DE60201152T2

DE60201152T2 - Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial und Verfahren zur Herstellung

Info

Publication number: DE60201152T2
Application number: DE60201152T
Authority: DE
Inventors: Masahiro Ichihara-shi Inoue; Hirokazu 1-chome Wakabayashi
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Paper Mills Ltd
Priority date: 2001-06-15
Filing date: 2002-06-12
Publication date: 2005-11-24
Anticipated expiration: 2022-06-13
Also published as: JP2002370444A; ATE275481T1; EP1266765B1; EP1266765A1; DE60201152D1; US6824843B2; US20030049420A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Aufzeichnungsmedium mit hoher Qualität, bei dem ein wasserundurchlässiges Substrat verwendet wird, das eine hervorragende Farbreproduzierbarkeit und Schärfe und insbesondere eine niedrige psychometrische Helligkeit an einem schwarz gedruckten Teil aufweist, sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.
Als Aufzeichnungsmedium zur Verwendung für eine Tintenstrahlaufzeichnung wurde ein Tintenstrahlaufzeichnungsmedium mit verschiedenen Eigenschaften wie z. B. Fixiereigenschaften einer Tinte für ein Tintenstrahlaufzeichnen, Absorptionsvermögen, Druckdichte, Rundheit von Punkten, Schärfe in der Umgebung von Punkten, Glanz, Weißheitsgrad, Wasserbeständigkeit und Lichtbeständigkeit entwickelt. Für ein solches Tintenstrahlaufzeichnungsmedium, insbesondere für ein Tintenstrahlaufzeichnungsmedium mit Photoqualität, sind jedoch Eigenschaften der Aufzeichnungsfläche ein Hochglanz, ein Glanz und eine Glätte, die denjenigen einer Photographie ähnlich sind, eine hohe Druckdichte, hervorragende Fixiereigenschaften und ein hervorragendes Absorptionsvermögen einer Tinte für eine Tintenstrahlaufzeichnung erforderlich.
In einem Fall, bei dem eine erste poröse Schicht auf einem wasserundurchlässigen Substrat und ferner eine zweite Schicht darauf ausgebildet ist, würde jedoch dann, wenn die Menge eines Lösungsmittels in einer Beschichtungsflüssigkeit zur Bildung der zweiten porösen Schicht größer als das Absorptionsvermögen der ersten porösen Schicht ist, aufgrund von Blasen von der porösen Schicht keine einheitliche Oberfläche gebildet werden. Wenn ferner die Menge eines Lösungsmittels in einer Beschichtungsflüssigkeit für die Bildung der zweiten porösen Schicht sehr viel kleiner ist als das Absorptionsvermögen der ersten porösen Schicht, nimmt die Feststoffgehaltkonzentration in der Beschichtungsflüssigkeit für die Bildung der zweiten porösen Schicht aufgrund des Wasserabsorptionsvermögens der ersten porösen Schicht rasch zu, wodurch keine glatte beschichtete Oberfläche oder keine einheitlich beschichtete Oberfläche gebildet werden kann.
Die US-PS 5,576,088 beschreibt ein Tintenstrahlaufzeichnungsblatt, das einen Träger, mindestens eine Tinten-empfangende Schicht in einer Menge von mindestens 1 g/m², die auf dem Träger ausgebildet ist, und eine Glanz-bereitstellende Schicht umfasst, die auf der Tinten-empfangenden Schicht bereitgestellt ist, wobei die Tinten-empfangende Schicht im Wesentlichen aus einem Pigment und einem Bindemittel besteht und die Glanz-bereitstellende Schicht im Wesentlichen aus einem Pigment und einem synthetischen Polymer als Bindemit tel besteht, das aus einem Latex gebildet worden ist, und eine glänzende Oberfläche mit einem 75°-Spiegelglanz von mindestens 25% gemäß JIS-Z8741 aufweist, wobei mindestens 70 Gewichtsteile in 100 Gewichtsteilen des Pigments in der Glanz-bereitstellenden Schicht aus kolloidalen Teilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von höchstens 300 nm aufgebaut sind. Die US-PS 4,460,637 beschreibt ein Tintenstrahlaufzeichnungsblatt, das einen Träger und eine oder mehrere darauf angeordnete Tinten-empfangende Schichten aufweist, wobei anorganische Pigmente wie z. B. Aluminiumsilikat, Aluminiumhydroxid, Calciumsilikat, Magnesiumsilikat und Aluminiumoxid eine oberste Schicht bilden. Die EP 1 048 479 A2 beschreibt ein glänzendes Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial, auf dem Tintenbilder mit einer hohen Farbdichte aufgezeichnet werden können und das eine mehrschichtige Tintenfixierschicht umfasst, die auf einem Substratmaterial ausgebildet und aus einer äußeren Tintenfixierschicht und einer oder mehreren Tintenfixierzwischenschicht(e)n zusammengesetzt ist, die übereinander angeordnet sind, wobei jede ein Bindemittel und ein Pigment umfasst, das aus der Gruppe bestehend aus Siliciumdioxid, Alumosilikat, Aluminiumoxid und Zeolith ausgewählt ist, wobei das Pigment in jeder Tintenfixierschicht in Form feiner Sekundärteilchen mit einer durchschnittlichen Sekundärteilchengröße von 1 μm oder weniger vorliegt und jedes Sekundärteilchen aus einer Mehrzahl von miteinander agglomerierten Primärteilchen zusammengesetzt ist, und die äußere Tintenfixierschicht durch ein Gießbeschichtungsverfahren unter Verwendung einer Glanzgießoberfläche ausgebildet wird. Die EP 1 016 542 A1 beschreibt ein Aufzeichnungsmedium für das Tintenstrahldrucken, das eine Basismaterialschicht wie z. B. ein Papier- oder Kunststoffblatt, eine poröse untere Schicht, die auf der Basismaterialschicht ausgebildet ist, und eine poröse obere Schicht umfasst, die auf der porösen unteren Schicht ausgebildet ist. Die poröse untere Schicht enthält hydratisiertes Aluminiumoxid, das eine Boehmitstruktur aufweist. Die poröse obere Schicht umfasst vorwiegend Agglomerate und kugelförmige Siliciumdioxidteilchen mit Teilchendurchmessern im Bereich zwischen 1 und 100 nm und ein Bindemittel und enthält Hohlräume, die vorwiegend zwischen den Agglomeraten vorliegen. Die kugelförmigen Siliciumdioxidteilchen werden aus einer wässrigen Dispersionslösung hergestellt, die kugelförmiges kolloidales Siliciumdioxid enthält.
Dabei ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Tintenstrahlaufzeichnungsmedium mit hoher Qualität mit einer kontrollierten Oberfläche der zweiten porösen Schicht, die einen Hochglanz, einen Glanz und eine Glätte, die denjenigen einer Photographie ähnlich sind, eine hohe Druckdichte, sehr gute Fixiereigenschaften und ein sehr gutes Absorptionsvermögen für eine Tinte für eine Tintenstrahlaufzeichnung, sowie eine besonders hervorragende Farbreproduzierbarkeit und Schärfe aufweist, sowie ein Verfahren zu deren Herstellung bereitzustellen.
Gemäß eines ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung wird ein Tintenstrahlaufzeichnungsmedium bereitgestellt, umfassend ein wasserundurchlässiges Substrat, eine erste poröse Schicht, die auf dem Substrat gebildet ist, und eine zweite poröse Schicht, die auf der ersten porösen Schicht gebildet ist, wobei die psychometrische Helligkeit (L*) in dem L*a*b*-Farbsystem nach JIS-Z8729 an einem mit einer schwarzen Farbstofftinte gedruckten schwarzen, festen Teil höchstens 5,0, gemessen durch das Verfahren nach JIS-Z8722, beträgt, wobei die zweite poröse Schicht Siliciumdioxid/Aluminiumoxid-Verbundstoffteilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 30 bis 300 nm und ein Bindemittel enthält, und wobei das Gewichtsverhältnis von Bindemittelharz und anorganischen Pigmentfeinteilchen in der ersten bzw. in der zweiten porösen Schicht (Bindemittelharz) : (anorganische Pigmentfeinteilchen) = 3 : 100 bis 20 : 100 beträgt.
Gemäß eines zweiten Aspekts der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahlaufzeichnungsmediums bereitgestellt, umfassend das Beschichten einer ersten porösen Schicht, die anorganische Feinteilchen und ein Bindemittel enthält und auf einem wasserundurchlässigen Substrat ausgebildet ist, mit einer Beschichtungsflüssigkeit, die anorganische Feinteilchen und ein Bindemittel enthält, um eine zweite poröse Schicht zu bilden, wobei die Feststoffgehaltkonzentration C (Masse%) in der Beschichtungsflüssigkeit zur Bildung der zweiten porösen Schicht die folgenden Formeln 1 und 2 erfüllt: C ≥ 20D/(D + X/5) Formel 1 C ≤ 500D/(D + 5X) Formel 2wobei X (g/m²) die Gesamtwasserabsorption der ersten porösen Schicht und D (g/m²) die Beschichtungsmenge der zweiten porösen Schicht nach dem Trocknen ist, wobei die Gesamtwasserabsorption der ersten porösen Schicht in einer derartigen Weise erhalten wird, dass die Fläche des Mediums mit der ersten porösen Schicht, die auf dem wasserundurchlässigen Substrat gebildet ist, definiert wird, das Medium für 60 Sekunden in Wasser eingetaucht wird und die Masse des Mediums vor dem Eintauchen von der Masse nach dem Eintauchen subtrahiert wird, wobei die Beschichtungsflüssigkeit zur Bildung der zweiten porösen Schicht Siliciumdioxid/Aluminiumoxid-Verbundstoffteilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 30 bis 300 nm und ein Bindemittel enthält, und wobei das Gewichtsverhältnis des Bindemittelharzes und der anorganischen Pigmentfeinteilchen in der ersten bzw. in der zweiten porösen Schicht (Bindemittelharz) : (anorganische Pigmentfeinteilchen) = 3 : 100 bis 20 : 100 beträgt. Die Gesamtwasserabsorption der ersten porösen Schicht wird in einer derartigen Weise erhalten, dass die Fläche des Mediums mit der ersten porösen Schicht, die auf dem wasserundurchlässigen Substrat gebildet ist, definiert wird, das Medium für 60 Sekunden in Wasser eingetaucht wird und die Masse des Mediums vor dem Eintauchen von der Masse nach dem Eintauchen subtrahiert wird.
Bei dem erfindungsgemäßen Tintenstrahlaufzeichnungsmedium beträgt die psychometrische Helligkeit (L*) an einem mit einer schwarzen Farbstofftinte gedruckten schwarzen, festen Teil (nachstehend einfach als schwarz gedruckter Teil bezeichnet) höchstens 5,0, wodurch das Tintenstrahlaufzeichnungsmedium an einem schwarz gedruckten Teil eine hervorragende Farbreproduzierbarkeit und Schärfe aufweist. L*, die an einem schwarz gedruckten Teil gemessen wird, beträgt vorzugsweise höchstens 3,0, besonders bevorzugt höchstens 2,0. Die psychometrische Helligkeit (L*) an einem schwarz gedruckten Teil des erfindungsgemäßen Tintenstrahlaufzeichnungsmediums wird durch die psychometrische Helligkeit in dem L*a*b*-Farbsystem nach JIS-Z8729 an einem schwarz gedruckten Teil bewertet, gemessen durch das Verfahren nach JIS-Z8722 (nachstehend als L* bezeichnet).
In dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es erforderlich, C gemäß den Bedingungen von X und D zum Zeitpunkt der Bildung der zweiten porösen Schicht auf der ersten porösen Schicht einzustellen, die auf dem wasserundurchlässigen Substrat ausgebildet worden ist, so dass ein hochglänzendes Aufzeichnungsmedium erhalten wird. Wenn C außerhalb des Bereichs der Formel 1 liegt, besteht eine Tendenz zu einer großen Menge des Lösungsmittels in der Beschichtungsflüssigkeit zur Bildung der zweiten porösen Schicht. Demgemäß kann die Luft in der ersten porösen Schicht nach der Bildung der zweiten porösen Schicht nicht in angemessener Weise austreten, wodurch auf der Oberfläche der zweiten porösen Schicht blasenartige Fehler erzeugt werden. Wenn C außerhalb des Bereichs der Formel 2 liegt, wird dann, wenn die erste poröse Schicht mit der Beschichtungsflüssigkeit für die Bildung der zweiten porösen Schicht beschichtet wird, das Lösungsmittel in der Beschichtungsflüssigkeit schnell in der ersten porösen Schicht absorbiert, wodurch eine Tendenz besteht, dass die Oberfläche der zweiten porösen Schicht uneinheitlich wird. Ferner besteht eine Tendenz dahingehend, dass die Verlaufeigenschaften auf der Oberfläche der zweiten porösen Schicht schlechter werden, wodurch keine angemessene Glätte der Oberfläche der zweiten porösen Schicht erhalten werden kann. Wenn nämlich C außerhalb mindestens eines der Bereiche der Formel 1 und der Formel 2 liegt, besteht eine Tendenz dahingehend, dass die Glätte der Oberfläche der zweiten porösen Schicht schlecht ist, wodurch die Menge des unregelmäßig reflektierten Lichts auf der Oberfläche zunimmt, so dass die Farbreproduzierbarkeit und die Schärfe an einem schwarz gedruckten Teil abnehmen.
Demgemäß weist ein Tintenstrahlaufzeichnungsmedium, das unter Verwendung der Beschichtungsflüssigkeit für die Bildung der zweiten porösen Schicht ausgebildet worden ist, deren Feststoffgehaltkonzentration die Formeln 1 und 2 erfüllt, selbst nach dem Trocknungsschritt eine hohe Oberflächenglätte der zweiten porösen Schicht auf. Demgemäß besteht eine Tendenz dahingehend, dass die Menge an unregelmäßig reflektiertem Licht auf der Oberfläche der zweiten porösen Schicht gering ist, die Reproduzierbarkeit und die Schärfe eines Bilds hervorragend sind und es kann eine hervorragende Reproduzierbarkeit und Schärfe eines Bilds insbesondere an einem schwarz gedruckten Teil erhalten werden.
Nachstehend wird die vorliegende Erfindung detailliert unter Bezugnahme auf die bevorzugten Ausführungsformen beschrieben.
Das Tintenstrahlaufzeichnungsmedium gemäß des ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung weist einen Aufbau auf, der derart ist, dass mindestens eine Tinten-empfangende Schicht (nachstehend als erste poröse Schicht bezeichnet) auf mindestens einer Seite eines Substrats bereitgestellt und eine andere Tinten-empfangende Schicht (nachstehend als zweite poröse Schicht bezeichnet) darauf laminiert ist.
Das Substrat, das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, muss ein wasserundurchlässiges Substrat sein. Das wasserundurchlässige Substrat kann z. B. eine sehr glatte Polyesterfolie aus z. B. Polyethylenterephthalat oder Polyethylennaphthalat, ein synthetisches Papier, das durch biaxiales Orientieren eines Polyolefins erhalten wird, oder ein harzbeschichtetes Papier (RC-Papier) sein, das eine Polyolefinharz-beschichtete Schicht aufweist.
Für das erfindungsgemäße Tintenstrahlaufzeichnungsmedium ist es erforderlich, zwischen dem wasserundurchlässigen Substrat und der zweiten porösen Schicht mindestens eine erste poröse Schicht bereitzustellen, so dass ein Tintenstrahlaufzeichnungsmedium erhalten wird, das eine Tinte angemessen absorbiert und bessere Tintenstrahlaufzeichnungseigenschaften aufweist. Die erste poröse Schicht enthält ein Bindemittelharz und anorganische Pigmentfeinteilchen. Ferner kann sie einen Zusatz wie z. B. ein Mittel zur Verleihung einer Wasserbeständigkeit, ein Mittel zur Verleihung einer Lichtbeständigkeit, ein Mittel zur Verleihung einer Wetterbeständigkeit oder ein Härtungsmittel enthalten.
Die anorganischen Pigmentfeinteilchen, die in der ersten porösen Schicht enthalten sind, können anorganische Pigmentfeinteilchen sein, die in Wasser unlöslich oder kaum löslich sind. Insbesondere sind ein synthetisches amorphes Siliciumdioxid, ein Xerogel, das durch Entfernen eines Lösungsmittels von einem Siliciumdioxidsol erhalten wird, ein Xerogel, das durch Entfernen eines Lösungsmittels von einem Siliciumdioxidsol erhalten wird, dessen Oberfläche Kationen-denaturiert ist, ein Aluminiumoxidhydrat wie z. B. Aluminiumoxid oder Boehmit, Magnesiumsilikat, Magnesiumcarbonat und Siliciumdioxid/Aluminiumoxid-Verbundstoffteilchen bevorzugt. Von diesen ist ein Aluminiumoxidhydrat wie z. B. Boehmit bevorzugt, das z. B. ein hervorragendes Tintenabsorptionsvermögen und eine hervorragende Transparenz aufweist. Die durchschnittliche Teilchengröße des Aluminiumoxidhydrats wie z. B. des Boehmits beträgt vorzugsweise 100 bis 500 nm, wodurch eine poröse Schicht mit hervorragendem Tintenabsorptionsvermögen, hervorragender Transparenz und Glätte gebildet werden kann. Ein Beispiel für das Aluminiumoxidhydrat wie z. B. Boehmit, das in der ersten porösen Schicht enthalten ist, ist ein Xerogel, das durch Entfernen eines Lösungsmittels von einem Aluminiumoxidsol erhalten wird, wie es in der JP-A-10-231120 beschrieben ist.
Die erste poröse Schicht der vorliegenden Erfindung enthält ein Bindemittelharz. Das Bindemittelharz kann z. B. ein Polyvinylalkohol, Polyvinylacetat, oxidierte Stärke, Casein, Gelatine, ein denaturierter Polyvinylalkohol wie z. B. ein Carboxy-denaturierter Polyvinylalkohol, ein Cellulosederivat wie z. B. Carboxymethylcellulose oder Hydroxymethylcellulose, ein Acrylat- oder Methacrylatpolymer, oder ein Polymerlatex des Acryltyps sein, und diese können einzeln oder als Mischpolymer verwendet werden. Die erste poröse Schicht kann ein Vernetzungsmittel für ein Bindemittel wie z. B. Borsäure oder Borax enthalten.
Die erste poröse Schicht wird vorzugsweise durch Mischen der vorstehend genannten Materialien, welche die Schicht bilden, zur Herstellung einer Beschichtungsflüssigkeit gebildet. Das Gewichtsverhältnis des Bindemittelharzes und der anorganischen Pigmentfeinteilchen ist derart, dass (Bindemittelharz) : (anorganische Pigmentfeinteilchen) = 3 : 100 bis 20 : 100 gilt, wodurch ein hervorragendes Tintenabsorptionsvermögen und hervorragende Farbstofffixiereigenschaften erhalten werden können. Das Gewichtsverhältnis beträgt besonders bevorzugt 4 : 100 bis 15 : 100. In die Beschichtungsflüssigkeit kann ein Zusatz wie z. B. ein Mittel zur Verleihung einer Wasserbeständigkeit, ein Mittel zur Verleihung einer Lichtbeständigkeit oder ein Mittel zur Verleihung einer Wetterbeständigkeit einbezogen werden.
Die erste poröse Schicht der vorliegenden Erfindung wird vorzugsweise durch Beschichten des Substrats mit der Beschichtungsflüssigkeit und dann Trocknen zur Bildung mindestens einer porösen Schicht gebildet. Die Beschichtungsmenge kann in geeigneter Weise eingestellt werden, beträgt jedoch vorzugsweise 1 bis 100 g/m². Wenn sie weniger als 1 g/m² beträgt, kann eine Tinte nicht in angemessener Weise absorbiert werden und wenn sie 100 g/m² übersteigt, besteht eine Tendenz zur Abnahme der Festigkeit der ersten porösen Schicht. Die Beschichtungsmenge beträgt ganz besonders bevorzugt 30 bis 50 g/m².
Beispiele für das Mittel zur Bildung der ersten porösen Schicht auf dem Substrat sind ein Walzenbeschichter, ein Luftbürstenbeschichter, ein Rakelbeschichter, ein Walzenbeschichter mit von unten wirkender Stabrakel, ein Stabbeschichter, ein Kommabeschichter, ein Heißschmelzbeschichter, ein Rasterwalzenbeschichter, ein Verschiebebehälter oder ein Vorhangbeschichter.
In dem erfindungsgemäßen Tintenstrahlaufzeichnungsmedium ist die zweite poröse Schicht derart auf der ersten porösen Schicht aufgebracht, dass eine hochglänzende Oberfläche erhalten wird. Die zweite poröse Schicht enthält ein Bindemittelharz und anorganische Pigmentfeinteilchen. Ferner kann sie einen Zusatz wie z. B. ein Mittel zur Verleihung einer Wasserbeständigkeit, ein Mittel zur Verleihung einer Lichtbeständigkeit oder ein Mittel zur Verleihung einer Wetterbeständigkeit enthalten.
Die anorganischen Pigmentfeinteilchen, die in der zweiten porösen Schicht enthalten sind, weisen eine durchschnittliche Teilchengröße von 30 bis 300 nm auf, so dass sie der Oberfläche des Tintenstrahlaufzeichnungsmediums einen Glanz verleihen. Innerhalb dieses Bereichs kann ein Tintenstrahlaufzeichnungsmedium mit hoher Glätte und Transparenz der zweiten porösen Schicht und hervorragender Farbreproduzierbarkeit und Schärfe erhalten werden. Wenn die durchschnittliche Teilchengröße kleiner als 30 nm ist, besteht eine Tendenz zu einem schlechten Tintenabsorptionsvermögen, und wenn die durchschnittliche Teilchengröße 300 nm übersteigt, neigt die Transparenz zur Abnahme und es besteht eine Tendenz dahingehend, dass die Farbreproduzierbarkeit und die Schärfe schlecht sind. Die durchschnittliche Teilchengröße beträgt besonders bevorzugt 80 bis 200 nm.
Die zweite poröse Schicht enthält Siliciumdioxid/Aluminiumoxid-Verbundstoffteilchen und gegebenenfalls ferner eine Art anorganischer Pigmentfeinteilchen, die in Wasser unlöslich oder kaum löslich sind. Es kann sich dabei z. B. um synthetisches amorphes Siliciumdioxid, ein Xerogel, das aus einem Siliciumdioxidsol erhalten wird, ein Xerogel, das aus einem Siliciumdioxidsol erhalten wird, dessen Oberfläche Kationen-denaturiert ist, ein Aluminiumoxidhydrat wie z. B. Aluminiumoxid oder Boehmit, Magnesiumsilikat oder Magnesiumcarbonat handeln. Siliciumdioxid/Aluminiumoxid-Verbundstoffteilchen weisen günstige Farbstofffixiereigenschaften und eine günstige Farbreproduzierbarkeit sowie eine hervorragende Kratzfestigkeit auf. Ein Beispiel für die Siliciumdioxid/Aluminiumoxid-Verbundstoffteilchen zur Verwendung für die zweite poröse Schicht sind die Siliciumdioxid/Aluminiumoxid-Verbundstoffteilchen, die in der WO 99/64354 beschrieben sind.
Als Bindemittelharz, das in der zweiten porösen Schicht enthalten ist, kann das gleiche Bindemittelharz wie für die erste poröse Schicht verwendet werden. Ferner kann zweckmäßig ein Vernetzungsmittel für ein Bindemittel wie z. B. Borsäure oder Borax zugesetzt werden.
Die zweite poröse Schicht wird durch Mischen der anorganischen Pigmentfeinteilchen und des Bindemittels zur Herstellung einer Beschichtungsflüssigkeit und Beschichten des Substrats mit der Beschichtungsflüssigkeit und anschließendem Trocknen gebildet. Das Gewichtsverhältnis des Bindemittelharzes zu den anorganischen Pigmentfeinteilchen ist derart, dass (Bindemittelharz) : (anorganische Pigmentfeinteilchen) = 3 : 100 bis 20 : 100 gilt, wodurch das Tintenabsorptionsvermögen, die Farbstofffixiereigenschaften und die Haftung an dem Substrat hervorragend sind. Das Gewichtsverhältnis beträgt besonders bevorzugt 4 : 100 bis 15 : 100.
Die Beschichtungsmenge der zweiten porösen Schicht beträgt vorzugsweise 0,5 bis 20 g/m². Wenn die Beschichtungsmenge kleiner als 0,5 g/m² ist, kann keine angemessen glänzende Oberfläche erhalten werden und wenn die Beschichtungsmenge 20 g/m² übersteigt, besteht eine Tendenz dahingehend, dass das Absorptionsvermögen für eine Tinte zum Tintenstrahlaufzeichnen schlecht ist. Die Beschichtungsmenge beträgt ganz besonders bevorzugt 0,5 bis 10 g/m², mehr bevorzugt 0,5 bis 3,0 g/m².
Beispiele für das Mittel zum Aufbringen der Beschichtungsflüssigkeit zur Bildung der zweiten porösen Schicht sind ein Walzenbeschichter, ein Luftbürstenbeschichter, ein Rakelbeschichter, ein Walzenbeschichter mit von unten wirkender Stabrakel, ein Stabbeschichter, ein Kommabeschichter, ein Heißschmelzbeschichter, ein Rasterwalzenbeschichter, ein Verschiebebehälter oder ein Vorhangbeschichter.
Das Tintenstrahlaufzeichnungsmedium gemäß des ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung wird vorzugsweise durch das Verfahren gemäß des zweiten Aspekts der vorliegenden Erfindung erhalten.
Nachstehend wird die vorliegende Erfindung detaillierter unter Bezugnahme auf Beispiele beschrieben. Es sollte jedoch beachtet werden, dass die vorliegende Erfindung keinesfalls auf derartige spezifische Beispiele beschränkt ist.
Als erstes wurde ein Siliciumdioxid/Aluminiumoxid-Verbundstoffsol mit dem gleichen Verfahren wie in der WO 99/64354 synthetisiert. Ferner wurde ein Aluminiumoxidsol mit dem gleichen Verfahren wie in der JP-A-10-231120 synthetisiert.
Synthese eines Siliciumdioxid/Aluminiumoxid-Verbundstoffsols für die zweite poröse Schicht
248 g eines Siliciumdioxidsols mit kugelförmigen Siliciumdioxid-Primärteilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße der darin dispergierten Primärteilchen von 27 nm (SiO₂-Konzentration: 48,4 Masse%, Na₂O-Konzentration: 0,41 Masse%, CATALOID SI-50^®, Handelsname, von CATALYSTS & CHEMICALS IND. CO., LTD. hergestellt) und 1688 g entionisiertes Wasser wurden in einen Glasreaktor mit einem Volumen von 2 Liter eingebracht und die Temperatur wurde auf 80°C erhöht. Wenn die Temperatur 80°C erreicht hatte, wurden 63,7 g einer wässrigen Polyaluminiumchloridlösung (Aluminiumkonzentration als Al₂O₃ berechnet: 23,5 Masse%, Cl-Konzentration: 8,1 Masse%, Basizität: 84%, TAKIBINE #1500^®, Handelsname, von Taki Chemical Co., Ltd. hergestellt) nach und nach unter Rühren während eines Zeitraums von etwa 10 min zugesetzt.
Nach der vollständigen Zugabe wurde 1 Stunde gerührt, während die Temperatur bei 80°C gehalten wurde. Anschließend wurde der Reaktionslösung eine wässrige Natriumhydroxidlösung zugesetzt, um den pH-Wert der Reaktionslösung auf 7,3 (80°C) einzustellen und die Reaktionslösung wurde gekühlt, worauf sie zur Reinigung einer Ultrafiltration mit einer Ultrafiltrationsvorrichtung unterworfen wurde, bis die Leitfähigkeit des Filtrats auf nicht mehr als 50 μS/cm abgenommen hatte, während die Menge der Lösung durch Zusetzen von entionisiertem Wasser konstant gehalten wurde.
Anschließend wurde dem Filtrat ein Entflockungsmittel, nämlich Amidoschwefelsäure, in einer Menge zugesetzt, die derart war, dass sie 3% des Gesamtfeststoffgehalts der gereinigten Lösung betrug, und die Lösung wurde einer Vakuumkonzentrierung unter Erwärmen unterworfen, bis die Gesamtfeststoffkonzentration 20% erreichte, und schließlich wurde die Lösung einer Ultraschalldispergierung unterworfen, um ein Siliciumdioxid/Aluminiumoxid-Verbundstoffsol mit einer durchschnittlichen Teilchengröße der agglomerierten Teilchen von 147 nm und einem pH-Wert von 5,7 zu erhalten.
Synthese eines Aluminiumoxidsols für die erste poröse Schicht
327 g einer wässrigen Polyaluminiumchloridlösung (Aluminiumkonzentration als Al₂O₃ berechnet: 23,5 Masse%, Cl-Konzentration: 8,1 Masse%, Basizität: 84%, TAKIBINE #1500^®, Handelsname, von Taki Chemical Co., Ltd. hergestellt) und 1548 g Wasser wurden in einen Glasreaktor mit einem Volumen von 2 Liter eingebracht und die Temperatur wurde auf 95°C erhöht. Dann wurden der Lösung 125 g einer käuflichen Natriumaluminatlösung (Al₂O₃: 20 Masse%, Na₂O: 19 Masse%) zugesetzt und die Lösung wurde zum Altern unter Rühren 24 Stunden bei 95°C gehalten, wobei eine Aufschlämmung erhalten wurde. Der pH-Wert der Lösung unmittelbar nach der Zugabe der Natriumaluminatlösung betrug bei 95°C 8,7.
Nach dem Altern wurde die Aufschlämmung mittels einer Ultrafiltrationsvorrichtung gewaschen und dann wurde die Temperatur erneut auf 95°C erhöht, der Aufschlämmung wurde Amidoschwefelsäure in einer Menge zugesetzt, die derart war, dass sie 3% des Gesamtfeststoffgehalts der Aufschlämmung nach dem Waschen betrug, die Aufschlämmung wurde einer Vakuumkonzentrierung unterworfen, bis die Gesamtfeststoffgehaltkonzentration 25% betrug und schließlich wurde die Aufschlämmung einer Ultraschalldispergierung unterworfen, wobei ein Aluminiumoxidsol mit einer durchschnittlichen Teilchengröße der agglomerierten Teilchen von 190 nm und einem pH-Wert von 3,8 erhalten wurde.
Beispiel 1
Das Aluminiumoxidsol für die erste poröse Schicht und ein Polyvinylalkohol (MA-26GP^®, von Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. hergestellt) wurden in einem Feststoffgehaltverhältnis von 100 : 10 gemischt und Wasser wurde so zugesetzt, dass die Feststoffgehaltkonzentration auf 19% eingestellt wurde. Eine Polyesterfolie mit einer Dicke von 125 μm (U51LY^®, von Teijin Dupont hergestellt) wurde einheitlich mit der vorstehend genannten Flüssigkeit beschichtet, so dass das Gewicht nach dem Trocknen 37 g/m² betrug, wodurch ein Tintenstrahlaufzeichnungsmedium mit einer ersten porösen Schicht erhalten wurde. Die Wasserabsorption X (g/m²) der ersten porösen Schicht betrug 23,7 g/m².
Das Siliciumdioxid/Aluminiumoxid-Verbundstoffsol für die zweite poröse Schicht und ein Polyvinylalkohol (MA-26GP^®, von Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. hergestellt) wurden in einem Feststoffgehaltverhältnis von 100 : 8 gemischt und Wasser wurde so zugesetzt, dass die Feststoffgehaltkonzentration 9% betrug, wodurch eine Beschichtungsflüssigkeit zur Bildung der zweiten porösen Schicht hergestellt wurde. Die erste poröse Schicht wurde mit der vorstehend genannten Beschichtungsflüssigkeit derart beschichtet, dass D 2,7 g/m² betrug, wodurch ein Tintenstrahlaufzeichnungsmedium erhalten wurde.
Beispiele 2 bis 7
Ein Tintenstrahlaufzeichnungsmedium wurde in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 erhalten, jedoch waren die Beschichtungsmenge der ersten porösen Schicht, X und D so, wie es in der Tabelle 1 angegeben ist, und die Feststoffgehaltkonzentration der Beschichtungsflüs sigkeit zur Bildung der zweiten porösen Schicht wurde abhängig von diesen Bedingungen eingestellt.
Vergleichsbeispiele 1 bis 3
Ein Aufzeichnungsmedium wurde in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 erhalten, jedoch waren die Beschichtungsmenge der ersten porösen Schicht, X, C und D so, wie es in der Tabelle 1 angegeben ist.
Messung der Farbdichte
Auf der porösen Schichtoberfläche jedes der in den Beispielen 1 bis 7 und den Vergleichsbeispielen 1 bis 3 erhaltenen Tintenstrahlaufzeichnungsmedien wurden getrennt voneinander feste 100%-Drucke mit schwarzen, cyanfarbenen, magentafarbenen und gelben Farbstoffen mittels eines PM-800C^® (von SEIKO EPSON CORPORATION hergestellt) im Glanzfolienmodus ausgeführt. Die Farbdichten an den jeweiligen bedruckten Teilen wurden mittels eines Reflexionsdensitometers (SPECTROLINO SPM-100II^®, Handelsname, von Gretag hergestellt) gemessen. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 2 gezeigt.
Messung der psychometrischen Helligkeit (L*)
Auf der zweiten porösen Schicht jedes der in den Beispielen 1 bis 7 und den Vergleichsbeispielen 1 bis 3 erhaltenen Tintenstrahlaufzeichnungsmedien wurde ein fester 100%-Druck mit einer schwarzen Farbstofftinte durchgeführt. Die psychometrische Helligkeit (L*) an dem gedruckten Teil wurde mittels eines Densitometers (SPM-100II, Handelsname, von Gretag hergestellt) gemessen. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 2 gezeigt.
Messung des 60°-Glanzes
Der 60°-Glanz an einem nicht-gedruckten Teil jedes der in den Beispielen 1 bis 7 und den Vergleichsbeispielen 1 bis 3 erhaltenen Tintenstrahlaufzeichnungsmedien wurde mittels eines Glanzmessgeräts PG-1M^® (von Nippon Denshoku hergestellt) gemessen. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 2 gezeigt.
Beispiel 8
Bezüglich des im Beispiel 2 erhaltenen Aufzeichnungsmediums wurden die Farbdichte, die psychometrische Helligkeit (L*) und der 60°-Glanz in der gleichen Weise wie in den vorstehend genannten Bewertungsverfahren gemessen, jedoch wurde das Drucken mit einem PM-800C^® (von SEIKO EPSON CORPORATION hergestellt) als Drucker im Normalpapiermodus ausgeführt. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 3 gezeigt.
Beispiel 9
Die Messungen wurden in der gleichen Weise wie im Beispiel 8 durchgeführt, jedoch wurde das Drucken mit einem PM-900C^® (von SEIKO EPSON CORPORATION hergestellt) als Drucker in einem Spezialglanzfolienmodus ausgeführt. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 3 gezeigt.
Beispiel 10
Die Messungen wurden in der gleichen Weise wie im Beispiel 8 durchgeführt, jedoch wurde das Drucken mit einem PM-900C^® (von SEIKO EPSON CORPORATION hergestellt) als Drucker im Normalpapiermodus ausgeführt. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 3 gezeigt.
Beispiel 11
Die Messungen wurden in der gleichen Weise wie im Beispiel 8 durchgeführt, jedoch wurde das Drucken mit einem PM-770C^® (von SEIKO EPSON CORPORATION hergestellt) als Drucker in einem Glanzfolienmodus ausgeführt. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 3 gezeigt.
Beispiel 12
Die Messungen wurden in der gleichen Weise wie im Beispiel 8 durchgeführt, jedoch wurde das Drucken mit einem PM-770C^® (von SEIKO EPSON CORPORATION hergestellt) als Drucker im Normalpapiermodus ausgeführt. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 3 gezeigt.
Tabelle 1
In der Tabelle 1 stellen C_min und C_max die Untergrenze bzw. die Obergrenze der Feststoffgehaltkonzentration der Beschichtungsflüssigkeit für die zweite poröse Schicht gemäß den Beschichtungsbedingungen in den Beispielen 1 bis 7 und den Vergleichsbeispielen 1 bis 3 dar. C_min und C_max sind Werte, die durch Einsetzen der Werte von D und X in die Formel 1 bzw. die Formel 2 erhalten werden. Der 60°-Glanz, die Farbdichte an dem gedruckten Teil und L* an dem schwarz gedruckten Teil der gemäß der vorstehenden Beschreibung hergestellten Medien sind in der Tabelle 2 gezeigt.
Tabelle 2
Wie es aus den in der Tabelle 2 gezeigten Ergebnissen ersichtlich ist, sind die Medien der Beispiele 1 bis 7 hochglänzend und weisen eine hohe Farbdichte auf. L* an dem schwarz gedruckten Teil dieser Medien beträgt höchstens 5,0 und diese Medien weisen eine hervorragende Farbreproduzierbarkeit und Schärfe auf.
Von diesen Medien weisen die Medien der Beispiele 1 bis 4 einen L*-Wert an dem schwarz gedruckten Teil von höchstens 3,0 und eine besonders hervorragende Farbreproduzierbarkeit und Schärfe an dem schwarz gedruckten Teil auf. Ferner weisen die Medien der Beispiele 1 und 2 einen L*-Wert an dem schwarz gedruckten Teil von höchstens 2,0 und eine hervorragende Farbreproduzierbarkeit und Schärfe an dem schwarz gedruckten Teil auf.
Andererseits übersteigt L* an dem schwarz gedruckten Teil bei den Aufzeichnungsmedien der Vergleichsbeispiele 1 bis 3 den Wert 5,0, es besteht eine Tendenz zu einem hohen Weißheitsgrad und die Farbdichten nahmen nicht nur an dem schwarz gedruckten Teil, sondern auch an den anderen farbig gedruckten Teilen ab, und die Medien der Vergleichsbeispiele 1 bis 3 weisen eine schlechte Farbreproduzierbarkeit und Schärfe auf.
Tabelle 3
Wie es aus der Tabelle 3 ersichtlich ist, weisen die erfindungsgemäßen Tintenstrahlaufzeichnungsmedien einen niedrigen L*-Wert an dem schwarz gedruckten Teil von höchstens 5 auf. Die erfindungsgemäßen Tintenstrahlaufzeichnungsmedien weisen einen verminderten L*-Wert auf, wodurch die Farbdichte an dem mit jeder Farbe gedruckten Tintenstrahlgedruckten Teil hoch ist.
Erfindungsgemäß kann ein hochqualitatives Tintenstrahlaufzeichnungsmedium mit einer Hochglanzoberfläche und einer hohen Farbdichte, einer hervorragenden Farbreproduzierbarkeit und einer hohen Farbschärfe und insbesondere mit einem niedrigen L*-Wert an einem schwarz gedruckten Teil erhalten werden.

Claims

Tintenstrahlaufzeichnungsmedium, umfassend ein Wasser-undurchlässiges Substrat, eine erste poröse Schicht, die auf dem Substrat gebildet ist, und eine zweite poröse Schicht, die auf der ersten porösen Schicht gebildet ist und einen mit einer schwarzen Farbstofftinte gedruckten schwarzen, festen Teil aufweist, wobei die psychometrische Helligkeit (L*) in dem L*a*b*-Farbsystem nach JIS-Z8729 an einem mit einer schwarzen Farbstofftinte gedruckten schwarzen, festen Teil höchstens 5,0, gemessen durch das Verfahren nach JIS-Z8722, beträgt, wobei die zweite poröse Schicht Siliciumdioxid/Aluminiumoxid-Verbundstoffteilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 30 bis 300 nm und ein Bindemittel enthält, und wobei das Gewichtsverhältnis von Bindemittelharz und anorganischen Pigmentfeinteilchen in der ersten bzw. in der zweiten porösen Schicht (Bindemittelharz) (anorganische Pigmentfeinteilchen) = 3 : 100 bis 20 : 100 beträgt.
Tintenstrahlaufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, wobei das Substrat eine Polyesterfolie ist.
Tintenstrahlaufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, wobei das Substrat ein synthetisches Papier ist, das durch biaxiales Orientieren eines Polyolefins erhalten ist.
Tintenstrahlaufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, wobei das Substrat ein Harz-beschichtetes Papier mit einer Polyolefinharz-beschichteten Schicht ist.
Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahlaufzeichnungsmediums, umfassend das Beschichten einer ersten porösen Schicht, die anorganische Fein teilchen und ein Bindemittel enthält, auf ein Wasser-undurchlässiges Substrat, das Trocknen der Schicht, gefolgt von einem Beschichten mit einer Beschichtungsflüssigkeit, die anorganische Feinteilchen und ein Bindemittel enthält, um eine zweite poröse Schicht zu bilden, wobei die Feststoffgehaltkonzentration C (Masse%) in der Beschichtungsflüssigkeit zur Bildung der zweiten porösen Schicht die folgenden Formeln 1 und 2 erfüllt: C ≧ 20D/(D + X/5) Formel 1 C ≦ 500D/(D + 5X) Formel 2wobei X (g/m²) die Gesamtwasserabsorption der ersten porösen Schicht und D (g/m²) die Beschichtungsmenge der zweiten porösen Schicht nach Trocknen ist, wobei die Gesamtwasserabsorption der ersten porösen Schicht in einer derartigen Weise erhalten wird, daß die Fläche des Mediums mit der ersten porösen Schicht, die auf dem Wasser-undurchlässigen Substrat gebildet ist, definiert wird, das Medium für 60 Sekunden in Wasser eingetaucht wird und die Masse des Mediums vor dem Eintauchen von der Masse nach dem Eintauchen subtrahiert wird, wobei die Beschichtungsflüssigkeit zur Bildung der zweiten porösen Schicht Siliciumdioxid/Aluminiumoxid-Verbundstoffteilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 30 bis 300 nm und ein Bindemittel enthält, und wobei das Gewichtsverhältnis des Bindemittelharzes und der anorganischen Pigmentfeinteilchen in der ersten bzw. in der zweiten porösen Schicht (Bindemittelharz) : (anorganische Pigmentfeinteilchen) = 3 : 100 bis 20 : 100 beträgt.
Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahlaufzeichnungsmediums nach Anspruch 5, wobei das Substrat eine Polyesterfolie ist.
Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahlaufzeichnungsmediums nach Anspruch 5, wobei das Substrat ein synthetisches Papier ist, das durch biaxiales Orientieren eines Polyolefins erhalten wird.
Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahlaufzeichnungsmediums nach Anspruch 5, wobei das Substrat ein Harz-beschichtetes Papier mit einer Polyolefinharz-beschichteten Schicht ist.