristallgitters involviert ist und aus diesem Grund kann m einen nicht ganzzahligen Wert annehmen.
Ein Verfahren zur Erzeugung eines Aluminiumoxyhydrats mit einer Boehmit-Struktur, das in dem Aufzeichnungsmedium gemäß der vorliegenden Erfindung enthalten ist, ist nicht besonders beschränkt und es kann irgendein Verfahren verwendet werden, das zur Erzeugung eines Aluminumoxyhydrats fähig ist, wie etwa das Bayer-Verfahren, ein Verfahren der Alaunpyrolyse und dergleichen. Ein bevorzugtes Verfahren besteht aus der Hydrolyse von langkettigem Aluminiumalkoxid durch die Zugabe einer Säure. Der Einsatz eines Alkoxids mit 5 oder mehr Kohlenstoffatomen und insbesondere mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen ist bevorzugt, da es die Eliminierung von Alkohol und die Gestaltskontrolle des Aluminiumoxyhydrats mit Boehmit-Struktur ermöglicht, wie später erläutert wird. Das vorstehend erwähnte Verfahren hat im Vergleich zu Verfahren zur Erzeugung eines Aluminiumoxid-Hydrogels oder eines kationischen Aluminiumoxids den Vorteil einer geringen Kontaminierung durch Verunreinigungen, wie etwa verschiedenen Ionen. Ebenso erlaubt das langkettige Aluminiumalkoxid eine leichte Eliminierung von Alkohol nach der Hydrolyse, gewährleistet im Vergleich zu dem Fall des Verwendens eines kurzkettigen Alkoxids, wie etwa Aluminiumisopropoxid, den Vorteil, dass der Alkohol vollständig aus dem Aluminumoxyhydrat eliminiert werden kann.
Das durch das vorstehend erwähnte Verfahren erhaltene Aluminiumoxyhydrat kann einem Kornwachstum durch eine hydrothermische Synthese unterzogen werden oder es kann durch Trocknen ein Aluminiumoxyhydratpulver bereitgestellt werden.
Der Kristall des Aluminiumoxyhydrats mit einer Boehmit-Struktur ist im Allgemeinen eine geschichtete Verbindung, die eine große (020)-Ebene zeigt, und welche einen spezifischen Beugungs-Peak im Röntgenstrahldiffraktogramm zeigt. Die Boehmit-Struktur kann eine vollständige Boehmit-Struktur oder eine Pseudo-Boehmit-Struktur mit überschüssigem Wasser zwischen den (020) Ebenen sein. In dem Röntgenstrahlbeugungsmuster zeigt die Pseudo-Boehmitstruktur einen breiteren Beugungs-Peak als die vollständige Boehmit-Struktur. Da die vollständige Boehmit-Struktur und die Pseudo-Boehmit-Struktur nicht klar unterschieden werden können, schließt das Aluminiumoxyhydrat in der vorliegenden Erfindung beide Boehmit-Strukturen ein, außer es ist anderweitig angegeben.
Das Aufzeichnungsmedium gemäß der vorliegenden Erfindung, das ein Aliminiumoxyhydrat mit einer Boehmit-Struktur enthält, besitzt bevorzugt eine Kristallinität innerhalb eines Bereichs von 15 bis 80. Innerhalb dieses Bereichs zeigt das Medium eine hohe optische Dichte in dem bedruckten Bereich und das Ausbluten, die Perlenbildung oder das Abstoßen ist reduziert.
Die Kristallinität des Aufzeichnungsmediums ist eine Menge, die aus einem Verhältnis der Intensität bei 2θ = 10° zu der Peak-Intensität der (020) Ebene, die bei 28 = 14 bis 15° in dem Röntgenstrahlbeugungsmuster mit CuKα-Strahlen, gemessen an einem gepulverten Aufzeichnungsmedium, erhalten wird, wie in der japanischen Patentanmeldung Nr. 8-132731 durch die Erfinder der vorliegenden Erfindung gezeigt worden ist. Die Kristallinität ist eine physikalische Größe, die dem Verhältnis der kristallinen Bereiche zu den amorphen Bereichen eines in dem Aufzeichnungsmedium vorhandenen Aluminiumoxyhydrats entspricht.
Ebenso steht der Ausdruck "Ausbluten" in der vorliegenden Erfindung für das Phänomen, dass im Falle eines Flächendrucks auf einer vorbestimmten Fläche eine gefärbte Fläche breiter (größer) als die bedruckte Fläche wird. Der Ausdruck "Perlenbildung" steht für das Phänomen, dass aufgrund einer Koagulation von Tintentropfen miteinander in dem flächenbedruckten Bereich eine körnchenartige Unebenheit in der Dichte auftritt. Ebenso steht der Ausdruck "Zurückstoßen" für das Phänomen, dass ungefärbte Punkte in dem flächenbedruckten Bereich auftreten.
Es ist bevorzugt, dass der Grad an Parallelisierung zwischen den Mikrokristallen eines Aluminiumoxyhydrats mit einer Boehmit-Struktur und der ebenen Ausrichtung der Tintenaufnahmeschicht 1,5 oder höher ist. Der Grad der Parallelisierung ist in der Kristallinität in folgenden Beispielen definiert. Ein Grad der Parallelisierung von 1,5 oder höher ist bevorzugt, da die gedruckten Punkte eine hohe Zirkularität bzw. Kreisform zeigen. Mit einem Grad der Parallelisierung von weniger als 1,5 wird die Zirkularität des gedruckten Punkts schlechter. Ein weiter bevorzugter Bereich ist 2 oder höher, in welchem das Aufzeichnungsmedium einen höheren Glanz zeigt.
Unter den Aluminiumoxyhydraten ist der Pseudo-Boehmit dafür bekannt, dass er in faserartigen und andere Formen auftritt, wie durch Rocek J., et al., Applied Catalysis, 74, S. 29–36 (1991) berichtet wurde. Die vorliegende Erfindung kann ein Aluminiumoxyhydrat mit einer faserartigen oder planaren Form verwenden. Die Gestalt (Teilchengestalt, Teilchendurchmesser, Längenverhältnis) eines Aluminiumoxyhydrats mit einer Boehmit-Struktur kann durch Herstellen einer Probe durch Dispergieren von Aluminiumoxyhydrat in einem Ionen-ausgetauschten Wasser und durch Eintropfen der Dispersion auf einen Kollodiumfilm und Beobachten der Probe unter einem Transmissionselektronenmikroskop gemessen werden.
Gemäß der Beobachtung der Erfinder der vorliegenden Erfindung zeigt die planare Form eine bessere Dispergierbarkeit in Wasser im Vergleich mit der Faserbündelform (faserartigen Form), und ist bevorzugt, da bei der Ausbildung der Tintenaufnahmeschicht die Aluminiumoxyhydratteilchen statistisch orientiert sind, um ein größeres Porenvolumen und eine breitere Porenradiusverteilung zu gewährleisten. Die Faserbündelform steht für einen Zustand, in welchem nicht kreisförmige Aluminiumoxidhydratteilchen mit Seitenflächen der Teilchen in gegenseitigem Kontakt stehen, und zwar in einer einem Haarbündel ähnlichen Form.
Das Längenverhältnis der planaren Teilchen kann durch ein Verfahren bestimmt werden, wie es in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 5-16015 definiert ist. Das Längenverhältnis ist das Verhältnis des Durchmessers des Teilchens zu dessen Dicke, wobei der Durchmesser für einen Durchmesser eines Kreises steht, dessen Fläche zu der projizierten Fläche des unter einem Mikroskop oder einem Elektronenmikroskop beobachteten Aluminiumoxyhydratteilchens gleich ist. Der Schlankheitsgrad ist das Verhältnis des Maximaldurchmessers zum Minimaldurchmesser der planaren Ebene bei der Beobachtung, wie sie ähnlich zur Bestimmung des Längenverhältnisses durchgeführt wurde. Im Falle der faserartigen Bündelform kann ein Längenverhältnis durch Messen eines Durchmessers des oberen und unteren Kreises und einer Länge eines Zylinders, der durch jedes nicht kreisförmige Teilchen des das Faserbündel aufbauenden Aluminiumoxyhydrats gebildet wird, und durch Berechnen des Verhältnisses der Länge zu dem Durchmesser bestimmt werden.
Die am meisten bevorzugte Gestalt des Aluminumoxyhydrats besitzt im Falle der planaren Form ein durchschnittliches Längenverhältnis in einem Bereich von 3 bis 10 und eine durchschnittliche Teilchengröße innerhalb eines Bereichs von 1 bis 50 nm, oder, im Falle von der faserartigen Bündelform, ein durchschnittliches Längenverhältnis innerhalb eines Bereichs von 3 bis 10 und eine durchschnittliche Teilchenlänge innerhalb eines Bereichs von 1 bis 50 nm. Das durchschnittliche Längenverhältnis innerhalb des vorstehend erwähnten Bereichs erlaubt die Ausbildung einer Pore zwischen den Teilchen beider Ausbildung der Tintenaufnahmeschicht, oder im Falle der internen Zugabe zu der faserartigen Substanz, um dadurch die leichte Ausbildung einer porösen Struktur zu ermöglichen, wobei die Porenradiusverteilung von dieser breiter wird. Ebenso erlaubt der durchschnittliche Teilchendurchmesser oder die durchschnittliche Teilchenlänge innerhalb des vorstehend erwähnten Bereichs ähnlich die Ausbildung einer porösen Struktur mit einem großen Porenvolumen. In dem Fall, dass ein durchschnittliches Längenverhältnis kleiner als die untere Grenze des vorstehend erwähnten Bereichs ist, wird eine Porenradiusverteilung der Tintenaufnahmeschicht schmäler, während es schwierig wird, ein Aluminiumoxyhydrat mit eingestelltem Teilchendurchmesser zu erzeugen, wenn das durchschnittliche Längenverhältnis größer als die obere Grenze des vorstehend erwähnten Bereichs ist. Wenn ebenso der durchschnittliche Teilchendurchmesser oder die durchschnittliche Teilchenlänge kleiner als die untere Grenze des vorstehend erwähnten Bereichs ist, wird die Porenradiusverteilung leicht enger, während, wenn der durchschnittliche Teilchendurchmesser oder die durchschnittliche Teilchenlänge größer als die obere Grenze des vorstehend erwähnten Bereich ist, die Adsporptionseigenschaft für einen aufgetragenen Farbstoff leicht verschlechtert wird.
Die Poreneigenschaft des Aluminiumoxyhydrats, die vorstehend erwähnt worden ist, wird im Wege der Herstellung auf die Einstellung der feinen Poreneigenschaft eingestellt. Aber um ein Aufzeichnungsmedium zu erhalten, das die Anforderungen an eine spezifische BET-Oberfläche und einem Porenvolumen in der Tintenaufnahmeschicht genügt, wie später erklärt werden wird, ist es bevorzugt, ein Aluminiumoxyhydrat mit einem Porenvolumen innerhalb eines Bereichs von 0,1 bis 1,0 cm³/g zu verwenden. Ein größeres Porenvolumen als der vorstehend erwähnte Bereich neigt zur Erzeugung von Sprüngen oder eines Pulverabfalls in der Tintenaufnahmeschicht, während ein kleineres Porenvolumen als der vorstehend erwähnte Bereich die Tintenabsorption reduziert, wobei aufgrund des Tintenüberschusses leicht ein Ausbluten in den Bildern aus der Tintenaufnahmeschicht auftritt, und zwar insbesondere im Falle eines Vielfarbendrucks.
Ebenso liegt die spezifische BET-Oberfläche eines Aluminiumoxyhydrats bevorzugt innerhalb eines Bereichs von 40 bis 500 m²/g. Im Falle, dass die spezifische BET-Oberfläche kleiner als der vorstehend erwähnte Bereich ist, verschlechtert sich der Glanz der Tintenaufnahmeschicht und der Schleiergrad steigt an, so dass das gedruckte Bild leicht einen Schleier bekommt. Wenn die Oberfläche größer als der vorstehend erwähnte Bereich ist, werden leicht Sprünge in der Tintenaufnahmeschicht erzeugt.
Die Tintenaufnahmeschicht kann auf dem Substrat durch die folgenden Schritte ausgebildet werden: Auftragen einer Dispersion aus Aluminiumoxyhydrat und Trocknen dieser Dispersion.
Die Tintenaufnahmeschicht des Aufzeichnungsmediums gemäß der vorliegenden Erfindung enthält ferner eine Zirkoniumverbindung, welche nicht direkt mit dem Aluminiumoxyhydrat mit der vorstehend erwähnten Boehmit-Struktur, wie sie in Anspruch 1 definiert ist, direkt kombiniert. Die vorstehend erwähnte Zirkoniumverbindung kann in Kombination mit dem Aluminiumoxyhydrat mit einer Boehmit-Struktur die Effekte einer hohen Adsorption für einen Farbstoff, der in der Tinte enthalten ist, sowie die Verhinderung des Ausblutens in der Tintenaufnahmeschicht aufweisen.
In den Tinten für einen herkömmlichen Tintenstrahldrucker, wie er im Vorstehenden erläutert worden ist, wird eine große Menge an oberflächenaktivem Mittel oder ein höher hydrophiler Farbstoff verwendet, um die Tintenpermeabilität in das normale Papier zu verstärken. Aufgrund der großen Hydrophilie des Farbstoffs kann der adsorbierte Farbstoff, selbst nachdem die Tinte mit einem Pigment, das praktisch als ein Farbstoffadsorbens dient, kombiniert ist, zusammen mit den Tintenkomponenten, welche später aufgebracht worden sind, zum Beispiel in überlagerten Drucken, oder kann selbst durch die Feuchtigkeit in der Luft wandern, so dass solche Tinten leicht ein Ausbluten, eine Punktvergrößerung, eine Wanderung der Farbstoffe, usw. verursachen. Andererseits lädt die Zirkoniumverbindung in dem Aufzeichnungsmedium gemäß der vorliegenden Erfindung, in welcher eine Kombination aus dem Aluminiumoxyhydrat mit einer Boehmit-Struktur und einer nicht-koppelnden Zirkoniumverbindung, die nicht direkt mit dem Aluminiumoxyhydrat kombiniert, verwendet wird, die Oberfläche des Aluminiumoxyhydrats zur Steigerung dessen kationischen Charakters auf, um somit die Adsorptionsfähigkeit für anionische Farbstoffe, die auf dem Gebiet des Tintenstrahlsystems prinzipiell verwendet werden, zu steigern. Folglich zeigt das Aufzeichnungsmedium gemäß der vorliegenden Erfindung ein extrem leichtes Ausbluten bei einem überlagerten Drucken oder eine extrem kleine Wanderung, und zwar selbst unter Hochtemperatur- und Hochfeuchtigkeitsbedingungen. In der vorliegenden Erfindung steht die nicht-koppelnde Zirkoniumverbindung für eine Zirkoniumverbindung, die chemisch nicht mit dem Aluminiumoxyhydrat kombiniert.
Der vorstehend erwähnte Effekt wird durch die Tatsache hervorgerufen, dass die vorstehend erwähnte Zirkoniumverbindung zum Zeitpunkt des Auftragens einer Tinte ionisiert wird, um einen Farbstoff stark zu absorbieren, und wird deshalb nicht in einer Verbindung mit einer niedrigen Ionizität, die direkt mit dem Aluminiumoxyhydrat kombiniert, wie etwa ein Zirkonium-basiertes Kopplungsmittel, beobachtet. Übrigens kann ein Bindungszustand zwischen dem Aluminiumoxyhydrat und der Zirkoniumverbindung durch den chemischen Shift in der Röntgenstrahlphotoelektronenspektroskopie (XPS oder ESCA, hierin nachstehend zusammen als "ESCA" aufgeführt) überprüft werden.
Der Ausdruck "Wanderung", wie er in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, steht für eine Diffusion und eine örtliche Verschiebung des Farbstoffs in der Tintenaufnahmeschicht mit der Zeit, was zu einem graduellen Verschwimmen und Ausbluten des aufgezeichneten Bildes führt.
Es wurde in der vorliegenden Erfindung ebenso herausgefunden, dass eine Halbtonreproduzierbarkeit durch den kombinierten Einsatz des Aluminiumoxyhydrats mit einer Boehmit-Struktur und der nicht-koppelnden Zirkoniumverbindung verbessert werden kann. Eine genaue Halbtonreproduzierung ist eine wichtige Anforderung bei der Ausgabe des photographischen Bildes. In dem Bilderzeugungsverfahren, das durch die Dichteabstufung durch überlagertes Drucken mit einer Tinte mit niedriger Konzentration oder durch Tinten mit unterschiedlichen Konzentrationen gekennzeichnet ist, und welches prinzipiell in den kürzlich eingeführten photographischen Tintenstrahldruckern verwendet wird, variiert jedoch leicht die Färbung aufgrund des Unterschieds in der Färbung zwischen einem Schattenbereich mit einer hohen Farbstoffkonzentration und einem aufgehellten Bereich mit einer niedrigen Farbstoffkonzentration. Dieses liegt vermutlich daran, dass die Farbstoffkonzentration in dem aufgehellten Bereich, gekennzeichnet durch die geringe Tintenkonzentration, extrem gering ist, so dass die Veränderung der Färbung leicht durch eine schwache Lichtstreuung in der Tintenaufnahmeschicht verursacht wird. In dem Aufzeichnungsmedium gemäß der vorliegenden Erfindung wird jedoch der Farbstoff leicht auf der Oberfläche der Aluminiumoxyhydratteilchen adsorbiert, weil die Zirkoniumverbindung die Teilchenoberfläche auflädt. Folglich dringt der Farbstoff nicht in die Feinporen, die in den Aluminiumoxyhydratteilchen vorhanden sind, ein, und somit wird die Lichtstreuung reduziert und es kommt zu einer extrem schwachen Änderung der Färbung in dem aufgehellten Bereich und zu einer ausgezeichneten Halbtonreproduzierbarkeit.
Gemäß den Untersuchungen der Erfinder der vorliegenden Erfindung ist es andererseits im Falle des kombinierten Einsatzes von Siliciumoxid und einer Zirkoniumverbindung schwierig, eine hervorragende Halbtonreproduktion zu erzielen, weil die Siliciumoxidteilchen mit einer hinreichenden Tintenaufnahmefähigkeit eine starke Lichtstreuung durch die Teilchen selbst zeigen.
Die erfindungsgemäß eingesetzte Zirkoniumverbindung trägt ebenso zur Stabilität der Dispersion des Aluminiumoxyhydrats bei und dient somit als ein Entflockungsmittel. Der Ausdruck "Entflockung" steht für ein Phänomen, bei dem die Teilchen in einem flüssigen Medium durch die starken Abstoßungskräfte zwischen den Teilchen in einem solchen flüssigen Medium stabil dispergiert werden. Damit das Teilchen eine solche starke Abstoßungskraft aufweist, muss das Teilchen geladen sein und eine elektrische Doppelschicht durch die Adsorption eines Ions mit der entgegengesetzten Polarität zur Neutralisierung dieser Ladung ausbilden. Eine solche elektrische Doppelschicht verursacht eine elektrostatische Abstoßung und verhindert somit das Aneinanderlagern der Teilchen. Die Entflockung findet nicht statt, wenn das Teilchen nicht geladen ist und nicht mit der elektrischen Doppelschicht auf der Oberfläche versehen ist.
Aus diesem Grund ist die Zirkoniumverbindung in dem flüssigen Medium acide bzw. sauer, wobei sie dazu dient, die Aluminiumoxyhydratteilchen aufzuladen und, durch den anionischen Charakter, eine elektrische Doppelschicht auf der Oberfläche der Aluminiumoxyhydratteilchen auszubilden, um dadurch die Entflockung zu stimulieren.
Eine solche Funktion kann nicht durch Alkalisalze oder Erdalkalisalze erzielt werden. Zur Entflockung der Aluminiumoxyhydratteilchen ist eine Säure wie etwa Salpetersäure oder Salzsäure, welche allgemeine Entflockungsmittel sind, erforderlich. Zur Ausbildung einer Tintenaufnahmeschicht mit einer hinreichenden Tintenabsorptionsfähigkeit ist es wegen der Herstellung im Allgemeinen erforderlich, eine Beschichtungsflüssigkeit mit einem hohen Feststoffgehalt zu nehmen. Es ist deshalb erforderlich, eine Aluminiumoxyhydrat-Dispersion mit hoher Konzentration herzustellen. Aber dafür ist eine große Menge an Säure erforderlich, was zu einer Absenkung des pH-Werts der Dispersion führt, so dass nicht nur eine Korrosion in den Herstellungsanlagen oder in dem Speicher auftreten kann, sondern ebenso die Viskosität der Dispersion höher wird. Jedoch führt die Zirkoniumverbindung gemäß der vorliegenden Erfindung nicht leicht zu einer solchen pH-Wert-Reduzierung, und zwar selbst im Falle der Herstellung einer Aluminiumoxyhydrat-Dispersion mit einer hohen Konzentration, und kann deshalb die Viskosität der Dispersion reduzieren.
Erfindungsgemäß kann jede Zirkoniumverbindung verwendet werden, die nicht direkt mit Aluminiumoxyhydrat kombiniert, und insbesondere bevorzugt sind anorganische Salze und Salze einer organischen Säure von Zirkonium. Spezielle Beispiele von solchen Zirkoniumverbindungen schließen Halogenide wie etwa ZrOCl₂·nH₂O, Zr₂O₃Cl₂, ZrCl₄, ZrCl₃, ZrCl₂, ZrBr₄, ZrBr₃, ZrBr₂, ZrI₄, ZrI₃, ZrI₂, ZrF₄, ZrF₃ und ZrF₂, Salze von Oxosäuren wie etwa Zr(NO₃)₄·nH₂O, Zr(NO₃)₂·nH₂O, Zr(SO₄)₂, Zr(SO₄)₂·nH₂O, ZrO(SO₄), Zr(H₂PO₄), ZrP₂O₇, ZrSiO₄, (NH₄)ZrO(CO₃)₂, ZrO(CO₃)₂·nH₂O und ZrO(OH)₂·nH₂O, und Salze organischer Säuren wie etwa Zirconylacetat, Zirconyllactat, Zirconylstearat, Zirconyloctat, Zirconyllaurat und Zirconylmandanat. Und solche Zirkoniumverbindungen können entweder alleine oder als eine Mischung von zwei oder mehreren Sorten eingesetzt werden.
Die Menge der vorstehend erwähnten Zirkoniumverbindung, die hinzugegeben wird, ist bevorzugt so ausgewählt, dass das Zirkoniumoxid/Aluminiumoxid-Verhältnis (ZrO₂/Al₂O₃) innerhalb eines Bereichs von 1,0 × 10^–4 bis 1,0 × 10^–1 liegt. Eine übermäßig große Menge der Zirkoniumverbindung führt leicht zu einer großen Veränderung der Farbstofftönung nach dem Drucken, zum Beispiel aufgrund eines geringeren pH-Werts der Beschichtungsflüssigkeit, während eine übermäßig kleine Menge der Zirkoniumverbindung die Farbstoffadsorptionseigenschaft reduziert und somit zu einem Ausbluten, einer Punktvergrößerung oder einer Wanderung führt.
Die Zugabe der Zirkoniumverbindung wird bevorzugt durch Zugeben eines Bindemittels zu einer Dispersion mit einem Aluminiumoxyhydrat und einer Zirkoniumverbindung durchgeführt, um effektiv die Entflockung der Aluminiumoxyhydratteilchen und die Verbesserung der Stabilität der Aluminiumoxyhydrat-Dispersion nach der Vermischung des Bindemittels zu erzielen. Die Zirkoniumverbindung kann im Voraus zu dem flüssigen Medium hinzugegeben werden, und dann können anschließend die Aluminiumoxyhydratteilchen und das Bindemittel hinzugegeben werden, oder die Zirkoniumverbindung und das Bindemittel können nacheinander zu einem Aluminiumoxidsol oder einer Aluminiumoxidaufschlämmung, in welcher die Aluminumoxyhydratteilchen dispergiert vorliegen, hinzugegeben werden. Ebenso kann ein ähnlicher Effekt durch gleichzeitige Zugabe der Aluminiumoxyhydratteilchen und der Zirkoniumverbindung zu dem flüssigen Medium erzielt werden.
Die Aluminiumoxiddispersion gemäß der vorliegenden Erfindung kann leicht eine hohe Konzentration mit einem Feststoffgehalt von 10% oder höher bei einem relativ hohen pH-Wert von 3,0 oder höher annehmen, und zwar durch den Einsatz eines anorganischen Salzes und/oder eines Salzes einer organischen Säure von Zirkonium. Somit kann die Aluminiumoxiddispersion erhalten werden, welche selbst nach der Zugabe des Bindemittels stabil verbleibt, und welche eine lange Topfzeit und ausgezeichnete Bindungs- und Formungseigenschaften der Aluminiumoxyhydratteilchen aufweist.
Die in dem Aufzeichnungsmedium der vorliegenden Erfindung vorgesehene Tintenaufnahmeschicht ist bevorzugt derart ausgebildet, dass das gesamte Porenvolumen innerhalb eines Bereichs von 0,1 bis 1,0 cm³/g ist. Wenn das Porenvolumen der Tintenaufnahmeschicht größer als der vorstehend erwähnte Bereich ist, können leicht Sprünge und Pulverabfall in der Tintenaufnahmeschicht erzeugt werden, während, falls das Porenvolumen kleiner als der vorstehend erwähnte Bereich ist, die Tintenabsorptionseigenschaft reduziert ist, so dass leicht ein Ausbluten aufgrund eines Tintenüberflusses aus der Tintenaufnahmeschicht auftritt, und zwar insbesondere im Falle eines Vielfarbendrucks.
Die spezifische BET-Oberfläche der Tintenaufnahmeschicht liegt bevorzugt innerhalb eines Bereichs von 20 bis 450 m²/g. Falls die Oberfläche größer als der vorstehend erwähnte Bereich ist, ist der Glanz der Tintenaufnahmeschicht verringert und das gedruckte Bild bekommt leicht einen Schleier aufgrund des verstärkten Schleiergrades. Auch wenn die Oberfläche kleiner als der vorstehend erwähnte Bereich ist, werden leicht Sprünge in der Tintenaufnahmeschicht erzeugt.
Die spezifische BET-Oberfläche und das vorstehend erwähnte Porenvolumen können durch das Stickstoffadsorptions/-desorptionsverfahren nach der Entgasung über 24 Stunden bei 120°C gemessen werden.
Die Porenstruktur der Tintenaufnahmeschicht wird nicht durch das verwendete Aluminiumoxyhydrat bestimmt, sondern wird durch verschiedene Herstellungsbedingungen, wie etwa die Sorte und die Menge des Bindemittels, die Konzentration, Viskosität und den Dispersionszustand der Beschichtungsflüssigkeit, durch das Beschichtungsgerät, die Beschichtungswärme, die Beschichtungsmenge, die Menge, Temperatur und Richtung der Trocknungsluft usw. bestimmt. Aus diesem Grund wird erfindungsgemäß zur Erzielung der erwünschten Charakteristik der Tintenaufnahmeschicht notwendiger Weise die Herstellungsbedingungen in einem optimalen Bereich eingestellt.
In dem erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmedium können verschiedene Additive bei Bedarf eingesetzt werden. Solche Additive können wahlweise aus verschiedenen Metalloxiden, Salzen von zweiwertigen oder mehrwertigen Metallen und kationischen organischen Substanzen ausgewählt sein. Als das Metalloxid werden bevorzugt Oxide oder Hydroxide, wie etwa Siliciumoxid, Boroxid, Siliciumoxid/Boroxid, Siliciumoxid/Magnesiumoxid, Titanoxid, Zirkoniumoxid und Zinkoxid eingesetzt. Als das Salz eines zwei- oder mehrwertigen Metalls werden bevorzugt Salze, wie etwa Calciumcarbonat und Bariumsulfat, und Calciumnitrat, oder Halogenide, wie etwa Magnesiumchlorid, Calciumbromid, Calciumiodid, Zinkchlorid, Zinkbromid und Zinkiodid, Kaolin oder Talk, eingesetzt. Als die kationische organische Substanz werden bevorzugt quartäre Ammoniumsalze, Polyamine und Alkylamine eingesetzt. Solche Additive werden bevorzugt in einer Menge von nicht mehr als 20 Gew.-% des Aluminiumoxyhydrats hinzugegeben.
In dem erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmedium kann das Bindemittel in Kombination mit einem Aluminiumoxyhydrat in einer Zirkoniumverbindung eingesetzt werden. Das Bindemittel kann wahlweise aus einem oder mehreren wasserlöslichen und wasserdispergierbaren Polymeren ausgewählt sein. Bevorzugte Beispiel des Bindemittels schließen wasserlösliche Polymere, wie etwa Polyvinylalkohol, Stärke, Gelatine, Casein, Gum Arabic, Cellulosederivate wie etwa Carboxymethylcellulose, Polyvinylpyrrolidon, Maleinsäureanhydrid und Copolymere davon und Acrylsäureester-Copolymere und wasserdispergierbare Polymere wie etwa konjugierter Diencopolymer-Latex wie SBR-Latex, functional modifiezierter Polymer-Latex und Vinyl-Copolymer-Latex wie Ethylenvinylacetat-Copolymer-Latex.
Das Gewichtsverhältnis des Aluminiumoxyhydrats zu dem Bindemittel liegt bevorzugt innerhalb eines Bereich von 1 : 1 zu 30 : 1. Innerhalb dieses Bereichs zeigt das Medium eine hohe Tintenabsorptionsgeschwindigkeit und eine hohe optische Dichte in dem bedruckten Bereich. Falls die Bindemittelmenge geringer als der vorstehend erwähnte Bereich ist, wird die mechanische Festigkeit der Tintenaufnahmeschicht ungenügend, so dass Sprünge und ein Pulverabfall erzeugt werden. Falls die Bindemittelmenge höher als der vorstehend erwähnte Bereich ist, ist das Porenvolumen reduziert, so dass die Tintenabsorptionsmenge leicht reduziert ist. Das Gewichtsverhältnis liegt bevorzugt innerhalb eines Bereichs von 3 : 1 zu 20 : 1, und zwar unter Berücksichtigung der Tintenabsorptionseigenschaft und der erschwerten Sprungausbildung, wenn das Medium gebogen wird.
Ferner kann vorteilhafter Weise eine organische Säure in dem Aufzeichnungsmedium gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden. Der Effekt einer solchen organischen Säure liegt in der Abmilderung des temporären Anstiegs der Viskosität (ein sogenannter Bindemittelschock), der vermutlich durch die Wechselwirkung mit der Zirkoniumverbindung zum Zeitpunkt des Vermischens des aus einem wasserlöslichen oder wasserdispergierbaren Polymer bestehenden Bindemittels während der Beschichtung induziert wird, obwohl die Funktion einer solchen organischen Säure nicht vollständig geklärt ist. Der gemeinsame Einsatz einer organischen Säure erlaubt die Herstellung der Beschichtungsflüssigkeit in einer einfachen Art und Weise, ohne eine Dispergiervorrichtung oder eine spezielle Ausrüstung erforderlich zu machen, in welcher eine hohe Scherrate bei der Herstellung der Beschichtungsflüssigkeit aufgebracht wird. Es wird bestritten, dass die Zugabe der organischen Säure den pH-Wert der Beschichtungsflüssigkeit verringert, um dadurch die Stabilität der Dispersion zu verschlechtern. Aber in der Tat fungiert die Zirkoniumverbindung als ein Puffer für die organische Säure, so dass der pH-Wert durch eine solche Menge nicht verringert wird, was die Dispersionsstabilität verschlechtert. Folglich verbessert der gemeinsame Einsatz einer organischen Säure wirklich die Dispersionsstabilität der Beschichtungsflüssigkeit und verlängert die Topfzeit. Ebenso wird ein Effekt der Reduzierung von Kräuselungen des Aufzeichnungsmediums unmittelbar nach dem Drucken gewährleistet, um somit eine Qualitätsverbesserung des Drucks zu erzielen und das Auftreten von Reibung auf dem Aufzeichnungskopf und von einer Blockierung des Aufzeichnungsmediums im Laufe der Druckoperation zu verhindern.
Die vorteilhafter Weise erfindungsgemäß verwendete organische Säure ist nicht besonders beschränkt und kann zum Beispiel eine der Folgenden sein: Carbonsäure, eine Sulfonsäure oder eine Aminosäure. Spezifische Beispiele schließen die Folgenden mit ein: Carbonsäuren wie etwa Ameisensäure, Essigsäure, Chloressigsäure, Dichloressigsäure, Trichloressigsäure, Fluoressigsäure, Trimethylessigsäure, Methoxyessigsäure, Mercaptoessigsäure, Glykolsäure, Acrylsäure, Methacrylsäure, Propionsäure, Milchsäure, Valerinsäure, Capronsäure, Caprylsäure, Caprinsäure, Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure, Oleinsäure, Linolinsäure, Linolsäure, Cyclohexan-Carbonsäure, Phenylessigsäure, Benzoesäure, o-Toluylsäure, m-Toluylsäure, p-Toluylsäure, o-Chlorbenzoesäure, m-Chlorbenzoesäure, p-Chlorbenzoesäure, o-Brombenzoesäure, m-Borbenzoesäure, p-Brombenzoesäure, o-Nitrobenzoesäure, m-Nitrobenzoesäure, p-Nitrobenzoesäure, Oxalsäure, Malonsäure, Succinsäure, Glutarsäure, Azipinsäure, Weinsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Citronensäure, Phthalsäure, Isophothalsäure, Terephthalsäure, Salicylsäure, p-Hydroxybenzoesäure, Anthranylsäure, m-Aminobenzoesäure, p-Aminobenzoesäure, o-Methoxybenzoesäure, m-Methoxybenzoesäure und p-Methoxybenzoesäure; Sulfonsäuren wie etwa Benzolsulfonsäure, Methylbenzolsulfonsäure, Ethylbenzolsulfonsäure, Dodecylbenzolsulfonsäure, 2,4,6-Trimethylbenzolsulfonsäure, 2,4-Dimethylbenzolsulfonsäure, 5-Sulfonsalicylsäure, 1-Sulfonaphthalin, 2-Sulfonapthalin, Hexansulfonsäure, Octansulfonsäure und Dodecansulfonsäure; und Aminosäuren wie etwa Glycin, Alanin, Valin, α-Aminomilchsäure, γ-Aminomilchsäure, β-Alanin, Taulin, Serin, ε-Amino-n-caproesäure, Leucin, Norleucin oder Phenylalanin. Und solche Säuren können entweder als eine oder als eine Mischung von zwei oder mehreren Säuren eingesetzt werden.
Der Gehalt der organischen Säure liegt bevorzugt innerhalb eines Bereichs von 5,0 × 10^–4 bis 1,0 mol/g bezüglich des Gewichts der Zirkoniumverbindung, umgerechnet in das Oxid. Eine übermäßig große Menge der organischen Säure reduziert den Pufferungseffekt der Zirkoniumverbindung und resultiert somit in einem geringen pH-Wert und in einer Verschlechterung der Stabilität der Dispersion. Andererseits steigert eine übermäßig kleine Menge der organischen Säure die Möglichkeit des Bindemittelschockphänomens zu dem Zeitpunkt des Vermischens des Bindemittels mit der Beschichtungsflüssigkeit und reduziert den Effekt der Senkung der Kräuselung nach der Druckoperation.
Erfindungsgemäß können zusätzlich zu dem Aluminiumoxyhydrat, der Zirkoniumverbindung und dem Bindemittel bei Bedarf ein Pigmentdispergiermittel, eine Viskositätseinstellmittel, ein pH-Einstellmittel, ein Gleitmittel, ein Fluiditätsmodifizierer, ein oberflächenaktives Mittel, ein Entschäumungsmittel, ein Hydrophobiermittel, ein Antischaummittel, ein Trennmittel, ein Schäumungsmittel, ein Durchdringungsmittel, ein gefärbter Farbstoff, ein Fluoreszenzweißungsmittel, ein Absorbiermittel für ultraviolette Strahlung, ein Antioxidans, ein Konservierungsmittel oder ein Freisetzungsmittel zugegeben werden. Das Hydrophobiermittel kann wahlweise aus den schon bekannten, wie etwa einem halogenierten quaterären Ammoniumsalz und einem quaterären Ammoniumsalzpolymer ausgewählt sein.
Erfindungsgemäß ist das Substrat zur Ausbildung der Tintenaufnahmeschicht nicht besonders beschränkt und kann jedes blattartige Material sein, zum Beispiel Papier, wie etwa zweckmäßiger Weise geleimtes Papier, ungeleimtes Papier und Harz-beschichtetes Papier, beschichtet mit Polyethylen, oder ein thermoplastischer Film. Der thermoplastische Film kann ein transparenter Film, wie etwa Polyester, Polystyrol, Polyvinylchlorid, Polymethylmethacrylat, Celluloseacetat, Polyethylen oder Polycarbonat oder ein durch ein Pigmentfüllmittel oder kleine Blasen undurchsichtig gemachtes Blatt sein.
Das Verfahren zur Erzeugung des Aufzeichnungsmediums gemäß der vorliegenden Erfindung ist nicht besonders beschränkt und es kann ein gewöhnliches Verfahren zur Beschichtung oder der internen Zugabe einer Mischung eines Aluminiumoxyhydrats mit einer Boehmit-Struktur und einer nicht-koppelnden Zirkoniumverbindung, wie sie in den vorliegenden Ansprüchen definiert ist, verwendet werden. Genauer gesagt ist die Aluminiumoxyhydratmischung entweder in Wasser zur Ausbildung einer Dispersion gemäß irgendeinem der Ansprüche 19 bis 23 dispergiert und wird auf das Substrat aufgetragen, oder es wird intern zu einer faserartigen Substanz hinzugegeben. Bei Bedarf kann ein Erwärmungsschritt, wie er in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 9-86035 offenbart ist, hinzugefügt werden.
Das Dispergierverfahren der Dispersion mit dem Aluminiumoxyhydrat mit einer Boehmit-Struktur, der Zirkoniumverbindung und des Bindemittels kann aus irgendeinem herkömmlicher Weise eingesetzten Dispergierverfahren ausgewählt werden. Genauer gesagt wird vorteilhafter Weise ein Dispergiergerät vom Zerkleinerungstyp, wie etwa einer Kugelmühle oder einer Sandmühle, oder ein Dispergiergerät vom Rührtyp, wie etwa ein Homomischer oder eine Homodispergiervorrichtung, verwendet.
Erfindungsgemäß kann die Beschichtungsflüssigkeit zur Ausbildung der Tintenaufnahmeschicht mit einem herkömmlichen Beschichtungsgerät, wie etwa einer Klingenstreichvorrichtung, einer Streichvorrichtung mit Luftbürste, einem Walzenbeschichter, einem Bürstenbeschichter, einem Curtain-Coater, einer Rakelstreichvorrichtung, einer Gravurbeschichtungsvorrichtung und einer Sprühbeschichtungsvorrichtung aufgetragen werden.
Die aufzutragende Dispersionsmenge liegt bezüglich des trockenen Feststoffgewichts innerhalb eines Bereichs von 0,5 bis 60 g/m², um eine hervorragende Tintenabsorptionseigenschaft zu erzielen und weiter bevorzugt von 5 bis 45 g/m², um eine schnellere Tintenabsorptionsgeschwindigkeit zu erzielen, um Sprünge und einen Pulverabfall zu vermeiden. Nach der Beschichtung kann bei Bedarf die Oberflächenglattheit der Tintenaufnahmeschicht zum Beispiel mit Kalander-Walzen verbessert werden oder zur Steigerung des Oberflächenglanzes mittels einer Gußformung.
Die in dem Bilderzeugungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung verwendete Tinte enthält prinzipiell ein färbendes Mittel (Farbstoff oder Pigment), ein wasserlösliches organisches Lösungsmittel und Wasser. Der Farbstoff ist bevorzugt ein wasserlöslicher Farbstoff, der zum Beispiel durch einen Direktfarbstoff, einen Säurefarbstoff, einen basischen Farbstoff, einen Reaktivfarbstoff oder einen Nahrungsmittelfarbstoff dargestellt ist, und kann wahlweise ausgewählt werden, so lange er den Bildanforderungen, wie etwa der Fixierbarkeit, der Färbungsfähigkeit, der Schärfe, der Stabilität, der Lichtechtheit usw. in Kombination mit dem vorstehend beschriebenen Aufzeichnungsmedium genügt.
Der wasserlösliche Farbstoff wird im Allgemeinen durch Auflösen von diesem in Wasser oder in einer Mischung von Wasser und einem wasserlöslichen organischen Lösungsmittel eingesetzt. Eine solche Lösungsmittelmischung ist bevorzugt aus Wasser und einem wasserlöslichen organischen Lösungsmittel aufgebaut und die Tinte ist bevorzugt derart hergestellt, dass der Wassergehalt in der Tinte innerhalb eines Bereichs von 20 bis 90 Gew.-% liegt.
Beispiele für solche wasserlösliche organische Lösungsmittel schließen Alkylalkohole mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, wie etwa Methylakohol; Amide, wie etwa Dimethylformamid; Ketone und Ketonalkohole, wie etwa Aceton; Ether, wie etwa Tetrahydrofuran; Polyalkylenglykole, wie etwa Polyethylenglykol; Alkylenglykole mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen in einer Alkylengruppe, wie etwa Ethylenglykol; und Niederalkylether von mehrwertigen Alkoholen, wie etwa Ethylenglykolmethylether, mit ein. Unter diesen wasserlöslichen organischen Lösungsmitteln sind mehrwertige Alkohole, wie etwa Diethylenglykol und Niederalkylether der mehrwertigen Alkohole, wie etwa Triethylenglykolmonomethylether und Triethylenglykolmonoethylether, bevorzugt. Besonders bevorzugt sind mehrwertige Alkohole, da sie als Gleitmittel zur Verhinderung der Düsenverstopfung, die aus einer Präzipitation des wasserlöslichen Farbstoffs aufgrund der Wasserverdampfung aus der Tinte resultiert, effektiv.
Die Tinte kann ferner ein löslichkeitsvermittelndes Mittel enthalten. Das löslichkeitsvermittelnde Mittel kann durch stickstoffhaltige heterozyklische Ketone dargestellt werden, welche die Löslichkeit des wasserlöslichen Farbstoffs in dem Lösungsmittel drastisch verbessern. Bevorzugte Beispiele sind N-Methl-2-pyrrolidon und 1,3-Dimethyl-2-imidazolidin. Es können ferner weitere Additive zur Verbesserung der Eigenschaften, wie etwa ein oberflächenaktives Mittel, zur Steigerung der Permeabilität der Tintenkomponenten in das Normalpapier, ein Viskositäts-Einstellmittel, ein Oberflächenspannungs-Einstellmittel, ein pH-Einstellmittel und ein spezielles Widerstands-Einstellmittel hinzugegeben werden.
Die Bilderzeugung durch Tintenabscheidung auf dem vorstehend beschriebenen Aufzeichnungsmedium gemäß Anspruch 1 kann irgendein Verfahren sein, das effektiv Tinte aus einer Düse ausstößt und die Tinte auf dem Aufzeichnungsmedium abscheidet. Insbesondere kann effektiv ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren verwendet werden, das in der japanischen Patentanmeldung Nr. 54-59936 offenbart ist, in welchem die mit Wärmeenergie behandelte Tinte eine schnelle Volumenänderung eingeht und durch die durch die Zustandsänderung erzeugte Kraft aus der Düse ausgestoßen wird.
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung detaillierter durch Beispiele erläutert, aber die vorliegende Erfindung ist keinesfalls auf solche Beispiele beschränkt.
Die physikalischen Eigenschaften, die erfindungsgemäß eingesetzt werden, wurden auf die folgende Art und Weise gemessen.
1. Kristallinität und Grad der Parallelisierung
Ein Aufzeichnungsmedium in Blattform und eine gepulverte Tintenaufnahmeschicht, die von dem Aufzeichnungsmedium abgetrennt worden war, wurden auf ein Röntgenstrahldiffraktometer aufgebracht, und von dem erhaltenen Muster wurde die Intensität bei 2θ = 10° und die Peak-Intensitäten der (020)- und (120)-Ebenen gemessen. Ebenso wurde eine Tintenaufnahmeschicht, nachdem sie von dem Aufzeichnungsmedium abgetrennt worden war, auf ein Röntgenstrahldiffraktometer zur Messung der Peak-Intensität mit den (020)- und (120)-Ebenen aufgebracht. Dann wurden die Kristallinität und der Grad der Parallelisierung aus den folgenden Gleichungen berechnet:
Kristallinität = (Peak-Intensität der (020)-Ebene)/(Intensität bei 2θ = 10°);
Verhältnis der Intensität des Pulvers = (Peak-Intensität der (020)-Ebene) des Pulvers/(Peak-Intensität der (120)-Ebene des Pulvers);
Verhältnis der Intensität des Aufzeichnungsmediums (Tintenaufnahmeschicht) = (Peak-Intensität der (020)-Ebene des Aufzeichnungsmediums)/(Peak-Intensität der (120)-Ebene des Aufzeichnungsmediums; und
Grad der Parallelisierung = (Verhältnis der Intensität des Aufzeichnungsmediums)/(Verhältnis der Intensität des Pulvers).
In den vorhergehenden Gleichungen wurde die Röntgenstrahldiffraktionsmessung unter den folgenden Bedingungen durchgeführt:
Messgerät: RAD-2R (Markenname, ein Produkt von Rigaku Denki Co.);
Target: CuKα;
Optisches System: Weitwinkel-Goniometer (mit gekrümmtem Graphit-Monochrometer);
Gonio-Radius: 185 mm;
Schlitz: DS 1°, RS 1°, SS 0, 15 mm;
Röntgenstrahlausgang: 40 kV, 30 mA;
Messbedingungen: 2θ-θ-Verfahren mit kontinuierlicher Abtastung in Schritten von 2θ = 0,02° mit einer Rate von 2°/min, und zwar in 2θ = 10° bis 90°.
2. Spezifische BET-Oberfläche, Porenvolumen
Die Messung wurde durch ein Stickstoffadsorptions/-Desorptions-Verfahren nach einer hinreichenden Entgasung des Aluminiumoxyhydrats und des Aufzeichnungsmediums durch Erwärmen durchgeführt.
Messergerät: Autosorb 1 (Marke, ein Produkt von Quantahchrome Co.)
2-1
Die spezifische BET-Oberfläche wurde durch das Verfahren von Brunauer et al. (J. Am. Chem. Soc., 60, S. 309 (1938)) berechnet.
2-2
Das Porenvolumen wurde durch das Verfahren von Barrett et al. (J. Am. Chem. Soc., 73, S. 373 (1951)) berechnet.
3. Teilchenform
Eine Probe wurde durch Dispergieren von Aluminiumoxyhydrat in Ionen-ausgetauschtem Wasser und danach durch Tropfen der Dispersion auf einen Kollodiumfilm, hergestellt und die Probe wurde unter einem Transmissionselektronenmikroskop (H-500, Marke, ein Produkt von Hitachi Co.) beobachtet, um das Längenverhältnis und den Teilchendurchmesser zu erhalten.
4. Physikalische Eigenschaften der Beschichtungsflüssigkeit
4-1
Der Dispersionszustand wurde durch visuelle Beobachtung ausgewertet. Eine Dispersion in einem hervorragenden kolloidalen Zustand ohne Gelierung oder Präzipitierung wurde als "A" eingestuft, und die der ungenügenden Dispersion mit Gelierung, Präzipitierung oder ungelöster Substanz wurde als "C" eingestuft.
4-2) Anfängliche Viskosität
Die Viskosität wurde bei 25°C mit einem Brookfield-Rotationsviskosimeter (Viscometer, Marke, ein Produkt von Tokimec Co.) und mit einem Niedrigviskositätsadapter und einem Rotor Nr. 2 (Rotation von 30 Umdrehungen/min) gemessen.
4-3) Bindemittelschock
Der Viskositätszustand der Dispersion zum Zeitpunkt des Vermischens eines wasserlöslichen Polymers und/oder eines wasserdispergierbaren Polymers mit der Dispersion wurde durch visuelle Beobachtung ausgewertet. Eine Dispersion, welche Gelierung durch einen schnellen Viskositätsanstieg zeigte, wurde als "C" eingestuft, eine Dispersion, die einen signifikanten Viskositätsanstieg unmittelbar nach der Zugabe zeigte, aber danach die Fließfähigkeit wiedererlangte, wurde als "B" eingestuft und eine Dispersion, welche die Fließfähigkeit mit einem geringen Viskositätsanstieg selbst unmittelbar nach der Zugabe beibehielt, wurde als "A" eingestuft.
4-4) Topfzeit
Die Dispersion wurde in einem geschlossenen Behälter für 10 Tage bei 25°C stehen gelassen und die Viskosität wurde dann unter den gleichen Bedingungen wie unter dem vorstehenden Punkt 4-2) gemessen und die Topfzeit wurde aus einem Verhältnis der Viskosität nach 10 Tagen zu der anfänglichen Viskosität ausgewertet.
Je niedriger, umso besser.
4-5) pH-Wert
Der pH-Wert wurde bei 25°C mit einem pH-Meter (Castany D-14, Marke, ein Produkt von Horiba Mfg. Co., mit einer pH-Elektrode 6350-10-D) gemessen.
4-6) Filmbildungsfähigkeit
Eine Aluminiumoxid-Dispersion wurde mit einer Beschichtungsgeschwindigkeit von 200 m/min auf einem transparenten Polyesterfilm (Lumirror T, Marke, ein Produkt von Toray Co.; 100 μm dick) unter einer Corona-Entladungsbehandlung gravurbeschichtet und wurde bei 120°C zur Auswertung einer beschichteten Schicht getrocknet. Eine beschichtete Schicht mit gleichförmiger Struktur und ohne Sprünge, selbst bei einer Trockendichte von weniger als 90 μm, wurde als "AA" eingestuft; eine beschichtete Schicht, die Sprünge oder Beschädigungen innerhalb eines Dickenbereichs von 30 bis 40 μm zeigte, wurde als "A" eingestuft; eine beschichtete Schicht, die Sprünge oder Beschädigungen innerhalb eines Dickenbereichs von 20 bis 30 μm zeigte, wurde als "B" eingestuft; und eine beschichtete Schicht, die Sprünge oder Beschädigungen selbst mit einer Dicke von nicht mehr als 20 μm zeigte, wurde als "C" eingestuft. Die Sprünge und Beschädigungen wurden durch visuelle Beobachtung ausgewertet.
4-7) Schüttbildungsfähigkeit (bulk forming ability)
15 ml der Aluminiumoxid-Dispersion wurden in einen transparenten Kunststoffbecher (Pack Ace 120 cc, Marke, Produkt von Teraoka Co.) eingefüllt und wurden getrocknet, und zwar ohne Abdeckung, für 24 Stunden in einem Trockenofen mit 100°C zur Ausbildung einer gelierten Schüttung. Eine gelierte Schüttung (bulk), die keine Sprünge zeigte und nicht leicht brach, wenn sie gehandhabt wurde, wurde als "A" eingestuft; eine gelierte Schüttung, die keine Sprünge zeigte, aber leicht bei der Handhabung brach, wurde als "B" eingestuft; und in dem Fall, in dem die gelierte Schüttung aufgrund der Sprünge sich nicht ausbildete, wurde sie als "C" eingestuft. Die Sprünge in der gelierten Schüttung wurden mittels visueller Beobachtung ausgewertet.
5. Transparenz
Eine totale Lichtdurchlässigkeit bzw. Lichttransmission (%) einer mit einer Tintenaufnahmeschicht auf einem transparenten BET-Film ausgebildeten Probe wurde gemäß der Verfahren der JIS K 7105 mittels eines Schleiermessgeräts (NDH-1001DP, Marke, ein Produkt von Nihon Denshoku Co.) gemessen.
6. Sprünge
Die Länge eines Sprungs einer Probe, die mit einer Tintenaufnahmeschicht auf einem transparenten BET-Film bereitgestellt worden war, wurde unter visueller Beobachtung gemessen. Eine Probe ohne Sprünge bei visueller Beobachtung wurde als "A" eingestuft; eine Probe mit Sprüngen von nicht mehr als 5 mm Länge wurde als "B" eingestuft und eine Probe mit Sprüngen von nicht weniger als 5 mm Länge wurde als "C" eingestuft.
7. Glanz
Der Glanz einer Probe, die mit einer Tintenaufnahmeschicht auf einem weißen BET-Film bereitgestellt worden war, wurde in dem nicht bedruckten Bereich mit einem Glanzmessgerät (Gloss Checker IG-320, Marke, ein Produkt von Horiba Mfg. Co.) an 7 Punkten gemessen und die Messwerte wurden gemittelt.
8. Druckeigenschaften
Eine Tintenstrahlaufzeichnung wurde mit einem Tintenstrahldrucker BJC-420J (Marke, ein Produkt von Canon Co.) für eine Vierfarben-Aufzeichnung mit Gelb (Y), Magenta (M), Zyan (C) und Schwarz (Bk) mit einem Tintenstrahlkopf, der mit 128 Düsen mit einem Abstand von 16 Düsen/mm versehen war, in Kombination mit einer Normaltintenkartusche BC-21 und einer Phototintenkartusche BC-22 (im Vergleich zu den Normaltinten liegt die Farbstoffkonzentration bei ungefähr 1/3 für Cyan- und Magenta-Tinten, bei ungefähr 1/2 für die schwarze Tinte und ist ungefähr gleich für die gelbe Tinte) durchgeführt, und jede Kartuschenauswertung wurde unter den folgenden Punkten 8-1-1) bis 8-2-7) durchgeführt. Die Auswertung der Druckeigenschaften wurde allein an einem Aufzeichnungsmedium durchgeführt, das mit einer Tintenaufnahmeschicht auf einem weißen BET-Film versehen war.
8-1. Auswertepunkte für die Normaltinten
8-1-1) Tintenabsorptionseigenschaft
Der Trockenzustand der Tinte auf dem Aufzeichnungsmedium nach einem Flächendruck mit Y-, M-, C- und Bk-Tinten entweder bei einem Einfarbendruck oder einer Mehrfarbenkombination wurde durch Betasten des bedruckten Bereichs mit einem Finger untersucht. Die Tintenmenge in dem Einfarbendruck wurde als 100% genommen (1 Punkt = 40 ng; 360 × 360 Punkte wurden pro Quadrat-Inch gedruckt). Ähnlich wurde ein 100% Druck mit Tinten in drei Farben überlagert, und eine Probe, in welcher eine Tinte an dem Finger bei einer Tintenmenge von 350% nicht hängenblieb, wurde als "A" eingestuft; eine Probe, in welcher die Tinte an dem Finger bei einer Tintenmenge von 250% nicht hängenblieb, wurde als "B" eingestuft; und eine Probe, in welcher eine Tinte an dem Finger bei einer Tintenmenge von 150% hängenblieb, wurde als "C" eingestuft.
8-1-2) Optische Dichte des Bildes
Die optische Dichte eines flächenbedruckten Bereichs mit einer Magenta-Tinte mit einer Tintenmenge von 100% wurde mit einem Macbeth-Reflexionsdensitometer RD1255 ausgewertet (eine optische Dichte der Magenta-Farbe wurde zur Auswertung eingesetzt, da sie die geringste unter den vier Farben in all den Beispielen war).
8-1-3) Ausbluten, Perlenbildung und Abstoßung
Das Ausbluten, die Perlenbildung und die Abstoßung auf einer Oberfläche des Aufzeichnungsmediums wurde durch visuelle Beobachtung ausgewertet, nachdem ein Flächendruck mit Y-, M-, C- und Bk-Tinten entweder in Einfarbendruck oder in einer Mehrfarbenkombination durchgeführt worden war. Die Tintenmenge bei dem Einfarbendruck wurde als 100% genommen. Eine Probe, in welcher diese Defekte bei einer Tintenmenge von 350% nicht beobachtet werden konnten, wurde als "A" eingestuft; eine Probe, in welcher diese Defekte bei einer Tintenmenge von 250% nicht beobachtet werden konnten, wurde als "B" eingestuft; und eine Probe, in welcher diese Defekte bei der gleichen Tintenmenge beobachtet werden konnte, wurde als "C" eingestuft.
8-1-4) Punktvergrößerung
Nach dem Drucken von komplizierten KANJI-Zeichen, wie etwa "
", "
" und dergleichen mit Y-, M-, C- und Bk-Tinten entweder in einem Einfarbendruck oder in einer Mehrfarbenkombination wurde das aufgezeichnete Bild durch visuelle Beobachtung ausgewertet. Die Tintenmenge bei dem Einfarbendruck wurde als 100% genommen. Eine Probe, die scharfe Zeichen mit klaren Kanten bei einer Tintenmenge von 350% zeigte, wurde als "A" eingestuft; eine Probe, die scharfe Zeichen mit klaren Kanten bei einer Tintenmenge von 250% zeigte, wurde als "B" eingestuft; und eine Probe, in welcher die Zeichen gefüllt und unlesbar waren oder eine signifikant verschlechterte Qualität unter den gleichen Bedingungen aufwies, wurde als "C" eingestuft.
8-1-5) Wanderung
Nach dem Drucken eines flächigen Gittermusters mit vier weißen Linien mit einer Breite von 1, 3 oder 5 mm in der vertikalen und horizontalen Richtung in einem Flächendruckbereich von 5 × 5 cm mit Y-, M-, C- und Bk-Tinten entweder in einem Einfarbendruck oder in einer Mehrfarbenkombination, und zwar so, dass die Tintenmenge bei 300% lag, wurden die gedruckten Proben für 7 Tage in Umgebungsbedingungen von 30°C und 80% relativer Feuchte stehen gelassen und wurden dann durch visuelle Beobachtung ausgewertet. Eine Probe, in welcher weiße Linien von 1 mm, ohne aufgefüllt zu werden, verblieben, wurde als "A" eingestuft; eine Probe, in welcher weiße Linien von 3 mm, ohne aufgefüllt zu werden, verblieben, wurde als "B" eingestuft; und eine Probe, in welcher die weißen Linien von 5 mm durch Ausbluten aufgefüllt wurden, wurde als "C" eingestuft.
8-1-6) Halbtonreproduzierbarkeit
Ein schwarzes Abstufungsmuster von 0 bis 100% wurde mit Y-, M-, C- und Bk-Tinten gedruckt und die nachträgliche Veränderung der Färbung des aufgezeichneten Bildes wurde durch visuelle Beobachtung ausgewertet. Eine Probe mit einem Halbton wurde ohne Veränderung des Farbtons von schwarz zu grau und weiß als "A" eingestuft; und eine Probe, in welcher die Halbtonfläche eine andere Färbung als grau zeigte, wurde als "C" eingestuft.
8-1-7) Zirkularität
Die Punkte wurden einzeln mit einer Bk-Tinte gedruckt und der längere Durchmesser D und der kürzere Durchmesser d von jedem Punkt wurden unter einem Mikroskop gemessen und die Zirkularität wurde durch "d/D" definiert.
8-1-8) Kräuselung nach dem Druck
Auf einem Aufzeichnungsmedium einer A-4-Größe wurden C- und Y-Tinten mit jeweils einer Tintenmenge von 100% gedruckt, um einen flächigen grünen Druck auf der gesamten Oberfläche zu erzielen, und die maximale Menge der Kräuselung unmittelbar nach der Ausgabe wurde mit einer Mess-Skala gemessen. Eine maximale Kräuselungsmenge von nicht mehr als 10 mm wurde als "A" eingestuft; eine maximale Kräuselung innerhalb eines Bereichs von 10 bis 20 mm wurde als "B" eingestuft; und eine maximale Kräuselungsmenge, die 20 mm überschritt, wurde als "C" eingestuft.
8-2. Auswertepunkte für die Phototinten
8-2-1) Tintenabsorptionseigenschaft
Der Trockenzustand der Tinte auf dem Aufzeichnungsmedium nach einem Flächendruck mit Y-, M-, C- und Bk-Tinten entweder bei einem Einfarbendruck oder einer Mehrfarbenkombination wurde durch Betasten des bedruckten Bereichs mit einem Finger untersucht. Die Tintenmenge in dem Einfarbendruck wurde als 100% genommen (1 Punkt = 40 ng; 360 × 360 Punkte wurden pro Quadrat-Inch gedruckt). Ähnlich wurde ein 100% Druck mit Tinten in drei Farben überlagert, und eine Probe, in welcher eine Tinte an dem Finger bei einer Tintenmenge von 350% nicht hängenblieb, wurde als "A" eingestuft; eine Probe, in welcher die Tinte an dem Finger bei einer Tintenmenge von 250% nicht hängenblieb, wurde als "B" eingestuft; und eine Probe, in welcher eine Tinte an dem Finger bei einer Tintenmenge von 150% hängenblieb, wurde als "C" eingestuft.
8-2-2) Optische Dichte des Bildes
Die optische Dichte eines flächig bedruckten Bereiches, der dreimal mit einer Magenta-Tinte bedruckt worden war, um so eine Tintenmenge von 300% zu erzielen, wurde mit einem Macbeth-Reflexionsdensitometer RD1255 ausgewertet (die optische Dichte bei der Magenta-Farbe wurde zur Auswertung eingesetzt, da sie die geringste unter den vier Farben in all den Beispielen war).
8-2-3) Ausbluten, Perlenbildung und Abstoßung
Das Ausbluten, die Perlenbildung und die Abstoßung auf einer Oberfläche des Aufzeichnungsmediums wurde durch visuelle Beobachtung ausgewertet, nachdem ein Flächendruck mit Y-, M-, C- und Bk-Tinten entweder in Einfarbendruck oder in einer Mehrfarbenkombination durchgeführt worden war. Die Tintenmenge bei dem Einfarbendruck wurde als 100% genommen. Eine Probe, in welcher diese Defekte bei einer Tintenmenge von 350% nicht beobachtet werden konnten, wurde als "A" eingestuft; eine Probe, in welcher diese Defekte bei einer Tintenmenge von 250% nicht beobachtet werden konnten, wurde als "B" eingestuft; und eine Probe, in welcher diese Defekte bei der gleichen Tintenmenge beobachtet werden konnte, wurde als "C" eingestuft.
8-2-4) Punktvergrößerung
Nach dem Drucken von komplizierten KANJI-Zeichen, wie etwa "
", "
" und dergleichen mit Y-, M-, C- und Bk-Tinten entweder in einem Einfarbendruck oder in einer Mehrfarbenkombination wurde das aufgezeichnete Bild durch visuelle Beobachtung ausgewertet. Die Tintenmenge bei dem Einfarbendruck wurde als 100% genommen. Eine Probe, die scharfe Zeichen mit klaren Kanten bei einer Tintenmenge von 350% zeigte, wurde als "A" eingestuft; eine Probe, die scharfe Zeichen mit klaren Kanten bei einer Tintenmenge von 250% zeigte, wurde als "B" eingestuft; und eine Probe, in welcher die Zeichen gefüllt und unlesbar waren oder eine signifikant verschlechterte Qualität unter den gleichen Bedingungen aufwies, wurde als "C" eingestuft.
8-2-5) Wanderung
Nach dem Drucken eines flächigen Gittermusters mit vier weißen Linien mit einer Breite von 1, 3 oder 5 mm in der vertikalen und horizontalen Richtung in einem Flächendruckbereich von 5 × 5 cm mit Y-, M-, C- und Bk-Tinten entweder in einem Einfarbendruck oder in einer Mehrfarbenkombination, und zwar so, dass die Tintenmenge bei 300% lag, wurden die gedruckten Proben für 7 Tage in Umgebungsbedingungen von 30°C und 80% relativer Feuchte stehen gelassen und wurden dann durch visuelle Beobachtung ausgewertet. Eine Probe, in welcher weiße Linien von 1 mm, ohne aufgefüllt zu werden, verblieben, wurde als "A" eingestuft; eine Probe, in welcher weiße Linien von 3 mm, ohne aufgefüllt zu werden, verblieben, wurde als "B" eingestuft; und eine Probe, in welcher die weißen Linien von 5 mm durch Ausbluten aufgefüllt wurden, wurde als "C" eingestuft.
8-2-6) Halbtonreproduzierbarkeit
Ein schwarzes Abstufungsmuster von 0 bis 300% wurde mit Y-, M-, C- und Bk-Tinten gedruckt und die nachträgliche Veränderung der Färbung des aufgezeichneten Bildes wurde durch visuelle Beobachtung ausgewertet. Eine Probe mit einem Halbton wurde ohne Veränderung des Farbtons von schwarz zu grau und weiß als "A" eingestuft; und eine Probe, in welcher die Halbtonfläche eine andere Färbung als grau zeigte, wurde als "C" eingestuft.
8-2-7) Zirkularität
Die Punkte wurden einzeln mit einer Bk-Tinte gedruckt und der längere Durchmesser D und der kürzere Durchmesser d von jedem Punkt wurden unter einem Mikroskop gemessen und die Zirkularität wurde durch "d/D" definiert.
Herstellungsbeispiele 1 und 2
Herstellung von Aluminiumoxyhydraten A und B
Aluminiumdodexyd wurde durch ein Verfahren hergestellt, das in dem US-Patent Nr. 4,242,271 beschrieben ist. Dann wurde Aluminiumdodexyd gemäß einem Verfahren hydrolysiert, welches in dem US-Patent Nr. 4,202,870 beschrieben ist, um eine Aluminiumoxidaufschlämmung zu erhalten. Dann wurde Wasser zu der Aluminiumoxidaufschlämmung gegeben, um einen Feststoffgehalt an Aluminiumoxyhydrat von 7,9% zu erhalten. Die Aluminiumoxidaufschlämmung hatte einen pH-Wert von 9,5.
Die Aufschlämmung wurde einer pH-Wert-Einstellung durch Zugabe von 3,9%iger Salpetersäurelösung unterzogen, und kolloidale Sole wurden unter den entsprechenden Reifungsbedingungen, die in Tabelle 1 gezeigt sind, hergestellt. Die kolloidalen Sole wurden bei 75°C sprühgetrocknet, um die Aluminiumoxyhydrate A und B, wie sie in Tabelle 1 gezeigt sind, zu erhalten.
Die spezifische BET-Oberfläche und das Porenvolumen von diesen Aluminiumoxyhydraten wurden auf die folgende Art und Weise gemessen.
Das Porenvolumen (PV) wurde mit dem Stickstoffadsorptions/-Desorptionsverfahren mit einem Autosorb (Marke, hergestellt von Quanthachorme Co.), nach der Entgasung der Probe für 24 Stunden bei 120°C gemessen.
Die spezifische BET-Oberfläche (SA) wurde gemäß dem Verfahren von Brunauer et al. berechnet.
Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
Tabelle 1
Herstellungsbeispiele 3 bis 6
Herstellung von Aluminiumoxyhydraten C, D, E und F
Aluminiumdodexyd wurde durch ein Verfahren hergestellt, das in dem US-Patent Nr. 4,242,271 beschrieben ist. Dann wurde Aluminiumdodexyd gemäß einem Verfahren hydrolysiert, welches in dem US-Patent Nr. 4,202,870 beschrieben ist, um eine Aluminiumoxidaufschlämmung zu erhalten. Dann wurde Wasser zu der Aluminiumoxidaufschlämmung gegeben, um einen Feststoffgehalt an Aluminiumoxyhydrat von 7,9% zu erhalten. Die Aluminiumoxidaufschlämmung hatte einen pH-Wert von 9,2. Die Aufschlämmung wurde einer pH-Wert-Einstellung durch Zugabe von 3,9%iger Salpetersäurelösung unterzogen, und kolloidale Sole wurden unter den entsprechenden Reifungsbedingungen, die in Tabelle 2 gezeigt sind, hergestellt. Die kolloidalen Sole wurden bei 85°C sprühgetrocknet, um ein Aluminiumoxyhydratpulver mit einer Boehmitstruktur zu erhalten. Das erhaltene Aluminiumoxyhydrat hatte eine Boehmitkristallstruktur und eine planare Teilchenform. Die physikalischen Eigenschften der Aluminiumoxyhydrate C, D, E und F wurden wie vorstehend erläutert gemessen. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.
Tabelle 2
Beispiel 1
3,8 Gew.-Teile Zirkoniumoxychloridhydrat (ZC) (8,0 Gew.-%, umgerechnet als ZrO₂) und 110 Gew.-Teile eines Aluminiumoxyhydrats wurden nacheinander zu 390 Gew.-Teilen Ionen-ausgetauschtem Wasser hinzugegeben und die Mischung wurde für 30 Minuten mit einem Dispergiergerät (T. K. Robomix Homodisper Typ 2,5, Marke, ein Produkt von Tokushu Kika Kogyo Co.) bei 1.500 Umdrehungen/min gerührt. Dann wurden während des Rührens bei 2.500 Umdrehungen/min 157 Gew.-Teile einer 10%igen wässrigen Lösung Polyvinylalkohol (PVA) (GH-17, Marke, ein Produkt von Nippon Synthetic Chemicals Co.) vermischt. Die Mischung wurde für 30 Minuten weiter gerührt, um eine Aluminiumoxyd-Dispersion mit einem Gewichtsverhältnis (P/B) des Aluminiumoxyhydrats zu dem Polymer von 7/1 und einem Feststoffgehalt von 19,9 Gew.-% zu erhalten.
Die physikalischen Eigenschaften der Aluminiumoxyd-Dispersion wurden mit den vorstehend beschriebenen Verfahren ausgewertet, und die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 3 zusammengefasst.
Beispiele 2 bis 5
Aluminiumoxid-Dispersionen wurden auf die gleiche Art und Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass die zugegebene Menge an Zirkoniumoxychlorid (ZC) auf 1,13 × 10^–3 Gew.-Teilen für Beispiel 2, 0,021 Gew.-Teilen für Beispiel 3, 20,2 Gew.-Teilen für Beispiel 4 und 41,3 Gew.-Teilen für Beispiel 5 variiert wurden. Die Ergebnisse der gleichen Auswertungen sind in Tabelle 3 gezeigt.
Beispiele 6 und 7
Aluminiumoxid-Dispersionen wurden auf die gleiche Art und Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass Zirkoniumoxychloridhydrat (ZC) und die zugegebene Menge davon in Zirconylnitrathydrat (ZN, 46,0 Gehalts-%, umgerechnet als ZrO₂) bzw. 1,8 Gew.-Teilen für Beispiel 6 variiert wurden, und Zirconylacetat (ZA, 54,7 Gehalts-%, umgerechnet als ZrO₂) bzw. 1,5 Gew.-Teilen für Beispiel 7. Die Ergebnisse der gleichen Auswertungen sind in Tabelle 3 gezeigt.
Beispiele 8 bis 11
Aluminiumoxid-Dispersionen wurden auf die gleiche Art und Weise wie in Beispiel 6 hergestellt, außer dass das Aluminiumoxyhydrat in Beispiel 6 durch Aluminumoxyhydrat B ersetzt wurde und die zugegebene Menge einer 10%igen wässrigen Lösung von Polyvinylalkohol in 917 Gew.-Teile für Beispiel 8, 367 Gew.-Teile für Beispiel 9, 55,0 Gew.-Teile für Beispiel 10 und 39,3 Gew.-Teile für Beispiel 11 variiert wurde. Die Ergebnisse der gleichen Auswertungen sind in Tabelle 3 gezeigt.
Beispiele 12 und 13
Aluminiumoxid-Dispersionen wurden auf die gleiche Art und Weise wie in Beispiel 6 hergestellt, außer dass das Aluminiumoxyhydrat in Beispiel 6 durch Aluminiumoxyhydrat B ersetzt wurde und die 10%ige wässrige Lösung von Polyvinylalkohol und die zugegebene Menge davon zu einer 10%igen wässrigen Lösung von Polyvinylpyrrolidon (K-90, Marke, ein Produkt von Gokyo Sangyo Co.) mit der gleichen Menge für Beispiel 12, und einer Mischung von 28,7 Gew.-Teilen einer Polyvinylacetatharz-Emulsion (Saibinol AS-550, Marke, ein Produkt von Saide Chemical Co.; Feststoffgehalt 54,7 Gew.-%) und 128,3 Gew.-Teilen Ionen-ausgetauschtem Wasser für Beispiel 13 variiert wurden. Die Ergebnisse der gleichen Auswertungen sind in Tabelle 3 gezeigt.
Beispiel 14
1,8 Gew.-Teile Zirconylnitrathydrat (ZN: 46,0%, umgerechnet als ZrO₂-Gehalt), 110 Gew.-Teile Aluminiumoxyhydrat B und 0,65 Gew.-Teile Ameisensäure wurden nacheinander zu 390 Gew.-Teilen Ionen-ausgetauschtem Wasser gegeben und die Mischung wurde für 30 Minuten mit einem Dispergiergerät (T. K. Robomix Homodisperser Typ 2,5, Marke, ein Produkt von Tokushu Kika Kogyo Co.) bei 1.500 Umdrehungen/min gerührt. Dann wurden während des Rührens unter den gleichen Bedingungen 157 Gew.-Teile einer 10%igen wässrigen Lösung Polyvinylalkohol (PVA) (GH-17, Marke, ein Produkt von Nippon Synthetic Chemicals Co.) vermischt, und die Mischung wurde weiter für 30 Minuten gerührt, um eine Aluminiumoxyd-Dispersion mit einem Gewichtsverhältnis (P/B) von Aluminiumoxyhydrat zu Polymer von 7/1 und einem Feststoffgehalt von 19,7 Gew.-% zu erhalten.
Die physikalischen Eigenschaften der vorstehenden Aluminiumoxid-Dispersion wurden mit den vorstehend beschriebenen Verfahren ausgewertet und die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 4 zusammengefasst.
Beispiele 15 bis 17
Aluminiumoxid-Dispersionen wurden auf die gleiche Art und Weise wie in Beispiel 14 hergestellt, außer dass die zugegebene Menge an Ameisensäure auf 0,030 Gew.-% für Beispiel 15, 28,6 Gew.-% für Beispiel 16 und 46,0 Gew.-% für Beispiel 17 variiert wurden. Die Ergebnisse der gleichen Auswertungen sind in Tabelle 4 gezeigt.
Beispiele 18 und 19
Aluminiumoxid-Dispersionen wurden auf die gleiche Art und Weise wie in Beispiel 14 hergestellt, außer dass die Ameisensäure und die zugegebene Menge davon in dem Beispiel 14 auf 1,26 Gew.-Teile Milchsäure für Beispiel 18 und 1,75 Gew.-Teile Oxalsäure für Beispiel 19 variiert wurden. Die Ergebnisse der gleichen Auswertungen sind in Tabelle 4 gezeigt.
Tabelle 4
Beispiel 20
3,8 Gew.-Teile Zirkoniumoxychloridhydrat (ZC-Gehalt: 38,0 Gew.-%, umgewandelt als Oxid) und 110 Gew.-Teile Aluminiumoxyhydrat C wurden nacheinander zu 390 Gew.-Teilen Ionen-ausgetauschtem Wasser hinzugegeben und die Mischung wurde für 30 Minuten mit einem Dispergiergerät ((T. K. Robomix Homodisperser Typ 2,5, Marke, ein Produkt von Tokushu Kika Kogyo Co.) bei 1.500 Umdrehungen/min gerührt. Dann wurde während des Rührens bei 2.500 Umdrehungen/min, 157 Gew.-Teile einer 10%igen wässrigen Lösung Polyvinylalkohol (Gosenol GH-17, Marke, ein Produkt von Nippon Synthetic Chemicals Co.) vermischt. Die Mischung wurde weiter für 30 Minuten gemischt, um eine Beschichtungsflüssigkeit mit einem Gewichtsverhältnis (P/B) von Aluminiumoxyhydrat zu Polymer von 7/1 und einem Feststoffgehalt von 19,9 Gew.-% zu erhalten.
Die vorstehend erwähnte Beschichtungsflüssigkeit wurde mit einer Beschichtungsgeschwindigkeit von 10 m/min auf transparente und opake BET-Filme mit einer Dicke von 100 μm (Lumirror, Marke, ein Produkt von Toray Co.) als einem Substrat unter einer Corona-Entladungsbehandlung gravurbeschichtet und wurde bei 120°C getrocknet, um eine Tintenaufnahmeschicht mit einer Trockendicke von 40 μm zu erhalten, um dadurch das Aufzeichnungsmedium gemäß der vorliegenden Erfindung zu erhalten. Das erhaltene Aufzeichnungsmedium zeigte in der ESCA-Messung keine Al-O-Zr-Bindung. Die physikalischen Eigenschaften wurden mit den vorstehend beschriebenen Verfahren gemessen und die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 5 gezeigt.
Beispiele 21 bis 23
Aufzeichnungsmedien wurden auf die gleiche Art und Weise wie in Beispiel 20 hergestellt, außer dass das Aluminiumoxyhydrat in dem Beispiel 20 entsprechend durch die Aluminiumoxyhydrate D, E und F der Herstellungsbeispiele 4 bis 6 ersetzt wurde. Das erhaltene Aufzeichnungsmedium zeigte in der ESCA-Messung keine Al-O-Zr-Bindung. Die auf die gleiche Art und Weise gemessenen physikalischen Eigenschaften sind in Tabelle 5 gezeigt.
Beispiele 24 bis 25
Aufzeichnungsmedien wurden auf die gleiche Art und Weise wie in Beispiel 20 hergestellt, außer dass die Zugabemenge von ZC in dem Beispiel 20 auf 0,021 Gew.-Teile für Beispiel 24 und 20,2 Gew.-Teile für Beispiel 25 variiert wurde. Das erhaltene Aufzeichnungsmedium zeigte in der ESCA-Messung keine Al-O-Zr-Bindung. Die in gleicher Weise gemessenen physikalischen Eigenschaften sind in Tabelle 5 gezeigt.
Beispiele 26 und 27
Aufzeichnungsmedien wurden auf die gleiche Art und Weise wie in Beispiel 20 hergestellt, außer dass ZC und die Zugabemenge davon in dem Beispiel 20 auf 1,8 Gew.-Teile Zirconylnitrat (ZN-Gehalt: 46,0%, umgewandelt als Oxid) für Beispiel 26, und 1,5 Gew.-Teile Zirconylacetat (ZA-Gehalt: 54,7%, umgewandelt als Oxid) für Beispiel 27, variiert wurden. Das erhaltene Aufzeichnungsmedium zeigte in der ESCA-Messung keine Al-O-Zr-Bindung. Die in gleicher Weise gemessenen physikalischen Eigenschaften sind in Tabelle 5 gezeigt.
Beispiel 28
1,8 Gew.-Teile ZN, 110 Gew.-Teile Aluminiumoxyhydrat B und 0,65 Gew.-Teile Ameisensäure wurden nacheinander zu 390 Gew.-Teilen Ionen-ausgetauschtem Wasser gegeben und die Mischung wurde für 30 Minuten mit einem Dispergiergerät (T. K. Robomix Homodisperser Typ 2,5, Marke, ein Produkt von Tokushu Kika Kogyo Co.) bei 1.500 Umdrehungen/min gerührt. Dann wurden während des Rührens unter den gleichen Bedingungen 157 Gew.-Teile einer 10%igen wässrigen Lösung Polyvinylalkohol (Gosenol GH-17, Marke, ein Produkt von Nippon Synthetic Chemicals Co.) vermischt. Die Mischung wurde weiter für 30 Minuten gerührt, um eine Beschichtungsflüssigkeit mit einem Gewichtsverhältnis (P/B) von Aluminiumoxyhydrat zu Polymer von 7/1 und einem Feststoffgehalt von 19,7 Gew.-% zu erhalten.
Die vorstehend erwähnte Beschichtungsflüssigkeit wurde mit einer Beschichtungsgeschwindigkeit von 10 m/min auf transparente und opake BET-Filme mit einer Dicke von 100 μm (Lumirror, Marke, ein Produkt von Toray) als einem Substrat unter einer Corona-Entladungsbehandlung gravurbeschichtet und wurde bei 120°C getrocknet, um eine Tintenaufnahmeschicht mit einer Trockendicke von 40 μm zu erhalten, um dadurch das Aufzeichnungsmedium gemäß der vorliegenden Erfindung zu erhalten. Das erhaltene Aufzeichnungsmedium zeigte in der ESCA-Messung keine Al-O-Zr-Bindung. Die physikalischen Eigenschaften wurden mit den vorstehend beschriebenen Verfahren gemessen und die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 6 gezeigt.
Beispiele 29 und 30
Aufzeichnungsmedien wurden auf die gleiche Art und Weise wie in Beispiel 28 hergestellt, außer dass die Zugabemenge an Ameisensäure auf 0,030 Gew.-Teile für Beispiel 29 und 28,6 Gew.-Teile für Beispiel 30 variiert wurde. Das erhaltene Aufzeichnungsmedium zeigte in der ESCA-Messung keine Al-O-Zr-Bindung. Die in einer gleichen Art und Weise gemessenen physikalischen Eigenschaften sind in Tabelle 6 gezeigt.
Beispiele 31, 32
Aufzeichnungsmedien wurden auf die gleiche Art und Weise wie in Beispiel 30 hergestellt, außer dass Ameisensäure und die Zugabemenge davon in Beispiel 28 auf 1,26 Gew.-Teile Milchsäure für Beispiel 31 und 1,75 Gew.-Teile Oxalsäure für Beispiel 32 variiert wurden. Das erhaltene Aufzeichnungsmedium zeigte in der ESCA-Messung keine Al-O-Zr-Bindung. Die auf gleiche Art und Weise gemessenen physikalischen Eigenschaften sind in Tabelle 6 gezeigt.
Vergleichsbeispiel 1
Während des Rührens wurden 500 Gew.-Teilen eines Pseudo-Beohmit-Sols (Cataloid AS-3, Marke, ein Produkt von Shokubai kasei Kogyo Co., mit einem Feststoffgehalt von 7 Gew.-%) mit einem Dispergiergerät (T. K. Robomix Homodisperser Typ 2,5, Marke, ein Produkt von Tokushu Kika Kogyo Co.) bei 2.500 Umdrehungen/min gerührt und 50 Gew.-Teile einer 10%igen wässrigen Lösung von Polyvinylalkohol (Gosenol GH-17, Marke, ein Produkt von Nippon Synthetic Chemicals Co.) wurden zugegeben. Die Mischung wurde weiter für 30 Minuten gerührt, um eine Beschichtungsflüssigkeit mit einem Gewichtsverhältnis (P/B) von Aluminiumoxyhydrat zu Polymer von 7/1 und einem Feststoffgehalt von 7,3 Gew.-% zu erhalten.
Danach wurde ein Aufzeichnungsmedium auf die gleiche Art und Weise wie in Beispiel 20 erhalten. Die physikalischen Eigenschaften wurden mit den vorstehend beschriebenen Verfahren gemessen und die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 6 gezeigt.
Vergleichsbeispiel 2
1,7 Gew.-Teile ZC und 500 Gew.-Teile eines amorphen Aluminiumoxid-Sols (Alumina Sol 100, Marke, ein Produkt von Nissan Chemical Industries Co., mit einem Feststoffgehalt von 10 Gew.-%) wurden nacheinander zu 214 Gew.-Teilen Ionen-ausgetauschtem Wasser gegeben, und die Mischung wurde für 30 Minuten mit einem Dispergiergerät (T. K. Robomix Homodisperser Typ 2,5, Marke, ein Produkt von Tokushu Kika Kogyo Co.) bei 3.000 Umdrehungen/min gerührt und während des Rührens bei 4.000 Umdrehungen/min wurden 50 Gew.-Teile einer 10%igen wässrigen Lösung von Polyvinylalkohol (Gosenol GH-17, Marke, ein Produkt von Nippon Synthetic Chemical Co.) zugegeben. Die Mischung wurde weiter für 30 Minuten gerührt, um eine Beschichtungsflüssigkeit mit einem Gewichtverhältnis (P/B) von amorphem Aluminiumoxid zu Polymer von 7/1 und einem Feststoffgehalt von 7,5 Gew.-% zu erhalten. Danach wurde ein Aufzeichnungsmedium auf die gleiche Art und Weise wie in Beispiel 20 erhalten. Die physikalischen Eigenschaften wurden mit dem vorstehend beschriebenen Verfahren ausgewertet und die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 6 gezeigt.
Vergleichsbeispiel 3
Das Aufzeichnungsmedium wurde auf die gleiche Art und Weise wie in Beispiel 20 hergestellt, außer dass das Aluminiumoxyhydrat A in dem Beispiel 20 durch Siliciumoxid (Mizucasil P-78A, Marke, ein Produkt vin Mizusawa Chemical Industries Co.), ersetzt wurde. Die physikalischen Eigenschaften wurden mit den vorstehend beschriebenen Verfahren gemessen und die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 6 gezeigt.
Das erfindungsgemäße Aufzeichnungsmedium besitzt einen weiten Bereich zur Auswahl von Tinten, zeigt eine geringe Wanderung oder Ausblutung und zeigt ebenso eine hohe optische Dichte bei den bedruckten Bereichen und einen hervorragenden Glanz und eine hervorragende Transparenz und besitzt eine ausgezeichnete Halbtonreproduzierbarkeit, und zwar insbesondere bei der Ausgabe eines photographischen Bildes. Ebenso besitzt die erfindungsgemäße Beschichtungsflüssigkeit eine ausgezeichnete Dispersionsstabilität, hat keine Probleme mit der Korrosion aufgrund eines hohen pH-Werts und kann leicht das Aufzeichnungsmedium erzeugen, ohne dass es irgendeine besondere Herstellungsanlage erfordert.
Weiterhin besitzt die erfindungsgemäße Aluminiumoxid-Dispersion eine ausgezeichnete Bindungsfähigkeit und Formungseigenschaft, besitzt einen hohen Feststoffgehalt mit einer niedrigen Viskosität, eine ausgezeichnete Stabilität der Dispersion und eine lange Topfzeit.
Ebenso kann die erfindungsgemäße Aluminiumoxid-Dispersion leicht erzeugt werden, und zwar ohne, dass es irgendeine besondere Herstellungsanlage erfordert.
Bereitgestellt wird ein Aufzeichnungsmedium gemäß Anspruch 1.

Claims

Aufzeichnungsmedium, welches zur Erzeugung eines Drucks zusammen mit einer wässrigen Tinte mit einem anionischen Farbstoff zweckmäßigerweise eingesetzt werden kann, wobei das Aufzeichnungsmedium mit einer Tintenaufnahmeschicht auf einem Substrat versehen ist, und wobei die Tintenaufnahmeschicht ein Aluminiumoxidhydrat mit einer Boehmitstruktur und eine nicht-koppelnde Zirkoniumverbindung umfasst, welche keine Verbindung mit dem Aluminiumoxidhydrat eingeht und welche beim Auftragen einer einen anionischen Farbstoff umfassenden wässrigen Tinte auf die Tintenaufnahmeschicht ein Zirkoniumion zur Verfügung stellt, wobei das Zirkoniumion die Fähigkeit der Tintenaufnahmeschicht zur Absorption des anionischen Farbstoffs steigert.
Das Aufzeichnungsmedium gemäß Anspruch 1, wobei die Zirkoniumverbindung ein anorganisches Salz und/oder ein organisches Salz von Zirkonium ist.
Das Aufzeichnungsmedium gemäß Anspruch 1, wobei das Gewichtsverhältnis der Zirkoniumverbindung, umgerechnet auf ZrO₂, zu dem Gewicht des Aluminiumoxidhydrats, umgerechnet auf Al₂O₃, (ZrO₂/Al₂O₃) innerhalb eines Bereichs von 1,0 × 10^–4 bis 1,0 × 10^–1 liegt.
Das Aufzeichnungsmedium gemäß Anspruch 1, wobei die Tintenaufnahmeschicht ferner eine oder mehrere organische Säuren umfasst.
Das Aufzeichnungsmedium gemäß Anspruch 4, wobei die organische Säure innerhalb eines Bereichs von 5,0 × 10^–4 bis 1,0 mol/g, basierend auf dem Gewicht der Zirkoniumverbindung, umgerechnet auf ZrO₂, liegt.
Das Aufzeichnungsmedium gemäß Anspruch 1, wobei das Aluminiumoxidhydrat einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser oder eine durchschnittliche Teilchenlänge innerhalb eines Bereichs von 1 bis 50 nm besitzt.
Das Aufzeichnungsmedium gemäß Anspruch 1, wobei das Aluminiumoxidhydrat ein durchschnittliches Längenverhältnis innerhalb eines Bereichs von 3 bis 10 besitzt.
Das Aufzeichnungsmedium gemäß Anspruch 1, wobei das Aluminiumoxidhydrat eine Kristallinität innerhalb eines Bereichs von 15 bis 80 besitzt.
Das Aufzeichnungsmedium gemäß Anspruch 1, wobei der Grad der Parallelisierung zwischen den Mikrokristallen des Aluminiumoxidhydrats und der Ausrichtungsebene der Tintenaufnahmeschicht nicht weniger als 1,5 beträgt.
Das Aufzeichnungsmedium gemäß Anspruch 1, wobei das Aluminiumoxidhydrat eine spezifische BET-Oberfläche innerhalb eines Bereichs von 40 bis 500 m²/g besitzt.
Das Aufzeichnungsmedium gemäß Anspruch 1, wobei das Aluminiumoxidhydrat ein Porenvolumen innerhalb eines Bereichs von 0,1 bis 1,0 cm³/g besitzt.
Das Aufzeichnungsmedium gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 11, wobei die Tintenaufnahmeschicht ferner ein Bindemittel umfasst.
Das Aufzeichnungsmedium gemäß Anspruch 1, wobei das gewichtsbezogene Mischverhältnis von Aluminiumoxidhydrat zu Bindemittel innerhalb eines Bereichs von 1 : 1 bis 30 : 1 liegt.
Das Aufzeichnungsmedium gemäß Anspruch 1, wobei das gewichtsbezogene Mischverhältnis von Aluminiumoxidhydrat zu Bindemittel innerhalb eines Bereichs von 3 : 1 bis 20 : 1 liegt.
Das Aufzeichnungsmedium gemäß Anspruch 1, wobei die Tintenaufnahmeschicht eine spezifische BET-Oberfläche innerhalb eines Bereichs von 20 bis 450 m²/g besitzt.
Das Aufzeichnungsmedium gemäß Anspruch 1, wobei die Tintenaufnahmeschicht ein Porenvolumen innerhalb eines Bereichs von 0,1 bis 1,0 cm³/g besitzt.
Ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren, welches die folgenden Schritten umfasst: (i) Bereitstellen eines Aufzeichnungsmediums gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 16; und (ii) Auftragen einer Tinte auf das Aufzeichnungsmedium mit einer Tintenstrahldruckvorrichtung und Erzeugen eines Drucks auf dem Aufzeichnungsmedium.
Das Tintenstrahldruckverfahren gemäß Anspruch 17, wobei ein Tintentropfen durch Zuführung von Wärmeenergie auf die Tinte ausgestoßen wird.
Eine Aluminiumoxiddispersion, die ein Aluminiumoxidhydrat mit einer Boehmitstruktur, ein Bindemittel und ein anorganisches Salz und/oder ein Salz einer organischen Säure von Zirkonium als die nicht-koppelnde Zirkoniumverbindung gemäß Anspruch 1 umfasst.
Die Aluminiumoxiddispersion gemäß Anspruch 19, wobei das Verhältnis des Gewichts der Zirkoniumverbindung, umgerechnet auf ZrO₂, zum Gewicht des Aluminiumoxidhydrats, umgerechnet auf Al₂O₃, (ZrO₃/Al₂O₃) innerhalb eines Bereichs von 1,0 × 10^–4 bis 1,0 × 10^–1 liegt.
Die Aluminiumoxiddispersion gemäß Anspruch 19, wobei gewichtsbezogene Mischverhältnis von Aluminiumaxidhydrat zu Bindemittel innerhalb eines Bereichs von 1 : 1 bis 30 : 1 liegt.
Die Aluminiumoxiddispersion gemäß irgendeinem der Ansprüche 19 bis 21, die eine oder mehrere organische Säuren umfasst.
Die Aluminiumoxiddispersion gemäß Anspruch 22, wobei die organische Säure innerhalb eines Bereichs von 5,0 × 10^–4 bis 1,0 mol/g, basierend auf dem Gewicht der Zirkoniumverbindung, umgerechnet auf ZrO₂, enthalten ist.
Ein Verfahren zur Herstellung einer Aluminiumoxiddispersion gemäß Anspruch 19, welches das Vermischen und Dispergieren eines Bindemittels in einer Dispersion umfasst, die ein Aluminiumoxidhydrat mit einer Boehmitstruktur und ein anorganisches Salz und/oder ein Salz einer organischen Säure von Zirkonium umfasst.
Das Verfahren zur Herstellung einer Aluminiumoxiddispersion gemäß Anspruch 24, wobei das Verhältnis des Gewichts der Zirkoniumverbindung, umgerechnet auf ZrO₂, zum Gewicht des Aluminiumoxidhydrats, umgerechnet auf Al₂O₃ (ZrO₂/Al₂O₃) innerhalb eines Bereichs von 1,0 × 10^–4 is 1,0 × 10^–1 liegt.
Das Verfahren zur Herstellung einer Aluminiumoxiddispersion gemäß Anspruch 24, wobei das gewichtsbezogene Mischverhältnis von Aluminiumoxidhydrat zu Bindemittel innerhalb eines Bereichs von 1 : 1 bis 30 : 1 liegt.
Das Verfahren zur Herstellung einer Aluminiumoxiddispersion gemäß irgendeinem der Ansprüche 24 bis 26, wobei die Dispersion eine oder mehrere organische Säuren umfasst.
Das Verfahren zur Herstellung einer Aluminiumoxiddispersion gemäß Anspruch 27, wobei die organische Säure innerhalb eines Bereichs von 5,0 × 10^–4 bis 1,0 mol/g, basierend auf dem Gewicht der Zirkoniumverbindung, umgerechnet auf ZrO₂, enthalten ist.
Ein Verfahren zur Herstellung eines Aufzeichnungsmediums gemäß Anspruch 12, welches die Schritte des Auftragens und Trocknens einer Aluminiumoxiddispersion gemäß irgendeinem der Ansprüche 19 bis 23 auf das Substrat umfasst.