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Hintergrund
der Erfindung
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Gebiet der
Erfindung
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Die
Erfindung betrifft ein Aufzeichnungsmedium mit einer porösen organischen
Harzschichtschicht auf einem Basiselement und ein Verfahren zur
Herstellung des gleichen. Die vorliegende Erfindung betrifft ebenso ein
Bilderzeugungsverfahren zur Erzeugung von Bildern auf einem solchen
Aufzeichnungsmedium, und zwar bevorzugt mittels eines Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahrens.
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Verwandter
Stand der Technik
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Tintenstrahl-Aufzeichnungssysteme
sind an die Aufzeichnung von Bildern und/oder Charakteren auf einem
Aufzeichnungsmedium (wie etwa Papier) durch Ausstoßung von
feinen Tintentropfen, basierend auf irgendeinem der schon bekannten
verschiedenen Operationsprinzipien, angepasst. Ein Tintenstrahl-Aufzeichnungssystem
schafft Vorteile, die einen Hochgeschwindigkeitsdruck, ein geringes
Geräusch-Emissionsniveau, die
Anpassungsfähigkeit
an einen Vielfarbendruck, die Fähigkeit
zur Ausbildung unterschiedlicher Aufzeichnungsmuster und die Eliminierung
von Entwicklungs- und
Fixierprozessen mit einschließen,
und deshalb wurde eine steigende große Zahl von Anwendungen gefunden.
Ferner können
die schon bekannten Vielfarben-Tintenstrahl-Aufzeichnungssysteme Vielfarbenbilder
mit einer Bildqualität
ausbilden, die zu der von mittels eines Farbfotografiesystems gedruckten
Farbbildern vergleichbar ist, und zwar mit geringeren Kosten als
ein herkömmlicher
Farbdruck, wenn die Anzahl der Kopien relativ klein ist. Deshalb
wurden sie ebenso auf dem Gebiet der Vollfarben-Bildaufzeichnung
eingesetzt.
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Während Verbesserungen
für Tintenstrahl-Aufzeichnungsgeräte und Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren
gemacht wurden, um den Anforderungen an eine höhere Aufzeichnungsgeschwindigkeit,
eine höhere Bildauflösung und
eine höhere
Vollfarben-Bildqualität zu genügen, wurde
ebenso eine solche strenge Anforderung an das für die Tintenstrahlaufzeichnung
einzusetzende Aufzeichnungsmedium gestellt. Für das Tintenstrahl-Aufzeichnungssystem
wird gewöhnlicherweise
eine Tinte mit einem wässrigen
Lösungsmittel,
das Wasser oder eine gemischte Lösung
aus Wasser und einer großen
Menge eines organischen Lösungsmittels
sein kann, eingesetzt, da Tintentropfen bei einer hohen Geschwindigkeit
aus den Düsen
auf das Aufzeichnungsmedium ausgestoßen werden. Für die Aufzeichnung
von Farbbildern mit einer hohen Farbdichte ist es deshalb notwendig,
eine Tinte mit einer hohen Rate einzusetzen. Andererseits kann das
Phänomen
einer Perlenbildung (beading) der kombinierten und zusammengelaufenen
Tintenpunkte auftreten, so dass Operation für einen Bilddruck durcheinander
gebracht wird, weil Tintentropfen kontinuierlich abgestoßen werden.
Zur Verhinderung des Phänomens
der Perlenbildung ist es erforderlich, dass das mit dem Tintenstrahl-Aufzeichnungssystem
eingesetzte Aufzeichnungsmedium Tinte mit einer hohen Rate und in
einem großen
Ausmaß absorbieren
kann.
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Verschiedene
Formen von Aufzeichnungsmedium wurden zur Überwindung der vorstehend ausgeführten Anforderurgen
vorgeschlagen. Zum Beispiel wurde zur Verbesserung des Aufzeichnungsmediums
bezüglich
der Tintenabsorption der Färbung
und der Auflösung
des gedruckten Bildes eine Vielzahl von Aufzeichnungsmedientypen
mit einer porösen
Schicht mit anorganischen Teilchen (aus Aluminiumoxidhydrat usw.)
dar auf vorgeschlagen. Solche Vorschläge schließen den in der offengelegten
japanischen Patentanmeldung Nr. 2-276670 beschriebenen Vorschlag
mit ein. Andererseits schlägt
die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 4-101880 verschiedene
unterschiedliche Aufzeichnungsmedientypen vor, die durch Erzeugung
einer Tintenfixierschicht auf dem transparenten Harz hergestellt
wurden, welche sich in einer Flüssigkeit
löst oder durch
Absorbieren des in der Tinte enthaltenen Lösungsmittels aufquillt.
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Beide
offengelegten japanischen Patentanmeldungen Nrn. 2-18146 und 2-31673
schlagen ein Aufzeichnungsmedium mit einer aus thermoplastischen
Harzteilchen, einer Emulsion und einem Latex hergestellten Schicht,
die auf einem Basiselement ausgebildet worden ist, vor. Die offengelegte
japanische Patentanmeldung Nr. 11-192775 beschreibt ein Aufzeichnungsmedium,
das zur Verwendung mit einer Pigmenttinte angepasst ist, und durch
den Erfinder der vorliegenden Erfindung erfunden wurde.
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Ferner
beschreibt die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 9-99634
ein Aufzeichnungsmedium mit einer Tintenaufnahmeschicht, die aus
einem Polymerkomplex hergestellt worden ist, erhältlich durch Auflösen eines
Bindemittels mit einem basischen Polymer und einem Styrol/(Meth)acrylsäure-Copolymer
und organischen Teilchen und dem Vermischen von diesen.
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Die
offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 9-156211 beschreibt
ein Aufzeichnungsmedium mit einer Tintenaufnahmeschicht, die auf
einem transparenten Trägerelement
erzeugt worden ist und aus feinen Teilchen aus einem vernetzten
Polymer mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von weniger
als 200 nm und einem wasserlöslichen
Harz hergestellt worden ist, wobei das Aufzeichnungsmedium eine
Transmission pro Blatt von mehr als 80 % zeigt.
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Die
offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 10-324053 beschreibt
ein Aufzeichnungsmedium mit einer porösen Filmbeschichtung, die durch
Verwendung einer Emulsion mit Carboxycellulosenitrat und einem Filmerzeugungs-Hilfsmittel
ausgebildet worden ist.
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Während der
vorstehend beschriebene Stand der Technik verschiedene Aufzeichnungsmedientypen bereitstellt,
die hinsichtlich der Tintenabsorption, der Auflösung der auf diesen erzeugten
Bilder, der Bilddichte, der Transparenz und dem Glanz verbessert
sind, sind sie mit einer Vielzahl von Problemen verbunden, die als Resultat
der merklichen Verbesserungen des Aufzeichnungsgeräts vor Kurzem
auftraten, durch welche qualitative Bilder bei einer hohen Geschwindigkeit
gedruckt werden können,
die mit denen der Silberfotografie vergleichbar sind.
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Während z.B.
das Aufzeichnungsmedium mit einer porösen Schicht aus anorganischen
Teilchen (aus Aluminiumoxidhydrat, usw.) auf der Oberfläche hinsichtlich
der Qualität
der auf diesem erzeugten Bilder und hinsichtlich des Glanzes vorteilhaft
ist, kann es während
des Transports in Abhängigkeit
des Verfahrens zur Trägerung
von diesem leicht beschädigt
werden, wobei die Oberfläche
anfällig
für Schädigungen
ist. Wenn es zusätzlich
transparent gemacht worden ist, so dass es als ein OHP-Film eingesetzt
werden kann, kann es seinen eigenen Schatten erzeugen, selbst wenn
es aufgrund der aus einer Kombination aus anorganischen Teilchen
und organischem Harz ausgebildeten porösen Schicht hoch transparent
und relativ frei von eine Trübung ist.
Dieses Problem kann möglicherweise
aufgrund des Unterschieds des Beugungsindex zwischen den anorganischen
Teil chen, dem organischen Harz und den Poren auftreten. Falls zusätzlich die
Pigmenttinte zum Druck von Bildern auf diesem eingesetzt wird, kann
das Pigment noch eine Ablagerung auf der Oberfläche ausbilden, die nicht durch
die poröse
Schicht absorbiert wird, weil die Poren der porösen Schicht relativ zu den Pigmentteilchen
in der Tinte klein sind, wodurch die Oberflächenglattheit schlecht wird
und die Abreibbeständigkeit
verschlechtert ist. Ferner kann das Aufzeichnungsmedium ein zusätzliches
Problem der Gelbverfärbung
aufweisen, welche für
ein Aufzeichnungsmedium spezifisch ist, auf dem eine hauptsächlich aus
solchen anorganischen Teilchen aufgebaute poröse Schicht geträgert vorliegt.
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Ein
Aufzeichnungsmedium mit einer Tintenfixierschicht, die aus einem
Harz aufgebaut ist, das sich in einer Flüssigkeit löst oder durch Absorbieren des
in der Tinte enthaltenen Lösungsmittels
aufquillt, wie es in der offengelegten japanischen Patentanmeldung
Nr. 4-101880 offenbart ist, ist mit dem Problem verbunden, dass
die Tinte, die auf dieses aufgetragen wird, nicht schnell trocknet,
sondern nach der Auftragung klebrig verbleibt. Zusätzlich zeigt
die Tintenaufnahmeschicht kein hinreichendes Niveau an Wasserbeständigkeit
und etwas von der aufgetragenen Tinte kann wandern, wenn der Farbstoff
der Tinte durch Feuchtigkeit beeinflusst ist. Zusätzlich können noch
Sprünge
in den bedruckten Flächen
(insbesondere in den vollflächig
bedruckten Flächen)
des Aufzeichnungsmediums auftreten, falls ein Pigment als das färbende Mittel
der Tinte eingesetzt wird, da die Tintenaufnahmeschicht keine Wasserbeständigkeit
besitzt.
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Während ein
Aufzeichnungsmedium, das eine aus thermoplastischen Harzteilchen,
einer Emulsion und Latex ausgebildeten Tintenaufnahmeschicht umfasst,
die auf einem Basiselement ausgebildet ist, wie es in der offengelegten
japanischen Patentanmeldung Nr. 2-18146 oder 2-31673 offenbart ist,
eine hohe Tintenabsorptionsrate zeigt, beruht die Tintenabsorption
nur auf den Lücken,
welche die thermoplastischen Harzteilchen trennen, und daher muss
eine dicke Tintenaufnahmeschicht eingesetzt werden, um eine hinreichend hohe
Tintenabsorptionsfähigkeit
zu erhalten. Dann tritt ein Problem der reduzierten Transparenz
und der reduzierten Festigkeit der Filmschicht auf. Während die
offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 11-192775 ein verbessertes
Aufzeichnungsmedium vorschlägt,
das für
den Einsatz einer Pigmenttinte bestens angepasst ist, besitzt es
einen auf einem zur vorliegenden Erfindung vollständig unterschiedlichen
Konzept basierenden Aufbau, da es nach dem Bildausbildungsverfahren
einer Wärmebehandlung
unterzogen wird.
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Im
Falle eines Aufzeichnungsmediums mit einer Tintenaufnahmeschicht,
die aus einem Polymerkomplex aus einer Kombination eines Bindemittels
und organischer Teilchen hergestellt ist, wie es in der offengelegten
japanischen Patentanmeldung Nr. 9-99634 beschrieben ist, sind die
in der Tintenaufnahmeschicht ausgebildeten Poren zur Erzielung einer
hohen Tintenabsorptionsrate nicht hervorragend, da das Bindemittel
und die organischen Teilchen in dem Lösungsmittel erst gelöst werden
und dann der erhaltene Polymerkomplex zur Ausbildung der Tintenaufnahmeschicht
eingesetzt wird.
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Es
ist ebenso schwer, einen hervorragenden Anstieg der Tintenabsorptionsrate
eines Aufzeichnungsmediums mit einer Tintenaufnahmeschicht zu erhalten,
welche aus einem transparenten Trägerelement ausgebildet ist
und aus Feinteilchen aus einem vernetzten Polymer mit einem durchschnittlichen
Teilchendurchmesser von weniger als 200 nm und einem wasserlöslichen
Harz hergestellt worden ist, wie es in der offengelegten japanischen
Patentanmeldung Nr. 9-156211 offenbart ist, da das wasserlösliche Harz
als ein Bindemittel eingesetzt wird und daher es unmöglich ist,
hinreichend große
Zwischenräume
zwischen den Feinteilchen des Polymers vorzusehen, und zusätzlich weil
das wasserlösliche
Harz in einem Verhältnis
zwischen 1:1 und 1:10, relativ zu den Feinteilchen, eingesetzt wird.
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Letztendlich
ist es im Falle eines Aufzeichnungsmediums mit einer porösen Filmbeschichtung,
die durch Verwendung einer Emulsion mit Carboxycellulosenitrat und
einem Filmausbildungs-Hilfsstoff ausgebildet worden ist, wie es
in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 10-324053 offenbart
ist, schwierig, den pH-Wert in der porösen Filmbeschichtungsschicht
zu regulieren, während
Zwischenräume
unter den Feinteilchen der Emulsion hervorragend ausgebildet worden
sind, und wenn der pH-Wert gering ist und die Schicht sauer bzw.
acide ist, kann der in der Tinte enthaltene Farbstoff in einer besonderen
Weise agglomerieren, so dass ihre Originaltinten nach der Druckoperation
verändert
sind.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Hinsichtlich
der vorstehend identifizierten technologischen Probleme des Standes
der Technik ist es deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
ein Aufzeichnungsmedium bereitzustellen, das hinsichtlich der Absorptionsrate,
der Nichtklebrigkeit, der Transparenz, der Fähigkeit zur Fixierung einer
Pigmenttinte, der Verhinderung von Sprüngen in bedruckten Flächen und
der Farbreproduzierbarkeit für
eine Farbstofftinte verbessert ist und für die Erzeugung von Bildern
hinsichtlich der Bilddichte, der Abstufung bzw. Gradation, der Wasserbeständigkeit
und der Tintenfixierung hervorragend ist, sowie auf ein Verfahren
zur Herstellung eines solchen Aufzeichnungsmediums und auf ein Aufzeich nungsverfahren,
das zur Aufzeichnung von Bildern auf einem solchen Aufzeichnungsmedium
angepasst ist.
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Erfindungsgemäß wird die
vorstehende Aufgabe durch Bereitstellen eines Aufzeichnungsmediums
erzielt, umfassend ein Basiselement und wenigstens eine poröse organische
Harzschicht, die auf dem Basiselement ausgebildet ist;
wobei
die poröse
organische Harzschicht organische Feinteilchen mit sowohl hydrophilen
Resten als auch hydrophoben Resten, ein Wasser absorbierendes Bindemittel
und Hohlräume
mit einschließt;
und
wobei die poröse
organische Harzschicht eine Porengrößenverteilung mit dem höchsten Peak,
gefunden innerhalb des Porenradiusbereichs zwischen 3 nm und 300
nm, ein Porenvolumen von 0,2 cm3/g oder
höher und
einen pH-Wert von 5,2 oder höher,
beobachtet durch ein Verfahren gemäß der JIS P 8133, zeigt.
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Erfindungsgemäß wird ebenso
ein Verfahren zur Herstellung eines Aufzeichnungsmediums mit einem Basiselement
und wenigstens einer porösen
organischen Harzschicht, ausgebildet auf dem Basiselement, vorgesehen,
wobei das Verfahren das folgende umfasst:
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Einen
Schritt der Ausbildung der porösen
organischen Harzschicht durch Auftragen auf das Basiselement und
Trocknen einer Beschichtungsformulierung aus einer wässrigen
Dispersion mit organischen Feinteilchen mit sowohl hydrophilen Resten
als auch hydrophoben Resten, eines Wasser absorbierenden Bindemittels
und einer basischen Substanz, und welche einen pH-Wert von 5,2 oder
höher zeigt,
wenn es mittels eines Verfahrens gemäß der JIS Z 8802 beobachtet
wird.
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Erfindungsgemäß wird ebenso
ein Bildausbildungsverfahren zur Ausbildung eines Bildes durch Anwendung
einer Tinte auf einem Aufzeichnungsmedium gemäß der vorliegenden Erfindung
vorgesehen, wobei das Verfahren bevorzugt ein Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren
zur Auftragung der Tinte auf das Aufzeichnungsmedium einsetzt.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine schematische Querschnittsansicht einer Ausführungsform des Aufzeichnungsmediums gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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2 ist
eine veranschaulichende Kopie einer Mikroskopfotografie der porösen organischen
Harzschicht des Aufzeichnungsmediums gemäß Beispiel 1, das durch Beobachtung
mittels eines Rastermikroskops erhalten worden ist.
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3 ist
eine veranschaulichende Kopie einer mikroskopischen Fotografie des
Aufzeichnungsmediums gemäß Vergleichsbeispiel
1, das durch Beobachtung von diesem durch ein Rastermikroskop erhalten worden
ist.
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4 ist
eine veranschaulichende Kopie einer mikroskopischen Fotografie des
Aufzeichnungsmediums gemäß Vergleichsbeispiel
4, das durch Beobachtung von diesem mittels eines Rastermikroskops
erhalten worden ist.
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5 ist
eine veranschaulichende Kopie einer mikroskopischen Fotografie des
Aufzeichnungsmediums gemäß Vergleichsbeispiel
3, das durch Beobachtung von diesem durch ein Rastermikroskop erhalten worden
ist.
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Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
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Nun
wird die vorliegende Erfindung detaillierter durch bevorzugte Ausführungsformen
und durch Bezugnahme auf die angehängten Zeichnungen beschrieben.
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1 ist
eine schematische Querschnittsansicht einer Ausführungsform des Aufzeichnungsmediums gemäß der vorliegenden
Erfindung. Die Ausführungsform
des Aufzeichnungsmediums, das im Allgemeinen als Bezugszeichen 100 bezeichnet
wird, umfasst ein Basiselement 101 und eine poröse organische
Harzschicht 102, die auf dem Basiselement 101 ausgebildet
ist, um eine mehrschichtige Struktur zu erzeugen. Das Basiselement 101 kann
aus irgendeinem bekannten Typ sein. Beispiele der Basiselemente,
die für
den Zweck der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden können, schließen Blätter aus
verschiedenen Kunststoffmaterialien, einschließlich solchen aus Polyestern
wie etwa Polyethylenterephthalat, Polycarbonaten und Fluorharzen
wie etwa ETFE (Ethylen-/Tetrafluorethylen-Copolymer), Blätter aus
Papier, die speziell behandelt worden sind, wie etwa Druckpapier
für die
Silberfotografie, Barytpapier und Papier mit einer Harzbeschichtung,
und solche aus Normalpapier, deren Oberfläche nicht behandelt worden
ist, wobei Kunststoffblätter
mit einer hochglatten Oberfläche
zweckmäßigerweise
als Basiselemente eingesetzt werden können, da sie den Oberflächenglanz der
darauf ausgebildeten porösen
organischen Harzschicht erhöhen
können.
Ein Aufzeichnungsmedium, das unter Verwendung eines solchen Basiselements
ausgebildet worden ist, kann als glänzendes Filmblatt verwendet
werden. Ein Aufzeichnungsmedium vom transparenten Typ, wie etwa
ein OHP-Blatt, kann durch Verwendung eines transparenten Basiselements
realisiert werden.
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Die
poröse
organische Harzschicht 102, die auf der Oberfläche eines
solchen Basiselements ausgebildet worden ist, ist hauptsächlich aus
einem organischen Harzmaterial ausgebildet, das durch Kombinieren von
organischen Feinteilchen, die durch Erwärmung kaum schmelzen, und ein
Wasser absorbierendes Bindemittel hergestellt worden sind, und welches
darin Hohlräume
enthält.
Mit einem Aufzeichnungsmedium 100 gemäß der vorliegenden Erfindung
und mit einem solchen Aufbau kann ein Bild einfach durch Auftragen
von Tinte auf die poröse
organische Harzschicht 102 aufgezeichnet werden. Wenn Tinte
auf die poröse
organische Harzschicht 102 aufgetragen wird, fließt das Lösungsmittel
der Tinte als erstes durch die Hohlräume in der porösen organischen
Harzschicht 102 hindurch, wobei das Wasser absorbierende
Bindemittel, das zwischen den organischen Feinteilchen vorhanden
ist, zur Absorption von Tinte dient, um einen mehrstufigen Tintenabsorptionseffekt
zu zeigen.
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In
einem Aufzeichnungsmedium gemäß der vorliegenden
Erfindung sind die Hohlräume
in der porösen
organischen Harzschicht 102 Poren mit einer solchen Größe, dass
die Porengrößen-Verteilungskurve
den höchsten
Peak innerhalb des Porenradiusbereich zwischen 3 nm und 300 nm zeigt.
Die poröse
organische Harzschicht 102 kann nicht hinreichend Tinte
absorbieren, wenn die Porengröße-Verteilungskurve
der porösen organischen
Harzschicht 102 den höchsten
Peak bei einem Porenradius kleiner als 3 nm zeigt, wohingegen die
aufgetragene Tinte verwischt werden kann, wenn die Porengröße-Verteilungskurve
der porösen
organischen Harzschicht 102 den höchsten Peak bei einem Porenradius
größer als
300 nm zeigt. Bevorzugt wird der höchste Peak der porösen organischen
Harzschicht innerhalb des Porenradiusbereichs zwi schen 7 nm und 100
nm gefunden, um ein hervorragendes Niveau an Tintenabsorption und
Transparenz bereitzustellen. Die Tintenabsorption pro Einheitsvolumen
der porösen
organischen Harzschicht 102 kann durch Einstellen der Porengrößenverteilung
der Hohlräume
in der porösen
organischen Harzschicht und durch die Filmdicke der Schicht reguliert
werden. Zum Zwecke der vorliegenden Erfindung ist das Volumen der
Poren 0,2 cm3/g oder größer, bevorzugt größer als
0,5 cm3/g und kleiner als 1,0 cm3/g, um die Rate der Tintenabsorption zu
steigern.
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Der
Ausdruck "Hohlräume", wie er hierin verwendet
wird, bezieht sich auf solche einer Porenstruktur, die in der porösen organischen
Harzschicht ausgebildet sind, wenn Poren vertikal und horizontal
zur Erzeugung einer zweidimensionalen oder dreidimensionalen Porenanordnung
verbunden sind. Mit einer solchen Struktur kann das auf die poröse organische
Harzschicht aufgetragene Lösungsmittel
der Tinte schnell durch die Poren hindurchfließen. Es ist anzumerken, dass
die Porengrößenverteilung
der Hohlräume
in der porösen organischen
Harzschicht 102 durch ein Stickstoff-Adsorptions-/Desorptions-Verfahren bestimmt
wird.
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Hohlräume können optimal
in der porösen
organischen Harzschicht durch geeignete Auswahl der Typen an organischen
Feinteilchen, die zum Zwecke der Erfindung eingesetzt werden, ihrer
Größe und ihrer
Profile, dem Typ des Wasser absorbierenden Bindemittels, das zum
Zwecke der Erfindung eingesetzt wird, und dem Mischungsverhältnis des
Wasser absorbierenden Bindemittels relativ zu den organischen Feinteilchen und
der Steuerung der Trocknungsbedingung zur Ausbildung der porösen organischen
Harzschicht und der Dicke der Schicht erzeugt werden. Dann kann
das Lösungsmittel
der aufgetragenen Tinte durch die poröse organische Harzschicht hindurchfließen und
es wird hervorragend absorbiert, um ein hinreichendes Niveau an Tintenabsorptionseffekt
zu ermöglichen.
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Zum
Zwecke der vorliegenden Erfindung eingesetzte organische Feinteilchen
beziehen sich auf solche eines organischen Pigments, das durch Wärme nicht
wesentlich erweicht wird. Zusätzlich
haben organische Feinteilchen, die zum Zwecke der vorliegenden Erfindung
eingesetzt werden, sowohl hydrophile Reste als auch hydrophobe Reste.
Als Ergebnis können
sie gut mit einer wässrigen
Harzlösung
irgendeines gewünschten
Typs bei der Herstellung einer Beschichtungsformulierung vermischt
werden. Ferner kann die Wasserbeständigkeit des porösen organischen
Harzfilms, der ausgebildet werden soll, durch geeignete Einstellung des
Verhältnisses
der hydropholen Reste zu den hydrophoben Resten sichergestellt werden.
Spezielle Beispiele der Harze, die zum Zwecke der Erfindung eingesetzt
werden können,
schließen
solche vom Acryl-, Polyester-, Vinylchlorid-, Vinylacetat-, Styrol-,
Butadien- und Cellulose-Typ mit oder ohne chemische Modifikation mit
ein. Zum Beispiel können
Derivate von solchen Harzen, einschließlich Estern und Ethern davon,
ebenso zum Zwecke der Erfindung eingesetzt werden.
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Zum
Zwecke der vorliegenden Erfindung werden bevorzugt organische Feinteilchen
eingesetzt, die mittels einer Emulsionspolymerisationstechnik unter
Verwendung eines nichtionischen oder eines kationischen Emulgiermittels
in einem lösungsmitteldispergierten
Zustand ausgebildet worden sind. Speziell werden eine oder mehr
als eine Verbindung, die durch Einführen eines hoch hydrophoben
Substituenten erhalten werden, ausgewählt und in Emulsion polymerisiert,
und zwar durch Vermischen von diesen mit einem Emulgiermittel, Wasser
und einem organischen Lösungsmittel,
um organische Feinteilchen zu erzeugen.
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Solche
organischen Feinteilchen zeigen bevorzugt einen Brechungsindex zwischen
1,40 und 1,60, um eine poröse
organische Harzschicht ohne Reduzieren der Transparenz durch Kombinieren
von dieser mit dem Bindemittel auszubilden.
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Zur
Erzeugung von Poren mit gewünschten
Größen in der
porösen
organischen Harzschicht zeigen die organischen Feinteilchen bevorzugt
eine Glasübergangstemperatur
Tg, die sie durch Wärme
schwer schmelzen läßt. Die
poröse
organische Harzschicht, die auf dem Basiselement ausgebildet worden
ist, wird durch Erwärmung
von dieser auf über
100°C getrocknet,
da die Filmschicht durch den Bindungseffekt des Bindemittels, der
sich bei Erwärmung
zeigt, sicher ausgebildet wird. Deshalb sollte die Glasübergangstemperatur der
organischen Feinteilchen, die zum Zwecke der vorliegenden Erfindung
eingesetzt werden, höher
als die Erwärmungstemperatur
liegen und bevorzugt zwischen 120°C
und 220°C
liegen.
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Von
den vorstehend aufgelisteten Verbindungen, die für die organischen Feinteilchen
eingesetzt werden können,
wird eine Verbindung, die durch Emulsionspolymerisation eines Monomers
vom Acryltyp oder Cellulosetyp erhalten wird, hinsichtlich des geringeren
Brechungsindex und der hohen Tg bevorzugt eingesetzt. Spezielle
Beispiele der Materialien, die für
die organischen Feinteilchen zum Zwecke der Ausbildung eines Aufzeichnungsmediums
gemäß der vorliegenden
Erfindung eingesetzt werden können,
schließen
Carboxycellulosenitrat mit ein, das in der offengelegten japanischen
Patentanmeldung Nr. 9-324053 beschrieben ist.
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Bevorzugt
werden organische Feinteilchen mit einem Durchmesser, der innerhalb
eines Bereichs zwischen 5 nm und 300 nm gefunden wird, zum Zwecke
der Erfindung eingesetzt, um Poren für die Hohlräume zu erzeugen, die kaum Licht
streuen, wie vorstehend herausgestellt worden ist. Eine hinreichende
Anzahl an Hohlräumen
kann nicht erzeugt werden, wenn der Teilchendurchmesser zu groß ist, wohingegen
der Einfluss der Lichtstreuung groß sein kann und die Transparenz
der porösen
organischen Harzschicht reduziert sein kann, wenn der Teilchendurchmesser
zu klein ist. Weiter bevorzugt werden organische Feinteilchen mit
einem Durchmesser, der innerhalb eines Bereichs zwischen 5 nm und
250 nm gefunden worden ist, zum Zwecke der Erfindung eingesetzt.
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Es
ist anzumerken, dass ein gebräuchliches
Verfahren, wie etwa ein quasi-elastisches Laserrasterverfahren (dynamisches
Lichtrasterverfahren) zur Bestimmung der Durchmesser der organischen
Feinteilchen zum Zwecke der Erfindung eingesetzt wird. Zusätzlich zeigt,
anders als herkömmliche
Aufzeichnungsmedien, die eine poröse Schicht mit anorganischen
Teilchen umfassen, das Blatt des erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmediums kaum
eine gelbe Verfärbung
und kein Phänomen
des Weißens,
das rund um die bedruckten Flächen
während
des Verfahrens der Tintenabsorption aufgrund der Verwendung von
organischen Feinteilchen auftreten kann.
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Wie
vorstehend beschrieben, sind in dem Aufzeichnungsmedium gemäß der Erfindung
organische Feinteilchen, die aus den vorstehend beschriebenen Materialien
hergestellt sind und die den vorstehenden Teilchendurchmesser haben,
durch das Bindemittelharz zur Erzeugung von Hohlräumen in
der porösen
organischen Harzschicht ummantelt. Bevorzugt zeigen die organischen
Feinteilchen der porösen
organischen Harzschicht ein komplexes Profil, das auf der Oberfläche zur
Erzeugung von mehreren Hohlräumen
stark wellig ist. Organische Feinteilchen können typischerweise mittels
einer Technik des Einsatzes von bestehenden Feinteilchen als Keime
und durch Absorbierenlassen von Monomeren oder auch der Modifizierung
der Oberfläche
von Feinteilchen ausgebildet werden.
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Bevorzugt
werden zum Zwecke der vorliegenden Erfindung poröse organische Feinteilchen
eingesetzt, um das Verhältnis
der Hohlräume
in der porösen
organischen Harzschicht zu steigern. Spezielle Techniken, die zur
Erzeugung von porösen
organischen Feinteilchen eingesetzt werden können, schließen ein
Verfahren zur Einführung
eines vernetzten Inhaltsstoffes und zur Erzeugung einer vernetzten
Struktur in diesen bei der Ausbildung der organischen Feinteilchen
mit ein. Für
das Verhältnis
der Hohlräume
in der porösen
organischen Harzschicht eines Aufzeichnungsmediums gemäß der vorliegenden
Erfindung wird bevorzugt ein Wert ausgewählt, der die Transparenz der
Schicht nicht nachteilig beeinflusst, und zwar auf der Basis der
Beziehung zwischen dem Verhältnis
und dem Teilchendurchmesser. Wenn der Teilchendurchmesser innerhalb des
vorstehend definierten Bereichs gefunden wird, kann die poröse organische
Harzschicht effektiv die darauf aufgetragene Tinte absorbieren und
die Transparenz der Filmschicht kann beibehalten werden, wenn das
Verhältnis
der Hohlräume
zwischen 5 und 70 % liegt.
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Als
das für
den Emulsionspolymerisationsprozess zur Erzeugung der organischen
Feinteilchen eingesetzte Emulgiermittel kann ein anionisches Emulgiermittel,
ein nichtionisches Emulgiermittel oder ein kationisches Emulgiermittel
alleine oder in Kombination eingesetzt werden. Insbesondere wenn
das Aufzeichnungsmedium gemäß der vorliegenden
Erfindung für
eine Tintenstrahlaufzeichnung eingesetzt wird, die normalerweise
die Verwendung einer anionischen Tinte zum Zwecke der Bildausbildung
umfasst, ist das für
den Emulsionspolymerisationsprozess eingesetzte Emulgiermittel bevorzugt
kationisch, und zwar entgegen dem anionischen, so dass die poröse organische
Harzschicht kationisch sein kann, um die aufgetragene Tinte effektiv zu
fixieren. Während
der Tintenfixiereffekt durch separate Zugabe einer kationischen Substanz
verbessert werden kann, kann die Rate, mit welcher die kationische
Substanz hinzugegeben werden kann, auf ein solches Ausmaß limitiert
sein, dass die zugegebene Substanz nicht nachteilhafterweise eine
Gelierung oder eine Verdickung verursachen kann, wenn ein anionisches
Emulgiermittel eingesetzt wird. Wenn ein solches der Fall ist, wird
deshalb bevorzugt ein nichtionisches Emulgiermittel, ein kationisches
Emulgiermittel oder eine Mischung davon eingesetzt.
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Organische
Feinteilchen, die zum Zwecke der Erfindung eingesetzt werden, enthalten
strukturell sowohl hydrophobe Reste als auch hydrophile Reste. Die
poröse
organische Harzschicht eines Aufzeichnungsmediums gemäß der Erfindung
kann durch Verwendung von organischen Feinteilchen mit hydrophoben
Resten hoch wasserbeständig
gemacht werden. Dann wird verhindert, dass die Tintenaufnahmeschicht
des Aufzeichnungsmediums sich in der Tinte auflöst und die Filmbeschichtung
der porösen
organischen Harzschicht kann für
ihre Wasserbeständigkeit
eingestellt werden, wenn die Tinte darauf aufgetragen wird, wenn
Wassertropfen von außen
auf die auf das Aufzeichnungsmedium aufgetragene Tinte durch Ausstoßung aus
Düsen gesprüht werden
und/oder wenn das auf dem Aufzeichnungsmedium ausgebildete Bild
der Umgebungsfeuchtigkeit ausgesetzt ist. Andererseits kann das
Phänomen
der Abstoßung
und/oder des Verwischens von Tinte, das beim Auftragen von Tinte
auf das Aufzeichnungsmedium auftritt, effektiv durch Verwendung
eines organischen Feinteilchens mit hydrophilen Resten für die poröse organische
Harzschicht verhindert werden. Ferner können die Tintenaufnahmeeigenschaft,
die Fixiereigenschaft, die Wasserbeständigkeit, der Effekt der Unterdrückung von
Klebrigkeit der Tintenaufnahmeschicht, die Transparenz, der Färbeeffekt
und andere Eigenschaften des Aufzeichnungsmediums durch Verwen dung
von organischen Feinteilchen mittels geeigneter Einstellung der
Hydrophilie und der Hydrophobie der organischen Feinteilchen der
porösen
organischen Harzschicht verbessert werden.
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Spezielle
Beispiele der hydrophoben Reste, die zum Zwecke der Erfindung eingesetzt
werden können, schließen Ester-,
Allyl-, Vinyl- und Propenylreste mit ein. Hydrophobe Reste können durch
Substituieren der hydrophilen Reste mittels bekannter Verfahren
erzeugt werden. Spezielle Beispiele von hydrophilen Resten, die
zum Zwecke der Erfindung eingesetzt werden können, schließen anionische
Reste wie etwa Carboxy- Sulfo-, Hydroxy- und Phosphorreste sowie
kationische Reste wie etwa Amino-, Amido- und Ethyleniminreste mit ein.
Geeignete hydrophile Reste werden aus den vorstehend aufgelisteten
ausgewählt
und in organische Feinteilchen in einer solchen Art und Weise eingeführt, dass
der Grad der Hydrophilie vorteilhafterweise eingestellt werden kann.
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Die
vorstehend aufgelisteten gewünschten
Eigenschaften der organischen Feinteilchen, die zum Zwecke der Erfindung
eingesetzt werden, können
durch geeignete Kombinierung von mehreren Substituenten verbessert
werden, wobei der Grad der Hydrophobie eines jeden hydrophoben Restes
und der der Hydrophilie eines jeden hydrophilen Restes bei dem Design
der Struktur der organischen Feinteilchen berücksichtigt wird.
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Das
Wasser absorbierende Bindemittel, das mit organischen Feinteilchen
zur Ausbildung der porösen organischen
Harzschicht eines Aufzeichnungsmediums gemäß der vorliegenden Erfindung
eingesetzt wird, ist bevorzugt eine Dispersion, in der das Bindemittel
weder in Wasser noch in dem Lösungsmittel
gelöst
vorliegt und die Form der Teilchen beibehält (Harzemulsion). Dispersionen,
die zum Zwecke der Erfindung eingesetzt werden können, schließen wässrige Dispersionen,
Dispersionen in einem gemischten Lösungsmittel aus Wasser und
Alkohol oder einigen anderen chemischen Verbindungen und solche
in einem organischen Lösungsmittel
mit ein. Acrylharze, Urethanharze, Styrolharze, Butadienharze, Polyesterharze
und Mischungen der Kombinationen von irgendeinem von diesen, Copolymere,
Komposits und andere Wasser absorbierende Harzemulsionen können geeigneterweise
eingesetzt werden. Irgendeines der Harze einer solchen Dispersion kann
mit einem löslichen
Harz eingesetzt werden, obwohl das dispergierte Harz vorwiegend
enthalten sein sollte. Lösliche
Harze, die zum Zwecke der Erfindung eingesetzt werden können, schließen wasserlösliche Harze,
Harze, die in einem gemischten Lösungsmittel
aus Wasser und Alkohol oder einigen anderen chemischen Verbindungen
gelöst
werden können,
und solche, die in einem organischen Lösungsmittel gelöst werden
können,
mit ein. Beispiele von solchen Harzen schließen nicht beschränkend die
folgenden ein: Polyvinylalkohol, Celluloseharze, Polyesterharze,
Urethanharze, Gelatine, Polyacrylamid und Polyvinylpyrrolidon. Jedes
dieser Harze kann mit einem oder mehr als einem Additiv, wie etwa
einem Vernetzungsmittel, einem Härtemittel,
einem Weichmacher, einem Modifiziermittel und/oder einem Geliermittel
eingesetzt werden.
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Zum
Zwecke der Erfindung ist es notwendig, die organischen Feinteilchen
mittels des Bindemittels zu binden, eine Filmbeschichtung auszubilden
und geeigneterweise Hohlräume
zwischen den organischen Feinteilchen in der Filmbeschichtung zu
erzeugen, und daher sind der Typ des Bindemittels, die physikalischen
Eigenschaften, wie etwa die Glasübergangstemperatur
des Harzes bzw. der Harze des Bindemittels und das Mischungsverhältnis der
organischen Feinteilchen zu dem Bindemittel hoch signifikant. Da
ein Wasser absorbierendes Bindemittel zum Zwecke der Erfindung eingesetzt
wird, kann der Tintenabsorptionseffekt der porösen organischen Harzschicht
durch das Bindemittel in der porösen
organischen Harzschicht zusätzlich
zu dem Effekt, dass die Hohlräume
das Lösungsmittel
der aufgetragenen Tinte in sich hineinziehen, verbessert werden. Deshalb
ist der Ausgleich der Ausbildung von Hohlräumen und der Tintenabsorption
des Bindemittels für
den Zweck der Erfindung wichtig. Ferner verliert erfindungsgemäß das Wasser
absorbierende Bindemittel nicht seine Wasserbeständigkeit, weil die Hohlräume in der
porösen
organischen Harzschicht hervorragenderweise zur Absorption der Tinte
und der Feuchtigkeit dienen, so dass bei der Aufzeichnung von Bildern
auf dem Aufzeichnungsmedium mittels einer Pigmenttinte Sprünge effektiv
am Auftreten in den festen Flächen
der Tinte verhindert werden können.
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Jede
der vorstehend aufgelisteten Dispersionen oder Harzemulsionen wird
bevorzugt für
das Bindemittel der porösen
organischen Harzschicht eines Aufzeichnungsmediums gemäß der vorliegenden
Erfindung eingesetzt. Durch Verwendung eines solchen Bindemittels
kann das Bindemittel gleichförmig
zwischen den organischen Feinteilchen verbleiben, wenn die poröse organische
Harzschicht zur Erzeugung einer Filmbeschichtung getrocknet wird.
Es ist vorteilhafter, wenn das Bindemittel in einem geschmolzenen
Zustand gehalten wird, aber es nicht die Hohlräume auffüllt. Anders als die organischen
Feinteilchen zeigt das Bindemittel bevorzugt eine Glasübergangstemperatur,
die dem Bindemittel ein Set an Temperatureigenschaften gibt, die zum
schnellen Schmelzen von diesem effektiv sind. Insbesondere liegt
die Glasübergangstemperatur
des Bindemittels bevorzugt zwischen –40°C und 40°C. Zusätzlich zeigt das Bindemittel
bevorzugt eine Gelierungseigenschaft in der Weise, dass jegliche
mögliche
Migration des Bindemittels blockiert sein kann, um zu verhindern,
dass es die Hohlräume
auffüllt.
Weiter bevorzugt ist das Bindemittel hinsichtlich seines Geliereffekts
wärmeempfindlich.
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Die
Teilchen der Harzemulsion besitzen bevorzugt einen Durchmesser innerhalb
eines Bereichs zwischen 20 nm und 500 nm. Wenn sie einen geringeren
Durchmesser als den vorstehend erwähnten Bereich besitzen, verhält sich
die Harzemulsion wie ein in dem Lösungsmittel aufgelöstes Harz,
um es gelegentlich unmöglich
zu machen, die während
des Trocknungsprozesses zwischen den organischen Feinteilchen angeordnete
Harzemulsion graduell aufzulösen
und ein hinreichendes Hohlraumvolumen sicherzustellen. Wenn sie andererseits
einen höheren
Durchmesser als den vorstehenden Bereich haben, können die
Hohlräume
hinsichtlich der Verteilung und der Größe Ungleichmäßigkeiten
aufweisen. Weiter bevorzugt besitzen die Teilchen der Harzemulsion
einen Durchmesser innerhalb eines Bereichs zwischen 30 nm und 200
nm. Es ist anzumerken, dass ein herkömmliches Verfahren, wie etwa
ein quasi-elastisches Laserstreuverfahren (Streuverfahren mit dynamischem
Licht) zur Bestimmung der Durchmesser der Teilchen der Harzemulsion
für den
Zweck der Erfindung eingesetzt wird.
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Das
Mischverhältnis
der organischen Feinteilchen zu dem Bindemittel (P:B-Verhältnis) liegt
hinsichtlich der Feststoffgehalte bevorzugt zwischen 1:1 und 20:1
und weiter bevorzugt zwischen 2:1 und 10:1. Für die Absorptionskraft des
Bindemittels zeigt das Bindemittel bevorzugt eine Absorptionskraft,
die das 0,5fache bis 10,0fache ist, obwohl sie in Abhängigkeit
des auf die Tintenabsorptionsfähigkeit
oder deren Tintenabsorptionsrate gewünschten Ausmaßes bestimmt
werden kann. Der Ausdruck "Absorptionskraft", wie er hierin eingesetzt wird,
bezieht sich auf das Tintenvolumen, das das Bindemittel pro Volumeneinheit
davon absorbieren kann.
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Von
den Eigenschaften der porösen
organischen Harzschicht, die organische Feinteilchen, ein Bindemittel
und Hohlräume
umfasst, ist der pH-Wert in der Schicht ebenso wichtig. Eine poröse Schicht
aus anorganischen Teilchen, die durch Verwendung eines herkömmlichen
anorganischen Bindemittels, wie etwa Aluminiumoxid oder Siliziumoxid,
ausgebildet ist und Hohlräume
im Inneren enthält,
zeigt einen relativ geringen pH-Wert und ist daher sauer. Anders
als eine solche Schicht aus anorganischen Teilchen kann eine poröse organische
Harzschicht, die erfindungsgemäß hergestellt
worden ist, jedoch Anlass zu extremen Agglomeraten auf der Oberfläche geben,
wenn Tinte darauf aufgetragen wird und der Farbstoff der aufgetragenen
Tinte kann ihre Originaltinten verändern, einen metallischen Glanz
auf der Oberfläche
zeigen und fleckig werden, wenn der pH-Wert geringer als 4,5 ist.
Erfindungsgemäß wird das
vorstehende Problem durch Einstellung des pH im Inneren der porösen organischen
Harzschicht auf 5,2 oder höher
gelöst,
wenn er gemäß einem
Verfahren entsprechend der JIS P 8133 beobachtet wird. Obwohl der
Grund für
den Effekt der Verwendung eines relativ hohen pH-Werts nicht klar
ist, glaubt der Erfinder der vorliegenden Erfindung, dass bei der
Ausbildung von Hohlräumen
in der porösen
organischen Harzschicht durch Verwendung von organischen Feinteilchen
sie eine relativ schwache Absorptionskraft zum Farbstoff der darauf
aufgetragenen Tinte zeigen, und zwar anders als die Poren der anorganischen
Feinteilchen, aber sie sind zur schnellen Absorption von Tinte darin
durch eine geeignete Einstellung des pH in der Schicht hergestellt.
Der Erfinder der vorliegenden Erfindung hat gefunden, dass der Effekt
der Regulierung des pH-Werts
mit dem Typ der organischen Feinteilchen und der Größe der Hohlräume in der
Schicht stark verknüpft
ist und der Tintenabsorptionseffekt merklich wird, wenn die Hohlräume eine
Größe geringer
als 300 nm haben und noch merklicher wird, wenn sie eine Größe von weniger
als 100 nm haben. Es wurde ebenso durch den Erfinder der vorliegenden
Erfindung gefunden, dass ein weiter bevorzugter Effekt durch Regulierung
des pH-Werts in der porösen
organischen Harzschicht auf zwischen 5,2 und 8,5 erhalten werden
kann.
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Der
pH in der porösen
organischen Harzschicht kann durch geeignete Auswahl der Typen und
der Anzahl der hydrophilen Reste des Harzes, welches der Hauptbestandteil
der organischen Feinteilchen ist, und ebenso durch geeignete Auswahl
der Typen und der Anzahl der hydrophilen Reste, die beim Emulgieren
des Bindemittels eingesetzt werden, eingestellt werden. Ferner kann
der pH in der porösen
organischen Harzschicht ebenso durch Zugabe einer basischen Substanz,
wie etwa Natriumhydroxid, Ammoniak oder einem Amin bei der Herstellung
der Beschichtungsformulierung eingestellt werden. Zum Zwecke der
Erfindung wird der pH in der porösen
organischen Harzschicht durch ein Verfahren entsprechend der JIS
P 8133 beobachtet.
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In
einem Aufzeichnungsmedium gemäß der Erfindung
kann die poröse
organische Harzschicht 102 derart hergestellt sein, dass
sie eine kleine Menge poröser
anorganischer Teilchen zur Verbesserung der Tintenabsorption zusätzlich zu
den vorstehenden Komponenten enthält.
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Spezielle
Beispiele der einsetzbaren Materialien für solche porösen anorganischen
Teilchen schließen Siliziumoxid,
Aluminiumoxidhydrat, Calciumcarbonat, Magnesiumcarbonat, Magnesiumoxid,
Kaolin, Talk, Calciumsulfat, Bariumsulfat, Titanoxid, Bleioxid,
Zinkcarbonat, Kieselsäure,
Natriumsilikat, Calciumsilikat und Ton mit ein. Bevorzugt werden
poröse
anorganische Feinteilchen einer jeden der vorstehenden Substanzen
eingesetzt, um ein hinreichendes Transparenzniveau für die poröse organische
Harzschicht bereitzustellen. Speziell werden ultrafeine Teilchen
von Siliziumoxid oder Aluminiumoxidhydrat zum Zwecke der Erfindung
bevorzugt eingesetzt. Solche ultrafeinen Teilchen besitzen hinsichtlich
der Primärteilchen
bevorzugt einen Durchmesser von weniger als 100 nm und weiter bevorzugt
von weniger als 10 nm. Der Gehalt von solchen porösen anorganischen
Teilchen liegt bevorzugt zwischen 0,1 Gew.% und 10 Gew.%, relativ
zu den gesamten Feststoffgehalten der porösen organischen Harzschicht.
Sprünge
können
auftreten oder die Transparenz kann reduziert sein, wenn der Gehalt
der anorganischen Teilchen das vorstehende Niveau übersteigt.
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Ein
Aufzeichnungsmedium gemäß der Erfindung,
welches ein Basiselement und eine darauf ausgebildete poröse organische
Harzschicht umfasst, wird durch Auftragen einer Beschichtungsformulierung
erhalten, die aus organischen Feinteilchen, einem Bindemittel, einer
basischen Substanz, die für
die Einstellung des pH-Werts eingesetzt wird, und falls erwünscht, aus
porösen
anorganischen Teilchen, die zu dem Basiselement gegeben werden,
und durch Trocknen der Formulierung hergestellt.
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Hinsichtlich
der physikalischen Eigenschaften der Beschichtungsformulierung sind
die Viskosität,
der pH und die Dispergierbarkeit wichtig. Während die Viskosität der Beschichtungsformulierung
in Abhängigkeit der
zur Auftragung der Formulierung eingesetzten Technik eingestellt
werden kann, liegt sie bevorzugt zwischen 10 mPa·s und 500 mPa·s (10cP
und 500cP). Um den vorstehend beschriebenen pH-Wert in der porösen organischen
Harzschicht zu erzeugen, wird der pH der Beschichtungsformulierung
bevorzugt höher
als 5,2 gemacht. Der pH-Wert der Beschichtungsformulierung wird
durch ein Verfahren entsprechend der JIS Z 8802 beobachtet.
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Zusätzlich muss
die Beschichtungsformulierung ein hinreichendes Niveau an Dispergierbarkeit
und Haltbarkeit bereit stellen, um eine gleichförmige Filmbeschichtung und
hervorragende Transparenz zu erhalten. Zu diesem Zwecke kann ein
Dispergiermittel, ein Verdickungsmittel, ein Schmiermittel, ein
Fluiditätsmodifiziermittel,
ein oberflächenaktives
Mittel, ein Antischäumungsmittel,
ein Mittel für
die Wasserbeständigkeit,
einen Schäumungshemmer,
ein Freisetzungsmittel und/oder ein Anti-Formungsmittel zu der Beschichtungsformulierung
in einem solchen Ausmaß gegeben
werden, dass die Zugabe eines jeden solchen Mittels nicht die Aufgabe
der vorliegenden Erfindung stört.
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Techniken,
die zur Auftragung der Beschichtungsformulierung auf das Basiselement
eingesetzt werden können,
schließen
ein Klingenaufstreichverfahren, ein Luftmesser-Aufstreichverfahren, ein Walzenaufstreichverfahren,
ein Entspannungsaufstreichverfahren, ein Gravuraufstreichverfahren,
einen Schleifauftrag, einen Farbstoffauftrag, eine Extrusion, ein
Gleittrichtersystem, ein Curtain-Aufstreichverfahren
und ein Sprühverfahren
mit ein.
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Während die
Rate, mit welcher die Beschichtungsformulierung auf das Basiselement
aufgetragen wird, in Abhängigkeit
der Anwendung des Aufzeichnungsmediums in geeigneterweise ausgewählt werden kann,
kann die auf die poröse
organische Harzschicht aufgebrachte Tinte verwischen und/oder auslaufen, wenn
die Rate zu gering ist, weil die aufgetragene Tinte nicht hervorragenderweise
durch die Schicht, die zu dünn
ist, absorbiert werden kann. Andererseits kann die Stärke der
porösen
organischen Harzschicht reduziert sein und/oder die Filmbeschichtung
kann während
des Auftragungsprozesses und/oder des Trocknungsprozesses schadhaft
ausgebildet werden, so dass Flächen
erzeugt werden, die nicht hinreichend Tinte in der Schicht absorbieren,
wenn die Rate zu hoch ist. Zusätzlich
kann die Transparenz reduziert sein und die aufgezeichneten Bilder
können
die Schärfe
verlie ren, wenn die Filmbeschichtung zu dick ist. Somit besitzt
nach der Trocknung die poröse
organische Harzschicht bevorzugt eine Filmdicke zwischen 5 und 50 μm, um die
Tinte hervorragenderweise absorbieren zu können und insgesamt eine genügende Festigkeit
zu zeigen.
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Zum
Zwecke der Erfindung wird die poröse organische Harzschicht durch,
falls erforderlich, Erwärmen und
Trocknen der auf dem Basiselement in einer wie vorstehend beschriebenen
Art und Weise ausgebildeten Filmbeschichtung erzeugt. Als Ergebnis
des Trocknungsprozesses wird das Bindemittel, wenn das wässrige Medium
(Dispergiermittel) verdampft, verschmolzen (fused), um die Komponenten
fest miteinander zu binden und eine Filmschicht zu erzeugen. Die
Trocknungsbedingungen können
geeigneterweise in Abhängigkeit
der Zusammensetzung der Beschichtungsformulierung ausgewählt werden.
Ein Heißlufttrockenofen
und/oder ein Trocknungsofen mittels infraroter Strahlen, die momentan
gebräuchlich
sind, können
für den
Trocknungsprozess eingesetzt werden.
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Ein
Bilderzeugungsverfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung umfasst das Auftragen von Tinte auf ein erfindungsgemäßes Aufzeichnungsmedium.
Die zum Zwecke der Erfindung eingesetzte Tinte enthält ein Färbemittel
(Farbstoff oder Pigment), ein wasserlösliches organisches Lösungsmittel
und Wasser als Hauptinhaltsstoffe. Während ein wasserlöslicher
Farbstoff, der ein Direktfarbstoff, ein saurer Farbstoff, ein basischer Farbstoff,
ein Reaktivfarbstoff oder ein Nahrungsmittelfarbstoff sein kann,
bevorzugt eingesetzt wird, kann ein Farbstoff von irgendeinem Typ
zum Zwecke der Erfindung eingesetzt werden, solange er ein Bild
erzeugen kann, das hinsichtlich der Fixierung, der Färbung, der
Schärfe,
der Stabilität,
der Lichtbeständigkeit
und anderen Anforderungen hervorragend ist, wenn sie mit dem Aufzeichnungsmedium
kombiniert wird. Beispiele von Pigmenten, die zum Zwecke der Erfindung
eingesetzt werden können,
schließen
anorganische Pigmente wie etwa Ruß, organische Pigmente, metallische
Feinteilchen, Oxide von Metallen und verschiedenen Metallverbindungen
mit ein.
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Der
wasserlösliche
Farbstoff wird im Allgemeinen in einem wässrigen Lösungsmittel aufgelöst, das Wasser
oder eine Mischung aus Wasser und einem organischen Mittel umfasst,
welches bevorzugt aus verschiedenen wasserlöslichen organischen Lösungsmitteln
ausgewählt
ist. Der Wassergehalt der Tinte wird bevorzugt so eingestellt, dass
er innerhalb eines Bereichs zwischen 20 und 90 Gew.-% zu finden
ist.
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Wasserlösliche organische
Lösungsmittel,
die zum Zwecke der Erfindung eingesetzt werden können, schließen Alkylalkohole
mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen wie etwa Methylalkohol, Amide wie
etwa Dimethylformamid, Ketone und Ketonalkohole wie etwa Aceton,
Ether wie etwa Tetrahydrofuran, Polyalkylenglykole wie etwa Polyethylenglykol,
Alkylenglykole, deren Alkylengruppen 2 bis 6 Kohlenstoffatome besitzen,
wie etwa Ethylenglykol, Glycerin und Niederalkylether von mehrwertigen
Alkoholen wie etwa Ethylenglykolmethylether mit ein.
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Von
solchen verschiedenen wasserlöslichen
organischen Lösungsmitteln
sind mehrwertige Alkohole wie etwa Diethylenglykol und Niederalkylether
von mehrwertigen Alkoholen wie etwa Triethylenglykolmonomethylether
und Triethylenglykolmonoethylether zum Zwecke der Erfindung bevorzugt.
Der Einsatz eines mehrwertigen Alkohols ist besonders vorteilhaft,
weil er als Schmiermittel das Phänomen
der Verstopfung der Düsen
bei Verdampfung des Wassers aus der Tinte, so dass sich der wasserlösliche Farbstoff
in der Tinte, zumindest teilweise, abscheidet, verhindert.
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Ein
löslichkeitsvermittelnde
Mittel kann zu der Tinte hinzugegeben werden. Typische löslichkeitsvermittelnde
Mittel, die zum Zwecke der Erfindung eingesetzt werden können, schließen stickstoffhaltige
heterocyclische Ketone mit ein, weil solche Mittel die Löslichkeit
des wasserlöslichen
Farbstoffs in dem Lösungsmittel dramatisch
ansteigen lassen. Zum Beispiel kann bevorzugt N-Methyl-2-pyrrolidon
oder 1,3-Dimethyl-2-imidazolidinon zum Zwecke der Erfindung eingesetzt
werden. Ferner kann irgendeines der nachstehend aufgelisteten Additive
zur Verbesserung der Leistung der Tinte eingesetzt werden: ein Viskositätseinstellmittel,
ein oberflächenaktives
Mittel, ein Oberflächenspannungs-Einstellmittel,
ein pH-Einstellmittel und ein spezielles Widerstandseinstellmittel.
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Ein
Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren wird bevorzugt eingesetzt, wenn
Bilder durch Auftragung von Tinte auf ein Aufzeichnungsmedium gemäß der vorliegenden
Erfindung aufgezeichnet werden. Irgendein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren
kann zum Zwecke der Erfindung eingesetzt werden, wenn es effektiv
Tinte aus einer Düse
freisetzt und die Tinte auf das Aufzeichnungsmedium aufbringt, obwohl
der Einsatz eines Tintenstrahlaufzeichnungsverfahrens, bei dem die
Tinte abrupt ihr Volumen durch Wärmeenergie ändert und aus
einer Düse
durch die aufgrund dieser Zustandsänderung erzeugten Kraft ausgestoßen wird,
wie es in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 54-59936
offenbart ist, eine bevorzugte Auswahl ist.
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Jede
der unterschiedlichen Tintentypen, die nachstehend in den Punkten
1 bis 3 aufgelistet sind, können
für die
Aufzeichnung eines Bildes auf einem erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmedium
eingesetzt werden.
- 1. Tinte, die einen Farbstoff
als Färbemittel
enthält,
- 2. Tinte, die ein Pigment als Färbemittel enthält,
- 3. Tinte, die eine Mischung aus einem Farbstoff und einem Pigment
enthält,
oder eine Kombination aus einer Tinte mit einem Pigment und einer
Tinte mit einem Farbstoff.
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Bei
der Ausbildung eines Bildes auf einem Aufzeichnungsmedium gemäß der Erfindung
unter Verwendung von Tinten mit Farbstoffen als Färbemitteln,
wird verglichen mit dem Stand der Technik ein Ausbluten (Verwischen
entlang der Grenzen) von vollflächig
bedruckten Flächen,
die mit einer Kombination aus Tinten unterschiedlicher Farben erzeugt
worden sind, gemindert, und zwar hauptsächlich aufgrund der hohen Absorptionskraft
des Aufzeichnungsmediums. Zusätzlich
sind die bedruckten Flächen
im Wesentlichen von einer Weißtrübung befreit.
Ferner zeigen die bedruckten Flächen
und die unbedruckten Flächen
keinen signifikanten Unterschied hinsichtlich des Glanzes, so dass
ein Bild, vergleichbar zu dem einer Fotografie, erhalten werden kann.
Falls Pigmente als auf ein Aufzeichnungsmedium gemäß der Erfindung
aufzutragende Färbemittel
eingesetzt werden, fangen nicht nur die Hohlraumstruktur (Lücken zwischen
den organischen Feinteilchen), sondern ebenso das Wasser absorbierende
Bindemittel in der Schicht die Pigmente und deshalb werden eine
verbesserte Abreibebeständigkeit
und Wasserbeständigkeit
erhalten. Falls Tinten mit Pigmenten und Farbstoffen als Färbemittel
eingesetzt werden, kann jedes Aufzeichnungsmedium des Stands der
Technik Anlass zu dem Problem geben, dass die Flächen, die mit Tinten mit Pigmenten
als Färbemittel
bedruckt sind, und solche, die mit Tinten mit Farbstoffen als Färbemittel
bedruckt sind, einen merklich unterschiedlichen Glanz zeigen, wohingegen
das Aufzeichnungsmedium gemäß der Erfindung
praktisch frei von irgendeinem Glanzunterschied ist, weil die Pigmente
durch die Hohlraumstruktur und das Wasser absorbierende Bindemittel
der porö sen
organischen Harzschicht derart fixiert werden, dass die aufgetragene
Tinte gleichförmig
verteilt ist.
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Jedes
der nachstehend in den Punkten 1 bis 3 aufgelisteten Druckverfahren
kann zum Zwecke der vorliegenden Erfindung zusätzlich zu herkömmlichen
Druckverfahren eingesetzt werden.
- 1. Die Verwendung
von Tinten mit unterschiedlichen Färbemitteln wie etwa Pigmenten
und Farbstoffen in den gleichen Pixeln.
- 2. Die Verwendung von drei oder mehr als drei Tinten mit unterschiedlichen
Dichten hinsichtlich des in der Tinte enthaltenen Färbemittels
in den gleichen Pixeln.
- 3. Die Verwendung eines Hochgeschwindigkeit-Druckverfahrens
mit Auftragung von Tinte in einer hohen Dichte bei einer gesteigerten
Rate in einem einzelnen Scan und die Reduzierung der Anzahl der
Arbeitsgänge
bei einem Verfahren mit mehreren Arbeitsgängen.
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Ein
zu einer Fotografie vergleichbares Bild kann erhalten werden, wenn
Tinten mit unterschiedlichen färbenden
Mitteln, wie etwa Pigmenten und Farbstoffen, in den gleichen Pixeln
auf einem Aufzeichnungsmedium gemäß der Erfindung eingesetzt
werden. Wenn zum Beispiel eine Schwarztinte mit einem Schwarzpigment
und eine Farbstofftinte zur Steigerung der Dichte der schwarzen
Fläche
im gleichen Pixel eingesetzt werden, um ein scharfes Bild zu erzeugen,
tritt praktisch kein Ausbluten entlang der Grenzen der unterschiedlichen Tinten
auf, und es tritt kein Phänomen
auf, dass mit schwarzer Tinte bedruckte Flächen glänzender als die verbleibenden
bedruckten Flächen
sind, so dass ein gesamtes Bild, vergleichbar zu dem einer Fotografie,
mit geringen Glanzunterschieden aufgrund des Einsatzes von unterschiedlichen
färbenden
Mitteln erhalten wird. Wenn ähnlich
drei oder mehr als drei Tinten mit unterschiedlichen Färbemitteln
in den gleichen Pixeln auf einem Aufzeichnungsmedium gemäß der Erfindung
eingesetzt werden, um z.B. eine glatte Abstufung von einem Hochlichtbereich
zu einem Schattenbereich durch überlappende
Auftragung von solchen Tinten mit einer erhöhten Punktdichte zu realisieren,
zeigt das Aufzeichnungsmedium eine hohe Absorptionskraft relativ
zu Tinten ohne Überlappung
der Tinte in hochdichten Flächen
und einen geringen Glanzunterschied zwischen den bedruckten Flächen und
den unbedruckten Flächen,
so dass ein ausgezeichnetes feines Bild ausgebildet werden kann.
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Ferner
kann ein Aufzeichnungsmedium gemäß der Erfindung
in einem Hochgeschwindigkeitsdruckverfahren mit einer Auftragung
von Tinte in einem hochdichten Grad bei einer gesteigerten Rate
in einem einzelnen Scan und einer reduzierten Anzahl von Arbeitsgängen des
Verfahrens mit mehreren Arbeitsgängen
eingesetzt werden. In den letzten Jahren gab es einen wachsenden
Bedarf für
Aufzeichnungsmedien, die in Hochgeschwindigkeitsdruckverfahren eingesetzt
werden können.
Ein erfindungsgemäßes Aufzeichnungsmedium kann
eine mögliche
Verschlechterung der Bildqualität
aufgrund von Auslaufen und Verwischen der Tinte verhindern, selbst
wenn ein Druckverfahren mit einer geringen Anzahl an Arbeitsgängen eingesetzt
wird, und eine relativ große
Menge an Tinte in einem einzelnen Arbeitsgang aufgetragen wird.
Dies liegt möglicherweise
daran, dass beim Auftragen einer großen Tintenmenge in jedem Durchlauf
die Tinte auf einem Aufzeichnungsmedium gemäß der Erfindung im ersten Durchlauf
temporär
in der Hohlraumstruktur absorbiert wird und das Wasser absorbierende
Bindemittel die Tinte in der Hohlraumstruktur derart absorbiert
hält, dass
die poröse
organische Harzschicht eine hohe Absorptionskraft aufrechterhält, die
zur Absorbierung der im nächsten
Arbeitsgang aufgetragenen Tinte hinreichend ist.
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Nun
wird die vorliegende Erfindung detaillierter mittels Beispielen
und Vergleichensbeispielen beschrieben, obwohl die vorliegende Erfindung
keineswegs darauf beschränkt
ist.
-
(Beispiel 1)
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Ein
Aufzeichnungsmedium mit einem in 1 gezeigten
Aufbau wurde hergestellt. Genauer gesagt wurde ein 100 μm dicker
transparenter PET-Film (100Q80D: Marke, erhältlich von Toray) als das Basiselement 101 eingesetzt
und eine Beschichtungsformulierung zur Ausbildung einer porösen organischen
Harzschicht 102 auf dem Basiselement wurde in einer nachstehend
beschriebenen Art und Weise hergestellt. Eine wässrige Dispersion aus Carboxymethylcellulosenitrat
mit einem Stickstoffesterrest (nitric ester radical) als einem hydrophoben
Rest und einem Carboxylmethylrest als einem hydrophilen Rest wurde
als organische Feinteilchen mittels dem nachstehend beschriebenen
Verfahren hergestellt.
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Als
erstes wurden 40 g Carboxymethylcellulose und 400 cm3 einer
Mischung aus Schwefelsäure/Salpetersäure/Wasser
= 62,6/25,0/12,4 vermischt und gerührt, und das Produkt wurde
mit Wasser gewaschen, isoliert und gesammelt und dann bei 100°C für eine Stunde
getrocknet, um Carboxymethylcellulosenitrat zu erhalten. Das erhaltene
Carboxymethylcellulosenitrat wurde mit Wasser, Toluol und einem
Emulgator mittels eines Drei-Eins-Motor zur Erzeugung einer W/O-Phase
gerührt.
Dann wurde weiter Wasser hinzugegeben, um zu einer O/W-Phase zu
wechseln und das organische Lösungsmittel
wurde mittels eines Verdampfers entfernt, um eine wässrige Dispersion
aus organischen Feinteilchen zu erhalten. Der durchschnittliche
Teilchendurchmesser der organischen Fein teilchen betrugt 142 nm
und die Tg betrug 165°C.
Bei Beobachtung mit einem Rasterelektronenmikroskops (S-5000: Marke,
erhältlich
von Hitachi) wurde gefunden, dass die Teilchen in ihrer Gestalt
nicht rund bzw. sphärisch
waren, sondern ein komplexes Profil zeigten, das auf der Oberfläche viele Wellen
aufwies.
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Die
erhaltene wässrige
Dispersion aus organischen Feinteilchen wurde verdünnt, bis
der Feststoffgehalt 10 % betrug und wurde mit einer Emulsion aus
wasserabsorptionsfähigem
kationischem Urethan (Absorptionsfaktor: 1,6, durchschnittlicher
Teilchendurchmesser: 50 nm) bis zu einem Mischverhältnis von
10:1 vermischt. Dann wurde zum Zwecke der pH-Einstellung 25%iger wässriger
Ammoniak zu der Mischung hinzugegeben bis er in der Mischung 3 Gew.%
einnahm, um die gewünschte
Beschichtungsformulierung zu erhalten. Der pH-Wert der erhaltenen Beschichtungsformulierung
betrug 6,0.
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Die
Beschichtungsformulierung wurde auf die Oberfläche des Basiselements mittels
einer Kukillenbeschichtung mit Hilfe einer Beschichtungsmaschine
und einem Heißlufttrocknungsofen
(nicht gezeigt) aufgetragen und dann getrocknet (bei einer Trocknungstemperatur
von 120°C),
um eine poröse
organische Harzschicht 102 mit einer Filmdicke von 30 μm zu erzeugen.
Die Porenstruktur der porösen
organischen Harzschicht wurde sowohl für die Oberfläche als
auch den Querschnitt mittels eines Rasterelektronenmikroskops (S-5000:
Marke, erhältlich
von Hitachi) beobachtet, um eine Porenstruktur gemäß 2 zu
finden. Zusätzlich wurde
der höchste
Peak der Porengrößenverteilungskurve
der porösen
organischen Harzschicht bestimmt (mittels eines Autosorb 1: Marke,
erhältlich
von Quantachrome), um zu finden, dass er bei einem Porenradius von
30 nm lag. Das Porenvolumen pro Gewichtseinheit der porösen organischen
Harzschicht betrug 0,252 cm3/g und der pH
in der Schicht betrug 6,3.
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Das
Aufzeichnungsmedium 100 wurde hinsichtlich der folgenden
Testpunkte ausgewertet. Die Testergebnisse der Auswertung wurden
in Tabelle 1 aufgelistet. Um eine höhere Genauigkeit zu erzielen,
wurden mehrere Proben hergestellt und ausgewertet und jede, die
durch ein x für
wenigstens einen der Testpunkte (1) bis (4) eingestuft wurde, wurde
als nicht gut bewertet, während
solche, die keine x-Einstufung hatten, als gut bewertet wurden.
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(Bewertung)
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(1) Transparenz
-
Die
gesamte Lichttransmission (%) einer jeden Probe des Aufzeichnungsmediums
wurde mittels eines Trübungsmessgeräts (NDH-100DP:
Marke, erhältlich
von Nihon Denshoku Kogyo) gemäß der JIS
K-7105 beobachtet.
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(2) Klebrigkeit, Fingerabdruckbeständigkeit
-
Ein
Fingerabdrucktest (Halten des Daums einer unbekleideten Hand in
Kontakt mit der Oberfläche
der porösen
organischen Harzschicht des Aufzeichnungsmediums für 10 Sekunden)
wurde auf der Oberfläche
einer jeden Probe durchgeführt,
um zu sehen, ob der Daumen auf der Oberfläche anhaftete und ein Fingerabdruck
dort zurückgelassen
wurde. Die Probe wurde als
eingestuft,
wenn kein Fingerabdruck auf der Oberfläche gefunden wurde und als
eingestuft,
wenn ein leichter Fingerabdruck auf der Oberfläche gefunden wurde, wohingegen
sie als x eingestuft wurde, wenn der Daumen auf der Oberfläche anhaftete
und klar ein Fingerabdruck gefunden wurde.
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(3) Blockiereffekt
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10
Proben eines Aufzeichnungsmediums wurden aufeinander liegen gelassen,
in eine PP-Tasche gegeben und in Umgebungen von 30°C/80 % relative
Feuchte für
einen Monat gelagert. Nach der Lagerung wurden solche, die nicht
aneinander hafteten und voneinander getrennt werden konnten, als
eingestuft
und solche, die nicht voneinander getrennt werden konnten, wurden
als x eingestuft.
-
(4) Druckleistung
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Ein
Tintenstrahldrucker, umfassend eine Anzahl an Tintenstrahlköpfen vom
Tropfen-auf-Anforderung-Typ mit Düsen, die in regulären Intervallen
(600 dpi) mit einer Rate von 24 Düsen pro 1 mm angeordnet waren,
wobei die Anzahl der Düsen
gleich zu der Anzahl der für
das Drucken eingesetzten Tinten war, und der zur Ausbildung eines
Bildes durch zu den Düsenreihen
senkrechtem Abtasten angepasst war, wurde für eine Tintenstrahlaufzeichnungsoperation
unter Verwendung von Tinten mit unterschiedlichen Zusammensetzungen,
wie sie nachstehend aufgelistet sind, eingesetzt.
-
Jede
Tinte wurde mit einer Rate von 10 pl pro Punkt ausgestoßen. Die
Rate des Tintenverbrauchs für einen
Einzelfarbendruck, der mit einer Rate von 24 × 24 Punkten pro 1 mm2 (600 dpi × 600 dpi) durchgeführt wurde,
wurde als 100 % angenommen. Deshalb war die Rate des Tintenverbrauchs
für einen
Doppelfarbendruck die doppelte Rate des Tintenverbrauchs für einen
Einzelfarbendruck und wurde daher als 200 % angenommen. Ähnlich wurde
die Verbrauchsrate für
einen Dreifarbendruck und die für
einen Vierfarbendruck jeweils als 300 % und 400 % angenommen.
-
Die
folgenden Färbemittel
wurden eingesetzt; C. I. Direktgelb 86 für Y-Tinte, C. I. Säurerot 35
für M-Tinte,
C. I. Direktblau 199 für
C-Tinte und C. I. Nahrungsmittelschwarz 2 für Bk-Tinte. Dann wurde jedes
der Färbemittel
zur Herstellung von drei unterschiedlichen Tinten mit unterschiedlichen
Farbstoffkonzentrationen für jede
Farbe hergestellt.
<1> Tintenzusammensetzung
1: | Tinte
mit hoher |
| Farbstoffkonzentration |
- der
Farbstoff | 3
Teile |
- Diethylenglykol | 5
Teile |
- Polyethylenglykol | 10
Teile |
- Wasser | 82
Teile |
<2> Tintenzusammensetzung
2: | Tinte
mit mittlerer |
| Farbstoffkonzentration |
- der
Farbstoff | 1
Teil |
- Diethylenglykol | 5
Teile |
- Polyethylenglykol | 10
Teile |
- Wasser | 84
Teile |
<3> Tintenzusammensetzung
2: | Tinte
mit niedriger |
| Farbstoffkonzentration |
- der
Farbstoff | 0,6
Teile |
- Diethylenglykol | 5
Teile |
- Polyethylenglykol | 10
Teile |
- Wasser | 84,4
Teile |
-
Dann
wurden Tintensets mit Tinten von vier Farben aus Gelb (Y), Magenta
(M), Cyan (C) und Schwarz (Bk), die in der vorstehend beschriebenen
Art und Weise hergestellt worden waren, zum Drucken von Bildern auf
einem erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmedium
eingesetzt und bezüglich
der folgenden Testpunkte (a) bis (g) ausgewertet, die sich auf den
Druckeffekt beziehen.
-
(a) Verwackeln, Ausbluten,
Perlenbildung, Rückstoßung und
Unebenheit in den Zeilen
-
Tinten
mit der Tintenzusammensetzung 1 wurden zum Drucken eingesetzt und
die Tintenverbrauchsrate der Tinte einer jeden Farbe wurden von
100 % (Einzelfarbe) bis 400 % (Vierfachfarbe) verändert. Das
gedruckte Bild wurde visuell hinsichtlich des Verwackelns, des Ausblutens,
der Perlenbildung, der Rückstoßung und
der Unebenheit in den Zeilen ausgewertet. Das folgende Einstufungssystem
wurde eingesetzt.
- Keine solchen Defekte traten
bei einer Tintenverbrauchsrate von 400 % auf:
- Keine solchen Defekte traten bei einer Tintenverbrauchsrate
von 300 % auf:
- Keine solchen Defekte traten bei einer Tintenverbrauchsrate
von 100 % auf:
- Solche Defekte traten bei einer Tintenverbrauchsrate von 100
% auf: x
-
(b) Bilddichte
-
Die
Transmissions-Bilddichte eines jeden der vollflächig unter Verwendung von Tinten
mit hoher Farbstoffkonzentration mit der Zusammensetzung 1 aus unterschiedlichen
Farben bei einer Tintenverbrauchsrate von 100 % (Einzelfarbe) gedruckten
Bilder wurden mittels eines Densitometers (310TR: Marke, erhältlich von X-Rite)
beobachtet und die Bilddichte eines jeden Bildes wurde durch den
erhaltenen numerischen Wert ausgedrückt.
-
(c) Abstufung
-
Tintensets
mit Tintenzusammensetzungen 1 bis 3 wurden eingesetzt und die Tintenverbrauchsrate
eines jeden Tintensets wurde manipuliert, um Bilder mit unterschiedlichen
Dichtegraden auf einem erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmedium mittels
des vorstehenden Tintenstrahldruckgeräts zu drucken. Genauer gesagt
wurde die Bilddichte in annähernd
60 Schritten geändert
und die bedruckten Flächen
der unterschiedlichen Dichteniveaus wurden visuell beobachtet. Ein
Bild, in dem die Unterschiede der Dichte erkennbar waren, wurde
als eines mit hervorragenden Abstufungen eingestuft. Die Anzahl
der Abstufungen, die durch dieses Verfahren wahrgenommen werden
können,
wurde gezählt.
-
(d) Farbreproduzierbarkeit
-
Ein
festes Muster aus einer einzelnen Farbe wurde für jede der vier Farben bei
einer Tintenverbrauchsrate von 100 gedruckt und das erhaltene Bild
wurde für
die Farbreproduzierbarkeit visuell beobachtet (um zu überprüfen, ob
irgendwelche anormalen Tönungen
gefunden wurden). Bilder mit einer normalen Tönung wurden als
ingestuft,
wohingegen solche mit einer anormalen Tönung als x eingestuft wurden.
-
(e) Tintenfixierung
-
Ein
Vollflächenmuster
wurde mit einer Tintenverbrauchsrate von 300 % gedruckt. Zehn Blätter wurden so
bedruckt, dass ein Vollfarbenmuster aus dem Druckgerät mit einer
Rate von einem Blatt/min ausgebildet wurde. Nach Abschluss der Druckoperation
wurde die bedruckte Seite eines jeden Blatts und die Rückseite eines
benachbarten Blatts auf ein Verkleben hin überprüft. Das Blatt, welches das
Vollfarbenmuster trug, wurde als
eingestuft,
wenn es nicht mit der Rück seite
des benachbarten Blattes verklebt war, wohingegen es als x eingestuft
wurde, wenn es mit der Rückseite
des benachbarten Blattes verklebt war.
-
(f) Wasserbeständigkeit
-
Ein
Vollfarbenmuster wurde auf ein Blatt eines Aufzeichnungsmediums
gemäß der Erfindung
mit einer Tintenverbrauchsrate von 200 % für jede Farbe gedruckt und für einen
Tag zur Trocknung der Tinte belassen. Danach wurde das Blatt, welches
das Muster trug, in reines Wasser für 3 Minuten eingetaucht, um
zu sehen, ob die Tinte herausfloss und ob sich die Tintenaufnahmeschicht
zumindest teilweise auflöste.
Blätter,
die weder einen solchen Tintenfluss noch irgendeine aufgelöste Tintenaufnahmeschicht
zeigten, wurden als
eingestuft,
wohingegen solche, die einen Tintenfluss und eine aufgelöste Tintenaufnahmeschicht
zeigten, als x eingestuft wurden.
-
(g) OHP-Transparenz
-
Jedes
bedruckte Blatt wurde mit einem Reflexions-Overheadprojektor eingesetzt
und geprüft,
ob das Blatt seinen Schatten in einem wahrnehmbaren Ausmaß zeigte
(casted) oder nicht. Blätter,
deren Schatten nicht erkennbar waren, wurden als
eingestuft,
wohingegen solche, deren
Schatten wahrnehmbar
waren, als x eingestuft wurden.
-
(Vergleichsbeispiel 1)
-
Proben
eines Aufzeichnungsmediums wurden wie im Beispiel 1 hergestellt,
außer
dass das Bindemittel durch einen wasserlöslichen Polyvinylalkohol ersetzt
wurde und der pH-Wert nicht eingestellt wurde. Die erhaltenen Proben
wurden für die
Bilderzeugung wie in Beispiel 1 eingesetzt und hinsichtlich der
Punkte (1) bis (4) ausgewertet.
-
Tabelle
1 zeigt die Summe der Ergebnisse.
-
Die
poröse
organische Harzschicht eines jeden der Blätter der Proben wurde mittels
eines Rasterelektronenmikroskops (S-5000: Marke, erhältlich von
Hitachi) sowohl für
die Oberfläche
als auch einen Querschnitt beobachtet, um herauszufinden, dass die
Porenstruktur nicht hervorragend war, wie in 3 gezeigt ist.
Zusätzlich
wurde der höchste
Peak der Porengrößenverteilungskurve
der porösen
organischen Harzschicht bestimmt (mittels Autosorb 1: Marke, erhältlich von
Quanthachrome), um herauszufinden, dass er bei einem Porenradius
von 2 nm lag. Das Porenvolumen pro Gewichtseinheit der porösen organischen
Harzschicht lag bei 0,052 cm3/g und der
pH-Wert in der Schicht lag bei 4,3.
-
(Vergleichsbeispiel 2)
-
Proben
des Aufzeichnungsmediums wurden wie im Beispiel 1 hergestellt, außer dass
sie keine organischen Feinteilchen enthielten (und daher nur ein
Wasserabsorptions-Bindemittel enthielten). Die erhaltenen Proben
wurden zur Bildausbildung wie im Beispiel 1 eingesetzt und hinsichtlich
der Punkte (1) bis (4) ausgewertet. Die Tabelle 1 zeigt summarisch
die Ergebnisse. Die Tintenaufnahmeschicht eines jeden der Blätter der Proben
wurde mittels eines Rasterelektronenmikroskops (S-5000: Marke, erhältlich von
Hitachi) sowohl für
die Oberfläche
als auch einen Querschnitt beobachtet, um herauszufinden, dass keine
Porenstruktur zu finden war, wie in 4 gezeigt
ist.
-
(Vergleichsbeispiel 3)
-
Proben
eines Aufzeichnungsmediums wurden wie im Beispiel 1 hergestellt,
außer
dass die organischen Feinteilchen durch poröse anorganische Teilchen aus
Aluminiumoxidhydrat ersetzt wurden und Polyvinylalkohol als das
Bindemittel zur Herstellung einer Beschichtungsformulierung unter
Verwendung des nachstehend beschriebenen Verfahrens eingesetzt wurde,
welche dann auf das Basismaterial zur Erzeugung eines Aufzeichnungsmediums,
wie in Beispiel 1, aufgetragen wurde. Die erhaltenen Proben wurden
zur Bildausbildung wie im Beispiel 1 eingesetzt und hinsichtlich
der Punkte (1) bis (4) ausgewertet. Die Tabelle 1 zeigt summarisch
die Ergebnisse.
-
Zur
Herstellung der Beschichtungsformulierung wurde als erstes Aluminiumdodexid
durch Verwendung des Verfahrens ausgebildet, wie es in dem US-Patent
Nr. 4,242,271 beschrieben ist. Dann wurde das erhaltene Aluminiumdodexid
zur Erzeugung einer Aluminiumoxidaufschlämmung hydrolysiert. Wasser
wurde dann zu der Aluminiumoxidaufschlämmung hinzugegeben, bis der
Feststoffgehalt des Aluminiumoxidhydrats auf 7,9 % fiel. Die Aluminiumoxidaufschlämmung zeigte
einen pH-Wert von 9,4. Dann wurde eine 3,9%ige wässrige Lösung aus Salpetersäure zur
Einstellung des pH-Werts hinzugegeben und nach einem Alterungsprozess
wurde kolloidales Sol erhalten. Das kolloidale Sol wurde durch Sprühen bei
der Einlasstemperatur von 83°C
zur Erzeugung von pulverigem Aluminiumoxidhydrat mit einer Böhmitstruktur
getrocknet. Das Aluminiumoxidhydrat wurde in deionisiertem Wasser
dispergiert, um eine 15%ige Lösung
zu erzeugen. Danach wurde Polyvinylalkohol (Gohsenol GH17: Marke,
erhältlich
von Nihon Gohsei Kagaku Kogyo) in deionisertem Wasser zur Erzeugung
einer 10%igen Lösung
gelöst.
Das Aluminiumoxidhydrat und die Polyvinylalkohollösung wurden
in einem Mi schungsverhältnis
von 7:1, bezüglich
des Gewichts bei Reduzierung auf den Feststoffgehalt, vermischt
und gerührt,
um die Beschichtungsformulierung des Beispiels zu erhalten.
-
Die
erhaltene Beschichtungsformulierung wurde auf die Oberfläche des
Basisfilms mittels eines Kukillenaufstreichverfahrens mittels einer
Beschichtungsmaschine und einem Heißlufttrocknungsofen (nicht
gezeigt) aufgetragen und dann bei einer Trocknungstemperatur von
140°C getrocknet,
um eine Tintenaufnahmeschicht 102 zu erzeugen, die eine
Filmdicke von 40 μm
zeigte. Der höchste
Peak der Porengrößenverteilungskurve
der Tintenaufnahmeschicht 102 lag bei einem Porenradius
von 2 nm. Das Porenvolumen pro Gewichtseinheit der Tintenaufnahmeschicht
des Blattes betrug 0,54 cm3/g und der pH-Wert
in der Schicht betrug 4,3. Die Tintenaufnahmeschicht des Blattes
wurde mittels eines Rasterelektronenmikroskops (S-5000: Marke, erhältlich von
Hitachi) sowohl für
die Oberfläche
als auch einen Querschnitt beobachtet, um herauszufinden, dass eine
Porenstruktur, wie in 5 gezeigt, zu finden war.
-
(Beispiel 2)
-
Ein
Aufzeichnungsmedium wurde wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass
Feinteilchen aus vernetztem Acrylamid als organische Feinteilchen
eingesetzt wurden. Die erhaltenen Proben des Aufzeichnungsmediums
wurden zur Bilderzeugung wie im Beispiel 1 eingesetzt und hinsichtlich
der Punkte (1) bis (4) ausgewertet. Die Tabelle 1 zeigt summarisch
die Ergebnisse.
-
Die
Feinteilchen des vernetzten Acrylamids, das in diesem Beispiel eingesetzt
wurde, wurden in der nachstehend beschriebenen Art und Weise hergestellt.
Als erstes wurden 60 Teile Acrylamid, 20 Gew.-Teile Methylenbisacrylamid,
das als Vernetzungskomponente diente, und 20 Gew.-Teile Methacrylsäure, die
als ein Einstellmittel für
die Teilchengröße hinzugegeben
wurde, in Ethanol zur Erzeugung einer ethanolischen Dispersion der
organischen Feinteilchen vermischt. Dann wurde reines Wasser zu
der Dispersion hinzugegeben, bis das Mischungsverhältnis von
Wasser zu Ethanol gleich 1:1 war und die Mischung wurde gründlich mittels eines
Rührers
gerührt.
Die erhaltenen organischen Feinteilchen zeigten einen durchschnittlichen
Teilchendurchmesser von 142 nm und einen Tg-Wert von 165°C. Falls
die Teilchen mittels eines Rasterelektronenmikroskops (S-5000: Marke,
erhältlich
von Hitachi) beobachtet wurden, waren sie poröse Teilchen, die feine Poren auf
der Oberfläche
trugen. Die Porosität
der Teilchen wurde als 0,353 cm3/g mittels
des Stickstoffadsorptions-/Desorptions-Verfahrens bestimmt.
-
Dann
wurden die erhaltenen organischen Feinteilchen mit dem gleichen
Bindemittel vermischt, das in dem Beispiel 1 eingesetzt wurde, und
die Mischung wurde zur Erzeugung der Beschichtungsformulierung dieses
Beispiels gerührt.
Danach wurden Blattproben des Aufzeichnungsmediums unter Verwendung
der Beschichtungsformulierung wie im Beispiel 1 hergestellt.
-
Die
poröse
organische Harzschicht einer jeden der erhaltenen Blattproben wurde
mittels eines Rasterelektronenmikroskops (S-5000: Marke, erhältlich von
Hitachi) sowohl für
die Oberfläche
als auch einen Querschnitt beobachtet, um eine Porenstruktur zu
finden. Zusätzlich
wurde der höchste
Peak der Porengrößenverteilungskurve
der porösen
organischen Harzschicht bestimmt (mittels Autosorb 1: Marke, erhältlich von Quanthachrome),
um herauszufinden, dass er bei einem Porenradius von 29 nm lag.
Das Porenvolumen pro Gewichtseinheit der porösen organischen Harzschicht
lag bei 0,452 cm3/g und der pH-Wert in der
Schicht lag bei 6,3.
-
(Beispiel 3)
-
In
diesem Beispiel wurden Tintensets von Pigmenttinten mit Pigmenten
als Färbemittel
zur Aufzeichnung von Bildern auf Proben des Aufzeichnungsmediums,
welches das Gleiche wie das in Beispiel 1 erhaltene war, eingesetzt.
Die folgenden Färbemittel
oder Pigmente wurden eingesetzt; C. I. Pigment Gelb 83 für Y-Tinte, C.
I. Pigment Rot 48:3 für
M-Tinte, C. I. Pigment Blau 15:3 für C-Tinte und Ruß für Bk-Tinte.
Dann wurde jedes der Färbemittel
zur Herstellung von drei unterschiedlichen Tinten mit unterschiedlichen
Farbstoffkonzentrationen für
jede Farbe eingesetzt.
-
Die
Pigmenttinten wurden als erstes durch Herstellen von Pigmentdispersionen
unter Verwendung eines nachstehend gezeigten Pigmentdispergiermittels
und eines bekannten Dispersionsverfahrens hergestellt. Dann wurden
Tinten aus unterschiedlichen Farben unter Verwendung der Pigmentdispersionen
hergestellt.
- Das
Pigment | 15
Teile |
- Copolymer
aus Polyethylenglykolmonoacrylat, in das ein Oxyethylenrest in 45
mol eingeführt
wurde, und Natriumacrylat [Monomermolverhältnis (das erstere/zu dem letzteren)
= 2/8] | 3
Teile |
- Monoethanolamin | 1
Teil |
-
Tinten
mit unterschiedlichen Farben mit unterschiedlichen Pigmentkonzentrationen
wurden unter Verwendung der vorstehenden Pigmentdispergiermittellösung hergestellt.
<4> Tintenzusammensetzung
4: | Hohe |
| Pigmentkonzentration |
- die
Pigmentdispersion | 33
Teile |
- deionisiertes
Glykol | 4
Teile |
- deionisiertes
Wasser | 63
Teile |
<5> Tintenzusammensetzung
5: | Mittlere |
| Pigmentkonzentration |
- die
Pigmentdispersion | 11
Teile |
- Diethylenglykol | 4
Teile |
- deionisiertes
Wasser | 85
Teile |
<6> Tintenzusammensetzung
6: | Hohe |
| Pigmentkonzentration |
- die
Pigmentdispersion | 6,6
Teile |
- Diethylenglykol | 4
Teile |
- deionisiertes
Wasser | 89,4
Teile |
-
Dann
wurden Tintensets der in der vorstehenden Art und Weise hergestellten
Tinten zum Drucken von Bildern auf einem erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmedium
und zur Auswertung der Testpunkte (1) bis (4) wie in Beispiel 1
sowie der folgenden Testpunkte (5) und (6) eingesetzt.
-
Tabelle
2 zeigt summarisch die erhaltenen Ergebnisse.
-
(5) Fixierung des Färbemittels
-
Tinten
mit einer hohen Konzentration der vorstehenden Zusammensetzung (4)
mit unterschiedlichen Farben wurden zum Druck von Vollfarbenmustern
bei einer Tintenverbrauchsrate von 100 % Einzelfarbe) mittels des
vorstehenden Aufzeichnungsgeräts
eingesetzt und nach dem Trocknen der Tinte wurden die bedruckten
Flächen
mit einer Fingerspitze gerieben, um jegliche Freisetzung des Färbemittels
zu überprüfen. Das
Blatt ohne irgendeine Freisetzung des Färbemittels wurde als
eingestuft,
wohingegen das Blatt, das das färbende Mittel
freiließ,
als x eingestuft wurde.
-
(6) Sprünge in dem
Färbemittel
in vollflächig
bedruckten Flächen
-
Tinten
der vorstehenden Zusammensetzung 4 mit unterschiedlichen Farben
wurden zum Drucken von vollflächigen
Mustern bei einer Tintenverbrauchsrate von 100 % (Einzelfarbe) mittels
des vorstehenden Aufzeichnungsgeräts eingesetzt und die bedruckten
Flächen
wurden mittels eines optischen Mikroskops (nicht gezeigt) zur Überprüfung für Sprünge in solchen
Flächen
beobachtet. Das Blatt ohne jegliche Sprünge wurde als
eingestuft,
wohingegen das Blatt, das Sprünge
zeigte, als x eingestuft wurde.
-
(Beispiel 4)
-
In
diesem Beispiel wurde eine Kombination aus Pigmenttinte und Farbstofftinte
zum Drucken eines Bildes auf einem Aufzeichnungsmedium, wie in Beispiel
1, eingesetzt. Genauer gesagt wurden Tintensets unter Verwendung
der Farbstofftinten, die im Beispiel 1 hergestellt wurden, für Y, M und
C eingesetzt, während
Tintensets unter Verwendung der Pigmenttinten, die im Beispiel 3
hergestellt wurden, für
Bk für
die Bilderzeugung unter Verwendung des vorstehenden Aufzeichnungsmediums
eingesetzt wurden. Die Proben wurden hinsichtlich der Punkte (1)
bis (6) wie in Beispiel 3 bewertet. Tintensets mit hochkonzentrierten
Tinten wurden für
die Bewertung des vorstehenden Punkts (5) und für die Bewertung des vorstehenden
Punkts (6) eingesetzt. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle
2 summarisch gezeigt.
-
(Beispiel 5)
-
In
diesem Beispiel wurden Tintensets aus Tinten unter Verwendung eines
Färbemittels,
das eine nachstehend gezeigte Mischung aus einem Pigment und einem
Farbstoff ist, zur Bilderzeugung auf einem Aufzeichnungsmedium,
wie in Beispiel 1, eingesetzt. Die Farbstoffe aus Beispiel 1 wurden
ebenso in diesem Beispiel eingesetzt und Pigmentdispersionen des
Beispiels 3 wurden hier eingesetzt.
<7> Tintenzusammensetzung
7: | Farbstoff-/Pigment-Mischung |
| mit
hoher Konzentration |
- Farbstoff | 1,5
Teile |
- Pigmentdispersion | 16,5
Teile |
- Diethylenglykol | 4,5
Teile |
- Polyethylenglykol | 5
Teile |
- Wasser | 72,5
Teile |
<8> Tintenzusammensetzung
8: | Farbstoff-/Pigment-Mischung |
| mit
mittlerer Konzentration |
- Farbstoff | 0,5
Teile |
- Pigmentdispersion | 5,5
Teile |
- Diethylenglykol | 4,5
Teile |
- Polyethylenglykol | 5
Teile |
- Wasser | 84,5
Teile |
<9> Tintenzusammensetzung
9: | Farbstoff-/Pigment-Mischung |
| mit
geringer Konzentration |
- Farbstoff | 0,3
Teile |
- Pigmentdispersion | 3,3
Teile |
- Diethylenglykol | 4,5
Teile |
- Polyethylenglykol | 5
Teile |
- Wasser | 86,9
Teile |
-
Die
Proben dieser Beispiele wurden hinsichtlich der Punkte (1) bis (6)
wie in Beispiel 3 bewertet. Tintensets mit hochkonzentrierten Tinten
von Bk, Y, M und C wurden für
die Bewertung des vorstehenden Punkts (5) und für die Bewertung des vorstehenden
Punkts (6) eingesetzt. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 2
summarisch gezeigt.
-
Wie
vorstehend beschrieben, wird erfindungsgemäß ein Aufzeichnungsmedium bereitgestellt,
das hinsichtlich der Tintenabsorptionsrate, der Verhinderung von
Verklebungen, der Transparenz, der Fixierung der Pigmenttinte, der
Farbenreproduzierbarkeit der Farbstofftinte, der Wasserbeständigkeit
und der Tintenfixierung sowie der Farbdichte und der Anzahl der
Abstufungen des darauf erzeugten Bildes höchst ausgezeichnet ist. Es
werden ebenso ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Aufzeichnungsmediums
als auch ein Aufzeichnungsverfahren, das an die Aufzeichnung von
Bildern auf dem Aufzeichnungsmedium angepasst ist, bereitgestellt.
-
-