DE69406731T2

DE69406731T2 - Aufzeichnungselement, Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren unter Verwendung desselben, so erhaltener Druck und Dispersion und Verfahren zur Herstellung des Aufzeichnungselementes unter Verwendung der Dispersion

Info

Publication number: DE69406731T2
Application number: DE69406731T
Authority: DE
Inventors: Takeo Eguchi; Yuji Kondo; Kyo Miura; Hiroshi Tomioka; Hitoshi Yoshino
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-07-30
Filing date: 1994-07-28
Publication date: 1998-03-26
Anticipated expiration: 2014-07-29
Also published as: DE69406731D1; EP0636489A1; US5738932A; EP0636489B1

Description

Hintergrund der Erfindung

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Aufzeichnungselement für die Aufzeichnung unter Verwendung von Tinten auf Wasserbasis, ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren unter Verwendung eines solchen Aufzeichnungselements und einen damit erhaltenen Druck. Die Erfindung betrifft insbesondere ein Aufzeichnungselement, das Bilder mit hoher optischer Dichte und Auflösung, die eine leuchtende Farbgebung besitzen, zur Verfügung stellen kann, ein ausgezeichnetes Tintenabsorptionsvermögen besitzt, keine Veränderungen in der Farbe verursacht und ein gutes Farbwiedergabevermögen und einen starken Glanz aufweist, ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren unter Verwendung dieses Aufzeichnungselements und einen damit erhaltenen Druck.
Die vorliegende Erfindung betrifft ebenfalls eine Dispersion, die zur Verwendung bei der Herstellung des Aufzeichnungselements geeignet ist und ein Herstellungsverfahren für ein Aufzeichnungselement, bei dem diese Dispersion verwendet wird.

Verwandter Stand der Technik

In den letzten Jahren hat ein Tintenstrahlaufzeichnungssystem, bei dem winzige Tintentröpfchen nach verschiedenen Arbeitsprinzipien fließen gelassen werden, um sie auf ein Aufzeichnungselement, wie Papier, unter Herstellung von Aufzeichnungen aus Bildern, Buchstaben und/oder dergleichen aufzutragen, in Aufzeichnungsgeräten für verschiedene Bilder auf verschiedenen Anwendungsgebieten, einschließlich Informationsinstrumente, Anwendung gefunden, da es folgende Merkmale aufweist: Aufzeichnung bei hoher Geschwindigkeit und niedrigem Geräuschpegel, unkomplizierte Herstellung von Farbbildern, sehr flexible Aufzeichnungsmuster und keine Entwicklung und Fixierung.
Des weiteren wurde es allmählich auf dem Gebiet des Aufzeichnens von Vollfarbenbildern eingesetzt, weil Bilder, die durch ein Vielfarbentintenstrahlaufzeichnungssystem gebildet werden, hinsichtlich der Qualität mit Vielfarbendrucken durch ein Plattenherstellungssystem und Photodrucken durch ein farbenphotographisches System vergleichbar sind, und diese Aufzeichnungen können bei niedrigeren Kosten als übliche Vielfarbendrucke und Photodrucke, wenn die Anzahl der Kopien gering ist, hergestellt werden. Im Zuge der Verbesserung der Aufzeichnung, wie höhere Geschwindigkeiten und hohe Auflösung des Aufzeichnens und Bildung von Vollfarbenbildern, sind Aufzeichnungsgeräte und Aufzeichnungsverfahren verbessert worden, so daß ebenfalls Aufzeichnungselemente mit besseren Eigenschaften erforderlich geworden sind.
Um die obigen Erfordernisse zu erfüllen, sind bereits eine große Vielzahl von Aufzeichnungselmenten vorgeschlagen worden. Beispielsweise beschreibt die japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungs-Nr. 52-53012 ein Papier für die Tintenstrahlaufzeichnung, wobei ein Basispapiergewebe mit niedrigem Leimungsgrad mit einer Oberflächenbeschichtung imprägniert wird. Die japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungs-Nr. 53-49113 beschreibt ein Papier für die Tintenstrahlaufzeichnung, bei dem ein Blatt, das darin ein Harnstoff/Formalin-Harzpulver enthält, mit einem wasserlöslichen Polymer imprägniert wird. Die japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungs-Nr. 55-5830 beschreibt ein Papier zur Tintenstrahlaufzeichnung, bei dem eine Beschichtungsschicht mit gutem Tintenabsorptionsvermögen auf die Oberfläche eines Basismaterials vorgesehen ist. Die japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungs-Nr. 55-51583 beschreibt, daß amorphes Siliziumdioxid als Pigment in einer Beschichtungsschicht verwendet wird. Die japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungs-Nr. 55-146786 beschreibt, daß eine Beschichtungsschicht, die aus einem wasserlöslichem Polymer gebildet ist, verwendet wird.
In den letzten Jahren sind Aufzeichnungsblätter mit einer Schicht unter Verwendung eines Aluminiumoxidhydrats aus einer Boehmitstruktur, ebenfalls vorgeschlagen worden, und die Beschreibung darüber befindet sich beispielsweise in den US- Patenten 4,879,166 und 5,104,730 und in den japanischen Patentanmeldungen mit dem Veröffentlichungs-Nrn. 2-276670, 4-37576 und 5-320737.
Die Aufzeichnungselemente unter Verwendung dieser Aluminiumoxidhydrate weisen Vorteile auf, da aufgrund der positiven Ladung der Aluminiumoxidhydrate der Farbstoff in der Tinte gut fixiert wird und demzufolge ein Bild mit guter Farbgebung hergestellt wird und somit keine Probleme des Brünierens schwarzer Tinte und hinsichtlich der Lichtechtheit auftreten, die bisher durch die Verwendung von Siliziumdioxidverbindungen verursacht worden sind und darüber hinaus Bilder entstehen, insbesondere Vollfarbenbilder mit besserer Qualität als diejenigen, die auf herkömmlichen Aufzeichnungselementen gebildet werden. Damit ein Aufzeichnungselement die Vorteile, die in diesen Aluminiumoxiden inhärent vorhanden sind, voll zum Ausdruck bringt, ist es allerdings notwendig, die folgenden Punkte zu verbessern:
1) Es gibt ein Problem dahingehend, daß die Feststoffkonzentration einer Dispersion, die das Aluminiumoxidhydrat enthält, nicht erhöht werden kann, weil sich die Viskosität der Dispersion mit der Zeit erhöht, was dazu führt, daß sie nicht aufgetragen werden kann. Zur Lösung dieses Problems beschreibt die japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungs-Nr. 4-67986 ein Verfahren, bei dem der Polymerisationsgrad eines Polymers als Bindemittel herabgesetzt wird. Dieses Verfahren birgt allerdings Probleme hinsichtlich eines fehlerhaften Aussehens, wie Einbrüche in der Tinten-empfangsschicht, Herabsetzung der Wasserechtheit und der gleichen, so daß eine weitere Verbesserung noch erforderlich ist.
2) Es gibt ein Problem dahingehend, daß, da die Viskosität einer Dispersion, die das Aluminiumoxidhydrat enthält, hoch ist, ihre Feststoffkonzentration nicht erhöht werden kann. Zur Lösung dieses Problems beschreibt die japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungs-Nr. 4-67985 ein Verfahren, bei dem eine Säure, wie eine Monocarbonsäure, als Dispergiermittel hinzugegeben wird. Allerdings ist dieses Verfahren dahingegen problematisch, weil sich ein aggressiver Geruch bildet und Korosion verursacht wird.
3) Zur Verbesserung der Tintenabsorption und Auflösung von Bildern beschreiben jeweils die US-A-5,104,730, das japanische Patent mit der Veröffentlichungs-Nr. 3-72460 und die japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungs-Nr. 4-37576 ein Verfahren, bei dem eine Tintenempfangsschicht aus einer Zweischichtstruktur oder Mehrschichtstruktur ausgebildet wird. Dieses Verfahren ist allerdings problematisch dahingehend, da das Auftragen und Trocknen mindestens zweimal zur Ausbildung der Tintenempfangsschicht durchgeführt werden muß, so daß sich die Anzahl der Verfahrensschritte erhöht. Da außerdem die Werte für die physikalischen Eigenschaften der einzelnen Schichten voneinander unterschiedlich sind, ergeben sich ebenfalls Probleme dahingehend, daß sich mit der Zeit Veränderungen einstellen, ein fehlerhaftes Aussehen auftritt, wie Einbrüche in der Tinten-empfangsschicht und sich die Schichten beim Drucken voneinander abtrennen und ablösen, oder dergleichen.
4) Eine Untersuchung der herkömmlichen Techniken der oben beschriebenen Referenzen durch die Erfinder hat ergeben, daß die Tintenabsorption und die Auflösung von der Dicke der Tintenempfangsschicht abhängen und daß zur Erlangung einer zufriedenstellenden Tintenabsorption und Auflösung ein Einstellen der Dicke auf mindestens etwa 15 µm, vorzugsweise mindestens 20 µm erforderlich ist.
Es ist nicht einfach, auf effektive Weise eine zufriedenstellende Tintenempfangsschicht mit dieser Dicke in Materialsystemen gemäß der herkömmlichen bekannten Techniken, das heißt, mit Aluminiumoxidhydrat und einem wasserlöslichem Bindemittel, wie Polyvinylalkohol, zu erhalten.
Beispielsweise gibt es ein Verfahren, bei dem das Auftragen zur Bildung einer dicken Tintenempfangsschicht mehrmals wiederholt wird. Allerdings hat dieses Verfahren die gleichen wie in 3) beschriebenen Probleme. Außerdem birgt ein Verfahren zur Herstellung einer dicken Tintenempfangsschicht durch einmaliges Auftragen Probleme, die gelöst werden müssen, weil aufgrund der langen Trocknungszeit und extrem geringen Beschichtungsgeschwindigkeit die Produktivität herabgesetzt ist, was zu einem Anstieg der Kosten führt, und weil die Beschichtungsdauer länger wird, erhöht sich die Viskosität der Dispersion mit der Zeit und es tritt das gleiche Problem wie in 1) auf. Ein Beschichtungsgerät mit einem langen Trockenofen kann ebenfalls in einigen Fällen erforderlich sein. Es gibt weiterhin ein Verfahren, bei dem sich die Feststoffkonzentration einer Dispersion beim Auftragen erhöht. Dieses Verfahren birgt allerdings die gleichen noch zu lösenden Probleme, wie sie in 1) und 2) beschrieben sind.
5) Eine Dispersion aus dem Aluminiumoxidhydrat wird mit einer organischen Säure, wie eine Monocarbonsäure, nach der Beschreibung in der japanischen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungs-Nr. 4-67985 oder mit einer anorganischen Säure in einer Menge von im allgemeinen mehreren 10 % zur Aufrechterhaltung eines zufriedenstellenden Dispersionszustandes versetzt. Eine Tintenempfangssschicht aus diesem Aluminiumoxidhydrat zeigt allerdings ein Problem dahingehend, daß sich die Farbe der gedruckten Tinte durch den Einfluß dieser Säure verändert.
6) Zur Lösung des Problems von 5) gibt es ein Verfahren, bei dem verbesserte Tinten verwendet werden. Allerdings ist es sehr schwierig, ein solches Verfahren in die Tat umzusetzen, und es erfordert eine sehr lange Entwicklungszeit. Insbesondere, Tinten, die in einem Tintenstrahlaufzeichnungs-system verwendet werden, sind gelbe, magentafarbige, cyanfarbige und schwarze Tinten. Zur Herstellung von Farbbildern mit ausgezeichnetem Farbwiedergabevermögen werden die Molekularstrukturen einer großen Anzahl von Farbstoffen entsprechend gestaltet, um das maximale Absorptionsspektrum der einzelnen Tinten zu einem Spektralbereich, der für ihre entsprechenden Farben geeignet ist, herzustellen. Diese Gestaltung erfordert komplizierte Prozesse, wobei Probleme hinsichtlich der Bedingungen und Ausbeute unter den jeweiligen Gegebenheiten auftreten. Wenn darüber hinaus die Realisierung einer guten Farbwiedergabe durch Verbesserung der Farbstoffe angestrebt ist, ist es oftmals schwierig, eine Maximalfarbdichte zu erreichen.
Die Erfinder haben hinsichtlich dieser Probleme umfassende Untersuchungen durchgeführt. Im Ergebnis ist gefunden worden, daß, da ein Farbbild nach dem Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren mit färbenden Farbstoffen erhalten wird, die separat in Tinten enthalten sind, die auf ein Aufzeichnungselement gedruckt werden und auf einer Tintenempfangsschicht aus dem Aufzeichnungselement fixiert werden, die Eigenschaften dieses Aufzeichnungselements im großen Umfang die Qualität des erhaltenen Farbbildes steuert. Es ist ebenfalls festgestellt worden, daß die Realisierung eines ausgezeichneten Farbwiedergabevermögens auch durch eine Verbesserung des Aufzeichnungselements ermöglicht wird. Auch wenn gute Farben mit einzelnen Tinten durch Verbesserung der Tinten erreicht werden, kann ein gutes Farbbild nicht erhalten werden, da die Farben in Abhängigkeit des verwendeten Aufzeichnungselements variieren. Wenn außerdem die Tinten nach den Aufzeichnungsmaterialien hergestellt werden, müssen die Tinten gemäß den einzelnen Aufzeichnungselementen verwendet werden. Demzufolge ist ein Aufzeichnungselement, das die Farben der Tinten verläßlich wiedergeben kann, am meisten bevorzugt. Zur Erreichung einer guten Farbwiedergabe ist es daher erforderlich, nur das Aufzeichnungselement zu verbessern.
Nach Kenntnis der Erfinder gibt es allerdings keine Literatur, die die Verbesserung der Farbwiedergabe durch Verbesserung von Aufzeichnungselementen erwähnt.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung ist demzufolge zur Lösung der obigen Probleme gemacht worden, und ihre Aufgabe besteht darin, ein Aufzeichnungselement, das Bilder mit hoher optischer Dichte und Auflösung und leuchtenden Farbtönen bereitstellen kann, eine gute Tintenabsorption aufweist, keine Farbveränderungen verursacht und eine gute Farbwiedergabe und einen starken Glanz aufweist, ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren unter Verwendung dieses Aufzeichnungselements und einen dabei erhaltenen Druck zur Verfügung zu stellen.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Dispersion, die zur Verwendung der Herstellung des Aufzeichnungselements geeignet ist und eines Herstellungsverfahrens des Aufzeichnungselements unter Verwendung dieser Dispersion.
Die Erfinder haben eingehende Untersuchungen zur Lösung der oben beschriebenen Probleme durchgeführt. Im Ergebnis ist festgestellt worden, daß, wenn ein spezifisches Aluminiumoxidhydrat und ein natürliches Polymer mit Gelbildungsvermögen oder ein Derivat davon, insbesondere spezifische säureverarbeitete oder alkaliverarbeitete Gelatine, als Pigment und Bindemittel verwendet werden, wobei das empfindliche Sol-Gel- Umwandlungsvermögen der säureverarbeiteten oder alkaliverarbeiteten Gelatine und die Thixotripieeigenschaften einer Dispersion aus Aluminiumoxidhydrat/säureverarbeiteter oder alkaliverarbeiteter Gelatine effektiv ausgenutzt werden, eine dikke Empfangsschicht stabil mit hoher Produktivität gebildet werden kann, die bisher nur schwierig herzustellen war, so daß ein Aufzeichnungselement mit einer Tintenempfangsschicht, die eine gute Tintenabsorption aufweist, Bilder mit zufriedenstellender Auflösung und hoher optischer Dichte liefert und eine gute Farbwiedergabe zeigt, erhalten werden konnte, womit dann die vorliegende Erfindung gelöst wurde.
Erfindungsgemäß wird daher ein Aufzeichnungselement mit einem Basismaterial und einer darauf ausgebildeten Tintenempfangsschicht angegeben, die ein Aluminiumoxidhydrat und säureverarbeitete Gelatine mit einem gewichtsmittleren Molekülargewicht von 20.000 bis 200.000, gemessen nach der PAGI-Methode enthält.
Erfindungsgemäß wird ebenfalls ein Aufzeichnungselement mit einem Basismaterial und einer darauf ausgebildeten Tintenempfangsschicht angegeben, die ein Aluminiumoxidhydrat und alkaliverarbeitete Gelatine mit einem gewichtsmittleren Molekulargewicht von 5.000 bis 100.000, gemessen nach der PAGI-Methode, enthält.
Erfindungsgemäß wird weiterhin eine Dispersion angegeben, die durch Dispergieren eines Aluminiumoxidhydrats und säureverarbeiteter Gelatine in Wasser erhältlich ist, worin die Dispersion einen Thixotropieindex (TI) von 1,1 bis 5,0 aufweist.
Erfindungsgemäß wird weiterhin eine Dispersion angegeben, die durch Dispergieren eines Aluminiumoxidhydrats und alkaliverarbeiteter Gelatine in Wasser erhältlich ist, worin die Dispersion einen Thixotropieindex (TI) von 1,1 bis 5,0 aufweist.
Erfindungsgemäß wird noch weiterhin eine Dispersion angegeben, die ein Aluminiumoxidhydrat, säureverarbeitete Gelatine und ein Erdalkalimetallion in einer Menge von 100 bis 3.000 ppm, bezogen auf die säureverarbeitete Gelatine, enthält.
Erfindungsgemäß wird auch noch weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines Aufzeichnungselements angegeben, bei dem die obige Dispersion auf ein Basismaterial mittels eines Systems, ausgewählt aus dem Schleifauftragverfahren, Extrusion, Gleittrichterverfahren und Fluorstreichverfahren, aufgetragen wird.
Erfindungsgemäß wird dann auch noch ein weiteres Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren angegeben, bei dem winzige Tintentröpfchen aus einer Öffnung ausgestoßen werden, um die Tröpfchen auf ein Aufzeichnungselement unter Durchführung des Druckens aufzutragen, wobei das obige Aufzeichnungselement als Aufzeichnungselement verwendet wird.
Erfindungsgemäß wird noch ein weiteres Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren angegeben, bei dem winzige Tintentröpfchen aus einer Öffnung zur Durchführung des Druckes ausgestoßen werden, worin das Verfahren folgende Beziehung füllt:
λ1 - λ2 ≤ 30 nm
worin λ1 die maximale Absorptionswellenlänge der Tinte bedeutet und λ2 die maximale Absorptionswellenlänge eines Bereiches, der auf einem Aufzeichnungsmedium mit der Tinte bedruckt ist, darstellt, welches ein Basismaterial und eine darauf ausgebildete Tintenempfangsschicht umfaßt, die ein Aluminiumoxidhydrat und säureverarbeitete Gelatine oder alkaliverarbeitete Gelatine enthält.
Erfindungsgemäß wird dann noch ein Druck angegeben, der durch Drucken mit Tintenpunkten auf einem Aufzeichnungselement erhalten wird, das ein Basismaterial und eine darauf ausgebildete Tintenempfangsschicht umfaßt, die ein Aluminiumoxidhydrat und säureverarbeitete Gelatine oder alkaliverarbeitete Gelatine enthält, wobei der Glanz Gs1 (60) eines nicht-bedruckten Bereichs und der Glanz Gs2 (60) eines bedruckten Bereichs beide mindestens 40, gemessen nach JIS Z 8741, betragen.
Erfindungsgemäß wird dann noch ein weiterer Druck angegeben, der durch Drucken mit Tintenpunkten auf einem Aufzeichnungselement erhalten wird, das ein Basismaterial und eine darauf ausgebildete Tintenempfangsschicht umfaßt, die ein Aluminiumoxidhydrat und säureverarbeitete Gelatine oder alkaliverarbeitete Gelatine enthält, worin der Druck folgende Beziehung erfüllt:
Gs1 (60) - Gs2 (60) ≤ 20
worin Gs1 (60) und Gs2 (60) den Glanz eines nicht-bedruckten Bereichs und den Glanz eines gedruckten Bereichs, gemessen nach JIS Z 8741, bedeuten.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht, die ein Aufzeichnungselement gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform erläutert.
Fig. 2 erläutert anhand eines Diagramms die Veränderungen der Viskosität und des Glanzes im Hinblick auf die Menge eines Erdalkalimetallions.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Nachfolgend werden nun die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Wie in Fig. 1 gezeigt, ist jedes erfindungsgemäße Aufzeichnungselement durch Ausbildung einer Tintenempfangssschicht, die im wesentlichen aus einem Aluminiumoxidhydrat als Pigment und einem Bindemittel zusammengesetzt ist, auf einem Basismaterial gebildet. Aluminiumoxidhydrat ist als Material für die Tintenempfangsschicht am meisten bevorzugt, weil es eine positive Ladung hat, so daß ein Farbstoff in einer Tinte gut fixiert wird und damit ein gutes Farbbild erhalten wird, und darüber hinaus gibt es keine Probleme hinsichtlich der Brünierung der schwarzen Tinte und Lichtechtheit, was bisher durch die Verwendung von Siliziumdioxidverbindungen verursacht wurde.
Als Bindemittel, das in der Praxis der vorliegenden Erfindung verwendbar ist, wird ein wasserlösliches Polymer mit Gelbildungsvermögen [dessen Eigenschaft darin besteht, daß seine wäßrige Lösung (Sol) in die Form von Gelee durch Abkühlen der Lösung geliert], das mit einem Härtungsmittel vernetzt werden kann, verwendet. Als spezielle Beispiele können Gelatine, Agar, Natriumalginat, Kappa-Carrageenan, Lambda-Carrageenan, Iota-Carra-geenan, Furcellaran und dergleichen erwähnt werden. Insbesondere ist Gelatine bevorzugt, da ihre wäßrige Lösung in empfindlicher Weise eine Sol-Gel-Umwandlung bei Temperaturveränderungen eingehen kann.
Dieses Sol-Gel-Umwandlungsvermögen (Verfestigungsvermögen) der Gelatine erlaubt die Bildung einer Tintenempfangsschicht mit zufriedenstellender Dicke und guter Produktivität. Selbst wenn ein üblicherweise verwendetes wasserlösliches Polymer ohne Gelbildungsvermögen, beispielsweise Polyvinylalkohol, als Bindemittel verwendet wird, ist es nicht einfach, eine Tintenempfangsschicht mit einer Dicke von 15 bis 20 µm oder mehr zu erhalten, weil sich die Dispersion egalisiert und absinkt. Im Hinblick auf die Sicherheit ist Gelatine ebenfalls bevorzugt.
Als Stand der Technik, in dem Gelatine als Tintenempfangsschicht eines Tintenstrahlaufzeichnungsblattes verwendet wird, können die japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungs-Nr. 5-16517, das japanische Patent mit der Veröffentlichungs-Nr. 3-72460, die japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungs-Nr. 2-289375 und das US-Patent 4,379,804 erwähnt werden. In diesen Veröffentlichungen hat die darin verwendete Gelatine lediglich die Funktion zum Absorpieren eines Lösungsmittels in einer Tinte, was ein wesentlicher Unterschied hinsichtlich der Funktion in der vorliegenden Erfindung verwendeten Gelatine ist.
Die erfindungsgemäß bevorzugte Gelatine wird durch eine Behandlung mit Chlorwasserstoffsäure oder dergleichen in einem Herstellungsverfahren aus Kollagen (Ossein), das einer Entkalkung unter Verwendung von Schweinehaut, Rinderknochen oder dergleichen als Rohmaterial unterworfen wurde, hergestellt, und wird säureverarbeitete Gelatine oder säurebehandelte Gelatine genannt. Neben der säureverarbeiteten Gelatine, die durch die obige Behandlung hergestellt ist, umfassen Beispiele für die erfindungsgemäß verwendete säureverarbeitete Gelatine säureverarbeitete Gelatine mit niedrigem Molekulargewicht, die durch Hydrolyse der Enzymolyse oder säureverarbeiteten Gelatine, die nach der obigen Behandlung hergestellt ist, erhalten wird, und chemisch modifizierte säureverarbeitete Gelatine, wie phthalatierte Gelatine, acylierte Gelatine, phenylcarbamylierte Gelatine, acetylierte Gelatine, succinierte Gelatine, carboxymodifizierte Gelatine und dergleichen.
Alternativ wird die Gelatine, die erfindungsgemäß verwendet wird, durch Behandlung mit Kalkwasser in einem Herstellungsvserfahren aus Kollagen (Ossein), das einer Entaschung unter Verwendung von Schweinehaut, Rinderknochen oder dergleichen als Rohmaterial unterworfen wurde, hergestellt, und wird alkaliverarbeitete Gelatine oder alkalibehandelte Gelatine alkaliverarbeitete Gelatine genannt. Neben der alkaliverarbeiteten Gelatine, die nach der obigen Behandlung hergestellt wird, umfassen Beispiele für die erfindungsgemäß zu verwendende alkaliverarbeitete Gelatine mit niedrigem Molekulargewicht, die durch Hydrolyse oder Enzymolyse der alkaliverarbeiteten Gelatine, die durch die obige Behandlung hergestellt wird, erhalten wird, und chemisch modifizierte alkaliverarbeitete Gelatine, wie phathalatierte Gelatine, acylierte Gelatine, phenylcarbamylierte Gelatine, acetylierte Gelatine, succinierte Gelatine, carboxymodifizierte Gelatine und dergleichen.
Die Erfinder haben umfangreiche Untersuchungen im Hinblick auf die säureverarbeitete und alkaliverarbeitete Gelatine durchgeführt. Im Ergebnis ist festgestellt worden, daß säureverarbeitete und alkaliverarbeitete Gelatine mit physikalischen Eigenschaften, wie ein Molekulargewicht innerhalb spezifischer Bereiche, insbesondere bevorzugt sind, weil sie eine hohe Affinität zum Aluminiumoxidhydrat aufweisen, was nachfolgend beschrieben wird und die Bildung einer zufriedenstellenden Tintenempfangsschicht, die für die Verwendung in einem Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren geeignet ist, erlauben. Nach Wissen der Erfinder gibt es kein Beispiel, das die Bereiche der physikalischen Eigenschaften von Gelatine zur Verwendung als Bindemittel für das spezifische Aluminiumoxidhydrat erwähnt. Die physikalischen Eigenschaften der bevorzugterweise erfindungsgemäß verwendeten säureverarbeiteten und alkaliverarbeiteten Gelatine werden nun nachfolgend beschrieben.

Säureverarbeitete Gelatine

1) Gewichtsmittleres Molekulargewicht, zahlenmittleres Molekulargewicht:

Diese Molekulargewichte können mittels Flüssigchromatographie bestimmt werden. Das gewichtsmittlere Molekulargewicht (Mw) beträgt 200.000 bis 20.000, vorzugsweise 180.000 bis 20.000, insbesondere 170.000 bis 22.000. Das zahlenmittlere Molekulargewicht (Mn) beträgt vorzugsweise 100.000 bis 10.000, insbesondere 85.000 bis 14.000. Das Verhältnis (Mw/Mn) des gewichtsmittleren Molekulargewichts zum zahlenmittleren Molekulargewicht beträgt vorzugsweise 1,0 bis 3,5, insbesondere 1,2 bis 3,4.
Wenn diese Werte die oberen Grenzen dieser Bereiche überschreiten, wird die Viskosität einer Dispersion aus dem Aluminiumoxidhydrat und der säureverarbeiteten Gelatine hoch, so daß eine Maßnahme beim Beschichten erforderlich wird. Unlösliche Bestandteile können in einigen Fällen beobachtet werden. Wenn andererseits die Werte niedriger als die unteren Grenzen dieser Bereiche sind, geliert die Gelatine nicht, oder falls sie geliert ist, dann ist das Gel sehr weich und nahezu flüssig, so daß eine Dispersion, die diese Gelatine enthält, egalisiert und absinkt. Demzufolge ist eine Maßnahme erforderlich, um eine dicke Tintenempfangsschicht auszubilden. Da weiterhin die Dispersion eine schwache Filmbildungseigenschaft aufweist, neigt die erhaltene Tintenempfangsschicht dazu, vor und/oder nach dem Drucken zu brechen.

2. Geleestärke

Die Geleestärke kann mittels eines Geleetestgerätes gemessen werden, und sie liegt vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von 400 bis 1, insbesondere von 370 bis 1, und ganz besonders bevorzugt von 350 bis 2.
Wenn die Geleestärke die obere Grenze des obigen Bereichs überschreitet, wird die Viskosität einer Dispersion aus dem Aluminiumoxidhydrat und der säureverarbeiteten Gelatine extrem hoch, so daß beim Beschichten eine Maßnahme erforderlich ist, und in einigen Fällen können unlösliche Bestandteile beobachtet werden. Wenn andernfalls die Geleestärke niedriger als die untere Grenze des obigen Bereichs ist, kann die Gelatine nicht in Form eines Gelees ausgelieren, und wenn sie doch in Form eines Gelees geliert, ist das Gel sehr weich und nahezu flüssig, so daß sich eine Dispersion, die diese Gelatine enthält, egalisert und absinkt. Daher ist eine Maßnahme erforderlich, um eine dicke Tintenempfangsschicht zu bilden.

3) pH-Wert und isoionischer Punkt:

Der pH-Wert wird mit einem pH-Meter gemessen, und er liegt vorzugsweise in einem Bereich von 9,0 bis 5,5, insbesondere 8,5 bis 5,5. Der isoionische Punkt wird bestimmt, indem eine Lösung aus der säureverarbeiteten Gelatine über ein Kationenaustauscherharz und ein Anoinenaustauscherharz gegeben wird, und dann der pH der in dieser Weise behandelten Lösung mit einem pH-Meter gemessen wird, und er liegt vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von 9,5 bis 5,5, insbesondere von 9,5 bis 5,8.
Die Beziehung zwischen dem pH-Wert und isoionischen Punkt der Gelatine erfüllt vorzugsweise die Formel:
(pH-Wert - 0,1) ≤ isoionischer Punkt.
Wenn die Gelatine nicht diese Beziehung erfüllt, erniedrigt sich die Stabilität der Gelatine im Zustand einer Lösung, so daß sie im Laufe der Zeit hydrolysieren kann, was dazu führt, daß nicht die festgelegten Werte für die physikalischen Eigenschaften, z. B. die festgelegte Viskosität für eine vermischte Dispersion des Aluminiumoxidhydrats und der säureverarbeiteten Gelatine, erhalten werden. Demnach variieren die physikalischen Eigenschaften, z. B. die Dicke, der Porenradius und das Porenvolumen einer Tintenem-pfangsschicht, die durch Auftragen und Trocknen der Dispersion erhalten wird. Es ist daher schwierig, die Tintenempfangsschicht in stabiler Form herzustellen.
Die Werte für die physikalischen Eigenschaften nach den Punkten 1) bis 3) werden nach entsprechenden Methoden, die durch die PAGI-Methode vorgeschrieben sind (Testmethode für photographische Gelatine, 1992), durchgeführt, und die entsprechenden Einzelheiten werden in den Beispielen beschrieben.

4) Quellrate:

Die Quellrate in der vorliegendenden Erfindung wird berechnet anhand (Gewicht eines Quelllösungsmittels / Gewicht der säureverarbeiteten Gelatine) x 100 (Einzelheiten werden in den Beispielen beschrieben), und säureverarbeitete Gelatine, deren Quellrate mit Wasser mindestens 500 %, vorzugsweise 500 bis 5.000 %, insbesondere 700 bis 4.000 % kann verwendet werden.
Säureverarbeitete Gelatine, deren Quellrate mit Polyethylenglykol mindestens 300 %, vorzugsweise 300 bis 2.000 %, insbesondere 400 bis 1.500 % beträgt, ist ebenfalls bevorzugt.
Eine Tinte für die Tintenstrahlaufzeichnung umfaßt einen Farbstoff und ein Lösungsmittel, und der größte Teil des Lösungsmittels ist Wasser. Dennoch ist ein Lösungsmittel mit hohem Siedepunkt im allgemeinen in geringer Menge enthalten. Beispielsweise werden mehrwertige Alkohole, wie Ethylenglykol und Diethylenglykol, verwendet.
Es ist bisher bekannt gewesen, wasserabsorbierende Harze als Tintenem-pfangsschichten für Aufzeichnungselemente zu verwenden. Allerdings zeigten sie eine ausreichende Absorption und Quelleigenschaften im Hinblick auf Wasser, während ihre Absorption und Quelleigenschaften im Hinblick auf Ethylenglykol außerordentlich schwach waren. Die erfindungsgemäß verwendete säureverarbeitete Gelatine zeigt ein gutes Absorptionsvermögen und Quelleigenschaften im Hinblick auf Wasser und Ethylenagylkol. Erfindungsgemäß hat diese säureverarbeitete Säure ebenfalls eine Wirkung im Hinblick auf die Verbesserung der Tintenabsorption zusammen mit den Poren des Aluminiumoxidhydrats, was nachfolgend beschrieben wird.

5) Zeta-Potential

Das Oberflächenpotential der säureverarbeiteten Gelatine kann mittels eines Zeta-Potential-Analysegeräts bestimmt werden.
Das, Zeta-Potential beträgt vorzugsweise mindestens -15 mV, insbesondere mindestens -10 mV, gemessen in Form einer 0,1 %igen Lösung.
Wenn das Zeta-Potential unterhalb dieser Grenze ist, wird die Viskosität einer Dispersion aus dem Aluminiumhydrat und der säureverarbeiteten Gelatine extrem hoch, wobei der Grund dafür nicht geklärt ist, so daß eine Maßnahme beim Beschichten erforderlich ist, und in einigen Fällen können unlösliche Bestandteile beobachtet werden.
Die oben beschriebenen säureverarbeiteten Gelatine können entweder einzeln oder in beliebigen Kombinationen verwendet werden.

Alkaliverarbeitete Gelatine

1) Gewichtsmittleres Molekulargewicht, zahlenmittleres Molekulargewicht:

Diese Molekulargewichte können mittels Flüssigchromatographie bestimmt werden. Das gewichtsmittlere Molekulargewicht (Mw) beträgt 100.000 bis 5.000, insbesondere 95.000 bis 7.000. Das zahlenmittlere Molekulargewicht (Mn) beträgt vorzugsweise 65.000 bis 5.000, insbesondere 50.000 bis 8.000. Das Verhältnis (Mw/Mn) des gewichtsmittleren Molekulargewichts zum zahlenmittleren Molekulargewicht beträgt vorzugsweise 0,5 bis 3,0, insbesondere 0,6 bis 2,7.
Wenn diese Werte die oberen Grenzen dieser Bereiche überschreiten, wird die Viskosität einer Dispersion aus dem Aluminiumoxidhydrat und der alkaliverarbeiteten Gelatine hoch, so daß beim Beschichten eine Maßnahme erforderlich ist. Unlösliche Bestandteile können in einigen Fällen beobachtet werden. Wenn die Werte niedriger als die unteren Grenzen dieser Bereiche andererseits sind, kann die Gelatine nicht gelieren, oder wenn sie geliert ist, dann ist das Gel sehr weich und nahezu flüssig, so daß sich eine Dispersion, die diese Gelatine enthält, egalisert und absinkt. Deshalb ist eine Maßnahme erforderlich, um eine dicke Tintenempfangsschicht zu bilden. Da die Dispersion außerdem eine schwache Filmbildungseigenschaft aufweist, neigt die erhaltene Tintenempfangsschicht dazu, vor und/oder nach dem Drucken zu brechen.

2. Geleestärke:

Die Geleestärke liegt vorzugsweise in einem Bereich von 300 bis 1, insbesondere von 250 bis 1 und ganz besonders bevorzugt von 200 bis 2.
Wenn die Geleestärke die obere Grenze des obigen Bereichs überschreitet, wird die Viskosität einer Dispersion aus dem Aluminiumoxidhydrat und der alkaliverarbeiteten Gelatine außerordentlich hoch, so daß beim Beschichten eine Maßnahme erforderlich ist, und in einigen Fällen können unlösliche Bestandteile beobachtet werden. Wenn anderseits die Geleestärke niedriger als die untere Grenze des obigen Bereichs ist, kann die Gelatine nicht in Form eines Gelees gelieren, oder wenn sie in Geleeform geliert ist, dann ist das Gel sehr weich und nahezu flüssig, so daß sich eine Dispersion, die dieses Gelatin enthält, egalsiert und absinkt. Deswegen ist eine Maßnahme erforderlich, um eine dicke Tintenempfangsschicht zu bilden.

3) pH-Wert und isoionischer Punkt

Der pH-Wert liegt vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von 4,5 bis 7,0, insbesondere von 4,8 bis 6,8. Der isoionische Punkt wird bestimmt, indem eine Lösung der alkaliverarbeiteten Gelatine über ein Kationenaustauscherharz und ein Anionenaustauscherharz gegeben wird, wonach dann der pH der in dieser Weise behandelten Lösung mit einem pH-Meter gemessen wird, und er liegt vorzugsweise in einem Bereich von 4,1 bis 6,0, insbesondere von 4,5 bis 5,5.
Die Beziehung zwischen dem pH-Wert und isoionischen Punkt der Gelatine erfüllt vorzugsweise die Formel:
pH-Wert ≥ (isoionischer Punkt - 0,1).
Wenn die Gelatine diese Beziehung nicht erfüllt, erniedrigt sich die Stabilität der Gelatine im Zustand einer Lösung, so daß sie im Laufe der Zeit hydrolysieren kann, und es ist schwierig, die festgelegten Werte für die physikalischen Eigenschaften, z. B. die festgelegte Viskosität für eine vermischte Dispersion aus dem Aluminiumoxidhydrat und der alkaliverarbeiteten Gelatine, zu erhalten. Demzufolge variieren die physikalischen Eigenschaften, z. B. die Dicke, der Porenradius und das Porenvolumen einer Tintenempfangsschicht, die durch Auftragen und Trocknen der Dispersion erhalten wird. Es ist daher schwierig, die Tintenempfangsschicht in stabiler Form herzustellen.
Die Werte für die physikalischen Eigenschaften aus den Punkten 1) bis 3) werden nach den jeweiligen Verfahren gemessen, die durch die PAGI-Methode vorgeschrieben sind (Testmethode für photographische Gelatine, 1992), und ihre Einzelheiten werden in den Beispielen beschrieben.

4) Quellrate:

Die Quellrate in der vorliegenden Erfindung wird berechnet mittels (Gewicht eines Quelllösungsmittels/Gewicht der alkaliverarbeiteten Gelatine) x 100 (Einzelheiten werden in den Beispielen beschrieben), und alkaliverarbeitete Gelatine, deren Quellrate in Wasser mindestens 500 %, vorzugsweise 500 bis 5.000 %, insbesondere 700 bis 4.000 % kann verwendet werden. Alkaliverarbeitete Gelatine, deren Quellrate in Ethylenglykol vorzugsweise 300 bis 2.000 %, insbesondere 400 bis 1.500 % beträgt, ist ebenfalls bevorzugt.
Eine Tinte für die Tintenstrahlaufzeichnung umfaßt einen Farbstoff und ein Lösungsmittel, und der größte Teil des Lösungsmittels ist Wasser. Dennoch ist ein Lösungsmittel mit hohem Siedepunkt im allgemeinen in geringer Menge enthalten. Beispielsweise werden mehrwertige Alkohol, wie Ethylenglykol und Diethylenglykol verwendet.
Es ist bisher bekannt gewesen, daß wasserabsorbierende Harze als Tintenempfangsschichten für Aufzeichnungselemente verwendet werden. Sie zeigen allerdings eine ausreichende Absorption und Quelleigenschaften in Hinblick auf Wasser, während ihre Absorption und Quelleigenschaft gegenüber Ethylenglykol außerordentlich schwach waren. Die erfindungsgemäß verwendete alkaliverarbeitete Gelatine zeigt eine gute Absorption und Quelleigenschaften zu Wasser und Ethylenglykol. In der Erfindung hat diese alkaliverarbeitete Gelatine ebenfalls eine Wirkung auf die Verbesserung der Tintenabsorption zusammen mit den Poren des Aluminiumoxidhydrats, was nachfolgend beschrieben wird.

5) Zeta-Potential

Das Zeta-Potential der alkaliverbeiteten Gelatine beträgt vorzugsweise mindestens 0 mV, gemessen in Form einer 0,1 %igen Lösung.
Wenn das Zeta-Potential unterhalb dieser Grenze ist, wird die Viskosität einer Dispersion aus dem Aluminiumoxidhydrat und der alkaliverarbeiteten Gelatine extrem hoch, wobei der Grund dafür nicht geklärt ist, so daß eine Maßnahme beim Beschichten erforderlich ist, und unlösliche Bestandteile können in einigen Fällen beobachtet werden.
Die oben beschriebenen alkaliverarbeiteten Gelatine können entweder allein in oder jeder beliebigen Kombination verwendet werden. Alternativ kann die alkaliverarbeitete Gelatine in Kombination mit der säureverarbeiteten Gelatine verwendet werden.
Zusätzlich kann eine Gelatine mit einem gewichtsmittleren Molekulargewicht von weniger als 20.000 und verschiedene Arten von wasserlöslichen Polymeren ebenfalls in Kombination mit den oben beschriebenen Gelatinen zum Zweck der Viskositätssteuerung, der Verbesserung der Haftungseigenschaft und Filmstärke und dergleichen verwendet werden. Die Menge dieser Verbindungen kann innerhalb solcher Grenzen gewählt werden, die nicht die Bildung einer zufriedenstellenden Tintenempfangsschicht beeinflussen. Obwohl die Menge nicht uneingeschränkt sein kann, weil sie je nach Bedingungen, wie Arten der verwendeten Substanzen, variieren kann, liegt sie innerhalb eines Bereichs von 3 % bis etwa 35 %, bezogen auf die Gesamtmenge des Bindemittels.
Als spezifische Beispiele für wasserlösliche Polymere, die in Kombination verwendbar sind, können natürliche Polymere, wie Stärke, oxidierte Stärke, Stärkeacetat, Stärkeamin, Carboxystärke, Stärkedialdehyd, kationische Stärke, Dextrin, Casein, Pullulan, Dextran, Methylcellulose, Ethyl-cellulose, Propylcellulose, Ethyl-methylcellulose, Carboxymethylcellulose, Hydroxyethylcellulose, Hydroxypropylcellulose, Gummi arabicum, Tragacanthgummi, Karayagummi, Echogummi, Johannisbrotbohnengummi, Albumin, Chitin und Saccharoid und Derivate davon; Vinylpolymere wie Polyvinylalkohol, kationisch modifizierter Polyvinylalkohol, anionisch modifizierter Polyvinylalkohol, Silanol-modifizierter Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon, Polyvinylpyridin, Polyvinylimidazol und Polyvinylpyrazol und Derivate davon; Acrylgruppen enthaltende Polymere, wie Polyacrylamid, Polydimethylaminoacrylat, Polyacrylsäure und Salze davon, Acrylsäure/Methacrylsäure- Copolymere und Salze davon, Polymethacrylsäure und Salze davon, und Acrylsäure/Vinylalkohol-Coplymere und Salze davon; Latexe, wie SBR-Latex, NBR-Latex, Methylmethacrylat/Butadien- Copolymere und Ethylen/Vinylacetat-Copolymere; Polyethylenglykol; Polypropylenglykol; Polyethylenimin; Polymaleinsäure und Maleinsäureanhydridcopolymere; und dergleichen genannt werden. Eine oder mehrere dieser Verbindungen können in Kombination mit der säureverarbeiteten oder alkaliverarbeiteten Gelatine verwendet werden.
Das Mischungsverhältnis (Gewicht) des Aluminiumoxidhydrats zum Bindemittel, das die säureverarbeitete oder alkaliverarbeitete Gelatine umfaßt, kann wahlweise aus einem Bereich von 1 : 1 bis 30 : 1, vorzugsweise von 5 : 1 bis 25 : 1 gewählt werden. Wenn die Menge des Bindemittels weniger als die untere Grenze des obigen Bereichs beträgt, ist die mechanische Festigkeit der erhaltenen Tintenempfangsschicht unzureichend, was zu Brüchen und Staub führen kann. Wenn die Menge größer als die obere Grenze des obigen Bereichs ist, ist das Porenvolumen der erhaltenen Tintenempfangsschicht vermindert, was zu einem Aufzeichnungselement mit schwacher Tintenabsorption führt.
Die säureverarbeitete oder alkaliverarbeitete Gelatine, die für die Durchführung der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann mit einem Härtungsmittel gehärtet werden. Die Härtung der Gelatine ermöglicht eine Verbesserung der Wasserechtheit der erhaltenen Tintenempfangsschicht.
Als spezifische Beispiele für das Härtungsmittel können Aldehydverbindungen, wie Formaldehyd, Glyoxal und Glutaraldehyd; Ketonverbindungen, wie Diacetyl- und Cyclopentandion; aktive Halogenverbindungen, wie Bis(2-chlorethylharnstoff-2-hydroxy- 4,6-dichlor-1,3,5-triazin und 2,4-Dichlor-6-s-triazin Natriumsalz; aktive Vinylverbindungen, wie Divinylsulfonsäure, 1,3- Vinylsulfonyl-2-propanol, N,N-Ethylenbis(vinylsulfonylacetamid) und 1,3,5-Triacrylol-hexahydro-s-triazin; N-Methylol- Verbindungen, wie Dimethylolharnstoff und Methyloldimethylhydantoin; Isocyanatverbindungen, wie 1,6-Hexamethylendiisocyanat; Aziridinverbindungen aus der US-A 3,017,280 und 2,983,611; Carboxyimidverbindungen aus den US-A 3,100,704; Epoxidverbindungen, wie Glyceroltriglycidylether; Ethyleniminoverbindungen, wie 1,6-Hexamethylen-N,N'-bisethylenharnstoff; Halogencarboxyaldehydverbindungen, wie Mucochlorsäure und Mucophenoxychlorsäure; Dioxanverbindungen, wie 2,3-Dihydroxydioxan; und anorganische Härtungsmittel, wie Chromalaum, Kaliumalaum, Zirconiumsulfat und Chromacetat, genannt werden. Diese Verbindungen können entweder allein oder in jeder beliebigen Kombination verwendet werden.
Die Menge des zu verwendenden Härtungsmittel wird geeigneter Weise im Hinblick auf das Gleichgewicht zwischen der Wasserechtheit der erhaltenen Tintenempfangsschicht und der Quelleigenschaften der säureverarbeiteten oder alkaliverarbeiteten Gelatine bestimmt. Da allerdings das erfindungsgemäß verwendete Aluminiumoxidhydrat oder ein Aluminiumion (nicht geklärt), das aus dem Aluminiumhydrat ausgelöst ist, eine Neigung hat, die Härtung der säureverarbeiteten Gelatine oder alkaliverarbeiteten Gelatine zu bewirken, wird das Härtungsmittel nicht notwendigerweise verwendet. Wenn es verwendet wird, kann seine Menge kleiner als die im allgemeinen verwendete Menge sein und liegt innerhalb eines Bereichs von 0,2 bis 20 Gew.-Teilen, vorzugsweise 0,5 bis 15 Gew.-Teilen, insbesondere von 0,7 bis 10 Gew.-Teilen, bezogen auf die Menge der verwendeten säureverarbeiteten oder alkaliverarbeiteten Gelatine.
Das für die Durchführung der vorliegenden Erfindung verwendbare Aluminiumoxidhydrat kann vorzugsweise nichtkristallin, gemäß Analyse nach dem Röntgenstrahlbeugungsverfahren, sein.
Das Aluminiumoxidhydrat ist durch die folgende allgemeine Formel definiert:
Al&sub2;O3-n(OH)2n mH&sub2;O
worin n eine ganze Zahl von 0, 1, 2 oder 3, m eine Zahl von 0 bis 10, vorzugsweise 0 bis 5 bedeuten. In vielen Fällen bedeutet mH&sub2;O eine wäßrige Phase, die nicht bei der Bildung eines Kristallgitters beteiligt ist, aber entfernt werden kann. Deswegen kann m einen anderen Wert als eine ganze Zahl annehmen. Außerdem kann m einen Wert von 0 einnehmen, wenn ein Material dieser Art kalziniert ist.
Als erfindungsgemäß verwendetes Aluminiumoxidhydrat kann ebenfalls ein solches verwendet werden, das ein Metalloxid, beispielsweise Titantioxid enthält. Die Verwendung dieses Aluminiumoxidhydrats erlaubt eine weitere Verbesserung der Dispersions- und Adsorptionseigenschaften eines Farbstoffs in einer Tinte, die bisher nur schwierig im Vergleich zum herkömmlichen Aluminiumhydroxydhydrat zu erreichen waren.
Der Gehalt des Titandioxid liegt vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von 0,01 bis 1,00 Gew.-%, insbesondere von 0,13 bis 1.00 Gew.-%, bezogen auf das Aluminiumoxidhydrat. Des weiteren beträgt die Wertigkeit des Titans im Titandioxid vorzugsweise +4.
Nach einer Feststellung der vorliegenden Erfinder existiert das enthaltene Titandioxid auf der Oberfläche des Aluminiumoxidhydrats in Form solcher ultrafeinen Teilchen, die nicht durch ein FE-TEM (HF 2000, hergestellt von Hitachi Ltd.) mit 500.000-facher Vergrößerung beobachtet werden können und dient als Adsorptionsstelle bei der Adsorption des Farbstoffs in der Tinte. Der Grund dafür ist noch nicht eindeutig verstanden. Nach Yang, et al. [React. Kinet. Catal. Lett., 46(1), 179-186 (1992)] wird allerdings geschlossen, daß verzerrte Stellen, die stark elektronenannehmbares Al³&spplus; enthalten, durch die Zugabe von Titandioxid gebildet werden, so daß die Adsorption verbessert wird, oder das Titanion des Titandioxids bildet eine Koordinationsbindung mit dem Farbstoff. Nach einer anderen Feststellung der Erfinder, da die Wertigkeit von Titan in Titandioxid +4 ist, gibt es keine Wechselwirkung zwischen dem Titandioxid und dem Aluminiumoxidhydrat. Im Ergebnis existiert das Titandioxid ohne Beeinflussung der Oberflächenladung des Aluminiumoxidhydrats unter den Bedingungen hinsichtlich der Teilchengröße und Wertigkeit, so daß das Dispersionsvermögen des Aluminiumoxidhydrats nicht beeinträchtigt ist. Wenn der Gehalt des Titandioxid niedriger als die untere Grenze des obigen Bereichs ist, wird eine Verbesserung der Adsorption eines Farbstoffs in einer Tinte nicht merklich erreicht. Wenn der Gehalt höher als die obere Grenze des obigen Bereichs ist, ist die Oberflächenladung des Aluminiumoxidhydrats heruntergesetzt, so daß eine Neigung zur Herabsetzung des Dispersionsvermögens besteht.
Wenn die Wertigkeit des Titans im Titandioxid kleiner als +4 wird, dient das Titandioxid als Katalysator bei Lichtbestrahlung, und das Bindemittel wird somit zerstört, so daß es zu Brüchen und Staub kommen kann. Das Aluminiumoxidhydrat kann das Titandioxid entweder nur in der Nachbarschaft der Oberflächen der Aluminiumhydratteilchen oder bis zu deren Innenräume enthalten. Sein Gehalt kann von der Oberfläche bis zum Innenraum verändert sein. Das Titandioxid kann vorzugsweise nur in enger Nachbarschaft der Oberfläche des Aluminiumoxidhydrats enthalten sein, weil die Volumeneigenschaften des Inneren des Aluminiumoxidhydrats leicht in Nachbarschaft der Oberfläche gehalten werden können, so daß keine Veränderung des Dispersionsvermögens auftritt.
Obwohl Oxide von Magnesium, Calcium, Strontium, Barium, Zink, Bor, Silizium, Garmanium, Zinn, Blei, Zirkonium, Indium, Phosphor, Vanadium, Niob, Tantal, Chrom, Molybdän, Wolfram, Mangan, Eisen, Kobalt, Nickel, Ruthenium und dergleichen anstelle des Titandioxid verwendet werden können, ist Titandioxid am meisten bevorzugt wegen der Absorption eines Farbstoffs in einer Tinte und des Dispersionsvermögens. Die meisten Oxide der oben genannten Metalle sind gefärbt, während das Titandioxid farblos ist. Auch aus diesem Grund ist das Titandioxid bevorzugt.
Das Titandioxid enthaltene Aluminiumoxidhydrat kann vorzugsweise ebenfalls eine kristalline Struktur, nach Analyse durch das Röntgenstrahlbeugungsverfahren, aufweisen. Das erfindungsgemäße Aluminiumoxidhydrat enthält Titandioxid, während diese nichtkristallinie Struktur aufrechtgehalten wird.
Das Aluminiumoxidhydrat kann nach jedem herkömmlichen Verfahren, wie die Hydrolyse von Aluminiumalkoxid oder Natriumaluminat, hergestellt werden. Rocek et al. [Collect Czech. Chem. Commun., Seite 56, 1253-1262 (1991)] haben berichtet, daß die Porenstruktur des Aluminiumhydroxids durch die Abscheidungstemperatur, den pH der Lösung, Alterungszeit und Art des verwendeten oberflächenaktiven Mittels beeinflußt wird.
Als Verfahren zur Herstellung des Titandioxid enthaltenden Aluminiumoxidhydrats ist ein Verfahren, bei dem eine flüssige Mischung aus einem Aluminiumalkoxid und einem Titanalkoxid hydrolysiert wird, am meisten bevorzugt, weil die Teilchengröße des Titandioxids verkleinert werden kann und einfach zu steuern ist. Die Teilchengröße und -form in diesem Verfahren werden als Ni/Al&sub2;O&sub3;-Katalysator durch ein Alkoxidverfahren in beispielsweise Gakkai Shuppan Center, "Sciene of Surfaces", herausgegeben von Tamaru, S. 327 (1985) diskutiert. In einem anderen Verfahren kann seine Herstellung ebenfalls durch Zugabe eines Aluminiumhydroxidhydrats als Keim für den Krstiallwuchs bei der Hydrolyse aus der Mischung auf dem Aluminiumalkoxid und dem Titanalkoxid durchgeführt werden. Nach diesem Verfahren existiert das Titandioxid nur in Nachbarschaft der Oberfläche des Aluminiumhydroxidhydrats.
Die Form des in der vorliegenden Erfindung verwendeten Aluminiumoxidhydrats (wobei nachfolgend ebenfalls das Titandioxid enthaltende Aluminiumoxidhydrat eingeschlossen ist, hat vorzugsweise die Form einer Nadel mit einem Längenverhältnis von nicht größer als 3, die in einer Richtung so orientiert ist, daß sie Aggregat in Form eines Bündels bildet, oder die Form von flachen Plättchen mit einem durchschnittlichen Längenverhältnis von 3 bis 10 und einem Schlankheitsverhältnis der Oberfläche der flachen Plättchen von 0,6 bis 1,0. Das Aluminiumoxidhydrat in Form von flachen Plättchen ist insbesondere bevorzugt.
Die Definition des Längenverhältnisses kann nach der Methode im japanischen Patent mit der Veröffentlichungs-Nr. 5-16015 ermittelt werden. Das Längenverhältnis wird durch das Verhältnis von "Durchmesser" zu "Dicke" eines Teilchens ausgedrückt. Der hier verwendete Ausdruck "Durchmesser" bedeutet den Durchmesser eines Kreises mit einer Fläche, die gleich einer projizierten Fläche des Teilchens ist, die durch Beobachten des Aluminiumoxid-hydrats durch ein Mikroskop oder ein Elektronenmikroskop erhalten worden ist. Das Schlankheitsverhältnis bedeutet das Verhältnis des kleinsten Durchmessers zum größten Durchmesser der Oberfläche der flachen Plättchen, wenn diese in der gleichen Weise wie beim Längenverhältnis beobachtet wird. Wenn das durchschnittliche Längenverhältnis des Aluminiumoxidhydrats in Form von flachen Plättchen niedriger als die untere Grenze des obigen Bereichs ist, dann verengt sich der Bereich der Porenradiusverteilung der erhaltenen Tintenempfangsschicht. Andererseits machen es durchschnittliche Längenverhältnisse, die größer als die obere Grenze des obigen Bereichs sind, schwierig, Aluminiumoxidhydrat herzustellen, deren Teilchengrößen gleich sind. Wenn das durchschnittliche Schlankheitsverhältnis kleiner als die untere Grenze des obigen Bereichs ist, verengt sich in ähnlicher Weise der Bereich der Porenradiusverteilung.
Nach der Beschreibung in der Literatur [Rocek J. et al., Applied Catalysis, Seite 74, 29-36 (1991)] ist es im allgemeinen bekannt, daß Pseudoboehmit unter den Aluminiumoxidhydraten beides, die Nadelform (Wimpernform) und die andere Form, aufweist.
Nach einer Feststellung der Erfinder, da die Teilchen des Aluminiumoxidhydrats in Nadelform (die Wimpernform oder Bündelform) orientiert und kompakt sind, neigen die Räume zwischen den Aluminiumoxidhydratteilchen in der Tintenempfangsschicht dazu, enger zu werden. Demzufolge hat der Porenradius eine Vorliebe zur Engstelle, und die Porenradiusverteilung neigt dazu, enger zu werden. Im Ergebnis kann es zu einer Perlenstrangbildung kommen. Andererseits besitzt das Aluminiumoxidhydrat in der Form von flachen Plättchen ein besseres Dispersionsvermögen als das mit der Nadelform (Wimpernform oder Bündelform), und die Orientierung der Teilchen des Aluminiumoxidhydrats wird bei der Bildung einer Tintenempfangsschicht wahllos, so daß sich der Bereich der Porenradiusverteilung aufweitet. Dieses Aluminiumoxidhydrat ist daher mehr bevorzugt.
Die Form, das Längenverhältnis, das Schlankheitsverhältnis und die Teilchengröße des Aluminiumoxidhydrats wurde übrigens in der folgenden Weise bestimmt. Eine Aluminiumoxidhydratprobe wurde in deionisiertem Wasser dispergiert, und die erhaltene Dispersion wurde auf eine Kollodionmembran getropft, um eine Probe für die Messung herzustellen. Diese Probe wurde durch ein Transmissionselektronenmikroskop (H-500, hergestellt von Hitachi Ltd.) beobachtet.
Die spezifische Oberfläche nach BET des Alumininiumoxidhydrats, und die Porenradiusverteilungen, die Porenvolumen und die isothermischen Adsorption-und Desorptionskurven des Aluminiumoxidhydrats und die erhaltene Tintenempfangsschicht können zur gleichen Zeit nach der Stickstoffadsorptions- und Desorptionsmethode bestimmt werden. Insbesondere, eine Aluminiumoxidhydratprobe oder eine Aufzeichnungselementprobe, bei dem eine Tintenempfangsschicht auf eine PET-Folie ausgebildet worden ist, wurde sorgfältig erhitzt und entgast, und die Messung wurde dann mit einem Autosorb 1, hergestellt von Quanthachrome Co. durchgeführt. Die spezifische Oberfläche nach BET wurden nach der Methode von Brunauer et al. [J. Am. Chem. Soc., Seiten 60, 309 (1938)] berechnet. Der Porenradius und das Porenvolumen wurde nach der Methode von Barrett et al. [J. Am. Chem. Soc., Seiten 73, 373 (1951)] berechnet.
Die spezifischen Oberflächen nach BET des Aluminiumhydroxidhydrats können vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von 70 bis 300 m²/g liegen. Wenn die spezifische Oberfläche nach BET größer als die obige Grenze des obigen Bereichs ist, hat die Porenradiusverteilung eine Vorliebe zur weiten Stelle. Im Ergebnis kann ein Farbstoff in einer Tinte nicht vollständig absorbiert und fixiert werden. Andererseits, spezifische Oberflächen, die kleiner als die untere Grenze des obigen Bereichs sind, führen dazu, daß das Pigment nicht mit gutem Dispersionsvermögen aufgetragen wird und demzufolge die Porenradiusverteilung nicht gesteuert wird.
Eine Tintenempfangsschicht wird unter Verwendung des oben beschriebenen Aluminiumoxidhydrats und des Bindemittels gebildet. Die Werte für die physikalischen Eigenschaften der Tintenempfangsschicht werden nicht nur durch das verwendete Aluminiumoxidhydrat bestimmt, sondern durch verschiedene Herstellungsbedingungen, wie Art und Mischmenge des Bindemittels, die Konzentration, Viskosität und Dispersionszustand der Beschichtungsdispersion, Beschichtungsgeräte, Beschichtungskopf, Beschichtungsgewicht und Fließrate, Temperatur und Blasrichtung der trocknenden Luft, verändert. Es ist daher notwendig, die Produktionsbedingungen innerhalb optimaler Grenzen zum Erreichen der Eigenschaften der erfindungsgemäßen Tintenempfangsschicht zu steuern.
In der ersten bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform liegt der durchschnittliche Radius der Tintenempfangsschicht vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von 20 bis 200 Å, während die Halbbreite der Porenradiusverteilung vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von 20 bis 150 Å, insbesondere 80 bis 150 Å liegt. Die in der vorliegenden Beschreibung verwendete Einheit Å entspricht 0,1 nm.
Der hierin verwendete Ausdruck "Halbbreite" der Porenradiusverteilung bedeutet eine Porenradiusbreite, die eine Größenordnung ist, die der Hälfte der Größenordnung des durchschnittlichen Porenradius entspricht. Wenn der durchschnittliche Porenradius größer als die obere Grenze des obigen Bereichs ist, ist das erhaltene Aufzeichnungselement im Hinblick auf Adsorption und Fixierung eines Farbstoffs in einer Tinte verschlechtert, so daß es zu einem Ausbluten auf den Bildern kommen kann. Wenn der durchschnittliche Porenradius kleiner als die untere Grenze des obigen Bereichs ist, ist das erhaltene Aufzeichnungselement hinsichtlich der Tintenabsorption verschlechtert, so daß es zu einer Perlenstrangbildung kommen kann. Wenn andererseits die Halbbreite außerhalb des obigen Bereichs liegt, ist das erhaltene Aufzeichnungselement im Hinblick auf die Adsorption eines Farbstoffs oder Lösungsmittels in einer Tinte verschlechtert.
Wie bei der Tintenempfangsschicht besitzt die Porenradiusverteilung des Aluminiumoxidhydrats einen durchschnittlichen Porenradius von 20 bis 200 Å und eine Halbbreite der Porenradiusverteilung von 20 bis 150 Å. Die Porenradiusverteilung der Tintenempfangsschicht hängt von der Porenradiusverteilung des Aluminiumoxidhydrats ab. Wenn daher die Porenradiusverteilung des Aluminiumoxidhydrats außerhalb des obigen Bereichs ist, kann die Porenradiusverteilung der Tintenempfangsschicht nicht innerhalb des obigen Bereiches gesteuert werden.
Das Porenvolumen der Tintenempfangsschicht liegt vorzugsweise in einem Bereich von 0,4 bis 0,6 cc/g. Die Einheit cc ist äquivalent zur Einheit cm³.
Wenn das Porenvolumen der Tintenempfangsschicht größer als die obere Grenze des obigen Bereichs ist, treten Brüche und Staub auf der Tintenempfangsschicht auf. Wenn das Porenvolumen kleiner als die untere Grenze des obigen Bereichs ist, ist das erhaltene Aufzeichnungselement im Hinblick auf die Tintenabsorption verschlechtert. Weiterhin beträgt das Porenvolumen der Tintenempfangsschicht insbesondere mindestens 8 cc/m². Wenn das Porenvolumen kleiner als diese Grenze ist, kommt es zum Auslaufen der Tinten auf der Tintenempfangsschicht und insbesondere, wenn ein Vielfarbendruck durchgeführt wird, tritt ein Ausbluten auf den Bildern auf.
Wie bei der Tintenempfangsschicht liegt das Porenvolumen des Aluminiumoxidhydrats innerhalb eines Bereichs von 0,4 bis 0,6 cc/g. Wenn das Porenvolumen des Aluminiumoxidhydrats außerhalb des obigen Bereichs ist, kann das Porenvolumen der Tintenempfangschicht nicht innerhalb des obigen Bereichs gesteuert werden.
In der zweiten bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform besitzt die Tintenempfangsschicht mindestens zwei Peaks in der Porenradiusverteilung. Der Lösungsmittelbestandteil in einer Tinte wird durch relativ große Poren adsorbiert, während der Farbstoff in der Tinte durch relativ kleine Pören adsorbiert wird. Der Porenradius zu einem der Peaks ist vorzugsweise kleiner als 100 Å, insbesondere 10 bis 60 Å. Der Porenradius zum anderen Peak ist vorzugsweise in einem Bereich von 100 bis 200 Å. Wenn der Porenradius zum vorgenannten Peak größer als die obige Grenze ist, ist das erhaltene Aufzeichnungselement hinsichtlich der Adsorption und Fixierung des Farbstoffs in der Tinte verschlechtert, so daß ein Ausbluten und eine Perlenstrangbildung auf den Bildern auftritt. Die hier erwähnte Perlenstrangbildung betrifft ein Phänomen, bei dem Tintentröpfchen, die auf die Oberfläche einer Tintenempfangsschicht aufgetragen sind, in Form von Perlen aufgrund der schwachen Tintenabsorption der Tintenempfangsschicht aggregieren, so daß benachbarte Tintentröpfchen verschiedener Farben unter Bildung eines Bildes mit Farbunregelmäßigkeiten vermischt werden.
Wenn der Porenradius zum letztgenannten Peak kleiner als die untere Grenze des obigen Bereichs ist, ist das erhaltene Aufzeichnungselement hinsichtlich der Absorption des Lösungsbestandteils in der Tinte verschlechtert, so daß die Tinte nicht gut trocknet und die Oberfläche der Tintenempfangsschicht naß bleibt, auch wenn das Element den Drucker nach dem Drucken verläßt. Wenn die der Porenradius des letzten Peaks größer als die obere Grenze des obigen Bereichs ist, kann es dazu kommen, daß die erhaltene Tintenempfangsschicht bricht.
Wie bei der Tintenempfangsschicht ist in der Porenradiusverteilung des Aluminiumoxidhydrats der Porenradius zu einem der Peaks vorzugsweise kleiner als 100 Å, insbesondere 10 bis 60 Å. Der Porenradius zu dem anderen Peak ist vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von 100 bis 200 Å. Die Porenradiusverteilung der Tintenempfangsschicht hängt von der Porenradiusverteilung des Aluminiumoxidhydrats ab. Wenn daher die Porenradiusverteilung des Aluminiumoxidhydrats außerhalb des obigen Bereichs ist, kann die Porenradiusverteilung der Tintenempfangsschicht nicht innerhalb des obigen Bereichs gesteuert werden.
Das Gesamtporenvolumen der Tintenempfangsschicht liegt vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von 0,1 bis 1,0 cc/g, insbesondere von 0,4 bis 1,0 cc/g, ganz bevorzugt von 0,4 bis 0,6 cc/g. Wenn das Porenvolumen der Tintenempfangsschicht größer als die obere Grenze des obigen Bereichs ist, kommt es zu Brüchen und Staubbildung auf der Tintenempfangsschicht. Wenn das Porenvolumen kleiner als die untere Grenze des obigen Bereichs ist, ist das erhaltene Aufzeichnungselement hinsichtlich der Tintenabsorption verschlechtert.
Das Porenvolumen der Tintenempfangsschicht beträgt weiterhin ganz besonders bevorzugt 8 cc/m². Wenn das Porenvolumen kleiner als diese Grenze ist, dann kommt es zu dem schwerwiegenden Problem, daß die Tinten aus der Tintenempfangsschicht auslaufen können, und insbesondere, wenn ein Vielfarbendrucken durchgeführt wird, tritt ein Ausbluten auf den Bildern auf. Das Porenvolumen von Poren mit einem Peak bei einem Porenradius von kleiner als 100 Å bedeutet ein Porenvolumen innerhalb eines Bereichs, der eine Breite von Porenradien mit einer Größenordnung, die der Hälfte der größten Ordnung des Porenradius von Poren mit einem Peak bei kleiner als 100 Å in der Porenradiusverteilung entspricht, zeigt. Dieses Porenvolumen der Poren mit dem Peak bei einem Porenradius kleiner als 100 Å, liegt vorzugsweise in einem Bereich von 0,1 bis 10 Vol.-%, insbesondere von 1 bis 5 Vol.-%, bezogen auf das Gesamtporenvolumen.
Wie bei der Tintenempfangsschicht liegt das Porenvolumen des Aluminiumoxidhydrats vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von 0,1 bis 1,0 cc/g, insbesondere von 0,4 bis 1,0 cc/g.
Des weiteren liegt das Porenvolumen der Poren mit einem Peak mit einem Porenradius kleiner als 100 Å vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von 0,1 bis 10 Vol.-%, insbesondere von 1 bis 5 Vol.-%, bezogen auf das Gesamtporenvolumen. Das Porenvolumen der Tintenempfangsschicht hängt vom Porenvolumen des Aluminiumoxidhydrats ab. Wenn daher das Porenvolumen des Aluminiumoxidhydrats außerhalb des obigen Bereichs liegt, kann das Porenvolumen der Tintenempfangsschicht nicht innerhalb des obigen Bereichs gesteuert werden.
Die Aluminiumoxidhydrate nach den ersten und zweiten Ausführungsformen können in Kombination miteinander verwendet werden.
Eine isothermische Stickstoffadsorption- und Desorptionskurve kann in ähnlicher Weise nach der Stickstoffadsorptions- und Desorptionsmethode erhalten werden. Ein relativer Druckunterschied (ΔP) zwischen Adsorption und Desorption bei 90º der Höchstmenge an adsorpierten Gas, gefunden aus einer isothermischen Stickstoffabsorptions- und Desorptionskurve für die Tintenempfangsschicht, beträgt vorzugsweise nicht mehr als 0,2, insbesondere nicht mehr als 0,15, und ganz bevorzugt nicht mehr als 0,10. Nach der Beschreibung in McBain [J. Am. Chem. Soc., Seiten 57, 699 (1935)] kann der relative Druckunterschied (ΔP) als Index genommen werden, ob eine Pore in Form eines Tintentopfs vorhanden sein kann. Die Pore wird eher zu einer geraden Röhre, wenn der relative Druckunterschied (ΔP) kleiner ist. Andererseits wird die Pore eher zu einem Tintentopf, wenn der Unterschied größer ist. Unterschiede, die die obige Grenze überschreiten, führen zu einem Aufzeichnungselement mit einem schlechten Trocknungsverhalten der Tinte nach dem Drucken.
Ein relativer Druckunterschied (ΔP) zwischen Adsorption und Desorption bei 90 % der Höchstmenge an adsorbierten Gas, gefunden aus einer isothermischen Stickabsorptions- und Desorptionskurve für jedes Aluminiumoxidhydrat, beträgt vorzugsweise nicht mehr als 0,2, insbesondere nicht mehr als 0,15, ganz bevorzugt nicht mehr als 0,10. Wenn der Unterschied außerhalb dieser Grenze ist, ist es schwierig, den relativen Druckunterschied (ΔP) der Tintenempfangsschicht, gefunden aus der isothermischen Stickstoffadsorptions- und Desorptionskurve, innerhalb der obigen Grenze zu steuern.
Die Anzahl der Hydroxylgruppen auf der Oberfläche jedes Aluminiumoxidhydrats kann durch Titration mit einer Diethylaluminiumlösung bestimmt werden. Erfindungsgemäß wurde 1 Gramm einer Aluminiumoxidhydratprobe ausgewogen, um die Titration durchzuführen. Die Anzahl der Hydroxylgruppen beträgt vorzugsweise mindestens 10²&sup0; Gruppen/g. Wenn die Anzahl geringer als dieser Wert ist, kann die Feststoffkonzentration einer Dispersion, in der das Aluminiumoxidhydrat im Wasser dispergiert wird, nicht erhöht werden.
Das Oberflächenpotential von jedem Aluminiumoxidhydrat kann durch ein Zeta-Potential-Analysegerät bestimmt werden. Erfindungsgemäß wurde das Zeta-Potential durch Dispergieren einer Aluminiumoxidhydratprobe in deionisiertem Wasser unter Bildung einer Feststoffkonzentration von 0,1 Gew.-% und anschließendes Einstellen der Dispersion auf pH 6, wonach die Messung durchgeführt wird, (Bi-ZETA-Plus, hergestellt von Brookheaven Co.) bestimmt. Das Zeta-Potential der Dispersion bei einem pH von 6 beträgt vorzugsweise mindestens 15 mV. Wenn das Zeta-Potential oberhalb dieser Grenze liegt, muß eine Säure zur Verbesserung des Dispersionsvermögens des Aluminiumoxidhydrats zugegeben werden. Die Zugabe der Säure kann allerdings die Freisetzung eines aggressiven Geruchs und Korrosionserscheinungen verursachen.
Die Viskosität einer Dispersion kann mit jedem üblichen Viskosimeter bestimmt werden. Eine Dispersion, die durch Dispergieren des oben beschriebenen Aluminiumoxidhydrats in deionisiertem Wasser unter Bildung einer Feststoffkonzentration von 15 Gew.-%, das ein Nitratanion in einer Menge von 0,1 bis 1,0 Gew.-%, bezogen auf das Aluminiumoxidhydrat enthält, erhalten wird, besitzt vorzugsweise eine Viskosität nicht größer als 75 cP, insbesondere nicht größer als 30 cP, gemessen bei 20ºC, und eine Scherrate von 7,9 s&supmin;¹. Wenn die Viskosität die obere Grenze überschreitet, sollte die Feststoffkonzentration der Dispersion erniedrigt werden, oder eine Säure hinzugegeben werden, um das Dispersionsvermögen zu verbessern. Erfindungsgemäß wurde ein Nitratanion aus einer Aluminiumoxidhydratprobe mit heißem Wasser extrahiert, um seine Menge über Ionenaustauscherchromatographie (L-3720, hergestellt von Hitachi Ltd.) zu messen, und damit die Menge des Nitratanions als Gew.-% getrocknetes Aluminiumoxidhydrats zu bestimmen. Die Viskosität der Dispersion kann mit jedem üblichen Viskosimeter bestimmt werden, in der vorliegenden Erfindung wurde sie allerdings mit einem Viskosimeter, hergestellt von Tokimec Co., gemessen.
Insbesondere bevorzugte Kombinationen der oben beschriebenen Aluminiumoxidhydrate und säureverarbeiteten Gelatine, die die spezifischen physikalischen Eigenschaften aufweisen, sind folgende:

A) Aluminiumoxidhydrat:

durchschnittliche Teilchengröße 30 bis 50 nm
spezifische Oberfläche nach BET 70 bis 120 m²/g
durchschnittlicher Porenradius 60 bis 140 Å
Porenvolumen 0,54 bis 0,58 cc/g
pH 4,5 bis 7,5
(gemessen in Form einer 15 %igen Dispersion bei 27ºC)

säureverarbeitete Gelatine:

gewichtsmittleres Molekulargewicht 20.000 bis 160.000
zahlenmittleres Molekulargewicht 15.000 bis 75.000
Mw/Mn 1,0 bis 3,5

B) Aluminiumoxidhydrat:

durchschnittliche Teilchengröße 20 bis 34 nm
spezifische Oberfläche nach BET 120 bis 250 m²/g
durchschnittlicher Porenradius 20 bis 60 Å
Porenvolumen 0,50 bis 0,55 cc/g
pH 2,0 bis 4,5
(gemessen in Form einer 15 %igen Dispersion bei 27ºC)

Säureverarbeitete Gelatine:

gewichtsmittleres Molekulargewicht 20.000 bis 75.000
vorzugsweise 20.000 bis 45.000
zahlenmittleres Molekulargewicht 15.000 bis 40.000
vorzugsweise 15.000 bis 30.000
Mw/Mn 1,0 bis 2,1
vorzugsweise 1,0 bis 1,7

C) Aluminiumoxidhydrat:

durchschnittliche Teilchengröße 35 bis 50 nm
spezifische Oberfläche nach BET 70 bis 120 m²/g
durchschnittlicher Porenradius 60 bis 140 Å
Porenvolumen 0,54 bis 0,58 cc/g
pH 2,0 bis 4,5
(gemessen in Form einer 15 %igen Dispersion bei 27ºC)

säureverarbeitete Gelatine:

gewichtsmittleres Molekulargewicht 20.000 bis 75.000
zahlenmittleres Molekulargewicht 15.000 bis 40.000
Mw/Mn 1,0 bis 2,1
Insbesondere bevorzugte Kombinationen in der oben beschriebenen Aluminiumoxidhydrate und alkaliverarbeitete Gelatine, die die spezifischen physikalischen Eigenschaften aufweisen, sind die folgenden:

A) Aluminiumoxidhydrat:

durchschnittliche Teilchengröße 35 bis 50 nm
spezifische Oberfläche nach BET 70 bis 120 m²/g
durchschnittlicher Porenradius 60 bis 140 Å
Porenvolumen 0,54 bis 0,58 cc/g
pH 4,5 bis 7,5
(gemessen in Form einer 15 %igen Dispersion bei 27ºC)

alkaliverarbeitete Gelatine:

gewichtsmittleres Molekulargewicht 8.000 bis 45.000
zahlenmittleres Molekulargewicht 10.000 bis 40.000
Mw/Mn 0,5 bis 2,

B) Aluminiumoxidhydrat:

alkaliverarbeitete Gelatine:

gewichtsmittleres Molekurlargewicht 8.000 bis 45.000
vorzugsweise 8.000 bis 20.000
zahlenmittleres Molekulargewicht 8.000 bis 30.000
vorzugsweise 8.000 bis 20.000
Mw/Mn 0,5 bis 1,8
vorzugsweise 0,6 bis 1,8

C) Aluminiumoxidhydrat

alkaliverarbeitete Gelatine:

gewichtsmittleres Molekulargewicht 8.000 bis 80.000
vorzugsweise 8.000 bis 20.000
zahlenmittleres Molekulargewicht 8.000 bis 45.000
vorzugsweise 8.000 bis 20.000
Mw/Mn 0,5 bis 1,8
vorzugsweise 0,6 bis 1,5
Die Tintenempfangsschicht wird durch Auftragen einer Dispersion, die das Aluminiumoxidhydrat und das Bindemittel, wie Gelatine, umfaßt, auf ein Basismaterial mit einem Beschichtungsgerät und anschließendes Trocknen des Basismaterials gebildet.
Als Beschichtungsverfahren kann ein Messerbeschichtungssystem, Luft-Messerbeschichtungssystem, Walzenbeschichtungssystem, Bürstenbeschichtungssystem, Gravurbeschichtungssystem, Schleifauftragsystem, Extrusionssystem, Gleittrichter (Gleitperlen)- System, Florstreichbeschichtungssystem, Sprühbeschichtungssystem oder dergleichen angewendet werden. Allerdings sind das Schleifauftragsystem, Extrusionssystem, Gleittrichtersystem und das Florstreichsystem, die als Beschichtungssysteme für photographische Materialien verwendet werden, deswegen bevorzugt, weil eine dicke Tintenempfangsschicht unter Ausnutzung der Sol-Gel-Umwandlung (Verfestigungsvermögen) der Gelatine gebildet wird. Das Extrusionssystem und Gleittrichtersystem sind insbesondere bevorzugt, weil eine dicke Beschichtung, die stabil und eben ist, hergestellt wird.
Insbesondere, wenn das Gleittrichtersystem beispielsweise nach der Beschreibung in den US-Patenten 2,761,791, 4,001,024 und 5,188,391 und "Glue & Gelatine" (veröffentlicht von "Glue & Gelatine Manufactures' Association, Maruzen, 1987) verwendet wird, läuft eine Dispersion, die über eine Speisepumpe in eine Gleitrolle vom Gleittrichtertyp eingegeben ist, in Laminaform auf eine Gleitoberfläche, um dann auf ein Basismaterial aufzukommen. Kalte Luft wird dann gegen die Dispersion geblasen, um sie in eine Geleeform zu gelieren . Die in dieser Weise gelierte Dispersion wird in eine Trockenzone zur Trocknung eingeführt, wobei sich dann die Tintenempfangsschicht bildet. Danach wird die Schicht gealtert, um die Gelatine nach Bedarf auszuhärten. Die Oberflächenglätte der Tintenempfangsschicht kann auch mit Kalenderwalzen oder dergleichen nach Bedarf verbessert werden.
Das Beschichtungsgewicht der Dispersion liegt innerhalb eines Bereichs von 0,5 bis 60 g/m², insbesondere von 5 bis 45 g/m², ausgedrückt als Trockenfeststoffgehalt. Zur Bildung einer guten Tintenabsorption und Auflösung ist es notwendig, die Dicke der Tintenempfangsschicht auf 15 µm, vorzugsweise mindestens 20 µm, insbesondere mindestens 25 µm einzustellen.
Die in der obigen Beschichtung verwendete Dispersion zeigt eine gute Thixotropie, obwohl der Grund dafür noch nicht geklärt ist. Erfindungsgemäß wurde ein TI-Wert verwendet, um den Grad der Thixotropie auszudrücken. Der TI-Wert bedeutet ein "Thixotropieindex" welcher ein Quotient ist, der durch Messen der Viskosität der Dispersion bei verschiedenen Umdrehungen mit einem Drehviskosimeter, wie ein Brookfield-Viskosimeter und Dividieren des Wertes bei niedriger Umdrehung durch einen Wert bei hoher Umdrehung erhalten wird. Erfindungsgemäß wurde der TI-Wert bei Viskositäten bei 6 Upm/60 Upm berechnet. Wenn dieser Wert größer als 1 ist, dann bildet diese Flüssigkeit eine Struktur und zeigt Thixotropie. Bei der erfindungsgemäßen Dispersion variiert der TI-Wert in Abhängigkeit der Feststoffkonzentration, Dispersionsbedingungen und dergleichen, er liegt allerdings vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von 1,1 bis 5,0, insbesondere von 1,3 bis 4,5, ganz besonders bevorzugt von 1,6 bis 4,1. Die Dispersion kann vorzugsweise auf diesen TI-Bereich eingestellt werden.
Die erfindungsgemäße Dispersion zeigt Thixotropie, und ihre Viskosität erniedrigt sich, wenn eine starke Kraft darauf angewendet wird. Wenn daher eine Beschichtung mit beispielsweise einem Gleittrichter (Gleitperlen)-System durchgeführt wird, ist die Viskosität der Dispersion niedrig und sie fließt ohne weiteres, während sie aus dem Gleittrichter in Laminaform ausläuft. Wenn sie allerdings auf das Basismaterial aufkommt, dann nimmt sie einen fixierten Zustand ein (ein Zustand, bei dem keine Kraft angewendet wird). Demzufolge erhöht sich ihre Viskosität, und sie kann kaum egalisieren oder einsinken. Das Einsinken der Dispersion wird daher durch das Verfestigungsvermögen der säureverarbeiteten oder alkaliverarbeiteten Gelatine und die Thixotropie unterdrückt, so daß eine dicke Tintenempfangsschicht ohne weiteres gebildet werden kann.
Wenn der TI-Wert unterhalb der unteren Grenze des obigen Bereichs liegt, sind die Dispersion auf dem Basismaterial ein, weil sie nur eine geringe oder keine Thixotropie aufweist. Wenn der TI-Wert oberhalb der oberen Grenze des obigen Bereichs liegt, ist ein Dispergiergerät, das eine große Leistung erfordert, notwendig, um die Viskosität der Dispersion zu verringern, was zu einem vergrößerten Apparateaufwand führt. Wenn die Leistung des Dispergiergeräts nicht ausreichend ist, kann die Viskosität nicht vermindert werden, was dazu führt, daß die Dispersion nur mit Schwierigkeiten aufgetragen werden kann.
Unter Verwendung der oben beschriebenen spezifischen Gelatine, wandelt sich die Dispersion, die das Aluminiumoxidhydrat und die Gelatine umfaßt, durch den Einfluß der Gelatine, wenn sie mit kalter Luft abgekühlt wird, von einem Gel zu einem Sol um. Außerdem funktioniert ebenfalls die Thixotropie der Dispersion in geeigneter Weise, so daß die Dispersion trotz ihres nassen Zustandes nicht einsinkt. Dies ist daher möglich, eine dicke Tintenempfangsschicht zu bilden.
Aufgrund der Thixotropie der Dispersion kann auch Gelatine mit niedrigem Molekulargewicht, die ein geringes Verfestigungsvermögen für photographische Gelatine aufweist und daher nicht routinemäßig verwendet wird, in zufriedenstellender Weise verwendet werden, so lange wie das gewichtsmittlere Molekulargewicht, zahlenmittlere Molekulargewicht und Geleestärke in die obigen Bereiche fallen.
Erfindungsgemäß wurde das Verfestigungsvermögen des Gels durch Messen der Viskosität der Dispersion unter Erniedrigung ihrer Temperatur gemessen und bewertet. Erfindungsgemäß wurde die Temperatur der Dispersion bei einer Rate von 1ºC/min von 50ºC zur Messung ihrer Viskosität bei 30ºC und 20ºC oder 15ºC erniedrigt, um das Verhältnis beider Viskositäten zu bestimmen. Das Verhältnis der Viskosität bei 20ºC zur Viskosität bei 30ºC liegt vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von 1 bis 300. Das Verhältnis der Viskosität bei 15ºC zur Viskosität bei 30ºC liegt andererseits vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von 2 bis 1.000. Des weiteren liegt das Verhältnis bei 15ºC zur Viskosität bei 20ºC, vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von 1,5 bis 10, vorzugsweise von 2 bis 9. Wenn die jeweiligen Verhältnisse niedriger als die unteren Grenzen der obigen Bereiche sind, geliert die Dispersion unzureichend (Verfestigungsvermögen), so daß es zu einer Egalisierung und ohne weiteres zum Einsinken kommt. Größere Viskositätsverhältnisse machen das Verfestigungsvermögen des Gels besser, weil die Viskosität der Dispersion schnell größer wird. Wenn allerdings die Verhältnisse die oberen Grenzen der obigen Bereiche überschreiten, variiert die Viskosität der Dispersion stark im Hinblick auf die Temperatur, so daß es dazu kommen kann, daß die Dicke der Beschichtung variiert, so daß es schwierig ist, ein stabiles Beschichten durchzuführen.
Es ist bekannt, daß die Viskosität einer Gelatinedispersion stark ansteigt (Verfestigungsvermögen) bei einer Temperatur, die niedriger als eine bestimmte Temperatur (Verfestigungstemperatur) ist. Allerdings ist der Viskositätsanstieg der erfindungsgemäßen gemischten Dispersion aus dem Aluminiumoxidhydrat und der säureverarbeiteten oder alkaliverarbeiteten Gelatine geringer als bei einer Dispersion aus Gelatine allein. Es wird angenommen, daß die erfindungsgemäße Dispersion aus dem Aluminiumoxidhydrat und der säureverarbeiteten oder alkaliverarbeiteten Gelatine hinsichtlich des Verfestigungsmechanismus von der Gelatinedispersion, die üblicherweise zusammen mit Silbersalzen verwendet wird, unterschiedlich ist, weil die erfindungsgemäße Dispersion im Vergleich mit der herkömmlichen Gelatinedispersion eine geringe Gelatinekonzentration besitzt und das Aluminiumoxidhydrat in einer überwältigenden höheren Menge als die Gelatine enthält, und eine Gelatine mit niedrigem Molekulargewicht, die bisher noch nicht verwendet worden ist, verwendet wird.
Der Gehalt der Gelatine in der Dispersion liegt vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von 0,7 bis 50 %, insbesondere von 0,9 bis 40 %, ganz besonders bevorzugt von 1 bis 30 %, ausgedrückt als Feststoffkonzentration. Wenn die Feststoffkonzentration der Gelatine bei einer üblichen Abkühlungstemperatur (4 bis 20 ºC) beim Beschichten niedriger als die untere Grenze des obigen Bereichs ist, wird die Gelierung (Verfestigungsvermögen) der Gelatine unzureichend, so daß die Dispersion egalisiert und absinkt. Außerdem wird die Thixotropie der Dispersion gering, was die Ausbildung einer guten dicken Tintenempfangsschicht schwierig macht. Wenn andererseits die Feststoffkonzentration die obere Grenze des obigen Bereichs überschreitet, wird die Viskosität der Dispersion zu hoch, um die Dispersion aufzutragen.
Erfindungsgemäß ist ein Erdalkalimetall zusätzlich zu dem Aluminiumoxidhydrat in der säureverarbeiteten Gelatine enthalten, damit die Dispersion mit einer niedrigen Viskosität ausgestattet ist, auch wenn die Feststoffkonzentration der Dispersion erhöht ist. Außerdem besitzt ein Aufzeichnungselement das unter Verwendung dieser Dispersion hergestellt wird, einen hohen Oberflächenglanz.
Die erfindungsgemäß verwendeten Erdalkalimetallionen umfassen Ionen von Calcium, Magnesium, Strontium und Barium. Diese Ionen werden in Form eines Halogenids, Hydroxids, Nitrats, Acetats, Sulfats, Thiosulfats, Phosphats, Hydrogenphosphats oder Dihydrogenphosphats hinzugegeben.
Darunter sind Calciumchlorid, Calciumnitrat, Calciumacetat, Magnesiumchlorid, Magnesiumnitrat und Magnesiumacetat insbesondere bevorzugt, weil sie in Wasser hoch löslich sind und auf Dauer eine ausgezeichnete Stabilität in der Dispersion aufweisen. Insbesondere sind Calciumchlorid, Calciumnitrat, Magnesiumchlorid, Magnesiumnitrat besonders bevorzugt, weil sie keinen aggressiven Geruch freigeben.
Eine Untersuchung durch die Erfinder im Hinblick auf die Menge (Konzentration) des hinzuzugebenden Erdalkalimetallions hat ergeben, daß es eine Beziehung zwischen der Konzentration des Erdalkalimetallions, der Viskosität der Dispersion und dem Oberflächenglanz der Beschichtung gibt, wie dies in Fig. 2 erläutert ist. Unter Berücksichtigung der Viskosität der Dispersion, die für die Herstellung des Aufzeichnungselements geeignet ist und des Oberflächenglanzes, der für die Herstellung eines Bildes geeignet ist, wobei daraus ein Gefühl für die hohe Güte entsteht, liegt die Menge des hinzugebenden Erdalkallmetallions vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von 100 bis 3.000 ppm, bezogen auf die Gelatine. Eine Menge innerhalb eines Bereichs von 500 bis 2.000 ppm ist insbesondere bevorzugt, weil die Viskosität der Dispersion niedrig wird und Veränderungen der Viskosität und des Oberflächenglanzes in Abhängigkeit von Abänderungen der hinzugegebenen Mengen klein sind.
Mengen des Erdalkalimetallions von weniger als 100 ppm sind zu gering, um seine Wirkungen zu zeigen. Wenn anderseits die Menge 3.000 ppm überschreitet, wird der Oberflächenglanz der erhaltenen Tintenempfangsschicht gering und die elektrische Diffusionsdoppelschicht der Teilchen wird zu dünn, so daß die Teilchen aggregieren können und die Dispersion somit ihre Viskosität erhöhen kann.
Als Verfahren zur Zugabe des Erdalkalimetalls kann ein Verfahren genannt werden, bei dem es während der Herstellung der Gelatine oder beim Quellen der Gelatine, der Dispersion des Aluminiumoxidhydrats oder beim Vermischen des Aluminiumoxidhydrats und der Gelatine hinzugegeben wird.
Die Dispersion, die im wesentlichen das Aluminiumoxidhydrat und die säureverarbeitete oder alkaliverarbeitete Gelatine umfaßt, kann wahlweise Dispergiermittel für das Aluminiumoxidhydrat, Viskositätsmodifikationsmittel, pH-Einstellmittel, Schmiermittel, Fließfähigkeitmodifiziermittel, oberflächenaktive Mittel, Antischaummittel, Wasserdichtmacher, Schaumunterdrücker, Freisetzungsmittel, Schaummittel, Durchdringungsmittel, färbende Farbstoffe, optische Aufheller, Ultraviolett- Absorptionsmittel, Antioxidanzien, Antiseptika und Antischimmelmittel enthalten.
Die Wasserdichtmacher können ohne weiteres aus bekannten Substanzen, wie quarternären Ammoniumhalogeniden und quarternären Ammoniumsalzpolymeren, gewählt werden.
Als Basismaterial können Papiergewebe, wie Papier geeigneter Größe, Wasserblattpapier und harzbeschichtetes Papier, folienähnliche Substanzen, wie thermoplastische Folien und Stoffe verwendet werden. Es gibt keine besondere Einschränkung hinsichtlich des Basismaterials.
Bei den thermoplastischen Folien, können transparente Folien, wie Folien aus Polyester, Polystyrol, Polyvinylchlorid, Polymethylmetacrylat, Zelluloseacetat, Polyethylen und Polycarbonat und auch trübe Folien, die durch Einfüllen von Aluminiumoxidhyxdrat oder die Bildung von winzigen Schäumen getrübt sind, verwendet werden.
Wenn das harzbeschichtete Papier als Basismaterial verwendet wird, kann das erfindungsgemäße Aufzeichnungselement als Aufzeichnungselement vorgesehen sein, das die gleiche Eigenschaft im Hinblick auf Griff, Steifheit und Textur als diejenigen eines üblichen Photodrucks aufweist. Des weiteren kommt das erfindungsgemäße Aufzeichnungselement einem herkömmlichen Photodruck sehr nahe, weil seine Tintenempfangsschicht einen starken Oberflächenglanz aufweist.
Das Basismaterial kann einer Oberflächenbehandlung, wie einer Korona-Entladungsbehandlung, zur Verbesserung seiner Haftung an die Tintenempfangsschicht unterworfen werden, oder es kann mit einer Leichthaftungsschicht als Unterschicht versehen werden. Des weiteren kann eine Antikräuselschicht, wie eine Harzschicht oder eine Pigmentschicht, auf der Rückseite des Basismaterials oder an einer geeigneten Stelle davon vorgesehen werden, um Kräuselerscheinungen zu verhindern. Die in dem erfindungsgemäßen Aufzeichnungsverfahren verwendeten Tinten umfassen im allgemeinen ein Farbmaterial (Farbstoff oder Pigment), ein wasserlösliches organisches Lösungsmittel und Wasser. Bevorzugte Beispiele für den Farbstoff umfassen wasserlösliche Farbstoffe, wie Direktfarbstoffe, Säurefarbstoffe, Alkalifarbstoffe, Reaktivfarbstoffe und Nahrungsmittelfarbstoffe. Allerdings kann jeder Farbstoff verwendet werden, so lange er Bilder liefert, die den erforderlichen Leistungen, wie Fixierung, Farbvermögen, Brillianz, Stabilität, Lichtechtheit und dergleichen in Kombination mit dem oben beschriebenen Aufzeichnungselement Rechnung tragen.
Die wasserlöslichen Farbstoffe werden im allgemeinen verwendet, indem sie in Wasser oder in einem Lösungsmittel, das aus Wasser und mindestens einem organischen Lösungsmittel zusammengesetzt ist, gelöst werden. Als bevorzugte Lösungsmittelkomponente für diese Farbstoffe kann ein Mischlösungsmittel, das aus Wasser und mindestens einem der verschiedenen wasserlöslichen organischen Lösungsmittel zusammengesetzt ist, verwendet werden. Es ist allerdings bevorzugt, den Gehalt des Wassers in einer Tinte innerhalb eines Bereichs von 20 bis 90 Gew.-%, insbesondere von 60 bis 90 Gew.-%, zu steuern.
Beispiele für die wasserlöslichen organischen Lösungsmittel umfassen Alkylalkohole mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, wie Methylalkohol, Ethylalkohol, n-Propylalkohol, Isopropylalkohol, n-Butylalkohol, sek-Butylalkohol, tert-Butylalkohol und Isobutylalkohol; Amide, wie Dimethylformamid und Dimethylacetamid; Ketone und Ketoalkohole, wie Aceton und Diacetonalkohol; Ether, wie Tetrahydrofuran und Dioxan; Polyalkylenglykole, wie Polyethylenglykol und Polypropylenglykol; Alkylenglykole, deren Alkyleneinheit 2 bis 6 Kohlenstoffatome aufweist, wie Ethylenglykol, Propylenglykol, Hexylenglykol und Diethylenglykol; Thiodiglykol; 1,2,6-Hexantriol; Glycerin; niedrige Alkylether von mehrwertigen Alkoholen, wie Ethylenglykolmethylether, Diethylenglykolmethylether, Diethylenglykolethylether, Triethylenglykolmonoethylether und Triethylenglykolmonoethylether; und dergleichen.
Darunter sind viele wasserlösliche organische Lösungsmittel, die mehrwertigen Alkohole, wie Ethylenglykol und Diethylenglykol, und die niedrigen Alkylether von mehrwertigen Alkoholen, wie Triethylenglykolmonomethylether und Triethylenglykolmonoethylether bevorzugt. Die mehrwertigen Alkohole sind insbesondere bevorzugt, weil sie als Schmiermittel zur Verhinderung der Zusammenballung von Nasen wirken, die durch die Verdampfung von Wasser in einer Tinte und somit durch die Abscheidung eines darin enthaltenen wasserlöslichen Farbstoffs verursacht wird.
Ein Solubilisator kann zu den Tinten hinzugegeben werden. Stickstoffenthaltende heterozyklische Ketone sind typische Solubilisatoren. Seine Aufgabe besteht darin, die Löslichkeit des wasserlöslichen Farbstoffs im Lösungsmittel durch Sprünge und Bindungen zu vergrößern. Beispielsweise werden N-Methyl-2- pyrrolidon und 1,3-Dimethyl-2-imidazolidinon bevorzugt verwendet. Um weiterhin die Eigenschaften der Tinten zu verbessern, können Additive, wie Viskositätmodifikationsmittel, oberflächenaktive Mittel, Oberflächenspannungsmodifiziermittel, pH- Einstellmittel, spezifische Widerstandseinstellmittel und Lagerungsstabilisatoren, verwendet werden.
Ein bevorzugtes Verfahren zur Durchführung der Aufzeichnung durch Auftragen der oben beschriebenen Tinte auf das Aufzeichnungselement ist das Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren. Als solches Verfahren kann jedes System verwendet werden, so lange es effektiv eine Tinte aus einer Düse ausstößt, um die Tinte auf das Aufzeichnungselement aufzutragen. Insbesondere kann ein Tintenstrahlaufzeichnungssystem nach der Beschreibung in der japanischen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungs-Nr. 54-59936 effektiv verwendet werden, bei dem eine Tinte eine schnelle Volumenänderung durch die Wirkung von thermischer Energie, die auf die Tinte ausgeübt wird, erfährt, so daß die Tinte aus einer Düse durch die Kraft, die durch die Änderung dieses Zustands erzeugt wird, ausgestoßen wird.
Die erfindungsgemäße Tintenempfangsschicht, die das Aluminiumoxidhydrat und die säureverarbeitete oder alkaliverarbeitete Gelatine umfaßt, ist bevorzugt, weil sie ein gutes Farbenwiedergabevermögen zeigt. Im allgemeinen wird eine Dispersion aus dem Aluminiumoxidhydrat mit einer organischen Säure, wie einer Monocarbonsäure, nach der Beschreibung in der japanischen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungs-Nr. 4-67985 oder einer anorganischen Säure in einer Menge von im allgemeinen mehreren 10 %, versetzt, um sie in einem guten Dispersionszustand zu halten. Die Dispersion kann einen pH von etwa 2 bis 5 aufweisen, und sie besitzt eine hohe Acidität, die je nach Menge der hinzugegebenen Säure variiert.
Wenn diese Aluminiumoxidhydratdispersion mit einer wäßrigen Lösung eines wasserlöslichen Polymers, das routinemäßig als Bindemittel verwendet wird, wie beispielsweise Polyvinylalkohol, zur Bildung einer Tintenempfangsschicht vermischt wird, und ein Druckvorgang auf der Tintenempfangsschicht mit einer Tinte nach einem Tintenstrahlsystem durchgeführt wird, verändert sich die Tinte durch eine Säure, was die Veränderung der Farbe verursacht. Wenn allerdings die spezifische Gelatine als Bindemittel verwendet wird, wird nur eine geringe Farbänderung verursacht, auch wenn die Azidität der Aluminiumoxidhydratdispersion hoch ist, und ein Druck, der die folgende Beziehung erfüllt:
λ1 - λ2 ≤ 30 nm
worin λ1 das optimale Absorptionsspektrum der Tinte bedeutet und λ2 das maximale Absorptionsspektrum eines Bereichs auf dem Aufzeichnungselement, das mit der Tinte bedruckt ist, darstellt, kann durch Steuern der Arten des Aluminiumoxidhydrats und der Gelatine und deren Mengenanteile erhalten werden. Insbesondere können Veränderungen der Farbe von Magenta- und Cyantinten unterdrückt werden, und ein Druck, der die Beziehung der Formel:
λ1 - λ2 ≤ 10 nm
erfüllt, kann erhalten werden.
Der Grund, warum die Verwendung der oben beschriebenen Gelatine die Veränderung der Farbe nur wenig beeinflußt, ist nicht geklärt. Es kann allerdings angenommen werden, daß die Gelatine viele Carboxylgruppen (H&spplus;-Abgabe) und Aminogruppen (H&spplus;- Aufnahme) besitzt, und daß diese Gruppen dazu dienen, die Azidität in einem System (Tintenempfangsschicht) zu steuern. Wenn der herkömmliche Polyvinylalkohol als Bindemittel verwendet wird, kann die Azidität nicht wie bei der Gelatine gesteuert werden, so daß es zu einer Farbveränderung kommt.
Die Tintenempfangsschicht, die das Aluminiumoxidhydrat und das natürliche Polymer, wie Gelatine oder ein Derivat davon, umfaßt, die für die Durchführung der vorliegenden Erfindung nützlich sind, besitzt einen hohen Oberflächenglanz und ergibt ein glänzendes schönes Bild, weil es keine diffuse Oberfläche aufweist. Wie oben beschrieben, kommt ihr Druck des weiteren einem Photodruck sehr nahe. Ihr Glanz Gs (60) kann nach der Methode gemäß JIS Z 8741 (Einfallswinkel: 60º) bestimmt werden. In der vorliegenden Erfindung betragen der Glanz Gs 1(60) eines nicht-bedruckten Bereichs und der Glanz Gs 2 (60) eines mit Tintenpunkten bedruckten Bereichs in dem Fall, bei dem eine weiße Polyethylenterephthalatfolie oder harzbeschichtetes Papier als Basismaterial verwendet werden, beide vorzugsweise mindestens 40, insbesondere mindestens 45, ganz besonders bevorzugt mindestens 50, obwohl sie je nach Art des Aluminiumoxidhydrats und der Gelatine, Mengenanteil davon und Vermischungs- und Dispersionsmethode der Aluminiumoxidhydratdispersion und Gelatinelösung variieren. Es ist bevorzugt, die Arten des Aluminiumoxidhydrats und der Gelatine, die Mengenanteile davon und die Vermischungs- und Dispersionsmethode der Aluminiumoxidhydratdispersion und Gelatinelösung zur Erlangung dieser Werte einzustellen.
Bei herkömmlichen Aufzeichnungselementen gab es das Problem, daß der Glanz eines bedruckten Bereich im Vergleich mit dem Glanz eines nicht-bedruckten Bereichs beträchtlich verschlechtert ist. In diesem Fall, da der nicht-bedruckte Bereich und der bedruckte Bereich voneinander im Hinblick auf den Glanz beträchtlich unterschiedlich ist, erscheint ein solches Bild beim Anschauen etwas seltsam, so daß die Qualität als schlecht zu bezeichnen ist. In der vorliegenden Erfindung ist allerdings die Verschlechterung des Glanzes auf dem bedruckten Bereich nur gering. Deswegen besteht ein Merkmal der vorliegenden Erfindung darin, daß ein Druck, der die Beziehung Gs1 (60) - Gs 2 (60) ≤ 20 nm, vorzugsweise die Beziehung Gs1 (60) - Gs 2 (60) ≤ 15 nm, insbesondere die Beziehung Gs1 (60) - Gs 2 (60) ≤ 10 nm, erfüllt, zur Verfügung gestellt werden kann, obwohl der Grad der Grenzverschlechterung je nach Arten des Aluminiumoxidhydrats und der Gelatine, Mengenanteilen davon und Vermischungs- und Dispersionsmethode der Dispersion des Aluminiumoxidhydrats und Lösung aus der Gelatine variiert.

BEISPIELE

Die vorliegende Erfindung wird nun nachfolgend im einzelnen anhand der Beispiele beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist allerdings nicht auf diese Beispiele beschränkt.
Die Messungen der verschiedenen Eigenschaften der säureverarbeiteten Gelatine (a1 - f1) und alkaliverarbeiteten Gelatine (a2 - h2), die in den folgenden Beispielen verwendet werden, wurden in der folgenden Weise durchgeführt. Die Ergebnisse sind in den Tabellen 1 und 2 gezeigt.

1) Molekulargewichtsverteilung [gewichtsmittleres Molekulargewicht (Mw), zahlenmittleres Molekulargewicht (Mn)].

Zwei Gramm Gelatine wurden In einen 100 ml-Meßbecher gegeben, zu der eine Elutionslösung (eine gemischte Lösung aus 0,1 M Kaliumdihydrogenphosphat und 0,1 M Natriumdihydrogenphosphat; 1:1) hinzugefügt wurde, wobei die Gelatine voll ausquoll. Danach wurde die Gelatine in der Elutionslösung für etwa 6 Stunden bei etwa 40ºC gelöst.
Die erhaltene Lösung wurde mit einem Elutionsmittel in eine 1/10-Lösung verdünnt, um eine 0,2 %ige Gelatinelösung als Probe herzustellen. Die Probelösung wurde durch einen Membranfilter mit einer Porengröße von 0,45 µm gefiltert. Die Messung wurde dann mittels einer Hochdruck-Flüssigkeitschromatographie durchgeführt. Das verwendete Gerät und die Meßbedingungen sind die folgenden:

Gerät (hergestellt von TOSOH CORP.):

Hauptkörper HLC-8020
Systemregler SC-8010
Spektophometer UV-8010
Automatischer Probennehmer AS-8000
Entgaser SD-8000
Drucker PP-8010

Bedingungen:

Säure GPC-Säure mit einem Vinylalkoholcopolymer (Asahipak GS-620, zwei in Serie; Produkt von Asahi Chemical Industry Co., Ltd.)
Fließrate 1,0 ml/Min
Aufgegebene Menge 100 µl
Nachweismethode Optische Dichte bei 230 nm im Ultraviolett-Bereich.
Die Berechnung des Molekulargewichts der Gelatineprobe wurde mittels eines Verfahrens durchgeführt, bei dem eine Kalibrierungskurve mit Albumin, Ovalbumin, Mitochrom oder dergleichen, deren Molekulargewicht aus deren Retentionszeit und Molekulargewicht bereits bekannt ist, hergestellt wird, und die Retentionszeit der Gelatinelösungsprobe wird auf die Kalibrierungskurve angewendet, um das Molekulargewicht zu berechnen. Diese Methode ist in "Relationship between Molecular Weight Distribution, and Viscosity and Jelly Strength of Gelatin" beschrieben, was ein bekanntes Dokument ist, das anläßlich des March-Meetings von NSG (Nippon Shashin Gakki) am 9. März 1984 veröffentlicht wurde.

2) Geleestärke:

Die Geleestärke wurde durch Messen mittels eines Geleetestgeräts (hergestellt von Stevens Company) bestimmt, wobei ein Gewicht die Oberfläche einer 6(2/3) %igen wäßrigen Gelatinelösung, die auf 10ºC in einer speziellen Geleetasse aus Glas abgekühlt war, um 4 mm mit einem speziellen Kolben herunterdrükken sollte.

3) pH:

Der pH einer 5 %igen wäßrigen Gelatinelösung wurde bei einer Lösungstemperatur von 35ºC mittels eines pH-Meters (HM-40S, hergestellt von Toa Electronics Ltd.), gemessen.

4) Isoionischer Punkt:

Nachdem 100 ml warmes Wasser von 45ºC durch eine Säule (während warmes Wasser von etwa 40ºC in ihre Verkleidung geleitet wurde) gegeben wurde, in der 5 ml eines Kationenaustauscherharzes (IR-120B, Produkt von Amberlite Co.) und 10 ml eines Anionenaustauscherharzes (IRA-401, Produkt von Amberlite Co.) vermischt und gleichmäßig zur Erwärmung der Harze gepackt waren, wurden 100 ml einer 1 %igen wäßrigen Gelatinelösung über die Säule bei einer Rate von 50 ml/h gegeben. Nachdem etwa 25 ml eines Anfangsablaufs aus der Säule entfernt waren, wurden 50 ml des weiteren Ablaufes gesammelt, um seinen pH bei einer Flüssigkeitstemperatur von 35ºC mittels eines pH-Meters (HM-40S), hergestellt von Toa Electronics Ltd.) zu messen, wobei dieser Wert als isoionischer Punkt bestimmt wurde.

5) Zeta-Potential:

Eine 0,1 Gew.-%ige wäßrige Gelatinelösung wurde als Probe verwendet, um das Zeta-Potential mittels eines Zeta-Potentialmeßgeräts (Bi-ZETA plus, hergestellt von Brookheaven Co.) zu messen. Gleichzeitig wurde mit diesem Gerät ihr Teilchendurchmesser gemessen.

6) Quellrate:

Die Quellrate wurde auf folgende Weise bestimmt:
(a) Ein Loch mit einem Durchmesser von etwa 3 cm wird in die Hülle eines 250 cc-Behälters aus Polyethylen gebohrt, und der Behälter wird mit Nylon mit einer Maschenzahl # 400 bedeckt.
(b) Das Gewicht (A) des Polymerbehälters mit dem Netz wird gemessen.
(c) In dem Behälter werden 195 g eines Lösungsmittels (deionisiertes Wasser oder Ethylenglykol) ausgewogen.
(d) Fünf Gramm Gelatine werden ausgewogen.
(e) Die Gelatine wird in den Behälter gegeben und für 24 Stunden bei Raumtemperatur stehengelassen.
(f) eine Glasblase (ein Rechteck von etwa 1 mm x etwa 1 cm) wird in den Behälter an seinem unteren Ende gebohrt.
(g) Der Behälter soll das Lösungsmittel freigeben, und das Gewicht (der Behälter mit dem Netz + gequollene Gelatine, B) wird dann gemessen. Hier wird die Zeit zur Freigabe des Lösungsmittels durch Messen der Zeit, bei dem das Lösungsmittel anfing auszuströmen, bestimmt. (Beispielsweise 30 Sekunden für deionisiertes Wasser und 60 Sekunden für Ethylenglykol).
(h) Die Quellrate wird nach folgender Gleichung berechnet:
Quellrate (%) = {(B - A - 5)/5} x 100.
Die in den folgenden Beispielen verwendeten Aluminiumoxidhydrate sind die folgenden acht Arten Aluminiumoxidhydrate.

A bis D:

Ein Aluminiumalkoxid wurde gemäß dem Verfahren nach dem US- Patent 4,442,271 hergestellt. Das Aluminiumalkoxid wurde dann gemäß dem Verfahren nach dem US-Patent 4,202,870 hydrolysiert, und Teile des erhaltenen Hydrolysats wurden unter den entsprechenden Bedingungen und mit den in Tabelle 3 gezeigten Geräten gealtert, um Kolloidsole von Aluminiumoxid zu erhalten. Diese Kolloidsole wurden bei 75ºC sprühgetrocknet, um die Aluminiumoxidhydrate A - D zu erhalten. Diese Aluminiumoxidhydrate waren nicht kristallin und lagen in Form von flachen Plättchen vor. Die Werte für die physikalischen Eigenschaften der erhaltenen Aluminiumoxidhydrate wurden gemäß den oben beschriebenen Methoden gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt.

E bis H:

Ein Aluminiumalkoxid wurde gemäß dem Verfahren nach dem US- Patent Nr. 4,242,271 hergestellt. Isopropyltitan (Produkt von Kishida Chemical Co, Ltd.) wurde dann in einer Menge vom 5/1000-fachen des Gewichts von Aluminiumalkoxid vermischt. Das erhaltene Aluminiumalkoxid wurde dann gemäß dem Verfahren des US-Patents 4,202,870 hydrolysiert, und Teile des erhaltenen Hydrolysats wurde unter den entsprechenden Bedingungen und mit den in Tabelle 4 gezeigten Geräten hydrolysiert, um Kolloidsole von Titandioxid enthaltendem Aluminiumoxid zu erhalten.
Diese Kolloidsole wurden bei 75ºC sprühgetrocknet, um die Aluminiumoxidhydrate E bis H zu erhalten. Diese Aluminiumoxidhydrate waren nicht kristallin und lagen in Form von flachen Plättchen vor. Die Werte für die physikalischen Eigenschaften der erhaltenen Aluminiumoxidhydrate wurden mit den oben beschriebenen Verfahren gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 gezeigt.

Beispiele 1 bis 45:

Vermischte Dispersionen wurden hergestellt, indem separat die entsprechenden 10 Gew.-%igen Gelatinelösungen (a1 bis f1) in deionisiertem Wasser, wie in Tabelle 5 gezeigt, und die entsprechenden 15 %igen Dispersionen der Aluminiumoxidhydrate (A bis H) in deionisiertem Wasser, wie in Tabelle 5 gezeigt, ausgewogen wurden, um die entsprechenden Gewichtsverhältnisse, ausgedrückt als Feststoffe (P/B-Verhältnis Gewicht von festem Aluminumoxidhydrat/Gewicht von fester Gelatine), wie in Tabelle 5 gezeigt, einzustellen und die entsprechenden Lösungen und Dispersionen miteinander für 30 Minuten bei 8.000 Upm mit einem Dispergiergerät (T.K. Homomixer vom M-Typ, hergestellt von Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.) unter Rühren zu vermischen. Jede der erhaltenen Dispersionen wurde mit einem Gleittrichtersystem auf eine Seite eines harzbeschichteten Papiergewebes (Produkt von Oji Paper Co., Ltd., Dicke: 238 µm, Basisgewicht: 249,8 g/m², Helligkeit bei Gesamtlicht: 91,58; RC), einer weißen Polyesterfolie (Lumiror X-21, Produkt von Toray Industries, Inc., Dicke: 100 µm; WP) oder einer transparenten Polyesterfolie (Lumiror T, Produkt von Toray Industries, Inc., Dicke: 100 µm; TP) zur Bildung einer Tintenempfangsschicht mit einer Dicke von 30 µm aufgetragen,, wobei ein Aufzeichnungselement entstand. Die physikalischen Eigenschaften der gemischten Dispersionen und der erhaltenen Tintenempfangsschichten wurden gemäß den oben beschriebenen Methoden gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 5 gezeigt.

Bewertung und Meßmethoden der physikalischen Eigenschaften der Dispersion:

1) Dispersionszustand:

Der Dispersionszustand wurde visuell bewertet. Er wurde mit AA bewertet, wo keine Gelierung oder Ablagerung von unlöslichen Bestandteilen auftrat, so daß der Dispersionszustand demzufolge gut war, A wurde vergeben, wo der Disprsionszustand gut war, aber die Viskosität etwas erhöht war, oder es wurde C vergeben, wo Gelierung oder Ablagerung von unlöslichen Bestandteilen auftrat, was dazu führte, daß keine Dispersion vorhanden war.

2) TI-Wert:

Ein Brookfield-Viskosimeter (Viskosimeter, hergestellt von TOKIMEC Co.) wurde zur Bestimmung des TI-Wertes in der obigen Weise gemäß der folgenden Gleichung verwendet:
TI-Wert Viskosität beim 6 Upm/Viskosität bei 60 Upm
Rotor: Nr. 1, Meßtemperatur: 25ºC.

3) Verfestigungsvermögen, Viskositätsverhältnis

Die Temperatur der Dispersion wurde bei einer Rate von 1ºC/Min von 50ºC vermindert, um ihre Viskosität bei Temperaturen bis zu 10ºC mittels des gleichen oben beschriebenen Brookfield- Viskosimeters, eines Adapters für die niedrige Viskosität und eines Rotors Nr. 3 (Anzahl der Umdrehungen: 3 rpm) zu messen. Die Verhältnisse der Viskosität bei 20ºC zur Viskosität bei 30ºC, der Viskosität bei 15ºC zur Viskosität bei 30ºC und der Viskosität bei 15ºC zur Viskosität bei 20ºC wurden entsprechend bestimmt.

4) pH der Dispersion:

Der pH der gemischten Dispersion des Aluminiumoxidhydrats und der säureverarbeiteten Gelatine in Wasser wurde bei einer Dispersionstemperatur von 25ºC mit dem gleichen pH-Meter (HM-40 S, hergestellt von Toa Electronic Ltd.) wie demjenigen, der bei der Messung der Gelatine verwendet wurde, gemessen.

Bewertung und Meßmethoden der physikalischen Eigenschaften der Tintenempfangsschicht:

1) Zustand der Tintenempfangsschicht:

Der Beschichtungszustand wurde visuell bewertet. Er wurde mit A eingestuft, wenn eine glatte Oberfläche gebildet wurde, wobei dann der Beschichtungszustand gut war, oder es wurde C vergeben, wenn die Oberfläche Mängel, wie die Bildung einer rauhen Oberfläche oder Abscheidung von unlöslichen Bestandteilen, zeigte.

2) pH des Elements:

Die Messung wurde mit dem gleichen pH-Meter wie bei der Messung der Dispersionen gemäß der Methode (Kaltwasserextraktionsmethode) nach JIS P 8133 durchgeführt.

3) Drucken:

Unter Verwendung eines Tintenstrahldruckers, der mit vier Aufzeichnungsköpfen für die gelbe, magenta, cyan und schwarze Tinte augerüstet war, wobei jeder Kopf 128 Düsen in einem Verhältnis von 16 Düsen pro mm aufwies, wurde eine Tintenstrahlaufzeichnung mit Tinten der folgenden Zusammensetzungen durchgeführt, wobei das Aufzeichnungselement im Hinblick auf das Tintentrocknungsvermögen (Absorption), optische Dichte des Bildes, Ausbluten, Perlenstrangbildung, Glanz und Veränderung im maximalen Absorptionsspektrum bewertet wurde.

(a) Tintentrocknungsvermögen:

Nachdem ein Einzelfarben- oder Mehrfarbentrockendrucken mit den gelben, magenta, cyan und schwarzen Tinten der folgenden Tintenzusammensetzung 1 durchgeführt wurde, wurde der aufgezeichnete Bereich jedes Aufzeichnungselement mit dem Finger berührt, um festzustellen, ob die Tinten auf der Oberfläche des Aufzeichnungselements getrocknet waren. Die Menge der Tinte im Einzelfarbendruck wurde als 100 % bestimmt. Das Tintentrocknungsvermögen wurde mit AA bewertet, wo keine der Tinten am Finger in einer Tintenmenge von 300 % haftete, A wurde vergeben, wo keine der Tinten am Finger in einer Tintenmenge von 200 % haftete, oder es wurde B vergeben, wo keine der Tinten am Finger in einer Tintenmenge von 100 % haftete.

(b) Optische Dichte:

Ein Festoffdrucken wurde separat mit den gelben, magenta, cyan und schwarzen Tinten der folgenden Tintenzusammensetzung 1 durchgeführt. Die optische Dichte jedes der hergestellten Bilder wurde mittels eines Macbeth-Reflexionsdensitometers RD-918 bestimmt. (In jedem Beispiel war die optische Dichte des mit der Magentatinte hergestellten Bildes der vier Tinten am niedrigsten).

(C) Ausbluten und Perlenstrangbildung:

Nachdem ein Einzelfarben- oder Nehrfarbenfeststoffdrucken mit den gelben, magenta, cyan und schwarzen Tinten der folgenden Tintenzusammensetzung 1 durchgeführt wurde, wurden die Aufzeichnungselemente bewertet, ob ein Ausbluten auf ihren Oberflächen auftrat. Außerdem wurde ein Einzelfarben- oder Mehrfarbenfeststoffdrucken mit den jeweiligen gelben, magenta, cyan und schwarzen Tinten der folgenden zwei Tintenzusammensetzungen durchgeführt, um die Aufzeichnungselemente visuell zu bewerten, ob eine Perlenstrangbildung auftrat. Die Menge an Tinte im Einzelfarbendrucken wurde mit 100 % bestimmt. Die Beständigkeit gegenüber Ausbluten oder die Beständigkeit gegenüber Perlenstrangbildung der Aufzeichnungselemente wurde mit AA bewertet, wenn ein Ausbluten oder Perlenstrangbildung nicht in einer Tintenmenge von 300 % auftrat, A wurde vergeben, wenn ein Ausbluten oder Perlenstrangbildung nicht in einer Tintenmenge von 200 % auftrat oder es wurde B vergeben, wenn ein Ausbluten oder eine Perlenstrangbildung nicht in einer Tintenmenge von 100 % auftrat.

Tintenzusammensetzung 1

Farbstoff 5 Teile
Ethylenglykol 10 Teile
Polyethylenglykol 10 Teile
Wasser 75 Teile.

Tintenzusammensetzung 2

Farbstoff 5 Teile
Glyzerin 15 Teile
Polyethylenglykol 20 Teile
Wasser 70 Teile.

Farbstoff in der Tinte

gelb (Y): C.I. Direktgelb 86
magenta (M): C.I. saures Rot 35
cyan (C): C.I. Direktblau 199
scsharz (Bk): C.I. Lebensmittelschwarz 2.

(d) Glanz:

Der Glanz wurde auf einem weißen Bereich (nicht-bedruckter Bereich) und einem schwarzen Bereich (bedruckter Bereich) mit Bk 100 % + C 50 % + M 50 % + Y 50 %) mit einem Glanzmeßgerät (Glosschecker IG-320, hergestellt von Horiba Ltd.) gemessen.

(e) Variation im maximalen Absorptionsspektrum:

Die maximalen Absorptionsspektren λ1 der jeweiligen Tinten der Zusammensetzung 1 und die maximalen Absorptionsspektren λ2 der gedruckten Bereiche auf jedem Aufzeichnungselement, das mit den jeweiligen Tinten bedruckt war, wurden mittels eines Spektrophotometers (Hitachi Autographic Spectrometer U-3410, hergestellt von Hitachi Ltd.) gemessen, wobei die absoluten Werte der Variationen (cyan: ΔλC, magenta: ΔλM) in den maximalen Absorptionsspektren der jeweiligen Farben bestimmt wurden.

Referenzbeispiel 1:

Ein Aufzeichnungselement wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme, daß eine 10 Gew.-%ige Lösung von Polyvinylalkohol (Gohsenol NH18, Produkt von The Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd.) in deionisiertem Wasser und eine 15 Gew.-%ige Dispersion aus Aluminiumoxidhydrat (A) in deionisiertem Wasser ausgewogen wurden, wobei sich ein P/B-Verhältnis von 10 : 1 ergab.
Es wurde ein Druck mit den Tinten der Zusammensetzung 1 auf dem in dieser Weise erhaltenen Aufzeichnungselement durchgeführt. Im Ergebnis wurde eine Farbveränderung auch mit bloßem Auge erkannt. Veränderungen bei den maximalen Absorptionsspektren wurden bestimmt und sie ergaben 41 nm für ΔλC und 22 nm für ΔλM.

Referenzbeispiel 2:

Eine Dispersion und ein Aufzeichnungselement wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme, daß keine Gelatine verwendet wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 5 gezeigt.

Vergleichsbeispiel 1:

Ein Hochglanzpapiergewebe (Mirrorcoat, Produkt von Kanzaki Seishi K.K.) wurde zur Messung des Glanzes verwendet. Im Ergebnis betrug der Glanz 59,9 im weißen Bereich oder 37,2 im schwarzen Bereich. Der Glanz im bedruckten Bereich wurde um mehr als 20 vermindert, so daß die Bildqualität schlecht wurde.

Beispiele 46 bis 57:

Die in Tabelle 6 gezeigten Erdalkalimetallionen wurden separat in verschiedenen Mengen zu der gleichen säureverarbeiteten Gelatine wie in Beispiel 1 gegeben, um die Gelatine in deionisiertem Wasser zu quellen und zu lösen, wobei 20 Gew.-%ige Lösungen hergestellt wurden. Jede dieser Lösungen wurde mit einer 20 Gew.-%igen Dispersion des gleichen Aluminiumoxidhydrats wie in Beispiel 1 vermischt, wobei sich ein PB-Verhältnis von 10/1 ergab. Die erhaltenen Mischungen wurde seprarat mit einem Dispergiergerät (T.K. Homomixer vom Typ M, hergestellt von Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.) gerührt, wobei vermischte Dispersionen hergestellt wurden. Jede dieser erhaltenen Dispersionen wurde mit einem Drahtstab auf eine Seite eines harzbeschichteten Papiergewebes aufgetragen, wobei ein Aufzeichnungselement entstand. Die physikalischen Eigenschaften der gemischten Dispersionen und die in dieser Weise hergestellten Aufzeichnungselemente sind in Tabelle 6 gezeigt.
Hier hatte die Dispersion, die kein Erdalkalimetallion enthielt, eine Viskosität von 220 cP und einen Glanz von 63,0.

Beispiele 58 bis 100:

Gemischte Dispersionen wurden hergestellt, indem 10 Gew.-%ige Gelatinelösungen (a2 - h2) in deionisiertem Wasser, wie in Tabelle 7 gezeigt, und 15 Gew.-%ige Dispersionen aus Aluminiumoxidhydraten (A - H) in deionisiertem Wasser, wie in Tabelle 7 gezeigt, separat ausgewoben wurden, wobei sich ihre entsprechenden PB-Verhältnisse, wie in Tabelle 7 gezeigt, ergaben und die jeweiligen Lösungen und Dispersionen miteinander für 30 Minuten bei 8.000 Upm mit einem Dispergiergerät (T.K. Homomixer vom Typ M, hergestellt von Tokushu Kiki Kogyo Co., Ltd.) unter Rühren vermischt wurden.
Jede der erhaltenen Dispersionen wurde nach dem Gleittrichtersystem auf eine Seite eines harzbeschichteten Papiergewebes (Produkt von Oji Paper Co., Ltd., Dicke: 238 µm, Basisgewicht: 249,8 g/m², Helligkeit bei Gesamtlicht: 91,58, Rc), einer weißen Polyesterfolie (Lumiror X-21, Handelsname: Produkt von Toray Industries, Inc., Dicke: 100 µm; WP) oder einer transparenten Polyesterfolie (Lumiror T, Handelsname, Produkt von Toray Industries, Inc., Dicke: 100 µm; TP) unter Bildung einer Tintenempfangsschicht mit einer Dicke von 30 µm zur Bildung eines Aufzeichnungselements aufgetragen. Die physikalischen Eigenschaften der gemischten Dispersionen und der erhaltenen Tintenempfangsschichten wurden in der gleichen Weise wie in den Beispielen 1 bis 45 gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 7 gezeigt. Tabelle 1 Tabelle 2 Tabelle 3 Tabelle 4 Tabelle 5 Tabelle 5 (Forts.) Tabelle 5 (Forts.) Tabelle 6 Tabelle 7 Tabelle 7 (Forts.) Tabelle 7 (Forts.)
Die vorliegende Erfindung hat die folgenden Wirkungen:
1) Die Verwendung der säureverarbeiteten oder alkaliverarbeiteten Gelatine als Bindemittel nutzt die Sol-Gel- Umwandlungsfähigkeit (Verfestigungsvermögen) der Gelatine, was die stabile Bildung einer Tintenempfangsschicht mit zufriedenstellender Dicke und guter Produktivität ermöglicht. Demzufolge können Bilder mit ausreichender Auflösung und guter Qualität erhalten werden.
2) Die Verwendung der säureverarbeiteten oder alkaliverarbeiten Gelatine als Bindemittel ermöglicht die Herstellung eines Aufzeichnungseelements mit einer Tintenempfangsschicht, bei der keine Farbveränderungen aufgrund der Pufferwirkung der Gelatine verursacht werden, auch wenn ein Aluminiumoxidhydrat hoher Azidität verwendet wird, was zu einer guten Farbwiedergabe führt.
3) Eine moderate Thixotropie, die durch eine Dispersion, die durch Vermischen und Dispergieren des spezifischen Aluminiumoxidhydrats und der säureverarbeiteten oder alkaliverarbeiten Gelatine erhalten wird, auftritt, dient in wirkungsvoller Weise dazu, eine Tintenempfangsschicht mit zufriedenstellender Dicke zu bilden.
4) Ein Aufzeichnungselement mit einer Tintenempfangsschicht mit hohem Glanz kann hergestellt werden. Insbesondere, wenn ein harzbeschichtetes Papier als Basismaterial verwendet wird, kann ein Aufzeichnungselement als Aufzeichnungselement mit dem gleichen Glanz, Griff und Textur wie ein üblicher Photodruck hergestellt werden. Außerdem ist mit dem Aufzeichnungselement der Glanz des bedruckten Bereichs so stark wie der des nicht-gedruckten Bereichs, so daß Bilder mit hoher Qualität hergestellt werden können.
5) Das Farbadsorptionsvermögen und die Dispersionsfähigkeit kann verbessert werden, indem Titandioxid im Aluminiumoxidhydrat enthalten ist. Da die Viskosität der Dispersion niedrig gehalten werden kann, auch wenn die Feststoffkonzentration der Dispersion hoch ist, kann die Dicke der Tintenempfangsschicht vergrößert werden. Weil des weiteren die Adsorption und Fixierung einer Tinte während des Druckens verbessert werden kann, können Veränderungen, die mit der Zeit auftreten, verhindert werden.
6) Da Titandioxid farblos ist, ist die Tintenempfangsschicht nicht gefärbt, auch wenn es hinzugegeben ist.
7) Wenn das Aluminiumoxidhydrat in Form von flachen Plättchen verwendet wird, können die Räume zwischen den Teilchen aufgeweitet werden, wenn die dichteste Packung eingenommen wird. Demzufolge kann ein Element mit Poren erhalten werden, die beträchtlich groß in der Porenradiusverteilung sind. Einzelne Farbstoffe und Lösungsmittelkomponenten und Tinten werden an die Poren mit einem spezifischen Radius selektiv adsorbiert. Demzufolgen, wenn ein Element mit breiter Porenradiusverteilung verwendet wird, kann ein Druck durch die Tintenzusammensetzung kaum beeinflußt werden. Demzufolge wird die Selektivität hinsichtlich der Tintenzusammensetzung größer.
8) Da die einzelnen Pigmente oder Tintenempfangsschichten mindestens 2 Peaks in der Porenradiusverteilung aufweisen, kann die Funktion der Poren geteilt werden. Da ein Farbstoff in einer Tinte effektiv an die Poren mit relativ kleinem Radius adsorbiert ist, können Bilder mit guter Auflösung und ausreichender optischer Dichtung hergestellt werden. Da eine Lösungsmittelkomponente in der Tinte schnell in den Poren mit relativ großem Radius absorbiert wird, können Bilder ohne Perlenstrangbildung, Ausbluten und Auslaufen der Tinte mit guter Auflösung hergestellt werden.
9) Da die Aufzeichnungselemente keine Hysterese aufweisen, wird die Lösungsmittelkomponente in der Tinte ohne weiteres desorbiert. Demzufolge ist das Tintentrocknungsvermögen des Elements verbessert, so daß ein Ausbluten und Ablagern verhindert werden kann.
10) Da das Aluminiumoxidhydrat ein gutes Dispersionsvermögen aufweist, kann die Viskosität einer Dispersion niedrig gehalten werden, auch wenn die Feststoffkonzentration der Dispersion hoch ist.
11) Da das Aluminiumoxidhydrat ein gutes Dispersionsvermögen auch im neutralen Bereich von pH 7 aufweist, kann die Menge an Säure, die zur Dispersion hinzugegeben wird, vermindert werden.
12) Wenn ein Erdalkalimetallion in einer spezifischen Menge in einer Dispersion, die das säureverarbeitete Gelatine enthält, vorhanden ist, kann die Viskosität der Dispersion niedrig gehalten werden, auch wenn die Feststoff konzentration der Dispersion hoch ist. Außerdem besitzt ein Aufzeichnungselement, das unter Verwendung dieser Dispersion hergestellt ist, einen starken Oberflächenglanz.

Claims

1. Aufzeichnungselement, das ein Basismaterial und eine darauf ausgebildete Tintenempfangsschicht umfaßt, die ein Aluminiumoxidhydrat und säureverarbeitete Gelatine mit einem gewichtsmittleren Molekulargewicht von 20.000 bis 200.000, gemessen nach der PAGI-Methode, enthält.

2. Aufzeichnungselement nach Anspruch 1, worin die Geleestärke der Gelatine innerhalb eines Bereichs von 1 bis 400, gemessen nach der PAGI-Methode, liegt.

3. Aufzeichnungselement nach Anspruch 1, worin der pH-Wert der Gelatine innerhalb eines Bereichs von 9,0 bis 5,5, gemessen nach der PAGI- Methode, liegt.

4. Aufzeichnungselement nach Anspruch 1, worin der isoionische Punkt der Gelatine innerhalb eines Bereichs von 9,5 bis 5,5, gemessen nach der PAGI-Methode, liegt.

5. Aufzeichnungselement nach Anspruch 1, worin der pH-Wert und der isoionische Punkt der Gelatine innerhalb von Bereichen von 9,0 bis 5,5 und von 9,5 bis 5,5, gemessen nach der PAGI-Methode, liegen.

6. Aufzeichnungselement nach Anspruch 5, worin der pH-Wert und der isoionische Punkt der Gelatine folgende Beziehung erfüllen:

(pH-Wert - 0,1) ≤ isoionischer Punkt.

7. Aufzeichnungselement nach Anspruch 1, worin das Zeta-Potential der Gelatine mindestens -15 mV, gemessen in Form einer 0,1 Zigen wäßrigen Lösung, beträgt.

8. Aufzeichnungselement, das ein Basismaterial und eine darauf ausgebildete Tintenempfangsschicht umfaßt, die ein Aluminiumoxidhydrat und alkaliverarbeitete Gelatine mit einem gewichtsmittleren Molekulargewicht von 5.000 bis 100.000, gemessen nach der PAGI-Methode, enthält.

9. Aufzeichnungselement nach Anspruch 8, worin die Geleestärke der Gelatine innerhalb eines Bereichs von 1 bis 300, gemessen nach der PAGI-Methode, liegt.

10. Aufzeichnungselement nach Anspruch 8, worin der pH-Wert der Gelatine innerhalb eines Bereichs von 4,5 bis 7,0, gemessen nach der PAGI- Methode, liegt.

11. Aufzeichnungselement nach Anspruch 8, worin der isoionische Punkt der Gelatine innerhalb eines Bereichs von 4,1 bis 6,0, gemessen nach der PAGI-Methode, liegt.

12. Aufzeichnungselement nach Anspruch 8, worin der pH-Wert und der isoionische Punkt der Gelatine innerhalb von Bereichen von 4,5 bis 7,0 und von 4,1 bis 6,0, gemessen nach der PAGI-Methode, liegen.

13. Aufzeichnungselement nach Anspruch 12, worin der pH-Wert und der isoionische Punkt der Gelatine folgende Beziehung erfüllen:

(pH-Wert - 0,1) ≤ isoionischer Punkt.

14. Aufzeichnungselement nach Anspruch 8, worin das Zeta-Potential der Gelatine höchstens 0 mV, gemessen in Form einer 0,1 %igen wäßrigen Lösung, beträgt.

15. Aufzeichnungselement nach Anspruch 1 oder 8, worin die Quellrate der Gelatine in Wasser mindestens 500 % beträgt.

16. Aufzeichnungselement nach Anspruch 1 oder 8, worin die Quellrate der Gelatine in Ethylenglykol mindestens 300 % beträgt.

17. Aufzeichnungselement nach Anspruch 1 oder 8, worin das Aluminiumoxidhydrat Titanoxid in einer Menge von 0,01 bis 1,00 Gew.-% enthält.

18. Aufzeichnungselement nach Anspruch 1 oder 8, worin das Aluminiumoxidhydrat in Form einer Nadel mit einem Längenverhältnis von nicht höher als 3 vorliegt und in einer Richtung so orientiert ist, daß sich ein Aggregat, wie ein Bundel, bildet.

19. Aufzeichnungselement nach Anspruch 1 oder 8, worin das Aluminiumoxidhydrat in Form eines flachen Plättchens mit einem durchschnittlichen Längenverhältnis von 3 bis 10 vorliegt.

20. Aufzeichnungselement nach Anspruch 1 oder 8, worin das Aluminiumoxidhydrat nicht kristallin ist.

21. Aufzeichnungselement nach Anspruch 1 oder 8, worin das Aluminiumoxidhydrat eine spezifische Oberfläche nach BET innerhalb eines Bereichs von 70 bis 300 m²/g aufweist.

22. Aufzeichnungselement nach Anspruch 1 oder 8, worin das Gewichtsverhältnis, ausgedrückt als Feststoffkonzentration des Aluminiumoxidhydrats zur Gelatine, innerhalb eines Bereichs von 1 : 1 bis 30 : 1 beträgt.

23. Aufzeichnungselement nach Anspruch 1, worin die Tintenempfangsschicht ein Erdalkalimetallion in einer Menge von 100 bis 3.000 ppm, bezogen auf Gelatine, enthält.

24. Dispersion, erhältlich durch Dispergieren eines Aluminiumoxidhydrats und säureverarbeiteter Gelatine in Wasser, worin die Dispersion einen Thixotropieindex (TI) von 1,1 bis 5,0 aufweist.

25. Dispersion, erhältlich durch Dispergieren eines Aluminiumoxidhydrats und alkaliverarbeiteter Gelatine in Wasser, worin die Dispersion einen Thixotropieindex (TI) von 1,1 bis 5,0 aufweist.

26. Dispersion nach Anspruch 24 oder 25, worin die Dispersion ein Verhältnis der Viskosität bei 20ºC zur Viskosität bei 30ºC innerhalb eines Bereichs von 1 bis 300 aufweist.

27. Dispersion nach Anspruch 24 oder 25, worin die Dispersion ein Verhältnis der Viskosität bei 15ºC zur Viskosität bei 30ºC innerhalb eines Bereichs von 2 bis 1.000 aufweist.

28. Dispersion nach Anspruch 24 oder 25, worin die Dispersion ein Verhältnis der Viskosität bei 15ºC zur Viskosität bei 20ºC innerhalb eines Bereichs von 1,5 bis 10 aufweist.

29. Dispersion nach Anspruch 24 oder 25, worin der Gehalt an Gelatine mindestens 0,7 %, ausgedrückt als Feststoffkonzentration, beträgt.

30. Dispersion, die ein Aluminiumoxidhydrat, säureverarbeitete Gelatine und ein Erdalkalimetalion in einer Menge von 100 bis 3.000 ppm, bezogen auf die säureverarbeitete Gelatine, enthält.

31. Verfahren zur Herstellung eines Aufzeichnungselements, bei dem die Dispersion nach Anspruch 24, 25 oder 30 auf ein Basismaterial mittels eines Systems, gewählt aus Schleifauftrag, Extrusion, Gleittrichterverfahren und Florstreichverfahren, aufgetragen wird.

32. Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren, bei dem winzige Tröpfchen einer Tinte aus einer Öffnung ausgestoßen werden, um zur Durchführung des Druckens die Tröpfchen auf ein Aufzeichnungselement aufzutragen, wobei das Aufzeichnungselement nach Anspruch 1 oder 8 als Aufzeichnungselement verwendet wird.

33. Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren nach Anspruch 32, worin die winzigen Tintentröpfechen durch Anwendung thermischer Energie auf die Tinte gebildet werden.

34. Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren, bei dem zur Durchführung des Druckens winzige Tintentröpfchen aus einer Öffnung ausgestoßen werden, wobei das Verfahren folgende Beziehung erfüllt:

λ1 - λ2 ≤ 30 nm

worin λ1 die maximale Absorptionswellenlänge der Tinte bedeutet und λ2 die maximale Absorptionswellenlänge eines Bereiches, der mit der Tinte auf einem Aufzeichnungselement, das ein Basismaterial und eine darauf ausgebildete Tintenempfangsschicht umfaßt, die ein Aluminiumoxidhydrat und säureverarbeitete Gelatine oder alkaliverarbeitete Gelatine enthält, bedruckt ist, darstellt.

35. Druck, erhältlich durch Durchführen des Druckes mit Tintenpunkten auf einem Aufzeichnungselement, das ein Basismaterial und eine darauf ausgebildete Tintenempfangsschicht umfaßt, die ein Aluminiumoxidhydrat und säureverarbeitete Gelatine oder alkaliverarbeitete Gelatine enthält, wobei der Glanz Gs1 (60) eines nicht-bedruckten Bereichs und der Glanz Gs2 (60) eines bedruckten Bereichs beide mindestens 40, gemessen nach JIS Z 8741, betragen.

36. Druck, erhältlich durch Durchführen eines Drucks mit Tintenpunkten auf einem Aufzeichnungselement, das ein Basismaterial und eine darauf ausgebildete Tintenempfangsschicht umfaßt, die ein Aluminiumumoxidhydrat und säureverarbeitete Gelatine oder alkaliverarbeitete Gelatine enthält, worin der Druck folgende Beziehung erfüllt:

Gs1 (60) - Gs2 (60) ≤ 20

worin Gs1 (60) und Gs2 (60) den Glanz eines nicht-bedruckten Bereiches und den Glanz eines bedruckten Bereichs, gemessen nach JIS Z 8741, bedeuten.