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Die
vorliegende Erfindung betrifft die Tintenstrahltinten-Bebilderung
und insbesondere Tintenstrahltinten-Bildaufzeichnungselemente sowie
ein Verfahren zu deren Herstellung.
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In
einem typischen Tintenstrahlaufzeichnungs- oder Tintenstrahldrucksystem
werden Tintentröpfchen aus
einer Düse
mit hoher Geschwindigkeit auf ein Aufzeichnungselement oder Aufzeichnungsmedium
ausgeworfen, um ein Bild auf dem Medium zu erzeugen. Die Tintentröpfchen oder
die Aufzeichnungsflüssigkeit
umfassen im Allgemeinen ein Aufzeichnungsmittel, wie einen Farbstoff
oder ein Pigment, und eine große
Menge an Trägerflüssigkeit,
insbesondere ein Lösemittel.
Das Lösemittel
oder die Trägerflüssigkeit
besteht typischerweise aus Wasser, einem organischen Material, wie
einwertigem Alkohol oder einem mehrwertigen Alkohol oder einem gemischten
Lösemittel
aus Wasser und einem oder mehreren mit Wasser mischbaren Lösemitteln, wie
einem einwertigen Alkohol oder einem mehrwertigen Alkohol.
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Die
Aufzeichnungselemente umfassen typischerweise einen Träger oder
ein Trägermaterial,
auf dessen mindestens einer Seite sich eine tintenaufnehmende oder
tintenbildende Schicht befinden. Die Elemente umfassen solche, die
für die
Auflichtbetrachtung vorgesehen sind, die normalerweise einen lichtundurchlässigen Träger aufweisen,
und solche, die für
die Durchlichtbetrachtung vorgesehen sind, die normalerweise einen transparenten
Träger
aufweisen.
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Zwar
sind bislang zahlreiche unterschiedliche Arten von Bildaufzeichnungselementen
zur Verwendung mit Tintenstrahlvorrichtungen vorgeschlagen worden,
aber nach dem Stand der Technik bestehen viele ungelöste Probleme
und zahlreiche Nachteile in den bekannten Produkten, die deren kommerzielle
Eignung erheblich einschränken.
Die Anforderungen an ein Bildaufzeichnungsmedium oder Bildaufzeichnungselement für die Tintenstrahlaufzeichnung
sind sehr anspruchsvoll.
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Es
ist bekannt, dass zur Erzeugung und Beibehaltung von Bildern in
fotografischer Qualität
auf einem derartigen Bildaufzeichnungselement ein Tintenstrahl-Aufzeichnungselement
folgende Eigenschaften aufweisen sollte:
- • Es muss
sich problemlos benetzen lassen, damit kein Puddeln auftritt, d.h.
damit es zu keinem Zusammenwachsen benachbarter Tintentröpfchen kommt,
was zu einer ungleichmäßigen Dichte
führt.
- • Kein
Auslaufen des Bildes.
- • Fähigkeit
zur Absorption hoher Konzentrationen von Tinte und schnelles Trocknen,
um zu verhindern, dass Elemente zusammenkleben, wenn sie zu mehreren
Drucken oder mit anderen Oberflächen
gestapelt werden.
- • Starker
Glanz und in typischen Tintenlösemitteln
ausreichend schlecht löslich,
um die Bildung von Glanzunterschieden zu vermeiden.
- • Keine
Diskontinuitäten
oder Defekte aufgrund von Interaktionen zwischen dem Träger und/oder
der oder den Schichten, wie Reißen,
Abstoßspuren,
Kammlinien usw.
- • Kein
Zusammenballen nicht absorbierter Farbstoffe an der freien Oberfläche, was
eine Kristallisation der Farbstoffe bewirkt, so dass die bebilderten
Flächen
ausblühen
oder brünieren.
- • Optimierte
Bildfestigkeit zur Vermeidung von Auslaufen bei Kontakt mit Wasser
oder Einwirkung von Tageslicht, Kunstlicht oder Fluoreszenzlicht.
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Bildaufzeichnungselemente
für Tintenstrahlbilder
(hier auch als Tintenstrahlmedien oder Tintenstrahlempfangselemente
bezeichnet) sind über
der Tintenempfangsschicht oder bilderzeugenden Schicht herkömmlicherweise
mit einer oberen oder "Deckschicht" versehen, wobei
die bilderzeugende Schicht hier auch als Grundschicht bezeichnet
wird. Insbesondere, wenn die Grundschicht Gelatine oder ein Polymer
enthält,
ist die Verwendung einer Deckschicht üblich. Die Deckschicht kann
verschiedene Funktionen besitzen, beispielsweise als physischen
Schutz der darunter liegenden Schicht, zur Verringerung der Klebrigkeit,
zur Glanzverstärkung,
als Tintenempfangsfläche,
zur Aufnahme bestimmter Komponenten oder zur leichteren Herstellung. Die
Deckschichten sind üblicherweise
dünner
als die für
Tintenstrahlempfangselemente üblicherweise
verwendete, darunter liegende Grundschicht, so dass eine Deckschicht
normalerweise ca. 1 μm
dick ist.
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Wie
zuvor erwähnt,
ist es wünschenswert,
dass das Tintenstrahlmedium oder das Empfangselement nach Aufbringen
der Tinte schnell trocknet. Es wurde festgestellt, dass es durch
Weglassen der oberen oder Deckschicht bisweilen möglich ist,
die Zeit zu verkürzen,
die zum Trocknen eines gedruckten Bildes benötigt wird (als Maß der Dichte
der auf ein Stück
Normalpapier übertragenen
Tinte, das unmittelbar nach Austreten des gedruckten Bildes auf
das gedruckte Bild aufgelegt wird). Dies ist jedoch ein nicht zufrieden
stellender Weg zur Verbesserung der Trocknungszeit, weil es mit
dem Verlust vorteilhafter Eigenschaften einher geht, die die Deckschicht
vermitteln soll.
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EP 0 847 868 beschreibt
ein Bildaufzeichnungselement für
Tintenstrahltintenbilder, das in der folgenden Reihenfolge folgendes
umfasst: einen Träger,
eine Grundschicht und eine Deckschicht, wobei die Grundschicht ein
hydrophiles Material umfasst, und wobei die Deckschicht Tinte aufnimmt
und einen kationisch modifizierten Celluloseether umfasst.
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WO
96/268471 beschreibt einen Tintenempfangsbogen, der ein Substrat
umfasst, auf dessen mindestens einer Hauptfläche eine Tintenempfangsbeschichtung
angeordnet ist, die aus mindestens zwei Schichten besteht, einer
oberen Schicht und einer dicken Grundschicht, wobei die obere Schicht
ein Bindemittel hoher Viskosität
umfasst, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Methylcellulose,
Hydroxypropylmethylcellulose sowie Mischungen daraus besteht.
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Nach
einem Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Bildaufzeichnungselement
für Tintenbilder
bereit, insbesondere für
Tintenstrahltintenbilder, das in folgender Reihenfolge folgendes
umfasst: einen Träger, eine
Tintenempfangsschicht und eine obere Schicht, worin die obere Schicht
ein Polymer beinhaltet, das sowohl eine eher hydrophile als auch
eine eher hydrophobe Komponente oder eine Mischung aus zwei oder mehr
derartigen Polymeren enthält,
wobei mindestens eines der Polymere aus der in Anspruch 1 genannten Gruppe
ausgewählt
ist, wobei das Polymer oder die Polymermischung in der oberen Schicht
in einer Menge von 0,003 bis 0,1 g/m2 vorhanden
ist, und worin die obere Schicht nicht durchgängig ist und zwischen 50 und 75%
der Oberfläche
bedeckt, wie mit einem Rasterkraftmikroskop gemessen.
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Nach
einem weiteren Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren
zur Herstellung eines Bildaufzeichnungselements für Tintenbilder,
insbesondere für
Tintenstrahltintenbilder, bereit, das folgende Schritte umfasst:
Herstellen eines Vorläuferelements,
das einen Träger
und eine Tintenempfangsschicht enthält, und Ausbilden einer oberen
Schicht auf der Oberfläche
des Vorläuferelements,
die zum Träger
entfernt angeordnet ist durch Aufbringen eines Polymers auf der
Oberfläche,
das sowohl eine eher hydrophile als auch eine eher hydrophobe Komponente
oder eine Mischung aus zwei oder mehr derartigen Polymeren enthält, wobei
das Polymer oder die Polymermischung in einer Menge von 0,003 bis
0,1 g/m2 aufgetragen werden, um eine nicht durchgängige Schicht
zu bilden, die zwischen 50 und 75% der Oberfläche bedeckt, wie mit einem
Rasterkraftmikroskop gemessen.
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Die
Tintenempfangsschicht wird im vorliegenden Zusammenhang auch als
eine "Grundschicht" bezeichnet. Das
Vorhandensein einer oder mehrerer zusätzlicher Schichten, beispielsweise
auf der Seite des Trägers,
die zur Grundschicht und Deckschicht entfernt liegt, oder zwischen
dem Träger
und der Grundschicht oder zwischen der Grundschicht und der Deckschicht,
wird nicht ausgeschlossen.
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1 zeigt
eine Kurve der Versuchsergebnisse, in denen die gesamte Status-A-Auflichtdichte
für eine Reihe
von Trocknungszeiten für
ein erstes erfindungsgemäßes Bildaufzeichnungselement
gemessen wurde.
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2 zeigt
eine Kurve der Versuchsergebnisse, in denen die gesamte Status-A-Auflichtdichte
für eine Reihe
von Trocknungszeiten für
ein zweites erfindungsgemäßes Bildaufzeichnungselement
gemessen wurde.
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In 1 und 2 sind
die für
ein herkömmliches
Bildaufzeichnungselement erzielten Ergebnisse zu Vergleichszwecken
aufgeführt.
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In
der vorliegenden Erfindung kann das Aufzeichnungselement lichtundurchlässig, durchscheinend oder
transparent sein. Die in dem Aufzeichnungselement der vorliegenden
Erfindung verwendeten Träger
sind daher nicht eingeschränkt,
und es können
unterschiedliche Träger
verwendet werden. Daher sind Normalpapiere, harzbeschichtete Papiere,
verschiedene Kunststoffe, beispielsweise ein polyesterartiges Harz,
wie Poly(ethylenterephthalat), Poly(ethylennaphthalat) und Polyesterdiacetat,
ein polycarbonatartiges Harz, ein fluorartiges Harz, wie ETFE, Metallfolie,
verschiedene Glasmaterialien usw. als Träger verwendbar. Wenn die erfindungsgemäßen Träger transparent
sind, lässt
sich ein transparentes Aufzeichnungselement erzeugen und als ein
Dia in einem Overhead-Projektor verwenden.
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Die
in der vorliegenden Erfindung verwendeten Träger sind vorzugsweise selbsttragend.
Unter "selbsttragend" ist ein Trägermaterial
zu verstehen, wie beispielsweise ein Filmblatt, das auch ohne Anwesenheit
eines stützenden
Trägers
auskommen kann.
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In
bestimmten bevorzugten Ausführungsbeispielen
ist der Träger
eine Folie oder eine folienähnliche Struktur.
Die Dicke des Trägers
beträgt
normalerweise 12 bis 500 μm, üblicherweise
75 bis 300 μm.
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Zur
Verbesserung der Haftung der Grundschicht auf dem Träger kann
die Oberfläche
des Trägers
vor dem Aufbringen der lösemittelabsorbierenden
Schicht oder der Grundschicht auf den Träger coronaentladen werden,
oder alternativ hierzu kann eine Unterschicht, wie ein aus einem
halogenierten Phenol erzeugtes oder ein teilhydrolysiertes Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymer, auf die
Oberfläche
des Trägers
aufgetragen werden.
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Wenn
der Träger
eine dünne
Folie oder folienartige Struktur ist, kann es vorteilhaft sein,
eine Beschichtung, beispielsweise eine Gelschicht, auf die Seite
des Trägers
aufzubringen, die zur Grundschicht und zur Deckschicht entfernt
liegt, um jede Neigung zur Aufwellung zu reduzieren oder zu beseitigen.
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Die
Grundschicht ist primär
als eine Schwammschicht zur Adsorption des Tintenlösemittels
vorgesehen. Als solche setzt sie sich im Allgemeinen vor allem aus
hydrophilen oder porösen
Materialien zusammen. Die Grundschicht kann normalerweise aus einem
hydrophilen Polymer oder einer Kombination von Polymeren mit oder
ohne Zusatz von Additiven bestehen, wie in der Technik bekannt ist.
Die Dicke beträgt
normalerweise 3 bis 20 μm.
Die Aufbringung einer oder mehrerer zusätzlicher Tintenempfangsschichten,
deren Zusammensetzung anders als die Grundschicht sein kann, ist
allerdings nicht ausgeschlossen.
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Hydrophile
Materialien, die zur Verwendung als oder in der Grundschicht in
Frage kommen, umfassen Gelatine, acetylierte Gelatine, phthalatierte
Gelatine, oxidierte Gelatine, Chitosan, Poly(alkylenoxid), Poly(vinylalkohol),
modifizierten Poly(vinylalkohol), sulfonierten Polyester, teilweise
hydrolysiertes Poly(vinylacetat/-vinylalkohol), Poly(acrylsäure), Poly(1-vinylpyrrolidon),
Poly(natriumstyrolsulfonat), Poly(2-acrylamid-2-methansulfonsäure) und
Polyacrylamid oder Mischungen dieser Materialien. Copolymere dieser
Polymere mit hydrophoben Monomeren sind ebenfalls verwendbar.
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Weitere
Materialien, die in der Grundschicht verwendbar sind, umfassen beispielsweise
Cellulosederivate, Gummiderivate, Chitin und Stärke.
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In
die Grundschicht ist eine poröse
Struktur durch Zusatz keramischer oder harter polymerer Partikel einbringbar,
und zwar während
des Beschichtungsvorgangs durch Aufschäumen oder Blasen, oder durch Phasentrennung
in der Schicht mithilfe eines nicht löslichen Mittels. Im Allgemeinen
reicht es aus, wenn die Grundschicht hydrophil ist, aber nicht porös. Dies
gilt insbesondere für
Prints in fotografischer Qualität,
in denen die Porosität
einen Glanzverlust bewirken kann. Optional kann der Grundschicht
durch Einbringen einer zweiten Phase Festigkeit verliehen werden,
beispielsweise aus einem oder mehreren derartiger Materialien wie
Polyestern, Poly(methacrylaten) und polyvinylbenzenhaltigen Copolymeren.
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Der
pH-Wert der Grundschicht lässt
sich zur Optimierung des Aufquellens (Wasserkapazität) einstellen,
um den Glanz zu verbessern oder die Farbstoffmigration zu minimieren.
Beispielsweise lässt
sich in einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung der pH-Wert der Schicht auf 3,5 reduzieren,
um eine Wasserfestigkeit zu verleihen und die Quellkapazität zu verbessern,
wodurch sich die Tintentrocknungszeiten reduzieren. In einem anderen
Ausführungsbeispiel
wird der pH-Wert der Bildaufzeichnungsschicht auf 8,5 angehoben, um
den Glanz zu verbessern und einen Brüniereffekt durch Farbstoffkristallisation
an der Oberfläche
zu reduzieren.
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In
bestimmten bevorzugten Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung sind 50 bis 100 Gew.-% der Grundschicht
aus Gelatine von fotografischer Qualität zusammengesetzt, die derart
modifiziert ist, dass der pH-Wert weit vom isoelektrischen Punkt
einer derartigen Gelatine entfernt ist, damit die Wasseraufnahme
maximiert werden kann. Der Rest der Schicht (soweit vorhanden) kann
aus einem Polymer oder einem anorganischen Material bestehen, das
mit der Gelatine verträglich
ist und das die Funktionseigenschaften nicht beeinträchtigt.
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Ein
Beizmittel kann in kleinen Mengen (2–10 Gew.-% bezogen auf die
Grundschicht) zugesetzt werden, um die Wasserfestigkeit weiter zu
verbessern. Geeignete Beizmittel werden in
US-A-5,474,843 beschrieben,
die durch Nennung als hierin aufgenommen betrachtet wird.
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Wie
oben angegeben, besteht die obere Schicht beispielsweise im Wesentlichen
aus einem oder mehreren Polymeren, die eine eher hydrophobe Komponente
oder Konstituente oder eine eher hydrophile Komponente oder Konstituente
enthalten. In bestimmten Ausführungsbeispielen
ist die Polymerhauptkette selbst oder ein Teil davon eine derartige
Komponente, insbesondere eine hydrophobe Komponente. Bevorzugte
Polymere enthalten die folgenden Funktionalitäten, nämlich mehr hydrophile Substituenten
und mehr hydrophobe Substituenten. Im Allgemeinen hängen diese
Substituenten an der Polymerhauptkette oder sind in anderer Weise darin
eingebracht. Unterschiedliche Polymere verleihen der Deckschicht
ein unterschiedliches Maß an
hydrophoben und hydrophilen Eigenschaften, wobei ein Fachmann in
der Lage ist, ein bestimmtes Polymer auszuwählen, um bestimmte Eigenschaften
zu erfüllen.
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Die
obere Schicht oder Deckschicht umfasst mindestens ein (Meth)acrylpolymer,
das aus der Gruppe ausgewählt
ist, die besteht aus (i) Polymeren von Acrylsäure, Methacrylsäure, einem
Acrylsäureester
oder einem Methacrylsäureester,
(ii) Copolymeren, die Einheiten enthalten, die von mindestens einer
Acrylsäure,
Methacrylsäure,
einem Acrylsäureester
und einem Methacrylsäureester
abgeleitet sind, und (iii) Salze der zuvor genannten Polymere (i)
und Copolymere (ii). Bevorzugte Acryl- und Methacrylsäureester
sind Alkylester, insbesondere die C1-C6 Alkylester und konkret die Methyl- oder
Ethylester. Geeignete Salze sind u.a. Alkalimetallsalze, beispielsweise
Natrium- oder Kaliumsalze.
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Die
Copolymere können
im Wesentlichen aus Einheiten bestehen, die von zwei oder mehr der
Substanzen Acrylsäure,
Methacrylsäure,
Acrylsäureester
und Methacrylsäurester
abgeleitet sind. Andere geeignete Copolymere umfassen Einheiten,
die von mindestens den besagten Säuren und Estern abgeleitet
sind, und zwar zusammen mit Einheiten, die von einer oder mehreren
monomeren Substanzen abgeleitet sind, z.B. Ethylenglycol, Ethylenoxid,
eine Car boxylsäure,
beispielsweise Maleinsäure
oder ein (Meth)acrylsäureamid. Verschiedene
Arten von Copolymeren kommen ebenfalls in Betracht, einschließlich Blockcopolymeren
und Propfcopolymeren. Eine Vernetzung der Polymere und Copolymere
kann ebenfalls überlegt
werden.
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In
Poly(methylmethacrylat-Copoly(ethylenglycol)methacrylat)copolymer
ist die Methylmethacrylatgruppe stärker hydrophob als die veretherte
Gruppe, welche die stärker
hydrophile Komponente darstellt. In Poly(acrylsäure-Comaleinsäure) ist
der Acrylrest stärker
hydrophob, wobei der Maleinrest die stärker hydrophile Komponente
darstellt. In Poly(methylmethacrylat) wird die Polymerhauptkette
als die eher hydrophobe Komponente betrachtet, und die Methacrylestergruppe
wird als die eher hydrophile Komponente betrachtet.
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Um
die Deckschicht erfindungsgemäß herzustellen,
wird das Polymer oder die Polymermischung im Allgemeinen mit 0,003
bis 0,1 g/m2 aufgetragen. In bestimmten
Ausführungsbeispielen
liegt der Auftrag des Polymers oder der Polymermischung im Bereich
von 0,004 bis 0,1 g/m2 oder vorzugsweise
zwischen 0,005 bis 0,1 g/m2. Als Richtwert
lässt sich
feststellen, dass ein Auftrag von 1 g/m2 eine
Dicke von 1 μm
bei gleichmäßiger Aufbringung
erzeugt.
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Es
wurde festgestellt, dass die Aufbringung von Polymeren mit den zuvor
genannten Auftragsdicken zur Ausbildung der Deckschicht gemäß der vorliegenden
Erfindung zu einer unterbrochenen Deckschicht führt. Die Deckschicht bedeckt
typischerweise 50 bis 75% der Fläche,
wie mit einem Rasterkraftmikroskop gemessen. Die Unterbrechungen
können
willkürlich
verteilt sein. Ohne sich an eine bestimmte Theorie binden zu wollen,
kann man davon ausgehen, dass derartige amphiphile "Deckschichtpolymere" durch die Bedingungen
eingeschränkt
oder bestimmt werden, unter denen sie aufgetragen werden sowie durch
die Art des zugrunde liegenden Substrats, so dass die von den "Deckschichtpolymeren" angenommene Konformation
zu einer Dominanz der eher hydrophoben Substituenten an der Oberfläche des
Tintenstrahlelements oder Mediums führt, während eher hydrophile Gruppen
zur darunter liegenden Schicht (Substrat- oder Grundschicht) gezogen
werden. Ungeachtet des Vorhandenseins der eher hydrophoben Domänen an der
Oberfläche
wird davon ausgegangen, dass es die Unterbrechungen in der Deckschicht
der Tintenstrahltinte ermöglichen,
schnell in die eher hydrophilen Domänen mit einer entsprechenden
Verbesserung bei der Trocknungszeit einzudringen.
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Da
das Bildaufzeichnungselement in Kontakt mit anderen Bildaufzeichnungselementen
oder den Antriebs- oder Transportmechanismen der Bildaufzeichnungsvorrichtungen
kommen kann, für
die es vorgesehen ist, können
Additive, wie Surfactants, Schmiermittel, Mattierpartikel usw.,
dem Element in einer derartigen Menge zugesetzt werden, dass sie
die relevanten Eigenschaften nicht übermäßig beeinträchtigen.
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Die
zuvor beschriebenen Schichten, einschließlich der Grundschicht und
der oberen Schicht, können mit
herkömmlichen
Mitteln auf ein Trägermaterial
aufgetragen werden, z.B. ein transparentes oder undurchsichtiges
Trägermaterial,
wie es in der Technik gängig
ist. Die Beschichtungsverfahren umfassen beispielsweise, aber nicht
abschließend,
Drahtumspinnbeschichtung, Schlitzgießen, Trichterbeschichtung,
Gravurstreichbeschichtung, Vorhangbeschichtung usw. Einige dieser
Verfahren ermöglichen
das gleichzeitige Auftragen beider Schichten, was aus Perspektive
einer wirtschaftlichen Herstellung zu bevorzugen ist.
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Die
zur Bebilderung der erfindungsgemäßen Aufzeichnungselemente verwendeten
Tinten sind in der Technik bekannt. Die im Tintenstrahldrucken verwendeten
Tintenzusammensetzungen sind typischerweise flüssige Zusammensetzungen aus
einem Lösemittel
oder einer Trägerflüssigkeit,
Farbstoffen oder Pigmenten, Feuchthaltemitteln, organischen Lösemitteln,
Detergenzien, Verdickern, Konservierungsstoffen usw. Das Lösemittel
oder die Trägerflüssigkeit
können
reines Wasser sein oder mit einem oder mehreren anderen wassermischbaren
Lösemitteln
gemischt sein, wie mehrwertigen Alkoholen, obwohl auch Tinten, in
denen organische Materialien, wie mehrwertige Alkohole, die vorherrschende
Träger-
oder Lösemittelflüssigkeit
sind, ebenfalls verwendbar sind. Insbesondere sind gemischte Lösemittel
aus Wasser und mehrwertigen Alkoholen geeignet. Die in diesen Zusammensetzungen
verwendeten Farbstoffe sind typischerweise wasserlösliche Direktfarbstoffe
oder saure Farbstoffe. Derartige flüssige Zusammensetzungen sind
umfassend in der Technik beschrieben, beispielsweise in
US-A-4,381,946 ,
4,239,543 und 4,781,758, die durch Nennung als hierin aufgenommen
betrachtet werden.
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Obwohl
die hier beschriebenen Aufzeichnungselemente hauptsächlich zur
Verwendung mit Tintenstrahldruckern beschrieben werden, sind sie
auch als Aufzeichnungsmedien für
Stiftplotter verwendbar. Stiftplotter werden so betrieben, dass
sie direkt auf die Oberfläche
eines Aufzeichnungsmediums mit einem Stift schreiben, der aus einem
Bündel
von Kapillarröhrchen
besteht, die in Kontakt mit einem Tintenbehälter stehen.
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Die
erfindungsgemäßen Bildaufzeichnungselemente
weisen exzellente Trocknungszeiten im Vergleich mit herkömmlichen
Elementen auf, die dickere Deckschichten enthalten. In bestimmten
Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung übersteigen
die Verbesserungen der Trocknungszeit die Verbesserungen, die durch
einfaches Weglassen der oberen oder "Deckschicht" erzielbar sind. Die erfindungsgemäßen Aufzeichnungselemente
können
sehr gute Trocknungszeiten auch bei hoher Luftfeuchtigkeit aufweisen.
Die Verbesserung in Bezug auf die Trocknungszeit lässt sich
erzielen, während
die üblichen
wünschenswerten
Eigenschaften durch die Verwendung einer oberen oder "Deckschicht" erhalten bleiben.
Beispielsweise ist es erfindungsgemäß möglich, Bildaufzeichnungselemente
zu erzeugen, die nicht nur schnell trocknen, sondern auch ein hohes
Maß an
Glanz aufweisen und unter den anspruchsvollen Bedingungen beim Drucken
in fotografischer Qualität
kein Blockieren oder Versetzen aufweisen. Bebilderte Elemente weisen
eine angemessene Wasser- und Lichtfestigkeit für typische Druckfarben auf.
Zudem lassen sich die Elemente problemlos zu niedrigen Kosten herstellen.
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Die
vorliegende Erfindung wird in und anhand folgender Beispiele veranschaulicht.
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Beispiel 1
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Es
wurden mehrere Proben eines Bildaufzeichnungselements für Tintenstrahlbilder
angefertigt, wobei jede Probe einen harzbeschichteten Papierträger umfasste,
auf dessen Rückseite
eine Gelschicht gegen Aufrollneigung aufgetragen war. Auf der Vorderseite
des Trägers
wurde eine tintenabsorbierende Gelatineschicht mit einem Auftrag
von 7,63 g/m2 aufgebracht. Die Tintenabsorptionsschicht
wurde bei einem Gelatineauftrag von 848 g/m2 eines
kationischen Latexpolymers [Polymer von (m und p Chloromethyl)ethenylbenzen
und 2-Methyl-2-Propensäure 1,2-Ethandiylester,
quaternisiert mit N,N-Dimethylmethanamin], das als Beizmittel dient,
und 129,16 mg/m2 Polymermattiermittel (20 μm große Polystyrolkörner mit
begrenzter Koaleszenz).
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Auf
die Gelatine-Tintenabsorptionsschicht wurde eine ultradünne Deckschicht
aufgetragen. Die Deckschicht wurde mit 0,006 g/m
2 aufgetragen,
wodurch eine Schicht mit einer Dicke im Bereich von 0,005 bis 0,1 μm entstand.
Jede Probe wurde mit einem anderen Polymer als Deckschicht beschichtet,
wobei die Proben wie folgt von A bis H gekennzeichnet wurden:
| Probe | Polymer |
| A | Poly(methylmethacrylat) |
| B | Poly(methylmethacrylat-Comethacrylsäure) |
| C | Poly(methylmethacrylat-Copoly(ethylenglycol)methacrylat)copolymer |
| D | Poly(acrylsäure-Co-Maleinsäure), Natriumsalz |
| E | Poly(acrylsäure), Kaliumsalz,
leicht vernetzt |
| F | Poly(acrylsäure-Co-Acrylamid),
Kaliumsalz |
| G | Poly(acrylsäure), Natriumsalz-Propfpoly(ethylenoxid) vernetzt |
| H | Poly(acrylsäure), mittlere
Molmasse 450.000 |
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Die
Bilder wurden mit einem Drucker des Typs HP PhotoSmart Printer in
folgender Einstellung auf die Proben aufgebracht: HP PhotoSmart
glänzendes
Fotopapier; beste Druckqualität;
PhotoSmart Bestfarben. Die Zeit, die jedes gedruckte Bild benötigte, um
zu trocknen, wurde durch die Dichte der auf ein Blatt Normalpapier übertragenen
Tinte bewertet, das unmittelbar nach dem Austreten der Probe aus
dem Tintenstrahldrucker auf das gedruckte Bild aufgelegt wurde.
In jedem Fall wurde eine Reihe von Bewertungen durchgeführt, um
die Dichte der auf das Normalpapier übertragenen Tinte nach bestimmten
vorgeschriebenen Zeitperioden zu messen. Im Allgemeinen galt, je
geringer die Tintendichte auf dem Normalpapier war, umso schneller
trocknete die Probe. Die Bewertungen wurden bei einer relativen
Feuchtigkeit von 80% durchgeführt,
was für
die Fähigkeit der
Probe, schnell zu trocknen, anspruchsvolle Bedingungen waren.
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Die
folgende Tabelle 1 zeigt die Ergebnisse für die Dichte der auf das Normalpapier übertragenen
Tinte nach verschiedenen Zeitintervallen, nachdem das bebilderte
Papier aus dem Drucker ausgetreten war. Die Ergebnisse werden für die Proben
A bis H gezeigt, und zwar jeweils im Vergleich mit dem Kontrollelement,
wobei das Bildaufzeichnungselement KodakTM Inkjet
Photographic Quality Paper Photo Weight war.
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Die
Ergebnisse in Tabelle 1 zeigen, dass die polymeren Deckschichten
eine Verbesserung der Trocknungszeit bewirken, wie sich anhand der
reduzierten Dichte der auf das Normalpapier übertragenen Dichte zeigt.
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Weitere
Tests wurden durchgeführt,
indem die gesamte Status-A-Auflichtdichte für Proben der auf die gleiche
Weise wie die Proben B und D erzeugten Tintenstrahl-Bildaufzeichnungselemente über einen
Bereich von Trocknungszeiten gemessen wurde. Es wurde ein HP PhotoSmart
Drucker benutzt, die Tests wurden bei 80% relativer Luftfeuchtigkeit
durchgeführt. Ähnliche
Tests wurden durch Vergleich mit einem herkömmlichen Bildaufzeichnungselement
für Tintenstrahl-Tintenbilder
durchgeführt,
wobei die herkömmlichen
Elemente eine Deckschicht aufwiesen, die Celluloseverbindungen mit
einem Auftrag von 1 g/m2 umfassten. Die
Ergebnisse werden in 1 (Polymer B) und 2 (Polymer
D) gezeigt.
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Der
Umfang des Auftrags der erfindungsgemäßen Polymerdeckschichten wurde
mithilfe eines Rasterkraftmikroskops (AFM) untersucht. Bei Rasterkraftmikroskopen
wird die Auslenkung des Hebelarms während der Abtastung abgebildet,
wobei Abweichungen in Zusammensetzung, Haftung, Reibung und Viskoelastizität erfasst
werden. Auf diese Weise ist es möglich,
den Umfang des Auftrags im Phasenmodus in Bezug auf die Messungen
in dem betreffenden Bereich zu bewerten, die sich aus den Phasenmodusbildern
berechnen.
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Die
Rasterkraftmikroskopmessungen wurden an Proben durchgeführt, die
analog zur Probe D hergestellt wurden, jedoch mit unterschiedlichen
Aufträgen
der Poly(acrylsäure-Co-Maleinsäure). In
jedem Fall wurden drei Bilder aufgenommen, aus denen das geometrische
Mittel des Auftrags der betreffenden Fläche berechnet wurde. Die Ergebnisse
sind in Tabelle 2 aufgeführt.
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Aus
den Ergebnissen von Tabelle 2 lässt
sich der Schluss ziehen, dass die Deckschicht, die Poly(acrylsäure-Co-Maleinsäure) enthielt,
nicht durchgängig
war, wobei der Auftrag im Bereich von 50% bis 75% schwankte.
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