DE69707631T2

DE69707631T2 - Herstellungsverfahren zu einem Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial

Info

Publication number: DE69707631T2
Application number: DE69707631T
Authority: DE
Inventors: Masami Kubota; Liu; Shun-Ichiro Mukoyoshi; Tomomi Takahashi
Original assignee: Oji Paper Co Ltd
Current assignee: New Oji Paper Co Ltd
Priority date: 1996-12-26
Filing date: 1997-12-23
Publication date: 2002-07-11
Anticipated expiration: 2017-12-24
Also published as: EP0850777A3; US6270837B1; EP0850777B1; US5958168A; DE69707631D1; EP0850777A2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Technisches Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahlaufzeichnungsmaterials. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahlaufzeichnungsmaterials, die in der Lage sind, farbige Abbildungen mit einer hohen Farbdichte, einem zufriedenstellenden Glanz und einer verbesserten Wasserfestigkeit aufzuzeichnen.

2. Beschreibung des einschlägigen Standes der Technik

Ein Tintenstrahlaufzeichnungssystem wird dazu verwendet, farbige Abbildungen auf einem Aufzeichnungsblatt aufzuzeichnen, indem Tintentropfen in Abhängigkeit von der Abbildung durch Düsen mit einer hohen Geschwindigkeit abgespritzt werden, so daß die Tintentropfen an einer Oberfläche des Aufzeichnungsblattes anhaften, und ist insofern vorteilhaft, als Vollfarbdruck einfach ist und das Druckgeräusch leise ist. Diese Art von Aufzeichnungssystem verwendet Tinten bzw. Druckfarben, die große Mengen eines Lösungsmittels enthalten, weshalb die Tinten in großen Mengen verwendet werden müssen, um eine hohe Farbdichte von aufgezeichneten Abbildungen zu erzielen. Da die Tintentropfen des weiteren kontinuierlich abgespritzt werden, kann ein Nachteil dadurch entstehen, daß später abgespritzte Tintentropfen das Aufzeichnungsblatt erreichen und spätere Tintentropfen bilden, bevor früher abgespritzte Tintentropfen voll in dem Aufzeichnungsblatt absorbiert sind und frühere Tintenpunkte bilden, wodurch die späteren Tintenpunkte mit den früheren Tintenpunkten verschmelzen. Folglich muß das Aufzeichnungsblatt für das Tintenstrahlaufzeichnungssystem in der Lage sein, Tintenpunkte mit einer hohen Farbdichte und einem sauberen Farbton auszubilden und die abgespritzten Tintentropfen mit einer hohen Absorptionsrate zu absorbieren, so daß selbst in dem Fall, daß die abgespritzten Tintentropfen auf der Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials überlappen, die Tintentropfen einander nicht gegenseitig aufsaugen. Als Reaktion auf die rasante Verbreitung von Tintenstrahlaufzeichnungssystemen ist es derzeit auf dem Gebiet des Druckens von Veröffentlichungen und Einwickelbögen erforderlich, Drucke mit hohem Glanz und einer hohen Farbdichte zur Verfügung zu stellen. Besonders für Vollfarbaufzeichnungen sind Aufzeichnungsblätter vom Typ Plastikfilm und beschichtetes Papier stark gefragt, weil sie ausgezeichnete Tintenaufnahmeeigenschaften aufweisen, beispielsweise eine hohe Tintenabsorptions- und -fixierrate und eine starke Tintenabsorptionsfähigkeit, und daher Tintenpunkte mit einer zufriedenstellenden Form (echt kreisförmig) und einer hohen Schärfe zur Verfügung stellen können.
Da herkömmliche Tinten für das Tintenstrahlaufzeichnungssystem wasserlöslich sind, sind die resultierenden Tintenabbildungen generell insofern nachteilig, als die Wasser- und Feuchtigkeitsfestigkeit der Tintenabbildungen nicht zufriedenstellend ist. Folglich ist zu dem Zweck, die Feuchtigkeits- und Wasserfestigkeit zu verbessern, für gewöhnlich ein kationisches Harz im Substratpapierblatt oder in der Tintenaufnahmeschicht (Aufzeichnungsschicht) enthalten.
Die geprüfte japanische Patentveröffentlichungsschrift Nr. 2-835,673 zum Beispiel beschreibt ein Tintenstrahl-Aufzeichnungspapierblatt, das aus einer Stoffsuspension mit Zugabe eines Pigments und eines kationischen Harzes gebildet wird. Das Pigment und das kationische Harz tragen dazu bei, das Fixieren von in der Tinte enthaltenen anionischen Farbstoffen in dem Aufzeichnungspapierblatt zu verstärken und die Feuchtigkeits- und Wasserfestigkeit der fixierten Tintenabbildungen zu verbessern.
Des weiteren beschreibt die EP-Patentveröffentlichungsschrift Nr. 0 767 071 A (Stand der Technik gemäß Art. 54(3) EPÜ) ein für ein Tintenstrahlaufzeichnungssystem verwendbares, beschichtetes Papierblatt, bei dem eine ein Pigment, z. B. Siliziumoxid oder Aluminiumoxid, beinhaltende Beschichtung auf einem Substratblatt ausgebildet wird, um die Qualität von Abbildungen, beispielsweise die Schärfe von Punkten und die Farbdichte von Abbildungen, zu verbessern.
Bei den herkömmlichen beschichteten Papierblättern für ein Tintenstrahlaufzeichnungssystem weist die Beschichtung als Hauptbestandteile Pigmentteilchen mit einer Teilchengröße in einer Größenordnung von mehreren Mikrometern, ein kationisches Harz und ein Bindemittel auf, wobei die Pigmentteilchen zum Absorbieren der Tinte dienen, und das kationische Harz zum Fixieren der in der absorbierten Tinte enthaltenen Farbstoffe dient.
Das herkömmliche Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial ist jedoch insofern nachteilig, als die in der Beschichtung enthaltenen Pigmentteilchen eine große Teilchengröße besitzen, die resultierende Beschichtung opak ist, ihre Oberfläche rauh ist, und der Glanz und die Farbdichte der resultierenden, in die Beschichtung aufgenommenen Tintenabbildungen nicht zufriedenstellend sind.
Die japanische Patentveröffentlichungsschrift Nr. JP- A-61 057 380 beschreibt ein Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial mit einer Tintenaufnahmeschicht, welche ein anorganisches Pigment (synthetisches Siliziumoxid und/oder hydriertes Aluminiumoxid) mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 0,5 bis 30 um, ein kationisches Harz und eine schwerlösliche Magnesiumverbindung enthält.
Die europäische Patentveröffentlichungsschrift Nr. EP-A-0 732 219 beschreibt ein Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial, das ein Substrat mit einer Tintenaufnahmeschicht und einer weiteren darauf ausgebildeten Oberfläche aufweist. Die erstere Schicht beinhaltet ein Pigment (wie etwa Siliziumoxid) mit einer durchschnittlichen Größe von 0,1 bis 20 um, einer kationischen Substanz (wie etwa einem Polymerharz) und einem Bindemittel (wie etwa kationisierter Stärke). Die letztere Schicht weist in erster Linie ultrafeine anorganische kationische Teilchen mit einer durchschnittlichen Größe von 0,001 bis 0,5 um, und vorzugsweise ein Bindemittelharz auf.
Die europäische Patentveröffentlichungsschrift Nr. EP-A-0 803 374 (Stand der Technik gemäß Art. 54(3) EPÜ) beschreibt ein Hochglanz-Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial mit einer auf ein Substrat auflaminierten Tintenaufnahmeschicht, die ein wasserlösliches Harzbindemittel und ein Siliziumoxid- und/oder Aluminiumoxidsilicatpigment mit einer durchschnittlichen Sekundärteilchengröße von 0,01 bis 0,3 um umfaßt. Die Tintenfixierfähigkeit des Materials wird durch den Einschluß eines kationischen Harzes verbessert.
Von den Erfindern der vorliegenden Erfindung wurde der Versuch unternommen, die Farbdichte der aufgezeichneten Tintenabbildungen zu erhöhen. Bei diesem Versuch wurden kolloidale Pigmentteilchen mit einer Teilchengröße von 500 nm oder weniger durch Pulverisieren von Pigmentteilchen, z. B. Siliziumoxidteilchen, mit einer Teilchengröße in der Größenordnung eines Mikrometers durch ein mechanisches Dispersionsverfahren bereitet, wobei entdeckt wurde, daß die resultierenden kolloidalen Pigmentteilchen dazu beitragen, Glanz und Farbdichte der aufgezeichneten Tintenabbildungen zu erhöhen. Die kolloidalen Siliziumoxidteilchen sind jedoch anionisch und besitzen daher keine Fähigkeit, die anionischen Farbstoffe in der Tinte zu fixieren, und die resultierenden aufgezeichneten Tintenabbildungen weisen eine nicht zufriedenstellende Feuchtigkeits- und Wasserfestigkeit auf. Des weiteren wurde entdeckt, daß die anionischen Pigmentteilchen bei Zugabe eines kationischen Harzes miteinander agglomerieren können, wodurch die Transparenz und Oberflächenglätte der Beschichtung herabgesetzt werden kann. Des weiteren kann das Agglomerieren der Pigmentteilchen aufgrund der Zugabe des kationischen Harzes zu einer Erhöhung der Viskosität der Beschichtungsflüssigkeit führen, weshalb sich der Beschichtungsvorgang mit der eine erhöhte Viskosität aufweisenden Beschichtungsflüssigkeit als schwierig erweisen kann.
Des weiteren wurde bei einem vorausgehenden Versuch der Erfinder der vorliegenden Erfindung eine Beschichtungsflüssigkeit für das Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial durch Aufnehmen eines wasserlöslichen Harzes in die Oberfläche von anionischen Kolloidteilchen und darauffolgendes Mischen der oberflächenbehandelten Kolloidteilchen mit einem kationischen Harz bereitet, wie in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 9-263,039 beschrieben ist. Bei diesem Verfahren müssen die Kolloidteilchen Primärteilchen des Pigments sein, die eine kleine Oberfläche besitzen und Oberflächen aufweisen, die vollständig von dem wasserlöslichen Harz bedeckt werden können. Wenn die Kolloidteilchen die Form von Sekundärteilchen mit einer hohen Tintenabsorptionsfähigkeit aufweisen, besitzen die Teilchen eine beträchtlich vergrößerte spezifische Oberfläche, so daß es schwierig wird, die Oberflächen der Teilchen vollständig mit dem wasserlöslichen Harz zu bedecken. Außerdem kann die Zugabe des kationischen Harzes zu einem Agglomerieren der Teilchen des Pigments führen, wodurch die Viskosität der resultierenden Beschichtungsflüssigkeit erhöht wird. Dieses Phänomen führt dazu, daß die Transparenz und die Oberflächenglätte der resultierenden Beschichtung herabgesetzt werden.
Wenn das wasserlösliche Harz in einer erhöhten Menge verwendet wird, verkleinern sich die zwischen den Kolloidteilchen gebildeten Zwischenräume, die dazu dienen, die Tinte aufzunehmen, so daß sich die Tintenabsorptionsrate und die -fähigkeit (Tintenaufnahmeschicht) verringern.
Allgemein ausgedrückt sind bei der Herstellung einer Tintenaufnahmeschicht die Transparenz, die Oberflächenglätte und der Oberflächenglanz der resultierenden Tintenaufnahmeschicht und die Farbdichte der aufgezeichneten Tintenabbildungen umso höher, je kleiner die Teilchengröße der in der Tintenaufnahmeschicht enthaltenen Pigmentteilchen ist. Das Pulverisieren der Pigmentteilchen wird im wesentlichen durch Beaufschlagen von drei Arten von Kräften auf die Pigmentteilchen durchgeführt, nämlich einer Scherkraft, einer Schlagkraft und einer Druckkraft entweder für sich oder in Kombination. Bei einem Pulverfsierverfahren, bei dem hauptsächlich die Scherkraft angewendet wird, werden ein herkömmlicher Mischer und ein Cowles-Dispergierer eingesetzt. Bei einem Pulverisierverfahren, bei dem hauptsächlich die Schlagkraft angewendet wird, wird eine herkömmliche Strahlmühle eingesetzt. Des weiteren kann bei einem Pulverisierverfahren, bei dem eine Kombination der Scherkraft mit der Schlagkraft angewendet wird, eine herkömmliche Sandmühle, eine Kugelmühle oder eine Walzmühle eingesetzt werden.
Bei einem herkömmlichen Verfahren zum Dispergieren von Pigmentteilchen für Anstrichfarben wird für gewöhnlich ein mechanisches Rühr-Dispergierverfahren unter Verwendung eines Mischers oder Cowles-Dispergierers angewendet. Dieses herkömmliche Verfahren ist jedoch dafür, die Pigmentteilchen so zu pulverisieren, daß eine Verringerung der Teilchengröße der Pigmentteilchen herbeigeführt wird, und die Agglomerate von Sekundärteilchen, die sich aus Agglomeraten von Primärteilchen mit einer schlechten Dispersionsstabilität gebildet haben, in Sekundärteilchen mit einer geringeren Größe als derjenigen der Sekundärteilchenagglomerate aufzubrechen, nicht zufriedenstellend.
Im Vergleich mit einem Mischer besitzen eine Sandmühle und eine Kugelmühle eine ausgezeichnete Dispergier- und Pulverisierfähigkeit. Diese Mühlen setzen Kugeln oder Kügelchen als Dispergiermedium ein und werden daher als Dispergierer vom Typ mit Dispergiermedium bezeichnet. Wenn dieser Dispergierertyp für die Bereitung einer Beschichtungsflüssigkeit mit einer hohen Viskosität verwendet wird, wird die Scherkraft durch das Phänomen einer Dämpfung durch das Dispergiermedium herabgesetzt. Der Dispergierer vom Typ mit Dispergiermedium ist daher nur für Beschichtungsflüssigkeiten mit einem niedrigen oder mittelhohen Viskositätsgrad verwendbar. Zum Dispergieren einer Anstrichfarbe mit einer hohen Viskosität wird vorteilhaft die Walzmühle verwendet. Die Walzmühle ist jedoch im Hinblick auf ihre Dispergierwirkung nicht zufriedenstellend.
Die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 5-32413 beschreibt ein Verfahren zum Pulverisieren von Aluminiumoxidsol-Sekundärteilchen, bei dem Primärteilchen leicht miteinander agglomeriert werden, unter Verwendung eines Ultraschall-Vibrationsdispergierers, bei dem nicht nur eine starke Scherkraft, sondern auch ein Kavitationsmechanismus angewendet werden. Die resultierenden dispergierten Aluminiumoxidteilchen sind jedoch insofern nicht zufriedenstellend, als die Teilchengrößen der resultierenden Sekundärteilchen zu groß sind und die resultierende Teilchengrößenverteilung zu breit ist. Bei Verwendung der resultierenden, fein dispergierten Farbe ist die resultierende Tintenaufnahmeschicht daher wegen ihrer geringen Transparenz nicht zufriedenstellend. Des weiteren ist die Adhäsion der Teilchen aneinander durch ein Bindemittel nicht zufriedenstellend, wenn die Teilchengrößenverteilung zu breit ist, so daß die resultierende Tintenaufnahmeschicht leicht Risse entwickeln kann. Weiterhin erfordert der Vorgang zum Dispergieren der Pigmentteilchen eine lange Zeit und einen hohen Arbeitsaufwand, so daß der Wirkungsgrad des Verfahrens zum Bereiten der Beschichtungsflüssigkeit für die Tintenaufnahmeschicht gering ist.

ABRISS DER ERFINDUNG

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahlaufzeichnungsmaterials zur Verfügung zu stellen, bei dem Glanz, Oberflächenglätte und Tintenabsorption ausgezeichnet sind und das in der Lage ist, Tintenabbildungen mit einer hohen Farbdichte und einer ausgezeichneten Feuchtigkeits- und Wasserfestigkeit zur Verfügung aufzuzeichnen.
Die genannte Aufgabe kann durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung gelöst werden.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahlaufzeichnungsmaterials mit einer oder mehreren auf dem Substrat gebildeten Tintenaufnahmeschichten zur Verfügung, bei welchem mindestens eine der Tintenaufnahmeschichten gebildet wird, indem mit einer Beschichtungsdispersion, welche hergestellt wird, indem ein kationisches Harz in eine wäßrige Dispersion von Pigmentteilchen eingemischt wird, um die Pigmentteilchen untereinander zu agglomerieren und die Viskosität des resultierenden Gemisches zu erhöhen, und indem die agglomerierten Pigmentteilchen in der das kationische Harz enthaltenden Dispersion pulverisiert/dispergiert werden, um die durchschnittliche Teilchengröße der pulverisierten/dispergierten Pigmentteilchen auf 1 um oder weniger einzustellen, auf oder in das Substrat oder eine weitere Tintenaufnahmeschicht, wenn das Substrat mit der weiteren Tintenaufnahmeschicht beschichtet ist, beschichtet oder imprägniert wird, und indem die durch Beschichtung oder Imprägnierung aufgebrachte Beschichtungsdispersionsschicht getrocknet wird.
Bei einem weiteren Aspekt stellt die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahlaufzeichnungsmaterials zur Verfügung, welches eine oder mehrere Tintenaufnahmeschichten auf einem Substrat aufweist, wobei mindestens eine der Tintenaufnahmeschichten gebildet wird, indem eine glatte Formgebungsoberfläche mit einer Beschichtungsfilmschicht beschichtet wird, welche Pigmentteilchen umfaßt, die hergestellt werden, indem agglomerierte Pigmentteilchen in einer ein kationisches Harz enthaltenden Flüssigkeit in einem solchen Ausmaß pulverisiert/dispergiert werden, daß die durchschnittliche Teilchengröße der pulverisierten/dispergierten Pigmentteilchen 1 um oder weniger erreicht, und indem die Beschichtungsfilmschicht auf eine Oberfläche des Substrats übertragen wird oder, wenn die Oberfläche des Substrats mit einer weiteren Tintenaufnahmeschicht beschichtet ist, auf die Oberfläche der weiteren Tintenaufnahmeschicht übertragen wird.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Fig. 1 ist ein Querschnittprofil zur Erläuterung eines für die vorliegende Erfindung verwendbaren Homogenisators vom Druck-Typ zum Pulverisieren/Dispergieren von agglomerierten Pigmentteilchen.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Wenn Pigmentteilchen mit einer Teilchengröße in der Größenordnung von Mikrometern in einem kationischen Harz oder in einer Mischung aus einem kationischen Harz mit einem Bindemittel dispergiert werden, so sind Glanz, Glätte und Transparenz naturgemäß im allgemeinen nicht hoch, weshalb die aus der resultierenden Beschichtungsflüssigkeit gebildete Beschichtung auch dann nicht wesentlich beeinträchtigt wird, wenn die Pigmentteilchen in geringem Maße miteinander agglomeriert werden. Wenn die Pigmentteilchen jedoch eine durchschnittliche Teilchengröße von 1 um oder weniger besitzen und in einer Beschichtungsflüssigkeit miteinander agglomeriert sind, weist die resultierende, aus der Beschichtungsflüssigkeit gebildete Beschichtung eine stark herabgesetzte Transparenz auf und besitzt eine rauhe Oberfläche, wobei dann der Erhalt einer ausgezeichneten Oberflächenglätte und eines ausgezeichneten Glanzes erschwert wird, bei denen es sich um die Vorteile handelt, die durch die Verwendung der feinen Pigmentteilchen mit einer Teilchengröße von 1 um oder weniger erzielt werden sollen.
Die anorganischen Pigmentteilchen, beispielsweise Siliziumoxid-Pigmentteilchen, weisen in Wasser eine anionische Eigenschaft auf, so daß aus agglomerierten Teilchen (Sekundär- oder Tertiärteilchen) von primären Siliziumoxidteilchen bestehende kolloidale Siliziumoxidteilchen in Wasser eine anionische Eigenschaft aufweisen. Die feinen anionischen Siliziumoxidteilchen besitzen keine Fähigkeit zum Fixieren der in der Tinte enthaltenen anionischen Farbstoffe, und die gedruckten Tintenabbildungen weisen daher eine geringe Feuchtigkeits- und Wasserfestigkeit auf. Um die Feuchtigkeits- und Wasserfestigkeit zu verbessern, ist es erforderlich, der Beschichtungsflüssigkeit ein kationisches Harz zuzugeben. Es ist aber bekannt, daß die Kolloidteilchen bei Zugabe des kationischen Harzes zu der kolloidale anionische Siliziumoxidteilchen enthaltenden Beschichtungsflüssigkeit unmittelbar agglomeriert werden, so daß Glanz und Transparenz der resultierenden Beschichtung nicht zufriedenstellend sind.
Um die genannten Nachteile zu beseitigen, wird vor dem Pulverisieren von agglomerierten Siliziumoxidteilchen mit einer Teilchengröße von zwischen ca. 1 um und ca. 50 um mit Hilfe einer mechanischen Aufbrechkraft zum Bereitstellen einer Dispersion von kolloidalen Siliziumoxidteilchen ein kationisches Harz mit den agglomerierten Siliziumoxidteilchen vermischt, und die Mischung einem mechanischen Pulverisiervorgang zum Pulverisieren der agglomerierten Siliziumoxidteilchen zusammen mit dem kationischen Harz unterzogen. Die resultierende Dispersion enthält trotz des Umstandes, daß die Dispersion das kationische Harz enthält, fein und gleichförmig pulverisierte kolloidale Siliziumoxidteilchen.
Wenn die mittels der genannten Verfahren bereitete Beschichtungsflüssigkeit auf ein Substrat aufgetragen oder darin imprägniert wird, weist das resultierende Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial hohen Glanz auf und ist in der Lage, Tintenabbildungen mit hoher Farbdichte, ausgezeichnetem Glanz und hoher Feuchtigkeits- und Wasserfestigkeit aufzuzeichnen. Die Gründe für diese Vorteile sind nicht völlig geklärt. Es wird jedoch angenommen, daß beim Pulverisieren und Dispergieren der agglomerierten Siliziumoxidteilchen in Gegenwart eines kationischen Harzes eine Absorption des kationischen Harzes auf den Oberflächen der Siliziumoxidteilchen zusammen mit dem Vorgang des Pulverisierens der Siliziumoxidteilchen stattfindet, und wenn die Teilchengröße der Siliziumoxidteilchen ein Niveau von 1 um oder weniger, vorzugsweise 500 nm oder weniger erreicht, die Absorption des kationischen Harzes auf den Oberflächen der Siliziumteilchen einen Gleichgewichtszustand erreicht, und daher im wesentlichen alle Oberflächen der Siliziumoxidteilchen durch das kationische Harz bedeckt werden.
Die Dispersion von Pigmentteilchen, die durch das Pulverisieren/Dispergieren von agglomerierten Pigmentteilchen in Gegenwart eines kationischen Harzes sowie gegebenenfalls eines weiteren, wasserlöslichen Harzes durch mechanische Mittel bis hin zu einer durchschnittlichen Teilchengröße der pulverisierten/dispergierten Teilchen von 1 um oder weniger, vorzugsweise 500 nm oder weniger, bereitet wurde, besitzt eine hohe Dispersionsstabilität und weist eine zufriedenstellende Beschichtungseignung auf, und ist daher nützlich zum Bilden einer Tintenaufnahmeschicht des Tintenstrahlaufzeichnungsmaterials, das in der Lage ist, Tintenabbildungen mit einem zufriedenstellenden Glanz und einer hohen Farbdichte aufzuzeichnen.
Bei dem gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellten Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial weist die Tintenaufnahmeschicht Pigmentteilchen auf, die durch ein Pulverisieren/Dispergieren von agglomerierten Pigmentteilchen in einer ein kationisches Harz enthaltenden Flüssigkeit in einem solchen Grad bereitet wurden, daß die durchschnittliche Teilchengröße der pulverisierten/dispergierten Teilchen 1 um oder weniger, vorzugsweise 500 nm oder weniger erreicht. Bei der vorliegenden Erfindung liegt die Pigmentdispersion vorzugsweise in Form einer Kolloidlösung oder eines Breis vor. Das Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial der vorliegenden Erfindung weist einen hohen Glanz und eine ausgezeichnete Tintenabsorption auf und ist in der Lage, Tintenabbildungen mit einer hohen Farbdichte und einer hohen Feuchtigkeits- und Wasserfestigkeit aufzuzeichnen.
Bei dem gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellten Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial ist das Substrat nicht auf bestimmte Materialien beschränkt und kann daher aus einem transparenten Material oder einem opaken Material gebildet sein. Beispielsweise umfaßt das Substrat vorzugsweise einen Film aus regenerierter Cellulose, einen Plastikfilm, z. B. einen Film aus Polyethylen, Polypropylen, weichem Polyvinylchlorid, hartem Polyvinylchlorid, oder Polyester; ein Papierblatt, z. B. ein holzfreies Papier, ein beschichtetes Papier, ein Kunstdruckpapier, ein gußgestrichenes Papier, ein folienkaschiertes Papier, ein Kraftpapier, ein Polyethylenfilm-kaschiertes Papier, ein mit Harz imprägniertes Papier, ein metallisiertes Papier oder ein wasserlösliches Papierblatt; eine Metallfolie; oder ein synthetisches Papierblatt. Das synthetische Papierblatt ist beispielsweise ein kaschiertes synthetisches Papierblatt, das durch Ausbilden eines Films hergestellt wird, der mit einem thermoplastischen Harz vermischte Pigmentteilchen enthält; Ausziehen des Films zum Umwandeln des Films in einen papierähnlichen Bogen; und Auflaminieren des papierähnlichen Bogens als oberste Schicht auf mindestens einen Plastikfilm. Diese Art von synthetischem Papierblatt ist beispielsweise unter der Handelsbezeichnung YUPO von OJI YUKAGOSEISHI K. K. erhältlich.
Die Tintenaufnahmeschicht des gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellten Tintenstrahlaufzeichnungsmaterials besitzt einen Einzelschicht- oder Mehrschichtenaufbau.
Wenn die Tintenaufnahmeschicht einen Einzelschichtaufbau besitzt, enthält diese Tintenaufnahmeschicht als Pigmentkomponente mindestens einen Bestandteil, der ausgewählt ist unter anorganischen Pigmenten, z. B. Siliziumoxid-, z. B. amorphen Siliziumoxid-, Kaolin-, Aluminiumoxidsilicat-, Ton-, calcinierten Ton-, Zinkoxid-, Zinnoxid-, Magnesiumsulfat-, Aluminiumoxid-, Aluminiumhydroxid-, Quasi-Behmite-, Calciumcarbonat-, Glanzweiß-, Aluminiumsilicat-, Seifenton-, Zeolith-, Magnesiumsilicat-, Magnesiumcarbonat-, Magnesiumoxid- und Diatomeenerdepigmenten; und organischen Pigmenten, z. B. Styrolharz-, Harnstoffharz- und Benzoguanaminharzpigmenten. Einige der Pigmente weisen eine Ioneneigenschaft auf und werden durch den pH beeinflußt. Üblicherweise sind die anorganischen Pigmente außer den Aluminiumoxidpigmenten anionische Pigmente.
Die Pigmentteilchen enthaltende Beschichtungsflüssigkeit für die Tintenaufnahmeschicht kann unter Verwendung eines herkömmlichen Pigments in dem folgenden Verfahren bereitet werden.
Die agglomerierten Pigmentteilchen werden in einem Medium wie etwa Wasser dispergiert, ein kationisches Harz wird mit der Dispersion vermischt, und daraufhin die resultierende Mischung einem mechanischen Pulverisier- /Dispergiervorgang unterzogen, bis die durchschnittliche Teilchengröße der pulverisierten/dispergierten agglomerierten Pigmentteilchen 1 um oder weniger, vorzugsweise 500 nm oder weniger, insbesondere bevorzugt 10 bis 300 nm erreicht, was dazu beiträgt, die Farbdichte der in der Tintenaufnahmeschicht aufgenommenen Tintenabbildungen zu erhöhen. Um die pulverisierten/dispergierten agglomerierten Pigmentteilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 1 um oder weniger zu erzielen, werden herkömmliche agglomerierte Pigmentteilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 1 bis 50 um einem mechanischen Pulverisierungsvorgang unter einer starken Scherkraft unterzogen. Beispielsweise wird ein Zerkleinerungsverfahren, bei dem ein Material in Form von Klumpen fein zerteilt wird, auf die herkömmlichen agglomerierten Pigmentteilchen angewendet. Die mechanischen Pulverisierungseinrichtungen umfassen Ultraschallpulverisierer, Hochgeschwindigkeitsrotationsmühlen, Walzmühlen, containergetriebene Mediummühlen, Mediumrührmühlen, Strahlmühlen, Mörser, Sandmühlen, Homogenisatoren vom Druck-Typ und Cowles-Dispergierer.
Falls nicht anders angegeben, wurde bei der vorliegenden Erfindung die durchschnittliche Teilchengröße der Pigmentteilchen durch Beobachtung mittels Elektronenmikroskop (SEM und TEM)-beobachtung als ein durchschnittlicher Martin-Durchmesser bestimmt ("Microparticle Handbook", herausgegeben von Asakura Shoten, 1991, Seite 52).
Von den oben erwähnten mechanischen Pulverisierungseinrichtungen trägt der Homogenisator vom Druck-Typ dazu bei, die Pulverisierungszeit zu verkürzen und Arbeitsaufwand für das Pulverisieren einzusparen, und ist daher in der Praxis am meisten bevorzugt.
Der Aufbau und der Pulverisiermechanismus des Homogenisators vom Druck-Typ werden nun unter Bezugnahme auf Fig. 1 erläutert.
Der Homogenisator von Fig. 1 weist einen Druckaufbau auf, um eine Dispersion bis zu einem gewünschten Druck unter Druck zu setzen, und einen Homogenisierventilaufbau zum Erzeugen eines Rühreffekts.
In Fig. 1 wird eine zu erhitzende Dispersion 1, die eine Mehrzahl von festen Teilchen 1a enthält, mittels einer Pumpe (in Fig. 1 nicht gezeigt) unter Druck gesetzt und unter Hochdruck mit einer niedrigen Fließgeschwindigkeit in einen Ventilsitz 2 eingeführt. Nach dem Verdichten der Dispersion im Ventilsitz 2 durchläuft die Dispersion einen engen Zwischenraum 2a zwischen dem Ventilsitz 2 und einem Homogenisierventil 4 mit einer hohen Fließgeschwindigkeit und trifft auf einen Prallring 3. Dieser Aufprall führt zur Erzeugung einer Kavitation, welche die Homogenisierung der Dispersion und das Pulverisieren der Pigmentteilchen fördert. Diese Art von Dispergierer besitzt eine hohe Dispergierkapazität und kann die Beschichtungsflüssigkeit selbst dann reibungslos dispergieren, wenn sie Festteilchen enthält oder eine hohe Viskosität besitzt.
Vorzugsweise beträgt der Druck 250 kg/cm² oder mehr, insbesondere bevorzugt 550 kg/cm² oder mehr. Der Homogenisator vom Druck-Typ kann einen Höchstdruck von ca. 1000 kg/cm² voll aufbringen und unter einen Druck von mehr als 1000 kg/cm² setzen. Die durchschnittliche Teilchengröße der pulverisierten/dispergierten Teilchen beträgt vorzugsweise 10 nm bis 300 nm, insbesondere bevorzugt 10 nm bis 200 nm, ganz besonders bevorzugt 20 bis 150 nm.
Wenn ein Siliziumoxid- oder Aluminiumoxidsilicatpigment als feine Teilchen eingesetzt wird, kann eine Tintenaufnahmeschicht mit zufriedenstellender Transparenz, Oberflächenglätte und Glanz erhalten werden. Es wird angenommen, daß die durch den Homogenisator vom Druck-Typ unter Druck pulverisierten/dispergierten Pigmentteilchen auf eine gleichmäßige Teilchengröße mit einem engen Teilchengrößenverteilungsbereich gesteuert werden können, und daher die oben genannten, ausgezeichneten Effekte erzielt werden können. Bei der Teilchengrößenverteilung nach dem Pulverisier-/Dispergiervorgang liegt eine Fraktion der Teilchen mit einer Teilchengröße von 50 nm unter bis 50 nm über der durchschnittlichen Teilchengröße vorzugsweise in einer zahlenmäßigen Menge von 70% oder mehr bezogen auf die Gesamtanzahl der Teilchen vor. D. h., die Teilchen mit einer Teilchengröße zwischen 50 nm unter und 50 nm über der durchschnittlichen Teilchengröße liegen vorzugsweise in einem Anteil von 70% der Anzahl oder mehr, insbesondere bevorzugt 85% der Anzahl oder mehr bezogen auf die Gesamtanzahl der Teilchen vor. Wenn die Teilchen agglomerierte Teilchen sind, ist die Teilchengröße eine agglomerierte Teilchengröße.
Die Primärteilchen, aus denen die agglomerierten Teilchen gebildet werden, besitzen vorzugsweise eine durchschnittliche Primärteilchengröße von 3 bis 40 nm. Wenn die Primärteilchengröße kleiner als 3 nm ist, können die resultierenden Pigmentteilchen eine verringerte Tintenabsorption aufweisen. Des weiteren kann die resultierende Tintenaufnahmeschicht eine unzufriedenstellende Transparenz aufweisen, wenn die Primärteilchengröße mehr als 40 nm beträgt.
Im Hinblick auf eine gute Pulverisiereignung und die Dispersionsstabilität ist das für die Tintenaufnahmeschicht der gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellten Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial vorzugsweise ausgewählt aus amorphen Siliziumoxid-, Aluminiumoxidsilicat-, Zeolith- und Calciumcarbonatpigmenten, insbesondere bevorzugt amorphen Siliziumoxid- und Aluminiumsilicatpigmenten. Das Aluminiumoxidsilicatpigment liegt in Form von zusammengesetzten feinen Teilchen vor, die mittels eines Hydrolyseverfahrens aus einem Aluminiumalkoxid und Siliziumalkoxid als den Hauptbestandteilen synthetisiert sind. Bei den zusammengesetzten feinen Teilchen sind die Aluminiumoxidkomponenten und die Siliziumoxidkomponenten derart miteinander kombiniert, daß die Aluminiumoxidkomponente und die Siliziumoxidkomponente nicht einzeln voneinander isoliert werden können.
Die Tintenaufnahmeschicht kann zusätzlich zu den oben genannten konkreten, durch den oben erwähnten Pulverisier-/Dispergiervorgang bereiteten Pigmentteilchen herkömmliche Pigmente enthalten, z. B. Siliziumoxid-, kolloidalen Siliziumoxid-, Aluminiumoxid-, und Calciumcarbonatpigmenten und Plastikpigmenten, wenn dadurch die Transparenz und der Glanz der Tintenaufnahmeschicht nicht verschlechtert werden. Das zusätzliche Pigment kann die Tintenabsorption der Tintenaufnahmeschicht verbessern.
Die für die vorliegende Erfindung verwendbaren kationischen Harze sind nicht auf einen bestimmten Harztyp beschränkt und vorzugsweise aus wasserlöslichen kationischen Harzen und kationischen Harzen in Form einer wäßrigen Emulsion ausgewählt. Üblicherweise werden Polyalkylenpolyamine, z. B. Polyethylenpolyamine und Polypropylenpolyamine und deren Derivate, z. B. Polypropylengolyallylamine und Polypropylenpolydiallylmethylamine; Acrylharze mit einer tertiären Aminogruppe und/oder einer quaternären Ammoniumgruppe; und Diarylaminverbindungen für sich oder in einer Mischung von zwei oder mehr von ihnen eingesetzt.
Die für die vorliegende Erfindung verwendbaren kationischen Harze umfassen kationische Dicyanharze, typischerweise Dicyandiamid-Formaldehyd-Polykondensationsprodukte; kationische Polyaminharze, typischerweise Dicyandiamid-Diethylentriamin-Polykondensationsprodukte; und kationische Polykationharze, z. B. Epichlorhydrin- Dimethylamin-Additionspolymerisationsprodukte, Dimethyldiallylammoniumchlorid-SO&sub2;-Copolymere, Diallylaminsalz- SO&sub2;-Copolymere, Dimethyldiallylammoniumchlorid-Polymere, Allylamin-Polymere; Polymere von quaternären Dialkylaminethyl (meth)acrylatsalzen, und Acrylamid-Diallylaminsalz- Copolymere. Die Menge des der Tintenaufnahmeschicht hinzuzufügenden kationischen Harzes wird vorzugsweise in einen Bereich zwischen 1 und 30 Gewichtsteile, insbesondere bevorzugt 3 und 20 Gewichtsteile bezogen auf 100 Gewichtsteile des Pigments gesteuert. Es kann natürlich eine geringe Menge des kationischen Harzes vor dem Pulverisier-/Dispergiervorgang mit dem Pigment vermischt werden, und nach dem Pulverisieren/Dispergieren der Pigmentteilchen auf eine derivierte Teilchengröße kann dann der Restbetrag des kationischen Harzes mit den pulverisierten/dispergierten Pigmentteilchen vermischt werden. Die kationischen Harze können für sich oder in einer Mischung von zwei oder mehr davon angewendet werden.
Bei der Bereitung der Beschichtungsflüssigkeit für die Tintenaufnahmeschicht wird gegebenenfalls mindestens ein Zusatz für die herkömmlichen beschichteten Papierblätter, die beispielsweise aus Dispergierrmitteln, Dickungsmitteln, Antischaummitteln, Farbstoffen, antistatischen Mitteln und Konservierungsmitteln ausgewählt sind, gegebenenfalls der Beschichtungsflüssigkeit vor, während oder nach dem Pulverisier-/Dispergiervorgang zugegeben.
In der gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellten Tintenaufnahmeschicht ist ein Bindemittel enthalten. Als das Bindemittel können herkömmliche Bindemittel verwendet werden, die üblicherweise bei der Herstellung von beschichteten Papierblättern eingesetzt werden. Das Bindemittel umfaßt vorzugsweise mindestens einen Bestandteil, der ausgewählt ist unter wasserlöslichen Harzen, z. B. Polyvinylalkoholen (im nachfolgenden als PVA bezeichnet), Casein, Sojabohnenprotein, synthetischen Proteinen, Stärke, und Cellulosederivaten, z. B. Carboxymethylcellulose und Methylcellulose; und wasserunlöslichen Harzen, z. B. konjugierten Dienpolymeren, z. B. Styrol-Butadien-Copolymeren und Methylmethacrylat- Butadien-Copolymeren, Acrylpolymeren und Vinyl-Copolymere, z. B. Styrol-Vinylacetat-Copolymeren, die in Form eines Latex oder einer wäßrigen Dispersion vorliegen. Die Bindemittel können für sich oder in einer Mischung von zwei oder mehr davon eingesetzt werden.
Die für die vorliegende Erfindung verwendbaren Bindemittel sind vorzugsweise aus wasserlöslichen Harzen ausgewählt. Die Gründe, warum die wasserlöslichen Harze für die vorliegende Erfindung vorzuziehen sind, sind nicht völlig klar. Es wird angenommen, daß die wasserlöslichen Harze zumindest Abschnitte der Oberflächen der Pigmentteilchen wie Siliziumoxidteilchen bedecken können, während das wasserunlösliche Harzlatex mit den Pigmentteilchenoberflächen nicht kompatibel ist, und daher die Kompatibilität des kationischen Harzes mit den Pigmentteilchen durch das wasserlösliche Harz verbessert wird.
Das Bindemittel kann als eine Gesamtmenge oder Teilmengen mit den Pigmentteilchen vor, während oder nach dem Vorgang zum Pulverisieren/Dispergieren der Pigmentteilchen gemischt werden, und vorzugsweise wird eine Portion des Bindemittels vor dem Pulverisier-/Dispergiervorgang zusammen mit dem kationischen Harz mit den Pigmentteilchen vermischt. Die Bindemittelmenge, die mit den Pigmentteilchen vor dem Pulverisier-/Dispergiervorgang vermischt werden soll, beträgt vorzugsweise 5 bis 50%, insbesondere bevorzugt 10 bis 40% bezogen auf die Gesamtmenge des Bindemittels. Wenn die gesamte Menge des Bindemittels vor dem Pulverisier-/Dispergiervorgang mit den Pigmentteilchen vermischt wird, kann das Bindemittel in Zwischenräumen absorbiert werden, die zwischen den Primärteilchen der agglomerierte Pigmentteilchen gebildet sind, so daß die resultierende Tintenaufnahmeschicht eine verminderte Tintenabsorption aufweisen kann.
Es gibt keine spezifische Einschränkung für das Trockengewicht-Mischverhältnis des Pigments mit dem Bindemittel für die Tintenaufnahmeschicht. Vorzugsweise wird das Bindemittel in einer Trockensubstanzmenge von 5 bis 200 Gewichtsteilen, insbesondere bevorzugt 10 bis 100 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile des Pigments eingesetzt. Bei Verwendung von zu viel Bindemittel können die feinen Zwischenräume zwischen den Pigmentteilchen zu klein werden, so daß die resultierende Tintenaufnahmeschicht eine unzufriedenstellende Tintenabsorptionsfähigkeit und -rate aufweisen kann. Des weiteren kann die resultierende Tintenaufnahmeschicht bei einer zu kleinen Menge des Bindemittels leicht Risse entwickeln.
Es gibt keine Einschränkung für die Menge der Tintenaufnahmeschicht. Üblicherweise wird die Tintenaufnahmeschicht in einer kontrollierten Trockensubstanzmenge von 1 bis 100 g/m², vorzugsweise 5 bis 70 g/m² gebildet. Wenn die Menge der Tintenaufnahmeschicht zu klein ist, kann es schwierig werden, eine Tintenaufnahmeschicht mit einer hohen Gleichförmigkeit zu erhalten. Des weiteren kann bei einer zu großen Menge der Tintenaufnahmeschicht ihr Effekt gesättigt werden, und die resultierende Tintenaufnahmeschicht kann leicht Risse entwickeln.
Wenn zwei oder mehr Tintenaufnahmeschichten auf einem Substrat ausgebildet werden, muß mindestens eine der Tintenaufnahmeschichten die durch das oben erwähnte Verfahren bereiteten kolloidalen Pigmentteilchen mit einer Teilchengröße von 1 um oder weniger, vorzugsweise 500 nm oder weniger umfassen. Die grundlegende Zusammensetzung der weiteren Tintenaufnahmeschichten ist derjenigen der oben erwähnten Schicht ähnlich. D. h., die weiteren Schichten können das Pigment aufweisen, das nicht auf dasjenige mit einer geringen Teilchengröße beschränkt ist, und das obenstehend erwähnte Bindemittel beinhalten. Das Bindemittel kann die oben erwähnten Polymermaterialien beinhalten.
Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens der vorliegenden Erfindung zum Herstellen eines Tintenstrahlaufzeichnungsmaterials der vorliegenden Erfindung wird mindestens eine Tintenaufnahmeschicht aus einer Pigmentdispersion gebildet, die durch Agglomerieren oder Eindicken einer Dispersion von feinen Pigmentteilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 300 nm oder weniger mittels Hinzugabe eines kationischen Harzes zu der Dispersion gebildet wird; und erneutes Pulverisieren/Dispergieren der Pigmentteilchen auf eine durchschnittliche Teilchengröße von 1 um oder weniger, vorzugsweise 500 nm oder weniger, um die Beschichtungsflüssigkeit zu bereiten. Bei dieser Ausführungsform [...] ein Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial mit hohem Glanz, und das in der Lage ist, darauf Tintenabbildungen mit einer hohen Farbdichte und ausgezeichneter Feuchtigkeits- oder Wasserfestigkeit aufzuzeichnen. Bei dieser Ausführungsform kann das Substrat aus den oben erwähnten transparenten oder opaken Materialien gebildet werden.
Die feinen Pigmentteilchen, z. B. feine amorphe Siliziumoxidteilchen und Aluminiumoxidsilicatteilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 300 nm oder weniger werden durch die folgenden Verfahren bereitet.
Insbesondere werden Pigmentteilchen in Wasser dispergiert und durch ein mechanisches Verfahren zu einer durchschnittlichen Teilchengröße von 300 nm oder weniger pulverisiert. Die durchschnittliche Teilchengröße der pulverisierten Pigmentteilchen beträgt vorzugsweise 200 nm oder weniger, insbesondere bevorzugt 150 nm oder weniger.
Die feinen Pigmentteilchen mit der durchschnittlichen Teilchengröße von 300 nm oder weniger sind vorzugsweise Sekundärteilchen eines Pigments. Das Primärteilchen, aus denen die Sekundärteilchen gebildet werden, hat vorzugsweise eine durchschnittliche Teilchengröße von 3 bis 40 nm.
Wenn die Primärteilchengröße zu klein ist, kann die resultierende Tintenaufnahmeschicht eine unzufriedenstellende Tintenabsorption aufweisen. Wenn sie zu groß ist, kann die resultierende Tintenaufnahmeschicht des weiteren eine ungenügende Transparenz aufweisen.
Um die Sekundärpigmentteilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 300 nm oder weniger zur Verfügung zu stellen, wird mit mechanischen Mitteln, d. h. mit dem oben erwähnten Zerkleinerungsverfahren, bei dem ein klumpenförmiges Material fein aufgeteilt wird, eine große Pulverisierungskraft auf herkömmliche Pigmentteilchen angewendet, die jeweils eine Teilchengröße von mehreren Mikrometern besitzen.
Die für die Ausführungsform verwendbaren kationischen Harze können aus den oben erwähnten wasserlöslichen kationischen Harzen und wäßrigen kationischen Harzemulsionen ausgewählt sein.
Das für die Ausführungsform verwendbare Bindemittel kann kann aus den oben erwähnten wasserlöslichen Harzen ausgewählt sein, z. B. PVA. Das Bindemittel kann mit der Dispersion der Pigmentteilchen vor, während oder nach der Zugabe des kationischen Harzes zu der Pigmentteilchendispersion vermischt werden. Vorzugsweise wird das Bindemittel vor der Zugabe des kationischen Harzes mit der Pigmentteilchendispersion vermischt. Die Gründe, warum dies vorzuziehen ist, sind nicht völlig klar. Es wird jedoch angenommen, daß das Bindemittel von den Oberflächen der Pigmentteilchen absorbiert werden kann, so daß es die Ioneneingenschaft (anionische Eigenschaft) der Pigmentteilchen in gewissem Maße einschränkt, so daß das kationische Harz leicht mit der Pigmentteilchendispersion vermischt werden kann.
Bei dieser Ausführungsform wird das Mischungsverhältnis des trockenen Feststoffs der Pigmentteilchen zu dem Bindemittel vorzugsweise auf 100 : 5 bis 100 : 200, insbesondere bevorzugt 100 : 10 bis 100 : 100 gesteuert. Wenn der Anteil des Bindemittels zu hoch ist, können die feinen Zwischenräume zwischen den Pigmentteilchen in der resultierenden Tintenaufnahmeschicht zu klein sein, so daß die resultierende Tintenaufnahmeschicht eine verminderte Tintenabsorptionsrate aufweisen kann. Wenn der Bindemittelanteil zu niedrig ist, kann die resultierende Tintenaufnahmeschicht des weiteren leicht Risse entwickeln.
Des weiteren kann bei der vorliegenden Ausführungsform die Tintenaufnahmeschicht einen herkömmlichen Zusatz enthalten, z. B. ein Dispergiermittel, Dickungsmittel, Antischaummittel, Farbstoffe, antistatisches Mittel, und Konservierungsmittel, das üblicherweise für beschichtete Papierblätter verwendet wird. Bei der Bereitung der Beschichtungsflüssigkeit kann der Zusatz in einer gewünschten Menge vor, während oder nach dem Pulverisier- /Dispergiervorgang zu der Pigmentdispersion zugegeben werden.
Wenn das kationische Harz in die Dispersion von feinen Pigmentteilchen zugegeben wird, wird die Dispersion eingedickt und agglomeriert, woraufhin die Pigmentteilchen erneut pulverisiert/dispergiert werden bis zu einer durchschnittlichen Teilchengröße von 1 um oder weniger, vorzugsweise 500 nm oder weniger, insbesondere bevorzugt 300 nm oder weniger. Der Pulverisier-/Dispergiervorgang kann mittels mechanischer Einrichtungen durchgeführt werden. Als die mechanische Einrichtung kann ein Ultraschall-Homogenisator, ein Homogenisiermischer, eine Hochgeschwindigkeits-Rotationsmühle, eine Walzmühle, eine containergetriebene Mediummühle, eine Mediumrührmühle, eine Strahlmühle, eine Sandmühle oder ein Homogenisator vom Druck-Typ eingesetzt werden.
Bei dieser Ausführungsform werden die kolloidalen Pigmentsekundärteilchen durch die Zugabe des kationischen Harzes in die Pigmentteilchendispersion agglomeriert. In diesem Fall wird erwartet, daß die bei diesem Vorgang erzeugte Agglomeratoinskraft bedeutend schwächer als diejenige der Primärteilchen ist, aus denen die Sekundärteilchen gebildet sind. Daher kann die durch die Zugabe des kationischen Harzes erzeugte Agglomeration der Sekundärteilchen durch die mechanische Kraft aufgebrochen werden. Es ist jedoch sehr schwierig, die Bindungen der Primärteilchen aneinander durch die mechanische Kraft aufzubrechen. Folglich kann die erneut pulverisierte Dispersion der agglomerierten Pigmentteilchen nach der Zugabe des kationischen Harzes eine Grenze aufweisen, bei der die verringerte durchschnittliche Teilchengröße der agglomerierten Teilchen annähernd das gleiche Niveau wie die ursprüngliche durchschnittliche Teilchengröße der Sekundärteilchen erreicht. Infolgedessen ist zu erwarten, daß die nach dem erneuten Pulverisier-/Dispergiervorgang resultierende Dispersion Tertiärteilchen enthält, die aus den Sekundärteilchen und dem kationischen Harz bestehen.
Bei dieser Ausführungsform gibt es keine Beschränkung für die Menge der Tintenaufnahmeschicht. Vorzugsweise wird die Menge der Tintenaufnahmeschicht auf 1 bis 100 g/m², insbesondere bevorzugt 5 bis 70 g/m² gesteuert. Bei einer zu geringen Menge kann es schwierig sein, die resultierende Tintenaufnahmeschicht gleichförmig auszubilden. Wenn die Menge zu groß ist, kann der erwartete Effekt des weiteren gesättigt werden, und die resultierende Tintenaufnahmeschicht kann leicht Risse entwickeln.
Wenn zwei oder mehr Tintenaufnahmeschichten auf einem Substrat gebildet werden, muß mindestens eine der Tintenaufnahmeschichten die durch das oben erwähnte Verfahren bereiteten Pigmentteilchen enthalten. Diejenige Tintenaufnahmeschicht, welche die oben erwähnten spezifischen Pigmentteilchen enthält, bildet vorzugsweise eine äußerste Oberfläche des Tintenstrahlaufzeichnungsmaterials. Die weiteren Schichten besitzen vorzugsweise den gleichen grundlegenden Aufbau wie die oben erwähnte Schicht und können pigmenthaltige Schichten sein, welche das gleiche Pigment enthalten, das nicht auf dasjenige mit einer geringen Teilchengröße beschränkt ist, sowie Bindemittel wie oben erwähnt, oder polymerhaltige Schichten, die das gleiche Bindemittel wie oben erwähnt enthalten.
Bei der vorliegenden Erfindung kann eine Tintenaufnahmeschicht mit ausgezeichnetem Glanz gebildet werden durch Bilden der gleichen Beschichtung wie der spezifischen Tintenaufnahmeschicht der vorliegenden Erfindung auf einer glatten Formgebungsoberfläche, und Übertragen der resultierenden Schicht von der Formgebungsoberfläche auf eine Oberfläche eines Substrats oder einer anderen Aufzeichnungsschicht.
Die Formgebungsoberfläche kann durch eine Oberfläche mit hoher Glätte einer flexiblen Folie zur Verfügung gestellt werden, z. B. einer Folie aus regenerierter Cellulosefaser, Plastikharzfolie, z. B. einer Folie aus Polyethylen, Polypropylen, weichem Polyvinylchlorid, hartem Polyvinylchlorid oder Polyester; eines Papierblatts, z. B. eines mit einer Polyethylenschicht kaschierten Papierblatts, eines Pergamin-Papierblatts, eines imprägnierten Papierblatts, oder eines metallisierten Papierblatts; einer Metalfolie; oder eines synthetischen Papierblatts, oder eine Oberfläche mit hoher Glätte eines Glases, eines Metalls oder einer Plastiktrommel oder -platte. In Anbetracht des Herstellungsverfahrens und der Trennfähigkeit der resultierenden Tintenaufnahmeschicht von der Formgebungsoberfläche werden vorzugsweise der Polymerfilm (z. B. Polyethylen-, Polypropylen- oder Polyesterfilm) und die Metalltrommel mit einer Oberfläche mit hoher Glätte eingesetzt.
Um der Tintenaufnahmeschicht hohen Glanz zu verleihen, besitzt die Formgebungsoberfläche vorzugsweise eine hohe Glätte. Zu diesem Zweck weist die Formgebungsoberfläche vorzugsweise eine Oberflächenrauhigkeit Ra (gemäß Japanese Industrial Standard (JIS) B-0601) von 0,5 um oder weniger, insbesondere bevorzugt 0,05 um oder weniger auf. Bei der Formgebungsoberfläche kann es sich um eine Halbglanzoberfläche oder eine matte Oberfläche handeln, die durch Steuern der Oberflächenrauhigkeit gebildet wurde.
Bei der Formgebungsoberfläche kann es sich um eine nicht-beschichtete Oberfläche handeln. Um es so einzurichten, daß die Adhäsionskraft zwischen der Tintenaufnahmeschicht und dem Substrat oder einer weiteren Tintenaufnahmeschicht höher als diejenige zwischen der Formgebungsoberfläche und der auf der Formgebungsoberfläche ausgebildeten Tintenaufnahmeschicht ist, kann die Formgebungsoberfläche mit einer Trennverbindung, z. B. einer Siliconverbindung oder einem fluorhaltigen Harz beschichtet sein.
Die gemäß der vorliegende Erfindung hergestellte Tintenaufnahmeschicht kann unter Verwendung einer herkömmlichen Beschichtungsvorrichtung, z. B. einer Rakelstreich-, Luftmesserstreich-, Walzenstreich-, Stabstreich-, Gravurstreich-, Stabrakelstreich-, Tauchauftrag-, Schleierstreich- oder Die-Coatervorrichtung, oder einer herkömmlichen Imprägniervorrichtung, z. B. einer Leimpresse ausgebildet werden.
Die für das Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial der vorliegenden Erfindung verwendbare Tinte weist als unverzichtbare Bestandteile ein Farbmittel zum Bilden von farbigen Abbildungen und ein flüssiges Medium zum Auflösen bzw. Dispergieren des Farbmittels und als optionalen Bestandteil einen Zusatz auf, der mindestens einen Inhaltsstoff umfaßt, der aus der Gruppe bestehend aus Dispermitteln, Tensiden, viskositätsmodifizierenden Mitteln, Mitteln zum Modifizieren des spezifischen Widerstands, pH-Modifiziermitteln, schimmelverhindernden Mitteln, und lösungs- oder dispersionsstabilisierenden Mitteln für die Farbmittel ausgewählt ist.
Das Farbmittel für die Tinte ist nicht auf besondere Farbstoffe oder Pigmente beschränkt und kann unter herkömmlichen direkten Farbstoffen, sauren Farbstoffen, basischen Farbstoffen, reaktiven Farbstoffen, Lebensmittelfarbstoffen, dispersen Farbstoffen, Ölfarbstoffen und Farbpigmenten ausgewählt sein. Der Gehalt an dem Farbmittel in der Tinte ist je nach dem Typ des flüssigen Mediums und der abgeleiteten Eigenschaften für die Tinte variabel. Bei dem für das Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial der vorliegenden Erfindung verwendbaren Tinte beträgt der Gehalt an dem Farbmittel vorzugsweise 0,1 bis 2 Gew.-%, was ähnlich zu demjenigen herkömmlicher Tinten ist.
Das für das Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial der vorliegenden Erfindung anwendbare flüssige Medium der Tinte umfaßt vorzugsweise mindestens einen Inhaltsstoff, der ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Wasser und wasserlöslichen organischen Lösungsmitteln, z. B. Alkylalkoholen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, z. B. Methylalkoholen, Ethylalkohol, n-Propylalkohol, Isopropylalkohol, n-Butylalkohol und Isobutylalkohol; Ketonen, z. B. Aceton; Ketonalkoholen, z. B. Diacetonalkohol; Polyalkylenglycolen, z. B. Polyethylenglycol und Polypropylenglycol; Alkylenglycolen mit 2 bis 6 Alkylengruppen, z. B. Ethylenglycol, Propylenglycol, Butylenglycol, Triethylenglycol, Thio-diglycol, Hexylenglycol und Diethylenglycol; Amiden, z. B. Dimethylformamiden; Ethern, z. B. Tetrahydrofuran; und niederen Alkylethern von Polyalkoholen, z. B. Glycerol, Ethylenglycolmethylether, Diethylenglycolmethyl (bzw. -ethyl)-ether, Triethylenglycolmonomethylether.

BEISPIELE

Die vorliegende Erfindung wird des weiteren durch die nachfolgenden Beispiele erläutert, die lediglich repräsentativ sind und den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung keineswegs einschränken.
In den Beispielen I-1 bis I-3 und II-1 bis II-4 und Vergleichsbeispielen I-1 bis I-3 und II-1 bis II-3 wurden die Teilchengrößen der Pigmentteilchen mittels des folgenden Verfahrens gemessen.
Eine Pigmentteilchen enthaltende Dispersion wurde auf eine Konzentration von 0,5 Gew.-% verdünnt, und ein Tropfen der verdünnten Dispersion wurde auf einem Collodiumfilm angeordnet und luftgetrocknet. Die getrocknete Schicht aus den Pigmentteilchen wurde mit einem Transmissionselektronenmikroskop (TEM) (Model: H-300, hergestellt von Hitachi Seisakusho) bei einer Vergrößerung von 20.000, 50.000 oder 100.000 betrachtet, um ihre durchschnittliche Teilchengröße zu bestimmen.
Anmerkung: Die Primärteilchengröße der Pigmentteilchen ändert sich durch das Pulverisieren/Dispergieren nicht.

Beispiel I-1

Eine Dispersion wurde durch Mischen von 50 Gewichtsteilen von synthetischen amorphen Siliziumoxidteilchen mit einer durchschnittlichen Primärteilchengröße von 11 nm und einer durchschnittlichen Sekundärteilchengröße von 3 um (Nipsil® HD-2, hergestellt von Nippon Silica Industrial Co., Ltd., im nachfolgenden als HD-2 bezeichnet), mit 950 Gewichtsteilen Wasser und 2 Gewichtsteilen Natriumpolyacrylat (Handelsbezeichnung: A-9, hergestellt von Toagosei Chemical Industry Co., Ltd. im nachfolgenden als A-9 bezeichnet), und daraufhin mit 5 Gewichtsteilen eines kationischen Harzes, insbesondere eines Diallyldimethylammoniumchlorid-Acrylamid-Copolymers (Handelsbezeichnung: PAS®-J-81, hergestellt von Nitto Boseki Co., Ltd,; im nachfolgenden als PAS-J-81 bezeichnet) bereitet, wobei die Mischung mit einem Homogenisiermischer gerührt wurde.
Daraufhin wurde die Mischung einem Pulverisier- /Dispergiervorgang durch abwechselnde Anwendung einer Sandmühle und eines Homogenisators vom Druck-Typ unterzogen, bis die durchschnittliche Teilchengröße der Pigmentteilchen 120 nm erreichte.
Die resultierende Pigmentteilchendispersion wurde mit einer wäßrigen Lösung von 10 Gew.-% eines Polyvinylalkohols (Handelsbezeichnung: PVA 117, hergestellt von Kuraray Co., Ltd.) in eine Trockensubstanzmenge von 25 Gewichtsteilen gemischt, während die Mischung gerührt wurde, um eine gleichförmige Beschichtungsflüssigkeit zur Verfügung zu stellen.
Ein polyethylenlaminiertes, beschichtetes Papierblatt wurde durch Auflaminieren eines Polyethylenfilms mit einer Dicke von 15 um auf ein beschichtetes Papierblatt (Handelsbezeichnung: OK COAT®, Flächengewicht: 127,9 g/m², hergestellt von Oji Paper Co., Ltd.) mittels eines Extrusionslaminierverfahrens bereitgestellt. Das resultierende laminierte Papierblatt wird nachfolgend als laminierbeschichtetes Papierblatt bezeichnet.
Die Beschichtungsflüssigkeit wurde auf das laminierbeschichtete Papierblatt aufgetragen und getrocknet, um eine Tintenaufnahmeschicht mit einem Trockengewicht von 20 g/m² zu bilden. Es wurde ein Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial der vorliegenden Erfindung erhalten.

Beispiel I-2

Eine Dispersion wurde durch Mischen von 50 Gewichtsteilen von synthetischen amorphen Siliziumoxidteilchen mit einer durchschnittlichen Primärteilchengröße von 11 nm und einer durchschnittlichen Sekundärteilchengröße von 3 um (Nipsil® HD-2 von Nippon Silica Industrial Co., Ltd.) mit 800 Gewichtsteilen Wasser und 2 Gewichtsteilen Natriumpolyacrylat (Handelsbezeichnung: A-9, hergestellt von Toagosei Chemical Industry Co., Ltd.), und daraufhin mit 5 Feststoff-Gewichtsteilen einer laUgen wäßrigen Polyvinylalkohol-Lösung (Handelsbezeichnung: PVA 117, hergestellt von Kuraray Co., Ltd.) und 5 Gewichtsteilen des oben erwähnten kationischen Harzes, nämlich eines Diallyldimethylammoniumchlorid-Acrylamid-Copolymers (Handelsbezeichnung: PAS -J-81, hergestellt von Nitto Boseki Co., Ltd.), bereitet, wobei die Mischung mit einem Homogenisiermischer gerührt wurde.
Daraufhin wurde die Mischung einem Pulverisier- /Dispergiervorgang durch abwechselnde Anwendung einer Sandmühle und eines Homogenisators vom Druck-Typ unterzogen, bis die durchschnittliche Teilchengröße der Pigmentteilchen 120 nm erreichte.
Die resultierende Pigmentteilchendispersion wurde mit einer wäßrigen Lösung von 10 Gew.-% eines Polyvinylalkohols (Handelsbezeichnung: PVA 117, hergestellt von Kuraray Co., Ltd.) in eine Trockensubstanzmenge von 20 Gewichtsteile gemischt, während die Mischung gerührt wurde, um eine gleichförmige Beschichtungsflüssigkeit zur Verfügung zu stellen.
Die Beschichtungsflüssigkeit wurde auf das gleiche laminierbeschichtete Papierblatt wie in Beispiel I-1 aufgetragen und getrocknet, um eine Tintenaufnahmeschicht mit einem Trockengewicht von 20 g/m² zu bilden. Es wurde ein Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial der vorliegenden Erfindung erhalten.

Beispiel I-3

Die gleiche Beschichtungsflüssigkeit wie in Beispiel I-2 wurde auf eine aus einem Polyethylenterephthalat (PET)-Harzfilm mit einer Dicke von 75 um und einer Oberflächenrauhigkeit Ra von 0,02 um (Lumirror® T, hergestellt von Toray Industries Inc.) gebildeten Formgebungsoberfläche aufgetragen und getrocknet, um einen Beschichtungsfilm mit einem Trockengewicht von 20 g/m² zu bilden. Daraufhin wurde das gleiche laminierbeschichtete Papierblatt wie in Beispiel I-1 auf die Beschichtungsfilm so aufgelegt, daß die auflaminierte Polyethylenschichtoberfläche des beschichteten Papierblattes in Berührung mit der Oberfläche des Beschichtungsfilms auf der PET-Filmoberfläche gelangte, und wurde bei einer Temperatur von 80ºC unter einem linearen Druck von 30 kg/cm kalanderverpreßt, um den Beschichtungsfilm (Tintenaufnahmeschicht) mit dem laminierbeschichteten Papierblatt zu verbinden. Daraufhin wurde der PET-Film von dem resultierende Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial getrennt.

Vergleichsbeispiel I-1

Eine Beschichtungsflüssigkeit wurde durch Mischen von 50 Gewichtsteilen synthetischen amorphen Siliziumoxidteilchen mit einer durchschnittlichen Primärteilchengröße von 11 nm und einer durchschnittlichen Sekundärteilchengröße von 3 um (Nipsil® HD-2, hergestellt von Nippon Silica Industrial Co., Ltd.), mit 950 Gewichtsteilen Wasser und 2 Gewichtsteilen Natriumpolyacrylat (Handelsbezeichnung: A-9, hergestellt von Toagosei Chemical Industry Co., Ltd.), und daraufhin mit 5 Gewichtsteilen eines kationischen Harzes, nämlich eines Diallyldimethylammoniumchlorid-Acrylamid-Copolymers (Handelsbezeichnung: PAS®-J-81, hergestellt von Nitto Boseki K. K.), und 25 Trockengewichtteilen einer wäßrigen Lösung von 10 Gew.-% eines Polyvinylalkohols (Handelsbezeichnung: PVA-117, hergestellt von Kuraray Co., Ltd.) bereitet, während die Mischung mit einem Mischer gerührt wurde, um eine gleichförmige Beschichtungsflüssigkeit zur Verfügung zu stellen. In der resultierenden Beschichtungsflüssigkeit hatten die Siliziumoxidteilchen eine durchschnittliche Sekundärteilchengröße von 3 um.
Die Beschichtungsflüssigkeit wurde auf das gleiche laminierbeschichtete Papierblatt wie in Beispiel I-1 aufgetragen und getrocknet, um eine Tintenaufnahmeschicht mit einem Trockengewicht von 20 g/m² zu bilden, um ein Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial zur Verfügung zu stellen.

Vergleichsbeispiel I-2

Eine Dispersion wurde durch Mischen von 50 Gewichtsteilen von synthetischen amorphen Siliziumoxidteilchen mit einer durchschnittlichen Primärteilchengröße von 11 nm und einer durchschnittlichen Sekundärteilchengröße von 3 um (Nipsil® HD-2, hergestellt von Nippon Silica Industrial Co., Ltd.) mit 950 Gewichtsteilen Wasser bereitet. Die Dispersion wurde einem Pulverisier- /Dispergiervorgang durch abwechselnde Anwendung einer Sandmühle und eines Homogenisators vom Druck-Typ unterzogen, bis die durchschnittliche Teilchengröße der Siliziumoxidteilchen 120 nm erreichte.
Die resultierende Dispersion wurde mit 25 Feststoff- Gewichtsteilen der gleichen wäßrigen 10%igen Polyvinylalkohol (PVA 117)-Lösung wie in Beispiel I-1 und 5 Gewichtsteilen des gleichen kationischen Harzes (PAS-J- 81) wie in Beispiel I-1 gemischt, und die Mischung wurde gerührt, um eine gleichförmige Beschichtungsflüssigkeit zur Verfügung zu stellen. Während des Rührens erhöhte sich die Viskosität der Flüssigkeit infolge der Zugabe des kationischen Harzes, und die Teilchengröße nahm infolge der Agglomeration der Teilchen auf 1,7 um zu. Die Beschichtungsflüssigkeit wurde auf das gleiche laminierbeschichtete Papierblatt wie in Beispiel I-1 aufgetragen und getrocknet, um eine Tintenaufnahmeschicht mit einem Trockengewicht von 20 g/m² zu bilden, um ein Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial zur Verfügung zu stellen.

Vergleichsbeispiel I-3

Eine Dispersion wurde durch Mischen von 50 Gewichtsteilen von synthetischen amorphen Siliziumoxidteilchen mit einer durchschnittlichen Primärteilchengröße von 11 nm und einer durchschnittlichen Sekundärteilchengröße von 3 um (Nipsil® HD-2, hergestellt von Nippon Silica Industrial Co., Ltd.) mit 950 Gewichtsteilen Wasser bereitet. Die Dispersion wurde einem Pulverisier- /Dispergiervorgang durch abwechselnde Anwendung einer Sandmühle und eines Homogenisators vom Druck-Typ unterzogen, bis die durchschnittliche Teilchengröße der Siliziumoxidteilchen 120 nm erreichte.
Die resultierende Dispersion wurde mit 25 Feststoff- Gewichtsteilen der gleichen wäßrigen 10% Polyvinylalkohol (PVA 117)-Lösung wie in Beispiel I-1 gemischt, und die Mischung wurde gerührt, um eine gleichförmige Beschichtungsflüssigkeit zur Verfügung zu stellen.
Die Beschichtungsflüssigkeit wurde auf das gleiche laminierbeschichtete Papierblatt wie in Beispiel I-1 aufgetragen und getrocknet, um eine Tintenaufnahmeschicht mit einem Trockengewicht von 20 g/m² zu bilden, um ein Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial zur Verfügung zu stellen.

Prüfung und Bewertung

Bei jedem der Beispiele I-1 bis I-3 und der Vergleichsbeispiele I-1 bis I-3 wurde das resultierende Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial den folgenden Prüfungen und Bewertungen von Tintenabsorption, Glanz, und Farbdichte und Wasserfestigkeit der Abbildungen unterzogen.
Bei der Prüfung von Glanz, Farbdichte und Tintenabsorption wurde auf das Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial Einfarbdruck unter Verwendung eines Tintenstrahldruckers (Handelsbezeichnung: BJC-600 J, hergestellt von Canon Inc.) angewendet, und die resultierende einfarbige Abbildung wurde Messungen von Glanz und Farbdichte unterzogen.

[Wasserfestigkeit der Abbildungen]

Ein tintenstrahlbedrucktes Aufzeichnungsmaterial wurde 24 h lang in Umgebungsatmosphäre stehengelassen, ein Wassertropfen wurde 30 Minuten lang auf den Abbildungen angeordnet, daraufhin der Wassertropfen aufgewischt, und die Spur des Wassertropfen betrachtet und folgendermaßen bewertet.

Klasse Wassertropfenspur

3 Im wesentlichen kein Aufsaugen von Tinte festgestellt
2 Aufsaugen von Tinte wurde festgestellt, und eine Abnahme der Farbdichte der Abbildungen war erkennbar
1 Fast alle Tintenabbildungen waren entfernt

[Tintenabsorption]

Drucken wurde jeweils mit gelber, magentafarbiger und cyanfarbiger Tinte auf das Tintenstrahlaufzeichnungsblatt angewendet und unmittelbar nach dem Bedrucken, in zeitlichen Abständen von 5 Sekunden, ein holzfreies Papierblatt auf die bedruckte Oberfläche des Aufzeichnungsblattes aufgelegt und die Übertragung von Tinte vom Aufzeichnungsblatt auf das aufgelegtte Papierblatt überprüft, um die zum Trocknen der Tinte auf dem Aufzeichnungsblatt erforderliche Zeit zu bestimmen. Das Testergebnis wurde folgendermaßen bewertet.

[Farbdichte der Abbildungen]

Die einfarbig schwarz gedruckten Abbildungen wurden der Farbdichtemessung mit dem Macbeth® Reflection Color Density Tester RD-920 unterzogen. Die Messung wurde fünfmal wiederholt, und die Farbdichte der Abbildungen als der Durchschnitt der fünf Meßdaten dargestellt.

[Glanz der Abbildungen]

Die Tintenabbildungen des bedruckten Aufzeichnungsblattes wurden mit dem unbewaffneten Auge in einem Winkel von 20º zur Oberfläche des Aufzeichnungsblattes betrachtet, und der Glanz der Abbildungen wurde folgendermaßen bewertet.

Klasse Glanz

4 Ähnlich dem Glanz von fotografischen Abbildungen vom Silbersalztyp, Ausgezeichnet
3 Etwas geringer als der Glanz von fotografischen Abbildungen vom Silbersalztyp, Zufriedenstellend
2 Ähnlich dem Glanz von gedruckten Abbildungen auf einem herkömmlichen beschichteten Papierblatt
1 Ähnlich dem Glanz von gedruckten Abbildungen auf herkömmlichem PPC
Die Prüfungsergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt. Tabelle 1
Tabelle 1 zeigt deutlich, daß die Tintenstrahlaufzeichnungsblätter gemäß der vorliegenden Erfindung eine ausgezeichnete Tintenabsorption besitzen und farbige Tintenabbildungen aufzeichnen können, deren Glanz, Farbdichte und Wasserfestigkeit hoch ist.
In den Beispielen II-1 bis II-4 und Vergleichsbeispielen II-1 bis II-3 wurden die Tintenstrahlaufzeichnungsmaterialien mit einem Kalander unter einem linearen Druck of 20 kg/cm kalanderbehandelt, und ein durch die folgenden Verfahren bereitetes Kieselsäuresol wurde verwendet.

[Kieselsäuresol]

Synthetische amorphe Siliziumoxidteilchen mit einer durchschnittlichen Sekundärteilchengröße von 3 um und einer durchschnittlichen Primärteilchengröße von 11 nm (Nipsil® HD-2, hergestellt von Nippon Silica Industrial Co., Ltd.) wurden in einem wäßrigen Medium durch abwechselnde Anwendung einer Sandmühle und eines Homogenisators vom Druck-Typ in einem solchen Grad pulverisiert/dispergiert, daß die durchschnittliche Sekundärteilchengröße der pulverisierten/dispergierten Siliziumoxidteilchen 70 nm erreichte. Eine Dispersion der pulverisierten/dispergierten Siliziumoxidteilchen mit einem Anteil von 5 Gew.-% wurde erhalten.

[Messung der Teilchengröße]

Bei der Messung der Teilchengröße wurde die Siliziumoxidteilchendispersion mit Wasser auf eine Feststoffkonzentration von 0,5 Gew.-% verdünnt, und ein Tropfen der Dispersion wurde auf einem Collodiumfilm angeordnet und luftgetrocknet. Die getrocknete Schicht der Siliziumoxidteilchen wurde mittels eines Transmissionselektronenmikroskops (TEM) (Model: H-300, hergestellt von Hitachi Ltd.) bei einer Vergrößerung von 20.000, 50.000 und 100.000 betrachtet, um die durchschnittliche Teilchengröße der Siliziumoxidteilchen zu bestimmen.

Beispiel II-1

Eine Mischung wurde durch Mischen von 100 Feststoff- Gewichtsteilen des Kieselsäuresols mit 30 Gewichtsteilen eines Polyvinylalkoholharzes mit einem Polymerisationsgrad von 3500 und einem Verseifungsgrad von 99% oder mehr (Handelsbezeichnung: PVA-135H, hergestellt von Kuraray Co., Ltd.) und 10 Gewichtsteilen eines aus einem Diallyldimethylammoniumchlorid-Acrylamid-Copolymer (PAS®-J-81, hergestellt von Nitto Boseki Co., Ltd.) bestehenden kationischen Harzes bereitet. Die Mischung besaß eine erhöhte Viskosität und enthielt miteinander agglomerierte Siliziumoxidteilchen. Die Mischung wurde durch abwechselnde Anwendung einer Sandmühle und eines Homogenisators vom Druck-Typ einem Pulverisier-/Dispergiervorgang unterzogen, bis die durchschnittliche Teilchengröße der pulverisierten/dispergierten Siliziumoxidteilchen 150 nm erreichte. Es wurde eine Beschichtungsflüssigkeit mit einem Feststoffgehalt von 4 Gew.-% erhalten.
Die Beschichtungsflüssigkeit wurde auf ein Substratblatt, bestehend aus einem beschichteten Papierblatt mit einem Flächengewicht von 127,9 g/m² (OK Coat®, hergestellt von Oji Paper Co., Ltd.) aufgetragen, und eine Polyethylenbeschichtung mit einer Dicke von 15 um wurde mittels eines Extrusionslaminierverfahrens auf das beschichtete Papierblatt auflaminiert und getrocknet, um eine Tintenaufnahmeschicht mit einem Trockengewicht von 20 g/m² zu bilden.
Es wurde ein Tintenstrahlaufzeichnungsblatt erhalten.

Beispiel II-2

Eine Mischung wurde durch Mischen von 100 Feststoff- Gewichtsteilen des Kieselsäuresols mit 30 Gewichtsteilen eines Polyvinylalkoholharzes mit einem Polymerisationsgrad von 3500 und einem Verseifungsgrad von 99% oder mehr (Handelsbezeichnung: PVA-135H, hergestellt von Kuraray Co., Ltd.) und 10 Gewichtsteilen eines aus einem Diallyldimethylammoniumchlorid-Acrylamid-Copolymer (PAS®-J-81, hergestellt von Nitto Boseki Co., Ltd.) bestehenden kationischen Harzes bereitet. Die Mischung besaß eine erhöhte Viskosität und enthielt miteinander agglomerierte Siliziumoxidteilchen. Die Mischung wurde durch abwechselnde Anwendung einer Sandmühle und eines Homogenisators vom Druck-Typ einem Pulverisier-/Dispergiervorgang unterzogen, bis die durchschnittliche Teilchengröße der pulverisierten/dispergierten Siliziumoxidteilchen 750 nm erreichte. Es wurde eine Beschichtungsflüssigkeit mit einem Feststoffgehalt von 4 Gew.-% erhalten.
Die Beschichtungsflüssigkeit wurde auf ein Substratblatt, bestehend aus einem beschichteten Papierblatt mit einem Flächengewicht von 127,9 g/m² (OK Coat®, hergestellt von Oji Paper Co., Ltd.), aufgetragen, und eine Polyethylenbeschichtung mit einer Dicke von 15 um wurde mittels eines Extrusionslaminierverfahrens auf das beschichtete Papierblatt auflaminiert und getrocknet, um eine Tintenaufnahmeschicht mit einem Trockengewicht von 20 g/m² zu bilden.
Es wurde ein Tintenstrahlaufzeichnungsblatt erhalten.

Beispiel II-3

Ein Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial wurde durch die gleichen Verfahren wie in Beispiel I-1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß als kationisches Harz ein Diallyldimethylammonium-Chlorid-Polymer (PAS®-H-lOL, hergestellt von Nitto Boseki Co., Ltd.) verwendet wurde.

Beispiel II-4

Die gleiche Beschichtungsflüssigkeit wie in Beispiel II-1 wurde auf eine Oberfläche eines Polyethylenterephthalat (PET)-films mit einer Dicke von 75 um und einer Oberflächenrauhigkeit Ra von 0,02 um (Lumirror®T, hergestellt von Toray Industries Inc.) aufgetragen und getrocknet, um eine Beschichtungsfilmschicht mit einem Trockengewicht von 20 g/m² zu bilden.
Das gleiche Substratblatt wie in Beispiel II-1 wurde auf die Beschichtungsfilmschicht des PET-Films derart aufgebracht, daß die auflaminierte Polyethylenfilmschicht mit der Beschichtungsfilmschicht in Berührung gelangte, und wurde mittels eines Kalanders bei einer Temperatur von 80ºC unter einem linearen Druck von 30 kg/cm verpreßt, um die beiden Filme miteinander zu verbinden. Daraufhin wurde der PET-Film von der auf dem Substrat befestigten resultierenden Tintenaufnahmeschicht getrennt. Es wurde ein Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial erhalten.

Vergleichsbeispiel II-1

Eine Dispersion wurde durch Mischen von 100 Feststoff-Gewichtsteilen des Kieselsäuresols mit 40 Gewichtsteilen eines Polyvinylalkoholharzes (PVA-135H, hergestellt von Kuraray Co., Ltd.) bereitet. Die resultierende Dispersion besaß einen Feststoffgehalt von 4 Gew.-%. Die Dispersion wurde auf ein Substratblatt aufgetragen, das aus einem beschichteten Papierblatt mit einem Flächengewicht von 127,9 g/m² (OK Coat , hergestellt von Oji Paper Co., Ltd.) bestand, und eine Polyethylenbeschichtung mit einer Dicke von 15 um wurde mittels eines Extrusionslaminierverfahrens auf das beschichtete Papierblatt auflaminiert und getrocknet, um eine Tintenaufnahmeschicht mit einem Trockengewicht von 20 g/m² zu bilden.
Es wurde ein Tintenstrahlaufzeichnungsblatt erhalten.

Vergleichsbeispiel II-2

Eine Mischung wurde durch Mischen von 100 Feststoff- Gewichtsteilen des Kieselsäuresols mit 30 Gewichtsteilen eines Polyvinylalkoholharzes (Handelsbezeichnung: PVA- 135H, hergestellt von Kuraray Co., Ltd.) und 10 Gewichtsteilen eines aus einem Diallyldimethylammoniumchlorid- Acrylamid-Copolymer (PAS -J-81, hergestellt von Nitto Boseki Co., Ltd.) bestehenden kationischen Harzes bereitet. Die Mischung besaß eine erhöhte Viskosität und enthielt miteinander agglomerierte Siliziumoxidteilchen. Die Mischung wurde einem Pulverisier-/Dispergiervorgang durch abwechselnde Anwendung einer Sandmühle und eines Homogenisators vom Druck-Typ unterzogen, bis die durchschnittliche Teilchengröße der pulverisierten/dispergierten Siliziumoxidteilchen 1,5 um erreichte. Es wurde eine Beschichtungsflüssigkeit mit einem Feststoffgehalt von 4 Gew.-% erhalten.
Die Beschichtungsflüssigkeit wurde auf ein Substratblatt aufgetragen, das aus einem beschichteten Papierblatt mit einem Flächengewicht von 127,9 g/m² (OK Coate, hergestellt von Oji Paper Co., Ltd.) bestand, und eine Polyethylenbeschichtung mit einer Dicke von 15 um mittels eines Extrusionslaminierverfahrens auf das beschichtete Papierblatt auflaminiert und getrocknet, um eine Tintenaufnahmeschicht mit einem Trockengewicht von 20 g/m² zu bilden.
Es wurde ein Tintenstrahlaufzeichnungsblatt erhalten.

Vergleichsbeispiel II-3

Eine Dispersion mit einem Feststoffgehalt von 10 Gew.-% wurde durch Mischen von 100 Feststoff-Gewichtsteilen von amorphen Siliziumoxidteilchen mit einer durchschnittlichen Agglomeratteilchengröße von 4,5 um (Finesil. X-45, hergestellt von Tokuyama Corp.) mit 30 Gewichtsteilen eines Polyvinylalkoholharzes (Handelsbezeichnung: PVA-135H, hergestellt von Kuraray Co., Ltd.) und 10 Gewichtsteilen eines aus einem Diallyldimethylammoniumchlorid-Acrylamid-Copolymer (PAS®-J-81, hergestellt von Nitto Boseki Co., Ltd.) bestehenden kationischen Harzes bereitet.
Die Dispersion wurde auf ein Substratblatt aufgetragen, das aus einem beschichteten Papierblatt mit einem Flächengewicht von 127,9 g/m² (OK Coat®, hergestellt von Oji Paper Co., Ltd.) bestand, und eine Polyethylenbeschichtung mit einer Dicke von 15 um wurde mittels eines Extrusionslaminierverfahrens auf das beschichtete Papierblatt auflaminiert und getrocknet, um eine Tintenaufnahmeschicht mit einem Trockengewicht von 20 g/m² zu bilden.
Es wurde ein Tintenstrahlaufzeichnungsblatt erhalten. Prüfung und Bewertung
In jedem der Beispiele II-1 bis II-3 und Vergleichsbeispiele II-1 bis II-3 wurde das resultierende Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial den folgendene Prüfungen und Bewertungen von Tintenabsorption, Glanz, Farbdichte und Wasserfestigkeit der Abbildungen unterzogen.
Bei der Prüfung von Glanz, Farbdichte und Tintenabsorption wurde Einfarbdruck unter Verwendung eines Tintenstrahldruckers (Handelsbezeichnung: BJC-600 J, hergestellt von Canon Inc.) auf das Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial angewendet, und die resultierende einfarbige Abbildung wurde den Messungen von Glanz und Farbdichte unterzogen.

[Wasserfestigkeit der Abbildungen]

Ein tintenstrahlbedrucktes Aufzeichnungsmaterial wurde 24 h lang in Umgebungsatmosphäre stehengelassen, ein Wassertropfen wurde 30 Minuten lang auf den Abbildungen angeordnet, daraufhin der Wassertropfen aufgewischt, und die Spur des Wassertropfens betrachtet und folgendermaßen bewertet.

Klasse Wassertropfenspur

[Glanz der Abbildungen]

Klasse Glanz

4 Ähnlich dem Glanz von fotografischen Abbildungen vom Silbersalztyp, Ausgezeichnet
3 Etwas geringer als der Glanz von fotografischen Abbildungen vom Silbersalztyp, Zufriedenstellend
2 Geringer Glanz
1 Kein Glanz

[Farbdichte der Abbildungen]

Die einfarbig schwarz gedruckten Abbildungen wurden der Farbdichtemessung mit dem Macbeth® Reflection Color Density Tester RD-920 unterzogen. Die Messung wurde fünfmal wiederholt, und die Farbdichte der Abbildungen als der Durchschnitt der fünf Meßdaten dargestellt.
Die Prüfungsergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt. Tabelle 2
Aus Tabelle 2 geht eindeutig hervor, daß die Tintenstrahlaufzeichnungsblatts gemäß der vorliegenden Erfindung Tintenabbildungen aufzeichnen können, deren Glanz, Farbdichte und Wasserfestigkeit hoch ist.
In jedem der Beispiele III-1 bis III-6 und Vergleichsbeispiele III-1 bis III-2 wurde die Teilchengröße von Pigmentteilchen (Agglomeratteilchengröße von agglomerierten Pigmentteilchen) unter Verwendung eines Laser- Teilchengrößenanalysesystems (Model: LPA-3000/3100, hergestellt von Otsuka Denshi K. K.) gemäß einem dynamischen Lichtstreuungsverfahren gemessen.

Beispiel III-1

Eine wäßrige Dispersion, die 100 Gewichtsteile von synthetischen amorphen Siliziumoxidteilchen mit einer durchschnittlichen Sekundärteilchengröße von 4,5 um und einer durchschnittlichen Primärteilchengröße von 15 nm (Finesil® X-45, hergestellt von Tokuyama Corp.) enthielt, wurde wiederholt einem Pulverisier-/Dispergiervorgang unter Verwendung eines Homogenisators vom Druck-Typ (Handelsbezeichnung: Super High Pressure Type Homogenizer GM-1, hergestellt von SMT, Company) unter einem Druck von 500 kg/cm² unterzogen.
Die resultierende wäßrige Dispersion wird im nachfolgenden als Dispersion A bezeichnet.
In Dispersion A war die Teilchengröße der Siliziumoxidteilchen in einem Bereich zwischen 40 nm und 250 nm verteilt, ihre durchschnittliche Teilchengröße betrug 90 nm, und 80% der Anzahl der Teilchen besaß eine Teilchengröße von zwischen 40 und 140 nm.
Die Dispersion A, welche die synthetischen amorphen Siliziumoxidteilchen in einer Feststoffmenge von 100 Gewichtsteilen enthielt, wurde mit 15 Gewichtsteilen eines Diallyldimethylammoniumchlorid-Acrylamid-Copolymers (PAS -J-81, hergestellt von Nitto Boseki Co., Ltd.) und 40 Feststoff-Gewichtsteilen eines Polyvinylalkohols mit einem Polymerisationsgrad von 3500 und einem Verseifungsgrad von 99% oder mehr (Handelsbezeichnung: PVA-135H, hergestellt von Kuraray Co., Ltd.) vermischt, und die resultierende agglomerierte Dispersion wurde durch Rühren mit einem Cowles-Dispergierer (Multidisperser® PB95, hergestellt von SMT Company) re-dispergiert, um eine Beschichtungsflüssigkeit mit einem Feststoffgehalt von 7 Gew.-% zur Verfügung zu stellen. Bei dieser Beschichtungsflüssigkeit war die Teilchengröße der Siliziumoxidteilchen in dem Bereich von 70 nm bis 2 um verteilt, die durchschnittliche Sekundärteilchengröße betrug 180 nm, und 55% der Anzahl der Siliziumoxidteilchen hatte eine Teilchengröße von 130 nm bis 230 nm.
Die Beschichtungsflüssigkeit wurde mittels Meyer- Stabrakel auf ein Substratblatt aufgetragen, das aus einem Papierblatt mit einem Flächengewicht von 127,9 g/m² (OK Prince®, hergestellt von Oji Paper Co., Ltd.) bestand, und getrocknet, um eine Tintenaufnahmeschicht mit einem Trockengewicht von 20 g/m² zu bilden. Es wurde ein Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial erhalten.

Beispiel III-2

Es wurde ein Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial mit den gleichen Verfahren wie in Beispiel III-1 bereitet, mit der Ausnahme, daß bei dem Pulverisier- /Dispergiervorgang der Cowles-Dispergierer (Multidisperser® PB95, hergestellt von SMT Company) durch einen Homogenisator vom Druck-Typ (Handelsbezeichnung: Supper High Pressure Homogenizer GM-1, hergestellt von SMT Company) ersetzt war. In der resultierenden Beschichtungsflüssigkeit war die Teilchengröße der Siliziumoxidteilchen in einem Bereich zwischen 40 und 300 nm verteilt, die durchschnittliche Sekundärteilchengröße betrug 110 nm, und 71% der Anzahl der Siliziumoxidteilchen hatte eine Teilchengröße von 60 bis 160 nm.

Beispiel III-3

Eine Dispersion B wurde durch die gleichen Verfahren wie für die Dispersion A bereitet, mit der Ausnahme, daß der durch den Homogenisator vom Druck-Typ aufgebrachte Druck von 500 kg/cm² zu 800 kg/cm² geändert wurde.
In der Dispersion B war die Teilchengröße der amorphen Siliziumoxidteilchen in einem Bereich zwischen 35 und 180 nm verteilt, die durchschnittliche Sekundärteilchengröße betrug 60 nm, und 85% der Anzahl der Teilchen besaß eine Teilchengröße von 10 bis 110 nm.
Es wurde ein Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial durch die gleichen Verfahren wie in Beispiel 111-2 hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Dispersion A durch die Dispersion B ersetzt war. Nach dem erneuten Pulverisier- /Dispergiervorgang hatten die resultierenden Siliziumoxidteilchen eine Teilchengrößenverteilung von 35 bis 200 nm und eine durchschnittliche Sekundärteilchengröße von 70 nm, und 75% der Anzahl der Teilchen besaß eine Teilchengröße in einem Bereich von 20 bis 120 nm.

Beispiel III-4

Eine wäßrige Dispersion, die 100 Gewichtsteile von synthetischen amorphen Siliziumoxidteilchen mit einer durchschnittlichen Sekundärteilchengröße von 3 um und einer durchschnittlichen Primärteilchengröße of 11 nm (Nipsil HD-2, hergestellt von Nippon Silica Industrial Co., Ltd.) enthielt, wurde wiederholte Male einem Pulverisier-/Dispergiervorgang abwechselnd unter Verwendung einer Sandmühle (Handelsbezeichnung: Six Cylinder type Sand Grinder, hergestellt von Igarashi Kikaiseizo K. K.) und eines Homogenisators vom Druck-Typ (Handelsbezeichnung: Super High Pressure Type Homogenizer GM-1, hergestellt von SMT Company) unter einem Druck von 800 kg/cm² unterzogen.
Die resultierende wäßrige Dispersion mit einem Feststoffgehalt von 5 Gew.-% wird im nachfolgenden als Dispersion C bezeichnet.
In der Dispersion C war die Teilchengröße der Siliziumoxidteilchen in dem Bereich von 30 nm bis 150 nm verteilt, ihre durchschnittliche Sekundärteilchengröße betrug 50 nm, und 90% der Anzahl der Teilchen besaß eine Teilchengröße von 100 nm oder weniger.
Die Dispersion C mit einer Feststoffmenge von 100 Gewichtsteilen wurde mit 15 Gewichtsteilen eines Diallyldimethylammoniumchloride-Acrylamid-Copolymers (PAS®-J-81, hergestellt von Nitto Boseki Co., Ltd.) und 40 Feststoff- Gewichtsteilen eines Polyvinylalkohols mit einem Polymerisationsgrad von 3500 und einem Verseifungsgrad von 99% oder mehr (Handelsbezeichnung: PVA-135H, hergestellt von Kuraray Co,, Ltd.) vermischt.
Die resultierende agglomerierte Dispersion mit dem kationischen Harz wurde mit einem Homogenisator vom Druck-Typ (Handelsbezeichnung: Super High Pressure Homogenizer GM-1, hergestellt von SMT, Company) unter einem Druck von 450 kg/cm² re-dispergiert, um eine Beschichtungsflüssigkeit mit einem Feststoffgehalt von 7 Gew.-% zur Verfügung zu stellen.
In dieser Beschichtungsflüssigkeit war die Teilchengröße der Siliziumoxidteilchen in einem Bereich von 30 bis 180 nm verteilt, die durchschnittliche Sekundärteilchengröße betrug 60 nm, und 80% der Anzahl der Siliziumoxidteilchen besaß eine Teilchengröße von 10 bis 110 nm. Die Beschichtungsflüssigkeit wurde mit einer Rakelstreichvorrichtung auf ein Substratblatt aufgetragen, das aus einem Papierblatt mit einem Flächengewicht von 127,9 g/m² (OK Princee, hergestellt von Oji Paper Co., Ltd.) bestand, und getrocknet, um eine Tintenaufnahmeschicht mit einem Trockengewicht von 20 g/m² zu bilden. Es wurde ein Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial erhalten.

Beispiel TII-5

Die gleiche re-dispergierte Beschichtungsflüssigkeit wie in Beispiel III-4 wurde mittels Meyer-Stabrakel auf eine Oberfläche eines Formgebungssubstrats aufgetragen, das aus einem PET-Film mit einer Dicke von 75 um und einer Oberflächenrauhigkeit Ra von 0,02 um (Lumirror® T, hergestellt von Toray Industries Inc.) bestand, und getrocknet, um eine Beschichtungsfilmschicht mit einem Trockengewicht von 20 g/m² zu bilden.
Daraufhin wurden ein Substratblatt, das aus einem beschichteten Papierblatt mit einem Flächengewicht von 127,9 g/m² (OK Coate, hergestellt von Oji Paper Co.) und einer Polyethylenfilmschicht mit einer Dicke von 15 um bestand, mittels eines Extrusionslaminierverfahrens auf das beschichtete Papierblatt auflaminiert, auf die Beschichtungsfilmschicht so aufgelegt, daß die Polyethylenfilmschicht des Substrats in Berührung mit der Beschichtungsfilmschicht gelangte, und mit einem Kalander bei einer Temperatur von 80ºC unter einem linearen Druck von 30 kg/cm verpreßt, um die Polyethylenfilmschicht an der aufgetragenen Filmschicht zu befestigen. Daraufhin wurde der PET-Film von der resultierenden Tintenaufnahmeschicht getrennt.
Es wurde ein Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial erhalten.

Vergleichsbeispiel III-1

Eine wäßrige Dispersion, die 100 Gewichtsteile von synthetischen amorphen Siliziumoxidteilchen mit einer durchschnittlichen Sekundärteilchengröße von 4,5 um und einer durchschnittliche Primärteilchengröße von 15 nm (Finesil® X-45, hergestellt von Tokuyama Corp.) enthielt, wurde einem Pulverisier-/Dispergiervorgang unter Verwendung eines Cowles-Rührers (Handelsbezeichnung: Multidisperser PB95, hergestellt von SMT Company) unterzogen. In der resultierenden wäßrigen Dispersion besaßen die Siliziumoxidteilchen eine durchschnittliche Teilchengröße von 4,5 um.
Die Dispersion wurde mit 40 Feststoff-Gewichtsteilen eines Polyvinylalkohols mit einem Polymerisationsgrad von 3500 und einem Verseifungsgrad von 99% oder mehr (Handelsbezeichnung: PVA-135H, hergestellt von Kuraray Co., Ltd.) vermischt, um eine Beschichtungsflüssigkeit mit einem Feststoffgehalt von 7 Gew.-% zur Verfügung zu stellen.
Die Beschichtungsflüssigkeit wurde mittels Meyer- Stabrakel auf ein Substratblatt aufgetragen, das aus einem Papierblatt mit einem Flächengewicht von 127,9 g/m² (OK Prince®, hergestellt von Oji Paper Co., Ltd.) bestand, und getrocknet, um eine Tintenaufnahmeschicht mit einem Trockengewicht von 20 g/m² zu bilden. Es wurde ein Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial erhalten.

Vergleichsbeispiel III-2

Eine wäßrige Dispersion, die 100 Gewichtsteile von synthetischen amorphen Siliziumoxidteilchen mit einer durchschnittlichen Sekundärteilchengröße von 4,5 um und einer durchschnittlichen Primärteilchengröße von 15 nm (Finesil® X-45, hergestellt von Tokuyama Corp.) enthielt, wurde einem Pulverisier-/Dispergiervorgang unter Verwendung eines Ultraschall-Vibrationsdispergierers (Handelsbezeichnung: US-600T, hergestellt von Nippon Seiki Co., Ltd.) unterzogen.
In der resultierenden wäßrigen Dispersion war die Teilchengröße der Siliziumoxidteilchen in dem Bereich von 50 nm bis 800 nm verteilt, die durchschnittliche Sekundärteilchengröße davon betrug 140 nm, und 60% der Anzahl der Teilchen besaß eine Teilchengröße von 90 bis 190 nm. Die wäßrige Dispersion wurde mit 40 Feststoff- Gewichtsteilen eines Polyvinylalkohols mit einem Polymerisationsgrad von 3500 und einem Verseifungsgrad von 99% oder mehr (Handelsbezeichnung: PVA-13SH, hergestellt von Kuraray Co., Ltd.) vermischt, um eine Beschichtungsflüssigkeit mit einem Feststoffgehalt von 7 Gew.-% zur Verfügung zu stellen.
Die Beschichtungsflüssigkeit wurde mittels Meyer- Stabrakel auf ein Substratblatt aufgetragen, das aus einem Papierblatt mit einem Flächengewicht von 127,9 g/m² (OK Prince®, hergestellt von Oji Paper Co., Ltd.) bestand, und getrocknet, um eine Tintenaufnahmeschicht mit einem Trockengewicht von 20 g/m² zu bilden. Es wurde ein Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial erhalten.

Prüfung und Bewertung

In jedem der Beispiele III-1 bis III-5 und Vergleichsbeispiele III-1 bis III-2 wurde das resultierende Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial den folgenden Prüfungen und Bewertungen von Glanz, Farbdichte und Wasserfestigkeit der Abbildungen unterzogen.
Bei der Prüfung von Glanz, Farbdichte und Wasserfestigkeit der Abbildungen wurde auf das Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial Einfarbdruck unter Verwendung eines Tintenstrahldruckers (Handelsbezeichnung: PM-700C, hergestellt von Epson Corp. Ltd.) angewendet, und der resultierende Druck wurde Messungen von Glanz und Farbdichte und Wasserfestigkeit unterzogen.

[Glanz der Abbildungen]

Klasse Glanz

[Glätte der Tintenaufnahmeschicht]

Die Oberflächenglätte der Tintenaufnahmeschicht wurde mit dem unbewaffneten Auge betrachtet und folgendermaßen bewertet.

Klasse Oberflächenglätte

4 Sehr glatt
3 Oberflächenrauhigkeit gering, Zufriedenstellend
2 Oberflächenglätte nicht zufriedenstellend
1 Hohe Oberflächenrauhigkeit mit schlechtem Aussehen

[Wasserfestigkeit der Abbildungen]

Ein tintenstrahlbedrucktes Aufzeichnungsmaterial wurde 24 h lang in Umgebungsatmosphäre stehengelassen, ein Wassertropfen wurde eine Minute lang auf den Abbildungen angeordnet, daraufhin wurde der Wassertropfen aufgewischt, und die Spur des Wassertropfens mit dem unbewaffneten Auge betrachtet und folgendermaßen bewertet.

Klasse Wassertropfenspur

4 Es wurde kein Aufsaugen von Tinte festgestellt
3 Im wesentlichen kein Aufsaugen von Tinte festgestellt
2 Praktisch verwendbar, jedoch wurde Aufsaugen von Tinte festgestellt
1 Aufsaugen von Tinte wurde festgestellt, und die praktische Verwendbarkeit war gering

[Farbdichte der Abbildungen]

Die einfarbig schwarz gedruckten Abbildungen wurden der Farbdichtemessung mit dem Macbeth® Reflection Color Density Tester RD-920 unterzogen. Die Messung wurde fünfmal wiederholt, und die Farbdichte der Abbildungen als der Durchschnitt der fünf Meßdaten dargestellt.
Die Prüfungsergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt. Tabelle 3
Aus Tabelle 3 geht eindeutig hervor, daß die gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellten Tintenstrahlaufzeichnungsmaterialien eine hohe Oberflächenglätte der Tintenaufnahmeschicht besitzen und saubere Tintenabbildungen aufzeichnen können, deren Glanz, Farbdichte und Wasserfestigkeit ausgezeichnet ist.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahlaufzeichnungsmaterials mit einer oder mehreren auf einem Substrat gebildeten Tintenaufnahmeschichten, bei welchem mindestens eine der Tintenaufnahmeschichten gebildet wird, indem mit einer Beschichtungsdispersion, welche hergestellt wird, indem ein kationisches Harz in eine wäßrige Dispersion von Pigmentteilchen eingemischt wird, um die Pigmentteilchen untereinander zu agglomerieren und die Viskosität des resultierenden Gemisches zu erhöhen, und indem die agglomerierten Pigmentteilchen in der das kationische Harz enthaltenden Dispersion pulverisiert/dispergiert werden, um die durchschnittliche Teilchengröße der pulverisierten/dispergierten Pigmentteilchen auf 1 um oder weniger einzustellen, das Substrat oder eine weitere Tintenaufnahmeschicht, wenn das Substrat mit der weiteren Tintenaufnahmeschicht beschichtet wird, beschichtet oder imprägniert wird, und indem die durch Beschichtung oder Imprägnierung aufgebrachte Beschichtungsdispersionsschicht getrocknet wird.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die mit dem kationischen Harz gemischten Pigmentteilchen eine durchschnittliche Teilchengröße von 300 nm oder weniger aufweisen.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die pulverisierten/dispergierten Pigmentteilchen eine durchschnittliche Teilchengröße von 500 nm oder weniger aufweisen.

4. Verfahren gemäß irgendeinem der vorausgehenden Ansprüche, wobei die Beschichtungsdispersion für die mindestens eine Tintenaufnahmeschicht zusätzlich ein wasserlösliches Harz enthält.

5. Verfahren gemäß irgendeinem der vorausgehenden Ansprüche, wobei die mit dem kationischen Harz gemischten Pigmentteilchen mindestens ein Element, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus amorphem Siliziumdioxid und Aluminiumsilikat, umfassen.

6. Verfahren gemäß irgendeinem der vorausgehenden Ansprüche, wobei die mit dem kationischen Harz gemischten Pigmentteilchen Primärteilchen umfassen, welche eine durchschnittliche Primärteilchengröße von 3 bis 40 nm aufweisen.

7. Verfahren gemäß irgendeinem der Ansprüche 3 bis 6, wobei die Pigmentteilchen, welche eine durchschnittliche Teilchengröße von 300 nm oder weniger aufweisen, Sekundärpigmentteilchen sind, welche aus einer Vielzahl von Primärpigmentteilchen bestehen, welche eine durchschnittliche Teilchengröße von 40 nm oder weniger aufweisen und untereinander agglomeriert sind.

8. Verfahren gemäß irgendeinem der Ansprüche 3 bis 7, wobei die Pigmentteilchen, welche eine durchschnittliche Teilchengröße von 300 nm oder weniger aufweisen, unter Verwendung eines Homogenisators vom Druck- Typ hergestellt werden.

9. Verfahren gemäß Anspruch 8, wobei die in der Beschichtungsdispersion enthaltenen Pigmentteilchen eine Teilchenfraktion enthalten, welche eine im Größenbereich von 50 nm unterhalb bis 50 nm oberhalb der durchschnittlichen Teilchengröße der Pigmentteilchen liegende Teilchengröße in einem Anteil von 70% oder mehr, bezogen auf die Gesamtzahl der Pigmentteilchen, aufweisen.

10. Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahlaufzeichnungsmaterials, welches eine oder mehrere Tintenaufnahmeschichten auf einem Substrat aufweist, wobei mindestens eine der Tintenaufnahmeschichten gebildet wird, indem eine glatte Formgebungsoberfläche mit einer Beschichtungsfilmschicht beschichtet wird, welche Pigmentteilchen umfaßt, die hergestellt werden, indem agglomerierte Pigmentteilchen in einer ein kationisches Harz enthaltenden Flüssigkeit in einem solchen Ausmaß pulverisiert/dispergiert werden, daß die durchschnittliche Teilchengröße der pulverisierten/dispergierten Pigmentteilchen 1 um oder weniger erreicht, und indem die Beschichtungsfilmschicht auf eine Oberfläche des Substrats übertragen wird oder, wenn die Oberfläche des Substrats mit einer weiteren Tintenaufnahmeschicht beschichtet wird, auf die Oberfläche der weiteren Tintenaufnahmeschicht übertragen wird.

11. Verfahren gemäß Anspruch 10, wobei bei der Herstellung der Pigmentteilchen eine Dispersion, welche feine Pigmentteilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengräße von 300 nm oder weniger enthält, zu einem kationischen Harz zugegeben wird, um die Viskosität der Dispersion zu erhöhen und die Pigmentteilchen zu agglomerieren, und die resultierende Dispersion anschließend einem Verfahren zum Pulverisieren/Dispergieren unterzogen wird, bei welchem die agglomerierten Pigmentteilchen bis zu einer durchschnittlichen Größe der agglomerierten Teilchen von 1 um oder weniger pulverisiert werden.

12. Verfahren gemäß Anspruch 10 oder 11, wobei die pulverisierten/dispergierten Pigmentteilchen eine durchschnittliche Teilchengröße von 500 nm oder weniger aufweisen.

13. Verfahren gemäß Anspruch 10, wobei das Verfahren zum Pulverisieren/Dispergieren unter Verwendung eines Homogenisators vom Druck-Typ durchgeführt wird.