DE69919133T2

DE69919133T2 - Verbesserungen an tintenstrahlmedien

Info

Publication number: DE69919133T2
Application number: DE69919133T
Authority: DE
Inventors: Julie Baker; Martin John HIGGINS; Donald Malcolm PURBRICK
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 1998-12-19
Filing date: 1999-12-14
Publication date: 2005-08-11
Anticipated expiration: 2019-12-15
Also published as: GB9827980D0; JP2002532309A; EP1054775A1; DE69919133D1; EP1054775B1; WO2000037259A1; US6534157B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Tintenstrahltinten-Bebilderung und insbesondere Tintenstrahltinten-Bildaufzeichnungselemente sowie ein Verfahren zu deren Herstellung.
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.
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.
Zwar sind bislang zahlreiche unterschiedliche Arten von Bildaufzeichnungselementen zur Verwendung mit Tintenstrahlvorrichtungen vorgeschlagen worden, aber nach dem Stand der Technik bestehen viele ungelöste Probleme und zahlreiche Nachteile in den bekannten Produkten, die deren kommerzielle Eignung erheblich einschränken. Die Anforderungen an ein Bildaufzeichnungsmedium oder Bildaufzeichnungselement für die Tintenstrahlaufzeichnung sind sehr anspruchsvoll.
Es ist bekannt, dass zur Erzeugung und Beibehaltung von Bildern in fotografischer Qualität auf einem derartigen Bildaufzeichnungselement ein Tintenstrahl-Aufzeichnungselement folgende Eigenschaften aufweisen 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.

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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
In 1 und 2 sind die für ein herkömmliches Bildaufzeichnungselement erzielten Ergebnisse zu Vergleichszwecken aufgeführt.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Weitere Materialien, die in der Grundschicht verwendbar sind, umfassen beispielsweise Cellulosederivate, Gummiderivate, Chitin und Stärke.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Die vorliegende Erfindung wird in und anhand folgender Beispiele veranschaulicht.
Beispiel 1
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).

Auf die Gelatine-Tintenabsorptionsschicht wurde eine ultradünne Deckschicht aufgetragen. Die Deckschicht wurde mit 0,006 g/m² 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

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.
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 Kodak^TM Inkjet Photographic Quality Paper Photo Weight war.
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.
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.
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.
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.
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.
Tabelle 1
Tabelle 2

Claims

Bildaufzeichnungselement für Tintenbilder, das in folgender Reihenfolge folgendes umfasst: einen Träger, eine Tintenempfangsschicht und eine obere Schicht, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Schicht ein Polymer beinhaltet, das eine eher hydrophile und eine eher hydrophobe Komponente oder eine Mischung aus zwei oder mehr derartigen Polymeren enthält, wobei mindestens eines der Polymere aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus (i) Polymeren von Acrylsäure, Methacrylsäure und Acrylsäureester oder einem Methacrylsäureester besteht, (ii) Copolymeren, die Einheiten umfassen, die mindestens entweder aus Acrylsäure, Methacrylsäure, einem Acrylsäureester oder einem Methacrylsäureester abgeleitet sind und (iii) Salzen der Polymere (i) und Copolymere (ii), 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.
Bildaufzeichnungselement nach Anspruch 1, worin das Polymer oder die Polymermischung in der oberen Schicht in einer Menge von 0,004 bis 0,1 g/m² vorhanden ist.
Bildaufzeichnungselement nach Anspruch 2, worin das Polymer oder die Polymermischung in der oberen Schicht in einer Menge von 0,005 bis 0,1 g/m² vorhanden ist.
Bildaufzeichnungselement nach Anspruch 1 bis 3, worin die obere Schicht ein Polymer umfasst, das sowohl hydrophile Substituenten als auch hydrophobe Substituenten enthält.
Bildaufzeichnungselement nach einem der vorausgehenden Ansprüche, worin die genannten Ester C₁-C₆ Alkylester sind.
Bildaufzeichnungselement nach Anspruch 5, worin die Ester Methyl- oder Ethylester sind.
Bildaufzeichnungselement nach einem der vorausgehenden Ansprüche, worin die Salze Alkalimetallsalze sind.
Bildaufzeichnungselement nach Anspruch 7, worin die Salze Natrium- und/oder Kaliumsalze sind.
Bildaufzeichnungselement nach einem der vorausgehenden Ansprüche, worin die Copolymere zudem Einheiten aus mindestens einem Monomer umfassen, das nicht Acrylsäure, Methacrylsäure, ein Acrylsäureester oder ein Methacrylsäureester ist.
Bildaufzeichnungselement nach Anspruch 9, worin das Monomer Ethylenglycol, Ethylenoxid, eine Karbonsäure oder ein Acrylsäureamid ist.
Bildaufzeichnungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 10, worin die Tintenempfangsschicht aus der Gruppe von Materialien ausgewählt ist, die 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 enthalten.
Bildaufzeichnungselement nach Anspruch 11, worin die Tintenempfangsschicht Gelatine umfasst.
Bildaufzeichnungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 12, worin die Tintenempfangsschicht eine Dicke von 3 bis 20 μm aufweist.
Bildaufzeichnungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 13, worin mindestens die Tintenempfangsschicht oder die obere Schicht Mattpartikel enthält.
Bildaufzeichnungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 14, worin die nicht durchgängige Flächendeckung in der oberen Schicht einer zufälligen Verteilung unterliegt.
Bildaufzeichnungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 15, das für Tintenstrahltintenbilder geeignet ist.
Verfahren zur Herstellung eines Bildaufzeichnungselements für Tintenbilder, 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 vom Träger entfernt angeordnet ist durch Aufbringen eines Polymers auf der Oberfläche, das eine eher hydrophile und eine eher hydrophobe Komponente oder eine Mischung aus zwei oder mehr derartigen Polymeren enthält, wobei mindestens eines der Polymere aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus (i) Polymeren von Acrylsäure, Methacrylsäure und Acrylsäureester oder einem Methacrylsäureester besteht, aus (ii) Copolymeren, die Einheiten umfassen, die mindestens entweder aus Acrylsäure, Methacrylsäure, Acrylsäureester oder Methacrylsäureester abgeleitet sind und aus (iii) Salzen der Polymere (i) und Copolymere (ii), 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.
Verfahren nach Anspruch 17, das die Herstellung eines Bildaufzeichnungselements nach einem der Ansprüche 2 bis 16 betrifft.