-
Diese
Erfindung betrifft die Tintenstrahltinten-Bildaufzeichnung, insbesondere
Tintenstrahltinten-Bildaufzeichnungselemente sowie ein Verfahren
zu ihrer Herstellung.
-
Im
Falle eines typischen Tintenstrahl-Aufzeichnungs- oder Drucksystems
werden Tintentröpfchen
von einer Düse
mit hoher Geschwindigkeit in Richtung eines Aufzeichnungselementes
oder Aufzeichnungsmediums ausgestoßen, um ein Bild auf dem Medium
zu erzeugen. Die Tintentröpfchen
oder die Aufzeichnungsflüssigkeit
enthalten bzw. enthält
im Allgemeinen ein Aufzeichnungsmittel, wie einen Farbstoff oder
ein Pigment, sowie eine große
Menge an einer Trägerflüssigkeit,
insbesondere ein Lösungsmittel.
Das Lösungsmittel
oder die Trägerflüssigkeit
wird in typischer Weise aus Wasser hergestellt, einem organischen
Material, wie einem einwertigen Alkohol oder einem mehrwertigen
Alkohol oder einer Lösungsmittelmischung
aus Wasser und einem oder mehreren mit Wasser mischbaren Lösungsmitteln,
wie einem einwertigen Alkohol oder einem mehrwertigen Alkohol.
-
Die
Aufzeichnungselemente weisen in typischer Weise einen Träger oder
ein Trägermaterial,
das auf mindestens einer Oberfläche
eine Tinten-Empfangsschicht oder eine ein Bild erzeugende Schicht
aufweist, auf. Zu den Elementen gehören jene, die für eine Reflektionsbetrachtung
bestimmt sind, die normalerweise einen opaquen Träger aufweisen,
und jene, die für
eine Betrachtung durch übertragenes
Licht bestimmt sind, die gewöhnlich
einen transparenten Träger
aufweisen.
-
Obgleich
bisher eine große
Vielzahl von unterschiedlichen Typen von Bildaufzeichnungselementen
für die
Verwendung mit Tintenstrahltinten-Vorrichtungen vorgeschlagen wurde,
bestehen doch noch viele ungelöste
Probleme und die bekannten Produkte weisen viele Nachteile auf,
die ihre kommerzielle Verwendung stark beschränkt haben. Die Erfordernisse
für ein
Bildaufzeichnungsmedium oder Bildaufzeichnungselement für die Tintenstrahlaufzeichnung
sind sehr gravierend.
-
Es
ist allgemein bekannt, dass, um auf solchen Bildaufzeichnungselementen
Bilder von photographischer Qualität zu erzeugen und zu erhalten,
das Aufzeichnungselement folgende Eigenschaften aufweisen sollte.
- • Es
sollte leicht benetzbar sein, so dass kein Puddeln stattfindet,
d.h. eine Koaleszenz von einander benachbarten Tintenpunkten, was
zu einer ungleichförmigen
Dichte führt.
- • Es
sollte kein Ausbluten des Bildes stattfinden.
- • Es
sollte die Fähigkeit
haben, hohe Konzentrationen an Tinte zu absorbieren und schnell
zu trocknen, um zu vermeiden, dass Elemente beim Aufstapeln an nachfolgenden
Drucken ankleben oder an anderen Oberflächen.
- • Es
sollte einen starken Glanz erzeugen und ausreichend unlöslich in
typischen Tintenlösungsmitteln
sein, um die Entwicklung von unterschiedlichen Glanzbereichen zu
vermeiden.
- • Es
sollte keine Diskontinuitäten
oder Defekte zeigen, die auf der Reaktion zwischen dem Träger und/oder der
oder den Schichten beruhen, wie eine Rissbildung, die Bildung von
wasserabstoßenden
Stellen, Comb-Linien und dergleichen.
- • Es
sollte nicht-absorbierten Farbstoffen nicht ermöglichen, an der freien Oberfläche zu aggregieren
unter Herbeiführung
einer Farbstoffkristallisation, die zu Ausblühungen oder Bronzierungseffekten
in den Bildaufzeichnungsbereichen führt.
- • Es
sollte bezüglich
der Bildechtheit optimiert sein, um ein Ausbleichen bei Kontakt
mit Wasser oder Strahlung durch Tageslicht, Wolfram-Licht oder fluoreszierendem
Licht zu vermeiden.
-
Bildaufzeichnungselemente
für Tintenstrahltintenbilder
(hier auch bezeichnet als Tintenstrahlmedium oder Tintenstrahlempfänger) weisen
in üblicher
Weise eine Deckschicht oder "Überzugsschicht" auf, die auf die
Tinten-Empfangsschicht oder Bildaufzeichnungsschicht aufgetragen
wird, wobei letztere hier auch als Basisschicht oder Trägerschicht
bezeichnet wird. Eine Überzugsschicht
wurde bisher insbesondere dann verwendet, wenn die Basisschicht
oder Trägerschicht
Gelatine oder ein Polymer enthält.
Die Überzugsschicht kann
verschiedene Funktionen erfüllen,
wie einen physikalischen Schutz für die darunter liegende Schicht
bilden, die Klebrigkeit vermindern, ein glänzendes Aussehen vermitteln,
eine für
Tinte empfängliche
Oberfläche bilden,
spezielle Komponenten aufweisen oder eine leichtere Herstellung
ermöglichen.
Die Überzugsschichten sind
im Allgemeinen dünner
als die darunter liegende Basisschicht, die in typischer Weise für Tintenstrahlempfänger verwendet
wird, wobei eine derartige Überzugsschicht üblicherweise
etwa 1 μm
dick ist.
-
Wie
oben angegeben, ist es erwünscht,
dass das Tintenstrahlmedium oder der Empfänger schnell trocknet, nachdem
die Tinte aufgebracht wurde. Es wurde gefunden, dass durch das Weglassen
der oberen Schicht oder Überzugsschicht
es manchmal möglich
ist, die Zeit zu vermindern, die benötigt wird, um ein gedrucktes
Bild zu trocknen (gemessen durch die Dichte der Tinte, die auf ein
Stück einfaches
Papier übertragen wird,
mit dem das gedruckte Bild, unmittelbar nachdem es aus dem Tintenstrahl
austritt, einen Sandwich bildet). Dies ist jedoch eine nicht zufriedenstellende
Methode der Verbesserung der Trocknungsdauer, da dadurch die vorteilhaften
Eigenschaften verloren gehen, die die Überzugsschicht erzeugen soll.
-
Die
EP 0 847 868 beschreibt
ein Bildaufzeichnungselement für
Tintenstrahltintenbilder mit in der folgenden Reihenfolge einem
Träger,
einer Basisschicht und einer Deckschicht, wobei die Basisschicht
ein hydrophiles Material enthält;
und wobei die Deckschicht für
Tinte aufnahmefähig
ist und einen kationisch modifizierten Celluloseether enthält.
-
Die
vorliegende Erfindung stellt gemäß einem
Aspekt ein Bildaufzeichnungselement für Tintenbilder, insbesondere
Tintenstrahltintenbilder bereit mit in der folgenden Reihenfolge,
einem Träger,
einer für
Tinte aufnahmefähigen
Schicht und einer Deckschicht, wobei die Deckschicht ein Polymer
aufweist, das sowohl eine hydrophilere Komponente als auch eine
hydrophobere Komponente oder eine Mischung von zwei oder mehreren
von solchen Polymeren enthält,
wobei das Polymer oder die Polymermischung in der Deckschicht in
einer Menge von 0,003 bis 0,5 g/m2 vorliegt,
und wobei die Deckschicht mit einem funktionellen Oxazolin-Polymer
gehärtet
ist.
-
Die
vorliegende Erfindung stellt gemäß einem
anderen Aspekt der Erfindung ferner ein Verfahren zur Herstellung
eines Bildaufzeichnungselementes für Tintenbilder bereit, insbesondere
für Tintenstrahltintenbilder,
wobei das Verfahren umfasst die Stufen der Herstellung eines Vorläuferelementes
mit einem Träger
und einer für
Tinte aufnahmefähigen
Schicht und die Erzeugung einer Deckschicht auf der Oberfläche des
Vorläuferelementes
entfernt vom Träger
durch Aufbringen eines Polymeren auf die Oberfläche, das enthält sowohl eine
hydrophilere Komponente als auch eine hydrophobere Komponente oder
eine Mischung von zwei oder mehreren solchen Polymeren, wobei das
Polymer oder die Polymermischung in einer Menge aufgebracht wird von
0,003 bis 0,5 g/m2 sowie in Verbindung mit
einem funktionellen Oxazolin-Polymer.
-
Die
für Tinte
aufnahmefähige
Schicht wird hier auch aus Gründen
der Einfachheit halber bezeichnet als eine "Basisschicht". Jedoch wird das Vorhandensein von
einer oder von mehreren zusätzlichen
Schichten, beispielsweise auf der Seite des Trägers entfernt von den Basis-
und Deckschichten oder zwischen dem Träger und der Basisschicht oder
angeordnet zwischen der Basisschicht und der Deckschicht, nicht
ausgeschlossen.
-
1 ist
eine graphische Darstellung, die die Ergebnisse von Untersuchungen
zeigt, bei denen Zeitabweichungen des Quellens einer ultradünnen Polymerdeckschicht
bestimmt wurden für
ein erstes Bildaufzeichnungselement gemäß der vorliegenden Erfindung
und zu Vergleichszwecken im Falle eines Bildaufzeichnungselementes,
dessen Deckschicht nicht mit einem Oxazolin-Polymer gehärtet wurde.
-
2 ist
eine graphische Darstellung, die die Ergebnisse von Untersuchungen
zeigt, bei denen die gesamte Status-A-Reflexionsdichte im Falle
einer Reihe von Trocknungszeiten ermittelt wurde und zwar für ein Bildaufzeichnungselement
gemäß der vorliegenden
Erfindung. In 2 sind die Ergebnisse, die im
Falle eines übli chen
Bildaufzeichnungselementes erhalten wurden, zu Vergleichszwecken
mitenthalten.
-
Im
Falle der vorliegenden Erfindung kann das Aufzeichnungselement opak,
transluzent oder transparent sein. Dies bedeutet, dass die Träger, die
in dem Aufzeichnungselement der vorliegenden Erfindung verwendet
werden, nicht auf bestimmte Träger
beschränkt
sind und dass verschiedene Träger
verwendet werden können.
Demzufolge können
als Träger
einfaches Papier, mit Harz beschichtetes Papier, verschiedene plastische
Materialien, zum Beispiel vom Polyester-Typ, wie Poly(ethylenterephthalat),
Poly(ethylennaphthalat) und Polyesterdiacetat, Harze vom Polycarbonat-Typ,
Harze vom Fluor-Typ, wie ETFE, Metallfolien, verschiedene Glasmaterialien
und dergleichen, verwendet werden. Sind die Träger der vorliegenden Erfindung
transparent, so kann ein transparentes Aufzeichnungselement erhalten
werden und als Diapositiv in einem Overhead-Projektor verwendet
werden.
-
Die
Träger,
die im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet werden, sind
vorzugsweise selbst-tragende Träger.
Mit "selbst-tragend" ist ein Trägermaterial
gemeint, wie ein Blatt oder eine Lage eines Filmes, das bzw. die
eine unabhängige
Existenz in Abwesenheit eines tragenden Trägers aufweist.
-
In
bestimmten bevorzugten Ausführungsformen
ist der Träger
eine Lage oder ein Blatt oder er hat eine blattartige Struktur.
Die Dicke des Trägers
liegt im Allgemeinen bei 12 bis 500 μm, in typischer Weise bei 75 bis
300 μm.
-
Falls
erwünscht,
kann die Oberfläche
des Trägers,
um die Adhäsion
der Basisschicht gegenüber
dem Träger
zu verbessern, einer Corona-Entladungsbehandlung unterworfen werden,
bevor die Lösungsmittel
absorbierende Schicht oder Basisschicht auf den Träger aufgebracht
wird oder alternativ kann eine Unterbeschichtung, wie eine Schicht,
erzeugt aus einem halogenierten Phenol oder einem teilweise hydrolysierten
Vinylchlorid-Vinylacetatcopolymeren auf die Oberfläche des
Trägers
aufgebracht werden.
-
Insbesondere
dann, wenn der Träger
ein dünnes
Blatt oder eine dünne
Folie ist oder eine blattartige oder folienartige Struktur aufweist,
kann es vorteilhaft sein, eine Beschichtung zum Beispiel eine Gel-Schicht auf
die Seite des Trägers
aufzubringen, die von der Basisschicht und der Deckschicht (Überzugsschicht)
entfernt ist, im Hinblick auf die Verminderung oder Eliminierung
jeglicher Tendenz zur Krümmung
oder zum Aufrollen. Die Basisschicht dient primär als Schwammschicht für die Absorption
des Tintenlösungsmittels.
Als solche besteht sie im Allgemeinen primär aus hydrophilen oder porösen Materialien.
Dies bedeutet, dass die Basisschicht gewöhnlich aus irgendeinem hydrophilen
Polymeren oder einer Kombination von Polymeren bestehen kann mit
oder ohne Additiven, wie es aus dem Stande der Technik bekannt ist.
Sie hat gewöhnlich
eine Dicke von 3 bis 20 μm.
Jedoch wird die Anwendung von einer oder mehreren zusätzlichen
für Tinte
aufnahmefähigen
Schichten, die möglicherweise
eine unterschiedliche Zusammensetzung im Verhältnis zur Basisschicht aufweisen,
nicht ausgeschlossen.
-
Zu
hydrophilen Materialien, die für
die Verwendung als oder in der Basisschicht in Erwägung gezogen werden
können,
gehören
Gelatine, acetylierte Gelatine, phthalierte Gelatine, oxidierte
Gelatine, Chitosan, Poly(alkylenoxid), Poly(vinylalkohol), modifizierter
Poly(vinylalkohol), sulfonierter Polyester, teilweise hydrolysierter
Poly(vinylacetat/vinylalkohol), Poly(acrylsäure), Poly(1-vinylpyrrolidon),
Poly(natriumstyrolsulfonat), Poly(2-acrylamido-2-methansulfonsäure) und
Polyacrylamid und Mischungen von diesen Materialien. Auch können Copolymere
von diesen Polymeren mit hydrophoben Monomeren verwendet werden.
-
Zu
anderem Materialien, die in der Basisschicht geeignet sind, gehören beispielsweise
Cellulosederivate, Gum-Derivate, Chitin und Stärke.
-
In
die Basisschicht kann eine poröse
Struktur eingeführt
werden durch Zugabe von keramischen oder harten polymeren, teilchenförmigen Materialien,
durch Aufschäumen
oder Aufblasen während
der Beschichtung oder durch Induzierung einer Phasentrennung in
der Schicht durch Einführung
von Nicht-Lösungsmitteln. Im
Allgemeinen reicht es aus, dass die Basisschicht hydrophil und nicht
porös ist.
Dies gilt insbesondere für Drucke
von photographischer Qualität,
in denen eine Porosität
zu einem Glanzverlust führen
kann. Gegebenenfalls kann der Basisschicht eine Steifheit verliehen
werden durch Einführung
einer zweiten Phase mit einem oder mehreren Mate rialien, wie Polyestern,
Poly(methacrylaten) und Polyvinylbenzol enthaltenden Copolymeren.
-
Der
pH-Wert der Basisschicht kann eingestellt werden, um die Quellung
(Wasserkapazität)
zu optimieren, um den Glanz zu steigern oder um die Farbstoffwanderung
zu minimieren. Beispielsweise wird im Falle einer Ausführungsform
der Erfindung der pH-Wert der Schicht auf 3,5 vermindert, um die
Quell-Kapazität
zu verbessern, um dadurch die Tinten-Trocknungszeiten zu reduzieren
und um der Schicht eine Wasserfestigkeit zu verleihen. Im Falle
einer anderen Ausführungsform
wird der pH-Wert der Bildaufzeichnungsschicht auf 8,5 erhöht, um den
Glanz zu steigern und um die Bronzierung zu reduzieren, die sich
aus einer Farbstoffkristallisation an der Oberfläche ergibt.
-
Im
Falle bestimmter bevorzugter Ausführungsformen dieser Erfindung
bestehen 50 % – 100
Gew.-% der Basisschicht aus Gelatine von photographischer Reinheit
modifiziert derart, dass der pH-Wert von dem isoelektrischen Punkt
einer solchen Gelatine entfernt ist, um die Wasser-Aufnahmefähigkeit
zu maximieren. Der Rest der Schicht (sofern vorhanden) kann aus
einem Polymer oder einem anorganischen Material bestehen, das mit
der Gelatine verträglich
ist und das funktionelle Eigenschaften nicht nachteilig beeinflusst.
-
In
geringen Mengen kann ein Beizmittel zugesetzt werden (2 % bis 10
Gew.-% der Basisschicht), um die Wasserfestigkeit weiter zu verbessern.
Geeignete Beizmittel werden beschrieben in der US-A-5 474 843, auf
deren Offenbarung hier Bezug genommen wird.
-
Wie
im Vorstehenden angegeben, besteht die Deckschicht beispielsweise
im Wesentlichen aus einem oder mehreren Polymeren, die sowohl eine
hydrophobere Komponente aufweisen oder einen hydrophoberen Bestandteil
und eine hydrophilere Komponente oder einen hydrophileren Bestandteil.
In bestimmten Ausführungsformen
kann die Polymerkette selbst oder ein Teil hiervon eine solche Komponente
bilden, insbesondere eine hydrophobere Komponente. Bevorzugte Polymere
jedoch enthalten die folgenden Funktionalitäten, nämlich sowohl hydrophilere Substituenten
als auch hydrophobere Substituenten. Im Allgemeinen liegen derartige Substituenten
in abstehender Form vor oder sie sind andererseits in die Polymerkette
eingeführt
worden. Verschiedene Polymere tragen zu unterschiedlichen Graden
eines hydrophoben und hydrophilen Charakters der Überzugsschicht
bei, weshalb der Fachmann in der Lage ist, ein besonderes Polymer
zur Erfüllung
spezieller Erfordernisse auszuwählen.
-
Zu
geeigneten Polymeren gehören
jene, die Carboxylsäuregruppen
enthalten und/oder Ester hiervon und/oder Salze hiervon. In bestimmten
bevorzugten Ausführungsformen
enthält
die Deckschicht oder Überzugsschicht
mindestens ein Acrylpolymer, insbesondere mindestens ein Polymer,
das ausgewählt
ist aus der Gruppe bestehend aus (i) Polymeren der Acrylsäure, Methacrylsäure, einem
Acrylsäureester,
oder einem Methacrylsäureester,
(ii) Copolymeren, die Einheiten enthalten, die sich ableiten von
mindestens einer der Verbindungen der Acrylsäure, Methacrylsäure, einem
Acrylsäureester
und einem Methacrylsäureester
und (iii) Salzen der vorerwähnten
Polymeren (i) und Copolymeren (ii). Bevorzugten Acryl- und Methacrylsäureester sind
die Alkylester, insbesondere die C1-C6-Alkylester, spezieller die Methyl- oder Ethylester.
Zu geeigneten Salzen gehören
die Alkalimetallsalze, zum Beispiel die Natrium- oder Kaliumsalze.
-
Die
Copolymeren können
im Wesentlichen aus Einheiten bestehen, die sich ableiten aus zwei
oder mehreren Verbindungen, wie Acrylsäure, Methacrylsäure, Acrylsäureestern
und Methacrylsäureestern.
Jedoch weisen andere geeignete Copolymere Einheiten auf, die sich
ableiten von mindestens einer der genannten Säuren und Estern gemeinsam mit
Einheiten, die sich ableiten von einer oder mehreren anderen monomeren
Spezies, zum Beispiel Ethylenglycol, Ethylenoxid, einer Carboxylsäure, zum
Beispiel Maleinsäure
oder einen (Meth)acrylsäureamid.
Verschiedene Typen von Copolymeren können in Betracht gezogen werden, wozu
gehören
Blockcopolymere und Pfropfcopolymere. Auch kann eine Quervernetzung
der Polymeren und Copolymeren in Betracht gezogen werden. Beispielsweise
können
die folgenden Polymeren in Betracht gezogen werden:
Poly(methylmethacrylat);
Poly(methylmethacrylat-co-methacrylsäure);
Poly(methylmethacrylat-co-poly(ethylenglycol)methyacrylat)copolymer;
Poly(acrylsäure-co-maleinsäure), Natriumsalz;
Poly(acrylsäure), Kaliumsalz,
schwach quervernetzt;
Poly(acrylsäure-co-acrylamid), Kaliumsalz;
Poly(acrylsäure), Natriumsalz-Pfropf-Poly(ethylenoxid)
quervernetzt; und
Poly(acrylsäure), mittleres MG 450 000.
-
Beispielsweise
ist in einem Poly(methylmethacrylat-co-poly(ethylenglycol)methacrylat)copolymer
die Methylmethacrylatgruppe hydrophober als die veretherte Gruppe,
wobei die letztere Gruppe die hydrophilere Komponente darstellt.
Im Falle Poly(acrylsäure-co-maleinsäure) ist
der Acrylrest der hydrophobere Rest und der Maleinsäurerest
bildet die hydrophilere Komponente. Im Falle von Poly(methylmethacrylat)
wird die Polymerkette als die hydrophobere Komponente betrachtet
und die Methacrylestergruppe wird als die hydrophilere Komponente
betrachtet.
-
Um
die Deckschicht gemäß der vorliegenden
Erfindung zu erzeugen, wird der Polymerbestandteil oder die Mischung
von Polymeren in einer Menge von 0,003 bis 0,5 g/m2 aufgebracht.
Im Falle von bestimmten bevorzugten Ausführungsformen liegt die abgeschiedene
Menge des Polymeren oder der Polymermischung im Bereich von 0,004
bis 0,2 g/m2, weiter bevorzugt im Bereich
von 0,005 bis 0,1 g/m2. Als Leitlinie: eine
abgeschiedene Menge von 1g/m2 führt zu einer
Dicke von 1 μm,
bei angenommener gleichförmiger
Aufbringung.
-
Es
wurde gefunden, dass die Anwendung der Polymeren in den oben angegebenen,
abgeschiedenen Mengen zur Erzeugung der Deckschicht oder Überzugsschicht
gemäß der vorliegenden
Erfindung zu einer diskontinuierlichen Deckschicht oder Überzugsschicht
führt.
Die Deckschicht bedeckt in typischer Weise 50 – 75 % des Oberflächenbereiches,
gemessen durch Atomkraft-Mikroskopie. Die Diskontinuitäten können willkürlich verteilt
sein. Obgleich die Patentinhaberin wünscht, nicht an eine bestimmte
Theorie gebunden zu sein, wird angenommen, dass derartige amphiphile "Deckschicht-" Polymere eingestellt
werden (oder "induziert" oder "eingeengt" wer den) durch die
Bedingungen, unter denen sie aufgetragen werden und durch die Natur des
darunter liegenden Substrates, so dass die Konformation, die von
dem "Deckschicht-" Polymer angenommen
wird, zu einer Prädominanz
von hydrophoberen Substituenten an der Deck-Oberfläche des
Tintenstrahlelementes oder Mediumsführt, wobei hydrophilere Gruppen
dazu tendieren, sich in Richtung der darunter liegenden Schicht
(Substrat- oder Basisschicht) auszurichten. Es wird jedoch vermutet,
dass ungeachtet der Präsentation
der hydrophoberen Domänen
an der Oberfläche
es die Diskontinuitäten
in der Deckschicht es der Tintenstrahltinte ermöglicht, rasch zu den hydrophileren
Domänen
zu wandern, was Verbesserungen der Trocknungszeit zur Folge hat.
-
Da
das Bildaufzeichnungselement in Kontakt mit anderen Bildaufzeichnungsartikeln
oder den Antriebs- oder Transportmechanismen der Bildaufzeichnungsgeräte gelangen
kann, für
die seine Verwendung bestimmt ist, können gegebenenfalls Additive,
wie oberflächenaktive
Mittel, Gleitmittel, Mattierungsteilchen und dergleichen, zu dem
Element in dem Ausmaße
zugesetzt werden, dass die Eigenschaften von Interesse nicht nachteilig
abgebaut werden.
-
Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird die Deckschicht oder obere Schicht selektiv gehärtet mittels eines
funktionellen Oxazolin-Polymeren. Bevorzugte derartige Polymere
(dieses Merkmal umfasst Copolymere) sind in Wasser lösliche oder
in Wasser dispergierbare Polymere mit einer Polymerkette und abstehenden Oxazolingruppen,
zum Beispiel Gruppen der Formel
-
Das
funktionelle Oxazolin-Polymer wird im Allgemeinen in das Deckschicht-
(oder das Überzugs-)
Material eingeführt
(Beschichtungszusammensetzung), bevor letzte res auf die Basisschicht
aufgebracht wird. In typischer Weise wird das funktionelle Oxazolin-Polymer
in einer Menge von 0,05 bis 0,25 g/m2 aufgetragen. Geeignete
funktionelle Oxazolin-Polymere sind in der Praxis erhältlich,
insbesondere in Form wässriger
Lösungen
und wässriger
Emulsionen; ein derartiges Polymer ist erhältlich unter der Handelsbezeichnung
Epocros K-2020E (von der Firma Esprit Chemical Company, Florida,
USA).
-
Die
oben beschriebenen Schichten, einschließlich der Basisschicht und
der Deckschicht oder Überzugsschicht
können
mit üblichen
Beschichtungsmitteln auf ein Trägermaterial
aufgebracht werden, zum Beispiel ein transparentes oder opakes Trägermaterial,
das in üblicher
Weise in der Praxis verwendet wird. Zu geeigneten Beschichtungsverfahren
gehören,
ohne dass eine Beschränkung
hierauf erfolgt, die Beschichtung mit einem mit Draht umwickelten
Beschichtungsstab, eine Schlitzbeschichtung, eine Beschichtung mit
einem Gleittrichter, eine Gravure-Beschichtung, eine Vorhang-Beschichtung
und dergleichen. Einige dieser Methoden erlauben das gleichzeitige
Auftragen beider Schichten, das aufgrund ökonomischer Herstellungsperspektiven
bevorzugt wird.
-
Die
Tinten, die zur Bildaufzeichnung der Aufzeichnungselemente gemäß der Erfindung
verwendet werden, sind allgemein bekannte Tinten. Die Tintenzusammensetzungen,
die beim Tintenstrahldruck verwendet werden, sind in typischer Weise
flüssige
Zusammensetzungen mit einem Lösungsmittel
oder einer Trägerflüssigkeit,
Farbstoffen oder Pigmenten, Feuchthaltemitteln, organischen Lösungsmitteln,
Detergentien, Dickungsmitteln, Schutzmitteln und dergleichen. Das
Lösungsmittel
oder die Trägerflüssigkeit
kann allein aus Wasser bestehen oder kann überwiegend aus Wasser bestehen,
vermischt mit einem oder mehreren anderen, mit Wasser mischbaren
Lösungsmitteln,
wie mehrwertigen Alkoholen, obgleich Tinten, in denen organische Materialien,
wie mehrwertige Alkohole, den überwiegenden
Träger
oder die überwiegende
Lösungsmittelflüssigkeit
darstellen, ebenfalls verwendet werden können. Besonders geeignet sind
Mischungen von Lösungsmitteln
von Wasser und mehrwertigen Alkoholen. Die Farbstoffe, die in solchen
Zusammensetzungen verwendet werden, sind in typischer Weise wasserlösliche Farb-stoffe
vom Direkt- oder Säure-Typ.
Derartige flüssige
Zusammensetzungen sind ausführlich
im Stande der Technik beschrieben worden, einschließlich beispielsweise in
den US-A-4 381 946, 4 239 543 und 4 781 758.
-
Obgleich
die hier beschriebenen Aufzeichnungselemente als solche beschrieben
werden, die primär für Tintenstrahldrucker
geeignet sind, können
sie doch auch als Aufzeichnungsmedien für Pen-Plotter-Vorrichtungen
verwendet werden. Pen-Plotter arbeiten durch direkte Aufzeichnung
auf die Oberfläche
eines Aufzeichnungsmediums unter Verwendung eines Pens, bestehend
aus einem Bündel
von Kapillarröhrchen
in Kontakt mit einem Tintenreservoir.
-
Die
Bildaufzeichnungselemente gemäß der vorliegenden
Erfindung weisen ausgezeichnete Trocknungszeiten auf im Vergleich
zu üblichen
Elementen, die dickere Deckschichten aufweisen, die Celluloseverbindungen
enthalten. Tatsächlich
können
im Falle bestimmter Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung, die Verbesserungen der Trocknungszeiten,
insbesondere bei hohen Feuchtigkeiten jene überschreiten, die erzielt werden
durch einfaches Weglassen der oberen Schicht oder "Deck-" Schicht oder durch
Verwendung sehr dünner
Deckschichten ohne selektive Härtung
mit einem funktionellen Oxazolin-Polymer. Die Aufzeichnungselemente
gemäß der vorliegenden
Erfindung können
ausgezeichnete Trocknungszeiten aufweisen, selbst unter Bedingungen
von hoher Feuchtigkeit. Überdies
können
die Verbesserungen bezüglich
der Trocknungszeit erzielt werden unter Beibehaltung der üblichen
wünschenswerten
Eigenschaften, die durch Verwendung einer Deckschicht oder "Überzugs" Schicht erzielt werden. Beispielsweise
kann es möglich
sein, gemäß der vorliegenden
Erfindung Bildaufzeichnungselemente herzustellen, die nicht nur
rasch trocknen, sondern auch einen hohen Glanzgrad zeigen und keinen
Blockierungseffekt oder Offseteffekt unter den schwierigen Bedingungen (starke
Tintenabscheidung) des Druckes von photographischer Qualität. Elemente
mit aufgezeichneten Bildern zeigen adäquate Wasser- und Lichtechtheiten
im Falle typischer Druckfarbstoffe. Weiterhin können die Elemente leicht bei
niedrigen Kosten hergestellt werden.
-
Die
vorliegende Erfindung wird in und durch die folgenden Beispiele
illustriert.
-
Beispiel 1
-
Es
wurden Proben eines Bildaufzeichnungselementes für die Herstellung von Tintenstrahl-Tintenbildern
hergestellt, wobei jede Probe einen mit Harz beschichteten Papierträger aufwies,
wobei auf die Rückseite des
Trägers
eine Gelatineschicht aufgetragen wurde, um eine Krümmung zu
verhindern. Auf die Vorderseite des Trägers wurde eine Gelatine-Tinten-absorbierende
Schicht aufgetragen mit einer Gel-Beschichtungsstärke von 7,63 g/m2.
Die Tinten-absorbierende Schicht enthielt 848 mg/m2 eines
kationischen Latexpolymeren (ein Polymer von (m- und p-Chloromethyl)ethenylbenzol
und 2-Methyl-2-propenoesäure-1,2-ethandiylester, quarternärisiert
mit N,N-Dimethylmethanamin), das als Beizmittel wirkte und ferner
129,16 mg/m2 von polymeren Mattierungskügelchen
(Polystyrol-Kügelchen
mit beschränkter
Koaleszenz, 20 μm).
Eine ultradünne
Deckschicht oder Überzugsschicht
wurde auf die Gelatine-Tinten-absorbierende Schicht aufgebracht.
-
Um
die Probe A (Vergleich) herzustellen, bestand die Deckschicht aus
Poly(acrylsäure-co-maleinsäure), Natriumsalz,
das in einer Menge von 0,006 g/m2 aufgetragen
wurde; dies ergab eine Schicht mit einer Dicke im Bereich von 0,005
bis 0,1 μm.
-
Zur
Herstellung der Probe B bestand die Deckschicht aus Poly(acrylsäure-co-maleinsäure), Natriumsalz,
das in einer Menge von 0,006 g/m2 aufgetragen
wurde und mit einem funktionellen Oxazolin-Polymer (Epocros K-2020E),
das in einer Menge von 0,12 g/m2 aufgetragen
wurde.
-
Bilder
wurden auf den Proben unter Verwendung eines Druckers vom Typ HP
PhotoSmart Printer aufgetragen mit den folgenden Einstellungen:
HP PhotoSmart glossy photographic paper; beste Druckqualität und PhotoSmart
best colours. Die Zeit, die für
jedes gedruckte Bild zum Trocknen benutzt wurde, wurde bestimmt durch
die Dichte der Tinte, die auf ein Stück einfaches Papier aufgetragen
wurde, dass mit dem gedruckten Bild unmittelbar nachdem die Probe
den Tintenstrahldrucker verlassen hatte, ein Sandwich gebildet hatte.
In jedem Falle wurde eine Reihe von Untersuchungen durchgeführt, um
die Dichte der auf das einfache Papier übertragenen Tinte zu bestimmten
nach bestimmten vorgeschriebenen Zeitperioden. Im Allgemei nen gilt,
dass um so geringer die Tintendichte auf dem einfachen Papier ist,
um so schneller die Probe trocknet. Die Untersuchungen erfolgten
bei 80 % relativer Feuchtigkeit, d.h. bei Bedingungen, die einen
kritischen Test bezüglich der
Fähigkeit
schnell zu trocknen, darstellten.
-
Die
folgende Tabelle 1 zeigt die Ergebnisse bezüglich der Dichte der Tinte,
die auf das einfache Papier nach verschiedenen Zeitintervallen aufgetragen
wurde, nachdem das Papier mit dem aufgezeichneten Bild den Drucker
verlassen hatte. Die Ergebnisse sind dargestellt für die Proben
A und B im Vergleich zu der Vergleichsprobe, wobei das Bildaufzeichnungselement
bestand aus Kodak (Handelsbezeichnung) Inkjet Photographic Quality
Paper Photo Weight.
-
Die
Ergebnisse in Tabelle 1 zeigen eine Verbesserung bezüglich der
Trocknungsdauer aufgrund des Vorhandenseins der sehr dünnen Poly(acrylsäure-co-maleinsäure-)Deckschicht,
die sich durch die verminderte Dichte der Tinte ergibt, die auf
das einfache Papier übertragen
wurde. Eine weitere Verbesserung ist ersichtlich, wenn die Deckschicht
selektiv gehärtet
wurde mit dem funktionellen Oxazolin-Polymer, Epocros K-2020E, was
dazu führte,
dass praktisch keine Tinte auf das einfache Papier aufgetragen wurde.
-
Weitere
Versuche wurden durchgeführt,
bei denen die Quellung, ausgedrückt
in μm, bei
verschiedenen Zeitintervallen gemessen wurde, wobei die Messungen
in Sekunden erfolgten. Ein Satz von Messungen erfolgte mit einer
Deckschicht, die wie im Falle der oben beschriebenen Probe A aufgetragen
wurde, bestehend aus Poly(acrylsäure-co-maleinsäure), Natriumsalz
und eine weitere Reihe von Messungen erfolgte im Falle einer Deckschicht,
hergestellt wie die oben beschriebene Probe B, wobei die Deckschicht
bestand aus Poly(acrylsäure-co-maleinsäure), Natriumsalz
und Epocros K-2020E. Die Ergebnisse sind graphisch in 1 dargestellt,
die den Effekt von funktionellen Oxazolin-Polymeren auf die Quellung
darstellt. Die graphische Darstellung zeigt, dass die Beschichtung
mit dem funktionellen Oxazolin-Polymeren eine Verzögerung vor
der Quellung zeigt, worauf sich ein verminderter Quellungsgrad anschließt. Dies
zeigt, dass die Schicht mit dem funktionellen Oxazolin-Polymeren (die sehr
dünne polymere
Deckschicht) selektiv gehärtet
wurde (im Gegensatz zur Härtung
von sowohl der Deckschicht als auch der für Tinte aufnahmefähigen Gelatine-Basisschicht).
-
Weitere
Untersuchungen wurden durchgeführt
durch Messung der Gesamt-Status A-Reflexionsdichte im Falle einer Probe
eines Tintenstrahl-Bild-Aufzeichnungselementes, hergestellt in gleicher
Weise wie die Probe B oben, über
einen Bereich von Trocknungszeiten. Verwendet wurde ein Drucker
vom Typ HP PhotoSmart Printer und die Untersuchungen erfolgten bei
80 % RH. Ähnliche
Tests wurden zu Vergleichszwecken durchgeführt mit einem üblichen
Bildaufzeichnungselement für
die Herstellung von Tintenstrahl-Tintenbildern, wobei die üblichen
Elemente eine Deckschicht aufwiesen mit Celluloseverbindungen, die
aufgetragen wurden in einer Menge von 1g/m2.
Die Ergebnisse sind in 2 dargestellt.
-
Das
Ausmaß der
Beschichtungsstärke
der Polymerdeckschichten gemäß der vorliegenden
Erfindung wurde untersucht auf dem Wege der Atomkraft-Mikroskopie
(AFM). Bei dem AFM-Verfahren tasten Phasen-Bildaufzeichnungsmappen
der Phasen der Ausleger-Oszillation während des Tapping-Verfahrens
Variationen in der Zusammensetzung, Adhäsion, Reibung und Viscoelastizität ab und
entdecken diese. Es ist möglich,
das Ausmaß der
Beschichtung im Falle der Phasenmethode zu untersuchen in Form von
Messungen der bedeckten Fläche,
berechnet aus den Phasenmethoden-Bildern.
-
Die
AFM-Messungen erfolgten im Falle von Proben, hergestellt ähnlich der
Probe A, wie oben beschrieben, jedoch mit verschiedenen abgeschiedenen
Mengen der Poly(acrylsäure-co-maleinsäure). Auch wurde,
um die Untersuchung zu vereinfachen, das funktionelle Oxazolin-Polymer
weggelassen. In jedem Falle wurden drei Bilder verwendet, von denen
das geometrische Mittel der Tragflächen-Be-schichtung errechnet wurde.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 unten dargestellt.
-
Der
Schluss, der aus den Ergebnissen von Tabelle 2 gezogen werden kann,
ist der, dass die Deckschicht mit der Poly(acrylsäure-co-maleinsäure) diskontinuierlich
war, wobei das Ausmaß der
Beschichtung variierte innerhalb des Bereiches von etwa 50 bis etwa
75 %.
-
-
