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    Esist offenbart ein Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial, das einen Träger undwenigstens eine poröse,tintenaufnehmende Schicht umfaßt,die anorganische Feinteilchen und Polyvinylalkohol enthält, bereitgestelltals eine Hauptkomponente eines Bindemittels auf dem Träger, wobeiwenigstens eine von besagten tintenaufnehmenden Schichten eine Polymeremulsionenthält, dieeine Polymerverbindung enthält,die eine hydrophile Eigenschaft in einem Temperaturbereich einervorbestimmten Temperatur, die eine wärmeempfindliche Temperatur ist,oder darunter zeigt und eine hydrophobe Eigenschaft in einem Temperaturbereichoberhalb der wärmeempfindlichenTemperatur zeigt, in einer Menge von 1 bis 25 Gew.-%, bezogen aufdie Menge des Polyvinylalkohols, als Feststoffgehalt.
    公开号:DE102004015254A1
    申请号:DE200410015254
    申请日:2004-03-29
    公开日:2004-10-21
    发明作者:Hiroshi Sakaguchi；Yukihiro Suzuki
    申请人:Mitsubishi Paper Mills Ltd；
    IPC主号:B41J2-01
    专利说明:
    [0001] Dievorliegende Erfindung betrifft ein Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial,genauer ein Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial, das fotoähnlichenhohen Glanz besitzt, hervorragende Tintenabsorptionseigenschaften aufweistund hohe Produktivitätbesitzt.
    [0002] Alsein Aufzeichnungsmaterial, das fürein Tintenstrahlaufzeichnungssystem verwendet werden kann, ist einAufzeichnungsmaterial allgemein bekannt gewesen, das eine poröse, tintenaufnehmendeSchicht umfaßt,die ein Pigment, wie etwa amorphe Kieselsäure, und ein wasserlöslichesBindemittel, wie etwa Polyvinylalkohol, umfaßt, die auf einem Träger bereitgestelltist, was das sogenannte Tintenstrahlaufzeichnungsblatt ist.
    [0003] Inden letzten Jahren ist, als ein Aufzeichnungsmaterial mit fotoähnlichemGlanz, vorgeschlagen worden, ultrafeine Teilchen, wie etwa amorpheKieselsäureoder Naßprozeß-Kieselsäure, vermahlenoder pulverisiert zu mehreren 100 nm, als anorganische Feinteilcheneiner tintenaufnehmenden Schicht zu verwenden. In der japanischenPatentveröffentlichungNr. 56552/1991, den japanischen vorläufigen PatentveröffentlichungenNr. 119423/1998, Nr. 2000-211235 und Nr. 2000-309157, ist zum Beispieloffenbart worden, Kieselsäure zuverwenden, die mit einem Gasphasenverfahren hergestellt ist (imweiteren als „pyrogeneKieselsäure" bezeichnet), inden japanischen vorläufigenPatentveröffentlichungenNr. 286165/1997 und Nr. 181190/1998 ist offenbart worden, pulverisierteKieselsäurezu verwenden, die hergestellt ist mit einem Ausfällungsverfahren, und in derjapanischen vorläufigenPatentveröffentlichungNr. 2001-277712 ist offenbart worden, pulverisierte Kieselsäure zu verwenden,die mit einem Gelverfahren hergestellt ist. Die Verbesserung vonEigenschaften in einem Tintenstrahldrucker ist bemerkenswert, dieDruckgeschwindigkeit wird zusätzlichzu feinerem Druckbild ebenfalls abrupt verbessert, und dennoch sindhöhereTintenabsorptionseigenschaften erwünscht.
    [0004] Andererseitsist, um ein Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial mit fotoähnlichemhohen Glanz und hohen Tintenabsorptionseigenschaften zu erhalten,ein Verfahren offenbart worden, bei dem ein Trocknungsschritt, nachBereitstellen einer Beschichtungslösung auf einem Träger, unterrelativ milden Bedingungen durchgeführt wird. In der japanischenvorläufigenPatentveröffentlichungNr. 91238/1999 ist z.B. ein Verfahren offenbart worden, bei demTrocknung ohne Gasstrom durchgeführtwird, und in der japanischen vorläufigen PatentveröffentlichungNr. 2001-10207 und Nr. 2001-96900 ist ein Verfahren offenbart worden,bei dem Trocknung bei einer relativ niedrigen Temperatur durchgeführt wird.Bei diesen Verfahren ist jedoch eine lange Zeit für den Trocknungsschritterforderlich, so daß dasProblem besteht, daß dieProduktivitätnicht erhöhtwerden kann. In der internationalen Patentanmeldung WO 02/85634(Seiten 3 bis 6) und der japanischen vorläufigen PatentveröffentlichungNr. 2003-40916 (Seiten 3 und 4) ist ein Verfahren offenbart wordenzur Herstellung eines Tintenstrahlaufzeichnungsmaterials mit hoherProduktivitätsowie gutem Glanz und guten Tintenabsorptionseigenschaften, durchVerwendung anorganischer Teilchen, wie etwa Kieselsäure etc.,und eines wärmeempfindlichenPolymerlatex als einem Bindemittel, und das beschichtete Materialwird nach Bereitstellen einer Beschichtungslösung auf einem Träger aufweniger als die wärmeempfindlicheTemperatur des wärmeempfindlichenPolymerlatex abgekühlt,um die aufgebrachte Lösungeinzudicken und zu gelieren, und das Material wird getrocknet, während dieobige Situation aufrechterhalten wird. Die Beschichtungslösung, dieden wärmeempfindlichenPolymerlatex und die Kieselsäure-Feinteilchenenthält,dickt jedoch bei einer Temperatur der wärmeempfindlichen Temperaturoder darunter irreversibel ein und geliert und die einmal gelierteBeschichtungslösungkehrt nicht in einen fließfähigen Zustandzurück,selbst wenn sie erneut erwärmtwird. Somit wird die Leitung, wenn die Temperatur der Beschichtungslösung ineiner Leitung auf eine Temperatur unterhalb der wärmeempfindlichenTemperatur aus einem bestimmten Grund abgesenkt wird, verstopftund Gegenmaßnahmensind schwierig, wodurch Probleme im Produktionsprozeß bleiben.
    [0005] EineAufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Tintenstrahlaufzeichnungsmaterialmit fotoähnlichem hohenGlanz, hohen Tintenabsorptionseigenschaften und hoher Produktivität zur Verfügung zustellen.
    [0006] Dieobigen Aufgaben der vorliegenden Erfindung können mit einem Tintenstrahlaufzeichnungsmaterialgelöstwerden, das einen Trägerund wenigstens eine poröse,tintenaufnehmende Schicht umfaßt,die anorganische Feinteilchen und Polyvinylalkohol enthält, bereitgestellt alseine Hauptkomponente eines Bindemittels auf dem Träger, wobeiwenigstens eine von besagten tintenaufnehmenden Schichten eine Polymeremulsionenthält,die eine Polymerverbindung enthält,die eine hydrophile Eigenschaft in einem Temperaturbereich einervorbestimmten Temperatur (einem wärmeempfindlichen Punkt) oderdarunter zeigt und eine hydrophobe Eigenschaft in einem Temperaturbereichoberhalb des wärmeempfindlichenPunktes zeigt, in einer Menge von 1 bis 25 Gew.-%, bezogen auf dieMenge des Polyvinylalkohols, als Feststoffgehalt.
    [0007] Imfolgenden wird die vorliegende Erfindung im Detail erläutert werden.Als die anorganischen Feinteilchen, die in der tintenaufnehmendenSchicht der vorliegenden Erfindung verwendet werden sollen, können verschiedeneArten von herkömmlichbekannten Feinteilchen erwähntwerden, wie etwa Kieselsäure,Aluminiumoxid, Aluminiumoxid-Hydrat, Calciumcarbonat, Magnesiumcarbonat,Titandioxid, etc., und Kieselsäure-Feinteilchensind im Hinblick auf Tintenabsorptionseigenschaften und Produktivität bevorzugt.Es ist insbesondere bevorzugt, einen Naßprozeß-Kieselsäure oder eine pyrogene Kieselsäure, jeweilsfein pulverisiert, zu verwenden.
    [0008] Beisynthetisierten Kieselsäurenkönnendiese in Naßprozeß-Kieselsäure, pyrogeneKieselsäureund andere, entsprechend den Herstellungsverfahren, einklassifiziertwerden. Die Naßprozeß-Kieselsäure kann weitereinklassifiziert werden in eine Ausfällungsverfahrens-Kieselsäure, eineGelverfahrens-Kieselsäureund eine Solverfahrens-Kieselsäure,entsprechend den Herstellungsverfahren. Die ausgefällte Kieselsäure kann hergestelltwerden durch Umsetzen von Natriumsilikaten und Schwefelsäure unteralkalischen Bedingungen, wobei Kieselsäureteilchen, die zu Teilchengröße wachsen,aggregieren und ausfällenund anschließenddurch Filtration, Waschen, Trocknen, Pulverisierung und Klassierungweiterverarbeitet werden, um ein Produkt zu erhalten. Eine solcheausgefällteKieselsäureist kommerziell erhältlichvon TOSOH SILICA CORPORATION (Japan) unter dem Markennamen Nipsil,und von K.K. Tokuyama (Japan) unter dem Markennamen Tokusil. Die Gelverfahrens-Kieselsäure kannhergestellt werden durch Umsetzen von Natriumsilikat und Schwefelsäure untersauren Bedingungen. Bei diesem Verfahren werden kleine Kieselsäureteilchenwährenddes Reifens gelöstund so zwischen Primärteilchenerneut ausgefällt,die größere Teilchensind, wodurch mehr Teilchen miteinander vereinigt werden. Somitverschwinden klare Primärteilchenund bilden relativ harte agglomerierte Teilchen mit innerer Hohlraumstruktur.Dies ist z.B. kommerziell erhältlichvon TOSOH SILICA CORPORATION (Japan) unter dem Markennamen Nipgel,von Grace Japan Co., Ltd. (Japan) unter den Markennamen Syloid, Sylojetund dergleichen. Die Solverfahrens-Kieselsäure wird auch als kolloidaleKieselsäurebezeichnet und kann erhalten werden durch Erhitzen und Reifen vonKieselsäuresol,erhalten durch Metathese von Natriumsilikat mit einer Säure wieetwa Natriumsilikat oder Durchleiten durch eine Ionenaustauschharzschicht,und ist kommerziell erhältlichvon Nissan Chemical Industries, Ltd. (Japan) unter dem MarkennamenSNOWTEX.
    [0009] PyrogeneKieselsäurewird auch als Trocknungsverfahrens-Kieselsäure, im Gegensatz zum Naßverfahren,bezeichnet, und sie kann im allgemeinen mit einem Flammenhydrolyseverfahrenhergestellt werden. Genauer ist allgemein ein Verfahren bekannt,bei dem Siliciumtetrachlorid mit Wasserstoff und Sauerstoff verbranntwird, und ein Silan, wie etwa Methyltrichlorsilan oder Trichlorsilan,kann statt Siliciumtetrachlorid verwendet werden, allein oder alseine Mischung in Kombination mit Siliciumtetrachlorid. Die pyrogeneKieselsäureist kommerziell erhältlichvon Nippon Aerosil K.K. (Japan) unter dem Markennamen Aerosil, undK.K. Tokuyama (Japan) unter dem Markennamen QS-Typ, etc.
    [0010] Inder vorliegenden Erfindung wird eine Naßverfahrens-Kieselsäure, pulverisiertzu einer durchschnittlichen Sekundärteilchengröße von 400 nm oder weniger,besonders bevorzugt verwendet. Die Naßverfahrens-Kieselsäure, diein der vorliegenden Erfindung verwendet werden soll, sind Kieselsäureteilchen,die vorzugsweise eine durchschnittliche Primärteilchengröße von 50 nm oder weniger,bevorzugter 3 bis 40 nm, und eine durchschnittliche Sekundärteilchengröße von 1 μm oder mehr,bevorzugter 5 bis 50 μm,aufweisen, und weiter bevorzugt sind Naßverfahrens-Kieselsäureteilchen,die in Gegenwart einer kationischen Verbindung auf eine durchschnittlicheSekundärteilchengröße von 400nm oder weniger fein pulverisiert sind. Ausfällungsverfahrens-Kieselsäureteilchensind besonders bevorzugt. Die durchschnittlichen Primär- und Sekundärteilchengrößen, diein der vorliegenden Beschreibung erwähnt sind, beruhen auf dem herkömmlich bekanntenVerfahren, auf der Grundlage von Beobachtungen mit einem Elektronenmikroskop(Rasterelektronenmikroskop und Transmissionselektronenmikroskop).
    [0011] Dadie Naßverfahrens-Kieselsäure, diemit dem herkömmlichenVerfahren hergestellt wird, eine durchschnittliche Sekundärteilchengröße von 1 μm oder mehraufweist, wird diese verwendet, nachdem sie fein pulverisiert wordenist. Als Pulverisierungsverfahren wird vorzugsweise ein Naßpulverisierungsverfahrenverwendet, bei dem in einem wässrigenMedium dispergierte Kieselsäuremechanisch pulverisiert wird. Gegenwärtig ist es besonders bevorzugt,eine Ausfällungsverfahrens-Kieselsäure zu verwenden,die eine Ölabsorptionsmengevon 210 ml/100 g oder mehr und eine durchschnittliche Sekundärteilchengröße von 5 μm oder mehr aufweist,da der Anstieg der anfänglichenViskositätder Dispersion kontrolliert ist, eine Dispersion mit hoher Konzentrationrealisiert wird und die Teilchen aufgrund des Anstiegs der Pulverisierungs-und Dispersionseffizienzen feiner pulverisiert werden können. DurchVerwendung einer Dispersion mit höherer Konzentration wird auchdie Produktivitätdes Aufzeichnungspapiers verbessert. Die Ölabsorption kann gemäß der Beschreibung vonJIS K-5101 gemessen werden.
    [0012] Alsein spezifisches Verfahren, um Naßverfahrens-Kieselsäurefeinteilchenmit einer durchschnittlichen Sekundärteilchengröße von 400 nm oder wenigerder vorliegenden Erfindung zu erhalten, kann z.B. ein Verfahrenerwähntwerden, bei dem Kieselsäureteilchenund eine kationische Verbindung in Wasser vermischt werden (dieZugabe kann von jedem davon zuerst durchgeführt werden oder kann gleichzeitigdurchgeführt werden),ein Verfahren, bei dem Dispersionen oder wässrige Lösungen von jedem vermischtund anschließenddie Flüssigkeitdurchmischt wird unter Verwendung wenigstens einer Dispergiervorrichtungvom Sägeblatt typoder einer Dispergiervorrichtung vom Propellerschaufeltyp und einerDispergiervorrichtung vom Rotor-Stator-Typ, um eine vorläufige Dispersionzu erhalten. Falls erforderlich, kann eine geeignete Menge eines niedrigsiedenden Lösungsmittels,etc. zur Dispersion zugegeben werden. Eine Menge der kationischenVerbindung beträgtvorzugsweise 0,5 bis 20 Gew.-%, bevorzugter 1 bis 10 Gew.-%, bezogenauf die Menge der Kieselsäureteilchen.Durch Verwendung der Verbindung innerhalb des oben spezifiziertenBereichs ist die Viskositätder vorläufigenKieselsäuredispersionnicht so hoch und die Feststoffkonzentration kann erhöht werden.Die Feststoffkonzentration der vorläufigen Kieselsäuredispersionder vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise hoch, aber wenn siezu hoch ist, wird Dispersion unmöglich,so daß sievorzugsweise im Bereich von 15 bis 40 Gew.-%, bevorzugter 20 bis35 Gew.-% liegt.
    [0013] Alsnächsteswird die vorläufigeKieselsäuredispersion,die mit dem oben erwähntenVerfahren erhalten ist, weiter dispergiert durch Verwendung leistungsfähigerermechanischer Mittel, um eine Naßverfahrens-Kieselsäurefeinteilchendispersionmit einer durchschnittlichen Sekundärteilchengröße von 400 nm oder wenigerzu erhalten. Als die mechanischen Mittel können diejenigen eingesetztwerden, die herkömmlicherweiseim Stand der Technik bekannt sind, und es kann z.B. eine Medienmühle verwendetwerden, wie etwa eine Kugelmühle,eine Perlenmühle,eine Sandmühle,etc., eine Druckdispergiervorrichtung, wie etwa ein Hochdruckhomogenisator,ein Ultrahochdruckhomogenisator, etc., eine Ultraschalldispergiervorrichtungund eine Dünnfilmschleuderdispergiervorrichtung,etc.
    [0014] Inder vorliegenden Erfindung wird vorzugsweise auch pyrogene Kieselsäure verwendet.Eine durchschnittliche Teilchengröße eines Primärteilchensder pyrogenen Kieselsäure,die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden soll, beträgt vorzugsweise30 nm oder weniger und bevorzugter 15 nm oder weniger, um höheren Glanzzu erhalten. Bevorzugter sind diejenigen mit einer durchschnittlichenTeilchengröße der Primärteilchenvon 3 bis 15 nm, besonders bevorzugt 3 bis 10 nm, und mit einerspezifischen Oberfläche,gemessen mit der BET-Methode,von 200 m2/g oder mehr, bevorzugter 250bis 500 m2/g. Die in der vorliegenden ErfindungerwähnteBET-Methode bedeutet eine Methode zum Messen einer Oberfläche vonPulvermaterial mit einer Gasphasenadsorptionsmethode und ist eineMethode zur Bestimmung der Gesamtoberfläche, die 1 g einer Probe besitzt,d.h. einer spezifischen Oberfläche,aus einer Adsorptionsisotherme. Im allgemeinen ist, als ein Adsorptionsgas,häufigStickstoffgas verwendet worden, und eine Methode zum Messen einerAdsorptionsmenge, die durch die Veränderung des Drucks oder desVolumens eines zu adsorbierenden Gases erhalten wird, ist am häufigstenverwendet worden. Die berühmtesteGleichung zur Darstellung der Isotherme polymolekularer Adsorptionist die Brunauer-Emmett-Teller-Gleichung, die auch als BET-Gleichungbezeichnet wird, und diese ist in breitem Umfang zum Bestimmen einerOberflächeeiner zu untersuchenden Substanz verwendet worden. Eine Oberfläche kannerhalten werden durch Messen einer Adsorptionsmenge, auf der Basisder BET-Gleichung, und Multiplizieren der Menge mit einer Oberfläche, dievon der Oberflächeeines adsorbierten Molekülseingenommen wird.
    [0015] Inder tintenaufnehmenden Schicht der vorliegenden Erfindung wird vorzugsweisepyrogene Kieselsäure,dispergiert zu einer durchschnittlichen Aggregationsteilchengröße von 300nm oder weniger, in Gegenwart einer kationischen Verbindung, verwendet.Als die Dispersionsmethode werden pyrogene Kieselsäure undein Dispersionsmedium zunächstmit üblichemPropellerrühren,Turbinenrühren,Homomixerrühren,etc. vermischt und anschließendwird die Dispersion vorzugsweise durch Verwendung einer Medienmühle, wie etwaeiner Kugelmühle,einer Perlenmühle,einer Sandmühle,etc., einer Druckdispersionsvorrichtung, wie etwa einem Hochdruckhomogenisator,einem Ultrahochdruckhomogenisator, etc., einer Ultraschalldispersionsvorrichtungund einer Dünnfilmschleuderdispersionsvorrichtung,etc., durchgeführt.
    [0016] Alsdie fürdie Kieselsäurezu verwendende kationische Verbindung kann ein kationisches Polymer odereine wasserlöslicheMetallverbindung verwendet werden. Als das kationische Polymer können vorzugsweiseerwähntwerden Polyethylenimin, Polydiallylamin, Polyallylamin, Polyalkylaminsowie Polymere mit einer primärenbis tertiärenAminogruppe oder einer quartärenAmmoniumgruppe, wie offenbart in den japanischen vorläufigen PatentveröffentlichungenNr. 20696/1984, Nr. 33176/1984, Nr. 33177/1984, Nr. 155088/1984,Nr. 11389/1985, Nr. 49990/1985, Nr. 83882/1985, Nr. 109894/1985,Nr. 198493/1987, Nr. 49478/1988, Nr. 115780/1988, Nr. 280681/1988,Nr. 40371/1989, Nr. 234268/1994, Nr. 125411/1995 und Nr. 193776/1998,etc.. Insbesondere wird vorzugsweise ein Diallylamin-Derivat als das kationischePolymer verwendet. Ein durchschnittliches Molekulargewicht (Mw;Molekulargewicht im Gewichtsmittel) dieser kationischen Polymerebeträgtvorzugsweise 2.000 bis 100.000, besonders bevorzugt im Bereich von2.000 bis 30.000, im Hinblick auf Dispergierbarkeit und Viskosität der Dispersion.
    [0017] Alsdie wasserlöslicheMetallverbindung kann z.B. ein wasserlösliches mehrwertiges Metallsalzerwähntwerden. Als solch ein Salz kann ein wasserlösliches Salz eines Metallserwähntwerden, das ausgewählt istaus der Gruppe, die aus Calcium, Barium, Mangan, Kupfer, Cobalt,Nickel, Aluminium, Eisen, Zink, Titan, Zirconium, Chrom, Magnesium,Wolfram und Molybdänbesteht. Insbesondere kann eine wasserlösliche Metallverbindung z.B.Calciumacetat, Calciumchlorid, Calciumformiat, Calciumsulfat, Bariumacetat,Bariumsulfat, Bariumphosphat, Manganchlorid, Manganacetat, Manganformiat-Dihydrat,Ammoniummangansulfat-Hexahydrat, Kupfer(II)-chlorid, Kupfer(II)-ammoniumchlorid-Dihydrat,Kupfersulfat, Cobaltchlorid, Cobaltthiocyanat, Cobaltsulfat, Nickelsulfat-Hexahydrat,Nickelchlorid-Hexahydrat,Nickelacetat-Tetrahydrat, Ammoniumnickelsulfat-Hexahydrat, Amidnickelsulfat-Tetrahydrat,Aluminiumsulfat, Aluminiumsulfat, Aluminiumthiosulfat, Poly(aluminiumchlorid),Aluminiumnitrat-Nonahydrat, Aluminiumchlorid-Hexahydrat, Eisen(II)-bromid,Eisen(II)-chlorid, Eisen(III)-chlorid, Eisen(II)-sulfat, Eisen(III)-sulfat,Zinkbromid, Zinkchlorid, Zinknitrat-Hexahydrat, Zinksulfat, Zink-p-phenolsulfat,Titanchlorid, Titansulfat, Titanlactat, Zirconiumacetat, Zirconiumchlorid, Zirconiumoxychlorid-Octahydrat,Zirconiumhydroxychlorid, Chromacetat, Chromsulfat, Magnesiumsulfat,Magnesiumchlorid-Hexahydrat,Magnesiumcitrat-Nonahydrat, Natriumphosphorwolframat, Wolframnatriumcitrat, Dodecawolframatophosphat-n-Hydrat,Dodecawolframatosilikat-26-Hydrat, Molybdänchlorid, Dodecamolybdatophosphat-n-Hydrat,etc. einschließen.
    [0018] Vondiesen wasserlöslichenmehrwertigen Metallverbindungen, wie oben erwähnt, ist eine Verbindung besondersbevorzugt, die Aluminium oder ein Metall der Gruppe 4A (Gruppe 4)des Periodensystems (z.B. Zirconium, Titan) umfaßt. Eine wasserlösliche Aluminiumverbindungwird besonders bevorzugt verwendet. Die wasserlösliche Aluminiumverbindungkann z.B. Aluminiumchlorid und seine Hydrate, Aluminiumsulfat undseine Hydrate, Aluminiumalum, etc. als ein anorganisches Salz davoneinschließen. Überdiesist eine basische Poly(aluminiumhydroxid)-Verbindung bekannt gewesen,die ein anorganisches aluminiumhaltiges kationisches Polymer ist,und diese wird bevorzugt verwendet.
    [0019] Dieoben erwähntePoly(aluminiumhydroxid)-Verbindung ist ein wasserlöslichesPoly(aluminiumhydroxid), dessen Hauptkomponente dargestellt wirddurch die folgende Formel (1), (2) oder (3) und die ein mehrkernigeskondensiertes Ion enthält,das basisch ist und ein Polymer in einer stabilen Form, wie etwa [Al6(OH)15]3+,[Al8(OH)20]4+, [Al13(OH)34]5+, [Al21(OH)60]3+, etc. [Al2(OH)nCl6-n]m (1) [Al(OH)3]nAlCl3 (2) Aln(OH)mCl(3n-m ) (3)
    [0020] DiesewasserlöslichenAluminiumverbindungen sind kommerziell erhältlich von Taki Chemical, K.K. (Japan)unter dem Handelsnamen Poly(aluminiumchlorid) (PAC, Handelsname)als ein Wasserbehandlungsmittel, von Asada Chemical K.K. (Japan)unter dem Handelsnamen Poly(aluminiumhydroxid) (Paho, Handelsname),von K.K. Riken Green (Japan) unter dem Handelsnamen Pyurakemu WT(Handelsname) und anderen Herstellern mit denselben Zielen, wobeiverschiedene Arten technischer Qualitätsstufen leicht erhältlich sind.
    [0021] Dieein Element aus Gruppe 4 des Periodensystems enthaltende wasserlösliche Verbindung,die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, ist bevorzugtereine wasserlöslicheVerbindung, die Titan oder Zirconium enthält. Als die wasserlösliche Verbindung,die Titan enthält,könnenerwähntwerden Titanchlorid und Titansulfat und als die wasserlösliche Verbindung,die Zirconium enthält,könnenerwähntwerden Zirconiumacetat, Zirconiumchlorid, Zirconiumoxychlorid, Zirconiumhydroxychlorid,Zirconiumnitrat, basisches Zirconiumcarbonat, Zirconiumhydroxid,Zirconiumlactat, Ammoniumzirconiumcarbonat, Kaliumzirconiumcarbonat,Zirconiumsulfat, Zirconiumfluorid und dergleichen. In der vorliegendenErfindung bedeutet der Ausdruck „wasserlöslich", daß die Verbindung in Wasserin einer Menge von 1 Gew.-% oder mehr bei Normaltemperatur unterNormaldruck gelöstist.
    [0022] Inder vorliegenden Erfindung wird Polyvinylalkohol als eine Hauptkomponenteeines Bindemittels für dieanorganischen Teilchen verwendet. Polyvinylalkohol ist hervorragendin seiner Fähigkeitals ein Bindemittel füranorganische Feinteilchen, ebenso hervorragend in Transparenz undrelativ niedriger Quellbarkeit bei etwa Raumtemperatur, so daß die Eigenschaftenvorliegen, daß dieHemmung der Tintenabsorption durch Aufquellen gering ist oder dergleichen.Wenn der Polyvinylalkohol als eine Hauptkomponente des Bindemittelsverwendet wird und die wärmeempfindlichePolymerlatex in Kombination verwendet wird, zeigt eine Beschichtungslösung einenausreichenden Anstieg der Viskosität, wenn sie auf eine niedrigeTemperatur gebracht wird. Auch tritt ein Phänomen einer irreversiblen Gelierung,von der man glaubt, daß siedurch eine Wechselwirkung zwischen dem wärmeempfindlichen Polymerlatexund anorganischen Feinteilchen hervorgerufen wird, wenn der wärmeempfindlichePolymerlatex als eine Hauptkomponente des Bindemittels verwendetwird, nicht auf, so daß dieHandhabung der Beschichtungslösungeinfach ist.
    [0023] Unterden Polyvinylalkoholen ist ein vollständig oder teilweise verseifterPolyvinylalkohol oder ein kationisch modifizierter Polyvinylalkoholbevorzugt. Besonders bevorzugt ist ein teilweise oder vollständig verseifterPolyvinylalkohol mit einem Verseifungsgrad von 80% oder mehr. Diejenigenmit einem durchschnittlichen Polymerisationsgrad von 200 bis 5.000sind bevorzugt.
    [0024] Alsder kationisch modifizierte Polyvinylalkohol kann z.B. ein Polyvinylalkoholerwähntwerden, der primärebis tertiäreAminogruppen oder eine quartäreAmmoniumgruppe an der Hauptkette oder Seitenkette des Polyvinylalkoholsbesitzt, wie offenbart in der japanischen vorläufigen PatentveröffentlichungNr. 10483/1986.
    [0025] DieMenge des Polyvinylalkohols ist vorzugsweise so gering wie möglich, dadas Hohlraumvolumen in der tintenaufnehmenden Schicht groß ist unddie Tintenabsorptionsfähigkeithoch ist, aber wenn sie zu gering ist, ist die tintenaufnehmendeSchicht so brüchig,daß Oberflächendefektewie etwa Reißenetc. bewirkt werden oder der Glanz herabgesetzt wird. Somit liegtsie vorzugsweise im Bereich von 5 bis 40 Gew.-%, besonders bevorzugt10 bis 30 Gew.-%,bezogen auf die Menge der anorganischen Feinteilchen.
    [0026] Inder vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, ein Vernetzungsmittel(Filmaushärtungsmittel)für den Polyvinylalkoholzu verwenden. Spezifische Beispiele für das Vernetzungsmittel können eineVerbindung vom Aldehyd-Typ, wie etwa Formaldehyd und Glutaraldehyd;eine Keton-Verbindung, wie etwa Diacetyl und Cyclopentandion; eineVerbindung mit einem reaktiven Halogen, wie etwa Bis-(2-chlorethylharnstoff),2-Hydroxy-4,6-dichlor-1,3,5-triazin und diejenigen, die in U.S.-PatentNr. 3,288,775 offenbart sind; Divinylsulfon; eine Verbindung miteinem reaktiven Olefin, wie offenbart in U.S.-Patent Nr. 3,635,718;eine N-Methylol-Verbindung,wie offenbart in U.S.-Patent Nr. 2,732,316; eine Isocyanat-Verbindung, wie offenbartin U.S.-Patent Nr. 3,103,437; eine Aziridin-Verbindung, wie offenbartin den U.S.-Patenten Nr. 3,017,280 und Nr. 2,983,611; eine Verbindungvon Carbodiimid-Typ, wie offenbart in U.S.-Patent Nr. 3,100,704;eine Epoxy-Verbindung, wie offenbart in U.S.-Patent Nr. 3,091,537;eine Halogencarboxyaldehyd-Verbindung, wie etwa Mucochlorsäure, ein Dioxan-Derivat,wie etwa Dihydroxydioxan, ein anorganisches Vernetzungsmittel, wieetwa Chromalum, Zirconiumsulfat, Borsäure, ein Borat und Borax einschließen undsie könnenunabhängigoder in Kombination von zwei oder mehreren verwendet werden. Vondiesen sind Borsäure,Borax und ein Borat besonders bevorzugt.
    [0027] Alsnächsteswird die Polymeremulsion der vorliegenden Erfindung erläutert. Inder vorliegenden Beschreibung wird eine Eigenschaft, bei der sichdie hydrophile Eigenschaft/hydrophobe Eigenschaft bei einer bestimmtenTemperatur abrupt verändert,als eine wärmeempfindlicheEigenschaft bezeichnet, und eine Temperatur, die die Grenze hierfür ist, wirdals eine wärmeempfindlicheTemperatur bezeichnet. Eine Polymerverbindung, die in der Polymeremulsionder vorliegenden Erfindung enthalten sein kann, die eine hydrophileEigenschaft bei einer bestimmten Temperatur (der wärmeempfindlichenTemperatur) oder darunter zeigt und eine hydrophobe Eigenschaftbei einer Temperatur oberhalb der wärmeempfindlichen Temperaturzeigt, ist ein Homopolymer eines Monomers, das eine Polymerverbindungergibt, die reversible Veränderungenzwischen der hydrophilen Eigenschaft und der hydrophoben Eigenschaftzeigt, wenn es homopolymerisiert wird, oder ein Copolymer davonmit einem anderen Monomer(en), wobei dieses Copolymer die wärmeempfindlicheEigenschaft besitzt. Diese wärmeempfindlicheEigenschaft kann z.B. durch abrupte Veränderung der Viskosität oder abrupteVeränderungder Löslichkeiteiner Mischung aus der Polymerverbindung und Wasser bei der wärmeempfindlichenTemperatur bestätigtwerden. Es ist ähnlichim Falle der Polymeremulsion, und die wärmeempfindliche Eigenschaftund die wärmeempfindlicheTemperatur könnendurch abrupte Veränderungder Viskositätoder Transparenz der Polymeremulsion bei der wärmeempfindlichen Temperaturbestätigtwerden.
    [0028] Alsdas Monomer, das die wärmeempfindlicheEigenschaft ergibt, wenn das Monomer homopolymerisiert wird, sindDerivate von N-Alkyl- oder N-Alkylen(meth)acrylamid (hier bedeutet „(Meth)acryl" „Methacryl und Acryl"), Vinylmethylether,Derivate von Polyethylenglykol(meth)acrylat und dergleichen bekanntund sie könnenfakultativ verwendet werden. In der vorliegenden Erfindung ist esbesonders bevorzugt, die Derivate von N-Alkyl- oder N-Alkylen(meth)acrylamidzu verwenden.
    [0029] Beispielefür dieDerivate von N-Alkyl- oder N-Alkylen(meth)acrylamid können N-Ethyl(meth)acrylamid,N-Isopropyl(meth)acrylamid, N-Cyclopropyl(meth)acrylamid, N-Ethyl(meth)acrylamid,N,N-Diethylacrylamid, N,N-Dimethyl(meth)acrylamid, N-n- Propyl(meth)acrylamid,N-Methyl-N-n-propylacrylamid, N-Methyl-N-isopropylacrylamid, N(Meth)acryloylpyrrolidin,N-(Meth)acryloylpiperidin, N-Tetrahydrofurfuryl(meth)acrylamid,N-Methoxypropyl(meth)acrylamid, N-Ethoxypropyl(meth)acrylamid, N-Isopropoxypropyl(meth)acrylamid,N-Ethoxyethyl(meth)acrylamid, N-(2,2-Dimethoxyethyl)-N-methylacrylamid,N-Methoxyethyl(meth)acrylamid, N-(Meth)acryloylmorpholin, etc. einschließen. Vondiesen sind N-Isopropylacrylamid, N-n-Propylacrylamid, N,N-Diethylacrylamid,N-Acryloylmorpholin im Hinblick auf die wärmeempfindliche Eigenschaft,Einfachheit der Handhabung und leichte Verfügbarkeit bevorzugt.
    [0030] Alsdas andere Monomer, das mit dem Monomer copolymerisierbar ist, daseine Polymerverbindung mit der oben erwähnten wärmeempfindlichen Eigenschaftergibt, könneneine lipophile Vinylverbindung, eine hydrophile Vinylverbindungund eine ionische Vinylverbindung erwähnt werden. Beispiele für die lipophileVinylverbindung können(Meth)acrylate, wie etwa Methyl(meth)acrylat, n-Butyl(meth)acrylat,2-Ethylhexyl(meth)acrylat, etc. Styrol, Ethylen, Vinylacetat unddergleichen einschließen.Beispiele fürdie hydrophile Vinylverbindung können(Meth)acrylate, wie etwa 2-Hydroxypropyl(meth)acrylat, etc., Acrylamide,wie etwa (Meth)acrylamid, N-Methyl(meth)acrylamid, N-Vinyl-2-pyrrolidon,etc. einschließen,die die wärmeempfindlicheEigenschaft nicht zeigen, wenn sie homopolymerisiert werden, undBeispiele fürdie ionische Vinylverbindung könnenCarbonsäuregruppenenthaltende Monomere, wie etwa Acrylsäure, Methacrylsäure, Maleinsäure, Monoethylmaleat,etc., Sulfonsäuregruppenenthaltende Monomere, wie etwa Styrolsulfonsäure, etc., Aminogruppen enthaltendeMonomere, wie etwa N,N-Dimethylaminoethyl(meth)acrylat, N,N-Dimethylaminopropyl(meth)acrylat,etc. und deren quartäreAmmoniumsalze und dergleichen einschließen. Wenn die anorganischenFeinteilchen der vorliegenden Erfindung anorganische Feinteilchensind, die in Gegenwart einer kationischen Verbindung fein dispergiertwerden, ist eine Polymeremulsion besonders bevorzugt, die eine Polymerverbindungenthält,an die ein Monomer mit einer tertiären Aminogruppe und/oder quartären Ammoniumgruppecopolymerisiert wird.
    [0031] Auchkann ein Monomer mit einer Carbonylgruppe bevorzugt als ein zu copolymerisierendesMonomer verwendet werden. Insbesondere wird, wenn eine Polymeremulsion,die ein Monomer verwendet, das eine Carbonylgruppe enthält, undein Vernetzungsmittel mit wenigstens zwei Hydrazingruppen oder Semicarbazidgruppen,zu einer Beschichtungslösungzugegeben wird, Festigkeit und Wasserbeständigkeit der resultierendentintenaufnehmenden Schicht erhöht,so daß diesbevorzugt ist. Spezifische Beispiele für das Monomer mit einer CarbonylgruppekönnenAcrolein, Diacetonacrylamid, Diacetonmethacrylat, etc. einschließen, undals das Vernetzungsmittel vom Hydrazin-Typ kann ein Produkt eingesetztwerden, das erhalten wird durch die Reaktion von Adipinsäurehydrazidoder einer Polyisocyanatverbindung mit Hydrazin, und andere kommerziellverfügbareVernetzungsmittel vom Hydrazin-Typ.
    [0032] Inder Polymeremulsion der vorliegenden Erfindung ist es möglich, diewärmeempfindlicheTemperatur der Polymeremulsion durch Auswahl der Art und des Gehalteseiner Monomerkomponente, die die wärmeempfindliche Eigenschaftergibt, und einer Monomerkomponente, die diese in der Polymerverbindungnicht ergibt, zu steuern. Der Anteil der Monomerkomponente, diedie wärmeempfindlicheEigenschaft nicht ergibt, liegt vorzugsweise bei 50 Gew.-% oderweniger, bevorzugter 30 Gew.-% oder weniger, in der Gesamtmonomerkomponentezum Zeitpunkt der Temperaturreaktion.
    [0033] DiewärmeempfindlicheTemperatur der Polymeremulsion gemäß der vorliegenden Erfindungist nicht spezifisch beschränkt,und es ist möglich,sie im Bereich von 1 bis 100°Cund vorzugsweise von 5 bis 50°Cim Betriebspunkt, bevorzugter 5 bis 40°C, einzustellen.
    [0034] Alsein Verfahren zur Herstellung der Polymeremulsion der vorliegendenErfindung kann eine übliche Emulsionspolymerisationstechnikeingesetzt werden. Da die Polymerverbindung bei einer Temperaturoberhalb der wärmeempfindlichenTemperatur hydrophob wird, ist es bevorzugt, die Polymerisationsreaktionbei einer Temperatur oberhalb der wärmeempfindlichen Temperaturder Verbindung durchzuführen.Als ein fürdie Emulsionspolymerisation zu verwendendes Tensid kann entwederein anionisches, kationisches, nicht-ionisches oder amphoteres Tensidverwendet werden. Wenn die anorganischen Feinteilchen der vorliegendenErfindung anorganische Feinteilchen sind, die in Gegenwart einerkationischen Verbindung fein dispergiert werden, ist ein kationischesTensid besonders bevorzugt. Auch wird vorzugsweise ein reaktivesTensid verwendet.
    [0035] Wenndie Polymerisationsreaktion der Polymeremulsion durchgeführt wird,wird die Polymerisationsreaktion in gleichzeitiger Gegenwart desPolyvinylalkohols oder der Polyvinylalkohol-Derivate durchgeführt, da dieKompatibilitätder Polymeremulsion mit dem Polyvinylalkohol verbessert wird.
    [0036] DiePolymeremulsion der vorliegenden Erfindung kann entweder eine Emulsionmit gleichförmigerZusammensetzung sein oder eine Emulsion, in der die Zusammensetzungenzwischen dem Mittelteil und dem Randteil variiert werden können. Esist bevorzugt, eine Emulsion mit einer Kern/Mantel-Struktur mitunterschiedlichen Zusammensetzungen in den Punkten viskositätserhöhender Effektezum Zeitpunkt der Abkühlungauf eine Temperatur von nicht mehr als der wärmeempfindlichen Temperaturund Oberflächenglanzdes beschichteten Produktes zu verwenden. In diesem Fall ist dasPolymer mit der wärmeempfindlichenEigenschaft vorzugsweise im Mantelteil enthalten.
    [0037] Für den Kernteilkönneneine herkömmlichbekannte organische Polymerlösungoder anorganische Feinteilchen verwendet werden. Eine Teilchengröße des Kernteilsist vorzugsweise so klein wie möglichim Hinblick auf den Oberflächenglanz,und diejenigen mit einer Größe von 3bis 100 nm, bevorzugter 5 bis 70 nm, werden für Herstellungszwecke bevorzugtverwendet.
    [0038] Einedurchschnittliche Teilchengröße der Polymeremulsionder vorliegenden Erfindung beträgtvorzugsweise 10 bis 300 nm, bevorzugter 50 bis 200 nm, im Hinblickauf den Oberflächenglanzdes beschichteten Produktes, die Tintenabsorptionseigenschaft dertintenaufnehmenden Schicht und einer die Viskosität erhöhenden Eigenschaftbei einer niedrigen Tempe ratur. Die durchschnittliche Teilchengröße, diehierin erwähntist, bedeutet eine Teilchengröße im Zahlendurchschnitt,gemessen mit der dynamischen Lichtstreuungsmethode bei einer Temperaturoberhalb der wärmeempfindlichenTemperatur.
    [0039] SpezifischeBeispiele füreine solche Polymeremulsion könnenPolymeremulsionen einschließen,die in der obengenannten internationalen Patentanmeldung WO 02/85634und der japanischen vorläufigenPatentveröffentlichungNr. 2003-40916 offenbart sind, und sie werden bevorzugt in der vorliegendenErfindung verwendet.
    [0040] Wenndie Polymeremulsion der vorliegenden Erfindung zu einer Beschichtungslösung zugegeben wird,kann der Zugabezeitpunkt irgendein beliebiger Zeitpunkt sein, solangeer vor dem Auftrag liegt. Sie wird vorzugsweise zur Beschichtungslösung beieiner Temperatur zugegeben, die nicht unter der wärmeempfindlichenTemperatur liegt. Die Beschichtungslösung wird vorzugsweise beieiner Temperatur von nicht unter der wärmeempfindlichen Temperaturgehalten, bevor sie zum Beschichten aufgetragen wird.
    [0041] Wenndie Beschichtungslösungauf ein Substrat aufgetragen wird, wird sie unmittelbar auf eineTemperatur von nicht oberhalb der wärmeempfindlichen Temperaturder Polymeremulsion abgekühlt,vorzugsweise auf eine Temperatur von 5°C oder mehr unterhalb der wärmeempfindlichenTemperatur, bevorzugter auf eine Temperatur von 5°C oder mehrunterhalb der wärmeempfindlichenTemperatur und nicht mehr als 10°C für 10 Sekundenoder längerabgekühlt,und anschließendbei einer Temperatur von 60°Coder darunter getrocknet. Bei Verwendung dieser Trocknungsbedingungenkann mit hoher Produktivitätein Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial hergestellt werden, das hervorragendin Glanz und Tintenabsorptionseigenschaft ist.
    [0042] Dasheißt,die aufgebrachte Lösungdickt stark ein, durch Verwendung eines Polyvinylalkohols als einerHauptkomponente eines Bindemittels und durch Verwendung einer wärmeempfindlichenPolymeremulsion in Kombination, wenn sie auf eine Temperatur vonnicht ober halb der wärmeempfindlichenTemperatur der wärmeempfindlichenPolymeremulsion abgekühltwird, und eine Hohlraumstruktur kann aufrechterhalten werden, wennsie bei relativ wirkungsvollen Trocknungsbedingungen getrocknetwird. Somit ist es möglich,mit hoher Produktivitätein Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial mit hohem Glanz und Tintenabsorptionseigenschaftherzustellen.
    [0043] EinGehalt der Polymeremulsion der vorliegenden Erfindung, der in dertintenaufnehmenden Schicht enthalten sein sollte, liegt im Bereichvon 1 bis 25 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 5 bis 20 Gew.-%, bezogenauf die Menge des Polyvinylalkohols als Feststoffgehalt. Bei Verwendungder Polymeremulsion im obengenannten Bereich kann eine ausreichendedie ViskositäterhöhendeEigenschaft erhalten werden, wenn die Beschichtungslösung beiniedriger Temperatur hergestellt wird, und guter Oberflächenglanzund gute Tintenabsorptionseigenschaft können erreicht werden. Wenndie Menge der wärmeempfindlichenPolymeremulsion erhöhtwird und dieselbe Menge oder so der wärmeempfindlichen Polymeremulsionmit derjenigen des Polyvinylalkohols verwendet wird, neigt der Oberflächenglanzdazu zu sinken. Durch Verwendung der Polymeremulsion im obengenanntenBereich ist die Viskositätsveränderungder aufgetragenen Lösungreversibel. Wenn die durch Abkühleneingedickte aufgetragene Lösungwieder erhitzt wird, zeigt sie erneut Fließfähigkeit, so daß es zukeinem Problem im Herstellungsprozeß kommt, wie etwa Verstopfenvon Rohrleitungen durch die Lösung,was dann vorkommt, wenn die wärmeempfindlichePolymeremulsion als eine Hauptkomponente des Bindemittels verwendetwird.
    [0044] Esist bevorzugt, eine kationische Verbindung zur tintenaufnehmendenSchicht der vorliegenden Erfindung zum Zwecke der Verbesserung derWasserbeständigkeitoder dergleichen zuzusetzen. Beispiele für die kationische Verbindungkönnendas kationische Polymer und die wasserlösliche Metallverbindung einschließen, diein der obigen Erläuterungbei der Dispersion der Kieselsäureerwähntsind. Ein kationisches Polymer mit einem Molekulargewicht (Mw) vonetwa 5.000 bis etwa 100.000 und eine Verbindung, die Aluminium oderein Metall, das zur Gruppe 4A (z.B. Zirconium, Titan, etc.) desPeriodensystems gehört,umfaßt,sind bevorzugt, und eine Aluminiumverbindung ist besonders bevorzugtenthalten. Die kationische Verbindung kann eine einzige Verbindungsein oder kann als eine Anzahl von Verbindungen in Kombination verwendetwerden.
    [0045] Eineaufgetragene Menge nach Trocknen der tintenaufnehmenden Schichtder vorliegenden Erfindung liegt vorzugsweise im Bereich von 8 bis40 g/m2, besonders bevorzugt 10 bis 30 g/m2, als eine feste Komponente der anorganischenFeinteilchen, im Hinblick auf Tintenabsorptionseigenschaft, Festigkeitder tintenaufnehmenden Schicht und Produktivität.
    [0046] ImTintenstrahlaufzeichnungsmaterial der vorliegenden Erfindung kannzusätzlichzu wenigstens einer der oben erwähntentintenaufnehmenden Schichten, die die obengenannte wärmeempfindlichePolymeremulsion enthalten, eine Tintenabsorptionsschicht mit einemanderen Aufbau oder eine Schicht mit einer anderen Funktion, wieetwa eine Schutzschicht, vorgesehen werden.
    [0047] Wennzwei oder mehr tintenaufnehmende Schichten in einer laminiertenStruktur auf dem Trägerbereitgestellt werden, ist es bevorzugt, die Polymeremulsion ineiner tintenaufnehmenden Schicht zuzusetzen, die näher zumTrägerangeordnet ist, und die Polymeremulsion nicht in einer tintenaufnehmendenSchicht zuzusetzen, die weiter vom Träger vorgesehen ist.
    [0048] Inder vorliegenden Erfindung könnenzur tintenaufnehmenden Schicht verschiedene Arten von herkömmlich bekanntenZusatzstoffen zugesetzt werden, wie etwa ein Farbstoff, ein Farbpigment,ein Fixierungsmittel füreinen Tintenfarbstoff, ein UV-Absorber, ein Antioxidationsmittel,ein Dispergiermittel fürdas Pigment, ein Antischaummittel, ein Egalisiermittel, ein antiseptischesMittel, ein fluoreszierender Aufheller, ein Viskositätsstabilisator,ein pH-Puffer, etc..
    [0049] Wenndas Tensid verwendet wird, sind diejenigen, die eine Oberflächenspannungder Beschichtungslösungzur Herstellung der tintenaufnehmenden Schicht von 25 mN/m oderweniger bewirken können,und ein Tensid vom Fluor-Typ wird bevorzugt verwendet.
    [0050] Inder vorliegenden Erfindung ist das Beschichtungsverfahren für die entsprechendenSchichten nicht besonders beschränktund ein herkömmlichesbekanntes Beschichtungsverfahren kann verwendet werden. Es können z.B.ein Gleitperlensystem, ein Vorhangsystem, ein Extrusionssystem,ein Luftmessersystem, ein Walzenbeschichtungssystem, ein Stangenbeschichtungssystem,etc. erwähntwerden.
    [0051] Alsein in der vorliegenden Erfindung zu verwendender Träger kannz.B. ein wasserbeständigerTräger erwähnt werden,wie etwa ein Film aus einem Polyethylen, Polypropylen, Polyvinylchlorid,einem Diacetatharz, einem Triacetatharz, Cellophan, einem Acrylharz,Polyethylenterephthalat, Polyethylennaphthalat, etc., und ein mitPolyolefinharz beschichtetes Papier, etc., ein wasserabsorbierendesPapier, wie etwa unbeschichtetes Papier, Künstlerpapier, beschichtetesPapier, gießbeschichtetesPapier und dergleichen. Von diesen wird vorzugsweise ein wasserbeständiger Träger verwendet,und ein mit Polyolefinharz beschichtetes Papier wird bevorzugt verwendet.Die Dicke des Trägersliegt vorzugsweise bei etwa 50 μmbis etwa 250 μm.
    [0052] Wenneine Beschichtungslösungzur Herstellung einer tintenaufnehmenden Schicht auf einem Filmträger odereinem Trägeraus mit Harz beschichtetem Papier bereitgestellt wird, ist es bevorzugt,eine Coronaentladungsbehandlung, Flammenbehandlung, UV-Bestrahlungsbehandlung,Plasmabehandlung und dergleichen vor der Bereitstellung der Beschichtungdurchzuführen.
    [0053] Wennein Träger,insbesondere ein Film oder ein mit Harz beschichtetes Papier, wasein wasserbeständigerTrägerist, verwendet wird, wird vorzugsweise eine Grundierungssschichtauf der Oberflächedes Trägers,auf der die tintenaufnehmende Schicht bereitgestellt werden soll, bereitgestellt,die eine natürlichePolymerverbindung oder ein synthetisches Harz umfaßt. Wenndie Kieselsäurefeinteilchenenthaltende, tintenaufnehmende Schicht der vorliegenden Erfindungauf der Grundierungsschicht bereitgestellt wird und sie dann beieiner relativ niedrigeren Temperatur getrocknet wird, wird die Transparentder tintenaufnehmende Schicht weiter verbessert.
    [0054] Dieauf dem Trägerbereitzustellende Polymerschicht umfaßt hauptsächlich eine natürliche Polymerverbindung,wie etwa Gelatine, Casein, etc., oder ein synthetisches Harz. Dassynthetische Harz kann ein Acrylharz, ein Polyesterharz, ein Polyvinylidenchloridharz,ein Polyvinylchloridharz, ein Polyvinylacetatharz, ein Polystyrol,ein Polyamidharz, ein Polyurethanharz, etc. einschließen.
    [0055] Dieoben erwähnteGrundierungsschicht wird auf dem Träger mit einer Dicke (getrocknetenDicke) von vorzugsweise 0,01 bis 5 μm, bevorzugter im Bereich von0,05 bis 5 μmbereitgestellt.
    [0056] ZurUnterstützungder vorliegenden Erfindung könnenverschiedenen Arten von Rücküberzugsschicht(en)zum Zwecke der Bereitstellung von Beschreibbarkeit, antistatischenEigenschaften, Transporteigenschaften, Eigenschaften zur Verhinderungdes Aufwellens, etc. bereitgestellt werden. In der Rücküberzugsschichtkönnenein anorganisches Antistatikum, ein organisches Antistatikum, einhydrophiles Bindemittel, ein Latex, ein Antiaushärtungsmittel, ein Pigment,ein Aushärtungsmittel,ein Tensid, etc. in fakultativer Kombination eingeschlossen sein.
    [0057] Imfolgenden wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf dieBeispiele detaillierter beschrieben, aber die vorliegende Erfindungist nicht durch diese Beispiele beschränkt. Im übrigen bedeuten „Teil(e)" und „%" „Gewichtsteil(e)" und „Gew.-%" einer festen Komponente.
    [0058] EineMischung aus gebleichtem Kraftzellstoff aus Hartholz (LBKP) undgebleichtem Sulfitzellstoff aus Weichholz (NBSP) in einem Gewichtsverhältnis von1:1 wurde einem Schlagen unterworfen, bis sie nach Canadian StandardFreeness 300 ml wird, um eine Zellstoffaufschlämmung herzustellen. Zu derAufschlämmung wurdenAlkylketen-Dimer in einer Menge von 0,5 Gew.-%, bezogen auf dieMenge des Zellstoffes, als Schlichtungsmittel, Polyacrylamid ineiner Menge von 1,0 Gew.-%, bezogen auf dasselbe, als ein Verstärkungszusatzstofffür dasPapier, kationische Stärkein einer Menge von 2,0 Gew.-%, bezogen auf dasselbe, und Polyamidepichlorhydrinharzin einer Menge von 0,5 Gew.-%, bezogen auf dasselbe, zugesetzt unddie Mischung wurde mit Wasser verdünnt, um eine 1 Gew.-% Aufschlämmung herzustellen.Diese Aufschlämmungwurde mit einer Tourdrinier-Papiermaschine zu Papier mit einem Basisgewichtvon 170 g/m2 verarbeitet, getrocknet und einerFeuchtigkeitskonditionierung unterworfen, um ein Basispapier für ein mitPolyolefinharz beschichtetes Papier herzustellen. Eine Polyethylenharz-Zusammensetzung,die 100 Gew.-% eines low-density-Polyethylens mit einer Dichte von0,918 g/cm3 umfaßte, und 10 Gew.-% Titandioxidvom Anatase-Typ, gleichförmigdispergiert im Harz, wurde bei 320°C geschmolzen und die geschmolzeneHarzzusammensetzung wurde einer Extrusionsbeschichtung auf einerOberflächeunterworfen, auf der die tintenaufnehmende Schicht des obengenanntenBasispapiers mit einer Dicke von 35 μm mit 200 m/min bereitgestelltwird, und einer Extrusionsbeschichtung durch Verwendung einer Abkühlwalzeunterzogen, die einer leichten Aufrauhungsbehandlung unterzogenworden ist. Auf der anderen Oberfläche des Basispapiers wurdeeine gemischte Harzzusammensetzung, die 70 Gewichtsteile eines high-density-Polyethylenharzesmit einer Dichte von 0,962 g/cm3 und 30Gewichtsteile eines low-density-Polyethylenharzes mit einer Dichtevon 0,918 g/cm3 umfaßte, in ähnlicher Weise bei 320°C geschmolzen,und die geschmolzene Harzzusammensetzung wurde einer Extrusionsbeschichtung ineiner Dicke von 30 um unterzogen und einer Extrusionsbeschichtungdurch Verwendung einer Abkühlwalze unterzogen,die einer Aufrauhungsbehandlung unterzogen worden ist.
    [0059] DieVorderseite des obengenannten mit Polyolefinharz beschichteten Papierswurde einer Hochfrequenzcoronaentladungsbehandlung unterzogen, undanschließendwurde eine Beschichtungslösungzur Ausbildung einer Zwischenschicht darauf aufgebracht, um eineGelatinemenge von 50 mg/m2 bereitzustellen,und getrocknet, um einen Trägerherzustellen.
    [0060] <Zwischenschicht> KalkbehandelteGelatine 100Teile 2-Ethylhexylsulfosuccinat 2Teile Chromalum 10Teile
    [0061] EinePolymeremulsion mit einem Kernteil (Teilchendurchmesser im Zahlenmittel:11 nm), der 5 Teile N,N-Dimethylaminopropylacrylamidmethylchlorid-Quartärsalz, 9Teile Methylmethacrylat, 9 Teile Butylacrylat, 9 Teile Styrol, 2Teile Diacetonacrylamid und 2 Teile 2-Hydroxyethylmethacrylat umfaßt, undeinem Mantelteil, der 290 Teile N-Isopropylacrylamid, 10 Teile Diacetonacrylamid,3,5 Teile N,N-Dimethylaminopropylacrylamidmethylchlorid-Quartärsalz umfaßt, miteiner Teilchengröße im Zahlenmittelvon 100 nm, einer Harz-Feststoffkomponentevon 11% und einem Ethanolgehalt von 20%, wobei der Rest Wasser ist,wurde hergestellt. Die wärmeempfindlicheTemperatur der Polymeremulsion betrug 30°C.
    [0062] ZuWasser wurden ein Dimethyldiallylammoniumchlorid-Homopolymer (Molekulargewicht(Mw): 9.000, 4 Teile) und ausgefällteKieselsäure(Ölabsorptionsmenge:200 ml/100 g, durchschnittliche Primärteilchengröße: 16 nm; durchschnittlicheSekundärteilchengröße: 9 μm, 100 Teile)zugegeben und die Mischung wurde unter Verwendung einer Dispersionsvorrichtungvom Sägeblatttyp(Blattrandgeschwindigkeit: 30 m/s) dispergiert, um eine vorläufige Dispersionherzustellen. Als nächsteswurde die erhaltene vorläufigeDispersion mit einer Perlenmühlebehandelt, um Kieselsäuredispersion1 mit einer Feststoffkonzentration von 30 Gew.-% und einer durchschnittlichenSekundärteilchengröße von 200nm zu erhalten.
    [0063] ZuWasser wurden ein Dimethyldiallylammoniumchlorid-Homopolymer (Molekulargewicht(Mw): 9.000, 4 Teile) und pyrogene Kieselsäure (durchschnittliche Primärteilchengröße: 7 nm,spezifische Oberfläche:300 m2/g, 100 Teile) zugegeben und die Mischungwurde dispergiert, um eine vorläufigeDispersion herzustellen. Anschließend wurde die erhaltene vorläufige Dispersionmit einem Hochdruckhomogenisator behandelt, um Kieselsäuredispersion2 mit einer Feststoffkonzentration von 20 Gew.-% und einer durchschnittlichen Sekundärteilchengröße von 140nm zu erhalten.
    [0064] Dieobengenannte Kieselsäuredispersion1 und die anderen Chemikalien wurden bei 50°C vermischt, um Beschichtungslösung 1 für eine tintenaufnehmendeSchicht mit der folgenden Zusammensetzung herzustellen. Die Beschichtungslösung wurdemit einem Gleitperlenbeschichtungssystem auf den obengenannten Träger so aufgebracht,daß dieBeschichtungsmenge der Kieselsäureteilchen20 g/m2 betrug. Anschließend wurde das beschichteteMaterial zunächstbei 8°Cfür 30Sekunden abgekühltund anschließendwurde Luft mit einer Temperatur von 20 bis 45°C nacheinander eingeblasen,um die Trocknung durchzuführen.
    [0065] <Beschichtungslösung 1 für tintenaufnehmendeSchicht> Kieselsäuredispersion1 (als Kieselsäure-Feststoffgehalt) 100Teile Polyvinylalkohol(Verseifungsgrad: 88%, durchschnittlicher Polymerisationsgrad: 3.500) 18Teile Borsäure 3Teile Feststoffkonzentrationvon Kieselsäure 16Gew.-%
    [0066] Abkühl- undTrocknungsbedingungen fürdas obengenannte Aufzeichnungsblatt 1 wurden verändert. Zunächst wurde das Material bei8°C 15 Sekundenabgekühltund anschließendwurde Luft mit einer Temperatur von 35 bis 55°C suksessiv eingeblasen, umdie Trocknung durchzuführen.
    [0067] Aufzeichnungsblatt3 wurde in derselben Art und Weise hergestellt wie in Aufzeichnungsblatt2, ausgenommen die Veränderungder Bindemittelkomponente der obengenannten Beschichtungslösung 1 für die tintenaufnehmendeSchicht von 18 Teilen Polyvinylalkohol zu 15 Teilen Polyvinylalkoholund 3 Teilen der wärmeempfindlichenPolymeremulsion (20 Gew.-%, bezogen auf die Menge des Polyvinylalkohols,als Feststoffgehalt).
    [0068] Aufzeichnungsblatt4 wurde hergestellt in derselben Art und Weise wie in Aufzeichnungsblatt2, ausgenommen der Veränderungder Bindemittelkomponente der obengenannten Beschichtungslösung 1 für die tintenaufnehmendeSchicht von 18 Teilen Polyvinylalkohol zu 13 Teilen Polyvinylalkoholund 5 Teilen der wärmeempfindlichenPolymeremulsion (38 Gew.-%, bezogen auf die Menge des Polyvinylalkohols,als Feststoffgehalt).
    [0069] Aufzeichnungsblatt5 wurde hergestellt in derselben Art und Weise wie in Aufzeichnungsblatt2, ausgenommen der Veränderungder Bindemittelkomponente der obengenannten Beschichtungslösung 1 für die tintenaufnehmendeSchicht von 18 Teilen Polyvinylalkohol zu 18 Teilen der wärmeempfindlichenPolymeremulsion und Weglassen von Borsäure.
    [0070] Dieobengenannte Kieselsäuredispersion2 und die anderen Chemikalien wurden bei 50°C vermischt, um Beschichtungslösung 2 für die tintenaufnehmendeSchicht mit der folgenden Zusammensetzung herzustellen. Die Beschichtungslösung wurdeauf den obengenannten Trägerso aufgebracht, daß dieBeschichtungsmenge der Kieselsäureteilchen20 g/m2 betrug, mit einem Gleitperlenbeschichtungssystem.Anschließendwurde das beschichtete Material zunächst bei 8°C für 15 Sekunden abgekühlt undanschließendwurde Luft mit einer Temperatur von 35 bis 55°C suksessiv eingeblasen, umdie Trocknung durchzuführen.
    [0071] <Beschichtungslösung 2 für tintenaufnehmendeSchicht> Kieselsäuredispersion2 (als Kieselsäure-Feststoffgehalt) 100Teile Polyvinylalkohol(Verseifungsgrad: 88%, durchschnittlicher Polymerisationsgrad: 3.500) 23TeileBorsäure 4TeileBasischesPolyaluminiumhydroxid (Pyurakemu WT, Handelsname, erhältlich vonRiken Green K.K.) 3Teile FeststoffkonzentrationKieselsäure 10Gew.-%
    [0072] Aufzeichnungsblatt7 wurde hergestellt in derselben Art und Weise wie in Aufzeichnungsblatt6, ausgenommen der Veränderungder Bindemittelkomponente der obengenannten Beschichtungslösung 2 für die Tintenaufnehmende Schicht von 23 Teilen Polyvinylalkohol zu 20 TeilenPolyvinylalkohol und 3 Teilen der wärmeempfindlichen Polymeremulsion(15 Gew.-%, bezogen auf die Menge des Polyvinylalkohols, als Feststoffgehalt).
    [0073] Aufzeichnungsblatt8 wurde hergestellt in derselben Art und Weise wie in Aufzeichnungsblatt6, ausgenommen der Veränderungder Bindemittelkomponente der obengenannten Beschichtungslösung 2 für die tintenaufnehmendeSchicht von 23 Teilen Polyvinylalkohol zu 17 Teilen Polyvinylalkoholund 6 Teilen der wärmeempfindlichenPolymeremulsion (35 Gew.-%, bezogen auf die Menge des Polyvinylalkohols,als Feststoffgehalt).
    [0074] Aufzeichnungsblatt9 wurde hergestellt in derselben Art und Weise wie in Aufzeichnungsblatt6, ausgenommen der Veränderungder Bindemittelkomponente der obengenannten Beschichtungslösung 2 für die tintenaufnehmendeSchicht von 23 Teilen Polyvinylalkohol zu 23 Teilen der wärmeempfindlichenPolymeremulsion und Weglassen von Borsäure.
    [0075] ImHinblick auf die entsprechenden Tintenstrahlaufzeichnungsblätter, dieso erhalten wurden, wurde die folgende Bewertung durchgeführt. DieErgebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.
    [0076] EineBeschichtungsoberflächeder beschichteten und getrockneten, tintenaufnehmenden Schicht wurdemit bloßemAuge betrachtet und nach den folgenden Kriterien bewertet. O: Kein Beschichtungsdefekt und die Beschichtungsoberfläche wargleichförmig. Δ: BlasseBeschichtungsstreifen traten teilweise auf. X : Beschichtungsstreifentraten auf der gesamten Oberflächeauf.
    [0077] Glanzan den weißenPapierstellen des Aufzeichnungsmaterials vor dem Bedrucken wurdeunter schrägeinfallendem Licht betrachtet und nach den folgenden Kriterien beurteilt. O:Es besitzt hohes Glanzgefühl,wie dasjenige einer Farbfotografie. Δ: Es gibt wenig Glanzgefühl. X:Es gibt kein Glanzgefühl.
    [0078] DurchVerwendung eines kommerziell verfügbaren Tintenstrahldruckers(PM-950C, Handelsname, erhältlichvon Seiko Epson K.K., Japan) wurde kräftiges Drucken jeweils mitroter, blauer, grüneroder schwarzer Farbe durchgeführtund unmittelbar nach dem Bedrucken wurde ein PPC-Papier unter leichterDruckanwendung überden bedruckten Bereich gelegt und das Ausmaß der Tintenmenge, die aufdas PPC-Papier übertragenwurde, wurde mit bloßemAuge betrachtet und nach den folgenden Kriterien bewertet. ⦾ : Keine Übertragungwurde beobachtet. O: Leichte Übertragung wurde beobachtet. Δ: Blasse Übertragungwurde im gesamten Bereich des bedruckten Bereichs beobachtet. X:Dunkle Übertragungwurde im gesamten Teil des bedruckten Bereichs beobachtet.
    [0079] Auchim Hinblick auf die entsprechenden Beschichtungslösungen wurdedie folgende Bewertung durchgeführt.
    [0080] Dieentsprechenden Beschichtungslösungenwurden jeweils in ein Becherglas gegeben und durch Abkühlen auf10°C geliert.Anschließendwurde das gelierte Material auf 40°C erhitzt und der Zustand derBeschichtungslösungwurde betrachtet. Reversibilitätder Beschichtungslösungwurde nach den folgenden Kriterien beurteilt. O: Es gibt eineFließfähigkeit. X:Es gibt keine Fließfähigkeit.
    [0081] Tabelle1
    [0082] Ausden Ergebnissen, wie oben erwähnt,kann man verstehen, daß Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial mitguten Tintenabsorptionseigenschaften und geringen Beschichtungsdefekten,sogar wenn die Trocknungsbedingungen verschärft wurden, um die Produktivität zu erhöhen, durchVerwendung einer wärmeempfindlichenPolymeremulsion in einem Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial mit einerporösentintenaufnehmenden Schicht erhalten werden kann, die anorganischeFeinteilchen und Polyvinylalkohol enthält. In der vorliegenden Erfindungtritt keine irreversible Gelierung auf wie in dem Fall, in dem diewärmeempfindlichePolymeremulsion als eine Hauptkomponente des Bindemittels verwendetwurde. Auch wird, wenn die Menge der wärmeempfindlichen Polymeremulsionzu hoch ist, der Glanz gesenkt, so daß man verstehen wird, daß die Mengeder wärmeempfindlichenPolymeremulsion so eingestellt werden muß, daß sie im Bereich der vorliegendenErfindung liegt, bezogen auf die Menge des Polyvinylalkohols.
    [0083] Gemäß der vorliegendenErfindung kann ein Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial mit fotoähnlichemhohen Glanz, hervorragend in Tintenabsorptionseigenschaften undmit hoher Produktivitäterhalten werden.
    权利要求:
    Claims (15)
    [1] Ein Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial, das einenTrägerund wenigstens eine poröse,tintenaufnehmende Schicht umfaßt,die anorganische Feinteilchen und Polyvinylalkohol enthält, bereitgestelltals eine Hauptkomponente eines Bindemittels auf dem Träger, wobeiwenigstens eine von besagten tintenaufnehmenden Schichten eine Polymeremulsionenthält,die eine Polymerverbindung enthält,die eine hydrophile Eigenschaft in einem Temperaturbereich einervorbestimmten Temperatur, die eine wärmeempfindliche Temperatur ist,oder darunter zeigt und eine hydrophobe Eigenschaft in einem Temperaturbereichoberhalb der wärmeempfindlichenTemperatur zeigt, in ei ner Menge von 1 bis 25 Gew.-%, bezogen aufdie Menge des Polyvinylalkohols, als Feststoffgehalt.
    [2] Das Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial nach Anspruch1, wobei die anorganischen Feinteilchen Feinteilchen sind, bei denenNaßverfahrens-Kieselsäure pulverisiertist, um eine durchschnittliche Sekundärteilchengröße von 400 nm oder wenigeraufzuweisen.
    [3] Das Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial nach Anspruch1, wobei die anorganischen Feinteilchen pyrogene Kieselsäure sind.
    [4] Das Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial nach einemder Ansprüche1 bis 3, wobei die Polymeremulsion in einer Menge von 5 bis 20 Gew.-%,bezogen auf die Menge des Polyvinylalkohols, als Feststoffgehalt,enthalten ist.
    [5] Das Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial nach einemder Ansprüche1 bis 4, wobei die Polymeremulsion eine wärmeempfindliche Temperaturim Bereich von 5 bis 50°Cbesitzt.
    [6] Das Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial nach Anspruch5, wobei die Polymeremulsion eine wärmeempfindliche Temperaturim Bereich von 5 bis 40°Cbesitzt.
    [7] Das Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial nach einemder Ansprüche1 bis 6, wobei die Polymeremulsion einen durchschnittlichen Teilchendurchmesserim Bereich von 10 bis 300 nm besitzt.
    [8] Das Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial nach Anspruch7, wobei die Polymeremulsion einen durchschnittlichen Teilchendurchmesserim Bereich von 50 bis 200 nm besitzt.
    [9] Das Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial nach einemder Ansprüche1 bis 8, wobei außerdemein Vernetzungsmittel des Polyvinylalkohols in der tintenaufnehmendenSchicht enthalten ist.
    [10] Das Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial nach Anspruch9, wobei das Vernetzungsmittel Borsäure, Borax oder ein Borat ist.
    [11] Das Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial nach einemder Ansprüche1 bis 10, wobei der Trägerein wasserbeständigerTrägerist.
    [12] Das Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial nach Anspruch11, wobei der wasserbeständigeTrägerein mit Polyolefinharz beschichtetes Papier ist.
    [13] Das Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial nach einemder Ansprüche1 bis 12, wobei die Polymeremulsion eine N-Alkyl- oder N-Alkylen(meth)acrylamid-Verbindungumfaßt.
    [14] Das Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial nach Anspruch13, wobei die Polymeremulsion ein Homopolymer oder Copolymer wenigstenseines Monomers umfaßt,das ausgewähltist aus der Gruppe, die aus N-Ethyl(meth)acrylamid, N-Isopropyl(meth)acrylamid,N-Cyclopropyl(meth)acrylamid, N-Ethyl(meth)acrylamid, N,N-Diethylacrylamid,N,N-Dimethyl(meth)acrylamid, N-n-Propyl(meth)acrylamid, N-Methyl-N-n-propylacrylamid,N-Methyl-N-isopropylacrylamid, N-(Meth)acryloylpyrrolidin, N-(Meth)acryloylpiperidin,N-Tetrahydrofurfuryl(meth)acrylamid, N-Methoxypropyl(meth)acrylamid, N-Ethoxypropyl(meth)acrylamid,N-Isopropoxypropyl(meth)acrylamid, N-Ethoxyethyl(meth)acrylamid,N-(2,2-Dimethoxyethyl)-N-methylacrylamid,N-Methoxyethyl(meth)acrylamid und N-(Meth)acryloylmorpholin besteht.
    [15] Das Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial nach Anspruch13, wobei die Polymeremulsion ein Homopolymer oder Copolymer wenigstenseines Monomers umfaßt,das ausgewähltist aus der Gruppe, die aus N-Isopropylacrylamid, N-n-Propylacrylamid,N,N-Diethylacrylamidund N-Acryloylmorpholin besteht.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    JP3996078B2|2007-10-24|
    US20040191433A1|2004-09-30|
    JP2004291521A|2004-10-21|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2004-10-21| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
    2009-01-22| 8139| Disposal/non-payment of the annual fee|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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